JP2018064885A - クッションパン及び車両用シート - Google Patents

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Abstract

【課題】着座者の乗り心地を良好に確保できると共に、プレス成形による製造が容易なクッションパンを得る。【解決手段】クッションパン30は、金属板によって形成されており、外枠部32を備えている。外枠部32は、互いに対向する一対の辺部32A、32Bが、シート上下方向を板厚方向とする水平部36A、36Bを有している。水平部36A、36Bにおける相対する端部からは、側板部36C、36Dがシート下方側へ延出されており、側板部36C、36Dの下端部間には、平板状の板バネ部36Eが架け渡されている。このクッションパン30では、着座者の荷重が加えられた際には、板バネ部36Eをその延性によって撓ませることができる。しかも、水平部36A、36B、側板部36C、36D及び板バネ部36Eに相当する箇所を、断面ハット状にプレス成形すればよく、断面略U字状又は断面略W字状の可撓部を成形する必要がない。【選択図】図1

Description

本発明は、クッションパン及び車両用シートに関する。
下記特許文献1には、全体がガラス長繊維強化ポリプロピレン成形材料によって一体成形されたシートパッド支持体(クッションパン)が記載されている。このシートパッド支持体には、互いに対向する切り込み溝が形成されており、両切り込み溝によって挟まれた領域が上下揺動部とされている。上下揺動部の両端部には、断面略U字状又は断面略W字状の可撓部が形成されており、着座者の荷重が下向きに加えられた際には、両可撓部が撓むことにより、上下揺動部が下方に揺動する構成になっている。これにより、着座者の乗り心地をよくするようにしている。このシートパッド支持体は、例えばバネ鋼などの金属板を用いてプレス成形により一体成形してもよいとされている。
特開平11−75984号公報
しかしながら、上記構成のシートパッド支持体をバネ鋼などの金属板を用いてプレス成形すると、可撓部の断面係数が増加してしまうため、可撓部が殆ど撓まなくなる。また、可撓部を断面略U字状又は断面略W字状にプレス成形する際の成形性が悪いため、製造が煩雑になる。特に、金属板がバネ鋼である場合、可撓部を断面略U字状又は断面略W字状にプレス成形することが困難である。
本発明は上記事実を考慮し、着座者の乗り心地を良好に確保できると共に、プレス成形による製造が容易なクッションパン及び該クッションパンを備えた車両用シートを得ることを目的とする。
請求項1に記載の発明に係るクッションパンは、金属板によって形成され、シートクッションに設けられるクッションパンであって、シート平面視で枠状に形成され、互いに対向する一対の辺部がそれぞれシート上下方向を板厚方向とする水平部を有する外枠部と、一対の前記水平部における相対する端部からシート上下方向の一方側へ延出された一対の側板部と、前記一対の側板部における前記一対の水平部とは反対側の端部間に架け渡された平板状の板バネ部と、を備えている。
請求項1に記載のクッションパンは、金属板によって形成されており、シート平面視で枠状に形成された外枠部を備えている。この外枠部は、互いに対向する一対の辺部が、それぞれシート上下方向を板厚方向とする水平部を有している。一対の水平部における相対する端部からは、一対の側板部がシート上下方向の一方側へ延出されている。そして、一対の側板部における一対の水平部とは反対側の端部間には、平板状の板バネ部が架け渡されている。このクッションパンでは、着座者の荷重が下向きに加えられた際には、板バネ部の延性によって板バネ部を撓ませることができる。これにより、着座者の乗り心地を良好に確保することができる。しかも、例えば一対の水平部、一対の側板部及び板バネ部に相当する箇所を、断面ハット状にプレス成形すればよく、断面略U字状又は断面略W字状の可撓部を成形する必要がない。したがって、プレス成形による製造が容易になる。
請求項2に記載の発明に係るクッションパンは、請求項1に記載のクッションパンにおいて、前記一対の側板部は、前記一対の水平部における相対する端部からシート下方側へ延出されている。
請求項2に記載のクッションパンでは、外枠部の一対の辺部が有する一対の水平部における相対する端部から一対の側板部がシート下方側へ延出されており、一対の側板部の下端部間に板バネ部が架け渡されている。このため、着座者からの荷重が板バネ部に加えられた際には、一対の側板部に対して引張り力が作用する。これにより、例えば一対の側板部が圧縮力によって座屈することを防止できる。
請求項3に記載の発明に係るクッションパンは、請求項1又は請求項2に記載のクッションパンにおいて、前記一対の側板部は、前記一対の水平部の対向方向及びシート上下方向と直交する方向から見てシート上下方向に延在している。
請求項3に記載のクッションパンでは、上記のように構成されているので、一対の側板部が上記直交する方向から見て板バネ部側へ向かうほど互いに接近するように傾斜している構成と比較して、一対の水平部(辺部)の対向方向における板バネ部の長さを長くすることができる。これにより、板バネ部の延性を利用して板バネ部を撓ませ易くなる。
請求項4に記載の発明に係るクッションパンは、請求項1〜請求項3の何れか1項において、前記一対の水平部、前記一対の側板部及び前記板バネ部を一体に有する板バネ部材と、シート平面視で枠状に形成され、互いに対向する一対の辺部を有する枠部材と、を備え、前記外枠部が有する一対の辺部は、前記板バネ部材が有する前記一対の水平部と、前記枠部材が有する前記一対の辺部とが結合されて構成されている。
請求項4に記載のクッションパンは、一対の水平部、一対の側板部及び板バネ部を一体に有する板バネ部材と、シート平面視で枠状に形成された枠部材とを備えている。そして、板バネ部材が有する一対のフランジ部と、枠部材が有する一対の辺部とが結合されることにより、外枠部が有する一対の辺部が構成されている。つまり、このクッションパンは、板バネ部材と枠部材とが結合されて構成されているので、板バネ部材と枠部材とを別々にプレス成形によって製造することができる。これにより、プレス成形による製造が一層容易になる。
請求項5に記載の発明に係る車両用シートは、シートクッションの左右の側部に配設された左右一対のサイドフレームと、前記一対のサイドフレームによって前記外枠部が支持された請求項1〜請求項4の何れか一項に記載のクッションパンと、を有するシートクッションフレームを備えている。
請求項5に記載の車両用シートでは、シートクッションの左右の側部に配設された左右一対のサイドフレームによってクッションパンが支持されている。このクッションパンは、請求項1〜請求項4の何れか一項に記載されたものであるため、請求項1〜請求項4の何れか一項に記載された発明と同一の効果が得られる。
以上説明したように、本発明に係るクッションパン及び車両用シートでは、着座者の乗り心地を良好に確保できると共に、プレス成形による製造が容易になる。
本発明の実施形態に係る車両用シートのフレームを示す斜視図である。 同車両用シートのシートクッションフレームが分解された状態を示す図1に対応した分解斜視図である。 同シートクッションフレームが有するクッションパンをシート前方側かつ左斜め上方側から見た状態で示す斜視図である。 同クッションパンをシート後方側かつ左斜め上方側から見た状態で示す斜視図である。 図4のF5−F5線に沿った切断面を拡大して示す拡大断面図である。 同クッションパンをシート前方側から見た正面図であり、板バネ部に下向きの荷重が加えられた状態を示す図である。 第1比較例に係る車両用シートのフレームを示す図1に対応した斜視図である。 第1比較例に係る車両用シートが有するシートクッションスプリングと、本実施形態に係るクッションパンとにおける静荷重特性を示す線図である。 第2比較例に係るクッションパンをシート後方側かつ左斜め上方側から見た状態で示す斜視図である。 図9のF10−F10線に沿った切断面を拡大して示す拡大断面図であり、第2比較例に係るクッションパンに下向きの荷重が加えられた状態を示す図である。 第3比較例に係るクッションパンをシート後方側かつ左斜め上方側から見た状態で示す斜視図である。 図11のF12−F12線に沿った切断面を拡大して示す拡大断面図であり、第3比較例に係るクッションパンに下向きの荷重が加えられた状態を示す図である。 本実施形態に係るクッションパンの第1変形例を示す図3に対応した斜視図である。 本実施形態に係るクッションパンの第2変形例を示す図3に対応した斜視図である。
以下、図1〜図6を用いて本発明の実施形態に係るクッションパン30及び車両用シート10について説明する。なお、各図中に適宜示される矢印FR、矢印UP、矢印LHは、車両用シート10の前方向、上方向及び左方向をそれぞれ示している。以下、前後左右上下の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両用シート10を基準とした方向を示すものとする。
(車両用シート10の全体構成)
図1及び図2に示されるように、本実施形態に係る車両用シート10は、シートクッション12の骨格をなすシートクッションフレーム14と、シートバック16の骨格をなすシートバックフレーム18とを備えている。これらのシートクッションフレーム14およびシートバックフレーム18には、それぞれ表皮によって覆われたパッド材(何れも図示省略)が取り付けられる構成になっている。
シートクッションフレーム14は、シートクッション12の左右の側部に配設された左右一対のサイドフレーム20と、左右のサイドフレーム20によって車両下方側から支持されたクッションパン30とを有している。左右のサイドフレーム20は、例えば金属板によって長尺状に形成されており、シート前後方向を長手として配置されている。このクッションパン30は、金属板がプレス成形されて形成されたものであり、シート平面視で略矩形状に形成されている。このクッションパン30は、シート幅方向の両端部がボルト締結等の手段によって左右のサイドフレーム20に固定されている。このクッションパン30については後で詳述する。
シートクッションフレーム14の左右のサイドフレーム20は、左右一対のスライドレール22を介して車体の床部に連結されている。これらのスライドレール22は、周知のシートスライド機構を構成しており、車体に対するシートクッションフレーム14の前後方向の位置を調整可能とされている。
シートバックフレーム18は、シートバック16の左右の側部においてシートバック16の上下方向(高さ方向)に延在した左右一対のサイドフレーム24と、左右のサイドフレーム24の上端部間に架け渡された図示しないアッパフレームと、左右のサイドフレーム24の下端部間に架け渡されたロアフレーム26とを備えている。左右のサイドフレーム24の下端部は、周知のリクライニング機構28を介してシートクッションフレーム14の左右のサイドフレーム20と連結されている。これにより、シートバックフレーム18は、シートクッションフレーム14に対するリクライニング角度を調整可能とされている。
(クッションパン30の構成)
図1〜図6に示されるように、本実施形態に係るクッションパン30は、枠部材34と板バネ部材36とが結合されて構成されている。枠部材34及び板バネ部材36は、何れもバネ鋼等の金属板がプレス成形されて形成されたものである。枠部材34は、シート平面視で枠状に形成されており、外周部がシート上方側へ屈曲されている。この枠部材34は、シート左右方向(シート幅方向)に互いに対向する左右一対の辺部34A、34Bと、シート前後方向に互いに対向する前後一対の辺部34C、34Dとを一体に有している。左右の辺部34A、34Bは、シート前後方向に延在しており、前後の辺部34C、34Dは、シート左右方向に延在している。左右の辺部34A、34Bは、本発明に係る「枠部材が有する一対の辺部」に相当する。
板バネ部材36は、金属板が断面ハット状にプレス成形されたものであり、一対の水平部(フランジ部)36A、36Bと、一対の側板部36C、36Dと、板バネ部(平板部)36Eとを一体に有している。一対の水平部36A、36Bは、シート上下方向を板厚方向とする平板状に形成されており、シート平面視でシート前後方向を長手とする長尺矩形状をなしている。これらの水平部36A、36Bは、枠部材34が有する左右の辺部34A、34Bに対してシート上方側から重ね合わされており、加締め、溶接等の手段によって左右の辺部34A、34Bと結合されている。
一対の側板部36C、36Dは、一対の水平部36A、36Bにおける相対する端部からシート下方側へ延出されており、シート左右方向視でシート前後方向を長手とする長尺矩形状をなしている。これらの側板部36C、36Dは、シート左右方向を板厚方向とする平板状に形成されており、一対の水平部36A、36Bの対向方向(ここではシート左右方向)及びシート上下方向と直交する方向(ここではシート前後方向)から見て、シート上下方向に延在している(図5及び図6参照)。つまり、一対の側板部36C、36Dは、シート前後方向から見て垂直又は略垂直に延在している。
板バネ部36Eは、一対の側板部36C、36Dにおける一対の水平部36A、36Bとは反対側の端部(ここでは下端部)間に架け渡されている。この板バネ部36Eは、シート上下方向を板厚方向とする平板状に形成されており、シート平面視で矩形状(略正方形状)に形成されている。この板バネ部36Eは、自らの延性によって着座者の荷重作用方向に撓む構成になっている。
上記構成の板バネ部材36では、一対の水平部36A、36Bと一対の側壁部36C、36Dとの間が、それぞれ単一の屈曲部40、42によって構成されており、一対の側壁部36C、36Dと板バネ部36Eとの間が、それぞれ単一の屈曲部44、46によって構成されている。これらの屈曲部40、42、44、46は、シート前後方向に延在している。
上記のように枠部材34と板バネ部材36とが結合されて構成されたクッションパン30は、全体として浅底な角盆状(角皿状)に形成されており、シート平面視で枠状に形成された外枠部32を備えている。外枠部32は、シート左右方向に互いに対向する一対の辺部32A、32Bと、シート前後方向に互いに対向する一対の辺部32C、32Dとを備えている。一対の辺部32C、32Dは、枠部材34が有する一対の辺部34C、34Dによって構成されている。一対の辺部32A、32Bは、枠部材34が有する一対の辺部34A、34Bと、板バネ部材36が有する一対の水平部36A、36Bとが結合されて構成されている。これらの辺部32A、32Bは、前述した左右のサイドフレーム20の上面に載置されており、ボルト締結等の手段によって左右のサイドフレーム20に固定されている。
このクッションパン30では、枠部材34が有する前後一対の辺部32A、32Bと、板バネ部材36との間に、それぞれスリット48、50が形成されている。これらのスリット48、50は、シート左右方向に延在しており、シート前後方向に平行に並んでいる。また、このクッションパン30は、中央側の領域が板バネ部36Eによって構成されており、シートクッション12に着座した乗員(着座者;図示省略)のヒップポイントの下方に板バネ部36Eの中央部が位置するように構成されている。
(作用及び効果)
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
上記構成の車両用シート10では、クッションパン30は、金属板によって形成されており、シート平面視で枠状に形成された外枠部32を備えている。この外枠部32は、互いに対向する一対の辺部32A、32Bが、それぞれシート上下方向を板厚方向とする水平部36A、36Bを有している。一対の水平部36A、36Bにおける相対する端部からは、一対の側板部36C、36Dがシート下方側へ延出されており、一対の側板部36C、36Dの下端部間には、平板状の板バネ部36Eが架け渡されている。
このクッションパン30では、着座者の荷重が下向きに加えられた際には、板バネ部36Eの延性によって板バネ部36Eを撓ませることができる(図6参照)。これにより、着座者の乗り心地を良好に確保することができる。なお、図6では、板バネ部36Eに対してコンピュータ解析により下向きの荷重を負荷した状態が図示されている。この図6では、発生する応力の高低をグレースケールで示しており、黒い箇所ほど応力が高くなっている。
また、このクッションパン30では、一対の水平部36A、36B、一対の側板部36C、36D及び板バネ部36Eに相当する箇所を、断面ハット状にプレス成形すればよく、断面略U字状又は断面略W字状の可撓部を成形する必要がない。したがって、プレス成形による製造が容易である。
さらに、このクッションパン30では、上記のように一対の側板部36C、36Dが、一対の水平部36A、36Bにおける相対する端部からシート下方側へ延出されており、一対の側板部36C、36Dの下端部間に板バネ部36Eが架け渡されている。このため、着座者からの荷重が板バネ部36Eに加えられた際には、一対の側板部36C、36Dに対して引張り力が作用する。これにより、例えば一対の側板部36C、36Dが圧縮力によって座屈することを防止できる。
また、このクッションパン30では、一対の側板部36C、36Dは、一対の水平部36A、36Bの対向方向及びシート上下方向と直交する方向(シート前後方向)から見てシート上下方向に延在している。このため、一対の側板部36C、36Dが上記直交する方向から見て板バネ部36E側へ向かうほど互いに接近するように傾斜している構成と比較して、一対の水平部36A、36Bの対向方向(シート左右方向)における板バネ部36Eの長さL(図5参照)を長くすることができる。これにより、板バネ部36Eの延性を利用して板バネ部36Eを撓ませ易くなる。
また、このクッションパン30は、板バネ部材36と枠部材34とが結合されて構成されているので、板バネ部材36と枠部材34とを別々にプレス成形によって製造することができる。これにより、プレス成形による製造が一層容易になる。
次に、図7に示される第1比較例、図9及び図10に示される第2比較例、並びに図11及び図12に示される第3比較例を用いて、本実施形態に係るクッションパン30の効果について補足説明する。
図7に示されるように、第1比較例に係る車両用シート100では、シートクッション102のシートクッションフレーム104が、左右のサイドフレーム106と、左右のサイドフレーム106の前端部間に架け渡されたパンフレーム108と、左右のサイドフレーム106の後端部間に架け渡されたリヤフレーム110とを備えている。パンフレーム108とリヤフレーム110との間には、複数(ここでは4つ)のフォームドワイヤ114を含んで構成された一般的なシートクッションスプリング112が架け渡されている。上記のフォームドワイヤ114は、所謂Sバネが樹脂によってコーティングされた構成になっている。なお、図7では、本実施形態と同様の構成に同符号を付している。
また、図8には、上記のシートクッションスプリング112と、本実施形態に係るクッションパン30とにおける静荷重特性が線図にて示されている。この静荷重特性は、以下のような静荷重試験により得られたものである。すなわち、本実施形態に係る車両用シート10のシートクッション12と、第1比較例に係るシートクッション102とを完成品の状態で用意し、これらのシートクッション12、102の座面に人間の尻を模した負荷治具を置き、当該負荷治具に対して下向きの荷重を負荷し、シートクッションスプリング112及びクッションパン30の各たわみをシート下方側から測定した。なお、図8においては、シートクッション12の完成品における荷重−たわみ曲線が破線にて示されている。
図8に示されるように、本実施形態に係るクッションパン30は、第1比較例に係るシートクッションスプリング112と同等のたわみ特性を有している。この静荷重試験により、本実施形態に係るクッションパン30では、複数のフォームドワイヤ114を含んで構成された一般的なシートクッションスプリング112と同等の乗り心地を実現できることが確認された。
一方、図9及び図10に示される第2比較例、及び図11及び図12に示される第3比較例に関しては、コンピュータによる解析によって、本実施形態に係るクッションパン30との比較を行った。第2比較例(図9及び図10)に係るクッションパン120には、背景技術の欄で説明したシートパッド支持体と同様に、互いに対向する切り込み溝(スリット)122、124が形成されており、両スリット122、124によって挟まれた領域が上下揺動部126とされている。この上下揺動部126の両端部には、断面略W字状(断面略S字状)の可撓部128、130が形成されており、可撓部128、130の上端部間に平板状の平板部132が架け渡された構成になっている。また、第3比較例(図11及び図12)に係るクッションパン140は、可撓部128、130の下端部間に平板部132が架け渡されている以外は、第2比較例に係るクッションパン120と同様の構成とされている。
そして、コンピュータ解析においては、上記のクッションパン120、140の前後両端部を支持し、平板部132に対して下向きの荷重を負荷した。その結果、可撓部128、130が殆ど撓まないことが確認された。なお、図10及び図12では、図6と同様に、発生する応力の高低をグレースケールで示しており、黒い箇所ほど応力が高くなっている。このコンピュータ解析により、金属板からなるクッションパンにおいては、上記のような可撓部128、130を設けるよりも、平板部(板バネ部36E)の長さLを長く設定する方が、たわみを得やすいことが確認された。
以上説明したように、本実施形態に係るクッションパン30及び該クッションパン30を備えた車両用シート10では、着座者の乗り心地を良好に確保できると共に、プレス成形による製造が容易になる。
<実施形態の補足説明>
上記実施形態に係るクッションパン30は、別々にプレス成形された枠部材34と板バネ部材36とが結合された構成にしたが、本発明はこれに限らず、図13に示されるクッションパン60(第1変形例)、又は図14に示されるクッションパン70(第2変形例)のように、1枚の金属板によって一体成形された構成にしてもよい。これらのクッションパン60、70では、外枠部32の左右の辺部32A、32Bを構成する一対の水平部36A、36Bが、前後の辺部32C、32Dと一体に繋がっている。
また、上記実施形態では、一対の水平部36A、36Bの対向方向及びシート上下方向と直交する方向(シート前後方向)から見て、一対の側板部36C、36Dがシート上下方向に延在した構成にしたが、本発明はこれに限るものではない。図14に示されるクッションパン70のように、一対の側板部36C、36Dが、上記直交する方向から見て板バネ部36E側へ向かうほど互いに接近するように傾斜した構成にしてもよい。
また、上記実施形態では、一対の側板部36C、36Dが平板状に形成された構成にしたが、本発明はこれに限るものではない。一対の側板部36C、36Dは、全体としてシート上下方向の一方側へ延びるものであればよく、断面が緩やかな円弧状に湾曲したものでもよい。
また、上記実施形態では、一対の側板部36C、36Dが、一対の水平部36A、36Bにおける相対する端部からシート下方側へ延出された構成にしたが、本発明はこれに限るものではない。一対の側板部36C、36Dが、一対の水平部36A、36Bにおける相対する端部からシート上方側へ延出された構成にしてもよい。
また、上記実施形態では、外枠部32の左右の辺部32A、32B間に、一対の側板部36C、36D及び板バネ部36Eが架け渡された構成にしたが、本発明はこれに限らず、外枠部32の前後の辺部32C、32D間に、一対の側板部36C、36D及び板バネ部36Eが架け渡された構成にしてもよい。その場合、上記実施形態における前後と左右との関係が入れ換えられた構成になり、一対の水平部36C、36Dが前後の辺部32C、32Dに設けられた構成になる。
その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは勿論である。
10 車両用シート
12 シートクッション
14 シートクッションフレーム
20 サイドフレーム
30 クッションパン
32 外枠部
32A、32B 一対の辺部
34 枠部材
34A、34B 一対の辺部
36 板バネ部材
36A、36B 水平部
36C、36D 側板部
36E 板バネ部
60 クッションパン
70 クッションパン

Claims (5)

  1. 金属板によって形成され、シートクッションに設けられるクッションパンであって、
    シート平面視で枠状に形成され、互いに対向する一対の辺部がそれぞれシート上下方向を板厚方向とする水平部を有する外枠部と、
    一対の前記水平部における相対する端部からシート上下方向の一方側へ延出された一対の側板部と、
    前記一対の側板部における前記一対の水平部とは反対側の端部間に架け渡された平板状の板バネ部と、
    を備えたクッションパン。
  2. 前記一対の側板部は、前記一対の水平部における相対する端部からシート下方側へ延出されている請求項1に記載のクッションパン。
  3. 前記一対の側板部は、前記一対の水平部の対向方向及びシート上下方向と直交する方向から見てシート上下方向に延在している請求項1又は請求項2に記載のクッションパン。
  4. 前記一対の水平部、前記一対の側板部及び前記板バネ部を一体に有する板バネ部材と、
    シート平面視で枠状に形成され、互いに対向する一対の辺部を有する枠部材と、
    を備え、
    前記外枠部が有する一対の辺部は、前記板バネ部材が有する前記一対の水平部と、前記枠部材が有する前記一対の辺部とが結合されて構成されている請求項1〜請求項3の何れか1項に記載のクッションパン。
  5. シートクッションの左右の側部に配設された左右一対のサイドフレームと、
    前記一対のサイドフレームによって前記外枠部が支持された請求項1〜請求項4の何れか一項に記載のクッションパンと、
    を有するシートクッションフレームを備えた車両用シート。
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