JP2018118583A - 車両用シートフレームの構造 - Google Patents

Abstract

【課題】衝撃荷重が加わった場合に、リクライニング機構の取付部に応力が集中してしまうことを防ぎ、クッションフレーム及びシートバックフレームの破損を防止し、締結力によりフレームが変形してしまうクリープ現象の発生を防ぎ、締結力が低下する可能性を低減させる。
【解決手段】樹脂製のシートバックフレーム３及びクッションフレーム２を有し、シートバックフレーム３がリクライニング機構５によりクッションフレーム２に回動可能に支持されており、クッションフレーム２の外側には、外側クッションブラケット２５が設けられ、リクライニング機構５とクッションフレーム２との間には、リクライニング機構５に固定される内側クッションブラケット２６が設けられ、クッションフレーム２は、外側クッションブラケット２５と内側クッションブラケット２６とによって挟持され、外側クッションブラケット２５と内側クッションブラケット２６とは、ボルト６で固定されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用シートフレームの構造に関する。

従来の車両用シートの中には、樹脂材料からなる樹脂成形部を有するシートバックフレームと、該シートバックフレームを回動可能な状態で支持するために樹脂成形部に取付けられているリクライニング機構とを備え、該リクライニング機構は、樹脂成形部に形成された取付け面中、リクライニング機構が取付けられる部位に接着剤にて接着されることにより、樹脂成形部に取付けられるような構造のものがある。また、リクライニング機構をサイドフレームの外側面に取付けるにあたり、外側面に形成された位置決め孔に挿通したボルトをリクライニング機構のボルト孔に嵌合させることにより、接着とボルト止めの双方を用いるものがある（例えば、特許文献１）。

特開２０１３−１８９０６５号公報

しかしながら、上述した従来の車両用シートフレームの構造は、接着剤によってリクライニング機構をサイドフレームの外側面に取付けるようになっているので、例えば車両衝突時の衝撃荷重を受けると、サイドフレーム間に配置された回動軸が押し曲げられるのに伴いシートバックフレームにねじれ荷重が加わり、リクライニング機構に剥離荷重が発生することから、剥離荷重に弱い接着剤による接着では剥離するおそれがあった。
また、シートバックフレーム側からボルトを嵌合させた場合、ボルト座面が樹脂材料と接するため、当該樹脂材料が締結力により変形してしまうクリープ現象が発生するおそれがあった。

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、衝撃荷重が加わった場合に、リクライニング機構の取付部に応力が集中してしまうことを防ぎ、クッションフレーム及びシートバックフレームの破損を防止するとともに、締結力によりクッションフレーム及びシートバックフレームが変形してしまうクリープ現象の発生を防ぎ、締結力が低下する可能性を低減させることが可能な車両用シートフレームの構造を提供することにある。

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、樹脂製のシートバックフレーム及びクッションフレームを有し、前記シートバックフレームがリクライニング機構により前記クッションフレームに回動可能に支持されている車両用シートフレームの構造において、前記クッションフレームの外側には、外側クッションブラケットが設けられ、前記リクライニング機構と前記クッションフレームとの間には、前記リクライニング機構に固定される内側クッションブラケットが設けられ、前記クッションフレームは、前記外側クッションブラケットと前記内側クッションブラケットとによって挟持され、前記外側クッションブラケットと前記内側クッションブラケットとは、締結部材によって固定されている。

上述の如く、本発明に係る車両用シートフレームの構造は、樹脂製のシートバックフレーム及びクッションフレームを有し、前記シートバックフレームがリクライニング機構により前記クッションフレームに回動可能に支持されており、前記クッションフレームの外側には、外側クッションブラケットが設けられ、前記リクライニング機構と前記クッションフレームとの間には、前記リクライニング機構に固定される内側クッションブラケットが設けられ、前記クッションフレームは、前記外側クッションブラケットと前記内側クッションブラケットとによって挟持され、前記外側クッションブラケットと前記内側クッションブラケットとは、締結部材によって固定されているので、次のような効果を得ることができる。
すなわち、本発明に係る車両用シートフレームの構造では、外側クッションブラケットと内側クッションブラケットとでクッションフレームを挟持することによりリクライニング機構が保持されているので、リクライニング機構の取付部に応力が集中してしまうことを防ぐことができる。そのため、衝撃荷重等によって大きな力が加わる車両用シートのシートフレームを樹脂材料で成形した場合であっても、衝撃荷重によってクッションフレームが破損してしまうことを防止できる。しかも、リクライニング機構を取付けるクッションフレーム周りの剛性を、クッションフレームの内側と外側とで略同じ程度に高めることが可能になるので、クッションフレームの内側と外側とで剛性が異なることによるクッションフレームの特定部分への応力集中を防ぎ、クッションフレームが破断してしまうことを防止できる。

また、本発明に係る車両用シートフレームの構造では、リクライニング機構を締結部材によって締結しているので、車両後方からの衝突で衝撃荷重が加わった場合において、リクライニング機構に対してクッションフレームから剥離する方向に荷重が発生しても、クッションフレームの破損を防ぐことができ、リクライニング機構を強固に保持しておくことができる。
さらに、本発明に係る車両用シートフレームの構造では、締結部材と樹脂製のクッションフレームとの間にクッションブラケットを挟み込むことにより、締結部材とクッションフレームとが直接的に当接していないので、締結力によってクッションフレームが変形してしまうクリープ現象の発生を防ぐことができ、締結力が低下する可能性を低減させ、リクライニング機構を長期間にわたり確実に保持することができる。

本発明の実施形態に係る車両用シートフレームの構造が適用された車両用シートを示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る構造の車両用シートフレームを示す斜視図である。 図２における車両用シートフレームのシートバックフレーム、リクライニング機構及びクッションフレームを組付ける前の状態を示す斜視図である。 図３におけるリクライニング機構及びクッションフレームを組付ける前の状態を拡大して示す斜視図である。 図３におけるシートバックフレーム及びリクライニング機構を組付ける前の状態を拡大して示す斜視図である。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１〜図５は本発明の実施形態に係る車両用シートフレームの構造を示すものである。なお、図１〜図３において、矢印Ｆｒは車両前方を示している。

図１に示すように、本発明の実施形態の車両用シートフレームの構造が適用される車両用シート１０は、車室内に配置されるシートであり、主として、乗員が腰掛けるためのシートクッション２０と、該シートクッション２０の後端部で乗員の背を受けるシートバック３０と、該シートバック３０の上部で乗員の頭部を支えるヘッドレスト４０とを備えている。本実施形態の車両用シート１０は、スライド装置５０の左右一対のシートレール５０ａ上に設置され、スライド装置５０を介して車体に固定されており、該スライド装置５０によりシートクッション２０を車両前後方向にスライドさせてシート位置の調整ができるように構成されている。

本実施形態の車両用シート１０の骨格を構成する車両用シートフレーム１は、図２及び図３に示すように、シートクッション２０の骨格である樹脂製のクッションフレーム２と、シートバック３０の骨格である樹脂製のシートバックフレーム３と、ヘッドレスト４０の骨格であるヘッドレストフレーム４を有している。また、車両用シートフレーム１は、クッションフレーム２の後端部とシートバックフレーム３の下端部との間に設けられ、外側がリクライニングカバー５ａ（図１参照）によって覆われるリクライニング機構５を有しており、シートバックフレーム３は、リクライニング機構５によりクッションフレーム２に回動可能に支持されている。

なお、樹脂製のクッションフレーム２及びシートバックフレーム３には、高い強度を有し軽量であるＣＦＲＰ等の繊維強化樹脂を用いることが好ましい。そして、繊維強化樹脂は、強度の異方性を低減できる積層体であることが好ましい。しかしながら、繊維強化樹脂は、金属と異なり衝撃荷重が加わると曲がるのではなく割れてしまう可能性を有している。また、異方性があり、繊維方向と垂直方向の引っ張りには弱いことから、様々な方向からの衝撃荷重が加わる車両用シートフレーム１に使用する場合には、弱い方向からの荷重を分散させ、あるいは、当該シートフレーム１の強度を向上させる必要がある。さらに、積層体は、積層方向（積層体の剥離方向）の荷重には弱いため、特に弱い積層方向の荷重を分散させ、あるいは、当該シートフレーム１の強度を向上させる必要がある。

本実施形態のクッションフレーム２は、図２〜図４に示すように、起立した状態で車両前後方向に沿って対向して配置される板状部材を用いて形成されており、シートフレーム２の車両幅方向（シート幅方向）の左右両側にそれぞれ設けられている。そして、左右両側のクッションフレーム２は、シートフレーム１の車両幅方向に沿って架け渡されるクロスメンバ２１Ａ，２１Ｂによって連結されており、これらクロスメンバ２１Ａ，２１Ｂの左右両側の端部は、クッションフレーム２の前後部に締結具などによりそれぞれ固定されている。そのため、クッションフレーム２の前後部には、クロスメンバ２１Ａ，２１Ｂの左右両側の端部を挿入して取付ける取付孔２２が設けられている。
また、クッションフレーム２の後端部２ａは、車両後方へ向かって斜め上方に延びる車両側方視で略三角形状（略台形状、略円弧状等でも良い）に形成されている。しかも、後端部２ａの上部には、リクライニング機構５の軸部５１を差し込む差込孔２３が設けられているとともに、該差込孔２３の下側には、締結部材であるボルト６のねじ部６ａを挿入する２個の挿入孔２４が車両前後の上下方向に間隔を空けて設けられている。

本実施形態のクッションフレーム２の外側には、図２〜図４に示すように、金属製の外側クッションブラケット２５が設けられている。また、リクライニング機構５とクッションフレーム２との間であって、クッションフレーム２の内側には、リクライニング機構５の本体部５２に溶接などによって接合固定される金属製の内側クッションブラケット２６が設けられている。これら外側クッションブラケット２５及び内側クッションブラケット２６は、クッションフレーム２の後端部２ａの形状とほぼ対応する車両側方視で略三角形状の板状体によって形成されている。そして、外側クッションブラケット２５及び内側クッションブラケット２６には、リクライニング機構５の軸部５１を貫通させる貫通孔２５ａ，２６ａと、ボルト６のねじ部６ａを挿入して取付けるボルト孔２５ｂ，２６ｂが、クッションフレーム２の差込孔２３及び挿入孔２４と対応する箇所にそれぞれ設けられている。

すなわち、本実施形態のクッションフレーム２の後端部２ａは、図２及び図３に示すように、外側クッションブラケット２５と内側クッションブラケット２６とによって挟持されているとともに、外側クッションブラケット２５と内側クッションブラケット２６とは、ねじ部６ａをボルト孔２５ｂ，２６ｂ及び挿入孔２４に挿入したボルト６によって、クッションフレーム２を介在させた状態で固定されるようになっている。また、リクライニング機構５は、軸部５１を内側クッションブラケット２６の貫通孔２６ａ、クッションフレーム２の差込孔２３及び外側クッションブラケット２５の貫通孔２５ａに差し込んだ状態で、軸部５１の外周面に形成したねじ部にリングナット７を螺合させて締め付けることにより、クッションフレーム２の後端部２ａに固定されている。さらに、クッションフレーム２の後端部２ａと外側クッションブラケット２５及び内側クッションブラケット２６との間には、接着剤を塗布するにより、クッションフレーム２とクッションブラケット２５，２６とをより一層強固に接合するように構成しても良い。

また、内側クッションブラケット２６とクッションフレーム２の後端部２ａとの当接面積は、図３及び図４に示すように、内側クッションブラケット２６とリクライニング機構５の本体部５２との当接面積よりも大きく形成されており、樹脂製のクッションフレーム２に発生する面圧が低下し、クリープ現象の発生が抑えられるように構成されている。そのため、リクライニング機構５の本体部５２は、内側クッションブラケット２６の外形よりも小さな直径の円板状に形成されている。
リクライニング機構５の軸部５１は、クッションフレーム２とシートバックフレーム３とを連結し、かつ回動可能に支持することができる長さを有する円筒状部品を本体部５２の内外側面に接合することによって形成されており、リクライニング機構５の中心位置からそれぞれ車両幅方向へ向かって延びている。

一方、本実施形態のシートバックフレーム３は、図２、図３及び図５に示すように、車両幅方向に沿って延びる上部フレーム部３１と、該上部フレーム部３１の左右両側で車両下方に向かって延びる側部フレーム部３２とを有しており、これら側部フレーム部３２は、互いに対向して配置されている。しかも、側部フレーム部３２の下端部３２ａには、リクライニング機構５の軸部５１を差し込む差込孔３３が設けられているとともに、該差込孔３３の外周部には、締結部材であるボルト８のねじ部８ａを挿入する４個の挿入孔３４が周方向に一定の間隔を空けて設けられている。

本実施形態のシートバックフレーム３において、側部フレーム部３２の内側には、図３及び図５に示すように、金属製の内側シートバックブラケット３５が設けられている。また、リクライニング機構５と側部フレーム部３２との間であって、側部フレーム部３２の外側には、リクライニング機構５の本体部５２に溶接などによって接合固定される金属製の外側シートバックブラケット３６が設けられている。これら内側シートバックブラケット３５及び外側シートバックブラケット３６は、側部フレーム部３２の下端部３２ａの大きさとほぼ対応した外径を有するリング状部品によって形成されている。そして、内側シートバックブラケット３５及び外側シートバックブラケット３６は、リクライニング機構５の軸部５１を貫通させる貫通孔３５ａ，３６ａを有している。外側シートバックブラケット３６の内側側面には、４本のボルト８がねじ部８ａを突出させた状態で溶接によって接合されており、これらボルト８は、シートバックフレーム３の挿入孔３４と対応する箇所にそれぞれ設けられている。また、内側シートバックブラケット３５には、ボルト８のねじ部８ａを挿入する４個のボルト孔３５ｂがシートバックフレーム３の挿入孔３４と対応する箇所にそれぞれ設けられている。

すなわち、本実施形態のシートバックブラケット３において、側部フレーム部３２の下端部３２ａは、図２及び図３に示すように、外側シートバックブラケット３６と内側シートバックブラケット３５とによって挟持されているとともに、外側シートバックブラケット３６と内側シートバックブラケット３５とは、ねじ部８ａを挿入孔３４及びボルト孔３５ｂに挿入したボルト８にナット９を螺合させて締付けることにより、シートバックブラケット３を介在させた状態で固定されるようになっている。また、リクライニング機構５は、軸部５１を外側シートバックブラケット３６の貫通孔３６ａ、側部フレーム部３２の差込孔３３及び内側シートバックブラケット３５の貫通孔３５ａに差し込んだ状態で、軸部５１の外周面に形成したねじ部にリングナット７を螺合させて締め付けることにより、側部フレーム部３２の下端部３２ａに固定されている。さらに、側部フレーム部３２の下端部３２ａと内側シートバックブラケット３５及び外側シートバックブラケット３６との間には、接着剤を塗布するにより、シートバックブラケット３とシートバックブラケット３５，３６とをより一層強固に接合するように構成しても良い。

また、外側シートバックブラケット３６と側部フレーム部３２（シートバックフレーム３）の下端部３２ａとの当接面積は、図３及び図５に示すように、外側シートバックブラケット３６とリクライニング機構５の本体部５２との当接面積よりも大きく形成されており、樹脂製のシートバックフレーム３に発生する面圧が低下し、クリープ現象の発生が抑えられるように構成されている。そのため、リクライニング機構５の本体部５２の当接箇所は、外側シートバックブラケット３６の外形よりも小さな直径の円板状に形成されている。

したがって、本実施形態の車両用シートフレーム１の構造において、リクライニング機構５の一方側には、内側クッションブラケット２６及びクッションフレーム２が固定され、リクライニング機構５の他方側には、外側シートバックブラケット３６及びシートバックフレーム３が固定されることになるため、リクライニング機構５の保持強度を向上させることができる。しかも、車両用シートフレーム１に対していずれの方向から衝撃荷重が加わっても、リクライニング機構５の取付部に衝突による応力が集中してしまうことを防ぎ、車両用シートフレーム１の破損を防止できる。
さらに、締結部材のボルト６，８やナット９の締結方向は、車両幅方向であり、ボルト６，８やナット９は、車両幅方向から近づける工具によって締め付けることが可能であるため、締結作業に十分なスペースを確保でき、締結作業性の向上を図ることができる。また、リクライニング機構５の締結部材であるリングナット７の円中心は、リクライニング機構５の回動中心と同心状に配置されているため、リクライニング機構５の回動中心に近い位置で、かつリクライニング機構５の回動方向に沿って固定することができる。これにより、リクライニング機構５に対して剥離方向の荷重が入力されたとしても、荷重の入力を分散することができ、荷重が集中することによる車両用シートフレーム１の破損を防ぐことができる。
また、外側シートバックブラケット３６には、少なくとも複数個のボルト８が配置されており、これら複数個のボルト８は、リングナット７の外側に分散して配置されているため、リクライニング機構５に剥離荷重が加わったとしても、荷重の入力を効果的に分散できる。

このように、本発明の実施形態に係る車両用シートフレーム１の構造では、樹脂製のシートバックフレーム３がリクライニング機構５により樹脂製の樹脂製に回動可能に支持されており、クッションフレーム２の外側に外側クッションブラケット２５が設けられ、リクライニング機構５とクッションフレーム２との間に、リクライニング機構５に固定される内側クッションブラケット２６が設けられ、クッションフレーム２が、外側クッションブラケット２５と内側クッションブラケット２６とによって挟持され、外側クッションブラケット２５と内側クッションブラケット２６とが、締結部材のボルト６によって固定されている。
したがって、本発明に係る車両用シートフレーム１の構造においては、外側クッションブラケット２５と内側クッションブラケット２６とでクッションフレーム２を挟持することによりリクライニング機構５が保持されているので、衝撃荷重等によって大きな力が加わる車両用シートフレーム１のクッションフレーム２及びシートバックフレーム３が樹脂製であっても、リクライニング機構５の取付部に応力が集中するのを防ぎ、衝撃荷重による車両用クッションフレーム１の破損を防止できる。しかも、リクライニング機構５を取付けるクッションフレーム２周りの剛性が、クッションフレーム２の内側と外側とで略同じ程度に高められているので、クッションフレーム２の内側と外側とで剛性が異なることによるクッションフレーム２の特定部分への応力集中を防ぎ、クッションフレーム２の破断を防止することができる。

また、本発明の実施形態に係る車両用シートフレーム１の構造では、リクライニング機構５の中心に位置する軸部５１をリングナット７により締結して固定し、リクライニング機構５の中心から離れた部位を複数個のボルト６により締結して固定しているので、車両後方からの衝突で衝撃荷重が加わった場合に、リクライニング機構５に対してクッションフレーム２から剥離する方向に荷重が発生しても、外側クッションブラケット２５と内側クッションブラケット２６とがクッションフレーム２から剥離することを防止できる。
さらに、本発明の実施形態に係る車両用シートフレーム１の構造では、金属製のボルト６及びリングナット７と樹脂製のクッションフレーム２との間に金属製の外側クッションブラケット２５及び内側クッションブラケット２６を挟み込み、ボルト６等とクッションフレーム２との直接的な当接が避けられる構造となっているので、締結力によってクッションフレーム２が変形してしまうクリープ現象の発生を防ぎ、必要な締結力を長期間にわたり確保することができる。

また、本発明の実施形態に係る車両用シートフレーム１の構造では、シートバックフレーム３の内側に内側シートバックブラケット３５が設けられ、リクライニング機構５とシートバックフレーム３との間に、リクライニング機構５に固定される外側シートバックブラケット３６が設けられ、シートバックフレーム３が、外側シートバックブラケット３６と内側シートバックブラケット３５とによって挟持され、外側シートバックブラケット３６と内側シートバックブラケット３５とは、締結部材のボルト８及びナット９によって固定されているので、シートバックフレーム３の破損を防止し、クリープ現象の発生を防ぎ、リクライニング機構５を強固に保持できるなど、上述した実施形態クッションフレーム２及びリクライニング機構５と同様の効果を得ることができる。

さらに、本発明の実施形態に係る車両用シートフレーム１の構造では、内側クッションブラケット２６とクッションフレーム２との当接面積が内側クッションブラケット２６とリクライニング機構５との当接面積よりも大きく形成され、また、外側シートバックブラケット３６とシートバックフレーム３との当接面積が外側シートバックブラケット３６とリクライニング機構５との当接面積よりも大きく形成されているので、樹脂製のクッションフレーム２及びシートバックフレーム３に発生するリクライニング機構５からの面圧を確実に低下させることができ、クリープ現象の発生を防いでクッションフレーム２及びシートバックフレーム３の変形を防止することができる。

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。また、以上の説明における位置の特定に際し、「車両前後方向」、「車両幅方向」等の表現を用いたが、これらは説明の便宜上用いたものであり、本発明において車両との関係において位置が特定されるものではない。

既述の実施形態の車両用シートフレーム１の構造において、リクライニング機構５は、円筒状部品の軸部５１が本体部５２の内外側面に接合されているが、軸部５１と本体部５２とが一体成形された部品であっても良い。車両用シートフレーム１の構造は、フロントシートのシートバックのみならず、リヤシートのシートバックのフレームにも適用することが可能である。

１ 車両用シートフレーム
２ クッションフレーム
２ａ 後端部
３ シートバックフレーム
５ リクライニング機構
６，８ ボルト（締結部材）
７ リングナット
９ ナット
１０ 車両用シート
２０ シートクッション
２３ 差込孔
２４ 挿入孔
２５ 外側クッションブラケット
２５ａ 貫通孔
２５ｂ ボルト孔
２６ 内側クッションブラケット
２６ａ 貫通孔
２６ｂ ボルト孔
３０ シートバック
３１ 上部フレーム部
３２ 側部フレーム部
３２ａ 下端部
３３ 差込孔
３４ 挿入孔
３５ 内側シートバックブラケット
３５ａ 貫通孔
３５ｂ ボルト孔
３６ 外側シートバックブラケット
３６ａ 貫通孔
５１ 軸部
５２ 本体部

Claims (6)

1. 樹脂製のシートバックフレーム及びクッションフレームを有し、前記シートバックフレームがリクライニング機構により前記クッションフレームに回動可能に支持されている車両用シートフレームの構造において、
   前記クッションフレームの外側には、外側クッションブラケットが設けられ、
   前記リクライニング機構と前記クッションフレームとの間には、前記リクライニング機構に固定される内側クッションブラケットが設けられ、
   前記クッションフレームは、前記外側クッションブラケットと前記内側クッションブラケットとによって挟持され、前記外側クッションブラケットと前記内側クッションブラケットとは、締結部材によって固定されていることを特徴とする車両用シートフレームの構造。
2. 前記シートバックフレームの内側には、内側シートバックブラケットが設けられ、
   前記リクライニング機構と前記シートバックフレームとの間には、前記リクライニング機構に固定される外側シートバックブラケットが設けられ、
   前記シートバックフレームは、前記外側シートバックブラケットと前記内側シートバックブラケットとによって挟持され、前記外側シートバックブラケットと前記内側シートバックブラケットとは、締結部材によって固定されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用シートフレームの構造。
3. 前記内側クッションブラケットと前記クッションフレームとの当接面積は、前記内側クッションブラケットと前記リクライニング機構との当接面積よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用シートフレームの構造。
4. 前記外側シートバックブラケットと前記シートバックフレームとの当接面積は、前記外側シートバックブラケットと前記リクライニング機構との当接面積よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用シートフレームの構造。
5. 前記リクライニング機構の車両幅方向外側には、前記リクライニング機構を前記クッションフレームに車両幅方向外側から締結するリングナットを備え、前記リクライニング機構の回動中心と前記リングナットの円心が同心状にあることを特徴とする請求項１〜４に記載の車両用シートフレームの構造。
6. 前記締結部材は、前記外側クッションブラケットの車両幅方向外側から挿通される複数のボルトを含み、前記複数のボルトは、前記リクライニング機構の回動中心から離れた部位において前記外側クッションブラケットと前記内側クッションブラケットとを締結固定していることを特徴とする請求項１〜５に記載の車両用シートフレームの構造。

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