JP2019064416A - 車両用シート - Google Patents

Abstract

【課題】シートバックフレームの強度を向上させると共に軽量化を図り、しかも部品点数の増加を抑制できる車両用シートを提供する。【解決手段】車両用シート１０に、乗員の背部を支持するシートバック１６の骨格を構成するシートバックフレーム２０の一部を構成し、当該シートバック１６のシート幅方向の側部内においてシート高さ方向に沿って延在する金属製のサイドフレーム２２と、サイドフレーム２２の表面を覆うことで当該サイドフレーム２２を補強すると共に、シートバック１６の背面に配置された樹脂製のバックボード９２を取付けるための第１被取付部８２と、シートバック１６の正面側に配置されたシートバックパッド６６を覆うシートカバー６０の側端部を取付けるための第２被取付部９４と、が一体成形された樹脂補強部４０と、を設ける。【選択図】図４

Description

本発明は、車両用シートに関する。

下記特許文献１には、シートバックの内部に設けられて骨格を構成するシート構造部材の車両幅方向右側部分に設けられると共にシート構造部材の上端部と下端部とにそれぞれ溶接支持されている金属製の第２部材を有する乗物用シート構造が開示されている。第２部材は、シート構造部材の右端部で車両上下方向かつ車両前後方向に延在された板材と当該板材の前端部及び後端部で車両上下方向かつ車両幅方向左側に延在された板材で構成されており、車両後方側の板材にはリトラクタブラケットが一体に形成されている。また、第２部材の右端部の板材の車両幅方向左側に形成された粗面に射出成形されることにより第２部材の上端部から下端部にかけて脚部が固着されると共に車両幅方向左側へ向けて延在されているハニカム構造を有する合成樹脂製の強度部材が設けられている。これにより、表面に粗面が形成された第２部材に強度部材の脚部が強固に支持されるため、シート構造部材の強度を向上させることができる。また、強度部材が合成樹脂製であるため、乗物用シート構造を軽量に構成できると共に、シート構造部材を薄板で構成できることが開示されている。

特開２０１１−０５６８９６公報

しかしながら、特許文献１に記載された乗物用シート構造では、第２部材は、シート構造部材の右端部に設けられた金属製の板材及び当該板材の前端部及び後端部から車両幅方向左側へ向けて延在された金属製の板材により構成されている。これに加えて、第２部材には、強度部材が、第２部材と一体に設けられている。このため、シート構造部材の強度の向上と共に軽量化を図り、しかも部品点数の増加を抑制する上で改善の余地がある。

本発明は、上記事実を考慮し、シートバックフレームの強度を向上させると共に軽量化を図り、しかも部品点数の増加を抑制できる車両用シートを得ることが目的である。

請求項１に記載の本発明に係る車両用シートは、乗員の背部を支持するシートバックの骨格を構成するシートバックフレームの一部を構成し、当該シートバックのシート幅方向の側部内においてシート高さ方向に沿って延在する金属製のサイドフレームと、前記サイドフレームの表面を覆うことで当該サイドフレームを補強すると共に、前記シートバックの背面に配置された樹脂製のバックボードを取付けるための第１被取付部と、前記シートバックの正面側に配置されたシートバックパッドを覆うシートカバーの側端部を取付けるための第２被取付部と、が一体成形された樹脂補強部と、を有している。

請求項１に記載の本発明によれば、乗員の背部を支持するシートバックのシート幅方向の側部内には、金属製のサイドフレームがシート高さ方向に沿って延在されている。このサイドフレームの表面は樹脂補強部の樹脂によって覆われているため、サイドフレームをシート水平方向に切断した断面の断面積は、樹脂補強部を設けない場合と比較して増加している。このため、樹脂補強部が設けられたサイドフレームの曲げ剛性及び捩り剛性が向上する。これにより、シートバックフレームの上端部にシート前後方向の大荷重が作用した場合に、シートバックフレームの曲げモーメント及び捩りモーメントに対する強度が向上される。

また、本発明によれば、剛性を確保するために金属製のサイドフレーム自体の板厚を増加させる又はサイドフレームに金属製の補強部材を設ける場合と比較して、軽量化を図ることができる。

さらに、本発明によれば、樹脂補強部にはバックボードを取り付けるための第１被取付部及びシートカバーを取り付けるための第２被取付部が一体成形されているため、シートバックフレームに新たに部材を設ける必要がない。これにより、シートバックフレームの強度を向上させると共に軽量化を図ることに加えて、シートバックフレームの部品点数の増加を抑制することができる。

以上説明したように、本発明に係る車両用シートは、シートバックフレームの強度を向上させると共に軽量化を図り、しかも部品点数の増加を抑制できるという優れた効果を有する。

本実施形態に係る車両用シートをシート前方側から見た概略斜視図である。 本実施形態に係る車両用シートを構成するサイドフレームをシート幅方向外側から見た概略側面図である。 図２に示される３−３線に沿ってサイドフレームを切断した状態を平面視で見た概略横断面図である。 図１に示される４−４線に沿って車両用シートを切断した状態を平面視で見た概略横断面図である。 前面衝突時にシートベルトリトラクタからシートバックフレームに対して荷重が作用した場合のシートバックフレームの変形状態を示す概略斜視図であり、図５（Ａ）は、樹脂補強部が設けられていない対比例の変形状態であり、図５（Ｂ）は、本実施形態に係るシートバックフレームの変形状態である。

以下、図１〜図５を用いて、本発明に係る車両用シートの一実施形態について説明する。なお、以下の図において適宜示される矢印ＦＲはシート前方側を示しており、矢印ＵＰはシート上方側を示しており、矢印ＩＮはシート幅方向内側を示している。

図１には、車両用シート１０の外観が斜視図にて図示されている。なお、この車両用シート１０は、右ハンドル車の助手席である。この図に示されるように、この車両用シート１０は、乗員の臀部及び大腿部を支持するためのシートクッション１４と、乗員の背部を支持するためのシートバック１６と、乗員の頭部を支持するためのヘッドレスト１８と、を含んで構成されている。

シートバック１６は、シートクッション１４のシート後方側の端部に、当該端部を回転中心とされてシート前後方向に傾倒可能に支持されている。また、シートバック１６のシート上方側の端部には、ヘッドレスト１８がシート上下方向に移動可能に支持されている。

図５（Ｂ）に示されるように、シートバック１６の内部には、正面視で略矩形の枠状に組まれてシートバック１６の骨格を構成する金属製のシートバックフレーム２０が配設されている。シートバックフレーム２０は、シート幅方向の両外側の部分を構成する左右一対のサイドフレーム２２と、これらのサイドフレーム２２の上端部同士を連結するＵ字状のアッパフレーム２４と、左右一対のサイドフレーム２２の下端部同士をシート幅方向に連結するロアフレーム２６と、を含んで構成されている。シートバックフレーム２０を構成するこれらの部材は、全て板金のプレス成形により形成されている。

なお、本実施形態では、金属製のシートバックフレーム２０を構成する各部材は、全て板金のプレス成形によって形成されているとしたが、これに限らず、他のフレーム構造を採用してもよい。例えば、アッパフレームやロアフレームをパイプ材で構成することができる。

図２及び図３に示されるように、サイドフレーム２２は、シート水平方向に沿って切断した平断面形状が略Ｌ字状とされている。具体的には、シート幅方向外側に位置されてシート前後方向及びシート上下方向に延在された側壁部２８と、当該側壁部２８の後端部からシート幅方向内側へ向けて略直角に屈曲された後壁部３０と、当該側壁部２８の前端部からシート幅方向内側へやや鋭角に屈曲された前壁部３１と、によって構成されている。前壁部３１の屈曲長さは後壁部３０の屈曲長さに比べて短い。

なお、上述したサイドフレーム２２のシート幅方向外側からの側面視での形状等は、トポロジ解析により、サイドフレーム２２の剛性及び強度を確保した上で最適化されている。

図２〜図４に示されるように、上述した左右一対のサイドフレーム２２は、その周囲を樹脂で形成された樹脂補強部４０により覆われている。樹脂補強部４０は、インサート成形によりサイドフレーム２２と一体となるように成形されている。インサート成形とは、金型内に挿入した金属部品の周りに樹脂を注入して金属と樹脂を一体化する成形方法をいう。ここでは、樹脂補強部４０を形成する樹脂として、炭素繊維強化樹脂や熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂が用いられている。

なお、本実施形態では、樹脂補強部４０は、炭素繊維強化樹脂や熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂を用いて形成されているとしたが、これに限らず、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の熱可塑性樹脂といった他の樹脂材料を用いてもよい。

図１に示されるように、車両用シート１０には、車両用シート１０に着座した乗員を保護するための３点式シートベルト装置４２が設けられている。３点式シートベルト装置４２は、ウエビング（シートベルト）４４を有しており、ウエビング４４は、化学繊維等の材料によって可撓性を有する長尺帯状に形成されている。

シートバックフレーム２０のアッパフレーム２４のシート幅方向外側には、シートベルトリトラクタ４６が配設されている（図５（Ａ）及び図５（Ｂ）参照）。シートベルトリトラクタ４６は、フレーム部４８と、ウエビング４４と、ウエビング４４を付勢力で層状に巻取るスプール（巻取軸）５０と、ウエビング４４の急激な引出しをロックするためのロック機構５２と、を備えている。ウエビング４４の長手方向の一端部は、スプール５０に係止されている。

ウエビング４４の長手方向の他端部は、車両用シート１０のシート幅方向外側の下端部付近において図示しない車両のフロアに固定された高強度の金属製のアンカ部材５４に係止されている。ウエビング４４の長手方向中間部には、シートベルトリトラクタ４６とアンカ部材５４との間において、タングプレート５６が摺動可能に取り付けられている。

タングプレート５６は、車両用シート１０のシート幅方向中央側に立設されたバックル５８に解除可能に係合されている。このタングプレート５６がバックル５８に係合されることにより、車両用シート１０に着座した乗員が三点式のウエビング４４を装着した状態とされる。

このウエビング装着状態では、ウエビング４４のうちタングプレート５６とシートベルトリトラクタ４６との間の部位が乗員の上半身を拘束するショルダ側のウエビング４４Ａとされ、ウエビング４４のうちタングプレート５６とアンカ部材５４との間の部位が乗員の腰部を拘束するラップベルト部４４Ｂとされる。

図４に示されるように、上述したシートバックフレーム２０には、ウレタンフォーム等発泡材で構成されたシートバックパッド６６がシート前方側から装着されている。シートバックパッド６６は、左右のサイドフレーム２０間に配置されて乗員の背凭れとなる背凭れ部６６Ａと、そのシート幅方向の両側に一体に形成されると共にシート前方側へ隆起されて左右のサイドフレーム２２の前部にそれぞれ係止される一対のサイドサポート部６６Ｂと、によって構成されている。

上述したシートバックパッド６６は、シートカバー（表皮）６０によってシート前方側から覆われている（被覆されている）。シートカバー６０は、シートバックパッド６６の背凭れ部６６Ａの前面を覆うフロント表皮６０Ａと、サイドサポート部６６Ｂの前面及び側面を覆うサイド表皮６０Ｂと、によって構成されている。フロント表皮６０Ａのシート幅方向外側の端末部６０Ａ１とサイド表皮６０Ｂのシート幅方向内側の端末部６０Ｂ１とは縫製されて縫合部７６とされている。さらに、縫合部７６には、長尺状の図示しない引き込み袋（吊り込み袋）の縁部が共縫いされている。縫合部７６は、引き込み袋を介して一体発泡によりシートバックパッド６６にシート上下方向に沿って埋設されているワイヤ及びホグリング（図示せず）に係止されることで、縦溝７４内にシート後方側へ向けて引きまれている。これにより、フロント表皮７０及びサイド表皮７２にシート後方側へ向けた張力が付与されている。また、サイド表皮６０Ｂのシート幅方向外側の端末部６０Ｂ２は折り返されて、当該折り返された部分に適宜間隔でＪフック等の係止部材８８が縫製されている。この係止部材８８については後述する。

図２及び図４に示されるように、前述したようにサイドフレーム２２の表面は、樹脂補強部４０によって覆われている。樹脂補強部４０は、サイドフレーム２２の側壁部２８を覆う側面部８０と、後壁部３０を覆う背面部９０と、前壁部３１を覆う前面部９１と、によって構成されている。本実施形態では、この内の側面部８０と背面部９０とに以下に説明する構成が付加されている。

まず、側面部８０には、シートカバー６０のサイド表皮６０Ｂを取付けるための第２被取付部８２としての係合爪８４が一体に形成されている。なお、上述した係合爪８４は（第１）被係止部として把握される要素でもある。具体的に説明すると、係合爪８４は、側面部８０の表面との間に所定の隙間を空けた状態で、側面部８０の前部からシート幅方向外側かつシート後方側へ向けてフック状に延出されている。この係合爪８４に前述したサイド表皮６０Ｂの端末部６０Ｂ２に取付けられた係止部材８８がサイド表皮６０Ｂの弾性力を利用して係止されている。これにより、シートカバー６０のサイド表皮６０Ｂのシート幅方向の端末部６０Ｂ２が、左右一対のサイドフレーム２２に樹脂補強部４０を介して取付けられるようになっている。

また、背面部９０には、バックボード９２を取付けるための第１被取付部９４としてのフック挿入部９６が樹脂補強部４０と一体に形成されている。バックボード９２は、シートバック１６の背面をシート後方側から覆う樹脂部材であり、シートバックパッド６６の背凭れ部６６Ａの背面側を覆う本体部９２Ａと、この本体部９２Ａのシート幅方向の両端部からシート前方側へ湾曲して延出されたサイド部９２Ｂと、によって構成されている。サイド部９２Ｂの先端部は、サイド表皮６６Ｂの端末部６０Ｂ２の外側に重なるように配置されている。

上記バックボード９２の本体部９２Ａのシート幅方向の両端部（サイド部９２Ｂとの接続部位付近）は、サイドフレーム２２の後壁部３０とシート前後方向に対向して配置されており、当該対向部位に側面視で鉤状に形成されたフック９２Ｃが一体に形成されている。これに対応して、樹脂補強部４０の背面部９０には、平面視で中空台形形状とされたフック挿入部９６が一体に形成されている。なお、このフック挿入部９６は（第２）被係止部として把握される要素でもある。具体的に説明すると、フック挿入部９６の中央部には、シート上下方向に貫通する係止孔９８が形成されており、この係止孔９８にバックボード９２のフック９２Ｃがシート上方側から挿入及び係止されるようになっている。

次に、対比例との比較を通じて、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

図５（Ａ）には、対比例として樹脂補強部４０が設けられていないシートバックフレーム１０２の有限要素解析例が示されている。また、図５（Ｂ）には、本実施形態に係るシートバックフレーム２０の有限要素解析例が示されている。これらの有限要素解析では、前面衝突時に、シートベルトリトラクタ４６からシートバックフレーム２０に作用する荷重を荷重条件として解析が行われている。前面衝突時には、シートベルトリトラクタ４６の慣性力等による荷重に加えて、ロックされたウエビング４４に拘束された乗員の慣性力による荷重がシートベルトリトラクタ４６を介してシートバックフレーム２０に作用する。有限要素解析では、これらの荷重の総和がシートバックフレーム２０、１０２に負荷されている。

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）には、荷重が負荷される前のシートバックフレーム２０、１０２が実線、荷重が負荷された後のシートバックフレーム２０、１０２の変形状態が二点鎖線で示されている。対比例に係るシートバックフレーム１０２は、本実施形態に係るシートバックフレーム２０と同じ物である。すなわち、対比例のシートバックフレーム１０２と本実施形態に係るシートバックフレーム２０とは、樹脂補強部４０が設けられていない点においてのみ異なる。なお、図５（Ｂ）に示される本実施形態のシートバックフレーム２０は、対比例との変形の違いを明確にするために、樹脂補強部４０を取り除いた状態で図示されている。

対比例のシートバックフレーム１０２は、シートベルトリトラクタ４６からシート前後方向かつシート水平方向に荷重が負荷される。このため、シートベルトリトラクタ４６が取り付けられているアッパフレーム２４のシート幅方向外側がシート前方側へ向けて変形すると共にシート幅方向外側のサイドフレーム２２がシート前方側へ向けて大きく前傾した状態で変形する。このため、シートバックフレーム１０２の外側端部は、第１変位量Ｄ１だけシート前方側へ変位されている。これに対して、本実施形態のシートバックフレーム２０の有限要素解析例では、対比例と同様にシートバックフレーム２０の左上端部に変形は生じるものの、第２変位量Ｄ２だけしかシート前方側へ変位しておらず、対比例に比べて小さくなっている。

本実施形態によれば、シート幅方向両側に設けられた金属製のサイドフレーム２２を覆うように樹脂補強部４０が設けられているため、樹脂補強部４０が設けられたサイドフレーム２２をシート水平方向に切断した断面の断面積は、樹脂補強部４０を設けない場合と比較して増加する。このため、樹脂補強部４０が設けられたサイドフレーム２２の曲げ剛性及び捩り剛性は増加する。これにより、シートバックフレーム２０の上端部にシート前後方向の荷重が作用した場合に、シートバックフレーム２０の曲げモーメント及び捩りモーメントに対する強度が向上される。

また、本実施形態によれば、剛性を確保するために金属製のサイドフレーム２２自体の板厚を増加させる又はサイドフレーム２２に金属製の補強部材を設ける場合と比較して、軽量化を図ることができる。

さらに、対比例のシートバックフレーム１０２では、アッパフレーム２４及びロアフレーム２６のシート後方側に、バックボード９２のフック９２Ｃを係止させるための図示しない引掛ワイヤ及び締結用ブラケットが、溶接等により接合されている。

これに対して、本実施形態によれば、サイドフレーム２２を補強する樹脂補強部４０と一体で第１被取付部９４が設けられている。このため、引掛ワイヤ及び締結用ブラケットのような別個の部材を設けることなく、バックボード９２のフック９２Ｃをシートバックフレーム２０に係合させることができる。これにより、シートバックフレーム２０の部品点数の増加を抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る車両用シートは、シートバックフレームの強度を向上させると共に軽量化を図り、しかも部品点数の増加を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、サイドフレーム２２の外形形状は、トポロジ解析に基づいて最適化されている。トポロジ解析によれば、サイドフレーム２２の剛性及び強度を確保したうえで、サイドフレーム２２の外形形状を最適化することができる。これにより、シートバックフレーム２０の強度を確保したうえで軽量化を図ることができる。

なお、上述した本実施形態では、右ハンドル車のフロントシート（助手席）に対して本発明を適用したが、これに限らず、運転席に適用してもよいし、リアシートに適用してもよい。また、セカンドシートやサードシートに適用してもよい。さらに、左ハンドル車の車両用シートに設けてもよい。

また、本実施形態では、樹脂補強部４０の背面部９０に平面視で環状のフック挿入部９６を形成し、バックボード９２にフック９２Ｃを形成する構成を採ったが、これに限らず、逆にしてもよい。すなわち、樹脂補強部４０の背面部９０に上向きのフックを形成し、バックボード９２に平面視で環状のフック挿入部を形成するようにしてもよい。さらに、本実施形態では、樹脂補強部９０の側面部８０に先端部が自由端とされた係合爪８４を形成したが、これに限らず、シート後方側へ向けて開口が向けられたポケット型の被係止部を設けるようにしてもよい。

さらに、本実施形態では、シートベルトリトラクタ４６をシートバックフレーム２０に取り付ける構成としたが、これに限らず、シートベルトリトラクタ４６をセンターピラー（図示せず）に取り付ける構成としてもよい。この場合は、サイドフレーム２２を覆う樹脂補強部４０の厚さを、シートベルトリトラクタ４６をシートバックフレーム２０に取り付ける場合に比べて薄く成形することができる。

１０ 車両用シート
１６ シートバック
２０ シートバックフレーム
２２ サイドフレーム
４０ 樹脂補強部
６０ シートカバー
６６ シートバックパッド
８２ 第２被取付部
８４ 係合爪（第２被取付部）
９２ バックボード
９４ 第１被取付部
９６ フック挿入部（第１被取付部）

Claims (1)

1. 乗員の背部を支持するシートバックの骨格を構成するシートバックフレームの一部を構成し、当該シートバックのシート幅方向の側部内においてシート高さ方向に沿って延在する金属製のサイドフレームと、
   前記サイドフレームの表面を覆うことで当該サイドフレームを補強すると共に、前記シートバックの背面に配置された樹脂製のバックボードを取付けるための第１被取付部と、前記シートバックの正面側に配置されたシートバックパッドを覆うシートカバーの側端部を取付けるための第２被取付部と、が一体成形された樹脂補強部と、
   を有する車両用シート。