JP5032399B2

JP5032399B2 - 車両用シートの荷重吸収構造

Info

Publication number: JP5032399B2
Application number: JP2008142468A
Authority: JP
Inventors: 治宝西出; 成治和久; 謙一郎曽山
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2028-05-30
Also published as: JP2009286316A

Description

この発明は、車両側方からの入力荷重を吸収する機能を備えた車両用シートの荷重吸収構造に関するものである。

車両の側方から入力される大荷重をシートの骨格部品によって吸収する技術が知られている（例えば、特許文献１，２参照。）。

この荷重吸収構造は、シートの外側脚部と内側脚部を車幅方向で連結する金属パイプ部材を設け、その金属パイプ部材の途中に径が急激に変化する段差部を一体に形成したものである。この荷重吸収構造では、車両の側方から大荷重が入力されると、金属パイプの段差部が、小径部を大径部に侵入させるように塑性変形することによって入力荷重のエネルギーを吸収する。
米国特許第６９４２２６２号明細書米国特許第７０２１６８６号明細書

しかし、この従来の荷重吸収構造の場合、金属パイプが塑性変形を開始する降伏荷重が金属パイプの段差形状や肉厚、材料強度等によって決まるため、大荷重の入力時に所望のタイミング（荷重）で金属パイプを塑性変形させることが難しく、採用し得る加工方法が限られてしまう。このため、生産効率の向上を図ることが難しい。

そこで、この発明は、量産性に優れた手段により、所望通りのエネルギー吸収性能を容易に得られるようにして、生産コストの低減を図ることのできる車両用シートの荷重吸収構造を提供しようとするものである。

上記の課題を解決する請求項１に記載の発明は、車体前後方向に延出するシートクッションの一対サイドメンバ（例えば、後述の実施形態におけるサイドメンバ１０）が、車幅方向に延出するクロスメンバ（例えば、後述の実施形態における後部クロスメンバ１２）を介して連結された車両用シートの荷重吸収構造であって、前記クロスメンバが、前記一対のサイドメンバにそれぞれ固定された中空状の左右一対の第１パイプ（例えば、後述の実施形態における第１パイプ２０）と、該第１パイプよりも小径の第２パイプ（例えば、後述の実施形態における第２パイプ２１）と、該第２パイプの端部を前記左右一対の第１パイプの内側に挿入した状態で前記左右一対の第１パイプのシート幅方向内側の端部と前記第２パイプのシート幅方向外側の両端部を貫通して締結する一対の締結部材（例えば、後述の実施形態におけるリベット２２）と、を備えてなり、前記左右一対の第１パイプの車幅方向の長さの合計が、前記一対のサイドメンバの間隔よりも短く、かつ、前記第２パイプの車幅方向の長さと略同等とされるとともに、車幅方向の衝撃荷重が前記サイドフレームに加わった際には、前記締結部材が破断して前記第１パイプが前記第２パイプに沿って車幅方向内側に移動して前記左右一対の第１パイプの内側の端面同士が当接することを特徴とする。

これにより、車両側方からの大荷重の入力によって一対のサイドメンバ間が押圧されると、第１パイプと第２パイプを貫通して締結していた締結部材が破断し、シートの変形によるエネルギー吸収が開始される。

請求項１に記載の発明によれば、クロスメンバを、一対のサイドメンバにそれぞれ固定された中空状の第１パイプと、第１パイプよりも小径の第２パイプと、第２パイプの端部を左右一対の第１パイプの内側に挿入した状態で左右一対の第１パイプのシート幅方向内側の端部と第２パイプのシート幅方向外側の両端部を貫通して締結する一対の締結部材とを備えた構成とし、左右一対の第１パイプの車幅方向の長さの合計を、一対のサイドメンバの間隔よりも短く、かつ、第２パイプの車幅方向の長さと略同等とするとともに、車幅方向の衝撃荷重がサイドフレームに加わった際に、締結部材が破断して第１パイプが第２パイプに沿って車幅方向内側に移動して左右一対の第１パイプの内側の端面同士が当接するようにしたため、量産性に優れた手段によって所望通りのエネルギー吸収性能を容易に得ることができる。
また、この発明においては、小径の第２パイプが大径の第１パイプに挿入された状態で締結部材によって結合されているため、締結部材が破断した後に両パイプのガイド作用によって軸方向途中での急激な屈曲を防止し、安定したエネルギー吸収を得ることができるという利点がある。

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、車両の前席側のシート１（車両用シート）の骨格部を概略的に示す斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。また、図３は、側面衝突時における図１のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。

シート１は、乗員の臀部を支持するシートクッション２と、このシートクッション２の後端部に回動可能に連結されて、乗員の腰部および胸部（背部）を支持するシートバック３と、このシートバック３の上部に支持されて、乗員の頭部および首部を支持する図示しないヘッドレストとを備えている。

シートクッション２は、車体前後方向に延出する一対のサイドメンバ１０，１０が前部クロスメンバ１１と後部クロスメンバ１２（クロスメンバ）によって連結されて略矩形状のクッションフレーム１３が構成されている。クッションフレーム１３にはスプリング１４が取り付けられ、クッションフレーム１３とスプリング１４によって図示しないクッションパッドを支持するようになっている。クッションフレーム１３は、シートレール１５，１５を介して車体フロア１６に前後方向にスライド可能に取り付けられている。

シートバック３は、略矩形状のシートバックフレーム１７に図示しないスプリングが取り付けられ、シートバックフレーム１７とこのスプリングによって図示しないクッションパッドを支持するようになっている。

なお、前席シート１は、左右一対設けられ、左右が対称の形状ではあるものの同様の機能と構造であるため、以下では一方のシート１を代表として説明するものとする。また、これら前席の左右のシート１の間には車体フロア１６を上方に膨出させ、車両前後方向に延びる図示しないトンネルが形成され、そのトンネルの下方内側には燃料電池が搭載されている。前席の左右のシート１の外方には車両前後方向に延びる図示しないサイドシルが形成されている。

ところで、クッションフレーム１３を構成する前部クロスメンバ１１はプレス成形されたプレート材によって形成されているが、後部クロスメンバ１２は、複数のパイプ材が結合されて構成されている。

具体的には、後部クロスメンバ１２は、図２に示すように、左右両側のサイドメンバ１０，１０にそれぞれ溶接固定される中空状の第１パイプ２０，２０と、第１パイプ２０よりも小径に形成され、両端部が両側の第１パイプ２０の内側にそれぞれ嵌入される中空状の第２パイプ２１と、を備え、両側の第１パイプ２０と中央の第２パイプ２１がそれぞれ締結部材であるリベット２２によって結合されている。リベット２２は、第１パイプ２０と第２パイプ２１の周壁にそれぞれ形成された貫通孔２３，２４に挿入され、リベット２２の軸部２２ａがせん断方向でパイプ２０，２１相互の伸縮方向（軸方向）の荷重を受けるようになっている。

以上の構成において、この発明にかかる車両用シート１を採用した車両の側面に衝突荷重が入力されると、車体側部のサイドシルの変形により、サイドシルからクッションフレーム１３に衝突荷重が入力される。

クッションフレーム１３の左右のサイドメンバ１０，１０は前部クロスメンバ１１と後部クロスメンバ１２によって連結されているが、後部クロスメンバ１２に入力される荷重が規定荷重を超えると、後部クロスメンバ１２の第１パイプ２０と第２パイプ２１を連結しているリベット２２がせん断荷重を受けて破断し、図３に示すように第２パイプ２１の端部が第１パイプ２０の内部に入り込み、後部クロスメンバ１２の軸長が縮小化される。これにより、シート１のクッションフレーム１３後端部を中心とした変形が開始され、その変形の間に衝突エネルギーが吸収される。

したがって、衝突荷重によって車体中央のトンネルが変形を開始する前に衝突エネルギーをシート１によって充分に吸収できることから、トンネルの内側に燃料電池が配置されている車両においては、燃料電池に衝突による大荷重が入力されるのを未然に防止することができる。

以上のように、この実施形態のシート１の荷重吸収構造においては、クッションフレーム１２の左右のサイドメンバ１０，１０を連結する後部クロスメンバ１２が、左右のサイドメンバ１０にそれぞれ固定される大径の第１パイプ２０と、両端部が第１パイプ２０の内側に嵌入される小径の第２パイプ２１と、第１，第２パイプ２０，２１を径方向で貫通した状態で締結するリベット２２と、を備えた構成とされているため、リベット２２の外径や強度、材質等の適切な設定によって破断を開始する降伏荷重を容易に設定することができる。そして、このシート１の荷重吸収構造で用いるリベット２２は、小型で量産性に優れ、外径や強度、材質等の変更が容易な部品であることから、車両の生産コストの低減を図るうえで有利となる。

また、この荷重吸収構造においては、小径の第２パイプ２１が大径の第１パイプ２０に挿入された状態で、つまり、両パイプ２０，２１が軸方向で一部オーバーラップした状態で、リベット２２によって結合されているため、リベット２２が破断した後には、軸方向途中での急激な屈曲を招くことなく両パイプ２０，２１を軸長を短縮させる方向に安定的に変位させることができる。
したがって、この荷重吸収構造においては、衝突エネルギーを安定的に吸収することができる。

また、この実施形態のシート１の荷重吸収構造は、左右のサイドメンバ１０に固定される大径の第１パイプ２０，２０の間に小径の第２パイプ２１が配置されているため、リベット２２の破断によってクッションフレーム１３が変形を開始した後に、両側の第１パイプ２０，２０同士が端面で当接することによってクッションフレーム１３の局部的な変形を阻止できるという利点もある。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態においては、第１パイプ２０と第２パイプ２１を貫通状態で締結する締結部材として、リベット２２を用いたが、締結部材はリベット２２に限らず、第１のパイプ２０と第２パイプ２１を径方向に貫通する軸を有する部材であれば、ピンやボルト等の他の部品であっても良い。また、前部クロスメンバ１１に実施形態の荷重吸収構造を用いても良い。

この発明の一実施形態の車両用シートの骨格部の概略的な斜視図。同実施形態の図１のＡ−Ａ断面に対応する断面図。同実施形態の側面衝突時における図１のＡ−Ａ断面に対応する断面図。

符号の説明

１０…サイドメンバ
１２…後部クロスメンバ（クロスメンバ）
２０…第１パイプ
２１…第２パイプ
２２…リベット（締結部材）

Claims

車体前後方向に延出するシートクッションの一対サイドメンバが、車幅方向に延出するクロスメンバを介して連結された車両用シートの荷重吸収構造であって、
前記クロスメンバが、前記一対のサイドメンバにそれぞれ固定された中空状の左右一対の第１パイプと、該第１パイプよりも小径の第２パイプと、該第２パイプの端部を前記左右一対の第１パイプの内側に挿入した状態で前記左右一対の第１パイプのシート幅方向内側の端部と前記第２パイプのシート幅方向外側の両端部を貫通して締結する一対の締結部材と、を備えてなり、
前記左右一対の第１パイプの車幅方向の長さの合計が、前記一対のサイドメンバの間隔よりも短く、かつ、前記第２パイプの車幅方向の長さと略同等とされるとともに、車幅方向の衝撃荷重が前記サイドメンバに加わった際には、前記締結部材が破断して前記第１パイプが前記第２パイプに沿って車幅方向内側に移動して前記左右一対の第１パイプの内側の端面同士が当接することを特徴とする車両用シートの荷重吸収構造。