JP5123901B2 - 車両用シートのシートバックフレーム - Google Patents

Description

この発明は、車両側部から入力される衝撃荷重を車体中央側に伝達する機能を備えた車両用シートのシートバックフレームに関するものである。

車両用シートのシートバックフレームとして、左右の側部フレーム部の背部に、板状の補強部材である背部プレートを結合し、車両側部から衝撃荷重が入力されたときに、車幅方向外側の側部フレーム部から内側の側部フレーム部に背部プレートを介して荷重を伝達するものが案出されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−４６１１２号公報

しかし、この従来のシートバックフレームにおいては、左右の側部フレーム部が後方側に偏った位置で背部プレートによって連結されているため、背部プレートを荷重伝達のために有効に機能させるためには、複雑で大掛かりな補強構造を追加しなければならい。

そこでこの発明は、構造の複雑化を招くことなく、車両側部から一方の側部フレーム部に入力された衝撃荷重を他方の側部フレーム部に確実に伝達することのできる車両用シートのシートバックフレーム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、シート幅方向の左右両側に配置される一対の側部フレーム部（例えば、後述の実施形態における側部フレーム部１３ｃ，１３ｄ）と、前記一対の側部フレーム部の背部同士を接続する背部プレート（例えば、後述の実施形態におけるバックプレート４６）と、を備えた車両用シートのシートバックフレームであって、前記側部フレーム部の前部同士を接続する前部プレート（例えば、後述の実施形態におけるバックパン４７）を備え、かつ、前記前部プレートの上部と前記背部プレートの上部を接合する上部接合部（例えば、後述の実施形態における上部接合片４７ｃ）と、前記前部プレートの下部と前記背部プレートの下部を接合する下部接合部（例えば、後述の実施形態における下部接合片４７ｄ、下部フレーム部１３ｂ、下部接合片４６ａ）と、を備えたことを特徴とする。
これにより、車両側部から衝撃荷重が一方の側部フレーム部に伝達されると、その荷重は前部プレートと背部プレートを介して他方の側部フレーム部に伝達される。このとき、左右の側部フレーム部の前後幅の全域が前部プレート及び背部プレートとともに荷重の伝達ブロックとして機能する。
また、前部プレートと後部プレートが上部同士と下部同士でそれぞれ接合され、シート幅方向に延出する閉断面が形成されることになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用シートのシートバックフレームにおいて、前記前部プレートは、幅方向の両端から中央に向けて後方に凹状に窪む湾曲形状とされていることを特徴とする。
これにより、前部プレートの前面が乗員の腰部から臀部にかけてを滑らかに包み込むように支持するようになる。

請求項１に記載の発明によれば、左右の側部フレーム部の前部同士と背部同士がそれぞれ前部プレートと背部プレートによって接続されるため、簡単な構造でありながら、両側の側部フレーム部の前後幅の全域と前部プレート及び背部プレートを利用した構造体によって一方の側部フレーム部に入力された衝撃荷重を他方の側部フレーム部に確実に伝達することができる。
また、この発明においては、背部プレートを左右の側部フレーム部の背部側から取り付け、前部プレートを左右の側部フレーム部の前部側から取り付けることができるため、溶接等による構成部材の接合作業が容易であり、生産性が良いという利点がある。

さらに、請求項１に記載の発明によれば、前部プレートと背部プレートが上部接合部と下部接合部で接合され、左右の側部フレーム部が前部プレートと背部プレートによるシート幅方向に延出する閉断面の構造体によって連結されるため、車両側部から一方の側部フレーム部に入力される衝撃荷重を高い強度をもって他方の側部フレーム部に伝達することができる。

請求項２に記載の発明によれば、前部プレートの前面が乗員の腰部から臀部にかけてを滑らかに包み込むように支持するようになるため、乗員の着座フィーリングを良好に保つことができる。

この発明の一実施形態の車両用シートを前部側斜め上方から見た斜視図である。 この発明の一実施形態の車両用シートの骨格部を前部側斜め上方から見た斜視図である。 この発明の一実施形態のシートバックフレームを後部側斜め上方から見た斜視図である。 この発明の一実施形態のシートバックフレームを前部側斜め上方から見た分解斜視図である。 この発明の一実施形態の車両用シートの図２のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。 この発明の一実施形態の車両用シートの図２のＢ−Ｂ断面に対応する断面図である。 この発明の一実施形態のシートバックフレームの一部を後部斜め上方から見た分解斜視図である。

以下、この発明の一実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。なお、図面において、矢印Ｆは車両の前方を指すものとする。
図１は、車両の前席側に設置された車両用シート１を前部側斜め上方から見た斜視図であり、図２は、その車両用シート１の骨格部を同様に前部側斜め上方から見た斜視図である。
車両用シート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の後端部に連結されて、主に乗員の腰部及び胸部（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、乗員の頭部及び頸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、図２に示すように、後端部に車幅方向に沿って延出する後部クロスメンバ６が取り付けられたクッションフレーム７を備え、そのクッションフレーム７がシートレール８，８を介して車体フロア９に前後スライド可能に取り付けられている。

図３，図４は、シートバック３の骨格部を後部側斜め上方から見た斜視図と前部側斜め上方から見た分解斜視図であり、図５，図６はシートバック３の骨格部の断面図である。
これらの図と図２に示すように、シートバック３は、上部フレーム部１３ａと左右の側部フレーム部１３ｃ，１３ｄと下部フレーム部１３ｂとを有する略矩形枠形状のシートバックフレーム１３を備え、そのシートバックフレーム１３の下端がクッションフレーム７の後端部に傾動可能に結合されている。

上部フレーム部１３ａは、略コ字状のパイプ材から成り、シート幅方向に延出する上辺部の中央にヘッドレストを昇降可能に支持する一対の支持パイプ４４が取り付けられている。

左右の側部フレーム部１３ｃ，１３ｄは、水平方向の断面が略コ字状のパネル材から成り、上下方向の略中央部よりも上方側の領域は前後幅が狭く、略中央部よりも下方側の領域は相対的に前後幅が広く形成されている。側部フレーム部１３ｃ，１３ｄの前後幅の狭い上方側の領域は、コ字状断面部分でシート幅方向の外側から包み込むようにして上部フレーム部１３ａの対応する側辺部に溶接固定されている。また、側部フレーム部１３ｃ，１３ｄの下端側には、クッションフレーム７の後端部と連結される図示しないヒンジ部と、シートバックフレーム１３の傾動角度を調整するための図示しないリクライニング機構が取り付けられている。なお、左右のリクライニング機構は、図５に示すようにシート幅方向に延出する作動ロッド４５によって相互に連動可能に連結されている。

下部フレーム部１３ｂは、湾曲した２枚のプレート材が相互に接合されて全体が略筒状に形成され、作動ロッド４５の周囲を囲繞するようにしてシート幅方向に延出し、両端部が左右の側部フレーム部１３ｃ，１３ｄの下端に連結されている。

左右の側部フレーム部１３ｃ，１３ｄは、シート幅方向の外側に臨む側壁３０の前後に、シート幅方向内側に屈曲する前壁３１ａと後壁３１ｂとがそれぞれ連設されて成り、側壁３０部分が、前述のように略中央部よりも上方側の幅が狭く、下方側の幅が広くなるように形成されている。具体的には、側壁３０は、後端側が上下全域でほぼストレートに形成されているが、前端側は上部から上下方向の中央領域までがほぼストレートに形成され、その中央領域から下方に向かって緩やかに前方に膨出するように湾曲している。したがって、側部フレーム部１３ａ，１３ｄの前壁３１ａの下縁領域には、側壁３０の前端側の湾曲形状に沿って前方に膨出する湾曲面が設けられている。

側部フレーム部１３ｃ，１３ｄ間の後方には、複数の稜線部ａがシート幅方向に走る波板状のバックプレート４６（背部プレート）が配置され、そのバックプレート４６の両側の側縁部が側部フレーム部１３ｃ，１３ｄの後壁３１ｂの後面に溶接固定されている。バックプレート４６は、側部フレーム部１３ｃ，１３ｄの下端から上下方向のほぼ中間高さまでの範囲を覆うように配置され、バックプレート４６の下端には、下部フレーム部１３ｂの後部面に溶接固定される下部接合片４６ａが設けられている。

また、側部フレーム部１３ｃ，１３ｄ間の前部には三次元的に湾曲したプレート材から成るバックパン４７（前部プレート）が配置され、そのバックパン４７の両側の側縁部が側部フレーム部１３ｃ，１３ｄの前壁３１ａの前面に溶接固定されている。バックパン４７の上下方向の略中央領域は、図５に示すように、左右の側部フレーム部１３ｃ，１３ｄの間を跨ぐように後方側に向かって湾曲し、上縁部４７ａ側がバックパン４７と略平行に所定長さ上方に延出した後に、上端の上部接合片４７ｃによってバックパン４７の上部前面に溶接固定されている。また、バックパン４７の下端には下部フレーム部１３の前部面に溶接固定される下部接合片４７ｄが設けられている。
なお、この実施形態において、バックパン４７の上部接合片４７ｃとバックプレート４６の上部前面とがバックパン４７とバックプレート４６の上部接合部を構成し、バックパン４７の下部接合片４７ｄと下部フレーム部１３ｂの前面、バックプレート４６の下部接合片４６ａと下部フレーム部１３ｂの後面がバックパン４７とバックプレート４６の下部接合部を構成している。

バックパン４７とバックプレート４６は、両側の側縁部が上述のように両側の側部フレーム部１３ｃ，１３ｄの前壁３１ａと後壁３１ｂにそれぞれ重合状態で溶接固定され、上縁部が直接相互に溶接固定されるとともに、下縁部が下部フレーム部１３ｂを介して溶接固定されている。したがって、バックパン４７とバックプレート４６は、下部フレーム部１３ｂとともに閉断面を構成し、その閉断面が側部フレーム部１３ｃ，１３ｄ間を連結するようにシート幅方向に延出している。

ところで、バックパン４７の上下方向の略中央から下方領域にかけて（以下、「略下半部４７ｂ」と呼ぶ。）は、図５に示すように、略鉛直方向の断面形状が下方に向かって前方に膨出する湾曲断面形状に形成されている。バックパン４７の略下半部４７ｂの湾曲形状は、乗員の腰椎の上端から下端に向かって緩やかに前方に膨出し、その膨出高さがほぼ下端まで連続している。

また、バックパン４７は、図６に示すように、シート幅方向の中央が車体後方側に窪むように略水平方向の断面が凹状に湾曲して形成されている。この凹状の湾曲断面形状はバックパン４７の上下方向のほぼ全域に亙って設けられているが、特に、下半部４７ｂの上部領域において湾曲断面の窪み深さが最も深くなっている。これにより、シートに着座した乗員の腰部と臀部は、バックパン４７の水平方向の湾曲形状によって側部から背部にかけてが包み込むように支持される。

図７は、車幅方向外側の側部フレーム部１３ｃに対する部品の組み付け状態を示す分解斜視図である。
側部フレーム部１３ｃの側壁３０には、略方形状の三つの貫通孔３２が上下方向に並んで設けられ、これらの貫通孔３２に角筒状のガイドパイプ３３の基部が嵌入されている。３つの貫通孔３２は、側壁３０の上下方向の略中央の車体後方側に偏倚した領域に設けられており、貫通孔３２に嵌入された各ガイドパイプ３３の基部は、側部フレーム部１３の側壁３０の後端から車幅方向内側に延出する後壁３１ｂに溶接固定されている。具体的には、ガイドパイプ３３の基部は偏平な後部壁が側部フレーム部１３ｃの後壁３１ｂの前面に重合され、その状態で両者が溶接固定されている。そして、側壁３０から車幅方向外側に突出した３つのガイドパイプ３３には荷重伝達ブロック２１が嵌合状態で固定されている。

荷重伝達ブロック２１は、車両側部から衝撃荷重が入力されたときに、その衝撃荷重を車体側壁から側部フレーム部１３ｃに伝達する部材であり、車幅方向に延出する複数の筒状断面が並列に配置されたハニカム構造とされ、全体が樹脂によって上下方向に長い立方体状に形成されている。また、荷重伝達ブロック２１は、側部フレーム部１３ｃに突設されたガイドパイプ３３が嵌入される複数の嵌合孔３４を備え、これらの嵌合孔３４をガイドパイプ３３に嵌合した状態において、付根部側の上下の端部が側部フレーム部１３ｃにボルトによって締結固定されている。

また、側部フレーム部１３ｃの側壁３０には、乗員保護用のサイドエアバッグ装置５１が取り付けられている。
サイドエアバッグ装置５１は、衝撃を感知してガスを発生するインフレータ（図示せず）と、インフレータのガス圧を受けて展開する袋体（図示せず）がモジュール化されてなり、側部フレーム部１３ｃ上の荷重伝達ブロック２１の前方側に隣接して取り付けられている。

また、図２に示すように、左右両側の側部フレーム部１３ｃ，１３ｄの下端の図示しないリクライニング機構の外側（シート幅方向の外側）には荷重伝達ブロック３８，３９がそれぞれ取り付けられている。この各荷重伝達ブロック３８，３９は、上部側の荷重伝達ブロック２１と同様に、車幅方向に延出する複数の筒状断面が並列に配列されたハニカム構造とされている。また、車幅方向内側の側部フレーム部１３ｄに取り付けられる荷重伝達ブロック３９は、車幅方向中央の図示しないコンソールボックスの側面に対向している。

以上の構成において、車両側部から衝撃荷重が入力されてセンターピラー等の車体側壁がシートバック３方向に変形すると、側壁が車両用シート１の側部の荷重伝達ブロック２１や３８に当接し、これらに荷重が入力されることになる。下方側の荷重伝達ブロック３８に荷重が入力されると、シート全体が車幅方向内側方向への移動とともに、車幅方向内側下方の荷重伝達ブロック３９がコンソールボックスに当接し、このとき、シートバックフレーム１３の下部フレーム部１３ｂから荷重伝達ブロック３９とコンソールボックスを介してフロアトンネルに荷重が伝達される。

また、上方の荷重伝達ブロック２１に衝撃荷重が入力されると、その荷重は荷重伝達ブロック２１からシートバックフレーム１３の幅方向外側の側部フレーム部１３ｃに真横から伝達され、側部フレーム部１３ｃからバックパン４７とバックプレート４６による筒状構造体と、上部フレーム部１３ａ及び下部フレーム部１３ｂを介して幅方向内側の側部フレーム部１３ｄに伝達される。側部フレーム部１３ｄに伝達された荷重はさらに荷重伝達ブロック３９とコンソールボックスを介してフロアトンネルに伝達される。

なお、側部フレーム部１３ｃ，１３ｄ間でバックパン４７とともに筒状構造体を構成するバックプレート４６は、シート幅方向に延出する稜線部ａによって面が複数領域に区画されているため、バックプレート４６のシート幅方向の一端側に荷重が入力されると、区画された複数の領域にせん断方向の応力を生じさせる。これにより、入力された衝撃荷重はバックプレート４６のほぼ全域において受け止められ、バックプレート４６の全域に分散するかたちで内側の側部フレーム部１３ｄに伝達されるようになる。

また、車両後部から衝撃荷重が入力されると、最初に、バックパン４７の略下半部４７ｂの前方膨出部分（略鉛直方向の断面の前方膨出部分）が、シートに着座した乗員の腰部から臀部にかけて（腰椎の下端よりも下方部分）を背面側から前方に押圧するようになる。これにより、乗員は、腰部の下方を前方に押し出され、それによって乗員の胸部と頭部及び頸部がシートバック３とヘッドレストに押し付けられる。この結果、乗員の頭部及び頸部が初期段階で早期にヘッドレストに近接し、乗員の頸部が保護される。

以上のように、この車両用シート１のシートバックフレーム１３においては、左右の側部フレーム部１３ｃ，１３ｄの前部同士と背部同士がそれぞれバックパン４７とバックプレート４６によって結合されているため、バックパン４７及びバックプレート４６と両側の側部フレーム部１３ｃ，１３ｄの幅方向の全域を利用した強固な構造体によって、車幅方向外側の側部フレーム部１３ｃに入力された衝撃荷重を内側の側部フレーム部１３ｄに確実に伝達することができる。

特に、この実施形態のシートバックフレーム１３においては、両縁部が側部フレーム部１３ｃ，１３ｄの前壁３１ａと後壁３１ｂに結合されるバックパン４７とバックプレート４６の上端部と下端部が相互に結合されているため、バックパン４７とバックプレート４６が下部フレーム部１３ｂとともにシート幅方向に延出する筒状構造体をなし、衝撃荷重を高い強度をもって側部フレーム部１３ｃ，１３ｄ間で伝達することができる。

また、このシートバックフレーム１３では、バックパン４７の両縁部が側部フレーム部１３ｃ，１３ｄの前壁３１ａに重ねられて前方側から溶接固定され、同様にパックプレート４６の両縁部が側部フレーム部１３ｃ，１３ｄの後壁３１ｂに重ねられて後方側から溶接固定されるため、バックパン４７とバックプレート４６の溶接作業が容易であるという利点がある。このシートバックフレーム１３の場合、バックパン４７とバックプレート４６の上下の溶接作業も前後方向から行うことができ、各部の溶接作業を効率良く進めることができる。

さらに、このシートバックフレーム１３においては、バックパン４７がシート幅方向の両端から中央に向けて後方に湾曲するように形成されているため、通常使用時における乗員の着座フィーリングを良好に保つことができるとともに、車両後部からの衝撃入力時に荷重をシート幅方向に広く分散させて乗員に作用する衝撃を緩和することができる。

また、このシートバックフレーム１３の場合、バックプレート４６とともに筒状構造体を構成するバックパン４７が、略鉛直方向の断面が前方に膨出し、かつ略水平方向の断面が中央側に向かって凹状に窪む三次元的な湾曲形状とされているため、車両側部から入力される衝撃荷重に対して高い耐荷重性能を得ることができ、側部フレーム部１３ｃに多少オフセットした方向から荷重が入力された場合にも、バックパン４７を通して速やかに他方の側部フレーム部１３ｄに荷重を伝達することができる。

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。

１…車両用シート
１３…シートバックフレーム
１３ｂ…下部フレーム部（下部接合部）
１３ｃ，１３ｄ…側部フレーム部
４６…バックプレート（背部プレート）
４６ａ…下部接合片（下部接合部）
４７…バックパン（前部プレート）
４７ｃ…上部接合片（上部接合部）
４７ｄ…下部接合片（下部接合部）

Claims (2)

1. シート幅方向の左右両側に配置される一対の側部フレーム部と、
   前記一対の側部フレーム部の背部同士を接続する背部プレートと、を備えた車両用シートのシートバックフレームにおいて、
   前記側部フレーム部の前部同士を接続する前部プレートを備え、かつ、前記前部プレートの上部と前記背部プレートの上部を接合する上部接合部と、前記前部プレートの下部と前記背部プレートの下部を接合する下部接合部と、を備えたことを特徴とする車両用シートのシートバックフレーム。
2. 前記前部プレートは、幅方向の両端から中央に向けて後方に凹状に窪む湾曲形状と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のシートバックフレーム。

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