JP5240692B2 - シートフレーム - Google Patents

Description

本発明は、車両用シート等に用いられるシートフレームに関し、特に鋼管を曲げ加工して形成されるシートフレームに関する。

自動車のシートバックフレームやシートクッションフレームには、曲げ加工した鋼管（パイプ）を骨格としているシートフレームが用いられている。これらのシートフレームでは、使用時に曲げやねじりなどの負荷が加わるため、負荷に対応可能な強度を有する必要がある。

特許文献１には、シートバックフレームの左右一対のサイドフレームとして、板材を用いた構造が開示されている。板材としては、シートバックの上下方向で突き合わせられて溶接されたテーラードブランク材をプレス加工したものが用いられている。

また、板材は、シートバックの上部から下部に向かって板厚が厚くなる配置となっており、これにより、シートバックの上部から下部に向かって板厚方向の強度が大きくなっている。このような構造とすることにより、板材の板幅を大きくすることなく、シートバックの下部に大きく作用する負荷に対応することができる。

特開２００６−５１２７２号公報

しかしながら、従来の構造のシートフレームでは、サイドフレームの板厚が厚くなる分、シートフレーム全体が重くなる。このため、シートフレームの軽量化ができないばかりでなく、燃費の削減ができない問題を有している。

本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、使用時の負荷に対応できるばかりでなく、軽量化ができ、燃費の削減が可能なシートフレームを提供することを目的とする。

請求項１記載の発明のシートフレームは、曲げ加工された鋼管を骨格とするシートフレームであって、前記鋼管は、板厚又は強度が異なっている円弧状断面の少なくとも２種類の鋼管材料からなり、これらの鋼管材料が長さ方向又は長さ方向と直交する方向に沿って突き合わせられ、当該突き合わせ部分が溶接されることにより形成されていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のシートフレームであって、前記鋼管は、相対的に大きな負荷が作用する側に板厚が厚い又は強度が大きい鋼管材料が位置し、相対的に小さな負荷が作用する側に板厚が薄い又は強度が小さい鋼管材料が位置するように配置されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のシートフレームであって、前記少なくとも２種類の鋼管材料は、半円形断面又は多角形断面となっていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のシートフレームであって、前記鋼管は、前記鋼管材料を突き合わせ、この突き合わせ部分をレーザー溶接又はアーク溶接によって溶接することにより形成されていることを特徴とする。

本発明では、シートフレームの骨格となる鋼管として、板厚又は強度が異なっている円弧状断面の少なくとも２種類の鋼管材料を用い、これらの鋼管材料を長さ方向又は長手方向と直交する方向に沿って突き合わせて溶接することにより形成しているため、使用時の負荷に対応させることができる。又、必要な部位だけを厚い板厚又は高強度とし、他の部位を薄い板厚又は小強度とすることができるため、シートフレーム前端としての軽量化ができ、燃費の削減が可能となる。

本発明が適用されるリヤシートバックフレームの正面図である。 本発明が適用されるリヤクッションフレームの斜視図である。 本発明が適用されるフロンバックフレームの斜視図である。 図１〜図３におけるＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に対応した本発明の一実施形態の断面図である。

以下、本発明を図示する実施形態により具体的に説明する。図１及び図２は、自動車のリヤシートに用いられるリヤシートバックフレーム１及びリヤクッションフレーム２、図３はフロントシートに用いられるフロントシートフレーム３をそれぞれ示す。

図１に示すように、リヤシートバックフレーム１は、略矩形に成形されたメインフレーム１１と、メインフレーム１１の一方の面に取り付けられた補強フレーム１２とを有している。

メインフレーム１１は、金属のパネル材からなり、このパネル材がリヤシートバックの外形に合わせた形状に成形されている。補強フレーム１２は、メインフレーム１１の外周に沿って配置されている。このため、補強フレーム１２は、メインフレーム１１に合わせた大きさの略矩形に成形されている。補強フレーム１２はメインフレーム１１の一方の面に接触するようにメインフレーム１１に固定される。このような補強フレーム１２は、リヤシートバックフレーム１の骨格となるものであり、補強フレーム１２をメインフレーム１１に固定することにより、リヤシートバックフレーム１全体の強度が大きくなる。

補強フレーム１２は、パイプフレームによって全体が形成されている。すなわち、補強フレーム１２は、略矩形となるように鋼管を曲げ加工することにより形成されるものであり、曲げ加工された鋼管は、その両端部を突き合わせて溶接することにより、図１に示す補強フレーム１２が形成される。

図２に示すように、リヤクッションフレーム２は、略矩形に曲げ加工されたパイプフレームからなるメインフレーム２１と、メインフレーム２１の縦横方向に掛け渡された複数の線状のクッションワイヤ２２とを有している。パイプフレームからなるメインフレーム２１は、リヤクッションフレーム２の骨格となるものであり、鋼管を曲げ加工することにより図示する形状に形成されている。

図２において、メインフレーム２の前側の下部には、脚部２３が固定されており、この脚部２３を車体フロアの支持ブラケット（図示省略）に取り付けることにより、リヤクッションフレーム２が車体に取り付けられる。又、メインフレームの後側には、連結フレーム２４が立ち上がるように形成されており、この連結フレーム２４にリヤバックフレームが連結される。

図３に示すように、フロントバックフレーム３は、左右一対のサイドフレーム３１と、サイドフレーム３１の上部に掛け渡されたアッパーフレーム３２とを備えている。

左右のサイドフレーム３１は、板状の鋼材によって形成されている。サイドフレーム３１の下部は、リクライニング機構のリクライニングヒンジ（図示省略）に固定されるものであり、リクライニング時の高負荷が作用するため、サイドフレーム３１は高張力鋼板が使用されている。

アッパーフレーム３２は、鋼管を曲げ加工したパイプフレームが使用されている。アッパーフレーム３２の両端部は、左右のサイドフレーム３１に差し込まれた後、加締め、溶接等によってサイドフレーム３１に固定されて掛け渡し状となる。アッパーフレーム３２には、ヘッドレストステイ（図示省略）が挿入されるヘッドレスト支持管３３が溶接等によって固定されている。図３においては、このようなアッパーフレーム３２及び左右のサイドフレーム３１により、フロントバックフレーム３の骨格が構成される。

以上のシートフレーム１，２，３においては、着座によって負荷が作用する。すなわち、リヤシートバックフレーム１においては、メインフレーム１１及び補強フレーム１２に負荷が作用し、リヤクッションフレーム２においては、メインフレーム２１に負荷が作用し、フロントバックフレーム３においては、サイドフレーム３１及びアッパーフレーム３２に負荷が作用する。この実施形態において、負荷が作用するこれらのフレームにおける補強フレーム１２、メインフレーム２１、アッパーフレーム３２を図４に示す構造とするものである。

図４は、補強フレーム１２、メインフレーム２１、アッパーフレーム３２を構成する鋼管５を示し、図１におけるＡ−Ａ線、図２におけるＢ−Ｂ線、図３におけるＣ−Ｃ線に沿った断面図である。

鋼管５は、第１鋼管材料５１及び第２鋼管材料５２によって形成されている。これらの鋼管材料５１，５２は、長尺な板状の鋼材を略同じ半径の半円形断面となるように加工することにより形成されている。この実施形態において、第１鋼管材料５１は板厚が厚く、これに対し第２鋼管材料５２は板厚が薄い鋼材が使用されている。

鋼管５を形成する場合には、このような第１鋼管材料５１及び第２鋼管材料５２の端部を突き合わせる。５３は鋼管材料５１，５２の端部の突き合わせ部分である。突き合わせは、鋼管材料５１，５２の長さ方向に沿って連続するように行われ、この突き合わせ状態で突き合わせ部分５３を溶接する。これにより、長尺な鋼管５を形成することができ、形成された長尺な鋼管５を適宜曲げ加工することにより、図１〜図３に示す補強フレーム１２、メインフレーム２１、アッパーフレーム３２が形成される。かかる溶接に際しては、突き合わせ部分５３をレーザーによって溶接するテーラード溶接が作業性、溶接強度等の観点から良好である。

厚さが異なる第１鋼管材料５１及び第２鋼管材料５２の突き合わせ溶接によって形成された鋼管５１においては、板厚の厚い第１鋼管材料５１部分が大きな強度となる一方、板厚の薄い第２鋼管材料５２部分が第１鋼管材料５１部分よりも小さな強度となっている。この鋼管５１を補強フレーム１２、メインフレーム２１、アッパーフレーム３２に用いる場合、板厚の厚い第１鋼管材料５１部分を相対的に大きな負荷が作用する側に位置し、板厚の薄い第２鋼管材料５２部分が相対的に小さな負荷が作用する側に位置するように鋼管５１を配置する。すなわち、第１鋼管材料５１部分が着座側に位置し、第２鋼管材料５２部分がその裏側に位置するように鋼管５１を配置する。

このようにして鋼管５１を配置することにより、板厚の厚い第１鋼管材料５１部分が負荷に対抗するため、必要な強度を補強フレーム１２、メインフレーム２１、アッパーフレーム３２に付与することができる。従って、使用時の負荷に対応することができる。第１鋼管材料５１部分が負荷に対応するため、第２鋼管材料５２部分では、板厚を薄くすることができる。第２鋼管材料５２部分の板厚を薄くする分、補強フレーム１２、メインフレーム２１、アッパーフレーム３２を軽量とすることができ、軽量化できるため、燃費の削減が可能となる。

この実施形態では、板厚の厚さが異なっている鋼管材料５１，５２を突き合わせて溶接することにより鋼管５１を形成しているが、強度が大きな鋼管材料及び強度が小さな鋼管材料を用い、これらの鋼管材料を略同じ半径の円弧状に形成して突き合わせ溶接して鋼管を形成しても良い。そして、強度が大きな鋼管材料部分を相対的に大きな負荷が作用する側に位置させ、強度が小さな鋼管材料部分を相対的に小さな負荷が作用する側に位置させるように鋼管を配置する。これにより、上記実施形態と同様に、必要な強度を補強フレーム１２、メインフレーム２１、アッパーフレーム３２に付与することができる。この場合、強度が異なる鋼管材料としては、板厚が同じであっても、異なっていても良いものである。

さらに、強度が小さな鋼管材料は軽量であるから、強度が小さな鋼管材料部分を溶接した補強フレーム１２、メインフレーム２１、アッパーフレーム３２の軽量化ができる。そして、軽量化できるため、燃費の削減が可能となる。

以上の実施形態においては、板厚が異なる鋼管材料又は強度が異なる鋼管材料を２種類用いているが、本発明においては、これらの鋼管材料を２種類以上用いても良い。又、鋼管材料は半円形の円弧状断面としているが、これに限らず、円の３分割、４分割の円弧状断面としても良く、矩形などの多角形断面としても良い。

さらに、鋼管材料の突き合わせ溶接は、長手方向と直交する方向に沿って鋼管材料を突き合わせて溶接しても良い。さらに、又、鋼管材料の溶接は、アーク溶接等のレーザー溶接以外の一般的な溶接であっても良い。本発明においては、フロントクッションフレームにも同様に適用することができ、ベンチシートフレームに対しても適用することができる。

１ リヤバックフレーム
２ リヤクッションフレーム
３ フロントバックフレーム
５ 鋼管
１２ 補強フレーム
２１ メインフレーム
３２ アッパーフレーム
５１ 第１鋼管材料
５２ 第２鋼管材料
５３ 突き合わせ部分

Claims (4)

1. 曲げ加工された鋼管を骨格とするシートフレームであって、
   前記鋼管は、板厚又は強度が異なっている円弧状断面の少なくとも２種類の鋼管材料からなり、これらの鋼管材料が長さ方向又は長さ方向と直交する方向に沿って突き合わせられ、当該突き合わせ部分が溶接されることにより形成されていることを特徴とするシートフレーム。
2. 前記鋼管は、相対的に大きな負荷が作用する側に板厚が厚い又は強度が大きい鋼管材料が位置し、相対的に小さな負荷が作用する側に板厚が薄い又は強度が小さい鋼管材料が位置するように配置されていることを特徴とする請求項１記載のシートフレーム。
3. 前記少なくとも２種類の鋼管材料は、半円形断面又は多角形断面となっていることを特徴とする請求項１又は２記載のシートフレーム。
4. 前記鋼管は、前記鋼管材料を突き合わせ、この突き合わせ部分をレーザー溶接又はアーク溶接によって溶接することにより形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のシートフレーム。

Images