JP5571169B2 - 車両用シートの背もたれフレーム - Google Patents

Description

本発明は、横方向に延びているフレーム領域および垂直方向に延びている２つのフレーム領域を有しかつＵ型形状を有している車両用(vehicle)シートの背もたれフレームに関する。

自動車用シートは、通常、背もたれが取付けられる底フレームを有している。背もたれは、布地および／またはレザーが張られて覆われる背もたれフレームを有している。背もたれフレームの設計は、車両用シートにベルトが一体化されるか否かで異なっている。これは、ベルト一体型車両用シートでは、背もたれフレームは、事故の場合に生じる力を吸収しかつ車両用シートが固定される箇所に導くことができるように、特に強くする必要があるからである。用途に関連する条件とともに、自動車の構造で一般に生じる条件は、背もたれフレームの重量をできる限り小さくし、その上、背もたれフレームをできる限り安価に製造するという要望である。このことに対し、従来技術から知られた種々のアプローチがある。例えば、下記特許文献１から自動車用シートの背もたれフレームが知られており、この背もたれフレームは、垂直方向に延びている領域および横方向に延びている領域（これらの各領域は金属異型部材により形成されている）を備えたボックス状の形状を有している。この車両用シートに関する或る問題点は、フレーム構造が、ベルト一体型車両用シートに容易に適合できないこと、および比較的多数の個々の部材を有していることである。下記特許文献２から、車両用シートのＵ型背もたれフレームが知られている。Ｕ型背もたれフレームは垂直フレーム領域を有し、該垂直フレーム領域の各々は２つのハーフシェル部材から作られており、これらのハーフシェル部材は、同様に２つのハーフシェル部材からなる横方向に延びているフレーム領域により連結されている。かくして、背もたれフレームは６つのコンポーネンツからなる。ベルト一体型車両用シートを作るため、垂直方向に延びているフレーム領域の一方がより強く作られるならば、適当量の金属異型部材を製造する工具のコストが高くなってしまう。したがって、車両用シートの背もたれフレームを作るための今日までに知られた解決方法は、できる限り少数の部材を使用することに対して最適化できないだけでなく、ベルト一体型車両用シートの背もたれフレームへの容易な適合を達成することもできない。

独国実用新案第２０２００５００１７７３号明細書 独国実用新案第２９６２２２９９号明細書

上記観点から、本発明の目的は、最少のコンポーネンツを有し、同時に、ベルト一体型車両用シートの背もたれフレームを容易に作ることができる一般的な種類の背もたれフレームを提供することにある。

本発明の第１教示によれば、上記目的は、金属で作られた第１ハーフシェルを設けることにより達成され、該第１ハーフシェルは、背もたれフレームの垂直方向に延びているフレーム領域の各々のサブ領域と、背もたれフレームの横方向に延びているフレーム領域のサブ領域とを形成し、また上記目的は、第２金属薄板ハーフシェルを設けることにより達成され、該第２ハーフシェルは、接合により第１ハーフシェルに連結されかつ背もたれフレームの少なくとも横方向に延びているフレーム領域を補強している。

この結果、車両用シートの背もたれフレームを作るべく本発明にしたがって使用される全ての部材は、２つの金属薄板ハーフシェルであるといえる。好ましくは深絞りされた金属薄板ハーフシェルを用いることにより、背もたれフレームに生じる力を吸収しかつ消散させることができる複合構造を提供できる。金属薄板ハーフシェル同士の接合による連結は、溶接、ソルダリングまたは接着により達成できる。背もたれフレームの横方向に延びているフレーム領域の補強は、この領域において、特に突合わせ継手により第１金属薄板ハーフシェルに連結される第２金属薄板ハーフシェルにより達成される。重量を更に低減させるには、無フランジのハーフシェルを使用するのが好ましい。

本発明による背もたれフレームの第１実施形態では、第２金属薄板ハーフシェルは、Ｕ型形状に作られかつ背もたれフレームの垂直方向に延びている２つのフレーム領域の両方の少なくとも一部に付加的補強を行う。第２金属薄板ハーフシェルをＵ型形状にすることにより、背もたれフレームの垂直方向に延びているフレーム領域のサブ領域も容易に補強することが可能になる。

本発明による背もたれフレームの他の実施形態において、背もたれフレームがベルト一体型車両用シートに用いることを意図したものである場合、および少なくとも一方の側部で、第２金属薄板ハーフシェルが、垂直方向に延びている一方のフレーム領域の全体を補強する場合には、ベルト一体化により生じる力を吸収すべく補強された垂直方向に延びているフレーム領域を有するベルト一体型車両用シートの背もたれフレームを容易に提供できる。より詳しくは、ベルト一体型車両用シートに適した背もたれフレームを作るべく改変しなければならないのは、一方のコンポーネントすなわち第２金属薄板ハーフシェルだけである。これにより、加工工具のコスト、したがって対応する背もたれフレームの製造コストを大幅に低減させることができる。

背もたれフレームを改善する本発明による他の可能な方法は、ハーフシェルの少なくとも一方を裁断された（tailored, Tailored（英、独訳））ブランクから作ることである。この裁断されたブランクは、適当な壁厚を有しかつ作用荷重に特に適合できる材料からなる少なくとも２つの異なる金属薄板で形成される。背もたれフレームのハーフシェルを作るのに、このように裁断されたブランクを用いることにより、重量を一層低減させることができる。

本発明の第１教示の一変更例として、車両用シートの背もたれフレームに対する上記目的は、横方向に延びているフレーム領域を形成する深絞り金属薄板部材と、垂直方向に延びているフレーム領域のそれぞれ一方を形成する第１および第２異型部材とを設け、深絞り金属薄板部材は、接合により前記異型部材に連結するためのフランジを備え、垂直方向に延びている前記異型部材のうちの少なくとも一方が、Ｔ３技術を用いて作られる中空異型部材であることにより達成される。

Ｔ３技術とは本件出願人により開発された成形方法を意味し、このＴ３技術では、低スプリングバック性を呈する無フランジハーフシェルを得るブランクが作られ、次に、中空異型部材が２つの無フランジハーフシェルから作られ、または無フランジ中空異型部材が、成形コアを用いたＵ対Ｏ成形（U-to-O forming, U/O-Umformung（英、独訳））によりブランクから作られる。用語「Ｔ３技術」によりカバーされる両方法に共通なことは、無フランジ構造の中空異型部材を容易かつ経済的に作ることができ、したがって高価なハイドロフォーミング法の使用を回避できることである。作られる中空異型部材の構造に望まれる強度によってはＷ対Ｏ成形（W-to-O forming, W/O-Umformung（英、独訳））を使用することもでき、ブランクは、最初にＷ型に成形され、次に閉中空異型に成形されかつ溶接される。Ｔ３成形は単一装置で行うのが好ましい。背もたれフレームのこの変更形態は、Ｔ３技術により作られる中空異型部材の使用するため、背もたれフレームの全体に存在する溶接箇所は極めて少数で済み、したがって、背もたれフレームに最大強度を付与でき、同時に、部材数を最少にできる。Ｔ３技術により作られる中空異型部材を使用するため、断面が複雑に変化する中空異型部材を作ることができる。かくして、中空異型部材は、関連する荷重に特に一致するにもかかわらず、切断されたブランクには１つの溶接箇所が存在するに過ぎず、中空異型部材が２つのハーフシェルから作られる場合には２つの溶接箇所が存在するに過ぎない。かくしてＴ３技術は、関連する設計仕様または傾向に最適に一致させることができる。同時に、Ｔ３技術を用いて作られる中空異型部材は無フランジであり、このことは、中空異型部材の材料の消費および重量を対応して小さくできることを意味する。深絞り金属薄板部材のフランジは、所与の場合に設けられる異型部材に金属薄板部材を連結するのに使用される。深絞り金属薄板部材のフランジは、特に強くかつ容易な方法で接合することにより、中空異型部材を、横方向に延びている深絞り金属薄板部材に連結することを可能にする。

背もたれフレームの一実施形態では、背もたれフレームは、ベルト一体型車両用シートに用いることを意図したものである。この背もたれフレームは、例えば、中空異型部材に高い剛性を付与し、したがってベルト一体型車両用シートに生じる大きい力を背もたれフレームにより吸収できるようにすることにより、容易に適合させることができる。

中空異型部材の断面を軸線方向に変化させることにより、前述のように、背もたれフレームに少なくとも１つの中空異型部材を使用することに対して優れた適合を達成できる。Ｔ３技術の使用により、中空異型部材の形状の複雑さに対する制限は比較的少なくて済み、したがって、断面を、最適な方法で、用途に関連する荷重に一致させることができ、この結果、できる限り大きい剛性を得るのに特に少量の材料の使用で済み、かつ重量をできる限り小さくできる。

最後に、深絞り金属薄板部材および／または異型部材のうちの少なくとも一方を、裁断されたブランクから作ることにより、車両用シートの荷重に関する背もたれフレームの１つの改善を達成できる。裁断されたブランクは、１つの金属薄板部材の材料およびその厚さ、したがって異型部材または深絞り部材に異なるグレードを使用することを可能にする。極めて少量の材料の使用で済むと同時に、背もたれフレームの重量およびその機械的荷重支持能力に関して更なる改善を達成できる。

車両用シートの本発明による背もたれフレームを具現しかつ改善するのに、多くの可能な方法がある。これらについては、特許請求の範囲の請求項１および５の記載および添付図面に関連して述べる例示実施形態の説明に留意されたい。

標準の車両用シート用の少なくとも２つの金属薄板ハーフシェルを備えた本発明による背もたれフレームの実施形態の一例を示すものである。 ベルト一体型車両用シート用の少なくとも２つの金属薄板ハーフシェルを備えた本発明による背もたれフレームの第２実施形態の一例を示すものである。 異型深絞り金属薄板部材を備えた本発明による背もたれフレームの第３実施形態の一例を示すものである。 垂直フレーム領域と横方向に延びているフレーム領域との間の継手領域における、図３に示した例示実施形態の詳細図である。 Ｔ３技術を用いて作られた、図３に示した例示実施形態用の中空異型部材を示す図面である。 図５に示した中空異型部材を作るための切断された金属薄板ブランクを示す平面図である。

まず第１に、本発明によるＵ型形状の背もたれフレーム１の第１実施形態の一例を示す斜視図である。Ｕ型形状の背もたれフレーム１は、横方向に延びているフレーム領域を形成するサブ領域２と、垂直方向に延びているフレーム領域を形成するそれぞれのサブ領域３、４とを備えたハーフシェル５からなる。次に、他の金属薄板ハーフシェル６が更に設けられ、該金属薄板ハーフシェル６は、接合（例えば溶接）により、金属薄板ハーフシェル５に連結される。かくして、第２金属薄板ハーフシェル５は、背もたれフレームの横方向に延びているフレーム領域２を補強し、かつ背もたれフレーム１の垂直方向に延びているフレーム領域３、４を部分的に補強する。

図１に示したものとは異なり、図２に示したものは、本発明によるベルト一体型車両用シート用背もたれフレームの第２例示実施形態である。ベルト一体型車両用シートの背もたれフレーム１’は、実質的にＵ型背もたれフレーム１’を形成するハーフシェル５’に加えて、Ｕ型背もたれフレーム１’の右側脚に沿って延びている金属薄板ハーフシェル６’を有し、該ハーフシェル６’は、背もたれフレームの横方向に延びている領域２’だけでなく、垂直フレーム領域４’も補強する。３つのコンポーネンツの使用により、この実施形態は、製造が容易でかつベルトが車両用シートに一体化されたときに力を吸収する必要剛性が得られるベルト一体型車両用シートの背もたれフレーム１’を提供することができる。図２の断面図には、背もたれフレーム１’の垂直方向に延びているフレーム領域３’、４’の断面が例示されている。ベルト一体型車両用シートの背もたれフレーム１’の垂直方向に延びている補強されたフレーム領域４’は例えば閉断面領域を有し、これに対し、垂直方向に延びているフレーム領域３’は開断面領域を有している。この断面図には、溶接部１３’も示されており、該溶接部１３’は、ハーフシェル６’、５’を接合により連結し、フレームの補強されたフレーム領域４’を形成している。

図３は、本発明による他の背もたれフレーム１１の実施形態の一例を示す概略図であり、該背もたれフレーム１１は、深絞り金属薄板部材７と、開異型部材８と、中空異型部材９とを有している。背もたれフレーム１１に深絞り金属薄板部材７および開異型部材８を使用することは既知である。このこととは別に、中空異型部材９はＴ３技術を用いて作られ、単一溶接部１３のみを有している。部材数が少数であるため、背もたれフレーム１１の構造は特に簡単であるが、Ｔ３技術により作られた中空異型部材９の使用により、背もたれフレームのための最大荷重支持能力は達成できる。図３には示されていないが、２つの溶接部によって２つの無フランジハーフシェルを突合せ継手により連結するＴ３技術を用いて中空異型部材９を作ることにより、同様に無フランジの中空異型部材９を得ることができる。図４の詳細図は、中空異型部材９と深絞り金属薄板部材７との間の継手の領域１０を示す斜視図である。金属薄板部材７のフランジ７ａ、７ｂ、７ｃは、深絞り金属薄板部材７が最適方法で中空異型部材９に連結され、背もたれフレーム１１のための最大剛性を確実に付与することを可能にする。図４からも理解されようが、側方部材９の断面は、軸線方向に変化させることができる。これらの断面の変化は、Ｔ３技術の使用により容易に付すことができる。

図５は、例えば中空異型部材９の断面を荷重に一致させるように構成する方法を示すものである。異なる断面Ａ、Ｂ、ＣおよびＤで、側方部材の断面が一様に増大しており、したがって、中空異型部材９の機械的な荷重支持能力を、車両用シート内の背もたれフレームに作用する荷重に一致させることができる。Ｔ３技術を使用すると、図６に示すように切断された金属薄板ブランク１２により、中空異型部材９の断面積の複雑な変化を適当かつ容易に作ることができる。この場合、Ｔ３技術を用いて作られる中空異型部材９は単一の溶接部１３を有する。切断された金属薄板ブランク１２が、裁断されたブランクの形態をとる場合には、車両用シートの背もたれフレームの中空異型部材の使用に対し、荷重状況に適合させるべく更に最適化することができる

１、１’、１１ 背もたれフレーム
２、２’ 横方向に延びている領域（サブ領域）
３、４、３’、４’ 垂直方向に延びている領域
５、５’ ハーフシェル
６、６’ 金属薄板ハーフシェル
７ 深絞り金属薄板部材
７ａ、７ｂ、７ｃ フランジ
８ 開異型部材
９ 閉異型部材（中空異型部材）
１０ 継手の領域
１３、１３’ 溶接部

Claims (8)

1. Ｕ型形状を有しかつ横方向に延びているフレーム領域（２、２’）および垂直方向に延びている２つのフレーム領域（３、３’、４、４’）を有し、金属で作られた第１ハーフシェル（５、５’）が設けられており、該第１ハーフシェル（５、５’）は、背もたれフレーム（１、１’）の垂直方向に延びているフレーム領域（３、３’、４、４’）の各々のサブ領域と、背もたれフレーム（１、１’）の横方向に延びているフレーム領域（２、２’）のサブ領域とを形成している車両用シートの背もたれフレーム（１、１’）において、第２金属薄板ハーフシェル（６、６’）が設けられており、該第２ハーフシェル（６、６’）は、突合せ継手による接合により第１ハーフシェル（５、５’）に連結されかつ背もたれフレーム（１、１’）の少なくとも横方向に延びているフレーム領域（２、２’）を補強しており、第１と第２ハーフシェルは、無フランジハーフシェルであることを特徴とする背もたれフレーム。
2. 前記第２金属薄板ハーフシェル（６）が、Ｕ型形状に作られておりかつ背もたれフレーム（１）の垂直方向に延びている２つのフレーム領域（３、４）のうちの少なくとも一方に対する付加補強体を形成していることを特徴とする請求項１記載の背もたれフレーム。
3. 前記背もたれフレーム（１’）はベルト一体型車両用シートに用いることを意図したものであり、少なくとも一方の側方部材では、第２金属薄板ハーフシェル（６’）が、フレームの垂直方向に延びているフレーム領域のうちの一方のフレーム領域（４’）の全体を補強することを特徴とする請求項１または２記載の背もたれフレーム。
4. 前記ハーフシェル（５、５’、６、６’）のうちの少なくとも１つは、裁断されたブランクから作られていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の背もたれフレーム。
5. Ｕ型形状を有しかつ横方向に延びているフレーム領域および垂直方向に延びている２つのフレーム領域を有し、垂直方向に延びているフレーム領域のそれぞれ一方を形成する第１および第２異型部材（８、９）が設けられている車両用シートの背もたれフレーム（１１）において、深絞り金属薄板部材（７）が設けられており、該深絞り金属薄板部材（７）が、横方向に延びているフレーム領域を形成しかつ接合により前記異型部材（８、９）に連結するためのフランジ（７ａ、７ｂ、７ｃ）を備え、垂直方向に延びている前記異型部材のうちの少なくとも一方が中空異型部材（９）であり、該中空異型部材（９）が、低スプリングバック性を呈する２つの無フランジハーフシェルから作られ、または成形コアを用いたＵ対Ｏ成形またはＷ対Ｏ成形による無フランジ中空異型部材として作られることを特徴とする背もたれフレーム。
6. 前記背もたれフレーム（１１）は、ベルト一体型車両用シートに用いることを意図したものであることを特徴とする請求項５記載の背もたれフレーム。
7. 前記中空異型部材（９）の断面は軸線方向に変化していることを特徴とする請求項５または６記載の背もたれフレーム。
8. 前記深絞り金属薄板部材（７）および／または異型部材（８、９）のうちの少なくとも一方は裁断されたブランクから作られていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項記載の背もたれフレーム。
   

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