JP5784147B2

JP5784147B2 - 車両用シート構造

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Publication number: JP5784147B2
Application number: JP2013547338A
Authority: JP
Inventors: ミン−ホンソ、; カン−ファンアン、; テ−オイ、
Original assignee: Posco Co Ltd
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Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2015-09-24
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Description

本発明は、マグネシウム板材で成形した部品を含む車両用シート構造に関し、より詳細には、鋼鉄で成形された車両用シート構造と同じ性能を提供し且つ車両の軽量化及び耐振動性に優れたマグネシウム板材で成形した部品を含む車両用シート構造に関する。

一般に、車両用シートは、運転者の便宜のために設けられる多様な付属品がフレームの変化なしに選択的に装着されるように標準形式を有し、法規に拘束された安全基準を満たす十分な強度を保有しなければならない。また、車両用シートは、運転者が座る部品であり、運転者の乗り心地と直結される構成となっている。

従来の自動車用座席シート１は、図１のように鋼鉄板材を常温で成形加工した単位部品を溶接により組み立てたものであるが、車両の軽量化のために、シートを、鋼鉄と比べて密度が１／５の水準に過ぎないマグネシウムをダイキャスティングしてボルトなどで組み立ててシートフレーム２で製造する技術が開発されてきた（図２を参照）。参考までに、鋼鉄の密度は７．８ｇ／ｃｍ^３程度であり、マグネシウムの密度は１．７４ｇ／ｃｍ^３程度である。

しかしながら、車両のシートには必要とされる安定強度があり、この強度を満たすようにシートを設計しなければならない。ダイキャスティング部品の場合、せん断破壊に弱いマグネシウム自体の物性と共に酸化物等の不純物や気孔等の鋳造製品の内部欠陥によって強度が非常に低いため、部品間の連結部分が通常の鋼鉄材質の部品よりも５倍以上厚く設計されている。

その結果、マグネシウムダイキャスティングで製造されたシートフレームは、密度が鋼鉄の１／５の水準であるにもかかわらず、同一性能の鋼鉄材質フレームと比較して重量減少効果が約２ｋｇ未満、軽量化水準が通常１０％未満に過ぎないという限界がある。

また、スピード防止帯などを通過したり不規則な路面を走行したりするときに発生する強い衝撃は、クッションフレームを上下方向に振動させるかシートバックフレームを前後方向に振動させる。この際、過度な振動が長時間発生すると、耐久性が悪くなり、その品質も一定にならない。このようなマグネシウムダイキャスティング部品の場合、クラックが早期に発生する可能性があるため、これを防止するためには十分な厚さを保有しなければならない。

一方、自動車の走行中に発生した振動は、シートフレームを介して運転者に伝達され、長時間運行時には身体的な疲労の累積により運転者の集中力を低下させて安全運行を妨害する要素となる。振動がひどい場合は、便宜性と安定感が悪くなるため、高級機能を求める消費者の条件を満たすことができず、商品の価値が低下する。

一般に適用される鋼鉄材質のシートフレームは、堅固な構造を有しており安全性は高いが、非常に高いばね定数によって外部衝撃による振動が容易に伝達されて振動減衰能が低下するため、振動減衰能を上げるために部品を付着する場合はシートの重さが増大するという問題がある。

本発明は、マグネシウム板材を成形して車両用シート部品を製作することにより上記のようなマグネシウムダイキャスティングにより製作されたシートの限界を克服することを目的とする。

また、本発明は、従来の鋼鉄構造と同じ性能を提供し、且つ鋼鉄構造に比べて軽量化された車両用シート構造を提供することを目的とする。

また、本発明は、車両の走行中に発生する振動を速やかに吸収してユーザーに心地よさを提供すると共に、車両衝突時にも過度な変形なしにユーザーを保護することが可能な車両用シート構造を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、マグネシウム板材で成形された部品を車両用シートに適用するための構造、特に、マグネシウム板材で成形された部品又はこれに連結された部品に衝撃エネルギーを変形エネルギーとして吸収するか衝撃エネルギーを分散する衝撃調節部を備えてシートの安定度を確保し且つ車両用シートを軽量化させることにより、車両の燃費改善を可能にすることを目的とする。

本発明は、上記のような課題を達成するために、下記のような車両用シート構造を提供する。

本発明は、シートクッションフレームと、上記シートクッションフレームに連結されたシートバックフレームとを含む車両用シート構造であって、上記シートバックフレームと上記シートクッションフレームを構成する部品のうち少なくとも一つはマグネシウム板材で成形された車両用シート構造を提供する。

この際、上記シートクッションフレームはシートクッションブラケットとシートクッションパネルを含み、上記シートクッションフレームの上記シートクッションブラケットはマグネシウム板材で成形されることが好ましい。上記シートクッションブラケットは２．０〜４．０ｍｍの厚さを有することがより好ましい。

また、本発明において、上記シートバックフレームはシートバックサイドフレームとシートバックメンバを含み、上記シートバックサイドフレームはマグネシウム板材で成形されることができる。この際、上記シートバックサイドフレームは１．５〜２．５ｍｍの厚さを有することが好ましい。

また、本発明において、上記シートバックフレームはシートバックサイドフレームとシートバックメンバを含み、上記シートバックメンバはマグネシウム板材で成形されることができる。この際、上記シートバックメンバは上部シートバックメンバ、中間シートバックメンバ、下部シートバックメンバで構成され、上記上部シートバックメンバ及び下部シートバックメンバは０．８〜１．２ｍｍの厚さを有し、上記中間シートバックメンバは０．８〜１．０ｍｍの厚さを有することができる。

さらに、本発明において、上記シートクッションフレームはシートクッションブラケットとシートクッションパネルを含み、上記シートクッションフレームの上記シートクッションパネルはマグネシウム板材で成形されることができる。この際、上記シートクッションパネルは１．０〜１．４ｍｍの厚さを有することができる。

また、マグネシウム板材で成形された部品は荷重方向と平行な複数の凹凸部を含み、上記シートバックサイドフレームの凹凸部は上記シートバックサイドフレームの長さ方向に沿って連続して配列されることができる。

また、マグネシウム板材で成形された部品は結合時に中空を有するクラムシェル形状を有する２以上の部品で構成されることができる。

この際、上記結合時に中空を有するクラムシェル形状を有する２以上の部品はシートバックフレームのシートバックサイドフレームを構成し、上記結合時に中空を有するクラムシェル形状を有する２以上の部品はそれぞれ０．８〜１．２ｍｍの厚さを有することができる。

本発明は、シート角を調節するように上記シートクッションフレームと上記シートバックサイドフレームに連結されるリクライナーを含み、上記シートバックサイドフレームは上記リクライナーのノブが挿入される貫通孔が形成された連結部を含み、上記シートバックサイドフレームの厚さ（ｔ）は下記の式を満たすことができる。

（Ｌ_１：貫通孔と貫通孔の間の距離、Ｌ：シートバックサイドフレームの長さ、Ｆ：シートバックサイドフレームに作用する力）

他の観点において、本発明は、シート角を調節するように上記シートクッションフレームと上記シートバックサイドフレームに連結されるリクライナーを含み、上記リクライナーと連結される上記シートバックサイドフレームの内部には内側リクライナーブラケットが密着して配置され、上記内側リクライナーブラケットはリクライナーと連結される本体部と上記シートバックサイドフレームの上側に伸びる延長面を有し、上記内側リクライナーブラケットの本体部は上記リクライナーに、上記延長面は上記シートバックサイドフレームにそれぞれ連結され、シートバックサイドフレームに伝達される衝撃エネルギーを分散することができる。

この際、上記延長面の長さは上記シートバックサイドフレームの長軸の１／３以下であることが好ましい。

さらに他の観点において、本発明は、シート角を調節するように上記シートクッションフレームと上記シートバックサイドフレームに連結されるリクライナーを含み、上記リクライナーはシートクッションフレームと外側リクライナーブラケットを介して連結され、上記外側リクライナーブラケットは衝突時に引張力を受ける第１の縁部と衝突時に圧縮力を受ける第２の縁部それぞれに変形調節部が形成されて衝撃エネルギーを変形エネルギーとして吸収することができる。

この際、上記外側リクライナーブラケットの変形調節部は突出部又は凹部であり、上記第１の縁部の変形調節部のサイズは上記第２の縁部の変形調節部のサイズより大きいことが好ましい。

また、本発明では、上記シートクッションサイドフレームには引張応力吸収部材が付着され、上記引張応力吸収部材は引張板、引張棒又は引張ワイヤであることができる。

さらに、本発明のシート構造は第２の全域共振周波数が５０Ｈｚ以上であることができる。

本発明は、上記のような構成により、従来のマグネシウムダイキャスティングで製作されたシートの限界を克服するマグネシウム板材で成形された部品を含む車両用シート構造を提供する。

また、本発明は、従来の鋼鉄構造と同じ性能を提供し、且つ鋼鉄構造に比べて軽量化された車両用シート構造を提供する。

また、本発明は、車両の走行中に発生する振動を速やかに吸収してユーザーに心地よさを提供すると共に、車両衝突時にも変形なしにユーザーを保護することが可能な車両用シート構造を提供する。

さらに、本発明は、マグネシウム板材で成形された部品を車両用シートに適用するための構造、特に、マグネシウム板材で成形された部品又はこれに連結された部品に衝撃エネルギーを変形エネルギーとして吸収するか衝撃エネルギーを分散する衝撃調節部を備えてシートの安定度を確保し且つ車両用シートを軽量化させることにより、車両の燃費改善が可能になる。

従来の鋼鉄車両用シート構造の斜視図である。従来のマグネシウムダイキャスティングで形成された車両用シート構造の斜視図である。本発明のマグネシウム板材で成形された部品を含む車両用シート構造の斜視図である。（ａ）及び（ｂ）は本発明のマグネシウム板材で成形されたシートバックサイドフレームの斜視図及び底面斜視図であり、（ｃ）は本発明のシートバックサイドフレームの凹凸部の断面図である。本発明のマグネシウム板材で成形されたシートバックサイドフレームの他の実施例の断面図である。従来のシートバックサイドフレームにリクライナーが連結されたリクライナー連結部にクラックが発生した態様が示されている図面である。本発明のシートバックサイドフレームのリクライナー連結部に作用する力を示した概略図である。本発明のシートバックサイドフレーム、内側リクライナーブラケットが連結された態様の斜視図である。本発明のシートクッションブラケット、外側リクライナーブラケットが連結された斜視図である。本発明の外側リクライナーブラケットの斜視図である。本発明のシートクッションブラケットの斜視図である。（ａ）及び（ｂ）はヨーロッパ新車評価プログラムのＷｈｉｐｌａｓｈ条件により実験したときの本発明によるシートの性能図である。

通常の構造用部品は、重くて剛性が高い場合は振動がひどくなり、軽くて柔軟で耐振動性が高くなる場合は剛性が弱くなる。しかしながら、車両用シート構造は、交通事故が発生したときに運転者を安全に保護する必要があるため、剛性も高くなければならず、正常的な運行条件下では心地よく安らかな姿勢を提供する必要があるため、耐振動性も高くなければならない。

従来の技術で説明したように、マグネシウムダイキャスティングでシートを構成するシート構造が提案されたが、鋳造用マグネシウムの低い強度と鋳造された部品の内部欠陥及び鋳造製品の偏差によって十分な軽量化と機能性の向上が困難であった。

また、従来の鋼鉄材質のシート構造は、衝突エネルギーが伝達されると、変形エネルギーとして衝撃量を吸収すると共に、堅固なリンク部品によりシートレールと連結されて過度な変形が発生しないように支持する方式である。しかしながら、鋳造用マグネシウムは、結晶構造がＨＣＰ（ＨｅｘａｇｏｎａｌＣｌｏｓｅｄＰａｃｋｅｄ）であるため、常温では変形が非常に困難であり、せん断変形に弱い物性を示す。

しかしながら、マグネシウム板材の場合、製造過程で圧延を経ながら集合組織を有するようになるため、鋳造用マグネシウムとは異なり、均一な性能及びより高い引張強度、変形率を有する（表１を参照）。

したがって、マグネシウム板材を成形して製造された部品で車両用シートを製作する場合、鋳造用マグネシウムのように内部欠陥や製品の偏差がないため、薄い厚さで設計することが可能である。また、集合組織を有するマグネシウム板材の性質によって厚さ方向に変形が発生しない点を考慮して車両用シートを構成する場合、従来のマグネシウムダイキャスティングで製造する車両用シートよりも軽量化することが可能である。

但し、本発明では、マグネシウム板材も変形率が制限されており、その程度は鋼鉄に比べて小さい。したがって、本発明は、大きな衝撃を受けたとき、衝撃を吸収又はせん断破壊強度以下に分散させる衝撃調節部を備え、マグネシウム板材を補完する構造を提供することにより、鋼鉄構造のシートフレームと同じ性能を提供し、且つ軽量化された車両用シート構造を提供する。

このような衝撃調節部として、本発明は、シートバックサイドフレームの凹凸構造、内側リクライナーブラケットの延長面、外側リクライナーブラケットの変形調節部、シートクッションブラケットの引張応力吸収部材を提供する。

また、マグネシウム板材を用いて軽量化され、第２の全域共振周波数が５０Ｈｚ以上である車両用シート構造を提供することができる。第２の全域共振周波数はシートの重さに反比例（動剛性∝√（ｋ／ｍ））するため、マグネシウム板材を用いる場合、第２の全域共振周波数が増大することができる。

第２の全域共振周波数は、車両用シートバックの振動と関連があり、この値が低い場合は、車両シートバックの振動が大きくなってユーザーに心地よい環境を提供することができないが、５０Ｈｚ以上の場合は、振動によるシートバックの振動がほぼないため、ユーザは走行中に振動による不便さを感じないようになる。なお、車両用シートは、３０Ｈｚ以上の第２の全域共振周波数を有しなければならない。

特に、シートバックフレームは、カンチレバーのようにリクライナーによって一端部のみが支持される構成であるため、衝突時、連結部に破壊が発生しやすい部分である。以下では、マグネシウム板材で成形されたシートバックフレームとシートクッションフレーム及びリクライナーの連結構造及び各フレームの構成について添付図面を参照して詳細に説明する。

図３には、本発明の車両用シート構造が示されている。図３から分かるように、車両用シート構造は、一対のシートバックサイドフレーム１０１とこれらを連結するシートバックメンバ１０２でシートバックフレーム１００が構成され、シートクッションブラケット２０１とシートクッションパネル２０２でシートクッションフレーム２００が構成される。この際、シートバックメンバ１０２は、下部シートバックメンバ１０２ａ、中間シートバックメンバ１０２ｂ、上部シートバックメンバ１０２ｃからなる。

シートバックフレーム１００とシートクッションフレーム２００の間にリクライナー３００が配置されることによりシートバックフレーム１００が前後に回転することができるようにし、シートクッションフレーム２００の下部にはポンピング構造４１０及び滑走構造４２０が配置される車両支持部４００が連結される。

シートバックフレーム１００のシートバックサイドフレーム１０１とリクライナー３００が連結されるリクライナー連結部１０５には内側リクライナーブラケット１５０が配置され、シートクッションブラケット２０１とリクライナー３００は外側リクライナーブラケット１６０を介して連結され、シートクッションブラケット２０１はシートクッションパネル２０２と連結される。

本発明において、下部シートバックメンバ１０２ａ、中間シートバックメンバ１０２ｂ、上部シートバックメンバ１０２ｃ、シートバックサイドフレーム１０１、シートクッションブラケット２０１、シートクッションパネル２０２は、マグネシウム板材を成形して形成された。

この際、下部シートバックメンバ１０２ａの厚さは０．８〜１．２ｍｍの範囲、中間シートバックメンバ１０２ｂの厚さは０．８〜１．０ｍｍの範囲、上部シートバックメンバ１０２ｃの厚さは０．８〜１．２ｍｍの範囲内で形成されることが好ましい。この厚さの範囲内で、シートバックメンバ１０２は、衝撃時にシートの変形を制限して搭乗者を保護し且つ車両用シート構造の軽量化を達成することができる。

また、シートクッションパネル２０２の厚さは１．０〜１．４ｍｍの範囲内で形成されることが好ましい。この厚さの範囲内で、シートクッションパネル２０２は、衝撃による変形から搭乗者を保護し且つ車両用シート構造の軽量化を達成することができる。

図４ａ、４ｂには、本発明によるシートバックサイドフレーム１０１の斜視図が示されている。

図４ａ、４ｂに示されたシートバックサイドフレーム１０１は、単一のマグネシウム板材で成形して形成され、所定の幅を有しシートの上下方向に伸びるボディ部１０６を中心に両側、上下部が折れ曲がって形成される。シートのボディ部１０６には、衝突時に荷重が作用する荷重方向、即ち、水平方向に平行に形成された複数の凹凸部１１０が長さ方向に沿って並んで形成される。

ボディ部１０６の下端には、リクライナー３００と連結されるリクライナー連結部１０５が位置する。リクライナー連結部１０５は、リクライナー３００のシャフト３０１が貫通され、リクライナー３００を固定するためのノブ３０２が挿入されるための貫通孔１０４が複数形成される。また、必要に応じて、付属部品を付着するための貫通孔がさらに形成されることができる。

また、リクライナー連結部１０５の上部には内側リクライナーブラケット１５０が結合されるための結合穴１２０が形成されている。

図４ｃには、上述した凹凸部１１０の多様な断面形状が示されている。図４ｃに示されているように、凹凸部１１０は、四角形、ひし形、円形／楕円形又は三角形の凹凸を有することができるが、設計要求事項に応じて変わることができる。

また、本発明のシートバックサイドフレーム１０１の場合、所定の幅を有し荷重方向に平行に形成された凹凸部１１０が長さ方向に複数配置されるため、荷重による座屈に対する抵抗が大きい。即ち、本発明のシートバックサイドフレーム１０１は、凹凸部１１０によって荷重方向に対する断面の面積が増大して荷重方向に大きな力が加わっても、抵抗することが可能である。

図５には、本発明のシートバックサイドフレーム１０１の他の実施例が示されている。

図５を参照すると、シートバックサイドフレーム１０１は２個の部品１０１ａ、１０１ｂからなり、２個の部品１０１ａ、１０１ｂが結合されてクラムシェル（ｃｒａｍｓｈｅｌｌ）形状の中空部を含むシートバックサイドフレーム１０１が形成される。この際、シートバックサイドフレーム１０１それぞれの部品は、荷重方向に平行に形成された凹凸部１１０が長さ方向に複数配置されることができるため、荷重に対する抵抗がより増大することができる。

このように、クラムシェル形状にシートバックサイドフレーム１０１が形成される場合、図４のシートバックサイドフレーム１０１と比べて各板材に荷重が分散される結果が得られるため、座屈に対する抵抗が大きくなり、座屈がほぼ発生しない。

図６には、従来の構造でのシートバックサイドフレーム１１とリクライナー３０の連結が示されており、衝撃によってシートバックサイドフレーム１１に亀裂Ｃが発生した態様が示されている。

このように、シートバックサイドフレーム１１は、カンチレバーのようにリクライナー３０との連結のみで支持されるため、衝撃が、リクライナー３０のノブ３２が貫通するリクライナー連結部１５の貫通孔１４と貫通孔１４の間に集中する。鋼鉄材質の場合は、変形により円形の貫通孔１４が楕円形に変わりながら衝撃量を吸収するが、変形が困難なマグネシウム合金の場合は、衝撃量を吸収することができないため、亀裂Ｃが発生する。

したがって、ノブ３０２が挿入される貫通孔１０４と貫通孔１０４の間のマグネシウム板材で亀裂が発生しないようにするためには、貫通孔１０４と貫通孔１０４の間のマグネシウム板材に亀裂Ｃが発生しない最小限の厚さ（ｔ）が必要である。

マグネシウム板材の場合、せん断破壊強度が１９０ＭＰａ以上であるため、貫通孔１０４の一つの点（Ａ）と荷重が作用する方向に延長線をひいたときに隣り合う貫通孔１０４と出会うもう一つの点（Ｂ）の間に発生するせん断応力が臨界せん断応力を超えてはならない。

したがって、マグネシウム板材の厚さ（ｔ）は、貫通孔１０４と貫通孔１０４の間のせん断応力である１９０ＭＰａとの関係に沿うように、下記の式によって決められなければならない。

ここで、Ｌ１は貫通孔１０４と貫通孔１０４の間の距離、Ｌはシートバックサイドフレームの長さ、Ｆは作用する力、即ち、設計時に考慮されるべき力、ｔはマグネシウム板材の厚さを意味する（図７を参照）。

これにより、図４のシートバックサイドフレーム１０１は、厚さが１．５ｍｍ以上であることが好ましい。シートバックサイドフレーム１０１の厚さが１．５ｍｍ未満の場合は、車両衝突などの衝撃が発生したときにシートバックサイドフレーム１０１が座屈されてユーザーに危険が生ずる可能性がある。但し、シートバックサイドフレーム１０１の厚さが２．５ｍｍを超える場合は車両シートの重さが増大するため、２．５ｍｍ以下に成形されることが好ましい。

また、図５のように、シートバックサイドフレーム１０１が、マグネシウム板材が中空部を有するクラムシェル形状に成形される場合、各部品１０１ａ、１０１ｂの厚さは０．８ｍｍ以上であることが好ましい。部品１０１ａ、１０１ｂの厚さが０．８ｍｍ未満の場合は、車両衝突などの衝撃が発生したときにシートバックサイドフレーム１０１が座屈されてユーザーに危険が生ずる可能性がある。但し、シートバックサイドフレーム１０１の部品１０１ａ、１０１ｂの厚さが１．２ｍｍを超える場合は車両シートの重さが増大するため、１．２ｍｍ以下の板材で成形されることが好ましい。

図８には、内側リクライナーブラケット１５０が装着された態様が示されている。本発明のマグネシウム板材で成形された部品を含むシート構造は、シートバックサイドフレーム１０１に伝達される衝撃量を分散するために、シートバックサイドフレーム１０１のリクライナー連結部１０５の内側にリクライナー３００のノブ３０２に連結される内側リクライナーブラケット１５０を含む。内側リクライナーブラケット１５０は、鋼鉄又はマグネシウム板材で成形されることができる。

図８に示されているように、内側リクライナーブラケット１５０は、リクライナーのノブ３０２が貫通して溶接又は結合される貫通孔１５２が形成された本体部１５１と、上記本体部１５１から上記シートバックサイドフレーム１０１の内面に密着し上記シートバックサイドフレーム１０１の長さ方向に伸びる延長面１５５を含み、延長面１５５の縁側には、シートバックサイドブラケット１０１と連結されるための貫通孔１５６が形成される。

延長面１５５の縁側に形成された結合穴１５６とシートバックサイドブラケット１０１に形成された結合穴１２０を介して結合部材、例えば、ボルト及びナットが貫通締結される。

即ち、内側リクライナーブラケット１５０は、本体部１５１では貫通孔１５２を介してリクライナー３００のノブ３０２と連結され、延長面１５５では結合穴１５６を介してシートバックサイドフレーム１０１と連結される。したがって、内側リクライナーブラケット１５０は、シートバックサイドフレーム１０１のリクライナー連結部１０５の貫通孔１０４に集中する荷重を延長面１５５から結合穴１５６に分散する。

シートバックフレーム１００の上部に加わった力は、リクライナー連結部１０５を中心とする回転モーメントを発生させる。このようなモーメントは力と距離に比例し、中心からシートバックフレームの上部に向かうほど、中心からの距離が遠ざかるため、シートバックフレームに作用する力は減少する。したがって、内側リクライナーブラケット１５０を介して中心に作用するモーメントを内側リクライナーブラケット１５０の延長面１５５の結合穴１５６の形成位置に分散させる場合、衝撃によってシートバックサイドフレーム１０１に作用する力が少なくなる。

また、内側リクライナーブラケット１５０は、シートバックサイドフレーム１０１の内面に密着するため、シートバックサイドフレーム１０１の断面を増大させる役割も行う。特に、衝撃によるシートバックサイドフレーム１０１の反りは、リクライナー連結部１０５の中心から、通常、シートバックサイドフレーム１０１の長さの１／３以下の地点で発生するため、内側リクライナーブラケット１５０の延長面１５５も、シートバックサイドフレーム１０１の長さの１／３以下の地点までのみ形成されることが好ましい。

図９には本発明のシートバックサイドフレーム１０１とリクライナー３００が外側リクライナーブラケット１６０を介してシートクッションブラケット２０１に連結される態様が示されており、図１０には外側リクライナーブラケット１６０の斜視図が示されている。

図９及び１０に示されているように、外側リクライナーブラケット１６０はリクライナー３００のノブ３０２が貫通する貫通孔１６２が中央部に形成され、シートの前面に向かう縁部１６４とシートの後面に向かう縁部１６５には変形調整部１６６、１６７が備えられている。このような外側リクライナーブラケット１６０は、変形が可能な鋼鉄材質で形成される。

車両に事故が発生して過度な衝撃が加わった場合、部品の破損を防止するためには、変形エネルギーとして衝撃エネルギーを吸収しなければならない。しかしながら、上述したように、マグネシウム板材の場合、変形率が鋳造用マグネシウムよりは大きいが、鋼鉄よりは小さいため、衝撃を変形エネルギーとして吸収するのには適さない。よって、鋼鉄材質の外側リクライナーブラケット１６０において衝撃エネルギーを変形エネルギーとして吸収する場合、シートバックフレーム１００に伝達される衝撃エネルギーが減少してシートバックフレーム１００が変形されない。したがって、マグネシウム板材を成形してシートバックフレーム又はシートクッションフレームを形成する本発明では、衝撃エネルギーを変形エネルギーとして吸収する外側リクライナーブラケット１６０を備える。

車両が正面衝突してシートの前面に衝撃が加わる場合、外側リクライナーブラケット１６０のシートの前面に向かう縁部１６４は引張力を受け、シート後面に向かう縁部１６５は圧縮力を受け、該当引張力又は圧縮力で変形されることができる変形調節部１６６、１６７が縁部１６４に形成される。

変形調節部１６６、１６７は回転の中心であるリクライナーシャフト３０１を中心に前方及び後方に配置され、前方の変形調節部１６６は引張力により伸びるように円錐形又は半円形の突出部で形成され、衝撃が加わる場合に突出部は伸びる。完全に伸びる場合はコーナー全体に引張力がかかり、完全に伸びた後には変形を防ぐ支持部として作用することができる。

後方の変形調節部１６７の場合、圧縮力を受けるため、圧縮力によって変形されることができるように円錐形又は半円形の突出部で形成される。変形調節部１６７に圧縮力が加わる場合、変形調節部は中心に縮んで変形収容空間を提供する。突出部の両端が接して変形が終わった場合、圧縮力は突出部の両端にかかるため、それ以上の変形を防ぐ支持部として作用することができる。

後方の変形調節部１６７及び前方の変形調節部１６６のサイズは、中心部からの距離及び変形エネルギーとして衝撃エネルギーを吸収するための量に応じて変わる。前方の変形調節部１６６は、伸びるものであり、過度な引張力が作用する場合は破れて支持をすることができなくなるが、後方の変形調節部１６７は、縮むものであり、変形がひどくても衝撃エネルギーを変形エネルギーとして吸収することが可能である。

したがって、前方の変形調節部１６６のサイズを後方の変形調節部１６７のサイズより大きくし、前方の変形調節部１６６及び後方の変形調節部１６７の変形エネルギーとして衝撃エネルギーを吸収しているうちに後方の変形調節部１６７が先に接するようにすることが、衝撃エネルギーを変形エネルギーとして吸収するのに好ましい。

また、変形が大きすぎても運転者に危険が生ずる可能性があるため、半円形に形成される前方の変形調節部１６６の直径はリクライナー３００の中心部から縁部１６５までの距離（Ｒ）により調節されることが好ましい。例えば、ヨーロッパ新車評価プログラムの条件を満たすための前方の変形調節部１６６の直径は縁部１６５までの距離（Ｒ）の０．５２倍未満であることが好ましい。

したがって、本発明の外側リクライナーブラケット１６０は、曲がり又は伸びによる変形により衝撃エネルギーを低くし、これにより、リクライナー３００とシートバックフレーム１００、具体的には、シートバックサイドフレーム１０１のリクライナー連結部１０５に作用する応力集中程度を低くすることができる。したがって、リクライナー連結部１０５で亀裂Ｃが発生することを抑制することができる。

図１１には、本発明によりマグネシウム板材で成形されたシートクッションブラケット２０１の斜視図が示されている。シートクッションブラケット２０１の場合、外側リクライナーブラケット１６０に連結されるため、支持部４００から伝達される衝撃エネルギーを外側リクライナーブラケット１６０に伝達する。したがって、シートクッションブラケット２０１は、破損されなくてはじめて、外側リクライナーブラケット１６０に支持部４００からの衝撃エネルギーを伝達し、これにより、外側リクライナーブラケット１６０が衝撃エネルギーを変形エネルギーとして吸収することができる。

本発明において、シートクッションブラケット２０１は、シートバックサイドフレームより厚い２．０〜４．０ｍｍの間の厚さを有することが好ましい。この範囲内で、変形が抑制され且つ軽量化の達成が可能になる。

図１１に示されているように、シートクッションブラケット２０１の外面又は内面に、引張応力吸収部材２０２ａ、２０２ｂ、例えば、線材２０２ａ、板材２０２ｂ又はパイプを付着して補強することにより衝撃エネルギーによる破損を防止することが好ましい。

以上のように、マグネシウム板材は衝撃エネルギーによって変形が発生する場合に破断されるという問題があるが、本発明によれば、内側及び外側リクライナーブラケットを介して衝撃エネルギーを変形エネルギーとして吸収又は分散させることができるため、マグネシウム板材で成形されたシートバックフレーム又はシートクッションフレームに伝達される衝撃エネルギーを減少させ、マグネシウム板材の軽量性と剛性を活用した車両用シート構造を提供することができる。

本発明による車両用シートの性能表が下記の表２及び図１２（ａ）及び（ｂ）に示されている。

上記の表２中、シートバックの変形角及び最大変形量はヨーロッパ新車評価プログラムのＷｈｉｐｌａｓｈ条件（ＥｕｒｏＮＣＡＰＷｈｉｐｌａｓｈＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓ）により実験したものであり、要求事項は上記条件を満たす範囲を意味し、鋼鉄シートは図１ａに示された従来の鋼鉄材シートを意味し、本発明によるシートは図３に示されたシートを意味する。また、最大変形量は、シートバックフレームにおいてリクライナーが連結される部分の最大変形量を意味する。

表２に示されているように、本発明によるシートはシートバックの変形角及びリクライナー連結部の最大変形量がヨーロッパ新車評価プログラムで規定する範囲内に属することが分かる。

また、表２に示されているように、鋼鉄シートは１５〜２０ｋｇの重さを有するが、本発明によるシートは９〜１０ｋｇの重さを有し従来の鋼鉄シートに比べて半分程度に過ぎない。これは、従来のマグネシウムダイキャスティングの重さが鋼鉄シートの９０％に至る点を考慮すると、相当な軽量化の効果を有することが分かる。

また、第２の全域共振周波数の場合も、鋼鉄シートは３５Ｈｚの水準に過ぎないが、本発明のシートは５１Ｈｚであることが確認できる。特に、第２の全域共振周波数の場合、車両の振動によってシートバックフレームが共振するか否かに関連するものであり、第２の全域共振周波数が低い場合は走行中の振動によりシートバックが共振するため運転者に不快感を与える可能性があるが、本発明のように第２の全域共振周波数が高い場合はシートバックフレームが共振しないため車両の振動によってシートバックが揺れずにユーザーに上質の乗り心地を提供することができる。

本発明では、シートバックサイドフレーム１０１とシートバックメンバ１０２が別途の部品で製造及び結合されてシートバックフレーム１００を構成するようにしたが、単一の部品で成形するかその他の部品を追加してシートバックフレーム１００を構成することもできる。

また、鋼鉄で形成されることができる内側及び外側リクライナーブラケット１５０、１６０の場合、ＴＷＩＰ鋼のような高強度鋼（ＡＨＳＳ）で形成することが衝撃エネルギーを吸収するのに有利である。

Claims

シートクッションフレームと、前記シートクッションフレームに連結されたシートバックフレームとを含む車両用シート構造であって、
前記シートクッションフレームはシートクッションブラケットとシートクッションパネルを含み、
前記シートクッションフレームの前記シートクッションブラケットはマグネシウム板材で成形され、
前記シートバックフレームはシートバックサイドフレームとシートバックメンバを含み、
前記シートバックサイドフレームはマグネシウム板材で成形され、
シート角を調節するように前記シートクッションフレームと前記シートバックサイドフレームに連結されるリクライナーを含み、
前記リクライナーは前記シートクッションフレームと外側リクライナーブラケットを介して連結され、
前記外側リクライナーブラケットはシートの前面への衝突時に引張力を受ける第１の縁部と前記シートの後面への衝突時に圧縮力を受ける第２の縁部それぞれに変形調節部が形成されて衝撃エネルギーを変形エネルギーとして吸収する車両用シート構造。
前記シートクッションブラケットは２．０〜４．０ｍｍの厚さを有する、請求項１に記載の車両用シート構造。
前記シートバックサイドフレームは１．５〜２．５ｍｍの厚さを有する、請求項１に記載の車両用シート構造。
前記シートバックメンバはマグネシウム板材で成形され、
前記シートバックメンバは上部シートバックメンバ、中間シートバックメンバ、下部シートバックメンバで構成され、
前記上部シートバックメンバ及び下部シートバックメンバは０．８〜１．２ｍｍの厚さを有し、
前記中間シートバックメンバは０．８〜１．０ｍｍの厚さを有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用シート構造。
前記シートクッションフレームの前記シートクッションパネルはマグネシウム板材で成形され、
前記シートクッションパネルは１．０〜１．４ｍｍの厚さを有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用シート構造。
マグネシウム板材で成形された部品は荷重方向と平行な複数の凹凸部を含み、
前記凹凸部は前記部品の長さ方向に沿って連続して配列される、請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用シート構造。
マグネシウム板材で成形された部品は結合時に中空を有するクラムシェル形状を有する２以上の部品を含む、請求項１に記載の車両用シート構造。
前記シートバックサイドフレームは前記リクライナーのノブが挿入される貫通孔が形成された連結部を含み、
前記シートバックサイドフレームの厚さ（ｔ）は下記の式を満たす、請求項１又は３に記載の車両用シート構造。

（Ｌ１：貫通孔と貫通孔の間の距離、Ｌ：シートバックサイドフレームの長さ、Ｆ：シートバックサイドフレームに作用する力）
前記リクライナーと連結される前記シートバックサイドフレームの内部には内側リクライナーブラケットが密着して配置され、
前記内側リクライナーブラケットは前記リクライナーと連結される本体部と前記シートバックサイドフレームの上側に伸びる延長面を有し、
前記内側リクライナーブラケットの本体部は前記リクライナーに、前記延長面は前記シートバックサイドフレームにそれぞれ連結され、前記シートバックフレームに伝達される衝撃エネルギーを分散する、請求項１又は３に記載の車両用シート構造。
前記第１の縁部の変形調節部のサイズが前記第２の縁部の変形調節部のサイズより大きく、
前記変形調節部は円錐形又は半円系の突出部で形成される、請求項１に記載の車両用シート構造。
前記シートクッションサイドフレームには引張応力吸収部材が付着される、請求項２に記載の車両用シート構造。
第２の全域共振周波数が５０Ｈｚ以上である、請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用シート構造。