JP6030044B2 - 乗物用シートのバックフレーム構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車、飛行機、船、電車等の乗物に搭載されるシートのバックフレーム構造に関する。

乗物用シートのバックフレーム構造の１つとして、シートバックの骨格となる枠形状のバックフレームを形成するに当たり、サイドフレームとアッパフレームをシートベルトのベルトガイドを取り付けるためのブラケットを介して接合する構造が下記特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されたバックフレーム構造においては、アッパフレームがブラケットの横方向長さいっぱいに重ね合わせられて接合され、サイドフレームもブラケットの縦方向長さの半分程度と重ね合わせられて接合されている。

特開２０１３−２０９００３号公報

上述の構造においては、アッパフレームやサイドフレームとブラケットとの重なり合う部分が多いため、強度的にはしっかり組み付けられるのであるが、重量が大きくなるという不具合があった。また、上述の構造においては、アッパフレーム、サイドフレーム、ブラケットとも鉄製の部材を使用しているため線状の溶接で組み付けた場合であっても十分な強度確保が可能であるが、アルミニウムやマグネシウムといった軽合金の材料を用いた場合には十分な強度が確保できないおそれがあった。
このような問題に鑑み本発明の課題は、アッパフレームとサイドフレームをブラケットを介して接合する構造のバックフレームにおいて、アッパフレームやサイドフレームやブラケットに軽合金の材料を使用した場合でも強度を確保しながら重量の増加を抑えることができる構造を提供することにある。

本発明の第１発明は、上下方向に延びる第１フレームの上端部と、上下方向に延びるとともに途中から左右方向に曲がって延びる第２フレームの先端部をベルトガイドブラケットを介して結合し、門型に形成した乗物用シートのバックフレーム構造であって、
前記第１フレームは、閉断面形状部を有し、前記第２フレームも閉断面形状部を有し、前記ベルトガイドブラケットの一部であって前記第１フレームの閉断面形状部の内壁部に適応する形状を有する第１係合部を前記第１フレームの閉断面形状部に差し込んで固定し、前記ベルトガイドブラケットの他の一部であって前記第２フレームの閉断面形状部の内壁部に適応する形状を有する第２係合部を前記第２フレームの閉断面形状部に差し込んで固定することを特徴とする。
第１発明によれば、ベルトガイドブラケットの一部であって第１フレームの閉断面形状部の内壁部に適応する形状を有する第１係合部を前記第１フレームの閉断面形状部に差し込んで固定し、ベルトガイドブラケットの他の一部であって第２フレームの閉断面形状部の内壁部に適応する形状を有する第２係合部を前記第２フレームの閉断面形状部に差し込んで固定するので、第１フレームおよび第２フレームとベルトガイドブラケットとの重なり合う部分が少なくでき重量低減が可能となる。また、第１フレームおよび第２フレームとベルトガイドブラケットとの重なり合う部分では全面が当接した嵌めあい状となっているので十分な接合強度が得られる。

本発明の第２発明は、上記第１発明において、少なくとも前記第１係合部もしくは前記第２係合部のいずれか１つを、前記第１フレームの閉断面形状部もしくは前記第２フレームの閉断面形状部に差し込んで固定する際、前記第１フレームの閉断面形状部もしくは前記第２フレームの閉断面形状部が縮められて固定されていることを特徴とする。
第２発明によれば、第１係合部もしくは第２係合部のいずれか１つに対して第１フレームの閉断面形状部もしくは第２フレームの閉断面形状部が差し込まれ縮められて固定されているので接合強度をよりいっそう高めることができる。

本発明の第３発明は、上記第２発明において、少なくとも前記第１係合部もしくは前記第２係合部のいずれか１つには先端部が拡がった掛止め部が形成されていることを特徴とする。
第３発明によれば、第１係合部もしくは第２係合部のいずれか１つには先端部が拡がった掛止め部が形成されているので、第１フレームの閉断面形状部もしくは第２フレームの閉断面形状部が差し込まれ縮められて固定された場合、抜けにくくなり接合強度をさらに高めることができる。

本発明の第４発明は、上記第２発明において、少なくとも前記第１係合部もしくは前記第２係合部のいずれか１つには前記第１フレームの閉断面形状部もしくは前記第２フレームの閉断面形状部の一部がくい込む掛止め孔が表面に形成されていることを特徴とする。
第４発明によれば、第１係合部もしくは第２係合部のいずれか１つには、表面に掛止め孔が形成されているので、第１フレームの閉断面形状部もしくは第２フレームの閉断面形状部が差し込まれ縮められて固定された場合、第１フレームの閉断面形状部もしくは第２フレームの閉断面形状部の一部が掛止め孔にくい込んで抜けにくくなり接合強度をさらに高めることができる。

本発明の第５発明は、上記第１発明ないし上記第４発明のいずれかにおいて、前記第１フレームおよび前記第２フレームがアルミニウムもしくはマグネシウムの軽合金製であることを特徴とする。
第５発明によれば、第１フレームおよび第２フレームがアルミニウムもしくはマグネシウムの軽合金製であるのでさらに軽量化を図ることができる。

本発明の一実施形態の斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ矢視線断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視線断面図である。 図１のＩＶ−ＩＶ矢視線断面図である。 上記実施形態のベルトガイドブラケットの斜視図である。 （Ａ）上記実施形態のバックフレームを組み立てる手順を説明する図であり、電磁縮管加工前の図である。（Ｂ）上記実施形態のバックフレームを組み立てる手順を説明する図であり、電磁縮管加工後の図である。 （Ａ）他の実施形態のバックフレームを組み立てる手順を説明する図であり、電磁縮管加工前の図である。（Ｂ）他の実施形態のバックフレームを組み立てる手順を説明する図であり、電磁縮管加工後の図である。

図１〜６は、本発明の一実施形態を示す。本実施形態は、自動車用シートのバックフレーム（以下、単にバックフレームという）に本発明を適用した例を示す。各図中、矢印によりバックフレームを取り付けた自動車用シートを自動車のフロアに取り付けた時の自動車の各方向を示している。以下の説明において、方向に関する記述は、この方向を基準として行うものとする。

図１に示すように、本実施形態のバックフレーム１０は、シートベルト内蔵タイプのシートであってシートベルトの巻取り装置（図示しない）を取り付け可能なものである。バックフレーム１０は、上下方向に延び右側のサイドフレーム機能を果たす第１フレーム２０と、上下方向に延びるとともに途中から左右方向に延びて左側のサイドフレーム部３１とアッパフレーム部３２を有し、左側のサイドフレーム機能とアッパフレーム機能を果たす第２フレーム３０と、第１フレーム２０と第２フレーム３０を結合するベルトガイドブラケット４０と、センターフレーム５０と、ロアフレーム６０とからなる。

第１フレーム２０は、図２に示す断面形状を有するアルミニウム合金の押出し材をベースに作られている。図２において、変形六角形の閉断面形状部２７は、側辺部２７ａと、前辺部２７ｂと、他の側辺部２７ｃと、後辺部２７ｆと、前辺部２７ｂと他の側辺部２７ｃをつなぐ前連結部２７ｄと、後辺部２７ｆと他の側辺部２７ｃをつなぐ後連結部２７ｅとから構成される。側辺部２７ａと他の側辺部２７ｃ、前辺部２７ｂと後辺部２７ｆはそれぞれ平行の関係にあり、前辺部２７ｂは側辺部２７ａ、他の側辺部２７ｃ、後辺部２７ｆ、前連結部２７ｄ、後連結部２７ｅに比べて肉厚に形成されている。この閉断面形状部２７に結合されるコの字状断面形状部２６は、側辺部２６ａ、後辺部２６ｂ、他の側辺部２６ｃとから構成される。側辺部２６ａと他の側辺部２６ｃは平行の関係にあり、後辺部２６ｂは側辺部２６ａ、他の側辺部２６ｃに比べて肉厚に形成されている。前辺部２７ｂと後辺部２６ｂが肉厚に形成されているのは、第１フレーム２０に前後方向の曲げモーメントが加えられたときに応力が高まる部分を強化するためである。

図１に示すように、第１フレーム２０は、側面視でくの字状に折り曲げられ上下方向の中間部よりやや下の部分２２から上部が後方に反った形状をしている。また、下端部から上方に向かって全長の２／３程度までの部分は、その断面が図２に示されるように閉断面形状部２７にコの字状断面形状部２６が結合され２つの閉断面形状を構成している。上端部から全長の１／３程度までの部分は、その断面が図３に示されるように閉断面形状部２７に側辺部２６ａと他の側辺部２６ｃの一部が後方に向かって立設された１つの閉断面形状を構成している。これは、下端部から全長の２／３程度上方の部分を起点に上方に向かってコの字状断面形状部２６の後辺部２６ｂと側辺部２６ａと他の側辺部２６ｃを、側辺部２６ａと他の側辺部２６ｃの長さが上方に向かって徐々に短くなるように削り取る加工を施したためである。この加工の狙いは、第１フレーム２０の上端に加えられる前後方向の曲げモーメントの大きさに即するように、第１フレーム２０の断面係数を上下方向で変えてそれぞれの部位で必要十分な断面係数とすることにより重量の軽減を図ることにある。

図１に示すように、第１フレーム２０の下端部近傍には側辺部２７ａと他の側辺部２７ｃに同軸の貫通孔２４が、側辺部２６ａと他の側辺部２６ｃに同軸の貫通孔２５があけられている。これは、第１フレーム２０をリクライニング装置（図示せず）を介してシートクッションフレーム（図示せず）に取り付けるためのものである。

第２フレーム３０は、図４に示す断面形状を有するアルミニウム合金の押出し材をベースに作られている。図４において、変形六角形の閉断面形状部３７は、側辺部３７ａと、前辺部３７ｂと、他の側辺部３７ｃと、後辺部３７ｆと、前辺部３７ｂと他の側辺部３７ｃをつなぐ前連結部３７ｄと、後辺部３７ｆと他の側辺部３７ｃをつなぐ後連結部３７ｅとから構成される。側辺部３７ａと他の側辺部３７ｃ、前辺部３７ｂと後辺部３７ｆはそれぞれ平行の関係にあり、側辺部３７ａ、前辺部３７ｂ、他の側辺部３７ｃ、前連結部３７ｄ、後連結部３７ｅ、後辺部３７ｆはすべて同じ肉厚に形成されている。同じ肉厚に形成されている理由は、第２フレーム３０は第１フレーム２０と比べてシートベルトから加えられる前後方向の曲げモーメントが小さく同じ肉厚で十分強度が確保できるためである。

図１に示すように、第２フレーム３０は、側面視でくの字状に折り曲げられ上下方向の中間部よりやや下の部分３２から上部が後方に反った形状のサイドフレーム部３１と、サイドフレーム部３１上部から連続して左右方向に延びるアッパフレーム部３２を有する。サイドフレーム部３１とアッパフレーム部３２の断面形状は図４に示す形状で一定である。アッパフレーム部３２には所定の孔が２個あけられそこにホルダー３３が２個取り付けられている。また、サイドフレーム部３１の下部には側辺部３７ａと他の側辺部３７ｃに同軸の貫通孔３４と同軸の貫通孔３５が上下方向に並んであけられている。これは、第２フレーム３０をリクライニング装置（図示せず）を介してシートクッションフレーム（図示せず）に取り付けるためのものである。

図１および図５に示すように、ベルトガイドブラケット４０はアルミニウム合金のダイキャスト成形によって作られている。本体部４１は、上辺部が短く下辺部が長い略山型形状の板状部４１ａの側部に、板状部４１ａに対して垂直方向に配設された略三角形形状の小型の外側側板４１ｂと大型の内側側板４１ｃと、上辺部に設けられたベルト摺動部４１ｄと、下辺部に板状部４１ａに対して垂直方向に配設された略長方形形状の下板部４１ｅと、板状部４１ａの表面と裏面に板状部４１ａに対して垂直方向に設けられたハニカム状のリブ４１ｆとから形成されている。上辺部のベルト摺動部４１ｄはバックフレーム１０の外側に向かって下がる傾斜がつけられており、その表面はシートベルトが摺動しやすいように滑らかな凸面とされている。ベルト摺動部４１ｄは、センターフレーム５０の中央部付近に取り付けられたシートベルト巻取り装置（図示せず）から引き出されたシートベルト（図示せず）を摺動自在に載置して折り返し着座者の正面に供給するものである。上記のような本体部４１の構造は、ベルトガイドブラケット４０の所定の強度を保ちながら軽量化を図るものである。

下板部４１ｅの右側端部、すなわちバックフレーム１０外側方向端部には第１フレーム２０の閉断面形状部２７に差し込んで固定するための第１係合部４２が設けられている。第１係合部４２はパイプ状の構造物で、外側には、下端部に拡がった断面形状の掛止め部４２ｂと，それより下板部４１ｅ側には掛止め部４２ｂより縮まった断面形状の一般部４２ａが設けられている。掛止め部４２ｂの断面形状は、第１フレーム２０の閉断面形状部２７の内側断面形状と相似形でわずかに小さいものとなっている。これによって、第１係合部４２を第１フレーム２０の閉断面形状部２７に差し込めるようになっている。また、内側には左右方向に対向する辺部を連結する立ち壁部（図示せず）が設けられ断面形状の崩れを防止できるようになっている。内側側板４１ｃの下端部には第２フレーム３０の閉断面形状部３７に差し込んで固定するための第２係合部４３が設けられている。第２係合部４３はパイプ状の構造物で、外側には、左端部に拡がった断面形状の掛止め部４３ｂと，それより内側側板４１ｃ側には掛止め部４３ｂより縮まった断面形状の一般部４３ａが設けられている。掛止め部４３ｂの断面形状は、第２フレーム３０の閉断面形状部３７の内側断面形状と相似形でわずかに小さいものとなっている。これによって、第２係合部４３を第２フレーム３０の閉断面形状部３７に差し込めるようになっている。また、内側には上下方向に対向する辺部を連結する立ち壁部４３ｃが設けられ断面形状の崩れを防止できるようになっている。

図１に示すように、センターフレーム５０は一定断面形状を有するアルミニウム合金の押出し材を折り曲げ加工して作成した部材であり、第１フレーム２０と第２フレーム３０を上下方向中間部付近で連結している。中央やや右寄りに設けられている孔５１は、シートベルト巻取り装置（図示せず）を取り付けるためのものである。ロアフレーム６０は、略矩形断面形状を有するアルミニウム合金の押出し材を折り曲げ加工して作成した部材であり、第１フレーム２０と第２フレーム３０を上下方向下端部付近で連結している。

第１フレーム２０、第２フレーム３０、ベルトガイドブラケット４０、センターフレーム５０、ロアフレーム６０を組み立ててバックフレーム１０を形成する手順を説明する。図６（Ａ）に示すように、第１フレーム２０の上端部の閉断面形状部２７にベルトガイドブラケット４０の第１係合部４２を差込み、第２フレーム３０のアッパフレーム部３２端部の閉断面形状部３７にベルトガイドブラケット４０の第２係合部４３を差込む。この状態で、第１係合部４２が差し込まれた第１フレーム２０の上端部の閉断面形状部２７と、第２係合部４３が差し込まれた第２フレーム３０のアッパフレーム部３２端部の閉断面形状部３７に電磁縮管成形を施す。ここで、電磁縮管成形とは大容量のコンデンサに充電した高電圧の電流を一瞬で電磁コイルに流し、瞬間的に生じる磁場を利用してアルミを加工する技術である。ワークである第１フレーム２０の閉断面形状部２７および第２フレーム３０の閉断面形状部３７の外側に電磁コイルを配置して電流を流すことにより、第１フレーム２０の閉断面形状部２７および第２フレーム３０の閉断面形状部３７を縮ませ第１係合部４２および第２係合部４３に密着させる。図６（Ｂ）にこの成形を施した後の第１係合部４２および第２係合部４３に第１フレーム２０および第２フレーム３０が結合された状況を示す。このとき、第１係合部４２および第２係合部４３の端部には掛止め部４２ｂおよび掛止め部４３ｂが設けられているのでこの部分を縮められた第１フレーム２０の閉断面形状部２７および第２フレーム３０の閉断面形状部３７がしっかりくわえ込み高強度な結合が完成する。こののち、センターフレーム５０とロアフレーム６０を第１フレーム２０と第２フレーム３０間に溶接等で固定してバックフレーム１０が完成される。

なお、上記手順において、第１フレーム２０の上端部の閉断面形状部２７にベルトガイドブラケット４０の第１係合部４２を差込み、この状態で、第１係合部４２が差し込まれた第１フレーム２０の上端部の閉断面形状部２７に電磁縮管成形を施したのち、第２フレーム３０のアッパフレーム部３２端部の閉断面形状部３７にベルトガイドブラケット４０の第２係合部４３を差込み、この状態で、第２係合部４３が差し込まれた第２フレーム３０のアッパフレーム部３２端部の閉断面形状部３７に電磁縮管成形を施してもよい。またこの逆の順序でもよい。すなわち、ベルトガイドブラケット４０の第１係合部４２への第１フレーム２０の取り付けとベルトガイドブラケット４０の第２係合部４３への第２フレーム３０の取り付けを片方ずつ行ってもよい。

以上のように構成される本実施形態は、以下のような作用効果を奏する。
ベルトガイドブラケット４０の第１係合部４２を第１フレーム２０の閉断面形状部２７に差し込んで固定するとともに、ベルトガイドブラケット４０の第２係合部４３を第２フレーム３０の閉断面形状部３７に差し込んで固定するので、第１フレーム２０および第２フレーム３０とベルトガイドブラケット４０との重なり合う部分が少なくでき重量低減が可能となる。また、第１フレーム２０および第２フレーム３０とベルトガイドブラケット４０との結合部分では第１係合部４２の掛止め部４２ｂおよび第２係合部４３の掛止め部４３ｂを第１フレーム２０および第２フレーム３０がしっかりくわえ込んで電磁縮管成形されているので十分な接合強度が得られる。さらに、第１フレーム２０、第２フレーム３０、ベルトガイドブラケット４０、センターフレーム５０、ロアフレーム６０ともアルミニウム合金製であるため軽量化が図られる。

以上、特定の実施形態について説明したが、本発明は、それらの外観、構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、
１．上記実施形態では、ベルトガイドブラケット４０の第１係合部４２に掛止め部４２ｂを、第２係合部４３に掛止め部４３ｂを設けることによって第１フレーム２０および第２フレーム３０の電磁縮管成形時にくい込みを強くすることによって強度向上を図ったが、これに限らず、図７に示すように、他の実施形態として、第１係合部４２の外形形状を一定断面部４２ｅとして、その左右表面同士を結んで貫通する掛止め孔４２ｄを設けて、第２係合部４３の外形形状を一定断面部４３ｅとして、その上下表面同士を結んで貫通する掛止め孔４３ｄを設けて，第１フレーム２０および第２フレーム３０の電磁縮管成形時にくい込ませてもよい。さらには、第１係合部４２や第２係合部４３の表面を荒らしたり、これらの方策を組み合わせたりしてもよい。
２．上記実施形態では、第１フレーム２０、第２フレーム３０、ベルトガイドブラケット４０、センターフレーム５０、ロアフレーム６０ともアルミニウム合金を用いたがこれに限らずマグネシウム合金等を用いてもよいし、これらを組み合わせて使用してもよい。さらに強度的に満足するものならばベルトガイドブラケット４０をガラスもしくはカーボン等の強化樹脂を用いてもよい。
３．上記実施形態では、ベルトガイドブラケット４０をアルミニウム合金のダイキャスト成形で作成したが、これに限らずアルミニウム合金の鍛造・切削等で作成してもよい。
４．上記実施形態では、本発明を自動車のシートバックフレームに適用したが、飛行機、船、電車等に搭載のシートのバックフレームに適用しても良い。

１０ バックフレーム
２０ 第１フレーム
２７ 閉断面形状部
３０ 第２フレーム
３７ 閉断面形状部
４０ ベルトガイドブラケット
４１ 本体部
４２ 第１係合部
４２ｂ 掛止め部
４２ｄ 掛止め孔
４３ 第２係合部
４３ｂ 掛止め部
４３ｄ 掛止め孔

Claims (5)

1. 上下方向に延びる第１フレームの上端部と、上下方向に延びるとともに途中から左右方向に曲がって延びる第２フレームの先端部をベルトガイドブラケットを介して結合し、門型に形成した乗物用シートのバックフレーム構造であって、
   前記第１フレームは、閉断面形状部を有し、前記第２フレームも閉断面形状部を有し、前記第１フレームの閉断面形状部は、前記第１フレームの前後方向に対して垂直に延びて前記第１フレームの前方向に位置する前辺部を有し、該前辺部は他の辺部に比べて肉厚に形成されており、
   前記ベルトガイドブラケットの一部であって前記第１フレームの閉断面形状部の内壁部に適応する形状を有する第１係合部を前記第１フレームの閉断面形状部に差し込んで固定し、前記ベルトガイドブラケットの他の一部であって前記第２フレームの閉断面形状部の内壁部に適応する形状を有する第２係合部を前記第２フレームの閉断面形状部に差し込んで固定することを特徴とする乗物用シートのバックフレーム構造。
2. 請求項１において、少なくとも前記第１係合部もしくは前記第２係合部のいずれか１つを、前記第１フレームの閉断面形状部もしくは前記第２フレームの閉断面形状部に差し込んで固定する際、前記第１フレームの閉断面形状部もしくは前記第２フレームの閉断面形状部が縮められて固定されていることを特徴とする乗物用シートのバックフレーム構造。
3. 請求項２において、少なくとも前記第１係合部もしくは前記第２係合部のいずれか１つには先端部が拡がった掛止め部が形成されていることを特徴とする乗物用シートのバックフレーム構造。
4. 請求項２において、少なくとも前記第１係合部もしくは前記第２係合部のいずれか１つには前記第１フレームの閉断面形状部もしくは前記第２フレームの閉断面形状部の一部がくい込む掛止め孔が表面に形成されていることを特徴とする乗物用シートのバックフレーム構造。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記第１フレームおよび前記第２フレームがアルミニウムもしくはマグネシウムの軽合金製であることを特徴とする乗物用シートのバックフレーム構造。
   
   
   

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