JP6111995B2 - シートフレーム - 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フレームに関する。

下記特許文献１には、押出成形で矩形の閉断面形状とされたフレーム材を使った車両用シートのバックフレームが開示されている。このバックフレームにおいて、ヘッドレスト取付用のヘッドレストホルダは、矩形の閉断面形状のフレーム材を斜めに横切って取り付けられている。そして、ヘッドレストホルダとフレーム材とはアーク溶接によって固定されている。

特開２０１３−８６５７９号公報

上述のようにヘッドレストホルダはフレーム材の閉断面形状に対して斜めに取り付けられているため、溶接個所の一部にヘッドレストホルダとフレーム材との成す角度が鋭角となって溶接棒の挿入が困難で、溶接作業が容易に行えない場所が生じる。
このような問題に鑑み本発明の課題は、ヘッドレストホルダのような追加フレーム部材を固定するフレーム材の傾斜を抑制することにより、追加フレーム部材とフレーム材との溶接個所の中で、両者の成す角度が小さくなる部分における鋭角の程度を抑制して溶接時の作業性を改善することにある。

本発明の第１発明は、多角形の閉断面形状とされたフレーム材を備えたシートフレームにおいて、前記フレーム材と組み合わされてシートフレームを成す追加のフレーム材として、シートフレームの正面方向に対して傾斜して前記閉断面形状を成す一つの面に溶接して固定される追加フレーム部材を備えるシートフレームであって、前記追加フレーム部材が固定される前記一つの面は、前記追加フレーム部材の前記フレーム材に向かって延びる方向に対して直交する側へ傾斜して形成されていることを特徴とする。
第１発明によれば、フレーム材の閉断面形状を成す一つの面は、上述のように傾斜して形成されているため、追加フレーム部材とフレーム材の一つの面との成す角度が直角、若しくはそれに近い角度とされ、当該角度が鋭角となる場合に比べて、その部位で溶接を行なう際の作業スペースが拡がって、溶接時の作業性を改善することができる。

本発明の第２発明は、上記第１発明において、前記多角形は、矩形を基本として、矩形を成す４辺のうち互いに隣接する２辺間に各辺に対して傾斜して配置された傾斜辺部を備えた多角形であり、該傾斜辺部が前記一つの面とされることを特徴とする。
第２発明によれば、矩形を基本とすることによりフレーム材として必要な強度を確保しつつ、追加フレーム部材と一つの面との成す角度が直角、若しくはそれに近い角度となるように自由度高く傾斜辺部を形成することができる。

本発明の第３発明は、上記第１又は第２発明において、前記フレーム材は門型に形成されてバックフレームを成し、前記追加フレーム部材は、前記フレーム材の門型の開放側を閉じるように固定された連結フレームであり、該連結フレームは、着座者の背中の形状に合わせるように折り曲げて形成され、バックフレームの正面方向に対して傾斜して配置され、前記フレーム材の閉断面形状を成す一つの面に溶接して固定されていることを特徴とする。
第３発明によれば、追加フレーム部材である連結フレームがフレーム材に対して傾斜して固定されても、連結フレームとフレーム材の閉断面を成す一つの面との溶接は作業性を悪化させずに可能となる。そのため、フレーム材に向かって延びる連結フレームの向きは溶接作業性を考慮することなく設定することができる。
連結フレームがフレーム材に向かって延びる方向を溶接作業性を考慮してフレーム材の一つの面に対して直交方向とする場合には、連結フレームの折り曲げを少なくとも２箇所で行なう必要がある。即ち、１箇所目は、着座者の背中の形状に合わせるように折り曲げられ、２箇所目は、連結フレームがフレーム材に向かって延びる方向が閉断面を成す一つの面に対して直交方向となるように折り曲げられる。２箇所目の折り曲げは、溶接の作業性というバックフレーム製造上の理由でなされるもので、バックフレームの機能上は不要なものである。第２発明によれば、２箇所目の折り曲げはなくすことができるので、バックフレームの大きさを必要以上に大きくしないようにすることができる。また、連結フレームの製造工程も簡素化することができる。

本発明の第４発明は、上記第１又は第２発明において、前記フレーム材は門型に形成されてバックフレームを成し、前記追加フレーム部材は、前記フレーム材の門型の上辺に前傾して固定された中空形状のヘッドレストホルダであり、該ヘッドレストホルダは、前記フレーム材の閉断面形状を横切って固定され、前記フレーム材の閉断面形状を成す一つの面に溶接して固定されていることを特徴とする。
第４発明によれば、ヘッドレストホルダは、フレーム材に対して傾斜して固定されるが、ヘッドレストホルダがフレーム材に対して溶接される個所では、ヘッドレストホルダとフレーム材との成す角度は鋭角を抑制するようにフレーム材の閉断面を成す一つの面が形成されるため、溶接時の作業性を改善することができる。

本発明の一実施形態の斜視図である。 上記実施形態におけるヘッドレストホルダ固定部（図１のＩＩ部）の前後方向垂直断面拡大図である。 上記実施形態におけるロアフレーム固定部（図１のＩＩＩ部）の水平断面拡大図である。 上記実施形態におけるロアフレーム固定部（図１のＩＶ部）の水平断面拡大図である。 本発明における従来例の斜視図である。 上記従来例におけるヘッドレストホルダ固定部（図５のＶＩ部）の前後方向垂直断面拡大図である。 上記従来例におけるセンターフレーム固定部（図５のＶＩＩ部）の水平断面拡大図である。 本発明における別の従来例における図７と同様の水平断面図である。

図１〜４は、本発明の一実施形態を示す。この実施形態は、自動車用シートのシートバックにおけるバックフレームに本発明を適用した例を示す。各図中、矢印によりシート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、第１フレーム１１と第２フレーム１２とをベルトガイドブラケット１３を介して連結して門型に形成されている。第１フレーム１１、第２フレーム１２及びベルトガイドブラケット１３は、本発明におけるフレーム材を成している。第１フレーム１１は、上下方向に延び右側のサイドフレーム機能を果たすようにされている。また、第２フレーム１２は、上下方向に延びて左側のサイドフレーム機能を果たすようにされた側部１２Ａと、側部１２Ａの上端から右方向に延びて第１フレーム１１に接近するようにされた上部１２Ｂとを備えて構成されている。ベルトガイドブラケット１３は、その両端部が第１フレーム１１及び第２フレーム１２を結合すると共に、その上部でシートベルトを案内するように構成されている。
門型のバックフレーム１０の開放側を閉じる追加のフレーム材としてロアフレーム２２及びセンターフレーム２１が設けられ、ロアフレーム２２及びセンターフレーム２１の各両端は、第１フレーム１１及び第２フレーム１２の側部１２Ａにそれぞれ溶接して固定されている。また、第２フレーム１２の上部１２Ｂには、左右方向に並べて一対の中空形状のヘッドレストホルダ２３が溶接して固定されている。ロアフレーム２２及びセンターフレーム２１は、本発明の連結フレームに相当し、ヘッドレストホルダ２３と併せて、本発明の追加フレーム部材に相当している。

第１フレーム１１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１１Ｂは、側辺部１１Ｂａと、前辺部１１Ｂｂと、他の側辺部１１Ｂｃと、後辺部１１Ｂｆと、前辺部１１Ｂｂ及び他の側辺部１１Ｂｃをつなぐ前連結部１１Ｂｄと、後辺部１１Ｂｆ及び他の側辺部１１Ｂｃをつなぐ後連結部１１Ｂｅとから構成される。側辺部１１Ｂａと他の側辺部１１Ｂｃ、前辺部１１Ｂｂと後辺部１１Ｂｆはそれぞれ平行の関係にあり、前辺部１１Ｂｂは側辺部１１Ｂａ、他の側辺部１１Ｂｃ、後辺部１１Ｂｆ、前連結部１１Ｂｄ、後連結部１１Ｂｅに比べて肉厚に形成されている。ここでは前辺部１１Ｂｂと前連結部１１Ｂｄとの成す角度、並びに他の側辺部１１Ｂｃと前連結部１１Ｂｄとの成す角度は共に１３５度とされ、他の側辺部１１Ｂｃと後連結部１１Ｂｅとの成す角度は１５６度とされ、後辺部１１Ｂｆと後連結部１１Ｂｅとの成す角度は１１４度とされている。また、側辺部１１Ｂａと前辺部１１Ｂｂとの成す角度、並びに側辺部１１Ｂａと後辺部１１Ｂｆとの成す角度は９０度とされている。閉断面形状部１１Ｂの後連結部１１Ｂｅは、ロアフレーム２２が固定される面を形成し、前連結部１１Ｂｄは、着座者に向けて閉断面形状部１１Ｂの角部が突出するのを回避するように形成されている。閉断面形状部１１Ｂに結合されるコの字状断面形状部１１Ａは、側辺部１１Ａａ、後辺部１１Ａｂ、他の側辺部１１Ａｃとから構成される。側辺部１１Ａａと他の側辺部１１Ａｃは平行の関係にあり、後辺部１１Ａｂは側辺部１１Ａａ、他の側辺部１１Ａｃに比べて肉厚に形成されている。前辺部１１Ｂｂと後辺部１１Ａｂが肉厚に形成されているのは、第１フレーム１１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。ここでは側辺部１１Ａａ、後辺部１１Ａｂ、他の側辺部１１Ａｃの互いに成す角度はいずれも９０度とされている。

図１に示すように、第１フレーム１１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４に示されるように閉断面形状部１１Ｂにコの字状断面形状部１１Ａ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、その断面が閉断面形状部１１Ｂに側辺部１１Ａａと他の側辺部１１Ａｃ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１１Ａの後辺部１１Ａｂと側辺部１１Ａａと他の側辺部１１Ａｃを、側辺部１１Ａａと他の側辺部１１Ａｃの長さが上方に向かって徐々に短くなるように切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１１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１１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１１の下端部近傍には側辺部１１Ｂａと他の側辺部１１Ｂｃに同軸の貫通孔１１Ｂｇが、側辺部１１Ａａと他の側辺部１１Ａｃに同軸の貫通孔１１Ａｄがあけられている。これらは、第１フレーム１１をリクライナー（図示せず）を介して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１２は、図３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３において、変形六角形の閉断面形状部は、側辺部１２ａと、前辺部１２ｂと、他の側辺部１２ｃと、後辺部１２ｆと、前辺部１２ｂ及び他の側辺部１２ｃをつなぐ前連結部１２ｄと、後辺部１２ｆ及び他の側辺部１２ｃをつなぐ後連結部１２ｅとから構成される。側辺部１２ａと他の側辺部１２ｃ、前辺部１２ｂと後辺部１２ｆはそれぞれ平行の関係にあり、側辺部１２ａ、前辺部１２ｂ、他の側辺部１２ｃ、前連結部１２ｄ、後連結部１２ｅ、後辺部１２ｆ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１２は第１フレーム１１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。ここでは前辺部１２ｂと前連結部１２ｄとの成す角度、並びに他の側辺部１２ｃと前連結部１２ｄとの成す角度は共に１３５度とされ、他の側辺部１２ｃと後連結部１２ｅとの成す角度は１５６度とされ、後辺部１２ｆと後連結部１２ｅとの成す角度は１１４度とされている。また、側辺部１２ａと前辺部１２ｂとの成す角度、並びに側辺部１２ａと後辺部１２ｆとの成す角度は９０度とされている。第２フレーム１２の後連結部１２ｅは、ロアフレーム２２及びヘッドレストホルダ２３が固定される面を形成し、前連結部１２ｄは、着座者に向けて第２フレーム１２の角部が突出するのを回避するように形成されている。

図１に示すように、第２フレーム１２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から上部が後方に反った形状をしている。第２フレーム１２の側部１２Ａと上部１２Ｂの断面形状は図３に示す形状で一定である。側部１２Ａの下部には側辺部１２ａと他の側辺部１２ｃに同軸の貫通孔１２ｇと同軸の貫通孔１２ｈが上下方向に並んであけられている。これらは、第２フレーム１２をリクライナー（図示せず）を介して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。

ベルトガイドブラケット１３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。ベルトガイドブラケット１３はハニカム状のリブによって山脈形状に形成され、山脈形状の稜線部分がベルト摺動部１３ａとされている。ベルト摺動部１３ａは、センターフレーム２１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。このようなベルトガイドブラケット１３の構造は、所定の強度を保ちながら軽量化を図るものである。山脈形状の両裾部は、第１フレーム１１の上端及び第２フレーム１２の上部１２Ｂの右端の各閉断面形状内に挿入して固定されている。

図１に示すように、センターフレーム２１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製した部材であり、第１フレーム１１と第２フレーム１２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２１ａ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。また、ロアフレーム２２は、略矩形閉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製した部材であり、第１フレーム１１と第２フレーム１２を上下方向下端部付近で連結している。センターフレーム２１及びロアフレーム２２の折り曲げ加工は、着座者の背中の形状に合わせるように行なわれている。このように折り曲げ加工が行われた結果、図３及び図４に示すように、ロアフレーム２２が第２フレーム１２及び第１フレーム１１に向かって延びる方向はシートバックの正面（前）方向に対して傾斜した方向となる。第２フレーム１２及び第１フレーム１１では、ロアフレーム２２を正面（前）方向に対して傾斜した後連結部１２ｅ及び後連結部１１Ｂｅで直角に受けて、両者が溶接される。

図５〜８は従来例を示している。この従来例も本発明の実施形態と同様のバックフレーム５０であり、第１フレーム５１と第２フレーム５２とによって門型のフレームとされ、このフレームにセンターフレーム６１、ロアフレーム６２及びヘッドレストホルダ６３が溶接して固定されている。センターフレーム６１及びロアフレーム６２は、着座者の背中の形状に合わせるように折り曲げ加工されており、図５、７に示すように、センターフレーム６１が第２フレーム５２及び第１フレーム５１に向かって延びる方向はシートバックの正面（前）方向に対して傾斜した方向とされている。そのため、センターフレーム６１が第２フレーム５２に当接する角度は、前側では鈍角、後側では鋭角となる。センターフレーム６１と第２フレーム５２とをアーク溶接するとき、溶接棒をセンターフレーム６１と第２フレーム５２との境界の溶接部に近づける必要があるが、両者間の角度が鋭角の場合は、溶接棒を両者間に挿入することが困難となる。そのため、溶接の作業性が悪いという問題がある。これに対し、上記実施形態では、ロアフレーム２２が第２フレーム１２及び第１フレーム１１に当接する角度は、正面（前）方向に対して傾斜した後連結部１２ｅ及び後連結部１１Ｂｅによって直角とされているため、従来例のように、当該角度が鋭角となる場合に比べて、その部位で溶接を行なう際の作業スペースが拡がって、溶接時の作業性を改善することができる。

また、図７に示すように、従来例では、センターフレーム６１の先端を斜めにカットして第２フレーム５２に当接させている。これに対し、上記実施形態では、上述のように斜めカットが不要となるため、ロアフレーム２２の製造工程を簡素化することができる。

図５、７の従来例のように、センターフレーム６１が第２フレーム５２及び第１フレーム５１に対して傾斜した方向から当接されるのを回避するため、図８の別の従来例のようにセンターフレーム７１を２箇所７１ａ、７１ｂで折り曲げることも考えられる。即ち、１箇所目の折り曲げ７１ａは、着座者の背中の形状に合わせるように折り曲げられ、２箇所目の折り曲げ７１ｂは、センターフレーム７１が第２フレーム５２に向かって延びる方向が第２フレームに対して直交方向となるように折り曲げられる。２箇所目の折り曲げ７１ｂは、溶接の作業性というバックフレーム製造上の理由でなされるもので、バックフレームの機能上は不要なものである。これに対し、上記実施形態では、折り曲げは１箇所のみで２箇所目の折り曲げはなくすことができるので、バックフレームの大きさを必要以上に大きくしないようにすることができる。また、センターフレーム７１の製造工程も簡素化することができる。

図２に示すように、ヘッドレストホルダ２３は、第２フレーム１２の上部１２Ｂにあけられた２つの貫通孔に嵌合した後に溶接されている。第２フレーム１２は、上述のように側部１２Ａの途中でくの字状に折り曲げられているため、上部１２Ｂは側辺部１２ａが上後方を向いた状態とされている。一方、ヘッドレストホルダ２３は、ヘッドレスト（不図示）が着座者の頭部を指向するように前傾して固定される。上述のように第２フレーム１２は変形六角形の閉断面形状とされており、ヘッドレストホルダ２３が嵌合される貫通孔は、第２フレーム１２の側辺部１２ａと後連結部１２ｅにあけられている。その結果、側辺部１２ａとヘッドレストホルダ２３の前側面との成す角度は鋭角となるが、後連結部１２ｅとヘッドレストホルダ２３の後側面との成す角度は直角となり、その他、側辺部１２ａとヘッドレストホルダ２３の後側面との成す角度、及び後連結部１２ｅとヘッドレストホルダ２３の前側面との成す角度、並びに側辺部１２ａとヘッドレストホルダ２３の左右側面との成す角度、及び後連結部１２ｅとヘッドレストホルダ２３の左右側面との成す角度は直角以上となる。従って、ヘッドレストホルダ２３と第２フレーム１２との境界部にアーク溶接を行う際の作業性は改善される。なぜなら、後連結部１２ｅとヘッドレストホルダ２３の後側面との成す角度が鋭角ではなく直角以上となるため、この部分に溶接棒を挿入し易くなり、アーク溶接を行う作業が容易となる。

図６に示すように、上述の従来例では、略矩形型の第２フレーム５２に対してヘッドレストホルダ６３が固定されているため、第２フレーム５２の上面とヘッドレストホルダ６３の前側面との成す角度、及び第２フレーム５２の下面とヘッドレストホルダ６３の後側面との成す角度は鋭角となり、この部分に溶接棒を挿入し難くなり、アーク溶接を行う作業が困難となる。なお、図６の従来例は、上述の特許文献１の構造と同一である。

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、フレーム材をアルミニウム合金製としたが、マグネシウム等の他の軽合金製としても良いし、鉄製としても良い。
２．上記実施形態では、ロアフレーム２２と第１フレーム１１及び第２フレーム１２の各一つの面との当接角度を直角となるようにしたが、鋭角の程度が抑制されれば必ずしも直角でなくても良い。
３．上記実施形態では、フレーム材と組み合わされてシートフレームを成す追加のフレーム材としてロアフレーム２２、ヘッドレストホルダ２３の場合を説明したが、センターフレーム２１等、他のフレーム材であっても良い。
４．上記実施形態では、本発明をシートバック用のバックフレームに適用したが、シートクッション用のクッションフレームに適用しても良い。
５．上記実施形態では、本発明を自動車のシートに適用したが、飛行機、船、電車等に搭載のシートに適用しても良い。

１０ バックフレーム（シートフレーム）
１１ 第１フレーム（フレーム材）
１１Ａ コの字状断面形状部
１１Ｂ 閉断面形状部
１１Ｂｅ 後連結部（傾斜辺部、一つの面）
１２ 第２フレーム（フレーム材）
１２ｅ 後連結部（傾斜辺部、一つの面）
１２Ａ 側部
１２Ｂ 上部
１３ ベルトガイドブラケット（フレーム材）
２１ センターフレーム（連結フレーム、追加フレーム部材）
２２ ロアフレーム（連結フレーム、追加フレーム部材）
２３ ヘッドレストホルダ（追加フレーム部材）

Claims (3)

1. 多角形の閉断面形状とされたフレーム材を備えたシートフレームにおいて、
   前記フレーム材と組み合わされてシートフレームを成す追加のフレーム材として、シートフレームの正面方向に対して傾斜して前記閉断面形状を成す一つの面に溶接して固定される追加フレーム部材を備えるシートフレームであって、
   前記追加フレーム部材が固定される前記一つの面は、前記追加フレーム部材の前記フレーム材に向かって延びる方向に対して直交する側へ傾斜して形成されており、
   前記フレーム材は門型に形成されてバックフレームを成し、前記追加フレーム部材は、前記フレーム材の門型の開放側を閉じるように固定された連結フレームであり、該連結フレームは、着座者の背中の形状に合わせるように折り曲げて形成され、バックフレームの正面方向に対して傾斜して配置され、前記フレーム材の閉断面形状を成す一つの面に溶接して固定されていることを特徴とするシートフレーム。
2. 請求項１において、
   前記多角形は、矩形を基本として、矩形を成す４辺のうち互いに隣接する２辺間に各辺に対して傾斜して配置された傾斜辺部を備えた多角形であり、該傾斜辺部が前記一つの面とされることを特徴とするシートフレーム。
3. 請求項１又は２において、
   前記追加フレーム部材は、前記フレーム材の門型の上辺に前傾して固定された中空形状のヘッドレストホルダであり、該ヘッドレストホルダは、前記フレーム材の閉断面形状を横切って固定され、前記フレーム材の閉断面形状を成す一つの面に溶接して固定されていることを特徴とするシートフレーム。
   

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