JP6461654B2

JP6461654B2 - ヘッドレストステーの製造方法

Info

Publication number: JP6461654B2
Application number: JP2015046936A
Authority: JP
Inventors: 寛之那須; 彰英尾崎; 光輝上村
Original assignee: Tokai Chemical Industries Ltd; Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Tokai Chemical Industries Ltd; Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2015-03-10
Filing date: 2015-03-10
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2035-03-10
Also published as: US20160263713A1; DE102016203868A1; JP2016165968A; DE102016203868B4; US10160069B2; CN105962678A; CN105962678B

Description

本発明は、ヘッドレストステーの製造方法に関するものである。

自動車用シートは、後席乗員の保護を図るために欧州統一車両法規（ＥＣＥ）Ｎｏ．２１における内部突起の規定に適合させる必要がある。かかる内部突起の規定は、乗員の頭部が当接する可能性があるすべての突起部は、その先端の端末部が半径３．２ｍｍ以上のＲ面取り形状に形成されることを要求している。特許文献１に記載の自動車用シートのヘッドレストステーにおいては、ヘッドレストステーの先端の端末部にスピニング加工やスェージング加工を施して半径５ｍｍ以上のＲ面取り形状を形成していた。

特開平９−８６２５０号公報

特許文献１に記載の技術においては、ヘッドレストステーの先端の端末部にスピニング加工やスェージング加工を施している。スピニング加工、スェージング加工ともヘッドレストステーに回転を与えながら回転軸に垂直な方向からへらや型を押しつける方法なのでＲが小さく絞りが大きい形状に成形しようと思うとクラック等が発生してしまうおそれがあるという問題があった。

このような問題に鑑み本発明の課題は、ヘッドレストステーの先端の端末部に、クラック等の不具合の発生を抑制してＲ面取り形状を形成するヘッドレストステーの製造方法を提供することにある。

本発明の第１発明は、ヘッドレストステーの先端部を半径５ｍｍ以上のＲ面取り形状に形成するヘッドレストステーの製造方法であって、所定長さで所定肉厚の金属製丸パイプの両端末部に端部から切削長５ｍｍ以上の中ぐり加工を施して前記所定肉厚より薄肉の薄肉部を形成して、前記金属製丸パイプの両端部を、型に設けられた前記金属製丸パイプの外周に摺接する内径で側面と底面との間のコーナ部に半径５ｍｍ以上の凹Ｒ形状が形成された円筒孔の底面部に押し付けて前記Ｒ面取り形状を賦形したのち前記金属製丸パイプを折り曲げてヘッドレストステーの形状に成形することを特徴とする。

第１発明によれば、金属製丸パイプの両端末部が所定肉厚のまま型に設けられた円筒孔の底面部に押し付けられる場合に比べて、両端末部に形成された薄肉部が型のＲ形状に沿って曲がりやすくクラック等の不具合の発生を抑制してＲ面取り形状の賦形ができる。

本発明の第２発明は、上記第１発明において、前記Ｒ面取り形状は半径が５〜７ｍｍであって、前記金属製丸パイプの両端部の中ぐり加工は、前記金属製丸パイプの前記所定肉厚の４０〜６０％を端部から前記Ｒ面取り形状の半径の１〜１．５７倍の長さの切削長に渡って円環状に切削するものであることを特徴とする。

第２発明によれば、金属製丸パイプの両端部に中ぐり加工を施しても薄肉部の切削長がＲ面取り形状の半径の１〜１．５７倍程度なので薄肉部の剛性が保たれプレス成形前に外形が変形しにくい。また、プレス成形時においては薄肉部が座屈変形してクラックなどが生じることを抑制して所望のＲ形状の賦形ができる。

本発明の一実施形態のヘッドレストステーを備えたヘッドレストが、シートバックに取付けられた状態を示す斜視図である。上記実施形態に係るヘッドレストステーの先端部分を示す斜視図である。上記実施形態に係るヘッドレストステーの先端部分に中ぐり加工を施した状態を示す断面図である。上記実施形態に係るヘッドレストステーの先端部分にプレス加工を施す状況を説明する断面図である。本発明の他の実施形態に係るヘッドレストステーの先端部分を示す断面図である。本発明の更に他の実施形態に係るヘッドレストステーの先端部分を示す断面図である。本発明の更に他の実施形態に係るヘッドレストステーの先端部分を示す断面図である。

図１〜図４に本発明の一実施形態を示す。本実施形態の製造方法により製造されたヘッドレストステー２１を備えたヘッドレスト２０は、図１に示すように、車両用シート１に適用されている。車両用シート１のシートバック１０の上部骨格を成すアッパフレーム１１の左右２箇所に取付けられた鉄製角パイプ状のホルダー１２に対して、それぞれ、ヘッドレスト２０のヘッドレストステー２１が筒状のサポート１３を介して挿し込んで装着された構成となっている。

アッパフレーム１１は、鉄製丸パイプを逆Ｕ字状に折り曲げられて形成されており、その左右両下端部が、それぞれ、シートバック１０の左右両側部の骨格を成す縦長状のサイドフレーム（図示せず）の上端部に溶接で取付けられている。アッパフレーム１１のシート幅方向に延びる中央部の左右２箇所に、それぞれ、サポート１３を挿し込んで装着するホルダー１２が溶接で取付けられている。

各サポート１３は、合成樹脂製の部品であり、その本体部が各ホルダー１２のパイプ内形状に嵌合する角パイプ状の外形形状に形成されている。各サポート１３は、各ホルダー１２のパイプ内にシート上方側から挿し込まれることにより、各ホルダー１２に対して回り止めされた状態となって取付けられている。

ヘッドレスト２０は、鉄製丸パイプが逆Ｕ字状に折り曲げられて形成されたヘッドレストステー２１の上部が、クッション材であるウレタン製ヘッドレストパッド２２に埋め込まれた状態に形成されている。ヘッドレストパッド２２の外表面は表皮材であるヘッドレストカバー２３で覆われている。ヘッドレストステー２１は、その両側の脚部分２１ａがヘッドレストパッド２２の下面部から下方側に突出した状態とされている。これら脚部分２１ａを各サポート１３の貫通孔内に挿し込むことにより、ヘッドレスト２０がシートバック１０の上部に装着された状態で保持される。

ヘッドレスト２０がシートバック１０の上部に装着された状態において、ヘッドレストステー２１の脚部分２１ａの先端部２１ａ１は、各サポート１３の本体部の下端部から下方側に突出しシートバック１０の内部空間に露出する。図２に示すように、ヘッドレストステー２１の先端部２１ａ１には、半径５ｍｍ以上のＲ面取り形状が施されている。具体的には、例えば、ヘッドレストステー２１の外径が１４ｍｍで肉厚が２．３ｍｍの場合、半径５〜７ｍｍのＲ面取り形状を採用できるが、半径６．５ｍｍが最適であり、このとき先端部２１ａ１の最下端に形成される孔２１ａ２の直径は約３．７ｍｍとされている。

ヘッドレストステー２１の製造方法について説明する。図３に示すように、所定長さの外径ｒで初期肉厚ｔの鉄製丸パイプを準備してその両端部について端部からＲ面取り形状の半径の１〜１．５７倍の長さの切削長Ｌにわたって切削深さｄの切削をすることにより中ぐり加工を施す。ここで、所定長さとは最終工程でこの鉄製丸パイプを折り曲げ加工したとき、ヘッドレストステー２１の形状に形成できるだけの長さのことである。具体的には、例えば、所定長さの外径ｒが１４ｍｍで初期肉厚ｔが２．３ｍｍの鉄製丸パイプを準備してその両端部について端部から切削長Ｌが８．８ｍｍにわたって切削深さｄが１．３ｍｍの切削をすることにより中ぐり加工を施した。これによって、鉄製丸パイプの両端部には端部から８．８ｍｍの長さにわたって肉厚が１．０ｍｍの薄肉部２１ａ３が形成された。ここで、外径ｒが１４ｍｍの鉄製丸パイプの初期肉厚ｔは、１．６〜２．９ｍｍまで採用可能であるが、切削深さｄはそれぞれ異なり初期肉厚ｔが１．６ｍｍの場合０．６〜１．０ｍｍで、初期肉厚ｔが２．９ｍｍの場合０．８〜１．９ｍｍが必要となる。初期肉厚ｔに対する切削深さｄの割合で言うと、４０〜６０％となる。すなわち、薄肉部２１ａ３の肉厚は鉄製丸パイプの初期肉厚ｔが、１．６〜２．９ｍｍの範囲で初期肉厚ｔの４０〜６０％であるのが望ましい。

次に、図４に示すように、中ぐり加工が施された鉄製丸パイプの両端部を内面のコーナ部に半径５ｍｍ以上のＲ形状が形成されたプレス型３０に押付けて先端部２１ａ１にＲ形状を賦形する。プレス型３０には直径が鉄製丸パイプの外径ｒよりわずかに大きい有底の円筒孔３１が設けられている。円筒孔３１の側面と底面との間のコーナ部には半径Ｒの凹曲面部３２が形成されている。具体的には、例えば、外径ｒが１４ｍｍの鉄製丸パイプの両端部に半径６．５ｍｍのＲ面取り形状を賦形する場合には、プレス型３０の円筒孔３１の内径は１４ｍｍよりわずかに大きく、円筒孔３１の側面と底面との間のコーナ部には半径６．５ｍｍのＲ形状の凹曲面部３２が形成されている。プレス型３０の円筒状の孔３１に端部から８．８ｍｍの長さにわたって肉厚が１．０ｍｍの薄肉部２１ａ３が形成された鉄製丸パイプを、先端部２１ａ１の最下端に形成される孔２１ａ２の直径が約３．７ｍｍになるまで押し付けていく。このとき、薄肉部２１ａ３の全外表面がプレス型３０の円筒孔３１の底面のコーナ部に形成された半径６．５ｍｍの凹曲面部３２に密着した状態になる。

プレス型３０の円筒孔３１の側面と底面との間のコーナ部に形成された半径６．５ｍｍのＲ形状の凹曲面部３２の全域に、鉄製丸パイプの端部に形成された肉厚が１．０ｍｍの薄肉部２１ａ３を密着した状態に成形しようとする場合は、薄肉部２１ａ３の長さを１０．２ｍｍにしておく必要がある。すなわち、切削長Ｌを１０．２ｍｍにしておく必要がある。これは、切削長Ｌを凹曲面部３２の図４における断面の円周の１／４の長さにしておくためである。この場合、鉄製丸パイプの両端部に半径６．５ｍｍのＲ面取り形状を賦形したとき先端部２１ａ１の最下端に形成される孔２１ａ２の直径は約１．０ｍｍになる。また、半径が５〜７ｍｍのＲ面取り形状を賦形しようと思う場合、薄肉部２１ａ３の長さをＲ面取り形状の半径の１〜１．５７倍に設定するのがよい。すなわち、半径が５ｍｍの場合、薄肉部２１ａ３の長さを５〜７．９ｍｍに、半径が７ｍｍの場合、薄肉部２１ａ３の長さを７〜１１．０ｍｍに設定するのがよい。

両端部にＲ面取り形状が賦形された鉄製丸パイプを、図１に示すように、逆Ｕ字状に折り曲げ成形したのち必要に応じて外表面にメッキを施しヘッドレストステー２１を得る。こののち、ヘッドレストステー２１をウレタン発泡成形型にセットして液状のウレタン原料を注入し発泡固化させてヘッドレストパッド２２と一体化させるとともに、その上にヘッドレストカバー２３を被せてヘッドレスト２０とする。

以上のように構成される実施形態は、以下のような作用効果を奏する。鉄製丸パイプの両端部にＲ面取り形状を賦形するにあたり、端部から５ｍｍ以上の長さにわたって中ぐり加工を施して薄肉部２１ａ３を形成してからプレス成形で薄肉部２１ａ３を型の凹曲面部３２の形状に沿って曲げるので端部が曲がりやすくクラック等の不具合が発生しにくい。また、中ぐり加工は、鉄製丸パイプの初期肉厚ｔの４０〜６０％を端部から半径Ｒ面取り形状の半径の１〜１．５７倍の長さである５〜１１ｍｍに渡って円環状に切削するものである。これによって、薄肉部２１ａ３の剛性が保たれプレス成形前に外形が変形しにくいとともに、プレス成形時においては薄肉部２１ａ３が座屈変形してクラックなどが生じることを抑制できる。

図５は、本発明の他の実施形態に係るヘッドレストステー２１の先端部２１ｂ１を示す断面図である。先端部２１ｂ１においては、鉄製丸パイプの両端部に形成されたＲ面取り形状が最下端に孔を形成することなくつながって鉄製丸パイプの外径Ｒと同一の半径Ｒの半球面として形成されている。このとき、プレス型３０の円筒状の孔３１の底面部は、半径Ｒの凹んだ半球面として形成されている。また、中ぐり加工により形成される薄肉部２１ｂ３の切削長Ｌは、半径Ｒの１．５７倍（半径Ｒの円の円周の１／４）とする。その他の構成は、上述した実施形態と同様である。かかる形態においては、先端部２１ｂ１の最下端に孔が存在しないので、端末部をより滑らかなＲ面取り形状とすることができる。

図６は、本発明の更に他の実施形態に係るヘッドレストステー２１の先端部２１ｃ１を示す断面図である。先端部２１ｃ１においては、鉄製丸パイプの両端部に形成されたＲ面取り形状が２段階のＲ面のつながりとして形成されている。すなわち、薄肉部２１ｃ３の上端部（初期肉厚ｔの部分側の端部）から鉄製丸パイプの外径Ｒと同一の半径Ｒで角度θ１までの第１Ｒ部２１ｃ１１と、そこから角度９０°−θ１までの鉄製丸パイプの外径Ｒより大きいＲ１の円弧の一部である第２Ｒ部２１ｃ１２とから形成されている。第１Ｒ部２１ｃ１１と第２Ｒ部２１ｃ１２とは滑らかに連続して最下端に孔を形成することなくつながっている。このとき、プレス型３０の円筒状の孔３１の底面部は、第１Ｒ部２１ｃ１１と第２Ｒ部２１ｃ１２に対応する凹んだ曲面形状に形成されている。また、中ぐり加工により形成される薄肉部２１ｃ３の切削長Ｌは、第１Ｒ部２１ｃ１１と第２Ｒ部２１ｃ１２の弧長を足した長さとする。その他の構成は、上述した実施形態と同様である。かかる形態においては、先端部２１ｃ１の最下端に孔が存在しないので、端末部をより滑らかなＲ面取り形状とすることができるとともに、最下端部のＲをより大きくすることができる。

図７は、本発明の更に他の実施形態に係るヘッドレストステー２１の先端部２１ｄ１を示す断面図である。先端部２１ｄ１においては、鉄製丸パイプの両端部に形成されたＲ面取り形状が最下端において孔を形成することなくつながるとともに、パイプ中心軸部分にパイプ本体方向に凹む凹み部２１ｄ４が形成されている。このとき、プレス型３０の円筒状の孔３１の底面部は、半径Ｒの凹んだ半球面として形成されるとともに、パイプ中心軸に対応する部分に突起部３２ｄが設けられている。また、中ぐり加工により形成される薄肉部２１ｄ３の切削長Ｌは、Ｒ長さの１．５７倍（半径Ｒの円の円周の１／４）とする。その他の構成は、上述した実施形態と同様である。かかる形態においては、先端部２１ｄ１の最下端に凹み部２１ｄ４が形成されているので、端末部をバリ等のないより滑らかなＲ面取り形状とすることができる。

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、次のようなものが挙げられる。

１．上記実施形態においては、外径が１４ｍｍの鉄製丸パイプを使用したが、これに限らず、外径が１３ｍｍ、１５ｍｍ等通常ヘッドレストステーに用いられる範囲で必要に応じて各種の鉄製丸パイプを使用できる。

２．上記実施形態においては、金属製丸パイプとして鉄製丸パイプを使用し成形の後メッキを施すという方法を採用したが、これに限らず、ステンレス等他の金属製の丸パイプを使用することも可能である。

３．上記実施形態においては、ヘッドレストステー２１の外径が１４ｍｍで肉厚が２．３ｍｍの場合、半径６．５ｍｍのＲ面取り形状を成形して先端部２１ａ１の最下端に直径は約３．７ｍｍの孔２１ａ２を形成した。しかし、これに限らず、車両法規を具備する範囲で孔２１ａ２の直径は自由に選択してよい。

４．上記実施形態においては、本発明を自動車用シートに適用したが、これに限らず、鉄道車両、船舶等のシートにも適用することができる。

２１ヘッドレストステー
２１ａ１、２１ｂ１、２１ｃ１、２１ｄ１先端部
２１ａ脚部分
２１ａ３、２１ｂ３、２１ｃ３、２１ｄ３薄肉部
３０プレス型（型）
３１円筒孔
３２凹曲面部
Ｌ切削長

Claims

ヘッドレストステーの先端部を半径５ｍｍ以上のＲ面取り形状に形成するヘッドレストステーの製造方法であって、
所定長さで所定肉厚の金属製丸パイプの両端末部に端部から切削長５ｍｍ以上の中ぐり加工を施して前記所定肉厚より薄肉の薄肉部を形成して、前記金属製丸パイプの両端部を、型に設けられた前記金属製丸パイプの外周に摺接する内径で側面と底面との間のコーナ部に半径５ｍｍ以上の凹Ｒ形状が形成された円筒孔の底面部に押し付けて前記Ｒ面取り形状を賦形したのち前記金属製丸パイプを折り曲げてヘッドレストステーの形状に成形するものであり、
前記Ｒ面取り形状は半径が５〜７ｍｍであって、前記金属製丸パイプの両端部の中ぐり加工は、前記金属製丸パイプの前記所定肉厚の４０〜６０％を端部から前記Ｒ面取り形状の半径の１〜１．５７倍の長さの切削長に渡って円環状に切削するものであるヘッドレストステーの製造方法。