JP6468070B2 - 乗物用シート - Google Patents

Description

本発明は、乗物用シートに関する。詳しくは、金属製のシートフレームを有する乗物用シートに関する。

従来、車両用シートのフレーム構造として、互いに構造強度の異なる２つの金属製のフレーム材が繋ぎ合わされて構成されたものが知られている（特許文献１）。上記フレーム構造は、シートバックのサイドフレームとして構成されており、リクライナを介して下端側から支持される基部側に高強度のフレーム材が設けられ、その上側にそれよりも低強度なフレーム材が接合された構成とされている。

特開２０１３−１９３５８６号公報

上記従来技術では、シートバックに前後方向から大荷重が掛けられて、サイドフレームにリクライナまわりの大きな曲げの負荷が掛けられることにより、２つのフレーム材の接合された構造強度の急変する部位において応力集中を発生させてしまうおそれがある。しかし、このような部位に肉厚を増大させるなどの補強を行うと、重量の増大を招いてしまう。本発明は、上記問題を解決するものとして創案されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、シートフレームの重量増大を抑えつつ、シートフレームに応力集中を生じさせにくくすることにある。

上記課題を解決するために、本発明の乗物用シートは次の手段をとる。

第１の発明は、金属製のシートフレームを有する乗物用シートであって、シートフレームの応力集中を生じる部位に、シートフレームよりも比重の小さな補強部材が応力分散させられる状態として部分的に取り付けられているものである。

この第１の発明によれば、シートフレームの応力集中を生じる部位に部分的に取り付けられる補強部材によって、シートフレームの重量増大を抑えながらシートフレームに応力集中を生じさせにくくすることができる。

第２の発明は、上述した第１の発明において、次の構成とされているものである。シートフレームが、複数のフレーム材を繋ぎ合わせた構成とされている。複数のフレーム材の繋ぎ合わされた応力集中を生じる境界部位に補強部材が取り付けられている。

この第２の発明によれば、シートフレームが複数のフレーム材を繋ぎ合わせた構成とされていても、これら繋ぎ合わせの境界部位に補強部材が取り付けられていることで、応力集中の発生を適切に抑えることができる。

第３の発明は、上述した第１又は第２の発明において、次の構成とされているものである。補強部材が、シートフレームにシートフレームの延びる長手方向に対して垂直な方向に曲げられる負荷が掛けられた際に最大引張り応力を生じる外周側の側面又は最大圧縮応力を生じる内周側の側面に各応力を分散して受け止められる状態に取り付けられている。

この第３の発明によれば、補強部材によって、シートフレームにおける引張り又は圧縮の応力が最も強く作用する部位を最適に補強して、応力集中をより効果的に生じさせにくくすることができる。

第４の発明は、上述した第１から第３のいずれかの発明において、次の構成とされているものである。補強部材が、シートフレームの応力集中を生じる部位に対し、応力の大きさに応じて補強の大きさ形状を変化させる形で特定の面内方向に沿って延びた形に設けられている。

この第４の発明によれば、補強部材の取り付け箇所においてシートフレームの構造強度が急激的に高くなることが抑えられるため、シートフレームに応力集中をより生じさせにくくすることができる。

実施例１の乗物用シートの概略構成を表した斜視図である。 ベルトガイドに強い前方荷重が掛けられた時のバックフレームに掛けられる曲げモーメントの分布を表した斜視図である。 シートバックに強い後方荷重が掛けられた時のバックフレームに掛けられる曲げモーメントの分布を表した斜視図である。 バックフレームの正面図である。 図４のV-V線断面図である。 図５のVI-VI線断面図である。 図４のVII視側面図である。 図７のVIII-VIII線断面図である。 図２のアッパパイプに掛けられる曲げモーメントの分布を両端支持梁にモデル化して表した模式図である。 図２〜図３のセンタサイドフレームに掛けられる曲げモーメントの分布を片持ち梁にモデル化して表した模式図である。 図２〜図３のアウタサイドフレームに掛けられる曲げモーメントの分布を片持ち梁にモデル化して表した模式図である。 他の実施例の要部構造を表した模式図である。 他の実施例の要部構造を表した模式図である。 他の実施例の要部構造を表した模式図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、図面を用いて説明する。

＜シート１の基本構造＞
始めに、実施例１のシート１の構成について、図１〜図１１を用いて説明する。本実施例のシート１は、図１に示すように、自動車の後部座席として構成されており、左右に２人掛け可能ないわゆるベンチシートとして構成されている。詳しくは、上記シート１は、図示しない右席との間で３人掛け可能な座席を構成する、左席と中央席とを兼ね備えた構成となっている。

上記シート１は、着座乗員の背凭れとなるシートバック２と、着座部となるシートクッション３と、頭凭れとなるヘッドレスト５と、を備えた構成となっている。上記シートバック２は、その下端部が左右一対のリクライナ６を間に介してシートクッション３の後端部に背凭れ角度の調節を行える状態に連結されている。シートクッション３は、車両のフロア上に、左右一対のスライドレール４を間に介して前後方向に位置調節を行える状態に連結されている。ヘッドレスト５は、シートバック２の左席領域と中央席領域との各上部箇所に、それぞれ、上方側から差し込まれて装着されている。

＜シートバック２＞
具体的には、上記シートバック２は、その骨格を成すバックフレーム１０が、アウタサイドフレーム１１、インナサイドフレーム１２、センタサイドフレーム１３、アッパパイプ１４、補強パイプ１５Ａ，１５Ｂ、サポートブラケット１６、及びベルトガイド１７を有して構成されている。ここで、バックフレーム１０が本発明の「シートフレーム」に相当する。上述したアウタサイドフレーム１１は、シートバック２の車両外側部の骨格を構成している。インナサイドフレーム１２は、シートバック２の車両内側部の骨格を構成している。センタサイドフレーム１３は、シートバック２の左席領域と中央席領域との境界部の骨格を構成している。

アッパパイプ１４は、シートバック２の上側部の骨格を構成している。補強パイプ１５Ａ，１５Ｂは、シートバック２の高さ方向の中間部の骨格を構成している。サポートブラケット１６は、上述したアッパパイプ１４の左席領域と中央席領域とにそれぞれ左右２個ずつ設けられて、各ヘッドレスト５を下方側から支える支持骨格として構成されている。ベルトガイド１７は、上述したアッパパイプ１４とセンタサイドフレーム１３との突き当たる箇所に跨る形に設けられて、図示しないシートベルト装置のリトラクタから繰り出されたベルトウェビングを後側から前側へと通すガイド骨格として構成されている。

＜アウタサイドフレーム１１＞
上述したアウタサイドフレーム１１は、１枚の鋼板材が縦長状の形にプレス加工されて形成されており、シート幅方向に面を向けた形に配設されている。上記アウタサイドフレーム１１は、その前後側の各縁部がシート幅方向の内側に折り曲げられて、曲げや捩りに対する構造強度が高められた構成とされている。また、図７に示すように、上記アウタサイドフレーム１１は、その前後方向の板幅が下方側に向かって漸次広がっていく末広な形に形成されている。

上記アウタサイドフレーム１１は、図７〜図８に示すように、その下端側の外側面部にリクライナ６が結合されて、リクライナ６を介して後述するシートクッション３のアウタサイドフレーム２１の後端部に連結された状態とされている。上記リクライナ６は、回転止め可能な回転軸装置として機能する構成とされており、その回転止め状態においては、シートクッション３の後端部から立ち上がるアウタサイドフレーム１１を片持ち状に支持した状態に保持するようになっている。

＜インナサイドフレーム１２＞
図１に示すように、インナサイドフレーム１２は、１枚の鋼板材が上述したアウタサイドフレーム１１よりも短尺な縦長状の形にプレス加工されて形成されており、シート幅方向に面を向けた形に配設されている。上記インナサイドフレーム１２も、その前後側の各縁部がシート幅方向の内側に折り曲げられて、曲げや捩りに対する構造強度が高められた構成とされている。上記インナサイドフレーム１２は、その下端部が、後述するシートクッション３のインナサイドフレーム２２の後端部に対してヒンジピン６Ａにより回転可能にピン連結された状態とされている。

＜センタサイドフレーム１３＞
センタサイドフレーム１３は、１枚の鋼板材が縦長な角筒形状にプレス加工された上部フレーム部１３Ａと、上部フレーム部１３Ａよりも厚手の１枚の鋼板材が縦長状の形にプレス加工された下部フレーム部１３Ｂと、が前後２本のボルト１３Ｃの締結により互いに一体的に繋ぎ合わされた構成からなっている。上記センタサイドフレーム１３は、シート幅方向に面を向けた形に配設されており、上記厚手の鋼板材から成る下部フレーム部１３Ｂの車両内側の側面部にリクライナ６が結合されて、リクライナ６を介して後述するシートクッション３のセンタサイドフレーム２３の後端部に連結された状態とされている。上記リクライナ６は、その回転止め状態においては、シートクッション３の後端部から立ち上がるセンタサイドフレーム１３を片持ち状に支持した状態に保持するようになっている。

上述した上部フレーム部１３Ａは、詳しくは、図５〜図６に示すように、その横断面が前後方向に長尺な矩形断面となる角筒形状に形成されている。そして、上記上部フレーム部１３Ａは、その前後方向の筒幅が下方側に向かって漸次広がっていく末広な形に形成されている。上記上部フレーム部１３Ａは、その角筒内に下部フレーム部１３Ｂが下方側から差し込まれて、その差し込まれた重合部分に横から前後２本のボルト１３Ｃがシート幅方向に貫通して差し込まれて締結されることにより、下部フレーム部１３Ｂの上部箇所に一体的に結合された状態とされている。

下部フレーム部１３Ｂは、図５に示すように、上述した上部フレーム部１３Ａの角筒内に下方側から差し込まれることにより、その差し込まれた箇所の前後側の各面がそれぞれ上部フレーム部１３Ａの角筒内の前後側の各面と面当接した状態にあてがわれた状態として組み付けられている。上記構成により、センタサイドフレーム１３は、上述した上部フレーム部１３Ａと下部フレーム部１３Ｂとが互いに強固に一体的に結合された構成とされている。

＜アッパパイプ１４＞
図１に示すように、アッパパイプ１４は、１本の円形鋼管材が略逆Ｕ字状の形にプレス加工されて形成されている。上記アッパパイプ１４は、上述したアウタサイドフレーム１１、インナサイドフレーム１２、及びセンタサイドフレーム１３の各上端部間に跨る形に組み付けられている。具体的には、上記アッパパイプ１４は、その車両外側の下方側に曲げられた脚の先端部が、上述したアウタサイドフレーム１１の上端側の半パイプ状に絞られた嵌合部にシート幅方向の内側からあてがわれた状態に組み付けられて溶接により強固に一体的に結合された状態とされている。

また、アッパパイプ１４は、その車両内側の下方側に曲げられた脚の先端部が、上述したインナサイドフレーム１２の上端側の半パイプ状に絞られた嵌合部にシート幅方向の内側からあてがわれた状態に組み付けられて溶接により強固に一体的に結合された状態とされている。また、アッパパイプ１４は、そのシート幅方向に延びるアーム部分の中間部が、上述したセンタサイドフレーム１３の上端面の直上位置にセットされて、後述するベルトガイド１７を介してセンタサイドフレーム１３の上端部に溶接により強固に一体的に組み付けられた状態とされている（図５参照）。

図１及び図４に示すように、各補強パイプ１５Ａ，１５Ｂは、それぞれ、１本の円形鋼管材がシート幅方向にストレートな形にプレス加工されて形成されている。そして、一方の補強パイプ１５Ａは、上述したアウタサイドフレーム１１と、センタサイドフレーム１３の上部フレーム部１３Ａの車両外側の管壁と、にシート幅方向に貫通した状態に組み付けられて、これらに溶接により強固に一体的に結合された状態とされている。他方の補強パイプ１５Ｂは、上述したインナサイドフレーム１２と、センタサイドフレーム１３の上部フレーム部１３Ａの車両内側の管壁と、にシート幅方向に貫通した状態に組み付けられて、これらに溶接により強固に一体的に結合された状態とされている。

各サポートブラケット１６は、それぞれ、鋼板材が四角筒状の形にプレス加工されて形成されている。各サポートブラケット１６は、上述したアッパパイプ１４の左席領域と中央席領域とにそれぞれ左右２個ずつ前方側から縦向きにあてがわれた状態に組み付けられて、溶接により強固に一体的に結合された状態とされている。

ベルトガイド１７は、図１、図４及び図５に示すように、鋼板材が台座状の形にプレス加工されて形成されている。上記ベルトガイド１７は、上述したアッパパイプ１４のセンタサイドフレーム１３の直上部に通される箇所に、これらに跨って上方側から被せられるように組み付けられて、これらに溶接により強固に一体的に結合された状態とされている。具体的には、上記ベルトガイド１７は、鋼板材が側面視略逆Ｕ字状の形に曲げられると共に、その曲げられた前後の各片の左右両縁部がそれぞれ前後に折り曲げられて側壁が形成されて、同側壁の底面部に半円状の形に刳り貫かれた嵌合部が形成された構成とされている。

上記ベルトガイド１７は、上述したアッパパイプ１４のセンタサイドフレーム１３の直上部に通される箇所に上方側から組み付けられることにより、上述した半円状の形に刳り貫かれた嵌合部がアッパパイプ１４に上方側から嵌め込まれるようにセットされると共に、その逆Ｕ字状の形に曲げられた前後の各片がそれぞれセンタサイドフレーム１３の上端側の前面部分と後面部分とにそれぞれ面当接した状態にセットされる。そして、上記ベルトガイド１７は、上記アッパパイプ１４とセンタサイドフレーム１３との各当接した箇所に溶接されることにより、アッパパイプ１４とセンタサイドフレーム１３とにそれぞれ強固に一体的に結合された状態とされている。

上記ベルトガイド１７は、その上面部に略逆Ｕ字状の形に折り曲げられたガイドワイヤ１７Ａが組み付けられており、バックフレーム１０の背面部に取り付けられた図示しないシートベルト装置のリトラクタから上方側へ繰り出されたベルトウェビングを、その背面側からガイドワイヤ１７Ａ内を通して前方側へと繰り出させるようにガイドして、着座乗員の身体に掛けられる状態に位置保持する構成となっている。

＜シートクッション３＞
一方、シートクッション３は、図１に示すように、その骨格を成すクッションフレーム２０が、アウタサイドフレーム２１、インナサイドフレーム２２、センタサイドフレーム２３、フロントパイプ２４、及び補強パイプ２５Ａ，２５Ｂを有して構成されている。アウタサイドフレーム２１は、シートクッション３の車両外側部の骨格を構成している。インナサイドフレーム２２は、シートクッション３の車両内側部の骨格を構成している。センタサイドフレーム２３は、シートクッション３の左席領域と中央席領域との境界部の骨格を構成している。フロントパイプ２４は、シートクッション３の前側部の骨格を構成している。補強パイプ２５Ａ，２５Ｂは、シートクッション３の後側部の骨格を構成している。

上述したアウタサイドフレーム２１は、１枚の鋼板材が前後方向に長尺な形にプレス加工されて形成されており、シート幅方向に面を向けた形に立てられて配設されている。上記アウタサイドフレーム２１は、その上下側の各縁部がシート幅方向の内側に折り曲げられて、曲げや捩りに対する構造強度が高められた構成とされている。上記アウタサイドフレーム２１の後端部には、アウタサイドフレーム２１よりも厚手のリクライニングプレート２１Ａが一体的に結合されている。

上記アウタサイドフレーム２１は、その後端部に結合されたリクライニングプレート２１Ａの後ろ上方側へ延びた先の内側面部にリクライナ６が結合されて、リクライナ６を介して上述したシートバック２のアウタサイドフレーム１１の下端部に連結された状態とされている。上記アウタサイドフレーム２１は、上述したスライドレール４の上部に一体的に組み付けられて設けられている。

インナサイドフレーム２２も、１枚の鋼板材が前後方向に長尺なの形にプレス加工されて形成されており、シート幅方向に面を向けた形に立てられて配設されている。上記インナサイドフレーム２２も、その上下側の各縁部がシート幅方向の内側に折り曲げられて、曲げや捩りに対する構造強度が高められた構成とされている。上記インナサイドフレーム２２の後端部には、インナサイドフレーム２２よりも厚手のヒンジプレート２２Ａが一体的に結合されている。上記インナサイドフレーム２２は、その後端部に結合されたヒンジプレート２２Ａの上方側へ延びた先の内側面部に、上述したシートバック２のインナサイドフレーム１２の下端部がヒンジピン６Ａにより回転可能にピン連結された状態とされている。

センタサイドフレーム２３は、１枚の鋼板材が前後方向に長尺な略角筒形状にプレス加工されることで、構造強度の高い閉断面の構成とされている。上記センタサイドフレーム２３の後端部には、センタサイドフレーム２３よりも厚手のリクライニングプレート２３Ａが一体的に結合されている。上記センタサイドフレーム２３は、その後端部に結合されたリクライニングプレート２３Ａの後ろ上方側へ延びた先の車両内側の側面部にリクライナ６が結合されて、リクライナ６を介して上述したシートバック２のセンタサイドフレーム１３の下端部に連結された状態とされている。上記センタサイドフレーム２３は、上述したスライドレール４の上部に一体的に組み付けられて設けられている。

アッパパイプ１４は、１本の円形鋼管材が平面視略Ｕ字状の形にプレス加工されて形成されている。上記アッパパイプ１４は、上述したアウタサイドフレーム２１、インナサイドフレーム２２、及びセンタサイドフレーム２３の各前端部間に跨る形に組み付けられてこれらに溶接により強固に一体的に結合された状態とされている。

各補強パイプ２５Ａ，２５Ｂは、それぞれ、１本の円形鋼管材がシート幅方向に延びる形にプレス加工されて形成されている。そして、一方の補強パイプ２５Ａは、上述したアウタサイドフレーム２１とセンタサイドフレーム２３との後端部間にシート幅方向に貫通した状態に組み付けられて、これらに溶接により強固に一体的に結合された状態とされている。他方の補強パイプ２５Ｂは、上述したインナサイドフレーム２２とセンタサイドフレーム２３との後端部間にシート幅方向に貫通した状態に組み付けられて、これらに溶接により強固に一体的に結合された状態とされている。

＜バックフレーム１０に掛けられる曲げモーメントの負荷＞
上記構成とされたシート１は、常時は、上述した各リクライナ６が回転止めされた状態とされていて、これらリクライナ６によってシートバック２の背凭れ角度が固定された状態に保持されるようになっている。これにより、上述したシートバック２に掛けられる着座乗員の背凭れ荷重や、上述したベルトガイド１７から引き出されて着座乗員の身体に装着される図示しないシートベルト装置のウェビングに掛けられるテンションは、上記バックフレーム１０を支える各リクライナ６の回転止め強度によって強く受け止められることとなる。

しかし、上記各リクライナ６によって下方側から支えられるバックフレーム１０は、上記のように高い構造強度を備えた構成とはされているものの、車両の前部衝突や後部衝突等の発生により前後側から強い衝撃荷重が掛けられることにより、バックフレーム１０を支える各支持点を中心とした強い曲げモーメントの負荷を受けることがある。具体的には、例えば、図２に示すように、上述したベルトガイド１７から引き出された図示しないシートベルト装置のウェビングが着座乗員の身体に装着された状態で、車両の前部衝突が発生することにより、上記ベルトウェビングに着座乗員の身体が強く圧し掛けられて、同ベルトウェビングを上端側で支えるベルトガイド１７に強い前方側への引張り荷重が作用することがある。

この荷重入力により、バックフレーム１０には、上記ベルトガイド１７を支えるアッパパイプ１４に対して、その両端を支えとした前方側への曲げモーメントの負荷が掛けられる。具体的には、上記アッパパイプ１４は、その両端がアウタサイドフレーム１１とインナサイドフレーム１２とによってそれぞれ支えられた両端支持梁の支持態様で支えられた構成となっている。したがって、上記アッパパイプ１４に掛けられる曲げモーメントの分布は、図２及び図９の曲げモーメント図ＢＭＤ１に示すように、アッパパイプ１４の両端側の支持端から荷重入力点となる略中央位置に向かって漸次増大していく態様となる。

また、上記図２に示した荷重入力により、バックフレーム１０には、各リクライナ６により回転止めされたセンタサイドフレーム１３とアウタサイドフレーム１１とにも、それぞれ、各リクライナ６を固定端とした前方側への曲げモーメントの負荷が掛けられる。具体的には、これらセンタサイドフレーム１３とアウタサイドフレーム１１とは、それぞれ、各リクライナ６によって下方側から片持ち状に支えられた片持ち支持梁の支持態様で支えられた構成となっている。したがって、これらセンタサイドフレーム１３とアウタサイドフレーム１１とに掛けられる各曲げモーメントの分布は、それぞれ、図２及び図１０〜図１１の曲げモーメント図ＢＭＤ２，ＢＭＤ３に示すように、それらの自由端側となる上端側から固定端側となる下端側に向かって漸次増大していく態様となる。

したがって、上記図２に示したような強い曲げモーメントの負荷がバックフレーム１０に掛けられることにより、各曲げモーメントの負荷を強く受けるバックフレーム１０の各部位において、局所的な応力集中が発生するおそれがある。

また、図３に示すように、上述したバックフレーム１０は、車両の後部衝突が発生した場合にも、着座乗員の身体が前方側から強く圧し掛けられて、上述したセンタサイドフレーム１３とアウタサイドフレーム１１とにそれぞれ後方側へ押圧される荷重入力が掛けられることがある。この荷重入力により、バックフレーム１０には、上記センタサイドフレーム１３とアウタサイドフレーム１１とに対して、それぞれ、各リクライナ６を固定端とした後方側への曲げモーメントの負荷が掛けられる。

具体的には、上述したセンタサイドフレーム１３とアウタサイドフレーム１１とは、それぞれ、前述したように各リクライナ６によって下方側から片持ち状に支えられた片持ち支持梁の支持態様で支えられた構成となっている。したがって、これらセンタサイドフレーム１３とアウタサイドフレーム１１とに掛けられる各曲げモーメントの分布は、それぞれ、図３及び図１０〜図１１の曲げモーメント図ＢＭＤ２'，ＢＭＤ３'に示すように、それらの自由端側となる上端側から固定端側となる下端側に向かって漸次増大していく態様となる。

したがって、上記図３に示したような強い曲げモーメントの負荷がバックフレーム１０に掛けられた場合にも、バックフレーム１０において曲げモーメントの負荷を強く受ける各箇所において、局所的な応力集中が発生するおそれがある。しかしながら、本シート１には、上述したような強い曲げモーメントの負荷がバックフレーム１０の各所に掛けられても、応力集中を生じさせないように分散させることのできる補強構造が設けられている。

具体的には、上記補強構造は、図１及び図４〜図５に示すように、上述したアッパパイプ１４のベルトガイド１７と結合される箇所の前面部分に接着されたＵＤテープ１８Ａと、図１及び図７〜図８に示すように、上述したアウタサイドフレーム１１のリクライナ６と結合される箇所の周囲に接着されたＵＤテープ１８Ｂと、図１及び図４〜図６に示すように、上述したセンタサイドフレーム１３における上部フレーム部１３Ａの下部フレーム部１３Ｂと結合される箇所の前面部分と後面部分とにそれぞれ接着されたＵＤテープ１８Ｃと、によって構成されている。上述した各ＵＤテープ１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃは、それぞれ、炭素繊維を一方向に配向した公知の構成となっており、バックフレーム１０を構成する各鋼材よりも比重が極めて小さな構成とされている。

このうち、図１及び図４〜図５に示すように、アッパパイプ１４のベルトガイド１７と結合される箇所の前面部分に接着されたＵＤテープ１８Ａは、アッパパイプ１４のベルトガイド１７との結合箇所となる各境界部位１４Ａを左右に越えて跨るように、アッパパイプ１４の延びるシート幅方向に向かって炭素繊維の延びる配向方向が向けられた状態として接着されている。詳しくは、上記ＵＤテープ１８Ａは、上述したアッパパイプ１４においてベルトガイド１７からの曲げモーメントの負荷を受けた際に最大引張り応力を生じる箇所となる前面部分に接着された状態とされている。上記ＵＤテープ１８Ａは、熱溶着によってアッパパイプ１４に対して強固に一体的に接着されている。

したがって、上記箇所にＵＤテープ１８Ａが接着されていることにより、図２及び図９において前述したように、ベルトガイド１７からアッパパイプ１４に強い曲げモーメントの負荷が入力されて、アッパパイプ１４のベルトガイド１７と結合された箇所の前面部分に強いシート幅方向の引張り応力が入力されても、この引張り応力がＵＤテープ１８Ａによって応力分散される形で支えられて、同部位に応力集中が生じにくくなっている。

詳しくは、上記ＵＤテープ１８Ａは、アッパパイプ１４においてベルトガイド１７との結合により横断面形状が急激的に変化して応力集中が発生しやすくなるベルトガイド１７との結合箇所となる境界部位１４Ａを左右に越えて跨るように設けられていることから、上記領域における応力集中の発生が効果的に抑えられるようになっている。より詳しくは、上記ＵＤテープ１８Ａは、上記アッパパイプ１４の前面部分に掛けられる引張り応力の作用方向となるシート幅方向に炭素繊維の延びる配向方向が向けられて、アッパパイプ１４の前面部分に掛かる引張り応力を効果的に強く受け止めることができるようになっている。したがって、上記ベルトガイド１７からアッパパイプ１４に入力される強い曲げモーメントの負荷が、アッパパイプ１４のベルトガイド１７との結合箇所において応力集中を生じることなく、アッパパイプ１４全体によって強く受け止められるようになっている。

また、図１及び図７〜図８に示すように、アウタサイドフレーム１１のリクライナ６と結合される箇所の周囲に接着されたＵＤテープ１８Ｂは、アウタサイドフレーム１１にリクライナ６から突出する複数のダボ６Ｂが嵌め込まれて溶接された各嵌合箇所を外周側から取り巻く形で、アウタサイドフレーム１１の内側面部に円環状に巻かれた形に接着されている。上記ＵＤテープ１８Ｂは、アウタサイドフレーム１１においてリクライナ６との結合により横断面形状が急激的に変化して応力集中が発生しやすくなる各結合箇所を外周側から取り巻くように接着されている。上記ＵＤテープ１８Ｂは、その円環状に巻かれた円周方向に向かって炭素繊維の延びる配向方向が向けられた状態として、アウタサイドフレーム１１の内側面部に熱溶着によって強固に一体的に接着されている。

したがって、上記箇所にＵＤテープ１８Ｂが接着されていることにより、図２〜図３、図１０〜図１１において前述したように、アウタサイドフレーム１１に強い曲げモーメントの負荷が入力されて、アウタサイドフレーム１１のリクライナ６と結合された箇所の周囲に強いリクライナ６まわりの圧縮応力又は引張り応力が入力されても、これらの応力がＵＤテープ１８Ｂによって応力分散される形で支えられて、同部位に応力集中が生じにくくなっている。

また、図１及び図４〜図６に示すように、センタサイドフレーム１３における上部フレーム部１３Ａの下部フレーム部１３Ｂと結合される箇所の前面部分と後面部分とにそれぞれ接着された各ＵＤテープ１８Ｃは、それぞれ、上部フレーム部１３Ａの角筒内に下方側から差し込まれた下部フレーム部１３Ｂの上端部を高さ方向に跨るように、上部フレーム部１３Ａの前面部分と後面部分とにそれぞれ高さ方向に向かって炭素繊維の延びる配向方向が向けられた状態として接着されている。

詳しくは、上記各ＵＤテープ１８Ｃは、センタサイドフレーム１３において上部フレーム部１３Ａに下部フレーム部１３Ｂが結合されていることで横断面形状が急激的に変化して応力集中が生じやすくなる上部フレーム部１３Ａの下部フレーム部１３Ｂと結合された境界部位１３Ｄを高さ方向に跨るように接着されている。より詳しくは、上記各ＵＤテープ１８Ｃは、上述したセンタサイドフレーム１３において前後に曲げモーメントの負荷を受けた際に最大引張り応力又は最大圧縮応力を生じる箇所となる上部フレーム部１３Ａの前面部分と後面部分とにそれぞれ接着された状態とされている。上記各ＵＤテープ１８Ｃは、熱溶着によって上部フレーム部１３Ａの前面部分と後面部分とにそれぞれ強固に一体的に接着されている。

したがって、上記各箇所に各ＵＤテープ１８Ｃが接着されていることにより、図２〜図３及び図１０〜図１１において前述したように、センタサイドフレーム１３に強い曲げモーメントの負荷が入力されて、上部フレーム部１３Ａの下部フレーム部１３Ｂと結合された箇所の前面部分と後面部分とに強い高さ方向の引張り応力又は圧縮応力が入力されても、これらの応力が各ＵＤテープ１８Ｃによってそれぞれ応力分散される形で支えられて、同部位に応力集中が生じにくくなっている。

詳しくは、上記各ＵＤテープ１８Ｃは、センタサイドフレーム１３において上部フレーム部１３Ａと下部フレーム部１３Ｂとの結合により横断面形状が急激的に変化して応力集中が生じやすくなる上部フレーム部１３Ａの下部フレーム部１３Ｂと結合された境界部位１３Ｄを高さ方向に跨るように設けられていることから、上記箇所における応力集中の発生が効果的に抑えられるようになっている。より詳しくは、上記各ＵＤテープ１８Ｃは、上記上部フレーム部１３Ａの前面部分及び後面部分に掛かる引張り応力又は圧縮応力の作用方向となる高さ方向に炭素繊維の延びる配向方向が向けられて、上部フレーム部１３Ａの前面部分及び後面部分に掛かる引張り応力又は圧縮応力を効果的に強く受け止めることができるようになっている。したがって、上記センタサイドフレーム１３に入力される強い曲げモーメントの負荷が、上部フレーム部１３Ａの下部フレーム部１３Ｂとの結合箇所において応力集中を生じさせることなく、センタサイドフレーム１３全体によって強く受け止められるようになっている。

＜まとめ＞
以上をまとめると、本実施例のシート１は、次のような構成となっている。すなわち、金属製のバックフレーム１０を有するシート１であって、バックフレーム１０の応力集中を生じる部位に、バックフレーム１０よりも比重の小さなＵＤテープ１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ（補強部材）がそれぞれ応力分散させられる状態として部分的に取り付けられた構成となっている。このような構成となっていることにより、バックフレーム１０の応力集中を生じる部位に部分的に取り付けられる各ＵＤテープ１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃによって、バックフレーム１０の重量増大を抑えながらバックフレーム１０に応力集中を生じさせにくくすることができる。

＜その他の実施例＞
以上、本発明の実施形態を１つの実施例を用いて説明したが、本発明は上記実施例のほか各種の形態で実施することができるものである。例えば、本発明の乗物用シートは、自動車の後部座席以外のシートにも適用することができるほか、鉄道等の自動車以外の車両に適用されるシートであってもよく、また、航空機、船舶等の様々な乗物用に供されるシートにも広く適用することができるものである。

また、上記実施例では、本発明の補強部材に相当するものとしてＵＤテープを例示した。しかし、上記補強部材は、シートフレームよりも比重の小さな部材で、シートフレームの応力集中を生じる部位に応力分散させられる状態として部分的に取り付けられるものであればよく、樹脂材や軽金属（アルミニウムやマグネシウム）等のＵＤテープ以外の材料から成るものであってもよい。また、上記補強部材は、シートバックのフレーム構造への適用に限らず、シートクッションやヘッドレスト等の他のシート構造体のフレーム構造に適用されていてもよい。また、補強部材は、シートフレームの応力集中を生じる部位に応力分散させられる状態として部分的に取り付けられるようになっていればよく、必ずしもシートフレームに対して一体的となる状態に取り付けられていなくてもよい。

また、補強部材としてＵＤテープを用いる場合、ＵＤテープは必ずしも引張り応力や圧縮応力の作用方向に炭素繊維の延びる配向方向が向けられていなくてもよい。例えば、ＵＤテープをシートフレームの圧縮応力の作用方向に対して垂直な方向に炭素繊維の延びる配向方向が向けられるように設けて、シートフレームの圧縮応力に伴う面外座屈を効果的に防止するように設けてもよい。また、ＵＤテープを複数層に積層して炭素繊維の延びる配向方向を交差させたり構造強度を高めたりした構成としてもよい。

また、上記補強部材がシートバックのフレーム構造に適用される場合、上記実施例で示した箇所以外のところにも補強部材を適用可能である。具体的には、図１及び図４を用いて前述したアッパパイプ１４の各サポートブラケット１６が結合される箇所の後面部分等の箇所である。このような箇所に補強部材を適用することにより、車両の衝突発生時にヘッドレストから各サポートブラケットへと伝達される荷重によりアッパパイプに強い曲げモーメントの負荷が掛けられても、この曲げモーメントによってアッパパイプの各サポートブラケットと結合されている箇所に発生しうる応力集中が補強部材の設定によって適切に応力分散されるようになる。

詳しくは、上記アッパパイプの後面部分に補強部材が設けられていることで、アッパパイプにおいて曲げモーメントの負荷が掛けられた際に最大引張り応力又は最大圧縮応力を生じる箇所に補強部材が設けられることとなるため、補強部材によって応力集中を生じさせにくくすることができる。なお、上記補強部材は、必ずしも、シートフレームの最大引張り応力又は最大圧縮応力の作用する部位に設けられていなくてもよく、応力集中を生じさせにくくすることのできる位置に設けられていればよい。

また、補強部材は、シートフレームの引張り・圧縮による周長の変化を拘束するように設けられるものであってもよく、また、引張りによる破断や圧縮による面外座屈を抑えるものとして設けられるものであってもよい。上記補強部材は、シートフレームに対して、熱溶着の他、接着剤を用いた接着や圧入嵌合やロールによって応力分散させられる状態に取り付けられるものであってもよい。

また、上記実施例では、図６に示したように、シートバック２のセンタサイドフレーム１３の上部フレーム部１３Ａの前面部分と後面部分とに補強部材としてのＵＤテープ１８Ｃがそれぞれ平板状の形に接着された構成を例示した。しかし、上記補強部材は、上記のような態様でシートフレームに組み付けられるものの他、ＵＤテープのような撓み易い部材であるか否かに拘らず、次のような態様でシートフレームに取り付けられていてもよい。

すなわち、図１２に示すように、例えば補強部材１８Ｄがセンタサイドフレーム１３の後面部分（シートフレームの応力集中を生じる部位）に取り付けられる場合を例に挙げて説明すると、補強部材１８Ｄを予めセンタサイドフレーム１３の後面部分とその左右両側の側面部分とに合致するＵ字状の形に予備成形しておき、これをセンタサイドフレーム１３の後面部分と左右両側の側面部分とに合致させるように嵌合させて取り付けるようにしてもよい。なお、上記補強部材１８Ｄは、センタサイドフレーム１３に対して、熱溶着や接着剤を用いた接着の他、圧入嵌合等の種々の接着手段によって一体的に接着させるようにしてもよい。

また、図１３に示すように、センタサイドフレーム１３の後面部分に補強部材１８Ｅを差し込み可能な収納ポケット１３Ｅを形成しておき、この収納ポケット１３Ｅ内に補強部材１８Ｅを上方側や下方側から差し込んで取り付けるようにしてもよい。その際、上記補強部材１８Ｅは、センタサイドフレーム１３の収納ポケット１３Ｅ内に圧入されて一体に結合されるようになっていてもよく、差し込み後に収納ポケット１３Ｅをかしめることで一体に結合されるようになっていてもよい。また、収納ポケット１３Ｅ内に熱溶着や接着剤を用いた接着等の手段によって一体に結合されるようになっていてもよい。

また、補強部材は、シートフレームの応力集中を生じる部位に対して、応力の大きさに応じて補強の大きさ形状を変化させる形で特定の面内方向に沿って延びる形に設けられるものであってもよい。具体的には、例えば、図１４に示すように、補強部材１８Ｆがセンタサイドフレーム１３の後面部分（シートフレームの応力集中を生じる部位）に取り付けられる場合を例に挙げて説明すると、上部フレーム部１３Ａの下部フレーム部１３Ｂと結合された境界部位１３Ｄを高さ方向に跨るように設けられる補強部材１８Ｆを、上記境界部位１３Ｄを越えて上方側に延びるに従って形状が先細り状となる形に取り付けてもよい。このようにすることで、補強部材１８Ｆの取り付け箇所において上部フレーム部１３Ａの構造強度が急激的に高くなることが抑えられるため、シートフレームに応力集中をより生じさせにくくすることができる。

１ シート
２ シートバック
３ シートクッション
４ スライドレール
５ ヘッドレスト
６ リクライナ
６Ａ ヒンジピン
６Ｂ ダボ
１０ バックフレーム（シートフレーム）
１１ アウタサイドフレーム
１２ インナサイドフレーム
１３ センタサイドフレーム
１３Ａ 上部フレーム部
１３Ｂ 下部フレーム部
１３Ｃ ボルト
１３Ｄ 境界部位
１３Ｅ 収納ポケット
１４ アッパパイプ
１４Ａ 境界部位
１５Ａ，１５Ｂ 補強パイプ
１６ サポートブラケット
１７ ベルトガイド
１７Ａ ガイドワイヤ
１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ ＵＤテープ（補強部材）
１８Ｄ，１８Ｅ，１８Ｆ 補強部材
２０ クッションフレーム
２１ アウタサイドフレーム
２１Ａ リクライニングプレート
２２ インナサイドフレーム
２２Ａ ヒンジプレート
２３ センタサイドフレーム
２３Ａ リクライニングプレート
２４ フロントパイプ
２５Ａ，２５Ｂ 補強パイプ
ＢＭＤ１ 曲げモーメント図
ＢＭＤ２，ＢＭＤ２' 曲げモーメント図
ＢＭＤ３，ＢＭＤ３' 曲げモーメント図

Claims (3)

1. 金属製のシートフレームを有する乗物用シートであって、
   前記シートフレームの応力集中を生じる部位に、該シートフレームよりも比重の小さな補強部材が応力分散させられる状態として部分的に取り付けられており、
   前記補強部材が、前記シートフレームの応力集中を生じる部位に対し、応力の大きさに応じて補強の大きさ形状を変化させる形で特定の面内方向に沿って延びた形に設けられている乗物用シート。
2. 請求項１に記載の乗物用シートであって、
   前記シートフレームが、複数のフレーム材を繋ぎ合わせた構成とされており、
   当該複数のフレーム材の繋ぎ合わされた応力集中を生じる境界部位に前記補強部材が取り付けられている乗物用シート。
3. 請求項１又は請求項２に記載の乗物用シートであって、
   前記補強部材が、前記シートフレームに該シートフレームの延びる長手方向に対して垂直な方向に曲げられる負荷が掛けられた際に最大引張り応力を生じる外周側の側面又は最大圧縮応力を生じる内周側の側面に当該各応力を分散して受け止められる状態に取り付けられている乗物用シート。
   

Images