JP6619012B2 - 背もたれ、及びそれを含んだ座席 - Google Patents

Description

本発明は、特に自動車の座席に用いられる背もたれに関する。

車両の、特に自動車の座席に最も重要な部品の一つとして、背もたれは、乗員の腰部及び背部領域の支持のためや、特に万一の衝突事故の場合に十分な緩衝を提供することで乗員によって加えられる衝撃力を吸収するために用いられる。

背もたれは、主として、枠組みと、その枠組みを覆うクッションを含む。荷重支持構造として、この枠組みは、伝統的に、炭素鋼のような金属材料からなる。しかしながら、炭素鋼の高い比重は、座席や車両の重量低減にとってあまりよくない。従って、背もたれ枠組みの大きさ及び負荷範囲を限定する炭素鋼の使用は、重量の低減のために最小限でなければならない。例えば、背もたれ枠組みの下部及び側部は、相対的により小さな荷重範囲を有し、その結果、強度及び剛性を損ない、また衝撃力の吸収や分散のためには好ましくない、鎧板や棒にしか形成することができない。また、直接的な耐荷重部品としての背もたれの中央支持部は、付加的に、より小さい寸法で且つより大きな弾性の分離された弾性支持構成材でなければならず、且つ付加的な段階を経て枠組みに組付けられなければならない。一般的にいうと、現在、背もたれは、上に記述されるように、以下の欠点を被り得る、即ち：重量が重い、衝撃エネルギー吸収効果や快適性が不完全である、製造性が不十分である、及び設計自由度が低い。加えて、車両の内部空間を確保するような背もたれを設計することは常時要求される。

ＰＣＴ出願ＷＯ２０１０／１０１８７４Ａ１は、第１ポリマー材料で形成されたバックレストと、第１ポリマー材料とは異なる材料で形成され且つバックレストに固定されたブラケットと、第２ポリマー材料及び複数の繊維で形成され且つバックレストに溶着された補強複合層とを含む背もたれを開示する。

ＷＯ２０１０／１０１８７４Ａ１

しかしながら、ＷＯ２０１０／１０１８７４Ａ１に提案される背もたれは、製造工程が複雑で、且つ強度が不十分である。

本発明は、従来技術における上の及び／又はその他の１つ以上の問題を解決することを目的とする。

１つの形態として、本発明は、熱可塑性材料の射出成形によって一体形成された上部、下部、中央支持部、及び２つの側部を含んでいる枠組みと、オーバーモールド成形によって側部及び中央支持部内に埋設され且つ側部に沿って伸長する長尺な補強部材であって、側部と中央支持部との間の境界に沿って曲がるように構成されている補強部材とを備えた背もたれを提供する。

金属、例えば炭素鋼より軽量な熱可塑性材料の射出成形によって背もたれの枠組み全体が一体形成されているので、それは、枠組みの重量の低減、製造工程の簡易化、及び枠組みの設計自由度の改善を可能とし、それはまた、枠組みの色々な部分の負荷範囲（loading area）を増やすことを可能とし、そのために衝撃力の吸収や分散及び座席快適性の改善を促進する。加えて、オーバーモールド成形によって背もたれ枠組みの側部及び中央支持部の双方にまたがって埋設され且つ側部と中央支持部との間の境界に沿って曲げられた補強部材の設計により、それは、補強部材そのものの剛性及び強度の増大及び側部と中央支持部との間の接合の強化を可能とする。

有利には、側部内に埋設された補強部材の部分は、また、補強部材の断面全体が略Ｓ字状であるように曲げられ得る。こうした補強部材の略Ｓ字形状は、自身の剛性及び強度の更なる改善を可能とする。

有利には、上部に結合された側部の少なくとも一部は、略Ｕ字状の断面を有するように基壁及び２つの側壁を含み得、また側部内に埋設された補強部材の部分は、Ｕ字状の基壁、及び側壁の一方内に延在し得、また補強部材の断面全体が略Ｓ字状であるように中央支持部に向けて伸長し得る。こうした側部及びＳ字状補強部材の独特な複合曲面は、側部の剛性及び強度の改善及び側部の重量低減を可能とする。

有利には、側部の補強のために基壁及び／又は側壁と固定結合されるように前述のＵ字状の開口部内に複数のリブを設け得る。こうしたリブのゆえに、側部の座屈の最小化及び衝突の際の衝撃エネルギーの吸収能力の改善が可能となる。

有利には、このリブは、軽量化、剛性、及び衝撃エネルギーの吸収といった優先事項に適応して、直線状、Ｘ字状、又はジグザグ状の断面を有し得る。

有利には、側部の下端部はシートリクライナのアッセンブリのための架装領域を規定することができ、そしてその架装領域は、高強度、高剛性、及び高い衝撃エネルギー吸収能力を有するように、複数の補強リブが設けられる。

有利には、前述の架装領域内の複数の補強リブは、シートリクライナのアッセンブリのための架装領域を構築するために、異なる形状、大きさ、及び向きを有する。

有利には、補強部材はシート状素材からなり得る。これは、重量の低減及び製造の促進を助ける。

有利には、補強部材は、上部と下部との間の全座席高に亘って伸長し得る。これは、背もたれの枠組みの側部全体の補強を確実なものとする。

有利には、中央支持部及び／又は下部はシート状に形成され得る。この構造は、枠組みの色々な部分の負荷範囲を増やし、そのために衝撃力の吸収や分散及び座席快適性の改善を促進する。

有利には、上部、下部及び中央支持部は、鉛直断面において、全体で、凡そ、ゼロでないガウス曲率の背面輪郭を形成し得る。この構造は、特に後席乗員のために、車両内の空間を確保するように背もたれを薄くすることができ、そしてまた背もたれの剛性を改善することができる。

有利には、熱可塑性材料は、ポリアミドであるか、好ましくは、例えば０．１〜１．２ｍｍ、好ましくは０．２〜０．４ｍｍの範囲の長さのグラス又はカーボンファイバといったファイバによって強化されたポリアミドであってよい。

有利には、補強部材は、連続繊維によって強化された熱可塑性材料で形成されてよい。

有利には、補強部材は、多層の一方向連続繊維強化熱可塑性材料の熱プレスで形成されてよく、又は織物形態の１層の二方向連続繊維強化熱可塑性材料の熱プレスで形成されてよい。

他の形態として、本発明は、上述のような背もたれを含む座席を提供する。

有利には、その座席は、自動車の座席であってよい。

本発明の一実施の形態に関する背もたれの斜視図である。 図１に示す背もたれの正面図である。 図２のＡ−Ａ線における断面図である。 図１に示す背もたれの背面図である。 図４に示す側部３０の拡大図である。 図４のＣ−Ｃ線における断面図である。 図２のＢ−Ｂ線における断面図である。 図１に示す架装範囲５０の拡大図である。 図１に示す背もたれの側面図であり、その背面輪郭曲面と従来の背もたれの背面輪郭曲面の比較を示す。 本発明に係る背もたれの背面輪郭曲面と従来の背もたれの背面輪郭曲面との比較を説明する略図である。

本発明は、以下、図面を参照しながら特定の実施の形態によって記述される。

図１は、本発明に係る背もたれの典型的な構造を示す斜視図である。この背もたれは、図に示すように、一般的な使用状態でもある直立状態で車両（例えば自動車）に架装される。この背もたれは、熱可塑性材料の射出成形によって１つに一体形成された上部１０、下部２０、中央支持部４０、左右側部３０を有する枠組み１を含む。上部１０及び下部２０は凡そ水平であり、２つの側部３０は凡そ鉛直で且つ左右両側にある。上部１０は、凡そ反転したＵ字形状であり、その断面は、そのＵ字形状の先端部に向けて先細りになっている。断面が凡そ上向きに先細りになっている２つの側部３０は、図１に矢印Ｉで示す位置で前述したＵ字状の上部１０の端部と一体的に結合されている。この２つの側部３０は、背もたれの前面側に向けて広がるような姿勢に配置されてもよく、また、背もたれの前面側に背もたれクッションを受けるための凹んだ窪みを部分１０、２０、３０、４０がまとまって規定するように、乗員の背面を直接的に支持するための中央支持部４０を囲う枠組みが連続的に形成されるために上部１０及び下部２０と並べて結合される。重量の低減のために又はスタイリングの要求のために、中央支持部４０は、１つ以上の開口部４１，４２を設けてもよい。枠組み１の各部に背もたれの色々な特徴を規定してもよく、例えば、ヘッドレストを受けるためのヘッドレストガイド１１を上部１０に規定してもよいし、また、背もたれとリクライナとを結合するための架装範囲５０を側部３０の下端部に形成してもよい。

金属、例えば炭素鋼より軽い熱可塑性樹脂の射出成形で１つに形成された一体的な枠組み１は、枠組みの重量を低減するだけでなく、枠組みの異なる部品を個別に組み立てたりアッセンブリしたりする工程の省略に起因して製造工程を簡易化する。加えて、射出成形技術は、枠組み１の異なる部分を多様で複雑な構成に製造することを可能とし、それゆえに枠組み１の設計自由度を改善する。例えば、中央支持部４０内の開口部の形状や数は、剛性、負荷範囲、及び中央支持部の外見の調整ができるように柔軟に設定されてよい。付加的に、重量の要求によって制限される金属枠組みと違って、本発明の背もたれ枠組み１の中央支持部４０及び／又は下部２０は、従来技術において弾性支持構成材の形態の中央支持部及び棒材の形態の下部と比較して負荷範囲が増えるようにシート形状に設計されてもよく、また、本発明の側部３０の負荷範囲を従来技術のものより広くすることができる。これは、衝撃力の吸収及び分散や座席快適性の改善を促進する。

枠組み１を製造するための熱可塑性材料は、ポリアミド、好ましくは、例えばＢＡＳＦ社製のＵｌｔｒａｍｉｄ（登録商標）のような、０．１〜１．２ｍｍ、好ましくは０．２〜０．４ｍｍの範囲の長さを有する６０質量％以下のガラス又は炭素繊維によって補強されたポリアミドとすることができる。

背もたれ枠組みの側部は、衝撃エネルギーの吸収のための重要な部分であり、そのため、その剛性及び強度は特に確保されなければならない。本発明に係る熱可塑性材料製の背もたれ枠組みの側部の剛性及び強度を改善するために、本発明の背もたれは、図２に示すように、オーバーモールド成形によって枠組み１の側部３０内に部分的に埋設／挿入された補強部材６０を更に含む（図２内の一点鎖線矢印を参照）。この補強部材６０は、側部３０に沿って伸長する長尺な形状である。２つの補強部材６０は、夫々、同じ形状で且つ左右対称な配置で２つの対称な側部３０内に設けられる。以下、図２に示すように、補強部材６０の一方だけが描かれる。

側部３０と中央支持部４０との間の境界３５に沿って補強部材６０が曲げられるようにして補強部材６０の一部は側部３０内に埋設され、同時に、その他の部分は中央支持部４０内に埋設され、従って補強部材６０そのものは曲がり６１を有する。このような補強部材６０の構造は、それ自体の剛性及び強度を増すだけでなく、側部３０と中央支持部４０との間の接合も強化する。

側部３０内に埋設された補強部材６０の前述した一部は更に曲がり、その結果、もう一つの曲がり６２が形成されて、有利な構造が与えられる。従って、補強部材６０は、２つの曲がり６１，６２を伴う略Ｓ字断面を有する。ここでは、このＳ字形状が、通常のＳ字形状を横方向に又は上下に反転して得られる形状（例えば図３の右側に示す補強部材６０の断面形状）を含むことに留意すべきである。この補強部材６０の略Ｓ字形状は、自身の及び結果として側部３０の衝撃力に対する剛性及び強度の更なる改善に有為である。この補強部材６０は、重量を低減したり自身の製造を促進したりするように、全体として、比較的薄い断面を伴うシート状素材で形成されてもよい。この補強部材６０の下端部は、背もたれとシートパンとを結合するのに用いられる結合部材を通過するためのポケット６３が設けられてもよい。

有利には、補強部材６０の長さは、図２に示すように、枠組み１の上部１０と下部２０との間の全座席高に亘って伸長するように設定されてもよく、それは側部３０全体の補強を促進する。それにもかかわらず、本発明はこれに制限されず、またそれに加えられる力に応じて適切に補強部材を短くすることも可能である。

この補強部材は、好ましくは、一方向連続繊維（例えばガラス繊維又は炭素繊維など）により強化された熱可塑性材料、例えばＢＡＳＦ社製のＵｌｔｒａｔａｐｅ（登録商標）によって、又は二方向連続繊維（例えばガラス繊維又は炭素繊維など）により強化された熱可塑性材料、例えばＢＡＳＦ社製のＵｌｔｒａｌａｍｉｎａｔｅ（登録商標）によって形成されてもよい。有利には、この補強部材６０は、上述の一方向連続繊維強化熱可塑性材料の多層の、又は上述の二方向連続繊維強化熱可塑性材料の１層の熱プレスによって形成されてもよい。

有利には、枠組みの上部１０と結合された側部３０の少なくとも一部（好ましくは、上部１０から側部３０の長さの半分以上に亘るような部分）は、図３に示すように、略Ｕ字状断面を有するように基壁３３及び２つの側壁３１，３２を含み、側部３０に埋設され且つ全体的に又は部分的に基壁３３及び側壁３１内に埋設された補強部材６０のその部分は、Ｕ字形状の基壁３３及び一方の側壁３１の形状に従って伸長する。こうした側部３０の独特の複合曲面構成は、側部の剛性及び強度の改善と重量の低減を可能とする。

加えて、図４〜６に示すように、略Ｕ字形状断面を有する、側部３０の上述部分では、Ｕ字形状の開口部内に複数のリブ３８が設けられ、リブ３８は、衝撃力下でのその座屈を最小にすることによって側部３０を補強するように、基壁３３及び／又は側壁３１，３２に固定して結合される。このリブの断面は、例えば（図示されるように）直線状、Ｘ字状、又はジグザグ状とすることができる。

図１，７，８に示すように、側部３０の下端部は、シートパンのリクライナのアッセンブリのための架装領域５０を提示する特別な形状に形成されている。この架装領域５０は、異なる形状、大きさ、及び向きを有し得る複数の補強リブ５５と共に構築されている。例えば、図示の例では、複数のリブ５５は、正多角形又は不規則な多角形（例えば図に示すような不規則な四辺形の形状）のメッシュを有するメッシュ構造を形成するために互いに交差する。このような構成は、例えばシートリクライナと共に組み立てられ且つシートパンに結合された場合の側部３０によって、要求される十分な剛性及び強度を確保する。更に、この架装領域を含む背もたれ枠組みは、熱可塑性材料の射出成形によって１つに作られ、且つ、衝突の際の衝撃エネルギーが、枠組みによって部分的に吸収され且つ架装領域及びリクライナを通じてシートパンに部分的に伝達されるように設計される。

上述のように、本発明の背もたれの枠組みは、熱可塑性材料の射出成形によって形成されているので、設計自由度が高く、且つ多様で複雑な構成を形成することができる。これを踏まえ、図９に示すように、本発明においては、枠組み１の上部１０、下部２０、及び中央支持部４０の全体的な背面輪郭は、鉛直断面において、図９及び１０に示す曲面１００のようなゼロでないガウス曲率を示す。比較を目的として、図９及び１０の異なる曲面２００は、従来技術における金属製枠組みの背面輪郭を示す。金属製枠組みの形状における難点及び制約のために、曲面２００は、互いに相対的な角度を有する２つの略直線状の部分を有するのだが、一方、熱可塑性材料の射出成形によって形成された背面輪郭曲面１００（ゼロでないガウス曲率）は、よりしなやかで複雑な形状を示す。図１０に示すように、その曲面１００は、背もたれの同じ姿勢で、曲面２００よりもより直立しているので、従来技術と比較して背もたれをより薄くすることが可能となる。本発明の背もたれが自動車の前席に適用される場合、従来技術の背もたれと比較して、後席に座る乗員の膝（図１０に膝点Ｋとして示される）に対して、より大きい空間距離Ｄが提供される。換言すれば、凡そゼロでないガウス曲率の背面輪郭を使用する本発明の背もたれは、車両の内部空間を確保し且つ着席快適性を改善することができる。加えて、背もたれの剛性は、ゼロでないガウス曲率の背面輪郭によって改善することができる。

本発明の範囲又は要旨から逸脱することなく、当業者が前述の実施の形態に種々の変更及び改良を施すことが可能なのは明白である。本開示の実施を通じた本発明の他の実施の形態は当業者にとって明白である。本明細書に開示される実施の形態は単に典型的であるとみなすべきであり、本発明の真の範囲は以下の特許請求の範囲及びそれと同等のものによって規定される。

１ 枠組み
１０ 上部
１１ ヘッドレストガイド
２０ 下部
３０ 側部
３１ 側壁
３２ 側壁
３３ 基壁
３５ 境界
３８ 複数のリブ
４０ 中央支持部
４１ 開口部
４２ 開口部
５０ 架装領域
５５ 補強リブ
６０ 補強部材
６１ 曲がり
６２ もう一つの、更なる曲がり
６３ ポケット
１００ 背面輪郭曲面
２００ 従来技術による曲面

Claims (16)

1. 熱可塑性材料の射出成形によって一体形成された上部（１０）、下部（２０）、中央支持部（４０）、及び２つの側部（３０）を含む枠組み（１）と、
   オーバーモールド成形によって前記側部（３０）及び前記中央支持部（４０）内に完全に埋設され且つ前記側部（３０）に沿って伸長する長尺な補強部材（６０）であって、前記側部（３０）と前記中央支持部（４０）との間の境界（３５）に沿って曲がるように構成されている前記補強部材（６０）と
   を備え、
   前記側部（３０）内に埋設された前記補強部材（６０）の部分は、また、該補強部材（６０）の断面全体が略Ｓ字状であるように曲げられてなり、
   また前記上部（１０）と結合される前記側部（３０）の少なくとも一部は略Ｕ字状断面を有するように基壁（３３）及び２つの側壁（３１，３２）を含み、
   また前記側部（３０）内に埋設された前記補強部材（６０）の前記部分は、前記基壁（３３）、及び前記側壁（３１，３２）の一方内に延在すると共に、該補強部材（６０）の断面全体が略Ｓ字状であるように前記中央支持部（４０）に向けて伸長することを特徴とする背もたれ。
2. 前記側部（３０）の補強のために前記基壁（３３）及び／又は側壁（３１，３２）と固定結合されるようにＵ字状の開口部内に複数のリブ（３８）が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の背もたれ。
3. 前記リブは、直線状、Ｘ字状、又はジグザグ状の断面を有することを特徴とする請求項２に記載の背もたれ。
4. 前記側部（３０）の下端部はシートリクライナのアッセンブリのための架装領域（５０）を規定し、前記架装領域（５０）には複数の補強リブが設けられることを特徴とする請求項１に記載の背もたれ。
5. 前記補強部材（６０）はシート状素材からなることを特徴とする請求項１に記載の背もたれ。
6. 前記補強部材（６０）は、前記上部（１０）と前記下部（２０）との間の全座席高に亘って伸長することを特徴とする請求項１に記載の背もたれ。
7. 前記中央支持部（４０）及び／又は下部（２０）はシート状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の背もたれ。
8. 前記上部（１０）、前記下部（２０）及び前記中央支持部（４０）は、鉛直断面において、全体で、凡そ、ゼロでないガウス曲率（１００）の背面輪郭を形成することを特徴とする請求項１に記載の背もたれ。
9. 前記熱可塑性材料は、繊維強化ポリアミドであることを特徴とする請求項１に記載の背もたれ。
10. 前記繊維強化ポリアミドの繊維は、０．１〜１．２ｍｍの範囲の長さを有するガラス又は炭素繊維であることを特徴とする請求項９に記載の背もたれ。
11. 前記ガラス又は炭素繊維は、０．２〜０．４ｍｍの範囲の長さを有することを特徴とする請求項１０に記載の背もたれ。
12. 前記補強部材（６０）は連続繊維強化熱可塑性材料で形成されることを特徴とする請求項１に記載の背もたれ。
13. 前記補強部材（６０）は、多層の一方向連続繊維強化熱可塑性材料の熱プレスで形成されることを特徴とする請求項１２に記載の背もたれ。
14. 前記補強部材（６０）は、織物形態の１層の二方向連続繊維強化熱可塑性材料の熱プレスで形成されることを特徴とする請求項１２に記載の背もたれ。
15. 請求項１乃至１４の何れか１項に記載の背もたれを備えた座席。
16. 自動車の座席であることを特徴とする請求項１５に記載の座席。

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