JP7169245B2 - シートフレーム - Google Patents

Description

本発明は、シートフレームに関し、特にバックフレームを軽量化しつつ高強度化できるシートフレームに関するものである。

自動車等の乗物に搭載されるシートフレームは、クッションフレームの後端部にバックフレームの下端部が連結装置を介して連結される。このバックフレームには、着座者の上体を拘束するためのシートベルトのウェビングを前方へ引き出す引出部を、上下方向に延びる１本のサイドフレームの上部に設けたものがある（特許文献１）。特許文献１に開示される技術では、乗物の衝突時などにウェビングが引っ張られ、引出部を介してサイドフレームの上部に前方へ向かって強い引張荷重が加わるときに、バックフレームの大きな変形や破壊を防止するため、サイドフレームを高張力鋼板製にして高強度化している。

特開２０１４－１５６２１２号公報

しかしながら、上記特許文献１では、引出部が設けられたサイドフレームによって乗物の衝突時の荷重（衝撃）を主に受け止めているので、高張力鋼板製の第１フレームを厚く形成して第１フレームの強度を確保する必要がある。しかし、第１フレームを厚くすることで第１フレームが重くなり、バックフレーム全体が重くなるという問題点がある。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、バックフレームを軽量化しつつ高強度化できるシートフレームを提供することを目的とする。

この目的を達成するために本発明のシートフレームは、乗物に搭載されるものであって、クッションフレームと、前記クッションフレームの後端部に配置されるバックフレームと、前記クッションフレームの後端部と前記バックフレームの下端部とを連結する連結装置と、シートベルトと、を備え、前記バックフレームは、左右方向に互いに離れて上下方向に延びる鋼製の第１フレーム及び第２フレームと、前記第１フレーム及び前記第２フレームの上部間を連結して前記バックフレームの上縁部を形成するアッパーフレームと、前記第１フレーム及び前記第２フレームの下部間を連結する鋼製のロアフレームと、前記ロアフレームの左右両側にそれぞれ固定されると共に、前記連結装置にそれぞれ連結される第１被連結部および第２被連結部と、を備え、前記シートベルトは、前記アッパーフレームの左右方向中央よりも前記第１フレーム側、又は、前記第１フレームの上部に設けられる引出部と、前記第１フレームと前記ロアフレームとの連結部分から左右方向に離れた位置であって前記クッションフレームの後端部側に配置される被接続部に接続される接続部と、前記引出部と前記接続部とに架け渡されるウェビングと、を備え、前記第１フレームのうち少なくとも上下方向中央よりも下部側の材料の引張強さは、前記第２フレームの材料の引張強さより大きく、前記ロアフレームの材料の引張強さは、全長に亘って、前記第１フレームの材料の引張強さより大きい。

請求項１記載のシートフレームによれば、アッパーフレームの左右方向中央よりも第１フレーム側、又は、第１フレームの上部に引出部が設けられ、その引出部と接続部とにウェビングが架け渡されて着座者の肩部を拘束する。このようなシートフレームが搭載された車両の衝突時（特に正面衝突時）には、ウェビングを介して引出部が前方へ引っ張られ、第１被連結部および第２被連結部の近傍を支点としてバックフレームが前方へ倒れるような荷重がバックフレームの各部に加わる。詳しくは、第１フレームには主に曲げ荷重が加わり、第１被連結部および第２被連結部が左右両側に固定されるロアフレームには主にねじり荷重やせん断荷重が加わり、第１フレームの上部にアッパーフレームを介して連結される第２フレームには主に曲げ荷重およびねじり荷重が加わる。

なお、鋼材では一般的に、引張強さに応じて曲げ強さやねじり強さ、せん断強さが決まり、鋼材の引張強さがどのような値でも、その鋼材の曲げ強さよりもねじり強さやせん断強さが小さくなる。そのため、主に曲げ荷重およびねじり荷重が加わる第２フレームを高強度化するよりも、ねじり荷重やせん断荷重が殆ど加わらずに主に曲げ荷重が加わる第１フレームを高強度化する方が、アッパーフレームにより連結された第１フレーム及び第２フレームの両方の変形や破壊を防止するための必要強度を低くできる。

そして、ロアフレームを固定端として第１フレームに生じる曲げ応力は、その固定端に近い程大きくなり、第１フレームの必要強度は固定端に近い程高くなる。第１フレームのうち少なくとも上下方向中央よりも下部側の材料の引張強さが第２フレームの材料の引張強さより大きいので、第１フレームを薄くする等して第１フレームを軽量化しつつ、第１フレームを十分に高強度化できる。

また、ロアフレームの材料の引張強さが全長に亘って、第１フレームの材料の引張強さより大きいので、引出部に前方への荷重が加わったときの第１フレームの曲げ強さに対して、ロアフレームのねじり強さやせん断強さを全長に亘って十分に確保しながら、ロアフレームを軽量化できる。

さらに、引出部に加わる前方への荷重を、十分に高強度化された第１フレーム及びロアフレームにより分散して受け止めることができるので、第１フレーム及びロアフレームの必要強度が低下し、第１フレームやロアフレームを薄くする等して軽量化できる。以上の結果、バックフレームを軽量化しつつ高強度化できる。

請求項２記載のシートフレームによれば、請求項１記載のシートフレームの奏する効果に加え、次の効果を奏する。ロアフレームは、第１フレームから第２フレームとは反対側へ延びて第１被連結部に固定される第１ロア部と、第１フレームから第１ロア部と反対側へ延びて第２被連結部に固定される第２ロア部と、を備えている。このような場合、第１ロア部がなくて第１被連結部が第１フレームの下部に設けられる場合と比べて、より大きなねじり荷重やせん断荷重がロアフレーム（第１ロア部および第２ロア部）に加わる。このようなロアフレームの材料の引張強さが全長に亘って、第１フレームの材料の引張強さよりも大きいので、第１ロア部を有していてもバックフレームを十分に高強度化しつつ軽量化できる。

請求項３記載のシートフレームによれば、請求項１又は２に記載のシートフレームの奏する効果に加え、次の効果を奏する。バックフレームは、第１フレームとロアフレームとの連結部分に重ねられると共に、第１フレーム及びロアフレームに接合される補強部材を備えている。これにより、引出部に前方への荷重が加わって、ロアフレームを支点に第１フレームが前方へ倒れようとするとき、補強部材に生じる応力によって第１フレームとロアフレームとの連結部分に生じる応力を小さくできる。その結果、第１フレームとロアフレームとの連結部分を高強度化できる。

請求項４記載のシートフレームによれば、請求項１から３のいずれかに記載のシートフレームの奏する効果に加え、次の効果を奏する。ロアフレームの外周面に接続部材が接合され、第１被連結部または第２被連結部に接続部材が接合されるので、引出部に加わる前方への荷重に伴ってロアフレームに生じるトルクを接続部材へ伝達でき、そのトルクに応じた荷重を接続部材から第１被連結部または第２被連結部へ伝達できる。さらに、ロアフレームの外周面から上下方向または前後方向に離れた位置で第１被連結部または第２被連結部に接続部材が接合されているので、ロアフレームのトルクに応じて接続部材から第１被連結部または第２被連結部へ伝達される荷重を小さくできる。その結果、ロアフレームから第１被連結部または第２被連結部までの荷重の伝達経路を高強度化できる。

一実施形態におけるシートフレームの斜視図である。 バックフレームの背面図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線におけるバックフレームの断面図である。 図２のＩＶ－ＩＶ線におけるバックフレームの断面図である。 図２のＶ－Ｖ線におけるバックフレームの断面図である。

以下、好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。まず、図１を参照して一実施形態におけるシートフレーム１について説明する。図１に示すように、シートフレーム１は、自動車の３人掛けシートのうち左および中央のシートに使用されるフレームである。シートフレーム１は、クッションフレーム２と、クッションフレーム２の後端部に配置されるバックフレーム３と、クッションフレーム２の後端部とバックフレーム３の下端部とを連結するリクライニング装置（連結装置）４と、シートに着座した着座者の上体を拘束するシートベルト５と、を備える。

クッションフレーム２は、着座者が着座するシートクッションの鋼製のフレームである。クッションフレーム２は、略四角枠状に形成され、車体（図示せず）に取り付けられている。弾力性のある軟質ポリウレタンフォーム等の発泡合成樹脂製のクッションパッド（図示せず）をクッションフレーム２により支持し、ファブリックや合成皮革または皮革等から構成されるカバー（図示せず）でクッションパッドを覆ってシートクッションが形成される。

バックフレーム３は、着座者の背凭れとなるシートバックのフレームである。弾力性のある軟質ポリウレタンフォーム等の発泡合成樹脂製のバックパッド（図示せず）をバックフレーム３により支持し、ファブリックや合成皮革または皮革等から構成されるカバー（図示せず）でバックパッドを覆ってシートバックが形成される。

リクライニング装置４は、左右方向に延びる回転軸（図示せず）を中心にクッションフレーム２に対してバックフレーム３を回転可能に、クッションフレーム２とバックフレーム３とを連結する装置である。リクライニング装置４は、クッションフレーム２及びバックフレーム３の左右両側にそれぞれ配置されている。リクライニング装置４は、図示しないレバーやスイッチを着座者などが操作することで、クッションフレーム２に対するバックフレーム３の傾斜角度を調整できる。一方、リクライニング装置４は、レバーやスイッチを着座者などが操作していないとき、クッションフレーム２に対するバックフレーム３の傾斜角度をロックする。

シートベルト５は、中央のシートに着座した着座者の腰部の左右と左肩部とを拘束する３点式シートベルトである。シートベルト５は、ウェビング５ａと、バックフレーム３に取り付けられるリトラクタ５ｂと、バックフレーム３の上部に設けられる引出部５ｃと、クッションフレーム２の後端部の左右方向中央に配置される固定部５ｄと、ウェビング５ａに対して摺動可能に設けられる接続部（タング）５ｅと、クッションフレーム２の後端部の右側に配置される被接続部（バックル）５ｆと、を備えている。

ウェビング５ａの一端側がリトラクタ５ｂに巻き付けられ、ウェビング５ａの他端が固定部５ｄに固定されている。リトラクタ５ｂから引き出されたウェビング５ａが引出部５ｃを通り、その引出部５ｃから引き出されたウェビング５ａに接続部５ｅが設けられている。被接続部５ｆに接続部５ｅを接続することで、引出部５ｃと接続部５ｅとに架け渡されたウェビング５ａが着座者の肩部を拘束し、接続部５ｅと固定部５ｄとに架け渡されたウェビング５ａが着座者の腰部を拘束する。

リトラクタ５ｂは、車両衝突時など車両が急激に減速した場合にウェビング５ａがそれ以上引き出されることを防止する。但し、リトラクタ５ｂは、ウェビング５ａに所定値以上の引張荷重が入力された場合に、徐々にウェビング５ａを送り出すフォースリミッタの機能を有している。

また、車両衝突時など、リトラクタ５ｂからのウェビング５ａの引き出しがロックされて、着座者の肩部を拘束するウェビング５ａが引っ張られると、引出部５ｃに前方へ向かって大きな引張荷重が加わる。この荷重によって、リクライニング装置４の回転軸や、その回転軸の近傍を支点としてバックフレーム３が倒れないよう、バックフレーム３やリクライニング装置４の各部の強度が設定される。

次に図１に加えて図２から図５を参照し、バックフレーム３についてさらに説明する。なお、図２ではシートベルト５の各部の図示を省略し、図３では第１フレーム１１よりも奥側に見えるバックフレーム３の各部の図示を省略している。また、各図面に示す矢印Ｕ－Ｄ方向、矢印Ｆ－Ｂ方向、矢印Ｌ－Ｒ方向は、それぞれバックフレーム３の上下方向、前後方向、左右方向である。

図１及び図２に示すように、バックフレーム３は、左右方向に互いに離れて上下方向に延びる第１フレーム１１及び第２フレーム１２と、第１フレーム１１及び第２フレーム１２の上部間を連結して左右方向に延びるアッパーフレーム１３と、第１フレーム１１及び第２フレーム１２の下部間を連結して左右方向に延びるロアフレーム１４と、ロアフレーム１４の左右両側にそれぞれ配置されて左右両側のリクライニング装置４にそれぞれ連結される第１被連結部１５及び第２被連結部１６と、を主に備えている。

なお、本明細書では、左右方向視において、第１フレーム１１の後面や、後述する第２フレーム１２の筒部１２ａの中心軸に平行な方向をバックフレーム３（シートフレーム１）の上下方向とし、その上下方向と直交する方向をバックフレーム３の前後方向とする。これらのバックフレーム３の上下方向および前後方向は、クッションフレーム２に対するバックフレーム３の角度が変わっても変化しない。

第１フレーム１１は、バックフレーム３の左右方向の中央に配置される部材であり、中央のシートと左のシートとの境界部分に設けられる。第１フレーム１１は、高張力鋼（ハイテン）製である。なお、本明細書における高張力鋼とは、合金成分や熱処理の有無に関わらず、引張強さが４９０ＭＰａ以上の鋼である。本実施形態における第１フレーム１１は、焼入れ及び焼戻しの熱処理が施された、引張強さが約９８０ＭＰａの調質高張力鋼製であり、全長に亘って略一様の材料により形成されている。調質高張力鋼は、焼入れ及び焼戻しの熱処理が施されていない非調質高張力鋼と比べて、降伏比が高く、塑性変形し難い。

第１フレーム１１は、鋼板を角筒状に折り曲げ、後面側で突き合わせた鋼板の縁同士を溶接して形成されている。なお、本明細書における溶接とは、金属を溶融や軟化させて接合するものであり、抵抗溶接やレーザ溶接、アーク溶接、摩擦攪拌接合などが例示される。角筒状の第１フレーム１１の断面形状は、前後方向に長い長方形状である。これにより、第１フレーム１１は、前後方向の曲げ荷重に対する剛性が高くなっている。

第２フレーム１２は、バックフレーム３の左側に配置される部材であり、引張強さが約４９０ＭＰａ未満の鋼製である。ロアフレーム１４が連結される第２フレーム１２の下部には、リクライニング装置４に連結される第２被連結部１６が設けられている。第２フレーム１２は、鋼管である筒部１２ａと、筒部１２ａに溶接により接合される板部１２ｂと、を主に備えている。筒部１２ａは、上端がアッパーフレーム１３に溶接され、下端がロアフレーム１４に溶接されている。

板部１２ｂは、鋼板を曲げ加工などにより形成した部位であり、前端縁および後端縁から左右方向内側（第１フレーム１１）側へフランジが張り出している。板部１２ｂの上端は、筒部１２ａの上端から離れた位置にあり、筒部１２ａの外周面を略半周に亘って覆っている。板部１２ｂは、下端に向かうにつれて筒部１２ａから前端縁までの距離が広がっている。このような板部１２ｂが筒部１２ａに溶接されて第２フレーム１２が形成されているので、前後方向の曲げ荷重に対する第２フレーム１２の剛性を高くできる。

アッパーフレーム１３は、引張強さが約４９０ＭＰａ未満の鋼管である。アッパーフレーム１３の左右方向中央には、ヘッドレスト（図示せず）を固定するための固定具１７が取り付けられている。この固定具１７よりも第１フレーム１１側のアッパーフレーム１３に引出部５ｃが設けられている。引出部５ｃは、リトラクタ５ｂから上方へ引き出されたウェビング５ａを折り返して下方および前方へ導くアッパーフレーム１３の一部と、そのアッパーフレーム１３の一部の左右両端から上方へ突出してウェビング５ａの左右移動を規制する部位と、その突出した部位の上端同士を連結する部位と、によって形成されている。

図３に示す左右方向視において、第１フレーム１１には、第１フレーム１１の上端と後面との角をアッパーフレーム１３の外周面の形状に沿って切り欠いて上切欠部１１ａが形成されている。この上切欠部１１ａにアッパーフレーム１３を嵌めた状態で、その上切欠部１１ａに沿って第１フレーム１１にアッパーフレーム１３の外周面が溶接されている。このようにアッパーフレーム１３の前方に第１フレーム１１の上部が位置するので、引出部５ｃを介してアッパーフレーム１３に前方への荷重が加わったとき、アッパーフレーム１３から第１フレーム１１の上部へ荷重を伝達し易くできる。

図２及び図３に示すように、この第１フレーム１１とアッパーフレーム１３との溶接部分の後側にはＬ字状の第１上補強部材１８が重ねられている。第１上補強部材１８は、引張強さが約４９０ＭＰａ未満の鋼板を折り曲げ形成したものである。第１上補強部材１８は、上下方向に沿って第１フレーム１１の左右側面に溶接されると共に、左右方向に沿ってアッパーフレーム１３の外周面の上下両側に溶接されている。これにより、第１フレーム１１とアッパーフレーム１３との溶接部分に応力が生じるとき、その応力を、第１上補強部材１８に生じる応力によって小さくできる。その結果、第１フレーム１１とアッパーフレーム１３との溶接部分（連結部分）を高強度化できる。

図１及び図２に示すように、アッパーフレーム１３は、第２フレーム１２の上端に外周面が溶接されている。この溶接部分の後側にはＴ字状の第２上補強部材１９が重ねられている。第２上補強部材１９は、引張強さが約４９０ＭＰａ未満の鋼板を折り曲げ形成したものである。第２上補強部材１９は、上下方向に沿って筒部１２ａの外周面の左右両側に溶接されると共に、左右方向に沿ってアッパーフレーム１３の外周面の上下両側に溶接されている。これにより、第２フレーム１２とアッパーフレーム１３との溶接部分に応力が生じるとき、その応力を、第２上補強部材１９に生じる応力によって小さくできる。その結果、第２フレーム１２とアッパーフレーム１３との溶接部分（連結部分）を高強度化できる。

ロアフレーム１４は、高張力鋼製の鋼管である。本実施形態におけるロアフレーム１４は、焼入れ及び焼戻しの熱処理が施された、引張強さが約１４７０ＭＰａの調質高張力鋼製であり、全長に亘って略一様の材料により形成されている。即ち、ロアフレーム１４は、全長に亘って、第１フレーム１１の材料よりも引張強さが大きい。また、ロアフレーム１４の外径は、アッパーフレーム１３や第２フレーム１２の筒部１２ａの外径よりも大きく形成されている。これにより、ロアフレーム１４が高剛性化されている。

ロアフレーム１４は、第１フレーム１１から第２フレーム１２とは反対側へ延びて第１被連結部１５に固定される第１ロア部１４ａと、第１フレーム１１から第１ロア部１４ａとは反対側へ延びて第２フレーム１２の第２被連結部１６に固定される第２ロア部１４ｂと、を備えている。第１ロア部１４ａは第１接続部材２１を介して第１被連結部１５に固定され、第２ロア部１４ｂは第２接続部材２２を介して第２被連結部１６に固定される。

図３に示す左右方向視において、第１フレーム１１には、第１フレーム１１の下部を後面から前方へ向かって、ロアフレーム１４の外周面の形状に沿って切り欠いて下切欠部１１ｂが形成されている。この下切欠部１１ｂにロアフレーム１４を嵌めた状態で、その下切欠部１１ｂに沿って第１フレーム１１に、ロアフレーム１４の外周面のうち前側の略半周が溶接されている。このように、ロアフレーム１４の外周面の略半周を第１フレーム１１に溶接して溶接部分の長さを確保することで、その溶接部分の強度を確保できる。

図２及び図３に示すように、第１フレーム１１とロアフレーム１４との溶接部分の後側にはＴ字状の下補強部材２０が重ねられている。下補強部材２０は、引張強さが約４９０ＭＰａ未満の鋼板を折り曲げ形成したものである。下補強部材２０は、第１フレーム１１に重ねられる第１部２０ａと、ロアフレーム１４に重ねられる第２部２０ｂとを備えている。第１部２０ａは、第１フレーム１１の後面に重なるウェブと、そのウェブの左右両側に設けられて第１フレーム１１の左右両側面に重なる左右一対のフランジとによって溝形鋼状（角Ｕ字状）に形成されている。この第１部２０ａのフランジの前縁が上下方向に沿って第１フレーム１１の左右両側面にそれぞれ溶接されている。

第２部２０ｂは第１部２０ａと一体成形されている。第２部２０ｂは、ロアフレーム１４の後側の略半周に重ねられる半円筒状に形成されている。この第２部２０ｂの上下の縁が左右方向に沿ってロアフレーム１４の外周面にそれぞれ溶接されている。第１フレーム１１とロアフレーム１４との溶接部分に応力が生じるとき、その応力を、下補強部材２０に生じる応力によって小さくできる。その結果、第１フレーム１１とロアフレーム１４との溶接部分（連結部分）を高強度化できる。

図４に示すように、第１被連結部１５は、バックフレーム３の右側に配置されるリクライニング装置４に連結される部位である。第１被連結部１５は、リクライニング装置４に対する後方側から上方へ延びて形成されている。第１被連結部１５の上下寸法は、第１フレーム１１の上下寸法の１／３程度である。この第１被連結部１５の上端部と、第１フレーム１１の上下中央よりも下部側とに、左右方向に延びる略円筒状の補強フレーム２３の両端がそれぞれ溶接やねじ止めにより接合されている（図１参照）。

第１被連結部１５は、リクライニング装置４側の右側面を形成する外板部１５ａと、外板部１５ａの前縁から左右方向内側（第１フレーム１１側）へ張り出す外前フランジ１５ｂと、外板部１５ａの後縁から左右方向内側へ張り出す外後フランジ１５ｃと、外板部１５ａの左右方向内側に配置される内板部１５ｄと、内板部１５ｄの前縁から左右方向外側（リクライニング装置４側）へ張り出す内前フランジ１５ｅと、内板部１５ｄの後縁から左右方向外側へ張り出す内後フランジ１５ｆと、を備えている。

左右方向視において、外板部１５ａのうち補強フレーム２３よりも下方であってロアフレーム１４よりも上方および前方の一部が、内板部１５ｄと重なり、その重なった部分の形状が略同様に形成されている。外前フランジ１５ｂの後側に内前フランジ１５ｅが殆ど隙間なく重なり、外後フランジ１５ｃの後側に内後フランジ１５ｆが殆ど隙間なく重なっている。そして、外前フランジ１５ｂと内前フランジ１５ｅとが溶接され、外後フランジ１５ｃと内後フランジ１５ｆとが溶接される。

これにより、外板部１５ａと内板部１５ｄとの間に隙間が設けられ、ロアフレーム１４から補強フレーム２３へ向かって第１被連結部１５が閉断面となる。その結果、ロアフレーム１４と補強フレーム２３との間の第１被連結部１５の強度および剛性を向上できる。

第１接続部材２１は、引張強さが約４９０ＭＰａ未満の鋼板を折り曲げ形成したものである。第１接続部材２１は、第１ロア部１４ａの外周面のうち前側および上側の略半周に重ねられる略半円筒状の第１筒部２１ａと、第１被連結部１５の内板部１５ｄに溶接される第１延長部２１ｂとを備え、各部が一体成形されている。第１筒部２１ａは、周方向の両縁が左右方向に沿って第１ロア部１４ａの外周面に溶接されている。

第１延長部２１ｂは、ウェブの両側縁からフランジが張り出した溝形鋼状（角Ｕ字状）に形成されている。その第１延長部２１ｂの２つのフランジは、左右方向視において、第１筒部２１ａ（第１ロア部１４ａ）から遠ざかる方向へ第１筒部２１ａの周方向の両縁からそれぞれ直線状に延び、互いに平行に設けられている。また、第１延長部２１ｂのウェブは、２つのフランジと略垂直に設けられている。これにより、第１延長部２１ｂの強度および剛性を向上できる。

第１延長部２１ｂのうち第１筒部２１ａから離れた端部を内板部１５ｄに当接させ、その第１延長部２１ｂと内板部１５ｄとの隅が溶接されている。即ち、第１ロア部１４ａの外周面から上下方向および前後方向に離れた位置で第１被連結部１５に第１接続部材２１が溶接されている。

図５に示すように、第２被連結部１６は、バックフレーム３の左側に配置されるリクライニング装置４に連結される部位である。第２フレーム１２の板部１２ｂの下部の左右内側（第１フレーム１１側）に補強板１６ａが重ねられ、その補強板１６ａの左右内側に内板部１６ｂが配置されている。この補強板１６ａの上縁よりも下方部分が、第２フレーム１２に設けられた第２被連結部１６である。

補強板１６ａは、第２フレーム１２の上部側に対して第２被連結部１６の強度および剛性を向上させるための部材であり、板部１２ｂに溶接やねじ止め等によって接合されている。内板部１６ｂは、補強板１６ａと間隔を隔てて補強板１６ａと略平行に配置される。内板部１６ｂは、板部１２ｂのフランジの前面に重ねて溶接される第１接合部１６ｃと、筒部１２ａの外周面に溶接される第２接合部１６ｄと、補強板１６ａに溶接される第３接合部１６ｅと、を備えている。これにより、第２被連結部１６を構成する各部材を一体化でき、第２被連結部１６の強度および剛性を向上できる。

第２接続部材２２は、引張強さが約４９０ＭＰａ未満の鋼板を折り曲げ形成したものである。第２接続部材２２は、第２ロア部１４ｂの外周面のうち前側の略半周に重ねられる略半円筒状の第２筒部２２ａと、第２被連結部１６の内板部１６ｂに溶接される第２延長部２２ｂとを備え、各部が一体成形されている。第２筒部２２ａは、周方向の両縁が左右方向に沿って第２ロア部１４ｂの外周面に溶接されている。

第２延長部２２ｂは、ウェブの両側縁からフランジが張り出した溝形鋼状（角Ｕ字状）に形成されている。その第２延長部２２ｂの２つのフランジは、左右方向視において、第２筒部２２ａ（第２ロア部１４ｂ）から遠ざかる方向へ第２筒部２２ａの周方向の両縁からそれぞれ直線状に延び、互いに平行に設けられている。また、第２延長部２２ｂのウェブは、２つのフランジと略垂直に設けられている。これにより、第２延長部２２ｂの強度および剛性を向上できる。

第２延長部２２ｂのうち第２筒部２２ａから離れた端部を内板部１６ｂに当接させ、その第２延長部２２ｂと内板部１６ｂとの隅が溶接されている。即ち、第２ロア部１４ｂの外周面から前後方向に離れた位置で第２被連結部１６に第２接続部材２２が溶接されている。

以上のようなシートフレーム１によれば、アッパーフレーム１３の左右方向中央（固定具１７）よりも第１フレーム１１側に引出部５ｃが設けられ、被接続部５ｆに接続された接続部５ｅと引出部５ｃとに架け渡されるウェビング５ａが着座者の肩部を拘束する。このようなシートフレーム１が搭載された車両の衝突時（特に正面衝突時）、ウェビング５ａを介して引出部５ｃに前方への荷重が加わると、第１フレーム１１には、ロアフレーム１４との溶接部分を固定端とするような曲げ荷重が主に加わる。また、第１被連結部１５や第２被連結部１６が左右両側に固定されるロアフレーム１４には主にねじり荷重やせん断荷重が加わり、第１フレーム１１の上部にアッパーフレーム１３を介して連結される第２フレーム１２には主に曲げ荷重およびねじり荷重が加わる。

鋼材では一般的に、引張強さに応じて曲げ強さやねじり強さ、せん断強さが決まり、鋼材の引張強さがどのような値でも、その鋼材の曲げ強さよりもねじり強さやせん断強さが小さくなる。そのため、主に曲げ荷重およびねじり荷重が加わる第２フレーム１２を高強度化するよりも、ねじり荷重やせん断荷重が殆ど加わらずに主に曲げ荷重が加わる第１フレーム１１を高強度化する方が、アッパーフレーム１３により連結された第１フレーム１１及び第２フレーム１２の両方の変形や破壊を防止するための必要強度を低くできる。そして、第１フレーム１１の材料の引張強さが第２フレーム１２の材料の引張強さより大きい。これらのため、第１フレーム１１を十分に高強度化しつつ、材料の引張強さが大きい分だけ第１フレーム１１を薄くする等して第１フレーム１１を軽量化できると共に、変形や破壊防止のための必要強度が低い分だけ更に第１フレーム１１を軽量化できる。

また、ロアフレーム１４の材料の引張強さが全長に亘って、第１フレーム１１の材料の引張強さより大きい。そのため、引出部５ｃに前方への荷重が加わったときの第１フレーム１１の曲げ強さに対して、ロアフレーム１４のねじり強さやせん断強さを全長に亘って十分に確保しながら、ロアフレーム１４を軽量化できる。

さらに、引出部５ｃに加わる前方への荷重を、十分に高強度化された第１フレーム１１及びロアフレーム１４により分散して受け止めることができるので、第１フレーム１１及びロアフレーム１４の必要強度が低下し、第１フレーム１１やロアフレーム１４を薄くする等して軽量化できる。以上の結果、バックフレーム３を軽量化しつつ高強度化できる。

特に、本実施形態では、ロアフレーム１４の第１ロア部１４ａが高強度の第１フレーム１１と第１被連結部１５とを繋ぎ、ロアフレーム１４の第２ロア部１４ｂが高強度の第１フレーム１１と第２被連結部１６とを繋いでいる。そのため、第１ロア部１４ａがなくて第１被連結部１５が第１フレーム１１の下部に設けられている場合と比べ、より大きなねじり荷重やせん断荷重がロアフレーム１４（第１ロア部１４ａ及び第２ロア部１４ｂ）に加わる。このようなロアフレーム１４の材料の引張強さが全長に亘って、第１フレーム１１の材料の引張強さよりも大きいので、第１ロア部１４ａを有していてもバックフレーム３を十分に高強度化しつつ軽量化できる。

さらに、２人が着座可能なシートに設けられるバックフレーム３の左右方向の略全長に亘ってロアフレーム１４が設けられている。このロアフレーム１４は、１人のみが着座可能なシートの左右方向の略全長に亘って設けられるロアフレームよりも長く形成されている。このようなロアフレーム１４の材料の引張強さを大きくすることで、ロアフレーム１４が長くてもロアフレーム１４を十分に高強度化できる。

第１フレーム１１とロアフレーム１４との溶接部分には下補強部材２０が設けられているので、引出部５ｃに前方への荷重が加わって溶接部分に生じる応力を、下補強部材２０に生じる応力によって小さくできる。そして、引出部５ｃに前方への荷重が加わるとき、下補強部材２０の第２部２０ｂとロアフレーム１４との溶接部分には、ロアフレーム１４の周方向に沿ったせん断荷重が加わる。第２部２０ｂが左右方向に沿ってロアフレーム１４に溶接されているので、第２部２０ｂとロアフレーム１４との溶接部分に生じるせん断応力を左右方向に分散でき、この溶接部分を高強度化できる。

さらに、引出部５ｃに前方への荷重が加わるとき、下補強部材２０の第１部２０ａと第１フレーム１１との溶接部分には、前後方向に沿ってせん断荷重が加わる。第１部２０ａが上下方向に沿って第１フレーム１１に溶接されているので、第１部２０ａと第１フレーム１１との溶接部分に生じるせん断応力を上下方向に分散でき、この溶接部分を高強度化できる。これらの結果、第１フレーム１１やロアフレーム１４と下補強部材２０との溶接部分が破壊されて第１フレーム１１とロアフレーム１４との溶接部分が破壊され易くなることを防止でき、第１フレーム１１とロアフレーム１４との溶接部分をより高強度化できる。

第１ロア部１４ａの外周面に第１接続部材２１が溶接され、第１接続部材２１が第１被連結部１５に溶接されている。そのため、引出部５ｃに加わる前方への荷重に伴って第１ロア部１４ａ（ロアフレーム１４）に生じるトルクを第１接続部材２１へ伝達でき、そのトルクに応じた荷重を第１接続部材２１から第１被連結部１５へ伝達できる。さらに、第１ロア部１４ａの外周面から上下方向および前後方向に離れた位置で第１被連結部１５に第１接続部材２１が溶接されているので、第１ロア部１４ａのトルクに応じて第１接続部材２１から第１被連結部１５へ伝達される荷重を小さくできる。その結果、第１ロア部１４ａから第１被連結部１５までの荷重の伝達経路を高強度化できる。

同様に、第２ロア部１４ｂの外周面に第２接続部材２２が溶接され、第２ロア部１４ｂの外周面から前後方向に離れた位置で第２被連結部１６に第２接続部材２２が溶接されているので、第２ロア部１４ｂから第２被連結部１６までの荷重の伝達経路を高強度化できる。また、以下、第１接続部材２１と第１被連結部１５や第１ロア部１４ａとの溶接部分について説明するが、第２接続部材２２と第２被連結部１６や第２ロア部１４ｂとの溶接部分についても同様のことが言えるため、一部の説明を省略する。

第１ロア部１４ａから第１接続部材２１へのトルク伝達時、第１ロア部１４ａと第１接続部材２１との溶接部分には、第１ロア部１４ａの周方向に沿ったせん断荷重が加わる。第１接続部材２１の第１筒部２１ａが左右方向に沿って第１ロア部１４ａに溶接されているので、第１筒部２１ａと第１ロア部１４ａとの溶接部分に生じるせん断応力を上下方向に分散でき、この溶接部分を高強度化できる。

第１ロア部１４ａに生じるトルクに応じた第１接続部材２１から第１被連結部１５への荷重伝達時、第１接続部材２１の第１延長部２１ｂと第１被連結部１５との溶接部分には、第１ロア部１４ａの周方向に沿ったせん断荷重が加わる。ここで、第１被連結部１５に内板部１５ｄを設けず、外前フランジ１５ｂや外後フランジ１５ｃの内側に接するように第１延長部２１ｂを形成し、外前フランジ１５ｂや外後フランジ１５ｃに第１延長部２１ｂを溶接しても良い。但し、この場合、第１延長部２１ｂと第１被連結部１５との溶接部分が、第１ロア部１４ａの周方向に沿って形成され易くなり、溶接部分の端部や角部などにせん断応力が集中し易くなるおそれがある。

これに対して本実施形態では、溝形鋼状の第１延長部２１ｂのフランジが、第１筒部２１ａから遠ざかる方向へ第１筒部２１ａの周方向の両縁からそれぞれ直線状に延びている。そのため、第１延長部２１ｂと第１被連結部１５との溶接部分に生じるせん断応力を、第１延長部２１ｂのフランジに沿って分散し易くでき、この溶接部分を高強度化できる。

また、第１被連結部１５に内板部１５ｄを設けず、溝形鋼状の第１延長部２１ｂを外板部１５ａに直接溶接しても良い。但し、外板部１５ａの左右方向内側（第１フレーム１１側）にはリクライニング装置４の一部が設けられ、外板部１５ａへの第１延長部２１ｂの溶接位置が限られることがある。これに対して本実施形態では、内板部１５ｄに第１延長部２１ｂを溶接しているので、第１被連結部１５への第１延長部２１ｂの溶接位置の自由度を向上でき、第１被連結部１５に溶接される第１延長部２１ｂの形状の自由度を向上できる。

第１被連結部１５の上端部と第１フレーム１１とが補強フレーム２３により連結されているので、補強フレーム２３との連結部分よりも下方における、第１フレーム１１から第１被連結部１５までの荷重の伝達経路の各部の必要強度を低くできる。また、第１被連結部１５が下部に設けられる第２フレーム１２の上部と第１フレーム１１の上部とがアッパーフレーム１３に連結されているので、第１フレーム１１から第２被連結部１６までの荷重の伝達経路の各部の必要強度を低くできる。これらのバックフレーム３の各部を薄くする等によってバックフレーム３を軽量化できる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。シートフレーム１は、自動車に搭載されるものに限らず、産業車両や鉄道車両、船舶、航空機などの乗物に搭載しても良い。また、クッションフレーム２やバックフレーム３の各部の形状を適宜変更しても良い。第１フレーム１１やロアフレーム１４の材料の引張強さを適宜変更しても良い。

上記形態では、第１フレーム１１が全長に亘って高張力鋼製である場合、即ち、第１フレーム１１の材料の引張強さが、全長に亘って、第２フレーム１２の材料の引張強さよりも大きい場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。高周波焼入れや液体浸炭、ガス浸炭などによる部分熱処理を第１フレーム１１に施すことで、第１フレーム１１のうち少なくとも上下方向中央よりも下部側の材料の引張強さを、第２フレーム１２の材料の引張強さより大きくしても良い。ここで、ロアフレーム１４を固定端として第１フレーム１１に生じる曲げ応力は、その固定端に近い程大きくなり、第１フレーム１１の必要強度は固定端に近い程高くなる。少なくとも必要強度が高い部位の引張強さが大きければ、第１フレーム１１を十分に高強度化しつつ軽量化できる。なお、ロアフレーム１４には略一様にねじり応力が生じるので、ロアフレーム１４の材料の引張強さを全長に亘って略一様にすることが好ましい。

上記形態では、アッパーフレーム１３に引出部５ｃが設けられる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第１フレーム１１の上部に引出部５ｃを設けても良い。

上記形態では、シートフレーム１が、自動車の３人掛けシートのうち左および中央のシートに使用されるフレームである場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。シートフレーム１を左右反転して、自動車の３人掛けシートのうち右および中央のシートに使用されるフレームとしても良い。また、２人が着座可能なシートに設けられるシートフレーム１に限らず、第１ロア部１４ａを省略し、第１フレーム１１の下部に第１被連結部１５を設けて、１人のみが着座可能なシートに設けられるシートフレームとしても良い。さらに、第１ロア部１４ａを省略したシートフレームの左右片側に、中央のシートに使用されるフレームの一部を連結させても良い。

また、中央のシートに着座した着座者を拘束するシートベルト５がシートフレーム１に設けられている場合について説明したが、被接続部５ｆを第２フレーム１２側に設け、左または右のシートに着座した着座者を拘束するためのシートベルトをシートフレームに設けても良い。また、左および中央のシートに使用されるシートフレーム１の第２フレーム１２を第１フレームとし、第１フレーム１１を第２フレームとし、第１被連結部１５を第２被連結部とする等して、その第１フレーム側に引出部５ｃを設けても良い。また、被接続部５ｆをクッションフレーム２に取り付ける場合に限らず、被接続部５ｆをリクライニング装置４のブラケットや車体に取り付けても良い。リトラクタ５ｂや固定部５ｄを車体に取り付けても良い。

上記形態では、ロアフレーム１４の左右両端がそれぞれ第１被連結部１５及び第２被連結部１６に固定される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。ロアフレーム１４の左右両端よりも内側に第１被連結部１５や第２被連結部１６を固定しても良い。

上記形態では、第１フレーム１１とロアフレーム１４とが溶接される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第１フレーム１１とロアフレーム１４とを一体成形し、熱処理によって第１フレーム１１の材料の引張強さとロアフレーム１４の材料の引張強さとを異ならせても良い。この場合にも、第１フレーム１１とロアフレーム１４との連結部分に応力が集中し易いため、下補強部材２０を設けて応力を分散することが好ましい。また、第１フレーム１１とアッパーフレーム１３とを、アッパーフレーム１３と第２フレーム１２とを、第２フレーム１２とロアフレーム１４とをそれぞれ一体成形しても良い。

上記形態では、下補強部材２０が第１フレーム１１やロアフレーム１４に溶接される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第１フレーム１１やロアフレーム１４に下補強部材２０をボルトやリベットにより接合しても良い。同様に、第１被連結部１５やロアフレーム１４に第１接続部材２１をボルトやリベットにより接合したり、第２被連結部１６やロアフレーム１４に第２接続部材２２をボルトやリベットにより接合したりしても良い。

また、ロアフレーム１４の外周面に第１フレーム１１が溶接される場合に限らず、ロアフレーム１４を第１ロア部１４ａと第２ロア部１４ｂとに分割して、第１フレーム１１の左右両側に第１ロア部１４ａ及び第２ロア部１４ｂをそれぞれ溶接しても良い。なお、第１ロア部１４ａと第２ロア部１４ｂとを一体成形したロアフレーム１４を第１フレーム１１に溶接する方が、バックフレーム３の製造工程を簡略化できる。

上記形態では、クッションフレーム２に対するバックフレーム３の傾斜角度を調整可能なリクライニング装置４によって、クッションフレーム２の後端部とバックフレーム３の下端部とが連結される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。クッションフレーム２に対するバックフレーム３の傾斜角度を調整不可能な連結装置によってクッションフレーム２の後端部とバックフレーム３の下端部とを連結しても良い。

１ シートフレーム
２ クッションフレーム
３ バックフレーム
４ リクライニング装置（連結装置）
５ シートベルト
５ａ ウェビング
５ｃ 引出部
５ｅ 接続部
５ｆ 被接続部
１１ 第１フレーム
１２ 第２フレーム
１３ アッパーフレーム
１４ ロアフレーム
１４ａ 第１ロア部
１４ｂ 第２ロア部
１５ 第１被連結部
１６ 第２被連結部
２０ 下補強部材（補強部材）
２１ 第１接続部材（接続部材）
２２ 第２接続部材（接続部材）

Claims (4)

1. 乗物に搭載されるシートフレームであって、
   クッションフレームと、
   前記クッションフレームの後端部に配置されるバックフレームと、
   前記クッションフレームの後端部と前記バックフレームの下端部とを連結する連結装置と、
   シートベルトと、を備え、
   前記バックフレームは、
   左右方向に互いに離れて上下方向に延びる鋼製の第１フレーム及び第２フレームと、
   前記第１フレーム及び前記第２フレームの上部間を連結して前記バックフレームの上縁部を形成するアッパーフレームと、
   前記第１フレーム及び前記第２フレームの下部間を連結する鋼製のロアフレームと、
   前記ロアフレームの左右両側にそれぞれ固定されると共に、前記連結装置にそれぞれ連結される第１被連結部および第２被連結部と、を備え、
   前記シートベルトは、
   前記アッパーフレームの左右方向中央よりも前記第１フレーム側、又は、前記第１フレームの上部に設けられる引出部と、
   前記第１フレームと前記ロアフレームとの連結部分から左右方向に離れた位置であって前記クッションフレームの後端部側に配置される被接続部に接続される接続部と、
   前記引出部と前記接続部とに架け渡されるウェビングと、を備え、
   前記第１フレームのうち少なくとも上下方向中央よりも下部側の材料の引張強さは、前記第２フレームの材料の引張強さより大きく、
   前記ロアフレームの材料の引張強さは、全長に亘って、前記第１フレームの材料の引張強さより大きいことを特徴とするシートフレーム。
2. 前記ロアフレームは、前記第１フレームから前記第２フレームとは反対側へ延びて前記第１被連結部に固定される第１ロア部と、
   前記第１フレームから前記第１ロア部と反対側へ延びて前記第２被連結部に固定される第２ロア部と、を備えていることを特徴とする請求項１記載のシートフレーム。
3. 前記バックフレームは、前記第１フレームと前記ロアフレームとの連結部分に重ねられると共に、前記第１フレーム及び前記ロアフレームに接合される補強部材を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシートフレーム。
4. 前記バックフレームは、前記ロアフレームの外周面に接合されると共に、前記ロアフレームの外周面から上下方向または前後方向に離れた位置で前記第１被連結部または前記第２被連結部に接合される接続部材を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のシートフレーム。

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