JP2013132917A - 乗り物用シートのためのシートフレーム - Google Patents

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Abstract

【課題】後突に係るエネルギーを効率よく集中させて変形吸収するためのエネルギー吸収部を有するシートフレームを提供する。
【解決手段】左右に間隔をあけて対向配置された板状部材から成る1対のサイドフレームから成るシートクッションフレームと、1対のサイドフレームの各々の後部に連結されたシートバックフレームとから成り、1対のサイドフレームのうち少なくとも一方のサイドフレームが、その後端部の一部から前方に伸張するエネルギー吸収部を有し、該エネルギー吸収部が、対向するサイドフレームに向かって、又はその反対側に向かって板状部材の一部が凹んだ凹部から成り、凹部の周縁が、一方のサイドフレームの後端部上の上端と該上端の下方に位置する後端部上の下端との間に伸張する後縁と、上端から凹部の前端へ伸張する上縁と、下端から前端へ伸張する下縁とにより画成されるシートフレーム。
【選択図】図5

Description

本発明は、乗り物用のシートの骨格であるシートフレームに関し、特に、後方からの衝撃に対し安全性を有するシートフレームに関する。
自動車などの乗り物に据え付けられているシートに係る従来のシートフレーム10が図1に示されている。図示のように、シートフレーム10は、シートクッション(図示せず)を取り付けるためのシートクッションフレーム20と、シートバック(図示せず)を取り付けるためのシートバックフレーム40とから成る。
シートクッションフレーム20は、概して、左右方向に間隔をあけ、対向して配置されたサイドブラケット21、22を有する。これらサイドブラケット21、22は互いに連結部材等25、26により連結され、公知のスライド機構S1、S2に取り付けられる。サイドブラケット21、22の後部にロアアーム23、24が連結金具27、28により連結されている。アッパアーム32、33が、公知のリクライニング機構30、31を介してロアアーム23、24に対して枢動可能に連結される。
シートバックフレーム40は、アッパアーム32、33を介してシートクッションフレーム20に取り付けられる左右一対のサイドプレート41、42と、これらの頂部に連結された逆U字形のシートバックメインフレーム43とを有する。シートバックメインフレーム43には、ヘッドレスト(図示せず)のステーを挿入して取り付けるための取り付け部44、45が設けられている。
図2に、従来のシートフレーム10のシートクッションフレーム20とシートバックフレーム40とが連結された状態が示されている。
図3に、シートフレーム10の一部を側面から見た図が示されている。シートフレーム10を骨格に有するシートを備えた車両に、後ろから追突(以下、後突という)等を受けることにより、後方から大きな衝撃が作用すると、図示のように、シートバックフレーム40に後方への力Fが生じ、シートバックフレーム40の下方の固定端を中心とした曲げモーメントMが生じる。大きな曲げモーメントMによっては、アッパアーム32とロアアーム23とを連結するリクライニング機構30やロアアーム23とサイドブラケット21とを連結するカシメ等の連結金具27が破壊されることが考えられる。
また、近年は、自動車の分野で、電気自動車(EV)やプラグインハイブリッド車(PHEV)等の環境車のニーズが増大し、従来のガソリン車でも低燃費であることが求められ、このため自動車用部材は、より軽量化することが求められている。リクライニング機構等の連結部材も、軽量化、小型化され、そのために、後突により大きな曲げモーメントが作用した場合、リクライニング機構等の連結部材が破壊されかねない。
リクライニング機構30又は連結金具27が破壊、破断すると、シートバックフレーム40が後方へ倒れ込む恐れがある。これを防ぐために、リクライニング機構30やサイドブラケット21の剛性を高めると、軽量化が図れない。このため、乗り物用シートのフレーム構造において、軽量化を実現しながら、安全性を向上することが求められている。
後突時の安全性を確保するために、従来、特開2009−154693公報(特許文献1)に記載されているような、衝突のエネルギーを吸収するシートフレームが提案された。特許文献1に記載された車両用シートのクッションフレームは、ビード部(凹み部)を有するロアアームから成る。このロアアームの周縁の後ろ側に、側方から見て略くの字状である曲がり点が形成され、ロアアームの内面もしくは外面に、曲がり点を基点とした上側の縁を有するビード部が形成されている。これらの構成により、シートバックフレームが後ろ側に向かって大きな力を受け、リクライニング機構に曲げモーメントが作用したとき、ロアアームの後ろ側が上下方向に圧縮されて衝突のエネルギーを吸収する。
2009−154693公報
上記従来のロアアームでは、エネルギー吸収部がロアアームの周縁に対して凹み状に形成されているため、該凹み状の曲がり点を中心にロアアームの後ろ側が上下方向に圧縮される際、ロアアーム自体が断面くの字状に折れ曲がる格好になった。つまり、後突により生じたエネルギーが、必ずしもエネルギー吸収部に集中されず、ロアアームのエネルギー吸収部以外の部分に分散されるものであった。このように、従来提案されたロアアームは、エネルギー吸収部にエネルギーが十分集中しないために、後突に係るエネルギーを効率的に吸収することができないという問題があった。
上記の問題に鑑みて、本発明は、効率的に衝突のエネルギーを集中させて吸収するエネルギー吸収部を有する、後突に対して安全な乗り物用シートのためのシートフレームを提供することを目的とする。
また、本発明の目的は、構成する部材の軽量化を実現しながら、後突に対して安全性を有する乗り物用シートのためのシートフレームを提供することである。
さらに、本発明の他の目的は、後突時のシートフレームの変形により、乗員を確実に保持できる乗り物用シートのためのシートフレームを提供することである。
上記の目的を達成する本発明のシートフレームは、シートクッションを取り付けるための、左右に間隔をあけて対向配置された板状部材から成る1対のサイドフレームから成るシートクッションフレームと、シートバックを取り付けるための、1対のサイドフレームの各々の後部に連結されたシートバックフレームとから成り、1対のサイドフレームのうち少なくとも一方のサイドフレームが、その後端部の一部から前方に伸張するエネルギー吸収部を有し、該エネルギー吸収部が、対向するサイドフレームに向かって、又はその反対側に向かって板状部材の一部が凹んだ凹部から成り、凹部の周縁が、一方のサイドフレームの後端部上の上端と該上端の下方に位置する後端部上の下端との間に伸張する後縁と、上端から凹部の前端へ伸張する上縁と、下端から前端へ伸張する下縁とにより画成される、ことを特徴とする。
上記のように、本発明に係るシートフレームは、板状部材から成るサイドフレームの後端部の一部から前方にかけての部分が対向するサイドフレームに向かって、又はその反対側に向かって凹んで成るエネルギー吸収部を有する。該凹部の周縁が、各々前端を含む上縁及び下縁と、後縁により画成されるため、後突の際のエネルギーをエネルギー吸収部の前端で止め、エネルギー吸収部に集中させることができる。
また、本発明に係るシートフレームは、エネルギー吸収部の凹部の縦断面の面積が、前端からサイドフレームの後端部に向かって段々大きくなる、ことを特徴とする。凹部の縦断面の面積が、前端からサイドフレームの後端部(エネルギー吸収部の後縁)に向かって段々大きくなることにより、エネルギー吸収部の変形がスムースになり、集中した後突に係るエネルギーをエネルギー吸収部において効率的に吸収することができる。
さらに、本発明に係るシートフレームは、凹部が、前端から後縁上の後端に伸張する凹部の稜線を有する、ことを特徴とする。このように、エネルギー吸収部の凹部が凹部の稜線を有することにより、エネルギー吸収部の上下方向の変形と左右方向への変形を十分に整合させることができ、より効率的に後突に係るエネルギーを吸収することができる。
本発明に係るシートフレームは、1対のサイドフレームの両方が、各々が対向するサイドフレームに向かって、又は各々がその反対側に向かって板状部材の一部が凹んだ凹部から成るエネルギー吸収部を有する、ことを特徴とする。このように、左右のサイドフレームが有するエネルギー吸収部の凹部がいずれも、板状部材の一部が対向するサイドフレームに向かって凹んで成る凹部であることにより、又はその反対側に向かって凹んで成る凹部であることにより、左右のサイドフレームのエネルギー吸収部が変形する際に、サイドフレームがバランス良く上下方向に圧縮され、横方向の変位を生じることがない。
また、本発明に係るシートフレームは、シートバックフレームが左右に間隔をあけて対向配置された1対のサイドプレートを含み、該1対のサイドプレートと1対のサイドフレームとをリクライニング機構を介して連結することによりシートバックフレームが1対のサイドフレームの各々の後部に連結され、エネルギー吸収部が、前記リクライニング機構の下方に位置する、ことを特徴とする。このようにシートフレームを構成することにより、後突の際にリクライニング機構付近で作用する曲げモーメントの下方成分を確実に吸収することができ、また、シートバックフレームの変形がより下方で生じることにより、乗員の腰等に負担をかけることなく、安全に乗員を保持することができる。
本発明に係るシートフレームは、後突等によりシートバックに大きな後方荷重が生じ、シートバックフレームとシートクッションフレームとを連結する連結部材等に大きな曲げモーメントが作用したとき、シートクッションフレームのサイドフレームのエネルギー吸収部が集中的に変形し、効率的に曲げモーメントに係るエネルギーを吸収することができるため、本発明に係るシートフレームを実施することにより、サイドフレームの後部が上下方向に圧縮され、連結部材が破壊、破断されることがなく、乗員が上方に滑り上がることがない、より安全な乗り物用シートを得ることができる。
さらに、本発明に係るシートフレームは、シートバックフレームとシートクッションフレームとを連結する連結部材に作用する後突のエネルギーを集中させて効率よく吸収することができるため、軽量化された連結部材の破壊、破断を防ぐことができる。また、本発明に係るサイドフレームは、連結部材を介してシートバックフレームに連結可能であり、且つ既存のスライド機構等に取り付け可能であるため、少ない部材で十分な剛性を有するシートフレームを構成することができる。従って、本発明のシートフレームを実施することにより、後突に対する安全性を維持しながら、軽量化された乗り物用シートを得ることができる。
また、本発明に係るシートフレームでは、左右1対のサイドフレームが左右対称のエネルギー吸収部を有することにより、サイドフレームが上下方向にバランス良く圧縮変形し、横方向の変位を生じることがない。従って、本発明に係るシートフレームを実施することにより、より確実に乗員を保持することができる、安全な乗り物用シートを得ることができる。
図1はシートクッションフレームとシートバックフレームとから成る従来のシートフレームを示す分解斜視図である。 図2はシートクッションフレームとシートバックフレームとが連結された従来のシートフレームを示す斜視図である。 図3は従来のシートフレームの一部を示す側面図である。 図4は本発明に係るひとつの態様のシートフレームとスライド機構を示す前方からの分解斜視図である。 図5はスライド機構に連結された本発明に係るひとつの態様のシートフレームを示す前方からの斜視図である。 図6は本発明に係るひとつの態様のシートフレームの一部を示す側面図である。 図7は発明に係るひとつの態様のエネルギー吸収部を模式的に示す(a)部分断面図、及び(b)部分側面図である。 図8は本発明に係るひとつの態様のサイドフレームを示す後方からの拡大端面図である。 図9はスライド機構に連結された本発明に係る他の態様のシートフレームを示す後方からの斜視図である。 図10は本発明に係る他の態様のシートフレームの一部を示す側面図である。 図11は本発明に係る他の態様のサイドフレームを示す後方からの拡大端面図である。
以下、本発明の特徴が、本発明の限定を意図するものではない好適実施例とともに説明される。なお、図面は説明の目的で単純化され、尺度も必ずしも一致しない。
図4に、本発明に係るひとつの態様のシートフレーム50の分解図が示されている。シートフレーム50は左右一対の板状部材から成るサイドフレーム61、62から成るシートクッションフレーム60とシートバックフレーム70とから成る。サイドフレーム61、62は各々、後端部から前方にかけて伸張するエネルギー吸収部EA1、EA2を有する。
サイドフレーム61、62は、板状部材から成る。本発明のひとつの態様にかかるエネルギー吸収部EA1、EA2は、上記のような板状部材の一部が、互いに対向するサイドフレームに向かって凹んだ凹部を有する。言い換えると、該凹部は、サイドフレーム61、62各々の、対向するサイドフレームに面した面の反対側の面(シートクッションフレームの外側の面)に形成されている。凹部の反対側に位置するサイドフレーム61、62各々の、対向するサイドフレームに面した面(シートクッションフレームの内側の面)は、凸部となっている。このようなエネルギー吸収部EA1、EA2は、好適に、プレス加工等により、サイドフレーム61、62の本体と一体的に成型される。
サイドフレーム61、62は、軽量化のために、従来のロアアーム及びサイドブラケット(図1等)の機能を兼ねる。すなわち、サイドフレーム61、62の後部にシートバックフレーム70が連結され、また、サイドフレーム61、62は、既存のスライド機構(シートアジャスター)S3、S4の可動部であるアッパ部材92、93に取り付けられる。
上記のようなサイドフレーム61、62の構成により、シートクッションフレーム60を軽量化することができる。
また、シートクッションフレーム60が従来のようなロアアームとサイドブラケットとから成り、サイドブラケットにエネルギー吸収部を設けるようにしてもよい。
シートバックフレーム70は、左右1対のサイドプレート71、72を有する。シートバックフレーム70のサイドプレート71、72は、軽量化のために、従来のアッパアーム及びサイドプレート(図1等)の機能を兼ねる。シートバックメインフレーム73、ヘッドレスト取り付け部74、75の構成は従来のシートバックフレーム10(同)と同様である。
サイドプレート71、72は既存のリクライニング機構80、81を介してサイドフレーム62、61連結されている。リクライニング機構80、81により、サイドプレート71、72は、サイドフレーム61、62に対して傾斜可能である。
サイドプレート71、72は、リクライニング機構80、81に代えて、他の連結部材や溶接等によってサイドフレーム61、62に連結されてもよい。シートバックフレーム70は、従来のようなアッパアームとサイドプレート(図1等)を含んで成ってもよい。また、シートバックフレーム70がアッパアームやサイドプレートを有さず、シートバックメインフレーム73の下端がサイドフレーム61、62と連結されるようにしてもよい。
図5に、スライド機構S3、S4に取り付けられた本発明のひとつの態様のシートフレーム50が示されている。
図6に、シートフレーム50の部分側面図が示されている。エネルギー吸収部EA1は、サイドフレーム61とサイドプレート71とを連結するリクライニング機構80等連結部材の下方に位置するように構成される。このような構成により、エネルギー吸収部EA1が、曲げモーメントMの下方成分を効率的に変形吸収できる。
エネルギー吸収部EA1の形状は、変形する方向性が十分に整合するように構成される。例えば、上下方向に潰れながら左右方向に広がるように、上下方向の変形と左右方向の変形が整合するものである。
図7に、エネルギー吸収部EA1を有するサイドフレーム61の部分の断面図及び側面図が示されている。
図7(b)に示されているように、サイドフレーム61の対向するサイドフレーム62(図4)の反対側(外側)の面110に形成されたエネルギー吸収部EA1の凹部の周縁は、サイドフレーム61の後端部120上の上端100と上端100の下方に位置する後端部120上の下端102との間に伸張する後縁104と、前記上端100から凹部の前端101へ伸張する上縁105と、下端102から前端101へ伸張する下縁106とにより画成される。凹部の前端101は、サイドフレーム61の(シートクッションフレーム60の)外側の面上にある。エネルギー吸収部EA1がこのような周縁を有することにより、後突に係るエネルギーを変形吸収する際に、前端101で変形を止めることができ、後突に係るエネルギーをエネルギー吸収部EA1に集中させることができる。
図示のように、面110に形成されたエネルギー吸収部EA1の凹部を側方から見ると、略三角形状を呈す。概して、面110の反対側の面111には、側方から見た形状が凹部と略同じ凸部が形成される。
図7(a)に、エネルギー吸収部EA1の縦断面が示されている。図示のように、エネルギー吸収部EA1の凹部の縦断面の面積は、前端101から後縁104へ向かうほど大きくなる。このように構成することで、エネルギー吸収部EA1が折り畳まれるようにして変形する際に、上下方向の変形と左右方向の変形を十分に整合させ得る。
また、凹部は、好適に、前端101から後縁104上の後端103に伸張する凹部の稜線107を有する。前端101から後縁104に連なるエネルギー吸収部EA1の凹部の縦断面において、対向するサイドフレームに向かって最も凹んでいる点を、前端101から後縁104までつないだものが、凹部の稜線107である。凹部の稜線107は、好適に、直線である。
エネルギー吸収部の変形のパターンに合わせて、凹部の稜線107を折れ曲がり線として設けることにより、エネルギー吸収部がより効率的にエネルギーを吸収することができる。
凹部において、凹部の表面112と上縁105から下縁106へ伸張する平面により画成される形状は、前端101を頭頂点とする三角錐状、又はその他の多角錐状であってよく、半円錐状であってもよい。
エネルギー吸収部EA1が折り畳まれるように潰れるとき、上縁105が前端101を中心として下方に移動する。このとき、凹部の表面112は対向するサイドフレームに向かってさらに凹む形になる。凹部の表面112が凹部の稜線107を有する場合は、該凹部の稜線107が前端101を中心としてより内側へ移動する。上縁105と凹部の稜線107の移動が整合するようにエネルギー吸収部を形成することにより、より効率的にエネルギーを変形吸収することができる。前端101は移動することがなく、後突に係るエネルギーをエネルギー吸収部EA1に留め、集中させることができる。後突に係るエネルギーがサイドプレート61の本体に分散されることがないため、サイドプレート61はエネルギー吸収部EA1の変形により上下方向に圧縮され、シートフレームの左右方向に折れ曲がることがない。
図8に、後方から見たサイドフレーム61の拡大した端面が示されている。サイドフレーム61に係るエネルギー吸収部EA1は、サイドフレーム61を構成する板状部材の一部が対向するサイドフレームに向かって凹んで成る。サイドフレーム61に対向するサイドフレーム62の端面は、サイドフレーム61の左右を反転させたものであるため省略されている。
エネルギー吸収部EA1の形状やサイドプレート61における上下方向の位置、サイドプレート61の本体の形状等は、適宜調整され得る。また、主に強度を向上させるため、サイドプレート61の周縁は、好適に、図示のような、上端部や下端部の張り出し部(フランジ)を有する。サイドプレート61の後端部もまた、フランジを有するが、エネルギー吸収部の後縁(図7(b))を含む部分では、フランジを有さないか、または、フランジを有する場合は、変形を妨げないようにすることが好ましい。
図9に、本発明の他の態様に係るシートフレーム50’が示されている。シートフレーム50’は、他の態様のエネルギー吸収部EA3、EA4を有するものである。
すなわち、エネルギー吸収部EA3、EA4は、サイドフレーム61’、62’を構成する各々の板状部材の一部が、対向するサイドフレームの反対側に向かって凹んだ凹部を有する。言い換えると、該凹部は、サイドフレーム61’、62’各々の、対向するサイドフレーム側(内側)の面に形成されている。凹部の反対側に位置するサイドフレーム61’、62’各々の、対向するサイドフレーム側の反対側(外側)の面は、凸部となっている。
図10に、シートフレーム50’の部分側面図が示されている。後突により後方へ大きな力Fが加わったとき、サイドフレーム61’のエネルギー吸収部EA3が後突のエネルギーを吸収しながら変形する。
図11に、後方から見たサイドフレーム61’の拡大した端面が示されている。
サイドフレーム61’に係るエネルギー吸収部EA3は、サイドフレーム61’を構成する板状部材の一部が対向するサイドフレームの反対側に向かって凹んで成る。対向するサイドフレーム62’の端面は、サイドフレーム61’の左右を反転させたものであるため省略されている。
上記の開示の範囲内であれば、本発明に係るエネルギー吸収部の形状、大きさ等は、サイドプレートを構成する板状部材の材料や強度、所望の変形パターン等によって、適宜調節されてよい。また、エネルギー吸収部の変形が、所定の後方荷重により開始するようにしてもよい。例えば、エネルギー吸収部の変形は、リクライニング機構等連結部材の強度に応じて、該リクライニング機構が破壊されるエネルギーの半分で開始するようにしてよい。
本発明の思想及び態様から離れることなく多くのさまざまな修正が可能であることは当業者の知るところである。したがって、言うまでもなく、本発明の態様は例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
10 シートフレーム1
20 シートクッションフレーム1
21、22 サイドブラケット
23、24 ロアアーム
25、26 連結部材(補強材)
27、28 連結金具
30、31 リクライニング機構1
32、33 アッパアーム
40 シートバックフレーム1
41、42 サイドプレート1
43 シートバックメインフレーム1
44、45 ヘッドレスト取り付け部1
50、50’ シートフレーム2、3
60、60’ シートクッションフレーム2、3
61、62 サイドフレーム1
61’、62’ サイドフレーム2
70 シートバックフレーム2
71、72 サイドプレート2
73 シートバックメインフレーム2
74、75 ヘッドレスト取り付け部2
80、81 リクライニング機構2
90、91 ロア部材
92、93 アッパ部材
100 上端
101 前端
102 下端
103 後端
104 後縁
105 上縁
106 下縁
107 凹部の稜線
110 対向するサイドフレーム側の反対側の面
111 対向するサイドフレーム側の面
120 サイドフレームの後端部

Claims (5)

  1. シートクッションを取り付けるための、左右に間隔をあけて対向配置された板状部材から成る1対のサイドフレームから成るシートクッションフレームと、シートバックを取り付けるための、前記1対のサイドフレームの各々の後部に連結されたシートバックフレームとから成るシートフレームであって、
    前記1対のサイドフレームのうち少なくとも一方のサイドフレームが、その後端部の一部から前方に伸張するエネルギー吸収部を有し、
    前記エネルギー吸収部が、対向するサイドフレームに向かって、又はその反対側に向かって前記板状部材の一部が凹んだ凹部から成り、
    前記凹部の周縁が、前記後端部上の上端と該上端の下方に位置する前記後端部上の下端との間に伸張する後縁と、前記上端から前記凹部の前端へ伸張する上縁と、前記下端から前記前端へ伸張する下縁とにより画成される、
    ことを特徴とするシートフレーム。
  2. 前記凹部の縦断面の面積が、前記前端から前記後端部に向かって段々大きくなる、
    ことを特徴とする請求項1に記載されたシートフレーム。
  3. 前記凹部が、前記前端から前記後縁上の後端に伸張する凹部の稜線を有する、
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載されたシートフレーム。
  4. 前記1対のサイドフレームの両方が、各々が対向するサイドフレームに向かって、又は各々がその反対側に向かって前記板状部材の一部が凹んだ凹部から成る前記エネルギー吸収部を有する、
    ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載されたシートフレーム。
  5. 前記シートバックフレームが左右に間隔をあけて対向配置された1対のサイドプレートを含み、該1対のサイドプレートと前記1対のサイドフレームとをリクライニング機構を介して連結することにより前記シートバックフレームが前記1対のサイドフレームの各々の後部に連結され、
    前記エネルギー吸収部が、前記リクライニング機構の下方に位置する、
    ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載されたシートフレーム。
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