JP6362948B2 - シートバックフレーム - Google Patents

Description

本発明は、自動車用のシートバックフレームに関する。

近年、自動車の車両用シートでは、成形性や軽量化の観点から樹脂成形されたシートバックフレームが採用されてきている。シートバックフレームは、正面視において略矩形状に形成されており、上部にシート幅方向に延在する上側フレーム部と、上側フレーム部のシート幅方向両端部で接続され、シート上下方向に延在する一対のサイドフレーム部を備えている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−４９７７号公報

このようなシートバックフレームを車両用シートに適用した場合、例えば、車両の後突時に乗員の頭部がヘッドレストに衝突することにより、ヘッドレストから樹脂成形されたシートバックフレームに荷重が入力すると、上側フレーム部からサイドフレーム部を介してシートクッションフレームに荷重が伝達される。この際、上側フレーム部とサイドフレーム部の接続部に応力が集中するという課題があった。

すなわち、樹脂成形されたシートバックフレームにおいて、ヘッドレストからの荷重入力時に上側フレーム部とサイドフレーム部との接続部への応力集中の抑制が望まれている。

本発明は上記事実を考慮し、車両の衝突時にヘッドレストから荷重が入力した際に応力集中を抑制できるシートバックフレームを提供することを課題とする。

本発明の請求項１記載の発明は、着座した乗員の背部を支持するシートバックの骨格を構成し、一体的に樹脂成形されたシートバックフレームであって、ヘッドレストを保持するヘッドレスト保持部を含み、前記シートバックフレームの上端に位置し、シート幅方向に延在する上側フレーム部と、前記上側フレーム部のシート幅方向両端部と上方で接続され、前記シートバックフレームのシート上下方向に延在する一対のサイドフレーム部と、前記上側フレーム部において、少なくとも前記ヘッドレスト保持部からシート幅方向端部にかけて、シート前後方向に延在する凹部がシート上下方向に複数形成され、一方の前記凹部はシート後方側に開放され、シート前方側にシート上下方向に延在する壁面が形成され、他方の前記凹部は、シート前方側に開放され、シート後方側にシート上下方向に延在する壁面が形成された補強部と、を備える。

このシートバックフレームは、一体的に樹脂成形されているものであって、ヘッドレスト保持部を有する上側フレーム部と、上側フレーム部のシート幅方向両端部で接続されるサイドフレーム部とを備えている。したがって、車両の後突時に頭部が前方からヘッドレストに衝突することにより、ヘッドレスト保持部にモーメントが作用する。すなわち、ヘッドレスト保持部の上端側にシート後方側への荷重が入力され、ヘッドレスト保持部の下端側にシート前方への荷重が入力される。したがって、ヘッドレスト保持部から上側フレーム部に入力された荷重も、上側フレーム部の上端側でシート後方側、下端側でシート前方側に作用する。

また、車両の前突時には後部座席の乗員の頭部がヘッドレストに後方斜め上方から衝突することにより、後突の場合と反対方向のモーメントがヘッドレスト保持部に作用する。この結果、ヘッドレスト保持部から上側フレーム部に入力された荷重も、上側フレーム部の上端側でシート前方側、下端側でシート後方側に作用する。

ここで、上側フレーム部の補強部には、シート後方側に開放される凹部と、シート前方側に開放される凹部とが形成されており、上側フレーム部のシート前方側とシート後方側にシート上下方向に延在する壁面を有する。したがって、シート前方側の壁面で上側フレーム部のシート前方側に作用する荷重を分散させると共に、シート後方側の壁面で上側フレーム部のシート後方側に作用する荷重を分散させることができる。この結果、車両の衝突時の上側フレーム部のサイドフレーム部との接続部に対する応力集中を一層抑制することができる。

本発明の請求項２記載の発明は、本発明の請求項１記載の発明において、前記補強部のシート上下方向に複数の前記凹部が配設され、上端に位置する前記凹部は、シート前方側に開放され、シート後方側に壁面が形成されている。

このシートバックフレームでは、補強部のシート上端に位置する凹部がシート前方側に開放されている。したがって、凹部の端部を構成する突起がシート前方側に位置することになる。すなわち、上側フレーム部の上端のシート後方側には突起物が存在しないことになる。

本発明の請求項３記載の発明は、本発明の請求項１又は２記載の発明において、前記補強部の複数の前記凹部を構成する壁面は、前記ヘッドレスト保持部から前記シート幅方向端部に向けて連続的に形成されている。

このシートバックフレームでは、補強部の凹部を構成するシート前方側の壁面等が、ヘッドレスト保持部からシート幅方向両端部、すなわちサイドフレーム部との接続部まで連続的に形成されている。したがって、車両の後突時にヘッドレストから上側フレーム部に入力される荷重がヘッドレスト保持部からサイドフレーム部との接続部で連続的に形成された壁面によって一層分散され、サイドフレーム部との接続部における応力集中が一層抑制される。

本発明の請求項４記載の発明は、本発明の請求項１〜３のいずれか１項記載の発明において、一対の前記サイドフレーム部間をシート幅方向に延在し、シート幅方向端部で前記サイドフレーム部に連続すると共に、シート上方向端部で前記上側フレーム部に連続する背面パネル部を備える。

このシートバックフレームでは、一対のサイドフレーム部の間に、上側フレーム部及びサイドフレーム部に連続する背面パネル部を備える。したがって、車両の衝突時にヘッドレストからヘッドレスト保持部に荷重が入力されると、上側フレーム部から背面パネル部にこの荷重の一部が伝達される。したがって、上側フレーム部とサイドフレーム部との接続部に対する応力集中を一層抑制することができる。

請求項１、３、４記載の本発明により、上側フレーム部のサイドフレーム部との接続部における応力集中を抑制することができる。

請求項２記載の本発明により、新たな構成要素を付加することなく、シートバックフレームを樹脂成形するだけで、内突要件をクリアすることができる。

本発明の第１実施形態に係るシートバックフレームの斜視説明図である。 本発明の第１実施形態に係るシートバックフレームの正面説明図である。 本発明の第１実施形態に係るシートバックフレームのシート前方側の要部斜視説明図である。 本発明の第１実施形態に係るシートバックフレームのシート後方側の要部斜視説明図である。 図２の５−５線断面図である。 本発明の第１実施形態に係る車両用シートの乗員着座状態説明図である。 本発明の第２実施形態に係るシートバックフレームの要部断面図である。 本発明の第２実施形態の他の例に係るシートバックフレームの要部断面図である。 比較例に係るシートバックフレームのシート前方側の要部斜視説明図である。 比較例に係るシートバックフレームの正面説明図である。 図１０の１１−１１線断面図である。

[第１実施形態]

本発明の第１実施形態に係るシートバックフレームについて、図１〜図６、図９〜図１１を参照して説明する。なお、図面において、矢印ＦＲはシート前方を示し、矢印ＵＰはシート上方を示し、矢印Ｗはシート幅方向を示す。

車両用シート１０は、図６に示すように、乗員Ｐが着座するシートクッション１２と、乗員Ｐの背部を支持するシートバック１４を備えている。シートクッション１２は、周知のスライド機構を介して車体フロアに連結されている。また、シートバック１４は、シートクッション１２の後端部に下端部が連結されている。

シートバック１４の内部には、図１に示すようにシートバック１４の骨格を構成するシートバックフレーム２２が形成されている。シートバックフレーム２２は、樹脂（例えば、炭素繊維入り強化プラスチック）によって構成され、全体として所謂シェル状に形成されている。シートバックフレーム２２に用いられる樹脂としては、特に限定するものではないが、繊維材を含有しない樹脂、又は短繊維若しくは長繊維を含有する樹脂が好ましい。

シートバックフレーム２２は、シートバックフレーム２２の外周部を構成する枠フレーム部２４と、枠フレーム部２４の内側に配置される背面パネル部２６とを備える。枠フレーム部２４と背面パネル部２６は、樹脂で一体成形されている。

枠フレーム部２４は、図１及び図２に示すように、正面視でシート下方側に開放された略逆Ｕ字形状に形成されている。枠フレーム部２４は、シートバックフレーム２２のシート幅方向両端部に形成された一対のサイドフレーム部２８と、シートバックフレーム２２の上部を構成するアッパフレーム部３０とを備える。したがって、背面パネル部２６は、シート幅方向両端部でサイドフレーム部２８と連続しており、シート上方でアッパフレーム部３０と連続している。

サイドフレーム部２８は、略板状に形成され、板厚方向をシート幅方向にしてシート上下方向に延在している。

サイドフレーム部２８の下端部には、図１に示すように、周知のリクライニング機構３２が取り付けられており、シートクッションフレーム３４にリクライニング機構３２を介して連結されている。

アッパフレーム部３０は、シート前後方向断面において所定の厚みを有する略矩形体とされ、シート幅方向に延在すると共に、シート幅方向両端の接続部３９でサイドフレーム部２８の上端と連続的に形成されている。図３に示すように、アッパフレーム部３０のシート幅方向中央側には、一対の支持部３６が形成されている。支持部３６は、シート上下方向が軸方向とされた断面矩形状の筒体が形成されている。この支持部３６内には、ヘッドレスト３７を支持するグロメット３８が挿入されており、ヘッドレスト３７のステー４０がグロメット３８に挿入されることにより、ヘッドレスト３７がシートバックフレーム２２に支持されることになる。

図３に示すように、アッパフレーム部３０の一対の支持部３６間には、シート前後方向に延在し、シート前方に開放された凹部４２が形成されている。この凹部４２は、シート前後方向に延在するリブ４４によって複数の凹部に分割されている。

一方、アッパフレーム部３０の一対の支持部３６よりもそれぞれシート幅方向端部(サイドフレーム部２８)側には、図３に示すように、上段側にシート前後方向に延在し、シート前方に開放された凹部４６が形成されている。凹部４６は、シート前後方向に延在するリブ４８によって複数の凹部に分割されている。

また、図４に示すように、アッパフレーム部３０の支持部３６よりもサイドフレーム部２８側の下段側には、シート前後方向に延在し、シート後方に開放された凹部５０が形成されている。この凹部５０は、シート前後方向に延在するリブ５２によって複数の凹部に分割されている。

したがって、アッパフレーム部３０は、図５に示すように、背面パネル部２６の上端からシート前方に延在するアッパフレーム部３０の下壁５４と、下壁５４のシート前方端からシート上方に延在する前壁５６と、前壁５６のシート上端からシート後方に延在し、上段の凹部４６と下段の凹部５０を隔てる隔壁５８と、隔壁５８のシート後端からシート上方に延在する後壁６０と、後壁６０のシート上端からシート前方に延在する上壁６２とを備える。

すなわち、下壁５４、前壁５６、隔壁５８によって凹部５０が構成され、隔壁５８、後壁６０、上壁６２によって凹部４６が構成されている。

また、前壁５６、後壁６０は、それぞれ図３、図４に示すように、支持部３６からシート幅方向端部（接続部３９）まで、連続的な面として形成されている。

なお、アッパフレーム部３０において、支持部３６からシート幅方向端部(接続部３９）までの範囲、すなわち凹部４６、５０が複数の凹部に分割されている範囲を補強部６３とする。

次に、本実施形態のシートバックフレーム２２の作用について説明する。この作用を説明するために、先ず対比する比較例の説明を行う。

比較例に係るシートバックフレーム１００は、アッパフレーム部１３０を除いて本実施形態に係るシートバックフレーム２２と同様である。したがって、シートバックフレーム１００でシートバックフレーム２２と同様の構成要素には、同一の参照番号に１００を足した参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図９および図１０に示すように、アッパフレーム部１３０は、補強部１６３の全域に亘って、シート前後方向に延在し、シート前方に開放された凹部１６４が形成されている。図１１に示すように、凹部１６４は、上壁１６２、下壁１５４、後壁１６０から形成されており、シート前後方向に延在するリブ１６６によって複数の凹部に分割されている。

このように形成されたシートバックフレーム１００も、アッパフレーム部１３０の凹部１６４に複数のリブ１６６を形成することによってアッパフレーム部１３０の補強が行われている。

このように構成された比較例に係るシートバックフレーム１００に対して車両の後突時に、ヘッドレスト（図示せず）に乗員Ｐの頭部が衝突することにより、ヘッドレストのステーからアッパフレーム部１３０の支持部１３６にモーメントが作用する。この結果、支持部１３６の上端側には、シート後方への荷重が入力され、下端側にはシート前方への荷重が入力される。この荷重は、アッパフレーム部１３０（補強部１６３）からサイドフレーム部１２８を介してシートクッションフレーム３４に伝達される。

この際、アッパフレーム部１３０では、主に後壁１６０を介して荷重が伝達され、アッパフレーム部１３０のサイドフレーム部１２８との接続部１３９のシート前方側に応力が集中する。

これに対して、本実施形態に係るシートバックフレーム２２は、アッパフレーム部３０の補強部６３には、上段側にシート前方に開放された凹部４６が形成されると共に、下段側にシート後方に開放された凹部５０が形成されている。すなわち、補強部６３には、支持部３６から接続部３９まで連続的に延在する前壁５６及び後壁６０が形成されている。

したがって、車両の後突時に着座乗員Ｐの頭部Ｈ１がヘッドレスト３７に衝突してシートバックフレーム２２の支持部３６にモーメントが作用し、アッパフレーム部３０（補強部６３）の上端側にシート後方への荷重、下端側にシート前方への荷重が入力された場合、それぞれの荷重が後壁６０及び前壁５６で分散されるため、接続部３９に対する応力集中を抑制することができる。

特に、前壁５６および後壁６０は、支持部３６から接続部３９まで連続的に形成されているため、荷重を一層効率的に分散でき、接続部３９の応力集中を一層抑制できる。

さらに、補強部６３において前壁５６が下段、後壁６０が上段に形成されているため、補強部６３の下端でシート前方に作用する荷重、上端でシート後方に作用する荷重の作用位置に対応した位置にそれぞれ前壁５６、後壁６０が形成されており、補強部６３に入力した荷重を一層効果的に分散することができる。この結果、アッパフレーム部３０とサイドフレーム部２８との接続部３９に対する応力集中が一層抑制される。

さらにまた、シートバックフレーム２２は、アッパフレーム部３０に連続して背面パネル部２６が形成されているため、ヘッドレスト３７からアッパフレーム部３０（補強部６３）に入力された荷重の一部が背面パネル部２６に伝達され、アッパフレーム部３０とサイドフレーム部２８との接続部３９に対する応力集中が一層抑制される。

またさらに、シートバックフレーム２２は、支持部３６と補強部６３を含むアッパフレーム部３０と、サイドフレーム部２８とが樹脂で一体成形されているため、シートバックフレーム２２に発生する応力集中を効果的に抑制することができる。

また、アッパフレーム部３０の支持部３６からシート幅方向端部にかけて、上段側にシート前方に開放される凹部４６を形成しているため、図５に示すように、アッパフレーム部３０のシート後方側上端（後壁６０と上壁６２の角部）にＲをつけて樹脂成形すれば、内突要件を満たすことができる。すなわち、樹脂成形時に特別な要素を付加することなく、シートバックフレーム２２を樹脂成形するだけで、内突要件を満たすことができる。

なお、本実施形態では、上段側と下段側の２段でそれぞれ凹部４６、５０の開口方向を反対にしたが、少なくとも一つの凹部が他の凹部と反対側に開放するものであると共に、上端の凹部がシート前方側に開放されていれば、３段以上でも良い。

また、本実施形態では車両の後突時について説明したが、車両の前突時にも同様の作用効果を奏する。すなわち、図１に示すように、車両の前突時に後部座席の乗員の頭部Ｈ２がシート後方の斜め上方からヘッドレスト３７に衝突し、支持部３６を介してアッパフレーム部３０（補強部６３）のシート上端側でシート前方に荷重が作用し、シート下端側でシート後方に荷重が作用する場合にも、車両の後突時と同様に、接続部３９に対する応力集中を抑制する。

[第２実施形態]

本発明の第２実施形態のシートバックフレームについて説明する。第１実施形態と同様の構成要素には第１実施形態と同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。なお、本実施形態が第１実施形態と実質的に異なるのはアッパフレーム部のみなので、その点を中心に説明する。

第１実施形態のアッパフレーム部３０の上段に形成された凹部４６と下段に形成された凹部５０（図５参照）と開口の向きが反対となるように凹部７２と凹部７６（図７参照）を形成したものである。

すなわち、シートバックフレーム７０のアッパフレーム部３０の補強部６３には、上段にシート後方に開放されシート前後方向に延在する凹部７２が形成されている。凹部７２は、シート前後方向に延在するリブ７４によって複数の凹部に分割されている。

また、シートバックフレーム７０のアッパフレーム部３０の補強部６３には、下段にシート前方に開放されシート前後方向に延在する凹部７６が形成されている。凹部７６は、シート前後方向に延在するリブ７８によって複数の凹部に分割されている。

凹部７６は、図７に示すように、下壁５４と、隔壁５８と、背面パネル部２６に連続する後壁８０によって構成されている。凹部７２は、上壁６２と、隔壁５８と前壁８２によって形成されている。

また、図７に示すように、アッパフレーム部３０の凹部７２を構成する上壁６２のシート後方側端部６２Ａには、シート前後方向断面が円形でシート幅方向に延在する玉縁部８４が形成されている。

シートバックフレーム７０の作用について説明する。

シートバックフレーム７０のアッパフレーム部３０の一対の支持部３６よりもシート幅方向端部（サイドフレーム部２８）側に、上段にシート後方側に開口する凹部７２が形成され、下段にシート前方側に開口する凹部７６が形成されている。

したがって、車両の後突時に着座乗員の頭部がヘッドレスト３７に衝突することにより、ヘッドレスト３７のステー４０を介してアッパフレーム部３０の一対の支持部３６にモーメントが作用する。この結果、支持部３６(アッパフレーム部３０)の上端側にシート後方への荷重が作用し、下端側にシート前方への荷重が作用する。この際、荷重はアッパフレーム部３０のシート幅方向に伝達され、接続部３９、サイドフレーム部２８を介してシートクッションフレーム３４に伝達される。

ここで、アッパフレーム部３０は、補強部６３のシート前方側に前壁８２が形成され、シート後方側に後壁８０が形成されている。したがって、アッパフレーム部３０（補強部６３）に入力されたシート後方側への荷重やシート前方側への荷重がそれぞれ後壁８０と前壁８２で分散され、接続部３９に対する応力集中が緩和される。

一方、車両の前突時には、車両の後突時と同様の効果を奏する他に、シート前方側への荷重が作用するシート上端側に前壁８２が形成され、シート後方側の荷重が作用するシート下端側に後壁８０が形成されているため、補強部６３に入力した荷重を一層効率的に分散でき、接続部３９に対する応力集中が一層抑制できる。

なお、図７に示すように、凹部７２を構成する上壁６２のシート後方側端部６２Ａには玉縁部８４が形成されているため、車両の前突時に後部座席に着座した乗員の頭部が前部座席のシートバック１４に衝突しても受傷する可能性を抑制することができる。すなわち、内突要件を満たすことができる。

また、本実施形態のシートバックフレーム７０では、アッパフレーム部３０の上壁６２のシート後方側端部６２Ａに玉縁部８４を設けたが、シート後方側端部６２Ａの尖った部分を解消できる構成ならば、これに限定するものではない。例えば、図８に示すように、角部がＲ形状とされた樹脂製の嵌合部材８６を凹部７２に嵌合することによって、嵌合部材８６がアッパフレーム部３０のシート後方側端部６２Ａを覆う構成としても良い。

１４ シートバック
２２ シートバックフレーム
２８ サイドフレーム部
３０ アッパフレーム部（上側フレーム部）
３６ 支持部（ヘッドレスト保持部）
４６、５０ 凹部
５６、８２ 前壁（壁面）
６０、８０ 後壁（壁面）
６３ 補強部

Claims (4)

1. 着座した乗員の背部を支持するシートバックの骨格を構成し、一体的に樹脂成形されたシートバックフレームであって、
   ヘッドレストを保持するヘッドレスト保持部を含み、前記シートバックフレームの上端に位置し、シート幅方向に延在する上側フレーム部と、
   前記上側フレーム部のシート幅方向両端部と上方で接続され、前記シートバックフレームのシート上下方向に延在する一対のサイドフレーム部と、
   前記上側フレーム部において、少なくとも前記ヘッドレスト保持部からシート幅方向端部にかけて、シート前後方向に延在する凹部がシート上下方向に複数形成され、一方の前記凹部はシート後方側に開放され、シート前方側にシート上下方向に延在する壁面が形成され、他方の前記凹部は、シート前方側に開放され、シート後方側にシート上下方向に延在する壁面が形成された補強部と、
   を備えるシートバックフレーム。
2. 前記補強部のシート上下方向に複数の前記凹部が配設され、上端に位置する前記凹部は、シート前方側に開放され、シート後方側に壁面が形成されている請求項１記載のシートバックフレーム。
3. 前記補強部の複数の前記凹部を構成する壁面は、前記ヘッドレスト保持部から前記シート幅方向端部に向けて連続的に形成されている請求項１又は２記載のシートバックフレーム。
4. 一対の前記サイドフレーム部間をシート幅方向に延在し、シート幅方向端部で前記サイドフレーム部に連続すると共に、シート上方向端部で前記上側フレーム部に連続する背面パネル部を備える請求項１〜３のいずれか１項記載のシートバックフレーム。

Images