シートフレーム及び車両用シート
【課題】十分な強度を確保しつつ軽量化を図ることができるシートフレーム及びシートを提供する。
【解決手段】本発明は、シート１の背もたれ部を構成するシートフレーム１０であって、シート１のヘッドレスト部Ｈが取り付けられるヘッドレスト取付部１２と、シート１の背もたれ部２と着座部３とを連結する連結部Ｒが取り付けられる連結部取付部１３と、ヘッドレスト取付部１２と連結部取付部１３とを直線的に結ぶ第１の梁２２と、を備える。このシートフレーム１０によれば、ヘッドレスト取付部１２と連結部取付部１３との間を直線的に結ぶ第１の梁２２を設けることで、少ない材料で非常に効率良くシートフレーム１０の強度を確保することができる。また、材料の削減により、シートフレーム１０の軽量化を図ることができる。
【解決手段】本発明は、シート１の背もたれ部を構成するシートフレーム１０であって、シート１のヘッドレスト部Ｈが取り付けられるヘッドレスト取付部１２と、シート１の背もたれ部２と着座部３とを連結する連結部Ｒが取り付けられる連結部取付部１３と、ヘッドレスト取付部１２と連結部取付部１３とを直線的に結ぶ第１の梁２２と、を備える。このシートフレーム１０によれば、ヘッドレスト取付部１２と連結部取付部１３との間を直線的に結ぶ第１の梁２２を設けることで、少ない材料で非常に効率良くシートフレーム１０の強度を確保することができる。また、材料の削減により、シートフレーム１０の軽量化を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートの背もたれ部を構成するシートフレーム及びそのシートフレームを用いた車両用シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
シートフレームは、シートの形状を保つ基盤となる構造物である。シートフレームは、シートに着座する人間及びシート自体の荷重を受けるため、適切な強度，剛性が必要であり、鉄など金属から形成されることが一般的である。下記の非特許文献１には、パイプフレーム構造やロールフレーム構造等、矩形状の枠をベースとする従来形状のシートフレームが開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】自動車技術会編，新編自動車工学ハンドブック，日本，図書出版社，１９８９年７月２５日発行，第１０版，第９編，第５６項
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年では市場の要求によりシートの更なる軽量化が求められている。前述した従来形状のシートフレームには軽量化について未だ改善の余地がある。
【０００５】
そこで、本発明は、十分な強度を確保しつつ軽量化を図ることができるシートフレーム及び車両用シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のシートフレームは、車両用シートの背もたれ部を構成するシートフレームであって、シートのヘッドレスト部が取り付けられるヘッドレスト取付部と、シートの着座部と背もたれ部とを連結する連結部が取り付けられる連結部取付部と、ヘッドレスト取付部と連結部取付部とを直線的に結ぶ第１の梁と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のシートフレームは、シートのアームレスト部が取り付けられるアームレスト取付部と、ヘッドレスト取付部とアームレスト取付部とを直線的に結ぶ第２の梁と、を更に備えてもよい。また、本発明のシートフレームは、背もたれ部を着座部に対して折り畳み自在に支持する回転軸部が取り付けられる回転軸取付部と、ヘッドレスト取付部と回転軸取付部とを直線的に結ぶ第３の梁と、を更に備えてもよい。
【０００８】
また、本発明のシートフレームは、第１の梁と一体的に形成され、シートのクッション材を支持するクッション材支持部を備えてもよい。また、第１の梁は、ヘッドレスト取付部と連結部取付部とを直線的に結ぶ複数の主梁と、複数の主梁の間を連結する複数の副梁と、を有してもよい。
【０００９】
また、第１の梁は、２３℃における引張破壊応力が７０ＭＰａ以上かつ２３℃における引張弾性率が２５００ＭＰａ以上である所定の材料で形成されてもよい。また、第１の梁は、温度８０℃における引張破壊応力が７０ＭＰａ以上かつ温度８０℃における曲げ弾性率が２５００ＭＰａ以上である所定の材料で形成されてもよい。
【００１０】
また、上記所定の材料は、金属であってもよい。また、上記所定の材料が、樹脂成分を含むこととしてもよい。
【００１１】
また、本発明の車両用シートは、上述の何れかのシートフレームを備える車両用シートである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るシートフレーム及び車両用シートによれば、十分な強度を確保しつつ軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るシートフレームを実線で示すと共にシートを仮想線で表した正面図である。
【図２】本発明に係るシートフレームを示す正面図である。
【図３】シートフレームを示す背面図である。
【図４】シートフレームを示す平面図である。
【図５】シートフレームを示す斜視図である。
【図６】シートフレームを示す右側面図である。
【図７】シートフレームを示す斜視図である。
【図８】シートフレームを示す左側面図である。
【図９】評価試験に係るシートフレームの形状を示す斜視図である。
【図１０】評価試験について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図面における寸法、形状、構成要素間の大小関係は実際のものとは必ずしも同一ではない。
【００１５】
図１に示されるように、本発明に係るシートとして、本実施形態では自動車の後部座席に備えられる車両用リアシート１を例に説明を行う。図１に向かってシート１の右側（シート１に着座した乗員から見て左側）には他のリアシートが配置されており、図１に向かってシート１の左側（シート１に着座した乗員から見て右側）には車両のボディが位置している。以後、左右については図１を基準として説明する。
【００１６】
シート１は、乗員の背中を支える背もたれ部２と乗員が着座する着座部３とから構成されている。背もたれ部２には、着座した乗員の頭部を支えるヘッドレスト４及び乗員の腕を支えるアームレスト５が取り付けられている。このシート１は、背もたれ部２が着座部３に対して折り畳み自在に構成された折り畳み式シートである。背もたれ部２は、連結部材６及び回転軸７によって折り畳み自在に支持されている。
【００１７】
連結部材６は、右側から背もたれ部２を支持する部材である。連結部材６は、背もたれ部２側に連結される第１連結部６Ａと、着座部３側に連結される第２連結部６Ｂと、第１連結部６Ａ及び第２連結部６Ｂを回転自在に連結する回転機構８と、から構成されている。連結部材６は、回転機構８を備えることで背もたれ部２を折り畳み自在に支持している。
【００１８】
回転軸７は、左側から背もたれ部２を支持する部材である。回転軸７の基端側は、車両のボディに固定されている。回転軸７は、先端側が背もたれ部２に回転自在に取り付けられることで、背もたれ部２を折り畳み自在に支持している。また、背もたれ部２には、乗員の着座時に折り畳みを防止するためのストッパ機構（図示せず）が設けられている。
【００１９】
背もたれ部２は、主要骨格となるシートフレーム１０に、クッション材やシートカバーなどが配置されて構成される。以下、シートフレーム１０の構造について詳細に説明する。
【００２０】
図２に示されるように、シートフレーム１０は、クッション材支持部１１、ヘッドレスト取付部１２、連結部取付部１３、アームレスト取付部１４、及び回転軸取付部１５を有する部材である。
【００２１】
図２及び図３に示されるように、シートフレーム１０は、板状のクッション材支持部１１を有している。クッション材支持部１１は、背もたれ部２のクッション材を支持するための部材である。クッション材支持部１１は、略矩形板状に形成されている。本実施形態に係るクッション材支持部１１の厚みは約２ｍｍである。
【００２２】
クッション材支持部１１は、ヘッドレスト４側に位置する上部支持部１１ａと、着座部３側に位置する下部支持部１１ｂと、上部支持部１１ａ及び下部支持部１１ｂの間に形成された段差部１１ｃと、から構成されている。上部支持部１１ａは、段差部１１ｃを介して下部支持部１１ｂより車両後側に位置している。
【００２３】
上部支持部１１ａの右肩には、車両前方に突出したボックス部１１ｄが形成されている。上部支持部１１ａの上端には、ヘッドレスト取付部１２からボックス部１１ｄにかけて壁部１１ｅが形成されている。壁部１１ｅは、上部支持部１１ａの上縁に沿って形成されている。下部支持部１１ｂの下端には、連結部取付部１３と回転軸取付部１５との間で連続する壁部１１ｆが形成されている。
【００２４】
図１〜図５に示されるように、ヘッドレスト取付部１２は、クッション材支持部１１と一体に形成された中空柱状の部位である。ヘッドレスト取付部１２は、クッション材支持部１１の上部支持部１１ａに設けられており、ヘッドレスト部Ｈが取り付けられる。ヘッドレスト部Ｈは、ヘッドレスト４とヘッドレスト４の二本の脚を保持する脚保持部材１６Ａ，１６Ｂとから構成される部位である。
【００２５】
ヘッドレスト取付部１２は、二つの脚保持部材１６Ａ，１６Ｂに対応する二つの部位１２Ａ，１２Ｂから構成されている。また、ヘッドレスト取付部１２の背面には、開口部１２ａ、１２ｂが設けられている。ヘッドレスト取付部１２とボックス部１１ｄとの間には横方向に延びる横梁１１ｇが形成されている。
【００２６】
脚保持部材１６Ａ，１６Ｂは、例えば樹脂からなる筒状部材である。脚保持部材１６Ａ，１６Ｂは、拡大された頭頂部を有しており、頭頂部以外の部分は中空のヘッドレスト取付部１２内に入り込んでいる。脚保持部材１６Ａ，１６Ｂの頭頂部には、ヘッドレスト４の脚が差し込まれる差し込み穴１６ａ，１６ｂが形成されている。
【００２７】
図１，図２，図５，及び図６に示されるように、連結部取付部１３は、クッション材支持部１１と一体に形成された部位である。連結部取付部１３は、クッション材支持部１１の下部支持部１１ｂの右側に設けられており、連結部Ｒが取り付けられる。連結部Ｒは、連結部材６と連結部材６をボルト止めするための金属製のボルト止め部１７とから構成される部位である。この連結部Ｒによってシート１の着座部３と背もたれ部２とが連結されている。
【００２８】
ボルト止め部１７には、二つのボルト穴１７ａ，１７ｂが形成されており、連結部材６は二本のボルトによってボルト止め部１７に確実に固定される。このボルト止め部１７は、連結部取付部１３の内部に固定されている。
【００２９】
図２，図５，図７に示されるように、ヘッドレスト取付部１２と連結部取付部１３との間には、シートフレーム１０の強度を確保するための第１の梁２２が形成されている。第１の梁２２は、ヘッドレスト取付部１２及び連結部取付部１３を直線的に結ぶ帯状の部位である。第１の梁２２はクッション材支持部１１と一体に形成されている。第１の梁２２は、クッション材支持部１１の前面から隆起した突条部位として形成されている。
【００３０】
第１の梁２２は、直線状の梁を複数有する略格子状の梁として形成されている。第１の梁２２は、主梁２３〜２６、第１の副梁２７〜２９、及び第２の副梁３０を有している。
【００３１】
主梁２３〜２６は、ヘッドレスト取付部１２及び連結部取付部１３を直線的に結ぶ直線梁である。主梁２３〜２６は、シートフレーム１０に設けられる直線梁の中でも厚く形成される。本実施形態に係る主梁２３〜２６の厚さは約５ｍｍである。主梁２３〜２６の厚さはクッション材支持部１１の厚さよりも大きく形成されている。主梁２３〜２６は、ヘッドレスト取付部１２の上側と連結部取付部１３とを結ぶように形成されている。具体的には、主梁２３〜２６のうち最も右側に位置する主梁２３は、ヘッドレスト取付部１２Ｂと連結部取付部１３とを直線的に結んでいる。主梁２３以外の主梁２４〜２６は、ヘッドレスト取付部１２Ａと連結部取付部１３とを直線的に結んでいる。
【００３２】
第１の副梁２７〜２９は、主梁２３〜２６の間を連結する直線梁である。第１の副梁２７〜２９は、主梁２３〜２６との連結箇所が集中するように形成されている。第１の副梁２７〜２９は、ヘッドレスト取付部１２から連結部取付部１３に近づくほど、厚くなるように形成されている。本実施形態に係る第１の副梁２７〜２９の厚さは２ｍｍ〜５ｍｍである。第１の副梁２７〜２９の厚さは主梁２３〜２６の厚さよりも小さく形成されている。
【００３３】
第２の副梁３０は、シートフレーム１０の中心付近を覆うように設けられた直線梁である。第２の副梁３０は、主梁２３〜２６のうち最も左側に位置する主梁２６に沿って形成されている。
【００３４】
図１，図２，図７，図８に示されるように、アームレスト取付部１４は、クッション材支持部１１と一体に形成された部位である。アームレスト取付部１４は、クッション材支持部１１の下部支持部１１ｂの左側に設けられており、アームレスト部Ｗが取り付けられる。アームレスト部Ｗは、アームレスト５とアームレスト５をボルト止めするための金属製のボルト止め部３１とから構成される部位である。ボルト止め部３１には、アームレスト５を固定するためのボルト穴３１ａ及び係合突起３１ｂが形成されている。
【００３５】
回転軸取付部１５は、クッション材支持部１１と一体に形成された部位である。回転軸取付部１５は、クッション材支持部１１の下部支持部１１ｂの左側でアームレスト取付部１４ｂの下に設けられており、回転軸部Ｔが取り付けられる。回転軸部Ｔは、折り畳み用の回転軸７と回転軸７を回転自在に支持する金属製の軸支持部３３とから構成される部位である。軸支持部３３の取付穴１５ａには、回転軸７を支持する軸受けが設けられており、回転軸７は軸支持部３３に対して回動自在に支持される。この回転軸部Ｔは、シート１の背もたれ部２を着座部３に対して折り畳み自在に支持している。
【００３６】
図２，図５，図７に示されるように、ヘッドレスト取付部１２とアームレスト取付部１４との間には、第２の梁３５が形成されている。第２の梁３５は、アームレスト取付部１４に加わる加重に対して強度を確保するためのものである。第２の梁３５は、ヘッドレスト取付部１２及びアームレスト取付部１４を直線的に結ぶ帯状の部位である。第２の梁３５は、クッション材支持部１１と一体に形成されている。第２の梁３５は、クッション材支持部１１の前面から隆起した突条部位として形成されている。本実施形態に係る第２の梁３５の厚さは２ｍｍ〜３ｍｍである。第２の梁３５の厚さは第１の梁２２主梁２３〜２６の厚さよりも小さく形成されている。
【００３７】
第２の梁３５は、主梁３６、副梁３７、及びＬ字梁３８から構成されている。主梁３６は、ヘッドレスト取付部１２Ａとアームレスト取付部１４とを結ぶ直線梁である。
【００３８】
副梁３７は、主梁３６を補強するように設けられている。副梁３７は、第１の梁２２の主梁２６とアームレスト取付部１４の上端と直線的に結んでいる。副梁３７は、主梁３６の中央付近と交差している。Ｌ字梁３８は、クッション材支持部１１の左肩部を補強するように設けられている。Ｌ字梁３８は、ヘッドレスト取付部１２Ａから左側に突出する横梁３８ａと、横梁３８ａから下方に屈曲して副梁３７に接続する縦梁３８ｂと、から構成されている。
【００３９】
第２の梁３５の下方には、アームレスト取付部１４と回転軸取付部１５とを連結する連結梁３９が形成されている。連結梁３９は、複数の直線梁から構成されている。連結梁３９は、クッション材支持部１１と一体に形成されている。連結梁３９の一部は、アームレスト取付部１４及び回転軸取付部１５の右側面を囲うように形成されている。連結梁３９は、クッション材支持部１１の前面から隆起した突条部位として形成されている。本実施形態に係る連結梁３９の厚さは約２ｍｍである。
【００４０】
この連結梁３９と第２の梁３５とは、ヘッドレスト取付部１２と回転軸取付部１５とを直線的に結ぶ第３の梁４０を構成する。第３の梁４０は、シートフレーム１０に加わる荷重を回転軸取付部１５の回転軸７に伝達しやすくする。
【００４１】
以上説明した本実施形態に係るシートフレーム１０によれば、ヘッドレスト４に加わる荷重を支えるヘッドレスト取付部１２と着座部側に荷重を伝達する連結部取付部１３との間を直線的に結ぶ第１の梁２２を設けることで、少ない材料で非常に効率良くシートフレーム１０の強度を確保することができる。しかも、このシートフレーム１０では、第１の梁２２により効率的に強度を確保できるので、補強部材の数を少なくすることができ、シートフレーム１０の軽量化が図られる。従って、このシートフレーム１０によれば、十分な強度を確保しつつ大幅な軽量化を図ることができる。
【００４２】
また、シートフレーム１０では、クッション材支持部１１と第１の梁２２と一体的に形成されており、このような場合には、別々に形成する場合と比べてシートフレーム１０の強度向上が図られる。同様に、このシートフレーム１０では、第２の梁３５及び第３の梁４０もクッション材支持部１１と一体的に形成されており、シートフレーム１０の強度向上に有利である。
【００４３】
このシートフレーム１０では、ヘッドレスト取付部１２とアームレスト取付部１４とを直線的に結ぶ第２の梁３５を備えているので、少ない材料でアームレスト５に対する十分な強度を確保することができる。
【００４４】
このシートフレーム１０では、ヘッドレスト取付部１２と回転軸取付部１５とを直線的に結ぶ第３の梁４０を備えることで、シートフレーム１０の荷重を効率良く回転軸７に伝達することができ、荷重の分散によるシートフレーム１０の強度向上を図ることができる。
【００４５】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００４６】
第１〜第３の梁２２，３５，４０の形状は上述したものに限られない。第１の梁２２は必ずしも複数の直線梁から構成する必要はなく、また第１の梁２２を複数の直線梁から構成した場合であっても上述した本数や連結状態に限られない。また、第１〜第３の梁が曲線状の梁を備えることを妨げない。
【００４７】
第２の梁３５及び第３の梁４０は必ずしも設ける必要はなく、アームレスト５の有無や背もたれ部２の支持状態などにより必要な場合に設けられる。また、第３の梁４０は、必ずしも第２の梁３５を兼用する必要はなく、別々に設けられていても良い。
【００４８】
クッション材支持部１１は、必ずしも略矩形板状に形成される必要はない。クッション材支持部１１は、軽量化のための穴が複数形成されていても良く、多数の穴を有する網状に構成されていても良い。
【００４９】
本実施形態に係る車両用シート１は、以上説明したシートフレーム１０を備えているので、十分な強度を確保しつつ大幅な軽量化を図ることができる。
【００５０】
シートフレーム１０は、全体を金属製としてもよい。また、シートフレーム１０は、特に強度が要求される第１の梁２２のみを金属製とし、他部を金属よりも軽量な材料とすることもできる。この構成によれば、シートフレーム１０の軽量化を図ることができる。また、シートフレーム１０全体を樹脂製とすることは好ましい態様である。この構成によれば、シートフレーム１０の軽量化とともに、一体成形による生産性の向上をも図ることができる。
【００５１】
第１の梁２２の材料は、ＩＳＯ５２７の引張試験において２３℃における引張破壊応力が７０ＭＰａ以上であることが好ましい。この構成により、ヘッドレスト４に特定の耐用荷重を加えた際に破壊しないシートフレーム１０を得ることができる。更に加えて、第１の梁２２の材料は、ＩＳＯ５２７の引張試験において２３℃における引張弾性率が２５００ＭＰａ以上であることが好ましい。この構成により、ヘッドレスト４に特定の耐用荷重を加えた際のシートフレーム１０の変形量を所望範囲内に抑えることができる。第１の梁２２の材料がこれらの引張破壊応力と引張弾性率との特性を満足することで、常温（２３℃）におけるシートフレーム１０の必要な強度及び剛性が確保される。
【００５２】
更に、第１の梁２２を形成する材料は、ＩＳＯ５２７の引張試験において８０℃における引張破壊応力が７０ＭＰａ以上であり、ＩＳＯ５２７の引張試験において８０℃における引張弾性率が２５００ＭＰａ以上であることが好ましい。第１の梁２２の材料がこれらの特性を更に満足することで、８０℃の高温環境下においてもシートフレーム１０の必要な強度及び剛性が更に確保される。よってこの場合、シートフレーム１０は、高温時の強度及び剛性も要求される車両用シートフレームとして好適に用いることができる。
【００５３】
なお、第１の梁２２が金属製であれば、上述の２３℃及び８０℃における引張破壊応力及び引張弾性率の特性は、比較的容易に満足される。第１の梁２２を樹脂製とする場合には、前述の引張破壊応力及び引張弾性率の特性を満足する樹脂材料を選択すればよい。
【００５４】
第１の梁２２の材料となる樹脂材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、熱可塑性エラストマー等様々な樹脂が挙げられる。特にポリアミド６６が望ましい。
【００５５】
また、耐熱性、機械的強度等をアップする目的で、必要に応じて無機または有機の充填材を樹脂に配合することができる。好適な充填材としては、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、アラミド繊維、チタン酸カリウム、アスベスト、炭化ケイ素、セラミック、窒化ケイ素、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、カオリン、クレー、パイロフィライト、ベントナイト、セリサイト、ゼオライト、マイカ、雲母、ネフェリンシナイト、タルク、アタルパルジャイト、ウオラストナイト、ＰＭＦ、フェライト、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化鉄、二流化モリブデン、黒鉛、石膏、ガラスビーズ、ガラスバルーン、石英、石英ガラス等の強化充填材を挙げることができる。また、これらの強化充填材は２種以上を併用することが可能であり、必要によりシラン系、チタン系等のカップリング剤で予備処理して使用する事ができる。特にガラス繊維又は炭素繊維を充填材として用いることが好ましい。
【００５６】
また、望ましい樹脂材料と充填材の組み合わせとしては、ポリアミド６６にガラス繊維３０〜５０重量％含有させたものが挙げられる。
【００５７】
上述のような樹脂材料及び充填材から、前述の引張破壊応力及び引張弾性率の特性を満足する樹脂材料を、第１の梁２２の材料として選択すればよい。また、第２の梁３５及び第３の梁４０を形成する材料についても、第１の梁２２と同様に材料を選択することができる。
【００５８】
なお、非特許文献１に示すような構造の従来のシートフレームの材料を樹脂化しようとすれば、必要な強度及び剛性を確保するために、大量の樹脂が必要となるところ、シートフレーム１０の形状によれば、少量の樹脂によって強度及び剛性を確保することができる。
【００５９】
また、樹脂成形において部材の厚肉化は好ましくないことから、特に、第１の梁２２を樹脂製とする場合には、第１の梁２２を圧肉化する代わりに複数の主梁２３〜２６及び副梁２７〜２９からなる略格子状の構成とすることで、各梁の厚みを一定値以下に抑えつつシートフレーム１０の強度向上を実現することができる。
【００６０】
本発明は、自動車用のリアシートに限定されるものではなく、あらゆる座席シートに対して適用することができる。具体的には、本発明は自動車用であれば運転席シートや助手席シートなどにも適用できる。更には、本発明は列車やパーソナルモビリティなどの自動車以外の車両の座席シートにも適用できる。
【実施例１】
【００６１】
以下、本実施形態に係るシートフレームに関する実施例について説明する。実施例では、図９に示す形状のシートフレーム５０について評価試験を行った。
【００６２】
まず、シートフレーム５０について説明する。シートフレーム５０は、上述したシートフレーム１０を簡素化したモデルである。図９に示されるように、シートフレーム５０は、多数の丸穴メッシュを有するクッション材支持部５１、ヘッドレスト４が取り付けられるヘッドレスト取付部５２、連結部材６が取り付けられる連結部取付部５３、アームレスト５が取り付けられるアームレスト取付部５４、及び回転軸７が取り付けられる回転軸取付部５５を有している。各部材の機能は、上述したシートフレーム１０の各部と同様であるため説明を省略する。クッション材支持部５１の厚さは０．７ｍｍである。
【００６３】
シートフレーム５０のクッション材支持部５１上には、ヘッドレスト取付部５２と連結部取付部５３とを直線的に結ぶ第１の梁５６、ヘッドレスト取付部５２とアームレスト取付部５４とを直線的に結ぶ第２の梁５７、ヘッドレスト取付部５２と回転軸取付部５５とを直線的に結ぶ第３の梁５８が形成されている。第１の梁５６、第２の梁５７、及び第３の梁５８は、上述したシートフレーム１０における第１の梁２２、第２の梁３５、及び第３の梁４０に対応する。
【００６４】
第１の梁５６、第２の梁５７、及び第３の梁５８は、断面矩形状の中空管により構成されている。第１の梁５６の断面は、高さ４５ｍｍ、幅５５ｍｍ、厚さ１ｍｍの矩形状である。また、第２の梁５７及び第３の梁５８の断面は、高さ２０ｍｍ、幅２０ｍｍ、厚さ１ｍｍの矩形状である。シートフレーム５０の全体寸法は、高さ５０ｃｍ、幅４５ｃｍ、厚さ１００ｍｍである。
【００６５】
（実施例１）
実施例１では、シートフレーム５０のクッション材支持部５１、第１の梁５６、第２の梁５７、及び第３の梁５８の材料として鉄を採用した。第１の梁５６、第２の梁５７、及び第３の梁５８は鉄パイプにより形成した。
【００６６】
（実施例２）
実施例２では、シートフレーム５０のクッション材支持部５１、第１の梁５６、第２の梁５７、及び第３の梁５８の材料として樹脂を採用した。樹脂材料には、ガラスファイバーを３０％含有したＰＡ（ポリアミド）６６を使用した。
【００６７】
（実施例３）
実施例３では、シートフレーム５０のクッション材支持部５１、第１の梁５６、第２の梁５７、及び第３の梁５８の材料として樹脂を採用した。樹脂材料には、ガラスファイバーを３０％含有したＰＰ（ポリプロピレン）を使用した。
【００６８】
（比較例）
比較例として、クッション材支持部５１に相当する鉄プレートの外縁を鉄パイプで囲った従来形状のシートフレームを作成した。
【００６９】
以上の実施例１〜３及び比較例について、図１０に示すように、シートフレーム５０にヘッドレスト４を取り付けた状態で、矢印Ｎが示すヘッドレスト４の中心に荷重を加えた。この荷重を加える試験は、２３℃（常温）の環境下と、８０℃の環境下においてそれぞれ行った。矢印Ｎの位置はシートフレーム１０の上端から上方に１５０ｍｍである。荷重はシートフレーム１０に平行な線Ｖに対して垂直に加えている。ヘッドレスト４に加えた荷重は８００Ｎである。表１に評価結果を示す。
【表１】
【００７０】
以下、表１に示す評価について説明する。常温破壊については、破壊した場合を「×」、破壊しなかった場合を「○」として評価した。常温変形については、ヘッドレスト４の移動量が９０ｍｍを超えた場合を「×」、９０ｍｍ以下の場合を「○」として評価した。なお、移動量とは、ヘッドレスト４が後方にたわんだ変位の量であって、線Ｖと同方向についてのヘッドレストの移動距離を指す。
【００７１】
８０℃環境下における破壊ついても、破壊した場合を「×」、破壊しなかった場合を「○」として評価した。８０℃環境下における変形についても、ヘッドレスト４の移動量が９０ｍｍを超えた場合を「×」、９０ｍｍ以下の場合を「○」として評価した。
【００７２】
製品質量については、比較例より５％以上の軽量化が図られた場合を「○」、１５％以上の軽量化が図られた場合を「◎」として評価した。
【００７３】
以上の通り、本発明相当形状のシートフレームによれば、従来形状のシートフレームに比較して軽量化が図られ、かつ、破壊強度及び剛性も維持される。
【符号の説明】
【００７４】
１…シート ２…背もたれ部 ３…着座部 ４…ヘッドレスト ５…アームレスト ６…連結部材 ７…回転軸 ８…回転機構 １０…シートフレーム １１…クッション材支持部 １２…ヘッドレスト取付部 １３…連結部取付部 １４…アームレスト取付部 １５…回転軸取付部 １６，１７…脚保持部材 １８，１９…保持部材固定部 ２２…第１の梁 ２３-２６…主梁 ２７-２９…第１の副梁 ３０…第２の副梁 ３５…第２の梁 ３６…主梁 ３７…副梁 ３８…Ｌ字梁 ３９…連結梁 ４０…第３の梁。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートの背もたれ部を構成するシートフレーム及びそのシートフレームを用いた車両用シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
シートフレームは、シートの形状を保つ基盤となる構造物である。シートフレームは、シートに着座する人間及びシート自体の荷重を受けるため、適切な強度，剛性が必要であり、鉄など金属から形成されることが一般的である。下記の非特許文献１には、パイプフレーム構造やロールフレーム構造等、矩形状の枠をベースとする従来形状のシートフレームが開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】自動車技術会編，新編自動車工学ハンドブック，日本，図書出版社，１９８９年７月２５日発行，第１０版，第９編，第５６項
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年では市場の要求によりシートの更なる軽量化が求められている。前述した従来形状のシートフレームには軽量化について未だ改善の余地がある。
【０００５】
そこで、本発明は、十分な強度を確保しつつ軽量化を図ることができるシートフレーム及び車両用シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のシートフレームは、車両用シートの背もたれ部を構成するシートフレームであって、シートのヘッドレスト部が取り付けられるヘッドレスト取付部と、シートの着座部と背もたれ部とを連結する連結部が取り付けられる連結部取付部と、ヘッドレスト取付部と連結部取付部とを直線的に結ぶ第１の梁と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のシートフレームは、シートのアームレスト部が取り付けられるアームレスト取付部と、ヘッドレスト取付部とアームレスト取付部とを直線的に結ぶ第２の梁と、を更に備えてもよい。また、本発明のシートフレームは、背もたれ部を着座部に対して折り畳み自在に支持する回転軸部が取り付けられる回転軸取付部と、ヘッドレスト取付部と回転軸取付部とを直線的に結ぶ第３の梁と、を更に備えてもよい。
【０００８】
また、本発明のシートフレームは、第１の梁と一体的に形成され、シートのクッション材を支持するクッション材支持部を備えてもよい。また、第１の梁は、ヘッドレスト取付部と連結部取付部とを直線的に結ぶ複数の主梁と、複数の主梁の間を連結する複数の副梁と、を有してもよい。
【０００９】
また、第１の梁は、２３℃における引張破壊応力が７０ＭＰａ以上かつ２３℃における引張弾性率が２５００ＭＰａ以上である所定の材料で形成されてもよい。また、第１の梁は、温度８０℃における引張破壊応力が７０ＭＰａ以上かつ温度８０℃における曲げ弾性率が２５００ＭＰａ以上である所定の材料で形成されてもよい。
【００１０】
また、上記所定の材料は、金属であってもよい。また、上記所定の材料が、樹脂成分を含むこととしてもよい。
【００１１】
また、本発明の車両用シートは、上述の何れかのシートフレームを備える車両用シートである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るシートフレーム及び車両用シートによれば、十分な強度を確保しつつ軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るシートフレームを実線で示すと共にシートを仮想線で表した正面図である。
【図２】本発明に係るシートフレームを示す正面図である。
【図３】シートフレームを示す背面図である。
【図４】シートフレームを示す平面図である。
【図５】シートフレームを示す斜視図である。
【図６】シートフレームを示す右側面図である。
【図７】シートフレームを示す斜視図である。
【図８】シートフレームを示す左側面図である。
【図９】評価試験に係るシートフレームの形状を示す斜視図である。
【図１０】評価試験について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図面における寸法、形状、構成要素間の大小関係は実際のものとは必ずしも同一ではない。
【００１５】
図１に示されるように、本発明に係るシートとして、本実施形態では自動車の後部座席に備えられる車両用リアシート１を例に説明を行う。図１に向かってシート１の右側（シート１に着座した乗員から見て左側）には他のリアシートが配置されており、図１に向かってシート１の左側（シート１に着座した乗員から見て右側）には車両のボディが位置している。以後、左右については図１を基準として説明する。
【００１６】
シート１は、乗員の背中を支える背もたれ部２と乗員が着座する着座部３とから構成されている。背もたれ部２には、着座した乗員の頭部を支えるヘッドレスト４及び乗員の腕を支えるアームレスト５が取り付けられている。このシート１は、背もたれ部２が着座部３に対して折り畳み自在に構成された折り畳み式シートである。背もたれ部２は、連結部材６及び回転軸７によって折り畳み自在に支持されている。
【００１７】
連結部材６は、右側から背もたれ部２を支持する部材である。連結部材６は、背もたれ部２側に連結される第１連結部６Ａと、着座部３側に連結される第２連結部６Ｂと、第１連結部６Ａ及び第２連結部６Ｂを回転自在に連結する回転機構８と、から構成されている。連結部材６は、回転機構８を備えることで背もたれ部２を折り畳み自在に支持している。
【００１８】
回転軸７は、左側から背もたれ部２を支持する部材である。回転軸７の基端側は、車両のボディに固定されている。回転軸７は、先端側が背もたれ部２に回転自在に取り付けられることで、背もたれ部２を折り畳み自在に支持している。また、背もたれ部２には、乗員の着座時に折り畳みを防止するためのストッパ機構（図示せず）が設けられている。
【００１９】
背もたれ部２は、主要骨格となるシートフレーム１０に、クッション材やシートカバーなどが配置されて構成される。以下、シートフレーム１０の構造について詳細に説明する。
【００２０】
図２に示されるように、シートフレーム１０は、クッション材支持部１１、ヘッドレスト取付部１２、連結部取付部１３、アームレスト取付部１４、及び回転軸取付部１５を有する部材である。
【００２１】
図２及び図３に示されるように、シートフレーム１０は、板状のクッション材支持部１１を有している。クッション材支持部１１は、背もたれ部２のクッション材を支持するための部材である。クッション材支持部１１は、略矩形板状に形成されている。本実施形態に係るクッション材支持部１１の厚みは約２ｍｍである。
【００２２】
クッション材支持部１１は、ヘッドレスト４側に位置する上部支持部１１ａと、着座部３側に位置する下部支持部１１ｂと、上部支持部１１ａ及び下部支持部１１ｂの間に形成された段差部１１ｃと、から構成されている。上部支持部１１ａは、段差部１１ｃを介して下部支持部１１ｂより車両後側に位置している。
【００２３】
上部支持部１１ａの右肩には、車両前方に突出したボックス部１１ｄが形成されている。上部支持部１１ａの上端には、ヘッドレスト取付部１２からボックス部１１ｄにかけて壁部１１ｅが形成されている。壁部１１ｅは、上部支持部１１ａの上縁に沿って形成されている。下部支持部１１ｂの下端には、連結部取付部１３と回転軸取付部１５との間で連続する壁部１１ｆが形成されている。
【００２４】
図１〜図５に示されるように、ヘッドレスト取付部１２は、クッション材支持部１１と一体に形成された中空柱状の部位である。ヘッドレスト取付部１２は、クッション材支持部１１の上部支持部１１ａに設けられており、ヘッドレスト部Ｈが取り付けられる。ヘッドレスト部Ｈは、ヘッドレスト４とヘッドレスト４の二本の脚を保持する脚保持部材１６Ａ，１６Ｂとから構成される部位である。
【００２５】
ヘッドレスト取付部１２は、二つの脚保持部材１６Ａ，１６Ｂに対応する二つの部位１２Ａ，１２Ｂから構成されている。また、ヘッドレスト取付部１２の背面には、開口部１２ａ、１２ｂが設けられている。ヘッドレスト取付部１２とボックス部１１ｄとの間には横方向に延びる横梁１１ｇが形成されている。
【００２６】
脚保持部材１６Ａ，１６Ｂは、例えば樹脂からなる筒状部材である。脚保持部材１６Ａ，１６Ｂは、拡大された頭頂部を有しており、頭頂部以外の部分は中空のヘッドレスト取付部１２内に入り込んでいる。脚保持部材１６Ａ，１６Ｂの頭頂部には、ヘッドレスト４の脚が差し込まれる差し込み穴１６ａ，１６ｂが形成されている。
【００２７】
図１，図２，図５，及び図６に示されるように、連結部取付部１３は、クッション材支持部１１と一体に形成された部位である。連結部取付部１３は、クッション材支持部１１の下部支持部１１ｂの右側に設けられており、連結部Ｒが取り付けられる。連結部Ｒは、連結部材６と連結部材６をボルト止めするための金属製のボルト止め部１７とから構成される部位である。この連結部Ｒによってシート１の着座部３と背もたれ部２とが連結されている。
【００２８】
ボルト止め部１７には、二つのボルト穴１７ａ，１７ｂが形成されており、連結部材６は二本のボルトによってボルト止め部１７に確実に固定される。このボルト止め部１７は、連結部取付部１３の内部に固定されている。
【００２９】
図２，図５，図７に示されるように、ヘッドレスト取付部１２と連結部取付部１３との間には、シートフレーム１０の強度を確保するための第１の梁２２が形成されている。第１の梁２２は、ヘッドレスト取付部１２及び連結部取付部１３を直線的に結ぶ帯状の部位である。第１の梁２２はクッション材支持部１１と一体に形成されている。第１の梁２２は、クッション材支持部１１の前面から隆起した突条部位として形成されている。
【００３０】
第１の梁２２は、直線状の梁を複数有する略格子状の梁として形成されている。第１の梁２２は、主梁２３〜２６、第１の副梁２７〜２９、及び第２の副梁３０を有している。
【００３１】
主梁２３〜２６は、ヘッドレスト取付部１２及び連結部取付部１３を直線的に結ぶ直線梁である。主梁２３〜２６は、シートフレーム１０に設けられる直線梁の中でも厚く形成される。本実施形態に係る主梁２３〜２６の厚さは約５ｍｍである。主梁２３〜２６の厚さはクッション材支持部１１の厚さよりも大きく形成されている。主梁２３〜２６は、ヘッドレスト取付部１２の上側と連結部取付部１３とを結ぶように形成されている。具体的には、主梁２３〜２６のうち最も右側に位置する主梁２３は、ヘッドレスト取付部１２Ｂと連結部取付部１３とを直線的に結んでいる。主梁２３以外の主梁２４〜２６は、ヘッドレスト取付部１２Ａと連結部取付部１３とを直線的に結んでいる。
【００３２】
第１の副梁２７〜２９は、主梁２３〜２６の間を連結する直線梁である。第１の副梁２７〜２９は、主梁２３〜２６との連結箇所が集中するように形成されている。第１の副梁２７〜２９は、ヘッドレスト取付部１２から連結部取付部１３に近づくほど、厚くなるように形成されている。本実施形態に係る第１の副梁２７〜２９の厚さは２ｍｍ〜５ｍｍである。第１の副梁２７〜２９の厚さは主梁２３〜２６の厚さよりも小さく形成されている。
【００３３】
第２の副梁３０は、シートフレーム１０の中心付近を覆うように設けられた直線梁である。第２の副梁３０は、主梁２３〜２６のうち最も左側に位置する主梁２６に沿って形成されている。
【００３４】
図１，図２，図７，図８に示されるように、アームレスト取付部１４は、クッション材支持部１１と一体に形成された部位である。アームレスト取付部１４は、クッション材支持部１１の下部支持部１１ｂの左側に設けられており、アームレスト部Ｗが取り付けられる。アームレスト部Ｗは、アームレスト５とアームレスト５をボルト止めするための金属製のボルト止め部３１とから構成される部位である。ボルト止め部３１には、アームレスト５を固定するためのボルト穴３１ａ及び係合突起３１ｂが形成されている。
【００３５】
回転軸取付部１５は、クッション材支持部１１と一体に形成された部位である。回転軸取付部１５は、クッション材支持部１１の下部支持部１１ｂの左側でアームレスト取付部１４ｂの下に設けられており、回転軸部Ｔが取り付けられる。回転軸部Ｔは、折り畳み用の回転軸７と回転軸７を回転自在に支持する金属製の軸支持部３３とから構成される部位である。軸支持部３３の取付穴１５ａには、回転軸７を支持する軸受けが設けられており、回転軸７は軸支持部３３に対して回動自在に支持される。この回転軸部Ｔは、シート１の背もたれ部２を着座部３に対して折り畳み自在に支持している。
【００３６】
図２，図５，図７に示されるように、ヘッドレスト取付部１２とアームレスト取付部１４との間には、第２の梁３５が形成されている。第２の梁３５は、アームレスト取付部１４に加わる加重に対して強度を確保するためのものである。第２の梁３５は、ヘッドレスト取付部１２及びアームレスト取付部１４を直線的に結ぶ帯状の部位である。第２の梁３５は、クッション材支持部１１と一体に形成されている。第２の梁３５は、クッション材支持部１１の前面から隆起した突条部位として形成されている。本実施形態に係る第２の梁３５の厚さは２ｍｍ〜３ｍｍである。第２の梁３５の厚さは第１の梁２２主梁２３〜２６の厚さよりも小さく形成されている。
【００３７】
第２の梁３５は、主梁３６、副梁３７、及びＬ字梁３８から構成されている。主梁３６は、ヘッドレスト取付部１２Ａとアームレスト取付部１４とを結ぶ直線梁である。
【００３８】
副梁３７は、主梁３６を補強するように設けられている。副梁３７は、第１の梁２２の主梁２６とアームレスト取付部１４の上端と直線的に結んでいる。副梁３７は、主梁３６の中央付近と交差している。Ｌ字梁３８は、クッション材支持部１１の左肩部を補強するように設けられている。Ｌ字梁３８は、ヘッドレスト取付部１２Ａから左側に突出する横梁３８ａと、横梁３８ａから下方に屈曲して副梁３７に接続する縦梁３８ｂと、から構成されている。
【００３９】
第２の梁３５の下方には、アームレスト取付部１４と回転軸取付部１５とを連結する連結梁３９が形成されている。連結梁３９は、複数の直線梁から構成されている。連結梁３９は、クッション材支持部１１と一体に形成されている。連結梁３９の一部は、アームレスト取付部１４及び回転軸取付部１５の右側面を囲うように形成されている。連結梁３９は、クッション材支持部１１の前面から隆起した突条部位として形成されている。本実施形態に係る連結梁３９の厚さは約２ｍｍである。
【００４０】
この連結梁３９と第２の梁３５とは、ヘッドレスト取付部１２と回転軸取付部１５とを直線的に結ぶ第３の梁４０を構成する。第３の梁４０は、シートフレーム１０に加わる荷重を回転軸取付部１５の回転軸７に伝達しやすくする。
【００４１】
以上説明した本実施形態に係るシートフレーム１０によれば、ヘッドレスト４に加わる荷重を支えるヘッドレスト取付部１２と着座部側に荷重を伝達する連結部取付部１３との間を直線的に結ぶ第１の梁２２を設けることで、少ない材料で非常に効率良くシートフレーム１０の強度を確保することができる。しかも、このシートフレーム１０では、第１の梁２２により効率的に強度を確保できるので、補強部材の数を少なくすることができ、シートフレーム１０の軽量化が図られる。従って、このシートフレーム１０によれば、十分な強度を確保しつつ大幅な軽量化を図ることができる。
【００４２】
また、シートフレーム１０では、クッション材支持部１１と第１の梁２２と一体的に形成されており、このような場合には、別々に形成する場合と比べてシートフレーム１０の強度向上が図られる。同様に、このシートフレーム１０では、第２の梁３５及び第３の梁４０もクッション材支持部１１と一体的に形成されており、シートフレーム１０の強度向上に有利である。
【００４３】
このシートフレーム１０では、ヘッドレスト取付部１２とアームレスト取付部１４とを直線的に結ぶ第２の梁３５を備えているので、少ない材料でアームレスト５に対する十分な強度を確保することができる。
【００４４】
このシートフレーム１０では、ヘッドレスト取付部１２と回転軸取付部１５とを直線的に結ぶ第３の梁４０を備えることで、シートフレーム１０の荷重を効率良く回転軸７に伝達することができ、荷重の分散によるシートフレーム１０の強度向上を図ることができる。
【００４５】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００４６】
第１〜第３の梁２２，３５，４０の形状は上述したものに限られない。第１の梁２２は必ずしも複数の直線梁から構成する必要はなく、また第１の梁２２を複数の直線梁から構成した場合であっても上述した本数や連結状態に限られない。また、第１〜第３の梁が曲線状の梁を備えることを妨げない。
【００４７】
第２の梁３５及び第３の梁４０は必ずしも設ける必要はなく、アームレスト５の有無や背もたれ部２の支持状態などにより必要な場合に設けられる。また、第３の梁４０は、必ずしも第２の梁３５を兼用する必要はなく、別々に設けられていても良い。
【００４８】
クッション材支持部１１は、必ずしも略矩形板状に形成される必要はない。クッション材支持部１１は、軽量化のための穴が複数形成されていても良く、多数の穴を有する網状に構成されていても良い。
【００４９】
本実施形態に係る車両用シート１は、以上説明したシートフレーム１０を備えているので、十分な強度を確保しつつ大幅な軽量化を図ることができる。
【００５０】
シートフレーム１０は、全体を金属製としてもよい。また、シートフレーム１０は、特に強度が要求される第１の梁２２のみを金属製とし、他部を金属よりも軽量な材料とすることもできる。この構成によれば、シートフレーム１０の軽量化を図ることができる。また、シートフレーム１０全体を樹脂製とすることは好ましい態様である。この構成によれば、シートフレーム１０の軽量化とともに、一体成形による生産性の向上をも図ることができる。
【００５１】
第１の梁２２の材料は、ＩＳＯ５２７の引張試験において２３℃における引張破壊応力が７０ＭＰａ以上であることが好ましい。この構成により、ヘッドレスト４に特定の耐用荷重を加えた際に破壊しないシートフレーム１０を得ることができる。更に加えて、第１の梁２２の材料は、ＩＳＯ５２７の引張試験において２３℃における引張弾性率が２５００ＭＰａ以上であることが好ましい。この構成により、ヘッドレスト４に特定の耐用荷重を加えた際のシートフレーム１０の変形量を所望範囲内に抑えることができる。第１の梁２２の材料がこれらの引張破壊応力と引張弾性率との特性を満足することで、常温（２３℃）におけるシートフレーム１０の必要な強度及び剛性が確保される。
【００５２】
更に、第１の梁２２を形成する材料は、ＩＳＯ５２７の引張試験において８０℃における引張破壊応力が７０ＭＰａ以上であり、ＩＳＯ５２７の引張試験において８０℃における引張弾性率が２５００ＭＰａ以上であることが好ましい。第１の梁２２の材料がこれらの特性を更に満足することで、８０℃の高温環境下においてもシートフレーム１０の必要な強度及び剛性が更に確保される。よってこの場合、シートフレーム１０は、高温時の強度及び剛性も要求される車両用シートフレームとして好適に用いることができる。
【００５３】
なお、第１の梁２２が金属製であれば、上述の２３℃及び８０℃における引張破壊応力及び引張弾性率の特性は、比較的容易に満足される。第１の梁２２を樹脂製とする場合には、前述の引張破壊応力及び引張弾性率の特性を満足する樹脂材料を選択すればよい。
【００５４】
第１の梁２２の材料となる樹脂材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、熱可塑性エラストマー等様々な樹脂が挙げられる。特にポリアミド６６が望ましい。
【００５５】
また、耐熱性、機械的強度等をアップする目的で、必要に応じて無機または有機の充填材を樹脂に配合することができる。好適な充填材としては、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、アラミド繊維、チタン酸カリウム、アスベスト、炭化ケイ素、セラミック、窒化ケイ素、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、カオリン、クレー、パイロフィライト、ベントナイト、セリサイト、ゼオライト、マイカ、雲母、ネフェリンシナイト、タルク、アタルパルジャイト、ウオラストナイト、ＰＭＦ、フェライト、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化鉄、二流化モリブデン、黒鉛、石膏、ガラスビーズ、ガラスバルーン、石英、石英ガラス等の強化充填材を挙げることができる。また、これらの強化充填材は２種以上を併用することが可能であり、必要によりシラン系、チタン系等のカップリング剤で予備処理して使用する事ができる。特にガラス繊維又は炭素繊維を充填材として用いることが好ましい。
【００５６】
また、望ましい樹脂材料と充填材の組み合わせとしては、ポリアミド６６にガラス繊維３０〜５０重量％含有させたものが挙げられる。
【００５７】
上述のような樹脂材料及び充填材から、前述の引張破壊応力及び引張弾性率の特性を満足する樹脂材料を、第１の梁２２の材料として選択すればよい。また、第２の梁３５及び第３の梁４０を形成する材料についても、第１の梁２２と同様に材料を選択することができる。
【００５８】
なお、非特許文献１に示すような構造の従来のシートフレームの材料を樹脂化しようとすれば、必要な強度及び剛性を確保するために、大量の樹脂が必要となるところ、シートフレーム１０の形状によれば、少量の樹脂によって強度及び剛性を確保することができる。
【００５９】
また、樹脂成形において部材の厚肉化は好ましくないことから、特に、第１の梁２２を樹脂製とする場合には、第１の梁２２を圧肉化する代わりに複数の主梁２３〜２６及び副梁２７〜２９からなる略格子状の構成とすることで、各梁の厚みを一定値以下に抑えつつシートフレーム１０の強度向上を実現することができる。
【００６０】
本発明は、自動車用のリアシートに限定されるものではなく、あらゆる座席シートに対して適用することができる。具体的には、本発明は自動車用であれば運転席シートや助手席シートなどにも適用できる。更には、本発明は列車やパーソナルモビリティなどの自動車以外の車両の座席シートにも適用できる。
【実施例１】
【００６１】
以下、本実施形態に係るシートフレームに関する実施例について説明する。実施例では、図９に示す形状のシートフレーム５０について評価試験を行った。
【００６２】
まず、シートフレーム５０について説明する。シートフレーム５０は、上述したシートフレーム１０を簡素化したモデルである。図９に示されるように、シートフレーム５０は、多数の丸穴メッシュを有するクッション材支持部５１、ヘッドレスト４が取り付けられるヘッドレスト取付部５２、連結部材６が取り付けられる連結部取付部５３、アームレスト５が取り付けられるアームレスト取付部５４、及び回転軸７が取り付けられる回転軸取付部５５を有している。各部材の機能は、上述したシートフレーム１０の各部と同様であるため説明を省略する。クッション材支持部５１の厚さは０．７ｍｍである。
【００６３】
シートフレーム５０のクッション材支持部５１上には、ヘッドレスト取付部５２と連結部取付部５３とを直線的に結ぶ第１の梁５６、ヘッドレスト取付部５２とアームレスト取付部５４とを直線的に結ぶ第２の梁５７、ヘッドレスト取付部５２と回転軸取付部５５とを直線的に結ぶ第３の梁５８が形成されている。第１の梁５６、第２の梁５７、及び第３の梁５８は、上述したシートフレーム１０における第１の梁２２、第２の梁３５、及び第３の梁４０に対応する。
【００６４】
第１の梁５６、第２の梁５７、及び第３の梁５８は、断面矩形状の中空管により構成されている。第１の梁５６の断面は、高さ４５ｍｍ、幅５５ｍｍ、厚さ１ｍｍの矩形状である。また、第２の梁５７及び第３の梁５８の断面は、高さ２０ｍｍ、幅２０ｍｍ、厚さ１ｍｍの矩形状である。シートフレーム５０の全体寸法は、高さ５０ｃｍ、幅４５ｃｍ、厚さ１００ｍｍである。
【００６５】
（実施例１）
実施例１では、シートフレーム５０のクッション材支持部５１、第１の梁５６、第２の梁５７、及び第３の梁５８の材料として鉄を採用した。第１の梁５６、第２の梁５７、及び第３の梁５８は鉄パイプにより形成した。
【００６６】
（実施例２）
実施例２では、シートフレーム５０のクッション材支持部５１、第１の梁５６、第２の梁５７、及び第３の梁５８の材料として樹脂を採用した。樹脂材料には、ガラスファイバーを３０％含有したＰＡ（ポリアミド）６６を使用した。
【００６７】
（実施例３）
実施例３では、シートフレーム５０のクッション材支持部５１、第１の梁５６、第２の梁５７、及び第３の梁５８の材料として樹脂を採用した。樹脂材料には、ガラスファイバーを３０％含有したＰＰ（ポリプロピレン）を使用した。
【００６８】
（比較例）
比較例として、クッション材支持部５１に相当する鉄プレートの外縁を鉄パイプで囲った従来形状のシートフレームを作成した。
【００６９】
以上の実施例１〜３及び比較例について、図１０に示すように、シートフレーム５０にヘッドレスト４を取り付けた状態で、矢印Ｎが示すヘッドレスト４の中心に荷重を加えた。この荷重を加える試験は、２３℃（常温）の環境下と、８０℃の環境下においてそれぞれ行った。矢印Ｎの位置はシートフレーム１０の上端から上方に１５０ｍｍである。荷重はシートフレーム１０に平行な線Ｖに対して垂直に加えている。ヘッドレスト４に加えた荷重は８００Ｎである。表１に評価結果を示す。
【表１】
【００７０】
以下、表１に示す評価について説明する。常温破壊については、破壊した場合を「×」、破壊しなかった場合を「○」として評価した。常温変形については、ヘッドレスト４の移動量が９０ｍｍを超えた場合を「×」、９０ｍｍ以下の場合を「○」として評価した。なお、移動量とは、ヘッドレスト４が後方にたわんだ変位の量であって、線Ｖと同方向についてのヘッドレストの移動距離を指す。
【００７１】
８０℃環境下における破壊ついても、破壊した場合を「×」、破壊しなかった場合を「○」として評価した。８０℃環境下における変形についても、ヘッドレスト４の移動量が９０ｍｍを超えた場合を「×」、９０ｍｍ以下の場合を「○」として評価した。
【００７２】
製品質量については、比較例より５％以上の軽量化が図られた場合を「○」、１５％以上の軽量化が図られた場合を「◎」として評価した。
【００７３】
以上の通り、本発明相当形状のシートフレームによれば、従来形状のシートフレームに比較して軽量化が図られ、かつ、破壊強度及び剛性も維持される。
【符号の説明】
【００７４】
１…シート ２…背もたれ部 ３…着座部 ４…ヘッドレスト ５…アームレスト ６…連結部材 ７…回転軸 ８…回転機構 １０…シートフレーム １１…クッション材支持部 １２…ヘッドレスト取付部 １３…連結部取付部 １４…アームレスト取付部 １５…回転軸取付部 １６，１７…脚保持部材 １８，１９…保持部材固定部 ２２…第１の梁 ２３-２６…主梁 ２７-２９…第１の副梁 ３０…第２の副梁 ３５…第２の梁 ３６…主梁 ３７…副梁 ３８…Ｌ字梁 ３９…連結梁 ４０…第３の梁。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用シートの背もたれ部を構成するシートフレームであって、
前記シートのヘッドレスト部が取り付けられるヘッドレスト取付部と、
前記シートの着座部と前記背もたれ部とを連結する連結部が取り付けられる連結部取付部と、
前記ヘッドレスト取付部と前記連結部取付部とを直線的に結ぶ第１の梁と、
を備えることを特徴とするシートフレーム。
【請求項２】
前記シートのアームレスト部が取り付けられるアームレスト取付部と、
前記ヘッドレスト取付部と前記アームレスト取付部とを直線的に結ぶ第２の梁と、
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のシートフレーム。
【請求項３】
前記背もたれ部を前記着座部に対して折り畳み自在に支持する回転軸部が取り付けられる回転軸取付部と、
前記ヘッドレスト取付部と前記回転軸取付部とを直線的に結ぶ第３の梁と、
を更に備え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。
【請求項４】
前記第１の梁と一体的に形成され、前記シートのクッション材を支持するクッション材支持部を備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のシートフレーム。
【請求項５】
前記第１の梁は、
前記ヘッドレスト取付部と前記連結部取付部とを直線的に結ぶ複数の主梁と、
前記複数の主梁の間を連結する複数の副梁と、を有していることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のシートフレーム。
【請求項６】
前記第１の梁は、
２３℃における引張破壊応力が７０ＭＰａ以上かつ２３℃における引張弾性率が２５００ＭＰａ以上である所定の材料で形成されることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のシートフレーム。
【請求項７】
前記第１の梁は、
温度８０℃における引張破壊応力が７０ＭＰａ以上かつ温度８０℃における曲げ弾性率が２５００ＭＰａ以上である所定の材料で形成されることを特徴とする請求項６の何れか１項に記載のシートフレーム。
【請求項８】
前記所定の材料が、金属であることを特徴とする請求項６又は７に記載のシートフレーム。
【請求項９】
前記所定の材料が、樹脂成分を含むことを特徴とする請求項６又は７に記載のシートフレーム。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか１項に記載のシートフレームを備えることを特徴とする車両用シート。
【請求項１】
車両用シートの背もたれ部を構成するシートフレームであって、
前記シートのヘッドレスト部が取り付けられるヘッドレスト取付部と、
前記シートの着座部と前記背もたれ部とを連結する連結部が取り付けられる連結部取付部と、
前記ヘッドレスト取付部と前記連結部取付部とを直線的に結ぶ第１の梁と、
を備えることを特徴とするシートフレーム。
【請求項２】
前記シートのアームレスト部が取り付けられるアームレスト取付部と、
前記ヘッドレスト取付部と前記アームレスト取付部とを直線的に結ぶ第２の梁と、
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のシートフレーム。
【請求項３】
前記背もたれ部を前記着座部に対して折り畳み自在に支持する回転軸部が取り付けられる回転軸取付部と、
前記ヘッドレスト取付部と前記回転軸取付部とを直線的に結ぶ第３の梁と、
を更に備え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。
【請求項４】
前記第１の梁と一体的に形成され、前記シートのクッション材を支持するクッション材支持部を備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のシートフレーム。
【請求項５】
前記第１の梁は、
前記ヘッドレスト取付部と前記連結部取付部とを直線的に結ぶ複数の主梁と、
前記複数の主梁の間を連結する複数の副梁と、を有していることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のシートフレーム。
【請求項６】
前記第１の梁は、
２３℃における引張破壊応力が７０ＭＰａ以上かつ２３℃における引張弾性率が２５００ＭＰａ以上である所定の材料で形成されることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のシートフレーム。
【請求項７】
前記第１の梁は、
温度８０℃における引張破壊応力が７０ＭＰａ以上かつ温度８０℃における曲げ弾性率が２５００ＭＰａ以上である所定の材料で形成されることを特徴とする請求項６の何れか１項に記載のシートフレーム。
【請求項８】
前記所定の材料が、金属であることを特徴とする請求項６又は７に記載のシートフレーム。
【請求項９】
前記所定の材料が、樹脂成分を含むことを特徴とする請求項６又は７に記載のシートフレーム。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか１項に記載のシートフレームを備えることを特徴とする車両用シート。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−６４３６（Ｐ２０１３−６４３６Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３８３８４（Ｐ２０１１−１３８３８４）
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Ｆターム（参考）】
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