車両用バックシートのフレーム構造および該構造を有する車両用シート
【課題】車両の後突あるいは前突の際、軽量化を損ねることなく、リクライナーの構造健全性を保持することが可能なバックシートのフレーム構造および該構造を提供する。
【解決手段】逆U字状に配置されるアッパーフレーム１２０と、上端が、該アッパーフレーム１２０の各下端に対して固定され、上下方向に延設する一対のサイドフレーム１１８とを有し、該一対のサイドフレーム１１８の各々は、主側面部と、該主側面部の前後縁それぞれより車両幅方向内方に立ち上がる張り出しフランジ部とが断面内向きのコの字形状に形成され、前記アッパーフレーム１２０に対して車両の前後方向にせん断荷重が作用する際、該せん断荷重が、前記サイドフレーム１１８のせん断中心を通過するように、前記アッパーフレーム１２０は、前記各下端が、前記サイドフレーム１１８の外方から対応する前記主側面部の外表面に固定される、車両用シートバックフレーム構造。
【解決手段】逆U字状に配置されるアッパーフレーム１２０と、上端が、該アッパーフレーム１２０の各下端に対して固定され、上下方向に延設する一対のサイドフレーム１１８とを有し、該一対のサイドフレーム１１８の各々は、主側面部と、該主側面部の前後縁それぞれより車両幅方向内方に立ち上がる張り出しフランジ部とが断面内向きのコの字形状に形成され、前記アッパーフレーム１２０に対して車両の前後方向にせん断荷重が作用する際、該せん断荷重が、前記サイドフレーム１１８のせん断中心を通過するように、前記アッパーフレーム１２０は、前記各下端が、前記サイドフレーム１１８の外方から対応する前記主側面部の外表面に固定される、車両用シートバックフレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用バックシートのフレーム構造および該構造を有する車両用シートに関し、より詳細には、車両の後突あるいは前突の際、軽量化を損ねることなく、リクライナーの構造健全性を保持することが可能なバックシートのフレーム構造および該構造を有する車両用シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車等の車両用シートには、クッションシートフレーム構造とバックシートフレーム構造との間に車両用リクライナーが設けられ、バックシートがクッションシートに対して傾動可能とされている。
このような車両用シートの車両用バックシートフレーム構造が、たとえば、特許文献１および特許文献２に開示されている。
図５に示すように、これらのタイプの車両用シートの車両用バックシートフレーム構造は、クッションシートフレーム構造に対して傾動可能となるように、クッションシートフレーム構造とバックシートフレーム構造との間に設けられた車両用リクライナーを介して、下端部がクッションシートフレーム構造の後端部に連結され、閉断面を有するパイプ状であって、逆U字状に配置されるアッパーフレームと、それぞれ、上端が、該アッパーフレームの各下端に対して固定され、上下方向に延設する一対のサイドフレームとを有し、一対のサイドフレームの各々は、外郭形状を構成する車両の前後方向に有幅の主側面部と、主側面部の前後縁それぞれより車両幅方向内方に立ち上がる張り出しフランジ部とが断面内向きのコの字形状に形成され、車両用リクライナーは、主側面部に固定される。
【０００３】
車両用リクライナーについて、説明すれば、図６および図７に示すように、クッションシートフレーム構造側に固定された固定プレートと、バックシートフレーム構造のサイドフレームに固定された回動プレートとを有し、回動プレートは、固定プレートに対して同心状に回動可能に固定され、回動プレートを固定プレートに対してロックあるいはロック解除するロック機構が設けられ、ロック状態では、回動プレートが固定プレートに対してロックされ、回動プレートが固定されるバックシートフレーム構造は、固定プレートが固定されるクッションシートフレーム構造に対して傾動不能とされ、ロック解除状態では、回動プレートが固定プレートに対してロック解除され、回動プレートが固定されるバックシートフレーム構造は、固定プレートが固定されるクッションシートフレーム構造に対して傾動可能とされるようにしている。
【０００４】
しかしながら、このような車両用バックシートフレーム構造には、アッパーフレームとサイドフレームとの連結関係に起因して、以下のような技術的問題が存する。
すなわち、このような車両用バックシートフレーム構造を有する車両が後突される場合、図８に示すように、バックシートフレーム構造のアッパーフレームに対して車両後方に衝撃荷重Fが負荷される。
この場合、図９に示すように、アッパーフレームの各下端は、サイドフレームのコの字断面の内側に嵌め込まれ、溶接等で固定されることから、アッパーフレームに対して車両の前後方向にせん断荷重が作用する際、せん断荷重の作用線とサイドフレームの主側面部の車両幅方向外側に位置するサイドフレームのせん断中心Ｐとの間に距離Ｄが生じ、この距離を腕の長さとするねじりモーメントがサイドフレームに負荷され、図１０および図１１に示すように、サイドフレームの内倒れに伴い、車両用リクライナーの固定プレートと可動プレートとの間の剥離が生じ、場合により、車両用リクライナーの機能が喪失される。
【０００５】
ここに、せん断中心とは、断面上のせん断応力の合力（その値と方向は、せん断力と一致する）の作用線が必ず通過する点であり、一般的に、梁が受ける横荷重がせん断中心を通らないと、撓みとともに、ねじれが生じてしまう。特に、Ｃ形あるいはコの字断面の場合は、せん断中心が必ず背面側（断面開放側と反対側）に位置し、開断面のねじり抵抗は、閉断面に比べはるかに小さく、ねじりが大きくなる。
このとき、サイドフレームをコの字開断面でなく、閉断面とすれば、サイドフレームのせん断中心を内側に設け、アッパーフレームに作用するせん断荷重との距離を縮め、ねじりモーメントを低減することが可能であるが、開断面に比して、サイドフレームの重量化を引き起こし、昨今の車両の軽量化に逆行する。
【特許文献１】米国特許第６３２２１４８号
【特許文献２】米国特許第６２４１３１８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のような技術的問題点に鑑み、本発明の目的は、車両の後突あるいは前突の際、軽量化を損ねることなく、リクライナーの構造健全性を保持することが可能な車両用バックシートのフレーム構造および該構造を有する車両用シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するために、本発明の車両用シートバックフレーム構造は、
クッションシートフレーム構造に対して傾動可能となるように、前記クッションシートフレーム構造とバックシートフレーム構造との間に設けられた車両用リクライナーを介して、下端部が該クッションシートフレーム構造の後端部に連結された車両用バックシートフレーム構造であって、
閉断面を有するパイプ状であって、逆U字状に配置されるアッパーフレームと、
それぞれ、上端が、該アッパーフレームの各下端に対して固定され、上下方向に延設する一対のサイドフレームとを有し、該一対のサイドフレームの各々は、車両の前後方向に有幅の主側面部と、該主側面部の前後縁それぞれより車両幅方向内方に立ち上がる張り出しフランジ部とが断面内向きのコの字形状に形成され、前記車両用リクライナーは、該主側面部に固定される車両用シートバックフレーム構造において、
前記アッパーフレームに対して車両の前後方向にせん断荷重が作用する際、該せん断荷重が、前記サイドフレームの前記主側面部の車両幅方向外側に位置する前記サイドフレームのせん断中心を通過するように、前記アッパーフレームは、前記各下端が、前記サイドフレームの前記主側面部の外表面に固定される、構成としている。
【０００８】
以上の構成を有する車両用シートバックフレーム構造によれば、車両を通常運転する際、車両用リクライナーによりシートバックフレーム構造をクッションシートフレーム構造に対して適宜傾動させることにより、運転しやすい背もたれ状態に調節することが可能である。
一方、車両の後突の際、アッパーフレームに対して車両の前後方向にせん断荷重が作用する際、Ｃ形あるいはコの字断面の構造物は、せん断中心が必ず背面側（断面開放側と反対側）に位置するところ、アッパーフレームの各下端をサイドフレームの外方から対応する主側面部の外表面に固定することにより、せん断荷重が、サイドフレームの主側面部の車両幅方向外側に位置するサイドフレームのせん断中心を通過するようにすることが可能であり、それにより、せん断荷重の作用線とせん断中心との距離を腕の長さとするねじりモーメントを低減し、以てサイドフレームの内倒れに起因する車両用リクライナーの剥離を有効に防止することが可能であり、サイドフレームを閉断面としてせん断中心をサイドフレームの内側に設けたうえで、アッパーフレームを閉じ断面に嵌め込むことによる、ねじりモーメントの低減の代償として、サイドフレームの重量化を引き起こすようなことなしに、軽量化を損ねることなく、車両用リクライナーの構造健全性を保持することが可能である。
【０００９】
また、前記アッパーフレームは、前記各下端が、前記サイドフレームの外方から対応する前記主側面部の外表面に固定されるのがよい。
さらに、前記アッパーフレームは、扁平閉じ断面を備え、前記下端部に平面部を有し、
該扁平閉じ断面の長手方向を車両の前後方向に向けた状態で、該平面部が前記主側面部の前記外表面に固定されるのがよい。
さらにまた、前記アッパーフレームは、それぞれ前記下端部まで上下方向に延び、互いに対向する平面部を有し、
前記下端部の前記扁平閉じ断面は、前記平面部に対応する、互いに対向する直線部と、該直線部の対応する端同士を結ぶ半円部とを有し、
前記扁平閉じ断面の中心を前記せん断中心に一致させるのがよい。
【００１０】
加えて、前記主側面部の前記外表面には、前記アッパーフレームと相補形状の凹部が設けられ、
前記アッパーフレームは、前記半円部近傍が前記凹部に密着固定されるのがよい。
さらに、車両の後突あるいは前突の際、前記アッパーフレームに負荷される車両の前後方向の衝撃荷重に起因して前記サイドフレームに作用する曲げモーメントおよびねじりモーメントに対して、前記張り出しフランジ部の幅に対する前記主側面部の幅の比を増大させ、幅を増大させた前記主側面部に対して、断面のより扁平化した前記アッパーフレームを固定することにより、車両の幅方向の長さを短くしたのがよい。
【００１１】
さらにまた、前記クッションシートフレーム構造と前記バックシートフレーム構造との間に、前記車両用リクライナーが設けられ、該車両用リクライナーは、
クッションシートフレーム構造に固定される固定プレートと、
固定プレートに回動可能に支持され、かつバックシートフレーム構造に固定された回動プレートと、
固定プレートおよび回動プレート間に介装され、固定プレートに形成された凹部側壁により進退自在に案内され、かつ先端に外歯を形成した摺動係止部材と、
回動プレートに形成した内歯に噛合する係止位置と、内歯から離間する係止解除位置との間で摺動係止部材を移動させる回動可能なカムと、
回動プレートは、内部に円形開口を有する環状リングからなり、環状リングの内周面に沿って内歯が設けられ、
さらに、固定プレートと反対側から円形開口を塞ぐ蓋板を有し、
さらに、回動プレートおよび固定プレートを保持するホールドリングと、カムを回動させる操作レバーに連結され、蓋板、固定プレート、カム、および回動プレートを貫通して、カムを回動可能なヒンジピンとを有するのがよい。
【００１２】
加えて、前記一対のサイドフレームの各々は、前記主側面部の幅が下方に向かって増大することにより、テーパ付けられた外形を有するのがよい。
【００１３】
上記課題を達成するために、本発明の車両用シートは、
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の前記車両用シートの前記シートバックトフレーム構造全体を覆うように設けられたパッドと、前記車両用シートの前記シートバックフレーム構造および該パッド全体を覆うように設けられた袋状の表皮とを有する構成としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る車両用バックシートのフレーム構造によれば、車両の幅方向を中心とする曲げモーメントに耐えるのに有利なコの字断面のサイドフレームにするほど、コの字断面の主側面部の車両前後方向の長さが長くなり、アップーパイプを溶接固定しやすくなる点、およびサイドフレームのせん断中心がコの字断面の本体部の外表面に近づく点、以上を利用することにより、曲げモーメントのみならず、ねじりモーメントの低減を達成して、軽量化を損ねることなく、サイドフレームの内倒れを防止することにより、車両用リクライナーの構造健全性を保持することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る車両用シートの実施形態を自動車に適用する場合を例として、図面を参照しながら、以下に詳細に説明する。
図１に示すように、本発明に係る車両用シートは、車室フロア（図示せず）に固定されるクッションシートフレーム構造部（図示せず）と、下端部がクッションシートフレーム構造部の後端部に対して傾動可能に連結されるバックシートフレーム構造部１１２と、バックシートフレーム構造部１１２とクッションシートフレーム構造部との間に介在するリクライナー構造部１１４とを有する車両用シートフレーム構造と、車両用シートフレーム構造全体を覆うように設けられたパッド（図示せず）と、車両用シートのフレーム構造および該パッド全体を覆うように設けられた袋状の表皮（図示せず）とを有する。
【００１６】
バックシートフレーム構造部１１２について説明すれば、バックシートフレーム構造部１１２は、全体として逆Ｕ字状をなし、それぞれ上下方向に延びる一対のサイドフレーム１１８Ａ，Ｂと、一対のサイドフレーム１１８Ａ，Ｂの各々の上端同士を掛け渡すアッパーフレーム１２０とを有する。
【００１７】
図２に示すように、一対のサイドフレーム１１８Ａ，Ｂの各々は、外郭形状を構成する車両の前後方向に有幅の主側面部１２２と、主側面部１２２の前後縁より内方に立ち上がる張り出しフランジ部１２３Ａ，Ｂとが断面内向きのコ字形状に形成されている。
一対のサイドフレーム１１８の各々は、主側面部１２２の幅が下方に向かって増大することにより、テーパ付けられた外形を有し、これにより、車両の衝突によりアッパーフレーム１２０の上部に負荷される衝撃荷重により、サイドフレーム１１８の根元ほど曲げモーメントが大きく作用するところ、このような曲げモーメントに耐えるようにしている。
逆Ｕ字状のバックシートフレーム構造部１１２の内部に形成される開口部には、フラットマット（図示せず）が張設され、一対のサイドフレーム１１８Ａ，Ｂの上部同士を連結するアッパーメンバー（図示せず）、一対のサイドフレーム１１８Ａ，Ｂの下部同士を連結するロアメンバー１２７が設けられ、さらに、アッパーフレーム１２０には、ヘッドレスト取り付け用部材（図示せず）が付設されている。
【００１８】
アッパーフレーム１２０の各下端部は、それぞれ一対のサイドフレーム１１８Ａ，Ｂの対応する上部に連結されるようにしてある。
より詳細には、アッパーフレーム１２０は、閉断面を有するパイプ状であって、逆U字状に配置され、アッパーフレーム１２０に対して車両の前後方向にせん断荷重が作用する際、せん断荷重が、サイドフレーム１１８の主側面部１２２の車両幅方向外側に位置するサイドフレーム１１８のせん断中心Ｐを通過するように、アッパーフレーム１２０は、各下端が、サイドフレーム１１８の外方から対応する主側面部１２２の外表面に固定される。
【００１９】
図２に示すように、アッパーフレーム１２０は、扁平閉じ断面を備え、下端部に平面部２０２を有し、扁平閉じ断面の長手方向を車両の前後方向に向けた状態で、平面部２０２が主側面部１２２の外表面に固定される。アッパーフレーム１２０は、主側面部１２２の外表面に対してスポット溶接により固定されるのがよい。
アッパーフレーム１２０は、下端部に互いに対向する平面部２０２を有し、下端部の扁平閉じ断面は、互いに対向する直線部２０３と、直線部２０３の対応する端同士を結ぶ半円部２０４とを有し、扁平閉じ断面の中心をせん断中心Ｐに一致させる。平面部２０２は、下端部まで延びる所定の上下方向長さ（図１のＬ）を有するが、Ｌは、想定されるせん断荷重に応じて、アッパーフレーム１２０をサイドフレーム１１８に対して固定する観点から定めればよい。
【００２０】
ここに、せん断中心とは、断面上のせん断応力の合力（その値と方向は、せん断力と一致する）の作用線が必ず通過する点であり、Ｃ形あるいはコの字断面の場合は、せん断中心が必ず背面側（断面開放側と反対側）に位置する。
これにより、車両の後突の際、アッパーフレーム１２０に対して車両の前後方向にせん断荷重が作用する際、せん断荷重が、サイドフレーム１１８の主側面部１２２の車両幅方向外側に位置するサイドフレーム１１８のせん断中心Ｐを通過するようにすることにより、せん断荷重の作用線とせん断中心との距離を腕の長さとするねじりモーメントを低減し、以てサイドフレーム１１８の内倒れに起因する車両用リクライナーの剥離を有効に防止するようにしている。
【００２１】
図３に示すように、アッパーフレーム１２０とサイドフレーム１１８との連結部の変形例として、主側面部１２２の外表面には、アッパーフレーム１２０と相補形状の凹部２０６を設け、アッパーフレーム１２０を凹部２０６に密着固定するのでもよい。より具体的には、凹部２０６は、車両の前方向と後方向それぞれに円弧部２０８を設け、ここにアッパーフレーム１２０の半円部２０４を密着固定されている。これにより、図２に比べて、せん断中心の位置Ｐを主側面部１２２の外表面により近づけることが可能であるとともに、特に車両の前後方向の衝撃荷重がアッパーフレーム１２０の上部に負荷されたときに、アッパーフレーム１２０とサイドフレーム１１８との連結関係をより保持することが可能である。
【００２２】
特に、図４に示すように、車両の後突あるいは前突の際、アッパーフレーム１２０に負荷される車両の前後方向の衝撃荷重に起因してサイドフレーム１１８に作用する曲げモーメントおよびねじりモーメントそれぞれに対して、張り出しフランジ部１２３の幅に対する主側面部１２２の幅の比を増大させ、幅を増大させた主側面部１２２に対して、断面のより扁平化したアッパーフレーム１２０を固定することにより、車両の幅方向の長さを短くすることが可能である。
【００２３】
より具体的に説明すれば、図４の（Ａ）および（Ｂ）において、サイドフレーム１１８のアッパーフレーム１２０の下端部との連結部のコの字断面について、コの字断面の全長を共通とした場合、図４の（Ａ）の主側面部１２２の幅L１が、図４の（Ｂ）の幅L２より長ければ、Ｘ方向まわりの断面二次モーメントは、図４の（Ａ）の方が大きくなる。一方、せん断中心Ｐと主側面部１２２との距離は、図４の（Ａ）のＤ１が、図４の（Ｂ）のＤ２より小さくなる。
【００２４】
以上より、アッパーフレーム１２０の上部に負荷されるせん断荷重をサイドフレーム１１８のせん断中心を通過させることにより、サイドフレーム１１８、かくして後に説明する車両用リクライナーに作用するねじりモーメントを低減するように、閉じ断面を有するアッパーフレーム１２０をサイドフレーム１１８の外方から主側面部１２２に固定する場合、曲げモーメント上有利なサイドフレーム１１８の断面ほど、バックシートフレーム構造の幅は、小さくなるとともに（Ｗ１＜Ｗ２）、主側面部１２２の長さが長くなることから、アッパーフレーム１２０のサイドフレーム１１８への溶接固定上も技術的に有利となる。
【００２５】
次に、リクライナー構造部１１４について説明すれば、図６に示すように、リクライナー１１４は、ドライバー或いは乗員が着座するクッションシートのフレーム構造の各側面と、ドライバー或いは乗員が背もたれるバックシートのフレーム構造の対応する側面との連結部に１基ずつ設けられ、バックシートをクッションシートに対して傾動可能とするように、一対のリクライナー１１４は、シートの幅方向に延びる連結シャフト１１６により連結されている。一対のリクライナー１１４は、一方の側にノブが設けられている点を除き、同様な構造を有するので、以下では、その１つについて、説明する。
【００２６】
車両用リクライナーは、クッションシートフレーム構造に固定される固定プレート３００と、固定プレート３００に回動可能に支持され、かつバックシートフレーム構造に固定された回動プレート３０２と、固定プレート３００および回動プレート３０２間に介装され、固定プレート３００に形成された凹部側壁により進退自在に案内され、かつ先端に外歯３０４を形成した摺動係止部材３０６と、回動プレート３０２に形成した内歯３０８に噛合する係止位置と、内歯３０８から離間する係止解除位置との間で摺動係止部材３０６を移動させる回動可能なカム３１０と、回動プレート３０２は、内部に円形開口を有する、所定板厚の環状リングからなり、環状リングの内周面に沿って内歯３０８が設けられ、さらに、固定プレート３００と反対側から円形開口を塞ぐ蓋板３１２を有し、蓋板３１２の板厚は、環状リングの板厚より薄く、さらに、回動プレート３０２および固定プレート３００を保持するホールドリング３１４と、カム３１０を回動させる操作レバー（図示せず）に連結され、蓋板３１２、固定プレート３００、カム３１０、および回動プレート３０２を貫通して、カム３１０を回動可能なヒンジピン３１６を有する。
【００２７】
以上の構成によれば、操作レバーによりヒンジピン３１６を回転させることにより、カム３１０が回転し、カム３１０により摺動係止部材３０６が固定プレート３００の凹部側壁に沿って係止位置に移動することにより、摺動係止部材３０６の外歯３０４が回動プレート３０２の内歯３０８に噛合して、ロック状態とされ、一方、操作レバーによりヒンジピン３１６を回転させることにより、カム３１０が回転し、カム３１０により摺動係止部材３０６が固定プレート３００の凹部側壁に沿って係止解除位置に移動することにより、摺動係止部材３０６の外歯３０４が回動プレート３０２の内歯３０８から離間して、ロック解除状態とされ、回動プレート３０２を固定プレート３００に対して相対回転させ、固定プレート３００に固定されるクッションシートに対して、回動プレート３０２に固定されるバックシートを所望に回転させて、所望の傾斜角度にすることが可能とされている。
【００２８】
このように、固定プレート３００において、案内側壁と摺動係止部材３０６との間で荷重伝達経路が構成されるので、摺動係止部材３０６を係止位置に移動させたときの外歯３０４と内歯３０８との噛合により、バックシートＢのサイドフレーム１１８に固定される回動プレート３０２と、クッションシートＣに固定される固定プレート３００との間で荷重伝達経路が形成され、特に、アッパーフレーム１２０の上部に車両の前後方向に衝撃荷重（せん断荷重）が負荷された場合、サイドフレーム１１８の根元部に曲げモーメントとともに、回動プレート３０２と固定プレート３００との間を剥離する向きにねじりモーメントが作用する。
【００２９】
以上の構成を有する車両用シートについて、その作用を以下に説明する。
まず、バックシートＢをクッションシートＣに対してロック状態とする場合、操作レバーは常時、たとえばばねにより、摺動係止部材３０６を係合位置に保持するように付勢されており、この状態において、カム３１０が摺動係止部材３０６に係合する。これにより、摺動係止部材３０６は、固定プレート３００の案内側壁に沿って案内されながら外方に移動し、外歯３０４と回動プレート３０２の内歯３０８とが噛み合い、回動プレート３０２の固定プレート３００に対する回動が規制されたロック状態が維持される。
【００３０】
このようなロック状態において、たとえば衝突事故によりバックシートＢに過大な衝撃力が加わった場合、バックシートＢから回動プレート３０２に衝撃力が伝達し、さらに回動プレート３０２の外歯３０４と摺動係止部材３０６の内歯３０８との噛み合い、摺動係止部材３０６とカム３１０との係合、さらにカム３１０に貫通するヒンジピン３１６２４を通じて、固定プレート３００に固定されるクッションシートＣに荷重が伝達される。このとき、回動プレート３０２の環状リングの板厚、すなわち外歯３０４の板厚および固定プレート３００の板厚は、このような荷重に耐え得るような強度を有する値に設定していることから、このような衝撃力に係わらず、リクライニング機能を維持することが可能となる。
【００３１】
このとき、アッパーフレーム１２０の上部に車両の前後方向に衝撃荷重（せん断荷重）が負荷されるところ、この衝撃荷重がアッパーフレーム１２０の各下端部と対応するサイドフレーム１１８の上端部との連結部を介してサイドフレーム１１８に伝達されるが、上述のように、アッパーフレーム１２０をサイドフレーム１１８の主側面の外方から固定することにより、衝撃荷重がサイドフレーム１１８のせん断中心Ｐを通過するようにすることにより、衝撃荷重によるねじりモーメントが低減され、バックシートのサイドフレーム１１８に固定される回動プレート３０２と、クッションシートに固定される固定プレート３００との間の剥離を抑制し、以て車両用リクライナーの構造健全性を維持することが可能となる。
【００３２】
なお、バックシートＢのクッションシートＣに対するロック状態を解除して、バックシートＢを回動させる場合、操作レバーを付勢力に抗して回動させることにより、カム３１０も同様に同方向に回動することから、カム３１０と摺動係止部材３０６との係合状態が解除される。このような状態で、バックシートＢを傾動させると、それにより回動プレート３０２が回動して、内歯３０８から摺動係止部材３０６に加わる力によって、摺動係止部材３０６は、内方に摺動し、摺動係止部材３０６とカム３１０とが係合するに至る。この状態で、内歯３０８と外歯３０４との噛合状態が解除される。これにより、ロック状態が解除されて、バックシートＢをクッションシートＣに対して所望の角度傾動させることが可能となる。バックシートＢを所望の角度傾動させたら、操作レバーの回動を解除することにより、カム３１０が逆方向に回動し、それにより摺動係止部材３０６が再び半径方向外方に摺動して、内歯３０８と外歯３０４との噛合状態が復活して、ロック状態に復帰する。
【００３３】
以上の構成を有する車両用シートバックフレーム構造によれば、車両を通常運転する際、車両用リクライナーによりシートバックフレーム構造をクッションシートフレーム構造に対して適宜傾動させることにより、運転しやすい背もたれ状態に調節することが可能である。
一方、車両の後突の際、アッパーフレーム１２０に対して車両の前後方向にせん断荷重が作用する際、Ｃ形あるいはコの字断面の構造物は、せん断中心が必ず背面側（断面開放側と反対側）に位置するところ、アッパーフレーム１２０の各下端をサイドフレーム１１８の外方から対応する主側面部１２２の外表面に固定することにより、せん断荷重が、サイドフレーム１１８の主側面部１２２の車両幅方向外側に位置するサイドフレーム１１８のせん断中心を通過するようにすることが可能であり、それにより、せん断荷重の作用線とせん断中心との距離を腕の長さとするねじりモーメントを低減し、以てサイドフレーム１１８の内倒れに起因する車両用リクライナーの剥離を有効に防止することが可能であり、サイドフレーム１１８を閉断面としてせん断中心をサイドフレーム１１８の内側に設けたうえで、アッパーフレーム１２０を閉じ断面に嵌め込むことによる、ねじりモーメントの低減の代償として、サイドフレーム１１８の重量化を引き起こすようなことなしに、軽量化を損ねることなく、車両用リクライナーの構造健全性を保持することが可能である。
【００３４】
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内において、当業者であれば、種々の変更あるいは修正が可能である。たとえば、本実施形態では、自動車用のバックシートのフレーム構造としてとして説明したが、それに限定されることなく、本実施形態のバックシートのフレーム構造を一般車両、たとえば列車、飛行機、船、あるいは遊園地のジェットコースター等乗り物に適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明に係る車両用バックシートのフレーム構造によれば、衝突の際、車両用バックシートに作用する曲げモーメントのみならず、ねじりモーメントの低減を達成して、軽量化を損ねることなく、サイドフレーム１１８の内倒れを防止することにより、車両用リクライナーの構造健全性を保持することが可能である点において、車両産業上において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用バックシートフレーム構造の概略正面図である。
【図２】図１の線Ａ−Ａにおける概略断面図である。
【図３】図２の変形例である。
【図４】本発明の実施形態に係る車両用バックシートフレーム構造において、アッパーフレーム１２０とサイドフレーム１１８との連結関係を示す部分断面図である。
【図５】従来の車両用バックシートフレーム構造の概略正面図である。
【図６】従来の車両用リクライナーの分解斜視図である。
【図７】従来の車両用リクライナーの回動プレート３０２のギア部を示す図である。
【図８】従来の車両用バックシートフレーム構造に対して、車両後方への衝撃荷重が負荷される状況を示す概略側面図である。
【図９】図５の線Ｂ−Ｂにおける概略断面図である。
【図１０】図５において、サイドフレーム１１８に対してねじりモーメントが負荷される状況を示す部分平面図である。
【図１１】図１０のＣ部の部分詳細図である。
【符号の説明】
【００３７】
P せん断中心
１００ 車両用シート
１１２ バックシートフレーム構造
１１４ リクライナー構造部
１１８ サイドフレーム
１２０ アッパーフレーム
１２２ 主側面部
１２３ 張り出しフランジ部
１２７ アッパーメンバー
２０２ 平面部
２０３ 直線部
２０４ 半円部
２０６ 凹部
３００ 固定プレート
３０２ 回動プレート
３０４ 外歯
３０８ 内歯
３０６ 摺動係止部材
３１０ カム
３１４ ホールドリング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用バックシートのフレーム構造および該構造を有する車両用シートに関し、より詳細には、車両の後突あるいは前突の際、軽量化を損ねることなく、リクライナーの構造健全性を保持することが可能なバックシートのフレーム構造および該構造を有する車両用シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車等の車両用シートには、クッションシートフレーム構造とバックシートフレーム構造との間に車両用リクライナーが設けられ、バックシートがクッションシートに対して傾動可能とされている。
このような車両用シートの車両用バックシートフレーム構造が、たとえば、特許文献１および特許文献２に開示されている。
図５に示すように、これらのタイプの車両用シートの車両用バックシートフレーム構造は、クッションシートフレーム構造に対して傾動可能となるように、クッションシートフレーム構造とバックシートフレーム構造との間に設けられた車両用リクライナーを介して、下端部がクッションシートフレーム構造の後端部に連結され、閉断面を有するパイプ状であって、逆U字状に配置されるアッパーフレームと、それぞれ、上端が、該アッパーフレームの各下端に対して固定され、上下方向に延設する一対のサイドフレームとを有し、一対のサイドフレームの各々は、外郭形状を構成する車両の前後方向に有幅の主側面部と、主側面部の前後縁それぞれより車両幅方向内方に立ち上がる張り出しフランジ部とが断面内向きのコの字形状に形成され、車両用リクライナーは、主側面部に固定される。
【０００３】
車両用リクライナーについて、説明すれば、図６および図７に示すように、クッションシートフレーム構造側に固定された固定プレートと、バックシートフレーム構造のサイドフレームに固定された回動プレートとを有し、回動プレートは、固定プレートに対して同心状に回動可能に固定され、回動プレートを固定プレートに対してロックあるいはロック解除するロック機構が設けられ、ロック状態では、回動プレートが固定プレートに対してロックされ、回動プレートが固定されるバックシートフレーム構造は、固定プレートが固定されるクッションシートフレーム構造に対して傾動不能とされ、ロック解除状態では、回動プレートが固定プレートに対してロック解除され、回動プレートが固定されるバックシートフレーム構造は、固定プレートが固定されるクッションシートフレーム構造に対して傾動可能とされるようにしている。
【０００４】
しかしながら、このような車両用バックシートフレーム構造には、アッパーフレームとサイドフレームとの連結関係に起因して、以下のような技術的問題が存する。
すなわち、このような車両用バックシートフレーム構造を有する車両が後突される場合、図８に示すように、バックシートフレーム構造のアッパーフレームに対して車両後方に衝撃荷重Fが負荷される。
この場合、図９に示すように、アッパーフレームの各下端は、サイドフレームのコの字断面の内側に嵌め込まれ、溶接等で固定されることから、アッパーフレームに対して車両の前後方向にせん断荷重が作用する際、せん断荷重の作用線とサイドフレームの主側面部の車両幅方向外側に位置するサイドフレームのせん断中心Ｐとの間に距離Ｄが生じ、この距離を腕の長さとするねじりモーメントがサイドフレームに負荷され、図１０および図１１に示すように、サイドフレームの内倒れに伴い、車両用リクライナーの固定プレートと可動プレートとの間の剥離が生じ、場合により、車両用リクライナーの機能が喪失される。
【０００５】
ここに、せん断中心とは、断面上のせん断応力の合力（その値と方向は、せん断力と一致する）の作用線が必ず通過する点であり、一般的に、梁が受ける横荷重がせん断中心を通らないと、撓みとともに、ねじれが生じてしまう。特に、Ｃ形あるいはコの字断面の場合は、せん断中心が必ず背面側（断面開放側と反対側）に位置し、開断面のねじり抵抗は、閉断面に比べはるかに小さく、ねじりが大きくなる。
このとき、サイドフレームをコの字開断面でなく、閉断面とすれば、サイドフレームのせん断中心を内側に設け、アッパーフレームに作用するせん断荷重との距離を縮め、ねじりモーメントを低減することが可能であるが、開断面に比して、サイドフレームの重量化を引き起こし、昨今の車両の軽量化に逆行する。
【特許文献１】米国特許第６３２２１４８号
【特許文献２】米国特許第６２４１３１８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のような技術的問題点に鑑み、本発明の目的は、車両の後突あるいは前突の際、軽量化を損ねることなく、リクライナーの構造健全性を保持することが可能な車両用バックシートのフレーム構造および該構造を有する車両用シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するために、本発明の車両用シートバックフレーム構造は、
クッションシートフレーム構造に対して傾動可能となるように、前記クッションシートフレーム構造とバックシートフレーム構造との間に設けられた車両用リクライナーを介して、下端部が該クッションシートフレーム構造の後端部に連結された車両用バックシートフレーム構造であって、
閉断面を有するパイプ状であって、逆U字状に配置されるアッパーフレームと、
それぞれ、上端が、該アッパーフレームの各下端に対して固定され、上下方向に延設する一対のサイドフレームとを有し、該一対のサイドフレームの各々は、車両の前後方向に有幅の主側面部と、該主側面部の前後縁それぞれより車両幅方向内方に立ち上がる張り出しフランジ部とが断面内向きのコの字形状に形成され、前記車両用リクライナーは、該主側面部に固定される車両用シートバックフレーム構造において、
前記アッパーフレームに対して車両の前後方向にせん断荷重が作用する際、該せん断荷重が、前記サイドフレームの前記主側面部の車両幅方向外側に位置する前記サイドフレームのせん断中心を通過するように、前記アッパーフレームは、前記各下端が、前記サイドフレームの前記主側面部の外表面に固定される、構成としている。
【０００８】
以上の構成を有する車両用シートバックフレーム構造によれば、車両を通常運転する際、車両用リクライナーによりシートバックフレーム構造をクッションシートフレーム構造に対して適宜傾動させることにより、運転しやすい背もたれ状態に調節することが可能である。
一方、車両の後突の際、アッパーフレームに対して車両の前後方向にせん断荷重が作用する際、Ｃ形あるいはコの字断面の構造物は、せん断中心が必ず背面側（断面開放側と反対側）に位置するところ、アッパーフレームの各下端をサイドフレームの外方から対応する主側面部の外表面に固定することにより、せん断荷重が、サイドフレームの主側面部の車両幅方向外側に位置するサイドフレームのせん断中心を通過するようにすることが可能であり、それにより、せん断荷重の作用線とせん断中心との距離を腕の長さとするねじりモーメントを低減し、以てサイドフレームの内倒れに起因する車両用リクライナーの剥離を有効に防止することが可能であり、サイドフレームを閉断面としてせん断中心をサイドフレームの内側に設けたうえで、アッパーフレームを閉じ断面に嵌め込むことによる、ねじりモーメントの低減の代償として、サイドフレームの重量化を引き起こすようなことなしに、軽量化を損ねることなく、車両用リクライナーの構造健全性を保持することが可能である。
【０００９】
また、前記アッパーフレームは、前記各下端が、前記サイドフレームの外方から対応する前記主側面部の外表面に固定されるのがよい。
さらに、前記アッパーフレームは、扁平閉じ断面を備え、前記下端部に平面部を有し、
該扁平閉じ断面の長手方向を車両の前後方向に向けた状態で、該平面部が前記主側面部の前記外表面に固定されるのがよい。
さらにまた、前記アッパーフレームは、それぞれ前記下端部まで上下方向に延び、互いに対向する平面部を有し、
前記下端部の前記扁平閉じ断面は、前記平面部に対応する、互いに対向する直線部と、該直線部の対応する端同士を結ぶ半円部とを有し、
前記扁平閉じ断面の中心を前記せん断中心に一致させるのがよい。
【００１０】
加えて、前記主側面部の前記外表面には、前記アッパーフレームと相補形状の凹部が設けられ、
前記アッパーフレームは、前記半円部近傍が前記凹部に密着固定されるのがよい。
さらに、車両の後突あるいは前突の際、前記アッパーフレームに負荷される車両の前後方向の衝撃荷重に起因して前記サイドフレームに作用する曲げモーメントおよびねじりモーメントに対して、前記張り出しフランジ部の幅に対する前記主側面部の幅の比を増大させ、幅を増大させた前記主側面部に対して、断面のより扁平化した前記アッパーフレームを固定することにより、車両の幅方向の長さを短くしたのがよい。
【００１１】
さらにまた、前記クッションシートフレーム構造と前記バックシートフレーム構造との間に、前記車両用リクライナーが設けられ、該車両用リクライナーは、
クッションシートフレーム構造に固定される固定プレートと、
固定プレートに回動可能に支持され、かつバックシートフレーム構造に固定された回動プレートと、
固定プレートおよび回動プレート間に介装され、固定プレートに形成された凹部側壁により進退自在に案内され、かつ先端に外歯を形成した摺動係止部材と、
回動プレートに形成した内歯に噛合する係止位置と、内歯から離間する係止解除位置との間で摺動係止部材を移動させる回動可能なカムと、
回動プレートは、内部に円形開口を有する環状リングからなり、環状リングの内周面に沿って内歯が設けられ、
さらに、固定プレートと反対側から円形開口を塞ぐ蓋板を有し、
さらに、回動プレートおよび固定プレートを保持するホールドリングと、カムを回動させる操作レバーに連結され、蓋板、固定プレート、カム、および回動プレートを貫通して、カムを回動可能なヒンジピンとを有するのがよい。
【００１２】
加えて、前記一対のサイドフレームの各々は、前記主側面部の幅が下方に向かって増大することにより、テーパ付けられた外形を有するのがよい。
【００１３】
上記課題を達成するために、本発明の車両用シートは、
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の前記車両用シートの前記シートバックトフレーム構造全体を覆うように設けられたパッドと、前記車両用シートの前記シートバックフレーム構造および該パッド全体を覆うように設けられた袋状の表皮とを有する構成としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る車両用バックシートのフレーム構造によれば、車両の幅方向を中心とする曲げモーメントに耐えるのに有利なコの字断面のサイドフレームにするほど、コの字断面の主側面部の車両前後方向の長さが長くなり、アップーパイプを溶接固定しやすくなる点、およびサイドフレームのせん断中心がコの字断面の本体部の外表面に近づく点、以上を利用することにより、曲げモーメントのみならず、ねじりモーメントの低減を達成して、軽量化を損ねることなく、サイドフレームの内倒れを防止することにより、車両用リクライナーの構造健全性を保持することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る車両用シートの実施形態を自動車に適用する場合を例として、図面を参照しながら、以下に詳細に説明する。
図１に示すように、本発明に係る車両用シートは、車室フロア（図示せず）に固定されるクッションシートフレーム構造部（図示せず）と、下端部がクッションシートフレーム構造部の後端部に対して傾動可能に連結されるバックシートフレーム構造部１１２と、バックシートフレーム構造部１１２とクッションシートフレーム構造部との間に介在するリクライナー構造部１１４とを有する車両用シートフレーム構造と、車両用シートフレーム構造全体を覆うように設けられたパッド（図示せず）と、車両用シートのフレーム構造および該パッド全体を覆うように設けられた袋状の表皮（図示せず）とを有する。
【００１６】
バックシートフレーム構造部１１２について説明すれば、バックシートフレーム構造部１１２は、全体として逆Ｕ字状をなし、それぞれ上下方向に延びる一対のサイドフレーム１１８Ａ，Ｂと、一対のサイドフレーム１１８Ａ，Ｂの各々の上端同士を掛け渡すアッパーフレーム１２０とを有する。
【００１７】
図２に示すように、一対のサイドフレーム１１８Ａ，Ｂの各々は、外郭形状を構成する車両の前後方向に有幅の主側面部１２２と、主側面部１２２の前後縁より内方に立ち上がる張り出しフランジ部１２３Ａ，Ｂとが断面内向きのコ字形状に形成されている。
一対のサイドフレーム１１８の各々は、主側面部１２２の幅が下方に向かって増大することにより、テーパ付けられた外形を有し、これにより、車両の衝突によりアッパーフレーム１２０の上部に負荷される衝撃荷重により、サイドフレーム１１８の根元ほど曲げモーメントが大きく作用するところ、このような曲げモーメントに耐えるようにしている。
逆Ｕ字状のバックシートフレーム構造部１１２の内部に形成される開口部には、フラットマット（図示せず）が張設され、一対のサイドフレーム１１８Ａ，Ｂの上部同士を連結するアッパーメンバー（図示せず）、一対のサイドフレーム１１８Ａ，Ｂの下部同士を連結するロアメンバー１２７が設けられ、さらに、アッパーフレーム１２０には、ヘッドレスト取り付け用部材（図示せず）が付設されている。
【００１８】
アッパーフレーム１２０の各下端部は、それぞれ一対のサイドフレーム１１８Ａ，Ｂの対応する上部に連結されるようにしてある。
より詳細には、アッパーフレーム１２０は、閉断面を有するパイプ状であって、逆U字状に配置され、アッパーフレーム１２０に対して車両の前後方向にせん断荷重が作用する際、せん断荷重が、サイドフレーム１１８の主側面部１２２の車両幅方向外側に位置するサイドフレーム１１８のせん断中心Ｐを通過するように、アッパーフレーム１２０は、各下端が、サイドフレーム１１８の外方から対応する主側面部１２２の外表面に固定される。
【００１９】
図２に示すように、アッパーフレーム１２０は、扁平閉じ断面を備え、下端部に平面部２０２を有し、扁平閉じ断面の長手方向を車両の前後方向に向けた状態で、平面部２０２が主側面部１２２の外表面に固定される。アッパーフレーム１２０は、主側面部１２２の外表面に対してスポット溶接により固定されるのがよい。
アッパーフレーム１２０は、下端部に互いに対向する平面部２０２を有し、下端部の扁平閉じ断面は、互いに対向する直線部２０３と、直線部２０３の対応する端同士を結ぶ半円部２０４とを有し、扁平閉じ断面の中心をせん断中心Ｐに一致させる。平面部２０２は、下端部まで延びる所定の上下方向長さ（図１のＬ）を有するが、Ｌは、想定されるせん断荷重に応じて、アッパーフレーム１２０をサイドフレーム１１８に対して固定する観点から定めればよい。
【００２０】
ここに、せん断中心とは、断面上のせん断応力の合力（その値と方向は、せん断力と一致する）の作用線が必ず通過する点であり、Ｃ形あるいはコの字断面の場合は、せん断中心が必ず背面側（断面開放側と反対側）に位置する。
これにより、車両の後突の際、アッパーフレーム１２０に対して車両の前後方向にせん断荷重が作用する際、せん断荷重が、サイドフレーム１１８の主側面部１２２の車両幅方向外側に位置するサイドフレーム１１８のせん断中心Ｐを通過するようにすることにより、せん断荷重の作用線とせん断中心との距離を腕の長さとするねじりモーメントを低減し、以てサイドフレーム１１８の内倒れに起因する車両用リクライナーの剥離を有効に防止するようにしている。
【００２１】
図３に示すように、アッパーフレーム１２０とサイドフレーム１１８との連結部の変形例として、主側面部１２２の外表面には、アッパーフレーム１２０と相補形状の凹部２０６を設け、アッパーフレーム１２０を凹部２０６に密着固定するのでもよい。より具体的には、凹部２０６は、車両の前方向と後方向それぞれに円弧部２０８を設け、ここにアッパーフレーム１２０の半円部２０４を密着固定されている。これにより、図２に比べて、せん断中心の位置Ｐを主側面部１２２の外表面により近づけることが可能であるとともに、特に車両の前後方向の衝撃荷重がアッパーフレーム１２０の上部に負荷されたときに、アッパーフレーム１２０とサイドフレーム１１８との連結関係をより保持することが可能である。
【００２２】
特に、図４に示すように、車両の後突あるいは前突の際、アッパーフレーム１２０に負荷される車両の前後方向の衝撃荷重に起因してサイドフレーム１１８に作用する曲げモーメントおよびねじりモーメントそれぞれに対して、張り出しフランジ部１２３の幅に対する主側面部１２２の幅の比を増大させ、幅を増大させた主側面部１２２に対して、断面のより扁平化したアッパーフレーム１２０を固定することにより、車両の幅方向の長さを短くすることが可能である。
【００２３】
より具体的に説明すれば、図４の（Ａ）および（Ｂ）において、サイドフレーム１１８のアッパーフレーム１２０の下端部との連結部のコの字断面について、コの字断面の全長を共通とした場合、図４の（Ａ）の主側面部１２２の幅L１が、図４の（Ｂ）の幅L２より長ければ、Ｘ方向まわりの断面二次モーメントは、図４の（Ａ）の方が大きくなる。一方、せん断中心Ｐと主側面部１２２との距離は、図４の（Ａ）のＤ１が、図４の（Ｂ）のＤ２より小さくなる。
【００２４】
以上より、アッパーフレーム１２０の上部に負荷されるせん断荷重をサイドフレーム１１８のせん断中心を通過させることにより、サイドフレーム１１８、かくして後に説明する車両用リクライナーに作用するねじりモーメントを低減するように、閉じ断面を有するアッパーフレーム１２０をサイドフレーム１１８の外方から主側面部１２２に固定する場合、曲げモーメント上有利なサイドフレーム１１８の断面ほど、バックシートフレーム構造の幅は、小さくなるとともに（Ｗ１＜Ｗ２）、主側面部１２２の長さが長くなることから、アッパーフレーム１２０のサイドフレーム１１８への溶接固定上も技術的に有利となる。
【００２５】
次に、リクライナー構造部１１４について説明すれば、図６に示すように、リクライナー１１４は、ドライバー或いは乗員が着座するクッションシートのフレーム構造の各側面と、ドライバー或いは乗員が背もたれるバックシートのフレーム構造の対応する側面との連結部に１基ずつ設けられ、バックシートをクッションシートに対して傾動可能とするように、一対のリクライナー１１４は、シートの幅方向に延びる連結シャフト１１６により連結されている。一対のリクライナー１１４は、一方の側にノブが設けられている点を除き、同様な構造を有するので、以下では、その１つについて、説明する。
【００２６】
車両用リクライナーは、クッションシートフレーム構造に固定される固定プレート３００と、固定プレート３００に回動可能に支持され、かつバックシートフレーム構造に固定された回動プレート３０２と、固定プレート３００および回動プレート３０２間に介装され、固定プレート３００に形成された凹部側壁により進退自在に案内され、かつ先端に外歯３０４を形成した摺動係止部材３０６と、回動プレート３０２に形成した内歯３０８に噛合する係止位置と、内歯３０８から離間する係止解除位置との間で摺動係止部材３０６を移動させる回動可能なカム３１０と、回動プレート３０２は、内部に円形開口を有する、所定板厚の環状リングからなり、環状リングの内周面に沿って内歯３０８が設けられ、さらに、固定プレート３００と反対側から円形開口を塞ぐ蓋板３１２を有し、蓋板３１２の板厚は、環状リングの板厚より薄く、さらに、回動プレート３０２および固定プレート３００を保持するホールドリング３１４と、カム３１０を回動させる操作レバー（図示せず）に連結され、蓋板３１２、固定プレート３００、カム３１０、および回動プレート３０２を貫通して、カム３１０を回動可能なヒンジピン３１６を有する。
【００２７】
以上の構成によれば、操作レバーによりヒンジピン３１６を回転させることにより、カム３１０が回転し、カム３１０により摺動係止部材３０６が固定プレート３００の凹部側壁に沿って係止位置に移動することにより、摺動係止部材３０６の外歯３０４が回動プレート３０２の内歯３０８に噛合して、ロック状態とされ、一方、操作レバーによりヒンジピン３１６を回転させることにより、カム３１０が回転し、カム３１０により摺動係止部材３０６が固定プレート３００の凹部側壁に沿って係止解除位置に移動することにより、摺動係止部材３０６の外歯３０４が回動プレート３０２の内歯３０８から離間して、ロック解除状態とされ、回動プレート３０２を固定プレート３００に対して相対回転させ、固定プレート３００に固定されるクッションシートに対して、回動プレート３０２に固定されるバックシートを所望に回転させて、所望の傾斜角度にすることが可能とされている。
【００２８】
このように、固定プレート３００において、案内側壁と摺動係止部材３０６との間で荷重伝達経路が構成されるので、摺動係止部材３０６を係止位置に移動させたときの外歯３０４と内歯３０８との噛合により、バックシートＢのサイドフレーム１１８に固定される回動プレート３０２と、クッションシートＣに固定される固定プレート３００との間で荷重伝達経路が形成され、特に、アッパーフレーム１２０の上部に車両の前後方向に衝撃荷重（せん断荷重）が負荷された場合、サイドフレーム１１８の根元部に曲げモーメントとともに、回動プレート３０２と固定プレート３００との間を剥離する向きにねじりモーメントが作用する。
【００２９】
以上の構成を有する車両用シートについて、その作用を以下に説明する。
まず、バックシートＢをクッションシートＣに対してロック状態とする場合、操作レバーは常時、たとえばばねにより、摺動係止部材３０６を係合位置に保持するように付勢されており、この状態において、カム３１０が摺動係止部材３０６に係合する。これにより、摺動係止部材３０６は、固定プレート３００の案内側壁に沿って案内されながら外方に移動し、外歯３０４と回動プレート３０２の内歯３０８とが噛み合い、回動プレート３０２の固定プレート３００に対する回動が規制されたロック状態が維持される。
【００３０】
このようなロック状態において、たとえば衝突事故によりバックシートＢに過大な衝撃力が加わった場合、バックシートＢから回動プレート３０２に衝撃力が伝達し、さらに回動プレート３０２の外歯３０４と摺動係止部材３０６の内歯３０８との噛み合い、摺動係止部材３０６とカム３１０との係合、さらにカム３１０に貫通するヒンジピン３１６２４を通じて、固定プレート３００に固定されるクッションシートＣに荷重が伝達される。このとき、回動プレート３０２の環状リングの板厚、すなわち外歯３０４の板厚および固定プレート３００の板厚は、このような荷重に耐え得るような強度を有する値に設定していることから、このような衝撃力に係わらず、リクライニング機能を維持することが可能となる。
【００３１】
このとき、アッパーフレーム１２０の上部に車両の前後方向に衝撃荷重（せん断荷重）が負荷されるところ、この衝撃荷重がアッパーフレーム１２０の各下端部と対応するサイドフレーム１１８の上端部との連結部を介してサイドフレーム１１８に伝達されるが、上述のように、アッパーフレーム１２０をサイドフレーム１１８の主側面の外方から固定することにより、衝撃荷重がサイドフレーム１１８のせん断中心Ｐを通過するようにすることにより、衝撃荷重によるねじりモーメントが低減され、バックシートのサイドフレーム１１８に固定される回動プレート３０２と、クッションシートに固定される固定プレート３００との間の剥離を抑制し、以て車両用リクライナーの構造健全性を維持することが可能となる。
【００３２】
なお、バックシートＢのクッションシートＣに対するロック状態を解除して、バックシートＢを回動させる場合、操作レバーを付勢力に抗して回動させることにより、カム３１０も同様に同方向に回動することから、カム３１０と摺動係止部材３０６との係合状態が解除される。このような状態で、バックシートＢを傾動させると、それにより回動プレート３０２が回動して、内歯３０８から摺動係止部材３０６に加わる力によって、摺動係止部材３０６は、内方に摺動し、摺動係止部材３０６とカム３１０とが係合するに至る。この状態で、内歯３０８と外歯３０４との噛合状態が解除される。これにより、ロック状態が解除されて、バックシートＢをクッションシートＣに対して所望の角度傾動させることが可能となる。バックシートＢを所望の角度傾動させたら、操作レバーの回動を解除することにより、カム３１０が逆方向に回動し、それにより摺動係止部材３０６が再び半径方向外方に摺動して、内歯３０８と外歯３０４との噛合状態が復活して、ロック状態に復帰する。
【００３３】
以上の構成を有する車両用シートバックフレーム構造によれば、車両を通常運転する際、車両用リクライナーによりシートバックフレーム構造をクッションシートフレーム構造に対して適宜傾動させることにより、運転しやすい背もたれ状態に調節することが可能である。
一方、車両の後突の際、アッパーフレーム１２０に対して車両の前後方向にせん断荷重が作用する際、Ｃ形あるいはコの字断面の構造物は、せん断中心が必ず背面側（断面開放側と反対側）に位置するところ、アッパーフレーム１２０の各下端をサイドフレーム１１８の外方から対応する主側面部１２２の外表面に固定することにより、せん断荷重が、サイドフレーム１１８の主側面部１２２の車両幅方向外側に位置するサイドフレーム１１８のせん断中心を通過するようにすることが可能であり、それにより、せん断荷重の作用線とせん断中心との距離を腕の長さとするねじりモーメントを低減し、以てサイドフレーム１１８の内倒れに起因する車両用リクライナーの剥離を有効に防止することが可能であり、サイドフレーム１１８を閉断面としてせん断中心をサイドフレーム１１８の内側に設けたうえで、アッパーフレーム１２０を閉じ断面に嵌め込むことによる、ねじりモーメントの低減の代償として、サイドフレーム１１８の重量化を引き起こすようなことなしに、軽量化を損ねることなく、車両用リクライナーの構造健全性を保持することが可能である。
【００３４】
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内において、当業者であれば、種々の変更あるいは修正が可能である。たとえば、本実施形態では、自動車用のバックシートのフレーム構造としてとして説明したが、それに限定されることなく、本実施形態のバックシートのフレーム構造を一般車両、たとえば列車、飛行機、船、あるいは遊園地のジェットコースター等乗り物に適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明に係る車両用バックシートのフレーム構造によれば、衝突の際、車両用バックシートに作用する曲げモーメントのみならず、ねじりモーメントの低減を達成して、軽量化を損ねることなく、サイドフレーム１１８の内倒れを防止することにより、車両用リクライナーの構造健全性を保持することが可能である点において、車両産業上において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用バックシートフレーム構造の概略正面図である。
【図２】図１の線Ａ−Ａにおける概略断面図である。
【図３】図２の変形例である。
【図４】本発明の実施形態に係る車両用バックシートフレーム構造において、アッパーフレーム１２０とサイドフレーム１１８との連結関係を示す部分断面図である。
【図５】従来の車両用バックシートフレーム構造の概略正面図である。
【図６】従来の車両用リクライナーの分解斜視図である。
【図７】従来の車両用リクライナーの回動プレート３０２のギア部を示す図である。
【図８】従来の車両用バックシートフレーム構造に対して、車両後方への衝撃荷重が負荷される状況を示す概略側面図である。
【図９】図５の線Ｂ−Ｂにおける概略断面図である。
【図１０】図５において、サイドフレーム１１８に対してねじりモーメントが負荷される状況を示す部分平面図である。
【図１１】図１０のＣ部の部分詳細図である。
【符号の説明】
【００３７】
P せん断中心
１００ 車両用シート
１１２ バックシートフレーム構造
１１４ リクライナー構造部
１１８ サイドフレーム
１２０ アッパーフレーム
１２２ 主側面部
１２３ 張り出しフランジ部
１２７ アッパーメンバー
２０２ 平面部
２０３ 直線部
２０４ 半円部
２０６ 凹部
３００ 固定プレート
３０２ 回動プレート
３０４ 外歯
３０８ 内歯
３０６ 摺動係止部材
３１０ カム
３１４ ホールドリング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クッションシートフレーム構造に対して傾動可能となるように、前記クッションシートフレーム構造とバックシートフレーム構造との間に設けられた車両用リクライナーを介して、下端部が該クッションシートフレーム構造の後端部に連結された車両用バックシートフレーム構造であって、
閉断面を有するパイプ状であって、逆U字状に配置されるアッパーフレームと、
それぞれ、上端が、該アッパーフレームの各下端に対して固定され、上下方向に延設する一対のサイドフレームとを有し、該一対のサイドフレームの各々は、車両の前後方向に有幅の主側面部と、該主側面部の前後縁それぞれより車両幅方向内方に立ち上がる張り出しフランジ部とが断面内向きのコの字形状に形成され、前記車両用リクライナーは、該主側面部に固定される車両用シートバックフレーム構造において、
前記アッパーフレームに対して車両の前後方向にせん断荷重が作用する際、該せん断荷重が、前記サイドフレームの前記主側面部の車両幅方向外側に位置する前記サイドフレームのせん断中心を通過するように、前記アッパーフレームは、前記各下端が、前記サイドフレームの前記主側面部の外表面に固定される、
ことを特徴とする車両用シートバックフレーム構造。
【請求項２】
前記アッパーフレームは、前記各下端が、前記サイドフレームの外方から対応する前記主側面部の外表面に固定される、請求項１に記載の車両用シートバックフレーム構造。
【請求項３】
前記アッパーフレームは、扁平閉じ断面を備え、前記下端部に平面部を有し、
該扁平閉じ断面の長手方向を車両の前後方向に向けた状態で、該平面部が前記主側面部の前記外表面に固定される、請求項１に記載の車両用シートバックフレーム構造。
【請求項４】
前記アッパーフレームは、それぞれ前記下端部まで上下方向に延び、互いに対向する平面部を有し、
前記下端部の前記扁平閉じ断面は、前記平面部に対応する、互いに対向する直線部と、該直線部の対応する端同士を結ぶ半円部とを有し、
前記扁平閉じ断面の中心を前記せん断中心に一致させる、請求項３に記載の車両用シートバックフレーム構造。
【請求項５】
前記主側面部の前記外表面には、前記アッパーフレームと相補形状の凹部が設けられ、
前記アッパーフレームは、前記半円部近傍が前記凹部に密着固定される、請求項４に記載の車両用シートバックフレーム構造。
【請求項６】
車両の後突あるいは前突の際、前記アッパーフレームに負荷される車両の前後方向の衝撃荷重に起因して前記サイドフレームに作用する曲げモーメントおよびねじりモーメントに対して、前記張り出しフランジ部の幅に対する前記主側面部の幅の比を増大させ、幅を増大させた前記主側面部に対して、断面のより扁平化した前記アッパーフレームを固定することにより、車両の幅方向の長さを短くした、請求項１に記載の車両用シートバックフレーム構造。
【請求項７】
前記クッションシートフレーム構造と前記バックシートフレーム構造との間に、前記車両用リクライナーが設けられ、該車両用リクライナーは、
クッションシートフレーム構造に固定される固定プレートと、
固定プレートに回動可能に支持され、かつバックシートフレーム構造に固定された回動プレートと、
固定プレートおよび回動プレート間に介装され、固定プレートに形成された凹部側壁により進退自在に案内され、かつ先端に外歯を形成した摺動係止部材と、
回動プレートに形成した内歯に噛合する係止位置と、内歯から離間する係止解除位置との間で摺動係止部材を移動させる回動可能なカムと、
回動プレートは、内部に円形開口を有する環状リングからなり、環状リングの内周面に沿って内歯が設けられ、
さらに、固定プレートと反対側から円形開口を塞ぐ蓋板を有し、
さらに、回動プレートおよび固定プレートを保持するホールドリングと、カムを回動させる操作レバーに連結され、蓋板、固定プレート、カム、および回動プレートを貫通して、カムを回動可能なヒンジピンとを有する、請求項１に記載の車両用シートのバックシートフレーム構造。
【請求項８】
前記一対のサイドフレームの各々は、前記主側面部の幅が下方に向かって増大することにより、テーパ付けられた外形を有する、請求項１に記載の車両用シートのバックシートフレーム構造。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の前記車両用シートの前記シートバックトフレーム構造全体を覆うように設けられたパッドと、前記車両用シートの前記シートバックフレーム構造および該パッド全体を覆うように設けられた袋状の表皮とを有することを特徴とする車両用シート。
【請求項１】
クッションシートフレーム構造に対して傾動可能となるように、前記クッションシートフレーム構造とバックシートフレーム構造との間に設けられた車両用リクライナーを介して、下端部が該クッションシートフレーム構造の後端部に連結された車両用バックシートフレーム構造であって、
閉断面を有するパイプ状であって、逆U字状に配置されるアッパーフレームと、
それぞれ、上端が、該アッパーフレームの各下端に対して固定され、上下方向に延設する一対のサイドフレームとを有し、該一対のサイドフレームの各々は、車両の前後方向に有幅の主側面部と、該主側面部の前後縁それぞれより車両幅方向内方に立ち上がる張り出しフランジ部とが断面内向きのコの字形状に形成され、前記車両用リクライナーは、該主側面部に固定される車両用シートバックフレーム構造において、
前記アッパーフレームに対して車両の前後方向にせん断荷重が作用する際、該せん断荷重が、前記サイドフレームの前記主側面部の車両幅方向外側に位置する前記サイドフレームのせん断中心を通過するように、前記アッパーフレームは、前記各下端が、前記サイドフレームの前記主側面部の外表面に固定される、
ことを特徴とする車両用シートバックフレーム構造。
【請求項２】
前記アッパーフレームは、前記各下端が、前記サイドフレームの外方から対応する前記主側面部の外表面に固定される、請求項１に記載の車両用シートバックフレーム構造。
【請求項３】
前記アッパーフレームは、扁平閉じ断面を備え、前記下端部に平面部を有し、
該扁平閉じ断面の長手方向を車両の前後方向に向けた状態で、該平面部が前記主側面部の前記外表面に固定される、請求項１に記載の車両用シートバックフレーム構造。
【請求項４】
前記アッパーフレームは、それぞれ前記下端部まで上下方向に延び、互いに対向する平面部を有し、
前記下端部の前記扁平閉じ断面は、前記平面部に対応する、互いに対向する直線部と、該直線部の対応する端同士を結ぶ半円部とを有し、
前記扁平閉じ断面の中心を前記せん断中心に一致させる、請求項３に記載の車両用シートバックフレーム構造。
【請求項５】
前記主側面部の前記外表面には、前記アッパーフレームと相補形状の凹部が設けられ、
前記アッパーフレームは、前記半円部近傍が前記凹部に密着固定される、請求項４に記載の車両用シートバックフレーム構造。
【請求項６】
車両の後突あるいは前突の際、前記アッパーフレームに負荷される車両の前後方向の衝撃荷重に起因して前記サイドフレームに作用する曲げモーメントおよびねじりモーメントに対して、前記張り出しフランジ部の幅に対する前記主側面部の幅の比を増大させ、幅を増大させた前記主側面部に対して、断面のより扁平化した前記アッパーフレームを固定することにより、車両の幅方向の長さを短くした、請求項１に記載の車両用シートバックフレーム構造。
【請求項７】
前記クッションシートフレーム構造と前記バックシートフレーム構造との間に、前記車両用リクライナーが設けられ、該車両用リクライナーは、
クッションシートフレーム構造に固定される固定プレートと、
固定プレートに回動可能に支持され、かつバックシートフレーム構造に固定された回動プレートと、
固定プレートおよび回動プレート間に介装され、固定プレートに形成された凹部側壁により進退自在に案内され、かつ先端に外歯を形成した摺動係止部材と、
回動プレートに形成した内歯に噛合する係止位置と、内歯から離間する係止解除位置との間で摺動係止部材を移動させる回動可能なカムと、
回動プレートは、内部に円形開口を有する環状リングからなり、環状リングの内周面に沿って内歯が設けられ、
さらに、固定プレートと反対側から円形開口を塞ぐ蓋板を有し、
さらに、回動プレートおよび固定プレートを保持するホールドリングと、カムを回動させる操作レバーに連結され、蓋板、固定プレート、カム、および回動プレートを貫通して、カムを回動可能なヒンジピンとを有する、請求項１に記載の車両用シートのバックシートフレーム構造。
【請求項８】
前記一対のサイドフレームの各々は、前記主側面部の幅が下方に向かって増大することにより、テーパ付けられた外形を有する、請求項１に記載の車両用シートのバックシートフレーム構造。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の前記車両用シートの前記シートバックトフレーム構造全体を覆うように設けられたパッドと、前記車両用シートの前記シートバックフレーム構造および該パッド全体を覆うように設けられた袋状の表皮とを有す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１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２０６５４４（Ｐ２０１２−２０６５４４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７１８３４（Ｐ２０１１−７１８３４）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００４６４０）日本発條株式会社 (1,048)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００４６４０）日本発條株式会社 (1,048)
【Ｆターム（参考）】
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