JP2023132891A - 乗物用シートのフレーム - Google Patents

Abstract

【課題】剛性を高めつつ、リサイクル時にフレーム本体と樹脂部品とを分解し易くできる乗物用シートのフレームを提供する。
【解決手段】本開示の一態様は、金属製のフレーム本体と、補強材と、補強材をフレーム本体に固定する楔と、を備える乗物用シートのフレームである。フレーム本体は、基部と、基部から突出すると共に、互いに対向する第１壁部及び第２壁部と、を有する。補強材は、第１壁部に内側から接触するように配置された樹脂製の第１部材と、第２壁部に内側から接触するように配置された樹脂製の第２部材と、を有する。楔は、第１部材と第２部材との間に圧入されることで、第１部材を第１壁部に押圧すると共に、第２部材を第２壁部に押圧する。
【選択図】図２

Description

本開示は、乗物用シートのフレームに関する。

乗物用シートにおいて、軽量化の観点から、金属製のフレーム本体を樹脂で補強したフレームが知られている（特許文献１参照）。このフレームでは、インサート成形、接着剤等の接合手段によって、樹脂がフレーム本体に接合されている。

特開２０２１－１３８１７７号公報

上述のフレームでは、樹脂がフレーム本体に接合されているため、乗物用シートのリサイクル時の分解が容易ではない。これに対し、ボルト、ビス、リベット等の機械的手段によって樹脂をフレーム本体に連結することで、樹脂をフレーム本体から分解し易くできる。しかし、機械的手段を用いた場合、連結部分の剛性低下、及び作業工数の増加によるコストの増加が避けられない。

本開示の一局面は、剛性を高めつつ、リサイクル時にフレーム本体と樹脂部品とを分解し易くできる乗物用シートのフレームを提供することを目的としている。

本開示の一態様は、金属製のフレーム本体（２）と、補強材（３）と、補強材（３）をフレーム本体（２）に固定する楔（４）と、を備える乗物用シートのフレーム（１）である。フレーム本体（２）は、基部（２１）と、基部（２１）から突出すると共に、互いに対向する第１壁部（２２）及び第２壁部（２３）と、を有する。

補強材（３）は、第１壁部（２２）に内側から接触するように配置された樹脂製の第１部材（３１）と、第２壁部（２３）に内側から接触するように配置された樹脂製の第２部材（３２）と、を有する。楔（４）は、第１部材（３１）と第２部材（３２）との間に圧入されることで、第１部材（３１）を第１壁部（２２）に押圧すると共に、第２部材（３２）を第２壁部（２３）に押圧する。

このような構成によれば、インサート成形、接着等の接合手段を用いることなく、楔（４）の圧入によって樹脂部品である第１部材（３１）及び第２部材（３２）をフレーム本体（２）に圧着できる。そのため、フレーム（１）の剛性を高めつつ、リサイクル時にフレーム本体（２）と樹脂部品とを分解し易くできる。

本開示の一態様では、補強材（３）は、第２部材（３２）を第１部材（３１）に対して揺動可能に連結するヒンジ（３３）をさらに有してもよい。このような構成によれば、第１部材（３１）及び第２部材（３２）のフレーム本体（２）の内部への配置が容易となる。そのため、フレーム（１）の組み立て工数が低減される。

本開示の一態様では、楔（４）は、第１部材（３１）と第２部材（３２）とに挟まれる楔本体（４１）と、楔本体（４１）の先端部とは反対側の根元部から延伸すると共に、第１部材（３１）及び第２部材（３２）の少なくとも一方の外面と重なる支持部（４２）と、支持部（４２）から突出すると共に、第１部材（３１）又は第２部材（３２）に係合する係合部（４３，４４）と、を有してもよい。このような構成によれば、楔（４）の補強材（３）からの脱離が抑制される。その結果、補強材（３）のフレーム本体（２）への固定強度を高められる。

本開示の一態様では、楔（４）は、第１部材（３１）と第２部材（３２）との間に配置されると共に、凹凸が設けられた圧入面（４１Ａ，４１Ｂ）を有してもよい。第１部材（３１）のうち圧入面（４１Ａ，４１Ｂ）と接触する受圧面（３１３Ａ）には、凹凸が設けられてもよい。第２部材（３２）のうち圧入面（４１Ａ，４１Ｂ）と接触する受圧面（３２３Ａ）には、凹凸が設けられてもよい。このような構成によれば、楔（４）と第１部材（３１）及び第２部材（３２）との間の摩擦係数が大きくなる。その結果、楔（４）の脱離が抑制され、補強材（３）のフレーム本体（２）への固定強度を高められる。

本開示の一態様では、補強材（３）は、フレーム本体（２）と係合する位置決め部（３２５）を有してもよい。このような構成によれば、フレーム（１）の組み立て時における補強材（３）とフレーム本体（２）との位置決めが容易となる。

なお、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的構成等との対応関係を示す一例であり、本開示は上記括弧内の符号に示された具体的構成等に限定されるものではない。

図１は、実施形態におけるバックフレームの模式的な斜視図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線における模式的な断面図である。 図３は、図２のフレームにおける補強材の模式的な側面図である。 図４Ａは、図２のフレームにおける楔本体及び第１受圧部の模式的な部分断面図であり、図４Ｂは、図２のフレームにおける楔本体及び第２受圧部の模式的な部分断面図である。 図５は、図２のフレームの製造方法における一工程を示す模式的な断面図である。

以下、本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１－１．構成］
図１に示す乗物用シートのフレーム１（以下、単に「フレーム１」ともいう。）は、乗物用シートのバックフレーム１０の右サイドフレームを構成している。

バックフレーム１０は、シートバックを支持する部材である。バックフレーム１０は、フレーム１と、左サイドフレーム１１と、アッパパネル１２と、ロアパネル１３とを有する。

本実施形態のフレーム１が用いられる乗物用シートは、自動車の座席シートとして使用される。なお、以下の説明及び各図面における方向は、乗物用シートを乗物（つまり自動車）に組み付けた状態における方向を意味する。また、本実施形態では、シート幅方向は、乗物の左右方向に一致し、シートの前方は、乗物の前方に一致する。

左サイドフレーム１１は、フレーム１とシート幅方向に離間して配置されている。アッパパネル１２及びロアパネル１３は、それぞれ、フレーム１と左サイドフレーム１１とをシート幅方向に連結している。

フレーム１は、上下方向に延伸している。つまり、フレーム１は、上下方向の長さがシート前後方向の長さ及びシート幅方向の長さよりも大きい。図２に示すように、フレーム１は、フレーム本体２と、補強材３と、楔４とを備える。

＜フレーム本体＞
フレーム本体２は、金属製の板状の部材である。フレーム本体２は、フレーム１の下端部から上端部まで（つまり、図１の上部領域Ａ１から下部領域Ａ３まで）延伸している。フレーム本体２は、基部２１と、第１壁部２２と、第２壁部２３とを有する。

基部２１は、フレーム１のシート幅方向の最外面（つまり右端面）を構成している。基部２１は、厚み方向がシート前後方向と交差する向きに配置されている。基部２１の前端部には、第１壁部２２が接続されている。基部２１の後端部には、第２壁部２３が接続されている。

第１壁部２２は、基部２１の前端部から、基部２１の板面と交差する方向（本実施形態では左方向）に突出している。第１壁部２２の基部２１とは反対側の先端部２２Ａは、第２壁部２３に向かう方向（本実施形態ではシート後方）に湾曲している。

第２壁部２３は、基部２１の後端部から、基部２１の板面と交差する方向（本実施形態では左方向）に突出している。第２壁部２３の基部２１とは反対側の先端部２３Ａは、第１壁部２２に向かう方向（本実施形態ではシート前方）に湾曲している。

第１壁部２２と第２壁部２３とは、シート前後方向において、互いに対向している。第２壁部２３は、第１壁部２２よりも基部２１からの突出量（つまりシート幅方向の長さ）が大きい。

第１壁部２２及び第２壁部２３は、基部２１と一体化されている。つまり、フレーム本体２は、１枚の金属板を、基部２１の前端部及び後端部となる位置で右方向に湾曲させることで形成されている。フレーム本体２は、上下方向と直交する断面がＣ字状である。つまり、フレーム本体２は、開断面を有する。

＜補強材＞
補強材３は、フレーム本体２に取り付けられている。補強材３は、第１部材３１と、第２部材３２と、ヒンジ３３とを有する。

補強材３は、フレーム１のうち、少なくとも上下方向における中央領域Ａ２（図１参照）に配置されている。補強材３は、フレーム１の上部領域Ａ１又は下部領域Ａ３に配置されてもよい。

＜第１部材＞
第１部材３１は、第１壁部２２に内側から接触するように配置された樹脂製の部材である。

第１部材３１は、第１ベース３１１と、第１密着部３１２と、第１受圧部３１３と、複数の第１リブ３１４とを有する。第１ベース３１１は、フレーム本体２の基部２１とシート幅方向に対向する板状の部位である。第１ベース３１１は、厚み方向がシート前後方向と交差する向きに配置されている。

第１密着部３１２は、第１ベース３１１のシート前方の端部から、基部２１に向かって突出する板状の部位である。第１密着部３１２は、フレーム本体２の第１壁部２２の内面（つまり後方の板面）に押し当てられている。

第１受圧部３１３は、第１ベース３１１のシート後方の端部から、基部２１に向かって突出する板状の部位である。第１受圧部３１３は、シート前後方向において第１密着部３１２と対向している。第１受圧部３１３には、楔４の楔本体４１が接触している。

第１リブ３１４は、第１ベース３１１、第１密着部３１２及び第１受圧部３１３それぞれの内面に連結された板状の部位である。第１リブ３１４の板面は、上下方向と交差する。図３に示すように、複数の第１リブ３１４は、上下方向に離れて配置されている。第１ベース３１１、第１密着部３１２、第１受圧部３１３及び複数の第１リブ３１４は樹脂によって一体成形されている。

＜第２部材＞
図２に示す第２部材３２は、第２壁部２３に内側から接触するように配置された樹脂製の部材である。

第２部材３２は、第２ベース３２１と、第２密着部３２２と、第２受圧部３２３と、複数の第２リブ３２４と、位置決め部３２５とを有する。第２ベース３２１は、フレーム本体２の基部２１とシート幅方向に対向する板状の部位である。

第２ベース３２１は、厚み方向がシート前後方向と交差する向きに配置されている。第２ベース３２１は、第１部材３１の第１ベース３１１と共に、フレーム１のシート幅方向内側（つまり左側）の面を構成している。

第２密着部３２２は、第２ベース３２１のシート後方の端部から、基部２１に向かって突出する板状の部位である。第２密着部３２２は、フレーム本体２の第２壁部２３の内面（つまり前方の板面）に押し当てられている。第２密着部３２２の第２ベース３２１からの突出量（つまりシート幅方向の長さ）は、第１密着部３１２の第１ベース３１１からの突出量よりも大きい。

第２受圧部３２３は、第２ベース３２１のシート前方の端部から、基部２１に向かって突出する板状の部位である。第２受圧部３２３は、シート前後方向において第２密着部３２２と対向している。第２受圧部３２３には、楔４の楔本体４１が接触している。

第２受圧部３２３は、楔４を挟んで、第１部材３１の第１受圧部３１３と対向する位置に配置されている。第２受圧部３２３は、第１受圧部３１３と共に、楔本体４１が嵌め込まれる三角柱状の隙間を画定している。この隙間は、基部２１に近づくに連れてシート前後方向の幅が小さくなっている。

第２リブ３２４は、第２ベース３２１、第２密着部３２２及び第２受圧部３２３それぞれの内面に連結された板状の部位である。第２リブ３２４の板面は、上下方向と交差する。図３に示すように、複数の第２リブ３２４は、上下方向に離れて配置されている。第２ベース３２１、第２密着部３２２、第２受圧部３２３及び複数の第２リブ３２４は樹脂によって一体成形されている。

位置決め部３２５は、第２密着部３２２の外面から突出する凸部である。図２に示すように、位置決め部３２５は、フレーム本体２の第２壁部２３に設けられた孔に係合することで、第２部材３２のフレーム本体２に対する上下方向の位置を決める。

＜ヒンジ＞
ヒンジ３３は、第２部材３２を第１部材３１に対して揺動可能に連結している。ヒンジ３３としては、第１部材３１及び第２部材３２と一体化された樹脂製のインテグラルヒンジを用いることができる。なお、ヒンジ３３は、第１部材３１及び第２部材３２それぞれに固定された金属製の部材であってもよい。

ヒンジ３３は、第１部材３１の第１受圧部３１３と、第２部材３２の第２受圧部３２３とに連結されている。ヒンジ３３の中心軸（つまり第２部材３２の揺動軸）は、第１受圧部３１３の板面及び第２受圧部３２３の板面と平行である。また、ヒンジ３３は、フレーム本体２の基部２１の内面に接触している。

第２部材３２は、ヒンジ３３によって、第１受圧部３１３及び第２受圧部３２３間の距離（つまりこれらの部材間の隙間の大きさ）が変化するように、第１部材３１に対して揺動する。

＜楔＞
楔４は、補強材３をフレーム本体２に固定する樹脂製又は金属製の部材である。楔４は、楔本体４１と、支持部４２と、第１係合部４３と、第２係合部４４とを有する。

楔本体４１は、第１部材３１と第２部材３２とに挟まれる三角柱状の部位である。楔本体４１は、第１部材３１と第２部材３２との間に圧入されることで、第１部材３１を第１壁部２２に押圧すると共に、第２部材３２を第２壁部２３に押圧する。

具体的には、楔本体４１は、第１部材３１の第１受圧部３１３と第２部材３２の第２受圧部３２３との間において、基部２１に向かって（つまり右側から左側に向かって）圧入されている。

第１受圧部３１３が第２受圧部３２３から離れる方向に押圧されることで、第１部材３１の第１密着部３１２が第１壁部２２に密着する。同時に、第２受圧部３２３が第１受圧部３１３から離れる方向に押圧されることで、第２部材３２の第２密着部３２２が第２壁部２３に密着する。

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、楔本体４１は、第１部材３１と第２部材３２との間に配置されると共に、それぞれ凹凸が設けられた第１圧入面４１Ａ及び第２圧入面４１Ｂを有する。第１圧入面４１Ａは、第１受圧部３１３の外面である第１受圧面３１３Ａと接触する。第２圧入面４１Ｂは、第２受圧部３２３の外面である第２受圧面３２３Ａと接触する。

第１受圧面３１３Ａ及び第２受圧面３２３Ａには、それぞれ凹凸が設けられている。第１圧入面４１Ａの凹凸は、第１受圧面３１３Ａの凹凸と噛み合っている。同様に、第２圧入面４１Ｂの凹凸は、第２受圧面３２３Ａの凹凸と噛み合っている。

図２に示す支持部４２は、楔本体４１の先端部（つまりヒンジ３３に近接する端部）とは反対側の根元部から延伸すると共に、第１部材３１及び第２部材３２の外面（本実施形態では左面）と重なる板状の部位である。具体的には、支持部４２は、第１部材３１の第１ベース３１１及び第２部材３２の第２ベース３２１にフレーム１の外側から重ね合わされている。

第１係合部４３及び第２係合部４４は、それぞれ、支持部４２からフレーム本体２の基部２１に向かって、フレーム１の内側に突出する爪である。第１係合部４３及び第２係合部４４は、楔４の補強材３からの脱離を抑制する。

第１係合部４３は、支持部４２のうち、第１ベース３１１と重なる部分に設けられている。第１係合部４３は、第１ベース３１１に設けられた開口を貫通することで、第１ベース３１１に係合している。

第２係合部４４は、支持部４２のうち、第２ベース３２１と重なる部分に設けられている。第２係合部４４は、第２ベース３２１に設けられた開口を貫通することで、第２ベース３２１に係合している。

＜フレームの製造方法＞
次に、フレーム１の製造方法（つまり組み立て方法）について説明する。フレーム１の製造方法は、配置工程と、圧入準備工程と、圧入工程とを備える。

＜配置工程＞
本工程では、補強材３をフレーム本体２の内部に配置する。具体的には、図５に示すように、ヒンジ３３を中心に第１受圧部３１３と第２受圧部３２３とが重なるように補強材３を畳んだ状態で、補強材３をフレーム本体２の内部に配置する。このとき、第１密着部３１２を第１壁部２２の内面に接触させるようにフレーム本体２の内部に挿入する。

＜圧入準備工程＞
本工程では、補強材３の位置を調整して、楔４を圧入するための空間を準備する。具体的には、フレーム本体２の内部において、ヒンジ３３を中心に第２受圧部３２３が第１受圧部３１３から離れるように補強材３を展開する。

この補強材３の展開によって、第２密着部３２２が第２壁部２３の内面に接触する。また、第１受圧部３１３と第２受圧部３２３との間に、楔４を挿入可能な隙間が形成される。なお、このとき補強材３の位置決め部３２５を第２壁部２３に係合させる。

＜圧入工程＞
本工程では、補強材３の隙間に楔４を圧入する。具体的には、第１受圧部３１３と第２受圧部３２３との間に形成された空間に、楔４をヒンジ３３に向かって圧入する。

楔４の圧入によって、第１受圧部３１３と第２受圧部３２３との距離が大きくなり、補強材３がフレーム本体２の内面に押し付けられる。また、楔４が完全に圧入されることで、第１係合部４３及び第２係合部４４がそれぞれ補強材３に係合する。

［１－２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）インサート成形、接着等の接合手段を用いることなく、楔４の圧入によって樹脂部品である第１部材３１及び第２部材３２をフレーム本体２に圧着できる。そのため、フレーム１の剛性を高めつつ、リサイクル時にフレーム本体２と樹脂部品とを分解し易くできる。

（１ｂ）第１部材３１と第２部材３２とを連結するヒンジ３３によって、第１部材３１及び第２部材３２のフレーム本体２の内部への配置が容易となる。そのため、フレーム１の組み立て工数が低減される。

（１ｃ）第１係合部４３及び第２係合部４４が第１部材３１及び第２部材３２に係合することで、楔４の補強材３からの脱離が抑制される。その結果、補強材３のフレーム本体２への固定強度を高められる。

（１ｄ）第１圧入面４１Ａ、第２圧入面４１Ｂ、第１受圧面３１３Ａ及び第２受圧面３２３Ａに、それぞれ凹凸が設けられることで、楔４と第１部材３１及び第２部材３２との間の摩擦係数が大きくなる。その結果、楔４の脱離が抑制され、補強材３のフレーム本体２への固定強度を高められる。

（１ｅ）フレーム本体２と係合する位置決め部３２５によって、フレーム１の組み立て時における補強材３とフレーム本体２との位置決めが容易となる。

［２．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

（２ａ）上記実施形態の乗物用シートのフレームにおいて、補強材は、必ずしもヒンジを有しなくてもよい。例えば、第１部材と第２部材とは分離されていてもよい。この場合、第１部材及び第２部材が個別にフレーム本体の内部に配置されたのち、第１部材及び第２部材の間に楔が圧入される。

（２ｂ）上記実施形態の乗物用シートのフレームにおいて、楔が有する係合部は、補強材に設けられた凸部と係合する凹部（例えば孔、溝等）であってもよい。また、楔は、必ずしも支持部及び係合部を有しなくてもよい。

（２ｃ）上記実施形態の乗物用シートのフレームにおいて、楔の圧入面及び補強材の受圧面には、必ずしも凹凸が設けられなくてもよい。また、これらの面のうち一部の面のみに凹凸が設けられてもよい。

（２ｄ）上記実施形態の乗物用シートのフレームにおいて、位置決め部は、第１部材に設けられてもよい。また、位置決め部は、フレーム本体に設けられた凸部と係合する凹部であってもよい。さらに、補強材は、必ずしも位置決め部を有しなくてもよい。

（２ｅ）上記実施形態の乗物用シートのフレームは、バックフレームの左サイドフレームにも適用可能である。また、上記実施形態の乗物用シートのフレームは、バックフレーム以外のフレームにも適用可能である。

（２ｆ）上記実施形態の乗物用シートのフレームは、上述した自動車に用いられる乗物用シート以外に、自動車以外の例えば、鉄道車両、船舶、航空機等の乗物に用いられる乗物用シートにも適用できる。

（２ｇ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

１…フレーム、２…フレーム本体、３…補強材、４…楔、１０…バックフレーム、
２１…基部、２２…第１壁部、２２Ａ…先端部、２３…第２壁部、２３Ａ…先端部、
３１…第１部材、３２…第２部材、３３…ヒンジ、４１…楔本体、
４１Ａ…第１圧入面、４１Ｂ…第２圧入面、４２…支持部、４３…第１係合部、
４４…第２係合部、３１１…第１ベース、３１２…第１密着部、３１３…第１受圧部、
３１３Ａ…第１受圧面、３１４…第１リブ、３２１…第２ベース、
３２２…第２密着部、３２３…第２受圧部、３２３Ａ…第２受圧面、
３２４…第２リブ、３２５…位置決め部。

Claims (5)

1. 金属製のフレーム本体と、
   補強材と、
   前記補強材を前記フレーム本体に固定する楔と、
   を備え、
   前記フレーム本体は、
   基部と、
   前記基部から突出すると共に、互いに対向する第１壁部及び第２壁部と、
   を有し、
   前記補強材は、
   前記第１壁部に内側から接触するように配置された樹脂製の第１部材と、
   前記第２壁部に内側から接触するように配置された樹脂製の第２部材と、
   を有し、
   前記楔は、前記第１部材と前記第２部材との間に圧入されることで、前記第１部材を前記第１壁部に押圧すると共に、前記第２部材を前記第２壁部に押圧する、乗物用シートのフレーム。
2. 請求項１に記載の乗物用シートのフレームであって、
   前記補強材は、前記第２部材を前記第１部材に対して揺動可能に連結するヒンジをさらに有する、乗物用シートのフレーム。
3. 請求項１又は請求項２に記載の乗物用シートのフレームであって、
   前記楔は、
   前記第１部材と前記第２部材とに挟まれる楔本体と、
   前記楔本体の先端部とは反対側の根元部から延伸すると共に、前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方の外面と重なる支持部と、
   前記支持部から突出すると共に、前記第１部材又は前記第２部材に係合する係合部と、
   を有する、乗物用シートのフレーム。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の乗物用シートのフレームであって、
   前記楔は、前記第１部材と前記第２部材との間に配置されると共に、凹凸が設けられた圧入面を有し、
   前記第１部材のうち前記圧入面と接触する受圧面には、凹凸が設けられ、
   前記第２部材のうち前記圧入面と接触する受圧面には、凹凸が設けられる、乗物用シートのフレーム。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の乗物用シートのフレームであって、
   前記補強材は、前記フレーム本体と係合する位置決め部を有する、乗物用シートのフレーム。

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