(57)【要約】【課題】自動車用マグネシウム合金材シートバックフレーム及びその成形方法を提供する。【解決手段】本発明に係る自動車用マグネシウム合金材シートバックフレームは、シートバックフレームのフレームハウジングの前方側及び左右側方向に「コ」字形状の断面を有するように形成するとともに、前面部に突出した帯状の補強部を適用して剛性を向上し、特に、ヘッドレストの取り付け構造を分離型にすることによって、現在開発された２種類のヘッドレストを選択的に取り付けることができるだけでなく、新開発品があるとしても、取り付けに容易に対処できる自動車用マグネシウム合金材シートバックフレームを提供する。また、自動車用マグネシウム合金材シートバックフレームの成形方法は、ダイキャスト法を用いた鋳造の際、四方に溶湯が分散されて注入され得るように金型の中間部に鋳造ゲートを設けて高圧鋳造できるようにした提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用マグネシウム合金材シートバックフレームにおいて、
集中応力に対して脆弱なフレームハウジング１０の前方側及び左右側方向に断面が「コ」字形状の補強フレーム１１を一体形成し、その前面フレームに帯状の補強部１２を一体形成したことを特徴とする自動車用マグネシウム合金材シートバックフレーム。
【請求項２】
前記補強部１２は、リクライナー部位が最も厚くて広く、ヘッドレスト部位に行くほど薄くて狭くなる構造からなることを特徴とする請求項１に記載の自動車用マグネシウム合金材シートバックフレーム。
【請求項３】
前記フレームハウジング１０へのヘッドレストの取り付け時、これをガイドするガイドブラケット１３，１４は、締結手段によってフレームハウジング１０の締結ホール１５に固定される分離型ブラケット構造をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の自動車用マグネシウム合金材シートバックフレーム。
【請求項４】
前記締結ホール１５は、フレームハウジング１０の後面にナットが突出しないように一定の間隔を隔てて前方に突出形成されたことを特徴とする請求項３に記載の自動車用マグネシウム合金材シートバックフレーム。
【請求項５】
自動車用マグネシウム合金材シートバックフレームを成形するにおいて、ダイキャスト法を用いた鋳造の際、四方に溶湯が分散されて注入されるように金型２０の中央部に鋳造ゲート２５を設け、前記鋳造ゲート２５を通じた溶湯の注入速度を４．５〜５．５ｍ／ｓｅｃ、加圧力を５００〜７００ｂａｒとし、その注入速度に達するまでのピストンの移動距離を１５０〜２５０ｍｍに形成したことを特徴とする自動車用マグネシウム合金材シートバックフレームの成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用マグネシウム合金材シートバックフレーム及びその成形方法に関し、さらに詳しくは、従来のスチールプレスシートバックフレームに比べて、マグネシウム合金の特性のうち、特に剛性などの短所を補完し、長所である重量、鋳造性の面は画期的に向上できるように、マグネシウム合金材シートバックフレームの鋳造段階において最重点として考慮すべき流動解析結果に基づく、最適の自動車用マグネシウム合金材シートバックフレーム及びその成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、自動車の高級化、安全上の法規制および便宜性の向上に対する要求に伴ってシートの重量が次第に増加する傾向にある。
シートの重量増加を抑制する対策案として、従来のスチール材から軽量材に変えたシートフレームが適用される趨勢である。
特に、高圧鋳造法を用いて製造したマグネシウム合金シートフレームは一体化構造の設計が可能であるため、軽量材料に置き換えることによって発生するコスト増加を、組立て工程のコストを節減して、現実的な価格にすることができる。
さらに、高圧鋳造法の特性によって反復的な大量生産が容易であり、寸法の正確度が高いため、ノイズ減少などを最大化できるという長所がある。
【０００３】
特に、シートバックフレームの全般的な形状は剛性に大きな影響を及ぼすため重要であるが、マグネシウム合金材シートバックフレーム（例えば、特許文献１参照）の剛性を補完するためにリブを挿入することもあり、周辺部品を取り付けるためのブラケットを一体化するのにも容易である。
しかし、従来のスチールプレス製品に比べて基本的な物性に劣る高圧鋳造法を用いたマグネシウム合金をシートバックフレームに適用する場合、これを考慮した概念設計が必ず要求される。
【０００４】
このようなマグネシウム合金材シートバックフレームは、鋳造の利点を活用するならば、かえってスチールプレス製品よりも優れた構造に設計できる。
特に、自動車用マグネシウム合金材シートバックフレームを成形するに当って、一般的なマグネシウム合金材の厚さは２．０〜３．０ｍｍ程度と薄いため、その製造方案は新しく設計された製品の完成度を高めるのに最も重要な段階であることは自明である。
従って、各製造メーカーはその方法（鋳造ゲート設置位置及び溶湯の流れの経時変化）を詳細には開示していないのが実情である。
【特許文献１】特開２０００−１７５７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記のような問題を解決するために案出されたものであって、マグネシウム合金材の材質的な弱点を補い、かつ、２種類あるヘッドレストのいずれにも対応可能な形状を有するシートバックフレーム、及び、その高圧鋳造法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】
上記の目的を達成するための本発明の特徴について説明する。
本発明に係る自動車用マグネシウム合金材シートバックフレームは、自動車用マグネシウム合金材シートバックフレームにおいて、集中応力に対して脆弱なフレームハウジング１０の前方側及び左右側方向に断面が「コ」字形状の補強フレーム１１を一体形成し、その前面フレームに帯状の補強部１２を一体形成したことを特徴とする。
【０００７】
また、前記補強部１２は、リクライナー部位が最も厚くて広く、ヘッドレスト部位に行くほど薄くて狭くなる構造からなることを特徴とする。
また、前記フレームハウジング１０にヘッドレストを取り付けるとき、これをガイドするガイドブラケット１３，１４は締結手段によってフレームハウジング１０の締結ホール１５に固定される分離型ブラケット構造をさらに含むことを特徴とする。
前記締結ホール１５は、フレームハウジング１０の後面にナットが突出しないように一定の間隔を隔てて前方に突出形成されたことを特徴とする。
【０００８】
また、自動車用マグネシウム合金材シートバックフレームを成形するにおいて、ダイキャスト法を用いた鋳造の際、四方に溶湯が分散されて注入され得るように金型２０の中央部に鋳造ゲート２５を設け、前記鋳造ゲート２５を通じた溶湯の注入速度を４．５〜５．５ｍ／ｓｅｃ、加圧力を５００〜７００ｂａｒとし、その注入速度に達するまでのピストンの移動距離を１５０〜２５０ｍｍに形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る自動車用マグネシウム合金材シートバックフレーム及びその成形方法によれば、シートバックフレームのフレームハウジングの前方側及び左右側方向に「コ」字形状の断面を有するように形成するとともに、前面部に突出した帯状の補強部を適用して剛性を向上し、特に、ヘッドレストの取り付け構造を分離型にすることによって、現在開発された２種類のヘッドレストを選択的に取り付けることができるだけでなく、新開発品があるとしても、取り付けに容易に対処できるという効果がある。
【００１０】
また、自動車用マグネシウム合金材シートバックフレームを成形するにおいて、ダイキャスト法を用いた鋳造の際、四方に溶湯が分散されて注入され得るように金型の中央部に鋳造ゲートを設けることによって、金型内にガスが閉じ込まれるか、乱流による鋳造欠陥の発生を未然に防止できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明の構成について詳しく説明する。
図１は本発明に係る自動車用マグネシウム合金材シートバックフレームを示す図であり、図２は本発明に係る自動車用マグネシウム合金材シートバックフレームであって、補強部の取り付け状態を示す図であり、図３は本発明に係る自動車用マグネシウム合金材シートバックフレームであって、フレームハウジング１０の左右側面部に形成された補強フレームを示す図である。
【００１２】
本発明のシートバックフレームにおいては、従来のプレス工程を用いて製造したスチール材のシートバックフレームの代りに、高圧鋳造工程を用いて製造したマグネシウム合金材のシートバックフレームを用いる。それによる機械的な物性の補完は、形状変更と、補強手段の追加および流動解析による鋳造ゲートの設置位置などを改善することにより実現する。
【００１３】
本発明に係るシートバックフレームでは、用いられるマグネシウム合金を従来のプレス加工品と比較した場合に、マグネシウム合金の特性のうち、短所である剛性を補完できるように形状変更と補強手段の追加および鋳造ゲートの設置位置などを考慮して同等な機械的性能を確保できるようにし、一方で、相対的に優れた軽量化などは物性の変化が起こらないようにする。
【００１４】
図１乃至図３に示すように、このマグネシウム合金材シートバックフレームは、特に従来のシートバックフレームと同じ剛性を保持できるように形状変更を行うが、従来のパネル、パイプ、バー（ｂａｒ）など、種々の部品を組立てて構成されているシートバックフレームの形状に代わり、本発明は通常の鋳造工法を用いて一体化するようになっている。
【００１５】
従って、従来のシートバックフレームに比べて向上した剛性を持たせるようにした構造とするために、フレームハウジング１０の前方側及び左右側方向に断面が「コ」字形状からなる補強フレーム１１を適用するとともに、その前面フレームに帯状の補強部１２を適用する。
この構造で、補強部１２は、リクライナー部位が最も厚くて広く、ヘッドレスト部位に行くほど薄くて狭くなる構造となっている。
【００１６】
このように、補強フレーム１１及び補強部１２のような補強手段は、衝突などのような外部からの集中応力に脆弱な部分に応力解消のために形成するが、実際にシートバックフレームのモメント試験において、スチール材フレームは最大３４５ｋｇｆ．ｍであるのに対し、本発明の好ましい実施例であるマグネシウム材フレームは４５０ｋｇｆ．ｍ以上と非常に優れている。
【００１７】
一方、シートバックフレームは、衝突の際、乗員の頭及び首部位を保護する観点から、ヘッドレストを取り付けることが必須であるが、ヘッドレスト装置は通常、機能によって２種類に区分される。
１つは、衝突の際、乗員の背部がシートバックを押すとシートバック内に取り付けられたサスペンションによってヘッドレストが一定の軌跡に沿って前方に移動して保護してくれるアクティブヘッドレスト装置であり、もう１つはそのまま固定されていながら保護してくれるノン（ｎｏｎ）アクティブヘッドレスト装置である。
【００１８】
このようなシートバックフレームに取り付けられる２種類のヘッドレストのうち、いずれか１種類のみを取り付けるように一体化した従来のブラケットに代えて、アクティブ及びノンアクティブヘッドレストをフレームハウジング１０に各々選択的に組立てて適用できる分離型ブラケット構造に変更することによって、新開発品の適用があるとしても、取り付けに対する対処が容易であることはもちろん、溶接工程の削除によるコスト節減が図れる。
【００１９】
図４及び図５は、本発明に係る自動車用マグネシウム合金材シートバックフレームに適用可能なアクティブヘッドレスト装置及びノンアクティブヘッドレスト装置のガイドブラケットを示す斜視図であって、図を参照してこれをさらに詳しく説明する。
シートバックフレームに適用されるガイドブラケット１３，１４は、各々ボルトなどのような締結手段を介して固定されるようになっているが、図４に示すアクティブヘッドレスト装置のガイドブラケット１３は、アクティブヘッドレスト装置が所定の軌跡に沿って移動できるようにガイド役割をするブラケットであって、相対的に大きな力を受けないため単純構造となっており、したがって、フレームハウジング１０に取り付け可能なブラケットホール１６は３つに限定され、重量を最小化するようになっている。
【００２０】
また、図５に示すように、ノンアクティブヘッドレスト装置のガイドブラケット１４は、フレームハウジング１０に対するブラケットホール１６が５個形成されるが、これは、アクティブヘッドレスト装置のガイドブラケット１３よりも相対的に大きな力を受けても耐えられるようにするためである。
この際、ブラケットホール１６は各々のガイドブラケット１３，１４の固定時、互いに重複して使用できるようになっている。
【００２１】
ここで、図７に示すように、ボルト締結ホール１５の断面図をみると、フレームハウジング１０の後面にナットが突出しないように一定の間隔を隔てて前方に突出形成されているため、締結手段の組立てには問題がない。
従って、このようなマグネシウム合金からなるシートバックフレームの形状変更および補強手段の追加を行うことによって、従来のスチール材のシートバックフレームと同じ機械的物性を確保するとともに、軽量化を達成することができる。
【００２２】
一方、シートバックフレームの成形段階は、最適化した設計を製品に反映するための最も重要な段階であり、特に、鋳造段階を最適化することが本発明の最も重要な核心の１つであって、マグネシウム合金を用いたシートバックフレームの成形時、ゲート方式を最適にして速い凝固を行うことができるため、高速ダイキャスト法で鋳造を行わなければならず、このような理由で流動解析を通じた鋳造ゲート２５の設置位置を設定することが何よりも重要である。
即ち、限定された空間内に設けられた複雑な通路に溶湯が流れ込んで充填される場合、鋳造ゲート２５のどの位置に溶湯が注入されるかによって充填されていく状況が変化するので、これを応用して本発明の好ましい実施例を示すことができる。
【００２３】
図８は、本発明に係る自動車用マグネシウム合金材シートバックフレーム鋳造時の鋳造ゲート２５の設置位置及び溶湯の流れの経時変化を示す図であって、このようなシートバックフレームの成形工法は、図８に示すように、溶湯が相対的に近い左右側面領域を均一に充填されながら流れる傾向を示すものであって、金型２０の中央部に鋳造ゲート２５を設け、これを通じて金型２０中に注入される溶湯の流れが四方に分散されるが、フレームハウジング１０とクッションフレーム（図示せず）を連結するリクライナー部分及びその下段部分を充填し、両側面を充填した後に、最終的にその上段を充填する順になっているため、中間部で互いに会うことなく、端部を充填するようになるため、鋳造欠陥の発生を減らすことができる。
【００２４】
これは、左右側面部分がシートバックフレームを支持する主要部分であることを考慮したものであり、特に、従来の成形方式よりも金型２０に対する溶湯の注入完了時間が短いため、迅速に凝固するマグネシウム合金材に適合する。
【００２５】
このような成形工法を用いて鋳造工程を行う場合、鋳造ゲート２５を通じた溶湯の注入速度は現在のマグネシウム鋳造特性を考慮して４．５〜５．５ｍ／ｓｅｃ、さらに詳しくは５．０ｍ／ｓｅｃとし、加圧力は５００〜７００ｂａｒ、さらに詳しくは６００ｂａｒにし、その注入速度に達するまでのピストンの移動距離を１５０〜２５０ｍｍ、さらに詳しくは２００ｍｍに形成することが好ましい。
【００２６】
この際、最適の成形条件はパラメーターを異ならせて実験的に得られたものであり、他の条件では好ましいゲート方式であっても、未充填のない良質の製品が得られにくい。
従って、本発明の好ましい実施例を通じた鋳造方法は、溶湯が互いに会う場合、金型２０内にガスが閉じ込まれるか、乱流による鋳造欠陥の発生を未然に防止できるので、自動車用シートバックフレームの成形時、最適の成形方案を設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る自動車用マグネシウム合金材シートバックフレームを示す図である。
【図２】本発明に係る自動車用マグネシウム合金材シートバックフレームであって、補強部の取り付け状態を示す図である。
【図３】本発明に係る自動車用マグネシウム合金材シートバックフレームであって、フレームハウジングの左右側面部に形成された補強フレームを示す図である。
【図４】本発明に係る自動車用マグネシウム合金材シートバックフレームに適用可能なアクティブヘッドレスト装置のガイドブラケットを示す斜視図である。
【図５】本発明に係る自動車用マグネシウム合金材シートバックフレームに適用可能なノン（ｎｏｎ）アクティブヘッドレスト装置のガイドブラケットを示す斜視図である。
【図６】本発明に係る自動車用マグネシウム合金材シートバックフレームにアクティブヘッドレストブラケットが取り付けられた状態を示す図である。
【図７】図６の’Ａ−Ａ’線断面図である。
【図８】本発明に係る自動車用マグネシウム合金材シートバックフレーム鋳造時の鋳造ゲート設置位置及び溶湯の流れの経時変化を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０    フレームハウジング
１１    補強フレーム
１２    補強部
１３    ガイドブラケット（アクティブヘッドレスト装置）
１４    ガイドブラケット（ノンアクティブヘッドレスト装置）
１５    締結ホール
１６    ブラケットホール
２０    金型
２５    鋳造ゲート
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005350048.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005350048.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005350048.tif 000009
【図８】
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