JP2009023517A - シートバックフレーム及び車両用シート - Google Patents

Abstract

【課題】後面衝突時に乗員の頸部へ加わる衝撃を効果的に軽減するシートバックフレーム及び車両用シートを提供する。
【解決手段】シートバックＳ１を構成するシートバックフレーム１は、少なくとも左右一対のサイドフレーム１５と、サイドフレーム１５間に配設された受圧部材２０と、受圧部材２０とサイドフレーム１５とを連結するワイヤ２１，２２とを備え、ワイヤ２２は、サイドフレーム１５に対して可動可能なリンク部材３０を介してサイドフレーム１５と連結されており、リンク部材３０は、ワイヤ２２をシートバックフレーム１の前方側に引張りばね３５によって付勢されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、シートバックフレーム及び車両用シートに係り、特に後面衝突時（後突時）の頸部へ加わる衝撃の低減を図ったシートバックフレーム及び車両用シートに関する。

従来、自動車が後部に追突されたり、後退走行時に衝突したりするなど、いわゆる後面衝突の際には、着座している乗員の頭部は慣性移動によって急激に後傾し、頸部が衝撃を受ける虞がある。

そのため、自動車などの車両用シートには、後面衝突時による衝撃から乗員の頭部や頚部を保護し、頸部への衝撃を軽減するために、シートバック上方に乗員の頭部を後方から受けるヘッドレストを設けている。

しかし、ヘッドレストを設けていても、後面衝突時に乗員の頭部をヘッドレストとの間の隙間を速やかに減少させないと、頸部へ加わる衝撃を十分に軽減できない場合がある。

このような問題を解消するために、後面衝突時に乗員を後方へ移動させ、この移動荷重によってヘッドレストを前方に可動させ、乗員の頭部を支持して頸部への衝撃を軽減するようにした構成のシートバックが提案されている（例えば、特開２００３−３４１４０２号公報参照）。

また、シートバックフレームで、シートバッククッションを支持してなるシートバックを備えた車両用シートにおいて、シートバックの後突時に乗員の胸部が当接する部位を、他の部位よりもばね係数を小さくかつ減衰係数を大きくした技術が知られている（例えば、特開２００５−０２８９５６号公報参照）。

特開２００３−３４１４０２号公報 特開２００５−０２８９５６号公報

前記特開２００３−３４１４０２号公報に開示された技術は、後面衝突時の乗員の胸部の後方への移動を受圧部材で受け、この受圧部材の後方への移動に連動してヘッドレストを前方に移動させるものである。後面衝突時の乗員の後方への移動エネルギーの一部を、ヘッドレストの前方移動のために消費することから、乗員のシートクッションへの沈み込み量の大幅な増加を図ることが困難であるという不都合があった。また、別途ヘッドレストの移動機構を設ける必要があるためコスト高になるという不都合がある。

前記特開２００５−０２８９５６号公報に開示された技術は、シートバックの胸部が当接する部位のばね係数を小さくすることで胸部の後方移動を大きくして頭部と胸部の相対移動量を小さくするとともに、減衰係数を大きくすることで胸部の跳ね返りを抑制して頭部と胸部の相対速度を低減することにより、頸部に作用するせん断力の低減を図っているが、受圧部材による姿勢保持が困難であり、着座フィーリングとの両立が困難であるという不都合があった。
また受圧部材を姿勢保持するためにワイヤでシートフレームに取り付ける技術では、ワイヤがつっぱり、沈み込みを阻害するため移動量を大きくすることが難しく、着座フィーリングとの両立が困難であるという不都合があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、後面衝突時に乗員の頸部へ加わる衝撃を効果的に軽減するシートバックフレーム及び車両用シートを提供することである。
また、本発明の他の目的は、低コスト、且つ簡単な構成にて後面衝突時における頸部への衝撃を効果的に軽減できるシートバックフレーム及び車両用シートを提供することである。

前記課題は、請求項１に係るシートバックフレームによれば、少なくとも左右方向に離間して配設され上下方向に延在するサイドフレームと、該サイドフレーム間に配設された受圧部材と、該受圧部材と前記サイドフレームとを連結する連結部材と、を備えたシートバックを構成するシートバックフレームであって、前記連結部材は、前記サイドフレームに対して可動可能なリンク部材を介して前記サイドフレームと連結され、前記リンク部材は、前記連結部材を前記シートバックフレームの前方側に付勢手段によって付勢されてなること、により解決される。

このように、受圧部材とサイドフレームとを連結する連結部材は、サイドフレームに対して可動可能なリンク部材を介してサイドフレームと連結されており、また、リンク部材は、連結部材をシートバックフレームの前方側へ付勢手段によって付勢されているので、常時には付勢手段による付勢によって受圧部材は可動しないが、後面衝突時などにより大きな衝撃荷重がかかった場合には、付勢手段の付勢力に抗してリンク部材が可動して、連結部材を動かし、受圧部材を後方側へ移動させて、乗員をシートバック側へ沈み込ませることが可能となる。

より詳しくは、リンク部材は、軸部と、該軸部から所定距離の位置に形成された前記付勢手段の係止部とを備え、前記軸部により可動可能に軸支されると共に、前記係止部と前記サイドフレームに形成された係止部との間に前記付勢手段を取り付けるように構成している。また、受圧部材はシートバックフレームの前方側に付勢されている。さらにリンク部材には孔部が形成され、該孔部に前記連結部材が取り付けられているように構成できる。
またサイドフレーム側には、前記リンク部材の可動許容範囲を規制するストッパが形成され、該ストッパは、可動前の初期位置を規制する第１ストッパと、可動後の停止位置を規制する第２ストッパとして形成することにより、リンク部材の可動許容範囲内で、乗員をシートバック側へ沈み込ませることが可能となり、沈み込ませる範囲を調整することが可能となる。

同様に、付勢手段のリンク部材が可動を始めるテンションの閾値は、通常の運転環境では可動しない値に設定され、後面衝突時の閾値よりも小さな値として設定すると好適である。このように構成すると、通常の運転環境で負荷される荷重領域でリンク部材が回動しないことから、着座フィーリングに影響を及ぼさず、着座フィーリングを良好に保つことができる。
そして前記連結部材としてはワイヤを用いて、付勢手段として引張ばねから構成することにより、部品点数が少ない簡単な構成であるため、低コスト、且つ軽量であり、省スペースで構成することができる。

前記課題は、請求項８に係る車両用シートによれば、前記請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシートバックフレームを備えてなること、により解決される。
このような構成によれば、前記した各作用効果を備えた車両用シートを得ることができる。

本発明のシートバックフレーム及び車両用シートは、リンク部材を使って受圧部材（姿勢保持部材）を後方へ動かすことで、後面衝突時に乗員を効率よくシートに沈み込ませることが可能となるが、このとき、付勢手段の荷重調整を行っているために、沈み込み性能が姿勢保持部材の構造に左右されない。
本発明のシートバックフレーム及び車両用シートは、部品点数が少ない簡単な構成であるため、低コスト、且つ軽量であり、さらに省スペースで構成することができる。
本発明のシートバックフレーム及び車両用シートは、通常の運転環境で負荷される荷重領域でリンク部材が回動しないことから、着座フィーリングに影響を及ぼさず、着座フィーリングを良好に保つことができる。
本発明のシートバックフレーム及び車両用シートは、部材の塑性変形を伴わないため、使用後にも部品の交換を必要とせず、繰り返し使用可能である。

以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることはもちろんである。

図１乃至図５は本発明に係る実施の形態を示し、図１はシートの概略斜視図、図２はシートフレームの概略斜視図、図３はリンク機構の拡大説明図、図４はリンク機構の分解斜視図、図５は後面衝突前後でのシートの状態を示す概念説明図である。

本実施の形態に係る車両用シートＳは、図１で示すように、シートバックＳ１（背部）、着座部Ｓ２、ヘッドレストＳ３より構成されている。
車両用シートＳのシートフレームＦは、図２で示すように、シートバックＳ１を構成するシートバックフレーム１、着座部Ｓ２を構成する着座フレーム２から構成されている。

着座フレーム２上は、図示しないクッションパッド、表皮などに覆われており、乗員を下部から支持する構成となっている。着座フレーム２は脚部で支持されており、この脚部には、図示しないインナレールが取り付けられ、車体フロアに設置されるアウタレールとの間で、前後に位置調整可能なスライド式に組み立てられている。
また着座フレーム２の後端部には、リクライニング機構１１を介してシートバックフレーム１が連結されている。

シートバックフレーム１は、不図示のクッションパッド等によって覆われ乗員の背中を後方から支持するものであり、本実施の形態においては略矩形状の枠体となっている。より詳細には、シートバックフレーム１は、左右方向に離間して配設され上下方向に延在する２本のサイドフレーム１５と、このサイドフレーム１５の上端部側を連結する上部フレーム１６と、下端部側を連結する下部フレーム１７とから構成されている。

サイドフレーム１５は、シートバックフレーム１の側面を構成する延伸部材であり、平板状の側板１５ａと、この側板１５ａの前端部からＵ字型に内側に折り返した前縁部１５ｂと、後端部からＬ字型に内側へ屈曲した後縁部１５ｃとを有している。

上部フレーム１６は、略コ字状の部材であり、上部フレーム１６の側面部１６ａは、サイドフレーム１５の側板１５ａと一部が重なるように配設され、この重なり部分においてサイドフレーム１５に固着接合される。

また、シートバックフレーム１の上部には、不図示のヘッドレストフレームが配設されている。ヘッドレストフレームの外周部にクッション部材を設け、クッション部材の外周に表面部材を被覆してヘッドレストＳ３を構成している。ヘッドレストＳ３は、ヘッドレストフレームのピラーを上部フレーム１６の前部に設けられたピラー支持部１８を介して配設される。

左右方向に離間して配設され上下方向に所定の長さを有する一対のサイドフレーム１５の間には、不図示のクッションパッドとクッションパッドを後方から支える姿勢保持部材としての受圧部材２０が配設されており、受圧部材２０を支持しサイドフレーム１５と連結する連結部材として、２本のワイヤ２１，２２が左右のサイドフレーム１５間に架設されている。

受圧部材２０は、板状の樹脂を略矩形状に形成した部材であり、クッションパッドと接する側の表面には滑らかな凹凸が形成されている。受圧部材２０の裏側の上部側と下部側には、ワイヤ２１，２２を係止するための爪部が形成されている。

本実施の形態のワイヤ２１，２２は、受圧部材２０の裏側の上部側と下部側に左右方向に係止され、受圧部材２０をクッションパッドの背面に平行に支持している。ワイヤ２１，２２は、ばね性を有するスチール線材から形成され、屈曲した形状を有している。

本実施の形態の受圧部材２０に係止された２本のワイヤ２１，２２のうち、上部側に係止されたワイヤ２１の両端部は左右のサイドフレーム１５に設けられた取付け孔部に掛着されている。一方、下部側に係止されたワイヤ２２の両端部は、左右のサイドフレーム１５に装着されたリンク部材３０の孔部３１に掛着されている。

リンク部材３０は、図３及び図４で示すように、両側のサイドフレーム１５の側板１５ａ部の内側に軸部３２を介して回転自在に軸支された湾曲した略矩形状の緩衝連結部材であり、後述する引張りばね３５やワイヤ２２と干渉しない側縁部には屈曲した延出部が垂直方向に形成されている。また、リンク部材３０下方側にはワイヤ２２端部を掛着するための孔部３１が形成され、孔部３１と軸部３２の間には引張りばね３５を係止するための円筒状の第１のばね係止部３３が形成されている。

軸部３２は、軸部材３２ａと、サイドフレーム１５の側板１５ａに設けられた孔部３２ｃと、リンク部材３０に設けられた軸孔３２ｂからなり、軸部材３２ａを軸孔３２ｂに挿通し、孔部３２ｃに嵌着することで、リンク部材３０を回転自在に軸支している。

付勢手段としての引張りばね３５は、リンク部材３０に係止されると共に、シートバックフレーム１の前方側へ付勢するものであり、ばね線材をコイリング成形した引張りコイルばねから構成されている。また、引張りばね３５の両端部には、ばね係止部に係止するためのフックが半円状に成形されている。

以下に本実施形態に係るリンク部材３０によるリンク機構の作動について説明する。
リンク部材３０には、リンク部材３０下方側に設けられた孔部３１にワイヤ２２端部が掛着されている。また、リンク部材３０の軸部３２と孔部３１の間に位置する第１のばね係止部３３に引張りばね３５の一端側のフックを係止し、他端側のフックをリンク部材３０の上方のサイドフレーム１５に配設された第２のばね係止部３４に係止することで、リンク部材３０が常時前方回動するように付勢している。

サイドフレーム１５側には、リンク部材３０の可動許容範囲を規制するストッパ手段が設けられている。このストッパ手段は、サイドフレーム１５側に突き出るように設けた２つの円柱形の鋼材（ストッパ）３８，３９から構成され、リンク部材３０を狭叉するようにサイドフレーム１５の側板部に強固に固着され、リンク部材３０の可動設定範囲の上限と下限位置で可動（回動）を規制するために、可動前の初期位置を設定する第１ストッパ３８と、可動後の停止位置を設定する第２ストッパ３９からなる。

つまり、第１ストッパ３８及び第２ストッパ３９は、リンク部材３０が初期位置、もしくは回動後の位置まで回動した時に、いずれかのストッパ（第１ストッパ３８又は第２ストッパ３９）と接触することで、それ以上の回動を制止する位置に配置されている。

上述したリンク機構は、左右両側のサイドフレーム１５に取付けられており、それぞれのリンク部材３０の孔部３１に、ワイヤ２２の両端部が掛着されており、左右一組として作動するように構成されている。

乗員が着座した通常の運転環境において、シートバックＳ１内のクッションシート、受圧部材２０、ワイヤ２２を介して、リンク部材３０を後方可動或いは後方回動させるテンションが負荷されるが、一方、引張りばね３５がリンク部材３０をシートバックフレーム１の前方側へ可動させるように付勢している。ここで、リンク部材３０に連結されている引張りばね３５は、通常の運転環境において負荷される荷重領域ではたわまない荷重特性を有しているため、リンク部材３０は常に初期位置側の第１ストッパ３８に当接し、初期位置に制止されている。

後面衝突時においては、図５（図５（ａ）は衝突前、図５（ｂ）は衝突後の状態を示す）で示すように、後方から衝撃を受けて慣性で乗員が後方に移動しようとすると、この荷重が受圧部材２０と、受圧部材２０に係止されたワイヤ２２を介して、リンク部材３０を後方に可動又は回動させる方向にテンションを負荷する。このときに負荷されるテンションは、リンク部材３０を初期位置に留めている引張りばね３５をたわませ、リンク部材３０を後方に可動又は回動させるのに十分な荷重を与える。

前記のように、リンク部材３０を後方に可動又は回動させることで、孔部３１に掛着されているワイヤ２２が後方に移動し、それと共にワイヤ２２に係止されている受圧部材２０と、受圧部材２０に支持されているクッションパッドを乗員の胸部と共に、シートバックＳ１内に沈み込ませることができる。

以下に、後面衝突時のリンク部材３０の可動特性についてさらに詳しく説明する。
上述したように、リンク部材３０は、シートに対して前方に湾曲した略矩形状をしており、リンク部材３０の下方にワイヤ２２を掛着するための孔部３１が形成され、軸部３２と孔部３１の間に引張りばね３５の第１のばね係止部３３が設けられている。
孔部３１と第１のばね係止部３３は、リンク部材３０の可動前の初期位置においては、軸部３２よりも前方に位置するように配置されており、引張りばね３５の他端はリンク部材３０の上方のサイドフレーム１５に固着された第２のばね係止部３４に係止されている。

ワイヤ２２にテンションが掛かり、リンク部材３０が可動又は回動を始めると、リンク部材３０に設けた第１のばね係止部３３は、軸部３２を中心に可動又は回動しつつ後方へ移動することになる。一方、引張りばね３５の他端はリンク部材３０の上方に固定されているため、第１のばね係止部３３の移動方向とばねがたわむ方向が一致しない構成となっている。
すなわち、リンク部材３０の可動又は回動量と、引張りばね３５の引張り荷重（たわみ量）は比例しない構成となっており、さらに換言すれば、リンク部材３０の可動位置又は回動角度と、引張りばね３５により与えられる前方可動又は前方回動方向のトルク（回転力）は単純に比例しない関係となっている。

ここで、引張りばね３５の両端部が係止される第１のばね係止部３３と、第２のばね係止部３４の関係についてさらに説明する。
引張りばね３５の下端部を係止する第１のばね係止部３３は、軸部３２を回転中心とした円弧状の軌跡を描くのに対し、引張りばね３５の上端部を係止する第２のばね係止部３４は、リンク部材３０の上方に固着接合されている固定端として形成されている。

このため、軸部３２と、引張りばね３５の両端が係止されている第１のばね係止部３３及び第２のばね係止部３４が一直線状に並ぶときに引張りばね３５の引張り荷重（たわみ量）が最大となるが、この最大荷重点の直前域、すなわち、リンク部材３０側に取付けられた第１のばね係止部３３の描く軌跡が、引張りばね３５の他端部である第２の係止部３４と最も遠い位置となる回動量の近傍では、引張りばね３５を係止する第１のばね係止部３３及び第２のばね係止部３４の間の距離の変化量が小さくなるために、可動位置や回動角度に対する引張りばね３５の引張り荷重の変化量が微小となる領域が生じる。

本発明に係る構成では、リンク部材３０が第２ストッパ３９で制止される位置の後方可動又は回動量が、引張りばね３５の最大荷重点の直前になるように設定されている。
このため、リンク部材３０が可動又は回動を始める時の、ワイヤ２２を介して負荷されるテンションと、第２のストッパ３９に当接して可動又は回動が抑止されるとき（可動又は回動が終了するとき）までに負荷されるテンションは程近い値となっている。

可動又は回動を始めるときのテンションの閾値は、通常の運転環境では可動又は回動しない高い値に設定されている。一方、後面衝突時にワイヤ２２を介してリンク部材３０に掛かるテンションは衝撃エネルギーであるため、閾値に比して大きな値を有している。
そのため、後面衝突によりリンク部材３０が可動又は回動を始めると第２ストッパ３９で制止されるまで、途中で停止することなく回動することになり、確実に乗員をシートバックＳ１のクッションパッドに沈み込ませることができる。

リンク部材３０は、ワイヤ２２を介して負荷されるテンションに対し、上述したような可動又は回動特性を有しているために、後面衝突が生じた場合は確実に、且つ効率よく乗員をシートバックＳ１のクッションパッドに沈み込ませることができる。
このとき、乗員の背部がシートバックＳ１に沈み込むことで後方に移動しているが、ヘッドレストＳ３の位置は相対的に変わらないため、ヘッドレストＳ３と頭部の隙間が縮まり、頸部へ加わる衝撃を効果的に軽減する効果を奏する。

また、本発明によれば、乗員がシートバックＳ１に沈み込む際に、ヘッドレストの前方への移動と連動しないため、後面衝突時の乗員の後方への移動エネルギーのロスが少なく、乗員をより深くシートクッションへ沈み込ませることができる。

なお、本実施形態では、具体例として、自動車のフロントシートのシートバックＳ１について説明したが、これに限らず、後部座席のシートバックについても、同様の構成を適用可能であることは勿論である。

本発明に係るシートの概略斜視図である。 本発明に係るシートのシートフレームの概略斜視図である。 本発明の実施形態のリンク機構の拡大説明図である。 本発明の実施形態のリンク機構の分解斜視図である。 本発明の実施形態の後面衝突前後でのシートの状態を示す概念説明図である。

符号の説明

Ｓ 車両用シート
Ｓ１ シートバック
Ｓ２ 着座部
Ｓ３ ヘッドレスト
Ｆ シートフレーム
１ シートバックフレーム
２ 着座フレーム
１１ リクライニング機構
１５ サイドフレーム
１５ａ 側板
１５ｂ 前縁部
１５ｃ 後縁部
１６ 上部フレーム
１６ａ 側面部
１７ 下部フレーム
１８ ピラー支持部
２０ 受圧部材
２１，２２ ワイヤ
３０ リンク部材
３１ 孔部
３２ 軸部
３２ａ 軸部材
３２ｂ 軸孔
３２ｃ 孔部
３３ 第１のばね係止部
３４ 第２のばね係止部
３５ 引張りばね
３８ 第１ストッパ
３９ 第２ストッパ

Claims (8)

1. 少なくとも左右方向に離間して配設され上下方向に延在するサイドフレームと、
   該サイドフレーム間に配設された受圧部材と、
   該受圧部材と前記サイドフレームとを連結する連結部材と、を備えたシートバックを構成するシートバックフレームであって、
   前記連結部材は、前記サイドフレームに対して可動可能なリンク部材を介して前記サイドフレームと連結され、
   前記リンク部材は、前記連結部材を前記シートバックフレームの前方側に付勢手段によって付勢されてなることを特徴とするシートバックフレーム。
2. 前記リンク部材は、軸部と、該軸部から所定距離の位置に形成された前記付勢手段の係止部とを備え、前記軸部により可動可能に軸支されると共に、前記係止部と前記サイドフレームに形成された係止部との間に前記付勢手段を取り付けてなることを特徴とする請求項１記載のシートバックフレーム。
3. 前記受圧部材は前記シートバックフレームの前方側に付勢されてなることを特徴とする請求項１記載のシートバックフレーム。
4. 前記リンク部材には孔部が形成され、該孔部に前記連結部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のシートバックフレーム。
5. 前記サイドフレーム側には、前記リンク部材の可動許容範囲を規制するストッパが形成され、該ストッパは、可動前の初期位置を規制する第１ストッパと、可動後の停止位置を規制する第２ストッパであることを特徴とする請求項１記載のシートバックフレーム。
6. 前記付勢手段の前記リンク部材が可動を始めるテンションの閾値は、通常の運転環境では可動しない値に設定され、後面衝突時の閾値よりも小さな値として設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシートバックフレーム。
7. 前記連結部材は、ワイヤからなり、前記付勢手段は引張ばねからなることを特徴とする請求項１又は４に記載のシートバックフレーム。
8. 前記請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシートバックフレームを備えてなることを特徴とする車両用シート。

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