JP2010116098A - 乗物シート用フレーム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】衝撃エネルギーをクッションフレーム自体によって効果的に吸収し、かつ衝撃エネルギー吸収後のシートバックの後傾角度が小さい乗物用フレーム構造を提供する。
【解決手段】乗物シート１のシートクッション１ａのクッションフレーム２ａと、クッションフレーム２ａの後部に立設されるシートバック１ｂのバックフレーム２ｂとを有する乗物シート用フレーム構造２であって、クッションフレーム２ａは、後側部が乗物床面１８側の部材に回転可能に支持され、前側部が乗物床面１８側の部材に回転不能に支持される。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両等の乗物に搭載される乗物シートのフレーム構造に関する。

乗物用シートは、一般に使用者が着座するシートクッションと、シートクッションの後端部に立設されるシートバックを有している。シートクッションとシートバックは、それぞれクッションフレームとバックフレームを有しており、クッションフレームには、従来、衝撃吸収部材が設けられる場合がある（特許文献１参照）。この衝撃吸収部材は、大径管部と、大径管部の管内に一端部が設置される小径管部と、大径管部の端部と小径管部の端部とを折り返し部を介して連続させる連続管部を一体に有している。したがって乗物が衝撃を受けた際に、衝撃吸収部材は、小径管部が大径管部から抜け出る方向に変形し、これによって衝撃エネルギーを吸収することができる。
特開２００６−２７５５４号公報

しかし衝撃吸収部材などの特別な部材ではなく、クッションフレーム自体等によって衝撃を効果的に吸収したいという要望も従来ある。ところが図８に示すように従来のクッションフレーム２０ａは、前側部と後側部が乗物床面の部材（例えばスライド装置１７）に固定されている。あるいは図９に示すようにクッションフレーム２１ａは、前側部と後側部が乗物床面の部材（例えばスライド装置１７）に回転可能に支持されている。すなわちクッションフレーム２１ａは、脚部材２１ｃ，２１ｄを介して乗物床面の部材（例えばスライド装置１７）に支持され、脚部材２１ｃ，２１ｄが乗物床面の部材に回転可能に支持されている。

したがって乗物が後方から衝撃を受け、使用者の体重が慣性力によってバックフレームに加わった場合、その力は、クッションフレームとバックフレームの連結部近傍にモーメントとして加わる。その結果、連結部近傍が変形し、これによってシートバックの後傾角度が大きくなる。すなわち連結部近傍の変形は、他の部分が変形する場合に比べて、シートバックの後傾角度に大きく影響する。そのため本発明は、クッションフレーム自体によって衝撃エネルギーを効果的に吸収し、かつ衝撃エネルギー吸収後のシートバックの後傾角度が小さい乗物用フレーム構造を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の通りの構成を備える乗物用フレーム構造であることを特徴とする。請求項１に記載の発明によると、クッションフレームは、後側部が乗物床面側の部材に回転可能に支持され、前側部が乗物床面側の部材に回転不能に支持される。

したがって例えば、乗物が後方から衝撃を受けると、使用者の体重が慣性力によってバックフレームに加わる。そしてその力は、バックフレームとクッションフレームの連結部にモーメントとして加わり、モーメントは、クッションフレームの後側部に加わる。しかしクッションフレームの後側部は、乗物床面側の部材に回転可能に支持されているため、モーメントの多くは、後側部によって受け止められず、クッションフレームの前側に伝わる。しかもクッションフレームの前側部は、乗物床面側に回転不能に支持されている。そのためモーメントは、クッションフレームの前側部においても受け止められるために、多くのモーメントがクッションフレームの前側部に伝わる。その結果、モーメントは、クッションフレームの広い範囲において伝わり、クッションフレームの広い範囲で受け止められ得る。かくしてクッションフレームは、剛性を十分に利用しつつ衝撃エネルギーを受け止めることができる。これによりクッションフレームの部分的破断のおそれが小さくなる。またクッションフレームは、部分的補強の必要が小さくなるために、全体的な軽量あるいはコスト削減が可能になる。

またクッションフレームは、前側部においてモーメントを受け止めるために、前側部において変形しやすい。したがってクッションフレームは、図７の仮想線を参照するように前側部において変形して、バックフレームとの連結部近傍が変形する従来の構造（図８，９を参照）に比べて、衝撃エネルギー吸収後のバックフレームの後傾角度が小さくなる。その結果、シートに着座する使用者の安全性が向上する。また後部シートに着座する乗員への安全性も向上する。

クッションフレームは、乗物床面に設けられた取付具に取付けられて良い。しかし請求項２に記載の発明のように、乗物床面に取付けられるロアレールと、そのロアレールにスライド可能に取付けられるアッパレールを有し、アッパレールにクッションフレームの後側部を回転可能に支持する回転支持部材と、クッションフレームの前側部を回転不能に支持する固定支持部材が設けられていても良い。

請求項３に記載の発明によると、クッションフレームは、管状部材を有している。そして管状部材は、クッションフレームの前側部と後側部の間において、該管状部材の他の部分よりも全周において径が小さいまたは全周において肉厚の薄い部分を備える衝撃吸収部を有している。したがってクッションフレームは、衝撃を受けた際に、衝撃吸収部において変形しやすい。また衝撃吸収部は、全周において径が小さいまたは肉厚が薄い部分を有しているために指向性が小さく、様々な角度で好適に変形できる。したがって衝撃吸収部によって様々な角度の衝撃エネルギーを好適に吸収することができる。

請求項４に記載の発明によると、衝撃吸収部は、乗物床面側の部材に回転不能に支持されたクッションフレームの前側部の一部近傍に位置している。したがってクッションフレームは、衝撃を受けた場合、前側部において変形しやすい。その結果、衝撃吸収後のバックフレームの後傾角度が小さくなる。

本発明の実施の形態を図１〜９にしたがって説明する。図１に示すようにシート１は、車両などの乗物に搭載される乗物シートであって、シートクッション１ａとシートバック１ｂを有している。シートクッション１ａは、使用者が着座する部分であって、矩形状のクッションフレーム２ａと、クッションフレーム２ａに装着されるパッド（図示省略）を有している。シートクッション１ａは、使用者の背中を支持する部分であって、矩形状のバックフレーム２ｂと、バックフレーム２ｂに装着されるパッド（図示省略）を有している。

図１に示すようにシート１のフレーム構造２は、前述したクッションフレーム２ａと、バックフレーム２ｂと、これらを角度調整可能に連結するリクライニング装置１０を有している。クッションフレーム２ａは、図２に示すように左右一対のサイドフレーム３と、サイドフレーム３の前部間を連結する管状部材４と、サイドフレーム３の後部間を連結する管状の補強ロッド５を有している。

サイドフレーム３は、図２に示すように前後に延出する金属板状の外側板３ａと、外側板３ａの内側面に取付けられる金属板状の内側板３ｂを有している。管状部材４は、円筒状であって、前後に延出する左右一対の前後延出部４ｂと、前後延出部４ｂの前端部間を連結する左右延出部４ｃを一体に有している。前後延出部４ｂは、後端部がサイドフレーム３の前端部に取付けられ、前端部が左右延出部４ｃに向けてシート中心側に曲がっている。

図２に示すようにクッションフレーム２ａの前側部は、固定支持部材７によって回転不能に支持され、後側部は、回転支持部材８によって回転可能に支持される。固定支持部材７と回転支持部材８は、金属板製であって、スライド装置１７のアッパレール１７ｂに立設される。固定支持部材７の下端部は、ボルトとナットによってアッパレール１７ｂに固定される。固定支持部材７の上端部は、管状部材４の前右部と前左部における曲がり角部に溶接によって固定される。したがってクッションフレーム２ａの前側部は、固定支持部材７によってアッパレール１７ｂに対して回転不能に支持される。

回転支持部材８の下端部８ａは、図２に示すようにボルトとナットによってアッパレール１７ｂに固定される。回転支持部材８の上端部８ｂは、ピン８ｅによってサイドフレーム３の後下部に回転可能に取付けられる。ピン８ｅは、回転支持部材８とサイドフレーム３を貫通し、外側端にワッシャ８ｄが装着された状態で、両端部が潰される（かしめられる）。したがってクッションフレーム２ａは、後側部が回転支持部材８によってアッパレール１７ｂに対して上下方向に回転可能に支持される。

図２に示すように管状部材４の前後延出部４ｂは、クッションフレーム２ａの前側部に位置しており、かつ固定支持部材７と回転支持部材８の間に位置している。前後延出部４ｂには、衝撃を受けた際に変形し得る衝撃吸収部４ａが形成されている。衝撃吸収部４ａは、図５に示すように蛇腹構造であって、径の小さい第一部４ａ１と、径の大きい第二部４ａ２を交互に複数有している。第一部４ａ１と第二部４ａ２は、いずれか一方または両方を管状部材４の径全周に渡って拡径または縮径することで形成され得る。

第一部４ａ１は、径が小さいために、比較的小さな曲げモーメントによって変形され得る（低剛性部）。一方、第二部４ａ２は径が大きいために、剛性が強く、通常使用時のクッションフレーム２ａの剛性アップに貢献する（高剛性部）。図５，６に示すように第二部４ａ２のピッチ４ａ３は、管状部材４が曲がった際に、第二部４ａ２同士が当たり、管状部材４の変形を規制し得る大きさに設定されている。したがって衝撃吸収部４ａは、曲げモーメントを受けると、第一部４ａ１が主として変形して曲がり、第二部４ａ２同士が当たることで、その変形が規制される。

図２に示すように管状部材４の左右延出部４ｃと補強ロッド５には、緩衝装置９が懸架される。緩衝装置９は、図示省略のパッドの下側に配設されて、シートに着座した使用者への衝撃を緩和する装置であって、弾発力のある金属製のワイヤー９ａを複数有している。ワイヤー９ａは、前後および左右に延出し、かつ前端部が管状部材４に装着された係止部材４ｄに係止され、後端部が補強ロッド５に係止される。

図２に示すように管状部材４の左右延出部４ｃには、前方に張出すワイヤー６が取付けられている。ワイヤー６は、管状部材４から前方に張出す二対の張出部６ａと、各張出部６ａの先端から下方に延びる上下延出部６ｂと、各対の上下延出部６ｂの下端部間を連結する連結部６ｃを一体に有している。

乗物床面１８には、図２，３に示すように一対のスライド装置１７が取付けられる。スライド装置１７は、床面１８に取付けられるロアレール１７ａと、ロアレール１７ａにスライド可能に組付けられるアッパレール１７ｂと、これらを相対移動不能にロックするロック装置１７ｃを有している。一対のアッパレール１７ｂの間には、ロック解除レバー１６が傾動可能に取付けられている。ロック解除レバー１６は、前側部を持上げられることで、ロック装置１７ｃを解除し、これによってアッパレール１７ｂの前後方向のスライドを許容する。

図１，３に示すようにバックフレーム２ｂは、左右一対のサイドフレーム１２と、一対のサイドフレーム１２の上端部を連結する管状部材１３と、一対のサイドフレーム１２の下側部を連結するアンダーフレーム１５を有している。サイドフレーム１２は、金属板製であって、下端部がリクライニング装置１０を介してサイドフレーム３の後側部に傾動可能に連結される。一対のリクライニング装置１０の間には、これらを連動させる連動棒１１が設けられている。

管状部材１３は、図１に示すように左右一対の上下延出部１３ａと、一対の上下延出部１３ａの上端部を連結する連結部１３ｂを一体に有している。上下延出部１３ａは、下端部がサイドフレーム１２に取付けられる。一対の上下延出部１３ａの間には、補強板１４が連結される。

以下に、フレーム構造２が衝撃を受けて変形する様子を説明する。乗物が後方から衝撃を受けると、図４，７に示すように使用者の体重が慣性力によってバックフレーム２ｂに加わる。そしてその力Ｆは、バックフレーム２ｂとクッションフレーム２ａの連結部にモーメントとして加わり、リクライニング装置１０がロック状態において、モーメントがクッションフレーム２ａの後側部に加わる。しかしクッションフレーム２ａの後側部は、アッパレール１７ｂに回転可能に取付けているため、モーメントの多くは、後側部によって受け止められず、クッションフレーム２ａの前側に伝わる。

しかもクッションフレーム２ａの前側部は、固定支持部材７によってアッパレール１７ｂに回転不能に支持（固定）されている。そのためモーメントは、クッションフレーム２ａの前側部において受け止められるために、多くのモーメントがクッションフレーム２ａの前側部に伝わる。その結果、モーメントは、クッションフレーム２ａの広い範囲において伝わり、クッションフレーム２ａの広い範囲において受け止められ得る。

さらに図４に示すように、モーメントがクッションフレーム２ａの前側部に伝わると、管状部材４の衝撃吸収部４ａが変形する。例えば、衝撃吸収部４ａの前側上部４ａ４と後側下部４ａ７が圧縮変形する。そして前側下部４ａ５と後側上部４ａ６が引っ張り変形する。これによりクッションフレーム２ａは、図７に示すように衝撃吸収部４ａが位置する前側部において大きく変形する。そして前側部が変形するために、後側部が変形する場合に比べて、バックフレーム２ｂの後傾角度１９が小さくなる。

例えば、図８に示すように従来のフレーム構造２０は、クッションフレーム２０ａとバックフレーム２０ｂを有しており、クッションフレーム２０ａの前側部２０ｃと後側部２０ｄがアッパレール１７ｂに固定されている。このバックフレーム２０ｂに後方への力が加わると、モーメントが発生し、そのモーメントは、クッションフレーム２０ａの後側部２０ｄに伝わる。クッションフレーム２０ａの後側部２０ｄは、アッパレール１７ｂに固定されているために、モーメントは、後側部２０ｄの近傍において受け止められ、クッションフレーム２０ａの後側部が変形する。

したがって衝撃エネルギーは、クッションフレーム２０ａの後側部のみの狭い範囲において受け止められる。またクッションフレーム２０ａの後側部が変形するために、前側部が変形する場合（図７参照）に比べて、バックフレーム２０ｂの後傾角度２０ｅが大きくなる。

図９の従来のフレーム構造２１は、クッションフレーム２１ａとバックフレーム２１ｂと、脚部材２１ｃ，２１ｄを有している。脚部材２１ｃ，２１ｄの下端部２１ｃ１，２１ｄ１は、アッパレール１７ｂに回転可能に取付けられる。上端部２１ｃ２，２１ｄ２は、それぞれクッションフレーム２１ａの前側部と後側部に回転可能に取付けられる。脚部材２１ｃ，２１ｄは、傾動されることで、クッションフレーム２１ａの高さを調整する。調整後には、クッションフレーム２１ａに設けられたリフタブレーキ２１ｅによって、上端部２１ｄ２がクッションフレーム２１ａに対して回転規制される。

したがって図９に示すクッションフレーム２１ａは、脚部材２１ｃ，２１ｄを介して前側部と後側部が回転可能にアッパレール１７ｂに取付けられる。このバックフレーム２１ｂに後方への力が加わると、モーメントが発生し、モーメントは、クッションフレーム２０ａに伝わる。クッションフレーム２０ａは、後側部と前側部がどちらも回転可能にアッパレール１７ｂに取付けられているために、前側部によってモーメントを受け止めることができない。そのためモーメントは、クッションフレーム２０ａの後側部から前側部に伝わり難く、多くのモーメントが後側部において受け止められる。そのためクッションフレーム２１ａの後側部が主に変形する。

したがって衝撃エネルギーは、クッションフレーム２１ａの後側部近傍の狭い範囲において受け止められる。またクッションフレーム２１ａの後側部の近傍が変形するために、前側部が変形する場合（図７参照）に比べて、バックフレーム２１ｂの後傾角度２１ｆが図７の場合に比べて大きくなる。なお図７〜９の後傾角度１９，２０ｅ，２１ｆは、図７の後傾角度１９が最も小さく、図８の後傾角度２０ｅが最も大きくなる傾向にある。

以上のように、クッションフレーム２ａは、図３，４に示すように後側部が回転支持部材８を介してアッパレール（乗物床面側の部材）１７ｂに回転可能に支持され、前側部が固定支持部材７を介してアッパレール１７ｂに回転不能に支持される。したがって前述するように、衝撃によるモーメントは、クッションフレーム２ａの後側部から前側に伝わり、前側部においても受け止められ、多くのモーメントがクッションフレーム２ａの前側部に伝わる。

その結果、モーメントは、クッションフレーム２ａの広い範囲において伝わり、クッションフレーム２ａの広い範囲で受け止められ得る。かくしてクッションフレーム２ａは、剛性を十分に利用しつつ衝撃エネルギーを受け止めることができる。これによりクッションフレーム２ａの部分的破断のおそれが小さくなる。またクッションフレーム２ａは、部分的補強の必要性が小さくなるために、全体的な軽量あるいはコスト削減が可能になる。

またクッションフレーム２ａは、図８，９に示す従来の構造に比べて、前側部においてモーメントを受け止めるために、前側部において変形しやすい。したがってクッションフレーム２ａは、図７の仮想線を参照するように前側部において変形して、バックフレームとの連結部近傍が変形する従来の構造（図８，９を参照）に比べて、衝撃エネルギー吸収後のバックフレーム２ｂの後傾角度１９が小さくなる（図４参照）。その結果、シートに着座する使用者の安全性が向上する。また後部シートに着座する乗員への安全性も向上する。

またクッションフレーム２ａは、図３，４に示すように管状部材４を有している。そして管状部材４は、クッションフレーム２ａの前側部と後側部の間において、管状部材４の他の部分よりも全周において径が小さい部分を備える衝撃吸収部４ａを有している。したがってクッションフレーム２ａは、衝撃を受けた際に、衝撃吸収部４ａにおいて変形しやすい。また衝撃吸収部４ａは、全周において径が小さい部分を有しているために指向性が小さく、様々な角度で好適に変形できる。したがって衝撃吸収部４ａによって様々な角度の衝撃エネルギーを好適に吸収することができる。

また衝撃吸収部４ａは、図３，４に示すようにアッパレール（乗物床面側の部材）１７ｂに回転不能に支持されたクッションフレーム２ａの前側部の一部近傍に位置している。したがってクッションフレーム２ａは、衝撃を受けた場合、前側部において変形しやすい。その結果、衝撃吸収後のバックフレーム２ｂの後傾角度１９が小さくなる。

（他の実施の形態）
本発明は、上記実施の形態に限定されず、以下の形態等であっても良い。
（１）上記実施の形態のクッションフレーム２ａは、固定支持部材７と回転支持部材８によってアッパレール１７ｂに取付けられている。しかしクッションフレーム２ａが乗物床面に設けられた取付具に対して固定支持部材７と回転支持部材８によって取付けられる形態であっても良い。
（２）上記実施の形態の管状部材４の衝撃吸収部４ａは、径が小さい第一部４ａ１と径が大きい第二部４ａ２を有している。しかし衝撃吸収部４ａが全周に渡って肉厚の薄い第一部と、全周に渡って肉厚の厚い第二部を有する形態、あるいはこれらの組み合わせであっても良い。
（３）上記実施の形態の管状部材４は、円筒状で断面リング形状であるが、筒形状で断面が楕円リング形状または多角形状などであっても良い。
（４）上記実施の形態のクッションフレーム２ａは、一部に衝撃吸収部４ａを有しているが、衝撃吸収部を有していない形態であっても良い。この形態においてもクッションフレームは、広い範囲で衝撃エネルギーを受け止め、前側部において大きく変形しやすい。
（５）上記実施の形態の衝撃吸収部４ａは、円筒状の第一部４ａ１と第二部４ａ２を有している。しかし衝撃吸収部が、螺旋状に形成された第一部と第二部を有している形態であっても良い。

乗物シートのフレーム構造の斜視図である。 クッションフレームとスライド装置の斜視図である。 フレーム構造の左側面図である。 衝撃を受けて変形した後のフレーム構造の左側面図である。 衝撃吸収部の断面図である。 衝撃を受けて変形した後の衝撃吸収部の一部断面図である。 フレーム構造の概略図である。 従来のフレーム構造の概略図である。 他の従来のフレーム構造の概略図である。

符号の説明

１…乗物シート
１ａ…シートクッション
１ｂ…シートバック
２，２０，２１…フレーム構造
２ａ，２０ａ，２１ａ…クッションフレーム
２ｂ，２０ｂ，２１ｂ…バックフレーム
３，１２…サイドフレーム
４，１３…管状部材
４ａ…衝撃吸収部
７…固定支持部材
８…回転支持部材
９…緩衝装置
１０…リクライニング装置
１７…スライド装置
１７ａ…ロアレール
１７ｂ…アッパレール（乗物床面側の部材）
１８…乗物床面
１９，２０ｅ，２１ｆ…後傾角度

Claims (4)

1. 乗物シートのシートクッションのクッションフレームと、そのクッションフレームの後部に立設されるシートバックのバックフレームとを有する乗物シート用フレーム構造であって、
   前記クッションフレームは、後側部が乗物床面側の部材に回転可能に支持され、前側部が乗物床面側の部材に回転不能に支持されることを特徴とする乗物シート用フレーム構造。
2. 請求項１に記載の乗物シート用フレーム構造であって、
   乗物床面に取付けられるロアレールと、そのロアレールにスライド可能に取付けられるアッパレールを有し、
   前記アッパレールにクッションフレームの後側部を回転可能に支持する回転支持部材と、前記クッションフレームの前側部を回転不能に支持する固定支持部材が設けられていることを特徴とする乗物シート用フレーム構造。
3. 請求項１または２に記載の乗物シート用フレーム構造であって、
   クッションフレームは、管状部材を有し、
   前記管状部材は、前記クッションフレームの前側部と後側部の間において、該管状部材の他の部分よりも全周において径が小さいまたは全周において肉厚の薄い部分を備える衝撃吸収部を有することを特徴とする乗物シート用フレーム構造。
4. 請求項３に記載の乗物シート用フレーム構造であって、
   衝撃吸収部は、乗物床面側の部材に回転不能に支持されたクッションフレームの前側部の一部近傍に位置していることを特徴とする乗物シート用フレーム構造。
   
   

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