JP2010221933A - シート構造 - Google Patents

Abstract

【課題】シートを簡易な構造とするとともに、腰への負担を和らげる
【解決手段】シートフレーム１の座部２前端にシートパン５の前端部５ａを不動に固定し、そのシートパン５の後端部５ｂを、コイルバネ１１からなる弾性機構１０を介してシートフレーム１の背もたれ部３に吊して昇降可能に支持するとともに、上方へ向かって付勢する。背もたれ部３の背面の上下方向に広いスペースを活用して弾性機構１０を配置できるので、所定の弾性を確保しやすい。また、シートパン５は、不動となる前記前端部５ａを中心に後端部５ｂが回動するように昇降するので、着席者が腰を掛けた際に座面の後端部が下方に沈んでも、前端部、すなわち膝下に当たる部分はほとんど沈まず、着席者は、足や腰の位置を調整するために座り直す必要がない。このため、体勢を整える際に生じる腰への負担を少なくすることができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、シートの座り心地をよくするために、シート座部に弾性を付与する構造に関するものである。

一般的に、シートの座部には、腰を掛けた者に柔らかな感触を与えるよう弾性が付与されており、その弾性を与えるための手段として、クッション材やスプリング等が用いられる。

クッション材を用いて弾性を付与したものとして、例えば、特許文献１に示す車両用のシート構造が挙げられる。このシートは、車両の車体内壁に沿って横長に設置されるロングシートタイプのものであり、その構造は、車体内壁に沿う背もたれ部フレームと、内壁から突出する座部フレーム、およびその両フレームに支持されるシートパンとを備えている。シートパンの上縁部には、フック部が設けられており、シートパン前縁部には支持パイプが固定されており、前記フック部を背もたれ部フレームの上縁部支持パイプに係合し、前縁部支持パイプを座部フレームの前端部に形成された凹部に係合して支持させたものである。クッション材をシートパン上に被せて固定し、そのクッション材の弾性力とシートパンの撓みでもって座り心地を改善しようとするものである（例えば、特許文献１参照）。また、前記背もたれ部フレームと、座部フレームとを車体内壁に固定容易とした技術も開示されている（例えば、特許文献２参照）。

また、スプリング等を用いて弾性を付与したものとして、特許文献３に示す作業自動車用サスペンションシートの技術が開示されている。このシートは、座面全体を昇降可能としたシートフレームに常時上方への付勢力を与えるサスペンションスプリングを、ショックアブソーバの可動ロッドと同軸上に組合わせて設けている。そのスプリングの上端にばね受を螺合させて取付けし、さらに、そのばね受の上端側で可動ロッドのねじ部に固定ナットを固定している。この固定ナットを回動操作することにより、ばね受の螺合位置が軸方向に変化し、スプリングの弾性力を調整可能としたものである（例えば、特許文献３参照）。

特開２００２−３７０６４号公報 特開２００２−１７８９１５号公報 実開平５−８４５２９号公報

しかし、特許文献１、特許文献２に記載のシートでは、座部の弾性力をより大きくしたい場合には、クッション材を厚くする必要があるので、シートを構成する部品が大きくなりがちである。部品が大きくなると、シート取り付けの際の手間と、材料等のコストが増大するので好ましくない。

また、特許文献３に記載のサスペンションシートは、腰を掛けると平行リンクを介して座面を構成するシートフレーム全体が一様に下方へ沈むので、その座面が沈む動作に応じて、着席者は、その座面上において腰を掛ける位置、足の置く位置を微妙にずらすなどして、座りやすい位置、体勢に整える必要がある。着席中に体勢を何度も変えることは、腰への負担が大きいので好ましくない。また、シートの弾性確保のためにショックアブソーバを使用することは、構造を複雑なものにし高価になるので、特に、車両用のシートにおいては、より簡易な構造のものが望まれる場合がある。

そこで、この発明は、シートを簡易な構造とするとともに、腰への負担を和らげることを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、シートの座面を構成するシートパンの前端部を動かないように固定し、後端部を昇降可能に支持して、その後端部を上方へ向かって付勢したのである。このようにすれば、腰を掛けた際に座面の後端部が下方に沈んでも、前端部、すなわち膝下に当たる部分はほとんど沈まないので、着席者は姿勢を整える必要がない。このため、姿勢を整える際に生じる腰への負担を少なくすることができる。

具体的な構成は、座部と背もたれ部とを有するシートフレームの前記座部前端にシートパンの前端部を不動に固定するとともに、そのシートパンの後端部をシートフレームに昇降可能に支持し、そのシートフレームには、前記シートパンの後端部を上方へ向かって付勢する弾性機構を設けたのである。このようにすれば、シート座部の弾性力は、すべて、後端部に配置した弾性機構によって付与されるので、その弾性機構によって必要な弾性力を確保すれば、他の部分において、クッション材等のシート各部部品を大型化させることがない。このため、コンパクト、シンプルなシート構造とし得る。

また、腰を掛けた際にシートパンの後端部が下方に沈んでも、シートパンの前端部は不動であるので、着席者は、足や腰の位置を調整するために座り直す必要がない。このため、簡易なシート構造でもって、着席者の腰への負担を少なくすることができる。

また 前記シートパンの後端部を、コイルバネを介して前記背もたれ部に吊して支持するようにし、そのコイルバネをもって前記弾性機構とした構成を採用し得る。このようにすれば、シートパン後端部の上方に位置する空間、すなわち背もたれ部の背面スペースを活用して前記弾性機構を配置することができるので、その弾性機構を配置するスペースを上下方向に広く確保することができる。弾性機構を配置するスペースが広いので、例えば、比較的全長の長いコイルバネを使用すれば、そのバネ全長や巻き数の設定により座面に求められる所定の弾性を確保しやすい。

さらに、前記シートフレームにストッパを設け、前記シートパンが前記ストッパへ当接することにより、そのシートパンの昇降範囲を規制するようにした構成を採用し得る。この昇降範囲の規制は、昇降範囲の上限を設定することもできるし、昇降範囲の下限を設定することもでき、また、上下限ともに設定するようにしてもよい。昇降範囲に下限を設ければ、弾性機構に設定される弾性の程度にかかわらず、その最大沈下量に上限を設けて沈みすぎを抑えることができ、また、昇降範囲に上限を設ければ、腰をあげた時のシートパンの過大な跳ね上がりを防ぐことができる。

また、そのシートパンは、着席者の体重により下がりつつある際には、それほど撓まないものの、そのシートパンがストッパに当接して昇降範囲の下限に至れば、シートパンは、その後は体重を受けて適度に撓むので継続して弾性を確保し得る。

さらに、このシートフレームの背もたれ部を壁面に取り付け、前記座部はその壁面から前方に突出して設けるようにしてもよい。このようにすれば、シートパンの後端部は壁面と一体の背もたれ部に昇降可能に支持されるので、着席者の荷重は、背もたれ部のみならず壁面にも作用する。このため、シートフレームの構造を簡素化し得る。また、そのシートフレームを壁面に沿って連続的に、あるいは所定の間隔で断続的に設置し、そのシートフレームに支持されるシートパンを壁面に沿って、前記シートフレームに対応する所定の延長で設ければ、複数人が横並びで着席できるロングシートタイプのシート構造とすることも可能である。

この発明は、以上のようにしたので、シートを簡易な構造とするとともに、腰への負担を和らげることができる。

一実施形態の右側面図 同実施形態の正面図 図２の平面図 シートフレームの詳細図 コイルバネの作用を示す荷重−たわみ線図 他の実施形態の要部拡大図

一実施形態を図１乃至図５に示す。この実施形態のシート構造は、鉄道用車両、特に通勤用、近郊用車両を中心に使用され、車体の側部壁面に沿って設けられるロングシートタイプのシート２０に採用するものである。

その構造は、図１に示すように、客室内において、列車の進行方向（線路方向）に沿う車体側部壁面Ｗに、シートフレーム１の基板４がボルト４ａで固定され、その基板４には、図４（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示す断面コの字型の座部受１２と側受１３とが、一体となって図４（ｂ）に示すように客室側へ突出して設けられる。座部受１２は、図示するように、基板４への取付部分である根元部２ｂから前端部２ａへとほぼ水平に客室側に突出して伸び、着席者が壁面Ｗを背に腰を掛けた際に、その前端部２ａが、着席者の膝下にあたる部分に位置するようになっている。また、側受１３は、前記座部受１２と同様に、基板４への取付部分である根元部２ｂから前端部２ａへとほぼ水平に客室側に突出して伸びるとともに、その根元部２ｂから基板４にそって上端部３ｂへと上方に向かって延びて、図１に示すように、側部壁面Ｗに直交する方向の断面がＬ字型を成している。

その座部受１２と側受１３とは、前記根元部２ｂから前端部２ａに至る前記水平部分でもって、シートフレーム１の座部２を構成し、さらにその側受１３は、前記根元部２ｂから基板４に沿って上端部３ｂに至る基板４に沿う部分でもって、その基板４とともにシートフレーム１の背もたれ部３を構成する。

この座部受１２と側受１３とは、側部壁面Ｗに沿って車体長さ方向に所定の間隔毎に設けられる。図２は、そのシートフレーム１が側壁面Ｗに取り付けられた状態を示す正面図である。シート２０の長さは、客室内において、その設置箇所に応じて２人掛け、３人掛け、あるいはそれ以上の人数に対応できるよう適宜の長さで設けられることから、この一つのロングシートに対して、前記座部受１２と側受１３とを設置する個数、間隔は、そのロングシート長さに応じて着席者を支持する強度が不足しない程度の充分なものとされる。なお、基板４は、図２に示すように、前記座部受１２と側受１３と同位置のみ設置してもよいし、側部壁面Ｗに沿って車体の長さ方向に連続的に設けてもよい。

このシートフレーム１の座部２上方にシートパン５を取り付ける。その取り付け方法は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、前記座部２の前端部２ａにおいて、座部受１２と側受１３とを貫通するように側部壁面Ｗに沿って前パイプ１４が設けられており、その前パイプ１４にシートパン５の前端部５ａをビス等を介して不動に固定する。このとき、座部２は基板４に不動に固定されているので、シートパン５の前端部５ａは、床面から一定の高さにて上下左右いずれの方向にも動かないように固定される。

また、シートパン５の後端部５ｂには、図１に示すように、フック部７が設けられており、このフック部７に、弾性機構１０たるコイルバネ１１の下端部が接続される。そのコイルバネ１１の上端部は、軸状のバネ掛１７の下部に接続されており、そのバネ掛１７の上部が、前記背もたれ部３の基板４に設けた背ずり受１６に吊して支持される。バネ掛１７は、図２に示すように、前記背ずり受１６を構成する支持パイプを上下方向に貫通して、そのバネ掛１７上部にナット１７ａがねじ込まれて固定される。

このコイルバネ１１の接続により、シートパン５の後端部５ｂは、シートフレーム１に昇降可能に支持され、同時に、その後端部５ｂは、そのコイルバネ１１の弾性力により上方へ向かって付勢されるようになる。なお、前記ナット１７ａのねじ込み量を加減することにより、前記バネ掛１７及びコイルバネ１１の上端部の背ずり受１６に対する軸方向（上下方向）の位置を変化させることができる。

このシートパン５には、例えば、亜鉛メッキ鋼板など金属製の薄板が使用できるが、その材質は自由であり、金属のほか、樹脂、あるいはガラス繊維等を含む樹脂なども使用可能である。なお、シートパン５は、作用した荷重により適度に撓むものであれば、そのシートパン５上に座った際に、シートパン５がしなるように変形して弾性を向上できるので好ましい。

また、このシートフレーム１にストッパ１９が設けられ、前記シートパン５が前記ストッパ１９へ当接することにより、そのシートパン５の昇降範囲を規制する。そのストッパ１９の詳細は、図１に示すように、前記前端部２ａと根元部２ｂとの中程において、座部受１２と側受１３とを貫通するように側部壁面Ｗに沿って後パイプ１５が設けられている。この後パイプ１５は、前記前パイプ１４との間を側部壁面Ｗに沿って所定の間隔毎に連結部材１８で連結されて、その前パイプ１４と一体となっている。

この後パイプ１５に、側部壁面Ｗに沿って所定の間隔毎にストッパ１９をねじ込んで固定する。ストッパ１９は、ゴム等の弾性体からなる頭部とその頭部に接続されたねじ部とを有しており、このねじ部が前記後パイプ１５にねじ込まれて、その頭部が後パイプ１５の下面に突出する下部ストッパ１９ａ、及びその頭部が後パイプ１５の上面に突出する上部ストッパ１９ｂを形成する。

このストッパ１９の作用は、まず、下部ストッパ１９ａは、前記シートパン５に着席者の荷重が加わらない無載荷の状態で、図１に実線で示すように、シートパン５の下面に突出して設けた当接板６の水平部６ａ上面に当接するようになっており、コイルバネ１１の付勢力によってシートパン５の後端部５ｂが過度に上昇しないようになっている。また、上部ストッパ１９ｂは、前記シートパン５に着席者の荷重が加わった状態で、図中に鎖線で示すように、シートパン５の下面の当接部６ｂに当接するようになっており、シートパン５の後端部５ｂが過度に下降しないようになっている。上下両ストッパ１９ａ，１９ｂの作用により、シートパン５の後端部５ｂは、上下方向にその昇降範囲が規制される。

このシートパン５には、その上面に面ファスナ等を介して所定の形状の座部クッション材２２が取り付けられる。座部クッション材２２は、その下面の形状が前記シートパン５の上面形状に合わせて形成されており、両者が密着するようになっている。また、座部クッション材２２は、その上面の形状が、着席者の体のラインに沿うように凹状に形成されている。

また、前記シートフレーム１の背もたれ部３には、図１に示すように、背ずり板２１が設けられる。背ずり板２１は、その背面に対向する対の板バネからなる取付金具２４が設けられ、この取付金具２４が前記背ずり受１６を挟んで、背もたれ部３に背ずり板２１を固定する。また、背ずり板２１は、前記上端部３ｂの客室側側面に当接して、水平方向に位置決めされるようになっている。

この背ずり板２１にも、面ファスナ等を介して所定の形状の背もたれ部クッション材２３が取り付けられる。背もたれ部クッション材２３は、その裏面（壁面側）の形状が前記背ずり板２１の形状に合わせて形成されており、両者が密着するようになっている。また、背もたれ部クッション材２３は、その表面（客室側）の形状が、着席者の体のラインに沿うように凹状に形成されている。着席者は、前記座部クッション材２２上に腰をかけるとともに、この背もたれ部クッション材２３に背中を宛がうように着席する。

このシート２０に着席した際の作用を説明すると、着席者が腰を下ろすとその荷重がシートパン５に下向きに作用し、そのシートパン５は、前端部５ａを中心に回動して、後端部５ｂがコイルバネ１１の付勢力に抗して押し下げられる。一定以上の荷重が作用すると、図１に鎖線で示すように、前記シートパン５下面の当接部６ｂに上部ストッパ１９ｂが当接し、シートパン５の後端部５ｂの降下が停止する。また、着席者が腰を上げると、シートパン５は、前端部５ａを中心に回動し、後端部５ｂがコイルバネ１１の付勢力によって上昇する。このとき、前記シートパン５に設けた当接板６の水平部６ａ上面に下部ストッパ１９ａが当接し、シートパン５の後端部５ｂの上昇が停止する。このとき、着席者が、勢いよく腰を上げた場合にも、このストッパ１９ａ，１９ｂの作用によりシートパン５が大きくバウンドしないようになっている。

また、列車の走行に伴い車体に動揺が生じると、着席者の体には、その動揺により体を揺らそうとする力が作用する。この実施形態のロングシートにおいては、着席者は車体の側部壁面Ｗを背に列車の進行方向に対して横向き、すなわち線路直角方向を向いて着席しているため、特に車体の左右動に対して着席者の上半身には、体の向きに対して前後方向の揺れが伝わりやすい。このとき、シートパン５の前端部５ａは不動であるので、着席者は、シートパン５の後端部５ｂに付与された弾性でもって乗り心地を維持しつつ、その前後方向の体の揺れに対しては、シートパン５が不動となる膝下の部分でもってしっかりと踏ん張ることができる。このため、列車の動揺に対して、着席者に快い座り心地を提供することができ、また、座る姿勢が安定するので、腰への負担も少なくなる。

さらに、このシート２０は、弾性機構１０としてコイルバネ１１を使用することにより、着席の際の腰への負担をさらに軽減できるようになっている。これは、全長の長いコイルバネに荷重を加えた際に生じるそのバネ全長の伸び量（シートパンの沈下量に相当）は、その座りはじめの時期、すなわち作用する荷重が小さい領域において、同等な弾性係数を有する他の弾性材のそれと比較して相対的に小さいものに抑えることができることによるものである。図５は、使用する弾性機構の種別による荷重とたわみ量との関係の差異を示したグラフであり、座面の下部全体にウレタン等のクッション材を使用した実施例Ａや、あるいは、短小の円錐バネ等を多数配置した一般的なシートの実施例Ｂと比較して、コイルバネ１１を使用した実施例Ｃが、座面へ体重を少しかけた状態、すなわち座りはじめの時期に対応する初期沈下量を小さくすることができることを示している。このように初期沈下量が小さいので、座りはじめの時期に腰をかがめた状態に生じる腰への負担をより小さいものとし得るのである。

なお、この実施形態では、コイルバネ１１の上端部を軸状のバネ掛１７の下部に接続して、そのバネ掛１７を背ずり受１６に固定したが、この実施形態には限定されず、コイルバネ１１の上端位置を調整する必要がない場合には、図６に示すように、背ずり受１６にコイルバネ１１の上端部を直接吊してもよい。

また、この実施形態の弾性機構１０は、コイルバネ１１を介してシートパン５を背もたれ部３に吊して構成したが、この実施形態には限定されず、背もたれ部３に吊すことに代えて、シートパン５の下方から押し上げるように付勢した構成も採用し得る。また、例えば、ゴム等の弾性体を使用するなどコイルバネ以外の弾性機構１０も使用可能である。

さらに、この実施形態のシート構造は、車体の側部壁面Ｗに沿って設けられるロングシートタイプのシートに採用したが、この実施形態には限定されず、ロングシート以外のタイプのシート、例えば、前記シートフレーム１を車体の妻部側壁に設けたシートに採用してもよい。また、シートフレーム１を車体の壁面に取り付ることなく床面に自立させて設けた周知のクロスシートタイプのシートやリクライニング可能なシートにも使用可能である。

また、このシート構造は、鉄道用車両のみならず、自動車、航空機、船舶等の輸送機器の客室用等のシート構造として、また、一般的な家具としてのシート構造としても採用可能である。

１ シートフレーム
２ 座部
２ａ 前端部
２ｂ 根元部
３ 背もたれ部
３ｂ 上端部
４ 基板
５ シートパン
５ａ 前端部
５ｂ 後端部
６ 当接板
６ａ 水平部
７ フック部
１０ 弾性機構
１１ コイルバネ
１２ 座部受
１３ 側受
１４ 前パイプ
１５ 後パイプ
１６ 背ずり受
１７ バネ掛
１７ａ ナット
１８ 連結部材
１９ ストッパ
１９ａ 下部ストッパ
１９ｂ 上部ストッパ
２０ シート
２１ 背ずり板
２２ 座部クッション材
２３ 背もたれ部クッション材
２４ 取付金具

Claims (4)

1. 座部２と背もたれ部３とを有するシートフレーム１の前記座部２前端にシートパン５の前端部５ａを不動に固定するとともに、そのシートパン５の後端部５ｂをシートフレーム１に昇降可能に支持し、そのシートフレーム１には、前記シートパン５の後端部５ｂを上方へ向かって付勢する弾性機構１０を設けたことを特徴とするシート構造。
2. 前記シートパン５の後端部５ｂは、コイルバネ１１を介して前記背もたれ部３に吊して支持され、そのコイルバネ１１をもって前記弾性機構１０としたことを特徴とする請求項１に記載のシート構造。
3. 前記シートフレーム１にストッパ１９を設け、前記シートパン５が前記ストッパ１９へ当接することにより、そのシートパン５の昇降範囲を規制することを特徴とする請求項１又は２に記載のシート構造。
4. 前記シートフレーム１の背もたれ部３は壁面Ｗに取り付けられ、前記座部２はその壁面Ｗから前方に突出して設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のシート構造。

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