JP2013006452A - 自動車用シート - Google Patents

Abstract

【課題】乗員の頭部を早期に且つ確実に受け止めて、むち打ち症の大幅な低減を図る。
【解決手段】自動車用シート１は、背もたれ部３が、シート部２に連結されて上端６にヘッドレスト４が備えられるメインフレーム５と、上端がメインフレーム５から前方へ離れる前側の揺動位置とメインフレーム５へ近づく後側の揺動位置との間で前後へ揺動可能に支持されるサブフレーム８と、そのサブフレーム８を前側の揺動位置へ弾性的に付勢する付勢手段１５とを含んでなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の座席に適用し、後続車からの追突を受けた際に乗員が受ける衝撃を軽減して、むち打ち症の大幅な低減を図る自動車用シートに関する。

従来から追突による衝撃を軽減する座席としては、シート材の硬度やバネの配置の最適化を図り、追突時の衝撃を緩和するものが知られている。

しかしながら、このような追突では、追突時に後続車の衝突エネルギーを前方の車が受けることから、被害を受けた前方の車は前方へと移動することとなり、この時に前方の車の座席に座っている乗員は、車が前方へと移動することに対してやや取り残されるようになり、体がシートバックに沈み込む方向に押し付けられることとなっていた。
その為、乗員の頭部を拘束できず、頸椎のＳ字変形と後屈とが起こり、むち打ち症が発生するものと考えられており、シート材の硬度やバネの配置の最適化だけでは、むち打ち症を大幅に低減することができなかった。

そこで、特許文献１には、座席のシートバックを、座席に固定されるシートバックフレームと、シートバックフレームの上端に設けた回動支持パイプに中間部が連結され、上端にヘッドレストが固定される揺動フレームとで構成した発明が開示されている。これによれば、車両が追突されると、乗員がシートバックに潜り込むことで揺動フレームが回転してヘッドレストが前方に変位する。この前方に変位したヘッドレストで乗員の頭部を受け止めることにより、むち打ち症の大幅な低減を図ることができる。

特開２００４−１４８９４２号公報

しかしながら、上記特許文献１のシートバックでは、揺動フレームの回転によってヘッドレストが変位するため、乗員の頭部を安定して受け止めることができないおそれがあった。また、揺動フレームが追突時の衝撃を直接受けることになるため、衝突エネルギーの吸収が十分に行えないおそれがある上、大幅な部品点数の増加となってコストアップに繋がっていた。

そこで、本発明は、簡単な構造で、乗員の頭部を早期に且つ確実に受け止めて、むち打ち症の大幅な低減を図ることができる自動車用シートを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、シート部と、当該シート部の後方に連結される背もたれ部とからなり、前記背もたれ部の上端にヘッドレストが設けられる自動車用シートであって、
前記背もたれ部が、前記シート部に連結されて上端に前記ヘッドレストが備えられるメインフレームと、上端が前記メインフレームから前方へ離れる前側の揺動位置と前記メインフレームへ近づく後側の揺動位置との間で前後へ揺動可能に支持されるサブフレームと、そのサブフレームを前記前側の揺動位置へ弾性的に付勢する付勢手段とを含んでなることを特徴とするものである。
なお、本発明のヘッドレストは、背もたれ部の上端に取り付けられる別体ものだけでなく、背もたれ部を高くすることでヘッドレストと一体にしたハイバック仕様も含むものとする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加え、前記メインフレームに、前記サブフレームの中間部位を回転可能に連結すると共に、前記メインフレームの上部及び下部に、前記サブフレームの前側及び後側の揺動位置を規制するストッパをそれぞれ設けて、前記サブフレームの前後への揺動を可能としたことを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明に加え、前記サブフレームの内側に、前後方向での衝撃吸収手段を設けたことを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加え、前記付勢手段は、前記メインフレームと前記サブフレームとの連結部に設けられ、一端が前記メインフレームに、他端が前記サブフレームにそれぞれ係止するねじりコイルバネであることを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明に加え、前記付勢手段は、前記サブフレームの上端側で前記メインフレームと前記サブフレームとの間に介在される圧縮コイルバネであることを特徴とするものである。

請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の発明に加え、前記付勢手段は、前記メインフレームと前記サブフレームとの連結部よりも下方側で前記メインフレームと前記サブフレームとの間に張設された引張コイルバネであることを特徴とするものである。

請求項７に記載の発明は、請求項２に記載の発明に加え、前記付勢手段は、前記メインフレームと前記サブフレームとの連結部に設けられ、一端が前記メインフレームに、他端が前記サブフレームにそれぞれ係止する渦巻きバネであることを特徴とするものである。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明に加え、前記付勢手段を、前記メインフレームの中間部位へ前後方向に設けられ、前後端が上下に揺動可能なリンクプレートと、そのリンクプレートの後端と前記メインフレームとの間に張設されて前記リンクプレートの前端を前記サブフレームに押圧させる引張コイルバネとで形成したことを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、サブフレームの揺動によって乗員の頭部を早期にヘッドレストで確実に拘束することができ、むち打ち症の大幅な低減を図ることが可能となる。また、衝突エネルギーを受け止めて後側の揺動位置へ揺動したサブフレームをメインフレームが受け止める格好となるため、衝突エネルギーの吸収をサブフレームとメインフレームとで二段階に行えると共に、背もたれ部としての強度はメインフレームで確保することができ、コストも抑えることができる。

請求項２に記載の発明によれば、サブフレームの前後への揺動を簡単な構成で実現することができる。

請求項３に記載の発明によれば、衝撃吸収手段の採用により、サブフレームにおいて衝突エネルギーをダイレクト且つ効果的に吸収させることが可能となる。

請求項４〜８に記載の発明によれば、付勢手段を少ない部品点数で安価に製作することができ、幅広い車種への適用も可能となる。

自動車用シートの全体の構成を示す説明図である。 （ａ）は、背もたれ部の構成を示し、（ｂ）は、断面を示す断面拡大図である。 （ａ）は、サブフレームが前方へ揺動した状態を示し、（ｂ）は、後方へ揺動した状態を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、衝撃吸収手段の変更例を示す説明図である。 （ａ）は、付勢手段の変更例を示し、（ｂ）は付勢手段に圧縮コイルバネを用いた断面を示す断面拡大図である。 （ａ）は、付勢手段の変更例を示し、（ｂ）は付勢手段に引張コイルバネを用いた断面を示す断面拡大図である。 （ａ）は、付勢手段の変更例を示し、（ｂ）は付勢手段に渦巻きバネを用いた断面図を示す断面拡大図である。 （ａ）は、付勢手段の変更例を示し、（ｂ）は付勢手段に引張コイルバネを用いた断面を示す断面拡大図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

まず初めに、本発明の自動車用シート１は、図１に示すように、自動車内に設けられ、乗員が座るもので、前側の運転席や助手席に多く採用される。但し、本発明は背もたれ部を備えた自動車用シートであれば、車両内の位置は特定しない。なお、図では内部機構のみを表し、ウレタン等のクッションパッドや外側のカバーは省略している。

この自動車用シート１は、シート部２と、このシート部２の後方に連結される背もたれ部３とからなり、背もたれ部３の上端６にヘッドレスト４がブラケット１３，１３を介して設けられている。
このうち、背もたれ部３は、シート部２に連結されて、図２（ａ）に示すように、上端６にブラケット１３，１３を介してヘッドレスト４が備えられるメインフレーム５と、上端がメインフレーム５から前方へ離れる前側の揺動位置とメインフレーム５へ近づく後側の揺動位置との間で前後へ揺動可能に支持されるサブフレーム８と、そのサブフレーム８を前側の揺動位置へ弾性的に付勢する付勢手段１５とで構成される。

次に、メインフレーム５は、図２（ａ）に示すように、上端６と下端７，７とで構成された逆Ｕ字状のパイプを有し、そのパイプの下端７，７には、板材をＬ字状に折り曲げ形成したサイドプレート１２，１２が取り付けられている。
そして、サブフレーム８は、パイプを略四角形状に折り曲げ形成したもので、サブフレーム８の中間部位９内側には、ヒンジ板１４，１４が後ろ向きに突設されている。また、サブフレーム８の内側には、衝撃給手段としてのメッシュシート１１が張設されている。

なお、このメッシュシート１１は、特許第３２００４０９号公報に開示されるように、サブフレーム８の形状に対応した凹部が形成され、冷却装置を具備した金型に、サブフレーム８に張設される面積よりも大きく裁断されたメッシュシートを被せ、当該メッシュシートにテンションをかけつつ、四方からメッシュシートを金型にクランプし、サブフレーム８に溶融した熱可塑性樹脂の被膜を形成して、メッシュシートをクランプしたまま、被膜が形成されたサブフレーム８をメッシュシートの上から金型の凹部に嵌め込むことにより被膜をメッシュシートに浸透させた後、冷却装置によって被膜を固化させることで張設されている。これにより、サブフレーム８にメッシュシート１１を直接張設することができると共に、張設後のメッシュシート１１の耐久性も良好となっている。また、メッシュシート１１の張力のみで着席時のフィーリング確保が可能となるため、ウレタン等を削減できる上、通気性も向上する。

一方、メインフレーム５におけるサイドプレート１２，１２の互いの対向面には、取付軸１８がそれぞれ突設されて、サブフレーム８のヒンジ板１４，１４を貫通することで、サブフレーム８を取付軸１８を中心に前後へ揺動可能に連結している。メインフレーム５のサイドプレート１２，１２の間には、サブフレーム８の前側の揺動位置を規制するワイヤーストッパ１７が架設され、パイプの下端７，７間には、サブフレーム８の後側の揺動位置を規制するストッパ１０，１０がそれぞれ設けられている。

そして、付勢手段１５は、ヒンジ板１４を貫通した取付軸１８に外装され、一端がヒンジ板１４に、他端がサイドプレート１２にそれぞれ係止するねじりコイルバネ１６となっている。１９は、サブフレーム８を取付軸１８に固定するボルトである。
従って、メインフレーム５に揺動可能に連結されるサブフレーム８は、ねじりコイルバネ１６により、図３（ａ）に示す矢印方向へ回転付勢されることになる。

以上の如く構成された自動車用シート１を用いて、後続車からの追突を受けた際のむち打ちの軽減は、以下のように行われる。

まず通常の使用状態では、ねじりコイルバネ１６の付勢により、サブフレーム８は、図３（ａ）に示すようにて、下端がワイヤストッパ１７に当接する前側の揺動位置に保持される。この揺動位置は乗員が座っても変わらない。
次に、車両に後続車が追突した場合、追突時には後続車の衝突エネルギーを前方の車が受けることとなるから、被害を受けた車両は更に前方へと移動することとなる。これにより乗員は、車両の動作に対して取り残される格好となり、上体が背もたれ部３に沈み込むように後方へ押し付けられる。よって、サブフレーム８には、ねじりコイルバネ１６の付勢力よりも大きい力が加わり、取付軸１８を中心に図３（ｂ）に示すように矢印方向へ回転し、ストッパ１０に当接する後側の揺動位置まで揺動する。

よって、乗員の上体もサブフレーム８と共に後方へ揺動し、頭部がヘッドレスト４に早期に当接して確実に拘束されることとなり、むち打ち症の大幅な低減が図られる。特に、サブフレーム８では、内側に張設したメッシュシート１１が全体で衝撃を吸収できるため、乗員の着座姿勢や体格差等にかかわらずサブフレーム８を確実に後方へ揺動させることができ、むち打ち低減効果のばらつきが少なくなる。

以上のように、本発明の自動車用シート１は、背もたれ部３が、シート部２に連結されて上端６にヘッドレスト４が備えられるメインフレーム５と、上端がメインフレーム５から前方へ離れる前側の揺動位置とメインフレーム５へ近づく後側の揺動位置との間で前後へ揺動可能に支持されるサブフレーム８と、そのサブフレーム８を前側の揺動位置へ弾性的に付勢する付勢手段１５とを含んでなることにより、サブフレーム８の揺動によって乗員の頭部を早期にヘッドレスト４で確実に拘束することができ、むち打ち症の大幅な低減を図ることが可能となる。また、衝突エネルギーを受け止めて後側の揺動位置へ揺動したサブフレーム８をメインフレーム５が受け止める格好となるため、衝突エネルギーの吸収をサブフレーム８とメインフレーム５とで二段階に行えると共に、背もたれ部３としての強度はメインフレーム５で確保することができ、コストも抑えることができる。

また、メインフレーム５に、サブフレーム８の中間部位９を回転可能に連結すると共に、メインフレーム５の上部６に、サブフレーム８の前側の揺動位置を規制するストッパ１０，１０を、下部７に、サブフレーム８の後側の揺動位置を規制するワイヤーストッパ１７を、それぞれ設けて、サブフレーム８の前後への揺動を可能としたことにより、サブフレーム８の前後への揺動を簡単な構成で実現することができる。

なお、本発明の自動車用シート１の構成は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、乗員の頭部を早期に拘束し、むち打ち症の大幅な低減を図るものであれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で必要に応じて適宜変更することができる。
例えば、衝撃吸収手段は、必ずしもサブフレーム８の内側にメッシュシート１１を設けた構成である必要はなく、図４（ａ）に示すように、サブフレーム８内側に２本のワイヤ５６，５６を上下に所定間隔をおいて左右方向に張設し、そのワイヤ５６，５６の前側に、左右両端が拡開するコ字状のパネル５７を固定した構成としても良い。この場合、パネル５７で乗員の上体を受け止めることができ、ホールド性が良好となる。

また、図４（ｂ）に示すように、サブフレーム８内側に２本のＳバネ５８，５８を上下に所定間隔をおいて左右方向に張設し、そのＳバネ５８，５８の前側にパネル５９を固定した構成としてもよい。なお、Ｓバネ５８は、パネル５９の背面に位置する部分は直線状となっている。
さらに、図４（ｃ）に示すように、サブフレーム８内側に、複数（ここでは３本）のＳバネ５８，５８を、上下に所定間隔をおいて左右方向に張設する構成としても良い。
このようなＳバネを採用した衝撃吸収手段においても、Ｓバネの弾性によって衝突エネルギーを吸収しつつサブフレーム８へ効率良く伝達することができる。また、着席時のフィーリングも良好となる。

一方、付勢手段１５も適宜変更可能である。以下各変更例を説明する。
図５は、サブフレーム８の上端に設けられたベースブラケット２１，２１と、メインフレーム５内で左右方向に架設されたコ字状のバックパネル２２との間に、付勢手段１５として一対の圧縮コイルバネ２０，２０を前後方向に介在させて、圧縮コイルバネ２０，２０の反発力によってサブフレーム８を前側の揺動位置に付勢したものである。この構造であれば付勢手段が少ない部品点数で簡単に形成できる。

図６は、メインフレーム５とサブフレーム８との連結部である取付軸１８よりも下方側で、サイドプレート１２，１２間に架設したクロスパイプ２５上に設けられた係止片２７，２７と、サブフレーム８の下端に設けられた係止片２８，２８との間に、付勢手段１５としての一対の引張コイルバネ２６，２６を張設して、引張コイルバネ２６，２６の引張力によってサブフレーム８を前側の揺動位置に付勢したものである。この構造であれば、サブフレーム８の上端とメインフレーム５との間に他の構造が介在されないため、図５の場合に比べてサブフレーム８の揺動範囲の設定の自由度が高い利点がある。

図７は、メインフレーム５とサブフレーム８との取付軸１８に、中心側の端部が取付軸１８に連結される渦巻きバネ３５を巻回して、渦巻きバネ３５の外側の端部を、サブフレーム８に設けた係止板３６のピン３７に係止させることで、サブフレーム８を前側の揺動位置へ回転付勢したものである。この構造であれば、渦巻きバネ３５等の付勢手段が取付軸１８近傍でコンパクトに形成できる。

図８は、メインフレーム５の左右の中間部位４４に、内側へ突出する軸４２によってリンクプレート４１を、前後端が上下に揺動可能に軸着し、リンクプレート４１の後端とメインフレーム５の上端に設けた係止片４３，４３との間に、引張コイルバネ４０をそれぞれ張設して、引張コイルバネ４０，４０の引張力により、リンクプレート４１を回転付勢してその前端でサブフレーム８を前方へ押圧させて、前側の揺動位置へ付勢したものである。
これらの変更例においても、付勢手段を少ない部品点数で安価に製作することができ、幅広い車種への適用も可能となる。

そして、上記形態では、サブフレームの中間部位をメインフレームへ回転可能に連結してサブフレームを前後へ揺動させているが、サブフレームの下端をメインフレームの下端やシート部へ回転可能に連結して前後へ揺動させることも可能である。

１・・自動車用シート、２・・シート部、３・・背もたれ部、４・・ヘッドレスト、５・・メインフレーム、６・・上部、７・・下部、８・・サブフレーム、９・・中間部位、１０・・ストッパ、１１・・メッシュシート、１２・・サイドプレート、１３・・ブラケット、１４・・ヒンジ板、１５・・付勢手段、１６・・ねじりコイルバネ、１７・・ワイヤーストッパ、１８・・取付軸、１９・・ボルト、２０・・圧縮コイルバネ、２１・・ベースブラケット、２２・・バックパネル、２５・・クロスパイプ、２６・・引張コイルバネ、２７・・係止片、２８・・係止片、３５・・渦巻きバネ、３６・・係止板、３７・ピン、４０・・引張コイルバネ、４１・・リンクプレート、４２・・軸、４３・・係止片、４４・・中間部位、５６・・ワイヤ、５７・・パネル、５８・・Ｓバネ、５９・・パネル。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、シート部と、当該シート部の後方に連結される背もたれ部とからなり、前記背もたれ部の上端にヘッドレストが設けられる自動車用シートであって、
前記背もたれ部が、前記シート部に連結されて上端に前記ヘッドレストが備えられるメインフレームと、上端が前記メインフレームから前方へ離れる前側の揺動位置と前記メインフレームへ近づく後側の揺動位置との間で前後へ揺動可能に支持されるサブフレームと、そのサブフレームを前記前側の揺動位置へ弾性的に付勢する付勢手段とを含んでなり、 前記メインフレームに、前記サブフレームの中間部位を回転可能に連結すると共に、前記メインフレームの上部及び下部に、前記サブフレームの前側及び後側の揺動位置を規制するストッパをそれぞれ設けて、前記サブフレームの前後への揺動を可能としたことを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加え、前記サブフレームの内側に、前後方向での衝撃吸収手段を設けたことを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加え、前記付勢手段は、前記メインフレームと前記サブフレームとの連結部に設けられ、一端が前記メインフレームに、他端が前記サブフレームにそれぞれ係止するねじりコイルバネであることを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明に加え、前記付勢手段は、前記サブフレームの上端側で前記メインフレームと前記サブフレームとの間に介在される圧縮コイルバネであることを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加え、前記付勢手段は、前記メインフレームと前記サブフレームとの連結部よりも下方側で前記メインフレームと前記サブフレームとの間に張設された引張コイルバネであることを特徴とするものである。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加え、前記付勢手段は、前記メインフレームと前記サブフレームとの連結部に設けられ、一端が前記メインフレームに、他端が前記サブフレームにそれぞれ係止する渦巻きバネであることを特徴とするものである。

請求項７に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明に加え、前記付勢手段を、前記メインフレームの中間部位へ前後方向に設けられ、前後端が上下に揺動可能なリンクプレートと、そのリンクプレートの後端と前記メインフレームとの間に張設されて前記リンクプレートの前端を前記サブフレームに押圧させる引張コイルバネとで形成したことを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、サブフレームの揺動によって乗員の頭部を早期にヘッドレストで確実に拘束することができ、むち打ち症の大幅な低減を図ることが可能となる。また、衝突エネルギーを受け止めて後側の揺動位置へ揺動したサブフレームをメインフレームが受け止める格好となるため、衝突エネルギーの吸収をサブフレームとメインフレームとで二段階に行えると共に、背もたれ部としての強度はメインフレームで確保することができ、コストも抑えることができる。また、サブフレームの前後への揺動を簡単な構成で実現することもできる。

請求項２に記載の発明によれば、衝撃吸収手段の採用により、サブフレームにおいて衝突エネルギーをダイレクト且つ効果的に吸収させることが可能となる。

請求項３〜７に記載の発明によれば、付勢手段を少ない部品点数で安価に製作することができ、幅広い車種への適用も可能となる。

Claims (8)

1. シート部と、当該シート部の後方に連結される背もたれ部とからなり、前記背もたれ部の上端にヘッドレストが設けられる自動車用シートであって、
   前記背もたれ部が、前記シート部に連結されて上端に前記ヘッドレストが備えられるメインフレームと、上端が前記メインフレームから前方へ離れる前側の揺動位置と前記メインフレームへ近づく後側の揺動位置との間で前後へ揺動可能に支持されるサブフレームと、そのサブフレームを前記前側の揺動位置へ弾性的に付勢する付勢手段とを含んでなることを特徴とする自動車用シート。
2. 前記メインフレームに、前記サブフレームの中間部位を回転可能に連結すると共に、前記メインフレームの上部及び下部に、前記サブフレームの前側及び後側の揺動位置を規制するストッパをそれぞれ設けて、前記サブフレームの前後への揺動を可能としたことを特徴とする請求項１に記載の自動車用シート。
3. 前記サブフレームの内側に、前後方向での衝撃吸収手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載用の自動車用シート。
4. 前記付勢手段は、前記メインフレームと前記サブフレームとの連結部に設けられ、一端が前記メインフレームに、他端が前記サブフレームにそれぞれ係止するねじりコイルバネであることを特徴とする請求項２に記載の自動車用シート。
5. 前記付勢手段は、前記サブフレームの上端側で前記メインフレームと前記サブフレームとの間に介在される圧縮コイルバネであることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の自動車用シート。
6. 前記付勢手段は、前記メインフレームと前記サブフレームとの連結部よりも下方側で前記メインフレームと前記サブフレームとの間に張設された引張コイルバネであることを特徴とする請求項２に記載の自動車用シート。
7. 前記付勢手段は、前記メインフレームと前記サブフレームとの連結部に設けられ、一端が前記メインフレームに、他端が前記サブフレームにそれぞれ係止する渦巻きバネであることを特徴とする請求項２に記載の自動車用シート。
8. 前記付勢手段を、前記メインフレームの中間部位へ前後方向に設けられ、前後端が上下に揺動可能なリンクプレートと、そのリンクプレートの後端と前記メインフレームとの間に張設されて前記リンクプレートの前端を前記サブフレームに押圧させる引張コイルバネとで形成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の自動車用シート。

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