JP2013249036A - エネルギー吸収車両用シート - Google Patents

Abstract

【課題】車両後突時におけるシートクッションのサイドフレームのエネルギー吸収量を充分なものとして、充分な衝撃緩和を図る。
【解決手段】車両後突時にシートバック１４に作用する着座者の衝撃荷重が、シートクッション１２との連結部を介してシートクッション１２に伝えられ、シートクッション１２のクッションサイドフレーム３０を変形させることにより前記衝撃荷重エネルギーを吸収する。この場合に、クッションサイドフレーム３０は断面形状が縦方向に長く配設形成された面状フレームとして形成されており、該クッションサイドフレーム３０は着座方向に複数個形成されており、該複数個のサイドフレーム３０Ａ，３０Ｂは前記衝撃荷重がシートクッション１２に作用する際に面状フレームの面状方向に折れ曲がり変形可能に連結されていると共に、折れ曲がり変形時にエネルギーを吸収するエネルギー吸収手段２６が設定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、エネルギー吸収車両用シートに関する。詳細には、車両の前突時や後突時の衝突時に着座者に作用する衝撃荷重をシートクッションのサイドフレームに伝えて、サイドフレームを変形させることによりエネルギーを吸収する車両用シートに関する。

車両用シートは、大別して、着座者が着座するシートクッションと、着座者の背凭れとなるシートバックとから成っている。車両衝突時、例えば車両の後突時に着座者に生じる後方移動の衝撃荷重はシートバックにより受けられる。このシートバックにより受けられた衝撃荷重はシートクッションとの連結部を介してシートクッションにも伝えられる。シートクッションに伝えられた衝撃荷重エネルギーはシートクッションの着座方向の両側位置に配設されるサイドフレームに設定されたエネルギー吸収手段により吸収されて、着座者への後突時の衝撃の緩和を図っている。
下記特許文献１では、シートクッションのサイドフレームに設定されるエネルギー吸収手段を、サイドフレームに荷重エネルギーが作用すると、サイドフレームが車両幅方向に折曲変形することによりエネルギーを吸収する構成としている。
ところで、シートクッションに配設されるサイドフレームは、着座者の着座荷重を受け持つことから、縦方向に対して剛性のある配置構成をとっている。このため、サイドフレームは断面形状が縦方向に長く配設形成された面状フレームとなる配置構成をとっている。

特開２００９−１６６６５８号公報

しかし、上述した特許文献１によるエネルギー吸収方法によるときには、サイドフレームに対する後突衝撃荷重の入力荷重方向に対して、サイドフレームを車両幅方向に折曲変形させるいわゆる面状フレームの面外方向への変形によりエネルギーを吸収するものである。このため、サイドフレームによるエネルギー吸収作用時にサイドフレームが座屈してすぐに荷重が抜けてしまう。この結果、吸収できるエネルギー吸収量が少なく、後突時における衝撃の大きさによっては充分な衝撃緩和を図ることができないという問題を生じることが懸念される。この問題は、シートベルトの一端の支持がシートバックで受持つ構成の車両用シートの場合には、車両の前突時の場合にも生じる。この場合には、車両の前突時に着座者に生じる前方移動の衝撃荷重はシートベルトを介してシートバックにより受けられて、シートクッションに伝えられる。

而して、本発明は上述した問題を解決するものとして創案されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、シートクッションのサイドフレームにおける車両衝突時のエネルギー吸収量を充分なものとして、充分な衝撃緩和を図ることにある。

上記課題を解決するために、本発明の車両用シートは次の手段をとる。
先ず、本発明に係るエネルギー吸収車両用シートの基本的構成は、着座者の座部となるシートクッションと、着座者の背凭れとなるシートバックとからなり、車両衝突時にシートバックに作用する着座者の衝撃荷重が、シートクッションとの連結部を介してシートクッションに伝えられ、シートクッションの着座方向の両側位置に配設されるサイドフレームを変形させることにより前記衝撃荷重エネルギーを吸収する構成である。
そして、かかる構成において、前記サイドフレームは断面形状が縦方向に長く配設形成された面状フレームとして形成されており、該サイドフレームは着座方向に複数個形成されており、該複数個のサイドフレームは前記荷重がシートクッションに作用する際に面状フレームの面状方向に折れ曲がり変形可能に連結されていると共に、該複数個のサイドフレーム間にはその面状方向への折れ曲がり変形時にエネルギーを吸収することのできるエネルギー吸収手段が設定されていることを特徴とする。

上記本発明によれば、車両衝突時に着座者に生じる衝撃荷重はシートバックに作用してシートクッションに連結部を介して伝えられる。シートクッションのサイドフレームは面状フレームとして形成されており、その面内方向に折れ曲がり変形可能に連結され、その折れ曲がり変形時にエネルギーを吸収することのできるエネルギー吸収手段が設定されている。このため、衝撃荷重を面状フレームの面内方向変形に伴いエネルギー吸収手段により吸収することができ、面状フレームへの入力荷重の全てを効率的にエネルギー吸収することができる。したがって、吸収できるエネルギー吸収量が従来より多くなり、衝突時における衝撃緩和を充分図ることができる。

なお、上記手段における車両衝突時にシートバックに作用する着座者の衝撃荷重は車両後突時にシートバックに作用する着座者の衝撃荷重であり、複数個のサイドフレームの面状方向の折れ曲がり変形はシートクッションの着座面方向への山折り変形とされている構成であるのが好ましい。
この構成によれば、車両後突時において着座者に作用する衝撃荷重のエネルギー吸収が効率的に行われる。

また、上記手段における前記エネルギー吸収手段は、ピンが長孔を塑性変形させながら移動することによりエネルギを吸収する構成であり、隣接して配設される一方のサイドフレームに前記長孔が形成され、他方のサイドフレームに前記ピンの支持部材が連結されている構成とするのが好ましい。
この構成によれば、エネルギー吸収が塑性変形により行われるものであるので、摺動摩擦等の場合に比べ安定したエネルギー吸収が行われる。また、エネルギー吸収作用は変形移動範囲に亘って有効に機能するため、比較的なだらかに変位させることができる。

本発明は、上記した手段をとることにより、シートクッションのサイドフレームにおける車両衝突時のエネルギー吸収量を充分なものとすることができて、充分な衝撃緩和を図ることができる。
特に、エネルギー吸収作用を塑性変形により行うものである場合には、安定したエネルギー吸収を行うことができる。また、特に、本発明は、車両後突時におけるエネルギー吸収として有効に機能する構成することができる。

本実施形態の車両用シートを示す側面図である。 図１の車両用シートの主要構成箇所を模式的に示す側面図である。 車両後突時におけるサイドフレームの作動状態図である。 クッションサイドフレームに設けられたエネルギー吸収構成箇所を示す拡大図である。 クションサイドフレームの各種断面構成を示す断面図である。 エネルギー吸収構成の長孔形状を示す図である。 本実施形態のエネルギー吸収構成におけるエネルギー吸収量を示すグラフ線図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は車両用シート１０の全体構成を示す。車両用シート１０は、着座者の着座部となるシートクッション１２と、背もたれとなるシートバック１４と、頭部を支持するヘッドレスト１６とから成る。シートバック１４はシートクッション１２の後部位置（図１で見て右方位置）でリクライニング機構１８により傾動可能に連結されている。
シートバック１４にはバックフサイドレーム２０を備え、シートクッション１２にはクッションサイドフレーム３０を備えており、クッションサイドフレーム３０の後部位置にはブラケット３２がピン結合３４等によりクッションサイドフレーム３０に一体的に取付けられている。そして、このクッションサイドフレーム３０と一体のブラケット３２とバックサイドフレーム２０の下端との間にリクライニング機構１８が装備されている。リクライニング機構１８は着座者が選択した任意の角度θ１に調整された状態でシートバック１４をシートクッション１２に対してロック（固定）した状態とする。なお、この実施形態におけるクッションサイドフレーム３０が本発明のサイドフレームに相当する。また、バックサイドフレーム２０及びクッションサイドフレーム３０はそれぞれ着座者の両側位置に着座方向に配列されて配置されている。

シートクッション１２はそのクッションサイドフレーム３０が高さ調整機構４０及びスライド機構５０を介して車両のフロア（床面）Ｆに配設されている。スライド機構５０はアッパレール５２とローアレール５４とから成っており、ロアレール５４に対してアッパレール５２が着座方向の前後方向にスライド移動可能に配設されている。ロアレール５４は前後位置に配設されたフロア取付ブラケット５６Ｆ，５６ＲによりフロアＦに取付け固定されている。
前後方向に移動可能に配設されたアッパレール５２の上部には取付ブラケット５８が一体的に配設されており、クッションサイドフレーム３０との間に高さ調整機構４０を組込み構成している。クッションサイドフレーム３０とアッパレール５２の取付ブラケット５８との間には、前後にリンク４２，４４が配設されて、該両者３０、５８は連結されている。リンク４２，４４はピン結合４２ａ、４２ｂ、４４ａ，４４ｂにより回動可能にそれぞれの部材３０，５０に取付けられている。このうち、リンク４４のクッションサイドフレーム３０とのピン結合４４ｂ箇所は、詳細な図示は省略したが高さ調整ロック機構４６が装備されており着座者が選択した任意の高さ状態で回動を不可としてロック（固定）した状態とする。なお、高さ調整ロック機構４６はリンク４４にセクタギアが設けられており、このセクタギアをブレーキ固定する構成とされている。
なお、図１において、符号２２はクッション前方フレームで、シートクッション１２の前方骨格を構成する部材である。また、符号２４は補強用パイプフレームで、左右のバックサイドフレーム２０間に架設されてバックサイドフレーム２０の剛性を補強するものである。

図２は図１に示す実施形態の主要箇所の模式図を示す。したがって、図１に対応する構成箇所には同じ符号を付して示した。なお、この図２の構成は車両の後突対応時の配置構成として示されている。
クッションサイドフレーム３０は着座方向に２分割して形成されている。２分割されたクッションサイドフレーム３０は前サイドフレーム３０Ａと後サイドフレーム３０Ｂとから成っており、両者３０Ａ，３０Ｂの連結構成は図４に拡大して示されている。図４に示されるように、その下方位置で相対回動可能にヒンジ結合２８され、上方位置にエネルギー吸収構成２６が配設されている。
クッションサイドフレーム３０は、図５に示されるように、その断面形状が縦方向に長く配置形成された面状フレームとして形成されている。その形態は図５の各図に示されるような構成がある。（ａ）は平面に形成された構成の場合である。（ｂ）は縦方向の上下端に横方向にフランジを形成して、剛性を高めた構成の場合である。（ｃ）はコ字形断面をジグザグに配置して、より一層剛性を高めた構成の場合である。いずれの構成の場合も、全体の構成としては断面形状で見て縦方向に長く形成された面状フレームの構成とされている。これによりヒンジ結合２８された前サイドフレーム３０Ａと後サイドフレーム３０Ｂは面状方向に回動変形可能とされている。この実施形態ではシートクッション１２の着座面方向への山折り変形が可能とされている。なお、クッションサイドフレーム３０の構成材質は、本実施形態では塑性変形によりエネルギー吸収を行う構成であることから、塑性変形可能な金属製とされている。なお、クッションサイドフレーム３０を複数個として山折り可能とする構成は、着座者の両側に配置されるそれぞれのクッションサイドフレーム３０をかかる構成とするのが好ましいが、一側のみをかかる構成とする構成でもよい。

図４に良く示されるように、エネルギー吸収構成２６は、前サイドフレーム３０Ａに形成された塑性変形可能な長孔３６と、連結リンク３８とから成っている。連結リンク３８は前サイドフレーム３０Ａと後サイドフレーム３０Ｂに掛け渡されて配設されている。連結リンク３８の一端のピンロッド３８Ａが前サイドフレーム３０Ａの長孔３６に係合し、他端のピンロッド３８Ｂが後サイドフレーム３０Ｂに形成されたピン孔３９に回動可能に嵌合して支持されている。これにより、２分割された前サイドフレーム３０Ａと後サイドフレーム３０Ｂが山折り変形する際に、連結リンク３８の一端のピンロッド３８Ａが長孔３６内を塑性変形しながら移動していく。ピンロッド３８Ａは長孔３６を塑性変形させるものであることから、長孔３６を形成する部位の剛性より硬い剛性部材として形成されている。なお、この実施形態におけるピンロッド３８Ａが本発明のピンに相当し、ピンロッド３８Ｂが本発明の支持部材に相当する。
図６は塑性変形させられる前サイドフレーム３０Ａに形成される長孔３６を示す。なお、図６に示す長孔３６は、便宜上、直線上に図示してある。実施形態としては、図４に示されるように円弧状に形成される。長孔３６の両側の溝形状は波形状に形成されている。そして、ピンロッド３８Ａの移動が進行するにしたがって溝幅が広く成るように形成されている。尤も、いずれの位置における溝幅もピンロッド３８Ａの径より小さく形成されており、ピンロッド３８Ａの移動により溝部が塑性変形させられるようになっている。
なお、長孔３８の溝形状はエネルギー吸収特性に合わせてその他各種の形状が選択可能なものである。例えば、波形状の溝幅を徐々に広く形成したり、全て同じ溝幅としたり、又は波形状ではなくストレート形状として形成しても良い。

次に、上記構成における後突時のエネルギー吸収作用を説明する。
車両後突時には車両シート１０への着座者には反作用として車両後方向への衝撃荷重が作用する。この衝撃荷重はシートバック１４により受けられて、シートバック１４をリクライニング機構１８を支点として後方へ回動させる作用力として働く。この作用力はリクライニング機構１８の連結部を介してシートクッション１２に伝えられる。詳細には、シートバック１４の後方へ回動作用力はバックサイドフレーム２０によりリクライニング機構１８を介してシートクッション１２側のブラケット３２及び後サイドフレーム３０Ｂに伝えられる。
クッションサイドフレーム３０の前サイドフレーム３０Ａと後サイドフレーム３０Ｂは前後方向に２分割して形成されており、ヒンジ結合２８及びエネルギ―吸収構成２６により山折り変形可能に配設されている。前述の衝突時の衝撃荷重はブラケット３２を介して後サイドフレーム３０Ｂの図２で見て右端部に伝えられる。すると、後サイドフレーム３０Ｂはピン結合４４ｂ箇所を支点として回動可能に配設されているので、図３に示すようにクッションサイドフレーム３０を山折り変形させる。

クッションサイドフレーム３０の山折り変形は、２分割したクッションサイドフレーム３０Ａ、３０Ｂの、図４で見て、ヒンジ結合２８箇所を支点として上方部が離間する動きとなる。この動作により当該上方部に配設されたエネルギー吸収構成２６によりエネルギー吸収作用が行われる。エネルギー吸収作用は、連結リンク３８の一端のピンロッド３８Ａが山折り変形に伴って後サイドフレーム３０Ｂに係止された他端のピンロッド３８Ｂにより引張られて長孔３６内を塑性変形しながら移動して行われる。

エネルギー吸収作用は、図６で示すように、ピンロッド３８Ａが長孔３６の波形に形成された溝形状を潰しながら移動する塑性変形により行われる。図７はそのエネルギー吸収量を示すグラフ線図である。この線図から分かるように、本実施形態の溝形状はピンロッド３８Ａの移動が進行するにしたがって溝幅が広くなるように形成されていることから、塑性変形量も少なくなり、このためエネルギー吸収量も徐々に少なくなっている。これは衝突初期の衝撃荷重の大きい時はエネルギー吸収量を多くし、その後の衝撃荷重の減少に伴いエネルギー吸収量も徐々に少なくして滑らかにエネルギー吸収作用を行わせるためである。なお、図７に破線で示す線図は、従来のエネルギー吸収量の変化を示すものであり、サイドフレームが座屈してすぐに荷重が抜けてしまうため、エネルギー吸収量が本実施形態の場合にくらべ少ないことが分る。本実施形態のエネルギー吸収構成によれば、面状フレームに形成されたクッションサイドフレーム３０の、その面内移動に伴う山折り変形時の変形移動中、継続してエネルギー吸収作用を行うことができる。

上記実施形態は、後突時の場合であったが、本発明は前突時における衝撃荷重も吸収できる構成とすることもできる。その場合には、車両用シート１０に装備されるシートベルトのショルダーベルトの支持箇所がシートバック１４に備えられていることが必要とされる。かかる場合には、前突時の衝撃荷重は着座者に対して前方への作用力と作用する。この着座者への作用力はシートベルトで受けられてシートバックを前方向に回動させて傾動させる。このシートバックの動きは、クッションサイドフレーム３０に対して谷折リ変形方向の作動として伝えられる。したがって、前突時の対応構成としては、二分割された前サイドフレーム３０Ａと後サイドフレーム３０Ｂの連結構成におけるヒンジ結合とエネルギー吸収構成を後突時の構成とは逆転させて、ヒンジ結合を上端位置とし、エネルギー吸収構成を下方位置に配設した構成として谷折り可能な構成とすることにより、前述の後突時の場合と同様にエネルギー吸収作用を行うことできる。

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態のほか各種の形態で実施できるものである。
例えば、エネルギー吸収構成は、塑性変形によるエネルギー吸収構成の他、摩擦力を利用したものなど、各種のエネルギ吸収手段を用いることができる。
また、クッションサイドフレーム３０の分割構成は二分割以上に分割構成してもよい。
また、車両用シートには、リクライニング機構、高さ調整機構、スライド機構を備えるものとして説明したが、これらの機構は必ずしも必要とする機構ではないので、適宜選択して装備すれば良いものである。

１０ 車両用シート
１２ シートクッション
１４ シートバック
１６ ヘッドレスト
１８ リクライニング機構
２０ バックサイドフレーム
２２ クッション前方フレーム
２４ 補強用サイドフレーム
２６ エネルギー吸収構成
２８ ヒンジ結合
３０ クッションサイドフレーム
３０Ａ 前サイドフレーム
３０Ｂ 後サイドフレーム
３２ ブラケット
３４ ピン結合
３６ 長孔
３８ 連結リンク
３８Ａ ピンロッド（ピン）
３８Ｂ ピンロッド（支持部材）
３９ ピン孔
４０ 高さ調整機構
４２ リンク
４２ａ，４２ｂ ピン結合
４４ リンク
４４ａ，４４ｂ ピン結合
４６ 高さ調整ロック機構
５０ スライド機構
５２ アッパレール
５４ ロアレール
５６Ｆ，５６Ｒ フロア取付ブラケット
５８ 取付ブラケット
Ｆ フロア

Claims (3)

1. 着座者の座部となるシートクッションと、着座者の背凭れとなるシートバックとからなり、車両衝突時にシートバックに作用する着座者の衝撃荷重が、シートクッションとの連結部を介してシートクッションに伝えられ、シートクッションの着座方向の両側位置に配設されるサイドフレームを変形させることにより前記衝撃荷重エネルギーを吸収するエネルギー吸収車両用シートであって、
   前記サイドフレームは断面形状が縦方向に長く配設形成された面状フレームとして形成されており、該サイドフレームは着座方向に複数個形成されており、該複数個のサイドフレームは前記荷重がシートクッションに作用する際に面状フレームの面状方向に折れ曲がり変形可能に連結されていると共に、該複数個のサイドフレーム間にはその面状方向への折れ曲がり変形時にエネルギーを吸収することのできるエネルギー吸収手段が設定されていることを特徴とするエネルギー吸収車両用シート。
2. 請求項１に記載のエネルギー吸収車両用シートであって、
   前記車両衝突時にシートバックに作用する着座者の衝撃荷重は車両後突時にシートバックに作用する着座者の衝撃荷重であり、
   前記複数個のサイドフレームの面状方向の折れ曲がり変形はシートクッションの着座面方向への山折り変形とされていることを特徴とするエネルギー吸収車両用シート。
3. 請求項１又は請求項２に記載のエネルギー吸収車両用シートであって、
   前記エネルギー吸収手段は、ピンが長孔を塑性変形させながら移動することによりエネルギを吸収する構成であり、隣接して配設される一方のサイドフレームに前記長孔が形成され、他方のサイドフレームに前記ピンの支持部材が連結されていることを特徴とするエネルギー吸収車両用シート。
   

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