JP2014111405A

JP2014111405A - 車両用シート

Info

Publication number: JP2014111405A
Application number: JP2012266067A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Onishi; 洋一郎大西
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2014-06-19
Anticipated expiration: 2032-12-05
Also published as: JP5862551B2

Abstract

【課題】車両の側面衝突時にシートバックサイドフレームが乗員の腰部と強干渉することを抑制または軽減することができる車両用シートを提供する。
【解決手段】車両用シート１０では、シートバックのサイドフレーム１２ａに、側面衝突時に着座乗員の腰部５２を前方に逃がす腰部逃がし部材３０が取り付けられている。腰部逃がし部材３０は、乗員腰部に対応する高さ位置にてサイドフレーム１２ａに取り付けられており、サイドフレーム側端部に平面視でサイドフレーム側かつ車両前側に傾斜して延びる前面３４を有する。腰部逃がし部材３０は腰部を滑動させて前方へ逃がし、サイドフレーム１２ａが腰部と強干渉することを抑制する。腰部逃がし部材３０は左右のサイドフレーム１２ａ間にわたって延びてクロスメンバを兼ねてもよい。その場合は、衝突荷重がコンソールボックス側に伝達されサイドフレーム１２ａの変形を抑える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用シートに関し、とくに車両の側面衝突時にシートバックのサイドフレームが乗員の腰部と強く干渉することを防止することができる車両用シートに関する。

特許文献１は、サイドフレームの外側面に荷重伝達ブロックを固定する一方、左右のサイドフレームを連結するクロスメンバを設定した車両用シートを開示している。クロスメンバは、前パネルと後パネルとから構成された閉断面構造とされ、閉断面の少なくとも一部が荷重伝達ブロックの前部と後部に位置的に跨がるように車幅方向外側の端部がサイドフレームに結合されている。

特許第４６７３４１６号公報

上記特許文献１の車両用シートでは、側面衝突時の衝撃荷重を車幅方向内側に速やかに伝達することができる。しかし、側面衝突時にサイドフレーム前端部が乗員の腰部と強干渉するおそれがある。

図１１、図１２に示すように、サイズがＡＭ５０の乗員ダミー（WorldSID）５０Ｄを特許文献１に示すような従来の車両用シートに載せて加害車両を側面衝突させた側面衝突試験において、中間ピラー４６からシートバックのサイドフレーム１２ａに入った衝突荷重は、シートバックパッド２０を介してダミー５０Ｄに設けられた腸骨荷重計８０Ｄに高い負荷を与えることが確認されている。したがって、従来の車両用シートには、シートバックのサイドフレーム１２ａと腸骨５８、仙骨６８との強干渉を回避し側面衝突時における乗員腰部５２への負荷を低減する上で、改善の余地がある。

本発明の目的は、車両の側面衝突時にシートバックのサイドフレームが乗員の腰部と強干渉することを抑制または軽減することができる車両用シートを提供することにある。

（１）上記課題を解決する本発明に係る車両用シートでは、シートバックのサイドフレームに、側面衝突時に着座乗員の腰部を前方に逃がす腰部逃がし部材が取り付けられている。腰部逃がし部材は、乗員腰部に対応する高さ位置にてサイドフレームに取り付けられており、かつ、腰部逃がし部材のサイドフレーム側端部に平面視でサイドフレーム側かつ車両前側に傾斜して延びる前面を有している。この構成は、後述する本発明の第１実施例と第２実施例の両方に適用される。

（２）上記（１）の車両用シートにおいて、腰部逃がし部材が、左右のサイドフレーム側端部を連結する車幅方向中間部有しており、左右のサイドフレーム間にわたって延びてシートバックのクロスメンバを兼ねている。この構成は、後述する本発明の第１実施例のみに適用される。

従来の車両用シートでは、側面衝突時に、中間ピラーに押されてシートバックのサイドフレームが車室内側に進入してきた時に、シートバックサイドフレームが着座乗員の腰部に強干渉する可能性があった。

しかし、上記（１）の車両用シートによれば、腰部逃がし部材のサイドフレーム側端部前面がサイドフレーム側かつ車両前側に傾斜して延びているので、シートバックパッドを介して着座乗員の腰部に当たった時に、着座乗員の腰部が腰部逃がし部材のサイドフレーム側前面に対して滑動して車両前方に逃がされる。その結果、乗員腰部とシートバックのサイドフレームとの強干渉が抑制または軽減される。

また、上記（２）の車両用シートによれば、腰部逃がし部材が、左右のサイドフレーム側端部を連結する車幅方向中間部を有しており、左右のサイドフレーム間にわたって延びてシートバックのクロスメンバを兼ねているので、サイドフレームの車幅方向剛性が向上する。これによって、側面衝突荷重の一部をコンソールボックスを介して車両の床にまたは隣席に伝達することができ、側面衝突時における中間ピラーと衝突側のサイドフレームの車室内側への進入量が低減され、乗員腰部とシートバックのサイドフレームとの強干渉が抑制または軽減される。

本発明の第１実施例に係る車両用シートの、腰部逃がし部材を含むフレームのみの斜視図である。図１の車両用シートのフレームにWorldSID（世界標準規格のダミー、以下、単に「ダミー」ともいう）を載せた場合の、ダミー腰部部位でかつ腰部逃がし部材よりも上方部位で切断して上方から見た、車両用シートのフレームとダミー（ダミーには断面ハッチングを付さない、以下同じ）の断面図である。図２で車両用シートのフレームに中間ピラーからの側面衝突入力を付与したときの、ダミー腰部部位でかつ腰部逃がし部材よりも上方部位で切断して上方から見た、車両用シートのフレームとダミーの断面図である。図１における腰部逃がし部材の斜視図である。図４における腰部逃がし部材の５−５線に沿う断面図である。図４における腰部逃がし部材の６−６線に沿う断面図である。本発明の第２実施例に係る車両用シートの、腰部逃がし部材を含むフレームのみの斜視図である。図７の車両用シートの、８−８線に沿う拡大断面図である。成人の骨盤の正面図である。成人の骨盤の側面図である。従来の車両用シートフレームに、ＡＭ５０（平均成人男性の体格）のダミーを載せた場合の、車両用シートのフレームとダミーの側面図である。図１１の１２−１２線に沿う、車両用シートとダミーの断面図である。

本発明に係る車両用シート１０を、図１−図１０を参照して説明する。図中、図１−図６は本発明の第１実施例を示し、図７および図８は本発明の第２実施例を示す。本発明の第１実施例と第２実施例にわたって同じまたは類似の構造をもつ部分には、第１実施例と第２実施例にわたって同じ符号を付してある。図９、図１０は成人乗員５０の腰部５２における骨盤５４を示す。ただし、図１１、図１２において、ダミーには対応乗員部分の符号に添字Ｄが付してある。また、図中、ＵＰは車両上方を示し、ＦＲは車両前方を示し、ＲＲは車両後方を示し、Ｗは車幅方向を示し、ＯＵＴは車幅方向外側を示す。

まず、骨盤５４の構造を図９および図１０を参照して説明する。骨盤５４は、脊柱と下肢との間にある強靱なほぼ輪状の骨構造体である。骨盤５４は、骨盤５４の側部および前部を形作る２個の寛骨５６と、骨盤５４の左右中央部の後部を形作る１個の仙骨６８および尾骨７０とから構成されている。

各寛骨５６は、腸骨５８、座骨６０および恥骨６２の３つを癒合させたものから成る。腸骨５８は、寛骨５６の側部を形成し、寛骨５６の下部の左右側部にある寛骨臼７２から上方に向かって拡大する。寛骨５６の上部において、腸骨５８が最も側方に張り出しており、寛骨５６の後部に移行するにしたがって幅が狭まり、仙腸関節６６へと移行する。座骨６０は寛骨５６の下側の後方部位を形成する。恥骨６２は寛骨５６の下部の前方部位を構成している。恥骨６２は反対側の寛骨の恥骨と恥骨結合関節６４で結合している。恥骨結合関節６４は若干動くことができる関節である。

仙骨６８は、寛骨５６の後部の幅方向中央部にある仙腸関節６６にて腸骨５８と結合している。仙骨６８の上端部の高さ位置は、腸骨５８の上端部の高さ位置より下方にある。仙腸関節６６は、仙骨６８に対して各腸骨５８が前後方向に少量だけ回動することを許容する。尾骨７０は仙骨６８の下端部から下方に延びている。

大腿骨７４は骨盤５４ではない。大腿骨７４は、寛骨臼７２部位で各寛骨５６に嵌まっている。各大腿骨７４は、その上端部に、骨頭７６と、骨頭７６より斜め下方かつ側方に最も突出する大転子７８を有する。大転子７８の高さ位置では、大転子７８が骨盤５４の側端部よりも外側に突出している。腸骨５８のうち骨盤５４側方に最も突出した部分は、大転子７８よりも上方に位置している。大転子７８は、腸骨５８のうち骨盤５４側方に最も突出した部分よりも、若干外側に突出している。

乗員ダミー５０Ｄでは、ダミー腸骨５８Ｄの後部に腸骨荷重計８０Ｄが配置されている。腸骨荷重計８０Ｄは、側面衝突試験時に、シートバックのサイドフレーム１２ａからダミー腸骨５８Ｄまたはダミー仙骨６８Ｄに入力される荷重を計測する。図１１、図１２に示す従来の側面衝突試験において、サイドフレーム１２ａとダミー腰部５２Ｄとがシートバックパッド２０を介して強干渉することが確認されている。新基準では、衝突試験において腸骨荷重計８０Ｄが示す荷重値が所定値以下となることが要求される。本発明は、衝突試験において新基準の要求値を満足でき、その結果、実際の車両側面衝突においてサイドフレーム１２ａと乗員５０の腰部５２との強干渉を抑制または軽減できる、車両用シート１０を提供するものである。

〔第１実施例〕
図１−図６に示すように、本発明の第１実施例に係る車両用シート１０は、シートバックのサイドフレーム１２ａと、サイドフレーム１２ａに取り付けられた、車両の側面衝突時に着座乗員５０の腰部５２をサイドフレーム１２ａに対して前方に逃がす腰部逃がし部材３０と、を有する。腰部逃がし部材３０は、乗員腰部５２に対応する高さ位置にてサイドフレーム１２ａに取り付けられている。腰部逃がし部材３０は、シートバックフレーム１２と共にシートバックパッド２０内に埋まっている。

腰部逃がし部材３０は、腰部逃がし部材３０のサイドフレーム１２ａ側端部に、平面視でサイドフレーム１２ａ側かつ車両前側に傾斜して延びる前面３４を有している。腰部逃がし部材３０のサイドフレーム１２ａ側端部の前面３４は、前面３４が車幅方向に乗員腰部５２側に相対的に移動した時に、乗員腰部５２を端部前面３４に沿って滑動させ乗員腰部５２を車両前後方向前方に移動させて乗員腰部５２を相対的に移動する端部前面３４から逃がす。

車両用シート１０は、サイドフレーム１２ａを含むシートバックフレーム１２、シートクッションフレーム１４、リクライニングロッド１６、ヘッドレスト１８、シートバックパッド２０、およびシートクッションパッド（図示略）を含んでいる。

腰部逃がし部材３０のサイドフレーム１２ａへの取付部の高さ位置は、着座乗員腰部５２に対応する高さ位置のうち、平均サイズ（ＡＭ５０）の成人乗員５０の腸骨５８または仙骨６８の高さ位置であることが好ましい。ダミー５０Ｄでいえば、腰部逃がし部材３０の高さ位置は、平均サイズ（ＡＭ５０）の成人乗員ダミー５０Ｄの腸骨５８Ｄまたは仙骨６８Ｄの高さ位置に対応する。腰部逃がし部材３０の高さ位置を腸骨５８または仙骨６８の高さ位置に設定する理由は、腸骨５８または仙骨６８が強靱であり、荷重がかかった時の耐力があるからである。

また、腰部逃がし部材３０の高さ位置は、リクライニングロッド１６の高さ位置よりは上方にあり、乗員５０の寛骨臼７２の高さ位置より上方で、肋骨の高さ位置よりは下方にある。その理由は、側面衝突時に腰部５２に横方向荷重がかかった時に、大腿骨７４の大転子７８や肋骨が腰部逃がし部材３０によって強く押されないようにするためである。

腰部逃がし部材３０のサイドフレーム１２ａ側端部の前面（以下、端部前面ともいう）３４は、平面視で、サイドフレーム１２ａに近づくにつれて車両前方に、直線状に、または乗員５０に向かって凹状の湾曲状に、車幅方向に延びる直線に対して傾斜している。端部前面３４の、車幅方向に延びる直線に対する傾斜角度Ａは、端部前面３４が乗員５０の腰部５２または乗員ダミー５０Ｄの腰部５２Ｄに対して相対的に移動し接触した時に、乗員５０の骨盤５４または乗員ダミー５０Ｄの骨盤５４Ｄを前面３４に沿って滑動させ、かつ、車両前方に移動させることにより、端部前面３４が乗員５０の腰部５２または乗員ダミー５０Ｄの腰部５２Ｄを車幅方向に押す横荷重Ｗを大幅に低減させることができる角度に設定されている。

傾斜角度Ａは、望ましくは、たとえば４５度以下であり、さらに望ましくは、たとえば３０度以下である。傾斜角度Ａが小さいほど、乗員腰部５２が前方移動された場合における乗員腰部５２にかかる横荷重Ｗの低下が大きい。傾斜角度Ａが大き過ぎると、乗員５０の骨盤５４または乗員ダミー５０Ｄの骨盤５４Ｄが前面３４に沿って滑動しにくくなり、横荷重Ｗがそのまま乗員５０の腰部５２または乗員ダミー５０Ｄの腰部５２Ｄにかかってしまう。

腰部逃がし部材３０は乗員５０の骨盤５４を前面３４に沿って滑らせて乗員５０を前方に逃がすための部材であるから、すなわち、腰部逃がし部材３０は従来のような緩衝部材として働くものではないから、腰部逃がし部材３０は硬い材料からなる方がよい。腰部逃がし部材３０は、スチール、アルミ合金などの金属材、または硬質樹脂から構成される。腰部逃がし部材３０がスチールからなる場合は、腰部逃がし部材３０はサイドフレーム１２ａにスポット溶接、ボルト、かしめ等によって取り付けられる。腰部逃がし部材３０がアルミ合金または硬質樹脂からなる場合は、腰部逃がし部材３０はサイドフレーム１２ａにボルト、かしめ等によって取り付けられる。また、腰部逃がし部材３０は、軽量化の点から中空構造であることが望ましい。以上の構成は、本発明の第１実施例と第２実施例の両方に共通に適用される。

本発明の第１実施例は、さらに、つぎの追加構成を有する。すなわち、腰部逃がし部材３０が、左右のサイドフレーム側端部３２を連結する車幅方向中間部４２を有しており、左右のサイドフレーム１２ａにわたって延びてシートバックのクロスメンバを兼ねている。腰部逃がし部材３０の車幅方向中間部４２は、図１に示すように、車両前方に向かって緩やかに凹状に湾曲していてもよいし、あるいは、車幅方向に直線状に延びていてもよい。

腰部逃がし部材３０がクロスメンバを兼ねる場合は、腰部逃がし部材３０は、車両側面衝突時に中間ピラー（たとえば、Ｂピラー）４６から受けた荷重をコンソールボックスを介して床にまたは隣席に伝達できるように、たとえば４０ｋＮ以上の目標軸力がとれる部材であることが望ましい。衝突前を示す図２と衝突中を示す図３との比較からわかるように、目標軸力を満足すれば、腰部逃がし部材３０は、衝突側サイドフレーム１２ａの変形をほとんど伴うことなく横荷重Ｗをコンソールボックスを介して床にまたは隣席に伝達できる。

目標軸力を満足できれば、腰部逃がし部材３０の断面形状は問わない。図１は、腰部逃がし部材３０が四辺形断面形状を有する場合を示している。その場合、腰部逃がし部材３０は中空断面形状を有することが望ましい。ただし、腰部逃がし部材３０の断面形状は、四辺形の中空断面形状に限るものではない。たとえば、腰部逃がし部材３０が図４−図６に示す構造をとってもよい。

図４−図６では、腰部逃がし部材３０は、上方に開放するＵ字状断面をもつＵ字状プレート３６と車両後方に開放するコ字状プレート３８とをスポット溶接で結合した構造からなる。Ｕ字状プレート３６とコ字状プレート３８とで囲まれたスペースは、四辺形状の中空箱型部４０を形成する。中空箱型部４０の断面形状は、車幅方向に左右のサイドフレーム１２ａ間にわたって一定である。Ｕ字状プレート３６のサイドフレーム側端部の前面３４は、サイドフレーム１２ａに近づくにつれて車両前方に傾斜しており、腰部逃がし部材３０の端部前面３４を構成している。中空箱型部４０の壁は主にクロスメンバとして働き、端部前面３４は主に乗員腰部５２を前方に逃がす腰部逃がし面として働く。また、リクライニングロッド１６は、Ｕ字状プレート３６内にあってもよいし、あるいはＵ字状プレート３６外にあってもよい。上記追加構成は、本発明の第１実施例のみに適用される。

つぎに、第１実施例に係る車両用シート１０の作用、効果を説明する。
従来の車両用シートでは、側面衝突時に、中間ピラー４６に押されてサイドフレーム１２ａが車両内側に進入してきた時に、サイドフレーム１２ａが着座乗員５０の腰部５２に強干渉する可能性があった。これに対し、本発明の第１実施例に係る車両用シート１０では、中間ピラー４６によって押されてサイドフレーム１２ａが車室内側に移動した時、腰部逃がし部材３０の端部前面３４がシートバックパッド２０を介して乗員腰部５２に当たり、腰部５２が端部前面３４に対して滑動して車両前方に逃がされる。その結果、腰部５２とサイドフレーム１２ａとの強干渉が回避される。

腰部逃がし部材３０が硬質部材からなるので、骨盤５４を端部前面３４に沿って滑動させることができ、骨盤５４を容易に前方に逃がすことができる。また、側面衝突試験においては、ダミー骨盤５４Ｄを容易に前方に逃がすことができる。従来は、当接部材を軟質材料から構成して緩衝材として働かしていたが、本発明では、腰部逃がし部材３０を硬質部材から構成して、骨盤５４を滑らせる部材として働かせている。

腰部逃がし部材３０が腸骨５８および仙骨６８の高さ位置にあるので、腰部逃がし部材３０が骨盤５４を強靱で硬い腸骨５８または仙骨６８部位で押すことができ、骨盤５４を端部前面３４に対して効果的に滑動させることができる。以上の作用、効果は本発明の第１実施例と第２実施例の両方に成り立つ。

本発明の第１実施例は、さらに、次の追加の作用、効果を有する。腰部逃がし部材３０が左右のサイドフレーム側端部を連結する車幅方向中間部４２を有しており、左右のサイドフレーム１２ａ間にわたって延びてシートバックのクロスメンバを兼ねているので、サイドフレーム１２ａの車幅方向剛性が向上する。これによって、側面衝突荷重Ｗの一部をコンソールボックスを介して車両の床にまたは隣席に伝達することができ、側面衝突時における中間ピラーと衝突側のサイドフレーム１２ａの車両内側への進入量が低減される。その結果、乗員腰部５２とサイドフレーム１２ａとの強干渉が回避される。この追加の作用、効果は、本発明の第１実施例のみに対して成り立つ。

〔第２実施例〕
本発明の第１実施例の構成、および作用、効果の説明において、第１実施例と第２実施例の両方に適用されるとした部分は、以下に説明する本発明の第２実施例にも適用される。以下では、第１実施例と第２実施例の両方に適用されるとした部分以外の部分を説明する。

本発明の第２実施例の構成については、図７、図８に示すように、腰部逃がし部材３０は、左右のサイドフレーム側端部３２を連結する車幅方向中間部４２を有していない。したがって、腰部逃がし部材３０は、シートバックのクロスメンバを兼ねない。腰部逃がし部材３０の左右のサイドフレーム側端部３２は、車幅方向に互いに離れており、つながっていない。腰部逃がし部材３０の左右のサイドフレーム側端部３２は、平面視で三角形状をなす三角形状部材４４からなる。三角形状部材４４の前面が、腰部逃がし部材３０のサイドフレーム側かつ車両前側に傾斜して延びる前面３４を構成している。この前面３４は直線状であってもよいし、車両前方に向かって凹状に湾曲していてもよい。図示例は、前面３４が直線状である場合を示している。三角形状部材４４は、軽量化上、中空であることが望ましい。この構成は、本発明の第２実施例のみに適用される。

本発明の第２実施例の作用、効果については、左右の三角形状部材４４がつながっていないので、腰部逃がし部材３０はシートバックのクロスメンバを兼ねることはできない。また、腰部逃がし部材３０が車幅方向中間部４２を有していないので、乗員５０がシートに着座した時に、乗員５０は腰部５２の背部に硬いものの存在を感じることはなく、したがって腰部逃がし部材３０を設けても違和感がなく、乗り心地は良好である。この作用、効果は、本発明の第２実施例のみに適用される。

１０車両用シート
１２ａシートバックのサイドフレーム
３０腰部逃がし部材
３２腰部逃がし部材のサイドフレーム側端部
３４サイドフレーム側かつ車両前側に傾斜して延びる前面
４２腰部逃がし部材の車幅方向中間部
５０乗員
５２腰部

Claims

シートバックのサイドフレームに、車両の側面衝突時に着座乗員の腰部を前方に逃がす腰部逃がし部材が取り付けられており、
前記腰部逃がし部材が、乗員腰部に対応する高さ位置にてサイドフレームに取り付けられており、かつ、該腰部逃がし部材のサイドフレーム側端部に平面視でサイドフレーム側かつ車両前側に傾斜して延びる前面を有している、車両用シート。
前記腰部逃がし部材が、左右の前記サイドフレーム側端部を連結する車幅方向中間部を有しており、左右のサイドフレーム間にわたって延びてシートバックのクロスメンバを兼ねている請求項１記載の車両用シート。