JP2015058750A - 車両シート用エア式アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】袋体が押圧されたときの袋体の撓み量を低減する。【解決手段】エア式アクチュエータ４０では、引張コイルスプリング６０が可動プレート４４と固定プレート４２との間に架け渡されており、引張コイルスプリング６０によって可動プレート４４が固定プレート４２側（閉方向側）へ付勢されている。このため、ブラダー４８が膨張した状態では、可動プレート４４に閉方向側への付勢力が作用しているため、固定プレート４２と可動プレート４４とによってブラダー４８が圧縮される。これにより、膨張時におけるブラダー４８内の空気圧が比較的高くなるため、ブラダー４８（サイドサポート部１４）が押圧されたときの押圧力に対するブラダー４８の反力が高くなる。したがって、ブラダー４８の撓み量を低減でき、ひいてはサイドサポート部１４の変位量を低減できる。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用シートに用いられる車両シート用エア式アクチュエータに関する。

下記特許文献１に記載された車両用シートでは、シートクッションにおけるサイドサポート部の内部に、エアクッション（袋体）が設けられている。そして、エアクッション内にエアが供給されることで、エアクッションが膨張して、サイドサポート部がシート上方側へ隆起（突出）されるようになっている。これにより、着座乗員に対するホールド性を向上できる。

特開２００７−２７６６８０号公報 特開昭６１−０１１００８号公報

しかしながら、上記車両用シートでは、膨張後のエアクッション内の空気圧が比較的低いため、サイドサポート部が押圧されたときのエアクッションの撓み量（サイドサポート部の変位量）が大きくなる。

本発明は、上記事実を考慮し、袋体が押圧されたときの袋体の撓み量を低減できる車両用シートを提供することを目的とする。

請求項１に記載の車両シート用エア式アクチュエータは、シートクッションにおけるサイドサポート部の内部に設けられ、前記シートクッションの骨格部材に固定された固定プレートと、前記固定プレートのシート上方側に設けられ、シート幅方向内側端部が軸方向をシート前後方向にして前記固定プレートに回転可能に結合された可動プレートと、前記固定プレートと前記可動プレートとの間に設けられ、エアが供給されることで膨張して前記可動プレートをシート幅方向内側へ回転させる袋体と、前記可動プレートと固定プレートとの間に架け渡され、前記可動プレートを前記固定プレート側へ付勢する付勢部材と、を備えている。

請求項１に記載の車両シート用エア式アクチュエータでは、シートクッションにおけるサイドサポート部の内部に固定プレートが設けられている。この固定プレートは、シートクッションの骨格部材に固定されている。また、固定プレートのシート上方側には、可動プレートが設けられており、可動プレートのシート幅方向内側端部が、軸方向をシート前後方向にして固定プレートに回転可能に結合されている。

さらに、固定プレートと可動プレートとの間には袋体が設けられている。そして、袋体内にエアが供給されることで、袋体が膨張すると、可動プレートがシート幅方向内側へ回転される。これにより、サイドサポート部がシート幅方向内側へ変位する。その結果、サイドサポート部による着座乗員に対するホールド性が向上される。

ここで、可動プレートと固定プレートとの間には付勢部材が架け渡されており、可動プレートは付勢部材によって固定プレート側へ付勢されている。このため、袋体が膨張した状態では、可動プレートに固定プレート側への付勢力が作用しているため、固定プレートと可動プレートとによって袋体が圧縮される。これにより、膨張時における袋体内の空気圧が比較的高くなるため、袋体が押圧されたときの押圧力に対する袋体の反力が高くなる。その結果、袋体が押圧されたときの袋体の撓み量を低減でき、ひいてはサイドサポート部の変位量を低減できる。

請求項１に記載の車両用シートによれば、袋体が押圧されたときの袋体の撓み量を低減できる。

本実施の形態に係る車両シート用エア式アクチュエータが適用された車両用シートにおけるシートクッションを示すシート前方側から見た模式的な断面図（図２の１−１線断面図）である。 図２に示される車両用シートの全体を示すシート左斜め前方から見た斜視図である。 （Ａ）は、図１に示される車両シート用エア式アクチュエータの作動状態を模式的に示す拡大図であり、（Ｂ）は、車両シート用エア式アクチュエータの非作動状態を模式的に示す拡大図である。 図１に示されるシートクッションのサイドサポート部を押圧したときのブラダーの撓み量と反力との関係を説明するための説明図である。

以下、初めに本実施の形態に係る車両シート用エア式アクチュエータ（以下、単に「エア式アクチュエータ」という）４０が適用された車両用シート１０について図面を用いて説明し、次いでエア式アクチュエータ４０について説明する。なお、図面に適宜示される矢印ＦＲはシート前方を示し、矢印ＵＰはシート上方を示し、矢印ＬＨはシート左方（シート幅方向一側）を示している。また、シート前方、シート上方、及びシート左方は、それぞれ車両の車両前方、車両上方、及び車両左方に一致している。

図２に示されるように、車両用シート１０は、車両（自動車）の車室内における前部に搭載されるフロントシートとされている。車両用シート１０は、着座乗員の尻部を支えるシートクッション１２を備えている。このシートクッション１２の後端部には、シートバック７０が起立した状態で設けられており、シートバック７０はシートクッション１２に対して傾倒可能に連結されている。また、シートバック７０のシート上方側にはヘッドレスト７２が設けられており、ヘッドレスト７２は、シートバック７０に支持されている。これにより、着座乗員の背部がシートバック７０によって支持されると共に、着座乗員の頭部がヘッドレスト７２によって支持されるようになっている。

シートクッション１２は略水平に配置されており、シートクッション１２のシート幅方向両側部分がシート上下方向に隆起している。そして、この隆起した部分がサイドサポート部１４とされている。

次に、シートクッション１２の内部構造について説明する。なお、シートクッション１２では、シート幅方向において左右対称に構成されているため、シートクッション１２におけるシート左側部分の内部構造について説明して、シートクッション１２におけるシート右側部分の内部構造の説明についての説明は省略する。

図１に示されるように、シートクッション１２の内部には、シートクッション１２の骨格部材を成すシートクッションフレーム１６が設けられており、シートクッションフレーム１６は略板状に形成されて、板厚方向をシート上下方向にして配置されている。このシートクッションフレーム１６は、シート幅方向両側部分において、シートクッション１２の骨格部材を成すサイドフレーム（図示省略）に固定されており、このサイドフレームが図示しないスライド機構を介して車両のフロアに連結されている。また、シートクッションフレーム１６のシート幅方向両端部には、フランジ部１６Ａが一体に形成されており、フランジ部１６Ａはシート下方側に屈曲されている。

また、シートクッションフレーム１６のシート上方側には、シート幅方向中央部において、センタパッド１８が設けられている。このセンタパッド１８は、ウレタン等の発泡材により構成されると共に、略直方体状に形成されている。これにより、着座乗員の尻部がセンタパッド１８によって支持されるようになっている。

さらに、シートクッションフレーム１６のシート上方側には、シート幅方向両側部（サイドサポート部１４に対応する部分）において、後述するエア式アクチュエータ４０を固定するためのブラケット２０が設けられている。ブラケット２０は、樹脂材により構成されると共に、シート前方側から見てシート下方側へ開放された略凹状に形成されて、シート前後方向に沿って延びている。具体的には、ブラケット２０は、ブラケット２０のシート幅方向内側部分を構成する内側壁２０Ａと、ブラケット２０のシート幅方向外側部分を構成する外側壁２０Ｂと、ブラケット２０の上部を構成する頂壁２０Ｃと、を含んで構成されている。

内側壁２０Ａは、シート前方側から見てシート上下方向に延びており、内側壁２０Ａの下端部が、シート幅方向外側に屈曲されて、ブラケット２０に固定されている。外側壁２０Ｂは、シート前方側から見てシート幅方向内側へ開放した略Ｖ字形状に屈曲されている。そして、外側壁２０Ｂの下部が、シート前方側から見てシート上下方向に延びると共に、シートクッションフレーム１６のフランジ部１６Ａのシート幅方向外側に隣接して配置されて、フランジ部１６Ａに固定されている。また、外側壁２０Ｂの上部は、シート前方側から見てシート上方側へ向かうに従いシート幅方向内側へ傾斜されている。頂壁２０Ｃは、内側壁２０Ａの上端からシート幅方向外側へ向かうに従いシート上方側へ傾斜するように延びており、頂壁２０Ｃのシート幅方向外側端が外側壁２０Ｂの上端に結合されている。

さらに、ブラケット２０のシート上方側には、後述するエア式アクチュエータ４０を介してサイドパッド２２が設けられている。このサイドパッド２２は、ウレタン等の発泡材により構成されると共に、シート前方側から見てシート下方側へ開放した断面略Ｖ字形を成す柱状に形成されている。具体的には、サイドパッド２２のシート幅方向外側面が、シート前方側から見てシート上下方向に沿って延びている。また、サイドパッド２２のシート幅方向内側面が、シート前方側から見てシート幅方向内側へ向かうに従いシート上方側へ傾斜されると共に、上端部において湾曲されて、サイドパッド２２のシート幅方向外側面と接続されている。また、サイドパッド２２の下部には、溝部２４が形成されており、溝部２４はシート前方側から見てシート下方側へ開放されている。この溝部２４におけるシート幅方向外側部分は第１傾斜面２４Ａとされており、第１傾斜面２４Ａは、前述したブラケット２０における外側壁２０Ｂの上部のシート幅方向外側に平行に配置されている。また、溝部２４のシート幅方向内側部分は第２傾斜面２４Ｂとされており、第２傾斜面２４Ｂは、シート前方側から見てシート幅方向外側へ向かうに従いシート上方側へ傾斜されている。

また、センタパッド１８とサイドパッド２２との間には、第１フック２６が設けられており、第１フック２６は、シート前方側から見て略Ｊ字形状に形成されている。そして、第１フック２６の上端部が、センタパッド１８及びサイドパッド２２を覆う表皮２８に縫合等の手段によって接合されている。一方、第１フック２６の下端部はシートクッション１２内のワイヤ３０に係止されており、ワイヤ３０は、シートクッションフレーム１６のシート上方側においてシート前後方向に延びている。これにより、表皮２８のシート上方側への浮きが抑制されるようになっている。

さらに、サイドパッド２２のシート幅方向外側には、表皮２８の内側において、長手方向をシート上下方向にした略長尺状のストラップ３２が設けられている。このストラップ３２は、ストラップ３２の上端部を構成する不織布３４と、ストラップ３２の中間部を構成する可撓性を有する織ゴム３６と、ストラップ３２の上端部を構成する第２フック３８と、を含んで構成されており、これら不織布３４、織ゴム３６、第２フック３８が互いに接合されている。そして、不織布３４の上端部が、縫合等の手段によって表皮２８に接合されている。また、織ゴム３６が伸びた状態で第２フック３８の下端部がフランジ部１６Ａに係止されている。これにより、シートクッション１２の側部を覆う表皮２８がシート下方側へ引っ張られるため、表皮２８の弛みが抑制された状態で表皮２８がシートクッション１２を覆っている。

次に本発明の要部であるエア式アクチュエータ４０について説明する。

エア式アクチュエータ４０は、サイドパッド２２の溝部２４内において、サイドパッド２２の第２傾斜面２４Ｂとブラケット２０の頂壁２０Ｃとの間に配置されている。また、図３（Ａ）及び（Ｂ）にも示すように、エア式アクチュエータ４０は、固定プレート４２と、可動プレート４４と、「袋体」としてのブラダー４８と、「付勢部材」としての引張コイルスプリング６０と、を含んで構成されている。

固定プレート４２は、樹脂材により構成されると共に、シート前後方向を長手方向とした略矩形板状に形成されている。そして、固定プレート４２は、ブラケット２０の頂壁２０Ｃ上に平行に配置されて、頂壁２０Ｃに固定されている。これにより、固定プレート４２は、シート前方側から見てシート幅方向外側へ向かうに従いシート上方側へ傾斜されている。

可動プレート４４は、樹脂材により構成されると共に、シート前後方向を長手方向とした略矩形板状に形成されている。そして、可動プレート４４は、固定プレート４２のシート上方側において、固定プレート４２と対向するようにして配置されている。また、可動プレート４４のシート幅方向内側端部は、軸方向をシート前後方向にしたヒンジピン４６によって、固定プレート４２のシート幅方向内側端部とヒンジ結合されている。これにより、可動プレート４４が、固定プレート４２に対してヒンジピン４６回りに相対回転可能に構成されている。そして、固定プレート４２に対する可動プレート４４の回転において、可動プレート４４が固定プレート４２に対して離間する方向（図３（Ｂ）の矢印Ａ方向）を開方向といい、可動プレート４４が固定プレート４２に対して接近する方向（図３（Ａ）の矢印Ｂ方向）を閉方向という。

さらに、可動プレート４４の上面には、前述したサイドパッド２２の溝部２４における第２傾斜面２４Ｂが載置されている（図１参照）。また、上述したように、固定プレート４２がシート前方側から見てシート幅方向外側へ向かうに従いシート上方側へ傾斜されている。これにより、可動プレート４４が開方向へ回転されると、サイドパッド２２がシート幅方向内側且つシート上方側へ変位するようになっている。なお、図１では、便宜上、可動プレート４４と第２傾斜面２４Ｂとを離間して図示している。

ブラダー４８は、袋状に形成されて、固定プレート４２と可動プレート４４との間に配置されている。そして、ブラダー４８内にエア（空気）が供給されることで、ブラダー４８が膨張するようになっている。また、膨張時におけるブラダー４８の形状は、シート前方側から見て、略二等辺三角形状に設定されており、ブラダー４８の２辺（２面）が固定プレート４２及び可動プレート４４に固定されている。

また、図１に示されるように、ブラダー４８には、エアチューブ５０を介してエアポンプ５２が接続されている。このエアチューブ５０の中間部には、バルブ５４が設けられており、バルブ５４は、図示しない弁体を含んで構成されている。さらに、エアポンプ５２及びバルブ５４は、車両のＥＣＵ５６と電気的に接続されており、ＥＣＵ５６には、操作ボタン５８が電気的に接続されている。

そして、ブラダー４８を膨張させる際には、着座乗員が操作ボタン５８を操作することで、ＥＣＵ５６の制御によってエアポンプ５２が作動されて、ブラダー４８内にエアが供給されるようになっている。この場合には、可動プレート４４が、ブラダー４８によって押圧されて、開方向側へ回転されるようになっている（図１及び図３（Ａ）に示さる状態であり、この状態を「作動状態」という）。

一方、ブラダー４８内のエアを排出する際には、着座乗員が操作ボタン５８を操作することで、ＥＣＵ５６の制御によってバルブ５４の弁体が開放されて、ブラダー４８内のエアが排出されるようになっている。これにより、ブラダー４８が潰れて、可動プレート４４が閉方向側へ回転されるようになっている（図３（Ｂ）に示さる状態であり、この状態を「非作動状態」という）。

引張コイルスプリング６０は、固定プレート４２のシート幅方向外側端部と可動プレート４４のシート幅方向外側端部との間に設けられており、引張コイルスプリング６０の長手方向両端部が、固定プレート４２及び可動プレート４４に係止されている。そして、引張コイルスプリング６０は、可動プレート４４を閉方向側へ付勢するように構成されている。すなわち、ブラダー４８が膨張する際には、引張コイルスプリング６０の付勢力に抗してブラダー４８が膨張するように構成されている。

次に本実施の形態の作用及び効果について説明する。

上記のように構成された車両用シート１０では、図３（Ｂ）に示される状態がエア式アクチュエータ４０の非作動状態であり、この状態では、ブラダー４８が潰れている。このため、シートクッション１２のサイドサポート部１４が、エア式アクチュエータ４０の作動状態時と比べてシート下方側に位置している。これにより、乗員が車両に乗降りするときの乗降性を確保することができる。

そして、乗員が車両用シート１０に着座すると、着座乗員の尻部が主としてセンタパッド１８によって支持され、着座乗員の大腿部のシート幅方向両側にサイドサポート部１４が配置される。

この状態で、エア式アクチュエータ４０を作動させるために着座乗員が操作ボタン５８を操作すると、ＥＣＵ５６の制御によってエアポンプ５２が作動して、ブラダー４８内にエアが供給される。これにより、ブラダー４８が膨張して、可動プレート４４が開方向側へ回転される（エア式アクチュエータ４０が作動状態になる）。そして、可動プレート４４の開方向側への回転に伴って、サイドパッド２２がシート幅方向内側且つシート上方側へ変位する（図１参照）。その結果、着座乗員の大腿部が、サイドサポート部１４によって挟まれるようになり、サイドサポート部１４による着座乗員に対するホールド性が向上される。

一方、エア式アクチュエータ４０を非作動状態にするために着座乗員が操作ボタン５８を操作すると、ＥＣＵ５６の制御によってバルブ５４の弁体が開放されて、ブラダー４８内のエアが排出される。これにより、ブラダー４８が潰れて、可動プレート４４が閉方向側へ回転される。そして、可動プレート４４の閉方向側への回転に伴って、サイドパッド２２がシート幅方向外側且つシート下方側へ変位する。

ここで、エア式アクチュエータ４０には、引張コイルスプリング６０が設けられている。引張コイルスプリング６０は可動プレート４４と固定プレート４２との間に架け渡されており、引張コイルスプリング６０によって可動プレート４４が固定プレート４２側（閉方向側）へ付勢されている。このため、ブラダー４８の膨張時には、ブラダー４８は引張コイルスプリング６０の付勢力に抗して膨張する。そして、ブラダー４８が膨張した状態では、可動プレート４４に閉方向側への付勢力が作用しているため、固定プレート４２と可動プレート４４とによってブラダー４８が圧縮される。これにより、膨張時におけるブラダー４８内の空気圧が比較的高くなるため、ブラダー４８（サイドサポート部１４）が押圧されたときの押圧力に対するブラダー４８の反力が高くなる。したがって、ブラダー４８の撓み量を低減でき、ひいてはサイドサポート部１４の変位量を低減できる。

この点について、図４のグラフを用いて、サイドサポート部１４（ブラダー４８）を押圧したときのサイドサポート部１４（ブラダー４８）の撓み量（変位量）と反力との関係を、比較例のエア式アクチュエータと比較して説明する。なお、比較例のエア式アクチュエータは本実施の形態のエア式アクチュエータ４０と同様に構成されているが、エア式アクチュエータ４０に対して引張コイルスプリング６０が省略されている。また、図４における横軸は、サイドサポート部１４（ブラダー４８）をシート幅方向外側斜め下方側（図１の矢印Ｆ参照）へ押圧したときの撓み量を示しており、図４における縦軸は、各撓み量に対応するサイドサポート部１４（ブラダー４８）の反力を示している。

そして、図４の２点鎖線で示されるデータＤ１’は、比較例においてサイドサポート部１４（ブラダー４８）をシート幅方向外側斜め下方側へ徐々に押圧したときのサイドサポート部１４（ブラダー４８）の撓み量（変位量）と反力との関係を示している。また、図４の２点鎖線で示されるデータＤ２’は、比較例においてサイドサポート部１４（ブラダー４８）をシート幅方向外側斜め下方側へ押圧した状態から押し戻したときのサイドサポート部１４（ブラダー４８）の撓み量（変位量）と反力との関係を示している。

一方、図４の実線で示されるデータＤ１は、本実施の形態においてサイドサポート部１４（ブラダー４８）をシート幅方向外側斜め下方側へ徐々に押圧したときのサイドサポート部１４（ブラダー４８）の撓み量（変位量）と反力との関係を示している。また、図４の実線で示されるデータＤ２は、本実施の形態においてサイドサポート部１４（ブラダー４８）をシート幅方向外側斜め下方側へ押圧した状態から押し戻したときのサイドサポート部１４（ブラダー４８）の撓み量（変位量）と反力との関係を示している。

そして、この図から明らかなように、サイドサポート部１４（ブラダー４８）の各撓み量（変位量）に対するサイドサポート部１４（ブラダー４８）の反力が、比較例よりも本実施の形態の方が大きくなっている。したがって、本実施の形態のエア式アクチュエータ４０によれば、押圧力に対するブラダー４８の撓み量を低減でき、ひいてはサイドサポート部１４の変位量を低減できる。

特に、本実施の形態では、初期撓み領域（例えば、撓み量が１０ｍｍ以下の領域）におけるブラダー４８の撓み量を有効に抑制できる。その結果、初期撓み領域におけるサイドサポート部１４の撓み量を、主としてサイドパッド２２の撓み量にすることができる。したがって、サイドサポート部１４によって着座乗員を効果的にホールドできる。

また、可動プレート４４と固定プレート４２との間に引張コイルスプリング６０を設けることで、膨張したブラダー４８が可動プレート４４と固定プレート４２とによって圧縮されて、押圧力に対するブラダー４８の反力を高くできる。これにより、押圧力に対するブラダー４８の撓み量を、簡易な構成で低減できる。さらに、引張コイルスプリング６０のばね定数を適宜変更することで、押圧力に対するブラダー４８の反力及び撓み量の特性を容易に調整することができる。

さらに、引張コイルスプリング６０は可動プレート４４を閉方向側へ付勢しているため、エア式アクチュエータ４０を作動状態から非作動状態に戻す場合には、引張コイルスプリング６０の付勢力を活用して可動プレート４４を閉方向側へ回転させることができる。これにより、エア式アクチュエータ４０を作動状態から非作動状態に良好に戻すことができる。

なお、本実施の形態では、膨張時におけるブラダー４８を圧縮させるための手段として、引張コイルスプリング６０を用いているが、当該手段はこれに限らない。例えば、固定プレート４２のシート幅方向外側端部と可動プレート４４のシート幅方向外側端部に伸縮可能なゴム等を架け渡すように構成してもよい。

また、本実施の形態では、エア式アクチュエータ４０が車両のフロントシートに適用されているが、エア式アクチュエータ４０を車両のリヤシートに適用してもよい。

１２ シートクッション
１４ サイドサポート部
４０ 車両シート用エア式アクチュエータ
４２ 固定プレート
４４ 可動プレート
４８ ブラダー（袋体）
６０ 引張コイルスプリング（付勢部材）

Claims (1)

1. シートクッションにおけるサイドサポート部の内部に設けられ、前記シートクッションの骨格部材に固定された固定プレートと、
   前記固定プレートのシート上方側に設けられ、シート幅方向内側端部が軸方向をシート前後方向にして前記固定プレートに回転可能に結合された可動プレートと、
   前記固定プレートと前記可動プレートとの間に設けられ、エアが供給されることで膨張して前記可動プレートをシート幅方向内側へ回転させる袋体と、
   前記可動プレートと固定プレートとの間に架け渡され、前記可動プレートを前記固定プレート側へ付勢する付勢部材と、
   を備えた車両シート用エア式アクチュエータ。

Images