JP2017171043A - 乗物用シート - Google Patents

Abstract

【課題】着座者に加わる衝撃荷重を軽減するとともに、衝撃荷重を受けた後に、再利用が容易にできる乗物用シートを提供する。【解決手段】シート１は、着座者の臀部又は背部を支持するシート部材３と、乗物に取り付けられる固定フレーム２及び固定フレーム２に固定される支点フレーム３４Ｘと、シート部材３と支点フレーム３４Ｘとを連結する連結部材４と、を備える。連結部材４は、乗物が衝撃荷重を受けてシート部材３と支点フレーム３４Ｘとが相対的に移動する際に変形可能に形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、乗物用シートに係り、特に、着座者に加わる衝撃荷重を軽減することができる乗物用シートに関する。

乗物、例えば車両に用いられるシートには、事故等の発生時に過大な衝撃荷重が加わる場合に、その荷重から着座者を保護するための技術が従来からある。
例えば、特許文献１には、シートバックフレームに形成された脆弱部によって、車両用シートに加わる衝撃荷重を効率よく吸収する技術が開示されている。

特開２０１３−６５７９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の車両用シートにおいては、衝撃荷重を軽減することができるものの、シートバックフレームが変形するため、車両用シートが使用不可能となる。このため、シートバックフレームを交換しなければ、車両用シートを再利用することができなかった。

また、車両用シートの他に、例えば有人宇宙ロケットに取り付けられるシートにおいては、その打ち上げのために軽量化が特に強く求められていた。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、着座者に加わる衝撃荷重を軽減するとともに、衝撃荷重を受けた後に、再利用が容易にできる乗物用シートを提供することにある。
その他の目的として、軽量な乗物用シートを提供することにある。

前記課題は、本発明に係る乗物用シートによれば、着座者の臀部又は背部を支持するシート部材と、乗物に取り付けられるベースフレームと、前記シート部材と前記ベースフレームとを連結する連結部材と、を備え、該連結部材は、前記乗物が衝撃荷重を受けて前記シート部材と前記ベースフレームとが相対的に移動する際に変形可能に形成されていることにより解決される。

上記構成によれば、乗物に衝撃荷重が加わることでシート部材とベースフレームが相対的に移動するときに連結部材が変形することで、着座者に加わる衝撃荷重を軽減することができる。そして、変形した連結部材を交換することによって、シート部材をそのまま用いて乗物用シートを再利用することが可能となる。

また、前記シート部材は、着座者の臀部を支持するシートクッションを有し、該シートクッションは金属部分を有し、前記連結部材は、前記金属部分に取り付けられていると好ましい。
上記構成によれば、連結部材がシートクッションの金属部分に取り付けられていることで、連結部材とシート部材との間の取付強度を効果的に向上させることができる。

また、前記連結部材は、屈曲部を有する板状の部材から形成されていてもよい。
上記構成によれば、連結部材が屈曲部を有する板状の部材から形成されていることで、屈曲部を有しない板状の部材から形成されている場合と比較して、衝撃荷重を効果的に軽減することができる。さらに、連結部材が板状に形成されていることで、比較的大きな厚みを有するブロック状に形成された連結部を有する乗物用シートよりも軽量化することができる。

また、前記連結部材は、前記ベースフレームに接続するフレーム接続部と、該フレーム接続部とずれた位置に設けられて前記シート部材に接続するシート接続部とを有し、前記屈曲部は、前記フレーム接続部と前記シート接続部とを接続するように屈曲して形成されていてもよい。
上記構成によれば、連結部材においてフレーム接続部とシート接続部とがずれた位置に設けられて、これらを接続するように屈曲部が形成されていることで、衝撃荷重を効果的に軽減することができる。

また、前記連結部材は、２以上の前記屈曲部を有していてもよい。
上記構成によれば、連結部材が２以上の屈曲部を有していることで、効果的に衝撃荷重を軽減することができる。

また、前記連結部材は、前記シート部材に衝撃荷重が加わったときに、前記屈曲部の角度が変わることによって、前記シート部材に加わる衝撃荷重を軽減させるようにしてもよい。
上記構成によれば、連結部材は、衝撃荷重が加わったときに屈曲部の角度が変わるように変形することで、シート部材に加わる衝撃荷重を効果的に軽減することができる。

本発明に係る乗物用シートによれば、着座者に加わる衝撃荷重を軽減することができ、シート部材をそのまま用いて乗物用シートを再利用することが可能となる。
また、連結部材とシート部材との間の取付強度を効果的に向上させることができる。
また、ブロック状に形成された連結部を有する乗物用シートよりも軽量化することができる。
さらに、衝撃荷重を効果的に軽減することができる。

本実施形態に係るシートの斜視図である。 本実施形態に係る連結部材を示す斜視図である。 自然状態の連結部材を示す正面図である。 シートクッションが支点フレームに対して相対的に移動したときの変形状態の連結部材を示す正面図である。

以下、本発明の実施形態に係るシートについて、図面を参照しながら説明する。
本実施形態に係るシートは、着座者に加わる衝撃荷重を軽減することができる乗物用シートに関するものである。

なお、以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。すなわち、以下に説明する部材の形状、寸法、配置等については、本発明の趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

本発明の実施形態に係るシート１及びシート１が備える連結部材４について、図１及び図２を参照して説明する。ここで、図１は、本実施形態に係るシート１の斜視図、図２は、連結部材４を示す斜視図である。なお、以下に説明する実施形態においては、本発明を宇宙船（乗物の一例）に搭載されるシートに適用した場合について説明する。また、以下の説明中における、上下、前後、左右の各方向は、シートに着座する乗員から見たときの各方向と一致することとする。

本実施形態のシート１は、有人宇宙ロケットに搭載される宇宙船内にあるシートであり、図１に示すように、固定フレーム２と、シート部材３と、から主に構成される。

固定フレーム２は、乗物に固定されたフレームであり、例えば鉄等の金属により構成される。シート１に対して、固定フレーム２は平行に離間して２本設けられている。例えば、固定フレーム２は宇宙船の乗員室の床に取り付けられる。この場合には、着座者は、乗員室の床に対して仰向けの状態でシート１に着座することとなる。

シート部材３は、ヘッドレスト１０、シートバック２０及びシートクッション３０を主に備える。

ヘッドレスト１０は、着座者の頭部を支持する部材である。本実施形態では、ヘッドレスト１０は、ヘッドレストフレーム１１を介して固定フレーム２に取り付けられている。

シートバック２０は、着座者の背部及び腰部を支持する部材である。シートバック２０は、ヘッドレスト１０側に湾曲した上部がシートバック支持フレーム２１により支持されているとともに、シートクッション３０側の下部が固定フレーム２に直接固定されている。なお、シートバック支持フレーム２１は、固定フレーム２に固定されている。

シートクッション３０は、着座者の臀部を支持する部材である。シートクッション３０は、クッションフレーム３１と、クッション支持フレーム３２を備える。

クッションフレーム３１は、着座者の着座面を構成する部材であり、例えばＣＦＲＰ等のカーボン樹脂により構成される非金属部である。クッションフレーム３１は、座面を構成する座面部と、座面部の左右及び後方において座面部の縁から立ち上がる壁部が設けられている。このように、座面部に壁部を設けることで着座者が安定してクッションフレーム３１に着座可能となっている。

クッション支持フレーム３２は、クッションフレーム３１の壁部に取り付けられる部材であり、例えばアルミ等の金属により構成される金属部である。クッション支持フレーム３２の左右の端部にはそれぞれ軸部材３３が挿通される孔が形成されている。クッション支持フレーム３２は、軸部材３３により支点フレーム３４Ｘに取り付けられた後述する連結部材４に対し回動可能に取り付けられている。

支点フレーム３４Ｘは、固定フレーム２に一体的に固定される部材であり、固定フレーム２とともに本発明に係るベースフレームを構成する部品である。支点フレーム３４Ｘは、シートクッション３０の後方及び両側方を覆うように、上方視略Ｕ字状に形成されている。また、支点フレーム３４Ｘは、例えばアルミ等の金属により構成される。
そして、支点フレーム３４Ｘとの左右の端部のそれぞれには、後述する連結部材４を取り付けるための通し孔３４ａが形成されている。通し孔３４ａは、支点フレーム３４Ｘの左右の端部においてそれぞれ二つ形成されており、支点フレーム３４Ｘの厚さ方向に貫通して形成されている。

連結部材４は、シート幅方向両側に１個ずつ設けられており、シートクッション３０と支点フレーム３４Ｘとを連結する部材である。連結部材４は、第１屈曲部４ａ及び第２屈曲部４ｂを有して、変形可能に形成されており、上方から見てクランク状に形成された板状の部材から形成されている。詳細には、連結部材４は、支点フレーム３４Ｘに取り付けられるフレーム接続部４ｘと、クッション支持フレーム３２に取り付けられるシート接続部４ｙと、フレーム接続部４ｘとシート接続部４ｙとに連続して形成された中間部４ｚとから構成されている。連結部材４は、板状に形成されていることで、比較的大きな厚みを有するブロック状に形成されものよりも軽量化でき、ひいては連結部材４を含むシート１を軽量化することができる。

フレーム接続部４ｘは、支点フレーム３４Ｘに取り付けられる部位であり、詳細には、支点フレーム３４Ｘの左右の端部におけるシート幅方向内側の面に沿うように取り付けられる部位である。フレーム接続部４ｘには、図２に示すように２個の固定孔４ｃが厚さ方向に形成されている。

また、連結部材４を支点フレーム３４Ｘに取り付ける手順としては、支点フレーム３４Ｘに形成された通し孔３４ａに対して、固定孔４ｃが同軸状に位置するように、連結部材４を配置する。その後、留め具６を固定孔４ｃ及び通し孔３４ａに通し、留め具６をかしめることによって、支点フレーム３４Ｘに連結部材４を取り付けることができる。なお、支点フレーム３４Ｘへ連結部材４への固定は、かしめによる固定に限定されず、ボルト・ナットによる固定や、溶接によって固定するようにしてもよい。

シート接続部４ｙは、シート部材３のシートクッション３０を構成するクッション支持フレーム３２に取り付けられる部位であり、クッション支持フレーム３２におけるシート幅方向外側の面に沿うように取り付けられる部位である。
特に、シート接続部４ｙは、フレーム接続部４ｘに対してずれた位置に配設されるように形成されている。詳細には、シート接続部４ｙの延在方向は、フレーム接続部４ｘの延在方向に対して、連結部材４がクッションフレーム３１と支点フレーム３４Ｘとの間に取り付けられた状態において、固定フレーム２の延在方向に垂直な面内においてずれた位置に配設される。

シート接続部４ｙには、図２に示すように１個のピボット孔４ｄが厚さ方向に形成されている。このピボット孔４ｄ、ワッシャ５及びクッション支持フレーム３２の通し孔３２ａに軸部材３３が通されることによって、クッション支持フレーム３２を含むシートクッション３０は、軸部材３３を介して連結部材４に回動可能に支持されている。
特に、シート接続部４ｙは、取り付けられる対象が金属部分であるクッション支持フレーム３２であるため、これらの取付強度を効果的に高めることができる。

また、連結部材４をクッション支持フレーム３２に取り付ける手順としては、クッション支持フレーム３２に形成された通し孔３２ａに対して、ワッシャ５及びピボット孔４ｄが同軸状に位置するように、連結部材４を配置する。その後、軸部材３３をピボット孔４ｄ、ワッシャ５及び通し孔３２ａに通し、軸部材３３をかしめることによって、クッション支持フレーム３２に連結部材４を取り付けることができる。なお、クッション支持フレーム３２へ連結部材４への取り付けは、かしめによる固定に限定されず、ボルト・ナットによって締結してもよい。

フレーム接続部４ｘと中間部４ｚとは、第１屈曲部４ａによって鈍角を成すように接続されており、シート接続部４ｙと中間部４ｚとは、第２屈曲部４ｂによって鈍角を成すように接続されている。なお、第１屈曲部４ａと第２屈曲部４ｂの鈍角の角度は略同じ角度である。

（衝撃吸収機能について）
次に、乗物に外部から衝撃が加わったときに、シート部材３に加わる衝撃を緩和する連結部材４の機能について、図３Ａ及び図３Ｂを参照して説明する。ここで、図３Ａは、自然状態の連結部材４を示す正面図、図３Ｂは、シートクッション３０が支点フレーム３４Ｘに対して相対的に移動したとき（宇宙船に外部から衝撃が加わったとき）の変形状態の連結部材４を示す正面図である。

宇宙ロケットに搭載された宇宙船が、例えば地球に帰還する際に着水する際には、宇宙船に衝撃荷重が加わることとなる。この宇宙船に図示せぬダンパを介してシート１が取り付けられているとしても、少なからず衝撃が乗員に加わることとなる。
例えば、乗員が着座するクッションフレーム３１は、宇宙船にダンパを介して固定された固定フレーム２に対して、慣性力によって相対的に移動することになる。このため、クッションフレーム３１に着座する着座者は、衝撃荷重を受けることとなる。この衝撃荷重を緩和するために、支点フレーム３４Ｘとシートクッション３０との間に、連結部材４が取り付けられている。

シートクッション３０は、宇宙船の着水時に着座者に加わる慣性力によって、図３Ａに示す着水前の位置から、図３Ｂに示すように、支点フレーム３４Ｘに対して下方に相対的に移動する。

連結部材４は、宇宙船の着水前の自然状態においては、図３Ａに示す略クランク状の状態にある。一方で、連結部材４は、宇宙船の着水時には、シートクッション３０が支点フレーム３４Ｘに対して下方に移動するにしたがって、第１屈曲部４ａ及び第２屈曲部４ｂの成す角度が変形（例えば、鈍角が鋭角になるまで変形）することによって、例えば、図３Ｂに示すように略Ｚ字状に変形することとなる。
このようにして連結部材４は、宇宙船の着水時に変形することにより、その時に着座者に加わる衝撃を吸収する脆弱部として機能することとなる。

特に、連結部材４においては、上記のように、フレーム接続部４ｘとシート接続部４ｙとが固定フレーム２の延在方向に対して垂直な面内においてずれた位置に配設されている。そして、中間部４ｚが第１屈曲部４ａ及び第２屈曲部４ｂを介してフレーム接続部４ｘとシート接続部４ｙに連続的に接続されている。このため、連結部材４は、屈曲部を有しないものと比較して、衝撃荷重を効果的に軽減することができる。

そして、外部から衝撃荷重を受けたときに変形する部材を専ら連結部材４とすることで、シート部材３の部品が変形することを抑制することができ、連結部材４を交換し、シート部材３をそのまま用いて、シート１を再利用することが可能となる。このため、高価なシート部材３の交換が不要となるため、メンテナンス性が向上し、コストを低減することができる。

上記実施形態に係るシート部材３は、ヘッドレスト１０、シートバック２０及びシートクッション３０を備えるものとして説明したが、本発明はこのような構成のシート部材３に限定されない。例えば、シート部材は、衝撃を吸収する連結部材４が取り付けられる部分のみを備えるものであればよく、シートクッション３０のみから成る構成であってもよい。
また、シートクッション３０と固定フレーム２との間に連結部材４を設けるものとして説明したが、本発明はこのような形態に限定されない。例えば、上記実施形態に係る連結部材４と同様の形態で、シートバック２０と固定フレーム２との間や、ヘッドレスト１０と固定フレーム２との間に、連結部材４を配設するようにしてもよい。

また、シート１が搭載される乗物は宇宙船に限定されるものではなく、車両、飛行機、船舶、ローラーコースター等の多様な乗物に搭載してもよい。

１ シート（乗物用シート）
２ 固定フレーム（ベースフレーム）
３ シート部材
４ 連結部材
４ａ 第１屈曲部
４ｂ 第２屈曲部
４ｃ 固定孔
４ｄ ピボット孔
４ｘ フレーム接続部
４ｙ シート接続部
４ｚ 中間部
５ ワッシャ
６ 留め具
１０ ヘッドレスト
１１ ヘッドレストフレーム
２０ シートバック
２１ シートバック支持フレーム
３０ シートクッション
３１ クッションフレーム
３２ クッション支持フレーム（金属部分）
３２ａ 通し孔
３３ 軸部材
３４Ｘ 支点フレーム（ベースフレーム）
３４ａ 通し孔

Claims (6)

1. 着座者の臀部又は背部を支持するシート部材と、
   乗物に取り付けられるベースフレームと、
   前記シート部材と前記ベースフレームとを連結する連結部材と、を備え、
   該連結部材は、前記乗物が衝撃荷重を受けて前記シート部材と前記ベースフレームとが相対的に移動する際に変形可能に形成されていることを特徴とする乗物用シート。
2. 前記シート部材は、着座者の臀部を支持するシートクッションを有し、
   該シートクッションは金属部分を有し、
   前記連結部材は、前記金属部分に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の乗物用シート。
3. 前記連結部材は、屈曲部を有する板状の部材から形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の乗物用シート。
4. 前記連結部材は、前記ベースフレームに接続するフレーム接続部と、該フレーム接続部とずれた位置に設けられて前記シート部材に接続するシート接続部とを有し、
   前記屈曲部は、前記フレーム接続部と前記シート接続部とを接続するように屈曲していることを特徴とする請求項３に記載の乗物用シート。
5. 前記連結部材は、２以上の前記屈曲部を有することを特徴とする請求項３又は４に記載の乗物用シート。
6. 前記連結部材は、前記シート部材に衝撃荷重が加わったときに、前記屈曲部の角度が変わるように変形することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載の乗物用シート。

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