JP2019167024A - 車両用シート構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ホールド性を確保しつつ乗員の違和感を解消することができる車両用シート構造を提供する。【解決手段】シートクッション１０と、シートバック２０とを備えたシート１において、シートバック２０が、少なくとも着座乗員Ｄの上部胸椎下端（Ｔ７）に対応した部位ａを支持する上部胸椎支持部２０ａと、上部胸椎支持部２０ａよりも前側で且つ着座乗員Ｄの下部胸椎に対応した部位ｂを支持する下部胸椎支持部２０ｂとを有し、着座乗員Ｄに対して後方へ向かう慣性力が作用したとき、下部胸椎支持部２０ｂが、上部胸椎支持部２０ａよりも大きく後方移動可能で且つ着座乗員Ｄの上部胸椎下端が前方回動するように下部胸椎支持部２０ｂのばね定数ｋｂが、上部胸椎支持部２０ａのばね定数ｋａよりも低く設定されている。【選択図】 図７

Description

本発明は、車両用シート構造に関する。

従来より、車両の操作性向上等を狙いとして、シートに着座した乗員の姿勢保持機能、所謂ホールド性を改善するための様々な技術が提案されている。
特許文献１の車両用シートは、シートのクッションパンに端部側程高くなる左部傾斜面と右部傾斜面とを設け、シートに着座した乗員の左右の座骨に左部傾斜面及び右部傾斜面の双方からの反力を作用させている。この左右の座骨に作用する反力によって、左右方向に沿って揺動した着座乗員の骨盤をシートクッションの車幅方向中央に戻している。

また、シートバックに凭れ掛る着座乗員の胸椎及び腰椎を支持することにより、乗員のシートに対するホールド性を確保する技術も提案されている。
特許文献２の車両用シートは、シートバックフレームに着座乗員の肩甲骨の中央付近に対応した回転中心を設定し、乗員の背部を支持するバックレスト部が、シートバックフレームに設定された回転中心回りに回動可能に吊り下げられている。
これにより、乗員は、横力の作用方向の体幹側方筋を伸ばすことができると共に、横力の作用方向と反対方向の体幹側方筋を縮めることにより、乗員のシートに対するホールド性を向上している。

シートに着座した乗員の頭部は、頚椎、胸椎及び腰椎等の脊柱（骨）を介してシートに対して支持されている。
頚椎は、上から順に、第１〜第７頚椎により構成され、胸椎は、第１〜第１２胸椎により構成され、腰椎は、第１〜第５腰椎により構成されている。一般に、第７頚椎から第２胸椎までが頚胸椎移行部、第１０胸椎から第２腰椎までが胸腰椎移行部といわれている。
人は、歩行状態や立位状態のとき、側面視にて背骨（脊柱）がＳ字状のカーブ（脊柱湾曲）を描いている。このＳ字状のカーブを生理的前湾といい、頚椎が約２０度前湾し、胸椎が約２０〜４０度後湾し、腰椎が約３５〜６０度前湾することによって形成されている。
それ故、歩行状態のように着座状態においても乗員の生理的前湾を維持することで、骨格における椎間板の負担等の違和感を最小化し、長時間の走行（車両操作）を可能にすることができることから、シートバックの形状を生理的前湾に沿うように構成することも行われている。

特開２０１６−０１６７１５号公報 特開２０１６−００５９３８号公報

前述の如くシートバックの形状を生理的前湾に沿うように構成した場合、車両の定速走行時や停車時においては乗員の脊柱湾曲を維持することができるものの、特定の走行状態において、乗員が違和感を覚える虞がある。
屈曲、伸展、回旋動作を行う脊椎のうち、胸郭臓器保護を主目的としている胸椎は、胸骨、肩甲骨等に間接的に接する特殊構造であり、可動域が少ない部位である。
特に、胸骨、肩甲骨等に囲まれた上部胸椎（第１〜第７胸椎）は、最も可動域が少ない部分であり、換言すれば、最も力学的に安定した部分を構成している。
そして、車両が急加速する場合、乗員の頭部は、頚胸椎移行部（具体的には、第７頚椎と第１胸椎）を支点として後方回動し、乗員の上半身は、上部胸椎下端（具体的には、第７胸椎）を支点として後方揺動する。それ故、車両の加速走行時、乗員の頭部が大きく仰け反った姿勢になるため、乗員は、車両による実際の加速よりも大きい加速感を知覚し、自己の体感と車両挙動の不一致に起因した違和感を覚えることがある。

車両の加速走行時、乗員の上半身の後方揺動を抑制するため、シートバックのばね定数の低下により、加速に応じて上部胸椎下端を後方に平行移動させることが考えられる。
しかし、シートに対する着座乗員のホールド性が低下する上、依然として頭部による頚胸椎移行部回りの後方回動が生じることから、違和感の解消は厳しい。
即ち、ホールド性を確保しつつ乗員の違和感を解消するためには、更なる改善の余地が残されている。

本発明の目的は、ホールド性を確保しつつ乗員の違和感を解消可能な車両用シート構造等を提供することである。

請求項１の車両用シート構造は、シートクッションと、シートバックとを備えた車両用シート構造において、前記シートバックが、少なくとも着座乗員の上部胸椎下部に対応した部位を支持する上部胸椎支持部と、前記上部胸椎支持部よりも前側で且つ着座乗員の下部胸椎に対応した部位を支持する下部胸椎支持部とを有し、着座乗員に対して後方へ向かう慣性力が作用したとき、前記下部胸椎支持部が、前記上部胸椎支持部よりも大きく後方移動可能で且つ着座乗員の上部胸椎下部が前方回動するように構成されたことを特徴としている。

この車両用シート構造では、前記シートバックが、少なくとも着座乗員の上部胸椎下部に対応した部位を支持する上部胸椎支持部と、前記上部胸椎支持部よりも前側で且つ着座乗員の下部胸椎に対応した部位を支持する下部胸椎支持部とを有するため、上部胸椎支持部と下部胸椎支持部との支持特性を独立して設定することができる。
着座乗員に対して後方へ向かう慣性力が作用したとき、前記下部胸椎支持部が、前記上部胸椎支持部よりも大きく後方移動可能で且つ着座乗員の上部胸椎下部が前方回動するように構成されたため、上部胸椎下部を前方回動させることにより乗員の頭部に前方回転モーメントを付与することができる。この前方回転モーメントによって、車両の加速走行時、頚胸椎移行部を支点とする乗員頭部の後方回動を抑制することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記シートバックが、前記下部胸椎支持部よりも前側で且つ着座乗員の腰椎に対応した部位を支持する腰椎支持部を有し、着座乗員に対して後方へ向かう慣性力が作用したとき、前記下部胸椎支持部が、前記腰椎支持部よりも大きく後方移動可能に構成されたことを特徴としている。
この構成によれば、上部胸椎支持部と下部胸椎支持部に加え、腰椎支持部の支持特性を独立して設定することができる。また、車両挙動に拘らず乗員の生理的前湾を維持することができる。

請求項３の発明は、シートクッションと、シートバックとを備えた車両用シート構造において、前記シートバックが、少なくとも着座乗員の上部胸椎下部に対応した部位を支持する上部胸椎支持部と、前記上部胸椎支持部よりも前側で且つ着座乗員の下部胸椎に対応した部位を支持する下部胸椎支持部と、前記下部胸椎支持部よりも前側で且つ着座乗員の腰椎に対応した部位を支持する腰椎支持部とを有し、前記下部胸椎支持部のばね定数が、前記上部胸椎支持部及び腰椎支持部のばね定数よりも低いことを特徴としている。
この構成によれば、前記請求項１，２の効果に加え、簡単な構成で下部胸椎支持部を上部胸椎支持部及び腰椎支持部よりも大きく後方移動させることができる。

請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において、前記上部胸椎支持部と下部胸椎支持部の間に配設された上部中間部と、前記下部胸椎支持部と腰椎支持部の間に配設された下部中間部とを有し、前記上部中間部のばね定数が、前記上部胸椎支持部のばね定数と下部胸椎支持部のばね定数の中間値に設定され、前記下部中間部のばね定数が、前記下部胸椎支持部のばね定数と腰椎支持部のばね定数の中間値に設定されたことを特徴としている。
この構成によれば、ばね定数の変化を緩やかにして乗員の違和感を低減することができる。また、シートバックのばね特性を、下部胸椎支持部を境にして上下に略対称的な円弧状特性に設定できるため、多少の体格差に拘らずホールド性を確保しつつ乗員の違和感を解消することができる。

請求項５の発明は、請求項２〜４の何れか１項の発明において、前記上部胸椎支持部のばね定数と腰椎支持部のばね定数が略同等に設定されたことを特徴としている。
この構成によれば、下部胸椎支持部に対して対称的な支持特性を設定することができる。

請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記下部胸椎支持部のばね定数と上部胸椎支持部のばね定数の差が２０Ｎ／ｍ以上に設定されたことを特徴としている。
この構成によれば、車両の加速走行時、頚胸椎移行部を支点とする乗員頭部の後方回動を確実に抑制することができる。

請求項７の発明は、請求項１〜６の何れか１項の発明において、前記下部胸椎支持部のばね定数と上部胸椎支持部のばね定数の比が５／４〜７／４の範囲に設定されたことを特徴としている。
この構成によれば、快適性を維持しつつ、車両の加速走行時、頚胸椎移行部を支点とする乗員頭部の後方回動を確実に抑制することができる。

本発明の車両用シート構造によれば、ホールド性を確保しつつ乗員の違和感を解消することができる。

実施例１に係る車両用シートの概略構成図である。 車両用シートによる骨格支持の説明図である。 車両の加速走行時における乗員の頭部状態を示す図である。 車両の加速発生前後における乗員の上半身の状態を示すモデル図である。 乗員の骨格の背面図である。 車両用シートの分解斜視図である。 シートバックの正面図である。 図７のXIII-XIII線断面図である。 表皮を省略したシートバックの部分背面図である。 検証実験の結果である。 実施例２に係る車両用シートの分解斜視図である。 表皮を省略したシートバックの部分背面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

以下、本発明の実施例１について図１〜図１０に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態の車両用シート１は、着座した乗員Ｄの頭部を受けるヘッドレスト２と、シート１を車室床面に固定する脚機構３と、着座乗員Ｄの坐骨に対応した部位（臀部）を支持するシートクッション１０と、着座乗員Ｄの脊椎（骨）に対応した部位（背部）を支持するシートバック２０等を主な構成要素としている。
以下、着座乗員Ｄの視線方向を、前側とし、着座乗員Ｄの左方を、左側として説明する。

まず、本発明の考え方について説明する。
図２に示すように、シートクッション１０は、前側部分が大腿骨を下方から支持し、前側部分よりも後側の後側部分が坐骨を下方から支持している。
シートバック２０は、下側部分が寛骨（腸骨、恥骨、坐骨）及び腰椎を後方から支持し、下側部分よりも上側の中段部分が下部胸椎を後方から支持し、中段部分よりも上側の上側部分が上部胸椎の下端を後方から支持している。
尚、本実施例１では、説明の便宜上、乗員ＤがＡＭ５０（米国成人男性の５０パーセンタイルのダミー人形）と同じ寸法有するものとして以下、説明する。

人間の脊柱は、上から順に、頭部に連なる第１〜第７頚椎（以下、Ｃ１〜Ｃ７と示す）と、第１〜第１２胸椎（以下、Ｔ１〜Ｔ１２と示す）と、第１〜第５腰椎（以下、Ｌ１〜Ｌ５と示す）とにより構成されている。
着座乗員Ｄの椎間板の負担等の違和感を最小化すると共に長時間の走行を可能にするため、車両の定速走行時又は停車時、車両用シート１のシートバック２０は、側面視にて、頚椎が約２０度前湾し、胸椎が約２０〜４０度後湾し、腰椎が約３５〜６０度前湾した生理的前湾に沿うように形成されている。
また、着座した乗員Ｄの窮屈感（圧迫感）の解消を目的として、図２に示すように、上部胸椎（Ｔ１〜Ｔ７）の下端に相当する第７胸椎Ｔ７よりも上部において高さ位置が高い程乗員Ｄとシートバック２０との前後方向の離間距離が大きくなるように設定されている。

上部胸椎である第１〜第７胸椎Ｔ１〜Ｔ７は、最も可動域が少ない椎骨部分である。
図３の実線で示すように、車両が加速走行する場合、乗員Ｄの上半身に後方へ向かう慣性力が作用するため、頭部を含む上半身が上部胸椎下端である第７胸椎Ｔ７を支点として後方揺動する。更に、頭部に後方へ向かう慣性力が作用するため、頭部が頚胸椎移行部である第７頚椎Ｃ７と第１胸椎Ｔ１を支点として後方回動する。
それ故、これらの相乗作用により、乗員Ｄの頭部が大きく仰け反った姿勢になるため、乗員Ｄは、車両の実際の加速よりも大きな加速感を知覚し、自己の体感と実際の車両挙動との不一致により違和感を覚える懸念がある。
尚、慣性力とは、質量が慣性を持つために現れる見かけ上の力である。

また、車両が旋回走行する場合、上半身のうち旋回外側部分に作用する後方向き慣性力は旋回内側部分に作用する後方向き慣性力よりも大きくなる。更に、旋回外側の腕に作用するステアリングホイールからの操舵反力は旋回内側の腕に作用するステアリングホイールからの操舵反力よりも大きくなる。
それ故、これらの相乗作用により、上半身のうち旋回外側部分に相当する旋回外側の肩甲骨部分がシートバック２０を押し潰しながら後方移動するため、シートバック２０上に旋回外側上腕部の支持点を形成することができず、円滑なステアリングホイールの舵角操作が阻害される懸念がある。

そこで、本発明者は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、着座乗員Ｄの頭部を含む上半身を、頭部、上部胸椎、下部胸椎、腰椎に相当する４つの領域に分割した人体モデルを作成し、前方に向かう加速度に起因した各部位の動きについて検討を行った。
頭部重量をｍ１、上部胸椎部重量をｍ２（ｍ１＜ｍ２）、下部胸椎部重量をｍ３（ｍ１＜ｍ３）、腰椎部重量ｍ４（ｍ３＜ｍ４）、車両の前方に進む加速度をαとしたとき、加速度発生後は静止状態である加速度発生前に比べて、頭部、上部胸椎、下部胸椎に、−ｍ１×α、−ｍ２×α、−ｍ３×α、−ｍ４×αで表される後方に向かう慣性力が夫々作用すると見做すことができる。

以上を踏まえ、本実施例１では、上記領域に基づく乗員Ｄの骨格部位毎に後方移動を調整可能な後方移動調整機構を構成している。
後方移動調整機構の第１の機能は、頭部回動抑制機能である。
図５に示すように、後方移動調整機構は、乗員Ｄに対して後方へ向かう慣性力が作用したとき、第１１胸椎Ｔ１１を含む下部胸椎に対応した部位ｂが、第７胸椎Ｔ７を含む上部胸椎に対応した部位ａよりも大きく後方移動可能に形成されている。
これにより、上部胸椎下端の前方回動により乗員Ｄの頭部に前方回転モーメント（図４参照）を付与し、この付与された前方回転モーメントによって、車両の加速走行時、頚胸椎移行部を支点とする乗員Ｄの頭部の後方回動を抑制している。

後方移動調整機構の第２の機能は、上腕支持部形成機能である。
後方移動調整機構は、乗員Ｄに対して後方へ向かう慣性力が作用したとき、上部胸椎に対応した部位ａが、下部胸椎に対応した部位ｂ及び第５腰椎Ｌ５を含む腰椎に対応した部位ｃよりも後方移動が制限されるように形成されている。
これにより、車両の旋回走行時、肩甲骨に対応した部位（乗員Ｄの旋回外側上腕部）を後方移動させることなく、シートバック２０上に肩甲骨に対応した部位を支持する支持点を形成できるため、乗員Ｄの上半身のうち旋回外側部分に作用する慣性力及び旋回外側上腕部に作用するステアリングホイールからの操舵反力を確実に支持することができ、ステアリングホイールの操作性を確保している。

ここで、車両用シート１の説明に戻る。
図１，図６に示すように、脚機構３は、車両床面に直接固定され、脚機構３と床面との間に、実質的にクッション性を与える部材は配設されていない。
脚機構３は、床面に対してシートクッション１０及びシートバック２０を前後にスライド可能にするスライド機構を備えている。このスライド機構は、車両用シート１を前後に移動させ、乗員Ｄを所望の位置で係止可能に形成されている。
尚、以下の説明は、リフト、チルト、リクライニンク等の姿勢制御機構が一切操作されていない初期状態として行う。

図６に示すように、シートクッション１０は、構造的強度を付与する金属製フレーム部材１１と、ウレタン製のクッション部材１２と、金属製弾性部材１３と、これらを覆う表皮等を備えている。
フレーム部材１１は、前方に向けて凸型に湾曲された略Ｕ字状に構成されている。
弾性部材１３は、複数の金属製板ばねであり、その前後端がフレーム部材１１に固定されている。これにより、乗員Ｄが着座したとき、弾性部材１３が弾性変形し、乗員Ｄの臀部を下方から支持している。

クッション部材１２は、フレーム部材１１及び弾性部材１３に支持され、これらを覆うように配設されている。このクッション部材１２は、弾性変形特性と振動減衰特性を有している。これにより、乗員Ｄが着座したとき、クッション部材１２は、圧縮変形され、弾性部材１３と協働して乗員Ｄの臀部を支持している。乗員Ｄが離席したとき、圧縮変形したクッション部材１２は、元の形状に復帰する。

図６〜図９に示すように、シートバック２０は、構造的強度を付与する金属製フレーム部材２１と、ウレタン製のクッション部材２２と、金属製弾性部材２３と、これらを覆う表皮等を備えている。
フレーム部材２１は、フレーム部材１１の後端部から斜め上方に延び、上方に向けて凸型に湾曲された略Ｕ字状に構成されている。
弾性部材２３は、上下に延びる複数（例えば、３本）の金属ワイヤ製Ｓばね２３ａ〜２３ｃであり、それらの上下端部がフレーム部材２１に固定されている。

図６〜図８に示すように、クッション部材２２は、左右端部分に形成された外縁部２２ａが中央部分よりも前方に突出するように形成されている。
弾性部材２３の前側に配置されたクッション部材２２は、フレーム部材２１に支持され、フレーム部材２１を部分的に覆うように配設されている。このクッション部材２２は、弾性変形特性と振動減衰特性を有している。

図７に示すように、シートバック２０は、正面視にて、上部胸椎に対応した部位ａを支持する略矩形状の上部胸椎支持部２０ａと、この上部胸椎支持部２０ａよりも前側に配置され且つ下部胸椎（Ｔ８〜Ｔ１２）に対応した部位ｂを支持する略矩形状の下部胸椎支持部２０ｂと、この下部胸椎支持部２０ｂよりも前側に配置され且つ腰椎（Ｌ１〜Ｌ５）に対応した部位ｃを支持する略矩形状の腰部支持部２０ｃと、外縁部２２ａの左右両側部に対応した左右１対の縦長状の外縁支持部２０ｄ等を備えている。
上部胸椎支持部２０ａの内部には、上部胸椎の下端である第７胸椎Ｔ７の近傍部位、具体的には、上部胸椎支持部２０ａの車幅方向中央且つ下端側部分に第７胸椎Ｔ７の周辺に対応した部位を支持する下端支持部２０ｅが部分的に形成されている。
この下端支持部２０ｅの左右両側部分は、乗員Ｄの左右の肩甲骨領域に夫々対向している。

上部胸椎支持部２０ａと、下部胸椎支持部２０ｂと、腰部支持部２０ｃと、外縁支持部２０ｄと、下端支持部２０ｅは、各々のばね定数をｋａ，ｋｂ，ｋｃ，ｋｄ，ｋｅ（Ｎ／ｍ）としたとき、次式（１）の条件を満たすように夫々設定されている。
ｋｂ＜ｋｃ≦ｋｅ＜ｋａ＜ｋｄ
２０≦ｋａ−ｋｃ …（１）
これにより、乗員Ｄに対して後方へ向かう慣性力が作用したとき、ばね定数が低い支持部は、ばね定数が高い支持部よりも大きく水平方向に後方移動される。
また、ばね定数が高い支持部は、対向する乗員Ｄの骨格部位の後方移動を阻止する後方移動阻止領域を形成している。

尚、各支持部は、各支持部に相当するフレーム部材２１とクッション部材２２と弾性部材２３とを１つのばね特性（弾性変形特性）を有する単一のばね構造体と見做すことができることから、その支持部が受け持つ乗員Ｄの部分重量を上記単一ばね構造体が支持する構造モデルとして表すことで各支持部のばね定数を演算している。
また、各支持部のばね定数は、特段の説明がない場合、支持部内において略一定である。
具体的なばね定数の演算については、本出願人が既に出願している特許出願（例えば、特願２０１７−１４５３４０）を含め種々の手法が存在するため、詳細な説明を省略する。

図７に示すように、上部胸椎支持部２０ａと下部胸椎支持部２０ｂの間に略矩形状の上部中間支持部２０ｆと、下部胸椎支持部２０ｂと腰部支持部２０ｃの間に略矩形状の下部中間支持部２０ｇと、各外縁支持部２０ｄと下部胸椎支持部２０ｂの一部、下部中間支持部２０ｇ及び腰部支持部２０ｃの間に左右１対の略三角形状の中間支持部２０ｈとが夫々設けられている。

上部中間支持部２０ｆと、下部中間支持部２０ｇは、各々のばね定数をｋｆ，ｋｇとしたとき、次式（２）の条件を満たすように夫々設定されている。
ｋｂ＜ｋｆ＜ｋａ
ｋｂ＜ｋｇ＜ｋｃ …（２）
これにより、シートバック２０の上部胸椎支持部２０ａから腰部支持部２０ｃに亙ってばね定数の変化を緩やかにして乗員の違和感を低減している。また、シートバック２０のばね特性を、鳩尾に対応した第１１胸椎Ｔ１１を境にして上下に略対称的な円弧状特性に設定することにより、多少の体格差に拘らずホールド性を確保しつつ乗員の違和感を解消している。

左右１対の中間支持部２０ｈは、頂点が第１１胸椎Ｔ１１と略同じ高さ位置になるように設定され、下側程領域（底辺寸法）が増すように夫々形成されている。
中間支持部２０ｈは、このばね定数をｋｈとしたとき、次式（３）の条件を満たすように設定されている。
ｋｃ＜ｋｈ＜ｋｄ …（３）

本実施例１では、下端支持部２０ｅのばね定数ｋｅが、腰部支持部２０ｃのばね定数ｋｃと略等しく設定すると共に、他の支持部との関係について、次式（４）の条件を満たすように設定されている。
１０≦ｋａ−ｋｅ
５／４≦ｋｅ／ｋｂ≦７／４ …（４）
これにより、車両の加速走行時、頚胸椎移行部（Ｃ７，Ｔ１）を支点とする乗員Ｄの頭部の後方回動を確実に抑制することができる。また、周囲に比べて僅かに窪んだ下端支持部２０ｅによって第７胸椎Ｔ７をシートバック２０上に位置決めすることができ、ホールド性を向上している。

また、本実施例１では、支持部２０ａ〜２０ｃのばね定数ｋａ〜ｋｃを左右１対の連結部材２４ａ〜２４ｃ（連結手段）を用いて設定している。
図９に示すように、上下に延びる３本のＳばね２３ａ〜２３ｃは、左から順に配置され、各々上下両端部でフレーム部材２１に支持されている。
左側Ｓばね２３ａは、上部胸椎支持部２０ａと下部胸椎支持部２０ｂと腰部支持部２０ｃに対応するように左側外縁支持部２０ｄ側に張り出した張出部が夫々形成されている。
中間Ｓばね２３ｂは、Ｓばね２３ａと左右対称に配置され、上部胸椎支持部２０ａと下部胸椎支持部２０ｂと腰部支持部２０ｃに対応するように右側外縁支持部２０ｄ側に張り出した張出部が夫々形成されている。
右側Ｓばね２３ｃは、上部胸椎支持部２０ａと下部胸椎支持部２０ｂと腰部支持部２０ｃに対応するように右側外縁支持部２０ｄ側に張り出した張出部が夫々形成されている。

左右１対の連結部材２４ａは、上部胸椎支持部２０ａに対応（重畳）したＳばね２３ａの張出部とフレーム部材２１の左側縦フレーム部分の上側中段部とを連結すると共に上部胸椎支持部２０ａに対応したＳばね２３ｃの張出部とフレーム部材２１の右側縦フレーム部分の上側中段部とを連結している。
左右１対の連結部材２４ｂは、下部胸椎支持部２０ｂに対応したＳばね２３ｂの張出部とフレーム部材２１の左側縦フレーム部分の中間中段部とを連結すると共に下部胸椎支持部２０ｂに対応したＳばね２３ｃの張出部とフレーム部材２１の右側縦フレーム部分の中間中段部とを連結している。
左右１対の連結部材２４ｃは、腰椎支持部２０ｃに対応したＳばね２３ｃの張出部とフレーム部材２１の左側縦フレーム部分の下側中段部とを連結すると共に腰椎支持部２０ｃに対応したＳばね２３ｃの張出部とフレーム部材２１の右側縦フレーム部分の下側中段部とを連結している。

図９に示すように、Ｓばね２３ａ〜２３ｃにおいて、連結部材２４ａ〜２４ｃが連結されていない領域（上部胸椎支持部２０ａと下部胸椎支持部２０ｂの間、下部胸椎支持部２０ｂと腰椎支持部２０ｃの間）の張出部は、締結部材によって一体的に結束されている。
左右１対の連結部材２４ａ〜２４ｃは、上記式（１），（２），（４）の条件を満たすように各々の連結張力が調整されている。
尚、上部胸椎支持部２０ａの下端支持部２０ｅと、上部中間支持部２０ｆと、下部中間支持部２０ｇのばね定数については、連結部材２４ａ〜２４ｃによる連結張力調整に加えて、クッション部材２２のばね特性の変更により調整されている。

次に、上記車両用シート１の作用、効果について説明する。
作用、効果の説明にあたり、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）による検証実験を行った。この検証実験では、比較モデルＭ１，Ｍ２及び本件モデルＭ３を準備し、第５腰椎Ｌ５を基準として２種類の加速度（３Ｇ，６Ｇ）における頭部、肩位置相当の第７腰椎Ｔ７、及び腰位置相当の第１１胸椎Ｔ１１の後方変位量を演算した。
比較モデルＭ１は、下端支持部を含む上部胸椎支持部のばね定数がｋｂと同等、下部胸椎支持部のばね定数がｋｅと同等に設定されている。
比較モデルＭ２は、下端支持部を含む上部胸椎支持部のばね定数及び下部胸椎支持部のばね定数が何れもｋｅの２倍相当に設定されている。
本件モデルＭ３は、実施例１と同様、上部胸椎支持部のうち下端支持部のばね定数がｋｅ（下端支持部以外の上部胸椎支持部のばね定数はｋａ）、下部胸椎支持部のばね定数がｋｂに設定されている。

図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に検証結果を示す。
図１０（ａ）に示すように、比較モデルＭ１は、第５腰椎Ｌ５から上方に離間する程後方に移行するため、乗員Ｄの頭部に後方揺動と後方回動が作用して頭部が大きく仰け反っている。しかも、第７腰椎Ｔ７の後方移動量が大きく、肩甲骨に対応した部位を支持する支持点の形成が難しいことが分かる。
図１０（ｂ）に示すように、比較モデルＭ２は、第５腰椎Ｌ５から上方に離間する程後方に移行するため、比較モデルＭ１よりも後傾量は少ないものの乗員Ｄの頭部は仰け反る。
第７腰椎Ｔ７の後方移動量は抑えられているものの、着座快適性の確保が難しい上、旋回走行時、沈み込み量が少ないため、着座乗員のホールド性の確保が困難である。
図１０（ｃ）に示すように、本件モデルＭ３は、加速度が増加するに従い、第１１胸椎Ｔ１１から上側部分の前傾傾向が大きくなるため、頭部に前方回転モーメントを付与して頭部の後方回動を抑制している。しかも、第７腰椎Ｔ７の後方移動により圧迫による痛みを生じることなく、第７腰椎Ｔ７以外の領域（左右両側部分）で肩甲骨に対応した部位を支持する支持点を形成している。

このシート１によれば、シートバック２０が、少なくとも着座乗員Ｄの上部胸椎下部（Ｔ７）を含む上部胸椎に対応した部位ａを支持する上部胸椎支持部２０ａと、上部胸椎支持部２０ａよりも前側で且つ着座乗員Ｄの下部胸椎に対応した部位ｂを支持する下部胸椎支持部２０ｂとを有するため、上部胸椎支持部２０ａと下部胸椎支持部２０ｂとの支持特性を独立して設定することができる。着座乗員Ｄに対して後方へ向かう慣性力が作用したとき、下部胸椎支持部２０ｂが、上部胸椎支持部２０ａよりも大きく後方移動可能で且つ着座乗員Ｄの上部胸椎下部が前方回動するように構成されたため、上部胸椎下部を前方回動させることにより乗員Ｄの頭部に前方回転モーメントを付与することができる。この前方回転モーメントによって、車両の加速走行時、頚胸椎移行部を支点とする乗員Ｄの頭部の後方回動を抑制することができる。

シートバック２０が、下部胸椎支持部２０ｂよりも前側で且つ着座乗員Ｄの腰椎に対応した部位ｃを支持する腰椎支持部２０ｃを有し、着座乗員Ｄに対して後方へ向かう慣性力が作用したとき、下部胸椎支持部２０ｂが、腰椎支持部２０ｃよりも大きく後方移動可能に構成されたため、上部胸椎支持部２０ａと下部胸椎支持部２０ｂに加え、腰椎支持部２０ｃの支持特性を独立して設定することができる。また、車両挙動に拘らず乗員Ｄの生理的前湾を維持することができる。

下部胸椎支持部２０ｂのばね定数ｋｂが、上部胸椎支持部２０ａ及び腰椎支持部２０ｃのばね定数ｋａ，ｋｃよりも低いため、簡単な構成で下部胸椎支持部２０ｂを上部胸椎支持部２０ａ及び腰椎支持部２０ｃよりも大きく後方移動させることができる。

上部胸椎支持部２０ａと下部胸椎支持部２０ｂの間に配設された上部中間部２０ｆと、下部胸椎支持部２０ｂと腰椎支持部２０ｃの間に配設された下部中間部２０ｇとを有し、上部中間部２０ｆのばね定数ｋｆが、上部胸椎支持部２０ａのばね定数ｋａと下部胸椎支持部２０ｂのばね定数ｋｂの中間値に設定され、下部中間部２０ｇのばね定数ｋｆが、下部胸椎支持部２０ｂのばね定数ｋｂと腰椎支持部２０ｃのばね定数ｋｃの中間値に設定されたため、ばね定数の変化を緩やかにして乗員Ｄの違和感を低減することができる。また、シートバック２０のばね特性を、下部胸椎支持部２０ｂを境にして上下に略対称的な円弧状特性に設定できるため、多少の体格差に拘らずホールド性を確保しつつ乗員Ｄの違和感を解消することができる。

上部胸椎支持部２０ａのばね定数ｋａと腰椎支持部２０ｃのばね定数ｋｃが略同等に設定されているため、下部胸椎支持部２０ｂに対して対称的な支持特性を設定することができる。

下部胸椎支持部２０ｂのばね定数ｋｂと上部胸椎支持部２０ａのばね定数ｋａの差が２０Ｎ／ｍ以上に設定されているため、車両の加速走行時、頚胸椎移行部を支点とする乗員Ｄの頭部の後方回動を確実に抑制することができる。

下部胸椎支持部２０ｂのばね定数ｋｂと上部胸椎支持部２０ａのばね定数ｋａの比が５／４〜７／４の範囲に設定されているため、快適性を維持しつつ、車両の加速走行時、頚胸椎移行部を支点とする乗員Ｄの頭部の後方回動を確実に抑制することができる。

次に、実施例２に係る車両用シート１Ａついて図１１，図１２に基づいて説明する。
尚、実施例１と同様の部材には、同じ符号を付している。
実施例１では、Ｓばね２３ａ〜２３ｃと連結部材２４ａ〜２４ｃを用いて支持部２０ａ〜２０ｃのばね定数ｋａ〜ｋｃを調整したのに対し、実施例２では、パネル材２５ａ，２５ｂと張力部材２６ａ，２６ｂを用いている。

図１１に示すように、シートバック２０Ａは、構造的強度を付与する金属製フレーム部材２１と、ウレタン製のクッション部材２２と、合成樹脂製パネル材２５ａ，２５ｂと、張力部材２６ａ，２６ｂと、これらを覆う表皮等を備えている。
パネル材２５ａ，２５ｂと張力部材２６ａ，２６ｂは、フレーム部材２１の左右両側の縦フレーム部分を連結するように夫々固定されている。
パネル材２５ａは、上部胸椎支持部２０ａに対応（重畳）するように配設されている。
また、パネル材２５ｂは、パネル材２５ａから下方に離間して下部胸椎支持部２０ｂに対応するように配設されている。

図１２に示すように、張力部材２６ａは、所定の弾性特性を備えた３本の紐状線材２６ｘ〜２６ｚから構成されている。
紐状線材２６ｘ，２６ｙは、上部胸椎支持部２０ａの四隅近傍位置でフレーム部材２１に固定され、上部胸椎支持部２０ａの中央で交差するように配設されている。
紐状線材２６ｚは、上部胸椎支持部２０ａの中央よりも上側において紐状線材２６ｘ，２６ｙの上側途中部同士を左右に延びるように連結している。
これにより、下端支持部２０ｅの上方に紐状線材２６ｘ，２６ｙの交差点及び紐状線材２６ｚを配置することができ、加速走行時、第７胸椎Ｔ７に対応した下端支持部２０ｅを周囲に比べて僅かに窪ますことができる。また、旋回走行時、紐状線材２６ｘ，２６ｙの上側部分で乗員Ｄの肩甲骨部分を直接的に支持することができる。

張力部材２６ｂは、所定の弾性特性を備えた単一の紐状線材から構成されている。
この張力部材２６ｂは、腰椎支持部２０ｃの中央よりも若干上側位置で左右に延びるように配設されている。
これにより、腰椎支持部２０ｃの中央よりも若干上側位置を基準として、上側又は下側に離間する程腰椎支持部２０ｃのばね定数ｋｃがリニアに低くなるように調整している。
また、腰椎支持部２０ｃのばね定数ｋｃは、下部胸椎支持部２０ｂのばね定数ｋｂよりも高くなるように設定され、上部胸椎支持部２０ａのばね定数ｋａよりも低くなるように設定されている。
尚、上部中間支持部２０ｆと、下部中間支持部２０ｇのばね定数については、パネル材２５ａ，２５ｂと張力部材２６ａ，２６ｂによる調整に加えて、クッション部材２２のばね特性の変更により調整している。

次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施例１においては、上部胸椎支持部２０ａのばね定数ｋａが下端支持部２０ｅのばね定数ｋｅよりも大きい値に設定された例を説明したが、ばね定数ｋａとばね定数ｋｅを同じ値に設定し、上部胸椎支持部２０ａのばね定数ｋａと腰椎支持部２０ｃのばね定数ｋｃを同じ値に設定しても良い。

２〕前記実施例１，２においては、下部胸椎支持部２０ｂのばね定数ｋｂが領域内において一定に設定された例を説明したが、下方程ばね定数ｋｂが低くなるようにしても良い。

３〕前記実施例２においては、パネル材２５ａ，２５ｂと張力部材２６ａ，２６ｂにより各支持部のばね定数を調整した例を説明したが、Ｓばねと併用してばね定数を調整しても良い。また、Ｓばねと併用する場合、適宜、連結部材２４ａ〜２４ｃを用いることも可能である。

４〕前記実施例１，２においては、後方移動調整機構の第１，第２の機能を各支持部のばね定数の調整によって発揮する例を説明したが、少なくとも、乗員Ｄの骨格部位毎に後方移動が調整できれば良く、例えば、各支持部を独立移動可能に構成すると共に各支持部に前後移動させる駆動部を設け、走行状態に合わせて各支持部の後方移動量を制御しても良い。この場合、フレームとクッションと弾性部材が一体で動くことから、以下の条件を前提にしている。
（１）フレームを外側フレームと内側フレームの２重構造により構成する。
（２）側突時に乗員を保護するため、外側フレームを移動不能に構成する。
（３）内側フレームが、クッションと弾性部材を直接支持する。
（４）内フレームとクッションと弾性部材が、支持部毎に分割され、支持部毎に駆動部により前後移動される。

５〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態や各実施形態を組み合わせた形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。

１，１Ａ シート
１０ シートクッション
２０，２０Ａ シートバック
２０ａ 上部胸椎支持部
２０ｂ 下部胸椎支持部
２０ｃ 腰椎支持部
２０ｆ 上部中間支持部
２０ｇ 下部中間支持部
２４ａ〜２４ｃ 連結部材
２５ａ，２５ｂ パネル材
２６ａ，２６ｂ 張力部材

Claims (7)

1. シートクッションと、シートバックとを備えた車両用シート構造において、
   前記シートバックが、少なくとも着座乗員の上部胸椎下部に対応した部位を支持する上部胸椎支持部と、前記上部胸椎支持部よりも前側で且つ着座乗員の下部胸椎に対応した部位を支持する下部胸椎支持部とを有し、
   着座乗員に対して後方へ向かう慣性力が作用したとき、前記下部胸椎支持部が、前記上部胸椎支持部よりも大きく後方移動可能で且つ着座乗員の上部胸椎下部が前方回動するように構成されたことを特徴とする車両用シート構造。
2. 前記シートバックが、前記下部胸椎支持部よりも前側で且つ着座乗員の腰椎に対応した部位を支持する腰椎支持部を有し、
   着座乗員に対して後方へ向かう慣性力が作用したとき、前記下部胸椎支持部が、前記腰椎支持部よりも大きく後方移動可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用シート構造。
3. シートクッションと、シートバックとを備えた車両用シート構造において、
   前記シートバックが、少なくとも着座乗員の上部胸椎下部に対応した部位を支持する上部胸椎支持部と、前記上部胸椎支持部よりも前側で且つ着座乗員の下部胸椎に対応した部位を支持する下部胸椎支持部と、前記下部胸椎支持部よりも前側で且つ着座乗員の腰椎に対応した部位を支持する腰椎支持部とを有し、
   前記下部胸椎支持部のばね定数が、前記上部胸椎支持部及び腰椎支持部のばね定数よりも低いことを特徴とする車両用シート構造。
4. 前記上部胸椎支持部と下部胸椎支持部の間に配設された上部中間部と、
   前記下部胸椎支持部と腰椎支持部の間に配設された下部中間部とを有し、
   前記上部中間部のばね定数が、前記上部胸椎支持部のばね定数と下部胸椎支持部のばね定数の中間値に設定され、
   前記下部中間部のばね定数が、前記下部胸椎支持部のばね定数と腰椎支持部のばね定数の中間値に設定されたことを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用シート構造。
5. 前記上部胸椎支持部のばね定数と腰椎支持部のばね定数が略同等に設定されたことを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の車両用シート構造。
6. 前記下部胸椎支持部のばね定数と上部胸椎支持部のばね定数の差が２０Ｎ／ｍ以上に設定されたことを特徴とする請求項５に記載の車両用シート構造。
7. 前記下部胸椎支持部のばね定数と上部胸椎支持部のばね定数の比が５／４〜７／４の範囲に設定されたことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の車両用シート構造。