JP2023097025A - 車両用シートフレーム及び車両用シート - Google Patents

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Abstract

【課題】前面衝突時における衝撃吸収性を確保しつつ、フレーム全体の変形量を低減する。【解決手段】車両用シートフレーム30では、シートクッションフレーム32が有するクッションパン36の後部の下方には、左右のフロントリンク62をシート左右方向に連結する連結パイプ68が配置されている。クッションパン36の後部の下面には、シート後方側へ向かって下り勾配に傾斜した傾斜面36Aが形成されている。車両の前面衝突時に乗員からの荷重によってクッションパン36がシート下方側へ変形すると、クッションパン36の傾斜面36Aが連結パイプ68に対して相対的にシート後方斜め下方側へ摺動する。【選択図】図4

Description

本発明は、車両用シート及びそのフレームに関する。
下記特許文献1に記載された車両用シートクッションフレームでは、シート左右方向の両側に配置された縦フレーム体間の前側及び後側が、それぞれ横フレーム体によって結合されてシートクッションの骨格が形成されている。前側の横フレーム体を含む両縦フレーム体の前端部間のスペースは、両縦フレーム体に固定されたパネルによって上側から覆われている。前側の横フレーム体のパネル側は、パネルとの距離を拡大するように凹形状とされている。これにより、車両の前面衝突時にパネルが乗員からの荷重を受けたときにパネルを大きく変形させ、シート前部でのエネルギ吸収量を大きくするようにしている。
特許第5799838号公報
上記の先行技術では、前側の横フレーム体のパネル側が凹形状とされることで、前側の横フレーム体の強度が低下している。このため、前側の横フレーム体が乗員からの荷重を受けて折れ曲がることにより、車両用シートクッションフレーム全体の変形量が大きくなる可能性があるため、これを防止する観点で改善の余地がある。
本発明は上記事実を考慮し、前面衝突時における衝撃吸収性を確保しつつ、フレーム全体の変形量を低減することができる車両用シートフレーム及び車両用シートを得ることを目的とする。
本発明の第1の態様の車両用シートフレームは、車両の乗員が着座するシートクッションの骨格を構成し、前記シートクッションの左右の側部に配置される左右のサイドフレーム、及び前記左右のサイドフレームの前部の上端部をシート左右方向に連結するクッションパンを有するシートクッションフレームと、前記左右のサイドフレームの下方に配置され、前記車両の床部に取り付けられる左右のスライドレールと、前記左右のスライドレールに取り付けられる左右のライザと、前記左右のサイドフレームの前部に各一端部が連結され、前記左右のライザに各他端部が連結される左右のリンクと、前記左右のリンクをシート左右方向に連結し、前記クッションパンの後部の下方に配置される連結部材と、を備え、前記クッションパンの後部の下面には、シート後方側へ向かって下り勾配に傾斜した傾斜面が形成され、前記車両の前面衝突時に前記乗員からの荷重によって前記クッションパンがシート下方側へ変形することにより、前記傾斜面が連結部材に対して相対的にシート後方斜め下方側へ摺動する。
第1の態様によれば、車両シートフレームは、シートクッションフレームと、左右のスライドレールと、左右のライザと、左右のリンクと、連結部材とを備えている。シートクッションフレームは、車両の乗員が着座するシートクッションの骨格を構成するものであり、シートクッションの左右の側部に配置される左右のサイドフレームと、左右のサイドフレームの前部の上端部をシート左右方向に連結するクッションパンとを有している。左右のスライドレールは、左右のサイドフレームの下方に配置され、車両の床部に取り付けられる。左右のライザは、左右のスライドレールに取り付けられる。左右のリンクは、左右のサイドフレームの前部に各一端部が連結され、左右のライザに各他端部が連結される。連結部材は、左右のリンクをシート左右方向に連結し、クッションパンの後部の下方に配置される。クッションパンの後部の下面には、シート後方側へ向かって下り勾配に傾斜した傾斜面が形成されている。
車両の前面衝突時には、シートベルトを装着している乗員からの荷重によってクッションパンがシート下方側へ変形することにより、上記の傾斜面が連結部材に対して相対的にシート後方斜め下方側へ摺動する。これにより、連結部材からクッションパンに加わる反力の増加が抑制され、クッションパンの変形が許容されるので、衝撃吸収性を確保することができる。しかも、上記の連結部材に凹形状を設定する必要がないため、上記の連結部材が乗員からの荷重を受けて折れ曲がることを防止できる。その結果、フレーム全体の変形量を低減することができる。
本発明の第2の態様の車両用シートフレームは、第1の態様において、前記連結部材は、シート左右方向の両側に設けられた左右の曲げ部において曲がっており、シート左右方向の中央部が前記傾斜面と摺動する。
第2の態様では、連結部材の左右の曲げ部の曲げ量の設定変更することにより、連結部材の中央部とクッションパンの傾斜面との相対位置を調整することができる。これにより、例えばクッションパンや連結部材の配置の自由度が向上する。
本発明の第3の態様の車両用シートフレームは、第1の態様又は第2の態様において、前記傾斜面は、シート左右方向視で直線状に形成される。
第3の態様によれば、クッションパンの傾斜面がシート左右方向視で直線状に形成されるので、傾斜面が連結部材に対して摺動する際に連結部材から受ける反力を、傾斜面の傾斜角度の変更により調整することができる。
本発明の第4の態様の車両用シートフレームは、第1の態様又は第2の態様において、前記傾斜面は、シート左右方向視で曲線状に形成される。
第4の態様によれば、クッションパンの傾斜面がシート左右方向視で曲線状に形成されるので、傾斜面が連結部材に対して摺動する際に連結部材から受ける反力を、傾斜面と連結部材との相対位置に応じて変化させることができる。
本発明の第5の態様の車両用シートは、乗員が着座するシートクッションと、前記乗員の背部を支持して背凭れとなるシートバックとを備え、第1の態様~第4の態様の何れか1つの態様の車両用シートフレームによって骨格が構成される。
第5の態様によれば、シートクッション及びシートバックを備える車両用シートの骨格が、第1の態様~第4の態様の何れか1つの態様の車両用シートフレームによって構成される。よって、第1の態様~第4の態様の何れか1つの態様と同様の効果が得られる。
以上説明したように、本発明に係る車両用シートフレーム及び車両用シートでは、前面衝突時における衝撃吸収性を確保しつつ、フレーム全体の変形量を低減することができる。
実施形態に係る車両用シートフレームにおけるシートクッションフレームの周辺をシート左斜め前の上方側から見た状態で示す斜視図である。 同車両用シートフレームにおけるシートクッションフレームの周辺をシート右斜め前の下方側から見た状態で示す斜視図である。 同車両用シートフレームにおけるシートクッションフレームの前部周辺をシート左斜め前方側から見た状態で示す斜視図である。 同車両用シートフレームにおけるシートクッションフレームの前部の左側部周辺をシート下方側から見た状態で示す斜視図である。 図1のF5-F5線に沿った切断面を示す断面図である。 クッションパンの変形時にクッションパンの傾斜面と連結パイプとが摺動している状態を示す図5に対応する断面図である。 比較例において、クッションパンの変形時にクッションパンが連結パイプに当たった状態を示す断面図である。 クッションパンの傾斜面の第1変形例を示す断面図である。 クッションパンの傾斜面の第2変形例を示す断面図である。 クッションパンの傾斜面の第3変形例を示す断面図である。 実施形態に係る車両用シートフレームの変形例において、シートクッションフレームの前部の左側部周辺をシート前方側から見た状態で示す正面図であり、スライド機構がモータを有する例を示す図である。 実施形態に係る車両用シートを示す側面図であり、前面衝突前の状態を示す側面図である。 前面衝突初期の状態を示す図12Aに対応した側面図である。 前面衝突後期の状態を示す図12A及び図12Bに対応した側面図である。
以下、図1~図12Cを参照して本発明の一実施形態に係る車両用シート10及び車両用シートフレーム30について説明する。なお、各図においては図面を見易くする関係から一部の符号を省略している場合がある。また、各図中に適宜示される矢印FRは車両前方を示し、矢印UPは車両上方を示し、矢印LHは車両左方を示し、矢印RHは車両右方を示している。以下、前後左右上下の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両左右方向(車両幅方向)の左右、車両上下方向の上下を示すものとする。
図12A~図12Cに示されるように、本実施形態に係る車両用シート10は、車両の乗員Pが着座するシートクッション12と、乗員Pの背部を支持して背凭れとなるシートバック14と、乗員Pの頭部を支持するヘッドレスト16とを備えている。この車両用シート10の前後方向、左右方向(幅方向)、及び上下方向は、車両の前後左右上下の方向と一致している。なお、図12A~図12Cに示される乗員Pは、例えば前面衝突試験用のダミー人形であるHYBRIDIIIのAM50(米国人成人男性の50パーセンタイル)である。この乗員Pは、図示しない車両に搭載された3点式のシートベルト18を装着している。
車両用シート10の骨格は、図1~図4に示される車両用シートフレーム30によって構成されている。この車両用シートフレーム30は、シートクッション12の骨格を構成するシートクッションフレーム32と、シートバック14の骨格を構成するシートバックフレーム40とを有している。シートクッションフレーム32及びシートバックフレーム40には、それぞれ表皮13、15(図12A~図12C参照)によって覆われたパッド材(図示省略)が取り付けられている。
シートクッションフレーム32は、シートクッション12の左右の側部に配置されてシート前後方向に延在した左右一対のサイドフレーム34と、左右のサイドフレーム34の前部における上端部間に架け渡されたクッションパン36と、左右のサイドフレーム34の後端部間に架け渡されたリヤフレーム38とを備えている。クッションパン36とリヤフレーム38との間には、図示しないシートクッションスプリングが架け渡されている。このシートクッションスプリングによって、シートクッション12のパッド材がシート下方側から弾性的に支持されている。
左右のサイドフレーム34は、例えば板金がプレス成型されることにより長尺状に形成されており、長手方向がシート前後方向に沿い且つ厚さ方向がシート左右方向に沿う姿勢で配置されている。クッションパン36は、例えば板金によって略矩形状に形成され、厚さ方向がシート上下方向に沿う姿勢で配置されており、シート左右方向の両端部が左右のサイドフレーム34の前部に溶接等の手段によって固定されている。リヤフレーム38は、例えば金属製のパイプによって形成され、軸線方向がシート左右方向に沿う姿勢で配置されており、シート左右方向の両端部がカシメ等の手段で左右のサイドフレーム34の後端部に回転可能に連結されている。
左右のサイドフレーム34の後端部には、周知のリクライニング機構46を介してシートバックフレーム40の下端部がリクライニング可能に連結されている。シートバックフレーム40は、シートバック14の左右の側部に配置されてシート上下方向に延在した左右一対のサイドフレーム42と、左右のサイドフレーム42の上端部間に架け渡された図示しないアッパフレームと、左右のサイドフレーム42の下端部間に架け渡されたロアフレーム44とを備えている。上記のアッパフレームには、ヘッドレスト16が連結されている。
シートクッションフレーム32の左右のサイドフレーム34は、周知のスライド機構48及びリフタ機構56及びを介して車両の床部に連結されており、車両の床部に対する前後方向の位置及び上下方向の位置を調節可能とされている。スライド機構48は、左右のサイドフレーム34の下方に配置された左右一対のスライドレール50を含んで構成されている。スライドレール50は、例えばボルト締結等の手段で車両の床部に固定されたロアレール52と、ロアレール52に対して前後方向にスライド可能に支持されたアッパレール54と、ロアレール52に対するアッパレール54のスライドを規制する図示しないロック機構とを備えている。ロアレール52及びアッパレール54は、前後方向を長手として配置されている。
リフタ機構56は、左右一対のフロントライザ58(図1~図4参照)と、左右一対のリヤライザ60(図1及び図2参照)と、左右一対のフロントリンク62(図2~図4参照)と、左右一対のリヤリンク64(図2参照;右側のリヤリンク64は図示省略)とを含んで構成されている。左右のフロントライザ58、左右のリヤライザ60、左右のフロントリンク62及び左右のリヤリンク64は、例えば板金がプレス成型されて製造されたものである。左右のフロントライザ58は、本発明における「左右のライザ」に相当し、左右のフロントリンク62は、本発明における「左右のリンク」に相当する。
図1~図4に示されるように、左右のフロントライザ58は、左右のアッパレール54の前端部の上面にボルト締結等の手段で固定されたフロント固定部58Aと、フロント固定部58Aの左右方向内側端部から上方側へ延びるフロント縦壁部58Bとを有している。図示は省略するが、左右のリヤライザ60は、左右のアッパレール54の後端部の上面にボルト締結等の手段で固定されたリヤ固定部と、リヤ固定部の左右方向一端部から上方側へ延びるリヤ縦壁部とを有している。
左右のフロントリンク62及び左右のリヤリンク64は、後方側へ傾いた姿勢で配置されている。左右のフロントリンク62の各一端部(各上端部)は、左右のサイドフレーム34の前部に対して左右方向内側から重ね合わされており、左右方向を軸線方向とする連結軸65を介して左右のサイドフレーム34の前部に回転可能に連結されている。左右のフロントリンク62の各他端部(各下端部)は、左右のフロントライザ58のフロント縦壁部58Bに対して左右方向外側から重ね合わされており、左右方向を軸線方向とする連結軸66を介して各フロント縦壁部58Bに回転可能に連結されている。
左右のリヤリンク64の各一端部(各上端部)は、左右のサイドフレーム34の後部に対して左右方向内側に配置されており、リヤフレーム38に固定されている。これにより、左右のリヤリンク64は、左右のサイドフレーム34に対してリヤフレーム38を介して回転可能に連結されている。左右のリヤリンク64の各他端部(各下端部)は、左右のリヤライザ60のリヤ縦壁部に対して左右方向一方側から重ね合わされており、左右方向を軸線方向とする連結軸(図示省略)を介して各リヤ縦壁部に回転可能に連結されている。
左右のリヤリンク64の一方には、例えばセクタギヤが形成されており、当該セクタギヤに噛合された図示しないピニオンが手動又は電動で回転されることにより、上記一方のリヤリンク64が回動される。これにより、左右のリヤリンク64及び左右のフロントリンク62が回動し、シートクッションフレーム32(すなわちシートクッション12)の上下方向の位置が変更される構成になっている。
左右のフロントリンク62は、連結部材である連結パイプ68によって左右方向に連結されている。連結パイプ68は、例えば金属製のパイプ材によって構成されており、左右方向を軸線方向として配置されている。連結パイプ68の左右方向両端部は、左右のフロントリンク62の中間部に形成された貫通孔(図示省略)に挿通されており、溶接等の手段で左右のフロントリンク62に固定されている。
図5に示されるように、上記の連結パイプ68は、クッションパン36の後部の下方に配置されている。クッションパン36の後部の下面には、後方側へ向かって下り勾配に傾斜した傾斜面36Aが形成されている。この傾斜面36Aは、一例として左右方向視で直線状に形成されている。この傾斜面36Aは、通常時には連結パイプ68に対して間隙76を隔てて上方側から対向している。連結パイプ68は、前述したように、リフタ機構56によるシートクッション12の上下位置の変更(調整)に伴ってフロントリンク62と一緒に回動するが、この連結パイプ68の回動位置によらず、上記の間隙76が確保されるように構成されている。
但し、車両の前面衝突時には、シートベルト18を装着する乗員P(図9A~図9C参照)の臀部からシートクッション12に加わる前斜め下方側向きの過大な荷重により、クッションパン36が下方側へ変形する。これにより、上記の傾斜面36Aの下部側が連結パイプ68に当接する。その状態で更にクッションパン36が下方側へ変形しようとすると、傾斜面36Aが連結パイプ68に対して相対的に後方斜め下方側へ摺動するように構成されている(図6の矢印S参照)。
上記の前面衝突は、例えば米国運輸省道路交通安全局(NHTSA)によって規定されているフルラップ前面衝突試験(対リジット・バリア、速度35mph:約56Km/h)と同様の衝突である。この前面衝突の初期(図12B参照)には、比較的低い荷重が乗員Pからシートクッション12に加わり、この前面衝突の後期(図12C参照)には、比較的高い荷重が乗員Pからシートクッション12に加わる。この前面衝突の後期には、クッションパン36が下方側へ変形するように、クッションパン36の強度が設定されている。
そして、このクッションパン36の変形により、傾斜面36Aが連結パイプ68に対して相対的に後方斜め下方側へ摺動するように、傾斜面36Aと連結パイプ68との相対位置が設定されている。図2~図4に示されるように、本実施形態では一例として、連結パイプ68は、左右方向の両側に設けられた左右の曲げ部68Bにおいてそれぞれ略クランク状に曲がっている。この曲げにより、連結パイプ68の左右方向中央部68Aが傾斜面36Aに対する位置を調整されており、前面衝突時には、連結パイプ68の左右方向中央部68Aが傾斜面36Aと摺動するように構成されている。
なお、図7に示される比較例では、クッションパン36の後部に形成された傾斜面36Aと連結パイプ68との相対位置関係や、傾斜面36Aの大きさ等が本実施形態とは異なっている。この比較例では、前面衝突時にクッションパン36が変形して連結パイプ68と当たっても、両者が相対的に摺動しないため、クッションパン36から乗員Pの臀部に加わる反力が増加する。この変形例では、連結パイプ68が乗員Pからの荷重により変形する(折れ曲がる)場合がある。これに対し、本実施形態では、傾斜面36Aと連結パイプ68とが摺動することにより、クッションパン36から乗員Pの臀部に加わる反力の増加が抑制されると共に、連結パイプ68の折れ曲がりが防止されるように構成されている。
なお、図5に示される傾斜面36Aは単なる一例であり、傾斜面36Aの構成は適宜変更することができる。例えば図8に示される第1変形例では、傾斜面36Aの傾斜角度が本実施形態よりも小さく設定されている。このように、傾斜面36Aの傾斜角度を変更することにより、クッションパン36から乗員Pの臀部に加わる反力等を調整することができる。また例えば、図9に示される第2変形例では、傾斜面36Aが左右方向視で上方側へ凸をなす曲線状に形成されている。この第2変形例では、傾斜面36Aが連結パイプ68に対して摺動する際に連結パイプ68から受ける反力を、傾斜面36Aと連結パイプ68との相対位置に応じて変化させることができる。また例えば、図10に示される第3変形例では、傾斜面36Aが左右方向視で波形状に形成されている。この波形状のピッチは、連結パイプ68の直径よりも小さく設定されている。この第3変形例では、傾斜面36Aが連結パイプ68に対して摺動する際の摩擦抵抗を上記の波形状により調整することができる。
また、図1~図4では、スライド機構48が手動式の例を図示しているが、図11に示される変形例のようにスライド機構48がモータ55を有する場合、当該モータ55が連結パイプ68の下方に配置される場合がある。この場合、例えば連結パイプ68の左右の曲げ部68Bのうちの一方(図11に示される例では左側の曲げ部68B)をモータ55の上方に配置させることにより、連結パイプ68とモータ55との干渉を回避することができる。その結果、フロントリンク62に対する連結パイプ68の固定位置をモータ55との関係で変更する必要がなくなる。
(作用及び効果)
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
上記構成の車両用シート10では、車両シートフレーム30は、シートクッションフレーム32と、左右のスライドレール50と、左右のフロントライザ58と、左右のフロントリンク62と、連結パイプ68とを備えている。シートクッション12フレーム32は、車両の乗員Pが着座するシートクッション12の骨格を構成するものであり、シートクッション12の左右の側部に配置される左右のサイドフレーム34と、左右のサイドフレーム34の前部の上端部を左右方向に連結するクッションパン36とを有している。左右のスライドレール50は、左右のサイドフレーム34の下方に配置され、車両の床部に取り付けられている。
左右のフロントライザ58は、左右のスライドレール50のアッパレール54に取り付けられている。左右のフロントリンク62は、左右のサイドフレーム34の前部に各一端部が連結され、左右のフロントライザ58に各他端部が連結されている。連結パイプ68は、左右のフロントリンク62を左右方向に連結し、クッションパン36の後部の下方に配置される。クッションパン36の後部の下面には、後方側へ向かって下り勾配に傾斜した傾斜面36Aが形成されている。
前面衝突の初期(図12B参照)には、シートベルト18を装着している乗員Pの臀部からクッションパン36に加わる荷重が低いため、クッションパン36から乗員の臀部に加わる反力によって、サブマリン現象の発生を抑制することができる。前面衝突の後半(図12C参照)には、乗員Pの臀部からクッションパン36に加わる荷重が増加することにより、クッションパン36が下方側へ変形する。この際には、クッションパン36の傾斜面36Aが連結パイプ68に対して相対的にシート後方斜め下方側へ摺動する。これにより、連結パイプ68からクッションパン36に加わる反力の増加が抑制され、クッションパン36の変形が許容されるので、衝撃吸収性を確保することができる。その結果、乗員Pの傷害値を低減することができる。
しかも、背景技術の欄で説明した先行技術のように、上記の連結パイプ68に凹形状を設定する必要がないため、上記の連結パイプ68が乗員Pからの荷重を受けて折れ曲がることを防止できる。その結果、フレーム全体の変形量を低減することができる。また、連結パイプ68が傾斜面36Aの上端側でクッションパン36の下面に突き当たると、それ以上のクッションパン36の変形が抑制されるので、乗員Pの腰部の前方移動を制限することができる。
また、本実施形態では、クッションパン36の後部の下方にリフタ機構56の連結パイプ68が配置された構成であっても、傾斜面36Aと連結パイプ56との摺動により、クッションパン36の変形ストローク(衝撃吸収ストローク)を確保することができる。このように、連結パイプ68よりも上方のスペースで衝撃が吸収されるため、連結パイプ68の下方に衝撃吸収スペースを確保し難い車両に対して適用することができる。
さらに、本実施形態では、連結パイプ68は、左右方向の両側に設けられた左右の曲げ部68Bにおいて曲がっており、左右方向の中央部68Aが傾斜面36Aと摺動する。このため、連結パイプ68の左右の曲げ部68Bの曲げ量を設定変更することにより、連結パイプ68の中央部68Aとクッションパン36の傾斜面36Aとの相対位置を調整することができる。これにより、例えばクッションパン36や連結パイプ68の配置の自由度が向上する。
なお、上記実施形態では、連結パイプ68の左右方向の両側に左右の曲げ部68Bが形成された構成にしたが、これに限らず、連結パイプ68が直線状に形成される構成にしてもよい。
また、上記実施形態では、連結部材としての連結パイプ68が金属パイプによって製造された構成にしたが、これに限らず、連結部材の材料は適宜変更可能である。
その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは勿論である。
10 車両用シート
12 シートクッション
14 シートバック
30 車両用シートフレーム
32 シートクッションフレーム
34 サイドフレーム
36 クッションパン
36A 傾斜面
50 スライドレール
58 フロントライザ(ライザ)
62 フロントリンク(リンク)
68 連結パイプ(連結部材)
68A 中央部
68B 曲げ部

Claims (5)

  1. 車両の乗員が着座するシートクッションの骨格を構成し、前記シートクッションの左右の側部に配置される左右のサイドフレーム、及び前記左右のサイドフレームの前部の上端部をシート左右方向に連結するクッションパンを有するシートクッションフレームと、
    前記左右のサイドフレームの下方に配置され、前記車両の床部に取り付けられる左右のスライドレールと、
    前記左右のスライドレールに取り付けられる左右のライザと、
    前記左右のサイドフレームの前部に各一端部が連結され、前記左右のライザに各他端部が連結される左右のリンクと、
    前記左右のリンクをシート左右方向に連結し、前記クッションパンの後部の下方に配置される連結部材と、
    を備え、
    前記クッションパンの後部の下面には、シート後方側へ向かって下り勾配に傾斜した傾斜面が形成され、
    前記車両の前面衝突時に前記乗員からの荷重によって前記クッションパンがシート下方側へ変形することにより、前記傾斜面が連結部材に対して相対的にシート後方斜め下方側へ摺動する車両用シートフレーム。
  2. 前記連結部材は、シート左右方向の両側に設けられた左右の曲げ部において曲がっており、シート左右方向の中央部が前記傾斜面と摺動する請求項1に記載の車両用シートフレーム。
  3. 前記傾斜面は、シート左右方向視で直線状に形成される請求項1又は請求項2に記載の車両用シートフレーム。
  4. 前記傾斜面は、シート左右方向視で曲線状に形成される請求項1又は請求項2に記載の車両用シートフレーム。
  5. 乗員が着座するシートクッションと、前記乗員の背部を支持して背凭れとなるシートバックとを備え、請求項1~請求項4の何れか1項に記載の車両用シートフレームによって骨格が構成される車両用シート。
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