JP2023142722A - 車両用シート - Google Patents

Abstract

【課題】乗員の乗り物酔いを効果的に抑制できる車両用シートを得る。【解決手段】ヘッドレストが、着座乗員の頭部の一部であり後頭骨と対応する部位である被支持部が進入可能な凹部２７が前面に形成された硬質ウレタンからなる第１構成部２５と、硬質ウレタンより硬度が低い軟質ウレタンからなり、凹部に設けられ、被支持部によって変形させられる第２構成部と、を備え、凹部の底面である第１構成部の一部が、被支持部を支持し且つ直線状の接続部位において互いに接続される左右一対の頭部支持面であり、接続部位に直交する平面で切断された左右の頭部支持面の断面同士がなす角度である第１角度が３７．２°～１４３°の範囲に設定され、シート左右方向に見たときに、接続部位に対して直交する方向とシート前後方向がなす角度である第２角度が１２．８°～６８．７°の範囲に設定される。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用シートに関する。

下記特許文献１には、着座乗員の臀部を支持するシートクッションと、着座乗員の背部を支持するシートバックと、着座乗員の頭部を支持するヘッドレストと、を備える車両用シートが開示されている。このヘッドレストは、金属製のステーと、ステーの周囲に設けられた硬質発泡体と、硬質発泡体の前面に固定された軟質発泡体と、を備える。シートの着座乗員の頭部は軟質発泡体によって支持される。

特開平５－２４５０１号公報

上記特許文献１に記載された車両用シートは、乗員の乗り物酔いを効果的に抑制することに関して改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、乗員の乗り物酔いを効果的に抑制できる車両用シートを得ることが目的である。

第１の態様の車両用シートは、着座乗員の臀部を支持するシートクッションと、前記着座乗員の背部を支持するシートバックと、前記着座乗員の頭部を支持するヘッドレストと、を備え、前記ヘッドレストが、前記着座乗員の前記頭部の一部であり後頭骨と対応する部位である被支持部が進入可能な凹部が前面に形成された、硬質ウレタンからなる第１構成部と、前記硬質ウレタンより硬度が低い軟質ウレタンからなり、前記凹部に設けられ、前記被支持部によって変形させられる第２構成部と、を備え、前記凹部の底面である前記第１構成部の一部が、変形させられた前記第２構成部を介して前記被支持部を支持し且つ直線状の接続部位において互いに接続される左右一対の頭部支持面であり、前記接続部位に直交する平面で切断された左右の前記頭部支持面の断面同士がなす角度である第１角度が３７．２°～１４３°の範囲に設定され、シート左右方向に見たときに、前記接続部位に対して直交する方向とシート前後方向がなす角度である第２角度が１２．８°～６８．７°の範囲に設定された。

第１の態様の車両用シートでは、着座乗員がシートに着座したときに、着座乗員の頭部の一部であり後頭骨と対応する部位である被支持部が第２構成部を変形させながら第１構成部に接近する。このとき被支持部が、変形させられた第２構成部を介して、第１構成部の左右の頭部支持面によって支持される。これにより、着座乗員の頭部の揺動が抑制され、当該着座乗員の乗り物酔いが抑制される。

第１の態様の車両用シートでは、接続部位に直交する平面で切断された左右の頭部支持面の断面において、左右の頭部支持面がなす角度である第１角度が３７．２°～１４３°の範囲に設定される。さらにシート左右方向に見たときに、接続部位に対して直交する方向とシート前後方向がなす角度である第２角度が１２．８°～６８．７°の範囲に設定される。これにより、第１角度及び第２角度が上記範囲外に設定されている構成に比べて、着座乗員の乗り物酔いがより効果的に抑制される。

第２の態様の車両用シートは、第１の態様の車両用シートにおいて、前記第１角度が７０．５°～１２４．５°の範囲に設定され、且つ、前記第２角度が３１．１°～５６．６°の範囲に設定されている。

第２の態様の車両用シートでは、第１角度が７０．５°～１２４．５°の範囲に設定され、且つ、第２角度が３１．１°～５６．６°の範囲に設定されている。これにより、第１角度及び第２角度が上記範囲外に設定されている構成に比べて、着座乗員の乗り物酔いがより効果的に抑制される。

第３の態様の車両用シートは、第１の態様又は第２の態様の車両用シートにおいて、前記頭部支持面が平面である。

第３の態様の車両用シートでは、様々な大きさの頭部（被支持部）を有する複数の着座乗員の乗り物酔いが効果的に抑制される。

本発明に係る車両用シートは、乗員の乗り物酔いを効果的に抑制できる、という優れた効果を有する。

実施形態の車両用シートの正面図である。 ヘッドレストの斜視図である。 図１の３－３矢線に沿う断面図である。 図１の４－４矢線に沿う断面図である。 図２の５－５矢線に沿う断面図である。 ヘッドレストと着座乗員の頭部を示す側面図である。 頭部を後方側から見た背面図である。 頭部を左側から見た側面図である。 車両用シート及び着座乗員を模式的に示す側面図である。 試験結果を示すグラフである。

以下、添付図面を用いて本発明の実施形態に係る車両用シート１０（以下、シート１０）について説明する。なお、各図中に適宜示される矢印ＦＲはシート前方向を示し、矢印ＵＰはシート上方向を示し、矢印ＬＨはシート左右方向（シート幅方向）の左側を示す。以下、単に前後、左右、上下の方向を用いて説明する場合、シート前後方向の前後、シート左右方向の左右、シート上下方向の上下を示す。

図１に示されたシート１０は、車両（図示省略）の車室の床面に設けられている。シート１０は、床面にスライドレール装置（図示省略）を介して支持されたシートクッション１１と、シートクッション１１の後端部に下端部が接続されたシートバック１５と、シートバック１５の上端部に支持されたヘッドレスト２０と、を備える。シートクッション１１は、着座乗員Ｐ（図６～図８参照）の臀部を下方から支持する。シートバック１５は、着座乗員Ｐの背部を後方から支持する。ヘッドレスト２０は、着座乗員の頭部Ｐ１を後方から支持する。なお、シートバック１５はシートクッション１１に対して前後方向へリクライニング可能である。

ヘッドレスト２０は、ヘッドレストフレーム２１、第１構成部２５、第２構成部４５及び後述するカバー部材（図示省略）を有する。

図１に示されたように、ヘッドレスト２０の内部にはヘッドレストフレーム２１が設けられている。ヘッドレストフレーム２１は、金属製のパイプによって構成されている。ヘッドレストフレーム２１の正面形状は略Ｕ字形である。ヘッドレストフレーム２１は、左右方向に延びる上端構成部２２と、上端構成部２２の左右両端部から下方に延びる左右一対の側部構成部２３と、を備える。左右の側部構成部２３の下端部がシートバック１５の上端部に固定されている。なお、左右の側部構成部２３の下端部がシートバック１５の上端部によって、側部構成部２３の延長方向にスライド可能に支持されてもよい。ヘッドレスト２０の左右方向の中心を通り且つ上下方向に延びる中心線ＡＸを定義した場合、正面視においてヘッドレスト２０は中心線ＡＸに関して左右対称である。なお、以下の説明では左右の側部構成部２３が鉛直方向と平行であるものとする。即ち、シート上下方向が鉛直方向と一致しているものとする。

ヘッドレスト２０は、ヘッドレストフレーム２１の周囲に位置し且つヘッドレストフレーム２１に固定された第１構成部２５を有する。第１構成部２５は硬質ウレタン製の一体成形品である。この硬質ウレタンの硬度は、例えば２０Ｎ（ニュートン）である。例えば、第１構成部２５は金型（図示省略）を利用して製造される。

第１構成部２５の前面２６には凹部２７が形成されている。正面視において凹部２７は中心線ＡＸに関して左右対称である。凹部２７の底面（内面）は、左右一対の側面３０と、左右一対の上部構成面３５と、左右一対の頭部支持面４０と、を備える。左右の側面３０は、左右方向に対して直交する平面である。但し、左右の側面３０は曲面であってもよい。図３に示されたように、各側面３０の下縁部３１は、側面視において前後方向及び上下方向に対して傾斜する。

左右の上部構成面３５は、凹部２７の底面の上部を構成する。正面視において左右の上部構成面３５は中心線ＡＸに関して左右対称である。各上部構成面３５の下縁部３６は、正面視において左右方向及び上下方向に対して傾斜する。さらに図４に示されたように、左右の上部構成面３５は平面視において互いに傾斜する。図４に示されたように、左右の上部構成面３５の接続部位と第１構成部２５の前面２６との間の前後方向の距離（凹部２７の最大深さ）はＤＰ１である。距離ＤＰ１は５０ｍｍ以上であるのが好ましい。

左右の頭部支持面４０は、凹部２７の底面の下部を構成する。左右の頭部支持面４０は平面である。図１に示されたように、正面視において左右の頭部支持面４０は中心線ＡＸに関して左右対称である。さらに左右の頭部支持面４０の各頭部支持面４０に対して直交する方向から見たときの形状は略平行四辺形である。左側の頭部支持面４０の右側縁部と、右側の頭部支持面４０の左側縁部とは、直線状の接続部位４１を介して互いに接続されている。左側の頭部支持面４０の左側縁部及び右側の頭部支持面４０の右側縁部は、左右の側面３０の下縁部３１にそれぞれ接続されている。左右の頭部支持面４０の上縁部は、左右の上部構成面３５の下縁部３６にそれぞれ接続されている。

図５に示されたように、図２の５－５矢線に沿って左右の頭部支持面４０を切断したときの左右の頭部支持面４０の切断面同士は第１角度θ１で交差する。換言すると、接続部位４１に直交する平面ＣＳ（図３参照）で切断された左右の頭部支持面４０同士がなす角度が第１角度θ１である。

図３に示されたように、左右方向に沿ってヘッドレスト２０を見たとき、接続部位４１に対して直交する方向ＰＤとシート前後方向（水平面ＨＳ）がなす角度が第２角度θ２である。

図１及び図２に示されるように、ヘッドレスト２０は第２構成部４５を有する。第２構成部４５の形状は、第１構成部２５の凹部２７の形状と実質的に同一である。第２構成部４５は凹部２７に嵌められている。従って、第１構成部２５及び第２構成部４５からなる一体物の全体形状は略直方体形状である。第２構成部４５は軟質ウレタン製の一体成形品である。この軟質ウレタンの硬度は、上記硬質ウレタンの硬度より小さく、例えば４Ｎ（ニュートン）以下の硬度である。例えば、第２構成部４５は金型（図示省略）を利用して製造される。

図示は省略されているが、一体化された第１構成部２５及び第２構成部４５の外周面には、可撓性材料からなるカバー部材が装着される。このカバー部材によって、第１構成部２５と第２構成部４５の一体化状態が維持される。

ここで着座乗員Ｐがシート１０に着座すると、図６～図８に示されるように、着座乗員Ｐの頭部Ｐ１において後頭骨Ｐ２と対応する部位である被支持部ＰＳが、カバー部材及び第２構成部４５を変形させながら（後方に凹ませながら）第１構成部２５の左右の頭部支持面４０に接近する。さらにシート側面視において、左右の頭部支持面４０が着座乗員Ｐの被支持部ＰＳと左右方向に重なる。さらに左右の頭部支持面４０が、着座乗員Ｐの頭部Ｐ１における乳様突起Ｐ３よりも後方側の部位のみを支持するように、左右の頭部支持面４０の形状及び寸法等が設定されている。

また被支持部ＰＳが左右の頭部支持面４０の間に配置され、且つ、変形したカバー部材及び第２構成部４５を介して左右の頭部支持面４０によって支持されたときに、被支持部ＰＳの右側部位Ｐ４Ｒが、右側の頭部支持面４０からカバー部材及び第２構成部４５を介して受ける圧力が高くなり且つ被支持部ＰＳの左側部位Ｐ４Ｌが、左側の頭部支持面４０からカバー部材及び第２構成部４５を介して受ける圧力が高くなるように、第１角度θ１及び第２角度θ２の角度範囲が設定されている。なお、右側部位Ｐ４Ｒ及び左側部位Ｐ４Ｌは、後頭骨Ｐ２の下端部の左右の両側部分とそれぞれ対応する部位である。なお、後頭骨Ｐ２の下端部とは、当該後頭骨Ｐ２において上項線Ｐ５よりも下方側の部分のことである。また、着座乗員Ｐの頭部Ｐ１が正面を向いている状態では、右側部位Ｐ４Ｒと左側部位Ｐ４Ｌとは同じ高さに位置している。また、右側部位Ｐ４Ｒと左側部位Ｐ４Ｌとの左右方向への間隔Ｗは、着座乗員Ｐの頭部の大きさによるが、概ね約９０ｍｍ～１２０ｍｍを想定しておけばよい。この間隔Ｗを想定して、左右一対の頭部支持面４０の形状及び寸法を設定しておけば、成人の男性及び成人の女性のほぼ全ての体格の着座乗員Ｐに対応させることが可能となる。

（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

以上説明した本実施形態のシート１０では、着座乗員Ｐの臀部、背部及び頭部Ｐ１が、シートクッション１１、シートバック１５及びヘッドレスト２０によって支持される。また、着座乗員Ｐの頭部Ｐ１の被支持部ＰＳが、カバー部材及び第２構成部４５を変形させながら第１構成部２５に接近する。このとき被支持部ＰＳが、変形させられたカバー部材及び第２構成部４５を介して、第１構成部２５の左右の頭部支持面４０によって支持される。より詳細には、被支持部ＰＳが、左右の頭部支持面４０によってシート左右方向から支持されると共にシート後方側から前方向かつシート斜め上方向に向けて支持される。これにより、着座乗員Ｐの頭部Ｐ１の揺動が抑制され、着座乗員Ｐ１の乗り物酔いが抑制される。

さらに頭部支持面４０が形成された部位が可動式ではないので、第１構成部２５（ヘッドレスト２０）を安価に製造できる。

さらに頭部支持面４０が形成された部位が第２構成部４５によって覆われるので、ヘッドレスト２０（カバー部材）の前面に凹凸ができにくい。換言すると、ヘッドレスト２０の意匠性が損なわれ難い。

さらに左右の上部構成面３５の接続部位と第１構成部２５の前面２６との間の前後方向の距離ＤＰ１が５０ｍｍ以上に設定されることにより、被支持部ＰＳが変形させられたカバー部材及び第２構成部４５を介して左右の頭部支持面４０によって支持される前に、頭部Ｐ１が変形させられたカバー部材及び第２構成部４５を介して左右の上部構成面３５によって支持され難い。即ち、距離ＤＰ１が５０ｍｍ以上に設定されると、被支持部ＰＳと左右の頭部支持面４０との距離が適正距離より長くなり難く、被支持部ＰＳが左右の頭部支持面４０によって支持されなくなるおそれが小さくなる。

ところで、近年、車両の自動運転化に伴い、車両の自動運転時における乗り物酔いが深刻化するのではないか、という懸念が高まっている。この乗り物酔いは、乗員の頭部の揺動時における前庭器官と視覚との間の感覚矛盾により発生することが知られている。これに加えて、この乗り物酔いは、乗員の前庭器官と視覚との間の感覚のズレ量を少なくすることで低減できることが知られている。そこで、乗り物酔いの原因である頭部の揺動を抑制するために、左右の頭部支持面４０の第１角度θ１及び第２角度θ２を適切な大きさに設定することが重要である。そこで本出願人は、着座乗員Ｐが不快感を伴うことなくシート１０を使用可能になる第１角度θ１及び第２角度θ２の範囲を得るために、以下の試験を行った。

この試験ではシート１０を上下方向に対して左側へ１０°傾いた位置と右側へ１０°傾いた位置との間で繰り返し左右に加振する。この加振の周波数は０．１Ｈｚである。また、この試験は、図９に示されたアップライト姿勢において行った。なお、アップライト姿勢とは、着座乗員Ｐが車両の前方を視認できる乗車姿勢のことである。一例として、本試験では、シートバック１５のリクライニング角度θｓを２３．２°に設定した。図９に示された一点鎖線Ｌ１は、リクライニング角度θｓの基準線である。この一点鎖線Ｌ１は、シートバック１５を構成するバックレスト表面と対応している。ここでバックレスト表面とは、シートバック１５において着座乗員Ｐの腰部をシート後方側から支持する面のシート幅方向の中央部のことである。リクライニング角度θｓは、乗員がシート１０に着座していない状態で測定される。

この試験を行った被験者は１０名であり、１０名の体格を表すＢＭＩは１８．７～２９．４であった。なお、ＢＭＩ（Ｂｏｄｙ Ｍａｓｓ Ｉｎｄｅｘ）とは、体重と身長から算出される体格指数のことであり、体重をＭ（ｋｇ）、身長をＬ（ｍ）とした場合に、Ｍ／（Ｌ^２）で計算される値のことである。

そして、この試験では、被験者１０名がそれぞれ以下の(１)、(２)、(３)と感じた際の第１角度θ１及び第２角度θ２の範囲を測定した。
（１）左右一対の頭部支持面４０による頭部Ｐ１の支持は、最適である。
（２）左右一対の頭部支持面４０による頭部Ｐ１の支持は、適当であると共に不快ではない。
（３）左右一対の頭部支持面４０による頭部Ｐ１の支持は、ほとんど得られない

図１０には、被験者１０人が、それぞれ上記の（１）～（３）と感じた際の第１角度θ１及び第２角度θ２がプロットされたグラフが示されている、そして、被験者１０人が上記の（１）と感じた際の第１角度θ１及び第２角度θ２の範囲を「最適範囲」に決定した。また、被験者１０人が上記の（２）と感じた際の第１角度θ１及び第２角度θ２の範囲を「許容範囲」に決定した。なお、図１０に記載されたグラフにおいては、最適範囲を線Ｌ３で囲っており、許容範囲を線Ｌ４で囲っている。ここで、四角形状のプロットは、各被験者が上限角度（これ以上第１及び第２角度が広がると支持されない）と評価した位置である。また、丸形状のプロットは、各被験者が最適な角度と評価した位置である。さらに、三角印のプロットは、下限角度（これ以上第１及び第２角度が閉じると不快に感じる）である。許容範囲の線Ｌ４で囲まれた範囲の外側は、被験者１０人が上記の（３）と感じる範囲である。ここで、最適範囲及び許容範囲は、上記試験で測定された第１角度θ１及び第２角度θ２の平均値に対して－３σから＋３σの範囲としている。なお、σは上記試験で測定された第１角度θ１及び第２角度θ２から得られた標準偏差である。

以上の試験の結果をまとめると、第１角度θ１及び第２角度θ２の最適範囲及び許容範囲は、以下の表１の通りになる。

以上より、第１角度θ１を３７．２°～１４３°の範囲に設定し、且つ、第２角度θ２を１２．８°～６８．７°の範囲に設定することで、左右の頭部支持面４０によって頭部Ｐ１を支持された着座乗員Ｐが不快感を覚え難くなる。これにより、着座乗員Ｐの乗り物酔いを効果的に抑制できる。

また、第１角度θ１を７０．５°～１２４．５°の範囲に設定し、且つ、第２角度θ２を３１．１°～５６．６°の範囲に設定することで、左右一対の頭部支持面４０によって頭部Ｐ１を支持された着座乗員Ｐが不快感をより覚え難くなる。これにより、着座乗員Ｐの乗り物酔いをより一層効果的に抑制できる。

さらに第１構成部２５の左右の頭部支持面４０が共に平面である。そのため左右の頭部支持面４０は様々な大きさ（形状）の頭部（被支持部）を支持可能であり、且つ、頭部を支持された着座乗員に不快感を与え難い。そのためシート１０は、様々な大きさの頭部（被支持部）を有する複数の着座乗員の乗り物酔いを効果的に抑制できる。なお、仮に頭部支持面４０が曲面によって形成された場合は、この頭部支持面４０が特定の大きさ（形状）の頭部（被支持部）を支持したときは、頭部を支持された着座乗員が不快感を覚え難くなることがある。しかし頭部支持面４０が曲面によって形成された場合は、頭部支持面４０が別の大きさ（形状）の頭部（被支持部）を支持したときに、頭部を支持された着座乗員が不快感を覚えるおそれが、頭部支持面４０が平面の場合より大きくなる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

頭部支持面４０が平面でなくてもよい。

平面視において左右の上部構成面３５が一直線状に並ぶように第１構成部２５が構成されてもよい。この場合の上部構成面３５と第１構成部２５の前面２６との間の前後方向の距離（凹部２７の深さ）は５０ｍｍ以上であるのが好ましい。

１０ 車両用シート（シート）
１１ シートクッション
１５ シートバック
２０ ヘッドレスト
２５ 第１構成部
２６ 前面
２７ 凹部
４０ 頭部支持面
４１ 接続部位
４５ 第２構成部
θ１ 第１角度
θ２ 第２角度
Ｐ 着座乗員
ＰＳ 被支持部

Claims (3)

1. 着座乗員の臀部を支持するシートクッションと、
   前記着座乗員の背部を支持するシートバックと、
   前記着座乗員の頭部を支持するヘッドレストと、
   を備え、
   前記ヘッドレストが、
   前記着座乗員の前記頭部の一部であり後頭骨と対応する部位である被支持部が進入可能な凹部が前面に形成された、硬質ウレタンからなる第１構成部と、
   前記硬質ウレタンより硬度が低い軟質ウレタンからなり、前記凹部に設けられ、前記被支持部によって変形させられる第２構成部と、
   を備え、
   前記凹部の底面である前記第１構成部の一部が、変形させられた前記第２構成部を介して前記被支持部を支持し且つ直線状の接続部位において互いに接続される左右一対の頭部支持面であり、
   前記接続部位に直交する平面で切断された左右の前記頭部支持面の断面同士がなす角度である第１角度が３７．２°～１４３°の範囲に設定され、
   シート左右方向に見たときに、前記接続部位に対して直交する方向とシート前後方向がなす角度である第２角度が１２．８°～６８．７°の範囲に設定された車両用シート。
2. 前記第１角度が７０．５°～１２４．５°の範囲に設定され、且つ、前記第２角度が３１．１°～５６．６°の範囲に設定されている請求項１に記載の車両用シート。
3. 前記頭部支持面が平面である請求項１又は請求項２に記載の車両用シート。