JP3492733B2 - 自動車用シート - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車用シートに関
し、特に上半身を優れた着座フィーリングでもって理想
的な着座姿勢にサポートできるようにしたシートに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】通常、自動車用シートでは快適な着座フ
ィーリングを得られるように種々な工夫がなされてい
る。例えば、シートバックについては、繊維製編物と
フィッシュマウス式ばねとを組合わせた構造、ウレタ
ンパッドをプルマ式ばねで弾性支持した構造、ウレタ
ンパッドをＳ字ばねで弾性支持した構造、等が採用され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来のシー
トバックでは、腰椎支持部分の剛性が高く、乗員の
腰椎付近を確実にサポートできるものの、肩支持部分の
剛性も高くなるので、乗員の肩部付近のサポート感が硬
く、着座の快適さが損なわれやすい。

【０００４】さらに、乗員肩部付近のサポートが硬く、
ピッタリとフィットしたサポート感がない結果、走行中
の慣性力の変化に対して上半身の筋肉、特に肩回りや首
筋の筋肉に余分な力が入って緊張し、しかもサポートが
硬くて走行振動等が人体に直接作用するので、肩凝りや
後頭部の痛みが発生しやすく、特に長時間連続走行時に
かかる問題が顕著である。

【０００５】他方、従来のシートバックでは、Ｓ字ば
ねの弾性を適度に設定して乗員の肩部付近を軟らかく支
持できるものの、脊柱方向の支持に連続性がなく、ばね
のない箇所では支持力が不足して身体の沈み込み等が生
じる結果、慣性力の変化に対して脊柱回りの筋肉に余分
な力が入って緊張し、腰痛や尻の痺れが発生しやすいと
いう問題があった。

【０００６】また、シート着座時における乗員の好みの
姿勢には、脊柱が理想的なＳ字形状になった姿勢、
脊柱が真っ直ぐに延びた姿勢、猫背となった姿勢、等
が種々様々である。

【０００７】しかし、従来のシートバックでは、いずれ
も脊柱が真っ直ぐの姿勢や猫背の姿勢が好みの乗員に対
しても脊柱がＳ字カーブとなる着座姿勢を適用していた
ので、好みでない姿勢を維持するために脊柱回りの筋肉
に余分な力が入って緊張しやすく、体圧が部分的に高く
なったり、腰椎部分だけ走行振動で叩かれたような状態
となって椎間に負荷がかかって腰痛が生じやすかった。
特に、猫背の姿勢が好みの乗員についてはかかる問題が
顕著で、長時間連続走行中には休憩を頻繁に行ったり、
運転中に腰を伸ばしたりする必要があった。

【０００８】いずれにしても、従来のシートバックでは
無理な着座姿勢を長時間続けなければならず、腰痛、肩
こり、後頭部の痛み、尻の痺れ等が発生しているのが実
情である。

【０００９】この発明は、かかる問題点に鑑み、快適な
着座フィーリングでもって上半身を理想的な姿勢にサポ
ートして所望の体圧分布に保持でき、しかも長時間の着
座によっても腰痛等が生じないようにした自動車用シー
トを提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで本発明に係る自動
車用シートは、シートバックを構成するクッション材の
背後に中空で弾性変形可能なバックプレートを設け、バ
ックプレートの下端側をトーションバーによってシート
バックフレームの下辺中央に揺動自在に弾性支持すると
ともに、その上方側をＳ字ばねによってシートバックフ
レームに弾性支持し、バックプレートの上端側はトーシ
ョンバーの支持部より上方のバックプレートの背面壁に
ビード部を前方に向けて突設させることにより、バック
プレートの正面側剛性を低く、背面側剛性を高く形成す
るとともに、バックプレート正面側の縦断面外形状を横
臥姿勢の脊柱形状とし、バックプレートに荷重が加わる
と、バックプレートが後方に揺動するとともにバックプ
レートの表面側が変形し、バックプレートに加わる荷重
が一定以上になると、Ｓ字ばねの弾性変形により後方に
揺動し、さらにバックプレートの上端側をシートバック
フレームの上端部間に延びる受け部材に当接させて、そ
の後方揺動を規制することによりバックプレート全体を
弾性変形させ、腰部支持部分から上方にかけて撓み量を
次第に増加させることによりほぼ所定の体圧分布に保持
可能となしたことを特徴とする。

【００１１】クッション材はシートバックに一般的に採
用される合成樹脂パッド、例えばウレタンパッドとでき
るが、勿論、他のクッション材であってもよい。バック
プレートは弾性変形可能であればその材質は問わず、例
えば合成樹脂を使用できる。受け部材はバックプレート
の後方揺動を規制できればどのような構造でもよく、例
えばシートバックフレームに固着したレインフォースメ
ントとできる。

【００１２】バックプレートの下端側は骨盤後転モーメ
ントを受けて腰椎を確実にサポートする機能を有する
が、人体は一般に第１腰椎から第３腰椎にかけての部分
が圧力変動に敏感であるので、この部分で骨盤後転モー
メントを受けるのは好ましくない。そこで、トーション
バーによるバックプレート支持位置は圧力変動に鈍感な
第４、第５腰椎近傍とするのがよい。

【００１３】バックプレートは正面側剛性を低く、背面
側剛性を高く形成できればどのような構造でもよく、例
えば低剛性の正面側プレート部と高剛性の背面側プレー
ト部とを相互に固着して構成してもよく、又表面側と背
面側の材質を変えて製作してもよいが、製造工程を考慮
すると、全体を中空状となし、背面壁にビードを設け、
あるいは背面壁を厚肉に形成して背面側の剛性を高く設
定するのがよい。このバックプレートの製造には例えば
合成樹脂の場合にはブロー成形を採用するのがよい。

【００１４】シートバックは乗員の体格や好みの着座姿
勢に迅速に対応できるのが好ましい。そこで、バックプ
レート正面側の縦断面外形状は基本的には横臥姿勢の脊
柱形状に設定しこれをバックプレート正面側の柔軟性で
補うようにするのがよい。

【００１５】

【作用及び発明の効果】本発明によれば、クョション材
の背後にバックプレートを設け、バックプレート下端側
をトーションバーで、上方側をＳ字ばねで弾性支持し、
又バックプレートの背面側を硬くしているので、乗員が
シートに着座すると、乗員の腰部はバックプレート下端
側で確実にサポートされ、しかもサポート感はトーショ
ンバーの弾性とバックプレート表面側の軟らかさとによ
ってソフトである。

【００１６】同時に、乗員の体格や好みの着座姿勢に応
じてＳ字ばねが変形してバックプレートが後方に揺動す
るとともにバックプレート表面側が乗員の脊柱形状に応
じて変形し、乗員の背中はバックプレートの広い柔軟な
面とピッタリとフィットしてその体圧が全体に分散され
てほぼ理想的な体圧分布となるので、上半身は軟らかく
かつピッタリとサポートされる。

【００１７】従って、乗員の体格差や着座姿勢の好みに
個人差がある場合にもバックプレートの後方揺動とバッ
クプレート表面側の変形とによって乗員に応じた理想的
な好のみの着座姿勢にサポートできるとともに、理想的
な体圧分布が得られ、身体の筋肉に余分な力を入れる必
要がなく、極めて快適な着座フィーリングが得られる。

【００１８】他方、バックプレートに軽荷重が加わる
と、Ｓ字ばねが変形してバックプレートが後方に揺動し
てその荷重を受ける一方、荷重が一定値以上になると、
バックプレートが背後の受け部材と当たって後方への揺
動を規制され、今度はバックプレート全体が弾性変形し
てその大きな荷重を受ける。

【００１９】従って、走行中の慣性力に変化があった場
合にもバックプレート側でその荷重を吸収して快適なフ
ィット感を維持でき、乗員は上半身に余分な力を入れる
ことなく姿勢変化に迅速に対応でき、理想的な体圧分布
を保持できるので、腰痛、肩こり、後頭部の痛み、尻の
痺れ等が発生することはない。特に、バックプレートで
理想的なサポートができるので、クッション材自体には
ソフトな材質を採用でき、上半身に伝わる走行振動を軽
減して腰痛等の原因の１つを構造的に除去できる結果、
腰痛、肩こり、後頭部の痛み、尻の痺れ等をより確実に
防止できる。

【００２０】また、走行中におけるペダル操作等によっ
てヒップ角度や膝曲げ角度が変化すると、人体構造上、
腰椎の湾曲及び周長が変化し、しかもそれにも個人差が
あるが、かかる場合には腰椎の湾曲及び周長の変化に対
応してバックプレートの表面側が変形し、必要に応じて
バックプレートが揺動し、柔軟でピッタリとしたサポー
ト性を確保できるので、上半身に余分な力を入れること
なく、姿勢変化に迅速に対応でき、理想的な体圧分布を
保持できる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて
詳細に説明する。図１ないし図６は本発明の一実施例に
よる自動車用シートを示す。図において、シートはシー
トクッションとシートバック１とから構成され、シート
バック１は基本的にはクッション材であるウレタンパッ
ド（図示せず）の背後にバックプレート１０を設けこれ
をシートバックフレーム１１に支承しその外方を表皮
（図示せず）で覆って構成されている。なお、１２はシ
ートクッションフレームである。

【００２２】上記シートバックフレーム１１は図２(a)
に示すようにパイプをほぼ四角形状に折曲げて製作さ
れ、該シートバックフレーム１１の下辺部中央には略逆
Ｌ字状をなす取付金具１１０が固定され、該取付金具１
１０にはトーションバー１３の両端折曲部分が挿通して
取付けられている。このトーションバー１３は略四角形
状をなし、その上辺部分は図２(b) に示すようにバック
プレート１０裏面下端部にて横方向に延びる収納溝１０
０内に収納され、その上辺部分の左右両側にて固定金具
１３０、１３１で挟持された状態でリベットで固定され
ており、こうしてバックプレート１０の下端側は両持ち
トーションバー１３によってシートバックフレーム１１
に揺動自在に弾性支持されている。

【００２３】ここで、人体の第１〜第３腰椎の部分は圧
力変動に敏感であるので、上記収納溝１００の位置、即
ちトーションバー１３によるバックプレート１０の支持
位置は圧力変動に鈍感な第４、第５腰椎近傍の位置に設
定されている。

【００２４】また、バックプレート１０裏面には中央よ
り若干上方側にクリップ部１０１が突設され、該クリッ
プ部１０１にはＳ字ばね１４の略中央部分が係止され、
該Ｓ字ばね１４は横方向に延び、その両端はシートバッ
クフレーム１１のサイド部分に取付けられており、こう
してバックプレート１０の上方側はＳ字ばね１４によっ
てシートバックフレーム１１に弾性支持されている。

【００２５】上記バックプレート１０は図３(a)(b)に示
すように、合成樹脂材料等を用いて略四角形状でかつ中
空状に製作され、該バックプレート１０の断面外形状は
標準体格の人体の横臥状態における脊柱形状である、い
わゆるＳ字カーブ状に設定され、その前方に設計寸法の
厚みを有するウレタンパッドが配設されてシートバック
１は図５に示す表面形状となっている。例えば、ウレタ
ンパッド（ワディングを含む）の厚みは乗員のヒップポ
イントＨＰから５０ｍｍの高さで厚み５０ｍｍ、１１０
の高さで厚み６０ｍｍ、１９０ｍｍの高さで厚み７０ｍ
ｍと徐々に変化させ、１９０ｍｍの高さから３００ｍｍ
の高さにかけては７０ｍｍの厚みで一定とし、５００ｍ
ｍの高さで厚み５０ｍｍと徐々に減少するように設定さ
れる。

【００２６】また、図４に示すように、バックプレート
１０の背面壁には厚みを維持したまま、トーションバー
１３の支持部より上方にてビード部１０２が前方に向け
て突設されており、こうしてバックプレート１０は弾性
変形可能で、かつ正面壁が低剛性、即ち軟らかく、背面
壁が高剛性、即ち硬くなるように構成されている。

【００２７】また、シートバックフレーム１１の両サイ
ド上端部間には横方向に延びるレインフォースメント
（受け部材）１５が固着され、該レインフォースメント
１５はＳ字ばね１４を変形させて後方に揺動してきたバ
ックプレート１０の上端部背面と当接してその後方揺動
を規制するようになっている。

【００２８】次に、作用について説明する。乗員がシー
トに着座した場合、上半身のうち、腰部についてはシー
トバック１の下端側で受けられるが、シートバック１下
端側ではウレタンパッド背後のバックプレート１０がト
ーションバー１３でシートバックフレーム１１に支承さ
れ、又バックプレート１０は背面壁剛性によって全体と
しては比較的硬いので、確実にサポートされる。

【００２９】通常、走行中にはヒップポイントＨＰを中
心として骨盤を後転させる力が作用するが、上述のよう
に圧力変動に鈍感な第４、第５腰椎近傍で腰椎を確実に
サポートできる結果、腰椎回りの筋肉に余分な力を入れ
ることなく、骨盤後転モーメントを受けることができ
る。

【００３０】また、バックプレート１０の正面壁は背面
壁に比して軟らかく形成されているので、腰椎のサポー
ト感はトーションバー１３の弾性と相まって極めてソフ
トであり、確実な腰椎サポートができる割に、ゴツゴツ
したサポート感がない。

【００３１】他方、上半身のうち、背中及び両肩につい
てはシートバック１のほぼ全体で受けられるが、バック
プレート１０の上方側はＳ字ばね１４で支承されている
ので、乗員がシートに着座すると、乗員の体重等に応じ
てＳ字ばね１４が弾性変形し、バックプレート１０が図
６に矢印で示すように下端側トーションバー１３を支点
に後方に揺動する。同時に、バックプレート１０正面壁
が乗員の脊柱形状に応じて変形するが、バックプレート
１０正面壁を横臥状態の脊柱Ｓ字カーブ状としているの
で、バックプレート１０正面壁は迅速に変形し、背中及
び両肩はバックプレート１０の広い柔軟な正面壁にピッ
タリとフィットし、その体圧は全体に分散され、理想的
な体圧分布となって一部分の体圧が極端に高くなること
はなく、軟らかくかつピッタリとしたフィット感でもっ
てサポートされる。

【００３２】ところで、一般的に乗員の体格は同一では
なく、体格の大きな人や小さな人があってバラバラであ
る。また、好みの着座姿勢にも上述のように個人差があ
る。本例のシートではその体格差や好みの着座姿勢に応
じ、バックプレート１０が前後に揺動するとともにバッ
クプレート１０正面壁が変形するので、全ての乗員につ
いて体格差や好みの姿勢の個人差に応じた理想的な着座
姿勢に無理なくサポートでき、しかも理想的な体圧分布
が得られ、快適なフィット感が確保できる。

【００３３】例えば、好みの着座姿勢が猫背の姿勢が好
みの乗員の場合、その姿勢に応じてバックプレート１０
が前後に揺動するとともにバックプレート１０正面壁が
変形するので、好みの猫背姿勢にバックプレート１０の
正面壁ほぼ全体でソフトにかつ快適なフィット感でもっ
てサポートされ、又姿勢を維持するために無理な力を入
れる必要がなく、体圧分布も理想的の分布が得られる。
従って、従来のシートのように着座時に脊柱回りの筋肉
に余分な力を入れる必要がなく、又体圧分布が部分的に
高くなることはないので、椎間に無理がかからず、又長
時間連続走行中における頻繁な休憩等を不要とできる。

【００３４】ところで、人体構造上、図７（出典：ＳＥ
Ａジャーナル，１９６４年９月 vol.７２ No.９）に示
す各種姿勢Ａ〜Ｐをとった時には腰椎の湾曲は曲線Ａ〜
Ｐで示すように変化するが、快適な運転姿勢及び運転中
の動的条件、例えば慣性力の変化や運転操作による姿勢
変化を考慮すると、姿勢Ｄから姿勢Ｉまでの腰椎の湾曲
に対応する必要がある。本例のシートではバックプレー
ト１０を標準体形における横臥状態の脊柱Ｓカーブを基
本形状とし、バックプレート１０の後方揺動及び正面壁
の弾性変形、さらにはバックプレート１０自体の弾性変
形によってこれに対応している。

【００３５】即ち、バックプレート１０に軽い荷重が加
わった場合、Ｓ字ばね１４が変形してバックプレート１
０が後方に揺動し、その軽荷重を受けることができる。

【００３６】その荷重が一定値以上になった場合、バッ
クプレート１０はレインフォースメント１５との隙間ａ
（図６参照）の分だけ後方に揺動してレインフォースメ
ント１５に当り、後方への揺動を規制される。すると、
バックプレート１０が全体として弾性変形するので、そ
の大きな荷重を受けることができる。

【００３７】従って、走行中の慣性力に変化があり、姿
勢が変化した場合にもバックプレート１０でその荷重を
吸収して快適な着座フィーリングを維持しつつ、乗員は
上半身に余分な力を入れることなく姿勢変化に迅速に対
応でき、理想の体圧分布を保持できる。

【００３８】また、バックプレート１０によって理想的
なサポートができるので、ウレタンパッドにはソフトな
ものを採用でき、乗員に伝わる走行振動を軽減できる。
その結果、腰痛等の原因の１つである振動を構造的に除
去できるとともに、理想的な体圧分布を保持できるの
で、腰痛、肩こり、後頭部の痛み、尻の痺れ等を確実に
防止できる。

【００３９】また、脊椎形状に対するヒップ角度（脊椎
に対する大腿部の角度）及び大腿部に対する膝の曲げ角
度の影響について検討すると、ヒップ角度及び膝曲げ角
度が変化すると脊椎形状も変化する。例えば、ヒップ角
度が大きくなると、腰椎は後方へ曲がり、腰椎の周長は
長くなる一方、膝を伸ばすほど腰椎は後方に曲がる。ま
た、低く座って脚を上げ、脚を伸ばすほど腰椎の後方へ
の湾曲が進む。特に、ヒップ角度の変化の方が膝曲げ角
度の変化よりも脊椎形状への影響が大きい。

【００４０】走行中においてペダル操作等を行うと、ヒ
ップ角度及び膝曲げ角度が変化し、腰椎の湾曲及び周長
も変化し、それにも個人差があるが、本例のシートでは
腰椎の湾曲の度合い及び周長が変化すると、その変化に
対応してバックプレート１０の表面壁が弾性変形し、必
要に応じてバックプレート１０が揺動し、又バックプレ
ート１０自体が弾性変形するので、腰椎の湾曲及び周長
の変化を吸収して柔軟なサポート性を確保しつつ、上半
身に余分な力を入れることなく腰椎の湾曲及び周長を変
化に応じた姿勢変化に迅速に対応して理想的な体圧分布
を保持できる。

【００４１】次に、着座状態における脊椎の湾曲の大き
さに対する官能評価による好みの度合いを調べたとこ
ろ、図８に示す結果が得られた。図８において、範囲Ａ
が本例のシートにおいて脊椎の湾曲をサポートする範囲
である。図８によれば、着座姿勢で脊椎の湾曲が大きく
なると、良好に感じる者と、悪く感じる者とに分かれ、
好みにバラツキが生じるが、本例のサポート範囲Ａでは
全ての者がほぼ良好、又は良好と感じている。従って、
快適な着座フィーリングでもって上半身を所望の姿勢に
サポートして理想的な体圧分布に保持でき、又体格差や
着座姿勢についての好みの個人差も吸収できていること
が分かる。

【００４２】また、本例のシートバック１、繊維製の編
物とフィッシュマウス式ばねとを組合わせた２例の従来
構造、及びウレタンパッドをＳ字ばねで弾性支持した従
来構造について脊柱方向での剛性を測定し比較した。そ
の結果を図９に示すが、特性ａは本例のシートバック１
の撓み量の変化を、特性ｂ、ｃは繊維製の編物とフィッ
シュマウス式ばねとを組合わせ構造の撓み量の変化を、
特性ｄはウレタンパッドとＳ字ばねの組合わせ構造の撓
み量の変化である。

【００４３】図９によれば、本例のシートバック１では
腰部支持部分の撓み量が少なく、乗員の腰部を確実にサ
ポートでき、又背中の中程から上方部分の撓み量が次第
に増加し、乗員の背中及び肩部をソフトにサポートでき
ることが分かる。これに対し、繊維製編物とフィッシュ
マウス式ばねとの組合わせ構造では腰部の確実なサポー
トは得られるものの、肩部のサポートが硬く、しかも本
例のシートバック１と同程度の腰部サポート力を得よう
とすると、背中の中程より下方部分の支持力が不足す
る。また、ウレタンパッドとＳ字ばねの組合わせ構造で
は全体的に撓み量が大きく、サポート力が不足している
ことが分かる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例による自動車用シートにお
ける構造を示す分解側面図である。

【図２】 上記シートにおけるシートバック側の構造及
びその一部の拡大断面を示す図である。

【図３】 上記シートにおけるバックプレートの正面形
状及び縦断面形状をを示す図である。

【図４】 図３における各部の横断面形状を示す図であ
る。

【図５】 上記シートにおけるシートバック表面形状を
示す図である。

【図６】 上記シートの動作を説明するための構成図で
ある。

【図７】 人体の姿勢と腰椎湾曲の関係を示す図であ
る。

【図８】 着座姿勢における脊椎の湾曲と好みの個人差
との関係を示す官能評価結果を示す図である。

【図９】 本発明及び従来構造の脊柱方向での剛性変化
を示す図である。

【符号の説明】

１…シートバック １０…バックプレート １０２…ビード １１…シートバックフレーム １３…トーションバー １４…Ｓ字ばね １５…レインフォースメント（受け部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A47C 7/40 - 7/48

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クッション材をフレームに支承してなる
   シートバックを備えた自動車用シートにおいて、 上記クッション材の背後には中空で弾性変形可能なバッ
   クプレートを設け、該バックプレートの下端側をトーシ
   ョンバーによって上記シートバックフレームの下辺中央
   に揺動自在に弾性支持するとともに、その上方側をＳ字
   ばねによって上記シートバックフレームに弾性支持し、
   上記バックプレートの上端側は上記トーションバーの支
   持部より上方の上記バックプレートの背面壁にビード部
   を前方に向けて突設させることにより、上記バックプレ
   ートの正面側剛性を低く、背面側剛性を高く形成すると
   ともに、上記バックプレート正面側の縦断面外形状を横
   臥姿勢の脊柱形状とし、上記バックプレートに荷重が加
   わると、上記バックプレートが後方に揺動するとともに
   上記バックプレートの表面側が変形し、上記バックプレ
   ートに加わる荷重が一定以上になると、上記Ｓ字ばねの
   弾性変形により後方に揺動し、さらに上記バックプレー
   トの上端側を上記シートバックフレームの上端部間に延
   びる受け部材に当接させて、その後方揺動を規制するこ
   とによりバックプレート全体を弾性変形させ、腰部支持
   部分から上方にかけて撓み量を次第に増加させてほぼ所
   定の体圧分布に保持可能となしたことを特徴とする自動
   車用シート。
2. 【請求項２】 上記トーションバーによるバックプレー
   トの支持位置を第４、第５腰椎近傍となした請求項１記
   載の自動車用シート。