JP4005237B2

JP4005237B2 - 車両用座席

Info

Publication number: JP4005237B2
Application number: JP27556698A
Authority: JP
Inventors: 博儀山口
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 1998-09-29
Filing date: 1998-09-29
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2018-09-29
Also published as: JP2000103273A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両の前席あるいは後席において衝突時のサブマリン現象を防止するための車両用座席に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の前面衝突時に、シートベルトが正規の状態で乗員に装着されていないと、シートベルトに拘束された乗員が下方へ潜り込む姿勢になり、腰ベルトが骨盤から外れてしまう現象（いわゆるサブマリン現象）を生じることがある。このようなサブマリン現象が生じると、乗員の臀部あるいは下肢が前下方に移動し、シートベルトが乗員の腹部にかかったり、下肢が乗員前方のインストルメントパネルに二次衝突することが考えられる。
【０００３】
このサブマリン現象を抑制するために、従来より、シートフレーム前端部に突起を設けたり、パネルを設けることが提案されている。あるいは、特開平５−２２９３７８号公報のようにエアバッグを利用したものや、実開平２−１４９３２８号公報のように機械的にシート前端部を持ち上げるもの、あるいは実公平７−２７２４０号公報のように火薬アクチュエータを用いて機械的に持ち上げるものなどが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前述の突起やパネルを設ける従来技術ではフレームが「く」字形に変形して十分なサブマリン抑止効果を発揮できないという問題があった。また前述のエアバッグを用いるものや機械的に座部を持ち上げる従来技術は、いずれも構造が複雑であり、部品点数も多く、しかもコンパクトさに欠けるため、座部内の狭い空間にこれらの機構を収容することに困難を伴い、レイアウト上の困難さなどもあって製品化しにくいのが実情であった。
【０００５】
従って本発明の目的は、構成が簡単でコンパクトでかつ確実に作動するようなサブマリン抑止機構を有する車両用座席を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両用座席は、請求項１に記載したように、座部に設けるクッションフレームと、クッションフレームの両側部に設けたブラケットと、前記一対のブラケット間にわたって設けられかつ第１ロッドおよびこの第１ロッドに挿入された第２ロッドおよび車両の衝突時にガスを発生するガス発生体を有していて前記ガス発生体からガスが発生したときに前記第２ロッドが第１ロッドから伸び出る方向に作動するサブマリン抑止体と、前記サブマリン抑止体の第１ロッドと第２ロッドが前記伸び側に移動するときこのサブマリン抑止体を上昇させる方向に連動させるべく前記サブマリン抑止体を前記ブラケットに連結するリンクとを具備している。
【０００７】
この発明では、衝突が検知されたときにガス発生体が急速にガスを発生することにより、アクチュエータ内蔵形のサブマリン抑止体の第１ロッドと第２ロッドが互いに伸びる方向に作動するとともに、その作動に伴ってサブマリン抑止体がリンクを介して上方位置まで瞬時に移動する。こうして乗員が座部に沈み込むサブマリン現象が抑制される。
【０００８】
この発明は、請求項２に記載したように、前記一対のリンクは、それぞれ、一端側を前記各ブラケットに回動自在に取付けてリンクの他端側を斜め上方に向けた姿勢とし、これら一対のリンクの前記他端側に前記第１ロッドと第２ロッドの端部を軸によって回動自在に連結し、前記第１ロッドと第２ロッドが伸び側に移動したとき前記リンクが回動上昇するとともに前記サブマリン抑止体が上昇するようにしたことを含んでいる。このように構成された本発明は、サブマリン抑止体が伸び側に作動したときにその動きがリンクを回動上昇させる方向にダイレクトに作用することにより、サブマリン抑止体が所望高さまで瞬時に上昇する。
【０００９】
この発明は、請求項３に記載したように、前記サブマリン抑止体は、前記第１ロッドと第２ロッドが前記伸び側に移動したのち縮み側に戻ることを阻止するための戻り抑止機構を備えていることを含んでいる。このものでは、作動後に何らかの反力等がロッドを縮める方向に加わってもロッドが縮むことを回避でき、サブマリン抑止体を所望高さに確実に維持することができる。
【００１０】
この発明は、請求項４に記載したように、第１ロッドと第２ロッドの前記ブラケット寄りの領域に、衝突時に上方から加わる乗員の荷重に関して座席中央寄りの部位よりも変形しやすい変形調整部を設けたことを含んでいる。このものは、衝突によってサブマリン抑止体が上昇して乗員の荷重を受けるときに、望ましい形状にサブマリン抑止体を変形させることができ、乗員の荷重を受ける部位の荷重分散化が図れて面圧を下げることを可能ならしめる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］（図１〜図５）
この車両用座席１０は、座部１１のフレーム（クッションフレーム）１２と、クッションフレーム１２の両側部に位置する左右一対のサイドフレーム部１３，１４間に設けるサブマリン抑止機構１５とを具備している。
【００１２】
サブマリン抑止機構１５は、一方のサイドフレーム部１３に固定された第１ブラケット２０と、この第１ブラケット２０に前後方向の支軸２１によって上下方向に回動自在に支持された第１リンク２２と、他方のサイドフレーム部１４に固定された第２ブラケット２５と、この第２ブラケット２５に前後方向の支軸２６によって上下方向に回動自在に支持された第２リンク２７と、これら第１リンク２２と第２リンク２７間に架け渡されて座部１１の幅方向に延びるサブマリン抑止体３０などを備えている。
【００１３】
第１リンク２２と第２リンク２７は、それぞれ一端側が前記支軸２１，２６によって支持され、他端側が互いに向かい合うように斜め上方に突き出た姿勢となっており、支軸２１，２６を中心に上下方向に回動できるようになっている。ブラケット２０，２５は、ボルトやリベット等の締結部材３１あるいは溶接等の固定手段により、サイドフレーム部１３，１４に固定される。
【００１４】
サブマリン抑止体３０は、クッションフレーム１２を横切る方向（座席の幅方向）に延びる中空の第１ロッド３５と、この第１ロッド３５に対し軸線方向に移動可能に挿入された第２ロッド３６を含んでいる。第１ロッド３５と第２ロッド３６は互いに同一軸線上に位置している。
【００１５】
第１ロッド３５の一端部３５ａは、前記支軸２１と平行な連結軸４０によって第１リンク２２に回動自在に支持されている。この端部３５ａの近傍に、塑性加工によって内側に凹ませた凹部４１を形成することにより、端部３５ａの近傍領域の上下方向の断面二次モーメントを、座席中央寄りの部位よりも小さくしている。また、第１ロッド３５の端部３５ａの近傍領域の上面側を少し平坦に潰すことにより、受圧面積拡大部４２を形成している。第１ロッド３５の他端部３５ｂは第２ロッド３６を挿入可能な内径で開口している。
【００１６】
第２ロッド３６の一端部３６ａは、前記支軸２６と平行な連結軸４５によって第２リンク２７に回動自在に支持されている。この端部３６ａの近傍に、塑性加工によって内側に凹ませた凹部４６を形成することにより、端部３６ａの近傍領域の上下方向の断面二次モーメントを、座席中央寄りの部位よりも小さくしている。また、第２ロッド３６の端部３６ａの近傍領域の上面側を少し平坦に潰すことにより、受圧面積拡大部４７を形成している。
【００１７】
第２ロッド３６の他端部３６ｂは一端部３６ａよりも小径に形成され、この他端部３６ｂが、第１ロッド３５の端部３５ｂの開口から第１ロッド３５の内部に挿入されている。これら第１ロッド３５と第２ロッド３６は互いに端部３５ｂ，３６ｂを嵌合した状態において、軸線方向に相対移動可能である。
【００１８】
第１リンク２２と第２リンク２７は、図２に実線で示すように、連結軸４０，４５が支軸２１，２６よりも上に位置するよう上向きの角度αで傾斜した状態の下降位置から、２点鎖線で示す上昇位置にわたって上下方向に回動自在である。ここで各リンク２２，２７が前記下降位置にあるときの連結軸４０，４５間の距離をＬ１，リンク２２，２７が前記上昇位置にあるときの連結軸４０，４５間の距離をＬ２とすると、Ｌ２がＬ１よりも（２×Ｌ３）分だけ長くなるようにしている。
【００１９】
言い換えると、連結軸４０，４５間の距離がＬ１のときサブマリン抑止体３０は前記下降位置、すなわち図３（Ａ）にＨ１で示す高さにあり、連結軸４０，４５間の距離がＬ２となるまでサブマリン抑止体３０が伸びたときに、サブマリン抑止体３０が前記上昇位置、すなわち図３（Ａ）にＨ２で示す高さまで移動するように構成されている。
【００２０】
リンク２２，２７は、前記下降位置まで下がった状態において、ブラケット２０，２５の下部ストッパ壁２０ａ，２５ａに当接可能とし、リンク２２，２７がそれ以上下がることを阻止するようになっている。なお、リンク２２，２７が前記上昇位置まで移動したとき、第２ロッド３６の拡径部４８（図４に示す）が第１ロッド３５のストッパ部４９に当接することにより、ロッド３５，３６がそれ以上伸びることが抑制されるようにしている。
【００２１】
このためサブマリン抑止体３０はリンク２２，２７を介してブラケット２０，２５に取付けられた状態において、連結軸４０，４５間の距離が前記Ｌ２よりも大きくなることが阻止される。従って第１ロッド３５と第２ロッド３６は、リンク２２，２７が回動できる範囲（サブマリン抑止体３０が上下できる範囲）において、図２に示すように少くともＬ５以上の重なりしろが確保される。ブラケット２０，２５には、ロッド３５，３６の端部３５ａ，３６ａが入り込むことのできる開口２０ｂ，２５ｂが形成されている。
【００２２】
アクチュエータ内蔵形サブマリン抑止体３０の一例は、図４に示すように構成されている。このものは、円筒状の第１ロッド３５の軸線方向中間部の内側に固定されたカラー５０を有している。このカラー５０を第１ロッド３５に固定する手段の一例は、第１ロッド３５の一部を外側から塑性変形させることによる「かしめ」加工であるが、かしめ以外の手段によって固定してもかまわない。図中の符号５１はかしめ部を示している。
【００２３】
第１ロッド３５の内部にピストン部５５が設けられている。ピストン部５５は第２ロッド３６の先端に固定されており、第１ロッド３５に対してその軸線方向に移動自在としている。前記カラー５０とピストン部５５との間にガス膨張室５６が形成されている。ピストン部５５には、ガス膨張室５６をシールするためのオーリング等のシール材５７が設けられている。
【００２４】
ピストン部５５にガス発生体（スクイブ：火薬）６０が設けられている。ガス発生体６０にはリード線６１が接続されたヒータ等の点火系６２が内蔵されている。リード線６１は車両の衝突を検出するセンサ６３に接続され、衝突が検出された時にリード線６１を介して点火系６２に供給される電流によって着火し、ガス発生体６０が急速に燃焼してガスが発生するようになっている。なお、センサ６３はエアバッグに使用される衝突検知センサを用い、エアバッグの展開と同期してガス発生体６０に着火させるように構成してもよい。
【００２５】
次に前記第１の実施形態（図１〜図５）の作用について説明する。
【００２６】
この実施形態のサブマリン抑止体３０は、縮めた状態（長さがＬ１の状態）にして連結軸４０，４５とリンク２２，２７およびブラケット２０，２５を介してクッションフレーム１２に組付けられる。そして車両が通常の運行状態にあるとき（非衝突時）に、サブマリン抑止体３０は図３（Ａ）に示す下降位置（高さＨ１）にある。このため乗員Ｍはサブマリン抑止体３０に関して違和感なく着座することができる。
【００２７】
衝突時にセンサ６３が作動し、リード線６１を介して供給される電流によってガス発生体６０が着火し、ガス発生体６０が急速に燃焼する。これにより膨張するガスがガス膨張室５６に噴出する。このため、第２ロッド３６が第１ロッド３５から突き出る方向に移動することにより、連結軸４０，４５間の距離がＬ２に広がる。このためサブマリン抑止体３０が図３（Ａ）に示す上昇位置Ｈ２まで移動することになり、乗員Ｍの臀部あるいは大腿部が座部１１の下方に沈みこむことが抑制され、サブマリン現象が防止される。
【００２８】
この実施形態の場合、ガス発生体６０が燃焼する際のガス噴出による反力は、第２ロッド３６を図４において右方向に動かす推力となり、しかもガス発生に伴なう内圧増大によって第１ロッド３５が左方向に押し返されるため、エネルギーロスが少く高効率にロッド３５，３６を伸び側に作動させることができる。
【００２９】
サブマリン抑止機構１５が作動したとき、すなわちサブマリン抑止体３０が伸び側に作動して上昇しかつ乗員の荷重がサブマリン抑止体３０の上方から加わる場合、サブマリン抑止体３０の全長にわたって断面二次モーメントが均一であると、図５（Ａ）に模式的に示すようにサブマリン抑止体３０の中央部が大きく曲がるような変形挙動を示す。このように変形した場合、乗員の大腿部あるいは臀部とサブマリン抑止体３０との接触長さが部分的となるため、荷重が集中しやすく、面圧が高くなる傾向となる。
【００３０】
この点を考慮してこの実施形態では、サブマリン抑止体３０の両端部付近に凹部４１，４６などからなる変形調整部を設けたことにより、図５（Ｂ）に示すように、サブマリン抑止体３０の変形が、乗員Ｍの臀部あるいは大腿部とサブマリン抑止体３０との接触長が長くなるような形状（サブマリン抑止体３０の長手方向中間部が比較的平坦となる形状）に撓む。
【００３１】
しかもサブマリン抑止体３０の上面側に受圧面積拡大部４２，４７を設けたことにより、乗員とサブマリン抑止体３０との受圧面積も可及的広くとることができるようになる。このため、作動時のピーク反力が下がり、均等反力に近付くとともに、ピーク面圧も下がり、サブマリン抑止体３０のエネルギー吸収能力も高くなる。
【００３２】
前述したようにこの実施形態の車両用座席１０によれば、通常運行時にはサブマリン抑止体３０が着座違和感の原因になることがなく、衝突時にはサブマリン抑止体３０が所定高さまで上昇することにより、サブマリン現象を効果的に防止することができる。
【００３３】
なお、図３（Ｂ）に示すように、衝突時に乗員Ｍが移動する方向（前下方）Ｐに対して、サブマリン抑止体３０が直角方向に移動（上昇）するように、サブマリン抑止機構１５に傾斜角度θをつけてクッションフレーム１２に取付けるようにしてもよい。こうすることにより、荷重Ｐの入力時にサブマリン抑止体３０に回転モーメントが作用することを回避できる。
［第２の実施形態］（図６）
図６に示す実施形態は、サブマリン抑止体３０に戻り抑止機構８０を設けた例である。すなわち車両衝突時にガス発生体６０が燃焼し、第１ロッド３５と第２ロッド３６が互いに伸び側に移動したのち縮み側に戻ることがないようにしている。そのための構造として、ピストン部５５の外周部にテーパ面８１を形成し、テーパ面８１と第１ロッド３５の内面との間に、ボール等の転がり部材８２をピストン部５５の周方向に複数個収容し、かつ、転がり部材８２をテーパ面８１に押し付けるための弾性部材（例えばゴム製オーリング）８３を収容している。
【００３４】
このような戻り抑止機構８０を備えたサブマリン抑止体３０は、ガス発生体６０の燃焼によってロッド３５，３６が互いに伸び側に移動するときには、転がり部材８２がテーパ面８１から離れようとするためロッド３５，３６が伸び側に移動することが許容される。ロッド３５，３６が伸びたのち何らかの力がロッド３５，３６を縮み側に移動させる方向に作用した場合に、転がり部材８２がテーパ面８１に食い込むようになるため、いわゆるワンウェイ・リニヤクラッチと同様にロッド３５，３６が縮み側に移動することが阻止される。このため、サブマリン抑止体３０を前記上昇位置Ｈ２にさらに確実に保持することができる。
【００３５】
この第２の実施形態をはじめとして、後述する各実施形態の基本的な構成と作用については第１の実施形態の座席装置１０と共通であるから、各実施形態に共通する部位に共通の符号を付して説明は省略する。
［第３の実施形態］（図７）
この実施形態は、ピストン部５５に設けた雄ねじ部９２を第２ロッド３６の雌ねじ部９３にねじ込むことにより、ピストン部５５を第２ロッド３６に固定するようにしている。このようなねじ込み式のピストン部５５を採用すれば、ガス発生体６０を収容したピストン部５５を第２ロッド３６に容易に組付けることができる。
［第４の実施形態］（図８）
この実施形態は、第２ロッド３６にアクチュエータ１００を組込んだものである。アクチュエータ１００は、シリンダ１０１と、このシリンダ１０１に収容されたガス発生体６０と、ガス膨張室１０２と、シリンダ１０１の軸線方向に移動可能に挿入されたピストン１０３と、ピストン１０３と一体にシリンダ１０１の軸線方向に移動可能なセンターロッド１０４と、ばね１０５などを備えている。センターロッド１０４の外端にカラー１０６が設けられている。このカラー１０６は第１ロッド３５に固定される。
【００３６】
この実施形態は、衝突によってガス発生体６０が燃焼したとき、その膨張ガスの噴出によってシリンダ１０１を図示右側に動かす推力が生じるとともに、膨張ガスの圧力によってピストン１０３とセンターロッド１０４がシリンダ１０１から出る方向に駆動される。ここでセンターロッド１０４はカラー１０６を介して第１ロッド３５に拘束され、かつ、シリンダ１０１はストッパ壁１０７を介して第２ロッド３６と一体化するから、第２ロッド３６が第１ロッド３５から抜け出る方向に移動することになる。このため第１の実施形態（図１〜図５）で述べたものと同様に、リンク２２，２７が支軸２１，２６を中心に回動上昇するとともにサブマリン抑止体３０が上昇し、サブマリン現象を抑制することができる。
【００３７】
この実施形態（図８）は、アクチュエータ１００が第２ロッド３６に収容されているためピストン径が小さく、従ってガス発生後のピストン１０３の移動に伴う圧力低下が少く、ガス発生時のピストン１０３の押出し力を維持したまま、ロッド３５，３６を伸び側位置まで作動させることができる。このため乗員の荷重がサブマリン抑止体３０に加わってもロッド３５，３６を十分に伸ばすことが可能で、サブマリン抑止体３０を所望の上昇位置まで瞬時に移動させることができる。
【００３８】
また、アクチュエータ１００が第２ロッド３６に収容されているため、アクチュエータ内蔵形サブマリン抑止体３０をコンパクトにユニット化することができるとともに、サブマリン抑止機構１５を組立てたり座部１１に組込む際にアクチュエータ１００を単独で扱うことができ、その扱いが容易である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明のサブマリン抑止機構を備えた車両用座席によれば、衝突時以外はサブマリン抑止体が座部下に降下した状態となっているため異物感がなく、しかも衝突時には瞬時に上方位置まで移動することにより、サブマリン現象を効果的に抑制でき、乗員の安全性がさらに向上する。本発明のサブマリン抑止機構はアクチュエータ内蔵形のコンパクトなサブマリン抑止体を備えているため構成が簡単であり、部品数が少なくしかも座部内の狭いスペースに組込むことが容易である。この発明のサブマリン抑止機構は自動車の前席は勿論のこと、後席にも容易に組込むことができる。
【００４０】
そしてサブマリン抑止体にアクチュエータを一体に組込んでユニット化したことにより、シート座部への組込みが容易となり、また、シートの種類にかかわらず各種シートクッションフレームに容易に組付けることができ、組付レイアウト設計の自由度が増すものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示す車両用座席の斜視図。
【図２】図１に示された座席の一部の正面図。
【図３】図１に示された座席と乗員の側面図。
【図４】図１に示された座席のサブマリン抑止機構の一部の断面図。
【図５】図１に示された座席の作動態様を示すサブマリン抑止体の正面図。
【図６】本発明の第２の実施形態を示すサブマリン抑止機構の一部の断面図。
【図７】本発明の第３の実施形態を示すサブマリン抑止機構の一部の断面図。
【図８】本発明の第４の実施形態を示すサブマリン抑止機構の一部の断面図。
【符号の説明】
１０…車両用座席
１２…クッションフレーム
１５…サブマリン抑止機構
２０，２５…ブラケット
２２，２７…リンク
３０…サブマリン抑止体
３５…第１ロッド
３６…第２ロッド
６０…ガス発生体
８０…戻り抑止機構
１００…アクチュエータ

Claims

座部に設けるクッションフレームと、
前記クッションフレームの両側部に設けたブラケットと、
前記一対のブラケット間にわたって設けられかつ第１ロッドおよびこの第１ロッドに挿入された第２ロッドおよび車両の衝突時にガスを発生するガス発生体を有していて前記ガス発生体からガスが発生したときに前記第２ロッドが第１ロッドから伸び出る方向に作動するサブマリン抑止体と、
前記サブマリン抑止体の第１ロッドと第２ロッドが前記伸び側に移動するときこのサブマリン抑止体を上昇させる方向に連動させるべく前記サブマリン抑止体を前記ブラケットに連結するリンクと、
を具備したことを特徴とする車両用座席。
前記一対のリンクは、それぞれ、一端側を前記各ブラケットに回動自在に取付けてリンクの他端側を斜め上方に向けた姿勢とし、これら一対のリンクの前記他端側に前記第１ロッドと第２ロッドの端部を軸によって回動自在に連結し、前記第１ロッドと第２ロッドが伸び側に移動したとき前記リンクが回動上昇するとともに前記サブマリン抑止体が上昇するようにしたことを特徴とする請求項１記載の車両用座席。
前記サブマリン抑止体は、前記第１ロッドと第２ロッドが前記伸び側に移動したのち縮み側に戻ることを阻止するための戻り抑止機構を備えていることを特徴とする請求項１記載の車両用座席。
前記第１ロッドと第２ロッドの前記ブラケット寄りの領域に、衝突時に上方から加わる乗員の荷重に関して座席中央寄りの部位よりも変形しやすい変形調整部を設けたことを特徴とする請求項１記載の車両用座席。