JP4011622B2 - 車両のシート - Google Patents

Description

本発明は、車両のシート、特に詳しくは、自動車のようなモーター車両に使用される車両のシートに関するものである．
このような後部衝突の際、衝突された自動車は、前方へ加速されると理解すべきである。これによって、自動車の座席を前方へ加速させる。着座された各シートの座席クッションと背もたれ部とが座席着座者の臀部と胴部とに当たり、着座者の臀部と胴部とを実質的に加速させる。しかしながら、これに相当するような加速は、着座者の頭部へ直ちに加えられない。該頭部は、身体の一部で、かなりの質量を有し、したがって、該頭部は、実質的な慣性をもつ。
かくして、自動車の着座者の臀部と胴部とは、後部衝突の結果前方へ加速され、自動車の着座者の頭部は、当初は動かない状態にある。これによって、頸部の下位部分が前へ動くにつれ、頸部は、最初に”Ｓ”形状の形態をとるが、未だ垂直状態を保ち、頸部の上位部分は、当初の位置に留まる。その後引き続いて、頭部は、回動し、ついで頸部が曲がる。調査の結果、かなりの速度で頭部が胴部に対し動けば、頸部が”Ｓ”形状になると”むちうち”傷害が発生することが示されている。
この発明は、後部衝突の際、座席着座者の”むちうち”傷害の危険を減らす改良された自動車シートを提供しようとするものである。
この発明によれば、自動車シートが提供されるもので、該自動車シートは、シートクッション部と背もたれ部とを備え、該シートの背もたれ部の少なくとも実質的な部分がシートのシートクッション部の当初の位置に対し後方へ動くようになっており、フォースリミッター手段が設けられていて、前記動きに抵抗する抵抗力を与え、前記フォースリミッター手段は、第１の所定の量の動きに対しては、第１の比較的低いレベルで前記動きに対し抵抗力を与え、そして、第２の所定の量の動きに対し、第２の比較的高いレベルで第２の比較的高いレベルで前記動きに対し抵抗力を与えるようになっている。
好ましくは、停止手段が設けられていて、特定された動きが行われた後前記動きを止める。
好ましくは、前記シートの背もたれ部の前記部分の後方への動きを阻止するキャッチが設けられていて、感知された後部衝撃に応答して前記キャッチが釈放されるようになっている。
一つの実施例においては、前記シートの背もたれ部の前記部分は、前記シートのシートクッション部に対しピボット動作で前記後方への動きを行うようになっている。
また別に前記シートの背もたれ部の前記部分は、前記シートのシートクッション部に対しスライド動作で前記後方への動きを行うようになっている。
一つの実施例においては、前記シートの背もたれ部の前記部分は、前記シートのシートクッション部に対しピボット動作とスライド動作で前記後方への動きを行うようになっている。
ある実施例においては、前記シートの背もたれ部全体がシートのシートクッション部に対し動くようになっている。
別の実施例においては、前記シートの背もたれ部の一部のみが前記比較的低い抵抗力に対し前記後退運動を行い、ヘッドレストを組みつけた前記シートの背もたれ部の他の部分が実質的に静止状態に留まり、前記シートの背もたれ部の前記部分の両方が前記比較的高い抵抗力に対し前記後退運動するように構成されている。
実用的には、第１の所定の動きの量で、シートの背もたれ部の上部で測定して、１５０〜２５０ｍｍの範囲内の距離の動きが生じる。
効果的には、第１の所定の動きの量で、シートの背もたれ部の上部で測定して、８０ｍｍ以下の距離の動きが生じる。
好ましくは、前記の第１の比較的低い抵抗力は、前記シートの背もたれ部のセンターに対して加わる２０００ニュートン以下の力に負ける。
実用的には、前記の第２の比較的高い抵抗力は、前記シートの背もたれ部のセンターに対して加わる５０００ニュートン又は１０，０００ニュートンを越える力のみに負ける。
この発明がさらに容易に理解でき、その結果、その特徴が認識されるようにするために、添付の図面を参照しながら実施例により記載するもので、図面において：
図１は、後部衝突の際、通常のシートが使用されている自動車の着座者の頭部と頸部の状態を示す四つの図解からなる略図であり、
図２は、シートの部分の異なる位置を仮想線で示す、この発明によるシートの略図であり、
図３は、異なるシートを示す図２に対応する図であり、
図４は、前記シートの部分の動き度合いに対しシートの当該部分を動かすのに必要な力を示すグラフであり、
図５は、この発明による別のシートの一部切断略図であり、
図６は、イニシャル（当初）の状態にある図５のシートの側面図であり、
図７は、後部衝撃の際、中間状態にある前記シートを示し、該シートの最終位置を仮想線で示す図６に相当する側面図であり、
図８は、前記シートの最終の位置を示す図７に相当する図であり、
図９は、図５から図８に示されたシートに使用されるフォースリミッターの一つの形式の断面図であり、
図１０は、図５から図８に示されたシートに使用されるフォースリミッターの別の形式の斜視図であり、
図１１は、図２又は図３とのシートに使用されるフォースリミッターの断面図であり、そして
図１２は、図２又は図３とのシートに使用される別の形態のフォースリミッターの図である。
添付の図面の図１を最初に参照すると、図解Ａは、通常の状態における自動車の着座者の頭部１と頸部２の位置を示す。頭部と頸部とは例えば自動車が静止しているとき、この位置を占める。
ついで、自動車が後部衝撃を受けたとすると、自動車の着座者の臀部と胴部は、自動車が前方へ動き、自動車に搭載のシートが前方へ動くことによって、前方へ動く。着座者の頭部１は、頭部の慣性により静止したままになる。ついで着座者の頸部２は、図解Ｂに示す状態になる。引き続いて、図解Ｃに示すように、頭部２は後方へ動き、かくて頸部２が反り、頭部がヘッドレストに当たらなければ、図解Ｄに示す傾斜した背もたれ部へ回動するように動き、頸部２は、極めて大きな曲率で後へ曲がってしまう（ハイパーエクステンション、過度の伸び）。
頸部が図解Ａ〜Ｄに示したように湾曲すれば、頸部が”Ｓ”形状の形になったとき、脊柱骨内の液体のハイドロダイナミック圧力が突然発生し、前記流体に接触している中央神経系統の部分に圧力衝撃を与えてしまう。また、神経節に傷害を与えるとされている。これが所謂”むちうち”傷害患者が長期にわたるむちうち症の被害を受ける理由であるものである。通常の後部衝撃衝突が比較的低い衝撃速度であっても、これらの衝突は、各年における多数の比較的重い傷害に対しての責めを負うものである。
図２は、この発明の簡単な実施例を示す。図２の実施例においては、シート３には、シートクッション部４と背もたれ部５とが設けられている。背もたれ部５は、ピボット連結部６によりシートクッション部に連結しており、シートの背もたれ部が後へ傾むくようになっている。シートの背もたれ部側は、フォースリミッター７と関連している。種々の形式のフォースリミッターを以下に説明する。フォースリミッター７は、第１の所定の拘束力をもって第１の距離ｄ１分、シートを後方へ傾かせ、引き続いて一層大きな抵抗力をもって第２の距離ｄ２だけシートを後方へピボット回動させるようになっている。距離ｄ１は、１５０〜２５０ｍｍの範囲のものであり、ｄ２は、シートの上部で測定して８０ｍｍ以下のものが代表的であるが、８０ｍｍ以上であってもよい。ストッパー８が図示の実施例に設けられており、シートの背もたれ部がさらに後方へ動かないようにしている。ストッパー８は、シートの背もたれ部の後退運動を停止させる要素又は部材であって、シートが取り付けられている自動車の一部からなるものでよい。オプショナルには、キャッチ９が設けられていて、シートの背もたれ部を原位置に保持し、後部衝撃が感知されたとき、キャッチ９は、開放されるようになっている。。
図３は、図２に示したシートに類似の別の形態のシート３’を示す。シート３’は、シートクッション部４’と背もたれ部５’とを有する。背もたれ部５’は、ピボット連結部６’とスライド機構とによりシートクッション部に連結しており、シートの背もたれ部が後方へ動くようになっている。ピボット連結部６’には、リクライニング機構が設けられていて、普通の使用においては、シートの背もたれ部のリクライニング角度が調節できるようになっている。このように、シートの背もたれ部は、ピボット連結部６’を介して傾斜するか、又は、スライド機構にそって傾くことなく後方へスライドする。フォースリミッター７’は、スライド機構
と関連して設けられている。以下に種々の形式のフォースリミッターを詳細に記載する。
フォースリミッター７’は、所定の抵抗力をもって、第１の距離ｄ１だけシートの背もたれ部が後方へ動くのを許容し、引き続いて、大きな力をもって、第２の距離ｄ２だけシートの背もたれ部が後方へ動くのを許容する。距離ｄ１は、１５０〜２５０ｍｍの範囲のもので、距離ｄ２は、８０ｍｍを越えてもよいが、通常は８０ｍｍ以下のものである。ストッパー８’とキャッチ９’は、図２の実施例に設けられているものと類似のものが、この記載の実施例に設けられている。
図２の実施例においては、シート背もたれ部は、弱い抵抗力に抗しながら、そして、ついで強い抵抗力に抗しながらピボット回動する。図３の実施例においては、シート背もたれ部は、弱い抵抗力に抗しながら、そして、ついで強い抵抗力に抗しながら後方へスライドするが、別の実施例においては、一つの例であるが、第１の弱い抵抗力に抗しながら後方へスライドし、ついで強い抵抗力に抗しながら後方へピボット回動するか、又は、曲がる。この第１と第２の動きは、一つのフォースリミッターにより、又は、二つの部材からなるフォースリミッター手段による抵抗を受ける。該フォースリミッター手段の一つの部材は、曲がるようになっているが、所望のフォースリミット作用を与える前記シートの背もたれ部からなる。
図４は、距離に対しプロットされた力を示すグラフである。このグラフは、一定の比例に拡大したものではない。このグラフから分かることは、シートの背もたれ部が最初に動く間、前記グラフの領域Ａに見られるように、比較的弱い抵抗力をフォースッリミッターが与える。この力は、シートの背もたれ部のセンターで測定して２０００ニュートン以下のものである。したがって、シートの背もたれ部を動かすには、２０００ニュートン以上の力をシートの背もたれ部のセンターに作用させなければならない。典型的には、この力は、５，０００ニュートンを越える。シートの最初の動きの間前記力は、均一でなく、該力は、弱いレベルにセットされる所定の”バンド”内にある。グラフのＡ部分は、最初の距離ｄ１のシートの背もたれ部の移動に相当する。符号Ｂにより示されるグラフの続いている部分は、第２の距離ｄ２における動きに相当する。シートの背もたれ部の動きの当該部分においては、フォースリミッターにより付与される抵抗力は、前記動きの第１の部分よりも遥かに強い。この力は、シートの背もたれ部のセンターで測定して５，０００ニュートン以上又は１０，０００ニュートンを越える。かくして、シート背もたれ部を動かすには、５，０００又は１０，０００ニュートン以上の力をシートの背もたれ部のセンターに作用させなければならない。かくして、この距離ｄ２に相当する動きの第２の部分においては、フォースリミッターによる抵抗力は、シートの背もたれ部の最初の動きの間、距離ｄ１に相当する対応バンドよりも高いバンド（帯域）内にある。
ここで添付の図面の図５を参照すると、この発明による別のシート１０が図示されている。シート１０は、シートクッション部１１と背もたれ部アッセンブリー都を備えている。背もたれ部を通常被覆している詰め物とシート張り材は、図解を明瞭にするために省略してある。
背もたれ部アッセンブリーは、横方向に延びるアッパーフレーム部材１５によって連結された二つのサイド部材１３，１４からなるメーンフレーム又はアウターフレーム１２を備えている。アッパーフレーム部材１５は、ヘッドレスト１６を支持する。このようなヘッドレストを設けることは、オプションである。メーンフレーム１２は、ピボット１７によりサイド支持部材１８にピボット連結されており、該サイド支持部材は、シートのシートクッション部１１と一体的に形成されている。
二つのサイド部材からなるインナーフレームが設けられていて、その内の一方１９のみが図５に示されている。このインナーフレームはメーンフレーム１２内にきれいに納められている。インナーフレームのサイド部材は、ピボット連結部２０，２１により、メーンフレーム１２のサイド部材１３，１４にピボット連結されている。インナーフレームの二つのサイド部材は、横断するアッパーフレーム部材２２により連結されていて、ワイヤー網２３が設けられていて、インナーフレームをふさぐ。
前記インナーフレームは、概略が示された少なくとも一つのフォースリミッター２４により、図示の最初の位置に保たれている。この発明の実施例においての使用に適したフォースリミッターを以下に記載するものである。このフォースリミッターは、シートの部品類が後方衝撃を受けて動くと、力を吸収するようになっている。
メーンフレームのサイド部材１３，１４の各々の下位部分には、水平に前方へ延びる部分２５が設けられており、これによって上位係合面２６が構成される。シートクッション部に連結のサイド部材１８それぞれが当接面２６の上に位置するストッパー２７を支持している。この図に概略が示されているフォースリミッター２８は、メーンフレーム１２のサイド部材１３，１４に関連している。
添付の図面の図６から図８を参照すると、例えば、自動車のドライバー３０が着座しているとき、後部衝撃の間の連続的な状態においてシートとドライバーとが占める位置を示すように、図５のシートが図解されている。
当初、ドライバー３０は、シートのシートクッション部１１と背もたれ部アッセンブリーに支えられてシートに位置している。ドライバーの臀部は、シートクッション部に坐っており、ドライバーの胴部は、シートの背もたれ部アッセンブリーに支えられている。ドライバーの頭部３１は、距離ｄ３をおいてヘッドレスト１６の前面から離れている。
ドライバーの頸部は、ドライバーの主胴に対し角度α１をなしている。
インナーフレームのアッパーフレーム部材２２は、距離ｄ４をおいてメーンフレーム１２のアッパーフレーム部材１５から離れている。この距離ｄ４は、約５０ｍｍになるように選択されるのが一般的である。
後部衝撃が起きたとき、シート全体が前方へ動く。自動車の着座者３０の胴部の慣性力によりインナーフレームへ作用する力が所定の力、これは５００から２０００ニュートンの間の範囲にある力を越せば、インナーフレームは、ピボット連結部２０，２１によるピボット軸まわりをアウターメーンフレーム１２に対しピボット回動する。しかしながら、インナーフレームは、自由に動けず、フォースリミッター２４による抵抗力に抗して動く。
ついで、シートと着座者とは、図７に示す位置へ動く。インナーフレームは後方へ動いており、インナーフレームのアッッパー部材２２が距離ｄ４分動いて、インナーフレームのアッパー部材２２は、メーンフレーム１２のアッパー部材１５に当たる。この特定の例においては、距離ｄ４を移動するフレーム部材のアッパーパートの動きで、シートの着座者の頭部は、距離ｄ３分動きヘッドレスト１６に当たるようになる。自動車の着座者の頸部は、ここで着座者の主胴に対し角度α２をなす。この角度α２は、角度α１よりも大きくなく、角度α１よりも小さいことが好ましい。シートが図７に示す状態にあると、シートの背もたれ部全体、即ち、メーンフレーム１２とインナーフレームとを組み合わせたものが、ついでピボット軸１７まわりをピボット回動し、仮想線で示す位置になる。したがって、シート背もたれ部アッセンブリーのアッパーパートは、距離ｄ５だけ後退する。この距離は、約１００ｍｍである。
ついでシートと着座者は、図８に示す状態になる。着座者の頸部は、着座者の主胴に対し角度α２をなし、シート背もたれ部アッセンブリーが距離ｄ５動く間、この角度は変化しないことを意味する。
メーンフレーム１２がピボット軸１７まわりをピボット回動すると、フォースリミッター２８による抑制力に抗して距離ｄ５にわたり動く。この抑制力は、５，０００ニュートン又は１０，０００ニュートンを越えるものである。メーンフレーム１２が所定の距離にわってピボット回動すると、前方へ突き出ている突起２５にある当接面２６がストッパー２７に当たり、かくてそれ以上の後退運動が阻止される。
フォースリミッター２８による抑制力は、フォースリミッター２４による抑制力よりも大きい。
図２、図３及び図５から図８においては、フォースリミッタ７，７’，２４，２８を全く概略的に図解した。異なるタイプのフォースリミッターが使用できる。いくつかの適当なフォースリミッターを例をもって記載する。
図８は、使用可能の一つのタイプのフォースリミッターを示すもので、これは、出口４１を設けた適当なマテリアルで形成されたシリンダー４０を備える。ピストン４２がシリンダー内にある。ピストンと出口４１の間の空間には、変形可能なマテリアルがつめてある。変形可能なマテリアルは、鉛又はプラスチックマテリアルからなる。シリンダー４０は、所定位置に固定され、ピストン４２は、可動部材に連結されている。かくして、例えば、シリンダー４０をアウターフレームに連結し、ピストン４２をインナーフレームに連結する。また別に、シリンダー４０をサイド部材１８に連結し、ピストン４２をメーンフレームのサイド部材１４に連結する。
この構成は、可動部材が動くと、このピストン４２は、シリンダー４０内に駆動され、かくして、当初シリンダー内にあるマテリアル４３をアウトレットオリフィス４１から噴出する。これでフォースリリミット作用が行われる。
フォースリミッターの別の形態を図１０に示す。２本の上方へ延びるポスト４６，４７を支持するプレート４５を設ける。金属ストリップ４８を一方のポスト４７に巻き付け、ポスト４７，４６の間の間隙に通し、ついでストリップ４８の他方に近接させる。ストリップ４８の自由端を引くと、前記金属ストリップは、変形しながらポスト４６，４７にそってスライドする。これがエネルギーを吸収する。
これらのタイプのフォースリミッターは、それ自体知られているもので、図５から図８に示したタイプのシートに有効なものである。
図１２は、図２又は図３の実施例に使用できるフォースリミッターの一つの例である。この実施例においては、シリンダー６０が設けられていて、その一端にアウトレットオリフィス６１を、シリンダーのサイドに第２のアウトレットオリフィス６２を設けてある。シリンダーにピストン６３が挿入されている。此のシリンダーには、鉛又はプラスチックマテリアルのような変形可能なマテリアル６４が納められている。ピストン６３は、シートの背もたれ部に連結され、シリンダーは、シートクッション部に連結させる。シートの背もたれ部が最初の距離を動くと、ピストンは、シリンダー内へ駆動され、かくて変形可能なマテリアルを出口６１，６２の両方から噴出する。しなしながら、シートの背もたれ部が距離ｄ１の距離を動くのに相当するピストンの所定の動きの後、ピストンは、アウトレットオリフィス６２を通過し、このアウトレットオリフィスを効果的に閉止する。この後ピストンには、より大きな力が作用し、１個の利用できるアウトレットオリフィス６１から変形可能なマテリアルを噴出する。
図１２は、図２から図３の実施例に使用できる別のフォースリミッターを示す。このフォースリミッターにおいては、プレート７０に２本の直立するポスト７１，７２が設けられ、金属ストリップ７３がポスト７２のまわりを通り、ポスト７２とポスト７１との間の間隙に通されている。ストリップ７３の一端７４は、高さ寸法が比較的低く、該バンドのこの部分にテンションが作用するようになっている。ストリップの他端部７５は、高さが高くなっている。テンションが金属ストリップ７３に作用すると、比較的低い第１の部分７４が引かれて直立ポストを最初に通過する。前記金属ストリップが変形すると、所定のフォースリミット作用が行われる。これは、シート背もたれ部アッセンブリーが距離ｄ１を動く動きに等しく、また、距離ｄ４を動くインナーフレームの動きに等しい。しかしながら、引き続いて、高くなっているバンドの部分がポスト７２，７１の間を通過すると、より大きなフォースリミット作用が働くもので、これは、前記バンドがポスト７１，７２の間を通り、引き続いてポスト７２の周りを通るにつれ、幅広くなっている金属が変形せざるを得ないからである。これは、シート背もたれ部アッセンブリーが距離ｄ２を動く動きに等しく、また、距離ｄ５を動くメーンフレーム１２のアッパートの動きに等しい。
この発明の好ましい実施例においては、後部事故発生の場合、シートの背もたれ部が比較的弱い抵抗を与えるフォースリミット作用を受ける動きで第１の所定の距離を動き、そして、引き続いて、比較的高い抵抗を与えるフォースリミット作用を受けながら、シートの背もたれ部がさらなる距離を動くもであることを前記記述から理解されたい。
シートの背もたれ部の動きは、むちうち傷害をなくすものであると信じられる。

Claims (12)

1. シートクッション部と背もたれ部とを備え、少なくとも該シートの背もたれ部の実質的な部分がシートのシートクッション部の当初の位置に対し後方へ動くようになっており、フォースリミッター手段が設けられていて前記動きに抵抗する抵抗力を与えるようになっており、前記フォースリミッター手段は、所定の第１の領域（Ａ）内では第１の抵抗力を与えるように適合し、ここで前記第１の抵抗力は、第１の所定の量（ｄ１）の動きに対して、第１の比較的低いレベルに設定されており、また、所定の第２の領域（Ｂ）内では第２の抵抗力を与えるように適合しており、ここで前記第２の抵抗力は、第２の所定の量（ｄ２）の動きに対し、第２の比較的高いレベルに設定されているものである自動車のシート。
2. 停止手段が設けられていて、これは該シートの背もたれ部の実質的な部分がシートのシートクッション部の当初の位置に対して後方へ動いた後、前記シート背もたれの動きを止めるものである請求項１による自動車のシート。
3. 前記シートの背もたれ部の前記部分は、前記シートのシートクッション部に対しピボット動作で前記後方への動きを行うようになっている請求項１または２による自動車のシート。
4. 前記シートの背もたれ部の前記部分は、前記シートのシートクッション部に対しスライド動作で前記後方への動きを行うようになっている請求項１または２による自動車のシート。
5. 前記シートの背もたれ部の前記部分は、前記シートのシートクッション部に対しピボット動作とスライド動作で前記後方への動きを行うようになっている請求項３又は４による自動車のシート。
6. 前記シートの背もたれ部全体がシートのシートクッション部に対し動くようになっている請求項１、２、４または５のいずれか一つによる自動車のシート。
7. 前記シートの背もたれ部の一部のみが前記比較的低い抵抗力に対し前記後退運動を行い、ヘッドレストを組みつけた前記シートの背もたれ部の他の部分が実質的に静止状態に留まり、前記シートの背もたれ部の前記部分の両方が前記比較的高い抵抗力に対し前記後退運動するように構成されている請求項１、２または５による自動車のシート。
8. 第１の所定の動きの量で、シートの背もたれ部の上部で測定して、１５０〜２５０ｍｍの範囲内の距離の動きが生じる請求項１乃至７のいずれか一つによる自動車のシート。
9. 第１の所定の動きの量で、シートの背もたれ部の上部で測定して、８０ｍｍ以下の距離の動きが生じる請求項１乃至８のいずれか一つによる自動車のシート。
10. 前記の第１の比較的低い抵抗力は、前記シートの背もたれ部のセンターに対して加わる２０００ニュートン以下の力に負ける請求項１乃至９のいずれか一つによる自動車のシート。
11. 前記の第２の比較的高い抵抗力は、前記シートの背もたれ部のセンターに対して加わる５０００ニュートンを越える力のみに負ける請求項１乃至１０のいずれか一つによる自動車のシート。
12. 前記の第２の比較的高い抵抗力は、前記シートの背もたれ部のセンターに対して加わる１０，０００ニュートンを越える力のみに負ける請求項１乃至１１のいずれか一つによる自動車のシート。

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