JP4047094B2 - 車両用シートバック構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用シートバック構造に関するものであり、特に、乗り心地性能を向上できる車両用シートバック構造に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用シートは乗員の乗り心地性能に大きな影響を与えるものであるため、従来から様々な工夫が施され快適性を向上させている。例えば、特開平７−２７５０７６号公報に示されているように、シートクッションの大腿部支持部と尻部支持部との振動を個別に吸収減衰して効果的に乗員の乗り心地を向上させるものがある。
ところが、このようなシートクッションに対する振動防止対策だけでは不十分であるという問題がある。即ち、図１１に示すように、シートクッション１とシートバック２とからなるシート３に乗員が着座する場合、車両走行時にシート３に入力される振動はシートクッション１に上側後方（矢印Ａ）に押し上げるようにして作用する他、シートバック２の腰部支持部４においては、たたかれ感（矢印Ｂ）として乗員に作用し、胸部支持部５では前後方向（矢印Ｃ）での胸の揺れ（視線Ｄの揺れ）となって作用する。このような視線の変化や、たたかれ感は乗員に対して大きな不快感を与えてしまうのである。尚、図１１においては、胸部と尻部（骨盤）は共に大きなバネマス系のマスと考えられるため、図中対応する部位にマスとしての外線を描いた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、乗員の背部、特に胸部を柔らかく支持し、シートバック２からの圧迫を抑えようとすると、ストロークが増加し揺れ感が増し、視線が揺れて不安定になるという問題がある。一方、上記胸部をしっかりと固定して、ストロークを規制し、揺れ感を抑えようとすると、体圧変化が増し、腰部の圧迫（腰部へのたたかれ感）が増し乗り心地性能が悪化するという問題がある。
そこで、この発明は、胸の揺れを少なくすると共に腰部へのたたかれ感をなくすことができる車両用シートバック構造を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、車両用シートのシートバック（例えば、実施形態におけるシートバック１１）のフレーム（例えば、実施形態におけるフレーム１２）に胸部支持部（例えば、実施形態における胸部支持スプリング１９）と尻部支持部（例えば、実施形態における尻部支持スプリング２０）とを弾性的に架設し、前記胸部支持部を前記尻部支持部よりも低い支持強度に設定すると共にこれら胸部支持部と尻部支持部とを連結する連結部（例えば、実施形態における連結ワイヤ２１）を設け、前記シートバックのフレームの上部（例えば、実施形態における横サポート部材１７）と前記胸部支持部とを弾性的に連結する連結スプリング（例えば、実施形態における連結スプリング２２）と、前記シートバックのフレームの下部（例えば、実施形態における下辺部１２Ｄ）と前記尻部支持部とを連結する連結バー（例えば、実施形態における揺動連結バー２３）を有し、該連結バーは、端部にフック部（例えば、実施形態におけるフック部２３Ａ、２３Ｂ）を有し、前記尻部支持部をフレームの下部に対して揺動自在に支持したことを特徴とする。
このように構成することで、胸部支持部により乗員の胸部を柔らかく支持してシートバックからの圧迫によるたたかれ感を抑えつつ、連結部により尻部支持部と胸部支持部とを支持して胸部支持部の揺れ、視線の揺れを抑えることができる。また、連結部によりシートバックの胸部支持部と腰部支持部とのラインを維持した状態とすることができるため、乗員の背中を腰痛などが起きない適正な姿勢であるＳ字状に維持したままシートバックで支持することができる。更に、連結スプリングと連結バーによりＳ字状に維持された乗員の背中の揺動を一定範囲に抑えることができる。
【０００５】
請求項２に記載した発明は、前記胸部支持部と前記尻部支持部との間に、該胸部支持部及び前記尻部支持部よりも低い支持強度の腰部支持部（例えば、実施形態における腰部支持スプリング２５）を前記シートバックのフレームに弾性的に架設したことを特徴とする。
このように構成することで、支持強度が最も低い腰部支持部を設けているため、乗員の腰部を柔らかく支持するサポート感を持たせることができると共にたたかれ感を抑制できる。また、腰部支持部を加えることで連結部の幅、強さの自由度を上げることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面と共に図１１を一部援用して説明する。
図１、図２はこの発明の第１実施形態を示している。図１、図２においてシートクッション１０（図２に示す）に回動可能に支持されたシートバック１１はパイプ材を主体として形成された四角い枠状のフレーム１２を備えている。このフレーム１２は後述するスプリングを架設すると共に、鎖線で示すウレタンなどのパット材１３が取り付けられるものである。
フレーム１２は側部プレート１４を有し、フレーム１２の上辺部１２Ｕには図示しないヘッドレストのサポート部１５が２箇所に溶接固定されている。
フレーム１２の下辺部（フレームの下部）１２Ｄの両側には前記側部プレート１４に連なり、シートクッション１０に回動自在に取り付けられるブラケット１６が設けられている。
【０００８】
フレーム１２の側辺部１２Ｓの上部には横サポート部材（フレームの上部）１７がフレーム１２の両側辺部１２Ｓ，１２Ｓに渡って取り付けられている。横サポート部材１７の中央部は下側に落とし込むようにして形成され、この落とし込み部１７Ａは図２に示すようにシートバック１１の背後に向かい、フレーム１２の側辺部１２Ｓに対して斜めに設けられている。
また、フレーム１２の側辺部１２Ｓの内側には上下方向に縦サポート部材１８の上下端が取り付けられている。
【０００９】
そして、このように構成されたフレーム１２の両側辺部１２Ｓ，１２Ｓに渡り、フレーム１２の上側であって横サポート部材１７の直下位置に胸部支持部を構成する胸部支持スプリング１９が弾性的に架設され、フレーム１２の下側であってフレーム１２の下辺部１２Ｄの直上位置に尻部支持部を構成する尻部支持スプリング２０が弾性的に架設されている。
【００１０】
胸部支持スプリング１９、尻部支持スプリング２０は共にＳ字部分が連続して形成された鋼材等からなり、胸部支持スプリング１９を尻部支持スプリング２０よりも低い支持強度に設定してある。具体的には尻部支持スプリング２０の線径よりも胸部支持スプリング１９の線径を小さくすることで支持強度に差を持たせてある。尚、胸部支持スプリング１９や尻部支持スプリング２０のＳ字部分のピッチ（山の間隔）や振幅（山の高さ）を調整することで支持強度を調整してもよい。
このように支持強度を尻部支持スプリング２０より低く設定した胸部支持スプリング１９によって乗員の胸部を柔らかく支持している。
【００１１】
上記胸部支持スプリング１９と尻部支持スプリング２０との間には乗員の腰部の脊椎の両側に跨るように１００ｍｍから１５０ｍｍの間隔を隔てた位置に２つの連結ワイヤ（連結部）２１が設けられている。この連結ワイヤ２１により胸部支持スプリング１９と尻部支持スプリング２０とが連結方向に硬直な状態で連結されている。具体的には、各連結ワイヤ２１の上端にはフック部２１ａが設けられ、このフック部２１ａが胸部支持スプリング１９に回動を許容した状態で係止し、連結ワイヤ２１の下端端末は前記尻部支持スプリング２０に至りその後各端部に向かい尻部支持スプリング２０に沿って配索されて、留め金２１ｂにより尻部支持スプリング２０に一体に固定されている。尚、上述した「連結方向に硬直」とは、少なくとも連結ワイヤ２１と尻部支持スプリング２０が一体固定されていることを意味している。
【００１２】
また、フレーム１２の横サポート部材１７と胸部支持スプリング１９とは、胸部支持スプリング１９の揺動を規制する連結スプリング（連結部材）２２により２箇所で連結されている。この連結スプリング２２は、前記連結ワイヤ２１の外側位置に配置されている。
一方、前記フレーム１２の下辺部１２Ｄと尻部支持スプリング２０とは、尻部支持スプリング２０をフレーム１２の下辺部１２Ｄに対して揺動自在に支持する揺動連結バー（揺動連結部材）２３により２箇所で連結されている。
この揺動連結バー２３も前記連結ワイヤ２１の外側位置に配置され、揺動連結バー２３の上端には回転自在なフック部２３Ａが形成され、下端のフック部２３Ｂはシートクッション１０の回動軸２４に回動自在に係止している。
【００１３】
上記実施形態によれば、胸部支持スプリング１９により乗員の胸部を柔らかく支持することができ、腰部には何らシートバック１１からの力が作用しないため、シートバック１１からの圧迫によるたたかれ感を抑えることができる。また、連結ワイヤ２１により尻部支持スプリング２０と胸部支持スプリング１９とを連結方向に硬直した状態で支持できるため、尻部と胸部の初期ズレが抑えられ、視線の揺れを最小限に抑えることができる。その結果、乗員の腰部のたたかれ感の抑制と乗員の胸部の揺れの抑制を同時に達成することができ、乗り心地性能を格段に向上することができる。
【００１４】
更に、連結ワイヤ２１によりシートバック１１の胸部支持スプリング１９と腰部支持スプリング２０とのラインを維持した状態とすることができるため、乗員の背中を腰痛などが起きない適正な姿勢であるＳ字状に維持したままシートバック１１で支持することができ、乗員が猫背になるのを防止して疲労を軽減することができる。
そして、上記連結スプリング２２と揺動連結バー２３によりＳ字状に維持された乗員の背中の揺動を一定範囲に抑えることができるため乗り心地性能を向上することができる。
【００１５】
また、連結ワイヤ２１による腰部の脊椎の支持範囲が１００〜１５０ｍｍに設定されているので、支持範囲が１００ｍｍより小さい場合に生ずる背中の左右の前後の揺れを防止し安定して支持し、支持範囲が１５０ｍｍより大きい場合に生ずる脊椎の両脇への違和感をなくし快適に支持して、乗り心地性能を更に向上することができる。
尚、この実施形態では揺動連結バー２３が下部でフレーム１２の下辺部１２Ｄを中心に若干揺動し、連結ワイヤ２１の上部が胸部支持スプリング１９に対して若干揺動できるため、乗員の尻部と胸部との関係を部分回転を抑えた自然な状態で支持することができる。
【００１６】
図２に示すように、乗員Ｚの尻部に対応する位置に加速度を測定するセンサＳ１を、腰部に対応する位置にセンサＳ２を、胸部に対応する位置にセンサＳ３を配置した状態で、車両を８０ｋｍ／ｈで走行させ、各センサの検出結果から周波数Ｈｚ（横軸）と伝達率（縦軸）を求める実験を行った。その結果、シートバックのスプリングをシートバック面に一様に配置した従来のシートバック（改良前）では、図４に示すように３〜６Ｈｚでの肩部（実線）、胸部（鎖線）、腰部（破線）で前後方向の伝達率のピークが検出されたが、図３に示すこの実施形態のシートバック１１（改良後）では前記ピークが肩部、胸部、腰部で一様に低下していることが証明された。
【００１７】
また、上下方向の振動に関しては、図５に示す尻部においても図６に示す胸部においても改良前（破線）に対して改良後（実線）のこの実施形態のシートバックで著しく伝達率が低減していることが証明された。尚、図５、図６においても周波数Ｈｚは横軸と伝達率は縦軸としている。
【００１８】
次に、この発明の第２実施形態を説明する。尚、第１実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明は省略する。
図７に示すように、この第２実施形態では前記実施形態のシートバック１１の胸部支持スプリング１９と尻部支持スプリング２０との間に、フレーム１２の両側辺部１２Ｓ，１２Ｓに渡って腰部支持スプリング２５を設けたものである。この腰部支持スプリング２５も他のスプリングと同様にＳ字部分が連続して形成された鋼材等からなり、胸部支持スプリング１９よりも低い支持強度に設定するべく、胸部支持スプリング１９の線径よりも小さい線形に設定してある。尚、この腰部支持スプリング２５は前記連結ワイヤ２１に取り付けてもよく、連結ワイヤ２１に固定しなくてもよい。
【００１９】
したがって、この実施形態によれば、上記第１実施形態の効果に加え、支持強度が最も低い腰部支持スプリング２５を設けているため、乗員の腰部を柔らかく支持するサポート感を持たせることができると共にたたかれ感を抑制でき、より一層乗り心地性能を向上することができる。また、腰部支持スプリング２５を加えることで連結ワイヤ２１の幅、強さの自由度を上げることができチューニングし易くなる。
【００２０】
次に、この発明の第３実施形態を説明する。尚、第１実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明は省略する。
図８に示すように、この実施形態は第１実施形態と同様の構成のフレーム１２に網状部材２６を設けたものである。
【００２１】
フレーム１２に設けた横サポート部材１７の落とし込み部１７Ａに連結スプリング２２の上端が取り付けられ、連結スプリング２２の下端が網状部材２６の上部に取り付けられている。フレーム１２の側部プレート１４，１４には各々連結スプリング２７の一端が上部と下部に取り付けられ、連結スプリング２７の他端は網状部材２６の側部に取り付けられている。
【００２２】
そして、フレーム１２の下辺部１２Ｄと網状部材２６の下部とは、網状部材２６をフレーム１２の下辺部１２Ｄに対して揺動自在に支持する揺動連結バー２３により２箇所で連結されている。
網状部材２６は、前記各連結スプリング２２、２７及び揺動連結バー２３を取り付ける枠部２８と、この枠部２８の横方向に複数の線材を張設したものである。枠部２８の下部であって乗員の尻部に対応する位置には複数の線材を横方向に張った尻部支持部としての張設密部２９が設けられ、枠部２８の上部であって乗員の胸部に対応する位置には複数の線材を横方向に張った胸部支持部としての張設疎部３０が設けられている。張設密部２９に対して張設疎部３０は線材の配設幅が広くく設定され、張設疎部３０を張設密部２９よりも低い支持強度に設定してある。
【００２３】
したがって、上記各連結スプリング２２、２７、揺動連結バー２３及び張設疎部３０と張設密部２９自体により張設疎部３０と張設密部２９はフレーム１２に対して弾性的に架設されることとなる。
そして、上記枠部２８の上下に渡り張設疎部３０と張設密部２９を連結して乗員の腰部の脊椎の両側に跨るように１００ｍｍから１５０ｍｍの間隔を隔てた位置に２つの連結ワイヤ（連結部）３１が各線材に固定されている。この連結ワイヤ３１により張設疎部３０と張設密部２９とが連結方向に硬直な状態で連結されている。尚、連結ワイヤ３１は一本でも枠部２８により姿勢を保つことができる。
【００２４】
上記実施形態によれば、張設疎部３０により乗員の胸部を柔らかく支持することができ、腰部には何らシートバック１１からの力が作用しないため、シートバック１１からの圧迫によるたたかれ感を抑えることができる。また、連結ワイヤ３１により張設疎部３０と張設密部２９とを連結方向に硬直した状態で支持できるため、張設疎部３０の揺れ、視線の揺れを最小限に抑えることができる。その結果、乗員の腰部のたたかれ感の抑制と乗員の胸部の揺れの抑制を同時に達成することができ、乗り心地性能を格段に向上することができる。
【００２５】
更に、連結ワイヤ３１によりシートバック１１の張設疎部３０と張設密部２９とのラインを維持した状態とすることができるため、乗員の背中を腰痛などが起きない適正な姿勢であるＳ字状に維持したままシートバック１１で支持することができ、乗員が猫背になるのを防止して疲労を軽減することができる。
更に、連結スプリング２２と揺動連結バー２３とによりＳ字状に維持された乗員の背中の揺動を一定範囲に抑えることができるため乗り心地性能を向上することができる。
【００２６】
尚、この実施形態では、網状部材２６が単純な構造であるので、低コストで製造できるメリットがある。また、支持強度の調整を行う場合は、線材の本数を変更するだけでよいため、低コストで目標とする支持強度に設定でき設計の自由度も高くなる。
【００２７】
次に、この発明の第４実施形態を説明する。尚、第３実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明は省略する。
図９に示すように、この実施形態は第３実施形態における網状部材２６に替えて樹脂プレート３２を用いたものである。
【００２８】
樹脂プレート３２はその下部であって乗員の尻部に対応する位置には両側部にＸ字状の複数の小リブ３３と中央部に２つの中リブ３３’が配設された尻部支持部としての高支持強度部３４が設けられている。樹脂プレート３２はその上部であって乗員の胸部に対応する位置には両側部にＸ字状の大リブ３５が複数配設された胸部支持部としての中支持強度部３６が設けられている。尚、中央部の大リブ３５は９０度回転した状態で形成されている。
【００２９】
また、これら高支持強度部３４と中支持強度部３６との間には中央部にリブを弱めるか、更に基材の剛性が高ければ複数のスリット３７を形成して低支持強度部３８が設けられている。そして、各部の支持強度は高い順に高支持強度部３４、中支持強度部３６、低支持強度部３８となっている。
したがって、樹脂プレート３２は前述した第３実施形態と同様に、各連結スプリング２２、２７、揺動連結バー２３及び樹脂プレート３２自体によりフレーム１２に対して弾性的に架設されることとなる。
【００３０】
そして、上記樹脂プレート３２の中央部の上下に渡り低支持強度部３８と中支持強度部３６と高支持強度部３４を連結して乗員の腰部の脊椎の両側に跨るように１００ｍｍから１５０ｍｍの間隔を隔てた位置に２つの連結リブ（連結部）３９が設けられている。尚、連結リブ３９は中央の大リブ３５と中央の中リブ３３’を挟むようにして配置されている。この連結リブ３９により低支持強度部３８と中支持強度部３６と高支持強度部３４との支持面の関係がズレないように保持されている。
【００３１】
上記実施形態によれば、中支持強度部３６により乗員の胸部を柔らかく支持することができ、腰部に低支持強度部３８を設けたことによりシートバック１１からの力が乗員の腰部にほとんど作用しないため、シートバック１１からの圧迫によるたたかれ感を抑えることができる。また、連結リブ３９により低支持強度部３８と中支持強度部３６と高支持強度部３４とを連結方向に硬直した状態で支持できるため、中支持強度部３６の揺れ、視線の揺れを最小限に抑えることができる。その結果、乗員の腰部のたたかれ感の抑制と乗員の胸部の揺れの抑制を同時に達成することができ、乗り心地性能を格段に向上することができる。
【００３２】
更に、樹脂プレート３２自体が一枚の板材であり、連結リブ３９によりシートバック１１の中支持強度部３６と高支持強度部３４とのラインを維持した状態とすることができるため、乗員の背中を腰痛などが起きない適正な姿勢であるＳ字状に維持したままシートバック１１で支持することができ、乗員が猫背になるのを防止して疲労を軽減することができる。
そして、連結スプリング２２と揺動連結バー２３によりＳ字状に維持された乗員の背中の揺動を一定範囲に抑えることができるため乗り心地性能を向上することができる。
【００３３】
また、前記第３実施形態と同様に連結リブ３９により背中の左右の前後の揺れを防止し安定して支持すると共に脊椎の両脇への違和感をなくし快適に支持して、乗り心地性能を更に向上することができる。
尚、この実施形態では、成型が容易な樹脂プレートを用いているため、低コストで製造できるメリットがある。
【００３４】
次に、この発明の第５実施形態を説明する。尚、図８の第３実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明は省略する。
図１０に示すように、この実施形態は第３実施形態と同様の構成の枠部２８を用いた網状部材４０を備えている。
【００３５】
網状部材４０の枠部２８は２本の線材（上側）４０、線材（下側）４１により上から下に３つに区画され各部が後述する中支持強度部４２と低支持強度部４３と高支持強度部４４に割り当てられるようになっている。
枠部２８の上部から下部に渡り、上記線材４０，４１に固定され上下に横断するようにして４本の支持スプリング４５が設けられている。各スプリング４５，４５，４５，４５は同一振幅のＳ字状部を連続して形成したもので、上部の区画には中ピッチ部４５ｍで中支持強度部４２が形成され、中部の区画には小ピッチ部４５ｓで低支持強度部４３が形成され、下部の区画には大ピッチ部４５ｂでの高支持強度部４４が形成されている。尚、ピッチが大きいほど撓みにくいため支持強度が高く、ピッチが小さいほど撓みやすく支持強度が低い。
【００３６】
したがって、乗員の尻部に対応する下部の区画は支持スプリング４５の大ピッチ部４５ｂにより支持強度が高くなり尻部支持部としての高支持強度部４４が形成され、乗員の胸部に対応する上部の区画では支持スプリング４５の中ピッチ部４５ｍにより支持強度が中くらいになり胸部支持部としての中支持強度部４２が形成され、乗員の腰部に対応する中部の区画は支持スプリング４５の小ピッチ部４５ｓにより支持強度が低くなり低支持強度部４３が形成されることとなる。
【００３７】
したがって、この実施形態においては、上述した各実施形態の基本的効果に加え、枠部２８と２本の線材４０，４１及び同一の４本の支持スプリング４５という単純な構成で製造できるため、大幅なコストダウンを図ることができるメリットがある。
尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、第４実施形態のリブの形状や個数などは支持強度を変化させることができればこれに限られるものではない。また、第５実施形態の支持スプリング４５の支持強度をピッチを変化させることで調整するのに替えて、振幅の大小で支持強度の強弱を変化させることも可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１に記載した発明によれば、胸部支持部により乗員の胸部を柔らかく支持してシートバックからの圧迫によるたたかれ感を抑えつつ、連結部により尻部支持部と胸部支持部とを支持して胸部支持部の揺れ、視線の揺れを抑えることができるため、乗り心地性能を向上することができる効果がある。また、上記連結部によりシートバックの胸部支持部と腰部支持部とのラインを維持した状態とすることができるため、乗員の背中をＳ字状に維持したままシートバックで支持することができ、したがって、乗員が猫背になるのを防止して疲労を軽減することができる効果がある。
更に、連結スプリングと連結バーによりＳ字状に維持された乗員の背中の揺動を一定範囲に抑えることができるため乗り心地性能を向上することができる。
【００３９】
請求項２に記載した発明によれば、支持強度が最も低い腰部支持部を設けているため、乗員の腰部を柔らかく支持するサポート感を持たせることができると共にたたかれ感を抑制でき、より一層乗り心地性能を向上することができる。また、腰部支持部を加えることで連結部の幅、強さの自由度を上げることができチューニングし易くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の第１実施形態の平面図である。
【図２】 この発明の第１実施形態のシートの部分側面図である。
【図３】 この発明の第１実施形態の実験結果を示すグラフ図である。
【図４】 図３に対応する従来のグラフ図である。
【図５】 この発明の第１実施形態の実験結果を示すグラフ図である。
【図６】 この発明の第１実施形態の実験結果を示すグラフ図である。
【図７】 この発明の第２実施形態の平面図である。
【図８】 この発明の第３実施形態の平面図である。
【図９】 この発明の第４実施形態の平面図である。
【図１０】 この発明の第５実施形態の平面図である。
【図１１】 従来及びこの発明の第１実施形態の側面説明図である。
【符号の説明】
１１ シートバック
１２ フレーム
１２Ｄ 下辺部（フレームの下部）
１７ 横サポート部材（フレームの上部）
１９ 胸部支持スプリング（胸部支持部）
２０ 尻部支持スプリング（尻部支持部）
２１ 連結ワイヤ（連結部）
２２ 連結スプリング（連結部材）
２３ 揺動連結バー（揺動連結部材）

Claims (2)

1. 車両用シートのシートバックのフレームに胸部支持部と尻部支持部とを弾性的に架設し、前記胸部支持部を前記尻部支持部よりも低い支持強度に設定すると共にこれら胸部支持部と尻部支持部とを連結する連結部を設け、
   前記シートバックのフレームの上部と前記胸部支持部とを弾性的に連結する連結スプリングと、
   前記シートバックのフレームの下部と前記尻部支持部とを連結する連結バーを有し、
   該連結バーは、端部にフック部を有し、前記尻部支持部をフレームの下部に対して揺動自在に支持したことを特徴とする車両用シートバック構造。
2. 前記胸部支持部と前記尻部支持部との間に、該胸部支持部及び前記尻部支持部よりも低い支持強度の腰部支持部を前記シートバックのフレームに弾性的に架設したことを特徴とする請求項１記載の車両用シートバック構造。

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