JP4147477B2

JP4147477B2 - 緩衝装置及びそれを備えたシート構造

Info

Publication number: JP4147477B2
Application number: JP2003185879A
Authority: JP
Inventors: 貴之西尾
Original assignee: Kanto Auto Works Ltd
Current assignee: Toyota Motor East Japan Inc
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2023-06-27
Also published as: JP2005014852A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の運転席等のシートバック及びヘッドレストの構造に関し、特に後突時に乗員が頸部を頸椎捻挫（鞭打ち症）するのを防止するようにした緩衝装置及びそれを備えたシート構造である。
【０００２】
【従来の技術】
自動車事故において、後方から衝突された自動車の乗員は追突時に後方へ移動する力を受けるが、その際に乗員の頭部がヘッドレストに当接していないと、首に急激な後方移動の力が作用して頸部が頸椎捻挫する、所謂鞭打ち症になる場合がある。
【０００３】
このような鞭打ち症を軽減するために、首の急激な後方移動を防ぐシート構造が知られている。
例えば、そのシート構造として、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すシート５０は、シートバック５１と、シートバック５１に対して揺動可能に取り付けられたヘッドレスト５２とを備えており、さらに、シートバック５１の中に、矩形状に屈曲形成されたシートフレーム５１ａと、このシートフレーム５１ａに取り付けられた一対のブラケット５１ｂ，５１ｂと、各ブラケット５１ｂに枢支された作動リンク５１ｃ，５１ｃと、作動リンク５１ｃ，５１ｃの下部間に横架されたプレート５１ｄと、作動リンク５１ｃ，５１ｃの上端間を連結する連結部材５１ｅとが配設されると共に、連結部材５１ｅに連結されたサポートバー５１ｆ，５１ｆを介してヘッドレストフレーム５２ａがヘッドレスト５２内に配設されている。
【０００４】
このようなリンク構造を備えたシート５０では、図８に示すように、後突時に乗員が矢印Ａで示すような力を受けて車両後方へ移動すると、シートバック５１内のプレート５１ｄが乗員の背中によって車両後方に押される。すると、このプレート５１ｄの後方移動に連動して、ヘッドレストフレーム５２ａがプレート５１ｄの移動方向とは逆方向（矢印Ｂで示す車両前方）に揺動することになる。
【０００５】
このようなプレート５１ｄの移動に連動してヘッドレスト５２が前方に移動すると共に頭部を支持するので、首の急激な回転運動を規制して、乗員の首の急激な後方移動に対応できるようになっている。
【０００６】
また、鞭打ち症を軽減するシートとして、乗員の頭部の後方移動を受け止める受け面構成部を有する支持部材がヘッドレスト内に配設されていて、さらにこの受け面構成部が鉛直方向よりも車体前方側に傾斜する角度を有するように設定されており、後屈するにしたがって発生する首の軸力（張力）を上側から押さえるようにしたヘッドレスト構造も知られている（特許文献１参照）。
【０００７】
また、鞭打ち症を軽減するように、ヘッドレストのコア芯材を衝撃吸収特性を有する発泡材料によって構成した衝撃吸収ヘッドレスト（特許文献２参照）や、後突に対して自動車内の乗員の安全を守るために、緩衝装置によって衝突の衝撃をやわらげる衝撃緩和装置（特許文献３参照）も知られている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１９０３５５号公報
【特許文献２】
特許第３１１２２５９号公報
【特許文献３】
特開平４−２４３６４７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、後突時にヘッドレスト５２を車両前方方向に移動させて、乗員の頭部とヘッドレスト５２との位置関係を最適にするような従来のシートでは、衝突の衝撃力が大きい場合には頭部に対するヘッドレスト５２の相対速度が速くなり、そのような高速のヘッドレスト５２が頭部に当たると乗員は強い衝撃を受けることになる。
【００１０】
また、頭部の回転の中心点が頭部の重心位置よりも下にあるために、頭部の回転に伴うモーメントが頸部に加わることを、従来のシート５０では十分に抑制することができなかった。
【００１１】
さらに、高速後突時に、ヘッドレストが十分に機能するように強度を確保するには、従来のシート５０ではシートバック５１内の取付構造が複雑になるばかりか、作動リンク５１ｃ等の可動部材があるために、ヘッドレスト５２のストローク範囲を最適に設定することも困難であった。
【００１２】
本発明は、以上の点に鑑み、簡素な構成により、鞭打ち症を軽減するようにした、緩衝装置及びそれを備えたシート構造を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の緩衝装置は、ヘッドレストとバックシートとが連続して一体に構成されているシート内に配設されるものであって、第一のベース部と、この第一のベース部における乗員の背中と向かい合う面から該背中に向けて突出した少なくとも一つの突出部と、上記第一のベース部の上で乗員の後頭部に対応して設けられた膨張可能な第二のベース部とを備え、上記第一及び第二のベース部と上記突出部とが、連続して一体に構成されていると共に、それぞれ内部を中空に形成されており、さらに、上記各内部の空間がそれぞれ仕切られずに一つの空間として画成されていて、この空間に流体が充填されており、上記突出部の変形に連動して、上記第二のベース部が車両前方へ膨張することを特徴とする。
【００１４】
本発明の緩衝装置は、好ましくは、前記流体としてジェル状の液体を用いて構成される。さらに、本発明の緩衝装置は、前記突出部が複数設けられていて、これらの突出部が所定の間隔をおいて上下に並べられていてもよい。さらに、前記突出部は、薄板状に形成されている。
【００１５】
また、本発明の緩衝装置においては、前記第二のベース部は、乗員の後頭部と当接する当接部を有しており、該当接部が、当接部を除く上記第二のベース部の他の部分，前記第一のベース部及び前記突出部をそれぞれ構成する第一の弾性部材の伸度に比べて高い伸度を有する第二の弾性部材によって構成されている。さらに、前記複数の突出部の車両前方方向の長さは、上下の配列順において最も下方の突出部が最も長く設定されており、その他の突出部の長さが配列位置が上に行くにしたがって短くなるように設定されている。
【００１６】
本発明の別態様は、ヘッドレストとバックシートとが連続して一体に構成されているシートの構造であって、上記ヘッドレスト及び上記バックシート内に緩衝装置が配設され、この緩衝装置が、第一のベース部と、この第一のベース部における乗員の背中と向かい合う面から該背中に向けて突出した少なくとも一つの突出部と、上記第一のベース部の上で乗員の後頭部に対応して設けられた膨張可能な第二のベース部とを備え、上記第一及び第二のベース部と上記突出部とが、連続して一体に構成されていると共に、それぞれ内部を中空に形成されており、さらに、上記各内部の空間がそれぞれ仕切られずに一つの空間として画成されていて、この空間に流体が充填されており、上記突出部の変形に連動して上記第二のベース部が車両前方へ膨張することを特徴とする。
【００１７】
上記構成において、前記流体としてジェル状の液体を使用するのがよい。さらに、前記突出部が複数設けられ、これらの突出部が所定の間隔をおいて上下に並べられている。前記突出部が、薄板状に形成されていている。
【００１８】
本発明の緩衝装置を備えたシート構造においては、前記第二のベース部が、乗員の後頭部と当接する当接部を有しており、この当接部が、当接部を除く上記第二のベース部の他の部分，前記第一のベース部及び前記突出部をそれぞれ構成する第一の弾性部材の伸度に比べて高い伸度を有する第二の弾性部材によって構成されている。さらに、前記複数の突出部の車両前方方向の長さが、上下の配列順において最も下方の突出部が最も長く設定されており、その他の突出部の長さが配列位置が上に行くにしたがって短くなるように設定されている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係るシートの構成例を示しており、シート１は、腰を乗せるシートクッション２と背中をもたせかけるシートバック３と頭部を支えるヘッドレスト４とからなり、シートバック３とヘッドレスト４とは連続して一体に構成されている。
【００２０】
シートバック３とヘッドレスト４には、鉄パイプなどの鋼材を折り曲げて矩形状に成形されたフレーム５が配設されており、さらに乗員の背中に対応するフレーム５の部位には、弾力性を付与するためのＳ字バネが装架されている。なお、このフレーム５の代わりに樹脂製の薄板状の基材６を、シートバック３及びヘッドレスト４の芯材として利用することもできる。
そして、シート１は、このようなフレーム５或いは基材６にはクッション材７が肉付けされており、さらにその表面を表皮８が覆って構成されている。
【００２１】
このような構成は、従来知られている車載用の座席シートの構成と同じであるが、本発明の実施形態に係るシート１においては、シートバック３及びヘッドレスト４の中に以下に説明する緩衝装置１０が配設されていることを特徴としている。
【００２２】
図２は本発明の実施形態に係る緩衝装置１０の構成例を示す斜視図であり、この図に示す緩衝装置１０は、乗員の背中に対応して設けられた直方体形状の第一のベース部としての背中対応部１１と、この背中対応部１１において乗員の背中と向かい合う面１１Ａから本体前方方向、すなわち乗員の背中に向けて突出し、相互に所定の間隔をおいて上下に並べて設けられた突出部１２Ａ〜１２Ｄと、背中対応部１１の上に乗員の後頭部に対応して設けられた平板状の第二のベース部としての後頭部対応部１３とを備えて構成されている。
【００２３】
ここで、背中対応部１１，突出部１２Ａ〜１２Ｄ及び後頭部対応部１３は、各々、内部を中空に形成されている。さらに、背中対応部１１，突出部１２Ａ〜１２Ｄ及び後頭部対応部１３は連続して一体に構成されていると共に、背中対応部１１，突出部１２Ａ〜１２Ｄ及び後頭部対応部１３の各内部の空間はそれぞれ仕切られておらず、一つの空間が画成されている。
【００２４】
このように画成された空間、即ち緩衝装置１０の内部には流体が充填されている。なお、この流体としては、気体，液体の何れでも使用できるが、ジェル状の液体を用いるのが望ましい。
そして、このような流体を内部に包含する緩衝装置１０は、後頭部対応部１３における後頭部が当接する当接部１３Ａ（図２の斜線領域）を除いて、低伸度のゴム等の第一の弾性部材により構成されており、一方、当接部１３Ａは、内部から外方向に向けて膨張できるように、高伸度のゴム等の第二の弾性部材にて構成されている。なお、当接部１３Ａは、後頭部対応部１３の前面、すなわち、乗員の後頭部に向かい合う面に、開口１３Ｂを形成し、この開口１３Ｂを閉塞するように高伸度のゴムを張架して構成されていてもよい。
【００２５】
次に、各突出部１２Ａ〜１２Ｄは、背中対応部１１の幅と同一或いは同等の幅を有する略直方体形状の厚みが薄い突片として形成されていると共に、図３に示すように、縦方向に加えた圧力Ｆが或る限界値に達すると横方向に変形をおこすように構成されている。なお、各突出部１２Ａ〜１２Ｄまわりがクッション材７で覆われているので、各突出部１２Ａ〜１２Ｄは、長さ方向の中間部位で折れ曲がるように変形することは無く、図３に示すように座屈する。
【００２６】
ところで、このような各突出部１２Ａ〜１２Ｄの座屈に連動して、各突出部１２Ａ〜１２Ｄ内部の流体が背中対応部１１内に流れ込むが、突出部１２Ａ〜１２Ｄの座屈に伴う体積の縮小を補完するように、さらに流体が図中の矢印αで示すように背中対応部１１から後頭部対応部１３へ移動して、当接部１３Ａが膨張する。即ち、緩衝装置１０のほぼ全体が低伸度のゴムにて構成されているため、唯一高伸度のゴムにて構成された当接部１３Ａを外方向に張り出させるように、流体が緩衝装置１０内を移動する。
【００２７】
このように、各突出部１２Ａ〜１２Ｄの座屈に連動して当接部１３Ａの膨張が対応してるので、当接部１３Ａの膨張の程度は、主として各突出部１２Ａ〜１２Ｄの大きさやその変形に依存している。なお、各突出部１２Ａ〜１２Ｄが座屈する場合には、背中対応部１１も少なからず外力Ｆを受けるので、その内部の空間体積が縮小し、その縮小体積分の流体も、当接部１３Ａの膨張に関与している。
【００２８】
また、本発明の実施形態に係る緩衝装置１０においては、外力に伴う内部空間の減少を引きやすくするために、４つの突片状の突出部１２Ａ〜１２Ｄに外力を集中させて受け止めるようにしている。すなわち、外力Ｆを広範囲に分散せずに小さい面積で受け止めるように構成されている。
【００２９】
このように構成された緩衝装置１０は、図１に示すように、背中対応部１１が乗員の背中の上方位置に対応するようにバックシート３内に配設されると共に、後頭部対応部１３がヘッドレスト４内に位置するように配設される。そして、緩衝装置１０はクッション材７の中に埋没しているが、後頭部対応部１３の当接部１３Ａと表皮８との間のクッション材７の厚みは薄く設定されていて、当接部１３Ａの膨張を可能にしている。なお、当接部１３Ａが直に表皮８と接触するように構成されていてもよい。
【００３０】
また、表皮８は当接部１３Ａの膨張を妨げないように構成されている。たとえば、表皮８は、当接部１３Ａの膨張に伴って一緒に車両前方に張り出すように、当接部１３Ａと同様に、高伸度のゴム等の弾性部材により構成されていたり、当接部１３Ａに対応する表皮８の一部分を切除して、当接部１３Ａが外部に露呈するようにしてもよい。
【００３１】
次に、以上の如く構成されたシート１の作用について説明する。
図４は本発明の実施形態に係るシートの作用を説明するための図であり、具体的には、図４（Ａ）には後突前の状態が示されており、図４（Ｂ）には後突後の状態が示されている。
【００３２】
後突前において、シートバック３が乗員の背中によって押されても、そのような外力は、緩衝装置１０まわりのクッション材７等によって分散されるので、各突出部１２Ａ〜１２Ｄが変形することは無く、一定の形状を維持している。
【００３３】
このような状態において後突事故が起きると、乗員に車両後方に向かう強い力が作用して、乗員の背中がシートバック３に入り込むことになる。その際、各突出部１２Ａ〜１２Ｄが座屈して、それによる流体の移動の結果、当接部１３Ａが膨張する。この膨張によって、ヘッドレスト４が、車両前方に張り出して、頭部に当接する。
【００３４】
このように本発明の実施形態に係るシート１によれば、後突時に突出部１２Ａ〜１２Ｄが座屈して当接部１３Ａを膨張させてヘッドレスト４を乗員の後頭部に向けて張り出させるので、乗員の首の急激な後方移動を防止することができる。例えば、図６（Ａ）に示す従来のシート構造での相対時間差（腰部のストロークが最大になったときから頭部のストロークが最大に至るまでの時間）に比べて、図６（Ｂ）に示す本発明の緩衝装置１０を搭載したシート１による相対時間差は短時間である。即ち、本発明においては、頭部，胸部及び腰部の相対移動距離を低減して乗員の頭部の回転を十分に抑制するので、鞭打ち症を軽減することができる。
【００３５】
また、この場合、膨張した当接部１３Ａ内には流体が充填されているので、ヘッドレスト４が乗員の後頭部に接触する時に、ヘッドレスト４が乗員の頭部に強い衝撃力を加えることは無い。さらに、シート１によれば、頭部の重心を支え、頭部の回転を抑制するので、首モーメントを低減することができる。
【００３６】
また、図４（Ａ）に示すように、各突出部１２Ａ〜１２Ｄの車両の前方方向の長さを、上下の配列順において最も下方の突出部１２Ｄを最も長く設定し、その他の突出部１２Ａ〜１２Ｃの長さを配列位置が上に行くにしたがって短くなるように設定すれば、乗員の背中の後方移動を効率的に吸収することができる。
【００３７】
また、通常の使用状態、即ち当接部１３Ａが膨張する前の状態においては、本発明の実施形態に係る緩衝装置１０が金属製の部材を用いずに構成されているので、乗員は、従来の金属製部材による違和感を受けることなく、快適なドライビングを楽しむことができる。
【００３８】
ところで、上記説明においては、突出部が４つ緩衝装置１０に設けられた構成を例示したが、突出部の数はそれに限られるものではなく、当接部１３Ａを膨張させるために、突出部は少なくとも一つ設けられていればよい。
【００３９】
また、突出部１２Ａ〜１２Ｄは、上記構成例で例示した突片状に形成される他に、図５（Ａ）に示すように厚みのある直方体形状に形成されていてもよい。
また、図５（Ｂ）に示すように、左右に複数の突出部を並設させてもよく、その場合の配置向きとして、図５（Ｃ）に示すように、各突出部が上下方向に起立した状態で複数の突出部を左右に並設することもできる。また、形状に関しては、背中対応部１１及び後頭部対応部１３も上記説明で例示した形状に限定されるものではない。
【００４０】
以上の説明で例示したシート１は、車両の運転席に適用できるが、そのようなフロントシートに限らずリアシートなどの車両のシートであって、ヘッドレストがバックシートに連続して一体に形成されているものであれば、使用することができる。以上詳述したが、本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲おいて、様々な形態で実施できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、簡素な構造で、後突時の鞭打ち症を有効に軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るシートを示す透視側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る緩衝装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る緩衝の作用を説明するための図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ本発明の実施形態に係るシートの使用状態を示す図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ本発明の実施形態に係る緩衝装置の他の構成例を示す斜視図である。
【図６】（Ａ）は従来のシート構造での相対時間差を示すためのグラフ、（Ｂ）は本発明の緩衝装置を搭載したシートによる相対時間差を示すためのグラフである。
【図７】（Ａ）は従来のシートを示す透視側面図、（Ｂ）はその透視背面図である。
【図８】従来のシートの使用状態を示す透視側面図である。
【符号の説明】
１シート
２シートクッション
３シートバック
４ヘッドレスト
５フレーム
６基材
７クッション材
８表皮
１０緩衝装置
１１背中対応部（第一のベース部）
１２Ａ〜１２Ｄ突出部
１３後頭部対応部（第二のベース部）
１３Ａ当接部
１３Ｂ開口

Claims

ヘッドレストとバックシートとが連続して一体に構成されているシート内に配設される緩衝装置であって、
第一のベース部と、この第一のベース部における乗員の背中と向かい合う面から該背中に向けて突出した少なくとも一つの突出部と、上記第一のベース部の上で乗員の後頭部に対応して設けられた膨張可能な第二のベース部とを備え、
上記第一及び第二のベース部と上記突出部とが、連続して一体に構成されていると共に、それぞれ内部を中空に形成されており、
さらに、上記各内部の空間がそれぞれ仕切られずに一つの空間として画成されていて、この空間に流体が充填されており、
上記突出部の変形に連動して、上記第二のベース部が車両前方へ膨張することを特徴とする、緩衝装置。
前記流体が、ジェル状の液体であることを特徴とする、請求項１に記載の緩衝装置。
前記突出部が複数設けられていて、これらの突出部が所定の間隔をおいて上下に並べられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の緩衝装置。
前記突出部が、薄板状に形成されていることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の緩衝装置。
前記第二のベース部が、乗員の後頭部と当接する当接部を有しており、該当接部が、当接部を除く上記第二のベース部の他の部分，前記第一のベース部及び前記突出部をそれぞれ構成する第一の弾性部材の伸度に比べて高い伸度を有する第二の弾性部材によって構成されていることを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の緩衝装置。
前記複数の突出部の車両前方方向の長さが、上下の配列順において最も下方の突出部が最も長く設定されており、その他の突出部の長さが配列位置が上に行くにしたがって短くなるように設定されていることを特徴とする、請求項３〜５の何れかに記載の緩衝装置。
ヘッドレストとバックシートとが連続して一体に構成されているシートの構造であって、
上記ヘッドレスト及び上記バックシート内に緩衝装置が配設され、
この緩衝装置が、第一のベース部と、この第一のベース部における乗員の背中と向かい合う面から該背中に向けて突出した少なくとも一つの突出部と、上記第一のベース部の上で乗員の後頭部に対応して設けられた膨張可能な第二のベース部とを備え、
上記第一及び第二のベース部と上記突出部とが、連続して一体に構成されていると共に、それぞれ内部を中空に形成されており、
さらに、上記各内部の空間がそれぞれ仕切られずに一つの空間として画成されていて、この空間に流体が充填されており、
上記突出部の変形に連動して上記第二のベース部が車両前方へ膨張することを特徴とする、緩衝装置を備えたシート構造。
前記流体が、ジェル状の液体であることを特徴とする、請求項７に記載の緩衝装置を備えたシート構造。
前記突出部が複数設けられ、これらの突出部が所定の間隔をおいて上下に並べられていることを特徴とする、請求項７又は８に記載の緩衝装置を備えたシート構造。
前記突出部が、薄板状に形成されていていることを特徴とする、請求項７〜９の何れかに記載の緩衝装置を備えたシート構造。
前記第二のベース部が、乗員の後頭部と当接する当接部を有しており、該当接部が、当接部を除く上記第二のベース部の他の部分，前記第一のベース部及び前記突出部をそれぞれ構成する第一の弾性部材の伸度に比べて高い伸度を有する第二の弾性部材によって構成されていることを特徴とする、請求項７〜１０の何れかに記載の緩衝装置を備えたシート構造。
前記複数の突出部の車両前方方向の長さが、上下の配列順において最も下方の突出部が最も長く設定されており、その他の突出部の長さが配列位置が上に行くにしたがって短くなるように設定されていることを特徴とする、請求項９〜１１の何れかに記載の緩衝装置を備えたシート構造。