JP4147880B2

JP4147880B2 - 車両用衝撃吸収シート

Info

Publication number: JP4147880B2
Application number: JP2002280896A
Authority: JP
Inventors: 幸雄吉川
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2002-01-24
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2022-09-26
Also published as: JP2003285680A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衝突などにより車両に前後方向の衝撃が加わった時にシート着座者にかかる衝撃を緩和する車両用衝撃吸収シートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両衝突時に衝突エネルギーを吸収して乗員に加わる加速度を減ずる方策としてバンパーや車体によるエネルギー吸収がある。それに加えて、さらにエネルギー吸収性能を高めて衝突時の乗員保護を図る目的で、自動車の車体に衝撃力が働いた場合に車体に対しシートを移動させながら圧縮破壊して衝撃エネルギーを吸収する自動車用衝撃吸収シートが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−６１２７４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記自動車用衝撃吸収シートにおいては次のような問題点があった。
（１）衝撃力の大小にかかわらず繊維強化プラスチック製エネルギー吸収部材が破壊されるため軽微な衝突であってもエネルギー吸収部材の交換が必要となる。
（２）エネルギー吸収性能を調整しようとするとエネルギー吸収部材の材質・形状・構造を変更して作りなおさねばならない。
本発明は、車両前後方向に一定以上の衝撃力が働いたときに乗員に加わる加速度を簡潔な構造で低減できる車両用衝撃吸収シートを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、車両用シートにおいて、車両前後方向に一定以上の衝撃力が働いたときにシートの車両に対する前後方向への移動を可能とする前後動許容機構と、前記シートの前記車両に対する前後方向への移動時に延伸されながらエネルギーを吸収するエネルギー吸収部材とを備えており、前記前後動許容機構は、前記シート側に固定されるとともに連結部材によって連結された一組のアッパレールと、前記車両側に固定されるとともに連結部材によって連結された一組のロアレールとを前後方向に沿って摺動可能とした構成とされ、前記エネルギー吸収部材は、面状で且つロール状に形成され、前記アッパレール側の前記連結部材と前記ロアレール側の前記連結部材とに架け回して取り付けられている構成としたところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１記載のものにおいて、前記エネルギー吸収部材は、延伸された後に復元可能となっているところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２記載のものにおいて、前記車両側と前記シート側との少なくともいずれか一方には、取り付けられた前記エネルギー吸収部材に付与する張力を調整可能な張力調整機構が設けられているところに特徴を有する。
請求項４の発明は、請求項３記載のものにおいて、前記張力調整機構は、前記アッパレールと前記ロアレールとの少なくともいずれか一方に対して前記連結部材の取付位置を前後に調整可能とした構成とされているところに特徴を有する。
【０００８】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
車両前後方向に一定以上の衝撃力が働いたときにのみ作動する前後動許容機構を備えているため一定未満の衝撃ではエネルギー吸収部材に力がかからず軽微な衝撃でのエネルギー吸収部材交換が免れうる。また、エネルギー吸収をエネルギー吸収部材の延伸で行うため簡潔な構造で容易にエネルギー吸収特性を調整することができる。
一定以上の衝撃力が働いたときに、面状に形成されたエネルギー吸収部材が延伸されながらエネルギーが面内に分散され効率よく吸収される。
前後動許容機構の中にエネルギー吸収部材を組み込むことができる。これによって衝撃吸収機構がさらに簡潔になる。
【００１０】
＜請求項２の発明＞
エネルギー吸収部材を繰り返し使用することができるから、従来のように車両が衝突する度にエネルギー吸収部材を交換する必要があるものと比較すると、低コスト化を図ることができる。
【００１１】
＜請求項３，４の発明＞
エネルギー吸収部材を車両側とシート側との間に取り付けた後に、張力調整機構によってエネルギー吸収部材に所望の張力を付与することができる。従って、例えば、張力調整機構を有していないものにおいて、エネルギー吸収部材に張力を付与しつつ、車両側とシート側との間にエネルギー吸収部材を取り付ける場合と比較して、作業性が良好となる。そして、このエネルギー吸収部材に付与された張力以上の衝撃力が車両に作用すると、エネルギー吸収部材が延伸されてエネルギーが吸収される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車両用衝撃吸収シートを図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例である自動車用衝撃吸収シートの分解斜視図である。また、図２乃至図５は図１における各断面を表す断面図である。図において、前後動許容機構１０は主として連結部材１４によって連結された一組のアッパレール１１と連結部材１３によって連結された一組のロアレール１２とからなる。アッパレール１１とロアレール１２は、ローラ１７ａおよびボール１７ｂを介して組みつけられ円滑に摺動することができる。
【００１３】
図２に示すように、連結部材１３は各ロアレール１２を貫通して取り付けられており、これによって各アッパレール１１は図１のＸ方向の摺動を規制される。各アッパレール１１は、連結部材１３に突き当たった状態で位置決めされ、各アッパレール１１の連結部材１３に突き当てた側と反対の端においてロアレール１２に固定される移動規制部材１６によってＸ方向と逆方向の摺動を規制される。移動規制部材１６は、金属あるいはプラスチック等の硬質の材質で作られ、一定の力がかかったときに破損するよう設計されている。
【００１４】
一組のアッパレール１１と一組のロアレール１２が上記のように組みつけられ位置決めされた状態で、面状エネルギー吸収部材１５が連結部材１３と連結部材１４の間に取り付けられている。この面状エネルギー吸収部材１５は、布製でロール状のもので、図１１に示すように合成繊維あるいは天然繊維製の平布１５１の両端末を折り返し状に縫って鉄製丸棒１５３を通し、両端末の丸棒１５３同士をホグリング１５４で固定したものである。
【００１５】
一組のアッパレール１１には車両用シート２０が取り付けられ、一組のロアレール１２の各端末部はブラケットを介して図示しない自動車フロアに固定される。
【００１６】
かかる車両用衝撃吸収シートは、次のように作用する。図１のＸ方向を車両の前方向に合わせてシートを車両に取り付けた場合、通常はシート２０のＸ方向への動きは、アッパレール１１が連結部材１３に当たって止められ、Ｘ方向と逆方向への動きはアッパレール１１が移動規制部材１６に当たって止められている。当車両が後突などにより車両後方から強い衝撃力を受けると、シート２０は強い慣性力でＸ方向と逆の方向に動こうとする。このときアッパレール１１も、シート２０とともにＸ方向と逆の方向に動こうとして移動規制部材１６に強い力を及ぼす。移動規制部材１６は設計された一定以上の力が加わると破損し、アッパレール１１はさらにＸ方向と逆の方向に動こうとする。このときロアレール１２同士を繋ぐ連結部材１３とアッパレール１１同士を繋ぐ連結部材１４との間には面状エネルギー吸収部材１５が張設されているのでシート２０のＸ方向と逆の方向への動きに伴って面状エネルギー吸収部材１５に引っ張り力が働く。この引っ張り力によってシート２０が移動するエネルギーが徐々に吸収され乗員への衝撃力が緩和される。
【００１７】
かかる車両用衝撃吸収シートにおいて、シートの位置を前後に調節する機能を付加したいときは、前後動許容機構１０の一組のロアレール１２を図示しない通常のシート前後位置調整機構のアッパレールに取り付ければよい。面状エネルギー吸収部材１５は、合成繊維や天然繊維製の布に限らずゴムシートやプラスチックのシートであってもよい。いずれの場合においても面状エネルギー吸収部材１５の材質を変更したり重ねて使用したりすることによりエネルギー吸収性能を容易にコントロールできる。
【００１８】
面状エネルギー吸収部材１５の車両フロア側への固定は、ロアレール１２間を繋ぐ連結部材１３に対して行ったが、これに限定されるものではなく、連結部材１３に相当する棒状部材を直接フロアもしくは通常のシート前後位置調整機構を付加した場合の該シート前後位置調整機構のアッパレールに固定してもよい。ただしその場合は、前後動許容機構１０が一体として独立しなくなるので組み付けにおいて工夫が必要となる。
【００１９】
本発明に係る車両用衝撃吸収シートの第２の実施例を図６乃至図１０に基づいて説明する。第１の実施例との違いは、車両の前後いずれの方向からの衝撃力に対してもエネルギー吸収ができるように構成した点にある。第１の実施例と共通する部分の説明は省略し、違いの部分のみ説明する。
【００２０】
図６は本発明の第２の実施例である自動車用衝撃吸収シートの分解斜視図である。また、図７乃至図１０は図６における各断面を表す断面図である。図において、前後動許容機構１０ａは、主として連結部材１４と１８によって繋がれた一組のアッパレール１１と連結部材１３と１９によって繋がれた一組のロアレール１２とからなる。
【００２１】
図７に示すように、連結部材１３は各ロアレール１２の側面に固定されており、各アッパレール１１のＸ方向の摺動は各ロアレール１２に固定された移動規制部材１６ａによって規制される。また、図１０に示すように、連結部材１９は各ロアレール１２の側面に固定されており、各アッパレール１１のＸ方向と逆方向の摺動は各ロアレール１２に固定された移動規制部材１６ｂによって規制される。各アッパレール１１は、その両端において各ロアレール１２に固定された移動規制部材１６ａと１６ｂに当たって位置決めされている。面状エネルギー吸収部材１５ａが連結部材１３と１４の間に、面状エネルギー吸収部材１５ｂが連結部材１８と１９の間に取り付けられている。
【００２２】
かかる車両用衝撃吸収シートは、次のように作用する。図６のＸ方向を車両の前方向に合わせてシートを車両に取り付けた場合、通常はシート２０のＸ方向への動きは、アッパレール１１が移動規制部材１６ａに当たって止められ、Ｘ方向と逆方向への動きはアッパレール１１が移動規制部材１６ｂに当たって止められている。
【００２３】
当車両が後突などにより車両後方から強い衝撃力を受けた場合は第１の実施例と同じく移動規制部材１６ｂが破損して、面状エネルギー吸収部材１５ａに働く引っ張り力によってシート２０が移動するエネルギーが徐々に吸収され乗員への衝撃力が緩和される。当車両が前突などにより車両前方から強い衝撃力を受けた場合は、シート２０は強い慣性力でＸ方向に動こうとする。このときアッパレール１１も、シート２０とともにＸ方向に動こうとして移動規制部材１６ａに強い力を及ぼす。移動規制部材１６ａは設計された一定以上の力が加わると破損し、アッパレール１１はさらにＸ方向に動こうとする。このときロアレール１２同士を繋ぐ連結部材１９とアッパレール１１同士を繋ぐ連結部材１８との間には面状エネルギー吸収部材１５ｂが張設されているのでシート２０のＸ方向への動きに伴って面状エネルギー吸収部材１５ｂに引っ張り力が働く。この引っ張り力によってシート２０が移動するエネルギーが徐々に吸収され乗員への衝撃力が緩和される。
【００２４】
続いて、第３の実施例を図１２ないし図１５によって説明する。この第３の実施例では、取付状態としたエネルギー吸収部材４０，４１に付与する張力を調整可能な張力調整機構４２を備えたものを示す。なお図１２は、本発明の第３の実施例である自動車用衝撃吸収シートの分解斜視図であり、また図１３ないし図１５は、図１２における各断面を表す断面図である。
【００２５】
前後動許容機構３０は、大まかにはシートＳに固定されるとともに連結部材３３により連結された一組のアッパレール３１と、図示しない車両のフロアに固定されるとともに一対の連結部材３４，３５により連結された一組のロアレール３２とを備えている。アッパレール３１とロアレール３２とにおける縦向き（左右）の対向面には、図１３に示すように、それぞれガイドＧがねじ止めされており、両ガイドＧ間に介設されたボールベアリングＢによって、アッパレール３１とロアレール３２は、互いに前後方向に沿って円滑に摺動可能とされている。アッパレール３１とロアレール３２とにおける横向き（上下）の対向面には、それぞれ連結部材３３，３４，３５がボルト３６，３７及びナット３８，３９により取り付けられている。
【００２６】
アッパレール３１は、図１４及び図１５に示すように、その長さ方向略中央位置にて連結部材３３により繋げられている。これに対しロアレール３２は、前後一対の連結部材３４，３５により繋げられており、両連結部材３４，３５がアッパレール３１の連結部材３３に対してそれぞれ前後に離間して配される。ロアレール３２における前側の連結部材３４（車両側）とアッパレール３１の連結部材３３（シートＳ側）とには、その幅方向略中央位置において、合成繊維製あるいは天然繊維製の面状の布をループ状にしてなるエネルギー吸収部材４０が架け回されている。一方、アッパレール３１の連結部材３３（シートＳ側）と、ロアレール３２における後側の連結部材３５（車両側）とには、前側のエネルギー吸収部材４０の両側方位置において、２本のエネルギー吸収部材４１が架け回されている。各エネルギー吸収部材４０，４１は、引っ張り力を受けたときには延伸可能とされ、引っ張り力が除かれたときには元の形状に復元可能とされている。なお各エネルギー吸収部材４０，４１の詳細な態様は、上記第１の実施例にて説明したのと同様である（図１１参照）。
【００２７】
さて、ロアレール３２における前側の連結部材３４は、ロアレール３２に対して張力調整機構４２を介して取り付けられており、この張力調整機構４２によってロアレール３２に対する連結部材３４の前後位置の調整、すなわち各エネルギー吸収部材４０，４１に付与する張力の調整が可能となっている。以下、張力調整機構４２について詳細に説明する。
【００２８】
前側の連結部材３４は、その上面側に配されたブラケット４３と共にロアレール３２に対してボルト３７及びナット３９により取り付けられている。ロアレール３２の両側端部に開設されたボルト挿通孔４４は、ボルト３７がブラケット４３及び連結部材３４と共に前後動できるよう前後方向に沿って細長い長孔となっている。ブラケット４３は、縦断面略Ｌ字型に形成されるとともにその前端の立ち上がり部分４３ａが、ロアレール３２の前端に形成された立ち上がり部分３２ａに対して調整ボルト４５及び調整ナット４６によって取り付けられている。調整ボルト４５は、ロアレール３２の立ち上がり部分３２ａ及びブラケット４３の立ち上がり部分４３ａにそれぞれ形成された孔に対して前方から貫挿されるとともに、ブラケット４３の後側に突出した部分に調整ナット４６が螺合されている。そして、調整ボルト４５または調整ナット４６を締めたり、緩めたりすることで、ロアレール３２に対してブラケット４３、ボルト３７（ナット３９）及び連結部材３４を相対的に前後に移動させることができ、これに伴って各連結部材３３，３４，３５間の間隔、並びに各エネルギー吸収部材４０，４１に付与する張力を調整できるようになっている。
【００２９】
上記のような構成の自動車用衝撃吸収シートを組み付けるにあたっては、アッパレール３１とロアレール３２とを互いに摺動自在に組み付ける一方、既述した張力調整機構４２によって前側の連結部材３４を図１４の二点鎖線に示すように後ろ寄りの位置に配するとともに、それに合わせてアッパレール３１の連結部材３３も後ろ寄りの位置に配することで、各連結部材３３，３４，３５間の間隔を狭くしておき、その状態で各エネルギー吸収部材４０，４１を取り付けるようにする。これにより、各エネルギー吸収部材４０，４１を延伸させることなく取り付けることが可能となるので、作業性に優れる。
【００３０】
その後、張力調整機構４２によってロアレール３２に対して前側の連結部材３４を相対的に前方へ移動させる（図１４中の矢線Ａ）。すると、前側のエネルギー吸収部材４０によってアッパレール３１の連結部材３３が前方へ引っ張られることで、アッパレール３１がロアレール３２に対して前方へ摺動するとともに連結部材３３が前方へ移動される（図１４中の矢線Ｂ）。その結果、図１４の実線に示すように、各連結部材３３，３４，３５間の間隔が広げられるとともに、各エネルギー吸収部材４０，４１が延伸されて張力が付与されることになる。アッパレール３１とロアレール３２とは、各エネルギー吸収部材４０，４１の張力によって互いにほぼ静止した状態に保持される。このとき、各エネルギー吸収部材４０，４１に付与する張力は、張力調整機構４２をなす調整ボルト４５や調整ナット４６の締め具合を適宜に設定することで、所望の大きさに調整することが可能である。その後、ロアレール３２を車両のフロアに、アッパレール３１をシートＳにそれぞれ固定する。なお上記した組付手順は、適宜に変更することが可能である。
【００３１】
このように各エネルギー吸収部材４０，４１に所定の張力が付与された状態では、その張力を上回る衝撃力が車両に作用しない限りは、各エネルギー吸収部材４０，４１が延伸されることがない。これにより、設定した張力を下回る軽微な衝撃力が作用しただけでは、エネルギー吸収部材４０，４１によるエネルギー吸収が行われないようになっている。なお各エネルギー吸収部材４０，４１に設定する張力、すなわちエネルギー吸収がなされ得る衝撃力の設定値を変更する場合には、既述した通り張力調整機構４２によって簡単に調整することができる。
【００３２】
以上のようにして車両用衝撃吸収シートが車両に搭載された後、車両が後突などにより設定値以上の衝撃力を後方から受けると、シートＳは慣性によって車両に対して相対的に後方（図１２のＸ方向と逆の方向）へ移動しようとする。このときアッパレール３１も、シートＳと共に後方へ移動しようするので、アッパレール３１の連結部材３３が前側のエネルギー吸収部材４０を引っ張って徐々に延伸させつつ後退することで、衝撃エネルギーが吸収され、もって乗員に作用する衝撃を軽減できる。一方、車両が前突などにより設定値以上の衝撃力を前方から受けた場合には、シートＳは慣性によって車両に対して相対的に前方（図１２のＸ方向）へ移動しようとする。このときアッパレール３１も、シートＳと共に前方へ移動しようとするので、アッパレール３１の連結部材３３が後側の２本のエネルギー吸収部材４１を引っ張って徐々に延伸させつつ前進することで、衝撃エネルギーが吸収され、もって乗員に作用する衝撃を軽減できる。
【００３３】
以上説明したように本実施例によれば、エネルギー吸収部材４０，４１が延伸された後に復元可能となっているから、エネルギー吸収部材４０，４１を繰り返し使用することができる。従って、従来のもの（特開平７−６１２７４号公報に記載のもの）では、車両が衝突したときに繊維強化プラスティック製エネルギー吸収部材が圧縮破壊されることで衝撃エネルギーが吸収されるようになっているため、衝突が起こる度に繊維強化プラスティック製エネルギー吸収部材を交換する必要があって高コストとなり勝ちであるのと比較すると、本実施例では低コスト化を図ることができる。しかも、本実施例によれば、上記した第１及び第２の実施例と比較して、衝突の度に交換が必要となる移動規制部材１６，１６ａ，１６ｂを省略しているから、一層の低コスト化が実現されている。
【００３４】
さらには、エネルギー吸収部材４０，４１をロアレール３２の連結部材３４，３５（車両側）とアッパレール３１の連結部材３３（シートＳ側）との間に取り付けた後に、張力調整機構４２によってエネルギー吸収部材４０，４１に所望の張力を付与することができる。従って、例えば上記した第１及び第２の実施例のように張力調整機構を有していないものにおいて、移動規制部材１６，１６ａ，１６ｂを省略して低コスト化を図るには、面状エネルギー吸収部材１５，１５ａ，１５ｂに所定の張力を付与しつつ車両側とシート側との間に面状エネルギー吸収部材１５，１５ａ，１５ｂを取り付ける必要があるが（図１または図６を参照）、このものと比較して本実施例では作業性が良好となる。
【００３５】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）面状のエネルギー吸収部材として樹脂製のシート材を使用してもよく、そのようなものも本発明に含まれる。
【００３６】
（２）上記した第３の実施例では、張力調整機構によってロアレールにおける前側の連結部材について位置調整するものを示したが、後側の連結部材について位置調整するようにしたものも本発明に含まれる。
（３）また上記した第３の実施例において、シートの前後位置を調整する機能を付加したいときには、前後動許容機構をなすロアレールを、周知のシート前後位置調整機構のアッパレールに取り付けるようにすればよい。
（４）またエネルギー吸収部材としては、例えば伸び弾性率の異なる複数種類の繊維を編成して形成するようにしてもよく、その場合には、各繊維の材質や編み方等を適宜に選定することにより最適な衝撃吸収特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る自動車用衝撃吸収シートの分解斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】図１のＤ−Ｄ断面図である。
【図６】本発明の第２の実施例に係る自動車用衝撃吸収シートの分解斜視図である。
【図７】図６のＥ−Ｅ断面図である。
【図８】図６のＦ−Ｆ断面図である。
【図９】図６のＧ−Ｇ断面図である。
【図１０】図６のＨ−Ｈ断面図である。
【図１１】面状エネルギー吸収部材の説明図である。
【図１２】本発明の第３の実施例に係る自動車用衝撃吸収シートの分解斜視図である。
【図１３】図１２のＩ−Ｉ断面図である。
【図１４】図１３のＪ−Ｊ断面図である。
【図１５】図１２のＫ−Ｋ断面図である。
【符号の説明】
１０，３０…前後動許容機構
１５，１５ａ，１５ｂ…面状エネルギー吸収部材
２０，Ｓ…シート
４０，４１…エネルギー吸収部材
４２…張力調整機構

Claims

車両用シートにおいて、車両前後方向に一定以上の衝撃力が働いたときにシートの車両に対する前後方向への移動を可能とする前後動許容機構と、前記シートの前記車両に対する前後方向への移動時に延伸されながらエネルギーを吸収するエネルギー吸収部材とを備えており、
前記前後動許容機構は、前記シート側に固定されるとともに連結部材によって連結された一組のアッパレールと、前記車両側に固定されるとともに連結部材によって連結された一組のロアレールとを前後方向に沿って摺動可能とした構成とされ、
前記エネルギー吸収部材は、面状で且つロール状に形成され、前記アッパレール側の前記連結部材と前記ロアレール側の前記連結部材とに架け回して取り付けられていることを特徴とする車両用衝撃吸収シート。
前記エネルギー吸収部材は、延伸された後に復元可能となっていることを特徴とする請求項１記載の車両用衝撃吸収シート。
前記車両側と前記シート側との少なくともいずれか一方には、取り付けられた前記エネルギー吸収部材に付与する張力を調整可能な張力調整機構が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用衝撃吸収シート。
前記張力調整機構は、前記アッパレールと前記ロアレールとの少なくともいずれか一方に対して前記連結部材の取付位置を前後に調整可能とした構成とされていることを特徴とする請求項３記載の車両用衝撃吸収シート。