JP4169599B2 - 座席構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は座席構造に関し、より詳しくは、航空機、列車、船舶、フォークリフト、自動車などの輸送機器用の座席として適する座席構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空機、列車、船舶、自動車などに用いられる座席は、衝撃吸収性、振動吸収性などの性能向上が常に求められている。例えば、特許文献１には、バックフレームの下部に、２分割されると共に、各一端が各サイドフレームに固着された片持ち式の一対のアウターパイプと、該一対のアウターパイプ内に収容されるインナーパイプとを備え、衝突により所定以上の衝撃力が入力された際に、アウターパイプが左右側及び後方側へ容易に撓むと共に、アウターパイプ内でインナーパイプがスライド移動することにより、人体の腰部をシートバック内に深く保持し、人体のずれ上がり現象を防止する車両用シートが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２７８１２８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示されているように、衝突時には、人体の腰部から臀部にかけての部位（骨盤部）を、シートバック内に深く保持できることが望ましい。しかしながら、特許文献１に開示された構造では、アウターパイプが２分割されているとはいえ、インナーパイプが収容されているため、その剛性は、人体のシートバック内に潜り込むような後方への移動の妨げとなる。従って、人体の後方への変位がより速やかになされる構造が望まれる。
【０００５】
また、特許文献１では、所定以上の大きな衝撃力が付加された際に、上記したアウターパイプとインナーパイプにより、所定の減衰作用を機能させるものであるが、通常着座時に入力される振動に対し、該アウターパイプやインナーパイプは何らの機能も果たさない。特許文献１に開示された構造に、通常着座時における振動を吸収する機構を設けるとすれば、アウターパイプとインナーパイプにより構成される衝撃吸収機構とは別途に振動吸収機構を設ける必要がある。これでは、構造が複雑になる。
【０００６】
本発明は上記に鑑みなされたものであり、大きな衝撃力が入力された際には、人体の腰部から臀部（骨盤部）をシートバック内に深く保持できると共に、衝撃吸収能力が従来よりも優れた座席構造を提供することを課題とする。また、本発明は、簡易な構造でありながら、衝撃吸収能力を発揮する機構が、通常着座時においては振動吸収機構として機能し、高い衝撃吸収能力及び振動吸収能力を備えていながら、簡易な構造の座席構造を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記した課題を解決するため鋭意検討を行った結果、次のような知見を得て、本発明を完成するに至った。すなわち、座席構造のシートクッションにおける座骨結節相当部位に、上下振動を加えた場合の骨盤部の座骨結節に働く上下振動と、骨盤部の上部（腰部）に働く前後振動を比較すると、両者の共振周波数はほぼ一致する。例えば、図１６は、クッションフレーム及びバックフレームに、それぞれ別個に面状支持部材を弾性的に支持し、各面状支持部材を被覆するように、クッションフレーム及びバックフレームのそれぞれに立体編物を張設した座席構造に対し、シートクッションにおける座骨結節相当部位に、振幅：片側１ｍｍ（ピーク間振幅：２ｍｍ）のサイン波を入力して振動させ、着座者の大腿部、腰部、肩部に加速度センサを設けて測定した振動伝達率を示すものである。この図から明らかなように、着座者の大腿部（骨盤部の座骨結節付近に相当）の共振周波数、着座者の腰部（骨盤部の上部に相当）の共振周波数は、約４Ｈｚでほぼ一致している。また、着座者の肩部における共振周波数も約４Ｈｚである。
【０００８】
このことは、入力される上下振動に対して、着座者の骨盤部が、その大転子付近を中心とした旋回運動を行っていることを示すものである。従って、シートバック及びシートクッションにおいて、かかる骨盤部の旋回運動を妨げず、同位相で動くことで、人体が知覚する加速度を不快であると感じさせないことが可能になる。そこで、本発明者は、かかる骨盤部の旋回運動を妨げないために、骨盤部後方に相当する位置に骨盤支持部材を設け、かかる骨盤支持部材の動きとシートクッションを構成するクッション用面状支持部材の動きとを連動させる構造に着目した。
【０００９】
そして、衝突等により所定以上の大きな衝撃力が入力された際には、この骨盤支持部材を利用して人体の骨盤部（臀部から腰部）がシートバック方向に押し付けられる動作を促すことにより、シートバック（バックフレーム）内で人体を深く保持でき、人体のずれ上がりを防止できる点に着目した。これにより、上記した振動吸収機能に加え、衝撃吸収機能を併せ持った機構を簡易な構造で提供でき、自動車等の輸送機器用のシートとして用いた場合には、衝突安全に対すてアダプティブな座席構造を提供できると考えた。
【００１０】
すなわち、請求項１記載の本発明では、シートバックとシートクッションとを備えた座席構造であって、
前記シートバックの下部付近に、該シートバックの幅方向に沿って配設されるトーションバーと、
上部が前記トーションバーの配設高さよりも上方に位置するように、着座者の骨盤部後方に配置される骨盤支持部材と、
前記トーションバーの配設高さよりも下方に位置するように設けられるクッション用支持フレームと、
前記シートクッションを形成するクッションフレームに支持されると共に、後部が前記クッション用支持フレームに連結されて設けられるクッション用面状支持部材と
を具備し、
前記骨盤支持部材が常態において前倒方向に付勢され、クッション用支持フレームが常態において後倒方向に付勢されるように前記トーションバーによって支持され、
前記トーションバーの弾性力に抗して前記骨盤支持部材が後倒方向に変位すると前記クッション用面状支持部材の後部が前方に変位し、前記トーションバーの弾性力により前記骨盤支持部材が前倒方向に変位すると前記クッション用面状支持部材の後部が後方に変位し、骨盤支持部材の動きとクッション用面状支持部材の動きとが連動可能な構造であることを特徴とする座席構造を提供する。
請求項２記載の本発明では、前記トーションバーに、軸方向に対して直交する方向に突出するように支持され、該トーションバーの弾性力により回動するリンク部材を備え、該リンク部材に、前記骨盤支持部材とクッション用支持フレームとがそれぞれ連結されていることを特徴とする請求項１記載の座席構造を提供する。
請求項３記載の本発明では、所定以上の衝撃力が入力されることによって、前記骨盤支持部材が相対的に着座者の骨盤下方部に位置すると、着座者の体重により、該骨盤支持部材が、前記クッション用面状支持部材の動きに拘わらず、独立して後倒可能に設けられ、該骨盤支持部材が、着座者を後方にガイドする機能を果たすことを特徴とする請求項１記載の座席構造を提供する。
請求項４記載の本発明では、前記トーションバーに、軸方向に対して直交する方向に突出するように支持され、該トーションバーの弾性力により回動するリンク部材を備え、該リンク部材に、前記骨盤支持部材とクッション用支持フレームとがそれぞれ連結され、所定以上の衝撃力が入力されることによって、前記骨盤支持部材が相対的に着座者の骨盤下方部に位置すると、着座者の体重により、骨盤支持部材とリンク部材とを連結する連結部材が破断し、該骨盤支持部材が、前記クッション用面状支持部材の動きに拘わらず、前記リンク部材に対して独立して後倒可能であることを特徴とする請求項３記載の座席構造を提供する。
請求項５記載の本発明では、前記骨盤支持部材が独立して後倒する際に、前記連結部材を所定の移動範囲まで破断させずにガイドするための長穴が、前記リンク部材に形成されていることを特徴とする請求項４記載の座席構造を提供する。
請求項６記載の本発明では、前記骨盤支持部材が独立して後倒する際の回転力を緩和する回転力緩和手段が設けられていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１に記載の座席構造を提供する。
請求項７記載の本発明では、前記骨盤支持部材が、所定の幅と長さを備えた板状に形成され、上部付近が後方に反る縦断面形状を備えていることを特徴とする請求項３記載の座席構造を提供する。
請求項８記載の本発明では、前記骨盤支持部材が、幅方向略中央部付近が後方に膨出する横断面形状を備えていることを特徴とする請求項７記載の座席構造を提供する。
請求項９記載の本発明では、前記骨盤支持部材が、合成樹脂、三次元ネット材、二次元ネット材又はゴムを少なくとも一部に用いて形成されていることを特徴とする請求項７記載の座席構造を提供する。
請求項１０記載の本発明では、前記クッション用面状支持部材の前後方向略中央部付近に、所定以上の衝撃力が入力された際に着座者の骨盤の前方への移動を抑制し、クッション用面状支持部材によるリバウンド方向を骨盤支持部材方向へ誘導する撓み抑制部材が設けられていることを特徴とする請求項３記載の座席構造を提供する。
請求項１１記載の本発明では、前記撓み抑制部材が、前記クッション用面状支持部材の裏面側に配置される帯状布部材と、該帯状布部材をクッションフレームに弾性的に支持する弾性部材とから構成されることを特徴とする請求項１０記載の座席構造を提供する。
【００１１】
【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更に詳しく説明する。図１は、本実施形態の座席構造１０の全体構造を示す斜視図であり、図２は、バック用面状支持部材とクッション用面状支持部材とを取り外した状態の本実施形態の座席構造１０の全体構造を示す斜視図である。また、図３は、シートクッションを後方から見た斜視図であり、図４は、シートクッションを前方から見た斜視図である。これらの図に示したように、本実施形態の座席構造１０は、シートバック２０とシートクッション３０とを有し、さらに、シートバック２０における下部付近に、トーションバー４０を備えた構造である。
【００１２】
トーションバー４０は、図３に示したように、シートバック２０における下部付近において、該シートバック２０の幅方向に沿って配置される。具体的には、クッションフレーム３１を構成する後部フレーム３１ｂの両端付近には一対のブラケット３２，３２が設けられており、トーションバー４０は、このブラケット３２，３２間に支持されることにより、シートバック２０の下部付近に配置される。そして、一方のブラケット３２に対して一端部を固定支持し、他方のブラケット３２に対して他端部を回転可能に軸支することにより、該トーションバー４０は、一端部に対し、他端部がねじられることにより、所定の弾性力が機能する。また、中央部に固定端を設け、左右両端部をねじらせる機構として、弾性力を調整することも可能である。
【００１３】
トーションバー４０には、所定の長さのリンク部材４１が各端部付近に該トーションバー４０の軸方向に直交する方向に突出するように連結されている。そして、該リンク部材４１の下端間には、クッション用支持フレーム４４が掛け渡されて支持されている。
【００１４】
また、リンク部材４１には、骨盤支持部材５０が支持される。骨盤支持部材５０は、所定の幅と長さを備えた板状に形成され、着座者の骨盤部後方に相当する位置に設けられる。骨盤支持部材５０の表面は、図１に示したような二次元ネット材や三次元ネット材（立体編物）などのバック用面状支持部材２５、あるいは、ウレタン材などのパッド材等によって被覆されるが、幅方向長さは、着座者の骨盤部の幅方向の長さとほぼ同じか、それ以上の長さを有し、長さ（高さ方向の長さ）は、着座者の骨盤の上下高さ程度であることが好ましい。また、図示しないが、骨盤部のホールド性を上げるために、幅方向の略中央部付近が後方に突出する横断面形状（幅方向に沿った断面形状）に形成されていることがより好ましい。
【００１５】
さらに、後述するように、本実施形態の骨盤支持部材５０は、所定以上の衝撃力を受けた際には、シートバックとシートクッション間での着座者のリバウンドによって、着座者の骨盤下に相対的に潜り込み、後倒方向への動作によって着座者の骨盤部（臀部から腰部）を後方（シートバック）に押し付ける方向に誘導する機能を備える。従って、着座者の体重による後倒方向への動作を容易にするため、縦断面形状（長さ方向に沿った断面形状）としては、図２〜図４に示したように、上部付近５１が後方に反った形状で形成することが好ましい。また、骨盤支持部材５０は、金属製とすることもできるが、通常着座時における振動吸収機能を果たす際には変形しない一方で、上記のように所定以上の衝撃力が付加された際には、後倒方向に動作することに加えて、骨盤支持部材５０自体が変形することによっても衝撃エネルギーの吸収力をさらに高めるため、変形し易い合成樹脂製、三次元ネット材（立体編物）、二次元ネット材又はゴムを、少なくとも一部に用いて形成することが好ましい。
【００１６】
骨盤支持部材５０は、図３及び図４に示したように、幅方向各側部に、側板部５２を備えており、各側板部５２を各リンク部材４１に重ね合わせるように配置し、それぞれの下端付近で連結部材である連結ピン５３により各側板部５２と各リンク部材４１とを連結している。また、各側板部５２と各リンク部材４１とは、トーションバー４０の配設高さよりも上方において、軸ピン５４により連結している。これにより、リンク部材４１と骨盤支持部材５０とは一体化され、骨盤支持部材５０はリンク部材４１を介してトーションバー４０により弾性的に支持されることになる。この結果、リンク部材４１を介して、骨盤支持部材５０とクッション用支持フレーム４４とが一体に動作することになり、クッション用支持フレーム４４に支持されるクッション用面状支持部材６０の動きと骨盤支持部材５０の動きとが連動する。なお、トーションバー４０により骨盤支持部材５０の付勢方向は、トーションバー４０を中心として、骨盤支持部材５０が前倒する方向となるように設定する。
【００１７】
骨盤支持部材５０をリンク部材４１を介して上記のように支持することにより、骨盤支持部材５０の上部は該トーションバー４０の配設高さよりも上方に位置し、クッション用支持フレーム４４は該トーションバー４０の配設高さよりも下方に位置することになる。すなわち、骨盤支持部材５０の上部の配設位置と、クッション用支持フレーム４４の配設位置とは、トーションバー４０を中心として見ると、リンク部材４１を介してほぼ１８０度反対方向に位置する。従って、トーションバー４０の弾性力により、骨盤支持部材５０が常態において前倒方向に付勢されるということは、クッション用支持フレーム４４が常態において後倒方向に付勢されるということになる。
【００１８】
また、骨盤支持部材５０は、通常着座時における振動吸収の際には、骨盤支持部材５０が上記のようにリンク部材４１に対して、クッション用面状支持部材６０の動きと連動するように連結される一方、所定以上の衝撃が付加されることにより骨盤支持部材５０が相対的に骨盤下に潜り込んだ際には、その体重により、クッション用面状支持部材６０の動きに拘わらず、独立して後倒するように動作可能に設けられる。
【００１９】
そのための構造は任意であるが、本実施形態においては、衝突時の加速度を受け、着座者の体重による負荷が過大にかかった際には、骨盤支持部材５０とリンク部材４１とを連結している連結部材である連結ピン５３が破断するように設けている。連結ピン５３が破断することにより、骨盤支持部材５０は、各側板部５２と各リンク部材４１との上部に設けた軸ピン５４を中心として、独立して後倒方向に回転する。但し、骨盤支持部材５０が独立して後倒方向へ回転する際に、その回転力を規制することにより、さらに着座者に付加される衝撃が緩和される。従って、骨盤支持部材５０の独立した回転力を緩和する回転力緩和手段を設けることが好ましい。回転力緩和手段としては、図３及び図４に示したように、骨盤支持部材５０の裏面側の下部に支持軸５０ａを設け、この支持軸５０ａとクッションフレーム３１の後部フレーム３１ｂとの間に、弾性部材としてのコイルスプリング５５を配設する手段が挙げられる。これにより、骨盤支持部材５０が独立して後倒方向に回転する大きな負荷が入力される際に、連結ピン５３が破断しても、コイルスプリング５５の弾性力によって回転力が緩和される緩衝機能を果たす。なお、このコイルスプリング５５の弾性力は、通常着座状態においては、トーションバー４０の振動吸収機能を補完する機能を果たす。
【００２０】
しかしながら、上記した構造では、所定以上の衝撃力の入力による骨盤支持部材５０の独立した後倒方向への回転が、連結ピン５３が破断するまでなされない。より速やかに骨盤支持部材５０の回転を促すために、図３及び図４に示したように、上記したリンク部材４１に、ほぼ前後方向に長い長穴４１ａを形成し、上記した連結ピン５３がこの長穴４１ａに沿ってガイドされて移動可能な構成とすることがより好ましい。そして、上記したコイルスプリング５５により、常態において、連結ピン５３が長穴４１ａの奥側（後方側）に位置するように引っ張った構造する。このような構成とすることにより、骨盤支持部材５０が独立して後倒方向に回転する際には、連結ピン５３が破断する前に、連結ピン５３が長穴４１ａの手前側（前方側）に位置するまでの移動範囲においては速やかに回転することができ、長穴４１ａの手前側に移動した後、連結ピン５３が破断することになる。しかも、この間、コイルスプリング５５の弾性力によって回転力が緩和される。
【００２１】
連結ピン５３を長穴４１ａに沿って移動可能な構成とした場合でも通常着座時においては、骨盤部が骨盤支持部材５０の上下方向ほぼ中央部に当接して押圧するため、独立して回転できる範囲は小さい。しかしながら、臀部を前方にずらして着座する場合、あるいは、多少リクライニングさせて着座する場合には、骨盤支持部材５０の上部付近５１を押圧することになる。従って、かかる場合にも、連結ピン５３が長穴４１ａに沿って移動可能であるため、骨盤支持部材５０は、軸ピン５４を中心として、所定量独立して回転することができる。この結果、上記した臀部を前方にずらした姿勢やリクライニングさせて着座したとしても、骨盤支持部材５０の人体の当接位置は、該骨盤支持部材５０の上下方向ほぼ中央部となり、安定して支持することができる。
【００２２】
また、通常着座状態で、このように骨盤支持部材５０が独立して回転していても、コイルスプリング５５の弾性力が機能するため、該コイルスプリング５５による振動吸収機能が作用する。その結果、コイルスプリング５５の弾性力によって、トーションバー４０の弾性力では対応の難しい、例えば、通常走行時に人体に発生する全身振動や衝撃性振動あるいは衝撃力に伴う初期入力時の１０Ｎ以下の微小負荷に対する応答性が向上する。このため、かかるコイルスプリング５５とトーションバー４０との組み合わせバネ構造として捉えた場合には、微小負荷に対してコイルスプリング５５の柔らかなバネ力が作用し、より大きな負荷に対してトーションバー４０のより硬いバネ力が作用するという硬化バネの特性を持つことになり、微小負荷に伴う小さな振動から、衝撃性振動や衝撃力に伴う大きな負荷に至るまで広範囲に対応することが可能となる。
【００２３】
なお、連結ピン５３を長穴４１ａに沿って移動可能な構成とした場合には、上記のように通常着座時でも、骨盤支持部材５０が独立して回転する場合がある。この場合には、骨盤支持部材５０の独立した回転が止まるまでの間、例えば、連結ピン５３が長穴４１ａの内端部に当接するまでの間は、リンク部材４１を介してのクッション用面状支持部材６０の後部６２の動きは追従しないが、骨盤支持部材５０の独立した回転が停止した後は、リンク部材４１を介し、クッション用面状支持部材６０の後部６２の動きと、骨盤支持部材５０の動きとが連動することになる。従って、本明細書において、「骨盤支持部材の動きとクッション用面状支持部材の動きとが連動可能な構造である」とは、両者が完全に同期する場合のほか、骨盤支持部材５０の動きとクッション用面状支持部材６０の後部６２の動きとが、一時遅れとなり、そこで位相遅れによる減衰、あるいは反共振を生じさせながら連動する場合も含むものである。
【００２４】
シートクッション３０を形成するクッションフレーム３１には、図１に示したように、クッション用面状支持部材６０が張設される。張設の仕方は、任意であり、例えば、前部フレーム３１ａに該クッション用面状支持部材６０の前部６１を引っ掛けて張設することができる。一方、クッション用面状支持部材６０の後部６２は、上記したリンク部材４１に支持されたクッション用支持フレーム４４に連結支持される。
【００２５】
クッション用面状支持部材６０の前後方向略中央部付近、好ましくは座骨結節下のやや前方部には、所定以上の衝撃力が入力された際の過剰な撓みを抑制し、着座者のリバウンド方向を、シートバック方向へと誘うため、撓み抑制部材７０を設けることが好ましい。本実施形態の撓み抑制部材７０は、帯状布部材７１と、この帯状布部材７１の各側部と、クッションフレーム３０の各サイドフレーム３１ｃ，３１ｃとの間に掛け渡される弾性部材としてのコイルスプリング７２とから構成される。帯状布部材７１としては、二次元ネット材、三次元ネット材あるいは帆布を用いることができる。
【００２６】
クッション用面状支持部材６０は、通常は、そのまま表層のクッション層として用いられるものではなく、該クッション用面状支持部材６０の上に、クッションフレームを覆い隠すようにして配置される立体編物やウレタン材などの表層のクッション層（パッド材）が別途積層されて用いられる。すなわち、クッション用面状支持部材６０は、通常は、基層のクッション層を構成するものとして用いられ、立体編物やウレタン材などの表層のクッション層（パッド材）を支持して、振動吸収性、衝撃吸収性等のバネ構造の役割を担うものであればよい。従って、上記したトーションバー４０によって弾性的に支持可能なものである限りその素材は限定されるものではないが、例えば、二次元ネット材や三次元ネット材を用いて形成することができる。二次元ネット材としては、例えば、たて糸とよこ糸のいずれか一方がポリエステル系エラストマー繊維、ポリウレタン繊維などの弾性糸を含み、他方が弾性糸よりも弾性の小さいナイロン繊維、ポリエステル繊維などの普通糸から構成される布帛を用いることができる。三次元ネット材としては、例えば、ダブルラッセル編機等を用いて形成され、所定間隔をおいて位置する一対のグランド編地間に連結糸を往復させて編成した立体編物を用いることができる。
【００２７】
なお、図１及び図２に示した符号２６は、上記したような二次元ネット材や三次元ネット材等から形成され、骨盤支持部材５０のやや上方に配置されるランバー支持部材であり、コイルスプリング２７により、バックフレーム２０のサイドフレーム２８，２８間に支持されている。
【００２８】
次に、本実施形態に係る座席構造１０の作用を説明する。まず、無負荷時においては、図１及び図５に示したように、クッション用面状支持部材６０は後部６２がトーションバー４０の弾性力により後方に付勢され、骨盤支持部材５０は、トーションバー４０によって付勢されて前方にせり出た状態となっている。
【００２９】
人が着座した際には、図６に示したように、クッション用面状支持部材６０が骨盤対応部位を中心に、下方に沈み込むため、クッション用面状支持部材６０の後部６２に連結されたクッション用支持フレーム４４は、トーションバー４０の弾性力に抗して前方に回転する。この際、トーションバー４０には、リンク部材４１を介して骨盤支持部材５０が連結されているため、該骨盤支持部材５０は、上記したクッション用面状支持部材６０に連動して後方に変位する。同様に、着座者がシートバック２０にもたれることにより、トーションバー４０の弾性力に抗して骨盤支持部材５０がリンク部材４１をトーションバー４０を中心として後倒方向に変位させるため、これに連動してクッション用面状支持部材６０の後部６２が前方に変位する。このようにして、シートバック２０又はシートクッション３０（クッション用面状支持部材６０）に対して、いずれに荷重（体重）が加わった場合でも、骨盤支持部材５０とクッション用面状支持部材６０は、連動して骨盤部に追従した動作をする。
【００３０】
このような通常着座状態において、走行する道路等の凹凸によって振動が入力された際には、骨盤部は、上記したように骨盤部の上部（腰部付近）と座骨結節下（大腿部付近）との共振周波数がほぼ同じであるため（図１６参照）、大転子付近を中心とした旋回運動を行う（図７参照）。この際、本実施形態によれば、骨盤支持部材５０とクッション用面状支持部材６０の後部６２とが、それぞれリンク部材４１を介して共通のトーションバー４０に連結されているため、入力される振動に対し、骨盤支持部材５０の前後運動とクッション用面状支持部材６０の上下運動とが連動する。これにより、図７に示したような旋回運動を行う骨盤部に、骨盤支持部材５０の動きとクッション用面状支持部材６０の動きとが追従し、骨盤部と、骨盤支持部材５０（シートバック２０）又はクッション用面状支持部材６０（シートクッション３０）との間で生じる加速度による頭部、腹部へ伝わる加速度は小さくなり、人が不快に感じる振動が低減される。なお、骨盤支持部材５０の上部に骨盤部が当接するような場合には、上記のように、連結ピン５３が長穴４１ａに沿って多少移動し、その範囲において、骨盤支持部材５０が軸ピン５４を中心とする独立した回転動作を生じた後、骨盤支持部材５０の動きとクッション用面状支持部材６０の動きとが連動する。
【００３１】
一方、衝突等により所定以上の衝撃力が入力された際には、本実施形態の座席構造１０は図８〜図１３に示したような挙動を示す。まず、図８の通常着座状態において衝撃力が入力されると、図９に示したように、骨盤支持部材５０に骨盤部が押し付けられる。これを模式的に示すと、図１４（ａ）に示したように、衝撃力の入力直後においては、骨盤部が破線の位置から骨盤支持部材５０に押し付けられるように実線の位置に変位しようとする。骨盤支持部材５０は、リンク部材４１により所定の状態で支持されているため、図１４（ａ）の破線の状態から実線の位置まで変位する。骨盤支持部材５０が後方に変位すると、リンク部材４１を介してトーションバー４０に連結されたクッション用面状支持部材６０の後部６２は前方に変位するため、張力が減じ、該クッション用面状支持部材６０が破線の位置から実線の位置に沈み込む。クッション用面状支持部材６０は、所定量沈み込むと、沈み込み量が撓み抑制部材７０によって規制されるが、骨盤部は後方に変位しているため、撓み抑制部材７０と後部６２との間の沈み込み量が最大となる。
【００３２】
骨盤支持部材５０が図９及び図１４（ａ）のように後方に変位すると、トーションバー４０の弾性力により、今度は、図１０及び図１４（ｂ）に示したように、骨盤部を前方に押し出そうとする。この際、瞬間的に骨盤部が骨盤支持部材５０から離間するするため、図１４（ｂ）において一点鎖線で示したように、トーションバー４０の弾性力により、リンク部材４１は常態位置に復帰しようとし、骨盤支持部材５０が前方へ、クッション用面状支持部材６０の後部６２は後方へ変位する。しかしながら、骨盤部は前方に押し出されると、シートベルトによる規制を受けるため、図１１及び図１４（ｂ）に示したように、瞬間的に下方向へ移動し、クッション用面状支持部材６０において、撓み抑制部材７０により近い部位に着地する。この際、撓み抑制部材７０が堰となるため、骨盤部の前方へのずれが抑制され、図１２及び図１４（ｃ）に示したように、再度、骨盤支持部材５０に押し付けられるように後方斜め上方にリバウンドする。骨盤部がクッション用面状支持部材６０から離間することにより、リンク部材４１はトーションバー４０の弾性力によって、図１４（ｃ）に示したような無負荷時に近い姿勢となる。これにより、骨盤部は骨盤支持部材５０の上面に乗り上げようとする。すなわち、相対的に骨盤支持部材５０が骨盤下に潜り込もうとする。
【００３３】
骨盤支持部材５０が相対的に骨盤下に潜り込むと、着座者の体重が骨盤支持部材５０自体にかかってくるため、骨盤支持部材５０は、クッション用面状支持部材６０の後部６２の動きに連動せずに、独立して軸ピン５４を中心として後方に回転しようとする。従って、リンク部材４１と骨盤支持部材５０とを連結する連結ピン５３が長穴４１ａ内を速やかに前方へ移動する。この際、コイルスプリング５５の弾性力によって、骨盤支持部材５０の回転力は緩衝される。そして、連結ピン５３が長穴４１ａ内の前方に至って破断すると、図１３及び図１４（ｄ）に示したように、軸ピン５４を中心として、骨盤支持部材５０がさらに後方に回転する。
【００３４】
骨盤支持部材５０がこのように回転すると、骨盤部は、該骨盤支持部材５０にガイドされ、そのまま後方に変位する。すなわち、骨盤部（臀部から腰部付近）がバックフレームにはまり込むように、シートバック２０に深く押し付けられる。この結果、着座者のずれ上がりが抑制され、衝突等による大きな衝撃力を効果的に吸収することができる。なお、この際、骨盤支持部材５０が、上記したように縦断面形状で上部付近５１が後方に反った形状となっていると、着座者の体重がかかり易く、骨盤支持部材５０の後倒方向への独立した回転運動がより容易になされる。また、骨盤支持部材５０として、少なくとも一部に合成樹脂、三次元ネット材、二次元ネット材、又はゴムを用いている場合には、骨盤支持部材５０自身が変形し易くなり、衝撃エネルギーをより効果的に吸収することができる。
【００３５】
図１４（ａ）〜（ｄ）に示した骨盤部の動きの軌跡を示すと、図１５に示したようなａ−１、（ｂ−１）＋（ｂ−２）、ｃ−１、ｄ−１という連続した軌跡が描かれ、骨盤支持部材５０とクッション用面状支持部材６０との間で減衰と衝突が繰り返されながら、骨盤部の運動方向が変化することがわかる。すなわち、図１５に示した軌跡を概観した場合には、衝突（前突又は後突）によって生じる骨盤部の並進運動を、骨盤部の回転運動に変換し、これにより、衝撃力によって人体へ入力される加速度を小さくし、衝撃エネルギーを散逸させることができる。また、本実施形態の座席構造１０は、トーションバー４０を用い、これに骨盤支持部材５０とクッション用面状支持部材６０を支持させており、緩衝用のバネ機構が極めて簡素で、座席構造１０を構成するシートバック２０及びシートクッション３０を薄型にするのに適している。その一方、骨盤支持部材５０を介しての上記した骨盤部の回転運動により、座席構造１０内で衝撃エネルギーを効率よく散逸できる構造である。このため、本実施形態の座席構造１０は、薄型であるにも拘わらず、衝突時における後部座席の人や物、あるいはボディーに与える影響、及びそれらの物からの衝突による反力が小さい。
【００３６】
なお、本発明の座席構造は上記した実施形態に示したものに限定されるものではないことはもちろんである。例えば、上記した実施形態では、所定の長さを有する１本のトーションバーを配設しているが、中途で分割した程度の長さを有する２本のトーションバーを用い、一方のトーションバーに、幅方向一端側に配置されるリンク部材を支持させ、他方のトーションバーに幅方向他端側に配置されるリンク部材を支持させることもできる。また、上記した実施形態では、リンク部材を２個一対配置しているが、骨盤支持部材及びクッション用面状支持部材を容易にかつ確実に支持できればよく、配置個数は限定されるものではない。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の座席構造は、シートバックの下部付近に、該シートバックの幅方向に沿って配設されるトーションバーを備え、該トーションバーによって骨盤支持部材を常態において前倒方向に付勢し、クッション用面状支持部材の後部に連結されるクッション用支持フレームを常態において後倒方向に付勢した構造である。従って、通常着座時において、入力振動によって旋回運動を行う骨盤部の動きに、トーションバーの弾性力によって骨盤支持部材及びクッション用面状支持部材の動きを連動させることができ、着座者への振動伝達率を効果的に低減することができる。また、所定以上の衝撃力が入力された際には、骨盤支持部材が着座者の骨盤下に相対的に潜り込むような位置関係になるため、該骨盤支持部材にガイドされることにより、人体の後方への変位が容易となり、シートバックないしはバックフレームに骨盤部（臀部から腰部付近）が深く押し付けられ、人体のずれ上がりを抑制し、高い衝撃吸収能力を発揮することができる。しかも、リンク部材を共通のトーションバーに連結することによって、振動吸収性と衝撃吸収性の両方の機能を発揮できるため、構造が簡易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一の実施形態に係る座席構造の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、上記実施形態に係る座席構造において面状支持部材を取り外した状態の斜視図である。
【図３】図３は、上記実施形態に係る座席構造の要部を示す後方から見た斜視図である。
【図４】図４は、上記実施形態に係る座席構造の要部を示す前方から見た斜視図である。
【図５】図５は、上記実施形態に係る座席構造を示す無負荷時の模式図である。
【図６】図６は、上記実施形態に係る座席構造を示す通常着座時の模式図である。
【図７】図７は、上記実施形態に係る座席構造の振動吸収時の作用を説明するための模式図である。
【図８】図８は、上記実施形態に係る座席構造にダミー人形を通常状態で着座させた際の図である。
【図９】図９は、上記実施形態に係る座席構造に衝撃が入力された直後のダミー人形の挙動を示す図である。
【図１０】図１０は、上記実施形態に係る座席構造に衝撃が入力され、骨盤支持部材によりダミー人形が前方に変位する際の挙動を示す図である。
【図１１】図１１は、上記実施形態に係る座席構造に衝撃が入力され、骨盤部がクッション用面状支持部材に着地する際のダミー人形の挙動を示す図である。
【図１２】図１２は、上記実施形態に係る座席構造に衝撃が入力され、骨盤部が骨盤支持部材方向にリバウンドした際のダミー人形の挙動を示す図である。
【図１３】図１３は、上記実施形態に係る座席構造に衝撃が入力され、骨盤支持部材が独立して後倒する際のダミー人形の挙動を示す図である。
【図１４】図１４（ａ）〜（ｄ）は、上記実施形態に係る座席構造の衝撃吸収時の作用を説明するための模式図である。
【図１５】図１５は、衝撃吸収時の骨盤部の軌跡を示す図である。
【図１６】図１６は、着座者の人体の大腿部、腰部、肩部の振動伝達率を説明するための図である。
【符号の説明】
１０ 座席構造
２０ シートバック
３０ シートクッション
４０ トーションバー
４１ リンク部材
４４ クッション用支持フレーム
５０ 骨盤支持部材
６０ クッション用面状支持部材
６２ 後部
７０ 撓み抑制部材
【発明の属する技術分野】
本発明は座席構造に関し、より詳しくは、航空機、列車、船舶、フォークリフト、自動車などの輸送機器用の座席として適する座席構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空機、列車、船舶、自動車などに用いられる座席は、衝撃吸収性、振動吸収性などの性能向上が常に求められている。例えば、特許文献１には、バックフレームの下部に、２分割されると共に、各一端が各サイドフレームに固着された片持ち式の一対のアウターパイプと、該一対のアウターパイプ内に収容されるインナーパイプとを備え、衝突により所定以上の衝撃力が入力された際に、アウターパイプが左右側及び後方側へ容易に撓むと共に、アウターパイプ内でインナーパイプがスライド移動することにより、人体の腰部をシートバック内に深く保持し、人体のずれ上がり現象を防止する車両用シートが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２７８１２８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示されているように、衝突時には、人体の腰部から臀部にかけての部位（骨盤部）を、シートバック内に深く保持できることが望ましい。しかしながら、特許文献１に開示された構造では、アウターパイプが２分割されているとはいえ、インナーパイプが収容されているため、その剛性は、人体のシートバック内に潜り込むような後方への移動の妨げとなる。従って、人体の後方への変位がより速やかになされる構造が望まれる。
【０００５】
また、特許文献１では、所定以上の大きな衝撃力が付加された際に、上記したアウターパイプとインナーパイプにより、所定の減衰作用を機能させるものであるが、通常着座時に入力される振動に対し、該アウターパイプやインナーパイプは何らの機能も果たさない。特許文献１に開示された構造に、通常着座時における振動を吸収する機構を設けるとすれば、アウターパイプとインナーパイプにより構成される衝撃吸収機構とは別途に振動吸収機構を設ける必要がある。これでは、構造が複雑になる。
【０００６】
本発明は上記に鑑みなされたものであり、大きな衝撃力が入力された際には、人体の腰部から臀部（骨盤部）をシートバック内に深く保持できると共に、衝撃吸収能力が従来よりも優れた座席構造を提供することを課題とする。また、本発明は、簡易な構造でありながら、衝撃吸収能力を発揮する機構が、通常着座時においては振動吸収機構として機能し、高い衝撃吸収能力及び振動吸収能力を備えていながら、簡易な構造の座席構造を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記した課題を解決するため鋭意検討を行った結果、次のような知見を得て、本発明を完成するに至った。すなわち、座席構造のシートクッションにおける座骨結節相当部位に、上下振動を加えた場合の骨盤部の座骨結節に働く上下振動と、骨盤部の上部（腰部）に働く前後振動を比較すると、両者の共振周波数はほぼ一致する。例えば、図１６は、クッションフレーム及びバックフレームに、それぞれ別個に面状支持部材を弾性的に支持し、各面状支持部材を被覆するように、クッションフレーム及びバックフレームのそれぞれに立体編物を張設した座席構造に対し、シートクッションにおける座骨結節相当部位に、振幅：片側１ｍｍ（ピーク間振幅：２ｍｍ）のサイン波を入力して振動させ、着座者の大腿部、腰部、肩部に加速度センサを設けて測定した振動伝達率を示すものである。この図から明らかなように、着座者の大腿部（骨盤部の座骨結節付近に相当）の共振周波数、着座者の腰部（骨盤部の上部に相当）の共振周波数は、約４Ｈｚでほぼ一致している。また、着座者の肩部における共振周波数も約４Ｈｚである。
【０００８】
このことは、入力される上下振動に対して、着座者の骨盤部が、その大転子付近を中心とした旋回運動を行っていることを示すものである。従って、シートバック及びシートクッションにおいて、かかる骨盤部の旋回運動を妨げず、同位相で動くことで、人体が知覚する加速度を不快であると感じさせないことが可能になる。そこで、本発明者は、かかる骨盤部の旋回運動を妨げないために、骨盤部後方に相当する位置に骨盤支持部材を設け、かかる骨盤支持部材の動きとシートクッションを構成するクッション用面状支持部材の動きとを連動させる構造に着目した。
【０００９】
そして、衝突等により所定以上の大きな衝撃力が入力された際には、この骨盤支持部材を利用して人体の骨盤部（臀部から腰部）がシートバック方向に押し付けられる動作を促すことにより、シートバック（バックフレーム）内で人体を深く保持でき、人体のずれ上がりを防止できる点に着目した。これにより、上記した振動吸収機能に加え、衝撃吸収機能を併せ持った機構を簡易な構造で提供でき、自動車等の輸送機器用のシートとして用いた場合には、衝突安全に対すてアダプティブな座席構造を提供できると考えた。
【００１０】
すなわち、請求項１記載の本発明では、シートバックとシートクッションとを備えた座席構造であって、
前記シートバックの下部付近に、該シートバックの幅方向に沿って配設されるトーションバーと、
上部が前記トーションバーの配設高さよりも上方に位置するように、着座者の骨盤部後方に配置される骨盤支持部材と、
前記トーションバーの配設高さよりも下方に位置するように設けられるクッション用支持フレームと、
前記シートクッションを形成するクッションフレームに支持されると共に、後部が前記クッション用支持フレームに連結されて設けられるクッション用面状支持部材と
を具備し、
前記骨盤支持部材が常態において前倒方向に付勢され、クッション用支持フレームが常態において後倒方向に付勢されるように前記トーションバーによって支持され、
前記トーションバーの弾性力に抗して前記骨盤支持部材が後倒方向に変位すると前記クッション用面状支持部材の後部が前方に変位し、前記トーションバーの弾性力により前記骨盤支持部材が前倒方向に変位すると前記クッション用面状支持部材の後部が後方に変位し、骨盤支持部材の動きとクッション用面状支持部材の動きとが連動可能な構造であることを特徴とする座席構造を提供する。
請求項２記載の本発明では、前記トーションバーに、軸方向に対して直交する方向に突出するように支持され、該トーションバーの弾性力により回動するリンク部材を備え、該リンク部材に、前記骨盤支持部材とクッション用支持フレームとがそれぞれ連結されていることを特徴とする請求項１記載の座席構造を提供する。
請求項３記載の本発明では、所定以上の衝撃力が入力されることによって、前記骨盤支持部材が相対的に着座者の骨盤下方部に位置すると、着座者の体重により、該骨盤支持部材が、前記クッション用面状支持部材の動きに拘わらず、独立して後倒可能に設けられ、該骨盤支持部材が、着座者を後方にガイドする機能を果たすことを特徴とする請求項１記載の座席構造を提供する。
請求項４記載の本発明では、前記トーションバーに、軸方向に対して直交する方向に突出するように支持され、該トーションバーの弾性力により回動するリンク部材を備え、該リンク部材に、前記骨盤支持部材とクッション用支持フレームとがそれぞれ連結され、所定以上の衝撃力が入力されることによって、前記骨盤支持部材が相対的に着座者の骨盤下方部に位置すると、着座者の体重により、骨盤支持部材とリンク部材とを連結する連結部材が破断し、該骨盤支持部材が、前記クッション用面状支持部材の動きに拘わらず、前記リンク部材に対して独立して後倒可能であることを特徴とする請求項３記載の座席構造を提供する。
請求項５記載の本発明では、前記骨盤支持部材が独立して後倒する際に、前記連結部材を所定の移動範囲まで破断させずにガイドするための長穴が、前記リンク部材に形成されていることを特徴とする請求項４記載の座席構造を提供する。
請求項６記載の本発明では、前記骨盤支持部材が独立して後倒する際の回転力を緩和する回転力緩和手段が設けられていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１に記載の座席構造を提供する。
請求項７記載の本発明では、前記骨盤支持部材が、所定の幅と長さを備えた板状に形成され、上部付近が後方に反る縦断面形状を備えていることを特徴とする請求項３記載の座席構造を提供する。
請求項８記載の本発明では、前記骨盤支持部材が、幅方向略中央部付近が後方に膨出する横断面形状を備えていることを特徴とする請求項７記載の座席構造を提供する。
請求項９記載の本発明では、前記骨盤支持部材が、合成樹脂、三次元ネット材、二次元ネット材又はゴムを少なくとも一部に用いて形成されていることを特徴とする請求項７記載の座席構造を提供する。
請求項１０記載の本発明では、前記クッション用面状支持部材の前後方向略中央部付近に、所定以上の衝撃力が入力された際に着座者の骨盤の前方への移動を抑制し、クッション用面状支持部材によるリバウンド方向を骨盤支持部材方向へ誘導する撓み抑制部材が設けられていることを特徴とする請求項３記載の座席構造を提供する。
請求項１１記載の本発明では、前記撓み抑制部材が、前記クッション用面状支持部材の裏面側に配置される帯状布部材と、該帯状布部材をクッションフレームに弾性的に支持する弾性部材とから構成されることを特徴とする請求項１０記載の座席構造を提供する。
【００１１】
【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更に詳しく説明する。図１は、本実施形態の座席構造１０の全体構造を示す斜視図であり、図２は、バック用面状支持部材とクッション用面状支持部材とを取り外した状態の本実施形態の座席構造１０の全体構造を示す斜視図である。また、図３は、シートクッションを後方から見た斜視図であり、図４は、シートクッションを前方から見た斜視図である。これらの図に示したように、本実施形態の座席構造１０は、シートバック２０とシートクッション３０とを有し、さらに、シートバック２０における下部付近に、トーションバー４０を備えた構造である。
【００１２】
トーションバー４０は、図３に示したように、シートバック２０における下部付近において、該シートバック２０の幅方向に沿って配置される。具体的には、クッションフレーム３１を構成する後部フレーム３１ｂの両端付近には一対のブラケット３２，３２が設けられており、トーションバー４０は、このブラケット３２，３２間に支持されることにより、シートバック２０の下部付近に配置される。そして、一方のブラケット３２に対して一端部を固定支持し、他方のブラケット３２に対して他端部を回転可能に軸支することにより、該トーションバー４０は、一端部に対し、他端部がねじられることにより、所定の弾性力が機能する。また、中央部に固定端を設け、左右両端部をねじらせる機構として、弾性力を調整することも可能である。
【００１３】
トーションバー４０には、所定の長さのリンク部材４１が各端部付近に該トーションバー４０の軸方向に直交する方向に突出するように連結されている。そして、該リンク部材４１の下端間には、クッション用支持フレーム４４が掛け渡されて支持されている。
【００１４】
また、リンク部材４１には、骨盤支持部材５０が支持される。骨盤支持部材５０は、所定の幅と長さを備えた板状に形成され、着座者の骨盤部後方に相当する位置に設けられる。骨盤支持部材５０の表面は、図１に示したような二次元ネット材や三次元ネット材（立体編物）などのバック用面状支持部材２５、あるいは、ウレタン材などのパッド材等によって被覆されるが、幅方向長さは、着座者の骨盤部の幅方向の長さとほぼ同じか、それ以上の長さを有し、長さ（高さ方向の長さ）は、着座者の骨盤の上下高さ程度であることが好ましい。また、図示しないが、骨盤部のホールド性を上げるために、幅方向の略中央部付近が後方に突出する横断面形状（幅方向に沿った断面形状）に形成されていることがより好ましい。
【００１５】
さらに、後述するように、本実施形態の骨盤支持部材５０は、所定以上の衝撃力を受けた際には、シートバックとシートクッション間での着座者のリバウンドによって、着座者の骨盤下に相対的に潜り込み、後倒方向への動作によって着座者の骨盤部（臀部から腰部）を後方（シートバック）に押し付ける方向に誘導する機能を備える。従って、着座者の体重による後倒方向への動作を容易にするため、縦断面形状（長さ方向に沿った断面形状）としては、図２〜図４に示したように、上部付近５１が後方に反った形状で形成することが好ましい。また、骨盤支持部材５０は、金属製とすることもできるが、通常着座時における振動吸収機能を果たす際には変形しない一方で、上記のように所定以上の衝撃力が付加された際には、後倒方向に動作することに加えて、骨盤支持部材５０自体が変形することによっても衝撃エネルギーの吸収力をさらに高めるため、変形し易い合成樹脂製、三次元ネット材（立体編物）、二次元ネット材又はゴムを、少なくとも一部に用いて形成することが好ましい。
【００１６】
骨盤支持部材５０は、図３及び図４に示したように、幅方向各側部に、側板部５２を備えており、各側板部５２を各リンク部材４１に重ね合わせるように配置し、それぞれの下端付近で連結部材である連結ピン５３により各側板部５２と各リンク部材４１とを連結している。また、各側板部５２と各リンク部材４１とは、トーションバー４０の配設高さよりも上方において、軸ピン５４により連結している。これにより、リンク部材４１と骨盤支持部材５０とは一体化され、骨盤支持部材５０はリンク部材４１を介してトーションバー４０により弾性的に支持されることになる。この結果、リンク部材４１を介して、骨盤支持部材５０とクッション用支持フレーム４４とが一体に動作することになり、クッション用支持フレーム４４に支持されるクッション用面状支持部材６０の動きと骨盤支持部材５０の動きとが連動する。なお、トーションバー４０により骨盤支持部材５０の付勢方向は、トーションバー４０を中心として、骨盤支持部材５０が前倒する方向となるように設定する。
【００１７】
骨盤支持部材５０をリンク部材４１を介して上記のように支持することにより、骨盤支持部材５０の上部は該トーションバー４０の配設高さよりも上方に位置し、クッション用支持フレーム４４は該トーションバー４０の配設高さよりも下方に位置することになる。すなわち、骨盤支持部材５０の上部の配設位置と、クッション用支持フレーム４４の配設位置とは、トーションバー４０を中心として見ると、リンク部材４１を介してほぼ１８０度反対方向に位置する。従って、トーションバー４０の弾性力により、骨盤支持部材５０が常態において前倒方向に付勢されるということは、クッション用支持フレーム４４が常態において後倒方向に付勢されるということになる。
【００１８】
また、骨盤支持部材５０は、通常着座時における振動吸収の際には、骨盤支持部材５０が上記のようにリンク部材４１に対して、クッション用面状支持部材６０の動きと連動するように連結される一方、所定以上の衝撃が付加されることにより骨盤支持部材５０が相対的に骨盤下に潜り込んだ際には、その体重により、クッション用面状支持部材６０の動きに拘わらず、独立して後倒するように動作可能に設けられる。
【００１９】
そのための構造は任意であるが、本実施形態においては、衝突時の加速度を受け、着座者の体重による負荷が過大にかかった際には、骨盤支持部材５０とリンク部材４１とを連結している連結部材である連結ピン５３が破断するように設けている。連結ピン５３が破断することにより、骨盤支持部材５０は、各側板部５２と各リンク部材４１との上部に設けた軸ピン５４を中心として、独立して後倒方向に回転する。但し、骨盤支持部材５０が独立して後倒方向へ回転する際に、その回転力を規制することにより、さらに着座者に付加される衝撃が緩和される。従って、骨盤支持部材５０の独立した回転力を緩和する回転力緩和手段を設けることが好ましい。回転力緩和手段としては、図３及び図４に示したように、骨盤支持部材５０の裏面側の下部に支持軸５０ａを設け、この支持軸５０ａとクッションフレーム３１の後部フレーム３１ｂとの間に、弾性部材としてのコイルスプリング５５を配設する手段が挙げられる。これにより、骨盤支持部材５０が独立して後倒方向に回転する大きな負荷が入力される際に、連結ピン５３が破断しても、コイルスプリング５５の弾性力によって回転力が緩和される緩衝機能を果たす。なお、このコイルスプリング５５の弾性力は、通常着座状態においては、トーションバー４０の振動吸収機能を補完する機能を果たす。
【００２０】
しかしながら、上記した構造では、所定以上の衝撃力の入力による骨盤支持部材５０の独立した後倒方向への回転が、連結ピン５３が破断するまでなされない。より速やかに骨盤支持部材５０の回転を促すために、図３及び図４に示したように、上記したリンク部材４１に、ほぼ前後方向に長い長穴４１ａを形成し、上記した連結ピン５３がこの長穴４１ａに沿ってガイドされて移動可能な構成とすることがより好ましい。そして、上記したコイルスプリング５５により、常態において、連結ピン５３が長穴４１ａの奥側（後方側）に位置するように引っ張った構造する。このような構成とすることにより、骨盤支持部材５０が独立して後倒方向に回転する際には、連結ピン５３が破断する前に、連結ピン５３が長穴４１ａの手前側（前方側）に位置するまでの移動範囲においては速やかに回転することができ、長穴４１ａの手前側に移動した後、連結ピン５３が破断することになる。しかも、この間、コイルスプリング５５の弾性力によって回転力が緩和される。
【００２１】
連結ピン５３を長穴４１ａに沿って移動可能な構成とした場合でも通常着座時においては、骨盤部が骨盤支持部材５０の上下方向ほぼ中央部に当接して押圧するため、独立して回転できる範囲は小さい。しかしながら、臀部を前方にずらして着座する場合、あるいは、多少リクライニングさせて着座する場合には、骨盤支持部材５０の上部付近５１を押圧することになる。従って、かかる場合にも、連結ピン５３が長穴４１ａに沿って移動可能であるため、骨盤支持部材５０は、軸ピン５４を中心として、所定量独立して回転することができる。この結果、上記した臀部を前方にずらした姿勢やリクライニングさせて着座したとしても、骨盤支持部材５０の人体の当接位置は、該骨盤支持部材５０の上下方向ほぼ中央部となり、安定して支持することができる。
【００２２】
また、通常着座状態で、このように骨盤支持部材５０が独立して回転していても、コイルスプリング５５の弾性力が機能するため、該コイルスプリング５５による振動吸収機能が作用する。その結果、コイルスプリング５５の弾性力によって、トーションバー４０の弾性力では対応の難しい、例えば、通常走行時に人体に発生する全身振動や衝撃性振動あるいは衝撃力に伴う初期入力時の１０Ｎ以下の微小負荷に対する応答性が向上する。このため、かかるコイルスプリング５５とトーションバー４０との組み合わせバネ構造として捉えた場合には、微小負荷に対してコイルスプリング５５の柔らかなバネ力が作用し、より大きな負荷に対してトーションバー４０のより硬いバネ力が作用するという硬化バネの特性を持つことになり、微小負荷に伴う小さな振動から、衝撃性振動や衝撃力に伴う大きな負荷に至るまで広範囲に対応することが可能となる。
【００２３】
なお、連結ピン５３を長穴４１ａに沿って移動可能な構成とした場合には、上記のように通常着座時でも、骨盤支持部材５０が独立して回転する場合がある。この場合には、骨盤支持部材５０の独立した回転が止まるまでの間、例えば、連結ピン５３が長穴４１ａの内端部に当接するまでの間は、リンク部材４１を介してのクッション用面状支持部材６０の後部６２の動きは追従しないが、骨盤支持部材５０の独立した回転が停止した後は、リンク部材４１を介し、クッション用面状支持部材６０の後部６２の動きと、骨盤支持部材５０の動きとが連動することになる。従って、本明細書において、「骨盤支持部材の動きとクッション用面状支持部材の動きとが連動可能な構造である」とは、両者が完全に同期する場合のほか、骨盤支持部材５０の動きとクッション用面状支持部材６０の後部６２の動きとが、一時遅れとなり、そこで位相遅れによる減衰、あるいは反共振を生じさせながら連動する場合も含むものである。
【００２４】
シートクッション３０を形成するクッションフレーム３１には、図１に示したように、クッション用面状支持部材６０が張設される。張設の仕方は、任意であり、例えば、前部フレーム３１ａに該クッション用面状支持部材６０の前部６１を引っ掛けて張設することができる。一方、クッション用面状支持部材６０の後部６２は、上記したリンク部材４１に支持されたクッション用支持フレーム４４に連結支持される。
【００２５】
クッション用面状支持部材６０の前後方向略中央部付近、好ましくは座骨結節下のやや前方部には、所定以上の衝撃力が入力された際の過剰な撓みを抑制し、着座者のリバウンド方向を、シートバック方向へと誘うため、撓み抑制部材７０を設けることが好ましい。本実施形態の撓み抑制部材７０は、帯状布部材７１と、この帯状布部材７１の各側部と、クッションフレーム３０の各サイドフレーム３１ｃ，３１ｃとの間に掛け渡される弾性部材としてのコイルスプリング７２とから構成される。帯状布部材７１としては、二次元ネット材、三次元ネット材あるいは帆布を用いることができる。
【００２６】
クッション用面状支持部材６０は、通常は、そのまま表層のクッション層として用いられるものではなく、該クッション用面状支持部材６０の上に、クッションフレームを覆い隠すようにして配置される立体編物やウレタン材などの表層のクッション層（パッド材）が別途積層されて用いられる。すなわち、クッション用面状支持部材６０は、通常は、基層のクッション層を構成するものとして用いられ、立体編物やウレタン材などの表層のクッション層（パッド材）を支持して、振動吸収性、衝撃吸収性等のバネ構造の役割を担うものであればよい。従って、上記したトーションバー４０によって弾性的に支持可能なものである限りその素材は限定されるものではないが、例えば、二次元ネット材や三次元ネット材を用いて形成することができる。二次元ネット材としては、例えば、たて糸とよこ糸のいずれか一方がポリエステル系エラストマー繊維、ポリウレタン繊維などの弾性糸を含み、他方が弾性糸よりも弾性の小さいナイロン繊維、ポリエステル繊維などの普通糸から構成される布帛を用いることができる。三次元ネット材としては、例えば、ダブルラッセル編機等を用いて形成され、所定間隔をおいて位置する一対のグランド編地間に連結糸を往復させて編成した立体編物を用いることができる。
【００２７】
なお、図１及び図２に示した符号２６は、上記したような二次元ネット材や三次元ネット材等から形成され、骨盤支持部材５０のやや上方に配置されるランバー支持部材であり、コイルスプリング２７により、バックフレーム２０のサイドフレーム２８，２８間に支持されている。
【００２８】
次に、本実施形態に係る座席構造１０の作用を説明する。まず、無負荷時においては、図１及び図５に示したように、クッション用面状支持部材６０は後部６２がトーションバー４０の弾性力により後方に付勢され、骨盤支持部材５０は、トーションバー４０によって付勢されて前方にせり出た状態となっている。
【００２９】
人が着座した際には、図６に示したように、クッション用面状支持部材６０が骨盤対応部位を中心に、下方に沈み込むため、クッション用面状支持部材６０の後部６２に連結されたクッション用支持フレーム４４は、トーションバー４０の弾性力に抗して前方に回転する。この際、トーションバー４０には、リンク部材４１を介して骨盤支持部材５０が連結されているため、該骨盤支持部材５０は、上記したクッション用面状支持部材６０に連動して後方に変位する。同様に、着座者がシートバック２０にもたれることにより、トーションバー４０の弾性力に抗して骨盤支持部材５０がリンク部材４１をトーションバー４０を中心として後倒方向に変位させるため、これに連動してクッション用面状支持部材６０の後部６２が前方に変位する。このようにして、シートバック２０又はシートクッション３０（クッション用面状支持部材６０）に対して、いずれに荷重（体重）が加わった場合でも、骨盤支持部材５０とクッション用面状支持部材６０は、連動して骨盤部に追従した動作をする。
【００３０】
このような通常着座状態において、走行する道路等の凹凸によって振動が入力された際には、骨盤部は、上記したように骨盤部の上部（腰部付近）と座骨結節下（大腿部付近）との共振周波数がほぼ同じであるため（図１６参照）、大転子付近を中心とした旋回運動を行う（図７参照）。この際、本実施形態によれば、骨盤支持部材５０とクッション用面状支持部材６０の後部６２とが、それぞれリンク部材４１を介して共通のトーションバー４０に連結されているため、入力される振動に対し、骨盤支持部材５０の前後運動とクッション用面状支持部材６０の上下運動とが連動する。これにより、図７に示したような旋回運動を行う骨盤部に、骨盤支持部材５０の動きとクッション用面状支持部材６０の動きとが追従し、骨盤部と、骨盤支持部材５０（シートバック２０）又はクッション用面状支持部材６０（シートクッション３０）との間で生じる加速度による頭部、腹部へ伝わる加速度は小さくなり、人が不快に感じる振動が低減される。なお、骨盤支持部材５０の上部に骨盤部が当接するような場合には、上記のように、連結ピン５３が長穴４１ａに沿って多少移動し、その範囲において、骨盤支持部材５０が軸ピン５４を中心とする独立した回転動作を生じた後、骨盤支持部材５０の動きとクッション用面状支持部材６０の動きとが連動する。
【００３１】
一方、衝突等により所定以上の衝撃力が入力された際には、本実施形態の座席構造１０は図８〜図１３に示したような挙動を示す。まず、図８の通常着座状態において衝撃力が入力されると、図９に示したように、骨盤支持部材５０に骨盤部が押し付けられる。これを模式的に示すと、図１４（ａ）に示したように、衝撃力の入力直後においては、骨盤部が破線の位置から骨盤支持部材５０に押し付けられるように実線の位置に変位しようとする。骨盤支持部材５０は、リンク部材４１により所定の状態で支持されているため、図１４（ａ）の破線の状態から実線の位置まで変位する。骨盤支持部材５０が後方に変位すると、リンク部材４１を介してトーションバー４０に連結されたクッション用面状支持部材６０の後部６２は前方に変位するため、張力が減じ、該クッション用面状支持部材６０が破線の位置から実線の位置に沈み込む。クッション用面状支持部材６０は、所定量沈み込むと、沈み込み量が撓み抑制部材７０によって規制されるが、骨盤部は後方に変位しているため、撓み抑制部材７０と後部６２との間の沈み込み量が最大となる。
【００３２】
骨盤支持部材５０が図９及び図１４（ａ）のように後方に変位すると、トーションバー４０の弾性力により、今度は、図１０及び図１４（ｂ）に示したように、骨盤部を前方に押し出そうとする。この際、瞬間的に骨盤部が骨盤支持部材５０から離間するするため、図１４（ｂ）において一点鎖線で示したように、トーションバー４０の弾性力により、リンク部材４１は常態位置に復帰しようとし、骨盤支持部材５０が前方へ、クッション用面状支持部材６０の後部６２は後方へ変位する。しかしながら、骨盤部は前方に押し出されると、シートベルトによる規制を受けるため、図１１及び図１４（ｂ）に示したように、瞬間的に下方向へ移動し、クッション用面状支持部材６０において、撓み抑制部材７０により近い部位に着地する。この際、撓み抑制部材７０が堰となるため、骨盤部の前方へのずれが抑制され、図１２及び図１４（ｃ）に示したように、再度、骨盤支持部材５０に押し付けられるように後方斜め上方にリバウンドする。骨盤部がクッション用面状支持部材６０から離間することにより、リンク部材４１はトーションバー４０の弾性力によって、図１４（ｃ）に示したような無負荷時に近い姿勢となる。これにより、骨盤部は骨盤支持部材５０の上面に乗り上げようとする。すなわち、相対的に骨盤支持部材５０が骨盤下に潜り込もうとする。
【００３３】
骨盤支持部材５０が相対的に骨盤下に潜り込むと、着座者の体重が骨盤支持部材５０自体にかかってくるため、骨盤支持部材５０は、クッション用面状支持部材６０の後部６２の動きに連動せずに、独立して軸ピン５４を中心として後方に回転しようとする。従って、リンク部材４１と骨盤支持部材５０とを連結する連結ピン５３が長穴４１ａ内を速やかに前方へ移動する。この際、コイルスプリング５５の弾性力によって、骨盤支持部材５０の回転力は緩衝される。そして、連結ピン５３が長穴４１ａ内の前方に至って破断すると、図１３及び図１４（ｄ）に示したように、軸ピン５４を中心として、骨盤支持部材５０がさらに後方に回転する。
【００３４】
骨盤支持部材５０がこのように回転すると、骨盤部は、該骨盤支持部材５０にガイドされ、そのまま後方に変位する。すなわち、骨盤部（臀部から腰部付近）がバックフレームにはまり込むように、シートバック２０に深く押し付けられる。この結果、着座者のずれ上がりが抑制され、衝突等による大きな衝撃力を効果的に吸収することができる。なお、この際、骨盤支持部材５０が、上記したように縦断面形状で上部付近５１が後方に反った形状となっていると、着座者の体重がかかり易く、骨盤支持部材５０の後倒方向への独立した回転運動がより容易になされる。また、骨盤支持部材５０として、少なくとも一部に合成樹脂、三次元ネット材、二次元ネット材、又はゴムを用いている場合には、骨盤支持部材５０自身が変形し易くなり、衝撃エネルギーをより効果的に吸収することができる。
【００３５】
図１４（ａ）〜（ｄ）に示した骨盤部の動きの軌跡を示すと、図１５に示したようなａ−１、（ｂ−１）＋（ｂ−２）、ｃ−１、ｄ−１という連続した軌跡が描かれ、骨盤支持部材５０とクッション用面状支持部材６０との間で減衰と衝突が繰り返されながら、骨盤部の運動方向が変化することがわかる。すなわち、図１５に示した軌跡を概観した場合には、衝突（前突又は後突）によって生じる骨盤部の並進運動を、骨盤部の回転運動に変換し、これにより、衝撃力によって人体へ入力される加速度を小さくし、衝撃エネルギーを散逸させることができる。また、本実施形態の座席構造１０は、トーションバー４０を用い、これに骨盤支持部材５０とクッション用面状支持部材６０を支持させており、緩衝用のバネ機構が極めて簡素で、座席構造１０を構成するシートバック２０及びシートクッション３０を薄型にするのに適している。その一方、骨盤支持部材５０を介しての上記した骨盤部の回転運動により、座席構造１０内で衝撃エネルギーを効率よく散逸できる構造である。このため、本実施形態の座席構造１０は、薄型であるにも拘わらず、衝突時における後部座席の人や物、あるいはボディーに与える影響、及びそれらの物からの衝突による反力が小さい。
【００３６】
なお、本発明の座席構造は上記した実施形態に示したものに限定されるものではないことはもちろんである。例えば、上記した実施形態では、所定の長さを有する１本のトーションバーを配設しているが、中途で分割した程度の長さを有する２本のトーションバーを用い、一方のトーションバーに、幅方向一端側に配置されるリンク部材を支持させ、他方のトーションバーに幅方向他端側に配置されるリンク部材を支持させることもできる。また、上記した実施形態では、リンク部材を２個一対配置しているが、骨盤支持部材及びクッション用面状支持部材を容易にかつ確実に支持できればよく、配置個数は限定されるものではない。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の座席構造は、シートバックの下部付近に、該シートバックの幅方向に沿って配設されるトーションバーを備え、該トーションバーによって骨盤支持部材を常態において前倒方向に付勢し、クッション用面状支持部材の後部に連結されるクッション用支持フレームを常態において後倒方向に付勢した構造である。従って、通常着座時において、入力振動によって旋回運動を行う骨盤部の動きに、トーションバーの弾性力によって骨盤支持部材及びクッション用面状支持部材の動きを連動させることができ、着座者への振動伝達率を効果的に低減することができる。また、所定以上の衝撃力が入力された際には、骨盤支持部材が着座者の骨盤下に相対的に潜り込むような位置関係になるため、該骨盤支持部材にガイドされることにより、人体の後方への変位が容易となり、シートバックないしはバックフレームに骨盤部（臀部から腰部付近）が深く押し付けられ、人体のずれ上がりを抑制し、高い衝撃吸収能力を発揮することができる。しかも、リンク部材を共通のトーションバーに連結することによって、振動吸収性と衝撃吸収性の両方の機能を発揮できるため、構造が簡易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一の実施形態に係る座席構造の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、上記実施形態に係る座席構造において面状支持部材を取り外した状態の斜視図である。
【図３】図３は、上記実施形態に係る座席構造の要部を示す後方から見た斜視図である。
【図４】図４は、上記実施形態に係る座席構造の要部を示す前方から見た斜視図である。
【図５】図５は、上記実施形態に係る座席構造を示す無負荷時の模式図である。
【図６】図６は、上記実施形態に係る座席構造を示す通常着座時の模式図である。
【図７】図７は、上記実施形態に係る座席構造の振動吸収時の作用を説明するための模式図である。
【図８】図８は、上記実施形態に係る座席構造にダミー人形を通常状態で着座させた際の図である。
【図９】図９は、上記実施形態に係る座席構造に衝撃が入力された直後のダミー人形の挙動を示す図である。
【図１０】図１０は、上記実施形態に係る座席構造に衝撃が入力され、骨盤支持部材によりダミー人形が前方に変位する際の挙動を示す図である。
【図１１】図１１は、上記実施形態に係る座席構造に衝撃が入力され、骨盤部がクッション用面状支持部材に着地する際のダミー人形の挙動を示す図である。
【図１２】図１２は、上記実施形態に係る座席構造に衝撃が入力され、骨盤部が骨盤支持部材方向にリバウンドした際のダミー人形の挙動を示す図である。
【図１３】図１３は、上記実施形態に係る座席構造に衝撃が入力され、骨盤支持部材が独立して後倒する際のダミー人形の挙動を示す図である。
【図１４】図１４（ａ）〜（ｄ）は、上記実施形態に係る座席構造の衝撃吸収時の作用を説明するための模式図である。
【図１５】図１５は、衝撃吸収時の骨盤部の軌跡を示す図である。
【図１６】図１６は、着座者の人体の大腿部、腰部、肩部の振動伝達率を説明するための図である。
【符号の説明】
１０ 座席構造
２０ シートバック
３０ シートクッション
４０ トーションバー
４１ リンク部材
４４ クッション用支持フレーム
５０ 骨盤支持部材
６０ クッション用面状支持部材
６２ 後部
７０ 撓み抑制部材
Claims (11)
- シートバックとシートクッションとを備えた座席構造であって、
前記シートバックの下部付近に、該シートバックの幅方向に沿って配設されるトーションバーと、
上部が前記トーションバーの配設高さよりも上方に位置するように、着座者の骨盤部後方に配置される骨盤支持部材と、
前記トーションバーの配設高さよりも下方に位置するように設けられるクッション用支持フレームと、
前記シートクッションを形成するクッションフレームに支持されると共に、後部が前記クッション用支持フレームに連結されて設けられるクッション用面状支持部材と
を具備し、
前記骨盤支持部材が常態において前倒方向に付勢され、クッション用支持フレームが常態において後倒方向に付勢されるように前記トーションバーによって支持され、
前記トーションバーの弾性力に抗して前記骨盤支持部材が後倒方向に変位すると前記クッション用面状支持部材の後部が前方に変位し、前記トーションバーの弾性力により前記骨盤支持部材が前倒方向に変位すると前記クッション用面状支持部材の後部が後方に変位し、骨盤支持部材の動きとクッション用面状支持部材の動きとが連動可能な構造であることを特徴とする座席構造。 - 前記トーションバーに、軸方向に対して直交する方向に突出するように支持され、該トーションバーの弾性力により回動するリンク部材を備え、該リンク部材に、前記骨盤支持部材とクッション用支持フレームとがそれぞれ連結されていることを特徴とする請求項１記載の座席構造。
- 所定以上の衝撃力が入力されることによって、前記骨盤支持部材が相対的に着座者の骨盤下方部に位置すると、着座者の体重により、該骨盤支持部材が、前記クッション用面状支持部材の動きに拘わらず、独立して後倒可能に設けられ、該骨盤支持部材が、着座者を後方にガイドする機能を果たすことを特徴とする請求項１記載の座席構造。
- 前記トーションバーに、軸方向に対して直交する方向に突出するように支持され、該トーションバーの弾性力により回動するリンク部材を備え、該リンク部材に、前記骨盤支持部材とクッション用支持フレームとがそれぞれ連結され、所定以上の衝撃力が入力されることによって、前記骨盤支持部材が相対的に着座者の骨盤下方部に位置すると、着座者の体重により、骨盤支持部材とリンク部材とを連結する連結部材が破断し、該骨盤支持部材が、前記クッション用面状支持部材の動きに拘わらず、前記リンク部材に対して独立して後倒可能であることを特徴とする請求項３記載の座席構造。
- 前記骨盤支持部材が独立して後倒する際に、前記連結部材を所定の移動範囲まで破断させずにガイドするための長穴が、前記リンク部材に形成されていることを特徴とする請求項４記載の座席構造。
- 前記骨盤支持部材が独立して後倒する際の回転力を緩和する回転力緩和手段が設けられていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１に記載の座席構造。
- 前記骨盤支持部材が、所定の幅と長さを備えた板状に形成され、上部付近が後方に反る縦断面形状を備えていることを特徴とする請求項３記載の座席構造。
- 前記骨盤支持部材が、幅方向略中央部付近が後方に膨出する横断面形状を備えていることを特徴とする請求項７記載の座席構造。
- 前記骨盤支持部材が、合成樹脂、三次元ネット材、二次元ネット材又はゴムを少なくとも一部に用いて形成されていることを特徴とする請求項７記載の座席構造。
- 前記クッション用面状支持部材の前後方向略中央部付近に、所定以上の衝撃力が入力された際に着座者の骨盤の前方への移動を抑制し、クッション用面状支持部材によるリバウンド方向を骨盤支持部材方向へ誘導する撓み抑制部材が設けられていることを特徴とする請求項３記載の座席構造。
- 前記撓み抑制部材が、前記クッション用面状支持部材の裏面側に配置される帯状布部材と、該帯状布部材をクッションフレームに弾性的に支持する弾性部材とから構成されることを特徴とする請求項１０記載の座席構造。
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