JP5442266B2 - 乗物用シート - Google Patents

Description

本発明は、乗物用シートに係り、特に後面衝突時における衝撃の低減を図った乗物用シートに関する。

一般に、自動車などの乗物用シートの後部が追突されたり、後退走行時に大きく衝突したりするなど、いわゆる後面衝突の際には、着座している乗員の頭部が慣性力によって急激に後傾し、頸部が衝撃を受ける虞がある。

そのため、従来から自動車などの乗物用シートには、後面衝突時による衝撃から乗員の頭部や頚部を保護し、頸部への衝撃を軽減するために、シートバック上方に乗員の頭部を後方から受けるヘッドレストを設けている。

しかし、ヘッドレストを設けているだけでは、身体への衝撃を軽減できないだけでなく、後面衝突時に乗員の頭部とヘッドレストとの間の隙間を速やかに減少させないと、頸部へ加わる衝撃を十分に軽減できない場合がある。

このような問題を解消するために、シートバックフレームで、シートバッククッションを支持しているシートバックを備えた乗物用シートにおいて、シートバックの後面衝突時に乗員の背中部分が当接する部位を、他の部位よりもばね係数を小さくかつ減衰係数を大きくした技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、ヘッドレストを有する背凭シートにおいて、上部にヘッドレストを装着する固定フレームに、クッション材を支持するばね体を有する可動フレームを、この可動フレームの上部がその下部を中心に後方に回動するように取付け、固定フレームと可動フレームとの間には通常の着座荷重は支持するが所定以上の衝撃荷重がかかると、可動フレームの後方回動を許容するばねを設けた乗物用シートが提案されている（特許文献２参照）。

またヘッドレスト取付杆の左右両側が、ヘッドレストを前後に移動させる上側リンクを介して背凭フレームに取付けている技術が知れられている（特許文献３参照）。

特開２００５−０２８９５６号公報 特開２０００−２７２３９５号公報 特開２００７−０６２５２２号公報

特許文献１で開示される技術は、乗員の衝撃を緩和することにあるが、特許文献１に開示された技術は、シートバックの背中部分（特許文献１では「胸部」としている）が当接する部位のばね係数を小さくすることで、上半身の後方移動を大きくして頭部と背中部分の相対移動量を小さくするとともに、低反発クッション材を用いて減衰係数を大きくすることで、上半身の跳ね返りを抑制して頭部と背中部分の相対速度を低減することにより、頸部に作用するせん断力の低減を図っている。
しかし、ばね係数を小さくする技術や、低反発クッション部材による技術では、乗物の後方への身体の沈み込みを大きくする（即ち、移動量を大きくする）ことができないという不都合があった。

また、特許文献２で開示される技術は、ばねの弾力を衝撃荷重に対して設定するだけであるので、中央支持部の後方移動する作動荷重を確実に予測でき、必ず後方移動し、作動は確実なものとなる利点を有するものである。
しかし、特許文献２で示される技術は、固定フレームと可動フレームが、下部の取付軸で固定されているため、下部位置近傍での固定フレームと可動フレームの可動が非常に少なく、着座している身体の全体を乗物の後方側へ沈み込ませることができないという不都合がある。また特許文献２のばねは、大きく移動するに従って反力が大きくなって動きにくくなるだけでなく、固定フレームと可動フレームとの可動範囲は、極めて限定された移動範囲となり、大きく沈み込ませる移動量を確保することが難しいという問題があった。そして、可動フレームを用いているため、全体として装置が大きくなり、軽量化が困難であるという不都合もあった。

さらに特許文献３の技術は、上側リンクは、上側リンクの一部を構成する第一リンク杆の一端（後端）を前記ヘッドレスト取付杆の左右両端に固定した移動側ブラケットに軸により取付け、第一リンク杆の他端は背凭フレームの左右両側の上部に設けた固定側ブラケットに軸により回動自在に夫々取付け、第一リンク杆の下方の移動側ブラケットには、第二リンク杆の一端を軸により軸着し、第二リンク杆はその中間部を前記固定側ブラケットに軸により回動自在に取付け、さらにプレート体を上下に複数並設したワイヤスプリングを介して前後移動自在に取付けた技術であり、ワイヤスプリングの左右両側の取付端部の先端を平面視プレート体より夫々前方に位置させて、取付端部の先端とプレート体との間にクッション材を設置しうる設置空間を広くでき、クッション性能を向上させることができる技術である。

しかし、特許文献３の技術は、ヘッドレストが所定範囲で回動するようにするため、回動を規制するための阻止部を、上部リンクを構成するリンク杆等に設ける必要があった。
また特許文献３の技術は、第一リンク杆の下部に、一端を背凭フレーム側に係止したばねの他端を係止し、ヘッドレストが常時後側に位置するように上側リンクを付勢する戻りばねが配設されており、上方に配置していた背中の戻りのばねの存在によって、背凭フレームの径が大きくなると、上記ばねの存在が障害となり、設計の自由度を阻害することになっていた。
このように、複数のリンク杆からなる上側リンクを含めて多数の部材を用いてリンク機構を構成しているために、部品点数が多くなるだけでなく、リンク機構自体が大型化してしまうという不都合があった。

また、上記特許文献１及び３の技術においては、衝撃荷重をヘッドレストへ伝達する手段が必要となり、構成が複雑化するだけでなく、その構成が大型化してしまうという点では、小型軽量化に反するという問題もあった。

また、リンク機構にばねを取り付けることで作動前のリンク部材の位置を維持し、作動後に元の位置まで戻るようにしたリンク機構が知られている。
しかし、ばねを用いてリンク部材の位置の保持をする技術においては、作動時に、ばねの両端を結んだ線上にリンク部の軸の中心が重なってしまうと、ばねが元に戻ろうとしても作動軸が必ずしも戻る方向へ回動しないため、スタック（動かなくなる）してしまう恐れがあった。

本発明の目的は、通常の着座荷重や後面衝突時において最適な状態となるような衝撃低減部材を備え、スタック（動かなくなること）を防止して、作動が確実に行えるようにした乗物用シートを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、小型化が可能で、必要以上の剛性が不要で、部品点数が少なく、後面衝突時に乗物の後方への身体の沈み込み（移動）量を大きくでき、ヘッドレストと独立して後面衝突時に乗員に加わる衝撃を効果的に低減することのできる乗物用シートを提供することにある。

前記課題は、本発明の乗物用シートによれば、両側に位置するサイド部と、上方に配設されたアッパー部とを少なくとも備えたシートバックフレームと、該シートバックフレームの上方に配設されるヘッドレストと、前記シートバックフレームに連結部材を介して連結される受圧部材と、前記シートバックフレームの両側のサイド部の少なくとも一方側に配設されると共に、前記連結部材と連結され、回動軸を中心に回動する衝撃低減部材と、該衝撃低減部材に形成された取付部と前記シートバックフレームに形成された取付部に端部を取付けて配設された付勢手段と、を備え、前記付勢手段の両端を結ぶ線が、前記衝撃低減部材の作動前から作動後にかけて常に前記衝撃低減部材の回動軸より乗物前方側に位置し、前記付勢手段と、前記衝撃低減部材を軸支する軸部材とは、前記衝撃低減部材の作動後において側面視で重なること、により解決される。

このように、衝撃低減部材は、シートバックフレームのサイド部に設けられているので、シートバックフレームの上方位置に、戻りばね等の付勢手段を配置する必要がなく、小型化を図ることが可能となるので、設計の自由度も確保することができる。
さらに、付勢手段の両端を結ぶ線が、衝撃低減部材の作動前から作動後にかけて常に衝撃低減部材の回動軸より乗物前方側に位置するように構成しているので、付勢手段が回動軸の支点を越えることがなく、伸びる方向と逆方向の反力を確保でき、スタックを防止できるだけでなく、付勢手段を回動軸の乗物前方側の配置しやすい箇所に配設することが可能となり、組付作業効率を向上させることが可能となる。

このとき、衝撃低減部材は、ヘッドレストと独立して可動すると共に、両側のサイド部に配設され、各々独立して可動するように構成すると好適である。
このように、衝撃低減部材は、ヘッドレストと独立して可動されるので、受圧部材に加わる荷重をヘッドレストに伝達する機構等が不要となり、単純化が図れると共に、軽量化を図ることが可能となる。しかも、衝撃低減部材は、両側のサイド部に配設され、各々が独立して可動されるので、乗員の姿勢や衝突の方向等の違いにより偏ったねじれ荷重が発生しても、効率よくねじれを吸収しながら、乗員の移動量を確保できる。

また、前記サイド部は、側面を構成する部材の乗物前方側端部からシート内側に折り返した前縁部を有し、前記付勢手段はコイルばねであり、前記付勢手段の配置位置に対向する前記シートバックフレームの前記前縁部には、前記コイルばねの螺旋部に対向する位置に該螺旋部の大きさの切り欠きが形成されていると好適である。このように、切り欠きが形成されていることにより、狭い配置空間においても、付勢手段とサイド部との干渉を防止することが可能となり、小型化が図れると共に、付勢手段の配置位置の自由度を確保することが可能となる。しかも、付勢手段が振動等によりサイド部と干渉して異音を発生してしまうことも抑制できる。

さらに、衝撃低減部材に形成された付勢手段の取付部が、衝撃低減部材に形成された連結部材の取付部よりも、シートバックフレームの乗物前方側に配置して構成すると好適である。このように、付勢手段の取付部が連結部材の取付部よりも乗物前方側に配置していることにより、連結部材による付勢手段への干渉を防止できるだけでなく、連結部材が受圧部材と近い位置に配置されることになり、小型化を図ることが可能となり、さらに連結部材を介して付勢手段と反対側に位置する受圧部材とが連結されるため、荷重の伝達が円滑に行なえる。

また、衝撃低減部材の回動軸を中心とした付勢手段の取付部の回動軌跡の回動軸側のみに、連結部材の取付部が形成されていると好適である。このように構成すると、付勢手段の取付部が、常に連結部材の取付部より外側に位置することになり、連結部材の荷重に対して付勢手段の反力を有効に活用できるだけでなく、小さな付勢力をもつ付勢手段にすることが可能となり、付勢手段を小さくすることができる。また付勢手段の取付部より、常に連結部材の取付部が内側に位置することになり、より小型化を図ることが可能となる。

さらに衝撃低減部材には、シートバックフレームに当接する回動阻止部が形成され、回動阻止部は、衝撃低減部材の回動軸に対して付勢手段の乗物前後方向における反対側に位置していると好適である。このように回動阻止部が、衝撃低減部材の回動軸に対して付勢手段の乗物前後方向における反対側に位置しているので、付勢手段とは異なる部分で回動阻止を行なうことが可能であるだけでなく、付勢手段と回動阻止部が干渉することがなくなり、回動阻止を確実且つ安定的に確保することが可能となり、設計の自由度を確保して、より小型化を図ることが可能となる。

本発明の乗物用シートによれば、通常の着座荷重や後面衝突時において最適な状態となるような衝撃低減部材を備え、スタック（動かなくなること）を防止して、作動が確実に行えるようにすることができる。
また、小型化が可能で、必要以上の剛性が不要で、部品点数が少なく、後面衝突時に乗物の後方への身体の沈み込み（移動）量を大きくでき、ヘッドレストと独立して後面衝突時に乗員に加わる衝撃を効果的に低減できる。
さらに、衝撃荷重によって回動する衝撃低減部材のスタックを防止し、回動を確実且つ安定させることができる。

シートの概略斜視図である。 シートフレームの概略斜視図である。 衝撃低減部材の可動前のシートバックフレームの概略断面説明図である。 衝撃低減部材の可動後のシートバックフレームの概略断面説明図である。 シートバックフレームの背面からの概略説明図である。 衝撃低減部材と付勢手段との関係を示す拡大説明図である。 衝撃低減部材と付勢手段との分解説明図である。 衝撃低減部材の説明図である。 後面衝突前後での衝撃低減部材と付勢手段の状態を示す説明図である。 後面衝突前後での衝撃低減部材と付勢手段の状態を示す説明図である。 後面衝突後の衝撃低減部材と付勢手段の状態を示す説明図である。

以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることはもちろんである。また、本明細書において、乗物とは、自動車・鉄道など車輪を有する地上走行用乗物、地上以外を移動する航空機や船舶など、シートを装着できる移動用のものをいうものとする。また通常の着座荷重とは、着座するときに生じる着座衝撃、乗物の急発進によって生じる加速時の荷重などを含むものである。また後面衝突時の荷重とは、後面衝突によって生じる大きな荷重であり、後方側からの乗物による大きな追突、後退走行時における大きな衝突などを指すものであり、通常の着座時に生じる荷重と同様な荷重領域のものは含まないものである。

図１乃至図１１は本発明に係る実施の形態を示し、図１はシートの概略斜視図、図２はシートフレームの概略斜視図、図３は衝撃低減部材の可動前のシートバックフレームの概略断面説明図、図４は衝撃低減部材の可動後のシートバックフレームの概略断面説明図、図５はシートバックフレームの背面からの概略説明図、図６は衝撃低減部材と付勢手段との関係を示す拡大説明図、図７は衝撃低減部材と付勢手段との分解説明図、図８は衝撃低減部材の説明図、図９及び図１０は後面衝突前後での衝撃低減部材と付勢手段の状態を示す説明図、図１１は後面衝突後の衝撃低減部材と付勢手段の状態を示す説明図である。

本実施の形態に係る乗物用シートＳは、図１で示すように、シートバックＳ１（背部）、着座部Ｓ２、ヘッドレストＳ３より構成されており、シートバックＳ１（背部）及び着座部Ｓ２はシートフレームＦにクッションパッド１ａ，２ａを載置して、表皮材１ｂ，２ｂで被覆されている。なお、ヘッドレストＳ３は、頭部の芯材（不図示）にパッド材３ａを配して、表皮材３ｂで被覆して形成される。また符号１９は、ヘッドレストＳ３を支持するヘッドレストピラーである。

乗物用シートＳのシートフレームＦは、図２で示すように、シートバックＳ１を構成するシートバックフレーム１、着座部Ｓ２を構成する着座フレーム２から構成されている。
着座フレーム２は、上述のようにクッションパッド２ａを載置して、クッションパッド２ａの上から表皮材２ｂによって覆われており、乗員を下部から支持する構成となっている。着座フレーム２は脚部で支持されており、この脚部には、図示しないインナレールが取り付けられ、車体フロアに設置されるアウタレールとの間で、前後に位置調整可能なスライド式に組み立てられている。
また着座フレーム２の後端部は、リクライニング機構１１を介してシートバックフレーム１と連結されている。

シートバックＳ１は、シートバックフレーム１に、上述のようにクッションパッド１ａを載置して、クッションパッド１ａの上から表皮材１ｂにより覆われており、乗員の背中を後方から支持するものである。本実施の形態において、シートバックフレーム１は、図２で示すように、略矩形状の枠体となっており、サイド部とアッパー部とロアー部を備えている。

サイド部は、シートバック幅を構成するため、左右方向に離間して配設され、上下方向に延在する２本のサイドフレーム１５を有している。そして、サイドフレーム１５の上端部側を連結する上部フレーム１６が、サイド部から上方に延出し、アッパー部を構成している。

また、シートバックフレーム１のロアー部は、サイドフレーム１５の下端部側を下部フレーム１７で連結して形成されている。下部フレーム１７は、サイドフレーム１５の下側に連結され下方に延長した延長部１７ａと、両側を連結する中間部１７ｂを有しており、延長部１７ａは、着座フレーム２との関係で、支障のない範囲で延長されている。
なお、本実施形態のシートバックフレーム１は、サイドフレーム１５と上部フレーム１６と下部フレーム１７との別部材で形成されているが、一体のパイプフレーム、一体の板状フレーム等で形成することもできる。

本実施形態のサイドフレーム１５は、シートバックフレーム１の側面を構成する延伸部材であり、図６で示すように、平板状の側板１５ａと、この側板１５ａの前端部（乗物前方側に位置する端部）からＵ字型に内側に折り返した前縁部１５ｂと、後端部からＬ字型に内側へ屈曲した後縁部１５ｃとを有している。本実施形態の前縁部１５ｂには、図３、図６、図７で示すように、後縁部１５ｃへ張り出した突起部１５ｄが形成されており、この突起部１５ｄには、ばねを係止するための係止部としての係止孔３４が形成されている。
また、前縁部１５ｂの、突起部１５ｄの下方から付勢手段としての引張りコイルばね３５が配設される位置に対向する部分にかけて、乗物前方側に切り欠いて幅を少なくした切り欠き部１５ｅが形成されている。この切り欠き部１５ｅにより、引張りコイルばね３５との干渉を防止することができる。

図２で示すように、上部フレーム１６は、略Ｕ字状の部材であり、上部フレーム１６の側面部１６ａは、サイドフレーム１５の側板１５ａと一部が重なるように配設され、この重なり部分においてサイドフレーム１５に固着接合される。

また、アッパー部を構成する上部フレーム１６の上方には、ヘッドレストＳ３が配設されている。ヘッドレストＳ３は、前述のように芯材（不図示）の外周部にパッド材３ａを設け、パッド材３ａの外周に表皮材３ｂを被覆して構成している。上部フレーム１６には、ピラー支持部１８が配設されている。このピラー支持部１８には、ヘッドレストＳ３を支持するヘッドレストピラー１９（図１参照）がガイドロック（不図示）を介して取り付けられて、ヘッドレストＳ３が取り付けられるようになっている。

シートバックフレーム１の一部を構成するサイド部としてのサイドフレーム１５は、前述のように、上下方向に所定の長さで構成されており、左右方向に所定間隔を有して対向して配設されている。そして、シートバックフレーム１内（両側のサイドフレーム１５の間）でシートバックフレーム１の内側領域には、クッションパッド１ａを後方から支える姿勢保持部材としての受圧部材２０が配設されている。

本実施形態の受圧部材２０は、ヘッドレストＳ３と連携されずに構成されるもので、樹脂を板状の略矩形状に形成した部材であり、クッションパッドと接する側の表面には滑らかな凹凸が形成されている。受圧部材２０の裏側の上部側と下部側には、図５で示されるように、ワイヤ２１，２２を係止するための爪部２４，２４，・・・が形成されている。

本実施形態の受圧部材２０は、連結部材に支持されている。すなわち、連結部材としての２本のワイヤ２１，２２が両側のサイドフレーム１５間に架設され、受圧部材２０の裏側の上部側と下部側で、所定位置に形成された爪部２４によって受圧部材２０と係合し、受圧部材２０をクッションパッドの背面で、支持している。ワイヤ２１，２２は、ばね性を有するスチール線材から形成され、図５で示されるように、両側のサイドフレーム１５の途中に、屈曲部である凹凸部２１ａ，２２ａが形成されている。

特に本実施形態の受圧部材２０に係止された２本のワイヤ２１，２２のうち、下方に位置するワイヤ２２は、凹凸部２２ａが形成されていることによって、所定以上の荷重（後述する衝撃低減部材の可動又は回動の荷重より大きな荷重）によって大きく変形し、受圧部材２０が、より多くの移動量をもって後方へ動くように構成されている。

図３，４及び図６で示すように、本実施形態の受圧部材２０に係止された２本のワイヤ２１，２２のうち、上部側に係止されたワイヤ２１の両端部は、両側のサイドフレーム１５（詳しく言うならば、サイドフレーム１５に取り付けられた上部フレーム１６としてのパイプ部材）に設けられた取付けフック３７に掛着されている。一方、下部側に係止されたワイヤ２２の両端部は、左右のサイドフレーム１５に装着された回動部材３０の係止部３１に掛着されている。

衝撃低減部材としての回動部材３０は、後面衝突等により所定以上の衝撃荷重が受圧部材２０に加わったときに、連結部材（ワイヤ２２）を介して伝わる衝撃荷重により乗物後方に回動するものであり、この回動部材３０の乗物後方への移動により受圧部材２０を乗物後方へ大きく移動させることができ、乗員にかかる衝撃を低減することができる。

本実施形態の回動部材３０は、図６乃至図８で示すように、両側のサイドフレーム１５の側板１５ａの内側に軸部３２（後述）を介して回動自在に軸支され、連結部材としての下方位置のワイヤ２２を係止すると共に、ワイヤ２２を付勢する付勢手段としてのばね（引張りコイルばね３５）と連結されるものである。つまり、回動部材３０は、付勢手段と連結しており、前記連結部材を介して前記受圧部材を前記シートバックフレームの前方側に付勢するように構成されている。
そして、本実施形態の回動部材３０は、回動可能な軸部３２と、この軸部３２から所定距離の位置に形成された連結部材の係止部３１と、付勢手段の係止部（係止孔３３）と、回動を阻止する回動阻止部３９（ストッパ部３９ａ，３９ｂ）と、を備えている。

軸部３２は、図７で示すように、軸部材３２ａと、回動部材３０に設けられた軸孔３２ｂと、サイドフレーム１５の側板１５ａに設けられた孔部３２ｃと、嵌め合わせ部材３２ｄとから構成されており、軸部材３２ａを軸孔３２ｂに挿通して孔部３２ｃに嵌着し、軸部材３２ａの先端側から嵌め合わせ部材３２ｄを嵌合して、回動部材３０を回転自在に軸支している。

本実施形態の連結部材（ワイヤ２２）の係止部３１は、連結部材であるワイヤ２２の折れ曲がった鈎状端部を取り付けるのを容易とするために、長孔から形成されている。この係止部３１の形成部３０ｃは、回動部材３０を構成するベース部３０ａの外周側に連続して第１立上り部３０ｂをベース部３０ａから立ち上がるように形成し、この第１立上り部３０ｂから外周方向に延出して形成されている。第１立上り部３０ｂは、軸部３２を中心とした場合に、回動阻止部３９のストッパ部３９ａ，３９ｂ間の所定間隔の間の位置から概略９０度離れた位置に形成している。

本実施形態の付勢手段の係止部（係止孔３３）は、付勢手段である引張りコイルばね３５の端部を係止するものであり、上記係止部３１が形成される形成部３０ｃの、係止部３１より乗物前方側に形成されている。すなわち、図６に示すように、係止孔３３は軸部３２と係止部３１のワイヤ２２が掛着される位置を結ぶ線Ｙより乗物前方の位置に形成されている。

本実施形態における付勢手段としての引張りコイルばね３５は、図６で示すように、回動部材３０の係止孔３３，３４に係止され、これによって、回動部材３０をシートバックフレーム１の前方側へ付勢するものであり、ばね線材をコイリング成形した引張りコイルばね３５から構成されている。また、引張りコイルばね３５の両端部には、それぞれ係止するためのフック３５ａが半円状に成形されている。

本実施形態の回動阻止部３９（ストッパ部３９ａ，３９ｂ）は、回動部材３０が回動したときに、回動を阻止するためのものであり、図８に示すように、軸部３２を中心に回動した時に側板１５ａと摺接するベース部３０ａの外周側に連続してベース部３０ａより立ち上がった第２立上り部３０ｄから更に外周方向に延出した延出部が２箇所、所定間隔で（凹部を介して）形成されている。

この延出部がストッパ部３９ａ，３９ｂとなっており、回動部材３０の回動の規制を行うものである。ストッパ部３９ａ，３９ｂ間の所定間隔は、回動部材３０の回動設定範囲の上限と下限位置で回動を規制するために、常時にはストッパ部３９ａがサイドフレーム１５の後縁部１５ｃに当接して、回動部材３０の回動を阻止しているが、後面衝突によって回動部材３０が回動したときに、ストッパ部３９ｂが後縁部１５ｃに当接して回動が止まるように設定されている。つまり、回動部材３０の回動設定範囲の上限と下限位置で回動を規制するために、回動前の初期位置を設定するストッパ部３９ａと、回動後の停止位置を設定するストッパ部３９ｂとが、所定の間隔をおいて形成されている。

この回動阻止部３９（ストッパ部３９ａ，３９ｂ）は、後述する付勢手段としての引張りコイルばね３５と軸部３２に対して反対側、すなわち乗物後方側に位置しており、回動部材３０の回動時に引張りコイルばね３５と干渉することがない。さらに、連結部材（ワイヤ２２）とも干渉しない位置に形成される。

上述した回動部材３０は、両側のサイドフレーム１５に取付けられており、両側のそれぞれの回動部材３０の係止部３１に、ワイヤ２２の両端部である鈎部２２ｃが掛着されており、各々の回動部材３０が個別に作動するように構成されている。また、回動部材３０は、ヘッドレストＳ３と関係せずに、独立して作動するように構成されている。
本実施形態では、回動部材３０が、両側のサイドフレーム１５に取付けられているが、これら両側に取り付けられた回動部材３０は、互いに独立して回動するように構成されている。このため、荷重が偏って生じた場合において、荷重に合わせて両側のサイド部で回動部材３０が、各々独立して回動することになり、衝撃荷重の大きさに応じて、乗員の身体を沈み込ませることができる。

乗員が着座した通常の着座時において、シートバックＳ１内のクッションパッド、受圧部材２０、ワイヤ２２を介して、回動部材３０を後方回動させる張力が生じるが、一方、引張りコイルばね３５が回動部材３０をシートバックフレーム１の前方側へ回動させるように付勢している。ここで、回動部材３０に連結されている引張りコイルばね３５は、通常の着座時において生じる荷重領域ではたわまない荷重特性を有しているため、回動部材３０は常に初期位置側のストッパ部３９ａがサイドフレーム１５の後縁側１５ｃに当接し、初期位置に制止されている。つまり、回動部材３０を回動させる力に抗して初期状態に復帰させる力が、通常の着座時に最も大きくなるように構成している。

後面衝突時の回動部材３０について、図３は衝撃低減部材の回動前、図４は衝撃低減部材の回動後を示し、図９において鎖線は後面衝突前、実線は後面衝突後の状態を示しており、図１０において図１０（ａ）は後面衝突前、図１０（ｂ）は後面衝突後の状態を示している。後面衝突時においては、図９及び図１０で示すように、後方から衝撃を受けて慣性で乗員が後方に移動しようとすると、この荷重が受圧部材２０（図９及び図１０では不図示）と、受圧部材２０に係止されたワイヤ２２を介して、回動部材３０を後方（図９及び図１０では右側）に回動させる方向に張力がかかる。このときの張力は、回動部材３０を初期位置に留めている引張りコイルばね３５を伸長させ、回動部材３０を後方に回動させるのに十分な荷重となる。

回動部材３０が回動を始める力の閾値は、通常の着座荷重よりも大きな値に設定されている。
ここで、回動部材３０が回動を始める力の閾値について、通常着座している状態（ここでは、着座衝撃や乗物の急発進によって生じる小さな衝撃は除いている）でシートバックＳ１にかかる荷重は１５０Ｎ程度であるので、閾値は１５０Ｎより大きい値が好ましい。この値より小さいと、通常の着座時に移動してしまい、安定性に欠けるため、好ましくない。
さらに通常の着座時に生じる着座衝撃や、乗物の急発進等によって生じる加速時の荷重を考慮して、２５０Ｎより大きな値に設定することが好ましく、このようにすると、後面衝突以外では回動部材３０が作動せず、安定した状態を維持することができる。

前記のように、回動部材３０を後方に回動させることで、係止部３１に掛着されているワイヤ２２が後方に移動し、それと共にワイヤ２２に係止されている受圧部材２０と、受圧部材２０に支持されているクッションパッド１ａが後方に移動し、乗員をシートバックＳ１内に沈み込ませることができる。

以下に、後面衝突時の回動部材３０の回動特性について、図９乃至図１１を参照してさらに詳しく説明する。
回動部材３０の回動前の初期位置においては、ワイヤ２２を係止する係止部３１と引張りコイルばね３５の下端部を係止する係止孔３３は、軸部３２よりも乗物前方に位置するように配置されており、引張りコイルばね３５の上端部は回動部材３０の上方に位置するサイドフレーム１５の突起部１５ｄに形成された係止孔３４に係止されている。また、引張りコイルばね３５の係止孔３３は、ワイヤ２２の係止部３１よりも乗物前方に位置している。

つまり、初期状態において、引張りコイルばね３５は距離ｘだけ伸びており、これにより回動部材３０は、回転モーメントＭ_１で、図１０（ａ）で示す矢印の回動方向に付勢されており、この回動部材３０と連結された連結部材（ワイヤ２２）が前方側に付勢されている。このとき、回動阻止部３９のストッパ部３９ａが、サイドフレーム１５の後縁部１５ｃと当接して、引張りコイルばね３５によって回動部材３０がＭ₁方向へ回動するのを阻止している。

後面衝突により、ワイヤ２２に所定以上の張力が生じ、引張りコイルばね３５に抗して回動部材３０が回動を始めると、引張りコイルばね３５が伸びて、回動部材３０に設けた係止孔３３は、軸部３２の回動中心Ｏを中心に回動しつつ後方へ移動することになる。このとき、ワイヤ２２の係止部３１が引張りコイルばね３５の係止孔３３よりも後方に位置しているため、回動部材３０を後方へ移動させる荷重が円滑に伝達される。そして、図９で示すように、回動部材３０は、回動阻止部３９のストッパ部３９ｂが、サイドフレーム１５の後縁部１５ｃと当接して、回動部材３０の回動を阻止するまで回動する。これにより、図３で示す状態から図４で示す状態に、受圧部材２０はシートフレーム１の後方へ大きく移動して、沈み込み量が大きくなる。

回動部材３０の回動時の引張りコイルばね３５との関係を図９及び図１１を用いてさらに説明する。図１１の仮想線Ｑ１，Ｑ２は、回動部材３０の回動前後の位置における引張りコイルばね３５の両端を結ぶ線を示しており、Ｑ１が回動前、Ｑ２が回動後の位置を示している。仮想線Ｒは、回動部材３０が回動したときの、引張りコイルばね３５を係止する係止孔３３の回動軌跡及びその延長線の円弧を示している。なお図１１では、回動前の回動部材３０及び引張りコイルばね３５は図示を省略する。

本実施形態では、図９及び図１１に示されるように、回動部材３０の回動に伴って引張りコイルばね３５の両端を結ぶ線がＱ１からＱ２まで移動するが、常に軸部３２の回動中心Ｏより乗物前方側に位置している。したがって、引張りコイルばね３５が軸部３２の回動中心Ｏを越えて乗物後方側に移動することがないので、引張りコイルばね３５が初期状態に戻ろうとする反力により回動する回動部材３０の回動方向が一方向に規定され、回動部材動かなくなる（スタックする）ことがない。なお、ワイヤ２２の係止部３１は、引張りコイルばね３５の係止孔３３の回動軌跡の回動中心Ｏ側に位置するように配置されているので、回動部材３０を小型化できる。

本実施形態では、回動部材３０が回動して受圧部材２０が移動するとき、引張りコイルばね３５の上端部は、回動部材３０の上方の係止孔３４に固定されているため、係止孔３３の移動方向と、引張りコイルばね３５が伸長する方向が一致しない構成となっている。
すなわち、回動部材３０の回動量と、引張りコイルばね３５の引張り荷重（たわみ量）は比例しない構成となっており、さらに換言すれば、回動部材３０の回動角度と、引張りコイルばね３５により与えられる前方回動方向のトルク（回転力）は単純に比例しない関係となっている。

つまり、引張りコイルばね３５の下端部を係止する係止孔３３は、軸部３２を回転中心とした円弧状の軌跡を描くのに対し、引張りコイルばね３５の上端部を係止する係止孔３４は、回動部材３０の上方に固着接合されている固定端として形成されている。

このため、軸部３２の回動中心Ｏと、引張りコイルばね３５の両端が係止されている係止孔３３，３４が一直線状に並ぶときに引張りコイルばね３５の引張り荷重（たわみ量）が最大となるが、この最大荷重点の直前域、すなわち、回動部材３０側に取付けられた係止孔３３の描く軌跡が、引張りコイルばね３５の他端部を係止している係止孔３４と最も遠い位置となる回動量の近傍では、引張りコイルばね３５を係止する係止孔３３と係止孔３４の間の距離の変化量が小さくなるために、回動角度に対する引張りコイルばね３５の引張り荷重の変化量が微小となる領域が生じる。

本実施形態では、回動部材３０がストッパ３９ｂで制止される位置の後方回動量が、引張りコイルばね３５の最大荷重点の直前になるように設定されている。
このため、回動部材３０が回動を始める時の、ワイヤ２２を介して生じる張力に対して、ストッパ３９ｂに当接して回動が抑止されるとき（回動が終了するとき）に生じる張力は、略同じ値となっている。

ここで、付勢手段（引張りコイルばね３５）と、連結部材（ワイヤ２２）と、衝撃低減部材（回動部材３０）と、荷重との関係についてさらに説明する。図１０（ａ）（ｂ）で示される記号は、
Ｍ_１＝Ｆ_２×ａ、Ｍ_１′＝Ｆ_２′×ａ′
Ｍ_１，Ｍ_１′回転モーメント
Ｆ_１，Ｆ_１′後方への荷重
Ｆ_２，Ｆ_２′ばねの引張り力
ａ，ａ′回動中心と付勢手段（ばね）の固定位置との距離であり、詳しくは付勢手段の両端を結ぶ第１仮想線Ｌ１と、この第１仮想線Ｌ１に平行で回動中心を通る第２仮想線Ｌ２との間の距離で、ａは回動前の距離、ａ′は回動後の距離、
ｂ，ｂ′回動中心と連結部材（ワイヤ）との距離であり、衝撃低減部材と連結部材（ワイヤ）の連結部分を通る水平線と平行な第３仮想線Ｌ３と、この第３仮想線Ｌ３に平行で回動中心を通る第４仮想線Ｌ４との間の距離で、ｂは回動前の距離、ｂ′は回動後の距離、
ｘ，ｘ′ばねの伸び、
Ｆ_２′＝Ｆ_２＋Δｘ×ｋ、ここでｋ：ばね定数、Δｘ＝ｘ′−ｘである。

本実施形態においては、通常の乗車時にも着座状態を良好に保持するために、ある程度反力を有する必要があり、通常着座時の回動部材３０の保持荷重を一定にしたまま、衝突時の作動荷重を低くすることが好ましい。このため回動部材３０が作動する時の荷重を低く設定することが好ましく、回動部材３０を回動する力に対する反力、すなわち引っ張りコイルばね３５が回動部材３０を回動させるモーメントが、初期（通常の着座時）に最も高く、回動すると低くなるように設定される。

本実施形態では、図１０に示すように、回動部材３０が回動していけば回動していくほど引張りコイルばね３５が回動中心Ｏに近づき、距離ａが短くなるように構成されている。したがって、初期状態の回転モーメントＭ_１（Ｆ _２ ×ａ）が最も高く、回動する時（及び回動後）の回転モーメントＭ _１ ′（Ｆ _２ ′×ａ′）が回転モーメントＭ_１より低くなるような引張りコイルばね３５を用いており、回動部材３０を回動させる回転モーメントが、初期は高く、回動するにつれて徐々に低くなっている。
例えば、ばねの引張り力Ｆ_２′が２倍で、回動中心とばねの固定位置との距離ａ′が半分より少なくなっていれば、衝撃低減部材を回動させる力が弱くなっていることが理解できる。

このように、衝撃低減部材としての回動部材３０は、初期状態の回転モーメントＭ_１（Ｆ _２ ×ａ）が最も高く、回動するにしたがって回転モーメントＭ _１ ′（Ｆ _２ ′×ａ′）が回転モーメントＭ_１より低くなる、すなわち、引張りコイルばね３５が回動部材３０を初期状態に復帰させる力が徐々に低下していくため、後面衝突時に回動部材３０が回動を始めるとその後は動きやすくなる。

図１０（ａ）（ｂ）において、回動部材３０と引張りコイルばね３５と連結部材（ワイヤ２２）との間で、静止状態において、つり合うためには、回転モーメント（Ｍ_１＝Ｆ_２×ａ）、後方への荷重（Ｆ_１）、ばねの引張り力（Ｆ_２）、回動中心とばねの固定位置との距離（ａ）、回動中心と連結部材（ワイヤ２２）との距離（ｂ）とすると、式１で示されるように、Ｆ_１×ｂ：乗員からの力（回動部材３０を動かす力）とＦ_２×ａ：回転モーメント（留まる力）が均衡しているか、或いは、回転モーメントが大きい必要がある。なお、回転モーメントが大きい場合には、回動部材３０はストッパ部３９ａで回動が阻止される。
Ｆ_１×ｂ≦Ｆ_２×ａ ・・・（式１）

一方、衝撃低減部材が動いた状態において、つり合うためには、式２で示されるように、Ｆ_１′×ｂ′：乗員からの力（回動部材３０を動かす力）とＦ_２′×ａ′：回転モーメント（留まる力）が均衡している或いは、乗員からの力が大きい必要がある。なお、乗員からの力が大きい場合で所定位置まで衝撃低減部材が動いた場合には、回動部材３０はストッパ部３９ｂで回動が阻止される。
Ｆ_１′×ｂ′≧Ｆ_２′×ａ′ ・・・（式２）

以上のように、回動部材３０が回動を始めるときの張力の閾値は、通常の着座荷重では回動しない高い値に設定されている。一方、後面衝突時にワイヤ２２を介して回動部材３０に掛かる張力は衝撃エネルギーであるため、閾値に比して大きな値を有している。
また、引張りコイルばね３５が回動部材３０を初期状態に復帰させる力が、回動部材３０が回動するにしたがって低下していく。
そのため、後面衝突により回動部材３０が回動を始めるとストッパ３９ｂで制止されるまで、途中で停止することなく回動することになり、確実に乗員をシートバックＳ１の内部に沈み込ませることができる。

回動部材３０は、ワイヤ２２を介して生じる張力に対し、上述したような回動特性を有しているために、後面衝突が生じた場合は確実に、且つ効率よく乗員をシートバックＳ１のクッションパッドに沈み込ませることができる。
このとき、乗員の背部がシートバックＳ１に沈み込むことで後方に移動しているが、ヘッドレストＳ３の位置は相対的に変わらないため、ヘッドレストＳ３と頭部の隙間が縮まり、ヘッドレストＳ３で頭部を支持することができるため、頸部へ加わる衝撃を効果的に軽減する効果を奏する。

前記実施態様では、衝撃低減部材をサイドフレームの両側に設けた例を示しているが、一方側のサイドフレームのみに設ける構成としてもよい。この場合には、衝撃低減部材が設けられていない側のサイドフレームには、連結部材（ワイヤ）を直接係止するように構成することができる。

また、本発明によれば、乗員がシートバックＳ１に沈み込む際に、ヘッドレストの前方への移動と連動しないため、後面衝突時の乗員の後方への移動エネルギーのロスが少なく、乗員をより深くシートクッションへ沈み込ませることができる。

なお、本実施形態では、具体例として、自動車のフロントシートのシートバックＳ１について説明したが、これに限らず、後部座席のシートバックについても、同様の構成を適用可能であることは勿論である。

Ｓ 乗物用シート
Ｓ１ シートバック
Ｓ２ 着座部
Ｓ３ ヘッドレスト
Ｆ シートフレーム
１ シートバックフレーム
２ 着座フレーム
１ａ，２ａ，３ａ クッションパッド（パッド材）
１ｂ，２ｂ，３ｂ 表皮材
１１ リクライニング機構
１５ サイドフレーム
１５ａ 側板
１５ｂ 前縁部
１５ｃ 後縁部
１５ｄ 突起部
１５ｅ 切り欠き部
１６ 上部フレーム
１６ａ 側面部
１７ 下部フレーム
１７ａ 延長部
１７ｂ 中間部
１８ ピラー支持部
１９ ヘッドレストピラー
２０ 受圧部材
２１，２２ ワイヤ（連結部材）
２１ａ，２２ａ 凹凸部
２２ｃ 鈎部
２４ 爪部
３０ 回動部材（衝撃低減部材）
３０ａ ベース部
３０ｂ 第１立上り部
３０ｃ 形成部
３０ｄ 第２立上り部
３１ 係止部
３２ 軸部
３２ａ 軸部材
３２ｂ 軸孔
３２ｃ 孔部
３２ｄ 嵌め合わせ部材
３３，３４ 係止孔
３５ 引張りコイルばね（付勢手段）
３５ａ フック
３７ 取付けフック
３９ 回動阻止部
３９ａ，３９ｂ ストッパ部

Claims (6)

1. 両側に位置するサイド部と、上方に配設されたアッパー部とを少なくとも備えたシートバックフレームと、
   該シートバックフレームの上方に配設されるヘッドレストと、
   前記シートバックフレームに連結部材を介して連結される受圧部材と、
   前記シートバックフレームの両側のサイド部の少なくとも一方側に配設されると共に、前記連結部材と連結され、回動軸を中心に回動する衝撃低減部材と、
   該衝撃低減部材に形成された取付部と前記シートバックフレームに形成された取付部に端部を取付けて配設された付勢手段と、を備え、
   前記付勢手段の両端を結ぶ線が、前記衝撃低減部材の作動前から作動後にかけて常に前記衝撃低減部材の回動軸より乗物前方側に位置し、
   前記付勢手段と、前記衝撃低減部材を軸支する軸部材とは、前記衝撃低減部材の作動後において側面視で重なることを特徴とする乗物用シート。
2. 前記衝撃低減部材は、前記ヘッドレストと独立して可動すると共に、両側の前記サイド部に配設され、各々独立して可動することを特徴とする請求項１記載の乗物用シート。
3. 前記サイド部は、側面を構成する部材の乗物前方側端部からシート内側に折り返した前縁部を有し、
   前記付勢手段はコイルばねであり、
   前記付勢手段の配置位置に対向する前記シートバックフレームの前記前縁部には、前記コイルばねの螺旋部に対向する位置に該螺旋部の大きさの切り欠きが形成されていることを特徴とする請求項１記載の乗物用シート。
4. 前記衝撃低減部材に形成された前記付勢手段の取付部が、前記衝撃低減部材に形成された前記連結部材の取付部よりも、前記シートバックフレームの乗物前方側に配置してなることを特徴とする請求項１記載の乗物用シート。
5. 前記衝撃低減部材の回動軸を中心とした前記付勢手段の取付部の回動軌跡の前記回動軸側のみに、前記連結部材の取付部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の乗物用シート。
6. 前記衝撃低減部材には、前記シートバックフレームに当接する回動阻止部が形成され、該回動阻止部は、前記衝撃低減部材の回動軸に対して前記付勢手段の乗物前後方向における反対側に位置していることを特徴とする請求項１記載の乗物用シート。

Images