JP5456351B2 - 乗物用シート - Google Patents

Description

本発明は、乗物用シートに係り、特に後面衝突時に乗員の頸部障害値を低減させることのできる乗物用シートに関する。

一般に、自動車などの乗物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、後面衝突による衝撃から乗員の頭部や頸部を保護し、頸部障害値を低減するために、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、乗員の頸部障害値を十分に低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、後面衝突時に乗員の後方への移動荷重によってヘッドレストを前方に可動させ、乗員の頭部を支持して頸部障害値を低減するようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、シートバック全体或いはシート全体を変形させて乗員の頸部障害値を低減する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
さらに、左右のサイドフレームの間に、多数のワイヤや針金を懸架して、乗員の背面を支持し、後突時にシートバック全体もしくはシート全体を変形させて乗員の頸部障害値を低減する技術も知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００３−３４１４０２号公報 特開２０００−２７２３９５号公報 特表平０９−５０４２４８号公報

特許文献１に開示された技術は、後面衝突時に、乗員の胸部後方への移動を受圧部材で受け、この受圧部材の後方への移動に連動してヘッドレストを前方に移動させるものである。このような技術においては、ヘッドレストと連動させるため、別途ヘッドレストの移動機構を設ける必要があり、コスト高になるだけでなく、シートバックフレームにヘッドレストを動かすための可動部分が必要であるなど機構が複雑になるという不都合がある。

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少なく、着座している乗員の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３の技術のように、左右のサイドフレームの間に、多数のワイヤや針金を懸架する技術では、乗員による通常の着座荷重を快適に受けることを目的とするため、衝撃荷重に対して、シートバック全体もしくはシート全体を変形させることになり、複雑な構成が必要であった。

本発明の目的は、複雑な構成を用いない簡単な構成により、通常の着座荷重時には乗車姿勢を安定的に保ち、後面衝突時には乗員の上体全体を乗物の後方側へ沈み込ませて、頸部障害値を低減させ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、請求項１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、前記サイド部の間の上部側に懸架された第１支持部材と、前記サイド部の間の下部側に懸架された第２支持部材と、前記シートバックフレームに一部が取付けられて前記第２支持部材を係合する係合部材と、を備え、前記第１支持部材と前記第２支持部材は、前記シートバックフレームの前後方向に重なる重複配置領域を有し、該重複配置領域において、所定の衝撃荷重が加わるまでは、前記第１支持部材と前記第２支持部材のうち少なくとも一方が他方を支持可能とし、前記第１支持部材と前記第２支持部材のうち少なくとも一方が、所定の衝撃荷重によって変形し、前記重複配置領域の係合が外れ、前記第１支持部材が乗物後方へ移動可能となり、前記第２支持部材と前記係合部材は、前記シートバックフレームの前後方向に重なる係合領域を有し、該係合領域において、所定の衝撃荷重が加わるまでは、前記第２支持部材と前記係合部材のうち少なくとも一方が他方を支持可能とし、前記第２支持部材と前記係合部材のうち少なくとも一方が、所定の衝撃荷重によって変形し、前記係合領域の係合が外れ、前記第２支持部材が乗物後方へ移動可能となること、により解決される。

このように、支持部材をサイド部の間の上部側に懸架された第１支持部材及び下部側に懸架された第２支持部材から構成すると、通常の着座荷重時には、第１支持部材と第２支持部材によって乗員の乗車姿勢を安定的に保ち、後面衝突時には、少なくとも第１支持部材と第２支持部材のいずれかが変形して、第１支持部材が乗物後方へ移動するので、乗員の上体が大きくシートバックに沈み込み、頸部障害値を低減させることができる。

さらに請求項７のように、前記第１支持部材及び第２支持部材のそれぞれは、ワイヤのみから構成するとよい。このように支持部材をワイヤのみで構成すると、支持部材の変形を確保することが容易となり、簡単な構成によって支持部材が乗物後方へ移動するのを確保できる。

本発明の乗物用シートによれば、簡単な構成により、通常の着座荷重時には適切な姿勢保持性能を確保しながら、後面衝突時には支持部材が乗物後方へ移動するので、乗員の上体全体が大きくシートバックに沈み込み、頸部障害値を低減させることが可能となる。

乗物用シートの斜視図である。 シートバックフレームの斜視図である。 図２の変形後におけるシートバックフレームの斜視図である。 図２の概略断面説明図である。 図３の概略断面説明図である。 荷重特性を示すグラフ図である。 他の例のシートバックフレームの斜視図である。 図７の変形後におけるシートバックフレームの斜視図である。 更に他の例のシートバックフレームの斜視図である。 図９の変形後におけるシートバックフレームの斜視図である。

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勿論である。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１０は本発明に係る実施の形態を示し、図１は乗物用シートの斜視図、図２はシートバックフレームの斜視図、図３は図２の衝撃低減におけるシートバックフレームの斜視図、図４は図２の概略断面説明図、図５は図３の概略断面説明図、図６は荷重特性を示すグラフ図、図７は他の例のシートバックフレームの斜視図、図８は図７の衝撃低減におけるシートバックフレームの斜視図、図９は更に他の例のシートバックフレームの斜視図、図１０は図９の衝撃低減におけるシートバックフレームの斜視図である。

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）は、図２で示すようなシートバックフレームＦに、クッションパッド１ａを載置して、表皮材１ｂで被覆されており、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Ｆは、図２で示すように、略矩形状のパイプフレームで構成されており、シートバック幅を構成するサイド部１０と、上部側を構成しヘッドレストピラー２１を保持するアッパー部２０と、下部側を構成するロアー部３０を備えている。

本実施形態のシートバックフレームＦのサイド部１０は、Ｈ点近傍の位置で、折れ曲り部１２が形成され、後方へ傾斜した形状としている。
なお、本実施形態のシートバックフレームＦは、一体のパイプフレームで構成しているが、サイド部１０とアッパー部２０とロアー部３０とをそれぞれ別部材で形成することもできる。

また、着座部Ｓ２は不図示の着座フレームの上に、クッションパッド２ａを載置し、さらに表皮材２ｂで覆って形成されている。不図示の着座フレームは脚部で支持され、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。また着座フレームの後端部は、リクライニング機構を介してシートバックフレームＦと連結されている。

シートバックフレームＦのアッパー部２０には、ヘッドレストピラー支持部２２が配設され、このヘッドレストピラー支持部２２には、ヘッドレストＳ３を支持するヘッドレストピラー２１（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。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、ヘッドレストＳ３は、ヘッドレストピラー２１によって支持されている。

シートバックフレームＦには、図２で示すように、支持部材４０と、係合部材５０と、保護ワイヤ６０が設けられている。なお、保護ワイヤ６０は、ヘッドレストピラー２１の保護用のもので、公知技術である。

本実施形態の支持部材４０は、乗員の背面を支持するもので、ワイヤから構成され、両側のサイド部１０の間に懸架されており、上部側に懸架された第１支持部材４２と、下部側に懸架された第２支持部材４４と、から構成されている。これらの支持部材４０（４２，４４）を構成するワイヤは、ＳＷＭ−Ｂ（普通鉄線）の直径７ｍｍのものを用いており、支持部材４０は、１０００Ｎ（ニュートン）位では永久変形せず、１５００Ｎ程度で座屈するものを用いている。

図６は、荷重が加わったときの、上記ワイヤの荷重たわみ（荷重特性）を示すグラフ図であり、第１支持部材４２及び第２支持部材４４をワイヤとしたときに、たわみ量と荷重との関係を示すものであり、通常の着座荷重領域は１４００Ｎ以下であり、変位量は３０ｍｍ程度であり弾性変形であるが、１５００Ｎを超えて、変位量が４５ｍｍ程度を超えると、塑性変形が生じるものである。

そして、第１支持部材４２と、第２支持部材４４は、図２で示されるように、いずれも底辺４２ｃ，４４ｃが直線として形成されたＵ字形状をしている。本実施形態の第１支持部材４２は、両側の自由端部４２ａがシートバックフレームＦのサイド部１０の内側に溶接等により固定され、上記保護ワイヤ６０に干渉しないように、シートバックフレームＦの内側で後方側に若干折れ曲り、さらにサイド部１０に沿った延出部４２ｂが、下方（図２）に向けて所定の位置まで延出している。この所定の位置は、次に述べる第２支持部材４４との重複領域（重複配置領域）の範囲の位置である。

本実施形態の第２支持部材４４は、両側の自由端部４４ａがシートバックフレームＦのサイド部１０の内側に溶接等により固定され、上記第１支持部材４２に干渉しないように、シートバックフレームＦの内側で後方側に若干の折れ曲がった折れ曲り部４４ｄが形成され、この折れ曲り部４４ｄの位置で第１支持部材４２と第２支持部材４４は、シートバックフレームＦの前後方向に重複配置領域を有するように配設されている。

また第１支持部材４２と第２支持部材４４の上記重複配置領域において、所定の衝撃荷重が加わるまでは、第１支持部材４２は、第２支持部材４４によって支持することが可能となっている（本実施形態の場合には、第１支持部材４２と第２支持部材４４の重複配置領域では非接触となっている）。このため、第１支持部材４２に通常の着座荷重が加わって、第１支持部材４２が弾性変形しても、第２支持部材４４によって、シートバックフレームＦの後方への移動が阻止されるようになっている。

つまり、第１支持部材４２と第２支持部材４４の一方又は両方が、所定の衝撃荷重が加わり変形（座屈も含む）するまでは、第１支持部材４２がシートバックフレームＦの後方への移動ができないように構成され、後述するように第１支持部材４２と第２支持部材４４の一方又は両方が、所定の衝撃荷重が加わり変形（座屈も含む）すると、第１支持部材４２と第２支持部材４４の一方又は両方がシートバックフレームＦの後方へ移動可能となるように構成されている。

さらに第２支持部材４４は、サイド部１０に沿った延出部４４ｂが、下方（図２）に向けて所定の位置まで延出している。この所定の位置は、係合部材５０によって、第２支持部材４４が支持される領域（係合領域）である。なお、第２支持部材４４は、シートバックフレームＦのサイド部１０の形状に合わせて折れ曲がるように形成されている。そして、本実施形態の第２支持部材４４は、Ｈ点の後方側に位置するように配設されている。ここで、Ｈ点とは、「自動車におけるＨ点の決め方」（Ｄ００２４−１９８５）に準拠するもので、乗物の実測Ｈ点を決定するために用いる装置を３次元マネキンと称し、３次元マネキンの胴部と大腿部の回転中心点をいうものである。これは、３次元マネキンの両側にある照準点間の中央に位置する。

本実施形態の係合部材５０は、図２で示されるように、棒状のワイヤを加工して構成されており、材質は、前述の第１支持部材４２と第２支持部材４４と同様のものを用いている。そして、係合部材５０の一端部５０ａ側をサイド部１０の内側に溶接等により固定して、他端部５０ｂ側をロアー部３０に溶接等により固定されている。そして、Ｈ点の後方側の位置で、上記第２支持部材４４を保持できるように、内側に向けてループとなるように受け部５０ｃを形成している。この受け部５０ｃは上記第２支持部材４４の後方位置になるように加工されている。なお係合部材５０は、上記ワイヤではなくプレート等であってもよく、受け部５０ｃの形状は上記ループ状でなくてもよい。

そして、第２支持部材４４は、係合部材５０との係合領域で、係合部材５０によって支持されているが、所定の衝撃荷重によって第２支持部材４４が変形して係合が解除され、第２支持部材４４が乗物後方へ移動可能になるように形成されている。なお、本実施形態では、係合領域で第２支持部材４４が変形した例を示しているが、係合部材５０が変形或いは座屈して、第２支持部材４４が乗物後方へ移動可能になるように形成するように構成してもよい。

また、ワイヤからなる第１支持部材４２の上下方向の長さＡと、第２支持部材４４の上下方向の長さＢとの寸法を調整することによって、変形や座屈荷重の調整を行なうことができる。勿論、ワイヤの径を、上記重複配置領域や係合領域において、異なる径として、変形する荷重を調整することも可能である。さらに第１支持部材４２と第２支持部材４４の材質を異なるようにして、変形する荷重を調整することも可能である。このように、第１支持部材４２と第２支持部材４４との長さを調整し、或いはワイヤの径や材質を異なるように構成する（長さと径と材質を組み合わせることもできる）ことで、設計の幅が広がり、シートバックフレームＦの大きさ、強度に対応することが、より可能となり、設計の自由度を確保できる。

上記構成からなる実施形態においては、通常の着座荷重では、図２及び図４で示すように、第１支持部材４２及び第２支持部材４４によって、乗員がシートバックフレームＦの後方に移動しないように、支持されている。つまり、第１支持部材４２は、第２支持部材４４との重複配置領域（接触、非接触を問わない）で後方移動ができないようになっており、また第２支持部材４４は、係合部材５０との係合領域で保持されて、後方移動ができないようになっている。

そして、後面衝突等によって所定の衝撃荷重である大きな荷重（例えば１５００Ｎ）が、図３及び図５の矢印のように、第１支持部材４２又は第２支持部材４４のいずれかに加わると後方移動が可能になる。例えば、第２支持部材４４について説明すると、第２支持部材４４が変形して、係合部材５０との係合領域から第２支持部材４４の係合が外れ、同時に、第２支持部材４４の変形により、第１支持部材４２との重複配置領域から第１支持部材４２も外れ、図２及び図４で示す状態から図３及び図５で示す状態になり、シートバックフレームＦの後方に移動することになる。これによって、乗員が乗物後方に移動し、乗員の上体が大きくシートバックＳ１に沈み込み、頸部障害値を低減させる。

また上記説明では、第２支持部材４４が変形する場合について説明したが、第１支持部材４２に所定の衝撃荷重が加わった場合には、第１支持部材４２そのものが変形し重複配置領域から外れて、後方移動を行なうものである。さらに、上記説明では、第１支持部材４２又は第２支持部材４４のいずれかに加わった例で説明しているが、同時に衝撃荷重が加わった場合には、乗員の慣性によって２８００〜３０００Ｎ以上で第１支持部材４２、第２支持部材４４は変形（座屈を含む）し、全体として乗員が乗物後方に移動し、乗員の上体が大きくシートバックＳ１に沈み込み、頸部障害値を低減させる。

つまり、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。

図７及び図８は他の実施形態を示すものであり、前記実施形態と同様部材、配置等には同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態では、係合部材７０をシートバックフレームＦのロアー部３０に保持させた例を示すものである。すなわち、コ字形状をした係合部材７０の自由端部７０ａ，７０ｂ側をロアー部３０に溶接等により固定させ、係合部材７０の中間部７０ｃを第２支持部材４４の背面側に延出させて、第２支持部材４４を支持するように構成したものである。このように構成しても、前記実施形態と同様な作用効果を奏することが可能である。

図９及び図１０は更に他の実施形態を示すものであり、本例においても、前記実施形態と同様部材、配置等には同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態では、第１支持部材４２を構成するワイヤが、逆Ｕ字形となって、自由端部４２ａの両側がサイド部１０と連結している例を示している。また第２支持部材４４には、中央に凸部４４ｅが形成されており、この凸部４４ｅの下部の間に連結棒４４ｆが溶接されている。このように構成しても、前記実施形態と同様な作用効果を奏することが可能である。

なお、前記各実施形態では、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。

本発明の乗物用シートは、自動車・鉄道など車輪を有する地上走行用乗物用シート、地上以外を移動する航空機や船舶などの地上以外の移動用乗物用シートなどに適用できるものである。

１ａ，２ａ，３ａ クッションパッド（パッド材）
１ｂ，２ｂ，３ｂ 表皮材
１０ サイド部
１２ 折れ曲り部
２０ アッパー部
２２ ヘッドレストピラー支持部
２１ ヘッドレストピラー
３０ ロアー部
４０ 支持部材
４２ 第１支持部材
４２ａ，４４ａ自由端部
４２ｂ，４４ｂ 延出部
４２ｃ，４４ｃ 底辺
４４ｄ 折れ曲り部
４４ｅ 凸部
４４ｆ 連結棒
４４ 第２支持部材
５０，７０ 係合部材
５０ａ，５０ｂ 端部
５０ｃ 受け部
６０ 保護ワイヤ
７０ａ，７０ｂ 自由端部
７０ｃ 中間部
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 シートバックフレーム

Claims (7)

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、
   前記サイド部の間の上部側に懸架された第１支持部材と、
   前記サイド部の間の下部側に懸架された第２支持部材と、
   前記シートバックフレームに一部が取付けられて前記第２支持部材を係合する係合部材と、を備え、
   前記第１支持部材と前記第２支持部材は、前記シートバックフレームの前後方向に重なる重複配置領域を有し、該重複配置領域において、所定の衝撃荷重が加わるまでは、前記第１支持部材と前記第２支持部材のうち少なくとも一方が他方を支持可能とし、
   前記第１支持部材と前記第２支持部材のうち少なくとも一方が、所定の衝撃荷重によって変形し、前記重複配置領域の係合が外れ、前記第１支持部材が乗物後方へ移動可能となり、
   前記第２支持部材と前記係合部材は、前記シートバックフレームの前後方向に重なる係合領域を有し、該係合領域において、所定の衝撃荷重が加わるまでは、前記第２支持部材と前記係合部材のうち少なくとも一方が他方を支持可能とし、
   前記第２支持部材と前記係合部材のうち少なくとも一方が、所定の衝撃荷重によって変形し、前記係合領域の係合が外れ、前記第２支持部材が乗物後方へ移動可能となることを特徴とする乗物用シート。
2. 前記第２支持部材は、前記第２支持部材の一部を変形させて一体に形成された前記第１支持部材を支持する支持部を有する請求項１に記載の乗物用シート。
3. 前記第２支持部材と前記係合部材とが重なる前記係合領域は、前記第１支持部材と前記第２支持部材とが重なる前記重複配置領域よりも重複範囲が大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の乗物用シート。
4. 前記サイド部の間の上部側にはヘッドレストピラーを保護する保護ワイヤが設けられ、
   該保護ワイヤは、前記第１支持部材と前記シートバックフレームの前後方向に重なる部分において前記第１支持部材よりも前方に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の乗物用シート。
5. 前記シートバックフレームは、下方に配設されたロアー部を有し、
   前記係合部材は、一端部が前記サイド部に固定され、他端部が前記ロアー部に固定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の乗物用シート。
6. 前記係合部材は、前記係合領域において前記第２支持部材を支持する受け部を有し、
   該受け部は、前記係合部材の前記サイド部に固定される一端部よりも後方に配置されることを特徴とする請求項５に記載の乗物用シート。
7. 前記第１支持部材及び前記第２支持部材のそれぞれは、ワイヤのみからなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の乗物用シート。

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