JP5467286B2 - 乗物シート用フレーム構造 - Google Patents

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Description

本発明は、車両等の乗物に搭載される乗物シートのフレーム構造に関する。
乗物用シートは、一般に使用者が着座するシートクッションと、シートクッションの後部に立設されるシートバックを有している。シートクッションとシートバックは、それぞれクッションフレームとバックフレームを有しており、クッションフレームには、従来、衝撃吸収部材が設けられる場合がある(特許文献1参照)。
この衝撃吸収部材は、クッションフレームの後側部に形成されており、扇形状で板厚方向に折り返す複数の折り返し部を有している。したがってシートが衝撃を受けた場合、例えば乗物が前方から衝撃を受けて、使用者の体重がシートベルトを介してバックフレームに伝わり、バックフレームが前方に引っ張られた場合、その力は、バックフレームからクッションフレームに伝わる。そして折り返し部が折れる方向に衝撃吸収部材が変形し、衝撃吸収部材によって衝撃エネルギーを吸収することができる。
特開2002−12072号公報
しかし衝撃吸収部は、幅方向に折り返す構造であるために、前後方向への変形は、容易であるが、左右方向または斜め方向への変形は、望ましい変形をしない場合がある。そのため左右方向または斜め方向の衝撃を的確に吸収できない問題がある。そこで本発明は、様々な方向の衝撃エネルギーを的確に吸収できる乗物用フレーム構造を提供することを課題とする。
前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の通りの構成を備える乗物用フレーム構造であることを特徴とする。請求項1に記載の発明によると、クッションフレーム少なくとも一部に管状部材を有している。管状部材は、全周において径が小さいまたは肉厚が薄い第一部と、第一部よりも全周において径が大きいまたは肉厚が厚い第二部とを交互に備える衝撃吸収部を有している。
したがって衝撃吸収部は、第一部を有しているために、外力によって変形しやすい。また第一部は、全周において径が小さいまたは肉厚が薄いために指向性が小さく、様々な角度に変形しやすい。したがって衝撃吸収部は、様々な角度の衝撃エネルギーを的確に吸収することができる。
請求項2に記載の発明によると、管状部材は、全周において径が小さい第一部と、第一部よりも径が大きい第二部を所定ピッチで備える衝撃吸収部を有している。そしてピッチは、管状部材が曲がった際に第二部同士が当たり得る大きさに設定されている。したがって衝撃吸収部は、様々な角度に変形できるために、様々な角度の衝撃エネルギーを的確に吸収できる。さらに衝撃吸収部は、曲がった際に第二部同士が当たるために、変形量が規制され得る。そのため衝撃吸収部は、想定以上に大きく曲がった際の破損が第二部によって防止され得る。また特別なストッパを設ける必要もない。
請求項1または2に記載の発明によると、衝撃吸収部は、クッションフレームの後側部と前側部の間でかつ後側部よりも前側部に近い場所に位置している。したがってクッションフレームは、衝撃を受けた際に、衝撃吸収部が位置する前側部において変形しやすい。その結果、衝撃吸収後のバックフレームの後傾角度は、クッションフレームの後側部が変形する場合に比べて小さくなる。
請求項1または2に記載の発明によると、クッションフレームは、後側部が乗物床面側の部材に回転可能に支持され、前側部に固定支持部材の上端部が固定され、前記固定支持部材の下端部が乗物床面側の部材に回転不能に支持される。固定支持部材が乗物床面側の部材に対して直立する。したがって例えば、乗物が後方から衝撃を受けると、使用者の体重が慣性力によってバックフレームに加わる。そしてその力は、バックフレームとクッションフレームの連結部にモーメントとして加わり、モーメントは、クッションフレームの後側部に加わる。しかしクッションフレームの後側部は、乗物床面側の部材に回転可能に支持されているため、モーメントの多くは、後側部によって受け止められず、クッションフレームの前側に伝わる。

しかもクッションフレームの前側部は、乗物床面側に回転不能に支持されている。そのためモーメントは、クッションフレームの前側部においても受け止められるために、多くのモーメントがクッションフレームの前側部に伝わる。その結果、モーメントは、クッションフレームの広い範囲において伝わり、クッションフレームの広い範囲で受け止められ得る。かくしてクッションフレームは、剛性を十分に利用しつつ衝撃エネルギーを受け止めることができる。これによりクッションフレームの部分的破断のおそれが小さくなる。またクッションフレームは、部分的補強の必要が小さくなるために、全体的な軽量あるいはコスト削減が可能になる。
またクッションフレームは、前側部においてモーメントを受け止めるために、前側部において変形しやすい。したがってクッションフレームは、図7の仮想線を参照するように前側部において変形して、バックフレームとの連結部近傍が変形する従来の構造(図8,9を参照)に比べて、衝撃エネルギー吸収後のバックフレームの後傾角度が小さくなる。その結果、シートに着座する使用者の安全性が向上する。また後部シートに着座する乗員への安全性も向上する。
(実施の形態1)
実施の形態1を図1〜9にしたがって説明する。図1に示すようにシート1は、車両などの乗物に搭載される乗物シートであって、シートクッション1aとシートバック1bを有している。シートクッション1aは、使用者が着座する部分であって、矩形状のクッションフレーム2aと、クッションフレーム2aに装着されるパッド(図示省略)を有している。シートクッション1aは、使用者の背中を支持する部分であって、矩形状のバックフレーム2bと、バックフレーム2bに装着されるパッド(図示省略)を有している。
図1に示すようにシート1のフレーム構造2は、前述したクッションフレーム2aと、バックフレーム2bと、これらを角度調整可能に連結するリクライニング装置10を有している。クッションフレーム2aは、図2に示すように左右一対のサイドフレーム3と、サイドフレーム3の前部間を連結する管状部材4と、サイドフレーム3の後部間を連結する管状の補強ロッド5を有している。
サイドフレーム3は、図2に示すように前後に延出する金属板状の外側板3aと、外側板3aの内側面に取付けられる金属板状の内側板3bを有している。管状部材4は、円筒状であって、前後に延出する左右一対の前後延出部4bと、前後延出部4bの前端部間を連結する左右延出部4cを一体に有している。前後延出部4bは、後端部がサイドフレーム3の前端部に取付けられ、前端部が左右延出部4cに向けてシート中心側に曲がっている。
図2に示すようにクッションフレーム2aの前側部は、固定支持部材7によって回転不能に支持され、後側部は、回転支持部材8によって回転可能に支持される。固定支持部材7と回転支持部材8は、金属板製であって、スライド装置17のアッパレール17bに立設される。固定支持部材7の下端部は、ボルトとナットによってアッパレール17bに固定される。固定支持部材7の上端部は、管状部材4の前右部と前左部における曲がり角部に溶接によって固定される。したがってクッションフレーム2aの前側部は、固定支持部材7によってアッパレール17bに対して回転不能に支持される。
回転支持部材8の下端部8aは、図2に示すようにボルトとナットによってアッパレール17bに固定される。回転支持部材8の上端部8bは、ピン8eによってサイドフレーム3の後下部に回転可能に取付けられる。ピン8eは、回転支持部材8とサイドフレーム3を貫通し、外側端にワッシャ8dが装着された状態で、両端部が潰される(かしめられる)。したがってクッションフレーム2aは、後側部が回転支持部材8によってアッパレール17bに対して上下方向に回転可能に支持される。
図2に示すように管状部材4の前後延出部4bは、クッションフレーム2aの前側部に位置しており、かつ固定支持部材7と回転支持部材8の間に位置している。前後延出部4bには、衝撃を受けた際に変形し得る衝撃吸収部4aが形成されている。衝撃吸収部4aは、図5に示すように蛇腹構造であって、径の小さい第一部4a1と、径の大きい第二部4a2を交互に複数有している。第一部4a1と第二部4a2は、いずれか一方または両方を管状部材4の径全周に渡って拡径または縮径することで形成され得る。
第一部4a1は、径が小さいために、比較的小さな曲げモーメントによって変形され得る(低剛性部)。一方、第二部4a2は径が大きいために、剛性が強く、通常使用時のクッションフレーム2aの剛性アップに貢献する(高剛性部)。図5,6に示すように第二部4a2のピッチ4a3は、管状部材4が曲がった際に、第二部4a2同士が当たり、管状部材4の変形を規制し得る大きさに設定されている。したがって衝撃吸収部4aは、曲げモーメントを受けると、第一部4a1が主として変形して曲がり、第二部4a2同士が当たることで、その変形が規制される。
図2に示すように管状部材4の左右延出部4cと補強ロッド5には、緩衝装置9が懸架される。緩衝装置9は、図示省略のパッドの下側に配設されて、シートに着座した使用者への衝撃を緩和する装置であって、弾発力のある金属製のワイヤー9aを複数有している。ワイヤー9aは、前後および左右に延出し、かつ前端部が管状部材4に装着された係止部材4dに係止され、後端部が補強ロッド5に係止される。
図2に示すように管状部材4の左右延出部4cには、前方に張出すワイヤー6が取付けられている。ワイヤー6は、管状部材4から前方に張出す二対の張出部6aと、各張出部6aの先端から下方に延びる上下延出部6bと、各対の上下延出部6bの下端部間を連結する連結部6cを一体に有している。
乗物床面18には、図2,3に示すように一対のスライド装置17が取付けられる。スライド装置17は、床面18に取付けられるロアレール17aと、ロアレール17aにスライド可能に組付けられるアッパレール17bと、これらを相対移動不能にロックするロック装置17cを有している。一対のアッパレール17bの間には、ロック解除レバー16が傾動可能に取付けられている。ロック解除レバー16は、前側部を持上げられることで、ロック装置17cを解除し、これによってアッパレール17bの前後方向のスライドを許容する。
図1,3に示すようにバックフレーム2bは、左右一対のサイドフレーム12と、一対のサイドフレーム12の上端部を連結する管状部材13と、一対のサイドフレーム12の下側部を連結するアンダーフレーム15を有している。サイドフレーム12は、金属板製であって、下端部がリクライニング装置10を介してサイドフレーム3の後側部に傾動可能に連結される。一対のリクライニング装置10の間には、これらを連動させる連動棒11が設けられている。
管状部材13は、図1に示すように左右一対の上下延出部13aと、一対の上下延出部13aの上端部を連結する連結部13bを一体に有している。上下延出部13aは、下端部がサイドフレーム12に取付けられる。一対の上下延出部13aの間には、補強板14が連結される。
以下に、フレーム構造2が衝撃を受けて変形する様子を説明する。乗物が後方から衝撃を受けると、図4,7に示すように使用者の体重が慣性力によってバックフレーム2bに加わる。そしてその力Fは、バックフレーム2bとクッションフレーム2aの連結部にモーメントとして加わり、リクライニング装置10がロック状態において、モーメントがクッションフレーム2aの後側部に加わる。しかしクッションフレーム2aの後側部は、アッパレール17bに回転可能に取付けているため、モーメントの多くは、後側部によって受け止められず、クッションフレーム2aの前側に伝わる。
しかもクッションフレーム2aの前側部は、固定支持部材7によってアッパレール17bに回転不能に支持(固定)されている。そのためモーメントは、クッションフレーム2aの前側部において受け止められるために、多くのモーメントがクッションフレーム2aの前側部に伝わる。その結果、モーメントは、クッションフレーム2aの広い範囲において伝わり、クッションフレーム2aの広い範囲において受け止められ得る。
さらに図4に示すように、モーメントがクッションフレーム2aの前側部に伝わると、管状部材4の衝撃吸収部4aが変形する。例えば、衝撃吸収部4aの前側上部4a4と後側下部4a7が圧縮変形する。そして前側下部4a5と後側上部4a6が引っ張り変形する。これによりクッションフレーム2aは、図7に示すように衝撃吸収部4aが位置する前側部において大きく変形する。そして前側部が変形するために、後側部が変形する場合に比べて、バックフレーム2bの後傾角度19が小さくなる。
例えば、図8に示すように従来のフレーム構造20は、クッションフレーム20aとバックフレーム20bを有しており、クッションフレーム20aの前側部20cと後側部20dがアッパレール17bに固定されている。このバックフレーム20bに後方への力が加わると、モーメントが発生し、そのモーメントは、クッションフレーム20aの後側部20dに伝わる。クッションフレーム20aの後側部20dは、アッパレール17bに固定されているために、モーメントは、後側部20dの近傍において受け止められ、クッションフレーム20aの後側部が変形する。
したがって衝撃エネルギーは、クッションフレーム20aの後側部のみの狭い範囲において受け止められる。またクッションフレーム20aの後側部が変形するために、前側部が変形する場合(図7参照)に比べて、バックフレーム20bの後傾角度20eが大きくなる。
図9の従来のフレーム構造21は、クッションフレーム21aとバックフレーム21bと、脚部材21c,21dを有している。脚部材21c,21dの下端部21c1,21d1は、アッパレール17bに回転可能に取付けられる。上端部21c2,21d2は、それぞれクッションフレーム21aの前側部と後側部に回転可能に取付けられる。脚部材21c,21dは、傾動されることで、クッションフレーム21aの高さを調整する。調整後には、クッションフレーム21aに設けられたリフタブレーキ21eによって、上端部21d2がクッションフレーム21aに対して回転規制される。
したがって図9に示すクッションフレーム21aは、脚部材21c,21dを介して前側部と後側部が回転可能にアッパレール17bに取付けられる。このバックフレーム21bに後方への力が加わると、モーメントが発生し、モーメントは、クッションフレーム20aに伝わる。クッションフレーム20aは、後側部と前側部がどちらも回転可能にアッパレール17bに取付けられているために、前側部によってモーメントを受け止めることができない。そのためモーメントは、クッションフレーム20aの後側部から前側部に伝わり難く、多くのモーメントが後側部において受け止められる。そのためクッションフレーム21aの後側部が主に変形する。
したがって衝撃エネルギーは、クッションフレーム21aの後側部近傍の狭い範囲において受け止められる。またクッションフレーム21aの後側部の近傍が変形するために、前側部が変形する場合(図7参照)に比べて、バックフレーム21bの後傾角度21fが図7の場合に比べて大きくなる。なお図7〜9の後傾角度19,20e,21fは、図7の後傾角度19が最も小さく、図8の後傾角度20eが最も大きくなる傾向にある。
以上のように、フレーム構造2は、図2,5に示すようにクッションフレーム2aに管状部材4を有している。管状部材4は、全周において径が小さい第一部4a1と、第一部4a1よりも全周において径が大きい第二部4a2とを交互に備える衝撃吸収部4aを有している。したがって衝撃吸収部4aは、第一部4a1を有しているために、外力によって変形しやすい。また第一部4a1は、全周において径が小さいために指向性が小さく、様々な角度に変形しやすい。したがって衝撃吸収部4aは、様々な角度の衝撃エネルギーを的確に吸収できる。
また衝撃吸収部4aは、図5,6に示すように第一部4a1と第二部4a2を所定ピッチ4a3で備えている。そしてピッチ4a3は、管状部材4が曲がった際に第二部4a2同士が当たり得る大きさに設定されている。したがって衝撃吸収部4aは、曲がった際に第二部4a2同士が当たるために、変形量が規制され得る。そのため衝撃吸収部4aは、想定以上に大きく曲がった際の破損が第二部4a2によって防止され得る。また特別なストッパを設ける必要もない。
また衝撃吸収部4aは、図3,4に示すようにクッションフレーム2aの前側部に位置している。したがってクッションフレーム2aは、衝撃を受けた際に、衝撃吸収部4aが位置する前側部において変形しやすい。その結果、衝撃吸収後のバックフレーム2bの後傾角度19は、クッションフレーム2aの後側部が変形した場合に比べて小さくなる。
またクッションフレーム2aは、図3,4に示すように後側部が回転支持部材8を介してアッパレール(乗物床面側の部材)17bに回転可能に支持され、前側部が固定支持部材7を介してアッパレール17bに回転不能に支持される。したがって前述するように、衝撃によるモーメントは、クッションフレーム2aの後側部から前側に伝わり、前側部においても受け止められ、多くのモーメントがクッションフレーム2aの前側部に伝わる。
その結果、モーメントは、クッションフレーム2aの広い範囲において伝わり、クッションフレーム2aの広い範囲で受け止められ得る。かくしてクッションフレーム2aは、剛性を十分に利用しつつ衝撃エネルギーを受け止めることができる。これによりクッションフレーム2aの部分的破断のおそれが小さくなる。またクッションフレーム2aは、部分的補強の必要性が小さくなるために、全体的な軽量あるいはコスト削減が可能になる。
またクッションフレーム2aは、図8,9に示す従来の構造に比べて、前側部においてモーメントを受け止めるために、前側部において変形しやすい。したがってクッションフレーム2aは、図7の仮想線を参照するように前側部において変形して、バックフレームとの連結部近傍が変形する従来の構造(図8,9を参照)に比べて、衝撃エネルギー吸収後のバックフレーム2bの後傾角度19が小さくなる(図4参照)。その結果、シートに着座する使用者の安全性が向上する。また後部シートに着座する乗員への安全性も向上する。
(実施の形態2)
実施の形態2を図10,11にしたがって説明する。実施の形態2にかかるフレーム構造22は、クッションフレーム22aとバックフレーム22bを有している。クッションフレーム22aは、左右一対のアンダー部材22cと、アンダー部材22cの上方に位置する左右一対のリンク部材22dと、一対のリンク部材22dの前端部を連結する管状部材22eを有している。
アンダー部材22cの後上部は、図10に示すようにバックフレーム22bの下部にリクライニング装置10を介して回動可能に連結される。アンダー部材22cは、前後方向に延出して、下縁部がスライド装置17のアッパレール17bに固定される。リンク部材22dの後端部は、リクライニング装置10よりも上側においてバックフレーム22bに回転可能に取付けられる。リンク部材22dは、前後方向に延出して、前端部に管状部材22eが取付けられる。
管状部材22eは、金属製であって、図10に示すように前後に延出する左右一対の前後延出部と、一対の前後延出部の前端部を連結する連結部を一体に有している。管状部材22eの前後延出部の一部には、図5に示す衝撃吸収部4aと同様に形成された衝撃吸収部22e1が形成されている。管状部材22eの前側部には、脚部材22fの上端部が回転可能に連結される。脚部材22fの下端部は、アッパレール17bに回転可能に取付けられる。
したがって図10,11に示すようにバックフレーム22bを前方に倒すと、リンク部材22dと管状部材22eがアンダー部材22cに向けて下方に移動する。そしてフレーム構造22に衝撃が加わった場合、例えば、乗物が後方から衝撃を受け、使用者の体重が慣性力によってバックフレーム22bに加わった場合は、図11に示すようにバックフレーム22bにモーメントが発生する。そしてモーメントは、リンク部材22dと管状部材22eに伝わり、管状部材22eの衝撃吸収部22e1が変形する。これにより衝撃エネルギーが衝撃吸収部22e1によって吸収され得る。
(実施の形態3)
実施の形態3を図12にしたがって説明する。実施の形態3にかかるフレーム構造は、図12に示すバックフレーム23と、図示省略のクッションフレームを有している。バックフレーム23は、左右一対のサイドフレーム23aと、一対のサイドフレーム23aの上端部を連結する管状部材23bと、一対のサイドフレーム23aの下側部を連結するアンダーフレーム23cを有している。サイドフレーム23aは、金属板製であって、下端部がリクライニング装置10を介してクッションフレームの後側部に傾動可能に連結される。
管状部材23bは、金属製であって、図12に示すように左右一対の上下に延出する上下延出部23b1と、一対の上下延出部23b1の上端部を連結する連結部23b2を一体に有している。上下延出部23b1の下端部は、サイドフレーム23aに取付けられる。上下延出部23b1の一部には、図5に示す衝撃吸収部4aと同様に形成された衝撃吸収部23b3が形成されている。したがってバックフレーム23は、衝撃を受けた際に、衝撃吸収部23b3が変形することで、衝撃エネルギーが吸収し得る。
(他の実施の形態)
本発明は、実施の形態1〜3に限定されず、以下の形態等であっても良い。
(1)実施の形態1〜3の衝撃吸収部4a,22e1,23b3は、径が小さい第一部と径が大きい第二部を有している。しかし衝撃吸収部が全周に渡って肉厚の薄い第一部と、全周に渡って肉厚の厚い第二部とを有する形態、あるいはこれらの組み合わせであっても良い。
(2)実施の形態1〜3の管状部材4,22e,23bは、円筒状で断面リング形状である。しかし筒形状で断面が楕円リング形状または多角形状などであっても良い。
(3)実施の形態1〜3の衝撃吸収部4a,22e1,23b3は、円筒状の第一部と第二部を有している。しかし衝撃吸収部が、螺旋状に形成された第一部と第二部を有している形態であっても良い。
(4)実施の形態1,2のクッションフレーム2a,22aは、スライド装置17のアッパレール17bに取付けられている。しかしクッションフレームが乗物床面に設けられた取付具に取付けられる形態であっても良い。
乗物シートのフレーム構造の斜視図である。 クッションフレームとスライド装置の斜視図である。 フレーム構造の左側面図である。 衝撃を受けて変形した後のフレーム構造の左側面図である。 衝撃吸収部の断面図である。 衝撃を受けて変形した後の衝撃吸収部の一部断面図である。 フレーム構造の概略図である。 従来のフレーム構造の概略図である。 他の従来のフレーム構造の概略図である。 実施の形態2に係るフレーム構造の左側面図である。 衝撃を受けて変形した後の実施の形態2に係るフレーム構造の左側面図である。 実施の形態3に係るバックフレームの斜視図である。
符号の説明
1…乗物シート
1a…シートクッション
1b…シートバック
2,20,21,22…フレーム構造
2a,20a,21a,22a…クッションフレーム
2b,20b,21b,22b,23…バックフレーム
3,12,23a…サイドフレーム
4,13,22e,23b…管状部材
4a,22e1,23b3…衝撃吸収部
4a1…第一部
4a2…第二部
4a3…ピッチ
7…固定支持部材
8…回転支持部材
9…緩衝装置
10…リクライニング装置
15,23c…アンダーフレーム
17…スライド装置
17a…ロアレール
17b…アッパレール(乗物床面側の部材)
18…乗物床面
19,20e,21f…後傾角度

Claims (2)

  1. 乗物シートのシートクッションのクッションフレームと、そのクッションフレームの後部に立設されるシートバックのバックフレームとを有する乗物シート用フレーム構造であって、
    前記クッションフレームの少なくとも一部に管状部材を有し、
    前記管状部材は、全周において径が小さいまたは肉厚が薄い第一部と、前記第一部よりも全周において径が大きいまたは肉厚が厚い第二部とを交互に備える衝撃吸収部を有し、
    前記クッションフレームは、後側部が乗物床面側の部材に回転可能に支持され、前側部に固定支持部材の上端部が固定され、前記固定支持部材の下端部が乗物床面側の部材に回転不能に固定され、前記固定支持部材が前記乗物床面側の部材に対して直立しており、
    前記衝撃吸収部が、前記クッションフレームの前記後側部と前記前側部の間でかつ前記後側部よりも前記前側部に近い場所に位置することを特徴とする乗物シート用フレーム構造。
  2. 乗物シートのシートクッションのクッションフレームと、そのクッションフレームの後端部に立設されるシートバックのバックフレームとを有する乗物シート用フレーム構造であって、
    前記クッションフレームの少なくとも一部に管状部材を有し、
    前記管状部材は、全周において径が小さい第一部と、前記第一部よりも径が大きい第二部を所定ピッチで備える衝撃吸収部を有し、
    前記ピッチは、前記管状部材が曲がった際に前記第二部同士が当たり得る大きさに設定され、
    前記クッションフレームは、後側部が乗物床面側の部材に回転可能に支持され、前側部に固定支持部材の上端部が固定され、前記固定支持部材の下端部が乗物床面側の部材に回転不能に固定され、前記固定支持部材が前記乗物床面側の部材に対して直立しており、
    前記衝撃吸収部が、前記クッションフレームの前記後側部と前記前側部の間でかつ前記後側部よりも前記前側部に近い場所に位置することを特徴とする乗物シート用フレーム構造。
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