JP5503157B2 - 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、無段階のヘッドレストの位置調節をしつつ、この無段階の位置調節機構によって、予想される後突に対応させてヘッドレストを支持位置に移動させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１７７２２７号公報

特許文献１で開示される技術は、予想される後突に対応させてヘッドレストを支持位置に移動させることができ、むち打ち症予防の十分な効果が高く、また、モータを含めて機構部をヘッドレスト内に設けられ、車両用シート側の対応を最小限にできるという効果を奏するものである。

しかし、一つの頸部衝撃低減装置、例えばアクティブヘッドレスト単体で移動させて、後突に対応する期待通りの性能を得ようとすると、ヘッドレストの移動量を大きくする必要があり、移動量が増すと共に、増えた移動量に対して短時間で頭部受け位置まで作動させようとすると、乗員の頭部位置によっては、乗員に違和感を与える虞もあった。
また、移動量を上げようとすると相当の機構をヘッドレストに設けなければならないためその分、重量が大きくなるという不都合がある。
このため、ヘッドレストの移動量を小さくして、ヘッドレストの移動を小さな装置で行なえ、応答性がよく、確実に後突による衝撃低減機能を発動でき、より高い安全性を実現する技術が望まれていた。

本発明の目的は、後面衝突時の頸部衝撃低減装置を小さくでき、応答性がよく、確実に後突による衝撃低減機能を発動でき、より高い安全性を備えた乗物用シートを提供することにある。

前記課題は、本発明に係る乗物用シートによれば、独立して作動可能な第１の頸部衝撃低減装置と第２の頸部衝撃低減装置と、を備え、前記第１の頸部衝撃低減装置は、衝突の予測或いは所定の衝撃荷重により、ヘッドレストをモータの駆動によって前方側へ移動するアクティブヘッドレストであり、前記第２の頸部衝撃低減装置は、乗員の身体を支持する受圧部材と連結され、所定の衝撃荷重によって、前記受圧部材を前記シートバックフレーム後方側へ沈み込ませるように構成された衝撃低減部材であり、前記受圧部材と前記ヘッドレストは連動しないよう連結されない構成であって、前記第１の頸部衝撃低減装置と前記第２の頸部衝撃低減装置は、作動開始時期が異なるように設定され、前記所定の衝撃荷重が生じたときに、前記第２の頸部衝撃低減装置の作動が前記第１の頸部衝撃低減装置の作動より先に行なわれること、により解決される。

上記のように、独立して作動可能な複数の頸部衝撃低減装置を備えているので、一つの頸部衝撃低減装置の作動量が大きくなるのを抑制でき、乗員への違和感を抑制できる。しかも、複数の頸部衝撃低減装置によって、一層安定した頸部衝撃低減装置の作動も可能になる。

また、アクティブヘッドレストと衝撃低減部材の２種類の頸部衝撃低減装置を用いており、ヘッドレストは、衝突の予測或いは所定の衝撃荷重により前方側へ移動し、衝撃低減部材は、所定の衝撃荷重によって受圧部材をシートバックフレーム後方側へ沈み込ませる、というように、独立して作動するので、単体で使用するときよりも各装置の作動量を小さくすることができ、応答性がよくなり、より高い安全性を実現することが可能となる。

さらに、第１の頸部衝撃低減装置と第２の頸部衝撃低減装置は、作動開始時期が異なるように設定されているため、作動開始時期を乗員への違和感を抑制しやすい作動タイミングに設定することが可能となるので、複数の頸部衝撃低減装置が同時に作動することによる違和感を一層低減できる。

さらに、所定の衝撃荷重が生じたときには、第２の頸部衝撃低減装置としての衝撃低減部材が先に作動するので、先に身体を大きく沈み込ませ、この後で、第１の頸部衝撃低減装置としてのアクティブヘッドレストが作動して頭部を確実に支えることになる。したがって、ヘッドレストの移動量を少なくでき、短時間で頭部受け位置まで作動させることが可能となる。また移動量を少なくできるので、ヘッドレストの移動のための装置を大きくすることなく、コンパクトなものとすることが可能となる。

本発明の乗物用シートによれば、一つの頸部衝撃低減装置の作動量が大きくなるのを抑制でき、乗員への違和感を抑制できる。しかも、複数の頸部衝撃低減装置によって、一層安定した頸部衝撃低減装置の作動も可能になる。
本発明の乗物用シートによれば、単体で使用するときよりも各装置の作動量を小さくすることができ、応答性がよくなり、より高い安全性を実現することができる。
本発明の乗物用シートによれば、頸部衝撃低減装置の作動開始時期を乗員への違和感を抑制しやすい作動タイミングに設定することが可能となるので、複数の頸部衝撃低減装置が同時に作動することによる違和感を一層低減できる。
本発明の乗物用シートによれば、ヘッドレストの移動量を少なくでき、短時間で頭部受け位置まで作動させることが可能となる。またヘッドレストの移動量を少なくできるので、ヘッドレストの移動のための装置を大きくすることなく、コンパクトなものとすることが可能となる。

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。 シートバックおよびヘッドレストの側面図である。 シートバックおよびヘッドレストの側面図である。

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。
また、本明細書において、頸部衝撃低減装置とは、衝突が予測された或いは後面衝突時の衝撃荷重が生じた時に、ヘッドレストと乗員の頭部との距離を近づけて、ヘッドレストで乗員の頭部を支持して頸部への衝撃を低減する機能を有する装置を指す。

図１乃至図１２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及び図１２はシートバックおよびヘッドレストの側面図である。

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とを有しており、乗物前後方向に配置された側板１５ａの両端部（前縁部１５ｂと後縁部１５ｃ）が、シートバックフレーム１（即ちシート）の内側方向へ屈曲した断面略コ字状をしたものとなっている。

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方向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は、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には、ピラー支持部１８が配設され、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。上記ピラー支持部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。

ヘッドレストＳ３は、後述する衝撃低減部材（回動部材３０）とは別個に作動する可動機構を備えており、衝突の予測或いは所定の衝撃荷重によって前方側へ移動して、乗員の頭部を支持し、頸部への衝撃を低減するアクティブヘッドレストであり、本実施形態における第１の頸部衝撃低減装置である。
ヘッドレストＳ３は、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おり、例えば、本願出願人の特開２００５−１７７２２７号公報記載、特開２００５−２１１４０２号公報記載のもの等を用いることができる。

例えば、特開２００５−１７７２２７号公報の技術は、図１１で示すように、ヘッドレストフレーム５４は、平行リンク機構Ｒ１によりヘッドレストピラー１９に前後動自在に取付けている。ヘッドレストピラー１９には固定部材５１を設け、固定部材５１には前後一対のリンクアーム５２の下部を軸５３により回動自在に取付けている。各リンクアーム５２の上部は連動部材５４（ヘッドレストフレーム５４）に軸５５により回動自在に取付けている。
固定部材５１には、モータ５６を取付け、モータ５６の出力回転軸５８の一端には位置調節用アーム５９の基部を取付け、位置調節用アーム５９には調節ロッド６０の一端を軸６１により取付けている。調節ロッド６０の他端には長孔６２を形成し、長孔６２には後側リンクアーム５２ａのピン６３を係合させる。
モータ５６は位置調節用アーム５９を正逆何れかの方向に回転させて、位置調節用アーム５９の長孔６２の先端側に係合しているピン６３を押し引きし、後側リンクアーム５２ａのピン６３を軸５３を中心に前後回動させ、ピン６３の前後回動によりヘッドレストフレーム５４をヘッドレストピラー１９に対して前後移動させるものである。

リンクアーム５２には、常時後方回動するように付勢するバネ（不図示）の一端をリンクアーム５２に係止し、他端は図示は省略するが、固定部材５１に係止する。
モータ５６の出力回転軸５８の他端にはロータ６６をワンウエイクラッチを介して正逆何れか一方向に回転するように取付ける。ロータ６６の外周には突起７０，７１を設け、突起７０，７１の移動路にはスイッチ７２を設ける。
出力回転軸５８の他端にはワンウエイクラッチを介して後突作動アーム７５の基部を取付ける（なお、理解を容易にするため、後突作動アーム７５は側面図で位置調節用アーム５９と一緒に記載している）。後突作動アーム７５の先端には後突作動ロッド７６の一端を軸により取付ける。後突作動ロッド７６の他端には長孔７８を形成し、長孔７８にはドライブリンク７９の一端に設けたピン８０を係合させる。ドライブリンク７９は、その前後中間部を固定部材５１に軸５３により回動自在に取付ける。ドライブリンク７９は後端には後側係合フック部を設け、この後側係合フック部はドライブリンク７９が軸５３を中心に回動すると、ピン６３に当接するように配置する。

ドライブリンク７９の前端には前側係合フックを設け、ロックリンク８５の下部係合部８６に継脱するようにする。ロックリンク８５の上下中間部は軸により固定部材５１に取付け、ロックリンク８５の上部には上部フック部を形成し、この上部フック部は軸に係合するように構成する。
車体所望位置にはレーダー等により後方からの衝突を事前に予測する予測システムを設け、予測システムからの衝突予測信号によりモータ５６に通電するように構成する。例えば、ヘッドレストピラー１９にモータ５６に一端を接続した接続コード９５の他端に設けた接続端子９６を設け、ピラー支持部１８に接続端子９６を接続する接続端子９７を設け、接続端子９７には接続コード９８を接続し、接続コード９８から接続端子９６および接続端子９７を介してモータ５６に通電するように構成し、モータ５６への通電は前後調節スイッチ（不図示）および予測システムからの衝突予測信号により行われるように構成している。

図１２は、特開２００５−２１１４０２号公報記載の技術であり、シートバックＳ１の上部にリンク機構Ｒ２により前後動自在にヘッドレストＳ３を設け、ヘッドレストＳ３はばね１２０により前後動範囲内で常時前方移動するように付勢し、最前方位置に位置している。ばね１２０は、着座者の頭部がヘッドレストＳ３に接触すると後方退避する弾力に構成することにより、ヘッドレストＳ３は常時頭部に追随して前後するように構成されている。
さらに、着座者の頭部がヘッドレストＳ３に接触して退避する移動速度では抵抗を低くし、衝撃を受けて着座者の頭部が後方移動する移動速度のときは抵抗を大きくするダンパー１２５が設けられている。このように、後突による衝撃を受けたときはダンパー１２５によりヘッドレストＳ３の後方移動を停止させて頭部を支持するように構成したものである。

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１ａ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１ａ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可動、すなわち回動するものである。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、乗員の身体を後方へ移動させてヘッドレストＳ３と頭部との距離を近づけ、乗員の頭部を支持して、頸部にかかる衝撃を低減することができる。回動部材３０は、本実施形態における第２の頸部衝撃低減装置である。

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、連結部材を介して受圧部材２０をシートバックフレーム１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。

このように回動部材３０は、サイドフレーム１５の側板１５ａに沿って設けられており、側板１５ａと、前縁部１５ｂと、後縁部１５ｃとで囲まれた断面略コ字状のサイドフレーム１５の内側に設けられているので、回動部材３０がサイドフレーム１５からシート内側方向へ突出する量を抑制でき、コンパクトな配置が可能となり、乗員との干渉を抑制できる。

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は、ばね線材をコイリング成形した引張りコイルばね３５であり、図６で示すように、回動部材３０の係止孔３３とサイドフレーム１５の突起部１５ｄの係止孔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（引張りコイルばね３５）や連結部材（ワイヤ２２）と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に取り付けられており、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に取り付けられているが、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１ａ、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及び図１０を参照してさらに詳しく説明する。なお、回動部材３０は、前述したヘッドレストＳ３とは、個別に作動するものである。
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。

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。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。

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側に取り付けられた係止孔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１ａ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。

また、第１の頸部衝撃低減装置としてのヘッドレストＳ３（アクティブヘッドレスト）の可動と、第２の頸部衝撃低減装置としての回動部材３０の回動（可動）は、個別に行なえるように構成しているので、ヘッドレストＳ３の作動開始時期と、回動部材３０の作動開始時期が異なるように構成することができる。例えば、上述した図１１で示したヘッドレストＳ３を用いた場合には、衝突を事前に予測する予測システムからの衝突予測信号によって、後面衝突が発生する前にヘッドレストＳ３が前方側へ移動し、その後、後面衝突で生じた所定の衝撃荷重によって回動部材３０が回動（可動）する。このように、各々の頸部衝撃低減装置の作動開始時期を異ならせることで、作動開始時期を乗員への違和感を抑制しやすい作動タイミングに設定することが可能となり、複数の頸部衝撃低減装置が同時に作動することによる違和感を低減できる。

さらに、例えば、上述した図１２で示したヘッドレストＳ３を用いて、第１の頸部衝撃低減装置としてのヘッドレストＳ３（アクティブヘッドレスト）が作動する（図１２のヘッドレストＳ３の例ではヘッドレストＳ３の後方移動を停止させることで相対的に前方へ移動させる）衝撃荷重の閾値と、第２の頸部衝撃低減装置としての回動部材３０の作動する衝撃荷重の閾値とを異なるように設定することができる。このように、作動する荷重の閾値を異ならせると、予測される衝撃荷重や実際の衝突荷重の大きさによって、いずれか一つ、例えば回動部材３０だけを作動させたり、複数の頸部衝撃低減装を作動させたりすることが可能となる。
この閾値は、乗員の状態や状況（ポジション、ウエイト、座高、姿勢など）によって異ならせることもできるし、シートの状態（ポジション、シートバックの角度など）によって異ならせることもできる。

作動する開始時期を異ならせる場合において、第２の頸部衝撃低減装置としての回動部材３０の回動（可動）する荷重の閾値を、第１の頸部衝撃低減装置としてのヘッドレストＳ３（アクティブヘッドレスト）の作動する荷重の閾値よりも低く設定し、回動部材３０の回動がヘッドレストＳ３の前方移動より先に行なわれるように構成することができる。このようにすると、所定の衝撃荷重が生じたときには、回動部材３０が先に回動（可動）するので、先に乗員の身体を大きく沈み込ませ、頭部を相対的にヘッドレストＳ３に近づけて、その後で、ヘッドレストＳ３が可動して頭部を確実に支えることになる。したがって、ヘッドレストＳ３の移動量が少なくでき、短時間で頭部受け位置まで作動させることが可能となる。またヘッドレストＳ３の移動量を少なくできるので、ヘッドレストＳ３の移動のための機構や装置を、コンパクトなものとし、ヘッドレスト自体の重量を軽くすることが可能となる。

なお、第２の頸部衝撃低減装置としての回動部材３０の回動（可動）する荷重の閾値を、第１の頸部衝撃低減装置としてのヘッドレストＳ３（アクティブヘッドレスト）の作動する荷重の閾値よりも高く設定しておくと、通常の運転時に多少大きめの荷重がかかっても、回動部材３０が作動して乗員が後方に移動することを抑制でき、通常の運転時において、乗員の身体を安定して支持することが可能となる。

また、後面衝突時の衝撃荷重でシートバックを傾倒させる装置、例えば、本願出願人の特開２００８−２０１２１５号公報記載の、衝撃荷重で緩衝連結部であるロータリーダンパが作動して衝撃エネルギーを吸収しながらシートバックを傾倒させ、身体への衝撃の負荷を軽減する装置等を、上述した複数の頸部衝撃低減装置とあわせて設けると、身体への衝撃を緩和すると共に、頸部への衝撃が低減でき、より一層高い安全性を備えた乗物用シートの提供が可能となる。

前記実施形態では、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、前記実施形態では、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（頸部衝撃低減装置）
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）（頸部衝撃低減装置）
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
５１ 固定部材
５２ リンクアーム
５２ａ 後側リンクアーム
５３，５５，６１ 軸
５４ ヘッドレストフレーム
５６ モータ
５８ 出力回転軸
５９ 位置調節用アーム
６０ 調節ロッド
６２，７８ 長孔
６３，８０ ピン
６６ ロータ
７０，７１ 突起
７２ スイッチ
７５ 後突作動アーム
７６ 後突作動ロッド
７９ ドライブリンク
８５ ロックリンク
８６ 下部係合部
９５，９８ 接続コード
９６，９７ 接続端子
１２０ ばね
１２５ ダンパー
Ｒ１，Ｒ２ （平行）リンク機構

Claims (3)

1. 独立して作動可能な第１の頸部衝撃低減装置と第２の頸部衝撃低減装置と、を備え、
   前記第１の頸部衝撃低減装置は、衝突の予測或いは所定の衝撃荷重により、ヘッドレストをモータの駆動によって前方側へ移動するアクティブヘッドレストであり、
   前記第２の頸部衝撃低減装置は、乗員の身体を支持する受圧部材と連結され、所定の衝撃荷重によって、前記受圧部材を前記シートバックフレーム後方側へ沈み込ませるように構成された衝撃低減部材であり、
   前記受圧部材と前記ヘッドレストは連動しないよう連結されない構成であって、
   前記第１の頸部衝撃低減装置と前記第２の頸部衝撃低減装置は、作動開始時期が異なるように設定され、前記所定の衝撃荷重が生じたときに、前記第２の頸部衝撃低減装置の作動が前記第１の頸部衝撃低減装置の作動より先に行なわれることを特徴とする乗物用シート。
2. 前記シートバックフレームのサイドフレームは、該サイドフレームの後端からシート内側へ屈曲した後縁部を有し、
   該後縁部は、前記衝撃低減部材と当接して前記衝撃低減部材の回動範囲を規制するストッパであることを特徴とする請求項１記載の乗物用シート。
3. 前記サイドフレームは、該サイドフレームの前端からシート内側へ折り返した前縁部を有し、
   前記衝撃低減部材を付勢する付勢手段が、前記衝撃低減部材の回動軸心より乗物前方側に配置され、
   前記前端部の前記付勢手段と対向する位置には切り欠き部が形成されていることを特徴とする請求項２記載の乗物用シート。

Images