JP5572978B2

JP5572978B2 - 車両用シート

Info

Publication number: JP5572978B2
Application number: JP2009079017A
Authority: JP
Inventors: 圭松居; 太陽大塚; 久也森
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2029-03-27
Also published as: JP2010228613A

Description

本発明は、車両用シートに関する。

車両用シートにおいて、車両の後方衝突時に乗員の頭部が急激に後方へ振れることにより生じる頸部の傷害を低減する技術は既に提案されている。例えば、下記特許文献１に記載の車両用シートでは、ヘッドレストを構成するパッド材が２層構造をなし、中心が高反発パッド材で構成されており、表面が低反発パッド材で構成されている。このヘッドレストによれば、車両の後方衝突時に、乗員の頭部を表面の低反発パッド材で柔らかく受け止め、中心の高反発パッド材で深く沈み込むのを抑制する。それにより、乗員の頭部が急激に後方へ振れるのを抑制し、頸部の傷害を低減することができる。このように、従来は、頭部の後方変位を制御することによって頸部の傷害の低減が図られてきた。

特開２００５−１７０１４４号公報

ところで、車両の後方衝突時における乗員の頸部の傷害の起こりやすさを評価する指標の一つとして、ＮＩＣが知られている。ＮＩＣは、第１胸椎の加速度（Ｔ１Ｇ）と頭部重心の加速度（頭部Ｇ）の差から算出され、Ｔ１Ｇと頭部Ｇとの両者の差が小さいほどＮＩＣの値が小さくなり頚椎の傷害の起こりやすさが低減するとされている。すなわち、ＮＩＣは、第１胸椎に対する頭部の相対的な変位が大きいほどせん断力が生じて頚椎の傷害が起こりやすくなるという定説に基づいて定められた指標である。車両の後方衝突時には、乗員の頭部が急激に後方へ振れようとしてヘッドレストに当接し、その反発で前方へ押し戻されるが、それに遅れて背中がシートバックに当接して沈み込む傾向にある。そこで、背中がシートバックに当接する際のＴ１Ｇのピーク時期に着目してＮＩＣを低減すべく鋭意検討した結果、Ｔ１Ｇのピーク時期をコントロールすることにより、該Ｔ１Ｇのピークと頭部がヘッドレストに衝突する際の頭部Ｇのピークとの両者のピークのタイミングを合わせることで第１胸椎に対する頭部の相対的な変位を小さくすることのできる車両用シートの新規な構成を見出し、本発明に至った。

すなわち、本発明の課題は、車両の後方衝突時の第１胸椎に対する頭部の相対的な変位を低減することにある。

上記課題を解決するために本発明は次の手段を採用する。
本発明は、背凭れ面の外形を形作るパッド部材で骨格をなすフレーム部材が被覆されたシートバックを備えるとともに、着座者の頭部が当接するヘッドレスト本体と、該ヘッドレスト本体から垂下して前記シートバックの上部から前記シートバック内に挿入されて前記シートバックのフレーム部材の上端部位置に支持されたステーとを有するヘッドレストを備える車両用シートであって、前記フレーム部材の上端部位置における前記ステーの支持箇所には、車両の後方衝突時に着座者の背中が前記シートバックに当接する際の第１胸椎の加速度（Ｔ１Ｇ）のピーク時期をコントロールすることのできるＴ１Ｇコントロール部位が設定されており、該Ｔ１Ｇコントロール部位を、前記シートバック内において前記ステーよりも前記背凭れ面側に張り出して設け、該Ｔ１Ｇコントロール部位による第１胸椎の加速度（Ｔ１Ｇ）のピーク時期と着座者の頭部が前記ヘッドレストに当接する際の頭部の加速度のピーク時期との両者のピーク時期のずれを低減したことを特徴とする。

本発明の車両用シートによれば、Ｔ１Ｇコントロール部位が設けられ、車両の後方衝突時のＴ１Ｇコントロール部位による第１胸椎の加速度（Ｔ１Ｇ）のピーク時期と着座者の頭部がヘッドレストに当接する際の頭部の加速度（頭部Ｇ）のピーク時期との両者のピーク時期のずれが低減されている。そのため、頭部がヘッドレストに当接した後にヘッドレストから離れて頭部Ｇが低下するとき、それに反してＴ１Ｇが上昇するのが抑制される。それにより、第１胸椎と頭部との相対的な変位を小さくすることができる。

前記Ｔ１Ｇコントロール部位は、好ましくは、独立形成されたＴ１Ｇコントロール部材が前記ステーの支持箇所に取り付けられて設けられる。その場合、シートバックのフレーム部材ないしヘッドレストのステーの形状は制限されず、シートバックのフレーム部材ないしヘッドレストのステーの形状の自由度を確保しつつも、Ｔ１Ｇコントロール部材をステーの支持箇所に取り付ける容易な構成によって車両の後方衝突時の第１胸椎と頭部との相対的な変位を小さくすることができる。

前記Ｔ１Ｇコントロール部材は、後方衝突時に着座者の背中が前記シートバックに当接する際の衝撃を吸収することのできる衝撃吸収構造を備えると一層好ましい。この場合、頭部がヘッドレストに当接した後にヘッドレストから離れて頭部Ｇが低下した際のＴ１Ｇを低下させることができ、車両の後方衝突時の第１胸椎と頭部との相対的な変位を一層小さくすることができる。

本発明によれば、車両の後方衝突時の第１胸椎に対する頭部の相対的な変位を小さくすることができ、その結果、頸部に作用するせん断力が小さくなることによって、着座者の頸部の傷害を低減することができる。
また、独立形成されたＴ１Ｇコントロール部材がステーの支持箇所に取り付けられてＴ１Ｇコントロール部位を設ければ、シートバックのフレーム部材ないしヘッドレストのステーの形状の自由度を確保しつつも、容易にＴ１Ｇコントロール部位を設けて第１胸椎と頭部との相対的な変位を小さくすることができる。
また、Ｔ１Ｇコントロール部材が衝撃吸収構造を備えていれば、車両の後方衝突時の第１胸椎と頭部との相対的な変位を一層小さくすることができ、着座者の頸部の傷害低減に一層寄与することができる。

本発明の実施形態１に係る車両用シートを一部透過して示す斜視図である。図１に示される車両用シートのシートバックのＩＩ−ＩＩ線断面図であり、着座者の通常の着座姿勢を示す図である。図１に示される車両用シートのシートバックのＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図２に示される車両用シートのシートバックにおいて車両の後方衝突時の着座者の姿勢を示す図である。本発明の実施形態１に係る車両用シートの着座者における車両の後方衝突時のＴ１Ｇ及び頭部Ｇの挙動を模式的に示すグラフである。本発明の変更例１に係る車両用シートのＴ１Ｇコントロール部位を拡大して示す断面図である。本発明の変更例２に係る車両用シートのＴ１Ｇコントロール部位を拡大して示す断面図である。

＜実施形態１＞
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態のシート１１は自動車等の車両に装備される車両用シートであり、図１に示されるように、座面となるシートクッション１３、背凭れとなるシートバック２１及びヘッドレスト４１を備えている。なお、各図において矢印で示すＦＲ，ＲＲ，ＵＰはシート１１の着座者から見た方向を基準として定めたシート１１の前方，後方，上方を示している。また、各図において矢印で示すＷはシート１１の幅方向を示している。

図１に示されるように、シートバック２１は、骨格をなすフレーム部材としてのシートバックフレーム２３を備える。シートバックフレーム２３は、左右一対のサイドフレーム２５，２５と、金属パイプが逆Ｕ字状に折り曲げ加工されてなるアッパフレーム２７とを備えている。シートバックフレーム２３は、左右のサイドフレーム２５，２５の上部にアッパフレーム２７が横架されて成り、全体として門形形状を成している。シートバックフレーム２３の上部及び下部には、それぞれ金属板よりなるブラケット２９ａ，２９ｂが横架されており、シートバックパッド３３を支持する支持ばね部材３１が該上下のブラケット２９ａ，２９ｂに掛け渡されて取り付けられている。かかるシートバックフレーム２３の構成自体は公知であり、本実施形態では、かかる公知のシートバックフレームをそのまま用いても構わない。シートバックフレーム２３には、シートバックパッド３３（本発明のパッド部材に相当する。）が被せ付けられている。シートバックパッド３３は、背凭れ面２１ａ（図２参照）の外形を形作るものであって、例えば発泡ウレタンからなり、その外形形状に沿う表皮材で表層されている。

シートバックフレーム２３の下端は、シートクッション１３の骨格をなすシートクッションフレームにリクライニング機構を介して接続されている。これにより、シートバック２１がシートクッション１３と接続されている。シートクッション１３の構成及びシートクッション１３に対するシートバック２１の接続構成については公知であるため、詳細な説明は省略する。

シートバックフレーム２３の上端部位置、すなわち逆Ｕ字状のアッパフレーム２７の幅方向に指向する部位（横架部）２７ａには、後述するヘッドレスト４１のステー４５，４５を支持するためのサポートホルダ３５，３５が幅方向に間隔をおいて固定されている。サポートホルダ３５，３５は、金属製の角型の筒状部材であり、上下方向に貫通するようにアッパフレーム２７の前方ＦＲ側に溶接され、アッパフレーム２７に対して一体的に固定されている。そして、サポートホルダ３５，３５の夫々には、ステー４５，４５を挿入可能な樹脂製のステー用サポート３７，３７が嵌挿された状態で組み付けられている。

ヘッドレスト４１は、着座者の頭部Ｈが当接するヘッドレスト本体４３と該ヘッドレスト本体４３から垂下する左右１対のステー４５，４５を備えている。ステー４５，４５は金属製の丸棒からなる。ヘッドレスト本体４３は、発泡ウレタン等からなるパッド部材よりなる。図２に示されるように、ヘッドレスト４１では、ステー４５，４５の上部を包み込むようにヘッドレスト本体４３が設けられており、ステー４５はヘッドレスト本体４３から垂下した格好となっている。ステー４５の下部は、シートバックパッド３３を貫通してシートバック２１の内部に挿入されている。そして、ステー用サポート３７，３７に挿入されて係止されることにより、サポート３７，３７及びサポートホルダ３５，３５を介してアッパフレーム２７の横架部２７ａに支持されている。

図３に示されるように、ステー４５，４５が支持されるアッパフレーム２７（横架部２７ａ）におけるステーの支持箇所３９には、Ｔ１Ｇコントロール部位５０が設けられている。Ｔ１Ｇコントロール部位５０は、車両の後方衝突時に着座者の背中Ｂがシートバック２１に当接する際の第１胸椎Ｔ１（図２参照）の加速度（Ｔ１Ｇ）のピーク時期をコントロールすることのできる部位である。図３に示されるように、Ｔ１Ｇコントロール部位５０は、ステーの支持箇所３９から背凭れ面２１ａ側（前方ＦＲ側）に張り出して設けられている。本実施形態のＴ１Ｇコントロール部位５０は、独立形成されたＴ１Ｇコントロール部材５２がステーの支持箇所３９に取り付けられることで設けられている。

Ｔ１Ｇコントロール部材５２は、金属製の帯状の薄板を折曲加工してなる。Ｔ１Ｇコントロール部材５２は、左右のサポートホルダ３５，３５に架設され幅方向Ｗに沿って配設されている。Ｔ１Ｇコントロール部材５２の架設方向（幅方向Ｗ）の両末端には、ステーの支持箇所３９への取り付け部５６，５６が設けられている。取り付け部５６，５６は、サポートホルダ３５，３５の幅方向Ｗでみて外側の側面３５ａ，３５ａに沿い、サポートホルダ３５，３５よりも前方ＦＲへ突出するようにサポートホルダ３５，３５の側面３５ａ，３５ａに接合されている。Ｔ１Ｇコントロール部材５２の架設方向（幅方向Ｗ）の中央は、着座者の背中が当接する当接部５４を成している。当接部５４は、その架設方向（幅方向Ｗ）の長さが左右の取り付け部５６，５６の間隔よりも少し短く形成されている。当接部５４は、サポートホルダ３５，３５から前方ＦＲに離間し、その面形状が背凭れ面２１ａと略平行に配設されている。当接部５４の架設方向（幅方向Ｗ）の両端には後方へ湾曲して架設方向（幅方向Ｗ）の長さを拡張するように傾斜した傾斜部５５，５５が延設されており、架設方向（幅方向Ｗ）の長さをさらに拡張するように屈曲した屈曲部５７，５７及びそれに連続する段部５８，５８を介して取り付け部５６，５６と接続されている。

かかる構成のＴ１Ｇコントロール部材５２により設定されたＴ１Ｇコントロール部位５０の車両の後方衝突時における作用を、着座者の頭部Ｈの加速度（頭部Ｇ）及び第１胸椎Ｔ１の加速度（Ｔ１Ｇ）の挙動と併せて説明する。なお、図５には、車両の後方衝突時の頭部ＧとＴ１Ｇの典型的な経時的挙動の大略をグラフで示した。図４に示されるように、車両の後方衝突時、着座者の頭部Ｈは、後方へ振れてヘッドレスト４１のヘッドレスト本体４３に当接し、ステー４５に受け止められ、反動で前方ＦＲへ戻される。頭部Ｇの挙動でみれば、図５に示されるように、頭部Ｈがステー４５に受け止められピークＨＰに達し、その後低下する。このとき、図４に示されるように、着座者の背中Ｂは後方ＲＲへ相対変位してシートバック２１の背凭れ面２１ａに押し付けられ、シートバックパッド３３を圧縮してＴ１Ｇコントロール部材５２の当接部５４に当たり、図５のグラフに示されるように、Ｔ１ＧがピークＴ１Ｐに達し、シートバックフレーム２３が後方へ撓んで退避することでＴ１Ｇが低下する。本実施形態では、このときのＴ１Ｇコントロール部位５０（Ｔ１Ｇコントロール部材５２）の作用には大別して２つの側面がある。すなわち、第１に、着座者の背中Ｂがシートバック２１に当接する際のＴ１Ｇのピーク時期をコントロールする作用であり、第２に、そのＴ１Ｇのピークを小さくする作用である。

まず、Ｔ１Ｇコントロール部材５２のＴ１Ｇのピーク時期をコントロールする第１の作用は、Ｔ１Ｇコントロール部材５２がステーの支持箇所３９よりも背凭れ面２１ａ側に張り出して配設されていることによって発揮可能となっている。すなわち、Ｔ１Ｇコントロール部材５２がステーの支持箇所３９よりも背凭れ面２１ａ側に張り出しているため、着座者の背中がステーの支持箇所３９（サポートホルダ３５，３５又はアッパフレーム２７の横架部２７ａ）に当たる前にＴ１Ｇコントロール部材５２に受け止められることとなる。それにより、図５に実線で示されるＴ１Ｇコントロール部材５２が設定されている場合のＴ１ＧのピークＴ１Ｐは、図５に二点鎖線で示されるＴ１Ｇコントロール部材５２が設定されていない場合のＴ１ＧのピークＮＰ比べて、その時期がＡ１だけ早められている。Ｔ１Ｇコントロール部材５２は、着座者の背中Ｂが当たる当接部５４の背凭れ面２１ａ側への張り出し程度が、Ｔ１Ｇのピーク時期が頭部Ｇのピーク時期に近づき、略同じになる程度に早めるように調整された状態でステーの支持箇所３９に組み付けられている。その結果、着座者の背中Ｂ、特に胸の背面のシートバック２１に対する沈み込みが、頭部Ｈがステー４５に受け止められるタイミングに合わせて規制されることとなり、頭部ＧとＴ１Ｇとが概ね同時にピークに達する。

次に、Ｔ１Ｇコントロール部材５２のＴ１Ｇのピークを小さくする第２の作用は、Ｔ１Ｇコントロール部材５２の塑性変形を伴って着座者の背中Ｂが当接する当接部５４が後方ＲＲへ退避する衝撃吸収構造により発揮可能となっている。すなわち、着座者の背中Ｂがシートバック２１の背凭れ面２１ａに当接する衝撃荷重Ｆが当接部５４に加わると傾斜部５５，５５を介して屈曲部５７，５７及び段部５８，５８に伝達され、該伝達方向に対しては相対的に脆弱な屈曲部５７，５７及び段部５８，５８が後方へ撓む塑性変形を伴って当接部５４が後方ＲＲへ退避する。そして、Ｔ１Ｇコントロール部材５２の屈曲部５７，５７がサポートホルダ３５，３５に当たり、当接部５４が当初よりは後方ＲＲへ変位したが、なおもサポートホルダ３５，３５よりは背凭れ面２１ａに近い位置で、当接部５４の後退が規制され、着座者の背中Ｂの後方ＲＲへの変位も規制されてＴ１ＧはピークＴ１Ｐに達する。このとき、Ｔ１Ｇコントロール部材５２の塑性変形によって衝撃荷重Ｆの一部が吸収され、着座者の背中Ｂは、Ｔ１Ｇコントロール部材５２が設定されてない場合に比べて緩慢に後方へ変位することにより、Ｔ１ＧのピークがＡ２だけ小さくなる。

このように、Ｔ１Ｇコントロール部位５０によれば、車両の後方衝突時に着座者の頭部Ｈがヘッドレスト４１に当接する際の頭部ＧのピークＨＰの時期と、背中Ｂがシートバック２１に当接する際のＴ１ＧのピークＴ１Ｐの時期とのずれが低減されている結果、頭部Ｈがヘッドレスト４１に当接した後に反力で前方へ押し返されて頭部Ｇが低下するときにはＴ１Ｇも低下する。その際のＴ１Ｇの低下の程度は頭部Ｇの低下の程度に比べると緩慢ではあるものの、Ｔ１Ｇコントロール部材５２の衝撃吸収構造によって、Ｔ１ＧのピークＴ１Ｐが小さくなっているから、頭部ＧとＴ１Ｇとの差Ｒ１は、Ｔ１Ｇコントロール部材５２が無い場合の頭部ＧとＴ１Ｇとの差Ｒ２に比べて格段に小さくなる。したがって、第１胸椎Ｔ１に対する頭部Ｈの相対的な変位が小さくなり、頸部に作用するせん断力が小さくなることによって、車両の後方衝突時における着座者の頸部損傷を低減する効果を奏する。

そして、このシート１１によれば、独立形成されたＴ１Ｇコントロール部材５２をシートバックフレーム２３のステーの支持箇所３９に取り付ける簡単な構成でもって、上記着座者の頸部損傷を低減する効果を発揮することができる。したがって、例えば、従来のシートバックフレーム２３やステー４５の構成に変更を加えることなく、シートバックフレーム２３におけるステーの支持箇所３９にＴ１Ｇコントロール部材５２を追加設定することによって上記着座者の頸部損傷を低減する効果を発揮することができる。また、外形の異なる複数種のシートにおいても、シート毎でＴ１Ｇコントロール部材５２の背凭れ面２１ａ側への張り出し程度を調整することによって、着座者の頸部損傷を低減する効果を確保することができる。そのため、着座者の頸部損傷を低減する効果を確保しながらも、複数種のシートにおいてシートバックフレーム２３を共通化することができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内でその他種々の変更が可能である。以下の変更例の説明においては、上記実施形態１から変更を要しない部分については図中に同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

＜変更例１＞
図６を参照しながら変更例１について説明する。変更例１は、上記実施形態１において、Ｔ１Ｇコントロール部材のみを変更した例である。Ｔ１Ｇコントロール部材６２は、衝撃加重Ｆを受ける当接部６４が、圧縮可能な材料で形成されている。該材料として、例えば、シートバックパッド３３よりは硬いが、衝撃加重Ｆにより圧縮され得る程度の硬さのチップウレタンや発泡ウレタン等のパッド材を好適に用いることができる。当接部６４は、サポートホルダ３５の背凭れ面２１ａ側の面３５ｂに配設され、当該当接部６４の厚み分だけサポートホルダ３５よりも背凭れ面２１ａ側に張り出している。このＴ１Ｇコントロール部材６２では、当接部６４に後方ＲＲへの衝撃加重Ｆが加わると、圧縮されることで衝撃荷重Ｆを吸収しつつも、サポートホルダ３５の位置よりは背凭れ面２１ａに近い位置で着座者の背中を受け止めてＴ１Ｇのピーク時期と頭部Ｇのピーク時期とのずれを低減することができる。

＜変更例２＞
図７を参照しながら変更例２について説明する。変更例２は、上記実施形態１において、Ｔ１Ｇコントロール部材のみを変更した例である。Ｔ１Ｇコントロール部材７２は、ポリプロピレン等の合成樹脂が成形されてなる。Ｔ１Ｇコントロール部材７２は、衝撃加重Ｆが直接的に付加される当接部７４の背凭れ面２１ａとは反対側に複数のリブ７６を備えている。これらのリブ７６がサポートホルダ３５の背凭れ面２１ａ側の面３５ｂに突き当たった状態で配設されており、当接部７４はサポートホルダ３５よりも背凭れ面２１ａ側に張り出して配設されている。このＴ１Ｇコントロール部材７２は、当接部６４に後方ＲＲへの衝撃加重Ｆが加わると、リブ７６がサポートホルダ３５に押し付けられて座屈することにより衝撃加重Ｆを吸収しつつも、サポートホルダ３５よりは背凭れ面２１ａに近い位置で着座者の背中を受け止めてＴ１Ｇのピーク時期と頭部Ｇのピーク時期とのずれを低減することができる。

なお、上記実施形態ないし変形例のＴ１Ｇコントロール部位５０の構成は、ヘッドレストが、車両の後方衝突時にヘッドレストが前方へ変位する機構を有する所謂アクティブヘッドレストとして装備されているシートにおいても適用可能である。

１１シート
１３シートクッション
２１シートバック
２１ａ背凭れ面
２３シートバックフレーム
２７アッパフレーム
２７ａ横架部
３３シートバックパッド
３５サポートホルダ
３７ステー用サポート
３９ステーの支持箇所
４１ヘッドレスト
４３ヘッドレスト本体
４５ステー
５０コントロール部位
５２コントロール部材
５４当接部
５５傾斜部
５６取り付け部
５７，５７屈曲部
５８，５８段部
６２コントロール部材
６４当接部
７２コントロール部材
７４当接部
７６リブ

Claims

背凭れ面の外形を形作るパッド部材で骨格をなすフレーム部材が被覆されたシートバックを備えるとともに、着座者の頭部が当接するヘッドレスト本体と、該ヘッドレスト本体から垂下して前記シートバックの上部から前記シートバック内に挿入されて前記シートバックのフレーム部材の上端部位置に位置するアッパフレームの前方に固定されたサポートホルダにより支持されたステーとを有するヘッドレストを備える車両用シートであって、
前記フレーム部材の上端部位置における前記ステーの支持箇所には、車両の後方衝突時に着座者の背中が前記シートバックに当接する際の第１胸椎の加速度（Ｔ１Ｇ）のピーク時期をコントロールすることのできるＴ１Ｇコントロール部位が設定されており、該Ｔ１Ｇコントロール部位を、前記シートバック内において前記ステーよりも前記背凭れ面側に張り出して設け、前記Ｔ１Ｇコントロール部位は、独立形成されたＴ１Ｇコントロール部材がサポートホルダに架設されることで前記ステーの支持箇所に取り付けられて設けられており、前記Ｔ１Ｇコントロール部材は、後方衝突時に後方へ退避することで着座者の背中が前記シートバックに当接する際の衝撃を吸収することのできる衝撃吸収構造を備えており、前記コントロール部材はサポートホルダによって後退が規制されており、該Ｔ１Ｇコントロール部位による第１胸椎の加速度（Ｔ１Ｇ）のピーク時期と着座者の頭部が前記ヘッドレストに当接する際の頭部の加速度のピーク時期との両者のピーク時期のずれを低減したことを特徴とする車両用シート。