JP6266237B2

JP6266237B2 - 乗物用シート

Info

Publication number: JP6266237B2
Application number: JP2013129138A
Authority: JP
Inventors: 秀和鬼頭; 裕紀服部
Original assignee: Toyota Boshoku Corp; Shiroki Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp; Shiroki Corp
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2018-01-24
Anticipated expiration: 2033-06-20
Also published as: JP2015003574A

Description

本発明は、乗物用シートに関する。詳しくは、荷重が加えられた際に優先的に変形する脆弱部を備える乗物用シートに関する。

乗物同士が衝突する場合など、過大なエネルギーが乗物の外部から加えられると、シートに着座している乗員の体がシートの背凭れ部（シートバック）に押し付けられるような状態となる場合があることが知られている。そのような状態が生じると、シートの背凭れ部（シートバック）を後方に押し付ける負荷が与えられることになる。また、当該負荷が大きくなると、シートを変形させるように作用することになる。
そこで当該エネルギーがもたらす負荷に対応するために、シートのフレームに脆弱な部分を設けることが知られている（特許文献１参照）。
特許文献１に記載の技術を採用すれば、シートのフレームの変形が避けられないほどの大きな負荷が加わった際にも、シートの変形態様をある程度コントロールすることが可能となる。

特開２０１１−２１８８８０号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術にも、なお、改良の余地がある。特許文献１に記載の技術においては、フレームの中央部付近に設けた脆弱な部分を折れ曲がりの基点として左右方向に突出するように変形させることが意図されているが、当該変形が過大なものとなることを防ぐことは意図されておらず、フレームの変形後にはシート全体の外形が大きく変わる可能性があった。

本発明は、上記した点に鑑みて創案されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、シートフレームの変形により、乗物用シートの外形が大きく変形することを抑制することにある。

上記課題を解決するために、本発明は次の手段をとる。
先ず、第１の発明は、シートバックと、シートクッションに設けられたクッションフレームと、クッションフレームの構成要素であるロアアームと、ロアアームに取り付けられたプレート部材と、ロアアームに設けられた脆弱部と、を有する乗物用シートであって、クッションフレームには、シートバックにかけられた荷重によりロアアームの脆弱部が変形した際にプレート部材と当接可能なストッパー部が設けられており、脆弱部が変形する前の通常状態を基準とした場合、ストッパー部とプレート部材の最小距離は、ストッパー部と脆弱部の最小距離よりも短いことを特徴とする。

この第１の発明によれば、シートバックと、シートクッションに設けられたクッションフレームと、クッションフレームの構成要素であるロアアームと、ロアアームに取り付けられたプレート部材と、ロアアームに設けられた脆弱部と、を有する乗物用シートであって、クッションフレームには、シートバックにかけられた荷重によりロアアームの脆弱部が変形した際にプレート部材と当接可能なストッパー部が設けられており、脆弱部が変形する前の通常状態を基準とした場合、ストッパー部とプレート部材の最小距離は、ストッパー部と脆弱部の最小距離よりも短いため、シートバックに過大な荷重が加えられ、脆弱部が変形した際にも、ロアアームに取り付けられたプレート部材とクッションフレームに設けられたストッパー部が当接することにより、過剰な変形を抑制することが可能となる。

また第１の発明は、前記クッションフレームの後部側に前記シートバックが配置されており、前記ロアアームは、前記ストッパー部としてのリアロッドが挿設されているリアロッド孔と、前記リアロッド孔よりも後方に配置され且つ前記プレート部材が締結されている締結孔とを有し、前記脆弱部の一部が、前記ロアアームをシート幅方向に屈曲させている段差部で構成されて前記リアロッド孔と前記締結孔の間に配置されていることにより、前記リアロッド孔の設けられているロアアームの面と、前記締結孔の設けられているロアアームの面とがシート幅方向にずれて配置されていることを特徴とする。

この第１の発明によれば、脆弱部の一部をなしている段差部を、リアロッド孔と締結孔の間に位置するように形成している。そして段差部によって、リアロッド孔が設けられている面と、締結孔が設けられている面とが、シート幅方向にずれた状態に位置するように形成されている。このためシートバックを後傾させるように負荷が働いたとしても、ロアアームのうち段差部よりも前側の領域においては変形も移動もされにくくなる。

第２の発明は、第１の発明において、前記シートクッションの座面を上下動させることが可能なリフター機構が設けられており、前記脆弱部が、リフター機構の構成要素であるリアロッドが位置する領域と、ロアアームとプレート部材とが接続される部位が位置する領域とを区画するように形成されていることを特徴とする。

この第２の発明によれば、前記シートクッションの座面を上下動させることが可能なリフター機構が設けられており、前記脆弱部が、リフター機構の構成要素であるリアロッドが位置する領域と、ロアアームとプレート部材とが接続される部位が位置する領域とを区画するように形成されているため、リアロッドが位置する領域でロアアームが変形することを抑制することができるため、リフター機構の外形を保ちやすい。そのため、リフター機構を備えたシートであっても、リフター機構が破損することにより、座面が下降するような事態を抑制することが可能となり得る。

本発明によれば、シートフレームの変形により、乗物用シートの外形が大きく変形することを抑制することが可能となる。

本発明の乗物用シートのフレーム構造を示した斜視図である。実施形態のロアアームとリクライニングプレートとバックフレームとの配置関係を示す側面図である。リクライニングプレートがリアロッドに接するまで相対移動している状態を示す図である。図２のＩＶ−ＩＶ断面を表した図である。図４のＶ−Ｖ断面を表した図である。変形例のリクライニングプレートを採用した乗物用シートのフレーム側面図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、適宜図面を用いながら説明する。
なお、本明細書における前後方向、上下方向、左右方向などの方向は、図１などに示したＸが前方向、Ｙが左方向、Ｚが上方向と規定される。例えば、通常、乗員が着座した際に視界に入るほうが前方で、視界に入らない後頭部側が後方となる。
本実施の形態の乗物用シート１は、車両に用いられる乗物用シート１であり、運転席又は助手席となるフロントシートである。また、当該乗物用シート１は、図示しないヘッドレストとシートバック３とシートクッション２を備えている。シートバック３とシートクッション２は、主として金属で構成されたフレームを骨格として使用している。シートクッション２のフレームであるクッションフレーム２０は、シートバック３のフレームであるバックフレーム３０に対して接続される構成である。

シートクッション２のフレームであるクッションフレーム２０は、その左右位置において前後方向に延びるロアアーム２１を有している。当該ロアアーム２１は、その後側において略円筒形状のリアロッド２３が回動可能に接続されている。また、その前側において略円筒形状のフロントロッド２２が回動可能に接続されている。なお、図４に示されているように、リアロッド２３及びフロントロッド２２には膨出部７１を設けている。当該膨出部７１はロアアーム２１との位置関係を規制するために利用している。また、ロアアーム２１の前側部にはフロントパネル２５が接続されており（図１参照）、ロアアーム２１の後端にはプレート部材であるリクライニングプレート２４が接続されている。このようにロアアーム２１やリアロッド２３などが接続されることによりクッションフレーム２０が形成されている。
なお、リクライニングプレート２４は、バックフレーム３０と回動可能に接続されている。また、リクライニングプレート２４とバックフレーム３０とがなす角度を設定するために使用されるリクライナー（図示せず）が設けられている。

シートクッション２には、上下動が可能なように、リフター機構が設けられている。そのため、傾動可能な２つのフロントリンク２２ａ，２２ａと２つのリアリンク２３ａ，２３ａが備えられている。フロントリンク２２ａ及びリアリンク２３ａの一端はリンク用ブラケット７２を介してスライドレール機構５１を構成するアッパレール５２に固定されており、当該スライドレール機構５１は床面ＦＬに固定されている。つまり、床面ＦＬに固定されたスライドレール機構５１に取り付けられたリンク用ブラケット７２に対して回動可能にフロントリンク２２ａとリアリンク２３ａが接続されている。
なお、２つのフロントリンク２２ａ，２２ａは、フロントロッド２２と固定されており、２つのリアリンク２３ａ，２３ａはリアロッド２３と固定されている。また、フロントロッド２２とリアロッド２３は各々、ロアアーム２１に対して回動可能な状態で取り付けられている。
リアロッド２３にはセクターギヤ２３ｂが固定されており、２つあるロアアーム２１，２１のうち一方のロアアーム２１に取り付けられたピニオンギヤ７３と噛み合うように配置されている。
なお、リフターレバー７７を上もしくは下に移動させることにより、ピニオンギヤ７３が回転する。このピニオンギヤ７３の回転に伴いピニオンギヤ７３とセクターギヤ２３ｂとの噛み合わせ面がずれて相対位置が変わる。一方、ロアアーム２１に対して、ピニオンギヤ７３の中心軸の位置とリアロッド２３の中心軸の相対位置が変わることは無い。また、セクターギヤ２３ｂとリアリンク２３ａとリアロッド２３の相対位置も変わることは無い。よって、ピニオンギヤ７３が回転することにより、リアリンク２３ａとロアアーム２１との相対位置が変わることになる。これにより、床面ＦＬに対してシートクッション２の座面が上下移動可能となるように構成されている。

次に、ロアアーム２１及びその周辺の構造について説明する。
上記したように、ロアアーム２１は、クッションフレーム２０の一部であり、クッションフレーム２０の左右において、長手方向が前後方向に位置するように構成されている。また、図１に示すように、断面視略コ字形状としている。当該コ字形状とするために、ロアアーム２１は上側及び下側を略直角に折り曲げてフランジ部を形成している。
図４に示すように、ロアアーム２１の長手方向の中心位置より前側には、フロントロッド２２を挿入可能なフロントロッド孔２１ｃが設けられており、ロアアーム２１の長手方向の中心位置より後側にはリアロッド２３を挿入可能なリアロッド孔２１ｄが設けられている。ピニオンギヤ７３が取り付けられるロアアーム２１については、リアロッド孔２１ｄよりも前方であり、フロントロッド孔２１ｃよりも後方にはピニオンギヤ７３が挿通可能なピニオンギヤ孔２１ｅが更に設けられている。ピニオンギヤ７３を備えるブレーキ機構７４は、ピニオンギヤ７３を当該ピニオンギヤ孔２１ｅに対して挿通した状態でロアアーム２１に固定される。当該ピニオンギヤ７３はロアアーム２１よりも中心軸線Ｃ側に配置している。よって、ピニオンギヤ７３と噛み合うことになるセクターギヤ２３ｂについてもロアアーム２１よりも中心軸線Ｃ側に配置している（図４、５参照）。
なお、ピニオンギヤ７３が取り付けられるロアアーム２１側のリアリンク２３ａは、ロアアーム２１よりも外側に位置しており（図４、５参照）、ピニオンギヤ７３が取り付けられていないロアアーム２１側のリアリンク２３ａは、ロアアーム２１よりも中心軸線Ｃ側に配置されている。
また、ロアアーム２１は、その後側の部分において、プレート部材であるリクライニングプレート２４を介してバックフレーム３０と接続される構成となっている。ロアアーム２１とリクライニングプレート２４は、ボルトなどの締結部材により締結されている（図１、４、５参照）。当該締結がなされるために、各ロアアーム２１には、２箇所の締結孔２１ｆが設けられている。その１箇所はロアアーム２１の上側部分に配置されており、もう一箇所は、ロアアーム２１の下側部分に配置されている。

次に、ロアアーム２１において脆弱部６を設ける箇所について説明する。
ピニオンギヤ７３が取り付けられるロアアーム２１に関しては、リアロッド孔２１ｄ及びピニオンギヤ孔２１ｅが配置される領域と締結孔２１ｆが配置される領域を区分けするように脆弱部６が設けられている。
一方、ピニオンギヤ７３が取り付けられていないロアアーム２１に関しては、リアロッド孔２１ｄが配置される領域と締結孔２１ｆが配置される領域を区分けするように脆弱部６が設けられている。
このような配置とすることにより、バックフレーム３０を後傾させるように負荷Ｆが働いたとしても、リアロッド孔２１ｄと締結孔２１ｆとの間に設けられた脆弱部６が優先的に変形されるため、リアロッド２３より前側の部分が大きく変形することを抑制することが可能となり得る。

次に、脆弱部６を形成する構造について説明する。
本実施の形態における乗物用シート１は、ロアアーム２１の上側から下側に連続するよう段差部６１を設けることで、脆弱部６を設けている。当該段差部６１は、左右方向に段差を生じさせるものであり、フランジ部の根元となる基端部により形成される面と左右方向にずれた面を形成するように段差を形成している。より具体的には、基端部により形成される面に対してクランク形状となるように段差部６１を形成している。
本実施の形態においては、リアロッド孔２１ｄが設けられている面と、締結孔２１ｆが設けられている面とが、左右方向にずれた状態に位置するように段差部６１を形成している。
また、本実施の形態においては、ピニオンギヤ７３が取り付けられるロアアーム２１と、ピニオンギヤ７３が取り付けられないロアアーム２１では、段差部６１の形態が全く同じというわけではない。
具体的には、ピニオンギヤ７３が取り付けられるロアアーム２１については、その段差部６１が上側フランジ部２１ａと下側フランジ部２１ｂを繋いた曲線状となるように設けている（図２参照）。
ピニオンギヤ７３が取り付けられていないロアアーム２１については、その段差部６１は下側フランジ部２１ｂから上側フランジ部２１ａの近傍までは連続した状態で形成されているものの、上側フランジ部２１ａには繋がっておらず、上側フランジ部２１ａと略平行となるように長手部分を設けている（図１参照）。
つまり、ロアアーム２１に設けた脆弱部６の具体的な構造は、その目的を果たす限り、各種態様が可能である。
なお、本実施の形態における段差部６１は、ロアアーム２１を形成する金属プレートを加工機械で加圧することにより形成している。

次に、シートバック３が乗員から負荷Ｆをかけられ、ロアアーム２１が変形するまでの流れを説明する。
乗員がバックフレーム３０を後方へ押圧する負荷Ｆが一定値以上となると、ロアアーム２１に設けられた脆弱部６よりも後側の領域は図２で見て時計回りに移動しようとする。そのため、ロアアーム２１の下側の部分を前側に動かそうと力が働き、ロアアーム２１の上側の部分を後側に動かそうと力が働く。より具体的には、バックフレーム３０に加わった力は主に、リクライニングプレート２４とロアアーム２１を締結するボルトなどを通じてロアアーム２１に伝えられる。つまり、ロアアーム２１を変形させようとする力は主として当該ボルトなどを介して伝えられる。
ここでは、理解を簡易にするために、ボルトの締結部からのみロアアーム２１に力が加わるものとして説明する。図３に黒矢印で示されているように、ロアアーム２１の上側に配置されている上側ボルト７５によりロアアーム２１は、斜め上方に向けた力がかけられる。一方、ロアアーム２１の下側に配置されている下側ボルト７６によりロアアーム２１は、斜め下方に向けた力がかけられる。
このような力がかけられることにより、ロアアーム２１は脆弱部６を屈曲ポイントとして変形しようとする。ただし、本実施の形態においては、ロアアーム２１の上側に設けられた上側フランジ部２１ａとロアアーム２１の下側に設けられた下側フランジ部２１ｂを備えているため、当該部分がロアアーム２１の変形に関与する。
ロアアーム２１の上側に設けられた上側フランジ部２１ａに対しては、ロアアーム２１の上側で締結された上側ボルト７５から引っ張り力が働くが、引っ張り力であるため、上側フランジ部２１ａはやや変形しにくい。一方、ロアアーム２１の下側に設けられた非直線状の下側フランジ部２１ｂに対しては、ロアアーム２１の下側で締結された下側ボルト７６から圧縮力が働くため、下側フランジ部２１ｂは、上側フランジ部２１ａに比べて変形しやすい。この結果、図３の二点差線で示したように、上側ボルト７５を回転中心とするような変形がなされることになる。
なお、下側フランジ部２１ｂは曲線形状となっており、変形箇所において、その曲率半径の中心が下側フランジ部２１ｂよりも上側に位置するような形状である。よって、下側フランジ部２１ｂが変形する際は下側フランジの端部が下側に移動するように変形する（図３、５の二点差線を参照）。

当該変形がなされると、リクライニングプレート２４の下側の部位は、ストッパー部として機能するリアロッド２３に接近し、最終的には接触することになる（図４の点線を参照）。リクライニングプレート２４がリアロッド２３に当接した状態になると、リクライニングプレート２４はそれ以上の変位が抑制される。これにより、バックフレーム３０の変位も抑制されることになる。したがって、後突時にバックフレーム３０にかかったエネルギーをシートが変形するエネルギーとして使いつつも、シート全体の外形が崩れることを抑制することが可能となる。特に、シートバック３が後側に倒れる角度が大きくなることを抑制することが可能となる。
なお、リクライニングプレート２４の剛性を確保するため、ロアアーム２１の板厚よりもリクライニングプレート２４の板厚を厚くしている。

本実施の形態の乗物用シート１であれば、脆弱部６を設けたため、乗員からシートバック３に過剰な負荷がかけられても、変形態様の予測がしやすくなる。
また、ロアアーム２１に脆弱部６を設けているため、それ以外の部位に負担がかかりにくくなり、リクライナーなどが破損する事態を抑制することが可能となる。
また、脆弱部６が変形した場合も、リアロッド２３がストッパー部としての役割を果たすため、過度な変形が抑制され、シートの外形が崩れすぎないようにすることが可能である。特に、バックフレーム３０がそれ以上に後傾することを抑制することが可能となる。
また、リアロッド２３がストッパー部としての役割を果たすため、ストッパー部を形成するために、新たな部材を設ける必要性が無いため、重量の増加などを抑制することが可能となる。
また、ロアアーム２１には、リアロッド２３及びピニオンギヤ７３が位置する領域と、ロアアーム２１とリクライニングプレート２４とが接続される部分が位置する領域と、が区画されるように脆弱部６が配置されているため、リアロッド２３とピニオンギヤ７３との相対位置が変わるように変形しにくくなる。したがって、セクターギヤ２３ｂとピニオンギヤ７３との噛み合い部が外れることを抑制することが可能となる。また、リアロッド２３とピニオンギヤ７３との相対位置が変わることを抑制することができることから、セクターギヤ２３ｂとピニオンギヤ７３との噛み合い部に極度な負荷がかかることを抑制することが可能であり、上記ギヤの歯が破損する事態を抑制することが可能である。
また、左右方向にずれた段差部６１を設けることにより脆弱部６を形成しているため、バックフレーム３０から伝わる力は脆弱部６を折り曲げるように働き、脆弱部６よりもバックフレーム３０側に位置する部位は主に前後方向に移動しようとする。つまり、ロアアーム２１は、左右方向に変形するよりも前方向に変形することが優先される。このため、シート外形が大きくかわることが抑制される。
また、ロアアーム２１が変形する際には、下側フランジ部２１ｂと脆弱部６の双方の変形がなされるため、変形時に比較的大きなエネルギーを消費することができる。また、当該変形にエネルギーを消費した後で、リクライニングプレート２４がリアロッド２３と衝突するため、当該衝突直前のリクライニングプレート２４の運動エネルギーを抑制することが可能となりうる。
また、ロアアーム２１に設ける脆弱部６を段差部６１で形成しており、当該段差部６１の一部がリアロッド孔２１ｄの真後ろに位置するように形成している。そして、当該段差部６１は、リアロッド孔２１ｄが設けられている面と、締結孔２１ｆが設けられている面とは、左右方向にずれた状態に位置するように形成している。このため、バックフレーム３０を後傾させるように負荷Ｆが働いたとしても、ロアアーム２１のうち当該脆弱部６よりも前側の領域においては変形も移動もされにくくなる。

変形例として、ストッパー部と衝突しうる部位に変形許容部７８を設けたリクライニングプレート２４とすることで、リクライニングプレート２４とストッパー部とが衝突する際にエネルギーを段階的に消費させるものとすることも可能である（図６参照）。
この場合リクライニングプレート２４に変形許容部７８が設けられていることから、ストッパー部とリクライニングプレート２４が衝突した際には、先ず変形許容部７８を変形させることにエネルギーが消費される。変形許容部７８を変形させつつも、リクライニングプレート２４とストッパー部とは相対的に移動するが、リクライニングプレート２４の別の部位にストッパー部が衝突した際には、それ以上相対的な位置は変わらなくなる。
このような形態とすることにより、リクライニングプレート２４の中の予め定めた部位（変形許容部７８）を変形させることにエネルギーが使われるため、ストッパー部がリクライニングプレート２４の変位を抑制することが適切に行われやすくなる。

以上、１つの実施例と１つの変形例について説明したが、本発明は、上記実施形態のほか、その他各種の形態で実施可能なものである。
例えば、リフター機構を備えていない乗物用シートに適用することも可能である。その場合、後側に配置され、脚部と接続されたロッドをストッパー部として機能させることが可能である。
また、リクライニングプレートを備えていない乗物用シートに適用することも可能である。その場合、プレート部材であるバックフレームとロアアームとが接続されている。この場合、バックフレームがストッパー部に衝突する構造とすれば、バックフレームが倒れすぎるなどの事象が生じず、ロアアームが変形しても全体としてシートの外形を保つことが可能である。
また、フロントパネルを上下移動可能なチルト機構を採用した乗物用シートとすることも可能である。この場合においては、脆弱部により区画される領域のリアロッド側にチルト機構を配置することが好ましい。
また、実施の形態においては、シートクッションの中心軸線より左右方向外側にロアアームの後端側が配置されるように段差部を形成しているが、ロアアームの後端側が中心軸線よりに配置されているようにすることも可能である。
また、ストッパー部は、ロアアームに突形状を施すことで形成することも、ロアアームに剛性度の高い部材を取り付けることで形成することも可能である。
また、実施の形態における段差部は略９０度の曲がり部を有するクランク形状であるが、二つの面を傾斜面で接続したような構成とすることや、二つの面を曲面で接続したような構成とすることも可能である。
また、脆弱部は段差形状とすることで形成するに限らず、ロアアームの一部の板厚を他の部分の板厚よりも薄くすることで形成することや、ロアアームの一部に複数の貫通孔を連続して設けることで形成することなど、各種態様を採用することが可能である。
また、ロアアームの上端及び下端にはそれぞれフランジ部を設けているが、どちらか一方を設けないものとすることや、双方を設けないものとすることも可能である。ただし、変形に必要なエネルギーを大きくするためにはフランジ部を設けるほうが好ましい。
また、リクライニングプレートなどに付設した補強部材をプレート部材とすることも可能である。
また、乗物としては、車両であることに限らず、飛行機やヘリコプターなど空中を飛行する乗物や、船舶や潜水艇など海面や海中などを移動する乗物としてもよい。

１乗物用シート
２シートクッション
３シートバック
６脆弱部
２０クッションフレーム
２１ロアアーム
２１ａ上側フランジ部
２１ｂ下側フランジ部
２２フロントロッド
２２ａフロントリンク
２３リアロッド
２３ａリアリンク
２３ｂセクターギヤ
２４リクライニングプレート
２５フロントパネル
３０バックフレーム
６１段差部
７３ピニオンギヤ
７５上側ボルト
７６下側ボルト
Ｃ中心軸線
ＦＬ床面

Claims

シートバックと、シートクッションに設けられたクッションフレームと、クッションフレームの構成要素であるロアアームと、ロアアームに取り付けられたプレート部材と、ロアアームに設けられた脆弱部と、を有する乗物用シートであって、
クッションフレームには、シートバックにかけられた荷重によりロアアームの脆弱部が変形した際にプレート部材と当接可能なストッパー部が設けられており、
脆弱部が変形する前の通常状態を基準とした場合、ストッパー部とプレート部材の最小距離は、ストッパー部と脆弱部の最小距離よりも短くされており、
前記クッションフレームの後部側に前記シートバックが配置されており、
前記ロアアームは、前記ストッパー部としてのリアロッドが挿設されているリアロッド孔と、前記リアロッド孔よりも後方に配置され且つ前記プレート部材が締結されている締結孔とを有し、
前記脆弱部の一部が、前記ロアアームをシート幅方向に屈曲させている段差部で構成されて前記リアロッド孔と前記締結孔の間に配置されていることにより、前記リアロッド孔の設けられているロアアームの面と、前記締結孔の設けられているロアアームの面とがシート幅方向にずれて配置されていることを特徴とする乗物用シート。
請求項１に記載の乗物用シートであって、
前記シートクッションの座面を上下動させることが可能なリフター機構が設けられており、前記脆弱部が、リフター機構の構成要素であるリアロッドが位置する領域と、ロアアームとプレート部材とが接続される部位が位置する領域とを区画するように形成されていることを特徴とする乗物用シート。