JP6573985B2 - エネルギ吸収構造付きの車両シート - Google Patents

Description

本発明は、車両シートに関し、特にエネルギ吸収構造付きの車両シートに関する。

車両走行時に追突事故が発生した場合、衝突車両の運転手、乗客がむち打ち症となるおそれがある。むち打ち症とは、衝突加速度及びヘッド部慣性力の働きによって、首が鞭のようにしなったために起こる症状である。事故後、患者は首に様々な違和感を感じるが、命に別状はない。しかしながら、リハビリのプロセスが非常に複雑、冗長であり、場合によって完治しない持病と成り得る。そこで、ダメージを低減させるために、自動車メーカーは、衝撃エネルギを吸収可能な車両シートの研究開発を行っており、例えば、特許公開公報ＣＮ１０３２４９５９５Ａ、ＣＮ１６４０７１４Ａ及びＵＳ２０１０００９６８９２Ａ１のそれぞれには、衝撃エネルギを吸収可能な車両シートが提供されている。ところが、これらのシートは、構造が複雑で、高コストである。

本発明は、上記先行技術の不具合に鑑みてなされたものであり、エネルギ吸収効率が良く、構造が簡単で、低コストであるエネルギ吸収構造付きの車両シートを提供することを目的とする。

上述の目的を実現するために、本発明は、シートクッション側板と角度調整器下接続板とを含むエネルギ吸収構造付きの車両シートであって、前記角度調整器下接続板には、上下に連通される直進溝部及び円形溝部を含む衝撃溝が設けられ、環状部と、位置決め部と、前記環状部及び前記位置決め部の間に接続される衝撃断裂部とを含むエネルギ吸収片と、前記シートクッション側板に固接される第１ナットと、順に同軸接続されるヘッド部、段差部、及び、ボルトステムを含む段差ボルトと、を含み、前記ボルトステムは、前記段差部を前記円形溝部に貫通させて前記エネルギ吸収片と押圧係合されるように、前記円形溝部と前記環状部とを順に貫通して前記第１ナットと螺合される構成を採用する。

さらに、前記シートクッション側板と前記角度調整器下接続板とが、前端ボルトと第２ナットとによって接続されてもよい。

前記段差の外径は、前記段差部と前記エネルギ吸収片とが押圧係合されるとき、前記段差部の最低位置と前記円形溝部の最低位置とが離間するように、前記円形溝部の内径よりも小さいことが好ましい。

前記角度調整器下接続板は、平面構造であることが好ましい。

前記角度調整器下接続板は、異なる平面に位置するシートクッション取り付け面及びエネルギ吸収片取り付け面を含み、前記エネルギ吸収片は、前記エネルギ吸収片取り付け面に取り付けられるとき、前記シートクッション取り付け面と面一になっていることが好ましい。

さらに、前記衝撃断裂部の断面積は、６−９ｍｍ^２であることが好ましい。

さらに、前記第１ナットは、前記シートクッション側板に半田付けされていることが好ましい。

本発明の車両シートは、構造が簡単で、取り付けやすく、衝突時においてエネルギを吸収可能であることで、車両衝突時における人体ヘッド部のリバウンド速度を低減し、乗客の安全を守り、車両の評価を高めることができる。

本発明の車両シートの構造概略図である。 本発明のエネルギ吸収構造の分解概略図である。 本発明のエネルギ吸収構造の組立て概略図である。 図２におけるエネルギ吸収片の第１実施例の構造概略図である。 図２におけるエネルギ吸収片の第２実施例の構造概略図である。 図２におけるエネルギ吸収片の第３実施例の構造概略図である。 図２におけるエネルギ吸収片の第４実施例の構造概略図である。 図２における角度調整器下接続板の第１実施例の構造概略図である。 図２における角度調整器下接続板の第２実施例の構造概略図である。 図４におけるエネルギ吸収片と図５Ｂにおける角度調整器下接続板とが接続される概略図である。 図６ＡにおけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図２におけるナットの構造概略図である。 図７におけるナットがシートクッション側板に半田付けされている概略図である。 図７におけるナットがシートクッション側板に半田付けされている断面図である。 図２における段差ボルトの構造概略図である。 本発明の組立済のエネルギ吸収構造の断面図である。 衝突発生時に本発明のエネルギ吸収片が断裂した概略図である。 衝突発生時における本発明の段差ボルト及び角度調整器下接続板の概略図である。 衝突発生時における本発明のエネルギ吸収構造の断面図である。 衝突時において本発明のエネルギ吸収片が直進溝部を押圧する概略図である。 衝突時における本発明の車両シートの変形概略図である。

以下、図面に示される本発明の好適な実施例について詳細に記述することにより、本発明の機能、特徴をより理解できる。

通常の車両シートは、図１に示すように、シートクッションアセンブリ及び背もたれアセンブリを含む。背もたれアセンブリには、それぞれ下端両側に位置する角度調整下接続板１が設けられており、シートクッションアセンブリには、それぞれ後端両側に位置するシートクッション側板２が設けられており、且つ、シートクッションアセンブリと背もたれアセンブリとが、シートクッション側板２及び角度調整器下接続板１によって一体に接続されている。

衝突時に背もたれアセンブリに加わる衝撃エネルギを吸収するために、本発明は、シートクッション側板２と角度調整器下接続板１との間にエネルギ吸収片３（図２に示すように）を増設し、当該エネルギ吸収片３は、互いに係合する第１ナット６と段差ボルト４とによって、シートクッション側板２及び角度調整器下接続板１と一体に接続されている。それに応じて、シートクッション側板２には、第１ナット６が貫通可能な孔が設けられ、角度調整器下接続板１には、段差ボルト４が貫通可能な衝撃溝１０が設けられ、当該衝撃溝１０は、上方に位置する直進溝部及び下方に位置する円形溝部を含む。第１ナット６及び段差ボルト４に加えて、シートクッション側板２と角度調整器下接続板１とが、さらに前端ボルト５及び第２ナット７によって直接接続されることが好ましい。組立済のエネルギ吸収構造は、図３に示されている。

図４Ａ−４Ｄは、それぞれ前述のエネルギ吸収片３の複数の変形例を示している。これらのエネルギ吸収片３は、それぞれ環状部３１、環状部３１の両側に設けられる衝撃断裂部３３、及び、衝撃断裂部３３に接続される位置決め部３２を含む。図４Ａでは、位置決め部３２は、略Ｕ字状の構造に示されており、環状部３１の大半部分を囲み、図４Ｂでは、位置決め部は、略Ｊ字状の構造に示されており、Ｊ字状の構造の前端には、ファスナーを取り付けるための孔が開設されており、他端が環状部３１の大半部分を囲むように延伸し、図４Ｃでは、位置決め部３２は、２つの位置決め部分を含み、それぞれ環状部３１両側に位置する衝撃断裂部３３に接続されており、図４Ｄでは、位置決め部３２は、それぞれ環状部３１両側に位置する衝撃断裂部３３に接続される２つの位置決め部分、及び、２つの位置決め部分を接続するための円形フレームを含む。ここで、エネルギ吸収片３の環状部３１と角度調整器下接続板１の円形溝部とは同軸に設けられており、環状部３１の中心の円孔には、段差ボルト４のねじが貫通し、位置決め部３２は、エネルギ吸収片３を角度調整器下接続板１の内側面（即ち、シートクッション側板２に対する側面）に位置決めさせるように、角度調整器下接続板１と面接触している。図から分かるように、エネルギ吸収片３の構造変形は、位置決め部３２に集中しており、勿論、図４Ａ−４Ｄ以外の他の適宜の形態を採用してもよいが、衝撃断裂部３３の幅は、環状部３１の直径より遥かに小さく（その断面積は、約６−９ｍｍ^２であり、ただし、エネルギ吸収時にシートが受ける力の大きさに応じて断面積を調整しても良い）、自動車が追突事故に出会い、衝突が一定レベルに達すると、衝撃断裂部３３に断裂が発生する。

図５Ａ−５Ｂは、角度調整器下接続板１の実施例を２つ示している。図５Ａに示す角度調整器下接続板１は、平面をなしており、その平面には、衝撃溝１０、前端ボルト５のネジロッドが貫通するための孔、及び、角度調整器（図示しない）を取り付けるための取り付け孔１１が開設されている。図５Ｂにおける角度調整器下接続板１は、前者と異なり、台形状をなしており、すなわち、異なる平面に位置するシートクッション取り付け面１２及びエネルギ吸収片取り付け面１３を含み、シートクッション取り付け面１２は、シートクッションの取り付けに用いられ、前端ボルト５のネジロッドが通過するための孔、及び角度調整器（図示しない）を取り付けるための取り付け孔１１は、いずれもシートクッション取り付け面１２に設けられており、エネルギ吸収片１３には、エネルギ吸収片３を取り付けるための衝撃溝１０が設けられている。図６Ａ−６Ｂに示すように、エネルギ吸収片３がエネルギ吸収片取り付け面１３に取り付けられると、エネルギ吸収片３の端面は、エネルギ吸収片３に接続されるシートクッションを台形状にすることなく平面とすることが可能であり、シートクッション及び背もたれの製造治具及び検査ゲージの費用を減らし、シートクッション、背もたれを取り付けやすいように、シートクッション取り付け面１２の端面と面一となるように構成される（すなわち、シートクッション取り付け面１２とエネルギ吸収片取り付け面１３との間の高度差は、エネルギ吸収片３の厚みである）。

本発明が採用するナットは、図７に示すように、当該技術分野における通常のナットである。図８Ａ−８Ｂの実施例では、ナット６，７は、シートクッション側板２に半田付けされている。また、本発明が採用する段差ボルト４は、図９に示すように、当該技術分野における通常の段差ボルトであり、順に軸方向に接続される大径のヘッド部４１、小径の段差部４２及びボルトステム４３を含む。

上述エネルギ吸収構造の組立プロセスは、以下のステップを含む。
（１）図２に示すように、第１ナット６、第２ナット７をそれぞれシートクッション側板２の対応位置に半田付けさせる。
（２）図６Ａに示すように、エネルギ吸収片３を角度調整器下接続板１に位置決めさせつつ、エネルギ吸収片３の環状部３１と衝撃溝１０の円形溝部との同軸を保持させる。
（３）図１０に示すように、エネルギ吸収片３を段差ボルト４の段差部４２とシートクッション側板２との間に押圧させるように、段差ボルト４をシートクッション側板２４とエネルギ吸収片３とに順に貫通させて、シートクッション側板２に半田付けされている第１ナット６と螺合させる。ここで、エネルギ吸収片３が断裂するときの力値は、エネルギ吸収片３の断裂力によって決まるため、段差部４２の最底端と衝撃溝１０の最底端との隙間Ｌにより、段差ボルト４と角度調整器下接続板１との間に摩擦力及び押圧力を生じさせない。
（４）前端ボルト５を角度調整器下接続板１に貫通させてシートクッション側板２と接続させることで、組立プロセスが終了する。

追突事故が発生するとき、段差ボルト４は、背もたれアセンブリが前端ボルト５周りに回転することによって、エネルギ吸収片３を切断し（図１１に示すように、エネルギ吸収片３の衝撃断裂部３３を切断する）、断裂の環状部３１を連れて（図１２に示すように）上へ変位し、移動距離は、ΔＬであるときに、段差ボルト４の段差部４２が、衝撃溝１０の直進溝部の底端に当接されており（図１３に示すように）、その後、安定の力を発生し続けることで、角度調整器下接続板１を押圧し（図１４に示すように、下接続板の直進溝部が広くなる。破線は、直進溝部の初期外郭である。）、背もたれアセンブリを前端ボルト５周りに後ろに回転し、エネルギを吸収する（図１５に示すように、破線は、背もたれアセンブリの初期外郭である。）。

これによって、本発明のエネルギ吸収構造は、構造が簡単なだけでなく、取り付けやすく、衝突時においてエネルギを吸収可能であるとともに、さらに以下のメリットを有する。

１．生じる力値は、安定して大きさが調整される。エネルギ吸収片３の材料強度、厚み及び断裂断面積によれば、生じる力値Ｆ１＝許容応力σ１×断面積Ｓであり、ここで、エネルギ吸収片３は、材料の許容応力σ１が一定であり、衝撃断裂部３３の断面積Ｓを変化させ、すなわち、力Ｆ１を調整可能であり、下接続板の衝撃溝１０の押圧力Ｆ２＝許容応力σ２×押圧量Ψ×係数であり、下接続板１と段差ボルト４との干渉押圧量Ψを変化させることによって、調整される。

２．耐久性が良く、エネルギ吸収片３は、衝突失効時に生じる力値を保証しつつ、通常場合において疲労による失効を防ぐことができるため、通常の場合におけるシートの使用機能に影響しない。

３．ボルト締め付け時の摩擦力の影響を解消し、背もたれとシートクッションとがボルトによって接続されるときに、ボルトを締め付ける軸方向の力が機構運動時に生じるスライド摩擦力に対する影響を考慮せずとも、段差ボルト４が下接続板の円形溝を貫通し、円形溝の底部と離間し、段差部４２が、エネルギ吸収片３に押圧されており、エネルギ吸収片３が衝突破壊、断裂発生力を受けるときに、段差ボルト４の軸方向力は、エネルギ吸収片３の断裂に影響しない。

以上の記述は、本発明の好適な実施態様に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の上述の実施態様を適宜に変化させることが可能である。すなわち、本願発明の特許請求の範囲及び明細書の内容に基づいて簡単、同等な変化、修飾を行ったものであっても、本発明の特許請求の範囲に含まれる。

Claims (7)

1. シートクッション側板と角度調整器下接続板とを含むエネルギ吸収構造付きの車両シートであって、
   前記角度調整器下接続板には、上下に連通される直進溝部及び円形溝部を含む衝撃溝が設けられ、
   環状部と、位置決め部と、前記環状部及び前記位置決め部の間に接続される衝撃断裂部とを含むエネルギ吸収片と、
   前記シートクッション側板に固接される第１ナットと、
   順に同軸接続されるヘッド部、段差部、及び、ボルトステムを含む段差ボルトと、を含み、
   前記ボルトステムは、前記段差部を前記円形溝部に貫通させて前記エネルギ吸収片と押圧係合されるように、前記円形溝部と前記環状部とを順に貫通して前記第１ナットと螺合されることを特徴とするエネルギ吸収構造付きの車両シート。
2. 前記シートクッション側板と前記角度調整器下接続板とが、前端ボルトと第２ナットとによって接続されることを特徴とする請求項１記載のエネルギ吸収構造付きの車両シート。
3. 前記段差部の外径は、前記段差部と前記エネルギ吸収片とが押圧係合されるとき、前記段差部の最低位置と前記円形溝部の最低位置とが離間するように、前記円形溝部の内径よりも小さいことを特徴とする請求項１記載のエネルギ吸収構造付きの車両シート。
4. 前記角度調整器下接続板は、平面構造であることを特徴とする請求項１記載のエネルギ吸収構造付きの車両シート。
5. 前記角度調整器下接続板は、異なる平面に位置するシートクッション取り付け面及びエネルギ吸収片取り付け面を含み、
   前記エネルギ吸収片は、前記エネルギ吸収片取り付け面に取り付けられるとき、前記シートクッション取り付け面と面一になっていることを特徴とする請求項１記載のエネルギ吸収構造付きの車両シート。
6. 前記衝撃断裂部の断面積は、６−９ｍｍ^２であることを特徴とする請求項１記載のエネルギ吸収構造付きの車両シート。
7. 前記第１ナットは、前記シートクッション側板に半田付けされていることを特徴とする請求項１記載のエネルギ吸収構造付きの車両シート。

Images