JP6629518B2 - ヒンジ構造およびそれを用いたアームレスト装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヒンジ構造およびそれを用いたアームレスト装置に関し、特に、ゼンマイバネを内蔵したヒンジ構造およびそれを用いたアームレスト装置に関する。

一般なヒンジ構造では、支持部に対して被支持部が回転可能に取り付けられており、ヒンジ構造を使用する使用者の操作により、被支持部が回転可能とされている。このようなヒンジ構造は、例えば、車両に内蔵されるシート等に採用される。

一方、車両に備えられるシートに於いては、走行時に於いて車両から入力される振動により、シート自体が共振することを防止するために、その内部にダイナミックダンパを内蔵させたものがある。

特許文献１を参照すると、振動防止のための質量体を小さくするための発明が記載されている。具体的には、図４を参照して、シート１００に、上下のステー１０３Ａ、１０３Ｂを配置している。また、ステー１０３Ａ、１０３Ｂ同士の間に質量体１０４を配設し、質量体１０４の上面と上側ステー１０３Ａ間、および質量体１０４の下面と下側ステー１０３Ｂに、それぞれゴム体１０５Ａ〜１０５Ｄを設けている。これにより、質量体１０４とゴム体１０５Ａ〜１０５Ｄとでダイナミックダンパが構成されている。

特許文献２を参照すると、錘の重量等を変更すること無くダイナミックダンパの共振数端数帯域を変更できる、車両用シートのクッション体が記載されている。具体的には、図５を参照して、ヘッドレスト２００のクッション材２０１の内部において、ヘッドレストステー２０２の一対の連結部２０３の間に、錘２０４が設けられている。また、クッション材２０１の内部にて、錘２０４と連結部２０３との間には、クッション材２０１を連結部２０３側と錘２０４側とに分離する溝２０５が形成されている。これにより、錘２０４の質量やクッション材２０１の剛性を変更せずとも、ダイナミックダンパの共振周波数帯域を変更することが出来る。

特開２００３−２２６１７９号公報 特開２０１４−１２５０２０公報

しかしながら、上記した一般的なヒンジ構造では、被支持部は支持部を回転中心として回転可能に支持されているものの、被支持部は回転動作以外の自由度を有していない。一方、被支持部の自由度を大きくするために、バネ等の弾性体を介して被支持部を支持部に備え付けると、被支持部は恒常的に支持部に対して揺動可能な状態となる。すなわち、必要に応じて、被支持部の可動範囲を調整することが容易でない課題があった。

特許文献１に記載された技術では、質量体１０４はゴム体１０５Ａ〜１０５Ｄにより支えられており、係る構成により質量体１０４は変位可能に支持されている。しかしながら、質量体１０４は常にゴム体１０５Ａ〜１０５Ｄにより支えられているため、重量体１０４の変位を規制することが容易でない課題があった。

特許文献２では、錘２０４がクッション材２０１により支持されることで、ダイナミックダンパが構成されている。よって、シートのリクライニング角度が調整されることにより、ヘッドレスト２００の角度が変更されると、錘２０４とクッション材２０１とから成るダイナミックダンパが適切に動作しないことが考えられる課題があった。

本発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、必要に応じて被支持部の変位状態を調節することが出来るヒンジ構造およびそれを備えたアームレスト装置を提供することにある。

本発明は、シートバックの側部にアームレスト本体を回転可能に配置したアームレスト装置であり、前記シートバックの側部に配置した支持部材と、前記支持部材により回転可能に支持され、前記アームレスト本体に内蔵された重量体と、巻き中心部が前記支持部材に固定され、外側の端部が前記重量体に固定されたゼンマイバネと、を具備し、前記重量体は、前記ゼンマイバネのみを介して、前記支持部材により支持され、前記アームレスト本体が収納状態であれば、前記ゼンマイバネが緩み状態であることで、前記重量体は前記支持部材により変位可能に支持され、前記アームレスト本体が使用状態であれば、前記ゼンマイバネが締め付け状態であることで、前記重量体の前記支持部材に対する変位が規制されることを特徴とする。

本発明のヒンジ構造によれば、支持部材に対する被支持部材の角度が、所定の第１角度であれば、ゼンマイバネが緩み状態であることで、被支持部材は支持部材により変位可能に支持される。一方、支持部材に対する被支持部材の角度が、第１角度とは異なる第２角度であれば、ゼンマイバネが締め付け状態であることで、被支持部材の支持部材に対する変位が規制される。よって、支持部材と被支持部材との角度を変化させることにより、被支持部材の変位を適宜規制して可動範囲を規制することが可能となる。

更に、本発明のアームレスト装置によれば、アームレスト装置が収納状態の場合に、ゼンマイバネが緩み状態であることで、重量体は支持部材により変位可能に支持される。一方、アームレストが使用状態の場合は、ゼンマイバネが締め付け状態であることで、重量体の支持部材に対する変位が規制される。よって、アームレスト装置が収納状態であるときは重量体がダイナミックダンパとして機能する一方、アームレスト装置が使用状態であるときは重量体の可動範囲が制限されて振動が抑止されている。よって、使用状態のアームレスト装置は振動が抑制されているので、アームレスト装置に接触する搭乗者の腕に、不快な振動が伝わることが抑止されている。

本発明のヒンジ構造を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）はヒンジ構造を示す側面図である。 本発明のアームレスト装置を示す図であり、（Ａ）はアームレスト装置を備えるシートを示す斜視図であり、（Ｂ）はアームレスト装置を示す斜視図である。 本発明のアームレスト装置を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）はアームレスト装置を示す側面図である。 背景技術のシートを示す斜視図である。 背景技術のヘッドレストを示す斜視図である。

以下、図を参照して、本形態のヒンジ構造およびそれを備えたアームレスト装置を説明する。

図１を参照して、本形態のヒンジ構造１０を説明する。図１（Ａ）は被支持部材１２の可動範囲が制限されていないヒンジ構造１０を示す側面図であり、図１（Ｂ）は被支持部材１２の可動範囲が制限されているヒンジ構造１０を示す側面図である。

図１（Ａ）を参照して、本形態のヒンジ構造１０は、支持部材１６と、支持部材１６を取り巻くように配置されたゼンマイバネ１４と、ゼンマイバネ１４を介して支持部材１６により回転可能に支持された被支持部材１２と、を有している。

ヒンジ構造１０の主な作用は、支持部材１６に対する被支持部材１２の角度を変化させることで、被支持部材１２が変位可能に支持される状態（変位可能状態）と、被支持部材１２の変位が規制される状態（変位規制状態）と、を実現することに在る。

支持部材１６は、ヒンジ構造１０を構成する他の部材（ゼンマイバネ１４および被支持部材１２）を機械的に支持する役割を有する。被支持部材１２の形状は、ゼンマイバネ１４がその周囲に巻回されるのを容易とするために、紙面上にて厚み方向に中心軸を有する円筒形状を呈している。被支持部材１２の位置は、ゼンマイバネ１４の付勢力により回転しないように、固定されている。

ゼンマイバネ１４は、支持部材１６の周囲を複数回取り巻くように、ゼンマイ状に巻回された長尺の鋼板から構成されている。本形態では、ゼンマイバネ１４は、中心部から外側に向かって反時計回りに巻回されている。ゼンマイバネ１４の内側の端部は支持部材１６に固定され、その外側の端部は被支持部材１２に固定されている。ゼンマイバネ１４の作用は、支持部材１６と被支持部材１２とを、状況に応じて変位可能に連結させることにある。

被支持部材１２は、中心線１８に沿って長手方向を有する略直方体形状の部材である。被支持部材１２の下端付近が、ゼンマイバネ１４を介して支持部材１６に支持されている。被支持部材１２の材料としては、例えば金属などの比重が大きいものが採用される。被支持部材１２の具体例としては、後述するようなダイナミックバンパの重量体等が挙げられる。

上記した構成のヒンジ構造１０は、被支持部材１２が変位可能に支持される状態（変位可能状態）と、被支持部材１２の変位が規制される状態（変位規制状態）とを有する。これら各状態を以下に説明する。

図１（Ａ）を参照して、被支持部材１２が変位可能に支持される変位可能状態を説明する。この状態では、支持部材１６の中心点Ｃから垂直に下方に伸びる線分Ｌ１と、中心点Ｃとゼンマイバネ１４と被支持部材１２との接続部とを繋ぐ線分Ｌ２とで形成される角の角度θ１（第１角度）は、例えば９０度である。また、被支持部材１２の長手方向に対して平行な中心線１８は紙面上にて垂直方向に伸びている。

かかる変位可能状態にあっては、ゼンマイバネ１４は緩み状態である。すなわち、半径方向に於いて、ゼンマイバネ１４を構成する鋼板同士の間には間隙が存在しており、鋼板同士は実質的に接触していない。この状態では、ゼンマイバネ１４は、ゼンマイバネ１４が緩む方向（時計回り）に作用する付勢力を、被支持部材１２に与えている。更に、ゼンマイバネ１４を構成する鋼板同士は接触していないので、ゼンマイバネ１４自体が変形可能である。よって、被支持部材１２は、支持部材１６に対して、所定の可動幅にて（すなわちゼンマイバネ１４が変形する範囲内にて）、変位可能に支持されている。具体的には、被支持部材１２は、紙面上にて、上下方向に変位可能であるし、左右方向にも変位可能である。この変位可能状態に於いて、矢印で示す方向（反時計回り）に被支持部材１２を回転させることにより、ヒンジ構造１０の状態は、図１（Ｂ）に示す変位規制状態となる。この際、被支持部材１２を回転させる使用者は、ゼンマイバネ１４の付勢力に抗いつつ、支持部材１６の中心点Ｃを回転中心として、被支持部材１２を反時計回りに９０度回転させる。この回転に伴い、ゼンマイバネ１４は徐々に締め付けられる。

図１（Ｂ）を参照して、被支持部材１２の変位が規制される変位規制状態を説明する。この状態では、上記した線分Ｌ１と線分Ｌ２とで形成される角の角度θ２（第２角度）は約１８０度となっている。すなわち、図１（Ａ）に示す変位可能状態において、被支持部材１２を反時計回りに９０度回転させることで、図１（Ｂ）に示す変位規制状態に移行する。

この図に示す変位規制状態では、ゼンマイバネ１４は、締め付け状態となっている。具体的には、ゼンマイバネ１４を構成する鋼板が、半径方向に於いて互いに接触し、線間接触が増加している。この図に示すゼンマイバネ１４は、これ以上締め付けることが出来ない「底突き」の状態である。換言すると、ゼンマイバネ１４の円周方向に於ける支持部材１６に対する位置は、図１（Ａ）に示す変位可能状態では変形可能であり、図１（Ｂ）に示す変位規制状態の際に「底突き」となるような位置とされる。

ゼンマイバネ１４がこのような締め付け状態となることにより、ゼンマイバネ１４が実質的に変形することがないので、支持部材１６に対する被支持部材１２の変位が固定される。すなわち、この変位規制状態では、紙面上に於ける被支持部材１２の横方向および縦方向の移動が規制されている。これにより、変位規制状態にてヒンジ構造１０に振動が作用したとしても、被支持部材１２が揺動することが抑制される。

更に、上記したように、図１（Ｂ）に示す変位規制状態では、ゼンマイバネ１４は、それ以上回転させて締め付けることが出来ない底突きの状態である。よって、変位規制状態に於けるゼンマイバネ１４は、被支持部材１２が反時計回りに過度に回転することを抑制する回転防止手段としても機能している。

一般には、ゼンマイバネ１４を機械構造に適用させる場合は、その弾性特性を発揮させるために、締め付け状態であってもゼンマイバネ１４は底突きしないような構成とされる。一方、本形態では、ゼンマイバネ１４を敢えて底突きの状態とすることにより、ゼンマイバネ１４自体が変形しない状態を実現させ、被支持部材１２の揺動を抑制するという効果を奏している。

また、図１（Ｂ）に示す変位規制状態から図１（Ａ）に示す変位可能状態に移行するためには、ヒンジ構造１０を使用する使用者が、被支持部材１２を時計回りに約９０度回転させる。その際に、ゼンマイバネ１４が締め付け状態から緩み状態に復元しようとする復元力を用いて、被支持部材１２が時計回りに回転することを補助することにより、被支持部材１２を回転させるために必要とされる労力を低減させることが出来る。

図２を参照して、上記したヒンジ構造１０が組み込まれた車両用のシート２０の構成を説明する。図２（Ａ）はシート２０を全体的に示す斜視図であり、図２（Ｂ）はシート２０に備えられるアームレスト装置２６の構成を示す斜視図である。

図２（Ａ）を参照して、車両用のシート２０は、シートクッション２２と、シートクッション２２の後方端部に回転可能に取り付けられたシートバック２４と、シートバック２４の上端に昇降可能に取り付けられたヘッドレスト２８と、シートバック２４の側面に回転可能に取り付けられたアームレスト装置２６と、を主要に備えている。シートクッション２２は搭乗者の臀部を下方から支え、シートクッション２２は搭乗者の背中を後方から支える。また、ヘッドレスト２８は搭乗者の頭部を後方から支え、アームレスト装置２６は搭乗者の腕を下方から支える。

図２（Ｂ）を参照して、アームレスト装置２６は、アームレスト本体３０と、アームレスト本体３０に内蔵された支持部材３２、重量体３４およびゼンマイバネ３６とを備えている。ここで、支持部材３２、重量体３４およびゼンマイバネ３６は図１（Ａ）に示したヒンジ構造を構成している。すなわち、支持部材３２は図１（Ａ）に示す支持部材１６に対応し、重量体３４は図１（Ａ）に示す被支持部材１２に対応し、ゼンマイバネ３６は図１（Ａ）に示すゼンマイバネ１４に対応している。

アームレスト本体３０は、シートバック２４の側面に回転可能に配置された筐体であり、重量体３４等を収納するための内部空間を備えている。アームレスト装置２６を、シートバック２４に対して回転させると、アームレスト本体３０は、重量体３４およびゼンマイバネ３６と共に回転する。

支持部材３２は、アームレスト本体３０、ゼンマイバネ３６および重量体３４を、シートバック２４に対して回転可能に取り付けるための部位であり、シートバック２４の側面に対して固定されている。使用状況下では、アームレスト本体３０を回転させても支持部材３２は回転しない。

ゼンマイバネ３６は、支持部材３２を取り巻くように巻回された長尺の鋼板から構成され、内側の端部が支持部材３２に固定され、外側の端部が重量体３４に固定されている。

重量体３４は、略直方体形状に成形された金属等から構成され、アームレスト本体３０に揺動可能な状態で内蔵されている。これにより、ゼンマイバネ３６と重量体３４とでダイナミックバンパが構成される。

図３に基いて、上記した図２も参照しつつ、アームレスト本体３０の構成を詳述する。図３（Ａ）はアームレスト装置２６を図２（Ａ）に示すシート２０に対して立てて収納させた収納状態を示す。図３（Ｂ）はアームレスト装置２６を図２（Ａ）に示すシート２０に対して倒して使用する使用状態を示す。

図３（Ａ）を参照して、アームレスト装置２６を立てることにより、アームレスト装置２６の長手方向は、シートバック２４（図２（Ａ））の長手方向と平行となり、アームレスト装置２６は収納された状態となる。この状態では、アームレスト装置２６の長手方向は、略垂直か上方に向かって後方に傾斜している。

アームレスト装置２６が収納されている状態では、ゼンマイバネ３６は緩み状態であり、ゼンマイバネ３６を構成する鋼板同士は半径方向に於いて離間している。よって、ゼンマイバネ３６を介して支持部材３２に支持されている重量体３４は、ゼンマイバネ３６が変形することで、アームレスト本体３０の内部にて上下方向および左右方向に変位することが可能な変位可能状態となっている。また、この状態では、線分Ｌ１と線分Ｌ２とで形成される角の角度θ１（第１角度）は約９０度である。また、重量体３４の中心線１８の伸びる方向は、シートバック２４（図２（Ａ））の前面に対して略並行であり、シートクッション２２（図２（Ａ））の上面に対して略垂直である。

この状態で、ゼンマイバネ３６および重量体３４はダイナミックバンパとして機能する。すなわち、車両が走行している状況下にて、車体からシート２０に振動が作用したとしても、この振動により重量体３４がアームレスト本体３０の内部で揺動することにより、シート２０自体の振動が減衰される。具体的には、シートクッション２２から入力した振動は、シートバック２４（図２（Ａ））および支持部材３２を経由して、ゼンマイバネ３６および重量体３４に伝達する。そして、この伝達された振動により重量体３４がアームレスト本体３０の内部にて揺動する。これにより、シート２０の振動が抑制される。換言すると、シート２０に車体から入力される振動の周波数帯域が、シート２０の共振周波数帯域と略一致したとしても、この周波数帯域にて重量体３４が共振状態となることで、シート２０の共振振動が抑えられる。

更にまた、この状態では、ゼンマイバネ３６は、アームレスト本体３０に対して、時計回りの付勢力を与えているので、振動等に起因してアームレスト本体３０が反時計回りに不必要に倒れてしまうことが抑止される。

搭乗者がアームレスト装置２６を倒して使用する際には、搭乗者は支持部材３２を回転中心として、アームレスト装置２６を反時計回りに約９０度回転させる。これにより、アームレスト装置２６は、収納状態から使用状態となる。

図３（Ｂ）を参照して、搭乗者の操作によりアームレスト装置２６が反時計回りに倒されると、アームレスト本体３０に内蔵されている重量体３４も同時に反時計回りに約９０度回転する。この時、線分Ｌ１と線分Ｌ２とで形成される角の角度θ２（第２角度）は約１８０度である。また、重量体３４の中心線１８は、シートバック２４（図２（Ａ））の前面に対して略直角であり、シートクッション２２（図２（Ａ））の上面に対して略並行となる。

重量体３４の回転に伴い、ゼンマイバネ３６は締め付けられる方向に回転され、ゼンマイバネ３６を構成する鋼板同士が半径方向に接触する底突き状態となる。ゼンマイバネ３６が底突き状態となると、ゼンマイバネ３６は容易に変形しないので、重量体３４はゼンマイバネ３６を介して支持部材３２に固定され、変位規制状態となる。

この変位規制状態では、走行中の車体からの振動が支持部材３２に伝達したとしても、アームレスト本体３０の内部にて重量体３４が揺動することはない。よって、アームレスト装置２６の上面に、搭乗者の腕が接触していたとしても、重量体３４の揺動に起因した振動がその腕に伝達することがないので、搭乗者が不快な振動を腕に感じることが抑止されている。

また、アームレスト装置２６が倒される使用状態にて、ゼンマイバネ３６が底突きすることにより、ゼンマイバネ３６を、アームレスト装置２６が過度に倒れることを抑制するストッパーとして用いることができる。

アームレスト装置２６を使用状態から収納状態に戻す際には、搭乗者がアームレスト装置２６を時計回りに約９０度回転させる。その際にゼンマイバネ３６の回復力で搭乗者の回転動作を補助することが可能となる。このことにより、アームレスト装置２６は図３（Ａ）に示す変位可能状態となり、ゼンマイバネ３６および重量体３４がダイナミックバンパとして機能することでシート２０（図２（Ａ））の走行時における振動を抑制している。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で以下の変更が可能である。

図１（Ａ）を参照すると、ゼンマイバネ１４は支持部材１６の外側に配置されているが、ゼンマイバネ１４の少なくとも一部は、支持部材１６に内蔵されても良い。このことは、ヒンジ構造１０全体としての小型化に寄与する。

１０ ヒンジ構造
１２ 被支持部材
１４ ゼンマイバネ
１６ 支持部材
１８ 中心線
２０ シート
２２ シートクッション
２４ シートバック
２６ アームレスト装置
２８ ヘッドレスト
３０ アームレスト本体
３２ 支持部材
３４ 重量体
３６ ゼンマイバネ

Claims (5)

1. シートバックの側部にアームレスト本体を回転可能に配置したアームレスト装置であり、
   前記シートバックの側部に配置した支持部材と、
   前記支持部材により回転可能に支持され、前記アームレスト本体に内蔵された重量体と、
   巻き中心部が前記支持部材に固定され、外側の端部が前記重量体に固定されたゼンマイバネと、を具備し、
   前記重量体は、前記ゼンマイバネのみを介して、前記支持部材により支持され、
   前記アームレスト本体が収納状態であれば、前記ゼンマイバネが緩み状態であることで、前記重量体は前記支持部材により変位可能に支持され、
   前記アームレスト本体が使用状態であれば、前記ゼンマイバネが締め付け状態であることで、前記重量体の前記支持部材に対する変位が規制されることを特徴とするアームレスト装置。
2. 前記アームレスト本体を、前記使用状態側に回転させることで、前記ゼンマイバネは締め付けられることを特徴とする請求項１に記載のアームレスト装置。
3. 前記ゼンマイバネの復元力で、前記アームレスト本体の、前記使用状態から前記収納状態への回転を補助することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアームレスト装置。
4. 前記アームレスト本体が前記収納状態であれば、前記ゼンマイバネおよび前記重量体が、ダイナミックダンパとして機能することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のアームレスト装置。
5. 前記ゼンマイバネが底突する締め付け状態であることで、前記重量体の前記支持部材に対する変位が規制されることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載のアームレスト装置。
   

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