JP4300657B2 - 車両用シート - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車内に配設される車両用シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両内部に配設された車両用シートには、後方からの衝突事故等から乗員を保護するための様々な工夫がなされている。
【０００３】
例えば、図１１に示すように、特開平１０−９７３号公報では、シートバック１００のシートバックフレーム１０２にはヘッドレスト１０４がブラケット１０６により回転可能に取り付けられている。このブラケット１０６の背面には、Ｕ字型のヘッドレストサポート１０８が溶接されている。また、このヘッドレストサポート１０８とシートバックフレーム１０２の下端部との間には、受圧用ベルト１１０が張られている（従来技術１）。
【０００４】
この構成によれば、後方から追突（以下、「後突」という。）された場合には、乗員がシートバック１００に押し付けられる。この押付力が受圧用ベルト１１０を介して、ブラケット１０６をシートバックフレーム１０２回りに回転させる。このブラケット１０６の回転により、ヘッドレスト１０４が前方に押し出され、乗員の頭部を支持する。これにより、後突時に生じる乗員の頚部傷害を防止しようとするものである。
【０００５】
また、図１２に示すように、特開平０９−２２０９９１号公報では、シートベルト１２２は中空帯状に形成されている。後突時に、その衝撃力をセンサ１２４で感知し、気体充填装置１２６により、シートベルト１２２内部に空気を送って膨張させている（従来技術２）。これにより、乗員１２８を拘束し、むち打ち等から保護しようとするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術は、いずれも後突時に発生する身体上部（特に、頚部）への衝撃力の低減を目的としてシートベルトやヘッドレストを作動させる構造となっているが、後突時に乗員の上半身が描く挙動（以下、「乗員挙動」という。）が考慮されていないため、十分な効果が得られない。
【０００７】
すなわち、上記従来技術１では、後突後のリバウンド現象発生時において乗員の身体を拘束していない。このため、後突直後に乗員の腰部がシートバックの方向に移動しシートバックを押付けた後、乗員の腰部がシートバックから離れるリバウンド現象時において、シートバックから乗員の頚部を含む身体上部へ押付力が継続して作用する。したがって、乗員の頚部へ作用する押付力を十分低減することができない。
【０００８】
また、従来技術２では、シートベルト内部に空気を注入して膨張させ乗員を拘束する。しかし、乗員の乗車姿勢が前傾であることから、身体上部の身体下部に対する振れ回りを助長してしまう。
【０００９】
また、通常シートは、シートの側面がシートバック面よりも車両前方に位置している。このため、シートベルトを締めると乗員とシートベルトとの間には一定の隙間が生じるが、この隙間をうめるためにシートベルトを大きく膨張させると、乗員の腹部等に作用する圧縮力がさらに大きくなり、好ましくない。
【００１０】
本発明は、上記事実を考慮し、後突時において乗員の身体に局所的に作用するシートバックからの押付力を低減することができる車両用シートを提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の車両用シートは、シートクッションとシートバックを備える車両用シートであって、車両後方からの衝突後に乗員の腰部が前記シートバックを押付ける押付力を検出する押付力検出手段と、前記シートクッション又は前記シートバックに設けられ、前記押付力を前記押付力検出手段が検出することによって作動して、乗員の腰部を前記シートバックとの間に挟んで保持するとともに、その保持状態を維持するように構成され、乗員の腰部が前記シートバックから離れるリバウンド現象を阻止する乗員保持手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、車両が後方から衝突されると、その慣性力により乗員の腰部がシートバックに向かって移動し、シートバックを押し付ける。そして、押付力検出手段がその押付力を検出する。
【００１３】
次に、乗員保持手段は、押付力検出手段による押付力の検出によって作動し、乗員の腰部をシートバックとの間に挟んで保持するとともに、その保持状態を維持する。これによって、乗員の腰部がシートバックから離れるリバウンド現象を阻止できる。
【００１４】
このため、上記押付力の反作用として、シートバックからの押付力が乗員の腰部にも作用するため、該押付力が乗員の頚部のみに集中的に作用することを防止する。この結果、頚部に作用する押付力を分散できるので、頚部を保護できる。
【００１５】
また、請求項２に記載の車両用シートは、請求項１に記載の車両用シートにおいて、前記乗員保持手段が、前記押付力検出手段へ連結されるとともに、前記シートクッション又は前記シートバックに設けられた軸の軸回りに回転可能に設けられ、前記押付力によって前記押付力検出手段が前記シートバックの後方側へ移動するのに伴い、前記軸の軸回りに回転して最大回転位置で止まることにより、乗員の腰部を前記シートバックとの間に挟んで保持する保持状態を維持することを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、乗員の押付力によって押付力検出手段がシートバックの後方側へ移動する。この押付力検出手段の移動により、乗員保持手段が、シートクッション又はシートバックに設けられた軸の軸回りに回転して最大回転位置で止まり、乗員の腰部をシートバックとの間に挟んで保持するとともに、その保持状態を維持する。このため、簡易な構成で乗員の腰部がシートバックから離れるリバウンド現象を阻止することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の第１実施形態に係る車両用シートについて説明する。図１は本実施形態に係る車両用シートの平面図であり、図２は本実施形態に係る車両用シートの正面図である。
【００１８】
図１及び図２に示すように、車両用シート１０には、乗員１２が腰掛けるシートクッション１４が備えられている。また、このシートクッション１４の後端部には、門型のシートバックフレーム１６が取り付けられている。
【００１９】
このシートバックフレーム１６には、乗員１２の背中部１２Ａ及び腰部１２Ｂを支持するシートバック１８が取り付けられている。また、上記シートバック１８内には、シートバックフレーム１６に掛け渡されるバネやクッション部材が設けられている。
【００２０】
図３に示すように、このシートバック１８の内部には、後突時に乗員１２の背中部１２Ａ及び腰部（図示省略）から作用する所定値以上の押付力により車両後方（矢印Ａ方向）に移動する板状の受圧部材２０が設けられている。すなわち、力が作用しない通常時において、受圧部材２０はバネ（図示省略）の弾性力によりシートバック１８の乗員１２側に位置しているが、後突等で乗員１２から押付力を受けると上記バネが圧縮されシートバック１８の後方側（図中矢印Ａ方向）に移動する構成となっている。また、別途保持部材を設けて受圧部材２０が通常走行時に移動しないように保持し、後突時にこの保持部材を変形させて受圧部材２０を移動できるようにしてもよい。なお、移動した状態の受圧部材２０を図中２点鎖線で示す。
【００２１】
また、シートバック１８の両側面には、棒状のシートサイドフレーム２２がそれぞれ取り付けられている。これらのシートサイドフレーム２２は、シートバックフレーム１６と略平行に配置され、シートサイドフレーム２２の上下両端がそれぞれ図示しない取付部材によりシートバックフレーム１６に固着されている。また、このシートサイドフレーム２２には、シートサイド２４がシートサイドフレーム２２を軸として回転可能に設けられている。
【００２２】
また、図８に示すように、各シートサイド２４の乗員１２側表面には、連結部材として鋼線２６の先端が取り付けられている。一方、この鋼線２６の後端は、上記受圧部材２０の両側面にそれぞれ取り付けられている。このため、受圧部材２０が矢印Ａ方向に移動すると、シートサイド２４が連動しシートサイドフレーム２２回りに乗員１２側（矢印Ｃ方向）に回転して乗員１２の腰部の両側部を拘束する構成となる。
【００２３】
このため、シートサイド２４の一部は、シートバック１８に沈み込んだ乗員１２の腰部（好ましくは腰骨付近）を、シートバック１８との間に乗員１２の腰部を挟んで保持できる大きさ、配置とすることが好ましい。なお、図８では、説明の便宜上、一方のシートサイド２４の図示を省略している。
【００２４】
また、図４に示すように、鋼線２６の外周部には、軸線を挟んだ両側に複数の突起２８が形成されている。これらの突起２８は鋼線２６の長手方向に沿って所定の間隔で複数個突出されている。
【００２５】
また、図８に示すように、受圧部材２０とシートサイド２４との間には、ロック機構としての鋼線固定部材３０が配置されている。図４に示すように、この鋼線固定部材３０には、シートバックフレーム１６等に取り付けられる筒状部３２が設けられている。この筒状部３２の内部では、爪部材３８が軸３９によって筒状部３２に軸支されている。また、この爪部材３８と筒状部３２との内周の間には、くさび状の弾性部材３６が取り付けられている。爪部材３８は、弾性部材３６により付勢されて鋼線２６の突起２８と係合している。このため、爪部材３８は、鋼線２６の進入方向（図中矢印Ｂ方向）と逆方向への移動を阻止する阻止手段としての役目を有している。なお、この突起２８の代わりに他の形状の突起や多数の凹部であってもよい。また、鋼線２６は、乗員１２の着座空間に露出することがないように、シートバック１８内へ埋め込むことが好ましい。
【００２６】
また、図１及び図２に示すように、シートバックフレーム１６の上端には、乗員１２の頭部１２Ｄを支持するヘッドレスト４０が取り付けられている。
【００２７】
次に、本実施形態の作用及び効果についての説明に先立って、一般的な車両構造において、走行中あるいは停止中の自動車の車両用シート１０に乗員１２が着座した状態で、車両後方から追突（以下、適宜「後突」という。）された場合の乗員１２の上半身挙動（以下、「乗員挙動」という。）について説明する。
【００２８】
図５に示すように、後突初期において、車両用シート１０に着座した乗員１２の姿勢は前傾しており、乗員１２の頚部１２Ｃとシートバック１８との間には隙間が生じている（このときの状態を図中線Ｘで示す。）。
【００２９】
後突中期においては、後突時の衝撃力により乗員１２の腰部１２Ｂ及び背中部１２Ａがシートバック１８の方向に移動し、乗員１２の頚部１２Ｃとシートバック１８との隙間も減少している（このときの状態を図中線Ｙで示す。）。
【００３０】
さらに、後突後期においては、乗員１２の腰部１２Ｂは車両用シート１０の前方（車両前方側）に大きく移動し、背中１２Ａがシートバック１８から浮き上がっているが、乗員１２の頚部１２Ｃはシートバック１８に密着した状態となっている（このときの状態を図中線Ｚで示す。）。
【００３１】
ここで、乗員１２は前傾姿勢をしているため、乗員１２の腰部１２Ｂが頚部１２Ｃよりも先にシートバック１８方向へ移動する。このため、腰部１２Ｂが頚部１２Ｃに比べ早い時期にシートバック１８からの反作用力を受ける。その後、頚部１２Ｃが慣性力によりシートバック１８方向に移動しシートバック１８から反作用力を受ける。
【００３２】
ここで、後突時の乗員１２の頚部１２Ｃ及び腰部１２Ｂの回転角の計測結果について説明する。この計測においては、乗員１２の頚部１２Ｃと腰部１２Ｂとにセンサ（図示省略）を付け、それぞれの回転角を計測している。
【００３３】
すなわち、図６（Ｂ）に示すように、後突後の乗員１２の腰部１２Ｂの回転角は、一旦大きく変化するが、時間の経過と共に再び、衝突直前と近い状態に戻る。これに対し、図６（Ａ）に示すように、頚部１２Ｃの回転角は一旦大きく変化した後は、時間が経過しても元の状態に戻らない。この現象は、図５の乗員挙動が示すように、後突中後期以後においては、頚部１２Ｃを含む身体上部に対して腰部１２Ｂなどの身体下部がシートバック１８の前方に移動するリバウンド現象により、身体下部が身体上部を回転中心として回転するためである。
【００３４】
ここで、図５に示す乗員挙動の計測と同時に行った乗員１２のシートバック１８への押付力の計測結果について説明する。図７は、（Ａ）衝突直後（Ｂ）衝突中期（Ｃ）衝突後期と場合分けして、後突直前のシートバック１８への押付力を基準とした乗員１２の腰部１２Ｂ及び頚部１２Ｃの押付力の変化量の分布を示している。なお、図５及び図７においては、ヘッドレスト４０が未装着の車両用シート１０における実験結果を示している。
【００３５】
図７に示すように、衝突直後は腰部１２Ｂの押付力の変化が大きく、腰部１２Ｂの変化に遅れて頚部１２Ｃの押付力の変化が生じることを示している。かかる押付力の変化は、図５に示す乗員挙動と一致している。
【００３６】
詳細には、図７（Ａ）に示すように、衝突直後において、乗員１２が前傾姿勢であるため、乗員１２の腰部１２Ｂは、頚部１２Ｃよりも先にシートバック１８に押し付けられる。このため、シートバック１８には、腰部１２Ｂからの押付力（図中ハッチング部）のみが作用する。
【００３７】
また、図７（Ｂ）に示すように、衝突中期において、乗員１２の頚部１２Ｃが慣性力により腰部１２Ｂより遅れてシートバック１８に押し付けられる。このとき、シートバック１８には、乗員１２の頚部１２Ｃ及び腰部１２Ｂから押付力（図中ハッチング部）が作用している。
【００３８】
さらに、図７（Ｃ）に示すように、衝突後期以後において、シートバック１８からの反作用力により腰部１２Ｂがシートバック１８から離れるリバウンド現象が始まると、腰部１２Ｂがシートバック１８から浮き上がるため、腰部１２Ｂのシートバック１８に対する押付力が作用しなくなるが、頚部１２Ｃのシートバック１８に対する押付力（図中ハッチング部）は依然として作用している。
【００３９】
なお、図７においては、シートバック１８への作用力を示したものであるが、頚部１２Ｃ及び腰部１２Ｂには、シートバック１８からその反作用として同じ大きさの反作用力が作用している。
【００４０】
この観点からみれば、衝突後期においても、頚部１２Ｃへの反作用力は衝突直後と比べて大きく、後突後、頚部１２Ｃにはシートバック１８からの反作用力が継続して作用していることになる。
【００４１】
次に、本実施形態に係る車両用シート１０の作用及び効果について説明する。
【００４２】
例えば、自動車の運転中に後突されると、図１及び図２に示すように、乗員１２が前傾姿勢であるので、先ず腰部１２Ｂ及び背中部１２Ａが慣性力によりシートバック１８方向（矢印Ａ方向）に移動する。その後、乗員１２の頭部１２Ｄが慣性力によりシートバック１８の方向に移動し、頭部１２Ｄ及び頚部１２Ｃがヘッドレスト４０及びシートバック１８とそれぞれ密着する。
【００４３】
そして、背中部１２Ａ及び腰部１２Ｂが受圧部材２０を押し、この押付力により受圧部材２０がバネ力に抗してシートバック１８の後方（図中矢印Ａ方向）へ移動する。
【００４４】
ここで、図３及び図８に示すように、この受圧部材２０の移動により、鋼線２６を介して各シートサイド２４が引張力を受け、シートサイドフレーム２２を中心として乗員１２側（図中矢印Ｃ方向）に回転する。受圧部材２０に引っ張られた鋼線２６は、突起２８が爪部材３８を押上げて鋼線固定部材３０の筒状部３２を通り、図４中矢印Ｂ方向に移動する。そして、受圧部材２０の移動が、ストッパへ当たる等により最大後方移動位置で止まると、シートサイド２４の回転も最大回転位置で止まる。この状態で、シートサイド２４の先端部は、乗員１２の腰部よりも車両前方側に位置するので、乗員１２はシートサイド２４とシートバック１８との間に保持されて車両の前方へは移動しない。すなわち、乗員１２の腰部１２Ｂ、背中部１２Ａ及び頚部１２Ｃは、シートバック１８に密着した状態となる。
【００４５】
なお、シートサイド２４が衝撃に強い乗員１２の腰部１２Ｂと接触することにより、接触時の衝撃から乗員１２を保護している。また、この状態では、鋼線２６が矢印Ｂ方向と逆方向に引っ張られても、ベルト固定部材３０の爪部材３８の先端が鋼線２６の突起２８と係合するので逆方向の移動が阻止されている。
【００４６】
次に、リバウンド現象により、乗員１２の腰部１２Ｂ及び背中部１２Ａは、頚部１２Ｃがシートバック１８に密着した状態で、シートバック１８から離れ前方へ移動しようとする。しかし、シートサイド２４が乗員１２を保持しているため、このリバウンド現象が阻止され、腰部１２Ｂ及び背中部１２Ａはシートバック１８に常に押し付けられた状態となる。このため、衝突後期において、シートバック１８からの反作用力が乗員１２の頚部１２Ｃだけでなく、背中部１２Ａ及び腰部１２Ｂにも作用する。
【００４７】
この結果、乗員１２は、シートバック１８からの反作用力を受ける身体の受圧面積が大きくなり、該反作用力が頚部１２Ｃに集中して作用するのを防止できる。すなわち、頚部１２Ｃに作用する反作用力を背中部１２Ａ及び腰部１２Ｂに分散でき、頚部１２Ｃに継続して作用する反作用力を低減できるので、頚部１２Ｃを効果的に保護することができる。
【００４８】
次に、本発明の第２実施形態に係る車両用シートについて図９及び１０に基いて説明する。
【００４９】
本実施形態の車両用シート５０は、第１実施形態の受圧部材２０と別の受圧部材５２が用いられ、また、第１実施形態の鋼線固定部材３０に代えてシートサイドフレーム２２回りに回転する回転ローラ５４を設けたものである。なお、他の構成であって第１実施形態と同様の構成には同符号を付すると共に、適宜説明を省略する。
【００５０】
図９に示すように、本実施形態の車両用シート５０に用いられる受圧部材５２は、例えば、ワイヤー及び樹脂ベルト等、容易に弾性変形できる可撓性のものが用いられる。このため、シートバック１８内部に容易に組み込むことができ、さらに組み込みスペースを狭くすることができる。また、この受圧部材５２は、線状のものでもよく、板状のものでもよい。なお、図９においては、説明の便宜上、一方のシートサイド２４の図示を省略している。
【００５１】
図１０に示すように、この受圧部材５２のシートバック１８の幅方向の両端部は、回転ローラ５４の周面に固定され、その一部が回転ローラ５４に巻き付けられている。また、この回転ローラ５４は、シートサイド２４の内部で、かつシートサイドフレーム２２の外周に回転可能に取り付けられており、シートサイド２４へ固着されてシートサイド２４と共にシートサイドフレーム２２回りを回転する。
【００５２】
また、この回転ローラ５４の回転方向は、ワンウェイクラッチにより一定方向（矢印Ｄ方向）に制限されている。また、受圧部材５２の移動方向は、複数の案内部材５６により規制されている。なお、通常走行時に、回転ローラ５４が不用意に回転しないようにする保持部材（図示省略）を別途設けてもよい。
【００５３】
本実施形態によれば、後突されると、乗員１２から受圧部材５２への押付力により、この受圧部材５２に生じる引張力を介して回転ローラ５４に回転力が作用する。そして、回転ローラ５４が矢印Ｄ方向に回転する。すなわち、図９及び図１０に示すように、受圧部材５２は、乗員１２からの押付力により矢印Ａ方向に移動し、回転ローラ５４が回転して矢印Ｅ方向に引き出される（図９の２点鎖線で図示される）。
【００５４】
一方、図９に示すように、シートサイド２４は、回転ローラ５４の回転により、乗員１２側（矢印Ｃ方向）に回転し、第１実施形態と同様に、乗員１２の腰部の両側部を保持する。これにより、乗員１２のリバウンド現象が阻止され、乗員１２の背中部１２Ａ、腰部１２Ｂ及び頚部１２Ｃがシートバック１８に押し付けられた状態となる。この結果、シートバック１８から背中部１２Ａ及び腰部１２Ｂにも反作用力が作用するため、頚部１２Ｃに反作用力が集中して作用するのを防止できる。
【００５５】
なお、衝突速度が速い場合は、乗員１２のリバウンド量が増加し、シートサイド２４の腰部１２Ｂの規制のみでは十分に乗員１２を保持できない場合もある。かかる場合には、シートサイド２４を乗員の胸部近傍にさらに配設すれば、乗員１２を効果的に保持することができる。
【００５６】
なお、このときは乗員１２の胸部をも保持することになるが、肋骨は腰部１２Ｂの腰骨よりも衝撃に弱いため、シートサイド２４の材質を腰部１２Ｂを保持するものと比べ、柔らかくしたり、シートサイド２４自体の回転量を小さくすることが好ましい。これにより、胸部（肋骨）を十分に保護することができる。
【００５７】
また、本発明の車両用シート１０を後部座席に配設し、後突時に後部座席の乗員１２の腰部１２Ｂへの衝撃を緩和することもできる。
【００５８】
すなわち、後突事故時における後部座席の乗員１２の腰部１２Ｂへの衝撃が発生することが判明しており、この原因の一つとして、図６（Ｂ）に示した腰部１２Ｂの急激な回転角度の変化が考えられている。
【００５９】
ここで、本発明の車両用シート１０、５０を後部座席に配設すると、乗員１２を保持できリバウンド現象が阻止されるので、腰部１２Ｂの急激な回転角度の変化を低減でき、腰部１２Ｂへの衝撃を緩和することができる。
【００６０】
なお、上記各実施形態では、車両用シート１０、５０が自動車に装着された場合を説明したが、これに限られず、車両一般に用いることができる。
【００６１】
また、上記各実施形態では、シートサイド２４は、受圧部材２０、５２と機械的に接続された形態を説明したが、これに限られず、例えば、乗員１２からの押付力を電気的に検出し、この検出に基いて、シートサイド２４を火薬力やモータ等の電磁力で作動する構成としてもよい。
【００６２】
【発明の効果】
本発明の車両用シートによれば、後突時において乗員の身体に局所的に作用するシートバックからの押付力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用シート上に乗員が着座した状態の平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る車両用シート上に乗員が着座した状態の正面図である。
【図３】乗員からの押付力が作用する前と作用した後の車両用シートの状態を示した状態図である。
【図４】第１実施形態の車両用シートに用いられる鋼線固定部材の縦断面図である。
【図５】衝突時に乗員の上半身の描く挙動を示した上半身挙動図である。
【図６】（Ａ）は衝突時の時間経過に伴う乗員の頚部の回転角を示したグラフであり、（Ｂ）は時間経過に伴う乗員の腰部の回転角を示したグラフである。
【図７】乗員の頚部及び腰部がシートバックに作用する押付力の分布を示した押付力分布図である。
【図８】受圧部材、鋼線及びシートサイドとの関係を示した作動図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る車両用シートの作動図である。
【図１０】本実施形態の車両用シートに用いられる受圧部材と、この受圧部材と連動する回転ローラを示した作動図である。
【図１１】従来技術である自動車用シートのシートバックを示した斜視図である。
【図１２】従来技術である走行車のシートベルト装置を示した正面図である。
【符号の説明】
１０、５０ 車両用シート
１２ 乗員
１２Ｂ 腰部
１２Ｃ 頚部
１４ シートクッション
１８ シートバック
２０、５２ 受圧部材（押付力検出手段）
２２ シートサイドフレーム（軸）
２４ シートサイド（乗員保持手段）

Claims (2)

1. シートクッションとシートバックを備える車両用シートであって、
   車両後方からの衝突後に乗員の腰部が前記シートバックを押付ける押付力を検出する押付力検出手段と、
   前記シートクッション又は前記シートバックに設けられ、前記押付力を前記押付力検出手段が検出することによって作動して、乗員の腰部を前記シートバックとの間に挟んで保持するとともに、その保持状態を維持するように構成され、乗員の腰部が前記シートバックから離れるリバウンド現象を阻止する乗員保持手段と、
   を備えたことを特徴とする車両用シート。
2. 前記乗員保持手段は、
   前記押付力検出手段へ連結されるとともに、前記シートクッション又は前記シートバックに設けられた軸の軸回りに回転可能に設けられ、
   前記押付力によって前記押付力検出手段が前記シートバックの後方側へ移動するのに伴い、前記軸の軸回りに回転して最大回転位置で止まることにより、乗員の腰部を前記シートバックとの間に挟んで保持する保持状態を維持することを特徴とする請求項１に記載の車両用シート。

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