JP4554444B2 - 座席構造 - Google Patents

Description

本発明は、座席構造に関し、特に、航空機、列車、船舶、フォークリフト、自動車などの輸送機器用として適する座席構造に関する。

特許文献１〜５には、座部フレームに、立体編物（三次元ネット材）などのクッション材を掛け渡して形成される座席構造が開示されている。このように、クッション材を座部フレームに掛け渡して形成する場合、底付き防止、振動吸収特性や衝撃吸収特性を上げるため、立体編物や二次元の布帛などのベースネットを、上記クッション材の下方に、弾性部材を介して設けている。特許文献１〜５では、いずれも、トーションバーと、このトーションバーにより後倒方向に付勢されるアームと、該アームに支持される支持フレームとを備えてなるトーションバーユニットを、座部（シートクッション）の後部に配置し、ベースネットの後端を該支持フレームに連結することにより、ベースネットを弾性的に支持している。なお、ベースネットの前端は、座部フレームを構成する前部フレームに固定している。
特開２００４−３４７５７７号公報 特開２００３−１８２４２７号公報 特開２００４−１８８１６４号公報 特開２００４−１４１５４５号公報 ＷＯ２００４／００７２３８Ａ１号公報

特許文献１〜５に開示された技術では、ベースネットをトーションバーにより弾性的に支持することによって、自動車用座席等のクッション材として従来一般に用いられているウレタン材と比較し、より薄手のものを使用し、ヒップポイント（Ｈ．Ｐ．）をウレタン材を使用したものより約１０ｍｍ程度下げているにも拘わらず、使用者に異物感を与えることなく、上記のように振動吸収特性の向上等を図ることができる。しかしながら、上記した技術は、いずれも、トーションバーを座部の後部に設けて、ベースネットの前端は固定している。特に、トーションバーに連結されたアーム及び支持フレームを後方斜め上側に配置した構造のものは、振動吸収性には優れるが、後方斜め上方向にベースネットの後端を引っ張るため着座時に臀部ないしは骨盤が後方から押される感じを受け、ハンモック的な座り心地となる。そこで、２０ｍｍ程度の厚みのウレタン材であって、フェルトをウレタンに含浸させるなどしてウレタン自体の面剛性を上げたものを臀部下に介在させるなどの対策を施すことで、ハンモック感をなくしたりしている。また、ベースネットの前端を固定する座部前部に配置されたフレーム（前部フレーム）の異物感を軽減するため、座部前部にさらに別のウレタン材を配設することも行われているが、このウレタン材としては比較的硬めのバネ感を備えたものが使用されるため、ストローク感に欠け、ペダル操作時の脚部の力を受け、その反力が座部前端の当たり感として感じる場合もある。

また、トーションバーに連結されたアーム及び支持フレームを後方斜め上側に配置した構造のものは、着座安定時の負荷点が、座骨結節下、すなわち、後部に配置したトーションバーユニットに近いため、トーションバーに重力方向の分力が作用し、動きにくく、アーム及び支持フレームを前後動させる水平方向分力が作用しにくい構造である。そこで、かかる点を改善すれば、振動吸収性をさらに向上させることが可能である。
また、背部（シートバック）に所定以上の後方モーメントが作用した際には、座部（シートクッション）のサイドフレームの略中央より後方寄りの部位から下方に弾性変形する。このため、座部後部に、トーションバーを上部に位置させ、アームを該トーションバーの下方に突出するように設けたトーションバーユニットの支持フレームは、この変形に伴って前方にせり出すように位置ずれし、ベースネットをゆるませるように作用する。従って、ベースネットをこのように配設した際には、該ベースネットにより背部のフレーム変形を抑制する機能を十分には果たさせることができない。

また、後部にトーションバーユニットを配置した構造は、座部後部付近の構造が複雑化し、該トーションバーユニットの配置スペースを大きくとられるため、後部座席用の足入れスペースが狭くなりがちであるという問題もあった。

本発明は上記に鑑みなされたものであり、着座動作時におけるストローク感を高めることはもちろんのこと、一般の座席構造よりも約１０ｍｍ程度低いヒップポイントを維持した上で、振動吸収特性をさらに向上させることができ、構造の複雑化、部品点数の増加を招くことなく、掛け心地、座り心地、乗り心地のさらなる改善を図ることができ、さらに、後部座席の足入れスペースを広げることができる座席構造を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、請求項１記載の本発明では、座部フレームに掛け渡されて設けられる座部用クッション材と、前記座部用クッション材の下方に配置されるベースネットとを備えた座席構造であって、
トーションバーと、該トーションバーにより連結されるアームと、該アームに支持される支持フレームとを備え、座部の前部に、前記アームが、前記トーションバーを支点として前後に回動可能に設けられる前部トーションバーユニットを有し、
前記ベースネットの前端が、前記前部トーションバーユニットの支持フレームに、上側から巻き掛けられて係合され、前記ベースネットの後端が、座部後部に座部の幅方向に沿って配置された後部フレームに係合されていることを特徴とする座席構造を提供する。
請求項２記載の本発明では、前記前部トーションバーユニットは、支点となるトーションバーが、アームを介して支持される支持フレームよりも下部に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１記載の座席構造を提供する。
請求項３記載の本発明では、前記前部トーションバーユニットの支持フレームには、下方に突出する係合ブラケットが取り付けられており、前記ベースネットの前端は、該支持フレームの上側を通過して巻き掛けられ、該前端に設けた被係合部が、前記係合ブラケットに係合されて設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の座席構造を提供する。
請求項４記載の本発明では、前記前部トーションバーユニットは、アームの回動範囲が、無負荷時の状態に対し、トーションバーを中心とした角度で前後にそれぞれ４０度以下に設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の座席構造を提供する。
請求項５記載の本発明では、衝撃入力時において、背部に、後方へ所定以上の荷重が付加された際、座部フレームのサイドフレームが弾性変形し、前記後部フレームが、相対的に、後方斜め方向へ変位し、前記ベースネットの張力が上昇し、背部フレームの変形を抑制可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の座席構造を提供する。
請求項６記載の本発明では、前記前部トーションバーユニットと後部フレームとの間であって、前記ベースネットの下部に、ベースネット共に荷重を支持する補助弾性機構が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載の座席構造を提供する。
請求項７記載の本発明では、前記補助弾性機構が、ベースネットの下部に配置され、区分された複数の膨出部を有するエアクッションを備えて形成されていることを特徴とする請求項６記載の座席構造を提供する。
請求項８記載の本発明では、前記補助弾性機構が、ベースネットの下部に配置される補助ネットと、該補助ネットを座部フレームのサイドフレームに弾性的に支持するコイルスプリングとを備えて構成されることを特徴とする請求項６記載の座席構造を提供する。
請求項９記載の本発明では、前記ベースネットの前端各側部付近と、座部の前部に位置する前部スプリング被係合部との間に、弾性力調整スプリングが設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１に記載の座席構造を提供する。
請求項１０記載の本発明では、前記ベースネットの後端各側部付近と、座部の後部に位置する後部スプリング被係合部との間に、弾性力調整スプリングが設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１に記載の座席構造を提供する。

本発明によれば、座部の前部にトーションバーユニットを設け、ベースネットの前端が前後に揺動して変位する構成である。このため、座部の前部に位置する前部トーションバーユニットのアーム及び支持フレームが、トーションバーを支点として前方へ回動し、この動作方向がペダル操作時等における膝の運動方向と略一致するため、ペダル操作時などにおける座部前縁部の当たり感が軽減され、着座動作時におけるストローク感が向上すると共に、着座動作時においては、座部前縁部に負荷が直接にはかかりにくいため、トーションバーが敏感に作用し、底付き感となりにくい。そのため、掛け心地、座り心地が改善される。この場合、前部トーションバーユニットは、支点となるトーションバーが、アームを介して支持される支持フレームよりも下部に位置するように設けることが好ましい。また、ベースネットを構成する立体編物等は、前部トーションバーユニットの支持フレームに対してその上側を通過させて該支持フレームに下方に突出させて設けた係合ブラケットに係合することが好ましい。このような構成とすることにより、荷重（体重）がかかると、ベースネットが支持フレームに巻き付くように変位するため、荷重の水平方向成分が作用しやすく、荷重変動の際には、ベースネット自体が伸びようとするより、前部トーションバーユニットのトーションバー及びアーム（支持フレーム）の方が変位しやすい。これは、ベースネットの張力のバネ定数がトーションバーのそれより大きいことにより生じる。これに対し、従来用いられている座部の後部に配置したトーションバーユニットでは、着座安定時の負荷点が、座骨結節下、すなわち、後部に配置したトーションバーユニットに近いため、トーションバーに重力方向の分力が作用し、動きにくく、アーム及び支持フレームを前後動させる水平方向分力が作用しにくい構造である。

また、前部トーションバーユニットの支持フレームを起点にして後方に張力が働くため、ベースネットの面剛性が上がり、該支持フレーム周辺に面剛性の高い面を形成する。このため、支持フレーム周辺の座部前部に位置する脚部は、この部分を面として感じるため、局部的な当たり感が抑制される。

以上のことから、本発明のように、トーションバーにより前後方向に回動可能に支持されたアーム及び支持フレームを有するトーションバーユニットを前部に配置した構成は、従来と比較し、小さな荷重変動に対しても敏感に作用し、高周波の振動吸収特性がさらに向上し、かつ、座部前部の異物感を抑制するために用いられていたウレタン材（パッド材）を不要とすることができるか、あるいは、使用する場合でもより薄いもので十分となる。

また、ベースネットを張設するにあたり、座部の後部では、パイプ状や板状等のフレームを一つ配置するだけでよく、前部座席の後方下スペースを拡大することで後部座席着座者の足入れ・足元スペースを大きく確保できる。

また、ベースネットの前端にトーションバーユニットを備えているため、自動車などの乗物用シートとして用いた場合、衝突時に、臀部が前方へ移動しても、トーションバーユニットの支持フレームにより、人体の前方への飛び出しを抑制し、人体を背部クッション材に押し付ける機能と共に、面剛性が高いため、人体（乗員）の沈み込みも小さくでき、衝突時の安全性も向上する。さらに、背部（シートバック）に対し、後方へ大きな荷重がかかった際に、座部のサイドフレームの後部付近が下方向に弾性変形し、ベースネットの後端が係合されている後部フレームが後方へと変位し、ベースネットは突っ張る方向に張力が付与されることになり、背部（シートバック）のフレームの変形を抑制する機能も有する。

以下、図面に示した実施形態に基づき、本発明をさらに詳細に説明する。図１及び図２は、本発明の第１の実施形態に係る座席構造１０を示す図である。この座席構造１０は、座部フレーム２０及び背部フレーム３０を有して構成される。座部フレーム２０は、所定間隔離間して両側部に配置されるサイドフレームを有し、座部用クッション材４０が該サイドフレーム等を覆うように、これらに掛け渡されて配設される。背部フレーム３０は、所定間隔離間して配置されるサイドフレームなどを備え、背部用クッション材５０が該サイドフレーム等を覆うように、これらに掛け渡されて配設される。

座部用クッション材４０あるいは背部用クッション材５０としては、二次元の布帛（編物、織物、ネット状のもの等）に薄いウレタン材を積層した構造のもの等を用いることもできるが、立体編物（三次元ネット材）を用いることが好ましい。立体編物は、薄型でも、高い復元力を有し、適度な弾力性を持ち、１点集中荷重では柔らかなバネ特性を発揮するが、所定の大きさの面接触では面剛性が高く硬いバネ特性を発揮する特性を備えている。例えば、人の突出している骨に相当する大きさである直径３０ｍｍの加圧板を用いた荷重−たわみ特性では、柔らかなバネ特性が作用し、直径９８ｍｍの加圧板を用いた荷重−たわみ特性では、面剛性が高く、線形性の高いバネ特性が作用するため、人の臀部筋肉に対して直径３０ｍｍ、９８ｍｍの加圧板により測定した場合に近似した傾向のバネ特性を備えている。従って、この立体編物を座部用クッション材４０又は背部用クッション材５０として用いると、人の筋肉に近似した特性を備えた層が配設されることになり、違和感なく外力を効果的に分散できる。

立体編物は、互いに離間して配置された一対のグランド編地と、該一対のグランド編地間を往復して両者を結合する多数の連結糸とを有する立体的な三次元構造となった編地である。一方のグランド編地は、例えば、単繊維を撚った糸から、ウェール方向及びコース方向のいずれの方向にも連続したフラットな編地組織（細目）によって形成され、他方のグランド編地は、例えば、短繊維を撚った糸から、ハニカム状（六角形）のメッシュを有する編み目構造に形成されている。もちろん、この編地組織は任意であり、細目組織やハニカム状以外の編地組織を採用することもできるし、両者とも細目組織を採用するなど、その組み合わせも任意である。連結糸は、一方のグランド編地と他方のグランド編地とが所定の間隔を保持するように、この一対のグランド編地間に編み込んだもので、立体編物に所定の剛性を付与する。グランド編地を形成するグランド糸の太さは、立体編物に必要な腰の強さを具備させることができると共に、編成作業が困難にならない範囲のものが選択される。

グランド糸又は連結糸の素材としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、レーヨン等の合成繊維や再生繊維、ウール、絹、綿等の天然繊維が挙げられるが、これらの素材は単独で用いてもよいし、これらを任意に併用することもできる。好ましくは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などに代表される熱可塑性ポリエステル樹脂類、ナイロン６、ナイロン６６などに代表されるポリアミド樹脂類、ポリエチレン、ポリプロピレンなどに代表されるポリオレフィン樹脂類、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）あるいはこれらの樹脂を２種類以上混合した樹脂である。なお、ポリエステル系樹脂はリサイクル性に優れており好適である。また、グランド糸又は連結糸の糸形状は限定されるものではなく、丸断面糸でも異形断面糸等でもよい。

連結糸は、表層と裏層のグランド編地中にループ状の編み目を形成してもよく、挿入組織で表層と裏層のグランド編地に引っかけた構造でもよいが、少なくとも２本の連結糸が表層と裏層の編地を互いに逆方向に斜めに傾斜して、クロス状（Ｘ状）やトラス状に連結することが、立体編物の形態安定性を向上させる上で好ましい。

なお、立体編物は、相対する２列の針床を有する編機で編成することができる。このような編機として、ダブルラッセル編機、ダブル丸編機、Ｖベッドを有する横編機等がある。寸法安定性のよい立体編物を得る上で、ダブルラッセル編機を用いるのが好ましい。

座部用クッション材４０の下部には、ベースネット６０が配設される。ベースネット６０は、座部フレーム２０に対して弾性的に張設され、着座動作時のストローク感を向上させる機能、底付き防止機能、あるいは振動吸収機能等を果たす。また、本実施形態では、ベースネット６０の前端が後述する前部トーションバーユニット８０によって支持されることにより、支持フレーム８４周辺部の面剛性が高くなるため、前縁部における異物感対策機能、並びに、背部（シートバック）の大変形を抑制する機能も有する。ベースネット６０を構成する素材は限定されるものではなく、二次元の布帛（編物、織物、ネット状のもの等）を用いることもできるし、上記した立体編物（三次元ネット材）を用いることもできる。

ベースネット６０は、座部（シートクッション）の後部に配置され、座部フレーム２０の一部を構成する後部フレーム７０と座部の前部に配置される前部トーションバーユニット８０とにより支持される。なお、前部トーションバーユニット８０も座部フレーム２０の一部を構成する。また、座部の後部とは、座部フレーム２０を構成するサイドフレームの後端付近ないしは背部フレーム３０を構成するサイドフレームの下端付近のことであり、座部の前部とは、座部フレーム２０を構成するサイドフレームの前端付近（前縁部）のことである。本実施形態によれば、ベースネット６０を支持するための部材としては、座部の後部では、パイプ状や板状等の後部フレーム７０を一つ配置するだけでよく、従来の後部にトーションバーユニットを配置する構造と比較し、後部座席用の足入れスペースを大きく確保でき、シート寸法の後方への拡大を抑えられる。

また、トーションバーユニットを座部の後部に配置した従来の構造では、外観仕上げのトリム処理によって、トーションバーユニットに常に荷重がかかった状態になってトーションバーの動きが悪くなり、また、トーションバーの回転中心に直交する方向に働く力（ここでは、水平方向分力）が小さくなり、振動吸収性を損なう場合もあった。しかし、本実施形態のように、座部の前部に前部トーションバーユニット８０を配置した場合には、ペダル操作や全身振動により、脚部が頻繁に動き、前部トーションバーユニット８０に荷重が常時かかるわけではない。また、トーションバー８１の回転中心に直交する方向に働く力（ここでは、水平方向分力）も大きい。そのため、本実施形態の前部トーションバーユニット８０は動きやすく振動吸収性を損なわない。

前部トーションバーユニット８０は、座部フレーム２０のサイドフレームの前端付近において任意部位に固定されて設けられる取り付け金具２１ｂ，２２ｂに両端が支持されるトーションバー８１と、トーションバー８１の両端にそれぞれ連結されるアーム８２，８３と、２つのアーム８２，８３間に掛け渡され、上記トーションバー８１と同様に、座部の幅方向に沿って設けられる支持フレーム８４とを備えて構成される。また、本実施形態では、アーム８２，８３は、支点となるトーションバー８１の上方に突出するように設けられ、トーションバー８１を支点として前後方向に回動し、回動によってねじられると該トーションバー８１の弾性力により初期位置に復帰しようとする。なお、アーム８２，８３の前後には、アーム８２，８３の回動範囲を規制するストッパが設けられている。本実施形態では、図１において、アーム８２，８３が枠型フレーム２１ｄ，２２ｄによって取り囲まれて設けられているが、この枠型フレーム２１ｄ，２２ｄのうち、アーム８２，８３の後倒方向側に位置する部分が、後倒方向側への回動範囲を規制するストッパとして機能し、また、アーム８２，８３の前倒方向側に位置する部分が、前倒方向側への回動範囲を規制するストッパとして機能する。また、アーム８２，８３は、上記ストッパに当接するまでの回動範囲が、トーションバー８１を中心として前倒方向及び後倒方向のそれぞれに最大で４０度、好ましくは、２５度〜３５度の範囲となるように設定する。これにより、所定以上の荷重がかかった際に、該ストッパに当接し、ベースネット６０の張力が機能し、背部フレームの変形を抑制できる。

そして、ベースネット６０は、その後端６１が、後部フレーム７０に連結され、前端６２が、前部トーションバーユニット８０の支持フレーム８４に上方から巻き付けられて連結され、トーションバー８１の弾性力が作用するように設けられている。具体的には、図２及び図５に示したように、支持フレーム８４には、下方に突出させて設けた係合ブラケット８５が設けられており、ベースネット６０の前端６２は、支持フレーム８４の上側を通過させて前方へ引き出し、さらに前端に設けた略Ｕ字状のプレート部材から成る被係合部６２ａを係合ブラケット８５に係合し、支持フレーム８４の上側から巻き付けるように固定している。これにより、ベースネット６０の上方から荷重がかかると、ベースネット６０は、前部トーションバーユニット８０の支持フレーム８４に対しては巻き付くように変位する。

ここで、人が着座した際には、前部トーションバーユニット８０と後部フレーム７０との間において、人の荷重が作用するポイントは、ベースネット６０の固定端となっている後部フレーム７０側になっていると共に、ベースネット６０の上方から荷重がかかり、座骨結節下に位置するベースネット６０の後端付近は、大きく沈み込み、該後端付近では、ベースネット６０が下方向に変形する。これに対し、前部トーションバーユニット８０は、回転動作の支点となるトーションバー８１が支持フレーム８４よりも下部に位置するように設けられ、かつ、支持フレーム８４の係合ブラケット８５に上記のように取り付けられ、しかも、人の荷重が作用するポイントが支持フレーム８４から離れた後部フレーム７０側であるため、ベースネット６０は、支持フレーム８４に対しては巻き付くように変位し、荷重の水平方向成分が大きく作用し、荷重変動の際には、ベースネット６０自体が伸びより、前部トーションバーユニット８０のトーションバー８１及びアーム８２，８３（支持フレーム８４）が敏感に変位する。従って、図３に示したように、ペダル操作時には、膝が伸びる方向に変位することにより、臀部が持ち上がるため、ベースネット６０が、臀部に追随して上方に変位し、前部トーションバーユニット８０のアーム８２，８３は、膝の運動方向とほぼ同方向に回動しやすくなる。

なお、上記特許文献１〜５において配設したトーションバーユニットの支持フレームでは、図７に参考に示したように、ベースネットの後端を、支持フレームの上側又は下側から巻き掛けた後、該後端をベースネットの前端方向に引き出し、該後端よりも前端方向に位置する部分に重ね合わせて両者を結合している。すなわち、ベースネットの後端付近を、支持フレームが挿入された状態で筒状となるようにして連結している。このため、荷重がかかった場合には、支持フレームに筒状に連結されているベースネットが、支持フレームの外周面に沿って回転し、摩擦が生じる。このことより、ベースネットと支持フレームとの連結構造を従来と同様にしたとすると、荷重の一部がこの摩擦力によって受けられることになり、支持フレーム８４及びアーム８２，８３をトーションバー８１を中心に回転させる力を減殺し、感度を低下させる。

なお、図２においては、係合ブラケット８５として、図６（ａ）に詳細に示したように、単なる板状のものを用いている。一方、図５では、図６（ｂ）に詳細に示したように略コ字状の係合ブラケット８５を取り付けている。係合ブラケット８５としていずれも用いることが可能であるが、図５（ａ）に示した板状のものの場合、略Ｕ字状のプレート部材からなる被係合部６２ａに前端６２が縫製糸６６により連結されているだけであるため、ベースネット６０にかかる荷重を、被係合部６２ａと縫製糸６６の強度により支持することになる。このため、ベースネット６０として立体編物を用いた場合などにおいて、荷重により縫製糸６６の連結位置が変位し、ベースネット６０に意図しない伸びが生じ、また、耐久性の点でも課題がある。従って、図６（ｂ）に示したように、略コ字状の係合ブラケット８５を用い、縫製糸６６により結合した被係合部６２ａと前端６２を、該略コ字状係合ブラケット８５の内部に挿入して係合させる構造とすることが好ましい。これにより、荷重がかかった場合には、略コ字状の係合ブラケット８５内に挿入されている部分が、回転方向に変位すると共に、被係合部６２ａの内面と略コ字状の係合ブラケット８５の一方の壁部との間、及び挿入されている部分の上端付近の外面と略コ字状の係合ブラケット８５の他方の壁部との間で摩擦が生じる。従って、ベースネット６０にかかる荷重が、略コ字状の係合ブラケット８５内に挿入されている部分の回転方向への変位による形の変化と上記摩擦に変換されることになるため、縫製糸６６との連結部へ加わる力を減殺でき、ベースネット６０の不要な伸びを抑制できる。

ベースネット６０の下部には、ベースネット６０と共に荷重を支持するための補助弾性機構が設けられている。本実施形態の補助弾性機構は、エアクッション１００を備えてなる。このエアクッション１００は、区分された複数（本実施形態では２つ）の膨出部１０１，１０２を有していると共に、この膨出部１０１，１０２の境界部において一体的に固定された可撓性プレート１０３を備え、該可撓性プレート１０３がベースネット６０の裏面に固定され、ベースネット６０の略中央部から前部付近に相当する位置に設けられる。膨出部１０１，１０２は立体編物を加工して略筒状に形成されており、その内部に空気の注入口を備えた空気袋１０１ａ，１０２ａが配設されてなる。空気袋１０１ａ，１０２ａに設けた空気の注入口にはポンプ（図示せず）が接続されており、空気の注入量を調整可能になっている。また、膨出部１０１，１０２の下部には、ベースネット６０が下方向に動いた際に、該膨出部１０１，１０２が当接し、所定の弾性力を発揮するように、座部フレーム２０に固定された補助プレート１０５を有している。

これにより、人の荷重をしっかり支え、底付きを防止する機能を果たすと共に、人が着座した際には、人の座骨結節下に相当する位置よりもやや前方に設置されるため、着座時における臀部の前方へのずれを防止し、安定した着座姿勢を保つ機能を発揮する。なお、このエアクッション１００は、変位の小さい高周波振動の場合には、補助プレート１０５に当接しないように設定することが好ましく、それにより、該補助プレート１０５を介しての振動の伝達を小さく押さえることができる。また、エアクッション１００は、衝突時のような大きな荷重が入力された際には、衝撃力を緩和する機能も果たす。

本実施形態によれば、着座動作時においては、前部トーションバーユニット８０のアーム８２，８３及び支持フレーム８４が、トーションバー８１を支点として、後倒方向に動作する。すなわち、着座動作時には、効率よくアーム８２，８３がストロークし、変位量が大きい。このため、着座動作時に、主として大腿部裏側と臀部とでストローク感をダイレクトに感じることができ、掛け心地が向上する。また、上記のようにアーム８２，８３が効率よくストロークすると共に、トーションバー８１に対して、たえずベースネット６０の張力が働き、かつ、脚部の運動方向と前部トーションバーユニット８０のアーム８２，８３及び支持フレーム８４の回動方向とが一致する構造であるため、支持フレーム８４を配置しているにも拘わらず、薄手の立体編物や３０ｍｍ程度の薄いウレタン材等を座部用クッション材４０として用いた場合でも、当たり感はない。すなわち、トーションバー８１の弾性力により、ベースネット６０に張力が作用し、ベースネット６０の前端６２付近の面剛性が上がり、前端６２付近において剛性の高い面が作られると共に、脚部の運動方向と支持フレーム８４の回動方向との一致するため、反力が働きにくくなり、支持フレーム８４を線として感じることがなくなる。このため、従来のように、座部の前部付近に補助クッション材としての厚いウレタン材を用いる必要もなくなる。

着座動作が完了した静的な着座状態では、ペダル操作などにより足を前方に移動したりする場合、脚部をリンク構造として考えると、図３に示したように、骨盤が上方に動きやすい。そのため、パイプで構成される支持フレーム８４が前方に回動するように変位する。この支持フレーム８４の変位方向が膝の運動方向に略一致するため、トーションバー８１の弾性力が効率よく作用し、反力が相殺され、脚部への当たり感は小さく感じられる。また、着座状態では、座骨結節下付近に最も高い荷重がかかるが、上記のように、ベースネット６０自体の弾性力が作用すると共に、振動や体動によってトーションバー８１の復元力が素早く作用するため、振動吸収性が良く、底付きも感じることが少ない。そして、人の荷重も上記した高い剛性面でしっかりと支えることができる。また、この際には、エアクッション１００の弾性力も補助的に機能して、臀部の前方へのずれを抑制し、着座姿勢を安定させる。

走行時のおいて車体のフロアを介して入力される振動に対しては、前部トーションバーユニット８０は、荷重変動による水平方向への分力の作用と、脚部及び骨盤の相対運動とにより、ベースネット６０自体の伸縮による弾性力が働かず、トーションバー８１の線形のバネ感となり、減衰は小さくなる一方で、トーションバー８１及びアーム８２，８３（支持フレーム８４）が敏感に変位し、特に、高周波帯の振動を効率よく吸収する。さらに、背部（シートバック）に対し、後方へ大きな荷重がかかった際には、図４に示したように、座部のサイドフレームの後部付近が下方向に弾性変形し、ベースネット６０の後端６１が係合されている後部フレーム７０が後方斜め下方向に変位する。一方、アーム８２，８３は最大限後倒した場合でも、ストッパとしての枠型フレーム２１ｄ，２２ｄに当接することにより、回動範囲が規制される。その結果、ベースネット６０は突っ張る方向に張力が付与されることになり、背部（シートバック）のフレームの変形を抑制する。さらに、大きな衝撃力が作用した場合には、そのストッパが変形又は位置ずれすることになり、アーム８２，８３の規制位置が後方に移動し、ベースネット６０がゆるみ、それにより減衰比が増加し、衝撃力を緩和する。

なお、図１及び図２において、符号１２０は、背部用フレーム３０に支持させた背部用ベースネット３６の背面側において、骨盤から腰椎部に当接可能に設けたランバーサポートである。このランバーサポート１２０は、上記したエアクッション１００と同様の構成のものを用いており、空気袋１２１ａ，１２２ａが組み込まれる２つの膨出部１２１，１２２とこれに一体化された可撓性プレート１２３を備えている。可撓性プレート１２３を有しているため、膨出部が一つの従来公知のランバーサポートと比較し、可撓性プレートによって、より大きな曲率での当たり感として作用し、線形性の高いバネ特性となっており、脊柱の曲率の変化に対しても第三腰椎と第四腰椎を中心にして、大きな力を必要としないで追従していくことが可能となる。これにより、腰椎部及び骨盤を違和感なく支持できる。また、線形性の高いバネ特性により、腰部への振動の伝達を小さくする機能も有する。つまり、このランバーサポート１２０は腰部の支持・調整機能だけでなく、線形バネ特性により高い振動吸収機能も備えている。また、空気袋１２１ａ，１２２ａに対してポンプを接続せず、常時空気が出入りする構成とすることもでき、その場合には、空気袋１２１ａ，１２２ａ内でのエアフローによる減衰機能を利用できる。

図８及び図９は、本発明の第２の実施形態に係る座席構造１０を示す。本実施形態の座席構造１０は、上記第１の実施形態においてトーションバー８１を支持する取り付け金具２１ｂ，２２ｂ付近に、前部トーションバーユニット８０の動作の妨げとならない位置に設けられ、座部フレーム２０の一部を構成する前部スプリング被係合部２１ｃ，２２ｃに一端が係合され、他端がベースネット６０の前部６２の各側部付近にそれぞれ係合されるコイルスプリングからなる弾性力調整スプリング（以下、「前部用弾性力調整スプリング」）１４０，１４１を備えている。その他の構成は、上記第１の実施形態と全く同様である。

本実施形態によれば、前部用弾性力調整スプリング１４０，１４１を有しているため、前部トーションバーユニット８０のトーションバー８１の弾性力に加え、前部用弾性力調整スプリング１４０，１４１の弾性力が機能する。この結果、図１及び図２に示した第１の実施形態と比較し、バネ感の強い構造となり、人の荷重をよりしっかりと支持することができる。また、振動が入力された際には、トーションバー８１と共に、これらの前部用弾性力調整スプリング１４０，１４１も機能するため、簡易な構造で、バネ感や減衰性の調整を行うことができる。なお、本実施形態では、前部用弾性力調整スプリング１４０，１４１をベースネット６０の各側部に１本ずつ配設しているが、配設数は限定されるものではない。

図１０及び図１１は、本発明の第３の実施形態に係る座席構造１０を示し、本実施形態では、上記第２の実施形態の前部用弾性力調整スプリング１４０，１４１に加え、一端が後部フレーム７０に係合され、他端がベースネット６０の後部６１の各側部付近にそれぞれ係合される弾性力調整スプリング（以下、「後部用弾性力調整スプリング）１４２，１４３を備えている。なお、本実施形態において、後部フレーム７０が後部スプリング被係合部を兼用しているが、後部フレーム７０とは別途に後部スプリング被係合部を設ける構成としても良い。

本実施形態によれば、上記第１の実施形態において説明したように前部トーションバーユニット８０の働きによる着座動作時のストローク感の向上、振動吸収特性の向上等を図れることはもちろんのこと、後部用弾性力調整スプリング１４２，１４３を有するため、座骨結節下付近にかかる荷重の支持性の向上を図ることができる。

また、本実施形態では、背部用ベースネット３６の上端を、背部フレーム３０の上部フレームに対してコイルスプリング３５を介して連結している。このコイルスプリング３５を有することにより、背部におけるストローク感や振動吸収特性を向上させることができる。背部用ベースネット３６がコイルスプリング３５を介して支持されていることにより、背部用ベースネット３６が、前後はもとより上下にも自由度が生じて動くことが可能であり、着座者の動きに対する背部用ベースネット３６の追従性が高まる。すなわち、外部振動が入力されると、人体は臀部付近でほぼ前後方向に動き、上体ではほぼ上下方向に動きが生じるが、上記した前部トーションバーユニット８０の動きと、背部用ベースネット３６の動きがこの人体の動きによくマッチし、高い振動吸収特性が発揮される。なお、コイルスプリング３５は、図１０及び図１１に示したように、背部用ベースネット３６の上下方向（縦方向）に沿った向きで配設すると、人の上下の動きに対して高い追従性を発揮できる。このコイルスプリング３５は、他の実施形態においても必要に応じて設けることもできる。

なお、本実施形態においては、前部用弾性力調整スプリング１４０，１４１と後部用弾性力調整スプリング１４２，１４３とを併用しているが、前部用弾性力調整スプリング１４０，１４１を配置しない構造とすることももちろん可能である。

図１２及び図１３は、本発明の第４の実施形態に係る座席構造１０を示す。本実施形態では、ベースネット６０の略中央部から後部付近に相当する位置において、ベースネット６０から離間して下方に後部用補助ネット１１０を配置し、この後部用補助ネット１１０をコイルスプリング１１１を介して座部フレーム２０の一部を構成するサイドフレーム２１に弾性的に支持した構造であり、その他の構造は、第１の実施形態と全く同様である。後部用補助ネット１１０は、ベースネット６０と同様に、二次元の布帛（編物、織物、ネット状のもの等）や立体編物（三次元ネット材）等を用いることができる。ベースネット６０の略中央部から後部付近に相当する部位は、人の座骨結節下に位置し、支持荷重が大きいが、後部用補助ネット１１０を有することにより、大きな負荷が入力された場合の底付き感のさらなる抑制を図ることができる。また、後部用補助ネット１１０として、バネ定数の小さなものを用いれば、座部における減衰性が増し、逆に、バネ定数の大きなものを用いれば、座部におけるバネ感が増すことになることから、後部用補助ネット１１０により、座部全体の減衰性、バネ感を調整することも可能である。なお、本実施形態においても、第２又は第３の実施形態で示した各弾性力調整スプリング１４０〜１４３を必要に応じて設けることができることはもちろんである。

図１４及び図１５は、本発明の第５の実施形態を示す図である。本実施形態では、上記各実施形態で使用したエアクッション１００を、ベースネット６０に端部を連結することにより設けた布材１０８によって被覆し、いわば、袋状の布材１０８内にエアクッション１００を挿入した構造としている点に特徴がある。人が着座したり、振動が入力されたりした際には、張力の変化により、ベースネット６０とこの布材１０８に囲まれた範囲（面積）が変化し、それらに接するエアクッション１００の形状が変化し、該エアクッション１００の弾性が機能する。上記した各実施形態では、エアクッション１００の弾性を機能させるために、その下方に補助プレート１０５を配設しているが、かかる布材１０８を配置することにより、座部フレーム２０に該補助プレート１０５を設ける必要がなくなり、座部フレーム２０の構造の簡略化、軽量化に資する。なお、このような布材１０８は、上記各実施形態において使用することももちろん可能である。

図１６及び図１７は、本発明の第６の実施形態に係る座席構造１０を示す。第１〜第４の実施形態においては、ベースネット６０の下部に配置した補助弾性機構としてエアクッション１００を用いているが、本実施形態では、エアクッション１００に代え、ベースネット６０の略中央部から前部付近に至るまでの大きさを有する補助ネット９０を、コイルスプリング９１を介して、座部フレーム２０の一部を構成しているサイドフレーム２１，２２に張設した構造である。補助ネット９０としては、上記した二次元の布帛や立体編物等を用いることができる。この補助ネット９０は、第１〜第４の実施形態のエアクッション１００と同様に、人の荷重をしっかり支え、底付きを防止する機能を果たす。また、ベースネット６０の略中央部から前部付近に相当する位置に設けられ、人が着座した際には、人の座骨結節下に相当する位置よりもやや前方になるため、着座時における臀部の前方へのずれを防止し、安定した着座姿勢を保つ機能も有する。

この場合、図１８及び図１９に示した第７の実施形態のように、上記した第２の実施形態と同様、前部用弾性力調整スプリング１４０，１４１を配置し、前部トーションバーユニット８０の弾性機能を補う構成とすることもできる。また、図２０及び図２１に示した本発明の第８の実施形態に係る座席構造１０のように、さらに、後部用弾性力調整スプリング１４２，１４３を配置した構造とすることもできる。

また、図２２及び図２３に示した第９の実施形態、図２４及び図２５に示した第１０の実施形態のように、ベースネット６０の後端６１を後部フレーム７０に直接連結するのではなく、コイルスプリング１６０を介して連結することもできる。この場合には、ベースネット６０の後端６１側に荷重がかかると、該コイルスプリング１６０の弾性力が機能するため、上記各実施形態に示したものと比較し、後端６１側のストローク感が高まり、着座時においてより柔らかな支持感を感じる座席構造１０となる。また、共振時には位相遅れを誘発し、共振峰を小さくする。従って、使用者の体格、体重、あるいは好みによっては、このような構成とすることもできる。なお、図２２及び図２３に示した第９の実施形態と、図２４及び図２５に示した第１０の実施形態とは、後者において前部用弾性力調整スプリング１４０，１４１を設けている点で異なっている。

また、図２２〜図２５に示した配設したコイルスプリング１６０（バネ定数ｋ２）は、ベースネット６０を介し、前部トーションバーユニット８０のトーションバー８１（バネ定数ｋ１）と直列配列のバネ構造になっている。従って、双方が共に機能することにより、バネ定数がｋ１から（ｋ１・ｋ２）／（ｋ１＋ｋ２）へと小さくなり、減衰比が大きくなり、減衰の大きな特性とすることができる。

図２６及び図２７は、本発明の第１１の実施形態に係る座席構造１０を示し、補助弾性機構として、上記したエアクッション１００を備えたもの及び補助ネット９０を備えたものに代えて、ベースネット６０の裏面に当接するように設けた可撓性プレート１５０と、該可撓性プレート１５０に一端を当接させ、座部フレーム２０の一部を構成している補助フレーム１０５に他端を当接させて配置した補助コイルスプリング１５１とからなるものを用いている。かかる構成によっても、上記各実施形態のエアクッション１００や補助ネット９０と同様に、人の荷重支持、底付き防止、着座姿勢の安定性向上の各機能を果たす。また、本実施形態においては、この可撓性プレート１５０とその裏面に配置される補助コイルスプリング１５１からなる補助弾性機構を、背部用ベースネット３６の裏面側にも配置し、ランバーサポートとして用いている。可撓性プレート１５０を有しているため、図１及び図２に示したエアクッションと可撓性プレート１２３を組み合わせて形成したランバーサポート１２０と同様、第三腰椎と第四腰椎との間の神経系への圧迫を抑制し、腰椎部及び骨盤を違和感なく支持できると共に、線形性の高いバネ特性により、腰部への振動の伝達を小さくすることができる。また、重心移動によって生じる脊柱の曲率の変化も、大きな荷重変動を生じさせることなく吸収でき、脊柱の曲率変化による体圧分散性の変化を小さく抑えることができる。

また、本実施形態においては、前部用弾性力調整スプリング１４０，１４１、後部用弾性力調整スプリング１４２，１４３を配置しているが、上記したように、これらの弾性力調整スプリング１４０〜１４３を配置しない構成としたり、いずれか一方のみを配置した構成としたりすることができることはもちろんである。さらに、本実施形態では、背部用ベースネット３６の上端を、背部フレーム３０の上部フレームに対してコイルスプリング３５を介して連結しており、第３の実施形態と同様に、背部におけるストローク感や振動吸収特性を向上させた構造となっている。

（試験例）
図１及び図２に示した本発明の実施形態に係る座席構造（図２８では、「ばね定数一定：前トーションバー」と表示）について、振動伝達率を測定した。なお、使用した座席構造は、ベースネット６０として、二次元の布材を使用し、座部用クッション材４０として、立体編物を用い、座部フレーム２０に伸び率５％未満で張設したものである。また、比較のため、図１及び図２に示した座席構造における前部トーションバーユニット８０を備えず、座部フレーム２０のサイドフレームの前端間に掛け渡した前部フレームにベースネット６０の前部を係合固定し、座部の後部にトーションバーユニットを設置した構造（図２８では、ばね定数一定：後トーションバー」と表示）と、トーションバーユニットを全く備えず、座部フレームに厚さ９０ｍｍの高密度高弾性のウレタンフォームを設置してなる従来公知の座席構造（図２８では、「フルフォームウレタン」と表示）についても振動伝達率を測定した。なお、座部の後部にトーションバーユニットを設置した構造（図２８では、ばね定数一定：後トーションバー」と表示）は、特許文献１（特開２００４−３４７５７７号公報）に開示された構造と同様であり、トーションバーが上部に位置し、アームが下方に向けて突設され、該アームにベースネット６０の後端を連結する支持フレームが取り付けられた構造である。

振動伝達率は、加振機のプラットフォーム上に上記した各座席構造を取り付けると共に、座部用クッション材の座骨結節下に相当する付近に加速度センサを取り付け、体重５８ｋｇの日本人男性を各座席構造に着座させ、片側振幅１ｍｍ（上下のピーク間振幅２ｍｍ）の正弦波で、加振周波数を１８０秒間で０．５Ｈｚから１５Ｈｚまで変化させて加振して測定した。その結果を図２８に示す。

まず、フルフォームウレタンは、共振点が５Ｈｚを超えていると共に、共振点の振動伝達率が１．７Ｈｚと低いため、８Ｈｚ以上の高周波帯の振動吸収特性において最も悪い値となっている。これに対し、座部の後部にトーションバーユニットを設置した構造（図２８では、ばね定数一定：後トーションバー」と表示）は、フルフォームウレタンと比較し、共振点が若干低周波側へ移行し、共振点の振動伝達率が高くなり、バネ感が強くなっていることがわかる。この結果、フルフォームウレタンよりも、高周波帯の振動吸収特性が改善されていることがわかる。

一方、本発明の実施形態に係る座席構造（図２８では、「ばね定数一定：前トーションバー」と表示）は、座部の後部にトーションバーユニットを設置した構造（図２８では、ばね定数一定：後トーションバー」と表示）よりも、さらに共振点が低周波側に移行し、共振点における振動伝達率が高くなっている。これは、前部トーションバーユニット８０の作動効率が、座部の後部に設けた場合よりも優れているためであり、ベースネット６０自体の伸縮による減衰が小さくなり、バネ感が強くなっていることによるものであり、その結果として、高周波帯の振動吸収特性がさらに改善されている。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る座席構造を示す図である。 図２は、図１のＡ−Ａ線矢視図である。 図３は、上記実施形態に係る座席構造のペダル操作時の作用を説明するための模式図である。 図４は、上記実施形態に係る座席構造の衝撃時の作用を説明するための模式図である。 図５は、上記実施形態におけるベースネットの係合の仕方を説明するための図である。 図６は、ベースネットの係合方法の好ましい例を示す図である。 図７は、従来のベースネットの係合方法を示す図である。 図８は、本発明の第２の実施形態に係る座席構造を示す図である。 図９は、図８のＡ−Ａ線矢視図である。 図１０は、本発明の第３の実施形態に係る座席構造を示す図である。 図１１は、図１０のＡ−Ａ線矢視図である。 図１２は、本発明の第４の実施形態に係る座席構造を示す図である。 図１３は、図１２のＡ−Ａ線矢視図である。 図１４は、本発明の第５の実施形態に係る座席構造を示す図である。 図１５は、図１４のＡ−Ａ線矢視図である。 図１６は、本発明の第６の実施形態に係る座席構造を示す図である。 図１７は、図１６のＡ−Ａ線矢視図である。 図１８は、本発明の第７の実施形態に係る座席構造を示す図である。 図１９は、図１８のＡ−Ａ線矢視図である。 図２０は、本発明の第８の実施形態に係る座席構造を示す図である。 図２１は、図２０のＡ−Ａ線矢視図である。 図２２は、本発明の第９の実施形態に係る座席構造を示す図である。 図２３は、図２２のＡ−Ａ線矢視図である。 図２４は、本発明の第１０の実施形態に係る座席構造を示す図である。 図２５は、図２４のＡ−Ａ線矢視図である。 図２６は、本発明の第１１の実施形態に係る座席構造を示す図である。 図２７は、図２６のＡ−Ａ線矢視図である。 図２８は、試験例で測定した振動伝達率の結果を示す図である。

符号の説明

１０ 座席構造
２０ 座部フレーム
３０ 背部フレーム
４０ 座部用クッション材
５０ 背部用クッション材
６０ ベースネット
７０ 後部フレーム
８０ 前部トーションバーユニット
８１ トーションバー
８２，８３ アーム
８４ 支持フレーム
１００ エアクッション

Claims (10)

1. 座部フレームに掛け渡されて設けられる座部用クッション材と、前記座部用クッション材の下方に配置されるベースネットとを備えた座席構造であって、
   トーションバーと、該トーションバーにより連結されるアームと、該アームに支持される支持フレームとを備え、座部の前部に、前記アームが、前記トーションバーを支点として前後に回動可能に設けられる前部トーションバーユニットを有し、
   前記ベースネットの前端が、前記前部トーションバーユニットの支持フレームに、上側から巻き掛けられて係合され、前記ベースネットの後端が、座部後部に座部の幅方向に沿って配置された後部フレームに係合されていることを特徴とする座席構造。
2. 前記前部トーションバーユニットは、支点となるトーションバーが、アームを介して支持される支持フレームよりも下部に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１記載の座席構造。
3. 前記前部トーションバーユニットの支持フレームには、下方に突出する係合ブラケットが取り付けられており、前記ベースネットの前端は、該支持フレームの上側を通過して巻き掛けられ、該前端に設けた被係合部が、前記係合ブラケットに係合されて設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の座席構造。
4. 前記前部トーションバーユニットは、アームの回動範囲が、無負荷時の状態に対し、トーションバーを中心とした角度で前後にそれぞれ４０度以下に設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の座席構造。
5. 衝撃入力時において、背部に、後方へ所定以上の荷重が付加された際、座部フレームのサイドフレームが弾性変形し、前記後部フレームが、相対的に、後方斜め方向へ変位し、前記ベースネットの張力が上昇し、背部フレームの変形を抑制可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の座席構造。
6. 前記前部トーションバーユニットと後部フレームとの間であって、前記ベースネットの下部に、ベースネット共に荷重を支持する補助弾性機構が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載の座席構造。
7. 前記補助弾性機構が、ベースネットの下部に配置され、区分された複数の膨出部を有するエアクッションを備えて形成されていることを特徴とする請求項６記載の座席構造。
8. 前記補助弾性機構が、ベースネットの下部に配置される補助ネットと、該補助ネットを座部フレームのサイドフレームに弾性的に支持するコイルスプリングとを備えて構成されることを特徴とする請求項６記載の座席構造。
9. 前記ベースネットの前端各側部付近と、座部の前部に位置する前部スプリング被係合部との間に、弾性力調整スプリングが設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１に記載の座席構造。
10. 前記ベースネットの後端各側部付近と、座部の後部に位置する後部スプリング被係合部との間に、弾性力調整スプリングが設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１に記載の座席構造。

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