(57)【要約】【課題】簡単な構成で良好な乗降性を確保しつつ、シート前方からの車両衝突時にサブマリン現象を抑制する車両用シート構造を提供する。【解決手段】乗員Ｐが着座した際、臀部７０が液封パック４６の封入液体チャンバ５８の上に位置する。封入液体チャンバ５８は、収容部４４内の間隙を埋めるように液体６０の粘性によって徐々に変形する。乗員Ｐの着座による封入液体チャンバ５８の上面の下降量を従来のシートクッションパッドと同等に設定すれば、車両用シート１０に良好な乗降性を確保することができる。一方、車両の前面衝突時に、液体６０の非圧縮性と粘性の作用により、衝突現象のような０．１秒以下の短時間においては液体６０に変形抵抗力Ｆが発生し、封入液体チャンバ５８の外形形状が衝突現象時間内の短時間、衝突前の着座状態の形状に略維持される。この結果、乗員Ｐの骨盤側面視後方回転が抑制されると共に、サブマリン現象が抑制される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートクッションの臀部支持領域に配置され非圧縮性の液体が封入された封入液体チャンバを含んで一体的に形成され、弾性材料からなる液封パックと、
前記封入液体チャンバが収容される大きさを有しかつ上方に開口された凹部を有するシートクッションフレームの天板部と、
前記液封パックと前記天板部との間に配設され、平面視で前記凹部に対応した位置に上下に貫通する孔部が形成されたシートクッションパッドと、
を備え、前記孔部と前記凹部とで形成される収容部の容積は前記封入液体チャンバの体積よりも大きく、乗員が着座した際に前記封入液体チャンバの上面が下降することが可能な間隙が前記収容部に形成されている車両用シート構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用シート構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般的な車両用シートでは座り心地が重視されるため、圧縮性の高い発泡ウレタンからなる厚いシートクッションパッドが用いられる。この結果、車両の前面衝突時に乗員に作用する慣性力により、乗員の臀部がクッションパッドを車両前方斜め下方向に圧縮する。これにより、乗員の臀部がクッションパッドに過度に沈み込み、車両側面視で着座乗員の骨盤上部が車両後方へ、骨盤下部が車両前方へ移動する回転（以下、「骨盤側面視後方回転」という）を生ずる。この結果、３点式シートベルトのラップベルトが骨盤位置から外れるおそれがあった（以下、「サブマリン現象」という）。
【０００３】
これに対して、シートクッションパッドの臀部支持領域の下方に一対の棒状フレーム間を緊張状態で架け渡されたエラストマーシートを設け、車両の前面衝突時にエラストマーシートの緊張状態を解除することによってシートクッションパッドの臀部支持領域を陥没させてサブマリン現象を抑制することが提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
同様に、シートクッションパッドの臀部支持領域の下方を複数の空気入り袋で支持し、車両の前面衝突時に空気入り袋の空気を排出することによってシートクッションパッドの臀部支持領域を陥没させてサブマリン現象を抑制することが提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２３７８１９号公報
【特許文献２】特開２００４−２６８６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来技術では、車両の前面衝突時にシートクッションの臀部支持領域を下方に陥没させるための駆動機構等が必要となり、車両用シート構造の構成が複雑になる。
【０００７】
逆に、シートクッションに予め凹部を設けて車両の前面衝突時の骨盤側面視後方回転を抑制することも考えられるが、乗員の着座時に乗員の臀部が過剰に沈み込み、乗員の乗降性が損なわれる。
【０００８】
本発明は上記事実を考慮し、簡単な構成で良好な乗降性を確保しつつ、シート前方から衝突荷重が車両に入力される衝突時(以下、「シート前方からの車両衝突時」という)にサブマリン現象を抑制する車両用シート構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明は、シートクッションの臀部支持領域に配置され非圧縮性の液体が封入された封入液体チャンバを含んで一体的に形成され、弾性材料からなる液封パックと、前記封入液体チャンバが収容される大きさを有しかつ上方に開口された凹部を有するシートクッションフレームの天板部と、前記液封パックと前記天板部との間に配設され、平面視で前記凹部に対応した位置に上下に貫通する孔部が形成されたシートクッションパッドと、を備え、前記孔部と前記凹部とで形成される収容部の容積は前記封入液体チャンバの体積よりも大きく、乗員が着座した際に前記封入液体チャンバの上面が下降することが可能な間隙が前記収容部に形成されている。
【００１０】
この構成によれば、乗員が着座した場合には、液封パックの封入液体チャンバの上に乗員の臀部が載置される。封入液体チャンバには非圧縮性の液体が封入されているが、封入液体チャンバが収容されたシートクッションフレームの天板部の凹部には間隙が形成されており、この間隙を埋めるように封入液体チャンバが封入液体の粘性によって徐々に変形する。これによって、乗員の臀部が徐々に下降し、封入液体チャンバが臀部形状に沿って変形する。乗員の着座による封入液体チャンバの上面の下降量を従来のシートクッションと同等に設定すれば、車両用シートの乗降性を良好にすることができる。
【００１１】
一方、シート前方からの車両衝突時に着座乗員に作用する慣性力によって、着座乗員の臀部が封入液体チャンバの上面をシート前方斜め下方向に押す。しかしながら、封入液体チャンバに封入された液体の非圧縮性と粘性の作用により、衝突現象のように０．１秒以下の短時間では、封入液体チャンバに対する荷重入力に対して封入された液体に変形抵抗力が発生する。この結果、封入液体チャンバの外形形状が衝突現象時間内の短時間、衝突前の着座状態形状に略維持される。これにより、シート前方からの車両衝突時に、乗員の臀部のシートクッションに対する沈み込み挙動が規制され、骨盤側面視後方回転が抑制される。すなわち、サブマリン現象が抑制される。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明の車両用シート構造は、上記構成としたので、簡単な構成で良好な乗降性を確保しつつ、シート前方からの車両衝突時にサブマリン現象を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係る車両用シート構造を示す概略斜視図である。
【図２】一実施形態に係る車両用シート構造のシートフレームを示す概略斜視図である。
【図３】一実施形態に係る車両用シート構造のシートクッションの分解斜視図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図５】図４における乗員着座状態を示す断面図である。
【図６】図５における車両の前面衝突時を示す要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態に係る車両用シート構造について図１〜図６を参照して説明する。また、各図は模式的なものであり、本発明と関連性の低いものは図示を省略している。なお、図１〜図６において矢印ＦＲは車両前方、矢印Ｗは車幅方向、矢印ＵＰは車両上方をそれぞれ示す。また、本実施形態では、シート前方、シート幅方向、シート上方は、それぞれ車両前方、車幅方向、車両上方と略一致しているため、車両前方、車幅方向、車両上方に統一して記載する。
【００１５】
（構成）
図１に示すように、本実施形態に係る自動車の車両用シート構造の車両用シート１０は、キャビンにおける車両前席左側の助手席側に設けられたものである。
【００１６】
車両用シート１０は、図１に示すように、乗員が着座するシートクッション１２と、シートクッション１２の後端部で乗員の背部を支持するシートバック１４と、シートバック１４の上端部に配置されて乗員の頭部を支持するヘッドレスト１６と、を備えている。
【００１７】
車両用シート１０（シートクッション１２及びシートバック１４）の内部には、図２に示すように、シートクッションフレーム２０と、シートクッションフレーム２０の後端に後述するリクライニングロッド２４で軸支されたシートバックフレーム２２が配置されている。
【００１８】
図２に示すように、シートクッションフレーム（「クッションパン」ともいう）２０は、車幅方向両端部で車両前後方向に延在する一対のサイドフレーム２６、２６と、サイドフレーム２６、２６間に設けられた平面視略矩形状をなすシートクッションフレームの天板部２８（以下、「天板部２８」という）と、サイドフレーム２６、２６の各後端部近傍間に架け渡されたリアフレーム３０と、を有する。
【００１９】
天板部２８は、図２〜図４に示すように、平面視略矩形状で略車両水平方向に延在する平面部３２と、平面部３２の周縁から車両下方側に延在する周縁部３４と、平面部３２の車両後方側で車幅方向中央に平面視矩形状の凹部３６と、を有する。
【００２０】
図４に示すように、天板部２８の車両後方側の周縁部３４がリアフレーム３０に巻きかけられることにより平面部３２の後端部がリアフレーム３０に支持されている。
【００２１】
また、図３及び図４に示すように、天板部２８において凹部３６の周縁部には、平面部３２から上方に突出した凸部３８が形成されている。
【００２２】
天板部２８の上方に配設されるシートクッションパッド４０は、図３に示すように、天板部２８と同様に平面視略矩形形状であり、発泡性ウレタンから形成されている。シートクッションパッド４０には、平面視で天板部２８の凹部３６に対応した位置に、上下方向に貫通する孔部４２が形成されている。この孔部４２は、凹部３６と平面視同一形状（矩形）に形成されている。
【００２３】
したがって、図４に示すように、天板部２８の平面部３２の上にシートクッションパッド４０を載置することによって、凹部３６の周縁部に形成された凸部３８が孔部４２の内側に嵌合し、天板部２８上にシートクッションパッド４０を位置決めすると共に、凹部３６が孔部４２を介して上方に開口されている。なお、凹部３６と孔部４２で形成された空間を収容部４４という。
【００２４】
図３に示すように、シートクッションパッド４０を上部から覆う液封パック４６は、シートクッションパッド４０の上面を覆う上面部４８と、上面部４８の前縁、後縁、左縁、右縁をそれぞれ覆う前面部５０、後面部５２、左面部５４、右面部５６と、を有する。
【００２５】
また、図３及び図４に示すように、液封パック４６がシートクッションパッド４０上に載置された場合に、液封パック４６においてシートクッションパッド４０の孔部４２（収容部４４）に対応する位置には、封入液体チャンバ５８が下方に形成されている。封入液体チャンバ５８は、平面視で略矩形に形成されており、内部に非圧縮性の液体６０が封入されている。なお、封入液体チャンバ５８の体積は収容部４４の容積よりも小さいため、収容部４４（の内部）に封入液体チャンバ５８が収容されると、収容部４４（凹部３６）の下部に間隙６２が形成される構成である。
【００２６】
さらに、液封パック４６は、弾性体、例えばゴムから一体的に形成されており、非圧縮性の液体６０が封入された封入液体チャンバ５８の体積を一定に保ちながら収容部４４内で変形可能としている。
【００２７】
また、封入液体チャンバ５８がなく発泡ウレタンクッションパッドのみから形成されたシートクッションの乗員着座時の変形（上面の下降）量と封入液体チャンバ５８の上面の下降量が同程度となるように、天板部２８及びシートクッションパッド４０に形成された収容部４４の容積（間隙６２の容積）が設定されている。
【００２８】
さらに、封入液体チャンバ５８を構成する上面部４８には、車幅方向に延在する縦壁６４が形成されている。この縦壁６４は、車両の前面衝突時に封入液体チャンバ５８に封入された液体６０が前後方向に移動することを抑制（流動抵抗を調整）するものである。
【００２９】
(作用効果)
このように構成された車両用シート構造の作用効果について説明する。
先ず、図５に示すように、車両用シート１０に乗員Ｐが着座した場合には、乗員Ｐの臀部７０がシートクッション１２（液封パック４６）の封入液体チャンバ５８の上部に位置する。封入液体チャンバ５８には、非圧縮性の液体６０が封入されているため、乗員Ｐの荷重によって体積が変化することはない。しかしながら、封入液体チャンバ５８が収容されている収容部４４（凹部３６）に間隙６２（図４参照）が形成されているため、封入液体チャンバ５８は間隙６２を埋めるように液体６０の粘性によって徐々に変形する。
【００３０】
ここで、封入液体チャンバ５８の上面の下降量を発泡ウレタンパッドのみからなるシートクッションの上面の下降量と同様となるように収容部４４の容積（間隙６２の容積）が設定されているため、車両用シート１０に良好な乗降性及び座り心地が確保される。
【００３１】
なお、封入液体チャンバ５８を含む液封パック４６は弾性体から一体的に形成されているため、液封パック４６の上面部４８等が伸長することによって封入液体チャンバ５８の変形が許容される。
【００３２】
一方、乗員Ｐがシートクッション１２から離席した場合には、図４に示すように、液封パック４６の弾性によって封入液体チャンバ５８が収容部４４内で初期位置に復帰し、収容部４４内に間隙６２が形成される。したがって、乗員Ｐの着座する度に、良好な乗降性と座り心地が確保されることになる。
【００３３】
ところで、図５に示すように、乗員Ｐがシートクッション１２に着座した場合、３点式シートベルトのラップベルト７２が、車両側面視において、乗員Ｐの骨盤７４（の重心位置Ｇ）を通過するように設定されている。
【００３４】
車両が前面衝突した場合には、乗員Ｐに車両前方への慣性力が作用し、乗員Ｐの臀部７０（骨盤７４）が車両前方斜め下方向にシートクッション１２（封入液体チャンバ５８）を押圧する。
【００３５】
一方、衝突現象のように０．１秒以下の短時間内では、液体６０の非圧縮性と粘性の作用により臀部７０から封入液体チャンバ５８に作用する入力荷重に対して封入液体チャンバ５８（液体６０）から乗員Ｐの臀部７０に変形抵抗力Ｆが作用する（図６参照）。これにより、封入液体チャンバ５８の外形形状は、図５に示すように、車両の前面衝突前における乗員Ｐの着座状態と略同形状に維持される。
【００３６】
このため、車両の前面衝突によるシートクッション１２に対する臀部７０の車両前方斜め下方向への沈下が防止され、これに伴う骨盤側面視後方回転が防止又は抑制される。
【００３７】
また、図６に示すように、変形抵抗力Ｆの作用線Ｌは、車両側面視において骨盤７４の重心位置Ｇよりも下方に位置する。したがって、変形抵抗力Ｆによって骨盤７４には車両側面視で骨盤上部を車両前方に回転させる回転モーメントＭ１が作用する。
【００３８】
一方、シートクッションパッド４０が全面に亘って発泡ウレタンパッドで形成されていた（孔部４２、封入液体チャンバ５８がない）場合、車両の前面衝突時には、シートクッション１２に対する乗員Ｐの臀部７０の沈み込みによって骨盤７４が車両側面視で後方側に回転する回転モーメントＭ２が作用する。
【００３９】
しかしながら、車両用シート１０では、封入液体チャンバ５８からの変形抵抗力Ｆによって骨盤７４に前向きの回転モーメントＭ１が作用させることによって、車両の前面衝突時に骨盤側面視後方回転を防止又は抑制することができる。
【００４０】
この結果、車両の前面衝突時に骨盤側面視後方回転によって、ラップベルト７２が骨盤７４（の重心位置Ｇ）から外れ、骨盤７４と比較して相対的に柔らかい腹部をラップベルト７２が圧迫することを防止又は抑制できる。すなわち、サブマリン現象を防止又は抑制することができる。
【００４１】
特に、本実施形態の車両用シート構造は、自動運転車両等のように車両用シートの車両前方側にインストルメントパネル（以下、「インパネ」と略記する）がない場合に好適である。これは、車両の前面衝突時にインパネから膝を介した反力が乗員Ｐに入力されなくなるため、乗員Ｐの腰部の車両前方への移動が止まり難くなる。この結果、車両側面視において骨盤にかかっているラップベルトの水平方向となす角度が浅くなり、ラップベルトの張力によって骨盤側面視後方回転が一層促進されると考えられるためである。すなわち、前面衝突時に骨盤側面視後方回転やサブマリン現象が発生する可能性が一層高まると考えられるためである。
【００４２】
このような車両に対しても、シートクッション１２の収容部４４に間隙６２をあけて封入液体チャンバ５８を収容するだけの簡単な構造で良好な乗降性を確保しつつ、骨盤側面視後方回転及びサブマリン現象を防止又は抑制できると考えられる。
【００４３】
このように、車両用シート構造の車両用シート１０では、シートクッション１２において乗員Ｐの臀部７０が配置される領域に、非圧縮性の液体６０を封入した封入液体チャンバ５８を設け、封入液体チャンバ５８が収容される収容部４４の容積を封入液体チャンバ５８の体積よりも間隙６２分大きく設定すると共に、乗員Ｐの着座時に封入液体チャンバ５８の変形量（上面の下降量）を発泡ウレタンパッドで形成されていた場合と同様としている。これにより、シートクッション１２は良好な乗降性と座り心地を確保している。
【００４４】
また、車両の前面衝突時には、乗員Ｐの臀部７０が封入液体チャンバ５８を車両前方斜め下方向に押圧するが、衝突現象のような短時間内では液体６０の非圧縮性と粘性の作用により入力荷重に対して変形抵抗力Ｆが封入液体チャンバ５８から乗員Ｐの臀部７０に作用する。この際、封入液体チャンバ５８の外形形状が略維持されると共に、乗員Ｐの骨盤７４に前向きの回転モーメントＭ１を作用させることにより、骨盤側面視後方回転を防止又は抑制している。
【００４５】
すなわち、車両の前面衝突時に駆動機構等を用いることなく、簡単な構成で乗降性を確保しつつ前面衝突時のサブマリン現象を抑制することができる。
【００４６】
［その他］
なお、本実施形態では、車両前席左側(助手席側)の車両用シート１０について説明したが、車両前席右側(運転手席側)の車両シートについても車両用シート１０を同様に適用することができる。また、車両の前列以外のシートについても適用可能である。
【００４７】
また、本実施形態では、収容部４４（凹部３６）内に形成された間隙６２は、封入液体チャンバ５８の下方に位置していたが、これに限定するものではない。例えば、収容部４４内で封入液体チャンバ５８の車両前後左右の少なくとも１つに形成されていても良い。この場合でも間隙６２を埋めるように封入液体チャンバ５８が変形することで、乗員Ｐの着座時に封入液体チャンバ５８の上面を所定量下降させることができる。
【００４８】
さらに、本実施形態では、車両の前面衝突時について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、自動運転車両の車両用シートのように、車両後方や車幅方向に向けた車両用シートに対して適用することもできる。この場合には、各車両用シートのシート前方から衝突荷重が入力される衝突に対して同様の作用を奏することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１０  車両用シート
１２  シートクッション
２８  シートクッションフレームの天板部
３６  凹部
４０  シートクッションパッド
４２  孔部
４６  液封パック
５８  封入液体チャンバ
６０  液体
６２  間隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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