(57)【要約】【課題】車両衝突時に乗員を適切に拘束することができる車両用シートを得ることを目的とする。【解決手段】車両用シート１０は、車両の衝突及び衝突方向を予知するセンサー４２と、センサー４２による衝突の予知に応じて、着座した乗員Ｐがゼログラビティ姿勢をとるようにシートクッション２６に対して角度が調整されるオットマン２４及びシートクッション２６に対して角度が調整されるシートバック２８を有するシート２０と、センサー４２が予知した衝突方向の反対側に乗員Ｐが配置されるようにシート２０の方向を転換させる方向転換機構（回転軸４０）と、を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の衝突及び衝突方向を予知するセンサーと、
前記センサーによる衝突の予知に応じて、着座した乗員がゼログラビティ姿勢をとるようにシートクッションに対して角度が調整されるオットマン及び前記シートクッションに対して角度が調整されるシートバックを有するシートと、
前記センサーが予知した衝突方向の反対側に前記乗員が配置されるように前記シートの方向を転換させる方向転換機構と、
を有する車両用シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両の衝突時に、シートベルトのプリテンショナを作動させて乗員の骨盤部をラップベルトで早期に拘束する技術が開示されている。この特許文献１に開示された技術によれば、車両の衝突時に搭乗者が前方に慣性移動する際、このような構成によって、乗員の骨盤を拘束し、サブマリン現象を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１６８４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、自動運転技術の進展によって、乗員が運転から解放され、シートバックを大きく後傾させた安楽姿勢をとることが増えてくることが想定される。乗員がこのような姿勢をとった場合、車両衝突時にサブマリン現象の発生確率が高くなる可能性があり、改善の余地がある。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、車両衝突時に乗員を適切に拘束することによって、乗員にかかる負荷を低減することができる車両用シートを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の車両用シートは、車両の衝突及び衝突方向を予知するセンサーと、前記センサーによる衝突の予知に応じて、着座した乗員がゼログラビティ姿勢をとるようにシートクッションに対して角度が調整されるオットマン及び前記シートクッションに対して角度が調整されるシートバックを有するシートと、前記センサーが予知した衝突方向の反対側に前記乗員が配置されるように前記シートの方向を転換させる方向転換機構と、を有する。
【０００７】
請求項１に記載の車両用シートによれば、センサーが車両の衝突を予知した際に、オットマン、シートクッション及びシートバックの角度が、乗員がゼログラビティ姿勢をとるように調整される。さらに、シートにおけるセンサーが予知した衝突方向側の反対側に乗員が配置されるように、方向転換機構によってシートの方向が転換される。ここで、「ゼログラビティ姿勢」とは、人体の骨格にかかる負荷が分散及び低減される姿勢のことであり、シートに着座した乗員の下腿と大腿とが成す角度が１３３°（±８°）となり、大腿と胴体とが成す角度が１２８°（±７°）となる姿勢をいう。
【０００８】
車両の衝突時予知時には、車両用シートがゼログラビティポジションとなる。このとき、車両用シートに着座した乗員がゼログラビティ姿勢をとることとなる。このように、乗員がゼログラビティ姿勢をとると、衝突荷重によって乗員の骨格にかかる負荷が、ゼログラビティ姿勢をとらない場合と比較して低減される。さらに、方向転換機構によって、センサーが予知した衝突方向の反対側に乗員が配置されるようにシートの方向が転換される。そのため、車両の衝突時に衝突方向に慣性移動する乗員の体を、シート全体で受け止めることができる。これにより、車両衝突時に乗員に入力される荷重が分散及び低減される。
【０００９】
また、車両前方からの衝突（以下、単に「前突」と称する）の場合、乗員が車両用シートに対して衝突方向と反対側（すなわち、後方側）に配置されるように車両用シートの方向が転換される。そのため、乗員の衝突方向への慣性移動によるサブマリン現象の発生が抑制される。なお、ここでいう「サブマリン現象」とは、乗員の上半身が、前方から乗員に向けて膨張展開されるエアバッグ、ダッシュボード又はハンドル等の下側へ潜り込んでしまう現象をいう。
【００１０】
本発明の別の態様に係る車両用シートによれば、請求項１記載の車両用シートは、前記シートクッションが、前記シートクッションの少なくとも一部の高さを調整するリフト機構をさらに有していてもよい。このような構成によれば、シートクッションにおける少なくとも一部の高さを調整することで、シートクッションの角度を変化させることができる。これにより、車両の側方からの衝突（以下、単に「側突」と称する）又は車両の斜め方向からの衝突（以下、単に「斜突」と称する）時に、シートクッションの底面を、衝突方向側へと傾けることができる。
【００１１】
本発明のさらに別の態様に係る車両用シートによれば、請求項１記載の車両用シートは、前記乗員の足底部を角度調整可能に支えるフットレストを有していてもよい。このような構成によれば、車両衝突時に乗員に入力される荷重が、さらにフットレストによって支えられた乗員の足底部にも分散される。これにより、乗員の下肢にかかる負荷をさらに低減させることができる。また、乗員の足底部をフットレストが支えるため、車両の衝突時に乗員の足（足首よりも下の部分）の慣性力による移動を抑制することができる。これにより、足首にかかる負荷を低減させることができる。
【００１２】
本発明のさらに別の態様に係る車両用シートによれば、請求項１記載の車両用シートは、前記乗員の後頭部を角度調整可能に支えるヘッドレストを有していてもよい。このような構成によれば、車両衝突時に乗員に入力される荷重が、さらにヘッドレストによって支えられた乗員の後頭部にも分散される。これにより、乗員の胴体にかかる負荷をさらに分散させることができる。また、乗員の後頭部をヘッドレストが支えるため、頭部の慣性移動を抑制し、車両の衝突時に乗員の首にかかる負荷を低減させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、請求項１に記載の車両用シートは、車両衝突時に乗員にかかる負荷を低減させるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係る車両用シートを模式的に示す側面図である。
【図２】第１実施形態に係る車両用シートの動作処理を示すフローチャートである。
【図３】その他の態様に係る車両用シートのリフト機構を示す斜視図である。
【図４】その他の態様に係る車両用シートのギア機構を示す拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明に係る乗員保護装置の実施形態について説明する。なお、各図に適宜示される矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＵＰは車両上方を、矢印ＲＨは車両右方向を、それぞれ示している。また、以下の説明で特記なく前後、上下、左右の方向を用いる場合は、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、進行方向を向いた場合の左右を示すものとする。なお、以下の説明においては、特に言及のない場合は、図示されたシートは着座した乗員が車両進行方向を向くように設置されている。
【００１６】
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る車両用シート１０の構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１（Ａ）には、車両用シート１０に、乗員Ｐが着座した様子が、側面図で模式的に示されている。ここで図１（Ａ）においては、車両用シート１０は、乗員Ｐがゼログラビティ姿勢をとるように構成されている。（以後、乗員Ｐがゼログラビティ姿勢をとるように構成された車両用シート１０の状態を、適宜「ゼログラビティポジション」とも称する。）
【００１７】
車両用シート１０は、シート２０と、シート２０を回転可能に支持する回転軸４０（方向転換装置に相当）とを含んで構成されている。また、このシート２０は、フットレスト２２と、オットマン２４と、シートクッション２６と、シートバック２８と、ヘッドレスト３０とを含んで構成されている。シートクッション２６は乗員Ｐの大腿を、オットマン２４は乗員Ｐの下腿を、フットレスト２２は乗員Ｐの足底部を、シートバック２８は乗員Ｐの胴体を、ヘッドレスト３０は乗員Ｐの頭部を支えるようにそれぞれ構成されている。
【００１８】
また、車両用シート１０は、車両に搭載された衝突予知のためのセンサー４２及びセンサー４２と電気的に接続された制御装置４４を有している。この制御装置４４は、回転軸４０、シートクッション２６、オットマン２４、フットレスト２２、シートバック２８及びヘッドレスト３０と、電気的に接続されている。なお、図１（Ａ）においては、センサー４２及び制御装置４４は、簡易的に示されており、図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）においては省略されている。
【００１９】
オットマン２４は、シートクッション２６の前方下側に、シートクッション２６に対して角度調整可能に取り付けられている。また、フットレスト２２は、オットマン２４の下端側（すなわち、シートクッション２６の反対側）に、オットマン２４に対して角度調整可能に取り付けられている。一方、シートバック２８は、シートクッション２６の後端側に、シートクッションに対して角度調整可能に取り付けられている。さらに、ヘッドレスト３０は、シートバック２８の上端側（すなわち、シートクッション２６の反対側）に、シートバック２８に対して角度調整可能に取り付けられている。
【００２０】
シートクッション２６は、シート幅方向に延びる回転軸４０によって回転可能に（すなわち、回転軸４０の軸周りに角度調整可能に）取り付けられている。そして、この回転軸４０は、固定具（不図示）を介して車室フロアに取り付けられている。
【００２１】
車両用シート１０がゼログラビティポジションとなった際、シート２０と、シートクッション２６と、オットマン２４とによって、ゼログラビティ姿勢となるように乗員Ｐが支持される。また、これに伴い、乗員Ｐの足底部を支えるフットレスト２２と乗員Ｐの後頭部を支えるヘッドレスト３０とが、乗員Ｐの骨格にかかる負荷がより低減されるように、それぞれ角度調整される。
【００２２】
詳細には、乗員Ｐの大腿と下腿とが成す角度θ１が、１３３°（±８°）となるように、シートクッション２６に対するオットマン２４の角度が調整される。また、乗員Ｐの下腿と足底部とが成す角度θ２が１１１°（±６°）となるように、オットマン２４に対するフットレスト２２の角度が調整される。さらに、乗員Ｐの下腿と胴体との角度θ３とが成す角度θ３が１２８°（±７°）となるように、シートクッション２６に対するシートバック２８の角度が調整される。そして、乗員Ｐの胴体と頭部とが成す角度θ４が１２８°（±７°）となるように、シートバック２８に対するヘッドレスト３０の角度が調整される。
【００２３】
（作用及び効果）
次に、本第１実施形態にかかる、車両用シート１０の作用及び効果を、図１及び図２を用いて説明する。
【００２４】
図２には、車両用シート１０の、車両衝突時における動作処理のフローチャートが示されている。このフローチャートに基づいて、車両が衝突した際の車両用シート１０の動作に関する処理と、この処理による作用及び効果とを説明する。
【００２５】
処理が開始されると、ステップ１００において、センサー４２によって衝突予知がされたかどうかが制御装置４４によって判断される。この判断が肯定されると、ステップ１０２に移行する。一方、この判断が否定された場合は、再びステップ１００の判断に戻される。
【００２６】
ステップ１０２においては、制御装置４４から直接的又は間接的に電気信号を受け取ったシートクッション２６、オットマン２４、フットレスト２２、シートバック２８及びヘッドレスト３０が、それぞれゼログラビティポジションを構成するように角度調整される。これにより、制御装置４４から信号を受けたシート２０が、ゼログラビティポジションとなる。すなわち、車両用シート１０に着座した乗員Ｐは、ゼログラビティ姿勢をとることとなる。ステップ１０２の処理が完了すると、ステップ１０４へと移行される。
【００２７】
ステップ１０４においては、センサー４２によって予知された衝突が、前突であるか否かが判断される。衝突が前突であると判断された場合は、ステップ１０６へと移行される。一方、この判断が否定された場合は、ステップ１０８へと移行される。
【００２８】
ステップ１０６においては、車両用シート１０が、前突対応ポジションをとる。詳細には、制御装置４４から電気信号を受けたシート２０が、回転軸４０周りに回転する。このとき、シート２０のシートクッション２６が上側へと回転移動し、シートバック２８が下側へと回転移動する。これにより、シート２０が乗員Ｐに対して衝突方向側（すなわち、車両前方側）へ、乗員Ｐがシート２０に対して衝突方向と反対側へと配置される。このとき、車両用シート１０と乗員Ｐとの配置関係は、図１（Ｂ）に図示された状態となる。なお、矢印Ｆ１は、前突時における荷重の入力方向を示している。ステップ１０６の処理が完了すると、処理が終了される。
【００２９】
ステップ１０８においては、センサー４２によって予知された衝突が、車両後方からの衝突（以下、単に「後突」と称する）であるか否かが判断される。衝突が後突であると判断された場合は、ステップ１１０へと移行される。一方、この判断が否定された場合は、処理が終了される。
【００３０】
ステップ１１０においては、車両用シート１０が、後突対応ポジションをとる。詳細には、制御装置４４から電気信号を受けたシート２０が、回転軸４０周りに回転する。このとき、シート２０のシートクッション２６が下側へと回転移動し、シートバック２８が上側へと回転移動する。これにより、シート２０が乗員Ｐに対して衝突方向と反対側へ、乗員Ｐがシート２０に対して衝突方向側（すなわち、車両後方側）へと配置される。このとき、車両用シート１０と乗員Ｐとの配置関係は、図１（Ｃ）に図示された状態となる。なお、矢印Ｆ２は、後突時における荷重の入力方向を示している。ステップ１１０の処理が完了すると、処理が終了される。
【００３１】
車両用シート１０は、上記のように動作処理を行うことで、衝突時に乗員Ｐにかかる負荷を低減させることができる。詳細には、まず、上記ステップ１０２において、乗員Ｐは車両用シート１０によってゼログラビティ姿勢をとった状態とされる。ここで、「ゼログラビティ姿勢」とは、人体の骨格にかかる負荷が低減される姿勢であるため、衝突により乗員Ｐにかかる負荷が低減される。さらに、ステップ１０６又はステップ１１０において、乗員Ｐは衝突方向に対してシート２０と反対側に配置されることとなる。そのため、乗員の衝突方向への慣性移動によるサブマリン現象の発生が抑制される。
【００３２】
また、このとき、乗員Ｐの体は、シート２０全体で支えられることとなるため、衝突により乗員Ｐに入力される荷重を体全体へと分散させることができる。また、シート２０は、ゼログラビティポジションを維持したまま方向転換するため、衝突によって乗員Ｐの姿勢がゼログラビティ姿勢から崩れることを防止することができる。さらに、シートクッション２６、オットマン２４、シートバック２８及びヘッドレスト３０は、ウレタンフォーム等のクッション性の高い素材を含んで構成されるため、乗員Ｐの衝突方向への慣性移動を抑制する際に、人体にかかる負荷が低減される。
【００３３】
＜その他の態様＞
以上、第１実施形態にかかる車両用シート１０について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【００３４】
例えば、車両用シート１０は、図３に示すように、リフト機構５０を有していてもよい。このリフト機構５０の詳細についての一例を、図３及び図４を用いて説明する。
【００３５】
図３には、リフト機構５０が設けられた車両用シート１０が示されている。例えば、図３に図示されたシート２０には、シートクッション２６の下側の前後左右の４箇所に、ラックギア５２が設けられている。さらに、このラックギア５２を上下動させる扇形のピニオンギア５４が、それぞれのラックギア５２と噛み合う状態で設置されている。なお、ピニオンギア５４は、前側及び後ろ側の対応する左右２つが、前側又は後ろ側のシャフト５６によって連結されている。前側のシャフト５６及び後ろ側のシャフト５６の中央部には、それぞれ駆動機構５８が設けられている。
【００３６】
図４には、駆動機構５８の拡大図が平面視で示されている。図４（Ａ）には、シャフト５６に連結された左右のピニオンギア５４が、一体に回転する際の様子が示されている。図４（Ａ）に示されるように、シャフト５６は中空シャフト５６Ａと、中空シャフト５６Ａの空洞に挿通された小径シャフト５６Ｂとを含んで構成されている。また、中空シャフト５６Ａの内部には、バネ（不図示）が圧縮された状態で内蔵されており、中空シャフト５６Ａを小径シャフト５６Ｂ側に押し付けた（付勢した）状態となっている。さらに、中空シャフト５６Ａと小径シャフト５６Ｂがオーバーラップした部分には、ピン（シェアピン）６０が径方向に貫通している。これにより、中空シャフト５６Ａと小径シャフト５６Ｂとは、一体となって同一の方向に回転するようになっている。
【００３７】
中空シャフト５６Ａには傘歯車６２Ａが、小径シャフト５６Ｂには傘歯車６２Ｂが、それぞれピン６０の方向に歯を向けて配置されている。そして、小径シャフト５６Ｂに配置された傘歯車６２Ｂと噛み合うように、駆動用の傘歯車６３が設けられている。この駆動用の傘歯車６３は、駆動用シャフト６４を介して駆動用モーター６６（図３参照）に取り付けられている。なお、駆動用モーター６６は、制御装置４４に電気的に接続されている。
【００３８】
例えば、センサー４２が車両の前突又は後突を検知した際、衝突方向側のラックギア５２が上昇し、さらに、衝突方向と反対側のラックギア５２が下降するように制御装置４４によってリフト機構が制御される。詳細には、駆動用モーター６６が駆動用の傘歯車６３を回転させると、小径シャフト５６Ｂに配置された傘歯車６２Ｂが回転する。これに伴い、小径シャフト５６Ｂ、中空シャフト５６Ａ及び左右両端に設けられたピニオンギア５４が一体として同一方向に回転する。この結果、左右両端のラックギア５２が、揃って上昇又は下降する。
【００３９】
図４（Ｂ）には、シャフト５６に連結された左右のピニオンギア５４が、反対方向に回転する際の様子が示されている。図４（Ｂ）に示されるように、中空シャフト５６Ａ及び小径シャフト５６Ｂに貫通されていたピン６０が外されている。このように、ピン６０が外された場合、中空シャフト５６Ａは、内蔵されたバネによって、小径シャフト５６Ｂ側へと移動される。その結果、中空シャフト５６Ａに取り付けられた傘歯車６２Ａ及び小径シャフト５６Ｂに取り付けられた傘歯車６２Ｂは、それぞれ駆動用の傘歯車６３と噛み合った状態となる。この状態で、駆動用の傘歯車６３が回転することで、中空シャフト５６Ａ及び小径シャフト５６Ｂは、シャフト５６の軸周りに、それぞれ反対方向に回転する構造になっている。
【００４０】
このような構造により、センサー４２が車両の側方からの衝突を検知した際、衝突方向に近い側のラックギア５２が上昇し、さらに、衝突方向と反対側のラックギア５２が下降するように、制御装置４４によってリフト機構５０が制御される。
【００４１】
以上説明したように、例えばこのようなリフト機構５０を設けることによって、車両用シート１０は、様々な方向の衝突（例えば、斜突又は側突）に対応することができるようになる。
【符号の説明】
【００４２】
１０   車両用シート
２０   シート
２４   オットマン
２６   シートクッション
２８   シートバック
４０   回転軸
４２   センサー
４４   制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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