(57)【要約】【課題】共振を抑制しつつ前後方向に掛かる力に対して過度に傾いてしまうことのないヘッドレストとする。【解決手段】乗り物用シートにシートバックの骨格として幅方向に延びる上フレーム部材（３２）を設け、縦方向に延びるヘッドレストの取り付け部材（３６）を上フレーム部材（３２）の前で交差させているが、取り付け部材（３６）は上フレーム部材（３２）に直接結合させず、ヘッドレストに後方への力が加わったときに上フレーム部材が取り付け部材（３６）を前面で受けることでヘッドレストが後方に傾くのを規制する。取り付け部材（３６）と上フレーム部材（３２）をベルトまたは紐からなるバンド（６０）で拘束し、ヘッドレストに前方への力が加わったときにバンド（６０）の張力によりヘッドレストが前方に傾くのを規制する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
着座者の背中を支持するシートバックと頭部を支持するヘッドレストとを備える乗り物用シートであって、
前記シートバックの骨格としてシートバックの幅方向に並行して延びる上フレーム部材と下フレーム部材が設けられており、
前記ヘッドレストをシートバックに取り付けるための縦方向に延びる取り付け部材が前記上フレーム部材の前で交差し、下フレーム部材には結合されている一方で上フレーム部材には直接結合されておらず、ヘッドレストに後方への力が加わったときに上フレーム部材が取り付け部材を前面で受けることでヘッドレストが後方に傾くのが規制されるようになっており、
前記取り付け部材と前記上フレーム部材がベルトまたは紐からなるバンドによって拘束され、ヘッドレストに前方への力が加わったときにバンドの張力によりヘッドレストが前方に傾くのが規制されるようになっていることを特徴とする乗り物用シート。
【請求項２】
請求項１に記載の乗り物用シートであって、
前記バンドが両端にループを有しており、第１のループに第２のループが通され、中間の部分が作る第３のループを前記上フレーム部材が通り、第２のループを前記取り付け部材が通った状態となっていることを特徴とする乗り物用シート。
【請求項３】
請求項２に記載の乗り物用シートであって、
前記上フレーム部材と前記取り付け部材との間で第１のループが下向きに配置され、第２のループが上フレーム部材の下から第１のループに通されていることを特徴とする乗り物用シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着座者の背中を支持するシートバックと頭を支持するヘッドレストとを備える乗り物用シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な車両のシートに用いられる別体型のヘッドレストは、ヘッドレストから外へ出した棒状のステーを介してシートバックに取り付けられる。ヘッドレストの高さ調節を可能とする場合には、ステーを差し込むための樹脂製で概して筒状のヘッドレストサポートがさらに用いられる。シートバックのフレームにはサポートブラケットと呼ばれる金属製の筒状の取り付け部材が溶接され、このブラケットに上記のヘッドレストサポートが挿し込まれる。このようなブラケットやヘッドレストサポートを備えたシートは例えば下記の特許文献１に開示されている。
【０００３】
この文献の技術は、縦方向にある程度の長さをもつブラケットをシートバックフレームに上下の２箇所で溶接することで結合部の範囲を大きくとって剛性を高めている。これにより車両が追突を受けた際にヘッドレストで着座者の頭部を確実に受け止めることができ、鞭打ち症の発生を予防している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２１６０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に車両の走行時やアイドリング時にはエンジンに起因してフロアパネルが特定の振動数にて振動している。この振動はフロアパネルに取り付けられているシートフレームを介してヘッドレストにも伝わる。ヘッドレストがシートバックフレームに対して特に振動しやすくなる固有振動数は、ブラケットのシートバックフレームに対する結合部の剛性が高いほど大きくなる。したがって上記の技術を用いると、ヘッドレストの固有振動数がフロアパネルの振動数の近傍に達してヘッドレストがフロアパネルと共振しやすくなり、振動を増幅してしまうことがあるという問題があった。
【０００６】
ヘッドレストの共振レベルを減少させるにはブラケットの結合部の剛性を下げることが考えられる。しかし後方についての剛性が弱いと追突を受けたときに結合部が着座者の頭部ないしヘッドレストの慣性力に屈し、ヘッドレストで頭部を確実に支持することができない。その一方で、前方についての剛性が弱いと、例えば後のシートの着座者が前のシートのヘッドレストにつかまったり寄りかかったりして荷重が加わった場合に結合部が永久変形してヘッドレストの向きが変わってしまうおそれがあり、シートの品質が損なわれる。
【０００７】
なお、これとは逆にヘッドレストの質量を大きくすることでヘッドレストの固有振動数を下げることも可能である。しかしその分シートの質量と製造コストが増加することとなり好ましい手段とはいえない。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は共振を抑制しつつ前後方向に掛かる力に対して過度に傾いてしまうことのないヘッドレストとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のひとつの観点から得られる乗り物用シートは、前記シートバックの骨格としてシートバックの幅方向に並行して延びる上フレーム部材と下フレーム部材が設けられている。また、前記ヘッドレストをシートバックに取り付けるための縦方向に延びる取り付け部材が前記上フレーム部材の前で交差し、下フレーム部材には結合されている一方で上フレーム部材には直接結合されておらず、ヘッドレストに後方への力が加わったときに上フレーム部材が取り付け部材を前面で受けることでヘッドレストが後方に傾くのが規制されるようになっている。
【００１０】
このようにヘッドレストの取り付け部材が上フレーム部材には結合されていないことから、結合部の剛性が低下しヘッドレストの固有振動数を下げることができる。したがって固有振動数を共振の増幅率のピークよりも十分下げれば振動を抑制することができる。その一方で、シートバックフレームを構成する上側のフレーム部材が取り付け部材を前面で受けるため、車両が後突を受けた場合に着座者を確実に支持することができる。
【００１１】
また、前記取り付け部材と前記上フレーム部材がベルトまたは紐からなるバンドによって拘束され、ヘッドレストに前方への力が加わったときにバンドの張力によりヘッドレストが前方に傾くのが規制されるようになっている。
【００１２】
このように取り付け部材が前方に傾くのを規制する手段としてバンドが設けられていることから、乗員がヘッドレストに大きな荷重を加えた場合に取り付け部材の結合部の変形を抑えることができる。
【００１３】
ひとつの態様として、前記バンドが両端にループを有しており、第１のループに第２のループが通され、中間の並行した部分が作る第３のループを前記上フレーム部材が通り、第２のループを前記取り付け部材が通った状態となっていることが好ましい。両端のループは、例えば閉じた輪状のバンドを用いその対辺を引くなどして輪を細めることによって簡単に形成することができる。アッパフレームには中間の並行した部分が巻きついているため、しっかりと拘束される。第２のループは第１のループによって根本を絞られているため、輪が締まりブラケットに対する拘束力も強くなる。
【００１４】
別の態様として、前記上フレーム部材と前記取り付け部材との間で第１のループが下向きに配置され、第２のループが上フレーム部材の下から第１のループに通されていることが好ましい。これによると、上下逆向きの場合と比べてブラケット３６に通された第２のループ６２がより下側に保持され、ブラケット３６から抜けにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のひとつの態様としてのシートを示す斜視図である。
【図２】ヘッドレストブラケットとアッパフレームをバンドで拘束した状態を示す斜め前からの斜視図である。
【図３】ヘッドレストブラケットとアッパフレームをバンドで拘束した状態を示す斜め下からの斜視図である。
【図４】ヘッドレストブラケットとアッパフレームをバンドで拘束した状態を示す左からの側面図である。
【図５】ヘッドレストの固有振動数を下げることによる効果を説明するグラフである。
【図６】ヘッドレストに掛かる力と変位との関係を示すを説明するグラフである。
【図７】ヘッドレストブラケットとアッパフレームを別の方法によりバンドで拘束した状態を示す斜め後からの斜視図である。
【図８】あらかじめ両端にループのあるバンドの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の各種態様を説明する。図１には本発明のひとつの態様によるシート１０の外形が鎖線で示されている。シート１０は乗員が着座するシートクッション２０を備え、シートクッション２０の端部に着座者の背中を支持するシートバック３０が連結されている。シートバックの上には頭部を支持するヘッドレスト４０（図７参照）が取り付けられる。シートバック３０には骨格として図１に実線で示すような金属製のシートバックフレーム３１（以下フレームという）を設け、このフレーム３１をクッション性のあるパッド材で覆って背凭れ面を含む外形を形成する。このフレーム３１とパッド材には触感や意匠を提供するための表皮材が被せられる。本発明の態様によるシート１０は自動車に設置するのが特に効果的であるが、鉄道車両等の乗り物一般にも用いることができる。
【００１７】
なお、以下の説明で用いるシート１０に関する前後の方向はシートクッション２０に対してシートバック３０が連結された側を後として定めたものであり、車両の進行方向に対してシート１０を設置する向きは限定されない。しかし、車両が追突を受けたときに受ける力の方向に関する議論においては、シート１０が車両の前方に向けて設置されていることを前提としている。
【００１８】
［フレームの構成］
フレーム３１は上部に少なくともシートバック３０の幅方向に並行して延びる上側と下側のフレーム部材を備えたものである。このようなフレーム３１は、例として、シートバックの外周に配置される概して長方形状の枠構造と、その上辺部３２ａと並行して側辺部３２ｂ間に架け渡した補強部材３５とで構成することができる。
【００１９】
上記の枠構造は、例として、アッパフレーム３２と、左右の各サイドフレーム３３と、アンダーフレーム３４とを互いに溶接で一体的に結合して構成することができる。サイドフレーム３３は、縦に長い板状の部材であって枠構造の側辺部３２ｂを構成する。アッパフレーム３２は、円形断面を有するパイプ材であって概してコの字状に曲げられており、枠構造の上辺部３２ａから左右の側辺部３２ｂの上部までを構成する。アッパフレーム３２は、左右の両サイドフレーム３３の上端を繋ぐように溶接される。アンダーフレーム３４は、板状の横に長い部材であって枠構造の下辺部を構成し、左右の両サイドフレーム３３の下部の内側の面に溶接される。
【００２０】
［ヘッドレストの取り付け構造］
図７に示すように、ヘッドレスト４０は下方へ延びる金属棒からなるステー４１を備えている。ヘッドレスト４０は、例として、ヘッドレストステー４１と、樹脂製のヘッドレストサポート３７（以下サポートという）と、金属製のサポートブラケット３６（以下ブラケットという）とを介してフレーム３１に取り付けられる。ブラケット３６はサポート３７を上から差し込むことができるような縦にある程度の長さを有する筒状の部材である。ブラケット３６はアッパフレーム３２の前を横切るように配置し、下部で補強部材３５に結合される。ブラケット３６の中に概して柱状（例えば円柱状）の外形を有するサポート３７が差し込むことができるように一方で、ヘッドレスト４０のステー４１を差し込むことのできる貫通孔を中心に備える。サポート３７とステー４１には、ヘッドレスト４０を好みの高さに位置調節する公知の手段が設けられており、ステー４１をサポート３７の貫通孔内に差し込んだ状態でサポート３７に対して複数の位置でロックできるようになっている。
【００２１】
［ヘッドレストの振動対策］
ヘッドレスト４０に前後方向への力が作用した場合、ステー４１とサポート３７が差し込まれたブラケット３６自体はあまり変形しにくいと考えられるため、フレーム３１への結合部（補強部材３５を含む）にわずかな弾性変形が生じ、ブラケット３６とともにヘッドレスト４０が力の大きさと方向に応じて傾く。このようにヘッドレスト４０にある程度までの大きさの力が加わった場合の挙動はヘッドレスト４０がフレーム３１に対して弾性的に支持されるモデルで考えることができる。
【００２２】
この結合部の剛性が高いほどヘッドレスト４０がフレーム３１に対して振動するときの固有振動数が大きくなる。そして、図５に示すようにこの振動数がフロアパネルの振動数ｆ１に近いほどヘッドレスト４０がフロアパネルと共振を起こす際の振動レベルの増幅率が大きくなる。仮にブラケット３６がアッパフレーム３２と補強部材３５の双方に結合した場合、破線で示したグラフのように増幅率のピーク値が上昇してｆ１に達する可能性もある。これに対し前述のようにブラケット３６が実質的に補強部材３５のみに支持される場合には結合部の剛性が弱いため、実線で示したグラフのようにピーク値がｆ１より低くなって、増幅率を従来のａ点からｂ点まで下げることができる。これにより、車両の走行中等において発生しうるヘッドレスト４０の共振の程度が抑制される。
【００２３】
［後方への傾き規制］
ヘッドレスト４０に後方への大きな力が加わると、ブラケット３６が後方に傾いてアッパフレーム３２に当たる。すなわち、ブラケット３６の後方に配置されるアッパフレーム３２が、ブラケット３６が後方に傾くのを規制する手段として機能する。このため、車両が追突を受け、着座者の頭部の慣性力でヘッドレスト４０に後方への衝撃力が加わった場合、アッパフレーム３２がブラケット３６の上部３６ａを受けて着座者の頭部を確実に支持することができる。特に、ブラケット３６をアッパフレーム３２に対して結合しないため、アッパフレーム３２のパイプ形状を部分的に潰して溶接のための平面を出す必要がない。したがって、追突された時にアッパフレーム３２がブラケット３６から強い力を受けても、パイプ形状が本来もつ曲げ強度によりヘッドレスト４０が良好な支持性能を発揮する。
【００２４】
［前方への傾き規制］
本発明の態様によるシート１０には、ヘッドレスト４０に前方への力が加わったときにブラケット３６が前方に傾くのを規制する手段として、図２や図７に示すようにブラケット３６とアッパフレーム３２とを拘束（結束）するバンド６０，２６０が設けられる。ヘッドレスト４０に前方への力が加わると、このバンド６０，２６０の張力によりブラケット３６が前方へ傾くのが規制される。
【００２５】
仮にこのような規制手段を設けないと、図６に示すようにヘッドレスト４０に前方への大きな力Ｆが作用した場合に破線のグラフのようにフレームへの結合部が大きく塑性変形してしまう。実線のグラフのようにブラケット３６がある一定量ｓ2以上前方に傾いたところで規制が開始するようにすれば、たとえ大きな荷重Ｆが加わってもヘッドレスト４０の向きが大きく変わって使用できなくなるということはなくなる。また、前述の通りヘッドレスト４０のフレーム３１への結合部の剛性を落としているので、逆にバンドできつく束縛するのも好ましくない。図７に示すようにブラケット３６とアッパフレーム３２の間にバンドが挟まらない場合であっても、隙間ができるようにバンドの拘束力に余裕を持たせて微小な振動を妨げないように設計するのがよい。
【００２６】
バンドはブラケット３６やアッパフレーム３２に巻きつけたり引っ掛けたりできるようなしなやかさを持ったベルトまたは紐等の素材で構成される。バンドを構成するベルトや紐は引っ張り強度のある素材とし、具体的には織物等の布を用いるのが好ましいが、場合によっては皮革等、他の素材を用いることもできる。織物としては特にシートベルトにも利用されるような引っ張り強度の高いポリエステル繊維の織物を用いるのがよい。
【００２７】
一本のベルトや紐からなるバンドを用いて、単純にブラケット３６とアッパフレーム３２に巻きつけ、両端を結ぶことで固定してもよいが、以下では図３や図７に示すように特にあらかじめ閉じた輪状のバンド６０，２６０を用いる例を説明する。閉じた輪状のバンド２６０は単純に一本のベルトまたは紐の両端を接合することによって製造できる。ベルトであれば図３に太い破線で示すように縫製により接続するのが簡便である。場合によっては袋織りの技術を用いて初めから端のない状態に織られた筒状の織物を適当な幅に裁断することでも同様の輪状のバンドが得られる。
【００２８】
閉じた輪状のバンド６０を用いて図２に示すように結束するには、まず輪状のバンド６０の対辺を引いて輪を細め、両端にループ６１，６２（折り返し）を作る。次に、両ループ６１，６２をそれぞれの手で持ち、中間の並行した部分をアッパフレーム３２に半周ほど巻き付けてから、一方（第１）のループ６１に他方（第２）のループ６２を完全に通す。これにより、図２と図３に示すように、中間の並行した部分が作る第３のループ６３をアッパフレーム３２が通った状態となる。最後に、第２のループ６２をブラケット３６に掛ける。アッパフレーム３２には中間の並行した部分が巻きついているため、しっかりと拘束される。第２のループ６２は第１のループ６１によって根本を絞られているため、輪が締まりブラケット３６に対する拘束力も強くなる。
【００２９】
上の２つ目のステップでどちらのループにどちらのループを通すかによって、得られる結束状態が２通りできる。ここでは、並行部をアッパフレーム３２の後から巻きつけるとき、上から来た（第１の）ループ６１に下から来た（第２の）ループ６２を通すのがよい。これにより、図４に示すように、一方（第１）のループ６１がアッパフレーム３２とブラケット３６との間で下を向き、他方（第２）のループ６２がアッパフレーム３２の下からこの第１のループ６１に通った状態となる。２つの結束状態のうちこちらを意図的に選ぶことで、ブラケット３６に通される（第２の）ループ６２をより下側に保持し、ブラケット３６から抜けにくくすることができる。したがって、まだサポート３７（図７参照）を取り付ける前の段階において、パッド材を取り付ける過程で作業者が誤ってバンド６０に触れても外れにくい。また、ブラケット３６とアッパフレーム３２の間に（第１の）ループ６１が存在するため、金属製である両部材は直接接触しにくくなっており、振動に起因する耳障りな金属音も発生しにくくなる。またバンド６０の緩衝作用により振動を吸収することができれば、増幅率が結果的に図５のｂ点よりもさらに小さくなることも期待される。
【００３０】
閉じた輪状のバンド２６０を用いて図７に示すように結束するには、まず輪状のバンド２６０をブラケット３６に掛け、上フレーム部材より低い位置まで下げる。次に、バンド２６０の一箇所を手で後方に引いて輪を細め、中間の並行した部分を上フレーム部材の後側から上方へまわす。これで両端にループ２６１，２６２ができ、一方（第１）のループ２６１をブラケット３６が通った状態となる。最後に、手で保持している他方（第２）のループ２６２をブラケット３６に掛ける。これで、中間の並行した部分が作る第３のループ２６３をアッパフレーム３２が通った状態となる。
【００３１】
この２つ目の方法（図７）は、１つ目の方法（図２）と比べると簡単で、片手でも作業できる。しかし図７に示すように、まだサポート３７（二点鎖線で示す）を取り付ける前の段階では作業者が誤ってバンド２６０に触れると上側に掛けられた（第２の）ループ２６２が外れやすい。また、ブラケット３６とアッパフレーム３２は直接接触しうるため、前述のように何れか部材の表面にフェルトやゴムからなる緩衝材を設けるなどして、音や振動を吸収してもよい。
【００３２】
なお、本発明は以上に説明した態様に限定されずその他各種態様で実施できるものである。例えば、ヘッドレストの高さを調節可能とする必要がなければ、本発明におけるヘッドレストの取り付け部材を例えばステー４１のみで構成して、このステー４１を直接補強部材３５に溶接して結合する態様としてもよい。
【００３３】
また、上で用いた閉じた輪状のバンドの代わりに、図８に示すようにあらかじめ両端にループ３６１，３６２を有するバンド３６０を用いてもよい。このようなバンド３６０は例えば１本のベルトの各端を折り返して縫製することによって製造できる。上述の第３のループは主に中間の一重の部分３６３によって作られる。
【符号の説明】
【００３４】
１０   シート
３０   シートバック
３１   シートバックフレーム
３２   アッパフレーム
３５   補強部材
３６   ブラケット
３７   ヘッドレストサポート
４０   ヘッドレスト
４１   ヘッドレストステー
６０   バンド
６１，６２，６３     ループ
【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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【図７】
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【図８】
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