(57)【要約】【課題】車両衝突時に乗員が受ける荷重を適切に軽減することが可能な車両用シートの衝突荷重軽減機構を提供する。【解決手段】車両の前後方向に延びるようにフロアに固定可能に設けられた第１レール２４と、第１レールに対してスライド可能に車両用シートに固定される第２レール６０と、第１レールの延びる方向に沿って第１レールに配設された固定子１０４と、固定子と対向するように第２レールに配設された可動子１０２とを有するリニアモータ１００とを備えた衝突荷重軽減機構１０において、車両衝突時に、衝突により生じる荷重の発生方向とは反対の方向に可動子が移動するように、リニアモータの作動を制御する。これにより、衝突によって加速される方向とは反対方向に車両用シートがスライドされ、衝突によって変化する車両用シートの加速度を小さくすることが可能となり、車両用シートに着座している乗員が受ける荷重を適切に軽減することが可能となる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前後方向に延びるようにフロアに固定可能に設けられた第１レールと、
その第１レールに対してスライド可能に車両用シートに固定される第２レールと、
前記第１レールの延びる方向に沿って該第１レールに配設された固定子と、該固定子と対向するように前記第２レールに配設された可動子とを有するリニアモータと、
車両衝突時に、衝突により生じる荷重の発生方向とは反対の方向に前記可動子が移動するように、前記リニアモータの作動を制御する制御装置と
を備えた車両用シートの衝突荷重軽減機構。
【請求項２】
前記制御装置が、
車両の衝突によって生じる荷重の大きさに応じた大きさのモータ力を発生させるように、前記リニアモータの作動を制御する請求項１に記載の車両用シートの衝突荷重軽減機構。
【請求項３】
前記第１レールが、
フロアに固定されるロアレールにスライド可能なアッパレールであり、スライド規制機構によって前記ロアレールに対してスライド不能とされることで、フロアに対して固定され、
前記第２レールが、
前記アッパレールである前記第１レールの上面にスライド可能に設けられた請求項１または請求項２に記載の車両用シートの衝突荷重軽減機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の衝突時において、車両用シートに着座している乗員が受ける荷重を軽減するための衝突荷重軽減機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に前突，後突等の衝突が発生した場合には、乗員に加わる加速度が大きく変化することで、乗員は大きな荷重を受ける虞がある。具体的には、例えば、車両が他の車両等の被衝突物に追突した場合、つまり、車両に前突が発生した場合には、乗員には車両後方に向かう加速度が加えられ、乗員は車両後方に向かう荷重を受ける。この乗員が受ける荷重を軽減するべく、下記特許文献には、コイルばねを備えた機構が記載されており、その機構は、コイルばねの弾性力によって、前突発生時に車両用シートを後方に付勢するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−５６４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献に記載された機構では、衝突発生時に、衝突による加速度の発生方向と同じ方向に車両用シートが付勢されており、車両用シートに着座している乗員にさらに大きな加速度が加えられている。これでは、衝突時において、車両用シートに着座している乗員が受ける荷重は軽減されることなく、逆に大きくなり、乗員を適切に保護することはできない。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、車両衝突時に車両用シートに着座している乗員が受ける荷重を適切に軽減することが可能な衝突荷重軽減機構を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本願の請求項１に記載の衝突荷重軽減機構は、車両の前後方向に延びるようにフロアに固定可能に設けられた第１レールと、その第１レールに対してスライド可能に車両用シートに固定される第２レールと、前記第１レールの延びる方向に沿って該第１レールに配設された固定子と、該固定子と対向するように前記第２レールに配設された可動子とを有するリニアモータと、車両衝突時に、衝突により生じる荷重の発生方向とは反対の方向に前記可動子が移動するように、前記リニアモータの作動を制御する制御装置とを備えるように構成される。
【０００６】
また、請求項２に記載の衝突荷重軽減機構は、請求項１に記載の衝突荷重軽減機構において、前記制御装置が、車両の衝突によって生じる荷重の大きさに応じた大きさのモータ力を発生させるように、前記リニアモータの作動を制御するように構成される。
【０００７】
また、請求項３に記載の衝突荷重軽減機構は、請求項１または請求項２に記載の衝突荷重軽減機構において、前記第１レールが、フロアに固定されるロアレールにスライド可能なアッパレールであり、スライド規制機構によって前記ロアレールに対してスライド不能とされることで、フロアに対して固定され、前記第２レールが、前記アッパレールである前記第１レールの上面にスライド可能に設けられるように構成される。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の衝突荷重軽減機構では、車両衝突時において、車両用シートが、衝突により生じる荷重の方向とは反対方向にリニアモータによってスライドされる。つまり、衝突によって加速される方向とは反対方向に車両用シートがスライドされることで、衝突によって変化する車両用シートの加速度を小さくすることが可能となる。したがって、請求項１に記載の衝突荷重軽減機構によれば、車両用シートに着座している乗員が受ける荷重を適切に軽減することが可能となる。
【０００９】
請求項２に記載の衝突荷重軽減機構では、衝突によって生じる荷重の大きさに応じてリニアモータが発揮する力であるモータ力が決定され、そのモータ力が発揮されるように、リニアモータの作動が制御されている。これにより、大きな衝突荷重が生じた場合であっても、大きなモータ力を発揮させることが可能となり、適切に衝突荷重を軽減することが可能となる。
【００１０】
請求項３に記載の衝突荷重軽減機構では、第２レールが、アッパレールとしての第１レールと車両用シートとの間に配設されている。つまり、請求項３に記載の衝突荷重軽減機構が装備される車両用シートでは、ロアレール，アッパレール（第１レール），第２レールの３つのレールが積層されており、非常にコンパクトな構造が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例である衝突荷重軽減機構が取り付けられた車両用シートを示す斜視図である
【図２】図１に示す衝突荷重軽減機構およびスライド機構を側方からの視点において示す側面図である。
【図３】図２に示すＡＡ線における断面図である。
【図４】図２に示すＢＢ線における断面図である。
【図５】図２に示す衝突荷重軽減機構のトップレール固定機構によるトップレールの固定が解除された状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。  
【００１３】
図１に、本発明の実施例の衝突荷重軽減機構１０が取り付けられた車両用シート１２を斜め前方からの視点において示す。車両用シート１２は、運転者の臀部を支持するシートクッション１４と、運転者の背中を支持するシートバック１６とによって構成されており、衝突荷重軽減機構１０とスライド装置１８とを介して、車両のフロアに取り付けられている。
【００１４】
スライド装置１８は、車両の前後方向に延びるように配設された１対のスライド機構２０を備えており、１対のスライド機構２０の各々は、車両のフロアに固定されるロアレール２２と、そのロアレール２２に対してスライド可能に設けられたアッパレール２４とから構成されている。ロアレール２２は、前端部において、支持具２６によって固定され、後端部において、支持具２８によって固定されている。一方、アッパレール２４には、衝突荷重軽減機構１０を介して、車両用シート１２のシートクッション１４が取り付けられており、車両用シート１２は、スライド装置１８によって前後方向の位置を変更することが可能とされている。
【００１５】
また、スライド装置１８は、１対のスライド機構２０のうちの一方に設けられたスライド規制機構（図示省略）を備えており、そのスライド規制機構によって、アッパレール２４のロアレール２２に対するスライドを任意の位置で規制することが可能とされている。つまり、アッパレール２４をフロアに対して任意の位置で固定した状態とすることが可能とされており、車両用シート１２を前後方向へスライドさせた後に、任意の位置で固定することが可能とされている。
【００１６】
また、アッパレール２４と車両用シート１２との間に配設される衝突荷重軽減機構１０は、通常時には、アッパレール２４と車両用シート１２とを固定的に連結する構造とされているが、車両に前突，後突等の衝突が生じた場合には、車両用シート１２をアッパレール２４に対して前後方向にスライドさせることが可能な構造とされおり、車両用シート１２の前後方向へのスライドによって、衝突時に車両用シート１２に着座している乗員にかかる荷重を軽減することが可能となっている。
【００１７】
ここで、衝突荷重を軽減するための機構である衝突荷重軽減機構１０の構造を、図２〜図４を用いて、具体的に説明する。図２は、衝突荷重軽減機構１０およびスライド機構２０を側方からの視点において示した図であるが、車両用シート１２は省略されている。また、図３は、図２に示すＡＡ線での断面図であり、図４は、図２に示すＢＢ線での断面図である。
【００１８】
衝突荷重軽減機構１０の構造を説明する前に、まず、スライド機構２０の構造を具体的に説明する。スライド機構２０を構成するロアレール２２は、鉄鋼製の平板部材を屈曲させることで、図３，４に示す形状とされており、底面に位置する下面部３０と、その下面部３０の両縁から上方向に向かって屈曲された１対の側面部３２と、それら１対の側面部３２の上端から内側に向かって水平に屈曲された１対の上面部３４と、それら１対の上面部３４の内端から下方向に向かって屈曲された１対の返し面部３６とから構成されている。
【００１９】
一方、アッパレール２４も、鉄鋼製の平板部材を屈曲させることで、図３，４に示す形状とされており、上面部４０と、その上面部４０の両縁から下方向に向かって屈曲された１対の側面部４２と、それら１対の側面部４２の下端から一旦外側に向かって屈曲された後に上方向に向かって屈曲された１対のひれ面部４４とから構成されている。
【００２０】
そして、アッパレール２４のひれ面部４４が、ロアレール２２の側面部３２と返し面部３６との間に位置するとともに、ロアレール２２の返し面部３６が、アッパレール２４の側面部４２とひれ面部４４との間に位置するように、アッパレール２４がロアレール２２内に挿入されている。これにより、アッパレール２４がロアレール２２に対してスライド可能とされている。さらに、アッパレール２４のひれ面部４４の上端部とロアレール２２の側面部３２の上端部との間には、複数のボールベアリング５０が配設され、アッパレール２４のひれ面部４４の下端部とロアレール２２の側面部３２の下端部との間には、複数のボールベアリング５２が配設されており、アッパレール２４のロアレール２２に対する円滑なスライドが担保されている。
【００２１】
また、衝突荷重軽減機構１０は、アッパレール２４にスライド可能に設けられたトップレール６０を有している。トップレール６０は、鉄鋼製の平板部材を屈曲させることで、図３，４に示す形状とされており、上面部６２と、その上面部６２の両縁から下方向に向かって屈曲された１対の側面部６４と、それら１対の側面部６４の下端から一旦外側に向かって屈曲された後に上方向に向かって屈曲された１対のひれ面部６６とから構成されている。
【００２２】
トップレール６０は、それのひれ面部６６がアッパレール２４のひれ面部４４とロアレール２２の返し面部３６との間に位置するように、アッパレール２４およびロアレール２２内に挿入されており、トップレール６０の上面部６２が、アッパレール２４の上面部４０と向かい合うとともに、トップレール６０の１対の側面部６４の間に、アッパレール２４の１対の側面部４２が位置している。さらに、トップレール６０のひれ面部６６の上端部とロアレール２２の返し面部３６の上端部との間には、複数のボールベアリング６７が配設され、トップレール６０のひれ面部６６の下端部とアッパレール２４の側面部４２の下端部との間には、複数のボールベアリング６８が配設されている。
【００２３】
トップレール６０の両端部の１対の側面部６４の各々には、図２および図４に示すように、トップレール６０の軸線方向に直角かつ水平方向に延びるようにローラ７０が軸支されており、そのローラ７０がトップレール６０の上面部６２とアッパレール２４の上面部４０との間で転動可能とされている。これにより、トップレール６０は、アッパレール２４に対してスライド可能とされており、トップレール６０の中間部では、それの上面部６２とアッパレール２４の上面部４０とが離間し、それらの間にクリアランスが存在している。
【００２４】
また、衝突荷重軽減機構１０は、通常時において、トップレール６０のアッパレール２４に対するスライドを禁止、つまり、トップレール６０をアッパレール２４に固定するためのトップレール固定機構７２を備えている。トップレール固定機構７２は、図２に示すように、先端部が鉤状とされた１対の掛止部材７４と、各掛止部材７４を揺動可能に軸支するブラケット７６と、１対の掛止部材７４を揺動させる電磁アクチュエータ７８とを有している。
【００２５】
ブラケット７６は、トップレール６０に固定されており、軸線方向に揺動可能に掛止部材７４を軸支している。その掛止部材７４は、鉛直方向に延びるようにブラケット７６に軸支されている状態で、鉤状とされた先端部において、アッパレール２４の上面部４０に形成された掛止穴（図示省略）に掛止されており、電磁アクチュエータ７８によって、通常時には、その状態が維持されている。
【００２６】
具体的には、電磁アクチュエータ７８は、円筒状のハウジング８０と、そのハウジング８０の両端部から延び出す１対のネジロッド８２と、ハウジング８０内において１対のネジロッド８２に螺合する１対のナット（図３参照、ただし、１個のみ図示されている）８４と、１対のナット８４を回転させる１対の電磁モータ（図３参照、ただし、１個のみ図示されている）８６とから構成されており、ブラケット８８によって、トップレール６０の上面部６２に固定されている。そして、ハウジング８０から延び出すネジロッド８２の先端部に掛止部材７４の鉤状とされていない側の端部が揺動可能に軸支されている。これにより、電磁モータ８６が駆動され、ナット８４が回転することで、ネジロッド８２のハウジング８０からの延出量が変更され、掛止部材７４がブラケット７６の軸穴を中心に揺動する。なお、掛止部材７４を軸支するブラケット７６の軸穴は長穴とされており、掛止部材７４の揺動が許容されている。
【００２７】
ネジロッド８２は、通常時において、図２に示すように、ネジロッド８２の掛止部材７４を軸支する軸穴とブラケット７６の軸穴とが鉛直線上で一致するように、ハウジング８０から延び出しており、掛止部材７４が鉛直方向に延びた状態とされている。これにより、掛止部材７４の先端部が、アッパレール２４の上面部４０に形成された掛止穴に掛止することで、トップレール６０がアッパレール２４に固定されている。
【００２８】
また、衝突荷重軽減機構１０は、電磁モータ８６の作動を制御する制御装置９０を有しており、ネジロッド８２のハウジング８０からの延出量を少なくするように電磁モータ８６の作動を制御することで、図５に示すように、掛止部材７４を揺動させて、掛止部材７４によるアッパレール２４への掛け止めを解除することが可能となっている。つまり、トップレール６０のアッパレール２４に対する固定を解除し、トップレール６０がアッパレール２４上をスライド可能な状態とすることが可能とされている。
【００２９】
衝突荷重軽減機構１０は、さらに、トップレール６０をスライドさせるリニアモータ１００を有している。リニアモータ１００は、図２および図３に示すように、クリアランスのある状態で向かい合うトップレール６０の上面部６２とアッパレール２４の上面部４０との間に配設されており、トップレール６０の上面部６２の下面側に固定される複数のコイル（図４では、１個のみ図示されている）１０２と、アッパレール２４の上面部４０の上面側に固定される複数の永久磁石（図４では、１個のみ図示されている）１０４とによって構成されている。
【００３０】
複数の永久磁石１０４は、概して矩形とされており、アッパレール２４の軸線方向に沿って隣接するものが互いに逆極性となるように配設されている。一方、複数のコイル１０２は、線材が巻回されて矩形とされ、永久磁石１０４と概ね同形状とされており、複数の永久磁石１０４とクリアランスのある状態で向かい合って配設されている。そして、複数のコイル１０２が、制御装置９０に接続されており、制御装置９０によってリニアモータ１００の作動が制御されるようになっている。
【００３１】
また、制御装置９０には、図２に示すように、１対のプリクラッシュセンサ１１０と、加速度センサ１１２が接続されている。１対のプリクラッシュセンサ１１０は、車両の前端および後端に設けられており、ミリ波レーダ等を利用して、車両の前突、若しくは後突等の衝突を予測するとともに、被衝突物と当該車両との相対速度を検出することが可能とされている。また、加速度センサ１１２は、加速度を検出することが可能とされており、加速度の変化により車両の衝突を検知することが可能となっている。
【００３２】
上述したように構成された衝突荷重軽減機構１０では、車両に前突，後突等の衝突が生じた場合において、リニアモータ１００の駆動により車両用シート１２をスライドさせることで、衝突時に車両用シート１２に着座している乗員にかかる荷重を軽減することが可能となっている。具体的に、例えば、当該車両が他の車両によって追突された場合、つまり、当該車両に後突が発生した場合について考えてみると、後突直前には、当該車両の後端に設けられているプリクラッシュセンサ１１０によって、後突の発生が予測され、当該車両と当該車両に追突する車両との相対速度が検出される。
【００３３】
その検出結果は、制御装置９０に入力され、制御装置９０において、検出結果に基づいて、リニアモータ１００によって発生させられる力であるモータ力の大きさおよびモータ力の発生方向が決定される。具体的には、モータ力の発生方向は、衝突により生じる荷重の方向とは反対方向であり、後突発生時には、車両後方に向かう方向に決定される。また、モータ力の大きさは、上記相対速度に応じて決定され、相対速度が高いほど、大きなモータ力となるように決定される。
【００３４】
そして、加速度センサ１１２によって、後突の発生が検知されると、制御装置９０によって電磁モータ８６の作動が制御され、トップレール固定機構７２によるトップレール６０のアッパレール２４への固定が解除される。トップレール６０の固定が解除されると同時に、決定されたモータ力の発生方向および大きさとなるように、リニアモータ１００の作動が制御装置９０によって制御される。これにより、車両用シート１２は、後突により生じる荷重の方向とは反対方向である後方にスライドされる。つまり、後突によって加速される方向とは反対方向に車両用シート１２がスライドされることで、後突によって変化する車両用シート１２の加速度が小さくなり、車両用シート１２に着座している乗員にかかる荷重が軽減される。
【００３５】
そして、後突による加速度の大きな変化の終了後、具体的には、加速度センサ１１２によって後突が検知されてから２００ｍｍｓｅｃ経過後に、リニアモータ１００によって、車両用シート１２のスライドを停止させる。具体的には、各コイル１０２への通電により生じる磁場が、各コイル１０２の真向かいに位置する永久磁石１０４の磁極と反対の極となるように、リニアモータ１００の作動を制御し、コイル１０２と永久磁石１０４とが引き合う力によって、車両用シート１２のスライドを停止させる。
【００３６】
ちなみに、アッパレール２４の上面部４０の両端部には、図２に示すように、ストッパ１１４が設けられており、リニアモータ１００によって、車両用シート１２のスライドを停止させることができなかった場合には、そのストッパ１１４によって、車両用シート１２のスライドが停止させられる。なお、リニアモータ１００によって車両用シート１２のスライドを制御可能な範囲は、トップレール６０がトップレール固定機構７２によって固定されている基準位置から前後方向に１０ｃｍであり、車両用シート１２のスライド可能な範囲の半分程度とされている。つまり、車両用シート１２は、基準位置から前後方向に２０ｃｍ程度スライドした場合に、ストッパ１１４によってスライドが禁止される。
【００３７】
また、当該車両が他の車両等の被衝突物に追突した場合、つまり、当該車両に前突が発生した場合には、モータ力の発生方向が、前突により生じる荷重の方向とは反対方向である車両前方に向かう方向に決定されるが、モータ力の発生方向を除いて、上述した後突発生時と同様に、電磁モータ８６およびリニアモータ１００の作動が制御される。このため、前突発生時における電磁モータ８６およびリニアモータ１００の作動に関する説明は省略する。
【００３８】
このように、衝突荷重軽減機構１０を装備する車両用シート１２では、車両衝突時において、衝突により生じる荷重の方向とは反対方向に車両用シート１２をスライドさせることで、乗員に加わる加速度を低減し、乗員にかかる衝突荷重を低減することが可能となっている。したがって、衝突荷重軽減機構１０によれば、車両衝突時に乗員を適切に保護することが可能となる。また、衝突荷重軽減機構１０は、車両衝突時に衝突による荷重を軽減しても、破損する可能性は非常に低く、取り換えの必要が無い。このことからも、衝突荷重軽減機構１０は、非常に利便性が高い機構であると言える。
【００３９】
また、衝突荷重軽減機構１０では、衝突時における当該車両と被衝突物との相対速度に応じてモータ力の大きさが決定されており、相対速度が高いほどモータ力の大きさは大きな値に決定される。つまり、衝突荷重の大きさに応じてモータ力が決定されており、大きな衝突荷重が生じる場合であっても、大きなモータ力が発揮されることで、適切に衝突荷重を軽減することが可能となっている。
【００４０】
さらに言えば、衝突荷重軽減機構１０は、スライド機構２０と車両用シート１２との間に配設されている。具体的には、衝突荷重軽減機構１０のトップレール６０は、スライド機構２０のアッパレール２４にスライド可能に設けられ、車両用シート１２のシートクッション１４に固定されている。つまり、衝突荷重軽減機構１０を装備する車両用シート１２では、ロアレール２２，アッパレール２４，トップレール６０の３つのレールが積層されており、非常にコンパクトな構造が実現されている。
【００４１】
ちなみに、上記実施例において、衝突荷重軽減機構１０は、衝突荷重軽減機構の一例であり、その衝突荷重軽減機構１０を構成するアッパレール２４，トップレール６０，制御装置９０，リニアモータ１００は、第１レール，第２レール，制御装置，リニアモータの一例である。そのリニアモータ１００を構成するコイル１０２，永久磁石１０４は、可動子，固定子の一例である。また、ロアレール２２，アッパレール２４は、ロアレール，アッパレールの一例である。
【００４２】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。具体的には、例えば、上記実施例では、リニアモータ１００のモータ力の大きさを当該車両と被衝突物との相対速度に基づいて決定しているが、衝突荷重に応じて変化する加速度等に基づいて、モータ力の大きさを決定してもよい。つまり、例えば、加速度センサ１１２によって検出される加速度に基づいて、モータ力の大きさを決定してもよい。
【００４３】
また、上記実施例では、トップレール６０をアッパレール２４に固定するための機構として上記トップレール固定機構７２が採用されているが、種々の構造のものを採用することが可能である。具体的には、例えば、ソレノイドを利用した機構を採用し、トップレール６０とアッパレール２４とに形成された貫通穴に、ソレノイドピンを挿通させることで、トップレール６０をアッパレール２４に固定するとともに、貫通穴からソレノイドピンを抜くことで、トップレール６０の固定を解除するように構成してもよい。
【００４４】
また、上記実施例では、コイル１０２と永久磁石１０４とによって構成されるリニアモータ１００が採用されているが、コイルのみによって構成されるリニアモータを採用することが可能である。具体的には、アッパレール２４の上面部４０に複数のコイルを軸線方向に並んで配設し、トップレール６０の上面部６２にも複数のコイルを軸線方向に並んで配設してもよい。このようにコイルのみによって構成されるリニアモータを採用する場合には、アッパレール２４側のコイルおよびトップレール６０側のコイルへの通電を制御する必要があるが、リニアモータによって、車両用シート１２のスライドを停止させる際には、比較的大きな力で車両用シート１２のスライドを停止させることが可能である。詳しくは、コイルのみによって構成されるリニアモータでは、例えば、アッパレール２４側のコイルへの通電による磁場がＮ極となり、トップレール６０側のコイルへの通電による磁場がＳ極となるように、リニアモータの作動を制御することで、アッパレール２４側のコイルとトップレール６０側のコイルとが引き合う力を比較的大きくすることが可能となり、車両用シート１２のスライドを効果的に停止させることが可能となる。
【符号の説明】
【００４５】
１０：衝突荷重軽減機構
２２：ロアレール
２４：アッパレール（第１レール）
６０：トップレール（第２レール）
９０：制御装置
１００：リニアモータ
１０２：コイル（可動子）
１０４：永久磁石（固定子）
【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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