JP6604491B2 - 車両用シート構造 - Google Patents
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Description
特許文献1の座席用クッション部材支持機構及び座席構造は、前部トーションバーに連結された前部リンクと、後部トーションバーに連結された後部リンクとを有し、これら両リンクは所定以上の荷重が掛かったとき、逆方向に回動する。そして、前部リンクと後部リンクの下部間にはダンパーが配設され、所定値以上の荷重が掛かったとき、ダンパーが伸縮して減衰力を発生し、所定値よりも小さな荷重変動ではダンパーが伸縮することなく、前部及び後部トーションバーの弾性によって衝撃を緩和するように構成されている。
この構成により、座席用クッション部材支持機構は、ダッフィング型の非線形特性を備えた系となり、振動吸収特性及び衝撃吸収特性を改善している。
この姿勢変更機構として、主に、シートバックの傾斜角度を変更可能なリクライニング機構、シートクッションの高さ位置を変更可能なリフタ機構及びシートクッション前端部の高さ位置を変更可能なチルト機構等が知られている。
リクライニング機構はシートバックフレームに回動自在に支持された専用のギヤを有し、リフタ機構及びチルト機構はシートクッションフレームに回動自在に支持された専用のギヤを夫々有している。
そこで、フレーム剛性とクッション材剛性との関係性を明らかにするため、CAE(Computer Aided Engineering)による検証実験を行った。
定常走行時(1G負荷時)における車両部位の変位、フレーム剛性がクッション部材剛性の約22倍に設定されたシートモデルAの外乱発生時(スロープ乗り越え時)におけるシート位置変位、フレーム剛性がクッション部材剛性の約19倍に設定されたシートモデルBの外乱発生時におけるシート位置変位を夫々解析した。
尚、フレーム剛性は、フレームのばね定数とし、クッション部材剛性は、ウレタンのばね定数とし、シートモデルAのクッション部材剛性とシートモデルBのクッション部材剛性とを同じ値に設定した。
図11に示すように、シートモデルAの変位傾向(点線)は、シートモデルBの変位傾向(破線)よりも車両の変位傾向(実線)に近いことが分かる。尚、横軸は前後方向位置、縦軸は上下方向位置を示している。
つまり、フレーム剛性をクッション部材剛性の20倍以上に設定することで、シートの挙動を車両の挙動(車両部位の変位傾向)に近づけることが可能である。
しかし、上記知見のように、フレーム剛性をクッション部材剛性の20倍以上に設定した場合でも、シートの挙動と車両の挙動との間には依然として差異が存在している。
特に、前述した姿勢変更機構を片方のシートクッションフレームに取り付けた場合、シートクッションの左半部と右半部との剛性差が大きくなり、これに伴いシートの挙動と車両の挙動との差異も大きくなる虞がある。
前記姿勢変更機構は、前記1対のサイドフレームのうち一方のサイドフレームに隣接配置された一方側リンク部材及び1対のサイドフレームのうち他方のサイドフレームに隣接配置された他方側リンク部材と、前記一方側リンク部材を駆動し且つ前記一方のサイドフレーム側に回動自在に支持されたギヤ部材と、前記一方のサイドフレーム側に回動自在に支持され且つ前記ギヤ部材に噛合した操作部のピニオンとを備え、前記ギヤ部材とピニオンとの間に相当する部分に対向した前記他方のサイドフレームの対応部分に補強部材を設置しているため、装備品である姿勢変更機構を含めたシートクッションの左半部と右半部との剛性差を抑制することができ、シートクッションの左半部と右半部との剛性差に起因したシートの変位を低減することができる。
この構成によれば、姿勢変更機構が配設された一方側への旋回走行時、シートバックの他方側半部に作用する乗員荷重による他方のサイドフレームの一方側変位を抑制でき、シートクッションの左半部と右半部との車幅方向の変位量を略均等にすることができる。
この構成によれば、リフタ機構とチルト機構のうち少なくとも1つを備えたシートであっても、機構を構成するギヤに起因したシートクッションの左半部と右半部との剛性差を解消することができる。
この構成によれば、電動モータを備えた姿勢変更機構であっても、電動モータに起因したシートクッションの左半部と右半部との剛性差を解消することができる。
図1に示すように、本実施形態の車両用シート1は、着座した乗員の頭部を受けるヘッドレスト2と、シート1を車室床面に固定する脚機構3と、着座乗員の坐骨に対応した部位(臀部)を支持するシートクッション4と、着座乗員の脊椎(脊椎骨)に対応した部位(背部)を支持するシートバック5等を主な構成要素としている。
以下、運転席である左前席に着座した乗員の視線方向を前方とし、着座乗員の左方を左方として説明する。
ばね定数は作用させた荷重を変位量で除することにより求められるため、剛性をばね定数によって表すことが可能である。
そして、このシート1は、同一の荷重を作用させた場合において、シート構成部材(弾性部材及びクッション部材)自体の変形量DS、フレーム構造体(フレーム)の変形量DFとしたとき、次式(1)の条件を満足するように構成されている。
20≦DS/DF …(1)
特に、フレーム構造体のばね定数を70N/mm以上に設定することで、乗り心地を一層向上させている。
具体的なばね定数の演算については、本出願人が既に出願している特許出願(例えば、特願2017−145340)を含め種々の手法が存在するため、詳細な説明を省略する。
図1〜図3に示すように、脚機構3は、車両床面に直接固定され、脚機構3と床面との間に、実質的にクッション性を与える部材は配設されていない。
脚機構3は、床面に対してシートクッション4及びシートバック5を前後にスライド可能にするスライド機構を備えている。このスライド機構は、左右1対のスライドレールに沿ってスライド可能な1対のスライダ9を乗員が所望する位置で係止可能に形成されている。
尚、図2以降では、ヘッドレスト2を省略している。
図5,図6に示すように、1対のサイドフレーム11a,11bには、左右に貫通した複数の開口h1〜h5が夫々形成されている。
開口h1は、サイドフレーム11a,11bの前端側部分に形成され、左右に延びる連結部材15aの左右端部が固着されている。開口h2は、サイドフレーム11a,11bの後端側部分に形成され、左右に延びる連結部材15bの左右端部が固着されている。
開口h3は、サイドフレーム11a,11bの上側中央部に形成され、チルトパン14の左右後端部を上下揺動自在に軸支している。開口h4,h5は、開口h2の前側上部と開口h2の後部とに夫々形成され、シートバック5を前後揺動自在に軸支するブラケット16が固定されている。
補強部材R1は、開口h1の前側上部領域に配置され、開口h1に沿った部分円弧状の金属製板材をサイドフレーム11bの左側面に固着することで形成している。
補強部材R2は、開口h2の前側領域に配置され、開口h2に沿った部分円弧状の金属製板材をサイドフレーム11bの左側面に固着することで形成している。
具体的には、開口h4の中心と開口h2の中心を結ぶ線よりも後方位置から開口h2の下端近傍位置に亙って補強部材R2が配設されている。
特に、補強部材R2は、シートバック5からの荷重(乗員に作用する慣性力等)入力が最も大きい開口h4を中心として所定半径(例えば75mm)の範囲内で且つサイドフレーム11bの曲げ方向に沿うように配置することが好ましい。
クッション部材13は、サイドフレーム11a,11b及び弾性部材12に支持され、これらを覆うように配設されている。このクッション部材13は、弾性変形特性と振動減衰特性を有している。これにより、乗員が着座したとき、クッション部材13は、上下方向に圧縮変形され、弾性部材12と協働して乗員の臀部を支持している。乗員が離席したとき、圧縮変形したクッション部材13は、元の形状に復帰する。
連結部材25の左端側部分には、後述するギヤ部材53が縦フレーム21aに隣接した状態で固着されている。この連結部材25の左右両端部は、1対のブラケット16に回動自在に枢支されている。
クッション部材23は、縦フレーム21a,21b及び弾性部材22に支持され、これらを覆うように配設されている。このクッション部材23は、弾性変形特性と振動減衰特性を有している。これにより、乗員が着座したとき、クッション部材23は、前後方向に圧縮変形され、弾性部材22と協働して乗員の背部を支持している。乗員が離席したとき、圧縮変形したクッション部材23は、元の形状に復帰する。
図2〜図4に示すように、リフタ機構6は、床面に固定されたスライド機構のスライダ9に対してサイドフレーム11a,11bを乗員の手動操作により略水平状態を維持したまま昇降する機構である。
このリフタ機構6は、乗員が手動操作可能なレバーからなる操作部31と、この操作部31の操作によって動作可能な4節リンク機構を備えている。
操作部31は、サイドフレーム11aの左側面に回動自在に軸支され、サイドフレーム11aに挿通されたピニオン31a(図5参照)と連結されている。
1対の前側リンク32a,32bは、側面視にて略楕円状に形成され、下端部はスライダ9に対して回動自在に夫々軸支され、上端部は連結部材15aの左右両端側部分が回動自在に夫々挿通されている。
後側リンク33bは、側面視にて略楕円状に形成され、下端部はスライダ9に対して回動自在に軸支され、上端部は連結部材15bの右端側部分が回動自在に挿通されている。
後側リンク33aは、略L字状に形成され、下端部はスライダ9に対して回動自在に軸支され、上側途中部は連結部材15bの左端側部分が回動自在に挿通されている。
操作部31の操作によって、左側面視にて、前側リンク32a,32b及び後側リンク33a,33bが時計回りに回動されたとき、サイドフレーム11a,11bは下降し、前側リンク32a,32b及び後側リンク33a,33bが反時計回りに回動されたとき、サイドフレーム11a,11bは上昇する。
それ故、旋回走行時、特に左旋回走行時において、シートバック5からの乗員荷重がサイドフレーム11bの開口h4,h5の周辺部分に入力した際、サイドフレーム11bに曲げ荷重が作用してサイドフレーム11bが左方に内倒れする虞がある。
本実施例1では、補強部材R2をサイドフレーム11bの開口h2の前側上部領域、所謂リフタ機構6に対応した部分に配設しているため、サイドフレーム11bの曲げ荷重に対する耐力を増すことができ、サイドフレーム11aの見かけ上の剛性とサイドフレーム11bの見かけ上の剛性とを略等しくしている。
チルト機構7は、サイドフレーム11a,11bに対してシートクッション4の前端側座面部分を構成するチルトパン14を乗員の手動操作により昇降する機構である。
このチルト機構7は、乗員が手動操作可能なレバーからなる操作部41と、この操作部41の操作によって動作可能なリンク機構を備えている。
操作部41は、サイドフレーム11aの左側面に回動自在に枢支され、サイドフレーム11aに挿通されたピニオン41aを有している。
前側リンク42a,42bは、前端がチルトパン14の左右端部に夫々回動自在に軸支され、後端が後側リンク43a,43bの前端に夫々回動自在に軸支されている。
後側リンク43a,43bの後端は、連結部材44の左右両端側部分に夫々固着されている。
ギヤ部材45の後側部分はピニオン41aに噛合しており、ギヤ部材45の前側部分は後側リンク43aに形成されたギヤ部(図示略)に噛合している。
操作部41の操作によって、左側面視にて、後側リンク43a,43bが時計回りに回動されたとき、チルトパン14が開口h3に支持された軸を中心として上方に回動し、後側リンク43a,43bが反時計回りに回動されたとき、チルトパン14が開口h3に支持された軸を中心として下方に回動する。
本実施例1では、補強部材R1をサイドフレーム11bの開口h1の前側上部領域、所謂チルト機構7に対応した部分に配設しているため、サイドフレーム11aの見かけ上の剛性とサイドフレーム11bの見かけ上の剛性とを略等しくしている。
リクライニング機構8は、サイドフレーム11a,11bに対するシートバック5(縦フレーム21a,21b)の傾斜角度を乗員の手動操作により調整する機構である。
このリクライニング機構8は、乗員が手動操作可能なレバーからなる操作部51と、この操作部51の操作によって動作可能なギヤ部材52と、このギヤ部材52と噛合可能なギヤ部材53と、シートバック5を左右に延びる連結部材25を回動中心として前方回動するように付勢する付勢部材54等を備えている。
操作部51、ギヤ部材52、付勢部材54の一端及び連結部材25の左右両端は、左側ブラケット16に支持され、ギヤ部材53は、左側縦フレーム21aの下端部に固着されている。付勢装置54の他端は、左側縦フレーム21aに係止されている。
本実施例1では、補強部材R3を右側縦フレーム21bと連結部材25の右端との連結部近傍領域に配設している。
作用、効果の説明にあたり、CAE(Computer Aided Engineering)による検証実験を行った。この検証実験では、実施例1と同仕様の実施例モデルと、実施例1のサイドフレーム11bから補強部材R1,R2を省略した比較例モデルを準備し、夫々のモデルの開口h4相当位置に車幅方向に向かう100Nの荷重を入力し、開口h5の上側近傍位置の変位量を解析した。
図7に示すように、比較例モデルは、左側サイドフレームの変位量に比べて右側サイドフレームの変位量が大きいため、右側サイドフレームに倒れ現象が発生しているものと考えられる。一方、実施例モデルは、左側サイドフレームに姿勢変更機構が固定されているものの、左側サイドフレームの変位量と右側サイドフレームの変位量とが略等しいことが確認された。
右側サイドフレーム11bの姿勢変更機構6,7に対応した部分に補強部材R1,R2を設置しているため、装備品である姿勢変更機構6,7を含めたシートクッション4の左半部と右半部との剛性差を抑制することができ、シートクッション4の左半部と右半部との剛性差に起因したシート1の変位を低減することができる。
尚、実施例1と同様の部材には、同じ符号を付している。
実施例1では、姿勢変更機構6〜8を手動操作したのに対し、実施例2では、姿勢変更機構6A〜8Aを電動モータM1〜M3により駆動している。
モータM1は、サイドフレーム11aの左側面に配設され、ピニオン31aを回転駆動可能に構成されている。
チルト機構7Aは、乗員が操作可能な操作部41Aと、この操作部41Aの操作によって制御可能なモータM2と、リンク機構を備えている。モータM2は、サイドフレーム11aの右側面に配設され、ピニオン41aを回転駆動可能に構成されている。
以上のように、モータM1〜M3を備えた姿勢変更機構6A〜8Aであっても、補強部材R1〜R3を設けることにより、モータM1〜M3に起因したシートクッション4Aの左半部と右半部との剛性差を解消することができる。
1〕前記実施例においては、姿勢変更機構として、リフタ機構と、チルト機構と、リクライナ機構とを備えた例を説明したが、少なくとも、リフタ機構とチルト機構のうち1を備えても良い。この場合、右側サイドフレームの装備した機構に対応した位置に補強部材を設置することで、本発明の効果を奏することができる。
また、上記姿勢変更機構以外の機構であっても、サイドフレームに装着され、サイドフレームの見かけ上の剛性を変更するものであれば、本発明を適用可能である。
この場合、左側サイドフレームのリフタ機構又はチルト機構に対応した位置に補強部材を設置する。
4,4A シートクッション
5,5A シートバック
6,6A リフタ機構
7,7A チルト機構
8,8A リクライナ機構
11a,11b サイドフレーム
21a,21b 縦フレーム(背面フレーム)
25 連結部材
R1,R2,R3 補強部材
M1,M2,M3 モータ
Claims (4)
- 左右1対のサイドフレームを有するシートクッションと、前記1対のサイドフレームの後端部から連結部材を介して上方に延びる背面フレームを有するシートバックとを備えた車両用シート構造において、
乗員の着座姿勢を変更するために前記シートクッションの姿勢を変更可能な姿勢変更機構を前記1対のサイドフレームに配設し、
前記姿勢変更機構は、前記1対のサイドフレームのうち一方のサイドフレームに隣接配置された一方側リンク部材及び1対のサイドフレームのうち他方のサイドフレームに隣接配置された他方側リンク部材と、前記一方側リンク部材を駆動し且つ前記一方のサイドフレーム側に回動自在に支持されたギヤ部材と、前記一方のサイドフレーム側に回動自在に支持され且つ前記ギヤ部材に噛合した操作部のピニオンとを備え、
前記ギヤ部材とピニオンとの間に相当する部分に対向した前記他方のサイドフレームの対応部分に補強部材を設置したことを特徴とする車両用シート構造。 - 前記補強部材は、前記他方のサイドフレームによる車幅方向一方側への変位を抑制することを特徴とする請求項1に記載の車両用シート構造。
- 前記姿勢変更機構が、前記シートクッションを略水平状態で昇降させるリフタ機構と前記シートクッションの前端部を昇降させるチルト機構のうち少なくとも1つであることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用シート構造。
- 前記姿勢変更機構が、電動モータを備えた電動機構であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の車両用シート構造。
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