シートバックフレーム
【課題】衝突時の乗員の支持性能を確保しつつ通常時のヘッドレストの振動を抑制する。
【解決手段】ヘッドレスト４０を取り付けるための金属製のサポートブラケット３６が、シートバックフレームのアッパフレーム３２とその下側に並行して設けられた補強部材３５とをその前面側で架け渡すような配置関係にて配設される。サポートブラケット３６は、ヘッドレスト４０のステー４１が挿し通されて支持する筒形状の本体を有し、本体下部３６ｂが補強部材３５の前面に固定されるが、本体上部３６ａはアッパフレーム３２に対して固定されない。このようにヘッドレスト４０の支持剛性を弱めることによりフロアパネルとの共振が抑制される一方、衝突時にヘッドレスト４０に後方への力Ｆ２が作用するとサポートブラケット３６が本体下部３６ｂを中心として後傾し本体上部３６ａが後方のアッパフレーム３２に当接するため乗員を支持する剛性が確保される。
【解決手段】ヘッドレスト４０を取り付けるための金属製のサポートブラケット３６が、シートバックフレームのアッパフレーム３２とその下側に並行して設けられた補強部材３５とをその前面側で架け渡すような配置関係にて配設される。サポートブラケット３６は、ヘッドレスト４０のステー４１が挿し通されて支持する筒形状の本体を有し、本体下部３６ｂが補強部材３５の前面に固定されるが、本体上部３６ａはアッパフレーム３２に対して固定されない。このようにヘッドレスト４０の支持剛性を弱めることによりフロアパネルとの共振が抑制される一方、衝突時にヘッドレスト４０に後方への力Ｆ２が作用するとサポートブラケット３６が本体下部３６ｂを中心として後傾し本体上部３６ａが後方のアッパフレーム３２に当接するため乗員を支持する剛性が確保される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上部にヘッドレストを取り付け可能な車両用シートのシートバックフレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
シートバックの上部に乗員の頭部を支持するためのヘッドレストを備える車両用シートにおいては、一般的に、シートバックフレームの上部に金属製のヘッドレスト取り付け部材が固定されており、ヘッドレストはこのヘッドレスト取り付け部材に取り付けられている。具体的には、樹脂製で筒形状のヘッドレストサポートがこのヘッドレスト取り付け部材に取り付けられ、ヘッドレストはその下方へ延びるステーがこのヘッドレストサポートに挿通されることによりシートバックフレームに保持されている。このようなヘッドレスト取り付け部材を備えたシートバックフレームは、例えば下記特許文献１に開示されている。
【０００３】
この特許文献１に開示されたシートバックフレームは、上辺を成す上枠部材と、その下側に並行して設けられた補強部材とを備えており、上記のヘッドレスト取り付け部材は上下に配置されたこの上枠部材と補強部材とに架け渡すように溶接されて固定されていた。このように、ヘッドレスト取り付け部材を上下に亘って二箇所でシートバックフレームに対して固定することで、車両が後方から衝突を受けた時（以下、衝突時という）に乗員の頭部をヘッドレスト上に支持するために必要な剛性が確保でき、これにより乗員の鞭打ち症の対策がなされていた。
【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】
ところで、一般的に車両走行時やアイドリング時（以下、通常時という）にはフロアパネルがエンジンと特定の周波数（共振点）にて共振を起こし、この振動はシートに乗員が着座しているか否かに関わらずフロアパネルに固定されたシートフレームを介してヘッドレストにも伝えられる。上記の技術によれば、ヘッドレスト取り付け部材の支持剛性を高くすることで上述のように乗員を支持する剛性は確保できたが、その一方でヘッドレストの（シートバックフレームに対する共振の）共振周波数が増加して上記のフロアパネルの共振点近傍に達していたため、ヘッドレストがフロアパネルの振動レベルを増幅して振動してしまうという問題があった。
【０００６】
ここで、ヘッドレスト取り付け部材の支持剛性を下げればヘッドレストの振動を減少させることができるが、逆に衝突時に乗員を支持するための剛性が低下してしまう。すなわち、ヘッドレスト取り付け部材の支持剛性を単純に増減調整する手段による限り、衝突時の乗員の支持性能を高めることとヘッドレストの振動を抑制することは技術的に相反する課題となっていた。
なお、ヘッドレストの質量を増加させることによりヘッドレストの共振周波数を下げることも可能であるが、その分だけ車両の質量とコストが増加することとなり好ましい手段ではない。
【０００７】
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、衝突時の乗員の支持性能を確保しつつ通常時のヘッドレストの振動を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係るシートバックフレームは次の手段をとる。
本発明の第１の発明に係るシートバックフレームは、上部にヘッドレストを取り付け可能な車両用シートのシートバックフレームであって、上辺を成す上枠部材と、該上枠部材の下側に並行して設けられた補強部材と、ヘッドレストを取り付けるためのヘッドレスト取り付け部材とを備え、前記ヘッドレスト取り付け部材は前記上枠部材と前記補強部材とに架け渡された配置関係として配設されており、該ヘッドレスト取り付け部材の前記上枠部材と前記補強部材に架け渡される箇所のうち、一方の箇所は互いに固定状態とされ、他方の箇所は前記一方の箇所を中心にヘッドレストを後方に傾動させるとき互いに当接してその傾動を抑制する状態となる配置構成とされていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、通常時と衝突時においてシートバックフレームによるヘッドレストの支持剛性が変化する。
前記ヘッドレスト取り付け部材は前記上枠部材と前記補強部材とに架け渡された配置関係として配設されており、この架け渡される箇所のうち一方の箇所は互いに固定状態とされている。このため、通常時においてはヘッドレスト取り付け部材が前記一方の箇所のみで上枠部材又は補強部材に対して支持される。また、他方の箇所は前記一方の箇所を中心にヘッドレストを後方に傾動させるとき互いに当接してその傾動を抑制する状態となる。このため、衝突時において乗員から後方へ力を受けたヘッドレストが前記一方の箇所を中心として後方に傾動するとき、ヘッドレスト取り付け部材が上枠部材と補強部材のうち前記他方の箇所の部材に当接してその傾動が抑制される。
したがって、衝突時には乗員を支持するために必要なヘッドレストの支持剛性を確保することができるが、通常時には前記一方の箇所のみでヘッドレストが支持されている状態とすることにより衝突時よりも支持剛性を下げることができる。すなわち、衝突時の乗員の支持性能を確保しつつ、通常時のヘッドレストの振動を抑制することができる。
【００１０】
本発明の第２の発明に係るシートバックフレームは、第１の発明に係るシートバックフレームであって、前記ヘッドレスト取り付け部材が架け渡される前記他方の箇所の部材は上枠部材であり、該上枠部材は円形断面を有するパイプ形状であることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、ヘッドレスト取り付け部材が架け渡される前記他方の箇所の部材は上枠部材であり、この上枠部材は円形断面を有するパイプ形状とされている。また前記のように、ヘッドレスト取り付け部材はこの上枠部材に対して固定する必要がないため、たとえば上枠部材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等の加工をする必要がない。したがって、パイプ形状が本来有する曲げ強度を保つことができ、ひいては衝突時の乗員の支持性能をより一層確保することができる。
【００１２】
本発明の第３の発明に係るシートバックフレームは、第１又は第２の発明に係るシートバックフレームであって、前記ヘッドレスト取り付け部材が架け渡される前記他方の箇所における当接は緩衝材を介して行われる構成であることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、ヘッドレストの振動は、ヘッドレスト取り付け部材が架け渡される前記他方の箇所においてヘッドレスト取り付け部材が上枠部材又は補強部材に対して緩衝材を介して繰り返し当接し、またはこの当接状態のままなされることにより、緩衝材により吸収される。したがって、ヘッドレストの振動をより一層抑制することができ、またヘッドレスト取り付け部材と上枠部材又は補強部材とが繰り返し当接することにより異音が発生するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、衝突時の乗員の支持性能を確保しつつ、通常時のヘッドレストの振動を抑制することができる。
第２の発明によれば、衝突時の乗員の支持性能をより一層確保することができる。
第３の発明によれば、ヘッドレストの振動をより一層抑制することができるとともに、異音が発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る車両用のシートを示す斜視図である
【図２】実施形態に係るシートバックフレーム及びヘッドレストを示す側面図である。
【図３】実施形態に係るヘッドレストの取り付け部を図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断して示す断面図である。
【図４】実施形態に係るヘッドレストに前後の力が加わった場合の作用を説明する説明図である。
【図５】実施形態の構成によるヘッドレストの共振倍率の低下を説明するグラフである。
【図６】他の実施形態に係るヘッドレストの取り付け部を図３と同様の位置で切断して示す断面図である。
【図７】他の実施形態に係るヘッドレストに前後の力が加わった場合の作用を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図１〜図３を参照しながら本発明を実施するための形態を説明する。
図１には、車両内に設けられて乗員が使用するシート１０の外形が鎖線にて示されている。シート１０は、乗員が着座するシートクッション２０と、乗員の背凭れとなるシートバック３０と、乗員の頭部を支持するヘッドレスト４０（図２参照）とを備えている。シートバック３０は、シートクッション２０の後端部に連結され、この連結部に設けられたリクライニング装置（図示せず）によりシートバック３０に対してなす角度を調節することが可能とされている。
シートバック３０は、その骨格を形成する部材として、図１に実線にて示されるように概して長方形枠形状を有する金属製のシートバックフレーム３１を有している。なおシートバック３０は、上記のシートバックフレーム３１のほか、背凭れ面を含む外形（図１に鎖線にて示されている）を形成する部材として、シートバックフレーム３１を覆うクッション材であるパッド材と、パッド部材に覆い被せられる表皮材とを有している。またシートバック３０の上部には、着座者の後頭部を支持するヘッドレスト４０が取り付けられている。
シートバックフレーム３１は、主としてアッパフレーム３２と、サイドフレーム３３と、アンダーフレーム３４とから構成されており、これらの構成部材は溶接により互いに一体的に結合されて、前記の概して長方形枠形状を有するフレーム構造を形成している。サイドフレーム３３は、左右に縦方向に配設された長手の板形状を有する部材であって、フレーム構造の側辺部分３２ｂを成している。アッパフレーム３２は、円形断面のパイプ形状を有する部材であって、略コの字状に曲げ加工されたものである。アッパフレーム３２は、上記の両サイドフレーム３３の上端同士を繋ぐように配設されて、フレーム構造の側辺部分３２ｂ上部及び上辺部分３２ａを成している。アンダーフレーム３４は長手の板形状を有する部材であって、左右の両サイドフレーム３３の下部の内側において横方向に配設されて、フレーム構造の下辺部分を成している。
【００１７】
シートバックフレーム３１には、アッパフレーム３２を補強する補強部材３５が設けられている。補強部材３５は金属製であって、長手の板形状、すなわち帯形状を有する部材である。補強部材３５は、その幅方向が上下方向となる向きで、アッパフレーム３２のうちの左右の側辺部分３２ｂを架け渡すように配設されており、上辺部分３２ａとは互いに平行となっている。補強部材３５は、その両端部がそれぞれこの側辺部分３２ｂの後側に溶接されて固定されている。また補強部材３５は、幅方向における両側の縁が、長手方向に亘り前側に向かって折り曲げられている。
またシートバックフレーム３１には、前述したヘッドレストサポート３７を取り付けるためのサポートブラケット３６が設けられている。サポートブラケット３６は、角筒形状の本体を有する金属製の部材である。サポートブラケット３６は、アッパフレーム３２とその補強部材３５とをその前面側において架け渡すような配置関係にて配設されている。サポートブラケット３６の補強部材３５に面する本体下部３６ｂには、図３に示されるように補強部材３５方向に延びる固定部３６ｃが設けられており、固定部３６ｃの先端が補強部材３５の前面に対して溶接により固定されている。この一方で、図３に良く示されるように、サポートブラケット３６のアッパフレーム３２に面する本体上部３６ａはアッパフレーム３２に対して固定されておらず、僅かに隙間を隔てた位置関係とされている。アッパフレーム３２表面のサポートブラケット３６本体上部３６ａに面する箇所には、この両部材同士の当接による異音の発生を防止するため、フェルト３８が張られている。
【００１８】
ヘッドレスト４０は、下方へ延びる棒形状を有する金属製のステー４１を有している。このステー４１は、ヘッドレストサポート３７を介して上記のサポートブラケット３６に取り付けられている。ヘッドレストサポート３７は円筒形状（図示せず）の本体を有する樹脂製の部材であって、サポートブラケット３６の角筒形状（図１参照）内に挿通されて固定されている。図２及び図３にはヘッドレストサポート３７の本体上端部のみが示されている。その一方で、ヘッドレスト４０のステー４１がこのヘッドレストサポート３７の円筒形状の中に挿通されている。ステー４１は、本体上端部に設けられた公知の手段によりヘッドレストサポート３７に対して上下方向に位置決め固定可能に構成されており、これによりヘッドレスト４０は着座者の頭部の高さ位置に合わせてシートバック３０から上方へ突出する量を調節できる。ヘッドレストサポート３７に対して位置決め固定されると、ヘッドレスト４０はシートバックフレーム３１に取り付けられた状態となる。すなわち本発明でいうヘッドレスト取り付け部材には、本実施形態におけるサポートブラケット３６が相当する。
【００１９】
次に、図４（Ａ）及び（Ｂ）を参照しながら、ヘッドレスト４０に力Ｆ1，Ｆ2が加わった場合に上述の構成がなす作用について説明する。図４（Ａ）及び（Ｂ）は共に図３の図示範囲を簡略化して示している。ヘッドレスト４０に力が加わった場合の挙動は、ヘッドレスト４０がシートバックフレーム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。上述のように、サポートブラケット３６の本体下部３６ｂは固定部３６ｃを介して補強部材３５に対して固定されているが、本体上部３６ａはアッパフレーム３２に対して固定されていない。すなわち、シートバックフレーム３１に対して、ヘッドレスト４０は基本的に補強部材３５のみにより支持されていることになる。したがって、上方に位置するヘッドレスト４０に前後方向への力Ｆ1，Ｆ2が作用すると、補強部材３５の弾性的なねじり変形等が生じ、サポートブラケット３６が本体下部３６ｂに設けられた固定部３６ｃを中心として前後へ傾動する。図４（Ａ）及び（Ｂ）のそれぞれには、傾動前の状態が破線にて、傾動後の状態が実線にて示されている。
しかし、サポートブラケット３６は上述のようにアッパフレーム３２の前面側に配設されている。図４（Ａ）に示されるようにヘッドレスト４０に前方向の力Ｆ1が作用する場合、サポートブラケット３６はアッパフレーム３２に遮られることなく前方へ傾動することができるが、図４（Ｂ）に示されるように後方向の力Ｆ2が作用する場合、サポートブラケット３６の本体上部３６ａがその後方に存在するアッパフレーム３２にフェルト３８を介して当接する。サポートブラケット３６がアッパフレーム３２に当接した後は、上記補強部材３５の変形に加えてアッパフレーム３２に弾性的な撓み変形が生じる。このことを考慮すれば、ヘッドレスト４０のシートバックフレーム３１に対する支持剛性は、後方向の力Ｆ2が加わる場合の方が前方向の力Ｆ1が加わる場合よりも大きくなる。
【００２０】
以上のように構成される実施形態は、以下のような作用効果を奏する。
一般的に車両のフロアパネルはエンジンと特定の周波数にて共振を起こし、この振動はシートに乗員が着座しているか否かに関わらずフロアパネルに固定されたシートフレームを介してヘッドレスト４０にも伝えられる。ヘッドレスト４０はシートバックフレーム３１による支持剛性が高いほど、シートバックフレーム３１に対する振動についての共振周波数が高くなる。そして、図５に示すように、この共振周波数が上記のフロアパネルの共振点近傍にあるほどフロアパネルの振動レベルを増幅して振動するようになる。図５に示す線図において、一般的なフロアパネルの共振周波数をｆ1とすると、破線で示した従来のアッパフレーム３２と補強部材３５の双方でサポートブラケット３６が支持された場合の共振倍率のピーク値は上記ｆ1と同じ位置となってフロアパネルの振動がヘッドレスト４０に最も増幅して伝えられる。これに対して、本実施形態のようにサポートブラケット３６が基本的に補強部材３５のみに支持された構成の場合には支持剛性が弱くなるため、図５において実線で示す線のようにピーク値が上記ｆ1より低くなって、ヘッドレスト４０の共振倍率を従来のａ点からｂ点まで下げることができる。これにより、車両走行中等の通常時において発生するヘッドレスト４０の振動レベルを抑制することができる。
また、サポートブラケット３６をその本体下部３６ｂに設けられた固定部３６ｃを中心に後方に傾動させるとき、サポートブラケット３６の本体上部３６ａがアッパフレーム３２に当接してその傾動が抑制される。このため、衝突時において乗員の頭部によりヘッドレスト４０が後方へ衝撃荷重を受けた場合、サポートブラケット３６の本体上部３６ａがアッパフレーム３２に当接することによりサポートブラケット３６がアッパフレーム３２と補強部材３５の双方に支持された状態となり、乗員を支持するために必要なヘッドレスト４０の支持剛性を確保することができる。以上により、衝突時の乗員の支持性能を確保しつつ、通常時のヘッドレスト４０の振動を抑制することができる。
なお、上述の通り通常時のヘッドレスト４０の支持剛性は前方向の傾動に関する剛性が弱いため、後突直後においては慣性力によりヘッドレスト４０がシートバック３０に対して前側に動きやすくなっており、着座者の頭部と接触するまでの時間（ヘッドコンタクトタイム）を早めることができ、鞭打ち症を低減することができる。この着座者の頭部との接触後は、ヘッドレスト４０は頭部を支持しつつ後方向に傾動し、最終的には前記のようにして乗員の支持性能が確保される。
【００２１】
さらに本実施形態の構成によれば、サポートブラケット３６の本体上部３６ａが架け渡されるアッパフレーム３２は円形断面を有するパイプ形状とされている。サポートブラケット３６はこのアッパフレーム３２に対して固定する必要がないため、たとえばアッパフレーム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等の加工をする必要がない。したがって、衝突時にサポートブラケット３６がアッパフレーム３２に当接して衝撃荷重を与えても、アッパフレーム３２はパイプ形状が本来有する曲げ強度を保っているため、衝突時の乗員の支持性能をより一層確保することができる。
さらに本実施形態の構成によれば、ヘッドレスト４０の振動は、サポートブラケット３６がフェルト３８を介してアッパフレーム３２に繰り返し当接し、またはこの当接状態のままなされることにより、フェルト３８により吸収される。すなわち、前記の支持剛性が弱まることによる共振倍率の低下と併せて、このフェルト３８により振動を抑制することができる効果により、実際の振動倍率は図５にｂ点で示された共振倍率よりも小さくなる。また振動が吸収されることにより、サポートブラケット３６とアッパフレーム３２とが繰り返し当接することによる異音の発生を防止することができる。
【００２２】
なお、本発明に係るシートバックフレーム３１は上記の実施形態に限定されるものではなく、その他各種の形態で実施できるものである。
本実施形態におけるヘッドレスト４０は、そのステー４１がヘッドレストサポート３７及びサポートブラケット３６を介してシートバックフレーム３１が備える補強部材３５に取り付けられているものであった。しかしヘッドレスト４０のステー４１を直接この補強部材３５に溶接することにより取り付ける形態としても良い。この形態とする場合、本発明におけるヘッドレスト４０取り付け部材にはこのステー４１が相当する。
また本実施形態におけるサポートブラケット３６は、その本体上部３６ａと本体下部３６ｂとがそれぞれアッパフレーム３２とその補強部材３５の前側に面するような寸法を有するものであった。しかし、アッパフレーム３２とその補強部材３５とをその前側にて架け渡すような配置関係にて配設されていれば、サポートブラケット３６は必ずしも上記のようになっていることを要さない。
また本実施形態におけるサポートブラケット３６は、アッパフレーム３２とその補強部材３５とをその前面側にて架け渡すような配置関係にて配設されており、補強部材３５に架け渡されたサポートブラケット３６の本体下部３６ｂに設けられた固定部３６ｃが補強部材３５に対して固定されているものであった。しかし、図６に他の実施形態として示されるように、サポートブラケット１３６をアッパフレーム１３２の上辺部分１３２ａの前面側と補強部材１３５の後面側とを架け渡すような配置関係にて配設し、補強部材１３５に架け渡されたサポートブラケット１３６の本体上部１３６ａを補強部材１３５に対して固定する構成としても良い。このような構成とすれば、図７（Ａ）（Ｂ）に示されるように、ヘッドレスト１４０に前後方向の力Ｆ1，Ｆ2が作用する場合、アッパフレーム１３２に固定されたサポートブラケット１３６の本体上部１３６ａを中心としてヘッドレスト１４０が傾動する。ヘッドレスト１４０に前方向の力Ｆ１が作用する場合には、サポートブラケット１３６の本体下部１３６ｂが補強部材１３５に遮られることなくヘッドレスト１４０が前方へ傾動することができるが、後方向の力Ｆ2が作用する場合には、サポートブラケット１３６の本体下部１３６ｂがフェルト１３８を介しながら補強部材１３５の後側に当接してヘッドレスト１４０の傾動が抑制される。このため、図６及び図７に示される他の実施形態も前記の本実施形態と同様の効果を奏する。
また本実施形態においては、アッパフレーム３２に面するサポートブラケット３６の本体上部３６ａはアッパフレーム３２に対して僅かに隙間を隔てた位置関係にて配設されているものであったが、アッパフレーム３２に対して固定されない限り、この隙間を詰めて接触状態とする形態としても良い。この場合においても、サポートブラケット３６は後方へ大荷重が加わらない限り基本的には補強部材３５のみにより支持されているため、本実施形態と同様の効果を奏する。
また本実施形態においては、アッパフレーム３２とサポートブラケット３６同士の当接による異音の発生を防止するためのフェルト３８がアッパフレーム３２側に張られているものであったが、サポートブラケット３６側に張られた形態としても良い。また、このフェルト３８に代えて、ゴムやゲルその他の振動吸収効果のある材料を用いたパッドを張る形態としても良い。
【符号の説明】
【００２３】
１０ シート
２０ シートクッション
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
３２ａ 上辺部分
３２ｂ 側辺部分
３３ サイドフレーム
３４ アンダーフレーム
３５ 補強部材
３６ サポートブラケット
３６ａ 本体上部
３６ｂ 本体下部
３６ｃ 固定部
３７ ヘッドレストサポート
３８ フェルト
４０ ヘッドレスト
４１ ステー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上部にヘッドレストを取り付け可能な車両用シートのシートバックフレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
シートバックの上部に乗員の頭部を支持するためのヘッドレストを備える車両用シートにおいては、一般的に、シートバックフレームの上部に金属製のヘッドレスト取り付け部材が固定されており、ヘッドレストはこのヘッドレスト取り付け部材に取り付けられている。具体的には、樹脂製で筒形状のヘッドレストサポートがこのヘッドレスト取り付け部材に取り付けられ、ヘッドレストはその下方へ延びるステーがこのヘッドレストサポートに挿通されることによりシートバックフレームに保持されている。このようなヘッドレスト取り付け部材を備えたシートバックフレームは、例えば下記特許文献１に開示されている。
【０００３】
この特許文献１に開示されたシートバックフレームは、上辺を成す上枠部材と、その下側に並行して設けられた補強部材とを備えており、上記のヘッドレスト取り付け部材は上下に配置されたこの上枠部材と補強部材とに架け渡すように溶接されて固定されていた。このように、ヘッドレスト取り付け部材を上下に亘って二箇所でシートバックフレームに対して固定することで、車両が後方から衝突を受けた時（以下、衝突時という）に乗員の頭部をヘッドレスト上に支持するために必要な剛性が確保でき、これにより乗員の鞭打ち症の対策がなされていた。
【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】
ところで、一般的に車両走行時やアイドリング時（以下、通常時という）にはフロアパネルがエンジンと特定の周波数（共振点）にて共振を起こし、この振動はシートに乗員が着座しているか否かに関わらずフロアパネルに固定されたシートフレームを介してヘッドレストにも伝えられる。上記の技術によれば、ヘッドレスト取り付け部材の支持剛性を高くすることで上述のように乗員を支持する剛性は確保できたが、その一方でヘッドレストの（シートバックフレームに対する共振の）共振周波数が増加して上記のフロアパネルの共振点近傍に達していたため、ヘッドレストがフロアパネルの振動レベルを増幅して振動してしまうという問題があった。
【０００６】
ここで、ヘッドレスト取り付け部材の支持剛性を下げればヘッドレストの振動を減少させることができるが、逆に衝突時に乗員を支持するための剛性が低下してしまう。すなわち、ヘッドレスト取り付け部材の支持剛性を単純に増減調整する手段による限り、衝突時の乗員の支持性能を高めることとヘッドレストの振動を抑制することは技術的に相反する課題となっていた。
なお、ヘッドレストの質量を増加させることによりヘッドレストの共振周波数を下げることも可能であるが、その分だけ車両の質量とコストが増加することとなり好ましい手段ではない。
【０００７】
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、衝突時の乗員の支持性能を確保しつつ通常時のヘッドレストの振動を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係るシートバックフレームは次の手段をとる。
本発明の第１の発明に係るシートバックフレームは、上部にヘッドレストを取り付け可能な車両用シートのシートバックフレームであって、上辺を成す上枠部材と、該上枠部材の下側に並行して設けられた補強部材と、ヘッドレストを取り付けるためのヘッドレスト取り付け部材とを備え、前記ヘッドレスト取り付け部材は前記上枠部材と前記補強部材とに架け渡された配置関係として配設されており、該ヘッドレスト取り付け部材の前記上枠部材と前記補強部材に架け渡される箇所のうち、一方の箇所は互いに固定状態とされ、他方の箇所は前記一方の箇所を中心にヘッドレストを後方に傾動させるとき互いに当接してその傾動を抑制する状態となる配置構成とされていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、通常時と衝突時においてシートバックフレームによるヘッドレストの支持剛性が変化する。
前記ヘッドレスト取り付け部材は前記上枠部材と前記補強部材とに架け渡された配置関係として配設されており、この架け渡される箇所のうち一方の箇所は互いに固定状態とされている。このため、通常時においてはヘッドレスト取り付け部材が前記一方の箇所のみで上枠部材又は補強部材に対して支持される。また、他方の箇所は前記一方の箇所を中心にヘッドレストを後方に傾動させるとき互いに当接してその傾動を抑制する状態となる。このため、衝突時において乗員から後方へ力を受けたヘッドレストが前記一方の箇所を中心として後方に傾動するとき、ヘッドレスト取り付け部材が上枠部材と補強部材のうち前記他方の箇所の部材に当接してその傾動が抑制される。
したがって、衝突時には乗員を支持するために必要なヘッドレストの支持剛性を確保することができるが、通常時には前記一方の箇所のみでヘッドレストが支持されている状態とすることにより衝突時よりも支持剛性を下げることができる。すなわち、衝突時の乗員の支持性能を確保しつつ、通常時のヘッドレストの振動を抑制することができる。
【００１０】
本発明の第２の発明に係るシートバックフレームは、第１の発明に係るシートバックフレームであって、前記ヘッドレスト取り付け部材が架け渡される前記他方の箇所の部材は上枠部材であり、該上枠部材は円形断面を有するパイプ形状であることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、ヘッドレスト取り付け部材が架け渡される前記他方の箇所の部材は上枠部材であり、この上枠部材は円形断面を有するパイプ形状とされている。また前記のように、ヘッドレスト取り付け部材はこの上枠部材に対して固定する必要がないため、たとえば上枠部材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等の加工をする必要がない。したがって、パイプ形状が本来有する曲げ強度を保つことができ、ひいては衝突時の乗員の支持性能をより一層確保することができる。
【００１２】
本発明の第３の発明に係るシートバックフレームは、第１又は第２の発明に係るシートバックフレームであって、前記ヘッドレスト取り付け部材が架け渡される前記他方の箇所における当接は緩衝材を介して行われる構成であることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、ヘッドレストの振動は、ヘッドレスト取り付け部材が架け渡される前記他方の箇所においてヘッドレスト取り付け部材が上枠部材又は補強部材に対して緩衝材を介して繰り返し当接し、またはこの当接状態のままなされることにより、緩衝材により吸収される。したがって、ヘッドレストの振動をより一層抑制することができ、またヘッドレスト取り付け部材と上枠部材又は補強部材とが繰り返し当接することにより異音が発生するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、衝突時の乗員の支持性能を確保しつつ、通常時のヘッドレストの振動を抑制することができる。
第２の発明によれば、衝突時の乗員の支持性能をより一層確保することができる。
第３の発明によれば、ヘッドレストの振動をより一層抑制することができるとともに、異音が発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る車両用のシートを示す斜視図である
【図２】実施形態に係るシートバックフレーム及びヘッドレストを示す側面図である。
【図３】実施形態に係るヘッドレストの取り付け部を図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断して示す断面図である。
【図４】実施形態に係るヘッドレストに前後の力が加わった場合の作用を説明する説明図である。
【図５】実施形態の構成によるヘッドレストの共振倍率の低下を説明するグラフである。
【図６】他の実施形態に係るヘッドレストの取り付け部を図３と同様の位置で切断して示す断面図である。
【図７】他の実施形態に係るヘッドレストに前後の力が加わった場合の作用を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図１〜図３を参照しながら本発明を実施するための形態を説明する。
図１には、車両内に設けられて乗員が使用するシート１０の外形が鎖線にて示されている。シート１０は、乗員が着座するシートクッション２０と、乗員の背凭れとなるシートバック３０と、乗員の頭部を支持するヘッドレスト４０（図２参照）とを備えている。シートバック３０は、シートクッション２０の後端部に連結され、この連結部に設けられたリクライニング装置（図示せず）によりシートバック３０に対してなす角度を調節することが可能とされている。
シートバック３０は、その骨格を形成する部材として、図１に実線にて示されるように概して長方形枠形状を有する金属製のシートバックフレーム３１を有している。なおシートバック３０は、上記のシートバックフレーム３１のほか、背凭れ面を含む外形（図１に鎖線にて示されている）を形成する部材として、シートバックフレーム３１を覆うクッション材であるパッド材と、パッド部材に覆い被せられる表皮材とを有している。またシートバック３０の上部には、着座者の後頭部を支持するヘッドレスト４０が取り付けられている。
シートバックフレーム３１は、主としてアッパフレーム３２と、サイドフレーム３３と、アンダーフレーム３４とから構成されており、これらの構成部材は溶接により互いに一体的に結合されて、前記の概して長方形枠形状を有するフレーム構造を形成している。サイドフレーム３３は、左右に縦方向に配設された長手の板形状を有する部材であって、フレーム構造の側辺部分３２ｂを成している。アッパフレーム３２は、円形断面のパイプ形状を有する部材であって、略コの字状に曲げ加工されたものである。アッパフレーム３２は、上記の両サイドフレーム３３の上端同士を繋ぐように配設されて、フレーム構造の側辺部分３２ｂ上部及び上辺部分３２ａを成している。アンダーフレーム３４は長手の板形状を有する部材であって、左右の両サイドフレーム３３の下部の内側において横方向に配設されて、フレーム構造の下辺部分を成している。
【００１７】
シートバックフレーム３１には、アッパフレーム３２を補強する補強部材３５が設けられている。補強部材３５は金属製であって、長手の板形状、すなわち帯形状を有する部材である。補強部材３５は、その幅方向が上下方向となる向きで、アッパフレーム３２のうちの左右の側辺部分３２ｂを架け渡すように配設されており、上辺部分３２ａとは互いに平行となっている。補強部材３５は、その両端部がそれぞれこの側辺部分３２ｂの後側に溶接されて固定されている。また補強部材３５は、幅方向における両側の縁が、長手方向に亘り前側に向かって折り曲げられている。
またシートバックフレーム３１には、前述したヘッドレストサポート３７を取り付けるためのサポートブラケット３６が設けられている。サポートブラケット３６は、角筒形状の本体を有する金属製の部材である。サポートブラケット３６は、アッパフレーム３２とその補強部材３５とをその前面側において架け渡すような配置関係にて配設されている。サポートブラケット３６の補強部材３５に面する本体下部３６ｂには、図３に示されるように補強部材３５方向に延びる固定部３６ｃが設けられており、固定部３６ｃの先端が補強部材３５の前面に対して溶接により固定されている。この一方で、図３に良く示されるように、サポートブラケット３６のアッパフレーム３２に面する本体上部３６ａはアッパフレーム３２に対して固定されておらず、僅かに隙間を隔てた位置関係とされている。アッパフレーム３２表面のサポートブラケット３６本体上部３６ａに面する箇所には、この両部材同士の当接による異音の発生を防止するため、フェルト３８が張られている。
【００１８】
ヘッドレスト４０は、下方へ延びる棒形状を有する金属製のステー４１を有している。このステー４１は、ヘッドレストサポート３７を介して上記のサポートブラケット３６に取り付けられている。ヘッドレストサポート３７は円筒形状（図示せず）の本体を有する樹脂製の部材であって、サポートブラケット３６の角筒形状（図１参照）内に挿通されて固定されている。図２及び図３にはヘッドレストサポート３７の本体上端部のみが示されている。その一方で、ヘッドレスト４０のステー４１がこのヘッドレストサポート３７の円筒形状の中に挿通されている。ステー４１は、本体上端部に設けられた公知の手段によりヘッドレストサポート３７に対して上下方向に位置決め固定可能に構成されており、これによりヘッドレスト４０は着座者の頭部の高さ位置に合わせてシートバック３０から上方へ突出する量を調節できる。ヘッドレストサポート３７に対して位置決め固定されると、ヘッドレスト４０はシートバックフレーム３１に取り付けられた状態となる。すなわち本発明でいうヘッドレスト取り付け部材には、本実施形態におけるサポートブラケット３６が相当する。
【００１９】
次に、図４（Ａ）及び（Ｂ）を参照しながら、ヘッドレスト４０に力Ｆ1，Ｆ2が加わった場合に上述の構成がなす作用について説明する。図４（Ａ）及び（Ｂ）は共に図３の図示範囲を簡略化して示している。ヘッドレスト４０に力が加わった場合の挙動は、ヘッドレスト４０がシートバックフレーム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。上述のように、サポートブラケット３６の本体下部３６ｂは固定部３６ｃを介して補強部材３５に対して固定されているが、本体上部３６ａはアッパフレーム３２に対して固定されていない。すなわち、シートバックフレーム３１に対して、ヘッドレスト４０は基本的に補強部材３５のみにより支持されていることになる。したがって、上方に位置するヘッドレスト４０に前後方向への力Ｆ1，Ｆ2が作用すると、補強部材３５の弾性的なねじり変形等が生じ、サポートブラケット３６が本体下部３６ｂに設けられた固定部３６ｃを中心として前後へ傾動する。図４（Ａ）及び（Ｂ）のそれぞれには、傾動前の状態が破線にて、傾動後の状態が実線にて示されている。
しかし、サポートブラケット３６は上述のようにアッパフレーム３２の前面側に配設されている。図４（Ａ）に示されるようにヘッドレスト４０に前方向の力Ｆ1が作用する場合、サポートブラケット３６はアッパフレーム３２に遮られることなく前方へ傾動することができるが、図４（Ｂ）に示されるように後方向の力Ｆ2が作用する場合、サポートブラケット３６の本体上部３６ａがその後方に存在するアッパフレーム３２にフェルト３８を介して当接する。サポートブラケット３６がアッパフレーム３２に当接した後は、上記補強部材３５の変形に加えてアッパフレーム３２に弾性的な撓み変形が生じる。このことを考慮すれば、ヘッドレスト４０のシートバックフレーム３１に対する支持剛性は、後方向の力Ｆ2が加わる場合の方が前方向の力Ｆ1が加わる場合よりも大きくなる。
【００２０】
以上のように構成される実施形態は、以下のような作用効果を奏する。
一般的に車両のフロアパネルはエンジンと特定の周波数にて共振を起こし、この振動はシートに乗員が着座しているか否かに関わらずフロアパネルに固定されたシートフレームを介してヘッドレスト４０にも伝えられる。ヘッドレスト４０はシートバックフレーム３１による支持剛性が高いほど、シートバックフレーム３１に対する振動についての共振周波数が高くなる。そして、図５に示すように、この共振周波数が上記のフロアパネルの共振点近傍にあるほどフロアパネルの振動レベルを増幅して振動するようになる。図５に示す線図において、一般的なフロアパネルの共振周波数をｆ1とすると、破線で示した従来のアッパフレーム３２と補強部材３５の双方でサポートブラケット３６が支持された場合の共振倍率のピーク値は上記ｆ1と同じ位置となってフロアパネルの振動がヘッドレスト４０に最も増幅して伝えられる。これに対して、本実施形態のようにサポートブラケット３６が基本的に補強部材３５のみに支持された構成の場合には支持剛性が弱くなるため、図５において実線で示す線のようにピーク値が上記ｆ1より低くなって、ヘッドレスト４０の共振倍率を従来のａ点からｂ点まで下げることができる。これにより、車両走行中等の通常時において発生するヘッドレスト４０の振動レベルを抑制することができる。
また、サポートブラケット３６をその本体下部３６ｂに設けられた固定部３６ｃを中心に後方に傾動させるとき、サポートブラケット３６の本体上部３６ａがアッパフレーム３２に当接してその傾動が抑制される。このため、衝突時において乗員の頭部によりヘッドレスト４０が後方へ衝撃荷重を受けた場合、サポートブラケット３６の本体上部３６ａがアッパフレーム３２に当接することによりサポートブラケット３６がアッパフレーム３２と補強部材３５の双方に支持された状態となり、乗員を支持するために必要なヘッドレスト４０の支持剛性を確保することができる。以上により、衝突時の乗員の支持性能を確保しつつ、通常時のヘッドレスト４０の振動を抑制することができる。
なお、上述の通り通常時のヘッドレスト４０の支持剛性は前方向の傾動に関する剛性が弱いため、後突直後においては慣性力によりヘッドレスト４０がシートバック３０に対して前側に動きやすくなっており、着座者の頭部と接触するまでの時間（ヘッドコンタクトタイム）を早めることができ、鞭打ち症を低減することができる。この着座者の頭部との接触後は、ヘッドレスト４０は頭部を支持しつつ後方向に傾動し、最終的には前記のようにして乗員の支持性能が確保される。
【００２１】
さらに本実施形態の構成によれば、サポートブラケット３６の本体上部３６ａが架け渡されるアッパフレーム３２は円形断面を有するパイプ形状とされている。サポートブラケット３６はこのアッパフレーム３２に対して固定する必要がないため、たとえばアッパフレーム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等の加工をする必要がない。したがって、衝突時にサポートブラケット３６がアッパフレーム３２に当接して衝撃荷重を与えても、アッパフレーム３２はパイプ形状が本来有する曲げ強度を保っているため、衝突時の乗員の支持性能をより一層確保することができる。
さらに本実施形態の構成によれば、ヘッドレスト４０の振動は、サポートブラケット３６がフェルト３８を介してアッパフレーム３２に繰り返し当接し、またはこの当接状態のままなされることにより、フェルト３８により吸収される。すなわち、前記の支持剛性が弱まることによる共振倍率の低下と併せて、このフェルト３８により振動を抑制することができる効果により、実際の振動倍率は図５にｂ点で示された共振倍率よりも小さくなる。また振動が吸収されることにより、サポートブラケット３６とアッパフレーム３２とが繰り返し当接することによる異音の発生を防止することができる。
【００２２】
なお、本発明に係るシートバックフレーム３１は上記の実施形態に限定されるものではなく、その他各種の形態で実施できるものである。
本実施形態におけるヘッドレスト４０は、そのステー４１がヘッドレストサポート３７及びサポートブラケット３６を介してシートバックフレーム３１が備える補強部材３５に取り付けられているものであった。しかしヘッドレスト４０のステー４１を直接この補強部材３５に溶接することにより取り付ける形態としても良い。この形態とする場合、本発明におけるヘッドレスト４０取り付け部材にはこのステー４１が相当する。
また本実施形態におけるサポートブラケット３６は、その本体上部３６ａと本体下部３６ｂとがそれぞれアッパフレーム３２とその補強部材３５の前側に面するような寸法を有するものであった。しかし、アッパフレーム３２とその補強部材３５とをその前側にて架け渡すような配置関係にて配設されていれば、サポートブラケット３６は必ずしも上記のようになっていることを要さない。
また本実施形態におけるサポートブラケット３６は、アッパフレーム３２とその補強部材３５とをその前面側にて架け渡すような配置関係にて配設されており、補強部材３５に架け渡されたサポートブラケット３６の本体下部３６ｂに設けられた固定部３６ｃが補強部材３５に対して固定されているものであった。しかし、図６に他の実施形態として示されるように、サポートブラケット１３６をアッパフレーム１３２の上辺部分１３２ａの前面側と補強部材１３５の後面側とを架け渡すような配置関係にて配設し、補強部材１３５に架け渡されたサポートブラケット１３６の本体上部１３６ａを補強部材１３５に対して固定する構成としても良い。このような構成とすれば、図７（Ａ）（Ｂ）に示されるように、ヘッドレスト１４０に前後方向の力Ｆ1，Ｆ2が作用する場合、アッパフレーム１３２に固定されたサポートブラケット１３６の本体上部１３６ａを中心としてヘッドレスト１４０が傾動する。ヘッドレスト１４０に前方向の力Ｆ１が作用する場合には、サポートブラケット１３６の本体下部１３６ｂが補強部材１３５に遮られることなくヘッドレスト１４０が前方へ傾動することができるが、後方向の力Ｆ2が作用する場合には、サポートブラケット１３６の本体下部１３６ｂがフェルト１３８を介しながら補強部材１３５の後側に当接してヘッドレスト１４０の傾動が抑制される。このため、図６及び図７に示される他の実施形態も前記の本実施形態と同様の効果を奏する。
また本実施形態においては、アッパフレーム３２に面するサポートブラケット３６の本体上部３６ａはアッパフレーム３２に対して僅かに隙間を隔てた位置関係にて配設されているものであったが、アッパフレーム３２に対して固定されない限り、この隙間を詰めて接触状態とする形態としても良い。この場合においても、サポートブラケット３６は後方へ大荷重が加わらない限り基本的には補強部材３５のみにより支持されているため、本実施形態と同様の効果を奏する。
また本実施形態においては、アッパフレーム３２とサポートブラケット３６同士の当接による異音の発生を防止するためのフェルト３８がアッパフレーム３２側に張られているものであったが、サポートブラケット３６側に張られた形態としても良い。また、このフェルト３８に代えて、ゴムやゲルその他の振動吸収効果のある材料を用いたパッドを張る形態としても良い。
【符号の説明】
【００２３】
１０ シート
２０ シートクッション
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
３２ａ 上辺部分
３２ｂ 側辺部分
３３ サイドフレーム
３４ アンダーフレーム
３５ 補強部材
３６ サポートブラケット
３６ａ 本体上部
３６ｂ 本体下部
３６ｃ 固定部
３７ ヘッドレストサポート
３８ フェルト
４０ ヘッドレスト
４１ ステー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部にヘッドレストを取り付け可能な車両用シートのシートバックフレームであって、上辺を成す上枠部材と、該上枠部材の下側に並行して設けられた補強部材と、ヘッドレストを取り付けるためのヘッドレスト取り付け部材とを備え、前記ヘッドレスト取り付け部材は前記上枠部材と前記補強部材とに掛け渡された配置関係として配設されており、該ヘッドレスト取り付け部材の前記上枠部材と前記補強部材に架け渡される箇所のうち、一方の箇所は互いに固定状態とされ、他方の箇所は前記一方の箇所を中心にヘッドレストを後方に傾動させるとき互いに当接してその傾動を抑制する状態となる配置構成とされていることを特徴とするシートバックフレーム。
【請求項２】
請求項１に記載のシートバックフレームであって、前記ヘッドレスト取り付け部材が架け渡される前記他方の箇所の部材は上枠部材であり、該上枠部材は円形断面を有するパイプ形状であることを特徴とするシートバックフレーム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のシートバックフレームであって、
前記ヘッドレスト取り付け部材が架け渡される前記他方の箇所における当接は緩衝材を介して行われる構成であることを特徴とするシートバックフレーム。
【請求項１】
上部にヘッドレストを取り付け可能な車両用シートのシートバックフレームであって、上辺を成す上枠部材と、該上枠部材の下側に並行して設けられた補強部材と、ヘッドレストを取り付けるためのヘッドレスト取り付け部材とを備え、前記ヘッドレスト取り付け部材は前記上枠部材と前記補強部材とに掛け渡された配置関係として配設されており、該ヘッドレスト取り付け部材の前記上枠部材と前記補強部材に架け渡される箇所のうち、一方の箇所は互いに固定状態とされ、他方の箇所は前記一方の箇所を中心にヘッドレストを後方に傾動させるとき互いに当接してその傾動を抑制する状態となる配置構成とされていることを特徴とするシートバックフレーム。
【請求項２】
請求項１に記載のシートバックフレームであって、前記ヘッドレスト取り付け部材が架け渡される前記他方の箇所の部材は上枠部材であり、該上枠部材は円形断面を有するパイプ形状であることを特徴とするシートバックフレーム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のシートバックフレームであって、
前記ヘッドレスト取り付け部材が架け渡される前記他方の箇所における当接は緩衝材を介して行われる構成であることを特徴とするシートバックフレーム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１０３５５１（Ｐ２０１３−１０３５５１Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４７４３５（Ｐ２０１１−２４７４３５）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００２４１５００）トヨタ紡織株式会社 (2,945)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００２４１５００）トヨタ紡織株式会社 (2,945)
【Ｆターム（参考）】
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