JP2006175144A - 運転姿勢調節装置及び運転姿勢調節方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両旋回時に運転者の姿勢を無理なく保持することのできる運転姿勢調節装置及び方法を提供する。
【解決手段】少なくとも一部が車体に対してヨー方向に回転可能な機構を備え、シートに着座した運転者の運転姿勢を調節する運転姿勢調節装置において、運転者或いは車両の、車体左右方向またはヨー方向の運動状態量、或いは運転者の操作による操作量に応じて、乗員に車両ヨーレイトと同方向のヨー回転変位或いはヨーモーメントを付与する構成とする。
【選択図】 図５

Description

本発明は、運転者の運転姿勢を調整する車両用の運転姿勢調節装置及び運転姿勢調節方法に関する。

従来より、車両の運転者の運転姿勢を無理のない姿勢に調整する装置として、例えば、特開平５−３２９０３６号公報（特許文献１）、特開平８−５８４５４号公報（特許文献２）、特開２０００−３１８４９８号公報（特許文献３）に記載されたものが知られている。

特許文献１では、車両用シートのサイドサポートを可動式とし、更にこのサイドサポートの変位量を、ファジイ理論を用いて制御することにより、運転者の意思を反映したシート制御を可能として、旋回時において運転者が自らに働く遠心力に抗するための負担の低減を図る内容が開示されている。

また、特許文献２には、車両用シートを振り子状に支持した構成として、旋回時に発生する遠心力の一部を、シートの座面で保持することができるようにし、旋回時において運転者が自らに働く遠心力に抗するための負担の低減を図る内容が開示されている。

更に、特許文献３には、フォークリフトなどの産業機械において、車両が後退するときに後方確認を容易にするためにシート全体が回転するような機構を有し、且つシートの回転軸がシートよりも前方に配置されているためにシートが回転した場合でもアクセルペダルなどの操作ペダルと乗員との位置関係の変化を最小限に押さえることができる内容が開示されている。
特開平５−３２９０３６号公報 特開平８−５８４５４号公報 特開２０００−３１８４９８号公報

車両が旋回する際には、運転者は旋回に伴う遠心力に抗して自らの上体を旋回内側方向へ傾斜させるのが一般的な運転者の挙動である。

特に車両が直進状態から旋回状態へ移行する過渡的な旋回時には、運転者は旋回に伴い自らの上体を旋回方向内側へ傾斜させると同時に、注視点を無限遠方からコーナのクリッピングポイント周辺に移動させるために、上体をひねって旋回方向内側を正視するように自らの姿勢を変化させる。

即ち、このような状況においては、運転者には遠心力に対抗して身体を保持するタスク（第１のタスク）と、上体を捻って注視点を移動させるタスク（第２のタスク）が同時に発生していることとなる。この２つの動きは外力に対して体を支えながら積極的に体を動かさなければならないという相反する動きであるため、運転負荷が高い状態にある。

しかしながら、上記した特許文献２では、シートを振り子状に支持することによって、遠心力に抗して身体を保持する際の負担を低減する方法が示されているが、このような構成とした場合、実際の車両においては車室内寸法が限られているため、振り子の揺動角を大きく取ることができず、大きな効果は望めない。また、振り子の揺動角が大きく設定できる場合でも、アクセルやブレーキペダルとの位置関係が大きくずれてしまうため、結果として運転操作に乱れが生じてしまう問題がある。

また、特許文献１では、シートのサイドサポートを制御して遠心力に抗して身体を保持する際の負担を低減する試みが示されている。この場合には２つの問題点がある。１つはサイドサポートで上体を挟み込んで遠心力に対抗するため、運転者に拘束感を与えてしまう問題であり、もう１つは、シート制御への入力として車両の状態量を用いているため、特に過渡的な旋回状態の場合などに、必ずしも運転者の意思に合ったシート制御ができないという問題である。いずれの場合も運転感覚に悪影響を及ぼすが、特に後者の問題は影響が大きく、運転者に自分の思い通りに車両が動いていないと感じさせてしまい、シート制御が運転負荷の低減という目的に対して逆効果となる恐れがある。

特許文献３では、シート全体を回転させて運転者が振り向く際の身体負荷を低減させている。視線の移動を補助する点で、上体を捻って進行方向に向く際の負担を低減させていると言える。シートの回転軸をシートよりも前方に配置してアクセルペダルなどの操作ペダルと乗員との位置関係の変化を最小限に押さえているが、この特許文献３では、フォークリフトなどの低速で走行する車両のためになされたものであり、この機構をそのまま自動車などの高速走行可能な車両に適用した場合には、ペダルと乗員の位置関係のズレは影響が大きく、例えばスロットル開度が一定に保持できない等の悪影響が起こる問題がある。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、車両旋回時に運転者の姿勢を無理なく保持し、運転感覚を向上させることのできる運転姿勢調節装置及び方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、少なくとも一部が車体に対してヨー方向に回転可能な機構を備え、シートに着座した運転者の運転姿勢を調節する運転姿勢調節装置において、乗員或いは車両の、車体左右方向またはヨー方向の運動状態量、或いは前記乗員の操作による操作量に応じて、前記乗員に車両ヨーレイトと同方向のヨー回転変位或いはヨーモーメントを付与することを特徴とする。

本発明に係る運転姿勢調節装置及び方法では、車両旋回時に生じる、乗員が上体をひねって車両進行方向を向くというタスクの負荷を低減させることができるので、運転感覚を向上させ、且つ運転操作が安定化させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、本発明の原理について説明する。上述の背景技術で説明したように、車両が直進状態から旋回状態へと移行する際には、運転者は遠心力に対抗して身体を保持する第１のタスクと、上体を捻って注視点を移動させる第２のタスクが同時に発生することになる。そして、２つのタスクが同時発生することにより、運転者は運転負荷が高い状態にある。

特に、比較的操舵速度の速いレーンチェンジのような走行シーンでは、運転負荷が過大となって運転姿勢が乱れるために、結果的に注視点を見失うことがあることが発明者らの実験によりわかってきた。図１〜図３は、このときの様子を示す説明図である。

図１に示したレーンチェンジ条件において、被験者に運転中にどこを見ていたかを主観的に答えさせると、「[3]で示したパイロンを見ている」というコメントが得られる。しかし実際に、注視点を分析するアイマークレコーダを着用して走行した場合のデータを分析すると、図２に示す如くの視線方向の結果が得られる。そして、この測定結果からわかるように、注視点が被験者の意識どおりとはならずに、ばらつく現象が観測されている。

このような現象が起こるとき、運転者は自分の思い通りに車両が動いていないと感じてしまい、例えば頭部が大きく内傾した姿勢となってしまう等、上体の姿勢が乱れるとともにハンドル操作に乱れが生じて安定した運転操作ができなくなってしまう。

更に、このような現象が起こる場合の固有な問題として、運転者の上体が上方へ変位する問題もある。図３には、この現象をシート背面の荷重の重心点移動軌跡として示している。

以上のような課題を解決するためには、上述した第１のタスク（遠心力に抗して身体を保持するタスク）、及び第２のタスク（上体を捻って進行方向を向くタスク）のいずれかを低減することが考えられる。また、同時に操舵初期に運転者の上体の上方への移動を抑制することによっても、運転感覚を改善することができる。

以下、上記の原理、実験結果をふまえた上で、本実施形態を具体的に説明する。図４〜図６は、本発明の第１の実施形態に係る運転姿勢調節装置の構成を示しており、図４は運転姿勢調節装置が適用された車両用シートの外観図、図５は分解斜視図、図６は上面図を示している。

図４に示すように、シートバックＰ表面のクッションの一部を、他の部分に対して独立に可動できる可動クッション２として分割している。また、図５に示すように、シートの骨組みを構成する左右の各シートサイドフレーム１を渡すように、上下２つのリンク機構５，８を設けている。

上段のリンク機構５は、左右のシートサイドフレーム１と連結される短尺状のリンク部５ａ，５ｂと、２つのリンク部５ａ，５ｂを連結する長尺状のリンク部５ｃから構成されている。各リンク部５ａ〜５ｃの連結部にはそれぞれ回転ジョイント７が設けられ、回転動が可能となっている。

更に、左右の各シートサイドフレーム１には鉛直方向に伸びる固定軸６がブラケット３に支持されて立設されており、リンク部５ａの一端部及びリンク部５ｂの一端部は、回転ジョイント７によりこの固定軸６に回転動可能に連結されている。従って、リンク機構５は、４つの回転ジョイント７を備えた４節リンクとして動作することになる。

更に、図６に示すように、左右の各シートサイドフレーム１に回転可能に支持されているリンク部５ａ，５ｃの中間部には、外側に突起する凸部１１を設けている。この凸部１１を設けることにより、リンク機構５がシートサイドフレーム１に対して大きく揺動した際に、この凸部１１がシートサイドフレーム１に設けられたゴム製（もしくは同様な弾性を有する材料）のストッパ１０に接触するようにして、リンク機構５の可動範囲を制限することができる。

また、リンク部５ａ，５ｂと、シートサイドフレーム１の間には、リターンスプリング４が備えられており、リンク機構５に外部から荷重が加わらない状態において、リンク機構５の姿勢が定位置、即ち図６に示す如くの略「コ」字形状となる位置にて保持されるようにしている。

また、下段のリンク機構８についても上記した上端のリンク機構５と同様に、３つのリンク部８ａ〜８ｃを備えており、リンク部８ａの一端部及びリンク部８ｂの一端部はそれぞれ固定軸６に連結され、全体として４節のリンクとして動作する。更に、リンク部８ａ，８ｂの外側には凸部１１が形成され、ストッパ１０に接触して可動範囲が制限される。また、シートサイドフレーム１との間にリターンスプリング４が設けられている。

更に、図６に示されるように、各リンク機構５，８のリンク部５ｃ，８ｃは、ホグリング９により可動クッション２に取り付けられている。

図７は、第１の実施形態に係るリンク機構の設定方法に関して示した概略図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図をそれぞれ示している。図示のように、リンク機構５，８の瞬間回転中心はそれぞれシートサイドフレーム１よりも前側となるように設定される。なお、瞬間回転中心とは、２つのリンク部５ａ，５ｂ（或いは８ａ，８ｂ）を延長して接触する点のことである。

更に、上段のリンク機構５の瞬間回転中心の方が、下段のリンク機構８の瞬間回転中心よりも前方となるように設定される。

上記のようにリンク機構の寸法、及び初期姿勢角度を設定することにより、図８（ａ）の作動状態説明図に示すように、可動クッション２の部分の回転中心軸を、シートサイドフレーム１を有するシートバックＰよりも前方で（各リンク機構５，８の瞬間回転中心がシートバックＰよりも前方であることによる）、且つシートバックＰの角度よりも前傾したものとすることができる。シートバック角度と、回転中心軸の為す角度をγとして、前傾方向を正の方向としたとき、角度γの値の変化に応じて、運転者の官能的な評価結果は、図８（ｂ）に示すグラフのように変化することが判明している。発明者らの実験では、シートバックＰからやや前傾させた状態であるγ＝５°程度の時に最も評価が高くなることが判っている。

リンク機構５，８が大きく変位した場合には、可動クッション２が取り付けられるリンク部５ｃ，８ｃの姿勢角が、上下のリンク機構５，８でずれてくるため、可動クッション２の部分はリンク機構５，８に完全に固定するのではなく、図６に示したようにホグリング９を用いて可動クッション２とリンク機構５，８とを結合している。従って、リンク機構５，８と可動クッション２との間が、ある程度の相対変位を許容することができる。

このような構成により、車両の旋回に伴い運転者に遠心力が働いた際に、運転者と可動クッション２が一体となって、運転者よりも前方（或いはシート座面よりも前方）の回転中心周りにヨー回転変位が発生して、運転者を抑制することができる。

また、車両旋回時に生じる、運転者が上体を捻って車両進行方向を向くというタスク（前述した第１のタスク）の負荷が低減するため、運転感覚が向上し運転操作が安定する。更に、運転者をヨー方向へ回転させるための回転中心が、運転者よりも前側となるので、車両旋回時に発生する横方向の加速度を利用してシートの回転を受動的に発生させることが可能である。これにより、運転者の動きに合わせたシート変位が発生するため、例えば背景技術で示した特許文献１に開示された技術のように、複雑な運転者の意思推定を行わなくても、運転者の意思及び挙動に合ったシート変位による運転感覚改善が可能となる。

また、ヨー回転を行うと同時に運転者が下方へ移動する構成となっているので、運転者の上体が上方へ移動して運転感覚が悪化する現象を抑制することができ、運転感覚をより一層向上させることができる。

ここで、上記した実施形態では、シート本体に対し独立して移動可能な可動クッション２を用いる例について示したが、シート全体が回転する装置とすることもできる。このような構成とした場合でも、車両旋回時においてシートが回転すると共に運転者を下方へと移動させることができるので、運転者の上体が上方に移動することを抑制することができ、運転姿勢を安定化させることができる。

また、シートの回転部分をシートバック、或いはその一部である可動クッション２のみに限定すれば、運転者にヨー方向の回転変位またはモーメントを付与した場合であっても、車両の操作ペダルと運転者の位置関係が崩れないようにすることができ、スロットル操作やブレーキ操作に悪影響を及ぼすことを回避できる。

また、シートバック或いはその一部である可動クッション２の回転中心は前方にあるので、上記したように、車両旋回時に発生する横方向の加速度を利用してシートの回転を受動的に発生させることが可能となる。更に、可動クッション２の回転軸がシートバック角度（即ち、運転者の上体の角度）よりも前傾しているため、ヨー回転と同時に運転者を下方へ移動させることができるので、運転者の姿勢を安定化させることができる。

更に、リンク機構５，８を用いてシートバックＰを支持する構成とするので、装置構成を簡素化することができ、省スペース化及びコストダウを図ることができる。

また、２つのリンク機構５，８を設けてシートバックＰを支持する構造としたので、構成を簡素化することができる。更に、リンク機構５，８をプラスチック板等の可撓性を有する材質とすることにより、装置構成を簡素化し、且つコストダウンを図ることができる。

なお、本実施形態では、４つの回転ジョイント７を備えたリンクを２つ、即ち４節のリンク機構５，８を用いる場合を例に挙げたが、これ以外にも４節リンク機構を１つのみとして、リンクの取り付け角をシートのサイドフレーム１に対して前傾させて取り付ける構成とすることも可能である。この場合には、リンク機構を１つのみとすることができるので、構成を簡素化することができる。但しこの場合にはリンク機構５，８に働く曲げモーメントを受け止めるために各リンク機構５，８の上下方向の幅を大きく取り、且つ各リンクどうしを連結する回転ジョイント７を複数列にするなどの変更が必要である。

図９は、本発明の第２の実施形態に係る運転姿勢調節装置が適用された車両用シートの構成を示す斜視図である。本実施形態では、前述した第１の実施形態の図４〜図８で示した４節のリンク機構を２個設けて、各リンク機構の取り付け間隔を小さくしたものと同等の効果を、安価な材料かつ簡潔な構成を用いて実現するものである。

図９に示す可動クッション２は、前述した第１の実施形態と同様であり、他のクッションと独立に移動することができる構成とされている。また、本実施形態では、第１の実施形態で示した上下２段の４節リンク機構５，８の代わりに、中空状の台形柱をなす薄肉樹脂材２１を用いる。

薄肉樹脂材２１は、継ぎ目のない一体成形された薄肉のプラスチック材料で構成する。該薄肉樹脂材２１の内部の中空部分にはシートクッションと同等の弾性、反発特性を有する発泡ウレタン２２を充填する。このように構成される薄肉樹脂材２１の一面を左右のシートサイドフレーム１間に設けた水平シートフレーム２３に接着する。また、水平シートサイドフレーム２３に接着した薄肉樹脂材２１の前面側には可動クッション２を固定する。

ここで、図１０に示すように、薄肉樹脂材２１の任意の２断面について考え、この２断面のうち、シート上方に位置する断面を断面Ａ−Ａ′とし、シート下方に位置する断面を断面Ｂ−Ｂ′とする。また、断面Ａ−Ａ′部分の水平シートフレーム２３との接着面側の辺長と、断面Ｂ−Ｂ′部分の水平シートフレーム２３との接着面側の辺長を等しくし、これを辺長Ｚとする。また、各断面Ａ−Ａ′、Ｂ−Ｂ′の部分が可動クッション２と接触する接触面の辺長を、それぞれＸ，Ｙとし、且つＸ＞Ｙとなるように設定する。

つまり、各断面の車両前側の辺部は、薄肉樹脂材２１の上端から下端にかけて連続的に短くなっている。これにより、第１の実施形態で示した４節のリンク機構を連続的に多数設けたものと同様の効果を発揮することができるようになる。即ち、瞬間回転中心がシートサイドフレーム１より前方になり、且つ可動クッション２の回転中心軸を、シートバックＰより前方で、且つシートバックＰの角度よりも前傾した角度とすることができる。

このようにして、第２の実施形態に係る運転姿勢調節装置では、上述した第１の実施形態と同様に、車両旋回時に生じる、運転者が上体をひねって車両進行方向を向くというタスクの負荷が低減するため、運転感覚が向上し運転操作が安定する。

更に、運転者をヨー方向へ回転させるための回転中心が、運転者よりも前側となるので、車両旋回時に発生する横方向の加速度を利用してシートの回転を受動的に発生させることが可能である。これにより、運転者の動きに合わせたシート変位が発生するため、例えば背景技術で示した特許文献１に開示された技術のように、複雑な運転者の意思推定を行わなくても、運転者の意思及び挙動に合ったシート変位による運転感覚改善が可能となる。

また、ヨー回転を行うと同時に運転者が下方へ移動する構成となっているので、運転者の上体が上方へ移動して運転感覚が悪化する現象を抑制することができ、運転感覚をより一層向上させることができる。

更に、上記した第２の実施形態では、シート本体に対し独立して移動可能な可動クッション２を用いる例について示したが、シート全体が回転する構成とすることもできる。このような構成とした場合でも、車両旋回時においてシートが回転すると共に運転者を下方へと移動させることができるので、運転者の上体が上方に移動することを抑制することができ、運転姿勢を安定化させることができる。

また、第２の実施形態では、薄肉樹脂材２１を用いているので、構成を著しく簡素化することができ、コストダウンを図ることができる。

図１１は、本発明の第３の実施形態に係る運転姿勢調節装置の構成を示す説明図である。本実施形態では、発泡ウレタン等の弾性素材で成型された可動クッション２を、可動クッション２の背面とほぼ同一形状に成型された硬質樹脂板（支持機構）３１に接着し、更にこの硬質樹脂板３１を２つのシートサイドフレーム１間に渡された水平シートフレーム２３に取り付けられた弾性材料３２に接着する構造とする。この弾性材料３２は、可動クッション２の素材よりも柔らかい特性を有するものを用いる。

また、左右のシートサイドフレーム１には、それぞれ可動クッション２のストロークを制限するためのストッパ３３を少なくとも左右上下に１つずつ設ける。ストッパ３３は、金属のような高剛性材料であってもよいし、ゴムのような弾性材料であってもよい。ゴムのような弾性材料を用いる場合には、上部に設けるストッパ３３の剛性を、下部に設けるストッパ３３の剛性よりも高くしておく。

更に、上下の各ストッパ３３と、硬質樹脂板３１との間のクリアランスは、上側のストッパ３３部分のクリアランスの方が、下側のストッパ３３のクリアランスよりも小さくなるように設定する。

図１２は、この機構を用いた際のシートおよび運転者の動作を示す説明図であり、同図（ａ）は中立時、同図（ｂ）は旋回時を示す。なお、同図は共に可動クッション２の部分を上方から見た図である。

車両の旋回に伴い運転者に遠心力が働くと、水平シートフレーム２３に設けられた弾性材料３２が大きく撓んで図１２（ａ）に示す状態から、同図（ｂ）に示す状態に変化する。このとき硬質樹脂板３１がシートサイドフレーム１に設けられたストッパ３３に接触するため、可動クッション２の前後、左右方向のストロークは規制される。

このとき、ストッパ３３と硬質樹脂板３１のクリアランスは下部の方が広く設定され、且つ上側のストッパ３３の剛性が下側のストッパ３３の剛性よりも高く設定されているので、図１２（ａ）の状態から（ｂ）の状態に移行する場合の可動クッション２の瞬間回転中心軸は、可動クッション２よりも前方で、且つシートバックよりも前傾した状態とすることができる。これにより、前述した第１，第２の実施形態と同様の効果を発揮することができる。

更に、弾性体で支持された可動クッション２と、上下１組のストッパ３３、及び弾性材料３２を設けるのみの簡潔な構成でヨー方向の回転と下方への移動効果が得られる利点がある。

図１３は、本発明の第４の実施形態に係る運転姿勢調節装置の構成を示す説明図、図１４（ａ）は上面図、（ｂ）は背面図を示している。図１３に示すように、本実施形態では、２つのシートサイドフレーム１間に上面視湾曲形状（車両後方に向けて凸となる湾曲形状）を有するシートバックサポート（支持機構）４１を設け、該シートバックサポート４１に可動クッション２を取り付ける構成とする。

図１４（ａ）に示すように、可動クッション２の背面側に硬質材料からなる支持体４３を接着し、該支持体４３の背面側には、シートバックサポート４１が配設される。

シートバックサポート４１は、シートサイドフレーム１に固定されており、該シートバックサポート４１には、図１４（ｂ）に示すように、円弧状のスライドレール４２が２つ形成されている。更に、支持体４３の背面側にはスライドレール４２を滑るための樹脂ベアリング４４が上下２個ずつ、合計４個設けられている。スライドレール４２は、可動クッション２が摺動する軌跡を制限するためのものである。

シートバックサポート４１は、上記したように車両後方に向けて凸となる湾曲形状を有しており、該シートバックサポート４１に設けられるスライドレール４２の形状も車両後方に凸となる湾曲形状とすると同時に、車両下側に凸となる曲線とする。この車両下側へ凸となる曲線の中心は、運転者の頭部高さとするのが良い。更に、可動クッション２の中立位置を明確とするため、それぞれのスライドレール４２に２箇所ずつ凹部４５を設けている。そして、車両直進時等の通常時には、樹脂ベアリング４４がこの凹部４５と嵌合した位置が定位置となって固定される。

このようにして、第４の実施形態では、車両の旋回に伴い運転者に遠心力が働くと、運転者と可動クッション２はスライドレール４２に沿って移動し、運転者にはヨー方向の回転変位が与えられると同時に、振り子状に上体が角度変位する。なお、図１３，図１４では、車両が右方向に旋回した場合の例を示している。ここで、上記したように、下側に凸となるスライドレール４２の湾曲形状の中心は、ほぼ運転者の頭部位置としているので、運転者の頭部の上下動は起こらず、車両旋回時に頭部が上方へ移動して運転感覚を損なうことを抑制でき、良好な運転感覚を得ることができる。

また、湾曲摺動面に沿ってシートバックの一部を構成する可動クッション２が移動するので、運転者のヨー回転方向と上下方向の動きの設定自由度が高まるとともに、特別に中立位置保持のための機構を付与することなく、上下方向の動きを利用したセルフセンタリングの効果を得ることができる。

図１５は、本発明の第５の実施形態に係る運転姿勢調節装置の構成を示す説明図である。同図（ａ）に示すように、２つのシートサイドフレーム１間にトーションバー５３を設置するため、予め左右シートサイドフレーム１間に支持板５１ａ，５１ｂを上下２段設置する。トーションバー５３は、断面Ｕ字型の異形のものを前記の支持板５１ａ，５１ｂで挟み込むように配設する。このとき、トーションバー５３の開口部が車体後方を向くように取り付けると同時に、シートバックＰの角度よりもトーションバー５３が前傾している角度となるようにトーションバー５３を取り付ける。また、このトーションバー５３上に可動クッション接着面５２を設け、可動クッション２をこの接着面５２に接着して固定する。

断面Ｕ字形状のトーションバー５３を用いて開口面を車両後方へ向けて配置したことにより、図１５（ｂ）に示すように、ねじりのせん断中心が車体前後軸で前方に位置し、可動クッション２を揺動したときの瞬間回転中心がシートサイドフレーム１よりも前方となる。またトーションバー５３を車体鉛直軸に対して前傾しているため、回転中心の軸をシートバックＰの角度より前傾とすることができる。

このようにして、本実施形態に係る運転姿勢調節装置においても、前述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。更に、本実施形態では、トーションバー５３がＵ字断面を持つことにより、トーションバー５３のねじりのせん断中心をトーションバー５３から離れた位置に設定することができるため、トーションバー５３をシート内部に収めた場合にあっても、シートバックＰの回転中心をトーションバー５３よりも前方とすることができる。このため、簡潔な構成でシート回転中心をシート前方に設定することができる。

図１６は、本発明の第６の実施形態に係る運転姿勢調節装置の構成を示す説明図である。本実施形態は、既に第１の実施形態で説明した構造に対し、可動クッション２をフック８０で固定したリンク機構７９の左右のリンク部７９ａ，７９ｂにワイヤ６１の一端を固定し、ワイヤ６１の別の一端を運転席近傍に設けた可動式のフットレスト機構（意思入力手段）６２に結合して、可動クッション２の動きを運転者自らが操作可能とするものである。

図１７は、フットレスト機構６２の構成を示す説明図であり、図示のようにこのフットレスト機構６２は、足甲部を拘束する部材７８を設けて、踏み込み方向のみならず引き方向にも操作可能とした形状とする。フットレスト機構６２を、台座部７２と可動部７３に分割し、その間を回転可能に支持する軸を設ける。台座部７２と可動部７３の間には弾性体Ａと弾性体Ｂを設けておく。これら弾性体Ａ，Ｂは例えばゴムのような素材を用いるものとする。

フットレスト機構６２に足を掛け、踏み込んだ場合、或いは引いた場合には、弾性体Ａまたは弾性体Ｂが圧縮され復元力が発生する。運転者がフットレスト機構６２へ加える力を緩めた場合には、可動部７３は速やかに中立位置に復帰する。

図１８は台座部７２と可動部７３とを結合する機構を示す分解斜視図であり、台座部７２と可動部７３を結合する回転軸には歯付プーリ７４が設けられており、キー溝７５にキー７６が噛み合うことで、歯付プーリ７４は可動部７３と連動して回転する。この歯付プーリ７４には歯付ベルト７７が噛み合っており、更に歯付ベルト７７の両端にはシートバック稼動用のワイヤ６１が結合されているため、フットレスト機構６２を踏み込んだ場合或いは引いた場合に、可動クッション２に回転運動が付与される。

ここでは図示を省略するが、実際に車両に本機構を適用する場合には、踏み込み時にペダルに復元力を与える弾性体Ｂの内部にブレーキ操作に連動するソレノイドを組み込んでおき、衝突回避の急制動を行うような場合において、ソレノイドがロックされてフットレストが可動しないように固定し、運転者のブレーキ操作に伴うフットレスト踏み込み力を受け止める構造とするのが良い。

このようにして、本実施形態に係る運転姿勢調節装置では、座席周辺にフットレスト機構６２を設けて、運転者がこのフットレスト機構６２を操作することにより、シート全体或いはシートの一部の回転量を調節することができるので、種々の旋回状態において、運転者の意図どおりにシート回転を追従させることができる。これにより、運転者の意図どおりに車両を操縦できている感覚をより強く与えることができるため、旋回時の運転操作の安定性を高くすることができる。

また、運転者がシート回転を制御するための入力装置としてフットレスト機構６２を用いているので、車両旋回時に旋回Ｇに耐えるように踏ん張る動作を利用してシート回転を行うことができ、自然な運転行動の中でシートを回転させることが可能である。また、踏み込み方向のみならず、引っ張り方向にも働くフットレスト機構６２を用いることにより、単一方向の回転だけではなく、左右両方向のシート回転を付与することが可能となる。

次に、本発明に係る運転姿勢調節装置を用いた場合に、その効果が発揮されることを検証した実験結果について説明する。

図１９，図２０は一例として、上述した第６の実施形態に係る運転姿勢調節装置を用いたときの転舵角時系列波形、及び転舵角速度時系列波形を示す特性図である。

実験条件は、曲率半径が７０ｍ程度のコーナを時速４０Ｋｍ程度で旋回した場合であり、通常の走行シーンでも良くあるパターンの走行条件である。このとき、通常のシートを用いた場合には、前述の第１のタスクと第２のタスクが重複しているため、同一のコーナを複数回走行した場合に操舵が安定せず、再現性が低いデータが得られる。これは図１９（ａ）に示す操舵角時系列波形から観測される。

また、操舵の再現性が低いことと同時に転舵速度が大きく、即ち無駄な操舵が多いことも確認される（図１９（ａ）の操舵波形の傾き、及び図２０（ａ）参照）。理想的に安定した運転ができている場合には、操舵速度はほぼサイン波に近づくと考えられるが、実際の操舵波形は鋸歯状の波形となっており、特に操舵速度が大きい領域でのサイン波形との乖離が大きい。

一方、本発明を適用した場合には、同じコーナを複数回走行した場合の操舵の再現性が高くなり、かつ平均転舵速度が１５％程度低下することが確認できた（図１９（ｂ）参照）。また、同時に操舵速度の波形もサイン波と略一致した波形となっており（図２０（ｂ）参照）、最大転舵速度も５０％程度低減することが確認された。

即ち、本発明を適用することにより、運転感覚の向上が可能であることが確認できている。また、前述した第１のタスクの低減に着目したため、従来例のようにサイドサポート制御を行って第１のタスクの低減を行うものと比較して、運転者に不快な拘束感を与えずに運転感覚の向上が期待できる。

また、図２１に示したように、例えば右ハンドル車に乗車した運転者が右旋回を行う場合については、運転者が回転しながら車両内側方向へ変位することにより、旋回内側を向いた際にＡピラーが視界の邪魔にならず、より安定した運転感覚が得られる効果もある。

更に、このようにシート回転を行う場合には、運転者に生じる遠心力を受け止める方向にシートが回転することとなるため、旋回時に生じる第２のタスクだけではなく、第１のタスクの負荷も併せて低減することができ、効果が大きい。

なお、上記した各実施形態では、運転席に着座する乗員（運転者）に適用した場合について限定して説明を行ったが、もちろん運転席以外の乗員座席について本発明を適用しても良い。この場合は運転者以外の乗員に、車両の動きと同期した上体の動きを付与することができ、運転感覚の向上効果ではなく、例えば車酔い防止の効果が得られる。

車両旋回時に運転者の姿勢を安定化させる上で極めて有用である。

車両がレーンチェンジする際の走行路及びノーマル時の視線とスライダー取り付け時の視線を示す説明図である。 車両が図１に示した走行路を走行した際の、運転者の注視点の変化を示す説明図である。 車両が図１に示した走航路を走行した際の、運転者によるシート背面の荷重中心の移動軌跡を示す特性図である。 本発明の第１の実施形態に係る運転姿勢調節装置を備えた車両用シートの斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る運転姿勢調節装置の詳細構成を示す斜視図である。 図５に示した詳細構成図の上面図である。 本発明の第１の実施形態に係る運転姿勢調節装置における、リンク機構の取り付け状態を示す説明図である。 （ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る運転姿勢調節装置の作用を示す説明図であり、（ｂ）は、図７に示した角度γの変化と運転者が快適であると感じる場合の関係を示す特性図である。 本発明の第２の実施形態に係る運転姿勢調節装置の構成を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る運転姿勢調節装置に係る薄肉樹脂材の形状を示す説明図である。 本発明の第３の実施形態に係る運転姿勢調節装置の構成を示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る運転姿勢調節装置の作用を示す説明図である。 本発明の第４の実施形態に係る運転姿勢調節装置の構成を示す斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係る運転姿勢調節装置の作用を示す説明図である。 本発明の第５の実施形態に係る運転姿勢調節装置の構成を示す斜視図である。 本発明の第６の実施形態に係る運転姿勢調節装置の構成を示す斜視図である。 本発明の第６の実施形態で用いるフットレスト機構の詳細な構成を示す説明図である。 図１７に示したフットレスト機構の可動部と台座部との連結状態を詳細に示す説明図である。 通常シートを用いた場合とシートバックを可動させた場合の、車両旋回時における転舵角時系列波形を示す特性図である。 通常シートを用いた場合とシートバックを可動させた場合の、車両旋回時における転舵角速度時系列波形を示す特性図である。 車両が右旋回したときの、ノーマル時における視線方向とシートバックを可動させたときの視線方向との相違を示す説明図である。

符号の説明

１ シートサイドフレーム
２ 可動クッション
３ ブラケット
４ リターンスプリング
５ 上段のリンク機構
６ 固定軸
７ 回転ジョイント
８ 下段のリンク機構
９ ホグリング
１０ ストッパ
１１ 凸部
２１ 薄肉樹脂材
２２ 発泡ウレタン
２３ 水平シートフレーム
３１ 硬質樹脂板
３２ 弾性材料
３３ ストッパ
４１ シートバックサポート
４２ スライドレール
４３ 支持体
４４ 樹脂ベアリング
４５ 凹部
５１ａ，５１ｂ 支持板
５２ 可動クッション接着面
５３ トーションバー
６１ ワイヤ
６２ フットレスト機構
７２ 台座部
７３ 可動部
７４ 歯付プーリ
７５ キー溝
７６ キー
７７ 歯付ベルト
７８ 足甲部を拘束する部材
７９ リンク機構
８０ フック
Ｐ シートバック

Claims (15)

1. 少なくとも一部が車体に対してヨー方向に回転可能な機構を備え、シートに着座した運転者の運転姿勢を調節する運転姿勢調節装置において、
   乗員或いは車両の、車体左右方向またはヨー方向の運動状態量、或いは前記乗員の操作による操作量に応じて、前記乗員に車両ヨーレイトと同方向のヨー回転変位或いはヨーモーメントを付与することを特徴とする運転姿勢調節装置。
2. 前記乗員のヨー回転変位の瞬間回転中心は、前記乗員の重心よりも前方に位置することを特徴とする請求項１に記載の運転姿勢調節装置。
3. 前記ヨー回転変位を付与すると同時に、前記乗員を車両下方へ変位させることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の運転姿勢調節装置。
4. シート全体が車体に対してヨー方向へ回転可能な構造を備える車両用シートを用いた請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の運転姿勢調節装置において、
   前記シートの回転の瞬間回転中心軸は、前記シートの座面よりも前方に位置し、且つ車体上下方向に対して前方へ傾斜していることを特徴とする運転姿勢調節装置。
5. シートバックの全体もしくは一部が、車体或いはシート本体に対してヨー方向に回転可能に支持された車両用シートを用いた請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の運転姿勢調節装置において、
   前記シートバックの瞬間回転中心は、該シートバック位置よりも前方に位置し、且つ瞬間回転中心軸は前記シートバックと略平行な平面に対して前傾した角度を有することを特徴とする運転姿勢調節装置。
6. シートの骨組みをなすシートフレームにリンク機構を設け、該リンク機構を構成するリンクの一部と、前記シートバックとを連結し、前記シートバックと連結されたリンクの瞬間回転中心を、シートバックよりも前方に位置させることを特徴とする請求項５に記載の運転姿勢調節装置。
7. 上下方向に少なくとも２つのリンク機構を設置し、前記各リンク機構のうち、上部に設けられるリンク機構の前記シートバックと連結されたリンクの瞬間回転中心が、下部に設けられるリンク機構の前記シートバックと連結されたリンクの瞬間回転中心よりも前方となるように設定することを特徴とする請求項６に記載の運転姿勢調節装置。
8. 前記リンク機構は、可撓性を有する材料で構成されることを特徴とする請求項６または請求項７のいずれかに記載の運転姿勢調節装置。
9. シート本体に対して移動可能な可動シートバックと、前記可動シートバックをシートフレームに対して前後及び左右に移動可能に支持する支持機構と、前記シート本体に設けられ、前記可動シートバックの移動ストロークを規制する少なくとも上下１組のストッパを有し、
   上部に設けられる前記ストッパと前記可動シートバックとの空隙が、下部に設けられる前記ストッパと前記可動シートバックとの空隙よりも小さくなるように設定することを特徴とする請求項５に記載の運転姿勢調節装置。
10. シート本体に対して移動可能な可動シートバックと、前記可動シートバックをシートフレームに対して前後及び左右に移動可能に支持する支持機構と、前記シート本体に設けられ、前記可動シートバックの移動ストロークを規制する少なくとも上下１組のストッパを有し、上部に設けられる前記ストッパと前記可動シートバックとの接触点剛性が、下部に設けられる前記ストッパと前記可動シートバックとの接触点剛性よりも大きくなるように設定することを特徴とする請求項５または請求項９のいずれかに記載の運転姿勢調節装置。
11. 上面視湾曲成型された可動シートバックと、
    シートの骨組みをなすシートフレームに設けられ、後方に凸となる湾曲形状を有する湾曲摺動面と、
    前記可動シートバックを前記湾曲摺動面に沿って移動可能に支持する支持機構と、
    を備えたことを特徴とする請求項５に記載の運転姿勢調節装置。
12. シートの骨組みをなすシートフレームに、Ｕ字断面を有し且つシート上下方向に伸びるトーションバー固定し、前記シートバックの少なくとも一部を前記トーションバーに回転可能に取り付け、前記トーションバーの断面Ｕ字形状の開口部が後方を向き、且つシート側方から見て、前記トーションバーがシートバック角度よりも前傾して前記シートフレームに取り付けられることを特徴とする請求項５に記載の運転姿勢調節装置。
13. シート近傍に、乗員の身体の一部の変位或いは力を検出する意思入力手段を設け、前記意思入力手段による入力信号に基づいて前記シートの少なくとも一部にヨー回転、或いはヨーモーメントを付与することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の運転姿勢調節装置。
14. 前記意思入力手段はフットレストであることを特徴とする請求項１３に記載の運転姿勢調節装置。
15. 少なくとも一部が車体に対してヨー方向に回転可能な機構を備え、シートに着座した運転者の運転姿勢を調節する運転姿勢調節方法において、
    乗員或いは車両の、車体左右方向またはヨー方向の運動状態量、或いは前記乗員の操作による操作量に応じて、前記乗員に車両ヨーレイトと同方向のヨー回転変位或いはヨーモーメントを付与することを特徴とする運転姿勢調節方法。