JP2007195886A - 車両用シート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シートの温度調整を最適に行うことができる車両用シート装置を提供すること。
【解決手段】車両用シート装置１は、乗員が着席するシート２の表面に形成された複数の通気孔２ｄから空気を吹出し又は吸引する通気路、電動ファン３及び温度調節装置４を備えるとともに、接触面圧可変手段を備え、接触面積可変手段として、エアバック６、７、８がシート２に配設され、変形することで乗員と前記シート２との間の接触面圧を可変させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、車両用のシートを加温又は冷却する車両用シート装置に関する。

従来、シートのエア吹出孔からエアを吹出し、シートの温度調整を行う車両用居眠り防止装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−２７８５４１号公報

しかしながら、上記従来の車両用居眠り防止装置においては、シートと乗員との密着によりシートのエア吹出孔が塞がれ、空気の吹出しが妨げられる虞がある。したがって、シートの温度調整を最適に行うことができない虞がある。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、シートの温度調整を最適に行うことができる車両用シート装置を提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、
乗員が着席するシートの表面に形成された複数の通気孔から空気を吹出し又は吸引する車両用シート装置であって、
前記シートに配設され、変形することで前記乗員と前記シートとの間の接触面圧を可変させる接触面圧可変手段を備える、ことを特徴とする車両用シート装置である。

この一態様によれば、接触面圧可変手段は、シートに配設され、変形することで乗員とシートとの間の接触面圧を可変させる。これにより、シートの温度調整を最適に行うことができる。

この一態様において、前記シートは、着座部と、該着座部に連結されるシートバック部と、を有し、
前記接触面圧可変手段は、前記着座部及び前記シートバック部のうち少なくとも一方に配設されていてもよい。これにより、例えば、乗員の背中部、腰部、大腿部、臀部等と、シートとの間の接触面圧を適切に調整することができる。

この一態様において、前記接触面圧可変手段は、前記シートに内蔵されたエアバックであり、
該エアバックが膨張又は収縮することで前記接触面圧が可変するようにしてもよい。これにより、簡易な構成で乗員とシートとの接触面圧を可変させることができる。

この一態様において、前記複数の通気孔から吹出す空気の温度を調整する温度調整手段と更に備えていてもよい。これにより、シートを効果的に加温又は冷却することができる。

本発明によれば、シートの温度調整を最適に行うことができる車両用シート装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、車両用のシート装置の基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。

図１は、本発明の一実施例に係る車両用シート装置の構成を示す概略図である。なお、図１及び後述の図３（ａ）乃至（ｆ）において、第１エアバック６、第２エアバック７、及び第３エアバック８は、実際にはシート２に内蔵されているが、わかり易いようにシート２の外側に示されている。

本実施例に係る車両用シート装置１は、車室内に配設され、乗員Ｐが着席するシート２を備えている。シート２は、乗員Ｐが着席したとき、乗員Ｐの大腿部Ｐ１及び臀部Ｐ２が密着する着座部２ａと、着座部２ａに揺動可能に連結され、乗員Ｐの背もたれとなるシートバック部２ｂと、シートバック部２ｂに連結され、乗員Ｐの頭部Ｐ３をサポートするヘッドレスト部２ｃと、を有している。

着座部２ａ及びシートバック部２ｂの表面には、空気が吹き出す複数の通気孔２ｄが形成されている（図２（ａ）及び（ｂ））。なお、図２（ａ）は、シート２内部の第１エアバック６、第２エアバック７、及び第３エアバック８を示す図であり、シート２をフラット状態にした図である。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すシート２の部分断面図である。

複数の通気孔２ｄは、シート２内に形成された通気路２ｅに接続され連通している。通気路２ｅの端部には、車室内又は車室外に開口し、通気路２ｅ内に空気を導入又は排出する空気口２ｆが形成されている。空気口２ｆには、電動ファン３が配設されている。

電動ファン３は、例えば、モータの回転軸に羽部材が連結された構成からなる。電動ファン３のモータに対して電力が供給され、モータ及び羽部材が回転することで、空気口２ｆ内へ空気が流入、又は空気口２ｆから空気が流出する。この電動ファン３により、空気口２ｆから通気路２ｅ内に導入された空気は、通気路２ｅを介して、シート２の通気孔２ｄから吹き出される。一方、この電動ファン３により、シート２と乗員Ｐとの間に滞留する空気（例えば、湿気を含む空気）がシート２の通気孔２ｄから吸引され、通気路２ｅを介して、空気口２ｆから排出される。

また、電動ファン３のモータの回転方向を正転又は逆転させることで、シート２の通気孔２ｄからの空気の吹き出しと、吸引と、を切替えることができる。また、電動ファン３のモータの回転数を増減させることで、シート２の通気孔２ｄからの空気の吹出し量又は吸引量を増減させることができる。なお、電動ファン３の回転数を一定とし、後述のエアバック６、７、８の変形のみにより、シート２の通気孔２ｄからの空気の吹出し量又は吸引量を調整してもよく、これらを任意に組み合わせて調整を行ってもよい。

空気口２ｆには、電動ファン３から通気路２ｅを介して、シート２の通気孔２ｄに供給される空気の温度を調節する温度調節装置４が配設されている。温度調節装置４は、電動ファン３から通気路２ｅに導入される空気を加温又は冷却して、温度の調節を行う。温度調節装置４としては、例えば、ペルチェ効果による発熱及び吸熱を行う熱電素子が用いられている。熱電素子は供給される電流の方向に応じて、発熱又は吸熱を行う。なお、車両に搭載されたエアコンの温度制御機能を用いるような構成であってもよい。さらに、通気路２ｅには、通気路２ｅ内の空気の温度の検出を行う温度センサ５が配設されている。

シート２の着座部２ａには、膨張又は収縮が可能な一対の第１エアバック６が内蔵されている（図５（ａ））。第１エアバック６は、車両の前方寄りの位置、かつ、乗員Ｐが着席したときに乗員Ｐの大腿部Ｐ１が当る位置に夫々配置されている。第１エアバック６、及び後述の第３エアバック８は、上方から見て略円形状をなし、側方から見て略楕円形状なしている。また、一対の第１エアバック６は、相互に連通しており、内部の空気が流動するように構成されている。

シート２のシートバック部２ｂには、車両上方側に一対の第２エアバック７が内蔵されおり、車両下方側に第３エアバック８が内蔵されている（図５（ａ））。第２エアバック７は、乗員Ｐがシート２に着席したときに、乗員Ｐの肩部Ｐ４近傍となる位置に配置されている。また、第３エアバック８は、乗員Ｐがシート２に着席したときに、乗員Ｐの腰部Ｐ５近傍となる位置に配置されている。さらに、シート２の着座部２ａ及びシートバック部２ｂの内部には、例えばスポンジ２０ａ、２０ｂが夫々埋め込まれており、夫々に穴あけ加工が施され、シートの形状等が調整されている（図５（ｂ））。

第１エアバック６、第２エアバック７、及び第３エアバック８には、配管９を介して、コンプレッサ等の空気供給装置１０に接続されている。空気供給装置１０は、第１エアバック６、第２エアバック７、及び第３エアバック８に対して、配管９を介して空気を供給する。

空気供給装置１０は、この空気の供給圧力を調整することで、各エアバック６、７、８内の圧力調整を行い、各エアバック６、７、８を膨張又は収縮させる。各エアバック６、７、８が膨張すると、これらエアバック６、７、８が埋め込まれたシート２表面部分が突出する。

電動ファン３、温度調節装置４、及び空気供給装置１０には、これら装置３、４、１０を制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、電子式パワーステアリング電子制御装置）１１が接続されている。ＥＣＵ１１は、電動ファン３、温度調節装置４、及び空気供給装置１０に制御信号を送信することで、これら装置３、４、１０を制御する。

なお、ＥＣＵ１１は、マイクロコンピュータから構成されており、制御、演算プログラムに従って各種処理を実行すると共に、当該装置の各部を制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１ａ、ＣＰＵ１１ａの実行プログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１１ｂ、演算結果等を格納する読書き可能なＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１１ｃ、タイマ、カウンタ、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｏ）１１ｄ等を有している。

ＥＣＵ１１には、上述の温度センサ５、及び、車室内に配設され、乗員Ｐが温度設定、風量設定（吹出し量、吸引量）等を行う設定スイッチ１２が接続されている。ＥＣＵ１１は、温度センサ５により検出された通気路２ｅ内の温度と、設定スイッチ１２からの操作信号と、に基づいて、設定スイッチ１２により設定された温度及び風量となるように、電動ファン３、温度調節装置４、及び空気供給装置１０の制御を行う。

ところで、従来、シートに乗員が着席したときに、乗員とシートが密着することに起因して、シートの通気孔が塞がれることがある。この為、通気孔からの空気の吹出し、又は吸引が妨げられ、温度調節が適切に行えない虞がある。

一方、本実施例に係る車両用シート装置１において、シート２の着座部２ａ及びシートバック部２ｂには、第１エアバック６、第２エアバック７、及び第３エアバック８が夫々配設されている。各エアバック６、７、８が膨張、収縮等の変形することで、シート２と乗員Ｐとの間の接触面圧（体圧分布）を、任意の位置において可変させることができる。これにより、シート２の通気孔２ｄを最適な状態で確保することができ、シート２の温度調整を適切に行うことができる。

例えば、各エアバック６、７、８を膨張又は収縮させることで、シート２と乗員Ｐとの間の接触面圧を、任意の位置において低下させる。この場合、当該接触面圧が低下した位置における通気孔２ｄからの空気の吹出し量又は吸引量が増加する。一方、各エアバック６、７、８を膨張又は収縮させることで、シート２と乗員Ｐとの間の接触面圧を、任意の位置において増加させる。この場合、当該接触面圧が増加した位置における通気孔２ｄからの空気の吹出し量又は吸引量が減少する。

このように、上記電動ファン３を制御することなく、各エアバック６、７、８を変形させるだけでシート２と乗員Ｐとの間の接触面圧（体圧分布）を調整し、シート２の通気孔２ｄからの空気の吹出し位置及び量、又は吸引位置及び量を効率的に調整することができる。

なお、上述の如く、シート２と乗員Ｐとの間の接触面圧を調整することのみで、上記吹出し位置及び量、又は吸引位置及び量を制御可能であるが、電動ファン３による吹出し力又は吸引力の制御と、各エアバック６、７、８の変形の制御とを併用すれば、より広範かつ高精度な制御が可能となる。

次に、本実施例に係る車両用シート装置１の第１エアバック６、第２エアバック７、及び第３エアバック８の具体的な調整方法について、説明する。

（１）通常の場合（モード１）において、各エアバック６、７、８には空気供給装置１０から空気が供給されない。したがって、シート２と乗員Ｐとの間の接触面圧は、通常の着席状態と略同一する（図３（ａ））。

（２）通気孔２ｄから乗員Ｐの背中部Ｐ６への空気の吹出し量を増加させ、乗員Ｐの腰部Ｐ５、大腿部Ｐ１、及び臀部Ｐ２への空気の吹出し量を減少させたい場合（モード２）、第２エアバック７を膨張させる（図３（ｂ））。

この場合、シートバック部２ｂの表面と、乗員Ｐの背中部Ｐ６と、の間に空間が形成されるように、シート２の上方側（乗員の肩部Ｐ４近傍）が突出する為、シートバック部２ｂの表面と背中部Ｐ６との接触面圧が減少する。したがって、通気孔２ｄから乗員Ｐの背中部Ｐ６への空気の吹出し量が増加する。

一方で、シート２表面と、乗員Ｐの腰部Ｐ５、大腿部Ｐ１、及び臀部Ｐ２との接触面圧が増加する。したがって、通気孔２ｄから乗員Ｐの腰部Ｐ５、大腿部Ｐ１、及び臀部Ｐ２への空気の吹出し量が減少する。

（３）通気孔２ｄから乗員Ｐの背中部Ｐ６及び腰部Ｐ５への空気の吹出し量を増加させ、乗員Ｐの大腿部Ｐ１及び臀部Ｐ２への空気の吹出し量を減少させたい場合（モード３）、第２エアバック７及び第３エアバック８を膨張させる（図３（ｃ））。

この場合、シートバック部２ｂの表面と、乗員Ｐの背中部Ｐ６及び腰部Ｐ５と、の間に空間が形成されるように、シートバック部２ｂの車両上方側、及び車両下方側（乗員の腰部Ｐ５近傍）が突出する為、シートバック部２ｂの表面と背中部Ｐ６及び腰部Ｐ５との接触面圧が減少する。したがって、通気孔２ｄから乗員Ｐの背中部Ｐ６及び腰部Ｐ５への空気の吹出し量を増加する。

一方で、シート２表面と、乗員Ｐの大腿部Ｐ１及び臀部Ｐ２との接触面圧が増加する。したがって、通気孔２ｄから乗員Ｐの大腿部Ｐ１及び臀部Ｐ２への空気の吹出し量が減少する。

（４）通気孔２ｄから乗員Ｐの臀部Ｐ２及び腰部Ｐ５への空気の吹出し量を増加させ、乗員Ｐの大腿部Ｐ１及び背中部Ｐ６への空気の吹出し量を減少させたい場合（モード４）、第３エアバック８を膨張させる（図３（ｄ））。

この場合、シートバック部２ｂの表面と、乗員Ｐの臀部Ｐ２及び腰部Ｐ５と、の間に空間が形成されるように、シートバック部２ｂの車両下方側が突出する為、シートバック部２ｂの表面と臀部Ｐ２及び腰部Ｐ５との接触面圧が減少する。したがって、通気孔２ｄから乗員Ｐの臀部Ｐ２及び腰部Ｐ５への空気の吹出し量を増加する。

一方で、シート２表面と、乗員Ｐの大腿部Ｐ１及び背中部Ｐ６との接触面圧が増加する。したがって、通気孔２ｄから乗員Ｐの大腿部Ｐ１及び背中部Ｐ６への空気の吹出し量が減少する。

（５）通気孔２ｄから乗員Ｐの臀部Ｐ２及び大腿部Ｐ１への空気の吹出し量を増加させ、乗員Ｐの背中部Ｐ６への空気の吹出し量を減少させたい場合（モード５）、第１エアバック６及び第３エアバック８を膨張させる（図３（ｅ））。

この場合、シート２の表面と、乗員Ｐの臀部Ｐ２及び大腿部Ｐ１と、の間に空間が形成されるように、座面部２ａ及びシートバック部２ｂの車両下方側が突出する為、シート２の表面と臀部Ｐ２及び大腿部Ｐ１との接触面圧が減少する。したがって、通気孔２ｄから乗員Ｐの臀部Ｐ２及び大腿部Ｐ１への空気の吹出し量を増加する。

一方で、シート２表面と、乗員Ｐの背中部Ｐ６との接触面圧が増加する。したがって、通気孔２ｄから乗員Ｐの背中部Ｐ６への空気の吹出し量が減少する。

（６）通気孔２ｄから乗員Ｐの大腿部Ｐ１への空気の吹出し量を増加させ、乗員Ｐの背中部Ｐ６及び腰部Ｐ５への空気の吹出し量を減少させたい場合（モード６）、第１エアバック６を膨張させる（図３（ｆ））。

この場合、座面部２ａの表面と、乗員Ｐの大腿部Ｐ１と、の間に空間が形成されるように、座面部２ａが突出する為、座面部２ａの表面と大腿部Ｐ１との接触面圧が減少する。したがって、通気孔２ｄから乗員Ｐの大腿部Ｐ１への空気の吹出し量を増加する。

一方で、シート２表面と、乗員Ｐの背中部Ｐ６及び腰部Ｐ５との接触面圧が増加する。したがって、通気孔２ｄから乗員Ｐの背中部Ｐ６及び腰部Ｐ５への空気の吹出し量が減少する。

次に、本実施例に係る車両用シート装置１の制御処理フローについて説明する。図４は、本実施例に係る車両用シート装置１の制御フローの一例を示すフローチャートである。

設定スイッチ１２によりシート２の温度及び風量が設定され（Ｓ１００）、設定スイッチ１２から設定位置に応じた操作信号がＥＣＵ１１に送信される。

ＥＣＵ１１は、設定スイッチ１２からの操作信号に基づいて、シート２の通気孔２ｄから空気の吹出しを行うか、又は吸引を行うかを判断し（Ｓ１１０）、その吹出し量及び吸引量を決定する。

ＥＣＵ１１は吹出しを行うと決定した場合、決定された吹出し量となるように、電動ファン３のモータを、例えば正転させる制御を行う（Ｓ１２０）。一方、ＥＣＵ１１は吸引を行うと決定した場合、決定された吸引量となるように、電動ファン３のモータを、例えば逆転させる制御を行う（Ｓ１３０）。

ＥＣＵ１１は、例えば、乗員Ｐの設定スイッチ１２から操作信号に基づいて、乗員Ｐの各部（背中部Ｐ６、腰部Ｐ５、臀部Ｐ２、及び大腿部Ｐ１）のうち冷却部位又は加温部位を特定する（Ｓ１４０）。

ＥＣＵ１１は、特定された冷却部位又は加温部位が冷却又は加温されるように、空気供給装置１０を制御して、第１エアバック６、第２エアバック７、及び／又は第３エアバック８を膨張又は収縮させる（Ｓ１５０）。これにより、シート２と乗員Ｐとの接触面圧が調整され、特定された冷却部位又は加温部位が冷却又は加温される。なお、ＥＣＵ１１は車室内の湿度及び温度に基づいて、シート２と乗員Ｐとの間に湿気がある（例えば、夏季などの湿度が高い）と判断したとき、シート２の通気孔２ｄから吸引によって、シート２と乗員Ｐとの間にある湿気を除去した後、吹出しを行い、冷却を行うような制御を行ってもよい。このような制御により、より効率的にシート２の冷却を行うことができる。

以上、本実施例に係る車両用シート装置１において、シート２の着座部２ａ及びシートバック部２ｂには、第１エアバック６、第２エアバック７、及び第３エアバック８が夫々配設されている。各エアバック６、７、８が膨張、収縮等の変形させることで、シート２と乗員Ｐとの間の接触面圧を、任意の位置において可変させることができる。これにより、シート２の通気孔２ｄからの空気の吹出し位置及び量、又は吸引位置及び量を効率的に調整し、通気孔２ｄを最適な状態で確保することができる。したがって、シート２の温度調整を適切に行うことができる。また、シート２の温度調整を適切に行うことで、乗員の眠気を効果的に覚醒させることができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について一実施例を用いて説明したが、本発明はこうした一実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した一実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上記一実施例において、乗員Ｐとシート２との接触面圧を可変させる為に、各エアバック６、７、８が用いられているが、変形することによりシート２と乗員Ｐとの接触面圧を調整可能であれば任意の部材又は機構が適用可能である。例えば、バック内部に液体を流出又は流入させて、バックを可変させるような構成であってもよい。また、ランバーサポートに用いられるような電動モータを駆動させて、機械的に乗員Ｐとシート２との接触面圧を調整する構成としても良い。

上記一実施例において、シート２のヘッドレスト部２ｃに第４エアバックが設けられていてもよい。これにより、乗員Ｐ（例えば、頭部Ｐ３）とシート２との接触面圧を調整することができる。

上記一実施例において、各エアバック６、７、８を膨張させ、シート２表面を突出させることでシート２と乗員Ｐとの接触面圧を調整しているが、エアバックを収縮させ、シート表面を凹ませることでシートと乗員との接触面圧を調整してもよい。この場合、シート表面の凹ませた部分の周辺の接触面圧を増加させることができる。

上記一実施例において、電動ファン３の回転制御により、風量制御を行うことで、素早い応答性を実現する構成としてもよい。

本発明は、例えば、シートの温度調整を行うことができる車両用シート装置に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。

本発明の一実施例に係る車両用シート装置の構成を示す概略図である。 （ａ）シート内部の第１エアバック、第２エアバック、及び第３エアバックを示す図であり、シートをフラット状態にした図である。（ｂ）図２（ａ）に示すシートの部分断面図である。 （ａ）各エアバックに空気供給装置から空気が供給されないときのシート状態の一例を示す図である。（ｂ）乗員の背中部への空気の吹出し量を増加させ、乗員の腰部、大腿部、及び臀部への空気の吹出し量を減少させたい場合のシート状態の一例を示す図である。（ｃ）乗員の背中部及び腰部への空気の吹出し量を増加させ、乗員の大腿部及び臀部への空気の吹出し量を減少させたい場合のシート状態を示す図である。（ｄ）乗員の臀部及び腰部への空気の吹出し量を増加させ、乗員の大腿部及び背中部への空気の吹出し量を減少させたい場合のシート状態を示す図である。（ｅ）乗員の臀部及び大腿部への空気の吹出し量を増加させ、乗員の背中部への空気の吹出し量を減少させたい場合のシート状態を示す図である。（ｆ）乗員の大腿部への空気の吹出し量を増加させ、乗員の背中部及び腰部への空気の吹出し量を減少させたい場合のシート状態を示す図である。 本発明の一実施例に係る車両用シート装置の制御フローの一例を示すフローチャートである。 （ａ）シートに各エアバックが内蔵された状態の一例を示す断面図である。（ｂ）シートに埋め込まれたスポンジ及び各エアバックの状態一例を示す斜視図である。

符号の説明

１ 車両用シート装置
２ シート
２ａ 着座部
２ｂ シートバック部
２ｃ ヘッドレスト部
２ｄ 通気孔
３ 電動ファン
４ 温度調節装置
６ 第１エアバック
７ 第２エアバック
８ 第３エアバック
１０ 空気供給装置
１１ ＥＣＵ
１２ 設定スイッチ

Claims (4)

1. 乗員が着席するシートの表面に形成された複数の通気孔から空気を吹出し又は吸引する車両用シート装置であって、
   前記シートに配設され、変形することで前記乗員と前記シートとの間の接触面圧を可変させる接触面圧可変手段を備える、ことを特徴とする車両用シート装置。
2. 請求項１記載の車両用シート装置であって、
   前記シートは、着座部と、該着座部に連結されるシートバック部と、を有し、
   前記接触面圧可変手段は、前記着座部及び前記シートバック部のうち少なくとも一方に配設されている、ことを特徴とする車両用シート装置。
3. 請求項１又は２記載の車両用シート装置であって、
   前記接触面圧可変手段は、前記シートに内蔵されたエアバックであり、
   該エアバックが膨張又は収縮することで前記接触面圧が可変する、ことを特徴とする車両用シート装置。
4. 請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の車両用シート装置であって、
   前記複数の通気孔から吹出す空気の温度を調整する温度調整手段と更に備える、ことを特徴とする車両用シート装置。

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