JP2014231264A - 乗物用シート - Google Patents

Abstract

【課題】シートベルトの移動量をシート側で検出することにより、生体センサによる乗員の生体情報を精度良く検出する。
【解決手段】乗員の体をシートに拘束するシートベルト３０を備え、乗員の体を拘束しないときのシートベルト３０、及び乗員の体を拘束して余ったシートベルト３０を巻き取るリトラクタ４１をシート内に備えた乗物用シートにおいて、シートベルト３０によって拘束された乗員の体の動きに伴うリトラクタ４１から引き出されたシートベルト３０の移動量を検出する第１生体センサ５０を備える。第１生体センサ５０の検出対象であるシートベルト３０を巻き取るリトラクタ４１はシート内に設けられ、生体情報の検出対象である乗員の体とは互いに接近して配置され、しかも同じシート上に配置されるため、乗員の生体情報を精度良く検出することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車、飛行機等の乗物における乗員の呼吸状態等の生体情報を検出可能とされた乗物用シートに関する。

下記特許文献１には、車両乗員の呼吸状態又は心拍状態を検出するため、シートベルトのスリップジョイントにセンサを設けて、乗員に装着された状態のシートベルトの移動量を検出する技術が開示されている。スリップジョイントは、車両のセンターピラーに設置されている。

特開２０１１−１８２８２７号公報

しかし、上記特許文献１の技術では、呼吸状態又は心拍状態の検出精度が充分でない問題がある。その大きな原因の一つは、検出対象である車両乗員がシートに着座しているのに対して、センサが設置されたスリップジョイントは車体に取り付けられており、互いに離間して違う振動系に置かれていることにある。センサは、呼吸状態又は心拍状態による僅かなシートベルトの移動量を検出するものであるのに対し、車体の振動を受けてシートとスリップジョイントは、互いに異なった振動状態となることが多く、それぞれの振動の影響でシートベルトは動かされることになり、センサは誤検出することがある。
このような問題に鑑み本発明の課題は、シートベルトの移動量をシート側で検出することにより、センサによる乗員の生体情報を精度良く検出することにある。

本発明の第１発明は、乗員の体をシートに拘束するシートベルトを備え、乗員の体を拘束しないときのシートベルト、及び乗員の体を拘束して余ったシートベルトを巻き取るリトラクタをシート内に備えた乗物用シートにおいて、シートベルトによって拘束された乗員の体の動きに伴う前記リトラクタから引き出されたシートベルトの移動量を検出する第１生体センサを備えることを特徴とする。
第１発明によれば、第１生体センサの検出対象であるシートベルトを巻き取るリトラクタはシート内に設けられ、生体情報の検出対象である乗員の体とは互いに接近して配置され、しかも同じシート上に配置されるため、乗員の生体情報を精度良く検出することができる。

本発明の第２発明は、上記第１発明において、シートバック部における乗員着座側には、着座乗員の背中の左右方向の中央部に対応して、着座乗員の生体情報を検出可能な第２生体センサが設けられ、前記第１生体センサ及び第２生体センサからそれぞれ検出信号を受けて、両信号の組合せにより、着座乗員の呼吸状態又は心拍状態を検出することを特徴とする。
第２発明によれば、第１生体センサは、乗員の体の前側の動きを検出し、第２生体センサは、乗員の体の後側の動きを検出することができる。そのため、第１生体センサ及び第２生体センサからの検出信号を組合わせることにより、乗員の生体情報である呼吸状態又は心拍状態を精度良く検出することができる。

本発明の第１実施形態の側面図である。 上記第１実施形態のシートバック部の正面図である。 上記第１実施形態の第１生体センサの側断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線拡大断面図である。 上記第１実施形態の検出回路を示すブロック図である。 上記第１実施形態の検出回路における処理フローを示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態の検出回路における処理フローを示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態の第１生体センサの側断面図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。 本発明の第４実施形態のベルトガイドの側断面図である。

<第１実施形態>
図１〜６は、本発明の第１実施形態を示し、第１実施形態は、本発明を自動車用のセパレートタイプの左側シートに適用した場合を示している。各図では、矢印によりシートを車両に搭載した際の各方向を示している。以下の説明において、方向に関する記述は、この方向を基準として行うものとする。
図１に示されるように、このシートは、乗員が腰を下ろすシートクッション部２と、乗員が背中を凭せ掛けるシートバック部１と、乗員の頭部を支える枕となるヘッドレスト部３とを備える。
シートには、３点式シートベルトが設けられており、シートクッション部２の後方左側にはラップベルト３１の端部が結合され、シートバック部１の上方左側にはリトラクタ４１がシートバック部１内に設けられている。リトラクタ４１は、ショルダーベルト３２を巻き取るように構成されている。
シートクッション部２の後方右側にはバックル（不図示）が固定され、このバックルに結合されるタングプレート（不図示）がラップベルト３１とショルダーベルト３２との間で、シートベルト３０に対して移動自在に結合されている。従って、タングプレートをバックルに結合させると、図１に示すように、シートベルト３０が乗員の体を拘束するようにされ、タングプレートをバックルから分離すると、ショルダーベルト３２がリトラクタ４１に巻き取られ、ラップベルト３１とショルダーベルト３２は、乗員から離れてシートバック部１の左側に待機状態とされる。
リトラクタ４１の上方で、シートバック部１の肩口には、ベルトガイド４２が設けられ、このベルトガイド４２に形成されたスリットを通してショルダーベルト３２の位置が案内されている。以上のシート及びシートベルトの構成は、公知である。

図１に示されるように、ベルトガイド４２に案内されてリトラクタ４１に巻き取られるまでのショルダーベルト３２の通る経路上には第１生体センサ５０が設けられている。第１生体センサ５０は、光学センサであり、図３に示すように、ショルダーベルト３２の繊維の織目によってできる表面の凹凸を光学的に検知してショルダーベルト３２の移動量を検出するように構成されている。このような光学センサ自体は、パーソナルコンピュータのマウスに採用されているものと同一であり、公知である。
第１生体センサ５０は、ショルダーベルト３２が貫通されるケーシング５１の内壁に固定されて、ショルダーベルト３２の表面に接するようにされている。
乗員の体がシートベルト３０により拘束されている状態で、乗員の呼吸又は心拍による体の動きは、ショルダーベルト３２の移動量となる。従って、第１生体センサ５０によりショルダーベルト３２の移動量を検出することにより、乗員の呼吸状態又は心拍状態を検出することができる。

図２、４に示されるように、シートバック部１の乗員着座側には、第２生体センサ６０が設けられている。第２生体センサ６０は、バックパッド１０における着座乗員の背中の左右方向の中央部に対応する位置で、且つシートバック部１の上下方向における中央部にあって、上下に２個設けられている。しかも、第２生体センサ６０は、シートバック部１における前側（乗員着座側）のバックパッド１０とシート表皮２０との間に配置されている。更に詳細には、図４に示されるように、第２生体センサ６０は、バックパッド１０の前側表面が少し（１０ｍｍ程度）切り欠かれ、その結果出来たセンサ取付溝１２の中に収納されている。第２生体センサ６０は、フィルム状に形成された圧力センサであり、外力により変形されるフィルムの曲り度合により圧力を検出している。
第２生体センサ６０の上には、バックパッド１０よりも硬質に形成された硬質ウレタンパッド６１が被せられている。第２生体センサ６０は、乗員着座側に硬質ウレタンパッド６１を備えるため、局部的な圧力を受けて変形してしまうことを回避している。この状態で、硬質ウレタンパッド６１の表面は、バックパッド１０の表面と面一となり、硬質ウレタンパッド６１を含むバックパッド１０の表面全体には、シート表皮２０が被さられている。しかも、硬質ウレタンパッド６１を含むバックパッド１０の天板部の表面には、スラブウレタン２２が被せられている。
図４に示されるように、バックパッド１０の裏面（後面）は、硬質フェルト７０によって全面が覆われている。硬質フェルト７０は、不織布を熱プレスによって成形したものであり、バックパッド１０を発泡成形する際に成形型内で、バックパッド１０の裏面に接着させている。硬質フェルト７０は、バックパッド１０を成す発泡ウレタンに比べて高い剛性を備えている。

バックパッド１０の前側（乗員着座側）表面には、図２、４に示されるように、吊り溝１１が形成されている。吊り溝１１は、公知のものと全く同一であり、バックパッド１０の上下方向に沿って２本と、その２本の吊り溝１１間をつなぐように左右方向に沿って１本形成されている。この吊り溝１１内には、図示を省略したが、インサートワイヤが設けられ、このインサートワイヤによってシート表皮２０が吊り込まれてシート表皮２０に所定のテンションが付与されるようにされている。このように吊り込まれたシート表皮２０には、吊り溝１１に沿って吊込線２１が形成されている。
上記第２生体センサ６０は、着座乗員の背中の左右方向の中央部に対応して設けられ、吊り溝１１に対して離して配置されている。即ち、第２生体センサ６０は、第２生体センサ６０に対して着座乗員から押圧力が入る方向で吊り溝１１と重ならない位置に配置されている。
乗員の体がシートバック部１に凭れかかっている状態で、乗員の呼吸又は心拍による体の動きは、第２生体センサ６０により検出することができ、乗員の呼吸状態又は心拍状態を検出することができる。

図５は、乗員の生体情報である呼吸状態又は心拍状態を判定するための検出回路８０を示している。検出回路８０には、上述の第１生体センサ５０と２個の第２生体センサ６０とから検出信号が供給されている。
検出回路８０は、これらの第１生体センサ５０、第２生体センサ６０からの信号に基づいて、図６に示すフローチャートのように、信号処理を行い、乗員の呼吸状態又は心拍状態を検出している。
図６の検出信号処理ルーチンが起動されると、ステップＳ１において、第１生体センサ５０と第２生体センサ６０の両方から検出信号が出力されているか否か判定される。この場合、第２生体センサ６０は、２個の第２生体センサ６０の信号を比較して、検出感度の良い方が選択されている。
第１生体センサ５０と第２生体センサ６０の両方から検出信号が出力されていて、ステップＳ１が肯定判断されると、ステップＳ２では、両検出信号のうち出力の大きい方の検出信号が選択されて出力され、この検出信号に基づいて乗員の呼吸状態又は心拍状態が検出される。第１生体センサ５０と第２生体センサ６０の両方から検出信号が出力されるまでは、ステップＳ１は否定判断され、第１生体センサ５０と第２生体センサ６０の両方から検出信号が出力されるまで検出信号処理ルーチンは待機状態となる。

以上の構成によれば、着座乗員の呼吸又は心拍による体の動きを、第１生体センサ５０と第２生体センサ６０によって検出し、両検出信号が出力されている状態で、両検出信号のうち出力の大きい方が選択されて最終的な検出信号とされる。第１生体センサ５０は、乗員の体の前側に現れる動きをシートベルト３０を介して検出し、第２生体センサ６０は、乗員の体の後側（背中側）に現れる動きをシートバック部１で検出し、両センサ５０、６０が共に検出している状態を、正常に呼吸状態又は心拍状態を検出するに相応しい安定状態としている。その上で、両検出信号のうち出力の大きい方を選択しているため、着座乗員の呼吸状態又は心拍状態を精度良く検出することができる。

シートベルト３０の移動量に基づいて着座乗員の呼吸状態又は心拍状態を検出するための第１生体センサ５０をリトラクタ４１と共にシートバック部１内に設けているため、第１生体センサ５０は、生体情報の検出対象である乗員の体と互いに接近して配置され、しかも同じシート上に配置されるため、乗員の生体情報を精度良く検出することができる。

<第２実施形態>
図７は、本発明の第２実施形態を示す。第２実施形態が上述の第１実施形態に対して特徴とする点は、第１生体センサ５０と第２生体センサ６０の検出信号を受けて検出回路８０において行われる検出信号処理の内容を変更した点にある。その他は両者同一であり、同一部分については再度の図示及び説明を省略する。
図７の検出信号処理ルーチンでは、このルーチンが起動されると、ステップＳ３において、第１生体センサ５０と第２生体センサ６０のいずれかから検出信号が出力されているか否か判定される。この場合、第２生体センサ６０は、２個の第２生体センサ６０の信号を比較して、検出感度の良い方が選択されている。
第１生体センサ５０と第２生体センサ６０のいずれかから検出信号が出力されていて、ステップＳ３が肯定判断されると、ステップＳ４では、出力されている検出信号が最終的な検出信号として出力され、この検出信号に基づいて乗員の呼吸状態又は心拍状態が検出される。

第２実施形態によれば、乗員の体の前側に現れる動きをシートベルト３０を介して検出する第１生体センサ５０か、乗員の体の後側（背中側）に現れる動きをシートバック部１で検出する第２生体センサ６０か、いずれかが検出信号を出力していれば、着座乗員の呼吸状態又は心拍状態を検出可能としている。そのため、両センサ５０、６０のいずれかが検出信号を出力していれば、その検出信号を呼吸状態又は心拍状態を表す信号として出力している。
第２実施形態によれば、第１実施形態のように、第１生体センサ５０と第２生体センサ６０による検出信号が共に出力されるまで待つまでもなく、いずれか一方のセンサから検出信号が出力されれば、乗員の呼吸状態又は心拍状態を検出することができるので、短時間に効率良く乗員の呼吸状態又は心拍状態を検出することができる。

<第３実施形態>
図８、９は、本発明の第３実施形態を示す。第３実施形態が上述の第１実施形態に対して特徴とする点は、第１生体センサ５０を変更した点にある。その他は両者同一であり、同一部分については同一符号を付して再度の図示及び説明を省略する。
図８、９において、第１生体センサ５０Ａは、フィルム状の感圧センサであり、第１実施形態におけるものと同一のケーシング５１の内壁に固着されている。第１生体センサ５０Ａの表面には、ローラ５５が圧接して配置されている。ローラ５５は、第１生体センサ５０Ａに対向するケーシング５１の内壁にも同様に圧接して配置されており、両ローラ５５は、クリップ本体５２からケーシング５１の内壁に向けて突出して設けられた一対のブラケット５４によって支持されている。従って、二つのローラ５５は、ケーシング５１の対向する内壁間に突っ張った状態で配置されている。
クリップ本体５２の内壁には一対のクリップ片５３が一体に固定されており、クリップ片５３は、クリップ本体５２を貫通しているショルダーベルト３２を摺動自在に保持している。具体的には、クリップ片５３は、クリップ本体５２の前後の内壁から突出して形成された対向する接片から成り、これらの接片の間にショルダーベルト３２が所定圧力で挟まれている。
クリップ本体５２は、図９に示されるように枠状体により形成され、その枠状体が左端部（図９の下側）のヒンジ部を中心に開閉可能とされており、右端部（図９の上側）の係合部で切り離し可能に結合されている。従って、クリップ本体５２である枠状体を開いた状態で、クリップ本体５２内にショルダーベルト３２を挿入し、一対のクリップ片５３の間にショルダーベルト３２を保持することができる。

図８に示されるように、ケーシング５１の上下端部で、第１生体センサ５０Ａの上下端部に対応する位置には、ショルダーベルト３２を挟むように配置されたストッパ５６がそれぞれ設けられている。各ストッパ５６は、ケーシング５１の左右いずれかの内壁からショルダーベルト３２を挟むスリットを持って突出されている。従って、ショルダーベルト３２は、各ストッパ５６のスリットを通って移動し、移動中にショルダーベルト３２と共に移動するクリップ本体５２がストッパ５６に当接すると、クリップ本体５２のクリップ片５３はショルダーベルト３２に対してスリップして、ショルダーベルト３２の移動量に関わらず、クリップ本体５２は上下のストッパ５６の間に位置している。
着座乗員の呼吸又は心拍による体の動きを受けてケーシング５１内でショルダーベルト３２が反復して方向を変えて移動するとき、クリップ本体５２は上下のストッパ５６の間で上下動することになり、この上下動によりローラ５５が第１生体センサ５０Ａ上を移動して、第１生体センサ５０Ａは、着座乗員の呼吸状態又は心拍状態を検出することができる。

<第４実施形態>
図１０は、本発明の第４実施形態を示す。第４実施形態が上述の第１実施形態に対して特徴とする点は、第１生体センサ５０を変更した点にある。その他は両者同一であり、同一部分については同一符号を付して再度の図示及び説明を省略する。
図１０に示すように、図１において説明したベルトガイド４２内には、ショルダーベルト３２が移動するのに伴って回転されるローラ５７が設けられている。即ち、ローラ５７は、その外周部がベルトガイド４２から露出して配置され、外周部がショルダーベルト３２に常時接触している。ローラ５７がベルトガイド４２から露出する部位は、ベルトガイド４２内でショルダーベルト３２を案内するガイド片４２Ａの上端付近とされている。
ローラ５７の回転軸には回転センサ（不図示）が結合されており、ローラ５７の回転量を検出可能としている。この回転センサが第１生体センサ（５０）とされている。
第４実施形態によれば、着座乗員の呼吸又は心拍による体の動きを受けてショルダーベルト３２が反復して移動するとき、ローラ５７が回転され、その回転量を第１生体センサ（５０）を成す回転センサが検出することにより着座乗員の呼吸状態又は心拍状態を検出することができる。

以上、特定の実施形態について説明したが、本発明は、それらの外観、構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、
１．上記実施形態では、第２生体センサを圧力センサとしたが、他のタイプのセンサとしても良い。
２．上記実施形態では、シートベルトを３点式シートベルトとしたが、２点式シートベルトとしても良い。２点式シートベルトは、例えばショルダーベルト無しでラップベルトのみの方式とすることができ、その場合、リトラクタは、シートクッション部に設けられる。
３．上記実施形態では、本発明を自動車用のセパレートタイプのシートに適用したが、ベンチタイプのリヤシートに適用しても良い。また、飛行機用、船用、電車用等のシートに適用しても良い。

１ シートバック部
２ シートクッション部
３ ヘッドレスト部
１０ バックパッド
１１ 吊り溝
１２ センサ取付溝
２０ シート表皮
２１ 吊込線
２２ スラブウレタン
３０ シートベルト
３１ ラップベルト
３２ ショルダーベルト
４１ リトラクタ
４２ ベルトガイド
４２Ａ ガイド片
５０、５０Ａ 第１生体センサ
５１ ケーシング
５２ クリップ本体
５３ クリップ片
５４ ブラケット
５５ ローラ
５６ ストッパ
５７ ローラ
６０ 第２生体センサ
６１ 硬質ウレタンパッド
７０ 硬質フェルト
８０ 検出回路

Claims (2)

1. 乗員の体をシートに拘束するシートベルトを備え、
   乗員の体を拘束しないときのシートベルト、及び乗員の体を拘束して余ったシートベルトを巻き取るリトラクタをシート内に備えた乗物用シートにおいて、
   シートベルトによって拘束された乗員の体の動きに伴う前記リトラクタから引き出されたシートベルトの移動量を検出する第１生体センサを備えることを特徴とする乗物用シート。
2. 請求項１において、
   シートバック部における乗員着座側には、着座乗員の背中の左右方向の中央部に対応して、着座乗員の生体情報を検出可能な第２生体センサが設けられ、
   前記第１生体センサ及び第２生体センサからそれぞれ検出信号を受けて、両信号の組合せにより、着座乗員の呼吸状態又は心拍状態を検出することを特徴とする乗物用シート。
   

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