JP2015003630A - 乗物用シートの高さ調整機構 - Google Patents

Abstract

【課題】シートクッションを上下動可能なリフタ機構を備えた乗物用シートに関し、着座時に乗員がシートクッションの上下位置を変更する負担を軽減させることを可能とすること。
【解決手段】乗物の室内に設けられるシートクッション２と、前記シートクッション２を上下に移動させることが可能なリフタ機構と、前記リフタ機構を制御することで前記シートクッション２の上下位置を制御可能な制御手段７と、を備える乗物用シート１の高さ調整機構であって、前記室内の天井９には着座した乗員との距離に関する情報を獲得可能なセンサである天井センサ１１が付設されており、前記制御手段７は前記天井センサ１１によって獲得された情報を基に前記リフタ機構を制御可能に構成されている構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、乗物用シートに関する。詳しくは、シートクッションを上下に移動させるリフタ機構を備える乗物用シートの高さ調整機構に関する。

従来から、リフタ機構を備える乗物用シートが知られている。リフタ機構はシートクッションの上下位置を変更可能にするための機構である。また、当該乗物用シートに着座する乗員から情報を獲得し、当該情報を基にリフタ機構などを調整する技術は知られている（特許文献１）。例えば、特許文献１には、乗物用シートに着座した運転者の着座姿勢の変化からドライビングポジションを最適に自動調整できるようにした運転姿勢調整装置を設けることが記載されている。

特開２００６−２３２０８８号明細書

ところで、特許文献１に記載の技術は、運転途中の着座姿勢を調整するために荷重を検出している。しかしながら、乗員から得られる情報が乗物用シートにかけられる荷重であると、乗物用シートの高さの調整が適切にできない恐れがあった。また、乗物用シートの高さを調整するということは、概ね乗員の視点の高さ位置を調整するために行われるが、乗員の視点の高さ位置を適切に調整しようとすると乗物用シートにかけられる荷重からの情報では不十分であった。
また、特許文献１に記載の技術は、運転中にシートクッションの高さ位置などを変更させるものであるが、それとは異なる観点として、乗物用シートに着座した時点でシートクッションの高さ位置を変更することにより、乗員がシートクッションの高さ位置を変更することの煩わしさを軽減させることが考えられる。この場合に乗員からシートクッションにかけられる荷重に関する情報を利用しようとしても、シートクッションにかけられる荷重は単に乗員の重さを意味するものであるため、それにより頭部若しくは視点の高さを推測できるものではなかった。つまり、シートクッションにかけられる荷重という情報は、着座した時点において適切にシートクッションの上下位置を定められるものではなかった。

本発明は、上記した点に鑑みて創案されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、シートクッションを上下動可能なリフタ機構を備えた乗物用シートに関し、着座時に乗員がシートクッションの上下位置を変更する負担を軽減させることを可能とすることにある。

上記課題を解決するために、本発明は次の手段をとる。
先ず、第１の発明は、乗物の室内に設けられるシートクッションと、前記シートクッションを上下に移動させることが可能なリフタ機構と、前記リフタ機構を制御することで前記シートクッションの上下位置を制御可能な制御手段と、を備える乗物用シートの高さ調整機構であって、前記室内の天井には着座した乗員との距離に関する情報を獲得可能なセンサである天井センサが付設されており、前記制御手段は前記天井センサによって獲得された情報を基に前記リフタ機構を制御可能に構成されていることを特徴とする。

この第１の発明によれば、乗物の室内に設けられるシートクッションと、前記シートクッションを上下に移動させることが可能なリフタ機構と、前記リフタ機構を制御することで前記シートクッションの上下位置を制御可能な制御手段と、を備える乗物用シートの高さ調整機構に関し、前記室内の天井には着座した乗員との距離に関する情報を獲得可能なセンサである天井センサが付設されており、前記制御手段は前記天井センサによって獲得された情報を基に前記リフタ機構を制御可能に構成されているため、着座時に乗員がシートクッションの上下位置を変更する負担を軽減させることが可能である。特に、距離に関する情報を獲得可能なセンサにより、シートクッションの上下位置の調整を比較的正確に行うことが可能となりうる。

第２の発明は、第１の発明において、前記乗物用シートにはシートバックを備えており、前記シートバックには乗員を検知可能なセンサであるシートバックセンサが設けられており、前記制御手段は前記シートバックセンサにより乗員を検知した後に、天井に付設された天井センサにより着座した乗員との距離を確認可能な情報を獲得するように構成されていることを特徴とする。

この第２の発明によれば、前記乗物用シートにはシートバックを備えており、前記シートバックには乗員を検知可能なセンサであるシートバックセンサが設けられており、前記制御手段は前記シートバックセンサにより乗員を検知した後に、天井に付設された天井センサにより着座した乗員との距離を確認可能な情報を獲得するように構成されているため、乗員が正常に着座している姿勢状態において、着座した乗員との距離を確認可能な情報を獲得するため、より適切な情報を元にシートクッションの上下位置の調整を行うことが可能となり得る。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記制御手段は、前記シートクッションの位置に対応して、天井に付設された天井センサの検出場所を定めることが可能に構成されていることを特徴とする。

この第３の発明によれば、前記制御手段は、前記シートクッションの位置に対応して、天井に付設された天井センサの検出場所を定めることが可能に構成されているため、シートクッションの位置が変わっても、その位置に対応した天井センサにより検出することが可能となるため、より適切な情報を元にシートクッションの上下位置の調整を行うことが可能となり得る。

本発明によれば、シートクッションを上下動可能なリフタ機構を備えた乗物用シートに関し、着座時に乗員がシートクッションの上下位置を変更する負担を軽減させることが可能となる。

本発明の乗物用シートの高さ変更機構を側面から見た概念図である。 本発明の乗物用シートの高さ変更機構を用いて、乗物用シートの高さを変更した状態を表した図である。 乗物用シートの高さを調整する流れの概略を示したフロー図である。 本発明の乗物用シートの高さ変更機構において、天井センサが前後に移動可能な形態を表した図である。 本発明の乗物用シートの高さ変更機構において、複数の天井センサのうち最適なものを選択する形態を表した図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、適宜図面を用いながら説明する。
なお、本明細書における前後方向、上下方向、左右方向などの方向は、図１に示したＸが前方向、Ｚが上方向と規定される。例えば、通常、乗員が着座した際に視界に入るほうが前方で、視界に入らない後頭部側が後方となる。
本実施の形態の乗物用シート１は、車両用シートであり、頭部を支持可能なヘッドレスト４と、主として背凭れとなるシートバック３と、主として大腿部などを支持する着座面となるシートクッション２を備えている。また、車両の最前列に位置するフロントシートであり、特に、車両を運転する者が着座するためのシートである。

また、乗物用シート１は、天井９を備える乗物に配置されており、乗物用シート１の上方に天井９が位置する構成となっている。乗物の天井９には、距離の違いを認識するために使用されるセンサである距離センサが付設されている。本実施の形態の距離センサは、赤外線の反射を利用してセンサと対象物との距離を計測するセンサであり、赤外線の発信と受信の双方が行えるものである。

図２に二点差線で示すように、乗物用シート１はシートクッション２を上下方向に移動可能とする。そのため、乗物用シート１にはリフタ機構を備えている。
リフタ機構は、シートクッション２の骨格を形成するフレームであるクッションフレームとスライドレール機構６を相対移動可能に連結する連結部とにより構成されている。連結部はクッションフレームを構成するロアアーム２１に回動可能に支持されているフロントロッド２３及びリアロッド２５と、フロントロッド２３やリアロッド２５に固定されたリンク３１を備えた構造である（図１参照）。また、操作により上下動可能とするために、リアロッド２５にはセクターギヤ２７が設けられており、ロアアーム２１にはセクターギヤ２７と噛み合うピニオンギヤ２８が設けられている。ピニオンギヤ２８が回転することにより、ピニオンギヤ２８と噛み合わされているセクターギヤ２７が回動するため、その結果、シートクッション２が上下動可能となる。
ピニオンギヤ２８は制御手段７からの信号を受けることにより、時計回りや、反時計回りに回転することが選択可能に構成されている。
制御手段７には、各種センサで検出した検出結果を基にデータ処理が行われ、当該データ処理の結果に従い、ピニオンギヤ２８を回転させるための出力値を定めている。

図３を用いて、シートクッション２の高さ位置を自動調整する際の流れを簡単に説明する。本実施の形態においては、車両に設けられた全ての扉が閉められた時点から一連の流れを開始するものとする。なお、開始のタイミングは、これに限るものではない。
先ず、乗員Ｐの「着座確認」Ｓ１０を行う。当該着座確認が行われることにより、天井９に付設した天井センサ１１が作動する。言い換えると、着座確認が行われるまでは、天井９に付設した天井センサ１１は作動しない。より適切に乗員Ｐの情報を検出することを可能にするためである。
次に、「天井センサによる乗員の情報の検出」Ｓ２０を行う。当該検出により、乗員Ｐと天井センサ１１との距離、又は、乗員Ｐの高さを判断できる情報を獲得する。
次に、「検出結果のデータ処理」Ｓ３０を行う。検出により得られた情報を、リフタ機構に対して出力することができる値に加工するためである。
次に、「データ処理の結果に基づく、リフタ機構の制御」Ｓ４０を行う。リフタ機構を制御することによりシートクッション２の上下位置を定めるためである。
シートクッション２が適切な位置に移動したら、シートクッション２の高さ位置を定めるまでの一連の流れは終了する。

本実施の形態においては、シートクッション２を上下動させるのは、着座後の一度のみであり、運転中に何度もリフタ機構を制御するものではない。
したがって、天井センサ１１によって乗員Ｐの位置情報を一度検出したら、その後、運転中などに再度乗員Ｐの位置情報を検出するようなことは行わない設定となっている。この場合においても、検出した値が正常な値として検出できなかった際に、再度、検出しなおすようなことはなされる。
なお、天井センサ１１によって乗員Ｐの位置情報を検出していても、当該検出情報によりリフタ機構を制御しなければ、シートクッション２の上下動が行われないため、そのような制御とすることも可能である。
また、リフタ機構の自動調整を行った後、図示しないボタンを操作することにより、乗員Ｐが更なる微調整を行うことが可能となっている。

次に、乗員Ｐの「着座確認」Ｓ１０について説明する。
乗員Ｐの着座確認は、シートバック３に設けたシートバックセンサ１３を利用して行う。本実施の形態においては、シートバックセンサ１３は、所定の値以上の荷重を検知することができる感圧センサである。感圧センサは、乗員Ｐの背中ＰＢと対応する位置に配置されているため、感圧センサが働く際には、乗員Ｐの背中ＰＢがシートバック３に接した状態である。つまり、乗員Ｐが運転する際の姿勢と同様の姿勢である。
この姿勢状態が確認されてから、天井センサ１１による検出を行うようにする。例えば、乗員Ｐが前屈みの姿勢をしている状態では、天井センサ１１による検出が行われないようにするためである。なお、天井センサ１１による検出が行われても、当該状態の検出結果はデータ処理しないように制御することも可能である。

次に、「天井センサによる乗員の情報の検出」Ｓ２０について説明する。
天井センサ１１は、天井９に付設されるものであり、赤外線の発信及び受信が可能なものである。当該天井センサ１１は、シートバックセンサ１３により着座が検知された状態において、略乗員Ｐの頭部ＰＨの真上となる位置に設けられている。
乗員Ｐの高さ位置の情報を得るためには、先ず、天井センサ１１から赤外線を発信する。図１においては、赤外線は破線で示した矢印により示している。図１に示されているように天井センサ１１から発信された赤外線は人体の頭部ＰＨにより反射されるため、反射後の赤外線を天井センサ１１により受信する。赤外線の発信及び受信の情報を基に、天井センサ１１と人体の頭部ＰＨとの距離が計算される。なお、距離としての値が必要であるわけではないので、距離と対応する値が計算されていれば良い。

次に、「検出結果のデータ処理」Ｓ３０について説明する。
天井センサ１１と乗員Ｐの頭部ＰＨとの距離がわかると、天井センサ１１が検出した時点での人体の目の高さが推定可能である。そして、この推定される目の高さと、運転時に保たれるべき位置である目の高さとの差を計算する。この差が埋められるようにリフタ機構を操作するため、リフタ機構の操作に必要な値をデータ処理により定める。
なお、目の高さ位置を推定せずとも、頭の位置を所望の高さ位置にするようにデータ処理をし、当該データ処理により得られる値によりリフタ機構を制御することなども可能である。

次に、「データ処理の結果に基づく、リフタ機構の制御」Ｓ４０について説明する。
リフタ機構は、データ処理の結果を元に特定の高さにシートクッション２を位置させるように動く。シートクッション２を特定の高さとするために、ピニオンギヤ２８を回転させるが、その回転量を制御する。
ピニオンギヤ２８を回転させると、噛み合っているセクターギヤ２７が相対的に移動する。セクターギヤ２７が移動することにより、固定された状態で繋がっているリアロッド２５及びリンク３１がスライドレール機構６に対して相対的に移動する。リンク３１がスライドレール機構６に対して相対的に移動することにより、シートクッション２を上方向若しくは下方向に移動する。特定の位置になるとピニオンギヤ２８は、動かなくなり、それに伴いセクターギヤ２７も動かなくなるので、シートクッション２がその高さ位置で固定されることになる。
なお、ピニオンギヤ２８を回転させるための動力は、電動モータ２９によりもたらされる構成である。

乗員の頭部が常に天井センサ１１の真下に位置するような乗物である場合、上記した機構のみで、リフタ機構を制御することが可能である。しかし、スライドレール機構６を利用してシートクッション２を前後させたり、リクライニング操作によりシートバック３を傾動させたりすることが可能な乗物用シート１の場合であると、測定すべき頭部ＰＨの真上に、天井センサ１１が位置していない場合もありうる。
そのような場合、図４に示すように、天井センサ１１を前後方向に移動させて、乗員Ｐの頭部ＰＨと対応させることや、図５に示すように、前後方向に設けた複数の天井センサ１１のうち、最も適切な天井センサ１１を選択し、選択された天井センサ１１により検出作業を行うことなどが考えられる。しかし、そのためには、乗員Ｐの頭部ＰＨの位置を検出若しくは推定する必要がある。そこで、以下において、頭部ＰＨの位置を推定する方法について説明する。

図４に示すように、シートクッション２を前後方向に移動させることが可能なスライドレール機構６を利用すると、シートクッション２が乗物全体の中で、どのような位置にあるのかが変わってくる。この点は、スライドレール機構６に設けたセンサであるスライドレール機構センサ１５により、どの前後位置にシートクッション２が位置しているのかを把握する。
電動で前後に動かしている場合は、その情報を制御手段７に取り込むことによっても、シートクッション２の前後位置を把握することが可能である。いずれにせよ、シートクッション２は単に前後方向の位置が変わるだけであるので、当初設定位置からの差を検出できれば良い。その差だけ頭部ＰＨが前後に移動していることが推定されるからである。

次に、リクライニング操作をした際の頭部ＰＨの位置のずれを計算するための手段について説明する。ここでは、スライドレール機構６による前後の移動は無いものとして説明する。
図５に示すように、リクライニング操作によりシートバック３が傾動する形式の乗物用シート１である場合、その傾動角度を検出可能なリクライニングセンサ１７を用いてシートバック３の傾動角度を検出する。シートバック３の傾動角度が判れば、乗員Ｐの頭部ＰＨの位置が初期設定の位置からどれだけずれたかが推定できる。例えば、初期設定の角度θ０から角度θ１となるように後側に倒すものとする。シートバック３の上部位置付近における高さを基準にし、シートバック３の回転中心から真上に延びる面と、初期設定の角度θ０の時のシートバック３の上部位置との前後方向の距離α０を計算する。また同様に、シートバック３の回転中心から真上に延びる面と、角度θ１の時のシートバック３の上部位置との前後方向の距離α１を計算する。このα０とα１とを利用して計算すれば、初期設定の位置からの前後方向のずれが推定できる。ただし、この場合は、乗員Ｐの座高の個人差により前後方向の距離の推定値に大きな誤差が生じうる場合も想定される。当該誤差を解消するために、シートバック３の上部やヘッドレスト４に静電容量型センサなどのセンサを配置して、乗員Ｐとの前後方向の距離を測定し、当該測定値を用いて、リクライニングセンサ１７で計測される計測値から導かれる計算値を補完するものとすることも可能である。
なお、リクライニング機構を調整する際には、シートバック３に乗員Ｐの背中ＰＢが接触する可能性があるが、リクライニング機構を操作している場合は、天井センサ１１が働かないように制御することで対応することが可能である。また、それに併せて、または別個に、シートバックセンサ１３が検知状態になってから所定の時間は天井センサ１１を働かせないように制御して対応することも可能である。
スライドレール機構６もリクライニング機構も操作するような場合、上記したそれぞれの差を組み合わせればよいだけである。

次に、図４で示したように、前後移動可能な天井センサ１１を用いた場合の構造などについて説明する。
天井センサ１１は、計測を開始する前には、初期設定されている場所に位置している。乗員Ｐがスライドレール機構６を調整したり、リクライニング機構を調整したりした後、乗員の頭部の位置を推測し、当該位置まで天井センサ１１を移動させる。本実施の形態においては、天井センサ１１を前後方向に移動可能とするために、天井センサ１１が移動するのに必要なレール部（図示せず）を天井９に設けた態様である。また、天井センサ１１を駆動させる駆動機構を備えた態様としている。更には、天井センサ１１の移動に対して図示しない電気配線が追従可能な状態としている。
なお、本実施の形態においては、検出後は天井センサ１１を初期設定されている場所に戻す。当該戻し操作は必須事項ではなく、初期設定されている場所に戻さないことも可能である。

次に、図５で示したように、複数設けたセンサのうち、センサを選択する方法などについて説明する。
天井センサ１１は予め複数個前後方向に並列状に配置されている。当該センサは固定されているため、いずれのセンサを選択するのかを決定する。そのため、乗員Ｐがスライドレール機構６を調整したり、リクライニング機構を調整したりした後、スライドレール機構６及びリクライニング機構の設定条件から得られる情報を基に、検出に使用する天井センサ１１を選択する。複数の天井センサ１１のうち選択された天井センサ１１のみが、距離の測定に使用される。当該形態であると、天井センサ１１自体を移動させる必要性が無いため、天井センサ１１を移動可能に構成することに伴う故障の発生などを抑制することが可能となる。

本実施の形態における乗物用シート１のリフタ機構であると、天井センサ１１による検出結果によりシートクッション２の上下位置を調整することが可能であるので、乗員Ｐが上下位置を設定する負担を軽減することが可能となる。
また、乗物に乗り込んで一番初めに着座した際の乗員Ｐの頭部ＰＨと天井センサ１１との距離を指標としてシートクッション２の上下位置を調整するため、シートクッション２にかかる荷重を指標としてシートクッション２の上下位置を調整するのに比べ、精度の高い調整が可能となる。
また、乗員Ｐがシートバック３に背中ＰＢを凭れかけさせたことを条件として天井センサ１１による検出を行うため、運転時と同様な姿勢状態の乗員Ｐの情報を読み取ることが可能となり、より精度の高い調整が可能となる。
また、赤外線センサは比較的安価であるため、比較的費用をかけずにリフタ機構を調整できるようにすることが可能である。
また、運転中にはシートクッション２の高さが自動調整されることは無いため、運転の支障となることが無い。
また、いったんシートクッション２の高さを自動調整した後に、別途、乗員Ｐの操作によりシートクッション２の高さを変えることも可能であるため、乗員Ｐの好みに応じた位置に微調整することも可能である。この場合でも、自動調整によりシートクッション２の高さが調整されているため、微調整を行うだけで、乗員Ｐが意図する高さにすることが可能となり得る。

以上、いくつかの形態を説明したが、本発明は、上記実施形態のほか、その他各種の形態で実施可能なものである。
例えば、天井に付設するセンサは赤外線を用いるセンサでなくてもよく、超音波を用いるセンサなど、距離を判断可能な各種センサを使用することが可能である。
また、実施の形態においてセンサを一つ使用するように例示した形態においても、隣接した複数のセンサ各々で計測を行い、各々の計測値を勘案して出力値を定めるように制御することも可能である。
また、シートバックセンサは感圧センサに限る必要性は無く、距離を測定可能な距離センサや、近い距離に位置しているか否かを検知する近接センサなどを使用することも可能である。
また、前後方向の位置は初期設定値との差分として認識される必要性は無く、いずれかの位置からの距離として認識できるものであれば良い。
また、本実施の形態においては、データ処理したらすぐにリフタ機構を制御しているが、データ処理した結果を一度記憶しておき、その他の条件を満たした際にリフタ機構を制御するものとすることも可能である。
また、乗物としては、車両であることに限らず、飛行機やヘリコプターなど空中を飛行する乗物や、船舶や潜水艇など海面や海中などを移動する乗物としてもよい。

１ 乗物用シート
２ シートクッション
３ シートバック
７ 制御手段
９ 天井
１１ 天井センサ
１３ シートバックセンサ
１５ スライドレール機構センサ
１７ リクライニングセンサ
Ｐ 乗員
ＰＨ 頭部
ＰＢ 背中

Claims (3)

1. 乗物の室内に設けられるシートクッションと、前記シートクッションを上下に移動させることが可能なリフタ機構と、前記リフタ機構を制御することで前記シートクッションの上下位置を制御可能な制御手段と、を備える乗物用シートの高さ調整機構であって、
   前記室内の天井には着座した乗員との距離に関する情報を獲得可能なセンサである天井センサが付設されており、前記制御手段は前記天井センサによって獲得された情報を基に前記リフタ機構を制御可能に構成されていることを特徴とする乗物用シートの高さ調整機構。
2. 請求項１に記載の乗物用シートの高さ調整機構であって、
   前記乗物用シートにはシートバックを備えており、前記シートバックには乗員を検知可能なセンサであるシートバックセンサが設けられており、前記制御手段は前記シートバックセンサにより乗員を検知した後に、天井に付設された天井センサにより着座した乗員との距離を確認可能な情報を獲得するように構成されていることを特徴とする乗物用シートの高さ調整機構。
3. 請求項１又は２に記載の乗物用シートの高さ調整機構であって、
   前記制御手段は、前記シートクッションの位置に対応して、天井に付設された天井センサの検出場所を定めることが可能に構成されていることを特徴とする乗物用シートの高さ調整機構。
   

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