JP2015081060A - 乗り物シートの姿勢調節装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シートの昇降量と傾動量の両方を確保し、シートを多様な姿勢に調節できるようにすること。
【解決手段】シートフレーム（１３）を備えるシート（１１）がベース体（９０，９１）の上に配置され、シートフレーム（１３）が前後のリンク部材（２０，２１）でベース体に連結されている。リンク部材（２０，２１）はともにシートフレームとベース体の双方に対して回転可能に結合され、後側リンク部材（２１）はさらにシートフレーム（１３）に対して結合箇所でカム機構（２５Ａ，２５Ｂ）により相対変位できるようになっている。前後のリンク部材（２０，２１）は伸縮リンク部材（３０）で連結され、伸縮リンク部材（３０）を伸縮させることでシートフレーム（１３）を動かしてベース体に対するシート（１０）の姿勢を調節できる。この構造により前後のリンク部材の動きの独立性が高まるため、従来よりも多様なシートの姿勢を実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は乗り物のシートの姿勢を調節する装置に関するものであり、より詳しくはシートの座面の高さや角度を調節するための装置に関するものである。

自動車等の乗り物に設けられるシートは座る人の身長や好みに合わせて座面の高さや傾き（座面角）を調節できるようになっているものが多い。このような昇降や傾動を可能とする仕組みには従来、四節リンク機構が利用されている。シートを設置する床とシートフレームとを前後２本のリンク部材で縦に連結することで（床を固定リンクと見なして）四節リンクを構成することができ、前後いずれかのリンクを駆動すればシートフレームを動かすことができる。リンク部材は通常左右に１セットずつ設けられ、対応するリンク部材同士が連結棒で結合される。

なお本分野に属する技術には例えば下記の特許文献１に開示されているものがある。

特開２０１１−０６３０４９号公報

シートは前部と後部を同時に上昇させれば全体が上昇する。したがって、シート全体の昇降量を大きくするには前側のリンクが立ち上がるときに後側のリンクも立ち上がるようにリンク機構を設計する必要がある。しかしこのときシートの角度はあまり変わらない。そこで今度はシートの傾動量を大きく確保しようとすると、前側のリンクが立ち上がるときに後側のリンクが倒れていかなければならないが、このときシート全体の高さはそれほど変化しない。このように従来の装置では昇降と傾動の量が互いにトレードオフの関係にあり、両者の量を同時に確保することは難しかった。

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、シートの昇降量と傾動量の両方を確保し、シートを多様な姿勢に調節できるようにすることにある。

上記課題を解決するため本発明は以下のような手段をとる。本発明のひとつの観点から得られる乗り物用シートの姿勢調節装置は、シートフレームを備えるシートがベース体の上に配置され、シートフレームが前側リンク部材と後側リンク部材でベース体に連結されている。前側リンク部材と後側リンク部材がともにシートフレームとベース体の双方に対して回転可能に結合され、前側リンク部材と後側リンク部材のいずれかがさらにシートフレームとベース体の一方に対して結合箇所で相対変位できるようになっている。前側リンク部材と後側リンク部材とシートフレームのうちのいずれか２部材が伸縮リンク部材で連結され、伸縮リンク部材を伸縮させることでシートフレームを動かしてベース体に対するシートの姿勢を調節できるようになっている。これによれば、前側リンク部材と後側リンク部材の動きの独立性が高まるため、従来よりも多様なシートの姿勢を実現することができ、シートの昇降量と傾動量の両方が確保できる。

好ましい態様として、シートフレームにカム面が設けられ、後側リンク部材の端部がカム面に沿って動けるようになっている。カム面は例えばシートフレームに設けた長孔の縁で構成することができる。

好ましい態様として、伸縮リンク部材は、前側シャフトと後側シャフトと中間支持体とを含み、この前側シャフトと後側シャフトをそれぞれ中間支持体から外側に進退させることで全体が伸縮できるようになっている。中間支持体がベース体に回転可能に支持されており、前側シャフトが前側リンク部材に連結され、後側シャフトが後側リンク部材に連結されている。中間支持体に対して前側シャフトと後側シャフトの少なくともいずれかを進退させることで前側リンク部材と後側リンク部材の少なくとも一方を回転させることができるようになっている。

好ましい態様として、中間支持体が回転モータを備え、回転モータの固定子がベース体に回転可能に支持されており、前側シャフトが前端で前側リンクに回転可能に結合され、後側シャフトが後端で後側リンクに回転可能に結合されている。回転モータの回転子に前側ナットと後側ナットが設けられ、前側シャフトと後側シャフトがそれぞれねじ部を有しこの各ねじ部で前側ナットと後側ナットに噛み合っている。回転子が回転することにより前側シャフトと後側シャフトがそれぞれ進退するようになっている。このようにナットとねじ部の噛み合いによりシャフトを駆動すれば、前後のリンク部材からいずれかのシャフトを進退させる力が加わってもナットが回転せず、シートが昇降あるいは傾動してしまわないように保持することができる。

本発明の実施例におけるシートの昇降・傾動装置の側面図である。 本発明の実施例におけるシートの昇降・傾動装置を模式的に示す上面図である。 本発明の実施例における図１の装置に用いるシャフトとモータを備えた機構の断面図である。

以下に本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
図１には乗り物用のシート１０の例を示す。シート１０は自動車等の乗り物に設置して乗員が座るためのものであって少なくともシートクッション１１を備えるが、通常は背凭れとするシートバック１２も備える。シート１０はベース体の上に配置される。例えばシートを自動車に設置する場合であれば、このベース体には車室の床９０が含まれる。

図１に示すように、シート１０は骨格となるシートフレーム１３を備える。シートフレーム１３は前側リンク部材２０と後側リンク部材２１とを用いてベース体に連結される。前後の各リンク部材２０，２１はシートフレーム１３とベース体の双方に対して回転可能に結合して、シート幅方向に直交する平面内で動作する２次元のリンク機構が構成されるようにする。例として、図１に示すように、ベース体の構成要素としてヒンジブラケット２２Ａ，２３Ａ，２４Ａをシートフレーム１３や床９０に固定し、各リンク部材２０，２１をこのヒンジブラケット２２Ａ，２３Ａ，２４Ａを介してシートフレーム１３や床９０に固定しても良い。例えば板材をコの字状に折り曲げて平行面を作りこの平行面にそれぞれ軸受け孔を空けてヒンジブラケット２２Ａ，２３Ａ，２４Ａを構成し、リンク部材２０，２１の端部にも軸受け孔を空け、ヒンジ軸２２Ｂ，２３Ｂ，２４Ｂをヒンジブラケット２２Ａ，２３Ａ，２４Ａとリンク部材２０，２１の軸受け孔に通すことでリンク部材２０，２１を回転可能に結合することができる。

図２に示すように、前後のリンク部材２０，２１はシートの左右に一対で設け、それぞれ連結棒２０ａ，２１ａで繋ぐことで動作を同期させても良い。この場合、図２に示すように、ヒンジ軸２２Ｂ，２３Ｂ，２４Ｂも左右のブラケット２２Ａ，２３Ａ，２４Ａにわたる長いものを用いることができる。

図１に示すように、前側リンク部材２０と後側リンク部材２１のいずれかは、さらにシートフレーム１３とベース体の一方に対して結合箇所で変位できるように設ける。好ましい実施例としては、後側リンク部材２１をシートフレーム１３に対して結合箇所で変位できるようにし、残りの結合部は回転のみを可能とする機構に留めるのがよい。本発明ではこのようにベース体、シートフレーム１３、前後のリンク部材２０，２１の４つのリンク要素を用いているものの、これらの要素同士で出来る４箇所の結合部をすべて単純な回転結合としない点が従来のシートの昇降・傾動装置とは異なる。そして、図１に示すように、ベース体と前後のリンク部材２０，２１とシートフレーム１３のうちのいずれか２部材を全長を変化させることの出来る伸縮リンク部材３０で連結する。伸縮リンク部材３０は前端で前側リンク部材２０に回転可能に結合し、後端で後側リンク部材２１に回転可能に結合する。伸縮リンク部材３０を伸縮させることでリンク機構を動作させ、ベース体に対するシートの姿勢を調節できるようになる。好ましい実施例としては、図１に示すように前後のリンク部材２０，２１を伸縮リンク部材３０で連結するのがよい。

図１に示すように、伸縮リンク部材３０の各端にリング３０ａ，３０ｂを取り付け、左右の対応するリンク部材を連結する連結棒に通すことで回転可能としてもよい。このような形態の結合とすれば伸縮リンク部材３０を左右のリンク部材の中央に配置することができるので、左右均等な動作を可能とし、ゆがみに起因する異音が発生するのを抑えることができる。

結合部を相対変位できるようにする手段は特定のものに限定しないが、カム機構を利用するのが好ましい。ひとつの実施例としては、図１に示すようにシートフレーム１３に概して下向きのカム面１３ａを設け、後側リンク部材２１の上部をカム面１３ａに当てながらカム面１３ａに沿ってスライドできるようにする。カム面１３ａは単純にシートフレーム１３の下縁の一部で構成しても良いが、例えば図１に示すようにシートフレーム１３に固定したカム用ブラケット２５Ａに長孔２５ａを設け、この長孔２５ａの上縁をカム面１３ａとすることもできる。カム用ブラケット２５Ａはヒンジブラケット２４Ａと同様に形成することができる。一方、後側リンク部材２１には上部にピン２５Ｂを貫通させて設けこのピン２５Ｂを長孔２５ａに通すことで後側リンク部材２１をシートフレーム１３に対して相対的に回転および変位ができるようになる。

シートの姿勢を変えるためにシートフレーム１３、前後のリンク部材２０，２１の少なくともいずれかを動かせば後側リンク部材２１のカム面１３ａとの接点が移動し、一旦シートの姿勢が決まればシートフレーム１３はカム面１３ａの一箇所で後側リンク部材２１によって支持されるようになる。このように、シートがとりうる姿勢は前後のリンク部材２０，２１の（結合部間の）長さと床９０やシートフレーム１３への結合位置だけでなく、カム面１３ａの形状（図１では例として直線的に描いている）によって決まる。シートの動きのパターンを変えたい場合でもカム面１３ａの形状を設計し直すだけでよいため、リンク部材２０，２１の長さや結合位置を変えることなく同じリンク部材をさまざまな仕様のシートに使いまわすことができる。

伸縮リンク部材３０は前側シャフト３１と後側シャフト３２と中間支持体３３とで構成し、この前後のシャフト３１，３２がそれぞれ中間支持体３３から外側に向かって進退することで伸縮できるようにする。例えば中間支持体３３を筒状の部材とすれば、前後のシャフト３１，３２を筒の外へ送り出したり筒の中に引き入れたりすることで伸縮リンク部材３０は全体として伸縮する。そして、前側シャフト３１は前端に固定したリング３０ａで前側リンク部材２０に回転可能に結合し、後側シャフト３２は後端に固定したリング３０ｂで後側リンク部材２１に回転可能に結合する。

伸縮リンク部材３０自体の（伸縮を除く）動きの自由度を制限するため、中間支持体３３はベース体に回転可能に支持させる。ひとつの実施例としては、図１に示すように、ベース体の構成要素として先端にリング９１ａを共有する２本の支持アーム９１を床９０上のヒンジ軸２２Ｂ，２３Ｂからそれぞれ上方に延ばし、中間支持体３３の側面から左右にそれぞれ出した突起３３ａをこのリング９１ａに通すことにより、中間支持体３３を回転可能とすることができる。このように構成すれば、中間支持体３３に対して前側シャフト３１と後側シャフト３２の少なくともいずれかを進退させることで前側リンク部材２０と後側リンク部材２１の少なくとも一方を回転させることができる。

伸縮リンク部材３０のシャフト３１，３２を進退できるようにするための手段は特定のものに限定しないが、回転を直線運動に変換する機構を用いることができる。好ましい実施例としては、機械式ジャッキに利用されているようなナットとねじを備えた機構を用いる。具体的には、図３に示すように、中間支持体３３の両側にナット５１，５２を設け、前後のシャフト３１，３２の一端にそれぞれ設けたねじ部３１ａ，３２ａを各ナット５１，５２に噛み合わせれば、ナット５１，５２を何らかの手段により回転させることでシャフト３１，３２を中間支持体３３に対して進退させることができるようになる。ただしシャフトがナットとの摩擦で回転しないようにする手段を設けておく必要がある。このような機構を用いれば前後のリンク部材２０，２１からいずれかのシャフト３１，３２を進退させる力が加わってもナット５１，５２が回転しないため、シートが自動的に昇降あるいは傾動してしまわないように保持することができる。

図３に示すように、中間支持体３３としてナット５１，５２を組み込んだ回転モータ４０を用いることでナット５１，５２を電気的に駆動できるようにするとよい。例として、筒状の固定子４１（ハウジング）の内側に回転子４２を備えるモータ４０を用いる。固定子４１には永久磁石４１ａが、回転子４２にはコイル４２ａが設けられており、回転子４２は適宜両端で軸受け４３によって回転可能に固定子４１に支持されている。ここで回転モータ４０の回転子４２の前側と後側にそれぞれナット５１，５２（雌ねじ部）を設け、回転子４２が回転すると２つのナット５１，５２が同時に回転できるようにする。そして前側シャフト３１の後端と後側シャフト３２の前端にそれぞれねじ部３１ａ，３２ａを設け、この各ねじ部３１ａ，３２ａをモータ４０の前後のナット５１，５２にそれぞれ噛み合わせる。回転子４２の軸とナット５１，５２の軸を揃えて設けることで、モータ４０が作動するとナット５１，５２が回転して前側シャフト３１と後側シャフト３２がそれぞれ進退するように構成することができる。ここで、シャフトがハウジング（固定子４１）を突き抜ける部分では、シャフトの断面とハウジングの孔４１ｂの形状を非円形とすることで、シャフト３１，３２自体がナットとの摩擦で回転してしまわないようにすることができる。このように電気的に駆動する場合でも、モータ４０が作動しているかにかかわらず、前後のリンク部材２０，２１からいずれかのシャフト３１，３２を進退させる力が加わってもナット５１，５２が回転せず、シートが自動的に昇降あるいは傾動してしまわないように保持することができる。

図３に示すように、内側の回転子４２を貫通した通路を有する筒状の形態とし、両端の内面にねじを切ることによって前後のナット５１，５２（雌ねじ部）を設けることができる。回転子４２は中空であるため、前後のシャフト３１，３２は互いに干渉しない範囲で中空の回転子４２内部の通路に進入することができる。モータ４０を長くして２個のナット５１，５２間の距離をとるほどシャフト３１，３２の可動範囲を大きくすることができる。

このように２個のナット５１，５２は一体的に回転でき、前後のシャフト３１，３２を同時に進退させられるようになっているとよい。ここで、前後２組のナット５１，５２とねじ部３１ａ，３２ａの巻き方向と送り率は同じとしても変えても良い。特に、巻き方向を逆にすれば、張力調節などに用いられるターンバックルの要領で効率良く伸縮リンク部材３０を伸縮させることができる。前後２組のナット５１，５２とねじ部３１ａ，３２ａについて巻き方向が同じであっても、それぞれの送り率を機構が機能する範囲でさまざまな値に設定することで微妙なシートの姿勢調節を実現することが出来る。前後のナット５１，５２とねじ部３１ａ，３２ａの巻き方向が同じ場合、送り率を異ならせるのが好ましいが、送り率も同じでにする場合、ナット５１，５２が回転しても伸縮リンク部材３０全体は伸縮しないが、支持アーム９１によって保持された中間支持体３３から見れば各シャフト３１，３２は「伸縮」する。したがってこのような特殊な動作をする実施例も本発明に含めて考えることができる。

回転モータ４０を用いる代わりにナット５１，５２に公知のクラッチを介して操作レバーまたは操作ダイヤルを取り付けて、手動でナットを回転させられるようにしてもよい。クラッチはレバーからの力はナットへ伝達するが、逆方向には力を伝達しない機構を有するものである。したがって前後のリンク部材２０，２１からからいずれかのシャフト３１，３２を進退させる力が加わってもナットが回転しないため、シートが昇降あるいは傾動してしまうことがない。

図１に示すように、シートフレーム１３またはベース体にスライド機構８０を設け、シートの位置を前後に調節できるようにしても良い。スライド機構は例えば固定したロアレール８１上でアッパレール８２をスライドできるようにして構成することができる。ベース体ではなくシートフレーム１３にスライド機構８０を設けるとシート１０と共にリンク部材２０，２１，３０やモータ４０を動かす必要がなくなりエネルギーを無駄に消費しないため好ましい。また、スライド機構をシートの近くに配置すると、シートバックに着座者や慣性力による前後方向の力が作用したときに引き起こされるアッパレール８２をロアレール８１から浮かせるようなモーメントを抑えることができるため好ましい。

なお、本発明は上記および図面に示す実施例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。

１０ シート
１１ シートクッション
１２ シートバック
１３ シートフレーム
１３ａ カム面
２０ 前側リンク部材
２１ 後側リンク部材
２０ａ，２１ａ 連結棒
２２Ａ，２３Ａ，２４Ａ ヒンジブラケット
２２Ｂ，２３Ｂ，２４Ｂ ヒンジ軸
２５Ａ カム用ブラケット
２５Ｂ ピン
２５ａ 長孔
３０ 伸縮リンク部材
３１，３２ シャフト
３１ 前側シャフト
３２ 後側シャフト
３１ａ，３２ａ ねじ部
３３ 中間支持体
４０ 回転モータ
４１ 固定子
４２ 回転子
５１，５２ ナット
８０ スライド機構
８１ ロアレール
８２ アッパレール
９０ 床
９１ 支持アーム

Claims (3)

1. 乗り物用シートの姿勢調整機構であって、
   シートフレームを備えるシートがベース体の上に配置され、シートフレームが前側リンク部材と後側リンク部材でベース体に連結されており、
   前側リンク部材と後側リンク部材がともにシートフレームとベース体の双方に対して回転可能に結合され、前側リンク部材と後側リンク部材のいずれかがさらにシートフレームとベース体の一方に対して結合箇所で相対変位できるようになっており、
   前側リンク部材と後側リンク部材とシートフレームのうちのいずれか２部材が伸縮リンク部材で連結され、伸縮リンク部材を伸縮させることでシートフレームを動かしてベース体に対するシートの姿勢を調節できるようになっている姿勢調整機構。
2. 請求項１に記載の姿勢調整機構であって、
   伸縮リンク部材が前側シャフトと後側シャフトと中間支持体とを含み、この前側シャフトと後側シャフトをそれぞれ中間支持体から外側に進退させることで伸縮リンク部材が伸縮できるようになっており、
   中間支持体がベース体に回転可能に支持されており、前側シャフトが前側リンク部材に連結され、後側シャフトが後側リンク部材に連結されており、
   中間支持体に対して前側シャフトと後側シャフトの少なくともいずれかを進退させることで前側リンク部材と後側リンク部材の少なくとも一方を回転させることができるようになっている姿勢調整機構。
3. 中間支持体が回転モータを備え、回転モータの固定子がベース体に回転可能に支持されており、前側シャフトが前端で前側リンクに回転可能に結合され、後側シャフトが後端で後側リンクに回転可能に結合されており、
   回転モータの回転子に前側ナットと後側ナットが設けられ、前側シャフトと後側シャフトがそれぞれねじ部を有しこの各ねじ部で前側ナットと後側ナットに噛み合っており、
   回転子が回転することにより前側シャフトと後側シャフトがそれぞれ進退するようになっている姿勢調整機構。
   

Images