JP2017019440A - 車両用シート - Google Patents

Abstract

【課題】乗員の体格の違いによって乗員の状態を検出する検出精度が低下するのを抑制できる車両用シートを得る。
【解決手段】シートバック１４の内部に設けられた複数のマッサージ用袋体３０に対してそれぞれ空気の供給及び排出を行い、複数のマッサージ用袋体３０を個別に膨張及び収縮させる給排気装置５０と、複数のマッサージ用袋体３０のうち、上部側に配置されている第１マッサージ用袋体３０Ａと給排気装置５０との間に接続され、乗員Ｐの心臓Ｈの鼓動によって変化する、膨張された第１マッサージ用袋体３０Ａの内圧の変化を検出する検出装置６０と、検出装置６０によって第１マッサージ用袋体３０Ａの内圧の変化を検出する際に、第１マッサージ用袋体３０Ａの上側に隣接する第２マッサージ用袋体３０Ｂを膨張させるように給排気装置５０を制御する制御装置５８と、を備えた車両用シート１０とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、乗員の状態を検出できる車両用シートに関する。

気体が内部に封入された弾性変形可能な袋体と、袋体に作用する圧力を検出する圧力センサと、袋体に当接する受圧板と、を備えた状態量検出手段が、シートクッション及びシートバックにおける複数の位置に配置された乗員状態検出装置は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−６１４９０号公報

しかしながら、乗員に対するマッサージ用の袋体とは別に、乗員の状態を検出する袋体をシートバックに設ける場合には、乗員の状態を検出する袋体の配置に制約を受ける。そのため、乗員の体格の違いにより、乗員の状態を検出する検出精度が低下するおそれがある。

そこで、本発明は、乗員の体格の違いによって乗員の状態を検出する検出精度が低下するのを抑制できる車両用シートを得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車両用シートは、シートバックの内部に設けられた複数のマッサージ用袋体と、前記複数のマッサージ用袋体に対してそれぞれ空気の供給及び排出を行い、前記複数のマッサージ用袋体を個別に膨張及び収縮させる給排気装置と、前記複数のマッサージ用袋体のうち、上部側に配置されている第１マッサージ用袋体と前記給排気装置との間に接続され、少なくとも乗員の心臓の鼓動によって変化する、膨張された前記第１マッサージ用袋体の内圧の変化を検出する検出装置と、前記検出装置によって前記第１マッサージ用袋体の内圧の変化を検出する際に、体格検出装置によって検出された乗員の体格により、前記第１マッサージ用袋体の上側に隣接する第２マッサージ用袋体及び下側に隣接する第３マッサージ用袋体の少なくとも一方を選択して膨張させるように前記給排気装置を制御する制御装置と、を備えている。

請求項１に記載の発明によれば、少なくとも乗員の心臓の鼓動によって変化する、膨張された第１マッサージ用袋体の内圧の変化を検出装置で検出することにより、乗員の状態が検出される。そして、その検出装置によって第１マッサージ用袋体の内圧の変化を検出する際に、第１マッサージ用袋体の上側に隣接する第２マッサージ用袋体及び下側に隣接する第３マッサージ用袋体の少なくとも一方を選択して膨張させるように給排気装置が制御される。

つまり、このような制御により、第１マッサージ用袋体と第２マッサージ用袋体との間におけるシートバックの表皮、又は第１マッサージ用袋体と第３マッサージ用袋体との間におけるシートバックの表皮、或いは第１マッサージ用袋体と第２マッサージ用袋体との間及び第１マッサージ用袋体と第３マッサージ用袋体との間におけるシートバックの表皮に、それぞれ上下方向のテンションが掛けられる。

したがって、心臓の位置が、第１マッサージ用袋体とほぼ同じ高さ位置になっている乗員と第１マッサージ用袋体よりも若干上側又は若干下側の高さ位置になっている乗員のように、乗員の体格が異なっていても、乗員の心臓の鼓動が表皮を介して第１マッサージ用袋体の内圧の変化として検出される。よって、乗員の体格の違いによって乗員の状態を検出する検出精度が低下するのが抑制される。

以上のように、本発明によれば、乗員の体格の違いによって乗員の状態を検出する検出精度が低下するのを抑制することができる。

本実施形態に係る車両用シートを示す斜視図である。 本実施形態に係る車両用シートに設けられた袋体が収縮している状態を示す断面図である。 本実施形態に係る車両用シートに設けられた袋体が膨張している状態を示す断面図である。 本実施形態に係る車両用シートに設けられた袋体駆動装置と検出装置とを示すブロック図である。 本実施形態に係る車両用シートに設けられた第１袋体で乗員の心臓の鼓動を検出する状態を示す説明図である。 本実施形態に係る車両用シートに設けられた第１袋体で図５に示す乗員よりも座高の高い乗員の心臓の鼓動を検出する状態を示す説明図である。 本実施形態に係る車両用シートに設けられた第１袋体で前傾姿勢の乗員の心臓の鼓動を検出する状態を示す説明図である。 本実施形態に係る車両用シートに設けられた袋体駆動装置と検出装置の変形例とを示すブロック図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車両用シート１０の上方向、矢印ＦＲを車両用シート１０の前方向、矢印ＲＨを車両用シート１０の右方向とする。したがって、以下の説明で、特記することなく上下、前後、左右の方向を記載した場合は、車両用シート１０における上下方向の上下、前後方向の前後、左右方向の左右を示すものとする。また、図５〜図７では、後述するヘッドレスト１６及びシートフレーム２０を省略している。

まず、本実施形態に係る車両用シート１０の全体構造について説明する。図１に示されるように、車両用シート１０は、着座した乗員Ｐ（図５参照）の臀部及び大腿部を支持するシートクッション１２と、シートクッション１２の後端部から上方向に延在するように設けられて乗員Ｐの腰部及び背部を支持するシートバック１４と、を備えている。また、シートバック１４の上端部には、乗員Ｐの頭部を支持するヘッドレスト１６が設けられている。

車両用シート１０のシートクッション１２及びシートバック１４の内部には、それぞれ複数のマッサージ用袋体（以下「袋体」という）３０が設けられている。すなわち、シートバック１４内における袋体３０は、上下方向に２列で配置されており、シートクッション１２内における袋体３０は、前後方向に２列で配置されている。なお、各袋体３０は、同一の構成であるため、ここではシートバック１４内の袋体３０を例に採って説明する。

図２、図３に示されるように、シートバック１４は、シートフレーム２０と、シートフレーム２０に対して乗員Ｐ側（以下「表面側」という場合もある）に配置されるシートパッド２２と、シートパッド２２の表面側に配置されるシート状のスラブ２４と、スラブ２４の表面側を被覆する表皮１８と、を有している。

シートパッド２２は、クッション体からなり、例えば発泡ウレタンなどの発泡樹脂で構成されている。スラブ２４は、シートパッド２２よりも軟らかく、かつ弾性（撓み）変形可能な材料、例えばシートパッド２２に対して空隙率を変えた発泡ウレタンなどの発泡樹脂で構成されている。

なお、スラブ２４は、車両用シート１０の座り心地を良くするために設けられている。また、表皮１８は、車両用シート１０の意匠面も構成するようになっている。そして、各袋体３０は、その背面（表面とは表裏反対側の面）がシートパッド２２の表面に両面テープや接着剤によって固定されることで、シートパッド２２とスラブ２４との間に設けられている。

各袋体３０は、ポリウレタンなどの樹脂材料やゴム材料等の伸縮可能な材料で構成されており、図１〜図３に示されるように、前方向から見た正面視で略円形状となる所謂鏡餅形状に形成されている。つまり、各袋体３０は、シートパッド２２の表面に固定される大径部２６と、スラブ２４側に配置される小径部２８と、を含んで構成されている。

ここで、各袋体３０に対して空気の供給及び排出を行い、各袋体３０を個別に膨張及び収縮させる給排気装置５０を備えた袋体駆動装置４０について、図４を基に説明する。

図４に示されるように、袋体駆動装置４０は、各袋体３０が接続される給排気装置５０と、給排気装置５０を制御する制御装置（ＥＣＵ）５８と、を含んで構成されている。給排気装置５０は、吸気口５２、排気口５４、ポンプ５６及び複数の電磁弁３２を含んで構成されている。

電磁弁３２は、袋体３０毎に設けられている。各電磁弁３２は、三方弁であり、共通ポート３４、吸気ポート３６及び排気ポート３８を有している。各共通ポート３４には共通チューブ４８が接続され、各吸気ポート３６には吸気チューブ４６が接続されている。そして、各排気ポート３８には排気チューブ４４が接続されている。

各共通チューブ４８は、対応する各袋体３０に接続され、吸気チューブ４６は、ポンプ５６に接続されている。そして、排気チューブ４４は、排気口５４に接続されている。また、ポンプ５６と吸気口５２との間は、吸気配管４２によって連通接続されている。なお、吸気チューブ４６及び排気チューブ４４は、一本のチューブがそれぞれ分岐して各電磁弁３２に接続されている。

制御装置５８は、給排気装置５０と電気的に接続されており、ポンプ５６の駆動や電磁弁３２の各ポート（共通ポート３４、吸気ポート３６、排気ポート３８）の開閉を制御するようになっている。なお、制御装置５８は、各電磁弁３２の各ポート（共通ポート３４、吸気ポート３６、排気ポート３８）の開閉を個別に制御可能に構成されている。

また、制御装置５８は、車両用シート１０に着座した乗員Ｐが操作する操作部（図示省略）と電気的に接続されている。したがって、乗員Ｐが操作部を操作することにより、複数（一部又は全部）の袋体３０が個別にかつ断続的に膨張及び収縮を繰り返すようになっている。

具体的には、制御装置５８の制御により、電磁弁３２の共通ポート３４と吸気ポート３６とが開き、かつ排気ポート３８が閉じて、共通チューブ４８と吸気チューブ４６とが連通された供給状態となったときには、ポンプ５６から袋体３０内へ空気が供給されて、図３に示されるように、袋体３０が膨張するようになっている。

そして、制御装置５８の制御により、電磁弁３２の共通ポート３４と排気ポート３８とが開き、かつ吸気ポート３６が閉じて、共通チューブ４８と排気チューブ４４とが連通された排気状態となったときには、袋体３０内から空気が排出されて、図２に示されるように、袋体３０が収縮するようになっている。

なお、スラブ２４は、シートパッド２２よりも軟らかく、かつ弾性（撓み）変形可能な材料で構成されているため、袋体３０が膨張したときには、スラブ２４及び表皮１８が車体前方側へ膨出されるようになっている。また、袋体駆動装置４０（給排気装置５０及び制御装置５８）は、シートバック１４内又はシートクッション１２内に配置されるようになっている。

また、図１、図５〜図７に示されるように、シートバック１４は、それに設けられた複数の袋体３０のうち、標準的な体格をした乗員（運転者）Ｐの心臓Ｈの位置とほぼ同じ高さ位置に配置された上部左側の第１袋体３０Ａ（第１マッサージ用袋体）と、それよりも上側に隣接して配置された左側の第２袋体３０Ｂ（第２マッサージ用袋体）と、それよりも下側に隣接して配置された左側の第３袋体３０Ｃ（第３マッサージ用袋体）と、を有している。

ここで、図４に示されるように、第１袋体３０Ａ及び第２袋体３０Ｂにそれぞれ接続されている共通チューブ４８Ａ、４８Ｂ（第１袋体３０Ａ及び第２袋体３０Ｂと給排気装置５０との間）には、それぞれ分岐チューブ６６、６８を介して検出装置６０が接続されている。

検出装置６０は、例えば乗員Ｐの心臓Ｈの鼓動によって変化する第１袋体３０Ａ（分岐チューブ６６）又は第２袋体３０Ｂ（分岐チューブ６８）の内圧の変化を検出する圧力センサ６２と、圧力センサ６２を制御するとともに、圧力センサ６２の検出結果を電気信号に変換して、その内圧の変化を測定する制御装置６４と、を含んで構成されている。

なお、この検出装置６０も、シートバック１４内又はシートクッション１２内に配置されるようになっている。また、乗員（運転者）Ｐの体格は、例えば車両用シート１０の前方側に配置された車内カメラ（図示省略）等の体格検出装置によって検出されるようになっている。

以上のような構成とされた本実施形態に係る車両用シート１０において、次にその作用について説明する。

図１に示される車両用シート１０に着座した乗員Ｐが操作部を操作することにより、図４に示される袋体駆動装置４０が駆動される。すなわち、乗員Ｐに対するマッサージ運転が開始される。なお、通常時（非マッサージ運転時）には、電磁弁３２が排気状態となるように、制御装置５８によって制御されている。つまり、各袋体３０は、図２に示される収縮状態とされている。

マッサージ運転が開始されると、制御装置５８の制御により、ポンプ５６が駆動する。そして、電磁弁３２の排気ポート３８が閉じ、共通ポート３４と吸気ポート３６とが開いている供給状態の袋体３０では、吸気口５２から吸気配管４２を介して取り込まれた空気が、吸気チューブ４６、電磁弁３２及び共通チューブ４８を介して供給され、図３に示されるように膨張する。すなわち、スラブ２４及び表皮１８が膨出し、着座した乗員Ｐの腰部や背部及び大腿部などを押圧する。

その後、膨張されている袋体３０では、電磁弁３２の吸気ポート３６が閉じ、共通ポート３４と排気ポート３８とが開いて排気状態とされ、その袋体３０内の空気が、共通チューブ４８、電磁弁３２及び排気チューブ４４を介して排気口５４から排気されて、図２に示されるように収縮する。すなわち、スラブ２４及び表皮１８が元の状態に復帰し、着座した乗員Ｐの腰部や背部及び大腿部などに対する押圧を解除する。

以上のような膨張及び収縮動作が、制御装置５８の制御により、各袋体３０の一部又は全部において、所定の時間差を持って繰り返し行われる。これにより、車両用シート１０に着座した乗員Ｐの腰部や背部及び大腿部がマッサージされ、乗員Ｐに対してリフレッシュ効果を与えることができる。なお、膨張及び収縮させる袋体３０の位置や膨張及び収縮をさせるタイミング（所定の時間）等は、乗員Ｐが操作部を操作することで変更可能になっている。

また、乗員（運転者）Ｐの状態を検出する（生体信号をセンシングする）ときには、まず車内カメラ（体格検出装置）により、乗員Ｐの体格（座高）が検出される。

ここで、図５に示されるように、心臓Ｈの位置が、第１袋体３０Ａの前方側にある（第１袋体３０Ａとほぼ同じ高さ位置にある）標準的な体格をした乗員Ｐの場合には、制御装置５８の制御により、第１袋体３０Ａを膨張させる。そして、第１袋体３０Ａへ空気を供給する共通ポート３４を閉じる。これにより、第１袋体３０Ａと、その第１袋体３０Ａに接続されている共通チューブ４８Ａ及び分岐チューブ６６の内圧が一定とされる。

したがって、その乗員Ｐの心臓Ｈの鼓動が、直接的に第１袋体３０Ａに伝わり、第１袋体３０Ａ（共通チューブ４８Ａ及び分岐チューブ６６）の内圧の変化に変換される。よって、その内圧の変化を検出装置６０の圧力センサ６２によって検出し、その検出結果を制御装置６４によって電気信号に変換して測定することにより、乗員Ｐの状態が検出される。

一方、図６に示されるように、心臓Ｈの位置が、第１袋体３０Ａよりも若干上側にある（第１袋体３０Ａと第２袋体３０Ｂとの間にある）座高の高い乗員Ｐの場合には、制御装置５８の制御により、第１袋体３０Ａと、その第１袋体３０Ａの上側に隣接する第２袋体３０Ｂとを膨張させる。

そして、第１袋体３０Ａ及び第２袋体３０Ｂへ空気を供給する各共通ポート３４を閉じる。これにより、第１袋体３０Ａ及び第２袋体３０Ｂと、その第１袋体３０Ａ及び第２袋体３０Ｂに接続されている各共通チューブ４８Ａ、４８Ｂ及び各分岐チューブ６６、６８の内圧が一定とされる。

ここで、第１袋体３０Ａ及び第２袋体３０Ｂが共に膨張した状態となると、スラブ２４及び表皮１８に対して上下方向にテンション（張力）が掛かる。すると、乗員Ｐの心臓Ｈの鼓動が、テンションの掛かった表皮１８及びスラブ２４を介して間接的に第１袋体３０Ａに伝わり、第１袋体３０Ａ（共通チューブ４８Ａ及び分岐チューブ６６）の内圧の変化に変換される。

よって、その内圧の変化を検出装置６０の圧力センサ６２によって検出し、その検出結果を制御装置６４によって電気信号に変換して測定することにより、乗員Ｐの状態が検出される。なお、乗員Ｐの心臓Ｈの鼓動が、テンションの掛かった表皮１８及びスラブ２４を介して間接的に第２袋体３０Ｂに伝わり、第２袋体３０Ｂ（共通チューブ４８Ｂ及び分岐チューブ６８）の内圧の変化に変換される場合も同様である。

また、心臓Ｈの位置が、第２袋体３０Ｂの前方側にある（第２袋体３０Ｂとほぼ同じ高さ位置にある）更に座高の高い乗員Ｐの場合には、制御装置５８の制御により、その第２袋体３０Ｂのみを膨張させ、その第２袋体３０Ｂによって、上記のように乗員Ｐの状態を検出すればよい。

また、心臓Ｈの位置が、第１袋体３０Ａよりも若干下側にある（第１袋体３０Ａと第３袋体３０Ｃとの間にある）座高の低い乗員Ｐの場合には、制御装置５８の制御により、第１袋体３０Ａと、その第１袋体３０Ａの下側に隣接する第３袋体３０Ｃを膨張させて、スラブ２４及び表皮１８に対して上下方向にテンションを付与し、上記のように乗員Ｐの状態を第１袋体３０Ａによって検出すればよい。

また、図７（Ａ）に示されるように、例えば心臓Ｈの位置が、第１袋体３０Ａの前方側にある（第１袋体３０Ａとほぼ同じ高さ位置にある）が、第１袋体３０Ａを膨張させても心臓Ｈの鼓動を検出できない（第１袋体３０Ａに表皮１８及びスラブ２４を介して背部が接触しない）前傾姿勢を取る乗員Ｐの場合には、次のようにすればよい。

すなわち、図７（Ｂ）に示されるように、制御装置５８の制御により、第１袋体３０Ａの小径部２８へ更に空気を供給して、その小径部２８を大径部２６の大きさに近くなるまで膨張させる。これによれば、乗員Ｐの背部が第１袋体３０Ａに表皮１８及びスラブ２４を介して接触可能になるので、心臓Ｈの鼓動を第１袋体３０Ａによって検出することができる。

以上により、乗員Ｐの体格が異なっても、乗員Ｐの心臓Ｈの鼓動が第１袋体３０Ａや第２袋体３０Ｂの内圧の変化として検出される。よって、乗員Ｐの体格の違いによって乗員Ｐの状態を検出する検出精度（生体信号のセンシング精度）が低下するのを抑制することができる。なお、本実施形態では、乗員Ｐの心臓Ｈの鼓動だけではなく、例えば乗員Ｐの呼吸による体動の変化も検出することができる。つまり、本実施形態に係る車両用シート１０は、少なくとも乗員Ｐの心臓Ｈの鼓動によって乗員Ｐの状態を検出できる構成になっている。

また、本実施形態では、第１袋体３０Ａ及び第２袋体３０Ｂと、その第１袋体３０Ａ及び第２袋体３０Ｂに接続されている各共通チューブ４８Ａ、４８Ｂ及び各分岐チューブ６６、６８の内圧を一定にしてセンシングするので、センシング精度を向上させることができる。更に、本実施形態では、圧力センサ６２を第１袋体３０Ａや第２袋体３０Ｂに直接取り付ける構成とされていないため、シートパッド２２の厚みを確保することができる。よって、乗員Ｐの座り心地が損なわれる不具合はない。

また、本実施形態によれば、マッサージ用の袋体３０を用いて乗員Ｐの生体信号をセンシングする構成であるため、乗員Ｐの生体信号をセンシングする器具等を別途設ける必要がない。したがって、乗員Ｐの生体信号をセンシングする器具等を別途設ける構成に比べて、車両用シート１０の製造コストを低減させることができるとともに、車両用シート１０の大型化を抑制することができる。なお、こうして検出された生体信号は、例えば居眠り運転を防止するのに活用される。

最後に、本実施形態に係る車両用シート１０の変形例について説明する。

図４に示される検出装置６０は、第１袋体３０Ａ及び第２袋体３０Ｂに対して１つだけ設けられる共通の検出装置６０とされている。しかしながら、図８に示されるように、検出装置６０は、第１袋体３０Ａと第２袋体３０Ｂのそれぞれに個別に（独立して）設けられる構成とされていてもよい。

すなわち、第１袋体３０Ａの共通チューブ４８Ａに分岐チューブ６６を介して第１検出装置６０Ａを接続し、第２袋体３０Ｂの共通チューブ４８Ｂに分岐チューブ６８を介して第２検出装置６０Ｂを接続して、上記のように乗員Ｐの状態を検出する（生体信号をセンシングする）構成にしてもよい。

以上、本実施形態に係る車両用シート１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車両用シート１０は、図示のものに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、適宜設計変更可能なものである。例えば、本実施形態では、袋体３０毎に電磁弁３２を設ける構成としたが、これに限定されるものではなく、１つの電磁弁３２に複数の袋体３０が接続される構成とされてもよい。

また、本実施形態では、袋体駆動装置４０及び検出装置６０を車両用シート１０の内部に設ける構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば車室内の別の部位に設ける構成にしてもよい。また、給排気装置５０のみ、或いはポンプ５６のみ、更には制御装置５８のみを車室外（例えばエンジンコンパートメントルーム内）に設ける構成にしてもよい。

また、本実施形態では、乗員Ｐの心臓Ｈが、第１袋体３０Ａよりも若干上側又は若干下側にある場合に、それぞれ第２袋体３０Ｂ又は第３袋体３０Ｃを膨張させて、乗員Ｐの状態を検出するようにしたが、第１袋体３０Ａとほぼ同じ高さ位置にある場合でも、第２袋体３０Ｂ又は第３袋体３０Ｃを膨張させて、乗員Ｐの状態を検出するようにしてもよい。

また、乗員Ｐの体格（心臓Ｈの位置）によらず、常に第１袋体３０Ａと第２袋体３０Ｂと第３袋体３０Ｃを膨張させて、乗員Ｐの状態を検出するようにしてもよい。更に、第３袋体３０Ｃの共通チューブ４８に分岐チューブを介して検出装置６０を接続し、乗員Ｐの状態を検出するようにしてもよい。

１０ 車両用シート
１４ シートバック
３０ 袋体（マッサージ用袋体）
３０Ａ 第１袋体（第１マッサージ用袋体）
３０Ｂ 第２袋体（第２マッサージ用袋体）
３０Ｃ 第３袋体（第３マッサージ用袋体）
５０ 給排気装置
５８ 制御装置
６０ 検出装置
Ｐ 乗員
Ｈ 心臓

Claims (1)

1. シートバックの内部に設けられた複数のマッサージ用袋体と、
   前記複数のマッサージ用袋体に対してそれぞれ空気の供給及び排出を行い、前記複数のマッサージ用袋体を個別に膨張及び収縮させる給排気装置と、
   前記複数のマッサージ用袋体のうち、上部側に配置されている第１マッサージ用袋体と前記給排気装置との間に接続され、少なくとも乗員の心臓の鼓動によって変化する、膨張された前記第１マッサージ用袋体の内圧の変化を検出する検出装置と、
   前記検出装置によって前記第１マッサージ用袋体の内圧の変化を検出する際に、体格検出装置によって検出された乗員の体格により、前記第１マッサージ用袋体の上側に隣接する第２マッサージ用袋体及び下側に隣接する第３マッサージ用袋体の少なくとも一方を選択して膨張させるように前記給排気装置を制御する制御装置と、
   を備えた車両用シート。

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