JP2017038872A - 車両用シート - Google Patents

Abstract

【課題】乗員の音声及び心拍音の検出精度を向上させる。
【解決手段】乗員の音声ＰＶを認識する場合は、測定袋体３０Ａが大気開放された状態で測定袋体３０Ａの圧力変動を検出装置６０で検出する。よって、測定用袋体３０Ａの圧力変動のどの帯域も減衰することなく検出装置６０に伝達されるので、音声ＰＶを明瞭に検出することができる。また、音声ＰＶ以外の音は乗員の人体が遮蔽するので、音声ＰＶの検出の精度が向上する。乗員の心拍音ＰＷを測定する場合は、測定袋体３０Ａが密閉された状態で測定袋体３０Ａの圧力変動を検出装置６０で検出する。よって、測定袋体３０Ａの圧力変動の高周波成分が減衰されて検出装置６０に伝達されるので、圧力変動全体における心拍音ＰＷの中心周波数である１００ｚＨｚ以下の成分が相対的に多くなり、心拍音ＰＷの検出精度が向上する。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両用シートに関する。

特許文献１には、シートバックにエアクッションを備えたシートに関する技術が開示されている。この先行技術では、エアクッションは、空気の吸排気口を除いて密閉して形成された空気袋と、荷重により押圧されることによって吸排気口から空気が排出されると空気袋に対して膨張方向への復元力を付与し荷重の低下に伴って吸排気口から空気袋内に空気を取り込ませる復元力付与部材と、を備えている。また、エアクッションは、人の左右の腰腸肋筋に対応する位置の少なくとも一方に、各腰腸肋筋に沿って略縦長状態で配設されると共に、その上端が少なくとも人の横隔膜の下面に相当する高さにセットされている。そして、人の生体状態を分析するため、生体信号によって生じるエアクッションの空気圧変動を検出可能となっている（例えば、特許文献１参照）。

なお、その他関連する技術が特許文献２及び特許文献３に開示されている。

特開２００８−１９４３２１号公報 特開２００７−０６１４９０号公報 特開２００２−１８７４５０号公報

特許文献１における心拍音の検出は大気開放式の検出方法である。よって、乗員の心拍音を検出する場合、検出精度に影響を与える心拍音の中心構成周波数よりも高い高周波数の振動も検出する。

これとは別に、乗員の音声を車室内の天井等に設置したマイクで検出する音声認識装置を備える車両が知られている。このようにマイクで乗員の音声を検出する場合、音声認識の精度に影響を与える音声以外の音、例えばエアコンディショナーのブロア音、風切音及びロードノイズ等も一緒に検出する。

よって、乗員の音声及び心拍音の検出精度には、改善の余地があった。

本発明は、上記事実を考慮し、乗員の音声及び心拍音の検出精度を向上させることが目的である。

請求項１の発明は、シートバックの内部に設けられた複数の袋体と、前記袋体に空気を供給する空気供給手段と前記袋体と前記空気供給手段との間の空気経路に設けられた制御バルブとを有し、複数の前記袋体に対してそれぞれ空気の供給及び排出を行い、複数の前記袋体を個別に膨張及び収縮させる給排気装置と、少なくとも一つの前記袋体と前記制御バルブとの空気経路に接続され、前記袋体の圧力変動を検出する検出手段と、乗員の音声を検出する場合は、前記制御バルブを制御して前記袋体が大気開放された状態で前記検出手段によって前記袋体の圧力変動を検出し、乗員の心拍音を検出する場合は、前記制御バルブを制御して前記袋体が密閉された状態で前記検出手段によって前記袋体の圧力変動を検出する制御装置と、を備えた車両用シートである。

請求項１に記載の発明では、乗員の音声を検出する場合は、袋体が大気開放された状態で袋体の圧力変動を検出手段で検出する。よって、音声のどの帯域も減衰することなく検出手段に伝達されるので、音声を明瞭に検出することができる。また、音声以外の音は乗員の人体が遮蔽するので、音声の検出精度が向上する。

乗員の心拍音を検出する場合は、袋体が密閉された状態で袋体の圧力変動を検出手段で検出する。よって、袋体の圧力変動の高周波成分が減衰されて検出手段に伝達されるので、圧力変動全体における心拍音の中心周波数である１００ｚＨｚ以下の成分が相対的に多くなり、心拍音の検出精度が向上する。

請求項１に記載の発明によれば、乗員の音声及び心拍音の検出精度を向上させることができる。

本実施形態に係る車両用シートの斜視図である。 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の前後方向に沿った断面図である。 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の前後方向に沿った断面図である。 本実施形態に係る車両用シートのブロック図である。 （Ａ）測定袋体が大気開放された状態のブロック図であり、（Ｂ）は測定袋体が密閉された状態のブロック図であり、（Ｃ）は（Ａ）及び（Ｂ）における検出装置が設けられた部位を拡大し模式的に示す部分拡大図である。 測定袋体が大気開放された状態で検出装置に伝達される音声の音圧と周波数との関係を示すグラフである。 測定袋体が密閉された状態で検出装置に伝達される心拍音の音圧と周波数との関係を示すグラフである。

図１〜図７を用いて、本発明の実施形態に係る車両用シートについて説明する。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の後述するシート本体１１の上下方向上側、矢印ＦＲをシート本体１１の前後方向前側、矢印ＲＨをシート本体１１の幅方向右側とする。また、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、シート本体１１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。

＜構造＞
本実施形態に係る車両用シート１０の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のシート本体１１は、着座した乗員Ｐ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。

シート本体１１のシートクッション１２及びシートバック１４の内部には、それぞれ複数の袋体３０が設けられている。本実施形態では、シートバック１４内における袋体３０は、上下方向に二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、前後方向に二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及び図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いる。また、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。

なお、各袋体３０は、図１に示されるように、前方向から見た正面視では略円形状に形成されている。

図４に示すように、本実施形態の車両用シート１０は、給排気装置５０と、この給排気装置５０を制御する制御装置（ＥＣＵ）５８とを備えている。

制御装置（ＥＣＵ）５８は、給排気装置５０を制御する機能以外に、乗員Ｐ（図１参照）の心拍数を測定する機能と、乗員Ｐ（図１参照）が発する音声を認識する機能（音声認識エンジン）と、を有している。

給排気装置５０は、吸気口５２、排気口５４、空気供給手段の一例としてのポンプ５６及び制御バルブの一例としての複数の電磁弁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。また、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のシート本体１１に着座した乗員Ｐ（図１参照）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。

また、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。

図２及び図３に示されているスラブ２４は、シートパッド２２よりも軟らかく、かつ弾性（撓み）変形可能な材料で構成されている。よって、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。

なお、通常時は、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。また、図２に示されているように、収縮状態であっても各袋体３０内には若干の空気が残っている。

ここで、図１に示されるように、シートバック１４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ＰＳの位置とほぼ同じ高さ位置に配置された上部左側の袋体３０を測定用袋体３０Ａとする。

また、図４、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示されるように、測定用袋体３０Ａと電磁弁３２Ａとの間の空気経路を構成する共通チューブ４８Ａには、分岐チューブ６６を介して検出装置６０が接続されている。

検出手段の一例としての検出装置６０は、測定用袋体３０Ａの圧力変動（振動）を検出することが可能なセンサ−であり、本実施形態では、ＥＣＭ（Ｅｌｅｃｔｒｅｔ Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ Ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ）を用いている。

また、図５（Ｃ）に示されるように、検出装置６０は、分岐チューブ６６の端部６６Ａに挿入され接着されていると共に制御装置５８（図５（Ａ）及び図５（Ｂ）参照）と電気的に接続されている。

＜作用及び効果＞
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

［マッサージ運転］
先ず、図１に示されている車両用シート１０のシート本体１１に着座した乗員Ｐに対してマッサージを行うマッサージ運転について説明する。

図１に示される車両用シート１０のシート本体１１に着座した乗員Ｐが操作部を操作することにより、乗員Ｐに対するマッサージ運転が開始される。なお、前述したように、通常時（非マッサージ運転時）では、電磁弁３２は排気状態であり、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が駆動すると共に、電磁弁３２の排気ポート３８が閉じられ、且つ共通ポート３４と吸気ポート３６とが開かれ、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る。よって、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を介して袋体３０に供給され、袋体３０は図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が閉じられ、共通ポート３４と排気ポート３８とが開かれ、且つ共通チューブ４８と排気チューブ４４とが連通された排気状態となる。よって、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等がマッサージされ、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。

［音声］
次に、車両用シート１０のシート本体１１に着座した乗員Ｐが発する音声ＰＶ（図５（Ａ）参照）の検出について説明する。

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、音声ＰＶの検出が開始される。

図５（Ａ）に示すように、音声ＰＶを認識する場合は、制御装置５８の制御により、測定用袋体３０Ａの電磁弁３２Ａの吸気ポート３６（図４参照）が閉じられ、且つ共通ポート３４（図４参照）と排気ポート３８（図４参照）とが開かれ、共通チューブ４８と排気チューブ４４とが連通された状態となる。これにより、測定用袋体３０Ａは大気開放された状態となる。なお、ポンプ５６は駆動させていない。

この大気開放された状態の測定用袋体３０Ａに乗員Ｐの音声ＰＶの振動が伝わり、測定用袋体３０Ａ（共通チューブ４８Ａ及び分岐チューブ６６）の圧力変動（振動）を検出装置６０が検出し、その電気信号が制御装置５８に送られて音声ＰＶが検出される。そして、検出結果から音声ＰＶが認識される。

このように、測定用袋体３０Ａが大気開放された状態では、図６のグラフに示すように、音声（測定用袋体３０Ａの圧力変動（振動））のどの帯域も減衰することなく検出装置６０に伝達される。よって、音声ＰＶを明瞭に検出することができる。

ここで、乗員Ｐの音声ＰＶを車室内の天井等に設置したマイクで検出する場合、音声ＰＶの認識の精度に影響を与える音声ＰＶ以外の音、例えばエアコンディショナーのブロア音、風切音及びロードノイズ等も一緒に検出する。

しかし、本実施形態では、シート本体１１に内蔵された測定用袋体３０Ａで音声ＰＶを検出する。よって、前述の音声ＰＶ以外の音は乗員Ｐの人体が遮蔽するので、音声ＰＶの認識の精度が向上する。

［心拍音］
次に、車両用シート１０に着座した乗員Ｐの心拍音ＰＷの検出について説明する。

なお、乗員Ｐの心拍音ＰＷの検出は、自動的に行ってもよいし、乗員Ｐが操作部を操作することで検出するようにしてもよい。

図５（Ｂ）に示されるように、心拍音ＰＷを検出する場合は、制御装置５８の制御により、電磁弁３２Ａの排気ポート３８（図４参照）が閉じられ、且つ共通ポート３４（図４参照）と吸気ポート３６（図４参照）とが開かれ、共通チューブ４８と吸気チューブ４６とが連通された状態となる。これにより、測定用袋体３０Ａが密閉された状態となる。なお、ポンプ５６は駆動させていない。また、共通ポート３４（図４参照）及び吸気ポート３６（図４参照）は閉じていてもよい。

この密閉状態の測定用袋体３０Ａに乗員Ｐの心拍音ＰＷの振動が伝わり、測定用袋体３０Ａ（共通チューブ４８Ａ及び分岐チューブ６６）の圧力変動（振動）を検出装置６０が検出し、その電気信号が制御装置５８に送られて心拍音ＰＷが検出される。そして、心拍音ＰＷの検出結果から心拍数が測定される。

ここで、振動における低周波数領域はエネルギとしては大きく、逆に高周波領域はエネルギが小さい。そして、密閉状態では振動の伝達の抵抗が発生し、エネルギが小さい高周波領域は減衰する。

よって、前述したように心拍音ＰＷは、測定用袋体３０Ａが密閉された状態（振動の伝達の抵抗が発生する状態）で検出するので、図７のグラフに示すように、測定用袋体３０Ａの圧力変動（振動）の高周波成分（図の破線の部分）が減衰されて検出装置６０に伝達される。よって、圧力変動（振動）全体における心拍音ＰＷの中心周波数である１００ｚＨｚ以下の成分が相対的に多くなる。したがって、心拍音ＰＷの検出精度が向上し、この結果、心拍数の測定精度が向上する。

［製造コスト］
次に、本実施形態の車両用シート１０を備える車両全体の製造コストについて説明する。

本実施形態では、前述したように、マッサージ用の袋体３０（測定用袋体３０Ａ）を用いて乗員Ｐの音声ＰＶと心拍音ＰＷとを検出する。よって、乗員Ｐの音声ＰＶを検出する器具及び心拍音ＰＷを検出する器具を別途設ける必要がない。また、追加する主な部品は、検出装置６０であるＥＣＭだけで、音声ＰＶと心拍音ＰＷとの両方を検出することができる。

したがって、乗員Ｐの音声ＰＶ及び心拍音ＰＷを検出する器具を別途設ける構成に比べて、車両用シート１０を備える車両全体の製造コストを低減させることができる。

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、上記実施形態では、一つの測定用袋体３０Ａで音声ＰＶと心拍音ＰＷとを検出したが、これに限定されない。複数の袋体３０で音声ＰＶと心拍音ＰＷとを検出する構成にしてもよい。また、音声ＰＶと心拍音ＰＷとを別の袋体３０で検出するようにしてもよい。

更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

１０ 車両用シート
１４ シートバック
３０ 袋体
３０Ａ 測定用袋体
３２ 電磁弁（制御バルブの一例）
５０ 給排気装置
５６ ポンプ（空気供給手段の一例）
５８ 制御装置
６０ 検出装置（検出手段の一例）

Claims (1)

1. シートバックの内部に設けられた複数の袋体と、
   前記袋体に空気を供給する空気供給手段と前記袋体と前記空気供給手段との間の空気経路に設けられた制御バルブとを有し、複数の前記袋体に対してそれぞれ空気の供給及び排出を行い、複数の前記袋体を個別に膨張及び収縮させる給排気装置と、
   少なくとも一つの前記袋体と前記制御バルブとの空気経路に接続され、前記袋体の圧力変動を検出する検出手段と、
   乗員の音声を検出する場合は、前記制御バルブを制御して前記袋体が大気開放された状態で前記検出手段によって前記袋体の圧力変動を検出し、乗員の心拍音を検出する場合は、前記制御バルブを制御して前記袋体が密閉された状態で前記検出手段によって前記袋体の圧力変動を検出する制御装置と、
   を備えた車両用シート。

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