JP2017214006A - 座席装置 - Google Patents

Abstract

【課題】着座者に対して一層効果的に注意喚起等を行うことができる座席装置を提供する。【解決手段】座席装置１が、ボビンを介して第１板壁２１３にボイスコイルが固定されたケース２１１と、第１板壁２１３に対する接離方向に振動可能にケース２１１内に支持された磁気回路と、のボイスコイルへの通電による相対振動によりケース２１１ごと振動して放音する振動ユニット２０、及び、着座部１１と背凭れ部１２とを有する座席１０、を備え、振動ユニット２０が、背凭れ部１２に、第１板壁２１３が着座者側を向くように内蔵されている。【選択図】図５

Description

本発明は、例えば車両の運転席等に用いられる座席装置に関する。

近年、車両の運転席等に用いられる座席に振動ユニットを内蔵させて、運転者たる着座者に、例えば走行レーンの逸脱の注意喚起等を、座席の部分的な振動により行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この技術では、振動という体感的な手法により効果的に注意喚起等を行うことができる。また、この技術によれば、運転者たる着座者が漫然と運転しているような場合に、振動によって効果的に覚醒を促すこと等も行うことができる。

特開２００８−１２９７１６号公報

ここで、車両においては、上記の振動ユニットの振動が走行振動に紛れてしまう等といった事態により、着座者に対する注意喚起等が不十分となることがある。

そこで、本発明は、着座者に対して一層効果的に注意喚起等を行うことができる座席装置を提供することが課題の一例である。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の座席装置は、ボビンを介して１枚の板壁にボイスコイルが固定されたケースと、前記板壁に対する接離方向に振動可能に前記ケース内に支持された磁気回路と、の前記ボイスコイルへの通電による相対振動により前記ケースごと振動して放音する振動ユニット、及び、着座部と背凭れ部とを有する座席、を備え、前記振動ユニットが、少なくとも前記背凭れ部に、前記板壁が着座者側を向くように内蔵されていることを特徴とする。

本発明の一実施例にかかる座席装置のブロック図である。 図１に示す座席装置を構成する座席の斜視図である。 図１に示されている振動ユニットを示す斜視図である。 図３（Ａ）中のＶ１−Ｖ１切断線に沿った断面を示す断面図である。 振動ユニットが背凭れ部及び着座部に内蔵されている様子を示す模式図である。 図１に示されている制御部の機能ブロック図である。

以下、本発明の一実施形態にかかる座席装置を説明する。本発明の一実施形態にかかる座席装置は、振動ユニット、及び、着座部と背凭れ部とを有する座席、を備えている。振動ユニットは、ボビンを介して１枚の板壁にボイスコイルが固定されたケースと、前記板壁に対する接離方向に振動可能に前記ケース内に支持された磁気回路と、の前記ボイスコイルへの通電による相対振動により前記ケースごと振動して放音するものである。そして、本実施形態にかかる座席装置では、前記振動ユニットが、少なくとも前記背凭れ部に、前記板壁が着座者側を向くように内蔵されている。

上述の振動ユニットは、ケースと磁気回路との相対振動によって座席の着座者に振動による体感的な注意喚起等を行うもので、音を出すことは予定されていない。しかしながら、ケースと磁気回路とが相対振動するときには、ボイスコイルが固定された板壁が磁気回路の振動の反作用で振動して音を発する。そこで、ボイスコイルに対し、例えば振動による注意喚起等を目的とした信号に加えて音用の信号も別途入力することで、着座者に対して振動だけでなく音でも積極的に注意喚起等する、といった運用を行うことが可能となる。このような運用において、本実施形態の座席装置では、着座者の耳に近い背凭れ部に、振動して放音する振動ユニットが内蔵されているので音による注意喚起等を効果的に行うことができる。そして、本実施形態では、振動ユニットにおいてこのように音を発する板壁が着座者側を向くように背凭れ部に内蔵されている。このため、板壁の振動によって生じた音が効果的に着座者の耳に届く。このように、本実施形態の座席装置によれば、着座者に対して一層効果的に注意喚起等を行うことができる。

また、本実施形態の座席装置では、前記振動ユニットが、前記着座部にも内蔵されており、当該着座部の内部では、前記板壁が前記着座者側とは反対側を向くように配置されている。

上記のように着座者の耳に近い背凭れ部からの音は、着座者が有意の音として捉え易い。一方で、着座者の耳から遠い着座部からの音は着座者に違和感を与えがちである。これに対し、本実施形態の座席装置では、着座部の内部では、上記のように音を発する板壁が着座者側とは反対側を向くように振動ユニットが配置されている。このため、この振動ユニットを発した音は着座者側へは向かわずに着座部の内部にこもり易く、上記ように着座者に違和感を与えがちな着座部からの音が抑えられることとなっている。

また、本実施形態の座席装置では、前記着座部に内蔵された前記振動ユニットでは、前記ケースと前記磁気回路とが、所定の第１帯域の周波数で相対振動し、前記背凭れ部に内蔵された前記振動ユニットでは、前記ケースと前記磁気回路とが、前記第１帯域の周波数と、該第１帯域よりも高周波の第２帯域の周波数と、で相対振動する。

本実施形態の座席装置によれば、背凭れ部に内蔵の振動ユニットにおいてのみ、高周波側の第２帯域の周波数で振動が生じるように構成されている。これにより、有意の音として明瞭に捉えられるある程度高音域の音を背凭れ部側で生じさせることができる。

また、本実施形態の座席装置では、前記板壁には、当該板壁を見たときの平面視で前記ボイスコイルの内側に相当する領域に貫通孔が設けられている。この貫通孔は、ケースと磁気回路とが相対振動するときの、ケース内の空気の通り道の役割や、ボイスコイルの通電により発生する熱の放熱孔の役割等を果たす。これにより、振動ユニットの内部における圧力負荷や熱負荷が抑えられて長寿命化が図られている。また、音を発する板壁に貫通孔が設けられていることで、この板壁の振動による音が出易くなっている。

以下、本発明の一実施例に係る座席装置について説明する。

図１は、本発明の一実施例に係る座席装置のブロック図である。図２は、図１に示す座席装置を構成する座席の斜視図である。この図１及び図２に示されている座席装置１は、車両の運転席等に用いられる座席装置であり、座席１０と、この座席１０の４箇所に内蔵された振動ユニット２０と、振動ユニット２０を制御する振動制御装置３０と、を備えている。座席１０は、着座部１１及び背凭れ部１２を有している。着座部１１には、左右方向中央を挟んだ左右それぞれ１箇所ずつ振動ユニット２０が内蔵されている。背凭れ部１２にも、左右方向中央を挟んだ左右にそれぞれ１箇所ずつ振動ユニット２０が内蔵されている。

図３は、図１に示されている振動ユニットを示す斜視図であり、図４は、図３（Ａ）中のＶ１−Ｖ１切断線に沿った断面を示す断面図である。

振動ユニット２０は、ケース２１０内に磁気回路２２０が収容されたものである。ケース２１０は、背の低い円筒フレーム２１１の一端側の開口が、中央部に複数の貫通孔２１２が設けられた円形の第１板壁２１３で塞がれ、他端側の開口が円形の第２板壁２１４で塞がれたものである。図３（Ａ）には貫通孔２１２が設けられた第１板壁２１３側から見た振動ユニット２０が示されており、図３（Ｂ）にはその反対側から見た振動ユニット２０が示されている。

第１板壁２１３の略中央からは、複数の貫通孔２１２を囲むように円筒状のボビン２１５が第２板壁２１４に向かって立設されており、そのボビン２１５の外周にボイスコイル２１６が設けられている。このように、ボイスコイル２１６は、ボビン２１５を介して第１板壁２１３に固定されている。また、複数の貫通孔２１２は、第１板壁２１３と交差する方向から見たときの平面視でボイスコイル２１６の内側に相当する領域２１３ａに設けられている。

磁気回路２２０は、各々がリング状のプレート２２１及びマグネット２２２と円盤状のヨーク２２３とを備えている。プレート２２１及びマグネット２２２が、ボイスコイル２１６に対してギャップを開けて同軸に配置されている。プレート２２１、即ち磁気回路２２０は、ダンパ２３０を介して円筒フレーム２１１の内壁面に、第１板壁２１３に対する接離方向Ｄ１に振動可能に支持されている。

ボイスコイル２１６に交流信号が通電されると、磁気回路２２０が、第１板壁２１３に対する接離方向Ｄ１に振動する。また、その振動のダンパ２３０を介した反作用でケース２１０も振動する。このように、振動ユニット２０では、ボイスコイル２１６への通電によりケース２１０と磁気回路２２０との間に相対振動が生じる。この相対振動により、振動ユニット２０は、ケース２１０ごと振動する。また、ケース２１０においては、磁気回路２２０からの反作用を受けるボイスコイル２１６が固定されている第１板壁２１３が局部的に振動する。この第１板壁２１３の振動により音が発生する。このように、振動ユニット２０は、ケース２１０と磁気回路２２０との、ボイスコイル２１６への通電による相対振動によりケース２１０ごと振動して放音する。

本実施例では、このような振動ユニット２０が、背凭れ部１２及び着座部１１に次のように内蔵されている。

図５は、振動ユニット２０が背凭れ部１２及び着座部１１に内蔵されている様子を示す模式図である。図５（Ａ）には、振動ユニット２０が背凭れ部１２に内蔵されている様子が示され、図５（Ｂ）には、振動ユニット２０が着座部１１に内蔵されている様子が示されている。

図５（Ａ）に示されているように、振動ユニット２０は、背凭れ部１２に、ケース２１０の第１板壁２１３が着座者側を向くように内蔵されている。つまり、上記のように音を発する第１板壁２１３が着座者側を向いている。他方、着座部１１には、ケース２１０の第２板壁２１４が着座者側を向くように、即ち、音を発する第１板壁２１３が着座者側とは反対側を向くように振動ユニット２０が内蔵されている。

ここで、本実施例の座席装置１では、例えば、運転者たる着座者が漫然と運転しているような場合に、振動ユニット２０を用いてその旨を報知するといった制御が図１に示す振動制御装置３０により行われる。

振動制御装置３０は、心拍センサ３１０と、振動ユニット２０を駆動する信号を出力する制御部３２０と、背凭れ部用アンプ３３０と、着座部用アンプ３４０と、を備えている。

心拍センサ３１０は、着座者に装着され、着座者の心拍を検出して、制御部３２０に対して供給する。

制御部３２０は、例えばＲＡＭ(Random Access Memory)やＲＯＭ(Read Only Memory)などのメモリを備えたＣＰＵ(Central Processing Unit)を含んで構成されている。制御部３２０は、座席装置１全体の制御を司り、心拍センサ３１０の検出結果に基づいて、漫然運転を検出すると、振動ユニット２０を駆動する信号を出力する。また、制御部３２０は、漫然運転が検出されなければ、振動ユニット２０を駆動する信号を出力しない。制御部３２０は、背凭れ部１２に内蔵された振動ユニット２０用の信号（以下、「背凭れ用信号」）と、着座部１１に内蔵された振動ユニット２０用の信号（以下、「着座部用信号」）と、を別々に出力する。

背凭れ部用アンプ３３０は、制御部３２０から出力された背凭れ部用信号を増幅して、背凭れ部１２に内蔵された振動ユニット２０のボイスコイル２１６に供給する。着座部用アンプ３４０は、制御部３２０から出力された着座部用信号を増幅して、着座部３４０に内蔵された振動ユニット２０のボイスコイル２１６に供給する。

次に、図６を参照して、制御部３２０の機能ブロックについて説明する。同図に示すように、制御部３２０は、信号読取部３２１と、振動用信号処理部３２２と、音用信号処理部３２３と、ミキシング部３２４と、を備えている。信号取得部３２１は、漫然運転が検出されると振動ユニット２０の振動により着座者に報知を行うための振動用信号と、振動ユニット２０から発生する音により着座者に報知を行うための音用信号と、を図示しないメモリから読み取る。

振動用信号は、音用信号よりも大振幅かつ低周波の第１帯域（例えば８０Ｈｚ〜２００Ｈｚ）の周波数の信号である。この振動用信号を振動ユニット２０に供給すると、着座者は、振動ユニットの振動を検知して、自身も振動しているように感じ、かつ低周波であるため大振幅であってもこの信号に基づく音は着座者に聞こえづらい音となる。一方、音用信号は、振動用信号よりも小振幅かつ高周波の第２帯域（例えば１ｋＨｚ〜４ｋＨｚ）の周波数の信号である。この音用信号のみを振動ユニット２０に供給すると、着座者は、振動ユニット２０の振動は検知できないが、小振幅であっても所定値以上の振幅ではあるので、振動ユニット２０で発生する音が聞こえる。

振動用信号処理部３２２は、信号取得部３２１が読み取った振動用信号の信号処理を音用信号とは独立に行う。本実施例では、振動用信号処理として、振動用信号の増幅を行うアンプ処理が行われる。音用信号処理部３２３は、音用信号の信号処理を振動用信号とは独立に行う。本実施例では、音用信号処理として、音用信号の増幅を行うアンプ処理を含む各種処理が行われる。なお、振動用信号処理部３２２のアンプ処理は、振動ユニット２０を振動させたい場合は、音用信号処理部３２３のアンプ処理よりもゲインが大きく設定されている。一方、振動ユニット２０の振動を小さくし、着座者に報知音のみ知らせたい場合は、振動用信号処理部３２２のアンプ処理のゲインを音用信号処理部３２３のアンプ処理のゲインより小さく設定する。

ミキシング部３２４は、振動用信号処理部３２２により信号処理された振動用信号と、音用信号処理部３２３により信号処理された音用信号と、をミキシングして、背凭れ部用出力端子Ｔ１から出力される。背凭れ部用出力端子Ｔ１から出力された信号は、背凭れ部用信号として、背凭れ部用アンプ３３０を介して背凭れ部１２に内蔵された振動ユニット２０に供給される。これにより、背凭れ部１２に内蔵された振動ユニット２０が振動し、着座者に振動を与えると共に、報知音を出力することができる。

一方、振動用信号処理部３２２により信号処理された振動用信号は、ミキシング部３２４を介さないでそのまま着座部用出力端子Ｔ２から出力される。着座部用出力端子Ｔ２から出力された信号は、着座部用信号として、着座部用アンプ３４０を介して着座部１１に内蔵された振動ユニット２０に供給される。これにより、着座部１１に内蔵された振動ユニット２０が振動し、着座者に振動を与える。

このような制御により、着座部１１に内蔵された振動ユニット２０では、ケース２１０と磁気回路２３０とが、上記の第１帯域の周波数で相対振動する。また、背凭れ部１２に内蔵された振動ユニット２０では、ケース２１０と磁気回路２３０とが、第１帯域の周波数と、この第１帯域よりも高周波の第２帯域の周波数と、で相対振動する。

ここで、上述の振動ユニット２０は、ケース２１０と磁気回路２３０との相対振動によって座席１０の着座者に振動による体感的な注意喚起等を行うもので、音を出すことは予定されていない。しかしながら、ケース２１０と磁気回路２３０とが相対振動するときには、ボイスコイル２１６が固定された第１板壁２１３が磁気回路２３０の振動の反作用で振動して音を発する。本実施例は、この音についても積極的に注意喚起の報知音に利用したものとなっている。

即ち、本実施例では、ボイスコイル２１６に対し、振動による注意喚起等を目的とした信号に加えて音用の信号も別途入力することで、着座者に対して振動だけでなく音でも積極的に注意喚起等が行われる。そして、本実施例の座席装置１では、着座者の耳に近い背凭れ部１２に、振動して放音する振動ユニット２０が内蔵されているので音による注意喚起等を効果的に行うことができる。そして、本実施例では、振動ユニット２０においてこのように音を発する第１板壁２１３が着座者側を向くように背凭れ部１２に内蔵されている。このため、第１板壁２１３の振動によって生じた音が一層効果的に着座者の耳に届く。このように、本実施例の座席装置１によれば、運転者たる着座者に対して一層効果的な注意喚起等により、漫然と運転をしている場合の覚醒を促すことができる。

ここで、着座者の耳に近い背凭れ部１２からの音は、着座者が有意の音として捉え易い。一方で、着座者の耳から遠い着座部１１からの音は着座者に違和感を与えがちである。本実施例の座席装置１では、着座部１１の内部では、音を発する第１板壁２１３が着座者側とは反対側を向くように振動ユニット２０が配置されている。このため、この振動ユニット２０を発した音は着座者側へは向かわずに着座部１１の内部にこもり易く、上記ように着座者に違和感を与えがちな着座部１１からの音が抑えられることとなっている。

また、本実施例の座席装置１によれば、背凭れ部１２に内蔵の振動ユニット２０においてのみ、高周波側の第２帯域の周波数で振動が生じるように構成されている。これにより、有意の音として明瞭に捉えられるある程度高音域の報知音を背凭れ部１２側で生じさせることができる。

また、振動ユニット２０において、第１板壁２１３に設けられた貫通孔２１２は、ケース２１０と磁気回路２３０とが相対振動するときの、ケース２１０内の空気の通り道の役割や、ボイスコイル２１６の通電により発生する熱の放熱孔の役割等を果たす。これにより、振動ユニット２０の内部における圧力負荷や熱負荷が抑えられて長寿命化が図られている。また、音を発する第１板壁２１３に貫通孔２１２が設けられていることで、この第１板壁２１３の振動による音が出易くなっている。

尚、前述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施例に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の座席装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

例えば、前述した実施例では、本発明にいう座席装置の一例として、車両の運転席等に用いられる座席装置１が例示されている。しかしながら、本発明にいう座席装置は、これに限るものではなく、着座部及び背凭れ部を有する座席を備えたものであれば、その具体的な適用態様を問うものではない。

また、前述した実施例では、本発明にいう座席装置の一例として、運転者たる着座者が漫然と運転しているような場合に、振動ユニット２０の振動と音によって効果的に注意喚起を行って覚醒を促す座席装置１が例示されている。しかしながら、本発明にいう座席装置は、これに限るものではなく、例えば走行レーンの逸脱の注意喚起や、周辺車両や通行者の接近に対する注意喚起等を行うものであってもよい。

また、前述した実施例では、本発明にいう振動ユニットの一例として、図３や図４に具体的な外観や内部構造が示された振動ユニット２０が例示されている。しかしながら、本発明にいう座席装置は、これに限るものではなく、その具体的な外観や内部構造については任意に設計し得る。

１ 座席装置
１０ 座席
１１ 着座部
１２ 背凭れ部
２０ 振動ユニット
３０ 振動制御装置
２１０ ケース
２１１ 円筒フレーム
２１２ 貫通孔
２１３ 第１板壁
２１３ａ 領域
２１４ 第２板壁
２１５ ボビン
２１６ ボイスコイル
２２０ 磁気回路
２２１ プレート
２２２ マグネット
２２３ ヨーク
２３０ ダンパ
３２０ 制御部
３２２ 振動用信号処理部
３２３ 音用信号処理部

Claims (4)

1. ボビンを介して１枚の板壁にボイスコイルが固定されたケースと、前記板壁に対する接離方向に振動可能に前記ケース内に支持された磁気回路と、の前記ボイスコイルへの通電による相対振動により前記ケースごと振動して放音する振動ユニット、及び、
   着座部と背凭れ部とを有する座席、を備え、
   前記振動ユニットが、少なくとも前記背凭れ部に、前記板壁が着座者側を向くように内蔵されていることを特徴とする座席装置。
2. 前記振動ユニットが、前記着座部にも内蔵されており、当該着座部の内部では、前記板壁が前記着座者側とは反対側を向くように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の座席装置。
3. 前記着座部に内蔵された前記振動ユニットでは、前記ケースと前記磁気回路とが、所定の第１帯域の周波数で相対振動し、
   前記背凭れ部に内蔵された前記振動ユニットでは、前記ケースと前記磁気回路とが、前記第１帯域の周波数と、該第１帯域よりも高周波の第２帯域の周波数と、で相対振動することを特徴とする請求項２に記載の座席装置。
4. 前記板壁には、当該板壁と交差する方向から見たときの平面視で前記ボイスコイルの内側に相当する領域に貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のうち何れか一項に記載の座席装置。

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