JP2018197029A - 乗物用シート - Google Patents

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輝彦 小島
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Takuya Fujimura
卓也 藤村
大敬 鳥飼
Hirotaka Torikai
大敬 鳥飼
健司 飯田
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健司 飯田
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Abstract

【課題】腰及び脇サポートフレームそれぞれが油圧シリンダにて摺動変位される乗物用シートにおいて、より簡素な構成の乗物用シートを提供する。【解決手段】乗物用シートは、空気が流入・流出することにより膨張・収縮する空気袋11を利用して着席者の姿勢を保持する。空気袋11からは空気が流出(排出)されるので、当該空気を空気ポンプ14に戻すための配管を廃止することが可能となるとともに、当該空気の漏れ対策を施す必要が乏しい。そして、操舵角が第1規定値以上となったときに空気袋11、つまり第2膨張室13内に空気を流入させる。【選択図】図3

Description

本願は、乗物に搭載される乗物用シートに関する。
例えば、特許文献1に記載の乗物用シートでは、腰サポートフレーム及び脇サポートフレームそれぞれが油圧シリンダにて摺動変位される。各油圧シリンダは、カーブモード位置又は走行モード位置等にて各サポートフレームを保持する。カーブモード位置は、走行モード位置より大きな保持力で着席者の姿勢を保持可能な位置である。
各油圧シリンダの作動を制御する制御部は、車両速度、及び操舵角から演算して求めたカーブ半径を利用して旋回加速度(いわゆる、遠心力)を演算し、当該旋回加速度を利用してカーブモード位置とするか否かを決定している。
特開2004−42792号公報
油圧シリンダ等の油圧機器にて着席者の姿勢を保持するサポート機構では、油圧機器から油圧ポンプに戻ってくる作動油の配管が必要であるとともに、作動油漏れ対策を施す必要がある。このため、乗物用シートの構成が極めて複雑になる可能性が高い。
本願は、上記点に鑑み、簡素な構成で特許文献1に記載の乗物用シートと略同等な機能を得ることが可能な乗物用シートの一例を開示する。
乗物用シートは、着席者の姿勢を保持するための空気袋(11)であって、空気が流入・流出することにより膨張・収縮する空気袋(11)と、乗物の操舵角に基づく信号が入力されるとともに、当該信号を利用して空気袋(11)の膨張・収縮を制御する制御部(16)であって、操舵角が予め決められた所定角度以上となったときに空気袋(11)内に空気を流入させるアクティブサポートモードが実行可能な制御部(16)とを備える。
当該乗物用シートは、空気が流入・流出することにより膨張・収縮する空気袋(11)を利用して着席者の姿勢を保持する。このため、空気を空気ポンプ等に戻すための配管を廃止することが可能となるとともに、当該空気の漏れ対策を施す必要が乏しい。
そして、操舵角が所定角度以上となったときに空気袋(11)内に空気を流入させるので、簡素な構成で特許文献1に記載の乗物用シートと略同等な機能を得ることが可能となる。
なお、乗物用シートは、以下の構成であってもよい。
制御部(16)は、操舵角が予め決められた所定角度未満の状態が予め決められた時間継続したときに空気袋(11)内に空気を流出させることが実行可能であることが望ましい。これにより、アクティブサポートモードが必要以上に継続してしまうことを抑制でき得る。
予め決められた圧力以上に加圧された空気が溜められたサージタンク(15)と、サージタンク(15)と空気袋(11)との連通状態を制御するバルブ(V3、V4)とを備え、制御部(16)は、アクティブサポートモードを実行する際にバルブ(V3、V4)を開いて空気袋(11)内に空気を流入させることが望ましい。
これにより、空気袋(11)に空気を短時間で供給することができ得る。延いては、強い保持力が必要なときに、速やかに強い保持力を発揮させることができる。なお仮に、サージタンク(15)を備えていない場合には、操舵角が所定角度以上となったときに短時間で空気袋(11)に空気を供給することは難しい。
空気袋(11)は、第1膨張室(12)及び当該第1膨張室(12)より表皮側に配設された第2膨張室(13)を有しており、制御部(16)は、アクティブサポートモードを実行する際には第2膨張室(13)に空気を流入させることが望ましい。これにより、1つの膨張室のみで構成された空気袋(11)に空気を供給する場合に比べて、短時間で空気を供給することができ得る。
第2膨張室(13)の膨張時の体積は、第1膨張室(12)の膨張時の体積より小さいことが望ましい。これにより、より確実に短時間で空気を供給することができ得る。
因みに、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的構成等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記括弧内の符号に示された具体的構成等に限定されるものではない。
本発明の実施形態に係る乗物用シートを示す図である。 本発明の実施形態に係るサイドサポート装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るサイドサポート装置の配管構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るサイドサポート装置の作動を示すフローチャートである。
以下に説明する「発明の実施形態」は、本願発明の技術的範囲に属する実施形態の一例を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的構成や構造等に限定されるものではない。
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、各図に付された方向を示す矢印等は、各図相互の関係を理解し易くするために記載したものである。本発明は、各図に付された方向に限定されるものではない。
少なくとも符号を付して説明した部材又は部位は、「1つの」等の断りをした場合を除き、少なくとも1つ設けられている。つまり、「1つの」等の断りがない場合には、当該部材は2以上設けられていてもよい。
(第1実施形態)
1.乗物用シートの概要
本実施形態は、車両用運転席シートに本発明に係る乗物用シートを適用したものである。乗物用シート1は、図1に示すように、シートクッション3及びシートバック5を少なくとも備える。
シートクッション3は着席者の臀部を支持する。シートバック5は着席者の背部を支持する。シートバック5のシート幅方向両端側にはサイドサポート装置10が組み込まれている。
2.サイドサポート装置
2.1 空気袋の配置及び構成
サイドサポート装置10は、着席者と乗物用シート1との密着性を高めて当該着席者の姿勢を保持する。当該サイドサポート装置10は、シート幅方向両側から着席者に密着することにより当該着席者の姿勢を保持する。
各サイドサポート装置10は、図2に示すように、少なくとも空気袋11を有している。空気袋11は、空気が流入・流出することにより膨張・収縮する袋体である。当該空気袋11は、膨張することにより乗物用シート1の表面を着席者に密着させて当該着席者の姿勢を保持する。
本実施形態に係る空気袋11は、少なくとも第1膨張室12及び第2膨張室13を有して構成されている。第1膨張室12及び第2膨張室13は、空気が流入したときに膨張し、内部の空気が流出(排出)したときに収縮する。
空気袋11、つまり第1膨張室12及び第2膨張室13は、バックフレーム5Aとバックパッド5Bとの間に配設されている。バックフレーム5Aはシートバック5の骨格を構成する。バックパッド5Bは、ウレタン等の発泡弾性体で構成された緩衝材である。
バックパッド5Bの表面は表皮5Cにより覆われている。表皮5Cは着席者に直接的に接触する部位である。第2膨張室13は第1膨張室12より表皮5C側に配設されている。第2膨張室13の膨張時の体積は、第1膨張室12の膨張時の体積より小さく設定されている。
さらに、第2膨張室13は、内部に空気が供給されて膨張する際に、表皮5C側(D1方向)への膨張寸法が、その他の方向(例えば、D2方向)への膨張寸法より大きくなるように構成されている。
具体的には例えば、第2膨張室13は、D2方向の弾性係数がD1方向の弾性係数より小さくなるように構成されている。このため、内部に空気が供給されると、D1方向への膨張寸法が、D2方向への膨張寸法より大きくなる。
2.2 空気供給システム
各サイドサポート装置10は、図3に示すように、空気ポンプ14、サージタンク15、開閉弁V1〜V5及びそれらを繋ぐ配管、並びに制御部16等を有している。本実施形態に係る配管は、可撓性を有するチューブ等により構成されている。
空気ポンプ14は、大気圧以上に加圧された空気を吐出する。サージタンク15は、予め決められた圧力以上に加圧された空気(以下、加圧空気という。)を溜めるための畜圧タンクである。
開閉弁V1〜V5は二方弁である。各開閉弁V1〜V5は、非通電時には閉じた状態となるノーマルクローズ方式の電磁弁である。つまり、開閉弁V1〜V5は、制御部16が通電指令を発したときのみ開き、制御部16が通電指令を発していないときは閉じた状態となる。
開閉弁V1は、一方が第1膨張室12の空気流出入口に連通し、他方が空気ポンプ14の吐出側に連通した開閉弁である。開閉弁V2は、一方が大気側に連通し、他方が第1膨張室12に繋がる配管に接続された開閉弁である。
開閉弁V3は、一方が第2膨張室13の空気流出入口に連通し、他方が空気ポンプ14の吐出側に連通した開閉弁である。開閉弁V4は、一方が大気側に連通し、他方が第2膨張室13に繋がる配管に接続された開閉弁である。
開閉弁V5は、一方がサージタンク15の空気流出入口に連通し、他方が空気ポンプ14の吐出側に連通した開閉弁である。制御部16は、各開閉弁V1〜V5の開閉作動及び空気ポンプ14の稼働又は停止等を制御する。
なお、制御部16は、CPU、ROM及びRAM等を有するマイクロコンピュータにて構成されている。各開閉弁V1〜V5及び空気ポンプ14の作動を制御するためのプログラムは、ROM等の不揮発性記憶部に予め記憶されている。
第1圧力センサS1は、第1膨張室12に供給された空気圧を検出する。第2圧力センサS2は、第2膨張室13に供給された空気圧を検出する。第1圧力センサS1及び第2圧力センサS2の検出信号は制御部16に入力されている。
3.サイドサポート装置の作動
3.1 サイドサポート装置の概略作動
制御部16は、各開閉弁V1〜V5及び空気ポンプ14の作動制御モードとして、少なくとも「通常サポートモード」及び「アクティブサポートモード」が実行可能である。
<通常サポートモード>
通常サポートモードとは、着席者がサイドサポート装置10の操作スイッチ(図示せず。)を操作することにより、第1膨張室12を膨張又は収縮させる作動制御モードである。
すなわち、着席者が第1膨張室12を膨張させるための操作を実行すると、制御部16は、開閉弁V1を開くとともに、空気ポンプ14を稼働させる。これにより、第1膨張室12が膨張し、乗物用シート1と着席者との密着度合いが高まる。
このとき、制御部16は、第1圧力センサS1により検出された圧力が予め決められた圧力を以上となったときには、開閉弁V2を開くとともに、空気ポンプ14を停止させる。これにより、第1膨張室12が過度に膨張してしまうことを抑制できる。
着席者が第1膨張室12を収縮させるための操作を実行すると、制御部16は、開閉弁V1及び開閉弁V2を開く。これにより、第1膨張室12内の空気が放出されて第1膨張室12が収縮するので、乗物用シート1と着席者との密着度合いが低下する。
<アクティブサポートモード>
アクティブサポートモードとは、着席者によりアクティブサポートモードが選択されているときに実行される作動制御モードである。アクティブサポートモード時においては、制御部16は、着席者に作用する慣性力(いわゆる、遠心力等)を予測し、当該予測結果を利用して第2膨張室13を膨張又は収縮させる。
すなわち、制御部16には、乗物の操舵角に基づく信号が入力されている。当該信号は、乗物のステアリン装置(図示せず。)に設けられた操舵角センサS3から出力される信号である。
制御部16は、上記信号を利用して当該乗物の操舵角が予め決められた所定角度(以下、第1規定値θ1という。)以上となったと判断したときに、開閉弁V3及び開閉弁V5を開く。これにより、サージタンク15内に溜められている加圧空気が第2膨張室13内に供給されるので、当該第2膨張室13が膨張する。
制御部16は、開閉弁V3及び開閉弁V5が開いた時から予め決められた時間が経過したとき、又は加圧空気の供給開始後、第2膨張室13内の圧力(本実施形態では、第2圧力センサS2の検出圧力)が予め決められた圧力以上となったときに、少なくとも開閉弁V3を閉じる。
なお、制御部16は、第2膨張室13への加圧空気の供給が終了したとき、つまり開閉弁V3を開いた後、当該開閉弁V3を閉じたときに、空気ポンプ14を稼働させてサージタンク15に加圧空気を補充する。
そして、制御部16は、サージタンク15内の圧力(本実施形態では、第2圧力センサS2の検出圧力)が予め決められた圧力以上となったときに、空気ポンプ14を停止させるとともに、開閉弁V5を閉じる。
制御部16は、操舵角が予め決められた所定角度(以下、第2規定値θ2という。)未満の状態が予め決められた時間継続したときに、開閉弁V4を開く。これにより、第2膨張室13内の空気が排出されるので、第2膨張室13が収縮する。
制御部16は、第2膨張室13内の圧力(本実施形態では、第2圧力センサS2の検出圧力)が予め決められた圧力以下となったとき、又は開閉弁V4が開いた時から予め決められた時間が経過したときに開閉弁V4を閉じる。
なお、第1規定値θ1と第2規定値θ2とは、同一の値及び異なる値のいずれであってもよい。本実施形態では、第2規定値θ2は第1規定値θ1より小さい値である。本実施形態では、第1規定値θ1は30度であり、第2規定値θ2は15度である。
3.2 サイドサポート装置の詳細作動
図4に示すフローチャートは、着席者によりアクティブサポートモードが選択されているときに実行される作動制御モードの一例である。アクティブサポートモードを実行するためのプログラムは、ROM等の不揮発性記憶部に記憶されている。
アクティブサポートモードが着席者により選択されると、当該プログラムが読み込まれて制御部16(CPU)にて実行される。当該プログラムが起動されると、制御部16は、操舵角センサS3の0点補正(キャリブレーション)を実行する(S1)。
次に、制御部16は、開閉弁V5を開くとともに、空気ポンプ14を稼働させてサージタンク15に加圧空気を充填する(S3)。制御部16は、サージタンク15内の圧力(本実施形態では、第2圧力センサS2の検出圧力)が予め決められた規定の圧力P1以上となったとき(S5:YES)、開閉弁V5を閉じるとともに、空気ポンプ14を停止させて加圧空気の充填を停止する(S7)。
次に、制御部16は、乗物の操舵角が第1規定値θ1以上となったか否かを判断する(S9)。制御部16は、操舵角が第1規定値θ1未満であると判断したときは(S7:NO)、現時の状態を保持する。
制御部16は、操舵角が第1規定値θ1以上となったと判断したとき(S7:YES)、開閉弁V3及び開閉弁V5を開く(S11)。その後、制御部16は、開閉弁V3及び開閉弁V5が開いた時から予め決められた時間T1が経過したとき、又は加圧空気の供給開始後、第2膨張室13内の圧力が予め決められた規定の圧力P2以上となったか否かを判断する(S13)。
制御部16は、上記いずれの条件が成立していないと判断したときは(S13:NO)、現時の状態を維持する。制御部16は、上記いずれかの条件が成立したと判断したときは(S13:YES)、開閉弁V3を閉じ、かつ、開閉弁V5を開きたまま空気ポンプ14を稼働させる(S15)。
その後、制御部16は、サージタンク15内の圧力が予め決められた規定の圧力P1以上となったか否かを判断し(S17)、サージタンク15内の圧力が上記の規定圧力P1以上となったときに、空気ポンプ14を停止させるとともに、開閉弁V5を閉じる(S19)。
次に、制御部16は、操舵角が第2規定値θ2未満の状態が予め決められた時間T2以上継続したか否かを判断する(S21)。制御部16は、当該判断条件が成立していないと判断したときは(S21:NO)、現時の状態を維持する。
制御部16は、当該判断条件が成立したと判断したときは(S21:YES)、開閉弁V4を開く(S23)。次に、制御部16は、第2膨張室13内の圧力が予め決められた規定の圧力P3以下となったか否かを判断する(S25)。
制御部16は、第2膨張室13内の圧力が規定圧力P3以下となっていないと判断したときには(S25:NO)、現時の状態を維持する。制御部16は、第2膨張室13内の圧力が規定圧力P3以下となったと判断したときには(S25:YES)、開閉弁V4を閉じる(S27)。
4.本実施形態に係る乗物用シートの特徴
乗物用シート1は、空気が流入・流出することにより膨張・収縮する空気袋11を利用して着席者の姿勢を保持する。これにより、当該空気を空気ポンプ14に戻すための配管を廃止することが可能となるとともに、当該空気の漏れ対策を施す必要が乏しい。
そして、操舵角が第1規定値θ1以上となったときに空気袋11、つまり第2膨張室13内に空気を流入させるので、簡素な構成で特許文献1に記載の乗物用シートと略同等な機能を得ることが可能となる。
制御部16は、操舵角が第2規定値θ2未満の状態が予め決められた時間T2以上継続したときに空気袋11、つまり第2膨張室13内に空気を流出させる。これにより、アクティブサポートモードが必要以上に継続してしまうことを抑制でき得る。
制御部16は、アクティブサポートモードを実行する際にサージタンク15に溜められた加圧空気を空気袋11、つまり第2膨張室13内に空気を流入させる。これにより、空気袋11に空気を短時間で供給することができ得る。
したがって、大きな慣性力が着席者に作用するとき等の強い保持力が必要な場合に、速やかに強い保持力を発揮させることができる。なお仮に、サージタンク15を備えていない場合には、操舵角が第1規定値θ1以上となったときに短時間で第2膨張室13に空気を供給することは難しい。
すなわち、空気ポンプ14の起動後、所定時間が経過する前においては、当該空気ポンプ14の吐出圧が低くいので、アクティブサポートモードを実行するに必要な加圧空気を得ることができない可能性が高い。このため、操舵角が第1規定値θ1以上となった時に空気ポンプ14を起動しても、事実上、アクティブサポートモードを実行することができない可能性が高い。
これに対して、本実施形態では、サージタンク15にアクティブサポートモードを実行するに必要な加圧空気が蓄えられているので、大きな慣性力が着席者に作用するとき等の強い保持力が必要な場合に、速やかに強い保持力を発揮させることができる。
制御部16は、アクティブサポートモードを実行する際には第2膨張室13に空気を流入させる。これにより、1つの膨張室のみで構成された空気袋11に空気を供給する場合に比べて、短時間で空気を供給することができ得る。
第2膨張室13の膨張時の体積は、第1膨張室12の膨張時の体積より小さい。これにより、より確実に短時間で空気を供給することができ得る。
(その他の実施形態)
上述の実施形態に係る開閉弁V1〜V5は、ノーマルクローズ型の電磁式二方弁であった。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、開閉弁V3と開閉弁V4とが一体化された電磁式三方弁であってもよい。
上述の実施形態に係る制御部16は、第2膨張室13に加圧空気を供給した後、サージタンク15に加圧空気を補充した。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。
例えば、サージタンク15に加圧空気を補充する制御作動と第2膨張室13に加圧空気を供給する制御作動とを独立平行的に実施可能な構成としてもよい。すなわち、第2膨張室13に加圧空気を供給する制御作動と、S3〜S7及びS15〜S19を同時並行的に実施可能な構成としてもよい。
なお、第2膨張室13に加圧空気を供給する必要があるタイミングにおいて、サージタンク15内の圧力が低い場合には、第2膨張室13への加圧空気の供給を停止する構成、又はサージタンク15内の圧力が上昇したときに加圧空気の供給を開始する構成であってもよい。
上述の実施形態では、空気袋11が第1膨張室12及び第2膨張室13により構成されていた。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、空気袋11が1つの膨張室で構成された場合、又は空気袋11が3つ以上の膨張室で構成された場合であってもよい。
上述の実施形態では、第2膨張室13の膨張時の体積は、第1膨張室12の膨張時の体積より小さかった。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、第2膨張室13の膨張時の体積が第1膨張室12の膨張時の体積以上となる構成であってもよい。
上述の実施形態では、第1膨張室12より表皮側に第2膨張室13が配設されていた。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、第2膨張室13より表皮側に第1膨張室12が配設された構成であってもよい。
上述の実施形態では、操舵角が第1規定値θ1以上となったときに空気袋11(第2膨張室13)内に加圧空気を流入させた。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。
すなわち、例えば、ステアリングに空気袋11(第2膨張室13)内に加圧空気を流入させるため手動スイッチを設け、当該手動スイッチが投入された時に所定時間だけ加圧空気を着席者の空気袋11(第2膨張室13)内に流入させる構成であってもよい。
上述の実施形態では、サージタンク15から加圧空気を空気袋11(第2膨張室13)内に供給した。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、サージタンク15を廃止し、空気ポンプ14を稼働させて当該空気ポンプ14から加圧空気を空気袋11(第2膨張室13)内に供給してもよい。
上述の実施形態では、普通乗用車に本発明に係る乗物用シートを適用した。しかし、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、鉄道車両、船舶及び航空機等の乗物に用いられるシート、並びに劇場や家庭用等に用いられる据え置き型シートにも適用できる。
さらに、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。したがって、上述した複数の実施形態のうち少なくとも2つの実施形態を組み合わせてもよい。
1… 乗物用シート 3… シートクッション 5… シートバック
5A… バックフレーム 5B… バックパッド 5C… 表皮
10… サイドサポート装置 11… 空気袋 12… 第1膨張室
13… 第2膨張室 14… 空気ポンプ 15… サージタンク
16… 制御部 V1〜V5… 開閉弁 S1… 第1圧力センサ
S2… 第2圧力センサ S3… 操舵角センサ

Claims (6)

  1. 乗物に搭載される乗物用シートにおいて、
    着席者の姿勢を保持するための空気袋であって、空気が流入・流出することにより膨張・収縮する空気袋と、
    乗物の操舵角に基づく信号が入力されるとともに、当該信号を利用して前記空気袋の膨張・収縮を制御する制御部であって、前記操舵角が予め決められた所定角度以上となったときに前記空気袋内に空気を流入させるアクティブサポートモードが実行可能な制御部と
    を備える乗物用シート。
  2. 前記制御部は、前記操舵角が予め決められた所定角度未満の状態が予め決められた時間継続したときに前記空気袋内に空気を流出させることが実行可能である請求項1に記載の乗物用シート。
  3. 予め決められた圧力以上に加圧された空気が溜められたサージタンクと、
    前記サージタンクと前記空気袋との連通状態を制御するバルブとを備え、
    前記制御部は、前記アクティブサポートモードを実行する際に前記バルブを開いて前記空気袋内に空気を流入させる請求項1又は2に記載の乗物用シート。
  4. 乗物に搭載される乗物用シートにおいて、
    着席者の姿勢を保持するための空気袋であって、空気が流入・流出することにより膨張・収縮する空気袋と、
    予め決められた圧力以上に加圧された空気が溜められたサージタンクと、
    前記サージタンクと前記空気袋との連通状態を制御するバルブと、
    前記空気袋の膨張・収縮を制御する制御部であって、前記バルブを開いて前記空気袋内に空気を流入させるアクティブサポートモードが実行可能な制御部と
    を備える乗物用シート。
  5. 前記空気袋は、第1膨張室及び当該第1膨張室より表皮側に配設された第2膨張室を有しており、
    前記制御部は、前記アクティブサポートモードを実行する際には前記第2膨張室に空気を流入させる請求項1ないし4のいずれか1項に記載の乗物用シート。
  6. 前記第2膨張室の膨張時の体積は、前記第1膨張室の膨張時の体積より小さい請求項5に記載の乗物用シート。
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