JP2018197035A - 乗物用シート - Google Patents

Abstract

【課題】シートからその外部への配線の配索を伴うことなく、センサにて検知された情報を外部に伝えることが可能な乗物用シート、を提供する。
【解決手段】乗物用シートは、着座する乗員を支持するクッションパッド２６と、乗員の着座情報を検知するセンサ５１とを備える。センサ５１は、クッションパッド２６を介して、外部から加えられた力を電気に変換する発電部６１と、発電部６１から電力が供給され、無線により電気信号を送信する無線部６２とを有する。
【選択図】図３

Description

この発明は、乗物用シートに関する。

従来の乗物用シートに関して、たとえば、特開２００４−５０９５６号公報には、組み付けやすく、必要な検知精度および耐久性を有するとともに、良好な座り心地を提供することを目的とした、車両用シートが開示されている（特許文献１）。

特許文献１に開示された車両用シートは、クッションパッドと、シートカバーと、クッションパッドおよびシートカバーの間に組み付けられ、シートに着座した乗員を検知するためのフィルム状の荷重検知センサと、荷重検知センサおよびシートカバーの間に配置される緩衝材とを備える。荷重検知センサには、シートの天板部に対応する領域と、シートの土手部に対応する領域との間に、一端が開放されたスリットが設けられている。

特開２００４−５０９５６号公報

上述の特許文献１に開示されるように、乗員に関する情報を検知するために、シートに各種のセンサが設けられた乗物用シートが知られている。

このような乗物用シートにおいては、センサにて検知された情報を電気信号として乗物本体側の制御部に伝えるため、シートから、乗物本体側の制御部まで配線を配索する必要が生じる。しかしながら、近年、シートアレンジの自由度が高まったり、シートアレンジ時におけるシートの移動量が大きくなっているため、シートからその外部への配線の配索が困難になっている。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、シートからその外部への配線の配索を伴うことなく、センサにて検知された情報を外部に伝えることが可能な乗物用シートを提供することである。

この発明に従った乗物用シートは、着座する乗員を支持するパッドと、乗員に関する情報を検知するセンサとを備える。センサは、パッドを介して、外部から加えられた力を電気に変換する発電部と、発電部から電力が供給され、無線により電気信号を送信する無線部とを有する。

このように構成された乗物用シートによれば、発電部から電力が供給された無線部により、シートに着座する乗員に関する情報を電気信号として外部に無線送信する。これにより、シートからその外部への配線の配索を伴うことなく、センサにて検知された情報を外部に伝えることができる。

また好ましくは、センサは、乗員が着座しているか否かを検知する着座センサである。パッドは、乗員からの荷重を受けて変形する。発電部は、変形したパッドから加えられた力を電気に変換する。

このように構成された乗物用シートによれば、シートからその外部への配線の配索を伴うことなく、センサにて検知された乗員の着座情報を外部に伝えることができる。

また好ましくは、パッドは、乗員を下方から支持するクッションパッドである。クッションパッドは、上面を有し、上面より乗員の重量を受けて変形する。発電部は、変形したクッションパッドから力が加えられることによって、発電のための動作をする作動部材を有する。作動部材は、上面から下方に離れた位置に設けられる。

このように構成された乗物用シートによれば、作動部材の動作時に発生する音がシートの外部に漏れることを抑制できる。

また好ましくは、乗物用シートは、クッションフレームをさらに備える。クッションフレームは、クッションパッドを下方から支持する支持部材を有する。クッションパッドを上面視した場合に、作動部材は、支持部材と重なる位置に設けられる。

このように構成された乗物用シートによれば、乗員の重量を受けたクッションパッドを、作動部材の直上においてより大きく変形させることができる。これにより、乗員がシートに着座した時に、作動部材をより確実に動作させることができる。

以上に説明したように、この発明に従えば、シートからその外部への配線の配索を伴うことなく、センサにて検知された情報を外部に伝えることが可能な乗物用シートを提供することができる。

自動車のシートを示す概略斜視図である。 図１中のシートの分解組み立て図である。 図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線上の矢視方向から見たシートクッションを示す断面図である。 図３中の２点鎖線ＩＶで囲まれた範囲を拡大して示す断面図である。 図３中に示すセンサの分解組み立て図である。 図３中のセンサの構成を説明するためのブロック図である。 センサ（発電部）の設置形態を示す上面図である。 実施の形態１における乗物用シートの第１変形例を示す図である。 実施の形態１における乗物用シートの第１変形例を示す図である。 実施の形態１における乗物用シートの第２変形例を示す図である。 実施の形態１における乗物用シートの第３変形例を示す図である。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

（実施の形態１）
図１は、自動車のシートを示す概略斜視図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１における乗物用シート１０は、自動車に搭載されている。乗物用シート１０は、運転席および助手席の車両後方に設置される後部座席（リアシート）である。

乗物用シート１０は、一人掛け用の第１シート部１０Ａと、二人掛け用の第２シート部１０Ｂとから構成されている。第１シート部１０Ａおよび第２シート部１０Ｂは、車両幅方向に並んで設けられている。第１シート部１０Ａおよび第２シート部１０Ｂの各々は、以下に説明するシート構造を共通して備える。

図２は、図１中のシートの分解組み立て図である。図２中には、代表的に、第１シート部１０Ａが示されている。まず、シートの全体構造について説明する。

図１および図２を参照して、乗物用シート１０は、シートクッション２１を有する。シートクッション２１は、乗員を下方から支持するシート部位である。シートクッション２１は、車両室内の床面上に設けられている。シートクッション２１は、クッションフレーム３１と、クッションパッド２６と、クッションカバー２２とを有する。

クッションフレーム３１は、シートクッション２１の骨格をなしている。クッションフレーム３１は、サイドフレーム３２と、サイドフレーム３３と、フロントパイプ（フロントフレーム）３４と、リアパイプ（リアフレーム）３５とを有する。

サイドフレーム３２およびサイドフレーム３３は、車両幅方向に間隔を設けて配置されている。サイドフレーム３２およびサイドフレーム３３は、車両前後方向に沿って延びている。フロントパイプ３４およびリアパイプ３５は、車両幅方向に沿って延びている。フロントパイプ３４は、車両前方側において、サイドフレーム３２およびサイドフレーム３３を繋ぐように設けられている。リアパイプ３５は、車両後方側において、サイドフレーム３２およびサイドフレーム３３を繋ぐように設けられている。サイドフレーム３２、サイドフレーム３３、フロントパイプ３４およびリアパイプ３５は、略矩形の枠形状をなしている。

クッションフレーム３１は、ワイヤーフレーム３７をさらに有する。ワイヤーフレーム３７は、ワイヤーが平面的に配索されることによって、シートクッション２１の骨格をなすクッションフレーム３１の一部を構成している。ワイヤーフレーム３７は、サイドフレーム３２、サイドフレーム３３、フロントパイプ３４およびリアパイプ３５がなす枠形状の内側にて平面的に設けられている。ワイヤーフレーム３７は、後述するクッションパッド２６の下面２８と対向して設けられている。

ワイヤーフレーム３７は、その構成部位として、ワイヤー３７Ａと、ワイヤー３７Ｂと、ワイヤー３７Ｃと、ワイヤー３７Ｄとを有する。

ワイヤー３７Ａ、ワイヤー３７Ｂ、ワイヤー３７Ｃおよびワイヤー３７Ｄの各々は、線状に延びている。ワイヤー３７Ａおよびワイヤー３７Ｂは、車両前後方向に間隔を設けて配置されている。ワイヤー３７Ａおよびワイヤー３７Ｂは、サイドフレーム３２およびサイドフレーム３３の間において、車両幅方向に沿って延びている。ワイヤー３７Ｃおよびワイヤー３７Ｄは、車両幅方向に間隔を設けて配置されている。ワイヤー３７Ｃおよびワイヤー３７Ｄは、フロントパイプ３４およびリアパイプ３５の間において、車両前後方向に延びている。ワイヤー３７Ｃおよびワイヤー３７Ｄは、ワイヤー３７Ａおよびワイヤー３７Ｂと交差している。ワイヤー３７Ａ、ワイヤー３７Ｂ、ワイヤー３７Ｃおよびワイヤー３７Ｄは、サイドフレーム３２、サイドフレーム３３、フロントパイプ３４およびリアパイプ３５がなす枠形状の内側で格子状に配索されている。

クッションパッド２６は、クッションフレーム３１上に載置されている。クッションパッド２６は、発泡ウレタン等の弾性材からなり、シートに着席する乗員の重量を弾性的に受け止める。クッションパッド２６は、シートに着座する乗員を下方から支持する。

クッションパッド２６は、上面２７と、下面２８とを有する。上面２７は、上方に面して設けられている。上面２７は、クッションパッド２６において、シートに着座した乗員の重量を受ける。下面２８は、下方に面して設けられている。下面２８は、車両室内の床面と対向して設けられている。

ワイヤーフレーム３７は、クッションパッド２６を下方から支持する支持部材として設けられている。ワイヤーフレーム３７は、上面２７の裏側、すなわち、下面２８の側からクッションパッド２６を支持する。

クッションカバー２２は、クッションパッド２６の表面全体に被せられている。クッションカバー２２は、シートクッション２１の外観をなしている。クッションカバー２２は、たとえば、ファブリック（布）またはレザー（革）からなる。

図１を参照して、乗物用シート１０は、シートバック４１をさらに有する。シートバック４１は、乗員の背部を支持するシート部位である。シートバック４１は、車両後方側のシートクッション２１の端部から立ち上がるように設けられている。

シートバック４１は、バックフレーム（不図示）と、バックパッド（不図示）と、バックカバー４２とを有する。

バックフレームは、シートバック４１に内蔵されている。バックフレームは、シートバック４１の傾きを調節するためのリクライナー４６（図２を参照のこと）を介して、シートクッション２１のクッションフレーム３１に連結されている。バックパッドは、バックフレームを覆うように設けられている。バックパッドは、発泡ウレタン等の弾性材からなり、乗員からの荷重を弾性的に受け止める。バックカバー４２は、バックパッドの表面全体に被せられている。バックカバー４２は、シートバック４１の外観をなしている。

図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線上の矢視方向から見たシートクッションを示す断面図である。図４は、図３中の２点鎖線ＩＶで囲まれた範囲を拡大して示す断面図である。図５は、図３中に示すセンサの分解組み立て図である。図６は、図３中のセンサの構成を説明するためのブロック図である。続いて、乗物用シート１０に設けられるセンサ５１について説明する。

図３から図６を参照して、本実施の形態における乗物用シート１０は、センサ５１をさらに有する。センサ５１は、シートに着座する乗員に関する情報を検知する。本実施の形態では、センサ５１が、シートに乗員が着座しているか否かを検知する着座センサである。

センサ５１は、発電部６１と、無線部６２とを有する。発電部６１は、クッションパッド２６を介して、外部から加えられた力を電気に変換する。無線部６２は、発電部６１から電力が供給され、電気信号を無線により送信する。本実施の形態では、発電部６１と無線部６２とが一体に設けられたセンサ５１が用いられている。

より具体的に説明すると、センサ５１の構造は、本体部５３と、作動部材５２とが組み合わさって構成されている。作動部材５２は、本体部５３に対して、回動軸１０１を中心に回動可能に取り付けられている。作動部材５２は、回動軸１０１を中心にして、発電のための動作である回動動作を行なう。

本体部５３には、発電素子５４と、基板５６とが設けられている。発電素子５４は、電磁誘導を利用して電気を発生する。より具体的には、発電素子５４は、作動部材５２の回動動作が本体部５３に伝達されることによって、コイル内の磁束の向きを変化させ、コイルに起電力を発生させる。このような構成において、作動部材５２および発電素子５４によって、発電部６１が構成されている。

基板５６には、無線ＩＣ（Integrated Circuit）が搭載されている。無線ＩＣは、発電素子５４から供給された電力を駆動電力として用いることにより、電気信号を無線送信する。このような構成において、無線ＩＣを搭載する基板５６によって、無線部６２が構成されている。

なお、図５中には、作動部材５２の一端に回動軸１０１が配置され、作動部材５２の他端が揺動端となる構成が示されているが、このような構成に限られず、たとえば、作動部材５２の一端および他端間の中心付近に回動軸１０１が配置され、作動部材５２の一端および他端が揺動端となる構成であってもよい。また、作動部材が行なう発電のための動作は、回動動作に限られず、たとえば、一方向に沿った往復移動であってもよい。

センサ５１は、クッションパッド２６に設けられている。発電部６１は、無線部６２とともに、クッションパッド２６に設けられている。センサ５１は、クッションパッド２６に内蔵されている。

センサ５１は、上面２７から下方に離れた位置に設けられている。作動部材５２は、上面２７から下方に離れた位置に設けられている。センサ５１は、上下方向において、上面２７よりも下面２８に近い位置に設けられている。センサ５１は、上下方向において、下面２８よりも上面２７に近い位置に設けられてもよい。

センサ５１は、車両幅方向において、サイドフレーム３２およびサイドフレーム３３の間に設けられている。センサ５１は、車両幅方向におけるクッションパッド２６の中央部に設けられている。センサ５１は、車両前後方向において、フロントパイプ３４およびリアパイプ３５の間に設けられている。センサ５１は、車両前後方向において、車両前方側のクッションパッド２６の端部よりも車両後方側のクッションパッド２６の端部に近い位置に設けられている。

クッションパッド２６には、センサ収容部５８と、蓋挿入部５７とが設けられている。蓋挿入部５７は、下面２８から凹む凹形状を有し、センサ収容部５８は、その蓋挿入部５７の底面からさらに凹む凹形状を有する。センサ５１は、センサ収容部５８に収容されている。センサ５１は、作動部材５２が上方に位置するように配置されている。センサ５１は、作動部材５２がクッションパッド２６を挟んで上面２７と対峙するように配置されている。

クッションパッド２６は、蓋部２６Ｑを有する。蓋部２６Ｑは、クッションパッド２６と同様に弾性材からなり、クッションパッド２６の一部をなす。蓋部２６Ｑは、蓋挿入部５７が有する凹形状に対応する形状を有する。蓋部２６Ｑが蓋挿入部５７に挿入されることによって、センサ収容部５８が閉空間とされている。

シートに乗員が着座すると、クッションパッド２６は、上面２７より乗員の重量を受けて変形する。変形したクッションパッド２６が、センサ収容部５８に収容されたセンサ５１の発電部６１（より具体的には、作動部材５２）を押圧することによって、作動部材５２が回動動作する。発電部６１は、作動部材５２の回動動作に伴って電気を発生し、無線部６２に電力を供給する。発電部６１から電力が供給された無線部６２は、シートに乗員が着座していることを示す電気信号を、車両本体側の制御部１１０に無線送信する。

車両本体側に伝えられた乗員の着座情報は、たとえば、シートへの乗員の着座時、シートベルトが装着されていない場合に発せられる警告音（シートベルト警告音）の制御に利用される。

このような構成によれば、シートから車両本体側への配線の配索を伴うことなく、センサ５１にて検知された乗員の着座情報を車両本体側に伝えることができる。これにより、シートのシートアレンジが高い自由度を有していたり、シートアレンジ時におけるシートの移動量が大きい場合であっても、着座センサの搭載を可能とできる。

また、本実施の形態では、作動部材５２が、上面２７から下方に離れた位置に設けられている。このような構成により、作動部材５２の動作音が乗員に届くことを抑制し、車室室内の静粛性を高めることができる。

図７は、センサ（発電部）の設置形態を示す上面図である。図７中では、クッションパッド２６の外形が２点鎖線によって示されている。

図３および図７を参照して、クッションパッド２６を上面視した場合に（言い換えれば、上面２７を正面から見た場合に）、作動部材５２は、ワイヤーフレーム３７と重なる位置に設けられている。

より具体的には、作動部材５２は、ワイヤーフレーム３７のうちのワイヤー３７Ａと重なる位置に設けられている。作動部材５２は、ワイヤー３７Ｃおよびワイヤー３７Ｄの間において、ワイヤー３７Ａと重なる位置に設けられている。

このような構成によれば、クッションパッド２６が、作動部材５２の下方において、ワイヤー３７Ａにより支持されているため、上面２７より乗員の重量を受けたクッションパッド２６を、作動部材５２の直上においてより大きく変形させることができる。これにより、乗員がシートに着座した時に、作動部材５２をより確実に回動動作させることができる。

以上に説明した、この発明の実施の形態１における乗物用シートの構造についてまとめて説明すると、本実施の形態における乗物用シート１０は、着座する乗員を支持するパッドとしてのクッションパッド２６と、乗員に関する情報としての乗員の着座情報を検知するセンサ５１とを備える。センサ５１は、クッションパッド２６を介して、外部から加えられた力を電気に変換する発電部６１と、発電部６１から電力が供給され、無線により電気信号を送信する無線部６２とを有する。

このように構成された、この発明の実施の形態１における乗物用シート１０によれば、シートからその外部への配線の配索を伴うことなく、センサ５１にて検知された着座情報を外部に伝えることができる。

なお、本実施の形態では、シートクッション２１のクッションパッド２６に、センサ５１（発電部６１）が設けられる構成について説明したが、これに限られず、シートバック４１のバックパッドに、センサ５１（発電部６１）が設けられる構成としてもよい。

また、本発明の発電部における発電方式は、上記の電磁誘導式に限られず、たとえば、車両走行時の振動により発生するクッションパッド２６からの圧力を圧電素子などを用いて電力に変換する振動発電式であってもよい。本発明の無線部は、外部への送信機能だけでなく、外部からの受信機能をさらに備えてもよい。

また、本発明が適用される乗物用シートは、後部座席に限られず、たとえば、運転席や助手席であってもよい。また、本実施の形態においては、本発明を自動車のシートに適用したが、これに限られず、飛行機、船、電車等に搭載されるシートに適用してもよい。

（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１における乗物用シートの各種変形例について説明する。

図８および図９は、実施の形態１における乗物用シートの第１変形例を示す図である。図８中には、実施の形態１における図３に対応するシートクッション２１の断面図が示されている。図９中には、実施の形態１における図７に対応するシートクッション２１の上面図が示されている。

図８および図９を参照して、本変形例では、クッションフレーム３１が、支持プレート７１をさらに有する。支持プレート７１は、クッションパッド２６の下面２８に沿う板形状を有する。支持プレート７１は、ワイヤー３７Ａおよびワイヤー３７Ｂに架け渡されている。支持プレート７１は、クッションパッド２６を下方から支持する支持部材として設けられている。

クッションパッド２６を上面視した場合に、作動部材５２は、支持プレート７１と重なる位置に設けられている。

このような構成においても、上面２７より乗員の重量を受けたクッションパッド２６を、作動部材５２の直上においてより大きく変形させ、乗員がシートに着座した時に、作動部材５２をより確実に回動動作させることができる。

なお、支持プレート７１は、ワイヤー３７Ａおよびワイヤー３７Ｂに限られず、たとえば、ワイヤー３７Ｃおよびワイヤー３７Ｄに架け渡されてもよいし、ワイヤー３７Ａ、ワイヤー３７Ｂ、ワイヤー３７Ｃおよびワイヤー３７Ｄに架け渡されてもよい。

クッションパッド２６を下方から支持する支持部材は、上記に限られず、たとえば、クッションパッド２６を弾性的に支持するバネ材（Ｓバネ）であってもよいし、剛性を備えるブラケットやパネル材であってもよい。支持部材は、樹脂から形成されてもよいし、金属から形成されてもよい。

図１０は、実施の形態１における乗物用シートの第２変形例を示す図である。図１０中には、実施の形態１における図３に対応するシートクッション２１の断面図が示されている。

図１０を参照して、本変形例では、センサ５１（発電部６１）が、クッションパッド２６の下面２８に設けられている。センサ５１（発電部６１）は、ブラケット７２を介して、下面２８に対向して設けられている。ブラケット７２は、たとえば、クッションフレーム３１（図中では、ワイヤーフレーム３７）に取り付けられている。

このような構成においても、乗員がシートに着座した時に生じるクッションパッド２６の下面２８の変形を受けて、発電部６１にて発電を行なうことができる。

図１１は、実施の形態１における乗物用シートの第３変形例を示す図である。図１１は、実施の形態１における図６に対応するブロック図である。

図１１を参照して、本変形例では、センサ５１が、発電部６１と、無線部６２と、センシング部６３と、バッテリ６４とを有する。

発電部６１は、クッションパッド２６に設けられている。発電部６１の発電方式は、特に限定されないが、たとえば、クッションパッド２６から車両走行時の振動を受けて発電する振動発電式である。バッテリ６４は、発電部６１にて発生した電気を蓄える。発電部６１は、バッテリ６４を通じて、センシング部６３および無線部６２に駆動用の電力を供給する。

センシング部６３は、フィルム状の感圧センサから構成されており、シートに着座した乗員の重量を検知する。好ましくは、センシング部６３は、クッションパッド２６の上面２７に設けられている。無線部６２は、センシング部６３における乗員の重量の検知を受けて、シートに乗員が着座していることを示す電気信号を車両本体側の制御部１１０に無線送信する。

本変形例におけるセンシング部６３を、シートに着座する乗員の心拍の状態や呼吸の状態などの生体情報を検知可能なセンサに置き換えて、センサ５１を生体センサとして構成することも可能である。

このように構成された、この発明の実施の形態２における乗物用シートによれば、実施の形態１に記載の効果を同様に奏することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、たとえば、着座センサを備えた乗物用シートに適用される。

１０ 乗物用シート、１０Ａ 第１シート部、１０Ｂ 第２シート部、２１ シートクッション、２２ クッションカバー、２６ クッションパッド、２６Ｑ 蓋部、２７ 上面、２８ 下面、３１ クッションフレーム、３２，３３ サイドフレーム、３４ フロントパイプ、３５ リアパイプ、３７ ワイヤーフレーム、３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ ワイヤー、４１ シートバック、４２ バックカバー、４６ リクライナー、５１ センサ、５２ 作動部材、５３ 本体部、５４ 発電素子、５６ 基板、５７ 蓋挿入部、５８ センサ収容部、６１ 発電部、６２ 無線部、６３ センシング部、６４ バッテリ、７１ 支持プレート、７２ ブラケット、１０１ 回動軸、１１０ 制御部。

Claims (4)

1. 着座する乗員を支持するパッドと、
   前記乗員に関する情報を検知するセンサとを備え、
   前記センサは、
   前記パッドを介して、外部から加えられた力を電気に変換する発電部と、
   前記発電部から電力が供給され、無線により電気信号を送信する無線部とを有する、乗物用シート。
2. 前記センサは、前記乗員が着座しているか否かを検知する着座センサであり、
   前記パッドは、前記乗員からの荷重を受けて変形し、
   前記発電部は、変形した前記パッドから加えられた力を電気に変換する、請求項１に記載の乗物用シート。
3. 前記パッドは、前記乗員を下方から支持するクッションパッドであり、
   前記クッションパッドは、上面を有し、前記上面より前記乗員の重量を受けて変形し、
   前記発電部は、変形した前記クッションパッドから力が加えられることによって、発電のための動作をする作動部材を有し、
   前記作動部材は、前記上面から下方に離れた位置に設けられる、請求項１または２に記載の乗物用シート。
4. クッションフレームをさらに備え、
   前記クッションフレームは、前記クッションパッドを下方から支持する支持部材を有し、
   前記クッションパッドを上面視した場合に、前記作動部材は、前記支持部材と重なる位置に設けられる、請求項３に記載の乗物用シート。

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