JP2022147603A - シートおよびシートクッション - Google Patents

Abstract

【課題】着座者の動きにより効率的に発電する。【解決手段】シートＳは、シートフレームＦと、シートフレームＦに被さったパッド本体１０と、パッド本体１０の着座者側に配置された振動によって発電する発電デバイスＧと、を備える。一例として、シートＳは、パッド本体１０を覆う表皮部材１８を備え、発電デバイスＧは、パッド本体１０と表皮部材１８の間に位置する。望ましくは、パッド本体１０は、着座者側の面に凹部１１を有し、発電デバイスＧは、凹部１１の中に位置する。【選択図】図４

Description

本発明は、発電デバイスを備えるシートおよびシートクッションに関する。

従来、振動により発電する発電デバイスをクッションパッドの下に設けたシートが知られている（特許文献１）。この発明では、車両走行時の振動により発電デバイスで発電し、センサ等に給電している。

特開２０１８－１９７０３５号公報

ところで、出願人はシートに設けた圧力センサを用いて、シートに座った着座者の動きを検出して、様々なものに応用することを検討している。このような場合、着座者の動きによって、発電することが期待できる。しかしながら、従来技術のように、クッションパッドの下に発電デバイスを設けた場合には、発電デバイスに効率的に振動が伝わらず、効率的に発電することができないという問題がある。

そこで、本発明は、着座者の動きにより効率的に発電することができるシートおよびシートクッションを提供することを目的とする。
また、座り心地を向上させることを目的とする。
また、圧力センサの感度を損なうことなく圧力センサに給電することを目的とする。

前記した課題を解決するシートは、シートフレームと、シートフレームに被さったパッド本体と、パッド本体の、着座者側に配置された、振動によって発電する発電デバイスと、を備える。

このような構成によれば、振動によって発電する発電デバイスが、パッド本体の着座者側に配置されているので、着座者が動いた場合に、発電デバイスに振動が効率良く伝わる。このため、着座者の動きにより効率的に発電することができる。

前記したシートは、パッド本体を覆う表皮部材をさらに備えることができる。この場合、発電デバイスは、パッド本体と表皮部材の間に位置することができる。

パッド本体は、着座者側の面に凹部を有し、発電デバイスは、凹部の中に位置することが望ましい。

このような構成によれば、着座者が発電デバイスを異物として感じにくく、座り心地を向上させることができる。

シートは、発電デバイスを覆う、カバーパッドをさらに備えることが望ましい。

このような構成によれば、着座者が発電デバイスを異物として感じにくく、座り心地を向上させることができる。

シートは、パッド本体の、着座者側に配置された圧力センサをさらに備えることができる。この場合に、発電デバイスは、圧力センサに電力を供給するように接続されていてもよい。

シートが圧力センサを備える場合、圧力センサは、発電デバイスに重なって、発電デバイスの着座者側に配置されていてもよい。

このような構成によれば、圧力センサと発電デバイスを接続しやすいとともに、圧力センサの感度を損なうことがない。

前記した課題を解決する、シートの着座面に配置されて使用されるシートクッションは、パッド本体と、パッド本体の着座者側に配置された、振動によって発電する発電デバイスと、を備える。

このような構成によれば、振動によって発電する発電デバイスが、パッド本体の着座者側に配置されているので、着座者が動いた場合に、発電デバイスに振動が効率良く伝わる。このため、着座者の動きにより効率的に発電することができる。

シートクッションは、パッド本体を覆う表皮部材をさらに備えることができる。この場合、発電デバイスは、パッド本体と表皮部材の間に位置することができる。

パッド本体は、着座者側の面に凹部を有し、発電デバイスは、凹部の中に位置することが望ましい。

このような構成によれば、着座者が発電デバイスを異物として感じにくく、座り心地を向上させることができる。

シートクッションは、発電デバイスを覆う、カバーパッドをさらに備えることが望ましい。

このような構成によれば、着座者が発電デバイスを異物として感じにくく、座り心地を向上させることができる。

シートクッションは、パッド本体の、着座者側に配置された圧力センサをさらに備えることができる。この場合に、発電デバイスは、圧力センサに電力を供給するように接続されていてもよい。

シートクッションが圧力センサを備える場合、圧力センサは、発電デバイスに重なって、発電デバイスの着座者側に配置されていてもよい。

このような構成によれば、圧力センサと発電デバイスを接続しやすいとともに、圧力センサの感度を損なうことがない。

本発明のシートおよびシートクッションによれば、着座者の動きにより効率的に発電することができる。
また、効率良く発電できる発電デバイスを備えるシートおよびシートクッションの座り心地を向上させることができる。
また、圧力センサを発電デバイスの着座者側に重ねて配置することで、圧力センサと発電デバイスを接続しやすいとともに、圧力センサの感度を損なうことがない。

第１実施形態に係るシートを示す斜視図である。 シートフレームの斜視図である。 発電デバイスと圧力センサの接続を示す図である。 （ａ）発電デバイスが配置された部分のシートの断面図と、（ｂ）発電デバイスと圧力センサが配置された部分のシートの断面図である。 カバーパッドを設けた場合の、（ａ）発電デバイスが配置された部分のシートの断面図と、（ｂ）発電デバイスと圧力センサが配置された部分のシートの断面図である。 第２実施形態に係るシートクッションを示す斜視図である。 （ａ）発電デバイスが配置された部分のシートの断面図と、（ｂ）発電デバイスと圧力センサが配置された部分のシートの断面図と、（ｃ）カバーパッドを設けた場合の発電デバイスが配置された部分のシートの断面図と、（ｂ）カバーパッドを設けた場合の発電デバイスと圧力センサが配置された部分のシートの断面図である。

［第１実施形態］
次に、シートの実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態のシートＳは、例えば、スマートフォンＳＰなどと接続されて、シートＳの上で着座者が動くことにより、スマートフォンＳＰのアプリを操作するシート体験装置として使用される。シートＳは、車両に設置されていてもよいし、車両以外の施設等に設置されていてもよい。

シートＳは、座部Ｓ１と、背もたれＳ２と、ヘッドレストＳ３とを備えてなる。詳しくは、シートＳは、図２に示すようなシートフレームＦと、図４（ａ），（ｂ）に示すような、シートフレームＦに被さったパッド本体１０と、パッド本体１０を覆う表皮部材１８とを備えて構成されている。

図２に示すように、シートフレームＦは、座部Ｓ１のフレームとなる座部フレームＦ１と、背もたれＳ２のフレームとなる背もたれフレームＦ２とを有する。また、図示は省略するが、背もたれフレームＦ２の上端部には、ヘッドレストＳ３のフレームが、背もたれフレームＦ２に対して着脱可能に設けられる。ヘッドレストＳ３のフレームにも、パッドと表皮部材が被せられている。

座部フレームＦ１および背もたれフレームＦ２は、それぞれ、左右に離間して配置された左右のサイドフレームＳＦと、左右のサイドフレームＳＦの間に配置された、着座者からの荷重を受ける支持部材１５とを有する。支持部材１５は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、パッド本体１０の左右方向の中央部を支持する。

図１に示すように、座部Ｓ１は、前方を向く前面Ｓ１１と、着座者が載る上面のうち、左右方向中央部に位置する中央面Ｓ１２と、中央面Ｓ１２の左右両側に位置し、中央面Ｓ１２よりも上に張り出した張出面Ｓ１３とを有する。また、背もたれＳ２は、着座者を後から支える面である、左右方向中央部に位置する中央面Ｓ２２と、中央面Ｓ２２の左右両側に位置し、中央面Ｓ２２よりも前に張り出した張出面Ｓ２３とを有する。なお、本明細書において、前後、左右、上下は、シートＳに座る着座者を基準とする。

シートＳは、座部Ｓ１と背もたれＳ２に、複数の圧力センサＰＳ（２１～２６）が設けられている。圧力センサＰＳは、パッド本体１０の着座者側、具体的には、パッド本体１０と表皮部材１８の間に配置されている（図４（ｂ）参照）。圧力センサＰＳは、例えば、外部からの圧力により抵抗値が変化する素子である。圧力センサＰＳは、シートＳに着座するユーザに対向する座面の状態を検知可能に配置され、シートＳに座っているユーザから座面にかかる圧力を検出する。

各圧力センサ２１～２６は、シートＳの左右の中心に対して左右対称に１対ずつ設けられている。座部Ｓ１には、圧力センサ２１～２３が設けられている。

圧力センサ２１は、座部Ｓ１の前後方向の中央よりも前の前部に設けられ、着座者の大腿からの圧力を測定可能に配置されている。

圧力センサ２２および圧力センサ２３は、ユーザの臀部からの圧力を測定するためのものである。なお、圧力センサ２２および圧力センサ２３は、いずれも、ユーザの臀部からの圧力を測定するためのものであるため、いずれか一方のみが設けられていてもよい。圧力センサ２２および圧力センサ２３は、前後方向において座部Ｓ１の座面の中央よりも後に位置している。

圧力センサ２２および圧力センサ２３は、圧力センサ２１から後方に大きく離れて配置されている。詳しくは、圧力センサ２３は、ユーザの坐骨の最下部に対応する位置に設けられている。この位置では、ユーザの荷重が最も大きくかかる。圧力センサ２２は、圧力センサ２３の少し前に配置されている。

背もたれＳ２には、圧力センサ２４～２６が設けられている。圧力センサ２４は、ユーザの腰の後ろに対応する位置に設けられている。圧力センサ２５は、圧力センサ２４の少し上に配置されている。圧力センサ２４および圧力センサ２５は、いずれも、ユーザの腰からの圧力を測定するためのものであり、いずれか一方のみが設けられていてもよい。圧力センサ２６は、圧力センサ２４および圧力センサ２５から上方に大きく離れて配置されている。圧力センサ２６は、ユーザの肩に対応して位置し、ユーザの肩からの圧力を測定可能である。

また、シートは、座部Ｓ１と背もたれＳ２に、複数の発電デバイスＧ（３１～３４，４１～４６）が設けられている。各発電デバイスＧは、パッド本体１０の着座者側、具体的には、パッド本体１０と表皮部材１８の間に配置されている（図４（ａ），（ｂ）参照）。発電デバイスＧは、振動によって発電する装置である。

発電デバイス３１は、座部Ｓ１の前面Ｓ１１に、左右に離間して一対配置されている。
発電デバイス３２は、座部Ｓ１の中央面Ｓ１２の前端部に、左右に離間して一対配置されている。
発電デバイス３３は、座部Ｓ１の中央面Ｓ１２の、圧力センサ２２と重なる位置に、左右に離間して一対配置されている。
発電デバイス３４は、座部Ｓ１の左右の張出面Ｓ１３に配置されている。各発電デバイス３４は、前後方向の略中央部に位置している。

発電デバイス４１，４２，４３，４４は、背もたれＳ２の中央面Ｓ２２の左右中央部に、下から上に向かってこの順に配置されている。発電デバイス４１は、着座者の腰の高さに対応して、背もたれＳ２の上下方向の中央よりも下に位置している。発電デバイス４２は、着座者の背中の中央に対応して、背もたれＳ２の上下方向の略中央に位置している。発電デバイス４３，４４は、着座者の肩の高さに対応して、背もたれＳ２の上下方向の中央よりも上に位置している。
発電デバイス４５は、背もたれＳ２の中央面Ｓ２２に、左右に離間して一対配置されている。発電デバイス４５は、着座者の背中の中央の高さに対応して設けられている。
発電デバイス４６は、背もたれＳ２の左右の張出面Ｓ２３に配置されている。各発電デバイス４６は、上下方向の略中央に位置している。

図３に示すように、発電デバイスＧは、発電素子５１と、制御部５５と、発電素子５１と制御部５５を接続する配線５７とを有してなる。制御部５５は、発電デバイスＧで発電した電力を圧力センサＰＳに供給するように、圧力センサＰＳと配線５８により接続されて、圧力センサＰＳにかかる圧力を検出する。発電素子５１は、圧電素子などからなる。発電素子５１は、着座者の運動による振動の周波数で効率良く発電できる大きさおよび形状に形成されている。制御部５５は、発電素子５１で発電した電気を蓄電するキャパシタと、圧力センサＰＳの抵抗を検出する回路と、検出した圧力をスマートフォンＳＰなどの外部機器に無線で送信する通信機とを備えている。発電素子５１は、発電した電力を通信機にも供給する。

図４（ａ）に示すように、パッド本体１０は、着座者側の面１０Ｆに凹部１１を有している。発電デバイスＧは、凹部１１の中に位置している。発電デバイスＧの着座者側の面ＧＦは、パッド本体１０の着座者側の面１０Ｆと面一となっている。

図１に示した圧力センサ２２と発電デバイス３３のように、圧力センサＰＳと発電デバイスＧが重なって配置される場合、図４（ｂ）に示すように、圧力センサＰＳは、発電デバイスＧに重なって、発電デバイスＧの着座者側に配置される。この場合、圧力センサＰＳの着座者側の面ＰＳＦは、パッド本体１０の着座者側の面１０Ｆと面一となっている。

スマートフォンＳＰは、発電デバイスＧの制御部５５から、測定された圧力値を受信する。スマートフォンＳＰは、アプリケーションがインストールされ、この圧力値を利用したゲーム等を提供する。アプリケーションの内容は特に限定されないが、例えば、着座者がシートＳに座って脚を上下させると、その上下動の回数に応じてキャラクターを走らせて競争するゲーム等を提供することができる。

以上のように構成されたシートＳによれば、振動によって発電する発電デバイスＧが、パッド本体１０の着座者側に配置されているので、着座者が動いた場合に、発電デバイスＧに振動が効率良く伝わる。このため、着座者の動きにより効率的に発電することができる。

そして、発電デバイスＧは、パッド本体１０の凹部１１の中に位置するので、着座者が発電デバイスＧを異物として感じにくく、座り心地を向上させることができる。

また、圧力センサＰＳが、発電デバイスＧに重なっていることで、圧力センサＰＳと発電デバイスＧを接続しやすい。そして、発電デバイスＧの着座者側に配置されていることで、圧力センサＰＳの感度を損なうことがない。

シートＳは、座り心地をさらに向上させるため、図５（ａ），（ｂ）に示すように、カバーパッド１２をさらに備えていてもよい。

図５（ａ）に示すように、発電デバイスＧに圧力センサＰＳが重ならない場合、カバーパッド１２は、発電デバイスＧの着座者側に重なって配置される。凹部１１は、発電デバイスＧの厚みとカバーパッド１２の厚みを合わせた深さで形成され、カバーパッド１２の着座者側の面１２Ｆは、パッド本体１０の着座者側の面１０Ｆと面一となっている。

図５（ｂ）に示すように、発電デバイスＧの上に圧力センサＰＳが重なる場合、カバーパッド１２は、圧力センサＰＳの着座者側に重なって配置される。凹部１１は、発電デバイスＧの厚みと、圧力センサＰＳの厚みと、カバーパッド１２の厚みとを合わせた深さで形成され、カバーパッド１２の着座者側の面１２Ｆは、パッド本体１０の着座者側の面１０Ｆと面一となっている。

このような図５（ａ），（ｂ）の構成によれば、カバーパッド１２が発電デバイスＧの着座者側に配置されることで、着座者が発電デバイスＧを異物として感じにくく、座り心地をさらに向上させることができる。

［第２実施形態］
次に、シートクッションの実施形態について説明する。本実施形態において、第１実施形態と実質的に同じ部分は、適宜説明を省略する。
図６に示すように、シートクッションＳＣは、シートＳ１０の着座面に配置されて使用される。シートＳ１０は、座部Ｓ１１０と背もたれＳ１２０を有する。シートクッションＳＣは、座部Ｓ１１０の着座面に配置される座部クッションＳＣ１と、背もたれＳ１２０の着座面に配置される背もたれクッションＳＣ２とを有する。座部クッションＳＣ１と背もたれクッションＳＣ２とは、独立に構成されている。

座部クッションＳＣ１と背もたれクッションＳＣ２は、第１実施形態と同様に、複数の圧力センサＰＳと、複数の発電デバイスＧとが配置されている。一部の発電デバイスＧは、圧力センサＰＳと重なって配置され、他の発電デバイスＧは、圧力センサＰＳと重ならずに配置されている。

図７（ａ）に示すように、シートクッションＳＣ（ＳＣ１，ＳＣ２）は、パッド本体１１０と、パッド本体１１０を覆う表皮部材１１８を備える。発電デバイスＧは、パッド本体１１０の着座者側、具体的には、パッド本体１１０と表皮部材１１８の間に配置されている。

パッド本体１１０は、着座者側の面１１０Ｆに凹部１１１を有している。発電デバイスＧは、凹部１１１の中に位置している。発電デバイスＧの着座者側の面ＧＦは、パッド本体１１０の着座者側の面１１０Ｆと面一となっている。

圧力センサＰＳと発電デバイスＧが重なって配置される場合、図７（ｂ）に示すように、圧力センサＰＳは、発電デバイスＧに重なって、発電デバイスＧの着座者側に配置される。この場合、圧力センサＰＳの着座者側の面ＰＳＦは、パッド本体１１０の着座者側の面１１０Ｆと面一となっている。

以上のように構成されたシートクッションＳＣによれば、振動によって発電する発電デバイスＧが、パッド本体１１０の着座者側に配置されているので、着座者が動いた場合に、発電デバイスＧに振動が効率良く伝わる。このため、着座者の動きにより効率的に発電することができる。

そして、発電デバイスＧは、パッド本体１１０の凹部１１１の中に位置するので、着座者が発電デバイスＧを異物として感じにくく、座り心地を向上させることができる。

また、圧力センサＰＳが、発電デバイスＧに重なっていることで、圧力センサＰＳと発電デバイスＧを接続しやすい。そして、発電デバイスＧの着座者側に配置されていることで、圧力センサＰＳの感度を損なうことがない。

また、発電デバイスＧが通信機に電力を供給することで、電源を必要とせずに圧力センサＰＳを設けたシートクッションＳＣからスマートフォンＳＰに検出した圧力を送信できるので、シートクッションＳＣを利用したシート体験システムを電源がない場所で使用することができる。

シートＳは、座り心地をさらに向上させるため、図７（ｃ），（ｄ）に示すように、カバーパッド１１２をさらに備えていてもよい。

図７（ｃ）に示すように、発電デバイスＧに圧力センサＰＳが重ならない場合、カバーパッド１１２は、発電デバイスＧの着座者側に重なって配置される。凹部１１１は、発電デバイスＧの厚みとカバーパッド１１２の厚みを合わせた深さで形成され、カバーパッド１１２の着座者側の面１１２Ｆは、パッド本体１１０の着座者側の面１１０Ｆと面一となっている。

図７（ｄ）に示すように、発電デバイスＧの上に圧力センサＰＳが重なる場合、カバーパッド１１２は、圧力センサＰＳの着座者側に重なって配置される。凹部１１１は、発電デバイスＧの厚みと、圧力センサＰＳの厚みと、カバーパッド１１２の厚みとを合わせた深さで形成され、カバーパッド１１２の着座者側の面１１２Ｆは、パッド本体１１０の着座者側の面１１０Ｆと面一となっている。

このような図７（ｃ），（ｄ）の構成によれば、カバーパッド１１２が発電デバイスＧの着座者側に配置されることで、着座者が発電デバイスＧを異物として感じにくく、座り心地をさらに向上させることができる。

以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施することができる。
例えば、前記実施形態においては、発電デバイスＧは、パッド本体１０の凹部１１の中に位置していたが、パッド本体１０に凹部１１を設けずに、パッド本体１０の着座者側の面１０Ｆに発電デバイスＧを配置してもよい。

前記したシートＳにおいて、ヘッドレストＳ３には、発電デバイスＧを設けていなかったが、ヘッドレストＳ３に発電デバイスＧを設けてもよい。

前記したシートＳおよびシートクッションＳＣでは、表皮部材１８，１１８を備えていたが、表皮部材を備えなくてもよい。

前記したシートクッションＳＣは、座部クッションＳＣ１と背もたれクッションＳＣ２とが独立に構成されていたが、座部クッションＳＣ１と背もたれクッションＳＣ２はつながっていてもよい。

発電デバイスＧと圧力センサＰＳを重ねて配置する場合、発電デバイスＧと圧力センサＰＳの間に他の部材を挟んでもよい。

前記実施形態においては、発電デバイスＧは、圧力センサＰＳに電力を供給するものとしたが、圧力センサ以外の物に電力を供給してもよい。発電デバイスは、例えば、ヒータ、照明、ブロワ、モータなどに電力を供給してもよい。

また、本明細書に記載した各実施形態および各変形例で説明した各要素は、適宜組み合わせて実施することが可能である。

１０ パッド本体
１１ 凹部
１２ カバーパッド
１８ 表皮部材
１１０ パッド本体
１１２ カバーパッド
１１８ 表皮部材
Ｆ シートフレーム
Ｇ 発電デバイス
ＰＳ 圧力センサ
Ｓ シート
Ｓ１０ シート
ＳＣ シートクッション
ＳＣ１ 座部クッション
ＳＣ２ 背もたれクッション

Claims (12)

1. シートフレームと、
   シートフレームに被さったパッド本体と、
   前記パッド本体の、着座者側に配置された、振動によって発電する発電デバイスと、を備えることを特徴とするシート。
2. 前記パッド本体を覆う表皮部材をさらに備え、
   前記発電デバイスは、前記パッド本体と前記表皮部材の間に位置することを特徴とする請求項１に記載のシート。
3. 前記パッド本体は、着座者側の面に凹部を有し、
   前記発電デバイスは、前記凹部の中に位置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシート。
4. 前記発電デバイスを覆う、カバーパッドをさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のシート。
5. 前記パッド本体の、着座者側に配置された圧力センサをさらに備え、
   前記発電デバイスは、前記圧力センサに電力を供給するように接続されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のシート。
6. 前記圧力センサは、前記発電デバイスに重なって、前記発電デバイスの着座者側に配置されていることを特徴とする請求項５に記載のシート。
7. シートの着座面に配置されて使用されるシートクッションであって、
   パッド本体と、
   前記パッド本体の着座者側に配置された、振動によって発電する発電デバイスと、を備えることを特徴とするシートクッション。
8. 前記パッド本体を覆う表皮部材をさらに備え、
   前記発電デバイスは、前記パッド本体と前記表皮部材の間に位置することを特徴とする請求項７に記載のシートクッション。
9. 前記パッド本体は、着座者側の面に凹部を有し、
   前記発電デバイスは、前記凹部の中に位置することを特徴とする請求項７または請求項８に記載のシートクッション。
10. 前記発電デバイスを覆う、カバーパッドをさらに備えることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか１項に記載のシートクッション。
11. 前記パッド本体の、着座者側に配置された圧力センサをさらに備え、
    前記発電デバイスは、前記圧力センサに電力を供給するように接続されていることを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載のシートクッション。
12. 前記圧力センサは、前記発電デバイスに重なって、前記発電デバイスの着座者側に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載のシートクッション。

Images