JP3772642B2 - シート - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、航空機、船舶などに使用されるシートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のシートとしては、例えば特開平７−７５６０８号公報、特開平６−７２１９９号公報、特許第２６８９６２０号公報にそれぞれ記載されたものがある。
【０００３】
特開平７−７５６０８号公報に記載されたシートは、シートバックの上部と下部とにショルダーサポートとランバーサポートとが設置され、いずれか一方をシートバックに対し前方又は後方へ調整し、他方を連動して逆方向へ駆動し、自然な着座姿勢が保持されるようにしたものである。
【０００４】
前記特開平６−７２１９９号公報に記載されたものは、シートクッションの前後移動に連動するソーラックス調節機構を設け、シートバックのクッション体の下側を前方に変位させて、運転者の臀の後方の隙間を埋めることにより着座時の耐圧分布を分散させ、快適な着座感を得るようにしたものである。
【０００５】
前記特許第２６８９６２０号公報に記載されたものは、座面形状を変更駆動する駆動手段と、駆動手段を制御する制御手段及び乗員の体格を検出する検出手段とが設けられ、検出された体格に基づいて制御手段の制御タイミングを設定するようにし、体格に応じた疲労軽減を図ることができるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のシートでは、全ての着座者に対して同じ状態を提供するものであるか、着座者の体格に応じて決定される制御を経時的に行うものであり、着座者個々人が持つ固有の身体形状特徴に対応していないので長時間着座による疲労を軽減することができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、着座者個々人が持つ固有の身体形状特徴に応じた適切な支持状態を得ることのできるシートの提供を課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、シートバック及びシートクッションから成るシートにおいて、着座者の胸椎部の支持状態を可変にする胸椎支持可変手段及び腰椎部の支持状態を可変にする腰椎支持可変手段と、着座者の背面形状をＳ字型、直線型、猫背型の少なくとも３通りに分類する背面形状分類手段とを備え、前記背面形状の分類に応じて前記胸椎支持可変手段及び腰椎支持可変手段を駆動し、前記背面形状がＳ字型に分類されるとき前記胸椎部の支持を予め定められた標準値よりも弱く、且つ前記腰椎部の支持を前記標準値よりも強くするように駆動し、前記背面形状が直線型に分類されるとき前記腰椎部の支持を前記標準値よりも強く、且つ前記腰椎部の支持を前記標準値よりも弱くするように駆動し、前記背面形状が猫背型に分類されるとき前記胸椎部の支持を前記標準値よりも弱く、且つ前記腰椎部の支持を前記標準値よりも弱くするように駆動し、前記腰椎部の支持を、着座者の背面全体の荷重合計に対する第３腰椎及びその周辺の荷重合計の割合で行い、前記胸椎部の支持を、着座者の背面全体の荷重合計に対する第１０胸椎から第１２胸椎及びその周辺の荷重合計の割合で行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、シートバック及びシートクッションから成るシートにおいて、着座者の胸椎部の支持状態を可変にする胸椎支持可変手段及び腰椎部の支持状態を可変にする腰椎支持可変手段と、着座者の背面形状をＳ字型、直線型、猫背型の少なくとも３通りに分類する背面形状分類手段と、着座者の着座支持状態の目標状態を前記背面形状の分類に応じて設定する目標状態設定手段と、着座者の着座支持状態を検出する着座状態検出手段と、前記背面形状の分類に応じて前記検出した着座支持状態が前記設定した目標状態となるように前記胸椎支持可変手段及び腰椎支持可変手段を駆動する駆動手段とを備え、前記目標状態設定手段は、着座者の胸椎部及び腰椎部の支持状態の標準値を予め設定し、前記背面形状がＳ字型に分類されるとき前記腰椎部の支持を前記標準値よりも弱く、且つ前記腰椎部の支持を標準値よりも強く設定し、前記背面形状が直線型に分類されるとき前記胸椎部の支持を前記標準値よりも強く、且つ前記腰椎部の支持を標準値よりも弱く設定し、前記背面形状が猫背型に分類されるとき前記胸椎部の支持を前記標準値よりも弱く、且つ前記腰椎部の支持を標準値よりも弱く設定することを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２に記載のシートであって、前記目標状態設定手段は、前記腰椎部の支持を、着座者の背面全体の荷重合計に対する第３腰椎及びその周辺の荷重合計の割合で設定し、前記胸椎部の支持を、着座者の背面全体の荷重合計に対する第１０胸椎から第１２胸椎及びその周辺の荷重合計の割合で設定することを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項２又は３に記載のシートであって、前記胸椎部支持可変手段は、前記シートバックを上下中間部で折れ変形させる中折れ機構であり、前記腰椎部支持可変手段は、前記シートバックの下部側に設けたランバーサポートであり、前記駆動手段は、前記胸椎部の支持を前記標準値よりも強くするときは前記中折れ機構によりシートバック上部を同下部に対し前傾方向へ駆動すると共に、前記胸椎部の支持を前記標準値よりも弱くするときは前記中折れ機構によりシートバック上部を同下部に対し後傾方向へ駆動し、且つ前記腰椎部の支持を前記標準値よりも強くするときは前記ランバーサポートをシートバックに対し突出方向へ駆動すると共に、前記腰椎部の支持を前記標準値よりも弱くするときは前記ランバーサポートをシートバックに対し反突出方向へ駆動することを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項２又は３に記載のシートであって、前記胸椎部支持可変手段は、前記シートバックの上部側に設けたチェストサポートであり、前記腰椎部支持可変手段は、前記シートバックの下部側に設けたランバーサポートであり、前記駆動手段は、前記胸椎部の支持を前記標準値よりも強くするときは前記チェストサポートをシートバックに対し突出方向へ駆動すると共に、前記胸椎部の支持を前記標準値よりも弱くするときは前記チェストサポートをシートバックに対し反突出方向へ駆動し、且つ前記腰椎部の支持を前記標準値よりも強くするときは前記ランバーサポートをシートバックに対し突出方向へ駆動すると共に、前記腰椎部の支持を前記標準値よりも弱くするときは前記ランバーサポートをシートバックに対し反突出方向へ駆動することを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項２又は３に記載のシートであって、前記胸椎部支持可変手段は、前記シートバックの上部側に設けた空気袋であり、前記腰椎部支持可変手段は、前記シートバックの下部側に設けた空気袋であり、前記駆動手段は、前記胸椎部の支持を前記標準値よりも強くするときは前記上部側の空気袋の内圧を増加するように駆動すると共に、前記胸椎部の支持を前記標準値よりも弱くするときは前記上部側の空気袋の内圧を減少するように駆動し、且つ前記腰椎部の支持を前記標準値よりも強くするときは前記下部側の空気袋の内圧を増加するように駆動すると共に、前記腰椎部の支持を前記標準値よりも弱くするときは前記下部側の空気袋の内圧を減少するように駆動することを特徴とする。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項２又は３に記載のシートであって、前記背面形状分類手段は、前記シートクッションに設けた着座センサ及び前記シートバックへの接触を検出可能な接触センサを備え、前記着座センサにより着座者のシートクッションに対する臀部最後端位置を検出すると共に、前記シートクッションを平坦角度且つ前記シートバックを直立角度に設定した状態で、前記胸椎部支持可変手段及び腰椎部支持可変手段を駆動し前記接触センサの接触検出時の該胸椎支持可変手段及び腰椎部支持可変手段の駆動量を検出し、前記臀部最後端位置と胸椎部支持可変手段及び腰椎部支持可変手段の駆動量とから前記背面形状を分類することを特徴とする。
【００１８】
請求項８の発明は、請求項４又は５に記載のシートであって、前記着座状態検出手段は、前記シートバックに内蔵された圧力感応型の着座センサの検出値により前記胸椎部及び腰椎部の着座支持状態を検出することを特徴とする。
【００１９】
請求項９の発明は、請求項４又は５に記載のシートであって、前記着座状態検出手段は、前記ランバーサポート及び中折れ機構又はランバーサポート及びチェストサポートの駆動力の検出値により前記胸椎部及び腰椎部の着座支持状態を検出することを特徴とする。
【００２０】
請求項１０の発明は、請求項６に記載のシートであって、前記着座状態検出手段は、前記シートバックに内蔵された空気袋の内圧により着座支持状態を検出することを特徴とする。
【００２１】
請求項１１の発明は、請求項２〜１０の何れかに記載のシートであって、前記着座検出手段の検出した着座支持状態を表示する表示手段を設けたことを特徴とする。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、背面形状分類手段によって着座者の背面形状をＳ字型、直線型、猫背型の少なくとも３通りに分類することができ、背面形状の分類に応じて胸椎支持可変手段及び腰椎支持可変手段を駆動することができる。従って、着座者個々人が持つ固有の身体形状特徴に応じた適切な支持状態を得ることができ、長時間着座による疲労を大幅に軽減することができる。
【００２３】
請求項１の発明では、背面形状がＳ字型に分類されるとき、胸椎部の支持を予め定められた標準値よりも弱く、且つ腰椎部の支持を標準値よりも強くするように駆動することができ、背面形状が直線型に分類されるとき、胸椎部の支持を標準値よりも強く腰椎部の支持を標準値よりも弱くするように駆動することができ、背面形状が猫背型に分類されるときは胸椎部の支持を標準値よりも弱く、腰椎部の支持を標準値よりも弱くするように駆動することができる。従って、着座者個々人が持つ固有の身体形状特徴に対し、より適切に対応した支持状態を得ることができ、長時間着座による疲労をより確実に軽減することができる。
【００２４】
請求項１の発明では、腰椎部の支持を着座者の背面全体の荷重合計に対する第３腰椎及びその周辺の荷重合計の割合で行い、胸椎部の支持を着座者の背面全体の荷重合計に対する第１０胸椎から第１２胸椎及びその周辺の荷重合計の割合で行うことができる。従って、胸椎部、腰椎部ごとに、より適切な支持状態を得ることができ、長時間着座による疲労をより確実に軽減することができる。
【００２５】
請求項２の発明では、背面形状分類手段によって、着座者の背面形状をＳ字型、直線型、猫背型の少なくとも３通りに分類することができる。目標状態設定手段によって着座者の着座支持状態の目標状態を背面形状の分類に応じて設定することができる。着座状態検出手段では、着座者の着座支持状態を検出することができる。そして駆動手段により背面形状の分類に応じて検出した着座支持状態が設定した目標状態となるように胸椎支持可変手段及び腰椎支持可変手段を駆動することができる。従って、着座者個々人が持つ固有の身体形状特徴に応じた適切な支持状態を自動的に得ることができ、長時間着座による疲労を確実に軽減することができる。
【００２６】
請求項２の発明では、目標状態設定手段は着座者の胸椎部及び腰椎部の支持状態の標準値を予め設定し、背面形状がＳ字型に分類されるとき胸椎部の支持を標準値よりも弱く、腰椎部の支持を標準値よりも強く設定し、背面形状が直線型に分類されるとき胸椎部の支持を標準値よりも強く、腰椎部の支持を標準値よりも弱く設定し、背面形状が猫背型に分類されるとき胸椎部の支持を標準値よりも弱く、腰椎部の支持を標準値よりも弱く設定することができる。従って、着座者個々人が持つ固有の身体形状特徴に、より適切に応じた支持状態を得ることができ、長時間着座による疲労をより確実に軽減することができる。
【００２７】
請求項３の発明では、請求項２の発明の効果に加え、目標状態設定手段は腰椎部の支持を着座者の背面全体の荷重合計に対する第３腰椎及びその周辺の荷重合計の割合で設定し、胸椎部の支持を着座者の背面全体の荷重合計に対する第１０胸椎から第１２胸椎及びその周辺の荷重合計の割合で設定することができる。従って、胸椎部、腰椎部の各部位ごとに適切な支持状態を得ることができ、長時間着座による疲労をより確実に軽減することができる。
【００２８】
請求項４の発明では、請求項２又は３の発明の効果に加え、胸椎部支持可変手段はシートバックを上下中間部で折れ変形させる中折れ機構であり、腰椎部支持可変手段はシートバックの下部側に設けたランバーサポートであり、駆動手段は胸椎部の支持を標準値よりも強くするとき中折れ機構によりシートバック上部を同下部に対し前傾方向へ駆動すると共に、胸椎部の支持を標準値よりも弱くするときは中折れ機構によりシートバック上部を同下部に対して後傾方向へ駆動し、腰椎部の支持を標準値よりも強くするときはランバーサポートをシートバックに対し突出方向へ駆動すると共に、腰椎部の支持を標準値よりも弱くするときはランバーサポートをシートバックに対し反突出方向へ駆動することができる。従って、中折れ機構とランバーサポートとの２種の簡便な機構により、適切な支持状態を容易に得ることができ、長時間着座による疲労を確実に軽減することができる。
【００２９】
請求項５の発明では、請求項２又は３の発明の効果に加え、胸椎部支持可変手段はシートバックの上部側に設けたチェストサポートであり、腰椎部支持可変手段はシートバックの下部側に設けたランバーサポートであり、駆動手段は胸椎部の支持を標準値よりも強くするときは上部側のチェストサポートをシートバックに対し突出方向へ駆動すると共に、胸椎部の支持を標準値よりも弱くするときは上部側のチェストサポートをシートバックに対し反突出方向へ駆動し、腰椎部の支持を標準値よりも強くするときは下部側のランバーサポートをシートバックに対し突出方向へ駆動すると共に、腰椎部の支持を標準値よりも弱くするときは下部側のランバーサポートをシートバックに対して反突出方向へ駆動することができる。従って、チェストサポート、ランバーサポートの簡便な機構により、適切な支持状態を容易に得ることができ、長時間着座による疲労をより確実に軽減することができる。
【００３０】
請求項６の発明では、請求項２又は３の発明の効果に加え、胸椎部支持可変手段はシートバックの上部側に設けた空気袋であり、腰椎部支持可変手段はシートバックの下部側に設けた空気袋であり、駆動手段は胸椎部の支持を標準値よりも強くするときは上部側の空気袋の内圧を増加するように駆動すると共に、胸椎部の支持を標準値よりも弱くするときは上部側の空気袋の内圧を減少するように駆動し、腰椎部の支持を標準値よりも強くするときは下部側の空気袋の内圧を増加するように駆動すると共に、腰椎部の支持を標準値よりも強くするときは下部側の空気袋の内圧を減少するように駆動することができる。従って、２個の空気袋の内圧調整によって、適切な支持状態を容易に得ることができ、長時間着座による疲労を確実に軽減することができる。
【００３１】
請求項７の発明では、請求項２又は３の発明の効果に加え、背面形状分類手段はシートクッションに設けた着座センサ及びシートバックへの接触を検出可能な接触センサを備え、着座センサにより着座者のシートクッションに対する臀部最後端位置を検出すると共に、シートクッションを平坦角度、且つシートバックを直立角度に設定した状態で、胸椎部支持可変手段及び腰椎部支持可変手段を駆動し、接触センサの接触検出時の胸椎部支持可変手段及び腰椎部支持可変手段の駆動量を検出し、臀部最後端位置及び胸椎部支持可変手段及び腰椎部支持可変手段の駆動量から背面形状を分類することができる。従って、着座者は自己の背面形状分類を気にすることなく、各着座者の背面形状を確実且つ容易に分類することができ、適切な支持状態を容易に得ることができ、長時間着座による疲労を確実に軽減することができる。
【００３２】
請求項８の発明では、請求項４又は５の発明の効果に加え、着座状態検出手段は、シートバックに内蔵された圧力感応型の着座センサの検出値により、着座支持状態を検出することができる。従って、シートに大きな改変をすることなく、着座支持状態を確実に検出することができ、適切な支持状態を容易に得ることができ、長時間着座による疲労を確実に軽減することができる。
【００３３】
請求項９の発明では、請求項４又は５の発明の効果に加え、着座状態検出手段は、前記シートバックに設けられたランバーサポート、中折れ機構、チェストサポートの駆動力の検出値により着座支持状態を検出することができる。従って、直流モータで駆動する場合には、入力電圧を変化させたときの起動トルクから着座支持状態を検出することができ、新たな検出機構の追加をすることなく、適切な支持状態を容易に検出することができ、長時間着座による疲労を確実に軽減することができる。
【００３４】
請求項１０の発明では、請求項６の発明の効果に加え、着座状態検出手段はシートバックに内蔵された空気袋の内圧により着座支持状態を検出することができる。従って、新たな検出部材を追加することなく、着座支持状態を検出することができ、適切な支持状態を容易に得ることができ、長時間着座による疲労を確実に軽減することができる。
【００３５】
請求項１１の発明では、請求項２〜１０の何れかの発明の効果に加え、着座検出手段の検出した着座状態を表示手段によって表示することができ、該表示によって姿勢の修正、若しくは自動調節の駆動を促す警告を与えることができ、着座者は容易に調整の必要性を知ることができ、適切な調節により長時間着座による疲労を確実に軽減することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態にかかるシートの概略構成図である。まず、シート１は本実施形態において車両用シートとして適用するが、船舶、航空機、その他のシートとしても適用することができる。
【００３７】
前記シート１は、シートバック３及びシートクッション５からなっている。前記シートバック３には、着座者の胸椎部に相当するシートバック上部７が着座者の腰椎部に相当するシートバック３の下部９に対し前後方向へ傾動できるように構成されている。すなわちシートバック３の上部７は、下部９に対し中折れ機構１１で連結されている。中折れ機構１１は、例えばリクライニングデバイスのような機構で構成されており、モータの駆動によってシートバック３の上部７が下部９に対し前後方向へ傾動できるようになっている。
【００３８】
又、シートバック３の下部９にはランバーサポート１３が設置されている。ランバーサポート１３は、例えば乗員の腰椎部に相当する部分に板状の部材が配置され、この板状の部材がシートバック下部９のフレームに対し前後方向へ移動可能にする機構によって支持され、その移動を例えばモータ駆動によって行っている。そして、前記中折れ機構１１の駆動によって、シートバック３の上部７がシートバック３の下部９に対し前後方向へ傾動し、着座者の胸椎部の支持状態を可変として胸椎支持可変手段を構成し、前記ランバーサポート１３は着座者の腰椎部の支持状態を可変として腰椎支持可変手段を構成している。
【００３９】
前記シートバック７内には、乗員の着座荷重を検出可能な背面着座センサアレイ１５が内蔵され、シートクッション５には乗員の着座荷重を検出可能な座面着座センサアレイ１７が内蔵されている。各センサアレイ１５，１７は、シートバック５、シートクッション７の表皮内に配置され、着座した乗員にはセンサアレイ１５，１７の存在が感じないように配置されている。
【００４０】
前記各センサアレイ１５，１７の出力は、背面形状判定部１９へ入力され、この背面形状判定部１９によって各センサアレイ１５，１７からの荷重出力に基づき着座者の背面形状をＳ字型、直線型、猫背型の少なくとも３通りに分類する。従って、各センサアレイ１５，１７及び背面形状判定部１９は本実施形態において背面形状分類手段を構成している。
【００４１】
又、各センサアレイ１５，１７の出力は、支持状態判断部２１へも入力されるようになっている。支持状態判断部２１では、各センサアレイ１５，１７の荷重出力に基づいて着座者の着座支持状態を検出するものである。従って、各センサアレイ１５，１７及び支持状態判断部２１は、本実施形態において着座状態検出手段を構成している。
【００４２】
支持状態判断部２１の判断結果は、駆動制御部２３と、表示手段２５とに入力されるようになっている。又、駆動制御部２３には、支持状態設定部２７からの信号も入力されるようになってる。支持状態設定部２７は、着座者の着座支持状態の目標状態を前記背面形状の分類に応じて設定し、駆動制御部２３に入力するものであり、本実施形態において目標状態設定手段を構成している。又、支持状態設定部２７の信号は、前記表示手段２５にも入力されるようになっている。
【００４３】
前記駆動制御部２３は、例えばマイクロコンピュータなどによって構成され、前記背面形状の分類に応じて検出した着座支持状態が、設定された目標状態となるように前記中折れ機構１１及びランバーサポート１３のモータを駆動するものである。従って、中折れ機構１１及びランバーサポート１３のモータと駆動制御部２３とは本実施形態において、胸椎支持可変手段及び腰椎支持可変手段を駆動する駆動手段を構成している。
【００４４】
前記表示手段２５は、例えば車両インストルメントなどに備えられたモニターで構成され、前記支持状態判断部２１によって検出した着座支持状態及び支持状態設定部２７によって設定した目標状態などが表示されるようになっている。
【００４５】
次に、本実施形態において、着座者の背面形状を判定し、シートの長時間着座による疲労を軽減する適切な支持状態を提供する流れを図２のフローチャートを用いて説明する。
【００４６】
着座者がシート１に着座すると、まずステップＳ１において、着座者の背面形状の分類を判定し、ステップＳ２において背面形状分類に応じた目標支持状態を設定しステップＳ３へ移行する。ステップＳ３においてセンサアレイ１５，１７により現在の荷重分布を取得し、ステップＳ４において胸椎部および腰椎部の荷重のシートバック全体荷重に対する割合を計算し、ステップＳ５へ移行する。ステップＳ５においてモニター画面１７に表示し、ステップＳ６において、ステップＳ２で設定した目標支持状態と現在の支持状態とを比較し、目標状態を満たしていない場合は、ステップＳ７にて駆動方向を判定し、ステップＳ８にて駆動を行う。本発明は、このループを目標状態に至るまで繰り返すことで、背面形状に応じた疲労を軽減する適切な支持状態を提供するものである。
【００４７】
図２のステップＳ１の背面形状判定の処理の流れを、図３のフローチャートおよび図４の駆動概要図、図５〜７の背面形状の分類判定状態を用いて説明する。背面形状の判定は、着座者が着座した状態で、ステップＳ１１においてシート角度初期設定の処理が実行され、図４のようにシート１の上部７および下部９を直立角度に設定し、かつシートクッション３を平坦角度にした状態に設定しステップＳ１２へ移行する。シート１の上部７および下部９の直立角度は、例えば、中折れ機構１１が折れ角零の状態で、シートバック３のシートバックフレームが垂直になる角度とする。また、シートクッション３の平坦角度とは、例えば、シートクッション５のクッションフレームが水平になる角度とする。
【００４８】
ステップＳ１２においては、可動装置駆動の処理が実行され、中折れ機構１１を前方へ傾動し、同時にランバーサポート１３を前方へ突出するよう駆動する。ステップＳ１３では、接触荷重検出の処理が実行され、シートバック３の上部７および下部９に内蔵されたセンサアレイ１５により、随時荷重が検出されステップ１４へ移行する。ステップ１４にて、接触したか否かの判断が実行され、前記ステップＳ１３で検出された荷重が、予め設定されているシートバック３の上部７表面に身体Ｂが接触したことを判定するにたる微少な所定量の荷重に一致したか否かが判断され、接触したと判断されるまで、ステップＳ１２，Ｓ１３が繰り返され、接触したと判断されたらステップＳ１５へ移行する。従って、本実施形態においてシートバック上部のセンサアレイ１５は、接触センサを構成している。
【００４９】
ステップＳ１５では、可動量記憶の処理が実行され、駆動が停止した時のモータの駆動量を記憶し、ステップＳ１６の可動量より相対位置計算の処理により、センサアレイ１５の中から検出荷重が予め設定された荷重に一致するセンサを抽出し、該センサのシートバック３の上部７での位置を胸椎部接触位置２９、シートバック３の下部９での位置を腰椎部接触位置３１とし、ステップＳ１５で記憶した駆動量から相対的な位置関係を計算し、ステップＳ１７へ移行する。
【００５０】
ステップＳ１７では、臀部最後端位置検出の処理が実行され、シートクッション５に内蔵されたセンサアレイ１７において、臀部最後端位置３３を検出し、ステップＳ１８へ移行する。
【００５１】
ステップＳ１８では、背面形状分類判定の処理が実行され、人体背面形状３５を、胸椎部接触位置２９、腰椎部接触位置３１および臀部最後端位置３３の３点の相対関係から、図５、図６，図７に示すように分類する。
【００５２】
図５では、臀部最後端位置３３が浅く、かつ中折れ機構１１が上部７を前方へ傾動させ、かつランバーサポート１３が突出している状態であり、この場合をＳ字型に分類する。図６では、臀部最後端位置３３が深く、かつ背面中折れ機構１１の傾動が小さく、かつランバーサポート１３の突出も小さい状態であり、この場合を直線型に分類する。図７では、臀部最後端位置３３が深く、かつ中折れ機構１１が前方へ傾動し、かつランバーサポート１３の突出量が小さい状態であり、この場合を猫背型に分類する。
【００５３】
次に、図２のステップＳ２の目標状態設定の処理について、図８に示すフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ２１において、図２のステップＳ１において分類された着座者の背面形状により処理を分岐する。背面形状の分類がＳ字型である場合はステップＳ２２へ移行し、直線型である場合はステップＳ２３へ移行し、猫背型である場合はステップＳ２４へ移行する。
【００５４】
前記ステップＳ２２では、背面形状の分類がＳ字型である場合、疲労を軽減する適切な支持状態として、着座時の胸椎部支持割合Ｐ１が、あらかじめ実験により求めた胸椎部支持割合の標準値Ｎ１に対して、小さくなるように目標状態を設定する。同時に、着座時の腰椎部支持割合Ｐ２が、あらかじめ実験により求めた腰椎部支持割合の標準値Ｎ２に対して、大きくなるように目標状態を設定する。
【００５５】
前記ステップＳ２３では、背面形状の分類が直線型である場合、疲労を軽減する適切な支持状態として、着座時の胸椎部支持割合Ｐ１が、あらかじめ実験により求めた胸椎部支持割合の標準値Ｎ１に対して、大きくなるように目標状態を設定する。同時に、着座時の腰椎部支持割合Ｐ２が、あらかじめ実験により求めた腰椎部支持割合の標準値Ｎ２に対して、小さくなるように目標状態を設定する。
【００５６】
前記ステップＳ２４では、背面形状の分類が猫背型である場合、疲労を軽減する適切な支持状態として、着座時の胸椎部支持割合Ｐ１が、あらかじめ実験により求めた胸椎部支持割合の標準値Ｎ１に対して、小さくなるように目標状態を設定する。同時に、着座時の腰椎部支持割合Ｐ２が、あらかじめ実験により求めた腰椎部支持割合の標準値Ｎ２に対して、小さくなるように目標状態を設定する。
【００５７】
図２のステップＳ４の荷重割合計算の処理では、シートバック３全体の着座センサ出力合計に対する第１０胸椎から第１２胸椎及びその周辺の範囲の荷重合計を胸椎部支持割合とし、またシートバック３全体の着座センサ出力合計に対する第３腰椎及びその周辺の範囲の荷重合計を腰椎部支持割合としている。
【００５８】
図２のステップＳ６の目標状態か否かの判断処理を図９を用いて説明する。まず、ステップＳ６１において、背面形状分類が何れかかを判断する。ここでは図２のステップＳ１において分類された着座者の背面形状により処理を分岐する。それぞれの背面形状分類における目標支持状態は、図２のステップＳ２において、設定されているため、図２のステップＳ４において求められた現在の胸椎部支持割合Ｐ１および腰椎部支持割合Ｐ２と標準値の支持割合Ｎ１，Ｎ２とをステップＳ６２〜Ｓ６７において比較し、目標状態に至っていない場合は、駆動方向を判定する。
【００５９】
駆動方向の判定Ｓ７は、胸椎部支持状態においては、ステップＳ７１〜Ｓ７３にて行われ、目標状態に比べ、支持が不足している場合は胸部が前傾する方向へ中折れ機構１１を駆動し、支持が強すぎる場合は胸部が後傾する方向へ中折れ機構１１を駆動する。
【００６０】
一方、腰椎部支持状態においては、ステップＳ７４〜Ｓ７６にて行われ、目標状態に比べ、支持が不足している場合は腰部を突出する方向へランバーサポート１３を駆動し、支持が強すぎる場合は奥部が引き込む方向へランバーサポート１３を駆動する。
【００６１】
図２のステップＳ５の画面表示処理では、例えば図１０に示すように、目標状態３７に対する胸椎部および腰椎部の現在の状態３９，４１を画面表示し、かつ現在の荷重分布４３や現在の可動機構の状態４５も同時に画面表示することで、着座者への座り方に対するフィードバックを行い、着座者が任意に調整する場合は着座者による適正状態への回復を促進することができる。また調整を自動的に行う場合でも現在の調整状態を一目で確認することができ、調整の可、不可を確認することができる。
【００６２】
このようにして、着座者の背面形状をＳ字型、直線型、猫背型の少なくとも３通りに分類し、背面形状の分類に応じて胸椎支持及び腰椎支持を変更して、着座者個々人が持つ固有の身体形状特徴に応じた適切な支持状態を得ることができ、長時間着座による疲労を大幅に軽減することができる。
【００６３】
また、背面形状がＳ字型に分類されるとき、胸椎部の支持である胸椎部支持割合Ｐ１を予め定められた標準値Ｎ１に対して小さくすることにより弱く、且つ腰椎部の支持である腰椎部支持割合Ｐ２を標準値Ｎ２に対して大きくすることにより強くするように駆動することができ、背面形状が直線型に分類されるとき、胸椎部の支持Ｐ１を標準値Ｎ１よりも強く腰椎部の支持Ｐ２を標準値Ｎ２よりも弱くするように駆動することができ、背面形状が猫背型に分類されるときは胸椎部の支持Ｐ１を標準値Ｎ１よりも弱く、腰椎部の支持Ｐ２を標準値Ｎ２よりも弱くするように駆動することができる。従って、着座者個々人が持つ固有の身体形状特徴に対し、Ｐ１，Ｐ２を適切に設定し、より適切に対応した支持状態を得ることができ、長時間着座による疲労をより確実に軽減することができる。
【００６４】
さらに、腰椎部の支持Ｐ２を着座者の背面全体の荷重合計に対する第３腰椎及びその周辺の荷重合計の割合で行い、胸椎部の支持Ｐ１を着座者の背面全体の荷重合計に対する第１０胸椎から第１２胸椎及びその周辺の荷重合計の割合で行うので、胸椎部、腰椎部ごとに、より適切な支持状態を得ることができ、長時間着座による疲労をより確実に軽減することができる。
【００６５】
また、胸椎部支持可変手段はシートバック３を上下中間部で折れ変形させる中折れ機構１１であり、腰椎部支持可変手段はシートバック３の下部９側に設けたランバーサポート１３であり、胸椎部の支持Ｐ１を標準値Ｎ１よりも強くするとき中折れ機構１１によりシートバック上部７を同下部９に対し前傾方向へ駆動すると共に、胸椎部の支持Ｐ１を標準値Ｎ１よりも弱くするときは中折れ機構１１によりシートバック上部７を同下部９に対して後傾方向へ駆動し、腰椎部の支持Ｐ２を標準値Ｎ２よりも強くするときはランバーサポート１３をシートバック３に対し突出方向へ駆動すると共に、腰椎部の支持Ｐ２を標準値Ｎ２よりも弱くするときはランバーサポート１３をシートバック３に対し反突出方向へ駆動する。従って、中折れ機構１１とランバーサポート１３との２種の簡便な機構により、適切な支持状態を容易に得ることができ、長時間着座による疲労を確実に軽減することができる。
【００６６】
また、センサアレイ１７により着座者のシートクッション５に対する臀部最後端位置を検出すると共に、シートクッション５を平坦角度、且つシートバック３を直立角度に設定した状態で、シートバック３の上部７、ランバーサポート１３を駆動し、接触検出時の中折れ機構１１及びランバーサポート１３の駆動量を検出し、臀部最後端位置と中折れ機構１１及びランバーサポート１３の駆動量とから背面形状を分類することができる。従って、着座者は自己の背面形状分類を気にすることなく、各着座者の背面形状を確実且つ容易に分類することができ、適切な支持状態を容易に得ることができ、長時間着座による疲労を確実に軽減することができる。
【００６７】
また、シートバック３に内蔵された圧力感応型のセンサアレイ１５の検出値により、着座支持状態を検出することができる。従って、シート１に大きな改変をすることなく、着座支持状態を確実に検出することができ、適切な支持状態を容易に得ることができ、長時間着座による疲労を確実に軽減することができる。
【００６８】
本実施形態において、疲労を軽減する適正支持状態の提供は、図２に示す流れを適正支持状態復帰として行うものであり、適正状態提供は、図２に示す流れを常にループとして行うことにより、経時的な着座の場合にくずれた姿勢に対する復帰を行わせることができ、経時的に適正な支持状態を得るシートとすることができる。なお、適正状態提供を一時的なものとし、表示手段２５を確認しながら着座者の自主的な操作により行うようにすることも可能である。
【００６９】
また、本実施形態において胸椎部の支持状態を変化させる可動機構として、中折れ機構１３を採用したが、図１１のように腰椎部と同様にランバーサポート１３と同様の可動機構のチェストサポート４７をシートバック上部７に内蔵することによっても、同様の効果を得ることが可能である。
【００７０】
すなわち、胸椎部の支持Ｐ１を標準値Ｎ１よりも強くするときは上部７側のチェストサポート４７をシートバック３に対し突出方向へ駆動すると共に、胸椎部の支持Ｐ１を標準値Ｎ１よりも弱くするときは上部７側のチェストサポート４７をシートバック３に対し反突出方向へ駆動し、腰椎部の支持Ｐ２を標準値Ｎ２よりも強くするときは下部９側のランバーサポート１３をシートバック３に対し突出方向へ駆動すると共に、腰椎部の支持Ｐ２を標準値Ｎ２よりも弱くするときは下部９側のランバーサポート１３をシートバック３に対して反突出方向へ駆動することができる。従って、図１１の実施形態では駆動制御部２３及びランバーサポート１３の駆動モータ、チェストサポート４７の駆動モータが駆動手段を構成している。
【００７１】
そして、チェストサポート４７、ランバーサポート１３の簡便な機構により、適切な支持状態を容易に得ることができ、長時間着座による疲労をより確実に軽減することができる。
【００７２】
（第２実施形態）
図１２は本発明の第２実施形態に係るシートの概略構成図を示している。尚、基本的な構成は第１実施形態と略同様であるため、対応する構成部分には同符号を付して説明する。
【００７３】
一方、本実施形態においては、シートバック３の背面着座センサアレイを取り除いた構成となっている。本実施形態においては、前記中折れ機構１１の駆動モータ及びランバーサポート１３の駆動モータの入力電圧が背面形状判定部１９及び支持状態判定部２１に入力されている。一般に直流モータ特性において、トルクと回転数との間には反比例の関係があり、この関係は入力電圧に応じて変化するため、ある負荷に対しモータが起動するトルクを電圧により計測することが可能である。従って、入力電圧を変化させることにより、中折れ機構１１及びランバーサポート１３のモータが微少に回転したときの入力電圧をシートバック上部７及びシートバック下部９に掛かる荷重に変換することができる。すなわち、本実施形態においては、背面形状の分類をするときに、直立角度に設定したシートバック３のシートバック上部７を中折れ機構１１で前方へ変位させ、シートバック上部７が乗員の身体に接触したときのモータの入力電圧の変化を検出することにより接触を検出することができ、本実施形態において、中折れ機構１１のモータは接触センサを構成している。
【００７４】
従って、本実施形態においては、第１実施形態と略同様な作用効果を奏することができる他、シートバック３に設けられたランバーサポート１３、中折れ機構１１の駆動力の検出値により着座支持状態を検出することができる。直流モータで駆動する場合には、入力電圧を変化させたときの起動トルクから着座支持状態を検出することができ、新たな検出機構の追加をすることなく、適切な支持状態を容易に検出することができ、長時間着座による疲労を確実に軽減することができる。シートバック３から着座センサアレイ１５を省略することができ、簡単な構造で背面形状の分類及び着座支持状態の検出を行うことができる。
【００７５】
（第３実施形態）
図１３は第３実施形態に係るシート１の概略構成図を示している。尚、第１実施形態と対応する構成部分には同符号を付して説明する。
【００７６】
一方、本実施形態においては、胸椎部可変支持手段をシートバック３の上部７側に設けた空気袋５１で構成し、腰椎部支持可変手段をシートバック３の下部９側に設けた空気袋４９で構成している。各空気袋４９，５１は、ポンプ５３の吐出口に接続された配管５５を分岐して接続されている。配管５５には、空気袋４９，５１用のバルブ５７，５９が介設されている。バルブ５７，５９は、駆動制御部２３によって駆動制御されるようになっている。従って、本実施形態においては、駆動制御部２３及びバルブ５７，５９が駆動手段を構成している。
【００７７】
そして、胸椎部の支持Ｐ１を標準値Ｎ１よりも強くするときは、上部７側の空気袋５１の内圧を増加するように駆動すると共に、胸椎部の支持Ｐ１を標準値Ｎ１よりも弱くするときは上部７側の空気袋５１の内圧を減少するように駆動し、腰椎部の支持Ｐ２を標準値Ｎ２よりも強くするときは下部９側の空気袋４９の内圧を増加するように駆動すると共に、腰椎部の支持Ｐ２を標準値Ｎ２よりも弱くするときは下部９側の空気袋４９の内圧を減少するように駆動する。
【００７８】
又、本実施形態においても、シートバック３の着座センサアレイは取り除かれており、空気袋４９，５１の内圧により胸椎部及び腰椎部の着座支持状態を検出することができる。
【００７９】
従って、本実施形態においても第１実施形態と略同様な作用効果を奏することができる他、２個の空気袋４９，５１の内圧調整によって、適切な支持状態を容易に得ることができ、長時間着座による疲労を確実に軽減することができる。また、シートバック３から着座センサアレイを省略することができ、構造をさらに簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るシートの概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係り、システム全体のフローチャートである。
【図３】第１実施形態に係り、背面形状分類のフローチャートである。
【図４】第１実施形態に係り、背面形状分類でのシートの駆動状態を示す概略図である。
【図５】第１実施形態に係り、背面形状をＳ字型に分類するときの概略を示す説明図である。
【図６】第１実施形態に係り、背面形状を直線型に分類するときの状態を示す概略説明図である。
【図７】第１実施形態に係り、背面形状を猫背型に分類するときの状態を示す概略説明図である。
【図８】第１実施形態に係り、背面形状の分類に応じた目標状態設定のフローチャートである。
【図９】第１実施形態に係り、背面形状の分類に応じた駆動のフローチャートである。
【図１０】第１実施形態に係り、画面表示の説明図である。
【図１１】第１実施形態の変形例に係るシートの概略構成図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係るシートの概略構成図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係るシートの概略構成図である。
【符号の説明】
１ シート
３ シートバック
５ シートクッション
７ 上部（胸椎部可変手段）
９ 下部
１１ 中折れ機構（胸椎部可変手段）
１３ ランバーサポート（腰椎部可変手段）
１５ 背面着座センサアレイ（着座センサ、接触センサ、背面形状分類手段）
１７ 座面着座センサアレイ（着座センサ、背面形状分類手段）
１９ 背面形状判定部（背面形状分類手段）
２１ 支持状態判断部（着座状態検出手段）
２３ 駆動制御部（駆動手段）
２５ 表示手段
２７ 支持状態設定部（目標状態設定手段）
４７ チェストサポート
４９，５１ 空気袋
５３ ポンプ（駆動手段）
５７，５９ バルブ（駆動手段）

Claims (11)

1. シートバック及びシートクッションから成るシートにおいて、
   着座者の胸椎部の支持状態を可変にする胸椎支持可変手段及び腰椎部の支持状態を可変にする腰椎支持可変手段と、
   着座者の背面形状をＳ字型、直線型、猫背型の少なくとも３通りに分類する背面形状分類手段とを備え、
   前記背面形状の分類に応じて前記胸椎支持可変手段及び腰椎支持可変手段を駆動し、
   前記背面形状がＳ字型に分類されるとき前記胸椎部の支持を予め定められた標準値よりも弱く、且つ前記腰椎部の支持を前記標準値よりも強くするように駆動し、
   前記背面形状が直線型に分類されるとき前記胸椎部の支持を前記標準値よりも強く、且つ前記腰椎部の支持を前記標準値よりも弱くするように駆動し、
   前記背面形状が猫背型に分類されるとき前記胸椎部の支持を前記標準値よりも弱く、且つ前記腰椎部の支持を前記標準値よりも弱くするように駆動し、
   前記腰椎部の支持を、着座者の背面全体の荷重合計に対する第３腰椎及びその周辺の荷重合計の割合で行い、前記胸椎部の支持を、着座者の背面全体の荷重合計に対する第１０胸椎から第１２胸椎及びその周辺の荷重合計の割合で行うことを特徴とするシート。
2. シートバック及びシートクッションから成るシートにおいて、
   着座者の胸椎部の支持状態を可変にする胸椎支持可変手段及び腰椎部の支持状態を可変にする腰椎支持可変手段と、
   着座者の背面形状をＳ字型、直線型、猫背型の少なくとも３通りに分類する背面形状分類手段と、
   着座者の着座支持状態の目標状態を前記背面形状の分類に応じて設定する目標状態設定手段と、
   着座者の着座支持状態を検出する着座状態検出手段と、
   前記背面形状の分類に応じて前記検出した着座支持状態が前記設定した目標状態となるように前記胸椎支持可変手段及び腰椎支持可変手段を駆動する駆動手段とを備え、
   前記目標状態設定手段は、着座者の胸椎部及び腰椎部の支持状態の標準値を予め設定し、
   前記背面形状がＳ字型に分類されるとき前記胸椎部の支持を前記標準値よりも弱く、且つ前記腰椎部の支持を標準値よりも強く設定し、
   前記背面形状が直線型に分類されるとき前記胸椎部の支持を前記標準値よりも強く、且つ前記腰椎部の支持を標準値よりも弱く設定し、
   前記背面形状が猫背型に分類されるとき前記胸椎部の支持を前記標準値よりも弱く、且つ前記腰椎部の支持を標準値よりも弱く設定することを特徴とするシート。
3. 請求項２に記載のシートであって、
   前記目標状態設定手段は、前記腰椎部の支持を、着座者の背面全体の荷重合計に対する第３腰椎及びその周辺の荷重合計の割合で設定し、前記胸椎部の支持を、着座者の背面全体の荷重合計に対する第１０胸椎から第１２胸椎及びその周辺の荷重合計の割合で設定することを特徴とするシート。
4. 請求項２又は３に記載のシートであって、
   前記胸椎部支持可変手段は、前記シートバックを上下中間部で折れ変形させる中折れ機構であり、
   前記腰椎部支持可変手段は、前記シートバックの下部側に設けたランバーサポートであり、
   前記駆動手段は、前記胸椎部の支持を前記標準値よりも強くするときは前記中折れ機構によりシートバック上部を同下部に対し前傾方向へ駆動すると共に、前記胸椎部の支持を前記標準値よりも弱くするときは前記中折れ機構によりシートバック上部を同下部に対し後傾方向へ駆動し、且つ前記腰椎部の支持を前記標準値よりも強くするときは前記ランバーサポートをシートバックに対し突出方向へ駆動すると共に、前記腰椎部の支持を前記標準値よりも弱くするときは前記ランバーサポートをシートバックに対し反突出方向へ駆動することを特徴とするシート。
5. 請求項２又は３に記載のシートであって、
   前記胸椎部支持可変手段は、前記シートバックの上部側に設けたチェストサポートであり、
   前記腰椎部支持可変手段は、前記シートバックの下部側に設けたランバーサポートであり、
   前記駆動手段は、前記胸椎部の支持を前記標準値よりも強くするときは前記チェストサポートをシートバックに対し突出方向へ駆動すると共に、前記胸椎部の支持を前記標準値よりも弱くするときは前記チェストサポートをシートバックに対し反突出方向へ駆動し、且つ前記腰椎部の支持を前記標準値よりも強くするときは前記ランバーサポートをシートバックに対し突出方向へ駆動すると共に、前記腰椎部の支持を前記標準値よりも弱くするときは前記ランバーサポートをシートバックに対し反突出方向へ駆動することを特徴とするシート。
6. 請求項２又は３に記載のシートであって、
   前記胸椎部支持可変手段は、前記シートバックの上部側に設けた空気袋であり、
   前記腰椎部支持可変手段は、前記シートバックの下部側に設けた空気袋であり、
   前記駆動手段は、前記胸椎部の支持を前記標準値よりも強くするときは前記上部側の空気袋の内圧を増加するように駆動すると共に、前記胸椎部の支持を前記標準値よりも弱くするときは前記上部側の空気袋の内圧を減少するように駆動し、且つ前記腰椎部の支持を前記標準値よりも強くするときは前記下部側の空気袋の内圧を増加するように駆動すると共に、前記腰椎部の支持を前記標準値よりも弱くするときは前記下部側の空気袋の内圧を減少するように駆動することを特徴とするシート。
7. 請求項２又は３に記載のシートであって、
   前記背面形状分類手段は、前記シートクッションに設けた着座センサ及び前記シートバックへの接触を検出可能な接触センサを備え、
   前記着座センサにより着座者のシートクッションに対する臀部最後端位置を検出すると共に、前記シートクッションを平坦角度且つ前記シートバックを直立角度に設定した状態で、前記胸椎部支持可変手段及び腰椎部支持可変手段を駆動し前記接触センサの接触検出時の該胸椎支持可変手段及び腰椎部支持可変手段の駆動量を検出し、
   前記臀部最後端位置と胸椎部支持可変手段及び腰椎部支持可変手段の駆動量とから前記背面形状を分類することを特徴とするシート。
8. 請求項４又は５に記載のシートであって、
   前記着座状態検出手段は、前記シートバックに内蔵された圧力感応型の着座センサの検出値により前記胸椎部及び腰椎部の着座支持状態を検出することを特徴とするシート。
9. 請求項４又は５に記載のシートであって、
   前記着座状態検出手段は、前記ランバーサポート及び中折れ機構又はランバーサポート及びチェストサポートの駆動力の検出値により前記胸椎部及び腰椎部の着座支持状態を検出することを特徴とするシート。
10. 請求項６に記載のシートであって、
    前記着座状態検出手段は、前記シートバックに内蔵された空気袋の内圧により着座支持状態を検出することを特徴とするシート。
11. 請求項２〜１０の何れかに記載のシートであって、
    前記着座検出手段の検出した着座支持状態を表示する表示手段を設けたことを特徴とするシート。

Images