JP4083106B2 - シートボルスタシステム装置および方法（ｓｅａｔｂｏｌｓｔｅｒｓｙｓｔｅｍａｐｐａｒａｔｕｓａｎｄｍｅａｔｈｏｄ） - Google Patents

Description

本発明は、一般に、シートに座っている人の筋肉疲労および不快感を減少させるための装置、より詳細には、シート、特に自動車シート用の調整可能なボルスタ（Bolsters for automobile seats）に関する。

車両シートには、通常、座っている人がシートの中心に留まっていられるよう補助するために、ボルスタがシートバックの両側に利用されている。ボルスタは、一般に、座っている人の胴体がその座っている人の胸郭の底部近くで納まるよう垂直方向に配置される。ボルスタは、座っている人を横方向（a lateral direction）に動かす可能性のある車両の操縦中に、その座っている人を固定した位置に維持するよう補助する。

座っている人の体格は人によって大きく異なっているので、種々の位置調節可能なボルスタが開発されてきた。これらの調節可能なボルスタにより、座っている人は、横方向の運動制御を所望な程度に維持しつつ、その人の体格により合うようにシートのボルスタ間の領域を調整することができる。例えば、特許文献１には、調節可能なボルスタシステムの一例が開示されている。

既存のボルスタシステムでは、一般に、ボルスタの位置を調整するための手段の一部としてボーデンタイプのけん引ケーブルアセンブリが利用されている。ボーデンケーブルは、ワイヤがスリーブまたは導管を通って軸方向に滑動する同軸機械装置である。
米国特許第５，８５７，７４３号明細書

上記のボーデンケーブルシステムは、人間工学的な設計の装置における可動部にけん引を働かせるための効率的な手段であり得るが、比較的大きな空間を必要とする。また、これらの既存システムで利用されているボーデンケーブルメカニズムでは、制御信号に対するボルスタ調整メカニズムのレスポンス時間が遅くなり、そのためこれらの既存システムは、動的に調整可能なボルスタシステムには不適切なものとなっている。

さらにボーデンケーブルアセンブリはモジュラではなく、通常、ユニット全体を取り替えなければならない。さらに既存ボルスタシステムは、左右で異なるボルスタアセンブリを必要とし、これらは交換可能ではない。これらの要因により、既存ボルスタ調整メカニズムに関連する製造、収納、組立てコストが増加する。

よって、本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、上述した従来の問題の少なくとも一つを克服することを目的とする。

上記課題を解決すべく、本発明の一態様によれば、よりコンパクトでモジュラパッケージ設計の、より速い調整レスポンスを有する調整可能なボルスタシステムが提供される。

本発明の別の態様によれば、主として自立型（self-contained）の設計であり調節可能な取付機能を有する動的に調整可能なボルスタシステムが提供される。

本発明の別の態様によれば、それぞれ個々のボルスタに対して独立した調整が可能な調整可能なボルスタシステムが提供される。

本発明のさらに別の態様によれば、変化し続ける走行状況中に、車両内に座っている人に働く様々な横方向の力に適応することが可能な、動的ボルスタ調整システムと互換性のあるボルスタシステムが提供される。

本発明の上記の態様に従って、車両のシートフレームに接続された取付板と、取付板に滑動可能に接続された調整可能なボルスタスライダと、調整可能なボルスタスライダと通じており、アクチュエータおよびギアセットを有する駆動ユニットとを備えた、車両シート内で使用されるアクティブ（能動的）なボルスタシステムが提供される。

これらの態様は、本発明に関連する数限りない態様の単なる例示であり、いかなる意味においても限定的なものとみなすべきではない。本発明のこれらのおよび他の態様、特徴、利点は、参照図面を合わせ見ることにより、以下の詳細な説明から自明となろう。

次に、現在知られている本発明を実施するための最良の形態を例示している図面についてより詳細に説明する。なお、全図を通じて同じ参照文字（符号）は同じ部分を示している。

以下の詳細な説明においては、本発明の完全な理解を提供するために、数々の具体的な詳細事項について記載する。しかし、これらの具体的な詳細がなくとも本発明を実践できることは、当業者には理解されるであろう。たとえば、本発明は、図に示されている限られた特定種の工業用のものの範囲に限定されない。他の例においては、本発明を曖昧なものとせず明確化するために、周知の方法、手順、および構成要素については詳細な説明を省略した。

図１〜図４に、車両シート用のアクティブなボルスタシステムを例示する。アクティブなボルスタシステム１０は、シートボルスタに連動するものである。シートボルスタには、図４に表されている別個のユニット１４、または図１〜３に表されている調整可能なボルスタスライダ２０上に集積型圧力面３６を備えることができる。ボルスタ調整メカニズム１６が、シートボルスタ１４の位置を変え、それにより、シートに座っている人に提供される横方向（水平方向）のサポートが変更される。

ボルスタ調整メカニズム１６は、取付板１８と、調整可能なボルスタスライダ２０と、駆動ユニット２２とを備える。本実施形態では、シートボルスタ１４はシートに座っている人とボルスタ調整メカニズム１６との間に設置される。他の実施形態では、ボルスタクッションが間に置かれていないために、ボルスタ調整メカニズム１６および特に後述する圧力面３６が、座っている人に直接作用する。本明細書に記載するアクティブなボルスタシステムは、これらの実施形態のいずれの動作にも適切なものである。

取付板１８は、シートフレーム１２に固定される。取付板１８には、案内部２４とフレーム取付部２６とが設けられている。図１〜図４に示される実施形態では、フレーム取付部２６には、複数の取付穴２８が設けられ、それらを通るようにして、ボルト、リベット、ねじ、または他の同様の装置が挿入される。これにより、取付板１８がシートフレーム１２に固定される。また、他の取付手段、たとえば溶接や接着剤を利用して、取付板を固定することもできる。

案内部２４は、以下に詳細に説明する調整可能なボルスタスライダ２０の運動を案内し、且つ、駆動ユニット２２用の取付面を設けるという二重の役割（目的）を果たすものである。この案内部２４は、フレーム取付部２６から垂直に立ち上がる一対の平行な壁３０，３２と、それらの壁３０，３２間に延在する上面３４とによって形成される。図示の実施形態では、駆動ユニット２２が調整可能なボルスタスライダ２０と通じることを可能にするアクセスホール（図示せず）が上面３４に設けられる。アクセスホールは、駆動ユニット２２と連動するギア装置を収容するための、任意の適切な形状およびサイズとすることができる。

調整可能なボルスタスライダ２０は、圧力面３６と調整アーム３８とを備える。また、シートボルスタ１４は、圧力面３６に接続される。調整アーム３８には、狭くて圧力面より細長い構成が、取付板１８の案内部２４と相互に作用するように設けられる。調整メカニズムの組み立てにおいて、幅ｗの調整アーム３８は、壁３０，３２と、フレーム取付部２６と、取付板１８の上面３４とによって画成される空間内に挿入される。メカニズムの動作中に、この空間が、スライダ２０の調整アーム３８が走行する経路の一部を画成する。調整アーム３８は、駆動ユニット２２内の歯車（図示せず）に係合する一片の歯車４０を含むものである。図示の実施形態では、調整アーム３８は、角度を有する（angular）形状、例えば円弧または弓状（arcuate）を成す。

駆動ユニット２２は、アクチュエータ４２とギアセット４４とを備える。図示の実施形態では、アクチュエータ４２は電動機（an electric motor）である。好ましい配置としては、アクチュエータ４２がギアセット４４に直接接続される。駆動ユニット２２内のギアセット４４は、調整アーム３８上の一片の歯車４０と噛み合うようにされる。ギアセットは、アクチュエータ４２の駆動力を調整アーム３８に伝達するよう配置された一連のギア（図示せず）を含む。

この種のギアセットは当該技術分野で周知のものであり、よって以下の実施形態では、添付図面に詳細に示することを省略した。一実施形態では、アクチュエータ４２は、アクチュエータからギアセット４４に向かって延在する出力軸を有している。第１のベベルギアは、出力軸の端に固定され、アクチュエータによって出力軸とともに回転する。

第２のベベルギアは、第１のベベルギアに対して９０度の角度に配向するように設けられ、それと係合する。また、第２のベベルギアは、ギアセット４４のハウジングに固定された柱に回転可能に取り付けられる。さらに、第２のベベルギアは、ギアセット４４から下方に延在して、調整アーム３８の歯車４０に係合する。またさらに、第２のベベルギアは、別個であるが接続されている二つのギアから構成され、一方は第１のベベルギアと係合し、第２のものは調整アームの歯車４０に係合する。

代替実施形態では、アクチュエータ４２の回転を調整アーム３８に伝達するために、三つ以上のギアを利用するギアセットが設けられる。調整アーム３８の運動を制御するために、これらの代替ギアセットのギア比を変えてもよい。また、当該技術分野で周知である更に他のギア配置を、上述した実施形態の代替手段としてもよい。

また、駆動ユニット２２には、駆動ユニット２２を案内部２４の上面３４に固定できるようにするための取付面（図示せず）が設けられる。駆動ユニット２２の取付面および取付板１８の上面３４には、駆動ユニット２２を取付板１８の上面に枢動可能に取り付けるための手段が設けられる。

このような駆動ユニット２２を枢動可能に取り付けるための手段により、アクチュエータが取付板１８に対して回転できるようになり、それにより、シートフレームに対するボルスタ調整メカニズムのためのさまざまな取付位置が実現し、アクティブなボルスタシステムの柔軟性を増大させることができる。

一実施形態では、駆動ユニット２２を枢動自在に取り付けるための手段が、取付板１８の上面３４にある複数の取付穴（図示せず）によって形成される。別の実施形態では、駆動ユニット２２を枢動自在に取り付けるための手段は、駆動ユニット２２および取付板１８の上面３４に回転可能に接続された取付ピン（図示せず）を備える。取付ピンは、駆動ユニットのギアセット４４の略中心点および取付板１８の上面３４の略中心点に接続されることが好ましい。また、当技術分野では周知である他の取付配置を適宜用いることもできるが、本明細書においてはその詳細は省略する。

上述した直接駆動システムは、シートボルスタを制御するためのボーデンケーブルを使用しないので、その結果、よりコンパクトなボルスタ調整パッケージを実現できる。また、このような配置により、左右のボルスタ調整メカニズムをそれぞれ独自に取り除いて取り替えることが可能となるモジュラ設計をも実現できる。さらに、駆動ユニットの調整可能な取付機能により、シートの左右両側に用いて有用な単一の設計が可能となる。

アクチュエータ４２は、回転する際にギアセット４４を駆動する。続いて、ギアセット４４は、横方向に、一片の歯車４０とともにスライダ２０を駆動する。アクチュエータ４２およびギアセット４４の回転量および回転方向が、スライダ２０の走行量および走行方向を決定する。角度を有する円弧形状の調整アーム３８を備えた好ましい実施形態では、結果として生じる圧力面３６の動きは弓状となる。

アクティブなボルスタシステムは、動的ボルスタ調整システムを用いた操作に、特に適している。このようなシステムにおいては、アクティブなボルスタシステムは、制御ユニットおよび多くの車両性能センサとともに動作する。制御ユニットとしては、マイクロコンピュータ、プログラマブルコントローラ、または当該技術分野で知られている他の任意の適切なプログラマブルユニットを挙げることができる。

制御ユニットは、左右のボルスタアセンブリの駆動ユニットと通じており、独立してそれを制御する。一実施形態では、車両性能センサは、加速度センサと、速度センサと、操舵角度センサとを含む。これらのセンサのそれぞれが、車両操作中に、現在の加速度、速度、または操舵角度を制御ユニットに反映する信号を連続的に送出する。これらの信号から、制御ユニットは、車両内に座っている人に対して作用している、そのときのおおよその横方向の力を計算する。その横方向の力の量および方向に基づいて、制御ユニットは、左右のボルスタのそれぞれのための適切な位置決めを判断する。

次いで、制御ユニットは、これらの位置を達成するために必要なそれぞれのアクチュエータの回転量および回転方向の信号を送出する。次に、制御ユニットは、それぞれの駆動ユニットのアクチュエータに適切な方向に所望の量だけ回転するよう指示する別個の信号を左右のボルスタアセンブリの駆動ユニットに送信する。その結果、座っている人に対して作用している現在の水平方向の力に基づいて、左右のシートボルスタが、シートに座っている人のために最適な横方向のサポートを提供するように適切に位置決めされる。

本発明の他の目的、特徴および利点は、当業者には自明であろう。本発明の好ましい実施形態を例示し、説明したが、これらは例示であって本発明を限定するものではない。

本発明の一実施形態によるアクティブなボルスタメカニズムの透視図である。 第一の配向に位置するアクチュエータを備える本発明の一実施形態によるアクティブなボルスタメカニズムの側面図である。 第二の配向のアクチュエータを示す図２のアクティブなボルスタメカニズムの側面図である。 本発明の一実施形態によるアクティブなボルスタメカニズムの上から見た動作範囲の一部を示す概略図である。

符号の説明

１０…アクティブなボルスタシステム、１２…シートフレーム、１４…ユニット、１６…ボルスタ調整メカニズム、１８…取付板、２０…調整可能なボルスタスライダ、２２…駆動ユニット、２４…案内部、２６…フレーム取付部、２８…取付穴、３０，３２…一対の平行な壁、３４…上面、３６…集積型圧力面、３８…調整アーム、４０…一片の歯車、４２…アクチュエータ、４４…ギアセット。

Claims (29)

1. シートフレーム上に取り付けられ得るシートフレーム取付部と案内部とを有する取付板と、
   前記取付板に滑動自在に通じており、集積型圧力面、該集積型圧力面に固定された集積型調整アーム、および該集積型調整アームと連動する集積型歯車片を有する調整可能なボルスタスライダと、
   前記取付板に通じるアクチュエータとギアセットとからなる駆動ユニットと、
   を備えており、
   前記ギアセットが前記集積型歯車片に直接通じ該集積型歯車片とともに前記集積型調整アームを横方向に駆動するものである、
   車両シート用のアクティブな横方向ボルスタシステム。
2. 前記アクチュエータが前記ギアセットに直接通じるものである、
   請求項１記載のアクティブな横方向ボルスタシステム。
3. 前記アクチュエータが電動機である、
   請求項１記載のアクティブな横方向ボルスタシステム。
4. 前記調整アームおよび前記集積型歯車片が、弓状を成すものである、
   請求項１記載のアクティブな横方向ボルスタシステム。
5. 前記調整アームが前記案内部内に滑動し、
   前記案内部が前記調整可能なボルスタスライダの運動を案内する、
   請求項１記載のアクティブな横方向ボルスタシステム。
6. 前記案内部が上面を有しており、
   前記ギアセットが前記案内部の前記上面に直接取り付けられたものである、
   請求項１記載のアクティブな横方向ボルスタシステム。
7. 前記案内部の前記上面は、前記駆動ユニットが複数の配向で前記案内部に取り付け可能であるように位置決めされた複数の取付穴を有する、
   請求項６記載のアクティブな横方向ボルスタシステム。
8. 前記ギアセットが前記集積型歯車片の上方に直接位置決めされるものである、
   請求項１記載のアクティブな横方向ボルスタシステム。
9. 前記駆動ユニットが、前記案内部の前記上面に枢動可能に取り付けられるものである、
   請求項６記載のアクティブな横方向ボルスタシステム。
10. 前記駆動ユニットの前記枢動可能な取り付けが、前記駆動ユニットを前記案内部の前記上面に回動可能に接続する取付ピンによる、
    請求項９記載のアクティブな横方向ボルスタシステム。
11. 前記取付ピンが前記上面に対して略中心位置に設けられている、
    請求項１０記載のアクティブな横方向ボルスタシステム。
12. シートフレーム上に取り付けられ得るシートフレーム取付部と案内部とを有する取付板と、
    前記取付板に滑動可能に接続されており、集積型圧力面、該集積型圧力面に固定されかつ角度を有した形状を成す集積型調整アーム、および該集積型調整アームと連動する集積型歯車片を有する調整可能なボルスタスライダと、
    調整可能なボルスタ板に通じており、アクチュエータとギアセットとを含んでおり、該アクチュエータが該ギアセットに直接通じるように且つ該ギアセットが前記集積型歯車片に直接通じ該集積型歯車片とともに前記集積型調整アームを横方向に駆動するように設けられた駆動ユニットと、
    を備えており、
    前記ギアセットが前記取付板に枢動可能に取り付けられるものである、
    車両シート用のアクティブな横方向ボルスタシステム。
13. 車両シートに接続するように構成され、シートフレーム上に取り付けられ得る取付板と、
    前記取付板に接続され、集積型圧力面、該集積型圧力面に固定された集積型調整アーム、および該集積型調整アームと連動する集積型歯車片を有する調整可能なボルスタスライダと、
    前記調整可能なボルスタスライダの前記集積型歯車片に直接通じ該集積型歯車片とともに前記集積型調整アームを横方向に駆動する枢動駆動ユニットと、
    を備える、車両シート用のアクティブな横方向ボルスタシステム。
14. 前記車両シートのフレーム上に固定されている取付板に枢動可能に取り付けられたギアセットに通じるアクチュエータを用いて回転駆動力を生成するステップと、
    ボルスタに連動し且つ前記アクチュエータからギアセットを通じて調整可能なボルスタスライダの横方向の運動に前記回転駆動力を伝達するステップと、
    前記取付板の案内部を通じて前記調整可能なボルスタスライダの前記横方向の運動を案内するステップと、
    を備え、
    前記ボルスタスライダは、前記取付板に滑動自在に通じており、集積型圧力面、該集積型圧力面に固定された集積型調整アーム、および該集積型調整アームと連動する集積型歯車片を有し、前記回転駆動力を伝達するステップにおいて、前記ギアセットが前記集積型歯車片に直接通じ該集積型歯車片とともに前記集積型調整アームを横方向に駆動する車両シート上の横方向ボルスタの位置をアクティブに調整する方法。
15. 前記ギアセットの外形寸法が、前記取付板の実質的に外周内の寸法である、
    請求項１記載のアクティブな横方向ボルスタシステム。
16. 前記調整可能なボルスタスライダの外形寸法が、少なくとも１方向（１次元）において前記取付板の実質的に外周内の寸法である、
    請求項１記載のアクティブな横方向ボルスタシステム。
17. シートフレーム上に取り付けられ得るシートフレーム取付部と案内部とを有する取付板と、
    前記案内部と相互に作用し、集積型圧力面、該集積型圧力面に固定された集積型調整アーム、および該集積型調整アームと連動する集積型歯車片を有する調整可能なボルスタスライダと、
    前記案内部に取り付けられ、前記調整可能なボルスタスライダと通じるギアセットと、
    前記ギアセットと直接係合するアクチュエータと、
    を備えており、
    前記ギアセットが前記集積型歯車片に直接通じ該集積型歯車片とともに前記集積型調整アームを横方向に駆動し、
    前記取付板と、前記調整可能なボルスタスライダと、前記ギアセットと、前記アクチュエータとが、前記車両シートフレームに一体に取り付けられるように集積化された横方向ボルスタ調整パッケージを形成する、
    車両シートフレーム用のモジュラ式横方向ボルスタ調整メカニズム。
18. 前記車両シートフレームが左右のボルスタを備えており、
    前記集積化された横方向ボルスタ調整パッケージが前記左または右のボルスタのいずれかとともに使用するのに適したものである、
    請求項１７記載のモジュラ式横方向ボルスタ調整メカニズム。
19. それぞれ前記左および右のボルスタのために設けられており、且つ、互いに独立に、動作し並びに装着及び除去され得る、第１および第２の集積化された横方向ボルスタ調整パッケージを備える、
    請求項１７記載のモジュラ式横方向ボルスタ調整メカニズム。
20. シートフレーム上に取り付けられ得る少なくとも１つの取付台と、
    集積型圧力面、該集積型圧力面に固定された集積型調整アーム、および該集積型調整アームと連動する集積型歯車片を有するボルスタスライダに滑動して係合するようにされた案内部と、
    ギアセットがボルスタスライダ上の前記集積型歯車片と駆動係合するように該ギアセットを位置決めするよう配置されたギアセットケーシングと、
    を備え、
    前記ギアセットが前記集積型歯車片とともに前記集積型調整アームを横方向に駆動する横方向ボルスタ調整メカニズム用ハウジング。
21. 前記取付台、前記滑動案内部、および前記ケーシングのそれぞれが集積して組み付けられるものである、
    請求項２０記載の横方向ボルスタ調整メカニズム用ハウジング。
22. 当該ハウジングはプラスチック製のものである、
    請求項２０記載の横方向ボルスタ調整メカニズム用ハウジング。
23. 電動機のためのシートを更に備えており、
    前記シートは、前記電動機が前記ギアセットと駆動係合するように該電動機を配置するためのものである、
    請求項２０記載の横方向ボルスタ調整メカニズム用ハウジング。
24. 集積型圧力面と、該集積型圧力面に固定された集積型調整アームと、該集積型調整アームに連動する集積型歯車片とを有するボルスタスライダを準備するステップと、
    前記ボルスタスライダの前記調整可能なアームを、シートフレーム上に取り付けられ得るハウジングの案内部に挿入するステップと、
    前記集積型歯車片とともに前記集積型調整アームを横方向に駆動するギアセットを前記案内部に取り付けるステップと、
    前記ギアセットを前記ボルスタスライダの前記集積型歯車片に係合させるステップと、を備える、
    シートフレームを有する車両シートのためのモジュラ式横方向ボルスタ調整メカニズムの組立方法。
25. アクチュエータを前記ギアセットに係合させるステップを更に備える、
    請求項２４記載のモジュラ式横方向ボルスタ調整メカニズムの組立方法。
26. ボルスタスライダであって、
    前記ボルスタスライダは、シートフレーム上に取り付けられ得る取付板に滑動自在に通じており、かつ集積型圧力面と、
    該集積型圧力面に固定された集積型調整アームと、
    前記集積型調整アームと連動する集積型歯車片と、
    を備え、
    前記取付板に通じる駆動ユニットのギアセットが前記集積型歯車片に直接通じており、該ギアセットと該集積型歯車片とにより前記集積型調整アームが横方向に駆動されるシートボルスタ調整メカニズム用の横方向ボルスタスライダ。
27. 前記集積型調整アームおよび集積型歯車片が弓形を成すものである、
    請求項２６記載のシートボルスタ調整メカニズム用の横方向ボルスタスライダ。
28. シートフレーム上に取り付けられ得る集積型シートフレーム取付部と、
    案内部と、
    ギアセットを直接取り付けられ且つ前記案内部に連動する上面と、
    を備えるギアセットとボルスタスライダとを有する横方向シートボルスタ調整メカニズム用の取付板であって、
    前記ボルスタスライダは、前記取付板に滑動自在に通じており、集積型圧力面、該集積型圧力面に固定された集積型調整アーム、および該集積型調整アームと連動する集積型歯車片を有し、前記ギアセットが前記集積型歯車片に直接通じ該集積型歯車片とともに前記集積型調整アームを横方向に駆動する、横方向シートボルスタ調整メカニズム用の取付板。
29. 前記案内部が、前記ボルスタスライダを滑動可能に支持し且つ該ボルスタスライダの運動を案内するものである、
    請求項２８記載の横方向シートボルスタ調整メカニズム用の取付板。

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