JP4556661B2 - 運転姿勢調節装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用のシートに着座する運転者の運転姿勢を調節する運転姿勢調節装置に関する。

従来より、自動車が旋回する際の運転感覚を向上させるために、乗車用シートの端部を盛り上げた形状（サイドサポート）とし、運転者の上体が車体左右方向に必要以上に変位しないようにすることが良いことが広く知られている。しかし、単純にシートにサイドサポートを設ける構成とすると、車両直進時に運転者の姿勢自由度が制限されて快適性を損ねるので、サイドサポートを可動式とし、車両の走行状態に応じて変化させるものとして、例えば特開平１−１３６８３８号公報（特許文献１）に開示されたものが知られている。

同様に、旋回時の運転感覚を向上させることを目的とし、シートを車体に対して揺動可能に支持し、車両の旋回に伴い運転者に車体横方向の慣性力（遠心力）が働いた場合でも、重力と遠心力の合力の方向に釣り合うように旋回時にシートを振り子状に動作させることにより、サイドサポートを用いずに運転者の負担を軽減するものとして、例えば特開平８−５８４５３号公報（特許文献２）に開示されたものが知られている。

更に、旋回する際の運転感覚を向上させるには、運転者の左右方向の動きだけではなく、運転者の前後方向への姿勢変化をも制御することが必要であるとして、前後左右の２方向にシート制御を行ったものとして、特開平５−８５２３５号公報（特許文献３）に開示されたものが知られている。
特開平１−１３６８３８号公報 特開平８−５８４５３号公報 特開平５−８５２３５号公報

ここで、発明者らの鋭意検討により、運転感覚に与える影響として、車体上下方向の姿勢変化が大きな要素になることが判明した。しかしながら、上記した各特許文献に記載された技術は、旋回時における運転者の状態の動きのうち、車体上下方向の姿勢変化についてほとんど重要視されていないのが現状である。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、車両を旋回させる際に、運転者が上下方向へ姿勢が変化することを抑制して運転中の上体姿勢を安定に保持し、運転感覚を向上させることのできる運転姿勢調節装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、少なくとも一部が車両のシートバックに対して上下方向に変位可能なシートクッションを備え、シートに着座した運転者の運転姿勢を調節する運転姿勢調節装置において、前記シートバック内の左端、及び右端にそれぞれ設けられた一対のシートサイドフレームと、前記各シートサイドフレーム間を連結する連結用シートフレームと、車体或いは運転者の、車体左右方向またはヨー方向の運動状態量、或いは乗員がシートに与える荷重のいずれかを検出するシートスプリングと、を備え、前記シートスプリングは、前記連結用シートフレームの下側前方に設けられ、弾性を有する長尺形状をなし、その両端が前記各シートサイドフレームに支持され、且つ前記シートクッションに結合されており、更に、一端が前記連結用シートフレームに対して回動可能に軸支され、他端が前記シートスプリングに結合された少なくとも２個のスプリングリテーナと、を備え、車体或いは運転者の、車体左右方向またはヨー方向の運動状態の変化、或いは運転者がシートに与える荷重の変化により、前記シートスプリングが車体後方に撓む力が作用した際には、前記スプリングリテーナが前記連結用シートフレームを軸として回動して、前記シートスプリングが下方に押される力を利用して、前記シートクッションを下方に移動させ、前記運転者に対して、車体の下方向に向く力を付与することを特徴とする。

本発明の運転姿勢調節装置によれば、運転者または車両の運動状態、或いは運転者と車両間の相対運動に応じてシートクッションを下方に移動させるので、旋回初期に運転者の上体が車体上方へ姿勢変化することを抑制することができ、運転中の平衡感覚を安定に保持し、運転操作を安定化させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、本発明を達成するに至る原理と実験結果について説明する。

車両が旋回する際には、運転者は旋回に伴う遠心力に抗して自らの上体を旋回内側方向へ傾斜させるのが一般的な運転者の挙動である。

特に、車両が直進状態から旋回状態へ移行する過渡的な旋回時には、運転者は旋回に伴い自らの上体を旋回方向内側へ傾斜させると同時に、注視点を無限遠方からコーナのクリッピングポイント周辺に移動させるために上体をひねって旋回方向内側を正視するように自らの姿勢を変化させる。

即ち、このような状況においては、運転者には遠心力に対抗して身体を保持するタスクと、上体を捻って注視点を移動させるタスクが同時に発生していることになる。この２つの動きは外力に対して体を支えながら積極的に体を動かさなければならないという相反する動きであるため、運転負荷が高い状態にある。

特に、比較的操舵速度の速いレーンチェンジのような走行シーンでは、運転負荷が過大となって運転姿勢が乱れるために、結果的に注視点を見失うことがあることが発明者らの実験によりわかってきた。図１は、このときの様子を示す説明図である。

図１に示したレーンチェンジ条件において、車両位置（１）から車両位置（２）に至るまでの間に運転者は、レーンチェンジのための操舵操作を開始する。このとき、前述のように運転者は自らの上体を旋回方向内側へ傾斜させると同時に、注視点を無限遠方からコーナのクリッピングポイント周辺に移動させるために上体をひねって旋回方向内側を正視するように自らの姿勢を変化させる。

図２は、シート背面の体圧中心の移動を示す特性図、及び運転者の注視点の変化を示す説明図である。上記した運転者の姿勢の変化に伴い、シートと上体の接触面の面圧分布が変化する。ここで、通常の車両（ノーマルとして表記した）では、図２（ｃ）に示したように接触面の荷重中心は側方かつ上方へ変化する現象が起こる場合がある（現象が起こる、起こらないは車両の特性によって若干異なる）。

このように、上体のシートとの接触面の荷重中心が上方へ移動する現象が起こる車両では、レーンチェンジ開始後、図１の車両位置（３）に到達したときに、図２（ｄ）に示すように注視点がばらつく現象が確認される。

このとき、被験者としての運転者に運転中にどこを見ていたかを主観的に答えさせると、「［３］で示したパイロンを見ている」というコメントが得られる。

しかし、実際には、注視点を分析するアイマークレコーダを着用して走行した場合のデータを分析すると、注視点が被験者の意識どおりとはならずにばらついてしまっている。このような現象が起こるとき、自分の思い通りに車両が動いていないと感じてしまい、例えば頭部が大きく内傾した姿勢となってしまうなど、上体の姿勢が乱れるとともにハンドル操作に乱れが生じて運転操作に乱れが生じることがある。

発明者らは、実験により、この姿勢変化を抑制することによって、注視点が安定し、安定した運転感覚が得られるようになることを掴んだ。

ここで、シートを振り子状に動作させ、サイドサポートが無くても運転者の負担を軽減できるようにした従来技術として、例えば特許文献２が開示されていることは前述した。このような振り子状に動作させる構成では、揺動軸が運転者よりも下方にある場合では、結果的に旋回に応じて運転者が車体に対して下方に移動するという点で、ある程度の効果が発揮される。

しかし、この従来技術を用いた場合、図２２（ａ）〜（ｃ）に示すように、前方の視界を安定に保つために重要な頭部の姿勢を地球座標系に対して一定に保つことができない場合が生じ、目的に反して注視点を見失うという逆効果が発生する場合がある。

また、前述したようなシート背面の荷重中心軌跡の特徴には、左右差が生じる傾向があることも観測された。図３，図４は、直進状態〜レーンチェンジ〜直進状態と車両状態が変化する過程において、シートと運転者の上体との接触面の荷重中心の軌跡が推移する様子を測定したものであり、図３は左車線から右車線へのレーンチェンジ、図４は右車線から左車線へのレーンチェンジの挙動を示している。

図３に示すように、右ハンドル車では左車線から右車線へのレーンチェンジでの操舵初期、即ち、同図（ａ）中の車両位置（１）から車両位置（２）に至る区間にシート背面の荷重中心が上方へ移動する一方で、図４に示す左旋回時（右車線から左車線へのレーンチェンジ）では、シート背面の荷重中心は側方へ移動する傾向が強いことを掴んだ。

一般的な自動車において、同一な旋回半径で方向が異なるコーナを走行する場合、右旋回と左旋回で運転感覚が異なることを訴える運転者が多く見られる。これは、一般的に運転席が車体中央から左右いずれかにオフセットした位置に配置されていることにより、運転者からの前方視界が左右非対称となったり、例えばロールなどの車両挙動が発生した際、運転席の位置での上下動が左右旋回で逆方向になる等、運転席位置での運動が左右旋回で非対称となることが、左右旋回で感覚が異なる主たる原因であると考えられる。

この結果として、左右いずれかの旋回時にのみステアリング操作が乱れ、例えば右旋回時において運転し難いと指摘されることがある。このときの実際の運転を観測すると、左旋回時に比べてステアリング操作が不安定、例えば、修正舵が多く、転舵速度が大きくなる等の現象が観察される。この左右の運転感覚の差から生じる運転操作の乱れも、上体の姿勢変化の左右差を低減することにより改善されることが判った。

以下、上記した左旋回、右旋回の挙動の相違についての実験結果をふまえて、本実施形態の具体的な構成について説明する。図５〜図７は、本発明の第１の実施形態に係る運転姿勢調節装置の構成を示す説明図であり、図５は運転姿勢調節装置を含む車両用シートの全体斜視図、図６は運転姿勢調節装置の正面図、図７は同側面図である。

図５に示すように、一般的な車両用シートは、シートバックＰの内部に左右に１対のシートサイドフレーム１が設置されており、本実施形態の運転姿勢調節装置では、このシートサイドフレーム１間にシートの沈み込み量や反発量を調整するためのシートスプリング（変化量検出手段）２を設ける。

このシートスプリング２は、図５に示す波型に成型されたものを用いることが一般的である。これに加えて、左右のシートサイドフレーム１の間に連結用シートフレーム３を取り付ける。更に、車両用シートを構成するシートクッションの一部を他の部分から分離した別体構成とし、この別体とされたシートクッション４を、ホグリング７でシートスプリング２に締結する。

連結用シートフレーム３の取り付け位置は、図６（ａ）に示すように、シートスプリング２より上方であり、且つ、図７に示すように、シートスプリング２よりも距離ａだけ後方とされている。この距離ａは、後述する効果が得られる長さとなるように任意に設定する。また、シートスプリング２の両端は、シートサイドフレーム１に設けられる筒状のスプリングホルダ５に挿入して取り付ける。

更に、連結用シートフレーム３にスプリングリテーナ６を回転可能に取り付け、スプリングリテーナ６の他の端部（下側の端部）は、図６（ｂ）に示すようにフック状に成型してシートスプリング２に取り付ける。このスプリングリテーナ６は伸縮しない素材を用いる。

次に、図８に示す動作説明図を参照して、本実施形態に係る運転姿勢調節装置の作用について説明する。同図（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図を示している。

車両が直進している状態では、シートバックＰ（図５参照）の荷重重心はシートの左右方向でほぼ中央に位置する。しかし、例えば車両が旋回に移行する場合には、運転者がコーナ内側を向こうとする意思と、車両及び運転者に働く慣性力（いわゆる横Ｇ）の双方の要因により、荷重重心はシートバックＰの面内で旋回外側方向へ移動する（図８中の矢印Ｙ１参照）。即ち、運転者は車体の左右方向、或いはヨー回転方向への変位、速度、或いは加速度などの運転状態量を有することになる。

このとき、シートスプリング２は図８（ａ）に示すように、車両後方に向かって変形する。すると、図８（ｃ）に示すように、シートスプリング２は連結用シートフレーム３の周りに回転する。このとき、図８（ｂ）に示すように、シートスプリング２の端部はスプリングホルダ５内で下方へ移動し、シートスプリング２の変位量に応じてシートスプリング２が撓む。その結果として、図８（ｃ）に示すように、シートスプリング２が下方へと移動する。シートスプリング２とシートクッション４の一部は固定されているので、同時にシートクッション４も下方へと移動する。

つまり、シートクッション４が下方へ移動することにより運転者を安定に支えることができる。このようにして、本実施形態に係る運転姿勢調節装置では、運転者或いは車体の動作状態或いは運転者と車体との相対的な動作に応じて、シートクッション４が車体の上下方向に変位するので、車両旋回時には運転者の状態が車体上方へ姿勢変化することを抑制でき、運転中の平衡感覚を安定に保持することができ、運転操作を安定化させることができる。この際、図７に示した距離ａの長さを大きくとると、シートクッション４の移動量を大きくすることができる。

ここで、本実施形態では、左右一対のスプリングリテーナ６を連結用シートフレーム３に取り付け、シートスプリング２を支持する構成とした場合の例を示したが、左右いずれか一方とする構成とすることも可能である。また、連結用シートフレーム３をクランク状に形成し、且つ左右のスプリングリテーナ６の長さを異なる構成とすることも可能である。

即ち、運転者の上下方向の変位特性を、左右方向或いはヨー回転方向で異なるように設定することも可能である。このような構成とすることにより、上下方向へのシート変位特性を左右で異なるようにすることができるので、シートバックＰに加えられる荷重の移動の左右差を補償することができ、平衡感覚を保持することにより運転感覚が向上するという効果に加え、運転席が車体中心に対して左右のいずれかにオフセットすることにより生じる運転感覚の左右差を低減することができる。

また、本実施形態では、連結用シートフレーム３に取り付けられたスプリングリテーナ６が、シートバックＰに加えられる荷重分布の変化によりパッシブに変位する構成を示したが、スプリングリテーナ６を電気的にアクティブに回転させる構成とすることも可能である。この場合には、シートバックＰの内部に荷重センサを配設し、更に、シートサイドフレーム１にスプリングリテーナ６を回転させるためのモータを配設し、荷重センサの出力信号に応じてモータを回転駆動させてスプリングリテーナ６を回転させる構成とすることもできる。このような構成においても、シートバックＰに加えられる運転者による荷重に応じてシートクッション４の位置を調節し、運転者の姿勢を安定化させることができる。

また、スプリングリテーナ６の設置状態を左右対称とした上で、スプリングリテーナ６の変位量に応じた運転者の上下方向の変位特性を左右で変化させることにより、シートクッション４の変位量を左右で異なるように設定することができる。即ち、上記のようにシートバックＰに荷重センサを設け、この荷重センサの検出値に応じて、スプリングリテーナ６を回転させるモータの回転角度を調整することにより、実質的に上下方向へのシートの変位特性を左右で異なるように設定することができる。

図９は、本発明の第２の実施形態に係る運転姿勢調節装置の構成を示す説明図である。同図に示すように、車両用のシートに設けられた左右１対のシートサイドフレーム１間にはシートの沈み込み量や反発量を調整するための波型に成型されたシートスプリング２が取り付けられている。

本実施形態においては、このシートスプリング２の末端を、一端に拡張されたストッパ部を有するスライドシャフト１１に挿入し、カシメ部８で固定する。このスライドシャフト１１は、シートサイドフレーム１に固定されたスライド部外筒１２を貫通するように取り付けられる。このとき、スライドシャフト１１にスプリングリテーナ１３とコイルスプリング１４を挿入し、スライドシャフト１１の中間部に設けられたスナップリング溝１５にスナップリング１６、ワッシャ１９を挿入する。

スライドシャフト１１端末のストッパ部１７とスナップリング溝１５間の距離は、コイルスプリング１４の自由長とスライド部外筒１２の長さの合計よりも短く設定し、スライドシャフト１１がスライド部外筒１２に組み込まれた状態においてコイルスプリング１４に与圧が与えられるようにする。ここで与える与圧は、一般的な体格を有する運転者が直進走行時の着座姿勢を取った場合にはコイルスプリング１４の変位が起きない程度の値に設定する。

このスライド部外筒１２は、図１０の模式図に示すように、車体に対して略上下方向に伸びるシートサイドフレーム１に対して、所定の角度θを有するようにシートサイドフレーム１に固定する。なお、コイルスプリング１４のばね定数を「ｋ」として示している。更に、スライドを容易にするために、このスライド部外筒１２の両端には自己潤滑性を有する例えばポリアセタール樹脂のような素材のブッシュ１８を挿入しておく。

また、シート背面に取り付けられるクッションのうち、運転者の腰椎付近にあたるシートクッション４を、他のクッションとは分割した構造とし、このシートクッション４とシートスプリング２とを、ホグリング７を用いて締結する。

以下、本実施形態の作用について説明する。運転者が通常の着座姿勢を取る直進走行時等では、シートスプリング２の曲げ剛性のみで運転者の体重を支えることになる。一方、比較的高Ｇが発生する旋回時には、運転者はステアリングホイールとシートバックＰの間で腕を突っ張ることによって自らの上体を保持しようとするため、シートバックＰに加えられる荷重が増加する。このシートバックＰに加えられる荷重の増加が起こることにより、与圧を与えられたコイルスプリング１４の圧縮が開始され、スライドシャフト１１が斜め下方へ移動し、シートスプリング２と一体となってシートクッション４が僅かに下方へ移動する。この下方への移動量は大きく取ることは難しいが、下方移動量を５ｍｍ程度確保すれば本発明の効果は十分に得られる。

このようにして、第２の実施形態に係る運転姿勢調節装置では、シートに着座する運転者が通常姿勢である場合には、シートバックＰに加えられる荷重をシートスプリング２の剛性により支持し、車両旋回時に高Ｇが発生し、シートバックＰに加えられる荷重が増大した場合には、コイルスプリング１４が圧縮されてシートスプリング２が下方へ変位するので、シートクッション４を下方へ移動させることができ、運転者の運転姿勢を安定化させることができる。

また、コイルスプリング１４に付与されている与圧に抗して該コイルスプリング１４が圧縮された際に、前記シートスプリング２が下方に変位する構成、即ち、シートバックＰに加えられる荷重値、或いは荷重分布の重心位置が所定値以上変化したときに、シートクッション４が下方へ変位する。

従って、車体或いは運転者の運動状態、或いは車両と運転者の相対的な運動状態の変化量が一定値を超えるまではシートクッション４が動かないように設定されるため、ほぼ直進と見なせる走行状態の場合等に、不要に運転者の姿勢制御を行うことを回避することができる。その結果、姿勢制御が頻繁に行われることを防止し、運転者が感じる違和感を軽減することができる。

図１１は、本発明の第３の実施形態に係る運転姿勢調節装置の構成を示す斜視図、図１２は、図１１に示した各方向から見たときの矢視図である。本実施形態では、シートバックＰに取り付けられるクッションのうち、運転者の腰椎付近にあたるシートクッション４を他のクッションとは分割した構造とし、このシートクッション４とシートスプリング２をホグリング７によって締結する。この際、可動部分となるシートクッション４の変位量を阻害しないように、該シートクッション４と他の部分のクッションとの間には僅かな空隙を設けておく。

図１２に示すように、左右のシートサイドフレーム１には管状のシートスプリング保持部（規制手段）２１を設ける。このシートスプリング保持部２１は、図１２（ｃ）に示すように、シート前方から見てシートサイドフレーム１と略平行に取り付ける。また、図１２（ａ）に示すように、シート側方から見て、シートバック平行線と角度θを持つように取り付ける。この角度θは、シートバック平行線と水平軸の為す角度をαとすると、０≦θ≦αの範囲となるようにする。

また、シートスプリング２の末端は、取り付け前の状態においては図１２（ｃ）に示すように、シート側方の位置から見て湾曲部を有するように形成し、シート組み立て時には、この湾曲したシートスプリング２の末端を、シートスプリング保持部２１の管内に圧入してこの管内に与圧を与える。

そして、車両直進時等で、運転者が通常の着座姿勢を取った場合には、シートバックＰに加えられる荷重中心は、シートバックＰのほぼ中央付近に位置するため、主にシートスプリング２のシートバックＰ内での曲げ剛性によって、運転者の体重を支えることとなる。

他方、車両旋回時には、旋回開始に伴い運転者の姿勢が変化すると、シートバックＰの荷重中心は旋回外側方向へ向かって移動する。このような変化が起こると、シートスプリング２の取り付け端からシートバックＰの荷重中心点までの距離が短くなり、波型に形成されたスプリング２の波形数が減少するため、その区間のシートスプリング２の曲げ剛性が見かけ上増加する。

すると、与圧を与えて組みつけられたシートスプリング２の末端部に変位が起こり、この末端部と、シートスプリング保持部２１との間の内力が減少する。これに伴い、シートスプリング２の末端がシートスプリング保持部２１内部をずり落ちてシートスプリング２全体が下方へ変位する。シートスプリング２とシートクッション４の可動部はホグリング７で固定されているため、最終的にシートクッション４が下方へと変位する。

こうして、シートクッション４が下方へ移動することにより、運転者を安定な姿勢に保持することができる。

このようにして、第３の実施形態に係る運転姿勢調節装置では、シートスプリング２の末端部分を湾曲形状とし、この湾曲部を筒状のシートスプリング保持部２１内に圧入することにより与圧を与え、車両旋回時にシートスプリング２に通常時よりも大きな荷重が加えられた際には、この与圧に抗してシートスプリング２が下方に変位する。その結果、シートクッション４を下方へ移動させることができ、車両旋回時における運転者の姿勢を安定に保持することができる。

即ち、一般的にシート内に設けられ、シートクッションを保持しているスプリングに、変形方向を規制するシートスプリング保持部（規制手段）２１を設けたので、スプリングに荷重が加えられて変形した際にシートクッションが下方へ移動する構造を安価かつ簡潔な構成で実現できる。

また、スプリングの変形方向を規制するシートスプリング保持部２１を左右の２箇所に設けることにより、運転者の荷重が左側に加えられたときと右側に加えられたときでシートクッション４の変位量が異なるように設定することができ、車両の旋回方向に応じた適切な運転姿勢の調整が可能となる。

また、本実施形態においては、シートスプリング２末端に設けられるシートスプリング保持部２１は単なる筒形状としているが、下方への変位をスムーズに行わせるために、筒内部は極力表面粗さを低く抑えた仕上げとし、高粘度のグリスを封入しておくと良い。同様にシートスプリング２末端部も成型時に皺が発生することの無いような成型方法及び熱処理方法を取ることが望ましい。

次に、本発明の第４の実施形態に係る運転姿勢調節装置を、図１３，図１４に基づいて説明する。図１３（ａ）は車両に搭載されるノーマルシートの構成を示す斜視図、同図（ｂ）は、第４の実施形態に係る運転姿勢調節装置の構成図を示し、図１４（ａ）は運転姿勢調節装置の一部の上面図、同図（ｂ）は軸受け部の詳細図である。

本実施形態では、図１３（ａ）に示すノーマルシート背面の腰椎付近で、且つシートサイドフレーム１間に、上述の実施形態で示した波型形状のシートスプリング２の代わりに、図１３（ｂ）に示す如くの、２つの板ばね３１、シャフト３２、スナップリング等からなる機構（プリロード付与手段）を取り付ける。

図１４（ａ）に示すように、左右の板ばね３１は、それぞれシャフト３２が貫通する構造とし、シャフト３２に挿入されたスナップリング３３により保持される構造を備えている。このシャフト３２はシート内側の第２のシャフト３２ｂとシート外側に位置する第１のシャフト３２ａに分割されている。

また、図１４（ｂ）に示すように、第２のシャフト３２ｂの一端はＤ字形状に成型しておき、同様にＤ字形状に成型されたシートサイドフレーム１の軸受け部３７の軸受け部穴３４に挿入される。第２のシャフト３２ｂの他の一端は太く成型された拡管部３８とされており、内部にメスねじを成型しておく。

一方、第１のシャフト３２ａは、回転可能なようにシートサイドフレーム１にベアリング３５によって支持されており、一端には調整ノブ３６を取り付ける。他の一端には、第２のシャフト３２ｂの拡管部３８に形成されたメスねじ部と勘合するようなオスねじを成型し、第２のシャフト３２ｂにねじ込んで組み立てられる。このような構成とすると、第１のシャフト３２ａの端部に取り付けられた調整ノブ３６を回転させることにより、板ばね３１の与圧を任意に調整することができる。

更に、従来のシートではシートサイドフレーム１に設けられている波状に成型されたスプリング（弾性体）２とシート表面のクッションの双方が撓むことで運転者の体重を支えていたが、本実施形態においては通常直進時においては、シート表面のクッションの撓みだけで運転者の体重を支えることとする。このため、通常直進時におけるシート背面への荷重の範囲内では、図中に示した板ばね３１が撓むことの無い範囲に板ばね３１の与圧を設定する。

直進時などの通常の着座姿勢を取った場合には、シートバックＰの荷重中心は、シートバックＰのほぼ中央付近に位置するため、主にシートクッション（可動クッション）４の撓みによってのみ運転者の体重を支えることになり、内部の板ばね３１の撓みは発生しない。

一方、車両が旋回し、旋回開始に伴い運転者の姿勢が変化すると、シートバックＰの荷重中心は旋回外側方向へ向かって移動する。すると、シート内部の左右の板ばね３１のいずれかに運転者の体重が集中して加えられるため、板ばね３１に加えられていた与圧を乗り越えてシート背面が大きく撓むこととなる。

ここで、シートバックＰは、通常の運転姿勢においては、車体垂直面に対して後方に傾斜しているので、運転者が着座するシートの背面が大きく撓んだ場合には、運転者の上体は車体に対して後方に移動すると同時に、下方へ移動する方向に力が作用する。

このときのシート背面の下方向への移動が、転舵に伴う運転者姿勢の伸び上がりを低減させるので、平衡感覚を安定化することができ結果的に運転感覚を向上させることができる。

このようにして、本実施形態に係る運転姿勢調節装置では、車両旋回時に運転者がシートバックＰに加える荷重が増大した際には、板ばね３１が大きく撓むことになり、この板バネ３１に撓みにより生じる力が、運転者を下方へ移動させる方向に働くので、運転者の運転姿勢を安定に保持することができる。

ここで、本実施形態においては、板ばね３１の与圧を運転者自ら調整できるようにする機構を付与した。これにより運転者の個人差によらず、自ら運転感覚が最も向上する与圧量を選択することができる。

また、左右板ばね３１の与圧量を異なる特性とすることで、図３，図４に示した如くの、上体姿勢変化の左右差を補償することができる。図１５，図１６に、このような特性を実現する方法の一例を示している。第１のシャフト３２ａと第２のシャフト３２ｂが噛み合うねじ部の全長が本来の与圧調整幅である。そして、ここでは調整ノブ３６とシートサイドフレーム１間、シートサイドフレーム１と板ばね３１間のそれぞれにストローク規制用のスナップリング３９を挿入して、与圧の調整範囲を規制している。

ここで、左側板ばね３１の与圧調整範囲を右側板ばね３１の与圧調整範囲よりも与圧量が小さい側に設定する。これにより、右ハンドルに機構を組み付けた場合、右旋回では、左旋回時と比較してシートの沈み込み量が大きくなるため、図３，図４のような上体姿勢変化の左右差を補償することができる。

更に、図１６の特性図に示すように、右側板ばね３１と左側板ばね３１の調整範囲をある程度オーバーラップさせておくのが良い。これは、例えば仮眠を取る場合など、運転中以外の状況では必ずしも左右のシート沈み込み特性に差を与える必要が無い場合が存在するためであり、このような場合には調整ノブ３６を適切に調整することにより、沈み込み量を左右で等しくし、従来のシート同様の使い勝手を確保することができる。

また、ここではシートバックＰの内部に与圧を与えた板ばね３１を組み込んだ実施形態を示したが、これ以外にも同様の機構をシート座面に組み込むことによっても同様に旋回時に運転者姿勢を下方へと誘導することができる。

即ち、一般的にシート内に設けられ、シートクッションを保持しているスプリング（弾性体）に、プリロードを付与するプリロード付与手段を設けたので、スプリングに一定値以上の荷重が加えられて変形した際にシートクッションが下方へ移動する構造を安価かつ簡潔な構成で実現できる。

また、スプリングにプリロードを付与する機構を２つ以上設けることにより、左右の変位量をそれぞれ別個に設定することができ、車両の左旋回時と右旋回時でそれぞれ適切な運転姿勢の安定化を図ることができる。

次に、図１７〜図１９に基づいて本発明の第５の実施形態について説明する。図１７は運転者が車両用シートに着座した状態を示す説明図、図１８は第５の実施形態に係る運転姿勢調節装置の構成を示す分解斜視図、図１９はスライダ４２の移動状態を示す説明図である。

本実施形態に係る運転姿勢調節装置は、図１８に示すように、シートの内部に内蔵される左右１対のシートサイドフレーム１間を連結する板状フレーム４１を備え、更にこの板状フレーム４１の前方にスライダ４２を設けている。このスライダ４２には、溝（変位軌跡規制手段）４３を２本形成し、板状フレーム４１と一体化したピン４４がこの溝４３に勘合する構造とした。更に、スライダ４２は、他のクッション部分と独立に変位可能なシートクッション４と連結されている。

また、スライダ４２と左右のシートサイドフレーム１の間にはリターンスプリング４５を設けて、スライダ４２が中立位置に戻る復元力を付与している。このリターンスプリング４５はシート内部に内蔵されるため、シートクッション４との干渉を避けるため、リターンスプリング４５外周には樹脂チューブを巻きつけてある。

このスライダ４２に他の部位とは独立したシートクッション４を接着した後、他の部位のシートクッション、及びシート座面を組み付けたシートを用いている。

次に、上記のように構成された第５の実施形態に係る運転姿勢調節装置の作用について説明する。通常運転時のように、運転者の姿勢が車両前方を向いている場合には、運転者による荷重はスライダ４２に対して均一に加えられることになり、スライダ４２は左右いずれの方向にも変位しない。

他方、車両旋回時等に、運転者によるシートバックへの荷重が左方向、或いは右方向に増大した場合には、リターンスプリング４５が付勢され、スライダ４２が左右方向に移動する。ここで、スライダ４２には図１８に示したように、右旋回時に下方且つ側方へ移動し、左旋回時にはほぼ側方へのみ移動する軌跡となるような溝４３が形成されているので、図１９（ａ）に示すように、右旋回時には、スライダ４２は溝４３に沿って進行方向左側に移動し、左側下方に移動することになる。これに伴い、シートクッション４も左側下方へ移動する。また、図１９（ｂ）に示すように、左旋回時には、スライダ４２は溝４３に沿って進行方向右側に移動する。これに伴い、シートクッション４も右側に移動する。

従って、右旋回時には、シートクッション４が左側下方に移動することにより、運転者が上方へ伸び上がろうとする力を抑制することができ、運転者の姿勢を安定な状態に保持することができる。また、左旋回時には、運転者が上方へ伸び上がろうとする力がそれほど大きくないので、シートクッションを右側に移動させることにより、運転者姿勢の安定化を図ることができる。

図１９では、説明のために誇張して記載しているが、実際には横方向の移動量は２０〜３０ｍｍ程度、上下方向への移動量は５ｍｍ〜１０ｍｍ程度となるような溝が形成されている。

このようにして、本実施形態に係る運転姿勢調節装置は、車両用シートに、上下左右にスライドするスライダ４２を設ける構成としているので、運転者の上体の上下変位を、確実、且つ正確に作動させることができる。

また、運転者或いは車両の運動状態、或いは車両と運転者の相対的な運動状態に応じて車両用シートの一部が変位する際に、その運動状態の変化量が一定値を超えるまでは車両用シートが動かないように設定されるので、直進と見なせる走行路を走行している場合などに、不要に運転者の姿勢制御を行わない。そのため、従来と比較して運転者が感じる違和感を抑えることができる。

更に、車両用シートに、上下左右にスライドするスライダ４２を設ける構成とした上で、更に左右スライドに伴う上下変位の特性を左右で非対称としたので、図３，図４に示したようなシート背面荷重中心の移動の左右差を補償することができ、平衡感覚を保つことにより運転感覚が向上する効果に加えて、運転席が車体中心に対して左右いずれかにオフセットしていることによって生じる運転感覚の左右差も低減することができる。

ここで、図２（ａ），（ｂ）に示したスライダ４２取り付け時の説明図は、この効果を検証した結果を示したものである。図１７〜図１９に示した装置を搭載した車両でレーンチェンジ走行を行った。スライダ４２を揺動可能とした場合には、概ね図１に示した車両位置（１）において操舵が開始されるが、この操舵初期の時点において図２（ａ）に示したようにシート背面の荷重中心がほぼ側方のみに移動する。この結果、図２（ｂ）に示すように、通常の車両に対して注視点位置が安定化される傾向となった。このときの被験者の主観的評価においても、「スライダを取り付けた場合にはパイロンが見やすく感じる」、「レーンチェンジしやすく感じる」などのコメントが得られた。

また、図１８に示した溝４３によるスライダ４２の変位以外にも、図２０（ａ）〜（ｆ）に示したような軌跡を与えてもよい。図２０（ａ）は、図１８に示したようにスライダ４２に設ける溝を下凸形状の曲線とし、且つ左右で軌跡を異なるようにした例である。つまり、旋回に伴い運転者の上体が左右に振れたときに、運転者の上体を同時に下方へと誘導し、更にこの下方への誘導特性が左右非対称となっているため、先に示した上体の荷重中心移動軌跡の非対称性から生じる運転感覚の左右差を低減することができる。

図２０（ｂ）は、スライダ４２に設ける溝４３を左右対称の曲線とした場合、図２０（ｃ）は溝４３の形状を直線と曲線の組み合わせで実現した場合を示している。

更に、図２０（ｄ）は、中立位置近傍においてスライダ４２の溝４３に傾斜を与えない例である。これにより、上体が左右に変位し始めたときには上体の上下方向変位が生じないことになる。

図２０（ｅ）、（ｆ）は、曲線または直線により、左右変位に対する上下変位の特性を左右で逆にした別の例である。このような形状を取った時には、左右旋回のいずれかの場合に上体が下方へ移動し、別の方向の旋回の場合には上体が上方へ移動する軌跡となり、運転感覚の左右差のみを解消しようとする場合には、ここに示した軌跡としても良い。

また、特に小型車や軽自動車などのコストに制限がある車両に対しては、図２１に示したように、シート表面に設けられるクッションのうち、一部分の剛性を他の部分より明確に低く設定することによっても本発明の効果が得られる。

図２１に示す説明図では、右ハンドル車に取り付けることを前提として、シート座面のうち、取り付け状態において車両左側に位置するシートクッション５１ａの剛性を、右側のシートクッション５１ｂ等の他の部位より低く設定した上で、この部位のシートクッション５１ａの厚さを車両右側のシートクッション５１ｂの厚さよりも大きくしている。このような構成とすることにより、より簡単な構成で運転者の運転姿勢を安定化させることができる。

車両旋回時に運転者の姿勢を安定化させる上で極めて有用である。

車両がレーンチェンジする際の走行路及びノーマル時の視線とスライダー取り付け時の視線を示す説明図である。 車両が図１に示した走行路を走行した際の体圧中心の変位、及び注視点の変化を示す説明図である。 車両が左車線から右車線にレーンチェンジする際の車両位置と、荷重中心の変化を示す説明図である。 車両が右車線から左車線にレーンチェンジする際の車両位置と、荷重中心の変化を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る運転姿勢調節装置の構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る運転姿勢調節装置の正面図である。 本発明の第１の実施形態に係る運転姿勢調節装置の側面図である。 本発明の第１の実施形態に係る運転姿勢調節装置の動作を示す説明図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図を示す。 本発明の第２の実施形態に係る運転姿勢調節装置の構成を示す分解斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る運転姿勢調節装置のシートスプリングとシートフレームとの取り付け部の詳細を示す説明図である。 本発明の第３の実施形態に係る運転姿勢調節装置の構成を示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る運転姿勢調節装置の詳細構成を示す説明図である。 本発明の第４の実施形態に係る運転姿勢調節装置の構成を示す斜視図であり、（ａ）はノーマルシートの構成を示し、（ｂ）はノーマルシートに搭載する機構を示す。 本発明の第４の実施形態に係る運転姿勢調節装置の詳細構成を示す説明図である。 本発明の第４の実施形態に係る運転姿勢調節装置の詳細構成を示す説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はストローク規制用のスナップリングを取り付けた様子を示す説明図である。 本発明の第４の実施形態に係り、左右の各板ばねの与圧調整幅を示す特性図である。 本発明の第５の実施形態に係り、運転者がシートに着座した様子を示す説明図である。 本発明の第５の実施形態に係る運転姿勢調節装置の構成を示す分解斜視図である。 本発明の第５の実施形態に係る運転姿勢調節装置の、左右旋回時におけるスライダの動きを示す説明図である。 本発明の第５の実施形態に係り、スライダの移動軌跡を決める溝の種々の形状を示す説明図である。 左右のシートクッションの剛性が異なるようにしたシートの構成を示す説明図である。 シートに着座した運転者の動きを示す説明図であり、（ａ）は静止時、（ｂ）は本発明を用いた場合、（ｃ）は従来技術を用いた場合を示している。

符号の説明

１ シートサイドフレーム
２ シートスプリング
３ 連結用シートフレーム
４ シートクッション
５ スプリングホルダ
６ スプリングリテーナ
７ ホグリング
８ カシメ部
１１ スライドシャフト
１２ スライド部外筒
１３ スプリングリテーナ
１４ コイルスプリング
１５ スナップリング溝
１６ スナップリング
１７ ストッパ部
１８ ブッシュ
１９ ワッシャ
２１ シートスプリング保持部
３１ 板ばね
３２ シャフト
３２ａ 第１のシャフト
３２ｂ 第２のシャフト
３３ スナップリング
３４ 軸受け部穴
３５ ベアリング
３６ 調整ノブ
３７ 軸受け部
３８ 拡管部
３９ ストローク規制用のスナップリング
４１ 板状フレーム
４２ スライダ
４３ 溝
４４ ピン
４５ リターンスプリング
５１ａ 左側シートクッション
５１ｂ 右側シートクッション
Ｐ シートバック

Claims (1)

1. 少なくとも一部が車両のシートバックに対して上下方向に変位可能なシートクッションを備え、シートに着座した運転者の運転姿勢を調節する運転姿勢調節装置において、
   前記シートバック内の左端、及び右端にそれぞれ設けられた一対のシートサイドフレームと、
   前記各シートサイドフレーム間を連結する連結用シートフレームと、
   車体或いは運転者の、車体左右方向またはヨー方向の運動状態量、或いは乗員がシートに与える荷重のいずれかを検出するシートスプリングと、を備え、
   前記シートスプリングは、前記連結用シートフレームの下側前方に設けられ、弾性を有する長尺形状をなし、その両端が前記各シートサイドフレームに支持され、且つ前記シートクッションに結合されており、
   更に、
   一端が前記連結用シートフレームに対して回動可能に軸支され、他端が前記シートスプリングに結合された少なくとも２個のスプリングリテーナと、を備え、
   車体或いは運転者の、車体左右方向またはヨー方向の運動状態の変化、或いは運転者がシートに与える荷重の変化により、前記シートスプリングが車体後方に撓む力が作用した際には、前記スプリングリテーナが前記連結用シートフレームを軸として回動して、前記シートスプリングが下方に押される力を利用して、前記シートクッションを下方に移動させ、
   前記運転者に対して、車体の下方向に向く力を付与することを特徴とする運転姿勢調節装置。