JP6710937B2

JP6710937B2 - 乗物用シート

Info

Publication number: JP6710937B2
Application number: JP2015217723A
Authority: JP
Inventors: 美紀久次米; 大坂田
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2015-11-05
Filing date: 2015-11-05
Publication date: 2020-06-17
Anticipated expiration: 2035-11-05
Also published as: JP2017087850A

Description

本発明は、乗物用シートに関し、詳しくは、シートクッションおよびシートバックのポジションを調節可能なアジャスター機能と、着座者に対してサポート可能なサポート機能と備えている乗物用シートに関する。

従来、シートクッションおよびシートバックのポジションを調節可能なアジャスター機能と、着座者に対してサポート可能なサポート機能と備えている乗物用シートが既に知られている。このアジャスター機能として、例えば、スライド機構、リフター機構、チルト機構、リクライニング機構が知られている。また、このサポート機能として、例えば、ペルビス機構、ランバー機構、胸郭機構が知られている。これら両機能により、着座者に最適なドライビングポジションとなるようにシートの位置を調節できる。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平７−６９１０７号公報

しかしながら、上述した従来技術では、着座者に最適なドライビングポジションとなるようにシートの位置を調節していても、一定の時間が経過すると、例えば、ストレッチ目的のために、再度、シートの位置を調節してしまうことがある。このように再調節してしまうと、着座者のヒップポイントが前後にズレ動くことがあるため、着座者のアイポイント（目線位置）が前方視認性ラインより下方にズレ動くことがあった。したがって、着座者の前方視認性が確保できないことがあった。

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、着座者の前方視認性を確保しつつ、着座者に対してストレッチを施すことができる乗物用シートを提供することである。

本発明は、上記の目的を達成するためのものであって、以下のように構成されている。請求項１に記載の発明は、シートクッションおよびシートバックのポジションを調節可能なアジャスター機能と、着座者に対してサポート可能なサポート機能と、備えている乗物用シートである。この乗物用シートには、カメラによって着座者のアイポイントを検出可能な制御装置を備えている。アジャスター機能は、シートクッションを乗物の床フロアに対してスライド可能なスライド機構と、シートクッションを乗物の床フロアに対して昇降可能なリフター機構と、シートクッションに対するシートバックの傾きを切り替え可能なリクライニング機構とから成っている。制御装置は、アジャスター機能とサポート機能による姿勢変更に伴うアイポイントの移動を予想し、アイポイントを確保した状態でシートポジションを変更させるようアジャスター機能とサポート機能とを予め記憶のプログラムに基づいて作動させる。プログラムは、着座者のヒップポイントが不動で、アジャスター機能とサポート機能により変更した姿勢になった場合のアイポイントと、変更した姿勢の外形とを予測し、このときのアイポイントと前方視認性ラインとの差を算出する処理を実行するステップＡと、その後、ステップＡにて算出されたアイポイントと前方視認性ラインとの差をなくすように、アンクルポイントと予め決められたアンクルアングルより算出した式と、ヒップポイントと予め決められたヒップアングルより算出した式と、の交点により算出したニーポイントを中心にして、着座者を持ち上げるとき又は持ち下げるときのニーアングルを算出するステップＢと、その後、算出したニーアングルをスライド機構とリフター機構との動作量に置き換えるステップＣと、その後、ステップＡにおいて予測した変更した姿勢の外形となるようにサポート機能の動作量を算出するステップＤと、その後、ステップＡにおいて予測した変更した姿勢の外形となるようにリクライニング機構の動作量を算出するステップＥと、その後、ステップＡからステップＥにおいて置き換えられた動作量及び算出された動作量に基づいて、アジャスター機能とサポート機能とを作動させるステップＦと、を備えている。

請求項１の発明によれば、例えば、ドライビングポジションを猫背姿勢から後傾姿勢に切り替えることができるため、着座者に対してストレッチを施すことができる。なお、この切り替えは、ニーポイントを中心にして着座者を持ち上げてまたは持ち下げて行われるため、着座者のアイポイントを前方視認性ラインに沿わせることができる。したがって、着座者の前方視認性を確保しつつ、着座者に対してストレッチを施すことができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の乗物用シートであって、アジャスター機能とサポート機能との作動は、所定の周期で繰り返される。

請求項２の発明によれば、着座者に対して所定の周期で変化を付与できるため、マッサージ効果を高めることができる。

実施例に係る運転席を適用した車内の側面図である。図１の運転席の電気的構成を示すブロック図である。図１の運転席に着座者が着座した状態を示す図である。図１の運転席の制御装置における第１の動作を説明するフロー図である。図４のステップＳ３を説明する図である。図４のステップＳ８を説明する図である。図１の運転席の制御装置における第２の動作を説明するフロー図である。図７のステップＳ１０３を説明する図である。図７のステップＳ１０８を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図１〜９を用いて説明する。なお、以下の説明にあたって、『乗物用シート』の例として、『自動車（図示しない）の運転席１（以下、「運転席１」と記す）』を説明することとする。また、以下の説明にあたって、上、下、前、後、左、右とは、上述した図に記載した、上、下、前、後、左、右の方向、すなわち、運転席１を自動車に組み付けた状態を基準にしたときの上、下、前、後、左、右の方向を示している。

まず、図１を参照して、実施例に係る運転席１の構成を説明する。この運転席１は、主として、シートクッション２とシートバック３とから構成されている。この運転席１には、例えば、スライド機構Ｓとリフター機構Ｌとチルト機構Ｔとリクライニング機構Ｒとから成るアジャスター機能Ａと、例えば、ペルビス機構Ｐとランバー機構ＬＡと胸郭機構Ｋとから成るサポート機能ＳＡとを備えている。以下に、これらスライド機構Ｓとリフター機構Ｌとチルト機構Ｔとリクライニング機構Ｒとペルビス機構Ｐとランバー機構ＬＡと胸郭機構Ｋとを個別に説明していく。

はじめに、スライド機構Ｓから説明していく。スライド機構Ｓは、運転席１（具体的には、シートクッション２）を自動車の床フロアＦに対して前後に動かすことができる機構である、そのため、このスライド機構Ｓは、左右一対のロアレール１０と、この両ロアレール１０にスライド可能な左右一対のアッパレール１２とを備えている。この両ロアレール１０は、床フロアＦの前後に沿って組み付けられている。一方、この両アッパレール１２は、後述するリフター機構Ｌに組み付けられている。

これにより、例えば、両ロアレール１０に対して両アッパレール１２を前側にスライドさせていくと、運転席１を前側に動かすことができる。これとは逆に、例えば、両ロアレール１０に対して両アッパレール１２を後側にスライドさせていくと、運転席１を後側に動かすことができる。したがって、運転席１を自動車の床フロアＦに対して前後に動かすことができる。なお、このスライド機構Ｓには、両アッパレール１２に連結した第１のモータ４０（図１において、図示しない）が備えられている。そのため、このスライド機構Ｓは、電動タイプの機構となっている。

次に、リフター機構Ｌを説明する。リフター機構Ｌは、自動車の床フロアＦ（具体的には、スライド機構Ｓ）に対して運転席１（具体的には、シートクッション２）を上下に昇降させることができる機構である。そのため、このリフター機構Ｌは、左右一対の平行リンク（前リンク２０、後リンク２２）を備えている。この前リンク２０の一端側は、シートクッション２のクッションフレーム（図示しない）の前側に枢着され、この前リンク２０の他端側は、スライド機構Ｓのアッパレール１２の前側に枢着されている。

これと同様に、この後リンク２２の一端側は、シートクッション２のクッションフレームの後側に枢着され、この後リンク２２の他端側は、スライド機構Ｓのアッパレール１２の後側に枢着されている。これにより、例えば、両アッパレール１２に対して両平行リンク（前リンク２０、後リンク２２）を前起こしさせていくと、運転席１を上昇させることができる。

これとは逆に、例えば、両アッパレール１２に対して両平行リンク（前リンク２０、後リンク２２）を後倒しさせていくと、運転席１を下降させることができる。したがって、自動車の床フロアＦに対して運転席１を昇降させることができる。なお、このリフター機構Ｌには、後リンク２２に連結した第２のモータ４２（図１において、図示しない）が備えられている。そのため、このリフター機構Ｌは、電動タイプの機構となっている。

次に、チルト機構Ｔを説明する。チルト機構Ｔは、運転席１（具体的には、シートクッション２）の座面２ａの前側から後側にかけての傾きを切り替えることができる機構である。そのため、このチルト機構Ｔは、袋部材（図示しない）を備えている。この袋部材は、シートクッション２の内部の前側に設けられている。これにより、例えば、袋部材を膨らませていくと、シートクッション２の座面２ａの傾きを大きくできる。

これとは逆に、例えば、袋部材を萎ませていくと、シートクッション２の座面２ａの傾きを小さくできる。したがって、運転席１の座面２ａの前側から後側にかけての傾きを切り替えることができる。なお、このチルト機構Ｔには、袋部材と連通したコンプレッサに連結した第３のモータ４４（図１において、図示しない）が備えられている。そのため、このチルト機構Ｔは、電動タイプの機構となっている。

次に、リクライニング機構Ｒを説明する。リクライニング機構Ｒは、シートクッション２に対するシートバック３の傾きを切り替えることができる機構である。そのため、このリクライニング機構Ｒは、一対の同期するリクライナ２４を備えている。このリクライナ２４は、シートクッション２のクッションフレーム（図示しない）とシートバック３のバックフレーム（図示しない）の間に設けられている。

これにより、例えば、リクライナ２４におけるシートクッション２側のハウジング（図示しない）に対してシートバック３側のハウジング（図示しない）を前側に回転させていくと、シートバック３を引き起こすことができる。これとは逆に、例えば、リクライナ２４におけるシートクッション２側のハウジングに対してシートバック３側のハウジングを後側に回転させていくと、シートバック３を押し倒すことができる。なお、このリクライニング機構Ｒには、シートバック３側のハウジングに連結した第４のモータ４６（図１において、図示しない）が備えられている。そのため、このリクライニング機構Ｒは、電動タイプの機構となっている。

次に、ペルビス機構Ｐを説明する。ペルビス機構Ｐは、運転席１の着座者Ｍの骨盤を押すことができる機構である。そのため、このペルビス機構Ｐは、袋部材（図示しない）を備えている。この袋部材は、シートバック３の内部の下側に設けられている。これにより、例えば、袋部材を膨らませていくと、運転席１の着座者Ｍの骨盤を押すことができる。

これとは逆に、例えば、袋部材を萎ませていくと、運転席１の着座者Ｍの骨盤に施した押しを解消できる。したがって、運転席１の着座者Ｍの骨盤に対してストレッチを施すことができる。なお、このペルビス機構Ｐには、袋部材と連通したコンプレッサに連結した第５のモータ４８（図１において、図示しない）が備えられている。そのため、このペルビス機構Ｐは、電動タイプの機構となっている。

次に、ランバー機構ＬＡを説明する。ランバー機構ＬＡは、運転席１の着座者Ｍの腰椎を押すことができる機構である。そのため、このランバー機構ＬＡは、袋部材（図示しない）を備えている。この袋部材は、シートバック３の内部の中央側に設けられている。これにより、例えば、袋部材を膨らませていくと、運転席１の着座者Ｍの骨盤を押すことができる。

これとは逆に、例えば、袋部材を萎ませていくと、運転席１の着座者Ｍの腰椎に施した押しを解消できる。したがって、運転席１の着座者Ｍの腰椎に対してストレッチを施すことができる。なお、このランバー機構ＬＡには、袋部材と連通したコンプレッサに連結した第６のモータ５０（図１において、図示しない）が備えられている。そのため、このランバー機構ＬＡは、電動タイプの機構となっている。

最後に、胸郭機構Ｋを説明する。胸郭機構Ｋは、運転席１の着座者Ｍの胸の角度を動かすことができる機構である。そのため、この胸郭機構Ｋは、袋部材（図示しない）を備えている。この袋部材は、シートバック３の内部の上側に設けられている。これにより、例えば、袋部材を膨らませていくと、運転席１の着座者Ｍの胸の角度を動かすことができる。

これとは逆に、例えば、袋部材を萎ませていくと、運転席１の着座者Ｍの胸に施した動かしを解消できる。したがって、運転席１の着座者Ｍの胸に対してストレッチを施すことができる。なお、この胸郭機構Ｋには、袋部材と連通したコンプレッサに連結した第７のモータ５２（図１において、図示しない）が備えられている。そのため、この胸郭機構Ｋは、電動タイプの機構となっている。

続いて、図２を参照して、上述した運転席１の電気的構成を説明する。この運転席１には、着座者Ｍが操作可能な開始ノブ３２と、第１の操作ノブ６０と、第２の操作ノブ６２と、第３の操作ノブ６４と、第４の操作ノブ６６と、第５の操作ノブ６８と、第６の操作ノブ７０と、第７の操作ノブ７２とが設けられている。また、この運転席１のシートクッション２の内部には、制御装置３０が設けられている。

また、自動車のインストルメントパネル４には、着座者ＭのアイポイントＥＰを検出可能なカメラＣが組み付けられている。これら各ノブ３２、６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２とカメラＣとは、制御装置３０に対してそれぞれ電気的に接続されている。また、上述した各モータ４０、４２、４４、４６、４８、５０、５２も、制御装置３０に対してそれぞれ電気的に接続されている。

これにより、各ノブ６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２を操作すると、スライド機構Ｓ、リフター機構Ｌ、チルト機構Ｔ、リクライニング機構Ｒ、ペルビス機構Ｐ、ランバー機構ＬＡ、胸郭機構Ｋを個別に操作できる。また、上述した各モータ４０、４２、４４、４６、４８、５０、５２は、それぞれステップモータとなっている。そのため、制御装置３０は、この各モータ４０、４２、４４、４６、４８、５０、５２から発信されるパルスを検出することによって、運転席１のポジションを検出できると共に着座者Ｍの体格を推測できる。また、これにより、制御装置３０は、着座者Ｍの前方視認性ラインＦＬを算出できる。

最後に、図４〜９を参照して、上述した運転席１の動作を説明する。この動作の説明にあたって、運転席１の第１の動作と、運転席１の第２の動作とを個別に説明することとする。なお、この運転席１の第１の動作とは、着座者Ｍのドライビングポジションが猫背姿勢に調節されており、このドライビングポジションを猫背姿勢から後傾姿勢に切り替える動作のことである。また、この運転席１の第２の動作とは、着座者Ｍのドライビングポジションが後傾姿勢に調節されており、このドライビングポジションを後傾姿勢から猫背姿勢に切り替える動作のことである。

まず、図４〜６を参照して、運転席１の第１の動作から説明する。はじめに、着座者Ｍは、運転席１が自身に最適なドライビングポジションとなるようにアジャスター機能Ａ（スライド機構Ｓ、リフター機構Ｌ、チルト機構Ｔ、リクライニング機構Ｒ）を調節する作業を行う（図４において、ステップＳ１）。この例では、図５の実線に示すように、このステップＳ１において、着座者Ｍのドライビングポジションが猫背姿勢となるように調節されることとなる。

次に、着座者Ｍは、開始ノブ３２を操作する作業を行う（図４において、ステップＳ２）。次に、制御装置３０は、図５に示すように、着座者ＭのヒップポイントＨＰが不動で、ドライビングポジションが後傾姿勢になった場合のアイポイントＥＰとこの後傾姿勢の外形とを予測し、このときのアイポイントＥＰと前方視認性ラインＦＬとの差を算出する処理を実行する（図４において、ステップＳ３）。

次に、制御装置３０は、図６に示すように、ニーポイントＮＰを中心にして、着座者Ｍを持ち上げるときのニーアングルθＮを算出する処理を実行する（図４において、ステップＳ４）。なお、このニーポイントＮＰは、式（１）と式（２）との交点より算出できる。この式（１）は、アンクルポイントＡＰとアンクルアングルθＡより算出できる。このアンクルアングルθＡは、予め、決められている。一方、この式（２）も、ヒップポイントＨＰとヒップアングルθＨより算出できる。このヒップアングルθＨは、アジャスター機能Ａより算出可能となっている。

次に、制御装置３０は、ステップＳ４において算出したニーアングルθＮをスライド機構Ｓとリフター機構Ｌとの動作量に置き換える処理を実行する（図４において、ステップＳ５）。次に、制御装置３０は、ステップＳ３において予測した後傾姿勢の外形となるようにサポート機能ＳＡの動作量を算出する処理を実行する（図４において、ステップＳ６）。

次に、制御装置３０は、ステップＳ３において予測した後傾姿勢の外形となるようにリクライニング機構Ｒの動作量を算出する処理を実行する（ステップＳ７）。最後に、制御装置３０は、ステップＳ５〜７において置き換えと算出したアジャスター機能Ａとサポート機能ＳＡとを作動させる処理を実行する（ステップＳ８）。

このようにしてドライビングポジションを猫背姿勢から後傾姿勢に切り替えることができる。このように切り替えることができると、着座者Ｍに対してストレッチを施すことができる。なお、この切り替えは、図６からも明らかなように、ニーポイントＮＰを中心にして着座者Ｍを持ち上げて行われるため、着座者ＭのアイポイントＥＰを前方視認性ラインＦＬに沿わせることができる。したがって、着座者Ｍの前方視認性を確保しつつ、着座者Ｍに対してストレッチを施すことができる。

次に、図７〜９を参照して、運転席１の第２の動作を説明する。はじめに、着座者Ｍは、運転席１が自身に最適なドライビングポジションとなるようにアジャスター機能Ａ（スライド機構Ｓ、リフター機構Ｌ、チルト機構Ｔ、リクライニング機構Ｒ）を調節する作業を行う（図７において、ステップＳ１０１）。この例では、図８の実線に示すように、このステップＳ１０１において、着座者Ｍのドライビングポジションが後傾姿勢となるように調節されることとなる。

次に、着座者Ｍは、開始ノブ３２を操作する作業を行う（図７において、ステップＳ１０２）。次に、制御装置３０は、図８に示すように、着座者ＭのヒップポイントＨＰが不動で、ドライビングポジションが猫背姿勢になった場合のアイポイントＥＰとこの猫背姿勢の外形とを予測し、このときのアイポイントＥＰと前方視認性ラインＦＬとの差を算出する処理を実行する（図７において、ステップＳ１０３）。

次に、制御装置３０は、図９に示すように、ニーポイントＮＰを中心にして、着座者Ｍを持ち下げるときのニーアングルθＮを算出する処理を実行する（図７において、ステップＳ１０４）。なお、このニーポイントＮＰは、式（１）と式（２）との交点より算出できる。この式（１）は、アンクルポイントＡＰとアンクルアングルθＡより算出できる。このアンクルアングルθＡは、予め、決められている。一方、この式（２）も、ヒップポイントＨＰとヒップアングルθＨより算出できる。このヒップアングルθＨは、アジャスター機能Ａより算出可能となっている。

次に、制御装置３０は、ステップＳ１０４において算出したニーアングルθＮをスライド機構Ｓとリフター機構Ｌとの動作量に置き換える処理を実行する（図７において、ステップＳ１０５）。次に、制御装置３０は、ステップＳ１０３において予測した猫背姿勢の外形となるようにサポート機能ＳＡの動作量を算出する処理を実行する（図７において、ステップＳ１０６）。

次に、制御装置３０は、ステップＳ１０３において予測した猫背姿勢の外形となるようにリクライニング機構Ｒの動作量を算出する処理を実行する（ステップＳ１０７）。最後に、制御装置３０は、ステップＳ１０５〜１０７において置き換えと算出したアジャスター機能Ａとサポート機能ＳＡとを作動させる処理を実行する（ステップＳ１０８）。

このようにしてドライビングポジションを後傾姿勢から猫背姿勢に切り替えることができる。このように切り替えることができると、着座者Ｍに対してストレッチを施すことができる。なお、この切り替えは、図９からも明らかなように、ニーポイントＮＰを中心にして着座者Ｍを持ち下げて行われるため、着座者ＭのアイポイントＥＰを前方視認性ラインＦＬに沿わせることができる。したがって、着座者Ｍの前方視認性を確保しつつ、着座者Ｍに対してストレッチを施すことができる。

実施例では、乗物用シートとして、自動車の運転席１を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、各種の乗物のシート、例えば、船舶のシート、飛行機のシート、鉄道車両のシート等であっても構わない。また、運転席１に限られることなく、様々なシート（助手席、後部座席等）であっても構わない。

なお、ステップＳ８において、アジャスター機能Ａとサポート機能ＳＡとの作動は、所定の周期で繰り返されても構わない。その場合、着座者Ｍに対して所定の周期で変化を付与できるため、マッサージ効果を高めることができる。

１運転席（乗物用シート）
２シートクッション
３シートバック
３０制御装置
Ａアジャスター機能
Ｃカメラ
ＥＰアイポイント
ＳＡサポート機能

Claims

シートクッションおよびシートバックのポジションを調節可能なアジャスター機能と、着座者に対してサポート可能なサポート機能と、備えている乗物用シートであって、
カメラによって着座者のアイポイントを検出可能な制御装置を備えており、
前記アジャスター機能は、前記シートクッションを乗物の床フロアに対してスライド可能なスライド機構と、前記シートクッションを乗物の床フロアに対して昇降可能なリフター機構と、前記シートクッションに対する前記シートバックの傾きを切り替え可能なリクライニング機構と、を備えており、
前記制御装置は、前記アジャスター機能と前記サポート機能による姿勢変更に伴う前記アイポイントの移動を予想し、前記アイポイントを確保した状態でシートポジションを変更させるよう前記アジャスター機能と前記サポート機能とを予め記憶のプログラムに基づいて作動させ、
前記プログラムは、前記着座者のヒップポイントが不動で、前記アジャスター機能と前記サポート機能により変更した姿勢になった場合のアイポイントと、前記変更した姿勢の外形とを予測し、このときのアイポイントと前方視認性ラインとの差を算出する処理を実行するステップＡと、その後、前記ステップＡにて算出されたアイポイントと前方視認性ラインとの差をなくすように、アンクルポイントと予め決められたアンクルアングルより算出した式と、ヒップポイントと予め決められたヒップアングルより算出した式と、の交点により算出したニーポイントを中心にして、着座者を持ち上げるとき又は持ち下げるときのニーアングルを算出するステップＢと、その後、算出したニーアングルを前記スライド機構と前記リフター機構との動作量に置き換えるステップＣと、その後、前記ステップＡにおいて予測した前記変更した姿勢の外形となるように前記サポート機能の動作量を算出するステップＤと、その後、前記ステップＡにおいて予測した前記変更した姿勢の外形となるように前記リクライニング機構の動作量を算出するステップＥと、その後、前記ステップＡから前記ステップＥにおいて置き換えられた動作量及び算出された動作量に基づいて、前記アジャスター機能と前記サポート機能とを作動させるステップＦと、を備えている乗物用シート。
請求項１に記載の乗物用シートであって、
前記アジャスター機能と前記サポート機能との作動は、所定の周期で繰り返される乗物用シート。