JP6721848B2 - 車両用シート - Google Patents

Description

本発明は、車両用シートに係り、心拍を計測する機能を有する車両用シートに関する。

近年、車両の乗員の体調異常が生じた場合に素早く報知するために、乗員の状態を示す各種パラメータを検出することで体調の異常を判定する構成が提案されている。

乗員である着座者の心拍に係る心電位を検出する構成として、座席の内部、換言すると、表皮材の裏側に電極を設ける構成が知られている（例えば特許文献１）。
このような場合には、表皮材の厚み分、電極によって検出される電位が低下することにより心拍センサの精度が低くなることがあった。

このような電位の低下を防止可能な構成として、特許文献２に、導電性を有する表皮材から、導電布（同文献には導電部材と記載。）を介して、表皮材の裏面に設けられた電極層に通電する技術が開示されている。

特開２００９−１０６６７３号公報 特開２０１２−２０００２号公報

しかし、特許文献２に開示されている導電布を車両用シートに設けると、運転時に着座者から荷重が表皮材を介して導電布に加わることで、経年使用により導電布が破断してしまい、電極層から電位を検出できなくなることがあった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、着座者の心電位を安定して検出可能な静電容量式センサを備える車両用シートを提供することを目的とする。

前記課題は、本発明に係る車両用シートによれば、シート表皮と、該シート表皮の裏側に設けられて着座者の心拍を検出する複数の電極部を有するセンサと、該センサの前記電極部に接続されて、シート表皮表側からシート表皮裏側に折り返された折返し部を有する導電布と、を備える車両用シートであって、前記折返し部は、前記複数の電極部の間に配置されていること、により解決される。
上記構成によれば、折返し部は、複数の電極部の間に配置されているため、着座者の心電位を安定して検出可能なセンサを備える車両用シートを実現することができる。

また、前記導電布の前記折返し部と、前記シート表皮の端末とが縫合された縫合部が設けられ、該縫合部は、前記複数の電極部の間に配置されていると好ましい。
また、前記折返し部は、前記車両用シートのシート幅方向外側の側面部を避けた位置に配置されていると良い。
上記構成によれば、折返し部が、着座者からの荷重のかかりやすい車両用シートのシート幅方向外側の側面部を避けた位置に配置されていることにより、運転時に着座者の荷重によってシート幅方向に生じるシート表皮の引張力の影響を受けづらくなる。
このため、この引張力による折返し部の断線を抑制できることで、センサによって着座者の心電位を安定して検出することが可能となる。

また、前記折返し部は、シート幅方向に延在する部位から、前記シート表皮表側と前記シート表皮裏側とに折り返されて形成されていると好ましい。
上記構成によれば、シート幅方向に延在する部位においては、着座者の荷重によって生じるシート表皮の引張力による変位量が小さいため、折返し部の断線を抑制できる。

さらに、前記折返し部は、シートクッション及びシートバックのシート幅方向両側に設けられた土手部よりもシート幅方向中央側に配置されていると好ましい。
上記構成によれば、折返し部が、着座者の荷重による変位量が大きな土手部よりもシート幅方向中央側に配置されていることで、土手部に配置する場合と比較してシートから折返し部に大きな引張力が加わることを回避して、折返し部の断線を抑制できる。

また、前記静電容量式センサは、長尺状に形成されており、前記導電布は、前記静電容量式センサの短尺部分に接続されていると好ましい。
上記構成によれば、導電布が静電容量式センサの短尺部分に接続されていることで、長尺部分に接続される場合と比較して導電布をコンパクトにすることができる。

さらに、前記導電布は、前記静電容量式センサの検出面のうち最も短い辺に接続されていると好ましい。
上記構成によれば、導電布が、静電容量式センサの検出面のうち最も短い辺に接続されていることで、検出面の長い辺に接続される場合と比較して導電布をコンパクトにすることができる。

また、前記折返し部は、前記シート表皮の吊り込み部に固定されていると好ましい。
上記構成によれば、折返し部が吊り込み部に固定されているため、導電布の位置ズレを防止することができる。

本発明によれば、静電容量式センサによって着座者の心電位を安定して検出することが可能な車両用シートを提供することができる。
また、シート表皮の引張力による変位量が小さいシート幅方向に延在する部位に折返し部を設けることで、折返し部の断線を抑制できる。
また、土手部に配置する場合と比較してシートから折返し部に大きな引張力が加わることを回避して、折返し部の断線を抑制できる。
また、導電布が静電容量式センサの短尺部分に接続されていることで、導電布をコンパクトにすることができる。
さらに、導電布が前記静電容量式センサの検出面のうち最も短い辺に接続されていることで、導電布をコンパクトにすることができる。
また、折返し部が吊り込み部に固定されているため、導電布の位置ズレを防止することができる。

本実施形態に係る車両用シートの全体構成を示す斜視図である。 シートバックを示す正面図である。 図２のIII-III断面を示す図であり、シートバックの側面断面図である。

本発明は、車両用シートに関するものであり、特に、心電位を安定して検出可能な静電容量式センサを備えるものである。
以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。すなわち、以下に説明する部材の形状、寸法、配置等については、本発明の趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
なお、以下において、車両の進行方向を前方向、その逆を後方向とし、車両の高さ方向を上下方向として説明する。
以下、本発明の実施形態に係る車両用シートＳについて、添付の図面を参照して具体的に説明する。

まず、車両用シートＳの全体構成及びシートバックＳ１に設けられた導電布３１ａ，３１ｂ，３１ｅについて、図１〜図３を参照して説明する。
ここで、図１は、本実施形態に係る車両用シートＳの全体構成を示す斜視図、図２は、シートバックＳ１を示す正面図、図３は、図２のIII-III断面を示す図であり、シートバックＳ１の側面断面図である。
図１に示すように、車両用シートＳは、着座者の座る部位であるシートクッションＳ２と、シートクッションＳ２の後部に取り付けられ、着座者の背凭れに当たる部位であるシートバックＳ１と、着座者の覚醒を維持する覚醒維持装置Ｕと、を備える。

シートバックＳ１は、ウレタン製のクッションパッドＳ１ａと、これを覆うように設けられた表皮材Ｓ１ｂとを備える。表皮材Ｓ１ｂは、表皮４０ａと表皮４０ａの裏面に貼り付けられたワディング４０ｂとから構成されている（図３参照）。
シートバックＳ１には、シート幅方向両側に設けられて前方へと盛り上がって形成された土手部３９が形成されている。
さらに、シートバックＳ１には、図３に示すように、土手部３９を除いたシート幅方向中央であり、表皮材Ｓ１ｂの裏側であってクッションパッドＳ１ａの間に、静電容量式の心拍センサ１０を構成する上方電極部１１ａ及び下方電極部１１ｂが設けられている。

上方電極部１１ａ及び下方電極部１１ｂは、シート幅方向長さが上下方向長さよりも短尺となる向きでシートバックＳ１に取り付けられている。
そして、表皮材Ｓ１ｂの裏面側において、上方電極部１１ａ及び下方電極部１１ｂそれぞれの短尺部分に、導電布３１ａ，３１ｂが接続されている。
導電布３１ａ，３１ｂは、表皮材Ｓ１ｂの表面に一部が露出するように取り付けられており、約６５ｍｍの幅を有してシート幅方向中央において、約１００ｍｍの中心間隔でそれぞれ一対形成されている。それぞれ一対設けられた導電布３１ａ，３１ｂは、それぞれ一対設けられた上方電極部１１ａ及び下方電極部１１ｂのそれぞれに接続されて通電されている。

上記のように、導電布３１ａ，３１ｂが、上方電極部１１ａ及び下方電極部１１ｂの短尺部分に取り付けられていることで、長尺部分に取り付けられる場合と比較して、各電極部への取り付けのための導電布３１ａ，３１ｂに必要な幅が小さくて済む。結果として、導電布３１ａ，３１ｂをコンパクトすることができる。
さらに、導電布３１ａ，３１ｂを細くコンパクトにすることに着目すれば、上方電極部１１ａ、下方電極部１１ｂの検出面の各々における最も短い辺の部分に導電布３１ａ，３１ｂの各々を接続するようにすればよい。

また、シートバックＳ１には、図示せぬ車体のボディと接続されて、アースとして機能する導電布３１ｅが、シート幅方向における導電布３１ａと導電布３１ｂとの間であってシートバックＳ１の中央に設けられている。
導電布３１ｅは、約２０ｍｍの幅を有し、シートバックＳ１の下端部から導電布３１ｂよりも高い位置まで延在しており、上方電極部１１ａ及び下方電極部１１ｂからの信号に含まれるオフセット信号を除去する際の基準電位となる電位を取得するものである。

シートクッションＳ２は、ウレタン製のクッションパッドＳ２ａと、これを覆うように設けられた表皮材Ｓ２ｂとを備える。また、シートクッションＳ２の内部には、上方電極部１１ａ、下方電極部１１ｂ及び図示せぬ振動装置とともに覚醒維持装置Ｕを構成する検出装置２１、演算処理装置２２が設けられている。
検出装置２１は、上方電極部１１ａ、下方電極部１１ｂが検出した電位信号から心電信号に係る生体信号を検出するものであり、図示せぬフェライトコア、コモンモードノイズフィルタ及びオペアンプ等から構成されている。
フェライトコア及びコモンモードノイズフィルタは、ＤＣ電源ラインに取り付けられており、伝導ノイズを除去する機能を有する。
演算処理装置２２は、検出装置２１が検出した生体信号から心電信号を分離して、それぞれの所定の基準値に照らし合わせて、着座者の覚醒度（意識レベル）が低下していると判断した場合には、駆動信号を図示せぬ振動装置に送信する。そして、振動装置が着座者に振動刺激を付与することにより、着座者の覚醒状態が維持される。

次に、導電布３１ａ及び導電布３１ｂの機能、及び導電布３１ａ及び導電布３１ｂの表皮材Ｓ１ｂへの取り付けについて説明する。
導電布３１ａは、上方電極部１１ａに接続され、導電布３１ｂは、下方電極部１１ｂに接続されている。このため、着座者の心電位は、それぞれの上方電極部１１ａ及び下方電極部１１ｂによって、表皮材Ｓ１ｂを通ることによる電位の低下を引き起こさずに検出されることとなる。
そして、上方電極部１１ａ及び下方電極部１１ｂによって検出された電位は、ケーブル１１ｆを介して検出装置２１に送信される。

シートバックＳ１における土手部３９を除いたシート幅方向中央において、クッションパッドＳ１ａは、吊り込み溝４５ａによって、上パッド３８ａ、中パッド３８ｂ及び下パッド３８ｃに区切られて構成されている。ここで、吊り込み溝４５ａは、本発明に係る「シート幅方向に延在する部位」に相当する。
同様に、シートバックＳ１に設けられた表皮材Ｓ１ｂのうち、シート幅方向中央にある表皮材Ｓ１ｂは、上パッド３８ａ、中パッド３８ｂ及び下パッド３８ｃのそれぞれを覆う上表皮材３７ａ、中表皮材３７ｂ及び下表皮材３７ｃの上下３つに分かれて構成されている。

上表皮材３７ａ、中表皮材３７ｂ及び下表皮材３７ｃは、クッションパッドＳ１ａに設けられた吊り込み溝４５ａに端部を収容されて取り付けられている。
詳細には、吊り込み溝４５ａ内には、シート幅方向に懸架されたワイヤ４３が取り付けられている。このワイヤ４３に取り付けられたＪ字状のフック４４が、表皮材Ｓ１ｂの端末の縫合部４２ｂに係合することで、表皮材Ｓ１ｂがシートバックＳ１に取り付けられている。

導電布３１ａは、シート高さ方向に長尺に延在するように帯状に形成されており、中表皮材３７ｂの表面と裏面とに中表皮材３７ｂの下側端末を跨いで折り返される折返し部３５ａを、吊り込み溝４５ａに取り付けられる部分に有する。
導電布３１ａの折返し部３５ａは、中表皮材３７ｂの下側端末及び下表皮材３７ｃの上側端末とともに縫合部４２ｂで縫合されて、本発明に係る吊り込み部に相当するフック４４によってシートバックＳ１に固定されている。
このように、表皮材Ｓ１ｂとの間で部分的な位置ズレが生じやすい折返し部３５ａが、フック４４によって固定されていることで、導電布３１ａの位置ズレを好適に防止することができる。
さらに、導電布３１ａにおける、中表皮材３７ｂの表裏面を挟んで両側にある上側端末も縫合部４２ａによって、中表皮材３７ｂに縫合されている。

導電布３１ｂは、シート高さ方向に長尺に延在するように帯状に形成されており、シートバックＳ１の下端部で、下表皮材３７ｃの表面と裏面とに下表皮材３７ｃの端末を跨いで折り返される折返し部３５ｂを有する。ここで、シートバックＳ１の下端部は、本発明に係る「シート幅方向に延在する部位」に相当する。
導電布３１ｂの下表皮材３７ｃの表裏面を挟んで両側にある上側端末は、縫合部４２ａによって、下表皮材３７ｃに縫合されている。
このように、導電布３１ａ，３１ｂは、シート幅方向に延在する吊り込み溝４５ａ及びシートバックＳ１の下端部で折り返されて取り付けられていることによって、着座者に触れづらく、シート幅方向の引張力がほとんど加わらないために、安定してシートバックＳ１に取り付けられることとなる。

そして、折返し部３５ａ，３５ｂが、着座者が凭れかかることによって引張荷重が大きく加わる車両用シートＳのシート幅方向側面を避けて配設されていることで、折返し部３５ａ，３５ｂに加わる引張荷重を小さくすることができる。
特に、折返し部３５ａ，３５ｂが、土手部３９を除いたシート幅方向中央側に設けられているため、車両の横揺れすることによって着座者が土手部３９に当接する場合においても、折返し部３５ａ，３５ｂに加わる引張荷重を極めて小さくすることができる。
このため、導電布３１ａ及び導電布３１ｂのシートバックＳ１への取付状態を安定して維持することができ、これらが断線することを制限することができる。

上記実施形態においては、シートバックに導電布の配設する構成について説明したが、本発明はこのような構成に限定されず、シートクッションに導電布を配設する構成にも適用することが可能である。
また上記実施形態においては導電布について説明したが、電極に通電可能な導電性を有する金属導体であればよく、表皮材に縫い込まれた導電繊維を用いるようにしてもよい。
さらに、上記実施形態における、電極の数、吊り込み溝の数又は導電布の数等は、シート形状に応じて任意である。

上記実施形態において、覚醒維持装置を構成するものとして振動装置を例に説明したが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、車内に設けられたディスプレイ、ライト又はブザー等を用いて、映像、光、音によって着座者や同乗者に報知するようにし、直接的又は間接的に着座者の覚醒を維持するようにしてもよい。

Ｓ 車両用シート
Ｓ１ シートバック
Ｓ１ａ クッションパッド
Ｓ１ｂ 表皮材（シート表皮）
Ｓ２ シートクッション
Ｓ２ａ クッションパッド
Ｓ２ｂ 表皮材
Ｕ 覚醒維持装置
１０ 心拍センサ
１１ａ 上方電極部
１１ｂ 下方電極部
１１ｆ ケーブル
２１ 検出装置
２２ 演算処理装置
３１ａ，３１ｂ，３１ｅ 導電布
３５ａ，３５ｂ 折返し部
３７ａ 上表皮材
３７ｂ 中表皮材
３７ｃ 下表皮材
３８ａ 上パッド
３８ｂ 中パッド
３８ｃ 下パッド
３９ 土手部
４０ａ 表皮
４０ｂ ワディング
４２ａ，４２ｂ 縫合部
４３ ワイヤ
４４ フック（吊り込み部）
４５ａ 吊り込み溝

Claims (8)

1. シート表皮と、
   該シート表皮の裏側に設けられて着座者の心拍を検出する複数の電極部を有するセンサと、
   該センサの前記電極部に接続されて、シート表皮表側からシート表皮裏側に折り返された折返し部を有する導電布と、を備える車両用シートであって、
   前記折返し部は、前記複数の電極部の間に配置されていることを特徴とする車両用シート。
2. 前記導電布の前記折返し部と、前記シート表皮の端末とが縫合された縫合部が設けられ、
   該縫合部は、前記複数の電極部の間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用シート。
3. 前記折返し部は、前記車両用シートのシート幅方向外側の側面部を避けた位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用シート。
4. 前記折返し部は、シート幅方向に延在する部位から、前記シート表皮表側と前記シート表皮裏側とに折り返されて形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用シート。
5. 前記折返し部は、シートクッション及びシートバックのシート幅方向両側に設けられた土手部よりもシート幅方向中央側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用シート。
6. 前記センサは、静電容量式センサであって、
   前記静電容量式センサは、長尺状に形成されており、
   前記導電布は、前記静電容量式センサの短尺部分に接続されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両用シート。
7. 前記導電布は、前記静電容量式センサの検出面のうち最も短い辺に接続されていることを特徴とする請求項６に記載の車両用シート。
8. 前記折返し部は、前記シート表皮の吊り込み部に固定されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車両用シート。

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