JP7026292B2 - 車両シートのためのスマートカバー、およびこのようなスマートカバーを備える車両シート - Google Patents
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Description
本発明はさらに、このようなスマートカバーを備える車両シートに関する。
この点に関して、使用者の居眠り運転の状態を検出するための装置に関連する文献が多数存在する。
1つには、いわゆる「突発発症の睡眠」が既に起こっている場合にはこれらの装置の介入が遅れる、ということがある。結果として、使用者が、起こり得る事故を回避するために有する反応時間が制限される。
考えられる1つの解決策は、心電図を得るために使用者が自分の皮膚に貼付することができる電極を車両シート(または、車両コックピットの中にあるより一般的な何らかの他の要素)に装備することである。
したがって、直接的な物理的接触なしで使用者から生物測定学データを収集する手段を車両シートに装備することを伴う代替の解決策も開発されている。
一般に、これらの解決策は、シートの上に着座する使用者の解剖学的位置に対応するそれぞれの位置において車両シートの内部に配置される圧電センサを有する検出装置を使用することを伴い、この圧電センサが、生理学的要因を原因とする使用者によりセンサに加えられる機械的応力に反応して電気信号を発生させる。
上記装置が、発生する電気信号に基づいて、使用者の対応する生物測定学的情報を導き出すことができる処理ユニットをさらに有する。
上述の種類の装置が、例えば、文献、米国特許第10034631号、DE202012001096U、およびWO2015/127193で開示されている。
具体的には、圧電センサが存在することにより車両シートの構造が複雑になり、これらのセンサならびに相対的な接続および電力供給要素の位置決めには非常に長い組み立て時間が伴うことになる。
本発明は車両シートのためのスマートカバーを提供し、上記スマートカバーが1つまたは複数のファブリックで作られ、ここでは、上記ファブリックのうちの少なくとも1つのファブリックの1つまたは複数の撚り糸がセンサとして作られ、またここでは、上記ファブリックのうちの少なくとも1つのファブリックの1つまたは複数の撚り糸が電気二重層コンデンサとして作られ、上記撚り糸の電気二重層コンデンサが上記撚り糸のセンサに電気的に接続される。本発明により、エネルギーが本発明によるカバーの撚り糸の電気二重層コンデンサ内で蓄えられ、カバーの撚り糸のセンサに電力を供給するときに放出され得る。
カバーのための製作時間が従来のカバーの製作時間と同等である。その理由は、従来の製織プロセスを利用して撚り糸のセンサおよび撚り糸の電気二重層コンデンサの両方がカバーに一体化されるからである。
撚り糸のセンサによって検出されるデータが、読み取られるためにおよび使用者の身体状態の生物測定学データへと変換されるために、制御ユニットへ送信され得る。
本発明によるカバーの撚り糸のセンサが、好適には、圧力センサおよび/または温度センサである。
本発明の実施形態で、撚り糸のセンサおよび撚り糸の電気二重層コンデンサが、同じファブリック内にまたはファブリックの同じ領域(正方形パッチ)内に配置される。
具体的には、シートを占有する使用者の身体に接触してそれらの働きを効果的に作用させることができるような位置に撚り糸のセンサを配置することが可能となる。これらの位置は、クッション部分、バックレスト部分、ヘッドレスト部分、およびアームレスト部分などの中で特定され得る。
本発明によるカバーの撚り糸のセンサが、横撚り糸、縦撚り糸、またはその両方として使用され得る。
本発明の好適な実施形態によると、撚り糸のセンサが導電性ポリマーのナノ繊維の束から作られる。
本発明の好適な実施形態によると、撚り糸の電気二重層コンデンサが炭素繊維電極またはカーボンナノチューブから作られる。
上記シートが、有利には、撚り糸の電気二重層コンデンサによる撚り糸のセンサの電力供給の管理のために必要である電子部品を備える。
本発明の好適な実施形態では、上記環境発電要素が、太陽放射に対して通常露出されるようなシートの部分の中に配置される太陽電池である。
それ自体既知の手法で、車両シート100がクッション102およびバックレスト104を備える。上記車両シート100が、ヘッドレスト、1つまたは2つのアームレストなどの追加のアクセサリー要素をさらに備えることができる。
カバー10がパッドの上に嵌め込まれ、クッション102およびバックレスト104を覆う。
複数の異なるファブリックから作られるカバーの場合、上記ファブリックが異なる材料(ポリエステル、熱可塑性ポリウレタン、ポリアクリロニトリルなど)から得られ得るか、同じ種類であるが異なる品質を有する材料から得られ得るか、または同じ材料から得られて異なる処理を施されてもよく、結果として、多様な特性を有する最終的なファブリックが得られる。
本発明によると、カバー10を形成するファブリックのうちの少なくとも1つのファブリックが1つまたは複数の撚り糸のセンサを備え、上記カバーを形成するファブリックのうちの少なくとも1つのファブリックが1つまたは複数の撚り糸の電気二重層コンデンサを備え、上記撚り糸の電気二重層コンデンサが上記撚り糸のセンサに電気的に接続される。
撚り糸のセンサが、好適には、圧電センサとして作られる。
図1の実施形態では、撚り糸のセンサおよび撚り糸の電気二重層コンデンサが、カバー10の異なるファブリック内に配置されるかまたはカバー10の1つの同じファブリックの異なる領域内に配置される。
有利には、第1の撚り糸のセンサが、使用者がシート100の上に着座しているときに使用者の身体に接触することになる第1のファブリック領域12aの中に配置される。上記第1のファブリック領域12aが、例えば、クッション102の上側面上の、実質的に中央の位置に設けられ得る。
対して、撚り糸の電気二重層コンデンサが、例えばクッション102の側面のうちの1つの側面などである、摩擦および摩耗をほぼ受けない第2のファブリック領域12b内に配置され得る。
対して、第2の撚り糸の電気二重層コンデンサが、例えばバックレスト104の側面のうちの1つの側面またはバックレスト104の後面などである、摩擦および摩耗をほぼ受けない第2のファブリック領域14b内に配置され得る。
撚り糸のセンサがカバー10のファブリックの横撚り糸であってよいか、上記ファブリックの縦撚り糸であってよいか、または上記ファブリックの横撚り糸および縦撚り糸の組み合わせであってよい。
上記ポリマーナノ繊維が:
- 高度に変形可能であって本質的に導電性を有するポリマー;
- 炭素ベースのナノ粒子を含有するポリマーナノ複合材料
- ポリアクリロニトリルのナノ繊維の酸化およびその後の炭化により得られる炭素ベースのナノ繊維
から開発され得る。
ポリマーナノ繊維はセンサの有効要素を表すものである。その理由は、ポリマーナノ繊維が、温度および/または外圧の変化(心拍、血圧などを原因とする)によって誘発される機械的な変形を電気信号へと変換することができるからである。具体的には、これらの信号はナノ繊維の圧電抵抗特性に起因するものとみなされ得る。
本発明の好適な実施形態では、上記電極のうちの少なくとも1つ、または上記電極の両方が、活性物質による受動的コーティング、多孔性および官能基を導入するための電気化学的活性化、または電着により、適切に処理される。
次いで、2つの撚り糸の電極が結合されて/撚り合わせられて、撚り糸の電気二重層コンデンサを形成する。
好適には、上記検出装置が完全な自律型であり、この目的のために、シート100が環境発電のための要素をさらに備え、エネルギーがカバー10の撚り糸の電気二重層コンデンサの中で蓄えられることになる。
図2では、図1のシート100の生物測定学データ検出装置の動作原理がブロック図の形態で概略的に示されている。
上記エネルギー源が、例えば、その動作のために必要なすべての電子部品を内蔵する回路ブロックを装備する太陽電池から構成され得る。
具体的には、制御モジュールPSMを提供することが可能であり、この制御モジュールPSMは、電気二重層コンデンサから入力電圧を受信すると、一定の出力電圧を送り返し、この一定の出力電圧が、撚り糸のセンサを制御するマイクロコントローラ(図2ではCTRLで示される)のための、さらには上記撚り糸のセンサのための、供給電圧として機能する。
12a 第1のファブリック領域、カバーの領域
12b 第2のファブリック領域、カバーの領域
14a 第3のファブリック領域、カバーの領域
14b 第4のファブリック領域、カバーの領域
16 太陽電池
100 車両シート
102 クッション
104 バックレスト
CTRL マイクロコントローラ
ES エネルギー源
PSM 制御電子部品、制御モジュール
RT 信号伝達
SC 信号調整
YS 撚り糸のセンサ
YSC 撚り糸の電気二重層コンデンサ
Claims (16)
- 1つまたは複数のファブリックで作られる車両シートカバー(10)であって、
前記カバーを形成する前記ファブリックのうちの少なくとも1つのファブリックが1つまたは複数の撚り糸のセンサ(YS)を備え、
前記カバーを形成する前記ファブリックのうちの少なくとも1つのファブリックが1つまたは複数の撚り糸の電気二重層コンデンサ(YSC)を備え、
前記撚り糸の電気二重層コンデンサ(YSC)が前記撚り糸のセンサ(YS)に電気的に接続される、
ことを特徴とする、車両シートカバー(10)。 - 前記撚り糸のセンサ(YS)が圧力センサおよび/または温度センサとして作られる、 請求項1に記載の車両シートカバー(10)。
- 前記撚り糸のセンサ(YS)が圧電センサとして作られる、
請求項1または2に記載の車両シートカバー(10)。 - 前記撚り糸のセンサ(YS)が導電性ポリマーのナノ繊維から作られる、
請求項3に記載の車両シートカバー(10)。 - 前記撚り糸の電気二重層コンデンサ(YSC)が炭素繊維およびカーボンナノチューブに基づく電極から作られる、
請求項1に記載の車両シートカバー(10)。 - 前記電極のうちの少なくとも一方、または両方の前記電極が、活性物質による受動的コーティング、多孔性および官能基を導入するための電気化学的活性化、または電着により、適切に処理される、
請求項5に記載の車両シートカバー(10)。 - 前記電極が固体電解質ポリマーで覆われる、
請求項6に記載の車両シートカバー(10)。 - 前記撚り糸のセンサ(YS)および前記撚り糸の電気二重層コンデンサ(YSC)が、前記カバー(10)の異なるファブリック内に配置されるかまたは前記カバー(10)の1つの同じファブリックの異なる領域(12a、12b、14a、14b)内に配置される、
請求項1に記載の車両シートカバー(10)。 - 前記撚り糸のセンサ(YS)が、前記カバーをその上に配置している前記車両シートを占有する使用者のボディに接触する前記カバーの領域(12a、14a)内に配置され、 前記撚り糸の電気二重層コンデンサ(YSC)が、摩擦および摩耗をほぼ受けない前記カバーの領域(12b、14b)内に配置される、
請求項8に記載の車両シートカバー(10)。 - 前記撚り糸のセンサ(YS)および前記撚り糸の電気二重層コンデンサ(YSC)が前記カバーの1つの同じ領域内に配置される、
請求項1に記載の車両シートカバー(10)。 - 前記撚り糸のセンサ(YS)が前記カバー(10)の前記ファブリック/ファブリックの横撚り糸、前記ファブリックの縦撚り糸、または前記ファブリックの横撚り糸および縦撚り糸の組み合わせであってよい、
請求項1に記載の車両シートカバー(10)。 - 前記撚り糸の電気二重層コンデンサ(YSC)が、前記カバー(10)の前記ファブリック/ファブリックの横撚り糸、前記ファブリックの縦撚り糸、または前記ファブリックの横撚り糸および縦撚り糸の組み合わせであってよい、
請求項1に記載の車両シートカバー(10)。 - 前記撚り糸の電気二重層コンデンサ(YSC)による前記撚り糸のセンサ(YS)の電力供給を管理するための制御電子部品(PSM)をさらに備える、
請求項1に記載の車両シートカバー(10)。 - クッション(102)およびバックレスト(104)を有する車両シート(100)であって、
前記車両シートがフレームを備え、
前記フレーム上にパッドが設置され、
前記パッドの上にカバーが嵌め込まれ、
前記カバーが請求項1から13のいずれか一項に記載の車両シートカバー(10)である、
ことを特徴とする、車両シート(100)。 - 前記撚り糸電気二重層コンデンサ(YSC)のためのエネルギー源として環境発電要素(16)をさらに備える、
請求項14に記載の車両シート(100)。 - 前記環境発電要素が太陽電池(16)である、
請求項15に記載の車両シート(100)。
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