JP7168507B2 - 車両用シート - Google Patents

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Description

本発明は、車両に搭載される車両用シートに関するものである。
従来、車両用シートは、乗員それぞれの着座姿勢を考慮することなく、メーカーの推奨する着座姿勢で製造されている。乗員がメーカーの推奨する着座姿勢で着座していない場合、乗員の体の各部に疲れを感じる。また、この種の車両用シートは、乗員の体型も考慮されていない。
このような問題を解決するため、例えば、特許文献1は、可撓性を有する空気非透過性材料によって形成され内部に粉体を流動可能な状態で充填した袋体を座部及び背当部に配置した車両用シートを開示している。特許文献1に開示されている車両用シートは、着座者の体重により袋体内の粉体を流動させ座部及び背当部の表面を乗員の着座姿勢に合わせた凹凸面に形成し、袋体内から空気を吸引することによって袋体内の粉体の位置を固定させ座部及び背当部の表面の凹凸面を維持している。
また、特許文献2には、表皮部材とクッション体との間に粉体として発泡プラスチック粒子を充填した複数の気密袋を配置した車両用シートを開示している。特許文献2に開示されている車両用シートは、複数の気密袋内を減圧して発泡プラスチック粒子同士を密着、固化させることによって表皮部材の全面を乗員の着座姿勢に合わせた凹凸面を維持している。
特開平10-229930公報 実開平4-115448号公報
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に開示されている車両用シートは、座部及び背当部の全体に渡って粉体が配置されているため、1つの形状で固定されてしまい、車両走行中に発生する様々な方向からの力による乗員の着座姿勢の揺れを効率よく抑制できない。例えば、車両走行中に発生する前後又は左右への力による乗員の着座姿勢の揺れを細かく抑制できなかった。
本発明の目的は、上記課題を解決するものであり、着座する乗員の安定感を向上させながらも、乗員の着座姿勢の揺れを抑制し得る車両用シートを提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の車両用シートは、乗員の臀部を支持するシートクッションと、乗員の背中を支持するシートバックと、を備えた車両用シートにおいて、前記シートクッションの内部において、可撓性を有する気体非透過性材料の袋状にて形成され、粉体を収容する収容部と、前記収容部に気体を送気するとともに、前記収容部から気体を吸気する送吸気部と、を備え、前記送吸気部は、前記収容部に気体を送気することにより前記収容部に収容された粉体を流体化させて、前記収容部の形状を軟質化にし、前記収容部から気体を吸気することにより前記収容部に収容された粉体を固体化させて、前記収容部の形状を硬質化にし、前記収容部は、当該収容部の外縁を前記シートクッションの内部と固定する外縁固定部を有しており、前記外縁固定部は、車両の前後方向又は左右方向の軸線に従って、前記収容部の容積が減少又は増加していく形状からなることを特徴とする。
本発明によれば、着座する乗員の安定感を向上させることによって、乗員の着座姿勢の揺れを抑制することができる。
本発明の実施形態1に係る車両用シートを備えた車両における車内の斜視図である。 本発明の実施形態1に係る車両用シートの斜視図である。 本発明の実施形態1に係る車両用シートのシートクッションにおいて、車両の前後方向を断面方向としたときの縦断面概念図である。 本発明の実施形態1に係る車両用シートのシートクッションを示す図である。 本発明の実施形態1に係る車両用シートの電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態1に係る車両用シートに乗員が着座している状態の斜視図である。 本発明の実施形態1の変形例に係る車両用シートのシートクッションの斜視図である。 本発明の実施形態2に係る車両用シートの姿勢制御の動作を説明するための図である。 本発明の実施形態2の変形例に係る車両用シートのシートクッションの斜視図である。
(実施形態1)
以下、本発明の実施形態1に係る車両用シートについて、図1~図6を参照しながら説明する。ただし、以下に説明される実施形態は、本発明のいくつかの例を示すものであって、本発明の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本発明の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。尚、以下の説明において直交する一点鎖線それぞれは、車両の前後方向及び左右方向の軸線を表している。
[車両用シートの概略構成]
本発明の実施形態1に係る車両用シート10の概略構成について図1及び図2を用いて説明する。
図1は、車両用シート10を備えた車両1における車内の斜視図である。また、図2は、車両用シート10の斜視図である。
図1に示すように、車両1における車内には、インストルメントパネル2よりも後方に設置されているフロントシート3と、フロントシート3よりも後方に設置されているリアシート4とが配置されている。また、フロントシート3は、運転席用のフロントシート3aと、助手席用のフロントシート3bと、を有している。本実施形態に係る車両用シート10は、フロントシート3またはリアシート4の少なくともいずれか一方に適用されるものである。
図2に示すように、車両用シート10は、車両本体の構造体上に固定されているシートクッション20と、シートクッション20の後端側から上方に向かって延びるように設けられたシートバック30と、シートバック30の上端に設けられたヘッドレスト40と、を備えている。
また、シートクッション20は乗員の臀部及び脚部を支持するものであり、シートバック30は乗員の腰部及び背中を支持するものである。ヘッドレスト40は、乗員の頭部を支持するものである。
[シートクッションの構成]
次に、本発明の実施形態1に係る車両用シート10のシートクッション20の構成について図3及び図4に基づいて説明する。図3は、車両用シート10のシートクッション20において、車両の前後方向を断面方向としたときの縦断面概念図である。図4は、車両用シート10のシートクッション20を示す図である。図4(a)は、シートクッション20の斜視図である。図4(b)は、車両の水平方向を断面方向としたときの水平断面図である。尚、以下の説明においては、適宜図1及び図2を参酌する。
図3に示すように、シートクッション20は、乗員の臀部が接する座面21と、粉体を収容する袋状の収容部22と、収容部22に気体を送吸気する送吸気部23と、を備えている。
また、シートクッション20の下方であって、シートクッション20を支持する支持部(図示せず)には、シートクッション20にかかる圧力を検出するシート圧力センサ21bが設けられている。
座面21は、布、本革又は合成皮革等の表皮部材21aで覆われている。
収容部22は、座面21の下方において車両用シート10に着座した乗員の臀部と対向する対向側に設けられており、可撓性を有する気体非透過性材料の袋体にて形成されている。
なお、本実施形態1においては、1つの収容部22のみから構成されているが、2以上の収容部22から構成されてもよい。
また、収容部22は、送吸気部23から送吸気されてきた気体を内部に流通させるための接続部24と、収容部22の外縁をシートクッション20の内部と固定する外縁固定部25と、を有している。
本実施形態1においては、収容部22に送吸気される気体は、空気(外気)に対応しているが、粉体の流体化又は固体化を高める媒体となるような媒体ガスであってもよい。
収容部22は、可撓性を有する気体非透過性材料の袋体であるため、内部の気密性が保たれている。
送吸気部23を介して収容部22の内部を気体で満たした場合、収容部22の形状が膨らむように変形する。収容部22の形状が膨らむように変形することによって、粉体は流動可能な状態で収容部22に収容される。
これに対して、送吸気部23を介して収容部22の内部から気体を吸気した場合、収容部22の形状は収縮するように変形する。収容部22の形状が収縮するように変形することにより粉体同士が密着することによって、粉体は固定された状態で収容部22に収容される。
収容部22の外縁の形状は、図4(a)及び図4(b)に示すように、外縁固定部25によって車両の前後方向及び左右方向の軸線に対してそれぞれの方向に1対の端部22aを有する菱形状となっている。収容部22の外縁の形状が菱形状に形成されているため、収容部22の略中央から端部22aに向かうにつれて、収容部22の容積は減少している。
外縁固定部25は、収容部22の外縁をシートクッション20の内部に固定するため、収容部22と座面21の表皮部材21aとを縫い合わせている。換言すれば、外縁固定部25は、シートクッション20の表面のデザインを縫製する縫製部を兼用している。
座面21の略中央には、収容部22の内部に収容されている粉体によりシートクッション20の外側に向けて膨らむことにより凸部21cが形成されている。
図3及び図4に示すように、送吸気部23を介して収容部22の内部から気体を吸気した場合、凸部21cは、収容部22の内部に収容されている粉体により形成されているため、シートクッション20の座面21側に対する膨らみを維持している。
これに対し、送吸気部23を介して収容部22の内部を気体で満たした場合、送吸気部23を介して収容部22の内部から気体を吸気した場合に比べて、シートクッション20の座面21側に対してより膨らんでいる。
図3に示すように、送吸気部23は、例えばコンプレッサ等から構成されており、流通管26を介して収容部22の接続部24に接続されている。また、送吸気部23は、後述するコントローラ100からの制御信号に応じて、収容部22に気体を送吸気する。
送吸気部23は、流通管26を介して収容部22に気体を送気することにより、収容部22の形状を膨らむように変形させ、収容されている粉体を流体化させる。収容されている粉体が流体化することによって、収容部22の形状は軟質化する。
これに対し、送吸気部23は、収容部22から気体を吸気することにより収容部22の形状を収縮するように変形させ、収容されている粉体を固体化させる。収容されている粉体が固体化することによって、収容部22の形状は硬質化する。
[車両用シートの電気的構成]
次に、本発明の実施形態に係る車両用シート10の電気的構成について図5に基づいて説明する。図5は、車両用シート10の電気的構成を示すブロック図である。
図5に示すように、車両用シート10には、コントローラ100が備えられている。
コントローラ100は、シート圧力センサ21bと、送吸気部23と、車両1の進行方向を撮影する車外撮影用カメラ101と、車両1内の乗員を撮影する車内撮影用カメラ102と、に通信可能に接続されている。
車内撮影用カメラ102は、車両用シート10に着座している乗員の姿勢を検出する姿勢検出部を構成している。また、シート圧力センサ21bによっても、圧力分布によって、着座している乗員の姿勢を推定できる。
コントローラ100は、不図示のプロセッサ、メモリ及びストレージ等から構成されており、車両用シート10に含まれる各種構成要素を統括的に制御し、車両用シート10の各種機能を実現するための制御処理を実行する。プロセッサは、本実施形態におけるプログラムをストレージから呼び出してメモリに展開し、これらを所定順序で実行することにより、乗員の着座姿勢に応じたシートクッションの制御処理を実行する。
コントローラ100は、送吸気部23に気体の送吸気をさせる送吸制御を実行させる。具体的には、コントローラ100は、シート圧力センサ21bからシートクッション20にかかっている圧力、又は、車内撮影用カメラ102から乗員の映像を取得した場合、取得した圧力又は映像に基づいて乗員の着座姿勢を検出する。
そして、コントローラ100は、検出した着座姿勢に基づいて、送吸気部23に気体の送吸気をさせる送吸制御を実行する。特に、本実施形態1においては、コントローラ100が検出した着座姿勢の変化が少ないと判定すると、送吸気部23に収容部22の吸気をさせる制御を行う。
また、コントローラ100は、車外撮影用カメラ101から車両進行方向の映像を取得した場合、取得した映像に基づいて車両進行方向にカーブがあるかを判定する。
そして、コントローラ100は、車両進行方向にカーブがあると判定すると、送吸気部23に気体の送吸気をさせる送吸制御を実行する。特に、本実施形態1においては、コントローラ100がカーブの曲率に応じて、送吸気部23に収容部22からの吸気量を調整させる制御を行う。
[乗員の着座姿勢の揺れを抑制する態様の説明]
次に、本発明の実施形態に係る車両用シート10において、乗員の着座姿勢の揺れを抑制する態様について図6を用いて説明する。図6は、車両用シート10に乗員50が着座している状態の斜視図である。尚、以下の説明においては、適宜図3~図5を参酌する。
図6に示すように、乗員50がシートクッション20に着座している場合、乗員50の臀部及び脚部により押圧された凸部21cにある粉体は、外縁固定部25により収容部22の外縁の形状を菱形状に維持しつつ、車両の左右方向の軸線(端部22a)に向かって広がっている。
車両が前後方向に加速しながら走行をする場合、車両の前後方向への加速度による慣性力(所謂前後G)が乗員50にかかる。また、車両が左右方向に加速しながら曲がる場合、車両の左右方向への加速度による慣性力(所謂横G)が乗員50にかかる。
このとき、乗員50の臀部は、シートクッション20の略中央から外側に向けて力がかかる。
そして、収容部22の内部に収容されている粉体は、凸部21cを介して乗員50の臀部からの押圧によりシートクッション20の外縁側に偏る。即ち、収容部22の内部に収容されている粉体は、菱形状の収容部22が有する4つの端部22aに粉体が偏りやすくなる。
このとき、菱形状により収容部22の容積が収容部22の略中央から端部22aに向かうにつれて減少しているため、端部22aにおいて粉体が詰まる。このため、粉体が端部22aに詰まることによって、シートクッション20の座面21側に対して膨らみをもった凸部が形成されることになる。
この4つの端部22aにおける凸部によって、車両走行中に発生する所謂前後Gや所謂横Gによる揺れを抑制でき、着座する乗員50の安定感を向上させることができる。
また、コントローラ100は、姿勢検出部である車内撮影用カメラ102によって乗員50の着座姿勢の揺れが検出されると、送吸気部23を介して収容部22から気体を吸気する。これにより、収容部22の形状は硬質化し、硬質化した収容部22の形状によって乗員50の臀部が支持される。
このため、乗員50に前後G又は横Gがかかったとしても、収容部22の形状を硬質化させることによって乗員50の着座姿勢の揺れを抑制することができる。
また、外縁固定部25は、収容部22の外縁とシートクッション20の表皮部材21aとを縫い合わせることによって、収容部22をシートクッション20の内部に固定している。
このため、外縁固定部25に、シートクッション20の表面のデザインを縫製する縫製部を兼用させることができる。本実施形態1では、収容部22の外縁の形状である菱形状が、粉体の偏りを規制するとともに、シートクッション20の表面のデザイン性を向上させている。
[変形例]
上記実施形態においては、収容部22の外縁の形状が菱形状に形成されていたが、半楕円状に形成されていてもよい。
図7は、車両用シート10のシートクッション20の斜視図であり、収容部22の外縁の形状が半楕円状に形成された変形例である。
本実施形態1における変形例では、図7に示すように、収容部22の外縁の形状が、外縁固定部25によって、車両の前後方向の軸線に対して、収容部22の前側に1つの端部22aと、収容部22の後側に車両の左右方向の軸線に沿って伸びるように設けられている直線部22bと、端部22aと直線部22bの両端とを接続する曲線部22cとを有する半楕円状に形成されている。なお、本実施形態1の変形例では、半楕円状に形成された収容部22から構成されているが、半円状に形成された収容部22から構成されていてもてもよい。
そして、半楕円状により収容部22の容積が収容部22の略中央から前側の端部22aに向かうにつれて減少しているため、前側の端部22aにおいて粉体が詰まる。このため、粉体が前側の端部22aに詰まることによって、シートクッション20の座面21側に対して膨らみをもった凸部が形成されることになる。
この前側の端部22aにおける凸部によって、所謂前後Gによる揺れを抑制でき、着座する乗員50の安定感を向上させることができる。
また、収容部22の外縁の形状が半楕円状となっているため、収容部22の容積は、収容部22の略中央から端部22aに向かうにつれて減少し、収容部22の略中央から直線部22bに向かうにつれて増加している。
このため、本変形例では収容部22の外縁の形状を外縁固定部25によって半楕円状にすることによって、収容部22と乗員の臀部との接触する面積が増加するため、着座する乗員の安定感を向上させることができる。
このように、本実施形態1における変形例においても、実施形態1と同様に、収容部22の外縁の形状を外縁固定部25によって半楕円状に形成することにより、車両走行中に発生する所謂前後Gによる揺れを抑制でき、着座する乗員の安定感を向上させることができる。
(実施形態2)
続いて、本発明の実施形態2に係る車両用シート10について、図8を用いて説明する。
図8は、車両用シート10の姿勢制御の動作を説明するための図である。図8(a)は、シートクッション20の斜視図である。図8(b)は、シートクッション20において、車両の水平方向を断面方向としたときの水平断面図である。尚、以下の説明においては、適宜図3~図5を参酌する。
実施形態1では、1つの収容部22を備えたシートクッション20で構成されていたが、複数の収容部22を備えたシートクッション20で構成されてもよい。
本実施形態2では、シートクッション20において車両の前後方向又は左右方向の軸線に対し、それぞれの方向に複数の収容部22が設けられている。
複数の収容部22のそれぞれが有する接続部24は、流通管26を介して送吸気部23と接続されている。
コントローラ100は、送吸気部23に複数の収容部22のそれぞれから選択的に吸気させることによって、複数の収容部22の形状を選択的に硬質化させる制御を実行する。
また、コントローラ100は、車外撮影用カメラ101から車両進行方向にカーブがあると判定すると、乗員の姿勢の変化に基づいて、乗員の臀部を支持可能な位置にある複数の収容部22に対して送吸気部23から気体を吸気させる。
具体的には、コントローラ100は、シート圧力センサ又は車内撮影用カメラを介して、座面21において乗員の臀部で押圧されている範囲を検出し、検出した範囲に位置する収容部22に対して送吸気部23から気体を吸気させ、収容部22の形状を硬質化させる。また、コントローラ100は、乗員の臀部で押圧されていない範囲に位置する収容部22に対して、送吸気部23に気体を送気させて、収容部22の形状を軟質化させる。
このため、本実施形態2では、コントローラ100が送吸気部23にシートクッション20に設けられた複数の収容部22から選択的に気体を吸気させることにより、乗員の臀部を支持する位置にある収容部の形状を硬質化にすることができる。
さらには、コントローラ100が検出された前後G又は横Gによる乗員の着座姿勢の揺れに基づいて選択的に乗員の臀部を支持する位置にある収容部22の形状を硬質化できるため、乗員の着座姿勢の揺れをより細かく抑制することができる。
このように、コントローラ100は、送吸気部23に複数の収容部22のそれぞれから選択的に吸気させることによって、複数の収容部22の形状を細かくコントロールすることができ、車両走行中に発生する前後又は左右への力による乗員の着座姿勢の揺れを細かく抑制できる。
[変形例]
上記実施形態においては、収容部22の形状が菱形状に形成されていたが、半楕円状に形成されていてもよい。
図9は、車両用シート10のシートクッション20の斜視図であり、収容部22の形状が半楕円状に形成された変形例である。
本実施形態2における変形例では、図9に示すように、収容部22の形状が、実施形態1の変形例と同様に、半楕円状に形成されている。
このため、本変形例では、実施形態1における変形例と同様に、収容部22の外縁の形状を外縁固定部25によって半楕円状にすることによって収容部22と乗員の臀部との接触する面積が増加するため、着座する乗員の安定感を向上させることができる。
このように、本実施形態2における変形例においても、実施形態2と同様に、収容部22の外縁の形状を外縁固定部25によって半楕円状に形成することにより、車の走行による乗員の着座姿勢の揺れをより細かく抑制するとともに、着座する乗員の安定感を向上させることができる。
以上のように、各実施形態では、車両用シート10のシートクッション20の内部に、可撓性を有する気体非透過性材料の袋状にて形成され、粉体を収容する収容部22が設けられている。また、収容部22は、当該収容部22の外縁をシートクッション20の内部と固定する外縁固定部25を有している。外縁固定部25は、収容部22の外縁の形状を車両の前後方向又は左右方向の軸線に従って、収容部22の容積が減少又は増加していく形状に形成している。収容部22の形状は、送吸気部23を介して、軟質化及び硬質化を切り替えている。収容部22の形状が軟質化している場合、収容部22の外縁の形状による粉体の偏りにより形成された収容部22の形状の膨らみによって、着座する乗員の臀部は固定されている。
これにより、着座する乗員の安定感を向上させることによって、乗員の着座姿勢の揺れを抑制することができる。
[その他]
上述の各実施形態において、収容部22の形状は、菱形状又は半楕円状に適用したものを示したが、これに限られず、円形及び多角形に適用しても良いものとする。
また、上述の各実施形態において、コントローラ100は、取得した車両進行方向の映像、又は、乗員の着座姿勢に基づいて、収容部22の形状を硬質化させていたがこれに限られないものとする。コントローラ100は、車両に備えられている加速度センサ等によって検出された乗員にかかる前後方向及び左右方向の慣性力に基づいて、収容部22の形状を硬質化させても良いものとする。
1:車両、3:フロントシート、4:リアシート、10:車両用シート、20:シートクッション、21:座面、21a:表皮部材、21b:シート圧力センサ(姿勢検出部)、21c:凸部、22:収容部、22a:端部、22b:直線部、22c:曲線部、23:送吸気部、24:接続部、25:外縁固定部、26:流通管、30:シートバック、40:ヘッドレスト、50:乗員、100:コントローラ(制御部)、101:車外撮影用カメラ、102:車内撮影用カメラ(姿勢検出部)

Claims (6)

  1. 乗員の臀部を支持するシートクッションと、乗員の背中を支持するシートバックと、を備えた車両用シートにおいて、
    前記シートクッションの内部において、可撓性を有する気体非透過性材料の袋状にて形成され、粉体を収容する収容部と、
    前記収容部に気体を送気するとともに、前記収容部から気体を吸気する送吸気部と、を備え、
    前記送吸気部は、
    前記収容部に気体を送気することにより前記収容部に収容された粉体を流体化させて、前記収容部の形状を軟質化にし、
    前記収容部から気体を吸気することにより前記収容部に収容された粉体を固体化させて、前記収容部の形状を硬質化にし、
    前記収容部は、
    当該収容部の外縁を前記シートクッションの内部と固定する外縁固定部を有しており、
    前記外縁固定部は、
    車両の前後方向及び左右方向の軸線に対し、それぞれの方向に1対の端部を有し、略中央から前記端部に向かうにつれて、前記収容部の容積が減少していく菱形状に形成させる、
    ことを特徴とする車両用シート。
  2. 乗員の臀部を支持するシートクッションと、乗員の背中を支持するシートバックと、を備えた車両用シートにおいて、
    前記シートクッションの内部において、可撓性を有する気体非透過性材料の袋状にて形成され、粉体を収容する収容部と、
    前記収容部に気体を送気するとともに、前記収容部から気体を吸気する送吸気部と、を備え、
    前記送吸気部は、
    前記収容部に気体を送気することにより前記収容部に収容された粉体を流体化させて、前記収容部の形状を軟質化にし、
    前記収容部から気体を吸気することにより前記収容部に収容された粉体を固体化させて、前記収容部の形状を硬質化にし、
    前記収容部は、
    当該収容部の外縁を前記シートクッションの内部と固定する外縁固定部を有しており、
    前記外縁固定部は、
    車両の前後方向又は左右方向の軸線に対し、中央から外側に向かうにつれて前記収容部の容積が減少又は増加していく形状からなり、
    少なくとも一部の形状が、中央から端部に向かうにつれて前記収容部の容積が減少し、略中央から直線部に向かうにつれて前記収容部の容積が増加していく半円状又は半楕円状に形成されている、
    ことを特徴とする車両用シート。
  3. 前記外縁固定部は、
    車両の前後方向又は左右方向の軸線に対し、いずれか一方向の一方に1つの前記端部と、他方に前記直線部と、前記端部と前記直線部の両端とを接続する曲線部と、を有する、
    ことを特徴とする請求項に記載の車両用シート。
  4. 前記外縁固定部は、
    前記収容部と前記シートクッションの表皮部材とを縫い合わせることによって、前記収容部を前記シートクッションの内部に固定している、
    ことを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の車両用シート。
  5. 前記収容部は、
    前記車両の前後方向及び左右方向の軸線に対し、それぞれの方向に複数設けられている、
    ことを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の車両用シート。
  6. 前記送吸気部に複数の前記収容部のそれぞれから選択的に吸気させる制御を実行する制御部と、
    乗員の姿勢の変化を検出する姿勢検出部と、を更に備え、
    前記制御部は、
    検出された乗員の姿勢の変化に基づいて、乗員の臀部を支持する位置にある複数の前記収容部のそれぞれから吸気を実行させる、
    ことを特徴とする請求項に記載の車両用シート。
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