JP7227054B2

JP7227054B2 - 車両用シート

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Publication number: JP7227054B2
Application number: JP2019066918A
Authority: JP
Inventors: 勇長澤
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2023-02-21
Anticipated expiration: 2039-03-29
Also published as: US11046224B2; CN111746363A; DE102020201055A1; US20200307433A1; JP2020162911A

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、運転者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を配置しているため、車両用シートからの乗員への反発力が均一となりやすく、座り心地をより向上させる点においてはより一層の改善の余地があった。

本発明の目的は、上記課題を解決するものであり、粉体を収容した車両用シートにおいて、乗員の座り心地をより向上させ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または前記シートバックの内部の少なくとも一方に、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と、前記収容部が設けられている前記シートクッションの内部または前記シートバックの内部の少なくとも一方に、前記収容部よりも可撓性の低いクッション部材と、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、前記収容部に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、前記車両用シートに着座した乗員と対向する表面側に配置され、前記クッション部材は、前記収容部の裏面側に配置されることを特徴とする。

また、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または前記シートバックの内部の少なくとも一方に、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と、前記収容部が設けられている前記シートクッションの内部または前記シートバックの内部の少なくとも一方に、前記収容部よりも可撓性の低いクッション部材と、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、前記収容部に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、前記車両用シートに着座した乗員と対向する表面側に配置され、前記クッション部材は、前記収容部の内部に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、粉体を収容した車両用シートにおいて、乗員の座り心地をより向上させることができる。

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のシートクッションにおいて、車両の幅方向を断面方向としたときの横断面概念図である。本発明の実施形態２に係る車両用シートのシートクッションにおいて、車両の幅方向を断面方向としたときの横断面概念図である。

（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。

［車両用シートの概略構成］
本発明の実施形態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における車両内の斜視図である。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とが設置されている。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伸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は乗員の脚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概念図である。尚、以下の説明においては、適宜図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、収容部２２を下方から支持するクッション部材２４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。なお、本実施形態１では、表皮部材２１ａは、シートバック３０と乗員の背中とが接する背面３１も覆っている。

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表面側に複数設けられており、可撓性を有する気体非透過性材料の複数の袋体２２ａ～ｄにて構成されている。

図４に示すように、座面２１の前面側には、１つの前面袋体２２ａが車両用シート１０の左右方向と略平行に設けられており、乗員５０の脚部を支持する。尚、前面袋体２２ａは、車両用シート１０の前後方向に対して複数並設させてもよい。

また、前面袋体２２ａよりも座面２１の中央付近には、車両用シート１０の左右方向に対して、３つの後面袋体２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが車両用シート１０の前後方向と略平行に沿うように並設されており、乗員５０の臀部を支持する。尚、後面袋体２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、１つであってもよいし、２つであったり、４以上であったりしてもよい。

また、複数の袋体２２ａ～ｄのそれぞれは、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２５を有している。

本実施形態１においては、複数の袋体２２ａ～ｄ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。また、複数の袋体２２ａ～ｄに収容されている粉体は、送吸気部２３を介して流体化及び固体化に切り替えられている。

クッション部材２４は、ウレタン等から構成されており、粉体が収容された複数の袋体２２ａ～ｄよりも可撓性が低い。

また、クッション部材２４は、図６に示すように、複数の袋体２２ａ～ｄと対向する表面側に対して、凹凸状の複数の溝部２４ａと突出部２４ｂとを形成している。そして、複数の溝部２４ａのそれぞれに複数の袋体２２ａ～ｄのいずれかを配置している。

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を介してシートクッション２０の内部に設けられている複数の袋体２２ａ～ｄのそれぞれの接続部２５に接続されている。

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、複数の袋体２２ａ～ｄのそれぞれ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、複数の袋体２２ａ～ｄ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、複数の袋体２２ａ～ｄの形状は軟質化する。

これに対し、送吸気部２３は、複数の袋体２２ａ～ｄから気体を吸気することにより複数の袋体２２ａ～ｄ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、複数の袋体２２ａ～ｄの形状は硬質化する。

なお、本実施形態１では、シートバック３０の背面３１の後方において、車両用シート１０に着座している乗員の背中と対向する表面側に収容部２２が１つ配置されている。
シートバック３０に設けられている収容部２２は、シートクッション２０に設けられている収容部２２と同様に、送吸気部２３を介して粉体を流体化及び固体化に切り替えられている。

［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車両用シート１０の制御処理を実行する。

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。

［車両用シートの動作の説明］
次に、本発明の実施形態１に係る車両用シート１０の動作について図６を用いて説明する。図６は、車両用シート１０のシートクッション２０において、車両の幅方向を断面方向としたときの横断面概念図であり、シートクッション２０の状態の変化を時系列的に示している。尚、以下の説明においては、適宜図３～図５を参酌する。

図６（ａ）に示すように、乗員５０がシートクッション２０に着座していない場合には、コントローラ１００は、送吸気部２３を介して複数の袋体２２ａ～ｄに気体を送気させることにより粉体を流体化させ、複数の袋体２２ａ～ｄの形状を軟質化にしておく。

次に、図６（ｂ）に示すように、乗員５０がシートクッション２０に着座した場合、後面袋体２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、着座する乗員５０の臀部によってクッション部材２４に押し付けられる。

クッション部材２４の表面の形状は、着座している乗員５０の臀部によりクッション部材２４の表面に後面袋体２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを上方から押し付けることによって、凹凸面が変形する。

クッション部材２４は、後面袋体２２ｂ、２２ｃ、２２ｄよりも可撓性が低いことから、この変形した突出部２４ｂにおいて、着座している乗員５０の臀部を安定して支持する。

また、シートクッション２０の中央側の後面袋体２２ｃは、着座している乗員５０の臀部に沿った形状に変形する。

シートクッション２０の左側と右側にある後面袋体２２ｂ、２２ｄの粉体は、着座している乗員５０の臀部が押しつけられていないシートクッション２０の左右の両端側へと移動する。このため、左側と右側にある後面袋体２２ｂ、２２ｄは、座面２１の左右の両端側に大きな膨らみを形成した形状に変形する。

また、シートクッション２０の前面側の前面袋体２２ａについても、乗員５０の脚部が押しつけられていないシートクッション２０の前面側に粉体が移動して、前面袋体２２ａは、座面２１の前面側に大きな膨らみを形成した形状に変形することになる。

その後、コントローラ１００が、車内撮影用カメラ１０２又はシート圧力センサ２１ｂによって検出された乗員５０の着座姿勢の変化量が少ないと判定すると、送吸気部２３に複数の袋体２２ａ～ｄから気体を吸気させることにより粉体を固体化させ、複数の袋体２２ａ～ｄの形状を硬質化にする。
これによって、収容部２２の形状を乗員５０の着座姿勢の形状に合わせることができ、収容部２２及びクッション部材２４によって着座する乗員５０の安定感を向上させることができる。

また、本実施形態においては、シートクッション２０の外周面側の座面２１が膨らむことになり、車両走行時における車両の前後方向及び左右方向への加速度による慣性力（所謂前後Ｇ及び左右Ｇ）による乗員５０の着座姿勢の揺れを抑制することもできる。

さらに、シートクッション２０の前面側の座面２１が膨らむことによって、車両１の前面衝突時において、乗員５０がシートクッション２０の前方かつ下方に潜り込んでしまうような所謂サブマリン現象を防止することもできる。

（実施形態２）
上記実施形態１においては、クッション部材２４は、収容部２２の下方側に配置されて構成されていたが、クッション部材２１０は、収容部２２の内部に配置して構成してもよい。本発明の実施形態２に係る車両用シートについて、図７を参照しながら説明する。図７は、車両用シート１０のシートクッション２０において、車両の幅方向を断面方向としたときの横断面概念図であり、シートクッション２０の状態の変化を時系列的に示している。尚、以下の説明においては、適宜図３～図５を参酌する。

図７（ａ）に示すように、収容部２００の内部に、複数のクッション部材２１０と、クッション部材２１０を下方から支持するクッション支持部２２０とが設けられている。

クッション部材２１０は、乗員５０の臀部を支持可能な位置に配置されている。クッション部材２１０の外周は、収容部２００の内部に流動可能な状態で収容されている粉体で満たされている。

クッション支持部２２０は、クッション部材２１０を下方から伸縮自在に支持可能な、例えばコイルバネ等の弾性部材にて構成されている。尚、クッション支持部２２０は、伸縮性のない部材、例えば鉄、強化プラスチック又は樹脂部材等でもよい。また、クッション支持部２２０は、表面又は伸縮機能を保護する部材で包装されていてもよい。

次に、図７（ｂ）に示すように、乗員５０がシートクッション２０に着座した場合、収容部２００の形状は、着座する乗員５０の臀部に押圧されることによって、乗員５０の臀部の形状に沿った形状に変形する。

クッション部材２１０は、収容部２００よりも可撓性が低いことから、クッション部材２１０において、着座している乗員５０の臀部を安定して支持する。

クッション支持部２２０は、乗員５０の臀部により下方へと移動させられているクッション部材２１０を弾性力によって上方へと押し返している。
このため、本変形例ではクッション支持部２２０を設けることによって、乗員５０の臀部に適切な反発力を与えているため、着座する乗員５０の安定感を向上させることができる。

このように、実施形態２においても、実施形態１と同様に、収容部２００の形状を乗員の臀部の形状に沿うように変形させるとともに、乗員５０の臀部をクッション部材２１０によって支持することによって、車両用走行中に発生する所謂前後Ｇ、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。

尚、クッション支持部２２０を収容部２００の内部に設ける構成にしたが、クッション支持部２２０を収容部２００の外部に設ける構成にしてもよい。この場合、クッション支持部２２０の下面は、シートクッション２０によって固定されるため、乗員５０の着座姿勢の安定感が向上する。

以上のように、上述した各実施形態では、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と、収容部よりも可撓性が低いクッション部材とが設けられている。また、収容部はクッション部材の近傍に配置されている。乗員５０が着座した場合、乗員５０の着座姿勢は、収容部及びクッション部材によって固定されている。
これにより、粉体を収容した車両用シートにおいて、乗員の座り心地をより向上させることができる。

［その他］
上述の各実施形態において、収容部及びクッション部材はシートクッション２０の内部に設けられていたが、シートバック３０の内部に設けてもよい。収容部及びクッション部材をシートバック３０の内部に設ける場合、収容部及びクッション部材を乗員５０の背中の構造に対して適切な配置に変更するものとする。

また、上述の各実施形態において、同じ可撓性を有する複数の収容部で構成していたが、これに限られず、可撓性の異なる複数の収容部で構成してもよい。

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）、２２：収容部、２２ａ：前面袋体、２２ｂ：後面袋体、２２ｃ：後面袋体、２２ｄ：後面袋体、２３：送吸気部、２４：クッション部材、２４ａ：溝部、２４ｂ：突出部、２５：接続部、２６：流通管、３０：シートバック、３１：背面、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）、２００：収容部、２１０：クッション部材、２２０：クッション支持部

Claims

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または前記シートバックの内部の少なくとも一方に、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と、
前記収容部が設けられている前記シートクッションの内部または前記シートバックの内部の少なくとも一方に、前記収容部よりも可撓性の低いクッション部材と、
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、
前記収容部に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、前記車両用シートに着座した乗員と対向する表面側に配置され、
前記クッション部材は、前記収容部の内部に配置されている、
ことを特徴とする車両用シート。
前記収容部は、複数の袋体から構成されており、
前記複数の袋体は、前記車両用シートの左右方向に対して並設されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用シート。
前記収容部は、複数の袋体から構成されており、
前記複数の袋体は、前記車両用シートの前後方向に対して並設されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用シート。
前記クッション部材の裏面側から前記クッション部材を支持するクッション支持部を更に備え、
前記クッション支持部は、前記車両用シートに着座した乗員に対向する方向に対して伸縮自在となるように弾性部材にて構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用シート。