JP7260812B2 - 乗物用シート - Google Patents

Description

本発明は自動車等の乗物に用いられる乗物用シートに関する。

乗員を支持する支持面の形状や硬さを乗員の体格に応じて調節できる乗物用シートが知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１の乗物用シートでは、シートクッション及びシートバックに設けられた複数のエアセルと、各エアセルに接続され、その内部の空気圧を制御するポンプと、支持面に設けられた感圧センサと、ポンプ及び感圧センサに接続された制御装置とを有する。制御装置は、検出された圧力に基づいてポンプを制御し、乗物用シートを適切な形状や硬さにする。

特開２００９－１１９２３０号公報

特許文献１の乗物用シートは、シートクッションの硬さを支持面に沿ってより細かく調節するためには、エアセルの大きさを小さくする必要がある。しかしながら、エアセルを小さくすると、ポンプからエアセルに至る配管の数が増大し、エアセル内部への空気の出し入れが難しくなる。そのため、支持面の硬さを細かく設定することが容易ではないという問題があった。

本発明は、以上の背景を鑑み、支持面に沿ってシートクッションの硬さを細かく調節できる乗物用シートを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、シートクッション（３）及びシートバック（４）を有する乗物用シートであって、前記シートクッション及び前記シートバックの少なくとも一方を構成し、乗員を支持するパッド部材（３Ｂ、４Ｂ）と、前記パッド部材の支持面（Ｘ）に沿って設けられ、乗員からの圧力を検出する複数の圧力センサ（１２）と、前記支持面に沿って設けられた線状の複数のソフトアクチュエータ（１６）と、複数の前記圧力センサによって検出された圧力に基づいて、前記ソフトアクチュエータを駆動する制御装置（５０）とを有することを特徴とする乗物用シートが提供される。

この構成によれば、ソフトアクチュエータが線状に形成されているため、支持面に沿って圧力を細かく調節することができる。

また、上記の構成において、前記ソフトアクチュエータは前記パッド部材を覆う表皮材（３Ｃ、４Ｃ）を構成しているとよい。

この構成によれば、乗物用シートを構成する部品数を減らすことができるため、組付し易い。また、乗員が接する部分の硬さが変更されるため、シートクッションの硬さの変更がより乗員に伝わり易くなる。

また、上記の構成において、前記パッド部材を覆う表皮材（３Ｃ）を更に有し、複数の前記ソフトアクチュエータは前記表皮材と前記パッド部材との間に設けられているとよい。

この構成によれば、ソフトアクチュエータを保護することができ、且つ、シートクッションの硬さや形状の変更がより乗員に伝わり易くなる。

また、上記の構成において、複数の前記ソフトアクチュエータのいくつかは前記パッド部材の幅方向に延在している横ソフトアクチュエータ群（１６Ｗ）を構成するとよい。

この構成によれば、支持面の乗員からの荷重によって発生する圧力の変化の大きい方向にソフトアクチュエータを並べることができるため、アクチュエータの駆動によって容易に圧力を分散させることができる。

また、上記の構成において、前記幅方向に直交する方向に延在する縦糸群（５２Ｌ）を有し、前記横ソフトアクチュエータ群と縦糸群とが互いに織り込まれているとよい。

この構成によれば、横ソフトアクチュエータ群を支持面に沿って並べることができ、且つ、その位置に保持することができる。

また、上記の構成において、複数の前記ソフトアクチュエータの他のいくつかは前記幅方向に直交する方向に延在している縦ソフトアクチュエータ群（１６Ｌ）を構成するとよい。

この構成によれば、横ソフトアクチュエータ群及び縦ソフトアクチュエータ群を設け、それらの伸縮によって、横方向及び縦方向にシートクッションの硬さを変更することができる。したがって、横ソフトアクチュエータ群に含まれるソフトアクチュエータと縦ソフトアクチュエータ群に含まれるソフトアクチュエータとの交点の位置において、シートクッションの硬さを変更することができるため、支持面の決まった位置のシートクッションの硬さを変更することができる。

また、上記の構成において、前記横ソフトアクチュエータ群と縦ソフトアクチュエータ群とが互いに織り込まれているとよい。

この構成によれば、横ソフトアクチュエータ群と縦ソフトアクチュエータ群とは一体となるため、組付し易い。

また、上記の構成において、前記圧力センサは線状に形成され、前記ソフトアクチュエータと前記圧力センサとが織り込まれているとよい。

この構成によれば、圧力センサとソフトアクチュエータとが一体となるため、更に、組付し易くなる。

また、上記の構成において、前記ソフトアクチュエータは圧力センサを兼ね、外部からの圧力に応じて電圧を発生させ、前記制御装置は、前記電圧に応じて圧力を算出するとよい。

この構成によれば、乗物用シートの部品数を減らすことができる。

また、上記の構成において、前記パッド部材には前記圧力センサと前記制御装置とを接続するケーブル（２０、２２）が収容される凹部（３１）が形成されているとよい。

この構成によれば、ケーブルがパッド部材の凹部に収容されるため、着座時に乗員にケーブルが当接せず、乗員に不快感を与えることがない。

また、上記の構成において、前記パッド部材を支持する支持板を更に有し、前記支持板と前記パッド部材との間には前記支持板に沿って延びる通路が形成され、前記支持板には前記通路に接続された貫通孔が形成され、前記ソフトアクチュエータから、前記通路、及び前記貫通孔を通過して前記制御装置に至るケーブル（２０、２２、４４）が設けられているとよい。

この構成によれば、パッド部材と支持板を通過するときに、ケーブルが乗物用シートの外面から露出しないため、乗物用シートの意匠性が高まる。

また、上記の態様において、前記ソフトアクチュエータは前記制御装置からの電圧によって伸縮するとよい。

この構成によれば、ソフトアクチュエータの伸縮によって、乗物用シートの硬さを変更することができる。

以上の構成によれば、支持面に沿ってシートクッションの硬さを細かく調節できる乗物用シートを提供することが可能となる。

また、上記の一態様においては、ソフトアクチュエータが表皮材に組み込まれているため、乗物用シートを構成する部品数を減らすことができ、組付し易くなる。また、乗員が接する部分の硬さが変更されるため、シートクッションの硬さの変更がより乗員に伝わり易くなる。

また、上記の一態様においては、ソフトアクチュエータが表皮材とパッドとの間に設けられているため、ソフトアクチュエータを保護することができ、且つ、シートクッションの硬さや形状の変更がより乗員に伝わり易くなる。

また、上記の一態様においては、横ソフトアクチュエータ群がパッド部材の幅方向に延在しているため、支持面の乗員からの荷重によって発生する圧力の変化の大きい方向にソフトアクチュエータを並べることができるため、アクチュエータの駆動によって容易に圧力を分散させることができる。

また、上記の一態様においては、横ソフトアクチュエータ群と縦糸群とが互いに織り込まれているため、容易に横ソフトアクチュエータ群を支持面に沿って並べることができ、その位置に保持することができる。

また、上記の一態様においては、横ソフトアクチュエータ群及び縦ソフトアクチュエータ群を設けられているため、それらの伸縮によって、横方向及び縦方向にシートクッションの硬さを変更することができる。したがって、横ソフトアクチュエータ群に含まれるソフトアクチュエータと縦ソフトアクチュエータ群に含まれるソフトアクチュエータとの交点の位置において、シートクッションの硬さを変更することができるため、支持面の決まった位置のシートクッションの硬さを変更することができる。

また、上記の一態様においては、横ソフトアクチュエータ群と縦ソフトアクチュエータ群とが互いに織り込まれているため、横ソフトアクチュエータ群と縦ソフトアクチュエータ群とは一体となり、組付し易い。

また、上記の一態様においては、圧力センサとソフトアクチュエータとが織り込まれているため、圧力センサとソフトアクチュエータとが一体となり、更に組付し易くなる。

また、上記の一態様においては、ソフトアクチュエータは圧力センサを兼ねているため、乗物用シートの部品数を減らすことができる。

また、上記の一態様においては、パッド部材にはケーブルが収容される凹部が形成されているため、着座時に乗員にケーブルが当接せず、乗員に不快感を与えることがない。

また、上記の構成において、ケーブルがソフトアクチュエータから、パッド部材の側部、通路、及び貫通孔を通過するように設けられるため、パッド部材と支持板を通過するときに、ケーブルが乗物用シートの外面から露出しないため、乗物用シートの意匠性が高まる。

また、上記の一構成においては、ソフトアクチュエータの伸縮によって、乗物用シートの硬さを容易に変更することができる。

本発明に係る乗物用シートの斜視図 図１の乗物用シートの分解斜視図 図１の乗物用シートのフレームの斜視図 図１の乗物用シートのシートクッションの分解斜視図、及び、アクチュエータシートの拡大図（円内） ソフトアクチュエータが伸びているとき（実線）、及び縮んでいるとき（破線）のシートクッションの車幅方向の断面図 第２実施形態に係る乗物用シートのシートクッションの分解斜視図、及び、アクチュエータシートの拡大図（円内） 第３実施形態に係る乗物用シートのシートクッションの分解斜視図、及び、表皮材の拡大図（円内） 第４実施形態に係る乗物用シートのシートクッションの分解斜視図、及び、表皮材の拡大図（円内） 第５実施形態に係る乗物用シートのシートクッションの分解斜視図、及び、表皮材の拡大図（円内） 圧力センサシート、及びアクチュエータシートがシートバックに設けられたときの乗物用シートの斜視図

以下に本発明による乗物用シートの実施形態を、図１～図１０を参照して説明する。以下の説明では、乗物用シートに着座した乗員を基準にして前後左右、及び内外を定める。

＜＜第１実施形態＞＞
図１及び図２に示すように、乗物用シート１は、フロアＦに設けられたフレーム２と、フレーム２に取り付けられたシートクッション３、シートバック４、及びヘッドレスト５を有する。シートクッション３は着座する乗員の臀部及び大腿部を下方から支持し、シートバック４はシートクッション３の後部上方に配置され、乗員の背部を後方から支持し、ヘッドレスト５はシートバック４の上方に配置され、乗員の頭部を支持する。シートクッション３、シートバック４、及びヘッドレスト５は、フレーム２に結合される支持板３Ａ、４Ａ、５Ａと、支持板３Ａ、４Ａ、５Ａに支持されたパッド部材３Ｂ、４Ｂ、５Ｂと、パッド部材３Ｂ、４Ｂ、５Ｂの表面に設けられた表皮材３Ｃ、４Ｃ、５Ｃとを有する。

フレーム２は、前後に延びるフレーム下部２Ａと、フレーム下部２Ａの後端から上方に延びるフレーム上部２Ｂとを有し、側面視で略Ｌ字状に形成されている。フレーム下部２Ａは、下面に突設された複数の脚部７においてフロアＦに結合している。フレーム下部２Ａの後端には、左右に貫通する連結孔８が形成されている。図３に示すように、左右に隣り合う乗物用シート１は、横方向に延びてそれぞれの連結孔８に突入した連結部材９によって、互いに連結されている。

図４に示されるように、シートクッション３の表皮材３Ｃ及びパッド部材３Ｂの間には、圧力を検出する圧力センサシート１４、及び、シートクッション３の硬さを変更するアクチュエータシート１８が設けられている。圧力センサシート１４、及び、アクチュエータシート１８は共に布状に形成され、乗員からの荷重を支持する支持面Ｘであるパッド部材３Ｂの上面を覆っている。よって、圧力センサシート１４、及び、アクチュエータシート１８は共にその支持面Ｘに沿うように配置されているため、圧力センサシート１４は支持面Ｘに加わる圧力を検出することができ、アクチュエータシート１８は支持面Ｘにおけるシートクッション３の硬さを変更することができる。

圧力センサシート１４は、圧力センサシート１４の面に垂直な方向の圧力に応じて、抵抗やキャパシタンス等の電気的な特性が変化する圧力センサ１２を備える。圧力センサ１２は圧力センサシート１４の所定の領域である検出面Ｙに格子状に並べられている。検出面Ｙに加わる圧力の面内分布は、各圧力センサ１２の電気的な特性の変化を検出することによって算出することができる。本実施形態では、圧力センサシート１４は、基材となるフィルムと、フィルム上に格子状に設けられた下側電極と、フィルム及び電極の上から塗布された導電性材料を含むゴム材と、下側電極にゴム材を挟んで相対する上側電極とを有している。下側電極、及び上側電極は共に一辺が数ミリメートルから数センチメートル程度の正方形状に形成され、下側電極、及び上側電極は数ミリメートル程度の隙間を介して格子状に並べられている。導電性材料を含むゴム材は圧力センサシート１４の面に垂直な方向の圧力によって電気抵抗が変化するため、２つの電極と導電性材料を含むゴム材とによって圧力センサ１２が構成される。このように、圧力センサシート１４を布状とすることによって、乗員からの荷重によって支持面Ｘの形状が変化する場合であっても、圧力センサシート１４はその形状の変化に追随することができる。また、圧力センサ１２はこの態様には限定されず、圧電繊維が縦横に折り込まれた公知の布帛状圧力センサ、及び、配向した高伸縮性フィルムを挟む電極間の容量変化によって圧力を検出する公知の静電容量型圧力センサ等であってもよい。圧力センサシート１４の左右両側部には、各圧力センサ１２に電気的に接続されたケーブル２０が複数（本実施形態では、左側、右側にそれぞれ３つずつ）結合されている。

アクチュエータシート１８は、パッド部材３Ｂの幅方向（車幅方向）に延在する複数のソフトアクチュエータ１６からなる横ソフトアクチュエータ群１６Ｗと、幅方向に直交する方向（前後方向）に延在する縦糸群５２Ｌと、幅方向に延在する横糸群５２Ｗとによって構成されている。ソフトアクチュエータ１６は、アクチュエータシート１８の両端を接続する線状をなしている。ソフトアクチュエータ１６は印加電圧に応じて伸縮する素材によって形成されている。本実施形態では、ソフトアクチュエータ１６として、印加電圧によって発生する熱に応じて伸縮する形状記憶合金が用いられ、その直径は、数十マイクロメートルから数百マイクロメートル程度に設定されている。また、ソフトアクチュエータ１６はこの態様には限定されず、例えば、導電性高分子やカーボン系材料、印加電圧によって発生する磁場に応じて形状が変化する磁性流体等を用いて構成されてもよい。図４の拡大図に示されるように、横ソフトアクチュエータ群１６Ｗと縦糸群５２Ｌとが互いに織り込まれ一体となっている。そのため、組付が容易であり、且つ、ソフトアクチュエータ１６がアクチュエータシート１８に沿って容易に並べることができると共に、アクチュエータシート１８の内部で移動することがない。

アクチュエータシート１８の左右両縁には複数のシートコネクタ１９が左右に対をなして結合されている。各ソフトアクチュエータ１６は左右両端において、シートコネクタ１９の端子それぞれに結合されている。

圧力センサシート１４の縁部、及び、アクチュエータシート１８の縁部は、それぞれ、支持板３Ａとパッド部材３Ｂとの間において、支持板３Ａに結合されている。このとき、図５に示されるように、検出面Ｙは概ねパッド部材３Ｂの上面のみを覆うように配置され、シートコネクタ１９が支持板３Ａに固定されることで、アクチュエータシート１８の左右両縁が支持板３Ａに固定されている。また、本実施形態では、アクチュエータシート１８は圧力センサシート１４よりも表皮材３Ｃの側に配置されている。各シートコネクタ１９には、ケーブル２２がそれぞれ結合されている。

シートコネクタ１９の支持板３Ａへの固定によって、ソフトアクチュエータ１６の左右両端が支持板３Ａに固定されている。よって、ソフトアクチュエータ１６を伸縮させると、図５に示されるように、シートクッション３の支持面Ｘが変化する。ソフトアクチュエータ１６が伸びているときは、ソフトアクチュエータ１６は支持面Ｘに沿って延在している（図５の実線）。ソフトアクチュエータ１６が縮まると、アクチュエータシート１８は縁部において支持板３Ａに結合されているため、ソフトアクチュエータ１６の両端が引っ張られる（図５の二点鎖線）。このとき、ソフトアクチュエータ１６に下方向の荷重が加わっている場合には、その荷重に対抗する上向きの反力が生じる。反力の大きさはソフトアクチュエータ１６に加わる張力が大きいほど大きくなるため、ソフトアクチュエータ１６の伸縮によって支持面Ｘのソフトアクチュエータ１６が設けられた部分の硬さが変更される。

圧力センサシート１４及びアクチュエータシート１８はパッド部材３Ｂの左右側部を通過して支持板３Ａとパッド部材３Ｂとの間に達し、その端部において支持板３Ａに固定されている。支持板３Ａの上面には左右に対をなし、左右両縁からそれぞれ左右方向内方に延びる溝３０が複数（本実施形態では、左側、右側にそれぞれ３つずつ）形成されている。また、パッド部材３Ｂの下面には各溝３０の上側に上方に凹む凹部３１が形成され、溝３０及び凹部３１によって左右に延びる通路３２が形成されている。ケーブル２０、２２は、圧力センサシート１４及びアクチュエータシート１８それぞれから、通路３２を通って左右内方へ延びている。ケーブル２０、２２が通路３２を通り、その内部に収容されることで、着座時に乗員の臀部にケーブル２０、２２に当接せず、乗員に異物感や不快感を与えることがない。また、乗物用シート１の外面からケーブル２０、２２が露出しないため、乗物用シート１の意匠性が高まる。

また、溝３０の左右方向内方の端部には、支持板３Ａを上下に貫通する貫通孔３４が形成され、ケーブル２０、２２はその貫通孔３４を通って、支持板３Ａの下側に達している。支持板３Ａの下面の左右方向概ね中央の位置には、下方に突出する複数の第１コネクタ４０が設けられている。ケーブル２０、２２は貫通孔３４から第１コネクタ４０に延び、第１コネクタ４０に設けられた端子にそれぞれ電気的に接続されている。

フレーム下部２Ａの上面には、第１コネクタ４０に対応する位置において上方に向けて突出し、第１コネクタ４０と嵌め合う第２コネクタ４２が設けられている。第２コネクタ４２から第２コネクタ４２の端子に接続されたケーブル４４が延び、ケーブル４４はフロアＦの下側の所定の位置に設けられた制御装置５０に接続されている。

制御装置５０は中央演算装置とメモリとを備えた電子制御ユニットであり、図４に示されるように、ケーブル２０、２２及び４４を介して、圧力センサ１２及びソフトアクチュエータ１６それぞれに接続されている。制御装置５０は、各圧力センサ１２の電気的な特性の変化を検出して、各圧力センサ１２に加わる圧力を算出する。更に、制御装置５０は算出された圧力に基づいて、各ソフトアクチュエータ１６に所定の電圧を印加する。

次に、乗物用シート１の動作及び効果について説明する。乗員から支持面Ｘに加わる圧力は乗員の身体の上下方向に沿って不均一であり、シートクッション３に求められる硬さはその上下方向に沿って異なる。例えば、支持面Ｘの後部には臀部からの荷重が加わるため、支持面Ｘの後部には、前部に比べて大きな圧力が加わり、シートクッション３の後部は他の部分に比べて柔らかいことが望ましい。まず、制御装置５０は、圧力センサ１２の出力に基づいて、検出面Ｙに加えられた圧力分布を算出する。その後、制御装置５０は検出面Ｙを前後に複数（例えば、１０個）の領域に分けて、それぞれの領域に加わる圧力の平均値と、全領域に加わる圧力の平均値とを算出する。次に制御装置５０は、算出された各領域の圧力の平均値と、全領域に加わる圧力の平均値との差を求め、その差に応じて、各領域の下側に設けられたソフトアクチュエータ１６を駆動させる。例えば、制御装置５０は、所定の領域の圧力の平均値が全領域に加わる圧力の平均値よりも大きいことを検出したときには、その所定の領域の下側に設けられたソフトアクチュエータ１６をその差に比例して伸ばすように印加電圧を設定する。これにより、圧力の高い領域においてシートクッション３を柔らかくすることができる。また、制御装置５０は、所定の領域の圧力の平均値が全領域に加わる圧力の平均値よりも小さいことを検出したときには、その所定の領域の下側に設けられたソフトアクチュエータ１６をその差に比例して縮めるように印加電圧を設定する。これにより、圧力の低い領域においてシートクッション３を硬くすることができる。このように算出された圧力分布に応じてソフトアクチュエータ１６への印加電圧を設定することで、シートクッション３の所望の領域の硬さを調節することができるため、乗物用シート１は、垂直基準で座り心地を変化させることができる。

また、本実施形態では、圧力センサ１２の電極は一辺が数ミリメートルから数センチメートルの正方形状に形成されて数ミリメートルの間隔を介して格子状に並べられているため、検出面Ｙに加わる圧力分布を数ミリメートルから数センチメートル単位で計測することができる。また、ソフトアクチュエータ１６が線状をなし、その直径が数十マイクロメートルから数百マイクロメートルに設定されているため、支持面Ｘにおけるシートクッション３の硬さを細かく設定することができ、乗物用シート１の座り心地を変化させることができる。

本実施形態では、ソフトアクチュエータ１６は圧力の変化の大きい身体の上下方向に沿って並べられているため、シートクッション３に加わる圧力の大きな変化に対応することが可能となる。具体的には、シートクッション３の後部のソフトアクチュエータ１６を伸ばし、シートクッション３の前部に設けられたソフトアクチュエータ１６を縮めることによって、シートクッション３の後部をより柔らかく、前部をより硬くすることができる。これによって、乗員の臀部がシートクッション３に沈み易くなり、乗物用シート１の座り心地を乗員に合わせて変化させることができる。

乗物用シート１では、ソフトアクチュエータ１６を電気的に制御することができるため、シートクッション３の硬さを簡素な構成によって、容易、且つ、高速に調節することができる。また、ソフトアクチュエータ１６が表皮材３Ｃとパッド部材３Ｂとの間に設けられているため、ソフトアクチュエータ１６を保護することができる。更に、ソフトアクチュエータ１６が表皮材３Ｃの近傍に設けられているため、シートクッション３の硬さの変更がより乗員に伝わり易い。

また、アクチュエータシート１８の下側に圧力センサシート１４を設けることによって、圧力センサシート１４がソフトアクチュエータ１６の伸縮によって変形しにくく、圧力センサ１２がより正確に検出面Ｙの圧力分布を検出することができる。

＜＜第２実施形態＞＞
図６に示されるように、第２実施形態では、第１実施形態に比べて、アクチュエータシート１８には横ソフトアクチュエータ群１６Ｗに加えて、縦ソフトアクチュエータ群１６Ｌが設けられている。図６の拡大図に示されるように、横ソフトアクチュエータ群１６Ｗと縦ソフトアクチュエータ群１６Ｌとは互いに織り込まれている。このように、横ソフトアクチュエータ群１６Ｗと縦ソフトアクチュエータ群１６Ｌとが設けられることによって、横方向及び縦方向にシートクッション３の硬さを変更することができるため、横ソフトアクチュエータ群１６Ｗ及び縦ソフトアクチュエータ群１６Ｌのそれぞれに含まれるソフトアクチュエータ１６の所定の交点の位置において、よりシートクッション３の硬さを変更することができる。したがって、支持面Ｘの大きな圧力が加わる部分（例えば、乗員の坐骨や尾骨等が当接する部分等）のシートクッション３の硬さを変更することができる。このように、シートクッション３の硬さをより細かく部分的に設定することができるため、乗物用シート１の座り心地がより向上する。また、横ソフトアクチュエータ群１６Ｗと縦ソフトアクチュエータ群１６Ｌとが織り込まれているため、支持面Ｘに沿ってソフトアクチュエータ１６を容易に並べることができ、ソフトアクチュエータ１６が移動しにくくなるという利点がある。

本実施形態では、図６に示されるように、縦ソフトアクチュエータ群１６Ｌに接続するシートコネクタ１９がアクチュエータシート１８の前後縁に結合され、支持板３Ａの前部及び後部に固定される。また、アクチュエータシート１８の前後縁に設けられるシートコネクタ１９にもそれぞれケーブル２２が接続されるため、シートクッション３の下面には前後に延びる凹部３１、及び、支持板３Ａには前後に延びる溝３０が形成されているとよい。

＜＜第３実施形態＞＞
図７に示されるように、第３実施形態では、第２実施形態に比べて、アクチュエータシート１８がなく、代わりに表皮材３Ｃにソフトアクチュエータ１６が複数組み込まれている点のみが異なる。図７の拡大図に示されるように、表皮材３Ｃは左右に延在する横糸群５２Ｗと前後に延在する縦糸群５２Ｌとを有し、横ソフトアクチュエータ群１６Ｗと縦ソフトアクチュエータ群１６Ｌとが横糸群５２Ｗと縦糸群５２Ｌと共に織り込まれることで表皮材３Ｃが構成されている。この場合も、第１実施形態と同様に、制御装置５０は各圧力センサ１２の電気的な特性の変化に基づいて、各圧力センサ１２に加わる圧力を算出し、ソフトアクチュエータ１６を伸縮させる。ソフトアクチュエータ１６の伸縮によって、面内での所定の位置におけるシートクッション３の硬さが変更される。

このように、ソフトアクチュエータ１６が表皮材３Ｃを構成することによって、部品数が減り、組付し易くなる。また、乗員が接する部分の硬さが変更されるため、シートクッション３の硬さの変更がより乗員に伝わり易くなる。

＜＜第４実施形態＞＞
図８に示されるように、第４実施形態では、第２実施形態に比べて、圧力センサシート１４及びアクチュエータシート１８が共に設けられておらず、代わりに表皮材３Ｃに線状に形成された圧力センサ１２及びソフトアクチュエータ１６が組み込まれている点のみが異なる。この場合でも、第１実施形態と同様に、制御装置５０は各圧力センサ１２に加わる圧力を算出し、ソフトアクチュエータ１６を伸縮させることで、シートクッション３の硬さが容易に変更される。この場合、圧力センサ１２、及びソフトアクチュエータ１６が表皮材３Ｃに組み込まれているため、組付が容易である。線状の圧力センサ１２としては、芯電極と、芯電極の周りに配置された可撓性の圧電層と、圧電層を取り囲む外周電極を含む圧電繊維を用いるとよい。

＜＜第５実施形態＞＞
図９に示されるように、第５実施形態では、第２実施形態に比べて、圧力センサシート１４及びアクチュエータシート１８が共に設けられておらず、代わりに表皮材３Ｃにソフトアクチュエータ１６のみが組み込まれている点のみが異なる。本実施形態に用いられるソフトアクチュエータ１６は、圧力センサ１２を兼ね、外部からの圧力に応じて電圧を発生させることができる。このように、ソフトアクチュエータ１６が圧力センサ１２を兼ねることで、乗物用シート１の部品数を減らすことができる。制御装置５０は、ソフトアクチュエータ１６からの電圧を検出することによって、支持面Ｘに加わる圧力を算出し、ソフトアクチュエータ１６を駆動させる。本実施形態に用いられるソフトアクチュエータ１６としては、例えば、イオン液体を含む導電性高分子アクチュエータ等を用いるとよい。

以上で具体的な実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態には限定されない。上記実施形態では、圧力センサシート１４及びアクチュエータシート１８は共にシートクッション３に設けられていたが、また、シートクッション３及びシートバック４のどちらか一方、又は、両方に設けられてもよい。例えば、図１０に示されるように、シートバック４に設けられる場合には、圧力センサシート１４及びアクチュエータシート１８は、乗員の背部を支持する支持面Ｘであるパッド部材４Ｂの前面に沿って配置される。第１実施形態のように、横ソフトアクチュエータ群１６Ｗのみが設けられる場合は、横ソフトアクチュエータ群１６Ｗを構成するソフトアクチュエータ１６はパッド部材４Ｂの前面に沿って左右に延びるように配置される。

また、上記実施形態では、圧力センサ１２として支持面Ｘに垂直な方向に加わる圧力によって電気的な特性が変化するセンサが用いられた場合を記載したが、線状をなし、その延在方向に加わる張力によって電気的な特性が変化するセンサが用いられてもよい。この場合、支持面Ｘに垂直な方向の荷重が加わると、圧力センサ１２は表皮材３Ｃと共に下方に押し出されるため、延在方向に沿った張力が加わる。支持面Ｘに加わる圧力が大きくなると、圧力センサ１２に加わる張力も大きくなるため、制御装置５０は圧力センサ１２の電気的な特性の変化から、支持面Ｘに加わる圧力を算出することができる。また、上記実施形態では、圧力センサシート１４及びアクチュエータシート１８は共に、縁部において支持板３Ａに結合されていたが、パッド部材３Ｂの上面又は側面に結合されていてもよい。

また、上記第１実施形態では、表皮材３Ｃとパッド部材３Ｂとの間に、上から、アクチュエータシート１８、圧力センサシート１４が記載の順に設けられていたが、圧力センサシート１４、アクチュエータシート１８の順に設けられていてもよい。この順に設けた場合には、圧力センサシート１４の感度が向上するという利点がある。

また、上記実施形態では、支持板３Ａに形成された溝３０、及び、パッド部材３Ｂに形成された凹部３１によってケーブル２０、２２を収容する通路３２が形成されていたが、ケーブル２０、２２の太さによって、溝３０又は凹部３１のいずれか一方のみによって通路３２が形成されていてもよい。

また、上記実施形態では、制御装置５０は各圧力センサ１２の電気的な特性の変化に基づいて、各圧力センサ１２に加わる圧力を算出し、ソフトアクチュエータ１６に加わる電圧を制御していたが、制御装置５０は各圧力センサ１２に加わる圧力を算出することなく、各圧力センサ１２の電気的な特性に基づいて、ソフトアクチュエータ１６の印加電圧を制御してもよい。

１ ：乗物用シート
３ ：シートクッション
４ ：シートバック
３Ａ、４Ａ ：支持板
３Ｂ、４Ｂ ：パッド部材
３Ｃ、４Ｃ ：表皮材
１２ ：圧力センサ
１４ ：圧力センサシート
１６ ：ソフトアクチュエータ
１６Ｃ ：シートコネクタ
１６Ｌ ：縦ソフトアクチュエータ群
１６Ｗ ：横ソフトアクチュエータ群
１８ ：アクチュエータシート
１９ ：シートコネクタ
２０ ：ケーブル
２２ ：ケーブル
３０ ：溝
３１ ：凹部
３２ ：通路
４０ ：第１コネクタ
４２ ：第２コネクタ
４４ ：ケーブル
５０ ：制御装置
５２Ｌ ：縦糸群
５２Ｗ ：横糸群
Ｆ ：フロア
Ｘ ：支持面

Claims (12)

1. シートクッション及びシートバックを有する乗物用シートであって、
   前記シートクッション及び前記シートバックの少なくとも一方を構成し、乗員を支持するパッド部材と、
   前記パッド部材の前記乗員からの荷重を支持する支持面に沿って設けられ、前記支持面に重なるように配置された検出面を備える圧力センサシートと、
   前記支持面に沿って設けられた線状の複数のソフトアクチュエータと、
   前記ソフトアクチュエータの駆動を制御する制御装置とを有し、
   前記圧力センサシートの前記検出面には、圧力を検出する複数の圧力センサが設けられ、
   前記制御装置は、前記圧力センサの出力に基づいて、前記検出面に加えられた圧力分布を算出し、算出された前記圧力分布に基づいて、前記ソフトアクチュエータを駆動させることを特徴とする乗物用シート。
2. 前記制御装置は、前記検出面を区分けした複数の領域それぞれに加わる圧力の平均値と、前記検出面の全体に加わる圧力の平均値とを算出し、算出された前記領域それぞれの圧力の平均値と、前記検出面の全体に加わる圧力の平均値との差を算出し、前記領域ごとに算出された差に基づいて、前記差に基づいて、対応する前記領域に上下方向に重なる前記ソフトアクチュエータを駆動させることを特徴とする請求項１に記載の乗物用シート。
3. 前記制御装置は、前記領域の圧力の平均値が前記検出面の全体に加わる圧力の平均値よりも大きいことを検出したときには、前記領域に重なる前記ソフトアクチュエータを前記差に比例して伸ばすことを特徴とする請求項２に記載の乗物用シート。
4. 前記制御装置は、前記領域の圧力の平均値が前記検出面の全体に加わる圧力の平均値よりも小さいことを検出したときには、前記領域に重なる前記ソフトアクチュエータを前記差に比例して縮めることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の乗物用シート。
5. シートクッション及びシートバックを有する乗物用シートであって、
   前記シートクッション及び前記シートバックの少なくとも一方を構成し、乗員を支持するパッド部材と、
   前記パッド部材の前記乗員からの荷重を支持する支持面に沿って設けられ、前記乗員からの圧力によって電気的な特性が変化する複数の圧力センサと、
   前記支持面に沿って設けられた線状の複数のソフトアクチュエータと、
   複数の前記圧力センサの電気的な特性に基づいて、前記ソフトアクチュエータの駆動を制御する制御装置とを有し、
   前記圧力センサは前記支持面に沿って延びる線状をなし、且つ、延在方向に加わる張力によって電気的な特性が変化することを特徴とする乗物用シート。
6. 前記制御装置は、前記圧力センサの電気的な特性に基づいて、前記圧力センサに対応する領域の圧力を算出し、前記領域の圧力と、前記支持面の全体に加わる圧力の平均値との差に基づいて、前記領域に位置する前記ソフトアクチュエータを駆動させることを特徴とする請求項５に記載の乗物用シート。
7. 前記制御装置は、前記領域の圧力が前記支持面の全体に加わる圧力の平均値よりも大きいことを検出したときには、前記領域に対応する前記ソフトアクチュエータを前記差に比例して伸ばすことを特徴とする請求項６に記載の乗物用シート。
8. 前記制御装置は、前記領域の圧力の平均値が前記支持面の全体に加わる圧力の平均値よりも小さいことを検出したときには、前記領域に対応する前記ソフトアクチュエータを前記差に比例して縮めることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の乗物用シート。
9. 前記圧力センサは前記ソフトアクチュエータを兼ねる請求項５に記載の乗物用シート。
10. 複数の前記ソフトアクチュエータのいくつかは前記パッド部材の幅方向に延在している横ソフトアクチュエータ群を構成し、
    前記幅方向に直交する方向に延在する縦糸群を有し、前記横ソフトアクチュエータ群と前記縦糸群とが互いに織り込まれていることを特徴とする請求項１～請求項８のいずれか１つの項に記載の乗物用シート。
11. 複数の前記ソフトアクチュエータのいくつかは前記パッド部材の幅方向に延在している横ソフトアクチュエータ群を構成し、
    複数の前記ソフトアクチュエータの他のいくつかは前記幅方向に直交する方向に延在している縦ソフトアクチュエータ群を構成し、
    前記横ソフトアクチュエータ群を構成する前記ソフトアクチュエータと、前記縦ソフトアクチュエータ群を構成する前記ソフトアクチュエータとが互いに織り込まれていることを特徴とする請求項１～請求項８のいずれか１つの項に記載の乗物用シート。
12. 前記シートクッションは、フロアに設けられたフレームに取り付けられ、
    前記シートバックは、前記シートクッションの後部上方に配置され、前記乗員の背部を後方から支持し、
    前記シートバックの上部にはヘッドレストが設けられ、
    前記パッド部材の表面には表皮材が設けられていることを特徴とする請求項１～請求項１１のいずれか１つの項に記載の乗物用シート。

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