JP2018167736A - 車両用シート - Google Patents

Abstract

【課題】車両用シートのシートポジション調整用の移動装置を利用して車両走行中に着座者が感じる揺れを低減させる。【解決手段】モータ２７ｍ，４７の回転力によりシート本体部２２を車室内で移動させてシートポジションを調整する車両用シート２０であって、路面の凹凸を把握する加速度センサ５２（凹凸把握手段）と、路面の凹凸を車輪１２が通過して車両に振動が加わった後、シート本体部２２に着座している乗員Ｍに伝わる振動の方向と逆方向にシート本体部２２が移動するようにモータ２７ｍ，４７を駆動させるシートＥＣＵ５５（駆動手段）を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、車両走行時においてシート本体部の揺れを低減させる構造を備える車両用シートに関する。

これに関連する車両用シートが特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の車両用シートは、シート本体部と、そのシート本体部と車両フロア間に介在されるシートサスペンションとを備えている。シートサスペンションは、パンタグラフ型リンクを用いたアクティブ制御機構と、圧縮コイルスプリングと磁気バネとを有している。そして、アクティブ制御機構により車両フロアに対してシート本体部を逆位相で制御することで、車両走行時におけるシート本体部の揺れを低減させている。

特開２０１４−２１３７５３号公報

上記した車両用シートでは、シート本体部の揺れを低減させるために専用のシートサスペンションを設ける構成である。このため、シート本体部を車室内で移動させてシートポジション調整が可能な車両用シートにおいて、前記シートサスペンションを追加して設けると、車両用シートの機構が複雑化してコスト高となる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、車両用シートのシートポジション調整用の移動装置を利用して車両走行中にシート本体部に着座している乗員が感じる揺れを低減させることである。

上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。請求項１の発明は、モータの回転力によりシート本体部を車室内で移動させてシートポジションを調整する車両用シートであって、路面の凹凸を把握する凹凸把握手段と、前記路面の凹凸を車輪が通過して車両に振動が加わった後、前記シート本体部に着座している乗員に伝わる振動の方向と逆方向に前記シート本体部が移動するように前記モータを駆動させる駆動手段とを有する。

本発明によると、駆動手段は、路面の凹凸を車輪が通過して車両に振動が加わった後、シート本体部に着座している乗員に伝わる振動の方向と逆方向に前記シート本体部が移動するように前記モータを駆動させる。即ち、シート本体部を路面の凹凸に起因する振動と逆方向に移動させることができるため、振動に起因するシート本体部の揺れを低減させることができる。また、車両用シートのシートポジション調整用の移動装置を利用してシート本体部の揺れを低減できるため、専用のシート揺れ低減装置（従来のシートサスペンション等）を設ける必要がなくなる。このため、車両用シートの機構が複雑化せず、コスト高にならない。

請求項２の発明によると、凹凸把握手段は、車輪が路面の凹凸を通過する際の前記車輪の動きにより前記凹凸を検出する。このため、路面の凹凸を精度良く検出できる。

請求項３の発明によると、凹凸把握手段は、車輪の支持部に取付けられている加速度センサである。このため、路面の凹凸に起因する振動の大きさ、及び方向を正確に検出できる。また、車輪の支持部とシート本体部とが離れているため、車輪から支持部に加わる振動がシート本体部に着座している乗員に伝わるまでの時間が比較的長くなる。このため、前記支持部に対して振動が加わってからモータを駆動させるまでの時間に余裕が生じる。

請求項４の発明によると、加速度センサは、前輪側に設けられている。このため、前輪、後輪の双方に加速度センサを設ける場合と比較して経済的である。ここで、前輪が凹凸を通過するときの振動の大きさで、後輪が前記凹凸を通過するときの振動の大きさを予測できる。また、前輪と後輪間の距離と車両の速度とにより後輪が凹凸を通過する時間も予測できる。

請求項５の発明によると、加速度センサの出力値が予め決められた値よりも大きい場合に、前記駆動手段が前記モータを駆動させる。このため、効率的にシート本体部の大きな揺れを低減できる。また、モータを動作頻度も少なくできる。

請求項６の発明によると、モータは、シート本体部、又はシート本体部の着座面を上下方向に移動させる機構のモータである。このため、シート本体部の上下方向の揺れを低減できる。

請求項７の発明によると、凹凸把握手段は、非接触で前記路面の凹凸を把握できるように構成されている。このため、車輪が路面の凹凸を通過する前に前記路面の凹凸を把握できる。

本発明によると、車両用シートのシートポジション調整用の移動装置により車両走行中に着座者が感じる揺れを低減させることができる。このため、専用のシート揺れ低減装置を設ける必要がなくなり、車両用シートの機構が複雑化せず、コスト高にならない。

本発明の実施形態１に係る車両用シートを備える車両の模式側面図である。 本実施形態に係る車両用シートの模式側面図である。 前記車両用シートのクッションフレーム、バックフレーム等を表す側面図である。 前記車両用シートにおける揺れ抑制装置の信号伝達図である。 実施形態２に係る車両用シートの模式側面図である。 実施形態２に係る車両用シートの揺れ抑制装置の信号伝達図である。

［実施形態１］
以下、図１〜図４に基づいて、本発明の実施形態１に係る車両用シート２０について説明する。本実施形態に係る車両用シート２０は、乗用車１０の運転席に使用されるシートであり、着座している乗員Ｍが感じる揺れを低減できるように構成されている。ここで、図中に示す前後左右、及び上下は、前記車両用シート２０を備える乗用車１０の前後左右、及び上下に対応している。

＜乗用車１０の車両用シート２０の概要について＞
車両用シート２０は、図１、図２に示すように、乗員Ｍが着座するシート本体部２２を備えている。シート本体部２２は、シートクッション２３とシートバック２４とヘッドレスト２６とから構成されている。シートクッション２３は、クッションフレーム２３ｆ（図３参照）と、そのクッションフレーム２３ｆを覆うクッションパッド２３ｐ、表皮等（図示省略）を備えている。また、シートバック２４は、バックフレーム２４ｆと、そのバックフレーム２４ｆを覆うバックパッド、表皮等（図示省略）を備えている。そして、図３に示すように、クッションフレーム２３ｆの後部とバックフレーム２４ｆの下部とがリクライニングプレート２５ｐ、及びリクライナ２５を介して連結されている。これにより、バックフレーム２４ｆは、クッションフレーム２３ｆに対してリクライナ２５を中心に上下回動可能になる。

また、クッションフレーム２３ｆの左右のサイド部には、フロントチルト２７が回転中心軸２７ｊを中心に上下回動が可能な状態で連結されている。フロントチルト２７は、チルト駆動機構（図示省略）を備えており、チルト用モータ２７ｍ（図２参照）の回転力を受けてチルト駆動機構が動作することで、フロントチルト２７が上下回動するように構成されている。そして、フロントチルト２７が上下回動動作を行なうことで、シートクッション２３の着座部となるクッションパッド２３ｐの前側部分の高さが調整される。

車両用シート２０は、図１〜図３に示すように、シート本体部２２を上下移動、前後移動させてシートポジションを調整するシート移動装置３０を備えている。シート移動装置３０は、シート本体部２２を車両前後方向にスライドさせる左右のスライドレール３２と、前記シート本体部２２を昇降させる左右のシートリフタ４０とを備えている。左右のスライドレール３２は、図３に示すように、前後方向に延びるように車室の床面上に設置されたロアレール３３と、ロアレール３３に対して前後スライド可能に装着されたアッパレール３４とを備えている。そして、左右のスライドレール３２のアッパレール３４上にシートリフタ４０を介して前記シート本体部２２が設置されている。前記スライドレール３２は、スライドモータ（図示省略）の回転力をネジ軸とナットとの螺合作用を利用してネジ軸に沿う方向のスライド力に変換し、アッパレール３４をロアレール３３に対して前後スライドさせる。

シートリフタ４０は、シート本体部２２を上下移動させる機構であり、図３に示すように、フロントリンク４３と、リヤリンク４４と、両リンク４３，４４を上下回動させるリンク駆動機構（図示省略）とを備えている。そして、前記リンク駆動機構が昇降モータ４７（図２参照）の回転力で駆動されることで両リンク４３，４４が上下回動し、シート本体部２２が上下移動する。ここで、前記昇降モータ４７、前記スライドレール３２のスライドモータ（図示省略）、及びフロントチルト２７のチルト用モータ２７ｍは、シート本体部２２に設けられたシートＥＣＵ５５の出力信号に基づいて駆動される。

＜車両用シート２０の揺れ抑制装置５０について＞
車両用シート２０の揺れ抑制装置５０は、乗用車１０が路面の凹凸を通過する際の振動でシート本体部２２が揺れるのを抑制する装置である。揺れ抑制装置５０は、路面の凹凸を把握する凹凸把握手段としての加速度センサ５２と、前記加速度センサ５２の信号を受けてシート移動装置３０の昇降モータ４７、及びチルト用モータ２７ｍを駆動させるシートＥＣＵ５５とを備えている。

加速度センサ５２は、乗用車１０の前輪１２が路面の凹凸を乗り越えたときの衝撃（振動）を検出することにより路面の凹凸を把握するセンサである。加速度センサ５２は、前輪１２を回転可能に支持するサスペンションアーム（図示省略）に取付けられている。前輪１２が路面の凹凸を乗り越えたときの振動は、前記サスペンションアームからコイルスプリング１５、及びショックアブソーバ１６（図１参照）を介して乗用車１０のボディ１０ｂに伝達される。そして、ボディ１０ｂに伝達された振動は、ボディ１０ｂのフレーム等を介して車両用シート２０に伝達される。ボディ１０ｂから車両用シート２０に伝達された振動は、左右のスライドレール３２、左右のシートリフタ４０を介してシート本体部２２に伝達され、クッションパッド２３ｐで減衰させられた後、乗員Ｍの臀部に伝わるようになる。

加速度センサ５２の信号は、図４に示すように、シートＥＣＵ５５に入力される。シートＥＣＵ５５では、左上図に示すように、前輪１２からサスペンションアームに加わった振動の大きさと方向と時間とが記憶される。ここで、左上図では、振動が上下方向に加わった例を表している。次に、シートＥＣＵ５５では、前記振動の大きさが許容値Ｈ０の範囲内にあるか、あるいは許容値Ｈ０を超えるかが判定される。ここで、許容値Ｈ０は、コイルスプリング１５、ショックアブソーバ１６、及びシートクッション２３のクッションパッド２３ｐでほとんど吸収できる程度の振動の大きさに設定されている。即ち、前記許容値Ｈ０を超える振動が乗員にとって不快な振動として認識される。前記許容値Ｈ０が本発明の予め決められた値に相当する。

次に、シートＥＣＵ５５では、図４の右上図に示すように、前記振動の大きさが許容値Ｈ０を超える振動（以下、許容値以上振動Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３という）の大きさと方向とその時間ｔ１，ｔ２，ｔ３とが記憶される。次に、右下図に示すように、許容値以上振動Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の逆位相の振動（逆位相振動Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３という）が設定される。次に、左下図に示すように、逆位相振動Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の時間ｔ１，ｔ２，ｔ３を時間遅れ方向に時間Δｔだけずらした状態で出力波形ＲＲ１，ＲＲ２，ＲＲ３が設定される。ここで、時間Δｔは、サスペンションアームに加わった振動がシート本体部２２に着座している乗員Ｍの臀部に伝わるまでの時間である。ここで、時間Δｔは、サスペンションアームに対して実際に振動を加え、その振動によりシート本体部２２に着座部が振動するまでの時間を予め計測しておいても良いし、演算により求めても良い。

次に、シートＥＣＵ５５は、出力波形ＲＲ１，ＲＲ２，ＲＲ３に基づいてシート移動装置３０の昇降モータ４７、あるいはチルト用モータ２７ｍを駆動させる。例えば、許容値以上振動Ｓ１がサスペンションアームに加わると、その許容値以上振動Ｓ１は時間Δｔ後にシート本体部２２の着座部に伝わるようになる。即ち、シート本体部２２の着座部は許容値以上振動Ｓ１により上方向の力を受ける。このとき、シートＥＣＵ５５は、出力波形ＲＲ１に基づいてシート移動装置３０の昇降モータ４７、あるいはチルト用モータ２７ｍをシート本体部２２の着座部が下降する方向、即ち、許容値以上振動Ｓ１を打ち消す方向に動作させる。

また、許容値以上振動Ｓ２がサスペンションアームに加わると、前記許容値以上振動Ｓ２は時間Δｔ後にシート本体部２２の着座部に伝わり、シート本体部２２の着座部は下方向の力を受ける。このとき、シートＥＣＵ５５は、出力波形ＲＲ２に基づいてシート移動装置３０の昇降モータ４７、あるいはチルト用モータ２７ｍをシート本体部２２の着座部が上昇する方向、即ち、許容値以上振動Ｓ２を打ち消す方向に動作させる。

さらに、許容値以上振動Ｓ３がサスペンションアームに加わると、前記許容値以上振動Ｓ３は時間Δｔ後にシート本体部２２の着座部に伝わり、シート本体部２２の着座部は上方向の力を受ける。このとき、シートＥＣＵ５５は、出力波形ＲＲ３に基づいてシート移動装置３０の昇降モータ４７、あるいはチルト用モータ２７ｍをシート本体部２２の着座部が下降する方向、即ち、許容値以上振動Ｓ３を打ち消す方向に動作させる。このように、シート本体部２２を路面の凹凸に起因する振動と逆方向に移動させることができるため、振動に起因するシート本体部２２の揺れを低減させることができる。即ち、シートＥＣＵ５５が本発明の駆動手段に相当する。

ここで、図１に示すように、乗用車１０の前輪１２と後輪１４間の距離がＹである場合、乗用車１０が速度Ｖで走行していると、後輪１４は時間ｔｘ（＝Ｙ÷Ｖ）後に前輪１２が通過した路面の凹凸を通過すると予測できる。また、前輪１２が路面の凹凸を通過する際の振動と後輪１４が路面の凹凸を通過する際の振動とは大きさ、及び方向が等しいものと考えられる。このため、シートＥＣＵ５５は、図４に示す出力波形ＲＲ１，ＲＲ２，ＲＲ３を時間ｔｘだけ時間遅れ方向にずらした出力波形に基づいてシート移動装置３０の昇降モータ４７、あるいはチルト用モータ２７ｍを駆動させる。なお、サスペンションアームからシート本体部２２の着座部まで振動が伝わる時間Δｔは前輪１２側と後輪１４側とで等しいと仮定する。これにより、後輪１４が路面の凹凸を通過する際の振動に起因するシート本体部２２の揺れを低減させることができる。

＜本実施形態に係る車両用シート２０の長所について＞
本実施形態に係る車両用シート２０によると、シートＥＣＵ５５（駆動手段）は、路面の凹凸を車輪１２，１４が通過して乗用車１０に振動が加わった後、シート本体部２２に着座している乗員Ｍに伝わる振動の方向と逆方向にシート本体部２２が移動するようにモータ２７ｍ，４７を駆動させる。即ち、シート本体部２２を路面の凹凸に起因する振動と逆方向に移動させるため、振動に起因するシート本体部２２の揺れを低減させることができる。また、車両用シート２０のシート移動装置３０を利用してシート本体部２２の揺れを低減できるため、専用のシート揺れ低減装置（従来のシートサスペンション等）を設ける必要がなくなる。このため、車両用シート２０の機構が複雑化せず、コスト高にならない。

また、加速度センサ５２を使用するため、車両に加わる振動の大きさ、及び方向を正確に検出できる。また、車輪１２，１４のサスペンションアーム（支持部）とシート本体部２２とが離れているため、車輪１２，１４からサスペンションアーム（支持部）に加わる振動がシート本体部２２に着座している乗員Ｍに伝わるまでの時間が比較的長くなる。このため、前記サスペンションアーム（支持部）に対して振動が加わってからモータを駆動させるまでの時間に余裕が生じる。また、前輪１２側にのみ加速度センサ５２を設けているため、前輪１２、後輪１４の双方に加速度センサ５２を設ける場合と比較して経済的である。また、加速度センサ５２の出力値が許容値Ｈ０（予め決められた値）よりも大きい場合に、シートＥＣＵ５５（駆動手段）がモータ２７ｍ，４７を駆動させる。このため、シート本体部の大きな揺れを効率的に低減できる。また、モータ２７ｍ，４７を動作頻度も少なくできる。

［実施形態２］
以下、図５、図６に基づいて、本発明の実施形態２に係る車両用シート２０について説明する。本実施形態に係る車両用シート２０は、実施形態１で説明した揺れ抑制装置５０における凹凸把握手段、即ち、加速度センサ５２の代わりにカメラ５３を使用したものである。即ち、本実施形態に係る車両用シート２０における凹凸把握手段以外の構成は、実施形態１に係る車両用シート２０の構成と等しいため同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態に係る車両用シート２０の揺れ抑制装置５０では、図５に示すように、乗用車１０の前方にある路面の凹凸Ｔをカメラ５３により把握する。カメラ５３の画像信号はシートＥＣＵ５５に入力される。シートＥＣＵ５５では、カメラ５３の画像信号に基づいて路面の凹凸Ｔと前輪１２までの距離Ｌを測定し、前輪１２が路面の凹凸Ｔを通過する時間ｔｓを演算する。即ち、乗用車１０の速度をＶとすると、時間ｔｓ＝距離Ｌ÷速度Ｖで求めることができる。また、シートＥＣＵ５５は、カメラ５３の画像信号から凹凸Ｔのサイズを求め、図６の左図に示すように、前輪１２が路面の凹凸Ｔを通過する際の振動Ｓ１の大きさと方向とを予測する。

ここで、乗用車１０の前方にある路面の凹凸Ｔがカメラ５３、及びシートＥＣＵ５５に把握されてから実際の振動Ｓ１がシート本体部２２に着座している乗員Ｍに伝わるまでの時間ｔ１（図６参照）は、前記時間ｔｓ（＝距離Ｌ÷速度Ｖ）と時間Δｔとの和となる。時間Δｔは、実施形態１で説明したように、前輪１２が路面の凹凸Ｔを通過する際にサスペンションアームに加わった振動がシート本体部２２に着座している乗員Ｍに伝わるまでの時間である。

次に、シートＥＣＵ５５では、図６の右図に示すように、振動Ｓ１の逆位相の振動（逆位相振動Ｒ１）を設定し、逆位相振動Ｒ１に基づく出力信号でシート移動装置３０の昇降モータ４７、あるいはチルト用モータ２７ｍを動作させる。これにより、シート本体部２２を路面の凹凸に起因する振動と逆方向に移動させることができる。このため、振動に起因するシート本体部２２の揺れを低減させることができる。

＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。実施形態１では、シート本体部２２の上下方向の揺れを抑制するため、シートＥＣＵ５５によりフロントチルト２７のチルト用モータ２７ｍ、シートリフタ４０の昇降モータ４７を駆動させる例を示した。しかし、例えば、振動に前後方向の成分が含まれている場合には、昇降モータ４７、チルト用モータ２７ｍに加えてスライドモータを駆動させるようにすることも可能である。また、実施形態１では、前輪１２側にのみ加速度センサ５２を設ける例を示した。しかし、前輪１２側と後輪１４側との双方に加速度センサ５２を設け、前輪１２側の振動に対してはフロントチルト２７のチルト用モータ２７ｍを駆動させ、後輪１４側の振動に対してはシートリフタ４０の昇降モータ４７を駆動させるようにすることも可能である。また、凹凸把握手段として加速度センサ５２を例示したが、加速度センサ５２の代わりに静電型振動センサ、あるいは圧電型振動センサ等を使用することも可能である。また、実施形態２では、凹凸把握手段としてカメラ５３を例示したが、カメラ５３の代わりに赤外線センサやレーダーを使用することも可能である。

１０・・・乗用車
１２・・・前輪（車輪）
１４・・・後輪（車輪）
２０・・・車両用シート
２２・・・シート本体部
２７ｍ・・チルト用モータ（モータ）
２７・・・フロントチルト
３０・・・シート移動装置
４０・・・シートリフタ
４７・・・昇降モータ（モータ）
５２・・・加速度センサ（凹凸把握手段）
５３・・・カメラ（凹凸把握手段）
５５・・・シートＥＣＵ（駆動手段）
Ｈ０・・・許容値（予め決められた値）
Ｔ・・・・凹凸

Claims (7)

1. モータの回転力によりシート本体部を車室内で移動させてシートポジションを調整する車両用シートであって、
   路面の凹凸を把握する凹凸把握手段と、
   前記路面の凹凸を車輪が通過して車両に振動が加わった後、前記シート本体部に着座している乗員に伝わる振動の方向と逆方向に前記シート本体部が移動するように前記モータを駆動させる駆動手段と、
   を有する車両用シート。
2. 請求項１に記載された車両用シートであって、
   前記凹凸把握手段は、前記車輪が前記路面の凹凸を通過する際の前記車輪の動きにより前記凹凸を検出する車両用シート。
3. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載された車両用シートであって、
   前記凹凸把握手段は、前記車輪の支持部に取付けられている加速度センサである車両用シート。
4. 請求項３に記載された車両用シートであって、
   前記加速度センサは、前輪側に設けられている車両用シート。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載された車両用シートであって、
   前記加速度センサの出力値が予め決められた値よりも大きい場合に、前記駆動手段が前記モータを駆動させる車両用シート。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載された車両用シートであって、
   前記モータは、前記シート本体部、又は前記シート本体部の着座面を上下方向に移動させる機構のモータである車両用シート。
7. 請求項１に記載された車両用シートであって、
   前記凹凸把握手段は、非接触で前記路面の凹凸を把握できるように構成されている車両用シート。
   

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