JP2020097287A - 座席装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リクライニング角度が変化しても、着座者の体圧を適切に分散できる座席装置を提供する。【解決手段】着座者が着座するシートクッション１４と、前記着座者の上体を支えるとともに、前記シートクッション１４に対してリクライニング可能なシートバック１６と、前記シートバック表面および前記シートクッション表面のうち、少なくとも、前記着座者の臀部付近を、前記着座者に近づく方向に局所的に押し出す１以上の空気袋３２と、前記空気袋３２の膨縮状態を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記シートバック１６が後方へ倒れた際には、前記空気袋３２でシート表面を押し出させ、前記シートバック１６が前方に立ち上がった際には、前記空気袋３２によるシート表面の押し出しを解除させる。【選択図】図３

Description

本明細書では、着座者が着座するシートクッションと、着座者の上体を支えるとともにシートクッションに対してリクライニング可能なシートバックと、を有する座席装置を開示する。

従来から、シートクッションと、シートクッションに対してリクライニング可能なシートバックと、を有した座席装置が広く知られている。例えば、車室の前部に設置される運転席および助手席は、リクライニング可能な座席装置となっている。かかる座席装置に着座する着座者は、必要に応じて、シートバックのリクライニング角度を変更する。

ここで、当然ながら、シートバックのリクライニング角度が変化すると、シート表面と着座者との当接関係が変化する。そして、これにより、着座者の快適性や安定性が変化する。そこで、従来から、シートバックのリクライニング角度が変化しても、着座者が快適に過ごせるように、リクライニング角度に応じてシートバックの表面形状を変化させる技術が知られている。

例えば特許文献１には、シートバックのうち腰部付近に空気袋を内蔵し、この空気袋を膨縮させることでシートバックの表面形状を変化させる座席装置が開示されている。より具体的には、特許文献１では、シートバックが後ろに倒れた際に、シートバックの下部が突出して着座者の腰部を過度に押圧することを防止するために、リクライニング角度が大きくなれば（シートバックが後方に倒れれば）空気袋を縮小させ、リクライニング角度が小さくなれば（シートバックが前方に立ち上がれば）、空気袋を膨張させている。これにより、シートバックと着座者の腰部付近との当接関係を適切に維持できる。

特開平０７−０４７０１６号公報

しかしながら、特許文献１記載の技術では、リクライニングに伴い、着座者の腰部付近が過度に押圧されることは防止できるものの、その他の箇所における当接関係を適切に維持することはできなかった。その結果、従来の座席装置では、リクライニングさせた際に、着座者の体圧を十分に分散できないおそれがあった。

そこで、本明細書では、リクライニング角度が変化しても、着座者の体圧を適切に分散できる座席装置を開示する。

本明細書の座席装置は、着座者が着座するシートクッションと、前記着座者の上体を支えるとともに、前記シートクッションに対してリクライニング可能なシートバックと、前記シートバック表面および前記シートクッション表面のうち、少なくとも、前記着座者の臀部付近を、前記着座者に近づく方向に局所的に押し出す１以上の押し出し部材と、前記押し出し部材の状態を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記シートバックが後方へ倒れた際には、前記押し出し部材でシート表面を押し出させ、前記シートバックが前方に立ち上がった際には、前記押し出し部材によるシート表面の押し出しを解除させる、ことを特徴とする。

リクライニングさせると臀部付近における着座者とシート表面との接触面積が低下するが、上記座席装置によれば、リクライニングしても、着座者の臀部とシート表面との接触面積が維持できる。結果として、リクライニング角度が変化しても、着座者の体圧を適切に分散できる。

また、前記押し出し部材は、さらに、前記シートバック表面および前記シートクッション表面のうち、前記着座者の肩甲骨付近も、前記着座者に近づく方向に局所的に膨らましてもよい。

リクライニングに伴い、着座者の上体が傾くと、肩甲骨付近が宙に浮いた状態になりやすいが、上記座席装置によれば、リクライニングした際、肩甲骨付近が、押し出されたシート表面により支持される。その結果、肩甲骨付近の位置が安定する。

また、前記押し出し部材は、前記シートバックおよび前記シートクッションの内部に配置され、流体の流入出に応じて膨縮する１以上の袋体であり、さらに、前記袋体に連通された流体通路と、前記流体通路を介して前記袋体に前記流体を流入出させるポンプと、を備え、前記制御部は、前記シートバックのリクライニング角度に応じて前記ポンプの駆動を制御してもよい。

かかる構成とすることで、シート表面を容易に局所的に押し出すことができる。

本明細書で開示する座席装置によれば、リクライニング角度が変化しても、着座者の体圧を適切に分散できる。

座席装置に設けられるシートの斜視図である。 初期状態におけるシートの断面図である。 リクライニング状態におけるシートの断面図である。 空気袋の膨縮制御に関する構成のブロック図である。 初期状態における着座者の姿勢を示す図である。 リクライニング状態における着座者の姿勢を示す図である。 リクライニング状態におけるシートクッションの座圧分布を示す図である。 リクライニング状態におけるシートバック上部の座圧分布を示す図である。

以下、図面を参照して座席装置１０の構成について説明する。図１は、座席装置１０に設けられるシート１２の斜視図である。また、図２は、シートバック１６を倒していない初期状態におけるシート１２の断面図であり、図３は、シートバック１６を後方に倒したリクライニング状態におけるシート１２の断面図である。この座席装置１０は、運転席または助手席として車両に搭載される１人用の座席装置１０である。なお、以下の説明では、空気袋３２ａ，３２ｂ，３２ｃを区別しない場合は、添え字アルファベットを省略して、「空気袋３２」と呼ぶ。

座席装置１０のシート１２は、シートクッション１４とシートバック１６とヘッドレスト１７とを有している。シートクッション１４は、着座者が着座する部位である。このシートクッション１４は、略水平に配されたクッションフレーム（図示せず）の上に、クッションパッド２２を配置し、さらに、このクッションパッド２２の表面をクッションカバー２４で覆うことで構成されている。クッションパッド２２は、空気袋３２の膨縮に伴って容易に変形できる程度の弾性を有した材料、例えば、ウレタンなどで構成されている。シートクッション１４の下側には、前後方向に延びるスライドレール（図示せず）が固定されている。クッションフレームは、スライドレールに対してスライド可能に取り付けられており、クッションフレームがスライドすることでシート１２全体が前後方向にスライドできる。

シートバック１６は、着座者の上体を支える部位で、シートクッション１４の後端から上方に向かって立脚している。このシートバック１６は、シートバックフレーム（図示せず）の前面に、シートバックパッド２６を配置し、さらに、シートバックパッド２６の表面をシートバックカバー２８で覆うことで構成される。シートバックパッド２６は、クッションパッド２２と同様に、空気袋３２の膨縮に伴って変形できる程度の弾性を有した材料、例えば、ウレタンなどで構成されている。シートバックフレームの下端は、幅方向に延びる揺動軸３０（図２、図３参照）に連結されており、シートバック１６は、この揺動軸３０を中心として前後に揺動できるようになっている。そして、シートバック１６が後ろに倒れた状態が、いわゆる、リクライニング状態となる。このシートバック１６の揺動角度は、後述する角度センサ４０によりリクライニング角度として検出される。なお、リクライニング角度は、シートバック１６が最も前方に位置する初期状態を０度とし、シートバック１６が後方に倒れるにつれて増加するものとする。

シートバック１６の上端には、ヘッドレスト１７が取り付けられている。このヘッドレスト１７は、着座者の頭部を支える部位である。このヘッドレスト１７の構成は、従来とほぼ同様であるため、ここでの詳説は、省略する。

クッションパッド２２の下側及びシートバックパッド２６の背後には、押し出し部材として機能する複数の空気袋３２が配置されている。本例では、空気袋３２は、着座者の臀部付近及び着座者の肩甲骨付近に設けられている。より具体的には、空気袋３２は、シートクッション１４の後端部の下側に位置する第一空気袋３２ａと、シートバック１６の下部の後側に位置する第二空気袋３２ｂと、シートバック１６の上部の後側に位置する第三空気袋３２ｃと、に大別される。このうち、第一空気袋３２ａ及び第二空気袋３２ｂが、臀部付近におけるシート表面を押し出す。また、第三空気袋３２ｃが、肩甲骨付近におけるシート表面を押し出す。第一空気袋３２ａは、図１に示すように着座者の臀部を左右両側から挟むように左右両側に一つずつ設けられている。また、第三空気袋３２ｃは、着座者の左右の肩甲骨に対応するように、左右両側に一つずつ設けられている。

これら空気袋３２に空気が注入されて、空気袋３２が膨張すると、シート表面のうち、空気袋３２に対応する部分が着座者に近づく方向に局所的に押し出される。一方、空気袋３２から空気が流出して、空気袋３２が縮小すると、シート表面の局所的な押し出しが解消される。なお、図３における二点鎖線は、空気袋３２が無い場合のシート表面形状を示している。

本例では、この空気袋３２をシート１２のリクライニング角度に連動して膨縮させている。図４は、空気袋３２の膨縮制御に関するブロック図である。図４に示す通り、また、上述した通り、座席装置１０には、空気袋３２が設けられている。この空気袋３２は、流体通路３３を介してポンプ３６に連通されている。ポンプ３６は、コントローラ４２の指示に従い、空気袋３２に空気を供給、または、空気袋３２から空気を回収する。ポンプ３６と空気袋３２との間には、電磁弁等の弁３４が設けられており、弁３４を適宜、開閉することで、ポンプ３６と連通する空気袋３２を切り替えることができる。

各空気袋３２には、当該空気袋３２の内圧を検知する圧力センサ３８が設けられている。この圧力センサ３８による検出圧力は、コントローラ４２に送られる。コントローラ４２は、この検出圧力に基づいて空気袋３２の膨張量を判断する。また、上述した通り、座席装置１０には、シートバック１６のリクライニング角度を検出する角度センサ４０も設けられている。この角度センサ４０による検出角度（リクライニング角度）もコントローラ４２に送られる。コントローラ４２は、この検出角度に基づいて、空気袋３２の目標膨張量を決定する。

コントローラ４２は、例えば、ＣＰＵとメモリとを有したマイコンなどで構成される制御装置である。コントローラ４２は、角度センサ４０で検出されたリクライニング角度に応じて空気袋３２の膨縮を制御する。具体的には、コントローラ４２は、角度センサ４０で検出された検出角度に応じて、空気袋３２の目標膨張量を決定する。この目標膨張量は、リクライニング角度が大きいほど（シートバック１６の傾きが大きいほど）大きくなる。また、第一〜第三空気袋３２ａ〜３２ｃそれぞれの目標膨張量は、互いに同じでもよいし、互いに異なっていてもよい。かかる目標膨張量を決定するために、コントローラ４２は、リクライニング角度と目標膨張量との相関を示すマップや、数式を記憶してもよい。また、目標膨張量は、リクライニング角度の増減に伴い、連続的に変化してもよいし、段階的に変化してもよい。

いずれにしても、リクライニング角度に基づいて目標膨張量が算出できれば、コントローラ４２は、空気袋３２の膨張量が、目標膨張量になるようにポンプ３６および弁３４を駆動する。具体的には、コントローラ４２は、検出圧力（内圧）に基づいて空気袋３２の膨張量を算出し、この算出膨張量と目標膨張量を比較する。算出膨張量が目標膨張量よりも低い場合、コントローラ４２は、弁３４を開放するとともにポンプ３６を駆動して空気袋３２に空気を送り込ませる。また、算出膨張量が目標膨張量よりも高い場合、コントローラ４２は、弁３４を開放するとともにポンプ３６を駆動して空気袋３２から空気を回収する。そして、算出膨張量が目標膨張量に達すれば、コントローラ４２は、対応する弁３４を閉鎖して、空気袋３２を密閉する。そして、すべての空気袋３２が、目標膨張量に達すれば、コントローラ４２は、ポンプ３６の駆動を停止する。こうした制御を行なうことで、シートバック１６がリクライニングすれば、空気袋３２が膨張し、シートバック１６が立ち上がれば、空気袋３２が縮小することになる。そして、結果として、リクライニング状態となれば、シート表面のうち、臀部付近及び肩甲骨付近のみが局所的に、着座者に向かって押し出されることになる。

かかる構成とする理由について、図５及び図６を参照して説明する。図５、図６は、シート１２のリクライニング角度に応じた着座者の姿勢の変化を説明する図であり、図５は、シートバック１６が立ち上がった初期状態を、図６は、シートバック１６が後ろに倒れたリクライニング状態を示している。なお、図６では、着座者の姿勢変化をより分かりやすくするために、リクライニング角度を通常よりも大きめに図示している。

シートバック１６が立ち上がった初期状態では、図５に示すように、着座者の上体もほぼ上方に立ち上がっている。この場合、着座者は、その上体背部がシートバック１６に沿うように、その臀部をシートクッション１４の奥側に位置させた状態、いわゆる、深く腰掛けた状態になりやすい。一方、図６に示すように、シートバック１６を後方に倒したリクライニング状態では、図６に示すように、着座者は、その臀部が、前方に移動した状態、いわゆる、浅く腰掛けた状態になりやすい。この場合、シートクッション１４とシートバック１６の角部と、臀部との間には、比較的、大きな隙間が生じる。換言すれば、シート１２をリクライニングさせると、着座者の臀部付近と、シート表面との接触面積が低下し、着座者の体重を十分に分散できない。そして、結果として、着座者の一部分にのみ圧力が集中してしまい、快適性を損なう。

また、シート１２をリクライニングさせた場合、着座者の肩甲骨の下側に空間が生じてしまい、肩甲骨がシート１２で支えられることなく、宙に浮いた状態になる。その結果、着座者の肩甲骨の位置が安定せず、着座者の負担が増加する。特に、座席装置を、運転席として用いた場合において、肩甲骨が宙に浮いていると、着座者のステアリング操作の安定性が低下する。

そこで、本例では、上述した通り、リクライニング角度の増加に伴い、空気袋３２を膨張させ、臀部付近及び肩甲骨付近におけるシート表面を着座者に向かって押し出している。これにより、シート表面と着座者との隙間が減少し、着座者の体重をより分散させることができる。結果として、着座者の一部分にのみ大きな圧力がかかることが防止され、着座者の負担が軽減される。また、着座者の肩甲骨も前方に押し出されたシートバック１６で支持されるため、肩甲骨の位置が安定し、ステアリング操作などを安定して行うことができる。

こうした空気袋３２の有無による座圧分布の違いについて図７、図８を参照して説明する。図７は、シート１２をリクライニングさせたときのシートクッション１４の座圧分布を示す図であり、（ａ）は、空気袋３２がない場合の、（ｂ）は、空気袋３２がある場合の座圧分布を示している。同様に、図８は、シート１２をリクライニングさせたときのシートバック１６の上部の座圧分布を示す図であり、（ａ）は、空気袋３２がない場合の、（ｂ）は、空気袋３２がある場合の座圧分布を示している。なお、図７および図８においては、座圧が高いほどハッチングの色を濃くしている。

図７の（ａ）及び（ｂ）の比較から明らかな通り、空気袋３２がある（ｂ）のほうが、座圧の高い範囲が多くなり、着座者の臀部を全体的に支持できていることがわかる。特に、リクライニングすることでシート表面から離れやすい臀部の後方部分（領域Ｅ１部分）も、空気袋３２があることで、シートクッション１４で確実に支持できている。同様に、図８の（ａ）及び（ｂ）の比較から明らかな通り、空気袋３２がある（ｂ）のほうが、肩甲骨付近（領域Ｅ２部分）の座圧が高くなり、着座者の肩甲骨をしっかりと支持できていることがわかる。

以上の通り、本例によれば、リクライニングに伴い、臀部付近のシート表面を着座者に向かって押し出す空気袋３２を設けているため、リクライニングしたとしても着座者の臀部付近を十分に支持することができる。結果として、リクライニング状態にかかわらず、着座者を常に適切に支持できる。同様に、リクライニングに伴い、肩甲骨付近のシート表面を着座者に向かって押し出す空気袋３２を設けているため、リクライニングした際に、肩甲骨も適切に支持できる。

なお、ここまで説明した構成は一例であり、少なくとも、着座者の臀部付近のシート表面を着座者に向かって押し出す押し出し部材を有するのであれば、その他の構成は、変更されてもよい。例えば、本例では、押し出し部材として、流体が流入出可能な空気袋３２を用いているが、シート表面を押し出すのであれば、他の部材を用いてもよい。例えば、押し出し部材として、シート表面を上方または前方に押すシリンダ等を用いてもよい。また、本例では、肩甲骨付近のシート表面も押し出す第三空気袋３２ｃを設けているが、かかる第三空気袋３２ｃは、省略されてもよい。また、空気袋３２の個数や形状は、適宜変更されてもよい。また、上述の説明では、空気袋３２を、クッションパッド２２の下側およびシートバックパッド２６の背後に配置したが、空気袋３２は、パッド２２，２６とカバー２４，２８との間に配されてもよい。

１０ 座席装置、１２ シート、１４ シートクッション、１６ シートバック、１７ ヘッドレスト、２２ クッションパッド、２４ クッションカバー、２６ シートバックパッド、２８ シートバックカバー、３０ 揺動軸、３２ 空気袋（押し出し部材）、３３ 流体通路、３４ 弁、３６ ポンプ、３８ 圧力センサ、４０ 角度センサ、４２ コントローラ。

Claims (1)

1. 着座者が着座するシートクッションと、
   前記着座者の上体を支えるとともに、前記シートクッションに対してリクライニング可能なシートバックと、
   前記シートバック表面および前記シートクッション表面のうち、少なくとも、前記着座者の臀部付近を、前記着座者に近づく方向に局所的に押し出す１以上の押し出し部材と、
   前記押し出し部材の状態を制御する制御部と、
   を備え、前記制御部は、前記シートバックが後方へ倒れた際には、前記押し出し部材でシート表面を押し出させ、前記シートバックが前方に立ち上がった際には、前記押し出し部材によるシート表面の押し出しを解除させる、
   ことを特徴とする座席装置。