(57)【要約】  シートの着座者の骨格形状を正確に測定するために、クッション材の影響を受けないように形状センサを曲がり形状に沿って適切に屈曲させる。  車両用シートＳの着座者の骨格形状を測定する骨格形状測定装置において、シートバックＳ１内には、着座者の骨格の曲がり形状を検出するために当該曲がり形状に沿って屈曲する形状センサ１０が設けられている。この形状センサ１０は、着座者の脊椎中、着座者が車両用シートに着座したときに湾曲度合いが最も大きくなる部位の曲がり形状を検出する。また、着座者が車両用シートＳに着座する前段階において、クッションパッド２１のうち、少なくとも上記湾曲度合いが最も大きくなる部位と隣り合う部分に貫通穴２３が形成されており、この貫通穴２３が、車両用シートＳの前後方向において形状センサ１０とクッションパッド２１との間の空間をなしている。
2014200061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートの着座者の所定部位の骨格形状を測定する骨格形状測定装置であって、
前記着座者の前記所定部位を支持する支持部と、
該支持部内において前記所定部位における骨格の曲がり形状を検出するために該曲がり形状に沿って屈曲可能な可撓性センサと、
前記支持部内に設けられ、前記可撓性センサと対向する部分に前記可撓性センサに沿って形成された凹部を有するクッション材と、を備え、
前記可撓性センサは、前記着座者の脊椎中、前記着座者が前記シートに着座したときに湾曲度合いが最も大きくなる部位の前記曲がり形状を検出し、
前記着座者が前記シートに着座する前段階では、前記凹部のうち、少なくとも前記脊椎中の前記湾曲度合いが最も大きくなる部位と隣り合う部分が、前記シートの前後方向において前記可撓性センサとの間で空間を形成していることを特徴とする骨格形状測定装置。
【請求項２】
前記空間は、貫通穴となっていることを特徴とする請求項１に記載の骨格形状測定装置。
【請求項３】
前記着座者が前記シートに着座した状態において、前記空間の形成位置は、前記着座者の腰部よりも上方にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の骨格形状測定装置。
【請求項４】
前記凹部のうち、前記脊椎中の前記湾曲度合いが最も大きくなる部位と隣り合う部分では、当該部分以外の部分と比較して、前記シートの幅方向における前記凹部の長さが長くなっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の骨格形状測定装置。
【請求項５】
前記支持部は、前記着座者の背中を支持するシートバックであり、
該シートバックは、該シートバックの枠体をなすシートバックフレームを備え、
前記可撓性センサは、前記シートバックの高さ方向に沿って延出するように配置されており、
前記高さ方向における前記可撓性センサの一端部は、前記高さ方向において該一端部と同じ側に位置する前記シートバックフレームの端部に設けられたセンサ固定部に取り付けられており、
前記可撓性センサの一端部と前記センサ固定部との間に弾性体が介在していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の骨格形状測定装置。
【請求項６】
前記シートバックフレームには、前記可撓性センサとは反対側で前記クッション材を支持するプレート状支持部材が取り付けられ、
該プレート状支持部材は、前記クッション材のうち、前記凹部が形成された部分に掛かる位置に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の骨格形状測定装置。
【請求項７】
前記シートバックフレームには、前記可撓性センサとは反対側で前記クッション材を支持するプレート状支持部材が取り付けられ、
前記シートバックフレームにおける前記プレート状支持部材の取り付け箇所は、前記高さ方向において前記凹部の中央位置を挟んで複数存在していることを特徴とする請求項５に記載の骨格形状測定装置。
【請求項８】
前記支持部は、前記着座者の背中を支持するシートバックであり、
該シートバックは、該シートバックの枠体をなすシートバックフレームを備え、
該シートバックフレームには、前記可撓性センサとは反対側で前記クッション材を支持するプレート状支持部材が取り付けられ、
該プレート状支持部材には、前記着座者の背中を押圧することで前記着座者の姿勢を補正するための姿勢補正部材が、前記シートの幅方向において互いに異なる位置に複数取り付けられており、
前記可撓性センサのうち、前記着座者が前記シートに着座している状態において前記着座者の脊椎中の湾曲度合いが最も大きくなる部位と対向する部分は、前記幅方向において互いに異なる位置にある前記姿勢補正部材同士の間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の骨格形状測定装置。
【請求項９】
前記可撓性センサは、前記シートバックの高さ方向における前記可撓性センサの一端から他端に亘り、前記幅方向において互いに異なる位置にある前記姿勢補正部材同士の間に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の骨格形状測定装置。
【請求項１０】
前記支持部は、前記着座者の背中を支持するシートバックであり、
該シートバックは、該シートバックの枠体をなすシートバックフレームを備え、
該シートバックフレームには、前記可撓性センサとは反対側で前記クッション材を支持するプレート状支持部材を備えており、
該プレート状支持部材には、前記着座者の背中を押圧することで前記着座者の姿勢を補正するための姿勢補正部材が、前記シートの幅方向において互いに異なる位置に複数取り付けられており、
前記空間は、前記幅方向において互いに異なる位置にある前記姿勢補正部材同士の間に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の骨格形状測定装置。
【請求項１１】
前記姿勢補正部材は、流体が封入されて膨出することにより前記着座者の背中を押圧する袋体であり、
前記可撓性センサを用いた前記曲がり形状の測定処理を実行するコントローラを備え、
該コントローラは、前記袋体が収縮状態にあるときに前記測定処理を実行することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の骨格形状測定装置。
【請求項１２】
前記支持部は、前記シートバックと、前記着座者の臀部を支持するシートクッションと、を有し、
前記可撓性センサは、前記シートバック内、及び、前記シートクッション内のそれぞれに設けられ、
前記可撓性センサを用いた前記曲がり形状の測定処理を実行するコントローラを備え、
該コントローラは、前記シートクッション内に設けられた前記可撓性センサを用いた前記測定処理を実行した後、予め設定された時間が経過してから、前記シートバック内に設けられた前記可撓性センサを用いた前記測定処理を実行することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の骨格形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートの着座者の所定部位の骨格形状を測定する骨格形状測定装置に係り、特に、着座者の骨格に沿って屈曲することで当該骨格の曲がり形状を検出する可撓性センサを用いた骨格形状測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シートに着座している者の着座姿勢、換言すると、骨格形状を測定する装置は、既に周知であり、例えば、シートと着座者の間に介在させた形状センサからの出力に基づいて着座姿勢を測定する装置が一例として挙げられる（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
一方、近年では、形状センサとして形状感知光ファイバからなるセンサが開発されている。かかるセンサを特許文献１の測定装置に適用すると、着座者の骨格の曲がり形状に沿ってセンサ自体が屈曲し、これに伴って変化するセンサ各部での光の屈折率を検出することで骨格の曲がり形状を測定することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２６９０９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、着座者の骨格の曲がり形状を正確に測定するにあたり、上記の形状感知光ファイバからなるセンサは、骨格の曲がり形状を再現するように屈曲することが必要となる。一方、これまでの形状センサは、シートと着座者との間に配置されており、より厳密にはシートのクッション材と着座者との間に配置されている。ここで、形状センサがシートのクッション材の表面に当接していると、当該クッション材の表面形状が形状センサの屈曲状態に影響を及ぼし、同センサによる骨格形状の検出に支障を来してしまう。このため、形状センサによる骨格形状測定に対してクッション材の影響を及ばないような構成が必要となる。【０００６】
また、形状センサによる骨格形状測定に対してクッション材の影響を及ばないような構成を採用する際には、シートの着座感（換言すると、乗り心地）を損なわないようにする必要がある。さらに、骨格形状測定時に形状センサに入力される荷重が過大にならないような構成であれば尚望ましい。【０００７】
そこで、本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、クッション材の影響を受けずに骨格形状を正確に測定することが可能な骨格形状測定装置を提供することである。
また、本発明の他の目的は、クッション材の影響を受けずに骨格形状を正確に測定する構成を採用した際にシートの着座感を確保することである。
さらに、本発明の他の目的は、骨格形状測定時におけるセンサへの入力荷重を過大にならないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題は、本発明の骨格形状測定装置によれば、シートの着座者の所定部位の骨格形状を測定する骨格形状測定装置であって、前記着座者の前記所定部位を支持する支持部と、該支持部内において前記所定部位における骨格の曲がり形状を検出するために該曲がり形状に沿って屈曲可能な可撓性センサと、前記支持部内に設けられ、前記可撓性センサと対向する部分に前記可撓性センサに沿って形成された凹部を有するクッション材と、を備え、前記可撓性センサは、前記着座者の脊椎中、前記着座者が前記シートに着座したときに湾曲度合いが最も大きくなる部位の前記曲がり形状を検出し、前記着座者が前記シートに着座する前段階において、前記凹部のうち、少なくとも前記脊椎中の前記湾曲度合いが最も大きくなる部位と隣り合う部分は、前記シートの前後方向において前記可撓性センサとの間で空間を形成していることにより解決される。
上記の装置では、クッション材のうち、可撓性センサと対向する部分に可撓性センサに沿った凹部が形成されている。そして、着座者がシートに着座する前段階では、凹部のうち、脊椎中の湾曲度合いが最も大きくなる部位と隣り合う部分が、シートの前後方向において可撓性センサとの間で空間を形成している。これにより、脊椎中の湾曲度合いが最も大きくなる部位に沿って可撓性センサが屈曲する際には、その屈曲スペースとして上記の空間が確保されているので、可撓性センサとクッション材との接触を抑えることが可能となる。この結果、脊椎中の湾曲度合いが最も大きくなる部位についても正確に曲がり形状を測定することが可能となる。つまり、上記の装置では、可撓性センサとクッション材との間に空間を設けることによって、骨格形状測定時に可撓性センサがクッション材の影響（具体的には、クッション材からの押圧）を受け難くなる。故に、可撓性センサは、クッション材に干渉されずに着座者の骨格の曲がり形状に沿って適切に屈曲することができ、以て、骨格の曲がり形状を正確に測定することが可能となる。【０００９】
また、上記の骨格形状測定装置において、前記空間は、貫通穴となっていてもよい。
上記の構成では、クッション材に形成された凹部のうち、脊椎中の湾曲度合いが最も大きくなる部位と隣り合う部分が貫通穴となっている。これにより、脊椎中の湾曲度合いが最も大きくなる部位に沿って可撓性センサが屈曲する際のスペースを、その奥行方向により広く確保することが可能となる。これにより、可撓性センサとクッション材との接触をより効果的に抑えることが可能となり、脊椎中の湾曲度合いが最も大きくなる部位の曲がり形状をより正確に測定することが可能となる。【００１０】
また、上記の骨格形状測定装置において、前記着座者が前記シートに着座した状態において、前記空間の形成位置は、前記着座者の腰部よりも上方にあってもよい。
上記の構成では、クッション材中、空間（つまり、凹部のうち、脊椎中の湾曲度合いが最も大きくなる部位）の位置が、シートに着座した着座者の腰部よりも上方に位置している。換言すると、クッション材中、着座者の腰部に当たる部分付近には上記の空間が形成されていないので、着座者の腰部が適切に固定支持されるようになる。このように腰部が適切に支持された状態において、腰部の上方で骨格の曲がり形状を測定するので、その測定精度がより一層向上することになる。【００１１】
また、前記凹部のうち、前記脊椎中の前記湾曲度合いが最も大きくなる部位と隣り合う部分では、当該部分以外の部分と比較して、前記シートの幅方向における前記凹部の長さが長くなっていてもよい。
上記の構成では、凹部のうち、脊椎中の湾曲度合いが最も大きくなる部位と隣り合う部分がより幅広に形成されている。これにより、クッション材中、凹部がより幅広に形成された部分、すなわち、脊椎中の湾曲度合いが最も大きくなる部位の付近に位置する部分が上記の湾曲度合いに応じて適切に撓むようになる。このようにクッション材が適切に撓むことで、クッション材が可撓性センサに及ぼす影響を効果的に抑えられるようになり、結果として、骨格の曲がり形状を正確に計測することが可能となる。さらに、脊椎中の湾曲度合いが最も大きくなる部位に沿って可撓性センサが屈曲する際のスペースを、シートの幅方向においてより広く確保することが可能となる。この結果、可撓性センサとクッション材との接触を更に効果的に抑制し、以て、脊椎中の湾曲度合いが最も大きくなる部位の曲がり形状をより一層正確に測定することが可能となる。【００１２】
また、上記の骨格形状測定装置において、前記支持部は、前記着座者の背中を支持するシートバックであり、該シートバックは、該シートバックの枠体をなすシートバックフレームを備え、前記可撓性センサは、前記シートバックの高さ方向に沿って延出するように配置されており、前記高さ方向における前記可撓性センサの一端部は、前記高さ方向において該一端部と同じ側に位置する前記シートバックフレームの端部に設けられたセンサ固定部に取り付けられており、前記可撓性センサの一端部と前記センサ固定部との間に弾性体が介在していてもよい。
上記の構成では、可撓性センサの両端部のうち、シートバックフレームに設けられたセンサ固定部に固定されている側の端部に弾性体が取り付けられているので、同センサに入力される荷重を軽減することが可能となる。すなわち、上記の構成であれば、骨格形状測定時におけるセンサへの入力荷重が過大になるのを抑えることが可能となる。【００１３】
また、上記の骨格形状測定装置において、前記シートバックフレームには、前記可撓性センサとは反対側で前記クッション材を支持するプレート状支持部材が取り付けられ、該プレート状支持部材は、前記クッション部材のうち、前記凹部が形成された部分に掛かる位置に配置されていてもよい。
上記の構成では、クッション材を支持するプレート状支持部材を備え、かかる支持部材がクッション部材のうち、凹部が形成された部分に掛かる位置に配置されている。これにより、クッション材に凹部を設けたとしても、当該凹部が位置する部分をプレート状支持部材が支持するため、シートの着座者に対する支持安定性が確保される。すなわち、上記の構成であれば、クッション材の影響を受けずに骨格形状を正確に測定する構成を採用しつつもシートの着座感を確保することが可能となる。【００１４】
また、上記の骨格形状測定装置において、前記シートバックフレームには、前記可撓性センサとは反対側で前記クッション材を支持するプレート状支持部材が取り付けられ、前記シートバックフレームにおける前記プレート状支持部材の取り付け箇所は、前記高さ方向において前記凹部の中央位置を挟んで複数存在していることとしてもよい。
上記の構成では、シートバックフレームにおけるプレート状支持部材の取り付け箇所がシートバックの高さ方向において凹部の中央位置を挟んで複数存在している。一方で、前述したように、プレート状支持部材の支持安定性については、シートバックの高さ方向において上記の取り付け箇所と同じ位置にある部分でより高くなる。つまり、クッション材の凹部が形成された部分の中央位置を挟んだ位置に、プレート状支持部材のうち、支持安定性が高い部分が存在するので、クッション材の凹部が形成された部分をより安定して支持することが可能となる。【００１５】
また、上記の骨格形状測定装置において、前記支持部は、前記着座者の背中を支持するシートバックであり、該シートバックは、該シートバックの枠体をなすシートバックフレームを備え、該シートバックフレームには、前記可撓性センサとは反対側で前記クッション材を支持するプレート状支持部材が取り付けられ、該プレート状支持部材には、前記着座者の背中を押圧することで前記着座者の姿勢を補正するための姿勢補正部材が、前記シートの幅方向において互いに異なる位置に複数取り付けられており、前記可撓性センサのうち、前記着座者が前記シートに着座している状態において前記着座者の脊椎中の湾曲度合いが最も大きくなる部位と対向する部分は、前記幅方向において互いに異なる位置にある前記姿勢補正部材同士の間に配置されていてもよい。この場合、前記可撓性センサは、前記シートバックの高さ方向における前記可撓性センサの一端から他端に亘り、前記幅方向において互いに異なる位置にある前記姿勢補正部材同士の間に配置されていると、より好ましい。
上記の構成では、可撓性センサのうち、少なくとも着座者の脊椎中の湾曲度合いが最も大きくなる部位と対向する部分が、シートの幅方向において互いに異なる位置に配置された姿勢補正部材の間にある。これにより、例えばシートの幅方向において姿勢補正部材が配置された位置に掛かるように可撓性センサを配置した場合と比較して、姿勢補正部材が可撓性センサに及ぼす影響を軽減することが可能となる。【００１６】
また、上記の骨格形状測定装置において、前記支持部は、前記着座者の背中を支持するシートバックであり、該シートバックは、該シートバックの枠体をなすシートバックフレームを備え、該シートバックフレームには、前記可撓性センサとは反対側で前記クッション材を支持するプレート状支持部材を備えており、該プレート状支持部材には、前記着座者の背中を押圧することで前記着座者の姿勢を補正するための姿勢補正部材が、前記シートの幅方向において互いに異なる位置に複数取り付けられており、前記空間は、前記幅方向において互いに異なる位置にある前記姿勢補正部材同士の間に形成されていてもよい。
上記の構成では、凹部のうち、脊椎中の湾曲度合いが最も大きくなる部位と可撓性センサとの間に形成された空間が、シートの幅方向において互いに異なる位置に配置された姿勢補正部材の間にある。つまり、可撓性センサの屈曲スペースとして確保された上記空間は、シートの幅方向において姿勢補正部材とは異なる位置にあるため、姿勢補正部材が可撓性センサに対して及ぼす影響を軽減することが可能となる。【００１７】
また、上記の骨格形状測定装置において、前記姿勢補正部材は、流体が封入されて膨出することにより前記着座者の背中を押圧する袋体であり、前記可撓性センサを用いた前記曲がり形状の測定処理を実行するコントローラを備え、該コントローラは、前記袋体が収縮状態にあるときに前記測定処理を実行してもよい。
上記の構成では、袋体が膨出する前、すなわち、着座者の背中が袋体によって押圧される前に、可撓性センサを用いて骨格の曲がり形状を測定する。ここで、膨出前の袋体が可撓性センサに及ぼす影響は、膨出状態の袋体が及ぼす影響に比べて十分に小さいので、袋体が膨出する前に測定処理を実行すれば、より精度よく、より迅速に骨格の曲がり形状を測定することが可能となる。【００１８】
また、上記の骨格形状測定装置において、前記支持部は、前記シートバックと、前記着座者の臀部を支持するシートクッションと、を有し、前記可撓性センサは、前記シートバック内、及び、前記シートクッション内のそれぞれに設けられ、前記可撓性センサを用いた前記曲がり形状の測定処理を実行するコントローラを備え、該コントローラは、前記シートクッション内に設けられた前記可撓性センサを用いた前記測定処理を実行した後、予め設定された時間が経過してから、前記シートバック内に設けられた前記可撓性センサを用いた前記測定処理を実行してもよい。
上記の構成では、シートクッション内に設けられた可撓性センサを用いた測定処理を、シートバック内に設けられた可撓性センサを用いた測定処理に先んじて行う。かかる構成は、着座者がシートに着座した後に座り直し（上体位置の調整）を行うことを想定したものであり、上記の構成であれば、座り直し後で上体が固定した状態で脊椎（厳密には上体部に位置する部分）の曲がり形状を正確に測定することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の骨格形状測定装置によれば、可撓性センサがクッション材の影響を受けずにシートの着座者の骨格の曲がり形状に沿って適切に屈曲することができるので、骨格の曲がり形状を正確に測定することが可能となる。特に、本発明の骨格形状測定装置によれば、着座者の脊椎中の湾曲度合いが最も大きくなる部位についても正確に曲がり形状を測定することが可能となる。
なお、本発明の骨格形状測定装置は、着座者の脊椎の曲がり形状を可撓性センサによって測定する構成においてより有意義なものとなる。
また、本発明の骨格形状測定装置によれば、着座者の腰部を適切に固定支持しながら、腰部の上方で骨格の曲がり形状を測定するので、測定精度がより向上する。
また、本発明の骨格形状測定装置によれば、骨格形状測定時におけるセンサへの入力荷重を過大にならないようにすることが可能となる。
また、本発明の骨格形状測定装置によれば、クッション材の影響を受けずに骨格形状を測定することを可能としつつ、さらにシートの着座感を確保することが可能となる。
また、本発明の骨格形状測定装置によれば、クッション材の凹部が形成された部分をプレート状支持部材によって安定的に支持することが可能となる。
また、本発明の骨格形状測定装置によれば、プレート状支持部材に取り付けられた姿勢補正部材が可撓性センサに及ぼす影響を軽減することが可能となる。
また、本発明の骨格形状測定装置によれば、姿勢補正部材としての袋体が膨出する前に骨格の曲がり形状を測定するので、精度よく、かつ迅速な測定が実現される。
また、本発明の骨格形状測定装置によれば、着座者がシートに着座してから座り直しを行った後に脊椎の曲がり形状を正確に測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】骨格形状測定装置を含む姿勢制御システムの概念図である。
【図２】車両用シートの外観図である。
【図３】シートフレームの構造を示す図である。
【図４】クッション材の外観図である。
【図５】図２のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図６】プレート状支持部材の取り付け箇所と貫通穴との位置関係を示す図である。
【図７】第一の変形例に係るクッション材の断面図である。
【図８】図７中、可撓性センサ周辺の拡大図である。
【図９】第一の変形例に係るクッション材と可撓性センサの位置関係を示す説明図である。
【図１０】第二の変形例に係るクッション材の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態（以下、本実施形態）に係る骨格形状測定装置について図面を参照しながら説明する。
なお、以下の説明中、前後方向とは、車両用シートに着座した着座者から見たときの前後方向を意味し、幅方向とは、車両用シートのシートバックの幅方向（横幅方向）を意味し、高さ方向とは、シートバックの高さ方向、厳密にはシートバックを正面から見たときのシートバックの上下方向を意味する。
【００２２】
また、下記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【００２３】
本実施形態に係る骨格形状測定装置（以下、本装置）１は、車両用シートＳに搭載されており、同シートＳの着座者の骨格形状を測定するものである。図１を参照しながら本装置１について説明すると、本装置１は、着座者の姿勢を補正制御する姿勢制御システムＡＲの構成要素であり、着座者の骨格形状、特に、脊椎の曲がり形状を測定するものである。図１は、本装置１を含む姿勢制御システムＡＲの概念図である。
【００２４】
姿勢制御システムＡＲは、本装置１及びエアセル２により構成され、本装置１は、形状センサ１０とコントローラ１１とによって構成されている。
【００２５】
エアセル２は、袋体に相当し、空気が封入されて膨出すると着座者の背中を押圧するものである。すなわち、エアセル２は、本実施形態において姿勢補正部材として機能し、分かり易く説明すると、着座者の背中を押圧することで着座者の姿勢を補正するために用いられる。
【００２６】
形状センサ１０は、骨格の曲がり形状を検出するものであり、検出結果を示す情報をコントローラ１１に向けて出力する。コントローラ１１は、形状センサ１０を用いて骨格形状を測定する測定処理を実行する。具体的に説明すると、測定処理では、形状センサ１０から受信した信号に基づいて骨格の曲がり形状を割り出す。測定処理の実行後には、コントローラ１１が測定結果に応じて不図示の調整機構を駆動し、着座者の背側を押圧するエアセル２の膨らみ量を調整する。このようにエアセル２の膨らみ量が調整されることにより、車両用シートＳの着座面各部の位置が変化し、結果として、着座面に当接している着座者の身体が動かされ、当該着座者の姿勢が補正制御されるようになる。
【００２７】
そして、本実施形態では、形状センサ１０として光ファイバセンサ、より具体的には、形状感知光ファイバからなるセンサが用いられている。この光ファイバセンサは、可撓性センサの一例であり、着座者の骨格の曲がり形状に沿って屈曲することによって当該曲がり形状を検出するものである。具体的に説明すると、光ファイバセンサである形状センサ１０は、車両用シートＳに着座者が着座した状態において着座者の身体の背側部分、特に、脊椎が位置する部分に押圧される。この結果、形状センサ１０は、脊椎の曲がり形状に沿って弓形に屈曲し、これによってセンサ各部における光の屈折率が変化するようになっている。一方、同センサ１０は、コントローラ１１に備えられた不図示の回路基板にコネクタやケーブル等を介して接続されており、光の屈折率の変化を表す情報を上記基板に出力する。コントローラ１１は、形状センサ１０から受け取った情報から同センサ１０の捻れや曲げ等の３次元形状情報を特定し、その特定結果から脊椎の曲がり形状を割り出す。
【００２８】
ところで、形状センサ１０は、一般的に、車両用シートＳにおいて同シートＳの表皮材２０とクッション材との間に配置されている。このような構成では車両用シートＳに着座者が着座した状態において、形状センサ１０が着座者とクッション材との間に挟まれることになる。一方で、脊椎の曲がり形状を正確に測定するためには、形状センサ１０が当該曲がり形状を再現するように屈曲することが必要となる。しかしながら、形状センサ１０がクッション材の表面（形状センサ１０との対向面）に当接していると、その表面形状が形状センサ１０の屈曲状態に影響を及ぼし脊椎の曲がり形状の検出に支障を来してしまう。
【００２９】
そこで、本装置１は、形状センサ１０による骨格形状測定に対してクッション材の影響を及ばないような構成を採用し、かかる構成にて正確な測定を実現している。以下、本装置１の構成に関して、形状センサ１０による骨格形状測定に対してクッション材の影響を及ばないための構成について説明する。
【００３０】
先ず、本装置１の特徴的構成について説明するにあたり、本装置１が搭載される車両用シートＳについて図２を参照しながら説明する。図２は、車両用シートＳの外観図である。なお、説明を分かり易くするために、本来の車両用シートＳとは異なり表皮材のうちの一部分を剥がした状態で図示している。
【００３１】
車両用シートＳは、図２に示すように、着座者の背部（背中）を支持するシートバックＳ１、着座者の臀部を支持するシートクッションＳ２、及び着座者の頭部を支持するヘッドレストＳ３を備えている。ここで、シートバックＳ１及びシートクッションＳ２は、いずれも着座者の所定部位を支持する支持部に相当する。なお、ヘッドレストＳ３は、シートバックＳ１の上端部に取り付けられた一対のヘッドレストピラーによって支持されている。
【００３２】
また、本実施形態に係る車両用シートＳは、図２に示すように、シートバックＳ１及びシートクッションＳ２の各々に前述の形状センサ１０が設けられており、いずれの形状センサ１０も車両用シートＳの幅方向中央に配置されている。ここで、シートバックＳ１側に設けられた形状センサ１０は、着座者の脊椎のうち、頸椎下部、胸椎及び腰椎上部の曲がり形状を検出する。なお、胸椎は、着座者の脊椎中、着座者が車両用シートＳに着座したときに湾曲度合いが最も大きくなる部位である。他方、シートクッションＳ２側に設けられた形状センサ１０は、着座者の脊椎のうち、腰椎下部の曲がり形状を検出する。
【００３３】
そして、形状センサ１０による骨格形状測定に対してクッション材の影響を及ばないための構成は、シートバックＳ１及びシートクッションＳ２の各々で採用されている。以下、シートバックＳ１を例に挙げてより詳しく説明する。
【００３４】
シートバックＳ１は、矩形状の枠体である図３に図示のシートバックフレームＳｆ１と、シートバックフレームＳｆ１に取り付けられたプレート状支持部材としての支持プレートＰＬと、着座者の背中によって押圧される図４に図示のウレタンパッド２１と、ウレタンパッド２１の前方及び側方を覆い包む表皮材２０とを有する。図３は、シートバックフレームＳｆ１を含むシートフレームの全体構造を示す図であり、図４は、ウレタンパッド２１の外観図である。
【００３５】
なお、ウレタンパッド２１は、クッション材の一例であるが、材質についてはシート用のクッション材として好適なものであればウレタン以外のものであってもよい。
【００３６】
また、シートバックＳ１の幅方向中央部には、形状センサ１０がシートバックＳ１の高さ方向に沿って延出するように配置されている。具体的に説明すると、図３に示すように、形状センサ１０は、シートバックフレームＳｆ１の上側部分と下側部分との間に張架された形で設けられている。より詳しく説明すると、シートバックＳ１の高さ方向における形状センサ１０の端部のうち、下側の端部は、シートバックフレームＳｆ１の下側部分に相当する下部メンバフレームｆａの幅方向中央部分に固定されている。
【００３７】
一方で、シートバックＳ１の高さ方向における形状センサ１０の上側端部（一端部に相当する）は、当該上側端部と上記高さ方向において同じ側に位置するシートバックフレームＳｆ１の上端部、より具体的には上部フレームｆｂに設けられたセンサ固定部ｆｃに取り付けられている。このセンサ固定部ｆｃは、その先端がシート前方に向かうようにＬ字状に曲がった棒状部材であり、上部フレームｆｂの幅方向中央部分に溶接されている。そして、センサ固定部ｆｃの先端部に形状センサ１０の上側端部が取り付けられている。
【００３８】
ここで、本実施形態では、センサ固定部ｆｃと形状センサ１０との間に弾性体としての渦巻きバネ２２が介在している。すなわち、形状センサ１０の上側端部は、渦巻きバネ２２を介してセンサ固定部ｆｃに取り付けられている。このように本実施形態ではセンサ固定部ｆｃと形状センサ１０との間に渦巻きバネ２２を介在させることで、同センサ１０に入力される荷重を軽減し、以て、骨格形状測定時における形状センサ１０への入力荷重を過大にならないように抑えている。
【００３９】
なお、本実施形態では、形状センサ１０の上側端部とシートバックフレームＳｆ１の上側部分に設けられたセンサ固定部ｆｃとの間に弾性体としての渦巻きバネ２２が設けられていることとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、シートバックＳ１の高さ方向における形状センサ１０の下側端部と、当該下側端部が取り付けられるシートバックフレームＳｆ１の下端部との間に弾性体を介在させることとしてもよい。
【００４０】
形状センサ１０の配置位置について説明すると、シートバックＳ１において、形状センサ１０は、表皮材２０の後側（着座者に接する側とは反対側）、より厳密には表皮材２０のうち、着座者の背側中心（背中のうち、脊椎が位置する部分）に当接する部分の直ぐ裏側に配置されている。一方、表皮材２０の後側にはウレタンパッド２１が設けられている。
【００４１】
そして、本実施形態に係るウレタンパッド２１は、図４に示すように、正面視で略矩形状の貫通穴２３を有している。この貫通穴２３は、ウレタンパッド２１の幅方向中央部に形成されており、シートバックＳ１の高さ方向に沿って長くなっている。さらに、上記の貫通穴２３は、図５に示すように、ウレタンパッド２１において形状センサ１０と対向する部分に位置しており、形状センサ１０に沿って形成されている。すなわち、本実施形態では、形状センサ１０の後側にはウレタンパッド２１が存在せず空洞となっている。図５は、車両用シートＳの断面図であり、図２のＡ−Ａ断面を示した図である。
【００４２】
以上の貫通穴２３がウレタンパッド２１の形状センサ１０と対向する部分に形成されていることで、形状センサ１０とウレタンパッド２１との接触が抑えられ、骨格形状測定時に同センサ１０がウレタンパッド２１の影響を受け難くなる。この結果、本実施形態に係る形状センサ１０は、着座者の骨格の曲がり形状を再現するように適切に屈曲可能となる。したがって、本装置１は、着座者の脊椎の曲がり形状を正確に測定することが可能となる。
【００４３】
特に、本実施形態では、形状センサ１０とウレタンパッド２１との接触を抑制するために貫通穴２３が形成されているので、形状センサ１０が着座者の脊椎のうち、車両用シートＳに着座したときに湾曲度合いが最も大きくなる部位（すなわち、胸椎）に沿って屈曲するときにウレタンパッド２１との接触が抑えられる。分かり易く言うと、形状センサ１０のうち、胸椎に沿って屈曲する部分については、最も屈曲度合いが大きくシート後方に広がる範囲も最大となるが、貫通穴２３となっているので、上記のように屈曲度合いが最大になる部分であってもウレタンパッド２１との接触が抑えられる。以上の結果、本実施形態では、脊椎中の湾曲度合いが最も大きくなる胸椎についても正確に曲がり形状を測定することが可能となる。
【００４４】
なお、本実施形態に係るウレタンパッド２１において、貫通穴２３よりも上側に位置する部分と下側に位置する部分には、ウレタンパッド２１のうち、貫通穴２３よりも幅方向一端側（右側）に位置する部分と幅方向他端側（左側）に位置する部分とを連結する連結部分２１ａ、２１ｂが形成されている。すなわち、本実施形態に係るウレタンパッド２１については、貫通穴２３の形成に伴って分断することなく、一部材のまま取り扱うことが可能であり、以て部品数の増加を抑制している。
【００４５】
また、形状センサ１０については、前述したように、着座者の胸椎に沿って屈曲する範囲で屈曲度合いが最も大きくなる。このため、形状センサ１０とウレタンパッド２１との接触を確実に抑える観点から、ウレタンパッド２１の形状センサ１０と対向する部分に形成される凹部のうち、少なくとも胸椎と隣り合う部分が貫通穴２３となっているとよい。
【００４６】
さらに、ウレタンパッド２１に貫通穴２３を形成することにより、例えば、形状センサ１０等のメンテナンスを容易に行うことが可能となる。一方で、貫通穴２３を形成した場合には、通常状態において人や物が貫通穴２３の後側から形状センサ１０に接触してしまうのを抑制するためにバックカバー２４等により貫通穴２３の後側開口を覆っておくことが望ましい。
【００４７】
さらにまた、ウレタンパッド２１における貫通穴２３の形成位置は、着座者が車両用シートＳに着座した状態において着座者の腰部よりも上方にある。換言すると、貫通穴２３は、ウレタンパッド２１中、着座者の腰部に当たる部分（具体的には連結部分２１ｂが形成されている部分）までは達していないので、当該部分は、着座者が車両用シートＳに着座した時点で当該着座者の腰部に良好に押し当たる。これにより、着座者の腰部が適切に固定支持されるようになる。そして、腰部が適切に固定された状態で脊椎の曲がり形状を測定する結果、その測定精度が向上することになる。
【００４８】
ところで、車両用シートＳに対しては、その性能として着座感（乗り心地）が要求され、特にシートバックＳ１に対しては、着座者の身体の背側を良好に支持する支持安定性（背凭れ感）が要求される。このために、本実施形態ではウレタンパッド２１の後側に支持プレートＰＬが設けられている。この支持プレートＰＬは、樹脂製のプレートであり、図３に示すように、シートバックフレームＳｆ１によって囲まれた空間内に配置されている。また、支持プレートＰＬは、シートバックＳ１の幅方向において十分幅広となっており、シートバックＳ１の高さ方向にも比較的長く、具体的には、貫通穴２３の全長と略同じ長さとなるように成形されている。また、図３に示すように、支持プレートＰＬの前側表面には左右対称な位置に複数のエアセル２が取り付けられている。
【００４９】
そして、支持プレートＰＬの幅方向中央部の前方位置には貫通穴２３が位置している。このように、本実施形態では、ウレタンパッド２１の後側、換言すると形状センサ１０とは反対側においてウレタンパッド２１を支持する支持プレートＰＬがウレタンパッド２１の貫通穴２３が形成された部分に掛かる位置に配置されている。この結果、ウレタンパッド２１に貫通穴２３を設けたとしても上記の支持安定性が確保されるようになる。
【００５０】
分かり易く説明すると、車両用シートＳに対する要求性能として支持安定性を確保する観点では、ウレタンパッド２１に貫通穴２３を設け難いが、本実施形態では、形状センサ１０とウレタンパッド２１との接触を抑える目的から敢えて上記の貫通穴２３を設けることとした。その一方で、ウレタンパッド２１のうち、貫通穴２３が形成された部分（すなわち、パッドが無い部分）の後方から支持プレートＰＬを配置することで、上記貫通穴２３が形成された部分についての支持安定性の低下を抑え、当該支持安定性の維持が図られている。
【００５１】
一方、支持プレートＰＬは、その後面に取り付けられた取り付けワイヤＰＷによってシートバックフレームＳｆ１の側部に取り付けられている。より具体的に説明すると、取り付けワイヤＰＷは、図３及び５に示すように、支持プレートＰＬの幅方向両端から幾分飛び出ており、この飛び出た部分がシートバックフレームＳｆ１の側部に係止されている。
【００５２】
また、本実施形態では、上記の取り付けワイヤＰＷがシートバックＳ１の高さにおいて互いに異なる位置に２箇所取り付けられている。換言すると、シートバックフレームＳｆ１における支持プレートＰＬの取り付け箇所（厳密には、取り付けワイヤＰＷの係止箇所）は、シートバックＳ１の高さ方向において互いに異なる位置に２箇所存在することになる。なお、シートバックフレームＳｆ１における支持プレートＰＬの取り付け箇所については、シートバックＳ１の高さ方向において２箇所存在するケースに限定されず、１箇所以上の任意の数に設定することが可能である。
【００５３】
そして、本実施形態では、図６に示すように、支持プレートＰＬの取り付け箇所がシートバックＳ１の高さ方向において貫通穴２３の両端の間に存在している。図６は、貫通穴２３と支持プレートＰＬの取り付け箇所との位置関係を示す説明図である。
【００５４】
貫通穴２３と支持プレートＰＬの取り付け箇所との位置関係について図６を参照しながらより具体的に説明すると、シートバックＳ１の高さ方向において２箇所存在する支持プレートＰＬの取り付け箇所のうち、より上側の取り付け箇所（図６中、上側取り付け箇所）は、シートバックＳ１の高さ方向において貫通穴２３の中央位置よりも上方に位置している。また、より下側の取り付け箇所（図６中、下側取り付け箇所）は、シートバックＳ１の高さ方向において貫通穴２３の中央位置よりも下側に位置している。
【００５５】
以上のように本実施形態では、支持プレートＰＬの取り付け箇所がシートバックＳ１の高さ方向において貫通穴２３の中央位置を挟んで存在している。特に、本実施形態では、図６に示すように、支持プレートＰＬの取り付け箇所と貫通穴２３の中央位置との間隔が等しくなるように支持プレートＰＬの各取り付け箇所が設定されている。
【００５６】
以上までに説明した支持プレートＰＬの取り付け箇所と貫通穴２３との位置関係により、本実施形態では、支持プレートＰＬの支持機能が適切に発揮されるようになる。具体的に説明すると、支持プレートＰＬの支持安定性については、シートバックＳ１の高さ方向においてその取り付け箇所と同じ位置にある部分でより高くなる。つまり、本実施形態では、支持プレートＰＬの中で支持安定性がより高くなった部分が、シートバックＳ１の高さ方向において、ウレタンパッド２１に形成された貫通穴２３と同じ位置にあることになる。このような位置関係であれば、ウレタンパッド２１の貫通穴２３が形成された部分を支持プレートＰＬにて補強することで支持安定性を確保するという効果が、より有効に発揮されるようになる。
【００５７】
さらに、本実施形態のように、支持プレートＰＬの取り付け箇所と同じ位置にある部分、すなわち、支持プレートＰＬの中で支持安定性が高い部分が貫通穴２３の中央位置を挟んで存在していれば、支持プレートＰＬによって支持安定性を確保する効果を更に効果的に発揮させることが可能となる。
【００５８】
以上までに説明してきた構成により、本実施形態では、シートバックＳ１において形状センサ１０が適切に着座者の骨格の曲がり形状を検出することが可能となり、ウレタンパッド２１に貫通穴２３を開けつつもシートバックＳ１の支持安定性を確保しておくことが可能となる。
なお、以上までに説明してきた構成については、その適用対象がシートバックＳ１に限られず、当然ながらシートクッションＳ２にも適用可能である。
【００５９】
次に、支持プレートＰＬに取り付けられたエアセル２と形状センサ１０との関係について説明する。エアセル２は、前述したように支持プレートＰＬの前側表面に取り付けられており、本実施形態では、幅方向において互いに異なる位置に複数配置されている。より詳しく説明すると、支持プレートＰＬの前側表面のうち、左側半分に複数個のエアセル２が取り付けられ、右側半分に同数のエアセル２が取り付けられている。
【００６０】
一方、形状センサ１０は、図３に示すように、幅方向において左側のエアセル２と右側のエアセル２との間に配置されている。このように形状センサ１０が幅方向において互いに異なる位置に配置されたエアセル２同士の間にあれば、例えば幅方向においてエアセル２が配置された位置に掛かるように形状センサ１０を配置した場合と比較して、エアセル２が形状センサ１０に及ぼす影響を軽減することが可能となる。
【００６１】
なお、本実施形態では、形状センサ１０全体（すなわち、高さ方向における一端から他端に亘る部分）が、幅方向において左右のエアセル２間に配置されていることとした。これにより、上述の効果（エアセル２からの影響を軽減する効果）がより効果的に発揮されることとなる。一方、上述の効果を発揮させる上では、形状センサ１０のうち、着座者が車両用シートＳに着座している状態において脊椎中の湾曲度合いが最も大きくなる胸椎と対向する部分が、少なくとも左右のエアセル２間に配置されていればよい。
【００６２】
また、ウレタンパッド２１に形成された貫通穴２３についても、幅方向において左側のエアセル２と右側のエアセル２との間に配置されている。このように貫通穴２３が幅方向において互いに異なる位置に配置されたエアセル２同士の間にあれば、貫通穴２３内で屈曲する形状センサ１０に対してエアセル２の影響が更に及び難くなる。また、エアセル２同士の間に貫通穴２３が設けられていることで、エアセル２が膨出した際にはウレタンパッド２１が追従して適切に撓むようになる。これにより、ウレタンパッド２１が可撓用センサに及ぼす影響をより一層効果的に抑えることが可能となる。以上の結果、形状センサ１０を用いた骨格形状の測定をより精度よく行うことが可能となる。
【００６３】
次に、形状センサ１０を用いた骨格形状の測定処理について、その開始時期等を説明する。本実施形態では、着座者が車両用シートＳに着座すると、不図示のセンサ（例えば、重量センサ）が着座者を検知し、これをトリガーとしてコントローラ１１が測定処理を開始する。なお、本実施形態においてコントローラ１１は、エアセル２が収縮状態にあるときに測定処理を実行する。すなわち、本実施形態では、エアセル２が膨出する前（換言すると、着座者の背中がエアセル２によって押圧される前）に測定処理を実行することにしている。ここで、膨出前のエアセル２が形状センサ１０に及ぼす影響は、膨出状態のエアセル２が及ぼす影響に比べて十分に小さい。したがって、エアセル２が膨出する前に測定処理を実行することで、より精度よく、且つ、より迅速に骨格の曲がり形状を測定することが可能となる。
【００６４】
さらに、本実施形態では、形状センサ１０がシートバックＳ１内、及び、シートクッションＳ２内のそれぞれに設けられている。そして、本実施形態においてコントローラ１１は、先ず、シートクッションＳ２内に設けられた形状センサ１０を用いた測定処理を実行する。その後、予め設定された時間が経過した時点で、コントローラ１１は、シートバックＳ１内に設けられた形状センサ１０を用いた測定処理を実行する。このような構成は、着座者が車両用シートＳに着座した後に座り直し（上体位置の調整）を行うことを想定したものとなっている。すなわち、着座者の脊椎のうち、下体側の曲がり形状を測定した後、所定時間が経過した段階で、上体側の曲がり形状を測定すれば、座り直し後に上体が固定した状態で脊椎の曲がり形状を正確に測定することが可能となる。
【００６５】
以上までに本実施形態に係る特徴的構成について説明してきたが、あくまでも一例であり、その他の構成（変形例）も考えられる。例えば、上述した実施形態では、ウレタンパッド２１に貫通穴２３を設けることとした。ただし、これに限定されるものではなく、形状センサ１０と対向する部分に形状センサ１０に沿って凹部が形成されていればよい。そして、形状センサ１０が撓む際にウレタンパッド２１と接触するのを抑制する上では、着座者が車両用シートＳに着座する前段階において、上記の凹部のうち、少なくとも着座者の脊椎の中で湾曲度合いが最も大きくなる部位（具体的には胸椎）と隣り合う部分が、前後方向において形状センサ１０との間で空間を形成していればよい。
【００６６】
貫通穴２３以外の空間の例としては、例えば図７に示すように、窪みや溝等の非貫通穴状の凹部が考えられる。このような凹部を設けた構成では、ウレタンパッド２１中、凹部の底部２１ｃと形状センサ１０との間に空間２５（隙間）が形成されることになる。この空間２５は、着座者が車両用シートＳに着座した状態において、図８に示すように形状センサ１０が凹部の底部２１ｃに当接しない程度に十分な深さを有するように形成されていればよい。なお、図８中、実線にて示す形状センサ１０の位置は、着座者が車両用シートＳに着座する前段階の位置を示し、二点鎖線にて示す形状センサ１０の位置は、着座者が車両用シートＳに着座した状態での位置を示している。
【００６７】
なお、上記の空間２５については、図９に示すように、上記の凹部のうち、着座者の脊椎において湾曲度合いが最大となる部位（胸椎）と隣り合う部分と、形状センサ１０との間で形成されていればよい。
【００６８】
また、上述した実施形態では、ウレタンパッド２１に設けられた貫通穴２３が正面視で略矩形状となっており、換言すると、貫通穴２３の上端から下端に亘って幅方向の長さ（幅）が略一様である構成を説明した。ただし、これに限定されるものではなく、図１０に示すように貫通穴２３の幅が一様でなく、所定の部分では他の部分よりも幅広になっていてもよい。なお、図１０に示すように、貫通穴２３のうち、着座者が車両用シートＳに着座した状態において脊椎中の湾曲度合いが最も大きくなる部位（胸椎）と隣り合う部分の幅が、それ以外の部分の幅よりも長くなっていると好適である。かかる構成であれば、ウレタンパッド２１中、貫通穴２３がより幅広に形成された部分、すなわち、胸椎付近に位置する部分が当該胸椎の湾曲度合いに応じて適切に撓むようになる。このようにウレタンパッド２１が適切に撓むことで、ウレタンパッド２１が形状センサ１０に及ぼす影響を効果的に抑えられるようになり、結果として、胸椎の曲がり形状を正確に計測することが可能となる。さらにまた、貫通穴２３のうち、胸椎と隣り合う部分が幅広となっていることで、着座者が車両用シートＳに着座したときに胸椎に沿って形状センサ１０が屈曲する際には、そのスペースを幅方向においてより広く確保することが可能となる。この結果、形状センサ１０とウレタンパッド２１との接触をより効果的に抑制し、以て、胸椎の曲がり形状を精度よく測定することが可能となる。
【００６９】
また、本実施形態では、シートの一例として車両用シートＳを挙げ、車両用シートＳに搭載される骨格形状測定装置について説明してきた。ただし、本発明に係る骨格形状測定装置は、他のシート、例えば、映画館等の娯楽施設や病院等の公共施設で利用されるシート、特に骨格形状を測定する目的（必要性）を有するシートであれば搭載可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１  本装置（骨格形状測定装置）
２  エアセル
１０  形状センサ（可撓性センサ）
１１  コントローラ
２０  表皮材
２１  ウレタンパッド（クッション材）
２１ａ、２１ｂ  連結部分
２１ｃ  凹部の底部
２２  渦巻きバネ（弾性体）
２３  貫通穴（凹部）
２４  バックカバー
２５  空間
ＡＲ  姿勢制御システム
ｆａ  下部メンバフレーム、ｆｂ  上部フレーム
ｆｃ  センサ固定部
ＰＬ  支持プレート（プレート状支持部材）
ＰＷ  取り付けワイヤ
Ｓ  車両用シート
Ｓ１  シートバック（支持部）、Ｓ２  シートクッション、Ｓ３  ヘッドレスト
Ｓｆ１  シートバックフレーム
【図１】
2014200061.tif 000003
【図２】
2014200061.tif 000004
【図３】
2014200061.tif 000005
【図４】
2014200061.tif 000006
【図５】
2014200061.tif 000007
【図６】
2014200061.tif 000008
【図７】
2014200061.tif 000009
【図８】
2014200061.tif 000010
【図９】
2014200061.tif 000011
【図１０】
2014200061.tif 000012
【国際調査報告】
2014200061.tif 000013
2014200061.tif 000014
2014200061.tif 000015
2014200061.tif 000016