(57)【要約】【課題】軽量かつコンパクトで一層の省スペース化が図られてコスト的に有利になり、地上を直接走行しない船舶や航空機などにも適用できる移動体の姿勢制御装置を提供する。【解決手段】回動支持機構５は、乗物の床Ｆと座席２の座部４との間に設置されて横方向に回動可能に支持される。センサ２１は、乗物の横回動位置、横回動速度、横回動加速度、横方向への加速度または遠心力のいずれかを検出し、駆動手段６を作動させて座席２の座部４を最適横回動位置に設定する。センサ２１は、電気絶縁性管２３の左右に設けられた一対の電極端子２４、２５と、粒状の水銀２６およびボール２７を有し、乗物の傾動や横方向の加速度などにより水銀２６がボール２７とともに移動して電極端子２４、２５に電気接触して駆動手段６を作動させる。【選択図】　　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の静止部に設置されて前記移動体の進行方向に対し横方向に回動可能に支持する回動支持機構と、
前記静止部を横方向に回動させる駆動手段と、
前記移動体の横回動位置、横回動速度、横回動加速度、横方向への加速度または遠心力のいずれかを検出するセンサと、
このセンサの出力信号により前記駆動手段を作動させ、前記静止部を最適横回動位置に設定する制御部とを備え、
前記センサは、中間部が下部で左右の両端部が上部となる傾斜部を有して前記移動体の進行方向に対して略垂直となるように設置された電気絶縁性管と、この電気絶縁性管の両端部に設けられた電極端子対と、前記電気絶縁性管内に封入されて軸方向に移動する粒状の水銀および電気伝導性のボールからなり、前記移動体の傾動または前記移動体の横方向に加わる加速度などにより前記水銀が前記ボールとともに前記電気絶縁性管内を前記傾斜部に沿って前記下部から前記上部に移動し、前記電気絶縁性管の両端部の前記電極端子対のいずれかに電気接触して通電により前記駆動手段を作動させることを特徴とする移動体の姿勢制御装置。
【請求項２】
前記回動支持機構は、前記静止部に左右回動可能に設けられた左右の脚板部と、これら左右の脚板部の間で一端部が前記脚板部に連結され、他端部が前記駆動手段に連結されて前記水銀および前記ボールが前記電極端子対に電気接触した時に前記駆動手段からの変位を左右の前記脚板部に伝える左右の伝動板部とからなることを特徴とする請求項１に記載の移動体の姿勢制御装置。
【請求項３】
前記電気絶縁性管の前記電極端子対は、上下方向に配置されて下部の電極端子を上部の電極端子よりも長尺に設定していることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の移動体の姿勢制御装置。
【請求項４】
前記駆動手段は、左右の前記伝動板部の下端部に回動可能に連結され、左右方向に突き出て雄ねじ部を形成した回転軸を有する正逆回転形の電動機と、この電動機内に設けられて前記回転軸の前記雄ねじ部を螺合して前記電動機の正逆回転に応じて前記電動機を左右方向に移動させる左右のナット部とからなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の移動体の姿勢制御装置。
【請求項５】
前記移動体の前記静止部に最適位置調整部を設けて前記静止部の位置を最適に調整するようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の移動体の姿勢制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両などの移動体が横方向に傾動したり、旋回運動により横方向の加速度を受けた時などに静止部を逆方向に傾動させて静止部の姿勢が適正となるように制御する移動体の姿勢制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体、とりわけ自動車などの車両の座席は、床に平行状態に取り付けられている。このため、運転時に自動車が傾斜路面を走行したり、路面を高速旋回すると、座席が横方向に回動して運転者や乗員が傾いた姿勢になったり、遠心力を受けて適正な姿勢を保つことができなくなり、とりわけ身体障害者や高齢者にとっては不快を募らせることになる。このような場合、運転者や乗員に適正な姿勢を維持させるために、自動車の車輪を車体に連結するサスペンションに姿勢制御装置を据え付けて車体を水平に保つようにすることが提案されている。
【０００３】
この姿勢制御装置では、車体自体の重量が大きいため、姿勢制御装置も大掛かりとなってコスト的に不利になる。しかも、船舶や航空機など地上を直接走行しない乗物には適用できない不都合がある。これを解消すべく座席の座部と乗物の床との間に姿勢制御装置を設けて全体の構造をコンパクトにして省スペース化を図っている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１４９１７１号公報（第２−３ページ、図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、車体を低くしながらも広い居住空間を確保する要請があり、全体のコンパクト化により一層の省スペース化を図ることができる姿勢制御装置の登場が望まれていた。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされ、その目的は移動体を乗物に適用して静止部を座席に用いた場合、移動体の横回動時などに座席に着座する乗員のアイポイントを不変にすることにより、乗員の視野を不変にして不快感を大幅に低減することができ、しかも軽量かつコンパクトで一層の省スペース化を図ることができてコスト的に有利になるとともに、地上を直接走行しない船舶や航空機などにも適用できて汎用性に優れた移動体の姿勢制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（請求項１について）
移動体の静止部に設置されて前記移動体の進行方向に対し横方向に回動可能に支持する回動支持機構と、前記静止部を横方向に回動させる駆動手段と、前記移動体の横回動位置、横回動速度、横回動加速度、横方向への加速度または遠心力のいずれかを検出するセンサと、このセンサの出力信号により前記駆動手段を作動させ、前記静止部を最適横回動位置に設定する制御部とを備え、前記センサは、中間部が下部で左右の両端部が上部となる傾斜部を有して前記移動体の進行方向に対して略垂直となるように設置された電気絶縁性管と、この電気絶縁性管の両端部に設けられた電極端子対と、前記電気絶縁性管内に封入されて軸方向に移動する粒状の水銀および電気伝導性のボールからなり、前記移動体の傾動または前記移動体の横方向に加わる加速度などにより前記水銀が前記ボールとともに前記電気絶縁性管内を前記傾斜部に沿って前記下部から前記上部に移動し、前記電気絶縁性管の両端部の前記電極端子対のいずれかに電気接触して通電により前記駆動手段を作動させることを特徴とする。
【０００８】
（請求項２について）
前記回動支持機構は、前記移動体の前記静止部に左右回動可能に設けられた左右の脚板部と、これら左右の脚板部の間で一端部が前記脚板部に連結され、他端部が前記駆動手段に連結されて前記水銀および前記ボールが前記電極端子対に電気接触した時に前記駆動手段からの変位を左右の前記脚板部に伝える左右の伝動板部とからなることを特徴とする。
【０００９】
（請求項３について）
前記電気絶縁性管の前記電極端子対は、上下方向に配置されて下部の電極端子を上部の電極端子よりも長尺に設定していることを特徴とする。
【００１０】
（請求項４について）
前記駆動手段は、左右の前記伝動板部の下端部に回動可能に連結され、左右方向に突き出て雄ねじ部を形成した回転軸を有する正逆回転形の電動機と、この電動機内に設けられて前記回転軸の前記雄ねじ部を螺合して前記電動機の正逆回転に応じて前記電動機を左右方向に移動させる左右のナット部とからなることを特徴とする。
【００１１】
（請求項５について）
前記移動体の前記静止部に最適位置調整部を設けて前記静止部の位置を最適に調整するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の作用および効果】
（請求項１について）
回動支持機構は、移動体の静止部に設置されて移動体の進行方向に対し横方向に回動可能に支持する。駆動手段は静止部を横方向に回動させる。センサは、移動体の横回動位置、横回動速度、横回動加速度、横方向への加速度または遠心力のいずれかを検出する。センサの出力信号により制御部が駆動手段を作動させて静止部を最適横回動位置に設定する。このセンサは、電気絶縁性管と、該電気絶縁性管の両端部に設けられた電極端子対と、電気絶縁性管内に封入された粒状の水銀および電気伝導性のボールを有し、移動体の傾動または移動体の横方向に加わる加速度などにより水銀がボールとともに移動し、電極端子対のいずれかに電気接触して駆動手段を作動させる。
【００１３】
移動体を乗物に適用して静止部を座席の座部に用いる場合、座席の座部を最適横回動位置に設定する時に、乗物の横回動時などに乗員のアイポイントを不変にすることにより乗員の視野も不変になり、乗員の受ける不快感を大幅に低減することができ、特に高齢者や身体障害者にとっては有益である。乗物に適用する場合、回動支持機構は、乗物の床と座席の座部との間に配置することができるので、全体的に軽量かつコンパクトでコスト的に有利になる。センサは、粒状の水銀および電気伝導性のボールを移動させる構成なので、移動体の傾動または移動体に横方向に加わる加速度などにより水銀およびボールが比較的早く移動して良好な応答性を得ることができる。
【００１４】
（請求項２について）
回動支持機構は、移動体の静止部に設けられた左右の脚板部と、これら左右の脚板部の間で一端部が脚板部に連結され、他端部が駆動手段に連結されて駆動手段からの変位を左右の前記脚板部に伝える左右の伝動板部を有する。このため、回動支持機構は比較的簡単な構成で済みコスト的に有利である。
【００１５】
（請求項３について）
電気絶縁性管の電極端子対は、上下方向に配置されて下部の電極端子を上部の電極端子よりも長尺に設定している。このため、水銀およびボールが電気絶縁性管内を移動する際、水銀およびボールにより電極端子対が円滑かつ迅速に接続される利点がある。
【００１６】
（請求項４について）
駆動手段は、雄ねじ部を形成した回転軸を有する正逆回転形の電動機と、電動機内に設けられて回転軸の雄ねじ部を螺合して電動機の正逆回転に応じて電動機を左右方向に移動させる左右のナット部とからなる。このため、駆動手段は電動機の回転軸に雄ねじ部を形成してナット部に螺合させるといった比較的簡単な構造で済みコスト的に有利である。
【００１７】
（請求項５について）
移動体の静止部に最適位置調整部を設けて静止部の位置を最適に調整するようにしている。このため、静止部を座席に適用した場合、余分なスペースを取らず座席を乗員にとって安楽な着座位置に調節することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の各実施例を図面に基づいて説明する。
以下の各実施例では、移動体として自動車などの乗物用の車両に適用し、乗物の傾動に伴って座席を最適横回動位置に調整するが、座席に限らず、乗物の床をはじめ救急車の担架、スポーツ・ユーティリティ・ビィイークル（ＳＵＶ）、キャンピング車の調理台、炊事台、こんろ、流し台あるいは調理室の足場など、移動体の傾動時に適正な姿勢に戻す必要がある部材に広く適用することができる。
【００１９】
図１ないし図５は本発明の第１実施例を示す。移動体としての車両、とりわけ自動車などの乗物１において静止部としての座席２は、図１に示すように背凭れ３および座部（静止部）４を有する。座席２の座部４と静止部としての床Ｆとの間には、乗物１の進行方向に対し座部４を横方向に回動可能に支持する回動支持機構５と座席４を横方向に回動させる駆動手段６を備える。
【００２０】
回動支持機構５は、図２および図３に示すように座席２の左右に略ハの字状に配置された脚板部７および伝導板部１０を座席２の左右に有する。脚板部７の各上端部は座部４の裏面部４ａにピン８により回動可能に枢支され、各下端部は床Ｆにピン９により回動可能に枢支されている。伝動板部１０の各上端部は脚板部７の上端部にピン１１により回動可能に枢支され、各下端部は後述する正逆回転形の電動機１３に取り付けられたプレ−ト１４にピン１２により回動可能に枢支されている。
【００２１】
駆動手段６は、座部４の下部に位置する床Ｆに設置された正逆回転形の電動機１３を備えている。電動機１３は、左右の両端部から回転軸１５、１６を延出している。左右の回転軸１５、１６は、外表面に雄ねじ部１５ａ、１６ａを形成して電動機１３のケーシング１３ａ内に設けられた左右のナット部１７、１８に螺合されている。回転軸１５、１６の各最外端部は、軸受１９、２０に回転可能に支持されている。電動機１３の左右に設けられたマイクロスイッチ２８、２９は、電動機１３が回転軸１５、１６に沿って移動する際、電動機１３の過剰な移動量に対して電動機１３を無通電により停止させる。
【００２２】
座席２の座部４内には、センサ２１が配置されて乗物１の横回動位置、横回動速度、横回動加速度、横方向への加速度または遠心力のいずれかを検出する。センサ２１の出力信号により制御部２２が駆動手段６を作動させ、座席２の座部４を最適横回動位置に設定する。
【００２３】
センサ２１は、緩やかな弧状をなす電気絶縁性管２３を左右方向に配置している。電気絶縁性管２３は、中間部が下部で左右の両端部が上部となる傾斜部２３ａ、２３ｂを有して乗物１の進行方向に対して略垂直となるように位置する。電気絶縁性管２３の両端部には、上下方向に配置された電極端子２４、２５からなる電極端子対を取り付けている。電気絶縁性管２３内には、軸方向に移動する粒状の水銀２６およびスチールボールといった電気伝導性のボール２７を封入している。
【００２４】
乗物１が傾斜路などに乗り上げて傾動した際や乗物１の横方向に加わる加速度などにより水銀２６がボール２７とともに電気絶縁性管２３内を傾斜部２３ａ、２３ｂのいずれかに沿って下部から上部に移動し、左右の電極端子対のいずれかに電気接触して通電により駆動手段６を作動させる。この場合、電極端子対のうち下部の電極端子２５を上部の電極端子２４よりも長尺に設定し、水銀２６およびボール２７が電気絶縁性管２３内を移動する際、水銀２６およびボール２７により電極端子対を円滑かつ迅速に接続するようにしている。
【００２５】
上記構成において、乗物１が図２に示す略水平な位置から傾斜路に乗り上げたり、旋回により遠心力や横方向の加速度を受けると、乗物１が図４に矢印Ａで示すように右側に横回動する。この際、電気絶縁性管２３内の水銀２６およびボール２７が傾斜部２３ｂに沿って矢印Ｂの方向に移動し、右側の電極端子２４、２５を電気接触により接続させる。右側の電極端子２４、２５の接続により、図５に示すように制御部２２の電気回路の正転コイルＰｃに通電される。これにより、常開形のスイッチＮｐ、ＭｐがリレーＲ１により一点鎖線で示すように閉鎖する。
【００２６】
このため、駆動手段６の電動機１３が通電され、ナット部１７、１８に螺合された回転軸１５、１６が図４に矢印Ｃで示す方向に正回転する。これにより、電動機１３がプレート１４とともに回転軸１５、１６に沿って矢印Ｄで示す方向に移動する。この結果、左側の脚板部７および伝動板部１０はピン９、１１、１２により夾角（θ１）が拡大するように回動変位する。右側の脚板部７および伝動板部１０はピン９、１１、１２により夾角（θ２）が縮小するように回動変位する。このため、座席２は座部４とともに矢印Ｅで示す方向に逆回動し、矢印Ａで示す乗物１の横回動変位を吸収すべく最適横回動位置を占める。この時、座席２に着座する乗員（図示せず）の正中線Ｈは座部４に対して略垂直状態を維持する。乗物１の旋回時などに正中線Ｈが座部４に略垂直となるように設定し、乗員のアイポイントを不変にすることにより乗員の視野も不変し、乗員の受ける不快感を大幅に低減している。
【００２７】
乗物１の旋回が止んだり、乗物１が傾斜路を通過して略水平な路面走行になると、遠心力や横方向の加速度がなくなり、乗物１は右傾動位置から元に戻る方向に逆回動する。この際、水銀２６およびボール２７が傾斜部２３ｂを矢印Ｂとは反対方向に移動し、右側の電極端子２４、２５に対する接続を解除して正転コイルＰｃが無通電となり、常開形のスイッチＮｐ、ＭｐがリレーＲ１により開く。接続を解除した水銀２６およびボール２７は、乗物１の逆回動の余勢により傾斜部２３ａを上って左側の電極端子２４、２５を電気接触により一時的に電気接続させる。
【００２８】
このため、図５に示すように逆転コイルＰｆが通電され、常開形スイッチＮｑ、ＭｑがリレーＲ２により一点鎖線で示すように閉鎖して電動機１３が逆極性で通電される。これにより、回転軸１５、１６が矢印Ｃとは反対方向に回転し、電動機１３が回転軸１５、１６に沿って矢印Ｄとは反対方向に移動して図２で示すように元の略水平な位置で停止する。左側の電極端子２４、２５を一時的に接続させた後の水銀２６およびボール２７は、傾斜部２３ａに沿って移動して元の位置に戻る。
【００２９】
乗物１が旋回などにより左側に横回動する場合、水銀２６およびボール２７が電気絶縁性管２３の傾斜部２３ａに沿って矢印Ｂとは反対方向に移動し、左側の電極端子２４、２５を電気接触により接続する。このため、電動機１３に通電されて電動機１３が矢印Ｃとは反対方向に回転し、電動機１３が回転軸１５、１６に沿って矢印Ｄとは反対方向に移動する。
【００３０】
これにより、右側の脚板部７および伝動板部１０はピン９、１１、１２により夾角（θ１）が縮小するように回動変位する。左側の脚板部７および伝動板部１０はピン９、１１、１２により夾角（θ２）が拡大するように回動変位する。このため、座席２は座部４とともに矢印Ｅとは反対方向に回動し、乗物１の左側の横回動変位を吸収すべく最適横回動位置を占める。この時、座席２に着座する乗員の正中線Ｈは、上記と同様に座部４に対して略垂直状態を維持する。
【００３１】
このように、乗物１が旋回により傾動したり、遠心力や横方向の加速度により横回動する時、センサ２１の出力信号により制御部２２が駆動手段６を作動させて座席２の座部４を最適横回動位置に設定する。この際、乗物１の横回動変位に対して乗員のアイポイントを不変にすることにより乗員の視野も不変になり、乗員の受ける不快感を大幅に低減することができる。
【００３２】
回動支持機構５は、乗物１の床Ｆと座席２の座部４との間に配置する構成にしているので、全体的に軽量かつコンパクトでコスト的に有利になる。センサ２１は、粒状の水銀２６および電気伝導性のボール２７を電気絶縁性管２３内に封入して移動させる構成である。このため、乗物１の傾動または乗物の横方向に加わる加速度などにより水銀２６およびボール２７が比較的早く移動して良好な応答性を得ることができる。また、電気絶縁性管２３内の水銀２６およびボール２７が電極端子２４、２５に電気接触する際、図４に示すように水銀２６が電極端子２４の頭部を囲むように流動するので、水銀２６により電極端子２４、２５の間に大きな接触面積を確保できて電気抵抗が低くなる利点がある。万一、乗物１が走行時に転覆したとしても、水銀２６が自重により下方に流動して電極端子２４から離れるので、電極端子２４、２５の間の電気接続が断たれて安全である。
【００３３】
図６は本発明の第２実施例を示す。第２実施例では、座部４の裏面部４ａと回動支持機構５との間に最適位置調整部３０を設けている。最適位置調整部３０では、スライドレバー３１の手動操作により、鋸歯部３２に対するロックを解除して座席２を実線と二点鎖線で示すように前後方向に移動調整し、乗員にとって最も安楽な着座位置に設定する。最適位置調整部３０には、スイッチおよびサーボ機構を用いて座部４の前後位置、高さ位置、前後方向の回動角度を調整する機能を付与してもよい。
【００３４】
図７は本発明の第３実施例を示す。第３実施例では、電気絶縁性管２３を第１実施例のものよりも曲率の大きな円弧面で形成し、旋回時などの遠心力や横方向の加速度により水銀２６およびボール２７が電極端子２４、２５に接触するタイミングを調整している。
【００３５】
図８は本発明の第４実施例を示す。第４実施例では、電気絶縁性管２３を略横くの字状に形成し、第３実施例と同様に旋回時などの遠心力や横方向の加速度により水銀２６およびボール２７が電極端子２４、２５に接触するタイミングを調整している。
【００３６】
なお、上記実施例における移動体の姿勢制御装置は、自動車などの車両の他に小型船舶、航空機、小型自家用飛行機をはじめ市街電車、地下鉄などの列車にも適用することができる。適用対象は座席２ばかりでなく、乗物１の床Ｆでもよく、乗物１の走行に伴って傾動する床Ｆを適正な方向に戻すことにより、乗物１の座席２も適正な位置に逆回動させることができる。
【００３７】
乗物１が右側に横回動する時、水銀２６およびボール２７を右側の電極端子２４、２５に接触させて電動機１３を正回転させ、左側の電極端子２４、２５に接触して電動機１３を逆転させたが、水銀２６およびボール２７が右側の電極端子２４、２５から離れる時に電動機１３を逆転させるように構成してもよい。
【００３８】
上記実施例では、乗物１の横回動や電極端子２４、２５の左側および右側については、特定しない限り乗物１の進行方向とは別に図面の左右方向に基づいて規定している。その他、本発明の具体的な実施にあたっては、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】傾斜路走行時の乗物の概略図（第１実施例）である。
【図２】姿勢制御装置を備えた座席の正面図である。
【図３】姿勢制御装置の斜視図である。
【図４】姿勢制御装置を備えた座席の傾動時の正面図である。
【図５】制御部の電気回路図である。
【図６】姿勢制御装置および最適位置調整部を備えた座席の側面図である（第２実施例）。
【図７】姿勢制御装置を備えた座席の正面図である（第３実施例）。
【図８】姿勢制御装置を備えた座席の正面図である（第４実施例）。
【符号の説明】
１　乗物（移動体）
２　座席（静止部）
４　座部（静止部）
５　回動支持機構
６　駆動手段
７　脚板部
１０　伝動板部
１３　正逆回転形の電動機
１５、１６　回転軸
１７、１８　ナット部
２１　センサ
２２　制御部
２３　電気絶縁性管
２４、２５　電極端子（電極端子対）
２６　水銀
２７　電気伝導性のボール
３０　最適位置調整部
１５ａ、１６ａ　雄ねじ部
２３ａ、２３ｂ　傾斜部
Ｆ　床（静止部）
Ｎｐ、Ｍｐ、Ｎｑ、Ｍｑ　常開形スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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