(57)【要約】【課題】簡単な構成で安価に絶対位置検出ができる位置検出装置を提供する。【解決手段】位置検出装置２０は、着座部３の移動方向に沿って超音波Ｔ１を発信する超音波発信手段３１及び発信した超音波Ｔ１を受信する超音波受信手段３２を有する超音波装置３０と、超音波装置３０から発信された超音波Ｔ１を反射する反射面部４１を有する超音波反射部４０とを備えて構成されている。この位置検出装置２０では、超音波発信手段３１から発信された超音波Ｔ１が、超音波反射部４０の反射面部４１で反射されて超音波受信手段３２で受信されるまでの伝搬時間ｔを検出することができ、この伝搬時間ｔは、着座部３のフロアパネル８に対する位置の違いにより異なるため、検出した伝搬時間ｔに基づき着座部３のフロアパネル８に対する絶対位置などを検出することができる。位置検出装置２０が超音波装置３０と超音波反射部４０とから構成されるため、簡単な構成で安価に絶対位置検出を行うことが可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を発信する超音波発信手段及び前記超音波発信手段で発信された前記超音波を受信する超音波受信手段を有する超音波装置と、
この超音波装置から発信された前記超音波を反射面で反射して前記超音波装置に戻す超音波反射部とを備えて構成され、
固定部材及びこの固定部材に対して所定方向に移動する移動部材のいずれか一方に前記超音波装置が取り付けられ他方に前記超音波反射部が取り付けられて、前記移動部材の前記所定方向への移動に伴う、前記超音波発信手段から発信された前記超音波が前記超音波反射部で反射されて前記超音波受信手段で受信されるまでの時間を前記固定部材に対する前記移動部材の位置情報として検出する
ことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記超音波装置と前記超音波反射部とは、前記所定方向に対向配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記超音波装置と前記超音波反射部とは、前記所定方向と交差する方向に対向配置され、
前記超音波反射部は、階段状の反射面を有する
ことを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記超音波装置と前記超音波反射部との間に超音波導波部が更に備えられ、
前記超音波反射部は、前記所定方向と交差する方向に向かう階段状の反射面を有し、
前記超音波導波部は、前記超音波装置から発信された超音波を前記所定方向に導いたのち前記超音波反射部に向かう方向を伝搬する超音波に変更し、且つ前記超音波反射部から反射された超音波を前記所定方向を伝搬する超音波に変更して前記超音波装置まで導くものである
ことを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記固定部材及び前記移動部材のいずれか一方はシートであり、他方は前記シートが移動可能に取り付けられるシート取付部材である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記超音波装置の超音波発信手段はスピーカ装置であり、前記超音波受信手段はマイクロフォン装置であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記超音波装置の超音波発信手段及び超音波受信手段は、１つの電気音響変換器から構成されたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車等の乗り物のシートなどに適用されてシートなどのポジション等を検出する位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、自動車等の乗り物のシートには、いわゆる電動リクライニング機構やシートヒータなどの各種電装部品等の補機が多数搭載されるようになりつつある。その中でも、例えばシートを電動モータにより前後にスライド移動させるいわゆるパワーシートは、パワーシートが搭載される自動車等の製品の量産に伴って普及の拡大が進展している。
【０００３】
通常、パワーシートは、自動車等のフロア材としてのフロアパネルに固定された固定側のシートレール（ロアレール）と、シートの骨格を構成するシートフレームに連結された移動側のシートレール（アッパレール）とを組み合わせた状態でフロアパネル上に設置され、シートフレームに配設された電動モータなどの駆動源によりアッパレールをロアレールに対してスライド移動させて、所望のシート位置にシートを調節することができる構造を備えて構成されている。このようなパワーシートでは、一般的に例えばアッパレールやシートフレームを駆動する駆動源は、駆動制御装置等に接続されており、いわゆるマニュアル制御やオート制御等による駆動制御を行うことができるように構成されている。
【０００４】
また、このようなパワーシートには、通常、アッパレールなどの移動部材のロアレールなどの固定部材に対する位置を検出して駆動制御装置にその位置を知らせるための位置検出装置が備えられており、代表的な位置検出装置としては、移動部材の動きを直接的に検出するものや、駆動源に備えられたポテンショメータなどを用いるものなどが知られている。
【０００５】
しかし、例えば駆動源である電動モータにピックアップコイル、ホール素子及びホールＩＣなどを組み合わせて電動モータの磁石の磁極変化を検出して電動モータの回転数を検出し、その検出した数値からシートの位置を検出する位置検出装置では、電動モータの駆動パルス信号をカウントして電動モータの駆動量を移動部材の移動量として検出するに過ぎないため、例えば移動部材が移動始点や移動終点の間でスライド移動を繰り返すと次第にその誤差が蓄積されてしまう場合があり、移動始点や移動終点等の基点に対するシートの絶対位置の検出が構造上困難となることがあった。また、例えばポテンショメータを用いた位置検出装置では、移動部材の絶対位置の検出自体は容易にできるが装置の構成が複雑化する傾向にあるという問題があった。
【０００６】
これらの問題を解決するために、例えば移動部材の移動方向に所定間隔で複数のリードスイッチからなる一連のリードスイッチを配置したセンサユニットを移動部材に取り付けると共にロアレールなどの固定部材に磁性体を取り付けて、磁性体の相対移動によるリードスイッチのＯＮ動作に基づく出力電圧を検出して移動部材の絶対位置を検出するようにした位置検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
また、例えば移動部材の移動方向に対して所定角度で傾斜した傾斜面を有するガイド部材を移動部材に取り付けると共にこのガイド部材の傾斜面に当接する駆動ノブを有するスイッチ部材をロアレールなどの固定部材に取り付けて、移動部材の移動に伴う傾斜面と駆動ノブとの当接位置の変化を検出して移動部材の絶対位置を検出するようにした位置検知構造も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−１６４９３０号公報（第３−５頁、第１−５図）
【特許文献２】
特開２００２−５９７６８号公報（第３−４頁、第１−７図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の位置検出装置では、例えば複数のリードスイッチを所定間隔でプリント基板に配置したセンサユニットが開示されているが、このような構成であると部品点数が増えてセンサユニットのコストが上昇してしまうと共に、装置が大型化して移動部材の移動方向の空間を装置が占有してしまう場合があるという問題を抱えている。
【０００９】
また、特許文献２の位置検知構造では、例えばガイド部材の傾斜面とスイッチ部材の駆動ノブとが機械的に接触すると共にスイッチ部材の金属製接触子と接点板とが機械的に接触するため、これらの接点部分の摩耗等により正確な絶対位置が検出できなくなる場合がある。そして、ガイド部材とスイッチ部材とを移動部材側と固定部材側とに分けて配置するため、これらを一体的に取り付ける際などにガイド部材の傾斜面とスイッチ部材の駆動ノブとの位置ずれなどが生じると、精度良く位置検出をすることが困難となるという問題を抱えている。
【００１０】
この発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で安価にシートなどの絶対位置を検出することができる位置検出装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る位置検出装置は、超音波を発信する超音波発信手段及び前記超音波発信手段で発信された前記超音波を受信する超音波受信手段を有する超音波装置と、この超音波装置から発信された前記超音波を反射面で反射して前記超音波装置に戻す超音波反射部とを備えて構成され、固定部材及びこの固定部材に対して所定方向に移動する移動部材のいずれか一方に前記超音波装置が取り付けられ他方に前記超音波反射部が取り付けられて、前記移動部材の前記所定方向への移動に伴う、前記超音波発信手段から発信された前記超音波が前記超音波反射部で反射されて前記超音波受信手段で受信されるまでの時間を前記固定部材に対する前記移動部材の位置情報として検出することを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、固定部材に対する移動部材の移動量を、固定部材及び移動部材のいずれか一方に取り付けた超音波装置と他方に取り付けた超音波反射部とで、超音波装置から発信された超音波が超音波反射部で反射されて再び超音波装置に受信されるまでの超音波の伝搬時間として検出し、検出した伝搬時間を固定部材に対する移動部材の位置情報として利用することができる。また、固定部材及び移動部材に超音波装置及び超音波反射部を備えるため、例えば従来のリードスイッチを用いたものに比べ、位置検出装置の小型化を図ることができると共に部品点数を削減することができる。このため、この位置検出装置では、簡単な構成で安価にシートなどの絶対位置を検出することが可能となる。
【００１３】
なお、この位置検出装置の超音波装置と超音波反射部とは、例えば所定方向に対向配置されている。
【００１４】
また、この位置検出装置の超音波装置と超音波反射部とは、例えば所定方向と交差する方向に対向配置され、超音波反射部は、階段状の反射面を有すると良い。
【００１５】
また、この位置検出装置の超音波装置と超音波反射部との間に超音波導波部が更に備えられ、超音波反射部は、例えば所定方向と交差する方向に向かう階段状の反射面を有し、超音波導波部は、超音波装置から発信された超音波を所定方向に導いたのち超音波反射部に向かう方向を伝搬する超音波に変更し、且つ超音波反射部から反射された超音波を所定方向を伝搬する超音波に変更して超音波装置まで導くものであっても良い。
【００１６】
なお、位置検出装置の超音波装置及び超音波反射部が取り付けられる固定部材及び移動部材のいずれか一方はシートであり、他方はシートが移動可能に取り付けられるシート取付部材であると良い。
【００１７】
また、例えば超音波装置の超音波発信手段はスピーカ装置であり、超音波受信手段はマイクロフォン装置であると良い。これらの装置で構成されれば、簡単且つ安価に超音波装置を構成することができる。
【００１８】
この他にも、超音波装置の超音波発信手段及び超音波受信手段が１つの電気音響変換器から構成されたものとしても良い。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、この発明の好ましい実施の形態を説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る位置検出装置を適用したシートを示す一部切欠側面図である。
図１に示すように、シート１は、例えば自動車等の乗り物に用いられる座席シートであり、主に背もたれ部２と着座部３とから構成されており、例えば背もたれ部２には図示しないヘッドレストが備えられ、着座部３はシートベース４と一体的に固定されている。また、この着座部３は、シートベース４を介して移動部材としての移動側のシートレールである一組のアッパレール５及び固定部材としての固定側のシートレールである一組のロアレール６からなるシートレール７の上に載置固定されている。このシートレール７のうち、ロアレール６は、フロアパネル８の上にブラケット９を介してボルト留めなどにより固定されている。
【００２０】
このシート１では、アッパレール５がロアレール６に対して図中矢印Ａ方向（以下、「Ａ方向」と呼ぶ。）にスライド移動可能な構造を備えているため、アッパレール５のスライド移動に伴って着座部３がフロアパネル９に対して同じくＡ方向に移動可能な構造となっている。
【００２１】
このように構成されたシート１のシートベース４とフロアパネル８との間には、位置検出装置２０が配設されている。この位置検出装置２０は、例えば周波数ｆ１の超音波Ｔ１をＡ方向に沿って発信するスピーカ装置などからなる超音波発信手段３１と、この発信した超音波Ｔ１を受信するマイクロフォン装置などからなる超音波受信手段３２とを備える超音波装置３０と、この超音波装置３０から発信された超音波Ｔ１を反射する反射面部４１を有する超音波反射部４０とを備えて構成され、超音波装置３０と超音波反射部４０とはＡ方向に対向配置されている。なお、位置検出装置２０の超音波装置３０には、図示しない制御装置が接続されている。また、超音波装置３０の超音波発信手段３１と超音波受信手段３２とは同一構成の電気音響変換器（図示せず）からなるものでも良い。
【００２２】
この位置検出装置２０を構成する超音波装置３０は、この例では着座部３の前方側に超音波発信手段３１及び超音波受信手段３２が向くように、フロアパネル８の着座部３後方側に直接配設され、超音波反射部４０は、反射面部４１が超音波装置３０側に向くように、シートベース４の着座部３前方側に直接配設されている。従って、この位置検出装置２０の超音波装置３０と超音波反射部４０との間で、超音波はＡ方向に沿って伝搬される。
【００２３】
このように構成された位置検出装置２０では、超音波装置３０の超音波発信手段３１から発信された超音波Ｔ１が、超音波反射部４０の反射面部４１で反射されて超音波受信手段３２で受信されるまでの伝搬時間ｔを検出することができる。この伝搬時間ｔは、シート１の着座部３のフロアパネル８に対する位置の違いにより異なってくるため、検出したこの伝搬時間ｔに基づき制御装置で距離計算などを施し、予め設定された着座部３とフロアパネル８との位置関係における超音波Ｔ１の伝搬時間パラメータや距離パラメータなどと比較演算処理などを行えば、フロアパネル８に対する着座部３の絶対位置などの位置情報として利用することが可能となる。また、この位置検出装置２０は、超音波装置３０と超音波反射部４０とで構成することができるため、従来に比べ位置検出装置の小型化や簡素化を図り、部品点数を削減して簡単な構成で安価にシート１の絶対位置を検出することが可能となる。
【００２４】
図２は、この発明の他の実施形態に係る位置検出装置を適用したシートを示す一部切欠側面図である。なお、以降において、既に説明した部分と重複する説明は割愛する。
このシート１´に適用された位置検出装置２０´は、シートベース４に取り付けられた超音波反射部４０´とフロアパネル８に取り付けられた超音波装置３０´とで構成され、Ａ方向と交差する図中矢印Ｂ方向（以下、「Ｂ方向」と呼ぶ。）に超音波が伝搬され、超音波反射部４０´が階段状の複数の反射面部４１を有している点が、先の例の位置検出装置２０と相違している。この位置検出装置２０´では、超音波反射部４０´の各反射面部４１と超音波装置３０´の超音波発信手段３１及び超音波受信手段３２との距離が、シート１の着座部３をＡ方向に移動させる毎に段階的に変化するため、超音波Ｔ１の伝搬時間ｔもシート１の着座部３のフロアパネル８に対する位置の違いにより異なってくる。従って、上記位置検出装置２０と同様に、超音波装置３０´で検出した伝搬時間ｔに基づき着座部３のフロアパネル８に対する絶対位置などを検出することが可能となる。これにより、この位置検出装置２０´においても、従来に比べ位置検出装置の小型化等を図りつつ部品点数を削減して簡単な構成で安価にシート１の絶対位置を検出することができる。
【００２５】
図３は、この発明の更に他の実施形態に係る位置検出装置を適用したシートを示す一部切欠側面図である。
このシート１０に適用された位置検出装置２０ａは、シートベース４に取り付けられた超音波反射部４０ａとフロアパネル８に取り付けられた超音波装置３０ａとで構成され、更に超音波装置３０ａから発信された超音波Ｔ２をＡ方向に導いたのち超音波反射部４０ａに向かう方向（Ｂ方向）を伝搬する超音波Ｔ１に変更し、超音波反射部４０ａから反射された超音波Ｔ１をＡ方向を伝搬する超音波Ｔ２に変更して超音波装置３０ａまで導く超音波導波部５０が備えられている点が、先の例の位置検出装置２０´と相違している。なお、超音波導波部５０内には、例えば超音波Ｔ１，Ｔ２の方向性を９０°変更するための反射板５１が備えられている。この位置検出装置２０ａでも、超音波反射部４０ａの各反射面部４１と超音波装置３０ａの超音波発信手段３１及び超音波受信手段３２との距離が、シート１の着座部３をＡ方向に移動させる毎に段階的に変化するため、超音波Ｔ１，Ｔ２の伝搬時間ｔが着座部３の位置により異なり、検出した伝搬時間ｔに基づき着座部３のフロアパネル８に対する絶対位置などを検出することが可能となる。これにより、この位置検出装置２０ａにおいても、従来に比べ簡単な構成で安価にシート１の絶対位置を検出することが可能となる。
【００２６】
なお、上記実施例においては、位置検出装置の超音波装置から発信される超音波Ｔ１が、Ａ方向やＢ方向に伝搬されるものについて説明したが、例えばＡ方向と交差し且つＢ方向と交差する方向に伝搬されるように構成されていても、位置検出装置を構成する超音波装置や超音波反射部の取付方向を変更すれば、同様にシート１の絶対位置を検出することが可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、固定部材に対する移動部材の移動量を、固定部材及び移動部材のいずれか一方に取り付けた超音波装置と他方に取り付けた超音波反射部とで、超音波装置から発信された超音波が超音波反射部で反射されて再び超音波装置に受信されるまでの超音波の伝搬時間として検出し、検出した伝搬時間を固定部材に対する移動部材の位置情報として利用することができる。また、固定部材及び移動部材に超音波装置及び超音波反射部を備えるため、例えば従来のリードスイッチを用いたものに比べ、位置検出装置の小型化を図ることができると共に部品点数を削減することができる。このため、この位置検出装置では、簡単な構成で安価にシートなどの絶対位置を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る位置検出装置を適用したシートを示す一部切欠側面図である。
【図２】この発明の他の実施形態に係る位置検出装置を適用したシートを示す一部切欠側面図である。
【図３】この発明の更に他の実施形態に係る位置検出装置を適用したシートを示す一部切欠側面図である。
【符号の説明】１，１´，１０…シート、２…背もたれ部、３…着座部、４…シートベース、５…アッパレール、６…ロアレール、７…シートレール、８…フロアパネル、９…ブラケット、２０，２０´，２０ａ…位置検出装置、３０，３０´，３０ａ…超音波装置、３１…超音波発信手段、３２…超音波受信手段、４０，４０´，４０ａ…超音波反射部、４１…反射面部、５０…超音波導波部、５１…反射板。
【図１】
2004333425.tif 000003
【図２】
2004333425.tif 000004
【図３】
2004333425.tif 000005