(57)【要約】【課題】  上下に分割したシートバックの少なくとも下部のリクライニング角度に応じて乗員の快適な着座姿勢を自動的に設定できる車両用シート装置の提供を図る。【解決手段】  シートバック１２をシートバック下部１５とシートバック上部１６とに上下分割して、それぞれのリクライニング角度を独立して傾斜可能とするとともに、シートクッション１１をシートバック１２に対して独立して車両前後方向に移動可能とし、シートバック１２の少なくともシートバック下部１５のリクライニング角度に応じて、シートクッション移動機構１４を作動して、シートクッション１１をシートバック１２に対して独立して前後方向に移動することにより、シートバック下部１５に対して着座乗員の骨盤部を常に適正な位置に保つことができ、快適な運転姿勢を自動的に取ることができる。【選択図】      図１
2005052433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に分割してそれぞれのリクライニング角度が独立して傾斜可能となったシートバック下部およびシートバック上部を有するシートバックと、
前記シートバックに対して独立して車両前後方向に移動可能となったシートクッションと、を備え、
前記シートバックの少なくともシートバック下部のリクライニング角度に応じて、シートクッションを前後方向に移動するシートクッション駆動手段を備えたことを特徴とする車両用シート装置。
【請求項２】
シートクッション駆動手段は、シートバック下部が後傾した場合にシートクッションを後方に移動し、シートバック下部が前傾した場合にシートクッションを前方に移動することを特徴とする請求項１に記載の車両用シート装置。
【請求項３】
シートクッションの移動量は、予め設定したリクライニング角度と人体姿勢の関係に基づき決定することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用シート装置。
【請求項４】
シートクッションの移動量は、乗員の骨盤部から受けるシートバック下部の反力に応じて決定することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用シート装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用シート装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用シート装置としては、シートバックを上下に分割して、分割したシートバックの上部をコンフォート軸を介して下部に相対回動可能に枢着し、シートバックの上部を下部に対して後傾させることにより着座乗員にくつろいだ姿勢を与えることができるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、シートバックのリクライニング角度に応じて、シートクッションを前後にスイングさせる車両用シートも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平６−２７７１２６号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】特開２００３−２４１６６号公報（第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、かかる従来の車両用シート装置では、長時間疲労の少ない姿勢を取るためには、シートバックを後傾して脊柱を直線に近づけることになるが、このようにシートバックを後傾した際には運転者の骨盤部がシートバック下部に密着した状態でシートバックに追従して後傾することになる。
【０００５】
一方、頻繁に急激なステアリング操作を要求される市街地走行では、シートバックを起立方向に前傾させた運転姿勢を取ることになるが、このようにシートバックを前傾すると、骨盤部はシートバック下部に密着した状態で前傾し、これによって腹部が圧迫されて運転姿勢が窮屈になってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は上下に分割したシートバックの少なくとも下部のリクライニング角度に応じて乗員の快適な着座姿勢を自動的に設定できるようにした車両用シート装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車両用シート装置は、シートバックをシートバック下部とシートバック上部とに上下に分割して、それぞれのリクライニング角度を独立して傾斜可能とするとともに、シートクッションをシートバックに対して独立して車両前後方向に移動可能とし、シートバックの少なくともシートバック下部のリクライニング角度に応じてシートクッションを前後方向に移動するシートクッション駆動手段を備えたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の車両用シート装置は、上下に分割したシートバックのシートバック下部とシートバック上部は、それぞれ独立してリクライニング角度が傾斜可能となっているため、これらシートバック下部とシートバック上部の相対的な傾斜中心となる中折れ点の上下位置をシートバック下部に対して任意に設定できることになり、乗員の体格に応じた最適な着座姿勢を確保できる。
【０００９】
また、このようにシートバックにより乗員の最適な着座姿勢を確保するとともに、シートクッション駆動手段によりシートバックの少なくともシートバック下部のリクライニング角度に応じてシートクッションを前後方向に移動することにより、シートバック下部に対して着座乗員の骨盤部を常に適正な位置に保つことができ、快適な運転姿勢を自動的に取ることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００１１】
図１〜図５は本発明の車両用シート装置の一実施形態を示し、図１は車両用シート装置のシート構成を示す側面図、図２はシートバックと乗員の骨格との関係をシートクッションを前方移動しない場合（ａ）と、前方移動した場合（ｂ）とでそれぞれ示す説明図、図３は車両用シート装置のシートクッション駆動手段を示すブロック図、図４は車両用シート装置を駆動する制御手順を実行するためのフローチャート、図５は車両用シート装置の駆動部を制御するためのフローチャートである。
【００１２】
本実施形態の車両用シート装置１０は、図１に示すように、シートクッション１１とシートバック１２とを備えており、シートクッション１１はスライド・リフタ機構１３を介して車体フロアＦに設置するとともに、シートバック１２はスライド・リフタ機構１３の後端部に傾動可能に枢着してある。
【００１３】
前記スライド・リフタ機構１３は、シートクッション１１をシートバック１２と共に車体前後方向にスライド移動する機能と、シートクッション１１を車体上下方向に移動する機能とを備えるが、この実施形態では少なくとも前後方向の移動機能が備わっておればよい。
【００１４】
前記シートバック１２は、シートバック下部１５とシートバック上部１６とに上下分割してあり、シートバック下部１５は下部フレーム１７に支持されて、この下部フレーム１７の下端部をスライド・リフタ機構１３の後端部にシートバック下部駆動手段１８を介して前後傾動可能に取り付けてある。
【００１５】
また、シートバック上部１６は上部フレーム１９に支持されて、この上部フレーム１９の上下方向略中央部を上部支持アーム２０の上端部に回動自在に取り付けるとともに、この上部支持アーム２０の下端部をスライド・リフタ機構１３の後端部にシートバック上部駆動手段２１を介して前後傾斜可能に取り付けてある。
【００１６】
このとき、前記シートバック下部駆動手段１８と前記シートバック上部駆動手段２１とは同軸配置してあり、また、上部フレーム１９と上部支持アーム２０とは、シートバック上部支持面駆動手段２２を介して前後傾動可能に取り付けてある。
【００１７】
前記シート１０では、シートバック下部駆動手段１８，シートバック上部駆動手段２１およびシートバック上部支持面駆動手段２２をそれぞれ独立に駆動することにより、シートバック下部１５とシートバック上部１６のリクライニング角度が独立して傾斜可能となっており、例えば、シートバック上部１６とシートクッション１１の相対角度を維持した状態で、シートバック上部１６が前後方向に移動可能となる。
【００１８】
ここで、この実施形態の車両用シート装置１０では、前記シートクッション１１をシートクッション移動機構１４を介して前記スライド・リフタ機構１３に前後移動可能に取付けて、シートバック１２に対して独立して車両前後方向に移動可能としてあると共に、前記シートバック１２の少なくともシートバック下部１５のリクライニング角度に応じて、シートクッション１１を前記移動機構１４により前後方向に移動させるシートクッション駆動手段１００を設けてある。
【００１９】
シートクッション駆動手段１００は、相互に情報をやり取りするシート駆動演算部１０１とシート駆動判断部１０２を備え、このシート駆動判断部１０２にはシートクッション駆動制御部１０３、シートバック下部駆動制御部１０４、シートバック上部駆動制御部１０５との間でそれぞれの情報をやり取りするようになっている。
【００２０】
前記シートクッション駆動制御部１０３は、スライド・リフタ機構１３（図１参照）のスライド位置をシートクッション状態検出手段１０６によって検出するとともに、シートクッション１１をシートバック１２に対して独立して前後移動するシートクッション移動機構１４（図１参照）に駆動信号を出力して、前後方向にスライド駆動するとともに、そのスライド位置をフィードバックするようになっている。
【００２１】
前記シートバック下部駆動制御部１０４は、シートバック下部１５（下部フレーム１７）（図１参照）のリクライニング角度をシートバック下部状態検出手段１０７によって検出するとともに、シートバック下部１５を駆動するシートバック下部駆動手段１８に駆動信号を出力して、シートバック下部１５を駆動するとともに、その傾斜位置をフィードバックするようになっている。
【００２２】
前記シートバック上部駆動制御部１０５は、シートバック上部１６の上部支持アーム２０（図１参照）のリクライニング角度をシートバック上部状態検出手段１０８によって検出するとともに、この上部支持アーム２０を駆動するシートバック上部駆動手段２１に駆動信号を出力して、上部支持アーム２０を駆動するとともに、その傾斜位置をフィードバックするようになっている。
【００２３】
この場合、実施形態の車両用シート装置１０は、図２の鎖線に示すように、シートバック１２の下部フレーム１７，上部フレーム１９および上部支持アーム２０の相対的な角度設定により、シートバック１２を全体的に後傾し、かつ、シートバック上部１５を適切な位置に設定することにより、着座乗員Ｍは脊柱Ｓを直線に近づけて身体にとって負荷の少ない状態で、長時間運転でも疲労の少ない姿勢を取ることが可能となる。
【００２４】
ところが、市街地運転などで急激なステアリング操作を頻繁に要求される場合は、運転者はシートバック１２のリクライニング角度を起立方向に操作して上体を起こした姿勢を取ることになる。
【００２５】
この場合、単純にシートバック１２を図２の実線に示すように起こした場合、図２（ａ）に示すように、後傾した姿勢においてシートバック下部１５に密着した乗員Ｍの骨盤部Ｐは、体重のかかる骨盤部Ｐを中心にシートバック下部１５の起立量分だけ前屈みになる。
【００２６】
このとき、乗員Ｍの胸郭部Ｃと骨盤部Ｐとの相対位置関係は、人体にとって不自然な位置関係となり、その結果、脊柱Ｓの負荷が大きくなるとともに、腹部Ｂも圧迫されて不快な着座姿勢となるため、運転者Ｍは自ら骨盤部Ｐを前方にずらせて、尻ずれした姿勢で運転することになる。
【００２７】
一方、図２（ｂ）に示すように、シートバック１２のリクライニング角度を起立方向に調整した場合に、シートクッション１１をシートバック１２に対して独立して前方に移動すると、リクライニング角度起立による骨盤部Ｐの起立量を、シートクッション１１の前方移動による骨盤部Ｐの後傾量で減少させることが可能となり、乗員Ｍの胸郭部Ｃと骨盤部Ｐとの相対位置関係を適正に保つことが可能となる。
【００２８】
図４はシートクッション駆動手段１００による制御を実行するためのフローチャートを示し、まず、ステップＳ１で乗員Ｍによりシートクッション１１の前後位置とシートバック下部１５およびシートバック上部１６を調整して好みの着座姿勢に設定すると、ステップＳ２はその調整した各部の状態をシートクッション状態検出手段１０６，シートバック状態検出手段１０７，シートバック上部状態検出手段１０８によって検出する。
【００２９】
次に、ステップＳ３では、検出した各部の状態から予め設定したシートバック下部１５とシートバック上部１６の相対位置およびリクライニング角度に対応した適正姿勢の取れるシートクッション１１の位置を算出し、このシートクッション状態１０６で検出した現在の位置からシートクッション１１の移動量を決定する。
【００３０】
そして、ステップＳ４では目標とした移動量までシートクッション１１をシートバック１２に対して独立して相対的に前後移動し、この移動量を常にシート設定の変更をステップＳ５によってモニタリングしつつ前記ステップＳ２〜Ｓ４の処理を繰り返すことにより、常にシートバック１２の設定に応じた適正なシートクッション１１位置を自動的に設定することができる。
【００３１】
このとき、シートクッション駆動手段１００は、シートバック下部１５が後傾した場合にシートクッション１１を後方に移動し、シートバック下部１５が前傾した場合にシートクッション１１を前方に移動するようになっている。
【００３２】
また、特にこの実施形態では、シートバック上部１６をシートバック下部１５に対して独立してリクライニング角を設定できるため、乗員Ｍの体格差や体型にも容易に対応できるとともに、胸郭部Ｃに対する骨盤部Ｐの位置を適正に保つことで、脊柱Ｓを直線に近づけて長時間運転にも疲労の少ない着座姿勢を保つことができる。
【００３３】
このとき、シートクッション１１の移動量は、予め設定したリクライニング角度や解剖学的な寸法から定められた骨盤部Ｐの幾何学的関係に基づき、シートクッション１１上の座骨位置を基準に決定することが好ましい。
【００３４】
ところで、前記シートクッション駆動手段１００では、シートクッション駆動制御部１０３，シートバック下部駆動制御部１０４およびシートバック上部駆動制御部１０５から送った信号により、それぞれに対応したシートクッション移動機構１４，シートバック下部駆動手段１８およびシートバック上部駆動手段２１を駆動するが、これらの稼働量はそれぞれの状態検出手段１０６，１０７，１０８の信号を受けてフィードバック制御するようになっており、その制御を図５のフローチャートにまとめて示す。
【００３５】
このフローチャートは、ステップＳ１０により駆動後の状態の目標値を駆動制御部１０３，１０４，１０５で設定して駆動信号を送り、これに基づいてステップＳ１１により駆動手段１４，１８，２１を作動し、前記状態検出手段１０６，１０７，１０８による状態検出値をステップＳ１２において常にモニターしつつ目標値に達するまで駆動する。
【００３６】
以上の構成により本実施形態の車両用シート装置１０によれば、上下に分割したシートバック１２のシートバック下部１５とシートバック上部１６は、それぞれ独立してリクライニング角度が調整可能となっているため、これらシートバック下部１５とシートバック上部１６の相対的な傾斜中心となる中折れ点の上下位置をシートバック下部１５に対して任意に設定できることになり、乗員Ｍの体格に応じた最適な着座姿勢を確保できる。
【００３７】
また、このようにシートバック１２により乗員Ｍの最適な着座姿勢を確保するとともに、シートクッション駆動手段１００によりシートバック１２の少なくともシートバック下部１５のリクライニング角度に応じてシートクッション１１をシートバック１２に対して独立して前後方向に移動することにより、シートバック下部１５に対して着座乗員Ｍの骨盤部Ｐを常に適正な位置に保つことができ、快適な運転姿勢を自動的に取ることができる。
【００３８】
尚、身長に対する骨盤部Ｐの縦方向寸法の個人差はさほど大きくないため、この実施形態に示すようにシートクッション１１の移動量を一定の寸法で想定することができる。
【００３９】
ところで、このようにシートバック下部１５のリクライニング角によってシートクッション１１の前後位置を決定するにあたって、乗員Ｍの骨盤部Ｐの寸法は体格により厳密には異なるため、シートスライド量などによって身長相当の情報を検出し、解剖学的なモデルを用いて予め設定したリクライニング角度と人体姿勢の関係に基づきシートクッション１１の移動量を決定することが好ましく、この場合、シートクッション１１とシートバック下部１５とのより効果的な相対位置関係を設定できる。
【００４０】
図６，図７は本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図６は車両用シート装置のシートクッション駆動手段を示すブロック図、図７は車両用シート装置を駆動する制御手順を実行するためのフローチャートである。
【００４１】
この第２実施形態の車両用シート装置は、第１実施形態では予め定めたシートバック下部１５とシートクッション１１との相対位置からシートクッション１１の移動量を決定したのに対して、第２実施形態では図６に示すように、シートバック下部１５にシートバック反力検出手段１１０を内蔵して、このシートバック反力検出手段１１０により検出したシートバック下部１５と骨盤部Ｐとの間に作用する反力を一定に保つように、シートクッション１１を前後移動するようにしてある。
【００４２】
前記シートバック反力検出手段１１０は、例えば圧力センサや荷重センサを用いて構成することができ、このシートバック反力検出手段１１０は、図６に示すように、シートバック下部駆動制御部１０４と情報のやり取りをし、シートバック下部１５の反力はシート駆動判断部１０２に出力して、シート駆動演算部１０１でシートクッション１１の移動量を演算し、この演算結果をシート駆動判断部１０２を介してシートクッション駆動制御部１０３に出力して、シートクッション移動機構１４を作動するようになっている。
【００４３】
図７はシートクッション駆動手段１００ａによる制御を実行するためのフローチャートを示し、まず、ステップＳ２０で乗員Ｍによりシートクッション１１の前後位置とシートバック下部１５およびシートバック上部１６を調整すると、ステップＳ２１はその調整した各部の状態をシートクッション状態検出手段１０６，シートバック状態検出手段１０７，シートバック上部状態検出手段１０８によって検出する。
【００４４】
次に、ステップＳ２２では、シートバック下部１５に内蔵したシートバック反力検出手段１１０によってシートバック下部１５に作用する反力を検出する。このとき、予め設定したシートバック下部１５での適正な支持反力に対する現在の圧力の差を演算し、この反力の差によってシートバック下部１５の反力が適正値に比較して大きい場合は、シートクッション１１を前方に移動することで反力を減少する一方、逆に適正値に比較して小さい場合は、シートクッション１１を後方に移動する。
【００４５】
次に、ステップＳ２３では、ステップＳ２２で演算した結果に基づいてシートクッション１１を前後方向に移動し、これをステップＳ２４で常に反力をモニタリングしつつシートバック下部１５の反力が予め定めた適正反力になるまでステップＳ２２，Ｓ２３を繰り返し行う。
【００４６】
そして、ステップＳ２４で適正反力になったと判断した場合は、ステップＳ２５によりシート設定の変更をモニタリングしつつ前記ステップＳ２１〜Ｓ２４の処理を繰り返すことにより、常にシートバック１２の設定に応じた適正なシートクッション１１位置を自動的に設定する。
【００４７】
従って、この第２実施形態の車両用シート装置１０では、シートクッション１１の移動量を、乗員Ｍの骨盤部Ｐから受けるシートバック下部１５の反力に応じて決定するようにしたので、骨盤部Ｐとシートクッション下部１５との接触状態をより正確に把握できるため、シートクッション１１の移動量を精度良く決定することができる。
【００４８】
また、この第２実施形態にあっても、シートバック上部１６がシートバック下部１５に対して独立に位置を決定できるため、乗員Ｍの体格差や体型差にも容易に対応できるとともに、乗員Ｍの胸郭Ｃに対する骨盤部Ｐの位置を適正に保つことで、脊柱Ｓを直線に近づけて長時間運転でも疲労の少ない運転姿勢を取ることができる。
【００４９】
ところで、本発明の車両用シート装置１０は前記第１，第２実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態を示す車両用シート装置のシート構成の側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示すシートバックと乗員の骨格との関係をシートクッションを前方移動しない場合（ａ）と、前方移動した場合（ｂ）とでそれぞれ示す説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態を示す車両用シート装置のシートクッション駆動手段のブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態を示す車両用シート装置を駆動する制御手順を実行するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態を示す車両用シート装置の駆動部を制御するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態を示す車両用シート装置のシートクッション駆動手段のブロック図である。
【図７】本発明の第２実施形態を示す車両用シート装置を駆動する制御手順を実行するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１０  車両用シート装置
１１  シートクッション
１２  シートバック
１３  スライド・リフタ機構
１４  シートクッション移動機構
１５  シートバック下部
１６  シートバック上部
１００  シートクッション駆動手段
１１０  シートバック反力検出手段
Ｍ  乗員
【図１】
2005052433.tif 000003
【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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