JP2021531203A - 車両シート用能動的クッション形状調節 - Google Patents

Abstract

調節可能な補助枕を有する調節可能なシートと、前記調節可能なシートの位置を感知できるセンサと、前記センサと通信するコントローラと、前記調節可能な補助枕の調節をコントロールできる調節装置とを含む車両シート用シート補助枕コントロール・システム。シート補助枕コントロール・システムは、調節可能なシートがニュートラル・ポジションから離れて動くかなど、調節可能なシートの位置に基づき自動的に調節することができる。【選択図】図３

Description

［関連出願への相互参照］
本出願は、２０１８年７月２３日出願の米国出願番号第６２／７０１８８９、発明の名称「車両シート用能動的クッション形状調節」とした米国仮出願による優先権を主張し、その全文を本書に参照して組み込む。

車両シートは、シートの背と底の脇の補助枕（ボルスター）を用いて、搭乗者がシートの中央に留まることを手助けする。特に、補助枕は、シートの両側でシートクッションの面から上方に突出するように構成され、搭乗者の太ももを支え、特に、そうでなければ搭乗者がシート内で横方向に動いてしまうであろう車両の移動中に、搭乗者が固定位置に留まることを助ける。同様に、補助枕はシートの背にも組み込まれ、搭乗者の位置を維持するのを助ける。

搭乗者のサイズは大きく変化するので、多くの補助枕は、横方向の補助枕との間の間隔または面積を調節するように調節可能である。さらに、シートで固い密着を好む搭乗者も、緩い密着を好む搭乗者もあり、調節可能な補助枕はユーザの快適さの違いの原因となる。調節可能な補助枕は、トラクター、フォークリフトなどの作業車用のシートでは、一般的である。作業車の運転は、車両を反対側に操縦するのに運転手のシートを回す必要がときどきある。車両操縦者が、車両の後部の全体が見えることは、特に作業環境で機器、製品、および人との衝突を防ぐのに、重要である。結果として、多くの作業車は、車両操縦者がシートそのものによる動きに限定されないように、ある角度範囲の動きに亘って旋回できるシートを含んでいる。車両によっては、米国特許第５，５９９，０６５号または米国特許第６，４４７，０６５号に示されるように、全てのシートが鉛直軸回りに旋回するように構成される。別の車両では、シート底部だけが旋回するように構成される。

補助枕付きシートでは、補助枕そのものが、車両操縦者の動きの程度を制限することがある。この問題は、一般的に深い補助枕形状を好む車両操縦者に特に表れ、この場合、補助枕は最大高さまたは形状まで伸ばされる。深い補助枕形状は、車両の通常運転の間は良いのだけれども、深い補助枕は、車両操縦者が車両の背後の完全な視野を得るのに十分な回転または旋回することを制限し得る。そのため、このような問題を回避する補助枕システムへの要求がある。この開示は、調節可能な車両シートの位置に反応する動的補助枕システムを提供することで、これらの難しさを解消する。

ある開示の実施の形態では、少なくとも１つの調節可能な補助枕を含む調節可能なシート、調節可能なシートの位置を計測可能なセンサ、センサと通信するコントローラおよび調節可能な補助枕の調節をコントロールする調節装置を備えるシート補助枕コントロール・システムが開示される。別の開示の実施の形態では、調節可能な補助枕は、互いに独立して調節することができる。この調節は、膨張によってなされる。

特定の実施の形態では、調節装置は、シート本体またはシートクッションがニュートラル・ポジションから旋回しているか等の調節可能なシートの位置に基づき調節可能な補助枕を自動的に調節する。調節可能なシートがニュートラル・ポジションから離れて調節されると、補助枕は動作停止される。調節装置はまた、調節可能なシートの高さ調節に基づいて調節可能な補助枕を調節することができる。

本開示の追加の態様では、補助枕を調節する方法が開示さる。この方法は、調節可能なシートの調節を感知すること、信号をコントローラに送信することを含み、コントローラは、信号を調節装置に送信し、調節可能な補助枕を調節する。信号は、電気、光あるいは機械信号であってもよい。

開示された調節装置は、空気圧装置であってもよい。

本開示のさらなる態様は、図面と以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

図１は、シートの背用およびシートの底用の補助枕付き車両シートの斜視図である。 図２は、図１のシート用の補助枕機構の部分切り取り正面図である。 図３は、図１のシート用の別の補助枕機構の部分切り取り正面図である。 図４の（ａ）〜（ｃ）は、旋回した位置とニュートラル・センタ位置の２つの位置に示されるシートの、旋回シートの図である。 図５は、本開示の一実施の形態による補助枕コントロール・システムの概念図を示す。 図６は、本開示の別の実施の形態による補助枕コントロール・システムの図を示す。

本発明の原理の理解を進めるために、図面に描かれ、下記の明細書に記載された実施の形態を参照する。それらによって発明の範囲を限定する意図はないことは理解されよう。本開示は、説明された実施の形態に対する変更や修正を含み、本開示が属する技術分野の当業者に普通に生ずるであろう開示された原理の更なる応用を含むことも理解されよう。

図１は、シートの底１２ａおよびシートの背１２ｂを有する典型的な車両シート１２を示す。シートのそれぞれの部品には、部品の両側の、特にシート１２内の搭乗者を支える表面１６の両側の補助枕１０を含む。過去において、シート補助枕の形状や輪郭を調節するために、図２に示される器具のような純粋に機械的な物から、図３に示される器具のような空気圧／流体圧システムまでに亘る、種々の機構が開発されてきた。図２に示されるように、内部アクチュエータ組立体１８は、各補助枕１０内のアーム２０に接続される能動的材料要素１４を含む。能動的材料要素１４は、スイッチ２２をコントロールして電力を能動的材料要素に提供するコントローラ２８を有する電力供給２６に接続される。電圧が加えられると、能動的材料要素１４が収縮し、アーム２０を互いに引き寄せ、それにより補助枕１０を上昇させる。他の機械システムは、歯車、ターンバックル、プーリ及び他の機械を利用して、アーム２０を旋回または上昇させ、補助枕１０の形状や輪郭を調節する。図３に示すシステム３０のような、流体圧／空気圧システムは、補助枕１０内に配置される膨らませる要素３２を含み、補助枕の形状や輪郭を調節できるように構成される。膨らませる要素３２は、電力供給４０に接続されたポンプ３４を経由して流体源３６に接続される。コントローラ４２は、搭乗者に望まれるとスイッチ４４を操作しポンプを動作させる。当業者には理解されるように、このような開示された補助枕の形状／材料は、現状のシステム内で調節できる限界を超えて限定することを意味してはいない。

ここで開示されるシステムでは、補助枕コントロール・システム６０は、調節可能なシート内で調節可能な補助枕システム６４の動作をコントロールするように構成され、図５の略図に示されるシート旋回機構のように、シート調節機構６２の動きに基づく。シート調節機構は、車両シート全体を旋回する旋回機構や固定位置のシートの背に対してシートの底だけを旋回する旋回機構を含み、いかなるタイプおよび構成をも取り得る。当業者には理解されるように、シート全体またはシートの部分が、ニュートラルなシート位置から離れるシート搭乗者の動きを許容するように調節可能であることだけが限定である。調節可能な補助枕システム６４は、シートの背とシートの底に、またはシート部品の１つだけに、補助枕を含む。調節可能な補助枕システム６４は、補助枕６６と調節装置６８を含み、それぞれは、上述した機械および空気圧／流体圧システムのように、当該技術分野で知られている種々のタイプでよい。

本開示の補助枕コントロール・システム６０は、シート調節機構６２の位置を感知するように配置され構成されたセンサ７０を含む。センサ７０は信号をコントローラ７２に提供し、コントローラ７２は、シートがニュートラル・ポジション（例えば、図４（ｂ））から離れて調節されているかを決定するため信号を評価する。一般的に、シートのニュートラル・ポジションは、シートが通常の走行位置に面する前方から旋回せず、水平面から調節されていないとき、または、傾き角が０°のところである。しかし、ある実施の形態では、ニュートラル・ポジションは、５°未満の旋回をしたシート位置や５°未満の傾き角のシート位置をも含む。シートがニュートラル・ポジションから調節されると、コントローラ７２は、調節装置６８に補助枕６６を動作停止するように指示する。よって、補助枕６６が膨張し、または広がった状態であるように最初に作動されると、コントローラ７２は、補助枕がニュートラルな状態に戻るように動作停止させる。この構成では、補助枕は、車両操縦者が車両の後方の全景を得るために車両シート内で向きを変えようとする動きを妨げない。シートがニュートラル・ポジションに戻ると、コントローラ７２は、調節可能な補助枕６６を作動し、シートが調節される前の形状にする。

センサ７０は、シート調節機構６２がシートのニュートラル・ポジションから旋回しているかを決定できればどのようなタイプであってもよい。センサ７０は、シートがニュートラル・ポジションから旋回するとシートに関連する部品で作動される機械的なスイッチでもよく、シートの回転継手の円筒形表面に接触しセンサ内のスイッチを作動させる機械的ローラでもよい。スイッチの作動により、電気信号またはパルスがコントローラ７２に送られる。あるいは、センサ７０は、シートの回転継手に接触することなくシートの回転継手の位置を検出する電気的または光学的なものであってもよい。例えば、センサは、ホールセンサまたは光学センサであってもよい。センサ７０は、シートがどれだけ旋回したかは無関係に、シートが回転継手のニュートラル・ポジションにある、またはニュートラル・ポジションとは違った位置にあることを示すバイナリ信号を生成するようになされる。バイナリ信号は、シートの回転継手の旋回のある程度の角度に基づくことができ、シートの最大移動角度などの、所定の角度までシートが旋回するとセンサは信号を生成するだけである。あるいは、センサは、シートの回転継手がニュートラル・ポジションから旋回した量を示す数量的信号を提供するようになされることもできる。

コントローラ７２は、センサから信号を受信し、調節装置６８を動かす信号を生成できるどのような形式のコントローラでもよい。一実施の形態では、コントローラ７２は、センサからの信号に応答して作動する電気スイッチであり、スイッチは開となり調節装置を電源から切断し、よって補助枕を動作停止させる。別の実施の形態では、コントローラ７２は、センサからの電気信号を受信し、それにより調節装置を動作停止するまたは再作動する適切な信号を生成するアナログ回路でもよい。コントローラ７２は、センサ７０からの信号を評価し、調節装置６８を、最終的には調節可能な補助枕６６を動作停止するか再作動するか決定するソフトウェア・コマンドを実行するデジタルコントローラであってもよい。コントローラ７２は、シートの回転継手の旋回量に関連して特に補助枕の輪郭や形状を調節するようにできることもさらに考えられる。この場合、シートが最大限まで回転していないようであれば、完全に調節可能な補助枕を動作停止するより、補助枕のある量をそのままにしておく方が好ましいこともある。コントローラ７２は、シート位置の短時間の変化より、シートの旋回が起こったのかを確認するようにすることもできる。よって、コントローラ７２は、運転者が本当に後方の視界のためにシートを旋回しているのかを示す、所定の時間に亘ってシートの回転継手の旋回移動を示すセンサ信号が起こっているのかを決定するために、タイマを組み込んでもよい。

コントローラは、車両シートの何れの場所の複数の補助枕をコントロールし、複数の補助枕に個別のコントロールを提供するようになされることができる。例えば、シートの底には補助枕無しでシートの背にはある量の補助枕を保つことが好ましい、あるいは、その逆かも知れない。さらに、外側の補助枕を運転者の選択した形状に保ちつつ、シートの回転の方向でシート脇のシート補助枕を縮小することが必要なだけかもしれない。コントローラ７２はさらに車両操縦者によってプログラム可能で、車両操縦者の好みにより所定の補助枕形状を提供してもよい。例えば、操縦者は、シートを右に旋回させるときには完全に平らなシートの底（すなわち、補助枕は作動されない）を、左に旋回するときには部分的に広げられた補助枕を好むかもしれない。この例では、コントローラ７２には、コントローラの調節またはプログラミングを可能にする有線またはリモートのユーザ入力機構が設けられてもよい。

センサ７０とコントローラ７２が純粋に機械的であることもさらに考えられる。この実施の形態では、センサは、シート旋回機構またはシートと係合するカムのような機械部品でもよい。コントローラは、シートの回転継手が動いているときに調節装置の状態を変えるように調節装置に接続された機械リンクでもよい。例えば、コントローラは、図２および３に示されるように、電気スイッチの機械要素に接続されたリンクであってもよく、シートの回転継手の回転の際にスイッチを引っ張り、それにより補助枕装置を電源から切断する。調節機構および調節可能な補助枕は、補助枕機構に直接接続される機械リンクコントローラ７２を有して全体が機械的であってもよい。

図６の図に示す別の実施の形態では、車両Ｖが傾斜地形で動作するときのように、傾き角Ａで操作される。この実施の形態では、車両Ｖは、車両の傾き角Ａ、より詳細には車両の横方向での傾斜、を感知するようになされた姿勢センサ８０を含む。姿勢センサ８０は、車両の姿勢と傾き角を決定し、どちらの補助枕１０ａ、１０ｂを作動するのかを決定するようになされたコントローラ８２に信号を提供する。図６の図では、コントローラ８２は、車両Ｖの下側の補助枕１０ｂを作動するように調節装置６８に指示をしている。高い側の補助枕１０ａは、動作停止されまたは所望により平らにされてもよく、あるいは、操縦者が選んだ形状に保たれてもよい。コントローラ８２は、傾き角Ａの大きさに応じて補助枕１０ｂの広がりの程度を決定できる。よって、小さな角度に対しては、補助枕１０ｂは最大形状に広がる必要はない。あるいは、大きな角度に対しては、補助枕は、車両操縦者がシート１２から横方向に滑り落ちるのを防ぐために一杯に広がらなければならないかもしれない。

コントローラ８２は、傾き角Ａの閾値のときにだけ調節装置８４を作動するようにされてもよい。例えば、５°の傾き角で動作している車両は、シート１２内で操縦者が横方向に滑る大きな危険性をもたらさないであろう。しかし、５°より大きな角度では、滑るリスクが生じる。

図５の実施の形態のように、調節装置８４と補助枕１０ａ、１０ｂは、電気、空気圧／流体圧、機械システムを含み、種々のタイプおよび形状でよい。コントローラ８２と姿勢センサ８０もまた、電子、電気、空気圧／流体圧、機械システムを含み、種々のタイプおよび形状でよい。ある特定の実施の形態では、コントローラ８２は、姿勢センサ８０からの信号を受信し解釈して動作するコンピュータプロセッサを取り入れた「スマート」装置である。「スマート」コントローラは、計算またはテーブル検索をして、シート１２の補助枕の組合せの全てまたはいずれかを動作させるか、そして、どの程度まで動作させるかを決定できる。姿勢センサ８０もまた、ＭＥＭＳ装置またはスマートフォンや類似の装置で用いられる姿勢センサなどの、「スマート」装置であってもよい。センサは、コントローラ、調節装置、シート、車両、あるいは、車両の操縦者とさえ、関連付けられる。

図５と図６に示される２つの実施の形態は組合せることができると考えられる。この組み合わされたシステムでは、コントローラは、車両の姿勢に加え、シートの回転に応じて補助枕を作動するように使用できる。コントローラは、横方向の傾斜で車両を操作するために補助枕の作動を優先するように構成できる。

本開示は、調節可能なシートがニュートラル・ポジションから離れるように調節されたかどうかに基づき、車両シートの調節可能な補助枕の操作をコントロールするシステムを検討したものである。そのシステムは、ニュートラル・ポジショから離れた調節を決定するセンサと、その信号に応じて調節可能な補助枕を調節するコントローラを含む。

本開示は、本質的に、説明のためで、限定するものではないと解されるべきである。ある実施の形態だけが提供されるもので、本開示の思想内となるすべての変更、改変、および、さらなる応用は保護されることが望まれる。

Claims (19)

1. 調節可能なシートであって、調節可能な補助枕を有する調節可能なシートと；
   前記調節可能なシートの位置を感知することが可能なセンサと；
   コントローラと；
   前記コントローラと通信する調節装置であって、前記補助枕の調節をコントロールする調節装置とを備え；
   前記コントローラは、前記センサおよび前記調節装置と通信する；
   シート補助枕コントロール・システム。
2. 前記調節装置は、前記センサからの入力に応答する；
   請求項１に記載のシステム。
3. 前記調節装置は、ユーザからの入力に応答する；
   請求項１または請求項２に記載のシステム。
4. 前記調節可能なシートは、ニュートラル・ポジションと非ニュートラル・ポジションとを有する；
   請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のシステム。
5. 前記調節可能なシートが前記非ニュートラル・ポジションのときに前記補助枕が調節される；
   請求項４に記載のシステム。
6. 前記補助枕の調節は、前記非ニュートラル・ポジションに基づき自動的になされる；
   請求項５に記載のシステム。
7. 前記補助枕の調節は、前記非ニュートラル・ポジションからの前記調節可能なシートの動きの割合に基づく；
   請求項６に記載のシステム。
8. 前記補助枕の調節は、予めプログラムされている；
   請求項５ないし請求項７のいずれかに記載のシステム。
9. 前記センサは、前記調節可能なシートに組み込まれている；
   請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のシステム。
10. 前記コントローラは、前記補助枕を調節するよう前記調節装置に指示する；
    請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のシステム。
11. 前記補助枕は、動作停止される；
    請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のシステム。
12. ２つ以上の調節可能な補助枕を備える；
    請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のシステム。
13. 前記２つ以上の調節可能な補助枕は互いに独立して調節可能である；
    請求項１２に記載のシステム。
14. 前記調節可能な補助枕は膨張により調節される；
    請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載のシステム。
15. 前記センサは、前記調節可能なシートの高さ調節を感知する；
    請求項１に記載のシステム。
16. 調節可能な補助枕で調節可能なシートを形成する工程と；
    前記調節可能なシートの調節を感知する工程と；
    前記調節可能な補助枕の調節のため信号をコントローラに送信する工程と；
    前記調節可能な補助枕の調節のため信号を調節装置に送信する工程と；
    シートの搭乗者が車両の後方の全景を見られるように、前記補助枕を調節する工程とを備える；
    車両の能動的補助枕調節方法。
17. 前記信号は、電気信号である；
    請求項１６に記載の方法。
18. 前記信号は、機械信号である；
    請求項１７に記載の方法。
19. 前記調節装置は、空気圧装置である；
    請求項１６ないし請求項１８のいずれかに記載の方法。

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