特許 6127255 振動警報パッチ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6127255

(24)【登録日】2017年4月21日

(45)【発行日】2017年5月17日

(54)【発明の名称】振動警報パッチ

(51)【国際特許分類】

   B60N 2/44 20060101AFI20170508BHJP

【ＦＩ】

   B60N2/44

【請求項の数】23

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-520646(P2015-520646)

(86)(22)【出願日】2013年7月2日

(65)【公表番号】特表2015-521974(P2015-521974A)

(43)【公表日】2015年8月3日

(86)【国際出願番号】US2013049050

(87)【国際公開番号】WO2014008251

(87)【国際公開日】20140109

【審査請求日】2016年6月8日

(31)【優先権主張番号】61/667,614

(32)【優先日】2012年7月3日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】508267912

【氏名又は名称】トヨタ ボウショク アメリカ インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(72)【発明者】

【氏名】ロックウェル，クリストファー，マーク

(72)【発明者】

【氏名】クルーガー，ジュニアー，ダグラス，ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】ヴィスワナサン，アヌップ

(72)【発明者】

【氏名】ウィーガンド，ダニエル，ジェローム

【審査官】 永安 真

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−２２５８７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３２９１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｎ ２／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車の座席のシートクッションであって、
発泡樹脂から形成されるとともに、上面を有するクッションと、
前記クッションの前記上面またはその近傍に配置された少なくとも一つのモータアセンブリと、
を備え、
前記少なくとも一つのモータアセンブリが複数の変換器セルを含むとともに、一片のファブリックを含み、前記複数の変換器セルが、前記一片のファブリック内に封入されて振動警報パッチを画定し、前記振動警報パッチが可撓性を有する、シートクッション。

【請求項2】

前記クッションが、ポリウレタン発泡体であることを特徴とする請求項１に記載のシートクッション。

【請求項3】

前記クッションが、実質的に平坦な表面を有するシート部と、前記シート部の両側に配置されたボルスタと、を含み、前記少なくとも一つのモータアセンブリが２つの振動警報パッチを含み、前記２つの振動警報パッチのうちの一つが前記ボルスタのうちの一方に配置されることを特徴とする請求項１に記載のシートクッション。

【請求項4】

前記少なくとも一つのモータアセンブリが、道路事象に応答して振動することを特徴とする請求項１に記載のシートクッション。

【請求項5】

センサが前記道路事象を検出してコントローラに信号を送信し、前記コントローラが、前記少なくとも一つのモータアセンブリに別の信号を送信して、該少なくとも一つのモータアセンブリを振動させることを特徴とする請求項４に記載のシートクッション。

【請求項6】

前記複数の変換器セルが、ワイヤによって直列に接続されることを特徴とする請求項１に記載のシートクッション。

【請求項7】

前記複数の変換器セルが、リニア共振アクチュエータであることを特徴とする請求項１に記載のシートクッション。

【請求項8】

前記複数の変換器セルが、９〜１６Ｖの合成電圧を発生させることを特徴とする請求項１に記載のシートクッション。

【請求項9】

前記一片のファブリックが、ポリエステル織物であることを特徴とする請求項１に記載のシートクッション。

【請求項10】

前記振動警報パッチが、３ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求項１に記載のシートクッション。

【請求項11】

前記複数の変換器セルが、取付手段に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のシートクッション。

【請求項12】

前記取付手段が、ポリエステルシートであることを特徴とする請求項１１に記載のシートクッション。

【請求項13】

発泡樹脂の層が、前記少なくとも一つのモータアセンブリを覆うように配置されることを特徴とする請求項１に記載のシートクッション。

【請求項14】

発泡樹脂から形成された、上面を有するクッションと、
前記クッションの前記上面またはその近傍に配置された少なくとも一つのモータアセンブリであって、一片のファブリックと、前記一片のファブリック内に封入されて振動警報パッチを画定する複数の変換器セルと、を含み、前記複数の変換器セルが、ワイヤによって直列に接続されており、道路事象に応答して振動し、かつ、前記振動警報パッチが、可撓性を有する、少なくとも一つのモータアセンブリと、
前記道路事象を検出するセンサと、
コントローラと、
を含み、
前記センサが、前記道路事象を検出して前記コントローラに信号を送信し、前記コントローラが、前記少なくとも一つのモータアセンブリに別の信号を送信して、該少なくとも一つのモータアセンブリを振動させる、車用座席アセンブリ。

【請求項15】

前記クッションが、ポリウレタン発泡体から形成されることを特徴とする請求項１４に記載の車用座席アセンブリ。

【請求項16】

前記複数の変換器セルが、リニア共振アクチュエータであることを特徴とする請求項１４に記載の車用座席アセンブリ。

【請求項17】

前記一片のファブリックが、ポリエステル織物であることを特徴とする請求項１４に記載の車用座席アセンブリ。

【請求項18】

前記振動警報パッチが、３ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求項１４に記載の車用座席アセンブリ。

【請求項19】

発泡樹脂の層が、前記少なくとも一つのモータアセンブリを覆うように配置されることを特徴とする請求項１４に記載の車用座席アセンブリ。

【請求項20】

前記少なくとも一つのモータアセンブリが、前記クッションの前記上面に配置されることを特徴とする請求項１に記載のシートクッション。

【請求項21】

前記振動警報パッチが、折り曲げ可能であることを特徴とする請求項１に記載のシートクッション。

【請求項22】

前記少なくとも一つのモータアセンブリが、前記クッションの前記上面に配置されることを特徴とする請求項１４に記載の車用座席アセンブリ。

【請求項23】

前記振動警報パッチが、折り曲げ可能であることを特徴とする請求項１４に記載の車用座席アセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の参照）
本出願は、２０１２年７月３日出願の米国特許仮出願第６１／６６７，６１４号の優先権を主張するものである。

【背景技術】

【0002】

ドライバーは運転時に非常に多くの視聴覚信号や刺激に曝されうる。運転中に事象が発生した場合、ドライバーの注意を引くように音声または視覚の警報が生成される。一例では、乗物がレーンから逸脱していることをセンサが検出した場合に、事象が発生する。しかしながら、ドライバーが曝されるその他の非常に多くの視聴覚の信号または刺激により、音声または視覚の警報がドライバーの注意を引き付けない場合がある。

【0003】

ドライバーに事象の発生を警告するように触覚による警報が設けられうる。一例では、事象が発生した場合に、シートクッション内に配置されたモータが振動して、ドライバーに対し触覚による警報を提供する。従来のモータは、締結具によって互いに固定された部分を含む金属モータハウジングを有する。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

車の座席のシートクッションが、発泡樹脂から形成されたクッションと、クッションの上面またはその近傍に配置された少なくとも一つのモータアセンブリと、を含む。少なくとも一つのモータアセンブリが、複数の変換器セルを含む。

【0005】

車用座席アセンブリが、発泡樹脂から形成されたクッションと、クッションの上面またはその近傍に配置された少なくとも一つのモータアセンブリと、を含む。少なくとも一つのモータアセンブリは、一片のファブリックと、振動警報パッチを画定するようにその一片のファブリック内に封入された複数の変換器セルと、を含む。複数の変換器セルは、ワイヤによって直列に接続されており、少なくとも一つのモータアセンブリは、道路事象（road event）に応答して振動する。車用座席クッションアセンブリは、道路事象を検出するセンサと、コントローラと、を含む。センサは、道路事象を検出してコントローラに信号を送信し、コントローラは、少なくとも一つのモータアセンブリに別の信号を送信して、その少なくとも一つのモータアセンブリを振動させる。

【0006】

以下の記載および図面から、これらの本発明の特徴およびその他の特徴が理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】車の座席のクッションの斜視図。

【図2】振動警報パッチの内部コンポーネントを示す図。

【図3】振動警報パッチの断面図。

【図4】振動警報パッチの上面図。

【図5】振動警報パッチの変換器セルを示す図。

【図6】図５の変換器セルの分解組立図。

【図7】上面に通気発泡樹脂を有するクッションの斜視図。

【図8】振動警報パッチを覆うように配置された発泡樹脂の斜視図。

【図9】クッションのサイドボルスタおよび振動警報パッチの断面図。

【図10】振動警報パッチの一例の形態を含んだ車の座席を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図１は、車の座席６４のクッション２０を示す。一例では、車の座席６４は運転席である。クッション２０は成形工程によって製造されるとともに、シート部２２を含み、このシート部は、実質的に平坦な上面２４と、それぞれシート部２２の片側に配置された２つのサイドボルスタ（side bolster）２６と、を有する。一例では、クッション２０は、発泡樹脂から形成される。一例では、クッション２０は、ポリウレタン発泡体から形成される。クッション２０は、成形工程時に形成された成形凹部２８を含む。一例では、２つのサイドボルスタ２６の各々は、成形凹部２８を含む。触覚モータである振動警報パッチ３０が、クッション２０の各成形凹部２８内に配置される。

【0009】

図２は、触覚モータ、例えば振動警報パッチ３０の内部コンポーネントを示す。振動警報パッチ３０は、複数の変換器セル（transducer cell）３２の列を含む。一例では、４つの変換器セル３２を有する。一例では、変換器セル３２は、それぞれリニア共振アクチュエータ（ＬＲＡ）である。一例では、変換器セル３２は、それぞれコイン型の変換器セルである。リニア共振アクチュエータについて図示および記載するが、変換器セル３２は、それぞれ、振動表面変換器セル（vibration surface transducer cell）または偏心回転質量（ＥＲＭ）モータであってもよい。

【0010】

変換器セル３２は、それぞれ実効値で約２Ｖの定格電圧を有する。それらの変換器セル３２は、同じ位相および振動数を有し、変換器セル３２の各々からの振動が、座席表面に適用される全振動に加えられる。一例では、変換器セル３２は、高いＧ力定格を有する。一例では、変換器セル３２は、約１．４ＧのＧ力定格を有する。

【0011】

一例では、変換器セル３２は、所望の振動警報を実現するようにワイヤ３４によって直列に接続される。別の例では、変換器セル３２は、所望の振動警報を実現するようにワイヤ３４によって並列に接続される。また変換器セル３２は、所望の振動警報を実現するようにワイヤ３４によって直列および並列の両方で接続されてもよい。変換器セル３２は特定の周波数の交流電圧を用いて、振動共振を発生させる。

【0012】

一例では、各変換器セル３２は、同じ位相および振動数を有する。変換器セル３２の振動警報が合算されて所望の振動警報を規定する。振動の加法的な性質は、変換器セル３２間の間隔の影響を受ける。振動の性質もまた、以下に記載する可撓性取付手段４４の減衰および補強の影響を受ける。一例では、振動警報は約１２Ｖである。一例では、振動警報は、約９Ｖ〜約１６Ｖである。

【0013】

変換器セル３２は、一片のファブリック３６の部位３６ａと部位３６ｂとの間に配置される。一例では、一片のファブリック３６は、ポリエステル織物である。一片のファブリック３６が折曲部３８に沿って折り重ねられて、部位３６ａ，３６ｂを画定する。図３に示すように、部位３６ａ，３６ｂがそれぞれ接着剤で固定されて、図４に示すように、それらの間に変換器セル３２を保持し、完全に封入する。一例では、接着剤はポリエステル接着剤である。

【0014】

振動警報パッチ３０は、薄く、可撓性を有しており、それにより成形クッション２０への直接の接着を可能にする。一例では、振動警報パッチ３０は、約Ｘ＋／−１ｍｍの厚さを有する。一例では、Ｘは約３ｍｍである。以下に説明するように、コントローラ６０に接続するようにワイヤ３５が振動警報パッチ３０から延在する。

【0015】

一例では、ワイヤ３４の代わりに、変換器セル３２が可撓性取付手段４４に取り付けられる。一例では、可撓性取付手段４４は、プリント回路である。一例では、可撓性取付手段４４は、ポリエステルシートである。一例では、取付手段４４は、デラウェア州ウィルミントンのデュポン社のＭｙｌａｒ（登録商標）である。

【0016】

別の例では、変換器セル３２は、パッチ内に封入される。一例では、パッチはゴムから形成される。パッチを使用することにより、変換器セル３２を乗員に近接するように配置することができる。

【0017】

マイクロコントローラ（図示せず）は、各変換器セル３２に対し所望のレベルの制御を行うように、モータ駆動回路を制御する複数の出力パルス幅変調比率信号(multiple output PWM percentages signals）を送出する（例えば、１７５Ｈｚ、実効値で２Ｖの交流信号を出力する）。この装置は複数の振動変換器配置と動作パターンを通して触覚振動を生成する。

【0018】

一例では、各変換器セル３２は、精密マイクロドライブ精密触覚Ｙ軸リニア共振アクチュエータ（Precision Microdrives Precision Haptic Y-Axis Linear Resonant Actuator）である。図５は、ワイヤ３４を含むリニア共振アクチュエータ（ＬＲＡ）を示す。

【0019】

図６は、図５の変換器セル３２の分解組立図を示す。変換器セル３２（リニア共振アクチュエータ）は、変換器セル３２の外郭を画定するモータカバー６８およびモータシャーシ７０を含む。モータカバー６８およびモータシャーシ７０内に収容されているのは、ウェーブスプリング７２、可動マス７４、ボイスコイル７６、および、ワイヤ３４が取り付けられた、開口部８４を含むフレキシブルプリント回路基板７８（ＰＣＢ）である。ボイスコイル７６は、プリント回路基板７８の開口部８４に収容される。可動マス７４は、ボイスコイルヨーク８０と、ＮｅＦｅＢネオジム磁石８２と、を含む。

【0020】

リニア共振アクチュエータは、ワイヤ３４を介した交流信号によって駆動される。ボイスコイル７６を通して励振される電流が磁場を生じさせ、それにより可動マス７４内のＮｅＦｅＢネオジム磁石８２をボイスコイル７６に反応させて、可動マス７４を移動させる。ウェーブスプリング７２の可動マス７４との接触により振動を生み出す共鳴効果を生じさせる。

【0021】

一例では、各変換器セル３２、すなわち図５，６のリニア共振アクチュエータは次のパラメータを有する。

【0022】

【表1】

【0023】

図７は、２つの成形凹部２８と、各成形凹部２８内に配置された振動警報パッチ３０と、を含んだクッション２０の斜視図を示す。２つの成形凹部２８および２つの振動警報パッチ３０のみについて図示および記載したが、クッション２０の任意の位置または任意の形態に任意の数の振動警報パッチ３０を配置してもよい。マット５０がクッション２０のシート部２２の平坦な上面２４に配置される。マット５０は、通気を可能にする穴５２を含む。一例では、マット５０はポリエステルで形成される。

【0024】

図８は、外表面上の２つの振動警報パッチ３０の各々の上に配置された発泡樹脂５４の層を含んだクッション２０の斜視図を示す。発泡樹脂５４の層は、２つの振動警報パッチ３０を保護する追加のクッション性を提供するとともに、ドライバーが感じる２つの振動警報パッチ３０による不快感を防ぐ。一例では、発泡樹脂５４の各層はポリウレタン製である。一例では、発泡樹脂５４の層は、約Ｙ＋／−１ｍｍの厚さを有する。一例では、Ｙは５である。別の例では、２つの振動警報パッチ３０は、成形工程時にクッション２０の上面付近に埋め込まれ、発泡樹脂５４の層を必要としない。

【0025】

図９は、図８の線Ａ−Ａに沿って切断したクッション２０のサイドボルスタ２６の断面図を示す。成形凹部２８に振動警報パッチ３０を固定するように接着剤５６が用いられる。トリムカバー５８がクッション２０を覆うように配置されて、運転時にドライバーが着座する車の座席６４の外表面を提供する。

【0026】

図１に戻ると、ワイヤ３５が、振動警報パッチ３０とコントローラ６０との通信を可能にする。コントローラ６０はまた道路事象を検出するセンサ６２と連通する。一例では、車がレーンからはずれた場合、別の車が接近した場合、正面衝突が発生した場合、あるいは後方衝突が発生した場合に、道路事象が発生する。センサ６２が道路事象を検出したときに、信号がコントローラ６０に送信される。次いでコントローラ６０が、センサ６２からの信号に応答して振動警報パッチ３０に信号を送信する。コントローラ６０からの信号に応答して振動警報パッチ３０がクッション２０上で振動して、ドライバーが体感できる触覚信号およびフィードバックを提供し、ドライバーに道路事象を警告する。一例では、振動警報パッチ３０は、座席−乗員接触部で測定される約１７５Ｈｚの、５０ｍ／ｓ²を上回る加速度で振動する。複数の変換器セル３２を互いに離間させることにより、振動の感知が向上する。

【0027】

別の例では、複数の装置を作動させるようにコントローラ６０からの信号が任意の増幅器９０（図４に示す）によって増幅される。別の例では、コントローラ６０は、共鳴振動数を低下させるように低頻度の間隔で信号を送信しうる。

【0028】

図１０は、６個の振動警報パッチ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆを含む、クッション２０およびバックレスト６６を含んだ車の座席６４を示す。振動警報パッチ３０ａ，３０ｂは、それぞれ、２つのシートボルスタ２６のうちの一方に配置される。振動警報パッチ３０ｃは、２つのシートボルスタ２６の間のシート部２２に配置される。３つの振動警報パッチ３０ｄ，３０ｅ，３０ｆは、バックレスト６６に配置される。振動警報パッチ３０ｄ，３０ｅは、それぞれ、シートボルスタ２６上の振動警報パッチ３０ａ，３０ｂと揃えられる。振動警報パッチ３０ｆは、振動警報パッチ３０ｃと揃えられる。図１０は振動警報パッチ３０の一例の形態または配置を示す。一方、振動警報パッチ３０は任意の形態に配置してもよい。

【0029】

上記の記載は本発明の原理の例示に過ぎない。上記の教示に照らして多くの修正および変形が可能である。したがって、特に記載した実施例を用いることなく付記の特許請求の範囲内で本発明が実施されうることを理解されたい。そのため、本発明の真の範囲および内容を決定すべく以下の特許請求の範囲を検討すべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】