特開 2022-110553 車両用シート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022110553

(43)【公開日】2022-07-29

(54)【発明の名称】車両用シート

(51)【国際特許分類】

   B60N 3/00 20060101AFI20220722BHJP

   A47C 7/62 20060101ALI20220722BHJP

   B60N 2/90 20180101ALI20220722BHJP

   A61H 7/00 20060101ALI20220722BHJP

【ＦＩ】

B60N3/00 Z

A47C7/62 Z

B60N2/90

A61H7/00 323U

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021006034

(22)【出願日】2021-01-18

(71)【出願人】

【識別番号】000133098

【氏名又は名称】株式会社タチエス

(71)【出願人】

【識別番号】304026696

【氏名又は名称】国立大学法人三重大学

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】吉田 優海

(72)【発明者】

【氏名】山川 拓巳

(72)【発明者】

【氏名】早川 聡一郎

(72)【発明者】

【氏名】池浦 良淳

【テーマコード（参考）】

3B084

3B087

3B088

4C100

【Ｆターム（参考）】

3B084JC13

3B087DE10

3B088CA13

4C100AF02

4C100BB03

4C100CA06

4C100DA06

(57)【要約】

【課題】部品点数の増加させることなく、低コストに、乗員の疲労を低減可能な技術を提供する。
【解決手段】姿勢変化機構とは別にセンサを用意することなく、姿勢変化機構の動作制御で乗員毎の腰椎や胸椎の位置を推定する。姿勢変化機構は、背面支持機構と、背面支持機構の上下方向の位置を移動させることが可能な第１モータと、背面支持機構の前後方向の位置を移動させることが可能な第２モータと、含む。背面支持機構の上下方向の位置を第１モータにより変化させながら、各上下方向の位置において背面支持機構の前方向の位置を第２モータにより変化させて所望の抵抗となった時の第２モータの回転回数の値を比較して、乗員の腰椎の位置を推定する。胸椎の位置は、腰椎の位置から演算により求める。各位置の推定結果に基づいて姿勢変化機構の位置を設定し、姿勢変化機構を用いて乗員に疲労低減効果を与える。
【選択図】図１３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シートクッションと、
前記シートクッションに連結されたシートバックと、を備え、
前記シートバックは、姿勢変化機構を含み、
前記姿勢変化機構は、
背面支持機構と、
前記背面支持機構の上下方向の位置を移動させることが可能な第１モータと、
前記背面支持機構の前後方向の位置を移動させることが可能な第２モータと、含み、
前記背面支持機構の上下方向の位置を前記第１モータにより変化させながら、各上下方向の位置において前記背面支持機構の前方向の位置を前記第２モータにより変化させて所望の抵抗となった時の前記第２モータの回転回数の値を比較して、乗員の腰椎部の位置を推定する、
車両用シート。

【請求項2】

請求項１において、
前記第２モータの回転回数の値が最も大きい前記背面支持機構の上下方向の位置を乗員の腰椎部と推定する、車両用シート。

【請求項3】

請求項２において、
前記第２モータの回転回数の値が最も大きい前記背面支持機構の上下方向の位置から演算を行い、乗員の胸椎部を推定する、車両用シート。

【請求項4】

請求項１において、
前記第１モータの回転回数の値を検出する第１ホールＩＣと、
前記第２モータの回転回数の値を検出する第２ホールＩＣと、
前記第１ホールＩＣ及び前記第２ホールＩＣに接続された中央処理装置と、を含み、
前記中央処理装置は、前記背面支持機構の上下方向の各位置の前記第２モータの回転回数の値を比較して、乗員の腰椎の位置を推定する、車両用シート。

【請求項5】

請求項４において、
前記第１モータ及び前記第２モータに接続されたモータドライバを含み、
前記モータドライバは、前記中央処理装置から制御に基づいて、前記第１モータ及び前記第２モータの回転制御を行う、車両用シート。

【請求項6】

請求項３において、
疲労軽減システムを有し、
前記疲労軽減システムは、
前記推定された腰椎の位置に前記背面支持機構の位置を設定する第１疲労軽減モードと、
前記推定された胸椎の位置に前記背面支持機構の位置を設定する第２疲労軽減モードと、を含み、
前記第１疲労軽減モード及び前記第２疲労軽減モードにおいて、前記背面支持機構の前後方向の位置を前記第２モータよって所定時間毎に変更させる、車両用シート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は車両用シートに関し、特に、マッサージ機能を有する車両用シートに適用して有効な技術に関する。

【背景技術】

【0002】

利用者の体格を自動的に検知して適正位置でのマッサージを行うことができるマッサージ装置として、特開２００３－３８５９９号公報の提案がある。また、シート着座者からの設定に応じてマッサージの強度を切替え可能な車両用マッサージシートとして、特開２００６－１９８３０７号公報の提案がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－３８５９９号公報

【特許文献2】特開２００６－１９８３０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、利用者の体格を自動的に検知するために、シート状の圧力センサ（体格検知センサ）を座面に搭載し、背部荷重分布から利用者の体格を推定し、マッサージ駆動部としてのローラのマッサージ位置を決定して、ローラの位置を利用者にとっての適正位置となるように移動している。このため、マッサージ駆動部としてのローラ以外に、体格検知センサが必要なため、部品点数の増加につながる。

【0005】

特許文献２では、車両用シートの乗員の背面～腰部の広範囲にエアユニットなどのマッサージ機構が搭載されている。このため、部品点数が多く、制御も複雑となるためコストがかかる。

【0006】

本発明の目的は、部品点数の増加させることなく、低コストに、乗員の疲労を低減可能な技術を提供することにある。

【0007】

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。

【0009】

すなわち、姿勢変化機構とは別にセンサを用意することなく、姿勢変化機構の動作制御で乗員毎の腰椎の位置や胸椎の位置を推定する。そして、各位置の推定結果に基づいて姿勢変化機構の位置を設定し、姿勢変化機構を用いて乗員に疲労低減効果を与える。

【発明の効果】

【0010】

上記車両用シートによれば、部品点数の増加させることなく、低コストに、乗員の疲労を低減させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は実施例に係る車両用シートの斜視図である。

【図2】図２は実施例に係る車両用シートのシートバックフレームの斜視図である。

【図3】図３は図２のランバーサポート部、駆動部及び駆動伝達部の構成例を示す図である。

【図4】図４は駆動伝達部を説明する平面図である。

【図5】図５はワイヤＢ６２をワイヤＡ６１に対して下側に摺動させて保持している状態を示す図である。

【図6】図６はワイヤＢ６２をワイヤＡ６１に対して上側に摺動させて保持している状態を示す図である。

【図7】図７は樹脂プレート６３がウレタンパッド３８を下方で前方に押出している状態を示す図である。

【図8】図８は樹脂プレート６３がウレタンパッド３８を上方で前方に押出している状態を示す図である。

【図9】図９は実施例に係る制御システムの回路構成例を説明するブロック図である。

【図10】図１０は車両用シートに着座した乗員ＰＥの胸椎及び腰椎の位置を推定する方法について説明する図である。

【図11】図１１は領域３Ｐ１～３Ｐ３のウレタンパッド３８を背面支持機構６３で押した場合について説明する図である。

【図12】図１２は推定システムの動作フローを示す図である。

【図13】図１３は図１２の動作フローにおける背面支持機構６３の動作を説明する図である。

【図14】図１４は図１２の動作フローに続く推定システムの動作フローを示す図である。

【図15】図１５は第１疲労低減モードを説明する図である。

【図16】図１６は第２疲労低減モードを説明する図である。

【図17】図１７は疲労軽減システムの動作フローを説明する図である。

【図18】図１８は変形例に係る疲労軽減システムの動作パターンを説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0013】

なお、開示はあくまで一例にすぎず、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。また、図面において、矢印前は車両の前方を示し、矢印後は車両の後方を示し、矢印左は車両の左側方を示し、矢印右は車両の右側方を示し、矢印上は車両の上方を示し、矢印下は車両の下方を示している。また、以下の説明においては、特別に断らない限り、前、後や上、下、左、右については、車両に対しての前、後や上、下、左、右を意味するものとする。

【実施例0014】

図１は、実施例にかかる車両用シートを示す斜視図である。

【0015】

車両用シート１は、搭乗者が着座するシートクッション２、シートクッション２に着座した搭乗者が背中をもたれ掛けるシートバック３、搭乗者の頭部を支えるヘッドレスト４、サイドサポート５を備えている。シートバック３は、リクライニング機構によってシートクッション２に傾倒可能に連結されている。シートクッション２の側面に設けられた２１は、後述するランバーサポート部６０の前後方向の位置を調整する前後方向調整用スイッチであり、２２はランバーサポート部６０の上下方向の位置を調整する上下方向調整用スイッチである。

【0016】

図２は、シートバック３の表側（着座した搭乗者の背中が接する側の面）の表皮やウレタンパッドなどの部材を取外した状態のシートバックフレームの斜視図を示している。３１は左側バックサイドフレーム、３２は右側バックサイドフレームである。３３は上部バックサイドフレーム、３５はアッパーパネル、３６はローアーパネルで、それぞれ左側バックサイドフレーム３１と右側バックサイドフレーム３２とに接続している。３４はヘッドレスト４から延びる一対のステーを支持する支持部であって、上部バックサイドフレーム３３に溶接により固定されている。

【0017】

６０はランバーサポート部、７０はランバーサポート部の駆動部、７１は駆動伝達部である。また、６１２は、ランバーサポート部６０を構成する軸の端部である。

【0018】

図３は、図２のＢ－Ｂ方向を見た場合の拡大図に対応し、ランバーサポート部６０、ランバーサポート部の駆動部７０、駆動伝達部７１の構成例を示す図である。駆動部７０はギアヘッドが取付けられた電動モータ（図９の７０１）で構成されており、右側バックサイドフレーム３２に固定されている。７２は駆動部７０の出力軸であり、駆動伝達部７１の内部で駆動部ギア７３が固定されている。

【0019】

７４はセクターギアで、駆動部ギア７３と噛合っている。セクターギア７４は、軸７５で右側バックサイドフレーム３２と駆動伝達部７１に回動自在に支持されている。駆動部７０は、出力軸７２に固定された駆動部ギア７３を正転又は逆転させることにより、セクターギア７４を搖動させる。セクターギア７４には、軸７５から離れた部分(偏芯した部分)に、ランバーサポート部６０を構成するワイヤＡ６１の端部が固定されている。

【0020】

図４は、図３のＣ－Ｃ方向を見た場合の拡大図に対応し、駆動伝達部７１を説明する平面図である。セクターギア７４と駆動部ギア７３とは噛合った状態になっている。セクターギア７４は、円形歯車のうち駆動部ギア７３との噛合いに必要な部分を残して、一部を切り取った形状をしている。駆動部ギア７３を固定したモータの出力軸７２と、セクターギア７４を取付けた軸７５とは、それぞれ駆動伝達部７１に回動自在に支持されている。

【0021】

駆動伝達部７１には、セクターギア７４に偏心して固定されたワイヤＡ６１をガイドするための溝７６が形成されている。溝７６は、ワイヤＡ６１がセクターギア７４を支持する軸７５に対して搖動する軌跡に合わせた形状に形成されている。

【0022】

図３に戻って、ランバーサポート部６０は、ワイヤＡ６１、ワイヤＡ６１にブロック６４で左右２か所をサポートされているワイヤＢ６２、ワイヤＢに固定された樹脂プレート６３、ワイヤＡに固定されてワイヤＢ６２を上下方向に駆動する上下駆動部６５を備えている。ブロック６４はワイヤＡ６１に固定され、ワイヤＢ６２を摺動可能に支持している。

【0023】

ワイヤＡ６１の左側の端部は、駆動伝達部７１に形成された溝７６を通ってセクターギア７４に固定されている。ワイヤＡ６１の右側の端部付近は６１１の部分で一旦折り曲げられて、再度折り曲げられた部分の端部６１２が左側バックサイドフレーム３１に回動自在に支持されている。端部６１２は、中心軸がセクターギア７４を支持する軸７５の中心軸と一致するように形成されている。

【0024】

ランバーサポート部６０をこのように構成することにより、シートクッション２のサイド部分に設けられた前後方向調整用スイッチ２１を操作して駆動部７０を駆動させて出力軸７２をある角度だけ回動させることにより、出力軸７２に固定した駆動部ギア７３でセクターギア７４を、軸７５を中心に回動させる。セクターギア７４が回動することにより、セクターギア７４に端部が固定されたワイヤＡ６１がセクターギア７４の軸７５を中心に駆動伝達部７１に形成された溝７６に沿って搖動する。

【0025】

ワイヤＡ６１が溝７６に沿って搖動することにより、ワイヤＢ６２に固定された樹脂プレート６３がセクターギア７４の軸７５を中心に搖動して、樹脂プレート６３の前後方向(図３において、紙面に垂直な方向)の位置が変化する。これにより、シートバック３の表側（車両用シート１に着座した搭乗者の背中が接する側の面）の部材(例えば表皮で覆われたウレタンパッド)を介して着座した搭乗者の背中への押付量を変えて、押付力を増したり、又は減らしたりすることができる。

【0026】

ここで、ワイヤＢ６２は、ワイヤＡ６１に固定された一対のブロック６４によりガイドされ、上下駆動部６５で駆動されて、ワイヤＡ６１に対して上下方向(図３において上下方向)に移動可能に構成されている。ワイヤＡ６１に対してワイヤＢ６２を上下させることにより、樹脂プレート６３の上下方向の位置を変えることができる。これにより、シートバック３の表側（車両用シート１に着座した搭乗者の背中が接する側の面）の部材(例えば表皮で覆われたウレタンパッド)を介して着座した搭乗者の背中を押付ける位置を、上下方向(高さ方向)に調整することができる。

【0027】

図５及び図６は、図１の車両用シート１のＡ－Ａ方向を見た場合の断面図に対応している。図５はワイヤＢ６２をワイヤＡ６１に対して下側に摺動させて保持している状態を示す図である。図６はワイヤＢ６２をワイヤＡ６１に対して上側に摺動させて保持している状態を示す図である。図５及び図６において、ワイヤＢ６２はワイヤＡ６１に固定されたブロック６４に上下方向に摺動自在に保持されている。また、ワイヤＡ６１には、ワイヤＢ６２を上下方向に駆動する上下駆動部６５が取付けられている。上下駆動部６５は、減速機付きモータ６９の出力軸６７に歯車６６が固定されて取付けられている。一方、ワイヤＢ６２には、歯車６６と噛合う平歯車６８が形成されており、歯車６６と平歯車６８とで、ラックとピニオンを構成している。

【0028】

ワイヤＡ６１とワイヤＢ６２とをこのような構成とすることにより、シートクッション２のサイド部分に設けられた上下方向調整用スイッチ２２を操作してワイヤＡ６１の側に固定された上下駆動部６５の減速機付きモータ６９を駆動して歯車６６を図６の矢印の方向に回転させることにより、ワイヤＢ６２はワイヤＡ６１固定されたブロック６４でガイドされて、ワイヤＡ６１に対して上昇する。また、減速機付きモータ６９を逆回転させることにより、ワイヤＢ６２をワイヤＡ６１に対して下降させて、ワイヤＡ６１とワイヤＢ６２との位置関係を、図６の状態から図５の状態に変えることができる。

【0029】

図７は樹脂プレート６３がウレタンパッド３８を下方で前方に押出している状態を示す図である。図８は樹脂プレート６３がウレタンパッド３８を上方で前方に押出している状態を示す図である。図７は樹脂プレート６３が下方に位置して前方に突き出てウレタンパッド３８を前方に押出している押出状態で、ランバーサポート部６０が図５に示したような状態に対応する。この状態では、ウレタンパッド３８と表皮３７を介して、車両用シート１に着座した搭乗者の腰部を押すことになる。

【0030】

一方、図８は、樹脂プレート６３が図７の状態と比べて上方に位置して前方に突出てウレタンパッド３８を前方に押出している押出状態で、ランバーサポート部６０が図６に示したような状態に対応する。この状態では、ウレタンパッド３８と表皮３７を介して、車両用シート１に着座した搭乗者の腰部よりも上の部分を押すことになる。

【0031】

これら樹脂プレート６３の高さ方向（上下方向）の位置と前後方向の位置は、前後方向調整用スイッチ２１と上下方向調整用スイッチ２２とを操作することで、高さ方向の位置と前後方向の位置とをそれぞれに調整することができる。

【0032】

本発明では、図１～図８で説明した車両用シート１を用いて、乗員に疲労低減効果を与える。以下の説明において、姿勢変化機構１１０は、例えば、ランバーサポート部６０、駆動部７０、駆動伝達部７１により構成されているものとする。また、背面支持機構（６３）は例えば樹脂プレート６３に対応し、支持変化機構（６５）は例えばモータ６９を内蔵する上下駆動部６５に対応し、押出量調整モータ（７０１）は例えば駆動部７０に内蔵された電動モータに対応するものとする。

【0033】

図９は、実施例に係る制御システムの回路構成例を説明するブロック図である。制御システム１００は、乗員の胸椎の位置と腰椎の位置を推定する推定システム（第１システムとも言う）と、疲労低減効果を乗員に与える疲労低減システム（第２システムとも言う）の２つの機能を有する。

【0034】

制御システム１００は、車両用シート１に設けられており、姿勢変化機構１１０と、姿勢変化機構１１０の動作を制御する制御部１２０と、制御部１２０に接続された複数のスイッチ２１、２２、２３、２４などを含む。

【0035】

姿勢変化機構１１０は、背面支持機構６３を上下方向に移動させることが可能なモータ（ＭＴ）６９と、背面支持機構６３を前後方向に移動させることが可能な押出量調整モータ７０１と、を含む。姿勢変化機構１１０は、さらに、モータ６９の回転回数などの作動量を検出するセンサとしてのホールＩＣ（ＨＩＣ）８０、押出量調整モータ（ＭＴ）７０１の回転回数などの作動量を検出するセンサとしてのホールＩＣ（ＨＩＣ）８１と、を含む。減速機付きモータ６９は第１モータと、押出量調整モータ（ＭＴ）７０１は第２モータということもできる。ホールＩＣ（ＨＩＣ）８０は第１ホールＩＣと、ホールＩＣ（ＨＩＣ）８１は第２ホールＩＣということができる。

【0036】

制御部１２０は、シートＥＣＵ（電子制御ユニット）であり、モータ６９、７０１を駆動するモータドライバＭＤＲと、中央処理装置ＣＰＵとを含む。モータドライバＭＤＲは、モータ６９、７０１とハーネスにより電気的に接続されている。モータドライバＭＤＲは、中央処理装置ＣＰＵから制御に基づいて、各モータ６９、７０１の回転制御を、ＰＷＭ（パルス幅変調：pulse width modulation）を用いて制御を行う。中央処理装置ＣＰＵは、中央処理装置を内蔵するデータ処理装置の総称であり、ＨＩＣ８０，８１により検出または測定された各モータ６９、７０１の回転回数のデータ（値）を受信し、中央処理装置ＣＰＵに内蔵されるメモリ回路に格納する。中央処理装置ＣＰＵは、メモリ回路に格納した複数の回転回数のデータに基づいてデータ処理を実施し、例えば、データ処理結果に基づいてモータドライバＭＤＲを制御する。中央処理装置ＣＰＵは、ＨＩＣ８０，８１とハーネスにより電気的に接続されている。中央処理装置ＣＰＵは、バッテリのような電源（ＰＷＲ）９１に接続されて、ＰＷＲ９１から動作電源を供給される。中央処理装置ＣＰＵは、また、車両に設けられた他のＥＣＵ９２とハーネスにより電気的に接続されて、通信を行うことができるように構成されている。

【0037】

モータドライバＭＤＲと中央処理装置ＣＰＵとは、さらに、リクライニング機構の電動モータ、リフト機構の電動モータ、チルト機構の電動モータ、スライド機構の電動モータ、各種センサ等を含むシートモータ＆センサ９３に電気的に接続されている。車両用シート１は、図１には図示されないが、リクライニング機構の電動モータ、リフト機構の電動モータ、チルト機構の電動モータ、スライド機構の電動モータ、各種センサを有している。

【0038】

スイッチ２１はモータ７０１の前後方向の押出量を手動で調整するための前後方向調整用スイッチであり、スイッチ２２はモータ６９の上下方向の高さを手動で調整するための上下方向調整用スイッチである。

【0039】

スイッチ２３は、制御システム１００を推定システムおよび疲労軽減システムとして動作させるか否かを制御する動作モード切り替えスイッチである。スイッチ２３のオン状態は、制御システム１００を推定システムおよび疲労軽減システムとして動作させることを指示する。一方、スイッチ２３のオフ状態は、乗員がスイッチ２１，２２を用いて姿勢変化機構１１０を手動で操作することを可能とする。

【0040】

スイッチ２４は、疲労軽減システムの動作モードを切り替えスイッチである。疲労軽減システムでは、後述するように、腰椎位置に背面支持機構６３の支持位置を設定するＳ字姿勢モード（第１疲労軽減モード）と、胸椎位置に背面支持機構６３の支持位置を設定するＣ字姿勢モード（第２疲労軽減モード）と、を選択することができる。スイッチ２４のオン状態（第１状態）及びオフ状態（第２状態）により、Ｓ字姿勢モードとＣ字姿勢モードとが選択できるように構成されている。

【0041】

ＬＥＤ２５は、例えば、複数個の発光ダイオード（light emitting diode）から構成されている。ＬＥＤ２５は、中央処理装置ＣＰＵに接続され、中央処理装置ＣＰＵからの信号に基づいて制御システム１００の動作モードを点灯や非点灯の組み合わせによって表示することができる。

【0042】

次に、制御システム１００が、乗員の胸椎・腰椎の位置を推定する推定システムとして動作する場合ついて説明する。人間は、頭側から頚椎（けいつい）７個、胸椎（きょうつい）１２個、腰椎（ようつい）５個の骨から構成されて、その下に、仙椎（せんつい）、尾骨（びこつ）があるものとする。

【0043】

スイッチ２３がオン状態とされると、制御システム１００では、まず、推定システムに係る推定プログラムが起動されて中央処理装置ＣＰＵにより実行され、乗員の胸椎・腰椎の位置が推定される。推定システムによる推定が完了した後、推定システムから疲労軽減システムへ制御システム１００のシステム動作が切り替わる。疲労軽減システムでは、疲労軽減システムに係る疲労軽減プログラムが起動されて中央処理装置ＣＰＵにより実行される。

【0044】

推定システムが起動されると、支持変化機構６５の上下支持位置は、初期状態である最下段へ移動する。これにより、背面支持機構６３も、最下段の状態となる。押出量調整モータ７０１を基準位置(Ｎ状態ともいう)から一定トルクで一定時間（例えば、３～５秒)駆動させて、背面支持機構６３を前方側へ押し出すように移動させ、その間のモータ７０１の回転回数をホールＩＣ８１で検出し、中央処理装置ＣＰＵにより内蔵のメモリ回路などに記録する。

【0045】

次に、背面支持機構６３の上下支持位置を支持変化機構６５によって一定間隔（例えば、１０～２５ｍｍ程度）で上側へ移動させ、すべての支持位置で押出量調整モータ７０１を上記と同条件で駆動し、モータ７０１の回転回数のデータ（値）を中央処理装置ＣＰＵにより記録する。

【0046】

すべての支持位置で記録したモータ７０１の回転回数の複数のデータを中央処理装置ＣＰＵにより比較する。これにより、中央処理装置ＣＰＵは、モータ７０１の回転回数が最も多い支持位置を腰椎部と推定する。胸椎部はモータ７０１の回転回数が最も多い支持位置を例えば後述される式１に代入し算出した位置を胸椎部と推定する。

【0047】

次に、疲労軽減システムについて説明する。

【0048】

疲労軽減システムでは、推定システムの推定結果に基づいて、背面支持機構６３の支持位置を設定する。スイッチ２４のオン状態により、疲労軽減システムの動作モードとしてＳ字姿勢モードが指定された場合、推定した腰椎位置に背面支持機構６３の支持位置を設定する。スイッチ２４のオフ状態により、疲労軽減システムの動作モードとしてＣ字姿勢モードが指定された場合、推定した胸椎位置に背面支持機構６３の支持位置を設定する。Ｓ字姿勢モード及びＣ字姿勢モードにおいて、一定時間（例えば、５～３０分）毎に背面支持機構６３の押出量を基準位置(Ｎ状態とも言う)と押出量最大へ交互に変化させるように制御するのか好ましい。

【0049】

（推定システム）
次に、乗員の胸椎・腰椎の位置の推定方法について説明する。

【0050】

着座時の車両用シート１に対する胸椎及び腰椎の高さ方向の位置は乗員の体格によって異なるので、疲労軽減システムを効果的に動作させるためには、乗員各自の胸椎及び腰椎の位置を比較的正確に推定する必要がある。人体の特性として立位・座位問わず、生理的湾曲により腰椎部は前弯している。なお、座位の場合、臀部がシート背面に接地するよう深く着座する必要がある。

【0051】

図１０は、車両用シートに着座した乗員ＰＥの胸椎及び腰椎の位置を推定する方法について説明する図である。図１０には、車両用シート１のシートバック３およびシートクッション５に着座した乗員ＰＥの概念的な図が描かれており、シートバック３のウレタンパッド３８と乗員ＰＥの背部ＰＢが拡大図として示されている。ウレタンパッド３８において、背部ＰＢとの接触部分はその硬度が一定であるものとする。

【0052】

図１０の拡大図において、３Ｐ１は第１腰椎部～胸椎部の領域を示している。この領域３Ｐ１の特徴は、領域３Ｐ１に対応するウレタンパッド３８を背部ＰＢの方向へ押した場合、乗員ＰＥの脊椎はやや可動しにくい。３Ｐ２は第２～４腰椎部の領域を示している。この領域３Ｐ２の特徴は、領域３Ｐ２に対応するウレタンパッド３８を背部ＰＢの方向へ押した場合、乗員ＰＥの脊椎は可動しやすい。３Ｐ３は第５腰椎部～骨盤部の領域を示している。この領域３Ｐ３の特徴は、領域３Ｐ３に対応するウレタンパッド３８を背部ＰＢの方向へ押した場合、乗員ＰＥの脊椎はやや可動しにくい。乗員の胸椎・腰椎の位置の推定方法では、これらの特徴を利用する。

【0053】

図１１は、領域３Ｐ１～３Ｐ３のウレタンパッド３８を背面支持機構６３で押した場合について説明する図である。図１１では、一定の出力（所望の出力）で一定時間、背面支持機構６３を押出した時、支持する部位である領域３Ｐ１～３Ｐ３により、背面支持機構６３の押出量が異なり、脊椎が可動しやすい領域３Ｐ２（第２～４腰椎部の領域）が押出量も大きくなる。この特性を利用して、乗員の第２～４腰椎部の位置を探索する。

【0054】

領域３Ｐ１を押出した時、乗員ＰＥの脊椎は可動しにくい。抵抗が大きいので３秒間の支持押出量(押出量調整モータ７０１の回転回数の値)は小さくなる。

【0055】

領域３Ｐ２を押出した時、乗員ＰＥの脊椎が可動しやすい。抵抗が小さいので３秒間で支持押出量(押出量調整モータ７０１の回転回数の値)が最も大きくなる。

【0056】

領域３Ｐ３を押出した時、乗員ＰＥの脊椎はやや可動しにくい。抵抗が大きいので３秒間の支持押出量(押出量調整モータ７０１の回転回数の値)は小さくなる。

【0057】

次に、乗員の胸椎・腰椎の位置を推定する推定システムの動作フローを説明する。図１２は、推定システムの動作フローを示す図である。図１３は、図１２の動作フローにおける背面支持機構６３の動作を説明する図である。図１４は、図１２の動作フローに続く推定システムの動作フローを示す図である。

【0058】

図１２に示すように、スイッチ２３がオン状態にされると、まず、推定システムの処理が開始される。

【0059】

ステップＳ１：次に、スイッチ２４のオン状態及びオフ状態が確認される。これにより、疲労軽減システムの選択モードがＳ字姿勢モードに切り替えられているかを判定する。Ｓ字姿勢モードに切り替えられている場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ２へ移行する。Ｃ字姿勢モードに切り替えられている場合（Ｎｏ）、ステップＳ３へ移行する。

【0060】

ステップＳ２：中央処理装置ＣＰＵに設けられたモードフラグ（mode flag)に、”０”を設定する（Ｓ字姿勢モードを指定）。そして、ステップＳ４へ移行する。

【0061】

ステップＳ３：中央処理装置ＣＰＵに設けられたモードフラグ（mode flag)に、”１”を設定する（Ｃ字姿勢モードを指定）。そして、ステップＳ４へ移行する。

【0062】

ステップＳ４：背面支持機構６３の押出量が０ｍｍ（Ｎ状態）か否かを判定する。背面支持機構６３の押出量が０ｍｍの場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ６へ移行する。背面支持機構６３の押出量が０ｍｍでない場合（Ｎｏ）、ステップＳ５へ移行する。

【0063】

ステップＳ５：押出量調整モータ７０１を調整し、背面支持機構６３の押出量が０ｍｍとなるよう設定する。その後、ステップＳ６へ移行する。

【0064】

ステップＳ６：支持変化機構６５の支持位置が最下段（Ｂ１００）か否かを判定する。つまり、背面支持機構６３の位置が最下段か否かを判定する。支持変化機構６５の支持位置が最下段（Ｂ１００）の場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ８へ移行する。支持変化機構６５の支持位置が最下段（Ｂ１００）でない場合（Ｎｏ）、ステップＳ７へ移行する。

【0065】

ステップＳ７：モータ６９を回転させて、支持変化機構６５の支持位置を最下段（Ｂ１００）に移動させる。これにより、背面支持機構６３の位置が最下段にされる。この状態は、図１３のＳ７に示されている。その後、ステップＳ８へ移行する。

【0066】

ステップＳ８：押出量調整モータ７０１を一定出力で一定時間（ここでは、３秒から５秒間）駆動する。これにより、図１３のＳ８に示されるように、背面支持機構６３を領域３Ｐ３に押し付ける動作が実施される。この動作では、ウレタンパッド３８を背面支持機構６３で押した場合の背面支持機構６３の抵抗が所定のしきい値となるまで押出量調整モータ７０１を回転させる。その後、ステップＳ９へ移行する。

【0067】

ステップＳ９：背面支持機構６３の抵抗が所定のしきい値となるまで押し出した時にホールＩＣ８１で検出された押出量調整モータ７０１の値(回転回数)を中央処理装置ＣＰＵで記録する。その後、ステップＳ１０へ移行する。

【0068】

ステップＳ１０：押出量調整モータ７０１を駆動し、背面支持機構６３の押出量を０ｍｍ（Ｎ状態)に設定する。この状態は、図１３のＳ１０に示される。その後、ステップＳ１１へ移行する。

【0069】

ステップＳ１１：支持変化機構６５の支持位置が最上段（Ｂ１８０）か否かを判定する。つまり、背面支持機構６３の位置が最上段か否かを判定する。支持変化機構６５の支持位置が最上段（Ｂ１８０）の場合（Ｙｅｓ）、図１４のステップＳ２０へ移行する。支持変化機構６５の支持位置が最上段（Ｂ１８０）でない場合（Ｎｏ）、ステップＳ１２へ移行する。

【0070】

ステップＳ１２：モータ６９を回転させて、支持変化機構６５の支持位置を例えば２０ｍｍ上方へ移動させる。この状態は、図１３のＳ１２に示される。上方向の移動間隔または下方向の移動間隔は、例えば、１０ｍｍ～２５ｍｍの範囲で任意に設定可能である。

【0071】

ステップＳ１２の後、支持変化機構６５の支持位置が最上段（Ｂ１８０）になるまで、ステップＳ８～Ｓ１２が繰り返される。

【0072】

次に、図１４の動作フローを説明する。ここでは、ステップＳ９で記録した各支持位置におけるホールＩＣ８１の検出した押出量調整モータ７０１の回転回数の値から、乗員各自の胸椎・腰椎の位置を推定する。図１４の動作フローでは、記録した支持位置毎の押出量調整モータ７０１の回転回数の値が中央処理装置ＣＰＵによって比較される。Ｓ字姿勢または腰部の支持を引いてＣ字姿勢を与える場合、押出量調整モータ７０１の最も回転回数が大きい位置に背面支持機構６３の支持位置を設定する。背部の支持を押してＣ字姿勢を与える場合は、以下の（式１）を用いた演算により導出される位置に背面支持機構６３の支持位置を設定する。この演算は、中央処理装置ＣＰＵにより行われる。

【0073】

Ｃ字姿勢モード時の背面支持機構６３の支持位置
＝１９０＋（Ｘ－１００)・・・（式１）
ここで、Ｘは、Ｂ１００～Ｂ１８０の内のモータ回転数が最も高かった位置である。なお、Ｂ１００～Ｂ１８０は、支持変化機構６５の支持位置を表す値であり、支持変化機構６５の支持位置の最下段をＢ１００（基準位置）として表しており、支持変化機構６５の支持位置を最下段から上側に距離Ｌｍｍ移動させた場合、Ｂ（１００＋Ｌ）として表すものとする。また、Ｂ１００及びＢ１８０は、腰椎の位置を推定する場合において、支持変化機構６５の支持位置を最下段と最上段とを表すものとしている。

【0074】

以下、図１４の各ステップを説明する。

【0075】

ステップＳ２０：ホールＩＣ８１により検出した押出量調整モータ７０１の回転回数の値、すなわち、背面支持機構６３の押出量（移動量）の最大の支持位置が、最下段（Ｂ１００）か否を判定する。押出量（移動量）の最大の支持位置が最下段（Ｂ１００）の場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ２１へ移行する。押出量（移動量）の最大の支持位置が最下段（Ｂ１００）でない場合（Ｎｏ）、ステップＳ２４へ移行する。

【0076】

ステップＳ２１：モードフラグ（mode flag)が”０”か否かを判定する（Ｓ字姿勢モードか否かを判定）。Ｙｅｓの場合（Ｓ字姿勢モード）、ステップＳ２２へ移行する。Ｎｏの場合（Ｃ字姿勢モード）、ステップＳ２３へ移行する。

【0077】

ステップＳ２２：背面支持機構６３の支持位置を最下段（Ｂ１００）へ設定し、処理を終了する。

【0078】

ステップＳ２３：背面支持機構６３の支持位置をＢ２９０へ設定し、処理を終了する。

【0079】

ステップＳ２４：ホールＩＣ８１により検出した押出量調整モータ７０１の回転回数の値、すなわち、背面支持機構６３の押出量（移動量）の最大の支持位置が、Ｂ１２０か否を判定する。押出量（移動量）の最大の支持位置がＢ１２０の場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ２５へ移行する。押出量（移動量）の最大の支持位置がＢ１２０でない場合（Ｎｏ）、ステップＳ２７へ移行する。

【0080】

ステップＳ２５：モードフラグ（mode flag)が”０”か否かを判定する（Ｓ字姿勢モードか否かを判定）。Ｙｅｓの場合（Ｓ字姿勢モード）、ステップＳ２６へ移行する。Ｎｏの場合（Ｃ字姿勢モード）、ステップＳ２７へ移行する。

【0081】

ステップＳ２６：背面支持機構６３の支持位置をＢ１２０へ設定し、処理を終了する。

【0082】

ステップＳ２７：背面支持機構６３の支持位置をＢ３１０へ設定し、処理を終了する。

【0083】

ステップＳ２８：ホールＩＣ８１により検出した押出量調整モータ７０１の回転回数の値、すなわち、背面支持機構６３の押出量（移動量）の最大の支持位置が、Ｂ１４０か否を判定する。押出量（移動量）の最大の支持位置がＢ１４０の場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ２９へ移行する。押出量（移動量）の最大の支持位置がＢ１４０でない場合（Ｎｏ）、ステップＳ３２へ移行する。

【0084】

ステップＳ２９：モードフラグ（mode flag)が”０”か否かを判定する（Ｓ字姿勢モードか否かを判定）。Ｙｅｓの場合（Ｓ字姿勢モード）、ステップＳ３０へ移行する。Ｎｏの場合（Ｃ字姿勢モード）、ステップＳ３１へ移行する。

【0085】

ステップＳ３０：背面支持機構６３の支持位置をＢ１４０へ設定し、処理を終了する。

【0086】

ステップＳ３１：背面支持機構６３の支持位置をＢ３３０へ設定し、処理を終了する。

【0087】

ステップＳ３２：ホールＩＣ８１により検出した押出量調整モータ７０１の回転回数の値、すなわち、背面支持機構６３の押出量（移動量）の最大の支持位置が、Ｂ１６０か否を判定する。押出量（移動量）の最大の支持位置がＢ１６０の場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ３３へ移行する。押出量（移動量）の最大の支持位置がＢ１６０でない場合（Ｎｏ）、ステップＳ３６へ移行する。

【0088】

ステップＳ３３：モードフラグ（mode flag)が”０”か否かを判定する（Ｓ字姿勢モードか否か判定）。Ｙｅｓの場合（Ｓ字姿勢モード）、ステップＳ３４へ移行する。Ｎｏの場合（Ｃ字姿勢モード）、ステップＳ３５へ移行する。

【0089】

ステップＳ３４：背面支持機構６３の支持位置をＢ１６０へ設定し、処理を終了する。

【0090】

ステップＳ３５：背面支持機構６３の支持位置をＢ３５０へ設定し、処理を終了する。

【0091】

ステップＳ３６：モードフラグ（mode flag)が”０”か否かを判定する（Ｓ字姿勢モードか否か判定）。Ｙｅｓの場合（Ｓ字姿勢モード）、ステップＳ３７へ移行する。Ｎｏの場合（Ｃ字姿勢モード）、ステップＳ３５へ移行する。

【0092】

ステップＳ３７：背面支持機構６３の支持位置をＢ１８０へ設定し、処理を終了する。

【0093】

ステップＳ３８：背面支持機構６３の支持位置をＢ３７０へ設定し、処理を終了する。

【0094】

なお、変形例として、予め設定しておいたモータ回転回数に到達するまでにかかる時間を支持位置毎に記録し、それらの時間データを中央処理装置ＣＰＵによって比較する方法でも同様に胸椎・腰椎の位置を推定することは可能である。

【0095】

（疲労軽減システム）
疲労軽減システムは、モード切替用のスイッチ２３，２４を操作にすることにより、疲労軽減システムのオフ状態（通常のランバーサポートモード)、第１疲労低減モード(Ｎ状態→Ｓ字姿勢の切替)、第２疲労低減モード(Ｎ状態→Ｃ字姿勢の切替)の３モードの切り替えが可能である。切り替え可能なモード数は、３つに限らず、４つ以上(マッサージシステムへの切替等)もしくは２つ(いずれかのモードとのＯＮとＯＦＦの切り替えのみ)でも可能である。

【0096】

スイッチ２３をＯＦＦ状態からＯＮ状態にすると、以下が実施される。
１．背面支持機構６３をＮ状態に変更。
２．最適な支持位置の判定。
３．定期的（１分以上３０分未満）に姿勢変化機構を動作させ、乗員の着座姿勢を変化させる。姿勢パターンや動作間隔は選択するモードにより変化する。

【0097】

疲労軽減システムは、以下によって、オフ状態に切り替わり、自動でＮ状態へ戻る。
１．スイッチ２３がＯＮ状態からＯＦＦ状態へ操作されたとき。
２．中央処理装置ＣＰＵが車両のＥＣＵ９２から疲労軽減システムの停止信号を受け取ったとき。

【0098】

疲労低減モードがオン状態の時、姿勢変化機構１１０の支持強度は乗員が任意に調節可能である（標準設定の支持強度:最大)。疲労低減モードがオン状態の時、姿勢変化機構１１０の支持強度の手動調整は姿勢変化機構１１０が稼働状態（Ｓ字姿勢、Ｃ字姿勢)時のみ可能とする。疲労低減モードがオフ状態の時、通常のランバーサポートと同様スイッチ２１、２２を操作することで乗員の好みに合わせて支持位置と支持強度の調整が可能である。

【0099】

姿勢切替の動作パターンは以下の条件を満たすように設定可能である。
１．１つの姿勢の維持時間は５分以上３０分未満の所定時間とする。
２．同一姿勢を連続で設定しない。つまり、例えば、「Ｓ字姿勢を１５分、その後、Ｓ字姿勢を５分」の設定は不可能とされている。

【0100】

図１５は、第１疲労低減モードを説明する図である。図１６は、第２疲労低減モードを説明する図である。図１５及び図１６に示す動作パターンは、横軸が時間を示し、縦軸が支持押出量を示し、Ｎ状態からの押出量（Ｓ）とＮ状態からの引込量（Ｃ）とで示されている。

【0101】

図１５に示すように、第１疲労低減モードでは、Ｎ状態とＳ字姿勢とが切り替えられる。姿勢切替の動作パターンは、この例では、Ｎ状態（Ｎ）→Ｓ字姿勢（Ｓ）→Ｎ状態（Ｎ）→Ｓ字姿勢（Ｓ）→Ｎ状態（Ｎ）→Ｓ字姿勢（Ｓ）とされている。この例では、１サイクル（Ｎ状態（Ｎ）→Ｓ字姿勢（Ｓ））は３０分であり、Ｎ状態は１５分、Ｓ字姿勢は１５分とされている。

【0102】

図１６に示すように、第２疲労低減モードでは、Ｎ状態とＣ字姿勢とが切り替えられるが、Ｃ字姿勢は機構により変化し、例えば、乗員の肩甲骨付近を張出すＣ字姿勢１と、乗員の第三腰椎部付近を引込むＣ字姿勢２と、がある。以下の説明では、Ｃ字姿勢１とＣ字姿勢２とをＣ字姿勢として説明する。第２疲労低減モードでは、Ｎ状態とＣ字姿勢とが切り替えられる。姿勢切替の動作パターンは、この例では、Ｎ状態（Ｎ）→Ｃ字姿勢（Ｃ）→Ｎ状態（Ｎ）→Ｃ字姿勢（Ｃ）→Ｎ状態（Ｎ）→Ｃ字姿勢（Ｃ）とされている。この例では、１サイクル（Ｎ状態（Ｎ）→Ｃ字姿勢（Ｃ））は２０分であり、Ｎ状態は１５分、Ｃ字姿勢は５分とされている。

【0103】

次に、図１７を用いて疲労軽減システムの動作フローを説明する。図１７は、疲労軽減システムの動作フローを説明する図である。疲労軽減システムがＯＮ状態にされると、図１２、図１４で説明したステップＳ１～Ｓ３８が実行される。ステップＳ３８の後、ステップＳ４０が実施される。

【0104】

ステップＳ４０：中央処理装置ＣＰＵ内に設けられた支持張出フラッグを”０”に設定する。支持張出フラグの”０”は、Ｎ状態を指定するものである。その後、ステップＳ４１へ移行する。

【0105】

ステップＳ４１：姿勢毎に設定された時間(５～３０分)待機する。その後、ステップＳ４２へ移行する。

【0106】

ステップＳ４２：支持張出フラグが”０”か否かが判定される。支持張出フラッグが”０”の場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ４３へ移行する。支持張出フラグが”０”でない場合（Ｎｏ）、ステップＳ４４へ移行する。

【0107】

ステップＳ４３：モードフラグ（mode flag)が”０”か否かが判定される。モードフラグが”０”の場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ４５へ移行する。モードフラグが”０”でない場合（Ｎｏ）、ステップＳ４６へ移行する。

【0108】

ステップＳ４４：前後方向調整モータである押出量調整モータ７０１を駆動し、(S字姿勢からＮ状態へ、または、Ｃ字姿勢からＮ状態へ変更する。その後、ステップＳ４８へ移行する。

【0109】

ステップＳ４５：前後方向調整モータである押出量調整モータ７０１を駆動し、Ｎ状態からＳ字姿勢へ変更する。その後、ステップＳ４７へ移行する。

【0110】

ステップＳ４６：前後方向調整モータである押出量調整モータ７０１を駆動し、Ｎ状態からＣ字姿勢へ変更する。その後、ステップＳ４７へ移行する。

【0111】

ステップＳ４７：支持張出フラグを”１”に設定する。そして、ステップＳ４１へ移行する。

【0112】

ステップＳ４８：支持張出フラグを”０”に設定する。そして、ステップＳ４１へ移行する。

【0113】

（変形例）
図１８は、変形例に係る疲労軽減システムの動作パターンを説明する図である。図１５～図１７では、Ｎ状態からＳ字姿勢またはＮ状態からＣ字姿勢の２姿勢の切り替えについて説明したが、これに限定されるわけではない。疲労軽減システムは、図１８に示すように、３姿勢（Ｎ状態、Ｓ字姿勢、Ｃ字姿勢）を織り交ぜたモードも提供可能である。切替デューティ比は、２姿勢切り替え時と同様の条件で設定可能である。図１８の姿勢切替の動作パターンは、Ｎ状態（Ｎ）→Ｃ字姿勢（Ｃ）→Ｓ字姿勢（Ｓ）→Ｎ状態（Ｎ）→Ｃ字姿勢（Ｃ）→Ｓ字姿勢（Ｓ）→Ｎ状態（Ｎ）とされている。１サイクル（Ｎ状態（Ｎ）→Ｃ字姿勢（Ｃ）→Ｓ字姿勢（Ｓ））は、この例では、３０分であり、Ｎ状態は１５分、Ｃ字姿勢は５分、Ｓ字姿勢は１０分、とされている。

【0114】

Ｎ状態とＳ字姿勢、Ｃ字姿勢の順番は以下の条件の下で自由に設定が可能である。疲労低減モードの開始は必ずＮ状態を設定する（支持張出フラグの”０”）。同一姿勢が連続しない。例えば、Ｓ字姿勢１０分維持したあと、さらにＳ字姿勢を１０分維持するパターンの設定は不可能とされている。

【0115】

実施例によれば、以下の効果を得ることができる。

【0116】

１）姿勢変化機構とは別にセンサを用意することなく、姿勢変化機構の動作制御のみで乗員毎の腰椎・胸椎の位置を推定することが可能である。

【0117】

２）少ない部品点数かつ簡素な制御及び低コストで、乗員の疲労低減が可能である。

【0118】

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0119】

１：車両用シート
２１、２２、２３、２４：複数のスイッチ
６０：ランバーサポート部
６３：樹脂プレート（背面支持機構）
６５：上下駆動部（支持変化機構）
６９：モータ（減速機付きモータ）
７０：駆動部
７１：駆動伝達部
８０、８１：ホールＩＣ
１００：制御システム
１１０：姿勢変化機構
１２０：制御部
７０１：電動モータ（押出量調整モータ）
ＣＰＵ：中央処理装置（データ処理装置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】