JPH051366U - 形状可変シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この考案は耐圧分布をより拡大出来、シート
のホールド性を向上させることが出来る形状可変シート
を提供することをにある。 【構成】 ここでは、シートパッド８，２１が形状記憶
ウレタンフォーム１０，１１，２３及びこれを収容した
袋体１２，１３，２４とで形成され、これら袋体の流入
口１６，１７，２７にウレタンフォーム温度調整手段５
が接続され、ウレタンフォーム温度調整手段５は送風機
２８よりのエアを供給する送気路Ｒと、エアを加熱可能
なヒータ３０，３１と、適時に送風機２８及びヒータ３
０，３１を駆動するコントローラ３２とで構成され、コ
ントローラ３２は形状記憶ウレタンフォーム１０，１
１，２３をガラス転移温度Ｔτ以上で、しかも、耐圧受
け面ｆに同フォームを撓め処理する時間だけ継続加熱さ
せ、その上で同フォームをガラス転移温度Ｔτ以下に冷
却制御することを特徴としている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、車両のシートに乗員が着座する際の、その着座時の姿勢を各乗員毎 に適正状態に調整保持出来る体形感応型シートに関する。

【０００２】

【従来の技術】

車両を運転する場合、運転者は、シートに着座するその着座時の姿勢に無理が あると早期に疲労を感じる。特にそのような無理な運転姿勢で長時間運転を行う と、疲労による注意力の低下を招き、運転安全性の上でも問題を生じ易い。

【０００３】 そこで、シートには高さ位置、前後位置、シートバックやクッションの傾き程 度、シートバックの当り位置、その他等の調整手段が装着され、より適正な運転 姿勢の確保が成されている。更に、座席に乗員が着座した場合、シートはパッド の厚さ方向に撓み、その撓み量に応じて耐圧受け面（図３，４中の符号ｆ参照） が増減変化する。即ち、シート、特にパッドが比較的軟らかい場合には耐圧受け 面が大きく成り、体圧分布が広がり、逆に、パッドが比較的硬い場合には耐圧受 け面が小さく成り、体圧分布が狭まる。このため、シートパッドの硬さが他の条 件で規制されている場合には、体圧分布が広がるよう、即ち、パッドの耐圧受け 面を拡大すべくこの耐圧受け面を乗員の体形に応じた凹形状に形成することが望 ましいことが推測される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、乗員の体形は個々に相違し、乗員の体形に応じた凹形状の耐圧受け面 を実際にシートに形成することは困難であり、従来は単にシートの耐圧受け面を 多少凹形状に形成するに留まり、もっぱらシートパッドの硬度を調整することに よって耐圧受け面の増加を図っていた。

【０００５】 このため、十分な耐圧受け面の確保が出来ず、体圧分布が規制され、体圧値が 比較的高く、シートのホールド性も比較的高く、運転者に早期に疲労感を与え、 問題と成っていた。 本考案の目的は耐圧分布をより拡大出来、シートのホールド性を向上させるこ とが出来る形状可変シートを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上述の目的を達成するために本考案は、シートの耐圧受け面に対向するシート パッドが形状記憶ウレタンフォーム及び同ウレタンフォームを収容した袋体とで 形成され、上記袋体の流入口にウレタンフォーム温度調整手段が接続され、上記 ウレタンフォーム温度調整手段は上記袋体の流入口に送風機よりのエアを供給す る送気路と、上記送気路の途中に配設され、上記エアを加熱可能なヒータと、適 時に上記送風機及びヒータを駆動するコントローラとで構成され、上記コントロ ーラは上記形状記憶ウレタンフォームをガラス転移温度以上に加熱すると共にそ の加熱状態を上記耐圧受け面に着席した乗員の押圧力に応じた凹形状に上記形状 記憶ウレタンフォームを撓め処理する時間だけ継続させ、その上で上記形状記憶 ウレタンフォームをガラス転移温度以下に冷却制御することを特徴とする。

【０００７】

【作用】

コントローラが適時に送風機及びヒータを駆動し、形状記憶ウレタンフォーム をガラス転移温度以上あるいは以下に加熱冷却するのに応じて、耐圧受け面に着 席した乗員の押圧力に応じた凹形状を記憶処理し、その形状記憶処理時に、加熱 エアあるいは非加熱のエアが袋体内の形状記憶ウレタンフォームを効率良く加熱 あるいは冷却する様になる。

【０００８】

【実施例】

図１の形状可変シートは図示しない乗用車のバケットタイプのシートであり、 運転席用に使用される。 この形状可変シートはフロア１上にシートアジャスタ２を介して支持されるシ ートクッション３とこのシートクッションに図示しないリクライニング装置を介 して支持されるシートバック４とシートバック４に接続されるウレタンフォーム 温度調整手段５とで構成されている。 シートクッション３は板金製でシートアジャスタ２に一体結合されるシートパ ン６と、シートパン６に端部が一体結合される複数のジグザグバネ７と、これら 複数のバネの上部に載置されるパッド８と、その上方に配備され、パッド８及び ジグザグバネ７を覆う表皮材９とで構成されている。

【０００９】 ここで、パッド８は中央に配設される上下一対の厚板状の形状記憶ウレタンフ ォーム１０，１１が入った上下袋体１２，１３と、それらの上方に重ねて配備さ れる厚板上の無反発ウレタンフォーム１４と、これらの先端部や後端部の周縁部 を覆うウレタンフォーム（通常の弾性力を示すもの）１５とで構成されている。 この内、形状記憶ウレタンフォーム１０，１１は図５及び図６に示すように、 ガラス転移点での転移温度Ｔτが４５℃に調整されたもので、その素材の弾性率 特性が図５に、撓み特性が図６にそれぞれ示されている。なお、図６の撓み量は 直径２００ｍｍの円柱状のテストピースをウレタンフォームに荷重３Ｋｇ、１０ Ｋｇ、１６Ｋｇで押圧したときの値を示したものである。更に、形状記憶ウレタ ンフォーム１０，１１の結晶性ポリマーの模式図を図７（ａ）に示した。ここで の結晶性ポリマーは転移温度Ｔτを下回っており、結晶部分Ｃと非結晶部分Ｍが 混在する。ここで符号Ｂは架橋点を示している。なお、形状記憶ウレタンフォー ム１０，１１の上下面にはそれぞれ、縦横に長い複数のＶ字状溝１９が形成され ている。このＶ字状溝１９は上下袋体１２，１３の内面との間に通気路を形成出 来、形状記憶ウレタンフォーム１０，１１の後述する加熱、冷却処理の効率を上 げるのに役立つ。

【００１０】 上下袋体１２，１３はエアを遮断できる程度のシールド性を備えると共に多少 の弾性をも備えた布で形成され、場合によっては、同様の特性の樹脂で形成され ても良い。この上下袋体１２，１３の一端にはエアの流入口１６，１７が流入パ イプ状に形成され、他端側にはピンホール状のエアの排気口１８（図２参照）が 複数形成されている。このため、上下袋体１２，１３に供給されたエアは所定内 圧を保ちつつ排気口１８より排除されるように構成されている。

【００１１】 他方、シートバック４は屈曲形成されたフレーム１９を備え、同フレーム１９ の左右下端が図示しないリクライニング装置を介してシートクッションに支持さ れている。ここでのフレーム１９の左右の柱状部には左右にわたってジグザグバ ネ２０の端部が一体結合される。なお、ジグザグバネ２０は上下に複数個並設さ れる。この複数のジグザグバネ２０の前部にはパッド２１が配設され、その前部 にはパッド２１及びジグザグバネ２０を覆う表皮材２２が設けられる。 ここでのパッド２１は中央に配設される厚板状の形状記憶ウレタンフォーム２ ３が入った袋体２４と、その前方に重ねて配備される厚板上の無反発ウレタンフ ォーム２５と、これらの周縁部を覆うウレタンフォーム（通常の弾性力を示すも の）２６とで構成されている。

【００１２】 なお、形状記憶ウレタンフォーム２３及び袋体２４はシートクッション３のも のと同様に構成される。ここでも袋体２４の一端にはエアの流入口２７が流入パ イプ状に形成され、他端側にはピンホール状のエアの排気口（図示せず）が複数 形成される。 ウレタンフォーム温度調整手段５は上下袋体１２，１３の流入口１６，１７及 び袋体２４の流入口２７と送風機２８を連結する送気路Ｒを成すエアダクト２９ ａ，２９ｂ，２９ｃと、これらエアダクトの途中に配設される第１、第２ヒータ ３０，３１と、送風機２８及びヒータ３０，３１を各駆動回路３３，３４を介し て駆動するコントローラ３２とで構成される。

【００１３】 ここで、送風機２８には分岐管３５が接続され、分岐管３５の一方の分岐室３ ５１に第１ヒータ３０が収容され、同室にはエアダクト２９ａ，２９ｂが接続さ れ、その端部は流入口１６，１７に接続されている。他方の分岐室３５２には第 ２ヒータ３１が収容され、同室にはエアダクト２９ｃが接続され、その端部は流 入口２７に接続されている。 駆動回路３３は電源３６と送風機２８との間のスイッチ回路であり開閉信号が コントローラ３２より伝えられる。駆動回路３４は第１、第２ヒータ３０，３１ をそれぞれ電源３６に接続、遮断するスイッチ回路であり開閉信号がコントロー ラ３２より伝えられる。

【００１４】 コントローラ３２は周知のマイクロコンピュータによって形成され、この入力 端には図示しないエンジンキーがオン時にオン出力を発するキースイッチ３７と 、形状可変シートの操作を手動と自動のいずれで行うかを指定する手動スイッチ ３８と、車速センサ３９とが接続される。そして、これらの入力信号に応じて、 図８，９に示す制御プログラムに沿って、送風機２８と第１、第２ヒータ３０， ３１を駆動する。 ここでのコントローラ３２の制御部は、各形状記憶ウレタンフォーム１０，１ １，２３をガラス転移温度Ｔτ以上に加熱処理し。形状記憶ウレタンフォーム１ ０，１１，２３を耐圧受け面ｆに着席した乗員の押圧力に応じた凹形状に撓め処 理する処理時間だけその加熱状態を継続させ、その上で形状記憶ウレタンフォー ムを転移温度Ｔτ以下に冷却制御するという制御特性を内臓する。

【００１５】 ここで、図８、図９の制御フローに沿って、形状可変シートを乗員の押圧力に 応じた凹形状に撓め処理する手順を説明する。 まず、乗員が運転席に着席し、エンジンキーのオン処理によって制御が開始す る。ここでは各フラグのクリア処理、回路異常対処等の初期設定を行う。そして 、現在の入力信号に応じたデータの取り込みを行う。 ステップｓ３では形状可変シートの耐圧受け面の撓め処理を自動で行うか手動 で行うかの指令を手動支持スイッチ３８の信号によって判定する。自動としてオ フ出力が出力されてるとステップｓ４に達し、キーオンか否かを判定しキーオン でステップｓ５に戻り、キーオフでステップｓ６に進む。このステップｓ６では 車速情報を取り込み、この現車速が８０Ｋｍ／ｈを上回っていない間はステップ ｓ２に戻る。

【００１６】 手動スイッチ３８がオンあるいはキーオンでステップｓ５に達すると、ここで は、フラグＦ１が１でないとフラグ７に進み、Ｔ１タイマをオンさせ、駆動回路 ３３を介してファン２８をオンさせ、駆動回路３４を介して第１ヒータ３０をオ ンさせ、フラグＦ１を１とする。これによって、上下袋体１２，１３に向かうエ アはヒータ３０によって転移温度Ｔτを十分に上回るように加熱され、上下袋体 １２，１３内の形状記憶ウレタンフォーム１０，１１を加熱する。この時のウレ タンフォームは、図７（ａ）に示すように架橋点を有する結晶性ポリマーの状態 にある。 なお、再度ステップｓ５に達すると、フラグＦ１が１よりステップｓ３０に達 し、ここでフラグＦ２が１でない間はステップｓ１１に、１ではステップｓ３１ に進む。

【００１７】 ところで、ステップｓ１１に達すると、ここでは、形状記憶ウレタンフォーム １０，１１を撓め処理するに十分な設定値である処理時間Ｔｈ１（あらかじめ実 験結果等により設定）が経過したか否か判定し、経過前はステップｓ６に経過す るとステップｓ１２に進む。 この時、図７（ｂ）に示すように、形状記憶ウレタンフォーム１０，１１は結 晶が溶融した状態で乗員より押圧力を受け、全体は乗員の体形に応じた凹形状の 耐圧受け面ｆｃ１を形成するように変形し、その時の分子配列は図７（ｃ）に示 すように変形されている。 この後、ステップｓ１２では、第１ヒータ３０をオフし、第２タイマをオンす る。この結果、上下袋体１２，１３には大気温相当の冷風が各形状記憶ウレタン フォーム１０，１１に供給され、冷却が成される。この結果、形状記憶ウレタン フォーム１０，１１の分子配列は図７（ｄ）に示すように、変形したまま、結晶 化が促進される。なお、制御が繰り返されてステップｓ３０，３１と進み、フラ グＦ３が１で無い間はステップｓ１４にフラグＦ３が１でステップｓ１８に進む 。

【００１８】 ステップｓ１４に達すると、ここでは、形状記憶ウレタンフォーム１０，１１ を冷却するに十分な設定値である冷却時間Ｔｃ１（あらかじめ実験結果等により 設定）が経過したか否か判定し、経過前はステップｓ６に、所定の結晶化によっ て変形が固定し、記憶されるとステップｓ１５に進む。 ここではフラグＦ４が１、即ち、形状記憶ウレタンフォーム２３の加熱処理に ファン２８が使用されているか否か判定し、未使用時にのみファンを停止させ、 フラグＦ３を立ててステップｓ１８に進む。 なお、ステップｓ４あるいはステップｓ１１よりステップｓ６に達すると、こ こで現車速Ｖが取り込まれ、この値が設定値８０Ｋｍ／ｈを下回っているステッ プｓ２に戻り、上回っているとステップｓ１８に進む。

【００１９】 形状可変シートの耐圧受け面の撓め処理を自動で行うとの手動スイッチ３８が オン、あるいは車速が８０Ｋｍ／ｈ以上に達すると、ステップｓ１７，３０より ステップｓ１８に達する。ここでは、フラグＦ４が１か否か判定し、１でないと Ｔ３タイマをオンし、ファン２８をオンし（オンではそのまま）、第２ヒータ３ １をオンし、フラグＦ４を立て、ステップｓ２３に進む。 これによって、袋体２４に向かうエアはヒータ３１によってガラス転移温度Ｔ τを上回るように加熱され、袋体２４内の形状記憶ウレタンフォーム２３を加熱 する。この時のウレタンフォームは、図７（ａ）に示す結晶性ポリマーの状態に ある。

【００２０】 なお、この時、図７（ｂ）に示すように、形状記憶ウレタンフォーム２３は結 晶が溶融した状態で乗員より押圧力を受け、全体は乗員の体形に応じた凹形状の 耐圧受け面ｆｂ１（図４参照）を形成するように変形し、その時の分子配列は図 ７（ｃ）に示すように変形されている。 なお、ステップｓ１８よりフラグＦ４が１としてステップｓ２４に達すると、 ここではフラグＦ５が１か否か判定し、１でないとステップｓ２３に１となると ステップｓ２８に直接進む。

【００２１】 ステップｓ２３では撓め処理するに十分な設定値である処理時間Ｔｈ２（あら かじめ実験結果等により設定）が経過したか否か判定し、経過前はステップｓ２ に、経過するとステップｓ２５に進む。 ステップｓ２５では、第２ヒータ３１をオフし、Ｔ４タイマをオンし、フラグ Ｆ５を立て、ステッ２８に達する。この結果、袋体２４内の形状記憶ウレタンフ ォーム２３には大気温相当の冷風が供給され、冷却が成される。この結果、形状 記憶ウレタンフォーム２３の分子配列は図７（ｄ）に示すように、変形したまま 、結晶化が促進される。 このあと、ステップｓ２８に達すると、ここでは、形状記憶ウレタンフォーム ２３を冷却するに十分な設定値である冷却時間Ｔｃ２（あらかじめ実験結果等に より設定）が経過したか否か判定し、経過前はステップｓ２に、所定の結晶化に よって変形が固定し、記憶されるとステップｓ２９に進む。

【００２２】 ステップｓ２９では形状可変シートへの乗員の体形に応じた凹形状の耐圧受け 面ｆｃ１，ｆｂ１を記憶させる処理が完了したものとしてファン２８をオフさせ 、今回のキーオンに基づく制御を終了させる。 上述の様に、形状可変シートの耐圧受け面の撓め処理を自動で行うとの手動ス イッチ３８がオンの指令が入ると、シートクッション３及びシートバック４の耐 圧受け面ｆを乗員の体形に応じた凹形状の耐圧受け面ｆｃ１，ｆｂ１に撓めて記 憶処理し、手動スイッチ３８がオフでも、キーオンでシートクッション３の耐圧 受け面ｆを乗員の体形に応じた凹形状の耐圧受け面ｆｃ１に撓めて記憶処理し、 あるいは、車速が８０Ｋｍ／ｈ以上になるとシートバック４の耐圧受け面ｆを乗 員の体形に応じた凹形状の耐圧受け面ｆｂ１に撓めて記憶処理を行う。

【００２３】 このため、乗員が運転席に着席し走行する場合、シートクッション３は必ず、 シートバック４は、手動スイッチ３８がオンあるいは車速が８０Ｋｍ／ｈ以上で 耐圧受け面ｆを乗員の体形に応じた凹形状の耐圧受け面ｆｃ１，ｆｂ１に撓めて 記憶処理でき、処理以後、乗員の体圧分布が拡大して、シートのホールド性が向 上し長期に乗車しても、乗員の疲労感が低減し、しかも、シートのホールド性が 向上して操縦安定性も向上する。

【００２４】

【考案の効果】

以上の様に、本考案は、形状記憶ウレタンフォームをガラス転移温度以上ある いは以下に加熱冷却するのに応じて、耐圧受け面に着席した乗員の押圧力に応じ た凹形状を記憶処理し、処理後のシートの耐圧分布をより拡大出来、シートのホ ールド性を向上させることが出来、特に、形状記憶処理時に、加熱エアあるいは 非加熱のエアが袋体内の形状記憶ウレタンフォームを効率良く加熱あるいは冷却 でき、乗員の体形に応じた凹形状の耐圧受け面に撓めて記憶する処理時間を短縮 出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例としての形状可変シートの概
略構成図である。

【図２】図１の形状記憶ウレタンフォームの平面図であ
る。

【図３】図１中のシートクッション上の処理前後におけ
る耐圧受け面の変化説明図である。

【図４】図１中のシートバック上の処理前後における耐
圧受け面の変化説明図である。

【図５】図１の形状記憶ウレタンフォームの弾性率特性
線図である。

【図６】図１の形状記憶ウレタンフォームの撓み特性線
図である。

【図７】(ａ)は形状記憶ウレタンフォームの冷却時の分
子配列の模式図、(ｂ)同フォームの加熱時の分子配列の
模式図、(ｃ)同フォームの加熱変形時の分子配列の模式
図、(ｄ)同フォームの変形冷却時の分子配列の模式図で
ある。

【図８】図１中のウレタンフォーム温度調整手段５のコ
ントローラが行う耐圧受け面の撓め処理のフローチャー
トである。

【図９】図１中のウレタンフォーム温度調整手段５のコ
ントローラが行う耐圧受け面の撓め処理のフローチャー
トである。

【符号の説明】

３ シートクッション ４ シートバック ５ ウレタンフォーム温度調整手段 ８ パッド ９ 表皮材 １０ 形状記憶ウレタンフォーム １１ 形状記憶ウレタンフォーム １２ 袋体 １３ 袋体 １６ 流入口 １７ 流入口 ２１ パッド ２３ 形状記憶ウレタンフォーム ２４ 袋体 ２７ 流入口 ２８ 送風機 ３０ ヒータ ３１ ヒータ ３２ コントローラ ３７ キースイッチ ３８ 手動スイッチ ３９ 車速センサ ｆ 耐圧受け面 ｆｃ１ シートクッションの撓み後の耐圧受け面 ｆｂ１ シートバックの耐圧受け面

フロントページの続き (72)考案者 高田 昭明 東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車 工業株式会社内 (72)考案者 橋本 進 東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車 工業株式会社内 (72)考案者 出川 成正 東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車 工業株式会社内 (72)考案者 坂本 岳司 東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車 工業株式会社内

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】シートの耐圧受け面に対向するシートパッ
   ドが形状記憶ウレタンフォーム及び同ウレタンフォーム
   を収容した袋体とで形成され、上記袋体の流入口にウレ
   タンフォーム温度調整手段が接続され、上記ウレタンフ
   ォーム温度調整手段は上記袋体の流入口に送風機よりの
   エアを供給する送気路と、上記送気路の途中に配設さ
   れ、上記エアを加熱可能なヒータと、適時に上記送風機
   及びヒータを駆動するコントローラとで構成され、上記
   コントローラは上記形状記憶ウレタンフォームをガラス
   転移温度以上に加熱すると共にその加熱状態を上記耐圧
   受け面に着席した乗員の押圧力に応じた凹形状に上記形
   状記憶ウレタンフォームを撓め処理する時間だけ継続さ
   せ、その上で上記形状記憶ウレタンフォームをガラス転
   移温度以下に冷却制御することを特徴とする形状可変シ
   ート。