JP4213650B2

JP4213650B2 - 自動車用運転座席装置

Info

Publication number: JP4213650B2
Application number: JP2004302501A
Authority: JP
Inventors: 則夫畑野
Original assignee: 則夫畑野
Priority date: 2004-10-18
Filing date: 2004-10-18
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2024-10-18
Also published as: JP2006111192A

Description

本発明は、自動車用運転座席装置に係り、特に、車輌の傾斜や、道路のカーブを旋回する時に発生する横向きの加速度によって、運転者の姿勢が変化した際にも、快適な乗り心地を確保すると共に、そのような姿勢の変化が生じた際にも、アクセルペダルの誤操作を回避して、安全に運転操作を行なうことが出来る座席装置に関するものである。

従来から、自動車のドライバ（運転者）が着席する運転座席は、通常、車輌室内の床に固定されており、座部の高さや前後方向の位置、或いは背もたれ部の傾き角度等を調整することは出来ても、車幅方向における位置や角度を調整するための手段はなく、固定された構造となっている。このため、車輌自体の傾斜や、車輌走行中に道路のカーブを旋回する際に発生する旋回方向とは逆方向の横向きの加速度（遠心力）によって、運転者の姿勢が傾いてしまうようになる。そして、そのような姿勢の傾きを修正して身体の平衡を保つためには、運転者が体に力を入れて姿勢を正す必要があり、また、それには、大きな労力が必要となるのであって、運転者の疲労感は大きなものであった。

また、そのような旋回時に発生する横方向の加速度（遠心力）を受けて、運転者の姿勢が自動車の左右方向に傾斜することによって、直進走行中の正常運転姿勢（鉛直方向）とは異なる姿勢となるために、運転の誤操作を惹起する恐れがある他、運転中に運転者の視点が移動したり、或いは、視野が狭められたりする等といった、運転の安全性を損なう恐れもあったのである。

そこで、例えば、特開平７−１４９１７１号公報（特許文献１）においては、座席の座部下面と車輌室内の床面との間に、車両の進行方向に対してほぼ直行する方向に略Ｘ字状に交差して配置されると共に、それぞれの上端が、座席の下部両側に回転自在に取り付けられる一方、それぞれの下端が、床に回転自在に取り付けられている支持部材が、車両の前後方向に設けられている座席支持機構が設置され、そして、座席の座部の左右両端に取り付けたフレキシブルラックを、床に設置したモータによって駆動されるピニオンと噛み合わせて、モータを駆動することによって、座席が車両の進行方向に対して左右方向に回動せしめられるように構成して、横方向への加速度等を検出するセンサからの出力信号により、かかるモータを駆動せしめて、座席の座部を最適横回転位置に設定するようにした乗物用座席の姿勢制御装置が、明らかにされている。

しかしながら、かかる公報に開示の乗物用座席の姿勢制御装置にあっては、左右方向に回動する運転座席の回動中心が、座部の横方向略中央部位とされているところから、座席が左右に回動された際に、着席している運転者の足の位置も一緒に回動せしめられることとなるため、アクセルペダルやブレーキペダルとの間の距離が変化し、それに伴って操作量が変化してしまい、その結果、安定して走行出来ないといった問題を内在するものであった。さらに、そのような座席の回動による運転者の足位置の変化量が大きくなる、つまり、大きな遠心力に対応するべく、座席の回動量が大きくなった場合には、運転者の足の位置が大きく変化してしまうため、アクセルペダルやブレーキペダルの踏込み量が変化したり、それらペダルの踏込み操作を誤るといった問題をも、内在するものであった。

なお、このような姿勢制御装置においては、一般に、車両横方向の加速度を検出するためのセンサとして、所定間隔で電極端子が設けられた弧状の電気絶縁性筒内に水銀を封入したものが用いられているところから、車輌の上下振動等によっても水銀が筒内を移動してしまうようになり、そのため、旋回時に発生する横向きの加速度以外の要因でセンサが誤反応し、座席が誤って回動されてしまう恐れも、内在するものであった。

特開平７−１４９１７１号公報

ここにおいて、本発明は、かくの如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、自動車の旋回時に発生する横向きの加速度（遠心力）に対抗するために、運転座席が傾斜しても、安定してアクセルペダルの操作を行なうことが出来る自動車用運転座席装置を提供することにある。

そして、本発明にあっては、かかる課題の解決のために、自動車を運転するドライバが着席する運転座席を自動車の左右方向に一軸回りに回動せしめるようにした運転座席装置にして、該運転座席の回動中心とアクセルペダルとを、自動車の前後方向に延びる一つの垂直面内に位置せしめたことを特徴とする自動車用運転座席装置を、その要旨とするものである。

また、このような本発明に従う自動車用運転座席装置の望ましい態様の一つによれば、それは、前記運転座席を自動車の左右方向に一軸回りに回動せしめる座席回動装置と、自動車の走行時における左方向又は右方向への旋回に基づくところの遠心力を検出し、該遠心力の大きさに対応する遠心力信号を出力する遠心力検出装置と、該遠心力検出装置から出力される遠心力信号が入力せしめられ、該遠心力信号と自動車の旋回方向に対応して、前記運転座席が該旋回方向に傾斜するように前記座席回動装置を駆動させて、該運転座席を回動せしめる制御装置とを有して、構成されることとなる。

さらに、本発明装置の別の望ましい態様にあっては、前記運転座席を自動車の左右方向に回動せしめる座席回動装置と、運転者のハンドルの操作角度に対応して、ステアリングのかじ取り角度信号を出力するステアリング角度検出装置と、自動車の走行速度を検知して、かかる走行速度に対応した信号を出力する車速検出装置と、該ステアリング角度検出装置と該車速検出装置とから出力される各信号から、自動車の旋回時に発生する遠心力を算出して、遠心力信号を出力する遠心力算出手段と、該遠心力信号が入力せしめられ、該遠心力信号と自動車の旋回方向に対応して、前記運転座席が該旋回方向に傾斜するように前記座席回動装置を駆動させて、該運転座席を回動せしめる制御装置とを有している自動車用運転座席装置をも、その特徴としている。

このように、上述せる如き本発明に従う自動車用運転座席装置にあっては、運転座席が自動車の左右方向に回動して、傾斜せしめられ得るようになっているため、道路のカーブ等を旋回する際に横向きの加速度が発生して、運転者の姿勢を変化させるような力が作用するときには、そのような姿勢変化を打ち消すように、かかる運転座席を回動させて、傾斜せしめ、運転者の体重を座面に略垂直な方向において支持することが出来ることに加えて、自動車の前後方向に位置する回動軸回りに左右方向に回動する運転座席の回動中心と、アクセルペダルとが、自動車の前後方向に延びる一つの垂直面内に位置しているところから、座席が自動車の左右方向に回動せしめられた際にも、運転者の足とアクセルペダルとの横方向の位置関係が変化することが効果的に抑制乃至は阻止されることとなるため、走行中のアクセルペダルの操作量が変化せず、安定した運転操作を行うことが可能となるのである。

また、本発明の望ましい態様の一つによれば、自動車が旋回する際に発生する横向きの加速度（遠心力）を検出し、その遠心力の大きさに対応して、運転座席が旋回方向に傾斜するように、即ち旋回方向に下傾するように回動せしめられるようになっているところから、旋回中の遠心力によって運転者の体が旋回方向とは逆向きに振られた際にも、運転者の体にかかる負担を減少させることが可能となり、無理な操縦姿勢による乗り心地の悪化が解消されると共に、安定した操縦姿勢を保つこと出来るところから、以て、安全に走行することが可能となるのである。

さらに、本発明の別の望ましい態様の一つによれば、かかる運転者の姿勢を乱す自動車の旋回時における横向きの加速度（遠心力）が、自動車の走行速度とハンドルの操作角度（ステアリングのかじ取り角度）とから求められることとなるところから、加速度を検出するための特別なセンサを用いる必要がなく、更に、従来のもののように、旋回時の遠心力が発生していなくても、走行時の振動などによって加速度センサが反応してしまい、運転座席が回動されてしまうしまうといった誤動作の発生の恐れも、効果的に解消されることとなる。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。

先ず、図１及び図２には、本発明に従う自動車用運転座席装置１０が、図１においては正面図の形態にて、図２においては側面図の形態にて、それぞれ概略的に示されている。そして、それら図１，２からも明らかなように、運転座席装置１０は、座部１２と、背もたれ部１４と、ヘッドレスト１６とから構成されている運転座席１８が、座部１２の下面と床面２０との間に配設された支持金具２８の、自動車の前後方向に位置する回動軸２６を中心に、自動車の進行方向に対して左右方向に回動可能となるように、床面２０に取り付けられている。

より詳細には、座部１２、背もたれ部１４及びヘッドレスト１６は、公知の各種の運転座席と同様に、金属等によって形成されたフレームにバネやスポンジ等のクッション材を取り付けたものを、布や皮等のカバーで覆って、形成されている。そして、図２に示される如く、座部１２の下面の横方向（図１における左右方向）中央部位よりも自動車の右側に偏倚し、アクセルペダル４６と自動車の前後方向において略一致する部位において、一方の支持片２２が座部１２の下面に取り付けられ、他方の支持片２４が床面２０に取り付けられて、それぞれ固定されると共に、それら支持片２２，２４がそれらの重ね合わせ部位において連結され、且つ該重ね合わせ部位に設けられた回動軸２６回りに回動可能とされた支持金具２８の二つが自動車の前後方向で一直線上に配されて、それら二つの支持金具２８，２８によって、運転座席１８が、床面２０に取り付けられているのである。従って、かかる回動軸２６とアクセルペダル４６とは、自動車の前後方向に延びる一つの垂直面（図１においてＡ−Ａで示す線を含む紙面に垂直な面）上に配置されてなる構造となっている。即ち、そのような垂直面内に、回動軸２６が位置せしめられると共に、アクセルペダル４６が位置せしめられて、かかる垂直面内においてアクセルペダル４６が踏み込まれるようになっているのである。なお、支持金具２８は、ここでは、座部１２の前後方向の２箇所に取り付けられているが、運転座席１８に座る運転者の体重等を考慮して、３個、４個と数を増やすことが可能である。

そして、床面２０上には、適当な間隔を隔てて設けられた基台３０，３０間に、ボールねじのねじ軸３２が回転可能に支持されていると共に、そのねじ軸３２に、ナット３４が螺合されている。さらに、床面２０上には、モータ４０が、その出力軸がねじ軸３２と同軸となるように設置されており、カップリング等によって、かかる出力軸とねじ軸３２とが連結されている。そして、モータ４０にて、ねじ軸３２が回転せしめられることによって、ねじ軸３２に螺合されたナット３４が、ねじ軸３２の軸方向（図１において左右方向）に移動せしめられ得るようになっている。

また、このように、自動車の左右方向に移動可能とされたナット３４には、リンクロッド３６の一方の端部が、ピン３８によって回転可能に取り付けられており、さらに、かかるリンクロッド３６の他方の端部が、座部１２の下面の中央部位よりも、前記した支持金具２８の取り付けられた側とは反対側の位置（左側に偏倚した部位）に設けられた取付金具４２に対して、ピン４４によって回動可能に取り付けられているのである。これによって、図３に示されるように、ボールねじのねじ軸３２の回転に伴って、ナット３４が図３において左右方向に移動せしめられると、ナット３４に取り付けられたリンクロッド３６の端部も左右方向に移動するようになるため、リンクロッド３６の取付金具４２側の端部が上下方向に移動せしめられることとなり、その結果、運転座席１８が、支持金具２８の回動軸２６を中心に、左右方向に回動させられて、傾斜せしめられるようになっているのである。

さらに、運転座席装置１０には、自動車の旋回によって発生する横向きの加速度、換言すれば、カーブを旋回する際に旋回方向とは逆向きに働く遠心力を検出して、その大きさに対応した信号が出力されるようになっている遠心力検出装置５０が設けられており、そして、この遠心力検出装置５０からの出力信号が入力せしめられて、その遠心力信号に応じてモータ４０の回転方向及び回転量をコントロールする制御装置５２が、モータ４０に接続されて、運転座席１８の回動、傾斜方向並びにその大きさが制御されるようになっている。

従って、このような構成とされた運転座席装置１０は、遠心力検出装置５０によって、自動車がカーブを旋回する際に発生する遠心力を検出すると、その検出された遠心力の大きさと向きに応じて、制御装置５２によってモータ４０の回転方向と回転量を制御して、ボールねじのねじ軸３２に螺合されたナット３４の左右方向の位置を移動せしめて、リンクロッド３６によって連結された運転座席１８の座部１２の取付金具４２側を上下方向に移動させることにより、運転座席１８が、回動軸２６回りに回動せしめられて、自動車の旋回方向に向かって、小さな遠心力の時は小さな角度で、大きな遠心力の時は大きな角度をもって傾斜せしめられるようになっているのである。具体的には、自動車が右方向に旋回した際には、運転座席１８は、図３において、左側に傾斜（下傾）して、左側よりも右側が高くなるように、座部１２が傾斜せしめられるのであり、また自動車が左方向に旋回した場合には、運転座席１８は、図３において右側に傾斜（下傾）して、右側よりも左側が高くなるように、座部１２が傾斜せしめられることとなるのである。

なお、ここで、運転座席１８を傾斜せしめる際の傾斜角度としては、運転者の重心位置から延びる重力加速度と、旋回によって発生する横向きの加速度（遠心力）とを合成したベクトルが、座面１２から外れて、それよりも外側に出ないように、選択することが望ましい。そうすることによって、運転者の体重を座面１２にて効果的に支えることが可能となるのである。

このように、本発明に従う自動車用運転座席装置１０によれば、自動車が旋回する際に発生する横向きの遠心力の大きさに対応した角度となるように、運転座席１８が旋回方向に向かって傾斜せしめられるようになっているところから、旋回中の遠心力によって運転者の体が旋回方向とは逆向きに振られた際にも、運転者の体にかかる負担を減少させることが可能となり、無理な操縦姿勢による乗り心地の悪化が解消されると共に、安定した操縦姿勢を保つこと出来、以て、安全に走行することが可能となるのである。

特に、本発明にあっては、運転座席１８の左右方向への回動中心である回動軸２６とアクセルペダル４６とが、自動車の前後方向に延びる一つの垂直面内に位置せしめられているところから、運転座席１８が左右方向に回動せしめられた際にも、アクセルペダル４６に乗せられた運転者の足の横方向の位置が変化せず、走行中のアクセルペダル４６の操作量が変化する恐れがないため、安定した運転操作を行うことが可能となるのである。

また、本発明に従う運転座席装置にあっては、その別の望ましい態様の一つにおいて、遠心力を検出する手段が、図４に示すように、構成される。そこでは、自動車の走行速度を検知して、その速度に応じた速度信号を出力する車速センサ５４と、カーブを旋回するために、運転者がハンドルを操作した際の、ステアリングのかじ取り量を検出して、そのかじ取り量に対応した信号を出力するステアリング角度センサ５６とからの出力信号を、演算装置５８に入力せしめて、それら２つの信号を元に演算を行い、旋回時に発生する遠心力の大きさを算出して遠心力信号を出力するようになっている。そして、そのようにして得られた遠心力信号が、前述した実施形態と同様に、制御装置５２に入力せしめられて、運転座席１８が、かかる遠心力信号に対応した角度で、自動車の旋回方向に傾斜するように、モータ４０が駆動されるのである。なお、ここでは、演算装置５８と制御装置５２とが、別々の装置となっているが、これらを併せて一つの制御装置として構成することも可能である。

このような構成とすることによって、自動車がカーブを旋回する時に発生する横向きの加速度（遠心力）を検出するために、機械的な加速度センサや半導体加速度センサ等の、特別な加速度を検出する装置を用いる必要がなくなると共に、振動等によるセンサの誤反応によって、運転座席１８が誤って回動せしめられてしまう恐れも、効果的に解消されることとなる。

以上、本発明の代表的な実施の形態について説明してきたが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。

例えば、前述の実施の形態においては、リンクロッド３６の座部１２に連結された側とは反対の端部を左右方向に移動させる手段として、ねじ軸３２とナット３４によるボールねじを用いて、モータ４０の回転力を直線運動に変換するものを用いていたが、双方向に動作する油圧シリンダを用いて、そのピストンロッドの先端にリンクロッド３６の端部を接続し、リンクロッド３６を作動せしめて、運転座席１８を回動軸２６回りに回動動作させることも可能である。

また、そのようなリンク機構も、ここで示したリンクロッド３６の１本の構成だけでなく、複数のリンクロッドによるリンク機構によって、取付金具４４側が上下に移動するようにして、運転座席１８を回動軸２６回りに回動せしめるようにしてもよい。又は、モータ等によって回動軸２６を直接に回転せしめて、運転座席１８を回動軸２６回りに回動せしめるようにしても、何等差支えない。

さらに、前述した実施の形態においては、運転座席１８は、連結金具２８等によって、床面２０に直接に、前後方向に移動不可に固定されていたが、前後方向に位置が調整可能とされた基台やレールの上に固定することも、勿論可能である。

本発明に従う自動車用運転座席装置の一例を示す、自動車の前方から見た正面説明図である。図１に示される自動車用運転座席装置の側面説明図である。図１に示される自動車用運転座席装置の左右への回動の様子を示す、自動車の前方から見た正面説明図である。本発明に従う自動車用運転座席装置の別の一例における、座席回動制御機構の構成を示す説明図である。

符号の説明

１０運転座席装置
１２座部
１４背もたれ部
１６ヘッドレスト
１８運転座席
２０床面
２６回動軸
２８支持金具
３２ねじ軸
３４ナット
３６リンクロッド
４０モータ
５０遠心力検出装置
５２制御装置
５４車速センサ
５６ステアリング角度センサ
５８演算装置

Claims

自動車を運転するドライバが着席する運転座席を自動車の左右方向に一軸回りに回動せしめるようにした運転座席装置にして、
該運転座席の右側下部に位置するように、自動車前後方向に延びる回動軸を配設して、該回動軸回りに該運転座席を自動車左右方向に回動させて傾斜せしめ得るように構成する一方、該運転座席の左側下部に位置するように、該運転座席の左側部位を上下方向に移動させて該運転座席の前記回動軸回りの回動を行なう回動装置を、配設せしめ、更に、前記回動軸を、自動車のアクセルと共に、自動車前後方向に延びる一つの垂直面内に位置するように配置したことを特徴とする自動車用運転座席装置。
前記運転座席を自動車の左右方向に一軸回りに回動せしめる座席回動装置と、
自動車の走行時における左方向又は右方向への旋回に基づくところの遠心力を検出し、該遠心力の大きさに対応する遠心力信号を出力する遠心力検出装置と、
該遠心力検出装置から出力される遠心力信号が入力せしめられ、該遠心力信号と自動車の旋回方向に対応して、前記運転座席が該旋回方向に傾斜するように前記座席回動装置を駆動させて、該運転座席を回動せしめる制御装置と、
を有する請求項１に記載の自動車用運転座席装置。
前記運転座席を自動車の左右方向に回動せしめる座席回動装置と、
運転者のハンドルの操作角度に対応して、ステアリングのかじ取り角度信号を出力するステアリング角度検出装置と、
自動車の走行速度を検知して、かかる走行速度に対応した信号を出力する車速検出装置と、
該ステアリング角度検出装置と該車速検出装置とから出力される各信号から、自動車の旋回時に発生する遠心力を算出して、遠心力信号を出力する遠心力算出手段と、
該遠心力信号が入力せしめられ、該遠心力信号と自動車の旋回方向に対応して、前記運転座席が該旋回方向に傾斜するように前記座席回動装置を駆動させて、該運転座席を回動せしめる制御装置と、
を有する請求項１に記載の自動車用運転座席装置。