JP5214926B2 - パワーシート - Google Patents

Description

本発明は、パワーシートに関し、特に、動力源を有するリフタ機構によって座席が昇降するパワーシートに関する。

車両等のパワーシートは、座席の高さが乗員の好みに合わせて調節できるようになっている。座席の昇降は、モータ等を動力源とするリフタ機構によって行われる（例えば、特許文献１参照）。

この種のパワーシートは、図９に模式的に示すように、座席１をリフタ機構３で昇降可能に支持する構成となっている。リフタ機構３は、ロワアーム３０１とアッパレール３０３を、平行なリンク３０５ａ，３０５ｂによって結合し、リンク３０５ａ，３０５ｂをモータ５で駆動するようになっている。

ロワアーム３０１は座席１の一部をなし、リンク３０５ａ，３０５ｂは、上端側がロワアーム３０１にそれぞれジョイント結合し、下端側がブラケット３０７ａ，３０７ｂにそれぞれジョイント結合し、ブラケット３０７ａ，３０７ｂが、アッパレール３０３にそれぞれ固定されている。アッパレール３０３はロワレール３０９で支持され、ロワレール３０９はレッグ３１１を介してフロアに固定されている。
特開２００２−１２０６０９号公報（段落番号０００８，０００９、図１）

上記のようなパワーシートは、座席１を下降させたとき、例えばリンク３０５ａとブラケット３０７ａで乗員の手足等を挟み込むおそれがある。この部分は、座席１から垂下するカバー１０１で覆われてはいるが、カバー４は柔軟性のあるカーテン状のものであり、手足等の進入を完全に阻止することはできないので、挟み込み防止対策としては不十分である。

そこで、本発明の課題は、挟み込み防止機能を備えたパワーシートを実現することである。

課題を解決するための請求項１に係る発明は、動力源を有するリフタ機構によって座席が昇降するパワーシートであって、可撓性の検出電極とこの検出電極に隙間を隔てて対向するグラウンド電極を有し、前記座席の昇降に伴って相互間の距離が増減する２つの部材の一方に設けられたタッチセンサと、前記検出電極の静電容量が増加したときの前記タッチセンサの検出信号に基づいて、前記座席が下降する方向への前記リフタ機構の作動を禁止し、前記検出電極が前記グラウンド電極に接触したときの前記タッチセンサの検出信号に基づいて、前記座席が下降する方向への前記リフタ機構の作動を禁止するとともに前記リフタ機構を通じて前記座席を予め定められた距離だけ反転上昇させる制御手段を具備することを特徴とするパワーシートである。

課題を解決するための請求項２に係る発明は、前記静電容量は、周波数に変換されて前記制御手段に入力されることを特徴とする請求項１に記載のパワーシートである。
課題を解決するための請求項３に係る発明は、前記リフタ機構は、上端側が座席にジョイント結合され下端側がブラケットにジョイント結合された平行リンクを有し、前記タッチセンサは、前記ブラケットに設けられることを特徴とする請求項１に記載のパワーシートである。

請求項１に係る発明によれば、動力源を有するリフタ機構によって座席が昇降するパワーシートは、可撓性の検出電極とこの検出電極に隙間を隔てて対向するグラウンド電極を有し、前記座席の昇降に伴って相互間の距離が増減する２つの部材の一方に設けられたタッチセンサと、前記検出電極の静電容量が増加したときの前記タッチセンサの検出信号に基づいて、前記座席が下降する方向への前記リフタ機構の作動を禁止し、前記検出電極が前記グラウンド電極に接触したときの前記タッチセンサの検出信号に基づいて、前記座席が下降する方向への前記リフタ機構の作動を禁止するとともに前記リフタ機構を通じて前記座席を予め定められた距離だけ反転上昇させる制御手段を具備するので、「異物が検出電極に触れている状態」に加え、さらに「検出電極がグラウンド電極に接触している状態」を区別して検出し、人体の露出部の接触と非露出部の接触とを区別して、それぞれ適切な挟み込み防止を行う機能を備えたパワーシートを実現することができる。

請求項２に係る発明によれば、前記静電容量は、周波数に変換されて前記制御手段に入力されるので、検出が容易である。
請求項３に係る発明によれば、前記リフタ機構は、上端側が座席にジョイント結合され下端側がブラケットにジョイント結合された平行リンクを有し、前記タッチセンサは、前記ブラケットに設けられるので、最も挟み込みが発生しやすい箇所において人体等の接触を検出することができる。

以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。図１に、パワーシートの一例を模式図によって示す。本パワーシートは、発明を実施するための最良の形態の一例である。本パワーシートの構成によって、パワーシートに関する発明を実施するための最良の形態の一例が示される。

図１に示すように、パワーシート２００は、座席３００をリフタ機構４００で昇降可能に支持する構成となっている。リフタ機構４００は、ロワアーム４０１とアッパレール４０３を、平行なリンク４０５ａ，４０５ｂによって結合し、リンク４０５ａ，４０５ｂをモータ５００で駆動するようになっている。リフタ機構４００は、座席３００から垂下するカバー３０１で覆われている。

なお、リンク４０５ａ，４０５ｂを駆動する動力源は、モータに限らず例えば油圧、空気圧または電気式のシリンダ等、適宜の動力源であって良い。以下、モータの例で説明するが、他の動力源の場合も同様である。

ロワアーム４０１は座席３００の一部をなし、リンク４０５ａ，４０５ｂは、上端側がロワアーム４０１にそれぞれジョイント結合し、下端側がブラケット４０７ａ，４０７ｂにそれぞれジョイント結合し、ブラケット４０７ａ，４０７ｂが、アッパレール４０３にそれぞれ固定されている。アッパレール４０３はロワレール４０９で支持され、ロワレール４０９はレッグ４１１を介してフロアに固定されている。

座席３００は、本発明における座席の一例である。リフタ機構４００は、本発明におけるリフタ機構の一例である。モータ５００は、本発明における動力源の一例である。リンク４０５ａ，４０５ｂは、本発明における平行リンクの一例である。ブラケット４０７ａ，４０７ｂは、本発明におけるブラケットの一例である。

ブラケット４０７ａには、その上縁に沿ってタッチセンサ６００が設けられる。タッチセンサ６００は、座席３００の昇降に伴ってロワアーム４０１やリンク４０５ａとの距離が増減する箇所に設けられる。そのような箇所は、座席の下降時に挟み込みが発生しやすい箇所となる。

なお、リンク４０５ａ，４０５ｂがアッパレール４０３に直接ジョイント結合されるときは、タッチセンサ６００は、アッパレール４０３に設けられる。あるいは、タッチセンサ６００は、リンク４０５ａまたはロワアーム４０１に設けるようにしても良い。

タッチセンサ６００は、本発明におけるタッチセンサの一例である。ロワアーム４０１、リンク４０５ａ、ブラケット４０７ａおよびアッパレール４０３は、座席の昇降に伴って相互間の距離が増減する２つの部材の一方の一例である。

図２に、タッチセンサ６００が設けられた部分についてのＡＡ断面図を示す。図２に示すように、タッチセンサ６００は、検出電極６０１と、この検出電極に隙間を隔てて対向するグラウンド電極６０３を有する。検出電極６０１とグラウンド電極６０３は、結合部材６０５を介してブラケット４０７ａに取り付けられる。結合部材６０５は絶縁材料で構成される。

検出電極６０１は、本発明における検出電極の一例である。グラウンド電極６０３は、本発明におけるグラウンド電極の一例である。結合部材６０５は、本発明における結合部材の一例である。

検出電極６０１はグラウンドから浮かせた電極であり、グラウンド電極６０３を半筒状に囲むように構成される。グラウンド電極６０３はグラウンドに接続された電極であり、検出電極６０１の内側で平行に延在する。

検出電極６０１は可撓性の導電材料で構成される。可撓性の導電材料としては、例えば導電ゴムや導電性プラスチックス等が用いられる。グラウンド電極６０３は導電材料で構成される。グラウンド電極６０３の材料は、可撓性導電材料または非可撓性導電材料のいずれでも良く、例えば検出電極６０１と同じ材料あるいは金属導電体等が用いられる。

検出電極６０１とグラウンド電極６０３はキャパシタを構成する。これによって、タッチセンサは、静電容量方式のタッチセンサとなる。検出電極６０１に素手や素足等人体の露出部が接触したときは、人体の静電容量が並列接続されるので検出電極６０１の静電容量が増加する。このような静電容量の増加が、人体の接触検出に利用される。

一方、手袋をした手や靴を履いた足等人体の非露出部が検出電極６０１に接触したときは、静電容量の増加は生じない。しかし、挟み込みかけた物体で押し潰された検出電極６０１がグラウンド電極６０３に接触すると、検出電極６０１とグラウンド電極６０３の間が短絡される。このような短絡状態が、非露出人体の挟み込み検出に利用される。

なお、タッチセンサは、静電容量方式に限らず、気体や液体の圧力あるいは電気抵抗等、適宜の物理量を利用する方式であって良い。以下、静電容量方式の例で説明するが、他の方式の場合も同様である。

図３に、パワーシート２００の昇降制御系のブロック図を示す。図３に示すように、タッチセンサ６００の出力信号は、前処理部７０１を通じて接触検出部７０３に入力され、接触検出部７０３の出力信号が制御部７０５に入力される。

制御部７０５には、リフタスイッチ７０７を通じてユーザーの昇降指令も入力される。制御部７０５は、ユーザーの昇降指令と接触検出部７０３の出力信号に基づいてモータ５００を制御する。接触検出部７０３と制御部７０５からなる部分は、本発明における制御手段の一例である。これらは、例えばマイクロコンピュータ等によって構成される。

図４に、タッチセンサ６００と前処理部７０１からなる部分の電気的構成を示す。図４に示すように、タッチセンサ６００は、電気的には、検出電極６０１とグラウンド電極６０３からなるキャパシタＣに、インダクタＬと抵抗Ｒを並列接続したものとなっている。前処理部７０１は、発振回路７０１ａと波形整形回路７０１ｂで構成され、これら発振回路７０１ａと波形整形回路７０１ｂに、ＬＣＲ並列回路が共通に接続される。

発振回路７０１ａの発振周波数は次式で与えられる。

ここで、
Ｃ’：キャパシタＣの静電容量と発振回路の静電容量の合成値
Ｌ’：インダクタＬのインダクタンスと発振回路のインダクタンスの合成値
である。これによって、検出電極６０１の静電容量Ｃが周波数ｆに変換される。周波数ｆは、静電容量Ｃの増加および減少に対応して、それぞれ、減少および増加する。

波形整形回路７０１ｂは、ＬＣＲ並列回路の両端電圧を入力信号とし、その波形を矩形波に整形して出力する。図５の（ａ）および（ｂ）に、波形整形回路７０１ｂの入力信号波形および出力信号波形をそれぞれ示す。

波形整形回路７０１ｂによって、（ａ）に示すような直流バイアスを有する正弦波交流電圧が、波形整形閾値Ｖｐを利用して、（ｂ）に示すような矩形波信号に整形される。矩形波信号の周波数は、正弦波交流電圧の周波数に一致する。正弦波交流電圧の周波数は、発振回路７０１ａの発振周波数ｆである。

これによって、静電容量Ｃに対応した周波数をもつ矩形波信号が得られる。矩形波信号の周波数は、静電容量Ｃの増加および減少に対応して、それぞれ、減少および増加する。静電容量Ｃの増加にともなう発振周波数の減少と、それに対応した矩形波信号の周波数の減少を、図６の（ａ）および（ｂ）それぞれに示す。

検出電極６０１がグラウンド電極６０３に接触したときは、ＬＣＲ並列回路は短絡状態となる。このため、波形整形回路７０１ｂの入力信号が消滅して、図７の（ａ）に示すように０となり、それに対応して波形整形回路７０１ｂの出力信号は図７の（ｂ）に示すように０となる。

接触検出部７０３は、波形整形回路７０１ｂから入力される矩形波信号の周波数を計測する。周波数計測は、計測期間（例えば１ｍＳ）内の矩形波の立ち上がりエッジ数を計測すること等により行われる。

接触検出部７０３は、また、周波数計測値を所定の閾値と比較して、接触または挟み込みの有無を検出する。閾値は、接触検出用と挟み込み検出用にそれぞれ用意される。以下、接触検出用の閾値を停止閾値といい、挟み込み検出用の閾値を反転用閾値という。反転用閾値は停止閾値より小さい。

それら２種類の閾値に基づいて、人体の露出部の接触と人体の非露出部の挟み込みが区別して検出される。制御部７０５は、それら検出信号とユーザーの昇降指令に基づいてモータ５００を制御する。

図８に、制御動作のフローチャートを示す。この動作は、実質的には、制御部７０５の動作である。図８に示すように、ステップ８０１で、DOWN操作ありか否かを判定する。DOWN操作とは、座席３００を下降させる方向への、ユーザーによるリフタスイッチ７０７の操作である。

DOWN操作がない間はステップ８０１でルーピングするが、DOWN操作がなされたときは、ステップ８０２で、リフタDOWNを開始する。これによって、座席３００の下降が開始される。

座席３００の下降中に、ステップ８０３で、DOWN操作中止か否かを判定する。DOWN操作中止とは、座席３００を下降させる方向への、ユーザーによるリフタスイッチ７０７の操作の中止を意味する。DOWN操作が中止されたときは、ステップ８１１でモータ停止処理を行う。これによって、座席３００の下降が止まる。

ステップ８０３において、DOWN操作中止でないと判定したときは、ステップ８０４で、UP操作ありか否かを判定する。UP操作とは、座席３００を上昇させる方向への、ユーザーによるリフタスイッチ７０７の操作である。

UP操作ありのときは、ステップ８０５で、モータ反転処理を行う。これによって、座席３００は上昇を開始する。座席３００の上昇中に、ステップ８０６で、UP操作中止か否かを判定する。

UP操作中止とは、座席３００を上昇させる方向への、ユーザーによるリフタスイッチ７０７の操作の中止を意味する。UP操作中止がない間はステップ８０１でルーピングし、UP操作中止されたときは、ステップ８１１でモータ停止処理を行う。これによって、座席３００の上昇が止まる。

ステップ８０４で、UP操作なしと判定したときは、ステップ８０７で、周波数が停止閾値より小か否かを判定する。この判定は、接触検出部７０３によって行われる。周波数が停止閾値より小でないときは、ステップ８０３に戻る。DOWN操作中止でなく、UP操作がなく、周波数が停止閾値より小でない間は、ステップ８０３，８０４，８０７の動作が繰り返され、その間、座席３００は下降し続ける。

座席３００の下降中に、検出電極６０１に乗員の素手や素足等人体の露出部が接触すると、検出電極６０１の静電容量が増加し周波数が停止閾値より小となる。このとき、ステップ８０７で、周波数が停止閾値より小と判定される。

次に、ステップ８０８で、周波数が反転閾値より小か否かを判定する。周波数が反転閾値より小でないときは、ステップ８１１でモータ停止処理を行う。これによって、座席３００の下降が止まり、挟み込みが防止される。

座席３００の下降中に検出電極６０１に接触した物体が、例えば、手袋をした手や靴を履いた足等人体の非露出部であるときは、周波数は停止閾値より小にはならない。このため、座席３００は下降を続け、やがてその物体を挟み込みかける。

物体を挟み込みかけると、可撓性の検出電極６０１がつぶれてグラウンド電極６０３に接触し、ＬＣＲ並列回路が短絡される。これによって、周波数が０となって反転閾値よりも小となる。そして、このことが、ステップ８０８で判定される。

ステップ８０８で、周波数が反転閾値よりも小と判定したときは、ステップ８０９で、モータ反転処理を行い、座席３００を反転上昇させる。座席３００の反転上昇は、ステップ８１０において、設定量上昇したか否かを判定しつつ行われ、上昇が設定量に達したとき、ステップ８１１で、モータ停止処理を行う。

座席３００の反転上昇量は、挟み込みかけた物体を開放するのに必要な最小限の上昇量に設定される。このため、座席３００は予期に反するほどに高く上昇することはない。したがって、乗員を慌てさせるような事態は生じない。

以上、発明を実施するための最良の形態として車両用のパワーシートを例示したが、本発明のパワーシートは、車両用に限らず、船舶や航空機等用のパワーシート、あるいは、屋内や屋外で使用されるパワーシート等、適宜の用途のパワーシートであって良い。

発明を実施するための最良の形態の一例のパワーシートの構成を示す模式図である。 発明を実施するための最良の形態の一例のパワーシートに設けられたタッチセンサの構成を示す断面図である。 発明を実施するための最良の形態の一例のパワーシートの制御系の構成を示すブロック図である。 発明を実施するための最良の形態の一例のパワーシートの制御系の部分的構成を示すブロック図である。 波形整形回路の入力信号波形および出力信号波形をそれぞれ示す図である。 波形整形回路の入力信号波形および出力信号波形をそれぞれ示す図である。 波形整形回路の入力信号波形および出力信号波形をそれぞれ示す図である。 発明を実施するための最良の形態の一例のパワーシートの制御系の動作を示すフローチャートである。 従来のパワーシートの構成を示す模式図である。

符号の説明

２００ ： パワーシート
３００ ： 座席
４００ ： リフタ機構
４０１ ： ロワアーム
４０３ ： アッパレール
４０５ａ，４０５ｂ ： リンク
４０７ａ，４０７ｂ ： ブラケット
４０９ ： ロワレール
４１１ ： レッグ
５００ ： モータ
６００ ： タッチセンサ
６０１ ： 検出電極
６０３ ： グラウンド電極
６０５ ： 結合部材
７０１ ： 前処理部
７０１ａ ： 発振回路
７０１ｂ ： 波形整形回路
７０３ ： 接触検出部
７０５ ： 制御部
７０７ ： リフタスイッチ

Claims (3)

1. 動力源を有するリフタ機構によって座席が昇降するパワーシートであって、
   可撓性の検出電極とこの検出電極に隙間を隔てて対向するグラウンド電極を有し、前記座席の昇降に伴って相互間の距離が増減する２つの部材の一方に設けられたタッチセンサと、
   前記検出電極の静電容量が増加したときの前記タッチセンサの検出信号に基づいて、前記座席が下降する方向への前記リフタ機構の作動を禁止し、前記検出電極が前記グラウンド電極に接触したときの前記タッチセンサの検出信号に基づいて、前記座席が下降する方向への前記リフタ機構の作動を禁止するとともに前記リフタ機構を通じて前記座席を予め定められた距離だけ反転上昇させる制御手段
   を具備することを特徴とするパワーシート。
2. 前記静電容量は、周波数に変換されて前記制御手段に入力される
   ことを特徴とする請求項１に記載のパワーシート。
3. 前記リフタ機構は、上端側が座席にジョイント結合され下端側がブラケットにジョイント結合された平行リンクを有し、
   前記タッチセンサは、前記ブラケットに設けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載のパワーシート。

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