JP2000301981A - 感圧センサ及び該感圧センサを用いた着座検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より安価な構造により入力された荷重の大き
さに基づいた出力値を出力できるようにする。 【解決手段】 複数の接触部位３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ
を備えた第１の電極３４と、第１の電極３４と所定の間
隔をもって非電気的導通状態で配置され接触部位３４
ｂ，３４ｃ，３４ｄと接触可能な表面を備えた所定の抵
抗値を示す対向電極３６とを有し、荷重の入力により第
１の電極３４の接触部位３４ｂ，３４ｃ，３４ｄが対向
電極３６の前記表面と順次接触することで第１の電極３
４と対向電極３６とが電気的導通状態となるよう構成
し、入力された荷重の増減に応じて表面と接触する接触
部位３４ｂ，３４ｃ，３４ｄの数が増減して第１の電極
３４と対向電極３６との電気的導通の量を段階的に増減
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感圧センサ及び感
圧センサを用いた着座検知装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の感圧センサとしては、特
公平２−４９０２７号公報に示されるものが知られてい
る。

【０００３】これは、互いに非電気的導通状態で配置さ
れた第１及び第２の電極と、第１の電極と所定の間隔を
もって非電気的導通状態で配置され第１及び第２の電極
と接触する表面を備えた半導電性層とを有するものであ
る。半導電性層は、バインダ樹脂に微粒子状の硫化モリ
ブデンを含有してなるものであって、微粒子状の硫化モ
リブデンにより表面に多数の微小突起を形成し、この微
小突起で第１及び第２の電極との多数の表面接点を与え
ている。そして、荷重の入力により第１及び第２の電極
が半導電性層の表面と接触することで第１及び第２の電
極と半導電性層とが電気的導通状態となって第１の電極
と第２の電極とを半導電性層を介して電気的導通状態に
接続するよう構成している。又、第１の電極と第２の電
極との電気的導通の量は、半導電性層の表面の微小突起
により与えられる多数の表面接点の第１及び第２の電極
との接触の量に依存しており、この結果、入力された荷
重の増減により半導電性層の表面接点の接触の量が増減
することで電気的導通の量が可変的に増減させられ、結
果、入力された荷重の大きさに基づいた出力値が出力さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
装置であると、第１及び第２の電極の電気的導通の量
は、半導電性層の微小突起により多数の表面接点を与え
ることで、入力された荷重に応じて可変させているの
で、特別な構成の半導電性層が必要であり、コスト的に
不利なものである。又、半導電性層の微小突起は、バイ
ンダ樹脂に含有される微粒子状の硫化モリブデンにより
形成しているので、入力された荷重に応じて第１及び第
２の電気的導通の量を所望の値で可変するには、硫化モ
リブデンの大きさや配置までも高い精度で設計・製造し
なければならず、よりコスト的に不利なものとなる。

【０００５】故に、本発明は、より安価な構造により入
力された荷重の大きさに基づいた出力値を出力できるよ
うにすることを、その技術的課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために本発明において講じた第１の技術的手段は、複
数の接触部位を備えた第１の電極と、該第１の電極と所
定の間隔をもって非電気的導通状態で配置され前記接触
部位と接触可能な表面を備えた所定の抵抗値を示す対向
電極とを有し、荷重の入力により前記第１の電極の前記
接触部位が前記対向電極の表面と順次接触することで前
記第１の電極と前記対向電極とが電気的導通状態となる
よう構成し、入力された前記荷重の増減に応じて前記表
面と接触する前記接触部位の数が増減して前記第１の電
極と前記対向電極との電気的導通の量を段階的に増減さ
せる、ことである。

【０００７】この第１の技術的手段によれば、荷重の入
力があると、対向電極の表面に対して第１の電極の接触
部位が入力された荷重の大きさに応じて段階的に接触す
る。これにより、入力された荷重の大きさに基づいた出
力値が出力され得る。

【０００８】上記技術的課題を解決するために本発明に
おいて講じた第２の技術的手段は、複数の接触部位を備
え互いに非電気的導通状態で配置された第１及び第２の
電極と、該第１及び第２の電極と所定の間隔をもって非
電気的導通状態で配置され前記接触部位と接触可能な表
面を備えた所定の抵抗値を示す対向電極とを有し、荷重
の入力により前記第１及び第２の電極の前記接触部位が
前記対向電極の前記表面と順次接触することで前記第１
及び第２の電極と前記対向電極とが電気的導通状態とな
って前記第１の電極と前記第２の電極とを前記対向電極
を介して電気的導通状態に接続するよう構成し、入力さ
れた前記荷重の増減に応じて前記表面と接触する前記接
触部位の数が増減して前記第１の電極と前記第２の電極
との電気的導通の量を段階的に増減させる、ことであ
る。

【０００９】この第２の技術的手段によれば、荷重の入
力があると、対向電極の表面に対して第１及び第２の接
触部位が入力された荷重の大きさに応じて段階的に接触
する。入力された荷重の大きさに基づいた出力値が出力
され得る。

【００１０】より好ましくは、前記対向電極は、バイン
ダ樹脂にカーボン微粒子を含有してなる高抵抗カーボン
樹脂層であって、前記電気的導通の量は、前記表面に接
触する接触部位の数の増減に応じて前記高抵抗カーボン
樹脂層の抵抗値が段階的に増減することで段階的に増減
する、と良い。

【００１１】より好ましくは、前記感圧センサを、車両
シートに内蔵され少なくとも前記第１の電極が形成され
た一方のベースフィルム、前記対向電極が形成された他
方のベースフィルム及び前記一方のベースフィルムと前
記他方のベースフィルムとの間に配設され前記第１の電
極と前記対向電極とを所定の間隔をもって対向させるス
ペーサを有し常時は非電気的導通状態であって且つ荷重
の入力により前記第１の電極の前記接触部位と前記対向
電極の前記表面とが順次接触することで段階的に電気的
導通状態となるよう構成し、前記感圧センサに電気的に
接続され入力された荷重に応じた前記感圧センサの電気
的導通の量に基づいて前記車両シートへの乗員の着座を
判定する判定回路を備える、と良い。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１ないし図３に示されるよう
に、着座検知装置１は、車両シート２のシートクッショ
ン２１内に配設される感圧センサ３と車両室内の適宜個
所に配設された判定回路４とから構成されている。感圧
センサ３は、シートクッション２１の着座面２１ａの略
全域に渡る程度の大きさで全体として格子形状を呈した
ものであって、シートクッション２１の構成部品である
パッド２１ｂ上にシートクッション２１の着座面２１ａ
の略全域に渡るように配置されて両面テープ等で貼着さ
れており、さらに、シートクッション２１の構成部品で
ある表皮２１ｃによりパッド２１ｂとともに外部から見
えないように被覆されている。

【００１３】図４ないし図６に示されるように、感圧セ
ンサ３は、一対のベースフィルム３１，３２及びスペー
サ３３から構成されている。ベースフィルム３１，３２
及びスペーサ３３は、それぞれ、ポリエチレンナフタレ
ートやポリエチレンテレフタレート等の非常に薄い樹脂
製の膜体であって、平面示で同一の格子形状を呈してい
る。ベースフィルム３１，３２及びスペーサ３３は、一
方のベースフィルム３1の内面３１ａと他方のベースフ
ィルム３２の内面３２ａとがスペーサ３３を挟んで対向
するように上から一方のベースフィルム３１、スペーサ
３３、他方のベースフィルム３２の順で積層されてお
り、スペーサ３３は、その一面で一方のベースフィルム
３１の内面３１ａに接着材等で接着されており、他面で
他方のベースフィルム３２の内面３２ａに接着材等で接
着されている。又、一方のベースフィルム３１の外面３
１ｂは、シートクッション２１の表皮２１ｃと接し、他
方のベースフィルム３２の外面３２ｂは、シートクッシ
ョン２１のパッド２１ｂに貼着される。このように、感
圧センサ３は、非常に薄い樹脂製の膜体を積層して構成
しているので、自由に屈曲してシートクッション２１の
着座面２１ａの形状に沿うことができ、車両シート２に
着座する乗員が異物感を感じる恐れを低減できる。

【００１４】ベースフィルム３１の内面３１ａには、第
１，第２の電極３４，３５が印刷等により形成されてい
る。第１，第２の電極３４，３５は、それぞれ、所定の
間隔をもって互いに平行に延びる帯状の本体部位３４
ａ，３５ａよりなる。又、第１の電極３４は、その本体
部位３４ａから第２の電極３５の本体部位３５ａに向か
って延び且つ互いに平行な３つの接触部位３４ｂ，３４
ｃ，３４ｄを備えており、第２の電極３５は、その本体
部位３５ｂから第１の電極３４に向かって延び且つ所定
の間隔をもって互いに平行な３つの接触部位３５ｂ，３
５ｃ，３５ｄを備えている。接触部位３４ｂ，３４ｃ，
３４ｄと接触部位３５ｂ，３５ｃ，３５ｄとは、その先
端で所定の間隔を持って互いに対向し、接触部位３４ｃ
と接触部位３４ｄとの間の間隔は、接触部位３４ｂと接
触部位３４ｃとの間の間隔より広くなっており、接触部
位３５ｃと接触部位３５ｄとの間隔も接触部位３５ｂと
接触部位３５ｃとの間隔よりも広くなっている。

【００１５】ベースフィルム３２の内面３２ａには、対
向電極３６が印刷等により形成されている。対向電極３
６は、第１及び第２の電極３４，３５の接触部位３４
ｂ，３４ｃ，３５ｄ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄと対向す
るよう配置されており、接触部位３４ｂ，３５ｂと対向
する対向部位３６ａ、接触部位３４ｃ，３５ｃと対向す
る対向部位３６ｂ及び接触部位３４ｄ，３５ｄと対向す
る対向部位３６ｃに互いに所定の間隔をもって独立する
よう３分割されている。

【００１６】スペーサ３３には、その一面及び他面に貫
通する貫通穴３３ａが形成されている。又、スペーサ３
３には、通路３３ｂが形成されており、この通路３３ｂ
により隣合う貫通穴３３ａを連結している。第１及び第
２の電極３４，３５の接触部位３４ａ，３４ｂ，３４
ｃ，３５ａ，３５ｂ，３５ｃ及び対向電極３６の対向部
位３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、スペーサ３３の貫通穴３
３ａ内に位置しており、接触部位４ａ，３４ｂ，３４
ｃ，３５ａ，３５ｂ，３５ｃと対向部位３６ａ，３６
ｂ，３６ｃとは、常時は、ベースフィルム３１，３２の
弾性でスペーサ３３の厚さに相当する所定の間隔をもっ
て接触可能に対向している。

【００１７】第１及び第２の電極３４，３５は、酸化や
腐食等の防止のためにカーボンペーストで被覆された銀
ペースト層よりなるもので、対向電極３６は、バインダ
樹脂にカーボン微粒子を含有してなる高抵抗カーボン樹
脂層よりなる。

【００１８】判定回路４は、ＣＰＵ４１よりなり、第１
の電極３４の本体部位３４ａ及び第２の電極３５の本体
部位３５ａが電気的に接続されており、ＣＰＵ４１は、
第１の電極３４と第２の電極３５との間の抵抗値を監視
している。

【００１９】次に作動について説明する。

【００２０】図６は、感圧センサ３の通常状態を示す。
この状態において、車両シート２に乗員が着座すると、
ベースフィルム３１がその弾性に抗してベースフィルム
３２に対してたわみ、第１の電極３４及び第２の電極３
５の接触部位３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３５ｂ，３５
ｃ，３５ｄが貫通穴内に埋没する。この時、乗員の体重
が軽い等、入力荷重が小さいと、ベースフィルム３１の
たわみが小さく、図７に示すように、第１電極及び第２
電極３４，３５の接触部位３４ｃ，３５ｃが対向電極３
６の対向部位３６ｂの表面と接触する。これにより、第
１の電極３４と第２の電極３５とが対向電極３６を介し
て電気的に導通する。この時の電気的導通の量は、接触
部位３４ｃ，３５ｃと対向部位３６ｂとの接触に依存し
ている。又、乗員の体重が重い等、入力荷重が前述より
増加すると、ベースフィルム３１のたわみが大きくな
り、図８に示すように、第１電極及び第２電極３４，３
５の接触部位３４ｂ，３４ｃ，３５ｂ，３５ｃが対向電
極３６の対向部位３６ａ，３６ｂの表面と接触する。こ
れにより、第１の電極３４と第２の電極３５とが対向電
極３６を介して電気的に導通する。この時の電気的導通
の量は、接触部位３４ｂ，３４ｃ，３５ｂ，３５ｃと対
向部位３６ａ，３６ｂとの接触に依存している。

【００２１】更に、乗員の体重がより重い等、入力荷重
が前述より更に増加すると、ベースフィルム３１のたわ
みがより大きくなり、図９に示すように、第１電極及び
第２電極３４，３５の接触部位３４ｂ，３４ｃ，３４
ｄ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが対向電極３６の対向部位
３６ａ，３６ｂ，３６ｃの表面と接触する。これによ
り、第１の電極３４と第２の電極３５とが対向電極３６
を介して電気的に導通する。この時の電気的導通の量
は、接触部位３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３５ｂ，３５
ｃ，３５ｄと対向部位３６ａ，３６ｂ，３６ｃとの接触
に依存している。

【００２２】このように、入力荷重の増減に応じて第１
及び第２の電極３４，３５の対向電極３６に対する接触
の数が段階的に増減して第１の電極３４と第２の電極３
５との間の電気的導通の量が増減するので、図１０に示
されるように、第１の電極３４と第２の電極３５との間
の抵抗値が入力荷重の増減に応じて段階的に増減する。
判定回路４のＣＰＵ４１は、第１の電極３４と第２の電
極３５との間の抵抗値を監視しているので、これによ
り、車両シート２に着座する乗員の体重を区分・判別し
て乗員の着座を判定する。尚、入力荷重に応じた第１及
び第２の電極３４，３５の対向電極３６に対する接触の
数の増減は、隣合う接触部位３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，
３５ｂ，３５ｃ，３５ｄの距離やベースフイルム３１，
３２の弾性、スペーサ３３の厚さ等のチューニングで適
宜設定できる。

【００２３】尚、スペーサ３３の貫通穴３３ａは、シー
トクッション２１の着座面２１ａの略全域の適宜個所に
複数個配置されており、第１及び第２の電極３４，３５
の接触部位３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３５ｂ，３５ｃ，
３５ｄ及び対向電極３６も、貫通穴３３に対応して複数
個配置されている。

【００２４】図１１ａ、図１１ｂ及び図１１ｃに示され
るように、第１の電極３４の接触部位３４ｂ，３４ｃを
本体部位３４ａと平行に所定の間隔を持って配置し且つ
その一端で本体部位３４に連結して櫛状に形成すると共
に、第２の電極３５の接触部位３５ｂ，３５ｃを本体部
位３５ａと平行に所定の間隔を持って配置し且つその一
端で本体部位３４に連結して櫛状に形成し、接触部位３
４ｂ，３４ｃ，３５ｂ，３５ｃを交互に配置しても良
い。尚、対向電極３６は、本体部位３４ａ及び接触部位
３５ｂと対向する対向部位３６ａ、接触部位３４ｂ，３
５ｃと対向する対向部位３６ｂ及び接触部位３４ｃ及び
本体部位３５ａと対向する対向部位３６ｃに互いに所定
の間隔をもって独立するよう３分割されている。

【００２５】図１２ａ、図１２ｂ及び図１２ｃに示され
るように、第１の電極３４の接触部位３４ｂ，３４ｃを
本体部位３４ａと平行に所定の間隔を持って配置し且つ
その両端で本体部位３４に連結して形成すると共に、第
２の電極３５の接触部位３５ｂ，３５ｃを本体部位３５
ａと平行に所定の間隔を持って配置し且つその両端で本
体部位３４に連結して櫛状に形成し、接触部位３４ｂ，
３４ｃ，３５ｂ，３５ｃを交互に配置しても良い。尚、
対向電極３６は、接触部位３４ｂ，３４ｃ，３５ｂ，３
５ｃと対向するように円形形状を呈している。

【００２６】図１３ａ、図１３ｂ及び図１３ｃに示され
るように、第１及び第２の電極３４，３５の接触部位３
４ｅ，３５ｅを本体部位３４ａ，３４ｂ上に設けると共
に、地赤穂電極３６を接触部位３４ｅ，３５ｅと対向す
る対向部位３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄに互いに所
定の間隔をもって独立するよう４分割しても良い。

【００２７】尚、以上説明した本実施の形態において
は、感圧センサ３は、第１の電極３４、第２の電極３５
及び対向電極３６を備えた構造としているが、第２の電
極３５を廃止して第１の電極３４及び対向電極３６を備
えた構造としても良い。この場合、対向電極３６を判定
回路４のＣＰＵ４１に電気的に接続し、ＣＰＵ４１は、
第１の電極３４と対向電極３６との間の抵抗値を監視す
る。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、荷重の入力により第１
の電極の接触部位が対向電極の表面と順次接触するよう
構成したので、荷重の入力があると、対向電極の表面に
対して第１の電極の接触部位が入力された荷重の大きさ
に応じて段階的に接触し、入力された荷重の大きさに基
づいた出力値を出力することができる。これにより、従
来に比べてより安価な構造とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る感圧センサを用いた着座検知装置
を搭載した車両シートの斜視図である。

【図２】発明に係る感圧センサを用いた着座検知装置を
搭載した車両シートの正面図である。

【図３】図１のＣ−Ｃ線断面図である。

【図４】本発明に係る感圧センサの正面図である。

【図５】図３のＡ−Ａ線断面図である。

【図６】図３のＢ−Ｂ線断面図である。

【図７】本発明に係る感圧センサの作動を示す図６に相
当する断面図である。

【図８】本発明に係る感圧センサの作動を示す図６に相
当する断面図である。

【図９】本発明に係る感圧センサの作動を示す図６に相
当する断面図である。

【図１０】本発明に係る感圧センサの作動を示す特性線
図である。

【図１１】本発明に係る感圧センサの第１の変形例を示
す図である。

【図１２】本発明に係る感圧センサの第２の変形例を示
す図である。

【図１３】本発明に係る感圧センサの第３の変形例を示
す図である。

【符号の説明】

１ 着座検知装置 ２ 車両シート ３ 感圧センサ ４ 判定回路 ３１，３２ ベースフィルム ３３ スペーサ ３４ 第１の電極 ３５ 第２の電極 ３６ 対向電極 ３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ 接
触部位

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F051 AA01 AB06 AC01 AC07 3B084 JA06 JC01 3B088 QA05

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の接触部位を備えた第１の電極と、
   該第１の電極と所定の間隔をもって非電気的導通状態で
   配置され前記接触部位と接触可能な表面を備えた所定の
   抵抗値を示す対向電極とを有し、荷重の入力により前記
   第１の電極の前記接触部位が前記対向電極の前記表面と
   順次接触することで前記第１の電極と前記対向電極とが
   電気的導通状態となるよう構成し、入力された前記荷重
   の増減に応じて前記表面と接触する前記接触部位の数が
   増減して前記第１の電極と前記対向電極との電気的導通
   の量を段階的に増減させることを特徴とした感圧セン
   サ。
2. 【請求項２】 複数の接触部位を備え互いに非電気的導
   通状態で配置された第１及び第２の電極と、該第１及び
   第２の電極と所定の間隔をもって非電気的導通状態で配
   置され前記接触部位と接触可能な表面を備えた所定の抵
   抗値を示す対向電極とを有し、荷重の入力により前記第
   １及び第２の電極の前記接触部位が前記対向電極の前記
   表面と順次接触することで前記第１及び第２の電極と前
   記対向電極とが電気的導通状態となって前記第１の電極
   と前記第２の電極とを前記対向電極を介して電気的導通
   状態に接続するよう構成し、入力された前記荷重の増減
   に応じて前記表面と接触する前記接触部位の数が増減し
   て前記第１の電極と前記第２の電極との電気的導通の量
   を段階的に増減させることを特徴とした感圧センサ。
3. 【請求項３】 前記対向電極は、バインダ樹脂にカーボ
   ン微粒子を含有してなる高抵抗カーボン樹脂層であっ
   て、前記電気的導通の量は、前記表面に接触する接触部
   位の数の増減に応じて前記高抵抗カーボン樹脂層の抵抗
   値が段階的に増減することで段階的に増減する、請求項
   １及び請求項２記載の感圧センサ。
4. 【請求項４】 前記感圧センサを、車両シートに内蔵さ
   れ少なくとも前記第１の電極が形成された一方のベース
   フィルム、前記対向電極が形成された他方のベースフィ
   ルム及び前記一方のベースフィルムと前記他方のベース
   フィルムとの間に配設され前記第１の電極と前記対向電
   極とを所定の間隔をもって対向させるスペーサを有し常
   時は非電気的導通状態であって且つ荷重の入力により前
   記第１の電極の前記接触部位と前記対向電極の前記表面
   とが順次接触することで段階的に電気的導通状態となる
   よう構成し、前記感圧センサに電気的に接続され入力さ
   れた前記荷重に応じた前記感圧センサの電気的導通の量
   に基づいて前記車両シートへの乗員の着座を判定する判
   定回路を備える、請求項１及び請求項２記載の感圧セン
   サを用いた着座検知装置。