JP2000311565A - 着座センサ及びそれを用いた着座検出システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大幅なコスト上昇を招かずに着座の有無と底
面がフラットなものの検出を可能とする。 【解決手段】 着座センサ５は、一対の可撓性シート２
１，２２を、絶縁スペーサ２３を介して重合することに
より構成される。可撓性シート２１，２２の対向面に
は、それぞれ導電パターン２４，２５が形成されてい
る。絶縁スペーサ２３の接点部１３，１４に対応する位
置には、開口部３１，３２が形成され、この開口部３
１，３２を介して荷重印加時に上下の導電パターン２
４，２５が接触する。可撓性シート２１の導電パターン
２４形成面とは反対側の面の接点部１４に対応する位置
には、フラットなものを検出するための突起４０が形成
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、航空機の
座席等に設置して着座状態を検出するメンブレンスイッ
チを用いた着座センサに関し、特に着座対象が人間かチ
ャイルドシート等の物かを判別するのに好適の着座セン
サ及び着座検出システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の着座センサは、例え
ば助手席に人が乗車しているかいないか、又はその体格
等を判定し、エアバッグの作動状態を制御するのに使用
されている。この着座センサとして、比較的低コストで
システムを構成することが可能なメンブレンスイッチを
使用したものが知られている。

【０００３】図１４は、メンブレンスイッチを使用した
着座センサの構成を示す図である。メンブレンスイッチ
は、一対の可撓性シート１０１，１０２を絶縁スペーサ
１０３を介して重合することにより構成される。可撓性
シート１０１，１０２の対向面には、それぞれ導電パタ
ーン１０４，１０５が形成される。絶縁スペーサ１０３
の所定位置には、開口部１０６が形成され、この開口部
１０６の上下の導電パターン１０４，１０５が接点部１
０７を形成する。接点部１０７に可撓性シート１０１，
１０２の厚み方向の荷重が加わると、開口部１０６を介
して導電パターン１０４，１０５が接触するので、この
接触により流れる電流を検知することによって着座の有
無を判定することができる。人体の場合、着座状態では
座骨の部分に荷重が集中するので、座席上に複数の接点
部１０７を分散配置することで、いずれかの接点部１０
７で荷重が検出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、助手
席へのチャイルドシートの使用が義務づけられることに
なった。チャイルドシートの場合、乗車するのが幼児で
あるということもあり、エアバッグの作動制御は、大人
の場合と同じにすることばできない。このため、チャイ
ルドシートが設置された場合には、これについても検知
する必要が生じてきた。しかし、メンブレンスイッチを
使用した従来の着座センサでは、チャイルドシートのよ
うにフラットな底面を持つ場合、可撓性シート１０１の
上に荷重が均一に加わるため、接点部７がオンになりに
くい。このため、チャイルドシート検出のためにメンブ
レンスイッチとは別の検出手段を設けなければならず、
コストが上昇するだけでなく、検出手段が増えることに
よってその設置場所の選定も難しくなるという問題があ
る。

【０００５】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、大幅なコスト上昇を招くことがなく、底面がフラ
ットなものも検出可能な着座センサ及び着座検出システ
ム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】本発明に係る着座センサ
は、一対の可撓性シートを絶縁スペーサを介して重合す
ることにより形成され、前記一対の可撓性シートの対向
面にそれぞれ導電パターンが形成されると共に、前記絶
縁スペーサの所定位置に接点部を形成するための開口部
が形成され、前記接点部で前記可撓性シートの厚み方向
の荷重が加わると前記開口部位置で対向する導電パター
ンが接触するメンブレンスイッチからなり、前記接点部
が着座検出位置に配置される着座センサにおいて、同一
の前記着座検出位置に複数の接点部が近接配置され、こ
れら接点部の一部は前記一対の可撓性シートの少なくと
も一方の前記導電パターンが形成された面とは反対側の
面に凸部が設けられた凸部付接点部であることを特徴と
する。ここで、凸部とは、メンブレンスイッチの可撓性
シートの表面に形成された突起、突条、接点部全体を覆
うような隆起部、接点部全体に形成された複数の小突起
等、種々の形態を採用することができる。

【０００７】本発明によれば、同一の着座検出位置に近
接配置された複数の接点部のうち一部の接点部が凸部付
接点部であるので、チャイルドシートのような底面がフ
ラットな被検出対象であっても、接点部に設けられた凸
部を底面が押すように機能するので、これによって接点
部が導通することになる。このため、例えば凸部付接点
部と凸部なし接点部とが共にオンになった場合には、人
間が乗車していると判断し、凸部付接点部のみがオンに
なっているときには、チャイルドシートが設置されてい
ると判断することができ、１枚のメンブレンスイッチで
着座の有無とチャイルドシートの設置の有無の両方を検
出することができる。これにより、チャイルドシートの
検出に別途センサを必要としないことから、システムの
全体的なコスト低減を図ることができると共に、センサ
の配置場所の選定も容易になる。

【０００８】なお、同一の着座検出位置に近接して配置
された凸部付接点部以外の接点部を、例えば開口部の径
を変える等してオン荷重をそれぞれ異なせた複数の接点
部とすると、着座対象の重量に応じて接点部を段階的に
オン状態とすることができるので、着座の有無、チャイ
ルドシートの検出の他に、着座している人の体格も検出
することができ、これにより、エアバッグの更に細かな
制御が可能になる。また、着座検出位置を複数設けるよ
うにすれば、検出漏れを防止することができる。

【００１０】本発明に係る着座検出システムは、このよ
うな着座センサと、この着座センサの前記着座検出位置
に配置された複数の接点部のオン／オフをそれぞれ独立
に検出する検出手段と、この検出手段で検出された前記
複数の接点部のオン／オフの組み合わせによって着座の
有無及び着座対象を判別する着座対象判別手段とを備え
たことを特徴とする。このシステムによれば、１枚のメ
ンブレンスイッチによる着座センサを用いて着座してい
る対象が人であるのか、物であるのか等を判別すること
ができる。

【００１１】一方、着座センサとして、同一の着座検出
位置に近接して配置された複数の接点部を、抵抗素子を
それぞれ介して共通接続したものを用いても良い。この
場合、抵抗素子を、単独で又は同時にオン状態となる可
能性がある全ての接点部の組み合わせに対応した抵抗素
子の合成抵抗値が互いに等しくならないように選択する
ことにより、電流値からどの接点部がオン状態になった
かがわかるので、接点部の数に拘わらず導電パターンを
シンプルにすることができる。この場合、着座検出シス
テムとしては、そのような着座センサと、この着座セン
サの前記着座検出位置に配置された複数の接点部に流れ
るトータルの電流値を検出する検出手段と、この検出手
段で検出された電流値によって着座の有無及び着座対象
を判別する着座対象判別手段とを備えて構成することが
できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施の形態について説明する。図１は、この発明
が適用される自動車用座席を示している。座席１は、着
座部２、背もたれ部３及びヘッドレスト４により構成さ
れるが、着座部２の布張り又は革張りの直下に本発明の
シート状の着座センサ５が埋め込まれている。

【００１３】この着座センサ５は、メンブレンスイッチ
からなるもので、１枚の矩形状シートでも良いが、好ま
しくは図２にその一部平面図を示すように、湾曲する着
座部２に常にフィットするように、各着座検出位置に対
応して分散的に配置されるサークル部１１と、これらサ
ークル部１１を連結する連結部１２とからなる形状を有
する。この実施例では、各サークル部１１に、異なる荷
重でオン状態となる２つの接点部１３，１４が近接して
配置されている。

【００１４】図３にこの着座センサ５の各層を剥離した
分解斜視図を、また図４（ａ）に図２のＡ−Ａ′断面図
を、図４（ｂ）に同じくＢ−Ｂ′断面図をそれぞれ示
す。図示のように、この着座センサ５は、ポリエステル
フィルムのような絶縁樹脂フィルム等からなる一対の可
撓性シート２１，２２を、絶縁スペーサ２３を介して重
合することにより構成されている。可撓性シート２１，
２２の対向面には、それぞれ銀ペースト等からなる導電
パターン２４，２５がスクリーン印刷等の方法で形成さ
れている。図中上側の導電パターン２４は、この例では
接点部１３，１４に対応する部分にそれぞれ形成される
ランド部２４ａ，２４ｂと、これらランド部２４ａ，２
４ｂを＋側電源端子に共通に接続するリード部２４ｃと
により構成されている。下側の導電パターンは、この例
では接点部１３，１４に対応する部分にそれぞれ形成さ
れるランド部２５ａ，２５ｂと、ランド部２５ａ同士及
びランド部２５ｂ同士をそれぞれ接続して検出系に電流
を導くリード２５ｃ，２５ｄとから構成されている。絶
縁スペーサ２３の接点部１３，１４に対応する位置に
は、開口部３１，３２が形成され、この開口部３１，３
２を介して荷重印加時に上下のランド２４ａと２５ａ、
２４ｂと２５ｂがそれぞれ接触するようになっている。

【００１５】可撓性シート２１の導電パターン２４形成
面とは反対側の面の接点部１４に対応する位置には、突
起４０が形成されている。この突起４０は、可撓性シー
ト２１の上にドーム状に形成された樹脂を盛る方法、ス
クリーン印刷にて形成する方法、ドーム状に形成された
ゴムを両面テープや接着剤等で接着する方法等によって
形成することができる。

【００１６】着座センサ５がこのような構成であると、
図５（ａ）に示すように、座席１に人が乗車している場
合のように、弾性体によって着座センサ５に荷重が加わ
った場合には、接点部１３，１４のいずれもがオン状態
となる。一方、同図（ｂ）のように、フラットな底面を
持つチャイルドシートのように平面に均一に荷重が加わ
る場合には、接点部１３はオンにはならないが、接点部
１４については突起４０が押されてオン状態となる。従
って、接点部１３，１４のオンオフ状態をそれぞれ監視
することによって人の着座の有無、チャイルドシートの
設置の有無をそれぞれ判定することが可能になる。な
お、この実施例では、突起４０は、可撓性シート２１の
上に設けられているが、可撓性シート２２の下側に設け
ても良いし、可撓性シート２１，２２の両方に設けても
良い。

【００１７】図６は、この着座センサ５を使用した着座
検出システムの構成を示す回路図である。複数の着座検
出位置に配置された接点部１３同士及び接点部１４同士
は、それぞれ共通接続されて、検出手段となる電流検出
部５１でオン／オフを検出される。着座対象判別手段を
構成するＣＰＵ５２は、電流検出部５１で検出された接
点部１３，１４のオン／オフのパターンに基づいて着座
の有無及びその対象を判別する。このような構成によっ
て、１枚のメンブレンスイッチを使用したチャイルドシ
ート検出機能を有する着座検出システムを構成すること
ができる。

【００１８】ところで、メンブレンスイッチでは、絶縁
スペーサ２３の開口部３１，３２の孔径によって、接点
部１３，１４がそれぞれオン状態となる荷重（以下、オ
ン荷重の呼ぶ）が変化する。図７は、絶縁スペーサ２３
の開口部の径とオン荷重との関係を示したグラフであ
る。このグラフから明らかなように、接点部に突起を設
けない場合、開口部径が小さいところでは、径によって
オン荷重が大きく変化する。即ち、開口部径が小さいと
オン荷重は大きくなり、開口部径が大きくなるに従って
オン荷重は小さくなっていく。また、突起を有する場
合、同一の開口部径で比べると、オン荷重は全般的に小
さな値となっている。そこで、突起を有しない接点部と
して開口部径が異なる複数の接点部を更に備えるように
することにより、より詳細な体格検出が可能になる。

【００１９】図８は、そのような他の実施例に係る着座
センサ６を示す図であり、着座センサ６の各層を剥離し
た分解斜視図を示す図である。この実施例では、突起４
０を有する接点部１４の他に、突起４０を有さない接点
部として３種類の接点部１３，１５，１６を備えてい
る。接点部１３，１５，１６は、それと対応する絶縁シ
ート２３の開口部３１，３３，３４の径が、それぞれ中
間径、小径、大径に設定されており、それに合わせて可
撓性シート２１側のランド２４ａ，２４ｅ，２４ｄと、
可撓性シート２２側のランド２５ａ，２５ｅ，２５ｆが
それぞれ形成されている。また、下側の可撓性シート２
２には、４つの接点部１３〜１６からのオン電流を個別
に検出するために各ランド２５ａ，２５ｂ，２５ｅ，２
５ｆを流れる電流を導くためのリード２５ｃ，２５ｄ，
２５ｇ，２５ｈがそれぞれ形成されている。図９は、こ
の着座センサ６を使用した着座検出システムの構成を示
す回路図である。この回路は、電流検出系統が４系統に
なっている。

【００２０】この実施例によれば、接点部１４＜接点部
１６＜接点部１３＜接点部１５の順にオン荷重が大きく
なっているので、これら接点部１３〜１６のオン／オフ
状態から次のように着座対象をより詳細に判別すること
ができる。

【００２１】

【表１】

【００２２】図１０は、更に他の実施例を示す図であ
り、可撓性シート２２の表面に形成された導電パターン
２５の一部を示している。図１１は、この実施例を適用
した着座検出システムの構成を示す図である。この実施
例では、接点部１３，１４，１５，１６をそれぞれ構成
するランド２５ａ，２５ｂ，２５ｅ，２５ｆが、抵抗層
６１，６２，６３，６４をそれぞれ介してリード２５ｉ
に共通に接続されている。他の構成は図８に示した構成
と同様である。抵抗６１〜６４は、例えばカーボンペー
ストのスクリーン印刷等によって形成されたもので、そ
れぞれの抵抗値をＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４とすると、表
１に対応した各検出状態で検出される電流値Ｉは、下記
数１に示すように、オンになった接点部に接続された抵
抗の合成抵抗値ＲによってＩ＝Ｖ／Ｒと求められる。

【００２３】

【数１】（１）チャイルドシート設置時 Ｒ＝Ｒ２ （２）幼児着座時 Ｒ＝１／｛（１／Ｒ２）＋（１／Ｒ４）｝ （３）小さい人着座時 Ｒ＝１／｛（１／Ｒ１）＋（１／Ｒ２）＋（１／Ｒ
４）｝ （４）大人着座時 Ｒ＝１／｛（１／Ｒ１）＋（１／Ｒ２）＋（１／Ｒ３）
＋（１／Ｒ４）｝

【００２４】そこで、抵抗値Ｒ１〜Ｒ４をそれぞれ次の
式を満たすように設定する。

【００２５】

【数２】 Ｒ２≠１／｛（１／Ｒ２）＋（１／Ｒ４）｝ ≠１／｛（１／Ｒ１）＋（１／Ｒ２）＋（１／Ｒ４）｝ ≠１／｛（１／Ｒ１）＋（１／Ｒ２）＋（１／Ｒ３）＋
（１／Ｒ４）｝

【００２６】例えば、抵抗６１〜６４をカーボンペース
トにて、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝５０Ωとなるように
形成すると、合成抵抗Ｒは、

【００２７】 （１）チャイルドシート設置時：Ｒ＝５０Ω （２）幼児着座時 ：Ｒ＝２５Ω （３）小さい人着座時 ：Ｒ＝１６．７Ω （４）大人着座時 ：Ｒ＝１２．５Ω

【００２８】となるので、１本のリード２５ｉを介して
着座対象の判別が可能になり、導電パターン２５を簡素
化することができるという利点を有する。

【００２９】図１２は、更に他の実施例を示す図であ
り、可撓性シート２２の表面に形成された導電パターン
２５の一部を示している。図１３は、この実施例を適用
した着座検出システムの構成を示す図である。この実施
例では、各着座検出位置で検出される電流値の検出経路
を分離して、着座対象の判別と共にその姿勢も検出でき
るようにした実施例である。その他の構成は、図１０及
び図１１に示した実施例と同様である。

【００３０】この実施例では各着座検出位置に対応した
サークル１１内のランド２５ａ，２５ｂ，２５ｅ，２５
ｆについては抵抗６１〜６４をそれぞれ介して共通接続
されているが、各着座位置毎にリード２５ｊ，２５ｋ，
２５ｌが引き出され、これらを流れる電流が電流検出部
５１で別々に検出されるようになっている。この実施例
によれば、着座対象の状態だけでなく、着座検出場所も
分かるので、乗車している人が前寄りか、後ろ寄りか、
右寄りか、左寄りか等の姿勢を検出することもでき、エ
アバッグの更に細かな制御が可能になる。なお、検出方
法としては、複数の検出回路による同時検出方式の他、
検出系統を順次切り換えるサンプリング方式を採用する
ことができる。特にサンプリング方式の場合、少ない回
路素子数で多数の検出点を検出することが可能になる。

【００３１】この着座センサ及び着座検出システムは、
自動車のエアバッグ制御だけでなく、例えば理髪店、美
容院の自動高さ調整付の椅子等、更に他の用途にも適用
可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、同
一の着座検出位置に近接配置された複数の接点部のうち
一部の接点部が凸部付接点部であるので、チャイルドシ
ートのような底面がフラットな被検出対象であっても、
接点部に設けられた凸部を底面が押すように機能するの
で、これによって接点部を導通させることができ、１枚
のメンブレンスイッチで着座の有無とチャイルドシート
の設置の有無の両方を検出することができるので、シス
テムの全体的なコストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例に係る着座センサが組み
込まれる自動車用座席を示す斜視図である。

【図２】 同着座センサの一部を示す平面図である。

【図３】 同着座センサの各層を剥離して示す分解斜視
図である。

【図４】 図２のＡ−Ａ′線及びＢ−Ｂ′線の切断断面
図である。

【図５】 同着座センサの作用を説明するための断面図
である。

【図６】 同着座センサを使用した着座検出システムの
回路図である。

【図７】 同着座センサの開口部の孔径とオン荷重との
関係を示すグラフである。

【図８】 本発明の他の実施例に係る着座センサの各相
を剥離して示す分解斜視図である。

【図９】 同着座センサを使用した着座検出システムの
回路図である。

【図１０】 本発明の更に他の実施例に係る着座センサ
の要部を示す平面図である。

【図１１】 同着座センサを使用した着座検出システム
の回路図である。

【図１２】 本発明の更に他の実施例に係る着座センサ
の要部を示す平面図である。

【図１３】 同着座センサを使用した着座検出システム
の回路図である。

【図１４】 従来の着座センサを示す一部を切り欠いた
斜視図である。

【符号の説明】

５，６…着座センサ、７，１３〜１６，１０７…接点
部、１，２，２１，２２，１０１，１０２…可撓性シー
ト、３，２３，１０３…絶縁スペーサ、４，５，２４，
２５，１０４，１０５…導電パターン、６，３１，３
２，１０６…開口部、４０…突起、５１…電流検出部、
５２…ＣＰＵ、６１〜６４…抵抗。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大庭 清嗣 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 勝亦 孝明 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 小金井 幸雄 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 Ｆターム(参考） 2F051 AA01 AB06 AC01 AC07 3B087 DE08 3B088 QA05 5G006 AA02 FB14 FB15 5G055 DB03 DD02 DD21 DD30 DD34 DG02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の可撓性シートを絶縁スペーサを介
   して重合することにより形成され、前記一対の可撓性シ
   ートの対向面にそれぞれ導電パターンが形成されると共
   に、前記絶縁スペーサの所定位置に接点部を形成するた
   めの開口部が形成され、前記接点部で前記可撓性シート
   の厚み方向の荷重が加わると前記開口部位置で対向する
   導電パターンが接触するメンブレンスイッチからなり、
   前記接点部が着座検出位置に配置される着座センサにお
   いて、 同一の前記着座検出位置に複数の接点部が近接配置さ
   れ、これら接点部の一部は前記一対の可撓性シートの少
   なくとも一方の前記導電パターンが形成された面とは反
   対側の面に凸部が設けられた凸部付接点部であることを
   特徴とする着座センサ。
2. 【請求項２】 前記同一の着座検出位置に近接して配置
   された前記凸部付接点部以外の接点部は、オン荷重がそ
   れぞれ異なる複数の接点部であることを特徴とする請求
   項１記載の着座センサ。
3. 【請求項３】 前記着座検出位置が複数設けられている
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の着座センサ。
4. 【請求項４】 前記同一の着座検出位置に近接して配置
   された複数の接点部は、抵抗素子をそれぞれ介して共通
   接続され、前記抵抗素子は、単独で又は同時にオン状態
   となる可能性がある全ての接点部の組み合わせに対応し
   た抵抗素子の合成抵抗値が互いに等しくならないように
   選択されたものであることを特徴とする請求項１〜３の
   いずれか一項記載の着座センサ。
5. 【請求項５】 請求項１〜３のいずれか一項記載の着座
   センサと、この着座センサの前記着座検出位置に配置さ
   れた複数の接点部のオン／オフをそれぞれ独立に検出す
   る検出手段と、 この検出手段で検出された前記複数の接点部のオン／オ
   フの組み合わせによって着座の有無及び着座対象を判別
   する着座対象判別手段とを備えたことを特徴とする着座
   検出システム。
6. 【請求項６】 請求項４記載の着座センサと、 この着座センサの前記着座検出位置に配置された複数の
   接点部に流れるトータルの電流値を検出する検出手段
   と、 この検出手段で検出された電流値によって着座の有無及
   び着座対象を判別する着座対象判別手段とを備えたこと
   を特徴とする着座検出システム。