JP2000357431A - メンブレンスイッチ並びにそれを用いた着座センサ及び着座検出システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各接点部の配置自由度を向上させると共に、
全体のコンパクト化を図る。 【解決手段】 上側の導電パターン２４は、１つの接点
部群１１に１つ共通に設けられる円形状の第１ランド３
１と、複数の接点部群１１の第１ランド３１を共通に接
続する第１リード３２とにより構成されている。一方、
下側の導電パターン２５は、同図（ｂ）に示すように、
第１ランド３１に対応して設けられた、互いに絶縁され
た状態で同心配置された複数の円環状パターン４３，４
４，４５からなる第２ランド４１と、この第２ランド４
１の円環状パターン４３，４４，４５にそれぞれ接続さ
れる第２リード４６、第３リード４７及び第４リード４
８とから構成されている。

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のに適したメンブ
レンスイッチ及びこれを用いた着座センサに関し、特に
着座対象の体格や姿勢を検知するのに好適のメンブレン
スイッチ、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、エアバック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１２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。ここで、接点部１０７がメ
ンブレンスイッチの厚み方向の荷重によってオンになる
ときの接点部に加わる荷重を「オン荷重」と呼ぶ。

【０００４】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、エアバックの作動制御は、大人の場合と同じにする
ことはできない。このため、この種の着座センサには、
単に座席への着座の有無だけでなく、着座している人の
体格なども検出できることが望まれている。そこで出願
人は、オン荷重が異なる複数の接点部を同一の着座検出
位置に近接配置して、どの接点部がオンになっているか
によって着座している人の体重を判別するようにした着
座センサを提案している（特開平10-214537号）。この
着座センサでは、図１３に示すように、絶縁スペーサの
開口部の孔径を異ならせた複数の接点部１１１，１１
２，１１３を組み合わせて１つの接点部群１１０を構成
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の着座センサは、１つの接点部群１１０を開口部孔径を
異ならせた複数の接点部１１１，１１２，１１３で構成
しているため、スイッチ自体が大型化する傾向にあり、
また、各接点部１１１〜１１３を配置する場所の設定も
難しいという問題がある。

【０００６】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、各接点部の配置自由度を向上させると共に、全体
のコンパクト化を図ることができるメンブレンスイッ
チ、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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るメンブレン
スイッチは、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において、
前記接点部が、一方の前記可撓性シート側の導電パター
ンによって形成された第１ランドと、これと対応する他
方の前記可撓性シート側の導電パターンによって形成さ
れてスイッチオン時に前記第１ランドと接触する第２ラ
ンドとからなり、前記第２ランドが、同心円状に配置さ
れて互いに絶縁された複数の円環状パターンからなり、
前記第１ランドが、前記第２ランドの複数の円環状パタ
ーンを全体的に覆うパターンからなり、前記第１ランド
と第２ランドの接触面積が増大するに伴って前記複数の
円環状パターンが内側から外側へと順次オン状態となっ
ていくことにより、１つの接点部で複数通りのオンパタ
ーンを得ることができるようにしたものである。

【０００８】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、互いのオン荷重が異な
る複数種類の接点部が近接配置されて１組の接点部群を
構成すると共に、この接点部群が複数組設けられ、前記
１組の接点部群は、一方の前記可撓性シート側の導電パ
ターンによって形成された第１ランドと、これと対応す
る他方の前記可撓性シート側の導電パターンによって形
成されてスイッチオン時に前記第１ランドと接触する第
２ランドとからなり、前記第２ランドは、同心円状に配
置されて互いに絶縁された複数の円環状パターンからな
り、前記第１ランドは、前記第２ランドの複数の円環状
パターンを全体的に覆うパターンからなるものであるこ
とを特徴とする。

【０００９】また、本発明に係る着座検出システムは、
上述した着座センサと、この着座センサの前記第２ラン
ドを構成する複数の円環状パターンをそれぞれ流れる電
流値を検出する検出手段と、この検出手段で検出された
電流値に基づい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。

【００１０】本発明によれば、第２ランドが同心円状に
配置されて互いに絶縁された複数の円環状パターンから
なり、第１ランドがこれらを全体的に覆うパターンから
なるので、オン荷重が小さい場合には、第１ランドの中
心部と第２ランドの最も中央のパターンのみが接触し、
接触面積が大きくなるにつれて、つまりオン荷重が大き
くなるにつれて、第１ランドの第２ランドとの接触面積
が中心から外側に拡がっていき、第２ランドの同心円状
に配置された円環状パターンが内側から外側へと順次オ
ンになっていく。従って、オンになっている円環状パタ
ーンの数によりオン荷重を段階的に検知することが可能
になる。

【００１１】本発明によれば、１つの開口部に配置され
た第１及び第２ランドの接触状態でオン荷重を検知する
ことができるので、スイッチの各接点部群をコンパクト
にすることかぎでき、これにより、各接点部の配置自由
度も高めることができる。

【００１２】なお、本発明は、第２ランドを同心的配置
された複数の円環状パターンによって構成しているの
で、絶縁スペーサの開口部の孔径が大きくなって、シー
トの僅かな曲がりでスイッチがオン状態になったり、オ
ン荷重が低くなりすぎる可能性もある。この場合には、
第１ランドの中央部及び第２ランドを構成する複数の円
環状パターンのうち最も内側に配置されたパターンの中
央部の少なくとも一方に絶縁部を形成すればよい。この
絶縁部の存在によって、第１ラント及び第２ランドの中
央部が導通しなくなるので、スイッチの曲がり等によっ
て容易にオンになるのを防止することができ、また、オ
ン荷重を高めることができる。

【００１３】

【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。

【００１４】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、図２（ａ）にその一部平面図を示すよ
うに、異なる荷重でオン状態となる３つの接点部１３，
１４，１５が１つの接点部群１１を構成するように同軸
的に近接配置されている。

【００１５】図２（ｂ）に図２（ａ）のＡ−Ａ′断面図
を示す。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２
１，２２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。絶縁スペーサ２３の接点部群１１に対応
する位置には、開口部２６が形成され、この開口部２６
を介して荷重印加時に上下の導電パターン２４，２５が
接触するようになっている。

【００１６】図３（ａ）は上側の導電パターン２４を、
また、同図（ｂ）は下側の導電パターン２５をそれぞれ
示した図である。同図（ａ）に示すように、上側の導電
パターン２４は、１つの接点部群１１に１つ共通に設け
られる円形状の第１ランド３１と、複数の接点部群１１
の第１ランド３１を共通に接続する第１リード３２とに
より構成されている。一方、下側の導電パターン２５
は、同図（ｂ）に示すように、第１ランド３１に対応し
て設けられた、互いに絶縁された状態で同心配置された
複数の円環状パターン４３，４４，４５からなる第２ラ
ンド４１と、この第２ランド４１の円環状パターン４
３，４４，４５にそれぞれ接続される第２リード４６、
第３リード４７及び第４リード４８とから構成されてい
る。円環状パターン４３，４４，４５は、それぞれ接点
部１３，１４，１５と対応している。第２リード４６と
第３リード４７との交差部４９は、レジストパターンを
重ねて相互に絶縁する。第１リード３２は、＋側電源端
子に共通に接続され、第２〜第４リード４６〜４８は、
各円環状パターン４３，４４，４５を流れる電流を検出
する検出系に接続される。

【００１７】着座センサ５がこのような構成であると、
オン荷重が高くなるに従って、第１ランド３１と第２ラ
ンド４１の円環状パターン４３、第１ランド３１と第２
ランド４１の円環状パターン４４、第１ランド３１と第
２ランド４１の円環状パターン４５の順に接触してい
く。従って、第１ランド３１と第２ランド４１の円環状
パターン４３，４４，４５との接触の有無をそれぞれ検
出することにより、次のように着座の有無及び着座対象
を検知することができる。

【００１８】

【表１】

【００１９】図４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。各パターン４
３，４４，４５に対応した接点部１３，１４，１５をそ
れぞれ電流DET1,2,3が流れているかどうかが電流検出部
５１で検出され、電流が流れている接点部１３〜１５の
組合せを、着座対象判別手段としてのＣＰＵ５２が認識
して着座の有無及び着座対象を判別する。

【００２０】図５は、本発明の他の実施例に係る着座セ
ンサの導電パターンを示す図で、同図（ａ）は上側の導
電パターン２４を、同図（ｂ）は下側の導電パターン２
５をそれぞれ示している。この実施例では、第２ランド
４１を構成する各円環状パターン４３，４４，４５と、
これらが接続される第２リード４６、第３リード４７及
び第４リード４８との間にそれぞれ抵抗６１，６２，６
３を接続している。

【００２１】この実施例によれば、抵抗６１，６２，６
３がそれぞれ等しい値の場合には、第２〜第４リード４
６，４７，４８にそれぞれ流れる電流値からいくつの接
点部群１１がオン状態になっているのかが分かり、オン
になっている面積の情報から着座対象のより詳細な体格
を検知することができる。また、抵抗６１，６２，６３
をそれぞれ異なる抵抗値の組合せとすれば、流れる電流
値によってどの接点部群１１がオンになっているかが分
かり、着座対象の姿勢等も検出することができる。

【００２２】図６は、本発明の更に他の実施例に係る着
座センサの導電パターンを示す図で、同図（ａ）は上側
の導電パターン２４を、同図（ｂ）は下側の導電パター
ン２５をそれぞれ示している。この実施例では、第２ラ
ンド４１の内側から２番目の円環状パターン４４に接続
される第３リード４７が、第２リード４６と交差しない
ように、その内側に沿って形成されている。第２リード
４６と第３リード４７とが交差しないため、レジストの
重ね合わせがなくなり、パターンの形成工程か簡単にな
るという利点がある。

【００２３】図７は、本発明の更に他の実施例に係る着
座センサの導電パターンを示す図で、同図（ａ）は上側
の導電パターン２４を、同図（ｂ）は下側の導電パター
ン２５をそれぞれ示している。この実施例では、第２ラ
ンド４１の最も内側の円環状パターン４３の中央部の導
電パターンが円形状に削除されて絶縁部７１を形成して
いる。即ち、この発明では、絶縁スペーサ２３の開口部
２６の孔径が大きくなりがちであり、このために、図８
（ａ）に示すように、着座センサ５の曲がりによって上
下の導電区パターン２４，２５が接触して、誤検出を生
じることが考えられるが、図８（ｂ）に示す本実施例の
ように、第２ランド４１の中央部に絶縁部７１が形成さ
れていると、図８（ｂ）に示すように、着座センサ５が
曲がったときでも、中央部の導電パターン２４，２５が
接触することがなく、同時にオン加重も高めることがで
きる。

【００２４】なお、絶縁部７１は、図９に示すように、
第１ランド３１の側の中央部に設けても良いし、第１ラ
ンド３１及び第２ランド４１の両方の中央部に設けても
良い。また、図１０に示すように導電パターン２４又は
２５の上に凸部状の絶縁突起７２を設けるようにしても
同様の効果は得られる。

【００２５】また、着座センサ５として前述した矩形状
シートの代わりに、図１１に示すような着座検出位置に
配置される円形のランド部８１と、これらランド部８１
を連結する連結部８２とから構成するようにすれば、座
席の着座部等の曲線に適合するように配置することが容
易になる。この場合、各ランド部８１の大きさも、本発
明により小型化することができる。

【００２６】なお、以上の実施例では、着座センサ及び
着座検出システムに本発明を適用した例を説明したが、
本発明は、着座センサだけでなく、一般のメンブレンス
イッチにおいても、１つのスイッチでその押す力や面積
を変えることにより、複数のオン状態を得ることができ
るので、例えばＶＴＲの送り速度を変化させたり、カウ
ンタの計数動作のスピードを変えるなどの用途で使用す
ることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、１
つの開口部に配置された第１及び第２ランドの接触状態
でオン荷重を検知することができるので、スイッチの各
接点部群をコンパクトにすることかぎでき、これによ
り、各接点部の配置自由度も高めることができるという
効果を奏する。

【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及び断面図
である。

【図３】 同着座センサの導電パターンを示す平面図で
ある。

【図４】 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５】 本発明の他の実施例に係る着座センサの導電
パターンを示す平面図である。

【図６】 本発明の更に他の実施例に係る着座センサの
導電パターンを示す平面図である。

【図７】 本発明の更に他の実施例に係る着座センサの
導電パターンを示す平面図である。

【図８】 同着座センサの作用を説明するための断面図
である。

【図９】 本発明の更に他の実施例に係る着座センサの
導電パターンを示す平面図である。

【図１０】 本発明の更に他の実施例に係る着座センサ
の断面図である。

【図１１】 本発明の更に他の実施例に係る着座センサ
の平面図である。

【図１２】 メンブレンスイッチを用いた従来の着座セ
ンサを示す一部切欠した斜視図である。

【図１３】 オン加重が異なる複数の接点部を備えた従
来の着座センサの平面図である。

【符号の説明】

５…着座センサ、１１，１１０…接点部群、１３〜１
５，１０７，１１１〜１１３…接点部、２１，２２，１
０１，１０２…可撓性シート、２３，１０３…絶縁スペ
ーサ、２４，２５，１０４，１０５…導電パターン、２
６，１０６…開口部、３１…第１ランド、３２…第１リ
ード、４１…第２ランド、４６…第２リード、４７…第
３リード、４８…第４リード、５１…電流検出部、５２
…ＣＰＵ。

───────────────────────────────────────────────────── 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 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 (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 Ｆターム(参考） 5G006 AA02 AZ01 FB14 FB29

Claims (4)

【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において、 前記接点部は、一方の前記可撓性シート側の導電パター
   ンによって形成された第１ランドと、これと対応する他
   方の前記可撓性シート側の導電パターンによって形成さ
   れてスイッチオン時に前記第１ランドと接触する第２ラ
   ンドとからなり、 前記第２ランドは、同心円状に配置されて互いに絶縁さ
   れた複数の円環状パターンからなり、 前記第１ランドは、前記第２ランドの複数の円環状パタ
   ーンを全体的に覆うパターンからなり、 前記第１ランドと第２ランドの接触面積が増大するに伴
   って前記複数の円環状パターンが内側から外側へと順次
   オン状態となっていくことにより、１つの接点部で複数
   通りのオンパターンを得ることができるようにしたメン
   ブレンスイッチ。
2. 【請求項２】 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、 互いのオン荷重が異なる複数種類の接点部が近接配置さ
   れて１組の接点部群を構成すると共に、この接点部群が
   複数組設けられ、 前記１組の接点部群は、一方の前記可撓性シート側の導
   電パターンによって形成された第１ランドと、これと対
   応する他方の前記可撓性シート側の導電パターンによっ
   て形成されてスイッチオン時に前記第１ランドと接触す
   る第２ランドとからなり、 前記第２ランドは、同心円状に配置されて互いに絶縁さ
   れた複数の円環状パターンからなり、 前記第１ランドは、前記第２ランドの複数の円環状パタ
   ーンを全体的に覆うパターンからなるものであることを
   特徴とする着座センサ。
3. 【請求項３】 前記第１ランドの中央部及び前記第２ラ
   ンドを構成する複数の円環状パターンのうち最も内側に
   配置されたパターンの中央部の少なくとも一方に絶縁部
   が形成されていることを特徴とする請求項２記載の着座
   センサ。
4. 【請求項４】 請求項２又は３記載の着座センサと、 この着座センサの前記第２ランドを構成する複数の円環
   状パターンをそれぞれ流れる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基づいて着座の有無
   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。