JP2007114123A - 荷重検出センサ、ヘッドレストおよび着座シート - Google Patents

Abstract

【課題】感圧室における１箇所の断線でも検出でき、センサの信頼性を向上でき、更に、電気抵抗値の低下を抑えて制御装置による検出の確実性を向上させる荷重検出センサ、ヘッドレストおよび着座シートを提供する。
【解決手段】荷重検出センサ１は、第１ベース部２と第２ベース部３との間に介在し感圧室４０を区画する内壁面４２をもつスペーサ部材４と、感圧室４０において互いに所定距離離間して配置された第１導電パス部６および第２導電パス部８と、導通スイッチ部９と、第１導電パス部６に電気的に繋がる第１配線部５と、第２導電パス部８に電気的に繋がる第２配線部７とを備える。感圧室４０において、第１導電パス部６は１本とされ、第２導電パス部８は１本とされている。
【選択図】図６

Description

本発明は荷重検出センサ、荷重検出センサを搭載するヘッドレストおよび着座シートに関する。

従来、荷重検出センサが知られている。特許文献１に開示されているように、荷重検出センサは、膜状の第１ベース部と、膜状の第２ベース部と、第１ベース部と第２ベース部との間に介在して設けられ感圧室を区画する内壁面をもつスペーサ部材とをもつ。

図１０はこの荷重検出センサの平面図を模式的に示す。図１０に示すように、この荷重検出センサは、感圧室４０Ｘに配置された櫛歯状の第１導電パス部６Ｘをもつ第１配線部５Ｘと、感圧室４０Ｘに配置された櫛歯状の第２導電パス部８Ｘをもつ第２配線部７Ｘとをもつ。第１導電パス部６Ｘは、第１配線部５Ｘから複数分岐して形成されており、櫛歯状をなす。第２導電パス部８Ｘは、第２配線部７Ｘから複数分岐して形成されており、櫛歯状をなす。

荷重が荷重検出センサに入力されると、導通スイッチ部９Ｘは、櫛歯状の第１導電パス部６Ｘおよび第２導電パス部８Ｘの双方に接触する。この結果、感圧室４０Ｘ内における第１導電パス部６および第２導電パス部８Ｘは、導通スイッチ部９Ｘを介して電気的に導通する。これにより荷重の入力が検出される。
特開平１１ー２９７１５３号公報

上記した荷重検出センサによれば、第１導電パス部６Ｘおよび第２導電パス部８Ｘの導通部分を抵抗とみなすと、図１１に示すように、第１配線部５Ｘと第２配線部７との間に複数の抵抗が、電気的に並列に接続されていることになる。

並列接続であるため、複数の第１導電パス部６Ｘのうち１本の第１導電パス部６Ｘが断線したとしても、他の残り全部の第１導電パス部６Ｘが断線してない限り、導通スイッチ部９Ｘを介して、第１導電パス部６Ｘおよび第２導電パス部８Ｘは電気的に導通する。同様に、複数の第２導電パス部８Ｘのうち１本の第２導電パス部８Ｘが断線したとしても、他の残り全部の第２導電パス部８Ｘが断線してない限り、導通スイッチ部９Ｘを介して第１導電パス部６Ｘおよび第２導電パス部８Ｘは電気的に導通する。このため、１本のみの第１導電パス部６Ｘの断線、１本のみの第２導電パス部８Ｘの断線を検出することができない。

ここで、荷重検出センサの信頼性を向上させるためには、１箇所のみの断線でも検出できることが好ましい。更に、荷重検出センサによれば、第１導電パス部６Ｘおよび第２導電パス部８Ｘの導通部分を抵抗とみなすと、図１１に示すように、前述したごとく、第１配線部５Ｘと第２配線部７Ｘとの間に複数の抵抗が電気的に並列に接続されていることになる。この荷重検出センサによれば、並列接続であるため、電気抵抗値自体が低下してしまう。この場合、制御装置が検出できなくなるおそれがある。

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、１箇所のみの断線でも検出でき、センサの信頼性を向上させることができ、更に、電気抵抗値を維持することにより制御装置による検出の確実性を向上させる荷重検出センサ、ヘッドレストおよび着座シートを提供することを課題とする。

（１）様相１に係る荷重検出センサは、第１ベース部と、第１ベース部に対面する第２ベース部と、第１ベース部と第２ベース部との間に介在して設けられ第１ベース部と第２ベース部との間に感圧室を区画する内壁面をもつスペーサ部材と、第１ベース部および第２ベース部のうちの一方に設けられ感圧室において互いに所定距離離間して配置された第１導電パス部および第２導電パス部と、感圧室を介して第１導電パス部および第２導電パス部に対面するように、第１ベース部および第２ベース部のうちの他方に設けられ感圧室に配置された導通スイッチ部と、第１導電パス部に電気的に繋がる第１配線部と、第２導電パス部に電気的に繋がる第２配線部とを具備しており、
荷重の入力により第１ベース部と第２ベース部との間の距離が短縮されるとき、感圧室において第１導電パス部と第２導電パス部とが導通スイッチ部に接触して導通することにより荷重を検出する荷重検出センサにおいて、
第１導電パス部と第２導電パス部の平面を透視する平面図で、感圧室において第１導電パス部は連続パス状であると共に第２導電パス部は連続パス状であることを特徴とする。

荷重が入力されると、第１ベース部と第２ベース部との間の距離が短縮される。このとき、感圧室において、第１導電パス部と第２導電パス部とが導通スイッチ部に接触して導通する。これにより荷重が検出される。ここで、感圧室において、第１導電パス部は連続パス状であると共に第２導電パス部は連続パス状である。従って第１導電パス部および第２導電パス部のうちの一方が断線すると、当該一方の導通が遮断されるため、当該一方の断線が検出される。

（２）様相２に係るヘッドレストは、着座シートに取り付けられるヘッドレスト本体と、ヘッドレスト本体のうち人の頭部に対面する側に設けられ人の頭部を検出するセンサとを具備するヘッドレストにおいて、荷重検出センサは、上記した様相１に係る荷重検出センサであることを特徴とするものである。

人の頭部に基づく荷重が荷重検出センサに入力されると、第１ベース部と第２ベース部との間の距離が短縮される。このとき、感圧室において、第１導電パス部と第２導電パス部とが導通スイッチ部に接触して導通する。これにより荷重が検出される。ここで、感圧室において、第１導電パス部は連続パス状であると共に第２導電パス部は連続パス状である。従って第１導電パス部および第２導電パス部のうちの一方が断線すると、当該一方の導通が遮断されるため、当該一方の断線が検出される。

（３）様相３に係る着座シートは、着座シート本体と、着座シート本体に設けられ人の着座を検出するセンサとを具備する着座シートにおいて、センサは、上記した様相１に係る荷重検出センサであることを特徴とする。

人の荷重が荷重検出センサに入力されると、第１ベース部と第２ベース部との間の距離が短縮される。このとき、感圧室において、第１導電パス部と第２導電パス部とが導通スイッチ部に接触して導通する。これにより荷重が検出される。ここで、感圧室において、第１導電パス部は連続パス状であると共に第２導電パス部は連続パス状である。従って第１導電パス部および第２導電パス部のうちの一方が断線すると、当該一方の導通が遮断されるため、当該一方の断線が検出される。

本発明によれば、荷重が入力されると、第１ベース部と第２ベース部との間の距離が短縮される。このとき、感圧室において、第１導電パス部と第２導電パス部とが導通スイッチ部に接触して導通する。これにより荷重が検出される。ここで、感圧室において、第１導電パス部は連続パス状であると共に第２導電パス部は連続パス状である。従って第１導電パス部および第２導電パス部のうちの一方が断線すると、当該一方の導通が遮断されるため、当該一方の断線が検出される。

このような本発明によれば、感圧室における１箇所の断線でも検出でき、センサの信頼性を向上させることができる。更に、櫛歯による並列接続を採用していないため、当該センサにおける電気抵抗値の低下を抑えることができる。これにより制御装置による検出の確実性を向上させることができる。

本発明に係る荷重検出センサは、第１ベース部と、第２ベース部と、スペーサ部材と、第１導電パス部および第２導電パス部と、導通スイッチ部と、第１配線部と、第２配線部とを備える。第１ベース部および第２ベース部は、互いに対面しており、荷重検出センサの主要素を形成するものである。

第１ベース部および第２ベース部のうちの少なくとも一方は、第１ベース部と第２ベース部との距離を狭めるように変形する機能をもつ。第１ベース部および第２ベース部のうち他方は、剛体等のように事実上変形しないものでもよいが、第１ベース部と第２ベース部との距離を狭めるように変形する機能をもつものでも良い。従って、第１ベース部および第２ベース部のうち一方または双方は、例えば膜体（フィルム）とすることができる。膜体としては樹脂材、ゴム材を例示できる。

スペーサ部材は、第１ベース部と第２ベース部との間に介在しており、第１ベース部と第２ベース部との間の距離を確保するものである。スペーサ部材は、感圧室を区画する内壁面をもつ。第１導電パス部および第２導電パス部は、第１ベース部および第２ベース部のうちの一方に設けられており、通常の状態では、感圧室において互いに所定距離離間して配置されている。導通スイッチ部は、第１導電パス部と第２導電パス部とを導通させる。導通スイッチ部は、感圧室を介して第１導電パス部および第２導電パス部に対面するように、第１ベース部および第２ベース部のうちの他方に設けられており、感圧室に配置されている。第１配線部は第１導電パス部に電気的に繋がる。第２配線部は第２導電パス部に電気的に繋がる。第１導電パス部と第２導電パス部の平面を透視する平面図で、感圧室において第１導電パス部は連続パス状であると共に、第２導電パス部は連続パス状である。従って、平面図で、第１導電パス部は感圧室において分岐しない非分岐構造であり、第２導電パス部は感圧室において分岐しない非分岐構造であることが好ましい。

本発明は、次の形態を例示することができる。次の形態のうちの一つまたは二つ以上を併用することができる。

・平面図で、第１導電パス部および第２導電パス部は、感圧室において一方向に沿って所定の距離を隔てて並走している。ここで、導通スイッチ部は実質的に四角形状をなしており、前記一方向に沿って延設された第１辺部と、前記一方向に対して交差する方向に沿って延設された第２辺部とを備える。寸法公差または組付公差などにより、導通スイッチ部の位置が、前記一方向あるいは前記一方向に対して交差する方向に沿って、第１導電パス部および第２導電パス部に対して相対的にずれたとしても、第１導電パス部および第２導電パス部に導通スイッチ部が電気的に接触する接触面積のバラツキが低減され易い。この結果、センサ感度の変動を抑制するのに有利である。

・平面図で、第１導電パス部および第２導電パス部は感圧室において一方向に沿って並走している。そして、第１導電パス部および第２導電パス部のうちの少なくとも一方は、前記一方向に交差する方向に沿って延設された内輪郭と外輪郭とを有するパス部分を備える。ここで、スペーサ部材の内壁面はパス部分の内輪郭と外輪郭との間に位置している。この場合、スペーサ部材の内壁面で区画された感圧室の径を内輪郭と外輪郭との間において調整することにより、センサ感度は調整可能とされている。

・スペーサ部材は、第１配線部および第２配線部のうちの少なくとも一方に乗り上げる。この場合、平面図では、スペーサ部材は、第１配線部および第２配線部のうちの少なくとも一方の乗り上げ部分に投影的に重なる。この場合、感圧室の回りにおける乗り上げの均等化を図るため、第１配線部および第２配線部のうちの少なくとも一方において、ダミー路が形成されていることが好ましい。

・平面図で、第１導電パス部および第２導電パス部は一方向に沿って並走している。そして、第１配線部は、感圧室の内壁面の外側において迂回する第１迂回路をもつ。第２配線部は、感圧室の内壁面の外側において迂回する第２迂回路をもつ。第１迂回路および第２迂回路は、感圧室に位置する第１導電パス部および第２導電パス部を挟む位置に配置されている。第１迂回路および第２迂回路は導電パスであるため、厚みをもつ。この場合、スペーサ部材が迂回路およびダミー路に投影的に重なり、スペーサ部材が第１迂回路および第２迂回路に乗り上げるとき、第１迂回路および第２迂回路は、感圧室に位置する第１導電パス部および第２導電パス部を挟む位置に配置されている。このため、第１ベース部と第２ベース部との間の距離ＬＢ（図２参照）の均衡化を図るのに有利である。従って、第１ベース部および第２ベース部の歪みが回避され易い。故に、歪みに起因するセンサ感度のバラツキが抑制される。

・平面図で、第１導電パス部および第２導電パス部は一方向に沿って並走しており、第１配線部および第２配線部のうちの一方または双方は、感圧室の内壁面の外側において迂回する迂回路およびダミー路をもつ。迂回路およびダミー路は、感圧室に位置する第１導電パス部および第２導電パス部を挟む位置に配置されている。迂回路およびダミー路は導電パスであり、ある程度の厚みをもつ。この場合、スペーサ部材が迂回路およびダミー路に投影的に重なり、スペーサ部材が迂回路およびダミー路に乗り上げるとき、迂回路およびダミー路は、感圧室に位置する第１導電パス部および第２導電パス部を挟む位置に配置されている。このため、第１ベース部と第２ベース部との間の距離ＬＢ（図２参照）の均衡化を図るのに有利である。従って、第１ベース部および第２ベース部の歪みが回避され易い。故に、歪みに起因するセンサ感度のバラツキが抑制される。

・本発明に係る荷重検出センサは、車両用の荷重検出センサとして利用でき、車両の乗員を検出する乗員検出センサとして利用できる。また、本発明に係る荷重検出センサを、ヘッドレストまたは着座シート（車両用のチャイルド着座シート、トイレの便座装置を含む）に搭載でき、更には、介護椅子、車椅子、就寝用ベッド等に搭載できる。ヘッドレストは、人の頭部を支えるためにチェアや車両用着座シートに取り付けられるものである。ヘッドレストは、着座シートに取り付けられるヘッドレスト本体と、ヘッドレスト本体のうち人の頭部に対面する側に設けられ人の頭部を検出するセンサとをもつ。ヘッドレストにおいて、センサは上記した荷重検出センサとされている。この荷重検出センサは頭部による荷重を検出する。また、着座シートは、人の尻に対面する着座シートクッションと人の背中に対面するシートバックとをもつ着座シート本体と、着座シート本体のうちシートクッションおよびシートバックのうちの少なくとも一方に設けられ人の荷重を検出するセンサとをもち、センサは上記した荷重検出センサとされている。荷重検出センサにより人の着座が検出される。着座シートとしては車両等の着座シートが例示される。着座シートとしての便座装置は、便器に取り付けられる便座と、便座に設けられ人の荷重を検出するセンサとをもつ。このセンサは上記した荷重検出センサとされている。

以下、本発明の実施例１について図１〜図３を参照して具体的に説明する。図１は荷重検出センサ１の要部を投影した平面図を模式的に示す。図２は荷重検出センサ１の断面図を示す。荷重検出センサ１は、図２に示すように、第１ベース部２と、第２ベース部３と、スペーサ部材４と、第１導電パス部６および第２導電パス部８と、導通スイッチ部９とを備える。第１ベース部２および第２ベース部３は、互いに対向しており、荷重検出センサ１の主要素を形成するものであり、樹脂で形成された膜体とされている。

スペーサ部材４は、第１ベース部２と第２ベース部３との間に介在しており、内壁面４２と外壁面４３とをもつ。内壁面４２は、円形の空間状をなす感圧室４０を区画する円形状をなしている。スペーサ部材４は、粘着材４１により第１ベース部２と第２ベース部３との間に固定されている。

図１に示すように、荷重検出センサ１は、第１導電パス部６に繋がる第１配線部５と、第２導電パス部８に繋がる第２配線部７とをもつ。第１導電パス部６に電気的に繋がる第１配線部５は、第１導電パス部６と共に第１ベース部２の搭載面２ｓに設けられている。第２導電パス部８に電気的に繋がる第２配線部７は、第２導電パス部８と共に第１ベース部２の搭載面２ｓに設けられている。第１配線部５および第２配線部７のうち一方は信号線にでき、他方はグランド線にできる。第１導電パス部６は、第１配線部５のうち感圧室４０内に設けられているパス部分をいう。第２導電パス部８は、第２配線部７のうち感圧室４０内に設けられているパス部分をいう。

第１導電パス部６および第２導電パス部８は、感圧室４０において、互いに所定距離ＬＡ離間しつつ、一方向（矢印Ｘ方向）に沿って並走している。第１配線部５および第２配線部７は、第１導電パス部６および第２導電パス部８と共に、蒸着、印刷などの成膜手段により同じ厚みで形成されている。本実施例では、感圧室４０において第１導電パス部６および第２導電パス部８が延設されている方向を矢印Ｘ方向と定義し、これと交差する方向を矢印Ｙ方向と定義する。図１に示すように、複数の感圧室４０（４０Ａ、４０Ｂ）の間には連通部４６が配置されている。即ち、複数の感圧室４０（４０Ａ、４０Ｂ）は、感圧室４０（４０Ａ、４０Ｂ）よりも幅が狭い連通部４６で連通している。感圧室４０（４０Ａ、４０Ｂ）および連通部４６は、全体としてめがね形状をなしている。

図２に示すように、導通スイッチ部９は、感圧室４０（４０Ａ、４０Ｂ）を介して第１導電パス部６および第２導電パス部８に対面するように、第２ベース部３の搭載面３ｓに設けられている。導通スイッチ部９は、感圧室４０（４０Ａ、４０Ｂ）に臨むように配置されている。導通スイッチ部９は、導電物質を成膜する成膜手段（蒸着、スパッタリング、印刷など）により形成されている。

図１に示すように、第１導電パス部６は、感圧室４０（４０Ａ、４０Ｂ）において１本の連続パス状である。第２導電パス部８は、感圧室４０（４０Ａ、４０Ｂ）において、１本の連続パス状である。換言すると、図１に示すように、第１導電パス部６は、感圧室４０（４０Ａ、４０Ｂ）において分岐しない非分岐構造である。第２導電パス部８は、感圧室４０（４０Ａ、４０Ｂ）において分岐しない非分岐構造である。この結果、図１に示すように、荷重検出センサ１において、第１導電パス部６をもつ第１配線部５は、連続する１本の導電パスで一筆書き状に形成されている。同様に、第２導電パス部８をもつ第２配線部７は、連続する１本の導電パスで一筆書き状に形成されている。

本実施例によれば、荷重が入力されると、第１ベース部２と第２ベース部３との間の距離ＬＢ（図２参照）が短縮される。このとき、感圧室４０（４０Ａ、４０Ｂ）において、第１導電パス部６および第２導電パス部８は、導通スイッチ部９に接触して導通する。これにより荷重の入力が検出される。荷重の入力が解除されると、第１ベース部２と第２ベース部３との間の距離ＬＢ（図２参照）が復元し、第１導電パス部６および第２導電パス部８は、導通スイッチ部９に非接触となり、非導通となる。これにより荷重の解除が検出される。

ここで、前述したように、感圧室４０において第１導電パス部６は１本の連続パス状であると共に第２導電パス部８は１本の連続パス状である。従って本実施例によれば、感圧室４０における第１導電パス部６および第２導電パス部８のうちの一方が断線すると、当該一方の導通が遮断され、通電オフとなるため、当該一方の断線が直ちに検出される。

殊に本実施例によれば、図１に示すように、第１導電パス部６をもつ第１配線部５は、非分岐構造であり、連続する１本の導電パスで一筆書き状に形成されている。また、第２導電パス部８をもつ第２配線部７は、非分岐構造であり、連続する１本の導電パスで一筆書き状に形成されている。万一、第１導電パス部６以外の第１配線部５、第２導電パス部８以外の第２配線部７のうちのいずれか少なくとも一方が断線すると、第１配線部５と第２配線部７との間における導通が遮断されて通電オフとなり、制御装置により断線が検出される。このため制御装置は荷重検出センサ１の故障と直ちに判定し、警告信号を警告手段（例えば警告灯、音響警告器）に出力するので、システムの安全性を高めることができる。

更に、特許文献１と異なり、第１導電パス部６は櫛歯構造ではなく、第１配線部５に対して直列である。同様に、第２導電パス部８は櫛歯構造ではなく、第１配線部５に対して直列である。このように櫛歯による並列接続を採用していないため、荷重検出センサ１における電気抵抗値が維持される。この結果、制御装置による検出の確実性を向上させることができる。

本実施例によれば、平面図（図３）で示すように、第１導電パス部６および第２導電パス部８は、感圧室４０において、矢印Ｘ方向に沿って延設されて並走している。導通スイッチ部９は実質的に四角形状をなしており、矢印Ｘ方向に沿って延設された第１辺部９１と、矢印Ｙ方向に沿って延設された第２辺部９２とを備える。第１ベース部２および第２ベース部３を組み付けて荷重検出センサ１を製作するとき、寸法公差、組付公差などが存在することがある。この場合、矢印Ｘ方向、あるいは、矢印Ｙ方向に沿って、導通スイッチ部９の位置が第１導電パス部６および第２導電パス部８に対して相対的にずれることが間々ある。産業製品であるため、ずれを絶無にするには、コストが過剰に高騰する。

そこで、上記した矢印Ｘ方向または矢印Ｙ方向にずれが発生したとしても、導通スイッチ部９は正規の位置から矢印Ｘ方向または矢印Ｙ方向に相対的にほぼ平行移動することになる。この場合、第１導電パス部６および第２導電パス部８が導通スイッチ部９に接触する接触面積が変化することが抑制される。この結果、組付時における導通スイッチ部９のずれに起因してセンサ感度が変動することを抑制するのに有利である。

なお、導通スイッチ部９が実質的に四角形状ではなく、円形状をなしているときには、第１ベース部２および第２ベース部３を組み付けて荷重検出センサ１を製作するとき、矢印Ｘ方向、あるいは、矢印Ｙ方向に沿って、万一、導通スイッチ部９の位置が第１導電パス部６および第２導電パス部８に対して相対的にずれるとき、第１導電パス部６および第２導電パス部８が導通スイッチ部９に接触する接触面積がかなり変化する。この結果、組付時における導通スイッチ部９のずれに起因してセンサ感度が変動するおそれがある。

更に本実施例によれば、図１に示すように、第１配線部５は、感圧室４０の内壁面４２の外側において迂回始点５１ｆから矢印Ｙ１方向に迂回する第１迂回路５１をもつ。第２配線部７は、感圧室４０の内壁面４２の外側において迂回始点７２ｆから矢印Ｙ２方向に迂回する第２迂回路７２をもつ。ここで、第１迂回路５１および第２迂回路７２は導電パスであるため、薄いとはいえ、ある程度の厚みをもつ。故に、スペーサ部材４の面４４が第１迂回路５１または第２迂回路７２に乗り上げたり、乗り上げなかったりする場合には、感圧室４０の回りの乗り上げのバラツキに起因し、第１ベース部２および第２ベース部３の歪みが誘発されるおそれがある。この場合、センサ感度のバラツキを発生させるおそれがある。

この点本実施例によれば、図１に示すように、第１迂回路５１および第２迂回路７２は、感圧室４０の回りにおいて互いに逆方向に迂回している。故に、第１迂回路５１および第２迂回路７２は、感圧室４０に位置する第１導電パス部６および第２導電パス部８を挟む位置に配置されている。この結果、荷重検出センサ１の組付時に、図２に示すように、スペーサ部材４の面４４が第１配線部５の第１迂回路５１および第２配線部７の第２迂回路７２の双方に乗り上げる。即ち、スペーサ部材４が第１配線部５の第１迂回路５１および第２配線部７の第２迂回路７２の双方に投影的に重なる。このため、感圧室４０の回りにおける乗り上げのバラツキが低減される。故に、乗り上げに起因する第１ベース部２および第２ベース部３の歪みが低減される。よって、センサ感度のバラツキを低減させるのに有利である。

更に説明を加える。図１に示すように、感圧室４０において第１導電パス部６と第２導電パス部８との中央を中心ＰＡとする。第１配線部５は、感圧室４０の内壁面４２の外側において矢印Ｙ１方向に迂回する第１迂回路５１をもつ。第１迂回路５１は、中心ＰＡを中心とする円弧で規定された半リング形状とされている。第１迂回路５１は径Ｒ１で規定されている。更に、図１に示すように、第２配線部７は、感圧室４０の内壁面４２の外側において第１迂回路５１と逆方向（矢印Ｙ２方向）に迂回する第２迂回路７２をもつ。第２迂回路７２は、中心ＰＡを中心とする円弧で規定された半リング形状とされている。第２迂回路７２は径Ｒ２で規定されている。図１に示すように、第１迂回路５１の径Ｒ１と第２迂回路７２の径Ｒ２とは基本的には同じ値とされている。

このように第１迂回路５１および第２迂回路７２は、中心ＰＡを中心とする円弧に沿った高い対称性をもつ形状とされている。更に、第１迂回路５１および第２迂回路７２は、中心ＰＡを通る矢印Ｘ方向を基準線とする線対称性が高い。また、第１迂回路５１および第２迂回路７２は、中心ＰＡを通る矢印Ｙ方向を基準線とする線対称性が高い。

このように第１迂回路５１および第２迂回路７２は互いに対称性が高いため、荷重検出センサ１の組付時に、図２に示すようにスペーサ部材４の面４４が第１配線部５の第１迂回路５１および第２配線部７の第２迂回路７２に乗り上げるとき、矢印Ｘ方向における乗り上げのバラツキ、矢印Ｙ方向における乗り上げのバラツキが低減される。故に、乗り上げの均衡化が図られ易い。故に乗り上げに起因する第１ベース部２および第２ベース部３の歪みが低減される。よって、センサ感度のバラツキを低減させるのに有利である。

図４〜図６は実施例２を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を有する。共通する部位には共通の符号を付する。図４に示すように、荷重検出センサ１は、第１導電パス部６および第２導電パス部８と、導通スイッチ部９と、第１配線部５と、第２配線部７とを備える。第１ベース部２および第２ベース部３は互いに対向しており、荷重検出センサ１の主要素を形成する。スペーサ部材４は、第１ベース部２と第２ベース部３との間に介在しており、円形状をなす感圧室４０を区画する円形状をなす内壁面４２をもつ。スペーサ部材４は粘着材４１により第１ベース部２と第２ベース部３との間に固定されている。

図６は荷重検出センサ１の内部構造の平面図を示す。図６に示すように、第１導電パス部６に電気的に繋がる第１配線部５は、第１導電パス部６と共に第１ベース部２の搭載面２ｓに設けられている。第２導電パス部８に電気的に繋がる第２配線部７は、第２導電パス部８と共に第１ベース部２の搭載面２ｓに設けられている。第１導電パス部６は、第１配線部５のうち感圧室４０内に設けられているパス部分をいう。第２導電パス部８は、第２配線部７のうち感圧室４０内に設けられているパス部分をいう。第１導電パス部６および第２導電パス部８は、感圧室４０において、互いに所定距離離間しつつ、矢印Ｘ方向に沿って延設されて並走している。

本実施例においても、図６に示すように、感圧室４０において、第１導電パス部６は１本の連続パス状であると共に、第２導電パス部８は１本の連続パス状である。換言すると、第１導電パス部６は感圧室４０において分岐しない非分岐構造であり、第２導電パス部８は感圧室４０において分岐しない非分岐構造である。

この結果、図６に示すように、１本の第１導電パス部６および１本の第２導電パス部８は、感圧室４０において矢印Ｘ方向に沿って延設されて並走している。図６に示すように、第１導電パス部６は、平面図でコの字形状をなしており、矢印Ｘ方向に沿って延設された直状パス部分６０と、直状パス部分６０の長さ方向の一端に屈曲状に形成された第１パス部分６１と、直状パス部分６０の長さ方向の他端に屈曲状に形成された第２パス部分６２とを備える。なお第２導電パス部８は、直状パス部分６０に対面する突部８０をもつ。

図５に示すように、第１パス部分６１は、矢印Ｙ方向に沿って延設された内輪郭６４と外輪郭６５とを有する。同様に、第２パス部分６２は、矢印Ｙ方向に沿って延設された内輪郭６４と外輪郭６５とを有する。内輪郭６４と外輪郭６５との間の寸法をＤＥとして示す。ここで、スペーサ部材４の内壁面４２で区画された感圧室４０の径をＤとするとき、スペーサ部材４の感圧室４０の内壁面４２は、感圧室４０の径方向において、内輪郭６４と外輪郭６５との間の寸法ＤＥ内（図５参照）に位置するように設定されている。

ところで、荷重検出センサ１の高精度化を図るためには、同一荷重が荷重検出センサ１に入力されるとき、センサ感度を同一とすることが好ましい。そこで、スペーサ部材４の感圧室４０の径Ｄを調整することにより、センサ感度をチューニングすることができる。第１配線部５および第２配線部７は薄膜状といえども、厚みを有する。このため、センサ感度をチューニングしたとしても、スペーサ部材４が第１配線部５および第２配線部７に乗り上げたり、乗り上げなかったりすると、第１ベース部２および第２ベース部３の歪みが発生することがある。この場合、センサ感度のバラツキの発生させる要因となるおそれがある。

この点本実施例によれば、スペーサ部材４の感圧室４０の内壁面４２は、感圧室４０の径方向において、前述したように、第１パス部分６１および第２パス部分６２の内輪郭６４と外輪郭６５との間（図５に示す寸法ＤＥ内）に設定されている。従って、上記したチューニングにおいても、スペーサ部材４の感圧室４０の内壁面４２を、第１導電パス部６の第１パス部分６１および第２パス部分６２において内輪郭６４と外輪郭６５との間に設定させる。この結果、スペーサ部材４の内壁面４２が寸法ＤＥ内に乗り上げる構造とされている。従って、乗り上げたり、乗り上げなかったりすることが防止される。故に、センサ感度のバラツキを低減させるのに有利である。

図６に示すように、感圧室４０において第１導電パス部６と第２導電パス部８との中央を中心ＰＡとする。本実施例によれば、第１配線部５は、感圧室４０の内壁面４２の外側において矢印Ｙ１方向に迂回する第１迂回路５１をもつ。第１迂回路５１は、中心ＰＡを中心とする円弧で規定された半リング形状とされている。第１迂回路５１は、内径Ｒｉ１、外径Ｒｏ１をもつ。更に、図６に示すように、第２配線部７は、感圧室４０の内壁面４２の外側において第１迂回路５１と同じ方向（矢印Ｙ１方向）に迂回する第２迂回路７２をもつ。第２迂回路７２は、第１迂回路５１の外周側に設けられており、中心ＰＡを中心とする円弧で規定された半リング形状とされている。第２迂回路７２は、内径Ｒｉ２、外径Ｒｏ２をもつ。

図６に示すように、第２配線部７は、感圧室４０の内壁面４２の外側において第１迂回路５１と逆方向（矢印Ｙ２方向）に迂回する第１ダミー路７６をもつ。第１ダミー路７６は半リング形状とされており、内径Ｒｉ１、外径Ｒｏ１をもつ。第１ダミー路７６は、中心ＰＡを中心とする円弧で規定された半リング形状とされており、内径Ｒｉ１、外径Ｒｏ１をもつ。図６に示すように、第１ダミー路７６の内径Ｒｉ１と第１迂回路５１の内径Ｒｉ１とは基本的には同じ値とされている。第１ダミー路７６の外径Ｒｏ１と第１迂回路５１の外径Ｒｏ１とは基本的には同じ値とされている。このように第１ダミー路７６および第１迂回路５１は、中心ＰＡを中心とする円弧に沿った高い対称性をもつ形状とされている。

更に図６に示すように、第２配線部７は、感圧室４０の内壁面４２の外側において第２迂回路７２と逆方向（矢印Ｙ方向、第１ダミー路７６と同じ側）に迂回する第２ダミー路７７をもつ。第２ダミー路７７は、中心ＰＡを中心とする円弧で規定された半リング形状とされている。第２ダミー路７７は、内径Ｒｉ２、外径Ｒｏ２をもつ。第２迂回路７２の内径Ｒｉ２と第２ダミー路７７の内径Ｒｉ２とは同じ値とされている。第２迂回路７２の外径Ｒｏ２と第２ダミー路７７の外径Ｒｏ２とは同じ値とされている。このように第２迂回路７２および第２ダミー路７７は、中心ＰＡを中心とする円弧に沿った高い対称性をもつ形状とされている。

ところで、本来的には、電流の帰還を考慮すれば、第１導電パス部６は第１迂回路５１を有すれば良く、第２導電パス部８は第２迂回路７２を有すれば良く、第１ダミー路７６および第２ダミー路７７を有する必要がない。この点本実施例によれば、第２導電パス部８の周囲に第１ダミー路７６および第２ダミー路７７をダミー的に形成している。第１ダミー路７６は第１迂回路５１と同様な半径で同軸的に曲成されており、第１迂回路５１に対して高い対称形状を有する。第２ダミー路７７は第２迂回路７２と同様な半径で同軸的に曲成されており、第２迂回路７２に対して高い対称形状を有する。ここで、高い対称形状とは、一の形状の面積を１００％とするとき、他の形状に点対称または線対称で対称となる面積が６０％以上または７０％以上占めることが好ましい。

このため荷重検出センサ１を組み付けるとき、スペーサ部材４の面４４が第１配線部５および第２配線部７に乗り上げるとき、図６から理解できるように、スペーサ部材４の面４４は、矢印Ｙ１方向では第１迂回路５１および第２迂回路７２に乗り上げると共に、矢印Ｙ２方向では第１ダミー路７６および第２ダミー路７７に乗り上げる。この結果、矢印Ｘ方向における乗り上げのバラツキが低減され、矢印Ｙ方向における乗り上げのバラツキが低減される。よって乗り上げの均衡化が図られ易い。故に、乗り上げのバラツキに起因する第１ベース部２および第２ベース部３の歪みが低減される。よって、センサ感度のバラツキを低減させるのに有利である。

本実施例によれば、荷重が入力されると、第１ベース部２および第２ベース部３のうち荷重の入力側が変形し、第１ベース部２と第２ベース部３との間の距離ＬＢ（図４参照）が短縮される。このとき、感圧室４０において、第１導電パス部６および第２導電パス部８と導通スイッチ部９とが接触して導通する。これにより荷重の入力が検出される。前記した実施例と同様に、感圧室４０において、第１導電パス部６は１本の連続パス状であると共に、第２導電パス部８は１本の連続パス状である。従って第１導電パス部６および第２導電パス部８のうちの一方が断線すると、当該一方の導通が遮断されるため、当該一方の断線が検出される。このように本実施例によれば、１箇所のみの断線でも検出でき、センサの信頼性を向上させることができる。

更に、特許文献１と異なり、第１導電パス部６は櫛歯構造ではなく、第１配線部５に対して直列である。同様に、第２導電パス部８は櫛歯構造ではなく、第１配線部５に対して直列である。このように櫛歯による並列接続を採用していないため、当該センサ１における電気抵抗値の低下が回避される。よって制御装置による検出の確実性を向上させることができる。

更に本実施例によれば、図５に示すように、導通スイッチ部９は実質的に四角形状をなしており、矢印Ｘ方向に沿って延設された第１辺部９１と、矢印Ｙ方向に沿って延設された第２辺部９２とを備える。第１ベース部２および第２ベース部３を組み付けてセンサ１を製作するとき、導通スイッチ部９の位置が矢印Ｘ方向あるいは矢印Ｙ方向に沿って第１導電パス部６および第２導電パス部８に対して相対的にずれることがある。このようなときであっても、導通スイッチ部９は矢印Ｘ方向あるいは矢印Ｙ方向に沿ってほぼ平行移動することになる。従って、第１導電パス部６および第２導電パス部８と導通スイッチ部９との導通面積が変化することが抑制される。この結果、センサ感度が変動することを抑制するのに有利である。

図７は実施例３を示す。本実施例は実施例２と基本的には同様の構成、作用効果を有する。共通する部位には共通の符号を付する。以下、実施例２と相違する部分を中心として説明する。図７に示すように、平面図で、スペーサ部材４の内壁面４２は、互いに連通する複数の感圧室４０Ａ、４０Ｂを形成している。複数の感圧室４０Ａ、４０Ｂは連通室４６で連通する。連通路４６の幅ＤＳは、感圧室４０Ａ、４０Ｂの径Ｄよりも小さい。双方の感圧室４０Ａ、４０Ｂにおける第１導電パス部６は、分岐せずに延設されている。双方の感圧室４０Ａ、４０Ｂにおける第２導電パス部８は、分岐せずに延設されている。

実施例２と同様に、図７に示すように、第１配線部５は、感圧室４０Ａ、４０Ｂの内壁面４２の外側において、矢印Ｙ１方向に迂回する半リング形状の第１迂回路５１をもつ。更に、第２配線部７は、感圧室４０Ａ、４０Ｂの内壁面４２の外側において第１迂回路５１と同じ方向（矢印Ｙ１方向）に迂回する半リング形状の第２迂回路７２をもつ。図７に示すように、第２配線部７は、感圧室４０Ａ、４０Ｂの内壁面４２の外側において第１迂回路５１と逆方向（矢印Ｙ２方向）に迂回する半リング形状の第１ダミー路７６をもつ。第２配線部７は、感圧室４０Ａ、４０Ｂの内壁面４２の外側において第２迂回路７２と逆方向（矢印Ｙ２方向）に迂回する半リング形状の第２ダミー路７７をもつ。

図８は実施例４の要部を示す。本実施例は実施例３と基本的には同様の構成、作用効果を有する。共通する部位には共通の符号を付する。以下、実施例３と相違する部分を中心として説明する。このヘッドレスト１００は、車両の衝突時において乗員の首部をむち打ち症から保護する制御システムに使用される。図８に示すように、ヘッドレスト１００は、車両等に装備される着座シートに取り付けられるヘッドレスト本体１０２と、ヘッドレスト本体１０２のうち人の頭部に対面する側に設けられたセンサ搭載面１０４とをもつ。センサ搭載面１０４のほぼ全域には、上記した実施例３に係る荷重検出センサ１が多数搭載されている。図８は要部を示すものであるため、図８ではヘッドレスト本体１０２の意匠用表面膜は省略されている。

上記した実施例３に係る荷重検出センサ１の全部によれば、ヘッドレスト１００のセンサ搭載面１０４のほぼ全域において、第１導電パス部６をもつ第１配線部５は、連続する１本の導電パスで一筆書き状に形成されている。同様に、センサ搭載面１０４のほぼ全域において、第２導電パス部８をもつ第２配線部７は、連続する１本の導電パスで一筆書き状に形成されている。従って、センサ搭載面１０４の全域において、第１導電パス部６をもつ第１配線部５のうちの少なくとも一箇所が断線すると、制御装置は警告信号を警告手段に出力する。同様に、センサ搭載面１０４の全域において、第２導電パス部８をもつ第２配線部７のうちの少なくとも一箇所が断線すると、制御装置は警告信号を警告手段に出力する。これにより当該センサ１の信頼性を高めている。

本実施例に係る荷重検出センサ１によれば、感圧室４０における１箇所のみの断線でも検出でき、荷重検出センサ１の信頼性を向上させることができる。更に、特許文献１と異なり、第１導電パス部６は櫛歯構造ではなく、第１配線部５に対して直列である。同様に、第２導電パス部８は櫛歯構造ではなく、第１配線部５に対して直列である。このように櫛歯による並列接続を採用していないため、電気抵抗値を維持することにより制御装置による検出の確実性を向上させることができる。

更に、図８に示すように、センサ搭載面１０４には静電容量センサ２００の電極２０２が併設されている。静電容量センサ２００は、人の頭部の裏面に対向しており、荷重検出センサ１と独立して人の頭部を検出する。電極２０２は導電材料で形成されており、センサ搭載面１０４の外縁１０４ｃに沿って形成された面状の外縁電極部２０２ａと、外縁電極部２０２ａよりも内側に形成された面状の内電極部２０２ｂとを有する。図８に示すように、外縁電極部２０２ａおよび内電極部２０２ｂにより、多数の荷重検出センサ１が包囲されている。即ち、外縁電極部２０２ａと内電極部２０２ｂとの間において多数の荷重検出センサ１が配置されている。従って、センサ搭載面１０４近傍に人の頭部が存在するとき、荷重検出センサ１および静電容量センサ２００の双方がそれぞれ独立して人の頭部の存在を検出する。これによりセンサの信頼性を高めている。

上記したようにヘッドレスト１００では、人の頭部による荷重を荷重検出センサ１により検出することにより、人の頭部の有無を検出する。更に、人の頭部の接近による静電容量変化を静電容量センサ２００により検出することにより、人の頭部の接近の有無を検出する。これによりヘッドレスト１００を使用している人の頭部の有無の検出が一層容易となり、センサの精度を更に高めることができる。

人の髪の毛は多様性がある。髪の毛は、条件によっては、静電容量センサ２００の感度に影響を与えることがある。この点本実施例のようにセンサ搭載面１０４には、荷重検出センサ１によるセンシングと、静電容量センサ２００によるセンシングとを併有させれば、上記した髪の影響等を回避するのに有利である。

なお本実施例では、荷重検出センサ１の全部によれば、ヘッドレスト１００のセンサ搭載面１０４のほぼ全域において、第１導電パス部６をもつ第１配線部５は、連続する１本の導電パスで一筆書き状に形成されていると共に、センサ搭載面１０４のほぼ全域において、第２導電パス部８をもつ第２配線部７は、連続する１本の導電パスで一筆書き状に形成されている。しかしこれに限らず、ヘッドレスト１００のセンサ搭載面１０４を複数に分割して独立分割領域とし、独立分割領域のそれぞれについて、第１導電パス部６をもつ第１配線部５を一筆書き状に形成すると共に、第２導電パス部８をもつ第２配線部７を一筆書き状に形成する構成としても良い。

図９は実施例５を示す。本実施例は実施例１〜３と基本的には同様の構成、作用効果を有する。共通する部位には共通の符号を付する。以下、実施例１〜３と相違する部分を中心として説明する。図９に示すように、着座シート４００は車両用などに使用されるものであり、人の尻に対面するシートクッション４０１と人の背中に対面するシートバック４０２とをもつ着座シート本体４０３と、着座シート本体４０３のうちシートクッション４０１に設けられ人の荷重を検出するセンサとをもつ。センサは上記した各実施例に係る荷重検出センサ１である。荷重検出センサ１は、着座シート４００への着座を検出する着座センサとして用いられている。なお、シートバック４０２に各実施例に係る荷重検出センサ１を取り付けることにしても良い。

その他、本発明は上記しかつ図面に示した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更して実施できる。

本発明は車両着座シート、便座装置等に搭載される人体検出センサ、乗員検出センサなどに適用できる。

実施例１に係り、荷重検出センサの内部構造を示す平面図である。 実施例１に係り、荷重検出センサの内部構造を示し、図１のIIーII線に沿った断面図である。 実施例１に係り、導通スイッチ部付近を示す平面図である。 実施例２に係り、荷重検出センサの内部構造を示し、図６のIV−IV線に沿った断面図である。 実施例２に係り、第１導電パス部および第２導電パス部の付近を示す平面図である。 実施例２に係り、荷重検出センサの内部構造を示す平面図である。 実施例３に係り、荷重検出センサの内部構造を示す平面図である。 実施例４に係り、ヘッドレスト本体に荷重検出センサを搭載している状態を示す側面図である。 実施例５に係り、荷重検出センサを搭載している着座シートを示す構成図である。 従来例に係り、荷重検出センサの内部構造を示す平面図である。 従来例に係り、荷重検出センサの配線構造を示す配線図である。

符号の説明

１は荷重検出センサ、２は第１ベース部、３は第２ベース部、４０は感圧室、４２は内壁面、４はスペーサ部材、５は第１配線部、５１は第１迂回路、６は第１導電パス部、６４は内輪郭、６５は外輪郭、７は第２配線部、７２は第２迂回路、７６は第１ダミー路、７７は第２ダミー路、８は第２導電パス部、９は導通スイッチ部、９１は第１辺部、９２は第２辺部を示す。

Claims (12)

1. 第１ベース部と、
   前記第１ベース部に対面する第２ベース部と、
   前記第１ベース部と前記第２ベース部との間に介在して設けられ前記第１ベース部と前記第２ベース部との間に感圧室を区画する内壁面をもつスペーサ部材と、
   前記第１ベース部および前記第２ベース部のうちの一方に設けられ前記感圧室において互いに所定距離離間して配置された第１導電パス部および第２導電パス部と、
   前記感圧室を介して前記第１導電パス部および前記第２導電パス部に対面するように、前記第１ベース部および前記第２ベース部のうちの他方に設けられ前記感圧室に配置された導通スイッチ部と、
   前記第１導電パス部に電気的に繋がる第１配線部と、
   前記第２導電パス部に電気的に繋がる第２配線部とを具備しており、
   荷重の入力により前記第１ベース部と前記第２ベース部との間の距離が短縮されるとき、前記感圧室において前記第１導電パス部と前記第２導電パス部とが前記導通スイッチ部に接触して導通することにより荷重を検出する荷重検出センサにおいて、
   前記第１導電パス部と前記第２導電パス部の平面を透視する平面図で、前記感圧室において前記第１導電パス部は連続パス状であると共に前記第２導電パス部は連続パス状であることを特徴とする荷重検出センサ。
2. 請求項１において、平面図で、前記第１導電パス部は前記感圧室において分岐しない非分岐構造であり、前記第２導電パス部は前記感圧室において分岐しない非分岐構造であることを特徴とする荷重検出センサ。
3. 請求項１または２において、平面図で、前記スペーサ部材の内壁面は互いに連通する複数の前記感圧室を形成しており、前記第１導電パス部および前記第２導電パス部の双方は、隣接する複数の前記感圧室において、分岐せずに互いに並走していることを特徴とする荷重検出センサ。
4. 請求項１〜３のうちのいずれか一項において、平面図で、前記第１導電パス部および前記第２導電パス部は前記感圧室において一方向に沿って並走しており、
   前記導通スイッチ部は実質的に四角形状をなしており、前記一方向に沿って延設された第１辺部と、前記一方向に対して交差する方向に沿って延設された第２辺部とを備えることを特徴とすることを特徴とする荷重検出センサ。
5. 請求項１〜４のうちのいずれか一項において、平面図で、前記第１導電パス部および前記第２導電パス部は前記感圧室において一方向に沿って並走しており、
   前記第１導電パス部および前記第２導電パス部のうちの少なくとも一方は、前記一方向に交差する方向に沿って延設された内輪郭と外輪郭とを有するパス部分を備えており、
   前記スペーサ部材の前記内壁面は前記パス部分の前記内輪郭と前記外輪郭との間に乗り上げていることを特徴とする荷重検出センサ。
6. 請求項５において、前記スペーサ部材の前記内壁面で区画された前記感圧室の径を前記内輪郭と前記外輪郭との間において調整することにより、センサ感度は調整可能とされていることを特徴とする荷重検出センサ。
7. 請求項１〜６のうちのいずれか一項において、平面図で、前記第１導電パス部および前記第２導電パス部は一方向に沿って並走しており、前記第１配線部は、前記感圧室の前記内壁面の外側において迂回する第１迂回路をもち、前記第２配線部は、前記感圧室の前記内壁面の外側において迂回する第２迂回路をもち、
   前記第１迂回路および前記第２迂回路は、前記感圧室に位置する前記第１導電パス部および前記第２導電パス部を挟む位置に配置されていることを特徴とする荷重検出センサ。
8. 請求項１〜７のうちのいずれか一項において、前記スペーサ部材は、前記第１配線部および前記第２配線部のうちの少なくとも一方に乗り上げる構成とされており、前記感圧室の回りにおける乗り上げの均等化を図るダミー路が、前記第１配線部および前記第２配線部のうちの少なくとも一方において形成されていることを特徴とする荷重検出センサ。
9. 請求項１〜７のうちのいずれか一項において、平面図で、前記第１導電パス部および前記第２導電パス部は一方向に沿って並走しており、前記第１配線部および前記第２配線部のうちの一方または双方は、前記感圧室の前記内壁面の外側において迂回する迂回路およびダミー路をもち、
   前記迂回路および前記ダミー路は、前記感圧室に位置する前記第１導電パス部および前記第２導電パス部を挟む位置に配置されていることを特徴とする荷重検出センサ。
10. 請求項１〜９のうちのいずれか一項において、前記第１ベース部および前記第２ベース部のうちの少なくとも一方は膜体であることを特徴とする荷重検出センサ。
11. 着座シートに取り付けられるヘッドレスト本体と、前記ヘッドレスト本体のうち人の頭部に対面する側に設けられ人の頭部を検出するセンサとを具備するヘッドレストにおいて、
    前記センサは、請求項１〜１０のうちのいずれか一項に記載の荷重検出センサであることを特徴とするヘッドレスト。
12. 着座シート本体と、前記着座シート本体に設けられ人の着座を検出するセンサとを具備する着座シートにおいて、
    前記センサは、請求項１〜１０のうちのいずれか一項に記載の荷重検出センサであることを特徴とする着座シート。

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