JP2013216277A - 着座センサ及び座席装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 クッションパッドの下面において下方が空間となる領域に固定されても適切に着座を検知し得る着座センサ、及び、そのような着座センサを有する座席装置を提供する。
【解決手段】 本発明は、クッションパッドの下面において下方が空間となる領域に固定される着座センサであって、表面の一部が第1電極12Aとされる第1電極シート10と、表面の一部が第1電極12Aに対向される第2電極22Aとされ、第1電極シート10よりもクッションパッドの座面側に位置される第2電極シート20と、第1電極12A及び第2電極22Aの間に開口31Aが形成され、第1電極シート10及び第2電極シート20の間に介在するシート状のスペーサ30とを有する感圧スイッチSW1を備え、第1電極シート10の剛性は第2電極シート20の剛性よりも大きい
【選択図】 図3

Description

本発明は、着座センサ及び座席装置に関し、着座を検知する技術分野において好適なものである。
車両における安全システムの一つとして、乗車時にシートベルトが非着用であることを警告するアラームシステムが実用化されている。このアラームシステムでは、人の着座が検知されている状態においてシートベルトの着用が非検知となる場合に、警告が発せられる。このようなアラームシステムなどに用いられる着座センサとして、下記特許文献1が提案されている。
この特許文献1では、座席表皮と、その座席表皮に覆われるクッションパッドとの間に着座センサが配置される。この着座センサは、スペーサを挟んで対向される一対のフィルムシートを有し、当該フィルムシートの対向面に設けられる上部電極と下部電極とがクッションパッドから荷重を受けた場合に接触する構造となっている。
特開平09−315199号公報
しかしながら、特許文献1の着座センサはクッションパッドの座面側に配置されるため、当該着座センサに起因して着座に違和感を生じさせる場合がある。このような違和感を生じさせない対策の1つとして、クッションパッドの下面側に着座センサを固定することが考えられる。
ところが、例えば、枠部材に張り渡されたばね上に載置されるクッションパッドでは、当該クッションパッドの下面における一部の領域の下方が空間となっており、このような領域に着座センサを固定しなければならないといった場合が生じ得る。
このような場合、クッションパッドに荷重が加わったとしても、下方が空間となっているため、その荷重に対する応力が着座センサの下側に殆ど働かず、適切に着座を検知できないという問題が想定される。
そこで、本発明は、クッションパッドの下面において下方が空間となる領域に固定されても適切に着座を検知し得る着座センサ、及び、そのような着座センサを有する座席装置を提供することを目的とする。
本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討した結果、クッションパッドの下面において下方が空間となる領域に特許文献1の着座センサが配置された場合、その着座センサが適切に着座を検知できない原因を明らかにした。すなわち、一対のフィルムシートを押圧するようにクッションパッドが撓んだ場合、そのクッションパッドの撓み形状と略同等の形状で一対のフィルムシートが撓むため、フィルムシート同士が接触し難く、接触したとしても接触圧力が弱いことが原因である。したがって、感圧スイッチがオンとならず、適切に着座を検知できないのである。
そこで、本発明者は更に鋭意検討を重ねた結果、上記課題を解決し得る本発明に至った。
すなわち本発明は、クッションパッドの下面において下方が空間となる領域に固定される着座センサであって、表面の一部が第1電極とされる第1電極シートと、前記第1電極に対向される表面の一部が第2電極とされ、前記第1電極シートよりも前記クッションパッドの座面側に位置される第2電極シートと、前記第1電極及び前記第2電極の間に開口が形成され、前記第1電極シート及び前記第2電極シートの間に介在するシート状のスペーサとを有する感圧スイッチを備え、前記第1電極シートの剛性は前記第2電極シートの剛性よりも大きいことを特徴とする。
このような着座センサによれば、クッションパッドが撓んで第2電極シートが押圧された場合、その押圧に応じて第2電極シートがスペーサの開口に入り込むように撓む。一方、着座センサの下方が空間とされているので、第1電極シートに着座センサの下方から応力が働くことは殆どないが、第2電極シートを介して上側から第1電極シートが押圧される。このときの第1電極シートの撓み量は、当該第1電極シートの剛性が第2電極シートの剛性よりも大きいため、第2電極シートに比べて小さくなる。したがって、第1電極シートの剛性を第2電極シートと同等以下とする場合に比べて、第1電極シートの第1電極の位置と第2電極シートの第2電極の位置とが近接することになり、この結果、電極同士の接触圧力が高くなり感圧スイッチの感度が向上する。こうして、クッションパッドの下面において下方が空間となる領域に配置されても適切に着座を検知し得る着座センサが提供される。
また、前記第1電極シートは補強部材を含み、前記補強部材によって、前記第1電極シートの剛性が前記第2電極シートの剛性よりも大きい関係とされることが好ましい。
このようにした場合、第1電極シートと第2電極シートとを構成するシートが同じ材料で同じ厚さとなる場合であっても、補強部材によって、第1電極シートの撓み量を第2電極シートに比べて大幅に小さくすることができる。また、感圧スイッチの構造を変更することなく、当該感圧スイッチの感度を調整することが可能にもなる。
また、前記第1電極シートが前記第2電極シートの厚みよりも大きい厚みとされて、前記第1電極シートの剛性が前記第2電極シートの剛性よりも大きい関係とすることもできる。
このようにした場合、他部材を用いることなく、部品点数を増やさず、第1電極シートの剛性を高めることができる。
また、前記第1電極シートが前記第2電極シートの材料よりも硬い材料とされて、前記第1電極シートの剛性が前記第2電極シートの剛性よりも大きい関係とすることもできる。
このようにした場合、部品点数を増やさず、かつ、第1電極シートを薄厚化することができる。
また、前記第1電極シートは金属板でなり、前記開口を介して前記第2電極に対向する前記金属板の表面部位が前記第1電極を兼ねることが好ましい。
このようにした場合、第1電極シートがおおむね可撓性を有さない金属板とされるため、より一段と電極同士の接触圧力が高くなり感圧スイッチの感度が向上する。これに加えて、第1電極シートの一面に電極を別の部材として配置する場合に比べて、部品点数を抑えるとともに薄厚化することができる。
また、本発明は、座席装置であって、一部が載置部材に載置され、他の部位が前記載置部材に載置されておらず下方が空間となるクッションパッドと、上記いずれかの着座センサとを備え、前記着座センサは、前記クッションパッドにおいて前記載置部材に載置されておらず下方が空間となる前記他の部位の少なくとも一部に配置されることを特徴とする。
このような座席装置では、クッションパッドに荷重が加わった場合、クッションパッドが変形してクッションパッドの座面側に配置される第2電極シートを押圧し、当該押圧に応じて第2電極シートがスペーサの開口に入り込むように撓む。一方、着座センサの下方は空間とされるため、クッションパッドに加わる荷重に起因する応力は、第1電極シートの下側に殆ど働くことはないが、第2電極シートを介して上側から第1電極シートが押圧される。このときの第1電極シートの撓み量は、当該第1電極シートの剛性が第2電極シートの剛性よりも大きいため、第2電極シートに比べて小さくなる。したがって、第1電極シートの剛性を第2電極シートと同等以下とする場合に比べて、第1電極シートの第1電極の位置と第2電極シートの第2電極の位置とが近接することになり、この結果、電極同士の接触圧力が高くなり感圧スイッチの感度が向上する。こうして、クッションパッドの下面において下方が空間となる領域に配置されても適切に着座を検知し得る座席装置が提供される。
また、前記クッションパッドの下面には凹部が形成され、前記第2電極シートの上面において前記第2電極の上方にあたる領域と前記凹部の底との間に間隙が形成され、前記領域以外の他の領域の少なくとも一部が前記クッションパッドの下面に固定されることが好ましい。
クッションパッドの下面に形成される凹部の底と、第2電極シートの上面において電極の上方にあたる領域との間に間隙が形成された場合、当該間隙が形成されていない場合に比べて、人よりも軽い荷物などが置かれた際にクッションパッドに加えられる荷重によって、感圧スイッチがオンとなるといったことを低減することができる。また、間隙の大きさによって、感圧スイッチの感度を調整することが可能にもなる。このように、電気的に誤検出を判断するといったことに依存しなくても、構造的に誤検出を低減することができる。一方、このような領域以外の少なくとも一部の領域がクッションパッドの下面に固定されるため、当該クッションパッドの下面が、クッションパッドの上方に感圧スイッチが動くことを防止するストッパーとして機能する。したがって、例えば、クッションパッドが振動等により上下動した場合であっても、その上下動に起因して感圧スイッチとクッションパッドとが接触して感圧スイッチがオンとなることを未然に回避することができる。
また、前記凹部は、前記クッションパッドの下面に形成される第1凹部と、前記第1凹部の底の一部に形成される第2凹部とからなり、前記間隙は、前記領域と前記第2凹部の底との間に形成され、前記他の領域の少なくとも一部は、前記第1凹部の底に固定され、前記感圧スイッチは、前記第1凹部の空間に収容されることが好ましい。
このようにした場合、クッションパッドとそのクッションパッドの載置部材との間に着座センサが一部でも挟み込まれることがないため、当該挟み込みに起因する着座センサの破損等を防止することができる。
以上のように本発明によれば、クッションパッドの下面において下方が空間となる領域に感圧スイッチが配置されても適切に着座を検知し得る着座センサ、及び、そのような着座センサを有する座席装置が提供される。
第1実施形態における座席装置を概略的に示す斜視図である。 着座センサの構成を示す分解斜視図である。 着座センサを上側から見た様子及び着座センサの断面の様子を示す図である。 着座センサの等価回路を示す図である。 座席装置を上側から見た様子及び座席装置の断面の様子を示す図である。 感圧スイッチがオンする様子を図5の(B)と同じ視点で示す図である。 第2実施形態における座席装置を図5の(B)と同じ視点から示す図である。 第3実施形態における座席装置を図5の(B)と同じ視点から示す図である。 第4実施形態における座席装置を図5の(B)と同じ視点から示す図である。 第5実施形態における座席装置を図5の(B)と同じ視点から示す図である。 第6実施形態における座席装置を図5の(B)と同じ視点から示す図である。 スペーサの開口とクッション部材との関係の説明に供する概略図である。
(1)第1実施形態
本発明に係る座席装置に好適となる第1実施形態について図面を用いながら詳細に説明する。
図1は、第1実施形態における座席装置1を概略的に示す斜視図である。図1に示すように、第1実施形態における座席装置1は、着座センサ2と、クッションパッド3と、当該クッションパッド3の載置部材である金属製のシートパン4とを主な構成要素として備える。
図2は、着座センサ2の構成を示す分解斜視図である。図2に示すように、着座センサ2は、第1電極シート10、第2電極シート20、スペーサ30、クッション部材40を主な構成要素として備える。
第1電極シート10は、第1絶縁シート11と、複数の第1電極12A及び12Bと、一対の端子13A及び13Bと、複数の第1配線14A〜14Dと、補強部材50とを有する。
第1絶縁シート11は、可撓性を有するフィルム状とされ、略矩形のメインブロックB1と、そのメインブロックB1の短手方向の一端に連結され、メインブロックB1よりも小さい略矩形のサブブロックB2とからなる。この第1絶縁シート11の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)又はポリエチレンナフタレート(PEN)等の樹脂を挙げることができる。
第1電極12A〜12Dは、それぞれ略円形とされ、同一直線状に並ぶ状態で、第1絶縁シート11の一方の表面上に配置される。一対の端子13A,13Bは、それぞれ略四角形とされ、サブブロックB2のうち、第1電極12A〜12Dが配置されている面と同じ表面上に配置される。
第1電極12Aと第1電極12Bとは第1配線14Aにより電気的に接続され、第1電極12Cと第1電極12Dとは第1配線14Bにより電気的に接続される。また、第1配線14Aと端子13Aとは第1配線14Cにより電気的に接続され、第1配線14Bと端子13Bとは第1配線14Dにより電気的に接続される。
補強部材50は、第1電極シート10を補強して第1電極シート10の剛性を第2電極シート20の剛性よりも大きくする部材であり、第1絶縁シート11において第1電極12Aが配置される面とは逆側面に貼り付けられる。
この補強部材50の材料としては、ポリカーボネート(PC)、PET、PBT又はPEN等の樹脂のほかに、金属などを挙げることができる。ただし、第1電極シート10の剛性を第2電極シート20の剛性よりも大きくする観点では、第2絶縁シート21の材料よりも硬い材料の補強部材50を用いることが好ましい。
補強部材50の厚みは特に制限されるものではないが、第1電極シート10の剛性を第2電極シート20の剛性よりも大きくする観点では、第1絶縁シート11の厚みと合計した厚みが第2絶縁シート21の厚みよりも大きい関係となる補強部材50を用いることが好ましい。なお、補強部材50の形状は第1絶縁シート11と同じであっても異なっていても良い。異なる場合には、少なくとも第1電極12A〜12Dの下方に補強部材50が設けられることが好ましい。
第2電極シート20は、第2絶縁シート21と、第2電極22A〜22Dと、第2配線24A〜24Cとを有する。
第2絶縁シート21は、可撓性を有するフィルム状とされ、第1絶縁シート11におけるメインブロックB1と同形同大でなる。この第2絶縁シート21の材料としては、例えば、PET、PBT又はPEN等の樹脂を挙げることができる。
第2電極22A〜22Dは、それぞれ略円形とされ、同一直線状に並ぶ状態で、第2絶縁シート21の一方の表面上に配置される。本実施形態では、第2電極22A〜22Dの大きさは、第1電極12A〜12Dと同じ大きさとされ、第2電極22A〜22Dの配置位置は、メインブロックB1に対する第1電極12A〜12Dの配置位置と相対的に同じとされる。
第2電極22Aと第2電極22Bとは第2配線24Aにより電気的に接続され、第1電極22Cと第2電極22Dとは第2配線24Bにより電気的に接続される。また、第2配線24Aと第2配線24Bとは第2配線24Cにより電気的に接続される。
スペーサ30は、第1絶縁シート11におけるメインブロックB1と同形同大でなり、複数の開口31A〜31Dを有する。このスペーサ30の材料としては、例えば、PET、PBT又はPEN等の樹脂を挙げることができる。
開口31A〜31Dは、周縁が略円形の形状であり、開口31A〜31Dの直径は、第1電極12A〜12Dの直径よりも僅かに小さい状態とされる。また、開口31A〜31Dの配置位置は、メインブロックB1に対する第1電極12A〜12Dの配置位置と相対的に同じとされる。
各開口31A〜31Dには、スペーサ30の外部と空間的に接続するスリット32A〜32Dが形成される。すなわち、各スリット32A〜32Dの一端は、対応する開口31A〜31Dと接続され、他端はスペーサ30の側方に開放される。
クッション部材40は、圧力が加えられると潰れるように変形する弾性部材であり、例えば、多数の空孔が設けられたスポンジ状の樹脂、樹脂製の繊維が絡み合った不織布又はゴム等から形成される。本実施形態の場合、クッション部材40の弾力性は、クッションパッド3の弾力性よりも大きいものとされ、クッション部材40の形状は略直方体状とされ、その広面は第2絶縁シート21の広面よりも小さい面積とされる。
図3は、着座センサ2を上側から見た様子及び着座センサ2の断面の様子を示す図である。具体的に図3の(A)は、着座センサ2を上側から見た様子を示す図であり、図3の(B)は、図3の(A)におけるV−V線に沿った断面の様子を示す図である。
図3の(B)に示すように、第1電極シート10はスペーサ30の一方の面に貼り付けられ、第2電極シート20はスペーサ30の他方の面に貼り付けられて、1つの構造体(以下、シート構造体という)SSBとされる。
このシート構造体SSBでは、一対の絶縁シート11,21の一部分と、これらシート部分の間に介在するスペーサ部位と、そのスペーサ部位に設けられる開口31Aを介して対向する一対の電極12A,22Aとによって感圧スイッチSW1が構成される。なお、絶縁シート11,21の一部分とは、少なくとも電極が配置される部分である。
またシート構造体SSBでは、感圧スイッチSW1と同様にして、図3の(A)に示す感圧スイッチSW2〜SW4が構成される。なお、感圧スイッチSW1〜SW4の構成要素である絶縁シート及びスペーサは、本実施形態では、1枚の絶縁シート11、21及びスペーサ30の一部分とされるが、当該部分ごとに別体となる絶縁シート及びスペーサが所定の連結具により連結されていても良い。
このようなシート構造体SSBの第2絶縁シート21において、スペーサ30に対向される面とは逆側の面は上面とされ、この面の略中央領域には、第2絶縁シート21を介して開口31A及び31Bを覆うクッション部材40が貼り付けられる。
なお、図3の(A)に示したように、第2絶縁シート21の上面のうちクッション部材40が貼り付けられる領域には、感圧スイッチSW1及びSW2を構成する電極12Aと22A、12Bと22B、12Cと22C及び12Dと22Dの上方にあたる領域が含まれる。いいかえると、着座センサ2の上面のうちクッション部材40が貼り付けられていない周縁領域ARの直下には、感圧スイッチSW1〜SW4が存在していない状態である。
図4は、着座センサ2の等価回路を示す図である。図4に示すように、感圧スイッチSW1及びSW2の組STAと、感圧スイッチSW3及びSW4の組STBとは並列接続される。また、これら組STA及びSTB同士は直列接続され、一対の端子13A及び13Bの間に配置される。
図5は、座席装置1を上側から見た様子及び座席装置1の断面の様子を示す図である。具体的に図5の(A)は、座席装置1を上側から見た様子を示す図であり、図5の(B)は、図5の(A)におけるW−W線に沿った断面の様子を示す図である。
図5の(A)に示すように、クッションパッド3は、背もたれ部3A及び座部3Bを主な構成要素として備える。これら背もたれ部3Aと座部3Bとは、圧力が加わると潰れるように変形する弾性部材であり、所定の連結具により連結される。なお、弾性部材の材料としては、発泡ウレタン等を挙げることができる。
図5の(A)及び(B)に示すように、座部3Bの底には、例えばクッションパッド3の幅方向に沿って第1の溝(以下、浅凹部という)61が1段目として形成される。また、この浅凹部61の底の一部には、浅凹部61の長手方向に沿って、浅凹部61の幅よりも狭い第2の溝(以下、深凹部という)62が2段目として形成される。
図5の(B)に示すように、浅凹部61の深さDP1はシート構造体SSBの厚みTH1よりも大きい状態とされ、浅凹部61の空間SP1にはシート構造体SSBが収容される。
このシート構造体SSBにおける第2絶縁シート21の上面の周縁領域AR(図3の(A))は、深凹部62が形成されていない浅凹部61の底面に接着剤ADにより貼り付けられ、着座センサ2がクッションパッド3の下面に固定される。
このようなシート構造体SSBが配置される部位は、クッションパッド3において座部3Bに載置されておらず下方が空間となる部位である。いいかえると、クッションパッド3の下面に固定される着座センサ2の下面であって、感圧スイッチSW1〜SW4の直下となる領域については空気層と接する状態とされる。
なお、図5(B)に示される浅凹部61の側面と、シート構造体SSBの側面とは接触状態となっているが、間隙を有した状態となっていても良い。ただし、着座センサ2の位置ずれを防止する観点、及び、座部3Bと着座センサ2との固定状態を強化する観点では、シート構造体SSBの側面とが接触状態であるほうが好ましい。
深凹部62の深さDP2はクッション部材40の厚みTH2よりも大きい状態とされ、深凹部62の空間SP2には深凹部62の底面とその底面に対向するクッション部材40の上面とに間隙GPがある状態でクッション部材40が収容される。なお、図5(B)に示される深凹部62の側面と、クッション部材40の側面とは間隙を有した状態となっているが、接触状態となっていても良い。
図5の(A)に示したように、この実施形態における浅凹部61及び深凹部62は、座部3Bにおける下面の周縁部よりも内側となる領域であって、クッションパッド3に正規着座する人のヒップポイントHPよりも前方となる位置に形成される。このため、浅凹部61の空間SP1に収容される着座センサ2の各感圧スイッチSW1〜SW4は、クッションパッド3に正規着座する人のヒップポイントHPよりも前方に配置される。
なお、「正規着座」とは、背中が背もたれに接触し、臀部が座部の奥深くに位置する状態で着座することを意味し、「ヒップポイント」とは、着座状態にある人の臀部のうち最も下側に出ている部位を意味する。
図6は、感圧スイッチSW1がオンする様子を図5の(B)と同じ視点で示す図である。図6に示すように、シートパン4に載置された座席装置1のクッションパッド3に人が着座した場合、座部3Bでは座面側と下面側との双方から圧力が加わる(矢印参照)。
この場合、クッションパッド3の座面側ではクッション部材40上方にあるクッションパッド部位が撓むように変形してクッション部材40の上面と接触し、クッション部材40を押圧する。この押圧力によってクッション部材40が潰れるように変形し、この変形により第2絶縁シート21が押圧される。第2絶縁シート21は可撓性を有しているため、クッションパッド3の押圧に応じて、第2絶縁シート21と第1絶縁シート11との間に介在するスペーサ30の開口31Aに入り込むように撓む。
これに対し、クッションパッド3の下面側では、着座センサ2の下面とシートパン4の載置面との間は空間とされているため、クッションパッド3に加わる荷重に起因する応力が第1絶縁シート11下側から殆ど働くことはない。しかしながら、クッションパッド3における座面側のクッション部位がクッション部材40を介して第2絶縁シート21を押圧する際に第1絶縁シート11も押圧される。
本実施形態の場合、この第1絶縁シート11に下面には、第1絶縁シート11を補強する補強部材50が貼り付けられ、この補強部材50によって、第1電極シート10の剛性が第2電極シート20の剛性よりも大きい関係とされている。このため、第1絶縁シート11の撓み量は第2絶縁シート21に比べて大幅に小さくなる。
こうして、おおむね第2絶縁シート21だけが開口31に入り込むように撓むことで、当該開口31Aを介して互いに対向する第1電極12Aと第2電極22Aとが一定以上の圧力で接触し、電気的に接続されて導通状態となり、感圧スイッチSW1がオンとなる。
なお、本実施形態の場合、開口31Aには開口を外部と連通するスリット32A(図2)が形成される。このため、第1絶縁シート11及び第2絶縁シート21が撓むとき、開口31Aの空気は開口内に留まることなくスリット32Aを介して排出される。つまり、第1絶縁シート11及び第2絶縁シート21の撓みが開口31内の空気によって抑制されるといったことが回避される。したがって、スリット32Aが形成されていない場合に比べて、第1電極12Aと第2電極22Aが接触し易くなり、感圧スイッチSW1自体の感度を向上することができる。
また、本実施形態の場合、スペーサ30に対向する面とは逆側となる第2絶縁シート21の面には、クッションパッド3の弾力性よりも大きい弾力性を有するクッション部材40が、当該第2絶縁シート21を介して開口31Aを覆う。
このため、クッションパッド3における弾性変形の程度(硬さ)にかかわらずクッション部材40が同等に変形し、第2絶縁シート21をスペーサ30の開口31Aに入り込ませることができる。したがって、クッションパッド3における弾性変形の程度(硬さ)にかかわらず適切に絶縁シートを撓ませることが可能となる。また、クッション部材40の厚みによって、感圧スイッチSW1の感度を調整することが可能にもなる。
この感圧スイッチSW1に関して説明した事項は、他の感圧スイッチSW2〜SW4についても同様である。
ところで、クッションパッド3に正規着座する人から加わる荷重は、座部3Bの座面では、ヒップポイントに集中するものであるが、クッションパッド3が載置されるシートパン4では、ヒップポイントHPに比べて前方の方が大きくなる。
これは、正規着座する人の臀部から前方向に延びる大腿部の重力が鉛直方向に働くことに加えて、臀部の重力が鉛直方向以外に前方向にも働くからであると考えている。
本実施形態の場合、図5の(A)に示したように、感圧スイッチSW1〜SW4は、座部3Bの下面においてヒップポイントHPよりも前方に形成される浅凹部61に収容される。したがって、感圧スイッチSW1〜SW4は、ヒップポイントHPの鉛直方向に配置される場合に比べて大きな押圧力を受けるため、当該感圧スイッチSW1〜SW4の感度を向上することができる。
また、感圧スイッチSW1〜SW4は、クッションパッド3における座部3Bの下面側に配置されているため、座部3Bの座面側に配置する場合に比べて、当該感圧スイッチSW1〜SW4が配置されていることに起因する着座の違和感を低減することができる。
また、クッションパッド3の幅方向の中心を通る鉛直平面VFを基準として、感圧スイッチSW1及びSW2は右側に、感圧スイッチSW3及びSW4は左側に配置される。クッションパッド3に着座する人の臀部は一般には鉛直平面VFを基準として左右に位置するのに対し、荷物は鉛直平面VFを基準として左右に位置するとは限らない。したがって、感圧スイッチSW1及びSW2と、感圧スイッチSW3及びSW4との双方を左側又は右側に配置する場合、あるいは、感圧スイッチSW1〜SW4を鉛直平面VF状に配置する場合に比べて、誤検知を抑制することができる。
なお、鉛直平面VFの左側に配置される感圧スイッチSW1と、鉛直平面VFの右側に配置される感圧スイッチSW4とは、鉛直平面VFを基準として対称に配置されているほうが好ましい。鉛直平面VFの左側に配置される感圧スイッチSW2と、鉛直平面VFの右側に配置される感圧スイッチSW3とについても同様である。
また、感圧スイッチSW1〜SW4は、クッションパッド3の幅方向へ同一線上に配置される。クッションパッド3に着座する人の骨盤は一般にはクッションパッド3の幅方向へ広がった状態にある。したがって、感圧スイッチSW1〜SW4を前後方向へ同一線上に配置する場合等に比べて、感圧スイッチSW1〜SW4の感度を向上することができる。
以上説明したように、本実施形態の座席装置1では、図5の(B)に示したように、クッションパッド3の下面において座部3Bに載置されておらず下方が空間となる部位に着座センサ2が固定される。この着座センサ2は、図3に示したように、第1電極シート10、第2電極シート20及びシート状のスペーサ30を有する感圧スイッチSW1を備えている。
この感圧スイッチSW1を構成する第1電極シート10は、表面の一部が第1電極12A〜12Dとされている。また、感圧スイッチSW1を構成する第2電極シート20は、表面の一部が第1電極12A〜12Dに対向される第2電極22A〜22Dとされており、第1電極シート10よりもクッションパッド3Bの座面側に位置されるものである。他方、スペーサ30は、第1電極12A〜12D及び第2電極22A〜22Dの間に開口31A〜31Dが形成され、第1電極シート10及び第2電極シート20の間に介在している。
このような座席装置1では、図6に示したように、クッションパッド3に荷重が加わった場合、クッションパッド3が変形してクッションパッド3の座面側に配置される第2電極シート20をクッション部材40を介して押圧する。この押圧に応じて第2電極シート20はスペーサ30の開口31Aに入り込むように撓む。一方、感圧スイッチSW1の下方は空間とされているため、クッションパッド3に加わる荷重に起因する応力は第1電極シート10の下側に殆ど働くことはないが、当該クッションパッド3が第2電極シート20を介して第1電極シート10を上側から押圧する。
このときの第1電極シート10の撓み量は、当該第1電極シート10の剛性が第2電極シート20の剛性よりも大きい関係とされているため、第2電極シート20に比べて大幅に小さくなる。
したがって、第1絶縁シート11の剛性を第2絶縁シート21と同等以下とする場合に比べて、第1電極シート10の第1電極12Aの位置と第2電極シート20の第2電極22Aの位置とが近接することになる。この結果、第1電極12A及び第2電極22A同士の接触圧力が高くなり感圧スイッチSW1の感度が向上する。
こうして、クッションパッド3の下面において下方が空間となる領域に配置されても適切に着座が検知される。
本実施形態の場合、第1電極シート10は補強部材50を含み、この補強部材50によって、第1電極シート10の剛性が第2電極シート20の剛性よりも大きい関係とされている。
このため、第1電極シート10の第1絶縁シート11と第2電極シート20の第2絶縁シート21とが同じ材料で同じ厚さとなる場合であっても、補強部材50によって、第1電極シート10の撓み量を第2電極シート20に比べて大幅に小さくすることができる。これに加えて、補強部材50の厚みや材質等を変更しさえすれば、感圧スイッチSW1自体の構造を変更することなく、当該感圧スイッチSW1の感度を調整することが可能にもなる。
また本実施形態の場合、クッションパッド3における座部3Bの下面には浅凹部61及び深凹部62が形成され、第2絶縁シート21の上面において電極22Aの上方にあたる領域と深凹部62の底との間には間隙GPが形成される。
したがって、このような間隙GPが形成されていない場合に比べて、人よりも軽い荷物などが置かれた際にクッションパッドに加えられる荷重によって、感圧スイッチSW1がオンとなるといったことを低減することができる。また、間隙GPの大きさによって、感圧スイッチSW1の感度を調整することが可能にもなる。このように、電気的に誤検出を判断するといったことに依存しなくても、構造的に誤検出を低減することができる。
一方、第2絶縁シート21の上面において電極22Aの上方にあたる領域の周縁領域ARは、クッションパッド3における座部3Bの下面(浅凹部61の底面)に固定される。
したがって、座部3Bの下面が、当該座部3Bの上方に感圧スイッチSW1が動くことを防止するストッパーとして機能する。したがって、例えば、クッションパッド3が振動等により上下動した場合であっても、その上下動に起因して感圧スイッチSW1とクッションパッド3とが接触して感圧スイッチSW1がオンとなることを未然に回避することができる。
また本実施形態の場合、浅凹部61及び深凹部62の空間SP1及びSP2内に、感圧スイッチSW1を有する着座センサ2全体が収められる。
このため、クッションパッド3とそのクッションパッド3の載置部材であるシートパン4との間に着座センサ2が一部でも挟み込まれることがない。したがって、このような挟み込みに起因する着座センサ2の破損等を防止することができる。
(2)第2実施形態
次に、本発明に係る座席装置に好適となる第2実施形態について図面を用いながら詳細に説明する。ただし、第2実施形態における座席装置の構成要素のうち第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
図7は、第2実施形態における座席装置を図5の(B)と同じ視点から示す図である。図7に示すように、本実施形態の座席装置1は、補強部材50を省略した点、及び、第1電極シート10における第1絶縁シート11の厚みを第2電極シート20における第2絶縁シート21の厚みよりも大きくした点で、第1実施形態の座席装置1とは相違する。
本実施形態の場合、第1絶縁シート11が第2絶縁シート21の厚みよりも大きい厚みとされて、第1電極シート10の剛性が第2電極シート20の剛性よりも大きい関係とされる。
なお、第1絶縁シート11及び第2絶縁シート21の材料は同じとされていても異なっていても良い。ただし、第1電極シート10の剛性は第2電極シート20の剛性よりも大きい状態とされる。
以上説明したように、第1絶縁シート11が第2絶縁シート21の厚みよりも大きい厚みとして、第1電極シート10の剛性が第2電極シート20の剛性よりも大きい関係とすることができる。このようにした場合、第1絶縁シート11及び第2絶縁シート21の厚みが同等でなる第1実施形態に比べて、他部材を用いることなく、部品点数を増やさず、第1電極シート10の剛性を高めることができる。
(3)第3実施形態
次に、本発明に係る座席装置に好適となる第3実施形態について図面を用いながら詳細に説明する。ただし、第3実施形態における座席装置の構成要素のうち第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
図8は、第3実施形態における座席装置を図5の(B)と同じ視点から示す図である。図8に示すように、本実施形態の座席装置1は、補強部材50を省略した点、及び、第1電極シート10における第1絶縁シート11を第2電極シート20における第2絶縁シート21よりも硬い材料とした点で、第1実施形態の座席装置1とは相違する。
本実施形態の場合、第1絶縁シート11が第2絶縁シート21の材料よりも硬い材料とされて、第1電極シート10の剛性が第2電極シート20の剛性よりも大きい関係とされる。例えば、第1絶縁シート11はPENとされ、第2絶縁シート21はPETとされる。
なお、第1絶縁シート11及び第2絶縁シート21の厚みは図8では同じとされているが、異なっていても良い。ただし、第1電極シート10の剛性は第2電極シート20の剛性よりも大きい状態とされる。
以上説明したように、第1絶縁シート11が第2絶縁シート21の材料よりも硬い材料として、第1電極シート10の剛性が第2電極シート20の剛性よりも大きい関係とすることができる。このようにした場合、第1絶縁シート11及び第2絶縁シート21の材料が同等の硬さでなる第1実施形態に比べて、部品点数を増やさず、かつ、第1電極シート10を薄厚化することができる。
(4)第4実施形態
次に、本発明に係る座席装置に好適となる第4実施形態について図面を用いながら詳細に説明する。ただし、第4実施形態における座席装置の構成要素のうち第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
図9は、第4実施形態における座席装置を図5の(B)と同じ視点から示す図である。図9に示すように、本実施形態の座席装置1は、補強部材50を省略した点、及び、第1電極12Aを金属板とし第2電極22Aを薄膜とした点で、第1実施形態の座席装置1とは相違する。
本実施形態の場合、第1電極12Aの厚みが第2電極22Aの厚みよりも大きいことで、第1電極シート10の一部(第1電極12Aが配置される第1絶縁シート部位)の剛性が第2電極シート20の一部(第2電極22Aが配置される第2絶縁シート部位)の剛性よりも大きい関係とされる。
以上説明した本実施形態の座席装置1であっても、第1実施形態と同様の作用効果を奏する。
なお、金属板とされる第1電極12Aの表面が、薄膜とされる第2電極22Aの表面よりも大きい場合、当該第1電極12Aが配置される第1絶縁シート部位の剛性は、第2電極22Aが配置される第2絶縁シート部位の剛性よりもより一段と大きくなる。したがって、感圧スイッチSW1の感度の低減を抑制する観点では、金属板とされる第1電極12Aの表面が、薄膜とされる第2電極22Aの表面よりも大きくすることがより好ましい。
(5)第5実施形態
次に、本発明に係る座席装置に好適となる第5実施形態について図面を用いながら詳細に説明する。ただし、第5実施形態における座席装置の構成要素のうち第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
図10は、第5実施形態における座席装置を図5の(B)と同じ視点から示す図である。図10に示すように、本実施形態の座席装置1は、補強部材50を省略した点、及び、第1電極シート10の第1絶縁シート11を金属板71に代えた点で、第1実施形態の座席装置1とは相違する。
この金属板71においては、開口31Aを介して第2電極22Aに対向する金属板71の表面部位が第1電極12Aを兼ねており、第2絶縁シート21よりも硬度が大きいものとされる。
このように本実施形態の場合、第2絶縁シート21よりも硬度が大きい金属板71が第1電極シート10として採用される。
なお、金属板71の厚みは図10では第2絶縁シート21の厚みと同じとされているが、当該第2絶縁シート21の厚みと異なっていても良い。ただし、金属板71の剛性は第2電極シート20の剛性よりも大きい関係とされる。
以上説明した本実施形態の座席装置1では、第1電極シート10が、おおむね可撓性を有さない金属板71を採用することで、第2電極シート20の剛性よりも大きくされる。このため、第1実施形態に比べてより一段と第1電極12A及び第2電極22A同士の接触圧力が高くなり感圧スイッチSW1の感度が向上する。これに加えて、第1電極12Aを兼ねる金属板71を第1電極シート10としたため、第1絶縁シート11と第1電極12Aとで第1電極シート10を構成した第1実施形態の場合に比べて、部品点数を抑えるとともに薄厚化することができる。
なお、本実施形態における第2絶縁シート21の第2電極22Aを薄膜とした場合、第4実施形態において上述したように、第1電極シート10の一部(第1電極12Aを兼ねる金属板部位)の剛性は、第2電極シート20の一部(第2電極22Aが配置される第2絶縁シート部位)の剛性よりもより一段と大きくなる。したがって、より一段と第1電極12A及び第2電極22A同士の接触圧力が高くなり感圧スイッチSW1の感度が向上する。
また、本実施形態における第1電極12A側の開口31Aの外形を、第2電極22A側の開口31Aの外形よりも小さくした場合、第1電極シート10の一部の剛性は、第2電極シート20の一部の剛性よりもより一段と大きくなる。したがって、より一段と第1電極12A及び第2電極22A同士の接触圧力が高くなり感圧スイッチSW1の感度が向上する。
(6)第6実施形態
次に、本発明に係る座席装置に好適となる第6実施形態について図面を用いながら詳細に説明する。ただし、第6実施形態における座席装置の構成要素のうち第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
図11は、第6実施形態における座席装置を図5の(B)と同じ視点から示す図である。図11に示すように、本実施形態の座席装置1は、補強部材50を省略した点で、第1実施形態の座席装置1とは相違する。
また、本実施形態の座席装置1は、第1電極シート10の第1絶縁シート11を金属板71に代えた点、及び、第2電極シート20の第2絶縁シート21を金属板81に代えた点で、第1実施形態の座席装置1とは相違する。
この金属板71においては、開口31Aを介して第2電極22Aに対向する金属板71の表面部位が第1電極12Aを兼ね、また金属板81においては、開口31Aを介して第1電極12Aに対向する金属板81の表面部位が第2電極22Aを兼ねている。なお、金属板71の硬度は金属板81の硬度よりも大きいものとされる。
以上説明した本実施形態の座席装置1では、第1電極12Aを兼ねる金属板71を第1電極シート10とし、第2電極22Aを兼ねる金属板81を第2電極シート20とした。このため、第1絶縁シート11と第1電極12Aとで第1電極シート10を構成し、第2絶縁シート21と第2電極22Aとで第2電極シート20を構成した第1実施形態の場合に比べて、部品点数を抑えるとともに薄厚化することができる。
また、第1電極12Aを兼ねる金属板71を第1電極シート10とし、第2絶縁シート21と第2電極22Aとで第2電極シート20を構成した第5実施形態に比べても、部品点数を抑えるとともに薄厚化することができる。
(7)他の実施形態
以上、一例として第1実施形態〜第6実施形態が説明されたが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、クッション部材40が設けられたが省略するようにしても良い。クッション部材40を省略した場合、深凹部62を省略、又は、間隙GP分の空間を有する深凹部としてその深さを上記実施形態の深凹部62の深さDP2よりも小さくできる。
また上記実施形態では、座部3Bの下面に形成される溝が、当該座部3Bの左右方向に沿って伸びる溝(浅凹部61及び深凹部62)とされたが、当該座部3Bの前後方向に沿って伸びる溝であっても良い。
このような溝が形成された座部3Bに座面側から圧力が加わった場合、その座部3Bの下面では前後方向に伸びる溝に沿って圧力が変位する。一方、このような溝が形成されていない場合、そのクッションパッドの着座部位から前後方向に分布する圧力は分散し、クッションパッドの下側に圧力が伝わり難い傾向にある。これらのことは本発明者の実験により確認されている。したがって、座部3Bの前後方向に沿って伸びる溝が座部3Bの下面に形成された場合、当該溝の空間に配置される感圧スイッチSW1には、当該感圧スイッチSW1の直上の座面部位から前後方向に着座部位がずれたとしても、その着座部位が座面部位にあるときと同じような押圧力が、当該溝底が撓むことによって与えられる。つまり、クッションパッドの前後方向に伸びる溝は、単にセンサ配置用としてのみならず、押圧集約用として感圧スイッチに作用する。したがって、前後方向に着座部位が変化しても高感度で着座を検知することができる。
なお、座部3Bの左右方向に分布する圧力は、溝が形成されているか否かにかかわらず、座部3Bの下側の左右端近傍にまで広がる。このため、座部3Bの左右方向に沿って伸びる溝は押圧集約用として感圧スイッチSW1に作用することはない。このことも本発明者の実験により確認されている。
また上記実施形態では、座部3Bの下面に1つの凹部(浅凹部61)が形成されたが、非連結状態でなる独立した2以上の溝が形成されていても良い。
また上記実施形態では、クッションパッド3の載置部材としてシートパン4が適用されたが、当該シートパン4に代えて、枠フレームの前後又は左右に貼り渡されるばねが適用されても良い。このような載置部材であっても上記実施形態と同様の作用効果を奏する。
また上記実施形態では、着座センサ2が接着剤ADにより座部3Bの下面に固定されたが、他の方法で固定されても良い。例えば、各感圧スイッチSW1〜SW4の周囲を貫通し座部3Bに刺される複数のピン等が適用可能である。なお、座部3Bの下面と着座センサ2の上面との間にスペーサ等の部材を介して着座センサ2が接着剤ADにより座部3Bの下面に固定されていても良い。
また上記実施形態では、着座センサ2における感圧スイッチの数が4つとされたが、3つ以下でも良く5つ以上でも良い。なお、感圧スイッチの数が2以上である場合、上記実施形態のように、直線状に並ぶ状態で配置することが必須となるものではない。
また上記実施形態では、非連結状態でなる独立した1つの溝に4つの感圧スイッチSW1〜SW4が配置されたが、当該1つの溝につき1つ又は2以上の感圧スイッチの感圧スイッチが配置されても良い。なお、溝ごとに異なる数の感圧スイッチが配置されていても良い。
また上記実施形態では、開口31A〜31Dの大きさが同じとされたが、2種類以上の大きさを有する開口とされても良い。このようにした場合、大きい開口を有する感圧スイッチの絶縁シートは、小さい開口を有する感圧スイッチの絶縁シートよりも撓み易く、大きい開口を有する感圧スイッチの感度は、小さい開口を有する感圧スイッチに比べて向上する。したがって、例えば、溝の前後方向の中心を基準としてその溝の前側の空間と後側の空間内に配置される感圧スイッチがある場合、当該感圧スイッチにおける開口の大きさを異ならせることで、これら感圧スイッチにおける感度のばらつきを抑えることができる。
また上記実施形態では、第2絶縁シート21を介してスペーサ30における開口31A〜31Dをまとめて覆うクッション部材40が適用されたが、開口31A〜31Dごとにそれぞれ個別に覆うクッション部材が適用されても良い。また、例えば図12に示すように、各開口31A〜31Dの一部を覆うクッション部材70が適用されても良い。あるいは、図示しないが、開口31Aの一部を覆い、それ以外の開口31B〜31Dの全体を覆うクッション部材が適用されても良い。要するに、絶縁シートを介して開口の少なくとも一部を覆うクッション部材であれば良い。なお、上述したように、2種類以上の大きさを有する開口を適用した場合、種類が異なる開口ごとに、クッション部材が開口を覆う割合(開口に対するクッション部材の閉塞量)を相違させることで、各感圧スイッチSW1〜SW4の感度を調整可能である。したがって、感圧スイッチSW1〜SW4に加わる押圧力に相違があったとしても、これら感圧スイッチSW1〜SW4がオン状態となる均一性(バランス)を向上できる。
また上記実施形態では、第1電極シート10、第2電極シート20、スペーサ30、クッション部材40及び補強部材50の形状は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な形状を適用することができる。また、第1電極12A〜12D、第2電極22A〜22D、開口31A〜31D、クッションパッド3、溝(浅凹部61又は深凹部62)及びシートパン4の形状についても上記実施形態に限定されるものではなく、様々な形状を適用することができる。
なお、座席装置の構成要素は、第1実施形態、第2実施形態又は他の実施形態に示された内容以外に、適宜、本願目的を逸脱しない範囲で組み合わせ、省略、変更、周知技術の付加などをすることができる。
本発明は、車両等の乗り物の座席に対して利用可能性があり、シートベルトを着用すべき座席に対して特に利用可能性がある。
1・・・座席装置
2・・・着座センサ
3・・・クッションパッド
3A・・・背もたれ部
3B・・・座部
4・・・シートパン
10・・・第1電極シート
11・・・第1絶縁シート
12A〜12D・・・第1電極
13A,13B・・・端子
14A〜14D・・・配線
20・・・第2電極シート
21・・・第2絶縁シート
22A〜22D・・・第2電極
24A〜24C・・・第2配線
30・・・スペーサ
31A〜31D・・・開口
32A〜32D・・・スリット
40,70・・・クッション部材
50・・・補強部材
61・・・浅凹部
62・・・深凹部
71,81・・・金属板
SW1〜SW4・・・感圧スイッチ

Claims (8)

  1. クッションパッドの下面において下方が空間となる領域に固定される着座センサであって、
    表面の一部が第1電極とされる第1電極シートと、
    前記第1電極に対向される表面の一部が第2電極とされ、前記第1電極シートよりも前記クッションパッドの座面側に位置される第2電極シートと、
    前記第1電極及び前記第2電極の間に開口が形成され、前記第1電極シート及び前記第2電極シートの間に介在するシート状のスペーサとを有する感圧スイッチ
    を備え、
    前記第1電極シートの剛性は前記第2電極シートの剛性よりも大きい
    ことを特徴とする着座センサ。
  2. 前記第1電極シートは補強部材を含み、前記補強部材によって、前記第1電極シートの剛性が前記第2電極シートの剛性よりも大きい関係とされる
    ことを特徴とする請求項1に記載の着座センサ。
  3. 前記第1電極シートが前記第2電極シートの厚みよりも大きい厚みとされて、前記第1電極シートの剛性が前記第2電極シートの剛性よりも大きい関係とされる
    ことを特徴とする請求項1に記載の着座センサ。
  4. 前記第1電極シートが前記第2電極シートの材料よりも硬い材料とされて、前記第1電極シートの剛性が前記第2電極シートの剛性よりも大きい関係とされる
    ことを特徴とする請求項1に記載の着座センサ。
  5. 前記第1電極シートは金属板でなり、前記開口を介して前記第2電極に対向する前記金属板の表面部位が前記第1電極を兼ねる
    ことを特徴とする請求項1〜4いずれか1項に記載の着座センサ。
  6. 一部が載置部材に載置され、他の部位が前記載置部材に載置されておらず下方が空間となるクッションパッドと、
    前記請求項1〜5いずれか1項に記載の着座センサと
    を備え、
    前記着座センサは、
    前記クッションパッドにおいて前記載置部材に載置されておらず下方が空間となる前記他の部位の少なくとも一部に配置される
    ことを特徴とする座席装置。
  7. 前記クッションパッドの下面には凹部が形成され、
    前記第2電極シートの上面において前記第2電極の上方にあたる領域と前記凹部の底との間に間隙が形成され、
    前記領域以外の他の領域の少なくとも一部が前記クッションパッドの下面に固定される
    ことを特徴とする請求項6に記載の座席装置。
  8. 前記凹部は、前記クッションパッドの下面に形成される第1凹部と、前記第1凹部の底の一部に形成される第2凹部とからなり、
    前記間隙は、前記領域と前記第2凹部の底との間に形成され、
    前記他の領域の少なくとも一部は、前記第1凹部の底に固定され、
    前記感圧スイッチは、前記第1凹部の空間に収容される
    ことを特徴とする請求項7に記載の座席装置。
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