JP2014159184A - シート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】昇降動作可能なシート装置において、シート下部の広範囲の挟み込み検知を簡素な構成で実現する。
【解決手段】シート装置は、昇降機構によって昇降されるシート座部２と、シート座部の下面に張設された複数のテンション部材３と、シート座部と複数のテンション部材の間に配置されたセンサユニット４であって、シート座部に対向配置される反力板と、複数のテンション部材のうちの少なくとも２以上のテンション部材上に配置された以上の底部及び各底部から反力板を支持する柱部を有する第１のクッション材と、少なくとも１つのテンション部材上でかつ底部と反力板の間に配置されたセンサ素子を備え、底部から反力板に対する応力が所定値を超えるとセンサ素子が検知信号を出力するように構成されたセンサユニット４と、検知信号の入力に基づいてシート座部の下面側の挟み込み発生を判断する制御部を備える。
【選択図】図２

Description

本発明はシート装置に関し、特に、昇降可能なシート装置に関する。

昇降可能なシート座部とフロアとの間に足や物が挟み込まれたことを検知する機構が設けられたシート装置が提案されている。例えば、特許文献１は、静電容量方式のタッチセンサを用いた検知機構を備えた車両用パワーシートを開示する。同文献のパワーシートは、座席と、座席を昇降するリフタと、座席とフロア部分（レール等）の間に設けられた静電容量式のタッチセンサと、リフタ機構による座席の下降作動をタッチセンサの検出信号に基づいて禁止する制御手段とを備える。

具体的には、タッチセンサは可撓性の検出電極と当該検出電極から離隔されて対向するグランド電極を有し、両電極に発振回路等が接続される。例えば、下降する座席とレールとの間に人体等の導電体が挟まれた場合、タッチセンサに静電容量が並列接続される等価回路が形成され、発振回路からみた検出電極の静電容量が増加する。この静電容量の増加による検出電圧の変化が検出部によって検出され、上記検出信号が出力される。一方、下降する座席とレールとの間に非導電体が挟まれた場合、押圧された検出電極がグランド電極に接触し、この両電極の短絡状態が発振回路及び検出部によって検出され、上記検出信号が出力される。

特開２００９−３５１９９号公報

しかし、特許文献１の構成によると、タッチセンサが配置された地点以外の箇所で挟み込みが発生してもそれを検出することができない。言い換えると、座席下部の全域に亘る挟み込みの検出が必要な場合、その検知必要領域の面積に対応して多数のセンサを配置する必要があり、装置の複雑化及びコストアップの観点から好ましくない。

また、検知手段として静電容量式センサが使用される場合、センサを動作させるための構成として、発信回路、発振信号を波形整形する波形整形回路、波形整形された発振信号の周波数を特定する検出回路等が必要となる。従って、センサを機能させるための回路構成が複雑になるとともにシステムがコストアップしてしまい、好ましくない。また、静電容量センサにおいては、検出電極は、内部のグランド電極と離隔された状態を確保しつつ外表面に対する導電体の接触を確実に検知するためにドーム形状等を有する。このため、静電容量センサは、その形状及びサイズのために、シートとフロアの間の狭い空間への配置が難しい。特に、下降最下位置にあるシートとフロアとが実質的に接触するような場合には、シートとフロアの間に静電容量センサを配置することはできない。またさらに、上記の回路構成において、発振信号に起因して電気雑音が発生するという問題もあり、ノイズ対策のためにさらにシステムコストが増大してしまう。このように、挟み込み検知に静電容量センサを用いる場合、回路規模の大型化、配置の困難性、ノイズの発生、コスト等の観点から、検知必要領域全体にわたって多数のセンサを配置することがますます困難となる。

そこで本発明は、昇降動作可能なシート装置において、シート下部の広い範囲の挟み込みを検知することが可能な簡素かつ安価な構成を提供することを課題とする。

本発明のシート装置は、昇降機構によって昇降されるシート座部と、シート座部の下面に張設された複数のテンション部材と、シート座部と複数のテンション部材の間に配置されたセンサユニットであって、シート座部に対向配置される反力板と、複数のテンション部材のうちの少なくとも２以上のテンション部材上に配置された１以上の底部及び各底部から反力板を支持する柱部を有する第１のクッション材と、複数のテンション部材のうちの少なくとも１つのテンション部材上でかつ底部と反力板の間に配置されたセンサ素子とを備え、底部から反力板に対する応力が所定値を超えるとセンサ素子が検知信号を出力するように構成されたセンサユニットと、検知信号の入力に基づいてシート座部の下面側の挟み込みの発生を判断する制御部とを備える。

本発明によると、昇降動作可能なシート装置において、シート下部の広範囲の挟み込み検知を簡素及び安価な構成で実現することが可能となる。

本発明の第１の実施例によるシート装置の上面透視図である。 本発明の第１の実施例によるシート装置の側面断面図である。 図２のシート装置のセンサユニットを示す図である。 図３のセンサユニットの部分拡大図である。 本発明の第１の実施例によるシート装置の制御部を示す図である。 本発明の第１の実施例によるシート装置を説明する図である。 本発明の第２の実施例によるシート装置の上面透視図である。 図７のシート装置のセンサユニットを示す図である。 本発明の第３の実施例によるシート装置の上面透視図である。 図９のシート装置のセンサユニットを示す図である。 本発明の変形例によるセンサユニットを示す図である。

実施例１．
図１は本発明の第１の実施例によるシート装置の上面視における透視図である。本実施例では、シート装置１は車両用のシート装置であり、シート座部２と、シート座部２の下面に張設されたクッションバネ（Ｓバネ）３−１、３−２、３−３及び３−４と、シート座部２とクッションバネ３−１、３−２、３−３及び３−４の間に配置されたセンサユニット４とを備える。また、シート装置１は、シート座部２を昇降させる昇降機構５と、昇降機構５の昇降動作を制御する制御部６とを備え、シート座部２にはシートバック８が取り付けられる。

なお、以降の説明において、クッションバネ３−１〜３−ｎのいずれかを代表して、又はこれらを総称してクッションバネ３というものとする。また、以降の説明において、シート座部２に対してシートバック８が配置される方向を後方向、その逆方向を前方向というものとし、シート上面視において前後方向に垂直な方向を左右方向又は車幅方向というものとする。また、図２に示すように、シート座部２に対してシートバック８が起立する方向を上方又は上昇方向、その逆を下方又は下降方向というものとする。また、図面は本発明を分かり易くするために作成されたものであり、全ての要素を図示しているわけではなく、また寸法通りではない。

図１を参照すると、各クッションバネ３は、シート座部２の前後方向に並列に張設され、両端部がフレーム２ａの前後の縁部に固定される。クッションバネ３は、乗員が着座した場合等のシート座部２下方への荷重を支持するテンション部材である。

センサユニット４は、シート座部２側に対向配置される反力板４０を備え、反力板４０とクッションバネ３−１、３−２、３−３及び３−４の間に、各クッションバネ３に対応してサブセンサユニット４１−１、４１−２、４１−３及び４１−４が配置される。サブセンサユニット４１−１、４１−２、４１−３及び４１−４はケーブル７によって相互に接続されて制御部６に接続される。

図２はシート装置１の側面断面図である。シート座部２はクッションパッド２０、及びクッションパッド２０を覆うシート表皮２１を備え、クッションパッド２０の下面に沿ってクッションバネ３が張設される。クッションパッド２０の下面に凹部２０ａが設けられ、凹部２０ａにセンサユニット４が収容されることにより、シート座部２（クッションパッド２０）とクッションバネ３の間にセンサユニット４が配置される。

昇降機構５は、一例として、車幅方向の枢動軸５１ａ及び５２ａに関して前後方向に枢動可能な可動支持部材５１及び５２並びに可動支持部材５１及び５２を駆動するモータ（不図示）を備える。シート座部２は可動支持部材５１及び５２によってフロアＦＬから支持され、可動支持部材５１及び５２がフロアＦＬに対して略垂直位置にあるときに最上位置となり、可動支持部材５１及び５２の上部が後方側に倒れてフロアＦＬに対して略水平位置となったときに最下位置となる。即ち、昇降機構５の下降動作においては、可動支持部材５１及び５２が後方側に倒れていくことにより、シート座部２の位置が下がる。但し、昇降機構５の構成は図２に示す構成に限られず、シート座部２を上下方向に移動できるものであれば他の構成であってもよい。なお、図２においては、制御部６の図示は省略されている。

図３はセンサユニット４を前後方向から見た断面図である。図１に関して上述したように、本実施例のセンサユニット４は反力板４０とサブセンサユニット４１−１、４１−２、４１−３及び４１−４を備える。反力板４０は、例えば硬質樹脂からなり、クッションパッド２０の下面に対向配置される。サブセンサユニット４１−１、４１−２、４１−３及び４１−４は、それぞれ、メンブレンセンサ４２−１、４２−２、４２−３及び４２−４と、第１のクッション材４３−１、４３−２、４３−３及び４３−４と、第２のクッション材４４−１、４４−２、４４−３及び４４−４とを備える。なお、説明の便宜上、各クッションバネ３を模式的に円形断面で示しているが、各円形断面はクッションバネ（紙面に対して垂直とは限らない）の断面の一部を表すものとする。

なお、以降の説明において、サブセンサユニット４１−１〜４１−ｎのいずれかを代表して、又はこれらを総称してサブセンサユニット４１というものとする。同様に、図４に示すように、メンブレンセンサ、第１のクッション材、第２のクッション材、底部及び柱部についても、それぞれ、いずれかを代表して、又はそれらをまとめてメンブレンセンサ４２、第１のクッション材４３、第２のクッション材４４、並びに後述するように底部４３ａ及び柱部４３ｂというものとする。

図４に示すように、サブセンサユニット４１において、第１のクッション材４３は、それぞれ、クッションバネ３上に固定配置される底部４３ａと、底部４３ａから反力板４０を支持する柱部４３ｂを有する。メンブレンセンサ４２は、クッションバネ３上に底部４３ａを介して配置され、反力板４０から第２のクッション材４４を介して配置される。即ち、第１のクッション材４３の凹部と反力板４０の下面で画定される空間にメンブレンセンサ４２と第２のクッション材４４が上下方向に配置される。

メンブレンセンサ４２は、上下に離隔配置された一対の電極（不図示）を有する。一対の電極間において対向する方向に圧力がかかり、両電極が短絡されることにより、メンブレンセンサ４２はオン状態となる。即ち、メンブレンセンサ４２への上下方向の圧力が所定値以上となると短絡状態（オン状態）となり、後述する検知信号を生成する。第１のクッション材４３はウレタン等からなり、サブセンサユニット４１に上下方向の応力が加わった時にクッションバネ３と反力板４０の間を弾性的に支持する弾性支持部材として作用する。第２のクッション材４４もウレタン等からなるが、第１のクッション材４３よりも硬度が低く、即ち、軟らかい。

上記の構成によると、乗員がシート座部２に着座する等してシートクッション２０を介して反力板４０に対して下方に圧力Ｆｄがかかった場合、各サブセンサユニット４１の各第１のクッション材４３には約Ｆｄ／４の力が加わる。即ち、１つの底部４３ａ、メンブレンセンサ４２及び第２のクッション材４４が１本のクッションバネ３から受ける応力は約Ｆｄ／４となる。一方、１本のクッションバネ３とフロアＦＬの間に物体が挟み込まれ、そのクッションバネ３に対して上方に応力Ｆｕ（検出すべき応力）がかかった場合、そのクッションバネ３上のサブセンサユニット４１の第１のクッション材４３はクッションバネ３から実質的にＦｕの応力を受ける。なお、第１のクッション材４３は、Ｆｄ／４の大きさの力によっては変形されることはないが、Ｆｕの大きさの力によって変形されるように構成されているものとする。

このように、シート座部２に対する下方への応力に対しては各第１のクッション材４３が変形し難いが、１つのクッションバネ３に対する上方への応力に対してはそのクッションバネ３上の第１のクッション材４３が変形し易いようにセンサユニット４が構成される。この第１のクッション材４３の上方への変形により、底部４３ａから反力板４０への応力が増大する。これにより、第２のクッション材４４がメンブレンセンサ４２に及ぼす圧力が増加し、メンブレンセンサ４２がオンする。

例えば、図３において、クッションバネ３−２とフロアＦＬ（不図示）の間に物体が挟みこまれ、クッションバネ３−２に対して上方に圧力Ｆｕがかかった場合、第１のクッション材４３−２はクッションバネ３−２から実質的にＦｕの力を受ける。このとき、他のサブセンサユニット４１−１、４１−３及び４１−４は応力Ｆｕを受けず、サブセンサユニット４１−２のみが応力Ｆｕを受ける。これにより、第１のクッション材４３−２が変形して、第２のクッション材４４−２がメンブレンセンサ４２−２に及ぼす圧力が増加し、メンブレンセンサ４２−２がオンする。

ここで、各メンブレンセンサ４２がオンするのに必要な圧力（即ち、検知感度）は、第１のクッション材４３と第２のクッション材４４の硬度又は硬度比、第１のクッション材４３及び第２のクッション材４４の寸法、底部４３ａと反力板４０との距離設定等を調節することにより決定することができる。従って、この調節を適切に行うことにより、センサユニット４は、乗員の体重等による下方への荷重（Ｆｄ）には反応しないが、クッションバネ３とフロアＦＬ間の挟み込みによる上方への荷重（Ｆｕ）には検知信号を出力するように構成することができる。なお、メンブレンセンサ４２のオン状態は、第１のクッション材４３のうちの底部４３ａが上方に撓むことにより、及び／又は柱部４３ｂが潰れることにより、第２のクッション材４４からメンブレンセンサ４２への圧力が増加することにより得られる。なお、４つのサブセンサユニット４１における検知感度が等しいことを前提として説明したが、各サブセンサユニット４１の検知感度を異ならせてもよい。

また、上記構成によると、あるクッションバネ３において挟み込みが発生すると、そのクッションバネ３の張設方向のほぼ全体が撓む。従って、クッションバネ３の張設方向において、挟み込み発生箇所とメンブレンセンサ４２の位置がずれていたとしても、そのクッションバネ３上のメンブレンセンサ４２がオンされることができる。言い換えると、１つのメンブレンセンサ４２によって、１本のクッションバネ３下部のほぼ全域の挟み込みを検知することが可能となる。従って、従来技術のように、検知必要領域の面積に対応して多数のセンサを配置する必要はなく、装置の簡素化及び低コスト化が可能となる。

図５は制御部６の構成を示すブロック図である。センサユニット４において、メンブレンセンサ４２−１〜４２−４は４連センサ（ブロック４内の上段図参照）として並列接続される。各メンブレンセンサ４２は、オン状態で短絡するスイッチとみなすことができ、本実施例では、いずれかのメンブレンセンサ４２がオン状態となるとセンサユニット４としてオン状態となるＯＲ回路が構成される。各メンブレンセンサ４２の接続端がケーブル７を介して制御部６に接続される。

制御部６はＥＣＵの一部であればよく、ＣＰＵ６０、メモリ６１、受信部６２、駆動出力部６３、定電圧源６４及び検出回路６５を備え、各部はバス６６によって相互に接続される。ＣＰＵ６０は各部間の信号のやりとりを制御するプロセッサであり、メモリ６１はプログラム及びデータを記憶するメモリである。

受信部６２は乗員からのシート昇降指示を有線又は無線で受信し、駆動出力部６３は受信部６２で受信されたシート昇降指示に従って昇降機構５を昇降させる。定電圧源６４はセンサユニット４に直流電圧Ｖｄ（例えば５〜１２Ｖ程度）を供給する。検出回路６５はセンサユニット４の短絡状態（オン状態）を検出する。図５に示す回路では、検出回路６５に、メンブレンセンサが全て開放状態（オフ状態）の場合にはＶｄの電圧が入力され、メンブレンセンサのいずれか一つが短絡状態（オン状態）となると０Ｖの電圧（検知信号）が入力される。検出回路６５は、検知信号が入力されると停止信号を出力する。

ＣＰＵ６０は、駆動出力部６３が昇降機構５の下降動作を行っている間で、かつ検出回路６５が停止信号を出力した場合、駆動出力部６３に昇降機構５の下降動作を停止させる。即ち、制御部６は、シート下降動作が行われているときにクッションバネ３とフロアＦＬの間における挟み込みが検出されると、そのシート下降動作を停止させる。この停止動作により、それ以上の挟み込み圧力が進行するのを防止することができる。また、制御部６は、ＣＰＵ６０がシート下降動作を停止させた後に、駆動出力部６３に昇降機構５の上昇動作を行わせるようにしてもよい。これにより、上記挟み込みが発生してもその状態が即座に解除される。

なお、上記のシート装置１においては、挟み込みの検知をより正確に行うための種々の工夫がなされている。
例えば、図１及び図２を参照すると、サブセンサユニット４１が、シート座部２における着座時の想定重心線Ｇから後方にオフセットされている。なお、想定重心線Ｇとは、標準的な乗員の座骨ピーク部がシート座部２に当接されることが予想される位置を通る垂線を意味する。サブセンサユニット４１が想定重心線Ｇから前後方向にオフセットされることにより、乗員によるシート座部２への圧力によってメンブレンセンサ４２がオンされる誤動作を防止することができる。なお、図１では、サブセンサユニット４１が想定重心線Ｇから後方にオフセットされる構成を示したが、サブセンサユニット４１が想定重心線Ｇから前方にオフセットされるようにしてもよい。

また、図６に示すように、メンブレンセンサ４２の受感部がクッションバネ３の屈曲部３ａに対応して配置されることが好ましい。これにより、クッションバネ３に加わる上方への荷重が効率良くメンブレンセンサ４２に伝達される。

また、上述したように本実施例では、サブセンサユニット４１は左右方向に整列して配置され、ケーブル７によって相互に接続される。このケーブル７の張力によって、各クッションバネ３間の間隔が左右方向に拡がることを抑制することができる。従って、正しい配置のクッションバネ３が維持されることにより、シート座部２の形状安定性や弾力性が確保され、シート本来の性能を向上することができる。

実施例２．
上記第１の実施例では、センサユニット４に４個のサブセンサユニット４１が設けられる構成を示したが、本実施例では、センサユニット４に２個のサブセンサユニット４１が設けられる構成を示す。

図７に本実施例によるシート装置１の上面視における透視図を、図８に図７のシート装置１におけるセンサユニット４の前後方向からみた断面図を示す。なお、本実施例は第１の実施例とはサブセンサユニットの構成のみが相違するので、サブセンサユニット以外の共通する構成についての説明を省略する。

図７に示すように、本実施例では、センサユニット４は２つのサブセンサユニット４１−５及び４１−６を備える。サブセンサユニット４１−５はクッションバネ３−１及び３−２の対向する屈曲部に跨って配置され、サブセンサユニット４１−６はクッションバネ３−３及び３−４の対向する屈曲部に跨って配置される。サブセンサユニット４１−５及び４１−６はケーブル７によって相互に接続されて制御部６に接続される。

図８に示すように、センサユニット４において、サブセンサユニット４１−５が反力板４０とクッションバネ３−１及び３−２の間に配置され、サブセンサユニット４１−６が反力板４０とクッションバネ３−３及び３−４の間に配置される。サブセンサユニット４１−５は、メンブレンセンサ４２−１及び４２−２と、第１のクッション材４３−５と、第２のクッション材４４−５とを備える。同様に、サブセンサユニット４１−６は、メンブレンセンサ４２−３及び４２−４と、第１のクッション材４３−６と、第２のクッション材４４−６とを備える。

第１のクッション材４３−５は、クッションバネ３−１及び３−２上に固定配置される底部４３ａ−５と、底部４３ａ−５から反力板４０を支持する柱部４３ｂ−５を有する。同様に、第１のクッション材４３−６は、クッションバネ３−３及び３−４上に固定配置される底部４３ａ−６と、底部４３ａ−６から反力板４０を支持する柱部４３ｂ−６を有する。即ち、メンブレンセンサ４２−１及び４２−２はそれぞれクッションバネ３−１及び３−２上でかつ底部４３ａ−５と反力板４０の間に配置される。同様に、メンブレンセンサ４２−３及び４２−４はそれぞれクッションバネ３−３及び３−４上でかつ底部４３ａ−６と反力板４０の間に配置される。

上記の構成によると、乗員がシート座部２に着座する等してシートクッション２０を介して反力板４０に対して下方に圧力Ｆｄがかかった場合、各サブセンサユニット４１の各第１のクッション材４３にはＦｄ／２の力が加わる。即ち、１つの底部４３ａが１つのクッションバネ３から受ける応力は約Ｆｄ／４となる。一方、第１の実施例と同様に、１本のクッションバネ３とフロアＦＬの間に物体が挟み込まれ、そのクッションバネ３に対して上方に応力Ｆｕ（検出すべき応力）がかかった場合、そのクッションバネ３の直上に位置するメンブレンセンサ４２、第１のクッション材４３及び第２のクッション材４４はクッションバネ３から実質的にＦｕの応力を受ける。なお、第１のクッション材４３は、Ｆｄ／４の大きさの力によっては変形されることはないが、Ｆｕの大きさの力によって変形されるように構成されているものとする。

このように、本実施例においても、シート座部２に対する下方への応力に対しては各第１のクッション材４３が変形し難いが、１本のクッションバネ３に対する上方への応力に対してはそのクッションバネ３上の第１のクッション材４３が変形し易いようにセンサユニット４が構成される。この第１のクッション材４３の上方への変形により、底部４３ａから反力板４０への応力が増大する。従って、第２のクッション材４４からメンブレンセンサ４２への圧力が増加し、メンブレンセンサ４２がオンする。

例えば、図８において、クッションバネ３−２とフロアＦＬ（不図示）の間に物体が挟み込まれ、クッションバネ３−２に対して上方に圧力Ｆｕがかかった場合、第１のクッション材４３−５はクッションバネ３−２から実質的に応力Ｆｕを受ける。これにより、第１のクッション材４３−５のクッションバネ３−２側（右側）が変形することにより、第２のクッション材４４−５がメンブレンセンサ４２−２に及ぼす圧力が増加し、メンブレンセンサ４２−２がオンする。

第１の実施例と同様に、各メンブレンセンサ４２がオンするのに必要な圧力（即ち、検知感度）は、第１のクッション材４３と第２のクッション材４４の硬度又は硬度比、第１のクッション材４３及び第２のクッション材４４の寸法、底部４３ａと反力板４０との距離設定等を調節することにより決定することができる。従って、この調節を適切に行うことにより、センサユニット４は、乗員着座時の体重等による下方への荷重（Ｆｄ）には反応しないが、クッションバネ３とフロアＦＬ間の挟み込みによる上方への荷重（Ｆｕ）には検出信号を出力するように構成することができる。なお、メンブレンセンサ４２のオン状態は、第１のクッション材４３のうちの底部４３ａの一部が上方に撓むことにより、及び／又は柱部４３ｂの一方が潰れることにより、第２のクッション材４４からメンブレンセンサ４２への圧力が増加することにより得られる。また、４つのサブセンサユニット４１における検知感度が等しいことを前提として説明したが、各サブセンサユニット４１の検知感度を異ならせてもよい。

本実施例によると、上記第１の実施例で得られる効果に加えて、サブセンサユニット数を減らすことができ、設置の容易性及びコストの観点から有利となる。また、２本のクッションバネ３の対向する屈曲部に跨って１つのサブセンサユニットが配置されるので、２つのメンブレンセンサを含むサブセンサユニットであっても、そのサブセンサユニットをより小型にすることができ、スペース効率が向上する。

実施例３．
上記第１の実施例では、センサユニット４に４個のサブセンサユニット４１が設けられる構成を示したが、本実施例では、センサユニット４に１個のサブセンサユニット４１が設けられる構成を示す。即ち、第１の実施例では、４本のクッションバネ３における挟み込み全てを検知する構成を示したが、本実施例では、１本のクッションバネ３の下部領域での挟み込みを検知すればよい場合の構成を示す。

図９に本実施例によるシート装置１の上面視における透視図を、図１０に図９のシート装置１におけるセンサユニット４の前後方向からみた断面図を示す。なお、本実施例は第１の実施例とはサブセンサユニットの構成のみが相違するので、サブセンサユニット以外の共通する構成についての説明を省略する。但し、第１及び第２の実施例では、クッションバネ３−１及び３−３の屈曲方向とクッションバネ３−２及び３−４の屈曲方向が対向する構成を示したが、本実施例では全クッションバネ３の屈曲方向が同一となるように配置される。

図９に示すように、本実施例では、センサユニット４は、クッションバネ３−１、３−２及び３−３に跨って配置されるサブセンサユニット４１を備える。サブセンサユニット４１はクッションバネ３−２とフロアＦＬの間における挟み込みを検知するためのものである。

図１０に示すように、センサユニット４においては、サブセンサユニット４１は反力板４０とクッションバネ３−１、３−２及び３−３の間に配置される。サブセンサユニット４１は、メンブレンセンサ４２と、第１のクッション材４３と、第２のクッション材４４とを備える。第１のクッション材４３は、クッションバネ３−１、３−２及び３−３上に固定配置される底部４３ａと、底部４３ａから反力板４０を支持する柱部４３ｂを有し、メンブレンセンサ４２はクッションバネ３−２上でかつ底部４３ａと反力板４０の間に配置される。

上記の構成によると、乗員がシート座部２に着座する等してシートクッション２０を介して反力板４０の中央部に下方に応力Ｆｄがかかった場合、第１のクッション材４３からクッションバネ３−１〜３−３にＦｄの力が加わる。即ち、クッションバネ３−２が第１のクッション材４３（底部４３ａ）に与える応力はＦｄ／３程度となる。一方、クッションバネ３−２とフロアＦＬ（不図示）の間に物体が挟み込まれ、クッションバネ３−２に対して上方に応力Ｆｕ（検出すべき応力）がかかった場合、クッションバネ３−２上の第１のクッション材４３はクッションバネ３−２から実質的にＦｕの力を受ける。なお、第１のクッション材４３は、Ｆｄ／３の大きさの力によっては変形されることはないが、Ｆｕの大きさの力によって変形されるように構成されているものとする。

このように、本実施例においても、シート座部２に対する下方への応力に対しては第１のクッション材４３が変形し難いが、クッションバネ３−２に対する上方への応力に対してはクッションバネ３−２上の底部４３ａの中央部が変形し易いようにセンサユニット４が構成される。この第１のクッション材４３の上方への変形により、底部４３ａから反力板４０への応力が増大する。これにより、第２のクッション材４４からメンブレンセンサ４２への圧力が増加し、メンブレンセンサ４２がオンする。

第１及び第２の実施例と同様に、メンブレンセンサ４２がオンするのに必要な圧力（即ち、検知感度）は、第１のクッション材４３と第２のクッション材４４の硬度又は硬度比、第１のクッション材４３及び第２のクッション材４４の寸法、底部４３ａと反力板４０との距離設定等を調節することにより決定することができる。従って、この調節を適切に行うことにより、メンブレンセンサ４２を、乗員着座時の体重等によるシート座部２への下方への荷重（Ｆｄ）にはオンしないが、クッションバネ３とフロアＦＬ間の挟み込みによる上方への荷重（Ｆｕ）にはオンするように構成することができる。なお、メンブレンセンサ４２のオン状態は、第１のクッション材４３のうちの底部４３ａが上方に撓むことにより、第２のクッション材４４からメンブレンセンサ４２への圧力が増加することにより得られる。

本実施例によると、複数のクッションバネのうちのいずれかにおける挟み込みさえ検知できればよい場合に、簡素な構成でシート装置を構成することができる。

上述したように、上記第１〜第３の実施例によるシート装置１は、シート座部２と複数のクッションバネ３の間に配置されたセンサユニット４を備える。センサユニット４は、複数のクッションバネ３のうちの少なくとも２以上のクッションバネ上に配置された１つ又は複数の底部４３ａ及び各底部４３ａから反力板４０を支持する柱部４３ｂを有する第１のクッション材４３と、複数のクッションバネ３のうちの少なくとも１つのクッションバネ上でかつ各底部４３ａと反力板４０の間に配置されたメンブレンセンサ４２とを備える。これにより、乗員がシート座部２に着座した場合には、その荷重がシート座部２及び第１のクッション材４３を介して複数のクッションバネ３全体にかかる。一方、所定のクッションバネ３とフロアＦＬの間に挟みこみが発生すると、そのクッションバネ上のセンサユニット４の底部４３ａが上方に撓み、又は柱部４３ｂが潰れる。これにより底部４３ａから反力板４０に対する応力が増大して所定値を超え、即ち、メンブレンセンサ４２が第２のクッション材４４から受ける応力が増大して所定値を超えると、メンブレンセンサ４２がオンして検知信号を出力する。制御部５はこの検知信号を受けて昇降機構６の下降動作を停止させる。これにより、少なくとも１本のクッションバネのほぼ全域にわたって、その下部の挟み込みを検知することが可能となる。従って、シート下部の広範囲の挟み込みを簡素な構成で検知することが可能なシート装置を提供することが可能となる。

また、上記各実施例は、センサ素子として、シート構造物の各部材の厚みに対して十分に薄いメンブレンスイッチ４２を採用する。従って、その薄いサイズのために、シート座部２（クッションパッド２０）とクッションバネ３の間のような狭い空間へのセンサ配置が可能となる。これにより、実施例による挟み込み検知構成を種々のシートに対して適用することができる。特に、本発明による検知構成はシート構造内部に配置されるので、シートの設置性に影響を与えず、高い汎用性のシート装置が得られる。また、メンブレンスイッチ４２を用いることにより、センサユニット４を低背な構成とすることができ、シート座部２の設計、特にクッション性に与える影響は実質的になく、シート性能の観点から好適である。

また、上記各実施例は、センサ素子として、直流電圧で動作可能なメンブレンスイッチを採用するため、制御部６とセンサユニット４の間には直流信号しか伝送されない。従って、静電容量センサを用いる従来技術のように、発振回路を設けて発振信号を伝送する必要がないため、回路の複雑化、ノイズの発生、コストの増加等を防止できる。

＜変形例＞
上記に本発明の好適な実施例を示したが、本発明は以下のように種々の変形が可能である。

・クッションバネ（テンション部材）の変形例
上記各実施例では、シート座部２の下面に張設された複数のテンション部材として、シート前後方向に張設されたクッションバネ３を用いたが、シート左右方向に張設されたクッションバネを用いてもよいし、メッシュ状のテンション部材を用いてもよい。メッシュ状のテンション部材を用いる場合、１つのサブセンサユニット４１の設置点の周辺における挟み込みを検知することができる。

・第１のクッション材の変形例
上記各実施例では、第１のクッション材４３は、その底部４３ａと柱部４３ｂが同一の材質からなる一体構成であるものとして示したが、底部４３ａと柱部４３ｂが別の材料からなるものであってもよい。この場合、クッションバネ３から第１のクッション材４３に力を加えてメンブレンセンサ４２をオンするために、底部４３ａの硬度をより低くして（軟らかくして）底部４３ａが上方に撓み易くなるようにしてもよいし、柱部４３ｂの硬度をより低くして（軟らかくして）柱部４３ｂが潰れ易くなるようにしてもよい。前者の場合、底部４３ａに、弾性はないが可撓性がある金属板等を使用してもよく、後者の場合、柱部４３ｂに、可撓性はないが弾性のある弾性体（例えば、ゴム、バネ）を使用してもよい。

また、上記第２の実施例では、第１のクッション材４３で囲まれる凹部にメンブレンセンサ４２及び第２のクッション材４４が配置される構成として、２つのメンブレンセンサ４２が柱部４３ｂ内に配置される構成とした。本発明はこれに限られず、例えば、２つのメンブレンセンサ４２の間を隔てる位置に追加の柱部を設けてもよい。また逆に、図１１に示すサブセンサユニット４１−５を例にして説明するように、２つのメンブレンセンサ４２の間を隔てる位置に柱部４３ｃ−５を設けて外側の柱部４３ｂ−５をなくした構成としてもよい。

・第２のクッション材の省略
上記各実施例では、メンブレンセンサ４２と反力板４０の間に第２のクッション材４４を設けたが、メンブレンセンサ４２の上部と反力板４０との間の距離が小さい場合等には、第２のクッション材４４は省略してもよい（即ち、クッション材ではなく空気であってもよい）。この場合、第１のクッション材４３の上方への応力によってメンブレンセンサ４２の上部が直接反力板４０から加圧されることにより、メンブレンセンサ４２が検知信号を出力する。

・メンブレンセンサ（センサ素子）の変形例
上記各実施例ではサブセンサユニット４１に実装されるセンサ素子としてメンブレンセンサを用いたが、同種の効果が得られるスイッチであれば他のスイッチを採用することもできる。即ち、底部４３ａと反力板４０との離隔距離が所定値未満となったこと、又は底部４３ａと反力板４０との間の応力が所定値を超えたことに応じて、一対の電極が短絡され、検知信号を出力できるスイッチであればよい。例えば、反力板４０の下面と底部４３ａの上面にそれぞれ対向平板電極を固定し、両対向電極が短絡された場合に検知信号が出力されるようにしてもよい。この場合も第２のクッション材４４は不要である。

・メンブレンセンサと第２のクッション材の位置関係の変形
上記各実施例では、センサユニット４において、下から、底部４３ａ、メンブレンセンサ４２、第２のクッション材４４、反力板４０の順に要素を配置したが、下から、底部４３ａ、第２のクッション材４４、メンブレンセンサ４２、反力板４０の順に配置してもよい。

・報知手段の追加
上記各実施例では、挟み込みが検知された場合に、制御部６がシート下降を停止させ、又はシート下降停止後にシートを上昇させる構成を示した。本発明のシート装置１は、さらに、挟み込みが発生したことを報知する報知手段を備えていてもよい。報知手段は、視覚的、聴覚的若しくは感覚的又はこれらの組合せによって、挟み込み発生を報知するものであればよい。視覚的な報知は、車室内又はシート操作用リモコン上でのＬＥＤランプの点灯又は点滅、インストゥルメンタルパネル上のインジケータによる表示、カーナビ上への表示等であればよい。また、聴覚的な報知は、ブザー音の出力、音声案内等であればよい。また、感覚的な報知は、シート操作用リモコンのバイブレーション等であればよい。

・シート装置の用途に関する変形例
上記各実施例では、本発明のシート装置を自動車車両に適用した例について説明したが、本発明のシート装置は鉄道車両、航空機、船舶等にも適用可能である。

１ シート装置
２ シート座部
３ クッションバネ
３ａ 屈曲部
４ センサユニット
５ 昇降機構
６ 制御部
７ ケーブル
４０ 反力板
４１ サブセンサユニット
４２ メンブレンセンサ
４３ 第１のクッション材
４３ａ 底部
４３ｂ 柱部
４４ 第２のクッション材

Claims (8)

1. シート装置であって、
   昇降機構によって昇降されるシート座部と、
   前記シート座部の下面に張設された複数のテンション部材と、
   前記シート座部と前記複数のテンション部材の間に配置されたセンサユニットであって、前記シート座部に対向配置される反力板と、前記複数のテンション部材のうちの少なくとも２以上のテンション部材上に配置された１以上の底部及び該各底部から前記反力板を支持する柱部を有する第１のクッション材と、前記複数のテンション部材のうちの少なくとも１つのテンション部材上でかつ前記底部と前記反力板の間に配置されたセンサ素子とを備え、前記底部から前記反力板に対する応力が所定値を超えると前記センサ素子が検知信号を出力するように構成されたセンサユニットと、
   前記検知信号の入力に基づいて前記シート座部の下面側の挟み込み発生を判断する制御部と
   を備えたシート装置。
2. 請求項１に記載のシート装置において、前記センサユニットが更に、前記センサ素子と前記反力板との間に前記第１のクッション材よりも硬度の低い第２のクッション材を備えたシート装置。
3. 請求項１又は２に記載のシート装置において、前記センサ素子がメンブレンセンサからなり、該メンブレンセンサが加圧された場合に前記検知信号が出力されることを特徴とするシート装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のシート装置において、前記センサ素子が、前記シート座部における着座時想定重心線から該シート座部の前方又は後方にオフセットされていることを特徴とするシート装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のシート装置において、前記テンション部材は所定方向に沿って張設された複数のクッションバネからなり、前記センサは前記複数のクッションバネのうちの１以上のクッションバネ上に配置されたセンサ素子からなることを特徴とするシート装置。
6. 請求項５に記載のシート装置において、前記複数のクッションバネが前記シート座部の前後方向に沿って張設され、前記複数のセンサ素子が前記シート座部の左右方向に整列され、前記複数のセンサがケーブルによって相互に接続されたことを特徴とするシート装置。
7. 請求項５に記載のシート装置において、前記センサ素子が前記クッションバネの屈曲部に対応して配置されたことを特徴とするシート装置。
8. 請求項１から７いずれか一項に記載のシート装置において、前記制御部が、前記検知信号の入力に応じて前記昇降機構の下降動作を停止させるように構成されたシート装置。

Images