JP2015053994A - 座席装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 感圧スイッチの耐久性を向上しつつも適切に着座を検出し得る座席装置を提供する。
【解決手段】 本発明の座席装置5は、クッションパッド60と、クッションパッド60を支持するための支持部材70と、クッションパッド下面と隙間を隔てて配置される感圧スイッチSWと、クッションパッド60の下方に配置され、クッションパッド下面から加わる圧力により変形して感圧スイッチSWを押す押圧部材90とを備えている。クッションパッド下面が下方に変位する単位変位量あたりにおける押圧部材90の変形量は、感圧スイッチSWがオンするまでの第1段階よりも感圧スイッチSWがオンした以降の第2段階のほうが大きい。
【選択図】 図4

Description

本発明は座席装置に関し、車両等における座席の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座席装置として、下記特許文献1が提案されている。
この特許文献1の座席装置は、シ−トクッション(C1)の裏面に形成される窪み(C1a)に収納された可撓性シ−ト状の感圧スイッチ(PSS/PSS2)と、その感圧スイッチ(PSS/PSS2)の下面に接して窪み(C1a)を閉じた弾力性を有する閉止体(C2)とを備えている。
このような座席装置では、シ−トクッション(C1)が一点に加わる荷重を分散させるので、感圧スイッチ(PSS/PSS2)に局部的に強い荷重が加わらず、感圧スイッチ(PSS/PSS2)の耐久性が高いとしている。
特開平10−211836
しかしながら、上記特許文献の座席装置では、シ−トクッション(C1)内部に感圧スイッチ(PSS/PSS2)が配置されているため、人よりも軽い物がおかれた場合に感圧スイッチ(PSS/PSS2)がオンとなって誤検出する傾向にある。
また、シートクッション(C1)に着座する人の体重によっては、過度の圧力が感圧スイッチ(PSS/PSS2)に対して加わり続けて、当該感圧スイッチ(PSS/PSS2)の耐久性が劣る傾向にある。
そこで、本発明は、感圧スイッチの耐久性を向上しつつも適切に着座を検出し得る座席装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため本発明の座席装置は、クッションパッドと、前記クッションパッドを支持するための支持部材と、クッションパッド下面と隙間を隔てて配置される感圧スイッチと、前記クッションパッドの下方に配置され、前記クッションパッド下面から加わる圧力により変形して前記感圧スイッチを押す押圧部材とを備え、クッションパッド下面が下方に変位する単位変位量あたりにおける前記押圧部材の一部の変形量は、前記感圧スイッチがオンするまでの第1段階よりも、前記感圧スイッチがオンした以降の第2段階のほうが大きいことを特徴とする。
支持部材に支持されているクッションパッドにおけるクッションパッド下面の位置は、人よりも軽い物が置かれた場合にはほとんど変位しないが、人が着座した場合には下方に大きく変位する。このような変位が生じるクッションパッド下面と隙間を隔てて、感圧スイッチが配置されている。
したがって、クッションパッドに物が置かれた場合にはクッションパッドと感圧スイッチとの相対的位置がほとんど変位せず、感圧スイッチがオンとなり誤検出することが抑制される。一方、人が着座した場合にはクッションパッドと感圧スイッチとの相対的位置が変化して感圧スイッチがオンとなる。
ところで、本発明の座席装置では、クッションパッド下面から加えられる圧力により変形して感圧スイッチを押す押圧部材が備えられる。このため、人の着座に応じてクッションパッド下面から加わる押圧力に対する反発力が押圧部材により与えられ、感圧スイッチに対するクッションパッドからの圧力が緩和される。
しかも、クッションパッド下面が下方に変位する単位変位量あたりにおける押圧部材の一部の変形量は、感圧スイッチがオンするまでの第1段階よりも、感圧スイッチがオンした以降の第2段階のほうが大きい。
このため、押圧部材は、クッションパッド下面が大きく下方に変位したとしても、そのクッションパッド下面から感圧スイッチに加わる押圧力を、当該感圧スイッチがオンするまでの第1段階と感圧スイッチがオンした以降の第2段階とで同程度とすることができる。
したがって、例えば正常範囲よりも重い体重を有する人が着座する場合等のように、過度の押圧力がクッションパッドから加えられたとしても、感圧スイッチに対するクッションパッドからの押圧力を緩和することができる。こうして、感圧スイッチの耐久性を向上することが可能となる。
前記押圧部材は、第1の撓み部と、前記第1の撓み部に連結される第2の撓み部とを有し、前記第2の撓み部は、前記第1の撓み部の撓み量が所定量を超えた以降に撓むものとすることが好ましい。
このようにした場合、第1の撓み部の撓み量が所定量を超えるまでは、第2撓み部で感圧スイッチを押圧させてオンさせることができ、さらにそれ以上の過大な荷重がかかった場合には、第2撓み部が撓むことで感圧スイッチに対するクッションパッドからの押圧力を緩和することができる。
また、前記押圧部材は、前記押圧部材は、第1の撓み部と、前記第1の撓み部に連結される第2の撓み部とを有し、前記第2の撓み部は、前記第1の撓み部の単位圧力当たりの撓み量よりも大きい撓み量を有するものとすることが好ましい。
このようにした場合、単位圧力当たりの撓み量が異なる撓み部を有することで、スイッチがオンした後に第2撓み部を撓ませることができるため、感圧スイッチに対するクッションパッドからの押圧力を緩和することができる
また、前記感圧スイッチを構成するスイッチ素子の鉛直方向において重ならない領域に配置される土台部を有し、前記土台部は、前記第1の撓み部又は第2の撓み部に連結されることが好ましい。
このようにした場合、スイッチ素子の鉛直方向において重ならない領域に土台部が配置される場合に比べて、感圧スイッチに対するクッションパッドからの押圧力を適切に緩和することができる。
また、着座に起因した前記クッションパッドの変位に連動して動かない部材をさらに備え、前記感圧スイッチは、前記クッションパッド下面と隙間を隔てて前記部材に支持されることが好ましい。
このようにした場合、着座に起因したクッションパッドの変位に連動して動かない部材に感圧スイッチが支持されているため、クッションパッドが変位したとしても感圧スイッチの位置については変位しない。したがって、クッションパッドに物が置かれた場合にはクッションパッドと感圧スイッチとの相対的位置がほとんど変位せず、感圧スイッチがオンとなり誤検出することが抑制される。一方、人が着座した場合にはクッションパッドと感圧スイッチとの相対的位置が変化して感圧スイッチがオンとなる。こうして、人と物との切り分けを適切にすることができる。
また、前記感圧スイッチは、第1の感圧スイッチと第2の感圧スイッチと備え、前記押圧部材は、前記クッションパッド下面から加わる圧力により変形して前記第1の感圧スイッチを押す第1の押圧部材と、前記クッションパッド下面から加わる圧力により変形して前記第2の感圧スイッチを押す第2の押圧部材とを備え、前記第1の感圧スイッチは、前記クッションパッドの座面側から第1の重量以上が加えられているときに前記第1の押圧部材を介してオンされ、前記第2の感圧スイッチは、前記クッションパッドの座面側から前記第1の重量よりも大きい第2の重量以上が加えられているときに前記第2の押圧部材を介してオンされることが好ましい。
このようにした場合、クッションパッドに加わる重量の相違を、第1の感圧スイッチだけがオンになる場合と、第1の感圧スイッチ及び第2の感圧スイッチの双方がオンになる場合との2パターンで得ることができる。したがって、体重の異なる人同士の切り分けが可能となる。
また、前記押圧部材と、前記押圧部材が対向するクッションパッド部分との間に設けられ、前記クッションパッドの剛性よりも大きい剛性の補強部材をさらに備え、前記補強部材は、前記クッションパッドの変位に連動することが好ましい。
このような補強部材を備える場合、クッションパッドの経年劣化によってクッションパッド下面が垂れ下がった場合であっても、補強部材に対向するクッションパッド部分が補強部材よりも下方にまで垂れ下がることを防止できる。したがって、クッションパッド下面が垂れ下がることに起因して人と物又は体重の異なる人同士の切り分け精度が低減することを抑制できる。これに加えて、クッションパッド下面に凹凸がある場合であっても、その凹凸に起因して人と物又は体重の異なる人同士の切り分け精度が低減することを抑制できる。
以上のように本発明によれば、感圧スイッチの耐久性を向上しつつも適切に着座を検出し得る座席装置を実現することができる。
座席装置に用いられる着座センサの構成を示す分解図である。 着座センサの外観及び断面の様子を示す図である。 座席装置を斜め方向から見た様子を示す図である。 図3のX−X線に沿った断面を示す図である。 図4における一部を拡大した図である。 クッションパッド下面が受ける荷重の分布を示す図である。 座席装置に人が着座した場合における様子を図4と同じ視点で示す図である。 クッションパッドに人が着座したときのクッションパッド下面及びばね底における変位の測定状態及び測定結果を示す図である。 座席装置に人が着座した場合における押圧部材の様子を図5と同じ視点で示す図である。 押圧部材の変化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7のY−Y線に沿った断面で示す図である。 第2実施形態における押圧部材を図5と同じ視点で示す図である。 座席装置に人が着座した場合における押圧部材の様子を図9と同じ視点で示す図である。 第3実施形態における押圧部材を図5と同じ視点で示す図である。 座席装置に人が着座した場合における押圧部材の様子を図9と同じ視点で示す図である。 第4実施形態の座席装置を図4と同じ視点で示す図である。 第1の感圧スイッチ及び第2の感圧スイッチの断面を図2の(B)と同じ視点で示す図である。 第5実施形態の座席装置を真上から見た様子を示す図である。 図18のV-V線を通る断面の様子を示す図である。 補強部材を備えた座席装置と同じ視点で示す図である。 他の実施形態における感圧スイッチの構成を示す図である。 スペーサの開口とクッション部材との関係を説明する図である。 他の実施形態におけるクッション部材の構成を示す図である。
(1)第1実施形態
本発明を実施するための第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、座席装置に用いられる着座センサ1の構成を示す分解図である。図1に示すように、着座センサ1は、感圧スイッチSWとクッション部材40とを主な構成要素として備え、当該感圧スイッチSWは、第1電極シート10、第2電極シート20及びスペーサ30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、第1電極12と、端子13とを有している。
第1絶縁シート11は、可撓性を有するフィルム状の絶縁シートとされ、例えば矩形状とされる。本実施形態の場合、第1絶縁シート11は、第1電極12を配置すべきメインブロックB1と、端子13を配置すべきサブブロックB2とからなる。サブブロックB2は、メインブロックB1よりも小さくそのメインブロックB1における長手方向の端部に連結される。
第1絶縁シート11の材料としては、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12は、スイッチを形成する一方のスイッチ素子であり、例えば略円形の金属印刷層とされる。また第1電極12は、メインブロックB1の一方の表面上に配置される。
端子13は、導体の層であり、例えば略四角形の金属シートとされる。また端子13は、第1電極12が配置されている面と同じ側となるサブブロックB2の表面上に配置され、第1配線14を介して第1電極12と電気的に接続されるとともに図示しない配線を介して車両の電気制御ユニットと電気的に接続される。
第2電極シート20は、第1電極シート10と同様に、第2絶縁シート21と、第2電極22と、端子23とを有している。
第2絶縁シート21は、可撓性を有するフィルム状の絶縁シートとされ、例えば矩形状とされる。本実施形態の場合、第2絶縁シート21は、第2電極22を配置すべきメインブロックB11と、端子23を配置すべきサブブロックB12とからなる。メインブロックB11は第1絶縁シート11のメインブロックB1と同形同大とされ、サブブロックB12は第1絶縁シート11のサブブロックB2と同形同大とされる。なお、メインブロックB11に連結されるサブブロックB12の連結位置は、第1絶縁シート11のメインブロックB1に連結されるサブブロックB2の連結位置とは相対的に異なる位置とされる。
第2絶縁シート21の材料としては、第1絶縁シート11と同様に、PET、PBT又はPEN等の樹脂を挙げることができる。なお、第2絶縁シート21の材料は、第1絶縁シート11の材料と同じであっても異なっていても良い。
第2電極22は、スイッチを形成する他方のスイッチ素子であり、例えば略円形の金属印刷層とされる。また第2電極22は、メインブロックB11の表面上に配置される。本実施形態の場合、第2電極22の大きさは第1電極12と同じ大きさとされ、第2電極22の配置位置はメインブロックB1に対する第1電極12の配置位置と相対的に同じ位置とされる。
端子23は、導体の層であり、例えば略四角形の金属シートとされる。また端子23は、第1電極12が配置されている面と同じ側となるサブブロックB12の表面上に配置され、第2配線24を介して第2電極22と電気的に接続されるとともに図示しない配線を介して車両の電気制御ユニットと電気的に接続される。
スペーサ30は、フィルム状の絶縁シートとされ、開口31を有する。本実施形態の場合、スペーサ30は、第1絶縁シート11のメインブロックB1と同形同大とされる。このスペーサ30の材料としては、第1絶縁シート11及び第2絶縁シート21と同様に、PET、PBT又はPEN等の樹脂を挙げることができる。なお、スペーサ30の材料は、第1絶縁シート11又は第2絶縁シート21の材料と同じであっても異なっていても良い。
開口31の周縁形状は、例えば略円形であり、開口31の直径は、第1電極12及び第2電極22の直径よりも僅かに小さい状態とされる。また、開口31の配置位置は、メインブロックB1に対する第1電極12の配置位置と相対的に同じ位置とされる。
この開口31には、スペーサ30の外部と空間的に接続するスリット32が形成される。すなわち、スリット32の一端は、対応する開口31に連結され、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は略直方体状とされ、その広面は第1絶縁シート11のメインブロックB1の広面と同じとされる。
図2は、着座センサ1の外観及び断面の様子を示す図である。具体的に図2の(A)は、着座センサ1を上側から見た様子を示す図であり、図2の(B)は、図2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2の(A)及び(B)に示すように、スペーサ30の一方の面に第1電極シート10が貼り付けられ、当該スペーサ30の他方の面に第2電極シート20が貼り付けられて感圧スイッチSWが構成される。すなわち、感圧スイッチSWは、一対の絶縁シート11及び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31を介して対向する一対の電極12及び22とを含むメンブレンスイッチである。なお、絶縁シート11及び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。すなわち感圧スイッチSWはメンブレンスイッチであり、当該感圧スイッチSWにおいて一方のスイッチ素子が第1電極12であり、他方のスイッチ素子が第2電極22である。
このような感圧スイッチSWにおける一方の絶縁シート面にクッション部材40が貼り付けられて着座センサ1が構成される。本実施形態の場合、クッション部材40は、感圧スイッチSWの第1絶縁シート11においてスペーサ30に対向される面の逆側面に貼り付けられる。
次に、上述の着座センサ1を備えた座席装置5について説明する。図3は、座席装置5を斜め方向から見た様子を示す図である。なお、この図3では、便宜上、着座センサ1及び押圧部材90が略直方体で示されている。
図3に示すように、座席装置5は、クッションパッド60と、クッション載置ユニット70と、センサ載置台80と、上述の着座センサ1と、押圧部材90とを主な構成要素として備える。なお、図3では、便宜上、着座センサ1及び押圧部材90については簡略して示している。
クッションパッド60は、着座対象となる部材であり、圧力が加わると潰れるように変形する弾性部材とされる。このような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。本実施形態の場合、このクッションパッド60の後端部には背もたれ部材61が連結される。
クッション載置ユニット70は、クッションパッド60を支持するための支持部材であり、本実施形態では架台71、支持フレーム72及び複数のばね73を有している。架台71は、クッションパッド60を支える基盤となる土台部材であり、人の着座に起因してクッションパッド60に加わる圧力によって変形しない程度以上の剛性を有する。
本実施形態の場合、互いに平行に配設される左基礎脚部71A及び右基礎脚部71Bと、左基礎脚部71Aに立設される左前脚部71C及び左後脚部71Dと、右基礎脚部71Bに立設される右前脚部71E及び右後脚部71Fにより架台71が構成される。これら脚部71A〜71Fの材料としては、例えば金属あるいはセラミック等を挙げることができる。
支持フレーム72は、複数のばね73を支持するフレーム部材であり、架台71に固定される。また、支持フレーム72は、架台71と同様に、人の着座に起因してクッションパッド60に加わる圧力によって変形しない程度以上の剛性を有する。
本実施形態の場合、前フレーム72A、後フレーム72B、左フレーム72C及び右フレーム72Dにより支持フレーム72が構成され、これらフレーム72A〜72Dは左前脚部71C、左後脚部71D、右前脚部71E及び右後脚部71Fそれぞれの上端に固定される。
各フレーム72A〜72Dの材料としては、例えば金属あるいはセラミック等を挙げることができる。なお、各フレーム72A〜72Dの材料は、脚部71A〜71Fの材料と同じであっても異なっていても良い。また、各フレーム72A〜72Dは、脚部71A〜71Fと一体に成形されていても良い。
複数のばね73は、クッションパッド60を載置する部材であり、支持フレーム72の開口に並べられて張り渡される。
本実施形態の場合、各ばね73は、同一面上でS字状に繰り返し屈曲する金属部材とされ、その断面形状は例えば円形とされる。また、これらばね73の前端は前フレーム72Aに取り付けられ、後端は後フレーム72Bに取り付けられる。こうして、複数のばね73は、クッションパッド60の前後方向に沿って、支持フレーム72におけるフレーム上端の開口面上に所定間隔を隔てて張り渡され、クッションパッド60のマットとして構成される。
センサ載置台80は、着座センサ1における少なくとも感圧スイッチSWを載置する部材であり、人の着座に起因してクッションパッド60に加わる圧力によって変形しない程度以上の剛性を有している。本実施形態におけるセンサ載置台80は例えば板状とされ、当該センサ載置台80の一端はばね底よりも下方の前フレーム72Aの側面に固定され、他端は開放端とされる。
このようなセンサ載置台80の材料としては、例えば金属あるいは樹脂等を挙げることができる。なお、センサ載置台80の材料は、架台71又は支持フレーム72の材料と同じであっても異なっていても良い。
図4は、図3のX−X線に沿った断面を示す図である。なお、図4では、便宜上、着座センサ1及び押圧部材90については簡略して示している。図4に示すように、着座センサ1における感圧スイッチSWは、クッションパッド60の下方であって互いに隣接するばね73の間に、センサ載置台80を通じて、支持フレーム72に支持される。
いいかえれば、感圧スイッチSWは、ばね73の鉛直方向において各ばね73と重ならならない位置に、クッションパッド下面と隙間を隔てて支持される。つまり、感圧スイッチSWの配置位置とばね73の配置位置とは、座席装置5の高さ方向において異なり、ばね73を真上から見た場合には感圧スイッチSWとばね73とは互いに重なることなく個々に離れた状態にある。
このようにしてセンサ載置台80に配置される感圧スイッチSWは、当該感圧スイッチSWを有する着座センサ1の端子13及び23を介して車両のECU(Electronic Control Unit)に接続される。
図5は、図4における一部を拡大した図である。押圧部材90は、クッションパッド下面から加えられる圧力により変形して感圧スイッチSWを押す弾性部材である。本実施形態の場合、この押圧部材90は、図5に示すように、土台部91、パッド受部92、第1撓み部93及び第2撓み部94を一体に成形したゴム製の部材とされる。
土台部91は、押圧部材90の土台となる部分であり、感圧スイッチSWを構成するスイッチ素子(第1電極12及び第2電極22)の鉛直方向において重ならない領域に配置される。本実施形態の場合、土台部91は開口を有する板状とされ、当該スイッチ素子(第1電極12及び第2電極22)の鉛直方向において開口が位置する状態で、感圧スイッチSWにおいてクッションパッド下面に対向する面(第2絶縁シート21においてスペーサ30に対向される面の逆側面)上に例えば接着剤により固定される。
パッド受部92は、クッションパッド下面に対向される面を有し、クッションパッド60からの圧力を受ける部分である。このパッド受部92は、土台部91に形成される開口の上方に所定間隔をあけて第1撓み部93に支持される。本実施形態の場合、パッド受部92は、土台部91に形成される開口の直径よりも小さい外径の円菅形状とされる。
第1撓み部93は、土台部91とパッド受部92とに連結され、当該パッド受部92を支持するとともに、パッド受部92に接触するクッションパッド60からの圧力により撓む部分である。この第1撓み部93は、クッションパッド下面が対向する開口側をパッド受部92とともに覆う。本実施形態の場合、第1撓み部93は、土台部91の一面における開口周縁からその一面に直交する方向に延在する円管状の部位と、その部位の先端から内側に湾曲してパッド受部92の側面に至る中空の略円錐台形状の部位とで構成される。
第2撓み部94は、パッド受部92と、土台部91の開口に配置される感圧スイッチSWとの間に設けられ、第1撓み部93の撓みに応じて開口方向に移動して感圧スイッチSWを押すとともに、第1撓み部93の撓み量が所定量を超えた以降に撓む部分である。この第2撓み部94における単位圧力あたりの撓み量と、第1撓み部93における単位圧力あたりの撓み量とは同程度であっても異なっていても良い。なお、撓み量とは、圧力を受けていない状態から変形する度合いを意味する。
本実施形態の場合、第2撓み部94は、パッド受部92における土台側の一端面の開口周縁から土台側に向かって延在する中空の球冠形状とされ、当該第2撓み部94の中央には感圧スイッチSWを押すための凸部95が形成される。凸部95は、感圧スイッチSWを構成するスイッチ素子間に設けられる開口31の鉛直方向において重なる領域に配置される。
図6は、クッションパッド下面が受ける荷重の分布を示す図である。この図6では、紙面左側がクッションパッド60の前側に相当し、紙面右側がクッションパッド60の後側に相当する。
図6に示すように、人が正規着座したときにクッションパッド下面が受ける荷重は、ヒップポイントHP及びその前方のほうがヒップポイントよりも後方に比べて大きくなる。なお、「正規着座」とは、臀部が座面の奥深くに位置して背中が背もたれに接触する状態で着座することを意味する。また、「ヒップポイント」とは、臀部において最も下側に出ている部位を意味する。
また、人が正規着座したときにクッションパッド下面が受ける荷重の分布は、おおむね第1の領域MG1と、第2の領域MG2と、第3の領域MG3との3段階に分かれる。第1の領域MG1は、人が正規着座したときにクッションパッド下面が受ける荷重のなかで最も大きい部位(以下、最大荷重部位という)を基準として、当該部位の荷重に対する割合が90%以上となっている部位までの領域となる。一方、第2の領域MG2は、最大荷重部位を基準として、当該最大荷重部位に対する割合が80%以上90%未満となっている部位までの領域となる。他方、第3の領域MG3は、最大荷重部位を基準として、当該最大荷重部位に対する割合が10%以上80%未満となっている部位までの領域となる。第1の領域MG1及び第2の領域MG2は、おおむねクッションパッド座面の中央領域に相当する。
本実施形態の場合、このような第1の領域MG1〜第3の領域MG3のいずれかの領域の下方であってばね底よりも下方にセンサ載置台80が配置され、そのセンサ載置台80上に感圧スイッチSWおよび押圧部材90が配置される。
図7は、座席装置5に人が着座した場合における様子を図4と同じ視点で示す図である。図7に示すように、クッションパッド60に人が着座した場合、クッションパッド60の座面に荷重が加わるため、当該クッションパッド60では座面から圧力が生じる。
この圧力はクッションパッド60の下方に伝わり、ヒップポイント前方におけるクッションパッド下面及びばね底が全体として落ち込むように変位し、当該クッションパッド60が圧力を受けていないときの基準位置(破線で示す)から低くなる。
図8は、クッションパッド60に人が着座したときのクッションパッド下面及びばね底における変位の測定状態及び測定結果を示す図である。具体的に図8の(A)はクッションパッド下面及びばね底における変位の測定状態を示す断面図であり、図8の(B)はクッションパッド下面及びばね底における変位量を示すグラフである。
図8の(A)に示すように、クッションパッド下面及びばね底における変位は、ヒップポイント前方かつばね底よりも下方に配置されるレーザ変位計LDMを用いて測定した。
図8の(B)に示すように、人がクッションパッド60に着座した場合、クッションパッド下面及びばね底は、当該クッションパッド60に荷物を乗せた場合に比べて、クッションパッド60の左右方向の端部までにわたって大きく変位する。
なお、図8の(B)の横軸は、紙面右側に向かうほどクッションパッド60の左右方向(幅方向)の中心部に近づき、当該紙面左側に向かうほどクッションパッド60の左右方向の端部に近づくことを意味している。
図9は、座席装置5に人が着座した場合における押圧部材90の様子を図5と同じ視点で示す図である。具体的に図9の(A)は軽い体重の人が着座した場合における押圧部材90の様子を示し、図9の(B)は重い体重の人が着座した場合における押圧部材90の様子を示している。
図9の(A)及び(B)に示すように、人が着座した場合、押圧部材90におけるパッド受部92が、当該着座に応じて基準位置から変位したクッションパッド下面と接触し、当該パッド受部92には圧力が加わる。
ここで、着座者の体重が所定の閾値以下であった場合、図9の(A)に示すように、クッションパッド60から加わる圧力によって押圧部材90における第1撓み部93が撓んでパッド受部92が押し下げられる。そして、このパッド受部92に連結される第2撓み部94の凸部95によって感圧スイッチSWが押圧される。
このとき、第2撓み部94はおおむね撓むことなく、感圧スイッチSWに対するクッションパッド60からの押圧力は、第1撓み部93における反発力によって緩和される。
一方、着座者の体重が所定の閾値を超える場合、図9の(B)に示すように、当該体重が閾値以下である場合に比べて大きな圧力がクッションパッド60からパッド受部92に加わる。このため、押圧部材90における第1撓み部93がより大きく撓んでパッド受部92が押し下げられ、当該パッド受部92に連結される第2撓み部94の凸部95によって感圧スイッチSWが押圧される。
このとき、第2撓み部94は撓んでおり、感圧スイッチSWに対するクッションパッド60からの押圧力は、第1撓み部93の反発力と第2撓み部94の反発力とによって緩和される。
このように押圧部材90は、感圧スイッチSWがオンしたときの変形量に比べて、当該感圧スイッチSWがオンしたときのクッションパッド下面の位置よりも下方にクッションパッド下面が位置しているときの変形量のほうが大きいものとなっている。
図10は、押圧部材90の変化の様子を示す図である。具体的に図10(A)は押圧部材90における変化の着目点を示す図であり、図10(B)は押圧部材90における着目点での変位量と絶対位置との関係を示すグラフである。
図10(A)におけるP1はパッド受部92の上面と押圧部材90の重心を通る鉛直線との交点を示し、P2は第2撓み部94及び凸部95の境界面と押圧部材90の重心を通る鉛直線との交点を示している。
図10(B)におけるグラフの横軸はP1、P2における変位量を示し、縦軸は土台部91の下面からの高さを示している。また、グラフ中の破線はP1の変化を示し、一点鎖線はP2の変化を示している。
図10に示すように、感圧スイッチSWがオンするまでは主に第1撓み部93が撓んでいくので、P1の変位量の増加に応じてP1及びP2がともに低くなっていく。一方、感圧スイッチSWがオンした以降は第1撓み部93の撓みがおおむね維持されつつ主に第2撓み部94が撓んでいくので、P1の変位量の増加に応じてP1だけが低くなっていく。
すなわち、クッションパッド下面が下方に変位する単位変位量あたりにおける押圧部材90の一部の変形量は、感圧スイッチSWがオンするまでの第1段階よりも、感圧スイッチSWがオンした以降の第2段階のほうが大きいことが分かる。
押圧部材90がこのような変形量となる理由は、感圧スイッチSWがオンするまではおおむね第1撓み部93だけがクッションとして作用し、当該感圧スイッチSWがオンした以降は第1撓み部93及び第2撓み部94の双方がクッションとして作用するからである。
図11は、感圧スイッチSWがオンする様子を図7のY−Y線に沿った断面で示す図である。図11に示すように、本実施形態の座席装置5のクッションパッド60に人が着座すると、感圧スイッチSWには押圧部材側とセンサ載置台側の双方から圧力が加わる(矢印参照)。
押圧部材側では、押圧部材90のパッド受部92によって感圧スイッチSWの第2絶縁シート21が下方に押圧される。
一方、センサ載置台側では、感圧スイッチSWがセンサ載置台80を通じて支持フレーム72に支持されているため、当該感圧スイッチSWの位置は変位しない。そして、センサ載置台80が人の着座に起因してクッションパッド60に加わる圧力によって変形しない程度以上の剛性を有しているため撓むことはない。しかし、感圧スイッチSWの第1絶縁シート11の下側にはクッション部材40が貼り付けられているため、当該クッション部材40が、センサ載置台80の剛性の程度にかかわらず撓んで、第1絶縁シート11が上方に押圧される。
このようにして押圧される第1絶縁シート11と第2絶縁シート21とは可撓性を有しているため、スペーサ30の開口31に入り込むように撓む。このように撓むことで、開口31を介して互いに対向する第1電極12と第2電極22とが接触する。こうして感圧スイッチSWがオンとなる。
なお、第1電極12と第2電極22とに挟まれるスペーサ30の開口31には、開口を外部と連通するスリット32(図1)が形成されている。
このため、第2絶縁シート21が撓むとき、開口31の空気は開口内に留まることなくスリット32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32が形成されていない場合に比べて、第1電極12と第2電極22が接触し易くなり、感圧スイッチSWの感度を向上することができる。
以上のとおり、本実施形態の座席装置5では、人の着座に起因してクッションパッド60に加わる圧力によって変形しない程度以上の剛性を有する支持フレーム72を有している。そして、この支持フレーム72に固定されるセンサ載置台80を通じて、感圧スイッチSW1が支持される。このため、感圧スイッチSWの位置については、クッションパッド60の変位にかかわらず変位しない。
ところで、クッションパッド下面の位置は、人よりも軽い物が置かれた場合にはほとんど変位しないが、人が着座した場合には下方に大きく変位する。このような変位が生じるクッションパッド60の下方に、当該クッションパッド下面と隙間を隔てて、感圧スイッチSWが支持されている。
したがって、クッションパッド60に物が置かれた場合にはクッションパッド60と感圧スイッチSWとの相対的位置がほとんど変位せず、感圧スイッチSWがオンとなり誤検出することが抑制される。一方、人が着座した場合にはクッションパッド60と感圧スイッチSWとの相対的位置が変化して感圧スイッチSWがオンとなる。こうして、適切に着座を検出することが可能となる。
また、本実施形態における座席装置5では、クッションパッド下面から加えられる圧力により変形して感圧スイッチSWを押す押圧部材90が備えられる。このため、人の着座に応じてクッションパッド下面から加わる押圧力に対する反発力が押圧部材90により与えられ、感圧スイッチSWに対するクッションパッドからの押圧力が緩和される。
しかも、クッションパッド下面が下方に変位する単位変位量あたりにおける押圧部材90の一部の変形量は、感圧スイッチSWがオンするまでの第1段階よりも、感圧スイッチSWがオンした以降の第2段階のほうが大きい。
このため、押圧部材90は、クッションパッド下面が大きく下方に変位したとしても、そのクッションパッド下面から感圧スイッチSWに加わる圧力を、当該感圧スイッチSWがオンするまでの第1段階と感圧スイッチSWがオンした以降の第2段階とで同程度とすることができる。
したがって、例えば正常範囲よりも重い体重を有する人が着座する場合等のように、過度の押圧力がクッションパッド60から加えられたとしても、感圧スイッチSWに対するクッションパッド60からの押圧力を緩和することができる。こうして、感圧スイッチSWの耐久性を向上することが可能となる。
なお、本実施形態の場合、押圧部材90の土台部91は、感圧スイッチSWにおいてクッションパッド下面に対向する面上に設けられている。このため、土台部91がセンサ載置台80に設けられている場合に比べて、押圧部材90における水平方向の幅(横幅)を小さくすることができる。また、土台部91がセンサ載置台80に設けられている場合に比べて、感圧スイッチSWとの相対的位置のずれを生じ難くすることができる。さらに、土台部91がセンサ載置台80に設けられている場合に比べて、本来感圧スイッチSWに加わるべき荷重がセンサ載置台80に加わって感圧スイッチSWに適切に荷重が加わらなくなることがなくなる。
(2)第2実施形態
次に、本発明に好適となる第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。
本実施形態の座席装置は、第1実施形態の押圧部材90とは異なる構造の押圧部材を備えている点で、第1実施形態の座席装置5と相違する。
図12は、第2実施形態における押圧部材100を図5と同じ視点で示す図である。図12に示すように、押圧部材100は、押圧部材90と同様に、クッションパッド下面から加えられる圧力により変形して感圧スイッチSWを押す弾性部材である。本実施形態の場合、この押圧部材100は、土台部91、第1撓み部103及び第2撓み部104を一体に成形したゴム製の部材とされる。
この押圧部材100では、第1実施形態におけるパッド受部92が省略され、第1撓み部103の形状が第1実施形態における第1撓み部93と異なるとともに、第2撓み部104の形状が第1実施形態における第2撓み部94と異なっている。
第1撓み部103は、土台部91に連結され、クッションパッド下面が対向する開口側を覆う部分であり、当該クッションパッド下面から加わる圧力により撓むようになっている。本実施形態の場合、第1撓み部103は、土台部91の一面における開口周縁からクッションパッド下面側に向かって延在する中空の球冠形状とされる。
第2撓み部104は、第1撓み部103と、土台部91の開口に配置される感圧スイッチSWとの間に設けられ、当該第1撓み部103の撓みに応じて開口方向に移動して感圧スイッチSWを押すとともに、第1撓み部103の変形量が所定量を超えた以降に撓む部分である。この第2撓み部104における単位圧力あたりの撓み量と、第1撓み部103における単位圧力あたりの撓み量とは同程度であっても異なっていても良い。
本実施形態の場合、第2撓み部104は、第1撓み部103における屈曲中央の内側部分に連結される中空の球形状とされる。
図13は、座席装置5に人が着座した場合における押圧部材100の様子を図9と同じ視点で示す図である。具体的に図13の(A)は軽い体重の人が着座した場合における押圧部材100の様子を示し、図13の(B)は重い体重の人が着座した場合における押圧部材100の様子を示している。
図13の(A)及び(B)に示すように、人が着座した場合、押圧部材100における第1撓み部103が、当該着座に応じて基準位置から変位したクッションパッド下面と接触し、当該第1撓み部103には圧力が加わる。
ここで、着座者の体重が所定の閾値以下であった場合、図13の(A)に示すように、クッションパッド60から加わる圧力によって第1撓み部103が撓んで第2撓み部104が押し下げられる。そして、この第2撓み部104によって感圧スイッチSWが押圧される。
このとき、第2撓み部104はおおむね撓むことなく、感圧スイッチSWに対するクッションパッド60からの押圧力は、第1撓み部103における反発力によって緩和される。
一方、着座者の体重が所定の閾値を超える場合、図13の(B)に示すように、当該体重が閾値以下である場合に比べて大きな圧力がクッションパッド60から第1撓み部103に加わる。このため、第1撓み部103がより大きく撓んで第2撓み部104が押し下げられ、当該第2撓み部104によって感圧スイッチSWが押圧される。
このとき、第2撓み部104も撓み、感圧スイッチSWに対するクッションパッド60からの押圧力は、第1撓み部103の反発力と第2撓み部104の反発力とによって緩和される。
このように押圧部材100は、第1実施形態の押圧部材90と同様に、感圧スイッチSWがオンしたときの変形量に比べて、当該感圧スイッチSWがオンしたときのクッションパッド下面の位置よりも下方にクッションパッド下面が位置しているときの変形量のほうが大きいものとなっている。
すなわち、クッションパッド下面が下方に変位する単位変位量あたりにおける押圧部材100の一部の変形量は、感圧スイッチSWがオンするまでの第1段階よりも、感圧スイッチSWがオンした以降の第2段階のほうが大きい。
このような押圧部材100が第1実施形態の押圧部材90に代えて備えられた場合であっても、当該第1実施形態の場合と同様の効果が得られる。すなわち、過度の押圧力がクッションパッド60から加えられたとしても、感圧スイッチSWに対するクッションパッド60からの押圧力を緩和することができる。
(3)第3実施形態
次に、本発明に好適となる第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。
本実施形態の座席装置は、第1実施形態の押圧部材90とは異なる構造の押圧部材を備えている点で、第1実施形態の座席装置5と相違する。
図14は、第3実施形態における押圧部材110を図5と同じ視点で示す図である。なお、図14では、便宜上、感圧スイッチSWは簡略して示している。図14に示すように、押圧部材100は、押圧部材90と同様に、クッションパッド下面から加えられる圧力により変形して感圧スイッチSWを押す弾性部材である。本実施形態の場合、この押圧部材110は、土台部111、第1撓み部113及び第2撓み部114を一体に成形したゴム製の部材とされる。
土台部111は、感圧スイッチSWにおいてクッションパッド下面に対向する面上であって、当該感圧スイッチSWを構成するスイッチ素子(第1電極12及び第2電極22)間に設けられる開口31の鉛直方向において重なる領域に配置される。なお、土台部111は、第1実施形態の土台部91とは異なり開口が形成されていない。本実施形態の場合、土台部111は例えば直方体形状とされる。
第1撓み部113は、感圧スイッチSWの上方に第2絶縁シート21と所定間隔をあけて配置され、クッションパッド下面から加わる圧力により撓む部分である。この第1撓み部113は、第1実施形態におけるパッド受部92と第1撓み部93とを兼ねている。このような第1撓み部113は、本実施形態では例えば直方体形状とされる。
第2撓み部114は、土台部111と第1撓み部113とに連結され、当該第1撓み部113を支持するとともに、第1撓み部113の変形量が所定量を超えた以降に撓む部分である。この第2撓み部114における単位圧力あたりの撓み量は、第1撓み部113における単位圧力あたりの撓み量よりも大きくされる。
本実施形態の場合、第2撓み部114は円管形状とされ、当該第2撓み部114の一端は土台部111に連結されるとともに、当該第2撓み部114の他端は第1撓み部113に連結される。
図15は、座席装置5に人が着座した場合における押圧部材110の様子を図9と同じ視点で示す図である。具体的に図15の(A)は軽い体重の人が着座した場合における押圧部材110の様子を示し、図15の(B)は重い体重の人が着座した場合における押圧部材110の様子を示している。
図15の(A)及び(B)に示すように、人が着座した場合、押圧部材110における第1撓み部113が、当該着座に応じて基準位置から変位したクッションパッド下面と接触し、当該第1撓み部113には圧力が加わる。
ここで、着座者の体重が所定の閾値以下であった場合、図15の(A)に示すように、クッションパッド60から加わる圧力によって第1撓み部113、第2撓み部114及び土台部111を通じて感圧スイッチSWが押圧される。
このとき、第1撓み部113は撓むが、当該第1撓み部113よりも単位圧力あたりの撓み量が大きい第2撓み部114はおおむね撓むことなく、感圧スイッチSWに対するクッションパッド60からの押圧力は、第1撓み部113における反発力によって緩和される。なお、このとき土台部111が撓む場合があっても良い。
一方、着座者の体重が所定の閾値を超える場合、図15の(B)に示すように、当該体重が閾値以下である場合に比べて大きな圧力がクッションパッド60から第1撓み部103に加わる。
このとき、第1撓み部113に加えて第2撓み部114も撓み、感圧スイッチSWに対するクッションパッド60からの押圧力は、第1撓み部113の反発力と第2撓み部114の反発力とによって緩和される。なお、このとき土台部111が撓む場合があっても良い。
このように押圧部材110は、第1実施形態の押圧部材90と同様に、感圧スイッチSWがオンしたときの変形量に比べて、当該感圧スイッチSWがオンしたときのクッションパッド下面の位置よりも下方にクッションパッド下面が位置しているときの変形量のほうが大きいものとなっている。
すなわち、クッションパッド下面が下方に変位する単位変位量あたりにおける押圧部材110の一部の変形量は、感圧スイッチSWがオンするまでの第1段階よりも、感圧スイッチSWがオンした以降の第2段階のほうが大きい。
このような押圧部材110が第1実施形態の押圧部材90に代えて備えられた場合であっても、当該第1実施形態の場合と同様の効果が得られる。すなわち、過度の押圧力がクッションパッド60から加えられたとしても、感圧スイッチSWに対するクッションパッド60からの押圧力を緩和することができる。
(4)第4実施形態
次に、本発明に好適となる第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上記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16は、第4実施形態の座席装置を図4と同じ視点で示す図である。図16に示すように、本実施形態の座席装置は、第1実施形態のセンサ載置台80に2つの感圧スイッチSW11及びSW12を配置した点で、当該センサ載置台80に1つの感圧スイッチSWを配置する第1実施形態とは異なる。
これら第1の感圧スイッチSW11と第2の感圧スイッチSW12とは、クッションパッド下面から同程度の圧力を受けるよう互いに近接した状態で配置される。
すなわち、クッションパッド下面に加わる荷重との関係で捉えた場合には、クッションパッド下面において着目する部位との荷重差が20%以下となる領域の鉛直方向であってばね73よりも下方に第1の感圧スイッチSW11及び第2の感圧スイッチSW12が配置される。
また、互いに隣接するばね73との関係で捉えた場合には、当該ばね73の間に、ばね73の中心軸とは直交する直線上に、第1の感圧スイッチSW11と第2の感圧スイッチSW12とが互いに接することなく並べて配置される。また、感圧スイッチの開口31(図2)との関係で捉えた場合には、当該開口31の直径を5倍した値以下の間隔をあけて、第1の感圧スイッチSW11及び第2の感圧スイッチSW12が配置される。
クッションパッド下面から第1の感圧スイッチSW11までの最短距離D1は、クッションパッド下面から第2の感圧スイッチSW12までの最短距離D2よりも小さい関係を有している。
なお、最短距離D1又はD2は、クッションパッド下面の鉛直方向に向かうクッションパッド下面から第1の感圧スイッチSW11又は第2の感圧スイッチSW12までの直線距離といいかえることもできる。
図17は、第1の感圧スイッチSW11及び第2の感圧スイッチSW12の断面を図2の(B)と同じ視点で示す図である。具体的に図17の(A)は第1の感圧スイッチSW11の断面を示し、図17の(B)は第2の感圧スイッチSW12の断面を示している。
図17に示すように、第1の感圧スイッチSW11を構成するクッション部材41の厚さT1は、第2の感圧スイッチSW12を構成するクッション部材42の厚さT2よりも大きい関係を有する。このような関係を有することで、上述の最短距離D1が最短距離D2よりも小さくなっている。
なお、クッション部材41とクッション部材42との厚さが異なることに起因して第1の感圧スイッチSW11の感度と第2の感圧スイッチSW12の感度とが実質的に相違してしまう場合には、当該クッション部材41又は42の硬さ等が適宜調整される。
感度は圧力を感知する度合いであり、スイッチを形成する一方のスイッチ素子(本実施形態では第1電極12)と他方のスイッチ素子(本実施形態では第2電極22)とにおける接触のし易さの程度を表している。
また本実施形態の座席装置は、第1実施形態のセンサ載置台80に2つの押圧部材120及び130(図16)を配置した点で、当該センサ載置台80に1つの押圧部材90を配置する第1実施形態とは異なる。
これら第1の押圧部材120と第2の押圧部材130とは、上記実施形態の押圧部材90、100又は110と同じ構造とされる。なお、図16では、第1の押圧部材120及び第2の押圧部材130は、便宜上、簡略して示している。
以上のように、本実施形態の座席装置では、着座に起因したクッションパッドの変位に連動して動かない支持フレーム72に、センサ載置台80を通じて第1の感圧スイッチSW11と第2の感圧スイッチSW12が支持されている。このため、クッションパッド60が変位したとしても第1の感圧スイッチSW11と第2の感圧スイッチSW12との位置は変位しない。
一方、クッションパッド60に対して座面側から人等の重量が加わった場合、クッションパッド下面及びばね底が全体として落ち込むように変位し、着座していないときの位置から低くなる。この変位量は、人が着座した場合と、当該人よりも軽い物が置かれた場合とでは大幅に異なる。
すなわち、人が着座した場合、クッションパッド60は全体として下方に大きく変位し、第1の感圧スイッチSW11と第2の感圧スイッチSW12に対する相対的位置が変化する。この場合、第1の感圧スイッチSW11は第1の押圧部材120を介してクッションパッド60に押圧されてオンとなり、第2の感圧スイッチSW12は第2の押圧部材130を介してクッションパッド60に押圧されてオンとなる。
これに対して、クッションパッド60に物が置かれた場合、クッションパッド60はほとんど変位せず、第1の感圧スイッチSW11と第2の感圧スイッチSW12に対する相対的位置の変化量も小さいため、第1の感圧スイッチSW11と第2の感圧スイッチSW12がオンとなって誤検出されることが抑制される。したがって、人と物の切り分けが可能となる。
さらに本実施形態の座席装置では、第1の感圧スイッチSW11と第2の感圧スイッチSW12とが、クッションパッド下面と隙間を隔ててクッションパッドの下方において近接する状態で配置される。また、最短距離D1が最短距離D2よりも小さい関係を有している。
このため、クッションパッド60に加わる重量の相違を、第1の感圧スイッチSW11だけがオンになる場合と、第1の感圧スイッチSW11及び第2の感圧スイッチSW12の双方がオンになる場合との2パターンで得ることができる。したがって、体重の異なる人同士の切り分けも可能となる。
(5)第5実施形態
次に、本発明に好適となる第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18は、第5実施形態の座席装置を真上から見た様子を示す図である。図18に示すように、本実施形態の座席装置は、第1実施形態のクッション載置ユニット70に代えて、シートパン75を設けた点で、第1実施形態とは異なる。
シートパン75は、クッションパッド60を支持するための支持部材であり、人の着座に起因してクッションパッド60に加わる圧力によって変形しない程度以上の剛性を有する。このシートパン75の材料としては、例えば金属あるいはセラミック等を挙げることができる。
また本実施形態の座席装置は、第1実施形態のクッションパッド60の下面に、クッションパッド60の前後方向に伸びる溝状の凹部50が形成されている点で、第1実施形態とは異なる。
この凹部50の幅W(クッションパッド60の左右方向に平行となる方向の長さ)を1とした場合、その凹部50の長さL(クッションパッド60の前後方向に平行となる方向の長さ)の比率は2以上とされる。本実施形態の場合、凹部50の幅Wは、感圧スイッチを構成する電極を凹部50の幅方向に2つ並べられない幅とされ、凹部50の長さLは、感圧スイッチを構成する電極を凹部50の長手方向に2つ以上並べられる長さとされる。具体的に凹部50の幅Wは例えば45mm程度とされ、当該凹部50の長さLは例えば140mm程度とされる。
このような凹部50は、ヒップポイントHPよりも前方に形成され、例えばクッションパッド60の左右方向の中心を通る鉛直平面VFを基準として左右対称に形成される。
図19は、図18のV-V線を通る断面の様子を示す図である。なお、図19では、理解用意のため感圧スイッチSWの断面は示していない。図19に示すように、本実施形態の座席装置では、感圧スイッチSW及び押圧部材90がシートパン75の載置面上に載置される。また、これら感圧スイッチSW及び押圧部材90が凹部50内に収まるように、シートパン75の載置面上にクッションパッド60が載置される。本実施形態では押圧部材90のパッド受部92と凹部50との間に間隙GPが形成される。
このような本実施形態の座席装置では、クッションパッド60に座面側から圧力が加わった場合、当該クッションパッド60の下面の凹部50が撓み、押圧部材90を介して感圧スイッチSWがオンとなる。
ところで、このような凹部50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、当該前後方向に伝わり難い傾向にある。このため、本実施形態の座席装置では、クッションパッド60が異なってクッションパッド60の左右方向に広がる帯状の圧力が前後方向にずれたとしても、凹部50のいずれかの部分に圧力が加わる。そして、凹部50のいずれかの部分に圧力が加われば、この部分を基点として凹部50に沿って全体に圧力が伝播し、当該凹部50が撓む。すなわち、凹部50に沿って圧力が集中することになる。
したがって、本実施形態の座席装置の場合、異なるクッションパッド60を用いても、クッションパッド60の前後方向に伸びる凹部50の空間に配置される感圧スイッチSWには、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、当該凹部50全体が撓むことによって押圧部材90に与えられる。つまり、クッションパッド60の前後方向に伸びる凹部50は、単に収納空間としてのみならず、押圧集約用として押圧部材90を介して感圧スイッチSWに作用する。このため、わざわざ異なる構成の感圧スイッチを用いなくても、また感圧スイッチがたとえ1つであったとしてもその感圧スイッチの感度を向上することができる。
なお、クッションパッド60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、クッションパッドの下側の左右端近傍にまで広がる。このため、仮に、凹部50に代えてクッションパッド60の左右方向に伸びる溝をクッションパッド60の下面に形成した場合であっても、当該溝が押圧集約用として感圧スイッチSWに作用することはない。
また、本実施形態の場合、押圧部材90の第1撓み部93と凹部50との間に間隙GPが形成される。
このため、間隙GPがない場合に比べて、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60に加わる圧力によって感圧スイッチSWがオンとなるといった誤検出を低減することができる。本実施形態の場合、クッションパッド60に加わる圧力が集中する凹部50内に感圧スイッチSW及び押圧部材90が配置されているため、このような間隙GPを設けることは特に有用となる。また、人が着座した際にクッションパッド60に加わる圧力によって感圧スイッチSWがオンとなるように、間隙GPの大きさで調整可能にもなる。
なお、本実施形態では第1実施形態における押圧部材90が適用されたが、当該押圧部材90に代えて、第2実施形態における押圧部材100又は第3実施形態における押圧部材110が適用されても良い。
また、本実施形態では第1実施形態における感圧スイッチSW及び押圧部材90が適用されたが、当該感圧スイッチSW及び押圧部材90に代えて、第4実施形態における感圧スイッチSW11及びSW12と押圧部材120及び130が適用されても良い。
なお、感圧スイッチSW11及びSW12と押圧部材120及び130を適用する場合、当該感圧スイッチSW11及びSW12と押圧部材120及び130とを1つの凹部50に収めるようにしても良い。あるいは、感圧スイッチSW11及び押圧部材120と、感圧スイッチSW12及び押圧部材130とで別の凹部50に収めるようにしても良い。
(6)他の実施形態
以上、第1実施形態〜第5実施形態が一例として説明された。しかしながら本発明は上記第1実施形態〜第5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、互いに異なる構造の押圧部材90、100又は110が適用された。しかしながら、クッションパッド下面から加わる圧力により変形して感圧スイッチを押す押圧部材であって、クッションパッド下面が下方に変位する単位変位量あたりにおける押圧部材の一部の変形量が、感圧スイッチSWがオンするまでの第1段階よりも、感圧スイッチSWがオンした以降の第2段階のほうが大きいものであれば、上記実施形態における構造以外の押圧部材が適用可能である。
例えば、第1の撓み部又は第2の撓み部に土台部が連結される押圧部材を適用可能である。具体例としては、上記第1実施形態及び第2実施形態の押圧部材90又は100に代えて、第3実施形態などのように第2撓み部を土台部に連結した押圧部材が適用される。あるいは、上記第3実施形態の押圧部材110に代えて、第1実施形態又は第2実施形態などのように第1撓み部を土台部に連結した押圧部材が適用される。
また、上記第4実施形態では、第1の感圧スイッチSW11を構成するクッション部材41の厚さを第2の感圧スイッチSW12を構成するクッション部材42の厚さよりも大きい関係とすることで、最短距離D1が最短距離D2よりも小さくされた。
しかしながら、最短距離D1を最短距離D2よりも小さくする手法は、クッション部材41とクッション部材42との厚さを異ならせることに限られない。例えば、クッション部材41及び42に代えて、もしくは、クッション部材41及び42に加えて、第1絶縁シート11と、第2絶縁シート21と、第1電極12と、第2電極22と、スペーサ30とのいずれか又は複数の厚さが、第2の感圧スイッチSW12よりも第1の感圧スイッチSW11のほうにおいて大きい関係としても良い。つまり、第1の感圧スイッチSW11の厚さTx(図17)が第2の感圧スイッチSW12の厚さTy(図17)よりも大きい状態であれば良い。
また、センサ載置台80の上面に凹凸を形成しておき、互いに同じ厚さの第1の感圧スイッチSW11及び第2の感圧スイッチSW12のうち、第1の感圧スイッチSW11が配置される面を、第2の感圧スイッチSW12が配置される面よりも低くすることで、最短距離D1が最短距離D2よりも小さくなるようにしても良い。
また、上記第4実施形態では、クッションパッド下面から第1の感圧スイッチSW11までの最短距離D1は、クッションパッド下面から第2の感圧スイッチSW12までの最短距離D2よりも小さい関係を有していた。
しかしながら、これら最短距離D1を最短距離D2よりも小さくする関係に代えて、または、当該関係に加えて、クッションパッド下面から第1の押圧部材120までの最短距離が、クッションパッド下面から第2の押圧部材130までの最短距離よりも小さい関係を有していても良い。
なお、クッションパッド下面から第1の押圧部材120までの最短距離が、クッションパッド下面から第2の押圧部材130までの最短距離よりも小さくする手法は、最短距離D1が最短距離D2よりも小さくする手法と同様である。
すなわち、押圧部材を構成する土台部、パッド受部、第1撓み部又は第2撓み部のいずれか又は複数の部分におけるセンサ載置台80からの高さを、第2の押圧部材130よりも第1の押圧部材120のほうにおいて大きい関係とする手法がある。
また、センサ載置台80の上面に凹凸を形成するとともに、互いに同じ構造の第1の感圧スイッチ及び第2の感圧スイッチと、互いに同じ構造の第1の押圧部材及び第2の押圧部材とを用意する。そして、第1の感圧スイッチ及び第1の押圧部材が配置される面を、第2の感圧スイッチ及び第2の押圧部材が配置される面よりも低くする手法がある。
また、上記第4実施形態では、第1の感圧スイッチSW11及び第2の感圧スイッチSW12の感度が同程度とされ、最短距離D1が最短距離D2よりも小さくされた。
しかしながら、第1の感圧スイッチSW11の感度が第2の感圧スイッチSW12の感度よりも高くされ、クッションパッド下面から感圧スイッチSW11及びSW12までの最短距離が同程度とされても良い。
なお、第1の感圧スイッチSW11の感度を第2の感圧スイッチSW12の感度よりも高くする手法としては、例えば、第1の感圧スイッチSW11における開口31を、第2の感圧スイッチSW12における開口31よりも大きい関係にすることが挙げられる。別例として、第1絶縁シート11、第2絶縁シート21、第1電極12、第2電極22又はスペーサ30の硬さが、第2の感圧スイッチSW12よりも第1の感圧スイッチSW11のほうにおいて小さい関係にすることが挙げられる。
また、第1の感圧スイッチSW11における開口31に形成されるスリット32をそのままとし、第2の感圧スイッチSW12における開口31に形成されるスリット32を省略するようにしても良い。このようにした場合、第2の感圧スイッチSW12の開口31では開口内の空気が排出されずに溜まり、当該空気によって第1絶縁シート11及び第2絶縁シート21の撓みが抑制されるため、第1の感圧スイッチSW11の感度が第2の感圧スイッチSW12の感度よりも高くなる。したがって、製造時における形成される開口31の大きさ等に誤差が生じたとしても、第1の感圧スイッチSW11の感度と第2の感圧スイッチSW12の感度とを明確に異ならせ易くできる。
なお、第1の感圧スイッチSW11の感度が第2の感圧スイッチSW12の感度よりも高くする関係に代えて、または、当該関係に加えて、第1の押圧部材120における単位圧力あたりの変形量が第2の押圧部材130における単位圧力あたりの変形量よりも大きくする関係を有していても良い。
第1の押圧部材120と第2の押圧部材130との変形量を相違させる手法は、例えば、押圧部材を構成する土台部、パッド受部、第1撓み部又は第2撓み部のいずれか又は複数の部分における堅さを、第2の押圧部材130よりも第1の押圧部材120のほうにおいて小さい関係にする手法がある。
要するに、クッションパッド60の座面側から第1の重量以上が加えられているときに第1の押圧部材を介して第1の感圧スイッチがオンされ、当該クッションパッド60の座面側から第1の重量よりも大きい第2の重量以上が加えられているときに第2の押圧部材を介して第2の感圧スイッチがオンされる関係であれば良い。
また、上記第4実施形態では、第1の押圧部材120及び第2の押圧部材130と、当該押圧部材が対向するクッションパッド部分との間に何ら部材が設けられていなかった。
しかしながら、第1の押圧部材120及び第2の押圧部材130と、当該押圧部材が対向するクッションパッド部分との間に、クッションパッド60の変位に連動する補強部材が設けられていることが好ましい。
具体的には、例えば図20に示す形態例が挙げられる。この形態例では、プレート状の補強部材150が、第1の押圧部材120及び第2の押圧部材130と、当該押圧部材が対向するクッションパッド部分との間、かつ、隣接するばね73の間に配置される。この補強部材150の一端側は隣接するばね73の一方に固定され、当該補強部材150の他端側は隣接するばね73の他方に固定される。
このような補強部材150が備えられた場合、クッションパッド60の経年劣化によってクッションパッド下面が垂れ下がった場合であっても、当該補強部材150に対向するクッションパッド部分が補強部材150よりも下方にまでクッションパッド下面が垂れ下がることを防止できる。したがって、クッションパッド下面が垂れ下がることに起因して人と物又は体重の異なる人同士の切り分け精度が低減することを抑制できる。これに加えて、クッションパッド下面に凹凸がある場合であっても、その凹凸に起因して人と物又は体重の異なる人同士の切り分け精度が低減することを抑制できる。
なお、このような補強部材150に代えて、例えば、第1の押圧部材120及び第2の押圧部材130が対向するクッションパッド部分に貼り付けられる薄膜状の補強部材が適用されても良い。ただし、ばね73の下方にまでクッションパッド下面が垂れ下がることを防止する観点では、薄膜状の補強部材を貼り付ける場合に比べて、上記補強部材150を適用するほうが好ましい。
このような補強部材の材料としては、クッションパッド60の剛性よりも大きいものであれば良く、当該剛性よりも大きいものほど好ましい。具体的には金属や樹脂などが挙げられる。なお、上述した補強部材は、第1実施形態〜第3実施形態にも適用可能である。
また上記第1実施形態〜第4実施形態では、クッションパッド60を支持する支持部材の構成要素である支持フレーム72に、センサ載置台80を通じて、感圧スイッチが支持され、上記第5実施形態では、クッションパッド60を支持する支持部材であるシートパン75の載置面上に感圧スイッチが載置され、当該シートパン75へ直接的に感圧スイッチが支持された。
しかしながら、感圧スイッチを支持する支持態様は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、架台71に、センサ載置台80を通じて、感圧スイッチが支持されていても良い。また、架台71又は支持フレーム72以外の部材であっても良い。さらに、架台71又は支持フレーム72とセンサ載置台80とを一体としたフレームを成形し、そのフレーム上に着座センサを載置することで、センサ載置台を介さず直接的に支持する態様が適用可能である。
要するに、着座に起因したクッションパッド60の変位に連動して動かない部材であれば、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
また上記実施形態では、一対の電極シート10及び20とスペーサ30とによって構成される感圧スイッチSW、SW11又はSW12が適用されたが、例えば図21に示す感圧スイッチSW20が適用されても良い。なお、この図21では、便宜上、ばね33については断面で示していない。
この図21に示す感圧スイッチSW20は、感圧スイッチSW、SW11又はSW12のスペーサ30を複数のばね33に変更した点のみ、上述の感圧スイッチSW、SW11又はSW12とは相違する。これらばね33は、例えば、感圧スイッチSW1を挟んで互いに対向して配置されており、ばね上端は第2絶縁シート11に固定され、ばね下端は第1絶縁シート11に固定される。このような感圧スイッチが適用されても上記実施形態と同様の効果を奏する。なお、この感圧スイッチSW20以外の構成の感圧スイッチが適用されても良い。
また上記実施形態では、感圧スイッチ及び押圧部材が、ばね底よりも下方に配置されたが、クッションパッド下面と隙間を隔ててクッションパッド60の下方に配置されていれば、ばね底よりも下方でなくても良い。
また上記実施形態では、着座センサ1の感圧スイッチ数が1つとされたが、2以上であっても良い。
また上記実施形態では、第1絶縁シート11の下面にクッション部材40が貼り付けられたが、当該クッション部材40が省略されていても良い。このクッション部材40を省略した場合、その分だけ感圧スイッチSW、SW11又はSW12を薄厚化することができる。なお、クッション部材40を省略しても、感圧スイッチSW、SW11又はSW12の上側については押圧部材を介して押圧を受けるので、当該クッション部材40の省略によって感圧スイッチSW、SW11又はSW12がオンされないということはない。
また上記実施形態では、第1絶縁シート11を介してスペーサ30における開口31全体を覆うクッション部材40が適用されたが、例えば図22に示すように、開口31の一部を覆うクッション部材43が適用されても良い。このようなクッション部材43を適用する場合、当該クッション部材43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)を調整することで、感圧スイッチSW、SW11又はSW12の感度を調整することができる。なお、感圧スイッチ数を2以上とする場合、当該感圧スイッチ同士の開口に対するクッション部材43の閉塞量が異なっていても良い。
また上記実施形態では、第1絶縁シート11の下面に貼り付けられるクッション部材40が1層構造であったが、2層構造であっても良い。具体的には、図23に示すように、第1絶縁シート11の下面に第1クッション部材40Aが貼り付けられ、当該第1クッション部材40Aの下面に第2クッション部材40Bが貼り付けられる。第2クッション部材40Bの剛性は第1クッション部材40Aの剛性よりも小さい関係とされる。
このようにした場合、第1クッション部材40Aは主に第1絶縁シート11の変形の程度を調整する部材として機能し、第2クッション部材40Bは主にクッションパッド60から加わる荷重を和らげる部材として機能することになる。
したがって、第1クッション部材40A及び第2クッション部材40Bを、当該第2クッション部材40Bに相当する1層のクッション部材とする場合に比べて、単に感圧スイッチSW、SW11又はSW12の耐久性を向上させるのみならず、当該感圧スイッチSW、SW11又はSW12の感度を調整することができる。
なお、第1クッション部材40Aは、スペーサ30の厚み分だけ歪む程度の剛性を有していると良い。また、第2クッション部材40Bの剛性よりも大きい剛性を有する第1クッション部材40Aの厚みが、当該第2クッション部材40Bの厚みよりも小さくされる場合、感圧スイッチSW、SW11又はSW12の耐久性を向上させつつも感度を調整する観点では、より好ましい。
また上記実施形態では、ばね73の形状がS字状とされたが、例えばZ字状など、様々な形状を適用することができる。なお、ばね73の屈曲部分の繰り返し間隔は、連続していても良く、所定間隔おきであっても良く、ランダムであっても良い。また、繰り返すべき屈曲部分の形状は、同じであっても良く、例えばS字状とZ字状とを組み合わせる、あるいは、コ字状又はU字状を反転した形状同士を組み合わせるといったように異なっていても良い。さらに、屈曲部分の繰り返し数は、なくても良いが、あったほうが好ましい。なお、複数のばね73がクッションパッド60の前後方向に張り渡されたが、左右方向あるいは斜め方向にあっても良い。
なお、座席装置5における各構成要素は、上述した第1実施形態〜第4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・・・着座センサ
5・・・座席装置
10・・・第1電極シート
11・・・第1絶縁シート
12・・・第1電極
13,23・・・端子
20・・・第2電極シート
21・・・第2絶縁シート
22・・・第2電極
30・・・スペーサ
31・・・開口
32・・・スリット
40〜43・・・クッション部材
40A・・・第1クッション部材
40B・・・第2クッション部材
50・・・凹部
60・・・クッションパッド
70・・・クッション載置ユニット
71・・・架台
72・・・支持フレーム
73・・・ばね
75・・・シートパン
80・・・センサ載置台
90,100,110,120,130・・・押圧部材
91,111・・・土台部
92・・・パッド受部
93,103,113・・・第1撓み部
94,104,114・・・第2撓み部
150・・・補強部材
SW,SW20,SW11,SW12・・・感圧スイッチ

Claims (7)

  1. クッションパッドと、
    前記クッションパッドを支持するための支持部材と、
    クッションパッド下面と隙間を隔てて配置される感圧スイッチと、
    前記クッションパッドの下方に配置され、前記クッションパッド下面から加わる圧力により変形して前記感圧スイッチを押す押圧部材と
    を備え、
    クッションパッド下面が下方に変位する単位変位量あたりにおける前記押圧部材の一部の変形量は、前記感圧スイッチがオンするまでの第1段階よりも、前記感圧スイッチがオンした以降の第2段階のほうが大きい
    ことを特徴とする座席装置。
  2. 前記押圧部材は、
    第1の撓み部と、前記第1の撓み部に連結される第2の撓み部とを有し、
    前記第2の撓み部は、前記第1の撓み部の撓み量が所定量を超えた以降に撓む
    ことを特徴とする請求項1に記載の座席装置。
  3. 前記押圧部材は、
    第1の撓み部と、前記第1の撓み部に連結される第2の撓み部とを有し、
    前記第2の撓み部は、前記第1の撓み部の単位圧力当たりの撓み量よりも大きい撓み量を有する
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の座席装置。
  4. 前記感圧スイッチを構成するスイッチ素子の鉛直方向において重ならない領域に配置される土台部を有し、
    前記土台部は、前記第1の撓み部又は第2の撓み部に連結される
    ことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の座席装置。
  5. 着座に起因した前記クッションパッドの変位に連動して動かない部材をさらに備え、
    前記感圧スイッチは、前記クッションパッド下面と隙間を隔てて前記部材に支持される
    ことを特徴とする請求項1〜請求項4いずれか1項に記載の座席装置。
  6. 前記感圧スイッチは、第1の感圧スイッチと第2の感圧スイッチと備え、
    前記押圧部材は、前記クッションパッド下面から加わる圧力により変形して前記第1の感圧スイッチを押す第1の押圧部材と、前記クッションパッド下面から加わる圧力により変形して前記第2の感圧スイッチを押す第2の押圧部材とを備え、
    前記第1の感圧スイッチは、前記クッションパッドの座面側から第1の重量以上が加えられているときに第1の押圧部材を介してオンされ、
    前記第2の感圧スイッチは、前記クッションパッドの座面側から前記第1の重量よりも大きい第2の重量以上が加えられているときに第2の押圧部材を介してオンされる
    ことを特徴とする請求項1〜請求項5いずれか1項に記載の座席装置。
  7. 前記押圧部材と、前記押圧部材が対向するクッションパッド部分との間に設けられ、前記クッションパッドの剛性よりも大きい剛性の補強部材
    をさらに備え、
    前記補強部材は、前記クッションパッドの変位に連動する
    ことを特徴とする請求項1〜請求項6いずれか1項に記載の座席装置。
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