JP2020032870A - 着座センサ - Google Patents

Abstract

【課題】乗員の着座の検知精度の低下を抑制できる着座センサを提供する。【解決手段】着座センサ６０は、シートクッション２０の裏面２２に取り付けられる。着座センサ６０は、厚さ方向に作用する荷重を検知する感圧センサ７０と、感圧センサ７０の第１面Ｓ１がシートクッション２０の裏面２２を向く状態で、感圧センサ７０の第２面Ｓ２を支持するホルダ８０と、を備える。ホルダ８０は、シートクッション２０の裏面２２に接合される。【選択図】図６

Description

本発明は、着座センサに関する。

特許文献１には、車両の座席のシートクッションの裏面に取り付けられる着座センサが記載されている。この着座センサは、シートクッションの裏面に押圧されることによりオンオフ状態が変化するメンブレンスイッチと、メンブレンスイッチを支持するプレートと、を備える。

独国実用新案第２０２０１５００１９１２号明細書

上記のような着座センサにおいて、乗員の着座の検知精度を高めるためには、メンブレンスイッチとシートクッションの裏面との位置関係を正確に管理することが重要である。この点、上記のような着座センサにおいて、プレートは、シートクッションを支持するクッションスプリングに固定されるため、座席に対するクッションスプリングの組付精度が、メンブレンスイッチとシートクッションとの位置関係に影響を与える。ところが、上記のような着座センサは、座席の組立時に、シートクッション及びクッションスプリングが弾性変形し得るため、メンブレンスイッチとシートクッションの裏面との位置関係を正確に管理することが困難となりやすい。こうして、上記のような着座センサは、乗員の着座の検知精度が低下するおそれがある。本発明の目的は、着座の検知精度の低下を抑制できる着座センサを提供することである。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する着座センサは、座席のシートクッションの裏面に取り付けられる着座センサであって、シート状をなし、厚さ方向に作用する荷重を検知する感圧センサと、前記感圧センサの前記厚さ方向における第１面が前記シートクッションの裏面を向く状態で、前記感圧センサの前記厚さ方向における第２面を支持するホルダと、を備え、前記ホルダは、前記シートクッションの裏面に接合される。

上記構成において、ホルダは、シートクッションの裏面に接合されるため、シートクッションを支持する支持部材にホルダを取り付ける場合よりも、ホルダがシートクッションに対して定位置に配置されやすい。つまり、感圧センサがシートクッションに対して定位置に配置されやすい。このため、着座センサは、シートクッションに対する感圧センサの位置を適切に管理し、乗員の着座の検知精度が低下することを抑制できる。

上記着座センサにおいて、前記感圧センサ及び前記ホルダの間に配置される弾性部材を備え、前記感圧センサは、前記第１面を有する第１フィルムと、前記第２面を有する第２フィルムと、前記第１フィルムの前記第１面とは逆側の面に設けられる第１接点と、前記第２フィルムの前記第２面とは逆側の面に設けられる第２接点と、前記厚さ方向において、前記第１接点及び前記第２接点の間に隙間が形成されるように、前記第１フィルム及び前記第２フィルムの間に配置されるスペーサと、を有し、前記第１接点及び前記第２接点の接触状態に応じた信号を出力することが好ましい。

ホルダ及び感圧センサの間に弾性部材を配置しない比較例の着座センサがある場合、感圧センサの第２フィルムの第２面がホルダに接触することとなる。この場合には、シートクッションの座面に荷重が作用しても、ホルダが変形しない限り感圧センサの第２フィルムが変位することはない。

これに対し、上記構成の着座センサは、ホルダ及び感圧センサの間に弾性部材を配置するため、シートクッションの座面に荷重が作用すると、弾性部材が圧縮変形する。一方、感圧センサの第２フィルムにおいて、スペーサと対向する部分は第１フィルムに向かって変位可能な空間が存在しない一方で、第１フィルムと対向する部分は第１フィルムに向かって変位可能な空間が存在する。したがって、シートクッションの座面に荷重が作用するときに、感圧センサの第２フィルムは、圧縮変形する弾性部材からの反力が作用することで、第１フィルムと対向する部分が第１フィルムに向かって変位し得る。

こうして、上記構成の着座センサは、シートクッションの座面に荷重が作用するときに、第１フィルムが第２フィルムに向かって変位し、第２フィルムが第１フィルムに向かって変位する点で、第１接点及び第２接点が接触しやすい。したがって、着座センサは、乗員の着座を検知する精度を高めることができる。

上記着座センサにおいて、前記ホルダは、前記シートクッションの裏面に接合される状況において、前記感圧センサの前記第１面が前記シートクッションの裏面に接触するように、前記感圧センサを支持することが好ましい。

上記構成によれば、シートクッションの座面に荷重が作用することで、シートクッションの裏面が変位し始めるタイミングで感圧センサの第１面が変位し始める。つまり、着座センサは、シートクッションの座面に荷重が作用することを早期に検知できる。

上記着座センサにおいて、前記ホルダには、前記シートクッションの裏面に接合される接合面と、前記感圧センサを収容する凹部と、が設けられ、前記感圧センサは、前記感圧センサの前記第１面が前記ホルダの前記接合面と同一平面に存在するように、前記ホルダの前記凹部に収容されることが好ましい。

上記構成によれば、着座センサは、接合面を介してホルダをシートクッションの裏面に接合することで、感圧センサの第１面をシートクッションの裏面に接触させることができる。また、感圧センサの第１面がホルダの凹部から突出しない点で、ホルダをシートクッションの裏面に接合した場合に、感圧センサの第１面がシートクッションの裏面を押圧しない。つまり、着座センサは、弾性変形したクッションパッドからの反力により、感圧センサの第１面に常時荷重が作用することを抑制できる。

上記構成の着座センサは、乗員の着座の検知精度が低下することを抑制できる。

車両用シートの側面図。 シートクッション、着座センサ及びシート支持部の分解斜視図。 シートクッションの平面図。 着座センサの分解斜視図。 着座センサの５−５線矢視断面図。 座面に荷重が作用しないときのシートクッション及び着座センサの断面図。 座面に荷重が作用するときのシートクッション及び着座センサの断面図。 第１の変更例に係るシートクッション及び着座センサの断面図。 第２の変更例に係るシートクッション及び着座センサの断面図。 第３の変更例に係るシートクッション及び着座センサの断面図。

以下、座席の一例としての車両用のシートに設けられた着座センサの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１に示すように、シート１０は、座面２１を有するシートクッション２０と、シートクッション２０の後端部に対して回動可能なシートバック３０と、シートバック３０の先端部に配置されるヘッドレスト４０と、シートクッション２０を支持するシート支持部５０と、シートクッション２０に対する乗員の着座を検知する着座センサ６０と、を備える。また、車両には、着座センサ６０からの検出信号に基づいて、シート１０に対する乗員の着座状況を判定するシートＥＣＵ１００が設けられる。

シートクッション２０、シートバック３０及びヘッドレスト４０は、少なくとも乗員に接する部分が弾性変形可能なクッション材により形成される。つまり、乗員がシートクッション２０に腰を下ろしたり、乗員がシートバック３０にもたれ掛かったりすると、シートクッション２０及びシートバック３０が弾性変形する。

図２及び図３に示すように、シート支持部５０は、平面視において矩形枠状をなすフレーム５１と、フレーム５１の四隅からフロアＦＬに向かって延びる複数の脚部５２と、フレーム５１の前端及び後端を橋渡しするように配置される一対のクッションスプリング５３と、を備える。

シート支持部５０の構成部材は、剛性を確保するために、金属材料などで形成することが好ましい。クッションスプリング５３は、線材を複数回折り返すことで形成される、いわゆるＳばねである。一対のクッションスプリング５３は、シートクッション２０を鉛直下方から支持できるように、シート１０の幅方向に並ぶように配置される。

そして、シートクッション２０の座面２１に荷重が作用すると、シートクッション２０とともにクッションスプリング５３が鉛直下方に弾性変形する。一方、シートクッション２０の座面２１に荷重が作用しなくなると、シートクッション２０及びクッションスプリング５３の復元力により、シートクッション２０とともにクッションスプリング５３が元の位置に復帰する。

図４に示すように、着座センサ６０は、荷重を検知する感圧センサ７０と、感圧センサ７０を支持するホルダ８０と、感圧センサ７０及びホルダ８０の間に配置される弾性部材９０と、を有する。

感圧センサ７０は、複数の感圧部７０Ｄを有するメンブレンスイッチである。詳しくは、図５に示すように、感圧センサ７０は、導体からなる第１接点７１及び第２接点７２と、第１接点７１が形成される第１フィルム７３と、第２接点７２が形成される第２フィルム７４と、第１フィルム７３及び第２フィルム７４の間に配置されるスペーサ７５と、を有する。

第１接点７１及び第２接点７２は、感圧センサ７０に形成される不図示の電気回路の一部を構成する。第１接点７１及び第２接点７２は、感圧部７０Ｄの数に応じて形成される。

第１フィルム７３及び第２フィルム７４は、略同一形状をなし、対応する位置に第１接点７１及び第２接点７２が形成される。第１フィルム７３及び第２フィルム７４は、ＰＥＴフィルムなどの絶縁性フィルムである。第１フィルム７３及び第２フィルム７４に第１接点７１及び第２接点７２を形成する方法としては、例えば、導電性のインクを用いたスクリーン印刷が挙げられる。

スペーサ７５は、第１接点７１の中央部及び第２接点７２の中央部の間に隙間ＧＰができるように、第１フィルム７３及び第２フィルム７４の間に配置される。スペーサ７５は、第１フィルム７３及び第２フィルム７４と同様に、ＰＥＴなどの絶縁材料により形成される。

そして、感圧センサ７０は、第１接点７１及び第２接点７２の接触状態に応じた信号をシートＥＣＵ１００に出力する。また、以降の説明では、感圧センサ７０の厚さ方向における一方の面を「第１面Ｓ１」とも言い、他方の面を「第２面Ｓ２」とも言う。第１面Ｓ１は、第１フィルム７３において、第１接点７１が形成される面とは逆側の面であり、第２面Ｓ２は、第２フィルム７４において、第２接点７２が形成される面とは逆側の面である。

図４及び図５に示すように、ホルダ８０は、感圧センサ７０及び弾性部材９０を収容する収容部８１と、シートクッション２０の裏面２２（下面）に接合される接合部８２と、を有する。ホルダ８０は、樹脂材料などの硬質な材料により形成される。ホルダ８０は、シートクッション２０よりも弾性率が高いことが好ましい。

図４及び図５に示すように、収容部８１は、底壁８３及び底壁８３の端部から延びる周壁８４を有する。収容部８１には、底壁８３及び周壁８４に囲まれる凹部８５が形成される。凹部８５は、平面視において、感圧センサ７０よりも一回り大きな形状を有する。一方、接合部８２は、平板状をなし、収容部８１の周壁８４の先端から周壁８４と交差する方向に延びる。接合部８２は、シートクッション２０の裏面２２に沿うように延びる接合面８６を有する。

図４に示すように、弾性部材９０は、平面視において略長円形の板状をなしている。弾性部材９０は、例えば、軟質のポリウレタンフォームなどを整形することで形成される。弾性部材９０は、ホルダ８０よりも弾性率が低いことが好ましい。

そして、図４及び図５に示すように、着座センサ６０は、ホルダ８０の凹部８５に感圧センサ７０及び弾性部材９０を収容することにより構成される。このとき、弾性部材９０は、ホルダ８０の凹部８５の底面に接合され、感圧センサ７０の第２面Ｓ２は、弾性部材９０に接合される。つまり、ホルダ８０は、弾性部材９０を介して、感圧センサ７０の第２面Ｓ２を支持する。

感圧センサ７０、ホルダ８０及び弾性部材９０の接合には、接着剤及び粘着剤などを用いればよい。感圧センサ７０及び弾性部材９０を合わせた厚さは、ホルダ８０の凹部８５の深さと等しいため、ホルダ８０の凹部８５に感圧センサ７０及び弾性部材９０を収容した状態において、感圧センサ７０の第１面Ｓ１及びホルダ８０の接合面８６は同一平面に存在する。

また、図６に示すように、着座センサ６０は、シートクッション２０の裏面２２に取り付けられる。詳しくは、接着剤又は粘着剤により、着座センサ６０のホルダ８０の接合面８６がシートクッション２０の裏面２２に接合される。着座センサ６０のホルダ８０をシートクッション２０に接合した状態では、感圧センサ７０の第１面Ｓ１がシートクッション２０の裏面２２に接する。また、図３に示す平面視において、着座センサ６０は、一対のクッションスプリング５３の間に位置するように、シートクッション２０の中央部に配置される。言い換えれば、着座センサ６０は、クッションスプリング５３に接しないように、シートクッション２０に取り付けられる。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）乗員がシート１０に着座する場合には、乗員の自重によりシートクッション２０の座面２１に荷重が鉛直下方に作用する。このとき、シートクッション２０の裏面２２は、幅方向における中央部が最も鉛直下方に変位するように湾曲する。すると、図７に示すように、シートクッション２０の裏面２２がホルダ８０の凹部８５の内部に入り込み、シートクッション２０の裏面２２が感圧センサ７０を押圧する。すると、感圧センサ７０の第１フィルム７３の中央部が鉛直下方に変位し、第１接点７１が第２接点７２に接触する。そして、感圧センサ７０は、第１接点７１及び第２接点７２が接触することによる信号をシートＥＣＵ１００に出力する。

ここで、本実施形態の着座センサ６０において、ホルダ８０は、シートクッション２０の裏面２２に接合される。このため、クッションスプリング５３などの支持部材にホルダ８０を組み付ける場合よりも、シートクッション２０に対してホルダ８０が定位置に配置されやすい。つまり、クッションスプリング５３の組付精度に関係なく、シートクッション２０に対して感圧センサ７０が定位置に配置されやすい。したがって、着座センサ６０は、シート１０に乗員が着座したにも関わらず、シートＥＣＵ１００が乗員の着座を判定できなかったり、シート１０から乗員が席を立ったにも関わらず、シートＥＣＵ１００が乗員の離席を判定できなかったりする事態を招くことを抑制できる。こうして、着座センサ６０は、乗員の着座を検知する精度の低下を抑制できる。

（２）例えば、感圧センサ７０及びホルダ８０の間に弾性部材９０を配置しない比較例の着座センサがある場合、感圧センサ７０の第２フィルム７４の第２面Ｓ２にホルダ８０が接触することとなる。この場合には、シートクッション２０の座面２１に荷重が作用しても、ホルダ８０が変形しない限り感圧センサ７０の第２フィルム７４が変位しない。

これに対し、本実施形態の着座センサ６０は、ホルダ８０及び感圧センサ７０の間に弾性部材９０を配置する。このため、図７に示すように、シートクッション２０の座面２１に荷重が作用すると、弾性部材９０が圧縮変形する。一方、感圧センサ７０の第２フィルム７４において、スペーサ７５と対向する部分は第１フィルム７３に向かって変位可能な空間が存在しない一方で、第１フィルム７３と対向する部分は第１フィルム７３に向かって変位可能な空間（隙間ＧＰ）が存在する。したがって、シートクッション２０の座面２１に荷重が作用するときに、感圧センサ７０の第２フィルム７４は、圧縮変形する弾性部材９０からの反力が作用することで、第１フィルム７３と対向する部分が第１フィルム７３に向かって変位する。

こうして、着座センサ６０は、シートクッション２０の座面２１に荷重が作用するときに、第１フィルム７３が第２フィルム７４に向かって変位し、第２フィルム７４が第１フィルム７３に向かって変位する点で、第１接点７１及び第２接点７２が接触しやすい。したがって、着座センサ６０は、乗員の着座を検知する精度を高めることができる。

（３）図６に示すように、ホルダ８０がシートクッション２０の裏面２２に接合される状況において、感圧センサ７０の第１面Ｓ１がシートクッション２０の裏面２２に接触する。このため、シートクッション２０の座面２１に荷重が作用することで、シートクッション２０の裏面２２が変位し始めるタイミングで感圧センサ７０の第１面Ｓ１が変位し始める。つまり、着座センサ６０は、シートクッション２０の座面２１に荷重が作用することを早期に検知できる。

（４）図５に示すように、着座センサ６０は、ホルダ８０の凹部８５に感圧センサ７０及び弾性部材９０を収容した状態で、感圧センサ７０の第１面Ｓ１がホルダ８０の接合面８６と同一平面に存在する。このため、図６に示すように、着座センサ６０は、接合面８６を介してホルダ８０をシートクッション２０の裏面２２に接合することで、感圧センサ７０の第１面Ｓ１をシートクッション２０の裏面２２に接触させることができる。また、感圧センサ７０の第１面Ｓ１がホルダ８０の凹部８５から突出しない点で、ホルダ８０をシートクッション２０の裏面２２に接合したとき、感圧センサ７０の第１面Ｓ１がシートクッション２０の裏面２２を押圧しない。つまり、着座センサ６０は、弾性変形したシートクッション２０からの反力により、感圧センサ７０の第１面Ｓ１に常時荷重が作用することを抑制できる。

（５）また、着座センサ６０の鉛直下方にクッションスプリング５３が存在しないため、シートクッション２０の座面２１に荷重が加わることで、感圧センサ７０の第１接点７１及び第２接点７２が相互に接近する最中に、着座センサ６０がクッションスプリング５３に接触する事態を回避できる。つまり、着座センサ６０は、着座を検知する設定荷重よりも小さな荷重がシートクッション２０の座面に作用する状況下において、乗員の着座を検知するおそれを低減できる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・図８に示すように、着座センサ６０は、シートクッション２０に形成した収容凹部２３に収めてもよい。この構成によれば、シートクッション２０の鉛直下方にクッションスプリング５３が密に配置される場合であっても、着座センサ６０をクッションスプリング５３に接触しないようにシートクッション２０に取り付けることができる。

・図９に示すように、着座センサ６０のホルダ８０の接合部８２は、シートクッション２０の裏面２２に埋め込んだ固定部２４に接合してもよい。固定部２４は、二色成形などの成形法を用いて、シートクッション２０と一体に形成してもよいし、シートクッション２０の成形後にシートクッション２０に埋め込んでもよい。ホルダ８０の接合部８２の固定部２４に対する接合態様は、接着、粘着及び溶着による接合としてもよいし、ねじ、ボルト、もしくは固定ピンを用いた締結による接合としてもよいし、スナップフィットなどの接合部８２及び固定部２４の弾性変形を利用した接合としてもよい。

・図１０に示すように、シートクッション２０に形成した収容凹部２５の深さが、感圧センサ７０及び弾性部材９０の厚さと等しい場合には、ホルダ８０は、板状をなすホルダ８０Ａとしてもよい。この場合、ホルダ８０Ａは、中央部が弾性部材９０を介して感圧センサ７０を支持する部分となり、当該支持する部分の周縁部がシートクッション２０の裏面２２に接合される接合部８２となる。この着座センサ６０Ａは、ホルダ８０Ａの形状を単純化できる。

・着座センサ６０において、感圧センサ７０及び弾性部材９０の厚さ方向における長さは、ホルダ８０の凹部８５の深さよりも短くてもよい。すなわち、ホルダ８０の接合面８６は、感圧センサ７０の第１面Ｓ１よりも突出していてもよい。

・着座センサ６０において、感圧センサ７０及び弾性部材９０の厚さ方向における長さは、ホルダ８０の凹部８５の深さよりも長くてもよい。すなわち、感圧センサ７０の第１面Ｓ１は、ホルダ８０の接合面８６よりも突出していてもよい。

・着座センサ６０は、シートクッション２０及びクッションスプリング５３の間に配置してもよい。この場合には、図８に示す第１の変更例のように、シートクッション２０の座面２１に荷重が作用しても、着座センサ６０がクッションスプリング５３に接触しないように構成することが好ましい。もしくは、着座センサ６０の第１接点７１及び第２接点７２が接触した後に、着座センサ６０がクッションスプリング５３に接触するように構成することが好ましい。

・シートクッション２０を支持する支持部材としては、クッションスプリング５３の他、シートパン及びシートフレームなどが挙げられる。この場合、シートクッション２０の座面２１に荷重が作用するときにホルダ８０がこれらの支持部材に接触することを抑制するために、これらの支持部材に貫通孔又は凹部を設けることが好ましい。

・感圧センサ７０は、メンブレンスイッチを除く他の感圧センサであってもよい。例えば、感圧センサ７０は、接触圧によって抵抗値が変化するセンサであってもよい。
・着座センサ６０は、シートバック３０の背面（裏面）に取り付けてもよい。この場合、シートバック３０が、着座センサ６０が取り付けられる「シートクッション」の一例に相当することとなる。

・着座センサ６０は、車両用のシートでない座席に取り付けてもよい。

１０…シート（座席）、２０…シートクッション、２１…座面、２２…裏面、２３…収容凹部、２４…固定部、２５…収容凹部、３０…シートバック、４０…ヘッドレスト、５０…シート支持部、５１…フレーム、５２…脚部、５３…クッションスプリング、６０，６０Ａ…着座センサ、７０…感圧センサ、７０Ｄ…感圧部、７１…第１接点、７２…第２接点、７３…第１フィルム、７４…第２フィルム、７５…スペーサ、８０，８０Ａ…ホルダ、８１…収容部、８２…接合部、８３…底壁、８４…周壁、８５…凹部、８６…接合面、９０…弾性部材、１００…シートＥＣＵ、ＦＬ…フロア、ＧＰ…隙間、Ｓ１…第１面、Ｓ２…第２面。

Claims (4)

1. 座席のシートクッションの裏面に取り付けられる着座センサであって、
   シート状をなし、厚さ方向に作用する荷重を検知する感圧センサと、
   前記感圧センサの前記厚さ方向における第１面が前記シートクッションの裏面を向く状態で、前記感圧センサの前記厚さ方向における第２面を支持するホルダと、を備え、
   前記ホルダは、前記シートクッションの裏面に接合される
   着座センサ。
2. 前記感圧センサ及び前記ホルダの間に配置される弾性部材を備え、
   前記感圧センサは、前記第１面を有する第１フィルムと、前記第２面を有する第２フィルムと、前記第１フィルムの前記第１面とは逆側の面に設けられる第１接点と、前記第２フィルムの前記第２面とは逆側の面に設けられる第２接点と、前記厚さ方向において、前記第１接点及び前記第２接点の間に隙間が形成されるように、前記第１フィルム及び前記第２フィルムの間に配置されるスペーサと、を有し、前記第１接点及び前記第２接点の接触状態に応じた信号を出力する
   請求項１に記載の着座センサ。
3. 前記ホルダは、前記シートクッションの裏面に接合される状況において、前記感圧センサの前記第１面が前記シートクッションの裏面に接触するように、前記感圧センサを支持する
   請求項１又は請求項２に記載の着座センサ。
4. 前記ホルダには、前記シートクッションの裏面に接合される接合面と、前記感圧センサを収容する凹部と、が設けられ、
   前記感圧センサは、前記感圧センサの前記第１面が前記ホルダの前記接合面と同一平面に存在するように、前記ホルダの前記凹部に収容される
   請求項３に記載の着座センサ。