JP5984019B2 - 乗員着座検知用荷重検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のシート座部に設置して乗員の着座状態を検知する荷重検出装置に関する。

従来、自動車に装備されたシートベルトやエアバッグ等の各種安全装置の性能を向上させるため、車両シートに乗員が着座している状態を検知してこれらの安全装置をコントロールする技術がある。そして、このような乗員の着座状態を検知するのに適する荷重検出装置として、可撓性を有するフィルム状のメンブレンスイッチがある。車両シートの座部や背もたれ部は、一般にウレタン等で構成されたパッド部材に、布やビニールレザー、皮革等の表皮部材を被せて構成している。具体的には、パッド部材の表面に備えた凹溝に表皮部材を引き込み、引き込んだ表皮部材をパッド部材の内部で凹溝の近傍に配置された係留部材（ワイヤー又は樹脂棒）に固定具（固定環）によって固定し、パッド部材の表面の形状に表皮部材が沿うように構成している。

このように構成した車両シートでは、凹溝が車両シート座部のパッド部材の着座部に位置していることが多いので、荷重検出装置（メンブレンスイッチ）の各検知部の間に設けられ検知部の信号を伝達する導通部が、凹溝を横切る状態となる。導通部が凹溝を横切った状態で車両シートに固定され取付けられると車両シートに荷重が加わった際に、凹溝の変形に伴い導通部が変形され断線する虞がある。そこで、断線を防止するため導通部はゆとりをもって凹溝部に配設され、導通部のたるんだ部分は凹溝内に収納されるように構成される。しかしながら、車両シートに乗員が着座したとき凹溝は深さ方向に圧縮されてその溝深さが浅くなる。そのため、導通部のたるんだ部分が凹溝底部や縁部で極度に屈曲したり、たるんだ部分同士が強く当接したりする状態になる。そのような状態が反復されると、荷重検出装置の導通部は断線する虞がある。

このような導通部の断線を防止する技術として開示されたものは、例えば特許文献１がある。特許文献１の技術は、荷重検出装置を、一部に陥没形成された凹溝を有するパッド部材の着座側表面と着座側表面を覆うようにパッド部材に装着される表皮部材との間で、導通部の少なくとも一部を曲成形成した曲成部を凹溝内に挿入して凹溝を横切るよう配置し、凹溝の対向する溝内側面に曲成部の裏面が摺接する摺接部を設けるとともに、パッド部材における曲成部の挿入箇所に凹溝からパッド部材の裏面に貫通する貫通孔を穿設し、着座荷重によるパッド部材の上方向からの圧縮変形時に曲成部と摺接部との摺動により曲成部を貫通孔内において上下方向に移動自在としたものである。

特開２０１１−２３０５８８号公報

しかしながら、特許文献１においては、次のような問題がある。すなわち、前記した貫通孔は、その下方に設けた通風ファンの風を着座した乗員の臀部に送風させることになるため、この貫通孔とは別の通風路を通じて乗員の脚部へ送風すべき風の風量を減少させてしまう。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、シートパッド部材に荷重検出装置のたるみを除去する貫通孔を設けることなく荷重検出装置のたるみによる極度な屈曲を防止し得る荷重検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、乗員が着座するシート座部（１）のパッド部材（２）と表皮部材（５，５０）との間に、前記パッド部材（２）の上面に刻設した凹溝（３）を横切るように設けた乗員着座検知用荷重検出装置（４）において、荷重を検知する検知部（７）と他の検知部（７）とを電気接続し又は検知部（７）とコネクタ（１２）とを電気接続し前記凹溝（３）内に収納されるリボン状の導通部（９）は、その両側部が切り欠かれない形状の底部（１０）と、その両側部を交互に切り欠いて前記底部（１０）とともに一又は複数のＳ字状を呈するように形成された側壁部（１１，１１０）と、を備え、前記側壁部（１１，１１０）を形成する切り欠きは、長手方向が前記導通部（９）の長手方向に一致するように長方形に形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、導通部（９）は、その両側部が切り欠かれない形状の底部（１０）と、その両側部を交互に切り欠いて前記底部（１０）とともに一又は複数のＳ字状を呈するように形成された側壁部（１１，１１０）とを備える。そのため、乗員着座時に凹溝（３）の深さが浅くなって導通部（９）にたるみが生じ、導通部（９）同士が当接するように屈曲するときであっても、側壁部（１１，１１０）は導通部（９）の両側部が交互に切り欠かれてＳ字状を呈する長手方向の部分であるから、側壁部（１１，１１０）同士は当接することがない。また、Ｓ字状の形状は、導通部（９）の長手方向に伸縮性をもたらす。よって、導通部（９）のたるみは効果的に回避又は吸収され、導通部（９）の損傷を防止することができるという優れた効果を奏する。

本発明を実施するシート座部で表皮部材を取り除いた状態の平面図である。 図１に示すシート座部のII−II線断面による側面図である。 本発明の荷重検出装置の平面図である。 図３に示す荷重検出装置の検知部を示すIＶ−IＶ線の断面図である。 図３に示す荷重検出装置の導通部を示すＶ−Ｖ線の断面図である。 図３の荷重検出装置を図１に示すようにシート座部の凹溝に装着したときの状態を示す斜視図である。 図３の荷重検出装置を図１に示すようにシート座部の凹溝に装着し乗員が着座したときの状態を示す斜視図である。 図３に示す荷重検出装置の導通部における他の例を示す部分拡大図である。 図８に示す導通部の長手方向が縮まった状態を示す部分拡大図である。

以下、本発明を具体化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分又は同一の機能を有する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。また、図面（特に断面図）においては、上下左右の縮尺を変更して表示する。

図１及び図２に示すように、車両のシート座部１は、ウレタン等でシートの基体として構成されクッション性を有するパッド部材２と、布やビニールレザー、皮革等からなりパッド部材２の上面及び側面を包み込む表皮部材５と、パッド部材２と表皮部材５との間に介在される荷重検出装置４とを備える。

パッド部材２の上面（図２における上方）には、表皮部材５を引き込んでパッド部材２の表面形状に倣うようにするため、複数の凹溝３が刻設されている。なお、パッド部材２の下面には、パッド部材２の下方に設置した必須のものではない冷却ファン６の冷却風をシート座部１の前部（図１，２における左方）に導くための図示しない通路が設けられている。

荷重検出装置４は、図３乃至図５に示すように、第一フィルム部材１４，１９と第二フィルム部材１５，２０とを貼り合わせてなるメンブレンスイッチ状の検知部７及び導通部８，９並びにコネクタ１２により構成される。

第一フィルム部材１４は、扁平なフィルム形状であって、可撓性を有する樹脂（例えばＰＥＮ等）を主として形成されている。第一フィルム部材１４の一面側には、導電材料である銀（Ａｇ）が印刷された銀層Ｓ１と、さらに銀層Ｓ１の一面側にカーボン（Ｃ）が印刷されたカーボン層Ｓ２が銀層Ｓ１を覆うように形成されている。第一フィルム部材１４の他面側は、銀層Ｓ１およびカーボン層Ｓ２を覆う被覆層Ｆ１を構成している。つまり、第一フィルム部材１４は、第一導電層（銀層Ｓ１およびカーボン層Ｓ２）と、被覆層Ｆ１と、を有している。

第二フィルム部材１５は、第一フィルム部材１４と同様に、扁平なフィルム形状であって、可撓性を有する樹脂（例えばＰＥＮ等）を主として形成されている。第二フィルム部材１５の一面側には、導電材料である銀が印刷された銀層Ｓ５と、さらに銀層Ｓ５の一面側にカーボンが印刷されたカーボン層Ｓ４が銀層Ｓ５を覆うように形成されている。第二フィルム部材１５の他面側は、銀層Ｓ５およびカーボン層Ｓ４を覆う被覆層Ｆ２を構成している。つまり、第二フィルム部材１５は、第二導電層（銀層Ｓ５およびカーボン層Ｓ４）と、被覆層Ｆ２と、を有している。

スペーサ部材１６は、扁平形状であって、可撓性を有する絶縁性の樹脂（例えばＰＥＴ等）で形成されている。スペーサ部材１６は、第一フィルム部材１４の一面側（カーボン層Ｓ２）と、第二フィルム部材１５の一面側（カーボン層Ｓ４）の間に配置されている。スペーサ部材１６は、平面視においてドーナツ形状である。すなわち、スペーサ部材１６は、平面視の略中央に貫通部１７を有している。貫通部１７は、スペーサ１６の略中央を上下に貫通させて形成されている。貫通部１７により第一導電層と第二導電層の間に空間層Ｓ３が形成されている。

接着部材１８は、粘着材であって、第一フィルム部材１４の一面側（カーボン層Ｓ２）とスペーサ部材１６の一面側、および、第二フィルム部材１５の一面側（カーボン層Ｓ４）とスペーサ部材１６の他面側を接着している。本実施形態では、接着部材１８として、アクリル系粘着材を用いている。

導通部８，９は、センサ本体４１のうち検知部７以外の平行リボン状の部位である。具体的に、導通部８，９は、検知部７と隣の検知部７、または、検知部７とコネクタ１２とを電気的に接続する配線部分である。なお、導通部９が本発明の底部１０と側壁部１１とを有するように図示したが、導通部８が底部１０と側壁部１１とを有するように構成してもよい。導通部８，９は、図５に示すように、第一フィルム部材１９と、第二フィルム部材２０と、スペーサ部材２１と、接着部材２２とを備えている。

第一フィルム部材１９は、扁平なフィルム形状であって、可撓性を有する樹脂（例えばＰＥＮ等）を主として形成されている。第一フィルム部材１９は、検知部７の第一フィルム部材１４と一体に形成されている。つまり、第一フィルム部材１４，１９は、１つのフィルム部材である。

第一フィルム部材１９の一面側には、導電材料である銀が印刷された銀層Ｓ１と、銀層Ｓ１を覆うカーボン層Ｓ２が形成されている。第一フィルム部材１９の他面側は、銀層Ｓ１およびカーボン層Ｓ２を覆う被覆層Ｆ１を構成している。つまり、第一フィルム部材１９は、検知部７と同様に、第一導電層（銀層Ｓ１およびカーボン層Ｓ２）と、被覆層Ｆ１と、を有している。

第二フィルム部材２０は、扁平なフィルム形状であって、可撓性を有する樹脂（例えばＰＥＮ等）を主として形成されている。第二フィルム部材２０は、検知部７の第二フィルム部材１５と一体に形成されている。つまり、第二フィルム部材１５，２０は、１つのフィルム部材である。

第二フィルム部材２０の一面側には、導電材料である銀が印刷された銀層Ｓ５と、銀層Ｓ５を覆うカーボン層Ｓ４が形成されている。第二フィルム部材２０の他面側は、銀層Ｓ５およびカーボン層Ｓ４を覆う被覆層Ｆ２を構成している。つまり、第二フィルム部材２０は、検知部７と同様に、第二導電層（銀層Ｓ５およびカーボン層Ｓ４）と、被覆層Ｆ２と、を有している。

スペーサ部材２１は、フィルム部材１９，２０と同様の扁平形状であって、可撓性を有する絶縁性の樹脂（例えばＰＥＴ等）で形成されている。スペーサ部材２１は、第一フィルム部材１９の一面側（カーボン層Ｓ２）と、第二フィルム部材２０の一面側（カーボン層Ｓ４）の間に配置されている。スペーサ部材２１には、貫通部１７は形成されていない。つまり、導通部８，９には空間層Ｓ３は存在しない。スペーサ部材２１は、スペーサ部材１６と一体で形成されている。つまり、スペーサ部材１６，２１は、一部品からなっている。

接着部材２２は、第一フィルム部材１９の一面側とスペーサ部材２１の一面側、および、第二フィルム部材２０の一面側とスペーサ部材２１の他面側を接着している。本実施形態では、接着部材２２として、接着部材１８と同様に、アクリル系粘着材を用いている。

コネクタ１２は、センサ本体４１の一端部に接続され、センサ本体４１とＥＣＵやシートベルトバックルスイッチなどの外部装置１３との電気的な接続を行うものである。センサ本体４１は、一端にコネクタ１２が固定され、他端に検知部７が配置されている。センサ本体４１は、一端から他端（他端から一端）に向かう方向が長手方向となっている。

検知部７は、車両用シート座部１に乗員が着座すると、図４において、第一フィルム部材１４が下方に第二フィルム部材１５が上方にそれぞれ押圧され、空間層Ｓ３において第一導電層Ｓ１、Ｓ２と第二導電層Ｓ４、Ｓ５が接触する。これにより、第一導電層Ｓ１、Ｓ２と第二導電層Ｓ４、Ｓ５が導通（電気的に接続）し、コネクタ１２を介して導通（オン）情報が外部装置１３に送信される。このようにして、荷重検出装置４は、乗員の着座を検知することができる。

なお、センサ本体４１の検知部７は、直線的に配設される例を示したが、導通部８，９を分岐させて枝状に配設してもよい。また、検知部７の個数と相互の間隔は、シート座部１の形状や体格に応じて任意に設定されるものである。

荷重検出装置４は、凹溝３を横切るように設置される。その際、荷重検出装置４の任意の検知部７同士又は検知部７とコネクタ１２との間に設けられた導通部９は、図６に示すような状態で凹溝３内に収納される。

導通部９は、図３に示すように、導通部９の長手方向中央部に位置し導通部９の幅と同一の幅寸法を有する（換言すれば両側部が切り欠かれていない）底部１０と、底部１０の導通部９長手方向一方側で導通部９側部の一方を矩形に切り欠いた残余部である側壁部１１と、底部１０の導通部９長手方向他方側で導通部９側部の他方を矩形に切り欠いた残余部である側壁部１１とを備える。すなわち、側壁部１１、底部１０及び側壁部１１によりＳ字状を呈するのである。また、各側壁部１１の導通部９長手方向両外方に同数のＳ字状が連続して形成されるように、他の側壁部１１を追加して設けてもよい。

導通部９が凹溝３内に収納されたとき、底部１０は凹溝３の底面に近接又は当接し、側壁部１１は凹溝３の側壁面に近接又は当接する。したがって、底部１０の長手方向の寸法は凹溝３の底面の幅寸法に近いものであり、側壁部１１の長手方向の寸法（側壁部１１が導通部９の各側部に複数あるときはそれらの合計寸法）は凹溝３の深さ寸法に近いものであることが好ましい。

図７に示すように、凹溝３内に収納された導通部９は、乗員の着座により凹溝３の深さが浅くなって底部１０が押圧されることにより、側壁部１１が屈曲する。このとき、底部１０の長手方向両側に位置する各側壁部１１は、導通部９の両側に互いに分かれて配置されているので、面同士が当接することはない。この当接や側壁部１１の内側部同士の接触を確実に回避するため、側壁部１１の幅方向の寸法は、底部１０に隣接する各側壁部１１同士の幅寸法の合計が底部１０の幅寸法より小さいことが好ましい。また、底部１０に隣接する側壁部１１の内側部同士は互いに平行で適宜な長さを有することが好ましい。そのため、側壁部１１を形成する切り欠きは長方形となる。

次に、導通部９の他の実施形態を図８及び図９に基づいて説明する。導通部２３は、導通部９に代わるものであり、上述のＳ字状を複数形成させるように、導通部２３の長手方向両側に側壁部１１０を交互に複数設けたものである。

導通部２３が凹溝３内に収納されたとき、底部１０は凹溝３の底面に近接又は当接し、側壁部１１０は凹溝３の側壁面に近接又は当接するように、底部１０及び側壁部１１０の位置は設定されている。また、導通部２３の側壁部１１０は、図９に示すように、大きな変形なく縮み易いように角部が丸く形成され複数設けられているので、Ｓ字状の形状に基づく伸縮性をより向上させる。

以上詳述したことから明らかなように、本実施形態の乗員着座検知用荷重検出装置によれば、導通部９は、その両側部が切り欠かれない形状の底部１０と、その両側部を交互に切り欠いて底部１０とともに一又は複数のＳ字状を呈するように形成された側壁部１１，１１０とを備える。

そのため、乗員着座時に凹溝３の深さが浅くなって導通部９にたるみが生じ、導通部９同士が当接するように屈曲するときであっても、側壁部１１，１１０は導通部９の両側部が交互に切り欠かれてＳ字状を呈する長手方向の部分であるから、側壁部１１，１１０同士は当接することがない。また、Ｓ字状の形状は、導通部９の長手方向に伸縮性をもたらす。よって、導通部９のたるみは効果的に回避又は吸収され、導通部９の損傷を防止することができるという優れた効果を奏する。

また、底部１０に隣接する各側壁部１１の内側部同士は互いに平行であって、各側壁部１１の幅寸法の合計は、導通部９の幅寸法より小さいので、側壁部１１同士の表面や側面での強い接触が回避でき、導通部９の損傷を効果的に防止することができる。

また、側壁部１１０は丸い角部を有し複数設けられるので、導通部９を極度に変形させることなくたるみを効果的に吸収させることができる。

なお、本発明は、当業者の知識に基づいて様々な変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものを含む。また、前記変更等を加えた実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りいずれも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。

例えば、上記実施形態においては、メンブレンスイッチ状のＯＮ／ＯＦＦ式の検知部を配置したが、例えば感圧インク、圧電素子（ピエゾ素子）、ひずみゲージ（ストレインゲージ）などを用いた荷重検知式や静電容量の変化に基づいて乗員の着座や体格等を検知する静電容量式などのセンサを適用することもできる。また、上記実施形態においては、合計四つの検知部を配置したが、検知部の配置数は特に限定しない。また、凹溝の配置場所、配置数も特に限定しない。

１ シート座部
２ パッド部材
３ 凹溝
４ 荷重検出装置
５ 表皮部材
７ 検知部
８，９ 導通部
１０ 底部
１１，１１０ 側壁部

Claims (2)

1. 乗員が着座するシート座部（１）のパッド部材（２）と表皮部材（５，５０）との間に、前記パッド部材（２）の上面に刻設した凹溝（３）を横切るように設けた乗員着座検知用荷重検出装置（４）において、
   荷重を検知する検知部（７）と他の検知部（７）とを電気接続し又は検知部（７）とコネクタ（１２）とを電気接続し前記凹溝（３）内に収納されるリボン状の導通部（９）は、
   その両側部が切り欠かれない形状の底部（１０）と、
   その両側部を交互に切り欠いて前記底部（１０）とともに一又は複数のＳ字状を呈するように形成された側壁部（１１，１１０）と、
   を備え、
   前記側壁部（１１，１１０）を形成する切り欠きは、長手方向が前記導通部（９）の長手方向に一致するように長方形に形成されていることを特徴とする乗員着座検知用荷重検出装置。
2. 前記底部（１０）に隣接する前記各側壁部（１１）の内側部同士は互いに平行であって、前記各側壁部（１１）の幅寸法の合計は、前記導通部（９）の幅寸法より小さいことを特徴とする請求項１に記載の乗員着座検知用荷重検出装置。

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