JP6148092B2 - Membrane switch, sensor unit and seat device - Google Patents
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Description
この発明は、車両に配置されて乗員の位置を検知するメンブレンスイッチ、センサユニット及びシート装置に関する。 The present invention relates to a membrane switch, a sensor unit, and a seat device that are arranged in a vehicle and detect the position of an occupant.
自動車の座席に、乗員が着座しているか否を検知するための着座センサを設けることがある。このようなセンサは、例えば乗員の着座状態によってエアバッグを制御したり、シートベルトを着用していない様な場合に、警告を発する等の動作のために用いることが可能である。このような着座センサでは、乗員が着座するシートの座面に着座センサのメンブレンスイッチを配置し、座席の下まで配線を延ばすため、シートに配線を通す孔部を設けることがある(特許文献1)。 There is a case where a seating sensor for detecting whether or not an occupant is seated in a seat of an automobile. Such a sensor can be used for operations such as, for example, controlling an airbag according to a seated state of an occupant or issuing a warning when a seat belt is not worn. In such a seating sensor, a seating sensor membrane switch is disposed on a seating surface of a seat on which an occupant sits, and in order to extend the wiring under the seat, a hole through which the wiring is passed may be provided in the seat (Patent Document 1). ).
上述した従来の着座センサの場合、シートに配線を通す孔部を設ける必要があるため、場合によってはシートの設計自由度を下げたり、座り心地を損なう場合があった。更に、製造工程においては、配線をシートの孔部に通す作業が必要となり、作業性を悪くする事があった。 In the case of the above-described conventional seating sensor, since it is necessary to provide a hole through which wiring is passed through the seat, the design freedom of the seat may be lowered or the seating comfort may be impaired in some cases. Further, in the manufacturing process, it is necessary to pass the wiring through the hole of the sheet, which may deteriorate the workability.
また、車両の後部座席は、シートアレンジすることで荷室としてスペースを広げることがある。この時、シートの背もたれだけでなく、座面ごとシートを移動させる場合がある。従来、センサを後部座席に設置した場合、センサの配線がこのようなシートアレンジの妨げになる可能性がある。以上の様に、センサの配線が不都合となる場合がある。 In addition, the rear seat of the vehicle may expand the space as a luggage compartment by arranging the seats. At this time, not only the backrest of the seat but also the seat may be moved together with the seating surface. Conventionally, when the sensor is installed in the rear seat, the wiring of the sensor may hinder such seat arrangement. As described above, the sensor wiring may be inconvenient.
本発明は、以上の様な課題に鑑みなされたものであり、配線を省略可能なメンブレンスイッチ、センサユニット及びシート装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a membrane switch, a sensor unit, and a seat device that can omit wiring.
本発明に係るメンブレンスイッチは、乗員が着座する車載用のシートに設置されるメンブレンスイッチであって、乗員の着座を検知するセンサと、センサによって検知した検知信号を無線通信によって送信し、無線給電によってセンサに電力を供給する通信装置と、を備えたことを特徴とする。即ち、本発明に係るメンブレンスイッチは、RFID等の通信手段をメンブレンスイッチに搭載することにより、配線を省略することが可能である。 The membrane switch according to the present invention is a membrane switch installed on an in-vehicle seat on which an occupant is seated, and transmits a sensor for detecting the occupant's seating and a detection signal detected by the sensor by wireless communication, and wireless power feeding. And a communication device for supplying electric power to the sensor. That is, the membrane switch according to the present invention can omit wiring by mounting communication means such as RFID on the membrane switch.
また、本発明の一実施形態に係るメンブレンスイッチは、第1フィルムと、第1フィルムに対向する第2フィルムと、第1のフィルムと第2フィルムの間に介在するスペーサを有する。当該実施形態においては、上記センサは、スペーサに形成された第1開口を介して対向する第1フィルム及び第2フィルムにそれぞれ設けられたスイッチ電極からなる少なくとも1つのスイッチ部を有する。また、上記通信装置は、電子部品を有し、電子部品は、スペーサに形成された第2開口内に設けられる。 The membrane switch according to an embodiment of the present invention includes a first film, a second film facing the first film, and a spacer interposed between the first film and the second film. In the present embodiment, the sensor has at least one switch unit composed of switch electrodes respectively provided on the first film and the second film that are opposed to each other through the first opening formed in the spacer. The communication device includes an electronic component, and the electronic component is provided in a second opening formed in the spacer.
本実施形態においては、これら電子部品は、スペーサに形成された第2開口内に設けられている。従って、メンブレンスイッチの表面を平坦にする事が可能であり、座り心地や強度の点で優れている。また、第2開口内の空間に更に絶縁体等を充填することも可能であり、当該電子部品が搭載された部分の機械的強度等を確保し得るものと考えられる。更に、電子部品を第2開口内の空間に密閉することにより、水分等の異物の侵入を防止し、耐久性を向上させることも可能である。 In the present embodiment, these electronic components are provided in a second opening formed in the spacer. Therefore, the surface of the membrane switch can be flattened, which is excellent in terms of sitting comfort and strength. Further, it is possible to further fill the space in the second opening with an insulator or the like, and it is considered that the mechanical strength and the like of the portion where the electronic component is mounted can be secured. Furthermore, by sealing the electronic component in the space in the second opening, it is possible to prevent intrusion of foreign substances such as moisture and improve durability.
また、上記実施形態においては、上記通信装置が上記第1のフィルムに設けられたアンテナコイルを有し、このアンテナコイルは、第1フィルムとスペーサ、又は、第1フィルムと第2フィルムによって挟まれていても良い。この場合には、アンテナコイルが露出しないことにより、水分等の異物の侵入を防止できるので、耐久性に加え、アンテナ特性も向上する。 Moreover, in the said embodiment, the said communication apparatus has an antenna coil provided in the said 1st film, and this antenna coil is pinched | interposed by a 1st film and a spacer, or a 1st film and a 2nd film. May be. In this case, since the antenna coil is not exposed, foreign matter such as moisture can be prevented from entering, so that the antenna characteristics are improved in addition to the durability.
本発明に係るセンサユニットは、上記メンブレンスイッチと、このメンブレンスイッチから検知信号を無線通信によって受信し、無線給電によってメンブレンスイッチに電力を供給する給電送受信部とを備えたことを特徴とする。 A sensor unit according to the present invention includes the membrane switch and a power transmission / reception unit that receives a detection signal from the membrane switch by wireless communication and supplies power to the membrane switch by wireless power feeding.
本発明に係るシート装置は、このセンサユニットと、このセンサユニットを搭載した、乗員が着座する車載用のシートとを備えたことを特徴とする。 The seat device according to the present invention includes the sensor unit and a vehicle-mounted seat on which an occupant is seated and on which the sensor unit is mounted.
本発明によれば、配線を省略可能なメンブレンスイッチ、センサユニット及びシート装置を提供することが可能である。 According to the present invention, it is possible to provide a membrane switch, a sensor unit, and a seat device that can omit wiring.
[第1の実施形態]
次に、図面を参照して、本発明の第1の実施形態に係るメンブレンスイッチ、センサユニット及びシート装置について説明する。図1は、本実施形態に係るメンブレンスイッチ、センサユニット及びシート装置を示す側面概略図である。本実施形態に係るシート装置は、乗員が着座する車載用のシート1と、このシート1を設置するシートパン2と、シート1の座面に設置され、乗員の着座を検知するメンブレンスイッチ3と、このメンブレンスイッチ3に対向する様にシートパン2に設置された給電送受信部4とを備えて構成されている。尚、メンブレンスイッチ3及び給電送受信部4は、センサユニットを構成している。尚、本実施形態においてはシート1の座面にメンブレンスイッチ3を設置しているが、シート1とシートパン2との間や、シート1の内部にメンブレンスイッチ3を設置することも可能である。
[First Embodiment]
Next, a membrane switch, a sensor unit, and a seat device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic side view illustrating a membrane switch, a sensor unit, and a seat device according to the present embodiment. The seat device according to the present embodiment includes an in-vehicle seat 1 on which an occupant is seated, a
本実施形態に係るメンブレンスイッチ3は、RFID等の通信手段によって無線を介して給電送受信部4から給電を受け、また、検知信号を送信する。従って、メンブレンスイッチ3は配線を必要としない為、シート1には孔部等を設ける必要が無い。
The membrane switch 3 according to the present embodiment receives power from the power transmission /
シートパン2は、自動車の床面に固定された下部シートレール21と、この下部シートレール21に沿って平行移動可能に構成された上部シートレール22と、上部シートレール22の上部に位置し、シート1を支持するシート設置部23と、当該シート設置部23の直下において給電受信部4を支持する給電受信部設置部24とを備える。シート設置部23及び給電送受信部24は、上部シートレール22と共に下部シートレール21に沿って移動可能に構成されている。従って、メンブレンスイッチ3及び給電送受信部4の位置関係は一定の状態に固定され、シート1の移動に依存せず、好適に乗員の検出を行う事が可能である。また、シート設置部23は、メンブレンスイッチ3と給電送受信部4との間の電界や磁界を遮蔽しない様に構成されている。例えば、シート設置部23のメンブレンスイッチ3と給電送受信部4との間に相当する部分を肉抜きすることも考えられるし、材料の変更によって電界や磁界の遮蔽を防止することも可能である。尚、シート設置部23としては、図7に示すように、外枠231と、平面内において蛇行する形状に形成され、一端を外枠231の一辺に、他端を、外枠231の一辺に対向する他辺に固定されたS字バネ232とを備えた構成を採用することも可能である。
The
給電送受信部4は、無線給電によってメンブレンスイッチ3に電力を供給し、メンブレンスイッチ3から送信された検知信号を受信する給電送受信装置41と、メンブレンスイッチ3から受信した検知信号に基づいて乗員の着座を判定し、給電送受信装置41を制御する乗員判定制御部42とを備える。尚、給電送受信装置41をメンブレンやFPC(Flexible Printed Circuit)から構成することも可能である。
The power feeding transmission /
図2は、本実施形態に係るメンブレンスイッチ3の構成を示す機能ブロック図である。アンテナコイル31は、上記給電送受信装置41に設けられたアンテナ411(図3に示す)と磁束結合し、電磁誘導によって電力を供給される。即ち、図3に示す通り、アンテナコイル31は、アンテナ411と対向する様に配置されている。給電送受信装置41は、アンテナ411に交流電流を供給する。アンテナ411は環状に構成されており、その環内に磁界Bを発生させる。アンテナコイル31においては、この磁界Bによって誘導起電力が発生し、交流電流が発生する。整流器32は、この交流電流を一方向に整流して圧力スイッチ33に供給する。
FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the membrane switch 3 according to this embodiment. The
本実施形態においては、電磁誘導方式によって無線給電を行っている。しかしながら、例えばメンブレンスイッチ3及び給電送受信部4にコンデンサを搭載し、コイル(アンテナ411及びアンテナコイル31)及びコンデンサを共振器として用いて電力を伝送する、磁気共鳴方式によって無線給電を行うことも可能である。
In this embodiment, wireless power feeding is performed by an electromagnetic induction method. However, for example, a capacitor is mounted on the membrane switch 3 and the power transmission /
圧力スイッチ33はメンブレンからなるスイッチであり、本実施形態においては、2つのスイッチ部331及び配線332から構成される並列回路を、配線332によって2つ直列に接続してなる。しかしながら、回路構成は任意であり、例えば全てのスイッチ部331を並列に構成することも可能である。尚、本実施形態においては、圧力スイッチ33によってメンブレンスイッチ3全体のON/OFFを行う。
The
圧力スイッチ33が導通状態となると、整流器32において整流された電流がセンサ電流/電圧検知装置34に供給される。センサ電流/電圧検知装置34は、供給された電流から圧力スイッチ33のON/OFFを判断し、検知信号を出力する。無線装置35は、この検知信号に応じて給電送受信部4に検知信号を送信する。尚、本実施形態において、アンテナコイル31、整流器32、センサ電流/電圧検知装置34及び無線装置35は、通信装置を構成する。
When the
図4は、本実施形態に係るメンブレンスイッチ3の構成を示す分解斜視図である。本実施形態に係るメンブレンスイッチ3は、第1フィルム3A、スペーサ3B及び第2フィルム3Cを貼り合わせて構成されている。これら第1フィルム3A、スペーサ3B及び第2フィルム3Cは、例えばPETやPEN等、可撓性を有する樹脂から形成することが考えられる。
FIG. 4 is an exploded perspective view showing the configuration of the membrane switch 3 according to the present embodiment. The membrane switch 3 according to the present embodiment is configured by bonding a
第1フィルム3Aには、アンテナコイル31、スイッチ電極331A及び配線部332Aが配置されている。これらアンテナコイル31、スイッチ電極331A及び配線部332Aは、例えば印刷によって形成することも可能である。本実施形態において、配線部332Aは、一対の配線からなり、それぞれ左右に配置された2つのスイッチ電極331Aに接続されている。また、本実施形態においては、第1フィルム3A上に、IC等の電子部品が搭載されている。これら電子部品は、それぞれ上記配線部332Aとして機能する一対の配線に接続され、上述の整流器32、センサ電流/電圧検知無線装置34及び無線装置35として機能する。尚、本実施形態において、アンテナコイル31は第1フィルム3A及びスペーサ3Bによって密閉される。従って、アンテナコイル31はメンブレンスイッチ3の表面には露出しない。従って、水分等、異物の侵入によるアンテナコイル31の劣化を防止し、耐久性を向上させることが可能である。また、水分等の吸着やアンテナコイル31の劣化を防止することにより、アンテナ特性を向上させることも可能である。尚、アンテナコイル31は、第1フィルム3A及び第2フィルム3Cによって密閉することも可能である。
An
第2フィルム3Bには、電子部品搭載用の第2開口3Baと、スイッチ用の第1開口3Bbとが形成されている。スイッチ用の第1開口3Bbは、上記スイッチ電極331Aに対応する個所に設けられている。尚、スイッチ用の第1開口3Bbからスペーサ3Bの端部に通じる切れ込みを設けることも可能である。これにより、スイッチ部331が押圧された際にスイッチ用の第1開口3Bb内の空気を外部に排除し、上述したスイッチ電極331Aと後述するスイッチ電極331Cとを好適に接触させることが可能となる。
In the
図5は、第1フィルム3A、スペーサ3B及び第2フィルム3Bを張り合わせ、且つ図中のA−A′線で切断した断面図である。図5に示す通り、電子部品搭載用の第2開口3Baは、スペーサ3Bが第1フィルム3A上に搭載された電子部品に接触しない様に形成されている。言いかえれば、本実施形態においては、これら電子部品は全て電子部品搭載用の第2開口3Ba、第1フィルム3A及び第2フィルム3Cによって形成される空間に収容される。従って、メンブレンスイッチ3の表面を平坦にする事が可能であり、座り心地や強度の点で優れている。また、当該空間に更に絶縁体等を充填することも可能である。これにより、当該電子部品が搭載された部分の機械的強度等を確保し得るものと考えられる。更に、電子部品を第2開口3Ba内の空間に密閉することにより、水分等の異物の侵入を防止し、耐久性を向上させることも可能である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
第3フィルム3Cには、スイッチ電極331C及び配線部332Cが配置されている。スイッチ電極331Cは、上記スイッチ用の第1開口3Bbを介してスイッチ電極331Aと対向しており、これらと共に上記スイッチ部331を構成する。配線部332Cは各スイッチ部331C全てと接続されている。このような配線パターンを採用することにより、配線の接続信頼性を好適に保つことが可能である。
A
尚、スイッチ電極331Aや331Cの態様、及び配線部332A及び332C等の配線パターンは任意である。例えば、本実施形態においてはスイッチ電極331A及び331Cを全てベタ電極から構成し、これらを配線部332A及び332Cによって接続することにより、スイッチ回路を構成している。しかしながら、例えば配線部332Aをそれぞれ2つに分割し、配線部331Cのみをベタ電極とすることにより、配線部332Cを省略することも可能である。また、本実施形態においては配線部332Aによって当該スイッチ回路と上記電子部品との接続を行っているが、配線部332Cによってスイッチ回路と上記電子部品との接続を行うことも可能である。この場合、配線部332Cと電子部品との接続は、例えばスペーサ3Bにビアホール等を設けることによって行っても良いし、上記電子部品搭載用の第2開口3Baを介して行うことも可能である。
Note that the mode of the
[第2の実施形態]
図6は、本発明の第2の実施形態に係るセンサユニット及びシート装置について説明するための側面概略図である。第1の実施形態においては、シートパン2に給電受信部設置部24が設けられており、シート1の移動に際して、メンブレンスイッチ3と給電送受信部4とが常に一定の位置関係を保つことが可能であった。しかしながら、係る構成においては給電送受信部4に電力の供給等を行う必要があり、配線を設ける必要がある。本実施形態においては、給電送受信部4が自動車の床面に設けられている。従って、自動車床面とシートパン2との間に配線を設ける必要が無くなり、シート1をより自由に動かすことが可能となる。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a schematic side view for explaining a sensor unit and a seat device according to the second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the
尚、給電送受信部4とメンブレンスイッチ3とが給電や信号の送受信等を行うためには、アンテナコイル31とアンテナ411とが対向している必要がある。しかしながら、例えば自動車の後部座席は運転席等と比較して乗員着座時にシート1の位置を調整することが少ない。また、後部座席に対してシートアレンジを行い、荷室としてスペースを広げる場合にはアンテナコイル31とアンテナ411との位置関係が大きく変化するものと考えられるが、このような場合にはそもそも乗員の位置を検知する必要が無い。従って、後部座席に乗員が着座する場合には好適に乗員の着座を検知し、且つ自由なシートアレンジをも可能とすることが出来る。
Note that the
1…シート、2…シートパン、3…着座センサ、4…給電送受信部、21…下部シートレール、22…上部シートレール、23…シート設置部、24…給電受信部設置部、31…アンテナコイル、32…整流器、33…圧力スイッチ、34…センサ電流/電圧検知装置、35…無線装置、41…給電送受信装置、42…乗員判定制御部、331…スイッチ部、332…配線、411…アンテナ、3A…第1フィルム、3B…スペーサ、3C…第2フィルム、3Ba…第2開口、3Bb…第1開口、331A,331C…スイッチ部、332A,332C…配線部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Seat, 2 ... Seat pan, 3 ... Seating sensor, 4 ... Feeding transmission / reception part, 21 ... Lower seat rail, 22 ... Upper seat rail, 23 ... Seat installation part, 24 ... Feeding reception part installation part, 31 ...
Claims (4)
乗員の着座を検知するセンサと、
前記センサによって検知した検知信号を無線通信によって送信し、無線給電によって前記センサに電力を供給する通信装置と、
第1フィルム、前記第1フィルムに対向する第2フィルム、及び、前記第1フィルムと前記第2フィルムとの間に介在し第1開口及び第2開口を有するスペーサと
を備え、
前記センサは、前記スペーサに形成された第1開口を介して対向する第1フィルム及び第2フィルムにそれぞれ設けられたスイッチ電極からなる少なくとも1つのスイッチ部を有し、
前記通信装置は、電子部品及びアンテナコイルを有し、前記電子部品は、前記スペーサに形成された第2開口内に設けられ、前記アンテナコイルは、前記第1フィルムと前記スペーサによって挟まれている
ことを特徴とするメンブレンスイッチ。 A membrane switch installed on a vehicle seat on which an occupant sits,
A sensor for detecting the seating of an occupant;
A communication device that transmits a detection signal detected by the sensor by wireless communication and supplies power to the sensor by wireless power feeding; and
A first film, a second film facing the first film, and a spacer having a first opening and a second opening interposed between the first film and the second film ,
The sensor has at least one switch portion composed of switch electrodes respectively provided on the first film and the second film facing each other through the first opening formed in the spacer,
The communication apparatus includes an electronic component and an antenna coil, and the electronic component is provided in a second opening formed in the spacer, and the antenna coil is sandwiched between the first film and the spacer. Membrane switch characterized by that.
前記メンブレンスイッチから前記検知信号を無線通信によって受信し、無線給電によって前記メンブレンスイッチに電力を供給する給電送受信部と
を備えたことを特徴とするセンサユニット。 A membrane switch according to claim 1;
A power transmission / reception unit that receives the detection signal from the membrane switch by wireless communication and supplies power to the membrane switch by wireless power feeding;
A sensor unit comprising:
前記センサユニットを搭載した、乗員が着座する車載用のシートと
を備えたことを特徴とするシート装置。 The sensor unit according to claim 2,
A vehicle-mounted seat on which an occupant is seated, the sensor unit being mounted
A sheet apparatus comprising:
前記給電送受信部は、アンテナを更に備え、
前記給電送受信部のアンテナは、前記シートパンに、前記アンテナコイルと対向するように配置される
ことを特徴とする請求項3記載のシート装置。 A seat pan for installing the seat;
The power transmission / reception unit further includes an antenna,
The antenna of the power transmission / reception unit is disposed on the seat pan so as to face the antenna coil.
The sheet device according to claim 3 .
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