JP6463161B2 - 着座センサユニット - Google Patents

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Description

本発明は、着座センサユニットに関し、環境が高温となる場合に好適なものである。
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、人の着座が感知されている状態でシートベルトの着用が非感知となる場合に、警告が発せられる。この人の着座を感知するセンサとして、着座による荷重を感知する着座センサが用いられる場合がある。
このような着座センサとして、座席のシートクッション下に配置されるものがある。この場合、シートクッションがシートパン上に配置される場合と、Sばねに固定される載置台上に配置される場合とがある。下記特許文献1には、Sばねに固定される載置台上に配置されて、当該載置台とシートクッションとで挟まれる着座センサユニットが記載されている。この着座センサユニットは、コ字状に形成され、上下のプレートが互いに平行に配された樹脂製の枠体を有している。そして、着座センサの感圧スイッチが下側のプレート上に配され、感圧スイッチと上側のプレートとの間に空間が形成されている。上側のプレートは片持ち状態で支持されているため、乗員が着座してシートクッションの底面が下降すると、枠体が撓んで上側のプレートが下降する。このため上側のプレートが感圧スイッチを押圧し、着座が検知される。
国際公開第WO2013/178485号
夏の車内等のように高温となる環境では、熱によりシートクッションが変形し易い。このようにシートクッションが変形してしまうと、着座センサがシートクッション下に配置される場合には、乗員が着座していない状況であっても変形したシートクッションにより感圧スイッチが押圧されてしまう場合がある。その点、上記特許文献1に記載の着座センサユニットは、上記のようにコ字状の枠体の上側プレートと感圧スイッチとの間に空間が形成されている。このため、シートクッションが上記のように変形しても、乗員が着座していない状況において感圧スイッチが押圧されることを抑制できると考えられた。しかし、このような構成の着座センサユニットであっても、当該着座センサユニットを有する座席が高温の環境となる場合には、乗員が着座していない状況において感圧スイッチがオンとなる場合があることが見出された。
そこで、本発明は、環境が高温となる場合でも誤検出を抑制することができる着座センサユニットを提供しようとするものである。
上記目的を解決するため、本発明は、座席のシートクッション下の台座上に配置される着座センサユニットであって、第1電極を含む第1電極シート及び前記第1電極と対向し前記第1電極よりも前記シートクッション側に位置する第2電極を含む第2電極シートを有し、前記第1電極と前記第2電極とを含む感圧スイッチが前記台座との間に空間を隔てて位置し、前記感圧スイッチ以外の一部の部位が前記台座に固定される着座センサと、前記着座センサにおける前記感圧スイッチの周囲から前記台座に固定される部位にかけて前記着座センサに沿って延在し、前記着座センサと共に撓むばね部材と、を備え、前記ばね部材は前記感圧スイッチと前記台座との間の空間を保持するように前記シートクッションの一部を支えることを特徴とするものである。
このような着座センサユニットでは、夏の車内等のように高温となる環境に座席が置かれ、熱によりシートクッションが変形して着座センサユニットを押圧する場合であっても、ばね部材が感圧スイッチと台座との間の空間を保持するようシートクッションの一部を支える。従って、乗員が着座していない状況において、上記のようにシートクッションが変形する場合であっても、上記空間が保持されることで、感圧スイッチが押圧されてオンすることを抑制することができる。一方、乗員が着座する際は、シートクッションがばね部材の弾性力に抗してばね部材を押し下げる。このため感圧スイッチも押し下げられる。上記のように第2電極が第1電極よりもシートクッション側に位置するため、必然的に第1電極が台座側に位置することとなり、感圧スイッチも押し下げられると感圧スイッチの下方に配置される部材が第1電極を押圧する。このため一対の電極が接触し着座センサがオンとなる。こうして適切に着座を検出することができる。なお、上記の台座としては、例えば、座席のシートクッションを支えるシートパンや複数のSばねに渡されるプレート等を挙げることができる。
また、例えば上記の様な高温となる環境において、乗員が着座することにより、高温環境下で感圧スイッチがオン状態となる場合がある。この場合、熱により感圧スイッチが塑性変形して、乗員が退座してシートクッションに荷重が掛らなくなった後においても感圧スイッチがオンし易い傾向にある。また高温環境下での着座が繰り返されたり、高温環境下で乗員の荷重に近い荷物が長時間座席上におかれたりする場合、感圧スイッチがオンし易い傾向が更に高くなる。このような場合に、上記特許文献1に記載の着座センサユニットでは、感圧スイッチがオンを維持し易く誤検出の原因となる。しかし、本発明の着座センサユニットでは、シートクッションに荷重がかからなくなった後では、上記のようにばね部材がシートクッションの一部を支えて、感圧スイッチと当該台座との間には空間が形成される。すなわち、第1電極の下方に空間が形成される。このため、上記のような高温環境下における着座等により第1電極にオン状態となる変形が生じそうな場合であっても、下側に空間が形成される第1電極は自重により元の形状に戻ろうとする。このため第1電極は第2電極と離れようとする。従って、乗員の退座後に感圧スイッチがオンし易くなることを抑制できる。また、感圧スイッチの周囲にばね部材が配置されるため、着座センサに塑性変形が生じそうな場合であっても、感圧スイッチがばね部材により支持されるため、当該塑性変形を生じづらくすることができる。以上により、本発明の着座センサユニットは、環境が高温となる場合でも誤検出を抑制することができる。
また、前記着座センサは前記感圧スイッチを2つ以上有し、前記台座に固定される部位は、前記感圧スイッチ間の部位とされることが好ましい。
感圧スイッチ間の部位が台座に固定されることで、着座センサのそれぞれの感圧スイッチにクッションシートから押圧力が加わる場合に、着座センサの固定される部分の一方側のみに感圧スイッチが位置する場合と比べて、着座センサが固定される部分が掛かる応力のバランスをとることができる。従って、着座センサの台座上の位置をずれにくくすることができる。
また、前記ばね部材は、前記着座センサと前記台座との間に配置され、前記着座センサを介して前記シートクッションの一部を支え、前記着座センサは、前記ばね部材を介して前記台座に固定されることが好ましい。
このような構成とすることで、ばね部材は着座センサを下方から支えることとなる。従って、着座センサはばね部材とシートクッションとで挟まれる。このため、着座センサとばね部材とが然程強固に一体とされていない場合であっても、着座センサがばね部材から離れることを防止することができ、感圧スイッチが不要にオン状態となることをより適切に抑制することができる。
この場合、前記ばね部材は、前記感圧スイッチと重なる位置を除くように配置されることが好ましい。
このような構成とされることで、乗員の着座時に第1電極が押圧されることをばね部材により妨げられない。
或いは、前記ばね部材は前記着座センサと前記シートクッションとの間に配置されることが好ましい。
この場合、ばね部材は上側から感圧スイッチを覆って着座センサ感圧スイッチを含む部位を支えても、ばね部材が感圧スイッチの下方を覆うことが無い。従って、乗員の着座時に第1電極が押圧されることをばね部材が妨げない。しかも、ばね部材が上側から感圧スイッチを覆って着座センサを支える場合、乗員の着座検出時にばね部材が第2電極を上側から押さえることとなる。このようにばね部材がシートクッション側の第2電極を押さえることで、シートクッションが第2電極を押さえる場合よりも、第2電極の不要な変形を抑制することができる。従って、より的確に着座を検出することができる。なお、この場合、ばね部材と着座センサとが貼着されることでばね部材が着座センサと一体とされても良い。
また、前記ばね部材は、第1電極シート及び第2電極シートの少なくとも一方を兼ねることが好ましい。或いは、前記第2電極は絶縁シート上に配置され、前記ばね部材は前記絶縁シートを兼ねることが好ましい。
ばね部材が着座センサの構成部材を兼ねて一体化されることにより、着座センサユニットの部品点数を減らすことができる。従って、より簡易に着座センサユニットを構成することができる。
また、前記ばね部材は、金属から成ることが好ましい。
ばね部材が金属かなら成ることにより、ばね部材が樹脂から成る場合よりも、熱耐久性に優れ、また、一般的に薄く形成することができる。従って、熱に強く薄い着座センサユニットとすることができる。
また、前記台座と前記感圧スイッチとの間には、前記感圧スイッチを押圧する押圧部材が設けられることが好ましい。
この場合、乗員の着座時において、押圧部材が感圧スイッチを押圧するため、第1電極が撓みやすく、適切に着座を検出することができる。
この場合、前記押圧部材は、前記台座上に設けられる凸部とされることが好ましい。
この場合、凸部が設けられた台座上に着座センサユニットを配置するのみで、押圧部材を感圧スイッチ下に配置することができるため、第1電極を押圧しつつ、構成が複雑となることを抑制することができる。
或いは、前記押圧部材は、感圧スイッチの前記台座側の面に配置されるクッションパッドとされることが好ましい。
この場合、着座センサユニットの台座上での配置位置がずれる場合であっても、クッションパッドも合わせて位置ずれするため、着座検出時において、クッションパッドが適切に第1電極を押圧することができる。
前記台座は前記シートクッションを支える前記座席のSばねに固定される部材であり、当該着座センサユニットの上面は、前記台座の上端と同等の高さか、前記台座の上端よりも低い位置とされることが好ましい。
このような着座センサユニットによれば、シートクッションの下面が台座の上端に接触して、台座がばね部材と協同してシートクッションを支えることになる。従って、乗員より軽い荷物が置かれた場合等において感圧スイッチがオンになり誤検出することを抑制できる。
以上のように、本発明によれば、環境が高温となる場合でも誤検出を抑制することができる着座センサユニットが提供される。
本発明の第1実施形態に係る着座センサユニットに用いる着座センサを示す図である。 図1の着座センサの構成を示す分解図である。 感圧スイッチを通る面における着座センサの断面図である。 図1の着座センサが用いられる着座センサユニット及び当該着座センサユニットが配置される台座を示す分解図である。 図4の着座センサユニットが台座上に配置される様子を示す断面図である。 本発明の第2実施形態に係る着座センサユニットが台座上に配置される様子を図5と同様にして示す図である。 本発明の第3実施形態の着座センサユニットを図4と同様にして示す図である。 本発明の第4実施形態の着座センサユニットに用いる着座センサを図2と同様にして示す図である。 図8の着座センサを用いた着座センサユニットを図5と同様に示す図である。 本発明の第5実施形態の着座センサユニットに用いる着座センサを図2と同様にして示す図である。 図10の着座センサを用いた着座センサユニットを図5と同様に示す図である。
以下、本発明に係る着座センサユニットの好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明において、接続という場合には、電気的に接続されることを意味する場合がある。
(第1実施形態)
まず、着座センサユニットに用いる着座センサについて説明する。
図1は、本実施形態に係る着座センサユニットに用いる着座センサを示す図である。図1に示すように、本実施形態の着座センサ5は、第1電極シート10と、第2電極シート20と、スペーサ30が積層されて成るメンブレンスイッチから構成される。また、着座センサ5は、帯状のメインブロック5mと、メインブロック5mの中間点に接続されてメインブロック5mの延在方向に垂直に延在する帯状のテールブロック5tから成り、略T字状の形状をしている。また、メインブロック5mには、固定用の一対の貫通孔5hが形成されている。なお、本実施形態の着座センサ5は、外力が加わらない状態では平板状とされる。
メインブロック5mの両端部には、それぞれ感圧スイッチ51a,51bが設けられている。これら感圧スイッチ51a,51bは内部の配線を介して互いに接続されている。また、テールブロック5tにおけるメインブロック5m側と反対側には端子12a,12bが露出している。端子12aは内部の配線を介して感圧スイッチ51aに接続され、端子12bは内部の配線を介して感圧スイッチ51bに接続されている。従って、端子12a、感圧スイッチ51a、感圧スイッチ51b、端子12bの順に直列に接続されている。
図2は、着座センサ5の構成を示す分解図である。具体的には、着座センサ5を、第1電極シート10、スペーサ30、第2電極シート20で分解し、第2電極シート側から見た図である。
第1電極シート10は、第1絶縁シート10sと、一対の第1電極11a,11bと、一対の端子12a,12bとを有する。
第1絶縁シート10sは、可撓性を有する絶縁性のシートとされ、着座センサ5の外形と同様の外形とされる。従って、第1絶縁シート10sは、着座センサ5のメインブロック5mと同じ形状のメインブロック10mと、着座センサ5のテールブロック5tと同じ形状のテールブロック10tとから成る。メインブロック10mには、着座センサ5の貫通孔5hとなる一対の孔10hが形成されている。また、一対の孔10hの形成位置の概ね中点には孔10vが形成されている。この孔10vは、後述のように感圧スイッチ51a,51b内の空気を外部に逃がすエアベンドの一部とされる。このような第1絶縁シート10s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。
それぞれ第1電極11a,11bは、メインブロック10mの両端部における一方の面上に設けられている。第1電極11a,11bは、導体の層からなり、例えば略円形の金属印刷層とされる。一対の端子12a,12bは、導体の層からなり、例えば略四角形の金属層とされる。これら端子12a,12bは、テールブロック10tのメインブロック10m側と反対側に設けられている。第1電極11aと端子12aとは第1配線13aを介して互いに接続され、第1電極11bと端子12bとは第1配線13bを介して互いに接続されている。
第2電極シート20は、第2絶縁シート20sと、一対の第2電極21a,21bとを有する。
第2絶縁シート20sは、第1絶縁シート10sと同様の絶縁性のシートとされる。本実施形態の場合、第2絶縁シート20sは、第1絶縁シート10sのメインブロック10mと同じ形状のメインブロック20mと、第1絶縁シート10sのテールブロック10tよりも短い長さのテールブロック20tとから成る。このテールブロック20tの長さは、第1電極シート10と第2電極シート20とを重ねたときに、第1電極シート10の一対の端子12a,12bが露出する程度とされる。
また、メインブロック20mには、第1電極シート10と第2電極シート20とを重ねたときに、第1電極シート10の一対の孔10hと重なる位置に一対の孔20hが形成されており、この一対の孔20hは一対の孔10hと共に、着座センサ5の貫通孔5hとなる。このような第2絶縁シート20sの材料としては、第1絶縁シート10sと同様に、PET、PBT又はPEN等の樹脂を挙げることができ、第2絶縁シート20sの材料は、第1絶縁シート10sの材料と同じであっても異なっていても良い。
第2電極21a,21bは、第1電極11a,11bと同様の構成とされ、第2絶縁シート20sの一方の面上に設けられている。また、第2電極21aは、第1電極シート10と第2電極シート20とを重ねたときに第1電極11aと重なる位置に設けられ、第2電極21bは、第1電極シート10と第2電極シート20とを重ねたときに第1電極11bと重なる位置に設けられている。また、第2電極21aと第2電極21bとは第2配線23を介して互いに接続されている。
スペーサ30は、可橈性を有する絶縁性のシートとされ、一対の開口31a,31bが形成されている。また、スペーサ30は、外形が第2絶縁シート20sと同様とされ、第2絶縁シート20sのメインブロック20mと同じ形状のメインブロック30mと、第2絶縁シート20sのテールブロック20tと同じ形状のテールブロック30tとから成る。
それぞれの開口31a、31bは、周縁が略円形の形状であり、第1電極11a,11b及び第2電極21a,21bの直径よりも直径が僅かに小さく形成されている。そして、スペーサ30を第1電極シート10及び第2電極シート20と重ね合わせて、スペーサ30を平面視する場合に、開口31aが第1電極11a及び第2電極21aの周縁の内側に位置し、開口31bが第1電極11b及び第2電極22bの周縁の内側に位置するように、開口31a,31bはそれぞれ形成されている。さらにスペーサ30には、それぞれの開口31a,31bを空間的に結ぶスリット32が形成されている。このスリット32は、第1電極シート10とスペーサ30とを重ねたときに、第1絶縁シート10sの孔10vと重なる位置に形成されており、孔10vと共にエアベンドの一部とされる。また、メインブロック30mには、第1電極シート10とスペーサ30とを重ねたときに、第1絶縁シート10sの一対の孔10hと重なる位置に一対の孔30hが形成されており、この一対の孔30hは、第1絶縁シート10sの一対の孔10h及び第2絶縁シート20sの一対の孔20hと共に着座センサ5の貫通孔5hとなる。
このスペーサ30の材料としては、第1絶縁シート10s及び第2絶縁シート20s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10s又は第2絶縁シート20sの材料と同じであっても異なっていても良い。また、スペーサ30の両面には、第1電極シート10及び第2電極シート20と接着されるための図示しない接着剤が塗布されている。
これらの第1電極シート10とスペーサ30と第2電極シート20とがこの順に貼着された状態で、第1電極シート10の第1電極11a,11b、配線13a,13b、及び、第2電極シート20の第2電極21a,21b、配線23は、第1絶縁シート10sと第2絶縁シート20sとの間に位置する。そして、第1電極11aと第2電極21aとが対向して感圧スイッチ51aを構成し、第1電極11bと第2電極21bとが対向して感圧スイッチ51bを構成する。
図3は、感圧スイッチ51aを通る面における着座センサ5の断面図である。図3に示すように、第1電極11aと第2電極21aとは、開口31aの内周面で囲まれる所定の空間を介して互いに対向し、特に押圧力が加えられていない状態では互いに離間している。この空間は、スペーサ30のスリット32及び第1絶縁シート10sの孔10vとから成るエアベンドを介して、着座センサ5の外部と空間的に接続されている。また、特に図示しないが、感圧スイッチ51aの構成と同様にして、第1電極11bと第2電極21bとが開口31bの内周面で囲まれる所定の空間を介して対向して感圧スイッチ51bを構成する。
次に着座センサユニットについて説明する。
図4は、図1の着座センサ5が用いられる着座センサユニット及び当該着座センサユニットが配置される台座を示す分解図である。また、図5は、図4の着座センサユニットが台座上に配置される様子を示す断面図である。
図4,5に示すように、本実施形態の着座センサユニット1は、上記の着座センサ5とばね部材である板ばね7とを備える。
板ばね7は、弾性を有する板状の部材であり、着座センサ5のメインブロック5mの外形と同じ外形とされる。また、板ばね7には、一対の開口71a,71bが形成されており、それぞれの開口71a、71bは、周縁が略円形の形状とされ、第1電極11a,11b及び第2電極21a,21bの直径よりも直径が僅かに大きく形成されている。そして、板ばね7を着座センサ5のメインブロック5mと重ね合わせて、板ばね7を平面視する場合に、感圧スイッチ51aが開口71aの周縁の内側に位置し、感圧スイッチ51bが開口71bの周縁の内側に位置するように、開口71a,71bはそれぞれ形成されている。また、板ばね7には、板ばね7を着座センサ5のメインブロック5mと重ねたときに、着座センサ5の一対の貫通孔5hと重なる位置に一対の貫通孔7hが形成されている。そして、板ばね7は、一対の貫通孔7hが形成される部位から開口71a,71bを囲む部位にかけて曲げられており、一対の貫通孔7hが形成される部位と開口71a,71bを囲む部位とは互いに板ばね7の厚さ方向に異なる位置とされる。
板ばね71を形成する材料は、後述のようにシートクッションの一部を支えることができる材料で弾性があれば特に限定されなく、着座センサ5よりも高い弾性を有するものであることが好ましい。このような材料としては、例えば、樹脂や金属が挙げられる。板ばね71が樹脂から成る場合、第1絶縁シート10s、スペーサ30、第2絶縁シート20sを構成する樹脂よりも弾性力の高い樹脂であることが好ましい。このような樹脂として、例えば、第1絶縁シート10s、スペーサ30、第2絶縁シート20sが、上記のようにPET、PBT又はPEN等の樹脂から成るのであれば、ポリカーボネート(PC)が挙げられる。或いは、板ばね71が樹脂から成る場合、第1絶縁シート10s、スペーサ30、第2絶縁シート20sを構成する樹脂と同じ樹脂を用いて、着座センサ5よりも厚さを大きくしても良い。また、板ばね71が金属から成る場合には、この金属として、例えばステンレス鋼を挙げることができる。板ばね71が金属から成る場合、板ばね71を薄く形成しても十分な弾性力を得ることができるため、着座センサユニット1を薄くすることができ好ましい。更に板ばね71が金属から成る場合、樹脂から成る場合よりも熱耐久性に優れるため好ましい。
この板ばね7に着座センサ5のメインブロック5mが重ねられて、板ばね7と着座センサ5とが一体とされ、着座センサユニット1とされる。本実施形態では、第1電極シート10が板ばね7と接するようにして板ばね7と着座センサ5とが一体とされる。板ばね7と着座センサ5とを一体とするには、板ばね7の表面に接着材を塗布して、板ばね7と着座センサ5のメインブロック5mとを互いに貼着すればよい。
このように板ばね7と着座センサ5が重ねられて一体とされることで、着座センサ5のメインブロック5mは、平面状の形状から板ばね7に沿った立体的な形状とされる。この状態において、板ばね7の一対の貫通孔7hと着座センサ5の一対の貫通孔5hとが重なって、着座センサユニット1の一対の貫通孔が形成される。この着座センサユニット1の一対の貫通孔は後述のように台座9に固定される部位とされる。また、このように板ばね7と着座センサ5が一体とされた着座センサユニット1において、着座センサ5の感圧スイッチ51aを平面視すると、感圧スイッチ51aが板ばね7の開口71aの周縁内に位置し、感圧スイッチ51bを平面視すると、感圧スイッチ51bが開口71bの周縁内に位置する。従って、板ばね7は、着座センサ5における感圧スイッチ51a,51bの周囲から台座に固定される部位にかけて着座センサ5に沿って延在し、着座センサ5と共に撓むことができる。
次に着座センサユニット1が配置される台座について説明する。
台座9は、座席の互いに隣接する2本のばねSPの一部を横断するように、当該2本のばねSPに取り付けられている。ばねSPは、座席のシートクッションを支える部材であり、Sばねと呼ばれることもある。台座9は、着座センサユニット1が載置される載置部91と、当該載置部91を挟んで載置部91に連結される一対の固定部92a,92bとを有する。
載置部91には、一対の貫通孔9hが形成されており、それぞれの貫通孔9hの大きさは、着座センサユニット1のそれぞれの貫通孔と同じ大きさで、一対の貫通孔9h間の距離は、着座センサユニット1の一対の貫通孔間の距離と一致する。従って、載置部91の一対の貫通孔9hと着座センサユニット1の一対の貫通孔とを、それぞれ一致させて、着座センサユニット1を載置部91上に載置することができる。
また、載置部91には、押圧部材としての一対の凸部93a,93bが設けられている。凸部93aは、上記のように載置部91の一対の貫通孔9hと着座センサユニット1の一対の貫通孔とをそれぞれ一致させて、着座センサユニット1を載置部91上に載置した状態で、載置部91を平面視する場合に、感圧スイッチ51aと重なる位置に設けられている。また、凸部93bは、上記のように着座センサユニット1を載置部91上に載置した状態で、載置部91を平面視する場合に、感圧スイッチ51bと重なる位置に設けられている。
一対の固定部92a,92bは、2本のばねSPに取り付けられる部位である。一方の固定部92aは、一方のばねSPを被覆して、一方のばねSPに固定されている。また、他方の固定部92bは、他方のばねSPを被覆して、他方のばねSPに固定されている。このように台座9を2本のばねSPに固定するには、ばねSPに対して台座9をインサート成形すれば良い。また、固定部92a,92bの上端は、載置部91よりも高い位置とされる。この載置部91に垂直な方向における載置部91から固定部92a,92bの上端までの距離は、着座センサユニット1の厚み、すなわち、板ばね7における載置部91に接する底面から着座センサ5の感圧スイッチ51a,51bの上面までの距離以上とされる。
次に台座9上に着座センサユニット1が配置される様子について説明する。
上記の台座9上において、上記のように載置部91の一対の貫通孔9hと着座センサユニット1の一対の貫通孔とがそれぞれ一致されて、着座センサユニット1は配置される。このとき、図4,5に示すように板ばね7が下となり着座センサ5が上となることで、板ばね7が着座センサ5よりも台座9側に位置する。従って、板ばね7は、それぞれの感圧スイッチ51a,51bと重なる位置を除く着座センサ5と台座9との間に配置される。そして、一対のクリップCPが着座センサユニット1のそれぞれの貫通孔から台座9のそれぞれの貫通孔9hに挿入されて、それぞれのクリップCPが台座9に固定される。なお、クリップCPは、台座9の貫通孔9hに圧入されて固定されても良く、図示しないフックを有して当該フックが台座9の下面と係合して固定されても良い。
図5に示すように、台座9上に着座センサユニット1が配置されて固定された状態で、板ばね7の貫通孔7hを含む部位は載置部91上に固定され、着座センサ5の貫通孔5hを含む部位は板ばね7を介して載置部91上に固定される。また、板ばね7の開口71a,71bを囲む部位は載置部91から離間して、台座9との間に空間が形成される。従って、着座センサユニット1のそれぞれの感圧スイッチ51a,51bと台座9との間に空間が形成される。また、このように台座9上に着座センサユニット1が配置された状態で、載置部91を平面視する場合に、凸部93aと感圧スイッチ51aとが互いに重なり、凸部93bと感圧スイッチ51bとが互いに重なる。
また、上記のように載置部91に垂直な方向において、載置部91から固定部92a,92bの上端までの距離は、着座センサユニット1の厚み以上とされる。従って、着座センサユニット1が載置部91上に配置された状態で、着座センサユニット1の上面は、台座9の上端と同等の高さか、台座9の上端よりも低い位置とされる。
そして、シートクッションSCが複数のばねSP上に配置されると、台座9のそれぞれの固定部92a,92bは、ばねSPと共にシートクッションSCの一部を支える。さらに着座センサユニット1の板ばね7は、固定部92a,92bと共に着座センサ5を介して、シートクッションSCの他の一部を支える。
次に着座センサユニット1による乗員の着座の検出について説明する。
乗員が座席に着座すると、乗員の体重がシートクッションSCにかかり、シートクッションSCが変形して、シートクッションSCの下面が着座センサユニット1を押圧する。具体的には、シートクッションSCは、着座センサユニット1の着座センサ5における感圧スイッチ51a,51bを含む部位の上面を押圧する。このため、着座センサ5は板ばね7と共に撓んで、それぞれの感圧スイッチ51a,51bが台座9側に向かって移動する。するとそれぞれの凸部93a,93bが、第1絶縁シート10sを介して第1電極11a,11bを押圧する。従って、第1電極11a,11bはそれぞれ第2電極21a,21b側に撓んで、第1電極11aと第2電極21aとが接触し、第1電極11bと第2電極21bとが接触する。こうしてそれぞれの感圧スイッチ51a,51bがオン状態となり、それぞれの端子12a,12bが感圧スイッチ51a,51bを介して導通する。この導通をそれぞれの端子12a,12bと接続される外部の図示しない測定器が検知して、乗員の着座が検出される。なお、着座センサ5の下方側に配置される板ばね7は、開口71a,71bにより、それぞれの感圧スイッチ51a,51bと重なる位置を避けて配置される。従って、乗員の着座時に台座9側の第1電極11a,11bが押圧されることが妨げられない。
また、乗員が退座すると、シートクッションSCの変形が元に戻り、シートクッションSCの下面が上昇する。すると、板ばね7が着座センサ5の感圧スイッチ51a,51bを含む部位を持ち上げて、第1電極11aと第2電極21aとが離間し、第1電極11bと第2電極21bとが離間し、それぞれの感圧スイッチ51a,51bがオフ状態となる。こうして端子12a,12b間が非導通となり、乗員の退座が検出される。
次に、着座センサユニット1の誤検出の抑制について説明する。
着座センサユニット1が配置された座席が夏の車内等のように高温となる環境に置かれると、熱によりシートクッションSCがその自重で変形して、シートクッションSCの下面が下降する場合がある。この場合、シートクッションSCは、着座センサユニット1を押圧する。しかし、本実施形態の着座センサユニット1によれば、板ばね7がそれぞれの感圧スイッチ51a,51bと台座9の載置部91との間の空間を保持するようにシートクッションSCを支える。従って、上記のようにシートクッションSCが変形する場合であっても、乗員が着座していない状況では上記空間が保持される。このため、それぞれの感圧スイッチ51a,51bの台座9側の第1電極11a,11bが凸部93a,93bにより押圧されることを抑制することができる。
また、例えば上記のような高温となる環境において、乗員が着座することにより、高温環境下でそれぞれの感圧スイッチ51a,51bがオン状態となる場合がある。この場合、熱によりそれぞれの感圧スイッチ51a,51bが塑性変形する傾向がある。具体的には、凸部93a,93bが第1絶縁シート10sを介して第1電極11a,11bを押圧することで、第1絶縁シート10sが塑性変形して凸部93a,93bによる押圧跡が付与される傾向がある。特に高温環境下での着座が繰り返されたり、高温環境下で乗員の荷重に近い荷物が長時間座席上におかれたりする場合、それぞれの感圧スイッチ51a,51bがオンし易い傾向が更に高くなる。それぞれの感圧スイッチ51a,51bにこのような変形が生じると、乗員が退座してシートクッションSCに荷重が掛らなくなった後においても感圧スイッチ51a,51bがオンし易い傾向にある。しかし、本実施形態の着座センサユニット1では、シートクッションSCに荷重がかからない状態では、上記のように板ばね7がシートクッションSCを支えて、着座センサ5の感圧スイッチ51a,51bと台座9に設けられた凸部93a,93bとの間に空間が形成される。つまり、それぞれの感圧スイッチ51a,51bの下方に空間が形成される。このため、上記のような高温環境下における着座等により着座センサ5がオン状態となる上記変形が生じそうな場合であっても、第1電極11a,11bは第1絶縁シート10sと共に自重により元の形状に戻ろうとする。従って、乗員の退座後にそれぞれの感圧スイッチ51a,51bがオンし易くなることを抑制できる。
また、本実施形態の着座センサユニット1によれば、感圧スイッチ51a,51bの周囲に板ばね7が配置されるため、着座センサ5に塑性変形が生じそうな場合であっても、感圧スイッチ51a,51bが板ばね7により支持されるため、当該塑性変形を生じづらくすることができる。
以上により、本実施形態の着座センサユニット1は、環境が高温となる場合でも誤検出を抑制することができる。
また、本実施形態の着座センサユニット1において、板ばね7は、着座センサ5と台座9との間に配置され、板ばね7は着座センサ5を下方から支える。従って、着座センサ5は板ばね7とシートクッションSCとで挟まれる。このため、着座センサ5と板ばね7とが然程強固に一体とされていない場合であっても、着座センサ5が板ばね7から離れることを防止することができ、感圧スイッチ51a,51bが不要にオン状態となることをより適切に抑制することができる。特に、板ばね7に開口71a,71bが形成されることで、板ばね7は、感圧スイッチ51a,51bと重なる位置を避けつつそれぞれの感圧スイッチ51a,51b囲むようにして、着座センサ5を支えている。従って、それぞれの感圧スイッチ51a,51bの下方が解放された状態で、より適切に下方側から着座センサ5を支えている。
また、上記のように着座センサユニット1の上面は、台座9の上端と同等の高さか、台座9の上端よりも低い位置とされる。このため、シートクッションSCの下面が台座9の上端に接触して、台座9が板ばね7と協同してシートクッションSCを支えることになる。従って、乗員より軽い荷物が置かれた場合等において、着座センサ5が不要にオンになり誤検出することを抑制できる。
なお、本実施形態では、板ばね7に開口71a,71bが形成されたが、板ばね7に開口71a,71bが形成されなくても良い。ただし、この場合、台座9の凸部93a,93bが第1電極11a,11bを押圧出来るように、板ばね7の感圧スイッチ51a,51bと重なる部分が薄く形成されることが好ましい。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図6を参照して詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
図6は、本実施形態に係る着座センサユニットが台座上に配置される様子を図5と同様にして示す図である。図6に示すように本実施形態の着座センサユニット2は、第1絶縁シート10sの第1電極11a,11b側と反対側において、第1電極11aと重なる位置に押圧部材としてのクッションパッド53aが配置され、第1電極11bと重なる位置に押圧部材としてのクッションパッド53bが配置される点において、第1実施形態の着座センサユニット1と異なる。また、本実施形態の台座9には、第1実施形態における凸部93a,93bが設けられていない。
クッションパッド53a,53b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。本実施形態のクッションパッド53a,53bは、円形の平板状の形状をしており、スペーサ30の開口31a,31bよりも小さい径とされる。そして、クッションパッド53aは、感圧スイッチ51aを平面視する場合に、スペーサ30の開口31aの周縁内に位置し、クッションパッド53bは、感圧スイッチ51bを平面視する場合に、スペーサ30の開口31bの周縁内に位置する。
本実施形態の着座センサユニット2では、押圧部材としてのクッションパッド53a,53bが感圧スイッチ51a,51bの下面に配置される。従って、着座センサユニット1の台座9上での配置位置がずれる場合であっても、クッションパッド53a,53bも合わせて位置ずれするため、着座検出時において、クッションパッド53a,53bが適切に第1絶縁シート10sを介して第1電極11a,11bを押圧することができる。
また、高温環境下における着座等により着座センサ5がオン状態となる変形が生じそうな場合であっても、非着座時において、クッションパッド53a,53bの自重により、第1電極11a,11bが第1絶縁シート10sと共に元の形状に戻ろうとすることが助長される。従って、乗員の退座後にそれぞれの感圧スイッチ51a,51bがオンし易くなることがより抑制できる。
なお、本実施形態では、押圧部材としてクッションパッド53a,53bのみが配置された例を示したが、押圧部材として第1実施形態の凸部93a,93b及び上記クッションパッド53a,53bの両方が設けられても良い。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について図7を参照して詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
図7は、本実施形態の着座センサユニットを図4と同様にして示す図である。本実施形態の着座センサユニット3は、板ばね7が着座センサ5の上側に配置される点において、第1実施形態の着座センサユニット1と異なる。つまり、本実施形態の着座センサユニット3では、特に図示しないが、板ばね7が着座センサ5とシートクッションSCとの間に配置され、着座センサ5が板ばね7に接着されて、着座センサ5を支えている。
また、本実施形態の板ばね7は、開口71a,71bが形成されていない点において、第1実施形態の板ばね7と異なる。従って、板ばね7は、感圧スイッチ51a,51bの上方を覆って着座センサ5と重ねられる。
本実施形態の着座センサユニット3によれば、板ばね7はそれぞれの感圧スイッチ51a,51bを覆って着座センサ5の感圧スイッチ51a,51bを含む部位を支えても、板ばね7がそれぞれの感圧スイッチ51a,51bの下方を覆うことが無い。従って、乗員の着座時に台座9側に位置する第1電極11a,11bが押圧されることを板ばね7が妨げない。このため、第1実施形態の着座センサユニット1と比べてより広い面積で着座センサ5を覆い、着座センサ5を支えることができる。
また、板ばね7がそれぞれの感圧スイッチ51a,51bを覆っているため、乗員の着座検出時において、板ばね7がシートクッションSC側に位置する第2電極21a,21bを第2絶縁シート20sを介して上側から押さえることとなる。このように板ばね7がシートクッションSC側の第2電極21a,21bを押さえることで、シートクッションSCが第2電極21a,21bを押さえる場合よりも、第2電極21a,21bの不要な変形を抑制することができる。従って、より的確に着座を検出することができる。
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について図8、図9を参照して詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
図8は、本実施形態の着座センサユニットに用いる着座センサを図2と同様にして示す図である。図8に示すように本実施形態の着座センサユニットに用いる着座センサ56は、第1実施形態の着座センサ5の第2電極シート20の代わりに、当該第2電極シート20と同じ外形の金属板26が用いられる点において、第1実施形態の着座センサ5と異なる。つまり、本実施形態の着座センサ56は、金属板26が第1実施形態の第2絶縁シート20s及びそれぞれの第2電極21a,21b及び配線23を兼ねている。従って、金属板26と第1電極11aとが対向することで感圧スイッチ51aを形成し、金属板26と第1電極11bとが対向することで感圧スイッチ51bを形成する。また、金属板26のメインブロック26mは、第1実施形態の板ばね7と同様に折り曲げられて立体的な形状をしており、当該板ばね7と同様の弾性を有している。金属板26を構成する金属としては、例えば、銅、ステンレス鋼等を挙げることができる。第1電極シート10及びスペーサ30は、金属板26と重ねられて一体とされることで、金属板26に沿った立体的形状とされる。
図9は、図8の着座センサ56を用いた着座センサユニットを図5と同様に示す図である。図9に示すように本実施形態の着座センサユニットは、第1実施形態の着座センサユニット1における着座センサ5の代わりに着座センサ56を有し、板ばね7が配置されない点において、着座センサユニット1と異なる。つまり、本実施形態では、金属板26がばね部材である板ばね7を兼ねており、着座センサ56が着座センサユニットとなる。
本実施形態の着座センサユニットは、着座センサ56の電極や配線を兼ねた金属板26がばね部材としての板ばねを兼ねている。このため、第1実施形態の着座センサユニット1のように着座センサ5と板ばね7とを別体とする場合よりも、部品点数を減らすことができる。従って、より簡易に着座センサユニットを構成することができる。
なお、本実施形態では、金属板26が第1実施形態における第2電極シート20と板ばね7とを兼ねた。しかし、第1実施形態の着座センサ5における第2電極シート20、スペーサ30を同様として、第1実施形態の着座センサ5における第1電極シート10を本実施形態の金属板26と同様の金属板として、板ばね7を省略しても良い。ただし、この場合、台座9の凸部93a,93bが金属板を押圧出来るように、当該金属板の第2電極21a,21bと対向する部分を薄く形成することが好ましい。
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態について図10、図11を参照して詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
図10は、本実施形態の着座センサユニットに用いる着座センサを図2と同様にして示す図である。図10に示すように本実施形態の着座センサユニットに用いる着座センサ57は、第1実施形態の着座センサ5の第2電極シート20の代わりに、当該第2電極シート20と同じ形状で、第2電極シート20よりも高い弾性を有する第2電極シート27が用いられる点において、第1実施形態の着座センサ5と異なる。具体的には、本実施形態の第2電極シート27は、第1実施形態の第2絶縁シート27s高い弾性を有する第2絶縁シート27sが用いられ、第2絶縁シート27sは、メインブロック27mが、第1実施形態の板ばね7と同様に折り曲げられた立体的な形状に成形されており、当該板ばね7と同様の弾性を有している。このように第2絶縁シート27sに高い弾性を付与するには、第2絶縁シート27の厚さを大きくしたり、第2絶縁シート27を構成する樹脂に高弾性の樹脂を用いることが考えられる。第2絶縁シート27sを構成する樹脂としては、例えば、PCの様な剛性の高い樹脂を挙げることができる。第1電極シート10及びスペーサ30は、第2電極シート27と重ねられて一体とされることで、第2電極シート27に沿った立体的形状とされる。
図11は、図10の着座センサ57を用いた着座センサユニットを図5と同様に示す図である。図11に示すように本実施形態の着座センサユニットは、第1実施形態の着座センサユニット1における着座センサ5の代わりに着座センサ57を有し、板ばね7が配置されない点において、着座センサユニット1と異なる。つまり、本実施形態では、第2絶縁シート27sがばね部材である板ばね7を兼ねており、着座センサ57が着座センサユニットとなる。
本実施形態の着座センサユニットは、第2電極シート27がばね部材を兼ねている。このため、第4実施形態と同様に、第1実施形態の着座センサユニット1のように着座センサ5と板ばね7とを別体とする場合よりも、部品点数を減らすことができる。従って、より簡易に着座センサユニットを構成することができる。
なお、本実施形態では、第2電極シート27が第1実施形態における第2電極シート20と板ばね7とを兼ねるため、第2絶縁シート27sの弾性を板ばね7と同様に高いものとした。しかし、第1実施形態の着座センサ5における第2電極シート20、スペーサ30を同様として、第1実施形態の着座センサ5における第1電極シート10の第1絶縁シート10sを本実施形態の第2絶縁シート27sのように高い弾性の絶縁シートとして、板ばね7を省略しても良い。ただし、この場合、台座9の凸部93a,93bが第1電極11a,11bを押圧出来るように、第1絶縁シートの第1電極11a,11bが配置される部分を薄く形成することが好ましい。
以上、本発明について、第1〜第5実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、着座センサユニットが座席のばねSPに配置される台座上に配置された。しかし、台座はこのような形態に限らない。本発明の着座センサユニットは、例えば、シートクッションSCを支えるシートパン上に配置されても良い。この場合、当該シートパンが台座となる。
また、第1〜第3実施形態では、着座センサ5は、板ばね7と重ねられて一体とされる前には立体的に折り曲げられた状態とされていなかった。しかし、着座センサ5が板ばね7と重ねられて一体とされる前から、立体的に折り曲げられた状態とされても良い。
また、上記実施形態では感圧スイッチの数が2つとされたが、感圧スイッチの数の数に限定はない。
以上説明したように、本発明によれば、環境が高温となる場合でも誤検出を抑制することができる着座センサユニットが提供され、車両用座席等の分野に利用することができる。
1,2,3・・・着座センサユニット
5,56,57・・・着座センサ
7・・・板ばね(ばね部材)
9・・・台座
10・・・第1電極シート
10s・・・第1絶縁シート
11a,11b・・・第1電極
12a,12b・・・端子
20・・・第2電極シート
20s,27s・・・第2絶縁シート
21a,21b・・・第2電極
26・・・金属板
30・・・スペーサ
31a,31b・・・開口
51a,51b・・・感圧スイッチ
53a,53b・・・クッションパッド
71a,71b・・・開口
91・・・載置部
92a,92b・・・固定部
93a,93b・・・凸部
SC・・・シートクッション
SP・・・ばね

Claims (11)

  1. 座席のシートクッション下の台座上に配置される着座センサユニットであって、
    第1電極を含む第1電極シート及び前記第1電極と対向し前記第1電極よりも前記シートクッション側に位置する第2電極を含む第2電極シートを有し、前記第1電極と前記第2電極とを含む感圧スイッチが前記台座との間に空間を隔てて位置し、前記感圧スイッチ以外の一部の部位が前記台座に固定される着座センサと、
    前記着座センサにおける前記感圧スイッチの周囲から前記台座に固定される部位にかけて前記着座センサに沿って延在し、前記着座センサと共に撓むばね部材と、
    を備え、
    前記ばね部材は前記感圧スイッチと前記台座との間の空間を保持するように前記シートクッションの一部を支える
    ことを特徴とする着座センサユニット。
  2. 前記着座センサは前記感圧スイッチを2つ以上有し、
    前記台座に固定される部位は、前記感圧スイッチ同士をつなぐ部位とされる
    ことを特徴とする請求項1に記載の着座センサユニット。
  3. 前記ばね部材は、前記着座センサと前記台座との間に配置され、前記着座センサを介して前記シートクッションの一部を支え、
    前記着座センサは、前記ばね部材を介して前記台座に固定される
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の着座センサユニット。
  4. 前記ばね部材は、前記感圧スイッチと重なる位置を除くように配置される
    ことを特徴とする請求項3に記載の着座センサユニット。
  5. 前記ばね部材は前記着座センサと前記シートクッションとの間に配置される
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の着座センサユニット。
  6. 前記ばね部材は、第1電極シート及び第2電極シートの少なくとも一方を兼ねることを特徴とする請求項1または2に記載の着座センサユニット。
  7. 前記ばね部材は、金属から成る
    ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の着座センサユニット。
  8. 前記台座と前記感圧スイッチとの間には、前記感圧スイッチを押圧する押圧部材が設けられる
    ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の着座センサユニット。
  9. 前記押圧部材は、前記台座上に設けられる凸部とされる
    ことを特徴とする請求項8に記載の着座センサユニット。
  10. 前記押圧部材は、感圧スイッチの前記台座側の面に配置されるクッションパッドとされる
    ことを特徴とする請求項8に記載の着座センサユニット。
  11. 前記台座は前記シートクッションを支える前記座席のSばねに固定される部材であり、
    当該着座センサユニットの上面は、前記台座の上端と同等の高さか、前記台座の上端よりも低い位置とされる
    ことを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の着座センサユニット。
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