JP6500704B2 - センサ部材 - Google Patents

Description

本発明は、乗物用シートの表面の温度や圧力などの情報を検知可能な複数の検知部と、各検知部に電力を供給可能な配線部とを備えた面状のセンサ部材に関する。

この種の乗物用シートでは、例えば乗員が着座した際の着座面の温度分布や圧力分布を測定し、この測定された情報を基に、着座面の形状や送風装置の風量を調節したいとの要請がある。例えば特許文献１に開示の座椅子には、複数のエアバッグと、圧力探知装置と、充排気制御装置が内蔵されている。複数のエアバッグは、気体の流入により膨張する袋体であり、座椅子の着座面の裏側に並列して配設され且つ充排気制御装置に連通している。そして各エアバッグには圧力探知装置が設けられており、この圧力探知装置によって、各エアバッグが受けた圧力を検知可能である。公知技術では、乗員が着座した際に各エアバッグが受けた圧力を圧力探知装置によって検知し、この検知された圧力情報が充排気制御装置に伝送される。そして充排気制御装置が、個々の圧力情報に基づいて各エアバッグに対する充排気比率の制御を行うことにより、着座面の形状を適切に変更してサポート性能を向上させることができる。

特開２０１０−２６４０９２号公報

ところで公知技術の構成では、座椅子内に、複数の圧力検知装置を設ける必要があり、さらに個々の圧力検知装置には別個の配線部が配設されている。このため公知技術の構成は、シートの内部構成が複雑化するとともに、空調装置やヒータなどのシート内に配設される他部材に対する影響を考慮して、すんなり採用できる構成ではなかった。そこで面状のセンサ部材を、座椅子の着座面に配設する構成を採用することもできるが、このときセンサ部材を配置した状態が、実際の着座面の状態と極端に乖離することは極力回避すべきである。例えば着座面における温度分布を検知する場合、センサ部材を配置したことで乗物用シート本来の通気性が極端に損なわれることにより、センサ部材から得られる情報が不正確となることが懸念される。本発明は上述の点に鑑みて創案されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、乗物用シートの表面に配置された面状のセンサ部材によって、乗物用シートの表面の情報をより正確に検知することにある。

上記課題を解決するための手段として、第１発明のセンサ部材は、乗物用シートの表面に配置可能な面状のセンサ部材であって、乗物用シートの表面に沿って配置可能な柔軟性を有する面状の本体部と、複数の検知部と、検知部に電力を供給する配線部とを備える。そして複数の検知部が、各々、乗物用シートの表面で検知された情報を有線又は無線で制御部に伝達可能である。この種の構成では、乗物用シートの表面に配置された面状のセンサ部材によって、乗物用シートの表面の情報をより正確に検知できることが望ましい。

そこで本発明では、厚み方向に気体の流通を可能とする通気性を備える本体部には、可撓性を備えた帯状の複数の基板が適宜の間隔をあけて取付けられている。そして各基板には、配線部の一部をなす一対の配線部位が設けられているとともに、複数の検知部が本体部の面方向に適宜の間隔をあけて配置するように取付けられている。本発明では、通気性を備えた本体部に複数の検知部が適宜の間隔をあけて配置されることで、センサ部材が良好な通気性を備える。このため乗物用シートの表面にセンサ部材を配置した場合においても、実際の着座面の状態と極端に乖離することが極力回避されて、乗物用シートの表面の情報をより正確に検知することができる。さらに本発明では、複数の検知部と各配線部位を、可撓性を備えた基板とともに本体部に適切に取付けることができる。

第２発明のセンサ部材は、第１発明のセンサ部材において、一対の配線部が、複数の検知部に個々に電気的につながりながら本体部の面方向に沿って設けられる。本発明では、一対の配線部を複数の検知部で共用する構成としたことで、複数の検知部が個々に一対の配線部を備える構成に比して簡便な構成となる。

第３発明のセンサ部材は、第１発明又は第２発明のセンサ部材において、基板が、本体部の厚み方向で見て気体の流通の可能な通気部を有する。本発明では、基板に通気部を設けることにより、センサ部材の通気性を良好に保つことができる。

本発明に係る第１発明によれば、乗物用シートの表面に配置された面状のセンサ部材によって、乗物用シートの表面の情報をより正確に検知することができる。また第１発明によれば、面状のセンサ部材によって、乗物用シートの表面の情報を良好に検知することができる。また第２発明によれば、比較的簡便な面状のセンサ部材によって、乗物用シートの着座面の情報をより正確に検知することができる。そして第３発明によれば、面状のセンサ部材によって、乗物用シートの表面の情報をさらに良好に検知することができる。

乗物用シートの斜視図である。 センサ部材の概略正面図である。 センサ部材一部の概略正面図である。 センサ部材の断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図１〜図４を参照して説明する。各図には、適宜、乗物用シート前方に符号Ｆ、乗物用シート後方に符号Ｂ、乗物用シート上方に符号ＵＰ、乗物用シート下方に符号ＤＷ、乗物用シート右方に符号Ｒ、乗物用シート左方に符号Ｌを付す。図１の乗物用シート２は、シートクッション４と、シートバック６と、ヘッドレスト８を有する。これらシート構成部材は、各々、シート骨格をなすシートフレーム（４Ｆ，６Ｆ，８Ｆ）と、シート外形をなすシートパッド（４Ｐ，６Ｐ，８Ｐ）と、シートパッドを被覆するシートカバー（４Ｓ，６Ｓ，８Ｓ）を有する。本実施例では、シートクッション４の後部にシートバック６の下部が起倒可能に連結するとともに、起立状態のシートバック６の上部にヘッドレスト８が配設される。そしてシートクッション４は、シートレール９を介して乗物床面に固定されており、このシートレール９にて、乗物用シート２が乗物床面に対して相対移動可能とされている。

本実施例においては、図１を参照して、気体を送り出し可能な送風装置１０が、シートクッション４の裏面に設けられ、さらにダクト部材（図示省略）を介してシートバック６に連通されている。この種の送風装置１０の機構として、装置軸方向に沿って送風する軸流式の機構や、装置軸方向から吸気しつつ遠心方向に送風する遠心式の機構を例示できる。そして送風装置１０から送り出される気体が、シートパッド４Ｐ，６Ｐに設けた流路部（図示省略）を介して、シートクッション４の着座面及びシートバック６の着座面の少なくとも一方から吹き出すこととなる。なお各着座面は、シート幅方向で見た中央の天板メイン部４ａ，６ａと、天板メイン部４ａ，６ａ両側に配置する凸状の天板サイド部４ｂ，６ｂに区分けされる。そして本実施例の流路部は、天板メイン部４ａ，６ａに設けられているが、天板サイド部４ｂ，６ｂに設けることもできる。

そしてこの種の乗物用シート２では、例えば乗員が着座した際の着座面の温度分布を予め測定し、この測定された温度情報を基に、送風装置１０の風量を調節したいとの要請がある。そこで本実施例では、シートバック６の着座面に面状のセンサ部材２０Ａを配設するとともに、シートクッション４の着座面に面状のセンサ部材２０Ｂを配設する。そして各センサ部材２０Ａ，２０Ｂによって、対応する着座面の温度分布を測定するのであるが、この種の構成では、センサ部材２０Ａ，２０Ｂによって各着座面の情報をより正確に検知することが望まれる。そこで本実施例では、後述する面状のセンサ部材２０Ａ，２０Ｂによって、乗物用シート２の着座面の情報をより正確に検知することとした。以下、各構成について詳述する。

［センサ部材］
ここでシートバック６のセンサ部材２０Ａと、シートクッション４のセンサ部材２０Ｂは略同一構成であることから、シートバック６のセンサ部材２０Ａを一例にその詳細を説明する。このセンサ部材２０Ａは、シートバック６の着座面に配置された略矩形の面材であり、図２を参照して、本体部２２と、複数の基板２４Ａ〜２４Ｊと、複数の検知部２６と、一対の配線部３０，４０と、一対の有線部５０Ａ，５０Ｂを有する。そして後述するように、一対の配線部３０，４０を介して電源部Ｍ１から各検知部２６に電力を供給する。さらに各検知部２６から得られた温度情報を、一対の有線部５０Ａ，５０Ｂを介して制御部Ｍ２に伝達し、この制御部Ｍ２によって着座面の温度分布が作成される。

［本体部］
本体部２２は、可撓性と通気性を備えた略矩形状の面状部材であり、図４を参照して、一対の面材２２ａ，２２ｂを袋状とすることで形成できる。この種の本体部２２をなす面材の素材として、網材などの２Ｄネット体、繊維を三次元状に編製してなる３Ｄネット体、布帛（織物，編物，不織布）、高通気性のスラブウレタン（通気度：２００ｃｃ/ｃｍ²・ｓｅｃ〜４００ｃｃ/ｃｍ²・ｓｅｃ）、複数の貫通孔を備えた樹脂やエラストマやゴム製のフィルム体を例示できる。なかでも樹脂製の線材からなる網材などの２Ｄネット体は、通気性や物性の観点から本体部２２の素材として好適に用いることができる。ここで本体部２２の寸法は、着座面における所望の温度分布を測定できる限り特に限定しないが、本実施例では少なくとも天板メイン部６ａの略全面を網羅可能な寸法に設定されている。なお本体部２２の周縁は、接着や縫合等の手法で天板サイド部６ｂに着脱不能に取付けることができるが、着脱可能に取付けることが好ましい。例えば着座面に対して本体部２２を貼着などの簡便な手法で着脱可能とすることで、乗物用シート２から別の乗物用シートに容易に付け替えることができる。

［基板］
複数の基板（第一基板２４Ａ〜第十基板２４Ｊ）は、図２を参照して、それぞれ可撓性を備えたフィルム状の平板部材である。ここで第一基板２４Ａ〜第十基板２４Ｊは略同一の構成を有することから、第一基板２４Ａを一例に詳細を説明する。この第一基板２４Ａは、図２及び図３を参照して、シート幅方向に長尺な帯状とされており、後述する複数の検知部２６と、裏打ち部２８と、一対の配線部位３２，４２と、有線部位５２と、複数の通気部６０を有する。この種の第一基板２４Ａの材質として、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂、エラストマやゴムを例示できる。ここで裏打ち部２８は、後述する各検知部２６を支持する平板部材であり、第一基板２４Ａの裏面側に固定できる。本実施例においては、複数の裏打ち部２８が、図３及び図４を参照して、それぞれ後述する検知部２６と略同形の略矩形状をなしており、各検知部２６の固定位置に対応する箇所に適宜の間隔で配置する。この種の裏打ち部２８の素材として、第一基板２４Ａに比して硬い樹脂を用いることが望ましく、例えばガラスエポキシ製の板材を用いることができる。そして通気部６０は、本体部２２の厚み方向で見て気体の流通の可能な部位であり、本実施例では、第一基板２４Ａを厚み方向に貫通する孔部である。そして通気部６０を、各検知部２６及び裏打ち部２８の配置位置とは異なる箇所に複数（または単数）設けることにより、センサ部材２０Ａの通気性を良好に保つことができる。

［配線部位・有線部位］
また配線部位３２（４２）は、図３を参照して、後述する各配線部３０（４０）の一部をなす部位であり、後述する各検知部２６に電力を供給可能である。本実施例では、一方の配線部位３２が、第一基板２４Ａの短尺方向における一側に設けられて、第一基板２４Ａの長尺方向に途切れなく延びる。また他方の配線部位４２が、第一基板２４Ａの短尺方向における他側に設けられて、第一基板２４Ａの長尺方向に途切れなく延びる。これら各配線部位３２，４２は、例えば第一基板２４Ａの表面に金属又は合金製の薄箔を貼り付けたのち、余分な薄箔部分をエッチングにより除去して線状とすることで形成できる。なお配線部位３２，４２中で電気接続不要の部分は、オーバーレイをかけるなどして外部と絶縁を保つことができる。なお各配線部位３２，４２は、上述の薄箔のほか、導電性粒子（典型的に金属粒子や合金粒子）を含有してなる樹脂層体、導電糸、導電糸からなる布帛で形成することもできる。そして薄箔や布帛や導電糸は、接着や貼着や縫合等の手法で第一基板２４Ａの表面に直接的に取付けることができ、導電性粒子を含有してなる樹脂層体は、プリントや塗布などの手法で第一基板２４Ａの表面に直接的に取付けることができる。また有線部位５２は、後述する有線部５０Ａ（５０Ｂ）の一部をなす部位であり、各配線部位３２，４２とは異なる位置に設けられて第一基板２４Ａの長尺方向に途切れなく延びる。そして有線部位５２も、一対の配線部位３２，４２と同様に各種の通電可能な帯体や線材にて形成できる。

［検知部］
複数の検知部２６は、図２〜図４を参照して、それぞれ周囲の温度を検知可能な略立方体状の部材であり、図示しない内部機構として温度検知機構と伝達機構を有する。温度検知機構は、周囲の温度を検知する機構であり、熱電対式、測温抵抗式、放射式、バイメタル式などの各種機構を採用できる。また伝達機構は、温度検知機構にて検知された温度情報を有線又は無線で外部に伝達可能な機構であり、本実施例では、後述の有線部５０Ａ（５０Ｂ）を介して制御部Ｍ２に伝達できる。そして本実施例においては、複数の検知部２６を、図１を参照して第一基板２４Ａの表面に適宜の間隔で取付けつつ、図２を参照して各配線部位３２，４２と有線部位５２にそれぞれ電気的につなげる。ここで各検知部２６の取付け手法は特に限定しないが、本実施例においては、図４を参照して、半田付けなどの手法により第一基板２４Ａの表面の固定箇所ＦＰ１に取付けることができる。そして各検知部２６の固定箇所の裏面には裏打ち部２８が配設されているため、各検知部２６が、裏打ち部２８にて支持されて安定的に第一基板２４Ａの表面に配設されることとなる。

［センサ部材の組付け作業］
図２を参照して、複数の基板２４Ａ〜２４Ｊを、本体部２２内に配置しつつ上下方向に適宜の間隔をあけて並列配置する。このときセンサ部材２０Ａをシートバック６に取付けた状態を基準として、第一基板２４Ａ〜第十基板２４Ｊが、それぞれシート幅方向に向きながら、この順で上から下に並列して配置される。そして図４を参照して、各基板２４Ａ〜２４Ｊの裏面に固定された各裏打ち部２８を、本体部２２をなす裏面側の面材２２ｂに接着等の手法で固定することにより、各基板２４Ａ〜２４Ｊを、本体部２２内の適所に取付けることができる。

［各配線部の形成作業］
そして上述の作業に前後して、一対の配線部（第一配線部３０，第二配線部４０）を、複数の検知部２６に個々に電気的につなげながら本体部２２の面方向に配設する。これら一対の配線部３０，４０は、それぞれ各検知部２６に電力を供給可能な部位であり、本体部２２の外に配設された電源部Ｍ１に電気的につながる。そして第一配線部３０は、図２及び図３を参照して、各基板２４Ａ〜２４Ｊの一方の配線部位３２と、隣り合う基板の間に配置する配線３４を直列的につなげた部位であり、正面視において本体部２２を蛇行するように形成される。ここで配線３４は、湾曲可能なケーブルであり、隣り合う基板の配線部位３２同士を電気的につなげることができる。また第二配線部４０も、各基板２４Ａ〜２４Ｊの他方の配線部位４２と、隣り合う基板の間に配置する他の配線４４を直列的につなげた部位であり、正面視において本体部２２を蛇行するように形成される。そして第一配線部３０を、電源部Ｍ１の正極と負極のいずれか一方につなげるとともに、第二配線部４０を、電源部Ｍ１の正極と負極のいずれか他方につなげる。こうして本実施例においては、一対の配線部３０，４０を複数の検知部２６で共用する簡便な構成により、これら各検知部２６に電力を供給できる。

［有線部の形成作業］
また一対の有線部（第一有線部５０Ａ，第二有線部５０Ｂ）を、複数の検知部２６に個々に電気的につなげながら本体部２２の面方向に配設する。これら各有線部５０，５０Ｂは、それぞれ各検知部２６にて検知された温度情報を制御部Ｍ２に電気信号で伝達する部位である。そして第一有線部５０Ａは、図２及び図３を参照して、第一基板２４Ａ〜第四基板２４Ｄの有線部位５２と、隣り合う基板の間に配置する信号配線５４を直列的につなげた部位であり、正面視において本体部２２を蛇行するように形成される。また第二有線部５０Ｂは、第五基板２４Ｅ〜第十基板２４Ｊの有線部位（符号省略）と、隣り合う基板の間に配置する信号配線（符号省略）を直列的につなげた部位であり、正面視において本体部２２を蛇行するように形成される。そして各検知部２６から得られた温度情報が、各有線部５０Ａ，５０Ｂを介して制御部Ｍ２に伝達されたのち、この制御部Ｍ２によって着座部の温度分布を作成することとなる。そして本実施例においては、複数の検知部２６の情報を、第一有線部５０Ａと第二有線部５０Ｂに分けて伝達することで、各検知部２６からの温度情報を素早く制御部Ｍ２に伝達できる。

［センサ部材の使用］
図１を参照して、センサ部材２０Ａ，２０Ｂによって、シートバック６及びシートクッション４の各着座面の温度分布を検出する。このとき本実施例では、乗物用シート２の実際の使用時を想定して、例えば送風装置１０により着座側に送風するのであるが、このとき送風がセンサ部材２０Ａ，２０Ｂによって妨げられることは極力回避すべきである。また送風装置１０を作動させない場合においても、センサ部材２０Ａ，２０Ｂと各着座面の間に熱がこもるなどして、各センサ部材２０Ａ，２０Ｂから得られる情報が不正確となるおそれがある。

そこで本実施例では、図２を参照して、本体部２２が、厚み方向に気体の流通を可能とする通気性を備えるとともに、複数の検知部２６が、本体部２２の面方向に適宜の間隔をあけて配置する。こうして通気性を備えた本体部２２に複数の検知部２６が適宜の間隔をあけて配置されることで、各センサ部材２０Ａ，２０Ｂが良好な通気性を備えて、送風装置１０の送風を極力妨げない構成とされている。特に本実施例では、各基板２４Ａ〜２４Ｊを適宜の間隔をあけて配置し、さらに各基板２４Ａ〜２４Ｊに通気部６０を設けたことで、各センサ部材２０Ａ，２０Ｂの通気性を良好に保つことができる。こうして各センサ部材２０Ａ，２０Ｂを、実際の着座面の状態と極端に乖離させることなく配置することで、乗物用シート２の表面である着座面の情報をより正確に検知できる。そして各センサ部材２０Ａ，２０Ｂは、対応する着座面上に配置されているため、シートへの着脱が容易であり、測定準備に要する工数が大幅に低減される。

さらに本実施例では、乗員が着座して各センサ部材２０Ａ，２０Ｂが押圧されたとしても、本体部２２と各基板２４Ａ〜２４Ｊが適度に撓みながら乗員を支持できる。また一対の配線部３０，４０を複数の検知部２６で共用することで、各センサ部材２０Ａ，２０Ｂに配設される配線数が少なくされている。このため各センサ部材２０Ａ，２０Ｂは、乗員に対して硬さや異物感などの違和感を極力生じさせない着座性に優れる構成となる。さらに乗員の着座時において、各センサ部材２０Ａ，２０Ｂが適度に撓むことにより、一対の配線部３０，４０や一対の有線部５０Ａ，５０Ｂに過度の負担がかかって断線することを好適に回避できる。そして各検知部２６が裏打ち部２８にて支持されているため、各検知部２６の固定箇所ＦＰ１に過度の応力がかかることを好適に回避できる。

以上説明したとおり本実施例では、通気性を備えた本体部２２に複数の検知部２６が適宜の間隔をあけて配置されることで、各センサ部材２０Ａ，２０Ｂが良好な通気性を備える。このため乗物用シート２の表面である着座面に各センサ部材２０Ａ，２０Ｂを配置した場合においても、実際の着座面の状態と極端に乖離することが極力回避されて、乗物用シート２の着座面の情報をより正確に検知できる。また本実施例では、一対の配線部３０，４０を複数の検知部２６で共用する構成としたことで、複数の検知部２６が個々に一対の配線部を備える構成に比して簡便な構成となる。また本実施例では、複数の検知部２６と各配線部位３２，４２を、可撓性を備えた各基板２４Ａ〜２４Ｊとともに本体部２２に適切な配置関係で安定的に設けることができる。そして本実施例では、各基板２４Ａ〜２４Ｊに通気部６０を設けることにより、各センサ部材２０Ａ，２０Ｂの通気性を良好に保つことができる。このため本実施例によれば、乗物用シート２の表面に配置された面状の各センサ部材２０Ａ，２０Ｂによって、乗物用シート２の表面の情報をより正確に検知することができる。

本実施形態のセンサ部材は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その他各種の実施形態を取り得る。例えば本実施形態では、各センサ部材２０Ａ，２０Ｂの構成（形状，寸法，配設位置，配設数，構成部材など）を例示したが、これら各部材の構成を限定する趣旨ではない。例えば本体部は、一枚物の面材で構成されていてもよく、３枚以上の面材で構成されていてもよい。また本体部は、例えば天板メイン部を覆う部分が通気性を備え且つ天板サイド部を覆う部分が非通気性である構成でもよい。また本体部自身が、シートカバーの全部又は一部を構成していてもよい。また各有線部は、各電極部から分かれて配置していてもよく、各電極部の一方と一体とされていてもよい。また制御部と電源部は、センサ部材と別体でも良く一体でもよい。

また本実施形態の検知部は、温度のほか、圧力、湿度、音（騒音）、光、風量などの各種パラメータを測定可能な構成とすることができる。また検知部は、無線によって情報を制御部に伝達可能な構成をとることができ、この場合には有線部を省略することができる。なお検知部は、基板ではなく本体部に直接設けることができ、この場合には検知部同士を、電極部をなす配線のみで電気的につなげることができる。なお検知部は、個々に一対の電極部を有していてもよい。また複数の検知部の情報を単数又は３以上の有線部を介して制御部に伝達することもできる。なお基板が適度な剛性を備える場合には、検知部を、裏打ち部で支持することなく（裏打ち部を省略して）基板に取付けることもできる。

また本実施形態では、基板に、通気部として貫通孔を設ける例を説明したが、通気部は、基板の端部を切り欠いた切欠きで構成されていてもよい。また基板は、本体部の厚み方向に適宜屈曲した形状とされていてもよく、この場合には、基板と本体部の間の隙間が通気部として機能する。なお本体部の通気性を極端に妨げないならば、基板から通気部を省略することもできる。なお基板は、裏打ち部以外の部分で、本体部をなす各面材のいずれかに固定すすることもできる。

また本実施形態では、乗物用シートの構成を例示したが、乗物用シートの構成を限定する趣旨ではない。例えば乗物用シートには、送風装置のほか、シートヒータ等の各種の他部材を設けることができ、他部材を省略することもできる。なお送風装置は、気体を吸引する構成でもよい。そして本実施形態の構成は、車両や航空機や電車などの乗物用シート全般に適用できる。

２ 乗物用シート
４ シートクッション
６ シートバック
８ ヘッドレスト
９ シートレール
１０ 送風装置
２０Ａ，２０Ｂ センサ部材
２２ 本体部
２４Ａ〜２４Ｊ 基板
２６ 検知部
２８ 裏打ち部
３０ 第一配線部
４０ 第二配線部
３２，４２ 配線部位
３４，４４ 配線
５０Ａ 第一有線部
５０Ｂ 第二有線部
５２ 有線部位
５４ 信号配線
６０ 通気部
Ｍ１ 電源部
Ｍ２ 制御部

Claims (3)

1. 乗物用シートの表面に配置可能な面状のセンサ部材であって、
   前記乗物用シートの表面に沿って配置可能な柔軟性を有する面状の本体部と、複数の検知部と、前記各検知部に電力を供給する配線部とを備え、前記複数の検知部が、各々、前記乗物用シートの表面で検知された情報を有線又は無線で制御部に伝達可能であるセンサ部材において、
   厚み方向に気体の流通を可能とする通気性を備える前記本体部には、可撓性を備えた帯状の複数の基板が適宜の間隔をあけて取付けられており、
   各基板には、前記配線部の一部をなす一対の配線部位が設けられているとともに、前記複数の検知部が前記本体部の面方向に適宜の間隔をあけて配置するように取付けられているセンサ部材。
2. 一対の前記配線部が、前記複数の検知部に個々に電気的につながりながら前記本体部の面方向に沿って設けられている請求項１に記載のセンサ部材。
3. 前記基板が、前記本体部の厚み方向で見て気体の流通の可能な通気部を有する請求項１又は２に記載のセンサ部材。

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