JP6684696B2 - 荷重検知センサ及び荷重検知センサユニット - Google Patents

荷重検知センサ及び荷重検知センサユニット Download PDF

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Description

本発明は、荷重検知センサ及び荷重検知センサユニットに関し、例えば振動が加わる環境下で使用される場合などで好適なものである。
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装置として、着座による荷重を検知する荷重検知センサが用いられる場合がある。
荷重検知センサとして、第1シート及び第2シートと、これら第1シート及び第2シートの間に介在するスペーサとを有するものが開示されている(下記特許文献1)。この第1シートの主面上には回路が形成され電子部品が実装されており、当該電子部品が実装される領域の上方に位置するスペーサ及び第2シートには開口部が形成されている。
このような第1シートとスペーサと第2シートとが順に積層されることで、当該スペーサ及び第2シートの開口部の内側には、第1シートの主面の回路に実装される電子部品が位置している。また、開口部の内側に位置する回路を覆うようにしてその電子部品に外接する補強樹脂部材が設けられており、当該補強樹脂部材によって電子部品と回路との電気的な接触が確保されるように、電子部品の固定部分が補強されている。
特開2011−009340号公報
しかし、上記特許文献1の荷重検知センサの場合、第1シートとスペーサと第2シートとが順に積層されていても、スペーサ及び第2シートの開口部では第1シートの1層となる。したがって、例えば積層方向に応力が加わった場合など、スペーサ及び第2シートの開口部の内側部位の第1シートが屈曲し易く、当該屈曲により補強樹脂部材で固定される電子部品と回路との断線が生じる等といったことが懸念される。このため、より耐久性に優れる荷重検知センサが求められている。
そこで、本発明は、耐久性に優れる荷重検知センサ及び荷重検知センサユニットを提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の荷重検知センサは、互いに対向する第1絶縁シート及び第2絶縁シートと、前記第1絶縁シート及び第2絶縁シート間に配置されるスペーサと、感圧素子とを有する感圧シートと、前記第1絶縁シートにおける前記スペーサに対向する側の面のうち前記スペーサ及び前記第2絶縁シートから露出する露出部分に設けられ、前記感圧素子と電気的に接続されるチップ型電子部品と、前記露出部分に設けられ、前記チップ型電子部品の少なくとも側方の一部を覆う第1保護樹脂と、前記チップ型電子部品と前記第1保護樹脂とを覆うとともに、前記露出部分の少なくとも一部と前記第2絶縁シートにおいて前記スペーサに対向する側の面とは逆側の面の少なくとも一部とを覆う第2保護樹脂と、を備えることを特徴とする。
このような荷重検知センサでは、第2保護樹脂によってチップ型電子部品及び第1保護樹脂が覆われ、かつ、第2絶縁シートの外側表面及び第1絶縁シートの露出表面の少なくとも一部が覆われている。このため、外部から応力が加わっても、感圧シートを構成する第1絶縁シート、スペーサ及び第2絶縁シートを剥がれにくくすることができる。また、チップ型電子部品は第1保護樹脂によって第1絶縁シートの露出部分に固定され、さらに第2保護樹脂によって覆われる。このため、外部から応力が加わっても、チップ型電子部品と感圧素子との電気的な接続関係を保持し易くできる。こうして、荷重検知センサの耐久性を向上することができる。
また、前記第2保護樹脂は、前記第1絶縁シートにおける前記スペーサに対向する側の面とは直交する方向であって、前記チップ型電子部品を通る前記第1絶縁シートの外周を包み込んでいることが好ましい。
このようにした場合、チップ型電子部品を通る第1絶縁シートの外周が包み込まれているため、当該チップ型電子部品に塵埃等が付着することが抑制される。したがって、より一段と耐久性を向上させつつ、小型化することができる。
また、前記第2保護樹脂は、前記感圧シートの一部の外周を包み込んでいることが好ましい。
このようにした場合、感圧シートを構成する第1絶縁シート、スペーサ及び第2絶縁シートをより一段と剥がれにくくすることができる。
また、前記感圧シートは、前記露出部分のうち前記チップ型電子部品が設けられる部位とは異なる部位に設けられ、前記感圧素子と電気的に接続される端子を有し、前記第2保護樹脂は、前記端子も覆っていることが好ましい。
このようにした場合、第2保護樹脂によって端子も覆われるため、端子とその端子に接続される信号ケーブルとの接続構造が保護され、また、端子に塵埃等が付着することが抑制される。さらに、別途端子を保護する保護部材を設ける必要がない。したがって、より一段と耐久性を向上させつつ、小型化することができる。
また、前記第2保護樹脂は、前記露出部分における前記第1絶縁シートの側面も覆っていることが好ましい。
このようにした場合、第1絶縁シートにおける露出部分の側面からの塵埃等の進入が抑制され、チップ型電子部品に塵埃等が付着することが抑制される。したがって、より一段と耐久性を向上させつつ、小型化することができる。
また、前記第1保護樹脂は、前記第2保護樹脂よりも硬いことが好ましい。
このようにした場合、第1保護樹脂で露出部分にチップ型電子部品を固定しつつ、外部から加わる応力を第2保護樹脂で吸収することができるため、より一段と耐久性を向上させることができる。
また、前記第1保護樹脂は熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂とされ、前記第2保護樹脂は熱可塑性樹脂とされることが好ましい。
このようにした場合にも、第1保護樹脂で露出部分にチップ型電子部品を固定しつつ、外部から加わる応力を第2保護樹脂で吸収することができるため、より一段と耐久性を向上させることができる。また、第1保護樹脂が熱硬化性樹脂である場合には、第2保護樹脂を設ける際に生じる熱によって既に露出部分に設けられた第1保護樹脂が変形してしまうことを抑制することができる。
また、本発明の荷重検知センサユニットは、上記いずれかの荷重検知センサと、前記感圧シートが載置されるサポートプレートとを備え、前記第2保護樹脂は、前記感圧シートの一部とともに、当該一部が載置されるサポートプレートを囲うように覆っている。
このような荷重検知センサユニットでは、第2保護樹脂によって感圧シートをサポートプレートに固定することができるため、振動等が生じてもサポートプレートに対する感圧シートの移動を抑制できる。また、感圧シートだけが囲うように第2保護樹脂により覆われる場合に比べると、当該感圧シートとともにサポートプレートも囲うように第2保護樹脂により覆われる分だけ、外部から加わる応力に対する耐久性を向上させることができる。
以上のように本発明によれば、耐久性に優れる荷重検知センサ及び荷重検知センサユニットを提供することができる。
第1実施形態における荷重検知センサユニットを示す図である。 図1の荷重検知センサユニットの分解図である。 荷重検知センサユニットがSばねに取り付けられた様子を示す断面図である。 荷重検知センサの分解図である。 荷重検知センサがサポートプレートに固定される様子を第2絶縁シート側から正面視した図である。 図5のX−Xを通る断面図である。 図5のY−Yを通る断面図である。 Sばねの上部を平面視した場合に互いに対向する2本のSばねにおけるばね部位の間に配置されるサポートプレートの様子を模式的に示す図である。 Sばねの上部を平面視した場合に1本のSばねにおいて互いに対向するばね部位の間に配置されるサポートプレートの様子を模式的に示す図である。 荷重検知センサのオン状態の様子を示す図である。 第2実施形態における荷重検知センサがサポートプレートに固定される様子を図5と同じ視点で示す図である。 図11のX−Xを通る断面図である。 図11のY−Yを通る断面図である。
以下、本発明に係る荷重検知センサ及び荷重検知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、理解の容易のため、それぞれの図のスケールと、以下の説明に記載のスケールとが異なる場合がある。
(第1実施形態)
図1は本実施形態における荷重検知センサユニットを示す図であり、図2は図1の荷重検知センサユニットの構成を示す分解図であり、図3は荷重検知センサユニットが座席装置のSばねに取り付けられた様子を示す断面図である。図1から図3に示すように、荷重検知センサユニット1は、サポートプレート2、一対の緩衝部材3、上部ケース4及び荷重検知センサ5を主な構成として備える。
図2に示すように、サポートプレート2は、荷重検知センサ5が載置される載置部21と、当該載置部21に連結される一対のフック部22とを有している。載置部21は、幅の広いメインブロック載置部21mと、メインブロック載置部21mから延在しメインブロック載置部21mよりも狭い幅とされるテールブロック載置部21tとを含む。本実施形態では、上記フック部22はメインブロック載置部21mに連結している。また、本実施形態では、載置部21及び一対のフック部22は金属板を曲げ加工することで一体に成型されている。なお、サポートプレート2の板厚は例えば0.8mmとされる。
メインブロック載置部21mのシートクッションSCに対向される側の面には、後述の荷重検知センサ5の感圧素子であるスイッチSWが設けられるメインブロック50mが配置される。また、メインブロック載置部21mには、図2に示すようにサポートプレート2を貫通する複数の円形の貫通孔20Hが形成され、さらに、概ね矩形の複数のケース止用開口24が形成されている。
なお、図3に示すように、メインブロック載置部21mは、車両の座席装置における座席フレームの開口に並べて張り渡される複数のSばね100のうち互いに対向する2本のSばね100の間に配置可能な程度の大きさとされる。なお、Sばね100は、S状に蛇行するばねである。
また、テールブロック載置部21tは、概ね矩形の形状をしており、メインブロック載置部21mを平面視する場合に、一対のフック部22を結ぶ方向と概ね垂直な方向に延在する。また、テールブロック載置部21tは、金属板の曲げ加工により、メインブロック載置部21mの面方向に対して、面方向が傾斜した状態でメインブロック載置部21mに連結している。テールブロック載置部21tのシートクッションSCに対向される側の面には、後述の荷重検知センサ5において配線が設けられるテールブロック50tが配置される。なお、本実施形態では、テールブロック載置部21tの延在方向に垂直な方向の幅は、荷重検知センサ5のテールブロック50tの幅よりも小さくされ、テールブロック載置部21tの延在方向の長さは、荷重検知センサ5のテールブロック50tの長さよりも小さくされる。
一対のフック部22は、メインブロック載置部21mを挟んで互いに対向するメインブロック載置部21mの側面部分にそれぞれ連結している。この一対のフック部22は、互いに対向する2本のSばね100の一部であるばね部位にそれぞれ掛け留められる。
また、一対のフック部22は互いに同じ構成とされており、内側壁部22A、外側壁部22B及び上壁部22Cを有している。内側壁部22A、外側壁部22B及び上壁部22Cによって囲まれる空間には、Sばね100の一部が配置される。このSばね100の一部と、内側壁部22A、外側壁部22B及び上壁部22Cとの間には緩衝部材3が配置される。つまり、それぞれのフック部22は、内側壁部22A、外側壁部22B及び上壁部22Cによって緩衝部材3を介してばね部位を掛け留めて係止し得る構成とされている。
内側壁部22Aは、メインブロック載置部21mと概ね直交する方向に沿って延在し、メインブロック載置部21mに連結している。上壁部22Cは、メインブロック載置部21mの載置面よりも上方に位置し、その載置面と略平行に延在し、内側壁部22Aに連結している。外側壁部22Bは、メインブロック載置部21mの載置面側においてその載置面と直交する方向に対して斜めであって先端に向かうほどメインブロック載置部21mに近づくように延在している。また、本実施形態では、内側壁部22Aから外側壁部22Bにかけて、開口22Hが形成されている。
また、フック部22は弾性を有しており、上述のように内側壁部22A、上壁部22C及び外側壁部22Bで囲まれる空間に緩衝部材3が配置される場合、内側壁部22A、上壁部22C及び外側壁部22Bが緩衝部材3の一部と接触するよう構成される。外側壁部22B下方には押付部位22PTフックが形成され、押付部位22PTはメインブロック載置部21m側へ突出するように屈曲しており、上記フック部22の弾性により、緩衝部材3をメインブロック載置部21m側に押し付ける力が働く。このようにフック部22の内側壁部22A、外側壁部22B及び上壁部22CはSばね100の一部を覆うように延在し、Sばね100を上側、メインブロック載置部21m側及びメインブロック載置部21mと反対側の3方向から緩衝部材3を介して留め得るようになっている。
それぞれの緩衝部材3は、サポートプレート2とSばね100との接触を和らげる部材である。これら緩衝部材3は、サポートプレート2のフック部22における内側壁部22Aと外側壁部22Bと上壁部22Cとによって囲まれる空間に上記のように配置される。
それぞれの緩衝部材3は、緩衝本体31と、一対の係止爪32と、一対のガイド33とを有しており、これら緩衝本体31と、係止爪32と、ガイド33は一体成型により形成されている。
緩衝本体31は、断面の形状が概ね逆U字状とされ、Sばね100の一部が嵌合可能とされる溝31Aが形成されている。溝31A内にSばね100が配置された状態で、溝31Aを形成する緩衝本体31の内側壁はSばね100挟み込んで、Sばね100は緩衝本体31に嵌合される。
また、緩衝本体31の外部側の側壁における、メインブロック載置部21m側の側壁、及び、メインブロック載置部21m側と反対側の側壁には、それぞれ上記係止爪32が設けられている。メインブロック載置部21m側の側壁に形成される係止爪32は、フック部22の内側壁部22Aと外側壁部22Bと上壁部22Cとによって囲まれる空間に緩衝本体31が配置された状態で、内側壁部22Aの開口22Hとの縁に掛け留め可能とされる。メインブロック載置部21m側と反対側の側壁に形成される係止爪32は、当該空間に緩衝本体31が配置された状態で、外側壁部22Bの開口22Hとの縁に掛け留め可能とされる。
また、緩衝本体31の外部側の側壁には、メインブロック載置部21m側からメインブロック載置部21m側と反対側にかけて、上記一対のガイド33が形成されている。これらのガイド33の間の距離はフック部22の幅と概ね同じとされ、フック部22の内側壁部22Aと外側壁部22Bと上壁部22Cとによって囲まれる空間に緩衝本体31が配置された状態で、一対のガイド33でフック部22を挟みこむよう構成されている。従って、フック部22に緩衝部材3が取り付けられた状態で、緩衝部材3とフック部22との位置ずれが抑制されている。
また、緩衝本体31の溝31AにSばね100が嵌合された状態では、サポートプレート2とSばね100とが緩衝部材3を介して一定の位置関係に固定される。この状態において、フック部22の押付部位22PTが緩衝部材3をSばね100側に押し付けることで、サポートプレート2とSばね100とが強固に固定される。
緩衝部材3は、サポートプレート2の硬度よりも小さい硬度を有している。例えば、緩衝部材3の材料として、アクリロニトリル,ブタジエン,スチレン共重合合成樹脂(ABS)、ポリアミド(PA)、ポリプロピレン(PP)、ポリアセタール(POM)が挙げられる。またサポートプレート2の材料として、ばね鋼、ステンレス材が挙げられる。
緩衝部材3のロックウェル硬さはHRR30〜HRR120程度であることが好ましく、サポートプレート2のロックウェル硬さはHRB80〜HRC68程度であることが好ましい。なお、緩衝部材3のロックウェル硬さがHRR30〜HRR120の範囲にある場合、サポートプレート2とSばね100との接触による異音をより軽減でき、かつ荷重による緩衝材の変形を抑制できるので好ましい。また、サポートプレート2のロックウェル硬さがHRB80〜HRC68の範囲にある場合、サポートプレート2は、Sバネ100よりも柔らかくありながら、十分な耐久性を有するので好ましい。
上部ケース4は、載置部21のメインブロック載置部21mに載置されるメインブロック50mを覆ってメインブロック50mのスイッチSWなどを保護する部材である。また、上部ケース4は、図3に示すように、シートクッションSCに押圧されることで荷重検知センサ5のスイッチSWを押圧する押圧部材でもある。
この上部ケース4は、頂壁45及び枠壁48を有する。本実施形態では頂壁45は概ね矩形とされる板状の部材である。また、上部ケース4の枠壁48は複数に分割されて、頂壁45の外周に沿って頂壁45に接続されている。複数に分割されている枠壁48の各間において、フック片47が頂壁45に接続されている。それぞれのフック片47は、サポートプレート2のメインブロック載置部21mにおけるケース止用開口24に嵌め込まれる構成とされる。それぞれのフック片47がケース止用開口24に嵌め込まれることで、サポートプレート2と上部ケース4とのメインブロック載置部21mの載置面方向における相対的な移動が規制される。
上部ケース4の頂壁45には、サポートプレート2の載置部21に対向される側の底面から突出する押圧部46が設けられている。この押圧部46の先端は平面形状とされる。なお、押圧部46の先端は凸状の曲面形状とされても良い。
また、上部ケース4の頂壁45には、押圧部46が設けられる側と同じ底面から突出する複数のリブ49が設けられている。これらのリブ49は、サポートプレート2の載置部21に形成される複数の貫通孔20Hと重なる位置に形成されている。サポートプレート2の載置部21に載置される荷重検知センサ5を上部ケース4が覆いそれぞれのケース止用開口24にそれぞれのフック片47が嵌め込まれた状態では、各リブ49は対応する貫通孔20Hに挿入される。これにより荷重検知センサ5が載置部21に接着されていなくても、当該荷重検知センサ5のスイッチSWと上部ケース4の押圧部46との載置面の方向における相対的な移動が規制される。なお、本実施形態の場合、載置部21に載置される荷重検知センサ5を上部ケース4が覆い各ケース止用開口24に対応するフック片47が嵌め込まれた状態では、押圧部46の先端は荷重検知センサ5と接触しているが、接触していなくてもよい。
なお、上部ケース4は、シートクッションSCよりも硬質な材料から形成されている。従って、上部ケース4の一部である押圧部46もシートクッションSCよりも硬質な材料から形成されている。一般的にシートクッションSCは発泡されたウレタン樹脂からなるため、このような上部ケース4の材料としては、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。
このような荷重検知センサユニット1が、図3に示すように、一対のSばね100に取り付けられた状態では、上部ケース4の頂壁45における上面45Sは、シートクッションSCの下面と所定の距離を空けて対向する。この上面45Sは平面状とされる。上面45SはシートクッションSCからの押圧を受ける受圧面であり、当該上面45Sの面積は押圧部46における荷重検知センサ5のスイッチSWと接触する部分の面積よりも大きくされている。
荷重検知センサ5は、感圧素子であるスイッチSWを有するシート状のセンサであり、可撓性を有する感圧シート50と、金属板60と、感圧シート50と金属板60とを接着する接着層70と、チップ型電子部品80とを備える。接着層70により、感圧シート50と金属板60とは、貼り合わされている。
感圧シート50は、メンブレンスイッチとされ、概ね矩形のメインブロック50mと、メインブロック50mに接続されメインブロック50mよりも幅の狭いテールブロック50tとを有する。このメインブロック50mは、荷重検知センサ5のメインブロックでもあり、テールブロック50tは荷重検知センサ5のテールブロックでもある。メインブロック50mにはスイッチSWが設けられている。テールブロック50tは、メインブロック50m連結され、メインブロック50mから離れるように延在する。また、メインブロック50mの各頂点付近には、貫通孔50Hが形成されている。
金属板60は、図3に示すように、接着層70によって感圧シート50における一方の面に貼り付けられる。本実施形態では、金属板60は、感圧シート50の一部であるメインブロック50mにおけるシートクッションSC側の面に貼り付けられる。
接着層70は、感圧シート50と金属板60とを貼り合わす層状の部材である。本実施形態では、接着層70は、金属板60と同等の大きさとされる。この接着層70の材料としては、感圧シート50と金属板60とを貼り合わすことができる限り、どのような材料でも良いが、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂や光硬化樹脂等が挙げられる。また、接着層70としては、PETや不織布などの基材の両面に接着層が形成されてなる両面テープでもよい。ここで、接着層70のガラス転移点Tgとしては、85℃以上であることが好ましい。ガラス転移点Tgが、85℃以上であることで、炎天下の自動車の車内の様に高温になる環境においても、流動しづらいため、接着層70の流動による着座の誤検知を抑制することができる。
チップ型電子部品80は、図1、図2に示すように、電子回路をチップ形状にパッケージ化した小片の実装部品である。このチップ型電子部品80は、テールブロック50tに配置され、感圧素子であるスイッチSWと電気的に接続される。本実施形態では、チップ型電子部品80として、印刷抵抗よりも抵抗値の変動が小さいチップ型抵抗素子が採用されており、当該抵抗値の変動に基づく荷重検知センサ5における検知精度が印刷抵抗に比べて向上することができる。本実施形態においては、チップ型電子部品80であるチップ型抵抗素子が、第1配線56wを介して感圧素子であるスイッチSWと直列に接続されている。これにより、スイッチSWがオンした場合においても、チップ型抵抗素子の抵抗値に応じた結果が出力される。このため、水などにより第1端子56cと第2端子57cがショートした場合などの故障を検知することができる。
次に、荷重検知センサ5についてより詳細に説明する。
図4は、荷重検知センサ5の分解図である。図4に示すように、感圧シート50は、第1電極シート56とスペーサ58と第2電極シート57とを備える。第1電極シート56は、第1絶縁シート56sと、第1電極56eと、第1端子56cとを主な構成として有する。
第1絶縁シート56sは、可撓性を有する樹脂製の絶縁シートとされる。この第1絶縁シート56sは、感圧シート50のメインブロック50mと同形状のメインブロック56mと、メインブロック56mに接続され感圧シート50のテールブロック50tと概ね同形状のテールブロック56tとから成る。テールブロック56tの形状は、メインブロック56mと反対側の先端部位がテールブロック56tの他の部位よりも狭い幅となっている点において、感圧シート50のテールブロック50tの形状と異なる。また、メインブロック56mには、感圧シート50の貫通孔50Hと同様の位置に貫通孔56Hが形成されている。このような第1絶縁シート56sの材料としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリイミド(PI)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。
第1電極56eは、メインブロック56mの概ね中央における一方の面上に設けられている。第1電極56e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。第1端子56cは、導体の層からなり、例えば略四角形の金属層とされる。第1端子56cは、テールブロック56tの上記先端部位における第1電極56eが設けられている側の面上に設けられている。また、第1電極56eと第1端子56cとは第1配線56wを介して互いに電気的に接続され、当該第1配線56w上にはチップ型電子部品80が設けられている。すなわち、第1配線56wは一対有しおり、当該一対の第1配線56wの一方は第1電極56eとチップ型電子部品80の一端とに接続され、当該一対の第1配線56wの他方はチップ型電子部品80の他端と第1端子56cと接続されている。
第2電極シート57は、第2絶縁シート57sと、第2電極57eと、第2端子57cとを主な構成として有する。
第2絶縁シート57sは、第1電極シート56よりもシートクッションSC側に配置され、第1絶縁シート56sと同様に樹脂製の絶縁シートとされる。本実施形態の場合、第2絶縁シート57sは、第1絶縁シート56sのメインブロック56mと同じ形状のメインブロック57mと、メインブロック57mに接続され第1絶縁シート56sのテールブロック56tと先端部位以外の形状が同じ形状のテールブロック57tとから成る。テールブロック57tの先端部位はテールブロック57tの他の部位よりも狭い幅とされており、第1絶縁シート56sと第2絶縁シート57sとを重ねたときに、第1絶縁シート56sのテールブロック56tにおける先端部位と第2絶縁シート57sのテールブロック57tにおける先端部位とが互いに重ならないようにされている。また、メインブロック57mには、第1絶縁シート56sと同様にして、感圧シート50の貫通孔50Hと同様の位置に貫通孔57Hが形成されている。第2絶縁シート57sの材料としては、第1絶縁シート56sと同様に、PET、PI又はPEN等の樹脂を挙げることができ、第2絶縁シート57sの材料は、第1絶縁シート56sの材料と同じであっても異なっていても良い。
第2電極57eは、第1電極56eと同様の構成とされ、第2絶縁シート57sのメインブロック57mの概ね中央における一方の面上に設けられている。また、第2電極57eが設けられる位置は、第1電極シート56と第2電極シート57とを重ねたときに第1電極56eと重なる位置とされる。第2端子57cは、第1端子56cと同様の構成とされ、テールブロック57tの上記先端部位における第2電極57eが設けられている側の面上に設けられている。また、上記のように、第1絶縁シート56sと第2絶縁シート57sとを重ねるとき、それぞれの絶縁シートの先端部位が互いに重ならないため、第1端子56c及び第2端子57cは、第1絶縁シート56sと第2絶縁シート57sとの間に位置せずに露出する。また、第2電極57eと第2端子57cとは第2配線57wを介して互いに電気的に接続されている。
スペーサ58は、第1電極シート56及び第2電極シート57の間に配置され、可撓性を有する樹脂製の絶縁シートとされる。このスペーサ58は、メインブロック58mと、メインブロック58mに接続されるテールブロック58tとから成る。メインブロック58mは、外形が第1絶縁シート56s、第2絶縁シート57sのメインブロック56m,57mの外形と同様とされる。また、メインブロック58mには、中央に開口58cが形成されており、また、第1絶縁シート56s、第2絶縁シート57sと同様にして、感圧シート50の貫通孔50Hと同様の位置に貫通孔58Hが形成されている。テールブロック58tは、第1絶縁シート56s、第2絶縁シート57sのテールブロック56t,57tにおける幅が狭い先端部位を除く形状とされる。
開口58cは、略円形の形状であり、第1電極56e及び第2電極57e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、開口58cは、スペーサ58を第1電極シート56及び第2電極シート57と重ね合わせて、スペーサ58を平面視する場合に、開口58cが第1電極56e及び第2電極57e周縁の内側に位置するように形成されている。さらにスペーサ58には、開口58c内の空間と感圧シート50の外部の空間とを接続するスリット58bが形成されている。このスリット58bは、第1電極シート56、スペーサ58、第2電極シート57をそれぞれ重ねたときに、エアベントとされる。なお、スペーサ58を第1電極シート56及び第2電極シート57と重ね合わせて、スペーサ58を平面視する場合に、開口58cが第1電極56e及び第2電極57e周縁の外側に位置するように形成してもよい。
スペーサ58の材料としては、第1絶縁シート56s及び第2絶縁シート57sと同様に、PET、PI又はPEN等の樹脂を挙げることができる。なお、スペーサ58の材料は、第1絶縁シート56s又は第2絶縁シート57s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58の両面には、第1電極シート56及び第2電極シート57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56とスペーサ58と第2電極シート57とがこの順に貼着された状態で、第1電極シート56の第1電極56e、第1配線56w、及び、第2電極シート57の第2電極57e、第2配線57wは、第1絶縁シート56sと第2絶縁シート57sとの間に位置する。そして、第1電極56eと第2電極57eとが開口58cを介して対向して感圧素子であるスイッチSWを構成する。また、第1電極シート56とスペーサ58と第2電極シート57とが重ねられた状態で、それぞれの貫通孔56H,57H,58Hが互いに重なり、感圧シート50の貫通孔50Hとなる。
また、感圧シート50の第1端子56c及び第2端子57cには、不図示の制御装置に接続される信号ケーブル19がそれぞれ接続されている。第1端子56c及び第2端子57cとそれぞれの信号ケーブル19とは導電性ペーストやはんだ付け等により接続される。なお、第1端子56c及び第2端子57cがコネクタの開口に配置されるとともに、その開口に嵌合可能なコネクタ部材が信号ケーブル19の端部に接続され、当該コネクタの開口にコネクタ部材が嵌合されることで第1端子56c及び第2端子57cと信号ケーブル19とが接続されていても良い。
金属板60は、感圧シート50に比べると撓み難い程度の可撓性を有する金属の板材から成る。金属板60の材料としては、特に限定するものではないが、例えば銅やステンレスなどが挙げられる。本実施形態の場合、金属板60は、感圧シート50のメインブロック50mと概ね同じ形状とされる。
この金属板60には、感圧シート50の貫通孔50Hと同様の位置に貫通孔60Hが形成されており、感圧シート50と金属板60とを重ねたときに、感圧シート50の貫通孔50Hと金属板60の貫通孔60Hとが互いに重なる。また、感圧シート50と金属板60とを重ねたときに、金属板60は、接着層70を介して感圧シート50のスイッチSWを覆うようにして、感圧シート50のシートクッション側の面に貼り付けられる。
チップ型電子部品80は、感圧シート50の第1絶縁シート56sにおけるスペーサ58に対向する側の面の露出部分EP1に設けられており、第1配線56wに実装される。すなわち、チップ型電子部品80は、一対の第1配線56wの一方を介して感圧素子を構成する第1電極56eと電気的に接続されるとともに、当該一対の第1配線56wの他方を介して第1端子56cと電気的に接続される。露出部分EP1は、第1絶縁シート56sとスペーサ58と第2絶縁シート57sをこの順で積層した場合に、当該スペーサ58及び第2絶縁シート57sから露出する部分である。なお、金属板60は、第2絶縁シート57sのメインブロック57mにおいてスペーサ58に対向する面とは逆の面側に配置される。このため、第1絶縁シート56sの露出部分EP1は、金属板60に覆われることなく金属板60からも露出する。このように本実施形態の露出部分EP1は、感圧シート50のテールブロック50tのうち、スペーサ58、第2絶縁シート57s及び金属板60とは重ならない第1絶縁シート56sのテールブロック56tに設けられる。
以上の構成の荷重検知センサ5は、図2に示すように、サポートプレート2の載置部21上に感圧シート50の一部が配置される。具体的には、スイッチSWを有する感圧シート50のメインブロック50mがサポートプレート2のメインブロック載置部21m上に位置し、感圧シート50のテールブロック50tがサポートプレート2のテールブロック載置部21t上に位置する。こうして、感圧素子であるスイッチSWは、サポートプレート2上に載置される。また、図4に示すように、テールブロック50tに設けられる第1端子56cは第1絶縁シート56sの露出部分EP1に位置し、第2端子57cは第2絶縁シート57sの露出部分EP2に位置する。なお、露出部分EP1は、上記のように、第1絶縁シート56sとスペーサ58と第2絶縁シート57sをこの順で積層した場合に、当該スペーサ58及び第2絶縁シート57sから露出する部分である。また、露出部分EP2は、第1絶縁シート56sとスペーサ58と第2絶縁シート57sをこの順で積層した場合に、当該スペーサ58及び第1絶縁シート56sから露出する部分である。従って、第1端子56c及び第2端子57cとチップ型電子部品80とは、図2に示すように、サポートプレート2と重ならない領域に位置する。そして、感圧シート50の第1端子56c、第2端子57cに接続されるそれぞれの信号ケーブル19はサポートプレート2から離れるように導出される。
このように、荷重検知センサ5がサポートプレート2上に配置された状態で、チップ型電子部品80は荷重検知センサ5の第1保護樹脂18Aにより固定される。また、この状態で、図1に示すように、感圧シート50のテールブロック50tの端部、及び、サポートプレート2のテールブロック載置部21tの端部は、荷重検知センサ5の第2保護樹脂18Bにより囲うように覆われている。この第2保護樹脂18Bには、感圧シート50のテールブロック50tにおける信号ケーブル19が接続された第1端子56c及び第2端子57cとチップ型電子部品80と第1保護樹脂18Aと露出部分EP1とが内包されている。なお、図2において、第2保護樹脂18Bがサポートプレート2から離れている。しかし、図2は分解図であり組立の様子を示すものでは無いため、便宜上、第2保護樹脂18Bをサポートプレート2から離した状態で記載している。
図5は、荷重検知センサがサポートプレートに固定される様子を第2絶縁シート側から正面視した図である。また、図6は、図5のX−Xを通る断面図であり、具体的には、テールブロック載置部21tの長手方向に沿った面における断面図である。また、図7は、図5のY−Yを通る断面図であり、具体的には、テールブロック載置部21tの短手方向に沿った面における断面図である。
図5〜図7に示すように、本実施形態における荷重検知センサ5の第1保護樹脂18Aは、露出部分EP1に設けられ、当該露出部分EP1の第1配線56wに実装されるチップ型電子部品80の側方の周り全体を囲うように覆っている。なお、チップ型電子部品80の側方は、そのチップ型電子部品80の厚さ方向とは直交する方向である。本実施形態では、チップ型電子部品80のうち実装面とは逆側の面である上面が第1保護樹脂18Aで覆われていないが、当該上面を含むチップ型電子部品80の外周全体が第1保護樹脂18Aで覆われていても良い。また、チップ型電子部品80の側方の周りの一部だけが第1保護樹脂18Aで覆われていても良い。すなわち、第1保護樹脂18Aは、チップ型電子部品80の少なくとも側方の一部を覆うものであれば良い。本実施形態の第1保護樹脂18Aは、露出部分EP1に露出している第1配線56wも覆っているが、当該第1配線56wが第1保護樹脂18Aからはみ出ていても良い。ただし、露出部分EP1に露出している第1配線56wが第1保護樹脂18Aにより覆われていることが好ましい。
本実施形態における荷重検知センサ5の第2保護樹脂18Bは、感圧シート50の一部の外周を覆っている。具体的には、第1端子56c及び第2端子57cとチップ型電子部品80と第1保護樹脂18Aと露出部分EP1,EP2を含めて感圧シート50におけるテールブロック50tの端部を包み込むように覆っている。すなわち、第1絶縁シート56sのテールブロック56tの露出部分EP1と、当該露出部分EP1の周辺であってその露出部分EP1以外である第2絶縁シート57sのテールブロック57t及びスペーサ58のテールブロック58tとが第2保護樹脂18Bに覆われる。つまり、第1絶縁シート56sのみならず、その第1絶縁シート56sに積層されるスペーサ58及び第2絶縁シート57sの外周を包むように第2保護樹脂18Bが設けられ、第1端子56cとチップ型電子部品80と第1保護樹脂18Aとが第2保護樹脂18Bに内包される。また、第2絶縁シート57sのテールブロック57tの露出部分EP2と、当該露出部分EP2の周辺であってその露出部分EP2以外である第1絶縁シート56sのテールブロック56t及びスペーサ58のテールブロック58tとも第2保護樹脂18Bに覆われる。換言すると、第2絶縁シート57sのみならず、その第2絶縁シート57sに積層されるスペーサ58及び第1絶縁シート56sの外周を包むように第2保護樹脂18Bが設けられ、第2端子57cが第2保護樹脂18Bに内包される。なお、図6及び図7に示すように、感圧シート50におけるテールブロック50tの短手方向に沿って露出部分EP1,EP2を断面で見る場合に、第2保護樹脂18Bは、当該短手方向に沿ってテールブロック50tの外周を覆っている。そして、第1端子56c及び第2端子57cとチップ型電子部品80と第1保護樹脂18Aとは、第2保護樹脂18Bの内部に配置される。つまり、第2保護樹脂18Bは、第1絶縁シート56sにおけるスペーサ58に対向する側の面とは直交する方向であってチップ型電子部品80を通る第1絶縁シート56sの外周を包み込んでいる。なお、本実施形態では、チップ型電子部品80を通る第1絶縁シート56sの外周がテールブロック50tの短手方向に沿っているが、当該チップ型電子部品80を通ってさえいれば、テールブロック50tの短手方向に沿っていなくても良い。
これに加えて、第2保護樹脂18Bは、感圧シート50におけるテールブロック50tの端部とともに、当該端部が載置されるサポートプレート2のテールブロック載置部21tを囲うように覆っている。すなわち、図6及び図7に示すように、第2保護樹脂18Bがサポートプレート2に固定される位置を断面で見る場合に、第2保護樹脂18Bは、互いに重ねられたサポートプレート2のテールブロック載置部21t及び感圧シート50のテールブロック50tの外周を覆っている。つまり、第2保護樹脂18Bは、サポートプレート2と感圧シート50とから成る積層体の外周を包み込むように覆っている。
こうして、第2保護樹脂18Bは、感圧シート50におけるテールブロック50tの端部とともに、サポートプレート2のテールブロック載置部21tに自己の接着力により固定している。また、第2保護樹脂18Bが第1端子56c、第2端子57cを覆うことで、それぞれの信号ケーブル19がそれぞれの第1端子56c及び第2端子57cから外れることが抑制されると共に、第1端子56c及び第2端子57cが導電性の塵埃等により短絡することが抑制されている。
なお、第1保護樹脂18A及び第2保護樹脂18Bは樹脂である限り特に限定されることはないが、当該第1保護樹脂18Aは第2保護樹脂18Bよりも硬いことが好ましい。例えば、第1保護樹脂18Aがエポキシ樹脂等でなる熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂とされ、第2保護樹脂18Bがポリアミド系、ポリエステル系、オレフィン系、ウレタン系等の熱可塑性樹脂とされることが好ましい。
また、上記のように、サポートプレート2に載置される荷重検知センサ5を上部ケース4が覆いそれぞれのケース止用開口24にそれぞれのフック片47が嵌め込まれた状態では、押圧部46は、先端が荷重検知センサ5の金属板60におけるスイッチSWと重なる位置に接触する。また、この状態では、各リブ49は、対応する金属板60の貫通孔60H、感圧シート50の貫通孔50H及びサポートプレート2の貫通孔20Hを挿通する。従って、サポートプレート2と第1絶縁シート56sとが接着されていない状態であっても、当該荷重検知センサ5のスイッチSWと上部ケース4の押圧部46との相対的な移動が規制される。すなわち、リブ49は、サポートプレート2の面方向おける感圧シート50とサポートプレート2との相対的な移動を規制する移動規制部材と理解できる。
このような荷重検知センサユニット1は、上記のようにSばね100に取り付けられる。上記のように図3ではこの様子を断面図で示した。図8に示すように、座席のフレーム150の開口151に並べて張り渡される複数のSばね100のうち互いに対向する2本のSばね100にサポートプレート2のフック部22を緩衝部材3を介してそれぞれ固定し、荷重検知センサユニット1を座席に取り付けることができる。また、図9に示すように、フレーム150の開口151に並べて張り渡される複数のSばね100のうち1本のSばね100において、互いに対向する部位にサポートプレート2のフック部22を緩衝部材3を介してそれぞれ固定し、荷重検知センサユニット1を座席に取り付けても良い。
次に、本実施形態の荷重検知センサユニット1による着座の検知について説明する。
図10は、荷重検知センサ5のオン状態を示す図である。座席装置に人が着座すると、シートクッションSCの下面が下方に移動し、シートクッションSCの下面は、上部ケース4の上面45Sに接触して、上面45Sを押圧する。そして、さらにシートクッションSCの下面が下方に移動すると、図10に示すように、押圧部46の先端が金属板60を押圧し、金属板60の撓みにより、第2絶縁シート57sのメインブロック57mも撓む。このため、第2電極57eは第1電極56eに接触して、荷重検知センサ5のスイッチSWはオン状態となる。そして、信号ケーブル19に接続される図示せぬ車両用制御ユニットにより着座が検知される。このとき、本実施形態では、第1絶縁シート56sのメインブロック56mのサポートプレート側の面はサポートプレート2に接着されていないため、少なくともスイッチSWの周辺部分は金属板60の撓み方に追随するように変形することができるので、スイッチSWがオンし易い。
以上説明したように、本実施形態の荷重検知センサ5では、感圧シート50の第1絶縁シート56sにおけるスペーサ58に対向する側の面のうちスペーサ58及び第2絶縁シート57sから露出する露出部分EP1が設けられる。この露出部分EP1には、感圧素子であるスイッチSWを構成する第1電極56eと第1配線56wを介して接続されるチップ型電子部品80が設けられる。また、露出部分EP1には、チップ型電子部品80の少なくとも側方の一部を覆う第1保護樹脂18Aが設けられる。そして荷重検知センサ5は、チップ型電子部品80と第1保護樹脂18Aとを覆うとともに、露出部分EP1と第2絶縁シート57sにおいてスペーサ58に対向する側の面とは逆側の面の少なくとも一部とを覆う第2保護樹脂18Bを備えている。
このような荷重検知センサ5では、第2保護樹脂18Bによってチップ型電子部品80及び第1保護樹脂18Aが覆われ、かつ、第2絶縁シート57sの外側表面及び第1絶縁シート56sの露出表面の少なくとも一部が覆われている。このため、外部から応力が加わっても、感圧シート50を構成する第1絶縁シート56s、スペーサ58及び第2絶縁シート57sを剥がれにくくすることができる。また、チップ型電子部品80は第1保護樹脂18Aによって第1絶縁シート56sの露出部分EP1に固定され、さらに第2保護樹脂18Bによって覆われる。このため、外部から応力が加わっても、チップ型電子部品80と感圧素子であるスイッチSWとの電気的な接続関係を保持し易くできる。こうして、荷重検知センサ5の耐久性を向上することができる。
また本実施形態の場合、第2保護樹脂18Bは、第1絶縁シート56sにおけるスペーサ58に対向する側の面とは直交する方向であって、チップ型電子部品80を通る第1絶縁シート56sの外周を包み込んでいる。このため、チップ型電子部品80に塵埃等が付着することが抑制される。したがって、より一段と耐久性を向上させつつ、小型化することができる。
また本実施形態の場合、第2保護樹脂18Bは、第1絶縁シート56sの外周のみならず、感圧シート50の一部の外周を包み込んでいる。このため、感圧シート50を構成する第1絶縁シート56s、スペーサ58及び第2絶縁シート57sをより一段と剥がれにくくすることができる。
また本実施形態の場合、感圧シート50は、露出部分EP1のうちチップ型電子部品80が設けられ部位とは異なる部位に設けられ、感圧素子であるスイッチSWを構成する第1電極56eと第1配線56wを介して電気的に接続される第1端子56cを有する。そして、第2保護樹脂18Bは、この第1端子56cも覆っている。
このように本実施形態では、第2保護樹脂18Bによって第1端子56cも覆われるため、第1端子56cとその第1端子56cに接続される信号ケーブル19との接続構造が保護され、また、第1端子56cに塵埃等が付着することが抑制される。さらに、別途端子を保護する保護部材を設ける必要がない。したがって、より一段と耐久性を向上させつつ、小型化することができる。
なお、第1保護樹脂18Aが第2保護樹脂18Bよりも硬い場合、第1保護樹脂18Aで露出部分EPにチップ型電子部品80を固定しつつ、外部から加わる応力を第2保護樹脂18Bで吸収することができるため、より一段と耐久性を向上させることができる。
また、第1保護樹脂18Aが熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂とされ、第2保護樹脂18Bが熱可塑性樹脂とされた場合にも、第1保護樹脂18Aで露出部分EPにチップ型電子部品80を固定しつつ、外部から加わる応力を第2保護樹脂18Bで吸収することができるため、より一段と耐久性を向上させることができる。また、第1保護樹脂18Aが熱硬化性樹脂である場合には、第2保護樹脂18Bを設ける際に生じる熱によって既に露出部分EP1に設けられた第1保護樹脂18Aが変形してしまうことを抑制することができる。
また本実施形態における荷重検知センサユニット1では、荷重検知センサ5と、当該荷重検知センサ5における感圧シート50が載置されるサポートプレート2とを備えている。そして、荷重検知センサ5における第2保護樹脂18Bは、感圧シート50におけるテールブロック50tの端部とともに、当該端部が載置されるサポートプレート2のテールブロック載置部21tを囲うように覆っている。
このような荷重検知センサユニット1では、第2保護樹脂18Bによって感圧シート50をサポートプレート2に固定することができるため、振動等が生じてもサポートプレート2に対する感圧シート50の移動を抑制できる。また、感圧シート50だけが囲うように第2保護樹脂18Bにより覆われる場合に比べると、当該感圧シート50とともにサポートプレート2も囲うように第2保護樹脂18Bにより覆われる分だけ、外部から加わる応力に対する耐久性を向上させることができる。
なお、本実施形態の場合、感圧シート50の露出部分EP1,EP2がテールブロック50tに設けられることで、当該感圧シート50のメインブロック50mに設けられるスイッチSWから露出部分EP1,EP2を離すことができる。このような場合に、サポートプレート2がテールブロック載置部21tを有することで、感圧シート50のテールブロック50tが長尺の場合であっても、テールブロック50tを支えることができる。また、第2保護樹脂18Bは、テールブロック載置部21tにおけるメインブロック載置部21m側と反対側の端部に固定するため、サポートプレート2における第1端子56c、第2端子57c及びチップ型電子部品80に最も近い部位にて第2保護樹脂18Bを固定することができる。このため、第2保護樹脂18Bの量を少なくすることができ、振動等により第2保護樹脂18Bがサポートプレート2に対して移動することをより抑制することができる。
また、本実施形態では、荷重検知センサユニット1はシートクッションSCからの押圧力を受ける受圧面である上面45SとスイッチSWを押圧する押圧部46とを有する上部ケースを備えており、押圧部材である上部ケース4は、荷重検知センサ5を貫通してサポートプレート2に形成される貫通孔20Hに挿入されるリブ49を有している。このため、サポートプレート2の面方向におけるサポートプレート2と荷重検知センサ5との相対的な位置がリブ49により定められ、第2保護樹脂18Bとリブ49とにより、荷重検知センサ5のサポートプレート2に対する位置ずれを抑制することができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図11〜図13を用いて説明する。なお、本実施形態を説明するにあたり、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
図11は、第2実施形態における荷重検知センサがサポートプレートに固定される様子を図5と同じ視点で示す図である。また、図12は、図11のX−Xを通る断面図であり、具体的には、テールブロック載置部21tの長手方向に沿った面における断面図である。また、図13は、図11のY−Yを通る断面図であり、具体的には、テールブロック載置部21tの短手方向に沿った面における断面図である。
図11〜図13に示すように、本実施形態の荷重検知センサユニットにおける荷重検知センサでは、感圧シート50における第1絶縁シート56sのテールブロック56tに2か所の露出部分EP3,EP4が設けられる。露出部分EP3はテールブロック56tの端部に位置し、当該露出部分EP3には第1端子56cが設けられる。この第1端子56cは、第1実施形態と同様に、一対の第1配線56wの一方を介して第1電極56eに接続される。
露出部分EP4はテールブロック56tの中途部位に位置し、当該露出部分EP4に配置される第1配線56wにはチップ型電子部品80が設けられる。このチップ型電子部品80の側方の周りには、第1実施形態と同様に第1保護樹脂18Aが設けられており、当該第1保護樹脂18Aによって露出部分EP4にチップ型電子部品80が固定される。
露出部分EP4には第2保護樹脂18Bが設けられる。この第2保護樹脂18Bは、第1実施形態のように第1絶縁シート56sにおいてスペーサ58が対向する面とは逆側の面を覆っておらず、第1絶縁シート56sの露出部分EP4をその露出部分EP4周辺の第2絶縁シート57s及びスペーサ58の一部とともに覆っている。なお、本実施形態では、第1実施形態のように第1絶縁シート56sにおいてスペーサ58が対向する面とは逆側の面が第2保護樹脂18Bによって覆われていない。また、第2保護樹脂18Bは、第1実施形態のように露出部分EP4の全体を覆わずに、当該露出部分EP4の一部を覆っている。本実施形態では露出部分EP4において第1絶縁シートの側面付近の領域が第2保護樹脂18Bによって覆われず、当該領域以外の他の露出領域だけが第2保護樹脂18Bによって覆われる。このように本実施形態の第2保護樹脂18Bは、チップ型電子部品80と第1保護樹脂18Aとを覆うとともに、露出部分EP4の一部と第2絶縁シート57sにおいてスペーサ58に対向する側の面とは逆側の面の一部とを覆っている。
なお、本実施形態では、第2保護樹脂18Bは、第1実施形態のように第1絶縁シート56sにおいてスペーサ58が対向する面とは逆側の面を覆っていないため、サポートプレート2も覆っていない。また、第2保護樹脂18Bは、第1絶縁シート56sの露出部分EP3に配置される第1端子56cと、第2絶縁シート57sの露出部分EP2と、その露出部分EP2に配置される第2端子57cを内包していない。本実施形態では、第1端子56c、第2端子57c及び露出部分EP2は、熱可塑性樹脂でなる第3保護樹脂18Cに内包される。この第3保護樹脂18Cは、感圧シート50におけるテールブロック50tの端部を囲うように覆っている。なお、第3保護樹脂18Cが省略され、第2保護樹脂18Bが、露出部分EP2〜EP4と、第1端子56c及び第2端子57cと、チップ型電子部品80と第1保護樹脂18Aとを包括的に内包する状態で、テールブロック50tとともにサポートプレート2の一部を囲うように覆っていても良い。
このように本実施形態の荷重検知センサでは、感圧シート50の一部の外周を覆っていないものの、チップ型電子部品80と第1保護樹脂18Aとを覆うとともに、露出部分EP4の一部と第2絶縁シート57sにおいてスペーサ58に対向する側の面とは逆側の面の一部とを覆っている。このため、第1実施形態と同様に、外部から応力が加わっても、感圧シート50を構成する第1絶縁シート56s、スペーサ58及び第2絶縁シート57sを剥がれにくくすることができる。また、チップ型電子部品80は第1保護樹脂18Aによって第1絶縁シート56sの露出部分EP1に固定され、さらに第2保護樹脂18Bによって覆われる。このため、第1実施形態と同様に、外部から応力が加わっても、チップ型電子部品80と感圧素子であるスイッチSWとの電気的な接続関係を保持し易くできる。こうして、本実施形態であっても荷重検知センサの耐久性を向上することができる。
以上、本発明の荷重検知センサユニットについて上記実施形態を例に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記第1実施形態では、感圧シート50におけるテールブロック50tとともにサポートプレート2の一部も覆われた。しかし、テールブロック50tだけが覆われても良い。なお、上記第1実施形態及び上記第2実施形態における感圧シート50のテールブロック50t以外の部分に露出部分が設けられ、その露出部分を含めて感圧シート50の一部が覆われても良い。
また、上記実施形態では、上部ケース4が設けられたが、本発明の着座センサユニットでは、上部ケース4が無くとも良い。また、荷重検知センサ5が金属板60を有したが、金属板60は必須の構成ではない。ただし、押圧部46でスイッチSWが直接押圧されると、押圧部46で押圧される側の第2電極57eにクリープが生じ易い。このクリープは荷重検知センサユニット1の周りの環境温度が高いほど発生し易い。そこで、上記実施形態のように、第2電極シート57に金属板60が配置されることが好ましい。この金属板60により上記クリープの発生を抑制することができる。金属は、温度が変化する場合においても上記のように可撓性が然程変化しない。従って、環境温度が変化する場合であっても、押圧部46で押圧される金属板60の撓み方は然程変化しない。従って、この荷重検知センサユニットによれば、環境温度による荷重の検出の変化を抑制することができる。
また、上記実施形態では、サポートプレート2上に直接荷重検知センサ5は載置されたが、本発明はこれに限らない。例えば、サポートプレート2上にハウジングが配置されて、当該ハウジング上に荷重検知センサ5のメインブロック50mが配置されて、テールブロック50tがハウジングから導出するものであっても良い。
また、上記実施形態では、第1端子56c及び第2端子57cはサポートプレート2と重ならない領域に位置するものとされた。しかし、第1端子56c及び第2端子57cがサポートプレート2上に配置されても良い。この場合、サポートプレート2と第1端子56c及び第2端子57cとの短絡を抑制する観点から、サポートプレート2がセラミックや樹脂等の絶縁性の部材から形成されたり、サポートプレート2と第1端子56c及び第2端子57cとの間に絶縁層が形成されたりすることが好ましい。
また、上記実施形態では、第1電極56e、第2電極57eが対向するスイッチSWが感圧素子として用いられた。しかし、本発明の感圧素子は、上記実施形態に限定されない。例えば、スペーサ58に代えて、開口58cが省略された可撓性を有するシート状のスペーサが採用され、押圧力に応じてスペーサが撓んでそのスペーサを挟んで対向する第1電極56e、第2電極57e間の距離が小さくなることで変化する静電容量に基づいて荷重を検知する静電容量式の感圧素子が適用されても良く、その他の形態の感圧素子が用いられても良い。
また、上記実施形態では、第1端子56cが第1絶縁シート56sに設けられ、第2端子57cが第2絶縁シート57sに設けられた。しかし、第1端子56c及び第2端子57cの双方が第1絶縁シート56sに設けられていても良い。この場合、スイッチSWに対してチップ型電子部品80を並列に接続することが可能である。また、第1端子56cが第1絶縁シート56sに設けられ、第2端子57cが第2絶縁シート57sに設けられチップ型電子部品80が第1絶縁シート56sに設けられていても、チップ型電子部品80の一端が第1配線56wに接続され、チップ型電子部品80の他端が信号ケーブルを介して第2配線57wと接続されることで、スイッチSWに対してチップ型電子部品80を並列に接続することも可能である。
上記の荷重検知センサユニットにおける各構成要素は、上記の実施形態や変形例に示された内容以外に、適宜、本願目的を逸脱しない範囲で組み合わせ、省略、変更、周知技術の付加などをすることができる。
また、本発明は、荷重を検知する限り利用可能性がある。すなわち、上記実施形態では車両用のシートクッションSCの下方に荷重検知センサユニット1が配置され、当該荷重検知センサユニット1が人の着座に起因する荷重を検知したが、上記実施形態に限らず他の形態が採用可能である。例えば、介護用ベッドのシートクッション(ベッドマット)に荷重検知センサユニット1を配置し、ベッドマット上に人が存在することに起因する荷重を検知しても良い。また、本発明は、電子機器等のスイッチとして荷重検知センサユニット1を配置し、荷重である押圧力を検知することにも用いることができる。
本発明は、耐久性に優れる荷重検知センサユニットを提供することができ、座席装置や介護用ベッド等の技術分野において利用可能性を有する。
1・・・荷重検知センサユニット
2・・・サポートプレート
3・・・緩衝部材
4・・・上部ケース
5・・・荷重検知センサ
18A・・・第1保護樹脂
18B・・・第2保護樹脂
21・・・載置部
21m・・・メインブロック載置部
21t・・・テールブロック載置部
22・・・フック部
50・・・感圧シート
50m・・・メインブロック
50t・・・テールブロック
SC・・・シートクッション
SW・・・スイッチ

Claims (8)

  1. 互いに対向する第1絶縁シート及び第2絶縁シートと、前記第1絶縁シート及び第2絶縁シート間に配置されるスペーサと、感圧素子とを有する感圧シートと、
    前記第1絶縁シートにおける前記スペーサに対向する側の面のうち前記スペーサ及び前記第2絶縁シートから露出する露出部分に設けられ、前記感圧素子と電気的に接続されるチップ型電子部品と、
    前記露出部分に設けられ、前記チップ型電子部品の少なくとも側方の一部を覆う第1保護樹脂と、
    前記チップ型電子部品と前記第1保護樹脂とを覆うとともに、前記露出部分の少なくとも一部と前記第2絶縁シートにおいて前記スペーサに対向する側の面とは逆側の面の少なくとも一部とを覆う第2保護樹脂と、
    を備えることを特徴とする荷重検知センサ。
  2. 前記第2保護樹脂は、前記第1絶縁シートにおける前記スペーサに対向する側の面とは直交する方向であって、前記チップ型電子部品を通る前記第1絶縁シートの外周を包み込んでいる
    ことを特徴とする請求項1に記載の荷重検知センサ。
  3. 前記第2保護樹脂は、前記感圧シートの一部の外周を包み込んでいる
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の荷重検知センサ。
  4. 前記感圧シートは、前記露出部分のうち前記チップ型電子部品が設けられる部位とは異なる部位に設けられ、前記感圧素子と電気的に接続される端子を有し、
    前記第2保護樹脂は、前記端子も覆っている
    ことを特徴とする請求項1〜請求項3いずれか1項記載の荷重検知センサ。
  5. 前記第2保護樹脂は、前記露出部分における前記第1絶縁シートの側面も覆っている
    ことを特徴とする請求項1〜請求項4いずれか1項に記載の荷重検知センサ。
  6. 前記第1保護樹脂は、前記第2保護樹脂よりも硬い
    ことを特徴とする請求項1〜請求項5いずれか1項に記載の荷重検知センサ。
  7. 前記第1保護樹脂は熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂とされ、前記第2保護樹脂は熱可塑性樹脂とされる
    ことを特徴とする請求項1〜請求項6いずれか1項に記載の荷重検知センサ。
  8. 請求項1〜請求項7いずれか1項に記載の荷重検知センサと、
    前記感圧シートが載置されるサポートプレートと
    を備え、
    前記第2保護樹脂は、前記感圧シートの一部とともに、当該一部が載置されるサポートプレートを囲うように覆っている
    ことを特徴とする荷重検知センサユニット。

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