JP7471549B2 - センサ付きシート - Google Patents
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Description
取り付け座面を有する取り付け部材と、
前記取り付け部材の前記取り付け座面に取り付けられるシートクッションであって、着座者から圧力をうける受圧面の裏側に位置する反受圧面において前記取り付け部材側に開口する収容凹部を有する第一クッションと、前記第一クッションの前記収容凹部内に収容されて前記第一クッションに積層される第二クッションと、を有する前記シートクッションと、
前記第一クッションの前記収容凹部のうち前記収容凹部の開口する方向と反対側に位置する第一押圧面と、前記第二クッションのうち前記取り付け部材と反対側に位置する第二押圧面と、の間に配置され、前記着座者による着座状態において前記シートクッションの前記受圧面から前記第一クッションを介して伝達される圧力に応じた物理量を検出することによって前記着座者の着座状態または前記着座者の生体情報を検出するとともに、可撓性を有するセンサと、を備え、
前記シートクッションが前記取り付け部材の前記取り付け座面に取り付けられ、且つ、前記着座者が前記シートクッションに着座する前の未着座状態において、前記第一クッションと前記第二クッションは、前記第一クッションと前記第二クッションが積層された積層方向に予圧縮されており、前記センサは、前記第一クッションと前記第二クッションの圧縮反力により予圧縮が付与されている、センサ付きシートにある。
1-1.センサ付きシート1の全体構成
センサ付きシート1の全体構成について図1を参照して説明する。センサ付きシート1は、例えば、自動車や鉄道車両などの車両用シート、医療検査用シートなどに適用される。センサ付きシート1は、着座者の着座状態または着座者の生体情報を検出するために用いられる。検出対象である着座者の着座状態は、例えば、着座姿勢、着座姿勢の変化などを含む。検出対象である着座者の生体情報は、着座者の呼吸、脈動、心拍などを含む。
センサ3の構成について、図2および図3を参照して説明する。図2および図3は、センサ3単体、すなわち、シート本体2に組付ける前のセンサ3を示す。
第一座面シートクッション12および第二座面シートクッション15の構成について図4および図5を参照して説明する。図4は、第一座面シートクッション12に、センサ3および第二座面シートクッション15が組付けられる前の状態を示すものであり、図5は、第一座面シートクッション12に、センサ3および第二座面シートクッション15が組付けられた後の状態を示すものである。
a < b
とされている。換言すると、第一座面シートクッション12と第二座面シートクッション15との積層方向について、第二座面シートクッション15の厚さ寸法と、センサ3の厚さ寸法との和bは、収容凹部80の反受圧面12bから凸部82aの先端部までの深さ寸法aよりも大きく設定されている。
c > d
とされている。換言すると、第一座面シートクッション12と第二座面シートクッション15とが組付けられる前の状態において、第二座面シートクッション15の幅寸法dは、収容凹部80の開口の幅寸法cよりも小さく設定されている。
c > d
とされており、第二座面シートクッション15幅寸法dは、収容凹部80の開口の幅寸法よりも小さく設定されている。つまり、第二座面シートクッション15の外側面と、収容凹部80の内側面との間には隙間が形成されている。
センサ付きシート1の詳細構成として、主として、センサ3と収容凹部80との組付状態について、図5を参照して説明する。図5には、着座者がシート本体2に着座していない状態を示す。従って、以下においては、着座者がシート本体2に着座していない状態について説明する。
センサ3の検出対象は、着座者の着座状態、例えば、着座姿勢の変化などである。着座者の着座姿勢の変化によって第一座面シートクッション12の変形状態が変わることによって、センサ3が、第一座面シートクッション12を介して伝達された圧力を受ける。具体的には、着座姿勢の変化によって、センサ3が第一座面シートクッション12の凸部82aから受ける圧力が変化する。つまり、センサ3は、変化した圧力に応じた物理量を検出し、この物理量に基づいて、着座者の着座姿勢の変化を検出する。
センサ3は、座面シートフレーム11と第一座面シートクッション12の反受圧面12bとの間に配置されている。つまり、センサ3は、座面シートフレーム11に配置されている。従って、センサ3は、第一座面シートクッション12の中に配置される場合に比べて、安定した位置決めが可能となる。
センサ3は可撓性を有するので、着座者が第一座面シートクッション12に着座したことによって第一座面シートクッション12が変形したとき、センサ3も第一座面シートクッション12の変形に追従して変形する。これにより、着座者からの圧力と異なるノイズの発生を抑制することができる。
センサ付きシート1において、センサ3による作用について説明する。上述したように、着座者がシート本体2に着座していない未着座状態において、第一座面シートクッション12は、センサ3の圧力検出面31に対する予圧縮量が、圧力検出面31の周囲(例えば、座面シートフレーム11)に対する予圧縮量よりも大きく設定されている。
実施形態のセンサ付きシート1について、図6および図7を参照して説明する。本形態のセンサ付きシート1の第一座面シートクッション112は、凸部82aを有しない点で、実施形態1と相違する。収容凹部180の底面は、センサ3を押圧する第一押圧面182bとされる。なお、実施形態2以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
a < b
とされている。換言すると、第一座面シートクッション112と第二座面シートクッション15との積層方向について、第二座面シートクッション15の厚さ寸法と、センサ3の厚さ寸法との和bは、収容凹部180の反受圧面12bから第一押圧面182bまでの深さ寸法aよりも大きく設定されている。
次に、本形態の実施形態3のセンサ付きシート1について、図8及び図9を参照して説明する。本形態のセンサ付きシート1は、第一座面シートクッション112と、センサ3との間に弾性変形可能な弾性層90を備える点で、実施形態2と相違する。
a < b
とされている。換言すると、第一座面シートクッション112と第二座面シートクッション15との積層方向について、第二座面シートクッション15の厚さ寸法と、センサ3の厚さ寸法と、弾性層90の厚さ寸法の和bは、収容凹部180の反受圧面12bから第一押圧面182bまでの深さ寸法aよりも大きく設定されている。
次に、本形態の実施形態4のセンサ付きシート1について、図10及び図11を参照して説明する。本形態のセンサ付きシート1は、センサ3と、第二座面シートクッション15との間に弾性変形可能な弾性層90を備える点で、実施形態2と相違する。
a < b
とされている。換言すると、第一座面シートクッション112と第二座面シートクッション15との積層方向について、第二座面シートクッション15の厚さ寸法と、弾性層90の厚さ寸法と、センサ3の厚さ寸法の和bは、収容凹部180の反受圧面12bから第一押圧面182bまでの深さ寸法aよりも大きく設定されている。
次に、実施形態5のセンサ付きシート1について図12を参照して説明する。本形態のセンサ付きシート1のセンサ103は、第一フィルムシート30と、第一電極シート32との間にセンサ弾性層91を備える点で、実施形態1と相違する。
次に、実施形態6のセンサ付きシート1について図13を参照して説明する。本形態のセンサ付きシート1のセンサ203は、第二フィルムシート41と、第二電極シート37との間にセンサ弾性層91を備える点で、実施形態1と相違する。
次に、実施形態7のセンサ付きシート1について、図14を参照して説明する。本形態のセンサ付きシート1は、座面シートフレーム111が押圧凸部111bを備える点で実施形態2と相違する。
次に、実施形態8のセンサ303について図15を参照して説明する。本形態のセンサ303は、第一シールド層33、および第二シールド層38を備える。
9-1.センサ付きシートの通風構造
次に、図16~図19を参照して、実施形態9のセンサ付きシート401について説明する。図16に、本形態のセンサ付きシート401を示す。なお、以下の説明において、上下方向、前後方向、および左右方向は、着座者がシート401に座った状態において、着座者から見た上下方向、前後方向および左右方向を意味する。
次に、本形態のセンサ403の構造について、図17、図19および図20を参照して説明する。図17に示すように、本形態のセンサ403は、上方から見て四角形状に形成されている。ただし、センサ403の形状は任意の形状を適宜に選択できる。センサ403は、複数(本形態では4つ)の検出領域404を備える。検出領域404は、着座者の着座状態または着座者の生体情報を検出する。ただし、検出領域404の個数は4つに限定されず、2つ~3つ、または5つ以上でも良い。
つぎに、座面表皮部材413の吊り込み構造について、図17、図18、図19および図21を参照して説明する。図19に示すように、座面表皮部材413の上面には、左右方向の両側部寄りの部分に、前後方向にのびる2つの側部吊込み溝471aが形成されている。側部吊込み溝471aは、座面表皮部材413の後端部から前端部まで延びて形成されている。側部吊込み溝471aにおいては、座面表皮部材413の端部が、第一座面シートクッション412側に折り込まれている。
本形態のセンサ403は、通風貫通孔405を有する。これにより、第一座面シートクッション412と第二座面シートクッション415との間にセンサ403が配置されている場合であっても、通風貫通孔405を介して、第一座面シートクッション412と第二座面シートクッション415との間に空気を流通させることができる。この結果、送風装置420によって、空気を、フレーム貫通孔440、第二送風通路450、通風貫通孔405、第一送風通路460、および表皮材貫通孔470を通って、着座者の臀部に送風することができる。これにより、着座者の臀部と、座面表皮部材413との間が、着座者の発汗により蒸れることを抑制できる。
次に、図22を参照して実施形態9のセンサ付きシート501について説明する。本形態のセンサ付きシート501は、前側に配置された前側センサ503aと、後側に配置された後側センサ503bと、を有する。前側センサ503aと、後側センサ503bとは、前後方向に間隔を空けて配置されている。ただし、センサの個数は2個に限定されず、3個以上であってもよい。
Claims (22)
- 取り付け座面(11a)を有する取り付け部材(11)と、
前記取り付け部材の前記取り付け座面に取り付けられるシートクッション(10)であって、着座者から圧力をうける受圧面(12a)の裏側に位置する反受圧面(12b)において前記取り付け部材側に開口する収容凹部(80)を有する第一クッション(12)と、前記第一クッションの前記収容凹部内に収容されて前記第一クッションに積層される第二クッション(15)と、を有する前記シートクッションと、
前記第一クッションの前記収容凹部のうち前記収容凹部の開口する方向と反対側に位置する第一押圧面(82b)と、前記第二クッションのうち前記取り付け部材と反対側に位置する第二押圧面(15a)と、の間に配置され、前記着座者による着座状態において前記シートクッションの前記受圧面から前記第一クッションを介して伝達される圧力に応じた物理量を検出することによって前記着座者の着座状態または前記着座者の生体情報を検出するとともに、可撓性を有するセンサ(3)と、を備え、
前記シートクッションが前記取り付け部材の前記取り付け座面に取り付けられ、且つ、前記着座者が前記シートクッションに着座する前の未着座状態において、前記第一クッションと前記第二クッションは、前記第一クッションと前記第二クッションが積層された積層方向に予圧縮されており、前記センサは、前記第一クッションと前記第二クッションの圧縮反力により予圧縮が付与されている、センサ付きシート(1)。 - 前記第二クッションの弾性率は前記第一クッションの弾性率と異なっている、請求項1に記載のセンサ付きシート。
- 前記シートクッションが前記取り付け部材に取り付けられる前の状態において、前記積層方向について、前記第二クッションの厚さ寸法と前記センサの厚さ寸法との和(b)は、前記第一クッションの前記収容凹部の前記積層方向の深さ寸法(a)よりも大きく設定されている、請求項1に記載のセンサ付きシート。
- 前記未着座状態において、前記第一クッションの反受圧面と、前記第二クッションのうち前記取り付け座面に対向する面(15b)と、が面一になっている、請求項3に記載のセンサ付きシート。
- 前記取り付け部材は、
前記取り付け座面のうち前記第二クッションに対応する位置に、前記第二クッションに向けて突出する押圧凸部(111b)を備える、請求項1に記載のセンサ付きシート。 - 前記第一クッションの前記収容凹部の内側面と、前記第二クッションの外側面との間には、隙間が形成されている、請求項1に記載のセンサ付きシート。
- 前記センサは、
前記第一クッションの前記第一押圧面と前記第二クッションの前記第二押圧面との間に配された状態で、前記第二クッションと反対側に位置するとともに、前記第一クッションの前記第一押圧面から直接的にまたは間接的に圧力を受ける圧力検出面(31)を備え、
前記第一クッションは、
前記収容凹部の底部(82)から前記センサに向かって突出し、前記未着座状態において前記圧力検出面に接触して予圧縮される凸部(82a)を備え、前記凸部の先端部が前記第一押圧面とされており、前記圧力検出面に対する予圧縮量が前記圧力検出面の周囲に対する予圧縮量よりも大きく設定されている、請求項1に記載のセンサ付きシート。 - 前記第一クッションは、さらに、
前記収容凹部の底部に形成され、前記凸部の周縁に沿って形成され、前記凸部の外側面と、前記収容凹部の内側面とを隔てる凹溝(82c)を備える、請求項7に記載のセンサ付きシート。 - 前記第一クッションと前記センサとの間、または前記第二クッションと前記センサとの間に、弾性変形可能な弾性層(90)を備える、請求項1に記載のセンサ付きシート。
- 前記シートクッションが前記取り付け部材に取り付けられる前の状態において、前記積層方向について、前記第二クッションの厚さ寸法、前記センサの厚さ寸法、および前記弾性層の厚さ寸法の和(b)は、前記第一クッションの前記収容凹部の前記積層方向の深さ寸法(a)よりも大きく設定されている、請求項9に記載のセンサ付きシート。
- 前記弾性層は前記第一クッションと前記センサとの間に配されており、
前記センサは、前記第一クッションの前記第一押圧面と前記第二クッションの前記第二押圧面との間に配された状態で、前記第二クッションと反対側に位置するとともに、前記第一クッションの前記第一押圧面から直接的にまたは間接的に圧力を受ける圧力検出面(31)を備え、
前記弾性層は前記圧力検出面と接触しており、前記弾性層の面積は前記圧力検出面の面積と同等以下とされており、前記未着座状態において、前記圧力検出面に対する予圧縮量が前記圧力検出面の周囲に対する予圧縮量よりも大きく設定されている、請求項9に記載のセンサ付きシート。 - 前記第一クッションは、前記第一クッションよりも伸縮しにくい材料からなる表皮(13)に覆われている、請求項1に記載のセンサ付きシート。
- 前記センサは、
第一面(36a)と第二面(36b)を有する絶縁性の絶縁体シート(36)と、
前記絶縁体シートの前記第一面に積層されるとともに第一電極層(34)を有する第一電極シート(32)と、
前記第一電極シートを覆う絶縁性の第一フィルムシート(30)と、
前記絶縁体シートの前記第二面に積層されるとともに第二電極層(39)を有する第二電極シート(37)と、
前記第二電極シートを覆う絶縁性の第二フィルムシート(41)と、を備え、
前記センサが前記収容凹部内に配された状態で、前記第一フィルムシートは前記第一押圧面の近傍に配され、前記第二フィルムシートは前記第二押圧面の近傍に配されており、
前記センサは、弾性変形可能なセンサ弾性層(91)を備える請求項1に記載のセンサ付きシート。 - 前記センサ弾性層は、前記第一電極シートと前記第一フィルムシートとの間、または、前記第二電極シートと前記第二フィルムシートとの間の少なくとも一方に配されている、請求項13に記載のセンサ付きシート。
- 前記センサ弾性層は前記絶縁体シートである、請求項13に記載のセンサ付きシート。
- 前記第一電極シートは、
絶縁性の第一本体部(32a)と、
前記第一本体部のうち前記絶縁体シートの前記第一面に対向する面に積層された前記第一電極層と、
前記第一本体部のうち第一電極層と反対側の面に積層された第一シールド層(33)と、を備え、
前記第二電極シートは、
絶縁性の第二本体部(37a)と、
前記第二本体部のうち前記絶縁体シートの前記第二面に対向する面に積層された前記第二電極層と、
前記第二本体部のうち第二電極層と反対側の面に積層された第二シールド層(38)と、を備える、請求項13に記載のセンサ付きシート。 - 前記センサ付きシートは、さらに、
前記第一クッションおよび前記第二クッションに対して前記積層方向に空気を流通させる送風装置(420)を備え、
前記第一クッションは、
前記第一クッションを前記積層方向に貫通する第一送風通路(460)を備え、
前記第二クッションは、
前記第二クッションを前記積層方向に貫通する第二送風通路(450)を備え、
前記第一送風通路と、前記第二送風通路とは、前記積層方向に重なる位置に形成されており、
前記センサは、
前記積層方向の投影において前記第一送風通路および前記第二送風通路と重なる位置に、前記センサを貫通する通風貫通孔(405a)を有する、請求項1~16のいずれか一項に記載のセンサ付きシート。 - 前記センサは、
前記着座者の着座状態または前記着座者の生体情報を検出する複数の検出領域(404,404a,404b,404c,404d)を有しており、
前記複数の検出領域は互いに間隔を空けて配置されており、
前記通風貫通孔は、前記複数の検出領域のうち隣り合う検出領域の間に形成されている、請求項17に記載のセンサ付きシート。 - 前記第一クッションは、前記第一クッションよりも伸縮しにくい材料からなる表皮(413)に覆われており、
前記第一クッションには、前記表皮を吊り込むための第一吊込み貫通孔(461b)が、前記積層方向に貫通して形成されており、
前記第二クッションには、前記積層方向の投影において、前記第一吊込み貫通孔と重なる位置に、前記表皮を吊り込むための第二吊込み貫通孔(451)が、前記積層方向に貫通して形成されており、
前記第一吊込み貫通孔および前記第二吊込み貫通孔の内部には、吊り込まれた前記表皮を支持する支持材(421)が配置されており、
前記通風貫通孔(405b、405c)は、前記積層方向の投影において、前記第一吊込み貫通孔および前記第二吊込み貫通孔に重なる位置に形成されている、請求項17に記載のセンサ付きシート。 - 前記支持材は前記積層方向に長尺な形状に形成されており、前記支持材の一方の端部は前記表皮に固定されており、前記支持材の他方の端部は前記取り付け部材に固定されており、
前記表皮が前記支持材によって前記取り付け部材に向かって引っ張られることにより、前記第一クッションと前記第二クッションが前記積層方向に予圧縮されている、請求項19に記載のセンサ付きシート。 - 前記センサ付きシートは、さらに、
複数の前記センサ(503a,503b)と、
前記積層方向について前記複数の前記センサと重なる位置に配置された複数の前記第二クッション(515a,515b)と、を備える、請求項1に記載のセンサ付きシート。 - 複数の前記第二クッションの少なくとも一つの第二クッションの弾性率は、他のいずれか一つの第二クッションの弾性率と異なっている、請求項21に記載のセンサ付きシート。
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