JPWO2012053620A1 - 座席装置、及び、それに用いる着座センサの配置方法 - Google Patents

座席装置、及び、それに用いる着座センサの配置方法 Download PDF

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Abstract

着座する人の荷重を適切に検出することができる座席装置を提供する。座席装置9は、背もたれ96と、クッションパッド93と、クッションパッド93を支持する支持部材92と、少なくとも1つの感圧スイッチ40Aを有し、クッションパッド93の下方に配置される着座センサ1とを備え、感圧スイッチ40Aは、正規着座する人のヒップポイントHPよりも前方に配置されている。このような座席装置9によれば、本発明によれば、着座センサによる違和感を防止しつつ、人の着座を適切に検出することができる。

Description

本発明は、座席装置、及び、それに用いる着座センサの配置方法に関し、特に着座センサによる違和感を防止しつつ、人の着座を適切に検出することができる座席装置、及び、それに用いる着座センサの配置方法に関する。
車両における安全システムの一つとして、人の乗車時にシートベルトの着用を検知し、シートベルトが着用されていない場合に警告を発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は、人の着座と、シートベルトの着用とを検知して、人の着座時にシートベルトが着用されていない場合に警告を発する。この人の着座の検知には、座席内の着座部分に配置されて、人の着座による荷重を検知する着座センサが用いられる場合がある。
下記特許文献1には、このような着座センサを備えた座席装置が記載されている。この特許文献1に記載の座席装置の着座センサは、複数のオン・オフタイプの感圧スイッチを有している。そして、この座席装置においては、座席の表皮とクッションパッドとの間に着座センサが配置されて、それぞれの感圧スイッチに圧力がかかると、感圧スイッチがオン状態となり、人の着座を検出する。
特開平09−315199号公報
図1は、座席に人が正規着座した状態で、座席のクッションパッドが、表皮を介して、人から受ける荷重の分布を示す図である。図1において、色の濃い部分程、クッションパッドが高い荷重を受けている状態を示す。人が着座している状態において、人とクッションパッドとの間には、表皮のみが介在ため、図1に示すように、クッションパッド上においては、人の臀部が位置する部分に最も大きな荷重が加わる。そして、上記特許文献1に記載の着座センサは、感圧スイッチが、クッションパッド上における人の臀部が位置する部分に配置されることにより、人の着座を検出することができる。
しかし、上記特許文献1に記載の座席装置においては、上述のように着座センサが表皮とクッションパッドとの間に配置されるため、座席に着座する人が、表皮を介してクッションパッドによる感触と異なる感触を着座センサから受け、座席の着座部分に違和感を覚える場合がある。
そこで、本発明は、着座センサによる違和感を防止しつつ、人の着座を適切に検出することができる座席装置、及び、それに用いる着座センサの配置方法を提供することを目的とする。
本発明者は、上記の様な着座センサによる違和感を防止する方法について鋭意検討を行った。その結果、着座センサによる違和感を防止するには、座席のクッションパッドの下に着座センサを配置すれば良いという結論に至った。このように着座センサが配置された座席においては、着座する人と着座センサとの間にクッションパッドが介在するため、着座時における着座センサによる違和感を防止することができる。
しかし、本発明者は、人の着座により座席に加わる荷重が、クッションパッドの下方に広く分散する傾向があり、さらに、車両用シートのように背もたれが付いているクッションパッドの下方では、人の臀部が位置する部分とずれた場所において、クッションパッドから大きな押圧力を受けることを見出した。従って、クッションパッドの下方に着座センサを配置すると、着座によりクッションパッドに加わる荷重が、着座センサに適切に伝わりづらいという問題があることが分かった。そこで、本発明者は、更に鋭意検討を重ねて、本発明をするに至った。
本発明の座席装置は、背もたれと、クッションパッドと、前記クッションパッドを支持する支持部材と、少なくとも1つの感圧スイッチを有し、前記クッションパッドの下方に配置される着座センサと、を備え、前記感圧スイッチは、正規着座する人のヒップポイントよりも前方に配置されていることを特徴とするものである。
このような座席装置によれば、着座センサが、クッションパッドの下方に配置されるため、着座センサによる違和感を防止することができる。また、本発明者は、背もたれを備える座席装置に人が正規着座して、クッションパッドに荷重がかかるとき、クッションパッドの下方では、正規着座する人のヒップポイントよりも前方において、クッションパッドから比較的大きな押圧力を受けることを見出した。本発明者は、この理由を次のように考えている。すなわち、人が背もたれを備える座席装置に正規着座するとき、人の背中が背もたれに接触して、背もたれにより背中が押され、背中にかかる力が人の臀部を前方に押す。従って、着座する人の臀部は、重力により鉛直方向にクッションパッドを押圧すると共に、背中からの力により前方に向かってクッションパッドを押す。こうして、クッションパッドから受ける押圧力は、正規着座する人のヒップポイントよりも前方において、他の部分よりも比較的大きくなるのである。従って、このような座席装置によれば、感圧スイッチが、正規着座する人のヒップポイントよりも前方に配置されるため、人の着座を適切に検出することができる。
なお、本明細書において、「正規着座」とは、臀部が座面の奥深くに位置して、背中が背もたれに接触する状態で着座することを意味する。また、「ヒップポイント」とは、人が着座した状態で、臀部が最も下側に出ている点を差す。
また、前記着座センサは、前記感圧スイッチを少なくとも2つ有し、前記感圧スイッチは、前記クッションパッドの前後方向に平行で幅方向の中心を通る中心線を基準とした、左側及び右側に少なくとも1つずつ配置されていることが好ましい。
座席に着座する人は、通常、クッションパッドの幅方向の中心に着座し、人の左右の骨盤は、この中心を通る中心線の左側及び右側においてクッションパッドを押圧する。一方、荷物は、クッションパッドの幅方向の中心に置かれるとは限らない。従って、このような座席装置によれば、この中心線の左側及び右側に配置された感圧スイッチにより、人の着座を適切に検出し、荷物を誤検出することを抑制することができる。
さらに、前記中心線の左側及び右側に配置される前記感圧スイッチの少なくとも一組は、前記クッションパッドの幅方向に沿って配置されていることが好ましい。
座席に着座する人は、通常、座席の前方を向いて着座する。この時、人の左右の骨盤は、クッションパッドの幅方向に並んで、クッションパッドを押圧する。従って、このような座席装置によれば、上記の中心線を基準とした左側及び右側に配置される感圧スイッチの少なくとも一組が、クッションパッドの幅方向に沿って並んでいるため、人の着座をより適切に検出することができる。
さらに、前記中心線の左側及び右側に配置される前記感圧スイッチの少なくとも一組は、前記中心線を基準として互いに対称な位置に配置されていることが好ましい。
座席に着座する人は、通常、クッションパッドの幅方向の中心において、座席の前方を向いて着座するため、人の左右の骨盤は、上記の中心線を基準として、左右対称な位置に並んで、クッションパッドを押圧する。従って、このような座席装置によれば、人の着座を更に適切に検出することができる。
また、前記支持部材は、シートパンであり、前記着座センサは、前記シートパンの上面と前記クッションパッドとの間に配置されることとしても良い。或いは、前記支持部材は、座部フレームに張り渡される複数のばねであり、前記着座センサは、前記ばねと前記クッションパッドとの間に配置されることとしても良い。或いは、前記支持部材は、座部フレームに張り渡される複数のばねであり、前記着座センサは、前記座部フレームと前記クッションパッドとの間に配置されることとしても良い。或いは、前記着座センサは、前記クッションパッドの底面に固定され、前記底面に固定される前記着座センサの下側は空間とされることとしても良い。
また、前記感圧スイッチの少なくとも一部は、正規着座する人による前記シートパン上の最大荷重領域となる前記クッションパッドの幅方向に延在する帯状の領域から前方側に配置されていることが好ましい。
人が正規着座する場合においては、臀部による荷重が最も大きく、左右の臀部はクッションパッドの幅方向に並ぶため、シートパン上において、この荷重がかかる領域は、クッションパッドの幅方向に延在することを本発明者は見出した。また、臀部による荷重は、上述の様に、クッションパッドに対して鉛直方向及び前方方向にかかり、さらにクッションパッドは、人の太股により前方側が押圧される。従って、このような座席装置によれば、感圧スイッチの少なくとも一部が、シートパン上の最大荷重領域となるクッションパッドの幅方向に延在する帯状の領域から前方側に配置されているため、適切に人の着座を検出することができる。
なお、本明細書において、最大荷重領域とは、シートパンがクッションパッドから最も押圧力を受けていない場所における押圧力を0として、シートパンがクッションパッドから最も大きな押圧力を受けている場所における押圧力を100とする場合に、90以上の押圧力をうける領域をいう。
さらに、前記中心線の左側及び右側に配置される前記感圧スイッチの少なくとも一組におけるそれぞれの感圧スイッチが、前記帯状の領域に少なくとも一部が重なるように配置されていることが好ましい。
このような座席装置によれば、感圧スイッチに大きな荷重をかけることができるため、より更に適切に人の着座を検出することができる。
また、前記帯状の領域に近い前記感圧スイッチが、前記帯状の領域から遠い前記感圧スイッチよりも、前記中心線から遠い位置に配置されていることが好ましい。
上述のように座席に着座する人は、通常、クッションパッドの幅方向の中心に着座する。従って、シートパンは、上述の最大荷重領域となる帯状の領域におけるクッションパッドの幅方向の中心付近が、最も大きな力で押圧される。そして、この押圧力は、クッションパッドの幅方向の中心から離れるにつれて減少する。従って、このような座席装置によれば、それぞれの感圧スイッチにかかる押圧力の差を抑制することができる。
また、前記感圧スイッチは、可撓性を有する一対の樹脂製の絶縁シートと、前記一対の絶縁シートの間に介在し、少なくとも1つの開口が形成されたシート状のスペーサと、前記一対の絶縁シートのそれぞれの表面上に設けられると共に、前記開口を介して互いに対向する一対の電極と、を有し、前記一対の電極の少なくとも一方は、温度の上昇に伴い、抵抗値が上昇することが好ましい。
可撓性を有するような樹脂は、通常、温度の上昇と共に屈曲強度が弱くなるため、座席装置が置かれる環境の温度が上昇すると、弱い押圧力で一対の電極が接触し易くなる。一方、対向する電極の少なくとも一方は、温度の上昇に伴い抵抗値が上昇する。従って、このような着座センサによれば、温度の上昇と共に電極が接触し易くなるが、接触した電極に電流が流れづらくなる。このように電極同士の接触のしやすさと、電極に流れる電流の流れづらさとが相殺し合って、温度が変化する場合においても、感圧スイッチがオンとなる押圧力が変化することを抑制することができる。特に自動車の車内は、温度の変化が大きいため、このような座席装置は、自動車用途に有用である。
また、前記感圧スイッチは、可撓性を有する一対の絶縁シートと、前記一対の絶縁シートの間に介在し、少なくとも1つの開口が形成されたシート状のスペーサと、前記一対の絶縁シートのそれぞれの表面上に設けられ、前記開口を介して互いに対向する一対の電極と、前記一対の絶縁シートの少なくとも一方における前記スペーサ側とは反対側に設けられ、前記絶縁シートを介して前記開口の少なくとも一部を覆うクッション部材とを有することが好ましい。
このような感圧スイッチによれば、押圧力が加えられると、クッション部材が潰れるように変形して、その弾性力により絶縁シートを押圧する。このとき、クッション部材は、絶縁シートがスペーサの開口に入り込むように、絶縁シートを押圧し、一対の電極が電気的に接続されてオン状態となる。従って、クッションパッドの下方であっても、人の着座を適切に検出することができる。
また、前記感圧スイッチは、可撓性を有する一対の絶縁シートと、前記一対の絶縁シートの間に介在し、少なくとも1つの開口が形成されたシート状のスペーサと、前記一対の絶縁シートのそれぞれの表面上に設けられ、前記開口を介して互いに対向する一対の電極と、を有し、前記スペーサには、少なくとも2種類以上の大きさを有する前記開口が形成されることが好ましい。
各絶縁シートは、それら絶縁シートの間に介在する開口が小さいほど撓みづらく、当該開口を介して対向する一対の電極がオンしづらい状態となる。ところで、クッションパッドに人が着座した場合、そのクッションパッドの下方側で受ける押圧力は均一とはならない傾向が高い。従って、大きな押圧力で押圧される場所になるほど小さい開口を位置させれば、大きな押圧力を受ける場所でオンし難く、小さな押圧力を受ける場所でオンし易い状態とすることが可能となる。つまり、開口の大きさによって、一対の電極のオンのしやすさと、クッションパッドの下方側で受ける押圧力とのばらつきを低減させることができる。この結果、クッションパッドの下方側で受ける押圧力が均一とはならない場合であっても、人の着座をより適切に検出可能に調整することができる。
また、種類が異なる前記開口ごとに、前記クッション部材が前記開口を覆う割合が異なることが好ましい。
このように割合を異ならせた場合、当該開口を介して互いに対向する一対の電極におけるオンのし易さ(スイッチの感度)を調整可能である。従って、クッションパッドの下方に配置すべき場所に制約があったとしても、スイッチがオン状態となる均一性(バランス)を向上できる。
また、本発明は、背もたれと、クッションパッドと、前記クッションパッドを支持する支持部材と、を有する座席装置に、少なくとも1つの感圧スイッチを有する着座センサを配置する着座センサの配置方法であって、前記クッションパッドの下方、かつ、正規着座する人のヒップポイントよりも前方に前記感圧スイッチが位置する状態で、前記着座センサを配置することを特徴とするものである。
このような着座センサの配置方法によれば、着座センサをクッションパッドの下方に配置するため、着座センサによる違和感を防止することができ、さらに、感圧スイッチが、正規着座する人のヒップポイントよりも前方に配置されるため、人の着座を適切に検出することができる。
以上のように、本発明によれば、着座センサによる違和感を防止しつつ、人の着座を適切に検出することができる座席装置、及び、それに用いる着座センサの配置方法が提供される。
座席に人が正規着座した状態で、座席のクッションパッドが、表皮を介して、人から受ける荷重の分布を示す図である。 本発明の第1実施形態に係る座席装置に用いられる着座センサを示す平面図である。 図1に示す第1電極シートを示す平面図である。 図1に示す第2電極シートを示す平面図である。 スペーサを示す平面図である。 図1のV−V線における断面の様子を示す図である。 図1に示す着座センサの回路構成を等価回路で示す回路図である。 本発明の第1実施形態に係る座席装置の様子を示す図である。 シートパンを上方から見た概念図である。 座席装置に人が正規着座した状態で、シートパンが、表皮及びクッションパッドを介して、人から受ける荷重の分布を示す概念図である。 座席装置内に着座センサが配置された状態で、感圧スイッチがオンする様子を図6と同じ視点で示す図である。 本発明の第2実施形態に係る座席装置に用いられる着座センサを示す平面図である。 図12に示す第1電極シートを示す平面図である。 図12に示す第2電極シートを示す平面図である。 本発明の第3実施形態に係る着座センサを示す平面図である。 台座を示す上視図及び断面図である。 本発明の第3実施形態に係る座席装置の様子を示す図である。 図17の座席装置に人が正規着座したときに、座部フレーム及びばねが、クッションパッドを介して受ける荷重の分布を示す概念図である。 本発明の第4実施形態に係る着座センサの一部、及び、座席装置の一部の様子を示す図である。 他の実施形態に係る着座センサを示す図である。 電極とクッションパッドとの関係の説明に供する概略図である。
以下、本発明に係る着座センサ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。
(第1実施形態)
図2は、本発明の第1実施形態に係る座席装置に用いられる着座センサを示す平面図である。図2に示すように、着座センサ1は、第1電極シート10と、第1電極シート10に重ねられる第2電極シート20と、第1電極シート10と第2電極シート20とで挟まれるスペーサと、第1電極シート10のスペーサとは反対側に配置されるクッション部材と、第2電極シート20のスペーサとは反対側に配置されるクッション部材52とを主な構成要素として備える。
図3は、図2に示す第1電極シート10を示す平面図である。図3に示すように、第1電極シート10は、可撓性を有するフィルム状の第1絶縁シート11と、第1絶縁シート11の表面に形成される第1電極14A〜14Dと、第1絶縁シート11の表面に形成される端子42A、42Bとを主な構成要素として備える。
第1絶縁シート11は、帯状の第1部位11Aと、第1部位11Aの長手方向と垂直な方向に延在し、互いに合同な一組の帯状の第2部位11B及び第3部位11Cと、第1部位11Aの長手方向と平行な方向に延在する帯状の第4部位11Dと、第1部位11Aの長手方向と平行な方向に延在する一組の帯状の第5部位11E及び第6部位11Fと、第1部位11Aの長手方向と垂直な方向に延在し、第2部位11B及び第3部位11Cよりも短い帯状の第7部位11Gとから成る。第1部位11Aの一端には、第2部位11Bの一端が接続されており、第1部位11Aの他端には、第3部位11Cの一端が接続されている。更に、第2部位11Bの他端は、第4部位11Dの一端と連結されており、第3部位11Cの他端は、第4部位11Dの他端と連結されている。こうして、第1部位11A、第2部位11B、第3部位11C、及び、第4部位11Dにより略四角形の形状とされ、これら部位11A〜11Dによって略四角形の開口が形成されている。また、第2部位11Bの途中には、第5部位11Eの一端が開口の外側で連結されており、第5部位11Eの他端は、開口の外側で自由端とされている。さらに、第3部位11Cの途中には、第6部位11Fの一端が開口の外側で連結されており、第6部位11Fの他端は、開口の外側で自由端とされている。また、第7部位11Gの一端は、第1部位11Aの長手方向の中間部分における開口の内側に連結しており、第7部位11Gの他端には、何も接続されておらず、この他端は開口内において自由端とされている。このような構成により、第1絶縁シート11は、第7部位11Gの中心を通り、第7部位11Gの長手方向に沿った線を基準として、対称な形状とされている。
第1絶縁シート11上の第1電極14A〜14Dは、それぞれ略円形の形状をしている。そして、第1電極14Aは、一方の第5部位11Eの自由端側の端縁から所定の間隔をあけて、第5部位11E上に設けられており、第1電極14Dは、第6部位11Fの自由端側の端縁から所定の間隔をあけて、第6部位11F上に設けられている。また、第1電極14Bは、第2部位11Bと、第4部位11Dの一端とが連結している場所において、第2部位11B上に設けられている。さらに、第1電極14Cは、第3部位11Cと、第4部位11Dの他端とが連結している場所において、第2部位11B上に設けられている。こうして、第1絶縁シート11の表面上に設けられている第1電極14A、14Bと、第1電極14D、14Cとは、第7部位11Gの中心を通り、第7部位11Gの長手方向に沿った線を基準として、互いに線対称となるように設けられている。
また、端子42A、42Bは、略四角形の形状をなし、端子42A、42Bは、第7部位11Gの表面における自由端側の端縁から所定の間隔をあけた位置に、第7部位11Gの長手方向に垂直な方向に沿って並設されている。
さらに、第1電極14A及び端子42Aは、第1配線16Aにより互いに電気的に接続されている。この第1配線16Aは、第5部位11Eの長手方向に延在して、一端が第1電極14Aに接続されると共に、第5部位11Eと第2部位11Bとの連結点において垂直に折れ曲がり、第2部位11Bの長手方向に更に延在する。そして、第1配線16Aは、第2部位11Bと第1部位11Aとの連結点において、再び垂直に折れ曲がり、第1部位11Aの長手方向に更に延在し、第1部位11Aと第7部位11Gとの連結点において再び垂直に折れ曲がり、第7部位11Gの長手方向に更に延在して、他端が端子42Aに接続されている。また、第1電極14D及び端子42Bは、第1配線16Bにより互いに電気的に接続されている。この第1配線16Bは、第6部位11Fの長手方向に延在して、一端が第1電極14Dに接続されると共に、第6部位11Fと第3部位11Cとの連結点において垂直に折れ曲がり、第3部位11Cの長手方向に更に延在する。そして、第1配線16Bは、第3部位11Cと第1部位11Aとの連結点において、再び垂直に折れ曲がり、第1部位11Aの長手方向に更に延在し、第1部位11Aと第7部位11Gとの連結点において再び垂直に折れ曲がり、第7部位11Gの長手方向に更に延在して、他端が端子42Bに接続されている。さらに、第1電極14B及び第1電極14Cは、第1配線16Cにより互いに電気的に接続されている。この第1配線16Cは、第4部位11Dの長手方向に延在して、一端が第1電極14Bに接続され、他端が第1電極14Cに接続されている。
こうして、図3に示すように第1電極シート10においては、上述のように第1電極14Bと第1電極14Cとが互いに電気的に接続され、そして、第1電極14B、14Cと、第1電極14Aと、第1電極14Dとが互いに絶縁されている。
図4は、図2に示す第2電極シートを示す平面図である。図4に示すように、第2電極シート20は、可撓性を有するフィルム状の第2絶縁シート21と、第2絶縁シート21の表面に形成される第2電極24A〜24Dを主な構成要素として有する。
第2絶縁シート21は、第1絶縁シート11における第1部位11Aと形状及び大きさが同じである第1部位21Aと、第1絶縁シート11における一組の第2部位11B及び第3部位11Cと形状及び大きさが同じである一組の第2部位21B及び第3部位21Cと、第1絶縁シート11における第4部位11Dと形状及び大きさが同じである第4部位21Dと、第1絶縁シート11における一組の第5部位11E及び第6部位11Fと形状及び大きさが同じである一組の第5部位21E及び第6部位21Fと、第1絶縁シート11の第7部位11Gと幅が同じで、長さが短い形状とされる第7部位21Gとから構成される。そして、第1部位21A、第2部位21B、第3部位21C、第4部位21D、第5部位21E及び第6部位21Fは、第1電極シート10と第2電極シート20を重ね合わせたときに、第1絶縁シート11における第1部位11A、第2部位11B、第3部位11C、第4部位11D、第5部位11E及び第6部位11Fと完全に重なるようにそれぞれ連結されている。また、第2絶縁シート21の第7部位21Gは、第1電極シート10と第2電極シート20を重ね合わせたときに、第1電極シートの第7部位11Gと重なって、第1電極シート10の端子42A、42Bが露出するように、第1部位21Aと連結されている。なお、本実施形態においては、第2絶縁シート21と第1絶縁シート11とは、同じ可撓性を有し、同じ力が加えられる場合に、同じように撓むように構成されている。
また、第2電極24A〜24Dは、第1電極14A〜14Dと同じ形状、大きさとされている。さらに、第2電極24A〜24Dは、第2電極シート20が第1電極シート10と重ね合わせられたときに、第2絶縁シート21の第1電極シート10側の表面において、第1電極14A〜14Dと完全に重なる位置にそれぞれ設けられている。
さらに、第2電極24A及び第2電極24Bは、第2配線26Aにより互いに電気的に接続されている。この第2配線26Aは、第5部位21Eの長手方向に延在して、一端が第2電極24Aに接続されると共に、第5部位21Eと第2部位21Bとの連結点において垂直に折れ曲がり、更に第2部位21Bの長手方向に延在して、他端が第2電極24Bに接続されている。また、第2電極24D及び第2電極24Cは、第2配線26Bにより互いに電気的に接続されている。この第2配線26Bは、第6部位21Fの長手方向に延在して、一端が第2電極24Dに接続されると共に、第6部位21Fと第3部位21Cとの連結点において垂直に折れ曲がり、更に第3部位21Cの長手方向に延在して、他端が第2電極24Cに接続されている。
こうして、図4に示すように第2電極シート20においては、上述のように第2電極24Aと第2電極24Bとが互いに電気的に接続されると共に、第2電極24Dと第2電極24Cとが互いに電気的に接続され、そして、第2電極24A、24Bと、第2電極24D、24Cとが互いに絶縁されている。
図5は、第1電極シート10と第2電極シート20との間に挟まれるスペーサを示す平面図である。スペーサ30は、可撓性を有する絶縁シートからなる。そして、図5に示すように、スペーサ30は、外形が第2電極シート20と一致している。
また、スペーサ30には、それぞれ同じ大きさである開口34A〜34Dが形成されている。開口34A〜34Dは、周縁が略円形の形状であり、第1電極14A〜14Dよりも直径が僅かに小さく形成されている。そして、開口34A〜34Dは、スペーサ30を第1電極シート10と重ね合わせて、スペーサ30に垂直な方向に沿って見る場合に、第1電極14A〜14Dのそれぞれの外周の内側にそれぞれの開口34A〜34Dが収まるような位置に形成されている。
さらにスペーサ30には、空気抜け用のスリットであり開口34A〜34Dをスペーサ30の外部と空間的に接続するスリット36A〜36Dが形成されている。具体的には、それぞれのスリット36A〜36Dは、一端がスペーサ30の外部と接続されている。そして、スリット36Aの他端は、開口34Aと接続され、スリット36Bの他端は、開口34Bと接続され、スリット36Cの他端は、開口34Cと接続され、スリット36Dの他端は、開口34Dと接続されている。
なお、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。
図6は、図2に示すV−V線に沿った断面の様子を示す図である。図2、図6に示すように、着座センサ1は、第1電極シート10と第2電極シート20とがスペーサ30を挟んで重ね合わせられており、スペーサ30の両面に塗布された接着剤により互いに固定されて一体化されている。
このように第1電極シート10とスペーサ30と第2電極シート20とが、一体化された状態で、着座センサ1に対して垂直な方向から見る場合に、図2に示すように第1電極シート10の第1電極14A、及び、第2電極シート20の第2電極24Aは、互いに重なっており、スペーサ30に形成されている開口34Aは、第2電極24Aの外周内に収まっている。そして、第1電極14Aと第2電極24Aとは、図6に示すようにスペーサ30により所定の間隔を空けて互いに対向している。このようにして、第1、第2絶縁シート11、21と、開口34Aが形成されたシート状のスペーサ30と、開口34Aを介して互いに対向する一対の電極14A、24Aとを有する感圧スイッチ40Aが構成されている。同様に他の第1電極14B〜14Dと、他の第2電極24B〜24Dとが、それぞれスペーサ30の開口34B〜34Dにおいて所定の間隔をあけて対向し、図2に示すように感圧スイッチ40B〜40Dが構成されている。
また、図2、図6に示すように、第2絶縁シート21のスペーサ30側とは反対側には、弾性力を有し、圧力が加えられると潰れるように変形するクッション部材52が設けられている。クッション部材52は、第2絶縁シート21上において、一方の端部側が感圧スイッチ40Aを覆うように配置されている。そして、クッション部材52は、第2絶縁シート21の第5部位21Eの長手方向に沿って延在して、第2絶縁シート21の第5部位21Eと一方の第2部位21Bとが連結している場所において、垂直に折れ曲がり、第2部位21Bの長手方向に沿って延在する。さらに、クッション部材52は、第2絶縁シート21の第2部位21Bと第4部位21Dとが連結される場所において、感圧スイッチ40Bを覆うと共に、垂直に折れ曲がり、第4部位21Dの長手方向に沿って延在する。そして、クッション部材52は、第2絶縁シート21の第4部位21Dと他方の第3部位21Cとが連結される場所において、感圧スイッチ40Cを覆うと共に、垂直に折れ曲がり、第3部位21Cの長手方向に沿って延在する。そして、クッション部材52は、第2絶縁シート21の第3部位21Cと第6部位21Fとが連結している場所において、垂直に折れ曲がり、第6部位21Fの長手方向に沿って延在して、クッション部材52の他方の端部側において、感圧スイッチ40Dを覆っている。こうしてクッション部材52は、感圧スイッチ40A〜40Dを覆っている。
また、図6に示すように、第1絶縁シート11のスペーサ30側とは反対側には、クッション部材51が設けられている。クッション部材51は、クッション部材52と同じ形状であり、第1絶縁シート11に垂直な方向から見る場合に、クッション部材52と外形が重なっている。従って、クッション部材51は、第1絶縁シート11のスペーサ30側と反対側において、感圧スイッチ40A〜40Dを覆っている。
なお、本実施形態においては、一対のクッション部材51、52が潰れる厚さの合計は、それぞれの感圧スイッチ40A〜40Dにおける、対向する電極間の距離以上とされている。また、クッション部材51、52は、互いに同じ厚さとされ、それぞれのクッション部材51、52は、同じ材質で、同じ弾性力を有しており、同じ圧力が印加される場合に、同じように潰れるように構成されている。従って、着座センサ1は、第1電極シート10と第2電極シート20のどちらを上にして、使用しても着座の検出感度を同じようにすることができる。
図7は、図2に示す着座センサ1の回路構成を等価回路で示す回路図である。上述のように構成されるそれぞれの感圧スイッチ40A〜40D、及び、それぞれの端子42A、42Bは、図7に示すように、第1絶縁シート11の表面に形成される第1配線16A〜16C、及び、第2絶縁シート21の表面に形成される第2配線26A、26Bにより互いに接続されている。このように各感圧スイッチ40A〜40Dが接続されることで、着座センサ1の回路が構成されている。そして、端子42A、感圧スイッチ40A、感圧スイッチ40B、感圧スイッチ40C、感圧スイッチ40D、端子42Bは、この順に直列に接続されている。
図8は、本発明の実施形態に係る座席装置の様子を示す図である。具体的には、図8の(A)は、着座センサ1が配置された座席装置9の様子を上方から示す図であり、図8の(B)は、着座センサ1が配置された座席装置9の様子を側方から示す図である。図8の(A)及び(B)に示すように、座席装置9は、シートパン92と、シートパン92の上に配置されるクッションパッド93と、背もたれ96と、シートパン92上に配置され、シートパン92とクッションパッド93とにより挟まれている着座センサ1と、を主な構成として備えており、座席装置9は、例えば、車両用の座席装置とされる。
シートパン92は、クッションパッド93の下方に配置されてクッションパッド93を支持する支持部材であり、本実施形態では着座センサを載置する載置部材とされる。本実施形態のシートパン92は、剛性の高い金属板が折曲げ加工されて構成され、図8の(A)に示すように、クッションパッド93の前後方向に平行で幅方向の中心を通る中心線(クッションパッド93の幅方向の中心を通る鉛直平面上の線)Lを基準として、線対称の形状をしている。また、シートパン92には、略中央に略四角形の孔94Aが形成されており、さらに、孔94Aよりも後方に略四角形の孔94Bが形成されている。図8の(B)に示すように、この孔94Aは、座席装置9に人が正規着座した状態におけるヒップポイントHPよりも前方に形成されており、孔94Bは、ヒップポイントHPよりも僅かに後方に形成されている。
そして、このシートパン92により、クッションパッド93が支えられている。クッションパッド93は、クッション性を有する発泡ウレタンから構成されている。従って、クッションパッド93は、弾性力を有し、押圧力が加わると潰れるように変形する。また、クッションパッド93は、図示しない布製の表皮に覆われている。
背もたれ96は、クッションパッド93の後方において、クッションパッド93に接触するように、図示しない手段によりシートパン92と接続されている。
着座センサ1は、図8の(B)に示すように、クッションパッド93の下方において、クッションパッド93から押圧力を受けるように配置される。具体的には、着座センサ1は、座席装置9におけるシートパン92上に配置され、シートパン92とクッションパッド93とにより挟まれている。また、着座センサ1がこのように配置された状態において、第2絶縁シート21がクッションパッド93側に配置されて、クッション部材52がクッションパッド93と第2絶縁シート21とにより挟まれ、さらに、第1絶縁シート11がシートパン92側に配置されて、クッション部材51がシートパン92と第1絶縁シート11とにより挟まれている。さらに、着座センサ1は、図8の(A)に示すように、着座センサ1の開口内にシートパン92の孔94Aが位置するように配置されている。そして、感圧スイッチ40A、40Dは、中心線Lを基準とした左側及び右側において、クッションパッド93の幅方向に沿って配置されて、中心線Lに対して、互いに対称な位置とされており、孔94Aを挟んでいる。また、感圧スイッチ40B、40Cは、孔94Aの前方における中心線Lを基準とした左側及び右側において、幅方向に沿って配置されて、中心線Lに対して、互いに対称な位置とされている。上述のように孔94Aは、ヒップポイントHPよりも前方に形成されているため、着座センサ1は、それぞれの感圧スイッチ40A〜40Dが、シートパン92上における正規着座する人のヒップポイントHPよりも前方となるように配置されている。
なお、端子42A、42Bは、孔94Aからシートパン92の下方に導出されて、外部の図示しない電源と測定部に電気的に接続される。
図9は、シートパン92を上方から見た概念図である。図9におけるMGは、最大荷重領域を示し、座席装置に合わせて予め測定される領域である。この最大荷重領域MGは、ヒップポイントHPよりも前方の領域とされ、本実施形態において、最大荷重領域MGは、孔94Aに横方向に隣接する領域とされる。最大荷重領域MGがヒップポイントHPよりも前方とされる理由は、次のように考えられる。すなわち、人が背もたれ96を備える座席装置9に正規着座するとき、人の背中が背もたれ96に接触して、背もたれ96により背中が押され、背中にかかる力が人の臀部を前方に押す。従って、着座する人の臀部は、重力により鉛直方向にクッションパッド93を押圧すると共に、背中からの力により前方に向かってクッションパッド93を押す。こうして、シートパン92がクッションパッド93から受ける押圧力は、正規着座する人のヒップポイントHPよりも前方において、他の部分よりも強くなる。そして、人が正規着座する際、人はクッションパッドの幅方向の略中心に着座する。従って、クッションパッド93の幅方向の中心付近、すなわち、中心線Lの付近が、大きな力で押圧される傾向がある。そのためヒップポイントHPよりも前方で、クッションパッド93の幅方向の中心に形成されている孔94Aと隣接する領域が他の孔と隣接する領域よりも大きな力で押圧される。また、上述のように背中にかかる力が人の臀部を前方に押すため、このシートパンが受ける力は、前方に広がり、さらに上述のように人が座席装置9に正規着座する際、人はクッションパッド93の幅方向の略中心において、左右対称に着座し、人の骨盤は、中心線Lを基準に左右方向に対称に配置されるため、シートパン92がクッションパッド93から受ける押圧力は、中心線Lに対して略対称に幅方向にも広がる。なお、図9においては、シートパン92の最大荷重領域MGをクッションパッド93の幅方向に延在する帯状の領域をBGとして示している。
そして、上述のように、着座センサ1の感圧スイッチ40A、40Dは、孔94Aを挟んでシートパン92の幅方向に配置され、感圧スイッチ40B、40Cは、孔94Aの前方に配置されており、感圧スイッチ40A、40Dは、帯状の領域BGと重なる場所に配置され、感圧スイッチ40B、40Cは、帯状の領域BGよりも前方に配置されている。従って、感圧スイッチ40A〜40Dは、帯状の領域BGから前方に配置されている。このとき、感圧スイッチ40Aと感圧スイッチ40Dとの距離は、感圧スイッチ40Bと感圧スイッチ40Cとの距離よりも長いため、帯状の領域BGに近い感圧スイッチが、中心線Lから遠い位置に配置されている。
次に、座席装置9における着座センサ1の動作について説明する。
図10は、図1と同じように、座席装置9に人が正規着座した状態で、座席装置9のシートパン92が、表皮及びクッションパッド93を介して、人から受ける荷重の分布を示す概念図である。図10に示すように、シートパン92に形成された孔94Aと隣接する領域92Aが、クッションパッド93から最も高い押圧力を受けており、更に領域92Aの外側の領域92Bが、次に高い押圧力を受けており、そして、領域92Bの外側の領域92Cが次に高い押圧力を受けている。座席装置9においては、シートパン92が人の荷重によりクッションパッド93から受ける押圧力は、シートパン92上に広く分散しており、上述のように、94Aの周りが最も高く、孔94Aの前方及び幅方向に広がっている。また、ヒップポイントHPよりも後方に形成されている孔94Bの周辺においては、シートパン92がクッションパッド93から受ける押圧力は、孔94Aの周辺と比べて弱い。
図11は、座席装置9内に着座センサ1が配置された状態で、感圧スイッチ40Aがオンする様子を図6と同じ視点で示す図である。なお、図11においては、理解の容易のため、シートパン92及びクッションパッド93は、一部分のみを示している。
感圧スイッチ40Aは、上述のように、最大荷重領域MGを通る帯状の領域BGと重なる場所に配置されている。従って、座席装置9に人が着座すると、図11に示すように、感圧スイッチ40Aは、着座センサ1の両面に対して垂直な方向から、シートパン92及びクッションパッド93によって、矢印で示すように適切に押圧される。つまり、クッション部材52は、座席のクッションパッド93から押圧力を受け、クッション部材51は、シートパン92から押圧力を受ける。このときクッション部材51、52は、押圧力により、潰れるように変形する。そして、第1絶縁シート11及び第2絶縁シート21は、クッション部材51、52の弾性力により、クッション部材51、52から押圧力を受けて、スペーサ30の開口34Aに入り込むようにして撓む。このため、スペーサ30の開口34Aを介して対向する絶縁シート11、21に設けられた電極14A、24Aが接触する。こうして、感圧スイッチ40Aがオンとなる。
そして、中心線Lを基準として、感圧スイッチ40Aと対称な位置に配置されている感圧スイッチ40Dも、感圧スイッチ40Aと同様にして、クッション部材51、52の弾性力により、第1絶縁シート11及び第2絶縁シート21が押圧されて撓むことでオンになる。また、上述のように、人が座席装置9に正規着座すると、シートパン92が人の荷重によりクッションパッド93から受ける押圧力は、シートパン92上に広く分散しており、図10に示すように、帯状の領域BGよりも先方においても、シートパン92は、クッションパッド93から押圧されている。このため、感圧スイッチ40B、40Cも、感圧スイッチ40Aと同様にして、クッション部材51、52の弾性力により、第1絶縁シート11及び第2絶縁シート21が押圧されて撓むことでオンになる。
そして、上述のように、感圧スイッチ40A〜40Dは直列接続されているため、感圧スイッチ40A〜40Dの全てがオンになる場合に、端子42Aと端子42Bとが導通する。こうして、着座センサ1により感知する感知信号を図示しない測定部が測定することにより人の着座を検出する。
なお、シートパン92の帯状の領域BGと重なる場所に配置される感圧スイッチ40A、40Dが、帯状の領域BGから前方に離れて配置されている感圧スイッチ40B、40Cよりも図9の中心線Lから離れているため、座席装置9においては、感圧スイッチ40A、40Dにかかる押圧力と、感圧スイッチ40B、40Cにかかる押圧力の差が抑制されている。
また、本実施形態の着座センサ1においては、上述のように、クッション部材51、52が潰れる厚さの合計が、電極14A〜14Dと電極24A〜24Dとの間の距離以上とされている。従って、クッション部材51、52が撓まずに潰れる変形をすることのみによって、感圧スイッチ40A〜40Dをオンにすることができるため、適切に着座の検出を行うことができる。
また、シートパン92及びクッションパッド93からは略同じ押圧力が着座センサ1に加えられる。従って、シートパン92からクッション部材51に加えられる押圧力と、クッションパッド93からクッション部材52に加えられる押圧力とは略同じである。そして、本実施形態においては、上述のようにクッション部材51、52は、同じ弾性力を有するため、同じ押圧力が加えられると、クッション部材51、52が、絶縁シート11、21を同じ弾性力で押圧する。従って、絶縁シート11、21は、同じように撓み、それぞれの感圧スイッチ40A〜40Dにおける一対の電極14A〜14D、24A〜24Dは、開口34A〜34D内において、スペーサ30の厚さ方向における、略中心付近において接触する。このため、一方の絶縁シートの撓み量が大きくなるということが抑制されており、着座の検出感度が向上されている。
また、第1絶縁シート11及び第2絶縁シート21が撓む際、各開口34A〜34D内の空気は、スリット36A〜36Dを介して外部に排出される。従って、各感圧スイッチ40A〜40Dがオンになるとき、適切に第1絶縁シート11及び第2絶縁シートが撓むことができ、各感圧スイッチ40A〜40Dの一対の電極が接触し易くされている。
以上説明したように、本実施形態の座席装置9によれば、着座センサ1が、シートパン92上に配置されるため、着座センサ1による違和感を防止することができる。また、背もたれ96を備える座席装置9に人が正規着座して、クッションパッド93に荷重がかかるとき、シートパン92がクッションパッド93から受ける押圧力は、正規着座する人のヒップポイントHPよりも前方において、他の部分よりも比較的強い。従って、本実施形態の座席装置9によれば、感圧スイッチ40A〜40Dが、正規着座する人のヒップポイントHPよりも前方に配置されているため、人の着座を適切に検出することができる。そして、座席装置9に用いる着座センサ1の配置方法によれば、着座センサ1をシートパン92上に配置するため、着座センサ1による違和感を防止することができ、さらに、感圧スイッチ40A〜40Dが、正規着座する人のヒップポイントHPよりも前方に配置されるため、人の着座を適切に検出することができる。
また、本発明者の知見によれば、感圧スイッチ40A〜40Dがオンするような人の体重ほどの重量を有する荷物は、箱体に収納されていることが多い。そして、このような重量のある箱状の荷物を座席上に置く場合においては、通常、荷物が座席装置9の形状に応じて傾くため、クッションパッド93は、箱の稜線部分から最も荷重を受ける。このため、箱状の荷物の荷重によりシートパン92がクッションパッド93から受ける押圧力は、直線状に広がる傾向がある。しかし、本実施形態の着座センサによれば、感圧スイッチ40B及び感圧スイッチ40Cは、感圧スイッチ40A及び感圧スイッチ40Dを通る直線と重ならないように配置され、感圧スイッチ40A〜40Dは、1つの直線状に並ぶように配置されておらず、シートパン92上に分散して配置されている。このため、着座センサ1がシートパン92上に配置された座席装置9によれば、このような重量のある荷物が座席装置9に置かれる場合においても、全ての感圧スイッチ40A〜40Dがオンになることを抑制することができる。そして、全ての感圧スイッチ40A〜40Dが、電気的に直列に接続されているため、一部の感圧スイッチがオンになる場合においても、荷物の配置を人の着座として、誤検出することを抑制することができる。
さらに、上述のように、人が着座する際、通常、人はクッションパッドの幅方向の略中心に着座し、人の左右の骨盤は、中心線Lの左側及び右側においてクッションパッド93を押圧する。一方、荷物は、クッションパッド93の幅方向の中心に置かれるとは限らない。従って、荷物を座席装置9に置く場合においては、シートパン92がクッションパッド93から受ける押圧力は、中心線Lに対して略対称にならない傾向にある。そして、着座センサ1は、感圧スイッチ40A、40Bと、感圧スイッチ40D、40Cとが、中心線Lを基準として、左側及び右側に配置されるため、人の着座を適切に検出し、荷物を誤検出することを抑制することができる。さらに、本実施形態においては、感圧スイッチ40Aと感圧スイッチ40D、及び、感圧スイッチ40Bと感圧スイッチ40Cとが、クッションパッドの幅方向に沿って配置されているため人の着座をより適切に検出することができる。またさらに、本実施形態の座席装置9においては、中心線Lを基準として、感圧スイッチ40Aと感圧スイッチ40Dとが、左右対称な位置に並び、感圧スイッチ40Bと感圧スイッチ40Cとが左右対称な位置に並んでいる。このため、人の着座を更に適切に検出することができる。
ところで、本実施形態の着座センサ1では、絶縁シート11におけるスペーサ30側の面とは反対側の面上にクッション部材51が設けられ、絶縁シート21におけるスペーサ30側の面とは反対側の面上にクッション部材52が設けられている。このようなクッション部材51、52に対して、着座に起因する荷重が加えられた場合、各クッション部材51、52は、当該荷重によって潰れるように変形し、その弾性力によって各絶縁シート11、21を、スペーサ30の開口34Aに入り込むよう適切に撓ませる。従って、荷重により変形しないシートパン92上に着座センサ1が載置されていても、着座を適切に検出することができる。なお、各クッション部材51、52は、状況に応じて自在に変化できる性質を有している。このため、各クッション部材51、52は、荷重により変形する物の上に着座センサが配置された場合であっても、シートパン92と同様に、着座に起因する荷重に応じて絶縁シート11、21を適切に撓ませることが可能である。従って、各クッション部材51、52は、着座センサを配置すべき場所に応じて着座の検出荷重が異なることを抑制することができる。
これに加えて、クッション部材51又は52は、状況に応じて自在に変化できる性質を有しているため、クッション部材51又は52と、当該クッション部材51又は52に対向する部材との間に隙間が生じていたとしても、各絶縁シート11、21を適切に撓ませることが可能となる。また、シートパン92と第1絶縁シート11との間に配置されるクッション部材51が、感圧スイッチ40A〜40Dのシートパン92からの高さを調節し、クッション部材52が第2絶縁シートからクッションパッド93まで高さを調整するため、シートパン92とクッションパッド93との間に隙間が生じている場合においても、感圧スイッチをオンさせるための荷重が著しく高くなることを抑制することができる。
次に、着座センサ1を構成する材料について説明する。
第1電極シート10の絶縁シート11、及び、第2電極シート20の絶縁シート21、及び、スペーサ30は、可撓性を有する絶縁性の樹脂から構成される。このような樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリイミド(PI)等が挙げられる。中でもPENが耐熱性に優れる観点から好ましい。
また、スペーサ30の両面に塗布される接着剤としては、アクリル系の接着剤が好ましく、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステルの一種または二種以上を単量体成分として用いたアクリル系重合体をベースとするものが挙げられる。
また、第1電極14A〜14D、及び、第2電極24A〜24D、及び、第1配線16A〜16C、及び、第2配線26A、26B、及び、端子42A、42Bは、導電性ペーストや、めっきにより形成される金属箔等から構成される。このうち一部を導電性ペーストにより構成し、他の部分をめっきによる金属箔により構成しても良い。導電性ペーストとしては、銀ペーストなどの各種金属ペーストやカーボンペースト等が挙げられる。また、めっきにより形成される金属箔としては、銅やニッケル、或いは、これらの積層体等が挙げられる。
特に、第1電極14A〜14D、及び、第2電極24A〜24Dの少なくとも一方は、温度の上昇に伴い、抵抗値が上昇する材料から構成されることが好ましい。第1絶縁シート11、第2絶縁シート21のような可撓性を有する樹脂は、通常、温度の上昇と共に撓み易くなり、座席装置9が置かれる環境の温度が上昇すると、弱い押圧力で第1電極14A〜14Dと第2電極24A〜24Dとが接触し易くなる。この場合において、上述のように、第1電極14A〜14D、及び、第2電極24A〜24Dの少なくとも一方が、温度の上昇に伴い抵抗値が上昇する電極であれば、温度の上昇と共に第1絶縁シート11及び第2絶縁シート21が撓み易くなり、第1電極14A〜14Dと第2電極24A〜24Dとが接触し易くなるが、接触した電極に電流が流れづらくなる。従って、電極同士の接触のしやすさと、電極に流れる電流の流れづらさとが相殺し合って、座席装置9の環境温度が変化する場合においても、感圧スイッチ40A〜40Dがオンとなる押圧力が変化することを抑制することができる。特に、座席装置9が自動車に搭載される場合においては、車内の温度の変化が大きい。そして、一般にシートパン92は金属性であるため、着座センサ1に熱が伝達し易い。従って、上述のように第1電極14A〜14D、及び、第2電極24A〜24Dの少なくとも一方が、温度の上昇に伴い抵抗値が上昇する材料から構成されれば、車内が温度変化する場合においても、適切に人の着座を検知することができる。従って、このような座席装置9は、特に自動車用途に有用である。このような電極としては、銀ペースト上にカーボンペーストが塗布された2層の電極を挙げることができる。
また、クッション部材51、52は、上述のように弾性力を有し、潰れるように変形する部材である。このような部材を構成する材料であれば、特に制限されるものではないが、クッション部材51、52の材料としては、多数の空孔が設けられたスポンジ状の樹脂や、弾性力を有する樹脂製の繊維が絡み合った不織布や、ゴム等を挙げることができる。このような樹脂としては、シリコン、ポリエステルの少なくとも一方を含有する樹脂をあげることができ、このような樹脂であれば、温度の変化による弾性力の変化が少ないため、着座センサ1が自動車等の環境温度の変化が大きい場所に配置される場合においても、着座の検出荷重の変化を抑制することができるため好ましい。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図12〜図15を参照して詳細に説明する。なお、特に説明する場合を除き、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、重複する説明は省略する。図12は、本発明の第2実施形態に係る座席装置に用いられる着座センサを示す平面図である。
図12に示すように、本実施形態における着座センサ2は、感圧スイッチ40A〜40Dの第1電極14A〜14Dが櫛歯電極から構成されている点において、第1実施形態の着座センサ1と異なる。
図13は、図12に示す第1電極シートを示す平面図である。図13に示すように、第1電極14A〜14Dを構成する櫛歯電極は、互いに平行な複数本の導体が一方側において互いに接続されており、更に、互いに平行な他の複数本の導体が他方側において互いに接続されている。そして、一方側で接続された複数本の平行導体の間に、他方側で接続された他の複数本の平行導体が入り込むように配置されており、それぞれの導体が交互に並べられている。そして、一方側で接続された複数本の平行導体と、他方側で接続された他の複数本の平行導体とは、互いに一定の間隔をあけて、互いに絶縁されている。このように櫛歯電極においては、1つの電極内に互いに絶縁されている一組の平行導体を有する。
そして、第1電極14Aにおける一方側で接続された複数本の平行導体は、第1実施形態と同様の第1配線16Aに接続される。そして、第1電極14Aにおける他方側で接続された他の複数本の平行導体は、第1配線16Dに接続される。この第1配線16Dは、第1絶縁シート11上において、一端が、上記の様に第1電極14Aにおける他方側で接続された他の複数本の平行導体に接続され、第5部位11Eの長手方向に延在すると共に、第5部位11Eと一方の第2部位11Bとの連結点において垂直に折れ曲がり、更に第2部位11Bの長手方向に延在して、他端が第1電極14Bにおける一方側で接続された複数本の平行導体に接続されている。また、第1電極14Bにおける他方側で接続された他の複数本の平行導体は、第1実施形態と同様の第1配線16Cの一端に接続され、第1配線16Cの他端は、第1電極14Cにおける一方側で接続された複数本の平行導体に接続されている。第1電極14Cにおける他方側で接続された他の複数本の平行導体は、第1配線16Eの一端に接続されている。この第1配線16Eは、第1絶縁シート11上において、上記の様に一端が第1電極14Cにおける他方側で接続された他の複数本の平行導体に接続されて、他方の第3部位11Cの長手方向に延在すると共に、第3部位11Cと第6部位11Fとの連結点において垂直に折れ曲がり、更に第6部位11Fの長手方向に延在して、他端が第1電極14Dにおける一方側で接続された複数本の平行導体に接続されている。そして、第1電極14Dにおける他方側で接続された他の複数本の平行導体は、第1実施形態と同様の第1配線16Bの一端に接続される。
図14は、図12に示す第2電極シートを示す平面図である。図14に示すように、本実施形態の第2電極シート20は、第2配線26A、26Bが設けられていない点において、第1実施形態の第2電極シート20と異なる。
そして、図12に示すように、図13に示す第1電極シート10と第2電極シート20とが、第1実施形態と同様のスペーサ30を介して重ねられて一体化されている。
本実施形態の着座センサ2は、第1実施形態の着座センサ1と同様に座席装置に配置され、座席装置に人が着座することにより、クッションパッドとシートパンにより感圧スイッチ40A〜40Dが押圧されると、第2電極24A〜24Dが、第1電極14A〜14Dにおけるそれぞれの平行導体に接触する。このため、第1電極14A〜14Dにおける互いに絶縁されている一組の平行導体同士が、第2電極24A〜24Dを介して、電気的に接続される。こうして、感圧スイッチ40A〜40Dがオンとなる。このように感圧スイッチ40A〜40Dがオンとなることにより、着座センサ2により人の着座が検出される。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について図15〜図18を参照して詳細に説明する。なお、特に説明する場合を除き、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、重複する説明は省略する。
図15は、本発明の第3実施形態に係る着座センサを示す平面図である。図15に示すように、本実施形態は、着座センサ3と、台座6とを主な構成要素として備える。着座センサ3は、例えば、第1実施形態の着座センサ1、又は、第2実施形態の着座センサ2と同一の構成とされる。なお、図15に示す着座センサ3の形状は、便宜上、第1実施形態及び第2実施形態における着座センサのいずれとも異なる形状として示している。
図16は、台座を示す上視図及び断面図である。具体的に図16の(A)は、台座を一方の面側から見た上視図であり、図16の(B)は、図16(A)のW−W線に沿った断面の様子を示す図である。
図16の(A)に示すように、台座6は、座部フレームに張り渡される2本のばねの一部分に着脱可能とされ、着座センサ3をばねの上方で載置する部材である。本実施形態の場合、台座6は可撓性を有する樹脂製の板とされ、当該台座6における広面の一方には着座センサ3のクッション部材51(図18)が接着剤を介して設けられる。また、このクッション部材51が設けられる側とは逆となる台座6の一面には溝7が形成される。
溝7は、座部フレームに張り渡される2本のばねそれぞれの部位に嵌め込み可能な空間SPを有するものとして形成される。本実施形態における溝7の形成方向は、座部フレームに隣り合う状態で張り渡される2本のばね部位の形成方向に対応して形成され、溝7の両端は台座6の側面で開放される。従って、この溝7は、クッションパッドの底面に沿って張り渡されるばねの中間にあるばね部位を、台座6の一面に嵌め入れさせることが可能となり、当該ばね部位を、台座6に形成された溝7の形成方向によって直感的に把握させることが可能となる。
図16の(B)に示すように、溝7の鉛直断面の底部7aは、装着対象となるばねの鉛直断面の半円弧形状と同形状でなる。このため、溝7は、装着対象となるばねの表面と底部7aとに隙間を形成させることなく、座部フレームに張り渡されるばねの一部分を嵌め入れることが可能となる。
また、溝7の側部7bは互いに平行とされ、その間の距離(溝幅)Wは、装着対象となるばねの直径と同程度とされる。溝7の深さDは、装着対象となるばねの直径よりも大きい深さとされる。このため、溝7は、溝幅方向へのばねの動きを規制する。この結果、溝7によって、座部フレームに張り渡されるばねの上方に配置される台座6の横揺れを大幅に低減することが可能となる。
さらに、溝7における長方向の縁には、溝7の空間SPの内側に突出する一対の凸部8x,8yが連結される。これら凸部8x,8yは、可撓性を有する樹脂製の板でなり、溝7の長方向の中心から互いに同じ間隔を隔てて向き合う状態となっている。これら凸部8x,8yの一方の広面は、溝7が形成される台座6の広面と同じ面上とされる。また、凸部8x,8yにおいて溝7側へ最も突出する位置と、その溝7の最低位置との間の高さHは、ばねの直径よりも小さい関係とされる。このため、凸部8x,8y自身が元に戻ろうとする力が、溝7に嵌め込まれたばね部位を抑える力として働くことになる。この結果、凸部8x,8yは、ばね部位が溝7から外れるといった事態を大幅に低減することができる。
図17は、本発明の第3実施形態に係る座席装置の様子を示す図である。具体的に図17の(A)は、着座センサ3が配置された座席装置90の様子を上方から示す図であり、図17の(B)は、着座センサ3が配置された座席装置90の様子を側方から示す図である。なお、図17は、説明の便宜上、第1実施形態の着座センサの感圧スイッチ40A〜40Dを示している。
図17に示すように、座席装置90は、座部フレーム91と、複数のばね95と、着座センサ3と、第1実施形態と同一構成のクッションパッド93及び背もたれ96とを主な構成として備える。
座部フレーム91は、前部位のフレームとして配置される前枠部材91aと、後部位のフレームとして配置される後枠部材91bと、左部位及び右部位のフレームとして配置される一対の側枠部材91c,91dを含むフレーム構造となっている。また、座部フレーム91は、これら部材91a〜91dにより囲まれた開口を有している。前枠部材91aと側枠部材91c,91dは、例えば板金のプレス成形品からなる。後枠部材91bは、例えば断面が円形の金属パイプからなり、車両の幅方向に延び、その両端は側枠部材91c,91dの後端部に連結される。
複数のばね95は、クッションパッド93を支持する支持部材であり、互いに所定の間隔を隔てて座部フレーム91に張り渡される。本実施形態における各ばね95は、同一面上で繰り返しS字状に蛇行する形状の線材でなり、これらばね95の前端は前枠部材91aに取り付けられ、各ばね95後端は後枠部材91bに取り付けられる。
なお、ばね95は、例えばZ字状のようにS字状に限らず様々な形状の蛇行状態となる線材を適用でき、また複数の形状が組み合わさる蛇行状態の線材を適用できる。また、ばね95は、1つ又は複数の形状に繰り返し連続して蛇行する線材であっても良く、所定間隔おきに1つ又は複数の形状に蛇行する線材であっても良く、蛇行することなくストレートとなる線材であっても良い。さらに、本実施形態の複数のばね95は前後方向に張り渡されるが、左右方向であっても良く、斜め方向であっても良い。
着座センサ3を載置している台座6は、ばね95上に配置され、ばね95とクッションパッド93との間に挟み込まれている。この着座センサ3をばね95上に配置する手法は、ばね95のうち溝7に対応するばね部位を、その溝7の長方向の縁に連結される凸部8x,8yに当てた状態で、台座6を押し込む。そうすると、凸部8x,8yは可撓性を有しているため、その凸部8x,8yの開放端が、溝7の内部側にたわんで、ばね部位が溝7に入り込む。こうして、ばね95上に台座6が配置され、クッションパッド93を配置することにより、着座センサ1がクッションパッド93の下方において、クッションパッド93から押圧力を受けるように配置され、台座6とクッションパッド93とにより挟まれることになる。
着座センサ3における感圧スイッチ40A〜40Dは、それぞれヒップポイントHPよりも前方に配置される。感圧スイッチ40Aと40Dとは、クッションパッドの幅方向に沿って、ばね95の鉛直上となる位置を避けて配列され、中心線Lを基準として左右対称とされる。また、感圧スイッチ40Bと40Cとは、感圧スイッチ40A及び40Dの前方におけるクッションパッド93の幅方向に沿って、ばね95の鉛直上となる位置に配列され、中心線Lを基準として左右対称とされる。
これら感圧スイッチ40A〜40Dに接続される端子42A、42Bは、座部フレーム91の下方から、外部の図示しない電源と測定部に電気的に接続される。
図18は、図17の座席装置に人が正規着座したときに、座部フレーム及びばねが、クッションパッドを介して受ける荷重の分布を示す概念図である。具体的にこの図18では、クッションパッド93から最も高い押圧力を受ける領域を右斜線で示し、その次に高い押圧力を受ける領域を左斜線で示し、右斜線及び左斜線の領域に加わる荷重よりも小さい荷重が加わる領域を点で示している。なお、右斜線は、紙面右上と紙面左下とを結ぶ線に略平行となる線であり、左斜線は、紙面左上と紙面右下とを結ぶ線に略平行となる線である。
図18に示すように、ヒップポイントHPの近傍にあるばね部分(左斜線部分)に比べて、ヒップポイントHPの前方にあるばね部分と座部フレーム部分(右斜線部分)に加わる荷重が大きくなる。これは、上述した場合と同様に、正規着座する人の臀部の重力とその臀部から前方向に延びる足の重力とが鉛直方向に働くことに加えて、前方向にも働くからであると考えている。
上述したように、感圧スイッチ40A〜40Dは、ヒップポイントHPよりも前方に配置されるため、ヒップポイントHPに比べて強い押圧力が感圧スイッチ40A〜40Dに加わることになる。従って、それぞれの感圧スイッチ40A〜40Dは、人が正規着座する場合に、適切に人の着座による押圧力を検知することができる。
なお、第3実施形態と同様に、クッションパッド93から最も高い押圧力を受ける領域(右斜線部分)に感圧スイッチ40B及び40Cが配置され、その次に高い押圧力を受ける領域(左斜線部分)に感圧スイッチ40A及び40Dが配置される。ただし、本実施形態の場合、感圧スイッチ40A〜40Dそれぞれが、クッションパッド93から最も高い押圧力を受ける領域(右斜線部分)又はその領域の次に高い押圧力を受ける領域(左斜線部分)に配置されていても良い。
以上説明したように、本実施形態によれば、座部フレームに張り渡されるばねの一部に嵌め込み可能な溝7が形成される台座6の一面とは逆側の面に、感圧スイッチ40を有する着座センサ3が配置される。このため、複数のばね95の所定部位を溝7に嵌め込ませれば、ばね95の直径が小さい場合や、ばね95同士間の空間が大きい場合であっても、台座6を介して、ばね95の上方に感圧スイッチ40A〜40Dを配置することができる。従って、感圧スイッチ40A〜40Dを安定した状態で、ばね95と、そのばね95に載置されるクッションパッド93との間に配置することができる。なお、クッションパッド93を載置すべき対象がシートパン92であっても、感圧スイッチ40A〜40Dを安定した状態で配置することができる。
ところで、感圧スイッチ40A〜40Dは、線材であるばね95の直径(溝7の溝幅)よりも大きい断面を有している。このため、ばね95の鉛直上に配置される感圧スイッチ40Bと40Cでは、そのばね95の鉛直上にある部分が、鉛直上にない部分に比べて大きな力が加わる傾向にある。つまり、1つの感圧スイッチ40B又は40Cに対する加圧力の分布が不均一となる傾向にある。この傾向は、線材であるばね95の直径が小さくなるほど顕著となる。これに対し、感圧スイッチ40Aと40Dは、ばね95の鉛直上の位置を避けて配置されるため、当該感圧スイッチ40A又は40Dにおける加圧力の分布はおおむね均一となる。従って、ばね95の鉛直上を避けて配置される感圧スイッチ40Aと40Dは、当該ばね95の鉛直上に配置される感圧スイッチ40Bと40Cに比べて、加圧力の不均一に伴う耐久性の低下が低減される。また、ばね95が張り渡される空間の周囲は、おおむね塞がれて通気性が不良となるため、一般に金属により成形されるばね95から熱を受け易くなる。従って、ばね95の鉛直上の位置を避けて配置される感圧スイッチ40Aと40Dは、当該ばね95の鉛直上に配置される感圧スイッチ40Bと40Cに比べて、加熱に伴う耐久性の低下が大幅に低減される。一方、上述したように、クッションパッド93から受ける押圧力に対向する力は、ばね95の鉛直上にない感圧スイッチ40Aと40Dに比べて、当該鉛直上にある感圧スイッチ40Bと40Cのほうが大きくなる。このため、感圧スイッチ40Bと40Cの感度は、感圧スイッチ40Aと40Dに比べて良好となる。
従って、ばね95の鉛直上となる位置に配置される感圧スイッチ40B(40C)と、その位置を避けて配置される感圧スイッチ40A(40D)とを並列接続して、OR回路を構成した場合、特に有用となる。これは、ばね95の鉛直上に感圧スイッチを配置することの利点と、その位置を避けて感圧スイッチを配置することの利点との双方を同等に得ることができるからである。
なお、本実施形態の着座センサ3の底部にはクッション部材51が設けられているため、ばね95の鉛直上にある感圧スイッチ40B又は40Cに対する加圧力の分布が不均一になることを緩和できる。
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について図19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、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19は、本発明の第4実施形態に係る着座センサの一部、及び、座席装置の一部の様子を示す図である。具体的には、図19は、着座センサ1の感圧スイッチ40A近傍の状態を示す図である。図19に示すように、本実施形態の着座センサ1は、第2絶縁シート21の表面に塗布された接着剤ADで、クッションパッド93の底面に貼着されて固定されることにより、クッションパッド93の下方に配置される点において、第1実施形態の着座センサ1と異なる。
なお、第1実施形態の着座センサ1は、一対のクッション部材51、52を備えていたが、本実施形態の着座センサ1は、クッションパッド93側のクッション部材52のみを備え、クッションパッド93側と反対側のクッション部材51を備えていない。
クッションパッド93には、凹部が形成され、この凹部にクッション部材52が入り込むことにより、クッション部材52がクッションパッド93に囲まれる構成とされても良く、或いは、クッションパッド93を弾性変形させながら、クッション部材52がクッションパッド93に囲まれる状態としても良い。
このようにクッションパッド93の下面に貼着された着座センサ1は、次のようにして人の着座を検知する。すなわち、人が座席装置に着座すると、人の荷重によりクッションパッド93が潰れながら下側に撓む。このときクッションパッド93の下面は、ヒップポイントHPよりも前方に位置する特定の部位が最も下側となるように撓む。そして、クッションパッド93の下面に貼着された着座センサ1は、クッションパッド93から押圧力を受けるので、クッションパッド93に押圧されたクッション部材52が、感圧スイッチ40Aの開口34Aに入り込むように変形する。そしてクッション部材52に押される第2絶縁シート21が、第2絶縁シート21上に配置される第2電極24Aと共に、開口34Aに入り込むように変形して、第1電極14Aと第2電極24Aとが接触する。こうして、感圧スイッチ40Aがオンとなる。更に、クッションパッド93の下面の撓みに沿って、感圧スイッチ40Aは、クッションパッド93の下面の撓みに沿って撓む。つまり、第1絶縁シート11及び第2絶縁シート21は、同じ方向に撓む。このときクッションパッド93側に配置されている第2絶縁シート21は、第1絶縁シート11よりも撓みの内周側となる。従って、感圧スイッチ40Aにおいて、第1絶縁シート11と第2絶縁シート21との内外周差に起因して、第1電極14Aと第2電極24Aがより近づく。その結果、感圧スイッチ40Aは、よりオンし易い状況とされる。また、他の感圧スイッチ40B〜40Dも同様にオンとされる。
本実施形態の着座センサ1及び座席装置によれば、着座センサ1を載置する載置部材が無くとも人の着座を検知することができるので、座席装置の構成を簡易にすることができる。
ところで、着座センサ1を載置する載置部材が無い場合、着座センサ1の下側は空間となるが、この場合には着座センサ1が押圧力を受けても、空間側の絶縁シート11は撓まないものの、クッションパッド93側の絶縁シート21が撓むこととなる。クッションパッド93の硬さは、車種等に応じて様々となるため、着座センサ1がクッションパッド93から受ける押圧力は、クッションパッド93の種類に応じて変わる。しかしながら本実施形態では、クッションパッド93と絶縁シート21との間にクッション部材52が挟まれた状態にあるため、このクッション部材52が、クッションパッド93の硬さにかかわらず同じように変形して、感圧スイッチ40Aの開口34Aに入り込む。従って、クッションパッド93が比較的硬い場合であったとしても、クッション部材51によって適切に絶縁シートを撓ませることが可能となる。
なお、本実施形態において、着座センサ1は、クッション部材51を備えないものとしたが、第1実施形態の着座センサ1と同様にして、クッション部材51を備えていても良い。また、本実施形態の着座センサ1は、クッション部材52を備えていなくても良い。その場合、絶縁シート21におけるクッションパッド93側の面全体がクッションパッド93の下面に貼着されることが好ましい。このような着座センサ1では、人の着座時において、クッションパッド93が感圧スイッチの開口に入り込むように変形することで、それぞれの感圧スイッチがオンとなり、人の着座を検知することができる。
なお、本実施形態では、着座センサ1は、接着剤ADで貼着されることで、クッションパッド93の下面に固定されたが、着座センサ1の固定は、他の方法で固定されても良い。例えば、着座センサ1は、それぞれの感圧スイッチの周囲を貫通しクッションパッド93に刺される複数のピン等で、クッションパッド93の下面に固定されても良い。
以上、本発明について、第1〜第4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、感圧スイッチの数が4つとされたが、本発明における感圧スイッチの数は、3つ以下でもよく5つ以上でも良い。なお、上記実施形態において、感圧スイッチ40A、40Bと、感圧スイッチ40C、40Dとが、中心線Lを基準として、線対称となるように配置されているとしたが、感圧スイッチ40A、40Bの少なくとも1つと、感圧スイッチ40C〜40Dの少なくとも1つとが中心線Lを基準として、線対称となる位置に配置されても良い。さらには、感圧スイッチが、中心線Lを基準として、一方側のみに配置されても良い。
また、上記実施形態では、感圧スイッチ40A〜40Dが直列に接続され、感圧スイッチ40A〜40D全体でAND回路が構成された。しかしながら、感圧スイッチ40A〜40Dの回路構成は、他の回路構成を適用することができる。例えば、感圧スイッチ40A及び40Bから成る感圧スイッチ群と、感圧スイッチ40C及び40Dから成る感圧スイッチ群とのそれぞれでOR回路が構成され、当該感圧スイッチ群同士でAND回路が構成されたAND−OR回路とすることができる。あるいは、感圧スイッチ40A〜40DそれぞれでOR回路が構成されても良い。
また、着座センサ1〜3、第1電極シート10、第2電極シート20及びスペーサ30の形状は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な形状を適用することができる。また、第1電極シート10及び第2電極シート20の電極と、スペーサ30の開口とが円形状とされたが、当該円形状以外の形状とすることもできる。なお、所定の押圧力で押圧する位置を基準とした単位面積での撓み量は、第1絶縁シート11と第2絶縁シート21とで同じとされたが、異なっていても良い。
また、各感圧スイッチ40A〜40Dにおける、第1電極14A〜14Dと第2電極24A〜24Dとは形状、大きさが一致しており、互いに完全に重なるものとしたが、本発明はこれに限らず、押圧力を検知できる範囲で、大きさや形状等が第1電極14A〜14Dと第2電極24A〜24Dとで異なっていても良い。
例えば、図20に示す着座センサ4のように、感圧スイッチ40B,40Cにおける開口34B、34Cの直径が、感圧スイッチ40A,40Dにおける開口34A、34Dの直径よりも小さく形成されても良い。この着座センサ4では、感圧スイッチ40B及び40Cの絶縁シート11、21は、感圧スイッチ40A及び40Dよりも撓みづらく、感圧スイッチ40B及び40Cが感圧スイッチ40A及び40Dよりもオンしづらい状態となる。一方、クッションパッド93の下方では、人が着座した際にクッションパッド93から受ける押圧力は、中心線Lから離れるにつれて減少する。感圧スイッチ40B及び40Cは、感圧スイッチ40A及び40Dよりも中心線Lの近くに配置されているため、感圧スイッチ40A及び40Dよりも高い押圧力を受ける場所に配置される。すなわち、大きな押圧力で押圧される場所にオンしづらい感圧スイッチ40B及び40Cが配置され、小さな押圧力で押圧される場所にオンし易い感圧スイッチ40A及び40Dが配置される。従って、それぞれの感圧スイッチ40A〜40Dのオンのしやすさと、シートパン92又はばね95がクッションパッド93から受ける押圧力とのばらつきが打ち消し合う。この結果、複数の感圧スイッチがそれぞれ異なる押圧力が加わる位置に配置されていた場合であっても、人の着座を適切に検出することができる。
またさらに、上記の様に、少なくとも2つの感圧スイッチが、互いに開口の直径が異なるようにする場合、さらに、開口の直径が互いに等しい少なくとも2つの感圧スイッチを備え、中心線Lを基準とした左側及び右側に、開口の直径が互いに等しい感圧スイッチが少なくとも1つずつ配置されることが好ましい。人は、通常、クッションパッド93の幅方向の中心に着座するため、人の着座をより適切に検出して、クッションパッド93の幅方向に中心に配置されない荷物を人の着座として荷物を誤検出することを抑制することができる。そして、このように構成する場合、さらに中心線Lの左側及び右側に配置される開口の直径が互いに等しい感圧スイッチの少なくとも一組は、クッションパッド93の幅方向に沿って配置されていることが好ましく、中心線Lの左側及び右側に配置される開口の直径が互いに等しい感圧スイッチの少なくとも一組は、中心線Lを基準として互いに対称な位置に配置されていることがより好ましい。このように構成することにより、人の着座を更に適切に検出し、荷物を人の着座として誤検出することを更に抑制できる。このように構成するには、例えば、感圧スイッチ40A〜40Dの位置を上述の実施形態と同様にして、感圧スイッチ40B,40Cにおける開口34B、34Cの直径が、感圧スイッチ40A,40Dにおける開口34A、34Dの直径よりも小さく形成され、さらに、感圧スイッチ40A、40Dの開口34A、34Dを同じ直径にして、感圧スイッチ40B、40Cの開口34B、34Cを同じ直径にすれば良い。
ところで、図20に示す感圧スイッチ40A及び40Dをばね95の鉛直上となる位置を避けた位置に配置し、図20に示す感圧スイッチ40B及び40Cをばね95の鉛直上となる位置に配置しても良い。このように配置した場合、クッションパッド93から受ける押圧力に対向する力は、ばね95の鉛直上にない感圧スイッチ40Aと40Dに比べて、当該鉛直上にある感圧スイッチ40Bと40Cのほうが大きくなる。一方、感圧スイッチ40Bと40Cの開口34Bと34Cは、感圧スイッチ40Aと40Dの開口34Aと34Dよりも小さいため、上述したように、感圧スイッチ40Bと40Cは、感圧スイッチ40Aと40Dよりもオンしづらい状態にある。すなわち、大きな押圧力で押圧される場所にオンしづらい感圧スイッチ40Bと40Cが配置され、小さな押圧力で押圧される場所にオンし易い感圧スイッチ40Aと40Dが配置される。従って、クッションパッド93から同等の押圧力が加わる場所に各感圧スイッチ40A〜40Dが配置されたとしても、各感圧スイッチ40A〜40D自体のオンのしやすさと、当該感圧スイッチ40A〜40Dに与えられる押圧力とのばらつきを相殺することが可能となる。この結果、各感圧スイッチ40A〜40Dがオン状態となる均一性(バランス)を向上できる。
なお、図20では、開口の大きさが、感圧スイッチ40A及び40Dに採用される大きさと、感圧スイッチ40B及び40Cに採用される大きさとの2種類であるが、3種類以上とされていても良い。また、感圧スイッチにおける開口の大きさが2種類以上ある場合、異なる種類の開口を有する感圧スイッチは、互いに電気的に直列に接続されていることが好ましい。例えば図20に示す感圧スイッチ40A〜40Dの場合、感圧スイッチ40Aと感圧スイッチ40Bとが電気的に直列に接続され、感圧スイッチ40Dと感圧スイッチ40Cとが電気的に直列に接続された構成としても良く、上記実施形態の様に、感圧スイッチ40A〜40Dが電気的に直列に接続されていても良い。
また、上記実施形態では、絶縁シート11におけるスペーサ30側の面とは反対側の面上にクッション部材51が設けられ、絶縁シート21におけるスペーサ30側の面とは反対側の面上にクッション部材52が設けられた。しかしながら、クッション部材52を省略し、クッション部材51のみが設けられる構成であっても良い。この場合においても、着座センサでは、クッション部材51が、シートパン側の絶縁シート11がスペーサの開口に入り込むように、絶縁シート11を押圧し、クッションパッド93側の絶縁シート21は、クッションパッド93の弾性力により、スペーサ30の開口34A〜34Dに入り込むように撓む。こうして、一対の絶縁シートが撓むことにより、スペーサの開口を介して対向する一対の電極同士が接触することができるので、適切に感圧スイッチをオンすることができ、着座を適切に検出することができる。さらに、クッション部材51、52は、必ずしも必要ではない。この場合においても、クッションパッド93が、絶縁シート21を押圧することで、人の着座を検知することができる。
なお、上記実施形態のように、一対のクッション部材51、52を設ける場合、クッション部材51、52は、同じ弾性力を有し、同じ厚さとされたが、これらクッション部材51、52が互いに異なる弾性力を有しても良く、互いに異なる厚さであっても良い。なお、感圧スイッチの感度を向上させる観点では、クッション部材51又は52の潰れる厚さが、それぞれの感圧スイッチにおける、対向する電極間距離の半分以上とされると良い。
ところで、クッション部材52を省略する場合、クッション部材51が有する弾性力を、クッションパッド93が有する弾性力よりも弱くすることができる。このような関係では、クッションパッド93よりも弾性力の弱いクッション部材51により、シートパン92又はばね95からの振動が感圧スイッチに伝達することを抑制することができ、より感圧スイッチが安定して動作し、安定して人の着座を検出することができる。或いは、クッション部材51が有する弾性力を、クッションパッド93が有する弾性力よりも強くすることができる。このような関係では、人の着座時にクッションパッド93の方がクッション部材51よりも収縮し、クッション部材51の収縮が抑制されるため、シートパン92からそれぞれの感圧までの距離が小さくなることを抑制することができる。従って、シートパン92又はばね95からそれぞれの感圧スイッチに伝わる熱をクッション部材51でより吸収することができるので、感圧スイッチがオンするために必要な押圧力が温度により変動することを抑制することができ、着座を検出する荷重が温度により変化することを抑制することができる。
また、上記実施形態では、絶縁シート11又は21を介してスペーサ30における開口34A〜34Dをまとめて覆うクッション部材51又は52が適用された。しかしながら、開口34A〜34Dごとにそれぞれ個別に覆うクッション部材が適用されても良い。また、開口全体を覆うクッション部材51又は52が適用されたが、例えば図21に示すように、開口34A〜34Dの一部を覆うクッション部材53が適用されても良い。あるいは、図示しないが、開口34Aと34Dの一部を覆い、それ以外の開口全体を覆うクッション部材が適用されても良い。要するに、絶縁シート11又は21を介して各開口34A〜34Dの少なくとも一部を覆うクッション部材であれば良い。なお、図20に示したように、2種類以上の大きさを有する開口を適用した場合、種類が異なる開口ごとに、クッション部材が開口を覆う割合(開口に対するクッション部材の閉塞量)を相違させることで、感圧スイッチ40A〜40Dの感度を調整可能である。例えば、開口が大きい方の感圧スイッチと、開口が小さいほうの感圧スイッチとのいずれか一方の開口全体をクッション部材で覆い、その他方の開口の一部をクッション部材で覆う。このようにすれば、感圧スイッチ40A〜40Dを配すべき場所に制約があったとしても、各感圧スイッチ40A〜40Dがオン状態となる均一性(バランス)を向上できる。
また、上記第1実施形態及び第2実施形態では、着座センサ1及び2がシートパン92上に載置され、上記第3実施形態では、着座センサ3が台座6上に載置された。しかしながら、着座センサが載置される載置部材は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、座部フレーム91が適用可能である。具体的には、前枠部材91a、後枠部材91b、側枠部材91c又は91dの上面に載置することができる。なお、図18に示したように、これら部材91a〜91dのなかでは、前枠部材91aの上面がクッションパッド93から最も高い押圧力を受ける。このため、感圧スイッチの感度をより向上させる観点では、前枠部材91aの上面を着座センサの配置場所とするほうが好ましい。ところで、台座6の座面に配すべき感圧スイッチ数を多くする場合等では、台座6が大きくなる傾向にあり、当該台座6が大きくなるほどクッションパッド93のクッション性を阻害する可能性が高くなる。このような可能性を感圧スイッチ数等にかかわらず回避する観点では、シートパン92や座部フレーム91の上面等を着座センサの配置場所とするほうが好ましい。
また、上記第3実施形態では、2本のばね95に支持可能な台座6が適用されたが、1本のばね95の屈曲部分に支持可能な台座が適用されても良い。このような台座としては、例えば、図16の(A)に示す台座6を、その長手方向の中心で切断した物の一方を挙げることができる。
また、上記第3実施形態では、着座センサ3をばね95の上方で載置する台座6が適用されたが、当該ばね95の下方で載置する台座が適用されても良い。例えば、座の座面側に溝7を形成し、その溝7を2本のばね95の一部分に下方側から嵌め込んで、2本のばね95の下方で着座センサを載置する台座を挙げることができる。このような台座を採用する場合、感圧スイッチは、互いに隣り合うばねの間に配置されていても良く、ばねの直下に配置されていても良い。
なお、本発明における着座センサ又は座席装置の構成要素は、上述した以外にも適宜組み合わせることができる。
本発明によれば、着座センサによる違和感を防止しつつ、人の着座を適切に検出することができる座席装置、及び、それに用いる着座センサの配置方法が提供される。
1〜4・・・着座センサ
6・・・台座
7・・・溝
8x、8y・・・凸部
9、90・・・座席装置
10・・・第1電極シート
11・・・第1絶縁シート
14A〜14F・・・第1電極
16A〜16M・・・第1配線
20・・・第2電極シート
21・・・第2絶縁シート
24A〜24F・・・第2電極
26A〜26E・・・第2配線
30・・・スペーサ
34A〜34F・・・開口
36A〜36F・・・スリット
40A〜40D・・・感圧スイッチ
42A、42B・・・端子
51〜53・・・クッション部材
91・・・座部フレーム
92・・・シートパン
93・・・クッションパッド
94A、94B・・・孔
95・・・ばね
96・・・背もたれ

Claims (16)

  1. 背もたれと、
    クッションパッドと、
    前記クッションパッドを支持する支持部材と、
    少なくとも1つの感圧スイッチを有し、前記クッションパッドの下方に配置される着座センサと、
    を備え、
    前記感圧スイッチは、正規着座する人のヒップポイントよりも前方に配置されている
    ことを特徴とする座席装置。
  2. 前記着座センサは、前記感圧スイッチを少なくとも2つ有し、
    前記感圧スイッチは、前記クッションパッドの前後方向に平行で幅方向の中心を通る中心線を基準とした、左側及び右側に少なくとも1つずつ配置されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の座席装置。
  3. 前記中心線の左側及び右側に配置される前記感圧スイッチの少なくとも一組は、前記クッションパッドの幅方向に沿って配置されている
    ことを特徴とする請求項2に記載の座席装置。
  4. 前記中心線の左側及び右側に配置される前記感圧スイッチの少なくとも一組は、前記中心線を基準として互いに対称な位置に配置されている
    ことを特徴とする請求項3に記載の座席装置。
  5. 前記支持部材は、シートパンであり、前記着座センサは、前記シートパンの上面と前記クッションパッドとの間に配置される
    ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の座席装置。
  6. 前記支持部材は、座部フレームに張り渡される複数のばねであり、前記着座センサは、前記ばねと前記クッションパッドとの間に配置される
    ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の座席装置。
  7. 前記支持部材は、座部フレームに張り渡される複数のばねであり、前記着座センサは、前記座部フレームと前記クッションパッドとの間に配置される
    ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の座席装置。
  8. 前記着座センサは、前記クッションパッドの底面に固定され、前記底面に固定される前記着座センサの下側は空間とされる
    ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の座席装置。
  9. 前記感圧スイッチの少なくとも一部は、正規着座する人による前記シートパン上の最大荷重領域となる前記クッションパッドの幅方向に延在する帯状の領域から前方側に配置されている
    ことを特徴とする請求項5に記載の座席装置。
  10. 前記中心線の左側及び右側に配置される前記感圧スイッチの少なくとも一組におけるそれぞれの感圧スイッチが、前記帯状の領域に少なくとも一部が重なるように配置されている
    ことを特徴とする請求項9に記載の座席装置。
  11. 前記帯状の領域に近い前記感圧スイッチが、前記帯状の領域から遠い前記感圧スイッチよりも、前記中心線から遠い位置に配置されている
    ことを特徴とする請求項9または10に記載の座席装置。
  12. 前記感圧スイッチは、可撓性を有する樹脂製の一対の絶縁シートと、
    前記一対の絶縁シートの間に介在し、少なくとも1つの開口が形成されたシート状のスペーサと、
    前記一対の絶縁シートのそれぞれの表面上に設けられ、前記開口を介して互いに対向する一対の電極と、
    を有し、
    前記一対の電極の少なくとも一方は、温度の上昇に伴い、抵抗値が上昇する
    ことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の座席装置。
  13. 前記感圧スイッチは、
    可撓性を有する一対の絶縁シートと、
    前記一対の絶縁シートの間に介在し、少なくとも1つの開口が形成されたシート状のスペーサと、
    前記一対の絶縁シートのそれぞれの表面上に設けられ、前記開口を介して互いに対向する一対の電極と、
    前記一対の絶縁シートの少なくとも一方における前記スペーサ側とは反対側に設けられ、前記絶縁シートを介して前記開口の少なくとも一部を覆うクッション部材と、
    を有する
    ことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の座席装置。
  14. 前記感圧スイッチは、
    可撓性を有する一対の絶縁シートと、
    前記一対の絶縁シートの間に介在し、少なくとも1つの開口が形成されたシート状のスペーサと、
    前記一対の絶縁シートのそれぞれの表面上に設けられ、前記開口を介して互いに対向する一対の電極と、
    を有し、
    前記スペーサには、少なくとも2種類以上の大きさを有する前記開口が形成される
    ことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の座席装置。
  15. 種類が異なる前記開口ごとに、前記クッション部材が前記開口を覆う割合が異なることを特徴とする請求項14に記載の座席装置。
  16. 背もたれと、クッションパッドと、前記クッションパッドを支持する支持部材と、を有する座席装置に、少なくとも1つの感圧スイッチを有する着座センサを配置する着座センサの配置方法であって、
    前記クッションパッドの下方、かつ、正規着座する人のヒップポイントよりも前方に前記感圧スイッチが位置する状態で、前記着座センサを配置する
    ことを特徴とする着座センサの配置方法。
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