WO2016171143A1 - 荷重検出装置 - Google Patents

荷重検出装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2016171143A1
WO2016171143A1 PCT/JP2016/062421 JP2016062421W WO2016171143A1 WO 2016171143 A1 WO2016171143 A1 WO 2016171143A1 JP 2016062421 W JP2016062421 W JP 2016062421W WO 2016171143 A1 WO2016171143 A1 WO 2016171143A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
seat cushion
sensitive switch
pressure
recess
switch
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/062421
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
哲也 川平
滋 中崎
誠義 伊藤
Original Assignee
株式会社フジクラ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社フジクラ filed Critical 株式会社フジクラ
Priority to JP2017514142A priority Critical patent/JP6405456B2/ja
Publication of WO2016171143A1 publication Critical patent/WO2016171143A1/ja

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/90Details or parts not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/70Upholstery springs ; Upholstery
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/002Seats provided with an occupancy detection means mounted therein or thereon
    • B60N2/0021Seats provided with an occupancy detection means mounted therein or thereon characterised by the type of sensor or measurement
    • B60N2/0024Seats provided with an occupancy detection means mounted therein or thereon characterised by the type of sensor or measurement for identifying, categorising or investigation of the occupant or object on the seat
    • B60N2/0025Seats provided with an occupancy detection means mounted therein or thereon characterised by the type of sensor or measurement for identifying, categorising or investigation of the occupant or object on the seat by using weight measurement
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/002Seats provided with an occupancy detection means mounted therein or thereon
    • B60N2/0021Seats provided with an occupancy detection means mounted therein or thereon characterised by the type of sensor or measurement
    • B60N2/003Seats provided with an occupancy detection means mounted therein or thereon characterised by the type of sensor or measurement characterised by the sensor mounting location in or on the seat
    • B60N2/0031Seats provided with an occupancy detection means mounted therein or thereon characterised by the type of sensor or measurement characterised by the sensor mounting location in or on the seat mounted on the frame
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/002Seats provided with an occupancy detection means mounted therein or thereon
    • B60N2/0021Seats provided with an occupancy detection means mounted therein or thereon characterised by the type of sensor or measurement
    • B60N2/003Seats provided with an occupancy detection means mounted therein or thereon characterised by the type of sensor or measurement characterised by the sensor mounting location in or on the seat
    • B60N2/0033Seats provided with an occupancy detection means mounted therein or thereon characterised by the type of sensor or measurement characterised by the sensor mounting location in or on the seat mounted on or in the foam cushion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2210/00Sensor types, e.g. for passenger detection systems or for controlling seats
    • B60N2210/40Force or pressure sensors
    • B60N2210/46Electric switches

Definitions

  • the present invention relates to a load detection device provided on the lower surface side of a seat cushion such as a vehicle seat.
  • an alarm system that warns that a seat belt is not worn when riding is put into practical use.
  • a warning is issued when wearing of a seat belt is not detected in a state where a load due to a seating of a person is detected.
  • the following patent document 1 has been proposed by the present applicant.
  • a shallow recess is formed on the lower surface of the seat cushion.
  • a deep recess is formed in a part of the bottom surface of the shallow recess, and a fixing base is provided on the bottom surface other than the deep recess.
  • the said seating sensor is attached to the base material for fixation in the state which the pressure-sensitive switch site
  • an object of the present invention is to provide a load detection device that can reduce a change in sensitivity of a pressure-sensitive switch due to an error.
  • the present invention is a load detection device disposed in a space of a recess provided on the lower surface of a seat cushion, and is downward from the top surface of the recess facing the seat surface of the seat cushion in the recess. And at least one pair of struts fixed to the seat cushion, and a pressure-sensitive switch supported by the struts and pressed against the top surface of the recess, and pressed against the top surface of the recess. At least a switch part of the pressure-sensitive switch is disposed between the pair of pillars, and the pillars have rigidity that does not deform until the switch part is turned on.
  • the pressure-sensitive switch pressed against the top surface of the concave portion of the seat cushion is supported by a support column that extends downward from the top surface of the concave portion while being fixed to the seat cushion.
  • the strut does not deform until the part is turned on. For this reason, even when there is an error in the depth of the recess in the seat cushion, the distance between the top surface of the recess of the seat cushion and the switch portion of the pressure sensitive switch is held substantially constant by the support column. . Therefore, it is possible to stably obtain the sensitivity of the pressure sensitive switch according to the length of the column.
  • a load detection device that can reduce the change in sensitivity of the pressure-sensitive switch due to the error is provided.
  • the support column is fixed by a fitting member that is fitted into a hole formed in the seat cushion from the top surface of the recess.
  • the apparatus further includes a plate connected to the support column and on which the pressure sensitive switch is disposed, and the plate is separated from a mounting member on which the seat cushion is mounted.
  • the plate is separated from the mounting member even when the pressure sensitive switch is turned on.
  • the plate further includes a buffer member that is provided on a surface opposite to the surface facing the concave top surface, and that cushions the impact between the mounting member and the plate.
  • the recess has a circular cross-sectional shape in the direction along the opening surface of the recess.
  • the recess When the recess is provided on the lower surface of the seat cushion, it is necessary to make the recess as small as possible from the viewpoint of durability of the seat cushion.
  • the amount of bending of the top surface of the concave portion of the seat cushion toward the pressure sensitive switch is maximum when the area of the concave top surface of the seat cushion is constant and the shape of the concave top surface is circular. It becomes. Therefore, the cross-sectional shape along the opening surface in the recess is circular, so that a large pressing force can be applied to the pressure sensitive switch while reducing the recess and improving the durability of the seat cushion.
  • the seat cushion may be a seat cushion in a seat device, and the recess may be provided on a left side or a right side of the seat cushion with reference to a center line passing through a center in the left-right direction of the seat cushion. preferable.
  • the hip point which is the largest part of the load on the lower surface of the seat cushion when a person sits normally on the seat device, is the left side and right side of the seat cushion with reference to the center line passing through the center of the seat cushion in the left-right direction. Located on the direction side.
  • regular seating means sitting with the buttocks positioned deep in the seating surface and the back contacting the backrest.
  • the “hip point” means a part that protrudes to the lowermost side in the buttocks.
  • a load detection device that can reduce the change in sensitivity of the pressure-sensitive switch due to an error is realized.
  • FIG. 1 It is an exploded view which shows a load detection apparatus. It is a figure which shows the cross section of a load detection apparatus. It is sectional drawing which shows a mode that the load detection apparatus was attached to the seat cushion. It is a figure which shows a mode that a pressure sensitive switch turns on. It is sectional drawing which shows a mode that the load detection apparatus of 2nd Embodiment was attached to the seat cushion from the same viewpoint as FIG. Sectional drawing which shows a mode that the load detection apparatus of 3rd Embodiment was attached to the seat cushion from the same viewpoint as FIG. It is a figure which shows the mode of a press member when a person with a light weight sits down on a seat cushion.
  • FIG. 1 is an exploded view showing a load detection device
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the load detection device.
  • the load detection apparatus 1 is provided with the switch support part 2 and the pressure sensitive switch 3 as main components.
  • the switch support part 2 has a plate 5, a pair of struts 6 and a felt sheet 7.
  • the plate 5 is a plate-like plate on which the pressure sensitive switch 3 is disposed.
  • the material of the plate 5 is, for example, metal or resin. Examples of the metal include iron and stainless steel. Examples of the resin include polyamide, polypropylene, high density polyethylene, nylon, polybutylene naphthalate (PBN), and polyacetal.
  • the pair of struts 6 are members that support the pressure-sensitive switch 3 through the plate 5 and have rigidity that does not deform until the switch part of the pressure-sensitive switch 3 arranged on the plate 5 is turned on.
  • the pillar 6 has a rigidity that does not deform until the switch part of the pressure-sensitive switch 3 is turned on, and does not substantially deform until the switch part of the pressure-sensitive switch 3 is turned on. It is sufficient that the post 6 is deformed before the switch part is turned on, and the rigidity does not affect the switch operation of the switch part of the pressure-sensitive switch 3.
  • at least the strut 6 has a rigidity higher than that of the seat cushion 50 and higher than that of the second insulating sheet 21.
  • the pair of struts 6 are plate-like with the same size.
  • one of the pair of columns 6 is integrally connected to one end of the plate 5, and the other column 6 of the pair of columns 6 serves as a connection portion of the one column 6. 5 is integrally connected to the other end facing the one end.
  • a rib 6A is formed at the upper end of each column 6 so as to project outside the column 6, and a through-hole 6B is formed in the rib 6A along the length direction of the column 6.
  • pillar 6 may be connected with the predetermined
  • the member may be the same material as the plate 5 or a different material, but the switch part of the pressure sensitive switch 3 arranged on the plate 5 is turned on. It is assumed that it has rigidity that does not deform until it is.
  • the felt sheet 7 is a buffer member that reduces the impact between the plate 5 and a member disposed below the plate 5.
  • the felt sheet 7 has a surface opposite to the surface on which the pressure sensitive switch 3 is disposed on the plate 5. For example, it is provided by being attached with an adhesive.
  • the pressure sensitive switch 3 includes a first electrode sheet 10, a second electrode sheet 20, a spacer 30, and a foam pad 40 as main components.
  • the first electrode sheet 10 in the pressure sensitive switch 3 includes a first insulating sheet 11, a first electrode 12, and a terminal 13.
  • the first insulating sheet 11 is a flexible film-like insulating sheet, for example, a rectangular shape.
  • the first insulating sheet 11 includes a main block B1 where the first electrode 12 is to be disposed and a sub-block B2 where the terminal 13 is to be disposed.
  • the sub block B2 is smaller than the main block B1, and is connected to an end portion in the longitudinal direction of the main block B1.
  • resins such as polyethylene terephthalate (PET), polyimide (PI), and polyethylene naphthalate (PEN).
  • the first electrode 12 is a conductor layer, for example, a substantially circular metal printing layer.
  • the first electrode 12 is disposed on one surface of the main block B1.
  • the terminal 13 is a conductor layer, for example, a substantially rectangular metal sheet. Further, the terminal 13 is disposed on the surface of the sub-block B2 on the same side as the surface on which the first electrode 12 is disposed, and is electrically connected to the first electrode 12 through the first wiring 14 and illustrated. It is electrically connected to the electric parts of the vehicle via the wiring that does not.
  • the second electrode sheet 20 has a second insulating sheet 21, a second electrode 22, and a terminal 23, similarly to the first electrode sheet 10.
  • the second insulating sheet 21 is a flexible film-like insulating sheet, for example, a rectangular shape.
  • the second insulating sheet 21 includes a main block B11 in which the second electrode 22 is to be disposed and a sub-block B12 in which the terminal 23 is to be disposed.
  • the main block B11 has the same shape and size as the main block B1 of the first insulating sheet 11, and the sub block B12 has the same shape and size as the sub block B2 of the first insulating sheet 11.
  • the connection position of the sub block B12 connected to the main block B11 is a position relatively different from the connection position of the sub block B2 connected to the main block B1 of the first insulating sheet 11.
  • the material of the second insulating sheet 21 like the first insulating sheet 11, a resin such as PET, PI, or PEN can be used.
  • the material of the second insulating sheet 21 may be the same as or different from the material of the first insulating sheet 11.
  • the second electrode 22 is a conductor layer, for example, a substantially circular metal printing layer.
  • the second electrode 22 is disposed on the surface of the main block B11.
  • the size of the second electrode 22 is the same size as the first electrode 12, and the arrangement position of the second electrode 22 is relatively the same position as the arrangement position of the first electrode 12 with respect to the main block B1. Is done.
  • the terminal 23 is a conductor layer, for example, a substantially rectangular metal sheet.
  • the terminal 23 is disposed on the surface of the sub-block B12 on the same side as the surface on which the first electrode 12 is disposed, and is electrically connected to the second electrode 22 through the second wiring 24 and illustrated. It is electrically connected to the electric parts of the vehicle via the wiring that does not.
  • the spacer 30 is a film-like insulating sheet and has an opening 31.
  • the spacer 30 has the same shape and size as the main block B1 of the first insulating sheet 11.
  • the material of the spacer 30 include resins such as PET, PI, and PEN, as in the first insulating sheet 11 and the second insulating sheet 21.
  • the material of the spacer 30 may be the same as or different from the material of the first insulating sheet 11 or the second insulating sheet 21.
  • the peripheral shape of the opening 31 is, for example, a substantially circular shape, and the diameter of the opening 31 is slightly smaller than the diameters of the first electrode 12 and the second electrode 22. Further, the arrangement position of the opening 31 is relatively the same position as the arrangement position of the first electrode 12 with respect to the main block B1.
  • a slit 32 that is spatially connected to the outside of the spacer 30 is formed. That is, one end of the slit 32 is connected to the corresponding opening 31, and the other end is opened to the side of the spacer 30.
  • the foam pad 40 is a cushioning elastic member that deforms so as to be crushed when pressure is applied.
  • the foam pad 40 is made of a sponge-like resin provided with a large number of pores, a nonwoven fabric in which resin fibers are intertwined, rubber, or the like. It is formed.
  • the foam pad 40 is disposed on the plate 5 so as to be accommodated inside the opening 31 when the pressure-sensitive switch 3 is viewed from the front surface on the first insulating sheet 11 side.
  • the first electrode sheet 10 is attached to one surface of the spacer 30 described above, and the second electrode sheet 20 is attached to the other surface of the spacer 30.
  • the foam pad 40 is attached to the opposite side of the surface of the first insulating sheet 11 that faces the spacer 30 to form the pressure sensitive switch 3.
  • the switch part of the pressure-sensitive switch 3 includes a first electrode 12 that is one switch element and a second electrode 22 that is the other switch element, and the first electrode 12 and the second electrode 22 are connected to each other. Arranged in an opposed state.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the load detection device is attached to the seat cushion.
  • the seat cushion 50 to which the load detection device 1 of the present embodiment is attached is a seat cushion of a seat device for a vehicle, for example, and a plurality of S-shapes stretched over an opening of a frame (not shown). It is mounted on the spring 60 having a shape.
  • a recess 51 is provided on the bottom surface of the seat cushion 50 facing the seating surface F1.
  • the recess top surface F ⁇ b> 2 which is the wall surface facing the seating surface F ⁇ b> 1 of the seat cushion 50, corresponds to a snap fit pin 70 for fixing the load detection device 1 to the seat cushion 50.
  • a hole 52 is provided. Members around the hole 52 are made of metal, for example, and are provided on the seat cushion 50 by insert molding.
  • the snap fit pin 70 has an elastic convex portion 71 at the tip of the pin, and is fitted into the hole 52 of the seat cushion 50 through the through hole 6B of the rib 6A formed at the upper end of the column 6 of the switch support portion 2.
  • the struts 6 are fixed to the seat cushion 50 so as to extend downward from the concave top surface F2 by the elastic convex portion 71 of the snap fit pin 70 fitted into the hole 52 of the seat cushion 50 being hooked on the edge portion of the hole 52. Is done.
  • the plate 5 connected to the lower ends of the pair of support columns 6 and the felt seat 7 provided on the lower surface side of the plate 5 are separated from the spring 60 on which the seat cushion 50 is placed, and above the spring 60. positioned. That is, the plate 5, the column 6, and the felt sheet 7 that are components of the load detection device 1 are positioned above the opening surface F ⁇ b> 3 of the recess 51.
  • the pressure sensitive switch 3 is disposed on the upper surface side facing the recess 51, and the switch part of the pressure sensitive switch 3 is positioned between the pair of columns 6. That is, the pressure sensitive switch 3 is supported by the pair of support columns 6 through the plate 5.
  • the load detection device 1 is arranged in the space of the recess 51 in the seat cushion 50 and is accommodated in the recess 51.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the pressure-sensitive switch 3 is turned on.
  • FIG. 4 when a person sits on the seat cushion 50, a load is applied to the seat cushion 50, the entire seat cushion 50 sinks, and the lower surface of the seat cushion moves downward. At this time, the seat cushion portion inside the pair of columns 6 fixed to the concave top surface F2 on the lower surface of the seat cushion is bent so as to enter between the columns, and the second insulating sheet 21 of the pressure sensitive switch 3 is pressed.
  • the pair of struts 6 has rigidity higher than that of the seat cushion 50, and even if the seat cushion portion inside the strut 6 is bent so as to enter between the struts, the shape of the struts 6 is not deformed. Maintained.
  • the switch part of the pressure-sensitive switch 3 disposed between the pair of support columns 6 is pressed against the concave top surface F2, the first electrode 12 and the second electrode 22 of the switch part come into contact with each other.
  • the pressure sensitive switch 3 is turned on. At least when the pressure sensitive switch 3 is switched from OFF to ON, the plate 5 on which the pressure sensitive switch 3 is arranged is separated from the spring 60 on which the seat cushion 50 is placed. Further, when a person is seated on the seat cushion 50, the plate 5 and the spring 60 are kept separated even after the pressure-sensitive switch 3 is switched on.
  • the opening 31 of the spacer 30 is in spatial communication with the outside of the pressure sensitive switch 3 through the slit 32 connected to the opening 31 (FIG. 1). For this reason, when the first insulating sheet 11 of the first electrode sheet 10 enters the opening 31, the air in the opening 31 is discharged outside the pressure-sensitive switch 3 without remaining in the opening. Therefore, it is avoided that the first insulating sheet 11 is prevented from entering the opening 31 by the air in the opening 31 of the spacer 30, and the first electrode 12 and the second electrode 22 are easily brought into contact with each other. Sensitivity will be improved.
  • the load detection device 1 includes the switch support 2 and the pressure sensitive switch 3, and the switch support 2 and the pressure sensitive switch 3 are in the space of the recess 51 provided on the lower surface of the seat cushion 50. Be placed.
  • the pair of struts 6 that are constituent elements of the switch support portion 2 are fixed to the seat cushion 50 so as to extend downward from the concave top surface F2 of the concave portion 51.
  • the pressure sensitive switch 3 is supported by the pair of support posts 6 through the plate 5, and the switch part of the pressure sensitive switch 3 that is pressed against the recess top surface F ⁇ b> 2 of the recess 51 is disposed between the pair of support posts 6.
  • the strut 6 of the load detecting device 1 has such rigidity that it does not deform until the switch part of the pressure sensitive switch 3 is turned on. For this reason, even if there is an error in the depth D1 of the concave portion 51 in the seat cushion 50, the distance D2 between the concave top surface F2 of the seat cushion 50 and the switch portion of the pressure sensitive switch 3 is a column. 6 is held substantially constant. Therefore, it is possible to stably obtain the sensitivity of the pressure-sensitive switch 3 that is pressed against the recess top surface F2 of the recess 51 in accordance with the length of the support column 6. Thus, the load detection device 1 that can reduce the change in sensitivity of the pressure-sensitive switch 3 due to the error is provided.
  • the support column 6 is fixed by a snap-fit pin 70 that is fitted into the hole 52 formed in the seat cushion 50 from the concave top surface F2. For this reason, it can fix firmly compared with the case where it fixes with an adhesive agent, for example. For this reason, the position shift of the support
  • the support column 6 is connected to a plate 5 on which the pressure sensitive switch 3 is disposed, and the plate 5 is separated from a spring 60 as a mounting member on which the seat cushion 50 is mounted. For this reason, even when the seat cushion 50 is greatly lowered as a whole, the pressure-sensitive switch 3 disposed on the plate 5 is reduced from being sandwiched between the spring 60 and the seat cushion 50. Therefore, it is possible to mitigate the application of excessive pressure to the pressure sensitive switch 3. As a result, the durability of the pressure sensitive switch 3 can be improved.
  • the plate 5 is separated from the spring 60 even when the pressure sensitive switch 3 is turned on. For this reason, even if the seat cushion 50 may fall largely as a whole after the pressure sensitive switch 3 is turned on, the pressure sensitive switch 3 is reduced from being sandwiched between the spring 60 and the seat cushion 50. Therefore, the durability of the pressure sensitive switch 3 can be further improved.
  • the felt sheet 7 which avoids the contact with the spring 60 and the plate 5 is provided in the surface opposite to the surface facing the recessed part top surface F2 among the plates 5.
  • FIG. For this reason, even if the seat cushion 50 is largely lowered and the pressure sensitive switch 3 is sandwiched between the spring 60 and the seat cushion 50, it is possible to reduce an excessive pressure applied to the pressure sensitive switch 3 by the felt seat 7. The In addition, it is possible to avoid abnormal noise caused by the contact between the spring 60 and the plate 5.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the load detection device according to the second embodiment attached to the seat cushion from the same viewpoint as FIG. As shown in FIG. 5, in the load detection device of the present embodiment, the plate 5 and the felt sheet 7 of the switch support portion 2 are omitted.
  • the foam pad 40 of the pressure sensitive switch 3 is omitted, the first insulating sheet 11 of the pressure sensitive switch 3 is made thicker than the second insulating sheet 21, and the first insulating sheet 11 is the first one. 2
  • the rigidity is greater than that of the insulating sheet 21.
  • a part of the upper surface of the second insulating sheet 21 that is the upper side of the pressure sensitive switch 3 is provided by being attached to the lower ends of the pair of support posts 6 with an adhesive, for example. 3 is directly supported by the column 6 without the plate 5 interposed therebetween.
  • This strut 6 has a rigidity that does not deform until the switch part of the pressure-sensitive switch 3 is turned on, as in the first embodiment. For this reason, even if the pressure-sensitive switch 3 is directly supported by the column 6 without the plate 5, the distance D2 between the concave top surface F2 of the seat cushion 50 and the switch part of the pressure-sensitive switch 3 is the column. 6 is held substantially constant.
  • the load detection device can reduce the change in sensitivity of the pressure sensitive switch 3 due to the error, similar to the load detection device 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the state in which the load detection device of the third embodiment is attached to the seat cushion from the same viewpoint as FIG. As shown in FIG. 6, in the load detection device of the present embodiment, the felt sheet 7 of the switch support portion 2 is omitted.
  • the foam pad 40 of the pressure sensitive switch 3 is omitted, and the first insulating sheet 11 of the pressure sensitive switch 3 is placed on the plate 5 of the switch support portion 2.
  • the pressing member 90 is provided on the upper surface of the second insulating sheet 21 which is the upper side of the pressure sensitive switch 3.
  • the pressing member 90 is an elastic member that is deformed by the pressure applied from the lower surface of the seat cushion 50 and presses the switch portion of the pressure-sensitive switch 3.
  • the base portion 91, the pad receiving portion 92, and the first bending portion. 93 and the second deflecting portion 94 are formed of a rubber member integrally formed.
  • the base portion 91 is a portion that becomes a base of the pressing member 90, and is disposed in a region that does not overlap in the vertical direction of the switch elements (the first electrode 12 and the second electrode 22) of the pressure-sensitive switch 3.
  • the base portion 91 is formed in a plate shape having an opening, and the opening is positioned in the vertical direction of the switch element (the first electrode 12 and the second electrode 22). It is fixed with, for example, an adhesive on the surface facing the lower surface (the opposite side surface of the second insulating sheet 21 facing the spacer 30).
  • the pad receiving portion 92 has a surface facing the lower surface of the seat cushion, and is a portion that receives pressure from the seat cushion 50.
  • the pad receiving portion 92 is supported by the first bending portion 93 at a predetermined interval above the opening formed in the base portion 91.
  • the pad receiving portion 92 has a circular bowl shape having an outer diameter smaller than the diameter of the opening formed in the base portion 91.
  • the first bending portion 93 is a portion that is connected to the base portion 91 and the pad receiving portion 92, supports the pad receiving portion 92, and is bent by the pressure from the seat cushion 50 that contacts the pad receiving portion 92.
  • the first bending portion 93 covers the opening side facing the lower surface of the seat cushion together with the pad receiving portion 92.
  • the first bending portion 93 includes a cylindrical portion extending from the opening peripheral edge of one surface of the base portion 91 in a direction perpendicular to the one surface, and a pad receiving portion that curves inward from the tip of the portion. It is comprised by the hollow substantially truncated-cone-shaped site
  • the second bending portion 94 is provided between the pad receiving portion 92 and the pressure-sensitive switch 3 disposed in the opening of the base portion 91, and moves in the opening direction in accordance with the bending of the first bending portion 93. While pressing the switch part of the pressure switch 3, it is a part which bends after the bending amount of the 1st bending part 93 exceeds predetermined amount.
  • the amount of bending per unit pressure in the second bending portion 94 and the amount of bending per unit pressure in the first bending portion 93 may be the same or different.
  • the amount of deflection means the degree of deformation from a state where pressure is not received.
  • the 2nd bending part 94 is made into the hollow spherical crown shape extended toward the foundation side from the opening peripheral edge of the one end surface by the side of the base in the pad receiving part 92, The said 2nd bending part 94 A convex portion 95 for pressing the switch portion of the pressure sensitive switch 3 is formed at the center.
  • the convex portion 95 is disposed in a region overlapping in the vertical direction of the opening 31 provided between the first electrode 12 and the second electrode 22 which are switch elements of the pressure sensitive switch 3.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a state of the pressing member 90 when a light weight person is seated on the seat cushion 50.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a state of the pressing member 90 when a heavy weight person is seated on the seat cushion 50.
  • the pad receiving portion 92 of the pressing member 90 comes into contact with the lower surface of the seat cushion 50 displaced from the reference position in accordance with the load caused by the seating.
  • the pad receiving portion 92 is subjected to pressure due to the load.
  • the second bending portion 94 is not substantially bent, and the pressing force from the seat cushion 50 against the pressure-sensitive switch 3 is alleviated by the repulsive force in the first bending portion 93.
  • the load increases, and a greater pressure is applied from the seat cushion 50 to the pad receiving portion 92 than when the weight is equal to or less than the threshold. .
  • the first bending portion 93 of the pressing member 90 is bent more greatly, the pad receiving portion 92 is pushed down, and the switch of the pressure sensitive switch 3 is formed by the convex portion 95 of the second bending portion 94 connected to the pad receiving portion 92. The part is pressed.
  • the second bending portion 94 is bent, and the pressing force from the seat cushion 50 against the pressure sensitive switch 3 is relieved by the repulsive force of the first bending portion 93 and the repulsive force of the second bending portion 94.
  • the pressing member 90 has the lower surface of the seat cushion positioned lower than the position of the lower surface of the seat cushion when the switch portion is turned on, compared to the deformation amount when the switch portion of the pressure sensitive switch 3 is turned on. The amount of deformation when it is is larger.
  • FIG. 9 is a diagram showing the points of interest of change in the pressing member 90
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the amount of displacement at the point of interest in the pressing member 90 and the absolute position.
  • P ⁇ b> 1 indicates the intersection of the upper surface of the pad receiving portion 92 and the vertical line passing through the center of gravity of the pressing member 90
  • P ⁇ b> 2 indicates the boundary surface of the second bending portion 94 and the convex portion 95 and the center of gravity of the pressing member 90. It shows the intersection with the passing vertical line.
  • the horizontal axis of the graph in FIG. 10 indicates the amount of displacement at P1 and P2, and the vertical axis indicates the height from the bottom surface of the base portion 91.
  • the broken line in the graph shows the change of P1, and the alternate long and short dash line shows the change of P2.
  • both P1 and P2 become lower as the displacement amount of P1 increases. It will become.
  • both the first bending portion 93 and the second bending portion 94 are bent, so that only P1 decreases as the displacement amount of P1 increases.
  • the amount of deformation of the pressing member 90 per unit displacement amount in which the lower surface of the seat cushion is displaced downward is more than the first stage until the switch portion of the pressure sensitive switch 3 is turned on. It can be seen that the second stage after the part is turned on is larger.
  • the reason why the pressing member 90 has such a deformation amount is that only the first flexible portion 93 acts as a cushion until the switch part of the pressure-sensitive switch 3 is turned on, and the switch part of the pressure-sensitive switch 3 is turned on. This is because both the first and second bent portions 93 and 94 act as cushions thereafter.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state where the switch part of the pressure-sensitive switch 3 is turned on.
  • FIG. 11 when a person sits on the seat cushion 50 of the present embodiment, pressure due to a load is applied to the pressure sensitive switch 3 (see arrow), and the pad receiving portion 92 of the pressing member 90 causes the pressure sensitive switch 3 to The second insulating sheet 21 is pressed downward. Since the second insulating sheet 21 is flexible, the first electrode 12 and the second electrode 22 facing each other are in contact with each other through the opening 31 by being bent so as to enter the opening 31 of the spacer 30. To do. Thus, the pressure sensitive switch 3 is turned on.
  • a part of the deformation amount of the pressing member 90 per unit displacement amount in which the lower surface of the seat cushion 50 is displaced downward is a first amount until the pressure sensitive switch 3 is turned on.
  • the second stage after the pressure sensitive switch 3 is turned on is larger than the stage.
  • the pressing member 90 applies pressure due to a load applied to the pressure-sensitive switch 3 from the lower surface of the seat cushion 50 until the pressure-sensitive switch 3 is turned on.
  • the first stage and the second stage after the pressure sensitive switch 3 is turned on can be set to the same level.
  • the load detection device of the present embodiment not only can the sensitivity of the pressure-sensitive switch 3 pressed against the recess top surface F2 of the recess 51 according to the length of the support column 6 be stably obtained, but also the pressing member The sensitivity of the pressure sensitive switch 3 can be stably obtained by 90.
  • the pressing member 90 is deformed by pressure applied from the lower surface of the seat cushion 50 and presses the pressure-sensitive switch, and a partial deformation amount of the pressing member 90 per unit displacement amount in which the lower surface is displaced downward.
  • a pressing member other than the structure in the present embodiment is applied. Is possible.
  • the pressure sensitive switch 3 disposed in the space of the recess 51 provided on the lower surface of the seat cushion 50 and the recess top surface F2 of the recess 51 are separated from each other.
  • the pressure-sensitive switch 3 may be in contact with the recess top surface F2 of the recess 51.
  • the cross-sectional shape in the direction along the opening surface of the recess 51 is not particularly defined in the recess 51 provided on the lower surface of the seat cushion 50.
  • the cross-sectional shape in the direction along the opening surface of the recess 51 may be a circular shape.
  • the amount of bending of the concave top surface F2 of the seat cushion 50 toward the pressure sensitive switch 3 is such that the shape of the concave top surface F2 when the area of the concave top surface F2 of the seat cushion 50 is constant. It is maximum when is circular. Accordingly, the cross-sectional shape of the recess 51 in the direction along the opening surface is circular, so that a large pressing force is applied to the pressure-sensitive switch 3 while reducing the recess 51 and improving the durability of the seat cushion 50. be able to. However, it is not an essential condition that the cross-sectional shape of the recess 51 in the direction along the opening surface is circular.
  • the position of the recessed part 51 provided in the lower surface of the seat cushion 50 was not specifically defined.
  • the concave portion 51 is unevenly distributed on the left side of the seat cushion 50 with respect to the center line LN passing through the center of the seat cushion 50 in the left-right direction on the lower surface of the seat cushion 50. May be provided.
  • the concave portion 51 is provided to be unevenly distributed on the left side of the seat cushion 50 with respect to the center line LN, but on the right side of the seat cushion 50 with respect to the center line LN.
  • the recess 51 may be provided unevenly.
  • the hip point HP which is the largest part of the load received by the lower surface of the seat cushion when a person is seated normally, is positioned on the left side and the right side of the seat cushion 50 with respect to the center line LN.
  • regular seating means sitting in a state where the buttocks are located deep in the seating surface and the back is in contact with the backrest, and “hip point” is the lowest in the buttocks. It means the part that is on the side. Therefore, when the recess 51 is provided on the left side or the right side of the seat cushion 50 with respect to the center line LN passing through the center of the seat cushion 50 in the left-right direction, the feeling of being pressed by the recess top surface F2 of the recess 51.
  • a greater pressing force can be applied to the pressure sensitive switch 3 while stably obtaining the sensitivity of the pressure switch 3.
  • the concave portion 51 is provided in a state where the opening surface of the concave portion 51 overlaps the hip point HP of a regular seated person.
  • the recessed part 51 is provided in the seat cushion 50, a bigger pressing force can be given to the pressure sensitive switch 3.
  • FIG. it is not an essential condition to determine the position of the recess 51 provided on the lower surface of the seat cushion 50.
  • the number of switch parts in the pressure sensitive switch 3 was made into one.
  • the number of switch parts in the pressure sensitive switch 3 may be two or more.
  • Such a pressure sensitive switch 3 has a membrane structure in the above embodiment. That is, the pressure-sensitive switch 3 faces the pair of insulating sheets 11 and 21, the sheet-like spacer 30 interposed between the pair of insulating sheets 11 and 21, and the opening 31 of the spacer 30.
  • the electrodes 12 and 22 are provided on the insulating sheets 11 and 21.
  • the pressure sensitive switch 130 shown in FIG. 13 is applicable.
  • This pressure-sensitive switch 130 has an insulating substrate 141 that does not have flexibility instead of the flexible first insulating sheet 11 of the above embodiment, and the foam pad 40 is omitted.
  • the pressure sensitive switch 130 includes a metal sheet 142 instead of the flexible second insulating sheet 21 of the above embodiment.
  • a portion facing the first electrode 12 through the opening 31 of the spacer 30 is the second electrode 22, and the metal sheet 142 also serves as the second electrode 22.
  • the substrate 141 may be a metal sheet.
  • a pressure sensitive switch may be applied.
  • a pressure-sensitive switch having a structure that turns on and off according to the presence or absence of a load is applicable.
  • the switch support part 2 was comprised by the plate-shaped plate 5 and the plate-shaped pair of support
  • FIG. 13 the switch support part 120 shown in FIG. 13 may be applied.
  • the switch support 120 includes a housing 121 that houses the pressure-sensitive switch 130, and a housing cover 122 that is a lid member that covers the housing space of the housing 121 and is detachable from the housing 121.
  • a switch protrusion 123 that presses the switch portion of the pressure-sensitive switch 130 housed in the housing space of the housing 121 when mounted on the housing 121 is provided at a predetermined portion of the inner wall of the housing cover 122.
  • a pair of support columns 124 are provided at portions of the outer wall of the housing cover 122 facing each other, and the support columns 124 are fixed to the concave top surface F ⁇ b> 2 of the seat cushion 50. Similar to the above-described embodiment, these columns 124 have a rigidity that does not deform until the switch portion of the pressure-sensitive switch 130 is turned on by the switch convex portion 123. Here, as in the first to third embodiments, the column 124 does not have to be substantially deformed until the switch part of the pressure-sensitive switch 130 is turned on, and until the switch part of the pressure-sensitive switch 130 is turned on.
  • the support column 124 it is only necessary to have a rigidity that does not affect the switch operation of the switch portion of the pressure-sensitive switch 130 by the deformation of the support column 124. At least the rigidity of the column 124 is higher than the rigidity of the metal sheet 142.
  • the pair of support columns 124 are separate members from the housing 121, but the pair of support columns 124 and the housing 121 may be integrally formed.
  • the switch protrusion 123 is a separate member from the housing cover 122, but the switch protrusion 123 and the housing cover 122 may be integrally formed.
  • the pressure sensitive switch 3 is disposed on the plate 5 connected to the pair of support posts 6 fixed to the seat cushion 50, and the pressure sensitive switch 3 is connected to the pair of support posts 6 through the plate 5.
  • the plate 5 of the switch support portion 2 is omitted, and is provided at the lower end of the pair of support columns 6 fixed to the seat cushion 50, and pressure is applied to the pair of support columns 6.
  • Switch 3 was directly supported.
  • a plurality of sets of struts 6 may be arranged so as to surround the pressure-sensitive switch 3 with a pair of struts 6 as a set.
  • a plurality of sets of struts 124 may be arranged so as to surround the outer wall of the housing cover 122 with the above-described pair of struts 124 as a set.
  • a plurality of sets of support columns 6 and 124 may be connected to form a tubular shape. In short, it is sufficient that at least one pair of support columns 6 fixed to the seat cushion 50 support the pressure sensitive switch 3.
  • the snap fit pin 70 having the elastic convex portion 71 at the pin tip is fitted into the hole 52 of the seat cushion 50, and the elastic convex portion 71 is hooked on the edge portion of the hole 52, thereby The column 6 was fixed.
  • the member that fixes the column 6 to the seat cushion 50 is not limited to the snap fit pin 70.
  • a press-fit pin having an outer diameter larger than the inner diameter of the hole 52 of the seat cushion 50 is applicable.
  • the column 6 is fixed to the seat cushion 50 by the frictional force between the press-fit pin fitted into the hole 52 of the seat cushion 50 and the inner wall of the hole 52.
  • the screw pin which has a helical protrusion on the outer peripheral surface of a pin is applicable.
  • the support 6 When this screw pin is applied, the support 6 is fixed to the seat cushion 50 by the protrusion of the screw pin fitted into the hole 52 of the seat cushion 50 being fitted into the inner wall of the hole.
  • a fitting member fitted into the hole 52 formed in the seat cushion 50 is applicable.
  • the support column 6 fixed to the seat cushion 50 and the snap fit pin 70 as the fitting member to be inserted into the hole 52 formed in the seat cushion 50 are separate members.
  • the fitting member may be integrally formed.
  • the felt sheet 7 is provided on the surface of the plate 5 opposite to the arrangement surface on which the pressure sensitive switch 3 is arranged.
  • a rubber sheet or the like may be applied instead of the felt sheet 7.
  • the shape may not be a sheet shape.
  • a buffer member that reduces the impact between the plate 5 and a member disposed below the plate 5 is applicable.
  • a plurality of springs 60 are applied as a mounting member on which the seat cushion 50 is mounted.
  • a part of the vehicle body such as a seat pan or a fuel tank, which is a box-shaped base for the seat cushion 50, may be applied as the mounting member.
  • each component in the load detection device 1 or 100 is appropriately combined, omitted, or changed within a range not departing from the purpose of the present application, other than the contents shown in the first embodiment, the second embodiment, and other embodiments. , Well-known techniques can be added.
  • the load detection device of the present invention is arranged in the space of the recess provided in the lower surface of the seat cushion 50 and can be used as long as the load is detected.
  • the load due to the seating of a person is detected in the space of the recessed portion provided on the lower surface of the seat cushion 50 of the vehicle seat.
  • the load detection device is the lower surface of the seat cushion such as a nursing bed. It may be arranged in the space of the recess provided in the bed, and the presence or absence of a person on the bed or the like may be detected.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Seats For Vehicles (AREA)
  • Chair Legs, Seat Parts, And Backrests (AREA)

Abstract

本発明は、シートクッション(50)の下面に設けられる凹部(51)の空間内に配置される荷重検出装置(1)であって、凹部内においてシートクッション(50)の座面(F1)に対向する凹部天面(F2)から下方に延在するように、シートクッション(50)に固定される少なくとも1対の支柱(6)と、当該支柱(6)に支持され、凹部天面(F2)に押圧される感圧スイッチ(3)とを備える。凹部天面(F2)に押圧される感圧スイッチ(3)の少なくともスイッチ部位は、1対の支柱(6)の間に配置され、当該支柱(6)は、スイッチ部位がオンするまで変形しない剛性を有する。

Description

荷重検出装置
 本発明は、車両用シートなどのシートクッションの下面側に設けられる荷重検出装置に関する。
 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、人の着座による荷重が検知されている状態においてシートベルトの着用が非検知となる場合に、警告が発せられる。このようなアラームシステムなどに用いられる座席装置として、下記特許文献1が本出願人により提案されている。
 この特許文献1の座席装置では、シートクッションの下面に浅凹部が形成される。この浅凹部の底面の一部には深凹部が形成され、当該深凹部以外の底面には固定用基材が設けられる。そして、シート状の着座センサの感圧スイッチ部位が深凹部の下方に位置する状態で、当該着座センサが固定用基材に取り付けられている。
特開2013-112315号公報
 しかしながら、シートクッションの下面に形成される凹部には誤差が生じ易い。凹部の深さに誤差が生じた場合、着座センサの感圧スイッチ部位と、その感圧スイッチ部位の上方にあたる凹部の底面との距離が変化するため、感圧スイッチの感度が変化してしまう問題があった。
 そこで、本発明は、誤差に起因した感圧スイッチの感度の変化を低減させ得る荷重検出装置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は、シートクッションの下面に設けられる凹部の空間内に配置される荷重検出装置であって、前記凹部内において前記シートクッションの座面に対向する凹部天面から下方に延在するように、前記シートクッションに固定される少なくとも1対の支柱と、前記支柱に支持され、前記凹部天面に押圧される感圧スイッチとを備え、前記凹部天面に押圧される前記感圧スイッチの少なくともスイッチ部位は、前記1対の支柱の間に配置され、前記支柱は、前記スイッチ部位がオンするまで変形しない剛性を有することを特徴とする。
 この荷重検出装置では、シートクッションの凹部天面に押圧される感圧スイッチは、当該シートクッションに固定された状態で凹部天面から下方に延在する支柱に支持され、当該感圧スイッチのスイッチ部位がオンするまで支柱は変形しない。このため、シートクッションにおける凹部の深さに誤差が生じている場合であっても、当該シートクッションの凹部天面と感圧スイッチのスイッチ部位との間の距離は支柱によって略一定に保持される。したがって、支柱の長さに応じて、感圧スイッチの感度を安定的に得ることが可能となる。こうして、誤差に起因した感圧スイッチの感度の変化を低減させ得る荷重検出装置が提供される。
 また、前記支柱は、前記凹部天面から前記シートクッションに形成される孔に嵌め込まれる嵌込部材によって固定されることが好ましい。
 このようにした場合、例えば接着剤により固定する場合に比べて強固に固定できる。このため、シートクッションに対する支柱の位置ずれを抑制させることができ、当該支柱の固定位置の精度を向上させることができる。また、シートクッションに対して支柱を接着剤で固定する場合に比べて、当該シートクッションに傷などを付けることなく支柱を固定し直すことができる。
 また、前記支柱に連結され、前記感圧スイッチが配置されるプレートをさらに備え、前記プレートは、前記シートクッションを載置する載置部材と離間されることが好ましい。
 例えば、人が膝に全体重を乗せてシートクッションに乗るなどの場合には、想定される通常の荷重よりも局所的に過大な荷重がシートクッションに印加されてシートクッションが全体的に大きく落ち込む傾向にある。このようにシートクッションが全体的に大きく落ち込んでも、プレートが載置部材と離間している場合には、当該プレートに配置される感圧スイッチが載置部材とシートクッションとに挟み込まれることが低減される。したがって、感圧スイッチに対して過度の圧力が加わることを緩和することができる。この結果、感圧スイッチ3の耐久性を向上させることができる。
 また、前記プレートは、前記感圧スイッチがオンしたときにも前記載置部材と離間されることが好ましい。
 このようにした場合、感圧スイッチがオンした以降にシートクッションが全体的に大きく落ち込むことがあっても、当該感圧スイッチが載置部材とシートクッションとに挟み込まれることが低減される。したがって、感圧スイッチの耐久性をより一段と向上させることができる。
 また、前記プレートのうち前記凹部天面に対向する面とは逆の面側に設けられ、前記載置部材と前記プレートとの衝撃を緩和する緩衝部材をさらに備えることが好ましい。
 このようにした場合、シートクッションが全体的に大きく落ち込んで感圧スイッチが載置部材とシートクッションとに挟み込まれたとしても、緩衝部材によって感圧スイッチに過度の圧力が加わることが低減される。また、載置部材とプレートとの接触に起因して異音が生じることを回避することもできる。
 また、前記凹部は、当該凹部における開口面に沿った方向の断面形状が円形状とされることが好ましい。
 シートクッションの下面に凹部を設ける場合、シートクッションの耐久性等から極力凹部を小さくする必要がある。一方、荷重が印加された場合のシートクッションの凹部天面の感圧スイッチ側への撓み量は、シートクッションの凹部天面の面積が一定の場合、凹部天面の形状が円形の場合に最大となる。
 したがって、凹部における開口面に沿った方向の断面形状が円形状とされることで、凹部を小さくしてシートクッションの耐久性を向上させながらも大きな押圧力を感圧スイッチに与えることができる。
 また、前記シートクッションは座席装置におけるシートクッションであって、前記凹部は、前記シートクッションの左右方向の中心を通る中心線を基準として前記シートクッションの左方向側又は右方向側に設けられることが好ましい。
 人が座席装置に正規着座したときにシートクッション下面が受ける荷重のなかで最も大きい部位となるヒップポイントは、シートクッションの左右方向の中心を通る中心線を基準としてシートクッションの左方向側及び右方向側に位置する。なお、「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、臀部において最も下側に出ている部位を意味する。
 したがって、凹部がシートクッションの左右方向の中心を通る中心線を基準としてシートクッションの左方向側又は右方向側に設けられた場合、凹部の凹部天面に押圧される感圧スイッチの感度を安定的に得ながらもより大きな押圧力を感圧スイッチに与えることができる。
 以上のように本発明によれば、誤差に起因した感圧スイッチの感度の変化を低減させ得る荷重検出装置が実現される。
荷重検出装置を示す分解図である。 荷重検出装置の断面を示す図である。 荷重検出装置がシートクッションに取り付けられた様子を示す断面図である。 感圧スイッチがオンする様子を示す図である。 第2実施形態の荷重検出装置がシートクッションに取り付けられた様子を図3と同じ視点で示す断面図である。 第3実施形態の荷重検出装置がシートクッションに取り付けられた様子を図3と同じ視点で示す断面図 軽い体重の人がシートクッションに着座した場合における押圧部材の様子を示す図である。 重い体重の人がシートクッションに着座した場合における押圧部材の様子を示す図である。 押圧部材における変化の着目点を示す図である。 押圧部材における着目点での変位量と絶対位置との関係を示すグラフである。 感圧スイッチのスイッチ部位がオンする様子を示す断面図である。 シートクッションを上面側及び側面側から見た場合の図である。 他の実施形態の荷重検出装置がシートクッションに取り付けられた様子を図3と同じ視点で示す断面図である。
(1)第1実施形態
 本発明を実施するための第1実施形態について図面を用いながら詳細に説明する。図1は荷重検出装置を示す分解図であり、図2は荷重検出装置の断面を示す図である。図1及び図2に示すように、荷重検出装置1は、スイッチ支持部2及び感圧スイッチ3を主な構成要素として備える。
 スイッチ支持部2は、プレート5、1対の支柱6及びフェルトシート7を有する。プレート5は、感圧スイッチ3が配置される板状のプレートである。このプレート5の材料は、例えば金属や樹脂などとされる。金属としては例えば鉄やステンレスなどが挙げられる。樹脂としては、例えばポリアミド、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、ナイロン、ポリブチレンナフタレート(PBN)又はポリアセタールなどが挙げられる。
 1対の支柱6は、プレート5を通じて感圧スイッチ3を支持する部材であり、当該プレート5に配置される感圧スイッチ3のスイッチ部位がオンするまで変形しない剛性を有する。ここで、支柱6が、感圧スイッチ3のスイッチ部位がオンするまで変形しない剛性を有するとは、感圧スイッチ3のスイッチ部位がオンするまで実質的に変形しなければよく、感圧スイッチ3のスイッチ部位がオンするまでに、支柱6が変形することにより、感圧スイッチ3のスイッチ部位のスイッチ動作に影響を及ぼさない剛性であればよい。具体的には、少なくとも支柱6の剛性は、シートクッション50の剛性より高く、第2絶縁シート21の剛性よりも高い。
 本実施形態の場合、1対の支柱6は互いに同じ大きさの板状とされる。また、1対の支柱6のうちの一方の支柱6はプレート5の一端部に一体として連結され、当該1対の支柱6のうちの他方の支柱6は一方の支柱6の連結部位となるプレート5の一端部に対向する他端部に一体として連結される。
 これら支柱6の上端はプレート5の上面側に配置される感圧スイッチ3の最上位よりも上側に位置する。また、各支柱6の上端には支柱6の外側に張り出すリブ6Aが形成され、当該リブ6Aには支柱6の長さ方向に沿って貫通孔6Bが形成される。
 なお、各支柱6は、プレート5とは別の部材として所定の連結具で連結されていても良い。各支柱6をプレート5と別の部材とする場合、当該部材はプレート5と同じ材料であっても異なる材料であっても良いが、プレート5に配置される感圧スイッチ3のスイッチ部位がオンするまで変形しない剛性を有するものとされる。
 フェルトシート7は、プレート5とそのプレート5の下方に配置される部材との衝撃を緩和する緩衝部材であり、当該プレート5において感圧スイッチ3が配置される配置面とは逆側の面に例えば接着剤により貼り付けて設けられる。
 感圧スイッチ3は、第1電極シート10、第2電極シート20、スペーサ30及びフォームパッド40を主な構成要素として備える。
 この感圧スイッチ3における第1電極シート10は、第1絶縁シート11、第1電極12及び端子13を有している。
 第1絶縁シート11は、可撓性を有するフィルム状の絶縁シートとされ、例えば矩形状とされる。本実施形態の場合、第1絶縁シート11は、第1電極12を配置すべきメインブロックB1と、端子13を配置すべきサブブロックB2とからなる。サブブロックB2は、メインブロックB1よりも小さくそのメインブロックB1における長手方向の端部に連結される。第1絶縁シート11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12は、導体の層であり、例えば略円形の金属印刷層とされる。また第1電極12は、メインブロックB1の一方の表面上に配置される。
 端子13は、導体の層であり、例えば略四角形の金属シートとされる。また端子13は、第1電極12が配置されている面と同じ側となるサブブロックB2の表面上に配置され、第1配線14を介して第1電極12と電気的に接続されるとともに図示しない配線を介して車両の電気部品と電気的に接続される。
 第2電極シート20は、第1電極シート10と同様に、第2絶縁シート21、第2電極22及び端子23を有している。
 第2絶縁シート21は、可撓性を有するフィルム状の絶縁シートとされ、例えば矩形状とされる。本実施形態の場合、第2絶縁シート21は、第2電極22を配置すべきメインブロックB11と、端子23を配置すべきサブブロックB12とからなる。メインブロックB11は第1絶縁シート11のメインブロックB1と同形同大とされ、サブブロックB12は第1絶縁シート11のサブブロックB2と同形同大とされる。なお、メインブロックB11に連結されるサブブロックB12の連結位置は、第1絶縁シート11のメインブロックB1に連結されるサブブロックB2の連結位置とは相対的に異なる位置とされる。
 第2絶縁シート21の材料としては、第1絶縁シート11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、第2絶縁シート21の材料は、第1絶縁シート11の材料と同じであっても異なっていても良い。
 第2電極22は、導体の層であり、例えば略円形の金属印刷層とされる。また第2電極22は、メインブロックB11の表面上に配置される。本実施形態の場合、第2電極22の大きさは第1電極12と同じ大きさとされ、第2電極22の配置位置はメインブロックB1に対する第1電極12の配置位置と相対的に同じ位置とされる。
 端子23は、導体の層であり、例えば略四角形の金属シートとされる。また端子23は、第1電極12が配置されている面と同じ側となるサブブロックB12の表面上に配置され、第2配線24を介して第2電極22と電気的に接続されるとともに図示しない配線を介して車両の電気部品と電気的に接続される。
 スペーサ30は、フィルム状の絶縁シートとされ、開口31を有する。本実施形態の場合、スペーサ30は、第1絶縁シート11のメインブロックB1と同形同大とされる。このスペーサ30の材料としては、第1絶縁シート11及び第2絶縁シート21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30の材料は、第1絶縁シート11又は第2絶縁シート21の材料と同じであっても異なっていても良い。
 開口31の周縁形状は、例えば略円形であり、開口31の直径は、第1電極12及び第2電極22の直径よりも僅かに小さい状態とされる。また、開口31の配置位置は、メインブロックB1に対する第1電極12の配置位置と相対的に同じ位置とされる。
 この開口31には、スペーサ30の外部と空間的に接続するスリット32が形成される。すなわち、スリット32の一端は、対応する開口31に連結され、他端はスペーサ30の側方に開放される。
 フォームパッド40は、圧力が加えられると潰れるように変形するクッション性の弾性部材であり、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。このフォームパッド40は、感圧スイッチ3を第1絶縁シート11側の正面から視た場合に開口31の内側に収まるように、プレート5上に配置される。
 上述のスペーサ30の一方の面に第1電極シート10が貼り付けられ、当該スペーサ30の他方の面に第2電極シート20が貼り付けられる。そして、第1絶縁シート11においてスペーサ30に対向される面の逆側面にフォームパッド40が貼り付けられて感圧スイッチ3が構成される。
 この感圧スイッチ3のスイッチ部位は、一方のスイッチ素子である第1電極12と、他方のスイッチ素子である第2電極22とを有し、これら第1電極12と第2電極22とが互いに対向された状態で配置される。
 図3は、荷重検出装置がシートクッションに取り付けられた様子を示す断面図である。図3に示すように、本実施形態の荷重検出装置1が取り付けられるシートクッション50は、例えば車両用などの座席装置のシートクッションであり、図示しないフレームの開口に張り渡される複数本のS字状のばね60に載置される。
 シートクッション50の座面F1に対向する底面には凹部51が設けられている。この凹部51内の壁面のうち、シートクッション50の座面F1に対向する壁面である凹部天面F2には、当該シートクッション50に荷重検出装置1を固定するためのスナップフィットピン70に対応する孔52が設けられている。この孔52の周囲の部材は例えば金属でなり、インサート成形によりシートクッション50に設けられる。
 スナップフィットピン70はピン先端に弾性凸部71を有しており、スイッチ支持部2の支柱6の上端に形成されるリブ6Aの貫通孔6Bを介してシートクッション50の孔52に嵌め込まれる。シートクッション50の孔52に嵌め込まれるスナップフィットピン70の弾性凸部71が孔52の縁部位に引っ掛けられることで、凹部天面F2から下方に延在するように支柱6がシートクッション50に固定される。
 1対の支柱6の下端に連結されるプレート5と、そのプレート5の下面側に設けられるフェルトシート7とは、シートクッション50を載置するばね60と離間され、当該ばね60よりも上方に位置している。すなわち、荷重検出装置1の構成要素であるプレート5、支柱6及びフェルトシート7は凹部51の開口面F3よりも上方に位置している。
 このプレート5において凹部51に対向する上面側には感圧スイッチ3が配置され、当該感圧スイッチ3のスイッチ部位は1対の支柱6の間に位置される。すなわち、感圧スイッチ3は、プレート5を通じて1対の支柱6に支持される。
 このように荷重検出装置1はシートクッション50における凹部51の空間内に配置されて、当該凹部51内に収容される。
 図4は、感圧スイッチ3がオンする様子を示す図である。図4に示すように、シートクッション50に人が着座した場合、シートクッション50に荷重が加わり、シートクッション50全体が沈んで、当該シートクッション下面が下方に移行する。このとき、シートクッション下面の凹部天面F2に固定される1対の支柱6の内側のシートクッション部分が支柱間に入り込むように撓んで、感圧スイッチ3の第2絶縁シート21を押圧する。なお、1対の支柱6はシートクッション50よりも大きい剛性を有しており、当該支柱6の内側のシートクッション部分が支柱間に入り込むように撓んでも支柱6は変形することなくその形状が維持される。
 第2絶縁シート21が凹部天面F2に押圧されると、その押圧力によって第1絶縁シート11、第2絶縁シート21及びスペーサ30が撓んで、開口31を介して互いに対向する第1電極12と第2電極22とが接触する。
 このように1対の支柱6の間に配置される感圧スイッチ3のスイッチ部位が凹部天面F2に押圧されることで、当該スイッチ部位の第1電極12と第2電極22とが接触して感圧スイッチ3がオンになる。なお、少なくとも感圧スイッチ3がオフからオンに切り替わった時点では、感圧スイッチ3が配置されるプレート5はシートクッション50を載置するばね60と離間される。また、シートクッション50に人が着座した場合には、感圧スイッチ3がオンに切り替わった以降も、プレート5とばね60とが離間した状態が維持される。
 ところで、スペーサ30の開口31は、当該開口31に連結されるスリット32を介して感圧スイッチ3の外部と空間的に連通されている(図1)。このため、第1電極シート10の第1絶縁シート11が開口31に入り込んだとき、当該開口31の空気は開口内に留まることなく感圧スイッチ3の外部に排出される。したがって、スペーサ30の開口31内の空気によって第1絶縁シート11が開口31に入り込むことを抑制することが回避され、第1電極12と第2電極22が接触し易くなり、感圧スイッチ3の感度が向上することになる。
 以上のとおり、本実施形態の荷重検出装置1はスイッチ支持部2及び感圧スイッチ3を備え、これらスイッチ支持部2及び感圧スイッチ3はシートクッション50の下面に設けられる凹部51の空間内に配置される。
 このスイッチ支持部2の構成要素である1対の支柱6は、凹部51の凹部天面F2から下方に延在するようにシートクッション50に固定される。また、感圧スイッチ3はプレート5を通じて1対の支柱6に支持され、凹部51の凹部天面F2に押圧される感圧スイッチ3のスイッチ部位は1対の支柱6の間に配置される。
 このような荷重検出装置1の支柱6は、感圧スイッチ3のスイッチ部位がオンするまで変形しない剛性を有している。このため、シートクッション50における凹部51の深さD1に誤差が生じている場合であっても、当該シートクッション50の凹部天面F2と感圧スイッチ3のスイッチ部位との間の距離D2は支柱6によって略一定に保持される。したがって、支柱6の長さに応じて、凹部51の凹部天面F2に押圧される感圧スイッチ3の感度を安定的に得ることが可能となる。こうして、誤差に起因した感圧スイッチ3の感度の変化を低減させ得る荷重検出装置1が提供される。
 また本実施形態の場合、支柱6は、凹部天面F2からシートクッション50に形成される孔52に嵌め込まれるスナップフィットピン70によって固定されている。このため、例えば接着剤により固定する場合に比べて強固に固定できる。このため、シートクッションに対する支柱の位置ずれを抑制させることができ、当該支柱の固定位置の精度を向上させることができる。また、シートクッションに対して支柱を接着剤で固定する場合に比べて、当該シートクッションに傷などを付けることなく支柱を固定し直すことができる。
 ところで、例えば、人が膝に全体重を乗せてシートクッション50に乗るなどの場合には、想定される通常の着座による荷重よりも局所的に過大な荷重がシートクッション50に印加されてシートクッション50が全体的に大きく落ち込む傾向にある。本実施形態の場合、支柱6は、感圧スイッチ3が配置されるプレート5に連結されており、当該プレート5は、シートクッション50を載置する載置部材としてのばね60と離間される。このため、シートクッション50が全体的に大きく落ち込むような場合であっても、プレート5に配置される感圧スイッチ3がばね60とシートクッション50とに挟み込まれることが低減される。したがって、感圧スイッチ3に対して過度の圧力が加わることを緩和することができる。この結果、感圧スイッチ3の耐久性を向上させることができる。
 さらに本実施形態の場合、プレート5は、感圧スイッチ3がオンしたときにもばね60と離間される。このため、感圧スイッチ3がオンした以降にシートクッション50が全体的に大きく落ち込むことがあっても、当該感圧スイッチ3がばね60とシートクッション50とに挟み込まれることが低減される。したがって、感圧スイッチ3の耐久性をより一段と向上させることができる。
 さらに本実施形態の場合、プレート5のうち凹部天面F2に対向する面とは逆の面側に、ばね60とプレート5との接触を避けるフェルトシート7が設けられている。このため、シートクッション50が全体的に大きく落ち込んで感圧スイッチ3がばね60とシートクッション50とに挟み込まれたとしても、フェルトシート7によって感圧スイッチ3に過度の圧力が加わることが低減される。また、ばね60とプレート5との接触に起因して異音が生じることを回避することもできる。
(2)第2実施形態
 次に、本発明を実施するための第2実施形態について図面を用いながら詳細に説明する。ただし、第2実施形態における荷重検出装置の構成要素のうち第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、重複する説明は適宜省略する。
 図5は、第2実施形態の荷重検出装置がシートクッションに取り付けられた様子を図3と同じ視点で示す断面図である。図5に示すように、本実施形態の荷重検出装置では、スイッチ支持部2のプレート5及びフェルトシート7が省略される。
 また、本実施形態では、感圧スイッチ3のフォームパッド40が省略され、当該感圧スイッチ3の第1絶縁シート11が第2絶縁シート21よりも厚くされて、当該第1絶縁シート11が第2絶縁シート21よりも大きい剛性を有する。このため、本実施形態の感圧スイッチ3では、第2絶縁シート21が凹部天面F2に押圧されると、その押圧力によって第2絶縁シート21及びスペーサ30が撓む一方、第1絶縁シート11が撓み難くなっている。したがって、第2絶縁シート21が第1絶縁シート11に近づくように移行する結果、開口31を介して互いに対向する第1電極12と第2電極22とが接触し、感圧スイッチ3がオンになる。
 さらに、本実施形態では、感圧スイッチ3の上側となる第2絶縁シート21の上面の一部が1対の支柱6の下端に例えば接着剤により貼り付けて設けられており、当該感圧スイッチ3がプレート5を介さずに直接的に支柱6に支持される。
 この支柱6は、上記第1実施形態と同様に、感圧スイッチ3のスイッチ部位がオンするまで変形しない剛性を有する。このため、感圧スイッチ3がプレート5を介さずに直接的に支柱6に支持されていても、シートクッション50の凹部天面F2と感圧スイッチ3のスイッチ部位との間の距離D2は支柱6によって略一定に保持される。
 したがって、シートクッション50における凹部51の深さD1に誤差が生じている場合であっても、当該シートクッション50の凹部天面F2と感圧スイッチ3のスイッチ部位との間の距離D2は支柱6によって略一定に保持される。したがって、支柱6の長さに応じて、凹部51の凹部天面F2に押圧される感圧スイッチ3の感度を安定的に得ることが可能となる。この結果、本実施形態の荷重検出装置は、上記第1実施形態の荷重検出装置1と同様に、誤差に起因した感圧スイッチ3の感度の変化を低減させることができる。
(3)第3実施形態
 次に、本発明を実施するための第3実施形態について図面を用いながら詳細に説明する。ただし、第3実施形態における荷重検出装置の構成要素のうち第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、重複する説明は適宜省略する。
 図6は、第3実施形態の荷重検出装置がシートクッションに取り付けられた様子を図3と同じ視点で示す断面図である。図6に示すように、本実施形態の荷重検出装置では、スイッチ支持部2のフェルトシート7が省略される。
 また、本実施形態では、感圧スイッチ3のフォームパッド40が省略され、当該感圧スイッチ3の第1絶縁シート11がスイッチ支持部2のプレート5に載置される。
 さらに、本実施形態では、感圧スイッチ3の上側となる第2絶縁シート21の上面に押圧部材90が設けられている。この押圧部材90は、シートクッション50の下面から加えられる圧力により変形して感圧スイッチ3のスイッチ部位を押す弾性部材であり、本実施形態では土台部91、パッド受部92、第1撓み部93及び第2撓み部94を一体に成形したゴム製の部材とされる。
 土台部91は、押圧部材90の土台となる部分であり、感圧スイッチ3のスイッチ素子(第1電極12及び第2電極22)の鉛直方向において重ならない領域に配置される。本実施形態の場合、土台部91は開口を有する板状とされ、当該スイッチ素子(第1電極12及び第2電極22)の鉛直方向において開口が位置する状態で、感圧スイッチ3においてシートクッション下面に対向する面(第2絶縁シート21においてスペーサ30に対向される面の逆側面)上に例えば接着剤により固定される。
 パッド受部92は、シートクッション下面に対向される面を有し、シートクッション50からの圧力を受ける部分である。このパッド受部92は、土台部91に形成される開口の上方に所定間隔をあけて第1撓み部93に支持される。本実施形態の場合、パッド受部92は、土台部91に形成される開口の直径よりも小さい外径の円菅形状とされる。
 第1撓み部93は、土台部91とパッド受部92とに連結され、当該パッド受部92を支持するとともに、パッド受部92に接触するシートクッション50からの圧力により撓む部分である。この第1撓み部93は、シートクッション下面が対向する開口側をパッド受部92とともに覆う。本実施形態の場合、第1撓み部93は、土台部91の一面における開口周縁からその一面に直交する方向に延在する円管状の部位と、その部位の先端から内側に湾曲してパッド受部92の側面に至る中空の略円錐台形状の部位とで構成される。
 第2撓み部94は、パッド受部92と、土台部91の開口に配置される感圧スイッチ3との間に設けられ、第1撓み部93の撓みに応じて開口方向に移動して感圧スイッチ3のスイッチ部位を押すとともに、第1撓み部93の撓み量が所定量を超えた以降に撓む部分である。この第2撓み部94における単位圧力あたりの撓み量と、第1撓み部93における単位圧力あたりの撓み量とは同程度であっても異なっていても良い。なお、撓み量とは、圧力を受けていない状態から変形する度合いを意味する。
 本実施形態の場合、第2撓み部94は、パッド受部92における土台側の一端面の開口周縁から土台側に向かって延在する中空の球冠形状とされ、当該第2撓み部94の中央には感圧スイッチ3のスイッチ部位を押すための凸部95が形成される。凸部95は、感圧スイッチ3のスイッチ素子である第1電極12と第2電極22との間に設けられる開口31の鉛直方向において重なる領域に配置される。
 図7は、軽い体重の人がシートクッション50に着座した場合における押圧部材90の様子を示す図である。図8は、重い体重の人がシートクッション50に着座した場合における押圧部材90の様子を示す図である。
 図7及び図8に示すように、人がシートクッション50に着座した場合、押圧部材90におけるパッド受部92が、当該着座による荷重に応じて基準位置から変位したシートクッション50の下面と接触し、当該パッド受部92には荷重による圧力が加わる。
 ここで、着座者の体重が所定の閾値以下であった場合、図7に示すように、シートクッション50から加わる荷重による圧力によって押圧部材90における第1撓み部93が撓んでパッド受部92が押し下げられる。そして、このパッド受部92に連結される第2撓み部94の凸部95によって感圧スイッチ3のスイッチ部位が押圧される。
 このとき、第2撓み部94はおおむね撓むことなく、感圧スイッチ3に対するシートクッション50からの押圧力は、第1撓み部93における反発力によって緩和される。
 一方、着座者の体重が所定の閾値を超える場合、図8に示すように、荷重も大きくなり、当該体重が閾値以下である場合に比べて大きな圧力がシートクッション50からパッド受部92に加わる。このため、押圧部材90における第1撓み部93がより大きく撓んでパッド受部92が押し下げられ、当該パッド受部92に連結される第2撓み部94の凸部95によって感圧スイッチ3のスイッチ部位が押圧される。
 このとき、第2撓み部94は撓んでおり、感圧スイッチ3に対するシートクッション50からの押圧力は、第1撓み部93の反発力と第2撓み部94の反発力とによって緩和される。
 このように押圧部材90は、感圧スイッチ3のスイッチ部位がオンしたときの変形量に比べて、当該スイッチ部位がオンしたときのシートクッション下面の位置よりも下方にシートクッション下面が位置しているときの変形量のほうが大きいものとなっている。
 図9は押圧部材90における変化の着目点を示す図であり、図10は押圧部材90における着目点での変位量と絶対位置との関係を示すグラフである。なお、図9におけるP1はパッド受部92の上面と押圧部材90の重心を通る鉛直線との交点を示し、P2は第2撓み部94及び凸部95の境界面と押圧部材90の重心を通る鉛直線との交点を示している。また、図10におけるグラフの横軸はP1、P2における変位量を示し、縦軸は土台部91の下面からの高さを示している。また、グラフ中の破線はP1の変化を示し、一点鎖線はP2の変化を示している。
 図9及び図10に示すように、感圧スイッチ3のスイッチ部位がオンするまでは主に第1撓み部93が撓んでいくので、P1の変位量の増加に応じてP1及びP2がともに低くなっていく。一方、感圧スイッチ3のスイッチ部位がオンした以降は第1撓み部93及び第2撓み部94の双方が撓んでいくので、P1の変位量の増加に応じてP1だけが低くなっていく。
 すなわち、シートクッション下面が下方に変位する単位変位量あたりにおける押圧部材90の一部の変形量は、感圧スイッチ3のスイッチ部位がオンするまでの第1段階よりも、感圧スイッチ3のスイッチ部位がオンした以降の第2段階のほうが大きいことが分かる。
 押圧部材90がこのような変形量となる理由は、感圧スイッチ3のスイッチ部位がオンするまではおおむね第1撓み部93だけがクッションとして作用し、当該感圧スイッチ3のスイッチ部位がオンした以降は第1撓み部93及び第2撓み部94の双方がクッションとして作用するからである。
 図11は、感圧スイッチ3のスイッチ部位がオンする様子を示す断面図である。図11に示すように、本実施形態のシートクッション50に人が着座すると、感圧スイッチ3には荷重による圧力が加わり(矢印参照)、押圧部材90のパッド受部92によって感圧スイッチ3の第2絶縁シート21が下方に押圧される。第2絶縁シート21は可撓性を有しているため、スペーサ30の開口31に入り込むように撓むことで、開口31を介して互いに対向する第1電極12と第2電極22とが接触する。こうして感圧スイッチ3がオンとなる。
 このように本実施形態の押圧部材90の場合、シートクッション50の下面が下方に変位する単位変位量あたりにおける押圧部材90の一部の変形量は、感圧スイッチ3がオンするまでの第1段階よりも、感圧スイッチ3がオンした以降の第2段階のほうが大きい。
 このため、押圧部材90は、シートクッション50の下面が大きく下方に変位したとしても、そのシートクッション50の下面から感圧スイッチ3に加わる荷重による圧力を、当該感圧スイッチ3がオンするまでの第1段階と感圧スイッチ3がオンした以降の第2段階とで同程度とすることができる。
 したがって、例えば正常範囲よりも重い体重を有する人が着座する場合等のように、過度の押圧力がシートクッション50から加えられたとしても、感圧スイッチ3に対するシートクッション50からの荷重による押圧力を緩和することができる。
 この結果、本実施形態の荷重検出装置によれば、支柱6の長さに応じて凹部51の凹部天面F2に押圧される感圧スイッチ3の感度を安定的に得るのみならず、押圧部材90によっても感圧スイッチ3の感度を安定的に得ることができる。
 なお、押圧部材90は、シートクッション50の下面から加わる圧力により変形して感圧スイッチを押すものであって、当該下面が下方に変位する単位変位量あたりにおける押圧部材90の一部の変形量が、感圧スイッチ3のスイッチ部位がオンするまでの第1段階よりも、当該スイッチ部位がオンした以降の第2段階のほうが大きいものであれば、本実施形態における構造以外の押圧部材が適用可能である。また、第1実施形態と同様にプレート5において感圧スイッチ3が配置される配置面とは逆側の面にフェルトシート7を設けてもよい。
 (3)他の実施形態
 以上、第1実施形態~第3実施形態が一例として説明された。しかしながら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、上記実施形態では、シートクッション50の下面に設けられる凹部51の空間内に配置される感圧スイッチ3と、当該凹部51の凹部天面F2とは離間された。しかしながら、凹部51の凹部天面F2に感圧スイッチ3が接触状態にあっても良い。
 また上記実施形態では、シートクッション50の下面に設けられる凹部51において、当該凹部51の開口面に沿った方向の断面形状が特に定められていなかった。しかしながら、例えば図12に示すように、凹部51における開口面に沿った方向の断面形状が円形状とされても良い。シートクッション50の下面に凹部51を設ける場合、シートクッション50の耐久性等から極力凹部51を小さくする必要がある。一方、荷重が印加された場合のシートクッション50の凹部天面F2の感圧スイッチ3側への撓み量は、シートクッション50の凹部天面F2の面積が一定の場合、凹部天面F2の形状が円形の場合に最大となる。したがって、凹部51における開口面に沿った方向の断面形状が円形状とされることで、凹部51を小さくしてシートクッション50の耐久性を向上させながらも大きな押圧力を感圧スイッチ3に与えることができる。ただし、凹部51における開口面に沿った方向の断面形状を円形状とすることが必須の条件となるものではない。
 また上記実施形態では、シートクッション50の下面に設けられる凹部51の位置が特に定められていなかった。しかしながら、例えば図12に示したように、シートクッション50の下面のうち、当該シートクッション50の左右方向の中心を通る中心線LNを基準としてシートクッション50の左方向側に偏在するように凹部51が設けられていても良い。なお、図12に示す例では、中心線LNを基準としてシートクッション50の左方向側に偏在して凹部51が設けられているが、当該中心線LNを基準としてシートクッション50の右方向側に偏在して凹部51が設けられていても良い。
 人が正規着座したときにシートクッション下面が受ける荷重のなかで最も大きい部位となるヒップポイントHPは中心線LNを基準としてシートクッション50の左方向側及び右方向側に位置する。なお、上述したように、「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し、「ヒップポイント」とは、臀部において最も下側に出ている部位を意味する。
 したがって、凹部51がシートクッション50の左右方向の中心を通る中心線LNを基準としてシートクッション50の左方向側又は右方向側に設けられた場合、凹部51の凹部天面F2に押圧される感圧スイッチ3の感度を安定的に得ながらもより大きな押圧力を感圧スイッチ3に与えることができる。
 特に、正規着座する人のヒップポイントHPに凹部51の開口面が重なる状態で、当該凹部51が設けられていると良い。このように凹部51がシートクッション50に設けられた場合、より一段大きな押圧力を感圧スイッチ3に与えることができる。ただし、シートクッション50の下面に設けられる凹部51の位置を定めることが必須の条件となるものではない。
 また上記実施形態では、感圧スイッチ3におけるスイッチ部位の数が1つとされた。しかしながら、感圧スイッチ3におけるスイッチ部位の数は2以上であっても良い。
 このような感圧スイッチ3の構造は上記実施形態ではメンブレン式の構造とされた。すなわち、感圧スイッチ3は、一対の絶縁シート11,21と、当該一対の絶縁シート11,21の間に介在するシート状のスペーサ30と、当該スペーサ30の開口31を介して互いに対向するように絶縁シート11,21に設けられる電極12,22とを有する。
 しかしながら、例えば、図13に示す感圧スイッチ130が適用可能である。この感圧スイッチ130は、上記実施形態の可撓性を有する第1絶縁シート11に代えて可撓性を有しない絶縁性の基板141を有し、フォームパッド40が省略される。また、感圧スイッチ130は、上記実施形態の可撓性を有する第2絶縁シート21に代えて金属シート142を有する。この金属シート142では、スペーサ30の開口31を介して第1電極12と対向する部位が第2電極22になっており、当該金属シート142が第2電極22を兼ねている。このような感圧スイッチ130が適用されても上記実施形態と同様の効果を奏する。なお、基板141が金属シートとされても良い。
 また、上記実施形態において、絶縁シート11又は絶縁シート21のスペーサ30側とは反対側の面に電極12,22と重なるように金属シートを設けてもよい。
 別例として、上述の感圧スイッチ3又は130におけるシート状のスペーサ30をコイルばねに代替した構造を有する感圧スイッチや、タクト式の構造を有する感圧スイッチなど、メンブレン式の構造以外の構造を有する感圧スイッチが適用されても良い。
 要するに、荷重の有無に応じてオンオフする構造を有する感圧スイッチが適用可能である。
 また上記第1実施形態では、板状のプレート5と、当該プレート5において互いに対向する端部に連結される板状の1対の支柱6とでスイッチ支持部2が構成された。しかしながら、図13に示すスイッチ支持部120が適用されても良い。
 このスイッチ支持部120は、感圧スイッチ130を収容するハウジング121と、当該ハウジング121の収容空間を覆う蓋部材であってハウジング121に対して着脱自在のハウジングカバー122とを有する。
 ハウジングカバー122の内壁の所定部位には、ハウジング121に装着した場合にそのハウジング121の収容空間に収容される感圧スイッチ130のスイッチ部位を押圧するスイッチ凸部123が設けられる。
 また、ハウジングカバー122の外壁における互いに対向する部位には1対の支柱124が設けられ、当該支柱124がシートクッション50の凹部天面F2に固定される。これら支柱124は、上記実施形態と同様に、スイッチ凸部123によって感圧スイッチ130のスイッチ部位がオンするまで変形しない剛性を有する。ここで、支柱124は第1実施形態~第3実施形態と同様に、感圧スイッチ130のスイッチ部位がオンするまで実質的に変形しなければよく、感圧スイッチ130のスイッチ部位がオンするまでに、支柱124が変形することにより、感圧スイッチ130のスイッチ部位のスイッチ動作に影響を及ぼさない剛性であればよい。少なくとも支柱124の剛性は、金属シート142の剛性よりも高い。
 なお、1対の支柱124は、図13に示す例では、ハウジング121と別の部材とされているが、当該1対の支柱124とハウジング121とが一体に形成されていても良い。また、スイッチ凸部123は、図13に示す例では、ハウジングカバー122と別の部材とされているが、スイッチ凸部123とハウジングカバー122とが一体に形成されていても良い。
 また上記第1実施形態では、シートクッション50に固定される1対の支柱6と連結するプレート5に感圧スイッチ3が配置されており、当該1対の支柱6にプレート5を通じて感圧スイッチ3が間接的に支持された。一方、第2実施形態では、スイッチ支持部2のプレート5が省略されるとともに、シートクッション50に固定される1対の支柱6の下端に設けられており、当該1対の支柱6に感圧スイッチ3が直接的に支持された。
 しかしながら、1対の支柱6を組として、感圧スイッチ3を囲むように複数組の支柱6が配置されていても良い。同様に、上述の1対の支柱124を組として、ハウジングカバー122の外壁を囲むように複数組の支柱124が配置されていても良い。なお、複数組の支柱6,124が連結されて管状になっていても良い。
 要するに、シートクッション50に固定される少なくとも1対の支柱6が感圧スイッチ3を支持していれば良い。
 上記実施形態では、弾性凸部71をピン先端に有するスナップフィットピン70がシートクッション50の孔52に嵌め込まれ、当該孔52の縁部位に弾性凸部71が引っ掛けられることで、シートクッション50に支柱6が固定された。しかしながら、シートクッション50に支柱6を固定する部材はスナップフィットピン70に限定されない。例えば、シートクッション50の孔52の内径よりも大きい外径を有する圧入ピンが適用可能である。この圧入ピンが適用された場合、シートクッション50の孔52に嵌め込まれる圧入ピンと、当該孔52の内壁との摩擦力によってシートクッション50に支柱6が固定される。あるいは、ピンの外周面に螺旋状の突起を有するねじピンが適用可能である。このねじピンが適用された場合、シートクッション50の孔52に嵌め込まれるねじピンの突起が孔の内壁にはまり込むことで、シートクッション50に支柱6が固定される。要するに、シートクッション50に形成される孔52に嵌め込まれる嵌込部材が適用可能である。
 上記実施形態では、シートクッション50に固定される支柱6と、当該シートクッション50に形成される孔52に嵌め込まれる嵌込部材としてのスナップフィットピン70とが別々の部材とされたが、当該支柱と嵌込部材とが一体に成形されていても良い。
 上記実施形態では、当該プレート5において感圧スイッチ3が配置される配置面とは逆側の面にフェルトシート7が設けられた。しかしながら、フェルトシート7に代えてゴムシートなどが適用されても良い。また、形状がシート状でなくても良い。要するに、プレート5とそのプレート5の下方に配置される部材との衝撃を緩和する緩衝部材が適用可能である。
 また上記実施形態では、シートクッション50を載置する載置部材として複数本のばね60が適用された。しかしながら、複数本のばね60に代えて、シートクッション50用の箱状の台座であるシートパンや燃料タンク等の車体の一部が載置部材として適用されても良い。
 なお、荷重検出装置1又は100における各構成要素は、第1実施形態、第2実施形態及び他の実施形態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、本発明の荷重検出装置は、シートクッション50の下面に設けられる凹部の空間内に配置され、荷重を検出する限り利用可能性がある。上記実施形態では車両の座席のシートクッション50の下面に設けられる凹部の空間内に配置され、人の着座による荷重を検出したが、例えば、荷重検出装置は、介護用ベッド等のシートクッションの下面に設けられる凹部の空間内に配置され、ベッド等の上の人の存在の有無を検出してもよい。
 1・・・荷重検出装置
 2,120・・・スイッチ支持部
 3,130・・・感圧スイッチ
 5・・・プレート
 6,124・・・支柱
 7・・・フェルトシート
 10・・・第1電極シート
 20・・・第2電極シート
 30・・・スペーサ
 40・・・フォームパッド
 50・・・シートクッション
 51・・・凹部
 52・・・孔
 60・・・ばね
 70・・・スナップフィットピン

Claims (7)

  1.  シートクッションの下面に設けられる凹部の空間内に配置される荷重検出装置であって、
     前記凹部内において前記シートクッションの座面に対向する凹部天面から下方に延在するように、前記シートクッションに固定される少なくとも1対の支柱と、
     前記支柱に支持され、前記凹部天面に押圧される感圧スイッチと
    を備え、
     前記凹部天面に押圧される前記感圧スイッチの少なくともスイッチ部位は、前記1対の支柱の間に配置され、
     前記支柱は、前記スイッチ部位がオンするまで変形しない剛性を有する
    ことを特徴とする荷重検出装置。
  2.  前記支柱は、前記凹部天面から前記シートクッションに形成される孔に嵌め込まれる嵌込部材によって固定される
    ことを特徴とする請求項1に記載の荷重検出装置。
  3.  前記支柱に連結され、前記感圧スイッチが配置されるプレート
    をさらに備え、
     前記プレートは、前記シートクッションを載置する載置部材と離間される
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の荷重検出装置。
  4.  前記プレートは、前記感圧スイッチがオンしたときにも前記載置部材と離間される
    ことを特徴とする請求項3に記載の荷重検出装置。
  5.  前記プレートのうち前記凹部天面に対向する面とは逆の面側に設けられ、前記載置部材と前記プレートとの衝撃を緩和する緩衝部材
    をさらに備えることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の荷重検出装置。
  6.  前記凹部は、当該凹部における開口面に沿った方向の断面形状が円形状とされる
    ことを特徴とする請求項1~請求項5いずれか1項に記載の荷重検出装置。
  7.  前記シートクッションは座席装置におけるシートクッションであって、
     前記凹部は、前記シートクッションの左右方向の中心を通る中心線を基準として前記シートクッションの左方向側又は右方向側に設けられる
    ことを特徴とする請求項6に記載の荷重検出装置。
PCT/JP2016/062421 2015-04-20 2016-04-19 荷重検出装置 WO2016171143A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017514142A JP6405456B2 (ja) 2015-04-20 2016-04-19 荷重検出装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015086063 2015-04-20
JP2015-086063 2015-04-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016171143A1 true WO2016171143A1 (ja) 2016-10-27

Family

ID=57144554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/062421 WO2016171143A1 (ja) 2015-04-20 2016-04-19 荷重検出装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6405456B2 (ja)
WO (1) WO2016171143A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3549818A1 (de) * 2018-04-03 2019-10-09 I.G. Bauerhin GmbH Fahrzeugsitz mit einer sensoreinheit zur sitzbelegungserkennung
WO2019194125A1 (ja) * 2018-04-03 2019-10-10 テイ・エス テック株式会社 シートへのセンサーの配置構造及び車両用シート
JP2019182005A (ja) * 2018-04-03 2019-10-24 テイ・エス テック株式会社 シートへのセンサーの配置構造及び車両用シート
JP2019182329A (ja) * 2018-04-16 2019-10-24 テイ・エス テック株式会社 シートへのセンサーの配置構造及び車両用シート
JP2020032870A (ja) * 2018-08-30 2020-03-05 アイシン精機株式会社 着座センサ

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013224121A (ja) * 2012-04-23 2013-10-31 Fujikura Ltd 着座センサユニット及び座席装置
JP2014084069A (ja) * 2012-10-26 2014-05-12 Fujikura Ltd 乗員検知装置
JP2014159184A (ja) * 2013-02-19 2014-09-04 Aisin Seiki Co Ltd シート装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013224121A (ja) * 2012-04-23 2013-10-31 Fujikura Ltd 着座センサユニット及び座席装置
JP2014084069A (ja) * 2012-10-26 2014-05-12 Fujikura Ltd 乗員検知装置
JP2014159184A (ja) * 2013-02-19 2014-09-04 Aisin Seiki Co Ltd シート装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3549818A1 (de) * 2018-04-03 2019-10-09 I.G. Bauerhin GmbH Fahrzeugsitz mit einer sensoreinheit zur sitzbelegungserkennung
WO2019194125A1 (ja) * 2018-04-03 2019-10-10 テイ・エス テック株式会社 シートへのセンサーの配置構造及び車両用シート
JP2019182005A (ja) * 2018-04-03 2019-10-24 テイ・エス テック株式会社 シートへのセンサーの配置構造及び車両用シート
JP7121259B2 (ja) 2018-04-03 2022-08-18 テイ・エス テック株式会社 シートへのセンサーの配置構造及び車両用シート
JP2019182329A (ja) * 2018-04-16 2019-10-24 テイ・エス テック株式会社 シートへのセンサーの配置構造及び車両用シート
JP2020032870A (ja) * 2018-08-30 2020-03-05 アイシン精機株式会社 着座センサ

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2016171143A1 (ja) 2018-02-08
JP6405456B2 (ja) 2018-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6405456B2 (ja) 荷重検出装置
JP5587477B1 (ja) 座席装置
JP5646642B2 (ja) 座席装置、及び、それに用いる着座センサの配置方法
JP6453093B2 (ja) 乗物用シート
US9776530B2 (en) Vehicle seat suspension mat
US9428080B2 (en) Seat occupancy sensor unit for seat with spring suspension or seat pan
JP2014084069A (ja) 乗員検知装置
JP5243639B1 (ja) 座席装置
JP5635118B2 (ja) 着座センサ、及び、それを用いた座席装置
CN104507741A (zh) 特别是用于车座的座椅悬挂垫
JP2017196980A (ja) 乗員検知装置
JP2012108113A (ja) 着座センサ、及び、それを用いた座席装置
JP5930682B2 (ja) 座席装置
JP6698151B2 (ja) 荷重検知装置
JP2014159184A (ja) シート装置
JP5844211B2 (ja) 着座センサユニット及び座席装置
JP2012106724A (ja) 着座センサ、及び、それを用いた座席装置
JP2016088467A (ja) 着座検知センサ
JPWO2014017563A1 (ja) 座席装置
JP2016144985A (ja) 乗物用シート
WO2015030200A1 (ja) 座席装置
JP6434330B2 (ja) 乗物用シート
JP5878070B2 (ja) 着座センサ及び座席装置
CN107650740B (zh) 载荷检测传感器单元
JP5844209B2 (ja) 座席装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16783164

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017514142

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16783164

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1