JP2012225880A - 着座荷重検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】着座荷重検出装置が曲げられて車両用シートクッションに配置される場合でも、乗員の着座状態を正しく検出する着座荷重検出装置を提供する。
【解決手段】複数の感圧スイッチ２０を構成する複数の被接離部が所定間隔を空けて形成されるとともに該被接離部間を接続するスイッチ配線が形成された第１フィルムと、第１フィルムと対向配置され、前記感圧スイッチ２０を構成し被接離部を夫々接離する複数の接離部が形成された第２フィルムと、第１及び第２フィルムの間に配置され、複数の感圧スイッチに対向する位置に夫々貫通穴３０が形成されるとともに、各貫通穴３０に連通して大気に連通する空気通路３２が形成された離隔部材と、着座荷重検出装置が着座面に湾曲して取り付けられる湾曲部と該湾曲部に対して最も近くに位置する感圧スイッチ２０との間に、第１及び第２フィルム間に生じる歪を吸収する逃げ穴３４を離隔部材に設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両のシートに設置して乗員の着座荷重を検出する装置に関する。

従来、自動車に装備されたシートベルトやエアバッグ等の各種安全装置の性能を向上させるため、シートに乗員が着座している状態を検知してこれらの安全装置をコントロールする場合がある。しかし、シートには人が着座する以外に荷物が置かれることもあり、人を荷物と区別して正しく判定することは、安全装置を正しく作動させるために極めて重要である。

このような乗員の着座状態を検知するのに適するものとして、薄くて可撓性があるメンブレンスイッチが考えられ、そのようなメンブレンスイッチを使用した着座センサが特許文献１に開示されている。この着座センサは、直線状に形成された第一フィルムと、第一フィルムと同形状に形成され、第一フィルムに対向して配置される第二フィルムと、第一フィルムと第二フィルムとの間に対向して且つ離隔して配置され、荷重を受けた場合に当接して導通する２つのセンサセルのセンサ電極（接離部及び被接離部）と、第一フィルムと第二フィルムとの間に配置され、センサ電極に導通する導通部における導通電極と、第一フィルムおよび第二フィルムの端部に結合され、導通電極を介してセンサ電極に導通されるコネクタとが記載されている。そして、この着座センサを車両前後方向および車両左右方向に対して斜めの方向を向くように座面に配置し、乗員が正しい姿勢で着座した場合に、乗員の臀部に当たる部分に二つのセンサセル（感圧スイッチ）が配置されることが記載されている。

特開２００８−１５７９１４号公報

しかし、シートクッションの意匠で、二つのセンサセル（感圧スイッチ）の間若しくはセンサセル付近に車両の横方向に延在するラインがある場合には、センサについては溝の形状に這わせて配置する必要があり、図１６に示すように、直線上の着座センサについてはシートクッション１０２に抜け穴１０４を設け、その抜け穴１０４部分よりメンブレンスイッチ１０６の基端部１０８とコネクタ１１０とを通して配置される場合が多い。この場合にはメンブレンスイッチ１０６の本体部は曲げられた状態で配置され、複数のフィルムが重ねられて形成されたメンブレンスイッチ１０６の曲げられた外側のフィルム（第２フィルム）１１２と内側のフィルム（第１フィルム）１１４との間で周長差が生じてしまう。そのため、セル部（感圧スイッチ）１１６にも曲げによる応力の歪が波及し、例えば感圧スイッチ１１６の第１フィルム１１４側が膨らんでしまい対向して電通させるフィルム間の距離や形状が変化する。そのため、センサがＯＮしなかったり、所期の荷重より大きな荷重でＯＮしたりして、乗員の適正な荷重が検出できないという問題があった。

本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、着座荷重検出装置が曲げられて車両用シートクッションに配置される場合でも、乗員の着座状態を正しく検知する着座荷重検出装置を提供するものである。

上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、乗員の着座を検知する感圧スイッチを構成する複数の被接離部が所定間隔を空けて形成されるとともに該被接離部間を接続するスイッチ配線が形成された帯状の第１フィルムと、前記第１フィルムと対向配置され、前記感圧スイッチを構成し前記被接離部にそれぞれ接離する複数の接離部が形成された帯状の第２フィルムと、前記第１フィルム及び第２フィルムの間に配置され、前記複数の感圧スイッチに対向する位置に夫々貫通穴が形成されるとともに、前記各貫通穴に連通して大気に連通する空気通路が形成された離隔部材と、を備えた着座荷重検出装置であって、前記着座荷重検出装置が車両用シートの着座面に湾曲して取り付けられる湾曲部と該湾曲部に対して最も近くに位置する前記感圧スイッチとの間に、前記第１フィルム及び第２フィルム間に生じる周長差による歪を吸収する逃げ穴を、前記離隔部材に設けることである。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記逃げ穴が、第１及び第２フィルムの少なくとも一方に形成された連通穴、又は前記空気通路に連通していることである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記逃げ穴は、前記離隔部材のみに設けられ、前記第１及び第２フィルムにより閉塞されていることである。

請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記逃げ穴の前記着座荷重検出装置の長手方向に沿った長さが、前記貫通穴の前記着座荷重検出装置の長手方向に沿った長さよりも長いことである。

請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至４のいずれか１項において、前記逃げ穴の前記着座荷重検出装置の幅方向に沿った長さが、前記着座荷重検出装置の幅寸法の半分以上であることである。

請求項１に係る発明によると、第１フィルム及び第２フィルムと両フィルムの間に配設された離隔部材とから主に形成された着座荷重検出装置が、車両用シートに湾曲して取り付けられると、湾曲したときに内側となるフィルムと外側となるフィルムとの間に周長差が生じる。そのため、従来は第１フィルムと第２フィルムとが離隔部材に接着されていない貫通穴に対応する被接離部及び接離部において、第１フィルム及び第２フィルムのいずれか又は両方が、互いに離間する方向に膨らむか、互いに接近する方向に縮む等の歪が生じる。しかし、本件発明においては、湾曲部の最も近くに位置する感圧スイッチと湾曲部との間に離隔部材に逃げ穴を設け、逃げ穴が前述の歪を吸収するので、感圧スイッチの被接離部と接離部との離間距離が前記歪によって変化することを防止できる。これによって、着座荷重検出装置が湾曲されて配置された場合にも、乗員の着座荷重を高い精度で検出することができる。

請求項２に係る発明によると、逃げ穴が、空気通路に連通している場合は、当該逃げ穴が空気通路を介して大気に連通して密封されることがないので、前記逃げ穴における第１フィルム及び第２フィルムが容易に屈曲することが可能となり、前記歪を吸収する機能を維持することができる。そして、空気通路は第１フィルム及び第２フィルムで覆われた離隔部材に形成されているので、逃げ穴から感圧スイッチ側に水分が浸入することを防止することができる。逃げ穴が、第１フィルム及び第２フィルムに設けられた連通穴に連通している場合にも、連通穴を介して大気に連通して密封されることがないので、前記逃げ穴における第１フィルム及び第２フィルムが容易に屈曲することが可能となり、前記歪を吸収する機能を維持することができる。この場合空気通路は、前記逃げ穴を迂回して形成することで前記感圧スイッチ側に水分が浸入することを防止することができる。

請求項３に係る発明によると、逃げ穴は第１及び第２フィルムにより閉塞されているため、空気通路と連通しかつ貫通穴と近接する位置に逃げ穴を形成しても、貫通穴内に水等の異物が浸入してしまうことがない。よって、逃げ穴の形成位置の自由度を確保しつつ、感圧スイッチの機能低下を防止することができる。

請求項４に係る発明によると、逃げ穴の着座荷重検出装置の長手方向に沿った長さが、貫通穴の該長手方向に沿った長さよりも長いことから、従来では貫通穴で生じるはずであった長手方向の前記歪のほとんどを逃げ穴で吸収することができる。

請求項５に係る発明によると、逃げ穴の着座荷重検出装置の幅方向に沿った長さが、着座荷重検出装置の幅寸法の半分以上であることから、前記湾曲部側から前記感圧スイッチ側に伝播される前記歪を前記逃げ穴で充分に吸収して、感圧スイッチに対する前記歪の影響を減少させることができる。

本発明に係る着座荷重検出装置を車両用シートクッションの配置した状態を示す図。 図１におけるII-II断面を示す図。 着座荷重検出装置の下面図。 着座荷重検出装置の側面図。 第１フィルムの一部を拡大して示す図。 離隔部材の一部を拡大して示す図。 第２フィルムの一部を拡大して示す図。 感圧スイッチの断面図。 着座荷重検出装置が湾曲されて車両用シートに配置された状態を示す図。 別例の第１フィルムの一部を拡大して示す図。 別例の離隔部材の一部を拡大して示す図。 別例の第２フィルムの一部を拡大して示す図。 別例の感圧スイッチの断面図。 同じ別例の逃げ穴部分の部分平面図。 別例の逃げ穴の断面図。 従来における着座検出装置が湾曲されて車両用シートに配置された図。

（実施例）
以下、本発明に係る着座荷重検出装置を車両用シートに実施した実施形態について図面を参照して説明する。図１には独座用の車両用シートのシートクッション２の座面を示す平面図が描かれている。図１における上方をシートクッション２の前方、同下方をシートクッション２の後方、同右方をシートクッション２の右方、同左方をシートクッション２の左方として示す。

シートクッション２は、図１及び図２に示すように、ウレタン等から構成されるパッド部材４とパッド部材４の着座側表面を覆うように装着される布製（又は皮革製等）の表皮部材（図略）とを備えている。シートクッション２のパッド部材４の上面には左右方向に延在する凹溝８が陥没形成されている。パッド部材４の座面の後方中央部には、パッド部材４の上面から下面に貫通する着座荷重検出装置１０の基端部が挿入される挿入穴１２が形成されている。

着座荷重検出装置１０は、対となった第１フィルム１４と第２フィルム１６とを離隔部材としての絶縁スペーサ１８を介して重合することにより形成されるメンブレンスイッチ１９から主に構成される。メンブレンスイッチ１９は、図３及び図４に示すように、細長い帯状に形成されている。メンブレンスイッチ１９には２つずつ組となった４つの感圧スイッチ２０と感圧スイッチ２０の間を連結する導通部２２と導通部２２の端部に設けられたコネクタ部２４とを有している。

第１フィルム１４は、例えば厚さ０．１ｍｍのＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）製で、図５に示すように、コネクタ部２４のプラス及びマイナスの電極に夫々導通するスイッチ配線２６が略平行に印刷等で形成されている。第１フィルム１４の感圧スイッチ２０に対応する箇所は幅広に形成され、幅広に形成された箇所には各々一方のスイッチ配線２６に導通する一対の円形の被接離部２８が印刷等で形成されている。

絶縁スペーサ１８は、例えば０．１５ｍｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製で、図６に示すように、感圧スイッチ２０に対応する部分に厚み方向に貫通する円形の貫通穴３０が夫々設けられている。各貫通穴３０の側壁には幅方向の寸法が０．１５ｍｍの空気通路３２が開口し、空気通路３２は第１フィルム１４又は第２フィルム１６に穿設された図略の通気口につながって大気と連通するようになっている。コネクタ部２４に一番近くに位置する貫通穴３０のコネクタ部２４側には長方形状に貫設された逃げ穴３４が形成されている。逃げ穴３４の絶縁スペーサ１８の長手方向の長さ（直径）は、例えば貫通穴３０の該長手方向の長さが１１．５ｍｍのときに１２．０ｍｍに設定される。また、逃げ穴３４の絶縁スペーサ１８の幅方向の長さは、例えば絶縁スペーサ１８の幅が１３．０ｍｍのときに７．０ｍｍに設定される。

なお、ここで述べた各数値は、実施の一例を示すものであり各々適宜変更可能である。ちなみに、逃げ穴３４のメンブレンスイッチ１９の長手方向に沿った長さは、貫通穴３０のメンブレンスイッチ１９の長手方向に沿った長さよりも長く設定されていることが好ましい。また、逃げ穴３４のメンブレンスイッチ１９の幅方向に沿った長さは、メンブレンスイッチ１９の幅寸法の半分以上の長さに設定されていることが好ましい。

第２フィルム１６は、図７に示すように、第１フィルム１４と同形状に形成され、感圧スイッチ２０に対応する部分には導通材からなる円形の接離部３６が印刷等で形成されている。

これらの第１フィルム１４、第２フィルム１６及び絶縁スペーサ１８は外部から水分等が浸入しないように例えば粘着剤や超音波溶着等によって重ね合わせて接着されている。このようにフィルム等が重ね合わせて接着されることにより、各貫通穴３０は第１フィルム１４の被接離部２８と第２フィルム１６の接離部３６とを接離・離間させる空間を形成する。第１フィルム１４に配された円形状の被接離部（下方電極）２８と、第２フィルム１６に配された円形状の接離部（上方電極）３６とが、貫通穴３０を挟んで同心上に対向するように設けられ、感圧スイッチ２０において厚み方向の荷重が加わると、接離部３６と被接離部２８とが接触してオンされ、この接触によって流れる電流を検知するようになっている。感圧スイッチ２０は基端側と先端側と夫々直列する２つの感圧スイッチ２０で構成される感圧スイッチ２０の組２０ａ，２０ｂを備え、感圧スイッチの組２０ａ，２０ｂは、組としてスイッチ配線２６に並列に配置されている。

メンブレンスイッチ１９の基端部には外部出力部３８が設けられている。外部出力部３８は感圧スイッチ２０で検出された荷重を出力するものであり、出力電極が形成されている。この外部出力部３８にはコネクタが接続されてコネクタ部２４を構成する。コネクタ部２４は乗員の着座状態を判断する図略のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）に連結されている。

メンブレンスイッチ１９の基端部が、図１及び図２に示すように、パッド部材４の挿入穴１２に挿入され、基端部がシートクッション２の裏面において図略のフレームに固定された場合には、逃げ穴３４からコネクタ部２４側に移動した位置が下方に湾曲されて湾曲部４０が形成される。また、メンブレンスイッチ１９の基端部側の感圧スイッチ２０の組２０ａと先端部側の感圧スイッチ２０の組２０ｂとの間は保持具４２が設けられ、保持具４２によりメンブレンスイッチ１９が曲げられて凹溝８に挿入された場合に該凹溝８内で固定されるようになっている。なお、凹溝に挿入される場合にもメンブレンスイッチ１９は湾曲されるが、凹溝８の出入口と奥部とで湾曲されることで、第１フィルム１４と第２フィルム１４との湾曲による周長差が相殺されるため、感圧スイッチ２０の作動に影響を与える歪を生じさせない。

上記のように構成された着座荷重検出装置１０では、図９に示すように、メンブレンスイッチ１９の基端部がパッド部材４の挿入穴１２に挿入され、基端部がシートクッション２の裏面において固定された場合には、第２フィルム１６に対して第１フィルム１４が円弧の外側になった湾曲部４０が形成される。そのため、第１フィルム１４と第２フィルム１６との間で周長差が生じ、長手方向に第２フィルム１６が圧縮されるとともに第１フィルム１４が伸長されて歪が発生する。しかし、湾曲部４０に一番近い感圧スイッチ２０のすぐ隣には、第１フィルム１４と第２フィルム１６との間に接着された絶縁スペーサ１８に逃げ穴３４が形成されている。この逃げ穴３４の部分では、第１フィルム１４と第２フィルム１６との接着がないため、図９に示すように、例えば逃げ穴３４のところで圧縮された第１フィルム１４が膨らんで歪を吸収する。そのため、従来のように感圧スイッチ２０において、前記歪によって対向する接離部３６と被接離部２８との離間距離を変化させたり当該フィルム１４，１６自体を変形させたりすることがない。そして、作動においては、感圧スイッチ２０の組である２０ａ又は２０ｂの一方若しくは両方が同時にＯＮされたときにスイッチ配線２６に電流が流れて着座検出信号が出力される。そのため、荷重の際に接する面積が小さい荷物等により乗員荷重が検出されるのが防止され、この電流による着座検出信号によって、ＥＣＵがシートクッション２上に座っているのが人であると判断すると、例えばエアバック装置の作動を可能にしたり、シートベルトが非装着である旨の警告を発したりする。

上記のように構成された着座荷重検出装置１０によると、第１フィルム１４及び第２フィルム１６と両フィルム１４，１６の間に配設された絶縁スペーサ１８とから主に形成されたメンブレンスイッチ１９が、シートクッション２に湾曲して取り付けられると、湾曲したときに内側となる第１フィルム１４と外側となる第２フィルム１６との間に周長差が生じる。そのため、従来は、図１６に示すように、第１フィルム１１４と第２フィルム１１２とが絶縁スペーサ１８に接着されていない感圧スイッチ１１６において、第１フィルム１１４及び第２フィルム１１２のいずれか又は両方が、互いに離間する方向に膨らむか、互いに接近する方向に縮む等の歪が生じる。しかし、本件発明においては、図９に示すように、湾曲部４０の最も近くに位置する感圧スイッチ２０と湾曲部４０との間に設けられた逃げ穴３４が生じた歪を吸収するので、感圧スイッチ２０の被接離部２８と接離部３６との離間距離が歪によって変化することを防止できる。これによって、着座荷重検出装置１０が湾曲されて配置された場合にも、乗員の着座荷重を高い精度で検出することができる。

また、逃げ穴３４が空気通路３２に連通しており、第１フィルム１４及び第２フィルム１６で覆われた絶縁スペーサ１８の部分に形成されているので、逃げ穴３４より感圧スイッチ２０側に水分が浸入することを防止することができる。また、逃げ穴３４は大気に連通している空気通路３２に連通することで、密封されること無く対向する第１フィルム１４及び第２フィルム１６が容易に屈曲することが可能となり、歪を吸収する機能を高い状態で維持することができる。

また、逃げ穴３４は第１及び第２フィルム１４，１６により閉塞されているため、空気通路３２と連通しかつ貫通穴３０と近接する位置に逃げ穴３４を形成しても、貫通穴３０内に水等の異物が浸入してしまうことがない。よって、逃げ穴３４の形成位置の自由度を確保しつつ、感圧スイッチ２０の機能低下を防止することができる。

また、逃げ穴３４のメンブレンスイッチ１９の長手方向に沿った長さが、感圧スイッチ２０における貫通穴３０の該長手方向に沿った長さよりも長いことから、従来では貫通穴３０で生じるはずであった長手方向の歪のほとんどを逃げ穴３４が吸収することができる。

また、逃げ穴３４のメンブレンスイッチ１９の幅方向に沿った長さが、メンブレンスイッチ１９の幅寸法の半分以上であることから、湾曲部４０側から感圧スイッチ２０側に伝播される歪を充分に吸収して、感圧スイッチ２０に対する歪の影響を減少させることができる。

なお、上記実施形態においては、メンブレンスイッチ１９を、先端側の一対の感圧スイッチ２０の組２０ｂと基端側の一対の感圧スイッチ２０の組２０ａとを備えるものとし、感圧スイッチ２０の組である２０ａ又は２０ｂの一方か両方が同時にＯＮされたときにスイッチ配線２６に電流が流れて着座検出信号が出力されるものとしたが、これに限定されず、例えば、図１０乃至図１３に示すように、第１フィルム５４には各電極に夫々電通して平行に設けられたスイッチ配線６０と各スイッチ配線６０の感圧スイッチ６２に対応する位置に半月形状に設けられた一対の被接離部６４とが設けられており、第２フィルム５６には被接離部６４に対向する位置に接離部６６が設けられ、接離部６６が被接離部６４に接触すると対となって隣り合う被接離部６４同士を電通させるものでもよい。この構成においても、絶縁スペーサ６８には感圧スイッチ６２に対応する位置に貫通穴７０が設けられ、一番基端部側の貫通穴７０のそばに逃げ穴７２が形成されている。

この実施例では、一つの感圧スイッチ６２がＯＮされれば、着座検出信号が出力される。その他の構成及び作用効果は、先の実施形態と同様である。

また、逃げ穴の形状は、長方形状に限定されず、例えば楕円形、六角形状等であってもよい。

また、図１４及び図１５に示すように、逃げ穴８０は、大気に連通する連通穴８２，８４が第１及び第２フィルム８６，８８に形成されていてもよく、これにより逃げ穴８０が密封されることなく容易に屈曲することが可能となり、この場合には絶縁スペーサ９０に設けられる空気通路９２を逃げ穴８０から迂回して形成することで、感圧スイッチ側に水分が浸入することを防止することができる。

斯様に、上記した実施の形態で述べた具体的構成は、本発明の一例を示したものにすぎず、本発明はそのような具体的構成に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の態様を採り得るものである。

２…シートクッション、１０…着座荷重検出装置、１４…第１フィルム、１６…第２フィルム、１８…離隔部材（絶縁スペーサ）、１９…着座荷重検出装置（メンブレンスイッチ）、２０…感圧スイッチ、２６…スイッチ配線、２８…被接離部、３０…貫通穴、３２…空気通路、３４…逃げ穴、３６…接離部、４０…湾曲部、５４…第１フィルム、５６…第２フィルム、６０…スイッチ配線、６２…感圧スイッチ、６４…被接離部、６６…接離部、６８…離隔部材（絶縁スペーサ）、７０…貫通穴、７２…逃げ穴。

Claims (5)

1. 乗員の着座を検知する感圧スイッチを構成する複数の被接離部が所定間隔を空けて形成されるとともに該被接離部間を接続するスイッチ配線が形成された帯状の第１フィルムと、前記第１フィルムと対向配置され、前記感圧スイッチを構成し前記被接離部にそれぞれ接離する複数の接離部が形成された帯状の第２フィルムと、前記第１フィルム及び第２フィルムの間に配置され、前記複数の感圧スイッチに対向する位置に夫々貫通穴が形成されるとともに、前記各貫通穴に連通して大気に連通する空気通路が形成された離隔部材と、を備えた着座荷重検出装置であって、
   前記着座荷重検出装置が車両用シートの着座面に湾曲して取り付けられる湾曲部と該湾曲部に対して最も近くに位置する前記感圧スイッチとの間に、前記第１フィルム及び第２フィルム間に生じる周長差による歪を吸収する逃げ穴を、前記離隔部材に設ける着座荷重検出装置。
2. 請求項１において、前記逃げ穴が、第１及び第２フィルムの少なくとも一方に形成された連通穴、又は前記空気通路に連通している着座荷重検出装置。
3. 請求項１において、前記逃げ穴は、前記離隔部材のみに設けられ、前記第１及び第２フィルムにより閉塞されている着座荷重検出装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項において、前記逃げ穴の前記着座荷重検出装置の長手方向に沿った長さが、前記貫通穴の前記着座荷重検出装置の長手方向に沿った長さよりも長い着座荷重検出装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項において、前記逃げ穴の前記着座荷重検出装置の幅方向に沿った長さが、前記着座荷重検出装置の幅寸法の半分以上である着座荷重検出装置。

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