(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、で構成され、
前記第１フィルム及び前記離隔部材の基端部に設けられ、前記感圧スイッチにより検出された荷重信号を出力する外部出力部と、
前記感圧スイッチと前記外部出力部との間を導通する導通部と、を備えた着座荷重検出装置であって、
前記導通部は、前記感圧スイッチが車両用シートの着座面に取り付けられるときに湾曲して取り付けられる湾曲部を備え、
前記湾曲部は、前記第２フィルムを除いた前記第１フィルム及び前記離隔部材により構成されており、
前記離隔部材は、前記湾曲部の前記感圧スイッチ側の端部において前記空気通路が開口し、
前記湾曲部の前記感圧スイッチ側の端部から前記外部出力部までの間の前記離隔部材は、前記空気通路が形成されていない中実部材である着座荷重検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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（感圧スイッチ）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（スイッチ配線）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部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が配置されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５７９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、図１６及び図１７に示すように、直線状の着座センサについてはシートクッション１０２に抜け穴（挿入穴）１０４を設け、センサセル１１６はシートクッション１０２の表側である座面に配し、前記抜け穴１０４部分よりメンブレンスイッチ１０６の基端部１０８とコネクタ部１１０とを通し、コネクタ部１１０をシートクッション１０２の裏側に配置する場合が多い。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１フィルム）１１２と内側のフィルム（第２フィルム）１１４との間で周長差が生じてしまう。そのため、センサセル（感圧スイッチ）１１６にも曲げによる応力の歪が波及し、例えばセンサセル１１６の第２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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、着座荷重検出装置において、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、で構成され、前記第１フィルム及び前記離隔部材の基端部に設けられ、前記感圧スイッチにより検出された荷重信号を出力する外部出力部と、前記感圧スイッチと前記外部出力部との間を導通する導通部と、を備えた着座荷重検出装置であって、前記導通部は、前記感圧スイッチが車両用シートの着座面に取り付けられるときに湾曲して取り付けられる湾曲部を備え、前記湾曲部は、前記第２フィルムを除いた前記第１フィルム及び前記離隔部材により構成されており、前記離隔部材は、前記湾曲部の前記感圧スイッチ側の端部において前記空気通路が開口し、前記湾曲部の前記感圧スイッチ側の端部から前記外部出力部までの間の前記離隔部材は、前記空気通路が形成されていない中実部材であることである。
【発明の効果】
【０００９】
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第２フィルムと外側となる第１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。
【００１０】
しかし、本件発明においては、感圧スイッチが車両用シートの着座面に取り付けられるときに湾曲して取り付けられる湾曲部は、第２フィルムを除いた第１フィルム及び離隔部材により構成され、第２フィルムを除いた分厚みが少なくなるので、湾曲部に生じていた周長差が減少する。さらに、湾曲部には第２フィルムがないので、感圧スイッチを構成する第２フィルムには湾曲部による歪が伝播されない。そのため、感圧スイッチにおいて、第１フィルムと第２フィルムとの間で周長差に基づく歪が軽減され、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。
また、離隔部材は、湾曲部において空気通路が形成されていない中実部材であるため、導通部において空気通路からの水分の浸入を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】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２】着座荷重検知装置の平面図。
【図３】着座荷重検出装置のIII-III断面図。
【図４】第１フィルムの一部を拡大して示す下面図。
【図５】離隔部材の一部を拡大して示す平面図。
【図６】第２フィルムの一部を拡大して示す平面図。
【図７】着座荷重検出装置の側断面を示す概念図。
【図８】着座荷重検出装置の回路図。
【図９】別例の着座荷重検出装置の回路図。
【図１０】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。
【図１１】図９の一部を拡大して示す図。
【図１２】別例の着座検出装置の第１フィルムを示す図。
【図１３】別例の着座検出装置の絶縁スペーサを示す図。
【図１４】別例の着座検出装置の第２フィルムを示す図。
【図１５】別例の着座検出装置の感圧スイッチ部分の断面図。
【図１６】従来の着座荷重検出装置の側断面を示す概念図。
【図１７】従来の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。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１３】
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の座面を示す斜視図が描かれている。
【００１４】
シートクッション２は、図１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６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。
【００１５】
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２及び図３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４つの感圧スイッチＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄと、第１フィルム１４において感圧スイッチＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの間を連結する感圧スイッチ間スイッチ配線（スイッチ配線）２０と、一番基端側の感圧スイッチＤと基端部に設けられたコネクタ部２４との間に設けられ、感圧スイッチ・コネクタ部間スイッチ配線（スイッチ配線）２２を備えた導通部２６とを有している。
【００１６】
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４に下面図で示すように、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感圧スイッチ・コネクタ部間スイッチ配線２２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Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応する箇所は略円形で幅広に形成され、幅広に形成された箇所には各々一方の電極に導通するスイッチ配線２０，２２に接続される円形の被接離部２８が印刷等で形成されている。
【００１７】
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５に平面図で示すように、感圧スイッチＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ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の側壁には厚み方向に貫通するとともに幅方向の寸法が０．１５ｍｍの空気通路３２が開口し、空気通路３２は一番基端側の感圧スイッチＤの近傍において、第２フィルム１６の端部に設けられた通気口３３（図７参照）につながって大気と連通するようになっている。通気口３３よりも基端部側の絶縁スペーサ１８は、空気通路３２が設けられていない断面矩形の中実状に形成されている（中実部材）。この中実状の部分により残部３４が構成される。
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。
【００１８】
第２フィルム１６は、図６に平面図で示すように、導通部２６を除いた部分について第１フィルム１４と同形状に形成され、感圧スイッチＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ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。感圧スイッチＡ及び感圧スイッチＣに対応する接離部３６は感圧スイッチ間スイッチ配線２０により電気的に接続され、感圧スイッチＢ及び感圧スイッチＤに対応する接離部３６は感圧スイッチ間スイッチ配線２０により電気的に接続されている。また、感圧スイッチＡＣ間を接続する感圧スイッチ間スイッチ配線２０と、感圧スイッチＢＤ間を接続する感圧スイッチ間スイッチ配線２０とは、接続線３５により電気的に接続されている。また、第２フィルム１６は、図７に示すように、最も基端側の感圧スイッチＤより少しコネクタ部２４側に行ったところで終了し、当該終了位置からコネクタ部２４までは第１フィルム１４と絶縁スペーサ１８とが接着剤が塗布された接着剤層２５で張合わされて形成されている。第２フィルム１６の裏面には粘着材２７が設けられ、シートクッション２のパッド部材４の着座面に感圧スイッチＡ〜Ｄが固定されるようになっている。
【００１９】
また、第２フィルム１６と絶縁スペーサ１８とについても前述の接着剤（接着剤層２５）によって重ね合わせて接着され、第１フィルム、絶縁スペーサ及び第２フィルムの３つが重ね合わされて接着されて、外部から水分等が浸入しないようになっている。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（上方電極）２８と、第２フィルム１６に配された円形状の接離部（下方電極）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Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ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Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、図８に示すように、基端側と先端側と夫々直列する２つの感圧スイッチＡ及び感圧スイッチＣにおける接離部３６と被接離部２８とが同時に接触されたとき、または感圧スイッチＢ及び感圧スイッチＤにおける接離部３６と被接離部２８とが同時に接触されたときにオンされて、電流が検知されるようになっている。そして、感圧スイッチＡ，Ｃ間のスイッチ配線と感圧スイッチＢ，Ｄ間のスイッチ配線とを繋ぐ接続線３５によって、感圧スイッチＡ及び感圧スイッチＤにおける接離部３６と被接離部２８とが同時に接触されたとき、感圧スイッチＢ及び感圧スイッチＣにおける接離部３６と被接離部２８とが同時に接触されたときにも、オンされて電流が検知されるようになっている。
【００２０】
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。
【００２１】
メンブレンスイッチ１９の基端部が、図１０及び図１１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る場合には、最も基端部側の感圧スイッチＤからコネクタ部２４側に少し移動した位置における導通部２６が下方に湾曲されて湾曲部４０が形成される。
【００２２】
この湾曲部４０において、第１フィルム１４は円弧の外側になり伸長され、絶縁スペーサ１８が円弧の内側になり圧縮される。しかし、図１１に示すように、湾曲部４０には第２フィルム１６が設けられていないので、第２フィルム１６が圧縮された絶縁スペーサ１８より受ける圧縮力は小さく、第１フィルム１４と第２フィルム１６との間で周長差による長手方向のずれも極めて小さいものとなる。そのため、感圧スイッチＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおける接離部３６と被接離部２８との間の距離に変動を生じさせることが少なく、正確な荷重の検出をおこなうことができる。
【００２３】
そして、作動においては、図８の回路図に示すように、感圧スイッチＡ及び感圧スイッチＣの組、感圧スイッチＢ及び感圧スイッチＤの組、感圧スイッチＡ及び感圧スイッチＤの組、感圧スイッチＢ及び感圧スイッチＣの組のうちの少なくとも１つの組において、同じ組を構成する感圧スイッチが同時にオンされたときに感圧スイッチ・コネクタ部間スイッチ配線２２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。
【００２４】
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着座荷重検出装置１０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２フィルムと外側となる第１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。
【００２５】
しかし、本件発明においては、感圧スイッチＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄがシートクッション２の着座面に取り付けられるときに湾曲して取り付けられる湾曲部４０は、第２フィルム１６を除いた第１フィルム１４及び絶縁スペーサ１８により構成され、第２フィルム１６を除いた分厚みが少なくなるので、湾曲部４０に生じていた周長差が減少する。さらに、湾曲部４０には第２フィルム１６がないので、感圧スイッチＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを構成する第２フィルム１６には湾曲部４０による歪が伝播されにくい。そのため、感圧スイッチＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおいて、第１フィルム１４と第２フィルム１６との間で周長差に基づく歪が生じるのが防止され、感圧スイッチＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの被接離部２８と接離部３６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１０の導通部２６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。
【００２６】
また、絶縁スペーサ１８は、湾曲部４０において空気通路３２が形成されていない中実部材であるため、導通部２６において空気通路からの水分の浸入を防止することができる。なお、この空気通路３２は、厚さ方向から貫通するものとしたが、これに限定されず、例えば離隔部材の長手方向に連続して貫設された貫通穴でもよい。
【００２７】
なお、上記実施形態においては、感圧スイッチＡ及び感圧スイッチＣの組、感圧スイッチＢ及び感圧スイッチＤの組、感圧スイッチＡ及び感圧スイッチＤの組、感圧スイッチＢ及び感圧スイッチＣの組のうちの少なくとも１つの組において、同じ組を構成する感圧スイッチが同時にオンされたときに感圧スイッチ・コネクタ部間スイッチ配線２２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９の回路図で示すように、感圧スイッチＡ及び感圧スイッチＢの組、感圧スイッチＣ及び感圧スイッチＤの組、感圧スイッチＡ及び感圧スイッチＤの組、感圧スイッチＢ及び感圧スイッチＣの組のうちの少なくとも１つの組において、同じ組を構成する感圧スイッチが同時にオンされたときに感圧スイッチ・コネクタ部間スイッチ配線２２に電流が流れて着座検出信号が出力されるようにしてもよい。これによって、少なくとも隣り合う感圧スイッチが同時にオンされたときに、着座検出信号が出力されるため、検出範囲を容易に調整することが可能となり、検出を予定される人（例えば女性や子供）や物（例えば荷物やチャイルドシート）の大きさや形状に応じて、正確な着座状態を検出することができる。
【００２８】
また、上記実施形態及びその別例のように、感圧スイッチＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの組（例えばＡとＣとで組）のいずれかにおいて、同じ組内の感圧スイッチが同時にＯＮされたときに感圧スイッチ・コネクタ部間スイッチ配線２２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１２乃至図１５に示すように、メンブレンスイッチ５２における第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Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎ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Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎに対応する位置に貫通穴７０が設けられている。メンブレンスイッチ５２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の裏面において図略のフレームに固定される場合には、前述と同様に最も基端部側の感圧スイッチＮから（図略）コネクタ部側に少し移動した位置における（図略）導通部が下方に湾曲されて（図略）湾曲部が形成される。湾曲部は、前述の実施形態と同様に第２フィルムを除いた第１フィルムと絶縁スペーサとが接着剤等により重合されて構成される。
【００２９】
この実施形態では、感圧スイッチＫ，Ｌ，Ｍ，Ｎのいずれか１つが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、前述の実施形態と同様である。
【００３０】
また、メンブレンスイッチは一本の帯状のものに限定されず、例えば感圧スイッチが配置された検出部が二股や三股に分かれたものでもよい。
【００３１】
また、導通部１６は、全体に亘って第２フィルム１６を除いた第１フィルム１４と絶縁スペーサ１８とで構成されるものとしたが、これに限定されず、例えば、導通部のうち取付けられる際に湾曲される部分（湾曲部）だけが、第２フィルム１６を除いた第１フィルム１４と絶縁スペーサ１８とで構成されるものでもよい。
【００３２】
また、導通部２６を残部３４において空気通路３２のない中実部材としたが、これに限定されず、例えば残部において空気通路が設けられていてもよい。
【００３３】
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。
【符号の説明】
【００３４】
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…スイッチ配線（感圧スイッチ間スイッチ配線）、２２…スイッチ配線（感圧スイッチ・コネクタ部間スイッチ配線）、２６…導通部、２８…被接離部、３０…貫通穴、３２…空気通路、３４…残部、３６…接離部、４０…湾曲部、５２…着座荷重検出装置（メンブレンスイッチ）、５４…第１フィルム、５６…第２フィルム、６０…スイッチ配線、６４…被接離部、６６…接離部、６８…離隔部材（絶縁スペーサ）、７０…貫通穴、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ…感圧スイッチ、Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎ…感圧スイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0005903923.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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