(57)【要約】【課題】  アンテナ電極を備えたシートのクッション材を低コストで提供する。【解決手段】  成形金型のキャビティ面３４に設けた金型磁石３５に強磁性の導電体微粒子３７を磁着させ、導電体微粒子回収磁石３９で余剰の導電体微粒子３７を回収し、成形金型内に注入したウレタン樹脂原液４０を発泡させて表面に導電体微粒子３７の集合体よりなるアンテナ電極２１を一体に有するクッション材２２を成形する。これにより、アンテナ電極２１を絶縁シート上に印刷したり、アンテナ電極２１をクッション材２２に貼り付けたりする工程が不要になり、かつアンテナ電極２１をクッション材２２に対して位置決めする必要がなくなるため、クッション材２２の製造コストを節減することができる。またウレタン樹脂原液４０を注入および発泡する際に、金型磁石３５に磁着した導電体微粒子３７が移動することがないため、均一な厚さのアンテナ電極２１を形成することができ、しかもクッション材２２の表面にボイドが発生することがない。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡ウレタン樹脂製のクッション材（２２）の表面に導電体よりなるアンテナ電極（２１）を一体に形成するシート用クッション材の製造方法であって、
成形金型（３１）のキャビティ面（３４）に設けた磁石（３５）に強磁性の導電体微粒子（３７）を磁着させる第１工程と、
前記成形金型（３１）内に注入したウレタン樹脂原液（４０）を発泡させることで、表面に前記導電体微粒子（３７）の集合体よりなる前記アンテナ電極（２１）を一体に有する前記クッション材（２２）を成形する第２工程と、
を含むことを特徴とするシート用クッション材の製造方法。
【請求項２】
前記第１工程および前記第２工程の間に、
前記磁石（３５）に磁着した余剰の前記導電体微粒子（３７）を除去する第３工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載のシート用クッション材の製造方法。
【請求項３】
前記導電体微粒子（３７）がステンレス鋼製であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のシート用クッション材の製造方法。
【請求項４】
前記導電体微粒子（３７）が湾曲した短繊維状であることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のシート用クッション材の製造方法。
【請求項５】
発泡ウレタン樹脂製のクッション材（２２）の表面に導電体よりなるアンテナ電極（２１）を一体に形成したシート用クッション材であって、
前記アンテナ電極（２１）は、導電体微粒子（３７）の集合体で構成されて前記クッション材（２２）の表面に一体に埋め込まれることを特徴とするシート用クッション材。
【請求項６】
前記導電体微粒子（３７）がステンレス鋼製であることを特徴とする、請求項５に記載のシート用クッション材。
【請求項７】
前記導電体微粒子（３７）が湾曲した短繊維状であることを特徴とする、請求項５または請求項６に記載のシート用クッション材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡ウレタン樹脂製のクッション材の表面に導電体よりなるアンテナ電極を一体に形成したシート用クッション材と、そのシート用クッション材の製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のシートに乗員が着座したこと、あるいはシートに着座した乗員の体格を検知すべく、ＰＥＴやＰＥＮの絶縁シート上に銀ペーストやカーボンを含む導電インクを印刷して所定形状に切断した導電体皮膜（アンテナ電極）を、ホットメルトフィルムやアクリル系両面テープを用いてシートのクッション材の表面に貼り付けた乗員検知センサが、下記特許文献１により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３１８５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のものは、導電体皮膜の製造工程の工程数が多く、また導電体皮膜を所定形状に切断する際に端材が発生するためにコストが増加する問題があった。また導電体皮膜をシートのクッション材に貼り付ける際に、その位置決め作業が面倒であるという問題があった。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、アンテナ電極を備えたシートのクッション材を低コストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、発泡ウレタン樹脂製のクッション材の表面に導電体よりなるアンテナ電極を一体に形成するシート用クッション材の製造方法であって、成形金型のキャビティ面に設けた磁石に強磁性の導電体微粒子を磁着させる第１工程と、前記成形金型内に注入したウレタン樹脂原液を発泡させることで、表面に前記導電体微粒子の集合体よりなる前記アンテナ電極を一体に有する前記クッション材を成形する第２工程とを含むことを特徴とするシート用クッション材の製造方法が提案される。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記第１工程および前記第２工程の間に、前記磁石に磁着した余剰の前記導電体微粒子を除去する第３工程を含むことを特徴とするシート用クッション材の製造方法が提案される。
【０００８】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記導電体微粒子がステンレス鋼製であることを特徴とするシート用クッション材の製造方法が提案される。
【０００９】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記導電体微粒子が湾曲した短繊維状であることを特徴とするシート用クッション材の製造方法が提案される。
【００１０】
また請求項５に記載された発明によれば、発泡ウレタン樹脂製のクッション材の表面に導電体よりなるアンテナ電極を一体に形成したシート用クッション材であって、前記アンテナ電極は、導電体微粒子の集合体で構成されて前記クッション材の表面に一体に埋め込まれることを特徴とするシート用クッション材が提案される。
【００１１】
また請求項６に記載された発明によれば、請求項５の構成に加えて、前記導電体微粒子がステンレス鋼製であることを特徴とするシート用クッション材が提案される。
【００１２】
また請求項７に記載された発明によれば、請求項５または請求項６の構成に加えて、前記導電体微粒子が湾曲した短繊維状であることを特徴とするシート用クッション材が提案される。
【００１３】
尚、実施の形態の金型磁石３５は本発明の磁石に対応する。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の構成によれば、第１工程で成形金型のキャビティ面に設けた磁石に強磁性の導電体微粒子を磁着させた後、第２工程で成形金型内に注入したウレタン樹脂原液を発泡させて表面に導電体微粒子の集合体よりなるアンテナ電極を一体に有するクッション材を成形するので、アンテナ電極を絶縁シート上に印刷する工程、アンテナ電極をクッション材に貼り付ける工程、アンテナ電極をクッション材に対して位置決めする工程が不要になり、かつ絶縁シート、接着剤、両面テープ等が不要になるだけでなく端材も発生しないために製造コストを節減することができる。しかもクッション材の変形に対するアンテナ電極の追従性が高まるために乗員がシートに着座した際の感触を良好にすることができる。またウレタン樹脂原液を注入および発泡する際に、磁石に磁着した導電体微粒子が移動することがないため、均一な厚さのアンテナ電極を形成することができ、しかもクッション材の表面にボイド（空洞）が発生することがない。
【００１５】
また請求項２の構成によれば、第１工程および第２工程の間の第３工程で磁石に磁着した余剰の導電体微粒子を除去するので、磁石に必要充分な量の導電体微粒子だけを残すことができ、アンテナ電極の性能を確保しながら余剰の導電体微粒子を回収して再利用することができる。
【００１６】
また請求項３の構成によれば、導電体微粒子がステンレス鋼製であるので、乗員の発する水分（水蒸気）によってアンテナ電極が錆びるのを防止して耐久性を高めることができる。
【００１７】
また請求項４の構成によれば、導電体微粒子が湾曲した短繊維状であるので、導電体微粒子どうしを絡み易くして接触率を高め、少ない量の導電体微粒子で充分な感度を得ることができ、しかも乗員がシートに着座してアンテナ電極が変形したときに、導電体微粒子間の導通が遮断され難くすることができる。更に、導電体微粒子間に空隙にウレタン樹脂が含浸され易くなり、アンテナ電極をクッション材に強固に一体化することができる。
【００１８】
また請求項５の構成によれば、導電体微粒子の集合体で構成されたアンテナ電極をクッション材の表面に一体に埋め込んだので、アンテナ電極を絶縁シート上に印刷したり、アンテナ電極をクッション材に貼り付けたりする工程が不要になるだけでなく、絶縁シート、接着剤、両面テープ等が不要になるために製造コストを節減することができ、しかもクッション材の変形に対するアンテナ電極の追従性が高まるために乗員がシートに着座した際の感触を良好にすることができる。
【００１９】
また請求項６の構成によれば、導電体微粒子がステンレス鋼製であるので、乗員の発する水分（水蒸気）によってアンテナ電極が錆びるのを防止して耐久性を高めることができる。
【００２０】
また請求項７の構成によれば、導電体微粒子が湾曲した短繊維状であるので、導電体微粒子どうしを絡み易くして接触率を高め、少ない量の導電体微粒子で充分な感度を得ることができ、しかも乗員がシートに着座してアンテナ電極が変形したときに、導電体微粒子間の導通が遮断され難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】車両のシートの斜視図。
【図２】乗員検知ユニットの構造を示す図。
【図３】クッション材の製造工程を示す図（その１）。
【図４】クッション材の製造工程を示す図（その２）。
【図５】導電体微粒子が磁着性および湾曲形状を共に具備する場合の作用説明図。
【図６】導電体微粒子が磁着性を具備せず、湾曲形状を具備する場合の作用説明図。
【図７】導電体微粒子が磁着性を具備し、湾曲形状を具備しない場合の作用説明図。
【図８】導電体微粒子が磁着性および湾曲形状を共に具備しない場合の作用説明図。
【図９】導電体微粒子としての各種材料の適否を示す図。
【図１０】金型磁石および導電体微粒子回収磁石の磁束密度の組み合わせの適否を示す図。
【図１１】実施例および比較例を対比する図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図１〜図１１に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
図１および図２に示すように、車両のシート１１は、シートクッション１２と、シートバック１３と、ヘッドレスト１４と、乗員を検知する乗員検知ユニット１５とから構成される。
【００２４】
乗員検知ユニット１５は、一端が接地部１６に接地された高周波発振回路よりなる電界発生手段１７の他端に、電界発生手段１７の出力電流Ｉを電圧に変換する電流モニター抵抗１８の一端と増幅器１９とを接続して構成された電界出力部２０を備える。また乗員検知ユニット１５は、導電性の金属シートよりなる複数枚（実施の形態では６枚）のアンテナ電極２１…を備える。横長の帯状に形成されたアンテナ電極２１…は、シート１１に着座した乗員の背中が当たるシートバック１３の表皮に覆われた発泡ウレタン樹脂製のクッション材２２の前面に、上下方向に複数段に整列して配置される。電流モニター抵抗１８の他端は増幅器１９に接続されるともに、複数枚のアンテナ電極２１…に所定時間毎に順番に接続される。
【００２５】
シート１１に乗員２３が着座しておらず、従って電流モニター抵抗１８の他端に接続されたアンテナ電極２１…に誘電体である人体２３が接近していないとき、アンテナ電極２１…から放出される電界により発生する出力電流Ｉの値は、アンテナ電極２１…と接地部１６との距離および空気の誘電率（ε≒１）に応じた極めて小さなものとなる。その結果、電流モニター抵抗１８の両端に発生する電圧、即ち増幅器１９の出力も小さくなる。一方、水分（水蒸気）を発することで空気に比べて大きな誘電率（ε≒８０）を持つ人体２３がシート１１に着座すると、アンテナ電極２１…および人体２３の距離と、アンテナ電極２１…に対向する人体２３の面積とに応じた大きな出力電流Ｉが電流モニター抵抗１８に流れ、電流モニター抵抗１８の両端に発生する電圧、つまり増幅器１９の出力も大きくなる。
【００２６】
従って、複数枚のアンテナ電極２１…に所定時間毎に順番に接続される増幅器１９の出力パターンを乗員検知判定部２４で解析することにより、シート１１に着座した乗員の有無や乗員の体格を検知することができる。
【００２７】
次に、図３〜図１１に基づいて、アンテナ電極２１…を備えるクッション材２２の製造方法を説明する。
【００２８】
図３（Ａ）に示すように、クッション材２２を成形する非磁性体製（例えば、アルミニウム製）の成形金型３１は上型３２および下型３３を備えており、アンテナ電極２１…の位置に対応する上型３２のキャビティ面３４に、複数のフェライト系の金型磁石３５…が面一になるように設けられる。
【００２９】
図３（Ｂ）に示すように、成形金型３１の上型３２から下型３３を分離し、下型３３の代わりに結合した容器３６の内部に、アンテナ電極２１…の材料となる導電体微粒子３７を収納する。導電体微粒子３７は導電性および磁着性（強磁性）を有する４００系ステンレスの短繊維からなり、個々の導電体微粒子３７の径は１０〜１５μｍ、長さは５０〜５００μｍであって屈曲した形状を有している。
【００３０】
図３（Ｃ）に示すように、成形金型３１を水平な軸線まわりに１８０°回転させて上下反転すると、容器３６内の導電体微粒子３７が上型３２のキャビティ３４内に落下して金型磁石３５…に磁着する。このとき、非磁性体のアルミニウム製である上型３２に導電体微粒子３７が磁着することはない。また金型磁石３５…に磁着する導電体微粒子３７の量がアンテナ電極２１…を構成するのに必要な量よりも多くなるように、その金型磁石３５…の磁力の大きさが設定されている。
【００３１】
図３（Ｄ）に示すように、成形金型３１を再び１８０°回転させて上下反転すると、金型磁石３５…に磁着しなかった導電体微粒子３７が重力で落下して容器３６に回収される。
【００３２】
図４（Ｅ）および図４（Ｆ）に示すように、成形金型３１の上型３２から容器３６を取り外した後に、上型３２のキャビティ面３４の形状に倣う形状の磁石支持部材３８に支持した導電体微粒子回収磁石３９を金型磁石３５…に接近させ、金型磁石３５…に磁着した余剰の導電体微粒子３７を導電体微粒子回収磁石３９に移し取る。その結果、金型磁石３５…にアンテナ電極２１…を構成するのに必要な量の導電体微粒子３７だけを残すことができる。
【００３３】
図４（Ｇ）に示すように、上型３２を反転して内部にウレタン樹脂原液４０を注入した後、図４（Ｈ）に示すように、下型３３を上型３２に型締めしてウレタン樹脂原液４０を発泡させることでクッション材２２を成形する。このようにして成形されたクッション材２２の表面には、導電体微粒子３７の集合体よりなるアンテナ電極２１…が一体に形成される。尚、ウレタン樹脂原液４０としては、イソシアネート（三井化学のレジンプレミックスとポリオール）が使用可能である。
【００３４】
以上のように、本実施の形態によれば、上型３２に設けた金型磁石３５…に導電体微粒子３７を磁着させた状態で成形金型３１内でウレタン樹脂原液４０を発泡させるだけで、アンテナ電極２１…を一体に備えたクッション材２２を成形することができるので、ＰＥＴやＰＥＮの絶縁シート上に銀ペーストやカーボンを含む導電インクを印刷したものを所定形状に切断してアンテナ電極を製造したり、そのアンテナ電極をクッション材の表面に位置決めしてホットメルトフィルムやアクリル系両面テープで貼り付けたりする工程が不要になり、絶縁シート、接着剤、両面テープ等の廃止および工程数の減少による製造コストの大幅な削減が可能になるだけでなく、切断による端材の発生をなくして更なるコストダウンを図ることができる。
【００３５】
しかも導電体微粒子３７が絡まりあったアンテナ電極２１…は容易に変形可能であるため、それを一体に備えるクッション材２２が乗員の体重で変形したとき、クッション材２２に対するアンテナ電極２１…の追従性を良好に維持してシート１１の座り心地を確保することができる。
【００３６】
また金型磁石３５…にアンテナ電極２１…を構成するのに必要な量を上回る量の導電体微粒子３７を磁着させた後、余剰の導電体微粒子３７を導電体微粒子回収磁石３９に移し取って回収するので、均一な厚さのアンテナ電極２１…を形成できるだけでなく、アンテナ電極２１…を構成する導電体微粒子３７の量が不足して感度が低下する虞がない。しかも回収した導電体微粒子３７の再利用を可能にして更なるコストダウンを図ることができる。
【００３７】
また金型磁石３５…に磁着した導電体微粒子３７は屈曲した短繊維状であって相互に絡み合うため、導電体微粒子３７どうしの電気的導通が確実なものとなり、少ない量の導電体微粒子３７でアンテナ電極２１…の感度が補償されるだけでなく、乗員の着座によりアンテナ電極２１…が変形しても、導電体微粒子３７間の導通を確実に維持することができる。更に、ウレタン樹脂原液４０が発泡した際に導電体微粒子３７が金型磁石３５…から分離して流され難くなるため、アンテナ電極２１…の厚さが均一になり、かつクッション材２２の表面にボイド（空洞）が発生するのを防止でき、しかも前記間隙に発泡したウレタン樹脂が含浸することで導電体微粒子３７がクッション材２２と強固に一体化され、アンテナ電極２１…がクッション材２２の表面から剥がれることがない。
【００３８】
また導電体微粒子３７はステンレス鋼製であって表面が酸化皮膜で覆われているため、人体２３が発する水分が作用しても錆び難くなって耐久性が確保される。
【００３９】
図５に示すように、導電体微粒子３７が磁着性および湾曲形状の両方を具備する場合には、導電体微粒子３７が相互に絡まりあって一体になった状態で金型磁石３５…の部分だけに磁着し、適切な形状のアンテナ電極２１…が形成される。
【００４０】
図６に示すように、導電体微粒子３７が湾曲形状を具備するが磁着性を具備しない場合には、導電体微粒子３７は相互に絡まりあうが金型磁石３５…に磁着しないため、導電体微粒子３７がクッション材２２の内部に分散して定まった形状のアンテナ電極２１…が形成されない。
【００４１】
図７に示すように、導電体微粒子３７が磁着性を具備するが湾曲形状を具備しない場合には、導電体微粒子３７が相互に絡まない状態で金型磁石３５…の部分だけに磁着するが、導電体微粒子３７がクッション材２２の内部に充分に食い込まないため、成形金型３１を型開きしたときに一部の導電体微粒子３７が金型磁石３５…側に残ってしまい、充分な量の導電体微粒子３７を含むアンテナ電極２１…が形成されない。
【００４２】
図８に示すように、導電体微粒子３７が磁着性も湾曲形状も具備しない場合には、導電体微粒子３７は相互に絡まず、かつ金型磁石３５…に磁着しないため、導電体微粒子３７がクッション材２２の内部に完全に分散してしまってアンテナ電極２１…が全く形成されない。
【００４３】
以上のことから、導電体微粒子３７は磁着性および湾曲形状の両方を具備することが必要である。図９には導電体微粒子３７の材料としての４００系ステンレス、３００系ステンレス、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃの特性が示される。４００系ステンレス以外の材料は磁着性を具備せず、従ってウレタン樹脂原液４０の発泡時に導電体微粒子３７が流動してしまい、所定形状のアンテナ電極２１…を形成することができない。よって、導電体微粒子３７の材料としては、導電性および磁着性を具備する４００系ステンレスが適切である。
【００４４】
図１０は、金型磁石３５…の磁束密度（縦軸）と、導電体微粒子回収磁石３９の有無あるいは磁束密度（横軸）との組み合わせの適否を示すものであり、鎖線の枠で囲んだ部分は、所望のアンテナ電極２１…を形成することが可能な領域である。
【００４５】
破線の枠で囲んだ部分は、金型磁石３５…の磁束密度が過小であってウレタン樹脂原液４０が発泡した際に導電体微粒子３７が流動してしまうため、所定形状のアンテナ電極２１…を形成することが困難な領域である。即ち、金型磁石３５…の磁束密度が比較的に小さい４ｍＴあるいは６ｍＴの場合には、導電体微粒子回収磁石３９を用いないことで、金型磁石３５…に均一で透けのない導電体微粒子３７の層を形成することができる。また金型磁石３５…の磁束密度が比較的に小さい６ｍＴであり、かつ導電体微粒子回収磁石３９の磁束密度が比較的に小さい９ｍＴあるいは６ｍＴである場合には、金型磁石３５…に均一で透けのない導電体微粒子３７の層を形成することができる。しかしながら、これらの領域では、上述したように、ウレタン樹脂原液４０が発泡した際に導電体微粒子３７が流動してしまうため、所定形状のアンテナ電極２１…を形成することが困難である。
【００４６】
上記以外の部分、つまり破線の枠にも鎖線の枠にも囲まれていない部分も、均一な厚さのアンテナ電極２１…を形成することができない領域である。即ち、金型磁石３５…の磁束密度が比較的に大きい９ｍＴ、１３ｍＴあるいは２０ｍＴの場合に導電体微粒子回収磁石３９を用いないと、金型磁石３５…に過剰な量の導電体微粒子３７が凹凸状態で磁着してしまうため、均一な厚さのアンテナ電極２１…を形成することができない。また金型磁石３５…の磁束密度が上記範囲で最も小さい９ｍＴであり、かつ導電体微粒子回収磁石３９の磁束密度が比較的に大きい１３ｍＴあるいは２０ｍＴの場合には、金型磁石３５…に磁着した導電体微粒子３７の多くが導電体微粒子回収磁石３９に回収されてしまうため、導電体微粒子３７の層に透けが発生して均一な厚さのアンテナ電極２１…を形成することができない。
【００４７】
よって、均一で透けのないアンテナ電極２１…を形成することができる金型磁石３５…の磁束密度と、導電体微粒子回収磁石３９の磁束密度との組み合わせは、図１０において鎖線で囲んだ領域となる。
【００４８】
図１１には本発明の実施例および比較例が示される。実施例１〜４は、何れも導電体微粒子３７に磁着性があり、アンテナ電極２１…の導電性が高く、クッション材２２の表面のボイドが小さく、良好なアンテナ電極２１…付きのクッション材２２が得られることが分かる。比較例１は、導電体微粒子３７に磁着性がなく、アンテナ電極２１…の導電性が低く、かつクッション材２２の表面のボイドが大きいために不適切である。比較例２〜４は、導電体微粒子３７に磁着性はあるが、アンテナ電極２１…の導電性が低く、かつクッション材２２の表面のボイドが大きいために不適切である。
【００４９】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００５０】
例えば、金型磁石３５…に導電体微粒子３７を磁着させる工程は、導電体微粒子３７をエアーで金型磁石３５…に吹き付ける、金型磁石３５…と同一形状、あるいは金型磁石３５…よりも大きい磁石に磁着させた導電体微粒子３７を金型磁石３５…に受け渡す、あるいは予め導電体微粒子３７を磁着させた着脱自在の金型磁石３５…を成形金型３１に装着する等の手段で行うことができる。
【符号の説明】
【００５１】
２１        アンテナ電極
２２        クッション材
３１        成形金型
３４        キャビティ面
３５        金型磁石（磁石）
３７        導電体微粒子
４０        ウレタン樹脂原液
【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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