(57)【要約】【課題】乗員に対する違和感を低減するとともに防水処理の簡略化を図ることができる、乗員検知装置及び車両用シートを提供する。【解決手段】第一実施形態に係る車両用シート１は、乗員が着座するシートクッション２と、シートクッション２に着座した乗員を検知する乗員検知装置３と、を備え、乗員検知装置３は、シートクッション２内に縦向きに配置されたシート状の感圧センサ４と、感圧センサ４に接続された制御装置５と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートクッションに着座した乗員を検知する乗員検知装置において、
前記シートクッション内に縦向きに配置されたシート状の感圧センサを含む、
ことを特徴とする乗員検知装置。
【請求項２】
前記感圧センサは、下部に配置された出力端子を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の乗員検知装置。
【請求項３】
前記感圧センサは、上下方向に繰り返された複数の屈曲部又は湾曲部を備えている、ことを特徴とする請求項１に記載の乗員検知装置。
【請求項４】
前記感圧センサは、前記シートクッション内に複数配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の乗員検知装置。
【請求項５】
シートバック内に縦向きに配置されたシート状の第二感圧センサを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の乗員検知装置。
【請求項６】
前記感圧センサは、自身に生じた歪みによって発電する発電体シートを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の乗員検知装置。
【請求項７】
前記感圧センサに接続された制御装置を備え、該制御装置は前記発電体シートにより発電された電気により駆動される、ことを特徴とする請求項６に記載の乗員検知装置。
【請求項８】
乗員が着座するシートクッションを備えた車両用シートにおいて、
前記シートクッションに着座した乗員を検知する乗員検知装置を備え、前記乗員検知装置は、請求項１〜７の何れか一項に記載された乗員検知装置である、ことを特徴とする車両用シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗員検知装置及び車両用シートに関し、特に、シートに着座した乗員を検知する乗員検知装置及び該乗員検知装置を備えた車両用シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、乗員が着座するシートが配置されている。近年、衝突安全装置や運転支援システムの高機能化の観点から、シートに着座した乗員を検知する乗員検知装置の必要性が高まっている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、シートの着座部にその着座面方向に沿って張設された長尺状の導電性ゴム体を有する着座センサ部と、前記着座面に荷重が加わるのに伴って伸縮変動する前記導電性ゴム体の抵抗変化に基づいて前記着座部に加わる荷重を検出する荷重検出手段と、とを備えたシートの着座検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２１４０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された発明では、乗員の荷重を導電性ゴム体の面で受けていることから、乗員が着座したときに違和感を生じやすいという問題がある。また、シートクッションの表面に近い部分にセンサを配置しなければならないことから、センサの電気接続点（端子）の防水処理が必要になる。
【０００６】
本発明は上述した問題点に鑑み創案されたものであり、乗員に対する違和感を低減するとともに防水処理の簡略化を図ることができる、乗員検知装置及び車両用シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、シートクッションに着座した乗員を検知する乗員検知装置において、前記シートクッション内に縦向きに配置されたシート状の感圧センサを含む、ことを特徴とする乗員検知装置が提供される。
【０００８】
また、本発明によれば、乗員が着座するシートクッションを備えた車両用シートにおいて、前記シートクッションに着座した乗員を検知する乗員検知装置を備え、前記乗員検知装置は、前記シートクッション内に縦向きに配置されたシート状の感圧センサを含む、ことを特徴とする車両用シートが提供される。
【０００９】
上述した乗員検知装置及び車両用シートにおいて、前記感圧センサは、下部に配置された出力端子を有していてもよい。
【００１０】
また、前記感圧センサは、上下方向に繰り返された複数の屈曲部又は湾曲部を備えていてもよい。
【００１１】
また、前記感圧センサは、前記シートクッション内に複数配置されていてもよい。
【００１２】
また、シートバック内に縦向きに配置されたシート状の第二感圧センサを含んでいてもよい。
【００１３】
また、前記感圧センサは、自身に生じた歪みによって発電する発電体シートを含んでいてもよい。さらに、前記感圧センサに接続された制御装置を備え、該制御装置は前記発電体シートにより発電された電気により駆動されるように構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
上述した本発明に係る乗員検知装置及び車両用シートによれば、シート状の感圧センサを縦向きに配置したことにより、乗員との接触面積を低減することができ、乗員に対する違和感を低減することができる。また、シート状の感圧センサを縦向きに配置したことにより、シートクッションの表面から離れた位置に電気接続点（端子）を配置することができ、防水処理の簡略化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一実施形態に係る車両用シートを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＢ−Ｂ線矢視断面図、である。
【図２】図１に示した感圧センサを示す図であり、（Ａ）部品展開図、（Ｂ）は動作説明図、である。
【図３】感圧センサの形状の変形例を示す側面図であり、（Ａ）は第一変形例、（Ｂ）は第二変形例、（Ｃ）は第三変形例、（Ｄ）は第四変形例、を示している。
【図４】感圧センサの配置の変形例を示す平面図であり、（Ａ）は第一変形例、（Ｂ）は第二変形例、（Ｃ）は第三変形例、（Ｄ）は第四変形例、（Ｅ）は第五変形例、（Ｆ）は第六変形例、を示している。
【図５】本発明の第二実施形態に係る車両用シートを示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図１（Ａ）〜図５を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の第一実施形態に係る車両用シートを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＢ−Ｂ線矢視断面図、である。図２は、図１に示した感圧センサを示す図であり、（Ａ）部品展開図、（Ｂ）は動作説明図、である。
【００１７】
本発明の第一実施形態に係る車両用シート１は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示したように、乗員が着座するシートクッション２と、シートクッション２に着座した乗員を検知する乗員検知装置３と、を備え、乗員検知装置３は、シートクッション２内に縦向きに配置されたシート状の感圧センサ４と、感圧センサ４に接続された制御装置５と、を備えている。
【００１８】
車両用シート１は、シートクッション２の後方に配置され乗員の背もたれを構成するシートバック１１と、シートバック１１の上部に配置され乗員の頭部を支持するヘッドレスト１２と、シートクッション２の側面に配置されたバックル１３と、を備えている。なお、図１（Ｂ）ではシートバック１１及びヘッドレスト１２の図を省略してある。
【００１９】
また、バックル１３は、シートベルト装置のトング（図示せず）を拘束する部品である。バックル１３は、トングが装着されると電気信号を発信するバックルセンサ１３ａを備えている。
【００２０】
シートクッション２は、弾性力を有するクッション材２１と、クッション材２１の台座を形成するシートパン２２と、を備えている。クッション材２１の表面には、布製又は合成皮革製の表皮材が配置されている。なお、車両用シート１を車体に接続する部品（例えば、位置調整装置等）については図を省略してある。
【００２１】
また、本実施形態では、車両用シート１が運転席や助手席等の一人用の座席である場合を図示しているが、車両用シート１は普通自動車の後部座席のような複数の座席が連なって配置された座席であってもよい。
【００２２】
感圧センサ４は、例えば、図２（Ａ）に示したように、厚さに対して表面積が十分に広いシート状を有している。例えば、感圧センサ４は、数μｍ〜数十μｍの厚さに対して、数百ｃｍ２程度の表面積を有している。なお、「シート状」とは、フィルム状のものも含む趣旨である。また、「感圧センサ」とは、自身の変形又は歪みにより電気信号を発信可能な全てのセンサを含む趣旨である。
【００２３】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）には、三枚の感圧センサ４を車両の前後方向に平行に配置した場合を図示している。ここで、車両の前後方向をＸ軸とし、車両の左右方向をＹ軸とし、鉛直方向をＺ軸とする三軸直交座標を導入すれば、感圧センサ４は、ＸＺ平面に沿って配置される。換言すれば、感圧センサ４は、垂線がＹ軸方向に配置される。なお、感圧センサ４の枚数は任意であり、一枚であってもよいし、二枚であってもよいし、四枚以上であってもよい。
【００２４】
すなわち、本明細書において、「縦向き」とは、シート状の感圧センサ４を構成する面がＸＺ平面に沿って配置されることを意味している。なお、「縦向き」とは、ＸＺ平面に完全に平行な場合のみを意味するものではなく、概ね平行であればよく、±４５°程度までの傾斜を許容する趣旨である。
【００２５】
感圧センサ４は、例えば、弾性力を備え自身に生じた歪みによって発電する発電体シート４１と、発電体シート４１の両面に配置されたシート状の電極４２と、電極４２間で生じた電力を外部に電気信号として出力する出力端子４３と、を備えている。感圧センサ４は、発電体シート４１の両面に電極４２を接着剤等により貼付することによって一枚のシート体に形成される。
【００２６】
本実施形態で用いる発電体シート４１は、セラミックスと同等以上の出力を備え、高分子樹脂と同等以上の柔軟性を備えていることが好ましい。かかる発電体シート４１に用いられる圧電材料は、例えば、発電ゴム等と呼ばれている。発電ゴムは、天然ゴム、合成ゴム等の各種ゴム原料に圧電セラミックス粒子を配合したものや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニルデン）高分子樹脂である。
【００２７】
本実施形態に係る発電体シート４１は、例えば、発電ゴムを１００〜３００μｍ程度の薄いシート状に形成したものである。なお、感圧センサは、かかる発電体シート４１を含むものに限定されず、一般に市販されている感圧フィルム等であってもよい。
【００２８】
出力端子４３は、例えば、発電体シート４１及び電極４２によって構成されたシート体の下端に接続される。出力端子４３には、感圧センサ４を制御装置５に接続する電線の端部に配置された端子と接続可能に構成されている。なお、出力端子４３は、シート体の側面の下部に接続されていてもよい。
【００２９】
感圧センサ４は、クッション材２１に形成されたスリットや凹部に挿入されることによってシートクッション２に配置される。そして、乗員がシートクッション２に着座していない状態（無負荷状態）では、図２（Ｂ）の左図に示したように、感圧センサ４は平板形状のままである。
【００３０】
一方、乗員がシートクッション２に着座した状態（負荷状態）では、図２（Ｂ）の右図に示したように、感圧センサ４は、クッション材２１の撓みとともに上下方向に圧縮されて歪みを生じる。感圧センサ４は、この歪みによって発電し、出力端子４３から外部に電気信号として出力される。
【００３１】
制御装置５は、所定の制御プログラム等を搭載したマイクロチップである。制御装置５は、例えば、図１（Ｂ）に示したように、シートパン２２に配置される。ここでは、シートパン２２の下面に配置した場合を図示しているが、シートパン２２の側面に配置してもよいし、シートパン２２の内部に配置してもよい。
【００３２】
また、制御装置５は、例えば、感圧センサ４（発電体シート４１）により発電された電気により駆動される。また、制御装置５は、感圧センサ４により出力された電力を蓄電するコンデンサや蓄電池を備えていてもよい。なお、感圧センサ４が発電体ではない場合には、制御装置５を駆動させる電池等の電力供給源を配置してもよい。
【００３３】
また、制御装置５は、車体側に配置された電子制御ユニット（ＥＣＵ）にブルートゥース（登録商標）等の近距離無線通信を介して通信可能に構成されている。かかる無線通信を利用することにより配線等の作業を省略することができる。
【００３４】
制御装置５は、図１（Ｂ）に示したように、感圧センサ４及びバックルセンサ１３ａと電気的に接続されている。制御装置５は、感圧センサ４から電気信号を受け取ると、乗員が着座しているか否かを判断し、乗員が着座したと判断した場合には、着座信号を車体側の電子制御ユニットに送信する。また、制御装置５は、乗員が着座した状態でバックルが接続されていない場合、バックル未接続信号を車体側の電子制御ユニットへ送信する。また、制御装置５は、乗員が着座した状態でバックルセンサ１３ａから電気信号を受け取った場合に、乗員がシートベルトを装着したと判断し、装着信号を車体側の電子制御ユニットに送信する。
【００３５】
上述した本実施形態に係る乗員検知装置３及び車両用シート１によれば、シート状の感圧センサ４を縦向きに配置したことにより、乗員との接触面積を低減することができ、乗員に対する違和感を低減することができる。また、シート状の感圧センサ４を縦向きに配置したことにより、シートクッション２の表面から離れた位置に出力端子４３を配置することができ、防水処理の簡略化を図ることができる。
【００３６】
次に、感圧センサ４の形状の変形例について、図３を参照しつつ説明する。ここで、図３は、感圧センサの形状の変形例を示す側面図であり、（Ａ）は第一変形例、（Ｂ）は第二変形例、（Ｃ）は第三変形例、（Ｄ）は第四変形例、を示している。
【００３７】
図３（Ａ）に示した第一変形例は、感圧センサ４の全体に上下方向に繰り返された複数の屈曲部４４を形成したものである。このように感圧センサ４を上下方向、すなわち、図１（Ｂ）におけるＺ軸方向にジグザグに屈曲させる（山形に形成する）ことにより、上下方向に変形しやすくすることができる。したがって、シートクッション２に乗員が着座した際に、効果的に感圧センサ４に歪みを生じさせることができる。
【００３８】
図３（Ｂ）に示した第二変形例は、感圧センサ４の一部に屈曲部４４を形成したものである。シートクッション２は、乗員が着座した時に、クッション材２１の上部の方が下部の方よりも圧縮率が高いことから、感圧センサ４の上部のみに屈曲部４４を形成するようにしてもよい。また、図示しないが、感圧センサ４の上部から下部に向かって屈曲部４４を徐々に小さくしてもよい。また、必要に応じて、屈曲部４４を感圧センサ４の中間部にのみ形成するようにしてもよい。
【００３９】
図３（Ｃ）に示した第三変形例は、感圧センサ４の全体に上下方向に繰り返された複数の湾曲部４５を形成したものである。このように感圧センサ４を上下方向、すなわち、図１（Ｂ）におけるＺ軸方向に波形に形成することにより、上下方向に変形しやすくすることができる。したがって、シートクッション２に乗員が着座した際に、効果的に感圧センサ４に歪みを生じさせることができる。
【００４０】
図３（Ｄ）に示した第四変形例は、感圧センサ４の一部に湾曲部４５を形成したものである。シートクッション２は、乗員が着座した時に、クッション材２１の上部の方が下部の方よりも圧縮率が高いことから、感圧センサ４の上部のみに湾曲部４５を形成するようにしてもよい。また、図示しないが、感圧センサ４の上部から下部に向かって湾曲部４５を徐々に小さくしてもよい。また、必要に応じて、湾曲部４５を感圧センサ４の中間部にのみ形成するようにしてもよい。
【００４１】
なお、感圧センサ４は、図示した屈曲部４４及び湾曲部４５の形状に限定されるものではなく、シートクッション２に乗員が着座した際に、感圧センサ４に歪みを生じさせやすくする形状であれば、他の形状であってもよい。
【００４２】
次に、感圧センサ４の配置方法について、図４を参照しつつ説明する。ここで、図４は、感圧センサの配置の変形例を示す平面図であり、（Ａ）は第一変形例、（Ｂ）は第二変形例、（Ｃ）は第三変形例、（Ｄ）は第四変形例、（Ｅ）は第五変形例、（Ｆ）は第六変形例、を示している。
【００４３】
図４（Ａ）に示した第一変形例は、三枚の感圧センサ４を車両の左右方向に平行に配置したものである。具体的には、三枚の感圧センサ４は、ＹＺ平面に沿って配置されている。なお、感圧センサ４の枚数は任意であり、一枚であってもよいし、二枚であってもよいし、四枚以上であってもよい。
【００４４】
図４（Ｂ）に示した第二変形例は、上下方向（Ｚ軸）の断面が略Ｕ字形状となるように一枚の感圧センサ４を屈曲させたものである。なお、三枚の感圧センサ４を用いて、図示したような略Ｕ字形状を形成するようにしてもよい。略Ｕ字形状の感圧センサ４は、乗員の臀部（尻）に相当する位置に左右方向に延びる部分を配置し、乗員の脚部（太股）に相当する位置に前後方向に延びる部分を配置することが好ましい。
【００４５】
図４（Ｃ）に示した第三変形例は、上下方向（Ｚ軸）の断面が略Ｃ字形状となるように一枚の感圧センサ４を湾曲させたものである。なお、複数枚の感圧センサ４を用いて、図示したような略Ｃ字形状を形成するようにしてもよい。略Ｃ字形状の感圧センサ４は、乗員の臀部（尻）に相当する位置に略左右方向に延びる部分を配置し、乗員の脚部（太股）に相当する位置に略前後方向に延びる部分を配置することが好ましい。
【００４６】
図４（Ｄ）に示した第四変形例は、上下方向（Ｚ軸）の断面が略Ｖ字形状となるように一枚の感圧センサ４を屈曲させたものである。なお、二枚の感圧センサ４を用いて、図示したような略Ｖ字形状を形成するようにしてもよい。略Ｖ字形状の感圧センサ４は、乗員の臀部（尻）に相当する位置に閉じた側の部分を配置し、乗員の脚部（太股）に相当する位置に開いた側の部分を配置することが好ましい。
【００４７】
図４（Ｅ）に示した第五変形例は、上下方向（Ｚ軸）の断面が略Ｘ字形状となるように四枚の感圧センサ４を配置したものである。なお、略Ｖ字形状に屈曲された二枚の感圧センサ４を用いて、図示したような略Ｘ字形状を形成するようにしてもよい。略Ｘ字形状の感圧センサ４では、乗員の臀部（尻）に相当する位置に後方の二枚の感圧センサ４が対応し、乗員の脚部（太股）に相当する位置に前方の二枚の感圧センサ４が対応するように配置される。
【００４８】
図４（Ｆ）に示した第六変形例は、六枚の感圧センサ４を車両の前後方向に平行となるように二行三列に配置したものである。具体的には、六枚の感圧センサ４は、ＸＺ平面に沿って配置されている。なお、感圧センサ４の枚数は任意であり、四枚であってもよいし、五枚であってもよいし、七枚以上であってもよい。このように、感圧センサ４を複数の行列に分散して配置した場合には、どの位置の感圧センサ４が反応（発電）したかによって、シートクッション２に荷重を負荷した物体が、乗員であるのか、チャイルドシートであるのか、その他の荷物であるのか、を判別することもできる。
【００４９】
次に、本発明の第二実施形態に係る車両用シート１について、図５を参照しつつ説明する。ここで、図５は、本発明の第二実施形態に係る車両用シートを示す正面図である。なお、上述した第一実施形態に係る車両用シート１と同じ構成部品については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００５０】
図５に示した第二実施形態に係る車両用シート１は、シートバック１１内に縦向きに配置されたシート状の第二感圧センサ４′を含むものである。第二感圧センサ４′そのものは、上述した感圧センサ４と同じ構成を有しており、シートバック１１の背もたれ面に対して垂直に配置されている。したがって、シート状の第二感圧センサ４′は、概ねＸＹ平面に沿って配置されている。
【００５１】
このようにシートクッション２に配置した感圧センサ４に加えて、シートバック１１に第二感圧センサ４′を配置することにより、例えば、どの位置の感圧センサ４が反応（発電）したかによって、乗員であるのか、その他の荷物であるのか、大人であるのか、子供であるのか等について判別することができる。
【００５２】
なお、図示した第二感圧センサ４′の配置は単なる一例であり、第二感圧センサ４′をＸＺ平面に沿って配置してもよいし、略Ｕ字形状・略Ｃ字形状・略Ｖ字形状・略Ｘ字形状に配置してもよい。
【００５３】
本発明は上述した実施形態に限定されず、例えば、自動車以外の乗物にも適用することができる等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５４】
１  車両用シート
２  シートクッション
３  乗員検知装置
４  感圧センサ
４′  第二感圧センサ
５  制御装置
１１  シートバック
１２  ヘッドレスト
１３  バックル
１３ａ  バックルセンサ
２１  クッション材
２２  シートパン
４１  発電体シート
４２  電極
４３  出力端子
４４  屈曲部
４５  湾曲部
【図１】
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【図２】
2019010893.tif 000004
【図３】
2019010893.tif 000005
【図４】
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【図５】
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