(57)【要約】【課題】配線を省略可能なメンブレンスイッチ、センサユニット及びシート装置を提供する。【解決手段】メンブレンスイッチは、乗員が着座する車載用のシートに設置されるメンブレンスイッチであって、乗員の着座を検知するセンサと、センサによって検知した検知信号を無線通信によって送信し、無線給電によってセンサに電力を供給する通信装置と、を備える。センサユニットは、そのメンブレンスイッチと、このメンブレンスイッチから検知信号を受信し、無線給電によってメンブレンスイッチに電力を供給する給電送受信部とを備える。シート装置は、このセンサユニットと、このセンサユニットを搭載した、乗員が着座する車載用のシートとを備える。【選択図】図１
2015020447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員が着座する車載用のシートに設置されるメンブレンスイッチであって、
乗員の着座を検知するセンサと、
前記センサによって検知した検知信号を無線通信によって送信し、無線給電によって前記センサに電力を供給する通信装置と、
を備えたことを特徴とするメンブレンスイッチ。
【請求項２】
第１フィルムと、前記第１フィルムに対向する第２フィルムと、前記第１のフィルムと前記第２フィルムの間に介在するスペーサを有し、
前記センサは、前記スペーサに形成された第１開口を介して対向する第１フィルム及び第２フィルムにそれぞれ設けられたスイッチ電極からなる少なくとも１つのスイッチ部を有し、
前記通信装置は、電子部品を有し、前記電子部品は、前記スペーサに形成された第２開口内に設けられることを特徴とする請求項１記載のメンブレンスイッチ。
【請求項３】
前記通信装置は、前記第１のフイルムに設けられたアンテナコイルを有し、前記アンテナコイルは、前記第１フィルムと前記スペーサ、又は、前記第１フィルムと前記第２フィルムによって挟まれていることを特徴とする請求項２に記載のメンブレンスイッチ。
【請求項４】
請求項１〜３に記載のメンブレンスイッチと、
前記メンブレンスイッチから前記検知信号を無線通信によって受信し、無線給電によって前記メンブレンスイッチに電力を供給する給電送受信部と
を備えたことを特徴とするセンサユニット。
【請求項５】
請求項４記載のセンサユニットと、
前記センサユニットを搭載した、乗員が着座する車載用のシートと
を備えたことを特徴とするシート装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両に配置されて乗員の位置を検知するメンブレンスイッチ、センサユニット及びシート装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の座席に、乗員が着座しているか否を検知するための着座センサを設けることがある。このようなセンサは、例えば乗員の着座状態によってエアバッグを制御したり、シートベルトを着用していない様な場合に、警告を発する等の動作のために用いることが可能である。このような着座センサでは、乗員が着座するシートの座面に着座センサのメンブレンスイッチを配置し、座席の下まで配線を延ばすため、シートに配線を通す孔部を設けることがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３７８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の着座センサの場合、シートに配線を通す孔部を設ける必要があるため、場合によってはシートの設計自由度を下げたり、座り心地を損なう場合があった。更に、製造工程においては、配線をシートの孔部に通す作業が必要となり、作業性を悪くする事があった。
【０００５】
また、車両の後部座席は、シートアレンジすることで荷室としてスペースを広げることがある。この時、シートの背もたれだけでなく、座面ごとシートを移動させる場合がある。従来、センサを後部座席に設置した場合、センサの配線がこのようなシートアレンジの妨げになる可能性がある。以上の様に、センサの配線が不都合となる場合がある。
【０００６】
本発明は、以上の様な課題に鑑みなされたものであり、配線を省略可能なメンブレンスイッチ、センサユニット及びシート装置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】
本発明に係るメンブレンスイッチは、乗員が着座する車載用のシートに設置されるメンブレンスイッチであって、乗員の着座を検知するセンサと、センサによって検知した検知信号を無線通信によって送信し、無線給電によってセンサに電力を供給する通信装置と、を備えたことを特徴とする。即ち、本発明に係るメンブレンスイッチは、ＲＦＩＤ等の通信手段をメンブレンスイッチに搭載することにより、配線を省略することが可能である。
【０００８】
また、本発明の一実施形態に係るメンブレンスイッチは、第１フィルムと、第１フィルムに対向する第２フィルムと、第１のフィルムと第２フィルムの間に介在するスペーサを有する。当該実施形態においては、上記センサは、スペーサに形成された第１開口を介して対向する第１フィルム及び第２フィルムにそれぞれ設けられたスイッチ電極からなる少なくとも１つのスイッチ部を有する。また、上記通信装置は、電子部品を有し、電子部品は、スペーサに形成された第２開口内に設けられる。
【０００９】
本実施形態においては、これら電子部品は、スペーサに形成された第２開口内に設けられている。従って、メンブレンスイッチの表面を平坦にする事が可能であり、座り心地や強度の点で優れている。また、第２開口内の空間に更に絶縁体等を充填することも可能であり、当該電子部品が搭載された部分の機械的強度等を確保し得るものと考えられる。更に、電子部品を第２開口内の空間に密閉することにより、水分等の異物の侵入を防止し、耐久性を向上させることも可能である。
【００１０】
また、上記実施形態においては、上記通信装置が上記第１のフィルムに設けられたアンテナコイルを有し、このアンテナコイルは、第１フィルムとスペーサ、又は、第１フィルムと第２フィルムによって挟まれていても良い。この場合には、アンテナコイルが露出しないことにより、水分等の異物の侵入を防止できるので、耐久性に加え、アンテナ特性も向上する。
【００１１】
本発明に係るセンサユニットは、上記メンブレンスイッチと、このメンブレンスイッチから検知信号を無線通信によって受信し、無線給電によってメンブレンスイッチに電力を供給する給電送受信部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るシート装置は、このセンサユニットと、このセンサユニットを搭載した、乗員が着座する車載用のシートとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、配線を省略可能なメンブレンスイッチ、センサユニット及びシート装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るメンブレンスイッチ３、センサユニット及びシート装置を示す側面概略図である。
【図２】同実施形態に係るメンブレンスイッチ３の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】同実施形態に係るメンブレンスイッチ３への給電方式を説明するための模式図である。
【図４】同実施形態に係るメンブレンスイッチ４の構成を示す分解斜視図である。
【図５】図４の第１フィルム３Ａ、スペーサ３Ｂ及び第２フィルム３Ｂを張り合わせ、且つ図４のＡ−Ａ′線で切断した断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るセンサユニット及びシート装置について説明するための側面概略図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るシート設置部２３の一態様を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１の実施形態］
次に、図面を参照して、本発明の第１の実施形態に係るメンブレンスイッチ、センサユニット及びシート装置について説明する。図１は、本実施形態に係るメンブレンスイッチ、センサユニット及びシート装置を示す側面概略図である。本実施形態に係るシート装置は、乗員が着座する車載用のシート１と、このシート１を設置するシートパン２と、シート１の座面に設置され、乗員の着座を検知するメンブレンスイッチ３と、このメンブレンスイッチ３に対向する様にシートパン２に設置された給電送受信部４とを備えて構成されている。尚、メンブレンスイッチ３及び給電送受信部４は、センサユニットを構成している。尚、本実施形態においてはシート１の座面にメンブレンスイッチ３を設置しているが、シート１とシートパン２との間や、シート１の内部にメンブレンスイッチ３を設置することも可能である。
【００１６】
本実施形態に係るメンブレンスイッチ３は、ＲＦＩＤ等の通信手段によって無線を介して給電送受信部４から給電を受け、また、検知信号を送信する。従って、メンブレンスイッチ３は配線を必要としない為、シート１には孔部等を設ける必要が無い。
【００１７】
シートパン２は、自動車の床面に固定された下部シートレール２１と、この下部シートレール２１に沿って平行移動可能に構成された上部シートレール２２と、上部シートレール２２の上部に位置し、シート１を支持するシート設置部２３と、当該シート設置部２３の直下において給電受信部４を支持する給電受信部設置部２４とを備える。シート設置部２３及び給電送受信部２４は、上部シートレール２２と共に下部シートレール２１に沿って移動可能に構成されている。従って、メンブレンスイッチ３及び給電送受信部４の位置関係は一定の状態に固定され、シート１の移動に依存せず、好適に乗員の検出を行う事が可能である。また、シート設置部２３は、メンブレンスイッチ３と給電送受信部４との間の電界や磁界を遮蔽しない様に構成されている。例えば、シート設置部２３のメンブレンスイッチ３と給電送受信部４との間に相当する部分を肉抜きすることも考えられるし、材料の変更によって電界や磁界の遮蔽を防止することも可能である。尚、シート設置部２３としては、図７に示すように、外枠２３１と、平面内において蛇行する形状に形成され、一端を外枠２３１の一辺に、他端を、外枠２３１の一辺に対向する他辺に固定されたＳ字バネ２３２とを備えた構成を採用することも可能である。
【００１８】
給電送受信部４は、無線給電によってメンブレンスイッチ３に電力を供給し、メンブレンスイッチ３から送信された検知信号を受信する給電送受信装置４１と、メンブレンスイッチ３から受信した検知信号に基づいて乗員の着座を判定し、給電送受信装置４１を制御する乗員判定制御部４２とを備える。尚、給電送受信装置４１をメンブレンやＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）から構成することも可能である。
【００１９】
図２は、本実施形態に係るメンブレンスイッチ３の構成を示す機能ブロック図である。アンテナコイル３１は、上記給電送受信装置４１に設けられたアンテナ４１１（図３に示す）と磁束結合し、電磁誘導によって電力を供給される。即ち、図３に示す通り、アンテナコイル３１は、アンテナ４１１と対向する様に配置されている。給電送受信装置４１は、アンテナ４１１に交流電流を供給する。アンテナ４１１は環状に構成されており、その環内に磁界Ｂを発生させる。アンテナコイル３１においては、この磁界Ｂによって誘導起電力が発生し、交流電流が発生する。整流器３２は、この交流電流を一方向に整流して圧力スイッチ３３に供給する。
【００２０】
本実施形態においては、電磁誘導方式によって無線給電を行っている。しかしながら、例えばメンブレンスイッチ３及び給電送受信部４にコンデンサを搭載し、コイル（アンテナ４１１及びアンテナコイル３１）及びコンデンサを共振器として用いて電力を伝送する、磁気共鳴方式によって無線給電を行うことも可能である。
【００２１】
圧力スイッチ３３はメンブレンからなるスイッチであり、本実施形態においては、２つのスイッチ部３３１及び配線３３２から構成される並列回路を、配線３３２によって２つ直列に接続してなる。しかしながら、回路構成は任意であり、例えば全てのスイッチ部３３１を並列に構成することも可能である。尚、本実施形態においては、圧力スイッチ３３によってメンブレンスイッチ３全体のＯＮ／ＯＦＦを行う。
【００２２】
圧力スイッチ３３が導通状態となると、整流器３２において整流された電流がセンサ電流／電圧検知装置３４に供給される。センサ電流／電圧検知装置３４は、供給された電流から圧力スイッチ３３のＯＮ／ＯＦＦを判断し、検知信号を出力する。無線装置３５は、この検知信号に応じて給電送受信部４に検知信号を送信する。尚、本実施形態において、アンテナコイル３１、整流器３２、センサ電流／電圧検知装置３４及び無線装置３５は、通信装置を構成する。
【００２３】
図４は、本実施形態に係るメンブレンスイッチ３の構成を示す分解斜視図である。本実施形態に係るメンブレンスイッチ３は、第１フィルム３Ａ、スペーサ３Ｂ及び第２フィルム３Ｃを貼り合わせて構成されている。これら第１フィルム３Ａ、スペーサ３Ｂ及び第２フィルム３Ｃは、例えばＰＥＴやＰＥＮ等、可撓性を有する樹脂から形成することが考えられる。
【００２４】
第１フィルム３Ａには、アンテナコイル３１、スイッチ電極３３１Ａ及び配線部３３２Ａが配置されている。これらアンテナコイル３１、スイッチ電極３３１Ａ及び配線部３３２Ａは、例えば印刷によって形成することも可能である。本実施形態において、配線部３３２Ａは、一対の配線からなり、それぞれ左右に配置された２つのスイッチ電極３３１Ａに接続されている。また、本実施形態においては、第１フィルム３Ａ上に、ＩＣ等の電子部品が搭載されている。これら電子部品は、それぞれ上記配線部３３２Ａとして機能する一対の配線に接続され、上述の整流器３２、センサ電流／電圧検知無線装置３４及び無線装置３５として機能する。尚、本実施形態において、アンテナコイル３１は第１フィルム３Ａ及びスペーサ３Ｂによって密閉される。従って、アンテナコイル３１はメンブレンスイッチ３の表面には露出しない。従って、水分等、異物の侵入によるアンテナコイル３１の劣化を防止し、耐久性を向上させることが可能である。また、水分等の吸着やアンテナコイル３１の劣化を防止することにより、アンテナ特性を向上させることも可能である。尚、アンテナコイル３１は、第１フィルム３Ａ及び第２フィルム３Ｃによって密閉することも可能である。
【００２５】
第２フィルム３Ｂには、電子部品搭載用の第２開口３Ｂａと、スイッチ用の第１開口３Ｂｂとが形成されている。スイッチ用の第１開口３Ｂｂは、上記スイッチ電極３３１Ａに対応する個所に設けられている。尚、スイッチ用の第１開口３Ｂｂからスペーサ３Ｂの端部に通じる切れ込みを設けることも可能である。これにより、スイッチ部３３１が押圧された際にスイッチ用の第１開口３Ｂｂ内の空気を外部に排除し、上述したスイッチ電極３３１Ａと後述するスイッチ電極３３１Ｃとを好適に接触させることが可能となる。
【００２６】
図５は、第１フィルム３Ａ、スペーサ３Ｂ及び第２フィルム３Ｂを張り合わせ、且つ図中のＡ−Ａ′線で切断した断面図である。図５に示す通り、電子部品搭載用の第２開口３Ｂａは、スペーサ３Ｂが第１フィルム３Ａ上に搭載された電子部品に接触しない様に形成されている。言いかえれば、本実施形態においては、これら電子部品は全て電子部品搭載用の第２開口３Ｂａ、第１フィルム３Ａ及び第２フィルム３Ｃによって形成される空間に収容される。従って、メンブレンスイッチ３の表面を平坦にする事が可能であり、座り心地や強度の点で優れている。また、当該空間に更に絶縁体等を充填することも可能である。これにより、当該電子部品が搭載された部分の機械的強度等を確保し得るものと考えられる。更に、電子部品を第２開口３Ｂａ内の空間に密閉することにより、水分等の異物の侵入を防止し、耐久性を向上させることも可能である。
【００２７】
第３フィルム３Ｃには、スイッチ電極３３１Ｃ及び配線部３３２Ｃが配置されている。スイッチ電極３３１Ｃは、上記スイッチ用の第１開口３Ｂｂを介してスイッチ電極３３１Ａと対向しており、これらと共に上記スイッチ部３３１を構成する。配線部３３２Ｃは各スイッチ部３３１Ｃ全てと接続されている。このような配線パターンを採用することにより、配線の接続信頼性を好適に保つことが可能である。
【００２８】
尚、スイッチ電極３３１Ａや３３１Ｃの態様、及び配線部３３２Ａ及び３３２Ｃ等の配線パターンは任意である。例えば、本実施形態においてはスイッチ電極３３１Ａ及び３３１Ｃを全てベタ電極から構成し、これらを配線部３３２Ａ及び３３２Ｃによって接続することにより、スイッチ回路を構成している。しかしながら、例えば配線部３３２Ａをそれぞれ２つに分割し、配線部３３１Ｃのみをベタ電極とすることにより、配線部３３２Ｃを省略することも可能である。また、本実施形態においては配線部３３２Ａによって当該スイッチ回路と上記電子部品との接続を行っているが、配線部３３２Ｃによってスイッチ回路と上記電子部品との接続を行うことも可能である。この場合、配線部３３２Ｃと電子部品との接続は、例えばスペーサ３Ｂにビアホール等を設けることによって行っても良いし、上記電子部品搭載用の第２開口３Ｂａを介して行うことも可能である。
【００２９】
［第２の実施形態］
図６は、本発明の第２の実施形態に係るセンサユニット及びシート装置について説明するための側面概略図である。第１の実施形態においては、シートパン２に給電受信部設置部２４が設けられており、シート１の移動に際して、メンブレンスイッチ３と給電送受信部４とが常に一定の位置関係を保つことが可能であった。しかしながら、係る構成においては給電送受信部４に電力の供給等を行う必要があり、配線を設ける必要がある。本実施形態においては、給電送受信部４が自動車の床面に設けられている。従って、自動車床面とシートパン２との間に配線を設ける必要が無くなり、シート１をより自由に動かすことが可能となる。
【００３０】
尚、給電送受信部４とメンブレンスイッチ３とが給電や信号の送受信等を行うためには、アンテナコイル３１とアンテナ４１１とが対向している必要がある。しかしながら、例えば自動車の後部座席は運転席等と比較して乗員着座時にシート１の位置を調整することが少ない。また、後部座席に対してシートアレンジを行い、荷室としてスペースを広げる場合にはアンテナコイル３１とアンテナ４１１との位置関係が大きく変化するものと考えられるが、このような場合にはそもそも乗員の位置を検知する必要が無い。従って、後部座席に乗員が着座する場合には好適に乗員の着座を検知し、且つ自由なシートアレンジをも可能とすることが出来る。
【符号の説明】
【００３１】
１…シート、２…シートパン、３…着座センサ、４…給電送受信部、２１…下部シートレール、２２…上部シートレール、２３…シート設置部、２４…給電受信部設置部、３１…アンテナコイル、３２…整流器、３３…圧力スイッチ、３４…センサ電流／電圧検知装置、３５…無線装置、４１…給電送受信装置、４２…乗員判定制御部、３３１…スイッチ部、３３２…配線、４１１…アンテナ、３Ａ…第１フィルム、３Ｂ…スペーサ、３Ｃ…第２フィルム、３Ｂａ…第２開口、３Ｂｂ…第１開口、３３１Ａ，３３１Ｃ…スイッチ部、３３２Ａ，３３２Ｃ…配線部。
【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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