(57)【要約】【課題】組み付けやすく、必要な検知精度及び耐久性を有すると共に、良好な座り心地を提供する荷重検知センサ及びそれが組み込まれた車両用シートを提供すること。【解決手段】可撓性を有し、複数の圧力センサ・セルを備え、車両用シートに組み込まれ、シートに着座した乗員を検知するためのフィルム状の荷重検知センサにおいて、シートの天板部に対応する領域と、シートの土手部に対応する領域との間に、一端が開放されたスリットを備える。クッション・パッドとシート・カバーとの間に上記荷重検知センサが組み付けられた車両用シートにおいて、荷重検知センサとシート・カバーとの間に緩衝材を備える。【選択図】　図１
2004050956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有し、
複数の圧力センサ・セルを備え、
車両用シートに組み込まれ、該シートに着座した乗員を検知するためのフィルム状の荷重検知センサであって、
前記シートの天板部に対応する領域と、前記シートの土手部に対応する領域との間に、一端が開放されたスリットを備えたことを特徴とする荷重検知センサ。
【請求項２】
クッション・パッドと、シート・カバーとを有し、
前記クッション・パッドと前記シート・カバーとの間に請求項１記載の荷重検知センサが組み付けられた車両用シートであって、
前記荷重検知センサと前記シート・カバーとの間に緩衝材を備えたことを特徴とする車両用シート。
【請求項３】
請求項２記載の車両用シートであって、
前記荷重検知センサの出力を処理する電子制御装置を、前記クッション・パッド内に設けられた収容部に備え、
前記収容部は、前記乗員から少なくとも４０ｍｍ離れるように前記クッション・パッドの底面側に設けられ、
前記荷重検知センサと前記電子制御装置とを接続する信号線は、前記クッション・パッドのシート・バック側に設けられたスリットを通じて該クッション・パッドの上面側から底面側へ導かれることを特徴とする車両用シート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概して車両用シートに係り、特に着座負荷を検知するためのフィルム状の荷重検知センサ及びそれを組み込んだシートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、特に米国などにおいて、エアバッグの衝撃による事故を防止するために、乗員が子供である場合にはエアバッグを展開させるべきではないとの見解が広まっており、法規制も予定されている。
【０００３】
このようなエアバッグ展開制御を行うためには、着座した乗員が大人であるか子供であるかを確実に検知できるシステムが必要となる。従来、ベルト・ウォーニング・センサや修理費低減センサなどにおいて用いられている荷重検知センサは、着座負荷（座圧）の有無を検出するものであり、着座した乗員が大人であるか子供であるかを判別できない。
【０００４】
具体的な着座負荷量を測定できる荷重検知センサとしては、現在、大きく分けて、体重検知式のものとマット式のものとが提案されている。
【０００５】
体重検知式の場合、シート・レールとボディとの間にひずみゲージを設け、乗員の重さをシートごと測定する。このタイプは、シート自体（シート・クッションなど）に変更を加えないため、シートへの組み付けが容易であると共に、センサを追加しても座り心地が悪くならない。
【０００６】
他方、マット式の場合、シート・カバー（表皮）とシート・クッションとの間にフィルム状の圧力センサが設けられる。このタイプは、センサが乗員の座圧分布及び体重を判断することにより、良好な検知精度を得ることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マット式では、シート・カバーの裏に硬いセンサを設けるため、乗員に異物感を与え、座り心地を悪化させる。さらに、素材及び形状によっては、座圧による撓みによって異音を発生させ得る。
【０００８】
また、マット式では、乗降又は着座負荷（撓み、引っ張り）がフィルム・センサに伝達されやすく、フィルム・センサの破断や機能不全が発生しやすいため、耐久性が要求される。
【０００９】
さらに、マット式では、カバーとクッションとの間にセンサを設けることから、組み付け（貼り付け・固定）作業が複雑となる。
【００１０】
このように、マット式の場合、特に検知精度と座り心地との二律背反が問題となる。すなわち、検知精度を上げるためにセンサ面積を増やせばフィルム・センサと乗員とが接触する面積が増え、座り心地を悪化させる。
【００１１】
また、耐久性を向上させ、安定した検知を行えるようにフィルム・センサの強度を増やすと、乗員に与える異物感も増える。
【００１２】
また、フィルム・センサの設置位置を乗員に近づけると、乗員に与える異物感が増加すると共に、より強い着座負荷を受けるためより高い耐久性が必要となる。
【００１３】
このように、従来のマット式荷重検知センサには、座り心地と検知精度との両立が困難であるという問題がある。
【００１４】
本発明はこのような課題を解決するために為されたものであり、組み付けやすく、必要な検知精度及び耐久性を有すると共に、良好な座り心地を提供する荷重検知センサ及びそれが組み込まれた車両用シートを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様は、可撓性を有し、複数の圧力センサ・セルを備え、車両用シートに組み込まれ、該シートに着座した乗員を検知するためのフィルム状の荷重検知センサであって、上記シートの天板部に対応する領域と、上記シートの土手部に対応する領域との間に、一端が開放されたスリットを備えたことを特徴とする荷重検知センサである。
【００１６】
この態様によれば、ちょうど乗員の腿などが当たる領域に圧力センサ・セルが配置されないため、座り心地が向上する。また、乗員の乗降によって生じ得る略水平方向の引っ張り負荷を撓むことで吸収できるため、センサ耐久性が向上する。
【００１７】
本発明の別の一態様は、クッション・パッドと、シート・カバーとを有し、上記クッション・パッドと上記シート・カバーとの間に前述の一態様に係る荷重検知センサが組み付けられた車両用シートであって、上記荷重検知センサと上記シート・カバーとの間に緩衝材を備えたことを特徴とする車両用シートである。
【００１８】
この態様によれば、フィルム状荷重検知センサの異物感を緩和できると共に、表皮硬さ及びクッション感が向上するため、座り心地が向上する。
【００１９】
この態様では、上記荷重検知センサの出力を処理する電子制御装置を上記クッション・パッド内に設けられた収容部に備え、上記収容部を上記乗員から少なくとも４０ｍｍ離れるように上記クッション・パッドの底面側に設け、上記荷重検知センサと上記電子制御装置とを接続する信号線を上記クッション・パッドのシート・バック側に設けられたスリットを通じて該クッション・パッドの上面側から底面側へ導いてもよい。
【００２０】
この場合、電子制御装置による異物感が無くなると共に、電子制御装置を含めたセンサ全体に掛かる負荷も低減されるため、センサ耐久性が向上する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。図中、同一の要素には同一の符号を通して用い、重複する説明は省略する。
【００２２】
まず、図１を用いて、本実施形態に係る車両用シートの概略を説明する。図１は、本実施形態に係る車両用シート１００のシート・クッション部分１００Ａの構成を示す組み付け図である。ここで、シート・バック部分１００Ｂ、ヘッド・レスト部分１００Ｃ、及びシート・スライド部分１００Ｄは既知の構成であるため、詳しい説明は省略する。
【００２３】
本実施形態において、シート・クッション部分１００Ａは、クッション・パッド１０１と、フィルム・センサ１０２と、緩衝板１０３と、シート・カバー（表皮）１０４とを組み合わせて構成される。図中、クッション・パッド１０１の上面上に示す点線は、フィルム・センサ１０２が貼り付けられる位置を示す。
【００２４】
すなわち、本実施形態に係るシート・クッション部分１００Ａは、まずシート・フレーム上に置かれたクッション・パッド１０１にフィルム・センサ１０２を組み付け、次にフィルム・センサ１０２の上から緩衝板１０３を貼り付け、最後に全体を包み込むようにシート・カバー１０４を被せることによって組み立てられる。
【００２５】
クッション・パッド１０１は、例えばウレタンから成る弾力性を有する部材であり、フィルム・センサ１０２やシート・カバー１０４を組み付けるための溝やスリットを有する。詳しくは後述する。
【００２６】
フィルム・センサ１０２は、複数の圧力センサ・セルを備えたフィルム状のセンサである。フィルム・センサ１０２は、例えばウレタンなどの樹脂材料がベースとされ、可撓性を有する。また、その厚さは例えば２ｍｍである。
【００２７】
緩衝板１０３は、例えばウレタンから成る可撓性・弾力性を有する板状の部材であり、その厚さは例えば１０ｍｍである。緩衝板１０３を設けることにより、フィルム・センサ１０２が着座した乗員に与え得る異物感が緩和されると共に、カバー（表皮）硬さ及びクッション感が向上する。
【００２８】
シート・カバー１０４は、本革、合成レザー、ファブリックなどから成る。引っ張りに強く、たるまないことが望ましい。
【００２９】
従来のシートでは、クッション・パッドにシート・カバーが被せられるのみの構造であった。本実施形態では、新たにフィルム・センサ１０２及び緩衝板１０３を備えると共に、クッション・パッド１０１の形状に新規の工夫を加えた。以下、本実施形態の特徴を順に説明する。
【００３０】
図２は、フィルム・センサ１０２単体の構成を示す模式図である。図示するように、フィルム・センサ１０２表面には複数の圧力センサ・セル２０１が配置されており、各センサの出力は表面上に（例えばプリント技術を用いて）設けられた信号線（図示せず）を通じてＥＣＵ２０２へ伝達される。
【００３１】
ＥＣＵ２０２は、複数のセル２０１のそれぞれの場所（番地）を把握しており、各セル２０１の出力からフィルム・センサ１０２上に掛かった圧力（座圧）の強度及びその分布を算出する。算出された強度分布は、信号線２０３及びコネクタ２０４を通じてシート１００外（例えば、インパネ内のエアバッグ制御装置）へ出力される。
【００３２】
フィルム・センサ１０２は、天板部２０５と土手部２０６とを有する。天板部２０５は、最大幅２４０ｍｍを有することが望ましい。図示するように、土手部２０６は、天板部２０５の左右に両腕のように延びる。換言すれば、天板部２０５と土手部２０６との間には隙間２０７が設けられ、セル２０１の水平方向の配列が天板部２０５と土手部２０６との間で不連続となる。
【００３３】
天板部２０５と土手部２０６とは、シート・バック側の連結部２０８のみで接続されている。したがって、土手部２０６に設けられた圧力センサ・セル２０１の出力は、連結部２０８上に設けられた信号線（図示せず）を通じて、天板部２０５を経由せずに、ＥＣＵ２０２へ伝達される。
【００３４】
フィルム・センサ１０２全体が着座負荷（座圧）に対して撓むように可撓性を備えているため、土手部２０６は、連結部２０８を支点として略水平方向すなわち図中に矢印で示す左右方向に撓み得る。詳しくは後述する。
【００３５】
また、天板部２０５は、後述するクッション・パッド１０１上の横吊り溝を渡すために、膝側２０９と背中側２１０とに分けられ、両者は渡し部２１１によって接続されている。渡し部２１１には、水平方向に凸部２１２が設けられる。これらの詳しい役割は後述する。
【００３６】
次いで、図３を用いて、クッション・パッド１０１の形状について説明する。図３（ａ）は、本実施形態に係るクッション・パッド１０１単体の上面図、図３（ｂ）は、本実施形態に係るクッション・パッド１０１にフィルム・センサ１０２を組み付けた状態を示す上面図である。
【００３７】
図３（ａ）に示すように、クッション・パッド１０１には、シート・カバー１０４を吊るための縦溝３０１及び横溝３０２が図示するようにＨ形に設けられる。クッション・パッド１０１は、縦吊り溝３０１によって、天板部３０３と土手部３０４とに分けられる。天板部３０３は、更に、横吊り溝３０２によって、膝側３０５と背中側３０６とに分けられる。吊り溝については、後に詳述する。
【００３８】
図３（ｂ）に示すように、フィルム・センサ１０３の天板部２０５、土手部２０６、膝側２０９、及び背中側２１０は、クッション・パッド１０１の天板部３０３、土手部３０４、膝側３０５、及び背中側３０６にそれぞれ対応する。
【００３９】
図３（ａ）に示すように、横吊り溝３０２の中央には、横吊り溝３０２とは垂直な方向に傾斜の付いた凹部３０７が設けられる。クッション・パッド１０１にフィルム・センサ１０２を組み付けるとき、作業者は、フィルム・センサ１０２の渡し部２１１を傾斜凹部３０７に沿わせる。
【００４０】
図３（ｂ）に示すように、フィルム・センサ１０２の渡し部２１１を傾斜凹部３０７にはめ込むとき、凸部２１２はちょうど横吊り溝３０２にはまるようになっている。すなわち、フィルム・センサ１０２をクッション・パッド１０１に組み付ける作業工程において、作業者は、凸部２１２が横吊り溝３０２にはまるように留意することによって、容易に位置決めを行うことができる。これにより、組み付け作業が容易となる。
【００４１】
図示するように、傾斜凹部３０７の前後方向内側壁には、三角錐状の突起部３０８がクッション・パッド１０１と一体成形されて設けられる。この突起部３０８について、図４に詳細に示す。図４は、横吊り溝３０２を境界とし、一方の側だけの傾斜凹部３０７及び突起部３０８を示す斜視図である。突起部３０８は、クッション・パッド１０１の一部であり、可撓性を有するため、作業者は、組み付けの際、フィルム・センサ１０２の渡し部２１１を突起部３０８に押し当てて突起部３０８を撓ませて、渡し部２１１が傾斜凹部３０７の斜面及び横吊り溝３０２の底面に沿うように突起部３０８下方まで落とし込む。渡し部２１１が突起部３０８を超えて一旦はめ込まれると、撓んでいた突起部３０８は元の形状に戻る。このはめ込みにより、突起部３０８がフィルム・センサ１０２の上下方向の動き（浮き）を抑え、横吊り溝３０２が凸部２１２の前後方向の動きを抑え、傾斜凹部３０７が渡し部２１１の水平方向の動きを抑えるため、フィルム・センサ１０２を仮止め（仮固定）することができる。よって、組み付け・貼り付け工程の作業性が向上する。
【００４２】
突起部３０８には、クッション・パッド１０１と緩衝板１０３との接触面積を増やす効果もある。図５は、クッション・パッド１０１にフィルム・センサ１０２、緩衝板１０３、及びシート・カバー１０４を組み付けた状態について、図３（ｂ）のＸ−Ｘ’断面を示す断面図である。図５（ａ）に示すように、例えば傾斜凹部３０７に突起部３０８が無い場合、緩衝板１０３及びシート・カバー１０４は、支えの無い傾斜凹部３０７上で下方へ撓みやすい。他方、図５（ｂ）に示すように、本実施形態に係る突起部３０８を備えると、傾斜凹部３０７上において突起部３０８が緩衝板１０３及びシート・カバー１０４を支えるため、傾斜凹部３０７を設けたことによる撓みを大幅に抑えることができる。よって、シートの仕上り（意匠上の外観）及び座り心地をより良いものとすることができる。
【００４３】
図２でも説明したように、フィルム・センサ１０２の天板部２０５と土手部２０６とは連続しておらず、その隙間２０７は縦吊り溝３０１に対応する。したがって、土手部２０６及び３０４は、水平方向に可撓性を有し、乗員が乗り降りする際に（乗員の腿の裏などが土手部と擦れることによる）略水平方向の引っ張りとして生じる乗降負荷を撓むことで吸収することができるため、フィルム・センサ１０２自体の耐久性が向上する。
【００４４】
また、隙間２０７を標準的な乗員が着座する（例えば腿が置かれる）場所（例えば、図３（ｂ）に斜線で示す領域）に対応させることによって、乗員が圧力センサ・セル２０１の真上に座ることを回避できるため、フィルム・センサ１０２が乗員に与える異物感を大幅に低減することができる。
【００４５】
クッション・パッド１０１のシート・バック側端の略中央に設けられたＬ字形スリット３０９は、フィルム・センサ１０２のネック部２１３（図２参照）を通すためのものである。
【００４６】
ここで、本実施形態に係るＬ字形スリット３０９は、帯状のネック部２１３を通す作業を容易にする効果を有する。これを図６を用いて説明する。図６は、それぞれスリット３０９及びネック部２１３を簡略化して示す模式図である。
【００４７】
仮にスリット３０９が図６（ａ）に示すようなＴ字形のスリットであった場合、図６（ｂ）に示すように、作業者は、スリット開口部を左右に開きながらネック部２１３を挿入しなければならず、組み付け作業性が悪い。これが、本実施形態のようにスリット３０９がＬ字形の場合（図６（ｃ））、図６（ｄ）に示すように、作業者は、一方の手でスリット開口部を広げ、他方の手でネック部２１３をスリット内へ挿入することができる。
【００４８】
次いで、図７を用いて、フィルム・センサ１０２、緩衝板１０３、及びシート・カバー１０４のクッション・パッド１０１への組み付けについて更に説明を加える。図７は、クッション・パッド１０１にフィルム・センサ１０２、緩衝板１０３、及びシート・カバー１０４を組み付けた状態について、図３（ｂ）のＹ−Ｙ’断面を示す断面図である。
【００４９】
クッション・パッド１０１は、シート・フレーム７０１上に貼り付けられる。その際、クッション・パッド１０１上に置かれたフィルム・センサ１０２のネック部２１３をスリット３０９を通し、ＥＣＵ２０２を予め設けられたクッション・パッド１０１の収容部７０２内に収める。また、コネクタ２０４を予めシート・フレーム７０１に設けられた開口部を通じてシート１００外へ導く。
【００５０】
図示するように、ＥＣＵ２０２は、クッション・パッド１０１のシート・バック側底部に配置される。これは、フィルム・センサ１０２の信号線長をなるべく短くすると共に、ＥＣＵ２０２が乗員に与える異物感を最小限にするためである。ここで、撓みを考慮した乗員のでん部位置をＰで示すと、収容部７０２とＰとの距離Ｄが少なくとも４０ｍｍあれば、ＥＣＵ２０２は乗員に異物感を与えない。距離Ｄは、座り心地の観点からみれば５０ｍｍ以上であることが好ましいと言えるが、圧力センサ・セル２０１の信号線が長くなりすぎないように設定されることが好ましい。
【００５１】
また、図示する収容部７０２の位置は、ＥＣＵ２０２が受ける負荷の点からも好ましい。例えば、シート・クッション部の前方（すなわち、乗員の膝側）は、乗員の体重の掛け方によっては大きな負荷が掛かり、クッション・パッド１０１が大きく撓む可能性がある。更には、例えば、ユーザが、車両停止中に、シート・クッション部前方に立膝を着いて略全体重を掛ける、といった使われ方をされる可能性もある。このように、図７に示す収容部７０２の位置は、ＥＣＵ２０２に最も負荷が掛かりにくい位置であると言える。
【００５２】
また、ＥＣＵ２０２を図示するような後部底面に配置することは、フィルム・センサ１０２の耐久性上も有利である。フィルム・センサ１０２をクッション・パッド１０１の上面から底部へ導くとき、前方（膝側）よりも後方（背中側）の方がＲ（すなわち、曲率半径）が大きいため、フィルム・センサ１０２に掛かる曲げ負荷を小さくすることができる。
【００５３】
シート・カバー１０４は、図示するように、クッション・パッド１０１、フィルム・センサ１０２、及び緩衝板１０３を包み込むように上から覆い被せられ、シート・フレーム７０１に固定される。
【００５４】
シート・カバー１０４は、緩衝板１０３に吊り溝に合わせて設けられたスリット（図１参照）を通じて、クッション・パッド１０１の溝横吊り溝３０２内に引き込まれる。横吊り溝３０２には、シート・カバー１０４の上から吊りワイヤ７０３が挿入される。吊りワイヤ７０３は、クッション・パッド１０１に埋め込まれたインサート・ワイヤ７０４と結合しており、シート・カバー１０４を横吊り溝３０２内で下方へ吊った状態で係止させる。
【００５５】
同様の処理は、縦吊り溝３０１についても行われる。シート・クッション部１００Ａにこのような吊り溝を設けることによって、シート・クッション部１００Ａの仕上り（意匠上の外観）が良くなると共に、シート・カバー１０４のたるみの発生を抑えることができる。
【００５６】
前述のように、フィルム・センサ１０２の渡し部２１１は、傾斜凹部３０７に沿って横吊り溝３０２を渡る。これにより、フィルム・センサ１０２を組み付けた後でも横吊り溝３０２が溝として残されるため、上記のようにシート・カバー１０４を吊ることができる。また、傾斜を付けることにより、渡し部２１１を傾斜凹部３０７にはめ込む際にフィルム・センサ１０２に掛かる応力を緩和することができる。また、例えば乗員の着座などによる前後方向（すなわち膝−背中方向）に伸ばされる外力に対して、傾斜凹部３０７の余長で対応することができる。したがって、フィルム・センサ１０２の耐久性向上に資する。
【００５７】
また、前述のように、図７に点線で示す突起部３０８がスリット部分以外の緩衝板１０３を支えるため、傾斜凹部３０７を設けたことによりシート・カバー１０４が下方へたるむことがない。
【００５８】
このように、本実施形態によれば、１）フィルム・センサ１０２に隙間２０７を設けることによって座り心地及びセンサ耐久性が向上し、２）緩衝板１０３を設けることによって座り心地が向上し、３）ＥＣＵ２０２の配置を工夫したことによって座り心地及びセンサ耐久性が向上し、４）スリット３０９の形状を工夫したことによってセンサ組付性が向上し、５）横吊り溝に傾斜凹部３０７を設けることによって座り心地及びセンサ耐久性が向上し、６）フィルム・センサ１０２に凸部２１２を設けることによって座り心地、センサ耐久性、及びセンサ組付性が向上し、７）傾斜凹部３０７に突起部３０８を設けることによってセンサ組付性及び仕上りが向上する。
【００５９】
なお、上記実施形態においては、シート１００上にＨ形状に吊り溝を設ける場合について説明したが、当業者には明らかなように、吊り溝の形状はこれに限られず、又、吊り溝は必ずしも設ける必要はない。
【００６０】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、組み付けやすく、必要な検知精度及び耐久性を有すると共に、良好な座り心地を提供する荷重検知センサ及びそれが組み込まれた車両用シートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用シートのシート・クッション部分の構成を示す組み付け図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るフィルム・センサ単体の構成を示す模式図である。
【図３】（ａ）　本発明の一実施形態に係るクッション・パッド単体の上面図である。（ｂ）　本発明の一実施形態に係るクッション・パッドにフィルム・センサを組み付けた状態を示す上面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る傾斜凹部及び突起部について、横吊り溝を境界として一方の側だけのを示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るクッション・パッドにフィルム・センサ、緩衝板、及びシート・カバーを組み付けた状態について、図３（ｂ）のＸ−Ｘ’断面を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るスリット及びネック部を簡略化して示す模式図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るクッション・パッドにフィルム・センサ、緩衝板、及びシート・カバーを組み付けた状態について、図３（ｂ）のＹ−Ｙ’断面を示す断面図である。
【符号の説明】
１００　シート
１００Ａ　シート・クッション部分
１００Ｂ　シート・バック部分
１００Ｃ　ヘッド・レスト部分
１００Ｄ　シート・スライド部分
１０１　クッション・パッド
１０２　フィルム・センサ
１０３　緩衝板
１０４　シート・カバー
２０１　圧力センサ・セル
２０２　ＥＣＵ
２０３　信号線
２０４　コネクタ
２０５　天板部
２０６　土手部
２０７　隙間
２０８　連結部
２０９　膝側
２１０　背中側
２１１　渡し部
２１２　凸部
２１３　ネック部
３０１　縦吊り溝
３０３　天板部
３０４　土手部
３０２　横吊り溝
３０５　膝側
３０６　背中側
３０７　傾斜凹部
３０８　突起部
３０９　スリット
７０１　シート・フレーム
７０２　収容部
７０３　吊りワイヤ
７０４　インサート・ワイヤ
【図１】
2004050956.tif 000003
【図２】
2004050956.tif 000004
【図３】
2004050956.tif 000005
【図４】
2004050956.tif 000006
【図５】
2004050956.tif 000007
【図６】
2004050956.tif 000008
【図７】
2004050956.tif 000009