(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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その長手方向に沿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。
【請求項２】
前記荷重検出手段は、検出した荷重に基づき前記着座部上に乗った加重体の種類を判別する加重体判別部を有する請求項１記載のシートの着座検出装置。
【請求項３】
前記荷重検出手段は、前記導電性ゴム体の断線を判別する断線判定部を有する請求項１又は２記載のシートの着座検出装置。
【請求項４】
前記着座センサ部は、前記導電性ゴム体を複数本、平行又は編目状に配設したものである請求項１〜請求項３のいずれかに記載のシートの着座検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車などにおけるシートの使用状況等を検出するシートの着座検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来のシートの着座検出装置では、シートの着座部に利用者が座ったかどうかを判別するセンサが設けられている。センサとしては例えば圧電素子などが用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような構成のものは、シートに荷重が加わったときセンサがオン動作するだけであり、シート上に座ったものが人・物・大人・子供のいずれであるかという判別まではできない。そのような判別まで行う方法としては、上記センサを多数使用して分散配置するか、あるいは高価な歪み計を使用することが考えられるが、これでは装置が高価になるばかりか、シートに座ったときにセンサにより違和感が生じ座り心地が悪くなるという問題点を有する。
【０００４】
そこで、本発明は、座り心地の悪化やコスト増を防止しつつ、シートに乗った人・物などの荷重を検出できるシートの荷重検出装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため請求項１記載のシートの加重検出装置は、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その長手方向に沿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、とを備えるものである。
【０００６】
なお、請求項２記載のように、前記荷重検出手段は、検出した荷重に基づき前記着座部上に乗った加重体の種類を判別する加重体判別部を有するものであってもよい。
【０００７】
また、請求項３記載のように、前記荷重検出手段は、前記導電性ゴム体の断線を判別する断線判定部を有していてもよい。
【０００８】
さらに、請求項４記載のように、前記着座センサ部は、導電性ゴム体を複数本、平行又は編目状に配設したものとしてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るシートの加重検出装置を図面に基づいて説明する。図１は、この実施の形態の荷重検出装置を備えたシートの概略構成を示し、図２はそのシートの一部破断平面図を示す。
【００１０】
このシートの荷重検出装置１は、シート４の着座部５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２ａを有する着座センサ部２と、着座面５に荷重が加わるのに伴って伸縮変動する導電性ゴム体２ａの抵抗変化に基づいて着座部５に加わる荷重を検出する荷重検出手段３とを備える。
【００１１】
前記シート４は例えば自動車内のフロア７上に設置されるものであって、着座部５と背もたれ部６とからなる。着座部５は、シートレール８を介してフロア７上に前後方向に移動可能に設けられたフレーム９と、このフレーム９の上に設けられたクッション部材１０とを有する。そのクッション部材１０の上面である着座面には、前記導電性ゴム体２ａが１本、着座部５の幅方向に沿って張設される。導電性ゴム体２ａとしては、例えば、汎用ゴム、ポリウレタン，シリコーンゴム等の母材ゴムにカーボンブラック系や銀微粉末系の導電性付与剤を配合したものを長尺状に形成したものが用いられる。この導電性ゴム体２ａの両端部は、例えばフレーム９の両側面に固定されており、前記着座部５に人や物等の加重体が置かれるとその荷重により当該導電性ゴム体２ａがその長手方向に引き伸び可能に構成される。
【００１２】
前記クッション部材１０は、導電性ゴム体２ａと共にシートカバー１１によって被覆されている。導電性ゴム体２ａの両端は前記荷重検出手段３に電気的に接続されている。
【００１３】
図３は、このシートの荷重検出装置１の構成を示すブロックである。その荷重検出手段３は、導電性ゴム体２ａに通電させる通電用電源１２と、導電性ゴム体２ａの抵抗変化を検出する抵抗検出部１３と、この抵抗検出部１３の検出結果に基づきシート４の着座部５に加わる荷重を演算する演算部１４と、この演算部１４で算出された荷重に基づきシート４に乗った人・物・大人・子供などの加重体の種類を判別する加重体判別部１５と、前記抵抗検出部１３の検出結果に基づき前記導電性ゴム体２ａの断線を判別する断線判定部１６とを有する。
【００１４】
前記通電用電源１２としては、例えば自動車のバッテリが使用される。
【００１５】
前記抵抗検出部１３は、例えば前記導電性ゴム体２ａと直列に接続された分圧抵抗などにより構成され、前記分圧抵抗における分圧が導電性ゴム体２ａにおける抵抗値に変換されて前記演算部１４に入力される。
【００１６】
図４を参照して原理的な説明を行うと、即ち、前記導電性ゴム体２ａと直列に分圧抵抗３０が接続される。導電性ゴム体２ａの抵抗をＲ，分圧抵抗３０の抵抗をｒ，通電用電源１２の電圧をＥとすると、前記分圧抵抗３０での分圧レベルＶは、Ｖ＝（ｒ／（Ｒ＋ｒ））×Ｅ（式１）で表される。ここで、着座部５に加重が加わり導電性ゴム体２ａが伸びて抵抗Ｒが大きくなると、それに伴って分圧抵抗３０での分圧Ｖは小さくなる。そして、この分圧Ｖが、導電性ゴム体２ａにおける抵抗値に変換され、着座部５に加わる加重に応じた出力として演算部１４に与えられる。
【００１７】
演算部１４は、前記抵抗値に基づいて着座部５に加わる荷重を演算し、この荷重を加重体判別部１５に入力する。即ち、着座部５に加わる荷重が大きいほど、導電性ゴム体２ａが大きく伸びてその抵抗値が大きくなる関係にあるので、例えば、この関係を数式化した換算データを演算部１４に入力しておき、前記入力された抵抗値と当該換算データに基づいて着座部に加わる荷重を演算する。
【００１８】
加重体判別部１５は、前記演算された荷重に基づいて加重体の種類を判別するもので、例えば人・物・大人・子供等の加重体の種別に対応してそれぞれ所定範囲内の荷重のデータが予め入力・記憶されており（例えば、大人の場合には比較的重い荷重範囲が設定され、子供の場合には比較的軽い範囲の荷重範囲が設定される）、前記演算部１４より入力される荷重を前記各荷重のデータと比較し、その比較結果に基づいて着座部５に乗っている加重体の種類、例えば、大人であるか子供であるか等を判別する。なお、人と物の判別に関しては、例えば、演算された荷重が子供判別用として設定された荷重範囲よりもさらに小さい場合に物と判別したり、また、人による荷重は通常何らかの変動を生じる一方、物による荷重はそれが一旦着座部５に載置された後は一定値を保つので、演算された荷重の経時的な変動パターンに基づいて、人か物かを判別することも可能である。さらに、後述する他の実施形態（図１１参照）のように、導電性ゴム体２ａを網目状に配置した場合には、着座部５の着座面における荷重の分布パターンに基づいて、人か物かを判別することも可能である。
【００１９】
さらに、前記抵抗検出部１３で検出された抵抗値は、断線判定部１６にも入力され、断線判定部１６は当該抵抗値が所定の特定値であるときに、断線を判別する。例えば、導電性ゴム体２ａが断線すると、上記式１において、抵抗Ｒが限りなく大きくなり（Ｒ→∞）、分圧Ｖが限りなく小さくなる（Ｖ→０）。従って、分圧Ｖが限りなく小さくなったときに抵抗値が無限大に大きくなる特定値になり断線に至ったと判断できる。
【００２０】
なお、本荷重検出手段３の演算部１４や加重体判別部１５，断線判定部１６の各機能は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を備える一般的なマイクロコンピュータ等のハードウエア手段により達成される。
【００２１】
次に、シート４の荷重検出装置１の動作を説明する。シート４の着座部５に例えば人が座ると、図５のように、その荷重Ｗにより帯状の導電性ゴム体２ａが伸ばされると共に断面積が小さくなり、導電性ゴム体２ａの両端部間の抵抗が増大し、その抵抗を抵抗検出部１３が検出し、その検出結果に基づき演算部１４がそのときの荷重を演算する。このようにして検出された荷重は、加重体判別部１５に入力されて、予め記憶されている各荷重のデータと比較され、その比較結果に基づき、着座部５に乗っている加重体の種類、例えば、大人であるか子供であるかまでを判別する。なお、導電性ゴム体２ａが断線した場合、抵抗検出部１３はそれに応じた特定値を検出するので、その検出結果から断線判定部１６が断線を判別する。すなわち、このシートの荷重検出装置１は、自己診断機能を持つ。
【００２２】
このように構成されたシートの荷重検出装置１では、シート４の着座部５に張設した導電性ゴム体２ａの伸長変化により、着座部５に加わる荷重を検出するので、座り心地の悪化やコスト増を防止しつつ、シートに乗った人・物などの荷重を検出できる。
【００２３】
しかも、着座部５の着座面に長尺状の導電性ゴム体２ａを張設しているだけなので、その通気性の悪化を防止することもできる。
【００２４】
また、荷重検出手段３は、検出した荷重に基づき着座部５上に乗った加重体の種類を判別する加重体判別部１５を有しているので、着座部５に乗った加重体の種別を判別することができる。
【００２５】
さらに、荷重検出手段３は、導電性ゴム体２ａの断線を判別する断線判定部１６を有しているので、導電性ゴム体２ａの断線も判別でき、装置に自己診断機能を持たせることができる。
【００２６】
なお、図２では、着座センサ部２がシート４の着座部５の幅方向に沿って張設された前記導電性ゴム体２ａにより構成されているが、図６に示すように前後方に沿って導電性ゴム体２ａを張設して着座センサ部２Ｂを構成してもよく、あるいは図７に示すように平面形状が方形の着座部５の対角線の方向に向けて導電性ゴム体２ａを張設して着座センサ部２Ｃを構成してもよい。
【００２７】
図８は、この発明の他の実施の形態を示す。なお、本実施の形態の説明において、上記実施の形態において説明したものと同様構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００２８】
この実施の形態のシートの荷重検出装置では、複数本の導電性ゴム体２ａが、平行に並べてシート４の着座部５の幅方向に沿って張設されて着座センサ部２Ｄが構成される。各導電性ゴム体２ａの両端は、それぞれ共通の荷重検出手段３に電気的に接続されている。荷重検出手段３における通電用電源１２は各導電性ゴム体２ａに共用とされ、抵抗検出部１３は各導電性ゴム体２ａごとに別々に設けられ、これら抵抗検出部１３に対して共通の演算部１４および加重体判別部１５が設けられる。断線判定部１６は各導電性ゴム体２ａごとに別々に設けられる。
【００２９】
また、シート４の着座部５では、複数本の帯状の絶縁性ゴム体２２が、前記複数本の導電性ゴム体２ａと直交するように、平行に並べて着座部５の前後方向に沿って張設されており、これら導電性ゴム体２ａと絶縁性ゴム体２２とが網目状の配置となるようにされている。
【００３０】
このシートの荷重検出装置の場合、平行に並べて張設された複数本の導電性ゴム体２ａにより荷重検出を行うので、着座部５の着座面における各導電性ゴム体２ａの抵抗変化の分布に基づいて加重が加わった位置等をも検出することができる。
【００３１】
なお、絶縁性ゴム体２２は荷重検出には寄与しないが、両ゴム体２ａ，２２が網目状となって着座部５に均等に分散配置されているので、通気性を損なわずにシート４に座ったときの違和感を防止できる。
【００３２】
なお、図８では、導電性ゴム体２ａを着座部５の幅方向に、絶縁性ゴム体２２を前後方向に沿って張設したが、これに限らず、図９に示す着座センサ部２Ｅのように逆に導電性ゴム体２ａを着座部５の前後方向に、絶縁性ゴム体２２を幅方向に沿って張設してもよく、さらには図１０に示す着座センサ部２Ｆのように導電性ゴム体２ａと絶縁性ゴム体２２とを、これらが互いに直交するように着座部５の対角線方向に沿って張設してもよい。
【００３３】
図１１は、この発明のさらに他の実施形態を示す。なお、本実施の形態の説明において、上記実施の形態において説明したものと同様構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
この実施形態のシートの荷重検出装置では、導電性ゴム体２ａの複数本が網目状に配置されて着座センサ部２Ｇが構成される。すなわち、導電性ゴム体２ａは、互いに直交するようにシート４の着座部５の幅方向と前後方向とに沿ってそれぞれ張設されており、各導電性ゴム体２ａの両端は、それぞれ共通の荷重検出手段（ここでは図示省略）に電気的に接続されている。なお、各導電性ゴム体２ａの交差部では、両導電性ゴム体２ａ，２ａの間に絶縁部材（図示せず）を介在させて、両導電性ゴム体２ａ，２ａが直接接触しないようにされている。なお、各導電性ゴム体２ａ，２ａは、着座部５の対角線方向に沿って張設してもよい。
【００３５】
このシートの荷重検出装置では、導電性ゴム体２ａが網目状に配置されているので、着座部５の着座面における各導電性ゴム体２ａの抵抗変化の分布に基づいて加重が加わった位置等をも検出することができる。しかも、複数本の導電性ゴム体２ａが網目状に配設されているため、通気性を損なわずシート４に座ったときの違和感も無い。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１記載のシートの荷重検出装置によれば、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その長手方向に沿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、とを備えているため、座り心地の悪化やコスト増を防止しつつ、着座部に乗った人・物などの荷重を検出できる。
【００３７】
また、請求項２記載のように、前記荷重検出手段は、検出した荷重に基づき前記着座部上に乗った加重体の種類を判別する加重体判別部を有するものとした場合は、着座部に乗った加重体の種別を判別することができる。
【００３８】
さらに、請求３項記載のように、前記荷重検出手段は、前記導電性ゴム体の断線を判別する断線判定部を有するものとした場合は、導電性ゴム体の断線も判別でき、装置に自己診断機能を持たせることができる。
【００３９】
また、請求項４記載のように、前記着座センサ部は、前記導電性ゴム体を複数本、平行又は編目状に配設したものとした場合には、着座部の着座面における各導電性ゴム体の抵抗変化の分布に基づいて加重が加わった位置等をも検出することができる。しかも、複数本の導電性ゴム体が平行又は網目状に配設されているため、通気性を損なわずシートに座ったときの違和感も無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る荷重検出装置を備えたシートの概略構成図である。
【図２】同シートの部分破断平面図である。
【図３】同シートにおける荷重検出装置の構成を示すブロック図である。
【図４】導電性ゴム体の抵抗を検出するための原理的な構成を示すブロック図である。
【図５】同荷重検出装置の動作説明図である。
【図６】前記シートの他の例を示す部分破断平面図である。
【図７】同シートのさらに他の例を示す部分破断平面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る荷重検出装置を備えたシートの概略構成図である。
【図９】同シートの他の例を示す部分破断平面図である。
【図１０】同シートのさらに他の例を示す部分破断平面図である。
【図１１】本発のさらに他の実施形態に係る荷重検出装置を備えたシートの部分破断平面図である。
【符号の説明】
１  シートの荷重検出装置
２  着座センサ部
２ａ  導電性ゴム体
３  荷重検出手段
４  シート
５  着座部
１５  加重体判別部
１６  断線判定部
【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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【図８】
0003731475.tif 000009
【図９】
0003731475.tif 000010
【図１０】
0003731475.tif 000011
【図１１】
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