JP4748128B2 - 感圧スイッチ - Google Patents

Description

本発明は、押圧力により機械的に複数の電気導体が接離する機械スイッチに関し、特にこれに限定する意図ではないが、シート（座席）に装着されて、シート（座席）に着座者が居るかいないかを２値的に検知するためのシート状（可撓性薄板状）の感圧スイッチに関する。

従来、この種の感圧スイッチとしては、例えば特許文献１で示されるものが知られている。この感圧スイッチは、一つのシート上に配設するためのものであり、例えば、助手席等のシートが想定されていた。これらの感圧スイッチは、例えば、シート上に乗員が着座していることを判断して、乗員がシート上に着座していると判断される場合は、更に、シートベルトバックルにスイッチを備えることにより、その乗員がシートベルトを装着しているかどうかを判定するロジックに利用できる。この場合は特に助手席においての利用が有用的であると考えられる。

しかしながら、シートベルトは、助手席のみならず後部座席においても装着されることが望ましい。よって後部座席においてもシートベルト装着有無の判定の前提として、乗員が着座しているかどうかを知る手段は有用であると考えられる。この場合、例えば３人着座用の後部座席に従来の感圧スイッチを単純に配設した様子を図８に示す。図８において、座席１０１の３つの着座部１０２には、３つの感圧スイッチ１０３がそれぞれ配設される。つまり、検出範囲として３つの着座部１０２部分の範囲を確保するために、感圧スイッチ１０３は、ほぼ３つの着座部１０２に対応する面積分の原料のフィルム１０４が必要となっていた。
特開平１０−２０６２５４号公報

本発明は、感圧スイッチの検出範囲を低下させること無く、より感圧スイッチのコストを低減することを技術的課題とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、連係部は、成形状態においてｘ方向に延在するｘ型連係部とｙ方向へ延在するｙ型連係部とからなる連係部位及び前記ｘ型連係部と前記ｙ型連係部とを結合する結合部位を備え、前記連係部位のうち前記一方の連係部位に対して前記他方の連係部位を前記結合部位にて移動させて前記複数の検出部材間のｘ方向の間隔が拡大して前記検出部材が前記シートの複数の着座部にそれぞれ配置される、ことである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて、前記一方の連係部位が前記他方の連係部位に対して前記結合部にて回動させるよう構成した、ことである。

請求項１の発明によれば、複数の検出部材を連係する連係部において、一方の連係部位に対して他方の連係部位を結合部位にて移動させることで、複数の検出部材間のｘ方向の間隔が拡大して、複数の検出部材がシートの複数の着座部にそれぞれ配置される。これにより、感圧スイッチとしての検出範囲を低下させること無く、フィルムの使用面積を縮小させることができる。よって感圧スイッチのコストを低下させることができる。

請求項２の発明によれば、簡易な構成により、検出部材の、検出部材間が拡大する方向への移動が可能となっている。つまり、簡易な構成により、感圧スイッチとしての検出範囲を低下させること無くフィルムの使用面積を縮小させることができ、コストを低下させることができる。

図１乃至図４を基に、本発明の第１の実施の形態である感圧スイッチ１０を説明する。図１及び図２は、感圧スイッチ１０の成形時の構成（使用前の構成）、図３は感圧スイッチ１０の使用時の構成、図４は３人掛シート１６に感圧シート１０を配設した状態の図である。

図１及び図２に示す様に、感圧スイッチ１０は、大まかにみて３つの検出部材１１（検出部材）がｘ方向に配列されて構成されている。検出部材１１は図３示左から順に検出部材１１ａ、検出部材１１ｂ、検出部材１１ｃが配列されている。検出部材１１は各々電気導体であるパターン１２（圧力検出素子）と、可撓性のフィルム１３（フィルム）と、連結部材１４（外部連結部）とを備えている。

検出部材１１のフィルム１３はｘｙ平面に広がるものであり、略Ｕ字形状の２枚のフィルム１３がｘｙ平面の垂直方向（ｚ方向）に重なるように形成されている。また、ｙ方向に延在することでＵ字形状を構成する２本のフィルム部分は、パターン（後述）と共に感圧帯１７を形成している。ｚ方向に重なる２枚のフィルム１３の間にはパターン１２が２枚のフィルム１３に挟まれる状態で配設されている。つまり、フィルム１３はパターン１２を覆う構造となっている。パターン１２は、連結部材１４に連係されるパターン２０、パターン２１を備えている。パターン２０とパターン２１はｘｙ平面内に広がるものであり、互いに絶縁されている。尚、パターン２１はグラウンドに接続されるものである。パターン２０とパターン２１は、図１に示す様に、各検出部材１１毎に６つ（各感圧帯１７毎に３つ）の櫛状部２０ａ、２１ａが形成されており、櫛状部２０ａと２１ａが互いに所定の間隔を保った状態で、ｘｙ平面内でかみ合う様に配置されている。この櫛状部２０ａと２１ａがかみ合った箇所を検出部２２という。また、検出部２２には、円形のパターン２３が配設されている。パターン２３は、パターン２０、２１と、ｚ方向に所定の間隔を隔てて配設されている。よって検出部材１１のｚ方向に押圧力が加わった場合に、パターン２３がパターン２０、２１と接し、パターン２０と２１間が通電することにより、押圧力を検出する。

３つの検出部材１１ａ、１１ｂ、１１ｃには、各々連結部材１４が配設されている。連結部材１４は、電線４０、カバーハウジング４１、保護チューブ４２、コネクタ４３を備えている。電線４０は、パターン２０、２１と結合しており、パターン２０、２１間の通電状態、つまり、検出部材１１への押圧状態（検出部材１１の検出結果）を通信する。カバーハウジング４１、保護チューブ４２は、電線４０を保護するためのものである。またコネクタ４３はシートベルトバックル（図示なし）に連結されるものであり、検出部材１１の検出結果が連結部材１４を介してシートベルト側に通信される。以上より、感圧スイッチ１０によりシート（座席）上に乗員がいるかどうかを判定し、乗員がいる場合であって、シートベルト装着がなされていない場合に、その旨を乗員に示す構成が可能となる。

検出部材１１間には、フィルム１３が延在して連係部３０が形成されている。検出部材１１ａと検出部材１１ｂ間は、次に説明する連係部３０によって連係されている。検出部材１１ａの図１示左上部分からは、図１示左側に約１８０度屈曲し、ｙ方向であり図１示下方向に延在するy型連係部３０ａ（他方の連係部位）が形成されている。y型連係部３０ａの図１示す下端部には、結合部３０ｂ（結合部位）が形成されている。結合部３０ｂから、ｘ方向である図１示す右方向へ延在するｘ型連係部３０ｃ（一方の連係部位）が形成されている。そして、ｘ型連係部３０ｃの図１示右側端は、検出部材１１ｂの図１示す左下部分に繋がっている。一方、検出部材１１ｃと検出部材１１ｂ間についても、同様な連係部３０（以下に説明）によって連係されている。検出部材１１ｃの図１示右上部分からは、図１示右側に約１８０度屈曲し、ｙ方向であり図１示下方向に延在するｙ型連係部３０ｄ（他方の連係部位）が形成されている。ｙ型連係部３０ｄの図１示す下端部には、結合部３０ｅ（結合部位）が形成されている。結合部３０ｅから、ｘ方向である図１示す左方向へ延在するｘ型連係部３０ｆ（一方の連係部位）が形成されている。そして、ｘ型連係部３０ｆの図１示左側端は、検出部材１１ｂの図１示右下部分に繋がっている。ここで、連係部３０は、フィルム１３のみから形成されるものであり、パターン２０、２１等は、フィルム１３内に配設されていない。

ここで、感圧スイッチ１０の使用状態を説明する。

図１の状態から、感圧スイッチ１０は以下の様に変形する。検出部材１１ａと検出部材１１ｂの間の連係部３０は、y型連係部３０ａが結合部３０ｂを中心として、図１示反時計廻り方向へ約９０度広がる。よって、図３に示す様に、y型連係部３０ａはｘ方向へ延在する状態となる。ここで、この変形は、ｘｙ平面内で起こるものであり、結合部３０ｂは、フィルム１３の持つ可撓性により、捩れる様に変形する。一方、検出部材１１ｃと検出部材１１ｂの間の連係部３０も同様に、以下の様に変形する。つまり、ｙ型連係部３０ｄが結合部３０ｅを中心として、図１示す時計廻り方向へ約９０度広がる。よって、図３に示す様に、ｙ型連係部３０ｄはｘ方向へ延在する状態となる。ここで、この変形は、ｘｙ平面内で起こるものであり、結合部３０ｅは、フィルム１３の持つ可撓性により、捩れる様に変形する。以上の変形により、検出部材１１ｂを中心として、検出部材１１ａと検出部材１１ｃはｘ方向に移動する。つまり、検出部材１１ａと１１ｂ間、及び検出部材１１ｃと１１ｂ間の距離は、図１に示す成形時と比較して大きくなる。

ここで、使用時の感圧スイッチ１０を、車両の後部座席に見られるような三人掛シート１６に配設した様子を図４に示す。図４に示す様に、使用時の各検出部材１１ａ、１１ｂ、１１ｃの位置は、三人掛シート１６の各着座部１６ａ、１６ｂ、１６ｃの位置に対応する。つまり、使用時の各検出部材１１ａ、１１ｂ、１１ｃ間のｘ方向の距離（間隔）は、各着座部１６ａ、１６ｂ、１６ｃ間のｘ方向の距離（間隔）とほぼ等しくなっている。以上より、次のことが言える。図４に示す様に、使用時の感圧スイッチ１０は、三人掛シート１６全体に渡る検出を確保できる位置に検出部材が配置される。しかしながら、感圧スイッチ１０の形成時のｘ方向の長さは、図１に示す様に、使用時と比較して短いものとなっている。従って、単純に、各検出部材１１ａ、１１ｂ、１１ｃと連結部３０を使用時の大きさのまま形成する場合と比較して、使用されるフィルム１３等の使用量は少なくなる。よって感圧スイッチ１０の製造上のコストはより低減される。

尚、図３及び図４に示したように、感圧スイッチ１０の使用時は、３つの連結部材１４が、共に図４示下側に向って配設されている。前述の様に、これらの連結部材１４は、夫々検出部材１１ａ、１１ｂ、１１ｃの検出結果をシートベルトバックル側に送る。又、前述の様に、感圧帯１７は、夫々検出部材１１ａ、１１ｂ、１１ｃにおいて、ｘ方向に所定の間隔をおいて２本ずつ配設されている。一般的に、シート（座席）に配設して、乗員を検知するためのシート状（可撓性薄板状）の感圧スイッチは、乗員（人）の臀部によるシートの押圧を検知できれば良い。感圧帯１７の配設位置は、乗員の臀部によるシートの押圧箇所に配設したものであり、検出感度は良いものとなっている。つまり、三人掛シート１６に対して乗員は、図４示す上方向に向って着座するものであるからである。換言すると、各検出部材１１当たり２本ずつの感圧帯１７により、充分に乗員を検知することができる構成となっている。

図５乃至図７を基に、本発明の第２の実施の形態である感圧スイッチ５０を説明する。図５は、感圧スイッチ５０の成形時の構成（使用前の構成）、図６は感圧スイッチ５０の使用時の構成、図７は感圧スイッチ５０を三人掛シート５６に配設した状態の図である。

図１に示す様に、感圧スイッチ５０は、大まかにみて３つの検出部材５１（検出部材）がｘ方向に配列されて構成されている。検出部材５１は図５示左から順に検出部材５１ａ、検出部材５１ｂ、検出部材５１ｃが配列されている。検出部材５１ａ、５１ｂ、５１ｃは各々電気導体であるパターン５２（圧力検出素子）と、可撓性のフィルム５３（フィルム）とを備えている。検出部材５１ｂは更に、連結部材５４（外部連結部材）を備えている。

検出部材５１のフィルム５３はｘｙ平面に広がるものであり、略Ｕ字形状の２枚のフィルム５３がｘｙ平面の垂直方向（ｚ方向）に重なるように形成されている。また、ｙ方向に延在することでＵ字形状を構成する２本のフィルム部分は、パターン（後述）と共に感圧帯５７を形成している。ｚ方向に重なる２枚のフィルム５３の間にはパターン５２が２枚のフィルム５３に挟まれる状態で配設されている。つまり、フィルム５３はパターン５２を覆う構造となっている。パターン５２は、連結部材５４に連係されるパターン７０、パターン７１を備えている。パターン７０とパターン７１はｘｙ平面内に広がるものであり、互いに絶縁されている。尚、パターン７１はグラウンドに接続されるものである。パターン７０とパターン７１は、図５に示す様に、各検出部材１１毎に６つ（各感圧帯５７毎に３つ）の櫛状部７０ａ、７１ａが形成されており、櫛状部７０ａと７１ａが互いに所定の間隔を保った状態で、ｘｙ平面内でかみ合う様に配置されている。この櫛状部７０ａと７１ａがかみ合った箇所を検出部７２という。また、検出部７２には、円形のパターン７３が配設されている。パターン７３は、パターン７０、７１と、ｚ方向に所定の間隔を隔てて配設されている。よって検出部材５１のｚ方向に押圧力が加わった場合に、パターン７３がパターン７０、７１と接し、パターン７０と７１間が通電することにより、押圧力を検出する。

検出部材５１ｂには、連結部材５４が配設されている。連結部材５４は、電線９０、カバーハウジング９１、保護チューブ９２、コネクタ９３を備えている。電線９０は、パターン７０、７１と結合しており、パターン７０、７１間の通電状態、つまり、検出部材５１への押圧状態（検出部材５１の検出結果）を通信する。カバーハウジング９１、保護チューブ９２は、電線９０を保護するためのものである。またコネクタ９３はシートベルトバックル（図示なし）に連結されるものであり、検出部材５１の検出結果が連結部材５４を介してシートベルト側に通信される。以上より、感圧スイッチ５０によりシート（座席）上に乗員がいるかどうかを判定し、乗員がいる場合であって、シートベルト装着がなされていない場合に、その旨を乗員に示す構成が可能となる。また、検出部材５１ｂと５１ａ、及び検出部材５１ｂと５１ｃの間には、ｚ方向に重なる２枚のフィルム１３が延在して連係部８０（後述）が形成されている。連係部８０の２枚のフィルムの間には、パターン７１、７２が配設されている。詳しくは、パターン７１は３つの検出部材５１ａ、５１ｂ、５１ｃそれぞれ独立して配設されており、グラウンドに接続されるパターン７２は３つの検出部材５１ａ、５１ｂ、５１ｃを全て繋げた構成となっている。以上より、検出部材５１ａ、５１ｂ、５１ｃの検出結果は、連係部８０内のパターン７１、７２を介して、検出部材５１ｂに配設された連結部材５４と繋がる構成となっている。つまり、一の連結部材５４により、３つの検出部材５１ａ、５１ｂ、５１ｃの検出結果をシートベルト側に通信可能となっている。このことは、３つの検出部材５１ａ、５１ｂ、５１ｃに各々連結部材５４を配設した場合と比較して、部品点数が少なく、コストは低減されたものとなっている。

３つの検出部材５１ａ、５１ｂ、５１ｃ間には、フィルム５３が延在して連係部８０が形成されている。検出部材５１ａと検出部材５１ｂ間は、次に説明する連係部８０によって連係されている。検出部材５１ａの図１示左上部分からは、図５示左側に約１８０度屈曲し、ｙ方向であり図４示下方向に延在するｙ型連係部８０ａ（他方の連係部位）が形成されている。ｙ型連係部８０ａの図１示す下端部には、結合部８０ｂ（結合部位）が形成されている。結合部８０ｂから、ｘ方向である図１示す右方向へ延在するｘ型連係部８０ｃ（一方の連係部位）が形成されている。そして、ｘ型連係部８０ｃの図５示右側端は、検出部材５１ｂの図５示す左下部分に繋がっている。一方、検出部材５１ｃと検出部材５１ｂ間についても、同様な連係部８０（以下に説明）によって連係されている。検出部材５１ｃの図５示右上部分からは、図５示右側に約１８０度屈曲し、ｙ方向であり図５示下方向に延在するｙ型連係部８０ｄ（他方の連係部位）が形成されている。ｙ型連係部８０ｄの図５示す下端部には、結合部８０ｅ（結合部位）が形成されている。結合部８０ｅから、ｘ方向である図５示す左方向へ延在するｘ型連係部８０ｆ（一方の連係部位）が形成されている。そして、ｘ型連係部８０ｆの図５示左側端は、検出部材５１ｂの図５示右下部分に繋がっている。ここで、前述の様に連係部８０内には、パターン７１、７２が配設されている。

ここで、感圧スイッチ５０の使用状態を説明する。

図５の状態から、感圧スイッチ５０は以下の様に変形する。検出部材５１ａと検出部材５１ｂの間の連係部８０は、ｙ型連係部８０ａが結合部８０ｂを中心として、図５示反時計廻り方向へ約９０度広がる。よって、図６に示す様に、ｙ型連係部８０ａはｘ方向へ延在する状態となる。ここで、この変形は、ｘｙ平面内で起こるものであり、結合部８０ｂは、フィルム５３の持つ可撓性により、捩れる様に変形する。一方、検出部材５１ｃと検出部材５１ｂの間の連係部８０も同様に、以下の様に変形する。つまり、ｙ型連係部８０ｄが結合部８０ｅを中心として、図５示す時計廻り方向へ約９０度広がる。よって、図６に示す様に、ｙ型連係部８０ｄはｘ方向へ延在する状態となる。ここで、この変形は、ｘｙ平面内で起こるものであり、結合部８０ｅは、フィルム５３の持つ可撓性により、捩れる様に変形する。以上の変形により、検出部材５１ｂを中心として、検出部材５１ａと検出部材５１ｃはｘ方向に移動する。つまり、検出部材５１ａと５１ｂ間、及び検出部材５１ｃと５１ｂ間の距離は、図５に示す成形時と比較して大きくなる。

ここで、使用時の感圧スイッチ５０を、車両の後部座席に見られるような三人掛シート５６に配設した様子を図７に示す。図７に示す様に、使用時の３つの検出部材５１ａ、５１ｂ、５１ｃの位置は、三人掛シート５６の各着座部５６ａ、５６ｂ、５６ｃの位置に対応する。つまり、使用時の各検出部材５１ａ、５１ｂ、５１ｃ間のｘ方向の距離（間隔）は、各着座部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ間のｘ方向の距離（間隔）とほぼ等しくなっている。以上より、次のことが言える。図７に示す様に、使用時の感圧スイッチ５０は、三人掛シート５６全体に渡る検出を確保できる位置に検出部材が配置される。しかしながら、感圧スイッチ５０の形成時のｘ方向の長さは、図５に示す様に、使用時と比較して短いものとなっている。従って、単純に、各検出部材５１ａ、５１ｂ、５１ｃと連結部８０を使用時の大きさのまま形成する場合と比較して、使用されるフィルム５３等の使用量は少なくなる。よって感圧スイッチ５０の製造上のコストはより低減される。

尚、図６及び図７に示したように、感圧スイッチ５０の使用時は、一つの連結部材５４が、図７示下側に向って配設されている。前述の様に、この連結部材５４は、３つの検出部材５１ａ、５１ｂ、５１ｃの検出結果をシートベルトバックル側に送る。又、第１の実施の形態と同様に、感圧帯５７は、夫々検出部材５１ａ、５１ｂ、５１ｃにおいて、ｘ方向に所定の間隔をおいて２本ずつ配設されている。この２本ずつの感圧帯５７により、充分に乗員を検知することができる構成となっている。

また、第１の実施の形態、第２の実施の形態共に、感圧スイッチ１０、５０は３人掛シート１６、５６に配設されるものであるが、同様の思想により、更に他人数用のシートに配設することも可能である。

本発明に係る第１の実施の形態に係る感圧スイッチの使用前の状態を示した図である。 本発明に係る第１の実施の形態に係る感圧スイッチの一部拡大図である。 本発明に係る第１の実施の形態に係る感圧スイッチの使用時の状態を示した概略図である。 本発明に係る第１の実施の形態に係る感圧スイッチをシート（座席）に配設した状態を示した概略図である。 本発明に係る第２の実施の形態に係る感圧スイッチの使用前の状態を示した図である。 本発明に係る第２の実施の形態に係る感圧スイッチの使用時の状態を示した概略図である。 本発明に係る第２の実施の形態に係る感圧スイッチをシート（座席）に配設した状態を示した概略図である。 従来の感圧スイッチをシート（座席）に配設した状態を示した図である。

符号の説明

１１、５１ 検出部材
１２、５２ パターン（圧力検出素子）
１３、５３ フィルム
１４、５４ 連結部材（外部連結部）
１６、５６ シート
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、５６ａ、５６ｂ、５６ｃ 着座部
３０、８０ 連係部
３０ａ、３０ｄ、８０ａ、８０ｄ ｙ型連係部（他方の連係部位）
３０ｃ、３０ｆ、８０ｃ、８０ｆ ｘ型連係部（一方の連係部位）
３０ｂ、３０ｅ、８０ｂ、８０ｅ 結合部（結合部位）

Claims (2)

1. 圧力検出素子及び該圧力検出素子を覆いｘｙ平面に広がるフィルムを有しｘｙ平面に配列されて車両のシートに配置される複数の検出部材と、少なくとも前記フィルムが延在して形成され前記検出部材をｘｙ平面内において移動可能に連係する連係部と、前記圧力検出素子に連係され前記圧力検出素子による検出結果を外部へ通信可能である外部連結部とを備えた感圧スイッチにおいて、
   前記連係部は、成形状態においてｘ方向に延在するｘ型連係部とｙ方向へ延在するｙ型連係部とからなる連係部位、及び前記ｘ型連係部と前記ｙ型連係部とを結合する結合部位を備え、前記連係部位のうち前記一方の連係部位に対して前記他方の連係部位を前記結合部位にて移動させて前記複数の検出部材間のｘ方向の間隔が拡大して前記検出部材が前記シートの複数の着座部にそれぞれ配置される、ことを特徴とする感圧スイッチ。
2. 前記一方の連係部位が前記他方の連係部位に対して前記結合部にて回動させる、請求項１に記載の感圧スイッチ。

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