JP5979058B2 - 乗物用シート - Google Patents

Description

本発明は、乗物用シートに関する。詳しくは、着座センサを備えた乗物用シートに関する。

従来から、着座センサを備えた乗物用シートが知られている。着座センサは、乗員がシートに着座したことを検知するために使用されるものであり、シートクッション内に配置されているものである。
当該着座センサは、乗物用シートに乗員が着座しているか否かを判断するために使用されるものである。例えば、シートベルトの着用を求めるサインを表示したり、エアバッグを膨らますシートを選定したりするために、当該判断結果が利用されている。
ところで、乗物用シートにおいては、着座センサをシートパッドの下部に配置することが知られている（特許文献１、２）。
また、特許文献２においては、ウレタン樹脂と着座センサとが一体化するように発泡させる技術が記載されている。更には、特許文献１には、着座センサの上側又は下側に剛性板状部材を設けることが記載されている。

特開２００５−１１２３３５号公報 特開２００８−１８３９７６号公報

しかしながら、シートパッドの下部に着座センサを配置する構成であると、シートパッドの厚みが大きい場合、着座センサの検知が適切に働かない恐れがあった。したがって、シートパッドの下部に着座センサを配置する構成を採用すること自体が、シート設計の自由度を奪う要因ともなっていた。一方、着座センサをシートパッドの下部では無く、シートパッドの内方や上方に設けることが考えられる。しかしながら、シートパッドの内方に着座センサを配置するだけでは、着座センサが正常に働かないことがあった。この理由として、シートパッドの剛性度が低いことが関係しているものと推測された。
そこで、シートパッドの上に、剛性板状部材を配置し、その上に着座センサを配置することも考えられた。しかしながら、この場合であっても、着座センサが正常に働かないことがあった。これは、剛性板状部材の下方に剛性度の低いシートパッドが存在する場合、着座しても剛性板状部材全体が下方に移動するように作用するため、着座センサが働かなくなる場合が生じたものと推測された。
また、着座センサをシートパッドの上方に配置した場合、シートカバーを薄くすると、着座センサの厚みが表面に浮き出るような外観不良が生じる恐れもあった。

本発明は、上記した点に鑑みて創案されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、着座センサよりも下方にシートパッドを形成するパッド材を設けても、着座センサを正常に機能させることにある。また、それに併せて若しくは別個に、着座センサが配置されていてもシート設計の自由度が下がらないようにすることにある。

上記課題を解決するために、本発明の乗物用シートは次の手段をとる。
先ず、第１の発明は、シートパッドの内部に、圧力を検知するために使用する感圧部を有する着座センサ構成体が一体発泡成形により配設される乗物用シートであって、前記着座センサ構成体は、着座面側から少なくとも感圧部、第２の板状部材、第１の板状部材の３者がこの順序で積層状態として構成されており、前記第１の板状部材は前記シートパッドよりも剛性度が高く、前記第２の板状部材は前記第１の板状部材より剛性度が低く構成されていることを特徴とする。

この第１の発明によれば、シートパッドの内部に、シートパッドよりも剛性度が高い第１の板状部材を配設し、前記第１の板状部材よりも着座面側に、前記第１の板状部材よりも剛性度の低い第２の板状部材を配設し、前記第２の板状部材よりも着座面側に着座センサの感圧部を配置しているので、着座面より、着座センサが押圧された際にも着座センサが、正常に作動する。
これは、以下の２つの事象があいまって生まれる効果である。すなわち、第１の板状部材がシートパッドよりも剛性度が高いことから、着座面からシートパッドに向けて押圧した際に、着座センサが変形しすぎないように、ある程度の支持力を働かせることが可能となる事象、更には、第１の板状部材よりも着座面側に剛性度の低い第２の板状部材が位置することにより、着座センサが適度に変形することが可能となる事象である。
また、着座センサをシート内部に配設していることにより、シートの厚みを増しても着座センサを機能させることが可能であるため、シート設計の自由度を高めることが可能となる。

第２の発明は、第１の発明において、前記着座センサ構成体は、更に前記感圧部よりも着座面側に第３の板状部材が積層状態として構成されており、前記第１の板状部材と前記第３の板状部材とが、シートパッドと一体に成形されていることを特徴とする。

この第２の発明によれば、前記着座センサよりも着座面側に第３の板状部材が配置されており、前記第１の板状部材と前記第３の板状部材とが、シートパッドと一体に成形されていることから、シートパッドを発泡成形する際に着座センサを配置することができるため、着座センサを適切な位置に配置することが可能となる。
また、第１〜３の板状部材があるため、発泡成形した際にも着座センサが熱で破損する可能性を抑制することが可能となる。
また、シート着座面と着座センサとの間に第３の板状部材とパッド部材が位置することになるため、シート着座面に着座センサの外観が現れることは無く、着座面のシート形状を設計する際の自由度を高めることが可能となる。

第３の発明は、第２の発明において、前記第３の板状部材は、シートパッドよりも剛性度が低く、第２の板状部材よりも剛性度が高いことを特徴とする。

この第３の発明によれば、第３の板状部材は、パッド部材よりも剛性度が低いため、第３の板状部材よりも着座面側に位置するパッド部材の変形に追従するように変形可能であり、第２板状部材よりも剛性度が高いことから、着座センサを押圧する際に、過大な面で押圧することも、過小な面で押圧することも抑制することが可能となり、適切に着座センサを押圧しやすくなる。

本発明によれば、着座センサよりも下方にシートパッドを形成するパッド材を設けても、着座センサを正常に機能させることが可能となる。

着座センサをシートパッド内に配置した乗物用シートの断面を表した図である。 積層体内に着座センサを配置した状態を表した図である。 第２の板状部材の上に着座センサを配置した状態を示す斜視図である。 着座センサの平面図である。 着座センサの感圧部が変形する前の状態と変形した後の状態を表した図である。 発泡型にシートカバーをセットした状態を表す概念図である。 シートカバー内にウレタン原液を注入する概念図である。 ウレタン原液が発泡型内で発泡する前の状態を示す概念図である。 ウレタン原液が発泡型内で発泡した際の状態を示す概念図である。 発泡型において上型及び中型を外した状態を表す概念図である。 発泡型から取り出した成形品の概念図である。

以下に、本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。なお、本説明における上下方向、前後方向等の方向表示は、図１に示すように着座者の着座姿勢状態における方向を示している。
本実施の形態の乗物用シート１は、シートパッド３の着座面２１をシートカバー４で覆った乗物用シート１であり、シートパッド３とシートカバー４が一体化した乗物用シート１である。
また、シートパッド３の内部に着座センサ５を配置した乗物用シート１であり、本実施の形態の乗物は車両である。

本実施の形態の乗物用シート１は、ウレタン原液７１を発泡させて固体化させてなるシートパッド３内に着座センサ５が配置されている構成である。着座センサ５は、第３の板状部材８であるスラブ材と、第２の板状部材７であるスラブ材により挟み込まれている。
具体的には、第３の板状部材８はシートパッド３よりも剛性度の低いスラブ材である。また、第２の板状部材７は、第３の板状部材８よりも剛性度が低いスラブ材である。当該第３の板状部材８は図２に示すように、略長方形の面状部８１を備えており、当該面状部８１から連接し面状部８１よりも幅方向が短い帯状部８２も備えた構成である。また、第２の板状部材７は、第３の板状部材８と略同形状である。
図３に示すように、第２の板状部材７の片面側にはその外周に沿うようにホットメルト樹脂９２が配設されている。当該ホットメルト樹脂９２を用いて、第２の板状部材７と第３の板状部材８とを接着し、袋形状としている。
当該袋形状となっている第３の板状部材８の面状部８１と第２の板状部材７の面状部８１との間に、着座センサ５の感圧部５１が配設されている。
着座センサ５は、第３の板状部材８にも第２の板状部材７にも接着固定されることは無く、ある程度自由に動くことができる。第２の板状部材７若しくは第３の板状部材８に対して着座センサ５を接着している状態であると、着座センサ５が変形しにくくなり、着座センサ５が適切に働かなかったり、着座センサ５が破損したりする可能性があるからである。
第２の板状部材７の帯状部８２及び第３の板状部材８の帯状部８２は、着座センサ５において感圧部５１とコネクタ５４とを接続する部分を覆うように配置している。
第２の板状部材７の帯状部８２と第３の板状部材８全体とは、ウレタン原液７１を発泡させている最中に着座センサ５とウレタンの発泡体とが接しないようにすることを目的に設けたものである。そのため、前記帯状部８２の端部は、発泡成形後のシートパッド３から飛び出すように位置することとなる。
第２の板状部材７のもう一方の面には、第１の板状部材６が接合されている。第１の板状部材６は自立可能なフェルト材であり、シートパッド３よりも剛性度が高いものである。
第１の板状部材６は第２の板状部材７の面状部８１と略同一の形状である。
当該第１の板状部材６と第２の板状部材７と第３の板状部材８が一体化して積層体９を構成している。

本実施の形態においては、当該積層体９を構成する第１の板状部材６は、シートパッド３の内部に位置している。積層体９が内部に位置しているということは、積層体９はパッド部材の一部よりも着座面２１側に位置しているということでもある。
言い換えると、当該第１の板状部材６の上面に密着して、第２の板状部材７が配置され、第２の板状部材７と密着した第３の板状部材８で構成された積層体９の周囲にシートパッド３を構成するパッド部材が位置する構造である。
また、当該積層体９を構成する第２の板状部材７と第３の板状部材８との間に着座センサ５が配置されるものである。積層体９に対して着座センサ５が配置されたものが、本実施の形態の着座センサ構造体９１である。

図５に示すように、着座センサ５は通電可能な部分を有する２枚のセンサシート５２，５２を備える構成である。また、当該２枚のセンサシート５２，５２は互いに接しない状態となるように配置されている。当該着座センサ５のうち適宜定めた箇所には、センサシート５２，５２が屈曲することにより互いに接することが可能となる部分がある。当該部分が感圧部５１である。感圧部５１において互いのセンサシート５２，５２が接すると、センサシート５２同士が電気的に接続される状態となる。
感圧部５１においては、２枚のセンサシート５２，５２は、スペーサ５３で支持されており、スペーサ５３よりも内側には空間が形成されている。（図５参照）。例えば、上方から下方に向け一定の荷重がかかった場合、センサシート５２が変形し、その結果、スペーサ５３の内側に設けられた空間にセンサシート５２が入り込み、互いのセンサシート５２，５２が接することになる（図５参照）。
つまり、本実施の形態における着座センサ５においては、着座センサ５にかけられた荷重により、スペーサ５３で離間配置させた２枚のセンサシート５２，５２が接する状態となるということが、着座の検知において必要となる。

着座センサ５にはＩ型やＹ型など様々な形状があるが、いずれの着座センサ５においても、通常、３つ以上の感圧部５１を備えている。その数は４つや５つ、更にはそれ以上などさまざまであるが、本実施の形態においては、図４に示すように６つの感圧部５１を備えている。また、６つの感圧部５１とコネクタ５４がＹ型形状に接続されているものである。
感圧部５１は互いに離間して配置されているので、乗物用シート１にかけられた荷重の態様により、どの感圧部５１においてセンサシート５２，５２同士が接する状態となるのかが変わる。
そして、センサシート５２，５２同士が、予め定められた特定の感圧部５１の組み合わせにおいて接している状態である場合にのみ、通電が可能な状態となる。
そのため、１箇所の感圧部５１においてセンサシート５２，５２同士が接する場合や、全ての感圧部５１においてセンサシート５２，５２同士が接する場合においては、通電可能な状態とはならず、着座が検知されることはない。小さな荷物や大きな荷物が置かれたことによりかかる荷重と、着座することによりかかる荷重と、を区別することができるようにするためである。

着座センサ５は、上記したような構成であるため、乗員が乗物用シート１に着座した際に、センサシート５２，５２が互いに適切に接する状態にならなければならない。
このために第１の板状部材６はシートパッド３よりも剛性度が高くなるようにしている。また、第２の板状部材７は、第１の板状部材６よりも剛性度が低くなるようにしている。
当該構成を採用することにより、着座センサ５の検知精度が上昇する。これは、第１の板状部材６により着座センサ５を適度に支持するとともに、第１の板状部材６よりも着座センサ５側において、着座センサ５が変形しやすい部分を設けたことに起因する。

なお、着座センサ５は第２の板状部材７及び第３の板状部材８で形成される袋形状の端部から露出した部分に設けられたコネクタ５４を介して、乗物用シート１の後方下部に配設されているハーネス（図示せず）と電気的に接続される。ハーネスを介して、着座センサ５の通電状況を制御装置（図示せず）に情報として取り込み、制御装置において、着座したか否かの判断をおこなう。

次に、乗物用シート１を製造する方法について説明するが、まず、シートパッド３を形成するために使用する発泡型１０について簡単に説明する。
ここでは、上型１０１、下型１０２、中型１０３を備えた発泡型１０を用いてウレタンを発泡成形させる。
上型１０１には、下型１０２側に向けて伸びる複数のセットピン１０４が設けられている。当該セットピン１０４は着座センサ構造体９１を支持するために使用されるものである。図２に示すように着座センサ構造体９１には磁石６１が付設されているため、当該磁石６１はセットピン１０４の先端とくっつくことが可能となっている。これにより、上型１０１により吊り上げた状態で着座センサ構造体９１が保持されることが可能となる（図７参照）。
前記セットピン１０４の長さは、上型１０１を閉めた際に、着座センサ構造体９１が下型１０２の底面と接触することなく、配置されることになる長さに設定されている。この際、着座センサ構造体９１と下型１０２の底面との距離は１ｃｍ程度の間隔をあけている。
下型１０２の底面と着座センサ構造体９１との間隔が狭すぎると、ウレタン原液７１が着座センサ構造体９１との間で十分発泡成形されず、シートカバー４と着座センサ構造体９１との間に予定外の欠肉部が生じてしまう可能性があるからである。なお、それ以上の間隔をあけても良いが、着座センサ５の感度を良好にすることを考えると、３ｃｍ程度までの間隔とすることが望ましい。
なお、ウレタン原液７１を下型１０２に注入した際には底面近傍にウレタン原液７１が位置するものである。ウレタン原液７１が発泡した際には下型１０２の底面から上型１０１に向けて膨れ上がるため、下型１０２の底面近傍に着座センサ構造体９１を配置するほうが、上型１０１近傍に着座センサ構造体９１を配置するよりも、発泡型１０と着座センサ構造体９１と間に生じる隙間にウレタンが回り込みやすくなる。このため、下型１０２の底面近傍に着座センサ構造体９１を配置するほうが、欠肉部が生じることを抑制しやすくなる。
下型１０２は、シートカバー４をその内面に沿うように配置する金型であり、ウレタン原液７１が投入される器状の金型である。
中型１０３は、下型１０２に配置したシートカバー４を下型１０２とともに挟み込むことで、固定する役割を担うものである。当該中型１０３は中央部分が開口しており、枠だけが設けられたような構造である。当該開口部よりウレタン原液７１が投入可能となっている。また、当該開口部は上型１０１により塞がれることになる部分でもある。

図６に示すように、器状の下型１０２の内面に沿うようにシートカバー４をセットする。この際、シートカバー４の着座面２１が下型１０２の内面と対向するようにセットする。シートカバー４のセットは細心の注意が必要であるため、人手により下型１０２に密着させてセットされる。
シートカバー４を下型１０２にセットした後に、枠形状の下型１０２の縁に沿うように中型１０３を重ねる。下型１０２の縁に沿うように中型１０３を重ねることにより、シートカバー４が下型１０２に対してしっかりと固定される（図７参照）。これにより、以後の作業中にシートカバー４がずれてしまうことを防ぐことが可能となる。
この状態において、２液混合したウレタン原液７１をシートカバー４上に注入する（図７参照）。ウレタン原液７１を注入する際には、作業者から隔離した状態で注入するため、実際は、作業者が押しボタンを押すことにより、発泡型１０が移動し、移動した先でウレタン原液７１が注入される。
なお、下型１０２と中型１０３によりシートカバー４が固定されることにより、発泡型１０が移動した際においても、シートカバー４がずれることを抑制することが可能となっている。
適量のウレタン原液７１をシートカバー４上に注入した後、上型１０１を閉める（図８参照）。
なお、着座センサ５の端末は第２の板状部材７及び第３の板状部材８の端末とともに発泡型１０の外側に位置するように配置する。図７〜１０においては、着座センサ５の端末が図の手前側に伸びるように位置している。当該図は断面図であるため、着座センサ５の端末が、どのように発泡型１０の外側に位置するのかが十分に示されていないが、実際は、中型１０３と上型１０１との間からはみ出すように配置している。なお、中型１０３と下型１０２との間からはみ出すようにすることなども可能であり、どのように着座センサ５の端末を発泡型１０の外側に位置させるのかは、適宜定めることが可能である。
上型１０１により中型１０３の開口部が塞がれた状態でウレタン原液７１が発泡するように加熱し、化学反応させる。ウレタン原液７１を発泡させて膨張させることにより発泡型１０内にウレタンが充填され、固化される（図９参照）。
ウレタンを発泡型１０内に充填させた後、冷却し、上型１０１をはずす。上型１０１を外す際に、セットピン１０４と着座センサ構造体９１がはずれる（図１０参照）。セットピン１０４と着座センサ構造体９１は磁力によりくっついていたが、発泡成形された固体のウレタンの存在により、着座センサ構造体９１がセットピン１０４とともに移動することができなくなるからである。
その後、中型１０３を外し、更には、ウレタンの成形体を発泡型１０から抜き出す（図１１参照）。
上記した一連の工程により、シートカバー４と一体化したシートパッド３内に着座センサ５を配設したシートクッション２が出来上がる。
当該シートクッション２を通常通り、シートフレームに組み付け、シートバック９５などのその他の部位を装着することで、乗物用シート１が完成する。

本実施の形態の乗物用シート１及び乗物用シート１の製造方法であると、以下に記すような利点がある。
本実施の形態の乗物用シート１であると、シートパッド３の内部に着座センサ５を設けていても、着座センサ５が適切に変形可能であるため、着座センサ５が正常に働く。
また、シートパッド３の上面に着座センサ５が配設されていないことから、シートカバー４の厚みを薄くしても、着座センサ５の形状が浮き上がることが無いため、着座面２１を形成するシートカバー４の選択に自由度をもたらすことが可能となる。
また、シートパッド３の内部に着座センサ５が配設されるため、シートクッション２に厚みを持たせるシート設計が可能となる。
また、第２の板状部材７の上に着座センサ５を配置した上で、第２の板状部材７と第３の板状部材８を配置して接着しているため、着座センサ５を特定の位置に設定することが容易となり、その結果、着座センサ５が機能する精度を保つことが可能となる。
また、第２の板状部材７及び第３の板状部材８を袋形状にした後に着座センサ５を袋形状内に挿入するわけではないので、着座センサ５が狙った位置に適切に配置されやすくなる。よって、着座センサ５が不適切な位置に配置されることに起因する、検知不良の発生を抑制することが可能となる。
また、第１の板状部材６にフェルト材を使用していることから、第１の板状部材６として鉄板を使用した場合に発生しうるような異物感を抑制することが可能となる。
また、フェルト材においても、自立可能な剛性度を備えていることから、ウレタン原液７１が発泡する際にも、流動するウレタンに押されて形状を乱すような可能性が低く、所望の位置に着座センサ構造体９１を配置することが容易となる。
また、上記実施例の態様で形成したシートパッド３であれば、着座面２１側において不要な孔や溝などが形成されることが無く、着座感を悪くすることも無い。

以上各実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態のほか、その他各種の形態で実施可能なものである。
例えば、着座センサをシートパッド内部に配置しなくても良く、シートパッド上面に配置することも可能である。その場合、第３の板状部材を設けないようにすることが可能である。
また、本実施の形態においては、シートカバーとシートパッドを一体成形しているが、シートカバーとシートパッドを一体成形しないようにすることも可能である。
また、ウレタン原液を注入するタイミングは、上型を閉める前で無くとも良く、上型を閉めた後に、いずれかに設けた注入口よりウレタン原液を注入することも可能である。
また、着座センサは、センサシートを使用した着座センサである必要性は無く、その他の着座センサとすることも可能である。
また、第２の板状部材及び第３の板状部材は、主面部と、主面部より幅の狭い帯状部の双方を備える形態である必要は無く、略長方形の形状とすることも可能であるし、その他の形状とすることも可能である。
また、発泡成形に使用される樹脂はウレタンである必要性は無く、その他の公知の樹脂を採用することが可能である。
また、乗物としては、車両であることに限らず、空中を飛行する乗物や、海面や海中などを移動する乗物としてもよい。

１ 乗物用シート
２ シートクッション
３ シートパッド
４ シートカバー
５ 着座センサ
６ 第１の板状部材
７ 第２の板状部材
８ 第３の板状部材
９ 積層体
１０ 発泡型
１０１ 上型
１０２ 下型
１０３ 中型
１０４ セットピン
２１ 着座面
５１ 感圧部
５２ センサシート
５３ スペーサ
５４ コネクタ
６１ 磁石
７１ ウレタン原液
８１ 面状部
８２ 帯状部
９１ 着座センサ構造体
９２ ホットメルト樹脂

Claims (3)

1. シートパッドの内部に、圧力を検知するために使用する感圧部を有する着座センサ構成体が一体発泡成形により配設される乗物用シートであって、
   前記着座センサ構成体は、着座面側から少なくとも感圧部、第２の板状部材、第１の板状部材の３者がこの順序で積層状態として構成されており、
   前記第１の板状部材は前記シートパッドよりも剛性度が高く、前記第２の板状部材は前記第１の板状部材より剛性度が低く構成されていることを特徴とする、乗物用シート。
2. 請求項１に記載の乗物用シートであって、
   前記着座センサ構成体は、更に前記感圧部よりも着座面側に第３の板状部材が積層状態として構成されており、
   前記第１の板状部材と前記第３の板状部材とが、シートパッドと一体に成形されていることを特徴とする乗物用シート。
3. 請求項２に記載の乗物用シートであって、
   前記第３の板状部材は、シートパッドよりも剛性度が低く、第２の板状部材よりも剛性度が高いことを特徴とする乗物用シート。
   

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