特許 6596170 荷重検知センサ及び荷重検知センサユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6596170

(24)【登録日】2019年10月4日

(45)【発行日】2019年10月23日

(54)【発明の名称】荷重検知センサ及び荷重検知センサユニット

(51)【国際特許分類】

   G01L 1/20 20060101AFI20191010BHJP

   H01H 13/16 20060101ALI20191010BHJP

   G01G 19/52 20060101ALN20191010BHJP

   B60N 2/90 20180101ALN20191010BHJP

   A47C 7/62 20060101ALN20191010BHJP

【ＦＩ】

   G01L1/20 Z

   H01H13/16 B

   !G01G19/52 Z

   !B60N2/90

   !A47C7/62 Z

【請求項の数】9

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2018-549706(P2018-549706)

(86)(22)【出願日】2016年11月11日

(86)【国際出願番号】JP2016083488

(87)【国際公開番号】WO2018087874

(87)【国際公開日】20180517

【審査請求日】2018年12月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005186

【氏名又は名称】株式会社フジクラ

(74)【代理人】

【識別番号】100143764

【弁理士】

【氏名又は名称】森村 靖男

(74)【代理人】

【識別番号】100129296

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 博昭

(72)【発明者】

【氏名】亀島 貴

【審査官】 公文代 康祐

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１２１３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０９９７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３４７４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１４８５２１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２００６−５０９３３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２６６０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１６／１２１８３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−１３２８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４９３３６６０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ １／２０

Ｇ０１Ｌ ５／００

Ｇ０１Ｇ １９／５２

Ａ４７Ｃ ７／６２

Ｂ６０Ｎ ２／９０

Ｈ０１Ｈ １３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに対向する樹脂製の第１絶縁シート及び第２絶縁シートと、前記第２絶縁シートに対向する前記第１絶縁シートの面上に設けられる第１電極と、前記第１絶縁シート及び前記第２絶縁シート間に配置され前記第１電極と対をなす第２電極とを有するセンサシートと、
前記第２絶縁シートのうち前記第１絶縁シートに対向する前記第２絶縁シートの面とは逆側の面において少なくとも前記第１電極及び前記第２電極と重なる部位に設けられる金属板と、
前記第２絶縁シートと前記金属板との間に設けられ、前記第２絶縁シートと前記金属板とを接着する接着層と
を備え、
前記第２絶縁シートの厚さ及び前記接着層の厚さを合計した厚さは、前記金属板の厚さ未満である
ことを特徴とする荷重検知センサ。

【請求項2】

前記接着層の厚さは、１０μｍ以上であって、前記第２絶縁シートの厚さの０．８倍以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の荷重検知センサ。

【請求項3】

前記第２絶縁シートの厚さは、前記金属板の厚さの１０％〜７５％の範囲内である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の荷重検知センサ。

【請求項4】

前記第２絶縁シートの厚さは、前記第１絶縁シートの厚さ未満である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の荷重検知センサ。

【請求項5】

前記第１絶縁シートと前記第２絶縁シートとの間に設けられるスペーサをさらに備え、
８５℃の気温環境での前記スペーサの弾性率は、１０ＭＰａ以上である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の荷重検知センサ。

【請求項6】

前記第１絶縁シートと前記第２絶縁シートとの間に設けられる絶縁シートと、前記絶縁シートと前記第１絶縁シートとを接着する第１接着層と、前記絶縁シートと前記第２絶縁シートとを接着する第２接着層とでなるスペーサをさらに備え、
８５℃の気温環境での前記第１接着層及び前記第２接着層の弾性率は、１０ＭＰａ以上である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の荷重検知センサ。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか１項に記載の荷重検知センサと、
前記金属板のセンサシート側とは反対側に配置され前記金属板を押圧する押圧部を有する押圧部材と
を備えることを特徴とする荷重検知センサユニット。

【請求項8】

前記押圧部材は、前記押圧部が前記金属板に接触する面積よりも大きな面積とされ、シートクッションからの押圧を受ける頂壁を有する
ことを特徴とする請求項７に記載の荷重検知センサユニット。

【請求項9】

前記頂壁は、前記第１電極及び前記第２電極よりも大きな面積であり、
前記押圧部は、前記第１電極及び前記第２電極よりも小さな面積である
ことを特徴とする請求項８に記載の荷重検知センサユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、荷重検知センサ及び荷重検知センサユニットに関し、着座等を適切に検知する場合に好適なものである。

【背景技術】

【0002】

車両における安全システムの一つとして、乗車時にシートベルトが非着用であることを警告するアラームシステムが実用化されている。このアラームシステムでは、人の着座が感知されている状態でシートベルトの着用が非感知となる場合に、警告が発せられる。この人の着座を感知する装置として、着座による荷重を検知する着座検知装置が用いられる場合がある。

【0003】

着座検知装置として、開口が形成されたスペーサが一対の樹脂製のフィルム間に配置され、それぞれのフィルム上に形成された電極が、スペーサの開口内において互いに所定の間隔をあけて対向する構成の荷重検知センサが用いられたものが知られている（例えば下記特許文献１）。

【0004】

【特許文献1】特開平０９−３１５１９９号公報

【発明の概要】

【0005】

しかし、樹脂製のフィルムは、一般的に、温度が上昇すると強度が低下して弱い力で撓んでしまう傾向がある。従って、炎天下の自動車の車内の様に高温になる環境に置かれると、樹脂製のフィルムの強度が低下する場合がある。この場合、通常の人の荷重よりも軽い荷重が座席装置に加わっても、着座として誤検知してしまう虞がある。

【0006】

そこで、本発明は、着座等に応じて加わる荷重を適切に検知することができる荷重検知センサ及び荷重検知センサユニットを提供することを目的とする。

【0007】

上記課題を解決するため本発明の荷重検知センサは、互いに対向する樹脂製の第１絶縁シート及び第２絶縁シートと、前記第２絶縁シートに対向する前記第１絶縁シートの面上に設けられる第１電極と、前記第１絶縁シート及び前記第２絶縁シート間に配置され前記第１電極と対をなす第２電極とを有するセンサシートと、前記第２絶縁シートのうち前記第１絶縁シートに対向する前記第２絶縁シートの面とは逆側の面において少なくとも前記第１電極及び前記第２電極と重なる部位に設けられる金属板とを備え、前記第２絶縁シートの厚さは、前記金属板の厚さ未満であることを特徴とする。

【0008】

このような荷重検知センサでは、金属板が押圧された場合、金属板が撓むとともにその金属板の撓み方に追随するようにセンサシートの第２絶縁シートが撓むことで、当該金属板と重なる部位に設けられる第１電極及び第２電極の状態が変化し荷重検知センサがオンとなり、荷重が検知される。金属は樹脂と比べるとクリープが生じにくいため、樹脂製の第２絶縁シートに比べて金属板には押し癖がつきづらい。従って、押し癖による荷重の誤検知を抑制することができる。
ところで、樹脂は、金属に比べて環境温度に応じて変形し易い傾向にある。しかし、この荷重検知センサユニットでは、センサシートにおける第２絶縁シートの厚さが金属板の厚さ未満とされているため、当該第２絶縁シートの厚さが金属板の厚さ以上である場合に比べて、樹脂である第２絶縁シートの変形量を小さくすることができる。つまり、あたかも第２絶縁シートがなく金属板のみである場合に近づくことになる。従って、荷重検知センサがオンとなった時点で荷重検知センサに加わっている荷重（オン荷重）が温度変化によりばらつくことを低減できる。この結果、温度変化による荷重の誤検知を抑制することもできる。
こうして、本発明の荷重検知センサによれば、荷重を適切に検知することができる。

【0009】

ところで、前記第２絶縁シートと前記金属板との間に設けられ、前記第２絶縁シートと前記金属板とを接着する接着層をさらに備え、前記第２絶縁シートの厚さ及び前記接着層の厚さを合計した厚さは、前記金属板の厚さ未満であることが好ましい。

【0010】

第２絶縁シートと金属板とが接着層により接着されることで、金属板に対する押圧が解除され、非押圧時の位置にまで金属板が戻るときに、当該位置にまで金属板が第２絶縁シートを戻すことができる。従って、荷重検知センサの周りの環境温度が変化する場合であっても第２絶縁シートに押し癖がつき難くなる。これに加えて、第２絶縁シートの厚さ及び接着層の厚さを合計した厚さが金属板の厚さ未満とされることで、より一段と温度変化による荷重の誤検知を抑制することができる。

【0011】

なお、前記接着層の厚さは、１０μｍ以上であって、前記第２絶縁シートの厚さの０．８倍以下であることが好ましい。

【0012】

低温環境下において接着層は硬化し弾性率が著しく高くなることが知られており、当該低温環境下において荷重検知センサのオン荷重をより安定化させるためには接着層の弾性率が重要となる場合がある。接着層の厚さが第２絶縁シートの厚さの０．８倍以下であれば、低温環境下において接着層の弾性率が第２絶縁シートの弾性率の２０％程度まで上昇するため、低温環境下でもオン荷重をより安定させることができる。また、接着層の厚さが１０μｍ以上である場合、高温環境下において接着層に過大な押圧力が加わり接着層が側方に流動して一定厚さ以下となることでオン荷重が下がったり、接着性が損なわれ常時電極が接触してしまうことを抑制できる。
また、前記第２絶縁シートの厚さは、前記金属板の厚さの１０％〜７５％の範囲内であることが好ましい。

【0013】

このような範囲内の厚さの第２絶縁シートであれば、当該第２絶縁シートの耐久性を確保しながらも温度変化による荷重の誤検知を抑制することができる。

【0014】

また、前記第２絶縁シートの厚さは、前記第１絶縁シートの厚さ未満であることが好ましい。

【0015】

このようにした場合、荷重検知センサをより薄くしながらも温度変化による荷重の誤検知を抑制することができる。

【0016】

また、前記第１絶縁シートと前記第２絶縁シートとの間に設けられるスペーサをさらに備え、８５℃の気温環境での前記スペーサの弾性率は、１０ＭＰａ以上であることが好ましい。

【0017】

このようなスペーサを備える荷重検知センサでは、スペーサの弾性率の増加に応じてオン荷重が増加するものの、その弾性率が１０ＭＰａ以上からオン荷重の増加率が小さくなる。また、樹脂は一般的に低温では硬くなる傾向にある。このため、８５℃の気温環境でのスペーサの弾性率が１０ＭＰａ以上であれば、当該８５℃から低い気温環境になっても、スペーサの弾性率が１０ＭＰａ以上となる。したがって、低温から高温にわたってスペーサの変形が小さく、厚さの変化も小さいので、当該変化による荷重の誤検知を抑制することができる。

【0018】

また、前記第１絶縁シートと前記第２絶縁シートとの間に設けられる絶縁シートと、前記絶縁シートと前記第１絶縁シートとを接着する第１接着層と、前記絶縁シートと前記第２絶縁シートとを接着する第２接着層とでなるスペーサをさらに備え、８５℃の気温環境での前記第１接着層及び前記第２接着層の弾性率は、１０ＭＰａ以上であることが好ましい。

【0019】

このようなスペーサを備える荷重検知センサでは、当該スペーサの第１接着層及び第２接着層の弾性率の増加に応じてオン荷重が増加するものの、その弾性率が１０ＭＰａ以上からオン荷重の増加率が小さくなる。また、樹脂は一般的に低温では硬くなる傾向にある。このため、８５℃の気温環境での第１接着層及び前記第２接着層の弾性率が１０ＭＰａ以上であれば、当該８５℃から低い気温環境になっても、スペーサの弾性率が１０ＭＰａ以上となる。したがって、低温から高温にわたってスペーサの変形が小さく、厚さの変化も小さいので、当該変化による荷重の誤検知を抑制することができる。

【0020】

また、本発明の荷重検知センサユニットは、上記のいずれかの荷重検知センサと、前記金属板のセンサシート側とは反対側に配置され前記金属板を押圧する押圧部を有する押圧部材とを備えることを特徴とする。

【0021】

押圧部によって金属板が押圧されているため、シートクッションによって直接金属板が押圧される場合よりも金属板を適切に撓ませることができ、着座等を適切に検知することができる。また、金属は樹脂と比べるとクリープが生じにくいため、押圧部で押圧されても金属板に押し癖がつきづらい。従って、この荷重検知センサユニットでは、押し癖に起因して着座等に応じて加わる荷重の誤検知を抑制することができ、この結果、着座等に応じて加わる荷重を適切に検知することができる。

【0022】

また、前記押圧部材は、前記押圧部が前記金属板に接触する面積よりも大きな面積とされシートクッションからの押圧を受ける頂壁を有することが好ましい。

【0023】

シートクッションからの押圧を受ける頂壁の面積が金属板に接触する押圧部の面積よりも大きいため、当該頂壁によってシートクッションからの押圧力を押圧部に集中させることができ、より適切に金属板を撓ませることができる。従って、より適切に荷重を検知することができる。

【0024】

また、前記頂壁は、前記第１電極及び前記第２電極よりも大きな面積であり、前記押圧部は、前記第１電極及び前記第２電極よりも小さな面積であることが好ましい。

【0025】

頂壁が、第１電極及び前記第２電極よりも大きな面積であるため、第１電極や第２電極よりも大きな荷重を受けることができ、押圧部が第１電極及び第２電極よりも小さな面積であることで、当該押圧部に対して押圧部材の頂壁によって集中された押圧力を分散させずに第１電極及び第２電極に伝えることができる。

【0026】

以上のように本発明によれば、着座等に応じて加わる荷重を適切に検知することができる荷重検知センサユニットが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本実施形態における荷重検知センサユニットの構成を示す分解図である。

【図2】荷重検知センサユニットがＳばねに取り付けられた様子を示す断面図である。

【図3】押圧部材を図１とは異なる視点で示す図である。

【図4】荷重検知センサの分解図である。

【図5】スペーサが複数層で構成される場合の荷重検知センサを示す断面図である。

【図6】荷重検知センサのオン状態の様子を示す図である。

【図7】荷重検知センサにおける第２絶縁シートの厚さが金属板の厚さ未満である場合と、当該第２絶縁シートの厚さが金属板の厚さと同じである場合とを異なる気温環境下で荷重を与えた実験結果を示す表である。

【図8】図６の実験結果の数値をグラフとして表した図である。

【図9】第２接着層とオン荷重との関係を示すグラフである。

【図10】先端が平面形状とされる押圧部によって荷重検知センサを押圧した場合の実験結果を示すグラフである。

【図11】先端が凸状の曲面形状とされる押圧部を有する荷重検知センサユニットを図２と同じ視点で示す図である。

【図12】先端が凸状の曲面形状とされる押圧部によって荷重検知センサを押圧した場合の実験結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明に係る荷重検知センサ及び荷重検知センサユニットの好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、理解の容易のため、それぞれの図のスケールと、以下の説明に記載のスケールとが異なる場合がある。

【0029】

（１）実施形態
図１は本実施形態の荷重検知センサユニットの構成を示す分解図であり、図２は荷重検知センサユニットが座席装置のＳばねに取り付けられた様子を示す断面図である。なお、図２は、座席装置の左右方向に沿った面における荷重検知センサユニットの断面図である。図１、図２に示すように、荷重検知センサユニット１Ａは台座２、押圧部材４及び荷重検知センサ５を主な構成として備える。

【0030】

荷重検知センサ５は、第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅで構成されるスイッチＳＷを有し、可撓性を有するセンサシート５０と、金属板６０と、センサシート５０と金属板６０とを接着する接着層７０とを備える。接着層７０により、センサシート５０と金属板６０とは、貼り合わされている。

【0031】

センサシート５０は、シート状のメンブレンスイッチとされ、概ね矩形のメインブロック５０ｍと、メインブロック５０ｍに接続されメインブロック５０ｍよりも幅の狭いテールブロック５０ｔとを有する。メインブロック５０ｍには第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅで構成されるスイッチＳＷが設けられている。また、テールブロック５０ｔには幅の広い羽根部５０ｆが形成されている。また、メインブロック５０ｍの各頂点付近には、貫通孔５０Ｈが形成されている。

【0032】

金属板６０は、図２に示すように、接着層７０によってセンサシート５０における一方の面に貼り付けられる。本実施形態では、センサシート５０の一部であるメインブロック５０ｍのうち、座席装置のシートクッションＳＣ側となる面であるクッション側面５０ｍｃｓに金属板６０が貼り付けられる。なお、クッション側面５０ｍｃｓには、当該クッション側面５０ｍｃｓに直交する方向においてセンサシート５０の第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅと重なる領域が含まれ、当該領域を含むクッション側面５０ｍｃｓ上に金属板６０が貼り付けられる。すなわち、クッション側面５０ｍｃｓを正面視した場合、金属板６０の厚み方向とは直交する方向における金属板６０の側面で囲まれる範囲よりも内側に第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅが位置している。

【0033】

接着層７０は、センサシート５０と金属板６０とを貼り合わす層状の部材である。接着層７０は、センサシート５０と金属板６０との間の全体に設けられていても一部に設けられていても良い。ただし、センサシート５０と金属板６０との間の一部に接着層７０を設ける場合、少なくとも、その接着層７０に厚み方向において後述する押圧部材４の押圧部４６と重なる領域に設けられる。なお、接着層７０に厚み方向において第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅと重なる領域にも設けられていることが好ましい。本実施形態では、接着層７０は、金属板６０と同等の大きさとされる。この接着層７０の材料としては、センサシート５０と金属板６０とを貼り合わすことができる限り、どのような材料でも良いが、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂や光硬化樹脂等が挙げられる。また、接着層７０としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）や不織布などの基材の両面に接着層が形成されているものでもよい。ここで、接着層７０のガラス転移点Ｔｇとしては、８５℃以上であることが好ましい。ガラス転移点Ｔｇが、８５℃以上であることで、炎天下の自動車の車内の様に高温になる環境においても、流動しづらくいため、接着層７０の流動による着座の誤検知を抑制することができる。

【0034】

台座２は、荷重検知センサ５が載置される載置部２１と、当該載置部２１に連結される一対のフック部２２とを有する。載置部２１の上側の面は載置面２１Ｓである。この載置面２１Ｓ上にはメインブロック５０ｍが配置される。メインブロック５０ｍは、図２に示すように、載置部２１の載置面２１Ｓに対向する面である台座対向面５０ｍｐｓ全体が載置部２１に接着されておらず、当該載置面２１Ｓと台座対向面５０ｍｐｓとは当接される。また、載置部２１には、載置面２１Ｓから載置部２１の下側の面（載置面２１Ｓと反対側の面）まで貫通する複数の貫通孔２０Ｈ（図１）が形成され、また複数のフック用開口２４（図１）が形成されている。

【0035】

一対のフック部２２は、載置部２１を挟んで互いに対向する位置にそれぞれ設けられており、車両の座席装置におけるフレームの開口に並べて張り渡される複数のＳばね１００（図２）のうち隣接する一対のＳばね１００にそれぞれ嵌め込まれる。従って、それぞれのフック部２２は、台座２をＳばね１００に係止する係止部である。本実施形態では、一対のフック部２２は座席装置の横方向に並び、当該横方向に隣接する一対のＳばね１００に嵌め込まれるように形成される。また、一対のフック部２２がこのように隣接する一対のＳばね１００に嵌め込まれた状態で、載置部２１は複数のＳばね１００上に載置されるシートクッションＳＣ（図２）の下方に位置し、さらに、複数のＳばねを上方から見る場合に載置部２１は当該一対のＳばね１００の間に配置される。上記のように一対のフック部２２が一対のＳばね１００に嵌め込まれた状態で、本実施形態では、載置面２１Ｓは、それぞれのＳばね１００の下端部よりも下側に位置する。また、本実施形態の場合、金属板を成形して台座２が得られ、この場合の板厚は例えば０．８ｍｍとされる。

【0036】

押圧部材４は、載置部２１の載置面２１Ｓに載置されるメインブロック５０ｍを覆ってメインブロック５０ｍの第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅなどを保護する部材である。また、押圧部材４は、図２に示すように、シートクッションＳＣに押圧されることで荷重検知センサ５の第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅで構成されるスイッチＳＷを押圧する押圧部材でもある。

【0037】

この押圧部材４は、頂壁４５及び枠壁４８を有する。頂壁４５は概ね円形とされる板状の部材である。また、押圧部材４の枠壁４８は複数に分割されて、頂壁４５の外周状に接続されている。複数に分割されている枠壁４８の各間において、フック片４７が頂壁４５に接続されている。それぞれのフック片４７は、台座２の載置部２１に形成されるフック用開口２４に嵌め込まれる構成とされる。それぞれのフック片４７がフック用開口２４に嵌め込まれることで、台座２と押圧部材４との載置面２１Ｓ方向における相対的な移動が規制される。

【0038】

図３は、押圧部材４を図１とは異なる視点で示す図である。図３に示すように、押圧部材４の頂壁４５には、台座２の載置部２１に対向される底面から突出する押圧部４６が設けられている。本実施形態の場合、押圧部４６の先端は平面形状とされ、当該平面は略円形とされる。この押圧部４６は、第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅよりも小さな面積である。すなわち、押圧部材４の上面４５Ｓを正面視した場合、当該上面の縁で囲まれる範囲よりも内側に第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅが位置する。また、押圧部材４の上面４５Ｓを正面視した場合、第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅの厚み方向とは直交する方向における電極の側面で囲まれる範囲よりも内側に押圧部４６が位置する。

【0039】

また、押圧部材４の頂壁４５には、押圧部４６が設けられる側と同じ底面から突出する複数のリブ４９が設けられている。これらのリブ４９は、台座２の載置部２１に形成される複数の貫通孔２０Ｈと重なる位置に形成されている。台座２の載置部２１に載置される荷重検知センサ５を押圧部材４が覆いそれぞれのフック用開口２４にそれぞれのフック片４７が嵌め込まれた状態では、各リブ４９は対応する貫通孔２０Ｈに挿入される。これにより荷重検知センサ５のシート面全体が載置部２１に接着されていなくても、当該荷重検知センサ５と押圧部材４の押圧部４６との載置面２１Ｓ方向における相対的な移動が規制される。なお、載置部２１に載置される荷重検知センサ５を押圧部材４が覆い各フック用開口２４に対応するフック片４７が嵌め込まれた状態では、押圧部４６の先端は荷重検知センサ５と接触している。

【0040】

なお、押圧部材４は、シートクッションＳＣよりも硬質な材料から形成されている。従って、押圧部材４の一部である押圧部４６もシートクッションＳＣよりも硬質な材料から形成されている。一般的にシートクッションＳＣは発泡されたウレタン樹脂からなるため、このような押圧部材４の材料としては、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ＰＢＴ、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。

【0041】

このような荷重検知センサユニット１Ａが一対のＳばね１００に取り付けられた状態では、押圧部材４の頂壁４５における上面４５Ｓは、シートクッションＳＣの下面と所定の距離を空けて対向する。この上面４５Ｓは平面状とされる。上面４５ＳはシートクッションＳＣからの押圧を受ける受圧面であり、当該上面４５Ｓの面積は押圧部４６における荷重検知センサ５の金属板６０と接触する部分の面積よりも大きくされている。

【0042】

次に、荷重検知センサ５についてより詳細に説明する。

【0043】

図４は、荷重検知センサ５の分解図である。図４に示すように、センサシート５０は、第１電極シート５６とスペーサ５８と第２電極シート５７とを備える。第１電極シート５６は、第１絶縁シート５６ｓと、第１電極５６ｅと、第１端子５６ｃとを主な構成として有する。

【0044】

第１絶縁シート５６ｓは、可撓性を有する樹脂製の絶縁シートとされる。この第１絶縁シート５６ｓは、センサシート５０のメインブロック５０ｍと同形状のメインブロック５６ｍと、メインブロック５６ｍに接続されセンサシート５０のテールブロック５０ｔと概ね同形状のテールブロック５６ｔとから成る。テールブロック５６ｔの形状は、メインブロック５６ｍと反対側の先端部位がテールブロック５６ｔの他の部位よりも狭い幅となっている点において、センサシート５０のテールブロック５０ｔの形状と異なる。また、メインブロック５６ｍには、センサシート５０の貫通孔５０Ｈと同様の位置に貫通孔５６Ｈが形成されている。このような第１絶縁シート５６ｓの材料としては、ＰＥＴ、ポリイミド（ＰＩ）又はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の樹脂を挙げることができる。なお、第１絶縁シート５６ｓにおけるメインブロック５６ｍのうち、スペーサ５８と対向する側とは反対側の面が、上記のように、センサシート５０におけるメインブロック５０ｍの台座対向面５０ｍｐｓとなる（図２）。

【0045】

第１電極５６ｅは、メインブロック５６ｍの概ね中央における一方の面上に設けられている。第１電極５６ｅは、導体の層からなり、例えば略円形の金属印刷層とされる。第１端子５６ｃは、導体の層からなり、例えば略四角形の金属層とされる。第１端子５６ｃは、テールブロック５６ｔの上記先端部位における第１電極５６ｅが設けられている側の面上に設けられている。また、第１電極５６ｅと第１端子５６ｃとは第１配線５６ｗを介して互いに電気的に接続されている。

【0046】

第２電極シート５７は、第２絶縁シート５７ｓと、第２電極５７ｅと、第２端子５７ｃとを主な構成として有する。

【0047】

第２絶縁シート５７ｓは、第１電極シート５６よりもシートクッションＳＣ側に配置され（図２）、第１絶縁シート５６ｓと同様に樹脂製の絶縁シートとされる。本実施形態の場合、第２絶縁シート５７ｓは、第１絶縁シート５６ｓのメインブロック５６ｍと同じ形状のメインブロック５７ｍと、メインブロック５７ｍに接続され第１絶縁シート５６ｓのテールブロック５６ｔと先端部位以外の形状が同じ形状のテールブロック５７ｔとから成る。テールブロック５７ｔの先端部位はテールブロック５７ｔの他の部位よりも狭い幅とされており、第１絶縁シート５６ｓと第２絶縁シート５７ｓとを重ねたときに、第１絶縁シート５６ｓのテールブロック５６ｔにおける先端部位と第２絶縁シート５７ｓのテールブロック５７ｔにおける先端部位とが互いに重ならないようにされている。また、メインブロック５７ｍには、第１絶縁シート５６ｓと同様にして、センサシート５０の貫通孔５０Ｈと同様の位置に貫通孔５７Ｈが形成されている。第２絶縁シート５７ｓの材料としては、第１絶縁シート５６ｓと同様に、ＰＥＴ、ＰＩ又はＰＥＮ等の樹脂を挙げることができ、第２絶縁シート５７ｓの材料は、第１絶縁シート５６ｓの材料と同じであっても異なっていても良い。

【0048】

第２電極５７ｅは、第１電極５６ｅと対をなす電極であり、第１電極５６ｅと同様の構成とされる。この第２電極５７ｅは、第２絶縁シート５７ｓのメインブロック５７ｍの概ね中央における一方の面上に設けられている。また、第２電極５７ｅが設けられる位置は、第１電極シート５６と第２電極シート５７とを重ねたときに第１電極５６ｅと重なる位置とされる。第２端子５７ｃは、第１端子５６ｃと同様の構成とされ、テールブロック５７ｔの上記先端部位における第２電極５７ｅが設けられている側の面上に設けられている。また、上記のように、第１絶縁シート５６ｓと第２絶縁シート５７ｓとを重ねるとき、それぞれの絶縁シートの先端部位が互いに重ならないため、第１端子５６ｃ及び第２端子５７ｃは、第１絶縁シート５６ｓと第２絶縁シート５７ｓとの間に位置せずに露出する。また、第２電極５７ｅと第２端子５７ｃとは第２配線５７ｗを介して互いに電気的に接続されている。

【0049】

スペーサ５８は、第１電極シート５６及び第２電極シート５７の間に配置され、樹脂製の絶縁シートとされる。このスペーサ５８は、メインブロック５８ｍと、メインブロック５８ｍに接続されるテールブロック５８ｔとから成る。メインブロック５８ｍは、外形が第１絶縁シート５６ｓ、第２絶縁シート５７ｓのメインブロック５６ｍ，５７ｍの外形と同様とされる。また、メインブロック５８ｍには、中央に開口５８ｃが形成されており、また、第１絶縁シート５６ｓ、第２絶縁シート５７ｓと同様にして、センサシート５０の貫通孔５０Ｈと同様の位置に貫通孔５８Ｈが形成されている。テールブロック５８ｔは、第１絶縁シート５６ｓ、第２絶縁シート５７ｓのテールブロック５６ｔ，５７ｔにおける幅が狭い先端部位を除く形状とされる。

【0050】

開口５８ｃは、略円形の形状であり、第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅの直径よりも直径が僅かに小さく形成されている。本実施形態の場合、押圧部４６の先端における平面の面積が、３．０ｍｍ^２以上であることが好ましい。また、押圧部４６の先端における平面の外形が略円形の形状とされ、その平面の直径Ｄ２としては、２．０ｍｍ以上であることが好ましい。また、開口５８ｃの面積に対する、押圧部４６の先端における平面の面積は、０．８倍以下であることが好ましい。また、開口５８ｃも押圧部４６の先端における平面の外形も略円形の場合、開口５８ｃの直径Ｄ１に対する押圧部４６の先端における平面の直径Ｄ２としては、０．８倍以下であることが好ましい。

【0051】

また、開口５８ｃは、スペーサ５８を第１電極シート５６及び第２電極シート５７と重ね合わせて、スペーサ５８を平面視する場合、開口５８ｃが第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅ周縁の内側に位置するように形成されている。さらにスペーサ５８には、開口５８ｃ内の空間とセンサシート５０の外部の空間とを接続するスリット５８ｂが形成されている。このスリット５８ｂは、第１電極シート５６、スペーサ５８、第２電極シート５７をそれぞれ重ねたときに、エアベントとされる。なお、スペーサ５８を第１電極シート５６及び第２電極シート５７と重ね合わせて、スペーサ５８を平面視する場合に、開口５８ｃが第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅ周縁の外側に位置するように形成してもよい。

【0052】

このようなスペーサ５８の一方の面側には第１電極シート５６の第１絶縁シート５６ｓが接着され、当該スペーサ５８の他方の面側には第２電極シート５７の第２絶縁シート５７ｓが接着される。なお、スペーサ５８が接着を兼ねていても兼ねていなくても良い。

【0053】

スペーサ５８が接着を兼ねる場合、当該スペーサ５８は、図２に示すように、単一の層で構成される。この場合、８５℃の気温環境でのスペーサ５８の弾性率が１０ＭＰａ以上とされることが好ましい。なお、この場合のスペーサ５８の材料としては、熱硬化性樹脂や光硬化樹脂等の硬化樹脂が採用される。未硬化状態の硬化性樹脂を第１絶縁シート５６ｓと第２絶縁シート５７ｓとの間に塗布した後に硬化させることでスペーサ５８が得られ、当該スペーサ５８が第１絶縁シート５６ｓ及び第２絶縁シート５７ｓと直接的に接着する。このため物理的に別体の接着層と絶縁シートとを設けることが省略される。

【0054】

スペーサ５８が接着を兼ねない場合、当該スペーサ５８は、図５に示すように、スペーサ用の絶縁シート１０１と、第１接着層１０２と、第２接着層１０３とでなる複数の層で構成される。この場合、８５℃の気温環境での第１接着層１０２及び第２接着層１０３の弾性率が１０ＭＰａ以上とされることが好ましい。なお、絶縁シート１０１は第１絶縁シート５６ｓと第２絶縁シート５７ｓとの間に設けられ、当該絶縁シート１０１の材料としてはＰＥＴ、ＰＩ又はＰＥＮ等の樹脂が挙げられる。絶縁シート１０１の材料と、第１絶縁シート５６ｓ又は第２絶縁シート５７ｓの材料とは同じであっても異なっていても良い。第１接着層１０２は絶縁シート１０１と第１絶縁シート５６ｓとを接着するものであり、当該第１接着層１０２の材料としては熱硬化性樹脂や光硬化樹脂等の硬化樹脂や熱可塑性樹脂等の樹脂が挙げられる。第２接着層１０３は絶縁シート１０１と第２絶縁シート５７ｓとを接着するものであり、当該第２接着層１０３の材料としては熱硬化性樹脂や光硬化樹脂等の硬化樹脂や熱可塑性樹脂等の樹脂が挙げられる。第１接着層１０２の材料と第２接着層１０３の材料とは同じであっても異なっていても良い。

【0055】

スペーサ５８と第１電極シート５６及び第２電極シート５７とが接着された場合、第１電極シート５６の第１電極５６ｅ、第１配線５６ｗ、及び、第２電極シート５７の第２電極５７ｅ、第２配線５７ｗは、第１絶縁シート５６ｓと第２絶縁シート５７ｓとの間に位置する。そして、第１電極５６ｅと第２電極５７ｅとが開口５８ｃを介して対向してスイッチＳＷを構成する。また、第１電極シート５６とスペーサ５８と第２電極シート５７とが重ねられた状態で、それぞれの貫通孔５６Ｈ，５７Ｈ，５８Ｈが互いに重なり、センサシート５０の貫通孔５０Ｈとなる。

【0056】

また、センサシート５０の第１端子５６ｃ及び第２端子５７ｃには、不図示の制御装置に接続される信号ケーブル１９がそれぞれ接続されている。第１端子５６ｃ及び第２端子５７ｃとそれぞれの信号ケーブル１９とは導電性ペーストやはんだ付け等により接続される。信号ケーブル１９が接続された第１端子５６ｃ及び第２端子５７ｃを含むセンサシート５０のテールブロック５０ｔの端部は、図１に示すように、封止樹脂１８により覆われている。この封止樹脂１８は、例えば、ホットメルトや光硬化樹脂等から成る。こうして、それぞれの信号ケーブル１９がそれぞれの第１端子５６ｃ及び第２端子５７ｃから外れることが抑制されると共に、第１端子５６ｃ及び第２端子５７ｃが導電性の塵埃等により短絡することが抑制されている。

【0057】

金属板６０は、センサシート５０に比べると撓み難い程度の可撓性を有する金属の板材から成る。金属板６０の材料としては、導電性を有する金属である限り特に限定するものではないが、例えば銅やステンレスなどが挙げられる。本実施形態の場合、金属板６０は、センサシート５０のメインブロック５０ｍと概ね同じ形状とされる。

【0058】

この金属板６０には、センサシート５０の貫通孔５０Ｈと同様の位置に貫通孔６０Ｈが形成されており、センサシート５０と金属板６０とを重ねたときに、センサシート５０の貫通孔５０Ｈと金属板６０の貫通孔６０Ｈとが互いに重なる。また、センサシート５０と金属板６０とを重ねたときに、金属板６０は、センサシート５０の第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅで構成されるスイッチＳＷを覆うようにしてクッション側面５０ｍｃｓ上に配置され、当該クッション側面５０ｍｃｓに接着層７０により接着される。なお、クッション側面５０ｍｃｓは、上記のように、第２絶縁シート５７ｓのメインブロック５７ｍのうち、第１絶縁シート５６ｓのメインブロック５６ｍに対向する面とは逆側の面である。

【0059】

本実施形態における第２絶縁シート５７ｓ（メインブロック５７ｍ，テールブロック５７ｔ）の厚さＴ１（図２）は、金属板６０の厚さＴ２（図２）未満である。なお、第２絶縁シート５７ｓ（メインブロック５７ｍ，テールブロック５７ｔ）の厚さＴ１及び接着層７０の厚さＴ３（図２）を合計した厚さは、金属板６０の厚さＴ２未満であることが好ましい。また、第２絶縁シート５７ｓ（メインブロック５７ｍ，テールブロック５７ｔ）の厚さＴ１は、第１絶縁シート５６ｓ（メインブロック５６ｍ，テールブロック５６ｔ）の厚さＴ４未満であることが好ましい。さらに、第２絶縁シート５７ｓの厚さＴ１は、金属板６０の厚さＴ２の１０％〜７５％の範囲内であることが好ましい。このような金属板６０の厚さＴ２は３０〜３００μｍの範囲内とされることが好ましく、接着層７０の厚さＴ３は１０〜１００μｍの範囲内とされることが好ましい。また、第２絶縁シート５７ｓの厚さＴ１は１０〜１００μｍの範囲内とされることが好ましく、第１絶縁シート５６ｓの厚さＴ４は５０〜２００μｍの範囲内とされることが好ましい。

【0060】

以上の構成の荷重検知センサ５は、台座２の載置部２１上に配置される。具体的には、第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅを有するセンサシート５０のメインブロック５０ｍが台座２の載置部２１上に位置する。そして、センサシート５０のテールブロック５０ｔ、封止樹脂１８、一対の信号ケーブル１９は、台座２から導出される。

【0061】

また、上記のように、台座２に載置される荷重検知センサ５を押圧部材４が覆いそれぞれのフック用開口２４にそれぞれのフック片４７が嵌め込まれた状態では、押圧部４６は、先端が荷重検知センサ５の金属板６０における第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅと重なる位置に接触する。また、この状態では、各リブ４９は、対応する金属板６０の貫通孔６０Ｈ、センサシート５０の貫通孔５０Ｈ及び台座２の貫通孔２０Ｈを挿通する。従って、台座２と第１絶縁シート５６ｓとが接着されていない状態であっても、当該荷重検知センサ５と押圧部材４の押圧部４６との相対的な移動が規制される。すなわち、リブ４９は、台座対向面５０ｍｐｓの方向おけるセンサシート５０と台座２との相対的な移動を規制する移動規制部材と理解できる。

【0062】

次に、本実施形態の荷重検知センサユニット１Ａによる着座の検知について説明する。

【0063】

図６は、荷重検知センサ５のオン状態を示す図である。座席装置に人が着座すると、シートクッションＳＣの下面が下方に移動し、シートクッションＳＣの下面は、押圧部材４の上面４５Ｓに接触して、上面４５Ｓを押圧する。そして、さらにシートクッションＳＣの下面が下方に移動すると、図６に示すように、押圧部４６の先端が金属板６０を押圧し、金属板６０の撓みにより、第２絶縁シート５７ｓのメインブロック５７ｍも撓む。このとき、第１絶縁シート５６ｓにおけるメインブロック５６ｍの台座対向面５０ｍｐｓは台座２に接着されていないため、少なくとも第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅの周辺部分は金属板６０の撓み方に追随するように変形する。その結果、第２電極５７ｅは第１電極５６ｅに接触して、荷重検知センサ５がオンとなり、荷重が検知される。そして、信号ケーブル１９に接続される図示せぬ車両用制御ユニットにより着座が検知される。

【0064】

以上の通り、本実施形態の荷重検知センサ５は、センサシート５０と、そのセンサシート５０のクッション側面５０ｍｃｓにおいて第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅと重なる部位に設けられる金属板６０とを備えている。

【0065】

この金属板６０が押圧された場合、金属板６０が撓むとともに、その金属板の撓み方に追随するようにセンサシート５０における第２絶縁シート５７ｓのメインブロック５７ｍが撓む。これにより第１電極５６ｅと第２電極５７ｅとが接触し、荷重検知センサ５がオンとなり、荷重が検知される。金属は樹脂と比べるとクリープが生じにくいため、樹脂製の第２絶縁シート５７ｓに比べて金属板６０には押し癖がつきづらい。従って、この荷重検知センサ５では、押し癖による荷重の誤検知を抑制することができる。

【0066】

ところで、樹脂は、金属に比べて環境温度に応じて変形し易い傾向にあるが、本実施形態の荷重検知センサ５における第２絶縁シート５７ｓ（メインブロック５７ｍ，テールブロック５７ｔ）の厚さＴ１は、金属板６０の厚さＴ２未満である。このため、第２絶縁シート５７ｓの厚さＴ１が金属板６０の厚さＴ２以上である場合に比べて、樹脂である第２絶縁シート５７ｓの変形量を小さくすることができる。つまり、あたかも第２絶縁シート５７ｓがなく金属板６０のみである場合に近づくことになる。従って、荷重検知センサ５がオンとなった時点で荷重検知センサ５に加わっている荷重（オン荷重）が温度変化によりばらつくことを低減できる。この結果、温度変化による荷重の誤検知を抑制することもできる。

【0067】

ここで、荷重検知センサ５における第２絶縁シート５７ｓの厚さＴ１が金属板６０の厚さＴ２と同じである場合を比較例とし、第２絶縁シート５７ｓの厚さＴ１が金属板６０の厚さＴ２未満である場合を実施例１及び実施例２として、異なる気温環境下で荷重を与える実験を行った。

【0068】

図７に示すように、比較例の第２絶縁シート５７ｓとしてはＰＥＴで成る厚さ１００μｍのシートを用い、実施例１及び実施例２の第２絶縁シート５７ｓとしてはＰＥＴで成る厚さ５０μｍのシートを用いている。接着層７０としては、比較例及び実施例それぞれ、ＰＥＴで成る厚さ６μｍの基材の両面に対してアクリル系樹脂で成る厚さ１２μｍの接着層を塗布した両面テープを用いている。スペーサ５８としては、比較例及び実施例１では、ＰＥＴで成る厚さ５０μｍの基材の両面に対してアクリル系樹脂で成る厚さ２５μｍの接着層を塗布した両面テープを用い、実施例２では、ポリエステル系ポリウレタンアクリレートで成る厚さ１００μｍの熱硬化接着テープを用いている。第１絶縁シート５６ｓとしては、比較例及び実施例それぞれ、ＰＥＴで成る厚さ１００μｍのシートを用いている。

【0069】

実験方法は、−４０℃、２５℃、８５℃のそれぞれの気温環境下に比較例の荷重検知センサ５と実施例１の荷重検知センサ５と実施例２の荷重検知センサ５とを配置し、当該荷重検知センサを金属板側から押圧して一対の電極５６ｅ，５７ｅが接触した時点で加わっている荷重（オン荷重）を測定した。なお、図７では、２５℃の気温環境で測定されたオン荷重は１．０とし、−４０℃の気温環境で測定されたオン荷重及び８５℃の気温環境で測定されたオン荷重は、２５℃の気温環境で測定されたオン荷重を１．０とした場合の比率で表わしている。これらの数値をグラフ化したものを図８に示す。

【0070】

図７及び図８に示すように、荷重検知センサ５における第２絶縁シート５７ｓの厚さＴ１が金属板６０の厚さＴ２未満である場合、当該第２絶縁シート５７ｓの厚さＴ１が金属板６０の厚さＴ２と同じである場合に比べて、オン荷重の温度変化によるばらつきが小さくなっている。すなわち、常温よりも高温又は低温になっても、当該常温環境下と同等に荷重を検知することができる。従って、温度変化による荷重の誤検知を抑制することができる。こうして、本実施形態の荷重検知センサ５によれば、荷重を適切に検知することができる。

【0071】

また本実施形態の荷重検知センサ５の場合、第２絶縁シート５７ｓのメインブロック５７ｍと金属板６０とは接着層７０により接着されている。このため、金属板６０に対する押圧が解除され、非押圧時の位置にまで金属板６０が戻るときに、当該位置にまで金属板６０が第２絶縁シート５７ｓのメインブロック５７ｍを戻すことができる。従って、荷重検知センサ５では、当該荷重検知センサ５の周りの環境温度が変化する場合であっても第２絶縁シート５７ｓのメインブロック５７ｍに押し癖がつき難くなる。これに加えて、第２絶縁シート５７ｓの厚さＴ１及び接着層７０の厚さＴ３を合計した厚さは金属板６０の厚さＴ２未満であるため、より一段と温度変化による荷重の誤検知を抑制することができる。

【0072】

なお、低温環境下において、接着層７０は硬化し弾性率が著しく高くなることが知られており、特に温度が接着層７０のガラス転移点以下の場合に接着層７０の弾性率の影響が無視できなくなる。接着層７０の弾性率は温度により大きく変化するためセンサのオン荷重の安定のためには、接着層７０の弾性率の影響は１０%以下とすることが好ましい。例えば、低温環境下において、接着層７０の弾性率が第２絶縁シート５７ｓの弾性率の２０％程度まで上昇する場合、接着層７０の厚さＴ３は第２絶縁シート５７ｓの厚さＴ１の０．８倍以下とすることが求められる。つまり、接着層７０の厚さＴ３が第２絶縁シート５７ｓの厚さＴ１の０．８倍以下である場合、オン荷重を安定させることができる。本実施形態のように接着層７０が金属板６０を介して押圧部４６により押圧される場合、接着層７０の厚さＴ３が第２絶縁シート５７ｓの厚さＴ１の０．８倍以下とすることは、オン荷重を安定させる点で特に有効である。ただし、押圧部４６により押圧されない場合であっても、接着層７０の厚さＴ３が第２絶縁シート５７ｓの厚さＴ１の０．８倍以下とすることで、低温環境下でのオン荷重は安定する。

【0073】

また、接着層７０の厚さＴ３が１０μｍ以上である場合、高温環境下において接着層７０に過大な押圧力が加わり接着層７０が側方に流動して一定厚さ以下となることでオン荷重が下がったり、接着性が損なわれ常時電極が接触してしまうことを抑制できる。

【0074】

さらに、第２絶縁シート５７ｓの厚さＴ１が金属板６０の厚さＴ２の１０％〜７５％の範囲内である場合、当該第２絶縁シート５７ｓの耐久性を確保しながらも温度変化による荷重の誤検知を抑制することができる。

【0075】

さらに、第２絶縁シート５７ｓの厚さＴ１が第１絶縁シート５６ｓの厚さＴ４未満である場合、荷重検知センサ５をより薄くしながらも温度変化による荷重の誤検知を抑制することができる。

【0076】

また本実施形態の荷重検知センサ５の場合、第１絶縁シート５６ｓ及び第２絶縁シート５７ｓの間にスペーサ５８が設けられている。このスペーサ５８として図５に示すような両面テープを用いた場合、図９に示すように、その両面テープにおけるアクリル系樹脂の接着層の弾性率の増加に応じてオン荷重が増加する。しかし、接着層の弾性率が１０ＭＰａ以上からオン荷重の増加率が小さくなり、当該接着層の弾性率が２０ＭＰａ以上からオン荷重の増加率が概ね変化しなくなることが確認された。また、樹脂は一般的に低温では硬くなる傾向にある。このため、８５℃の気温環境での第１接着層１０２及び第２接着層１０３の弾性率が１０ＭＰａ以上であれば、当該８５℃から低い気温環境になっても、スペーサ５８の弾性率が１０ＭＰａ以上となる。同様に、第１絶縁シート５６ｓ及び第２絶縁シート５７ｓとの接着を兼ねる図２に示すようなスペーサ５８が用いられる場合、８５℃の気温環境でのスペーサ５８の弾性率が１０ＭＰａ以上であれば、当該８５℃から低い気温環境になっても、スペーサ５８の弾性率が１０ＭＰａ以上となる。このようにスペーサ５８において接着に関与する構成要素の弾性率が１０ＭＰａ以上である場合、低温から高温にわたってスペーサ５８の変形が小さく、厚さの変化も小さいので、当該変化による荷重の誤検知を抑制することができる。このことは、図７及び図８に示す実施例１と実施例２との実験結果からも確認することができる。

【0077】

ところで、本実施形態の荷重検知センサユニット１Ａでは、荷重検知センサ５の金属板６０は、シートクッションよりも硬質な押圧部４６によって押圧される。このため、シートクッションＳＣによって直接金属板６０が押圧される場合よりも金属板６０を適切に撓ませることができ、着座を適切に検知することができる。

【0078】

また、本実施形態の荷重検知センサユニット１Ａでは、台座２上に配置されるセンサシート５０のメインブロック５０ｍは、台座２に対向する台座対向面５０ｍｐｓ全体が台座２に接着されていない。このため、メインブロック５０ｍのうち台座対向面５０ｍｐｓにおいて少なくとも第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅと重なる領域の周辺部分が浮くように変形し易くなる。従って、少なくとも第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅの周辺部分である周縁部位は金属板６０の撓み方に追随するように変形し易くなり（図４）、この結果、着座を適切に検知することができる。

【0079】

このように本実施形態の荷重検知センサユニット１Ａでは、押圧時にはセンサシート５０を金属板６０に追随するように変形し易くする一方、非押圧時には金属板６０によってセンサシート５０を元に戻し易く変形させるようにしている。

【0080】

また、本実施形態の荷重検知センサユニット１Ａでは、台座対向面５０ｍｐｓの方向おけるメインブロック５０ｍ及び台座２との相対的な移動を規制するリブ４９が設けられている。

【0081】

このため、台座２上に配置されているメインブロック５０ｍ全体が非接着であっても、台座２に対するメインブロック５０ｍのずれが抑制され、当該台座２に対するメインブロック５０ｍのずれることを抑制することができる。従って、押圧部４６から押圧されても荷重検知センサ５がオンにならなくなるという不具合を抑制することができる。

【0082】

また、本実施形態の荷重検知センサユニット１Ａでは、リブ４９がセンサシート５０に形成される貫通孔５０Ｈ及び台座２に形成される貫通孔２０Ｈを挿通しているので、台座２に対するセンサシート５０のずれを抑制し易くなる。

【0083】

また、本実施形態の荷重検知センサユニット１Ａでは、リブ４９が押圧部材４の一部とされる。

【0084】

このため、押圧部材４における押圧部４６と第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅの位置関係のずれが抑制され、当該押圧部４６から押圧されても荷重検知センサ５がオンにならなくなるという不具合を抑制することができる。また、この押圧部材４の一部がリブ４９とされることで、押圧部材４の他に別途移動規制部材を設けることなく、台座２上に配置されているメインブロック５０ｍ全体が非接着であっても、台座２に対するメインブロック５０ｍのずれを抑制することができる。従って、本実施形態のように荷重検知センサユニット１Ａが押圧部材４を有する場合には、当該荷重検知センサユニット１Ａの構成を簡易にすることができる。

【0085】

また、本実施形態の荷重検知センサユニット１Ａでは、押圧部材４は、押圧部４６が金属板６０に接触する面積よりも大きな面積とされシートクッションＳＣからの押圧を受ける頂壁４５を有する。

【0086】

シートクッションＳＣに押圧される頂壁４５の面積が金属板６０に接触する押圧部４６の面積よりも大きいため、当該頂壁４５によってシートクッションＳＣからの押圧力を押圧部４６に集中させることができ、より適切に金属板６０を撓ませることができる。従ってこの押圧部材４によれば、センサシート５０の第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅ等を保護するのみならず、より適切に着座を検知することができる。

【0087】

また、本実施形態の荷重検知センサユニット１Ａでは、頂壁４５の面積が押圧部４６により押圧される第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅの面積よりも大きく、当該押圧部４６は、第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅよりも小さな面積である。頂壁４５が、第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅよりも大きな面積であるため、第１電極５６ｅや第２電極５７ｅよりも大きな荷重を受けることができる。これに加えてシートクッションＳＣが第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅの直上以外から頂壁４５に力を伝えることができる。また、押圧部４６が第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅよりも小さな面積であることで、当該押圧部４６に対して押圧部材４の頂壁４５によって集中された押圧力を分散させずに第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅに伝えることができる。従って、より適切に着座を検知することができる。

【0088】

また、本実施形態の荷重検知センサユニット１Ａでは、押圧部４６の先端が平面形状とされている。この押圧部４６の先端が平面形状である場合、当該先端が凸状の曲面形状とされる場合に比べて、荷重検知センサ５が押圧部４６から受ける押圧力が分散されため、荷重検知センサ５の接着層７０が押圧部４６の押圧によって側方に逃げ難くなる。従って、接着層７０に押し癖がつき難くなり、この結果、接着層７０に追随するようにして金属板６０に押し癖がつくことも低減される。

【0089】

ここで、先端が平面形状である本実施形態の押圧部４６によって荷重検知センサ５を押圧した場合の実験結果を図１０に示す。また、本実施形態の押圧部４６に代えて、図１１に示すように、先端が凸状の曲面形状とされる押圧部１４６を採用し、当該押圧部１４６によって荷重検知センサ５を押圧した場合の実験結果を図１２に示す。実験方法は、２５℃の環境下において１秒だけ荷重検知センサ５に所定の印加荷重を与えた後に、再び荷重を荷重検知センサ５に与えて一対の電極５６ｅ，５７ｅが接触した時点の荷重（オン荷重）を測定した。印加荷重は無荷重状態（０Ｎ）から１０Ｎずつ増加させ、それぞれの印加荷重ごとにオン荷重を測定している。また、オン荷重の測定回数は３回とした。図１０及び図１２に示すように、先端が平面形状とされる押圧部４６を適用した場合、先端が凸状の曲面形状とされる押圧部１４６を適用する場合に比べるとオン荷重のばらつきが小さくなっており、荷重検知センサ５の接着層７０や金属板６０に押し癖がつき難いことが理解できる。

【0090】

ところで、体重の重い男性（男性の体重の統計における低い方から９５％の男性）が座った際の体重として、荷重検知センサユニット１Ａに加わる荷重としては約２０Ｎとなる。そして、約２０Ｎの荷重が荷重検知センサユニット１Ａに加わった際に、押圧部４６から金属板６０に過大な力が加わり、金属板６０の押圧部４６に押された部分が塑性変形を起こす場合があり、この場合にはオン荷重が低下し、荷重を適切に検知できなくなる。

【0091】

本実施形態の場合、押圧部４６の先端における平面の面積が、３．０ｍｍ^２以上である。また、押圧部４６の先端における平面の外形が略円形の形状とされ、その平面の直径Ｄ２としては、２．０ｍｍ以上である。この場合、金属板６０の押圧部４６に押された部分が塑性変形を起こすことをより抑制しつつも、押圧力が分散しすぎて、荷重検知センサ５がオンにならなくなるという不具合を防止することができる。

【0092】

さらに本実施形態場合、開口５８ｃの面積に対する、押圧部４６の先端における平面の面積は、０．８倍以下である。また、開口５８ｃの直径Ｄ１に対する押圧部４６の先端における平面の直径Ｄ２が、０．８倍以下である。この場合、押圧部４６が大きすぎて押圧力が分散してしまうことを抑制でき、荷重検知センサ５がオンにならなくなるという不具合を抑制することができる。

【0093】

（２）変形例
以上、本発明の荷重検知センサユニットについて上記実施形態を例に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

【0094】

例えば、上記実施形態では、センサシート５０の一部であるメインブロック５０ｍのクッション側面５０ｍｃｓに金属板６０が貼り付けられた。しかしながら、センサシート５０においてシートクッションＳＣ側となる一方の面のうち、メインブロック５０ｍとテールブロック５０ｔの一部とを含む部位に金属板６０が貼り付けられていても良く、当該一方の面全体に金属板６０が貼り付けられていても良い。要するに、センサシート５０においてシートクッションＳＣ側となる一方の面のうち少なくとも第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅと重なる部位に貼り付けられる金属板が採用可能である。

【0095】

また、上記実施形態では、第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅを含みその第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅよりも広いメインブロック５０ｍが台座２上に配置された。しかしながら、メインブロック５０ｍとテールブロック５０ｔの一部とが台座２上に配置されても良く、センサシート５０全体が台座２上に配置されていても良い。なお、台座は、上記実施形態では一対のＳばね１００の間にセンサシート５０を配置するための台座２とされたが、当該台座２に限定されるものではない。少なくとも第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅ部分を配置可能である限り、例えばシートパンや車体の一部など種々の部材を台座とすることができる。

【0096】

また、上記実施形態では台座２上に配置されるメインブロック５０ｍは、載置部２１の載置面２１Ｓに対向するメインブロック５０ｍの台座対向面５０ｍｐｓ全体が載置部２１に接着されていなかった。しかし、台座対向面５０ｍｐｓのうち第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅと重なる領域ＡＲが接着され、当該領域ＡＲ以外の台座対向面５０ｍｐｓ全体が接着されていなくても良い。また、台座２上に配置されるメインブロック５０ｍ全体が台座２に接着されていても良い。

【0097】

また、上記実施形態では、リブ４９により、センサシート５０と金属板６０との面方向おける相対的な移動が規制された。しかし、リブ４９は必須では無い。この場合、例えば、上記のようにメインブロック５０ｍのうち、第１電極５６ｅ及び第２電極５７ｅと重なる領域ＡＲが接着されていると良い。

【0098】

また、上記実施形態では、押圧部材４の押圧部４６と頂壁４５とが一体に成形された。しかしながら、押圧部４６が頂壁４５と別体とされ、当該頂壁４５などに取り付けられていても良い。

【0099】

また、上記実施形態では、押圧部４６の先端は平面形状とされた。しかしながら、押圧部４６の先端は、図１０に示したような凸状の曲面形状とされても良い。押圧部４６の先端が凸状の曲面形状とされた場合、その先端が平面形状とされる場合に比べて、押圧部４６から荷重検知センサ５に与える押圧力を集中させることができる。従って、荷重検知センサ５における金属板６０が厚くなる場合等、押圧部４６から受ける押圧力が荷重検知センサ５に伝わり難い状態であっても適切に荷重を検知することができる。

【0100】

また、上記実施形態では、外圧が加わらない着座の検知時以外の状態で、押圧部４６が金属板６０と当接していた。しかしながら、外圧が加わらない着座の検知時以外の状態で、押圧部４６が金属板６０と離間していても良い。なお、押圧部４６及び金属板６０は、シートクッションＳＣとセンサシートの間に設けられたが、センサシート５０のうちシートクッションＳＣとは逆側の面と金属板６０とを貼り合わせ、当該金属板６０のセンサシート５０と逆側（シートクッションＳＣと逆側）に押圧部４６を設けても良い。この場合、センサシート５０とシートクッションＳＣとを固定可能であれば、台座２を設けなくても良い。

【0101】

また、上記実施形態では、外圧が加わらない着座の検知時以外の状態で、押圧部材４の頂壁４５がシートクッションＳＣと離間していた。しかしながら、外圧が加わらない着座の検知時以外の状態で、押圧部材４の頂壁４５がシートクッションＳＣと当接していても良い。

【0102】

また、上記実施形態では、スイッチＳＷを有し、互いに対向する第１絶縁シート５６ｓ及び第２絶縁シート５７ｓと、これら絶縁シート５６ｓ，５７ｓの間に配置され開口５８ｃを有するスペーサ５８と、第１絶縁シート５６ｓのうち絶縁シート５７ｓが対向する面に設けられる第１電極５６ｅと、その第１電極５６ｅと対をなし開口５８ｃを介して距離を隔てて第１電極５６ｅと対向する状態で第２絶縁シート５７ｓに設けられる第２電極５７ｅとによりセンサシート５０が構成された。しかしながら、センサシート５０の構成は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、センサシート５０における第１電極５６ｅ又は第２電極５７ｅが第１の櫛歯状電極片と、当該第１の櫛歯状電極片に対して隙間を隔てて歯合するように配設される第２の歯状電極片とにより構成されていてもよい。
また例えば、カーボン等の抵抗値の高い材料でなる第１電極及び第２電極を、スペーサ５８の開口５８ｃを介して互いに接触する状態で第１絶縁シート５６ｓ及び第２絶縁シート５７ｓの対向面上にそれぞれ設けたセンサシートが用いられても良い。このセンサシートでは、押圧力が加わると一対の電極の抵抗値が下がる。このように変化する抵抗値が、所定の荷重を受けたときの抵抗値として設定される閾値を下回った場合に荷重を受けたことが検知される。
また例えば、スペーサ５８の開口５８ｃに配置される導電ゴムを介して第１電極５６ｅと第２電極５７ｅとが接触する状態で、それら電極５６ｅ，５７ｅを第１絶縁シート５６ｓ及び第２絶縁シート５７ｓの対向面上にそれぞれ設けたセンサシートが用いられても良い。このセンサシートでは、押圧力が加わると導電ゴムが変位して一対の電極５６ｅ，５７ｅ間の抵抗値が下がる。このように変化する抵抗値が、所定の荷重を受けたときの抵抗値として設定される閾値を下回った場合に荷重を受けたことが検知される。
また例えば、第１絶縁シート５６ｓのうち第２絶縁シート５７ｓに対向する面上に第１電極としての第１の櫛歯状電極片と、第２電極としての第２の歯状電極片とを設け、第２絶縁シート５７ｓのうち第１絶縁シート５６ｓに対向する面上に導電ゴムを設ける。加えて、導電ゴムと第１の櫛歯状電極片及び第２の歯状電極片とが開口５８ｃを介して対向するよう第１絶縁シート５６ｓ及び第２絶縁シート５７ｓ間にスペーサ５８を設けたセンサシートが用いられても良い。このセンサシートでは、押圧力が加わると第１の櫛歯状電極片及び第２の歯状電極片との接触面積が増大して出力抵抗値が下がるとともに、導電ゴムが変位して第１の櫛歯状電極片及び第２の歯状電極片間の抵抗値が下がる。このように変化する抵抗値が、所定の荷重を受けたときの抵抗値として設定される閾値を下回った場合に荷重を受けたことが検知される。なお、このセンサシートのスペーサ５８は省略されていても良い。
また例えば、開口５８ｃが省略された可撓性を有するシート状のスペーサを第１絶縁シート５６ｓ及び第２絶縁シート５７ｓの間に配置し、そのスペーサを挟んで対向する第１電極５６ｅと第２電極５７ｅとを対応する絶縁シート５６ｓ，５７ｓの面上に設けた静電容量式のセンサシートが用いられても良い。このセンサシートでは、押圧力が加わるとスペーサが撓むことで一対の電極５６ｅ，５７ｅ間の距離が小さくなり、当該電極５６ｅ，５７ｅ間に生じる静電容量が大きくなる。このように変化する静電容量が、所定の荷重を受けたときの静電容量として設定される閾値を上回った場合に荷重を受けたことが検知される。

【0103】

上記の荷重検知センサユニット１Ａにおける各構成要素は、上記の実施形態や変形例に示された内容以外に、適宜、本願目的を逸脱しない範囲で組み合わせ、省略、変更、周知技術の付加などをすることができる。

【0104】

本発明の荷重検知装置は、荷重を検知すべき検知対象物に対する荷重の有無を検知する限り利用可能性を有する。上記実施形態に限らず他の形態が採用可能である。例えば、介護用ベッドのシートクッションの下方に荷重検知装置を配置する形態が挙げられる。このような形態であっても、荷重検知装置が荷重を検知でき、当該荷重検知装置の検知結果に基づいて、シートクッション上に人が存在しているかを示す情報を得ることができる。また、電子機器のスイッチとして用いられ、荷重の有無を検知してもよい。

【符号の説明】

【0105】

１Ａ・・・荷重検知センサユニット
２・・・台座
４・・・押圧部材
５・・・荷重検知センサ
４６，１４６・・・押圧部
４９・・・リブ
５０・・・センサシート
５６・・・第１電極シート
５６ｅ・・・第１電極
５６ｓ・・・第１絶縁シート
５７・・・第２電極シート
５７ｅ・・・第２電極
５７ｓ・・・第２絶縁シート
５８・・・スペーサ
６０・・・金属板
７０・・・接着層
ＳＣ・・・シートクッション
ＳＷ・・・スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】