特開 2023-181820 シート構造およびシート製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023181820

(43)【公開日】2023-12-25

(54)【発明の名称】シート構造およびシート製造方法

(51)【国際特許分類】

   B60N 2/90 20180101AFI20231218BHJP

   A47C 27/14 20060101ALI20231218BHJP

   A47C 7/62 20060101ALI20231218BHJP

【ＦＩ】

B60N2/90

A47C27/14 C

A47C7/62 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022095170

(22)【出願日】2022-06-13

(71)【出願人】

【識別番号】000157083

【氏名又は名称】トヨタ自動車東日本株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小田部 剛

【テーマコード（参考）】

3B084

3B087

3B096

【Ｆターム（参考）】

3B084JC01

3B087DE09

3B096AA01

3B096AB07

3B096AC11

3B096AD07

(57)【要約】

【課題】着座センサをシートクッションに容易に着脱できるシート構造を提供する。
【解決手段】シート構造は、その座面１２にセンサ用凹部１４が形成されたシートクッション１０と、前記センサ用凹部１４に配置され、人の着座を検知する着座センサ２０と、を備え、前記着座センサ２０は、サブパッド２２と、上側から前記サブパッド２２に被さるセンサブラケット２４であって、前記シートクッション１０と係合する１以上のアンカ部３４を有するセンサブラケット２４と、前記センサブラケット２４に取り付けられ、圧力に応じた電気信号を出力する１以上のセンサ素子２６と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

座面にセンサ用凹部が形成されたシートクッションと、
前記センサ用凹部に配置され、人の着座を検知する着座センサと、
を備え、前記着座センサは、
サブパッドと、
上側から前記サブパッドに被さるセンサブラケットであって、前記シートクッションと係合する１以上のアンカ部を有するセンサブラケットと、
前記センサブラケットに取り付けられ、圧力に応じた電気信号を出力する１以上のセンサ素子と、
を備えることを特徴とするシート構造。

【請求項2】

請求項１に記載のシート構造であって、
前記センサ用凹部の底面には、下方に向かって延びる１以上の組付スリットが形成されており、
前記センサブラケットは、
前記サブパッドの上面に重ねられる主部と、
前記主部の端部から垂れ下がり、前記組付スリットに挿入される複数の脚部であって、それぞれの末端が水平方向外側に突出して前記アンカ部として機能する、複数の脚部と、
を有する、ことを特徴とするシート構造。

【請求項3】

シート製造方法であって、
１以上のセンサ素子が取り付けられたセンサブラケットを、サブパッドの上側に被せて、着座センサを構成するステップと、
前記着座センサの上側にセット治具を被せた状態で、前記セット治具ごと前記着座センサを、シートクッションの座面に形成されたセンサ用凹部に配置した後、前記セット治具のみを上側に持ち上げて離脱させるステップと、
を有し、前記センサ用凹部の底面には、下方に向かって延びる１以上の組付スリットが形成されており、
前記センサブラケットは、
前記サブパッドの上面に重ねられる主部と、
前記主部の端部から垂れ下がり、前記組付スリットに挿入される複数の脚部であって、それぞれの末端が外側に向かって突出した複数の脚部と、
を有し、前記セット治具は、前記主部の上側に重なる上壁と、前記上壁の端部から垂れ下がる複数の垂れ壁と、を有しており、前記着座センサの上側に被せることで前記脚部の外方向への広がりを抑制する、
ことを特徴とするシート製造方法。

【請求項4】

請求項３に記載のシート製造方法であって、
前記サブパッドは、厚みおよび硬度の少なくとも一方が互いに異なる複数種類のサブパッドの候補の中から、要求されるセンサ感度に基づいて択一的に選択される、ことを特徴とするシート製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、人の着座を検知する着座センサが設けられたシートの構造、および、シートの製造方法を開示する。

【背景技術】

【0002】

従来から、シートに、人の着座を検知する着座センサを設けることが提案されている。こうした着座センサは、通常、シートクッションの座面に取り付けられる。

【0003】

特許文献１には、こうしたシートが開示されている。具体的には、特許文献１には、センサ本体に、発泡体からなるサブパッドを接着し、その後、サブパッドを、シートクッションの座面に接着する技術が開示されている。このように、シートクッションとセンサ本体との間に、サブパッドを介在させることで、着座センサを設けた場合でも、適切なクッション性が得られる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１－１５７６２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の技術では、着座センサを、シートクッション１０に接着している。そのため、特許文献１の技術では、一度装着したセンサ本体およびサブパッドを、シートクッションから容易に取り外すことができない。その結果、特許文献１の技術では、故障等に起因して着座センサを交換したい場合には、シートクッションごと交換する必要があり、無駄が多かった。また、シートを廃棄する際には、素材ごとに分別する必要があるが、特許文献１では、着座センサとシートクッションとを容易に分離できなかった。

【0006】

そこで、本明細書では、着座センサをシートクッションに容易に着脱できるシート構造、および、シートの製造方法を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本明細書で開示するシート構造は、座面にセンサ用凹部が形成されたシートクッションと、前記センサ用凹部に配置され、人の着座を検知する着座センサと、を備え、前記着座センサは、サブパッドと、上側から前記サブパッドに被さるセンサブラケットであって、前記シートクッションと係合する１以上のアンカ部を有するセンサブラケットと、前記センサブラケットに取り付けられ、圧力に応じた電気信号を出力する１以上のセンサ素子と、を備えることを特徴とする。

【0008】

この場合、前記センサ用凹部の底面には、下方に向かって延びる１以上の組付スリットが形成されており、前記センサブラケットは、前記サブパッドの上面に重ねられる主部と、前記主部の端部から垂れ下がり、前記組付スリットに挿入される複数の脚部であって、それぞれの末端が水平方向外側に突出して前記アンカ部として機能する、複数の脚部と、を有してもよい。

【0009】

また、本明細書で開示するシートの製造方法は、１以上のセンサ素子が取り付けられたセンサブラケットを、サブパッドの上側に被せて、着座センサを構成するステップと、前記着座センサの上側にセット治具を被せた状態で、前記セット治具ごと前記着座センサを、シートクッションの座面に形成されたセンサ用凹部に配置した後、前記セット治具のみを上側に持ち上げて離脱させるステップと、を有し、前記センサ用凹部の底面には、下方に向かって延びる１以上の組付スリットが形成されており、前記センサブラケットは、前記サブパッドの上面に重ねられる主部と、前記主部の端部から垂れ下がり、前記組付スリットに挿入される複数の脚部であって、それぞれの末端が外側に向かって突出した複数の脚部と、を有し、前記セット治具は、前記主部の上側に重なる上壁と、前記上壁の端部から垂れ下がる複数の垂れ壁と、を有しており、前記着座センサの上側に被せることで前記脚部の外方向への広がりを抑制する、ことを特徴とする。

【0010】

この場合、前記サブパッドは、厚みおよび硬度の少なくとも一方が互いに異なる複数種類のサブパッドの候補の中から、要求されるセンサ感度に基づいて択一的に選択されてもよい。

【発明の効果】

【0011】

本明細書で開示する記述によれば、着座センサは、シートクッションに接着されることなく、シートクッションに係合している。そのため、着座センサをシートクッションに容易に組み付けることができ、また、一度組み付けた着座センサを、シートクッションを破壊することなく容易に取り外すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】シートクッションおよび着座センサの分解斜視図である。

【図2】着座センサ周辺の平面図である。

【図3】センサブラケットの斜視図である。

【図4】図２のＡ－Ａ断面図である。

【図5】図２のＢ－Ｂ断面図である。

【図6】セット治具の斜視図である。

【図7】着座センサの組み付けの様子を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照してシートの構造について説明する。図１は、シートクッション１０および着座センサ２０の分解斜視図である。また、図２は、着座センサ２０周辺の平面図である。なお、以下の説明における「前」、「後」、「上」、「下」、「左」、「右」は、いずれも、シートに着座した着座者から見た方向を示している。また、各図面における「Ｆｒ」、「Ｕｐ」、「Ｒｈ」は、それぞれ、着座者から見た前方、上方、右側方を示している。

【0014】

本例のシートは、車両に搭載される１人用のシートである。シートは、着座者の臀部を支持するシートクッション１０と、着座者の背部を支持するシートバック（図示せず）と、を有する。シートクッション１０の座面１２には、人の着座の有無を検知する着座センサ２０が装着される。シートクッション１０の座面１２のうち左右方向略中央かつ後端近傍位置には、着座センサ２０を収容するためのセンサ用凹部１４が形成されている。センサ用凹部１４は、平面視で、前後方向に長い略長方形である。センサ用凹部１４の底面は、凹凸のない平坦面である。センサ用凹部１４の底面には、当該底面の左右両端縁および前端縁に沿って、下方に延びる組付スリット１６が形成されている。図１における太線は、この組付スリット１６の形成箇所を示している。組付スリット１６は、後述するセンサブラケット２４を装着するために利用されるが、これについては後述する。センサ用凹部１４の後側には、後述する信号ケーブル２８を収容するケーブル溝２９が延びている。このケーブル溝２９の末端は、シートクッション１０を上下方向に貫通する貫通孔１８に接続されている。

【0015】

着座センサ２０は、センサブラケット２４と、サブパッド２２と、に大別できる。サブパッド２２は、適度なクッション性を有する素材、例えば、ウレタンフォーム等の発泡体からなる平板状部材である。このサブパッド２２は、その全体がセンサ用凹部１４に収まる程度の大きさとなっている。本例では、このサブパッド２２の厚みおよび硬度の少なくとも一方を調整することで、着座センサ２０のセンサ感度を調整しているが、これについては後述する。

【0016】

センサブラケット２４は、サブパッド２２の上側に被せられる板金部材である。図３は、センサブラケット２４の斜視図である。図３に示す通り、センサブラケット２４の上面には、複数（図示例では四つ）のセンサ素子２６が取り付けられている。複数のセンサ素子２６は、前後方向に間隔を開けて一列に並んでいる。センサ素子２６は、圧力を受けた場合に、当該圧力に応じた電気信号を出力する。かかるセンサ素子２６は、例えば、ピエゾ素子等の感圧素子を有する。

【0017】

センサブラケット２４は、サブパッド２２の上に重なる主部３０と、主部３０の端部から下方に垂れ下がる複数の脚部３２と、を有する。本例において、主部３０は、前後方向に延びる中心板３０ａと、当該中心板３０ａと交差して左右方向に延びる四つの横板３０ｂと、を有しており、全体としては魚の骨のような形状をしている。センサ素子２６は、中心板３０ａの上面に固着されている。なお、ここで挙げた主部３０の形状は一例であり、サブパッド２２全体をカバーできる大きさであれば、他の形状（例えば、平面視で長方形の平板状等）でもよい。

【0018】

脚部３２は、横板３０ｂの端部から延びる複数の横脚部３２ｓと、中心板３０ａの前端から延びる一つの前脚部３２ｆと、を含む。各脚部３２は、主部３０の端部から下方に延びている。ただし、脚部３２は、外力を受けない無負荷状態では、真下ではなく、下方に進むにつれて水平方向外側に進むような斜め下方向に延びている。換言すれば、無負荷状態において、主部３０と脚部３２とが成す角度αは、９０度より大きい。かかる脚部３２は、適度な弾性を有しており、水平方向内向きの力を受けた場合、脚部３２は、その根元（すなわち主部３０との接続部）を中心として揺動し、主部３０と成す角度αを縮める。

【0019】

脚部３２の上下方向寸法は、サブパッド２２の厚みよりも大きい。そのため、センサブラケット２４を、サブパッド２２の上に被せた際、脚部３２の下部は、サブパッド２２の底面より下側に突出する。脚部３２の末端は、水平方向外側に向かって略Ｌ字状に屈曲している。この屈曲部分は、シートクッション１０の一部と係合するアンカ部３４として機能する。また、前脚部３２ｆの屈曲部分には、貫通孔１８である位置決め孔３８が形成されている。この位置決め孔３８は、セット治具４０の位置決めに利用されるが、これについては後述する。

【0020】

主部３０の後端には、フラットケーブルなどの信号ケーブル２８が接続されている。かかる信号ケーブル２８は、ケーブル溝２９に沿って配置された後、最終的には貫通孔１８に通され、シートクッション１０の下側から引き出される。

【0021】

以上のような着座センサ２０は、繰り返し述べる通り、センサ用凹部１４に収容される。図４、図５は、着座センサ２０がセンサ用凹部１４に収容された状態を示す断面図であり、図４は、図２のＡ－Ａ断面図であり、図５は、図２のＢ－Ｂ断面図である。

【0022】

図４、図５から明らかな通り、本例によれば、センサ素子２６とシートクッション１０との間に、サブパッド２２が介在する。本例では、このサブパッド２２の厚みおよび硬度の少なくとも一方を調整して、着座センサ２０のセンサ感度を調整する。

【0023】

すなわち、着座センサ２０で求められるセンサ感度は、シートの種類によって異なる。シートごとに異なるセンサ感度に対応するために、センサ素子２６そのものを調整することも考えられるが、この場合、多種類のセンサ素子２６、ひいては、多種類のセンサブラケット２４を用意する必要があり、部品種類数の増加、ひいてはシートの製造コストの増加を招く。そこで、本例では、センサ素子２６そのものは変更せず、センサ素子２６とシートクッション１０との間に介在するサブパッド２２の種類を変更して、センサ感度を変更する。具体的には、予め、厚みおよび高度の少なくとも一方が互いに異なる複数種類のサブパッド２２（以下「サブパッド候補」と呼ぶ）を用意しておく。そして、作業者は、複数種類のサブパッド候補の中から、求められるセンサ感度に適したサブパッド２２を選択し、これをセンサブラケット２４と組み合わせる。なお、センサ感度を高めたい場合は、サブパッド２２の厚みを大きくする、または、サブパッド２２を硬くすればよい。

【0024】

このように、センサブラケット２４とシートクッション１０の間にサブパッド２２配置することで、センサ素子２６の種類を増やすことなく、着座センサ２０の感度を調整できる。なお、本例の場合、複数種類のサブパッド２２を用意する必要があるが、サブパッド２２は、センサ素子２６に比べて安価に用意できるため、本例によれば、複数種類のセンサ素子２６を用意する場合よりも、コストを大幅に低減できる。また、シートの試作の段階では、センサ感度を変更しながら評価する必要がある。本例によれば、サブパッド２２を変更することでセンサ感度を変更できる。換言すれば、センサ感度を変更するに当たって、電気的構成を変更する必要がないため、シートの試作の評価に要する手間を軽減できる。結果として、シートの試作に要する手間やコストを軽減できる。また、本例によれば、シートクッション１０のクッション材の硬度の違いがセンサ感度に与える影響を、サブパッド２２で吸収できる。そのため、シートクッション１０を、着座センサ２０とは無関係に設計することができ、シートクッション１０の設計の自由度が向上する。

【0025】

こうした着座センサ２０は、アンカ部３４がシートクッション１０に食い込むことで、シートクッション１０からの離脱が防止されている。すなわち、図４、図５に示す通り、センサ用凹部１４の底面の隅には、下方に向かって延びる組付スリット１６が形成されている。着座センサ２０は、サブパッド２２の上にセンサブラケット２４を被せた状態で、センサ用凹部１４に配置される。このとき、センサブラケット２４の脚部３２の下部は、サブパッド２２の底面より下側に突出し、組付スリット１６に挿し込まれる。そして、脚部３２の末端に設けられたアンカ部３４は、組付スリット１６の内部において、シートクッション１０に食い込み係合される。このアンカ部３４の食い込みにより、センサブラケット２４、ひいては、サブパッド２２のセンサ用凹部１４からの離脱が防止される。

【0026】

こうした着座センサ２０の組み付け作業を容易にするために、本例では、セット治具４０を利用する。図６は、セット治具４０の斜視図である。セット治具４０は、主部３０の上に重なる上壁４２と、上壁４２の端部から下方に垂れ下がる複数の垂れ壁４４と、を有している。垂れ壁４４は、上壁４２の左右両端から下方に延びる一対の横垂れ壁４４ｓと、上壁４２の前端から下方に延びる一つの前垂れ壁４４ｆと、を含む。したがって、セット治具４０は、底面と後端面が開口され、上面と左右側面と前端面が壁４４ｓ，４４ｆで覆われた板金部材である。

【0027】

上壁４２は、センサブラケット２４の主部３０とほぼ同じか僅かに大きいサイズを有している。垂れ壁４４は、上壁４２の端部から真下に延びており、各垂れ壁４４と上壁４２とが成す角度はほぼ９０度である。この垂れ壁４４は、センサブラケット２４の脚部３２とほぼ同じ高さを有している。また、垂れ壁４４は、脚部３２よりも高剛性であり、垂れ壁４４と接触しても変形することなく、その姿勢を維持する。そのため、セット治具４０を、センサブラケット２４の上に被せた際、垂れ壁４４は真下に向かう姿勢を維持し、脚部３２は、垂れ壁４４によって姿勢が矯正される。具体的には、脚部３２は、垂れ壁４４に沿うように、その末端（すなわちアンカ部３４）が水平方向内側に移動する。

【0028】

前垂れ壁４４ｆの下端中央には、下方に向かって突出した位置決め突起４６がある。この位置決め突起４６は、セット治具４０を着座センサ２０の上に被せた際、前脚部３２ｆの位置決め孔３８に挿し込まれる部位である。位置決め突起４６が位置決め孔３８に挿し込まれることで、セット治具４０の着座センサ２０に対する位置が規定される。

【0029】

着座センサ２０をシートクッション１０に組み付ける際、作業者は、まず、複数種類のサブパッド候補の中から、要求されるセンサ感度に適したサブパッド２２を選択する。続いて、作業者は、選択されたサブパッド２２の上にセンサブラケット２４を被せる。このとき、センサブラケット２４は、サブパッド２２と重ねられるだけでもよいし、接着剤や両面テープなどを用いてサブパッド２２に仮接着されてもよい。センサブラケット２４をサブパッド２２に仮接着した場合、組み付け作業の際、両者２２，２４が、意に反して分離することが防止されるため、組み付け作業が容易になる。また、両者２２，２４を容易に分離できる程度の弱い力で仮接着することで、着座センサ２０の廃棄時における分別作業、すなわちセンサブラケット２４とサブパッド２２との分離作業が容易となる。

【0030】

サブパッド２２とセンサブラケット２４を組み合わせて着座センサ２０を構成できれば、続いて作業者は、着座センサ２０の上に、セット治具４０を被せる。セット治具４０を被せる過程で、セット治具４０の垂れ壁４４は、センサブラケット２４の脚部３２に当接し、当該脚部３２を水平方向内側に押圧する。この押圧を受けて、脚部３２は、その末端が水平方向内側に向かうように揺動する。そして、最終的には、脚部３２は、垂れ壁４４と同様、真下方向に伸びる姿勢に矯正される。

【0031】

この状態になれば、作業者は、セット治具４０ごと着座センサ２０を、センサ用凹部１４に配置する。このとき、脚部３２および垂れ壁４４を、組付スリット１６に射し込む。図７は、この組み付け作業の様子を示す断面図である。図７に示す通り、脚部３２は、垂れ壁４４により、水平方向外側への広がりが抑えられた状態で、組付スリット１６に挿し込まれる。そして、最終的に、サブパッド２２が、センサ用凹部１４の底面に接地すれば、作業者は、セット治具４０のみを持ち上げ、セット治具４０をセンサ用凹部１４から離脱させる。

【0032】

セット治具４０が離脱すると、脚部３２は、弾性復元力により、その末端（アンカ部３４）が水平方向外側に向かうように揺動する。この揺動により、脚部３２のアンカ部３４が、シートクッション１０を構成するクッション材に食い込み、係合する。そして、これにより、着座センサ２０の組み付けが完了となる。着座センサ２０を組み付けた後、シートクッション１０は、布や皮革からなるシートカバー（図示せず）で覆われる。

【0033】

以上の説明で明らかな通り、本例では、着座センサ２０をシートクッション１０に係合させる一方で、着座センサ２０をシートクッション１０に接着させない。そのため、本例によれば、一度組み付けた着座センサ２０を、シートクッション１０を破壊することなく、シートクッション１０から離脱させることができる。そして、これにより、着座センサ２０の交換に要する費用を低減でき、また、廃棄時における分別作業を簡易化できる。

【0034】

例えば、着座センサ２０が故障し、着座センサ２０の交換が必要な場合を考える。着座センサ２０がシートクッション１０に接着されている場合、シートクッション１０を破壊することなく着座センサ２０のみを取り出すことができない。そのため、この場合には、シートクッション１０ごと着座センサ２０を交換する必要があり、着座センサ２０の交換に要する費用が非常に高くなる。

【0035】

一方、本例のように着座センサ２０をシートクッション１０に接着しない構成の場合、シートクッション１０を破壊することなく、着座センサ２０を取り出すことができる。具体的には、着座センサ２０を取り外したい場合、作業者は、シートクッション１０に組み付けられた着座センサ２０の上から、セット治具４０を被せる。セット治具４０が被せられることで、脚部３２の広がりが抑制され、アンカ部３４のシートクッション１０への食い込みが緩和される。この状態になれば、作業者は、セット治具４０ごとセンサブラケット２４を上方に持ち上げる。このとき、アンカ部３４の食い込みは緩和されているため、シートクッション１０に大きな負荷を掛けることなく、センサブラケット２４を上方に持ち上げることができる。そして、結果としてシートクッション１０を破壊することなく、着座センサ２０のみを取り出すことができ、着座センサ２０の交換に要する費用を大幅に低減できる。また、本例では、着座センサ２０をシートクッション１０に接着していないため、シートクッション１０を廃棄する際、シートクッション１０と着座センサ２０を容易に分離でき、分別作業を簡易化できる。

【0036】

なお、こうしたシートの構造は、一例であり、着座センサ２０が、センサブラケット２４とサブパッド２２を有し、センサブラケット２４が、シートクッション１０に係合するアンカ部３４を有するのであれば、その他の構成は変更されてもよい。例えば、本例では、サブパッド２２を、一枚のパッド部材で構成しているが、サブパッド２２は、２以上のパッド部材を積層して構成されてもよい。また、センサブラケット２４の形状も適宜変更されてもよい。例えば、脚部３２の数や形状は、変更されてもよい。また、本例では、脚部３２の末端を屈曲させてアンカ部３４を形成しているが、アンカ部３４は、シートクッション１０に係合できるのであれば、他の形状でもよい。例えば、アンカ部３４は、脚部３２の末端において、水平方向外側に突出した逆三角形状の突起でもよい。また、サブパッド２２およびセンサブラケット２４の上面は、着座者の臀部の形状に合わせて、緩やかに湾曲する曲面でもよい。また、本例では１人用の車載シートを例に挙げて説明したが、本明細書で開示した技術は、他の種類のシート、例えば、複数人が同時に着座できるベンチシート等に適用されてもよい。

【符号の説明】

【0037】

１０ シートクッション、１２ 座面、１４ センサ用凹部、１６ 組付スリット、１８ 貫通孔、２０ 着座センサ、２２ サブパッド、２４ センサブラケット、２６ センサ素子、２８ 信号ケーブル、２９ ケーブル溝、３０ 主部、３０ａ 中心板、３０ｂ 横板、３２ 脚部、３４ アンカ部、３８ 位置決め孔、４０ セット治具、４２ 上壁、４４ 垂れ壁、４６ 位置決め突起。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】