JP2023032325A - センサ装置および車両用シート - Google Patents
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Abstract
【課題】シート状の電極とフレキシブル基板の配線パターンとの接続部に大きな荷重が加わった際に、当該接続部の損傷を抑制できるようにすること。
【解決手段】センサ装置は、絶縁性を有するシート状の基材と、基材の第1の面に重ねて設けられ、第1接着手段によって第1の面に接着されるシート状の第1電極と、基材の第1の面に重ねて設けられたフレキシブル基板とを備え、第1電極は、基材の第1の面と重なる部分の一部に第1の面に接着されない非接着領域を有し、フレキシブル基板は、第1電極の非接着領域と重なる位置まで延出された延出部を有し、延出部は、第1電極の非接着領域と重なる部分に、非接着領域へ非固定的に接触する第1接点部を有する。
【選択図】図2
【解決手段】センサ装置は、絶縁性を有するシート状の基材と、基材の第1の面に重ねて設けられ、第1接着手段によって第1の面に接着されるシート状の第1電極と、基材の第1の面に重ねて設けられたフレキシブル基板とを備え、第1電極は、基材の第1の面と重なる部分の一部に第1の面に接着されない非接着領域を有し、フレキシブル基板は、第1電極の非接着領域と重なる位置まで延出された延出部を有し、延出部は、第1電極の非接着領域と重なる部分に、非接着領域へ非固定的に接触する第1接点部を有する。
【選択図】図2
Description
本発明は、センサ装置および車両用シートに関する。
下記特許文献1には、車両用シートに設けられるセンサ装置に関し、シート状の電極と基板上の配線パターンとが半田付けによって接続されている構成が開示されている。
しかしながら、特許文献1のセンサ装置は、車両用シートに組み込まれて使用されるため、車両用シートにユーザが着座したときに、シート状の電極と基板上の配線パターンとの半田付けによる接続部に大きな荷重が加わる可能性があり、その場合でも当該接続部が破断しないよう設計する必要がある。
一実施形態に係るセンサ装置は、絶縁性を有するシート状の基材と、基材の第1の面に重ねて設けられ、第1接着手段によって第1の面に接着されるシート状の第1電極と、基材の第1の面に重ねて設けられたフレキシブル基板とを備え、第1電極は、基材の第1の面と重なる部分の一部に第1の面に接着されない非接着領域を有し、フレキシブル基板は、第1電極の非接着領域と重なる位置まで延出された延出部を有し、延出部は、第1電極の非接着領域と重なる部分に、非接着領域へ非固定的に接触する第1接点部を有する。
一実施形態に係るセンサ装置によれば、シート状の電極とフレキシブル基板の配線パターンとの接続部に大きな荷重が加わった際に、当該接続部の損傷を抑制することができる。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
(車両用シート10の構成)
図1は、一実施形態に係る車両用シート10の外観斜視図である。図1に示すように、車両用シート10は、背もたれ部11および座部12を備える。背もたれ部11および座部12の各々は、表面よりも内側に複数のセンサ装置100を有する。複数のセンサ装置100の各々は、車両用シート10に着座したユーザの身体が発する電気信号を検出することができる。
図1は、一実施形態に係る車両用シート10の外観斜視図である。図1に示すように、車両用シート10は、背もたれ部11および座部12を備える。背もたれ部11および座部12の各々は、表面よりも内側に複数のセンサ装置100を有する。複数のセンサ装置100の各々は、車両用シート10に着座したユーザの身体が発する電気信号を検出することができる。
(センサ装置100の構成)
図2は、一実施形態に係るセンサ装置100の分解斜視図である。図3は、一実施形態に係るセンサ装置100の断面図であり、図2のXY平面上で貫通孔111の中心を通り、且つ、XZ平面と平行な面での断面図である。
図2は、一実施形態に係るセンサ装置100の分解斜視図である。図3は、一実施形態に係るセンサ装置100の断面図であり、図2のXY平面上で貫通孔111の中心を通り、且つ、XZ平面と平行な面での断面図である。
図2および図3に示すように、一実施形態に係るセンサ装置100は、基材110、センサ電極120、シールド電極130、およびフレキシブル基板140を備える。
基材110は、絶縁性および可撓性を有するシート状の部材である。基材110の中央部には、貫通孔111が設けられている。貫通孔111は、平面視において、円形状を有する。本実施形態では、基材110は、「シート状の部材」の一例として、不織布を用いている。不織布は、絶縁性を持つ繊維が絡み合って平面状に延ばされたシート状の部材である。不織布は、例えば、ポリエステル、ポリエチレンなどの合成繊維により形成されている。
センサ電極120は、基材110の第2の面110B(Z軸正側の面)に重ねて設けられる、導電性を有するシート状の電極である。センサ電極120は、「第2電極」の一例である。センサ電極120は、車両用シート10に着座したユーザの身体と容量結合することにより、ユーザの身体が発する心電等の電気信号を検出することができる。
シールド電極130は、基材110の第1の面110A(Z軸負側の面)に重ねて設けられる、導電性を有するシート状の電極である。シールド電極130は、「第1電極」の一例である。シールド電極130は、センサ電極120の身体と対向する面と反対側の面(Z軸負側の面)のシールドとして機能し、センサ電極120の身体と対向する面と反対側に位置する物体との容量結合の影響やノイズを防ぎ、センサ電極120によって検出される電気信号にノイズ成分が重畳されてしまうことを抑制するために設けられている。
シールド電極130は、その上面130A(Z軸正側の面)が、両面テープ151(「第1接着手段」の一例)によって、基材110の第1の面110Aに貼り付けられる。但し、両面テープ151は、X軸正側の一部が矩形状に切り欠かれた切り欠き部151Aを有する。これにより、シールド電極130の上面130Aには、切り欠き部151Aと重なる位置に、基材110の第1の面110Aに貼り付けられない矩形状の非接着領域131が形成される。
本実施形態では、センサ電極120およびシールド電極130は、「シート状の電極」の一例として、導電布を用いている。導電布としては、例えば、布素材の表面に導電素材(例えば、金属、カーボン等)がコーティングされたもの、布素材に導電素材を含んだもの等が用いられる。
フレキシブル基板140は、基材110の第1の面110Aに重ねて設けられる、可撓性を有するシート状の部材である。フレキシブル基板140は、例えばポリイミドフィルムなどの絶縁性および可撓性を有するフィルム状の樹脂基材に銅箔などの配線パターンを設けたものであり、各種電子部品が実装されている。フレキシブル基板140は、基部141および延出部142を有する。
基部141は、Y軸方向を長手方向とし、X軸方向を短手方向とする、長方形状を有する部分である。基部141は、シールド電極130よりもX軸正側に配置される。基部141には、処理回路143が実装される。処理回路143は、センサ電極120およびシールド電極130を駆動したり、センサ電極120によって検出された電気信号を増幅したりする。フレキシブル基板140は、基部141において、両面テープ152(「第2接着手段」の一例)によって、基材110の第1の面110Aに貼り付けられる。
延出部142は、基部141のY軸方向における中間位置から、両面テープ151の切り欠き部151A内に至るまで、X軸正方向に直線状に延在する部分である。延出部142の先端部(X軸負側の端部)は、両面テープ151の切り欠き部151A内において、シールド電極130の非接着領域131と重なる。延出部142の先端部(X軸負側の端部)には、導電性素材からなる第1接点部144および第2接点部145が設けられている。
第1接点部144は、延出部142の下面142B(Z軸負側の面)の先端部に設けられている。第1接点部144は、平面視において、基材110の貫通孔111と重なる位置に設けられており、貫通孔111よりも直径が小さい円形状を有する。第1接点部144は、延出部142の下面142Bから僅かに下方に突出して設けられている。第1接点部144は、両面テープ151の切り欠き部151A内に配置されることで、シールド電極130の非接着領域131と対向し、シールド電極130の非接着領域131と非固定的に接触する。第1接点部144は、延出部142の下面142Bに設けられている配線パターン(図示省略)を介して、基部141に設けられている処理回路143に接続されている。なお、第1接点部144は、配線パターン上に導電膜(例えば、銀ペースト、カーボン等)が印刷によって形成されている。このように本実施例においては、第1接点部144は配線パターンと別体で形成し、延出部142の下面142Bから僅かに下方に突出して形成しているが、第1接点部144は配線パターンの一部であってもよい。
第2接点部145は、延出部142の上面142A(Z軸正側の面)の先端部に設けられている。第2接点部145は、平面視において、基材110の貫通孔111と重なる位置に設けられており、貫通孔111よりも直径が小さい円形状を有する。第2接点部145は、延出部142の上面142Aから僅かに上方に突出して設けられている。第2接点部145は、両面テープ151の切り欠き部151A内に配置されることで、基材110の貫通孔111を通じて、センサ電極120の下面(Z軸負側の面)と対向し、センサ電極120の下面(Z軸負側の面)と接触可能となる。第2接点部145は、延出部142の上面142Aに設けられている配線パターン(図示省略)を介して、基部141に設けられている処理回路143に接続されている。なお、第2接点部145は、配線パターン上に導電膜(例えば、銀ペースト、カーボン等)が印刷によって形成されている。このように本実施例においては、第2接点部145は配線パターンと別体で形成し、延出部142の上面142Aから僅かに上方に突出して形成しているが、第2接点部145は配線パターンの一部であってもよい。
(センサ装置100の設置例)
一実施形態に係るセンサ装置100は、図3に示すように、車両用シート10の内部に配置される。具体的には、車両用シート10は、ウレタン等により形成されたシート本体部14と、シート本体部14を覆うシートカバー15とを有している。そして、センサ装置100は、センサ電極120がシートカバー15側となり、シールド電極130がシート本体部14側となるように、シート本体部14とシートカバー15との間に配置される。
一実施形態に係るセンサ装置100は、図3に示すように、車両用シート10の内部に配置される。具体的には、車両用シート10は、ウレタン等により形成されたシート本体部14と、シート本体部14を覆うシートカバー15とを有している。そして、センサ装置100は、センサ電極120がシートカバー15側となり、シールド電極130がシート本体部14側となるように、シート本体部14とシートカバー15との間に配置される。
(センサ装置100の動作)
一実施形態に係るセンサ装置100は、車両用シート10にユーザが着座していないとき、フレキシブル基板140の延出部142に設けられている第2接点部145に対して、センサ電極120が接触していない。また、延出部142に設けられている第1接点部144は、シールド電極130の非接着領域131に非固定的に接触している。
一実施形態に係るセンサ装置100は、車両用シート10にユーザが着座していないとき、フレキシブル基板140の延出部142に設けられている第2接点部145に対して、センサ電極120が接触していない。また、延出部142に設けられている第1接点部144は、シールド電極130の非接着領域131に非固定的に接触している。
一方、一実施形態に係るセンサ装置100は、車両用シート10にユーザが着座したとき、ユーザによってセンサ電極120が押圧されることにより、フレキシブル基板140の延出部142に設けられている第2接点部145に対して、センサ電極120が基材110の貫通孔111を介して接触する。これにより、センサ電極120がフレキシブル基板140の延出部142に設けられている配線パターンに対して電気的に接続される。このため、センサ電極120によってユーザから検出された電気信号が、フレキシブル基板140の延出部142に設けられている配線パターンを介して、フレキシブル基板140の基部141に実装されている処理回路143へ出力される。そして、センサ電極120によってユーザから検出された電気信号は、処理回路143によって増幅される。
このとき、フレキシブル基板140の延出部142は、センサ電極120およびシールド電極130のいずれにも固定されていないために、延出部142に設けられている第1接点部144は、シールド電極130の非接着領域131に非固定的に接触した状態のまま、両面テープ151の切り欠き部151A内で、水平方向(XY平面と平行な方向)に移動することができる。これにより、一実施形態に係るセンサ装置100は、ユーザが着座することによって第1接点部144とシールド電極130との接続部に加わる荷重を、延出部142の水平移動によって逃がすことができ、よって、第1接点部144とシールド電極130との接続部が破断するといったことが生じることはない。したがって、一実施形態に係るセンサ装置100によれば、シート状のシールド電極130とフレキシブル基板140の配線パターンとの接続部に大きな荷重が加わった際に、当該接続部の損傷を抑制することができる。
また、一実施形態に係るセンサ装置100において、フレキシブル基板140は、基部141と、基部141から延出された延出部142とを有し、基部141において、両面テープ152によって基材110の第1の面110Aに接着される構成を採用している。
これにより、一実施形態に係るセンサ装置100は、シールド電極130とフレキシブル基板140とを、基材110によって保持することができ、且つ、シールド電極130に対して、フレキシブル基板140の延出部142を相対的に変位(水平移動)させることができる。このように、一実施形態に係るセンサ装置100は、基材110にシールド電極130とフレキシブル基板140とを保持しているので、シールド電極130とフレキシブル基板140の大きな変位(水平移動)を許容する事ができる。
これにより、一実施形態に係るセンサ装置100は、シールド電極130とフレキシブル基板140とを、基材110によって保持することができ、且つ、シールド電極130に対して、フレキシブル基板140の延出部142を相対的に変位(水平移動)させることができる。このように、一実施形態に係るセンサ装置100は、基材110にシールド電極130とフレキシブル基板140とを保持しているので、シールド電極130とフレキシブル基板140の大きな変位(水平移動)を許容する事ができる。
(変形例)
図4は、一実施形態の変形例に係るセンサ装置100の分解斜視図である。図4に示すセンサ装置100は、フレキシブル基板140が、基部141と延出部142とが別体に設けられており、且つ、基部141と延出部142とを電気的に接続する接続部材146を有する。接続部材146としては、例えば、電気ケーブル、フレキシブル基板等が用いられる。
図4は、一実施形態の変形例に係るセンサ装置100の分解斜視図である。図4に示すセンサ装置100は、フレキシブル基板140が、基部141と延出部142とが別体に設けられており、且つ、基部141と延出部142とを電気的に接続する接続部材146を有する。接続部材146としては、例えば、電気ケーブル、フレキシブル基板等が用いられる。
基部141は、センサ電極120によって検出された電気信号を増幅する処理回路143が実装されている。基部141は、両面テープ152によって、基材110の第1の面110Aに貼り付けられる。
延出部142は、基部141のY軸方向における中間位置から、X軸正方向に離間して設けられており、両面テープ151の切り欠き部151A内に至るまで、X軸正方向に直線状に延在する。延出部142は第1接点部144および第2接点部145が設けられている先端部が、両面テープ151の切り欠き部151A内に配置される。延出部142は、いずれの部材にも固定されずに、水平方向に移動可能である。センサ電極120によって検出された電気信号は、延出部142および接続部材146を介して、基部141に実装されている処理回路143へ供給される。
一実施形態の変形例に係るセンサ装置100によれば、フレキシブル基板140の基部141と延出部142とが別体に設けられているため、基部141を基材110に固定することができるとともに、基材110が基部141の水平移動に干渉しないため、両面テープ151の切り欠き部151A内での延出部142の水平移動の自由度を高めることができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。
例えば、本実施例においてセンサ電極120およびシールド電極130は、導電布を用いて形成したが、それぞれフレキシブル基板で形成しても良い。その場合、フレキシブル基板の電極を形成した面がフレキシブル基板140を向くように配置して、センサ電極120或いはシールド電極130が、第2接点部145あるいは第1接点部144と接触可能とする。
また、センサ装置100は、シート本体部14またはシートカバー15における、平面視において第1接点部144および第2接点部145と重なる位置に、突状部153を有してもよい。
例えば、図3に示すように、車両用シート10は、シート本体部14の表面(Z軸正側の面)における、平面視において第1接点部144と重なる位置に、突状部153を有してもよい。これにより、車両用シート10は、シールド電極130の一部(第1接点部144との接触部)を凸状に変形させることができ、よって、当該シールド電極130の一部を、第1接点部144に接触し易くすることができる。なお突状部153は車両用シート10と一体に形成しても良いし、別に形成して貼り付ける等して一体化しても良い。
また、図示を省略するが、例えば、車両用シート10は、シートカバー15の裏面(Z軸負側の面)における、平面視において第2接点部145と重なる位置に、突状部153を有してもよい。これにより、車両用シート10は、センサ電極120の一部(第2接点部145との接触部)を凸状に変形させることができ、よって、当該センサ電極120の一部を、センサ電極120の一部に接触し易くすることができる。なお突状部153はシートカバー15と一体に形成しても良いし、別に形成して貼り付ける等して一体化しても良い。
例えば、突状部153は、ゴム成形、印刷、UV樹脂等によって形成されてもよい。
なお、同様の突状部153は、センサ電極120における平面視において第2接点部145と重なる位置、または、シールド電極130における平面視において第1接点部144と重なる位置に設けられてもよい。なお突状部153は別に形成して貼り付ける等してセンサ電極120或いはシールド電極130と一体化して形成される。
また、センサ装置100において、第1接点部144は、平面視において基材110の貫通孔111と重ならない位置に設けられてもよい。これにより、センサ装置100は、第1接点部144に加わる押圧力が貫通孔111で減衰してしまうことを抑制することができ、よって、第1接点部144をより確実にシールド電極130に接触させることができる。
また、センサ装置100において、シールド電極130(第1電極)は、第1接点部144との接触部分に、導電膜(例えば、銀ペースト、カーボン等)が印刷によって形成されていてもよい。これにより、センサ装置100は、第1接点部144に対してシールド電極130を、より確実に接触させることができる。
また、センサ装置100において、センサ電極120(第2電極)は、第2接点部145との接触部分に、導電膜(例えば、銀ペースト、カーボン等)が印刷等によって形成されていてもよい。これにより、センサ装置100は、第2接点部145に対してセンサ電極120を、より確実に接触させることができる。
10 車両用シート
11 背もたれ部
12 座部
14 シート本体部
15 シートカバー
100 センサ装置
110 基材
110A 第1の面
110B 第2の面
111 貫通孔
120 センサ電極(第2電極)
130 シールド電極(第1電極)
131 非接着領域
140 フレキシブル基板
141 基部
142 延出部
142A 上面
142B 下面
143 処理回路
144 第1接点部
145 第2接点部
146 接続部材
151 両面テープ
151A 切り欠き部
152 両面テープ
153 突状部
11 背もたれ部
12 座部
14 シート本体部
15 シートカバー
100 センサ装置
110 基材
110A 第1の面
110B 第2の面
111 貫通孔
120 センサ電極(第2電極)
130 シールド電極(第1電極)
131 非接着領域
140 フレキシブル基板
141 基部
142 延出部
142A 上面
142B 下面
143 処理回路
144 第1接点部
145 第2接点部
146 接続部材
151 両面テープ
151A 切り欠き部
152 両面テープ
153 突状部
Claims (10)
- 絶縁性を有するシート状の基材と、
前記基材の第1の面に重ねて設けられ、第1接着手段によって前記第1の面に接着されるシート状の第1電極と、
前記基材の前記第1の面に重ねて設けられたフレキシブル基板と
を備え、
前記第1電極は、
前記基材の前記第1の面と重なる部分の一部に前記第1の面に接着されない非接着領域を有し、
前記フレキシブル基板は、
前記第1電極の前記非接着領域と重なる位置まで延出された延出部を有し、
前記延出部は、
前記第1電極の前記非接着領域と重なる部分に、前記非接着領域へ非固定的に接触する第1接点部を有する
ことを特徴とするセンサ装置。 - 前記フレキシブル基板は、
基部と、前記基部から延出された前記延出部とを有し、
前記基部において、第2接着手段によって前記基材の前記第1の面に接着される
ことを特徴とする請求項1に記載のセンサ装置。 - 前記フレキシブル基板は、
処理回路が設けられている基部と、
前記基部とは別体の前記延出部と、
前記基部と前記延出部とを電気的に接続する接続部材と
を有する
ことを特徴とする請求項1または2に記載のセンサ装置。 - 前記基材の第2の面に重ねて設けられるシート状の第2電極をさらに備え、
前記延出部は、
前記第2電極と重なる部分に、前記第2電極と接触可能な第2接点部を有し、
前記基材は、
前記第2接点部と重なる位置に、貫通孔を有する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のセンサ装置。 - 前記第1接点部は、
平面視において前記基材の前記貫通孔と重ならない位置に設けられている
ことを特徴とする請求項4に記載のセンサ装置。 - 前記第1電極は、
前記第1接点部との接触部分に、導電膜が形成されている
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のセンサ装置。 - 平面視において前記第1接点部と重なる位置に、前記第1電極の一部を凸状に変形させる突状部を有する
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のセンサ装置。 - 前記第2電極は、
前記第2接点部との接触部分に、導電膜が形成されている
ことを特徴とする請求項4または5に記載のセンサ装置。 - 平面視において前記第2接点部と重なる位置に、前記第2電極の一部を凸状に変形させる突状部を有する
ことを特徴とする請求項4、5、8のいずれか一項に記載のセンサ装置。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載のセンサ装置を備える
ことを特徴とする車両用シート。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021138378A JP2023032325A (ja) | 2021-08-26 | 2021-08-26 | センサ装置および車両用シート |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021138378A JP2023032325A (ja) | 2021-08-26 | 2021-08-26 | センサ装置および車両用シート |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023032325A true JP2023032325A (ja) | 2023-03-09 |
Family
ID=85416512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021138378A Pending JP2023032325A (ja) | 2021-08-26 | 2021-08-26 | センサ装置および車両用シート |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023032325A (ja) |
-
2021
- 2021-08-26 JP JP2021138378A patent/JP2023032325A/ja active Pending
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Legal Events
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A621 | Written request for application examination |
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