JP6522461B2 - 荷重検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、荷重検知装置に関し、誤検出を防止しようとするものである。

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荷重検知装置が用いられる場合がある。

このような荷重検知装置として、座席のシートクッション下に配置されるものがある。座席装置には、シートクッションがシートパン上に配置される場合と、シートクッションがフレームに固定される複数のＳばね上に配置される場合とがある。シートクッションが複数のＳばね上に配置される座席装置においては、荷重検知装置がＳばねに係止されて使用される場合がある。下記特許文献１には、このような荷重検知装置が記載されている。特許文献１に記載の荷重検知装置は、Ｓばねに係止される台座と、台座上にスペーサを介して配置されるメンブレンスイッチとを有する。

このような荷重検知装置におけるメンブレンスイッチを押圧する部材として、メンブレンスイッチのスイッチ部を覆うドーム状の押圧部材が知られている。下記特許文献２にはこのようなメンブレンスイッチのスイッチ部を覆うドーム状の押圧部材が記載されている。このドーム状の押圧部材は、シートクッションから一定以上の押圧力を受けると潰れるように撓む構成とされる。また、この押圧部材は一旦潰れると、潰れる前に受ける押圧力に比し僅かに大きな押圧力を受けることで大きくつぶれる。従って、メンブレンスイッチがオンとなる荷重のばらつきを小さくすることができ、適切に着座を検出することができる。

特開２０１１−１０５２７７号公報 特許第５５８７４７７号公報

ところで、ドーム状の押圧部材とメンブレンスイッチとの間には空気が介在する。従って、押圧部材が上記のように潰れる場合、当該空気が押圧部材の外部に流出する必要がある。このためドーム状の押圧部材を用いる場合には、当該部材に空気孔を形成することが考えられる。

一方、荷重検知装置の置かれる環境によっては、荷重検知装置に塵埃が堆積する場合がある。このような場合に、押圧部材の空気孔から空気がドーム状の空間内に流入すると、当該塵埃も一緒に流入する傾向があり、流入した塵埃が押圧部材とメンブレンスイッチのスイッチ部との間に堆積する可能性がある。この場合、押圧部材が適切にメンブレンスイッチを押圧することができずに、メンブレンスイッチがオンとなる荷重がばらつき、荷重が適切に検出されない可能性がある。

そこで、本発明は、荷重を適切に検出することができる荷重検知装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明は、感圧スイッチを有する荷重検知センサと、弾性体から成り、前記感圧スイッチとの間に空間を形成しつつ前記感圧スイッチの上部を覆うように前記荷重検知センサ上に配置され、前記感圧スイッチを押圧するドーム状の押圧部材と、前記押圧部材の一部を覆うケースと、を備える。そして、前記押圧部材は、前記空間と前記押圧部材の外側の空間とを接続する通路を有し、前記ケースは少なくとも前記通路の外部側の開口の上部を覆う。

このような荷重検知装置によれば、弾性体から成る押圧部材が感圧スイッチの上部を覆うため、感圧スイッチは押圧部材により保護される。また、押圧部材は、感圧スイッチとの間に空間を形成するため、荷物等の軽い荷重で誤検出することが抑制され、また、弾性体から成るために人の着座のように荷重が大きい場合には潰れるように変形して適切に感圧スイッチを押圧する。このため、適切に着座を検知することができる。また、押圧部材には、押圧部材と感圧スイッチとの間の空間と押圧部材の外側の空間とをつなぐ通路が形成されているため、押圧部材の内外に空気が出入りすることができ、上記のように押圧部材が潰れる際、及び、潰れた後に元の形状に戻る際に、押圧部材は適切に変形することができる。また、この通路の外部側の開口の上部はケースで覆われるため、開口部に塵埃等の異物が堆積することを抑制することができる。このため、潰れた押圧部材が元の形状に戻る際に塵埃等の異物を通路から吸い込むことを抑制することができる。このため、塵埃等の異物が押圧部材と感圧スイッチとの間に堆積することを抑制し、荷重を適切に検出することができる。

また、前記押圧部材は前記荷重検知センサに密着するフランジを有し、前記通路は前記フランジにおける前記荷重検知センサ側の面に形成された溝から成り、前記ケースは前記フランジの上部を覆うことが好ましい。

フランジが荷重検知センサに密着するため、フランジが無い場合と比べて、荷重検知センサとの接触面積を大きくすることができ、押圧部が荷重検知センサからずれることを抑制することができる。また、ケースがフランジの上部を覆うことで、フランジに形成された通路の外部側の開口を覆うことができると共に、フランジの外周縁に何らかの異物が接触することを抑制してフランジが外周側から剥がれることを抑制することができる。

この場合、前記ケースは、前記フランジを前記荷重検知センサに押圧することが好ましい。このような構成とされることで、フランジが荷重検知センサから剥がれることをより適切に抑制することができる。

また、前記感圧スイッチは、電極を有する一対のシートと、前記一対のシート間に配置されるスペーサとを有し、前記一対の電極が前記スペーサに形成される開口を介して互いに対向するスイッチから成り、前記開口内の空間は前記スペーサ又は前記シートに形成されるエアベントを介して前記感圧スイッチの外部の空間に接続され、前記ケースは前記エアベントの外部側の開口の上部を覆うことが好ましい。

この場合、エアベントを介して電極間に塵埃等の異物が流入することを抑制することができる。従って、塵埃等の異物による電極の接触不良を抑制することができる。なお、このような構成の感圧スイッチとしては例えばメンブレンスイッチを挙げることができる。

また、前記荷重検知センサは前記感圧スイッチと電気的に接続される端子を有し、前記ケースは、前記端子の上部を覆うことが好ましい。ケースが端子の上部を覆うことで、端子上に導電性の塵埃等が堆積することを抑制することができ、端子の塵埃等によるショートを抑制することができる。

さらに、前記荷重検知センサは前記押圧部材と前記ケースとにより上部全体が覆われることが好ましい。このような構成により、荷重検知センサ全体に塵埃等の異物が堆積することを抑制することができる。

この場合、前記ケースは、前記荷重検知センサの上部の一部を覆う上側ケースと、前記上側ケースと嵌合し前記荷重検知センサの下部の少なくとも一部を覆う下側ケースとから成り、前記上側ケースと前記下側ケースとが互いに嵌合することが好ましい。

上側ケースと下側ケースとが互いに嵌合することにより、上側ケースと下側ケースとの間に位置する荷重検知センサを適切に保持することができる。

さらに、前記下側ケースは、前記荷重検知センサの下部全体を覆うことが好ましい。この場合、荷重検知センサの下部に異物が付着することを抑制することができる。

またさらに、前記上側ケースは前記下側ケースの側面の少なくとも一部を覆うことが好ましい。上側ケースが下側ケースの側面を覆うことで、荷重検知センサの横方向から異物が侵入することを抑制することができる。

以上のように本発明によれば、荷重を適切に検出することができる荷重検知装置が提供される。

本発明の第１実施形態にかかる荷重検知装置の構成を示す図である。 図１のケースを開いた図である。 図１の荷重検知センサの構成を示す分解図である。 図１に示す荷重検知装置の断面図である。 図４と垂直な面による荷重検知装置の断面図である。 人がクッション上に乗った場合におけるラバードームの様子を図４と同じ視点で拡大して示す図である。 本発明の第２実施形態にかかる荷重検知装置を示す図である。

以下、本発明に係る荷重検知装置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が互いに異なる場合がある。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態にかかる荷重検知装置の構成を示す図である。

図１に示すように、荷重検知装置１は、ケースＣＡと、ケースＣＡに接続される一対のフック部５０と、ケースＣＡ内に収容される荷重検知センサ１０と、荷重検知センサ１０上に配置されるラバードーム２０とを主な構成として備える。

＜ケースＣＡ，フック部５０＞
図２は、図１のケースを開いた図である。ケースＣＡは、上側ケース４０と、下側ケース３０とから成る。

下側ケース３０は、下側ケース主部３１と傾斜部３２と収容部３３とが一体となって成る。下側ケース主部３１は板状の部材であり、下側ケース主部３１の上面は概ね長方形の平面状とされる。傾斜部３２は、板状の部材であり、下側ケース主部３１に接続され、下側ケース主部３１の上面に対して傾斜する上面を有する。また、傾斜部３２の幅は、下側ケース主部３１の幅と同じ大きさとされる。収容部３３は、枠状の部材であり、側壁で囲まれるキャビティ３３ｃが形成されている。また、収容部３３は、傾斜部３２の下側ケース主部３１側と反対側に接続される。収容部３３の幅は、下側ケース主部３１、傾斜部３２の幅より狭く形成されている。また、収容部３３の傾斜部３２側と反対側の側壁には、一対の切欠き３７が形成されており、切り欠き３７は、キャビティ３３ｃとキャビティ３３ｃの外側の空間とを繋いでいる。

上側ケース４０は、上側ケース主部４１と傾斜部４２と側壁部４４とが一体となって成る。上側ケース主部４１は、板状の部材であり、図１に示すように、下側ケース主部３１の上側を覆っている。また、上側ケース主部４１の略中央には円形の開口４０Ｈが形成されている。また、上側ケース主部４１の開口４０Ｈの周縁には、板厚が小さな周縁部４５が形成されており、周縁部４５には、さらに板厚が小さくされる複数の凹部４６が形成されている。傾斜部４２は、平面状の板状の部材であり、下側ケース３０の傾斜部３２及び収容部３３を合わせた形状とされ、傾斜部３２及び収容部３３を覆っている。側壁部４４は、上側ケース主部４１及び傾斜部４２の外周に接続される枠状の部位である。図１に示すように、側壁部４４は、下側ケース３０の側面を覆っている。

側壁部４４には、一対の切欠き４７が形成されている。切欠き４７が形成される位置は、図１に示すように、ケースＣＡを閉じた状態で、下側ケース３０に形成されている切欠き３７と重なる位置とされる。また、側壁部４４には、複数のスナップフック４８が設けられている。それぞれのスナップフック４８は、弾性変形可能とされ、ケースＣＡを閉じた状態で下側ケース３０に係合し、ケースＣＡが容易に開かないようにされている。また、上側ケース４０の上側ケース主部４１及び傾斜部４２には、複数の貫通孔４９が形成されている。

下側ケース３０と上側ケース４０とは、ヒンジＨＩにより接続されている。ヒンジＨＩは、下側ケース３０の下側ケース主部３１における傾斜部３２側と反対側に接続されると共に、上側ケース４０の上側ケース主部４１における傾斜部４２側と反対側に接続される。ヒンジＨＩは、本実施形態では、薄肉樹脂により構成されており、薄肉樹脂が折れ曲がることで下側ケース３０と上側ケース４０とが互いに回動して、ケースＣＡは開閉することができる。なお、下側ケース３０及び上側ケース４０が樹脂から成る場合には、下側ケース３０、上側ケース４０及びヒンジＨＩを一体に形成することができるため好ましい。また、ヒンジＨＩは薄肉樹脂以外の構成とされても良い。

下側ケース３０における下側ケース主部３１には一対のフック部５０が連結されている。このため、下側ケース３０の側面３４のうちフック部５０と連結される部位は露出しておらず、この部位は上側ケース４０の側壁部４４で覆われていない。それぞれのフック部５０は、下側ケース主部３１を挟んで互いに対向するように下側ケース３０に連結されており、図１に示すように、座席装置やベッド等においてクッションの下側に位置する互いに隣り合う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５０は、ケースＣＡをＳばね１００に係止する係止部である。

なお、ケースＣＡおよびフック部５０の材料としては、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂が絶縁性に優れるため好ましいが、ケースＣＡおよびフック部５０は樹脂以外の材料から形成されても良い。

＜荷重検知センサ１０＞
図２に示すように、本実施形態の荷重検知センサ１０は、シート状のメンブレンセンサとされる。荷重検知センサ１０は、概ね矩形のメインブロック１０ｍと、メインブロック１０ｍに接続されメインブロック１０ｍよりも幅の狭いテールブロック１０ｔとを有する。メインブロック１０ｍには感圧スイッチＳＷが設けられている。また、テールブロック１０ｔには幅の広い羽根部１０ｆが形成されている。

図３は、荷重検知センサ１０の構成を示す分解図である。図３に示すように、本実施形態の荷重検知センサ１０は、第１電極シート１１とスペーサ１３と第２電極シート１２とを備える。

第１電極シート１１は、第１絶縁シート１１ｓと、第１電極１１ｅと、第１端子１１ｃとを主な構成として有する。

第１絶縁シート１１ｓは、可撓性を有する絶縁性のシートとされ、荷重検知センサ１０のメインブロック１０ｍと同形状のメインブロック１１ｍと、メインブロック１１ｍに接続され荷重検知センサ１０のテールブロック１０ｔと概ね同形状のテールブロック１１ｔとから成る。テールブロック１１ｔの形状は、メインブロック１１ｍと反対側の先端部位がテールブロック１１ｔの他の部位よりも狭い幅となっている点において、荷重検知センサ１０のテールブロック１０ｔの形状と異なる。このような第１絶縁シート１１ｓの材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）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。

第１電極１１ｅは、メインブロック１１ｍ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１１ｅ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１１ｃ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１１ｃは、テールブロック１１ｔの上記先端部位における第１電極１１ｅ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１１ｅと第１端子１１ｃとは第１配線１１ｗを介して互いに電気的に接続されている。

第２電極シート１２は、第２絶縁シート１２ｓと、第２電極１２ｅと、第２端子１２ｃとを主な構成として有する。

第２絶縁シート１２ｓは、第１絶縁シート１１ｓと同様の絶縁性のシートとされる。本実施形態の場合、第２絶縁シート１２ｓは、第１絶縁シート１１ｓのメインブロック１１ｍと同じ形状のメインブロック１２ｍと、メインブロック１２ｍに接続され第１絶縁シート１１ｓのテールブロック１１ｔと先端部位以外の形状が同じ形状のテールブロック１２ｔとから成る。テールブロック１２ｔの先端部位はテールブロック１２ｔの他の部位よりも狭い幅とされており、第１絶縁シート１１ｓと第２絶縁シート１２ｓとを重ねたときに、第１絶縁シート１１ｓのテールブロック１１ｔにおける先端部位と第２絶縁シート１２ｓのテールブロック１２ｔ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。第２絶縁シート１２ｓの材料としては、第１絶縁シート１１ｓと同様に、ＰＥＴ、ＰＢＴ又はＰＥＮ等の樹脂を挙げることができ、第２絶縁シート１２ｓの材料は、第１絶縁シート１１ｓの材料と同じであっても異なっていても良い。

第２電極１２ｅは、第１電極１１ｅと同様の構成とされ、第２絶縁シート１２ｓのメインブロック１２ｍ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１２ｅが設けられる位置は、第１電極シート１１と第２電極シート１２とを重ねたときに第１電極１１ｅと重なる位置とされる。第２端子１２ｃは、第１端子１１ｃと同様の構成とされ、テールブロック１２ｔの上記先端部位における第２電極１２ｅ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１１ｓと第２絶縁シート１２ｓ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１１ｃ及び第２端子１２ｃは、第１絶縁シート１１ｓと第２絶縁シート１２ｓとの間に位置せずに露出する。また、第２電極１２ｅと第２端子１２ｃとは第２配線１２ｗを介して互いに電気的に接続されている。

スペーサ１３は、可撓性を有する絶縁性のシートとされ、メインブロック１３ｍと、メインブロック１３ｍに接続されるテールブロック１３ｔとから成る。メインブロック１３ｍは、外形が第１絶縁シート１１ｓ、第２絶縁シート１２ｓのメインブロック１１ｍ，１２ｍの外形と同様とされ、メインブロック１３ｍの中央には、開口１３ｈが形成されている。テールブロック１３ｔは、第１絶縁シート１１ｓ、第２絶縁シート１２ｓのテールブロック１１ｔ，１２ｔにおける幅が狭い先端部位を除く形状とされる。

開口１３ｈは、略円形の形状であり、第１電極１１ｅ及び第２電極１２ｅの直径よりも直径が僅かに小さく形成されている。そして、開口１３ｈは、スペーサ１３を第１電極シート１１及び第２電極シート１２と重ね合わせて、スペーサ１３を平面視する場合に、開口１３ｈが第１電極１１ｅ及び第２電極１２ｅ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１３には、開口１３ｈ内の空間と荷重検知センサ１０の外部の空間とを接続するスリット１３ｂが形成されている。このスリット１３ｂは、第１電極シート１１、スペーサ１３、第２電極シート１２をそれぞれ重ねたときに、エアベントとされる。

スペーサ１３の材料としては、第１絶縁シート１１ｓ及び第２絶縁シート１２ｓと同様に、ＰＥＴ、ＰＢＴ又はＰＥＮ等の樹脂を挙げることができる。なお、スペーサ１３の材料は、第１絶縁シート１１ｓ又は第２絶縁シート１２ｓの材料と同じであっても異なっていても良い。また、スペーサ１３の両面には、第１電極シート１１及び第２電極シート１２と接着されるための図示しない接着剤が塗布されている。

これらの第１電極シート１１とスペーサ１３と第２電極シート１２とがこの順に貼着された状態で、第１電極シート１１の第１電極１１ｅ、第１配線１１ｗ、及び、第２電極シート１２の第２電極１２ｅ、第２配線１２ｗは、第１絶縁シート１１ｓと第２絶縁シート１２ｓとの間に位置する。そして、第１電極１１ｅと第２電極１２ｅとが開口１３ｈを介して対向して感圧スイッチＳＷを構成する。

また、荷重検知センサ１０の第１端子１１ｃ及び第２端子１２ｃ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１１ｃ及び第２端子１２ｃ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１１ｃ及び第２端子１２ｃを含む荷重検知センサ１０のテールブロック１０ｔの端部は、端子封止樹脂１８により覆われている。この端子封止樹脂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１１ｃ及び第２端子１２ｃから外れることが抑制されると共に、第１端子１１ｃ及び第２端子１２ｃ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。

以上の構成の荷重検知センサ１０は、図２に示すように、下側ケース３０上に配置される。具体的には、荷重検知センサ１０が下側ケース３０上に配置された状態で、感圧スイッチＳＷを有するメインブロック１０ｍが下側ケース３０の下側ケース主部３１の上面上に位置し、端子封止樹脂１８が下側ケース３０の収容部３３におけるキャビティ３３ｃ内に位置する。そして、一対の信号ケーブル１９は、下側ケース３０の収容部３３の一対の切欠き３７から導出される。

＜ラバードーム２０＞
図４は、図１に示す荷重検知装置１の断面図であり、図５は、感圧スイッチＳＷを通る図４と垂直な面による荷重検知装置１の断面図である。ただし、図５では、理解の容易のため、ラバードーム２０を断面で示していない。図２、図４、図５に示すように、本実施形態のラバードーム２０は、座席装置やベッド等の不図示のクッションの下面から加えられる押圧力により潰れるように変形して感圧スイッチＳＷを押す押圧部材である。本実施形態では、ラバードーム２０は、天壁部２１、スイッチ押圧部２２、第１変形部２３、第２変形部２４、フランジ２５を主な構成として備える。ラバードーム２０は、弾性変形可能な押圧部材であり、本実施形態ではゴム製の部材とされる。

フランジ２５は、ラバードーム２０の土台となる部位であり、荷重検知センサ１０の感圧スイッチＳＷよりも大きな外形の開口が形成された円環状の板状部材とされる。また、フランジ２５の下面には、図４、図５に示すように内周から外周にかけて溝２５ｇが形成されている。更に、フランジ２５の上面には、複数の凸部２５ｂが設けられている。

天壁部２１は、開口が形成され、外径がフランジ２５の開口よりも小径の円環状の板状部材とされる。天壁部２１の上面は、座席装置やベッド等の不図示のクッション下面に対向する面とされ、クッションからの押圧力を受ける部位である。このため、天壁部２１の上面は概ね平面状とされる。

第１変形部２３は、フランジ２５の内周部と天壁部２１の外周部とに連結される部位である。第１変形部２３は、フランジ２５の内周部からフランジの上面に垂直に延在する円環状の部位と、当該部位の先端に接続され内側に湾曲しながら天壁部２１の外周部に接続される中空の略円錐台形状の部位とにより構成される。また、第１変形部２３は、フランジ２５や天壁部２１よりも肉薄の部材から成り、天壁部２１を支持するとともに、天壁部２１が受ける押圧力により潰れるように変形可能とされる。このため、天壁部２１は、フランジ２５が延在する面よりも上方において所定間隔をあけて第１変形部２３に支持される。

スイッチ押圧部２２は、荷重検知センサ１０の感圧スイッチＳＷを押圧する部位であり、直径が天壁部２１の内径よりも小さな円形の板状部材とされる。スイッチ押圧部２２は、感圧スイッチＳＷがオン状態となるよう感圧スイッチＳＷを押圧することが可能な構成とされる。このため、スイッチ押圧部２２は、感圧スイッチＳＷの開口１３ｈの直径よりも小さな直径とされ、感圧スイッチＳＷを押圧する為の一定の強度が必要なことから第１変形部２３よりも肉厚の部材とされる。

第２変形部２４は、天壁部２１の内周部とスイッチ押圧部２２の外周部とに連結される部位である。第２変形部２４は、天壁部２１の内周部からフランジの開口側に垂直に延在する円環状の部位と、当該部位の先端に接続され内側に湾曲しながらスイッチ押圧部２２の外周部に接続される中空の略円錐台形状の部位とにより構成される。このためスイッチ押圧部２２は、フランジ２５の開口と天壁部２１の開口との間において第２変形部２４に支持される。第２変形部２４は、スイッチ押圧部２２や天壁部２１よりも肉薄の部材から成り、天壁部２１がフランジ２５の開口側から天壁部２１の開口側に向かって押圧される場合に潰れるように変形可能とされる。

以上の構成のラバードーム２０は、フランジ２５が、荷重検知センサ１０の感圧スイッチＳＷの外周を囲むように、荷重検知センサ１０に配置され、例えば荷重検知センサ１０に接着により固定される。このとき、スイッチ押圧部２２は、感圧スイッチＳＷと所定の間隔をあけて、感圧スイッチＳＷの開口１３ｈの直上に位置し、荷重検知センサ１０とラバードーム２０とで囲まれる空間が形成される。また、フランジ２５に形成される溝２５ｇは、当該空間とラバードーム２０の外側の空間とを繋ぐ通路とされる。

このようにラバードーム２０が荷重検知センサ１０を介して下側ケース３０の下側ケース主部３１の上面上に配置された状態で、上側ケース４０がヒンジＨＩを中心に回動して下側ケース３０上に重ねられてケースＣＡは閉じられる。このとき、上側ケース４０のスナップフック４８が下側ケース３０に係合してケースＣＡは容易に開くことが防止されている。

また、ケースＣＡが閉じた状態で、上側ケース４０の開口４０Ｈからラバードーム２０の第１変形部２３の一部と天壁部２１とが突出すると共に、ラバードーム２０のフランジ２５の全体が上側ケース４０で覆われる。従って、荷重検知センサ１０とラバードーム２０とで囲まれる空間とラバードーム２０の外側の空間とを繋ぐ通路のフランジ２５の外側の開口も上側ケース４０で覆われる。また、フランジ２５の凸部２５ｂは上側ケース４０の凹部４６に入り込むと共に上側ケース４０により下側ケース３０側に押圧される。

また、ケースＣＡが閉じた状態で、荷重検知センサ１０は、ラバードーム２０と上側ケース４０とにより上部全体が覆われる。従って、荷重検知センサ１０におけるエアベントの外側の開口の上部、第１端子１１ｃ及び第２端子１２ｃの上部も上側ケース４０により覆われる。また、下側ケース３０の切欠き３７から導出するそれぞれの信号ケーブル１９は、上側ケース４０の切欠き４７に嵌まり、ケースＣＡ外に導出する。

＜荷重検知装置１の荷重の検出動作＞
荷重検知装置１が、図１に示すように、Ｓばね１００に係止された状態で、図５に示すように、ラバードーム２０の天壁部２１と座席装置やベッド等のクッションＳＣとの間には所定の間隔が形成される。この状態で、人がクッションＳＣ上に乗ると、人の体重によりクッションＳＣが撓み、クッションＳＣの下面が下降して、クッションＳＣの下面がラバードーム２０の天壁部２１に接触する。このように人がクッションＳＣ上に乗る状態としては、座席装置であれば着座する状態であり、ベッドであればベッド上に着座したり寝たりする状態である。

図６は、人がクッション上に乗った場合におけるラバードーム２０の様子を図４と同じ視点で示す図である。なお、図６では、荷重検知センサ１０の詳細な構成を省略している。上記のようにクッションＳＣの下面がラバードーム２０の天壁部２１に接触した後、さらにクッションＳＣの下面が下降すると、ラバードーム２０における天壁部２１に加わる圧力が徐々に大きくなる。

本実施形態の荷重検知装置１のラバードーム２０は、天壁部２１に加えられる押圧力が所定の閾値以上となる場合に天壁部２１が下降するよう構成されている。つまり、天壁部２１に加えられる押圧力が所定の閾値より小さい場合、第１変形部２３が殆ど変形せず天壁部２１を支えるため、天壁部２１は殆ど下降しない。従って、例えば、人の体重と比べて小さな荷重の荷物等をクッションＳＣ上に置く場合、クッションＳＣから天壁部２１に加わる押圧力が小さいため、天壁部２１は殆ど下降しない。従って、荷重検知装置１の荷重検知センサ１０における感圧スイッチＳＷはスイッチ押圧部２２に押圧されず、感圧スイッチＳＷはオンとならない。このため第１端子１１ｃと第２端子１２ｃとの間は導通せずに、荷重検知装置１に信号ケーブル１９を介して電気的に接続される不図示の制御装置は着座を検出しない。

しかし、上記のように人がクッションＳＣ上に乗る場合、クッションＳＣからラバードーム２０の天壁部２１に加えられる押圧力が所定の閾値以上となるため、第１変形部２３が潰れるように変形し天壁部２１は下降する。このとき、ラバードーム２０と荷重検知センサ１０との間の空間の空気は、フランジ２５に形成される溝２５ｇで形成される通路を通ってラバードーム２０の外に放出される。天壁部２１が下降すると、スイッチ押圧部２２が感圧スイッチＳＷに接触して、感圧スイッチＳＷを押圧する。このため感圧スイッチＳＷの第１電極１１ｅと第２電極１２ｅとが接触して、感圧スイッチＳＷはオン状態となる。このとき荷重検知センサ１０におけるスペーサ１３の開口１３ｈ内の空気は、エアベントを形成するスリット１３ｂから荷重検知センサ１０の外に放出される。こうして第１端子１１ｃと第２端子１２ｃとの間が導通して、不図示の制御装置が着座を検出する。なお、感圧スイッチＳＷはオン状態となった後、さらに、クッションＳＣの下面が下降する場合であっても、第１変形部２３及び第２変形部２４が潰れるように変形して、感圧スイッチＳＷに過度の押圧力が加えられることが抑制される。

人がクッションＳＣ上から離れると、クッションＳＣの下面が上昇し、ラバードーム２０に加わっていた押圧力が無くなる。すると、ラバードーム２０の天壁部２１が上昇して、ラバードーム２０は人がクッションＳＣ上に乗る前の状態に戻ろうとする。このとき、ラバードーム２０の外の空気が溝２５ｇで形成される通路を通って、ラバードーム２０と荷重検知センサ１０との間の空間内に流入する。この様にラバードーム２０が着座前の状態に戻ることに伴い、スイッチ押圧部２２は感圧スイッチＳＷから離れる。スイッチ押圧部２２が感圧スイッチＳＷから離れる動作に伴い、第１電極１１ｅと第２電極１２ｅとが再び離間するよう移動する。このとき、荷重検知センサ１０の外の空気は、スリット１３ｂで形成されるエアベントから、スペーサ１３の開口１３ｈ内に流入する。こうして、第１電極１１ｅと第２電極１２ｅとが離間して、感圧スイッチＳＷはオフ状態となる。このため、不図示の制御装置は荷重を非検出状態となる。

以上説明したように、本実施形態の荷重検知装置１によれば、弾性体から成る押圧部材としてのラバードーム２０が感圧スイッチＳＷの上部を覆うため、感圧スイッチＳＷはラバードーム２０により保護される。また、ラバードーム２０は、感圧スイッチＳＷとの間に空間を形成するため、荷物等の軽い荷重の物による荷重の誤検出をすることが抑制され、弾性体から成るために人の着座等の場合には潰れるように変形して適切に感圧スイッチＳＷを押圧する。このため、適切に人の荷重を検知することができる。また、ラバードーム２０には、ラバードーム２０と感圧スイッチＳＷとの間の空間とラバードーム２０の外側の空間とをつなぐ溝２５ｇから成る通路が形成されている。このため、ラバードーム２０の内外に空気が出入りすることができ、上記のようにラバードーム２０が潰れるように変形する際、及び、潰れた後に元の形状に戻るように変形する際に、ラバードーム２０は適切に変形することができる。また、この溝２５ｇから成る通路の外部側の開口の上部は上側ケース４０で覆われている。このため、溝２５ｇから成る通路の開口部に塵埃等の異物が堆積することを抑制することができる。従って、潰れたラバードーム２０が元の形状に戻る際に塵埃等の異物を通路から吸い込むことを抑制することができる。このため、塵埃等の異物がラバードーム２０と感圧スイッチＳＷとの間に堆積することを抑制し、荷重を適切に検出することができる。

また、本実施形態では、ラバードーム２０は荷重検知センサ１０に密着するフランジ２５を有し、ラバードーム２０と感圧スイッチＳＷとの間の空間とラバードーム２０の外の空間を繋ぐ通路はフランジ２５における荷重検知センサ１０側の面に形成された溝２５ｇから成り、ケースＣＡはフランジ２５の上部を覆っている。このように、フランジ２５が荷重検知センサ１０に密着するため、フランジ２５が無い場合と比べて、荷重検知センサ１０との接触面積を大きくすることができ、ラバードーム２０が荷重検知センサ１０からずれることを抑制することができる。また、ケースＣＡの上側ケース４０がフランジ２５の上部を覆うことで、フランジ２５に形成された溝２５ｇから成る通路の外部側の開口を覆って開口から塵埃等の異物が流入することを抑制することができると共に、フランジ２５の外周縁に何らかの異物が接触することを抑制してフランジ２５が外周側から剥がれることを抑制することができる。

しかも、本実施形態では、ケースＣＡの上側ケース４０がフランジ２５を荷重検知センサ１０に押圧している。このためフランジ２５が荷重検知センサ１０から剥がれることをより適切に抑制することができる。

また、本実施形態では、荷重検知センサ１０のスペーサ１３のスリット１３ｂにより形成され、開口１３ｈ内の空間と荷重検知センサ１０の外側の空間とを繋ぐエアベントの外部側の開口の上部は、ケースＣＡの上側ケース４０により覆われている。従って、エアベントを介して第１電極１１ｅと第２電極１２ｅとの間に塵埃等の異物が流入することを抑制することができる。従って、塵埃等の異物による第１電極１１ｅと第２電極１２ｅとの接触不良を抑制することができる。

また、本実施形態では、ケースＣＡの上側ケース４０は、荷重検知センサ１０の第１端子１１ｃ及び第２端子１２ｃの上部を覆っている。このようにケースＣＡが第１端子１１ｃ及び第２端子１２ｃの上部を覆うことで、第１端子１１ｃ及び第２端子１２ｃ上に導電性の塵埃等が堆積することを抑制することができ、第１端子１１ｃ及び第２端子１２ｃの塵埃等によるショートを抑制することができる。なお、本実施形態では、第１端子１１ｃ及び第２端子１２ｃが端子封止樹脂１８で覆われているため、このようなショートが生じることや、第１端子１１ｃ及び第２端子１２ｃが第１電極シート１１及び第２電極シート１２から離間することが抑制されている。

また、本実施形態では、荷重検知センサ１０はラバードーム２０とケースＣＡとにより上部全体が覆われている。このような構成により、荷重検知センサ１０の全体に塵埃等の異物が堆積することを抑制することができる。

また、本実施形態では、ケースＣＡは、荷重検知センサ１０の上部を覆う上側ケース４０と、上側ケース４０と嵌合し荷重検知センサ１０の下部の少なくとも一部を覆う下側ケース３０とから成り、上側ケース４０と下側ケース３０とが互いに嵌合する構成とされる。このように上側ケース４０と下側ケース３０とが互いに嵌合することにより、上側ケース４０と下側ケース３０との間に位置する荷重検知センサ１０を適切に保持することができる。さらに、本実施形態では、下側ケース３０は、荷重検知センサ１０の下部全体を覆っている。従って、荷重検知センサ１０の下部に異物が付着することを抑制することができる。またさらに、本実施形態では、上側ケース４０は下側ケース３０の側面の少なくとも一部を覆っている。このように上側ケース４０が下側ケース３０の側面を覆うことで、荷重検知センサ１０の横方向から異物が侵入することを抑制することができる。

（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態を説明するにあたり、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。

図７は、本発明の荷重検知装置の第２実施形態を示す図である。図７に示すように、本実施形態の荷重検知装置２は、ケースＣＡにおいて、上側ケース４０から下側ケース３０の上面が露出している点において、第１実施形態の荷重検知装置１と異なる。荷重検知装置２のケースＣＡがこのような構成とされることで、下側ケース３０及び上側ケース４０の成形の精度が低い場合であっても、上側ケース４０を下側ケース３０上に配置することができる。

以上、本発明について、実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では押圧部材としてラバードーム２０を例に説明した。しかし、本発明はこれに限らず、押圧部材は、弾性体から成り、感圧スイッチＳＷとの間に空間を形成しつつ感圧スイッチＳＷの上部を覆うように荷重検知センサ１０上に配置され、クッションＳＣにより押圧されることで感圧スイッチを押圧するドーム状の押圧部材であれば、その材料や形状は上記実施形態に限らない。

例えば、フランジ２５に形成される溝２５ｇで形成される通路により、ラバードーム２０と荷重検知センサ１０との間の空間とラバードーム２０の外の空間とが繋がるのではなく、ラバードーム２０のいずれかの部位に上記空間同士をつなげる通路が貫通孔により形成されても良い。ただし、どのように通路が形成するものであっても、上側ケース４０により通路の外側の開口の上部が覆われる。また、例えば、ラバードーム２０がフランジ２５を有していなくても良く、ラバードーム２０の潰れ方が上記実施形態と異なっていても良い。

また、上記実施形態ではケースＣＡを例にケースを説明した。しかし、本発明のケースは、ラバードーム２０等の押圧部材の一部を覆い、上記通路の外部側の開口の上部を覆うものであれば、上記実施形態と異なるものであっても良い。

また、上記実施形態では、荷重検知センサとして第１電極１１ｅと第２電極１２ｅとがスペーサ１３の開口１３ｈを介して対向する荷重検知センサ１０で説明したが、荷重検知センサは他の構成とされても良い。

また、上記実施形態では、ケースＣＡに一対のフック部５０が接続され、荷重検知装置１は、フック部５０により、座席やベッドのＳばね１００に固定される構成とされた。しかし、本発明は、これに限らず、荷重検知装置１は、例えば、着座検知装置として使用され、座席のシートパン上に配置される構成とされても良い。この場合、例えば、ケースＣＡが下側ケース３０を有さず、荷重検知センサ１０がシートパン上に直接配置され、ラバードーム２０及び上側ケース４０で荷重検知センサ１０の上部を覆う構成としても良い。また、荷重検知装置１がベッドのクッション下に配置される場合、荷重検知装置１は、上記のようにＳばねに固定されるのみならず、クッションを支える板上に配置されても良い。特に荷重検知装置１がベッドのクッション下に配置される場合、当該ベッドが介護用ベッドであれば、被介護者のベッドからの落下等を検知することができる。

以上のように、本発明によれば、荷重を適切に検出することができる荷重検知装置が提供され、座席装置やベッド等に利用することができる。

１，２・・・荷重検知装置
１０・・・荷重検知センサ
１１・・・第１電極シート
１１ｃ・・・第１端子
１１ｅ・・・第１電極
１１ｓ・・・第１絶縁シート
１２・・・第２電極シート
１２ｃ・・・第２端子
１２ｅ・・・第２電極
１２ｓ・・・第２絶縁シート
１３・・・スペーサ
１３ｂ・・・スリット
１３ｈ・・・開口
１８・・・端子封止樹脂
１９・・・信号ケーブル
２０・・・ラバードーム
２１・・・天壁部
２２・・・スイッチ押圧部
２３・・・第１変形部
２４・・・第２変形部
２５・・・フランジ
２５ｇ・・・溝
３０・・・下側ケース
４０・・・上側ケース
４０Ｈ・・・開口
５０・・・フック部
ＣＡ・・・ケース
ＳＣ・・・クッション
ＳＷ・・・感圧スイッチ

Claims (9)

1. 感圧スイッチを有する荷重検知センサと、
   弾性体から成り、前記感圧スイッチとの間に空間を形成しつつ前記感圧スイッチの上部を覆うように前記荷重検知センサ上に配置され、荷重により押圧されることで前記感圧スイッチを押圧するドーム状の押圧部材と、
   前記押圧部材の一部を覆うケースと、
   を備え、
   前記押圧部材は、前記空間と前記押圧部材の外側の空間とを接続する通路を有し、
   前記ケースは少なくとも前記通路の外部側の開口の上部を覆う
   ことを特徴とする荷重検知装置。
2. 前記押圧部材は前記荷重検知センサに密着するフランジを有し、
   前記通路は前記フランジにおける前記荷重検知センサ側の面に形成された溝から成り、
   前記ケースは前記フランジの上部を覆う
   ことを特徴とする請求項１に記載の荷重検知装置。
3. 前記ケースは、前記フランジを前記荷重検知センサに押圧する
   ことを特徴とする請求項２に記載の荷重検知装置。
4. 前記感圧スイッチは、電極を有する一対のシートと、前記一対のシート間に配置されるスペーサとを有し、前記一対の電極が前記スペーサに形成される開口を介して互いに対向するスイッチから成り、
   前記開口内の空間は前記スペーサ又は前記シートに形成されるエアベントを介して前記感圧スイッチの外部の空間に接続され、
   前記ケースは前記エアベントの外部側の開口の上部を覆う
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の荷重検知装置。
5. 前記荷重検知センサは前記感圧スイッチと電気的に接続される端子を有し、
   前記ケースは、前記端子の上部を覆う
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の荷重検知装置。
6. 前記荷重検知センサは前記押圧部材と前記ケースとにより上部全体が覆われる
   ことを特徴とする請求項５に記載の荷重検知装置。
7. 前記ケースは、前記荷重検知センサの上部の一部を覆う上側ケースと、前記上側ケースと嵌合し前記荷重検知センサの下部の少なくとも一部を覆う下側ケースとから成り、
   前記上側ケースと前記下側ケースとが互いに嵌合する
   ことを特徴とする請求項６に記載の荷重検知装置。
8. 前記下側ケースは、前記荷重検知センサの下部全体を覆う
   ことを特徴とする請求項７に記載の荷重検知装置。
9. 前記上側ケースは前記下側ケースの側面の少なくとも一部を覆う
   ことを特徴とする請求項８に記載の荷重検知装置。
   
   

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