JP7481641B2 - センサ付きシート - Google Patents
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Description
詳しく言うと、シート状センサは、クッションパッド上に接着剤によって貼り付けられており、着座者側の表面から順に導電布、表皮及びワディング材の3層構造からなるトリムカバーによって被覆されている。
また、着座者側にある導電布とシート状センサとの間には、トリムカバーの外観性、耐久性に影響するしわの発生を抑制すべく、ワディング材が配置されているところ、当該ワディング材は絶縁体であるため、シート状センサによる静電容量が低下してしまう虞があった。
また、シート状センサ付きの車両用シートを製造するにあたって、製造コストを抑制すべく、シート状センサの取り付けを容易にする工夫が求められていた。
また、本発明の他の目的は、シート状センサによる静電容量の低下を抑制することが可能なセンサ付きシートを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、製造コストを抑制することが可能なセンサ付きシートを提供することにある。
上記構成により、着座者の生体信号をより安定的に検出することが可能なセンサ付きシートを実現することができる。
具体的には、前記シート状センサが、クッションパッドではなく表皮に対して取り付けられているため、着座者側にある表皮に対しシート状センサの位置がずれてしまうことを抑制することができ、着座者の生体信号を安定的に検出することができる。
また、シート状センサが予め表皮に対して取り付けられているため、シート本体を組み立てるときには、クッションパッドにシート状センサ付きの表皮を被覆すれば良いので組み立てが容易となり、製造コストを抑制することができる。
また、前記貫通孔は、シート幅方向において左右一対に形成されていると良い。
また、左右の前記貫通孔は、前記センサ基材のシート幅方向の中央部分を間に挟むように互いに離間して配置されていると良い。
また、前記第1シート状センサは、シート幅方向の左右側方にそれぞれ設けられ、前記第2シート状センサは、シート幅方向の左右側方にそれぞれ設けられ、左右の前記第1シート状センサは、左右の前記貫通孔よりもシート幅方向の両側に向かって幅広となるように形成され、左右の前記第2シート状センサは、左右の前記貫通孔よりもシート幅方向において幅狭となるように形成されていると良い。
また、前記貫通孔は、略L字形状からなり、前記第1シート状センサ、前記第2シート状センサそれぞれの外縁に沿わせた形状を有していると良い。
また、前記導電布は、前記第1導電布、前記第2導電布それぞれの端部同士が取り付けられる取り付け部を有し、前記取り付け部が、前記貫通孔に対応する位置に配置されていると良い。
また、前記クッションパッドのうち、シート後方においてシート幅方向の中央部分には、前記シート状センサとECUとを接続するケーブルを挿通させるための第2貫通孔が形成されていると良い。
上記構成により、アース電極部を構成するセンサが比較的幅広となるため、着座者とアース電極との電気的な接触がより安定し、着座者の生体信号をより安定的に検出できる。
上記構成により、一対の第1シート状センサ、一対の第2シート状センサが、それぞれ着座者の左右の臀部(坐骨結節部)に接触する位置に配置され易くなるため、着座者の生体信号をより安定的に検出することができる。
また本発明によれば、導電布のしわの発生を抑制することができ、かつ、シート状センサによる静電容量の低下を抑制できる。
なお、センサ付きシートのシートバックに対して着座する側がシート前方側となる。
心拍計測装置Dは、シートクッション1の内部において後方部分に取り付けられ、着座者の生体電位に応じた電気信号を検出するセンサユニット30と、シートクッション1の内部において前方部分に取り付けられ、センサユニット30とケーブル40を介して接続され、センサユニット30で検出された電気信号を受信し、当該電気信号を解析することで着座者の心拍数を算出するECU(Election Control Unit)50と、から主に構成されている。
シートバック2は、乗員の背中を後方から支持する背もたれ部であって、骨格となる不図示のバックフレームに不図示のクッションパッドを載置して不図示の表皮で被覆されて構成されている。
ヘッドレスト3は、乗員の頭を後方から支持する頭部であって、芯材となる不図示のヘッドレストピラーに不図示のクッションパッドを載置して不図示の表皮で被覆されて構成されている。
導電布21は、天然繊維や合成繊維からなるベース布21aと、ベース布に縫製によって取り付けられ、導電性材料からなる導電糸21bと、から構成されている。
ワディング材22は、例えば、PVC(ポリ塩化ビニル)フォーム、PP(ポリプロピレン)フォーム、PE(ポリエチレン)フォーム等から形成されている。
表皮20にワディング材22を具備することによって、表皮20を被覆したシートクッション1の着座感が向上し、また、表皮20の耐久性に影響するしわの発生を抑制できる。
一方で、シートクッション1のうち、上記部分及び周辺部分以外の部分には、ベース布21a及びワディング材22からなる糸なし表皮20bが取り付けられている。
すなわち、糸なし表皮20bにおいては、ベース布21aに導電糸21bが縫製されていないため、導電性を有さない表皮となっている。
上記構成により、センサユニット30の静電容量の低下を抑制しながらも、製造コストを抑えることができる。
第1導電布21に設けられた第1導電糸21b、第2導電布21に設けられた第2導電糸21bは、それぞれシート前後方向に沿って破線状に延びており、また、シート幅方向において所定の間隔を空けて複数配置されている。
また、複数の第1導電糸21b、複数の第2導電糸21bが、それぞれシート幅方向において互いに異なる位置に配置されている。
上記構成により、第1導電糸21bと第2導電糸21bとが互いに接触しないように配慮されているため、第1導電布21と接続される後述の第1シート状センサ32と、第2導電布21と接続される後述の第2シート状センサ33とが相互干渉することを抑制することができる。
導電布21の一端部分は、折り返し部23においてワディング材22の一端部分を間に挟むように折り返されている。
ワディング材22の一端部分は、折り返し部23において導電布21とともに折り返され、導電布21の一端部分から張り出さないように配置されている。
布端部取り付け部24は、シート幅方向に沿って延びるように形成されている。
ベースフィルム31の表面上には、左右の第1シート状センサ32と左右の第2シート状センサ33の間において左右一対の貫通孔31aが形成されている。
左右の貫通孔31aは、それぞれシート幅方向に長尺となるように形成されており、ベースフィルム31のシート幅方向の中央部分を間に挟むように互いに離間して配置されている。
左右の第1シート状センサ32は、導電性を有する導電性シート32aと、導電性シート32aに設けられ、導電性材料からなる導電線32bと、導電性シート32a上に積層され、導電性を有する導電ゴム32cと、導電性シート32a、導電線32b及び導電ゴム32cの表面上に積層される不図示の誘電体と、から主に構成されている。
なお、不図示の誘電体は、例えばチタン酸バリウム等の金属インクからなるコーティング層であって、着座者の皮膚とセンサとの間における静電容量を増加させ、センサの検出精度を高めるものである。
導電線32bは、銀などの金属から形成される導線部材であって、導電性シート32aに内包されている。
左右の導電線32bは、それぞれ所定の導線パターンを形成するように延びており、具体的には、シート幅方向に隣り合う2つの矩形体を形成するように延びており、かつ、これら矩形体の対角線上を通るように延びている。言い換えれば、左右の導電線32bは、2箇所以上で交差するように配置されている。
左右の導電線32bの末端部分は、シート幅方向の中央部分に集約されており、当該集約された末端部分は、シート後方に向かって延びて、バッファ回路34に設けられた入力端子34bと接続されている。
導電ゴム32cは、公知なゴム原材料に導電性カーボンブラック等を配合することで形成される矩形状の部材であって、シート幅方向に長尺となるように延びている。
導電ゴム32cは、導電性シート32a上に置いて導電線32bが設けられた部分とは異なる部分に配置されている。
ここで着座者の生体電位は、着座者の心拍(心拍数)に応じて変化するものであるため、結果的に、着座者の心拍に応じた電気信号を検出することになる。
左右の導電線33bについては、それぞれ所定の導線パターンを形成するように延びており、具体的には、シート前後方向に隣り合う2つの矩形体を形成するように延びており、かつ、これら矩形体の対角線上及び中央線上を通るように延びている。言い換えれば、左右の導電線33bは、2箇所以上で交差するように配置されている。
左右の導電線33bの末端部分は、シート幅方向の中央部分に集約され、当該集約された末端部分は、シート幅方向の内側に向かって延びて、バッファ回路34に設けられた入力端子34bと接続されている。
左右の第1シート状センサ32は、左右の第2シート状センサ33よりもシート幅方向の両側に向かって幅広となるように形成されており、かつ、左右の貫通孔31aよりもシート幅方向の両側に向かって幅広となるように形成されている。
また、左右の第2シート状センサ33は、左右の貫通孔31aよりもシート幅方向において幅狭となるように形成されている。
バッファ回路34は、ベースとなる矩形状の回路基板34aと、回路基板34a上に取り付けられ、シート状センサ32,33側と接続される入力端子34bと、ECU50側にあるケーブル40と接続される入力端子34cと、を有している。
詳しく言うと、第1シート状センサ32、第2シート状センサ33は、糸付き表皮20aのうち、それぞれ第1導電布21、第2導電布21と対向する位置に配置されており、また、それぞれ第1導電布21の折り返し部23、第2導電布21の折り返し部23に対し取り付けられている。
そのため、導電布21にワディング材22を付与しながらも、導電布21とシート状センサ32,33とが直接接続する構成となるため、導電布21のしわの発生を抑制でき、かつ、シート状センサ32,33による静電容量の低下を抑制できる。
詳しく言うと、導電ゴム32c,33cが、導電性シート32a,33aとともに表皮20に対して縫製されている。
そのため、導電性シート32a,33a上にある導電線32b,33bに対し直接縫製してしまうことを避けられるため、導電線32b,33bの変形等を抑制できる。
また、導電ゴム32c,33cを具備しているため、縫製の取り付け強度を向上させるとともに、センサの検出感度を向上させることができる。
そのため、第1シート状センサ32と第2シート状センサ33同士が、相互干渉してしまうことを抑制できる。
そのため、図5に示すように、これらシート状センサ32,33が、着座者の左右の臀部(坐骨結節部)に接触し易い位置に配置されることとなり、着座者の生体信号をより安定的に検出できる。
また、これらシート状センサ32,33がシート本体の中央部を避けて配置されているため、例えばシートクッション1の柔らかさによっては、シートクッション1において着座者の左右の臀部の中央部に対向する位置が非接触範囲となってしまうところ、当該非接触範囲を避けてセンサを配置することができ、センサの検出感度を向上できる。
詳しく言うと、ケーブル40は、センサユニット30のシート後方部分からシート下方に屈曲して延びてクッションパッド10の貫通孔13を通過し、さらにシート前方に屈曲して不図示のクッションフレームの底面に沿って延びて、ECU50と接続されている。
ECU50は、センサユニット30で検出された電気信号を解析することで着座者の心拍数を算出する。
なお、センサユニット30からの電気信号に基づいて心拍数を算出する具体的な方法については、公知の算出方法(例えば、特開2015-123359号公報に記載の算出方法)が利用可能であって、具体的な説明については省略する。
次に、第2実施形態となるセンサユニット130について、図6に基づいて説明する。
なお、以下の説明において、センサユニット30と重複する内容は説明を省略する。
センサユニット130では、センサユニット30と比較して、貫通孔131aの形状が異なっている。
左右の貫通孔131aは、略L字形状からなり、それぞれシート幅方向に長尺となるように形成されている。
また左右の貫通孔131aのうち、シート幅方向の内側部分がシート幅方向の外側部分よりもシート前後方向において幅広となるように形成されている。
言い換えれば、左右の貫通孔131aは、左右のシート状センサ132,133の間に挟まれており、かつ、左右のシート状センサ132,133の外縁に沿わせた形状を有している。
上記構成により、ベースフィルム131に対するシート状センサ132,133の保持性を確保しながらも、センサユニット130の軽量化を果たせる。
上記実施形態では、図1に示すように、シート状センサ32,33がシートクッション1の内部に取り付けられているが、特に限定されることなく変更可能であって、シートバック2の内部に取り付けられていても良いし、ヘッドレスト3の内部に取り付けられていても良い。
ただし、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
特に、表皮、シート状センサの配置や構成について、上記の実施形態にて説明したものは、あくまで一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。
1 シートクッション
2 シートバック
3 ヘッドレスト
10 クッションパッド
11,12 表皮吊り込み溝
13 貫通孔(第2貫通孔)
20 表皮
20a 糸付き表皮
20b 糸なし表皮
21 導電布(第1導電布,第2導電布)
21a ベース布
21b 導電糸(第1導電糸,第2導電糸)
22 ワディング材
23 折り返し部
24 布端部取り付け部(取り付け部)
D 心拍計測装置(生体情報計測装置)
30,130 センサユニット
31,131 ベースフィルム(センサ基材)
31a,131a 貫通孔
32,132 第1シート状センサ
32a,33a 導電性シート
32b,33b 導電線
32c,33c 導電ゴム
33,133 第2シート状センサ
34 バッファ回路
34a 回路基板
34b,34c 入力端子
40 ケーブル
50 ECU
Claims (10)
- クッションパッドに表皮を被覆して構成されるシート本体と、
前記クッションパッドと前記表皮の間に配置され、着座者の生体電位に応じた電気信号を検出するシート状センサと、を備え、
該シート状センサから検出された前記電気信号に基づいて、前記着座者の生体情報を計測可能なセンサ付きシートであって、
前記シート状センサは、第1シート状センサ及び第2シート状センサを有し、
前記シート状センサは、前記第1シート状センサ及び前記第2シート状センサそれぞれの裏面に取り付けられるセンサ基材を有し、
前記表皮は、導電性を有する導電布を有し、
前記導電布は、前記シート本体において所定方向の一方側に配置される第1導電布と、前記所定方向の他方側に配置される第2導電布と、を有し、
前記第1導電布、前記第2導電布それぞれの一端部分には、前記着座者側とは反対側に折り返され、前記センサ基材に取り付けられる折り返し部が形成され、
前記センサ基材のうち、前記第1導電布の前記折り返し部が取り付けられる部分と、前記第1シート状センサの導電線が設けられる部分とが異なる位置に配置され、
前記センサ基材のうち、前記第2導電布の前記折り返し部が取り付けられる部分と、前記第2シート状センサの導電線が設けられる部分とが異なる位置に配置され、
前記センサ基材には、前記第1シート状センサ及び前記第2シート状センサの間に挟まれるように配置された貫通孔が形成され、
前記第1導電布の前記折り返し部と前記第2導電布の前記折り返し部とが隣接し、該隣接した部分が前記貫通孔に対応する位置に配置され、
前記第1シート状センサ、前記第2シート状センサは、それぞれ導電性シートを有し、
前記第1導電布の前記折り返し部が、前記第1シート状センサの前記導電性シートのうち、前記導電線が設けられていない部分に取り付けられ、かつ、前記第2導電布の前記折り返し部が、前記第2シート状センサの前記導電性シートのうち、前記導電線が設けられていない部分に取り付けられることを特徴とするセンサ付きシート。 - 前記貫通孔は、前記第1シート状センサ及び前記第2シート状センサの間においてシート幅方向に長尺に延びていることを特徴とする請求項1に記載のセンサ付きシート。
- 前記貫通孔は、シート幅方向において左右一対に形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のセンサ付きシート。
- 左右の前記貫通孔は、前記センサ基材のシート幅方向の中央部分を間に挟むように互いに離間して配置されていることを特徴とする請求項3に記載のセンサ付きシート。
- 前記第1シート状センサは、シート幅方向の左右側方にそれぞれ設けられ、
前記第2シート状センサは、シート幅方向の左右側方にそれぞれ設けられ、
左右の前記第1シート状センサは、左右の前記貫通孔よりもシート幅方向の両側に向かって幅広となるように形成され、
左右の前記第2シート状センサは、左右の前記貫通孔よりもシート幅方向において幅狭となるように形成されていることを特徴とする請求項3又は4に記載のセンサ付きシート。 - 前記貫通孔は、略L字形状からなり、前記第1シート状センサ、前記第2シート状センサそれぞれの外縁に沿わせた形状を有していることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のセンサ付きシート。
- 前記導電布は、前記第1導電布、前記第2導電布それぞれの端部同士が取り付けられる取り付け部を有し、
前記取り付け部が、前記貫通孔に対応する位置に配置されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のセンサ付きシート。 - 前記クッションパッドのうち、シート後方においてシート幅方向の中央部分には、前記シート状センサとECUとを接続するケーブルを挿通させるための第2貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載のセンサ付きシート。
- 前記第1シート状センサは、前記着座者の生体電位に応じた電気信号を検出する際の基準電位を規定するアース電極部を構成するためのセンサであって、
前記第1シート状センサは、前記第2シート状センサよりもシート幅方向の両側に向かって幅広となるように形成されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のセンサ付きシート。 - 前記シート本体は、前記クッションパッドに前記表皮を被覆して構成されるシートクッションを備え、
前記シート状センサは、前記シートクッションに設けられ、
前記第1シート状センサは、シート幅方向の左右側方にそれぞれ設けられ、前記シートクッションの中央部分を間に挟む位置に配置され、
前記第2シート状センサは、シート幅方向の左右側方にそれぞれ設けられ、前記シートクッションの中央部分を間に挟む位置に配置されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載のセンサ付きシート。
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