WO1998014096A1 - Human body sensor for seat - Google Patents

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WO1998014096A1
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seat
vibration
human body
piezoelectric element
cushioning material
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PCT/JP1996/002913
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Inventor
Yoshiaki Watanabe
Hiroyuki Ogino
Masahiro Inoue
Kenji Yoshinaga
Takashi Iwasa
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a human body detecting device for a seat that detects the presence or absence of a human body on a seat by vibration, and a configuration of a vibration detecting unit.
  • a conventional human body detecting device for a seat of this type is shown below.
  • a film-type pressure sensor 1 as shown in FIG. 1 was used, and this was arranged under the surface of the seat to constitute a human body detection device for a seat.
  • the film-shaped pressure sensor 1 has a plurality of pressure-sensitive resistors 3 that are each electrically connected in parallel by a conductor 2 on a base film. The pressure applied to the film pressure sensor 1 can be detected by checking the resistance value between the terminals and the terminals.
  • the film-shaped pressure sensor 1 when the film-shaped pressure sensor 1 is attached to a seat, if a pressure is applied to a part of the pressure-sensitive resistor 3 due to a deviation from a regular position, the resistance of the pressure-sensitive resistor 3 decreases.
  • the human body is always determined to be present, and to avoid this, caution was required in the work of attaching to the seat.
  • vibration detection means 5 is used in a seat, and the vibration detection means 5 is mounted in a seat to detect vibrations caused by human body movement and breathing. By converting the signal into an electric signal and processing this signal by the signal processing means 6, it is determined whether or not the object on the seat is a human body.
  • a film-shaped piezoelectric element is used as the vibration detecting means 5, which detects microvibrations caused by physiological phenomena such as respiration and heartbeat that occur in the case of a human body, thereby detecting these vibrations. Since it can be distinguished from the case where objects that do not occur are placed, it was possible to reliably determine that a person was present only when there were people on the seat.
  • this human body detection device is mounted on the seat of a passenger car, and in such a vibration environment, when a person is in the seat, the vibration of the vibration frequency to be excited is added.
  • the vibration component of the natural frequency of the human body also appears large, and this vibration component does not appear when the object is placed on the seat or when there is nothing, or the level is low even if it appears, There is a clear difference between the case where it exists and the other cases. Therefore, two filters 7a and 7b are provided in the signal processing means 6, the first filter 7a filters the signal component caused by the natural vibration of a person, and the second filter 7b filters the vehicle vibration.
  • the filter characteristics are set so that the signal component due to Using these outputs, the vibration component of the person is extracted from the vibration of the car and the judgment is made. Therefore, the person can be reliably judged only when there is a person on the seat.
  • the outputs of the first and second filters 7a and 7b are amplified by the amplifying means 8a and 8b, respectively, and further smoothed by the smoothing means 9a and 9b.
  • the information on the presence or absence of a person on the seat determined by the determination means 10 is output to the control means 11 of the vehicle, and the control means 11 outputs information on the presence or absence of the person. Based on the control, the traveling means 12, the seat control means 13, and the warning means 14 are controlled.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and a first object of the present invention is to provide a human body detecting device for a seat which does not deteriorate a feeling of sitting when installed on a seat. Another object of the present invention is to provide a human body detecting device for a seat with less trouble.
  • a third object is to provide a highly sensitive human body detecting device for a seat.
  • a fourth object is to provide a human body detection device for a seat that can be easily attached to a seat.
  • a human body detection device for a seat of the present invention includes: a vibration detection unit configured to detect a vibration of a human body sitting on a seat; and a signal processing unit configured to process an output of the vibration detection unit.
  • the signal processing means includes: a plurality of signals for dividing an output signal of the vibration detection means into a plurality of signals having different frequency components and outputting the signals; It was designed to have a Phil evening means.
  • the seat may have a seat spring, and the vibration detecting means may be fixed to the seat spring. It was made.
  • the seat has a seat pad, and the vibration detecting means is disposed in contact with a bottom surface of the seat pad. That's what I did.
  • a human body detecting device for a seat of the present invention comprises: a seat having a seat pad and a seat frame holding the seat pad; and a vibration detecting means installed below the seat pad.
  • the belt is connected to the seat frame so that tension is applied according to a load from the seat pad.
  • a human body detecting device for a seat of the present invention comprises: a seat having a seat pad and a seat spring holding the seat pad; and a vibration detecting means provided below the seat pad.
  • the belt is connected to the seat spring so that tension is applied according to a load from the seat pad.
  • a human body detecting device for a seat includes: a seat having a seat frame for holding a seat pad; and a vibration detecting means, wherein the piezoelectric element generates a charge by an external force. And a tension applying unit for applying a tension to the piezoelectric element.
  • the tension applying unit connects the piezoelectric element and the sheet frame to each other to load the piezoelectric element from the sheet pad. A tension corresponding to the weight is applied.
  • a human body detecting device for a seat includes: a seat having a seat spring for holding a seat pad; and a vibration detecting unit configured to generate electric charge by an external force. And a tension applying unit for applying a tension to the piezoelectric element.
  • the tension applying unit connects the piezoelectric element to the sheet spring to load the piezoelectric element from the sheet pad. Is applied.
  • the vibration detecting means has a tension control unit for limiting a tension applied to the piezoelectric element.
  • the tension control unit is formed of a member having a dimension longer than the piezoelectric element and having a smaller extensibility than the piezoelectric element, Are connected to both ends of the piezoelectric element.
  • the tension control unit has an elastic body that connects an end of the piezoelectric element and the seat frame. .
  • the tension control unit has an elastic body that connects an end of the piezoelectric element and a seat spring. .
  • the human body detecting device for a seat may further comprise a vibration detecting unit that outputs an electric signal in accordance with the applied vibration. And a cushioning material for absorbing the applied vibration, wherein the vibration detecting section is sandwiched between the bottom surface of the seat pad and the cushioning material.
  • a vibration detection unit is fixed to a surface of a cushioning material,
  • the surface to which the protrusion is fixed is designed to be attached to the bottom surface of the seat pad together with the vibration detection unit.
  • the seat has a seat frame holding a seat pad, the vibration detection unit is fixed to a surface of the cushioning material, The surface of the cushioning member to which the vibration detection unit is fixed is arranged such that the vibration detection unit is in contact with the seat pad and is attached to the seat frame.
  • the seat has a seat spring holding a seat pad, and the vibration detecting unit is fixed to a surface of the cushioning material.
  • the surface of the cushioning member to which the vibration detecting section is fixed is arranged so that the vibration detecting section comes into contact with a seat pad of a seat, and is attached to the seat spring.
  • the cushioning member has a space in which the vibration detecting section fixed to the surface vibrates.
  • the space is a concave portion provided on one surface of the cushioning material, and the vibration detecting section is provided between the space and the concave portion of the cushioning material. It is arranged at a position opposite to the concave portion on the opposite surface, and the surface side of the cushioning member on which the vibration detection unit is disposed is mounted so as to contact the bottom surface of the seat pad of the seat together with the vibration detection unit. Things.
  • the space is a through hole provided in a cushioning material, and the vibration detecting unit is the through hole of the buffer material. And a surface of the cushioning material on which the vibration detection unit is disposed is configured to be attached to the bottom surface of a seat pad of a seat together with the vibration detection unit.
  • the human body detecting device for a seat of the present invention is configured such that the space is a plurality of spaces. Further, in order to achieve the third object, in the human body detection device for a seat according to the present invention, the cushioning material is not uniform in structure, and the surface contacted by the vibration detecting means absorbs vibration from the opposite side. It is made easy.
  • the cushioning member is made of at least two or more different materials, and the surface on which the vibration detection means comes into contact is from the opposite side. A material that easily absorbs vibration is used.
  • the cushioning member is made of a foam material, and the foaming density is smaller on the side contacting the vibration detecting means than on the opposite side. It was made.
  • the cushioning member is made of a material having a different hardness, and the surface on which the vibration detecting section contacts is higher in hardness than the opposite side. It is to become.
  • the human body detection device for a seat according to the present invention has the following operation by the above configuration.
  • the human body detecting device for a seat of the present invention when the human body is seated on the seat, the vibration of the human body is transmitted to the vibration detecting means provided on a part of the seat where the seated human body does not sense its presence.
  • the detecting means generates a signal according to the magnitude of the transmitted vibration, and outputs the signal to the signal processing means.
  • the signal processing means performs predetermined signal processing on an output signal of the vibration detection means and outputs the signal to a determination means.
  • the determination means determines presence or absence of a human body on the seat based on an output of the signal processing means. I do.
  • the human body detecting device for a seat when the human body is seated on the seat, the vibration of the human body is transmitted to a vibration detecting means disposed in a part of the seat where the attendant who does not feel the presence of the human body,
  • the vibration detecting means generates a signal according to the magnitude of the transmitted vibration, and outputs the signal to the signal processing means.
  • the signal processing means includes a plurality of filters within the signal processing means which output signals of the vibration detecting means. And performs signal processing such as dividing the signal into a plurality of signals having different frequency components and outputting the divided signals to the determination means.
  • the determination means detects the human body on the seat based on the plurality of outputs of the signal processing means. Determine the presence or absence.
  • the human body detecting device for a seat when the human body is seated on the seat, the vibration of the human body is transmitted to vibration detecting means fixed to a seat spring of the seat where the seated human body does not sense its presence.
  • the detecting means generates a signal according to the magnitude of the transmitted vibration, and outputs this signal to the signal processing means.
  • the signal processing unit performs predetermined signal processing on the output signal of the vibration detection unit and outputs the signal to a determination unit.
  • the determination unit determines the presence or absence of a human body on the seat based on the output of the signal processing unit. .
  • the human body detecting device for a seat of the present invention when the human body is seated on the seat, the vibration of the human body is transmitted to the vibration detecting means arranged in contact with the bottom surface of the seat pad of the seat where the seated human body does not feel its presence.
  • the vibration detecting means generates a signal in accordance with the magnitude of the transmitted vibration, and outputs the signal to the signal processing means.
  • the signal processing means performs predetermined signal processing on an output signal of the vibration detection means and outputs the signal to a determination means.
  • the determination means determines presence or absence of a human body on the seat based on an output of the signal processing means.
  • the human body detection device for a seat of the present invention when the human body is seated on the seat, the seated human body is installed in contact with the bottom surface of the seat pad of the seat where the presence is not felt, and the load from the seat pad is provided.
  • the tension corresponding to the load of the human body is applied to the belt-like body connected to the sheet frame so that the tension is generated in response to the vibration of the human body, and the vibration of the human body is transmitted to the belt-like body.
  • the vibration is transmitted to the vibration detecting means, and the vibration detecting means generates a signal in accordance with the magnitude of the transmitted vibration, and outputs the signal to the signal processing means.
  • the signal processing unit performs predetermined signal processing on an output signal of the vibration detection unit and outputs the signal to a determination unit.
  • the determination unit determines presence or absence of a human body on the seat based on an output of the signal processing unit. .
  • the human body detection device for a seat of the present invention when the human body is seated on the seat, the seated human body is installed in contact with the bottom surface of the seat pad of the seat where the presence is not felt, and the load from the seat pad is provided.
  • the tension corresponding to the load of the human body is applied to the band connected to the sheet spring so that the tension is generated in accordance with the force, and the vibration of the human body is transmitted, and the vibration is disposed on the band.
  • the vibration detecting means generates a signal in accordance with the magnitude of the transmitted vibration, and outputs the signal to the signal processing means.
  • the signal processing unit performs predetermined signal processing on an output signal of the vibration detection unit and outputs the signal to a determination unit.
  • the determination unit determines presence or absence of a human body on the seat based on an output of the signal processing unit. .
  • the human body detection device for a seat of the present invention when the human body is seated on the seat, the piezoelectric element disposed in contact with the bottom surface of the seat pad so that the seated human body does not feel the presence of the human body, A tension is applied according to a load from the seat pad by a tension applying unit connecting the seat frame and the piezoelectric element, and vibration of a human body is transmitted, and the magnitude of the transmitted vibration is increased by the piezoelectric element.
  • a signal is generated, and this signal is output to the signal processing means.
  • the signal processing means performs predetermined signal processing on an output signal of the vibration detection means and outputs the signal to a determination means.
  • the determination means determines presence or absence of a human body on the seat based on an output of the signal processing means. I do.
  • the piezoelectric element disposed in contact with the bottom surface of the seat pad so that the seated human body does not feel the presence of the human body
  • a tension is applied according to a load from the seat pad by a tension applying unit that connects a seat spring and the piezoelectric element, and vibration of a human body is transmitted.
  • the piezoelectric element is transmitted according to the magnitude of the transmitted vibration.
  • a signal is generated, and this signal is output to the signal processing means.
  • the signal processing unit performs predetermined signal processing on an output signal of the vibration detection unit and outputs the signal to a determination unit, and the determination unit performs the signal processing based on an output of the signal processing unit. The presence or absence of a human body on the seat is determined.
  • the piezoelectric element disposed in contact with the bottom surface of the seat pad so that the seated human body does not feel the presence of the human body
  • the tension is applied in accordance with the load from the seat pad by the tension applying unit that connects the sheet frame or the sheet spring and the piezoelectric element, the vibration of the human body is transmitted, and the piezoelectric element is transmitted.
  • a signal is generated according to the magnitude of the vibration, and the signal is output to the signal processing means.
  • the signal processing unit performs predetermined signal processing on an output signal of the vibration detection unit and outputs the signal to a determination unit.
  • the determination unit determines the presence or absence of a human body on the seat based on an output of the signal processing unit.
  • the tension control unit applies the tension to the piezoelectric element so as not to apply a tension higher than a predetermined set value to the piezoelectric element. Limit the tension applied.
  • the human body detection device for a seat of the present invention when the human body is seated on the seat, the piezoelectric element disposed in contact with the bottom surface of the seat pad so that the seated human body does not feel the presence of the human body, The tension is applied according to the load from the seat pad by a tension applying unit that connects the seat frame or the seat spring and the piezoelectric element, and vibration of the human body is transmitted, and the transmitted vibration of the piezoelectric element is transmitted.
  • a signal is generated according to the magnitude of the signal, and this signal is output to the signal processing means.
  • the signal processing unit performs predetermined signal processing on an output signal of the vibration detection unit and outputs the signal to a determination unit.
  • the determination unit determines the presence or absence of a human body on the seat based on an output of the signal processing unit.
  • the piezoelectric element is made of a member longer in size than the piezoelectric element and less extensible than the piezoelectric element, and both ends of the member are connected to both ends of the piezoelectric element
  • the fixed tension control unit limits the tension applied to the piezoelectric element so as not to apply a tension higher than a predetermined set value to the piezoelectric element.
  • the human body detection device for a seat of the present invention when the human body is seated on the seat, the piezoelectric element disposed in contact with the bottom surface of the seat pad so that the seated human body does not feel the presence of the human body, A tension is applied according to a load from the seat pad by a tension applying unit that connects the sheet frame and the piezoelectric element, and vibration of a human body is transmitted. A signal is generated in response to the signal, and the signal is output to the signal processing means.
  • the signal processing means performs predetermined signal processing on an output signal of the vibration detection means and outputs the signal to a determination means.
  • the determination means determines presence or absence of a human body on the seat based on an output of the signal processing means. I do.
  • a tension control unit made of an elastic body connecting an end of the piezoelectric element and the seat frame is predetermined.
  • the tension applied to the piezoelectric element is limited so as not to apply a tension higher than a set value to the piezoelectric element.
  • the piezoelectric element disposed in contact with the bottom surface of the seat pad so that the seated human body does not feel the presence of the human body, A tension is applied according to a load from the seat pad by a tension applying unit that connects a seat spring and the piezoelectric element, and vibration of a human body is transmitted.
  • the piezoelectric element is transmitted according to the magnitude of the transmitted vibration.
  • a signal is generated, and this signal is output to the signal processing means.
  • the signal processing unit performs predetermined signal processing on the output signal of the vibration detection unit and outputs the signal to a determination unit.
  • the determination unit determines the presence or absence of a human body on the seat based on the output of the signal processing unit. .
  • a tension control unit made of an elastic body connecting an end of the piezoelectric element and the seat spring is predetermined. The tension applied to the piezoelectric element is limited so that the tension equal to or greater than a set value is not applied to the piezoelectric element.
  • the human body detecting device for a seat of the present invention when the human body is seated on the seat, Vibration of the human body is transmitted to the vibration detecting means mounted so that the vibration detecting unit is sandwiched between the cushioning material and the bottom surface of the seat pad of the seat so that the seated human body does not feel the presence.
  • unnecessary vibration components other than the human body that are transmitted from a seat frame or the like that supports the seat pad are also transmitted to the vibration detection unit.
  • the vibration components are absorbed and attenuated by the buffer material of the vibration detection unit.
  • the vibration detector outputs a signal generated by the vibration detector according to the magnitude of the transmitted vibration to a signal processor.
  • the signal processing means performs predetermined signal processing on the output signal of the vibration detection unit and outputs the signal to a determination means.
  • the determination means determines the presence or absence of a human body on the seat based on the output of the signal processing means.
  • the human body detection device for a seat of the present invention when the human body is seated on the seat, the surface of the cushioning member on which the vibration detection unit is fixed is provided together with the vibration detection unit so that the seated human body does not feel the presence.
  • the vibration of the human body is transmitted to the vibration detecting means attached to the bottom of the seat pad of the seat.
  • unnecessary vibration components other than the human body that are transmitted from a seat frame or the like supporting the seat pad are also transmitted to the vibration detection means.
  • the vibration components are absorbed and attenuated by the shock absorbing material of the vibration detection means.
  • the generated vibration is transmitted to the vibration detection unit.
  • the vibration detecting means outputs to the signal processing means a signal generated by the vibration detecting section in accordance with the magnitude of the transmitted vibration.
  • the signal processing unit performs predetermined signal processing on the output signal of the vibration detection unit and outputs the signal to a determination unit.
  • the determination unit determines the presence or absence of a human body on the seat based on the output of the signal processing unit. Further, in the human body detection device for a seat of the present invention, when the human body is seated on the seat, the surface of the cushioning member on which the vibration detection unit is fixed is provided together with the vibration detection unit so that the seated human body does not feel the presence.
  • Vibration of the human body is transmitted to vibration detecting means attached to a seat frame that holds the seat pad while being arranged so as to contact the bottom surface of the seat pad of the seat.
  • the vibration detecting means includes unnecessary vibration components other than the human body transmitted from the seat frame.
  • the vibration component is transmitted to the vibration detection unit, the vibration being absorbed and attenuated by the buffer material of the vibration detection means.
  • the vibration detector outputs a signal generated by the vibration detector according to the magnitude of the transmitted vibration to a signal processor.
  • the signal processing unit performs predetermined signal processing on an output signal of the vibration detection unit and outputs the signal to a determination unit.
  • the determination unit determines the presence or absence of a human body on the seat based on an output of the signal processing unit.
  • the human body detection device for a seat of the present invention when the human body is seated on the seat, the surface of the cushioning member on which the vibration detection unit is fixed is provided together with the vibration detection unit so that the seated human body does not feel the presence. Vibration of a human body is transmitted to vibration detecting means attached to a seat spring supporting the seat pad, while being arranged so as to contact the bottom surface of the seat pad of the seat. On the other hand, unnecessary vibration components other than the human body transmitted from the sheet spring are also transmitted to the vibration detecting means, but this vibration component absorbs the vibration attenuated by the cushioning material of the vibration detecting means. The signal is transmitted to the vibration detecting unit.
  • the vibration detector outputs a signal generated by the vibration detector according to the magnitude of the transmitted vibration to a signal processor.
  • the signal processing unit performs predetermined signal processing on an output signal of the vibration detection unit and outputs the signal to a determination unit.
  • the determination unit determines presence or absence of a human body on the seat based on an output of the signal processing unit. .
  • the vibration detecting unit when the human body is seated on the seat, the vibration detecting unit is sandwiched between the cushioning material and the bottom surface of the seat pad of the seat so that the seated human body does not feel the presence.
  • the vibration of the human body is transmitted to the vibration detecting means attached to the vehicle.
  • the cushioning member since the cushioning member has a space in a portion where the vibration detecting section vibrates, the vibration of the vibration detecting section from the seat pad is provided. Large vibration is transmitted without hindering free vibration.
  • unnecessary vibration components other than the human body transmitted from a seat frame or the like supporting the seat pad are also transmitted to the vibration detection means, but the vibration components are absorbed and attenuated by the cushioning material of the vibration detection means.
  • the cushioning member may be configured such that the vibration detection unit Since the vibrating portion has the space, few components are directly transmitted to the vibration detection unit, and the attenuated vibration is transmitted to the vibration detection unit.
  • the vibration detector outputs a signal generated by the vibration detector according to the magnitude of the transmitted vibration to a signal processor.
  • the signal processing unit performs predetermined signal processing on the output signal of the vibration detection unit and outputs the processed signal to a determination unit.
  • the determination unit determines the presence or absence of a human body on the seat based on the output of the signal processing unit. I do.
  • the vibration detecting unit when the human body is seated on the seat, the vibration detecting unit is sandwiched between the cushioning material and the bottom surface of the seat pad of the seat so that the seated human body does not feel the presence.
  • the vibration of the human body is transmitted to the vibration detecting means attached to the vibration detecting section, but the cushioning member has a concave portion at a portion of the vibration detecting section opposite to the surface on which the vibration detecting section is fixed. Therefore, free vibration due to vibration from the seat pad of the vibration detection unit is not hindered so much, and large vibration is transmitted.
  • unnecessary vibration components other than the human body transmitted from the seat frame or the like supporting the seat pad are also transmitted to the vibration detecting means.
  • the vibration components are absorbed by the cushioning material of the vibration detecting means and reduced.
  • the cushioning material has the concave portion in a portion opposite to the surface on which the vibration detection unit is fixed and opposite to the vibration detection unit, the vibration detection unit is directly connected to the vibration detection unit.
  • the transmitted component is small, and the attenuated vibration is transmitted to the vibration detecting unit.
  • the vibration detecting means outputs to the signal processing means a signal generated by the vibration detecting section in accordance with the magnitude of the transmitted vibration.
  • the signal processing unit performs predetermined signal processing on an output signal of the vibration detection unit and outputs the processed signal to a determination unit.
  • the determination unit determines presence or absence of a human body on the seat based on an output of the signal processing unit. .
  • the vibration detecting unit when the human body is seated on the seat, the vibration detecting unit is sandwiched between the cushioning material and the bottom surface of the seat pad of the seat so that the seated human body does not feel its presence. To the vibration detection means attached Vibration of the body is transmitted. However, since the cushioning material has a through hole and the vibration detection unit is disposed so as to cover the through hole, vibration of the vibration detection unit is caused by vibration from the sheet pad. Large vibration is transmitted without disturbing free vibration.
  • vibration detecting means unnecessary vibration components other than the human body transmitted from a seat frame or the like supporting the seat pad are also transmitted to the vibration detecting means, but the vibration components are absorbed and attenuated by the cushioning material of the vibration detecting means.
  • the cushioning member has the through-hole and the vibration detection unit is disposed so as to cover the through-hole, the component directly transmitted to the vibration detection unit is small, and the attenuated vibration is further reduced.
  • the vibration detecting means outputs a signal generated by the vibration detecting section in accordance with the magnitude of the transmitted vibration to a signal processing means.
  • the signal processing unit performs predetermined signal processing on an output signal of the vibration detection unit and outputs the signal to a determination unit.
  • the determination unit determines the presence or absence of a human body on the seat based on an output of the signal processing unit.
  • the vibration detecting unit when the human body is seated on the seat, the vibration detecting unit is sandwiched between the cushioning material and the bottom surface of the seat pad of the seat so that the seated human body does not feel the presence.
  • the vibration of the human body is transmitted to the vibration detecting means attached to the vehicle, but since the cushioning member has a plurality of spaces in a portion where the vibration detecting unit vibrates, the cushioning member has a plurality of spaces. Larger vibrations are transmitted without hindering free vibrations caused by vibrations.
  • vibration detecting means outputs to the signal processing means a signal generated by the vibration detecting section according to the magnitude of the transmitted vibration.
  • the signal processing unit performs predetermined signal processing on an output signal of the vibration detection unit and outputs the processed signal to a determination unit.
  • the determination unit determines presence or absence of a human body on the seat based on an output of the signal processing unit.
  • the vibration detecting unit when the human body is seated on the seat, the vibration detecting unit is sandwiched between the cushioning material and the bottom surface of the seat pad of the seat so that the seated human body does not feel the presence.
  • the vibration of the human body is transmitted to the vibration detecting means attached to the vehicle.
  • unnecessary vibration components other than the human body transmitted from a seat frame or the like supporting the seat pad are also transmitted to the vibration detection means.
  • this vibration component is absorbed and attenuated by the cushioning material of the vibration detection means.
  • the surface of the cushioning material that comes into contact with the vibration detection unit is configured to absorb vibration more easily than the opposite side, so that components directly transmitted to the vibration detection unit are further reduced, and the attenuation is extremely reduced.
  • the transmitted vibration is transmitted to the vibration detection unit.
  • the vibration detecting means outputs to the signal processing means a signal generated by the vibration detecting section in accordance with the magnitude of the transmitted vibration.
  • the signal processing unit performs predetermined signal processing on an output signal of the vibration detection unit and outputs the signal to a determination unit.
  • the determination unit determines presence or absence of a human body on the seat based on an output of the signal processing unit. I do.
  • the vibration detecting unit when the human body is seated on the seat, the vibration detecting unit is sandwiched between the cushioning material and the bottom surface of the seat pad of the seat so that the seated human body does not feel the presence.
  • the vibration of the human body is transmitted to the vibration detecting means attached to the vehicle.
  • unnecessary vibration components other than the human body transmitted from a seat frame or the like supporting the seat pad are also transmitted to the vibration detection means.
  • this vibration component is absorbed and attenuated by the cushioning material of the vibration detection means.
  • the cushioning member is made of at least two or more different materials, and the surface on which the vibration detecting section contacts is made of a material that absorbs vibration more easily than the opposite side.
  • the component directly transmitted to the vibration detecting unit is further reduced, and the greatly attenuated vibration is transmitted to the vibration detecting unit.
  • the vibration detecting means outputs to the signal processing means a signal generated by the vibration detecting section according to the magnitude of the transmitted vibration.
  • the signal processing unit performs predetermined signal processing on an output signal of the vibration detection unit and outputs the signal to a determination unit.
  • the determination unit determines presence or absence of a human body on the seat based on an output of the signal processing unit. .
  • the vibration detecting unit when the human body is seated on the seat, the vibration detecting unit is sandwiched between the cushioning material and the bottom surface of the seat pad of the seat so that the seated human body does not feel the presence.
  • the vibration of the human body is transmitted to the vibration detecting means attached to the vehicle.
  • unnecessary vibration components other than the human body transmitted from a seat frame or the like supporting the seat pad are also transmitted to the vibration detection means.
  • this vibration component is absorbed and attenuated by the cushioning material of the vibration detection means.
  • the cushioning material is made of a foam material
  • the foaming density is smaller on the surface side where the vibration detecting means is in contact than on the opposite side, so that the component directly transmitted to the vibration detecting unit is further reduced,
  • the very attenuated vibration is transmitted to the vibration detecting section.
  • the vibration detector outputs a signal generated by the vibration detector according to the magnitude of the transmitted vibration to a signal processor.
  • the signal processing unit performs predetermined signal processing on the output signal of the vibration detection unit and outputs the signal to a determination unit.
  • the determination unit determines the presence or absence of a human body on the seat based on the output of the signal processing unit.
  • the vibration detecting unit when the human body is seated on the seat, the vibration detecting unit is sandwiched between the cushioning material and the bottom surface of the seat pad of the seat so that the seated human body does not feel the presence.
  • the vibration of the human body is transmitted to the vibration detecting means attached to the vehicle.
  • unnecessary vibration components other than the human body transmitted from a seat frame or the like supporting the seat pad are also transmitted to the vibration detection means.
  • this vibration component is absorbed and attenuated by the cushioning material of the vibration detection means.
  • the cushioning member is made of materials having different hardnesses, and the vibration detecting section Since the surface side that contacts is higher in hardness than the opposite side, the component that is directly transmitted to the vibration detection unit is further reduced, and extremely damped vibration is transmitted to the vibration detection unit.
  • the vibration detecting means outputs to the signal processing means a signal generated by the vibration detecting section in accordance with the magnitude of the transmitted vibration.
  • the signal processing means performs predetermined signal processing on an output signal of the vibration detection unit and outputs the signal to a determination means.
  • the determination means determines presence or absence of a human body on the seat based on an output of the signal processing means. I do.
  • FIG. 1 is an external plan view of a film-shaped pressure sensor 1 of a conventional human body detection device
  • FIG. 2 is a block diagram of the human body detection device
  • FIG. 3 is a seat for use in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram of the device
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of an acceleration sensor of the device
  • FIG. 6 is a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram of the seat equipped with the human body detecting device for a seat in the example
  • FIG. 7 is a block diagram of the same
  • FIG. 8 is vibration detection means of the human body detecting device for a seat in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional perspective view of a seat equipped with the device
  • FIG. 10 is a perspective view of vibration detection means of the human body detecting device for a seat according to the fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a sectional perspective view of a seat equipped with the device
  • FIG. 12 is an oblique view of the vibration detecting means of the human body detecting device for a seat according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view of the vibration detecting means of the human body detecting device for a seat according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a perspective view showing the mounting of the human body detecting device for a seat according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view of vibration detection means of the human body detecting device for a seat according to the fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a sectional perspective view of a seat equipped with the device
  • FIG. 12 is an oblique view of the vibration
  • FIG. 15 is a perspective view of the vibration detecting means of the device
  • FIG. 16 is a block diagram of the device
  • FIG. 17 (a) is a diagram of the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 (b) is a perspective view of a portion of a seat equipped with the human body detecting device for a seat
  • FIG. 17 (b) is a perspective view of a part of the seat equipped with the human body detecting device
  • FIG. 18 is a seat for a seat according to a ninth embodiment of the present invention.
  • Fig. 19 (a) is a cross-sectional view of a seat equipped with a human body detection device.
  • FI G.19 (b) is a perspective view of the surface of the vibration detection means of the device where the vibration detection unit is not fixed
  • FI G.19 (c) is a sectional view taken along the line AA of the vibration detecting means of the device.
  • FIG. 3 is a sectional perspective view of a seat on which the human body detecting device for a seat according to the first embodiment of the present invention is mounted
  • FIG. 4 is a block diagram of the human body detecting device for a seat according to the present embodiment. That is, 5 'in the figure is an acceleration sensor used as the vibration detecting means 5, 15 is a cloth for the seat 19, 16 is a seat pad, 17 is a seat spring, 18 is a seat frame, 20 is a power supply, 21 Denotes a resistor circuit, 6 denotes signal processing means, and 10 denotes judgment means.
  • the signal processing means 6 includes an amplifying means 8, a filter 7, and a smoothing means 9.
  • an acceleration sensor 5 ' that distorts a resistor by acceleration caused by vibration and converts this strain into an electric signal as a resistance change is used.
  • the seat 19 is fixed on a seat spring 17 constituting the seat 19 at a predetermined distance r or more from the contact surface with the human body of the seat 19 via the outer cloth 15 and the seat pad 16.
  • r is a distance at which the presence of the acceleration sensor 5 'is not felt by the human body sitting on the seat 19, and is longer as the outer hardness of the acceleration sensor 5' is higher and the seat pad 16 is softer ( growing.
  • the seat spring 17 is fixed to the seat spring 17 below the seat pad 16.
  • the seat spring 17 is generally formed using a metal wire, the seat 19 is already mounted on this seat. It is configured so that it cannot be felt by the human body sitting on the spring 17, has the same hardness, and has an appropriate shape without extreme protrusions, and can be felt by the human body if it is fixed to the seat spring 17 Can be placed in this fixed position without disturbing the seating It is.
  • Fig. 5 shows a sectional view of the acceleration sensor 5 '.
  • the acceleration sensor 5 ′ includes a beam 22, a support 23 supporting the beam 22, a resistor 24 disposed on the beam 22, and both ends of the resistor 24.
  • a terminal 26 electrically connected to the terminal, a base 26 serving as a substrate for these structures, a case 27 protecting the structures, and a liquid filler 28 filling the space in the case 27.
  • such acceleration sensors 5 ' are installed at four places on the seating surface side and four places on the back side of the seat spring 17 as shown in FIG. 3 to detect vibration of the human body. I have. The required performance can be exhibited even if the acceleration sensor 5 'is installed only on the back side or only on the backrest side to detect vibration of the human body.
  • the vibration is transmitted to the seat spring 1 ⁇ through the outer cloth 15 and the seat pad 16 of the seat 19 and vibrates, and the vibration is fixed to the seat spring 17 by this vibration.
  • the acceleration sensor 5 ′ also vibrates, receiving the acceleration of this vibration, the beam received by the sensor 22 is amplified by the beam 22 in the acceleration sensor 5 ′, and the resistor fixed to the surface of the beam 22 24, the resistance of the resistor 24 changes due to the strain caused by the vibration of the beam 22. Even if the human body is at rest, slight micromotions occur in the human body due to respiration and heartbeat, and the vibrations caused by the micromotions also cause the resistance of the resistor 24 to change through the above-described path.
  • a voltage is applied to the resistor 24 in advance from the power source 20 via the resistor circuit 21, and the acceleration sensor 5 ′ receives the acceleration due to the vibration of the seat spring 17, and the resistance of the resistor 24 changes. Then, the voltage at both ends of the resistor 24 changes, and this voltage change is amplified by the amplifying means 8 of the signal processing means 6, filtered to the required frequency component by the filter 7, and further smoothed by the smoothing means 9. The result is output to the judging means 10.
  • the judging means 10 judges the presence or absence of a human body on the seat 19.
  • the acceleration sensor 5 'used here is configured to amplify the vibration by the beam 22.
  • a groove 29 is provided in a part of the beam 22 to make it possible to detect even a slight vibration, but the beam 22 is easily vibrated. Since the strength is reduced, the case 27 needs to have a robust structure in order to protect the beam 22 from an externally applied impact when seated. Therefore, if it is installed near the table cloth 15, the seated person's body will feel uncomfortable and the seating feeling will be worsened, so it could not be installed near the table cloth 15 in the conventional configuration. By fixing to the seat spring 17 which is a certain distance r away from the outer cloth 15, the influence on the seating feeling can be eliminated.
  • the vibration applied to the acceleration sensor 5 ′ is reduced by a certain distance r from the top cloth 15, but the shape and the material hardly affect the seating feeling, so the configuration of the acceleration sensor 5 ′ is free.
  • the degree of sensitivity is increased, and a measure for improving the sensitivity can be achieved by increasing the size of the resistor 24 and the like. As a result, it is possible to obtain sufficient sensitivity for detecting a human body without approaching the table cloth 15.
  • the sensitivity of the acceleration sensor 5 ' is improved by not only forming the groove portion 29 in the beam portion 22 but also providing a weight 30 at the tip of the beam portion 22.
  • the present invention fixes the acceleration sensor 15 ′ to a part of the seat 19, which is at least a certain distance from the seat surface, and detects vibration of the human body, so that the degree of freedom of the configuration of the acceleration sensor 5 ′ is increased.
  • This makes it possible to take various measures to improve the sensitivity of the acceleration sensor 5 ', which has little effect on the feeling of sitting and can reliably detect the human body. This has the effect of providing a means.
  • the acceleration sensor 5 ' is fixed to the seat spring 17 below the seat pad 16 by the above-described operation.
  • the seat spring 17 is generally formed using a metal wire. Since the seat 19 is configured so as not to be felt by the human body already seated on the seat spring 17, if the acceleration sensor 5 'has the same hardness as the seat spring 17, If you fix it to the seat spring 17, you can feel it None. Therefore, most acceleration sensors 5 'can be placed in this position without disturbing the seating if the shape is appropriate, even if there are no extreme protrusions. This has the effect of increasing the degree of freedom in designing the equipment.
  • the acceleration sensor 5 ′ is protected by the seat pad 16.
  • the acceleration sensor 5 ′ is protected by the seat pad 16.
  • the acceleration sensor Even if water such as water use is spilled on the surface of the seat 19, or if a lit cigarette is dropped, since the seat pad 16 is interposed between the seat 19 and the seat surface, the acceleration sensor The heat of water and tobacco is difficult to be transferred to 1-5 ', which has the effect of reducing the risk of destruction or failure.
  • the acceleration sensor 5 ′ is used as the vibration detecting means 5, but other than the acceleration sensor 1, a physical change due to vibration such as displacement or strain is converted into an electric signal by a piezoelectric element or the like. Any structure can be used as long as the sensitivity can be improved by the configuration, and the invention is not intended to limit the vibration detection means 5.
  • Fig. 6 shows a cross-sectional perspective view of a seat using the human body detecting device for a seat of the present embodiment
  • Fig. 7 shows a block diagram of the human body detecting device for a seat of the present embodiment.
  • the vibration detecting means 5 is a flexible piezoelectric element 5 ′ ′′
  • the vibration detecting means 5 is provided between the seat pad 16 and the seat frame 18. The point is that they are arranged in contact.
  • the piezoelectric element 5 '' is made of a piezoelectric material, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF) in the form of a film, and metal electrodes are deposited on both sides of the film. Use what you have done. In this case, although depending on the direction of polarization, in general, the piezoelectric element 5 '' generates a voltage output in response to a change in tension in the longitudinal direction of the strip by polarization in the thickness direction of the piezoelectric element 5 ''. The present embodiment also uses this configuration. Many ordinary seats have a simple structure in which a seat pad 16 is directly embedded in a seat frame 18 and covered with a top cloth 15 as shown in FIG.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • the vibration detection means 5 inserted into the seat pad 16 to detect the vibration of the human body without affecting the sitting feeling? Or, it will be fixed and installed on the surface of the seat pad 16, but in general, the seat pad 16 tends to become brittle due to aging, and the rigid body held by the seat pad 16 will not be seated after a certain period of time. There was a problem that the seat pad 16 could be cracked because of the inability to withstand the impact of the vibration, and the vibration detecting means 5 could easily fall off from the fixed position of the seat pad 16.
  • the vibration detecting means 5 is a flexible piezoelectric element 5 ′′, and the vibration detecting means 5 is provided between the seat pad 16 and the seat frame 18 by the seat pad 16. They are arranged in contact.
  • the piezoelectric element 5 is a flexible piezoelectric element, it can be disposed in close contact with the uneven surface of the sheet pad 16, and the sheet pad 16 and the sheet frame can be provided. It is possible to efficiently detect the vibration of the seat pad 16 generated in the slight gap of 18 and convert it to a voltage.In addition, the human body is seated on the seat 19 and the seat pad 16 is Even if the piezoelectric element 5 ′′ is deformed due to the pressure of the sheet pad 16, the sheet pad 16 is hardly subjected to excessive stress following the deformation of the seat pad 16 because it is flexible. Percent This can be prevented.
  • the voltage generated by the piezoelectric element 5 ′′ is amplified by the amplification means 8 of the signal processing means 6, filtered to a required frequency component by the filter 17, further smoothed by the smoothing means 9, and determined by the determination means 10.
  • the determination means 10 determines the presence or absence of a human body on the seat 19.
  • the present invention uses the flexible piezoelectric element 5 ′′ as the vibration detecting means 5, so that the seat 19 without the seat spring 17 can be less affected by the seating feeling and the seat pad 1 can be reduced. There is little stress concentration on a part of 6, and even if the seat pad 16 becomes brittle due to aging, there is an effect that the occurrence of cracks due to the piezoelectric element 5 '' 'is reduced.
  • a film-shaped piezoelectric element is used as the piezoelectric element 5 ′′ used as the vibration detecting means 5, but a coaxial cable type piezoelectric element obtained by processing PVDF into a tube also exists. May be used as the vibration detecting means 5.
  • the piezoelectric element need not be a piezoelectric element as long as it is flexible and can detect vibration.For example, the same applies when a strain gauge on which a resistance changes when a strain is applied on a film is used. With this configuration, a human body detection device for a seat can be realized.
  • FIG. 8 shows a perspective view of the vibration detecting means of the human body detecting device for a seat of the present embodiment
  • FIG. 9 shows a sectional perspective view of a seat using the same.
  • This embodiment is different from the second embodiment in that the vibration detecting means 5 is provided on a band 31 placed under a seat pad 16 of a seat 19, and the band 31 is a sheet.
  • the ends 32, 33 are fixed to a part of the seat frame 18 so that tension is applied according to the load received from the pad 16.
  • the other configuration is the same as that of the second embodiment, and a detailed description is omitted.
  • a PET film having high strength and low elongation is used as the band 31.
  • the vibration detecting means 5 is composed of the same piezoelectric element 5 ′′ as that of the second embodiment, but the vibration such as displacement and strain is small due to a small acceleration sensor and a strain cage. Any device that can convert a physical change due to the vibration into an electric signal may be used, and the invention is not intended to limit the vibration detecting means 5. Further, in the present embodiment, the vibration detection means 5 itself is not necessarily required to have flexibility.
  • PET film is used as the band 31, but any other material such as a stainless steel plate or flexible carbon fiber can be used as long as the material has the required strength and is flexible. May be.
  • the vibration is transmitted to the sheet pad 16 via the surface cloth 15 of the seat 19 and vibrates.
  • the vibration also causes the belt 31 to vibrate.
  • the belt 31 is fixed to a part of the seat frame 18 so that a tension corresponding to the load received from the seat pad 16 is applied to the belt 31.
  • the vibrations of both the sheet pad 16 and the band 31 in contact with the piezoelectric element 5 ′′ are efficiently transmitted.
  • the piezoelectric element 5 ′′ vibrates and undergoes deformation, a voltage corresponding to the magnitude of the vibration is generated.
  • the voltage generated by the piezoelectric element 5 ′′ is amplified by the amplifying means 8 of the signal processing means 6, filtered to a required frequency component by the filter 7, further smoothed by the smoothing means 9, and determined by the determining means 1. 0, and the presence / absence of a human body on the seat 19 is determined by the determination means 10.
  • the belt 31 is fixed to a part of the seat frame 18 so that tension is applied by receiving a load from the sheet pad 16 according to the present embodiment. 1, the vibration of the sheet pad 16 is reliably transmitted, and the vibration of both the sheet pad 16 and the band 31 in contact with the piezoelectric element 5 ′′ are efficiently transmitted. There is an effect when the sensitivity is improved. Furthermore, since the vibration detecting means 5 is arranged on the belt 31, the vibration detecting means 5 is not necessarily required to be flexible, and the degree of freedom when selecting the vibration detecting means 5 can be increased.
  • the band 31 is fixed to the seat frame 18.
  • fixing brackets are provided at both ends of the band 31 and tightened with screws or fixed by welding.
  • FIG. 10 shows a perspective view of the vibration detecting means of the human body detecting device for a seat of this embodiment
  • FIG. 11 shows a sectional perspective view of a seat equipped with the device.
  • This embodiment is different from the third embodiment in that the vibration detecting means 5 fixes the flexible piezoelectric element 5 ′′ and the sheet frame 18 to tension on the piezoelectric element 5 ′′.
  • it has a tension applying section 34, 35 for applying a force.
  • the tension applying sections 34, 35 also serve as fixed portions to the seat frame 18, and when the seat 19 is assembled, the load from the seat pad 16 and the seat frame 1 are applied to the piezoelectric element 5 '' ''.
  • a fixed tension is applied by fixing to 8.
  • the other configuration is the same as that of the second embodiment, and a detailed description is omitted.
  • both ends of the piezoelectric element 5 ′′ are fixed to the seat frame 18 via the tension applying sections 34 and 35, and are sandwiched between the seat pad 16 and the seat frame 18.
  • the piezoelectric element 5 ′′ used here generates a voltage output in response to a change in tension in the longitudinal direction, as in the second embodiment. This is to make better use of its original performance.
  • the piezoelectric element 5 ′′ is sandwiched between the seat pad 16 and the seat frame 18, the seat pad 16 and the seat Deformation due to the vibration caused by friction between the pad 16 and the sheet frame 18 is suppressed.By applying tension, the deformation caused by the vibration of the piezoelectric element 5 '' The sensitivity to the vibration of the piezoelectric element 5 ′′ is improved by increasing the amount of electric charge generated by the vibration even when the vibration is small.
  • the voltage generated by the piezoelectric element 5 ′′ is amplified by the amplification means 8 of the signal processing means 6, filtered to a required frequency component by the filter 7, further smoothed by the smoothing means 9, and output to the determination means 10. Then, the presence or absence of a human body on the seat 19 is determined by the determination means 10.
  • the present invention applies the tension to the flexible piezoelectric element 5 ′′ by the tension applying sections 34 and 35, so that the original piezoelectric performance of the piezoelectric element 5 ′′ can be utilized.
  • the vibration is suppressed by the friction between the seat pad 16 and the sheet frame 18, the amount of charge generated by the vibration can be increased, and the vibration generated by the piezoelectric element 5 ′ ′′ can be reduced.
  • the effect is that the sensitivity can be improved.
  • the piezoelectric element 5 '' is fixed to the sheet frame 18 by the tension applying parts 34, 35, so that the piezoelectric element 5 '' is not displaced in the proper position. It is fixed to and can continuously detect the vibration of the human body.
  • the seat frame 18 is formed from a metal plate material, the seat frame 18 is configured so that a seated human body does not feel the sheet frame 18, and therefore, tension is applied to the piezoelectric element 5 ′′. Even when the piezoelectric element 5 ′ is provided between the seat pad 16 and the seat frame 18, the human body hardly feels the piezoelectric element 5 ′′.
  • the tension applying portions 34 and 35 are fixed to the edge of the seat frame 18.
  • the tension applying portions 34 and 35 are fixed to the uneven portion of the surface of the seat frame 18, Seat if seat with spring 17 It may be fixed to the spring 17.
  • the fixing method may be such that the edges of the tension applying sections 34, 35 and the seat frame 18 may be tightened or welded with screws, or a key may be attached to the ends of the tension applying sections 34, 35.
  • the vibration detecting means 5 does not apply a tension higher than a predetermined set value to the piezoelectric element 5 ′′.
  • the present invention has a tension control unit 36 for limiting the tension applied to the piezoelectric element 5 ′′.
  • the other configuration is the same as that of the fourth embodiment, and the detailed description is omitted here.
  • the tension control unit 36 is formed of a member having dimensions longer than the piezoelectric element 5 ′′ and smaller in extensibility than the piezoelectric element 5 ′′, for example, a stainless steel plate, and its ends 38, 39.
  • the ends 38 and 39 are formed integrally with tension applying portions 34 and 35 which also serve as fixing portions to the seat frame 18.
  • the tension control section 36 is not limited to a stainless steel plate, but may be made of other materials and shapes, such as a Piano wire or a resin film having low extensibility, as long as it satisfies the above dimensions and extensibility. May be.
  • both ends of the piezoelectric element 5 ′′ are fixed to the sheet frame 18 via the tension applying sections 34 and 35, and are fixed when the piezoelectric element 5 ′′ is sandwiched between the seat pad 16 and the seat frame 18.
  • the piezoelectric element 5 ′′ used here generates a voltage output in response to a change in tension in the longitudinal direction, as in the second embodiment. This is to make better use of its original performance. Also, since the piezoelectric element 5 ′′ is sandwiched between the seat pad 16 and the seat frame 18, the seat pad 16 and the seat frame The deformation caused by the vibration caused by the friction between the piezoelectric element 5 '' and the vibration caused by the vibration is suppressed by applying tension to the piezoelectric element 5 ''.
  • the sensitivity of the piezoelectric element 5 ′′ to vibration is improved by increasing the amount of charge generated by the vibration.
  • the generated voltage of the piezoelectric element 5 ′′ is amplified by the amplification means 8 of the signal processing means 6, filtered to a required frequency component by the filter 7, further smoothed by the smoothing means 9, and sent to the determination means 10. Then, the presence or absence of a human body on the seat 19 is determined by the determination means 10. Excessive tension may be applied to the piezoelectric element 5 '' due to a shock or the like when the human body is seated.For such an excessive tension, the tension control unit 36 sets a value equal to or more than the preset value.
  • the tension applied to the piezoelectric element 5 ′′ is limited so that the tension of the piezoelectric element 5 ′′ is not applied to the piezoelectric element 5 ′′.
  • the stainless steel plate used for the tension control unit 36 is longer in size than the piezoelectric element 5 ′′ and more extensible than the piezoelectric element 5 ′′. Since the piezoelectric element 5 ′′ is elongated by application of tension, the piezoelectric element 5 ′′ does not extend beyond the length of the tension control unit 36, and the piezoelectric element 5 ′′ is not broken.
  • the tension is applied to the piezoelectric element 5 '' to improve the sensitivity.However, for example, an excessive tension equal to or higher than the yield point is applied to the piezoelectric element 5 '' due to an impact at the time of sitting. However, there was a problem when the sensitivity of the piezoelectric element 5 ′′ was reduced or the piezoelectric element was broken. However, according to the present embodiment, the tension applied to the piezoelectric element 5 '' is controlled by the tension controller 36 so that the tension equal to or greater than the predetermined set value is not applied to the piezoelectric element 5 ''.
  • the tension control unit 36 is formed of a member that is longer in size than the piezoelectric element 5 ′′ and less extensible than the piezoelectric element 5 ′′, and is applied to the piezoelectric element 5 ′ with a simple and inexpensive configuration. This has the effect of controlling the applied tension.
  • the tension control unit 36 is formed of a member having a dimension longer than the piezoelectric element 5 ′′ and a smaller extensibility than the piezoelectric element 5 ′′.
  • a tension control unit 36 includes an elastic body that connects the piezoelectric element 5 ′′ and the sheet frame 18,
  • it may be configured to be formed by the coil springs 40 and 41.
  • one end 42, 43 of the coil springs 40, 41 is fixed to both ends of the piezoelectric element 5 '', and the other end 44, 45 is applied with tension for fixing to the seat frame. Parts 34 and 35 are fixed.
  • the spring constants of the coil springs 40 and 41 can be experimentally obtained. For example, a panel constant that easily expands with a tension equal to or lower than the yield point strength of the piezoelectric element 5 ′′ may be selected.
  • the length L 1 of the stainless steel plate used for the tension control unit 36 may be set to a range not less than L and not more than the length obtained by adding L to the piezoelectric element 5.
  • AL is small depending on the member used, there is a problem that high dimensional accuracy is required when molding L 1.
  • the coil springs 40 and 41 are used as described above, the tension applied to the piezoelectric element 5 '' is reduced because the coil springs 40 and 41 are stretched even when an excessive tension is applied. . In this case, forming the coil springs 40 and 41 does not require high dimensional accuracy. Therefore, there is an effect that the tension applied to the piezoelectric element 5 ′′ can be controlled with a simpler and cheaper configuration than in the fifth embodiment.
  • the elastic body used for the tension control unit 36 is not limited to the coil spring, but may be, for example, a member such as a leaf spring or a garbage member. Other members that satisfy the conditions may be used.
  • the tension control units are provided at both ends of the piezoelectric element 5 ′′, but may be provided only at one end.
  • the second, third, fourth, fifth, and sixth embodiments were applied to a seat without the seat spring 17, but the seat with the seat spring 17 as described in the first embodiment.
  • the vibration detecting means 5 having the tension applying sections 34 and 35 and the tension control section 36 may be applied.
  • the vibration detecting means 5 is arranged in the lateral direction of the seat frame 18, the vibration detecting means 5 may be arranged in the longitudinal direction of the seat frame 18, a plurality of them, or on the backrest side. .
  • the vibration detecting means 5 is composed of a flexible piezoelectric element 5 ′′, but for example, a flexible resistor is used.
  • a configuration in which a strain gauge or a non-flexible ceramic piezoelectric element is wrapped with a flexible resin film to have flexibility as a unit may be used. That is, any device may be used as long as it can amplify and output an electric signal by applying a tension, and the invention is not intended to limit the vibration detecting means 5.
  • FIG. 15 is a perspective view of the vibration detecting means 5 of the human body detecting apparatus for a seat according to the present embodiment.
  • the vibration detecting means 5 is composed of a flexible piezoelectric element 5 ′′ and a cushioning material 47, The element 5 ′′ is flexible and is fixed to the surface of the cushioning material 47.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the seat 19 to which the human body detecting device for a seat according to the present embodiment is mounted, and a piezoelectric element of vibration detecting means is provided on the bottom surface of the seat pad 16 on the seat surface of the seat 19. 5 ′′ is fixed so as to be in close contact with the cushioning material 47.
  • FIG. 16 is a block diagram of the human body detecting device for a seat according to the present embodiment.
  • the human body detecting device for a seat according to the present embodiment is mounted on an automobile seat.
  • the vibration detecting means 5 includes the piezoelectric element 5 ′ ′′ and the cushioning material 47, and the piezoelectric element 5 ′′ is sandwiched between the cushioning material 47 and the seat pad 16, and 6 to efficiently receive vibrations of the human body from the seating surface, while covering unnecessary vibrations from the seat frame 18 side with the cushioning material 47 covering the piezoelectric element 5 '' Therefore, even when the piezoelectric element 5 ′′ is sandwiched and pressed by the seat frame 18 supporting the seat pad 16 and the seat pad 16 when the person is seated, the seat surface transmitted from the seat frame 18 is also held down. Vibration from other sources is absorbed by the cushioning material 47, making it difficult to transmit to the piezoelectric element 5 ′, and the piezoelectric element 5 ′′ vibrates from the seat surface necessary to detect a person on the seat 19. Selectively.
  • the piezoelectric element 5 ′′ is mounted in close contact with the bottom surface of the seat pad 16. Therefore, as a material of the cushioning material 47, for example, A seat pad with a seating surface with a complex surface shape is often made of urethane, which has a flexible shape change that can easily adhere to the bottom of the seat, and has a slight problem in adhesiveness, but it is not advantageous in terms of cost but needs a cotton needle. It is desirable to use a material such as a punched felt that absorbs vibration and can adhere to a complex shape flexibly.
  • the hardness of the material affects the ease of transmission and the difficulty of transmission.Therefore, the optimum hardness for the mounting direction to the piezoelectric element 5 '' and the conditions used in the structure of the cushioning material 47 It is better to use one adjusted to
  • the cushioning material 47 and the seat pad 16 are fixed by using an ultra-thin double-sided tape that does not attenuate the vibration from the seat surface of the seat 19 transmitted by the seat pad 16 force,
  • the use of an adhesive that does not cure after bonding is effective.
  • the piezoelectric element 5 ′′ is adhered to the bottom surface of the seat pad 16, and the cushioning material 47 is sequentially attached thereon.
  • a method of attaching the piezoelectric element 5 ′ ′′ to the surface of the cushioning material 47 in advance, and attaching the integrated vibration detection means 5 as a unit to the bottom surface of the seat pad 16 may be used.
  • the human body detecting device for a seat is mounted on an automobile seat.
  • a plurality of filter means 7 1, 7 2... 7 n for extracting signals in different frequency ranges from the output of the vibration detecting means 5 and the outputs of these filter means 7 1, 7 2.
  • Determination means 10 for determining a person on the seat 19 based on the determination by the determination means 10 and an externally connected device (not shown) which operates based on the determination of the seating human body detection device of the present invention.
  • output means 46 for outputting a signal.
  • the filter means (1) ⁇ 1 to the filter means (n) 7 n are used to output a signal from the signal corresponding to the vibration detected by the vibration detection means 5. Natural vibration frequency components and vibration frequency components that are excited by driving And, and outputs to the determining means 1 0.
  • the determination of a person by the determination means 10 of the human body detecting apparatus for a seat according to the present embodiment is performed under the vibration environment of an automobile or the like because the human body on the seat 19 vibrates at the natural vibration frequency of the human, so that the vibration of the automobile It utilizes the fact that such a natural vibration component of a person occurs in addition to the component.
  • the filter means (1) for extracting the natural vibration frequency component f1 of the person The output of 71 is the same or larger than the output of the filter that extracts the vibration frequency component f2 of the vehicle.
  • the output of the seat 19 is the same as or larger than the output of 72.
  • the filter means for extracting the natural vibration frequency component f1 of the person (1) 7 1 The output of the filter 1 becomes smaller, but the filter means for extracting the vibration frequency component f2 of the vehicle (2) 7 2 Output does not change, so check the difference between the two outputs It is determined whether the human ones on the seat 1 9, or non-human by the.
  • the vibration frequency component of a person is usually in the range from 3 Hz to 10 Hz, while the vibration frequency of a vehicle is often before and after that. Therefore, a band-pass filter capable of setting a bandwidth is effective as the filter means 7 for separating the two.
  • FIG. 17A is a cross-sectional view of a seat on which the vibration detecting means of the present invention is mounted
  • FIG. 17B is a perspective view of a portion where the vibration detecting means of the seat is mounted.
  • the seat 19 used in this embodiment has a configuration in which a seat pad 16 is held by a seat spring 17 which is connected to a seat frame 18 and a seat frame 18.
  • the vibration detecting means 5 includes a flexible piezoelectric element 5 ′′ and a cushioning material 47, and the piezoelectric element 5 ′ Is fixed to the cushioning material 47, and the cushioning material 47 is arranged so that the surface of the cushioning material 47 to which the piezoelectric element 5 "is fixed is in contact with the bottom of the sheet pad 16 together with the piezoelectric element 5".
  • the seat pad 16 is fixed to the seat spring 11 connected to the seat frame 10 holding the seat pad 16.
  • the piezoelectric element 5 '' of the vibration detecting means 5 is in contact with the seat pad 16, but when a person is seated, the sheet pad 16 and the piezoelectric element 5 '' are subjected to pressure by a human body. Close contact makes it easy to receive vibrations from the seating surface of the seat 19, and vibrations other than the seating surface of the seat 19 transmitted from the seat spring 17 are absorbed by the cushioning material 47 and transmitted to the piezoelectric element 5 ''. It is becoming difficult.
  • the seat pad 16 makes contact with the piezoelectric element 5 '', but the seat 19 does not receive much pressure and the seat pad 16 is not applied.
  • the attachment of the vibration detecting means 5 to the seat spring 17 does not require adhesion to the seat spring 17, and the seat spring 17 is often made of wire material and does not have a wide flat surface. It is preferable to use a C-ring or the like to wrap around several parts of the cushioning material around the seat spring 17 and fix it, rather than fixing it with an agent or double-sided tape, in order to secure it more securely.
  • the vibration detecting means 5 is fixed to the seat spring 17, but the same effect can be obtained by a configuration in which the vibration detecting means 5 is fixed to the seat frame 18 holding the seat spring 17. Therefore, the human body detecting device for a seat of the present embodiment can be applied to a seat in which the seat spring 17 is used only for a part of the seat or a seat without the seat spring 17 at all, and similar effects can be expected.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of a seat on which the human body detecting device for a seat according to the present embodiment is mounted
  • FIG. 19 is a perspective view and a cross-sectional view of a vibration detecting means of the human body detecting device.
  • the cushioning material 47 has a concave portion 48 on the surface thereof, and the cushioning material 47 has a surface opposite to the surface with the concave portion 48.
  • a flexible piezoelectric element 5 ′′ is fixed as a vibration detecting portion at a position facing the concave portion 48 of the surface, and the cushioning material 47 is provided on the side of the cushioning material 47 where the piezoelectric element 5 ′′ is fixed.
  • the piezoelectric element 5 ′′ is attached to the bottom surface of the seat pad 16 together with the piezoelectric element 5 ′′.
  • the piezoelectric element 5 ′′ of the vibration detecting means 5 is fixed to the bottom surface of the seat pad 16, so that Also, as in the seventh embodiment of the present invention, since the piezoelectric element 5 ′′ is covered with the cushioning material 47, the seat pad 16 and the seat pad 1 are seated when a person is seated. Vibration other than the seat surface of the seat 19 transmitted from the seat frame 18 even when pressed against the seat frame 18 supporting the 6 The piezoelectric element 5 ′′ is selectively absorbed by the cushioning material 47, and is hardly transmitted to the piezoelectric element 5 ′′, so that the piezoelectric element 5 ′′ selectively receives vibration from the seat surface necessary for detecting a person on the seat 19.
  • the cushioning member 47 has a concave portion 48 behind the surface to which the piezoelectric element 5 ′′ is fixed, a gap is formed between the cushioning member 47 and the seat frame 18. Is done. Since this gap is located at a position facing the piezoelectric element 5 ′′ fixed to the cushioning member 47, the piezoelectric element 5 ′′ is not obstructed by the seat frame 18 and the cushioning member 47 from vibrating operation. Vibration is caused by the vibration transmitted from the seat surface, and a larger signal according to the vibration of the seat surface can be output from the piezoelectric element 5 ′′.
  • the peripheral portion 47 A of the concave portion 48 side of the buffer material 47 of FIG. 19 has a hardness higher than that of the other portions of the buffer material 47. It is made of low material, so the low hardness part absorbs the vibration and the vibration is not transmitted to the high hardness part, so the vibration is more easily absorbed, and the seat pad supports the seat pad 16 Unnecessary vibrations transmitted from the frame 18 from portions other than the seat surface of the seat 19 are not easily transmitted to the piezoelectric element 5 ′ ′′.
  • the portion other than the peripheral portion 47 A of the concave portion on the concave portion 48 side in the cushioning material 47 has high hardness and is hard to absorb vibration, so that the received vibration is easily transmitted, and the piezoelectric element 5 ′ If the cushioning material 47 is in contact with the seat pad 16 that is not in direct contact with the cushion pad 4, the vibration of the seat pad 16 is transmitted and the cushioning material 47 vibrates. Vibration can be transmitted to the piezoelectric element 5 ′′ fixed to 7.
  • the cushioning material 47 of the present embodiment having the above-mentioned effects is composed of two members, one of which is a single flat sponge having a square through hole formed in the center thereof.
  • the peripheral part of the concave part is 47 A, and the other is a flat cushioning material with higher hardness than the peripheral part of the concave part.
  • a cushioning material having a hardness lower than that of the surface on the side opposite to the surface having the concave portion 48 with the peripheral portion 47A of the concave portion can be easily formed.
  • the concave portion 48 is used, but a through hole penetrating the cushioning material 47 may be used.
  • one large concave portion 48 is provided in this embodiment, a configuration in which a plurality of smaller concave portions 48 are provided may be employed.
  • the thickness of the cushioning material 47 between the concave portions 48 becomes a beam to support the piezoelectric element 5 ′′, The adhesion of the element 5 ′′ to the seat pad 16 can be increased, and the sensitivity to vibration can be improved.
  • the piezoelectric element 5 '' can be prevented from peeling off the seat pad 16, the piezoelectric element 5 '' does not peel off from the seat pad 16 even when used for a long time, and the number of failures can be reduced. There is an effect that can be.
  • the concave portion 48 may penetrate. Further, a configuration in which a plurality of through holes and concave portions are combined may be used, and the same effect is obtained.
  • the concave portion 48 is provided and the peripheral portion 47 A of the concave portion is made of a material having low hardness, but the concave portion 48 is not provided, and the piezoelectric element 5 ′ ′′ of the cushioning material 47 is fixed.
  • the use of a material whose hardness is lower than the material of the surface to which the piezoelectric element 5 ′′ is fixed on the entire surface opposite to the surface on which the piezoelectric element 5 ′ is fixed attenuates unnecessary vibration components transmitted from the seat frame 18.
  • the effect of selectively receiving the vibration from the seat surface of the seat 19 used to determine the presence of the human body in the piezoelectric element 5 ′′ can be obtained.
  • the foaming rate is partially changed with a foaming material to fix the piezoelectric element 5 ′′.
  • the same effect can be obtained even if the molding is performed so that the hardness differs between the side and the opposite side.
  • the same effect can be obtained not only by such a foam material but also by any material that can partially change vibration transmission by one material.
  • An arbitrary shape can be obtained by a shaping mold, and complicated formation of the concave portion 48 and formation of the cushioning material 47 according to the shape of the seat pad 16 can be easily performed.
  • many airtight small air bags are used, and these are connected to each other. Even if they are not connected to each other, such as in a larger frame or bag, they are connected to each other.
  • a cushioning material having a configuration that does not separate can also correspond to various shapes.
  • the cushioning material 47 is fixed to the seat spring 17 held on the seat frame 18, but may be directly fixed to the seat frame 18. The same effect can be achieved with a seat without a seat.
  • the vibration detecting means 5 is disposed in the lateral direction of the seat frame 18, but may be disposed in the vertical direction of the seat frame 18, or a plurality of vibration detecting means may be disposed. Or on the backrest side.
  • the vibration detecting means is constituted by a flexible piezoelectric element 5 ′, but for example, a strain gauge using a flexible resistor is used.
  • a configuration may be adopted in which a non-flexible ceramic piezoelectric element is wrapped with a flexible resin film to have flexibility as a unit.
  • materials that are not flexible may be used, as long as the applied vibration can be converted into an electric signal. It is not intended to limit the vibration detecting means 5 to any object.
  • an automobile seat may be used as a seat on which the seat human body detection device of the present invention is mounted, but this is taken as a representative example of a seat in a vibration environment.
  • Any type of seat such as a train car or a work seat in a factory, can be used as long as it is in a vibrating environment.Furthermore, even in a normal environment, vibration can be detected when people pass nearby. Since the vibrations are applied to the means, seat occupants who do not make false detections due to these vibrations
  • a body detection device can be provided, and it is not particularly limited to a vibration environment. In any case, the purpose of the invention is not to limit the use of the seat.
  • the following effects can be obtained by the seat human body detection device of the present invention.
  • the vibration detecting means is arranged in a part of the seat where the human body sitting on the seat does not sense the presence, and detects the vibration of the human body, it is possible to increase the degree of freedom of the configuration of the vibration detecting means. Therefore, it is possible to provide a human body detecting means which has little influence on a sitting feeling and can surely detect a human body.
  • the seat pad protects against various stresses such as large force from the seat on the vibration detection means, moisture spilled on the seat, and the influence of tobacco heat.
  • a human body detection device can be provided.
  • the signal processing means has a plurality of filter means for dividing the output signal of the vibration detection means into a plurality of signals having different frequency components and outputting the divided signals, the seating feeling is inhibited even in a vibration environment such as an automobile seat.
  • a human body detecting device for a seat that can reliably detect a person without performing the operation.
  • vibration detection means is fixed to the seat spring, most vibration detection means can be placed in this position without disturbing the seating feeling if the shape is appropriate.
  • the degree of freedom in design is further improved in arranging the seats.
  • the vibration detecting means is disposed in contact with the bottom surface of the seat pad, a seat without a seat spring does not disturb the seating feeling, and it is only necessary to attach the seat pad to the back surface of the seat pad.
  • a human body detection device for a seat that can be easily mounted on a seat.
  • the belt is fixed to a part of the sheet frame so that tension is generated in accordance with the load received from the seat pad. Vibration is reliably transmitted, and the vibration of both the sheet pad and the band in contact with the vibration detection means is efficiently transmitted, so that a highly sensitive human body detecting device for a seat can be provided.
  • the vibration of the seat pad is reliably transmitted to the belt and the vibration detecting means is provided.
  • the vibration of both the sheet pad and the band in contact with each other is efficiently transmitted, and a highly sensitive human body detecting device for a seat can be provided.
  • the tension is applied to the piezoelectric element by the tension applying section, the original piezoelectric performance of the piezoelectric element can be utilized, and the vibration is suppressed by the friction between the seat pad and the seat frame.
  • vibration can be transmitted efficiently, and the sensitivity to vibration of the piezoelectric element can be improved, so that a highly sensitive human body detecting device for a seat can be provided.
  • the tension control unit limits the tension applied to the piezoelectric element so as not to apply a tension higher than a predetermined set value to the piezoelectric element. It is possible to provide a human body detecting device for a seat that is highly sensitive and has few failures, without any reduction in sensitivity or breakage of elements.
  • the tension control section is made of a member that is longer in size than the piezoelectric element and less extensible than the piezoelectric element, the tension applied to the piezoelectric element can be controlled with a simple and inexpensive configuration, and high sensitivity and piezoelectricity can be achieved. It is possible to provide a human body detection device for a seat that has less trouble due to breakage of an element or the like.
  • the tension control section is made of an elastic body that connects the piezoelectric element to the seat frame or the sheet spring, high dimensional accuracy is not required for molding, and the tension is applied to the piezoelectric element with a simpler and cheaper configuration. It is possible to provide a human body detection device for a seat, which can control the tension, has high sensitivity, and has few troubles due to breakage of the piezoelectric element.
  • the vibration detecting means comprises a vibration detecting section and a cushioning material, and the vibration detecting section Since the structure is sandwiched between the bottom of the pad and the cushioning material, unnecessary vibrations transmitted from the seat frame etc. from other than the seat surface of the seat are absorbed by the cushioning material and transmitted to the vibration detecting means, and the vibration detecting means It is possible to selectively receive vibration from a seating surface necessary for detecting a person, and to provide a human body detection device for a seat that can be easily attached to a seat and has good sensitivity.
  • the vibration detecting means includes a vibration detecting section and a cushioning material, and the vibration detecting section is fixed to the cushioning material, and the side of the cushioning material to which the vibration detecting means is fixed is in contact with the bottom surface of the seat pad of the seat.
  • the vibration detecting means can be easily attached to the seat, and unnecessary vibrations transmitted from the seat frame and the like from other than the seat surface of the seat are absorbed by the cushioning material and transmitted to the vibration detecting means.
  • the vibration detecting means can selectively receive vibration from the seat surface necessary for detecting a person on the seat, and can provide a seat body detecting device which is easy to attach to the seat and has high sensitivity.
  • the vibration detection unit is fixed to the surface of the cushioning material, and the surface of the cushioning material on which the vibration detection unit is fixed is arranged so as to contact the bottom surface of the seat pad of the seat, and the seat pad of the seat is also provided.
  • the vibration detection means can be easily attached to the seat because it is fixed to the seat frame holding the seat or the seat spring connected to the seat frame, and there is no case where there is a human body on the seat and there is nothing on the seat It is possible to increase the difference between the signals transmitted in the case and the case, and it is possible to provide a human body detection device for a seat that is easily attached to a seat and has high sensitivity.
  • the cushioning material has a space in which the vibration detecting section vibrates, the vibration of the vibration detecting section due to the vibration of the human body transmitted from the seat pad force is not obstructed, and the vibration from the seat surface transmitted from the seat frame is not impeded. Unnecessary vibrations are not directly transmitted to the vibration detection unit due to the space of the cushioning material, but are transmitted in an attenuated manner, so the vibration detection means uses vibration from the seat surface necessary to detect a person on the seat. Therefore, a highly sensitive human body detecting device for a seat can be provided.
  • the cushioning material has a concave portion on the surface, and the vibration detecting section is fixed at a position facing the concave portion on the opposite side of the surface with the concave portion, and the surface of the cushioning material where the vibration detecting portion is fixed is together with the vibration detecting portion. Since it is configured to contact the seat pad of the seat, it does not hinder the vibration of the vibration detection unit due to the vibration of the human body transmitted from the seat pad. As a result, the vibration is not directly transmitted to the vibration detection unit but is transmitted in an attenuated manner, so that the vibration detection means can selectively receive vibration from the seat surface necessary for detecting a person on the seat.
  • a highly sensitive human body detecting device for a seat can be provided.
  • the cushioning member has a through hole and the vibration detecting section is arranged so as to cover the through hole of the cushioning member, the vibration of the vibration detecting section due to the vibration of the human body transmitted from the seat pad is not hindered.
  • unnecessary vibration transmitted from the seat surface other than the seat surface transmitted from the seat frame is attenuated without being directly transmitted to the vibration detection unit by the through hole of the cushioning material. Since vibrations from the seating surface necessary for detecting the vibration can be selectively received, a highly sensitive human body detecting device for a seat can be provided.
  • the cushioning material has a plurality of spaces in a portion where the vibration detecting section vibrates, the vibration of the vibration detecting section due to the vibration of the human body transmitted from the seat pad is not hindered and transmitted from the seat frame. Unnecessary vibrations other than from the seat surface are attenuated and transmitted to the vibration detection unit without being directly transmitted to the vibration detection unit by the multiple spaces of the cushioning material. Vibration from the surface can be selectively received, so that a highly sensitive human body detecting device for a seat can be provided.
  • the flesh of the cushioning material between the plurality of spaces supports the vibration detecting unit, the vibration detecting unit does not come off from the seat pad, and it is possible to provide a human body detecting device for a seat with less trouble.
  • the cushioning material has a non-uniform structure and the vibration detection means is in contact with the vibration detection means more easily than the opposite side, vibration is transmitted from the seat frame.
  • the part that easily absorbs the vibration of Absorbed and attenuated and transmitted to the vibration detection means the vibration detection means can selectively receive vibration from the seat surface necessary to detect a person on the seat, and for highly sensitive seats A human body detection device can be provided.
  • the cushioning material is made of at least two or more different materials, and the material on the surface to which the vibration detecting means is fixed is made easier to absorb vibration than the material on the opposite side, it is transmitted from the seat frame. Unnecessary vibrations from other than the seat surface are absorbed by the vibration-absorbing portion of the cushioning material that is easily absorbed and transmitted to the vibration detection means in an attenuated manner. Vibration from the seat surface can be selectively received, and a highly sensitive human body detecting device for a seat can be provided.
  • the cushioning material is made of a foam material and the foam density on the surface to which the vibration detecting means is fixed is smaller than the foam density material on the opposite side, the cushion material is not provided from the seat surface transmitted from the seat frame. Unnecessary vibration is absorbed by the portion of the cushioning material that easily absorbs vibration, and is attenuated and transmitted to the vibration detecting means. For this reason, the vibration detecting means can selectively receive the vibration from the seat surface required for detecting a person on the seat, and a highly sensitive human body detecting device for a seat can be provided.
  • the cushioning material is made of materials with different hardnesses, and the surface on which the vibration detection unit comes into contact has a higher hardness than the opposite side, so unnecessary vibrations transmitted from the seat frame other than from the seat surface are buffered.
  • the vibration of the material is absorbed by the part that is easy to absorb, and is attenuated and transmitted to the vibration detection means.
  • the vibration detecting means can selectively receive the vibration from the seat surface necessary for detecting a person on the seat, and a highly sensitive human body detecting device for a seat can be provided.

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Description

明 細 書
発明の名称
座席用人体検出装置
技術分野
本発明は、 座席上の人体の有無を振動により検出する座席用人体検出装 置、 及び振動検出手段の構成に関するものである。
背景技術
近年、 人に対する快適性、 並びに安全性の向上が求められており、 中で も人の存在する限られた空間の環境を個別にコントロールする方法は、 快 適性や安全性の面で高い効果が得られるため、 さまざまな機器や手法の開 発が進められている。 加えて、 限られた空間の環境をコントロールする機 器を、 人がその空間に存在する場合にのみ動作させることは、 省エネルギ 一や機器の消耗軽減の面において効果があるため、 様々な方法でその空間 における人の検出が行なわれている。
従来のこの種の座席用人体検出装置を以下に示す。 例えば DE. PAT. No. 42 37072では、 F I G. 1に示すようなフィルム状圧力センサ 1を用い、 これ を座席の表布下に配置することにより座席用人体検出装置が構成されてい た。 フィルム状圧力センサ 1は、 基盤フィルム上にそれぞれが導体 2によ り電気的に並列に接続された複数の感圧抵抗体 3が配置されたもので、 導 体 2は端末部 4の 2つの端子に接続され、端子間の抵抗値を調べることによ りフィルム状圧力センサ 1に加えられた圧力を検出することができる。 す なわちこの構成により、 人体が座席上に着座すると体重による圧力が複数 の感圧抵抗体 3のいずれかに加えられ、 圧力の加えられた感圧抵抗体 3の 抵抗値が低下することにより全体の抵抗値を示す端末部 4の 2つの端子間 の抵抗値が低下して、 この抵抗値の低下を検出することにより座席上の人 体の存在が検出される。
しかしながら、 このような構成では、 物が座席上に置かれた場合でも、 物の重量により感圧抵抗体 3の抵抗値が低下してしまい、 誤つた検出がな されてしまうという課題があった。 また、 フィルム状圧力センサ 1を座席 の表布から離れた位置に設置すると、 表布から離れるほど人体により加え られる圧力が分散するため、 感圧抵抗体 3の感度を高くする必要があり、 これを避けるために表布に近づけて設置しょうとすると、 その場合は、 人 体にその存在が感じられて着座感を悪化させ、 感度と着座感の両立が困難 となる課題があった。 さらに、 フィルム状圧力センサ 1を座席に取り付け る場合、 正規の位置からずれるなどして感圧抵抗体 3の一部に圧力が加え られた状態になると、 感圧抵抗体 3の抵抗が低下して常に人体が存在して いると判定してしまうため、 これを避けるために座席への取り付け作業に 慎重さが求められるという課題があつた。
また、 US. PAT. No. 5, 404, 128では、 F I G . 2に示すように、 振動検出手 段 5を用いて、 これを座席内に装着し、 人体の体動や呼吸等による振動を 電気信号に変換し、 この信号を信号処理手段 6で処理することにより、 座 席上の物体が人体か否かを判定している。 ここでは、 振動検出手段 5とし てフィルム状の圧電素子を用い、 これによつて人体の場合に発生する呼吸 や心拍等の生理現象に起因する微振動を検出することにより、 これらの振 動の発生しない物が置かれた場合と区別できるため、 座席上に人がいる場 合のみ確実に人と判定できた。 また、 本従来例では、 この人体検出装置が 乗用車の座席に装着されており、 このような振動環境下におかれる場合で は、 座席に人がいる場合、 加振される振動周波数の振動とともに人体の固 有振動数の振動成分も大きく現れ、 この振動成分は、 座席上に物が置かれ ている場合や何もない場合では、 出現しないか出現してもレベルが低いた め、 人がいる場合とそれ以外の場合とで明確な差が現れる。 したがって、 信号処理手段 6に 2つのフィルタ 7 a、 7 bを設け、 第 1のフィル夕 7 aは人 の固有振動に起因する信号成分を濾波し、第 2のフィル夕 7 bは車の振動に よる信号成分を濾波するようにフィル夕特性を設定し、 判定手段 1 0では これらの出力を用いて車の振動の中から人の振動成分を取り出して判定す るので、 座席上に人が存在する場合のみ確実に人と判定できる。 なお、 こ こでは第 1、 第 2のフィル夕 7 a、 7 bの出力はそれぞれ、 増幅手段 8 a、 8 bで増幅され、 さらに、 平滑化手段 9 a、 9 bにより平滑化されて判定手段 1 0に出力されており、 また、 判定手段 1 0により判定された座席上の人の 有無の情報は、 自動車の制御手段 1 1に出力され、 制御手段 1 1は人の有 無の情報に基づいて、 走行手段 1 2や、 座席制御手段 1 3や、 警告手段 1 4を制御している。
しかしながら、 このような場合でも、 振動検出手段 5の感度と着座感の 両立の問題は未解決であった。 また、 上記 2つの従来例においては、 フィ ルム状圧力センサ 1や振動検出手段 5を表布近くに設置した場合、 座席上 で水をこぼしたり、 火のついた煙草などを誤って落としたりしたときに、 フィルム状圧力センサ 1や振動検出手段 5は水分や熱による影響を容易に 受け、 所定の性能を発揮できなくなる場合がある等の課題があった。 発明の開示
本発明は上記課題を解決するものであり、その第 1の目的は、座席に設置 しても着座感を悪化させない座席用人体検出装置を提供することにある。 また、第 2の目的は、故障の少ない座席用人体検出装置を提供することに ある。
また、 第 3の目的は、 感度の高い座席用人体検出装置を提供することに ある。
さらに、 第 4の目的は、 座席への取り付けが容易な座席用人体検出装置 を提供することにある。
上記第 1、 第 2の目的を達成するために、 本発明の座席用人体検出装置 は、 座席に着座した人体の振動を検出する振動検出手段と、 前記振動検出 手段の出力を処理する信号処理手段と、 前記信号処理手段の出力により前 記座席上の人体の有無を判定する判定手段とからなり、 前記振動検出手段 は前記座席に着座した人体がその存在を感じない前記座席の一部分に配設 されるようにしたものである。
また、 上記第 1の目的を達成するために、 本発明の座席用人体検出装置 は、 信号処理手段は、 振動検出手段の出力信号を周波数成分の異なる複数 の信号に分割して出力する複数のフィル夕手段を持つようにしたものであ る。
また、 上記第 1、 第 4の目的を達成するために、 本発明の座席用人体検 出装置は、 座席はシートスプリングを持ち、 振動検出手段は前記シートス プリングに固定して配設されるようにしたものである。
また、 上記第 1、 第 4の目的を達成するために、 本発明の座席用人体検 出装置は、 座席はシートパッドを持ち、 振動検出手段は前記シートパッド の底面に接触して配設されるようにしたものである。
また、 上記第 3の目的を達成するために、 本発明の座席用人体検出装置 は、 座席はシートパッドとこのシートパッドを保持するシートフレームを 持ち、 振動検出手段は前記シートパッドの下に設置された帯状体に配設さ れ、 前記帯状体は前記シートフレームに連結されることにより前記シート パッドからの荷重に応じて張力が印加されるようにしたものである。 また、 上記第 3の目的を達成するために、 本発明の座席用人体検出装置 は、 座席はシ一トパッドとこのシートパッドを保持するシートスプリング を持ち、 振動検出手段は前記シ一トパッドの下に設置された帯状体に配設 され、 前記帯状体は前記シートスプリングに連結されることにより前記シ 一トパッドからの荷重に応じて張力が印加されるようにしたものである。 また、 上記第 3の目的を達成するために、 本発明の座席用人体検出装置 は、 座席はシートパッドを保持するシートフレームを持ち、 また、 振動検 出手段は外力により電荷を発生する圧電素子とこの圧電素子に張力を印加 する張力印加部とを有し、 前記張力印加部は前記圧電素子と前記シートフ レームとを連結することにより前記圧電素子に前記シ一トパッドからの荷 重に応じた張力を印加するようにしたものである。
また、上記第 3の目的を達成するために、本発明の座席用人体検出装置は、 座席はシートパッドを保持するシ一トスプリングを持ち、 また、 振動検出 手段は外力により電荷を発生する圧電素子とこの圧電素子に張力を印加す る張力印加部とを有し、 前記張力印加部は前記圧電素子と前記シートスプ リングとを連結することにより前記圧電素子に前記シ一卜パッドからの荷 重に応じた張力を印加するようにしたものである。
また、 上記第 2の目的を達成するために、 本発明の座席用人体検出装置 は、 振動検出手段は、 圧電素子に印加される張力を制限する張力制御部を 有するようにしたものである。
また、 上記第 2の目的を達成するために、 本発明の座席用人体検出装置 は、 張力制御部は、 圧電素子より寸法が長くかつ前記圧電素子より伸張性 の小さぃ部材からなり、 その両端は前記圧電素子の両端と連結されるよう にしたものである。
また、 上記第 2の目的を達成するために、 本発明の座席用人体検出装置 は、 張力制御部は、 圧電素子の端部とシートフレームとを連結する弾性体 を有するようにしたものである。
また、 上記第 2の目的を達成するために、 本発明の座席用人体検出装置 は、 張力制御部は、 圧電素子の端部とシートスプリングとを連結する弾性 体を有するようにしたものである。
また、 上記第 1、 第 3、 第 4の目的を達成するために、 本発明の座席用 人体検出装置は、 振動検出手段は、 加えられた振動に応じて電気信号を出 力する振動検出部と、 加えられた振動を吸収する緩衝材とからなり、 前記 振動検出部はシートパッドの底面と前記緩衝材に挟まれるようにしたもの である。
また、 上記第 3、 第 4の目的を達成するために、 本発明の座席用人体検出 装置は、 振動検出部は緩衝材の表面に固定され、 前記緩衝材の前記振動検 出部が固定される面は前記振動検出部とともにシートパッドの底面に取り 付けられるようにしたものである。
また、 上記第 3、第 4の目的を達成するために、 本発明の座席用人体検出 装置は、 座席はシートパッドを保持するシートフレームを持ち、 振動検出 部は緩衝材の表面に固定され、 前記緩衝材の前記振動検出部が固定される 面は前記振動検出部が前記シートパッドに接触するように配置されるとと もに、 前記シートフレームに取り付けられるようにしたものである。
また、 上記第 3、 第 4の目的を達成するために、 本発明の座席用人体検出 装置は、 座席はシートパッドを保持するシートスプリングを持ち、 振動検 出部は緩衝材の表面に固定され、 前記緩衝材の前記振動検出部が固定され る面は前記振動検出部が座席のシ一トパッドに接触するように配置される とともに、前記シートスプリングに取り付けられるようにしたものである。 また、 上記第 3の目的を達成するために、 本発明の座席用人体検出装置 は、 緩衝材はその表面に固定された振動検出部が振動する空間を持つよう にしたものである。
また、 上記第 3の目的を達成するために、 本発明の座席用人体検出装置 は、 空間は、 緩衝材の一面に設けられた凹部であり、 振動検出部は前記緩 衝材の前記凹部と反対面の前記凹部に対向する位置に配置され、 前記緩衝 材の前記振動検出部が配設される面側は、 前記振動検出部とともに座席の シートパッドの底面に接触して取り付けられるようにしたものである。 また、 上記第 3の目的を達成するために、 本発明の座席用人体検出装置 は、 空間は、 緩衝材に設けられた貫通穴であり、 前記振動検出部は前記緩 衝材の前記貫通穴を覆うように配置され、 前記緩衝材の前記振動検出部が 配置される面側は、 前記振動検出部とともに座席のシートパッドの底面に 接触して取り付けられるようにしたものである。
また、 上記第 2、第 3の目的を達成するために、 本発明の座席用人体検出 装置は、 空間は複数空間であるようにしたものである。 また、 上記第 3の目的を達成するために、 本発明の座席用人体検出装置 は、 緩衝材は構造が均一ではなく、 振動検出手段が接触する面側はその反 対側より振動を吸収しやすいようにしたものである。
また、 上記第 3の目的を達成するために、 本発明の座席用人体検出装置 は、緩衝材は少なくとも 2種類以上の異なる材質で構成され、振動検出手段 が接触する面側はその反対側より振動を吸収しやすい材質を用いるように したものである。
また、 上記第 3の目的を達成するために、 本発明の座席用人体検出装置 は、 緩衝材は発泡材からなり、 振動検出手段が接触する面側はその反対側 より発泡密度が小さくなるようにしたものである。
また、 上記第 3の目的を達成するために、 本発明の座席用人体検出装置 は、 緩衝材は硬度の異なる材質からなり、 振動検出部が接触する面側はそ の反対側より硬度が高くなるようにしたものである。
本発明の座席用人体検出装置は上記構成により以下のような作用を有す る。
すなわち、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると 着座した人体がその存在を感じない前記座席の一部分に配設された振動検 出手段に人体の振動が伝達され、 前記振動検出手段は伝達された振動の大 きさに応じて信号を発生し、 この信号を信号処理手段に出力する。 前記信 号処理手段は前記振動検出手段の出力信号に所定の信号処理を行って判定 手段に出力し、 前記判定手段は前記信号処理手段の出力に基づいて前記座 席上の人体の有無を判定する。
また、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると着座 した人伴がその存在を感じない前記座席の一部分に配設された振動検出手 段に人体の振動が伝達され、 前記振動検出手段は伝達された振動の大きさ に応じて信号を発生し、 この信号を信号処理手段に出力する。 前記信号処 理手段はその内部にある複数のフィル夕一が前記振動検出手段の出力信号 を周波数成分の異なる複数の信号に分割して出力する等の信号処理を行つ て判定手段に出力し、 前記判定手段は前記信号処理手段の複数の出力に基 づいて前記座席上の人体の有無を判定する。
また、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると着座 した人体がその存在を感じない座席のシ一トスプリングに固定された振動 検出手段に人体の振動が伝達され、 前記振動検出手段は伝達された振動の 大きさに応じて信号を発生し、 この信号を信号処理手段に出力する。 前記 信号処理手段は前記振動検出手段の出力信号に所定の信号処理を行って判 定手段に出力し、 前記判定手段は前記信号処理手段の出力に基づいて前記 座席上の人体の有無を判定する。
また、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると着座 した人体がその存在を感じない前記座席のシートパッドの底面に接触して 配置された振動検出手段に人体の振動が伝達され、 前記振動検出手段は伝 達された振動の大きさに応じて信号を発生し、 この信号を信号処理手段に 出力する。 前記信号処理手段は前記振動検出手段の出力信号に所定の信号 処理を行って判定手段に出力し、 前記判定手段は前記信号処理手段の出力 に基づいて前記座席上の人体の有無を判定する。
また、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると着座 した人体がその存在を感じない前記座席のシ一トパッドの底面に接触して 設置され、 かつ、 前記シートパッドからの荷重に応じて張力が発生するよ うにシ一トフレームに連結された帯状体に人体の荷重に応じた張力が印加 されるとともに人体の振動が伝達され、 この振動が前記帯状体に配設され た振動検出手段に伝達され、 前記振動検出手段は伝達された振動の大きさ に応じて信号を発生し、 この信号を信号処理手段に出力する。 前記信号処 理手段は前記振動検出手段の出力信号に所定の信号処理を行って判定手段 に出力し、 前記判定手段は前記信号処理手段の出力に基づいて前記座席上 の人体の有無を判定する。 また、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると着座 した人体がその存在を感じない前記座席のシ一トパッドの底面に接触して 設置され、 かつ、 前記シートパッドからの荷重に応じて張力が発生するよ うにシ一トスプリングに連結された帯状体に人体の荷重に応じた張力が印 加されるとともに人体の振動が伝達され、 この振動が前記帯状体に配設さ れた振動検出手段に伝達され、 記振動検出手段は伝達された振動の大きさ に応じて信号を発生し、 この信号を信号処理手段に出力する。 前記信号処 理手段は前記振動検出手段の出力信号に所定の信号処理を行って判定手段 に出力し、 前記判定手段は前記信号処理手段の出力に基づいて前記座席上 の人体の有無を判定する。
また、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると、 着 座した人体がその存在を感じないようにシートパッドの底面に接触して配 設された圧電素子は、 前記座席のシートフレームと前記圧電素子を連結し た張力印加部により前記シートパッドからの荷重に応じて張力が印加され るとともに、 人体の振動が伝達され、 前記圧電素子は伝達された振動の大 きさに応じて信号を発生し、 この信号を信号処理手段に出力する。 前記信 号処理手段は前記振動検出手段の出力信号に所定の信号処理を行って判定 手段に出力し、 前記判定手段は前記信号処理手段の出力に基づいて前記座 席上の人体の有無を判定する。
また、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると、 着 座した人体がその存在を感じないようにシートパッドの底面に接触して配 設された圧電素子は、 前記座席のシートスプリングと前記圧電素子を連結 した張力印加部により前記シートパッドからの荷重に応じて張力が印加さ れるとともに、 人体の振動が伝達され、 前記圧電素子は伝達された振動の 大きさに応じて信号を発生し、 この信号を信号処理手段に出力する。 前記 信号処理手段は前記振動検出手段の出力信号に所定の信号処理を行って判 定手段に出力し、 前記判定手段は前記信号処理手段の出力に基づいて前記 座席上の人体の有無を判定する。
また、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると、 着 座した人体がその存在を感じないようにシートパッドの底面に接触して配 設された圧電素子は、 前記座席のシ一トフレームまたはシ一トスプリング と前記圧電素子を連結した張力印加部により前記シートパッドからの荷重 に応じて張力が印加されるとともに、 人体の振動が伝達され、 前記圧電素 子は伝達された振動の大きさに応じて信号を発生し、 この信号を信号処理 手段に出力する。 前記信号処理手段は前記振動検出手段の出力信号に所定 の信号処理を行って判定手段に出力し、 前記判定手段は前記信号処理手段 の出力に基づいて前記座席上の人体の有無を判定する。 一方、 着座時の衝 撃等により前記圧電素子に印加される過大張力に対しては、 張力制御部が 予め定められた設定値以上の張力を前記圧電素子に印加しないように前記 圧電素子に印加される張力を制限する。
また、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると、 着 座した人体がその存在を感じないようにシートパッドの底面に接触して配 設された圧電素子は、 前記座席のシートフレームまたはシ一トスプリング と前記圧電素子を連結した張力印加部により前記シートパッドからの荷重 に応じて張力が印加されるとともに、 人体の振動が伝達され、 前記圧電素 子は伝達された振動の大きさに応じて信号を発生し、 この信号を信号処理 手段に出力する。 前記信号処理手段は前記振動検出手段の出力信号に所定 の信号処理を行って判定手段に出力し、 前記判定手段は前記信号処理手段 の出力に基づいて前記座席上の人体の有無を判定する。 一方、 着座時の衝 撃等により前記圧電素子に印加される過大張力に対しては、 前記圧電素子 より寸法が長く前記圧電素子より伸張性の小さい部材からなりその両端は 前記圧電素子の両端と固定された張力制御部が、 予め定められた設定値以 上の張力を前記圧電素子に印加しないように前記圧電素子に印加される張 力を制限する。 また、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると、 着 座した人体がその存在を感じないようにシートパッドの底面に接触して配 設された圧電素子は、 前記座席のシ一卜フレームと前記圧電素子を連結し た張力印加部により前記シートパッドからの荷重に応じて張力が印加され るとともに、 人体の振動が伝達され、 前記圧電素子は伝達された振動の大 きさに応じて信号を発生し、 この信号を信号処理手段に出力する。 前記信 号処理手段は前記振動検出手段の出力信号に所定の信号処理を行って判定 手段に出力し、 前記判定手段は前記信号処理手段の出力に基づいて前記座 席上の人体の有無を判定する。 一方、 着座時の衝撃等により前記圧電素子 に印加される過大張力に対しては、 前記圧電素子の端部と前記シートフレ 一ムとを連結する弾性体からなる張力制御部が、 予め定められた設定値以 上の張力を前記圧電素子に印加しないように前記圧電素子に印加される張 力を制限する。
また、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると、 着 座した人体がその存在を感じないようにシートパッドの底面に接触して配 設された圧電素子は、 前記座席のシートスプリングと前記圧電素子を連結 した張力印加部により前記シートパッドからの荷重に応じて張力が印加さ れるとともに、 人体の振動が伝達され、 前記圧電素子は伝達された振動の 大きさに応じて信号を発生し、 この信号を信号処理手段に出力する。 前記 信号処理手段は前記振動検出手段の出力信号に所定の信号処理を行って判 定手段に出力し、 前記判定手段は前記信号処理手段の出力に基づいて前記 座席上の人体の有無を判定する。 一方、 着座時の衝撃等により前記圧電素 子に印加される過大張力に対しては、 前記圧電素子の端部と前記シートス プリングとを連結する弾性体からなる張力制御部が、 予め定められた設定 値以上の張力を前記圧電素子に印加しないように前記圧電素子に印加され る張力を制限する。
また、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると、 着 座した人体がその存在を感じないように、 振動検出部が緩衝材と前記座席 のシートパッドの底面に挟まれるように取り付けられた振動検出手段に人 体の振動が伝達される。 一方、 前記振動検出手段には前記シートパッドを 支えるシートフレーム等から伝わる人体以外の不要な振動成分も伝達され るが、 この振動成分は前記振動検出手段の前記緩衝材が吸収して減衰した 振動を前記振動検出部に伝達する。 前記振動検出手段は前記振動検出部が これらの伝達された振動の大きさに応じて発生させた信号を信号処理手段 に出力する。 前記信号処理手段は前記振動検出部の出力信号に所定の信号 処理を行って判定手段に出力し、 前記判定手段は前記信号処理手段の出力 に基づいて前記座席上の人体の有無を判定する。
また、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると、 着 座した人体がその存在を感じないように、 緩衝材の振動検出部が固定され た面が前記振動検出部とともに前記座席のシ一トパッドの底面に取り付け られた振動検出手段に人体の振動が伝達される。 一方、 前記振動検出手段 には前記シートパッドを支えるシートフレーム等から伝わる人体以外の不 要な振動成分も伝達されるが、 この振動成分は前記振動検出手段の前記緩 衝材が吸収して減衰した振動を前記振動検出部に伝達する。 前記振動検出 手段は前記振動検出部がこれらの伝達された振動の大きさに応じて発生さ せた信号を信号処理手段に出力する。 前記信号処理手段は前記振動検出部 の出力信号に所定の信号処理を行って判定手段に出力し、 前記判定手段は 前記信号処理手段の出力に基づいて前記座席上の人体の有無を判定する。 また、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると、 着 座した人体がその存在を感じないように、 緩衝材の振動検出部が固定され た面が前記振動検出部とともに前記座席のシートパッドの底面に接触する ように配置されるとともに、 前記シートパッドを保持するシートフレーム に取り付けられた振動検出手段に人体の振動が伝達される。 一方、 前記振 動検出手段には前記シートフレームから伝わる人体以外の不要な振動成分 も伝達されるが、 この振動成分は前記振動検出手段の前記緩衝材が吸収し て減衰した振動を前記振動検出部に伝達する。 前記振動検出手段は前記振 動検出部がこれらの伝達された振動の大きさに応じて発生させた信号を信 号処理手段に出力する。 前記信号処理手段は前記振動検出部の出力信号に 所定の信号処理を行って判定手段に出力し、 前記判定手段は前記信号処理 手段の出力に基づいて前記座席上の人体の有無を判定する。
また、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると、 着 座した人体がその存在を感じないように、 緩衝材の振動検出部が固定され た面が前記振動検出部とともに前記座席のシートパッドの底面に接触する ように配置されるとともに、 前記シートパッドを支えるシートスプリング に取り付けられた振動検出手段に人体の振動が伝達される。 一方、 前記振 動検出手段には前記シ一トスプリングから伝わる人体以外の不要な振動成 分も伝達されるが、 この振動成分は前記振動検出手段の前記緩衝材が吸収 して減衰した振動を前記振動検出部に伝達する。 前記振動検出手段は前記 振動検出部がこれらの伝達された振動の大きさに応じて発生させた信号を 信号処理手段に出力する。 前記信号処理手段は前記振動検出部の出力信号 に所定の信号処理を行って判定手段に出力し、 前記判定手段は前記信号処 理手段の出力に基づいて前記座席上の人体の有無を判定する。
また、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると、 着 座した人体がその存在を感じないように、 振動検出部が緩衝材と前記座席 のシートパッドの底面に挟まれるように取り付けられた振動検出手段に人 体の振動が伝達されるが、 前記緩衝材は前記振動検出部が振動する部分に 空間を有しているため、 前記振動検出部の前記シートパッドからの振動に よる自由な振動を妨げず、 大きな振動が伝達される。 一方、 前記振動検出 手段には前記シートパッドを支えるシートフレーム等から伝わる人体以外 の不要な振動成分も伝達されるが、 この振動成分は前記振動検出手段の前 記緩衝材が吸収して減衰するが、 さらに、 前記緩衝材は前記振動検出部が 振動する部分に前記空間を有しているため、 前記振動検出部には直接伝達 される成分が少なく、さらに減衰させた振動を前記振動検出部に伝達する。 前記振動検出手段は前記振動検出部がこれらの伝達された振動の大きさに 応じて発生させた信号を信号処理手段に出力する。 前記信号処理手段は前 記振動検出部の出力信号に所定の信号処理を行って判定手段に出力し、 前 記判定手段は前記信号処理手段の出力に基づいて前記座席上の人体の有無 を判定する。
また、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると、 着 座した人体がその存在を感じないように、 振動検出部が緩衝材と前記座席 のシートパッドの底面に挟まれるように取り付けられた振動検出手段に人 体の振動が伝達されるが、 前記緩衝材は前記振動検出部を固定している面 と反対側の前記振動検出部の対向する部分に凹部を有しているため、 前記 振動検出部の前記シートパッドからの振動による自由な振動をあまり妨げ ず、 大きな振動が伝達される。 一方、 前記振動検出手段には前記シートパ ッドを支えるシートフレーム等から伝わる人体以外の不要な振動成分も伝 達されるが、 この振動成分は前記振動検出手段の前記緩衝材が吸収して減 衰するが、 さらに、 前記緩衝材は前記振動検出部を固定している面と反対 側の前記振動検出部の対向する部分に前記凹部を有しているため、 前記振 動検出部には直接伝達される成分が少なく、 さらに減衰させた振動を前記 振動検出部に伝達する。 前記振動検出手段は前記振動検出部がこれらの伝 達された振動の大きさに応じて発生させた信号を信号処理手段に出力する。 前記信号処理手段は前記振動検出部の出力信号に所定の信号処理を行って 判定手段に出力し、 前記判定手段は前記信号処理手段の出力に基づいて前 記座席上の人体の有無を判定する。
また、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると、 着 座した人体がその存在を感じないように、 振動検出部が緩衝材と前記座席 のシ一トパッドの底面に挟まれるように取り付けられた振動検出手段に人 体の振動が伝達されるが、 前記緩衝材は貫通穴を持ち前記振動検出部は前 記貫通穴を覆うように配置されているため、 前記振動検出部の前記シ一ト パッドからの振動による自由な振動を妨げず、 大きな振動が伝達される。 一方、 前記振動検出手段には前記シートパッドを支えるシートフレーム等 から伝わる人体以外の不要な振動成分も伝達されるが、 この振動成分は前 記振動検出手段の前記緩衝材が吸収して減衰するが、 さらに、 前記緩衝材 は前記貫通穴を持ち前記振動検出部は前記貫通穴を覆うように配置されて いるため、 前記振動検出部には直接伝達される成分が少なく、 さらに減衰 させた振動を前記振動検出部に伝達する。 前記振動検出手段は前記振動検 出部がこれらの伝達された振動の大きさに応じて発生させた信号を信号処 理手段に出力する。 前記信号処理手段は前記振動検出部の出力信号に所定 の信号処理を行って判定手段に出力し、 前記判定手段は前記信号処理手段 の出力に基づいて前記座席上の人体の有無を判定する。
また、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると、 着 座した人体がその存在を感じないように、 振動検出部が緩衝材と前記座席 のシートパッドの底面に挟まれるように取り付けられた振動検出手段に人 体の振動が伝達されが、 前記緩衝材は前記振動検出部が振動する部分に複 数の空間を有しているため、 前記振動検出部の前記シートパッドからの振 動による自由な振動を妨げず、 さらに大きな振動が伝達される。 一方、 前 記振動検出手段には前記シートパッドを支えるシートフレーム等から伝わ る人体以外の不要な振動成分も伝達されるが、 この振動成分は前記振動検 出手段の前記緩衝材が吸収して減衰し、 さらに、 前記緩衝材は前記振動検 出部が振動する部分に前記複数の空間を有しているため、 前記振動検出部 には直接伝達される成分がさらに少なくなり、 非常に減衰した振動を前記 振動検出部に伝達する。 なお、 前記複数の空間の間には前記緩衝材の肉が あり、 これが前記振動検出部が前記シートパッドからはがれることを防止 するので、 前記振動検出部には長期的に安定して前記シートパッドからの 人体の振動が伝達される。 前記振動検出手段は前記振動検出部がこれらの 伝達された振動の大きさに応じて発生させた信号を信号処理手段に出力す る。 前記信号処理手段は前記振動検出部の出力信号に所定の信号処理を行 つて判定手段に出力し、 前記判定手段は前記信号処理手段の出力に基づい て前記座席上の人体の有無を判定する。
また、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると、 着 座した人体がその存在を感じないように、 振動検出部が緩衝材と前記座席 のシートパッドの底面に挟まれるように取り付けられた振動検出手段に人 体の振動が伝達される。 一方、 前記振動検出手段には前記シートパッドを 支えるシートフレーム等から伝わる人体以外の不要な振動成分も伝達され るが、 この振動成分は前記振動検出手段の前記緩衝材が吸収して減衰する が、 さらに、 前記緩衝材の前記振動検出部が接触する面側はその反対側よ り振動を吸収しやすい構成としているので、 前記振動検出部に直接伝達さ れる成分がさらに少なくなり、 非常に減衰した振動を前記振動検出部に伝 達する。 前記振動検出手段は前記振動検出部がこれらの伝達された振動の 大きさに応じて発生させた信号を信号処理手段に出力する。 前記信号処理 手段は前記振動検出部の出力信号に所定の信号処理を行って判定手段に出 力し、 前記判定手段は前記信号処理手段の出力に基づいて前記座席上の人 体の有無を判定する。
また、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると、 着 座した人体がその存在を感じないように、 振動検出部が緩衝材と前記座席 のシートパッドの底面に挟まれるように取り付けられた振動検出手段に人 体の振動が伝達される。 一方、 前記振動検出手段には前記シートパッドを 支えるシートフレーム等から伝わる人体以外の不要な振動成分も伝達され るが、 この振動成分は前記振動検出手段の前記緩衝材が吸収して減衰する が、 さらに、前記緩衝材は少なくとも 2種類以上の異なる材質で構成され、 前記振動検出部が接触する面側はその反対側より振動を吸収しやすい材質 を用いるので、前記振動検出部に直接伝達される成分がさらに少なくなり、 非常に減衰した振動を前記振動検出部に伝達する。 前記振動検出手段は前 記振動検出部がこれらの伝達された振動の大きさに応じて発生させた信号 を信号処理手段に出力する。 前記信号処理手段は前記振動検出部の出力信 号に所定の信号処理を行って判定手段に出力し、 前記判定手段は前記信号 処理手段の出力に基づいて前記座席上の人体の有無を判定する。
また、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると、 着 座した人体がその存在を感じないように、 振動検出部が緩衝材と前記座席 のシートパッドの底面に挟まれるように取り付けられた振動検出手段に人 体の振動が伝達される。 一方、 前記振動検出手段には前記シートパッドを 支えるシートフレーム等から伝わる人体以外の不要な振動成分も伝達され るが、 この振動成分は前記振動検出手段の前記緩衝材が吸収して減衰する が、 さらに、 前記緩衝材は、 発泡材からなり、 前記振動検出手段が接触す る面側はその反対側より発泡密度が小さいので、 前記振動検出部に直接伝 達される成分がさらに少なくなり、 非常に減衰した振動を前記振動検出部 に伝達する。 前記振動検出手段は前記振動検出部がこれらの伝達された振 動の大きさに応じて発生させた信号を信号処理手段に出力する。 前記信号 処理手段は前記振動検出部の出力信号に所定の信号処理を行って判定手段 に出力し、 前記判定手段は前記信号処理手段の出力に基づいて前記座席上 の人体の有無を判定する。
また、 本発明の座席用人体検出装置では、 人体が座席に着座すると、 着 座した人体がその存在を感じないように、 振動検出部が緩衝材と前記座席 のシートパッドの底面に挟まれるように取り付けられた振動検出手段に人 体の振動が伝達される。 一方、 前記振動検出手段には前記シートパッドを 支えるシートフレーム等から伝わる人体以外の不要な振動成分も伝達され るが、 この振動成分は前記振動検出手段の前記緩衝材が吸収して減衰する が、 さらに、 前記緩衝材は、 硬度の異なる材質からなり、 前記振動検出部 が接触する面側はその反対側より硬度が高いので、 前記振動検出部に直接 伝達される成分がさらに少なくなり、 非常に減衰した振動を前記振動検出 部に伝達する。 前記振動検出手段は前記振動検出部がこれらの伝達された 振動の大きさに応じて発生させた信号を信号処理手段に出力する。 前記信 号処理手段は前記振動検出部の出力信号に所定の信号処理を行って判定手 段に出力し、 前記判定手段は前記信号処理手段の出力に基づいて前記座席 上の人体の有無を判定する。
図面の簡単な説明
F I G. 1は従来の人体検出装置のフィルム状圧力センサ一の外観平面 図、 F I G. 2は同人体検出装置のブロック図、 F I G. 3は本発明の第 1の実施例における座席用人体検出装置を装着した座席の断面斜視図、 F I G. 4は同装置のブロック図、 F I G. 5は同装置の加速度センサの断 面図、 F I G. 6は本発明の第 2の実施例における座席用人体検出装置を 装着した座席の断面斜視図、 F I G. 7は同装置のブロック図、 F I G. 8は本発明の第 3の実施例における座席用人体検出装置の振動検出手段の 斜視図、 F I G. 9は同装置を装着した座席の断面斜視図、 F I G. 10 は本発明の第 4の実施例における座席用人体検出装置の振動検出手段の斜 視図、 F I G. 1 1は同装置を装着した座席の断面斜視図、 F I G. 12 は本発明の第 5の実施例における座席用人体検出装置の振動検出手段の斜 視図、 F I G. 13は本発明の第 6の実施例における座席用人体検出装置 の振動検出手段の斜視図、 F I G. 14は本発明の第 7の実施例における 座席用人体検出装置を装着した座席の断面図、 F I G. 15は同装置の振 動検出手段の斜視図、 F I G. 16は同装置のブロック図、 F I G. 17 (a) は本発明の第 8の実施例における座席用人体検出装置を装着した座 席の断面図、 F I G. 17 (b) は同装置を装着した座席の一部分の斜視 図、 F I G. 18は本発明の第 9の実施例における座席用人体検出装置を 装着した座席の断面図、 F I G. 19 (a) は同装置の振動検出手段の緩 衝材の振動検出部が固定される面側の斜視図、 F I G. 19 (b) は同装 置の振動検出手段の緩衝材の振動検出部が固定されてない面側の斜視図、 F I G. 19 (c) は同装置の振動検出手段の A— A部断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施例を F I G. 3〜F I G. 19の図面に基づいて説 明する。
F I G. 3に本発明の第 1の実施例の座席用人体検出装置を装着した座 席の断面斜視図、 F I G. 4に本実施例の座席用人体検出装置のブロック 図を示す。 すなわち、 図中の 5' は振動検出手段 5として用いる加速度セ ンサ、 15は座席 19の表布、 16はシ一トパッド、 17はシ一トスプリ ング、 18はシートフレーム、 また 20は電源、 21は抵抗回路、 6は信 号処理手段、 10は判定手段を示す。 ここで、 信号処理手段 6は増幅手段 8、 フィル夕一 7、 平滑化手段 9からなる。
本実施例では振動検出手段 5としては、 振動により生ずる加速度により 抵抗体をひずませ、 このひずみを抵抗変化として電気信号に変換する加速 度センサ 5' を用いており、 この加速度センサ 5' は、 座席 19の人体と の接触面から表布 15、 シートパッド 16を介して一定距離 r以上離れた 座席 19を構成するシートスプリング 17上に固定されている。 ここで、 rは、 座席 19に着座した人体に加速度センサ 5' の存在が人体に感じら れなくなる距離で、 加速度センサ 5' の外郭の硬度が高いほど、 シートパ ッド 16が柔らかいほど長く （大きく） なる。 本実施例ではシートパッド 16の下にあるシートスプリング 17に固定されているが、 シ一トスプリ ング 17は一般に金属製の線材を使用して構成されているため、 座席 19 はすでにこのシ一トスプリング 17に'着座した人体に感じられなくなるよ うに構成されており、 同様な硬度をもち、 かつ、 極端な突起部がない適切 な形状で、 シートスプリング 17に固定しておれば人体に感じられること はなく、 着座感を阻害することなしにこの固定位置に配置することが可能 である。
F I G . 5に加速度センサ 5 ' の断面図を示す。 図に示すように、 加速 度センサ 5 ' は、 梁部 2 2、 梁部 2 2を支持する支持台 2 3、 梁部 2 2に 配設された抵抗体 2 4、抵抗体 2 4の両端に電気的に接続された端子 2 5、 これらの構造物の基板となるベース 2 6、 前記構造物を保護するケース 2 7、 及びケース 2 7内の空間を埋める液体の充填材 2 8からなる。 本実施 例ではこのような加速度センサ 5 ' を F I G . 3に示すようにシ一トスプ リング 1 7の座面側 4箇所、 背面側 4箇所の計 8個所に設置し人体の振動 を検出している。 なお、 加速度センサ 5 ' は背面側のみ、 もしくは、 背も たれ側のみに設置して人体の振動を検出しても必要とされる性能を発揮さ せることは可能である。
上記構成による作用を説明する。 座席 1 9に人体が着座するとその振動 が座席 1 9の表布 1 5、 シ一トパッド 1 6を経てシ一トスプリング 1 Ίに 伝達されて振動し、 この振動によりシートスプリング 1 7に固定された加 速度センサ 5 ' も振動し、 この振動の加速度を受け加速度センサ 5 ' 内に ある梁部 2 2によりセンサ一が受けた振動が増幅されて梁部 2 2の表面に 固定された抵抗体 2 4に伝達され、 梁部 2 2の振動により生ずるひずみに より抵抗体 2 4の抵抗が変化する。 人体が安静にしても人体には呼吸や心 拍によるわずかな微体動が発生し、 この微体動による振動も上記の経路を 経て抵抗体 2 4の抵抗変化を生じさせる。 抵抗体 2 4には、 あらかじめ電 源 2 0から抵抗回路 2 1を経て電圧が印加されており、 加速度センサ 5 ' がシートスプリング 1 7の振動による加速度を受けて抵抗体 2 4の抵抗が 変化すると、 抵抗体 2 4の両端の電圧が変化し、 この電圧変化が信号処理 手段 6の増幅手段 8により増幅され、 フィルター 7により必要とする周波 数成分に濾波され、 さらに平滑化手段 9により平滑化されて判定手段 1 0 に出力され、 判定手段 1 0により座席 1 9上の人体の有無が判定される。 ここで用いた加速度センサ 5 ' は、 振動を梁部 2 2により増幅する構成 であるが、 微弱な振動でも検出可能とするために梁部 2 2の一部に溝 2 9 を設け梁部 2 2が振動しやすくしているが、 このような構成では梁部 2 2 の強度が落ちるため、 梁部 2 2を着座時に外部から加えられる衝撃から保 護するためにケース 2 7を堅牢な構造とすることが必要となる。そのため、 表布 1 5の近くに設置すると着座した人体に違和感を与え着座感を悪くし てしまうため、 従来の構成では表布 1 5の近くに設置することができなか つたが、 本実施例では表布 1 5から一定距離 r離れたシートスプリング 1 7に固定することにより着座感への影響をなくすことができている。 この 場合、 表布 1 5から一定距離 rだけ離れている分加速度センサ 5 ' に加え られる振動も小さくなるが、 形状や材質が着座感にほとんど影響しないた め、 加速度センサ 5 ' の構成の自由度が大きく、 抵抗体 2 4を大きくする 等により構成による感度向上策が可能になり、 これにより、 表布 1 5に近 接させなくても人体の検出に十分な感度を得ることができる。 さらに、 本 実施例では、 梁部 2 2に溝部 2 9を構成するだけでなく、 梁部 2 2の先に おもり 3 0を設けることにより加速度センサ 5 'の感度を向上させている。 上記作用により本発明は、 座面から一定距離以上離れた座席 1 9の一部 分に加速度センサ一 5 'を固定して人体の振動を検出するので、加速度セン サー 5 'の構成の自由度を大きくすることができ、それによつて加速度セン サー 5 'に対し様々な感度向上策を施すことが可能となっており、着座感へ の影響が少なく、 かつ、 人体を確実に検出できる人体検出手段を提供でき るといった効果がある。
また、上記作用により本発明は、加速度センサー 5 'をシートパッド 1 6 の下にあるシートスプリング 1 7に固定しているが、 シートスプリング 1 7は一般に金属製の線材を使用して構成されており、 座席 1 9はすでにこ のシートスプリング 1 7を着座した人体に感じられなくなるように構成さ れているので、加速度センサー 5 'がシ一トスプリング 1 7と同様な硬度を もつのであれば、 シートスプリング 1 7に固定しておれば人体に感じられ ることはない。 したがって、 極端な突起部がない等形状さえ適切であれば ほとんどの加速度センサー 5 'は着座感を阻害することなしにこの位置に 配置することが可能であり、加速度センサー 5 'のシートへの配設を行う上 で、 設計の自由度が向上するといつた効果がある。
また、本実施例のさらなる効果として、加速度センサー 5 'がシートパッ ド 1 6により保護されるという点がある。 例えば、 座席 1 9の面に水ゃジ ユース等の水分がこぼされたり、 火のついた煙草が落とされた場合でも、 シ一トパッド 1 6が座面との間に介在するため、加速度センサ一 5 'まで水 分や煙草の熱が伝達されにくく、 これらによる破壊や故障の恐れを軽減で きるという効果がある。
なお、本実施例では振動検出手段 5として加速度センサー 5 'を用いてい るが、 加速度センサ一以外にも圧電素子など、 変位やひずみ等の振動によ る物理的な変化を電気信号に変換することができ、 かつ、 その構成により 感度向上を図ることの可能なものであればいかなるものでもよく、 振動検 出手段 5を限定することを発明の主旨とするものではない。
次に、 本発明の第 2の実施例を図面と共に説明する。 F I G. 6に本実 施例の座席用人体検出装置を用いた座席の断面斜視図、 F I G. 7に本実 施例の座席用人体検出装置のブロック図を示す。 本実施例が第 1の実施例 と相違する点は、 振動検出手段 5が可とう性のある圧電素子 5 ' 'であり、 シートパッド 1 6とシートフレーム 1 8の間にシートパッド 1 6に接触し て配設されている点にある。 圧電素子 5 ' 'は、 圧電材、 例えば、 ポリフッ 化ビニリデン （P VD F ) をフィルム状にし、 その両面に金属電極を蒸着 させ、 分極処理を行ったものを P E Tフィルムで表面保護し帯状に成形し たものを使用する。 この場合、 分極の方向性によるが、 一般には圧電素子 5 ' 'の厚み方向に分極することにより、 圧電素子 5 ' 'は帯状の長手方向の 張力変化に対して電圧出力を発生するものであり、 本実施例でもこの構成 のものを使用している。 通常の座席には、 F I G. 6に示すようにシートフレーム 1 8に直接シ ートパッド 1 6が埋め込まれたものを表布 1 5で覆うという簡単な構成と なっている物も多い。 F I G. 3のようなシートスプリング 1 7のない座 席 1 9では着座感へ影響を及ぼさずに人体の振動を検出するために振動検 出手段 5はシートパッド 1 6内に挿入されるか、 または、 シートパッド 1 6の表面に固定されて設置されることになるが、 一般にシートパッド 1 6 は経時変化によりもろくなりやすく、 シートパッド 1 6に保持された剛体 は一定時間経過すると着座時の衝撃に耐えられずシートパッド 1 6の割れ を引き起こし、 振動検出手段 5がシートパッド 1 6の固定位置から脱落し やすくなる等の課題があった。 このような問題点を解決するために本実施 例は、 振動検出手段 5は可とう性のある圧電素子 5 ' 'であり、 シートパッ ド 1 6とシートフレーム 1 8の間にシートパッド 1 6に接触して配設され る。
上記構成による作用を説明する。 座席 1 9に人体が着座するとその振動 が座席 1 9の表布 1 5を経てシ一トパッド 1 6に伝達されて振動し、 この 振動によりシートパッド 1 6とシートフレーム 1 8に挟まれた部分にあつ てシートパッド 1 6に接触して配置されている圧電素子 5 ' 'が振動して変 形を受け、 振動の大きさに応じた電圧を発生する。 人体が安静にしても人 体には呼吸や心拍によるわずかな微体動が発生し、 この微体動による振動 も上記の経路を経て圧電素子 5 ' 'から振動の大きさに応じた電圧を発生さ せる。 ここで、 圧電素子 5 "は、 可とう性のある圧電素子を用いるので、 凹凸のあるシートパッド 1 6の表面に密着して配設することができ、 シ一 トパッド 1 6とシ一トフレーム 1 8のわずかな隙間に発生するシ一トパッ ド 1 6の振動を効率的に検出して電圧に変換することができる。 また、 座 席 1 9に人体が着座してシートパッド 1 6が人体の圧力により変形しても、 圧電素子 5 ' 'は可とう性があるためシートパッド 1 6の変形に追随してシ 一トパッド 1 6に無理な応力がかかりにくいので、 シ一トパッド 1 6の割 れを防止することができる。 この圧電素子 5 ' 'の発生電圧は信号処理手段 6の増幅手段 8により増幅され、 フィルタ一 7により必要とする周波数成 分に濾波され、 さらに平滑化手段 9により平滑化されて判定手段 1 0に出 力され、 判定手段 1 0により座席 1 9上の人体の有無が判定される。
上記作用により本発明は、 振動検出手段 5として可とう性のある圧電素 子 5 ' 'を用いるので、 シートスプリング 1 7のない座席 1 9でも着座感へ の影響を少くでき、 またシートパッド 1 6の一部に応力が集中することが 少なく、 経時変化によりシートパッド 1 6がもろくなつても圧電素子 5 ' ' による割れの発生も少なくなるといつた効果がある。
なお、 本実施例では振動検出手段 5として用いる圧電素子 5 ' 'として、 フィルム状の圧電素子を使用しているが、 P V D Fをチューブ状に加工し た同軸ケーブル型の圧電素子も存在し、 これを振動検出手段 5として使用 してもよい。 また、 可とう性があって振動を検出できるものであれば圧電 素子でなくてもよく、 例えばフィルム上にひずみが加えられると抵抗が変 化するストレインゲージを配置したものを用いても同様な構成で座席用人 体検出装置を実現できる。
次に、 本発明の第 3の実施例を図面と共に説明する。 F I G. 8に本実 施例の座席用人体検出装置の振動検出手段の斜視図を、 F I G. 9に同装 置を用いた座席の断面斜視図を示す。 本実施例が第 2の実施例と相違する 点は、 振動検出手段 5が座席 1 9のシートパッド 1 6の下に設置された帯 状体 3 1に配設され、 帯状体 3 1はシートパッド 1 6から受ける荷重に応 じて張力がかかるよう端部 3 2、 3 3がシートフレーム 1 8の一部に固定 された点にある。 その他の構成は第 2の実施例と同様なので詳細な説明は 省略する。 なお、 本実施例では帯状体 3 1として強度が強く伸びも少ない P E Tフィルムを用いている。
ここで、 振動検出手段 5は第 2の実施例と同じ圧電素子 5 ' 'から構成さ れるが、 小型の加速度センサ一やひずみケージ等、 変位やひずみ等の振動 による物理的な変化を電気信号に変換することができるものであればいか なるものでもよく、 振動検出手段 5を限定することを発明の主旨とするも のではない。 また、 本実施例では振動検出手段 5そのものには可とう性は 必ずしも必要とはされない。
また、 帯状体 3 1として P E Tフィルムを用いているが、 他にもステン レス板や可とう性のあるカーボン繊維など必要とされる強度を満足し可と う性のある材料であればいかなるものでもよい。
上記構成による作用を説明する。 座席 1 9に人体が着座するとその振動 が座席 1 9の表布 1 5を経てシ一トパッド 1 6に伝達されて振動し、 この 振動により帯状体 3 1も振動する。 この際、 帯状体 3 1はシートパッド 1 6から受ける荷重に応じた張力がかかるようシートフレーム 1 8の一部に 固定されているので、 帯状体 3 1にはシートパッド 1 6の振動が確実に伝 達されるとともに、 圧電素子 5 ' 'には接しているシートパッド 1 6と帯状 体 3 1との双方の振動が効率的に伝達される。 圧電素子 5 ' 'が振動して変 形を受けると、 振動の大きさに応じた電圧が発生する。 人体が安静にして も人体には呼吸や心拍によるわずかな微体動が発生し、 この微体動による 振動も上記の経路を経て圧電素子 5 ' 'から振動の大きさに応じた電圧を発 生させる。 この圧電素子 5 ' 'の発生電圧は信号処理手段 6の増幅手段 8に より増幅され、 フィルター 7により必要とする周波数成分に濾波され、 さ らに平滑化手段 9により平滑化されて判定手段 1 0に出力され、 判定手段 1 0により座席 1 9上の人体の有無が判定される。
上記作用により、 本実施例によれば、 帯状体 3 1がシ一トパッド 1 6か らの荷重を受けることにより張力がかかるようシートフレーム 1 8の一部 に固定されているので、 帯状体 3 1にはシ一トパッド 1 6の振動が確実に 伝達されるとともに、 圧電素子 5 ' 'には接しているシートパッド 1 6と帯 状体 3 1との双方の振動が効率的に伝達され、 感度が向上するといつた効 果がある。 さらに、 振動検出手段 5を帯状体 3 1に配設する構成なので、 振動検出 手段 5には可とう性は必ずしも必要ではなく、 振動検出手段 5を選択する 際に自由度が大きくできる。
なお、 本実施例では、 帯状体 3 1はシートフレーム 1 8に固定されてい るが、 固定方法としては、 帯状体 3 1の両端に固定金具を設け、 ビスによ る締め付けや、 溶接による固定があるが、 このような強度のある固定だけ でなく、 帯状体 3 1の端部に鍵状の引っかけ金具を設け、 シートフレーム 1 8に設けられた穴に引っかけ金具を差し込むような多少自由度のある連 結方法でもよく、 帯状体 3 1がシ一トパッド 1 6から荷重を受けることに より張力がかかるような構成であればいかなる構成でもよい。
次に、 本発明の第 4の実施例を図面と共に説明する。 F I G . 1 0に本 実施例の座席用人体検出装置の振動検出手段の斜視図を、 F I G. 1 1に 同装置を装着した座席の断面斜視図を示す。 本実施例が第 3の実施例と相 違する点は、 振動検出手段 5が可とう性のある圧電素子 5 ' 'とシートフレ ーム 1 8とを固定することにより圧電素子 5 ' 'に張力を印加する張力印加 部 3 4、 3 5を有した点にある。 張力印加部 3 4、 3 5はシートフレーム 1 8との固定部分を兼用しており、 座席 1 9が組み立てられた時点で圧電 素子 5 ' 'にはシートパッド 1 6からの荷重とシートフレーム 1 8への固定 により一定の張力が印加される構成になっている。 その他の構成は第 2の 実施例と同様なので詳細な説明は省略する。
上記構成により、 圧電素子 5 ' 'はその両端が張力印加部 3 4、 3 5を介 してシートフレーム 1 8に固定されおり、 シートパッド 1 6とシ一トフレ —ム 1 8に挟まれたときに一定の張力が印加されるように設置されている が、 これは、 ここで用いた圧電素子 5 ' 'は第 2の実施例と同様に長手方向 の張力変化に対して電圧出力を発生するものであり、 その本来の性能をよ り有効に活かすためである。 また、 この圧電素子 5 ' 'がシートパッド 1 6 とシートフレーム 1 8に挟まれているために、 シートパッド 1 6や、 シー トパッド 1 6とシ一トフレーム 1 8との間の摩擦によりその振動による変 形が押さえられているのを、 張力をかけることにより圧電素子 5 ' 'の振動 による変形を圧電素子 5 ' '全体に伝達しやすくし、 小さな振動でもその振 動により発生する電荷量を大きくすることによつて圧電素子 5 ' 'の振動に 対する感度を向上させるようにしている。 この圧電素子 5 ' 'の発生電圧は 信号処理手段 6の増幅手段 8により増幅され、 フィルター 7により必要と する周波数成分に濾波され、 さらに平滑化手段 9により平滑化されて判定 手段 1 0に出力され、 判定手段 1 0により座席 1 9上の人体の有無が判定 される。
上記作用により本発明は、 張力印加部 3 4、 3 5により可とう性のある 圧電素子 5 ' 'に張力を印加しているので、 圧電素子 5 ' '本来の圧電性能を 活かすことができるとともに、 シートパッド 1 6ゃシ一トフレーム 1 8と の間の摩擦によりその振動が押さえられていても、 振動により発生する電 荷量を大きくすることことができ、 圧電素子 5 ' 'の振動に対する感度を向 上させることができるといった効果がある。
また、 万一シートパッド 1 6に割れが生じても、 圧電素子 5 ' 'は張力印 加部 3 4、 3 5によりシ一トフレーム 1 8に固定されているのでずれるこ となく正規の位置に固定され、 人体の振動を継続して検出することが可能 である。
また、シートフレーム 1 8は金属の板材から成形されたものであるため、 着座した人体がシ一トフレーム 1 8を感じることがないように構成されて おり、 したがって、 圧電素子 5 ' 'に張力が加えられていもシートパッド 1 6とシートフレーム 1 8との間に配設すれば人体が圧電素子 5 ' 'を感じる ことはほとんどない。
上記実施例では張力印加部 3 4、 3 5をシートフレーム 1 8のエツヂ部 分に固定したが、 例えばシートフレーム 1 8表面の凹凸部分に張力印加部 3 4、 3 5を固定したり、 シートスプリング 1 7のある座席ならばシート スプリング 1 7に固定してもよい。 また、 固定方法も、 張力印加部 3 4、 3 5とシートフレーム 1 8のエッジ部分をビスによって締め付けたり、 溶 接したりしてもよいし、 張力印加部 3 4、 3 5の端部に鍵状の引っかけ金 具を設け、 シートフレーム 1 8に設けられた穴に引っかけ金具を差し込む ような多少自由度のある連結方法でもよく、 シートパッド 1 6とシ一トフ レーム 1 8に挟まれたときに一定の張力が印加されるように設置すること ができるものであればいかなる設置方法でもよく、 振動検出手段 5の設置 方法を限定することを発明の主旨とするものではない。
次に、 本発明の第 5の実施例を図面と共に説明する。 本実施例の第 4の 実施例との相違点は、 F I G. 1 2に示すように、 振動検出手段 5が、 予 め定められた設定値以上の張力が圧電素子 5 ' 'に印加されないように圧電 素子 5 ' 'に印加される張力を制限する張力制御部 3 6を有する点にある。 その他の構成は上記第 4の実施例と同様なのでここでの詳細な説明は省略 する。 ここで、 張力制御部 3 6は、 圧電素子 5 ' 'より寸法が長く、 かつ圧 電素子 5 ' 'より伸張性の小さい部材、 例えば、 ステンレス板で成形され、 その端部 3 8、 3 9は圧電素子 5 ' 'の両端と固定される。 端部 3 8、 3 9 はシートフレーム 1 8への固定部を兼ねた張力印加部 3 4、 3 5と一体成 形される。 張力制御部 3 6はステンレス板に限定されるものではなく、 ピ ァノ線や伸張性の小さい樹脂フィルムなど、 上記のような寸法や伸張性を 満たすものであれば他の材質や形状の部材でもよい。
上記構成により、 圧電素子 5 ' 'はその両端が張力印加部 3 4、 3 5を介 してシ一トフレーム 1 8に固定され、 シートパッド 1 6とシートフレーム 1 8に挟まれた時に一定の張力が印加されるように設置されているが、 こ れは、 ここで用いた圧電素子 5 ' 'は第 2の実施例と同様に長手方向の張力 変化に対して電圧出力を発生するものであり、 その本来の性能をより有効 に活かすためである。 また、 この圧電素子 5 ' 'がシートパッド 1 6とシー トフレーム 1 8に挟まれているためにシートパッド 1 6や、 シートフレ一 ム 18との間の摩擦によりその振動による変形が押さえられているのを、 張力をかけることにより圧電素子 5 ' 'の振動による変形を圧電素子 5 ' '全 体に伝達しやすくし、 小さな振動でもその振動により発生する電荷量を大 きくすることによって圧電素子 5''の振動に対する感度を向上させている。 この圧電素子 5 ' 'の発^電圧は信号処理手段 6の増幅手段 8により増幅さ れ、 フィルター 7により必要とする周波数成分に濾波され、 さらに平滑化 手段 9により平滑化されて判定手段 10に出力され、 判定手段 10により 座席 19上の人体の有無が判定される。 人体の着座時の衝撃等により、 圧 電素子 5''に過大な張力が印加される場合があるが、 そのような過大張力 に対しては、 張力制御部 36により予め定められた設定値以上の張力が圧 電素子 5''に印加されぬよう圧電素子 5''に印加される張力が制限される。 また上記構成により、 圧電素子 5''に過大張力が印加されても、 張力制 御部 36に用いられているステンレス板が圧電素子 5 ' 'より寸法が長く圧 電素子 5 ' 'より伸張性の小さぃ部材であるので、 張力印加により圧電素子 5''が伸びても張力制御部 36の長さ以上は伸びることがなく、 圧電素子 5''が破断することはない。 張力制御部 36に用いるステンレス板の長さ は、 圧電素子 5''の長さを Lとすると、 例えば、 引っ張り試験等に基づき 圧電素子 5 ' 'の降伏点における伸び ALを調べることにより、 L以上で、 かつ Lに Lを加算した長さ以下の範囲で設定すればよい。
第 4の実施例では、 圧電素子 5''に張力を印加して感度を向上させてい たが、 例えば、 着座時の衝撃により圧電素子 5''に降伏点以上の過大な張 力が印加され、 圧電素子 5''の感度が低下したり、 破断してしまうといつ た課題があった。 しかしながら、 上記作用により本実施例によれば、 張力 制御部 36により予め定められた設定値以上の張力が圧電素子 5''に印加 されないように圧電素子 5''に印加される張力が制御されるので、 上記の ような圧電素子 5 ' 'の感度低下や破断がなく、 強度的な耐久性が向上する といった効果がある。 また上記作用により、 張力制御部 36は圧電素子 5''より寸法が長く圧 電素子 5 ' 'より伸張性の小さい部材で成形されており、 簡単で安価な構成 で圧電素子 5 ' 'に印加される張力を制御することができるといった効果が ある。
上記第 5の実施例では、 張力制御部 36が、 圧電素子 5 ' 'より寸法が長 く圧電素子 5 ' 'より伸張性の小さい部材で成形され、 その両端は圧電素子 5''の両端と固定される構成であつたが、 本発明の第 6の実施例として、 F I G. 13に示すように、 張力制御部 36が、 圧電素子 5''とシートフ レーム 18とを連結する弾性体、 例えばコイルばね 40、 41で成形され る構成としてもよい。 F I G. 13において、 コイルばね 40、 41の一 方の端部 42、 43は圧電素子 5''の両端と固定され、 他方の端部 44、 45はシートフレームへの固定を兼ねた張力印加部 34、 35と固定され ている。 コイルばね 40、 41のバネ定数は実験的に求めることができ、 例えば圧電素子 5''の降伏点強度以下の張力で容易に伸びるパネ定数を選 ベばよい。
さらに、 第 3の実施例では張力制御部 36に用いるステンレス板の長さ L 1は、 L以上で、 かつ Lに を加算した長さ以下の範囲で設定すれば よいが、 圧電素子 5''の使用部材により ALが小さいような場合は、 L 1 の成形時に高い寸法精度が必要になるといった課題があった。 しかしなが ら、 上記のようにコイルばね 40、 41を用いれば、 過大な張力が印加さ れてもコイルばね 40、 41が伸びるので、 圧電素子 5''に印加される張 力は低減する。 この場合、 コイルばね 40、 41の成形には高い寸法精度 は必要としない。 したがって、 第 5の実施例よりもさらに簡単で安価な構 成で圧電素子 5 ''に印加される張力を制御することができるといった効果 がある。
なお、 張力制御部 36に用いる弾性体はコイルばねに限定されるもので はなく、 例えば、 板ばねやごむ等の部材のように、 上記のような弾性条件 を満たすものであれば他の部材でもよい。
また、 本実施例では圧電素子 5 ' 'の両端に張力制御部を設けているが、 一方の端部のみに設けてもよい。
また、 第 2、 第 3、 第 4、 第 5、 第 6の実施例はシートスプリング 1 7のない座席に適用したが、 第 1の実施例で述べたようなシートスプリン グ 1 7のある座席に張力印加部 3 4、 3 5や張力制御部 3 6を有した振動 検出手段 5を適用してもよい。 また、 振動検出手段 5はシートフレーム 1 8の横手方向に配設したが、 シートフレーム 1 8の縦方向に配設したり、 複数個を配設したり、 背もたれ側に配設してもよい。
また、 第 2、 第 4、 第 5、 第 6の実施例では、 振動検出手段 5は可とう 性のある圧電素子 5 ' 'から構成されるが、 例えば可とう性のある抵抗体を 用いたストレインゲージや、 可とう性のないセラミック製の圧電素子を可 とう性のある樹脂フィルムで包んで一体として可とう性を持たせるような 構成でもよい。 すなわち、 張力印加により電気信号を増幅して出力するこ とができるものであればいかなるものでもよく、 振動検出手段 5を限定す ることを発明の主旨とするものではない。
次に、 本発明の第 7の実施例を図面と共に説明する。 F I G. 1 5は本 実施例の座席用人体検出装置の振動検出手段 5の斜視図で、 振動検出手段 5は可とう性のある圧電素子 5 ' 'と緩衝材 4 7力 らなり、 圧電素子 5 ' 'は 可とう性があり緩衝材 4 7の表面に固定されている。 また、 F I G. 1 4 は本実施例の座席用人体検出装置を装着した座席 1 9の断面図であり、 座 席 1 9の座面のシートパッド 1 6の底面に振動検出手段の圧電素子 5 ' 'が 緩衝材 4 7とともに密着するように固定されている。 さらに、 F I G. 1 6は、 本実施例の座席用人体検出装置のブロック図であり、 本実施例の座 席用人体検出装置は自動車の座席に装着されている。
上記構成により、振動検出手段 5は圧電素子 5 ' 'と緩衝材 4 7からなり、 圧電素子 5 ' 'が緩衝材 4 7とシートパッド 1 6に挟まれてシ一トパッド 1 6に固定されるため、 座面からの人体の振動を効率よく受ける一方、 シ一 トフレーム 1 8側からの不要な振動に対しては、緩衝材 4 7で圧電素子 5 ' 'を覆う構成となるため、人着座時に圧電素子 5 ' 'がシートパッド 1 6とシ 一トパッド 1 6を支えるシートフレーム 1 8に挟まれて押えつけられた場 合においても、 シートフレーム 1 8から伝わる座席面以外からの振動は、 緩衝材 4 7に吸収されることにより、 圧電素子 5 ' 'に伝わりにくくなり、 圧電素子 5 ' 'は座席 1 9上の人を検出するに必要な座面からの振動を選択 的に受けるものとなる。
座面の振動効率的に受けるためには、 圧電素子 5 ' 'はシートパッド 1 6 の底面に密着して取り付けられものがよく、 したがって、 緩衝材 4 7の材 質としては、 例えば、 うねりの多い複雑な表面形状の座面のシートパッド 底部にも容易に全面密着可能な形状変化に柔軟性のあるウレタンや、 接着 性には多少の課題があるもののコスト的には有利なくず綿をニードルパン チングしたフェル卜等、 振動を吸収し、 かつ、 複雑な形状に柔軟に対応し て密着可能な材料が望ましい。 ただし、 いづれの材料にしてもその硬度が 振動の伝えやすさや伝えにくさに影響するため、 圧電素子 5 ' 'への取り付 け方向や緩衝材 4 7の構成で使用する条件に最適な硬度に調整したものを 使用する方が望ましい。
また、 緩衝材 4 7とシ一トパッド 1 6の固定には、 シートパッド 1 6力、 ら伝わる座席 1 9の座面上からの振動を減衰させることのない、 極薄の両 面テープや、 接着後硬化しない接着剤の使用が効果的である。
さらに、 本実施例の振動検出手段をシ一トパッド 1 6に取り付ける組み 立て方法としては、シートパッド 1 6の底面にまず圧電素子 5 ' 'を接着し、 その上に緩衝材 4 7を順次貼り付ける方法でもよいが、 あらかじめ圧電素 子 5 ' 'を緩衝材 4 7の表面に固定しておき、 この一体化された振動検出手 段 5をユニットとしてシートパッド 1 6の底面に貼り付ける工程とする方 が、 座席本体の組み立て時において、 圧電素子 5 ' 'や緩衝材 4 7といった 比較的小さな部品を別々に管理しなくてすみ、 また、 組み立て場所や、 組 み立て時間に自由度が増すことができるので、 工程の合理化が図ることが できる。
また、 本実施例では、 座席用人体検出装置は自動車用座席に装着されて いる場合であるが、 このものは、 F I G . 1 6のブロック図に示すように、 振動検出手段 5と、 信号処理手段 6として振動検出手段 5の出力から各々 異なる周波数域の信号を取り出す複数のフィル夕手段 7 1、 7 2…… 7 n と、 これらフィル夕手段 7 1、 7 2…… 7 nの出力に基づいて座席 1 9上 の人を判定する判定手段 1 0と、 判定手段 1 0の判定に基づき本発明の座 席用人体検出装置の判定によって動作を行う外部接続の機器 （図示せず） に信号を出力する出力手段 4 6とからなっており、 フィルタ手段 （1 ) Ί 1からフィル夕手段 （n ) 7 nは、 振動検出手段 5の検出する振動に応じ た信号の中から、 人の固有振動周波数成分や車の走行により加振される振 動周波数成分を取り出し、 判定手段 1 0へ出力している。
本実施例の座席用人体検出装置の判定手段 1 0における人の判定は、 自 動車などの振動環境下では、 座席 1 9上の人体は人が持つ固有振動周波数 で振動するため、 自動車の振動成分以外にこのような人の固有な振動成分 が発生することを利用するもので、 座席 1 9上に人が存在するの場合は、 人の固有振動周波数成分 f 1を取り出すフィル夕手段（1 ) 7 1の出力が、 自動車の振動周波数成分 f 2を取り出すフィル夕手段 （2 ) 7 2の出力と 同程度かまたはこれよりも大きく、 逆に座席 1 9上に存在するものが荷物 等の人以外の場合は、 人の固有振動周波数成分 f 1を取り出すフィル夕手 段 （1 ) 7 1の出力は小さくなるが、 自動車の振動周波数成分 f 2を取り 出すフィル夕手段 （2 ) 7 2の出力は変化しないので、 両者の出力の大き さの違いを調べることにより座席 1 9上のものを人か、 あるいは人以外か を判定している。 なお、 人の振動周波数成分は通常は 3 H zから 1 0 H z までの範囲にあり、 一方、 自動車の振動周波数はその前後にあることが多 いため、 両者を切り分けるためにフィル夕手段 7としては帯域幅の設定が 可能なバンドパスフィルタが効果的である。
次に、 本発明の第 8の実施例を図面に基づいて説明する。 F I G. 17 のうち、 （a) は本発明の振動検出手段を装着した座席の断面図、 （b) は座席の振動検出手段の装着部分の斜視図である。 本実施例で用いられて いる座席 19は、 シ一トパッド 16がシートフレーム 18とシートフレ一 ム 18に連結してなるシートスプリング 17に保持される構成となってい る。
F I G. 17に示すように、 本実施例においても、 第 7の実施例と同様 に、振動検出手段 5は可とう性のある圧電素子 5''と緩衝材 47からなり、 圧電素子 5''は緩衝材 47に固定され、 さらに、 緩衝材 47は、 緩衝材 4 7の圧電素子 5"が固定される面側を、 圧電素子 5''とともにシートパッ ド 16の底部に接触するように配置され、 シートパッド 16を保持するシ —トフレーム 10に連結したシートスプリング 11に固定される。
上記構成により、 振動検出手段 5の圧電素子 5''はシートパッド 16に 接触しているが、 人が着座した場合いは、 人体による圧力を受けるためシ 一トパッド 16と圧電素子 5''は密接に密着して座席 19の座面からの振 動を受けやすくなり、 また、 シートスプリング 17から伝わる座席 19の 座面以外の振動は、 緩衝材 47が吸収し、 圧電素子 5''に伝わりにくくな つている。 一方、 座席 19上に何もないときや軽いものが置かれている場 合には、 シートパッド 16と圧電素子 5''とは接触はするが、 圧力があま り加えられないために座席 19の座面からの振動の伝達はほとんどなく、 圧電素子 5'' へ伝達される振動の多くはシートスプリング 17から伝達 される自動車の振動の成分のみになる。 したがって、 人がいる場合は人の 振動がより強く伝達され、 人がいない場合は自動車の振動がより強く伝達 されるので、 人の有無によって得られる信号の差が大きくなり、 感度のよ い座席用人体検出装置を実現できる。 なお、 振動検出手段 5のシートスプリング 1 7への取り付けは、 シート スプリング 1 7への密着性が必要なく、 シートスプリング 1 7は線材で構 成されることが多く広い平面を持たないため、 接着剤や両面テープによる 固定よりも、 緩衝材 4 7の数力所を Cリング等でシートスプリング 1 7に 巻き込んで固定する方法がより確実な固定を行ううえで望ましい。
また、 本実施例では振動検出手段 5はシートスプリング 1 7に固定され ているが、 シートスプリング 1 7を保持するシートフレーム 1 8に固定さ れる構成でも同様な効果は得られる。 したがって、 本実施例の座席用人体 検出装置はシートスプリング 1 7が座席の一部にのみ用いられている座席 やシートスプリング 1 7が全くない座席でも適用でき、 同様な効果が期待 できる。
次に、 本発明の第 9の実施例を図面に基づいて説明する。 F I G. 1 8 は、 本実施例の座席用人体検出装置を装着した座席の断面図、 F I G. 1 9は同装置の振動検出手段の斜視図及び断面図である。
F I G. 1 8と F I G. 1 9に示すように、 本実施例においては、 緩衝 材 4 7の表面に凹部 4 8を有し、 緩衝材 4 7の凹部 4 8のある面と反対側 面の凹部 4 8に対向する位置に振動検出部として可とう性のある圧電素子 5 " が固定され、緩衝材 4 7は、緩衝材 4 7の圧電素子 5 ' 'が固定される 面側を、圧電素子 5 ' 'とともにシートパッド 1 6の底面に貼付されている。 上記構成により、 振動検出手段 5の圧電素子 5 ' 'はシートパッド 1 6の 底面に固定されるため、 座面からの振動を受けやすくなる。 また、 本発明 の第 7の実施例と同様に、 緩衝材 4 7で圧電素子 5 ' 'を覆う構成となるた め、 人の着座時にシートパッド 1 6とシートパッド 1 6を支えるシ一トフ レーム 1 8に押えつけられた場合においても、 シートフレーム 1 8から伝 わる座席 1 9の座面以外の振動は、 緩衝材 4 7により吸収されて、 圧電素 子 5 ' 'に伝わりにくいため、 圧電素子 5 ' 'は座席 1 9上の人を検出するに 必要な座面からの振動を選択的に受けるようになる。 さらに、 本実施例の 座席用人体検出装置では、緩衝材 4 7が圧電素子 5 ' ' の固定された面の裏 側に凹部 4 8を有するため、 緩衝材 4 7とシートフレーム 1 8との間に空 隙が形成される。 この空隙は、緩衝材 4 7に固定された圧電素子 5 ' ' に対 向した位置にあたるため、 圧電素子 5 ' 'はシートフレーム 1 8と緩衝材 4 7から振動動作への妨害を受けずに座面から伝達された振動で振動し、 圧 電素子 5 ' 'からは座面の振動に応じたより大きな信号を出力させることが できる。
なお、 本実施例の座席用人体検出装置では、 F I G. 1 9の緩衝材 4 7 の凹部 4 8側の凹部の周囲部分 4 7 Aは、 緩衝材 4 7のその他の部分より も硬度が低い材質から構成されており、 そのため、 硬度が低い部分が振動 を吸収して硬度の高い部分に振動が伝達されないため、 振動がより吸収さ れやすくなつており、 シ一トパッド 1 6を支えるシートフレーム 1 8から 伝わる座席 1 9の座面以外からの不要な振動が圧電素子 5 ' 'に伝わりにく くなつている。
さらに、 この構成によって、 緩衝材 4 7における凹部 4 8側の凹部の周 囲部分 4 7 A以外は、 硬度が高く振動を吸収しにくいため、 受けた振動を 伝達しやすくなり、圧電素子 5 ' ' が直接接触していないシートパッド 1 6 の箇所であっても、 緩衝材 4 7が接触していれば、 シートパッド 1 6の振 動が伝わって緩衝材 4 7が振動し、 緩衝材 4 7に固定された圧電素子 5 ' ' に振動を伝達することができる。
以上のような効果を持つ本実施例の緩衝材 4 7は、 2つの部材からなり、 1つは、 1枚の平面状のスポンジの中央に四角い貫通穴を設けたもので、 これが緩衝材 4 7の凹部の周囲部分 4 7 Aとなり、 もう一つは、 凹部の周 囲部分 4 7 Aより硬度の高い平面状の緩衝材で、 これら 2つを貼り付けて 構成することによって、 凹部 4 8を持ち、 かつ、 凹部の周囲部分 4 7 Aが 凹部 4 8を持つ面と反対側の面の硬度よりも低い硬度を持つ緩衝材を簡単 に構成できている。 また、 本実施例では凹部 4 8としているが、 緩衝材 4 7を貫通する貫通 穴としてもよい。 ただし、 この場合は、 振動検出手段 5を保持し固定する 部分が必要であり、 形状が制限されるが、 平面状の材料に穴を開けるだけ で加工できるので、 凹部を構成するよりも簡単に成形できる。
なお、 本実施例では大きな凹部 4 8を一個所設けているが、 より小さな 凹部 4 8を複数設ける構成でもよい。 この場合、 凹部 4 8と凹部 4 8の間 を圧電素子 5 ' 'の直下に設けることにより、 凹部 4 8間の緩衝材 4 7の肉 が梁となって圧電素子 5 ' ' を支え、 圧電素子 5 ' ' のシートパッド 1 6に 対する密着性を高めることができ、 振動に対する感度の向上が図れる。 さ らに、圧電素子 5 ' 'がシートパッド 1 6からはがれるのを防止できるので、 長時間使用しても圧電素子 5 ' 'がシートパッド 1 6からはがれることがな く、 故障を少なくすることができるという効果がある。 この場合も、 凹部 4 8は貫通していてもよい。 また、 貫通穴と、 凹部が複数組み合わされる ような構成でもよく、 同様な効果が得られる。
また、 本実施例では凹部 4 8を設け凹部の周囲部分 4 7 Aを硬度の低い 材料で構成しているが、 凹部 4 8を設けず、 緩衝材 4 7の圧電素子 5 ' 'の 固定されている面と反対側の面の全体を圧電素子 5 ' 'の固定されている面 の材質より低い硬度の材質を用いるだけでも、 シートフレーム 1 8から伝 達される不要な振動成分を減衰させ、 圧電素子 5 ' 'に人体の存在を判定す るのに用いる座席 1 9の座面からの振動を選択的に受けさせる効果は得ら れる。
また、 本実施例では、 緩衝材として 2つの硬度の異なる材質のシ一トを 貼り合わせて構成したが、 例えば、 発泡材料で部分的に発泡率を変化させ て、 圧電素子 5 ' 'の固定側とその反対側とで硬度が異なるように成形した ものでも同様な効果が得られる。 また、 このような発泡材に限らず、 1つ の材質で振動の伝達のしゃすさを部分的に変化させることの可能な材料で あればいかなるものでも同様な効果が得られる。 なお、 発泡材の場合、 成 形用の型によって任意の形状を得ることができ、凹部 4 8の複雑な成形や、 シートパッド 1 6の形状にあわせた緩衝材 4 7の成形が容易にできる。 ま た、 成形によらず、 気密された多数の小さな空気袋を用い、 これらを相互 に連結した構成の緩衝材ゃ、 例えばより大きな枠や袋に入れるといったよ うな、 相互に連結されなくても分離することのない構成となっている緩衝 材でも同様にいろいろな形状に対応できる。
さらに、 本実施例では緩衝材 4 7をシ一トフレーム 1 8に保持されたシ —トスプリング 1 7に固定しているが、 シートフレーム 1 8に直接固定し てもよく、 シートスプリング 1 7のない座席でも同様な効果を発揮するこ とができる。
また、 第 7、 第 8、 第 9の実施例は、 振動検出手段 5はシートフレーム 1 8の横手方向に配設したが、シートフレーム 1 8の縦方向に配設したり、 複数個を配設したり、 背もたれ側に配設してもよい。
また、 第 7、 第 8、 第 9の実施例では、 振動検出手段は可とう性のある 圧電素子 5 ' 'から構成されるが、 例えば可とう性のある抵抗体を用いたス トレインゲ一ジや、 可とう性の無いセラミック製の圧電素子を可とう性の ある樹脂フィルムで包んで一体として可とう性を持たせるような構成でも よい。 さらに言えば、 座席 1 9の形状への追随性、 感度や着座感などの課 題が解決できるならば、 可とう性がない材料でもよく、 加えられた振動を 電気信号に変換できるものならばいかなるものでもよく、 振動検出手段 5 を限定することを本発明の趣旨とするものではない。
なお、 以上の実施例では、 本発明の座席用人体検出装置を装着する座席 として自動車用座席を用いている場合があるが、 これは振動環境下にある 座席の代表例として取り上げたものであり、 鉄道車輛や、 工場での作業用 座席など、振動環境下にある座席であればいかなるものでもよく、 さらに、 通常の環境下にあっても、 近くに人が通行するなどした場合も振動検出手 段に振動が加えられるため、 これらの振動による誤検知をしない座席用人 体検出装置を提供でき、 特に振動環境下と限定するものでもない。 いづれ にしても、 座席の用途等をを限定することを発明の趣旨とするものではな い。
産業上の利用可能性
以上の実施例で説明したように本発明の座席用人体検出装置によれば次 の効果が得られる。
すなわち、 振動検出手段が座席に着座した人体がその存在を感じない前 記座席の一部分に配設して人体の振動を検出するので、 振動検出手段の構 成の自由度を大きくすることが可能で、 着座感への影響が少なく、 かつ、 人体を確実に検出できる人体検出手段を提供できる。 また、 振動検出手段 に対する座面からの大きな力や、 座面にこぼされた水分や、 煙草の熱の影 響といった様々なストレスを座面シートパッドが保護する構成となるので、 故障の少ない座席用人体検出装置を提供できる。
また、 信号処理手段に振動検出手段の出力信号を周波数成分の異なる複 数の信号に分割して出力する複数のフィル夕手段を持つので、 自動車用座 席等の振動環境下でも着座感を阻害することなく確実に人を検出できる座 席用人体検出装置を提供できる。
また、 振動検出手段をシートスプリングに固定しているので、 形状さえ 適切であればほとんどの振動検出手段は着座感を阻害することなしにこの 位置に配置することが可能であり、 振動検出手段のシートへの配設を行う 上で、 設計の自由度がさらに向上する。
また、振動検出手段をシートパッドの底面に接触して配設しているので、 シートスプリングのないシートでも着座感を阻害することがなく、 また、 シ一トパッドの裏面に貼り付けるだけでよいので、 容易に座席に装着でき る座席用人体検出装置を提供できる。
また、 帯状体がシートパッドから受ける荷重に応じた張力が発生するよ ぅシ一トフレームの一部に固定されているので、 帯状体にはシ一トパッド の振動が確実に伝達されるとともに、 振動検出手段には接触しているシ一 トパッドと帯状体との双方の振動が効率的に伝達され、 感度の高い座席用 人体検出装置を提供できる。
また、 帯状体がシートパッドから受ける荷重に応じた張力が発生するよ うシートスプリングの一部に固定されているので、 帯状体にはシートパッ ドの振動が確実に伝達されるとともに、 振動検出手段には接触しているシ 一トパッドと帯状体との双方の振動が効率的に伝達され、 感度の高い座席 用人体検出装置を提供できる。
また、 張力印加部により圧電素子に張力を印加しているので、 圧電素子 本来の圧電性能を活かすことができるとともに、 シートパッドゃシ一トフ レームとの間の摩擦によりその振動が押さえられていても、 効率よく振動 が伝達され圧電素子の振動に対する感度を向上させることができ、 感度の 高い座席用人体検出装置を提供できる。
また、 張力制御部が予め定められた設定値以上の張力を圧電素子に印加 しないように圧電素子に印加される張力を制限するので、 着座衝撃時の圧 電素子への過大張力の印加による圧電素子の感度低下や破断がなく、 高感 度かつ故障の少ない座席用人体検出装置を提供できる。
また、 張力制御部が圧電素子より寸法が長く圧電素子より伸張性の小さ ぃ部材からなるので、 簡単で安価な構成で圧電素子に印加される張力を制 御することができ、 高感度かつ圧電素子の破断等による故障の少ない座席 用人体検出装置を提供できる。
また、 張力制御部が、 圧電素子とシートフレームまたはシートスプリン グとを連結する弾性体からなるので、 成形に高い寸法精度が必要なく、 さ らに簡単で安価な構成で圧電素子に印加される張力を制御することができ、 高感度かつ圧電素子の破断等による故障の少ない座席用人体検出装置を提 供できる。
また、 振動検出手段が振動検出部と緩衝材からなり、 振動検出部はシー トパッドの底面と緩衝材に挟まれる構成なので、 シートフレーム等から伝 わる座席の座面以外からの不要な振動が緩衝材により吸収されて振動検出 手段に伝達されて、 振動検出手段は座席上の人を検出するに必要な座面か らの振動を選択的に受けることができ、 座席への取り付けが容易でかつ感 度のよい座席用人体検出装置を提供できる。
また、 振動検出手段が振動検出部と緩衝材からなり、 振動検出部は緩衝 材に固定され、 緩衝材の振動検出手段が固定される面側を座席のシートパ ッドの底面に接触して固定する構成なので、 振動検出手段を容易に座席に 取り付けることができ、 また、 シートフレーム等から伝わる座席の座面以 外からの不要な振動が緩衝材により吸収されて振動検出手段に伝達されて、 振動検出手段は座席上の人を検出するに必要な座面からの振動を選択的に 受けることができ、 座席への取り付けが容易でかつ感度のよい座席用人体 検出装置を提供できる。
また、 振動検出部が緩衝材の表面に固定され、 緩衝材の振動検出部が固 定される面側は座席のシートパッドの底面に接触するように配置されると ともに、 座席のシ一トパッドを保持するシ一トフレムかもしくはシートフ レームに連結したシートスプリングに固定する構成なので、 振動検出手段 を容易に座席に取り付けることができ、 また、 座席上に人体がいる場合と 座席上に何も無い場合とで伝達される信号の違いを大きくすることが可能 であり、 座席への取り付けが容易でかつ感度の高い座席用人体検出装置を 提供できる。
また、 緩衝材が振動検出部が振動する空間を有するので、 シートパッド 力、ら伝達される人体の振動による振動検出部の振動を妨げず、 また、 シ一 トフレームから伝わる座席面以外からの不要な振動も、 緩衝材の空間によ り、 振動検出部には直接伝達されず減衰して伝達されるため、 振動検出手 段は座席上の人を検出するに必要な座面からの振動を選択的に受けること ができるので、 感度の高い座席用人体検出装置を提供できる。 また、 緩衝材が表面に凹部を有し、 凹部のある面の反対側の凹部に対向 する位置に振動検出部が固定され、 緩衝材の振動検出部が固定される面側 を振動検出部とともに座席のシートパッドに接触させる構成なので、 シー トパッドから伝達される人体の振動による振動検出部の振動を妨げず、 ま た、 シートフレームから伝わる座席面以外からの不要な振動も、 緩衝材の 凹部により、 振動検出部には直接伝達されず減衰して伝達されるため、 振 動検出手段は座席上の人を検出するに必要な座面からの振動を選択的に受 けることができるので、 感度の高い座席用人体検出装置を提供できる。 また、 緩衝材が貫通穴を有し、 振動検出部は前記緩衝材の貫通穴を覆う ように配置される構成なので、 シートパッドから伝達される人体の振動に よる振動検出部の振動を妨げず、 また、 シートフレームから伝わる座席面 以外からの不要な振動も、 緩衝材の貫通穴により、 振動検出部には直接伝 達されず減衰して伝達されるため、 振動検出手段は座席上の人を検出する に必要な座面からの振動を選択的に受けることができるので、 感度の高い 座席用人体検出装置を提供できる。
また、 緩衝材は振動検出部が振動する部分に複数の空間を有しているた め、 シートパッドから伝達される人体の振動による振動検出部の振動を妨 げず、 また、 シートフレームから伝わる座席面以外からの不要な振動も、 緩衝材の複数の空間により、 振動検出部には直接伝達されず減衰して伝達 されるため、 振動検出手段は座席上の人を検出するに必要な座面からの振 動を選択的に受けることができ、 このため感度の高い座席用人体検出装置 を提供できる。 さらに、 複数の空間の間の緩衝材による肉が振動検出部を 支えるので、 振動検出部がシートパッドからはがれることがなく、 故障の 少ない座席用人体検出装置を提供できる。
また、 緩衝材が、 構造が均一でなく、 振動検出手段が接触する面側はそ の反対側より振動を吸収しやすい構成なので、 シートフレームから伝わる 座席面以外からの不要な振動は、 緩衝材の振動を吸収しやすい部分により 吸収され、 振動検出手段には減衰して伝達されるため、 振動検出手段は座 席上の人を検出するに必要な座面からの振動を選択的に受けることができ、 感度の高い座席用人体検出装置を提供できる。
また、 緩衝材が、 少なくとも 2種類以上の異なる材質で構成され、 振動検 出手段が固定される面側の材質はその反対側の材質より振動を吸収しやす くしているので、 シートフレームから伝わる座席面以外からの不要な振動 は、 緩衝材の振動を吸収しやすい部分により吸収され、 振動検出手段には 減衰して伝達されるため、 振動検出手段は座席上の人を検出するに必要な 座面からの振動を選択的に受けることができ、 感度の高い座席用人体検出 装置を提供できる。
また、 緩衝材が、 発泡材で構成され、 振動検出手段が固定される面側の 発泡密度はその反対側の発泡密度材質より小さくしているので、 シ一トフ レームから伝わる座席面以外からの不要な振動は、 緩衝材の振動を吸収し やすい部分により吸収され、 振動検出手段には減衰して伝達される。 この ため、 振動検出手段は座席上の人を検出するに必要な座面からの振動を選 択的に受けることができ、 感度の高い座席用人体検出装置を提供できる。 さらに、 緩衝材は硬度の異なる材質からなり、 振動検出部が接触する面 側はその反対側より硬度が高くなるようにしているので、 シートフレーム から伝わる座席面以外からの不要な振動は、 緩衝材の振動を吸収しやすい 部分により吸収され、 振動検出手段には減衰して伝達される。 このため、 振動検出手段は座席上の人を検出するに必要な座面からの振動を選択的に 受けることができ、 感度の高い座席用人体検出装置を提供できる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 座席に着座した人体の振動を検出する振動検出手段と、 前記振動検出 手段の出力を処理する信号処理手段と、 前記信号処理手段の出力により前 記座席上の人体の有無を判定する判定手段からなり、 前記振動検出手段は 前記座席に着座した人体がその存在を感じない前記座席の一部分に配設さ れる構成とした座席用人体検出装置。
2 . 信号処理手段は、 振動検出手段の出力信号を周波数成分の異なる複数 の信号に分割して出力する複数のフィル夕手段を持つ請求項 1記載の座席 用人体検出装置。
3 . 座席はシートスプリングを持ち、 振動検出手段は前記シ一トスプリン グに固定して配設される構成とした請求項 1記載の座席用人体検出装置。
4 . 座席はシートパッドを持ち、 振動検出手段は前記シートパッドの底面 に接触して配設される構成とした請求項 1記載の座席用人体検出装置。
5 . 座席はシートパッドと前記シートパッドを保持するシ一トフレームを 持ち、 振動検出手段は前記シートパッドの下に設置された帯状体に配設さ れ、 前記帯状体は前記シートフレームに連結されることにより前記シ一ト パッドからの荷重に応じて張力が印加される構成とした請求項 1記載の座 席用人体検出装置。
6 . 座席はシートパッドと前記シートパッドを保持するシ一トスプリング を持ち、 振動検出手段は前記シートパッドの下に設置された帯状体に配設 され、 前記帯状体は前記シートスプリングに連結されることにより前記シ 一トパッドからの荷重に応じて張力が印加される構成とした請求項 1記載 の座席用人体検出装置。
7 . 座席はシートパッドを保持するシートフレームを持ち、 また、 振動検 出手段は外力により電荷を発生する圧電素子と前記圧電素子に張力を印加 する張力印加部からなり、 前記張力印加部は前記圧電素子と前記シ一トフ レームとを連結することにより前記圧電素子に前記シートパッドからの荷 重に応じた張力を印加する構成とした請求項 4記載の座席用人体検出装置。
8 . 座席はシートパッドを保持するシ一トスプリングを持ち、 また、 振動 検出手段は外力により電荷を発生する圧電素子と前記圧電素子に張力を印 加する張力印加部からなり、 前記張力印加部は前記圧電素子と前記シ一ト スプリングとを連結することにより前記圧電素子に前記シートパッドから の荷重に応じた張力を印加する構成とした請求項 4記載の座席用人体検出
9 . 振動検出手段は、 圧電素子に印加される張力を制限する張力制御部を 有する構成とした請求項 7または 8記載の座席用人体検出装置。
1 0 . 張力制御部は、 圧電素子より寸法が長くかつ前記圧電素子より伸張 性の小さい部材からなり、 その両端は前記圧電素子の両端と連結される構 成とした請求項 9記載の座席用人体検出装置。
1 1 . 張力制御部は、 圧電素子の端部とシートフレームとを連結する弾性 体からなる構成とした請求項 9記載の座席用人体検出装置。
1 2 . 張力制御部は、 圧電素子の端部とシートスプリングとを連結する弹 性体からなる構成とした請求項 9記載の座席用人体検出装置。
1 3 . 振動検出手段は、 加えられた振動に応じて電気信号を出力する振動 検出部と、 加えられた振動を吸収する緩衝材とからなり、 前記振動検出部 はシートパッドの底面と前記緩衝材に挟まれる構成とした請求項 4記載の 座席用人体検出装置。
1 4. 振動検出部は緩衝材の表面に固定され、 前記緩衝材の前記振動検出 部が固定される面は前記振動検出部とともにシートパッドの底面に固定さ れる構成とした請求項 1 3記載の座席用人体検出装置。
1 5 . 座席はシートパッドを保持するシートフレームを持ち、 振動検出部 は緩衝材の表面に固定され、 前記緩衝材の振動検出部が固定される面は前 記振動検出部がシートパッドに接触するように配置されるとともに、 前記 シートフレームに配設される構成とした請求項 1 3記載の座席用人体検出
1 6 . 座席はシートパッドを保持するシ一トスプリングを持ち、.振動検出 部は緩衝材の表面に固定され、 前記緩衝材の振動検出部が固定される面は 前記振動検出部が座席のシ一トパッドに接触するように配置されるととも に、 前記シートスプリングに配設される構成とした請求項 1 3記載の座席 用人体検出装置。
1 7 . 緩衝材は、 その表面に固定された振動検出部が振動する空間を持つ 請求項 1 3、 1 4、 1 5または 1 6記載の座席用人体検出装置。
1 8 . 空間は、 緩衝材の一面に設けられた凹部であり、 振動検出部は前記 緩衝材の前記凹部と反対面の前記凹部に対向する位置に配置され、 前記緩 衝材の前記振動検出部が配置される面側は、 前記振動検出部とともに座席 のシートパッドの底面に接触して取り付けられる構成とした請求項 1 7記 載の座席用人体検出装置。
1 9 . 空間は、 緩衝材に設けられた貫通穴であり、 振動検出部は前記緩衝 材の前記貫通穴を覆うように配置され、 前記緩衝材の前記振動検出部が配 置される面側は、 前記振動検出部とともに座席のシートパッドの底面に接 触して取り付けられる構成とした請求項 1 7記載の座席用人体検出装置。 2 0 . 空間は複数の空間である請求項 1 7、 1 8または 1 9記載の座席用 人体検出装置。
2 1 . 緩衝材は、 構造が均一でなく、 振動検出部が接触する面側はその反 対側より振動を吸収しやすい構成とした請求項 1 3、 1 4、 1 5、 1 6、 1 7、 1 8、 1 9または 2 0記載の座席用人体検出装置。
2 2 . 緩衝材は、 少なくとも 2種類以上の異なる材質で構成され、 振動検出 部が接触する面側はその反対側より振動を吸収しやすい材質を用いる構成 とした請求項 2 1記載の座席用人体検出装置。
2 3 . 緩衝材は、 発泡材からなり、 振動検出部が接触する面側はその反対 側より発泡密度が小さい請求項 2 1または 2 2記載の座席用人体検出装置。
2 4. 緩衝材は、 硬度の異なる材質からなり、 振動検出部が接触する面側 はその反対側より硬度が高い請求項 2 1または 2 2記載の座席用人体検出
補正書の請求の範囲
[1 997年 8月 5日 （05. 08. 97 ) 国際事務局受理：出願当初の請求の範囲 21及び 22 は補正された；他の請求の範囲は変更なし。 （ 1頁） ]
1 6. 座席はシ一卜パッ ドを保持するシートスプリングを持ち、 振動検出 部は緩衝材の表面に固定され、 前記緩衝材の振動検出部が固定される面は 前記振動検出部が座席のシートパッ ドに接触するように配置されるととも
5 に、 前記シートスプリングに配設される構成とした請求項 13記載の座席 用人体検出装置。
17. 緩衝材は、 その表面に固定された振動検出部が振動する空間を持つ 請求項 13、 14、 15または 16記載の座席用人体検出装置。
18. 空間は、 緩衝材の一面に設けられた凹部であり、 振動検出部は前記 10 緩衝材の前記凹部と反対面の前記凹部に対向する位置に配置され、 前記緩 衝材の前記振動検出部が配置される面側は、 前記振動検出部とともに座席 のシートパッドの底面に接触して取り付けられる構成とした請求項 17記 載の座席用人体検出装置。
19. 空間は、 緩衝材に設けられた貫通穴であり、 振動検出部は前記緩衝 15 材の前記貫通穴を覆うように配置され、 前記緩衝材の前記振動検出部が配 置される面側は、 前記振動検出部とともに座席のシートパッドの底面に接 触して取り付けられる構成とした請求項 17記載の座席用人体検出装置。
20. 空間は複数の空間である請求項 17、 18または 19記載の座席用 人体検出装置。
20 21. 緩衝材は、 構造が均一でなく、 振動検出部が接触する面側はその反 対側より振動を吸収しにくい構成とした請求項 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19または 20記載の座席用人体検出装置。
22. 緩衝材は、少なくとも 2種類以上の異なる材質で構成され、振動検出 部が接触する面側はその反対側より振動を吸収しにくい材質を用いる構成
25 とした請求項 21記載の座席用人体検出装置。
23. 緩衝材は、 発泡材からなり、 振動検出部が接触する面側はその反対 側より発泡密度が小さい請求項 21または 22記載の座席用人体検出装置。
補正された用紙 (条約第 19条)
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