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JP7848262B2 - Seat Wetness Detection Device - Google Patents
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JP7848262B2 - Seat Wetness Detection Device - Google Patents

Seat Wetness Detection Device

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JP7848262B2 JP2024055854A JP2024055854A JP7848262B2 JP 7848262 B2 JP7848262 B2 JP 7848262B2 JP 2024055854 A JP2024055854 A JP 2024055854A JP 2024055854 A JP2024055854 A JP 2024055854A JP 7848262 B2 JP7848262 B2 JP 7848262B2
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Description

本発明は、座席における座部の濡れを検知するための座席濡れ検知装置に関する。 This invention relates to a seat wetness detection device for detecting wetness in the seat portion of a seat.

本件出願人は、特許文献1により、小型化が可能で座席への装着性に優れ、簡単な制御によって座席の濡れを正確に検知することができる座席濡れ検知装置を既に提案している。この座席濡れ検知装置は、座席に向けミリ波を送受信するミリ波センサと、座席の内部に配置されてミリ波センサからのミリ波を反射する反射部とを備え、反射部からの反射波の水分による信号強度の減衰度合いに基づき、座席の濡れを判定可能としたものであった。 The applicant has already proposed, in Patent Document 1, a seat wetness detection device that is miniaturizable, easily mountable to seats, and capable of accurately detecting seat wetness through simple control. This seat wetness detection device comprises a millimeter-wave sensor that transmits and receives millimeter waves toward the seat, and a reflector positioned inside the seat that reflects the millimeter waves from the sensor. The device determines seat wetness based on the degree of signal attenuation due to moisture in the reflected waves from the reflector.

このような座席濡れ検知装置の具体的な実施形態として、ミリ波センサは、座席における座部の側方にある袖部に設けられ、その直ぐ下方に位置する座部の座面に向けて側方よりミリ波を照射するように配置されていた。また、ミリ波の照射範囲である座部の座面下には、反射部として、略矩形で小型の金属板が互いに異なる位置に複数配置されていた。 In a specific embodiment of such a seat wetness detection device, the millimeter-wave sensor was mounted on the armrest portion on the side of the seat, positioned to irradiate millimeter waves from the side towards the seat surface located directly below it. Furthermore, multiple small, roughly rectangular metal plates were arranged at different positions beneath the seat surface, which was within the millimeter-wave irradiation range, to serve as reflectors.

特許7239647号公報Patent No. 7239647

前述した座席濡れ検知装置では、その具体的な実施形態に関して、新たに次のような問題を解決するための改良が望まれることになった。すなわち、ミリ波センサは、座部の座面の側方にある袖部に設けられ、座面に対して側方の近い位置からミリ波を照射する。そのため、座面上に対するミリ波の照射範囲は比較的狭く、反射部である金属板がミリ波センサの正面から少しでもずれると、反射強度が極端に減少して検知エリアがなおさら狭まるという問題があった。 Regarding the aforementioned seat wetness detection device, improvements were desired to address the following problem in its specific embodiment. Specifically, the millimeter-wave sensor is mounted on the armrest portion on the side of the seat surface, irradiating the seat surface with millimeter waves from a close, lateral position. Therefore, the irradiation range of the millimeter waves on the seat surface is relatively narrow, and if the metal plate, which acts as the reflector, is even slightly misaligned from the front of the millimeter-wave sensor, the reflection intensity decreases drastically, further narrowing the detection area.

また、袖部におけるミリ波センサと座部との位置関係によれば、特に座面より前端側やや両側端側はミリ波の照射範囲の死角となりやすく、当該部位における濡れの検知は困難であった。さらに、反射部である金属板は、座部本来のフレーム等とは別に複数配置するため、部品点数および組付工数が増加してコストが嵩むという問題もあった。しかも、各金属板の角度が、ミリ波センサと正対する角度から少しでもずれると、前述したようにミリ波の反射強度が極端に弱くなるため、金属板の反射角度の調整が必要となり面倒であった。 Furthermore, depending on the positional relationship between the millimeter-wave sensor in the armrest and the seat, the areas slightly forward and to the sides of the seat surface tended to be blind spots in the millimeter-wave illumination range, making it difficult to detect wetting in those areas. In addition, since the reflective metal plates were placed separately from the seat's original frame, the number of parts and assembly steps increased, leading to higher costs. Moreover, even a slight deviation in the angle of each metal plate from the angle directly facing the millimeter-wave sensor drastically weakened the millimeter-wave reflection intensity, as mentioned above, requiring adjustment of the reflection angle of the metal plates, which was cumbersome.

本発明は、以上のような従来技術が有する問題点に着目してなされたものであり、ミリ波を含む電磁波の照射範囲を、座部の座面全域に亘るように広く確保することが可能となり、座面における水漏れ検知が不能な死角を解消することができ、反射板の反射角度を調整する面倒な作業も不要となり、コスト高を招くことなく座部の濡れをいっそう広い範囲で簡易かつ正確に検知することができる座席濡れ検知装置を提供することを目的としている。 This invention addresses the problems of the prior art described above. It aims to provide a seat wetness detection device that allows for a wide irradiation range of electromagnetic waves, including millimeter waves, across the entire seat surface, eliminating blind spots where water leakage detection on the seat surface is impossible. Furthermore, it eliminates the need for the cumbersome process of adjusting the reflection angle of the reflector, enabling simpler and more accurate detection of seat wetness over a wider area without increasing costs.

前述した目的を達成するため、本発明の一態様は、
座席の濡れを検知するための座席濡れ検知装置であって、
座席の座部を下方に臨む高さに設けられ、正面側より相対する座部の座面に向けて電磁波を送信すると共に、該電磁波が反射されて返る反射波を正面側より受信するセンサと、
座部内で座面に平面視で重なるように設けられ、座部内の座部フレームを兼ねる反射部と、を備え、
前記反射部は、その上面側の全域に亘り前記センサから送信された電磁波を受け、前記センサに向けて反射可能であり、
前記センサにより受信した反射波の水分による信号強度の減衰度合いに基づき、座部の濡れを判定可能としたことを特徴とする。
To achieve the aforementioned objectives, one aspect of the present invention is:
A seat wetness detection device for detecting wetness on a seat,
A sensor is installed at a height that looks downward from the seat portion of the seat, and transmits electromagnetic waves from the front towards the seat surface of the opposite seat, and receives the reflected waves that are returned from the front.
It comprises a reflective section that is positioned within the seat so as to overlap the seat surface in a plan view, and which also serves as the seat frame within the seat,
The reflective portion is capable of receiving electromagnetic waves transmitted from the sensor over its entire upper surface and reflecting them back toward the sensor.
The system is characterized by its ability to determine whether the seat is wet based on the degree of attenuation of the signal intensity due to moisture in the reflected wave received by the sensor.

本発明に係る座席濡れ検知装置によれば、コスト高を招くことなく座席における座部の濡れをいっそう広い範囲で簡易かつ正確に検知することができる。 The seat wetness detection device according to the present invention allows for the simple and accurate detection of seat wetness over a wider area without increasing costs.

本実施形態に係る座席濡れ検知装置を適用する座席を示す斜視図である。This is a perspective view showing a seat to which the seat wetness detection device according to this embodiment is applied. 本実施形態に係る座席濡れ検知装置を適用する座席の内部構造を示す斜視図である。A perspective view showing the internal structure of a seat to which the seat wetness detection device according to this embodiment is applied. 本実施形態に係る座席濡れ検知装置を適用する座席の内部構造を示す正面図である。This is a front view showing the internal structure of a seat to which the seat wetness detection device according to this embodiment is applied. 本実施形態に係る座席濡れ検知装置を適用する座席の内部構造を示す平面図である。This is a plan view showing the internal structure of a seat to which the seat wetness detection device according to this embodiment is applied. 本実施形態に係る座席濡れ検知装置を適用する座席の内部構造を示す側面図である。This is a side view showing the internal structure of a seat to which the seat wetness detection device according to this embodiment is applied. 本実施形態に係る座席濡れ検知装置の反射部を兼ねる座部フレームを示す斜視図である。This is a perspective view showing the seat frame, which also serves as the reflective part of the seat wetness detection device according to this embodiment. 本実施形態に係る座席濡れ検知装置の反射部を兼ねる座部フレームを示す平面図である。This is a plan view showing the seat frame, which also serves as the reflective part of the seat wetness detection device according to this embodiment. 本実施形態に係る座席濡れ検知装置の反射部を兼ねる座部フレームを示す側面図である。This is a side view showing the seat frame, which also serves as the reflective part of the seat wetness detection device according to this embodiment. 本実施形態に係る座席濡れ検知装置の反射部を兼ねる座部フレームを示す底面図である。This is a bottom view showing the seat frame, which also serves as the reflective part of the seat wetness detection device according to this embodiment. 本実施形態に係る座席濡れ検知装置の反射部をなすコーナーリフレクタを示す斜視図である。This is a perspective view showing the corner reflector that forms the reflective part of the seat wetness detection device according to this embodiment. 本実施形態に係る座席濡れ検知装置の反射部をなすコーナーリフレクタのユニットを示す斜視図である。This is a perspective view showing a corner reflector unit that forms the reflective part of the seat wetness detection device according to this embodiment. 本実施形態に係る座席濡れ検知装置の反射部をなすコーナーリフレクタのユニットを示す平面図である。This is a plan view showing a corner reflector unit that forms the reflective part of the seat wetness detection device according to this embodiment. 本実施形態に係る座席濡れ検知装置の反射部の支持ブラケットを示す側面図である。This is a side view showing the support bracket for the reflective portion of the seat wetness detection device according to this embodiment. 本実施形態に係る座席濡れ検知装置の反射部の支持ブラケットを示す平面図である。This is a plan view showing the support bracket for the reflective portion of the seat wetness detection device according to this embodiment. 本実施形態に係る座席濡れ検知装置の反射部の支持ブラケットを示す正面図である。This is a front view showing the support bracket for the reflective portion of the seat wetness detection device according to this embodiment. 本実施形態に係る座席濡れ検知装置を概略的に示すブロック図である。This is a schematic block diagram showing the seat wetness detection device according to this embodiment. 本実施形態に係る座席濡れ検知装置のミリ波センサからのミリ波が、座席の乾燥状態と湿潤状態とにおいて変化する様子等を示す説明図である。This diagram illustrates how millimeter waves from the millimeter-wave sensor of the seat wetness detection device according to this embodiment change in the dry and wet states of the seat. 本実施形態に係る座席濡れ検知装置において座席の濡れを検知する方法の一例を示す説明図である。This is an explanatory diagram showing an example of a method for detecting seat wetness in the seat wetness detection device according to this embodiment. 本実施形態に係る座席濡れ検知装置において座席の濡れを検知した後の処理の一例を示すフローチャートである。This flowchart shows an example of the processing after detecting seat wetness in the seat wetness detection device according to this embodiment. 本実施形態の変形例1に係る座席濡れ検知装置を適用する座席の内部構造を示す斜視図である。This is a perspective view showing the internal structure of a seat to which the seat wetness detection device according to Modification 1 of this embodiment is applied. 本実施形態の変形例1に係る座席濡れ検知装置を適用する座席の内部構造を示す平面図である。This is a plan view showing the internal structure of a seat to which the seat wetness detection device according to Modification 1 of this embodiment is applied. 本実施形態の変形例1に係る座席濡れ検知装置での反射波の信号強度をグラフ化して表示した一例を示す説明図である。This is an explanatory diagram showing an example of a graph displaying the signal intensity of the reflected wave in a seat wetness detection device according to Modification 1 of this embodiment. 本実施形態の変形例2に係る座席濡れ検知装置を適用する座席の内部構造を示す斜視図である。This is a perspective view showing the internal structure of a seat to which the seat wetness detection device according to Modification 2 of this embodiment is applied. 本実施形態の変形例2に係る座席濡れ検知装置を適用する座席の内部構造を示す平面図である。This is a plan view showing the internal structure of a seat to which the seat wetness detection device according to Modification 2 of this embodiment is applied. 本実施形態の変形例2に係る座席濡れ検知装置での反射波の信号強度をグラフ化して表示した一例を示す説明図である。This is an explanatory diagram showing an example of a graph displaying the signal intensity of the reflected wave in a seat wetness detection device according to a modified example 2 of this embodiment.

以下、図面に基づき本発明を代表する実施形態を説明する。
図1から図19は、本発明の一実施形態を示している。
本実施形態に係る座席濡れ検知装置10は、電磁波のうち特にミリ波レーダーを利用して、座席1の特に座部3の濡れを検知するものである。以下、座席1を、鉄道車両の客室内に装備される腰掛を例に説明する。なお、以下に説明する実施形態で示される構成要素、形状、数値等は、何れも本発明の一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。
Hereinafter, a representative embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
Figures 1 to 19 show one embodiment of the present invention.
The seat wetness detection device 10 according to this embodiment uses electromagnetic waves, particularly millimeter-wave radar, to detect wetness of the seat 1, especially the seat portion 3. Hereinafter, the seat 1 will be described using a seat installed in the passenger compartment of a railway vehicle as an example. Note that the components, shapes, numerical values, etc. shown in the embodiments described below are all examples of the present invention and are not intended to limit the present invention.

<座席1の概要>
図1に示すように、座席1は、脚台2に座部3を取り付け、座部3の後端側に背凭れ4を支持してなる。脚台2は、座席1全体をフロア上に支持する金属製の土台であり、例えば左右に対向して固定される一対の側板20,20を備えている。各側板20の前端間は前側シャフト21を介して連結され、各側板20の後端間は後側シャフト22を介して連結され、また、各側板20の略中央間は中間シャフト23を介して連結されている。
<Overview of Seat 1>
As shown in Figure 1, the seat 1 consists of a seat portion 3 attached to a base 2, with a backrest 4 supported on the rear end side of the seat portion 3. The base 2 is a metal base that supports the entire seat 1 on the floor, and includes, for example, a pair of side plates 20, 20 fixed opposite each other on the left and right sides. The front ends of each side plate 20 are connected via a front shaft 21, the rear ends of each side plate 20 are connected via a rear shaft 22, and the approximate centers of each side plate 20 are connected via an intermediate shaft 23.

図1から図5に示すように、座部3は、脚台2上に固定した座枠である座部フレーム30にクッション3aを装着し、クッション3aの座面を含む表面をカバーで被覆してなる。座部フレーム30は、金属製であり全体的には略矩形のパネル状に形成されているが、図6から図9に示すように、後述する反射部31を兼ねるように構成されている。座部フレーム30の後端には、次述する背凭れフレーム40を支持する取付部30bが突設されている。座部フレーム30は、取付ブラケット30cを介して前側シャフト21と後側シャフト22の上側に組み付けられている。なお、座部3の両側には図示省略したが、前述した特許文献1と同様に、肘掛となる袖部を設けても良い。 As shown in Figures 1 to 5, the seat portion 3 is formed by attaching a cushion 3a to a seat frame 30, which is a seat frame fixed to the leg base 2, and covering the surface of the cushion 3a, including the seat surface, with a cover. The seat frame 30 is made of metal and is generally formed in a roughly rectangular panel shape, but as shown in Figures 6 to 9, it is configured to also serve as a reflector portion 31, which will be described later. A mounting portion 30b for supporting the backrest frame 40, described below, is provided at the rear end of the seat frame 30. The seat frame 30 is assembled to the upper side of the front shaft 21 and the rear shaft 22 via a mounting bracket 30c. Although not shown, armrests may be provided on both sides of the seat portion 3, similar to the aforementioned Patent Document 1.

背凭れ4は、座部フレーム30の後端に支持した背枠である背凭れフレーム40にクッション4aを装着し、クッション4aの表面をカバーで被覆してなる。背凭れフレーム40は、複数の金属材を組み合わせて縦長の略矩形のパネル状に形成されている。ここで背凭れフレーム40は、座部フレーム30の後端に回動可能に支持して、背凭れ4の傾動角度をリクライニング機構のダンパー5を介して調整可能に構成すると良い。 The backrest 4 is formed by attaching a cushion 4a to a backrest frame 40, which is a back frame supported at the rear end of the seat frame 30, and covering the surface of the cushion 4a with a cover. The backrest frame 40 is formed by combining multiple metal materials to create a vertically elongated, roughly rectangular panel. Here, the backrest frame 40 is rotatably supported at the rear end of the seat frame 30, and the tilt angle of the backrest 4 is preferably adjustable via a damper 5 of the reclining mechanism.

図1に示すように、背凭れ4の上側には、左右両側より前方へ迫り出す前方側部4bが設けられ、その間には別体のヘッドレスト4cが装着されている。一方の前方側部4bには、読書灯6が設けられており、その傍らの内部に、後述するミリ波センサ11が設けられている。詳しくは図2に示すように、背凭れフレーム40の上端部41の一側端には、ミリ波センサ11を取り付けるための支持ブラケット50が固定されている。支持ブラケット50についても、ミリ波センサ11と共に詳しくは後述する。 As shown in Figure 1, the upper side of the backrest 4 is provided with front side sections 4b that extend forward from both the left and right sides, and a separate headrest 4c is attached between them. A reading light 6 is provided on one of the front side sections 4b, and a millimeter-wave sensor 11, described later, is located inside beside it. As shown in detail in Figure 2, a support bracket 50 for attaching the millimeter-wave sensor 11 is fixed to one end of the upper end 41 of the backrest frame 40. The support bracket 50, along with the millimeter-wave sensor 11, will also be described in detail later.

このような座席1において、濡れ検知の対象である座部3内の座部フレーム30(反射部31)は、金属製であり電磁波を透過させないが、クッション3aは、一般に発泡ウレタン等の合成樹脂からなるので電磁波を透過させ、カバーも、一般に布製なので電磁波を透過させる。なお、後述するミリ波センサ11から送信されるミリ波は、座席1における脚台2等によっても反射されるが、かかる反射光は僅かな乱反射以外にミリ波センサ11に戻る反射角ではない。 In such a seat 1, the seat frame 30 (reflective part 31) within the seat 3, which is the target of wetness detection, is made of metal and does not transmit electromagnetic waves. However, the cushion 3a is generally made of synthetic resin such as foamed urethane and therefore transmits electromagnetic waves, and the cover is also generally made of cloth and therefore transmits electromagnetic waves. Furthermore, the millimeter waves transmitted from the millimeter-wave sensor 11, described later, are also reflected by the leg rest 2 and other parts of the seat 1. However, the reflection angle of such reflected light is not such that it returns to the millimeter-wave sensor 11 except for slight diffuse reflection.

<座席濡れ検知装置10の概要>
図16は、本実施形態に係る座席濡れ検知装置10を概略的に示すブロック図である。図16に示すように、座席濡れ検知装置10は、ミリ波センサ11と、反射部31と、コントローラ60と、を備えている。ミリ波センサ11とコントローラ60は、相互に信号を送受可能に無線ないし有線を介して接続されている。また、コントローラ60には、表示部65と操作部66がそれぞれ接続されている。ここでミリ波センサ11は、本発明の「センサ」に相当する。
<Overview of the seat wetness detection device 10>
Figure 16 is a schematic block diagram showing the seat wetness detection device 10 according to this embodiment. As shown in Figure 16, the seat wetness detection device 10 includes a millimeter-wave sensor 11, a reflector 31, and a controller 60. The millimeter-wave sensor 11 and the controller 60 are connected to each other via wireless or wired means so that they can send and receive signals from one another. A display unit 65 and an operation unit 66 are also connected to the controller 60. Here, the millimeter-wave sensor 11 corresponds to the "sensor" of the present invention.

ミリ波センサ11は、詳しくは後述するが、電磁波の一種であるミリ波を送信する送信部12と、ミリ波を受信する受信部13と、を備えている。図16には、ミリ波センサ11から座部3に向けて送信したミリ波(以下「送信波」)が、後述する反射部31により反射されたミリ波(以下「反射波」)として戻る状態も図示している。ここでミリ波は、いわゆるチャープ信号として一定の周波数であるため、その大きさ(振幅)を時間の関数として表現した正弦波として表している。 The millimeter-wave sensor 11, as will be described in detail later, comprises a transmitting unit 12 that transmits millimeter waves, a type of electromagnetic wave, and a receiving unit 13 that receives millimeter waves. Figure 16 also illustrates the state in which millimeter waves transmitted from the millimeter-wave sensor 11 toward the base unit 3 (hereinafter referred to as "transmitted waves") are returned as millimeter waves reflected by the reflecting unit 31 (hereinafter referred to as "reflected waves"). Here, since millimeter waves have a constant frequency as a so-called chirp signal, they are represented as a sine wave whose magnitude (amplitude) is expressed as a function of time.

<ミリ波について>
本実施形態で使用するミリ波とは、周波数帯が30~300GHzの電磁波のことであり、波長にすると1~10mmとなることから「ミリ波」(EHF)と称されている。ミリ波は一般に、直線性が強くレーザーのように扱うことができ、広帯域幅を確保することができ、合成樹脂や布等の各種物質を透過するという特長を有するが、さらに発明者らの鋭意研究の結果、ミリ波は水分により信号強度が減衰され易いことが判明した。
<About millimeter waves>
The millimeter waves used in this embodiment refer to electromagnetic waves with a frequency band of 30 to 300 GHz, and are called "millimeter waves" (EHF) because their wavelength is 1 to 10 mm. Millimeter waves generally have the characteristics of being highly linear, being able to be treated like lasers, being able to secure a wide bandwidth, and being able to penetrate various materials such as synthetic resins and cloths. Furthermore, as a result of the inventors' diligent research, it has been found that the signal strength of millimeter waves is easily attenuated by moisture.

発明者らの実験により、次述するミリ波センサ11を用いて座席1の座部3にミリ波(図1中でFと表記)を照射したところ、ミリ波は座部3のクッション3aをそのまま透過して内部にある金属製の座部フレーム30や脚台2に反射することが確認された。ここで座部3が通常の乾燥状態のとき、座部フレーム30等からの反射波は送信時の信号強度とさほど変わらないが、座部3が濡れた湿潤状態のときは、反射波の信号強度の明らかな減衰が確認された。よって、ミリ波は、水分によって吸収され易い性質があることが判明した。 Experiments conducted by the inventors revealed that when millimeter waves (indicated as F in Figure 1) were irradiated onto the seat portion 3 of the seat 1 using the millimeter-wave sensor 11 described below, the millimeter waves passed directly through the cushion 3a of the seat portion 3 and were reflected by the internal metal seat frame 30 and leg rest 2. When the seat portion 3 was in a normal dry state, the reflected waves from the seat frame 30, etc., did not differ significantly from the signal strength at the time of transmission. However, when the seat portion 3 was wet, a clear attenuation of the reflected wave signal strength was observed. Therefore, it was found that millimeter waves are easily absorbed by moisture.

<ミリ波センサ11>
ミリ波センサ11は一般に、離れた物標との距離、方向、速度を測定することが可能なモジュールであるが、本実施形態では、後述する反射部31から反射されたミリ波の信号強度の測定に特化して用いている。よって、本実施形態のミリ波センサ11の利用形態として、そもそも定位置に固定されている反射部31との距離や方向、速度を測定するための処理は省かれている。ミリ波センサ11は、生成したミリ波を座部3に向けて送信する送信部12と、反射部31から反射されたミリ波センサを受信する受信部13と、を備えている。
<Millimeter-wave sensor 11>
The millimeter-wave sensor 11 is generally a module capable of measuring the distance, direction, and speed to a distant target, but in this embodiment, it is used specifically for measuring the signal strength of millimeter waves reflected from the reflector 31, which will be described later. Therefore, in the usage mode of the millimeter-wave sensor 11 in this embodiment, the processing for measuring the distance, direction, and speed to the reflector 31, which is fixed in a fixed position, is omitted. The millimeter-wave sensor 11 comprises a transmitting unit 12 that transmits the generated millimeter waves toward the base 3, and a receiving unit 13 that receives the millimeter-wave sensor reflected from the reflector 31.

詳しく言えばミリ波センサ11は、通常は送信(TX)と受信(RX)の無線周波数部品、シンセサイザ、クロック等のアナログ部品、A/Dコンバータ、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、それにマイコン(MCU)等のデジタル部品で構成されている。ミリ波センサ11は、シンセサイザで生成したミリ波をTXアンテナから送信し、この送信波が物標(反射部31)に当たり反射してきた反射波をRXアンテナで受信する。よって、本実施形態では、TXアンテナが「送信部12」に相当し、RXアンテナが「受信部13」に相当する。 More specifically, the millimeter-wave sensor 11 typically consists of radio frequency components for transmission (TX) and reception (RX), analog components such as a synthesizer and clock, an A/D converter, a digital signal processor (DSP), and digital components such as a microcontroller (MCU). The millimeter-wave sensor 11 transmits millimeter waves generated by the synthesizer from the TX antenna, and receives the reflected waves from the target (reflector 31) with the RX antenna. Therefore, in this embodiment, the TX antenna corresponds to the "transmitting unit 12," and the RX antenna corresponds to the "receiving unit 13."

ミリ波センサ11は、さらに、ミキサで送信波と反射波を混合してIF信号(計算に使用する中間周波数)を生成し、このIF信号から得られたデータを元に各種信号処理を実施して、物標(反射部31)の位置等の情報を取得する機能も備えている。これにより、ミリ波センサ11は、反射部31とは別に後述する補助反射部31A,31Bからの反射波を区別して、それぞれの信号強度に応じた電気信号を生成することができる。ここで生成された電気信号は、後述するコントローラ60に出力される。 The millimeter-wave sensor 11 also has a function to generate an IF signal (intermediate frequency used for calculations) by mixing the transmitted wave and the reflected wave in a mixer, and to acquire information such as the position of the target (reflector 31) by performing various signal processing based on the data obtained from this IF signal. This allows the millimeter-wave sensor 11 to distinguish reflected waves from the auxiliary reflectors 31A and 31B (described later) separately from the reflector 31, and generate electrical signals according to the signal strength of each. The electrical signals generated here are output to the controller 60 (described later).

このようなミリ波センサ11は、ミリ波の直線性により環境変化に強く、ミリ波の広帯域幅による高距離分解能に優れ、ミリ波が短波長のため高精度検出が可能であると共に回路やアンテナの小型化が可能という特長を有している。ミリ波センサ11は、その特長の一つとして小型化が可能であるため、全体的に数センチ四方の基板として構成することができる。よって、本実施形態のミリ波センサ11は、図1に示すように、背凭れ4の上側における前方側部4b内の限られたスペースにも配設することができる。 Such a millimeter-wave sensor 11 has several advantages: it is highly resistant to environmental changes due to the linearity of millimeter waves, offers excellent high-range resolution due to its wide bandwidth, enables high-precision detection due to the short wavelength of millimeter waves, and allows for miniaturization of the circuit and antenna. One of its features is its miniaturization capability, allowing it to be constructed as a substrate of only a few centimeters square. Therefore, as shown in Figure 1, the millimeter-wave sensor 11 of this embodiment can be installed even in the limited space within the front side portion 4b above the backrest 4.

図2から図5に示すように、背凭れフレーム40の上側の一側端には支持ブラケット50が固定され、支持ブラケット50にミリ波センサ11は取り付けられている。このようにミリ波センサ11を、座部3を下方に臨む高さとなる背凭れ4の上側に設けることで、座部3の座面のほぼ全域に向けて正面からミリ波を照射することができる。なお、座部3の座面とは、クッション3aの全表面のうち主として着座者が接する上側の略水平な面であり、平面視で座部フレーム30に重なる範囲が相当する。 As shown in Figures 2 to 5, a support bracket 50 is fixed to one upper end of the backrest frame 40, and the millimeter-wave sensor 11 is attached to the support bracket 50. By positioning the millimeter-wave sensor 11 on the upper side of the backrest 4 at a height that faces downwards towards the seat 3, millimeter waves can be irradiated from the front over almost the entire surface of the seat 3. The seat surface of the seat 3 refers to the upper, approximately horizontal surface of the cushion 3a that primarily contacts the seated person, and corresponds to the area that overlaps with the seat frame 30 in a plan view.

また、ミリ波センサ11の正面の座部3に対する角度、すなわち座部3に向けたミリ波の照射角度は、支持ブラケット50によって調整することができる。詳しく言えば図2に示すように、背凭れフレーム40の略水平な上端部41に沿ってアングル材42が固定され、アングル材42の座席外側を向く一端に支持ブラケット50が取り付けられている。ここで支持ブラケット50は、その垂直な背面部51が、座部3の座面中央を通る垂線に向かうように、座席内側寄りの角度で取り付けられている。 Furthermore, the angle of the millimeter-wave sensor 11 relative to the seat 3, that is, the angle of millimeter-wave irradiation directed towards the seat 3, can be adjusted by the support bracket 50. More specifically, as shown in Figure 2, an angle member 42 is fixed along the approximately horizontal upper end 41 of the backrest frame 40, and a support bracket 50 is attached to one end of the angle member 42 facing outwards from the seat. Here, the support bracket 50 is mounted at an angle closer to the inside of the seat, such that its vertical back portion 51 points toward a perpendicular line passing through the center of the seat surface of the seat 3.

<支持ブラケット50>
図13から図15に示すように、支持ブラケット50は、垂直な面をなす背面部51と、背面部51の両側端より前方へ直角に折れ曲がった一対の側面部52,52と、背面部51と対向した状態で各側面部52間に支持された取付面部53と、を備えている。取付面部53は、その正面側にミリ波センサ11を取り付ける部位であり、上下方向に角度調整が可能に支持されている。
<Support bracket 50>
As shown in Figures 13 to 15, the support bracket 50 comprises a rear surface 51 that forms a vertical surface, a pair of side surfaces 52, 52 that are bent forward at a right angle from both ends of the rear surface 51, and a mounting surface 53 that is supported between the side surfaces 52 in a position facing the rear surface 51. The mounting surface 53 is the part on its front side to which the millimeter-wave sensor 11 is attached, and is supported so that its angle can be adjusted in the vertical direction.

すなわち、取付面部53の下端縁側は、各側面部52間に架設された水平な回転軸54を介して回動可能に枢支されている。一方、取付面部53の上端縁側には、水平な移動軸55が軸支されている。各側面部52には、回転軸54を中心とする円弧形のガイド溝56が形成されており、移動軸55の両端は、それぞれ各側面部52のガイド溝56に移動可能に嵌合している。 Specifically, the lower edge of the mounting surface 53 is pivotally supported via a horizontal rotating shaft 54 installed between each side surface 52. Meanwhile, a horizontal movable shaft 55 is pivotally supported on the upper edge of the mounting surface 53. Each side surface 52 has an arc-shaped guide groove 56 centered on the rotating shaft 54, and both ends of the movable shaft 55 are movably fitted into the guide grooves 56 of each side surface 52.

移動軸55はボルト状に形成されており、一端はボルトの頭部55aとして一方の側面部52のガイド溝56の周囲に当接し、他端にはもう一方の側面部52のガイド溝56の周囲に当接するナット55bが螺合している。よって、ナット55bを緩めれば、取付面部53(すなわちミリ波センサ11)は回転軸54を中心とする任意の傾き角度に調整することができ、所望の傾き角度でナット55bを締め付ければ、当該角度に固定することができる。なお、取付面部53に取り付けるミリ波センサ11自体の具体的な形状は、周知であるので詳細な説明は省略する。 The movable shaft 55 is formed in a bolt shape, with one end serving as the bolt head 55a, contacting the guide groove 56 of one side portion 52, and the other end fitted with a nut 55b that contacts the guide groove 56 of the other side portion 52. Therefore, by loosening the nut 55b, the mounting surface portion 53 (i.e., the millimeter-wave sensor 11) can be adjusted to any tilt angle around the rotation axis 54, and by tightening the nut 55b at the desired tilt angle, it can be fixed at that angle. The specific shape of the millimeter-wave sensor 11 itself, which is attached to the mounting surface portion 53, is well known, so a detailed explanation is omitted.

<反射部31>
図1および図2に示すように、座部3のクッション3aの座面下には、座部フレーム30を兼ねる反射部31が設けられている。反射部31は、その上面側の全域に亘って、ミリ波センサ11から送信されたミリ波を受け、ミリ波センサ11に向けて反射可能に構成されている。詳しく言えば図6から図9に示すように、座部フレーム30の上面部30aは反射部31として、複数のコーナーリフレクタ32を、それぞれの開口面が上面部30aと重なる同一平面上に密に並ぶ状態で一体に連設されている。
<Reflector 31>
As shown in Figures 1 and 2, a reflector 31, which also serves as the seat frame 30, is provided beneath the seat surface of the cushion 3a of the seat 3. The reflector 31 is configured to receive millimeter waves transmitted from the millimeter wave sensor 11 and reflect them back towards the millimeter wave sensor 11 across its entire upper surface. More specifically, as shown in Figures 6 to 9, the upper surface 30a of the seat frame 30 serves as the reflector 31, and a plurality of corner reflectors 32 are integrally arranged in a densely packed manner on the same plane, with their respective opening surfaces overlapping the upper surface 30a.

図10に示すように、コーナーリフレクタ32は、直角二等辺三角形の金属板を3面に合わせた反射板である。コーナーリフレクタ32によれば、その何れの面にミリ波が入射しても3面内で反射が繰り返されて、ミリ波が入射した方向へ反射波を正確に反射させることができる。すなわち、コーナーリフレクタ32は、他の形状の反射板と比べて反射波の指向性を広くすることができ、ミリ波の入射角度に関わらず均一な反射波を得られる。よって、ミリ波センサ11が背凭れ4の上側に設けられて距離が遠くなり反射波が弱まったとしても、その分、反射効率を高めることができる。 As shown in Figure 10, the corner reflector 32 is a reflector made by joining three right-angled isosceles triangular metal plates. With the corner reflector 32, regardless of which surface the millimeter wave is incident on, reflection occurs repeatedly within the three surfaces, allowing the reflected wave to be accurately reflected in the direction from which the millimeter wave was incident. In other words, the corner reflector 32 can widen the directivity of the reflected wave compared to other reflector shapes, and a uniform reflected wave can be obtained regardless of the incident angle of the millimeter wave. Therefore, even if the millimeter wave sensor 11 is located above the backrest 4 and the distance increases, causing the reflected wave to weaken, the reflection efficiency can be increased accordingly.

図6に示すように、複数のコーナーリフレクタ32は、それぞれの開口面の縁が互いに溶接等で結合されることにより、開口面同士が同一平面上に密に並ぶ状態で一体に連設されて反射部31となる。かかる反射部31は、座部フレーム30の上面部30aのなるべく広い範囲を占めるように、座部フレーム30自体の構成として一体に組み込まれている。なお、座部フレーム30の上面部30aにおいて、反射部31(複数のコーナーリフレクタ32)を配置しきれない領域は、そのまま水平な板状の上面部30aとして残されている。 As shown in Figure 6, the multiple corner reflectors 32 are joined together by welding or other means at the edges of their respective openings, so that their openings are closely aligned on the same plane and form a single continuous reflective section 31. This reflective section 31 is integrated as part of the seat frame 30 itself, occupying as wide an area as possible on the upper surface 30a of the seat frame 30. Areas on the upper surface 30a of the seat frame 30 that cannot accommodate the reflective section 31 (multiple corner reflectors 32) are left as a horizontal, plate-like upper surface 30a.

本実施形態では、座部フレーム30の上面部30aのうち反射部31を組み込む領域は、予め刳り抜かれており、当該領域に、複数のコーナーリフレクタ32を連接してなる反射部31全体が溶接等により一体に組み込まれている。このように座部フレーム30を兼ねる反射部31は、別体として構成しておき座部フレーム30の一部として後付けしても良く、あるいは座部フレーム30と一緒に板金のプレス成形や鋳型によって一体成形しても構わない。 In this embodiment, the area of the upper surface 30a of the seat frame 30 into which the reflective section 31 is incorporated is pre-cut out, and the entire reflective section 31, which consists of multiple connected corner reflectors 32, is integrally incorporated into this area by welding or the like. Thus, the reflective section 31, which also serves as the seat frame 30, may be constructed separately and later attached as part of the seat frame 30, or it may be integrally molded together with the seat frame 30 by sheet metal press molding or casting.

反射部31をなす複数のコーナーリフレクタ32の具体的な数や配置は、図示した例に限らず適宜定め得る設計事項である。図11および図12に示すように、所定数(図示した例では5つ)のコーナーリフレクタ32を予め例えば直線状に並べた状態で予め組み合わせて反射部31を構成するユニットとして構成しておいても良い。図11および図12に示した5つのコーナーリフレクタ32を直線状に組み合わせたユニットは、反射部31とは別に後述する補助反射部31A,31Bをそのまま構成するものとなる。 The specific number and arrangement of the multiple corner reflectors 32 forming the reflective section 31 are design matters that can be determined as appropriate, not limited to the illustrated example. As shown in Figures 11 and 12, a predetermined number of corner reflectors 32 (five in the illustrated example) may be pre-configured as units constituting the reflective section 31, for example, by arranging them in a straight line. The unit formed by combining the five corner reflectors 32 in a straight line, as shown in Figures 11 and 12, directly constitutes the auxiliary reflective sections 31A and 31B, which will be described later, separate from the reflective section 31.

<コントローラ60>
図16に示すように、コントローラ60は、例えばマイクロコンピュータや周辺の電子機器からなり、具体的にはプロセッサ(CPU)のほか、プロセッサで実行するプログラムや各種の固定的データを記憶する不揮発性メモリ(ROM)、プログラムを実行する上で一時的に必要になるデータを記憶するための揮発性メモリ(RAM)等を主要部とする回路で構成されている。かかるコントローラ60は、その機能として、入力部61と、制御部62と、出力部63と、記憶部64等を備えている。
<Controller 60>
As shown in Figure 16, the controller 60 consists of, for example, a microcomputer and peripheral electronic equipment, and specifically consists of a processor (CPU), non-volatile memory (ROM) for storing programs executed by the processor and various fixed data, and volatile memory (RAM) for storing data temporarily required for program execution, etc., as its main components. The controller 60 has the functions of an input unit 61, a control unit 62, an output unit 63, a storage unit 64, etc.

入力部61は、ミリ波センサ11からの前記電気信号等の各種情報や、操作部66により指定された数値等の各種情報の入力を受け付ける。
制御部62は、ミリ波センサ11の送信部12からのミリ波の送信を制御したり、ミリ波センサ11からの電気信号を処理することにより、ミリ波が座席1(正確には座部3)内部を透過する過程で水分により信号強度が減衰された度合いに基づき、座席1の濡れを検知する。なお、座部3の濡れの具体的な検知方法については後述する。
The input unit 61 receives input of various information, such as the electrical signals from the millimeter-wave sensor 11, and various other information, such as numerical values specified by the operation unit 66.
The control unit 62 controls the transmission of millimeter waves from the transmitter unit 12 of the millimeter-wave sensor 11 and processes the electrical signals from the millimeter-wave sensor 11 to detect wetting of the seat 1 (more precisely, the seat portion 3) based on the degree to which the signal strength is attenuated by moisture as the millimeter waves pass through the inside of the seat 1. The specific method for detecting wetting of the seat portion 3 will be described later.

制御部62は、ミリ波センサ11の送信部12からのミリ波の送信を、例えば所定の周期で繰り返すように制御する。より具体的には制御部62は、所定のタイミングで、ミリ波センサ11の送信部12からミリ波を送信させるように設定すると良い。ここで所定のタイミングとしては、例えば乗客が降車する次の停車駅の到着直前、あるいは車両が終着駅に到着したとき等、適宜定めれば良い。 The control unit 62 controls the transmission of millimeter waves from the transmitter unit 12 of the millimeter-wave sensor 11 to repeat, for example, at a predetermined period. More specifically, the control unit 62 should be set to transmit millimeter waves from the transmitter unit 12 of the millimeter-wave sensor 11 at predetermined timings. Here, the predetermined timing can be determined as appropriate, for example, just before arrival at the next station where passengers disembark, or when the train arrives at the final station.

出力部63は、制御部62により検知された座席1の濡れに関する情報等を出力する。ここで出力部63からの信号の出力先は、主として表示部65であるが、表示部65に限定されることはない。
記憶部64は、制御部62において座席1の濡れの検知に用いるプログラムや各種データを記憶する。各種データとしては、例えば座席1が乾燥状態のときの反射波の信号強度など予め測定した測定値等が該当する。
The output unit 63 outputs information regarding the wetness of seat 1 detected by the control unit 62. The output destination of the signal from the output unit 63 is mainly the display unit 65, but is not limited to the display unit 65.
The memory unit 64 stores programs and various data used by the control unit 62 to detect the wetness of seat 1. Examples of such data include pre-measured values, such as the signal strength of the reflected wave when seat 1 is dry.

表示部65は、制御部62における座席1の濡れに関する判定結果を表示するものである。表示部65は、例えばパソコンのモニタをそのまま利用しても良く、前記判定結果を含む各種情報をテキストやイメージ等で視認可能に表示する。なお、表示部65による表示と併せて、スピーカー等の音声出力装置により人工音声やアラーム等の音による報知も行うようにしてもかまわない。 The display unit 65 displays the determination result regarding the wetness of seat 1 from the control unit 62. The display unit 65 may, for example, use a computer monitor, and will display various information, including the determination result, in a visually readable format using text, images, etc. In addition to the display by the display unit 65, sound notifications such as artificial voice or alarms may also be provided through an audio output device such as a speaker.

操作部66は、制御部62の各種処理において必要となる数値データの入力等、操作者が操作するものである。操作部66は、例えばパソコンのマウス、キーボード、タッチパネル等である。座席濡れ検知装置10の利用者は、この操作部66を操作することにより、制御部62が処理に必要とする各種データを入力したり、処理動作を指示したりすることができる。 The operation unit 66 is operated by the user for tasks such as inputting numerical data necessary for various processes performed by the control unit 62. The operation unit 66 can be, for example, a computer mouse, keyboard, or touch panel. Users of the seat wetness detection device 10 can input various data required by the control unit 62 for processing and instruct processing operations by operating this operation unit 66.

<座席濡れ検知装置10の作用>
次に、座席濡れ検知装置10による座席1の濡れの検知について説明する。
図16において、ミリ波センサ11は、コントローラ60の制御部62からの指令に基づき、所定のタイミングでシンセサイザによりミリ波を生成し、その正面側より下方の座部3の座面に向けてミリ波を送信する。
<Operation of the seat wetness detection device 10>
Next, we will explain how the seat 1 is detected to be wet by the seat wetness detection device 10.
In Figure 16, the millimeter-wave sensor 11 generates millimeter waves using a synthesizer at a predetermined timing based on a command from the control unit 62 of the controller 60, and transmits the millimeter waves from its front side toward the seat surface of the seat portion 3 below.

図1に示すように、ミリ波センサ11は背凭れ4の上側にあるため、ミリ波センサ11から座部3までの距離が、例えば座部3の直ぐ側方の袖部に設ける場合と比べて遠くなる分だけ、座部3に対するミリ波の照射範囲を広く確保することができる。また、本実施形態では、背凭れ4において着座者が頭部に異物感を感じないように、ミリ波センサ11を背凭れ4の中央付近から外れた前方側部4bに設けたが、座部3に対して、その正面側になるべく正対する角度からミリ波を照射することも可能である。 As shown in Figure 1, since the millimeter-wave sensor 11 is located on the upper side of the backrest 4, the distance from the millimeter-wave sensor 11 to the seat 3 is greater than, for example, if it were located on the armrest immediately to the side of the seat 3. This allows for a wider irradiation range of millimeter waves onto the seat 3. Furthermore, in this embodiment, the millimeter-wave sensor 11 is positioned on the front side 4b of the backrest 4, away from the center, to prevent the sitter from feeling a foreign object on their head. However, it is also possible to irradiate the seat 3 with millimeter waves from an angle that is as directly facing its front as possible.

ミリ波センサ11からの送信波は、座部3のクッション3aを透過して座部フレーム30を兼ねた反射部31に当たって反射する。この反射波は、再びクッション3aを透過してミリ波センサ11に戻り、受信部13によって受信される。図6に示すように、反射部31は座部フレーム30を兼ねているため、座部フレーム30とは別に反射部を配置する場合に比べて、部品点数および組付工数の削減することができ、座席1の製造コストを低減することが可能となる。 The transmitted waves from the millimeter-wave sensor 11 pass through the cushion 3a of the seat 3 and are reflected by the reflector 31, which also serves as the seat frame 30. These reflected waves then pass through the cushion 3a again and return to the millimeter-wave sensor 11, where they are received by the receiver 13. As shown in Figure 6, since the reflector 31 also serves as the seat frame 30, the number of parts and assembly steps can be reduced compared to a case where the reflector is placed separately from the seat frame 30, thereby lowering the manufacturing cost of the seat 1.

また、反射部31は、その上面側の全域に亘って、ミリ波を受けると共に反射可能である。従って、座部3の座面全域に及ぶような広い範囲に亘って、濡れ具合を検知することが可能となる。しかも、例えば複数の反射板を座部3内に局所的に配した場合、個々の反射部の反射角度を調整するような作業が必要となるが、本実施形態の反射部31によれば、このような面倒な作業は不要となる。 Furthermore, the reflective section 31 is capable of receiving and reflecting millimeter waves across its entire upper surface. Therefore, it is possible to detect the degree of wetness over a wide area, such as the entire seat surface of the seat section 3. Moreover, while, for example, if multiple reflectors were locally arranged within the seat section 3, it would be necessary to adjust the reflection angle of each reflector, this cumbersome process is unnecessary with the reflective section 31 of this embodiment.

特に、反射部31は、複数のコーナーリフレクタ32を、それぞれの開口面が座部フレーム30の上面部30aと重なる同一平面上に密に並ぶ状態で一体に連設されてなる。このような反射部31によれば、その全域に亘って個々のコーナーリフレクタ32により反射効率を高めることが可能となり、ミリ波センサ11からの距離が遠くなっても、平板状の反射板に比べて角度調整なしに強い反射強度を実現することができる。 In particular, the reflective section 31 is formed by integrally connecting multiple corner reflectors 32, each closely arranged on the same plane where its opening surface overlaps with the upper surface 30a of the seat frame 30. With this type of reflective section 31, it is possible to increase the reflection efficiency across its entire surface using the individual corner reflectors 32, and even at greater distances from the millimeter-wave sensor 11, a stronger reflection intensity can be achieved without angle adjustment compared to a flat reflector.

そして、反射部31からの反射波がミリ波センサ11に戻って受信されると、ミリ波センサ11は、ミキサによって送信波と反射波を混合してIF信号(中間周波数)を生成し、このIF信号から得られたデータを元に各種信号処理が実施される。ミリ波センサ11で生成された電気信号は、コントローラ60へ出力されて記憶部64に格納される。記憶部64に格納された電気信号は、AD変換回路等によりデジタル変換されて制御部62内のメモリエリアに格納される。制御部62は、取り込んだミリ波センサ11からの電気信号に基づき、反射部31からの反射波の信号強度を算出する処理を実行する。 Then, when the reflected wave from the reflector 31 returns to the millimeter-wave sensor 11 and is received, the millimeter-wave sensor 11 mixes the transmitted wave and the reflected wave using a mixer to generate an IF signal (intermediate frequency), and various signal processing is performed based on the data obtained from this IF signal. The electrical signal generated by the millimeter-wave sensor 11 is output to the controller 60 and stored in the memory unit 64. The electrical signal stored in the memory unit 64 is digitally converted by an AD conversion circuit, etc., and stored in the memory area of the control unit 62. The control unit 62 performs a process to calculate the signal strength of the reflected wave from the reflector 31 based on the electrical signal received from the millimeter-wave sensor 11.

図16(b)は、反射部31からの反射波の信号強度をグラフ化して表示した一例であり、横軸は、ミリ波センサ11から反射部31までの光学的な距離であり、縦軸は、反射波の信号強度である。ここで横軸における距離は、送信波の出力時点から反射波が戻るまでの時間に比例するものであり、反射部31の配置によって予め定められている。また、縦軸における信号強度は、相対値として表したものであり、その単位は特に限定されるものではない。反射部31からの反射波の信号強度のピークは、送信部12からの距離に応じて横軸の所定箇所に生じている。 Figure 16(b) shows an example of a graph displaying the signal intensity of the reflected wave from the reflector 31. The horizontal axis represents the optical distance from the millimeter-wave sensor 11 to the reflector 31, and the vertical axis represents the signal intensity of the reflected wave. Here, the distance on the horizontal axis is proportional to the time from the time of transmission wave output until the reflected wave returns, and is predetermined by the arrangement of the reflector 31. The signal intensity on the vertical axis is expressed as a relative value, and its unit is not particularly limited. The peak of the signal intensity of the reflected wave from the reflector 31 occurs at a predetermined point on the horizontal axis depending on the distance from the transmitter 12.

反射部31からの反射波のチャープは、例えばFFT処理されて、反射部31までの距離を検出することになるが、ここで反射部31までの距離は固定されたものであるため、チャープに対応する距離FFTは、同じ箇所(横軸)でピークを示すことになる。制御部62は、このようなグラフ化処理の結果に基づいて、座席1の濡れを判定することになる。ここで座席1の濡れとは、座部3の主としてクッション3aに含まれる水分と同義である。 The chirp of the reflected wave from the reflector 31 is processed, for example, using an FFT to detect the distance to the reflector 31. Since the distance to the reflector 31 is fixed, the distance FFT corresponding to the chirp will show a peak at the same point (horizontal axis). The control unit 62 determines the wetness of the seat 1 based on the results of this graphing process. Here, the wetness of the seat 1 is synonymous with the moisture contained primarily in the cushion 3a of the seat 3.

図17は、ミリ波センサ11からのミリ波が、座部3が通常の乾燥状態の場合と、座部3が何らかの原因で濡れた湿潤状態の場合において、それぞれ変化する様子等を示している。ミリ波センサ11(送信部12)から座部3に向かう送信波は、反射部31の上面側の全域に亘って、水分が存在しない「乾燥状態」と、水分が存在する「湿潤状態」とでは、送信波の最初の信号強度と反射波の信号強度に大きな違いが生じる。 Figure 17 shows how the millimeter waves from the millimeter-wave sensor 11 change when the seat 3 is in a normal dry state and when the seat 3 is wet due to some cause. The transmitted wave from the millimeter-wave sensor 11 (transmitter 12) toward the seat 3 shows a significant difference between the initial signal strength of the transmitted wave and the signal strength of the reflected wave across the entire upper surface of the reflector 31, depending on whether it is in a "dry state" (no moisture present) or a "wet state" (moisture present).

図17中の[概念]は、ミリ波センサ11からの送信波が反射部31に反射されて反射波として戻る状態を模式的に示している。図17(a)の[概念]に示すように、座部3が乾燥状態の場合、ミリ波センサ11からの送信波は、クッション3aを透過するとき、さほど減衰することなく反射部31に到達し、反射部31からの反射波も同様に、さほど減衰することなくミリ波センサ11に戻る。一方、図17(b)の[概念]に示すように、座部3が湿潤状態の場合、ミリ波センサ11からの送信波は、クッション3aを透過するとき、水分によりかなり減衰して反射部31に到達し、反射部31からの反射波もさらに減衰してミリ波センサ11に戻る。 The [Concept] in Figure 17 schematically illustrates the state in which the transmitted wave from the millimeter-wave sensor 11 is reflected by the reflector 31 and returns as a reflected wave. As shown in the [Concept] in Figure 17(a), when the seat 3 is dry, the transmitted wave from the millimeter-wave sensor 11 passes through the cushion 3a and reaches the reflector 31 with little attenuation, and the reflected wave from the reflector 31 similarly returns to the millimeter-wave sensor 11 with little attenuation. On the other hand, as shown in the [Concept] in Figure 17(b), when the seat 3 is wet, the transmitted wave from the millimeter-wave sensor 11 passes through the cushion 3a and is considerably attenuated by the moisture before reaching the reflector 31, and the reflected wave from the reflector 31 is further attenuated before returning to the millimeter-wave sensor 11.

このように、湿潤状態の方が乾燥状態よりも、ミリ波センサ11から発信されたミリ波は、ミリ波センサ11に戻ったときに大幅に弱まっている。すなわち、座部3が湿潤状態の場合における反射波の信号強度と、座部3が乾燥状態の場合における反射波の信号強度とは、湿潤状態の方が乾燥状態よりも信号強度が大幅に小さくなることが、発明者らの実験により確かめられている。従って、制御部62は、座部3が湿潤状態の場合における反射波の信号強度と、座部3が乾燥状態の場合における反射波の信号強度との比(信号比)に基づいて、座席1の濡れを検知することが可能である。 Thus, in a wet state, the millimeter waves emitted from the millimeter-wave sensor 11 are significantly weaker when they return to the sensor 11 compared to a dry state. In other words, the inventors' experiments have confirmed that the signal intensity of the reflected wave is significantly lower in a wet state than in a dry state. Therefore, the control unit 62 can detect the wetness of the seat 1 based on the ratio (signal ratio) between the signal intensity of the reflected wave in a wet state and the signal intensity of the reflected wave in a dry state.

図17中の[グラフ]は、反射部31からの反射波の信号強度を示すグラフである。図17(a)の[グラフ]に示すように、座席1が乾燥状態の場合、反射波の信号強度のピークは、例えば相対値として5000となる。一方、図17(b)の[グラフ]に示すように、座席1が湿潤状態の場合、反射波の信号強度のピークは、例えば相対値として2800となる。このように、反射波の信号強度は、湿潤状態の方が乾燥状態よりも大幅に減衰しており、その具体的な減衰度合いは、前述した数値例だと湿潤状態では乾燥状態の0.56(2800/5000)倍、すなわち44%まで減衰している。 The graph in Figure 17 shows the signal intensity of the reflected wave from the reflector 31. As shown in the graph in Figure 17(a), when seat 1 is dry, the peak signal intensity of the reflected wave is, for example, 5000 as a relative value. On the other hand, as shown in the graph in Figure 17(b), when seat 1 is wet, the peak signal intensity of the reflected wave is, for example, 2800 as a relative value. Thus, the signal intensity of the reflected wave is significantly attenuated in the wet state than in the dry state. Specifically, in the numerical example mentioned above, the attenuation in the wet state is 0.56 (2800/5000) times that of the dry state, or 44%.

前記信号比である0.56は、座席1が乾燥して水分量が少なくなるに従って1.0に接近するが、この値に基づいて例えば0.56から1.0の間で、座席1の濡れを許容できる閾値を定めることになる。具体的には例えば、「濡れ」を感じる体感試験等のデータに基づいて閾値を0.8と定めれば、反射波の信号強度の減衰度合いが0.8未満の場合には、座席が濡れている判定するように設定する。もちろん、閾値の0.8は単に一例に過ぎず、他に例えば0.5にする等と適宜定めれば良い。 The aforementioned signal ratio of 0.56 approaches 1.0 as seat 1 dries and its moisture content decreases. Based on this value, a threshold for the acceptable level of wetness of seat 1 is determined, for example, between 0.56 and 1.0. Specifically, if the threshold is set to 0.8 based on data from subjective tests that assess the feeling of "wetness," then the system will determine that the seat is wet if the attenuation of the reflected wave signal intensity is less than 0.8. Of course, a threshold of 0.8 is merely an example; it can be set to another value, such as 0.5, as appropriate.

このような閾値の設定は、操作部66によって適宜行うことができる。具体的には例えば、グラフにおいて縦軸の高さHmmの信号強度を読み取るように設定することができる。ここで高さHmmは任意に設定変更が可能である。また、後述するが、信号強度の高さHmmには、横軸の±wの幅を持たせてその平均値等を用いるように設定してもかまわない。ここでの幅±wも任意に設定変更が可能である。また、信号強度を読み取るタイミングや頻度YHzも、任意に設定変更を可能にすると良い。なお、信号強度のピークの数値の比較は、必ずしもグラフ化処理を前提とするものではない。 Such threshold settings can be adjusted as appropriate by the operation unit 66. Specifically, for example, it can be set to read the signal strength at a height H mm on the vertical axis of the graph. Here, the height H mm can be arbitrarily changed. Furthermore, as will be described later, the signal strength height H mm can be set to use the average value of ±w on the horizontal axis. Here, the width ±w can also be arbitrarily changed. It is also desirable to allow arbitrary changes to the timing and frequency Y Hz of signal strength reading. Note that the comparison of peak signal strength values does not necessarily require graphing.

また、読み取る信号強度の最大値Maxと最小値Minも、任意に設定変更を可能にすると良い。何れの設定にせよ、前述したように反射波の信号強度の減衰度合いが1/X(X>1)未満になったときに、座席が濡れているとの判定のフラグを立てるように設定する。そして、このフラグが立った場合に、図17(b)の[モニタ]に示すように、表示部65にて座席1が濡れている旨の警告である「濡れ」の文字等を表示すると良い。その後の処理については後述する。 Furthermore, it would be beneficial to allow users to arbitrarily change the maximum and minimum values (Max and Min) of the signal strength to be read. Regardless of the settings, as mentioned earlier, the system should be configured to set a flag indicating that the seat is wet when the attenuation rate of the reflected wave signal strength falls below 1/X (X > 1). When this flag is set, the display unit 65 should display a warning, such as the word "wet," indicating that seat 1 is wet, as shown in the [Monitor] section of Figure 17(b). Subsequent processing will be described later.

以上のように、湿潤状態と乾燥状態とにおける反射波の信号強度の信号比を求める場合には、ピークの数値、あるいは所定幅±wの平均値によって演算しても良いが、誤差を少なくするために、次のような演算も可能である。すなわち、信号強度のピークを基準として、前述したように横軸の±wの幅における信号強度も含む所定範囲のグラフ中の面積比によって、座部3が濡れている否か判定するように設定しても良い。 As described above, when determining the signal ratio of the reflected wave signal intensity in wet and dry conditions, the calculation can be performed using the peak value or the average value over a predetermined width ± w. However, to minimize errors, the following calculation is also possible. That is, using the signal intensity peak as a reference, the determination of whether the seat portion 3 is wet or not can be made based on the area ratio in a predetermined range of the graph, including the signal intensity within the ± w width on the horizontal axis, as mentioned above.

さらに、別の判定方法として、反射部31からの反射波の信号強度のピークと、その前後の所定幅を含むようなグラフ中の横軸における所定範囲を設定して、この所定範囲に含まれるグラフ中の面積比によって、座部3が濡れている否か判定するように設定しても良い。すなわち、図18に示すように、座部3が乾燥状態のときの信号強度の2次曲線に囲まれた面積と、座部3が湿潤状態のときの信号強度の2次曲線に囲まれた面積との比が、所定の閾値を超えるか否かによって、座部3が濡れていると判定するように設定しても良い。 Furthermore, as another determination method, a predetermined range on the horizontal axis of the graph may be set to include the peak of the signal intensity of the reflected wave from the reflector 31 and a predetermined width before and after it. The determination of whether the seat portion 3 is wet or not may then be based on the area ratio within this predetermined range. That is, as shown in Figure 18, the determination of whether the seat portion 3 is wet may be based on whether the ratio of the area enclosed by the quadratic curve of signal intensity when the seat portion 3 is dry to the area enclosed by the quadratic curve of signal intensity when the seat portion 3 is wet exceeds a predetermined threshold.

具体的な閾値の設定は、前記ピークの数値の比較の場合と同様である。なお、グラフ上において信号強度を示す曲線や直線(横軸等)に囲まれた図形の面積の計算は、周知の公式等を用いれば足り、予め計算できるようにプログラムしておくと良い。また、グラフ上において、どの領域の面積を比較対象とするかは、閾値の設定と同様に操作部66によって設定可能とする。 The specific threshold setting is the same as in the case of comparing the peak values mentioned above. The calculation of the area enclosed by curves or lines (horizontal axis, etc.) representing signal strength on the graph can be done using well-known formulas, and it is advisable to program this calculation in advance. Furthermore, the area of each region on the graph to be compared can be set using the operation unit 66, similar to the threshold setting.

このような閾値やグラフ中の所定範囲の決定は、種々の実験やシミュレーション等のデータに基づいて適宜定め得る設計事項である。もちろん、前述したグラフ中の面積比による比較は、必ずしも図形的な処理に依存するものではなく、例えば、乾燥状態と湿潤状態との信号強度と距離のデータを積分した値を比較することで濡れ検知の処理を実行するようにしても良い。 The determination of such thresholds and predetermined ranges in the graph are design considerations that can be appropriately determined based on data from various experiments and simulations. Of course, the comparison using area ratios in the graph mentioned above does not necessarily depend on geometric processing; for example, wetness detection could be performed by comparing the integrated values of signal intensity and distance data for dry and wet conditions.

<座部3の濡れの検知後の対応>
図19は、座席濡れ検知装置10において座部3の濡れを検知した後の処理の一例を示すフローチャートである。コントローラ60の制御部62によって、前述したように、座部3の濡れが検知された場合(ステップS101)、例えば車両の運転台に対して濡れた席の座席番号に関する情報が出力される(ステップS102)。
<Response after detecting wetness in seat 3>
Figure 19 is a flowchart showing an example of processing after the seat wetness detection device 10 detects wetness in the seat portion 3. When wetness in the seat portion 3 is detected by the control unit 62 of the controller 60, as described above (step S101), information regarding the seat number of the wet seat is output to, for example, the driver's cab of the vehicle (step S102).

これに基づき、座席1の表示器に前記情報が出力され(ステップS103)、車掌のタブレットにも前記情報が出力され(ステップS104)、さらに車外にある地上のモニタにも前記情報が出力される(ステップS111)。また、地上のモニタに出力された前記情報に基づいて、交換部品(座部3のクッション3a)の在庫状況が確認される(ステップS112)。 Based on this, the information is output to the display on seat 1 (step S103), to the conductor's tablet (step S104), and further to a monitor on the ground outside the vehicle (step S111). Furthermore, based on the information output to the ground monitor, the inventory status of replacement parts (cushion 3a of seat 3) is confirmed (step S112).

次いで、車掌はタブレットに出力された座席1の座部3における実際の濡れ状態を確認する(ステップS105)。このとき、座部3の交換が必要であるか否かを判断する(ステップS106)。かかる判断で、車掌が座部3の交換が必要であると判断した場合、前述した交換部品の在庫状況の確認に応じて、車両の次の停車駅に輸送を依頼する(ステップS113)。そして、車掌は交換部品を次の停車駅で受け取り(ステップS107)、濡れた座部3を取り外して新たな座部3に交換する(ステップS108)。 Next, the conductor checks the actual wetness of the seat portion 3 of seat 1, as displayed on the tablet (step S105). At this point, they determine whether or not the seat portion 3 needs to be replaced (step S106). If the conductor determines that the seat portion 3 needs to be replaced, they request transportation to the next station based on the availability of replacement parts (step S113). The conductor then receives the replacement parts at the next station (step S107), removes the wet seat portion 3, and replaces it with a new seat portion 3 (step S108).

ところで、前述した座部3の濡れの検知では、ミリ波の信号強度の減衰度合いが閾値を超えるか否かによって択一的に判断し、実際に座部3の交換が必要であるか否かは、その後に例えば人的に判断していたが、かかる交換の要否に関しても自動的に判断するように制御しても良い。かかる制御は、コントローラ60におけるプログラムの変更等により比較的容易に対応することができる。 Incidentally, in the aforementioned detection of wetting of the seat portion 3, a decision was made selectively based on whether or not the attenuation of the millimeter-wave signal intensity exceeded a threshold. The actual need to replace the seat portion 3 was then determined, for example, manually. However, it is also possible to control the system to automatically determine whether or not such replacement is necessary. Such control can be implemented relatively easily by modifying the program in the controller 60.

すなわち、図19中のステップS101における座部3の濡れの検知を、ミリ波の信号強度の減衰度合いが一の閾値より上か下かの択一的な判断ではなく、例えば信号強度の減衰度合いを複数のランクに分けて判断するように制御しても良い。これにより、濡れ具合のランクが低い場合には、座部3を全て交換することなく、座部3の軽度に濡れた箇所を局所的に乾燥させる等の対応も可能となる。 In other words, the detection of wetting of the seat portion 3 in step S101 in Figure 19 may be controlled not by an alternative judgment of whether the degree of attenuation of the millimeter-wave signal strength is above or below a certain threshold, but by, for example, dividing the degree of attenuation of the signal strength into multiple ranks for judgment. This would allow for measures such as locally drying the slightly wet areas of the seat portion 3 without replacing the entire seat portion 3, if the wetness rank is low.

<反射部31の変形例1>
図20から図22は、実施形態に係る反射部31の変形例1を示している。
本変形例1では、前述した座部フレーム30の上面部をなす反射部31の他、座部フレーム30の周縁の前端側に沿って前端補助反射部31Aが付加されている。前端補助反射部31Aは、ミリ波センサ11から送信され前記反射部31の前方へ外れた電磁波を受け、ミリ波センサ11に向けて反射可能に構成されている。
<Modification 1 of the reflective section 31>
Figures 20 to 22 show a modified example 1 of the reflective section 31 according to the embodiment.
In this modified example 1, in addition to the reflective portion 31 that forms the upper surface of the seat frame 30 as described above, a front end auxiliary reflective portion 31A is added along the front end side of the periphery of the seat frame 30. The front end auxiliary reflective portion 31A is configured to receive electromagnetic waves transmitted from the millimeter-wave sensor 11 that have deviated in front of the reflective portion 31 and to reflect them back toward the millimeter-wave sensor 11.

詳しく言えば前端補助反射部31Aは、図11および図12に示した5つのコーナーリフレクタ32を直線状に組み合わせたユニットからなり、座部フレーム30の前端側に沿って一体に連結されている。ここでの連結は、例えば金属製の細幅な薄板材を介して互いに溶接したり、あるいは前端補助反射部31Aをなすコーナーリフレクタ32の開口端を直接溶接等により固定すると良い。前端補助反射部31Aを連結した角度は、反射部31の上面と水平に連なる状態から背凭れ4の上側のミリ波センサ11に向けて上方に折り曲げるように調整できるものとする。 More specifically, the front auxiliary reflector section 31A consists of a unit formed by linearly combining the five corner reflectors 32 shown in Figures 11 and 12, and is integrally connected along the front end of the seat frame 30. This connection can be achieved, for example, by welding them together via a narrow, thin metal plate, or by directly welding the open ends of the corner reflectors 32 forming the front auxiliary reflector section 31A. The angle at which the front auxiliary reflector section 31A is connected can be adjusted from a state where it is horizontally aligned with the upper surface of the reflector section 31 to a state where it is bent upward toward the millimeter-wave sensor 11 on the upper side of the backrest 4.

このように前端補助反射部31Aは、反射部31とは別体として構成されて座部フレーム30に後付けされるが、あるいは座部フレーム30ないし反射部31と予め一体に設けるように構成しても良い。かかる場合には、座席1全体の部品点数や組付工数が削減される。何れの構成にしても前端補助反射部31Aは、ミリ波センサ11に向けて最適な角度に調整可能にすると良い。なお、前端補助反射部31Aは、具体的な長さや大きさ、すなわちコーナーリフレクタ32の数や配置は、適宜定め得る設計事項である。 Thus, the front auxiliary reflector 31A is constructed separately from the reflector 31 and attached to the seat frame 30 afterwards, or it may be constructed to be integrated with the seat frame 30 or the reflector 31 from the beginning. In this case, the total number of parts and assembly man-hours for the seat 1 are reduced. In either configuration, it is preferable that the front auxiliary reflector 31A be adjustable to the optimal angle toward the millimeter-wave sensor 11. The specific length and size of the front auxiliary reflector 31A, i.e., the number and arrangement of the corner reflectors 32, are design matters that can be determined as appropriate.

図1において、座部3の座面から、その下方の反射部31まではクッション3aの厚み分の距離がある。そのため、ミリ波センサ11から反射部31に対する照射角より上側に位置する座部の周縁の一部(前端縁や側端)は、ミリ波の送受信ルートから外れることになる。そこで、座部フレーム30の前端縁に前端補助反射部31Aを設けて、ミリ波の送受信ルートを拡張することにより、当該部位に相当する座部3の周縁の一部における濡れについても、漏れなく検知することが可能となる。 In Figure 1, the distance from the seat surface of the seat portion 3 to the reflector portion 31 below it is equal to the thickness of the cushion 3a. Therefore, a portion of the seat's periphery (front edge and side edge) located above the irradiation angle from the millimeter-wave sensor 11 to the reflector portion 31 will be outside the millimeter-wave transmission and reception path. By providing a front auxiliary reflector portion 31A on the front edge of the seat frame 30, the millimeter-wave transmission and reception path can be extended, making it possible to detect wetting in the corresponding portion of the seat's periphery without any omissions.

ミリ波センサ11は、前述したように物標(反射部31等)の位置情報を取得する機能も備えているため、反射部31と前端補助反射部31Aからの反射波を区別して、それぞれの信号強度に応じた電気信号を生成することができる。従って、各反射部31,31Aからの反射波の信号強度を同一グラフ上に表した場合、例えば図22に示すように、各反射部31,31Aごとの信号強度のピークは、ミリ波センサ11からの距離に応じ横軸上の異なる箇所に生じる。これにより、各反射部31,31Aに至るクッション3a内のルートごとに、前述した反射波の信号強度のピークの比較やグラフ中の面積比の比較によって、座部3の濡れを座面の前端側まで漏れなく細かく判断することが可能となる。 As mentioned above, the millimeter-wave sensor 11 also has the function of acquiring positional information of an object (reflector 31, etc.). Therefore, it can distinguish between reflected waves from the reflector 31 and the front auxiliary reflector 31A, and generate electrical signals corresponding to the respective signal strengths. Consequently, when the signal strengths of the reflected waves from each reflector 31 and 31A are represented on the same graph, for example, as shown in Figure 22, the peaks in the signal strength of each reflector 31 and 31A will occur at different points on the horizontal axis depending on the distance from the millimeter-wave sensor 11. This makes it possible to precisely and comprehensively determine the wetness of the seat 3, all the way to the front end of the seat surface, by comparing the peaks of the reflected wave signal strengths and the area ratios in the graph for each route within the cushion 3a leading to each reflector 31 and 31A.

<反射部31の変形例2>
図23から図25は、実施形態に係る反射部31のまた別の変形例2を示している。
本変形例2では、前述した反射部31と前端補助反射部31Aの他、さらに座部フレーム30の周縁の両側端に沿って一対の側端補助反射部31B1、31B2が付加されている。側端補助反射部31B1、31B2は、それぞれミリ波センサ11から送信され前記反射部31の側方へ外れた電磁波を受け、ミリ波センサ11に向けて反射可能に構成されている。
<Modified example 2 of the reflective section 31>
Figures 23 to 25 show yet another modified example 2 of the reflective section 31 according to this embodiment.
In this modified example 2, in addition to the aforementioned reflective section 31 and front end auxiliary reflective section 31A, a pair of side end auxiliary reflective sections 31B1 and 31B2 are added along both ends of the periphery of the seat frame 30. The side end auxiliary reflective sections 31B1 and 31B2 are configured to receive electromagnetic waves transmitted from the millimeter-wave sensor 11 that have deviated to the side of the reflective section 31, and to reflect them back toward the millimeter-wave sensor 11.

詳しく言えば側端補助反射部31B1,31B2も、前端補助反射部31Aと同様に、図11および図12に示した5つのコーナーリフレクタ32を直線状に組み合わせたユニットからなり、座部フレーム30の側端に沿って一体に連結されている。側端補助反射部31B1,31B2も、反射部31とは別体として構成して座部フレーム30に後付けする他、座部フレーム30ないし反射部31と予め一体に設けるように構成しても良い。また、側端補助反射部31B1,31B2も、ミリ波センサ11に向けて最適な角度に調整可能に構成すると良い。 More specifically, the side-end auxiliary reflectors 31B1 and 31B2, like the front-end auxiliary reflector 31A, consist of units formed by linearly combining the five corner reflectors 32 shown in Figures 11 and 12, and are integrally connected along the side ends of the seat frame 30. The side-end auxiliary reflectors 31B1 and 31B2 can be constructed separately from the reflector 31 and retrofitted to the seat frame 30, or they can be pre-assembled integrally with the seat frame 30 or the reflector 31. Furthermore, it is preferable that the side-end auxiliary reflectors 31B1 and 31B2 be configured to be adjustable to the optimal angle toward the millimeter-wave sensor 11.

このような側端補助反射部31B1,31B2を追加した場合も、各反射部31、31A、31B1、31B2からの反射波の信号強度を同一グラフ上に表した場合、例えば図25に示すように、各反射部31、31A、31B1、31B2ごとの信号強度のピークは、ミリ波センサ11からの距離に応じ横軸上の異なる箇所に生じる。これにより、各反射部31、31A、31B1、31B2に至るクッション3a内のルートごとに、前述した反射波の信号強度のピークの比較やグラフ中の面積比の比較によって、座部3の濡れを座面の前端側と両側端まで漏れなく細かく判断することが可能となる。 Even when these side-edge auxiliary reflectors 31B1 and 31B2 are added, if the signal intensity of the reflected waves from each reflector 31, 31A, 31B1, and 31B2 is represented on the same graph, the peak signal intensity for each reflector 31, 31A, 31B1, and 31B2 will occur at different points on the horizontal axis depending on the distance from the millimeter-wave sensor 11, as shown in Figure 25. This allows for a detailed and comprehensive determination of the wetness of the seat 3, including the front and both sides of the seat surface, by comparing the peak signal intensity of the reflected waves and the area ratios in the graph for each route within the cushion 3a leading to each reflector 31, 31A, 31B1, and 31B2.

<本発明の構成と作用効果>
以上、本実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではない。前述した実施形態から導かれる本発明について、以下に説明する。
<Structure and Effects of the Invention>
Although this embodiment has been described above, the present invention is not limited to the embodiments described above. The present invention derived from the embodiments described above will be described below.

先ず、本発明は、座席1の濡れを検知するための座席濡れ検知装置10であって、
座席1の座部3を下方に臨む高さに設けられ、正面側より相対する座部3の座面に向けて電磁波を送信すると共に、該電磁波が反射されて返る反射波を正面側より受信するセンサ11と、
座部3内で座面に平面視で重なるように設けられ、座部3内の座部フレーム30を兼ねる反射部31と、を備え、
前記反射部31は、その上面側の全域に亘り前記センサ11から送信された電磁波を受け、前記センサ11に向けて反射可能であり、
前記センサ11により受信した反射波の水分による信号強度の減衰度合いに基づき、座部3の濡れを判定可能としたことを特徴とする。
First, the present invention relates to a seat wetness detection device 10 for detecting wetness of a seat 1,
A sensor 11 is provided at a height overlooking the seat portion 3 of seat 1, and transmits electromagnetic waves from the front towards the seat surface of the opposing seat portion 3, and receives the reflected waves that are returned by the reflection of the electromagnetic waves from the front.
It comprises a reflective part 31 that is provided within the seat 3 so as to overlap the seat surface in a plan view, and which also serves as the seat frame 30 within the seat 3,
The reflective portion 31 is capable of receiving electromagnetic waves transmitted from the sensor 11 over its entire upper surface and reflecting them back toward the sensor 11.
The system is characterized by its ability to determine whether the seat portion 3 is wet based on the degree of attenuation of the signal intensity due to moisture in the reflected wave received by the sensor 11.

このような座席濡れ検知装置10によれば、センサ11が座席1の座部3を下方に臨む高さの位置に配されるため、座部3の座面全域に向けて正面側から電磁波を送信することができる。しかも、センサ11から座面までの距離も比較的遠くなり、電磁波の照射範囲を広く確保することができる。 With this type of seat wetness detection device 10, the sensor 11 is positioned at a height that faces downwards towards the seat portion 3 of the seat 1, allowing electromagnetic waves to be transmitted from the front to the entire seat surface of the seat portion 3. Furthermore, the distance from the sensor 11 to the seat surface is relatively large, ensuring a wide range of electromagnetic wave irradiation.

また、センサ11からの電磁波を反射する反射部31は、座部フレーム30を兼ねるため、反射部31を座部3のフレームとは別に設ける場合に比べて、部品点数および組付工数を削減することができ、コストの低減が可能となる。さらに、反射部31は、その上面側の全域に亘って、電磁波を受けると共にセンサ11に向けて反射可能である。従って、反射部31の反射角度を調整するような面倒な作業は不要となる。 Furthermore, since the reflective section 31, which reflects electromagnetic waves from the sensor 11, also serves as the seat frame 30, the number of parts and assembly steps can be reduced compared to a case where the reflective section 31 is provided separately from the seat frame 3, thus reducing costs. Moreover, the reflective section 31 can receive electromagnetic waves and reflect them back towards the sensor 11 across its entire upper surface. Therefore, the troublesome task of adjusting the reflection angle of the reflective section 31 is unnecessary.

座席濡れ検知装置10では、高い位置に配されたセンサ11からの送信波に対して、座部3の広範囲をカバーする反射部31からの反射波が、座部3内を透過する過程で水分により信号強度が減衰された度合いに基づき座部3の濡れを判定する。かかる判定において、座部3の濡れをよりいっそう広い範囲で簡易かつ正確に検知することができる。 The seat wetness detection device 10 determines the wetness of the seat 3 based on the degree to which the signal intensity of the reflected wave from the reflector 31, which covers a wide area of the seat 3, is attenuated by moisture as it passes through the seat 3, relative to the transmitted wave from the sensor 11 positioned at a high location. This determination allows for simpler and more accurate detection of seat wetness over a wider area.

また、本発明では、前記座部フレーム30はパネル状に形成され、該座部フレーム30の上面側は前記反射部31として、複数のコーナーリフレクタ32を、それぞれの開口面が同一平面上に密に並ぶ状態で一体に連設したことを特徴とする。 Furthermore, in this invention, the seat frame 30 is formed in a panel shape, and the upper surface of the seat frame 30 is characterized by having multiple corner reflectors 32 integrally connected as the reflective portion 31, with their respective opening surfaces closely aligned on the same plane.

このような座部フレーム30の反射部31によれば、その全域に亘って個々のコーナーリフレクタ32により反射効率を高めることが可能となり、センサ11からの距離が遠くなっても、平板状の反射板に比べて角度等の微調整なしに強い反射強度を実現することができる。 With this type of seat frame 30's reflective section 31, the reflective efficiency can be increased across its entire surface by the individual corner reflectors 32. Even at greater distances from the sensor 11, a strong reflective intensity can be achieved without fine adjustments to the angle, compared to a flat reflector.

また、本発明は、前記座部フレーム30の周縁の少なくとも一部に沿って前記反射部31に付加され、前記センサ11から送信され前記反射部31から外れた電磁波を受け、前記センサ11に向けて反射可能な補助反射部31A、31B1、31B2を設けたことを特徴とする。 Furthermore, the present invention is characterized by the provision of auxiliary reflective sections 31A, 31B1, and 31B2, which are attached to the reflective section 31 along at least a portion of the periphery of the seat frame 30, and which receive electromagnetic waves transmitted from the sensor 11 that have deviated from the reflective section 31, and are capable of reflecting them back toward the sensor 11.

このような補助反射部31A、31B1、31B2は、座部フレーム30の周縁より外側に広がるため、座部3を通過するも反射部31から外れた電磁波を、漏れなく受けて反射させることが可能となる。従って、座部3の座面の末端に続く部位の濡れも、確実に検知することが可能となる。補助反射部31A、31B1、31B2は、反射部31とは別体として構成したものを必要に応じて後付けしても良く、あるいは部品点数や組付工数の削減のために、予め反射部31と一体に構成しても良い。 Since these auxiliary reflective sections 31A, 31B1, and 31B2 extend outward from the periphery of the seat frame 30, they can reliably receive and reflect electromagnetic waves that pass through the seat 3 but miss the reflective section 31. Therefore, wetting of the area of the seat surface of the seat 3, including the area extending to the end, can be reliably detected. The auxiliary reflective sections 31A, 31B1, and 31B2 may be constructed separately from the reflective section 31 and added later as needed, or they may be pre-assembled with the reflective section 31 to reduce the number of parts and assembly time.

また、本発明では、前記センサ11は、前記座部3の後端側に支持された背凭れ4の上側に設けられたことを特徴とする。 Furthermore, in this invention, the sensor 11 is characterized by being provided on the upper side of the backrest 4, which is supported on the rear end side of the seat portion 3.

このように、センサ11を背凭れ4の上側に設けたことにより、センサ11からの座部3の座面までの距離が、例えば座部3の直ぐ側方の袖部に設ける場合と比べて遠くなる分だけ、座部3に対する電磁波の照射範囲を広く確保することができる。ここで座部3の座面に対して、その正面側になるべく近い角度から電磁波を照射することも可能となる。さらに、センサ11を1つの座席1の製品としての範囲内で、一構成部品としてまとめて組み付け仕上げることができる。 As described above, by positioning the sensor 11 on the upper side of the backrest 4, the distance from the sensor 11 to the seat surface of the seat 3 is greater than, for example, if it were positioned on the armrest immediately to the side of the seat 3. This allows for a wider range of electromagnetic wave irradiation to be secured for the seat 3. Furthermore, it becomes possible to irradiate the seat surface of the seat 3 from an angle as close as possible to its front. Additionally, the sensor 11 can be assembled and completed as a single component within the scope of a single seat 1 product.

また、本発明では、前記センサ11は、前記背凭れ4内の背凭れフレーム40に対して、前記座部3に向けた正面側からの電磁波の照射角度を調整可能な支持ブラケット50を介して取り付けられたことを特徴とする。
これにより、座席1の様々な設計仕様に応じて、センサ11から送信する電磁波の照射範囲を、正面下方となる座部3の座面全域に重なるように容易に調整することができる。
Furthermore, in the present invention, the sensor 11 is attached to the backrest frame 40 within the backrest 4 via a support bracket 50 that allows adjustment of the irradiation angle of electromagnetic waves from the front side toward the seat 3.
This makes it easy to adjust the irradiation range of the electromagnetic waves transmitted from the sensor 11 so that it overlaps with the entire seat surface of the seat portion 3, which is located directly below and in front of the seat 1, according to the various design specifications of the seat 1.

また、本発明では、前記座部3の濡れの判定は、前記反射部31から反射され前記センサ11で受信した反射波の信号強度について、前記座部3が乾燥状態のときのピークの数値と、前記座部3が湿潤状態のときのピークの数値との比が、所定の閾値を超えるか否かによって行われることを特徴とする。
このような信号強度のピークの数値だけの比較による判定によれば、座席1の濡れの判定を極めて簡単な制御によって行うことができる。
Furthermore, in the present invention, the determination of whether the seat portion 3 is wet is made by determining whether the ratio of the peak value of the reflected wave signal intensity reflected from the reflecting portion 31 and received by the sensor 11, when the seat portion 3 is dry, to the peak value of the seat portion 3 when it is wet, exceeds a predetermined threshold.
By making a determination based solely on the numerical comparison of the peak signal strength, the wetness of seat 1 can be determined with extremely simple control.

また、本発明では、前記座部3の濡れの判定は、前記反射部31から反射され前記センサ11で受信した反射波の信号強度を表すグラフにおいて、前記座部3が乾燥状態のときの信号強度を表す2次曲線に囲まれた面積と、前記座部3が湿潤状態のときの信号強度を表す2次曲線に囲まれた面積との比が、所定の閾値を超えるか否かによって行われることを特徴とする。
このような信号強度を表す2次曲線の面積の比較による判定によれば、座席1の濡れの判定における測定精度のバラツキは少なくなり、いっそう検知結果の正確性を高めることができる。
Furthermore, in the present invention, the determination of whether the seat portion 3 is wet is made by determining whether the ratio of the area enclosed by the quadratic curve representing the signal strength when the seat portion 3 is dry to the area enclosed by the quadratic curve representing the signal strength when the seat portion 3 is wet exceeds a predetermined threshold, in a graph representing the signal strength of the reflected wave reflected from the reflecting portion 31 and received by the sensor 11.
By using this method of determining signal strength by comparing the area of a quadratic curve, the variation in measurement accuracy in determining whether seat 1 is wet can be reduced, further improving the accuracy of the detection results.

さらに、本発明は、前記座部3の濡れの判定結果を表示する表示部65を備えたことを特徴とする。
これにより、表示部65によって、座席1の濡れの判定結果に関する情報を容易に報知することができる。従って、表示を見た人は、座席1の濡れに関する対策を講じやすくなる。
Furthermore, the present invention is characterized by comprising a display unit 65 that displays the result of determining whether the seat portion 3 is wet.
This allows the display unit 65 to easily provide information regarding the wetness determination result of seat 1. Therefore, anyone who sees the display can more easily take measures regarding the wetness of seat 1.

以上、本実施形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。例えば、座席濡れ検知装置10で検知対象となる座席1は、必ずしも鉄道車両の客室内に装備されるものに限らず、航空機、バス、船舶等の他の乗物用の座席や、あるいは映画館や劇場等に装備する座席の座部であっても良い。 Although this embodiment has been described above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and any changes or additions that do not depart from the spirit of the present invention are also included. For example, the seat 1 to be detected by the seat wetness detection device 10 is not necessarily limited to seats installed in the passenger compartment of a railway vehicle, but may also be seats in other vehicles such as aircraft, buses, or ships, or the seat portion of seats installed in movie theaters or theaters.

また、ミリ波センサ11の配置位置は、座席1の背凭れ4に限られることなく、当該座席1の前方に配置された別の座席の背凭れの背面側に設けたり、あるいは車両の天井や吊り棚等に設けることも考えられる。また、本発明で用いる電磁波は、必ずしも前記ミリ波に限定されるものではない。さらに、反射部31および補助反射部31A,31Bの形状および大きさ、具体的な配置や角度、それに数は、前述した通り前記実施形態に限定されることはない。 Furthermore, the placement of the millimeter-wave sensor 11 is not limited to the backrest 4 of seat 1. It could also be placed on the back of the backrest of another seat located in front of seat 1, or on the vehicle's ceiling or overhead racks. Moreover, the electromagnetic waves used in this invention are not necessarily limited to millimeter waves. Additionally, the shape and size of the reflecting section 31 and the auxiliary reflecting sections 31A and 31B, as well as their specific arrangement, angles, and number, are not limited to the embodiments described above.

本発明は、鉄道車両、航空機、自動車、船舶等の各種乗物の客室内に装備される乗物用座席に限らず、映画館や劇場等に装備する座席についても広く適用することができる。 This invention is not limited to seats installed in the passenger compartments of various vehicles such as railway cars, aircraft, automobiles, and ships, but can also be broadly applied to seats installed in movie theaters, theaters, and the like.

1…座席
2…脚台
3…座部
4…背凭れ
10…座席濡れ検知装置
11…ミリ波センサ
30…座部フレーム
31…反射部
31A…前端補助反射部
31B…側端補助反射部
50…支持ブラケット
60…コントローラ
61…入力部
62…制御部
63…出力部
64…記憶部
65…表示部
66…操作部
1...Seat 2...Footrest 3...Seat portion 4...Backrest 10...Seat wetness detection device 11...Millimeter wave sensor 30...Seat portion frame 31...Reflector 31A...Front end auxiliary reflector 31B...Side end auxiliary reflector 50...Support bracket 60...Controller 61...Input unit 62...Control unit 63...Output unit 64...Storage unit 65...Display unit 66...Operation unit

Claims (7)

座席の濡れを検知するための座席濡れ検知装置であって、
座席の座部を下方に臨む高さに設けられ、正面側より相対する座部の座面に向けて電磁波を送信すると共に、該電磁波が反射されて返る反射波を正面側より受信するセンサと、
座部内で座面に平面視で重なるように同一平面上に設けられ、座部内の座部フレームを兼ねる反射部と、を備え、
前記反射部は、その上面側の全域に亘り前記センサから送信された電磁波を受け、前記センサに向けて反射可能であり、
前記センサにより受信した反射波の水分による信号強度の減衰度合いに基づき、座部の濡れを判定可能とし
前記座部フレームの周縁の一部より外側に沿って、前記反射部に付加された補助反射部を備え、
前記補助反射部は、前記センサから送信され前記反射部に至る電磁波の照射角より上側に位置する座部の周縁の一部を通過して前記反射部から外れた電磁波を受け、前記センサに向けて反射する向きに角度を調整可能であり、前記センサと前記反射部の間とは異なるルートで、前記座部の周縁の一部における濡れを判定可能としたことを特徴とする座席濡れ検知装置。
A seat wetness detection device for detecting wetness on a seat,
A sensor is installed at a height that looks downward from the seat portion of the seat, and transmits electromagnetic waves from the front towards the seat surface of the opposite seat, and receives the reflected waves that are returned from the front.
It comprises a reflective section provided on the same plane as the seat surface in a plan view, and which also serves as the seat frame within the seat,
The reflective portion is capable of receiving electromagnetic waves transmitted from the sensor over its entire upper surface and reflecting them back toward the sensor.
Based on the degree of attenuation of the signal intensity due to moisture in the reflected wave received by the aforementioned sensor, it is possible to determine whether the seat is wet .
The seat frame is provided with an auxiliary reflective portion attached to the reflective portion, extending outward from a portion of the periphery of the seat frame,
The seat wetness detection device is characterized in that the auxiliary reflective section is capable of adjusting its angle to receive electromagnetic waves that have passed through a part of the periphery of the seat located above the irradiation angle of the electromagnetic waves transmitted from the sensor to the reflective section and have deviated from the reflective section, and to reflect them toward the sensor, thereby enabling the detection of wetness in a part of the periphery of the seat via a different route than that between the sensor and the reflective section .
前記座部フレームはパネル状に形成され、該座部フレームの上面側は前記反射部として、複数のコーナーリフレクタを、それぞれの開口面が同一平面上に密に並ぶ状態で一体に連設したことを特徴とする請求項1に記載の座席濡れ検知装置。 The seat wetness detection device according to claim 1, characterized in that the seat frame is formed in a panel shape, and the upper surface of the seat frame is integrally connected to the reflective portion, with a plurality of corner reflectors arranged closely together on the same plane with their respective openings. 前記センサは、前記座部の後端側に支持された背凭れの上側に設けられたことを特徴とする請求項1に記載の座席濡れ検知装置。 The seat wetness detection device according to claim 1, characterized in that the sensor is provided on the upper side of the backrest supported on the rear end side of the seat portion. 前記センサは、前記背凭れ内の背凭れフレームに対して、前記座部に向けた正面側からの電磁波の照射角度を調整可能な支持ブラケットを介して取り付けられたことを特徴とする請求項に記載の座席濡れ検知装置。 The seat wetness detection device according to claim 3 , characterized in that the sensor is attached to the backrest frame within the backrest via a support bracket that allows adjustment of the irradiation angle of electromagnetic waves from the front side toward the seat. 前記座部の濡れの判定は、前記反射部および前記補助反射部から反射され前記センサで受信した反射波の信号強度について、前記座部が乾燥状態のときのピークの数値と、前記座部が湿潤状態のときのピークの数値との比が、所定の閾値を超えるか否かによって行われることを特徴とする請求項1に記載の座席濡れ検知装置。 The seat wetness detection device according to claim 1, characterized in that the determination of whether the seat is wet is made by determining whether the ratio of the peak value of the reflected wave signal intensity when the seat is dry to the peak value when the seat is wet exceeds a predetermined threshold, based on the signal intensity of the reflected wave reflected from the reflecting part and the auxiliary reflecting part and received by the sensor. 前記座部の濡れの判定は、前記反射部および前記補助反射部から反射され前記センサで受信した反射波の信号強度を表すグラフにおいて、前記座部が乾燥状態のときの信号強度を表す2次曲線に囲まれた面積と、前記座部が湿潤状態のときの信号強度を表す2次曲線に囲まれた面積との比が、所定の閾値を超えるか否かによって行われることを特徴とする請求項1に記載の座席濡れ検知装置。 The seat wetness detection device according to claim 1, characterized in that the determination of whether the seat is wet is made by determining whether the ratio of the area enclosed by the quadratic curve representing the signal intensity when the seat is dry to the area enclosed by the quadratic curve representing the signal intensity when the seat is wet exceeds a predetermined threshold, in a graph representing the signal intensity of the reflected waves reflected from the reflecting part and the auxiliary reflecting part and received by the sensor. 前記座部の濡れの判定結果を表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項1,2,3,4,5または6に記載の座席濡れ検知装置。 The seat wetness detection device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, or 6 , further comprising a display unit for displaying the result of determining whether the seat is wet.
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