JP2000180255A

JP2000180255A - シ―ト重量計測装置

Info

Publication number: JP2000180255A
Application number: JP11273779A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Aoki; 洋青木
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 1998-10-06
Filing date: 1999-09-28
Publication date: 2000-06-30
Anticipated expiration: 2019-09-28
Also published as: JP3468728B2

Abstract

(57)【要約】【課題】加工コストや組付けコストを低減でき、耐熱
性や耐腐食性を向上できるシート重量計測装置を提供す
る。【解決手段】荷重センサは、シート重量の少なくとも
一部を受けてこれを電気信号に変換する機能を有する。
荷重センサのストレインゲージ３０は、センサ部材３１
の表面に順次選択的に積層された下絶縁層３２、配線層
３３、抵抗層３４及び上絶縁層３５で構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用シートに座
っている乗員の重量を含むシート重量を計測する装置に
関する。特には、車載環境耐性に優れ、かつ低価格なシ
ート重量計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車には乗員の安全を確保するための
設備としてシートベルトやエアバッグが備えられる。最
近では、シートベルトやエアバッグの性能をより向上さ
せるため、乗員の重量（体重）に合わせてそれらの安全
設備の動作をコントロールしようという動向がある。例
えば、乗員の体重に合わせて、エアバッグの展開ガス量
や展開速度を調整したり、シートベルトのプリテンショ
ンを調整したりする。そのためには、シートに座ってい
る乗員の重量を何らかの手段で知る必要がある。そのよ
うな手段の一例として、シートレールの４隅に荷重セン
サ（ロードセル）を配置して、ロードセルにかかる垂直
方向荷重を合計することにより乗員の重量を含むシート
重量を計測する、との提案がなされている（同一出願人
による特願平９−１５６６６６号、特願平１０−１２１
６２７号）。

【０００３】上記のようなシート重量計測装置用の荷重
センサとしては、最大計測荷重が５０kg程度で小型のも
のが望まれる。そのような荷重センサとしては、荷重を
受けてたわむセンサ板に歪ゲージを貼った（あるいは形
成した）もの、圧電式のもの、荷重を受けてたわむ弾性
部材の変位を静電容量センサで検出するもの等がある。
歪ゲージとしては、一般に金属薄膜ゲージが用いられ
る。この金属薄膜ゲージの製造方法は、以下の通りであ
る。即ち、樹脂フィルムに張り付けた金属薄膜をエッチ
ングし、配線部と細線からなるゲージ部を形成する。そ
の後、さらに樹脂フィルムでサンドイッチ状に挟み、そ
れをバネ鋼に張り付ける。そして、バネ鋼と金属薄膜の
温度係数（温度と線膨張との関係を示す係数）を調整す
ることにより、歪特性と温度係数の優れた荷重センサを
構成することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような歪ゲージは、製造工程が複雑であるため、加工コ
ストが高い。また、歪ゲージを精度良く、かつ均一に接
着する作業に手間が掛かり、組付けコストが高い。さら
に、歪ゲージの出力電圧が小さいため、ノイズシールド
や高感度アンプも必要となるのでコスト高の要因となっ
ている。ところで金属の配線部と細線からなるゲージ部
は、樹脂フィルムで挟んで耐熱性（一般に−３５°Ｃか
ら＋８０°Ｃ）や耐腐食性を向上させている。ところ
が、車内のような高温高湿環境下ではさらに十分な追加
的シールを施さないと、厳しい使用環境下では絶縁不良
を引き起こすおそれがある。

【０００５】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、車両用シートに座っている乗員の重量を含
むシート重量を計測する装置であって、加工コストや組
付けコストを低減できるシート重量計測装置を提供する
ことを目的とする。さらに、耐熱性や耐腐食性を向上で
きるシート重量計測装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】上
記課題を解決するため、本発明のシート重量計測装置
は、車両用シートに座っている乗員の重量を含むシー
ト重量を計測する装置であって；シート内又はシート
と車体との間に挿入された、シート重量の少なくとも一
部を受けてこれを電気信号に変換する荷重センサを備
え、該荷重センサが、上記シート重量の少なくとも
一部を受けて弾性変形するセンサ部材と、該センサ部
材の表面に配置されたストレインゲージと、を有し、
該ストレインゲージが、上記センサ部材の表面に順次選
択的に積層された下絶縁層、配線層、抵抗層及び上絶縁
層を具備することを特徴とする。

【０００７】ストレインゲージが積層構造であるので、
例えば印刷などにより形成することができ、量産性を高
めることができる。ストレインゲージをセンサ部材に直
接形成しているので、組付けが容易となる。さらに、保
護層として上絶縁層を形成できるので、追加的シールを
施す必要がなくなる。なお、本明細書にいうシート重量
計測装置の目的は、基本的にはシート上の乗員の重量を
測定することである。したがって、シートそのものの重
量分をキャンセルして乗員の重量のみを計測する装置
も、本明細書にいうシート重量計測装置に含まれる。

【０００８】本発明においては、センサ部材が伸率０．
１％以上の繰り返し弾性変形に耐える材料からなること
が好ましい。少なくとも０．１％以上の伸び縮みで永久
歪が蓄積しないので、シートセンサとして使用すること
ができる。本発明においては、各層が、絶縁材ペース
ト、配線材ペースト又は抵抗材ぺーストをあるパターン
で塗布した後に固化させたものであることが好ましい。
特に、絶縁層が、ガラス質の材料を含むことが好まし
い。ペーストであるので印刷などにより形成が可能とな
り、量産性を高めることができる。また、ガラス質の材
料が含まれているので、耐熱性や耐腐食性を向上させる
ことができる。

【０００９】本発明においては、センサ部材が、ステン
レス鋼であり、上記各層が、焼成により固化されている
ことが好ましい。耐熱性があるステンレス鋼を用いるこ
とにより、各層を高温で焼成する際にセンサ部材も一緒
に焼成することができる。本発明においては、リード線
や付加部品との接続端子も積層形成されていることが好
ましい。リード線や付加部品との接続端子も積層形成し
て量産性を高めることができる。ここで付加部品とは、
例えば以下のようなものを挙げることができる。歪セン
サの感度特性を補正するための抵抗素子や半導体素子、
歪センサの温度特性を補正するための温感抵抗素子や半
導体温度センサ、歪センサを電気的に保護するためのコ
ンデンサーや半導体素子、歪センサの出力インピーダン
スを低くするための増幅回路。

【００１０】本発明においては、荷重センサに荷重がか
かったときに上記ストレインゲージの歪が１５００με
以下であることが好ましい。また、センサ部材にかかる
歪を１５００με以下に制限する変位規制機構が設けら
れていることが好ましい。この範囲の歪であればストレ
インゲージやセンサ部材の破損を防止することができ
る。ストレンゲージの歪は最高荷重（例えば１００ｋｇ
ｆ）下で１０００〜１５００μεとすることが好まし
い。ストレインゲージの出力が十分に高いと精度の良い
測定を行える。

【００１１】本発明においては、センサ部材の形状撓み
により、上記ストレインゲージ近辺のセンサ部材の表面
歪が均一化されていることが好ましい。センサ部材の表
面歪が均一化されているので、計測精度を向上させ、感
度の変化を防止することができる。本発明においては、
ストレインゲージがブリッジ回路を備え、その一片の抵
抗が５００Ω〜５０００Ωであることが好ましい。この
範囲であれば電流増大による発熱を防止し、重量検出を
安定して行うことができる。

【００１２】以下、図面を参照しつつ説明する。図１
は、本発明の１実施例に係るシート重量計測装置のセン
サ（ストレインゲージ）の構成例を示す断面側面図であ
る。図２（Ａ）は、図１のセンサを有するセンサ板（セ
ンサ部材）の平面図であり、同図（Ｂ）は、センサの回
路図である。尚、図１は図２（Ａ）のＸ−Ｘ’線断面側
面を示す。センサ３０は、母材であるセンサ板（バネ
材）３１の上に電気絶縁のための絶縁層（下絶縁層）３
２が形成されている。この絶縁層３２の上に配線層３３
が選択的に形成されている。さらに、この配線層３３の
上に抵抗層３４が選択的に形成され、ストレインゲージ
が構成されている。そして、それらの保護膜としての絶
縁層（上絶縁層）３５が形成されている。このように、
バネ材３１の上に抵抗などの電気回路を直接に積層形成
しているので、加工コストや組付けコストを低減でき、
さらに耐熱性や耐腐食性を向上できる。

【００１３】センサ板４１は、全体として角の丸くなっ
た長方形の板である。この例では、歪率０．１％以上の
繰り返し弾性変形に耐える材質ステンレス鋼であり、全
体の長さ８０mm、幅４０mm、厚さ３mmである。センサ板
４１の中央部には径１０mmの中心軸孔４１ａが開けられ
ている。センサ板４１の両端部には、径８mmのボルト孔
４１ｂが開けられている。中心軸孔４１ａの周縁から中
心軸孔４１ａと両ボルト孔４１ｂの間にかけて、センサ
３０が形成されている。荷重センサ３０の形成領域のう
ち中心軸孔４１ａと両ボルト孔４１ｂの間の領域４１ｃ
には、両側にほぼアール状にえぐられたくびれが設けら
れている。このくびれにより、センサ板４１が変形する
部分が位置的に固定されるため、センサ３０の表面歪の
位置変化も固定され感度が安定となる。

【００１４】センサ３０は、中心軸孔４１ａの中心に対
してほぼ左右対称に配置されている。即ち、センサ３０
を構成する４個の歪抵抗３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４
ｄは、ボルト孔４１ｂ寄り（端寄り）に、引張歪側の２
個の歪抵抗３４ａ，３４ｂと、中心軸孔４１ａ寄り（中
央寄り）に、圧縮歪側の２個の歪抵抗３４ｃ，３４ｄに
別けて配置されている。そして、４個の歪抵抗３４ａ，
３４ｂ，３４ｃ，３４ｄは、図２（Ｂ）のようなブリッ
ジ回路となるように、配線３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３
３ｄにより接続されている。図中の四角の中に１、２、
３、４の数字が入っているものは端子を示す。

【００１５】そして、歪抵抗３４ａ，３４ｃと歪抵抗３
４ｂ，３４ｄの間には、感度調整抵抗３４ｅが配置され
ている。この、感度調整抵抗３４ｅは、半田の信頼性や
部品への機械的ストレスを考慮しセンサ板４１の歪の少
ない所、即ち力線から外れた突出部である端子１、３の
近傍の中心軸孔４１ａ寄りにブリッジ状に形成されて半
田接続されている。なお、感度調整抵抗３４ｅの代わり
に信号を増幅するアンプを接続しても良いし、温度特性
調整素子を接続しても良い。歪センサの特性を補正する
部品の接続端子を歪センサ用の端子と一体にセンサ板上
に形成することにより、加工コストを低下でき、かつ、
温度ドリフトなどの特性を改善できる。

【００１６】ここで、車載システムでは電気出力の大き
さ以外に信号ラインの低インピーダンス化が重要であ
る。電波ノイズの他にシート脚部は湿度、塩を含むダス
ト、水滴など電気リーク対策も重要であり、センサ３０
の抵抗値を下げないと安定な重量検出が難しい。歪抵抗
材自体シート抵抗で１０ｋΩ以上で高感度のものもある
が抵抗値が高くなる。また、シート重量は車両のイグニ
ッションオンと同時に計測開始するので、立ち上がり安
定度も重要である。抵抗値が小さくなりすぎると、抵抗
に流れる電流が増大し、発熱による微妙なドリフトが生
じる。従って、ブリッジ（またはハーフブリッジ）を構
成する抵抗値は、５００Ω〜５０００Ωの範囲が良い。
なお、歪抵抗３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄによって
センサ板４１の歪を検出する代わりに、静電容量センサ
やホール素子等によってセンサ板４１のたわみを検出
し、そのたわみを荷重に換算してもよい。

【００１７】図３は、本発明の１実施例に係るシート重
量計測装置の全体構成を模式的に示す側面図である。以
下、本明細書中で、単に前後、左右というときは、乗員
１から見ての前後、左右を意味する。図中には、シート
３、その上の乗員１、シート下のシート重量計測装置５
等が示されている。シート３は、乗員１の座るシートク
ッション３ａと、背当てであるシートバック３ｂからな
る。シートクッション３ａの底面には前後、左右の４カ
所にシートアジャスタ１０が突設されている。なお、図
上では左側の前後の２個のアジャスタ１０のみが示され
ているが、右側のシートアジャスタ１０はその奥に隠れ
ている。このような図示上の関係は、以下に述べる本装
置の各部についても同じである。シートアジャスタ１０
は、シート３内のフレームが一部が突出した部分であ
り、乗員１の調整によって、シートレール１１上を前後
にスライド可能である。

【００１８】シートレール１１は溝断面（図示されず）
を有し、車両の前後方向に延びる部材である。その溝内
をシートアジャスタ１０の下端部がスライドする。シー
トレール１１はシートクッション３ａの下に左右２本設
けられている。シート重量計測装置を有しない従来のシ
ートでは、シートレール１１が車体のシャーシのシート
ブラケットにボルトでしっかりと固定される。シートレ
ール１１の後方の１カ所には、シートベルト２のバック
ル４を固定するアンカー固定部１２が設けられている。
このアンカー固定部１２には、シートベルト２の張力が
かかる。車両の衝突時を想定したアンカー固定部１２の
耐破断荷重は２３００kgf である。

【００１９】シートレール１１の下には前後２組のシー
ト重量計測装置５が設けられている。なお、図示されて
いない右側のシートレールの下にも前後２組のシート重
量計測装置５が設けられており、結局、シート３の下に
は、前後左右４カ所にシート重量計測装置５が設けられ
ている。各シート重量計測装置５は、シート保持機構１
７と変位規制機構２５とから構成されており、シートレ
ール１１とシート固定部１９間に配置されている。シー
ト保持機構１７は、この例では、直列に連結された荷重
センサ１３とたわみ部材１５を備える。荷重センサ１３
は、シート保持機構１７にかかる荷重を検出している。
たわみ部材１５は、シート３に乗員の体重がかかった時
のシートレール１１の変位（移動）を拡大するための部
材である。

【００２０】変位規制機構２５は、この例では、シート
レール１１の下面に接続された規制バー２１と、シート
固定部１９上に形成された規制ブロック２３からなる。
規制バー２１の先端部２１ａは、フランジ状に拡径され
ている。規制ブロック２３は内部に凹部２３ａを有す
る。同凹部２３ａの上端には、内側に張り出す鍔２３ｂ
が形成されている。規制バー先端部２１ａは、規制ブロ
ックの凹部２３ａ内に、上下・前後・左右にある隙間を
持って収まっている。

【００２１】シートレール１１に異常な荷重がかかって
荷重センサ１３やたわみ部材１５がある程度以上変形し
たときには、変位規制機構２５の規制バー先端部２１ａ
が規制ブロックの凹部２３ａの内壁と当接する。例え
ば、車両衝突時に乗員１が前方に移動しようとするのを
シートベルト２が拘束したとすると、シートベルト２に
は、乗員１の慣性力による張力がかかる。このとき、規
制バー２１は上に上がろうとするが、その動きは、規制
バー先端部２１ａが規制ブロック鍔２３ｂの下面に当っ
て止められる。このように、シートとシート固定部の間
に両者の相対変位をある範囲内に規制する変位規制機構
２５を設け、荷重センサ１３に規定以上の力（例えば測
定レインジを越える力）がかかるような場合は、超過荷
重を荷重センサ１３ではなく変位規制機構（荷重制限機
構）２５に受け持たせる。そのため、荷重センサ１３に
求められる耐破断荷重は著しく低くてすみ、荷重センサ
１３の小型化・低コスト化を実現できる。また、比較的
脆弱な焼成膜（センサ各層）の歪を制限できる。

【００２２】次に、変位規制機構２５と、シート保持機
構１７のたわみ部材１５との関係について説明する。も
し、たわみ部材１５がなく（剛性部材とする）、また荷
重センサ１３の測定レインジ全範囲における変形が０．
１mmオーダーだとすると、変位規制機構２５の規制バー
先端部２１ａと規制ブロック凹部２３ａの間の隙間も
０．１mm程度にする必要がある。なぜなら、荷重が測定
レインジを越えた時点で、規制バー先端部２１ａが規制
ブロック凹部２３ａの内面に当って、超過荷重が変位規
制機構２５にかかるようにする必要があるからである。

【００２３】つまり、変位規制機構２５も上述の荷重セ
ンサ１３のストローク０．１mmに対応する作動精度が求
められ、部品の寸法精度や取り付け精度は０．０１mmオ
ーダーとなる。これは、プレス成形品を主とする自動車
のシート周りの現状の寸法精度では、到底対応できるも
のではない。結局、荷重センサ１３のたわみストローク
の小ささに引きずられて、変位規制機構（荷重制限機
構）２５及びその周辺の部材には、高い寸法精度が求め
られる。本実施例においては、シート保持機構１７のた
わみ部材１５の作用により、荷重センサ１３の測定レイ
ンジあるいは荷重負担レインジにおけるシート保持機構
１７のたわみストロークが増幅される。そのため、シー
ト保持機構１７や変位規制機構２５を構成する部材につ
いての寸法精度や取り付け精度の要求を緩和することが
できる。

【００２４】次にシート保持機構及び変位規制機構の具
体例について説明する。図４は、本発明の１実施例に係
るシート重量計測装置の構造を示す図である。（Ａ）は
全体の側面断面図であり、（Ｂ）はセンサ板の平面図で
ある。図中の最上部にシートレール１１が示されてい
る。シートレール１１の下に、センサフレーム上板５１
及びセンサフレーム５３が、ボルト５２により取り付け
られている。センサフレーム上板５１は、丈夫な板であ
って、中央部に穴５１ａを有する。センサフレーム５３
は、内側が凹んだ皿状のものである。同フレーム５３の
上部外周にはフランジ部５３ａが形成されており、前述
のとおり同部でボルト５２によりセンサフレーム上板５
１に取り付けられている。センサフレーム５３の底板５
３ｂの中央部には、孔５３ｃが開けられている。

【００２５】センサフレーム上板５１の下面には、セン
サ板５７がボルト５５で固定されている。この例でのセ
ンサ板５７は、ステンレス鋼材からなり厚さ３mm、幅２
０mm、長さ８０mmの長方形の板である。図４（Ｂ）に示
すように、センサ板５７の中央部には、中心軸貫通孔５
７ｃが開けられており、両側部にはボルト孔５７ａが開
けられている。センサ板５７の上面には、前後（図４
（Ｂ）の左右）に２個ずつの歪抵抗５７ｂを有するセン
サが形成されている。これらの歪抵抗５７ｂは、センサ
板５７の歪を検出して、同板５７にかかる荷重を計測す
るものである。

【００２６】センサ板５７の中央の孔５７ｃには、中心
軸５９が嵌合し、両者はナット５９ａで固定されてい
る。センサ板５７の両側部の孔５７ａには、ボルト５５
が下から上に嵌め込まれている。このボルト５５により
センサ板５７はセンサフレーム上板５１に固定されてい
る。

【００２７】中心軸５９は、何カ所かの段やフランジ部
を有する円筒状の軸である。同中心軸５９は、上から、
上ナット５９ａ、フランジ部５９ｂ、センサフレーム貫
通部５９ｃ、細径部５９ｄ、下ナット５９ｅ等から構成
されている。上ナット５９ａは、上述のようにセンサ板
５７を固定している。また、同ナット５９ａは、センサ
フレーム上板５１の中央穴５１ａの中に入り込んでい
る。ナット５９ａと穴５１ａの間は、規準状態で、一例
で、上下０．２５mm、円周方向０．５mmの隙間が設けら
れている。シートレール１１にかかる力が大きくなっ
て、センサ板５７等の変形が大きくなると、同ナット５
９ａが同穴５１ａの内面に当接する。その時点で、セン
サ板５７の変形がそれ以上進むことはなくなる。すなわ
ち、中心軸上ナット５９ａとセンサフレーム上板中央穴
５１ａが、変位規制機構を形成している。

【００２８】中心軸５９のフランジ部５９ｂの外径は、
センサフレーム５３の中央孔５３ｃよりも大きく、同部
５９ｂの下面は規準状態で０．２５mmの隙間をもってセ
ンサフレーム底板５３ｂの上面と対向している。シート
レール１１に上向きの力がかかりセンサ板５７の変形が
進むと、センサフレーム５３が持ち上げられて、同フレ
ーム底板５３ｂの中央部上面５３ｄが中心軸フランジ部
５９ｂの底面と当接する。ところで、中心軸５９のセン
サフレーム貫通部５９ｃの外周とセンサフレーム中央孔
５３ｃの内周の間には規準状態で０．７mmの隙間が存在
する。この部分も変位規制機構を構成している。

【００２９】中心軸５９の細径部５９ｄは、センサフレ
ーム貫通部５９ｃから一段細くなって下方に延びてい
る。同細径部５９ｄの先端にはナット５９ｅが螺合して
いる。同細径部５９ｄの外周には、上から下に向かっ
て、ワッシャー６１、ゴムワッシャー６３、センサベー
ス６５、ゴムワッシャー６３、ワッシャー６１が嵌合し
ている。ワッシャー６１は金属製である。ゴムワッシャ
ー６３は、５０kgf 程度の上下方向の荷重変動がある
と、上下２枚分で０．５mm程度伸び縮みする。このゴム
ワッシャー６３は、シートレール１１とシート固定部
（シートブラケット６７）との間の寸法差や歪を吸収す
る役割を果す。センサベース６５は、金属製の板であっ
て、本実施例のシート重量計測装置の最下部の部材であ
る。上下２枚のワッシャー６１、同じく２枚のゴムワッ
シャー６３、及びセンサベース６５は、中心軸５９のセ
ンサフレーム貫通部５９ｃの下の段部と下ナット５９ｅ
との間に挟まれている。センサベース６５の端部６５ｂ
は、シートブラケット６７に、図示せぬボルトにより固
定されている。シートブラケット６７は、シャーシ上に
突設されている。

【００３０】図４の実施例のシート重量計測装置の全体
の作用についてまとめて説明する。シートレール１１に
かかるシート及び乗員の重量は、通常は、センサ板５７
を介して中心軸５９、ゴムワッシャー６３、センサベー
ス６５、シートブラケット６７に伝わる。この際、セン
サ板５７が荷重にほぼ比例するたわみを生じ、それを歪
抵抗５７ｂで検出し、センサ板５７にかかる上下方向の
荷重を計測する。前後左右の各荷重センサの計測荷重を
合計し、合計値からシートやシートレール等の重量を引
けば乗員の重量を知ることができる。荷重センサに１０
０kgf の荷重がかかったときに歪抵抗５７ｂの歪が１５
００με以下、好ましくは１０００μεとされている。

【００３１】一方、シートレール１１に荷重センサの測
定レインジ（例えば１５００με以下）、あるいは荷重
負荷限界を超えるような異常な力がかかると、中心軸ナ
ット５９ａがセンサフレーム上板中央穴５１ａの内面に
当接したり、中心軸フランジ部５９ｂやセンサフレーム
貫通部５９ｃがセンサフレーム底板５３ｂと当接する。
このような変位規制機構の働きにより、センサ板５７の
過大な変形を防止するとともに、シートレール１１とシ
ートブラケット６７間を強固に連結する。

【００３２】ここで、一般的に車載環境下ではノイズに
よる影響を排除するため電気的出力を大きくとる必要が
あり、できるだけ大きな変形歪をセンサ板に加える必要
がある。そこで、センサ板の変形を検出する抵抗の直下
を母材や積層部（センサ）が許容する最大の歪で変形さ
せればよい。ただし、一部分に歪を集中させるとセンサ
板の歪方で感度がばらついたり、さらに衝撃等によりさ
らなる局部集中が起こり、許容限度を超えて破損する。
従って、センサ板や積層部の許容範囲を最大限に利用す
るには、変形応力を拡散させ、かつ抵抗周辺にセンサ板
上に生じる最大歪量の７０％以上の表面歪量が均質に生
じるようにセンサ板を形成すればよい。

【００３３】図５（Ａ）は、本発明の１実施例に係るシ
ート重量計測装置の別の形態のセンサ板の平面図であ
り、同図（Ｂ）は、センサの回路図である。センサ板７
１は、菱形の板である。この例では、材質ステンレス鋼
であり、全体の長さ８０mm、最大幅４０mm、厚さ３mmで
ある。センサ板７１の中央部には径１０mmの中心軸孔７
１ａが開けられている。センサ板７１の両端部には、径
８mmのボルト孔７１ｂが開けられている。センサ板７１
の中央部から両端部に至る形状をテーパとすることによ
り、センサ板７１の曲げ曲率を一定として表面の歪が局
在しないようにしている。この両テーパ部の表面歪が一
定となる領域Ａと中央部の歪が生じない領域Ｂに歪抵抗
を積層形成し、図５（Ｂ）のようなブリッジ回路となる
ように、配線を積層形成してセンサとする。このテーパ
により、センサ板７１が変形する部分が位置的に固定さ
れるため、センサの表面歪の位置変化も固定され感度が
安定となる。

【００３４】上述した各センサ板は、曲げ荷重に対応し
た例であるが、引っ張り荷重に対応したセンサ板でも同
様に適用することができる。図６は、本発明の１実施例
に係るシート重量計測装置のさらに別の形態のセンサ板
の平面図である。センサ板８１は、全体として角の丸く
なった長方形の板である。この例では、材質ステンレス
鋼であり、全体の長さ８０mm、幅４０mm、厚さ３mmであ
る。センサ板８１の両端部には、径８mmのボルト孔８１
ｂが開けられている。センサ板８１の中央部の領域８１
ａには、表面歪が一定となるように両側にほぼアール状
にえぐられたくびれが設けられ、センサが形成されてい
る。このくびれにより、センサ板８１が変形する部分が
位置的に固定されるため、センサの表面歪の位置変化も
固定され感度が安定となる。

【００３５】上述したセンサ３０の製造方法について以
下順次説明する。（１）バネ材３１の材質：ＳＵＳ４３０（２）絶縁層３２の形成・形成方法：スクリーン印刷・形成材料：ガラスペースト・形成厚さ：３０μm 、焼成８５０°

【００３６】（３）配線層３３の形成・形成方法：スクリーン印刷・形成材料：Ａｇ／Ｐｔペースト・形成厚さ：１０μm 〜２０μm 、焼成８５０° （４）抵抗層３４の形成・形成方法：スクリーン印刷・形成材料：Ｒｕ系抵抗ペースト・形成厚さ：２０μm 、焼成８５０°

【００３７】（５）絶縁層３５の形成・形成方法：スクリーン印刷・形成材料：ガラスペースト（田中貴金属社製、商品名
ＬＳ−４０２（焼成温度５３０°）、ＬＳ−４５３（焼
成温度８５０°））以上の製造方法によれば、歪みに対して抵抗率が大きく
変化する固体材料で高精度の加工が不要なシート抵抗を
構成することができるので、従来のような歪ゲージ微細
エッチング加工とバネ材への張り付け工程を無くして量
産性を向上させることができる。

【００３８】本発明は、上記の各種実施例に限定される
ものではなく、特許請求の範囲に示される基本思想に従
って様々な変形を加えることができる。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は以下の効果を発揮する。ストレインゲージが積層構造
であるので、例えば印刷などにより形成することがで
き、量産性が高く、加工コストを低減させることができ
る。ストレインゲージをセンサ部材に直接形成している
ので、組付けコストも低減させることができる。さら
に、保護層として上絶縁層を形成できるので、耐熱性や
耐腐食性を向上させることができる。リード線や付加部
品との接続端子も積層形成して荷重センサとする際の量
産性を高め、コストを低減させることができる。また、
変位規制機構が設けられているので、ストレインゲージ
やセンサ部材が破損することはなく、荷重センサの長寿
命化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係るシート重量計測装置の
センサ（ストレインゲージ）の構成例を示す断面側面図
である。

【図２】（Ａ）は図１のセンサを有するセンサ板（セン
サ部材）の平面図であり、（Ｂ）はセンサの回路図であ
る。

【図３】本発明の１実施例に係るシート重量計測装置の
全体構成を模式的に示す側面図である。

【図４】本発明の１実施例に係るシート重量計測装置の
構造を示す図である。（Ａ）は全体の側面断面図であ
り、（Ｂ）はセンサ板の平面図である。

【図５】（Ａ）は本発明の１実施例に係るシート重量計
測装置の別のセンサ板（センサ部材）の平面図であり、
（Ｂ）はセンサの回路図である。

【図６】本発明の１実施例に係るシート重量計測装置用
のさらに別のセンサ板（センサ部材）の平面図である。

【符号の説明】

１乗員２シートベルト３シート４バックル５シート重量計測装置７車体（シャーシ）１０シートアジャスタ１１シートレール１２アンカー固定部１３荷重センサ１５たわみ部材１７シート保持機構１９シート固定部（シートブラケット）２１規制バー２３規制ブロック２５変位規制機構３０センサ３１センサ板（バネ材）３２絶縁層（下絶縁
層）３３配線層３４抵抗層３５絶縁層（上絶縁層）３３ａ，３３ｂ，３３
ｃ，３３ｄ配線３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ歪抵抗３４ｅ感度調整抵抗４１センサ板４１ａ中心軸孔４１ｂボルト孔４１ｃくびれ領域５１センサフレーム上板５２ボルト５３センサフレーム５５ボルト５７センサ板５９中心軸６１ワッシャー６３ゴムワッシャー６５センサベース６７シートブラケッ
ト７１センサ板７１ａ中心軸孔７１ｂボルト孔８１センサ板８１ａくびれ領域８１ｂボルト孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両用シートに座っている乗員の重量を
含むシート重量を計測する装置であって；シート内又は
シートと車体との間に挿入された、シート重量の少なく
とも一部を受けてこれを電気信号に変換する荷重センサ
を備え、該荷重センサが、上記シート重量の少なくとも一部を受けて弾性変形する
センサ部材と、該センサ部材の表面に配置されたストレインゲージと、
を有し、該ストレインゲージが、上記センサ部材の表面に順次選
択的に積層された下絶縁層、配線層、抵抗層及び上絶縁
層を具備することを特徴とするシート重量計測装置。
【請求項２】上記センサ部材が伸率０．１％以上の繰
り返し弾性変形に耐える材料からなることを特徴とする
請求項１記載のシート重量計測装置。
【請求項３】上記各層が、絶縁材ペースト、配線材ペ
ースト又は抵抗材ぺーストをあるパターンで塗布した後
に固化させたものであることを特徴とする請求項１又は
２記載のシート重量計測装置。
【請求項４】上記絶縁層が、ガラス質の材料を含むこ
とを特徴とする請求項１、２又は３記載のシート重量計
測装置。
【請求項５】上記センサ部材が、ステンレス鋼であ
り、上記各層が、焼成により固化されていることを特徴
とする請求項３又は４記載のシート重量計測装置。
【請求項６】リード線や付加部品との接続端子も積層
形成されていることを特徴とする請求項１記載のシート
重量計測装置。
【請求項７】上記荷重センサに荷重がかかったときに
上記ストレインゲージの歪が１５００με以下であるこ
とを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載のシート
重量計測装置。
【請求項８】上記荷重センサに最大荷重がかかったと
きに上記ストレインゲージの歪が１０００〜１５００μ
εであることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記
載のシート重量計測装置。
【請求項９】上記センサ部材にかかる歪を１５００μ
ε以下に制限する変位規制機構が設けられていることを
特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載のシート重量
計測装置。
【請求項１０】上記センサ部材の形状設計により、上
記ストレインゲージ近辺のセンサ部材の表面歪が均一化
されていることを特徴とする請求項１〜１０いずれか１
項記載のシート重量計測装置。
【請求項１１】上記ストレインゲージがブリッジ回路
を備え、その一片の抵抗が５００Ω〜５０００Ωである
ことを特徴とする請求項１〜８いずれか１項記載のシー
ト重量計測装置。