JP2001304949A

JP2001304949A - シート重量計測装置

Info

Publication number: JP2001304949A
Application number: JP2000122068A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Senoo; 友紀妹尾; Toshihiko Obata; 俊彦小畑
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 2000-04-24
Filing date: 2000-04-24
Publication date: 2001-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】荷重を伝達する板バネにかかる応力を小さく
抑え、板バネ機構が疲労により破損するのを防止する。【解決手段】シート加重がブラケットピン３にかかる
と、その荷重はピン孔２ａを介してサイドアーム２に伝
達される。それにより、サイドアーム２はベースピン４
を中心にして回動し、その荷重は、長孔２ｃに嵌り込ん
だＹアーム１の突起部１ａを介してＹアーム１に伝達さ
れる。Ｙアーム１はその一端側をベースピン４によって
拘束され、他の一端をセンサ板に拘束されているので、
両持ちバネとなっており、その中央部に上向きの荷重が
かかるので、両端部を支点として曲げられ、その曲げ時
の力をセンサ板に伝達する。Ｙアーム１は両持ち梁とな
っている。よって、応力が分散され、大きな応力を受け
る部分が無くなるので、繰り返し荷重による疲労破壊に
強くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用シートに取
り付けられ、座っている乗員の重量を含むシート重量を
測定するシート重量計測装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】乗用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、乗員の体重や姿勢に合わせて、これらの安
全装置の動作を制御しようとする試みがなされている。
例えば、乗員の体重や姿勢に合わせて、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知る必要があり、またシート上
における乗員の重心がどこにあるかを知る必要がある。
このような要請に応えるものとして、本出願人による発
明が、特開平１１−１１５３号公報、特開平１１−３０
４５７９号公報に記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、前記公
開されている発明を改良し、できるだけ安価で、正確な
シート重量の測定が可能であるシート重量計測装置を発
明して、平成１１年特許願第６１３３９号として特許出
願した（以下「先願発明」という）。その構成のうち、
荷重測定機構の要部を図２、図３を用いて説明する。

【０００４】図２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示す斜視図である。(A)は分解
斜視図であり、(B)はピンブラケット部の正面断面図で
ある。図３は、本発明の1実施例に係るシート重量計測
装置の全体構成を示す図である。(A)は平面図、(B)は側
面断面図、(C)及び(D)は正面断面図である。図２及び図
３(A)、(B)において、後方の約半分の部分は図示省略さ
れている。

【０００５】このシート重量計測装置９は細長いべース
２１を基体として構成されている。べース２１は、車体
に取り付けたときに前後方向に長く延びており、図３
(C)、(D)に示すように、正面断面が上向きコの字状の鋼
板プレス品である。べース２１の断面の底の部分を底板
２１ｃと呼び、底板２１ｃの左右端から90°曲がって上
に立ち上がる部分を側板２１ａ、２１ａ’と呼ぶ。

【０００６】べース側板２１ａ、２１ａ’には、前後そ
れぞれ２ヵ所ずつのピン孔２１ｅ、２１ｇが開けられて
いる。各孔２１ｅ、２１ｇは、左右の側板２１ａ、２１
ａ’に対向して開けられている。端寄りの孔２１ｅは、
べース２１の前後端からべース２１全長の約1/8程度中
央に寄った部位に開けられている。同孔２１ｅは、図２
(A)に示すように上下に長く延びる長孔である。この長
孔２１ｅ内には、ブラケットピン２７の端部が入ってい
る。ブラケットピン２７の左右の端部には、リテーナー
３３が取り付けられている。このリテーナー３３によ
り、ブラケットピン２７は長穴２１ｅから抜け止めされ
ている。

【０００７】しかし、ブラケツトピン２７と長孔２１ｅ
の上下・左右には隙間があつて、通常はブラケットピン
２７が長孔２１ｅの内縁に触れることはない。しかしな
がら、このシート重量計測装置９(具体的にはピンブラ
ケット２５の部分)に過大な荷重がかかったときには、
ブラケットピン２７が下がって長孔２１ｅの下縁に当た
り、超過荷重は荷重センサ(センサ板５１)には伝わらな
い。つまり、ブラケットピン２７と長孔２１ｅは、セン
サ板５１に加える荷重の上限を制限する機構の一部を構
成する。なお、ブラケットピン２７の主な役割は、ピン
ブラケット２５にかかるシート重量をＺアーム２３に伝
えることである。

【０００８】長孔２１ｅのやや中央寄り(べース２１全
長の約1/10中央寄りのところ)にはピン孔２１ｇが開け
られている。同孔２１ｇには、べースピン３１が貫通し
ている。べースピン３１は、左右のべース側板２１ａ、
２１ａ’間を掛け渡すように存在する。同ピン３１の左
右の端部にはリテーナー３３が取り付けられており、べ
ースピン３１がべース２１に固定されている。なお、べ
ースピン３１はＺアーム２３の回動中心軸である。

【０００９】Ｚアーム２３は、べース２１の内側に配置
されている。Ｚアーム２３の平面形状は、中央寄りが左
右二叉に分かれ(叉部２３ｈ)、前後端寄りが長方形をし
ている。Ｚアーム２３の前後端寄りの半分の部分の左右
端部には、上方に90°折り返された側板２３ａが形成さ
れている。叉部２３ｈは単なる平たい板である。側板２
３ａは、べース２１の側板２１ａの内側に沿っている。
ただし、両側面２３ａ、２１ａ間には隙間がある。

【００１０】Ｚアーム側板２３ａにも２カ所のピン孔２
３ｃ、２３ｅが開けられている。前後端寄りのピン孔２
３ｃにはブラケットピン２７が貫通している。ピン孔２
３ｃとブラケットピン２７とは、ほとんど摺動しない。
中央寄りのピン孔２３ｅにはべースピン３１が貫通して
いる。べースピン３１は、Ｚアーム２３の回動中心であ
り、ピン孔２３ｅとべースピン３１の間では、Ｚアーム
２３の回動分だけ摺動がある。べースピン３１外周のべ
ース側板２１ａとＺアーム側板２３ａの間には、孔開き
円板状のスペーサ３５がはめ込まれている。

【００１１】Ｚアーム２３の叉部２３ｈは、ほぼＺアー
ム２３の全長の半分の長さである。同部２３ｈは、左右
に分かれて前後方向中央寄りに延びており、中央寄りで
は巾狭となっている。Ｚアーム叉部２３ｈの先端の作用
部２３ｊは、上下のハーフアーム４１、４２の羽根部４
１ａ、４２ａの間にはさまれている。

【００１２】ピンブラケット２５に荷重がかかると、Ｚ
アーム２３はわずかに回動して(最大約５°)、作用部２
３ｊは上下のハーフアーム４１、４２を介してセンサ板
５１に荷重を伝える。センサ板５１には、ストレインゲ
ージが貼り付けてあり、かかった荷重を計測する。ピン
ブラケット２５は、図３(C)に示すように断面形状が下
向きほぼコの字状である。前後方向の長さは、べース２
１のほぼ1/20とあまり長くない。ピンブラケット２５の
上面２５ａは平らであり、ここにシートレール７が載
る。両者の間は、ボルト締結等により強固に連結され
る。また、センサ板５１はベース底板２１ｃの中央部
に、ナット６８、ビス６９により固定されている。

【００１３】ピンブラケット２５の左右側板２５ｂは同
ブラケット２５の左右に垂下しており、その下端部は内
側寄りに曲がっている。側板２５ｂはＺアーム側板２３
ａ、２３ａ’の内側に遊びを持たせて配置されている。
側板２５ｂにはピン孔２５ｃが開いている。この孔２５
ｃには、ブラケットピン２７が貫通している。ピン孔２
５ｃの寸法はブラケットピン２７の径よりも大きい。両
者の隙間によりシートや車体の寸法誤差や不測の変形を
吸収する。

【００１４】ピンブラケット２５の左右側板２５ｂと左
右のＺアーム側板２３ａの間には、バネ板２９がはさま
れている。バネ板２９は、孔の開いたバネ座金状の部分
を有し、ブラケットピン２７の外側に隙間を持たせては
め込んである。このバネ板２９は、ピンブラケット２５
を中央方向に付勢するセンタリング機構を構成する。こ
のようなセンタリング機構は、ピンブラケット２５をス
ライド可能範囲の中心付近に極力位置させる。

【００１５】このシート重量計測装置では、シートレー
ル７、ピンブラケット２５、Ｚアーム２３、べース２
１、シートブラケット１１等が、シートと車体との連結
機構を構成する。

【００１６】しかしながら、図２、図３に示した先願発
明には、以下のような問題点があった。すなわち、Ｚア
ーム２３は、板バネとして働き、固定されているセンサ
板５１にハーフアーム４１、４２を介して、移動するブ
ラケットピン２７にかかる荷重を伝達するものである
が、そのうち側板２３ａ、２３ａ’のある部分は曲げ剛
性が大きいのでほとんど変形しない。よって、板バネと
して働く部分は、叉部２３ｈであるが、この部分は片持
ちバネとなっているので応力が大きくなり、荷重変動が
繰り返しかかると、疲労により破断する恐れがある。

【００１７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、Ｚアーム２３に相当する部分の構造を変えるこ
とにより、応力が板バネ全体にかかるようにし、しかも
片持ちバネ機構となることを避けることにより、シート
を支持する部材にかかる鉛直方向の荷重を荷重センサに
伝達する板バネにかかる応力を小さく抑え、板バネ機構
が疲労により破損するのを防止することを課題とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、車両用シートに取り付けられ、座って
いる乗員の重量を含むシート重量を測定する装置であっ
て、シートを支持する部材にかかる鉛直方向の荷重を荷
重センサに伝達する板バネを有してなり、当該板バネ
は、その一端側を車体に支持され、他の一端側が荷重セ
ンサに対して直接又は間接的に拘束され、その中央部分
で、シートを支持する部材にかかる鉛直方向の荷重を直
接又は間接的に受けるものであることを特徴とするシー
ト重量計測装置（請求項１）である。

【００１９】本手段においては、シートを支持する部材
にかかる鉛直方向の荷重を荷重センサに伝達する板バネ
が、両持ち構造となっており、その中央部分でシートを
支持する部材にかかる鉛直方向の荷重を直接又は間接的
に受けるようにされている。よって、板バネ全体が変形
することになり、応力が分散されると共に、両持ち構造
となっているので、片持ち構造に比べて荷重の集中部分
が無くなる。よって、全体として応力が大きくなる部分
が無くなり、繰り返し荷重がかかった場合でも、破断に
至る可能性が低減される。なお、「中央部分」とは、両
持ち構造となっている支持部の間のことをいう。特に、
両持ち構造となっている支持部の中心から、支持部間の
距離の１／４の範囲にあることが好ましい。

【００２０】前記課題を解決するための第２の手段は、
前記第１の手段であって、前記板バネは、平面的にみた
とき、その中央部で面積が広く、両端部に行くに従って
面積が狭くされていることを特徴とするもの（請求項
２）である。

【００２１】本手段においては、特に大きな変形を受け
る中央部で板バネの面積が広く、両端に行くに従って面
積が小さくされている。よって、応力が平均化されるの
で、応力集中が起こる部分が無くなり、特に、繰り返し
荷重に対して強くなる。

【００２２】前記課題を解決するための第３の手段は、
前記第１の手段又は第２の手段であって、シートを支持
する部材にかかる鉛直方向の荷重を受けるブラケットピ
ンと、車体に拘束されたベースピンと、２枚の側板と、
前記板バネとの組み合わせからなる荷重伝達機構を有
し、前記２枚の側板は、前記ブラケットピンが嵌まり込
む穴を一端側に、前記ベースピンが嵌まり込む穴を中央
部に、板バネの側面に設けられた突起部が嵌り込む穴を
他端側に有し、前記ベースピンに回動可能に支持されて
おり、前記板バネは、一端側の両側に直角に折り曲げら
れた部分を有し、当該折り曲げられた部分には、前記ベ
ースピンに嵌り込む穴が設けられて、ベースピンに回動
可能に支持されており、その中央部分には前記突起部が
両側面に設けられて前記２つの側板の穴に嵌り込んでお
り、他端側は荷重センサに対して直接又は間接的に拘束
されていることを特徴とするもの（請求項３）である。

【００２３】本発明においては、シートを支持する荷重
がブラケットピンにかかり、その荷重が２枚の側板に伝
達される。これにより、２枚の側板はベースピンを軸と
して回動し、それに嵌りこんだ穴に突起部が嵌りこんだ
板バネに荷重を伝える。板バネは、ベースピンに一端側
を支持され、他の一端側を荷重センサに対して直接又は
間接的に拘束されているので、両持ち構造となってい
る。そして、その中央部に設けられた突起に２枚の側板
から荷重が伝達される。よって、両持ち構造で応力集中
を避けながら、ブラケットピンにかかる荷重を荷重セン
サに伝達することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明する。なお、この実施の形態において
は、基本的な構成は、図２、図３に示した先願発明の構
成と同じであり、異なっているのは、図２、図３におけ
るＺアームとその周辺部分のみであるので、その部分に
ついてのみ説明を行う。図１は、本発明の実施例におけ
る要部を示す分解斜視図(A)と組立斜視図(B)である。図
１において、１はＹアーム、１ａは突起部、１ｂは折り
曲げ部、１ｃはピン孔、１ｄは叉部、２はサイドアー
ム、２ａ、２ｂはピン孔、２ｃは長孔、３はブラケット
ピン、４はベースピンである。

【００２５】Ｙアーム１とサイドアーム２が図２、図３
のＺアーム２３に相当し、ブラケットピン３がブラケッ
トピン２７に、ベースピン４がベースピン３１に対応
し、これらの作動はそれぞれ全く同じである。すなわ
ち、Ｙアーム１とサイドアーム２の組み立て体は、図
２、図３のベース２１の内側に、ベースピン４によって
回動可能に支持され、ブラケットピン３にかかる荷重を
受けるようになっている。

【００２６】ブラケットピン３は、サイドアーム２のピ
ン孔２ａを貫通し、図２、図３に示されるように、ベー
ス２１のピン孔（長孔）２１ｅを貫通してリテーナ３３
により抜け止めされている。ベースピン４は、ピン孔１
ｃとピン孔２ｂを貫通し、図２、図３に示されるよう
に、ベース２１のピン孔２１ｇを貫通してリテーナ３３
により抜け止めされている。よって、Ｙアーム１とサイ
ドアーム２は、ベースピン４によりベース２１を介して
車体に支持され、ベースピン４の周りに回動可能となっ
ている。Ｙアーム１の叉部１ｄの先端は、図２、図３に
示されるように、上ハーフアーム４１、下ハーフアーム
４２を介してセンサ板５１に拘束され、かかった荷重を
センサ板５１に伝達するようになっている。

【００２７】図２、図３に示されるピンブラケット２５
にかかったシート加重がブラケットピン３にかかると、
その荷重はピン孔２ａを介してサイドアーム２に伝達さ
れる。それにより、サイドアーム２はベースピン４を中
心にして回動し、その荷重は、長孔２ｃに嵌り込んだＹ
アーム１の突起部１ａを介してＹアーム１に伝達され
る。

【００２８】Ｙアーム１はその一端側をベースピン４に
よって拘束され、他の一端を図２、図３に示す上ハーフ
アーム４１、下ハーフアーム４２を介してセンサ板５１
に拘束されているので、両持ちバネとなっており、その
中央部に図１における上向きの荷重がかかるので、両端
部を支点として曲げられ、その曲げ時の力をセンサ板５
１に伝達する。

【００２９】図２、図３に示すＺアーム２３と、Ｙアー
ム１を比較すると分かるように、前者が片持ち梁となっ
ているのに、後者は両持ち梁となっている。よって、後
者の方が応力が分散され、大きな応力を受ける部分が無
くなるので、繰り返し荷重による疲労破壊に強くなる。

【００３０】なお、図１に示すように、Ｙアーム１は、
その中央部で幅が大きく、両端部に行くに従って幅が狭
くなっている。よって、荷重分布が大きくなる部分で断
面２次モーメントが大きくなるようになっているので、
Ｙアーム１中で応力の分布が平滑化される。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に係る発明においては、板バネ全体が変形すること
になり、応力が分散されると共に、両持ち構造となって
いるので、片持ち構造に比べて荷重の集中部分が無くな
る。よって、全体として応力が大きくなる部分が無くな
り、繰り返し荷重がかかった場合でも、破断に至る可能
性が低減される。

【００３２】請求項２に係る発明においては、これに加
えて、応力が平均化されるので、応力集中が起こる部分
が無くなり、特に、繰り返し荷重に対して強くなる。請
求項３に係る発明においては、両持ち構造で応力集中を
避けながら、ブラケットピンにかかる荷重を荷重センサ
に伝達することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における要部を示す分解斜視図
(A)と組立斜視図(B)である。

【図２】先願発明であるシート重量測定装置の荷重測定
部を示す斜視図及び断面図である。

【図３】図２に示す荷重測定部を示す平面図及び断面図
である。

【符号の説明】

１…Ｙアーム１ａ…突起部１ｂ…折り曲げ部１ｃ…ピン孔１ｄ…叉部２…サイドアーム２ａ、２ｂ…ピン孔２ｃ…長孔３…ブラケットピン４…ベースピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｇ 19/52 Ｇ０１Ｇ 19/52 Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両用シートに取り付けられ、座ってい
る乗員の重量を含むシート重量を測定する装置であっ
て、シートを支持する部材にかかる鉛直方向の荷重を荷
重センサに伝達する板バネを有してなり、当該板バネ
は、その一端側を車体に支持され、他の一端側が荷重セ
ンサに対して直接又は間接的に拘束され、その中央部分
で、シートを支持する部材にかかる鉛直方向の荷重を直
接又は間接的に受けるものであることを特徴とするシー
ト重量計測装置。
【請求項２】請求項１に記載のシート重量計測装置で
あって、前記板バネは、平面的にみたとき、その中央部
で面積が広く、両端部に行くに従って面積が狭くされて
いることを特徴とするシート重量計測装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載のシート重
量計測装置であって、シートを支持する部材にかかる鉛
直方向の荷重を受けるブラケットピンと、車体に拘束さ
れたベースピンと、２枚の側板と、前記板バネとの組み
合わせからなる荷重伝達機構を有し、前記２枚の側板
は、前記ブラケットピンが嵌まり込む穴を一端側に、前
記ベースピンが嵌まり込む穴を中央部に、板バネの側面
に設けられた突起部が嵌り込む穴を他端側に有し、前記
ベースピンに回動可能に支持されており、前記板バネ
は、一端側の両側に直角に折り曲げられた部分を有し、
当該折り曲げられた部分には、前記ベースピンに嵌り込
む穴が設けられて、ベースピンに回動可能に支持されて
おり、その中央部分には前記突起部が両側面に設けられ
て前記２つの側板の穴に嵌り込んでおり、他端側は荷重
センサに対して直接又は間接的に拘束されていることを
特徴とするシート重量計測装置。