JP2003166873A - 乗員重量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境変化や経年変化がなく、正確な測定結果
が安定して得られる乗員重量測定装置を提供する。 【解決手段】 車両用シートに加わる荷重に応じて伸縮
するコイルばね１０４の伸縮量を光学的に測定し、測定
結果に基づいてシートに着座する乗員の重量を演算す
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、車両用シートに着
座した乗員の重量を測定する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバーを車両用シートの着座部内
に配設し、シートに着座した乗員の重量を測定する装置
が知られている（例えば特開平１１−０９９９０２号公
報参照）。この装置では、光ファイバーがシート着座部
に渦巻き状や屈折状に配設され、一端が光源に接続され
他端が受光センサーに接続されている。

【０００３】光源から入射した光は光ファイバーを通っ
て受光センサーへ伝搬する。このとき、光が内壁面へ入
射する角度が臨界角より小さい場合に光の散乱が起き
る。シートに乗員が着座していないときは光ファイバー
に負荷がかからず、光ファイバー内壁面への光の入射角
が臨界角より大きくなるため、光ファイバーに入射した
光は全反射を繰り返して伝搬する。つまり、シートに乗
員が着座していないときは光ファイバーに入射した光が
散乱しないため、光ファイバーの射出光量は入射光量に
ほぼ等しい。

【０００４】一方、シートに乗員が着座しているときは
光ファイバーに負荷がかかり、負荷がかかっている部分
で光ファイバーが屈曲する。光ファイバーが屈曲する
と、光ファイバー内壁面への光の入射角が臨界角より小
さくなるため、入射光が光ファイバーの屈曲部分で散乱
する。つまり、シートに乗員が着座しているときは光フ
ァイバー内で光の散乱が起きるため、光ファイバーの射
出光量は入射光量よりも少なくなる。

【０００５】光ファイバーから射出された光は受光セン
サーにより受光され、光量が検出される。この検出光
量、すなわち光ファイバーからの射出光量に基づいてシ
ートに着座している乗員の重量を演算する。

【０００６】受光センサーにより検出される光量は光フ
ァイバーの屈曲量と相関関係があり、屈曲量が多ければ
多いほど光の散乱量が多くなるため、受光センサーの検
出光量が減少する。つまり、受光センサーの検出光量が
少ないほど光ファイバーの屈曲量が多い。一方、光ファ
イバーの屈曲量はシートに加わる荷重に等しいことが分
かっている。したがって、光ファーバーから射出され受
光センサーにより検出される光量が少ないほど、シート
に加わる荷重、すなわち乗員の重量が大きいと判断でき
る。

【０００７】また、車両用シート着座部のクッションフ
レームに荷重センサーを取り付け、この荷重センサーに
クッションばねの端部を連結して乗員の着座を感知する
装置が知られている（例えば特開２００１−１８０３５
３号公報参照）。この装置では、乗員の着座によりクッ
ションばねが撓んだときのばねにかかる荷重を荷重セン
サーにより電気的に測定している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、シートのク
ッション材として一般的に使用されているウレタンパッ
ドは、温度や湿度などの環境変化や経年変化によって撓
み特性が変化することが知られている。上述した前者の
装置では、シート荷重により光ファイバーが屈曲して光
が拡散するので、この光拡散による射出光量の減少量に
基づいてシート荷重を演算する。しかし、前者の装置に
おいてウレタンパッドと光ファイバーを組み合わせた場
合、環境変化や経年変化によって荷重に対する光ファイ
バーの屈曲量が変化してしまい、正しい荷重を測定でき
ないという問題がある。

【０００９】また、上述した後者の装置では、測定結果
の精度と信頼性を向上させるために複数のクッションば
ねにかかる荷重を測定しようとすると、測定対象のクッ
ションばねの数だけ荷重センサーと電気回路基板を用意
し、荷重センサーと電気回路基板とを隣接して配置しな
いと電気的なノイズを受けやすいので、基板の配置スペ
ースやコスト面で難点がある。

【００１０】本発明の目的は、環境変化や経年変化がな
く、正確な測定結果が安定して得られる乗員重量測定装
置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】（１） 請求項１の発明
は、車両用シートに加わる荷重に応じて伸縮するコイル
ばねの伸縮量を光学的に測定する光学測定手段と、前記
光学測定手段による測定結果に基づいて前記シートに着
座する乗員の重量を演算する演算手段とを備える。 （２） 請求項２の乗員重量測定装置の前記光学測定手
段は、前記コイルばねの一端に投光用プローブと受光用
プローブを固定するとともに他端に反射鏡を固定し、前
記投光用プローブから投光され前記反射鏡により反射さ
れた光を前記受光用プローブで受光し、その受光量に基
づいて前記コイルばねの伸縮量を測定するようにしたも
のである。 （３） 請求項３の乗員重量測定装置の前記光学測定手
段は、レーザー光を用いるとともに、前記投光用プロー
ブおよび前記受光用プローブの光軸が前記コイルばねの
伸縮方向と平行になるように前記投光用プローブと前記
受光用プローブを設置するようにしたものである。こと
を特徴とする乗員重量測定装置。 （４） 請求項４の乗員重量測定装置の前記光学測定手
段は、前記投光用プローブから投光される光を集光する
ための集光レンズを有し、前記投光用プローブおよび前
記受光用プローブの光軸が前記コイルばねの伸縮方向と
平行になるように前記投光用プローブと前記受光用プロ
ーブを設置するようにしたものである。 （５） 請求項５の乗員重量測定装置は、前記投光用プ
ローブと前記受光用プローブを円筒部材の中に設置する
とともに、前記円筒部材を前記コイルばねの中に収納し
て前記コイルばねの一端に固定し、前記円筒部材の内側
に摺動可能に勘合する円柱部材を設け、前記円柱部材の
端面に前記反射鏡を設置するとともに、前記円柱部材を
前記コイルばねの一端に固定するようにしたものであ
る。 （６） 請求項６の乗員重量測定装置の前記光学測定手
段は、前記コイルばねの中に第１円筒部材を収納して前
記第１円筒部材を前記コイルばねの一端に固定し、前記
第１円筒部材の中をスリットで区分して投光用空間と受
光用空間を形成し、前記投光用空間に投光用プローブを
設置するとともに前記受光用空間に受光用プローブを設
置し、前記第１円筒部材の内側に摺動可能に勘合する第
２円筒部材を設け、前記第２円筒部材を前記コイルばね
の他端に固定するとともに、前記第２円筒部材の内側に
前記スリットを閉じる仕切り板を設け、前記投光用空間
の前記投光用プローブから投光された光が前記スリット
の開口部を通って前記受光用空間に入り、前記受光用空
間に入った光を前記受光用プローブにより受光し、前記
受光用プローブの受光量に基づいて前記コイルばねの伸
縮量を測定するようにしたものである。 （７） 請求項７の乗員重量測定装置は、複数のコイル
ばねのそれぞれに前記光学測定手段を設け、前記演算手
段は前記複数の光学測定手段による測定結果に基づいて
乗員の重量を演算するようにしたものである。

【００１２】

【発明の効果】（１） 請求項１の発明によれば、車両
用シートに加わる荷重に応じて伸縮するコイルばねの伸
縮量を光学的に測定し、測定結果に基づいてシートに着
座する乗員の重量を演算するようにしたので、環境変
化、経年変化および電気的ノイズの影響を受けずに、乗
員重量の正確な測定結果が安定して得られる。 （２） 請求項２の発明によれば、コイルばねの一端に
投光用プローブと受光用プローブを固定するとともに他
端に反射鏡を固定し、投光用プローブから投光され反射
鏡により反射された光を受光用プローブで受光し、その
受光量に基づいてコイルばねの伸縮量を測定するように
したので、環境変化、経年変化および電気的ノイズの影
響を受けずに、正確なコイルばねの伸縮量が安定して得
られる。 （３） 請求項３の発明によれば、レーザー光を用いる
とともに、投光用プローブおよび受光用プローブの光軸
がコイルばねの伸縮方向と平行になるように投光用プロ
ーブと受光用プローブを設置するようにしたので、請求
項２の上記効果に加え、コイルばねの伸縮量をさらに正
確に測定できる。 （４） 請求項４の発明によれば、投光用プローブから
投光される光を集光レンズにより集光し、投光用プロー
ブおよび受光用プローブの光軸がコイルばねの伸縮方向
と平行になるように投光用プローブと受光用プローブを
設置するようにしたので、レーザー光を用いなくても、
環境変化、経年変化および電気的ノイズの影響を受けず
に、正確なコイルばねの伸縮量が得られる。 （５） 請求項５の発明によれば、投光用プローブと受
光用プローブを円筒部材の中に設置するとともに、円筒
部材をコイルばねの中に収納してコイルばねの一端に固
定し、円筒部材の内側に摺動可能に勘合する円柱部材を
設け、円柱部材の端面に反射鏡を設置するとともに、円
柱部材をコイルばねの一端に固定するようにしたので、
請求項２の上記効果に加え、車両用シートに入る外部か
らの光を遮蔽してさらに正確なコイルばねの伸縮量が得
られる。 （６） 請求項６の発明によれば、コイルばねの中に第
１円筒部材を収納して第１円筒部材をコイルばねの一端
に固定し、第１円筒部材の中をスリットで区分して投光
用空間と受光用空間を形成し、投光用空間に投光用プロ
ーブを設置するとともに受光用空間に受光用プローブを
設置し、第１円筒部材の内側に摺動可能に勘合する第２
円筒部材を設け、第２円筒部材をコイルばねの他端に固
定するとともに、第２円筒部材の内側にスリットを閉じ
る仕切り板を設け、投光用空間の投光用プローブから投
光された光がスリットの開口部を通って受光用空間に入
り、受光用空間に入った光を受光用プローブにより受光
し、受光用プローブの受光量に基づいてコイルばねの伸
縮量を測定するようにしたので、環境変化、経年変化お
よび電気的ノイズの影響を受けずに、正確なコイルばね
の伸縮量が安定して得られる。 （７） 請求項７の発明によれば、複数のコイルばねの
それぞれに光学測定手段を設け、複数の光学測定手段に
よる測定結果に基づいて乗員の重量を演算するようにし
たので、請求項１の上記効果に加え、さらに正確な乗員
重量を測定することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】《発明の第１の実施の形態》図１
は、第１の実施の形態の車両用シートのクッションフレ
ームを示す斜視図である。図１(ａ)は一般的な車両用シ
ートのクッションフレームを示す。クッションフレーム
１０１は、枠状の底面部１０１ａの周囲から側面部１０
１ｂが起立した形状となっており、底面部１０１ａには
クッションばね体１０２が取り付けられている。クッシ
ョンばね体１０２は、ワイヤーを縦横に組んで面状体を
形成したワイヤーマット１０３と、ワイヤーマット１０
３の周囲に取り付けられた複数のコイルばね１０４とか
ら構成される。

【００１４】各コイルばね１０４は、一端のフック部１
０４ａがクッションフレーム１０１の底部１０１ａに掛
止され、他端のフック部１０４ａがワイヤーマット１０
３に掛止される。コイルばね１０４の中央のコイル部１
０４ｂは荷重に応じて伸縮し、コイルばね１０４にかか
る荷重とコイル部１０４ｂ両端の変位量、すなわちコイ
ルばね１０４の伸縮量とは比例関係にある。なお、図１
(ａ)では１つのコイルばね１０４にのみフック部１０４
ａとコイル部１０４ｂの符号を付して説明したが、他の
すべてのコイルばねも同様の構造と機能を有する。

【００１５】この第１の実施の形態では、図１(ｂ)に示
すように、各コイルばね１０４の内側に円筒形の光ファ
イバー保持ケース１０５と反射鏡保持ケース１０６とを
取り付ける（詳細後述）。さらに、乗員重量の計測部１
１０をクッションフレーム１０１の側面部１０１ｂの内
側に設置し、この計測部１１０と各光ファイバー保持ケ
ース１０５との間を、側面部１０１ｂの内側に沿って配
設した投光用光ファイバー１０７と受光用光ファイバー
１０８で結ぶ。なお、図１(ｂ)では１つのコイルばねに
対してのみ円筒形の光ファイバー保持ケース１０５およ
び反射鏡保持ケース１０６の符号を付して説明したが、
他のすべてのコイルばねも同様の構造と機能を有する。

【００１６】図２は第１の実施の形態のコイルばね１０
４、光ファイバー保持ケース１０５および反射鏡保持ケ
ース１０６の詳細を示す斜視図である。光ファイバー保
持ケース１０５は、円筒部１０５ａと底面部１０５ｂと
から構成される。この光ファイバー保持ケース１０５の
円筒部１０５ａは、コイルばね１０４のコイル部１０４
ｂの中に挿入される。そして、コイル部１０４ｂの終端
が円筒部１０５ａの底面部１０５ｂ側に突設された凸部
１０５ｃにはめ込まれ、光ファイバー保持ケース１０５
がコイル部１０４ｂの一端に固定される。また、光ファ
イバー保持ケース１０５の底面部１０５ｂには、投光用
光ファイバー１０７と受光用光ファイバー１０８とが接
続される。

【００１７】一方、反射鏡保持ケース１０６は、円柱部
１０６ａと底面部１０６ｂとから構成される。この反射
鏡保持ケース１０６の円柱部１０６ａは、光ファイバー
保持ケース１０５の円筒部１０５ａの中に挿入され、コ
イルばね１０４の伸縮方向に摺動可能に勘合される。そ
して、コイル部１０４ｂの終端が円柱部１０６ａの底面
部１０６ｂ側に突設された凸部１０６ｃにはめ込まれ、
反射鏡保持ケース１０６がコイル部１０４ｂの他端に固
定される。

【００１８】コイルばね１０４の一方のフック部１０４
ａは、光ファイバー保持ケース１０５に設けられた溝穴
１０５ｄを貫通して底面部１０５ｂの外に突出し、図１
(ｂ)に示すようにクッションフレーム１０１の底部１０
１ａに掛止される。同様に、コイルばね１０４の他方の
フック部１０４ａは、反射鏡保持ケース１０６に設けら
れた溝穴１０６ｄを貫通して底面部１０６ｂの外に突出
し、図１(ｂ)に示すようにワイヤーマット１０３に掛止
される。

【００１９】図３は、第１の実施の形態のコイルばね１
０４、光ファイバー保持ケース１０５および反射鏡保持
ケース１０６の詳細を示す断面図である。光ファイバー
保持ケース１０５の底面部１０５ｂには、投光用光ファ
イバー１０７の投光プローブ１０７ａと受光用光ファイ
バー１０８の受光プローブ１０８ａとが、光ファイバー
保持ケース１０５の円筒部１０５ａの伸展方向、すなわ
ちコイルばね１０４の伸縮方向と平行に光ファイバー保
持ケース１０５の内側に差し込まれ、固定されている。
また、反射鏡保持ケース１０６の円柱部１０６ａの終端
面、すなわち投光プローブ１０７ａと受光プローブ１０
８ａと対向する面には反射鏡１０９が設置される。

【００２０】乗員がシートに着座してクッションフレー
ム１０１のワイヤーマット１０３が下方に押圧される
と、コイルばね１０４の伸長にともなって光ファイバー
保持ケース１０５から反射鏡保持ケース１０６が引き出
され、図３(ａ)の状態から(ｂ)の状態になる。コイルば
ね１０４の伸縮量はほぼ乗員の重量に比例するから、光
ファイバー保持ケース１０５からの反射鏡保持ケース１
０６の引き出し量、すなわち投受光プローブ１０７ａ，
１０８ａの先端から反射鏡１０９までの距離が乗員の重
量に比例する。

【００２１】光ファイバーの投受光用プローブ１０７
ａ，１０８ａを保持する光ファイバー保持ケース円筒部
１０５ａと、反射鏡１０９を保持する反射鏡保持ケース
円柱部１０６ａとを、コイルばね１０４の伸縮方向（変
位方向）にスライド可能に勘合させることによって、両
ケース１０５，１０６の伸縮がスムーズに行われると同
時に、投受光用プローブ１０７ａ，１０８ａの光軸に対
する反射鏡の角度を一定に保つことができ、コイルばね
１０４の伸縮量を正確に計測することができる。また、
投受光用プローブ１０７ａ，１０８ａや反射鏡１０９へ
の異物の付着を防止することができる。

【００２２】投光用光ファイバー１０７および受光用光
ファイバー１０８はともに、可撓性を有するガラスやプ
ラスチックなどの単数または複数本に束ねた線状のコア
を、比較的屈折率の小さい軟質のクラッド層により被覆
して構成され、光はコアに閉じ込められた状態で入射方
向に伝搬される。複数のコイルばね１０４から引き出さ
れた投受光用光ファイバー１０７，１０８は、クッショ
ンフレーム１０１の側面部１０１ｂの内側に沿って配設
され、すべて計測部１１０に接続される。

【００２３】図４は、第１の実施の形態の光反射式変位
計測の構成と測定原理の概要を示す。投光器１１１は電
源１１２に接続されており、安定化増幅器１１３と光源
１１４とを備えている。光源１１４には、白色光を得る
ためのフィラメント型電球、通常の発光ダイオード、レ
ーザー発光ダイオード、レーザー発振器などが用いられ
る。なお、レーザー光以外の光源を用いる場合には、光
の拡散を防止するために集光レンズ１１５を介して光源
１１１から光を照射するのが望ましい。

【００２４】投光器１１１から照射された光は投光用光
ファイバー１０７へ入射し、投光プローブ１０７ａの先
端から反射鏡１０９に向かって投光される。次に、反射
鏡１０９で反射された光は受光プローブ１０８ａに入射
し、受光用光ファイバー１０８を介して受光器１１６へ
導かれる。受光器１１６は、フォトトランジスターなど
の光電変換器から構成され、反射光の光量に応じたレベ
ルの電気信号を出力する。受光器１１６の出力は増幅器
１１７により増幅され、荷重計算部１１８へ送られる。
荷重計算部１１８は、電気信号のレベル、すなわち反射
光の光量に基づいてシートに着座している乗員の重量を
計算する。

【００２５】ここで、投光プローブ１０７ａと受光プロ
ーブ１０８ａとの端面の光の投光角を等しくしておけ
ば、投受光プローブ１０７ａ，１０８ａの先端から反射
鏡１０９までの距離がシート荷重により伸長すると、反
射鏡１０９の投光面積が図４(ａ)に示す状態から(ｂ)に
示す状態へ変化し、受光プローブ１０８ａへ入射する反
射光、すなわち反射鏡１０９上の投光面と受光面とが重
なり合った領域１１９の面積が増加し、反射光量が増加
する。

【００２６】このように第１の実施の形態では、投光プ
ローブ１０７ａと受光プローブ１０８ａを光ファイバー
保持ケース１０５の円筒部１０５ａの中に設置するとと
もに、円筒部１０５ａをコイルばね１０４のコイル部１
０４ｂの中に収納してコイル部１０４ｂの一端に固定
し、円筒部１０５ａの内側に摺動可能に勘合する反射鏡
保持ケース１０６の円柱部１０６ａを設け、円柱部１０
６ａの端面に反射鏡１０９を設置するとともに、円柱部
１０９をコイル部１０４ｂの一端に固定するようにし
た。また、光源１１４にレーザー光を用いるとともに、
投光プローブ１０７ａおよび受光プローブ１０８ａの光
軸がコイル部１０４ｂの伸縮方向と平行になるように投
光プローブ１０７ａと受光プローブ１０８ａを設置する
ようにした。そして、受光プローブ１０８ａから受光用
光ファイバー１０８に入射した光量を計測してシートに
着座した乗員の重量を演算するようにしたので、環境変
化、経年変化および電気的ノイズの影響を受けずに、単
一の計測部１１０で情報を収集して演算処理を行うこと
ができ、乗員重量の正確な測定結果が安定して得られ
る。

【００２７】特許請求の範囲の構成要素と第１の実施の
形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわ
ち、コイル部１０４ｂがコイルばねを、光ファイバー保
持ケース１０５、投光プローブ１０７ａ、受光プローブ
１０８ａ、反射鏡保持ケース１０６、反射鏡１０９、投
光器１１１、光源１１２および受光器１１６が光学測定
手段を、荷重計算部１１８が演算手段を、光ファイバー
保持ケース１０５の円筒部１０５ａが円筒部材を、反射
鏡保持ケース１０６の円柱部１０６ａが円柱部材をそれ
ぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわな
い限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではな
い。

【００２８】《発明の第２の実施の形態》図５は、第２
の実施の形態のコイルばね１０４、光ファイバー保持ケ
ース１２０および仕切り板保持ケース１２１の詳細を示
す斜視図である。また、図６は、第２の実施の形態のコ
イルばね１０４、光ファイバー保持ケース１２０および
仕切り板保持ケース１２１の詳細を示す縦断面図であ
る。さらに、図７は、第２の実施の形態の光ファイバー
保持ケース１２０の詳細を示す横断面図である。なお、
この第２の実施の形態の車両用シートのクッションフレ
ームと乗員重量の計測部の構成は、それぞれ図１および
図４に示す構成と同様であり、説明を省略する。

【００２９】光ファイバー保持ケース１２０は、円筒部
１２０ｄと底面部１２０ｅとから構成される。この光フ
ァイバー保持ケース１２０の円筒部１２０ｄは、コイル
ばね１０４のコイル部１０４ｂの中に挿入される。そし
て、コイル部１０４ｂの終端が円筒部１２０ｄの底面部
１２０ｅ側に突設された凸部１２０ｆにはめ込まれ、光
ファイバー保持ケース１２０がコイル部１０４ｂの一端
に固定される。また、光ファイバー保持ケース１２０の
底面部１２０ｅには、投光用光ファイバー１０７と受光
用光ファイバー１０８とが接続される。

【００３０】一方、仕切り板保持ケース１２１は、円筒
部１２１ｂと底面部１２１ｃとから構成される。この仕
切り板保持ケース１２１の円筒部１２１ｂは、光ファイ
バー保持ケース１２０の円筒部１２０ｄの中に挿入さ
れ、コイルばね１０４の伸縮方向に摺動可能に勘合され
る。そして、コイル部１０４ｂの終端が円筒部１２１ｂ
の底面部１２１ｃ側に突設された凸部１２１ｄにはめ込
まれ、仕切り板保持ケース１２１がコイル部１０４ｂの
他端に固定される。

【００３１】コイルばね１０４の一方のフック部１０４
ａは、光ファイバー保持ケース１２０に設けられた溝穴
１２０ｇを貫通して底面部１２０ｅの外に突出し、図１
(ｂ)に示すようにクッションフレーム１０１の底部１０
１ａに掛止される。同様に、コイルばね１０４の他方の
フック部１０４ａは、仕切り板保持ケース１２１に設け
られた溝穴１２１ｅを貫通して底面部１２１ｃの外に突
出し、図１(ｂ)に示すようにワイヤーマット１０３に掛
止される。

【００３２】光ファイバー保持ケース１２０の円筒部１
２０ｄ内は、スリット１２０ａにより投光空間１２０ｂ
と受光空間１２０ｃとに区分される。投光空間１２０ｂ
には投光用光ファイバー１０７の投光プローブ１０７ａ
が、受光空間１２０ｃには受光用光ファイバー１０８の
受光プローブ１０８ａがそれぞれ、円筒部１２０ｄの伸
展方向、すなわちコイルばね１０４の伸縮方向と平行に
光ファイバー保持ケース１２０の内側に差し込まれ、固
定されている。

【００３３】仕切り板保持ケース１２１の円筒部１２１
ｂ内には仕切り板１２１ａが設けられており、仕切り板
保持ケース１２１の円筒部１２１ｂが光ファイバー保持
ケース１２０の円筒部１２０ｄの中に挿入されると、仕
切り板１２１ａがスリット１２０ａの中に挿入されてス
リット１２０ａが閉じられる。

【００３４】乗員がシートに着座していない状態ではコ
イルばね１０４が収縮しており、図６(ａ)に示すよう
に、仕切り板保持ケース１２１の円筒部１２１ｂが光フ
ァイバー保持ケース１２０の円筒部１２０ｄ内に深く挿
入された状態になる。この状態では、光ファイバー保持
ケース１２０のスリット１２０ａが仕切り板１２１ａに
より閉じられており、投光プローブ１０７ａから照射さ
れた光は投光空間１２０ｂ内に留まり、受光空間１２０
ｃの受光プローブ１０８ａに入射しない。

【００３５】乗員がシートに着座してクッションフレー
ム１０１のワイヤーマット１０３が下方に押圧される
と、コイルばね１０４の伸長にともなって光ファイバー
保持ケース１２０から仕切り板保持ケース１２１が引き
出され、図６(ｂ)に示す状態になる。この状態では、光
ファイバー保持ケース１２０のスリット１２０ａから仕
切り板１２１ａが引き出されてスリット１２０ａが開
き、投光プローブ１０７ａから照射された光がスリット
１２０ａを通って受光空間１２０ｃへ入り、受光プロー
ブ１０８ａへ入射する。

【００３６】スリット１２０ａの開度は光ファイバー保
持ケース１２０からの仕切り板保持ケース１２１の引き
出し量に比例し、また光ファイバー保持ケース１２０か
らの仕切り板保持ケース１２１の引き出し量はコイルば
ね１０４の伸縮量に比例し、さらにコイルばね１０４の
伸縮量は乗員の重量に比例するから、スリット１２０ａ
の開度は乗員重量に比例することになる。したがって、
乗員の重量が重いほどスリット１２０ａの開度が大きく
なり、スリット１２０ａを通って受光空間１２０ｃの受
光プローブ１０８ａに入射する光量が増加するので、受
光用光ファイバー１０８で伝達される光量を計測部１１
０で計測することによって、乗員の重量を演算すること
ができる。

【００３７】このように第２の実施の形態では、コイル
ばね１０４のコイル部１０４ｂの中に光ファイバー保持
ケース１２０の円筒部１２０ｄを収納して円筒部１２０
ｄをコイル部１０４ｂの一端に固定し、円筒部１２０ｄ
の中をスリット１２０ａで区分して投光空間１２０ｂと
受光空間１２０ｃを形成し、投光空間１２０ｂに投光プ
ローブ１０７ａを設置するとともに受光空間１２０ｃに
受光プローブ１０８ａを設置し、円筒部１２０ｄの内側
に摺動可能に勘合する仕切り板保持ケース１２１の円筒
部１２１ｂを設け、円筒部１２１ｂをコイル部１０４ｂ
の他端に固定するとともに、円筒部１２１ｂの内側にス
リット１２０ａを閉じる仕切り板１２１ａを設け、投光
空間１２０ｂの投光プローブ１０７ａから投光された光
がスリット１２０ａの開口を通って受光空間１２０ｃに
入り、受光空間１２０ｃに入った光を受光プローブ１０
８ａにより受光し、受光プローブ１０８ａから受光用光
ファイバー１０８に入射した光量を計測してシートに着
座した乗員の重量を演算するようにしたので、環境変
化、経年変化および電気的ノイズの影響を受けずに、単
一の計測部１１０で情報を収集して演算処理を行うこと
ができ、乗員重量の正確な測定結果が安定して得られ
る。

【００３８】特許請求の範囲の構成要素と第２の実施の
形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわ
ち、コイル部１０４ｂがコイルばねを、光ファイバー保
持ケース１２０、投光プローブ１０７ａ、受光プローブ
１０８ａ、スリット１２０ａ、仕切り板保持ケース１２
１、仕切り板１２１ａ、投光器１１１、光源１１２およ
び受光器１１６が光学測定手段を、荷重計算部１１８が
演算手段を、光ファイバー保持ケース１２０の円筒部１
２０ｄが第１円筒部材を、仕切り板保持ケース１２１の
円筒部１２１ｂが第２円筒部材をそれぞれ構成する。な
お、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要
素は上記構成に限定されるものではない。

【００３９】なお、上述した一実施の形態はいずれもシ
ートクッション側に乗員重量測定装置を設置する例を示
したが、シートバック側に乗員重量測定装置を設置し、
シートバック側のたわみを計測して同様な判断を行うこ
とも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施の形態の車両用シートのクッショ
ンフレームを示す斜視図である。

【図２】 第１の実施の形態のコイルばね、光ファイバ
ー保持ケースおよび反射鏡保持ケースの詳細を示す斜視
図である。

【図３】 第１の実施の形態のコイルばね、光ファイバ
ー保持ケースおよび反射鏡保持ケースの詳細を示す断面
図である。

【図４】 第２の実施の形態の光反射式変位計測の構成
と測定原理の概要を示す図である。

【図５】 第２の実施の形態のコイルばね、光ファイバ
ー保持ケースおよび仕切り板保持ケースの詳細を示す斜
視図である。

【図６】 第２の実施の形態のコイルばね、光ファイバ
ー保持ケースおよび仕切り板保持ケースの詳細を示す縦
断面図である。

【図７】 第２の実施の形態の光ファイバー保持ケース
の詳細を示す横断面図である。

【符号の説明】

１０１ クッションフレーム １０１ａ 底面部 １０１ｂ 側面部 １０２ クッションばね １０３ ワイヤーマット １０４ コイルばね １０４ａ フック部 １０４ｂ コイル部 １０５ 光ファイバー保持ケース １０５ａ 円筒部 １０５ｂ 底面部 １０５ｃ 凸部 １０５ｄ 溝穴 １０６ 反射鏡保持ケース １０６ａ 円柱部 １０６ｂ 底面部 １０６ｃ 凸部 １０６ｄ 溝穴 １０７ 投光用光ファイバー １０７ａ 投光プローブ １０８ 受光用光ファイバー １０８ａ 受光プローブ １０９ 反射鏡 １１０ 計測部 １１１ 投光器 １１２ 電源 １１３ 安定化電源 １１４ 光源 １１５ 集光レンズ １１６ 受光器 １１７ 増幅器 １１８ 荷重計算部 １１９ 領域 １２０ 光ファイバー保持ケース １２０ａ スリット １２０ｂ 投光空間 １２０ｃ 受光空間 １２０ｄ 円筒部 １２０ｅ 底面部 １２０ｆ 凸部 １２０ｇ 溝穴 １２１ 仕切り板保持ケース １２１ａ 仕切り板 １２１ｂ 円筒部 １２１ｃ 底面部 １２１ｄ 凸部 １２１ｅ 溝穴

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両用シートに加わる荷重に応じて伸縮す
   るコイルばねの伸縮量を光学的に測定する光学測定手段
   と、 前記光学測定手段による測定結果に基づいて前記シート
   に着座する乗員の重量を演算する演算手段とを備えるこ
   とを特徴とする乗員重量測定装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の乗員重量測定装置におい
   て、 前記光学測定手段は、前記コイルばねの一端に投光用プ
   ローブと受光用プローブを固定するとともに他端に反射
   鏡を固定し、前記投光用プローブから投光され前記反射
   鏡により反射された光を前記受光用プローブで受光し、
   その受光量に基づいて前記コイルばねの伸縮量を測定す
   ることを特徴とする乗員重量測定装置。
3. 【請求項３】請求項２に記載の乗員重量測定装置におい
   て、 前記光学測定手段は、レーザー光を用いるとともに、前
   記投光用プローブおよび前記受光用プローブの光軸が前
   記コイルばねの伸縮方向と平行になるように前記投光用
   プローブと前記受光用プローブを設置することを特徴と
   する乗員重量測定装置。
4. 【請求項４】請求項２に記載の乗員重量測定装置におい
   て、 前記光学測定手段は、前記投光用プローブから投光され
   る光を集光するための集光レンズを有し、前記投光用プ
   ローブおよび前記受光用プローブの光軸が前記コイルば
   ねの伸縮方向と平行になるように前記投光用プローブと
   前記受光用プローブを設置することを特徴とする乗員重
   量測定装置。
5. 【請求項５】請求項２〜４のいずれかの項に記載の乗員
   重量測定装置において、 前記光学測定装置は、前記投光用プローブと前記受光用
   プローブを円筒部材の中に設置するとともに、前記円筒
   部材を前記コイルばねの中に収納して前記コイルばねの
   一端に固定し、前記円筒部材の内側に摺動可能に勘合す
   る円柱部材を設け、前記円柱部材の端面に前記反射鏡を
   設置するとともに、前記円柱部材を前記コイルばねの一
   端に固定することを特徴とする乗員重量測定装置。
6. 【請求項６】請求項１に記載の乗員重量測定装置におい
   て、 前記光学測定手段は、前記コイルばねの中に第１円筒部
   材を収納して前記第１円筒部材を前記コイルばねの一端
   に固定し、前記第１円筒部材の中をスリットで区分して
   投光用空間と受光用空間を形成し、前記投光用空間に投
   光用プローブを設置するとともに前記受光用空間に受光
   用プローブを設置し、 前記第１円筒部材の内側に摺動可能に勘合する第２円筒
   部材を設け、前記第２円筒部材を前記コイルばねの他端
   に固定するとともに、前記第２円筒部材の内側に前記ス
   リットを閉じる仕切り板を設け、 前記投光用空間の前記投光用プローブから投光された光
   が前記スリットの開口部を通って前記受光用空間に入
   り、前記受光用空間に入った光を前記受光用プローブに
   より受光し、前記受光用プローブの受光量に基づいて前
   記コイルばねの伸縮量を測定することを特徴とする乗員
   重量測定装置。
7. 【請求項７】請求項１〜６のいずれかの項に記載の乗員
   重量測定装置において、 複数のコイルばねのそれぞれに前記光学測定手段を設
   け、前記演算手段は前記複数の光学測定手段による測定
   結果に基づいて乗員の重量を演算することを特徴とする
   乗員重量測定装置。