JP2004117199A - Load detector for seat - Google Patents

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Akihiro Kobayashi
小林 聡宏
Yukihiro Kato
加藤 幸裕
Munehito Inayoshi
稲吉 宗人
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Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a load detector for seat, for detecting a load working on a seat by concentrating to a specific detection point, regardless of the position. <P>SOLUTION: First concentration mechanisms, for concentrating distribution load distributed in back and forth direction of a seat to that direction, are provided in the left and right directions of the seat. Second concentration mechanisms for concentrating the load in the left and right direction of the seat making the load concentration point to that of the first concentrating mechanism are provided. By making the concentrating point of the second concentration mechanism a point of detection, the displacement and the like of the part are detected to obtain the load. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート下部に設けられ、シートにかかる全体荷重を、例えば、シート前後方向及びシート左右方向に分散配置された分散荷重点で受けるとともに、これら分散荷重点でそれぞれ受けられる分散荷重を集約する集約機構を備え、集約機構に設けられる検出点を介して全体荷重を検出するシート用荷重検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のシート用荷重検出装置としては、シート全体に加わる荷重を一点に集約する荷重集約機構と、集約された荷重を検出する一つの荷重センサとを備えたものが提案されている。この技術における荷重集約機構は、シート前部に設置され前記荷重センサを押圧する梃子アームと、シート後部に設置され前記荷重センサを押圧する梃子アームからなる構成のものである(特許文献1参照)。
【0003】
一方、別種のシート用荷重検出装置として、シート重量の少なくとも一部を電気的信号に変換する複数のセンサを有する荷重計と、シートと車体のシート取り付け部を連結しシート重量を受ける前後左右4ケ所に配置された連結機構と、これら各連結機構にかかるシート重量の作用を前記センサに伝える複数の伝達機構を備えて構成され、一個の荷重計に各伝達機構の一つずつから作用が伝えられるものがある。この技術にあっては、伝達機構が上下方向の荷重を選択的にセンサに伝える(特許文献2参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−321427号公報
【特許文献2】
特開2000−258232号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1に示す従来技術にあっては、以下のような問題がある。
イ シートの前後方向の荷重を左右一つにまとめて、梃子で伝達するため、シートの左右方向である幅方向ほぼ全幅に渡る梃子アームが必要とされ、梃子アームに高い剛性が必要となる。
ロ 梃子アームが、少なくともシート前側の前側空間、シート後側の後側空間を覆うものとされるため、大きな設置スペースが必要となり、設置に困難を伴う場合がある。
さらに、同先行技術の図面を参照すると、シートの前側下部及び後側下部に、シート全幅に渡る横行部材(図1の場合は部材番号30及び40で示される部材)を設けて、梃子の揺動支軸を構成しているが、このような部材を備える場合は、この配置個所を十分に利用できない。特に、シート後側の下部空間に関しては、後部シートに着座する乗員が足を入れるのに障害となる。
ハ 全体荷重を押圧型の荷重センサで受けるため、例えば、シート背もたれに大きな荷重がかかり、シート前方が浮く状態にある場合に、荷重を正確に検出できない虞がある。
ニ さらに、当該従来技術の図1で示すように、全体荷重をシート前後方向に分離して配置される独立な梃子アームで検出する場合は、前後の梃子系の特性に依存した誤差が発生する可能性がある。
ホ また、シート下部には、シートスライド機構が装備されることがあるが、荷重検出の立場からは、シートのスライド量に係わらず、正確にシートに着座している人の体重を検出できることが好ましい。
【0006】
上記特許文献2に示す従来技術にあっては、複数のセンサを用いるため、センサのコストが高い。また、荷重(乗員の体重)を求めるためには、各センサの出力の和を計算する必要があるが、このため各センサの誤差も加算され、測定制度が劣化する。
【0007】
従って、本発明の目的は、シート上の乗員等の荷重位置等に係わりなく、シート下部の空間をできるだけ確保しながら、比較的簡単な構成で、正確に荷重を検出することができるシート用荷重検出装置を得ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための、シート下部に設けられ、シートにかかる全体荷重を、シート前後方向及びシート左右方向に分散配置された分散荷重点で受けるとともに、前記分散荷重点でそれぞれ受けられる分散荷重を集約する集約機構を備え、前記集約機構に設けられる検出点を介して前記全体荷重を検出するシート用荷重検出装置の特徴構成は、請求項1に記載されるように、
シート前後方向に位置する一対の前記分散荷重点でそれぞれ受けられる前記分散荷重を第1作用点に集約する第1集約機構をシート左右位置に備えるとともに、シート左右方向に位置する前記一対の前記第1作用点を集約荷重点とし、前記集約荷重点で受けられる第1集約荷重を第2作用点に集約する第2集約機構を備え、
前記検出点としての前記第2作用点において、前記全体荷重を検出することにある。この検出形態としては、第2作用点の位置、前記第2作用点に発生される押圧又は牽引力を利用することができる。
【0009】
この構成を採用することにより、第1集約機構を介して、前後方向の分散荷重を、個別にシート左右位置で先ず集約する。そして、左右方向に一対、位置する第1作用点に集約された荷重を、集約荷重としてこれを第2集約機構で、左右方向で検出点としての第2作用点に集約する。即ち、この技術では、前後方向で荷重が集約される第1作用点を、第2集約機構の荷重点(力点)として利用し、荷重の伝達をはかり、分散荷重点から検出点までの力学的な統合を図っている。
【0010】
第2集約機構の位置は、例えば、シート前後方向の中央とすることも可能となり、結果的に、シートの前端近傍、あるいは後端近傍に左右方向に渡る部材を必ずしも必要としない構成とできる。
また、第1集約機構、第2集約機構は、それぞれ、前後もしくは左右方向という一の長手方向を有する部材で構成することが可能となり、結果的に機構構成を簡略化することができる。
【0011】
また、荷重の検出を特定の検出点で集約して検出するため、センサは単数でたり、検出値の変換操作、変換に伴う検出値の劣化等の問題を発生することもない。
【0012】
さらに、荷重を縮小して検出することができるため、分散荷重に対して検出点で付加される抗力を小さくできる。即ち、分散荷重点の変位を抑えながら、変位の形態で検出する場合は、検出点で大きな変位で検出することができ、押圧、牽引力として検出する場合は、荷重が縮小されているため、小型の荷重センサを使用できる。
本願にあっては、分散荷重点、第1作用点、集約荷重点、第2作用点、検出点なる表現を使用するが、各点は空間的な意味での点を意味するものではなく、力学的な意味合いで荷重を受ける部位、荷重による作用が働く部位、検出の対象となる部位を意味する。
【0013】
さて、請求項2に記載されているように、前記第1集約機構が、支点をそれぞれ有し、梃子比が等しい前後一対の第1梃子部材を備え、前記一対の第1梃子部材が、シート左右方向の第1連結軸で回転自在に連結されるとともに、非連結位置に設けられる前記分散荷重点で、別個の前記分散荷重を受けることが好ましい。
この構成を取る場合は、後に説明する検出の基本原理の記載のように、前後方向における全体荷重の位置に係わらず、所定の梃子比のみに依存した第1集約荷重を得ることができる。また、第1連結軸での変位は一対の第1梃子部材間で共通のものとなる。
ここで、第1梃子部材の梃子比とは、分散荷重点から第1梃子部材の支点までの距離と、分散荷重点から第1連結軸までの距離(もしくは第1梃子部材の支点から第1連結軸までの距離)の比を意味する。
【0014】
さらに、請求項3に記載されているように、前記第2集約機構が、支点をそれぞれ有し、梃子比が等しい左右一対の第2梃子部材を備え、前記一対の第2梃子部材が、シート前後方向の第2連結軸で回転自在に連結されるとともに、非連結位置に設けられる前記集約荷重点で、別個の前記第1集約荷重を受けることが好ましい。
【0015】
この場合、左右方向における全体荷重の位置に係わらず、所定の梃子比のみに依存した作用を第2作用点で得ることができる。また、第2連結軸での変位は一対の第2梃子部材間で共通のものとなる。
ここで、第2梃子部材の梃子比とは、集約荷重点から第2梃子部材の支点までの距離と、集約荷重点から第2作用点までの距離(もしくは第2梃子部材の支点から第2作用点までの距離)の比を意味する。
【0016】
よって、一つのセンサで、乗員の姿勢などに基づく荷重配分に係わらず荷重を正確に計測することが可能となる。
【0017】
さて、上記してきたシート用荷重検出装置にあって、請求項4に記載されているように、前記第1集約機構および第2集約機構を上面及び側面から覆い、車体フレームと一体に連結される本体フレームを備え、前記第1集約機構及び第2集約機構に備えられる支点が、前記本体フレームに設けられていることが好ましい。
この構成を採用することにより、シート用荷重検出装置のカバーの役割をする本体フレームを利用して、第1、第2集約機構の支点を適切に設定できる。
【0018】
また、第1、2集約機構と本体フレームを一体化することで、車両に取り付ける前の取り扱いが容易となり、梃子稼動部等に異物が噛み込まれるのを防止することができる。
【0019】
さらに、シートに加わる全体荷重を、シートの下部に分散して設けられる分散荷重点で受けるとともに、前記分散荷重点でそれぞれ受けられる分散荷重を集約する集約機構を備え、前記集約機構に備えられる検出点を介して前記全体荷重を検出するシート用荷重検出装置を構成するに、請求項5に記載されるように、
第1方向で対を成す前記分散荷重点でそれぞれ受けられる前記分散荷重を、第1作用点に集約する第1集約機構を、前記第1方向とは異なる第2方向に一対備えるとともに、
前記第2方向で対を成す前記第1集約機構に、それぞれ存する前記第1作用点を集約荷重点とし、前記集約荷重点で受けられる一対の第1集約荷重を、前記第2作用点に集約する第2集約機構を備え、
前記分散荷重点において受けられる上下任意方向の前記分散荷重を、前記第1集約機構及び前記第2集約機構が、対を成す前記第1集約荷重点を介して、前記検出点に伝達可能に構成され、前記検出点としての前記第2作用点で全体荷重を検出することが好ましい。
この場合も第2作用点の位置、もしくは前記第2作用点に発生される押圧又は牽引力に基づいて、前記全体荷重を縮小して検出する構成を採用することができる。
このようにする場合は、請求項1に記載の発明に関連して説明した作用・効果を、第1方向、第2方向との関係で得られるとともに、分散荷重の押圧、牽引状態に係わらず、全体荷重を検出することができる。
【0020】
さらに、請求項6に記載されているように、前記分散荷重点、前記第1作用点もしくは前記第2作用点の所定量以上の変位を規制する変位規制機構を備えることが好ましい。
これら各点の変位を規制することにより、シート用荷重検出装置に所定以上の変位が発生することを防止でき、機構の損傷等を受けるのを防ぐことができるとともに、検出点に設けられるセンサが、所定以上の範囲内の変位、荷重等を受けて、信頼性の低い検出値が出力される等の問題を防止できる。
【0021】
さらに、請求項7に記載されているように、車体フレームに対して、前記シートをスライドさせるスライド機構を備え、前記全体荷重がスライド機構を介して、前記分散荷重点に伝達される構成とすることが好ましい。
この構成を採用することにより、シート位置がスライド機構の使用により変わっている場合にあっても、シートの位置にかかわらず、全体荷重を検出することができる。
【0022】
さて、これまで説明してきたシート用荷重検出装置にあっては、基本的には、前後左右4点で分散荷重を受ける場合を示したが、センサの数を一対使用する場合を許容するのであれば、請求項8に記載されているように、以下のような構成が好ましい。
即ち、シートの下部に設けられ、シートに加わる全体荷重を、シート前後方向に分散配置された分散荷重点で受けるとともに、前記分散荷重点でそれぞれ受けられる分散荷重を集約する集約機構を備え、この集約機構に備えられる検出点を介して前記全体荷重を検出するシート用荷重検出装置を構成するに、
シート前後方向に位置する一対の前記分散荷重点でそれぞれ受けられる前記分散荷重を縮小して、前後方向中間に位置する第1作用点に集約する第1集約機構を備え、前記第1集約機構が、支点をそれぞれ有する前後一対の第1梃子部材を備え、前記一対の第1梃子部材が、前記シート左右方向の第1連結軸で回転自在に連結されるとともに、前記分散荷重点で別個の前記分散荷重を受ける構成とされ、
前記第1作用点において前記全体荷重を検出するものとする。
この場合も第1作用点の位置、もしくは前記第1作用点に発生する押圧又は牽引力に基づいて、前記全体荷重を検出することができる。
このようにすることで、シート用荷重検出装置上で、前後方向の任意位置にかかる全体荷重を、その位置にかかわらず、一対の第1梃子部材を利用する簡易な構成で、シート前後方向の中央位置で検出することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
本願の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1〜9は、本願のシート用荷重検出装置1の具体的構造を示したものであり、図10が荷重が検出される場合の検出部50周りの状況を、図11〜13は、本実施形態の構造的な原理を示したものである。
【0024】
図1、2、3及びその検出原理を示す図11、12に示すように、本願のシート用荷重検出装置1は、シート2にかかる全体荷重Faを、シート前後方向及びシート左右方向に分散配置された分散荷重点rで受け、これら分散荷重点rでそれぞれ受けられる分散荷重Fvを集約する集約機構C1、C2を備え、集約機構C1、C2に設けられる検出点sを介して、前記全体荷重Faを検出するものである。
【0025】
ここで、検出点sにおける荷重の検出にあたっては、この実施の形態では非接触式の変位センサ3で、上記全体荷重に対する抗力が働く検出点sの変位を検出するものとするが、後述するように、押圧荷重もしくは牽引荷重等、力として、検出する構成を採用してもよい。
【0026】
図1、3に示すように、本願において使用する、上下方向、シート前後方向及び左右方向は、以下のとおりである。
本願シートは車両に装備されるため、その走行方向との関係から定義される。即ち、上方向Uは、車体4が水平なときの重力方向上方向を、下方向Dは同重力方向下方向を指す。さらに、前方向Fとは車両前進方向を、後方向Bとは車両後進方向を指す。左方向Lとは車両前進方向に向かって左を、右方向Rとは車両前進方向に向かって右を指す。
【0027】
本実施の形態では、乗員が着座するシート2の下部にシートスライド機構5を備え、さらにその下側に、シート用荷重検出装置1を備える。シート荷重検出装置1の基体(所謂本体フレーム6)は、車体4と一体に取り付けられる。
【0028】
図1、2に示されるように、シートスライド機構5は、シート左右方向に並設される、シート前後方向に延びるシートレール5aと、このシートレール5aに対してスライドするスライド部材5bを主要部材として構成されており、スライド用モータ(図示せず)の働きにより、シート2の前後方向位置を任意に設定可能に構成されている。シート2は、シート左右方向一対のスライド部材5bに、所定位置で固定連結される。
【0029】
シートスライド機構5の下部には、シート用荷重検出装置1が備えられる。
図3、11に示すように、このシート用荷重検出装置1は、平面視、概略H型に構成されており、各端点にて、シートスライド機構5に備えられる、左右一対のシートレール5aの所定部位(各前後一対)から、分散荷重を受ける構成が採用されている。これら分散荷重点rは、シート左右方向において対称に、さらにシートレール5aの前後方向において対称に分散されている。
【0030】
後述するように、本願シート用荷重検出装置1にあっては、シート2に乗員が座り、背もたれ2aに乗員の荷重がかかる状態において、この荷重のシート2上の位置、スライド機構5におけるスライド位置に係わらず、荷重を正確に検出する。例えば、シートの背もたれが倒れていたり、子供が立ったまま背もたれ2aにもたれかかり、シート前部を引き上げる状態となっている場合にあっても、その荷重を検出可能である。
【0031】
〔荷重検出の基本構造〕
シート用荷重検出装置1の荷重検出構造を、図11、12に示す基本構造において先ず説明する。
図11に示すように、本願のシート用荷重検出装置の概観構成は、H型に構成されているが、シート左右方向において対称に配置される一対の第1集約機構C1と、シート前後方向の中央部位に備えられる第2集約機構C2を備えて構成されている。
【0032】
この構成において、前記第1集約機構C1は、シート前後方向に位置する一対の分散荷重点rでそれぞれ受けられる分散荷重を縮小して、第1作用点f1に集約する。
一方、第2集約機構C2は、シート左右方向に位置する一対の第1作用点f1を集約荷重点とし、これら集約荷重点で受けられる第1集約荷重を縮小して、第2作用点f2に集約する機能を果す。
本願にあっては、この第2作用点f2が検出点sとして働く。
【0033】
即ち、シートの前後左右4点で分散して受けられる分散荷重は、先ず前後方向で集約され、さらに、左右方向に集約されて、検出点sで検出される。
この検出点sには、後に具体的に説明するように、非接触型の変位センサ3が備えられており、検出点sの本体フレーム6に対する相対変位を検出することで、シート2にかかる全体荷重Faを検出することができる。
【0034】
上記の第1集約機構C1、第2集約機構C2は、基本的には同一の機構構成とされている。図12に、この基本構造を簡略化して表した。この図にあっては、第1集約機構C1に対応した図番を記しているが、第2集約機構C2の場合も基本構造は同様である。
同図において、上側に位置する上部部材7が、検出対象の荷重がかかる部材に対応しており、この上部部材7の下側に一対備えられる下部部材(具体的には第1梃子部材81、81)が、分散荷重を機構中央の集約点cに荷重縮小して伝達する役割を果す。
【0035】
ここで、これら一対の下部部材81は、部材横断方向の支点をそれぞれ有し、それら部材81の作用点f1としての荷重集約点cで、回転自在に連接されている。従って、これら一対の部材81は、梃子として構成されており、その梃子比は同一(L1/L2)である。
【0036】
この構成により、上部部材7における荷重の位置に係わらず、作用点f1に伝達される荷重は(L1/L2)Faとなり、梃子比L1/L2のみによるものとなり、作用点f1の変位等に依存して、荷重を正確に検出することができる。
上記したように、本願では第1集約機構C1、第2集約機構C2ともに、この機構の検出構造を有しており、結果的に、比較的、簡単、且つ共通部材の使用で、シート2にかかる全体荷重Faを正確に検出できる。
【0037】
〔各集約機構の構成〕
さらに、詳細に、図11に基づいて、おのおのの集約機構に関して説明する。第1集約機構C1は、シート前後方向に一対の第1梃子部材81を備えて構成されている。これら第1梃子部材81は、支点x1をそれぞれ有し、梃子比が等しい。また、これら一対の第1梃子部材81は、シート前後方向の中央に位置する第1作用点f1においてシート左右方向の第1連結軸で回転自在に連結されている。また、非連結位置に設けられる分散荷重点rで、別個の前記分散荷重を受ける構成とされている。
【0038】
第2集約機構C2は、シート前後方向における中央位置に位置され、シート左右方向の第2梃子部材82を備えて構成されている。これら第2梃子部材82は、支点x2をそれぞれ有し、梃子比が等しい。
またこれら一対の第2梃子部材82は、シート左右方向中央に位置する第2作用点f2においてシート前後方向の第2連結軸で回転自在に連結される。
また、非連結位置に設けられる前記集約荷重点cで、別個の第1集約荷重を受ける。
【0039】
結果、シート前後方向においては第1集約機構C1の構成により、さらにシート左右方向に関しては、第1集約機構C1で集約された荷重を統一して取り扱う第2集約機構C2の構成により、その荷重位置に係わらず正確に検出することができる。
【0040】
〔具体的構造〕
以下、図1〜9に基づいて、具体的に説明する。図4、5、6は、図1にそれぞれ指示線で示す断面を図示したものであり、図7、8は、図2にそれぞれ指示線で示す断面を図示したものである。
図1、3に、本願の第1集約機構C1の具体構造を示した。
同図に示すように、機構は、車体4と一体に装備される第1本体フレーム61を備えて構成されるとともに、概略、門型断面をなす、この第1本体フレーム61内に前記第1梃子部材81としての一対の前後方向アーム810を備えて構成されている。
この前後方向アーム810もそれぞれ、門型断面を有する部材から構成されている。
【0041】
第1本体フレーム61と前後方向アーム810とは、第1本体フレーム61に設けられる支軸811を介して接続されており、前後方向アーム810が、この支軸811周りに揺動自在に構成されている。この支軸811は、図5に示すように軸支用のピンを両者間に介挿したものである。このピンと挿入相手側部材61、810とは、孔が方形のものとされており、方形孔を利用した挿入の後、ピンを所定角度回転させることで、抜け止めを図ることができる構成とされている。
以降に示す各連結軸812、813に関しても、基本的に、この構造を採用している。
【0042】
さて、前後方向アーム810の作用点側である前後方向位置において、一対の前後方向アーム810は、図1、3,6に示すように、同様に連結軸812を成すピン周りに回動自在に連結されている。この位置が、第2集約機構C2における集約荷重点cとなる。
【0043】
スライドレール5aからの分散荷重は、前後一対の前後方向アーム810の、自由端側(集約荷重点cに対する支点x1の反対側に位置し、シート2の前端もしくは後端近傍)に位置する分散荷重受け部9において受けられる。この部位9には荷重受けブラケット10が設けられており、図1、3、4に示すようにシート左右方向の連結軸813周りに回転自在に連結されている。
以上の構成により、前後方向アーム810それぞれで受けられる分散荷重が、前後方向中央に設けられた一対の集約荷重点cに集約される。
【0044】
図2、3に、本願の第2集約機構C2の具体構造を示した。この第2集約機構C2は、シート前後方向の中央に備えられる。
これらの図に示すように、機構は、第1本体フレーム61、引いては車体4と一体に装備される第2本体フレーム62を備えて構成されるとともに、概略、門型断面をなす、この第2本体フレーム62内に、一対の左右方向アーム820を備えて構成される。この左右方向アーム820も門型の部材からなっている。
第2本体フレーム62と左右方向アーム820とは、図2、7に示されるように、第2本体フレーム62に設けられる支板821を介して揺動自在に支持されており、左右方向アーム820が、この支板821の下端周りに揺動自在とされている。
【0045】
さて、前記左右方向アーム820の作用点側である左右方向中央位置において、一対の左右方向アーム820は、図2、8に示すように、同様に連結軸822をなすピン周りに回動自在に連結されている。この位置が、本願にいう検出点sとなる。
【0046】
前記第1作用点f1である集約荷重点cで受けられる第1集約荷重は、左右一対の左右方向アーム820の自由端側(前記第2作用点f2に対する支点の反対側に位置し、シート2の左端もしくは右端近傍)に位置する集約荷重点となる連結軸812において受けられる。
【0047】
この部位には連結軸812が備えられるが、この連結軸812の上下方向位置に従って、左右方向アーム820の自由端側が位置決めされるとともに、集約荷重が伝達される。
【0048】
以上の構成により、前後方向アーム810それぞれで受けられる分散荷重Fvが、前後方向中央に設けられた一対の集約荷重点cに集約されるとともに、この集約荷重点cから、左右方向アーム820を介してシート左右方向に取り出され、前後左右方向、両方向で中央に位置する検出点sで検出可能とされる。
【0049】
次に検出部50の構成に関して、図9に基づいて説明する。
検出部50は、前述のように、第2本体フレーム62に対する前記検出点sの相対変位を、非接触型の変位センサ3で検出する。
非接触型の変位センサ3としては、任意の変位センサを採用することができるが、本実施の形態では、磁石によって形成される所定分布の磁界を、ホール素子が所定方向に移動することで検出される出力差によりその変位量を検出するものが採用されている。
ここで、変位センサ3による変位の検出方向は、図9,10に示される上下方向である。この変位の取り出しの用から、前記第2本体フレーム62と検出点sとに一対の検出用ブラケット12を取り付け、それら一方の部材に変位センサの一方の素子3aを、他方の部材に変位センサの他方の素子3bを備えている。
この検出用ブラケット12は、検出点sに対して変位量に比例する抗力を付加する板バネ構造とされる。
【0050】
変位センサ3における磁界形成側の素子3aは、前記変位が発生する上下方向と直交し、図9紙面表裏方向である水平方向で異なった端縁部を有し、この端縁部が水平方向となる一対の磁石30を備えて構成されている。図9に示す例では、紙面表裏方向に幅を有する磁石30が採用されており、上側の磁石30tと下側の磁石30cで、その極性が互いに逆とされている。即ち、上側の磁石30tの表面がN極に、下側の磁石30cの表面がS極に着磁されており、それぞれの磁石は、適当な離間距離をおいて上下方向に配置されている。
【0051】
一方、センサにおける検知側の素子3bは、所謂、ホール素子であり、磁石30t及び磁石30cから適当な離間幅を隔てて対向するように配置され、検出範囲の荷重が印加された場合の磁界形成側素子3aに対するホール素子の相対変位は、1mm程度とされている。磁石とホール素子との離間幅は、素子パッケージやセンサ筐体の厚みを有するため、1mm以上必要となる。離間幅が大きくなりすぎると、磁場強度が低下するため、必然的に最適な離間幅が存在する。
この範囲において磁石30t及び磁石30cの間の離間幅について言うと、磁石の離間幅が大きすぎると、やはり十分な磁場強度が得られず、結果として温度ドリフト等の誤差が増大する。また、磁石の離間幅が小さすぎる場合は、ホール素子が検知する磁場成分が1mmの変位に対して十分な線形特性が得られず、非線形誤差が増大し、結果として精度良く検知できなくなる。言い換えると適切な磁石間の距離幅、及び適切な磁石とホール素子の離間幅を設定することで荷重を精度よく検出することが可能となる。
【0052】
以上、本願のシート用荷重検出装置1の基本構造を示したが、この検出装置1にあっては、分散荷重を受ける検出点sに過度の荷重がかからないように、変位規制機構が備えられている。即ち、図1、4に示すように、スライドレール5aと、前記第1前後アーム810とは、荷重受けブラケット10を介して連結軸813周りに連結されるが、このブラケット10の変位量は、ストッパー13により規制されており、結果的に、アームの大きな変位を回避することができる。
【0053】
〔別実施の形態〕
(1) 上記の実施の形態にあっては、検出点における変位を磁気式の非接触型変位センサにより検出したが、変位検出に際しては、ポテンショメータ等、任意の非接触型変位センサあるいは接触型変位センサを使用してもよい。
さらに、検出点の変位に従って押圧若しくは牽引力を発生する荷重センサを利用して検出するものとしてもよい。
(2) 上記の実施の形態にあっては、梃子部材を構成するに、その荷重点と作用点間に支点が位置する構造としたが、支点が、荷重点、作用点の外側に形成される構成としてもよい。この構成の具体的構成を、図11に対応して図14に、図13に対応して図15に示した。この図の構成にあっては、支点は、車体に設けることができる。
(3) 上記の実施の形態にあっては、変位センサを設けるに、第2本体フレームの上部位置に設けたが、スライド機構に備えられる駆動用モータをシート前後及び左右方向中央に配置する場合は、この上部位置を駆動用モータで使用することも考えられるため、図2で紙面手前側あるいは後側となる、前後方向位置にブラケットを延出して、第2本体フレームの前側で検出する、あるいは、同様に後側で検出する構成を採用してもよい。
(4) 上記の実施の形態にあっては、シート用荷重検出装置が、シート及びシスライド機構の下部に設けられ、これら両方の荷重をともに検出したが、シートとスライドレール間との間に備えてもよい。
この場合、シート用荷重検出装置は、スライド機構のスライド部材とともに移動するため、シート荷重のみを荷重検出における参照データとしておけばよい。
(5) これまで説明してきた例にあっては、第1集約機構を成す一対の第1梃子部材を連結する連結軸が配設される連結点において、第2集約機構が集約荷重を受けるもの(この点を本願では集約荷重点と称している)としたが、連結点と荷重集約点は必ずしも一致する必要はない。
図16(イ)に、これまで説明してきた構造を、(ロ)に、連結点と集約荷重点とが位置ずれしている場合を示した。
【図面の簡単な説明】
【図1】シート用荷重検出装置の側面図
【図2】シート用荷重検出装置の正面図
【図3】シート用荷重検出装置の平面図
【図4】分散荷重点に備えられる連結軸近傍の断面図
【図5】第1梃子部材の支軸近傍の断面図
【図6】集約荷重点に備えられる連結軸近傍の断面図
【図7】第2梃子部材の支板近傍の断面図
【図8】検出点に備えられる連結軸近傍の断面図
【図9】シート用荷重検出装置の変位センサ近傍の構造を示す図
【図10】変位センサによる変位の検出状況を示す図
【図11】シート用荷重検出装置が採用する基本構造の説明図
【図12】シート用荷重検出装置が採用する基本構造の説明図
【図13】シート用荷重検出装置の検出構造の模式図
【図14】シート用荷重検出装置の別構成例の基本構造の説明図
【図15】シート用荷重検出装置の別構成例の検出構造の模式図
【図16】一対の梃子部材の連結状態の別構成を示す図
【符号の説明】
1  シート用荷重検出装置
2  シート
3  変位センサ
4  車体
5  シートスライド機構
6  本体フレーム
7  上部部材
9  分散荷重受け部
10 荷重受けブラケット
12 ブラケット
13 ストッパー
61 第1本体フレーム
62 第2本体フレーム
C1 第1集約機構
C2 第2集約機構
c  集約点
Fa 全体荷重
Fv 分散荷重
f1 第1作用点
f2 第2作用点
r  分散荷重点
s  検出点
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is provided at the lower part of the seat and receives the entire load applied to the seat at, for example, distributed load points distributed and arranged in the front-rear direction of the seat and the left-right direction of the seat, and collects the distributed loads received at these distributed load points. The present invention relates to a load detecting device for a seat, comprising a collecting mechanism for detecting a total load via a detection point provided in the collecting mechanism.
[0002]
[Prior art]
As this type of load detecting device for a sheet, there has been proposed a device including a load collecting mechanism for collecting loads applied to the entire seat into one point and one load sensor for detecting the collected loads. The load concentration mechanism in this technique has a configuration including a lever arm installed at the front of the seat and pressing the load sensor and a lever arm installed at the rear of the seat and pressing the load sensor (see Patent Document 1). .
[0003]
On the other hand, as another type of seat load detecting device, a load meter having a plurality of sensors for converting at least a part of the seat weight into an electric signal, and a front and rear, left and right, four, which connect the seat and a seat mounting portion of the vehicle body and receive the seat weight. And a plurality of transmission mechanisms that transmit the effect of the seat weight on each of these connection mechanisms to the sensor, and the operation is transmitted from one of each transmission mechanism to one load cell. There are things that can be done. In this technique, a transmission mechanism selectively transmits a vertical load to a sensor (see Patent Document 2).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-11-321427
[Patent Document 2]
JP 2000-258232 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional technique disclosed in Patent Document 1 has the following problems.
(A) Since the load in the front-rear direction of the seat is combined into one on the left and right sides and transmitted by a lever, a lever arm covering substantially the entire width in the width direction of the seat is required, and the lever arm requires high rigidity.
(B) Since the lever arm covers at least the front space on the front side of the seat and the rear space on the rear side of the seat, a large installation space is required, and installation may be difficult.
Further, referring to the drawing of the prior art, a traversing member (members indicated by reference numerals 30 and 40 in FIG. 1) is provided at a lower front portion and a lower rear portion of the seat to cover the entire width of the seat. Although it constitutes a moving support shaft, when such a member is provided, this arrangement location cannot be sufficiently utilized. In particular, in the lower space behind the seat, it becomes an obstacle for an occupant sitting in the rear seat to enter his / her feet.
(C) Since the entire load is received by the pressing type load sensor, for example, when a large load is applied to the seat back and the front of the seat is floating, the load may not be accurately detected.
(D) Further, as shown in FIG. 1 of the related art, when the entire load is detected by independent lever arms which are arranged separately in the front-rear direction of the seat, an error occurs depending on the characteristics of the front and rear lever systems. there is a possibility.
(E) A seat slide mechanism may be provided at the bottom of the seat, but from the standpoint of load detection, it is possible to accurately detect the weight of the person sitting on the seat regardless of the amount of slide of the seat. preferable.
[0006]
In the conventional technique disclosed in Patent Document 2, the cost of the sensor is high because a plurality of sensors are used. In addition, in order to determine the load (the weight of the occupant), it is necessary to calculate the sum of the outputs of the sensors. However, the error of each sensor is also added, and the measurement accuracy deteriorates.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide a seat load capable of accurately detecting a load with a relatively simple configuration while securing a space under the seat as much as possible irrespective of a load position of an occupant or the like on the seat. It is to obtain a detection device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the entire load applied to the seat is provided at a lower portion of the seat, and is received at distributed load points distributed and arranged in the front-rear direction of the seat and the left-right direction of the seat, and the distributed loads received at the distributed load points are respectively provided. The feature configuration of the seat load detection device that includes an aggregation mechanism that aggregates the total load via a detection point provided in the aggregation mechanism, as described in claim 1,
A first consolidation mechanism that consolidates the distributed loads received at the pair of distributed load points located in the seat front-rear direction to a first point of action is provided at the seat left-right position, and the pair of the second A second action mechanism that concentrates the first action load received at the first action point at the second action point, with one action point being an integrated load point;
The whole load is detected at the second action point as the detection point. As this detection form, the position of the second action point and the pressing or traction force generated at the second action point can be used.
[0009]
By adopting this configuration, the dispersed loads in the front-rear direction are first collected individually at the left and right positions of the seat via the first collecting mechanism. Then, the loads aggregated at the pair of first application points located in the left-right direction are integrated as the aggregated load by the second integration mechanism to the second operation point as the detection point in the left-right direction. That is, in this technique, the first point of action where the load is concentrated in the front-rear direction is used as the load point (force point) of the second concentration mechanism, the load is transmitted, and the dynamic force from the distributed load point to the detection point is measured. Integration.
[0010]
For example, the position of the second collecting mechanism can be set at the center in the front-rear direction of the seat, and as a result, a structure that does not necessarily require a member extending in the left-right direction near the front end or the rear end of the sheet can be obtained.
Further, each of the first collecting mechanism and the second collecting mechanism can be configured by a member having one longitudinal direction of the front-back or left-right direction, and as a result, the structure of the mechanism can be simplified.
[0011]
In addition, since the detection of the load is collectively detected at a specific detection point, there is no problem such as a single sensor, a conversion operation of the detection value, and a deterioration of the detection value accompanying the conversion.
[0012]
Further, since the load can be detected by reducing the load, the drag added to the distributed load at the detection point can be reduced. That is, when detecting in the form of displacement while suppressing the displacement at the distributed load point, it is possible to detect with a large displacement at the detection point, and when detecting as a pressing or traction force, the load is reduced, so the size is small. Load sensors can be used.
In the present application, the expressions of the distributed load point, the first load point, the aggregate load point, the second load point, and the detection point are used, but each point does not mean a point in a spatial sense. It means a part that receives a load in a mechanical sense, a part where an action by the load acts, and a part to be detected.
[0013]
Now, as described in claim 2, the first collecting mechanism includes a pair of front and rear first lever members each having a fulcrum and an equal lever ratio, and the pair of first lever members is a seat. It is preferable that the connecting member is rotatably connected to the first connecting shaft in the left-right direction and receives the separate dispersing load at the dispersing load point provided at the unconnected position.
In the case of adopting this configuration, as described in the basic principle of detection described later, it is possible to obtain the first aggregated load depending only on the predetermined lever ratio regardless of the position of the overall load in the front-rear direction. Further, the displacement at the first connection shaft is common between the pair of first lever members.
Here, the lever ratio of the first lever member refers to the distance from the distributed load point to the fulcrum of the first lever member, and the distance from the distributed load point to the first connecting shaft (or the first lever to the fulcrum of the first lever member). Distance to the connection axis).
[0014]
Furthermore, as described in claim 3, the second aggregation mechanism includes a pair of left and right second lever members each having a fulcrum and an equal lever ratio, and the pair of second lever members is a seat. It is preferable that the first connecting member is rotatably connected to the second connecting shaft in the front-rear direction and receives the separate first collecting load at the collecting load point provided at the non-connection position.
[0015]
In this case, regardless of the position of the overall load in the left-right direction, an action that depends only on the predetermined lever ratio can be obtained at the second action point. Further, the displacement at the second connection shaft is common between the pair of second lever members.
Here, the lever ratio of the second lever member refers to the distance from the collective load point to the fulcrum of the second lever member, and the distance from the collective load point to the second operating point (or the second fulcrum from the fulcrum of the second lever member). (The distance to the point of action).
[0016]
Therefore, the load can be accurately measured with one sensor regardless of the load distribution based on the occupant's posture and the like.
[0017]
Now, in the above-described seat load detecting device, as described in claim 4, the first and second collecting mechanisms are covered from the upper surface and the side surface, and are integrally connected to the vehicle body frame. It is preferable that a fulcrum provided with the main body frame and provided in the first and second collecting mechanisms is provided on the main body frame.
By employing this configuration, it is possible to appropriately set the fulcrum of the first and second aggregation mechanisms by using the body frame serving as a cover of the seat load detection device.
[0018]
In addition, by integrating the first and second collecting mechanisms and the main body frame, handling before attachment to the vehicle is facilitated, and it is possible to prevent foreign matter from being caught in the lever operating portion and the like.
[0019]
Further, the overall load applied to the seat is received at a distributed load point provided in a distributed manner at the lower portion of the seat, and an aggregation mechanism that aggregates the distributed loads received at the distributed load points is provided, and the detection mechanism provided in the aggregation mechanism is provided. To constitute a seat load detecting device that detects the overall load via a point, as described in claim 5,
A first consolidation mechanism for consolidating the distributed loads received at the distributed load points forming a pair in the first direction at a first point of action, and a pair of second concentrating mechanisms in a second direction different from the first direction,
The first action points present in the first consolidation mechanism forming a pair in the second direction are referred to as consolidation load points, and a pair of first consolidation loads received at the consolidation load points are condensed to the second action point. A second aggregation mechanism,
The first intensive mechanism and the second intensive mechanism are capable of transmitting the scattered load in the vertical arbitrary direction received at the scattered load point to the detection point via the first intensive load point forming a pair. Preferably, the entire load is detected at the second action point as the detection point.
Also in this case, a configuration in which the overall load is reduced and detected based on the position of the second action point or the pressing or traction force generated at the second action point can be adopted.
In this case, the functions and effects described in relation to the first aspect of the present invention can be obtained in relation to the first direction and the second direction. , The overall load can be detected.
[0020]
Further, as described in claim 6, it is preferable that a displacement regulating mechanism that regulates displacement of the dispersion load point, the first action point, or the second action point by a predetermined amount or more is provided.
By restricting the displacement of each of these points, it is possible to prevent the displacement of the seat load detecting device from exceeding a predetermined value, to prevent the mechanism from being damaged, and to provide a sensor provided at the detecting point. In addition, it is possible to prevent a problem that a detection value with low reliability is output in response to a displacement, a load, or the like within a predetermined range or more.
[0021]
Further, as described in claim 7, a slide mechanism for sliding the seat with respect to the body frame is provided, and the entire load is transmitted to the distributed load point via the slide mechanism. Is preferred.
By employing this configuration, even when the seat position is changed by using the slide mechanism, the entire load can be detected regardless of the position of the seat.
[0022]
By the way, in the seat load detecting device described so far, basically, the case where a dispersed load is received at four points in front, back, left and right is shown, but the case where one pair of sensors is used is allowed. For example, the following configuration is preferable as described in claim 8.
That is, provided at the lower portion of the seat, while receiving the overall load applied to the seat at the dispersed load points dispersedly arranged in the front-back direction of the seat, and provided with an aggregation mechanism that aggregates the dispersed loads received at the respective distributed load points, To configure a seat load detection device that detects the overall load via a detection point provided in the aggregation mechanism,
A first collecting mechanism for reducing the distributed loads received at the pair of distributed load points located in the front-rear direction of the seat and collecting the dispersed loads at a first action point located in the middle in the front-rear direction, wherein the first collecting mechanism is A pair of front and rear first lever members each having a fulcrum, wherein the pair of first lever members are rotatably connected by a first connection shaft in the seat left-right direction, and separate at the distributed load point. It is configured to receive a distributed load,
It is assumed that the overall load is detected at the first action point.
Also in this case, the overall load can be detected based on the position of the first action point or the pressing or traction force generated at the first action point.
With this configuration, the entire load applied to an arbitrary position in the front-rear direction on the seat load detection device can be changed in a simple configuration using the pair of first lever members regardless of the position. It can be detected at the center position.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present application will be described with reference to the drawings.
1 to 9 show a specific structure of the seat load detection device 1 of the present application. FIG. 10 shows a situation around the detection unit 50 when a load is detected, and FIGS. 2 shows a structural principle of the embodiment.
[0024]
As shown in FIGS. 1, 2 and 3 and FIGS. 11 and 12 showing the principle of detection, the seat load detecting device 1 of the present invention distributes the entire load Fa applied to the seat 2 in the front-rear direction of the seat and the left-right direction of the seat. And collective mechanisms C1 and C2 for receiving the distributed loads Fv received at the distributed load points r, respectively. The overall loads are detected via detection points s provided at the collective mechanisms C1 and C2. Fa is to be detected.
[0025]
Here, in detecting the load at the detection point s, in this embodiment, the displacement of the detection point s at which the drag against the overall load acts is detected by the non-contact type displacement sensor 3, as will be described later. Alternatively, a configuration in which a force such as a pressing load or a traction load is detected as a force may be employed.
[0026]
As shown in FIGS. 1 and 3, the up-down direction, the seat front-back direction, and the left-right direction used in the present application are as follows.
Since the seat of the present application is mounted on a vehicle, the seat is defined in relation to its traveling direction. That is, the upward direction U indicates the upward direction in the direction of gravity when the vehicle body 4 is horizontal, and the downward direction D indicates the downward direction in the direction of gravity. Further, the forward direction F indicates the forward direction of the vehicle, and the backward direction B indicates the backward direction of the vehicle. The left direction L indicates left in the vehicle forward direction, and the right direction R indicates right in the vehicle forward direction.
[0027]
In the present embodiment, a seat slide mechanism 5 is provided below the seat 2 on which the occupant sits, and a seat load detecting device 1 is provided below the seat slide mechanism 5. The base (so-called main body frame 6) of the seat load detecting device 1 is attached integrally with the vehicle body 4.
[0028]
As shown in FIGS. 1 and 2, the seat slide mechanism 5 includes a seat rail 5 a extending in the seat front-rear direction and a slide member 5 b sliding on the seat rail 5 a. The position of the seat 2 in the front-rear direction can be arbitrarily set by the operation of a slide motor (not shown). The seat 2 is fixedly connected at a predetermined position to a pair of slide members 5b in the left-right direction of the seat.
[0029]
The seat load detecting device 1 is provided below the seat slide mechanism 5.
As shown in FIGS. 3 and 11, the seat load detection device 1 is configured in a substantially H-shape in plan view, and at each end point, a pair of left and right seat rails 5 a provided in the seat slide mechanism 5. A configuration in which a dispersed load is applied from a predetermined portion (a pair in front and back) is adopted. These dispersed load points r are symmetrically distributed in the left-right direction of the seat and symmetrically in the front-rear direction of the seat rail 5a.
[0030]
As will be described later, in the seat load detecting device 1 of the present application, when the occupant sits on the seat 2 and the occupant applies a load to the backrest 2a, the position of the load on the seat 2 and the slide position of the slide mechanism 5 Regardless, the load is accurately detected. For example, even when the backrest of the seat is falling or the child is leaning against the backrest 2a while standing and the front part of the seat is pulled up, the load can be detected.
[0031]
[Basic structure of load detection]
First, the load detecting structure of the seat load detecting device 1 will be described with reference to the basic structure shown in FIGS.
As shown in FIG. 11, the general configuration of the seat load detection device of the present application is configured in an H shape, but a pair of first aggregation mechanisms C1 arranged symmetrically in the left-right direction of the seat, It is configured to include a second collecting mechanism C2 provided at the central portion.
[0032]
In this configuration, the first collecting mechanism C1 reduces the distributed loads received at the pair of distributed load points r positioned in the front-rear direction of the seat and collects the reduced dispersion loads at the first application point f1.
On the other hand, the second consolidation mechanism C2 sets the pair of first application points f1 located in the seat left-right direction as the consolidation load points, reduces the first consolidation load received at these consolidation load points, and sets the second consolidation point to the second operation point f2. Performs the function of aggregation.
In the present application, the second action point f2 functions as the detection point s.
[0033]
That is, the dispersed loads received at four points in front, back, left and right of the sheet are first collected in the front-rear direction, further collected in the left-right direction, and detected at the detection point s.
At the detection point s, a non-contact type displacement sensor 3 is provided, as will be specifically described later, and by detecting the relative displacement of the detection point s with respect to the main body frame 6, the entirety of the sheet 2 The load Fa can be detected.
[0034]
The first aggregation mechanism C1 and the second aggregation mechanism C2 have basically the same mechanism configuration. FIG. 12 shows this basic structure in a simplified manner. In this figure, the figure numbers corresponding to the first collecting mechanism C1 are shown, but the basic structure is the same in the case of the second collecting mechanism C2.
In the drawing, an upper member 7 located on the upper side corresponds to a member to which a load to be detected is applied, and a pair of lower members provided below the upper member 7 (specifically, a first lever member 81, 81) plays a role of reducing the load of the dispersed load and transmitting it to the central point c at the center of the mechanism.
[0035]
Here, the pair of lower members 81 each have a fulcrum in the member transverse direction, and are rotatably connected at a load concentration point c as an action point f1 of the members 81. Therefore, the pair of members 81 is configured as a lever, and the lever ratio is the same (L1 / L2).
[0036]
With this configuration, regardless of the position of the load on the upper member 7, the load transmitted to the action point f1 is (L1 / L2) Fa, which is based only on the leverage ratio L1 / L2, and depends on the displacement of the action point f1 and the like. Thus, the load can be accurately detected.
As described above, in the present application, both the first collecting mechanism C1 and the second collecting mechanism C2 have a detection structure of this mechanism, and as a result, the sheet 2 is relatively simple and uses a common member. Such an overall load Fa can be accurately detected.
[0037]
[Configuration of each aggregation mechanism]
Further, each aggregation mechanism will be described in detail with reference to FIG. The first collecting mechanism C1 includes a pair of first lever members 81 in the seat front-rear direction. These first lever members 81 each have a fulcrum x1, and have the same lever ratio. The pair of first lever members 81 are rotatably connected to each other by a first connection shaft in the left-right direction of the seat at a first action point f1 located at the center in the front-back direction of the seat. Further, at the distributed load point r provided at the non-connection position, a separate distributed load is received.
[0038]
The second collecting mechanism C2 is located at a central position in the seat front-rear direction, and includes a second lever member 82 in the seat left-right direction. These second lever members 82 each have a fulcrum x2 and have the same lever ratio.
The pair of second lever members 82 are rotatably connected by a second connection shaft in the seat front-rear direction at a second action point f2 located at the center of the seat in the left-right direction.
Further, a separate first aggregated load is received at the aggregated load point c provided at the non-connection position.
[0039]
As a result, due to the configuration of the first collecting mechanism C1 in the front-rear direction of the seat, and further to the left and right direction of the seat, the load position is set by the configuration of the second collecting mechanism C2 that uniformly handles the loads collected by the first collecting mechanism C1. Regardless, it is possible to accurately detect.
[0040]
[Specific structure]
Hereinafter, a specific description will be given based on FIGS. FIGS. 4, 5, and 6 illustrate the cross sections indicated by the instruction lines in FIG. 1, and FIGS. 7 and 8 illustrate the cross sections indicated by the instruction lines in FIG.
1 and 3 show a specific structure of the first aggregation mechanism C1 of the present application.
As shown in the figure, the mechanism is configured to include a first main body frame 61 provided integrally with the vehicle body 4 and has a generally gate-shaped cross section. A pair of front and rear arms 810 as lever members 81 is provided.
Each of the front and rear arms 810 is also formed of a member having a portal section.
[0041]
The first body frame 61 and the front-rear direction arm 810 are connected via a support shaft 811 provided on the first body frame 61, and the front-rear direction arm 810 is configured to be swingable around the support shaft 811. ing. As shown in FIG. 5, the support shaft 811 has a shaft support pin interposed therebetween. The pin and the insertion counterpart members 61 and 810 have a rectangular hole, and after insertion using the rectangular hole, the pin can be rotated by a predetermined angle to prevent the pin from coming off. ing.
This structure is basically adopted also for the connection shafts 812 and 813 described below.
[0042]
Now, at the front-rear position, which is the point of action of the front-rear arm 810, the pair of front-rear arms 810 are also rotatable around the pin forming the connection shaft 812, as shown in FIGS. Are linked. This position is the aggregated load point c in the second aggregate mechanism C2.
[0043]
The distributed load from the slide rail 5a is a distributed load located on the free end side (located on the opposite side of the fulcrum x1 with respect to the aggregate load point c and near the front end or the rear end of the seat 2) of the pair of front and rear direction arms 810. It is received in the receiving part 9. The portion 9 is provided with a load receiving bracket 10, which is rotatably connected around a connection shaft 813 in the lateral direction of the seat as shown in FIGS.
With the above configuration, the dispersed loads received by the front-rear arm 810 are concentrated on the pair of concentrated load points c provided at the center in the front-rear direction.
[0044]
2 and 3 show a specific structure of the second aggregation mechanism C2 of the present application. The second collecting mechanism C2 is provided at the center in the seat front-back direction.
As shown in these drawings, the mechanism is configured to include a first main body frame 61 and, consequently, a second main body frame 62 that is integrally provided with the vehicle body 4, and has a substantially gate-shaped cross section. The second main body frame 62 is provided with a pair of left and right arms 820. This left-right arm 820 is also made of a gate-shaped member.
As shown in FIGS. 2 and 7, the second main body frame 62 and the left-right arm 820 are swingably supported via a support plate 821 provided on the second main body frame 62. Are swingable around the lower end of the support plate 821.
[0045]
Now, at the center position in the left-right direction, which is the point of action of the left-right arm 820, the pair of left-right arms 820 are rotatable about a pin forming the connection shaft 822 as shown in FIGS. Are linked. This position is the detection point s referred to in the present application.
[0046]
The first consolidated load received at the consolidated load point c which is the first application point f1 is the free end side of the pair of left and right arms 820 (located on the opposite side of the fulcrum with respect to the second application point f2; (In the vicinity of the left end or the right end).
[0047]
The connecting shaft 812 is provided at this portion, and the free end side of the left-right arm 820 is positioned according to the vertical position of the connecting shaft 812, and the aggregated load is transmitted.
[0048]
With the above-described configuration, the distributed loads Fv received by the front-rear arm 810 are collected at the pair of collective load points c provided at the center in the front-rear direction, and from the collective load point c via the left-right arm 820. The sheet is taken out in the left-right direction, and can be detected at a detection point s located at the center in both the front-rear and left-right directions.
[0049]
Next, the configuration of the detection unit 50 will be described with reference to FIG.
The detection unit 50 detects the relative displacement of the detection point s with respect to the second main body frame 62 by the non-contact type displacement sensor 3 as described above.
Although any displacement sensor can be used as the non-contact displacement sensor 3, in the present embodiment, a magnetic field having a predetermined distribution formed by a magnet is detected by the Hall element moving in a predetermined direction. A device that detects the amount of displacement based on the output difference is adopted.
Here, the direction of detection of the displacement by the displacement sensor 3 is the vertical direction shown in FIGS. In order to take out the displacement, a pair of detection brackets 12 are attached to the second main body frame 62 and the detection point s, and one element 3a of the displacement sensor is attached to one of the members and the other of the displacement sensor is attached to the other member. The other element 3b is provided.
The detection bracket 12 has a leaf spring structure that applies a drag force proportional to the amount of displacement to the detection point s.
[0050]
The element 3a on the magnetic field forming side in the displacement sensor 3 has different edges in the horizontal direction which is perpendicular to the vertical direction in which the displacement occurs and which is the front and back direction in FIG. 9, and this edge is different from the horizontal direction. And a pair of magnets 30. In the example shown in FIG. 9, a magnet 30 having a width in the front and back direction of the paper surface is employed, and the upper magnet 30t and the lower magnet 30c have opposite polarities. That is, the surface of the upper magnet 30t is magnetized on the N pole, and the surface of the lower magnet 30c is magnetized on the S pole, and the respective magnets are arranged vertically with an appropriate separation distance.
[0051]
On the other hand, the detection-side element 3b of the sensor is a so-called Hall element, which is disposed so as to face the magnet 30t and the magnet 30c with an appropriate distance from each other, and forms a magnetic field when a load in the detection range is applied. The relative displacement of the Hall element with respect to the side element 3a is about 1 mm. The separation width between the magnet and the Hall element needs to be 1 mm or more because of the thickness of the element package and the sensor housing. If the separation width is too large, the magnetic field strength decreases, so that there is necessarily an optimum separation width.
Regarding the distance between the magnet 30t and the magnet 30c in this range, if the distance between the magnets is too large, sufficient magnetic field strength cannot be obtained, and as a result, errors such as temperature drift increase. On the other hand, if the separation width of the magnet is too small, the magnetic field component detected by the Hall element cannot obtain a sufficient linear characteristic with respect to a displacement of 1 mm, and a non-linear error increases. As a result, accurate detection becomes impossible. In other words, it is possible to accurately detect the load by setting an appropriate distance between the magnets and an appropriate distance between the magnet and the Hall element.
[0052]
As described above, the basic structure of the seat load detection device 1 of the present application has been described. In this detection device 1, a displacement regulation mechanism is provided so that an excessive load is not applied to the detection points s that receive the dispersed load. I have. That is, as shown in FIGS. 1 and 4, the slide rail 5 a and the first front and rear arms 810 are connected around the connection shaft 813 via the load receiving bracket 10, and the displacement of the bracket 10 is The movement is regulated by the stopper 13, so that a large displacement of the arm can be avoided.
[0053]
[Another embodiment]
(1) In the above embodiment, the displacement at the detection point is detected by a magnetic non-contact displacement sensor. However, when detecting the displacement, any non-contact displacement sensor such as a potentiometer or a contact displacement sensor is used. Sensors may be used.
Further, the detection may be performed using a load sensor that generates a pressing or traction force according to the displacement of the detection point.
(2) In the above embodiment, the lever member is configured such that the fulcrum is located between the load point and the application point, but the fulcrum is formed outside the load point and the application point. May be adopted. A specific configuration of this configuration is shown in FIG. 14 corresponding to FIG. 11, and FIG. 15 corresponding to FIG. In the configuration shown in this figure, the fulcrum can be provided on the vehicle body.
(3) In the above embodiment, the displacement sensor is provided at the upper position of the second main body frame, but the drive motor provided in the slide mechanism is disposed at the center in the front-rear direction and in the left-right direction of the seat. It is also conceivable that this upper position is used by the drive motor, so the bracket is extended to the front-rear position, which is the front or rear side in FIG. 2, and detected at the front side of the second main body frame. Alternatively, a configuration in which detection is similarly performed on the rear side may be employed.
(4) In the above embodiment, the seat load detecting device is provided below the seat and the slide mechanism to detect both of these loads. May be provided.
In this case, since the seat load detecting device moves together with the slide member of the slide mechanism, only the seat load may be used as reference data in load detection.
(5) In the example described so far, the second aggregation mechanism receives the aggregated load at the connection point where the coupling shaft that couples the pair of first lever members forming the first aggregation mechanism is provided. (This point is referred to as an aggregate load point in the present application), but the connection point and the load aggregate point do not necessarily need to match.
FIG. 16A shows the structure described so far, and FIG. 16B shows a case where the connection point and the aggregated load point are misaligned.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a seat load detecting device.
FIG. 2 is a front view of the seat load detecting device.
FIG. 3 is a plan view of a seat load detecting device.
FIG. 4 is a cross-sectional view near a connection shaft provided at a distributed load point.
FIG. 5 is a sectional view of the vicinity of a support shaft of a first lever member.
FIG. 6 is a cross-sectional view of the vicinity of a connection shaft provided at a concentrated load point.
FIG. 7 is a sectional view of the vicinity of a support plate of a second lever member.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the vicinity of a connection shaft provided at a detection point.
FIG. 9 is a diagram showing a structure near a displacement sensor of the seat load detecting device.
FIG. 10 is a diagram showing a detection state of displacement by a displacement sensor.
FIG. 11 is an explanatory view of a basic structure adopted by a seat load detecting device.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a basic structure adopted by a load detection device for a seat;
FIG. 13 is a schematic diagram of a detection structure of a seat load detection device.
FIG. 14 is an explanatory diagram of a basic structure of another configuration example of the seat load detection device.
FIG. 15 is a schematic diagram of a detection structure of another configuration example of the seat load detection device.
FIG. 16 is a diagram showing another configuration of a connected state of a pair of lever members.
[Explanation of symbols]
1 Seat load detector
2 sheets
3 Displacement sensor
4 Body
5 Seat slide mechanism
6 Body frame
7 Upper member
9 Distributed load receiving part
10 Load receiving bracket
12 bracket
13 Stopper
61 1st body frame
62 Second body frame
C1 First aggregation mechanism
C2 Second aggregation mechanism
c Aggregation point
Fa Overall load
Fv dispersion load
f1 First point of action
f2 Second point of action
r Dispersion load point
s detection point

Claims (8)

シート下部に設けられ、シートにかかる全体荷重を、シート前後方向及びシート左右方向に分散配置された分散荷重点で受けるとともに、前記分散荷重点でそれぞれ受けられる分散荷重を集約する集約機構を備え、前記集約機構に設けられる検出点を介して前記全体荷重を検出するシート用荷重検出装置であって、
シート前後方向に位置する一対の前記分散荷重点でそれぞれ受けられる前記分散荷重を第1作用点に集約する第1集約機構をシート左右位置に一対備えるとともに、
シート左右方向に位置する前記一対の前記第1作用点を集約荷重点とし、前記集約荷重点で受けられる第1集約荷重を第2作用点に集約する第2集約機構を備え、
前記検出点としての前記第2作用点において、前記全体荷重を検出するシート用荷重検出装置。
Provided at the lower portion of the seat, the overall load applied to the seat, while receiving at the dispersed load points distributed and arranged in the front and rear direction of the seat and the lateral direction of the seat, provided with an aggregation mechanism that aggregates the distributed load received at each of the distributed load points, A seat load detection device that detects the overall load via a detection point provided in the aggregation mechanism,
A pair of first consolidation mechanisms that consolidate the distributed loads received at the pair of distributed load points located in the seat front-rear direction at a first point of action are provided at a pair of left and right seat positions,
A second consolidation mechanism that consolidates the first consolidation load received in the consolidation load point into a second consolidation point, with the pair of first operation points located in the seat left-right direction being a consolidation load point;
A seat load detection device that detects the overall load at the second action point as the detection point.
前記第1集約機構が、支点をそれぞれ有し、梃子比が等しい前後一対の第1梃子部材を備え、前記一対の第1梃子部材が、シート左右方向の第1連結軸で回転自在に連結されるとともに、非連結位置に設けられる前記分散荷重点で、別個の前記分散荷重を受ける請求項1記載のシート用荷重検出装置。The first collecting mechanism includes a pair of front and rear first lever members each having a fulcrum and an equal lever ratio, and the pair of first lever members are rotatably connected by a first connection shaft in a seat left-right direction. The load detecting device for a seat according to claim 1, further comprising receiving the distributed load separately at the distributed load point provided at the non-connection position. 前記第2集約機構が、支点をそれぞれ有し、梃子比が等しい左右一対の第2梃子部材を備え、前記一対の第2梃子部材が、シート前後方向の第2連結軸で回転自在に連結されるとともに、非連結位置に設けられる前記集約荷重点で、別個の前記第1集約荷重を受ける請求項1又は2記載のシート用荷重検出装置。The second aggregation mechanism includes a pair of left and right second lever members each having a fulcrum and an equal lever ratio, and the pair of second lever members are rotatably connected by a second connection shaft in the seat front-rear direction. The load detecting device for a seat according to claim 1, further comprising receiving the separate first aggregated load at the aggregated load point provided at a non-connection position. 前記第1集約機構および第2集約機構を上面及び側面から覆い、車体フレームと一体に連結される本体フレームを備え、前記第1集約機構及び第2集約機構に備わる支点が、前記本体フレームに設けられている請求項1、2又は3記載のシート用荷重検出装置。A main body frame that covers the first and second collecting mechanisms from the top and side surfaces and is integrally connected to the vehicle body frame; and a fulcrum provided for the first and second collecting mechanisms is provided on the main body frame. The load detecting device for a seat according to claim 1, 2 or 3, wherein: シートに加わる全体荷重を、シートの下部に分散して設けられる分散荷重点で受けるとともに、前記分散荷重点でそれぞれ受けられる分散荷重を集約する集約機構を備え、前記集約機構に備えられる検出点を介して前記全体荷重を検出するシート用荷重検出装置であって、
第1方向で対を成す前記分散荷重点でそれぞれ受けられる前記分散荷重を、第1作用点に集約する第1集約機構を、前記第1方向とは異なる第2方向に一対備えるとともに、
前記第2方向で対を成す前記第1集約機構に、それぞれ存する前記第1作用点を集約荷重点とし、前記集約荷重点で受けられる一対の第1集約荷重を、前記第2作用点に集約する第2集約機構を備え、
前記分散荷重点において受けられる上下任意方向の前記分散荷重を、前記第1集約機構及び前記第2集約機構が、対を成す前記第1集約荷重点を介して、前記検出点に伝達可能に構成され、前記検出点としての前記第2作用点において前記全体荷重を検出するシート用荷重検出装置。
The entire load applied to the sheet is received at distributed load points provided in a dispersed manner at the lower portion of the sheet, and a collecting mechanism that collects the dispersed loads received at the distributed load points is provided, and a detection point provided in the collecting mechanism is provided. A seat load detecting device for detecting the overall load through
A first consolidation mechanism for consolidating the distributed loads received at the distributed load points forming a pair in the first direction at a first point of action, and a pair of second concentrating mechanisms in a second direction different from the first direction,
The first action points present in the first consolidation mechanism forming a pair in the second direction are referred to as consolidation load points, and a pair of first consolidation loads received at the consolidation load points are condensed to the second action point. A second aggregation mechanism,
The first intensive mechanism and the second intensive mechanism are capable of transmitting the scattered load in the vertical arbitrary direction received at the scattered load point to the detection point via the first intensive load point forming a pair. And a load detecting device for a seat that detects the overall load at the second action point as the detection point.
前記分散荷重点、前記第1作用点もしくは前記第2作用点の所定量以上の変位を規制する変位規制機構を備える請求項1〜5のいずれか1項記載のシート用荷重検出装置。The load detecting device for a seat according to any one of claims 1 to 5, further comprising a displacement regulating mechanism that regulates displacement of the dispersion load point, the first action point, or the second action point by a predetermined amount or more. 車体フレームに対して、前記シートをスライドさせるスライド機構を備え、前記全体荷重がスライド機構を介して、前記分散荷重点に伝達される請求項1〜6のいずれか1項記載のシート用荷重検出装置。The load detection for a seat according to any one of claims 1 to 6, further comprising a slide mechanism that slides the seat with respect to the vehicle body frame, wherein the entire load is transmitted to the distributed load point via the slide mechanism. apparatus. シートの下部に設けられ、シートに加わる全体荷重を、シート前後方向に分散配置された分散荷重点で受けるとともに、前記分散荷重点でそれぞれ受けられる分散荷重を集約する集約機構を備え、前記集約機構に備えられる検出点を介して前記全体荷重を検出するシート用荷重検出装置であって、
シート前後方向に位置する一対の前記分散荷重点でそれぞれ受けられる前記分散荷重を、前後方向中間に位置する第1作用点に集約する第1集約機構を備え、前記第1集約機構が、支点をそれぞれ有する前後一対の第1梃子部材を備え、前記一対の第1梃子部材が、前記シート左右方向の第1連結軸で回転自在に連結されるとともに、前記分散荷重点で別個の前記分散荷重を受ける構成とされ、
前記第1作用点において前記全体荷重を検出するシート用荷重検出装置。
A collective mechanism provided at a lower portion of the seat and receiving a total load applied to the seat at distributed load points dispersedly arranged in the front-rear direction of the seat, and aggregating a distributed load received at each of the distributed load points; A seat load detecting device for detecting the overall load via a detection point provided in,
A first consolidation mechanism for consolidating the distributed loads respectively received by the pair of distributed load points located in the seat front-rear direction to a first action point located in the middle in the front-rear direction, wherein the first consolidation mechanism includes a fulcrum; A pair of first lever members having a front and a rear, respectively, wherein the pair of first lever members are rotatably connected by a first connection shaft in the seat left-right direction, and separate the distributed loads at the distributed load points. Configuration,
A load detecting device for a seat for detecting the overall load at the first action point.
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