JP2005037356A - シート重量計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シート重量をセンサに伝達するアームがシート重量により撓んでも、高さが高くなるのを抑制することができるシート重量計測装置を提供する。
【解決手段】ブラケットピン２７にシート荷重が加えられると、支持点４１ｂ、４２ｂの位置とベースピン３１の位置が変化しなくかつブラケットピン２７が下降することから、支持点４１ｂ、４２ｂとベースピン３１との間のアーム２３が下方に弾性的に撓む。ラケットピン２７の下降により、シートレール７が下降するが、このとき、アーム２３もこのように下方に撓むことで、アーム２３の撓み部がシートレール７から離間するがシートレール７に接近することはない。したがって、シートレール７とアーム２３との間隔をそれほど大きくとる必要はない。
【選択図】 図１

Description

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の技術分野に関するものである。

自動車においては乗員の安全を確保するための設備として、シートベルト装置やエアバッグ装置が備えられている。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、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が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
図４は、この特許文献１に開示されているシート重量計測装置の構成を概念的に示す側面図であり、図５は、シート重量計測装置の前方部を部分的に示し、（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）はピンブラケット部の正面断面図であり、図６は、図５に示すシート重量計測装置の前方部を部分的に示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は長手方向に沿う断面図、（Ｃ）は（Ｂ）におけるＣーＣ線に沿う断面図、（Ｄ）は（Ｂ）におけるＤーＤ線に沿う断面図である。なお、図の左右が車両の前後方向であり、装置は前後にほぼ対称であるので、片方は図示省略してある。

図４に示すように、このシート重量計測装置９は、シート３（シートフレーム、シートレールを含む）と車体のシート取付部１３とを連結しシート重量を受ける連結機構１５と、該連結機構１５にかかるシート重量の作用を荷重計５０の荷重センサ５４に伝達する伝達機構１６を備える。
連結機構１５は、受け部材（ピンブラケット）２５と、アーム（Ｚアーム）２３と、ベースピン（本発明の支点支持部に相当）３１、ベース２１等からなる。受け部材２５は、シート３の前後左右に設けられており、シート及びその上の乗員の重量をアーム（本発明の弾性部材に相当）２３に伝える。アーム２３は、ベースピン３１回りに回動可能である。ベースピン３１は、ベース２１を介して車体のシート取付部１３に連結されている。

荷重計５０は、センサ板５１の上面のフラット面に荷重センサであるストレインゲージ５４を貼ったものである。センサ板５１の左端側の下面には支持点（本発明のセンサ支持部に相当）４１ｂ、４２ｂが形成されており、これらの支持点を介してアーム２３の作用部２３ｊからセンサ板５１に上下方向の荷重が伝わる。この荷重をセンサ板５１上のストレインゲージ５４で測定する。

このシート重量計測装置９における荷重の伝達を説明する。受け部材２５からは、シート３の荷重Ｗがアーム２３に伝わる。荷重Ｗは上下方向の成分Ｗｖと横方向の成分Ｗｈを含む。上下方向の成分Ｗｖはシート３の重量や乗員の重量の一部を含む。このうち、一つの受け部材２５からアーム３に伝わる乗員の重量は、乗員の体重や姿勢、車両の加速度等によって異なる。一方、荷重Ｗの横方向の成分Ｗｈは主に車両の加速度及び乗員が足で突っ張る力に左右される。

ここで、受け部材２５がアーム２３に作用する位置（連結点）とベースピン３１（回動支点）の中心線との距離（スパン）はＳ１であり、ベースピン３１中心線と荷重計５０への作用点２３ｊとの距離（スパン）はＳ２である。したがって、アーム作用点２３ｊからセンサ板５１に伝わる上下方向の力Ｗｖ２は以下となる。Ｗｖ２ ＝ Ｗｖ×Ｓ１／Ｓ２。そして、ベースピン３１が支持する上下方向の力Ｗｖ１は、Ｗｖ１ ＝ Ｗｖ＋Ｗｖ２ ＝Ｗｖ（１＋（Ｓ１／Ｓ２））となる。

一方、Ｗのうちの横方向の成分Ｗｈは、ベースピン３１によって受け持たれセンサ板５１にはほとんど伝わらない。つまり、このシート重量計測装置の伝達機構９は連結機構１５にかかるシート３からの荷重Ｗのうちの上下方向の成分を選択的に荷重計５０に伝える特性がある。

図５（Ａ）,（Ｂ）および図６（Ａ）,（Ｂ）に示すように、この従来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６（Ｃ）および（Ｄ）に示すように、底板２１ｃとこの底板２１ｃの左右端から９０°曲がって上に立ち上がった側板２１ａ、２１ａ′とから、横断面が上向きコ字状の鋼板プレス品としてである。

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、２１ａ′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５（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（本発明の力点に相当）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。

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。

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。

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、中央寄りが左右二又に分かれ(２又部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。２又部２３ｈは単なる平たい板である。側板２３ａ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。

Ｚアーム側板２３ａにも２カ所のピン孔２３ｃ、２３ｅが開けられている。前後端寄りのピン孔２３ｃにはブラケットピン２７が貫通している。ピン孔２３ｃ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。

Ｚアーム２３の２又部２３ｈは、ほぼＺアーム２３の全長の半分の長さである。２又部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２３における２又部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４１ａ、４２ａの間に挟まれている。

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２３ｊ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６（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２１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３のシートレール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の中央部に立設されたコラム６３に、ナット６８、ビス６９により固定されている。

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２３ａ、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２５ｃには、ブラケットピン２７が貫通している。ピン孔２５ｃ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。

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。
このシート重量計測装置９では、シート３のシートレール７、ピンブラケット２５、Ｚアーム２３、べース２１、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。
特開２０００−２５８２３２号公報。

しかしながら、この従来のシート重量計測装置９では、図７（Ａ）に示すようにシート重量が加えられる力点でありかつアーム２３の一端側を支持するブラケットピン２７と、力の作用点でありかつアーム２３の他端側の作用部２３ｊを支持するセンサ板５１の支持点４１ｂ、４２ｂとの間に、アーム２３の支点であるベースピン３１が位置している。このため、図７（Ｂ）に示すようにブラケットピン２７にシート荷重が加えられると、支持点４１ｂ、４２ｂの位置とベースピン３１の位置が変化しなくかつブラケットピン２７が下降することから、支持点４１ｂ、４２ｂとベースピン３１との間のアーム２３が上方に弾性的に撓む。

すなわち、ブラケットピン２７の下降により、シートレール７が下降するとともに、アーム２３がこのように上方に撓むことで、シートレール７とアーム２３の撓み部が互いに接近し、互いに干渉するおそれがある。そこで、シートレール７とアーム２３との間の間隔を十分にとる必要がある。
しかし、そのためには、アーム２３に対するシートレール７の高さスペースを十分に確保しなければならなく、シート重量計測装置９の高さが高くなってしまう。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、シート重量をセンサに伝達するアームがシート重量により撓んでも、高さが高くなるのを抑制することができるシート重量計測装置を提供することである。

前述の課題を解決するために、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荷重センサに伝達する弾性部材を備え、この弾性部材が支点支持部および前記荷重センサのセンサ支持部とに支持されているとともに、前記弾性部材に前記シート重量が加えられるようになっているシート重量計測装置において、前記シート重量が加えられる前記弾性部材の力点が支点支持部および前記センサ支持部との間に設定されていることを特徴としている。

以上の説明から明らかなように、本発明のシート重量計測装置によれば、弾性部材の撓み部を車両シートの支持部材から離間はするが車両シートの支持部材には接近しないようにしているので、車両シートの支持部材と弾性部材の撓み部との干渉を防止できる。
したがって、車両シートの支持部材と弾性部材との間隔をそれほど大きくとる必要はなく、シート重量計測装置の高さが高くなるのを抑制できる。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明にかかるシート重量計測装置の実施の形態の一例を部分的にかつ模式的に示し、（Ａ）はシート荷重が加えられる前のアームの状態を示す図、（Ｂ）はシート荷重が加えられた後のアームの状態を示す図であり、図２は、図１に示す例のシート重量計測装置の前方部を部分的にかつ具体的に示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。なお、前述の図４ないし図７に示す特許文献１に開示のシート重量計測装置の構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付すことで、その詳細な説明は省略する（詳細は特許文献１参照）。

図１（Ａ）および図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、この例のシート重量計測装置９では、アーム２３の一端部が、アーム２３の支点支持部であるベースピン３１で支持される。また、このベースピン３１とアーム２３の他端側の作用部２３ｊを支持しかつセンサ支持部である、センサ板５１の支持点４１ｂ、４２ｂとの間に、シート重量が加えられる力点でありかつアーム２３を支持するブラケットピン２７が位置されている。
この例のシート重量計測装置９の他の構成要素は、前述の図４ないし図７に示す特許文献１に開示のシート重量計測装置の構成要素と同じである。

この例のシート重量計測装置９においては、図１（Ｂ）に示すようにブラケットピン２７にシート荷重が加えられると、支持点４１ｂ、４２ｂの位置とベースピン３１の位置が変化しなくかつブラケットピン２７が下降することから、支持点４１ｂ、４２ｂとベースピン３１との間のアーム２３が下方に弾性的に撓む。

すなわち、ブラケットピン２７の下降により、シート３のシートレール７が下降するが、このとき、アーム２３もこのように下方に撓むことで、アーム２３の撓み部がシートレール７から離間するがシートレール７に接近しなく、シートレール７とアーム２３の撓み部とが互いに干渉することはない。

したがって、シートレール７とアーム２３との間隔をそれほど大きくとる必要はなく、シート重量計測装置９の高さが高くなるのを抑制することができる。
この例のシート重量計測装置９の他の作動および他の作用効果は、前述の図４ないし図７に示す特許文献１に開示のシート重量計測装置の作動および作用効果と同じである（これらの詳細は特許文献１参照）。

図３は、本発明の実施の形態の他の例のシート重量計測装置の前方部を部分的に示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。なお、前述の図４ないし図７に示す特許文献１に開示の従来例の構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付すことで、その詳細な説明は省略する（詳細は特許文献１参照）。また、図３においてＣ−Ｃ線に沿う断面は図６（Ｃ）の断面図と同じであり、同Ｄ−Ｄ線に沿う断面は図６（Ｄ）の断面図と同じである。

前述の図２（Ａ）および（Ｂ）に示す例および前述の図５、図６に示す特許文献１に開示された従来例では、アーム２３に２又部２３ｈが形成されて、このアーム２３が２つの作用部２３ｊを有しているが、この例のシート重量計測装置９は、図３（Ａ）および（Ｂ）に示すようにアーム２３が２又部２３ｈを有さず、先端に１つの作用部２３ｊのみを有している。この１つの作用部２３ｊが、センサ板５１にそれぞれ取り付けられた上下のハーフアーム４１、４２の間に挟まれており、シート重量がアーム２３からハーフアーム４１、４２を介してセンサ板５１に伝達されるようになっている。

アーム２３の他の構成は前述の例のアーム２３および特許文献１に開示のアーム２３と同じであるとともに、このアーム２３はべースピン３１によりベース２１の側板２１ａ,２１ａ′に回動可能に支持されている。また、ブラケットピン２７がアーム２３の側板２３ａ,２３ａ′を貫通するとともにベース２１の側板２１ａ,２１ａ′を貫通しており、ピンブラケット２５からのシート重量がブラケットピン２７を介してアーム２３に伝達されるが、ブラケットピン２７を介してはベース２１に伝達されないようになっている。

また、ピンブラケット２５は、特許文献１に開示のピンブラケット２５と異なりべースピン３１に回動可能に支持されていて、加えられてシート重量をブラケットピン２７に伝達するようになっている。
この例のシート重量計測装置９の他の構成要素は、前述の図２に示す例および図４ないし図６に示す特許文献１に開示のシート重量計測装置の構成要素と同じである。
また、この例のシート重量計測装置におけるシート荷重に関係するアームの状態は、図１（Ａ）および（Ｂ）と同じである。

この例のシート重量計測装置９においては、アーム２３に伝達されたシート重量は１つの作用部２３ｊからセンサ板５１に伝達されるようになる。このように、アーム２３が２又部に形成されず、１つの作用部２３ｊを有するだけであるので、製造上のアーム２３の精度を２又部を有するアーム２３より低くできる。これにより、アーム２３を簡単にかつ安価に製造することができる。
この例のシート重量計測装置９の他の作動および他の作用効果は、前述の図２に示す例のシート重量計測装置および図５および図６に示す特許文献１に開示のシート重量計測装置の作動および作用効果と同じである。

本発明のシート重量計測装置は、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好適に利用することが可能である。

本発明にかかるシート重量計測装置の実施の形態の一例を部分的にかつ模式的に示し、（Ａ）はシート荷重が加えられる前のアームの状態を示す図、（Ｂ）はシート荷重が加えられた後のアームの状態を示す図である。 図１に示す例のシート重量計測装置の前方部を部分的に示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 本発明の実施の形態の他の例のシート重量計測装置の前方部を部分的に示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 特許文献１に開示されているシート重量計測装置の構成を概念的に示し、す側面図である。 特許文献１に開示されているシート重量計測装置の前方部を部分的に示し、（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）はピンブラケット部の正面断面図である。 図５に示すシート重量計測装置の前方部を部分的に示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は長手方向に沿う断面図、（Ｃ）は（Ｂ）におけるＣーＣ線に沿う断面図、（Ｄ）は（Ｂ）におけるＤーＤ線に沿う断面図である。 図４ないし図６に示す特許文献１に開示のシート重量計測装置におけるアームの挙動を説明し、（Ａ）はシート荷重が加えられる前のアームの状態を示す図、（Ｂ）はシート荷重が加えられた後のアームの状態を示す図である。

符号の説明

７…シートレール、９…シート重量計測装置、２１…ベース、２３…アーム（Ｚアーム）、２３ｊ…アーム２３の作用部、２５…受け部材（ピンブラケット）、２７…ブラケットピン（力点）、３１…ベースピン（支点支持部）、４１,４２…ハーフアーム、４１ｂ,４２ｂ…支持点（センサ支持部）、５０…荷重センサ、５１…センサ板

Claims (1)

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荷重センサに伝達する弾性部材を備え、この弾性部材が支点支持部および前記荷重センサのセンサ支持部とに支持されているとともに、前記弾性部材に前記シート重量が加えられるようになっているシート重量計測装置において、
   前記シート重量が加えられる前記弾性部材の力点が支点支持部および前記センサ支持部との間に設定されていることを特徴とするシート重量計測装置。

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