JP2005049274A - シート上荷重検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 構造が簡単で、異音が発生し難く、一方向からの組み付けが容易となる構造とする。
【解決手段】 シート１を床面２０に対して一対のレール部材７により支持し、床面２０に対してレール部材７をそれぞれブラケット６に固定する構造で、レール部材７とブラケット６との間にシート上に作用する荷重を荷重センサ９によりセンサプレート８の変位をもとにして検出する構造において、センサプレート８はボルト１３が挿通される取り付け孔８ｂの位置が支点となり、支点の両側にボルト１１，１２が挿通されてロアレール７Ａが固定される位置が力点となって、センサプレート８が固定される構造とした。
【選択図】 図３

Description

本発明は、シート上に作用する荷重を荷重センサにより検出するシート上荷重検出装置に関するものであり、特に、シート上荷重検出装置の荷重検出を行う部位の構造に係る。

従来、この種の装置では、床面に対してシートを固定する固定部材（ブラケット）に対してシートを支持するレール部材（ロアレール）が固定部材により固定され、固定部材とレール部材との間に荷重センサを備えたセンサブロックが配設された車両用シートの荷重検出構造が知られている（例えば、特許文献１）。

この公報に示されるものは、中央の薄肉部に荷重センサが設けられたセンサブロックの一端が固定部材からレール部材に段付固定ピンで２箇所固定されており、他端は横方向から枢支ピンが挿通され、固定部材に対して枢支されている。

この様な構造により、シート上に荷重が作用すると、レール部座がその荷重を受け、センサブロックの一端に荷重が作用する。この場合、センサブロックが他端が固定部材に枢支ピンにより枢支されているので、枢支ピンを中心として中央の薄肉部が変形し、その変形量を荷重センサにより検出してシート上に作用する荷重を検出する構成となっている。
特開２００３−２５８９０号公報（第１頁）

しかしながら、上記の公報に開示される構造では、センサブロックの一端は上下方向において段付固定ピンにより固定され、他端は固定部材に対して横方向から枢支ピンが挿通されている。即ち、この構造ではセンサブロックの取り付けが一方向から行えず、組み付け性が良くないものとなってしまう。

また、この構造では、センサブロックの一端がシート上の荷重を受けて変形する際、枢支ピンを中心としてセンサブロックが回動しようとするために、枢支ピンにより異音が発生し易くなり、シート上の着座者に不快感を与えるものとなってしまう。

よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、構造が簡単であること、異音が発生し難い構造とすること、一方向からの組み付けが容易となる構造とすることを課題とする。

上記した課題を解決するために講じた第１の手段は、シートを床面に対して支持する支持部材と、該床面に対して支持部材を固定する固定部材との間に前記シート上に作用する荷重を検出する荷重検出手段を設けたシート上荷重検出装置において、前記固定部材上に支点が設けられ、該支点の両側に力点が設けられて前記荷重検出手段が固定される構造とした。

好ましくは、荷重検出手段は支持部材に対して第１固定部位および第２固定部位で固定されると共に、第１固定部位と第２固定部位との間の中間部位で固定部材に対して固定されると良い。

また、上記した課題を解決するために講じた第２の手段は、シートを床面に対して支持する支持部材と、該床面に対して支持部材を固定する固定部材との間に前記シート上に作用する荷重を検出する荷重検出手段を設けたシート上荷重検出装置において、前記固定部材上に対の支点が設けられ、該支点の間に力点が設けられて固定される構造とした。

好ましくは、荷重検出手段は前記固定部材に対して第１支持部位および第２支持部位で支持されると共に、第１支持部位と第２支持部位との間の中間部位で前記支持部材が固定されると良い。

また、荷重検出手段はプレート上に設けられた荷重センサであり、プレートが支持部材および固定部材に対して固定されると良い。

更に、支持手段の側面にはレールカバーが設けられ、レールカバーには荷重検出手段により検出した信号を取り出すコネクタが設けられると良い。

請求項１に記載の発明によれば、シートを支持部材により支持し、床面に対して支持部材を固定部材により固定する構成の間に荷重検出手段を設ける。この場合、固定部材上に支点が設けられ、支点の両側に力点が設けられて荷重検出手段が固定される構造とすれば、シート上に作用した荷重は、支点両側の力点に作用し、支点から固定部材に作用するものとなるので、その荷重による変位を荷重検出手段により簡単な構成により検出することが可能である。これは、荷重の作用する方向と荷重検出手段の変位する方向が同じであるため、従来の枢支ピンを中心として荷重検出手段が回動するものではないことから、異音が発生し難い構成とすることができ、一方向組み付けが可能な構成となる。

請求項２に記載の発明によれば、荷重検出手段は支持部材に対して第１固定部位および第２固定部位で固定されると共に、第１固定部位と第２固定部位との間の中間部位で固定部材に対して固定される構成にすると、第１固定部位と第２固定部位が力点となり、その間の中間部位が支点となる簡単な構成により荷重検出を行うことができる。

請求項３に記載の発明によれば、シートを床面に対して支持する支持部材と、該床面に対して支持部材を固定する固定部材との間にシート上に作用する荷重を検出する荷重検出手段を設けたシート上荷重検出装置において、前記固定部材上に対の支点が設けられ、該支点の間に力点が設けられて固定される構造とすれば、シート上に作用した荷重は、対の支点の間に設けられた力点に作用し、支点を介して固定部材に作用するものとなるので、その荷重による変位を簡単な構成により、荷重検出手段で検出することが可能である。これは、荷重の作用する方向と荷重検出手段の変位する方向が同じであるため、従来の枢支ピンを中心として荷重検出手段が回動するものではないことから、異音が発生し難い構成とすることができ、一方向組み付けが可能な構成となる。

請求項４に記載の発明によれば、荷重検出手段は固定部材に対して第１支持部位および第２支持部位で支持されると共に、第１支持部位と第２支持部位との間の中間部位で前記支持部材が固定されると、第１支持部位と第２支持部位が支点となり、その中間部位が力点となる簡単な構成により荷重検出を行うことができる。

請求項５に記載の発明によれば、荷重検出手段はプレート上に設けられた荷重センサであり、プレートが支持部材および固定部材に対して固定されると、プレート上の荷重センサを用いて正確な荷重検出を行うことができる。この場合、荷重センサは、支点と力点に共に緩衝しない位置に設けると良い。

請求項６に記載の発明によれば、更に、支持手段の側面にはレールカバーが設けられ、レールカバーには荷重検出手段により検出した信号を取り出すコネクタが設けられると、レールカバーに設けられたコネクタを介して簡単な構成により取り出すことができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、シート上荷重検出装置１０を車両のシート１に適用した場合のシート１の構成を示す斜視図である。

シート１は、着座面５を有するシートクッション２と、シートクッション２の後方(図１に示す右側)で所定角度にリクライニング自在なシートバック３と、シートバック３の上方(図１に示す左側)で着座者の頭部の保護を行う、高さ調整自在なヘッドレスト４とから主に構成されている。シート１は床面２０に対して車両の前後方向に対して平行配置される左右で一対のレール部材７によって支持され、レール部材７の前方と後方の端部には床面２０に対してブラケット６によりシート１が固定されている。この様な構成において、シート１の下方に設けられるレール部材７と、シート１を固定するブラケット６の間には、センサプレート８が設けられており、レール部材７、ブラケット６およびセンサプレート８は着座面５の左右で同じ形状を呈することから、以下に示す実施形態の説明では一方の側のみ説明し、他方の側についての説明は省略する。

シート上に作用する荷重（例えば、着座者が着座した場合の着座者の荷重、シート上に物体がのせられた場合の物体の荷重等）を検出する荷重検出部３０の構造は、図２に示す様な構造となっている。つまり、図２に示す様に、１枚のセンサプレート８が、シート１の上下方向からレール部材７とブラケット６により挟まれ、２本の固定部材となるボルト１１，１２とナット２１，２２によりレール部材７とセンサプレート８とが挟まれて固定されると共に、その中央位置で１本のボルト１３とナット２３によって、センサプレート８とブラケット６とが固定される構造となっている。その具体的な説明を、図３を参照して以下に行う。

即ち、車両に適用されるシート１は、シート下方において、下側の軸方向断面が図３に示す如く、上方に開口した略Ｃ字状の剛体から成るロアレール７Ａと、ロアレール７Ａの内壁にガイドされて摺動を行い、ロアレール７Ａの上方に配設されるの略逆Ｔ字状の剛体から成るアッパレール７Ｂとを備えたレール部材７によって支持されている。下側のレール部材７においてロアレール７Ａの前後方向における端部には、前後対称位置でそれぞれ３つの孔がプレス成形により形成されている。３つの孔は、下方に凸状となって突出した孔径の比較的小さい２つの段付きの固定孔７ａ，７ｂと、その２つの固定孔７ａ，７ｂの中間位置には固定孔７ａ，７ｂより孔径の大きい貫通孔７ｃが形成されている。

ロアレール７Ａの下方には長方形のセンサプレート８が設けられる。センサプレート８は上方から荷重が作用すると、撓みが発生する可撓部材から成る板状のプレートである。センサプレート８は、図３に示す様に、略中央位置から一方の端部に向かい、ロアレール７Ａに形成された３つの孔の位置に対応する位置に、プレートを貫通した取り付け孔８ａ，８ｂ，８ｃが複数（例えば、３つ）形成されている。このセンサプレート８には、取り付け孔８ａ，８ｂの間には２つの歪ゲージ９ａ，９ｂが取り付けられていると共に、これと同様に、取り付け孔８ｂ，８ｃの間には２つの歪ゲージ９ｃ，９ｄが上下方向のプレート変形量を検出する様に取り付けられ、センサプレート８と荷重センサ９とにより、荷重検出手段３０となる。この４つの歪ゲージ９はブリッジ状に形成されており、シート上に荷重が作用した場合、センサプレート８の上下方向の変形によって発生する歪（ここでは、荷重に比例）を検出する荷重センサと成る。荷重センサ９により検出された出力は、取り付け孔８ａ，８ｂ，８ｃが形成されていない側へと導かれる。この場合、荷重センサ９は複数の歪センサが設けられたフィルム状のフレキシブル基板に一体で設けられるものを使用することができ、センサプレート上に貼り付けられていても良い。

センサプレート８の下方には、図３に示す形状を呈し、シート１を床面２０に対して固定するブラケット６が設けられる。ブラケット６は、図３に示す様に、テーパ部６ａ、水平部６ｂ，６ｄおよび突出部６ｃから成り立っており、床面固定部６ａにおいて図示しないボルトが固定孔６ｈに挿通されて、シート１は床面２０に前後に固定される。また、床面固定部６ａから延在する水平部６ｂ，６ｄにはセンサプレート８の取り付け孔８ａ，８ｃが形成された位置に対応し、貫通孔７ｃと略同径の貫通孔６ｅ，６ｇがそれぞれ形成されている。水平部６ｂ，６ｄの間には突出部６ｃが形成され、この突出部６ｃにはセンサプレート８の取り付け孔８ｂに対応する位置に、小径の取り付け孔６ｆが形成されている。

ロアレール７Ａ、センサプレート８は固定部材であるボルト１１，１２により固定される。本実施形態では、ボルト１１，１２には一例として、六角ボルトを使用している。ボルト１１，１２はロアレール７Ａの上方より段付きの固定孔７ａ，７ｂに通され、その後、センサプレート８の取り付け孔８ａ，８ｃ及びブラケット６の貫通孔６ｅ，６ｇに通される。そして、ブラケット６の下方より、ボルト１１，１２はナット２１，２２により固定され、ロアレール７Ａとセンサプレート８は固定される。この場合、ブラケット６に形成された貫通孔６ｅ，６ｇは、ナット２１，２２をセンサプレート８に対して固定するための通し孔となる。

その後、ボルト１３が通し孔となる貫通孔７ｃに対して、センサプレート８の取り付け孔８ｂおよびブラケット６の取り付け孔６ｆと一緒に通され、下方からナット２３により固定される。

これにより、センサプレート８は、下方に突出したロアレール７Ａの固定孔７ａ，７ｂにより固定されると共に、その中間位置において上方に突出したブラケット６の突出部６ｃによって支持される構造となる。この際、ナット２１，２２は、ブラケット６とセンサプレート８との間に配設されるので、水平部６ｂ（６ｄ）の下端から突出部６ｃの上底までの高さが、水平部６ｂ（６ｄ）の板厚とナット２１（２２）のナット高さを加えた高さ以下とすることが望ましい。上記した括弧は、いずれかを示す。これと同様に、ボルト１３の頭部においては、ロアレール７Ａとセンサブラケット８との間に配設されるため、ボルト１３の頭部の高さをその両側から下方に突出した固定孔７ａ，７ｂの突出高さ以下とすることが望ましい。上記した第１実施形態では、ロアレール７、センサプレート８及びブラケット６の３部材の一端側の固定に３本のボルト１１，１２，１３を使用したが、ボルトに代わってリベットを使用し、リベットの一方にカシメを施してナット２１，２２，２３の機能を持たせる固定方法を採用することもできる。また、固定孔７ａ、７ｂに形成された凹部状の空間に、ボルト１１，１２の頭部をロアレール７ＡのＣ字状の底部内に突出しない様、収めても良い。

次に、荷重検出について、図２および図３を参照して説明する。

シート上に荷重が作用すると、シート1を床面２０に対して支持するレール部材７へとその荷重が入力される。この場合、レール部材７のロアレール７Ａは前後方向において、合計４個所にてブラケット６により支持されており、その荷重を図３に示す構造で取り付けられたセンサブラケット８により検出する。

ロアレール７Ａに作用した荷重は、その下に設けられるセンサブラケット８に作用する。この場合、センサブラケット８は２本のボルト１１，１２により固定され、その中央位置において上方へと突出するブラケット６の突出部６ｃの上面によりセンサプレート８は支持されている。この際、センサプレート８を支持するブラケット６の突出部６ｃの上面が、水平部６ｂ，６ｄの上面と平行となるよう、ナット高さが調整されているため、ロアレール７Ａに作用した荷重はロアレール７Ａから固定孔７ａ，７ｂに挿通されるボルト１１，１２を介してセンサプレート８に伝わり、その後、取り付け孔８ｂよりボルト１３を介してブラケット６へと作用する。つまり、センサプレート８にはボルト１１，１２が挿通される位置が荷重入力位置となり、ボルト１３が挿通される位置が荷重出力位置となることから、センサプレート８は取り付け孔８ｂのボルト１３が挿通される位置が支点となり、その両側に形成されボルト１１，１２が挿通される取り付け孔８ａ，８ｃが力点となって、センサプレート８は荷重が上方から作用した場合には支点を中心として下方に変位する。

この変位した量を、センサプレート８に一体で設けられた荷重センサ９により検出し、荷重センサ９により検出した荷重の総和を図示しないコントローラにより取り、荷重の大きさにより荷重判別（例えば、子供着座、大人着座等）を行うことにより、シート上にどれだけの荷重が作用しているのかを、図示しない荷重判別装置（例えば、コントローラ）により検出することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態の構成を図４に示す。この第２実施形態では、ロアレール７Ａとセンサプレート８を一緒に固定する固定部材（ボルト１１，１２）が代わった点が第１実施形態と異なったものであり、その他の構成部品および組付けに関する点に関しては同じであるため、同じ部分の詳細な説明は省略する。図３に示す第１実施形態では、２本のボルト１１，１２でロアレール７Ａとセンサプレート８を共に固定したが、２本のボルト１１，１２を用いる代わりに、ボルト１１，１２を１つにまとめたボルト組立体１５を使用し、固定孔７ａ，７ｂの位置でロアレール７Ａとセンサプレート８固定することによっても、第１実施形態で得られる効果に加え、更に組み付け性を良くすることもできる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について、図５を参照して説明する。この第３実施形態では、センサプレート８に対してロアレール７Ａとブラケット６の取り付け部位に関して、凹凸逆にした状態を示した第１実施形態の変形例である。この場合、ロアレール７Ａにおいては、下方に突出した取り付け孔７ｆを形成し、この取り付け孔の両側にボルト１１，１２の通し孔となる貫通孔７ｅ，７ｇを形成する。これと共に、ブラケット６にはナット２２の通し孔となる貫通孔６ｋを水平部６ｂ，６ｄの間の下方に凹状となった凹部６ｉに形成し、その両側の水平部６ｂ，６ｄにボルト１１，１２が挿通される取り付け孔６ｊ，６ｍを形成する。

この構造の組み付けに関しては、ロアレール７Ａとセンサプレート８とを所定取り付け位置にて重ね、ボルト１３を取り付け孔７ｆ，８ｂに挿通し、ブラケット６の下方からナット２３をボルト１３に螺合させて、センサプレート８をロアレール７Ａに固定する。そして、取り付け孔７ｆの両側に形成された通し孔となる貫通孔７ｅ、７ｇからそれぞれボルト１１，１２を、センサプレート８に形成された２つの取り付け孔８ａ、８ｃおよびブラケット６に形成された取り付け孔６ｊ，６ｍに挿通させ、ブラケット６の下方より２つのナット２１，２２をボルト１１，１２に螺合させることにより固定する。

この場合には、センサプレート８は取り付け孔８ａ，８ｃのボルト１１，１２が挿通される位置が支点となり、支点の中央に位置する取り付け孔８ｂが力点となるので、センサプレート８に作用する荷重をその荷重と同方向の変位を検出する荷重センサ９により検出することが可能である。

（第４実施形態）
第４実施形態を、図６を参照して説明する。

この第４実施形態では、レール部材７の端部を中央部に比べて広くし、その広くなった空間内に、荷重センサ９を備えた上記したセンサプレート８が取り付けられる構成としても良い。この場合、センサプレート８はレール部材７の底部に対して上方から２本のボルトが挿通され、下方よりナットが螺合する固定部材１６，１８によって固定される。その固定部材１６，１８が設けられる中央位置においては、センサプレート８の下方にスペーサ１９を介してブラケット６にボルトおよびナットから構成される固定部材１７により固定される方法を取っても良い。この構成とする場合には、スペーサ１９が設けられる部位に、ロアレール７Ａに対して貫通孔が形成される。荷重検出では、３つの固定部材１６，１７，１８が挿通される中央が支点となり、その支点の両側が力点となって荷重を検出する構成とすることができる。この様な構造によっても第１実施形態と同様な効果を得ることができる。

この際、レール部材７の中に設けられたセンサプレート８の荷重センサ９からの荷重信号をシート外部に取り出すため、図７および図８に示す様に、レール部材７に対して側方にコネクタ４２を有する略Ｌ字状となったレールカバー４１をレール部材７の外側に取り付けると、コネクタによりセンサプレート８の変位により荷重センサ９によって検出された荷重信号を簡単な構成で容易にシート外部に取り出すことができる。

本発明の第１実施形態におけるシート上荷重検出装置の構成図である。 図１においてシート上に作用する荷重を検出する荷重検出部の断面の構造を示した説明図である。 図１においてシート上に作用する荷重を検出する荷重検出部の構造を示した分解斜視図である。 本発明の第２実施形態における荷重検出部の構造を示した分解斜視図である。 本発明の第３実施形態における荷重検出部の構造を示した分解斜視図である。 本発明の第４実施形態における荷重検出部の構造を示した要所部分断面図である。 図６に示すシート上荷重検出装置を保護するレールカバーを示した上視図である。 図７に示すレールカバーの側面図である。

符号の説明

１ シート
６ ブラケット（固定部材）
６ｆ，６ｊ，６ｍ 取り付け孔
７ レール部材（支持部材）
７ａ，７ｂ，７ｆ 取り付け孔
７Ａ ロアレール（支持部材）
７Ｂ アッパレール（支持部材）
８ センサプレート（プレート）
８ａ，８ｂ，８ｃ 取り付け孔
（第１実施形態および第２実施形態：第１固定部位での力点、支点、第２固定部位での力点、第３実施形態：第１支持部位での支点、力点、第２支持部位での支点となる）
９ 荷重センサ
１０ シート上荷重検出装置
１１，１２，１３ ボルト
２０ 床面
４１ レールカバー
４２ コネクタ

Claims (6)

1. シートを床面に対して支持する支持部材と、該床面に対して支持部材を固定する固定部材との間に前記シート上に作用する荷重を検出する荷重検出手段を設けたシート上荷重検出装置において、
   前記固定部材上に支点が設けられ、該支点の両側に力点が設けられて前記荷重検出手段が固定されることを特徴とするシート上荷重検出装置。
2. 前記荷重検出手段は、前記支持部材に対して第１固定部位および第２固定部位で固定されると共に、前記第１固定部位と前記第２固定部位との間の中間部位で前記固定部材に対して固定されることを特徴とする請求項１に記載のシート上荷重検出装置。
3. シートを床面に対して支持する支持部材と、該床面に対して支持部材を固定する固定部材との間に前記シート上に作用する荷重を検出する荷重検出手段を設けたシート上荷重検出装置において、
   前記固定部材上に対の支点が設けられ、該支点の間に力点が設けられて固定されることを特徴とするシート上荷重検出装置。
4. 前記荷重検出手段は、前記固定部材に対して第１支持部位および第２支持部位で支持されると共に、前記第１支持部位と前記第２支持部位との間の中間部位で前記支持部材が固定されることを特徴とする請求項３に記載のシート上荷重検出装置。
5. 前記荷重検出手段は、プレート上に設けられた荷重センサであり、前記プレートが前記支持部材および前記固定部材に対して固定されることを特徴とする請求項１または請求項３に記載のシート上荷重検出装置。
6. 前記支持手段の側面にはレールカバーが設けられ、該レールカバーには前記荷重検出手段により検出した信号を取り出すコネクタが設けられることを特徴とする請求項５に記載のシート上荷重検出装置。

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