JP2006126158A - シート荷重検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、車両用等のシートの着座部に作用するシート荷重を検出するシート荷重検出装置に関し、その目的は、比較的小型化が可能で且つ検出精度に優れたシート荷重検出装置を提供する点にある。
【解決手段】 床側に固定された固定部材３１と、固定部材３１に一端側である固定側端部３４ａが固定されて且つ水平方向のねじれ軸心Ｘを有するトーションバー３４と、トーションバー３４の他端側であるアーム側端部３４ｂに固定され且つトーションバー３４のねじれ軸心Ｘから変位した位置にシート荷重が作用する荷重作用部３８ａを有するアーム部材３２と、トーションバー３４のねじれ状態を測定するねじれ状態測定手段５０とを備え、ねじれ状態測定手段５０の測定結果に基づいてシート荷重を検出する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両用等のシートの着座部に作用するシート荷重を検出するシート荷重検出装置に関する。

自動車等の車両の乗員に対する安全性の向上を図るべく、車両には、シートへ乗員が着座しているか否か又は着座した乗員の体重等に応じて、シートベルトの保持機能やエアバックの作動機能を制御することが行われている。そして、これらの制御を行うにあたり、そのシートに作用する乗員の体重であるシート荷重を的確に検出することが必要である。

そして、このようなシート荷重検出装置として、水平方向に延出する平板状体で構成され表面に歪ゲージが貼り付けられた起歪板を設け、その起歪板の一端側を車体側に固定すると共に、その起歪板の他端側をシート側に固定して、起歪板の撓みに伴う歪ゲージの電気抵抗の変化により、シート荷重を検出するように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

また、荷重検出部としてホール素子と磁石とを、所定の間隔をあけてシート側と車両床側とに夫々設け、シートに荷重がかかったときホール素子と磁石とが相対変位することによって発生する電圧変化を検知することにより、シート荷重を検出するシート荷重検出装置もあった（例えば、特許文献２を参照。）。

特開２００３−８３７９８号公報 特開２００３−９７９９８号公報

上記特許文献１に記載のシート荷重検出装置では、水平方向に延出する平板状の起歪板を用い、更に、車体側とシート側とにその起歪板の各端を固定するための水平方向に延出するブラケット等が必要となるので、水平方向における幅が比較的大きいものとなる。そして、このようなシート荷重検出装置の大型化は、例えば、シートに対して付加される他の装置との干渉等の要因となる。
また、上記起歪板は、比較的大きなシート荷重を片持ち状態で受けるものであるために、上記起歪板の板厚についても比較的厚いものとなり、例えば、シート荷重に対する起歪板に貼り付けた歪ゲージの電気抵抗の変化の割合が小さくなって、検出精度の低下を招く場合がある。

また、上記のような起歪板を用いたシート荷重検出装置では、起歪板の表面に貼り付けられた歪ゲージのシート荷重に対する歪状態が、シート荷重の作用点からの距離によって変化するという性質を有することから、シート荷重の検出精度を向上するには、起歪板の表面において歪ゲージを貼り付ける位置を正確に管理する必要がある。
また、起歪板の撓み状態が比較的複雑なものであるため、シート荷重の変化に対する起歪板の表面に貼り付けられた歪ゲージの電気抵抗の変化状態が比較的複雑なものであったので、シート荷重を幅広く且つ正確に検出することができない場合があった。

一方、特許文献２に記載のシート荷重検出装置は、荷重検出部として一組のホール素子と磁石とを採用し、起歪体の撓みによる変位をホール素子と磁石との相対変位として検出するように構成されている。
ところが、シート荷重検出装置が設置される車内には、人の乗降等によって車外から粉塵等の異物が持ち込まれる場合がある。そのような異物がホール素子と磁石との隙間に入り込み、磁界が乱されると、正確な荷重検出ができなくなる。また、ホール素子と磁石との隙間に異物が挟まると、ホール素子と磁石との相対変位が阻害され、荷重検出そのものができなくなる。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的小型化が可能で且つ検出精度に優れ、さらには荷重検出を行う際の重要部品に粉塵等の異物が入り込むことを防止できるシート荷重検出装置を提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係るシート荷重検出装置は、シートの着座部に作用するシート荷重を検出するシート荷重検出装置であって、その第１特徴構成は、床側に固定された固定部材と、前記固定部材に一端側である固定側端部が固定されて且つ水平方向のねじれ軸心を有するトーションバーと、前記トーションバーの他端側であるアーム側端部に固定され且つ前記トーションバーのねじれ軸心から変位した位置に前記シート荷重が
作用する荷重作用部を有するアーム部材と、前記トーションバーのねじれ状態を測定するねじれ状態測定手段とを備え、前記ねじれ状態測定手段の測定結果に基づいて前記シート荷重を検出する点にある。

即ち、例えば車体側である上記床側に固定された固定部材と、例えば車両用の上記シート側に固定されたアーム部材とを、上記水平方向のねじれ軸心を有するトーションバーの両端に夫々固定するように配置することで、従来の水平方向に延出する平板状の起歪板を利用したシート荷重検出装置と比較して、水平方向に延出するブラケット等を設ける必要がなく小型化が可能となり、シートに対して付加される他の装置との干渉等の問題を回避することができる。
更に、トーションバーのねじれ状態は、従来のシート荷重検出装置における起歪板の撓み状態よりも、シート荷重に対して略比例的に変化するものとなるため、上記ねじれ状態測定手段により測定したトーションバーのねじれ状態に基づいて比較的簡単な演算により正確にシート荷重を導出することができ、更には、シート荷重に対するねじれ状態の割合を小さく設定して、比較的幅広いシート荷重に対応させることができる。
従って、本発明により、比較的小型化が可能で且つ検出精度に優れたシート荷重検出装置を実現することができる。

本発明に係るシート荷重検出装置の第２特徴構成は、前記アーム部材の前記固定部材に対する前記ねじれ軸心回りの所定量以上の変位を制限する制限手段を備えた点にある。

即ち、上記制限手段を設けることにより、トーションバーに対して過剰な負荷が作用することを抑制して、トーションバーの損傷を抑制することができ、更に、上記アーム部材が固定されたシートの着座部が上記固定部材に対して大きく変位してシートの着座部の安定性が低下することを抑制することができる。

本発明に係るシート荷重検出装置の第３特徴構成は、前記固定部材と前記アーム部材とが、互いに水平方向に対向する板状体で構成されている点にある。

即ち、上記固定部材と上記アーム部材とを互いに水平方向に対向する即ちトーションバーのねじれ軸心を法線方向とする上記板状体で構成することで、上記固定部材と上記アーム部材とのトーションバーのねじれ軸心回りの強度及び剛性を向上させることができ、結果、過負荷等による夫々の部材の損傷を抑制し、更には、夫々の部材の撓みによるシート荷重の検出精度の低下を抑制することができる。上記固定部材と上記アーム部材との厚み方向における設置寸法を比較的小さくすることができるので、一層の小型化が可能となる。

本発明に係るシート荷重検出装置の第４特徴構成は、前記ねじれ状態測定手段が、前記トーションバーのねじれ軸心から離間した位置において、前記アーム部材の前記固定部材に対する前記ねじれ軸心回りの変位を前記ねじれ状態として測定する変位センサで構成されている点にある。

即ち、アーム部材は固定部材に対する距離を略一定に保ちながらトーションバーのねじれ軸心周りに変位することから、上記ねじれ状態測定手段として比較的安価且つ簡単に取付可能な上記変位センサを設けて、アーム部材の固定部材に対する変位をトーションバーのねじれ状態として正確に測定することができ、シート荷重の検出精度を一層向上することができる。

本発明に係るシート荷重検出装置の第５特徴構成は、前記アーム部材は、前記トーションバーと前記荷重作用部と前記変位センサとの夫々を互いに離間した位置に配設した少な
くとも一つの部材にて構成され、前記荷重作用部と前記トーションバーとの間をつなぐ部材領域と、前記トーションバーと前記変位センサとの間をつなぐ部材領域とが、それら二つの部材領域どうしでの力の伝達を前記トーションバーにて分断する状態で設けられている点にある。

このようにして、トーションバーにて二つの部材領域の間での力の伝達を分断すると、仮に、シート荷重によって荷重作用部とトーションバーとの間をつなぐ部材自体にねじれや変形が生じても、トーションバーと変位センサとの間をつなぐ部材領域がその影響を受けないようにできる。
したがって、トーションバーと変位センサとの間をつなぐ部材領域が、トーションバーのねじれ以外の要因により変位するのを抑制し、変位センサにてトーションバーのねじれによる変位を正確に測定することができる。

本発明に係るシート荷重検出装置の第６特徴構成は、前記変位センサが、前記トーションバーのねじれ軸心に対して前記荷重作用部よりも離間した位置に設けられている点にある。

即ち、上記トーションバーのねじれ軸心を基準に上記荷重作用部よりも離間した位置におけるアーム部材の固定部材に対する変位は、上記荷重作用部よりも大きくなることから、その位置に変位センサを設けることで、上記変位を正確に測定することができ、シート荷重の検出精度を一層向上することができる。

本発明に係るシート荷重検出装置の第７特徴構成は、前記変位センサが、前記アーム部材と前記固定部材との夫々において前記トーションバーのねじれ軸心に対して垂直な方向を法線方向とし互いに対向する一対の対向面における変位を測定するように配置されている点にある。

即ち、アーム部材と固定部材との夫々にねじれ軸心に対して垂直な方向を法線方向とし互いに対向する一対の対向面をブラケット等により形成することで、その一対の対向面間の距離は殆ど変化することがないので、上記変位センサをその対向面における変位を測定するように配置することで、トーションバーのねじれによるアーム部材の固定部材に対する変位を一層正確に測定することができる。

本発明に係るシート荷重検出装置の第８特徴構成は、前記変位センサが、前記トーションバーのねじれ中心を通りねじれ軸心に対して垂直な線上において前記アーム部材の前記固定部材に対する変位を測定するように配置されている点にある。

即ち、上記変位センサにより、トーションバーのねじれ中心を通りねじれ軸心に対して垂直な線上において前記アーム部材の前記固定部材に対する変位を測定することで、その測定した変位は、上記トーションバーの曲げモーメントによる撓みの影響が殆どなく、トーションバーのねじれによるものとなり、その変位から正確にシート荷重を検出することができる。

本発明に係るシート荷重検出装置の第９特徴構成は、前記トーションバーのアーム側端部に一端側が固定され且つ前記トーションバーの側面を包囲する筒状部材を備え、前記アーム部材が前記筒状部材の他端側に固定されている点にある。

即ち、上記トーションバーのアーム側端部に該トーションバーの少なくとも一部を包囲する上記筒状部材の一端側を固定し、前記アーム部材をその筒状部材の他端側に固定することで、上記固定部材と上記アーム部材との距離を、トーションバーの長さよりも短くす
ることができ、上記固定部材と上記アーム部材との厚み方向における設置寸法を一層小さくすることができる。更に、アーム部材をトーションバーのねじれ中心（長さ方向における略中心）付近に配置することができるので、シート荷重が作用するアーム部材をトーションバーのねじれ軸心周りに沿って正確に変位させることができ、例えば、アーム部材の固定部材に対するねじれ軸心回りの変位をトーションバーねじれ状態として正確に測定することができる。

本発明に係るシート荷重検出装置の第１０特徴構成は、前記荷重作用部が、前記トーションバーのねじれ中心を通りねじれ軸心に対して垂直な線上に配置されている点にある。

即ち、上記荷重作用部を前記トーションバーのねじれ中心を通りねじれ軸心に対して垂直な線上に配置することで、荷重作用部に作用するシート荷重によるトーションバーの過剰な撓みを抑制することができ、トーションバーの撓みによる損傷を抑制すると共に、トーションバーの撓みによるシート荷重の検出精度の低下を抑制することができる。

本発明に係るシート荷重検出装置の第１１特徴構成は、前記トーションバーが、前記ねじれ軸心に対して垂直な複数の方向の断面二次モーメントが互いに異なる断面形状を有する少なくとも１つの要素で形成されている点にある。

即ち、上記のようにトーションバーを、ねじれ軸心に対して垂直な複数の方向の断面二次モーメントが互いに異なる例えば、十字形状、多角形状、楕円形状等の断面形状を有する要素を、１又は複数組み合わせたものとして形成することができる。

本発明に係るシート荷重検出装置の第１２特徴構成は、前記荷重作用部及び前記ねじれ状態測定手段に夫々カバー部材を設けてあり、この二つのカバー部材が可撓性の連結部材で連結されている点にある。

即ち、荷重作用部及びねじれ状態測定手段に夫々設けた二つのカバー部材が連結部材で連結されているので、これら二箇所にカバー部材を設ける際に作業効率が向上する。しかも、当該連結部材が可撓性を有するため、シート荷重検出装置毎に荷重作用部とねじれ状態測定手段との距離が多少異なる場合でも、二つのカバー部材を不都合なく取り付けることができる。さらに、当該可撓性を有することで、荷重作用部及びねじれ状態測定手段の配置が異なる種々のバリエーションのシート荷重検出装置に対しても適用可能であり、粉塵やその他の異物が入り込み難いシート荷重検出装置を得ることができる。

本発明に係るシート荷重検出装置の第１３特徴構成は、前記ねじれ状態測定手段に設けたカバー部材に、磁気遮蔽部材を設けた点にある。

即ち、ねじれ状態測定手段に設けたカバー部材に、磁気遮蔽部材を設けたことにより、外部磁場の影響を低減することができるので、例えば、ホール素子及び磁石など磁場の影響を受け易いセンサを用いてシート荷重検出装置が構成してある場合に、荷重検出精度が低下するのを防止することができる。

本発明に係るシート荷重検出装置の実施の形態について、図面に基づいて説明する。

図１は、車両用のシート１０にシート荷重検出装置３０を取り付けた状態を示している。
シート１０は、着座部としてのシートクッション１０ａと、シートバック１０ｂとからなり、着座者が着座した場合には、そのシートクッション１０ａに着座者の体重がシート荷重として作用することになる。

シート１０には、そのシートクッション１０ａに作用するシート荷重を検出するシート荷重検出装置３０がシート１０の前後左右の４箇所に設けられており、夫々のシート荷重検出装置３０で検出した荷重の総和が上記シート荷重として検出される。尚、上記シート荷重検出装置３０はシート１０の安定性等を考慮して上記のように４箇所に配置することが好ましいが、適宜配置個数及び配置箇所を変更しても構わない。

車両の床側には、ロアフレーム１３が固定されており、更に、そのロアフレーム１３はアッパーフレーム１２をスライド可能な状態で保持している。
そして、シート荷重検出装置３０の固定ブラケット３１（固定部材）が上記アッパーフレーム１２に固定されており、一方、そのシート荷重検出装置３０のアームブラケット３２（アーム部材）がシートクッション１０ａ内のクッションフレーム１１に固定されている。

また、シート１０の前方に配置されたシート荷重検出装置３０と、シート１０の後方に配置されたシート荷重検出装置３０とは、前後に対称である以外は同一構造を採用することができる。よって、以下の説明では、シート１０の後方に配置されたシート荷重検出装置３０の詳細構造について説明する。

シート荷重検出装置３０は、図２〜図４に示すように、床側に固定された固定部材としての固定ブラケット３１と、固定ブラケット３１に一端側である固定側端部３４ａが固定されて且つ水平方向のねじれ軸心Ｘを有するトーションバー３４と、そのトーションバー３４の他端側であるアーム側端部３４ｂに固定され且つトーションバー３４のねじれ軸心Ｘから変位した位置にシート荷重が作用する荷重作用部３８ａを有するアーム部材としてのアームブラケット３２と、トーションバー３４のねじれ状態を測定するねじれ状態測定手段５０とを備え、そのねじれ状態測定手段５０の測定結果に基づいてシート荷重を検出するように構成されている。
即ち、アームブラケット３２の荷重作用部３８ａにシート荷重が作用することにより、トーションバー３４にそのシート荷重に応じたねじれが発生するので、上記ねじれ状態測定手段５０により測定したねじれ状態に基づいてシート荷重を検出することができる。

上記アームブラケット３２には、そのアームブラケット３２に溶接固定された筒状の制限ピン４１に螺合される荷重ピン３８により、シートクッション１０内のクッションフレーム１１が回動自在な状態で接続されており、そのクッションフレーム１１が設けられた荷重ピン３８の位置が、シート荷重が作用される荷重作用部３８ａとなる。
また、トーションバー３４のねじれ軸心Ｘに対する荷重作用部３８ａ即ち荷重ピン３８のオフセット量や、トーションバー３４のねじれ強度等は、シート１０の安定性とねじれ状態測定手段５０の測定精度等を考慮して適宜設定される。

上記固定ブラケット３１は、鉛直面に沿って上方に延出する状態で床側のアッパーフレーム１２に螺子により固定されており、一方、上記アームブラケット３２は、鉛直面に沿って側方に延出する状態でトーションバー３４のアーム側端部３４ｂに固定されている。
そして、固定ブラケット３１とアームブラケット３２とは、互いに水平方向に対向する板状体で構成されていることにより、厚み方向における設置寸法が比較的小さくなり、更に、鉛直面に沿って延出するアームブラケット３２及びアッパーフレーム１２に対して取付易い形状となっている。

更に、トーションバー３４のアーム側端部３４ｂに一端側が固定され且つトーションバー３４の側面を包囲する筒状部材３６が設けられ、アームブラケット３２がその筒状部材３６の他端側に固定されている。
即ち、上記筒状部材３６を設けることにより、固定ブラケット３１とアームブラケット３２との距離が、トーションバー３４の長さよりも短くなり、固定ブラケット３１とアームブラケット３２との厚み方向における設置寸法が一層小さくなる。

更に、筒状部材３６の内面とトーションバー３４の固定側端部３４ａの側面とが緩み嵌め状態で配置されており、筒状部材３６の内面とトーションバー３４の固定側端部３４ａの側面とが当接することにより、トーションバー３４の過剰な撓みが抑制される。
尚、上記筒状部材３６の内面とトーションバー３４の固定側端部３４ａとは、夫々円形であるため、互いに緩み嵌め状態で嵌めあうための加工が容易である。

上記トーションバー３４は、固定側端部３４ａとアーム側端部３４ｂとがシート荷重によるねじれが抑制されるように比較的大径に形成され、その間がシート荷重によるねじれが発生するように端部３４ａ，３４ｂよりも小径に形成されたねじれ部３４ｃとして構成されている。
そして、トーションバー３４にねじれ部３４ｃを設けることにより、トーションバー３４を固定ブラケット３１やアームブラケット３２に固定する際の溶接などによりトーションバー３４のねじれ状態が変化するなどの不安定要因を取り除くことができ、シート荷重に対してトーションバー３４を正確且つ安定してねじれさせることができる。

更に、トーションバー３４のねじれ部３４ｃは、鉛直方向及び水平方向に突出する十字形状の断面を有するように形成されている。即ち、トーションバー３４の断面が、ねじれ軸心Ｘに対して垂直な複数の方向の断面二次モーメントが互いに異なる十字形状の断面形状を有する要素で形成されているため、このような断面形状のトーションバー３４は、曲げ剛性が高いわりには、ねじれ剛性は比較的小さく、シート荷重に対してトーションバー３４を良好にねじらせることができる一方で、曲げ難い特性を有するため、撓みによるトーションバー３４の損傷やシート荷重の検出精度の低下を抑制することができ、しかも、トーションバー３４の断面形状を十字形状とすることで、その製作を容易にできる。

更に、トーションバー３４のねじれ部３４ｃは、シート荷重の作用方向即ち鉛直方向に沿った断面二次モーメントがその作用方向と交差する方向に沿った断面二次モーメントよりも大きくなるので、シート荷重により撓みにくくなる。

また、上記トーションバー３４のねじれ部３４ｃの十字形状の断面において、鉛直方向における幅は水平方向における幅と同じ大きさであっても構わないが、例えば、鉛直方向における幅を水平方向における幅よりも大きくすることで、トーションバー３４の撓みを一層抑制することができる。
尚、トーションバー３４のねじれ部３４ｃの断面形状は、上記のような十字形状以外に、円形、楕円形、矩形等のあらゆる形状を採用することができ、更に、トーションバー３４のねじれ部３４ｃを、鉛直方向等に配置された複数の棒状体で構成し、その断面形状を
、互いに離間した複数の要素部からなる形状としても構わない。

更に、トーションバー３４の固定側端部３４ａとアーム側端部３４ｂとを比較的大径に形成することで、各端部３４ａ，３４ｂに発生する応力を小さくして固定ブラケット３１やアームブラケット３２に対する固定部等の破損を抑制することができる。

上記固定ブラケット３１には、上記アームブラケット３２から突出する制限ピン４１を包囲する状態で形成された開口部４２が形成されている。そして、この制限ピン４１及び開口部４２が、荷重作用部３８ａに過剰なシート荷重が作用した場合に、制限ピン４１の外面が開口部４２の内面に当接してアームブラケット３２が固定ブラケット３１に対してねじれ軸心Ｘ回りに過剰に変位することを制限する制限手段として機能する。

上記ねじれ状態測定手段５０は、トーションバー３４のねじれ軸心Ｘから離間した位置において、アームブラケット３２の固定ブラケット３１に対するねじれ軸心Ｘ回りの変位をねじれ状態として測定する変位センサ５０ａで構成されており、この変位センサ５０ａは、アームブラケット３２側に設けた磁石取付部５３ａに固定された磁石５２と、前記磁石５２に対向し固定ブラケット３１側に設けたホール素子取付部５３ｂに固定されたホール素子５１で構成されている。尚、出力端子等の外部との電気接続を持つ上記ホール素子５１を変位しない固定ブラケット３１側に設け、外部との電気接続を持たない磁石５２を変位するアームブラケット３２側に設けたが、別に、固定ブラケット３１側に磁石５２を設け、アームブラケット３２側にホール素子５１を設けても構わない。

そして、アームブラケット３２が固定ブラケット３１に対してねじれ軸心Ｘ回りに変位した場合に、磁石５２がホール素子５１に対して変位するので、ホール素子５１で計測される磁束密度が上記変位量に対して略比例的に変化することになる。
よって、ホール素子５１により、磁束密度を上記変位として計測して、その変位に基づいてシート荷重を検出することができる。

更に、上記磁石５２は、図４に示すように、変位方向即ち上下方向に沿って所定量離間して配置された一対の磁石５２ａ，５２ｂからなり、一方の磁石５２ａは、Ｓ極をホール素子５１側に向けた状態で固定され、他方の磁石５２ｂは、Ｎ極をホール素子５１側に向けた状態で固定されている。
即ち、上記のように配置した一対の磁石５２ａ，５２ｂにより形成される磁束密度分布は、例えば、Ｓ極又はＮ極をホール素子５１側に向かう方向又はその方向に対して垂直な方向に向けた状態で固定された１つの磁石により形成される磁束密度分布と比較して、変位に対する磁束密度変化が大きいので、ホール素子５１により上記変位を磁束密度の変化として安定且つ良好に計測することができる。
尚、一対の磁石５２ａ，５２ｂの離間間隔及びその磁石５２ａ，５２ｂとホール素子５１との間隔は、上記変位を磁束密度として良好に検出可能なように適宜設定され、例えば、一対の磁石５２ａ，５２ｂの離間間隔は１．５ｍｍ〜２ｍｍ程度とすることにより、磁力線の直進性を良好なものとすることができ、磁石５２ａ，５２ｂとホール素子５１との間隔を２ｍｍ程度とすることにより、そのホール素子５１により上記変位を良好に磁束密度の変化として計測することができる。

また、変位センサ５０ａの磁石５２とホール素子５１との夫々は、トーションバー３４のねじれ軸心Ｘに対して垂直な方向において互いに対向するように、アームブラケット３２と固定ブラケット３１との夫々から延出しねじれ軸心Ｘに対して垂直な方向を法線方向とするブラケットに固定されている。
即ち、変位センサ５０ａは、アームブラケット３２と固定ブラケット３１との夫々においてトーションバー３４のねじれ軸心Ｘに対して垂直な方向を法線方向とし互いに対向する一対の対向面における変位を測定するように配置されており、例えばアームブラケット３２のねじれ等により、磁石５２とホール素子５１との間隔が変化するのが防止されている。

更に、変位センサ５０ａは、トーションバー３４のねじれ中心Ｘ０を通りねじれ軸心Ｘに対して垂直な線上においてアームブラケット３２の固定ブラケット３１に対する変位を測定するように配置されている。
即ち、トーションバー３４がシート荷重により撓むことで、アームブラケット３２が、ねじれ軸心Ｘに垂直且つ上記ねじれ中心Ｘ０近傍を通る軸心回りに回転することが想定される。
そこで、変位センサ５０ａが上記変位を測定する位置を、トーションバー３４のねじれ中心Ｘ０を通りねじれ軸心Ｘに対して垂直な線上とすることで、その位置におけるトーションバー３４の撓みに起因する変位が少ないことから、トーションバー３４のねじれによる変位を正確に測定することができる。

更に、荷重作用部３８ａについても、トーションバー３４のねじれ中心Ｘ０を通りねじれ軸心Ｘに対して垂直な線上に配置することで、荷重作用部３８ａに作用するシート荷重によるトーションバー３４の撓み、更には、その撓みによる変位センサ５０ａの測定位置における変位を抑制することができる。

また、本実施の形態では、荷重作用部３８ａ及びねじれ状態測定手段５０の少なくとも一方に、カバー部材６０を設けることができる。図２〜図４に示すカバー部材６０は、荷重作用部３８ａ及びねじれ状態測定手段５０の双方を一体的に覆うように構成されている。このカバー部材６０には、クッションフレーム１１や固定ブラケット３１との干渉を避けるための切欠部６０ａが、カバー部材６０の取付位置に応じて適宜設けられる。カバー部材６０の固定は、例えば、カバー部材６０を弾性部材で構成し、固定ブラケット３１をカバー部材６０で弾性的に挟み込むようにして行う。あるいは、固定ブラケット３１の取付穴と共締めしてもよい。
このようなカバー部材６０を設けることにより、粉塵やその他の異物が荷重作用部３８ａ及び／又はねじれ状態測定手段５０に入り込むことを防止でき、長期に亘って正確な荷重検出が可能となる。

ねじれ状態測定手段５０がホール素子５１と磁石５２とで構成される変位センサ５０ａである場合、カバー部材６０には、金属板等の磁気遮蔽部材７０を設けることも可能である。磁気遮蔽部材７０は、カバー部材６０の内壁への圧入、嵌め込み、インサート成形等によって設けることができる。磁気遮蔽部材７０を有するカバー部材６０であれば、変位センサ５０ａに対する粉塵やその他の異物の入り込みを防止すると同時に、特にホール素子５１が受ける外部磁場の影響を低減することができるので、荷重検出精度の低下を防止することができる。

〔別実施形態〕
（１）
上記実施の形態では、筒状部材３６の一端側をトーションバー３４のアーム側端部３４ｂに固定し、その筒状部材３６の他端側をアームブラケット３２に固定したが、図５及び図６に示すように、筒状部材３６の一端側をトーションバー３４の固定側端部３４ａに固定し、その筒状部材３６の他端側を固定ブラケット３１に固定しても構わない。

（２）
上記実施の形態では、荷重ピン３８を、トーションバー３４及び筒状部材３６が突出する側に設けて、荷重作用点３８ａの位置をトーションバー３４のねじれ中心Ｘ０を通りねじれ軸心Ｘに対して垂直な線上としたが、図５及び図６に示すように、荷重ピン３８を、トーションバー３４及び筒状部材３６が突出する側とは反対側に設けて、荷重作用点３８ａをトーションバー３４のねじれ軸心Ｘに沿ってねじれ中心Ｘ０とは異なる位置としても構わない。

（３）
上記実施の形態では、筒状部材３６を設けたが、図７及び図８に示すように、又は、図９及び図１０に示すように、筒状部材３６を設けることなく、トーションバー３４を直接アームブラケット３２に固定しても構わない。また、この場合、アームブラケット３２を、固定ブラケット３１に近づくように矩形形成することにより、固定ブラケット３１とアームブラケット３２との厚み方向における設置寸法が小さくなる。

（４）
上記実施の形態では、アーム部材としてのアームブラケット３２が、その長手方向の一端側から、トーションバー３４、荷重作用部３８ａ、変位センサ５０ａの順に夫々を離間した位置に配設された一つの部材にて構成されているが、アーム部材としてのアームブラケット３２を、トーションバー３４と荷重作用部３８ａと変位センサ５０ａとの夫々を互いに離間した位置に配設した少なくとも一つの部材にて構成し、トーションバー３４と荷重作用部３８ａとの間をつなぐ部材領域と、トーションバー３４と変位センサ５０ａとの間をつなぐ部材領域とを、それら二つの部材領域どうしでの力の伝達をトーションバー３４にて分断する状態で設けるようにしてもよい。

例えば、図７及び図８に示すように、アームブラケット３２が、その長手方向の一端側から、荷重作用部３８ａ、トーションバー３４、変位センサ５０ａの順に夫々を離間する位置に固定させた一つの部材から構成され、そのアームブラケット３２において、荷重作用部３８ａとトーションバー３４の間をつなぐ第１部材領域３２ａと、トーションバー３４と変位センサ５０ａとの間をつなぐ第２部材領域３２ｂとの間に、トーションバー３４が固定されている。
そして、第１部材領域３２ａと第２部材領域３２ｂの二つの部材領域を一つの部材における異なる領域として、それら二つの部材領域どうしでの力の伝達をトーションバー３４にて分断させるように構成されている。
このようにして、第１部材領域３２ａと第２部材領域３２ｂとの間での力の伝達をトーションバー３４にて分断することにより、シート荷重によって第１部材領域３２ａ自体にねじれや変形が生じても、第２部材領域３２ａがその影響を受けないようにでき、変位センサ５０ａにてトーションバー３４のねじれによる変位を正確に測定することができる。

また、図９及び図１０に示すように、アームブラケット３２は、一端部が荷重作用部３８ａに固定され且つ他端部がトーションバー３４に固定された第１アームブラケット３２ｃと、一端部がトーションバー３４に固定され且つ他端部が変位センサ５０ａに固定された第２ブラケット３２ｄとの二つの部材から構成され、トーションバー３４と荷重作用部３８ａとの間をつなぐ部材領域としての第１アームブラケット３２ｃと、トーションバー３４と変位センサ５０ａとの間をつなぐ部材領域としての第２アームブラケット３２ｄとが、ともにその一端部がトーションバーに固定されている。
そして、二つの部材領域を別体の第１アームブラケット３２ｃと第２アームブラケット３２ｄとの二つの部材にて構成して、それら二つの部材領域どうしでの力の伝達をトーションバー３４にて分断させるように構成されている。
このようにして、仮に、シート荷重によって第１アームブラケット３２ｃ自体にねじれや変形が生じても、その第１アームブラケット３２ｃとは別体の第２アームブラケット３２ｄにはその影響が及ぶことが回避され、第２アームブラケット３２ｄが、トーションバー３４のねじれ以外の要因により変位するのを抑制できる。
しかも、第１アームブラケット３２ｃと第２アームブラケット３２ｄとが別体であるので、図７及び図８に示すように、第１部材領域３２ａと第２部材領域３２ｂの二つの部材領域を一つの部材における異なる領域とするものと比べて、第２アームブラケット３２ｄが、第１アームブラケット３２ｃ自体にねじれや変形の影響を受けるのを確実に回避できる。

図９及び図１０では、上記実施の形態で示した制限手段として機能する制限ピン４１や開口部４２などを省略しているが、第１アームブラケット３２ｃおよび第２アームブラケット３２ｄにともに開口部を設けるなどして、第１アームブラケット３２ｃや第２アームブラケット３２ｄが固定ブラケット３１に対してねじれ軸心Ｘ回りに過剰に変位することを制限する制限手段を備えるようにしても構わない。

また、図７及び図８、又は、図９及び図１０では、荷重作用部３８ａ、トーションバー３４、変位センサ５０ａを、水平方向に沿う同一線上に並ぶ状態で配置させているが、荷重作用部３８ａ、トーションバー３４、変位センサ５０ａの配置位置については適宜変更が可能であり、例えば、荷重作用部３８ａとトーションバー３４とは水平方向に沿う同一線上に並ぶ状態で配置し、トーションバー３４と変位センサとは上下方向に沿う同一線上に並ぶ状態で配置することもできる。

本別実施形態（４）においても、荷重作用部３８ａ及びねじれ状態測定手段５０の少なくとも一方に、カバー部材６０を設けることができる。図７及び図８に、荷重作用部３８ａとねじれ状態測定手段５０とを別々に覆うカバー部材６０を示す。尚、この図７及び図８では、ねじれ状態測定手段５０を覆うカバー部材６０に磁気遮蔽部材７０を設けた例を示している。

図７及び図８のカバー部材６０は、可撓性の連結部材６０ｂで連結されている。このような連結部材６０ｂで連結されたカバー部材６０を用いれば、荷重作用部３８ａ及びねじれ状態測定手段５０の二箇所にカバー部材６０を設ける際に作業効率が向上する。しかも、当該連結部材６０ｂが可撓性を有するため、シート荷重検出装置３０ごとに荷重作用部３８ａとねじれ状態測定手段５０との距離が多少異なる場合でも、二つのカバー部材６０を不都合なく取り付けることができる。さらに、当該可撓性を有することで、荷重作用部３８ａ及びねじれ状態測定手段５０の配置が異なる種々のバリエーションのシート荷重検出装置３０に対しても適用可能であり、粉塵やその他の異物が入り込み難いシート荷重検出装置３０を得ることができる。
尚、連結部材６０ｂを、前記荷重作用部３８ａとねじれ状態測定手段５０との間の領域について、その上方を覆うように設けると、例えば、上方からのトーションバー３４への異物の付着を防止することができる等、より信頼性の高いシート荷重検出装置３０を得ることができる。
また、図示は省略するが、ねじれ状態測定手段５０を覆うカバー部材６０は、主にホール素子５１と磁石５２との隙間部分のみを外部から遮断する構成としてもよい。例えば、磁石取付部５３ａからホール素子取付部５３ｂに亘ってゴム等の可撓性部材によるダストブーツを設けることも可能である。
図９及び図１０にも、荷重作用部３８ａ及びねじれ状態測定手段５０の双方を一体的に覆うカバー部材６０を示す。

（５）
上記実施の形態では、変位センサ５０ａの磁石５２とホール素子５１との夫々を、トーションバー３４のねじれ軸心Ｘに対して垂直な方向に互いに対向するように配置したが、例えば、変位センサ５０ａの磁石５２とホール素子５１との夫々を、トーションバー３４のねじれ軸心Ｘに対して平行な方向に対向するように配置しても構わない。

（６）
上記実施の形態では、ねじれ状態測定手段５０を変位センサ５０ａで構成したが、別に、ねじれ状態測定手段５０を、トーションバー３４の側面に貼り付けられトーションバー３４の側面の歪状態をねじれ状態として計測する歪ゲージで構成しても構わない。即ち、トーションバーのねじれは、従来のシート荷重検出装置における起歪板の撓みよりも、シート荷重に対して略比例的に変化するものとなるため、上記ねじれ状態測定手段として上記歪ゲージをトーションバーの側面に貼り付けた場合でも、その貼り付け位置のずれによる検出精度の低下を抑制しながら、歪ゲージの電気抵抗に基づいて比較的簡単な演算により正確にシート荷重を導出することができる。
また、歪ゲージを設ける場合には、その歪ゲージのための回路を筒状部材３６の該表面に設けることができる。

車両用のシートにシート荷重検出装置を取り付けた状態を示す図 シート荷重検出装置の斜視図 図２に示すシート荷重検出装置の平面図 図２に示すシート荷重検出装置の立面図 シート荷重検出装置の別実施形態の斜視図 図５に示すシート荷重検出装置の平面図 シート荷重検出装置の別実施形態の斜視図 図７に示すシート荷重検出装置の平面図 シート荷重検出装置の別実施形態の斜視図 図９に示すシート荷重検出装置の平面図

符号の説明

１０：シート
３０：シート荷重検出装置
３１：固定ブラケット（固定部材）
３２：アームブラケット（アーム部材）
３２ａ：第１部材領域（部材領域）
３２ｂ：第２部材領域（部材領域）
３２ｃ：第１アームブラケット（部材領域）
３２ｄ：第２アームブラケット（部材領域）
３４ｂ：アーム側端部
３４：トーションバー
３４ａ：固定側端部
３６：筒状部材
３８ａ：荷重作用部
４１：制限ピン（制限手段）
４２：開口部（制限手段）
５０：ねじれ状態測定手段
５０ａ：変位センサ
６０：カバー部材
６０ｂ：連結部材
７０：磁気遮蔽部材
Ｘ：ねじれ軸心
Ｘ０：ねじれ中心

Claims (13)

1. シートの着座部に作用するシート荷重を検出するシート荷重検出装置であって、
   床側に固定された固定部材と、前記固定部材に一端側である固定側端部が固定されて且つ水平方向のねじれ軸心を有するトーションバーと、前記トーションバーの他端側であるアーム側端部に固定され且つ前記トーションバーのねじれ軸心から変位した位置に前記シート荷重が作用する荷重作用部を有するアーム部材と、前記トーションバーのねじれ状態を測定するねじれ状態測定手段とを備え、前記ねじれ状態測定手段の測定結果に基づいて前記シート荷重を検出するシート荷重検出装置。
2. 前記アーム部材の前記固定部材に対する前記ねじれ軸心回りの所定量以上の変位を制限する制限手段を備えた請求項１に記載のシート荷重検出装置。
3. 前記固定部材と前記アーム部材とが、互いに水平方向に対向する板状体で構成されている請求項１又は２に記載のシート荷重検出装置。
4. 前記ねじれ状態測定手段が、前記トーションバーのねじれ軸心から離間した位置において、前記アーム部材の前記固定部材に対する前記ねじれ軸心回りの変位を前記ねじれ状態として測定する変位センサで構成されている請求項１から３の何れか一項に記載のシート荷重検出装置。
5. 前記アーム部材は、前記トーションバーと前記荷重作用部と前記変位センサとの夫々を互いに離間した位置に配設した少なくとも一つの部材にて構成され、
   前記荷重作用部と前記トーションバーとの間をつなぐ部材領域と、前記トーションバーと前記変位センサとの間をつなぐ部材領域とが、それら二つの部材領域どうしでの力の伝達を前記トーションバーにて分断する状態で設けられている請求項４に記載のシート荷重検出装置。
6. 前記変位センサが、前記トーションバーのねじれ軸心に対して前記荷重作用部よりも離間した位置に設けられている請求項４又は５に記載のシート荷重検出装置。
7. 前記変位センサが、前記アーム部材と前記固定部材との夫々において前記トーションバーのねじれ軸心に対して垂直な方向を法線方向とし互いに対向する一対の対向面における変位を測定するように配置されている請求項４から６の何れか一項に記載のシート荷重検出装置。
8. 前記変位センサが、前記トーションバーのねじれ中心を通りねじれ軸心に対して垂直な線上において前記アーム部材の前記固定部材に対する変位を測定するように配置されている請求項４から６の何れか一項に記載のシート荷重検出装置。
9. 前記トーションバーのアーム側端部に一端側が固定され且つ前記トーションバーの側面を包囲する筒状部材を備え、前記アーム部材が前記筒状部材の他端側に固定されている請求項１から８の何れか一項に記載のシート荷重検出装置。
10. 前記荷重作用部が、前記トーションバーのねじれ中心を通りねじれ軸心に対して垂直な線上に配置されている請求項１から９の何れか一項に記載のシート荷重検出装置。
11. 前記トーションバーが、前記ねじれ軸心に対して垂直な複数の方向の断面二次モーメントが互いに異なる断面形状を有する少なくとも１つの要素で形成されている請求項１から１０の何れか一項に記載のシート荷重検出装置。
12. 前記荷重作用部及び前記ねじれ状態測定手段に夫々カバー部材を設けてあり、この二つのカバー部材が可撓性の連結部材で連結されている請求項１から１１の何れか一項に記載のシート荷重検出装置。
13. 前記ねじれ状態測定手段に設けたカバー部材に、磁気遮蔽部材を設けてある請求項１２に記載のシート荷重検出装置。

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