JP2007057425A - シート荷重検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
シート荷重の検出精度を向上させたシート荷重検出装置を提供すること。
【解決手段】
固定ブラケット３１と、一端３４ａが固定ブラケット３１に固定され、水平方向のねじり軸心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３４ｂに固定される固定端３６ａを有する筒部３６と、ねじり軸心Ｘより一側で固定端３６ａに対してトーションバー３４の軸方向に偏移して設けられ、シート荷重が作用する荷重作用部３８ａと、筒部３６と荷重作用部３８ａとを接続する接続部３７とを有し、シート荷重により固定ブラケット３１に対して変位するアームブラケット３２と、固定ブラケット３１及びアームブラケット３２に設けられる荷重検出素子５０とを備え、アームブラケット３２は、ねじり軸心Ｘより他側にて筒部３６に支持され、接続部３７及び荷重作用部３８ａと離間し、荷重検出素子５０の一方を保持する変位部３９をさらに備える構成としたこと。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両のシートに鉛直方向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。

自動車等の車両においては、乗員の安全性の向上を図るべく、シートに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の制御が行われている。

これらの制御を行うにあたっては、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。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、その起歪板の一端部を車体に固定すると共に、その起歪板の他端部をシートに固定して、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。）。
特開２００３−８３７９８号公報

特許文献１に記載のシート荷重検出装置においては、平板状の起歪板の各端部を車体とシートにそれぞれ固定するために、水平方向に延出する取り付け部材（ブラケット）が必要となる。したがって、同装置においては、水平方向の幅を小さくし難かった。

水平方向の幅を小さくし易い装置として、車体に固定されるベース板と、一端がベース板に固定され、水平方向のねじり軸を有するトーションバーと、トーションバーの他端に固定される固定部とシート荷重が作用する荷重作用部とを有し、シート荷重によりベース板に対して変位するアーム板とを備え、ベース板に対するアーム板の変位量に基づいてシート荷重を検出するものが考えられる。この装置においては、ベース板とアーム板とを互いに対向配置することで、水平方向の幅を小さくすることが可能となる。

しかしながら、この装置においては、アーム板のうちシート荷重が作用する荷重作用部が固定部に対してねじり軸の軸方向に偏移して設けられると、シート荷重によりアーム板がベース板に対して変位する場合に、トーションバーにねじれが生じるだけでなく、アーム板にもねじれが生じることとなる。アーム板にねじれが生じると、アーム板が変位する軌道が不安定となる。このため、アーム板の変位量に基づいて検出されるシート荷重の精度が低下するおそれがあった。

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、シート荷重の検出精度を向上させたシート荷重検出装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明にて講じた技術的手段は、請求項１に記載の様に、鉛直方向のシート荷重を検出するシート荷重検出装置であって、シートが設置される設置部に固定されるベース部材と、一端が前記ベース部材に固定され、水平方向のねじり軸を有するトーションバーと、該トーションバーの他端に固定される固定部と、前記ねじり軸の軸心より一側で前記固定部に対して前記ねじり軸の軸方向に偏移して設けられ、前記シート荷重が作用する荷重作用部と、前記固定部と前記荷重作用部とを接続する接続部とを有し、前記シート荷重により前記ベース部材に対して変位するアーム部材と、前記ベース部材及び前記アーム部材にそれぞれ設けられ、前記ベース部材に対する前記アーム部材の変位量に基づいて前記シート荷重を検出する荷重検出素子と、を備え、前記アーム部材は、前記ねじり軸の軸心より他側にて前記固定部に支持され、前記接続部及び前記荷重作用部と離間し、前記荷重検出素子の一方を保持する変位部をさらに備える構成としたことである。

好ましくは、請求項２に記載の様に、前記変位部の一端のみが前記固定部に支持されると良い。

好ましくは、請求項３に記載の様に、前記変位部は、前記接続部及び前記荷重作用部と溝を介して離間していると良い。

好ましくは、請求項４に記載の様に、前記変位部は、前記接続部及び前記荷重作用部と切欠きを介して離間していると良い。

好ましくは、請求項５に記載の様に、前記変位部は、前記固定部に溶接されると良い。

好ましくは、請求項６に記載の様に、前記荷重検出素子は、前記ベース部材及び前記変位部の何れか一方に設けられるホール素子と、前記ベース部材及び前記変位部の何れか他方に設けられ、前記ホール素子と対向する磁石と、から形成されると良い。

本発明によれば、アーム部材は、トーションバーの他端に固定される固定部と、トーションバーのねじり軸の軸心より一側で固定部に対してねじり軸の軸方向に偏移して設けられ、シート荷重が作用する荷重作用部と、固定部と荷重作用部とを接続する接続部と、ねじり軸の軸心より他側にて固定部に支持され、接続部及び荷重作用部と離間する変位部とを備えている。この構造においては、シート荷重が荷重作用部に作用すると、トーションバーにねじり軸回りのねじれが生じるだけでなく、アーム部材のうちねじり軸の軸心より一側にねじれが生じる。本発明においては、荷重検出素子を保持する変位部が、アーム部材のうちねじり軸の軸心より他側、すなわち、ねじれが生じない部位にて支持され、且つねじれが生じる接続部及び荷重作用部とは離間している。したがって、シート荷重によりベース部材に対してアーム部材が変位する場合に、荷重検出素子が変位する軌道が安定し、この荷重検出素子の変位量、すなわち、ベース部材に対するアーム部材の変位量に基づいて検出されるシート荷重の精度が向上する。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を基に説明する。

図１は、本発明に係るシート荷重検出装置３０が設けられた車両用シート１０の概略図である。シート１０は、シートクッション１０ａと、シートバック１０ｂとからなる。車両の乗員がシート１０に着座した場合には、乗員の体重がシートクッション１０ａに鉛直方向に作用することになる。シート荷重検出装置３０は、シートクッション１０ａに作用する乗員の体重（以下、シート荷重）を検出するものである。

シート荷重検出装置３０は、シート１０の前・後部における左右方向（図１にて紙面に直交する方向）の各側縁（計４箇所）にそれぞれ設けられている。各シート荷重検出装置３０にて検出された荷重の総和が上記シート荷重として検出される。なお、シート荷重検出装置３０の配置個数及び配置箇所は、適宜変更可能である。

シート１０が設置されるフロア９（設置部）には、ロアレール１３が固定されている。ロアレール１３は、アッパーレール１２を前後方向（図１示左右方向）にスライド可能に支持している。アッパーレール１２は、シート荷重検出装置３０の固定ブラケット３１（ベース部材）に固定されている。シートクッション１０ａ内に設けられるフレーム１１は、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）に固定されている。

シート１０の前部に配置されたシート荷重検出装置３０と、シート１０の後部に配置されたシート荷重検出装置３０とは、前後方向に関して対称である以外は同一の構造を有する。以下、シート１０の前部に配置されたシート荷重検出装置３０の構造について、図２及び図３を参照して説明する。

図２は、シート荷重検出装置３０の正面図、図３は、シート荷重検出装置３０の上面図（図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図）である。

シート荷重検出装置３０は、ロアレール１３及びアッパーレール１２を介してフロア９に固定される固定ブラケット３１と、固定ブラケット３１に一端３４ａが固定され、且つ水平方向のねじり軸心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３４ｂに固定され、且つシート荷重が作用するアームブラケット３２と、固定ブラケット３１に対するアームブラケット３２の変位量に基づいてシート荷重を検出する荷重検出素子５０と、を備えている。

固定ブラケット３１及びアームブラケット３２は、上下方向（図２示上下方向）に延在し、板状に形成されている。固定ブラケット３１は、アームブラケット３２に対して左右方向（水平方向、図３示上下方向）に対向して配置される。これにより、固定ブラケット３１及びアームブラケット３２においては、同方向の設置寸法（幅）を小さくし易い。固定ブラケット３１は、ボルト等の締結手段を用いてアッパーレール１２に固定されている。アームブラケット３２は、筒状の制限ピン４１及びこの制限ピン４１に螺合されるボルト３８を介して、シートクッション１０ａ内のフレーム１１に回動自在に接続されている。制限ピン４１は、アームブラケット３２に溶接固定されている。この構造においては、ボルト３８のうちフレーム１１と交わる部位３８ａ（以下、荷重作用部３８ａ）にシート荷重が作用することとなる。この荷重作用部３８ａは、トーションバー３４のねじり軸心Ｘより後方（一側）に設けられている。シート荷重が荷重作用部３８ａに作用すると、アームブラケット３２は、固定ブラケット３１に対し、トーションバー３４のねじり軸心Ｘ回りに変位する。

固定ブラケット３１には、アームブラケット３２の制限ピン４１が挿通される挿通孔４２が設けられている。制限ピン４１と挿通孔４２との間には、所定の隙間が設けられている。これら制限ピン４１及び挿通孔４２は、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の外面が挿通孔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。

トーションバー３４において、一端３４ａと他端３４ｂの間には、シート荷重によりねじれが発生するように一端３４ａ，他端３４ｂよりも小径に形成されたねじれ部３４ｃ（ねじり軸）が設けられている。このねじれ部３４ｃ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。

アームブラケット３２には、トーションバー３４の他端３４ｂに固定される固定端３６ａ（固定部）を有する筒部３６と、筒部３６と荷重作用部３８ａとを接続する接続部３７とが一体に設けられている。筒部３６は、トーションバー３４のねじれ部３４ｃの軸方向（図３示上下方向）に延在し、トーションバー３４を包囲している。接続部３７は、上下方向に延在し、板状に形成されている。接続部３７は、トーションバー３４のねじり軸心Ｘより後方に設けられ、筒部３６の自由端３６ｂに固定されている。この構造において、荷重作用部３８ａは、筒部３６の固定端３６ａに対し、トーションバー３４のねじれ部３４ｃの軸方向に偏移して設けられている。したがって、シート荷重が荷重作用部３８ａに作用した場合、アームブラケット３２のうちトーションバー３４のねじり軸心Ｘより後方にある部分（すなわち、接続部３７及び荷重作用部３８ａ）には、ねじれが発生することとなる。

アームブラケット３２には、さらに、変位部３９が設けられている。変位部３９は、トーションバー３４のねじり軸心Ｘより前方（他側）にて筒部３６に支持され、筒部３６の上部及び下部から後方に延在している。変位部３９は、接続部３７及び荷重作用部３８ａと溝３９ａを介して離間している。この構造においては、シート荷重により接続部３７と荷重作用部３８ａにねじれが発生した場合であっても、このねじれが変位部３９には影響しない。したがって、アームブラケット３２の変位部３９は、シート荷重が荷重作用部３８ａに作用した場合、固定ブラケット３１に対してトーションバー３４のねじり軸心Ｘ回りにのみ変位することとなる。

なお、変位部３９として、図４及び図５に示す構造も適用可能である。図４に示す変位部３９’は、トーションバー３４のねじり軸心Ｘより前方にて筒部３６に支持され、筒部３６の下部から後方に延在している。変位部３９’は、筒部３６に片持ち支持されている。変位部３９’は、接続部３７及び荷重作用部３８ａと切欠き３９ａ’を介して離間している。図５に示す変位部３９’’は、トーションバー３４のねじり軸心Ｘより前方にて、筒部３６と一体に形成された支持部３５に支持され、支持部３５の下部から後方に延在している。変位部３９’’は、独立して設けられたものであり、支持部３５に溶接・ボルト締め等の手段を用いて固定されている。変位部３９’’は、接続部３７及び荷重作用部３８ａと溝３９ａ’’を介して離間している。

荷重検出素子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回りの変位量を測定する。荷重検出素子５０は、アームブラケット３２の変位部３９（３９’、３９’’）に固定された磁石５２と、固定ブラケット３１に固定され、磁石５２に対向するホール素子５１とから形成されている。尚、出力端子等の外部との電気接続を持つホール素子５１を固定ブラケット３１に設け、外部との電気接続を持たない磁石５２をアームブラケット３２に設けたが、固定ブラケット３１に磁石５２を設け、アームブラケット３２にホール素子５１を設けても構わない。

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。したがって、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。

以上説明した様に、本発明のシート荷重検出装置３０によれば、アームブラケット３２は、トーションバー３４の他端３４ｂに固定される固定端３６ａを有する筒部３６と、トーションバー３４のねじれ部３４ｃのねじり軸心Ｘより一側で筒部３６の固定端３６ａに対してねじれ部３４ｃの軸方向に偏移して設けられ、シート荷重が作用する荷重作用部３８ａと、筒部３６と荷重作用部３８ａとを接続する接続部３７と、ねじり軸心Ｘより他側にて筒部３６に支持され、接続部３７及び荷重作用部３８ａと離間する変位部３９とを備えている。この構造においては、シート荷重が荷重作用部３８ａに作用すると、トーションバー３４にねじり軸心Ｘ回りのねじれが生じるだけでなく、アームブラケット３２のうちねじり軸心Ｘより一側にねじれが生じる。本発明においては、一方の荷重検出素子５０（磁石５２）を保持する変位部３９が、アームブラケット３２のうちねじり軸心Ｘより他側、すなわち、ねじれが生じない部位にて支持され、且つねじれが生じる接続部３７及び荷重作用部３８ａとは離間している。したがって、シート荷重により固定ブラケット３１に対してアームブラケット３２が変位する場合に、一方の荷重検出素子５０（磁石５２）が他方の荷重検出素子５０（ホール素子５１）に対して変位する軌道が安定し、この磁石５２のホール素子５１に対する変位量、すなわち、固定ブラケット３１に対するアームブラケット３２の変位量に基づいて検出されるシート荷重の精度が向上する。

本発明に係るシート荷重検出装置３０が設けられたシート１０の概略図。 シート荷重検出装置３０の正面図。 シート荷重検出装置３０の上面図（図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図）。 シート荷重検出装置３０の他の実施形態を示す図。 シート荷重検出装置３０の他の実施形態を示す図。

符号の説明

９ フロア（設置部）
１０ シート
３０ シート荷重検出装置
３１ 固定ブラケット（ベース部材）
３２ アームブラケット（アーム部材）
３４ トーションバー
３４ａ 一端
３４ｂ 他端
３４ｃ ねじれ部（ねじり軸）
３６ａ 固定端（固定部）
３７ 接続部
３８ａ 荷重作用部
３９ 変位部
３９’ 変位部
３９’’ 変位部
５０ 荷重検出素子
Ｘ ねじり軸心（ねじり軸の軸心）

Claims (6)

1. 鉛直方向のシート荷重を検出するシート荷重検出装置であって、
   シートが設置される設置部に固定されるベース部材と、
   一端が前記ベース部材に固定され、水平方向のねじり軸を有するトーションバーと、
   該トーションバーの他端に固定される固定部と、前記ねじり軸の軸心より一側で前記固定部に対して前記ねじり軸の軸方向に偏移して設けられ、前記シート荷重が作用する荷重作用部と、前記固定部と前記荷重作用部とを接続する接続部とを有し、前記シート荷重により前記ベース部材に対して変位するアーム部材と、
   前記ベース部材及び前記アーム部材にそれぞれ設けられ、前記ベース部材に対する前記アーム部材の変位量に基づいて前記シート荷重を検出する荷重検出素子と、
   を備え、
   前記アーム部材は、
   前記ねじり軸の軸心より他側にて前記固定部に支持され、前記接続部及び前記荷重作用部と離間し、前記荷重検出素子の一方を保持する変位部
   をさらに備えることを特徴とするシート荷重検出装置。
2. 前記変位部の一端のみが前記固定部に支持されることを特徴とする請求項１に記載のシート荷重検出装置。
3. 前記変位部は、前記接続部及び前記荷重作用部と溝を介して離間していることを特徴とする請求項１に記載のシート荷重検出装置。
4. 前記変位部は、前記接続部及び前記荷重作用部と切欠きを介して離間していることを特徴とする請求項１に記載のシート荷重検出装置。
5. 前記変位部は、前記固定部に溶接されることを特徴とする請求項１に記載のシート荷重検出装置。
6. 前記荷重検出素子は、
   前記ベース部材及び前記変位部の何れか一方に設けられるホール素子と、
   前記ベース部材及び前記変位部の何れか他方に設けられ、前記ホール素子と対向する磁石と、
   から形成されることを特徴とする請求項１に記載のシート荷重検出装置。

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