JP2011021968A

JP2011021968A - シート重量測定装置

Info

Publication number: JP2011021968A
Application number: JP2009166559A
Authority: JP
Inventors: Motoki Ogata; 基樹緒方; Takaaki Ogawa; 孝昭小川; Kazuhiro Nomura; 和宏野村
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-07-15
Filing date: 2009-07-15
Publication date: 2011-02-03

Abstract

【課題】本発明は、連結部材に降伏応力を超える過大な荷重が付加された場合でも、出力信号の精度が劣化するということがないシート重量測定装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】本発明のシート重量測定装置は、起歪体１１ａとシートレール取付部２６との連接部２６ａもしくは起歪体１１ａと荷重入力取付部２３との固定部２４に過大な応力が加わって破壊することにより連結部材４４がシート側に移動する際に、前記連結部材４４がストッパ４７に当接する構成としたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用シート等の重量を測定するためのシート重量測定装置に関するものである。

従来のこの種のシート重量測定装置は図５，図６に示すように構成されていた。

図５は従来のシート重量測定装置の側面図、図６は従来のシート重量測定装置における重量センサおよびストッパの近傍の側面図である。

図５，図６において、１はシートレールである。２は重量センサで、この重量センサ２は下側にシートレール取付部３を設けており、このシートレール取付部３をボルト４とナット５で締結することによりシートレール１に取り付けている。また、前記重量センサ２は歪抵抗素子（図示せず）を有する起歪体（図示せず）を設けており、この起歪体（図示せず）により、外部からの荷重により発生する歪を検出している。そしてまた、前記重量センサ２は上方の外側面にネジ部（図示せず）を有する荷重入力取付部６を設けている。７は連結部材で、この連結部材７は前記重量センサ２における荷重入力取付部６にナット８で取り付けられるとともに、シート（図示せず）の重量を重量センサ２における荷重入力取付部６に伝達している。９は突状の下側ストッパで、この下側ストッパ９はシートレール１に設けられるとともに、連結部材７の下側への移動を規制している。１０はシートレール１に設けられた上側ストッパで、この上側ストッパ１０は前記連結部材７の上側への移動を規制している。

以上のように構成された従来のシート重量測定装置について、次に、その動作を説明する。

シート（図示せず）の上に設けた車（図示せず）の座席（図示せず）に人が着座すると、シート（図示せず）の重量が増加する。そうすると、連結部材７を介して重量センサ２における荷重入力取付部６に伝達される荷重が増加するため、重量センサ２における起歪体（図示せず）に加わる応力が増加し、歪抵抗素子（図示）の抵抗値が変化する。そして、この抵抗値の変化はリード線（図示せず）により外部回路（図示せず）に出力され、重量センサ２に負荷される荷重を電気信号として出力するものであった。

ここで、連結部材７に過大な荷重が付加される場合を考えると、従来のシート重量測定装置においては、連結部材７が下側ストッパ９または上側ストッパ１０に当接するようにしているため、それ以上、連結部材７が変形するのを防止することができるものであった。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開２００８−２９９９号公報

しかしながら、上記した従来の構成においては、連結部材７に降伏応力を超える過大な荷重が付加されると、連結部材７が上側ストッパ１０に当接した後、変形し続けるため、連結部材７は塑性変形してこの連結部材７に永久歪が残ることになり、これにより、重量センサ２の出力信号の零点が変動することになるため、シート重量測定装置の出力信号の精度が劣化してしまうという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、連結部材に降伏応力を超える過大な荷重が付加された場合でも、出力信号の精度が劣化するということがないシート重量測定装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、車両に固定されているシートレールと、このシートレールに取り付けられるシートレール取付部と一端が前記シートレール取付部に固定されるとともに少なくとも１つの歪抵抗素子を有する起歪体とこの起歪体の他端に固定される荷重入力取付部とからなるシートの重量を測定する重量センサと、この重量センサにおける荷重入力取付部を取り付けるとともにシートの重量を前記荷重入力部に伝達する連結部材とを備え、前記シートレールにストッパを設け、前記起歪体とシートレール取付部との連接部もしくは起歪体と荷重入力取付部との固定部に過大な応力が加わって破壊することにより連結部材がシート側に移動する際に、連結部材が前記ストッパに当接する構成としたもので、この構成によれば、起歪体とシートレール取付部との連接部もしくは起歪体と荷重入力取付部との固定部に過大な応力が加わって破壊することにより連結部材がシート側に移動する際に、連結部材が前記ストッパに当接する構成としているため、連結部材にさらに過大な荷重が付加された場合は、連結部材が塑性変形する前に、起歪体とシートレール取付部との連接部もしくは起歪体と荷重入力取付部との固定部に過大な応力が加わって破壊することになり、これにより、連結部材の塑性変形を防止することができるとともに、連結部材がシート側に移動する際に、前記連結部材がストッパに当接する構成としているため、連結部材のシート側への飛び出しも防止することができるという作用効果を有するものである。

以上のように本発明のシート重量測定装置は、車両に固定されているシートレールと、このシートレールに取り付けられるシートレール取付部と一端が前記シートレール取付部に固定されるとともに少なくとも１つの歪抵抗素子を有する起歪体とこの起歪体の他端に固定される荷重入力取付部とからなるシートの重量を測定する重量センサと、この重量センサにおける荷重入力取付部を取り付けるとともにシートの重量を前記荷重入力部に伝達する連結部材とを備え、前記シートレールにストッパを設け、前記起歪体とシートレール取付部との連接部もしくは起歪体と荷重入力取付部との固定部に過大な応力が加わって破壊することにより連結部材がシート側に移動する際に、連結部材が前記ストッパに当接する構成としているため、連結部材にさらに過大な荷重が付加された場合は、連結部材が塑性変形する前に、起歪体とシートレール取付部との連接部もしくは起歪体と荷重入力取付部との固定部に過大な応力が加わって破壊することになり、これにより、連結部材の塑性変形を防止することができるとともに、連結部材がシート側に移動する際に、前記連結部材がストッパに当接する構成としているため、連結部材のシート側への飛び出しも防止することができるという効果を奏するものである。

本発明の一実施の形態におけるシート重量測定装置の側断面図同シート重力測定装置における重量センサの側断面図同重量センサにおける起歪体の展開図同重量センサの回路図従来のシート重量測定装置の側面図従来のシート重力測定装置における重量センサの近傍の側面図

以下、本発明の一実施の形態におけるシート重量測定装置について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態におけるシート重量測定装置の側断面図、図２は同シート重量測定装置における重量センサの側断面図、図３は同重量センサにおける起歪体の展開図、図４は同重量センサの回路図である。

図１〜図４において、１１は重量センサで、この重量センサ１１は、フェライト系ステンレスにより円筒形状に構成された起歪体１１ａを設けており、この起歪体１１ａは垂直方向に設置されるとともに、外側面にＡｇからなる第１の電源電極１２、第２の電源電極１３、第１の出力電極１４、第２の出力電極１５およびＧＮＤ電極１６を互いに近傍に位置するように設けている。また、前記起歪体１１ａの下側の外側面には、一対の第１の下側歪抵抗素子１７を直列に設けており、そして、この第１の下側歪抵抗素子１７は、一端を回路パターン１８により前記第１の電源電極１２と電気的に接続し、かつ他端を前記第１の出力電極１４と接続している。そしてまた、前記起歪体１１ａの下側の外側面には、一対の第１の下側歪抵抗素子１７の間に位置して一対の第２の下側歪抵抗素子１９を設けており、そして、この第２の下側歪抵抗素子１９は、一端を回路パターン１８により前記第２の出力電極１５と電気的に接続し、かつ他端をＧＮＤ電極１６と電気的に接続している。さらに、前記起歪体１１ａの上側の外側面には、前記一対の第１の下側歪抵抗素子１７の上側に位置して、一対の第１の上側歪抵抗素子２０を直列に設けている。そして、この第１の上側歪抵抗素子２０は、一端を回路パターン１８により前記第１の下側歪抵抗素子１７および第１の出力電極１４に電気的に接続し、かつ他端をＧＮＤ電極１６と接続している。さらにまた、前記起歪体１１ａの上側の外側面には、前記一対の第１の上側歪抵抗素子２０の間に位置して、一対の第２の上側歪抵抗素子２１を設けており、そして、この第２の上側歪抵抗素子２１は、一端を回路パターン１８により前記第２の下側歪抵抗素子１９および第２の出力電極１５と電気的に接続し、かつ他端を第２の電源電極１３と電気的に接続することによりブリッジ回路を構成している。また、前記円筒形状の起歪体１１ａには内側に突出する突出部２２を設けている。

２３は金属製の荷重入力取付部で、この荷重入力取付部２３は、前記起歪体１１ａにおける上側の固定部２４を閉塞するとともに、外側面にネジ部２５を設けている。２６はシートレール取付部で、このシートレール取付部２６は、前記起歪体１１ａにおける突出部２２から下方へ向かって連接するように設けられている。３３は樹脂製のケースで、このケース３３にはポリイミド製の回路基板３５を設けており、そして、この回路基板３５は前記起歪体１１ａにおける第１の電源電極１２、第２の電源電極１３、第１の出力電極１４、第２の出力電極１５、およびＧＮＤ電極１６と電気的に接続しているものである。さらに、前記回路基板３５にはＩＣからなる処理回路３６を設けており、そして、この処理回路３６により、起歪体１１ａにおける第１の下側歪抵抗素子１７、第２の下側歪抵抗素子１９、第１の上側歪抵抗素子２０、第２の上側歪抵抗素子２１および回路パターン１８から構成されるブリッジ回路の出力信号を処理しているものである。また、前記ケース３３にはコネクタ端子３７を有するコネクタ部３８を設けており、そして、前記コネクタ端子３７は前記回路基板３５に電気的に接続するとともに、出力信号を外部に出力しているものである。

３９はシートレールで、このシートレール３９と前記重量センサ１１とは、シートレール３９の上面に当接しているフランジ４０に設けた孔４１に重量センサ１１におけるシートレール取付部２６の外周を溶接することにより取り付けているものである。そして、前記シートレール３９とフランジ４０とはシートレール３９に設けたボルト４２にナット４３を締結することにより固定しているものである。４４は連結部材で、この連結部材４４は孔４５を設けており、そしてこの孔４５に重量センサ１１における荷重入力取付部２３を挿入するとともに、荷重入力取付部２３の外周に設けられたネジ部２５にナット４６を締結することにより取り付けているものである。４７はストッパで、このストッパ４７は下端が前記ナット４３に当接するとともに、上側でストッパ締結ナット４８と当接しているもので、これにより、前記連結部材４４がシート側に離脱するのを防止するように設けられている。

以上のように構成された本発明の一実施の形態におけるシート重量測定装置について、次に、その組立方法について説明する。

まず、ステンレス板（図示せず）の上面にガラスペースト（図示せず）を印刷した後、約８５０℃で約１０分間焼成して起歪体１１ａを形成する。

次に、前記起歪体１１ａの外側面に位置して銀のペースト（図示せず）を印刷し、約８５０℃で約１０分間焼成することにより、前記起歪体１１ａの外側面に第１の電源電極１２、第２の電源電極１３、第１の出力電極１４、第２の出力電極１５、ＧＮＤ電極１６および回路パターン１８を形成する。

次に、前記起歪体１１ａの外側面にメタルグレーズ系ペースト（図示せず）を印刷した後、約１３０℃で約１０分間乾燥し、その後、前記起歪体１１ａを約８５０℃で約１０分間焼成することにより、第１の下側歪抵抗素子１７、第２の下側歪抵抗素子１９、第１の上側歪抵抗素子２０および第２の上側歪抵抗素子２１を形成する。

次に、インサート成形によりコネクタ端子３７を予め埋設したケース３３に回路基板３５を載置した後、処理回路３６を実装することにより、処理回路３６をコネクタ端子３７に電気的に接続する。

次に、フランジ４０に設けた孔４１に、重量センサ１１におけるシートレール取付部２６の外周を溶接する。

次に、ボルト４２を予め設けたシートレール３９の上面に、重量センサ１１を設けたフランジ４０を載置した後、ボルト４２にナット４３を締結する。

次に、荷重入力取付部２３に連結部材４４における孔４５を挿入した後、ネジ部２５にナット４６を締結することにより、重量センサ１１における荷重入力取付部２３に連結部材４４を取り付ける。

最後に、連結部材４４の上側に位置して、シートレール３９のボルト４２の上面にストッパ４７を載置した後、ストッパ締結ナット４８を締結することにより、ストッパ４７を固定する。

以上のようにして構成され、かつ組み立てられた本発明の一実施の形態におけるシート重量測定装置について、次に、その動作を説明する。

シート（図示せず）に乗員が座ると、連結部材４４に上方より荷重が付加される。そうすると、起歪体１１ａにおける突出部２２にせん断荷重が加わる。そして、このせん断荷重によって、突出部２２に連接した円筒形状の起歪体１１ａの外側面にはモーメント力が作用し、これにより、起歪体１１ａの上端の径は小さくなり、かつ上側の外側面は収縮するものである。

これにより、起歪体１１ａの外側面に設けられた一対の第１の上側歪抵抗素子２０および一対の第２の上側歪抵抗素子２１の抵抗値は小さくなるとともに、一対の第１の下側歪抵抗素子１７および一対の第２の下側歪抵抗素子１９の抵抗値は大きくなる。

一方、前記起歪体１１ａの下端の径は大きくなって、下側の外側面は拡大するものである。すなわち、第１の電源電極１２および第２の電源電極１３に５Ｖを印加するとともに、ＧＮＤ電極１６を接地して、第１の出力電極１４と第２の出力電極１５との差動電圧を処理回路３６で信号処理すれば、起歪体１１ａに加わる荷重を測定することができるものである。

ここで、連結部材４４の降伏応力を超える過大な荷重が付加された場合を考えて見ると、本発明の一実施の形態におけるシート重量測定装置においては、起歪体１１ａとシートレール取付部２６との連接部２６ａもしくは起歪体１１ａと荷重入力取付部２３との固定部２４に過大な応力が加わって破壊することにより連結部材４４がシート側に移動する際に、連結部材４４がストッパ４７に当接する構成としているため、連結部材４４にさらに過大な荷重が付加された場合は、連結部材４４が塑性変形する前に、起歪体１１ａとシートレール取付部２６との連接部２６ａもしくは起歪体１１ａと荷重入力取付部２３との固定部２４に過大な応力が加わって破壊することになり、これにより、連結部材４４の塑性変形を防止することができるとともに、連結部材４４がシート側に移動する際に、前記連結部材４４がストッパ４７に当接する構成としているため、連結部材４４のシート側への飛び出しも防止することができるという効果を有するものである。

なお、従来のシート重量測定装置においては、連結部材７が下側ストッパ９または上側ストッパ１０に当接することにより、それ以上、連結部材７が変形することを防止するようにしたため、下側ストッパ９および上側ストッパ１０と連結部材７との間の間隙の寸法管理が煩雑なものであったが、本発明の一実施の形態におけるシート重量測定装置においては、連結部材７のシート（図示せず）側への飛び出し防止を目的としているため、連結部材４４とストッパ４７との間隙の寸法管理を容易にできるという作用効果を有するものである。

また、従来のシート重量測定装置における重量センサ２においては、計測する荷重を弾性域内に設定するため、大型化するものであったが、本発明の一実施の形態におけるシート重量測定装置における重量センサ１１においては、連結部材４４が塑性変形する前に、起歪体１１ａとシートレール取付部２６との連接部２６ａもしくは起歪体１１ａと荷重入力取付部２３との固定部２４に過大な応力が加わり破壊する構成としたため、計測する荷重を弾性域内に設定する必要がなくなり、重量センサ１１の小型化が可能なものである。

本発明に係るシート重量測定装置におけるストッパは、連結部材のシート側への飛び出し防止を目的としているため、連結部材とストッパとの間隙の寸法管理を容易にできるという効果を有するものであり、特に、車両用シート等の荷重を測定するためのシート重量測定装置等において有用となるものである。

１１重量センサ
１１ａ起歪体
１７，１９，２０，２１歪抵抗素子
２３荷重入力取付部
２４固定部
２６シートレール取付部
２６ａ連接部
３９シートレール
４４連結部材
４７ストッパ

Claims

車両に固定されているシートレールと、このシートレールに取り付けられるシートレール取付部と一端が前記シートレール取付部に固定されるとともに少なくとも１つの歪抵抗素子を有する起歪体とこの起歪体の他端に固定される荷重入力取付部とからなるシートの重量を測定する重量センサと、この重量センサにおける荷重入力取付部を取り付けるとともにシートの重量を前記荷重入力部に伝達する連結部材とを備え、前記シートレールにストッパを設け、前記起歪体とシートレール取付部との連接部もしくは起歪体と荷重入力取付部との固定部に過大な応力が加わって破壊することにより連結部材がシート側に移動する際に、連結部材が前記ストッパに当接する構成としたシート重量測定装置。