JP3444810B2

JP3444810B2 - シート重量計測装置

Info

Publication number: JP3444810B2
Application number: JP06134199A
Authority: JP
Inventors: 洋青木
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2003-09-08
Anticipated expiration: 2019-03-09
Also published as: JP2000258234A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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計測する装置に
関する。特には、より高精度の計測が行えるように改良
を加えたシート重量計測装置に関する。

【０００２】

【背景技術】自動車に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やエアバッグが備えられる。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、乗員の重量（体重）に合わせてそれらの安全設
備の動作をコントロールしようという動向がある。例え
ば、乗員の体重に合わせて、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
乗員の重量を何らかの手段で知る必要がある。そのよう
な手段の一例として、シートの下の前後左右４隅に荷重
センサ（ロードセル）を配置して、ロードセルにかかる
垂直方向荷重を合計することにより乗員の重量を含むシ
ート重量を計測する、との提案がなされている（同一出
願人による特願平９−１５６６６６号、特願平１０−１
２１６２７号等）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、耐久性があ
り高精度で低コストのシート重量計測装置を得るには、
低い歪を増幅させる歪検出機構を確立する必要がある。
また、装置の機構中における部品の製作誤差や摩擦力に
よる計測誤差をできるだけなくする必要がある。

【０００４】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、車両用シートに座っている乗員の重量を含
むシート重量を計測する装置であって、より高精度の計
測が行えるように改良を加えたシート重量計測装置を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】上
記課題を解決するため、本発明のシート重量計測装置
は、車両用シートの内部又はシートと車体の間に挿入さ
れた、シート重量に関連した荷重（モーメントをも含
む、以下センサ印加荷重ともいう）を受けてこれを電気
信号に変換する荷重センサを備え、シートに座っている
乗員の重量を含むシート重量を計測する装置であって；
該荷重センサが、センサ印加荷重を受けて弾性変形する
センサ部材と、該センサ部材の１つの表面（歪計測面）
に固着された複数のストレインゲージと、を有し、セン
サ部材が片持ち梁であり、一方の端を固定部とし、他方
の端をセンサ印加荷重を印加する印加部とし、中央部を
ストレインゲージ固着部とし、固定部及び荷重印加部共
に補強部材が当てられており、歪をストレインゲージ固
着部に集中させ、上記センサ部材の荷重印加部に当てら
れた補強部材に荷重の作用点が設けられていることを特
徴とする。

【０００６】

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】ストレインゲージ固着部に歪を集中させる
ことにより、高感度の計測を行える。

【００１１】この態様においては、上記センサ部材の荷
重印加部にハーフアームが取り付けられており、該ハー
フアームは、荷重印加部に当てられる比較的剛性の高い
本体と、この本体から突出する羽根部と、を有するとと
もに、該羽根部に単純荷重（モーメントでない通常の荷
重）の作用点が設けられており、該単純荷重がハーフア
ーム本体を介して上記センサ部材の荷重印加部に主に曲
げモーメントとなって伝わる構造（折り返し構造）を有
し、上記ハーフアームの折り返し構造でセンサ部材歪計
測面に凹凸歪を付与することが好ましい。また、上記ハ
ーフアームの単純荷重作用点に、上下荷重以外をスライ
ド式又は回動式に逃す機構が設けられており、上記セン
サ板のストレインゲージ固着部が、平面形状においてく
びれた部分を挟んで対称配置された圧縮・引張の均一表
面歪領域を有することが好ましい。

【００１２】上下以外の前後や回転モーメント荷重が加
わっても凹凸部の歪バランスが変わり上下荷重に対する
総合感度は変わらない。水平面内の方向（車体前後方向
等）のズレがあっても、あるいはセンサ板に軸重がかか
っても圧縮のストレインゲージと引張のストレインゲー
ジで誤差をキャンセルでき、両ストレインゲージの出力
を合算した総合感度は誤差のない値となる。

【００１３】また、本発明のシート重量計測装置におい
ては、上記ハーフアームの荷重作用点と上記センサ部材
の厚さ方向の中心線とがほぼ同一平面上ないしは±５mm
以内の高さ差にあることが好ましい。すなわち、上記作
用点に摩擦力（軸力）が作用した場合においても、その
摩擦力によりセンサ板をたわませるモーメントのアーム
が短い。したがって、摩擦力によってセンサ板がたわむ
程度が少なく、計測誤差が減る。

【００１４】以下、図面を参照しつつ説明する。まず、
図９を参照しつつ自動車のシート回りの構造を説明す
る。図９（Ａ）は、シートを車体に取り付ける部分の構
造例を模式的に示す正面断面図である。図９（Ｂ）は、
側面図である。なお、図中における矢印は以下の方向を
示す。上：車体が水平なときの重力方向上方向、下：同
下方向、前：車両前進方向、後：車両後進方向、左：車
両前進方向に向かって左、右：同右。

【００１５】図９にはシート３が示されている。シート
３のシートクッション３ａ上に人１が座る。シートクッ
ション３ａの下面は鋼板製のシートフレーム５によって
支持されている。シートフレーム５は、底板５ａ、横板
５ｃ、縦板５ｅ、スライド板５ｇ等の部位からなる。底
板５ａはシートクッション３ａの下面を覆うように広が
っている。横板５ｃは、底板５ａの下面の左右側方に沿
って延びている。縦板５ｅは横板５ｃの下面中央部から
垂下している。スライド板５ｇは、縦板５ｅの左右に羽
根のように突出しており、さらに先端部は上方に屈曲し
ている。

【００１６】シートレール７は、シート３の左右の下方
に、前後方向に延びるように２本平行して設けられてい
る。シートレール７の断面は、Ｕ字型をしており、内部
に凹部７ｃが存在する。この凹部７ｃの上の口は前後方
向に延びる溝７ａとなっている。この溝７ａにはシート
フレーム５の縦板５ｅが入っている。シートレール７の
凹部７ｃ内には、シートフレーム７のスライド板５ｇが
入っている。スライド板５ｇはシートレール７内で前後
方向にスライド可能である。

【００１７】シートレール７の下面にはシート重量計測
装置９が連結されている。シート重量計測装置９は、前
後方向に延びる細長い箱状の外形をしている。このシー
ト重量計測装置９の詳細については後述する。シート重
量計測装置９の下面の前後端部にはシートブラケット１
１が取り付けられている。このシートブラケット１１は
車体のシート取付部１３にボルト等により固定されてい
る。

【００１８】図４は、本発明の１実施例に係るシート重
量計測装置の全体構成を示す図である。（Ａ）は平面
図、（Ｂ）は側面断面図、（Ｃ）及び（Ｄ）は正面断面
図である。なお、図４（Ａ）、（Ｂ）において後方の約
半分の部分は図示省略されている。図５は、図４のシー
ト重量計測装置のほぼ前半分の部分の斜視図である。図
６は、センサ板周りの詳細構成を示す一部破断斜視図で
ある。図７は、センサ板の詳細構成を示す平面図であ
る。図８は、センサ板とハーフアームの関係を示す図で
ある。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は無荷重状態の側面図、
（Ｃ）は荷重がかかった状態を模式的に示す側面図であ
る。

【００１９】このシート重量計測装置９は細長いベース
２１を基体として構成されている。ベース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４
（Ｃ）、（Ｄ）あるいは図５に示すように、正面断面が
上向きコの字状の鋼板プレス品である。ベース２１の断
面の底の部分を底板２１ｃと呼び、底板２１ｃの左右端
から９０°曲がって上に立ち上がる部分を側板２１ａと
呼ぶ。

【００２０】ベース側板２１ａには、図５（Ａ）に最も
よく示すように、前後それぞれ２カ所ずつのピン孔２１
ｅ、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、ベース２１の前後端からベー
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、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２７の端部が入
っている。

【００２１】ブラケットピン２７と長孔２１ｅの上下・
左右には隙間があって、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２
５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、詳細後述）には伝わ
らない。つまり、ピン２７と長孔２１ｅは、センサ板５
１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。

【００２２】長孔２１ｅのやや中央寄り（ベース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、ベースピン３１が貫
通している。ベースピン３１は、左右のベース側板２１
ａ、２１ａ′間を掛け渡すように存在する。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、
ベースピン３１がベース２１に固定されている。なお、
ベースピン３１はＺアーム２３の回動中心軸である。

【００２３】Ｚアーム２３は、ベース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（図
４、５の右寄り）が左右二叉に分かれ（叉部２３ｈ）、
端寄りが長方形をしている。Ｚアーム２３の端寄りの半
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。叉部２３ｈは単なる平たい
板である。Ｚアーム側板２３ａは、ベース２１の側板２
１ａの内側に沿っている。ただし、両側面２３ａ、２１
ａ間には隙間がある。

【００２４】Ｚアーム側板２３ａにも２カ所のピン孔２
３ｃ、２３ｅが開けられている。前後端寄りのピン孔２
３ｃにはブラケットピン２７が貫通している。ピン孔２
３ｃ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にはベースピン３１が貫通して
いる。ベースピン３１は、Ｚアーム２３の回動中心であ
り、ピン孔２３ｅとベースピン３１の間では、Ｚアーム
２３の回動分だけ摺動がある。ベースピン３１外周のベ
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（図４（Ｄ）参照、図５には不図
示）がはめ込まれている。

【００２５】Ｚアーム２３の叉部２３ｈは、ほぼＺアー
ム２３の全長の半分の長さである。同部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アーム叉部２３ｈの先端の作用
部２３ｊは、図６に示すように、上下のハーフアーム４
１、４２の羽根部４１ａ、４２ａの間にはさまれてい
る。ピンブラケット２５に荷重がかかると、Ｚアーム２
３はわずかに回動して（最大約５°）、作用部２３ｊは
ハーフアーム４１、４２を介してセンサ板５１に荷重を
伝える。

【００２６】ピンブラケット２５は、図４（Ｃ）あるい
は図５（Ｂ）（拡大図）に示すように断面形状が下向き
略コの字状である。前後方向の長さは、ベース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、ここに図５に示すシートレール
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。

【００２７】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２３
ａ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。

【００２８】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。このセン
タリング機構の作用により、シート重量計測装置取り付
け後において、スライド機構や回動機構の可動範囲を両
方向（左右、上下、前後）に確保することができる。

【００２９】次にセンサ板（センサ部材）５１周りの構
成について説明する。まずセンサ板５１自体の構成を説
明する。図７は、本発明の１実施例に係るシート重量計
測装置のセンサ板の構成例を示す図である。図７（Ａ）
はセンサ板の平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のストレイ
ンゲージ及び配線部の断面構造を模式的に示す側面断面
図であり、（Ｃ）はセンサの回路図である。

【００３０】センサ５０の母材であるセンサ板（バネ
材）５１の上には、電気絶縁のための絶縁層（下絶縁
層）５２が形成されている。この絶縁層５２の上に配線
層５３が選択的に形成されている。さらに、この配線層
５３の上に抵抗層５４が選択的に形成され、ストレイン
ゲージが構成されている。そして、それらの保護膜とし
ての絶縁層（上絶縁層）５５が形成されている。このよ
うに、バネ材５１の上に抵抗などの電気回路を直接に積
層形成しているので、加工コストや組付けコストを低減
でき、さらに耐熱性や耐腐食性を向上できる。

【００３１】センサ板５１は、全体として二カ所のくび
れの入った長方形の板である。センサ板５１の中央部に
は中心軸孔５１ａが開けられている。センサ板５１の両
端部には、ボルト孔５１ｂが開けられている。中心軸孔
５１ａの周縁から中心軸孔５１ａと両ボルト孔５１ｂの
間にかけて、センサ５０が形成されている。荷重センサ
５０の形成領域のうち中心軸孔５１ａと両ボルト孔５１
ｂの間の領域５１ｃには、両側にＶ字状にえぐられたく
びれが設けられている。このくびれにより、センサ板５
１が変形する部分が位置的に固定されるため、センサ５
０の表面歪の位置変化も固定され感度が安定となる。

【００３２】センサ５０は、中心軸孔５１ａの中心に対
してほぼ左右対称に配置されている。センサ５０を構成
する４個の歪抵抗（ストレインゲージ）は、ボルト孔５
１ｂ寄り（端寄り）に引張歪側の２個の歪抵抗５４ａ、
５４ｂが配置されており、中心軸孔５１ａ寄り（中央寄
り）に、圧縮歪側の２個の歪抵抗５４ｃ、５４ｄが配置
されている。そして、４個の歪抵抗５４ａ、５４ｂ、５
４ｃ、５４ｄは、図７（Ｃ）のようなブリッジ回路を形
成するように、配線５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄに
より接続されている。なお、図中の四角の中に１、２、
３、４の数字が入っているものは端子を示す。

【００３３】歪抵抗５４ａ、５４ｃと歪抵抗５４ｂ、５
４ｄの間には、感度調整抵抗５４ｅが配置されている。
なお、歪抵抗５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄによって
センサ板５１の歪を検出する代わりに、静電容量センサ
やホール素子等によってセンサ板５１のたわみを検出
し、そのたわみを荷重に換算してもよい。

【００３４】次にセンサ板５１周りの構造を図６、図８
を参照しつつ説明する。センサ板５１は、ベース底板２
１ｃの中央部において、コラム６３上に、座金６７、ナ
ット６８により強固に固定されている。

【００３５】ハーフアーム４１、４２は、前後・上下４
枚組みの部品であって、センサ板５１の前後を上下から
挟むように組み込まれている。個々のハーフアーム４
１、４２は同じ形状をしているので、上ハーフアーム４
１について説明する。ハーフアーム本体部４１ｃは、長
方形の板状のものであってその中央部には取付孔４１ｅ
（図８（Ｂ）参照）が開いている。本体部４１ｃの中央
寄りの縁部には、後方（又は前方）及び左右方向に延び
る羽根部４１ａが突設されている。羽根部４１ａの裏面
には、左右方向に延びる堤状の支点４１ｂが形成されて
いる。支点４１ｂの先はやや尖った稜となっている。

【００３６】次に、上下ハーフアーム４１、４２、セン
サ板５１、Ｚアーム作用部２３ｊの組み立て構造につい
て説明する。上ハーフアーム４１の本体部４１ｃの下面
及び下ハーフアーム４２の本体部４２ｃの上面はフラッ
トな面であって、センサ板５１の表面にビス４３でピッ
タリ合わせてビス４３で固定されている。上下のハーフ
アーム４１、４２の羽根部４１ａ、４２ａは、支点４１
ｂ、４２ｂ同士を対向させて向かい合っている。両支点
４１ｂ、４２ｂの間にはＺアーム２３の作用部２３ｊが
挟まれている。なお、支点の位置は、２枚のストレイン
ゲージ５４ａ、５４ｃあるいは５４ｄ、５４ｂのちょう
ど中間（センサ板５１のくびれ部５１ｃ）に位置する。

【００３７】シート重量計測装置９のピンブラケット２
５に荷重がかかると、Ｚアーム２３がわずかに回動して
その作用部２３ｊが上に持ち上げられる。このときのセ
ンサ板やハーフアームの様子を模式的に誇張して示すの
が図８（Ｃ）である。Ｚアーム作用部２３ｊが持ち上げ
られると、上ハーフアーム４１の支点４１ｂが持ち上げ
られる。このため、センサ板５１の前後方向端部にモー
メントＭがかかる。このモーメントＭにより、前後方向
端部のストレインゲージ５４ａ、５４ｂは引っ張られ、
中央部のストレインゲージ５４ｃ、５４ｄは圧縮され
る。これによる各ストレインゲージの抵抗変化を電気信
号として取り出して、センサ板の歪ひいてはピンブラケ
ット２５にかかる荷重を計測する。

【００３８】次に、図１、２、３を参照しつつ本発明の
１実施例に係るシート重量計測装置のセンサ板周辺の構
造の作用について説明する。図１は、本発明の１実施例
に係るシート重量計測装置のセンサ板周辺の構造の作用
を説明するための図である。（Ａ）は側面図である、
（Ｂ）はセンサ板の平面図である、（Ｃ）はセンサ板表
面の歪分布を模式的に示すグラフである。なお、図はい
ずれもセンサ板の前半部及び中央部を示す。図２は、ハ
ーフアームの支点に軸力（前後方向の力）がかかった場
合の作用を説明するための側面図である。図３は、ハー
フアームの支点にかかる軸力が計測データに及ぼす影響
を調べたデータのグラフである。

【００３９】図１（Ａ）に示すように、Ｚアーム２３は
シート重量に応じて上方にわずかに回動し（図４（Ｂ）
参照）、ハーフアーム４１の羽根部４１ａの支点４１ｂ
を持ち上げる。この持ち上げる力Ｗに応じて、ハーフア
ーム本体部４１ｃからセンサ板５１にモーメントＭが伝
わる。モーメントＭによりセンサ板５１は凹凸にたわ
み、表面歪が引張（＋）の領域５１ｙと、表面歪が圧縮
（−）の領域５１ｚが生じる。

【００４０】ここで、上述のように、センサ板５１の端
部を上下から挟むハーフアーム４１及び４２の本体部４
１ｃ及び４２ｃは分厚く剛性が高いので、同部４１ｃ、
４２ｃによって挟まれているセンサ板５１の荷重印加部
５１ｘはほとんど歪まない。また、センサ板５１の中央
部（固定部５１ｗ）も、剛性の高い座金６７やコラム６
３に上下から挟まれているので、同部５１ｗもほとんど
歪まない。

【００４１】一方、荷重印加部５１ｘと中央固定部５１
ｗの間の部分は、図１（Ｂ）に示すように、真中にくび
れ部５１ｃを挟んで、二つの略三角形の部分が対向して
いる平面形状となっている。この部分には、引張側の均
一表面歪領域５１ｙと圧縮側の均一表面歪領域５１ｚが
形成される。領域５１ｙ、５１ｚには、引張側のストレ
インゲージ５４ａ又は圧縮側のストレインゲージ５４ｃ
が固着されている。

【００４２】このため、上記引張歪のかかるストレイン
ゲージと圧縮歪のかかるストレインゲージをブリッジ回
路上で逆位相に接続することにより、ストレインゲージ
の歪出力を増大させることができる。そのため、高感度
の計測を行うにもかかわらず、センサの歪を低減して長
寿命化が図れる。また、ストレインゲージの固着される
歪計測面はセンサ板５１の片面であるので、スクリーン
印刷法などによりストレインゲージや配線層を成膜する
場合に、成膜処理が片面で済む。そのためセンサの製造
コストを低く抑えることができる。

【００４３】また、ほぼ表面歪の均一な領域にストレイ
ンゲージを固着（成膜も含む）すれば、ストレンゲージ
の位置が多少ズレても歪が変わらないので計測誤差とな
らない。したがって、計測精度を確保しつつ製造工程の
品質要求を下げることができる。

【００４４】さらに、ストレインゲージ固着部に歪を集
中させることにより、高感度の計測を行えるとともに他
の部分の部品の製作誤差・組立誤差があっても計測誤差
が生じることがない。

【００４５】次に、Ｚアーム２３からハーフアームに作
用する軸力について、図２を参照しつつ説明する。前述
のように、Ｚアーム２３の作用部２３ｊからは、ハーフ
アーム４１の羽根部４１ａの支点４１ｂに力Ｗが作用す
る。この力Ｗは、ハーフアーム２３の構造から、ほとん
どが上下方向の力Ｗ_vである。しかし、一部に水平方向
の成分Ｗ_hが混在することもありうる。また、Ｚアーム
２３の伸びや位置ズレにより、支点４１ｂに横方向の摩
擦力が作用することもあり得る。

【００４６】摩擦や変形による力については、Ｚアーム
作用部２３ｊと支点４１ｂとが軸方向（前後方向）に拘
束されておらず、滑りやすい線接触構造となっているの
で、極力ハーフアーム４１に軸力がかからない（逃す）
ようにすることができる。さらに、軸力Ｗ_hがかかった
場合においても、引張側のストレインゲージ５４ａと圧
縮側５４ｃの出力を差し引くことにより、センサ板５１
に働く軸方向応力をキャンセルできる。

【００４７】この様子を示すのが図３である。図３のグ
ラフの横軸はシートにかかる荷重（単位ｋｇｆ）を表
し、縦軸はストレインゲージの出力（単位ｍＶ）を表
す。図中に示す圧縮側及び引張側のストレインゲージの
出力には、荷重の上げ下げに伴うヒステリシスがはっき
りと見られる。これは、荷重の上げ下げ時にＺアームと
ハーフアーム間に軸力が生じているためである。しか
し、引張側から圧縮側を差し引いた合計には、ほとんど
ヒステリシスが見られず、リニアリティーのよいデータ
となっている。これは、上述の軸力キャンセル作用のお
かげである。

【００４８】すなわち、上下以外の前後や回転モーメン
ト荷重が加わっても凹凸部の歪バランスが変わり、セン
サの上下荷重に対する総合感度は変わらない。つまり、
水平面内の方向（車体前後方向等）のズレがあっても、
あるいはセンサ板に軸重がかかっても圧縮のストレイン
ゲージと引張のストレインゲージで誤差をキャンセルで
き、両ストレインゲージの出力を合算した総合感度は誤
差のない値となる。

【００４９】なお、軸力Ｗ_hがあると、センサ板５１の
中心線とハーフアーム支点４１ｂとの間隔Ｓ（図２）が
モーメントアームとなって、Ｗ_h×Ｓのモーメントがセ
ンサ板５１にかかり誤差要因を生むこととなる。そこ
で、本発明のシート重量計測装置においては、上記ハー
フアーム４１の荷重作用点４１ｂと上記センサ板５１の
厚さ方向の中心線とがほぼ同一平面上ないしは±５mm以
内の高さ差にあるようにしている。すなわち、上記作用
点４１ｂに摩擦力（軸力Ｗ_h）が作用した場合において
も、その摩擦力によりセンサ板をたわませるモーメント
のアームが短い。したがって、摩擦力によってセンサ板
がたわむ程度が少なく、計測誤差が減る。

【００５０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、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計測
する装置において、耐久性があり高精度で低コストのシ
ート重量計測装置を得ることができる。また、装置の機
構中における部品の製作誤差や摩擦力による計測誤差の
少ないシート重量計測装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係るシート重量計測装置の
センサ板周辺の構造の作用を説明するための図である。
（Ａ）は側面図である、（Ｂ）はセンサ板の平面図であ
る、（Ｃ）はセンサ板表面の歪分布を模式的に示すグラ
フである。なお、図はいずれもセンサ板の前半部及び中
央部を示す。

【図２】ハーフアームの支点に軸力（前後方向の力）が
かかった場合の作用を説明するための側面図である。

【図３】ハーフアームの支点にかかる軸力が計測データ
に及ぼす影響を調べたデータのグラフである。

【図４】本発明の１実施例に係るシート重量計測装置の
全体構成を示す図である。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側
面断面図、（Ｃ）及び（Ｄ）は正面断面図である。

【図５】図５（Ａ）は図４のシート重量計測装置のほぼ
前半分の部分の斜視図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）
の左右方向に沿う一部断面図である。

【図６】センサ板周りの詳細構成を示す一部破断斜視図
である。

【図７】本発明の１実施例に係るシート重量計測装置の
センサ板の構成例を示す図である。図７（Ａ）はセンサ
板の平面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のストレイ
ンゲージ及び配線部の断面構造を模式的に示す側面断面
図であり、図７（Ｃ）はセンサの回路図である。

【図８】センサ板とハーフアームの関係を示す図であ
る。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は無荷重状態の側面図、
（Ｃ）は荷重がかかった状態を模式的に示す側面図であ
る。

【図９】（Ａ）は、シートを車体に取り付ける部分の構
造例を模式的に示す正面断面図である。（Ｂ）は、側面
図である。

【符号の説明】

１人３シート３ａシートクッション５シートフレ
ーム５ａ底板５ｃ横板５ｅ縦板５ｇスライド板７シートレール７ａ溝７ｃ凹部９シート重量
計測装置１１シートブラケット１３車体（シ
ート取付部）２１ベース２１ａ側板２１ｃ底板２１ｅ長孔（ピ
ン孔）２１ｇピン孔２３Ｚアーム２３ａ側板２３ｃピン孔２３ｅピン孔２３ｈ叉部２３ｊ作用部２５ピンブラ
ケット２５ａ上面２５ｂ側板２５ｃ孔２７ブラケッ
トピン２９バネ板３１ベースピ
ン３３リテーナー３５スペーサ４１上ハーフアーム４１ａ、４２ａ
羽根部４１ｂ支点４１ｃ、４２ｃ
本体部４１ｅ取付孔４２下ハーフ
アーム４３ビス５０センサ部５１センサ板５１ａ中心軸孔５１ｂボルト孔５１ｃくびれ部５１ｗ中央固定部５１ｘ荷重印加
部５１ｙ引張領域５１ｚ圧縮領域５２絶縁層（下絶縁層）５３配線層５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ配線５４抵抗層５５絶縁層
（上絶縁層）５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ歪抵抗５４ｅ感度調整抵抗６３コラム６７座金６８ナット

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01L 1/22 G01G 3/14 G01G 19/12 G01G 19/52 G01G 3/13

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両用シートの内部又はシートと車体の
間に挿入された、シート重量に関連した荷重（モーメン
トをも含む、以下センサ印加荷重ともいう）を受けてこ
れを電気信号に変換する荷重センサを備え、シートに座
っている乗員の重量を含むシート重量を計測する装置で
あって；該荷重センサが、センサ印加荷重を受けて弾性変形する
センサ部材と、該センサ部材の１つの表面（歪計測面）
に固着された複数のストレインゲージと、を有し、センサ部材が片持ち梁であり、一方の端を固定部とし、他方の端をセンサ印加荷重を印
加する印加部とし、中央部をストレインゲージ固着部と
し、固定部及び荷重印加部共に補強部材が当てられており、
歪をストレインゲージ固着部に集中させ、上記センサ部材の荷重印加部に当てられた補強部材に荷
重の作用点が設けられていることを特徴とするシート重
量計測装置。
【請求項２】上記センサ部材の荷重印加部に当てられ
た補強部材の作用点に作用する荷重が、該補強部材本体
を介して主に曲げモーメントとなって上記センサ部材に
伝わる構造（折り返し構造）を有し、該折り返し構造で上記センサ部材歪計測面に凹凸歪を付
与することを特徴とする請求項１記載のシート重量計測
装置。
【請求項３】上記センサ部材が均一な厚みで部分的に
幅の異なる部材であり、該センサ部材のストレインゲージ固着部が、平面形状に
おいてくびれた部分を挟んで対称配置された圧縮・引張
の均一表面歪領域を有することを特徴とする請求項１又
は２記載のシート重量計測装置。
【請求項４】上記補強部材の荷重作用点に、上下荷重
以外をスライド式又は回動式に逃す機構が設けられてい
ることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のシ
ート重量計測装置。
【請求項５】上記補強部材の荷重作用点と上記センサ
部材の厚さ方向の中心線とがほぼ同一平面上ないしは±
５mm以内の高さ差にあることを特徴とする請求項１〜４
いずれか１項記載のシート重量計測装置。