JP3655745B2 - シート重量計測装置 - Google Patents

Description

【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、荷重センサにかかる荷重の特性をできるだけ単純にすることができ、高精度でシート重量を計測できるシート重量計測装置に関する。また、異常な力がシートにかかった時の安全性を向上できる、あるいは、荷重センサに対する強度要求を緩和できるといった利点を有するシート重量計測装置に関する。さらに、装置全体の寸法を薄くできコンパクトに構成できるシート重量計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、シートレールの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）。
【０００３】
上記のようなシート重量計測装置用の荷重センサとしては、最大計測荷重が５０kg程度で小型のものが望まれる。そのような荷重センサとしては、荷重を受けてたわむセンサ板に歪ゲージを貼った（あるいは形成した）もの、圧電式のもの、荷重を受けてたわむ弾性部材の変位を静電容量センサで検出するもの等がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以下のような特徴を有するシート重量計測装置を提供することを目的とする。
（１）センサにかかる荷重の特性をできるだけ単純にすることができ、シート上の乗員の重量を計測しやすい。
（２）異常な力がシートにかかった時の安全性を向上できる。
（３）装置全体の寸法を薄くでき、また、加工コストや組み立てコストを低減できる。
【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； 車両のシート固定部とシートとを連結し、シート側又は車体側の一方又は両方が回転支点（ピボット）で軸支されているアームを含むシート連結機構と、 車両とシートとの間に加わるシート重量を受け、それを検出する荷重センサ機構と、 上記アームの回動に主に起因する、シートのシート固定部に対する変位をある範囲内に規制する変位規制機構と、 を具備することを特徴とする。
【０００６】
シートが、ピボットに軸支された回動可能なアームを含むシート連結機構により車体に連結されているため、シートに荷重がかかった時におけるシートの車体に対する変位が、ある程度規則性を有するものとなる。そのため、荷重センサにかかる荷重の特性が単純なものとなり、シート上の乗員の重量を捕えやすくなる。この場合、上記荷重センサが、アームにかかるシート重量の上下方向成分を選択的に受けることが好ましい。
なお、本明細書にいうシート重量計測装置の目的は、基本的にはシート上の乗員の重量を測定することである。したがって、シートそのものの重量分をキャンセルして乗員の重量のみを計測する装置も、本明細書にいうシート重量計測装置に含まれる。
【０００７】
本発明においては、上記荷重センサが上記アームを介して上記シート重量を受けることが好ましい。この場合、アームのテコ作用により、シートの変位を増幅あるいは減幅させて荷重センサに伝えることができる。また、荷重センサの荷重範囲をアームのテコ比で変更でき、荷重センサを小型、軽量、安価にできるという利点もある。
【０００８】
また、本発明においては、上記荷重センサが上記シートの左右に各１セットずつ設けられており、該荷重センサがシートの左又は右の全体にかかる重量の合計を検出することが好ましい。センサの数や配線の数・長さを削減できる。その具体例として、荷重センサが、荷重を受けるセンサ板と、該板の撓み又は歪を検出するセンサ本体とを有し、該センサ板が、上記前後シート連結機構のアームを中央部で連結する構造を採用できる。この場合、センサの数が２個から１個にまとめられることに加えて、感度のバラツキや温度差によるバラツキが縮小されるという利点がある。
【０００９】
本発明においては、上記変位規制機構が、上記ピボットの軸ピンの、車体又はシートに対する相対的な変位を規制するものであることが好ましい。また、シートブラケットやシートレール等のピボットの連結部材に、上記軸ピンの変位を規制する部分が設けられていることが好ましい。このようにすれば、構成部品を減らすことができる。
【００１０】
ここで、シートレール又はシートにシートベルト（バックル）のアンカー固定部が接続されている場合、変位規制機構を該アンカー固定部の近傍にのみ設けることができる。あるいは、アンカー固定部の近傍を含む複数の箇所に変位規制機構を設け、アンカー固定部の近傍の変位規制機構のみをシートベルト引張力２５００kgf 程度に耐えられる強固なものとすることができる。これにより、シート重量計測装置全体の重量を軽くできる。
【００１１】
以下、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の１実施例に係るシート重量計測装置の全体構成を模式的に示す側面図である。
以下、本明細書中で、単に前後、左右というときは、乗員１から見ての前後、左右を意味する。
図中には、シート３、その上の乗員１、シート下のシート重量計測装置５等が示されている。シート３は、乗員１の座るシートクッション３ａと、背当てであるシートバック３ｂからなる。シートクッション３ａの底面には前後、左右の４カ所にシートアジャスタ１０が突設されている。なお、図上では左側の前後の２個のアジャスタ１０のみが示されているが、右側のシートアジャスタ１０はその奥に隠れている。このような図示上の関係は、以下に述べる本装置の各部についても同じである。シートアジャスタ１０は、シート３内のフレームが一部が突出した部分であり、乗員１の調整によって、シートレール１１上を前後にスライド可能である。
【００１２】
シートレール１１は溝断面（図示されず）を有する車両の前後方向に延びる部材である。その溝内をシートアジャスタ１０の下端部がスライドする。シートレール１１はシートクッション３ａの下に左右２本設けられている。シート重量計測装置を有しない従来のシートでは、シートレール１１が車体のシャーシのシートブラケットにボルトでしっかりと固定される。シートレール１１の後方の１カ所には、シートベルト２のバックル４を固定するアンカー固定部１２が設けられている。このアンカー固定部１２には、シートベルト２の張力がかかる。車両の衝突時を想定したアンカー固定部１２の破断耐荷重は２０００kgf 以上である。
【００１３】
シートレール１１の下には前後２組のシート重量計測装置５が設けられている。なお、図示されていない右側のシートレールの下にも前後２組のシート重量計測装置５が設けられており、結局、シート３の下には、前後左右４カ所にシート重量計測装置５が設けられている。
【００１４】
この実施例のシート重量計測装置５は、シートレール１１とシートブラケット２１との間に配設された、シート連結機構１４や荷重センサ３１等から構成されている。シートレール１１の下面には、前後にピンブラケット１３が突設されている。ピンブラケット１３は、図示されていないが、１本のシートレール１１の左右に２枚設けられている。ピンブラケット１３には、左右方向に貫通するピン孔が開けられており、その孔には軸ピン１５が挿通されている。
【００１５】
一方、シートブラケット２１上にも、前側のピンブラケット３３と後側のピンブラケット兼規制ブラケット２３が立設されている。各ブラケット３３、２３も、図示されていないが、１カ所のシートブラケット２１の左右に２枚設けられている。各ブラケット３３、２３にも左右方向に貫通するピン孔が開けられており、その孔には軸ピン１７が挿通されている。
【００１６】
前後の軸ピン１７、１５は、アーム１６の前後のピン孔にも挿通されている。アーム１６は、軸ピン１７の回りを回動し、前後のアーム１６は長さが等しい。結局、シートレール１１と、前後の二本のアーム１６は、平行四辺形リンク機構を構成する。
なお、後述する荷重センサ３１が標準状態にあるときに、前後の軸ピン１７、１５のシャーシ７上における高さは、ほぼ等しい。したがって、荷重センサ３１にかかる荷重が変動してセンサ３１が微小変形した場合、シートレール１１のセンサベース１９に対する変位は、主に上下方向のみとなる。そのため、荷重センサ３１にかかる力が上下方向を主としたものとなり、乗員の重量計測に与える外乱が少なくなる。別言すれば、シートにかかる荷重のうち前後及び左右方向の成分は、主にアームのピボットに受け持たれる。
【００１７】
前後のシートブラケット２１の間には、板状のセンサベース１９が掛け渡されている。このように掛け渡したのは、シートブラケットの撓みを補強するためであるが、シートブラケットが強固であればセンサベースを掛け渡さなくてもよい。センサベース１９とシートレール１１の間には、前後２個の荷重センサ３１が配置されている。この荷重センサ（ロードセル）３１は、歪板にストレインゲージを貼ったものや、圧電式、静電容量式、磁歪方式、感圧抵抗方式等の板状、棒状、シート状等のセンサを広く用いることができる。
【００１８】
１カ所の荷重センサ３１には、乗員１が座っていない時で、前のセンサーに０〜５kgf 、後ろのセンサーに５〜１０kgf の荷重がかかる。また、体重が７０kgの人が普通に座った状態（標準状態）で、前のセンサーに５〜２０kgf 、後ろのセンサーに１０〜３０kgf の荷重がかかる。荷重センサ３１の測定レインジは、一般的には、−１００kgf （引っ張り）〜＋１００kgf であり、上記標準状態で測定レインジの中央となるよう調整することが好ましい。
【００１９】
次にシートレール１１とシートブラケット２１との間の変位規制機構について説明する。後側のピンブラケット兼規制ブラケット２３の上部は、前上方に延びている。同ブラケット２３の上部はシートレール１１の側方にまで突出しており、また長孔２３ａが形成されている。長孔２３ａは図では相当長く描かれているが、実際は少々のばか孔程度でもよい。同長孔２３ａは、２本の軸ピン１５と１７の中心間距離と同じ半径の円弧の形をしている。この長孔２３ａには、シートレール１１の側面に立設された規制ピン２５が挿通されている。アーム１６が回動すると、シートレール１１はリンク状に上下し、規制ピン２５は長孔２３ａ内を摺動する。
【００２０】
しかし、ピン２５が長孔２３ａの端に当接すると、それ以上はシートレール１１が動くことはできない。これによって、シートレール１１のシートブラケット２１に対する変位は規制される。この時の変位可能寸法は、上記標準状態の上下２mm以内が好ましい。より好ましくは、変位幅は±０．７〜１．５mmである。この程度のストロークがあれば、シートとシート固定部にシート重量計測装置を組み込む場合、現状のシートレールやシートブラケットの寸法精度でも問題なくシート重量計測装置を組み込むことができる。
【００２１】
上記変位規制機構による変位規制が作用しないうちは、荷重センサ３１には荷重がかかり、荷重センサ３１はたわむ。
なお、通常時のシート３に加える前後、左右方向の荷重は、軸ピン１５、１７やアーム１６を介して、シートレール１１からシートブラケット２１に伝わる。
このように、シートとシート固定部の間に両者の相対変位をある範囲内に規制する変位規制機構を設け、荷重センサに規定以上の力（例えば測定レインジを越える力）がかかるような場合は、超過荷重を荷重センサではなく変位規制機構（荷重制限機構）に受け持たせる。そのため、荷重センサ３１に求められる耐破断荷重は著しく低くてすみ、荷重センサの小型化・低コスト化を実現できる。
【００２２】
図１の実施例では、変位規制機構（規制ピン２５と規制ブラケット２３）は、シートベルトアンカー固定部１２の設けられている左側後方の１カ所のみに設けられている。これは、車両衝突時に乗員１が前方に移動しようとするのをシートベルト２で拘束するため、同部１２に大きな引張力がかかるのを受け持たせるためである。
【００２３】
次に他の実施例について説明する。
図２（Ａ）及び（Ｂ）は、図１の実施例のシート重量計測装置の変形例の構造を示す側面図である。
同図において、図１と同じ符号で示す部分は同様の部位を示す。
すなわち、図２の実施例では、シート連結機構１４の構造や荷重センサ３１の配置は、図１の実施例と同じである。ただし、左側後方のピンブラケット４１は、前方のピンブラケット３３と同様な構造を有し、前上方に伸びた延長部や長穴は設けられていない。
【００２４】
図２の実施例では、変位規制機構がアーム１６′、１６″の一端部に形成されている。すなわち、前側のアーム１６′の後端部には、ハンマーヘッド状の規制部１６′ａが形成されている。同部１６′ａの上面はピンブラケット１３の台座１３ａの下面とある隙間を介して対向しており、同部１６′ａの下面はセンサベース１９の上面とある隙間を介して対向している。この隙間は、上述の標準状態で１〜２mmである。
一方、図２（Ａ）の後側（図の右側）の変位規制機構では、アーム１６″の後端部には、ハンマーヘッド状の部分を設けずストレートな規制部１６ａ″となっており、ピンブラケット１３の台座１３ａの下面に突部１３ｂを設けたり、センサベース１９の上面に凸部１９ａを設けている。
【００２５】
図２（Ｂ）の実施例が図２（Ａ）の実施例と異なるのは、荷重センサ４３、４５がピンブラケット３３、１３とシートレール１１又はセンサベース１９間に設けられていることである。図２（Ｂ）のような配置は、両端に近いところに配置できるため、保持機構として安定するという利点がある。
【００２６】
図３は、本発明の他の１実施例に係るシート重量計測装置を示す図である。（Ａ）は全体の側面図であり、（Ｂ）は矢印Ｂ−Ｂ方向に見た側面図である。
図３の実施例のシート重量計測装置が、図２の実施例のシート重量計測装置と異なる主な点は以下である。
（１）センサベース１９側の軸ピン１７が、前後いずれもセンサベース１９の中央寄りにあり、シートレール１１側の軸ピン１５は、前後いずれも外側寄りにある。つまり、シートレール１１、前後のアーム５３、５１は平行四辺形リンク機構を構成していない。しかし、部材各部の弾性変形やピン部のクリアランスがあるため、アーム５１、５３は少々回動する。
【００２７】
（２）両荷重センサ５２、５５は、いずれも、アーム５１、５３とセンサベース１９の間に挟まれるように設置されている。したがって、荷重センサ５２、５５は、いずれもアーム５１、５３を介してシートレール１１上の荷重を受ける。そのため、シートレール１１の中央部方向にアーム５１、５３を伸ばすことができ、アーム先端の変位量が増大し、規制機構の寸法精度が楽になるという利点がある。
【００２８】
（３）前側（図の左側）のアームの回動規制機構は、頭部にフランジ状の規制部５５ａを有する規制ロッド５５を備える。規制ロッド５５は、センサベース１９上に立設されており、アーム５３の底板５３ａに開けられている規制孔５３ｂを貫通している。規制ロッド５５の外周面と孔５３ｂとの間には、ある隙間が設けられている。
なお、アーム５３は、図３（Ｂ）に示すアーム５１同様に、底板と両側板からなる上向きコの字状の断面形状をしている。規制ロッド５５頭部の規制部５５ａの径は、規制孔５３ｂの径よりも大である。シートレール１１に上向きの力がかかってアーム５３が上に回動すると、アーム底板５３ａの上面が規制ロッド規制部５５ａの下面に当接する。この時点でアーム５３の回動は阻止され、シートレール１１のシートブラケット２１に対する変位は規制される。なお、上述の標準状態では、規制ロッド規制部５５ａの下面とアーム底板５３ａ上面との間には１〜２mm程度の隙間が存在する。
【００２９】
（４）後側（図の右側）のアーム５１は、中央方向に長く延びている（延長部５１ａ）。この延長部５１ａの先には、ハンマーヘッド状の規制部５１ｂが形成されている。同部５１ｂの上面はシートレール１１の下面と、同部５１ｂの下面はセンサベース１９の上面と、ある隙間を隔てて対向している。アーム５１の回動は、この規制部５１ｂが上記両面と当接することにより規制される。
【００３０】
この例では、センサベース側の軸ピン１７と規制部５１ｂの距離は、同ピン１７と荷重センサ５２の距離の約２倍程度となっている。したがって、アーム５１のある回動角に対する規制部５１ｂの変位は、センサ５２の変位の２倍に拡大される。そのため、センサ５２の負担荷重レインジにおけるストロークの２倍の隙間を、規制部５１ｂとシートレール１１又はセンサベース１９の間に持たさせることができ、部品の寸法精度や組み立て精度に関する要求を緩和できる。
【００３１】
（５）図３（Ｂ）に示すように、シートレール１１やピンブラケット１３、３３及びアーム５１は、底板と左右両側板からなる上向きコの字状の断面を有する。このような構成にすることにより、加工しやすく、各部材の剛性を確保しつつ軽量化を実現することができる。
【００３２】
図４は、本発明の他の１実施例に係るシート重量計測装置の側面図である。
この実施例の特徴は以下である。
（１）後側（図の右側）のアーム６１には、中央寄りにアーム延長部６３が延設されている。アーム延長部６３の先端部６３ａの下には、緩衝バネ６５を介して荷重センサ６７が配置されている。アーム延長部６３は、アーム６１の回動変位を拡大して緩衝バネ６５及びセンサ６７に伝える。緩衝バネ６５は、所定の予圧を受けてアーム先端部６３ａとセンサ６７の間に介装されており、同部６３ａの変位のうちの７０〜９９％を受け持つ。したがって、センサ６７の測定レインジ内におけるストロークが小さくても、有効な計測を行うことができる。これにより、ストロークの小さいセンサを、比較的粗い精度の周辺部材の中に問題なく組み込むことができる。
【００３３】
（２）前側（図の左側）の荷重センサ（センサ板）７３は、板バネ材からなるセンサ板にストレインゲージ（図示されず）を貼付した構成となっている。同センサ板７３は、アーム７１の中央側端部の下隅から図の右方に延びている。センサ板７３の中央側端部は、センサベース１９上に突設されている台座７５の上面に連結されている。したがって、このセンサ板７３は、シートレール１１に下方向の荷重が加わると上に凸にたわみ、シートレール１１に上方向の荷重が加わると下に凸にたわむ。このたわみをストレインゲージで検出して荷重を計測する。このような板構造の荷重センサとすることにより、荷重センサを薄く構成でき、ひいてはシート重量計測装置全体を薄くすることができる。
【００３４】
前側（図の左側）のアームの回動規制機構は、頭部にフランジ状の規制部５５ａを有する規制ロッド５５を備える。規制ロッド５５は、センサベース１９上に立設されており、アーム７１の前端に突設されている規制片７７に開けられている規制孔７７ａを貫通している。規制ロッド５５の外周面と規制孔７７ａとの間には、ある隙間が設けられている。
なお、アーム７１の主要部は、図３（Ｂ）に示すアーム５１同様に、底板と両側板からなる上向きコの字状の断面形状をしている。規制ロッド５５頭部の規制部５５ａの径は、規制孔７７ａの径よりも大である。シートレール１１に上向きの力がかかってアーム７１が上に回動すると、規制片７７の上面が規制ロッド規制部５５ａの下面に当接する。この時点でアーム７１の回動は阻止され、シートレール１１のシートブラケット２１に対する変位は規制される。なお、上述の標準状態では、規制ロッド規制部５５ａの下面と規制片７７上面との間には１〜２mm程度の隙間が存在する。
【００３５】
図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の他の１実施例に係るシート重量計測装置の構成を示す部分側面図である。
この実施例の特徴は、アームを板状とし、アームの一端をピボットで軸支し、他端をシート又は車体側に固定したことである。このような構成により、標準状態で水平に設置された板状のアームは、上下方向の負荷を受けるとアーム材料の弾性に依存して上下方向にある範囲内で撓み、前後・左右方向には撓みにくい。したがって、ピボットを中心に回動可能なアームを含む、アームの撓みによる変位規制機構が構成される。また、各シート重量計測装置においてピボットが一つですむため、構造が簡単にできる。
【００３６】
図５（Ａ）は図２（Ｂ）の変形例を示す。板状のアーム１６の前端（図の左側）がピボットピン１５によってピンブラケット１３に軸支される。アーム１６の後端（図の右側）は固定ブラケット７６に固定される。荷重センサ４３はシートレール１１と固定ブラケット７６の間に設置される。シートに重量がかかると、シート重量でアーム１６はピン１５に沿って回動し、荷重センサ４３は負荷を受ける。またピボット連結部が上下に動くと、アーム１６は固定された固定ブラケット７６に対して撓む。このとき、アーム１６は板状のため前後・左右方向には撓みにくく、上下方向のみにある範囲内に撓む。したがって、結果として、両端をピボットで軸支されたアームと同様に、シートの車体に対する変移を規則性を有するものとし、荷重の上下方向成分を選択的に検出できる。この構成では、シート重量がアーム１６を上下に撓ます力が荷重センサ４３に一定の比率で分配されるため、精度は落ちるがその比率からシート重量を求めることができる。
【００３７】
図５（Ｂ）の実施例が図５（Ａ）の実施例と異なるのは、荷重センサの代わりに歪センサ８０がアーム１６に一体化されて設置されていることである。この構成の利点は、アーム自体を、荷重センサ機構の、荷重を受けるセンサ板、及び撓み及び歪みを検出するセンサ本体として構成できることである。また同時に変移規制機構としても作用する。
【００３８】
図５（Ｃ）の実施例は、図４の実施例の変形であり、図４の実施例と異なるのは、アーム７１が中央部でピボットピン１７によってブラケット３３に軸支されることである。また、アーム７１の前端はブラケット７８に固定され、後端は台座７５に固定される。歪センサ８０は、アーム７１の中央部（軸支点）と後端の間に設置される。シート重量がかかると、アーム７１はピン１７を中心に反時計回りに回動し、同時に固定部に対して撓む。アーム７１の中央部のピボットを介することによりアームの上下の撓み成分のみが、アームと一体に構成された荷重センサ機構に伝えられる。
なお、ここで用いられる歪センサ８０は、曲げ歪を検出する場合は、図６（Ａ）に示す様にアーム１６の上面あるいは下面に、剪断力を検出する場合は、図６（Ｂ）に示すようにアーム１６の側面に配置される。
【００３９】
図７は、本発明の他の１実施例に係るシート重量計測装置の構成を示す側面図である。
この実施例の特徴は以下である。
（１）軸ピン１５、１７及びアーム８１からなる回動式のシート連結機構をシートレール１１の前後に対称に配置し、両アーム８１から中央方向に延びるアーム延長部８３を設け、同部８３の中央寄り先端部間に荷重センサ（センサ板）８５を掛け渡している。すなわち、アーム延長部８３は、前後のアーム８１の中央寄り端部の下隅に固設されており、センサベース１９と平行に中央方向に延びている。両アーム延長部８３の中央端部８３ａは、ある距離をおいて対向している。この両端部８３ａの上には、センサ板８５が掛け渡されている。センサ板８５と両端部８３ａの間は、固定されている。なお、センサ板８５はアームと一体に構成してもよい。
【００４０】
センサ板８５には、シートレール１１にかかる荷重による変形がアーム８１、延長部８３を介して伝わる。この変形をセンサ板８５に貼ったストレインゲージ（図示されず）で検出し、シートレール１１にかかる荷重を計測する。これにより、１カ所の荷重センサで、１本のシートレール１１にかかる前後の荷重を足し合わせて計測でき、シート重量計測装置の部品点数を削減できるとともに、回路を簡略化できる。
【００４１】
（２）変位規制機構は次のように構成されている。すなわち、前後のアーム８１が回動した際に、それらの上下面が、ピンブラケット１３、３３の台座１３ｆ、３３ｆの下面又は上面に当接して回動が規制される。
【００４２】
図８は、図７の実施例の変形例を示す側面図である。
この実施例のシート重量計測装置の特徴は以下である。
（１）アーム延長部９３が緩衝バネ構造となっている。すなわち、アーム延長部９３は、前後のアーム９１の中央寄り端部から、中央方向に延びている。同アーム延長部９３は、途中から蛇腹状に上下にうねるように形成されており、前後方向にも変形しやすくなっており、緩衝バネの作用をなす。アーム延長部９３の中央端はセンサ板９５の端に接続されている。このアーム延長部９３の緩衝バネ作用により、センサ板９５を大きくたわませずに上下変位を増やすことができるという利点がある。
【００４３】
（２）センサ板９５は、その中央部で、センサベース１９上に突設された台座９９とボルト９７によって固定されている。そして、センサ板９５には、両側の緩衝バネ９３からの上下の力に加えて引張力あるいは圧縮力がかかる。なお、シートレール１１が持ち上げられる方向の力がかかるときは、センサベース１９上の前後のピンブラケット３３が前後に離される方向の変位が生じる。一方、シートレール１１が押し下げられる方向の力がかかるときは、センサベース１９上の前後のピンブラケットが前後に近寄る方向の変位が生じる。このような構造により、シートレール１１の上下で生じる引張力あるいは圧縮力を吸収し、上下の力をセンサ板９５に伝達するという利点がある。
【００４４】
（３）変位規制機構の構成は、図３の前側の変位規制機構の構成と同じである。なお、図８のように、変位規制機構（規制ロッド５５等）、ピボット式シート連結機構（軸ピン１５、１７、アーム９１等）及び荷重センサ９５を、前後方向（横に）並べて配置することにより、シート重量計測装置全体を薄く構成することができる。なお、本実施例では、他の実施例と同様に、シートレールとセンサベースの構成を上下逆に入れ替えることもできる。すなわち、荷重センサ９５等をシートレール１１の下面に取り付けることもできる。
【００４５】
（５）シートに最も大きな力が加わる車両正面衝突時の荷重方向は前後方向、上下方向であり、この方向に構造的に強い。特に上下方向は、規制部によりピボット軸のみを介在してシートと車両固定部を直接連結するため、アーム及びセンサの強度を減じられる。すなわち、上下方向のシート重量以外のストレス（水平方向の荷重）を荷重センサに直接伝えない。
（６）左右の荷重センサを一体に構成でき、２つのセンサの感度、温度特性を合わせやすく、部品点数も減る。
【００４６】
図９は、本発明の他の１実施例に係るシート重量計測装置の具体的構成を示す分解斜視図である。なお、同図は、装置の前半部（あるいは後半部）のみを示すものである。
シートレール１０１の端部下面には、ピンブラケット１０３が、図示せぬボルトによって固定される。同ピンブラケット１０３は、厚さ２．２mmの鋼板（ハイテン）をプレス加工したものである。ピンブラケット１０３は、シートレール１０１の下面に押し当てられる平板状の台座部１０３ｄと、その中央部左右端から下方に突設されている垂下部１０３ｂからなる。台座部１０３ｄの前後には、ブラケット固定用のボルト孔１０３ａが開けられている。垂下部１０３ｂには、軸ピン１２５を挿通するピン孔１０３ｃが開けられている。垂下部１０３ｂは、アーム１０５の左右の外側をはさむように組み立てられ、ブラケット１０３の孔１０３ｃとアーム１０５の孔１０５ａとが同芯となって、両孔に軸ピン１２３が挿通される。
【００４７】
アーム１０５は、マグネシウム、アルミ等からなる部材である。アーム１０５はセンサベースと同様のコの字状鋼板で構成してもよいが、全体を薄くするため、成形品を用いている。アーム１０５には、左右に平行に延びるピン孔１０５ａ、１０５ｂが前後に２つ開けられている。前側のピン孔１０５ａには、上述の軸ピン１２３が挿通される。後側のピン孔１０５ｂには、軸ピン１２５が挿通される。
【００４８】
アーム１０５の後側にはアーム延長部１０７が延設されている。同延長部１０７は、後側にいくにしたがって幅・厚さともに小さくなっている。アーム延長部１０７のアーム１０５寄りの部分は２又に分かれている。アーム延長部１０７の後端部には、リング部１０７ａが形成されている。同部１０７ａの中央には、ボルト孔１０７ｂが開けられている。リング部１０７ａは、センサ板１０９に対して。ボルト１１１、ナット１１３で固定される。なお、図示は省略されているが、センサ板１０９の後方（図の右奥）にも延長部を有する後側のアームが存在する。
【００４９】
センサ板１０９は、帯状の部材（材質ＳＵＳ、厚２mm、幅１０mm、長さ６０mm）である。このセンサ板１０９の上面（又は下面）には、ストレインゲージ１１９が貼り付けられている。同ストレインゲージ１１９は、センサ板１０９の伸縮及び曲げ歪を検出する。センサ板１０９の前後両端部にはアーム延長部１０７との連結部を構成するボルト孔１０９ａが開けられている。センサ板１０９の中央部には、同板１０９を、センサベース１２１の台座１１７に固定するボルト１１５の通る孔１０９ｂが開けられている。センサ板１０９の中央部は、左右に張り出している（幅広部１０９ｃ）。この部分１０９ｃは、センサ信号取り出しのためのものである。
【００５０】
センサベース１２１は、シートレール１０１と上下に対向し、前後に延びる部材である。このセンサベース１２１上に、シート重量計測装置が搭載される。センサベース１２１は、厚さ２．２mmの高張力鋼板（ハイテン６０）からなる上向きコの字状断面を有する部材であって、前後方向の長さは約４００mm、左右の幅は４１mm、高さは２０あるいは２５mmである。この寸法内に、シート重量計測装置全体が収められる。センサベース１２１のほとんどの部分は、底板１２１ｃと左右両側の側板１２１ａからなるコの字状断面である。この断面の中に、アーム１０５やセンサ板１０９が収められる。底板１２１ｃの中央部には、センサ板１０９固定用の台座１１７が固着されている。
【００５１】
センサベース１２１の端部には、下向きに傾斜したシートブラケット固定部１２１ｅが形成されている。同部１２１ｅにはボルト孔１２１ｆが開けられている。同部１２１ｅは、図９に示すように、シートブラケット２１にボルト（図示されず）で固定される。
【００５２】
センサベース１２１の図の手前側側板１２１ａ′の端部には、ピン孔１２１ｂ′が開けられている。また、奥側の側板１２１ａにも、上記孔１２１ｂ′と対向する位置にピン孔１２１ｂが開けられている。両孔１２１ｂ、１２１ｂ′の開いている両側板１２１ａ、１２１ａ′の内側には、アーム１０５のピン孔１０５ｂの部分が嵌まり込む。そして、孔１０５ｂと１２１ｂ、１２１ｂ′がストレートに並んで、軸ピン１２５が挿通される。したがって、アーム１０５は、軸ピン１２５によって、センサベース１２１に軸支される。なお、軸ピン１２５は、図の右側部に一体成形のヘッド１２５ａを有し、左端部にネジ１２５ｂを有する。ネジ１２５ｂには図示せぬナットが螺合されて、軸ピン１２５がセンサベース１２１に固定される。
【００５３】
奥側の側辺１２１ａの最も前寄りの端部には、上下長孔１２１ｄが形成されている。同長孔１２１ｄの形成されている部分の側辺は、やや側方にズレて位置している。同長孔１２１ｄの内側には、ピンブラケット１０３の垂下部１０３ｂを介してアーム１０５の前のピン孔１０５ａの部分がくる。そして、ピンブラケットのピン孔１０３ｃ及びアーム１０５のピン孔１０５ａに挿通される軸ピン１２３の端部が同長孔１２１ｄを貫通している。同軸ピン１２３の左端部のネジ１２３ｂは、長孔１２１ｄの外側に突き出し、ナット１２７が螺合している。なお、このナット１２７は、センサベース１２１の側辺を圧迫するものではない。
【００５４】
軸ピン１２３と長孔１２１ｄの間には隙間があって、アーム１０５のピン孔１２１ｂ回りの回動があると、軸ピン１２３が長孔１２１ｄ内で上下に振動する。しかし、上下方向の隙間がなくなって、軸ピン１２３が長孔１２１ｄの上下面に当接すると、その時点でアーム１０５の回動は規制される。
このような構成により、ほとんど追加部品なく変位規制機構を構成できる。
【００５５】
図１０は、センサベースの変形例を示す斜視図である。
図１０では、長孔１２１ｄ、１２１ｄ′は、両側の側板１２１ａ、１２１ａ′に形成されている。この場合、軸ピン１２５は、その両端で２カ所の長孔１２１ｄ、１２１ｄ′を貫通している。この方が、軸ピン１２５の動きが両持ちで規制されるので、より強固である。
【００５６】
図１１は、図９の実施例のシート重量計測装置をシート下に組み込んだ状態を示す側面図である。
シート重量計測装置は、センサベース１２１の中に収められており、長さ、幅方向ともシートレール１１１からはみ出すことなく、シートレール１１１の下にコンパクトに組み込まれている。センサベース１２１は、前後のシートブラケット２１上に固定されている。
【００５７】
本発明は、上記の各種実施例に限定されるものではなく特許請求の範囲に示される基本思想にしたがってさまざまな変形を加えることができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は以下の効果を発揮する。
（１）シートが、回動可能なアームを含むシート連結機構により車体に連結されているため、シートに荷重がかかった時におけるシートの車体に対する変位が、ある程度規則性を有するものとなる。そのため、荷重センサにかかる荷重の特性が単純なものとなり、シート上の乗員の重量を捕えやすくなる。
（２）荷重センサをシートの左右に各１セットずつ設ける場合には、センサの数や配線の数・長さを削減できる。
（３）変位規制機構を、ピボットの軸ピンの車体に対する相対的な変位を規制する形態としたり、シートブラケットやシートレール等のピボットの連結部材に軸ピンの変位を規制する部分を設ければ、構成部品を減らすことができる。
【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全体構成を模式的に示す側面図である。
【図２】図１の実施例のシート重量計測装置の変形例の構造を示す側面図である。
【図３】本発明の他の１実施例に係るシート重量計測装置の構成を示す側面図である。
【図４】本発明の他の１実施例に係るシート重量計測装置の構成を示す側面図である。
【図５】本発明の他の１実施例に係るシート重量計測装置の構成を示す部分側面図である。
【図６】図５の実施例のシート重量計測装置のセンサ位置の例を示す部分側面図である。
【図７】本発明の他の１実施例に係るシート重量計測装置の構成を示す側面図である。
【図８】図５の実施例のシート重量計測装置の変形例を示す側面図である。
【図９】本発明の他の１実施例に係るシート重量計測装置の具体的構成を示す分解斜視図である。
【図１０】センサベースの変形例を示す斜視図である。
【図１１】 図９の実施例のシート重量計測装置をシート下に組み込んだ状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 乗員 ２ シートベルト
３ シート ４ バックル
５ シート重量計測装置 ７ 車体（シャーシ）
１０ シートアジャスタ １１ シートレール
１２ アンカー固定部 １３ ピンブラケット
１４ シート連結機構 １５、１７軸ピン
１６ アーム １９ センサベース
２１ シート固定部（シートブラケット）
２３ ピンブラケット兼規制ブラケット
２３ａ 長孔 ２５ 規制ピン
３１、４３、４５ 荷重センサ ３３、４１ ピンブラケット
５１、５３ アーム ５５ 規制ロッド
６１ アーム ６３ アーム延長部
６５ 緩衝バネ ６７、７３ 荷重センサ
７１ アーム ７５ 台座
７７ 規制片 ８０ 歪センサ
８１ アーム ８３ アーム延長部
８５ 荷重センサ（センサ板） ９１ アーム
９３ アーム延長部 ９５ 荷重センサ（センサ板）
９７ ボルト ９９ 台座
１０１ シートレール １０３ ピンブラケット
１０５ アーム １０７ アーム延長部
１０９ 荷重センサ（センサ板） １１１ ボルト
１１３ ナット １１５ ボルト
１１７ 台座 １１９ ストレインゲージ
１２１ センサベース １２３、１２５ 軸ピン

Claims (10)

1. 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；
   車両のシート固定部とシートとを連結し、シート側又は車体側の一方又は両方が回転支点（ピボット）で軸支されているアームを含むシート連結機構と、
   車両とシートとの間に加わるシート重量を受け、それを検出する荷重センサ機構と、
   上記アームの回動に主に起因する、シートのシート固定部に対する変位をある範囲内に規制する変位規制機構と、
   を具備することを特徴とするシート重量計測装置。
2. 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；
   車両のシート固定部とシートレールとを連結し、シート側又は車体側の一方又は両方が回転支点（ピボット）で軸支されているアームを含む前後・左右４カ所のシート連結機構と、
   車両とシートレールとの間に加わるシート重量を受け、それを検出する荷重センサ機構と、
   上記アームの回動に主に起因する、シートレールのシート固定部に対する変位をある範囲内に規制する変位規制機構と、
   を具備することを特徴とするシート重量計測装置。
3. 上記荷重センサ機構が上記アームを介して上記シート重量を受け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。
4. 上記荷重センサ機構が、アームにかかるシート重量の上下方向成分を選択的に受け検出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。
5. 上記荷重センサ機構が、荷重を受けるセンサ板と該板の撓み又は歪を検出するセンサ本体とを有し、センサ板が上記アームと一体に構成されることを特徴とする請求項１、２又は３記載のシート重量計測装置。
6. 上記荷重センサ機構が、荷重を受けるセンサ板と、該板の撓み又は歪を検出するセンサ本体とを有し、上記アームと一体又は別体で連結された該センサ板が、上記前後シート連結機構のアームを中央部で連結することを特徴とする請求項２記載のシート重量計測装置。
7. 上記荷重センサ機構が上記シートの左右に各１セットずつ設けられており、該荷重センサがシートの左又は右の全体にかかる重量の合計を検出することを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載のシート重量計測装置。
8. 上記変位規制機構が、上記ピボットの軸ピンの、車体又はシートに対する相対的な変位を規制するものであ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。
9. シートブラケットやシートレール等のピボットの連結部材に、上記軸ピンの変位を規制する部分が設けられていることを特徴とする請求項７記載のシート重量計測装置。
10. 上記シート又はシートレールのシートベルトアンカー固定部近傍にのみ変位規制機構が設けられているか、又は、同部近傍の変位規制機構のみが耐破断荷重２０００kgf 以上の強固なものであ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。

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