JP4201811B2 - シート装置 - Google Patents

Description

本発明は車両に設置されたシート装置に関するものであり、特には、エアバッグ装置などの乗員保護装置を適正に作動させるために、シート上の着座乗員の体重を検出するための荷重センサを備えたシート装置に関するものである。

従来のエアバッグ装置は、衝突時に発生させたガスによってエアバッグを膨張させるように構成されている。また、着座乗員の体重を検知して、体重の大小に応じてエアバッグに供給するガスの量を変えるように構成した技術が提案されている。（例えば、特許文献１参照）

特開平11-1153号公報

一般的な構造のシート装置では、シート本体の底面にシートアジャスタが固定され、このシートアジャスタがレールに対して前後方向にスライド可能に係合している。そして、前記レールの前端および後端は、それぞれレールマウントブラケットによって車体側メンバに固定されている。
シート上の着座乗員の体重を検出するための荷重センサは、前記レールとレールマウントブラケットとの間に配設されている。
このように、前記レールとレールマウントブラケットとの間に荷重センサが配設されることにより、荷重センサの厚みのぶんだけシートの位置が高くなるという問題が発生する。
近年の乗用車、特にスポーツタイプの乗用車においては、着座位置を低くするためにシートの位置をできるだけ低くすることが要求されている。
また、従来の荷重センサは構成部品の点数が多く、複雑な構造で高価になるという問題があった。

そこで、本発明は、シンプルな構造の荷重センサを備え、シートの位置ができるだけ高くならないシート装置の提供を目的としてなされたものである。

本発明にかかる請求項１のシート装置においては、
シート本体と、このシート本体を支持する車体側メンバとの間に介在し、前記シート本体に架かる荷重を検出する荷重センサを備えてなるシート装置において、
前記荷重センサは、
荷重によって上下方向に相対的に昇降可能であって横方向の変位が規制された軸と、
この軸を上下方向の中立位置に昇降可能に支持するとともに、横方向の変位を規制する支持手段と、
この軸が荷重によって前記中立位置から上下方向に相対的に変位したときにその変位量に応じた信号を出力する変位検出手段と、
から構成され、これらは、剛体としてのセンサ筐体の内側に配設されており、
さらに、
前記支持手段は、前記軸の少なくとも上下２箇所において、軸の外周を支持するように配設され、
前記荷重センサは、前記軸が前記荷重によって前記中立位置から上下方向に相対的に変位したときに、前記荷重を車体側メンバに固定された受け部に伝達して、前記受け部を弾性変形させる荷重伝達部材を備え、
前記変位検出手段は、前記受け部の弾性変形量に応じた信号を出力するように前記受け部に配設されていることを特徴としている。
請求項２では、
前記軸の少なくとも一部は、車体側メンバもしくは車体側メンバに固定された部材の少なくとも何れか一方を貫通して配設されている。
請求項３では、
前記軸の上端は、シート本体側に固定され、
前記支持手段は、車体側メンバに配設されている。
請求項４では、
荷重の伝達を均一化するための荷重均一化部材を備えている。
請求項５では、
前記荷重伝達部材は、中央に前記軸が遊挿される孔が形成された円盤状の部材とした。
請求項６では、
前記支持手段は、半径方向に長い複数の短冊片を含んでいる。
請求項７では、
前記荷重センサは前記受け部の複数箇所に配設されている。

本発明にかかるシート装置によれば、荷重によって上下方向に相対的に昇降可能であって横方向の変位が規制された軸と、この軸を上下方向の中立位置に昇降可能に支持するとともに、横方向の変位を規制する支持手段と、この軸が荷重によって前記中立位置から上下方向に相対的に変位したときにその変位量に応じた信号を出力する変位検出手段と、を備えた荷重センサで荷重を検出するので、シンプルな構成の荷重センサを備えたシート装置を提供することができる。
また、前記軸は横方向の変移が規制されているので、横方向の外力がかかっても着座乗員の体重を正確に得ることができる。
そして、前記軸の少なくとも一部を、車体側メンバもしくは車体側メンバに固定された部材の少なくとも何れか一方を貫通して配設するので、設置スペースを小さくできる。
また、前記支持手段は、前記軸の少なくとも上下２箇所において、軸の外周を支持するように配設されているので、前記軸の変位をより正確に検出できる。
また、前記荷重センサは、前記軸が前記荷重によって前記中立位置から上下方向に相対的に変位したときに、前記荷重を車体側メンバに固定された受け部に伝達して、前記受け部を弾性変形させる荷重伝達部材を備え、前記変位検出手段は、前記受け部の弾性変形量に応じた信号を出力するように前記受け部に配設されているので、前記軸の変位を受け部に伝達し、受け部の弾性変形を変位検出手段により検出できる。
前記荷重伝達手段は、荷重の伝達を均一化するための荷重均一化部材を備えているので、より正確な荷重の検出が可能となる。
前記荷重伝達部材は、中央に前記軸が遊挿される孔が形成された円盤状の部材としたので、横方向の外力の影響を排除できる。
前記支持手段は、半径方向に長い複数の短冊片を含んでいるので、上下方向の変動を規制することなく、横方向の移動を規制して支持できる。
前記荷重センサは前記受け部の複数箇所に配設されているので、より正確な荷重検出が可能となる。
また、前記軸の上端は、シート本体側に固定され、前記軸は、弾性支持手段の弾性付勢力によって上下方向の中立位置に支持されているので、下方への荷重のみでなく、上方への力、負の荷重も検出することができる。したがって、着座姿勢が偏っていても正確な体重を得ることができる。

以下に、本発明にかかるシート装置を、その実施の形態を示した図面に基づいて詳細に説明する。
図１において、
１は運転席もしくは助手席のシート装置であり、シート本体２と、その底面に固定された左右２本のシートアジャスタ３と、これらのシートアジャスタ３が車両前後方向にスライド可能に係合されている左右２本のレール４と、これらのレール４の前端および後端を車体側メンバ（図示略）に固定するレールマウントブラケット５とを備えている。このようにして、前記シート本体２は前後左右の４箇所で車体側メンバに固定されている。

前記レール４とレールマウントブラケット５との間の前後左右の４箇所にはそれぞれ荷重センサ６が配設されている。
これらの４箇所の荷重センサ６からの荷重信号は、図２に示したような制御装置１１に入力される。制御装置１１では、前記荷重信号から着座乗員の体重を求めて、エアバッグ装置１２を作動させるか否か、また、作動させる場合でも全作動させるか半作動させるかなどを決定し、決定に応じてガス注入装置１３を作動させてエアバッグ装置１２を作動させる。
なお、前記荷重センサ６には荷重信号を増幅する増幅回路を内蔵もしくは付加すると、ノイズの影響を受けにくくすることができる。

図３に、前記荷重センサ６の１つを例にとってその詳細構造を図示するとともに、以下にその詳細を説明する。
図３に示したように、
変移検出手段としての荷重センサ６は、シート本体側のレール４と、このレール４を支持する車体側のレールマウントブラケット５との間に介在し、前記レール４に架かるシート本体側の荷重を検出するように配設されている。
前記荷重センサ６の軸６１の上端に設けられたネジ孔にボルト４１をねじ込むことによって、前記荷重センサはレール４の下面と、レールマウントブラケット５とに固定されている。
なお、前記荷重センサ６を上下反転させて、軸６１の下端をレールマウントブラケット５に固定し、センサ筐体６０をレール４に固定してもよい。

荷重センサ６の軸６１の上部６１１は、前記レールマウントブラケット５に開けられた孔５１に接触することなく挿通され、前記軸６１の下部の鍔状部材６１４はセンサ筐体６０に開けられた孔６０１に接触することなく挿通されている。このようにして、前記軸６１は、荷重によってレールマウントブラケット５に対して上下方向に相対的に昇降可能に配設されている。前記軸の上部６１１の近くに形成された鍔状部材６１２の外径は、前記孔５１の内径より大きく形成されて、前記軸６１が上方に抜けることを防止している。

６８は歪みゲージ６８２が配設された略円盤状の検知プレートであり、上側には、リテーナ６２、２枚の孔あき皿状部材６４、スぺーサ６６が配設され、前記検知プレート６８の下側には、上側同様に、スぺーサ６７、２枚の孔あき皿状部材６５、リテーナ６３が配設されている。前記リテーナ６２、６３の外周部は、前記センサ筐体６０の内面に設けられた溝に図示した矢印方向に上下に抵抗なく揺動可能に支持されている。したがって、前記軸６１が荷重によって上下動するときには、前記リテーナ６２、６３によって、横方向の移動は規制されているが、上下方向には抵抗を与えないように支持している。
これらの上側のリテーナ６２と下側のリテーナ６３とからなる支持手段によって、前記軸６１は、上下方向の中立位置に支持され、且つ剛体としてのセンサ筐体６０に支持されたリテーナ６２、６３によって横方向の変移が規制された状態に支持されている。
そして、前記検知プレート６８の外周部は前記センサ筐体６０の内側に固定され、後述するように、内周部は前記軸６１の昇降に応じて弾性変形し得るように孔６８１が設けられて、この孔６８１に前記軸６１が遊挿された構成となっている。
なお、前記検知プレート６８は特許請求の範囲に記載された受け部に対応し、
前記リテーナ６２、６３、孔あき皿状部材６４、６５、およびスぺーサ６６、６７は、特許請求の範囲に記載された荷重伝達部材に対応し、
前記センサ筐体６０、リテーナ６２、リテーナ６３は、特許請求の範囲に記載された支持手段に対応している。

そして、前記軸６１が荷重によって前記中立位置から下降すると、軸６１の溝に嵌められた前記リテーナ６２の中心部の孔の近傍を下方に揺動させ、このリテーナ６２が下方に揺動すると円錐台状の形状の孔あき皿状部材６４の内周部を押し下げる。下向きの荷重を受けた孔あき皿状部材６４の内周部はスぺーサ６６を介して検知プレート６８の孔６８１の周囲を均一に押し下げて弾性変形させる。この検知プレート６８の変形は、検知プレートの表面に配設された歪みゲージ６８２によって電気信号に変換され、検知プレートの変形量に応じた信号が出力される。

また、前記軸６１が着座位置の偏りや衝撃等によって前記中立位置から上昇すると、軸６１の溝に嵌められた前記リテーナ６３の中心部の孔の近傍を上方に揺動させ、このリテーナ６３が上方に揺動すると円錐台状の形状の孔あき皿状部材６５の内周部を押し上げる。上向きの荷重を受けた孔あき皿状部材６５の内周部はスぺーサ６７を介して検知プレート６８の孔６８１の周囲を均一に押し上げて弾性変形させる。この検知プレート６８の変形は、検知プレートの表面に配設された歪みゲージ６８２によって電気信号に変換され、検知プレートの変形量に応じた信号が出力される。

なお、各荷重センサ６の取り付け位置の加工精度や取り付け精度が不十分な場合や、車体の変形歪みなどの影響を受ける場合でも、上下２枚のリテーナなどの支持手段で軸を中立位置に支持するので、十分な精度で着座乗員の体重を測定することが可能となるのである。
さらに、前記リテーナ６２、６３と検知プレート６８との間には、荷重均一化部材として孔あき皿状部材６４、６５、およびスペーサ６６、６７が介在しているので、リテーナから検知プレート６８への荷重の伝達が均一化され、より正確な荷重の検出が可能となる。
特に、前記荷重センサの取り付け構造としては、軸のシート本体側もしくは車体側メンバに設けた孔に挿通することによって、軸の存在によってシート位置が高くなることを防止しているので、車両設計上に余分な制約を与えない。

以上のような詳細構成の荷重センサ６が、シート本体の下面の４隅に配設されているので、各荷重センサにて検出した荷重の合計から、着座乗員の体重を得ることができる。また、着座姿勢が例えば後方に偏っていたりすると、シート本体の前部が浮き上がる力を受ける場合があり、このときには、前方の荷重センサには上向きの力がかかるので負の荷重が検出され、４つの荷重センサによって着座乗員の体重を得ることができる。
このように．複数の荷重センサを備えることによって、着座姿勢の違いによらず正確な体重を知ることができるのである。
また、例えば進行方向への衝突によって、後方の荷重センサに上向きの力がかかる場合も検出することができる。

実施例１のシート装置の荷重センサは、図３に示したように、軸６１の上下変移を検知プレート６８の弾性変形で検出するように構成した。
実施例１では、上述したように、前記検知プレートの上下に孔あき皿状部材を配設した。
なお、図３に示したように、検知プレートの上下両面に孔あき皿状部材を配設することが好ましいが、下側もしくは上側だけでもある程度の条件下では着座乗員の体重を検出することが可能となる。
また、図３に示したスペーサは、検知プレートの上下両側に配設されているが、図４に示したように、検知プレートの例えば下面に歪みゲージを配設した場合には、歪みゲージの配線スペースを確保するために、検知プレートの下面にはスペーサ６７を配設したが、検知プレートの上面にはスペーサは省略できる。この場合には、荷重センサ６の厚さ寸法をさらに小さくすることができる。図４に付した符号は、図３と同様の機能の部材には同じ符号を付した。また、図４の場合は、荷重センサは、レールマウントブラケット５を貫通させていない。図３のようにレールマウントブラケット５を貫通させてもよい。

実施例２のシート装置の荷重センサは、図５に示したように、軸６１Ｂの上端をシート本体側に固定し、軸６１Ｂの本体部分は車体側メンバに設けた孔に挿通し、さらに、該軸６１Ｂの上部鍔と下部鍔を２枚の皿バネ６４Ｂで車体側メンバに対して昇降可能に支持し、前記軸６１Ｂの変移を、基部を車体側メンバに固定した検知レバー６８Ｂの弾性変形で検出するように構成した。

実施例３のシート装置の荷重センサは、図６に示したように、軸６１Ｃの上端をシート本体側に固定し、軸６１Ｃの本体部分は車体側メンバに設けた孔に挿通し、さらに、該軸６１Ｃの外周に全周にわたって設けた溝６２Ｃに嵌合した孔あき円盤状部材６８Ｃによって、前記軸６１Ｃを車体側メンバに対して昇降可能に支持した。前記孔あき円盤状部材６８Ｃの外周部は車体側メンバに固定した。このようにして、前記軸６１Ｃの変移を、基部を車体側メンバに固定した孔あき円盤状部材６８Ｃの弾性変形で検出するように構成した。
なお、図３のリテーナ６２、６３に代えて、図７に示したような、半径方向に長いスリットを形成して上下方向の揺動に対する抵抗を低減したリテーナ６２Ｃや、図８に示したような、半径方向に長い複数の短冊片６２Ｄを含んだ支持手段を用いてもよい。
また、図３、５、６には、前記荷重センサ６の軸６１にボルト４１をねじ込む前の状態を示している。

なお、特許請求の範囲に記載された支持手段は、図３、４においては、センサ筐体６０、リテーナ６２、６３、図５においては皿バネ６４Ｂ、図６においては円盤状部材６８Ｃ、図７においてはリテーナ６２Ｃ、図８においてはリテーナ６２Ｄが対応する構成である。
また、特許請求の範囲に記載された荷重伝達部材は、軸の変位をセンサに伝達する部材であり、図３、４においてはリテーナ６２、６３、皿バネ６４、６５、スペーサ６６、６７が対応し、図５においては軸の下部の鍔状部材６１４Ｂが対応し、図６においては溝６３Ｃが対応する構成である。
また、特許請求の範囲に記載された荷重均一化部材は、前記荷重伝達部材の一部であって、荷重の伝達を均一化する部材であり、図３、４においては皿バネ６４、６５とスペーサ６６、６７とが対応する構成である。

本発明にかかるシート装置の実施の形態の構成を示した構成図である。 着座乗員の体重を演算する制御回路のブロック図である。 実施例１のシート装置に用いる荷重センサの断面図である。 実施例１のシート装置に用いる荷重センサの改良例の断面図である。 実施例２のシート装置に用いる荷重センサの断面図である。 実施例３のシート装置に用いる荷重センサの断面図である。 支持手段の他の一例を示す平面図である。 支持手段の他の一例を示す平面図である。

符号の説明

１ シート装置
２ シート本体
３ シートアジャスタ
４ レール
５ レールマウントブラケット
６ 荷重センサ
６１ 軸
６１１ 軸の上部
６１２ 鍔状部材
６１４ 軸の下部の鍔状部材
６０ センサ筐体、支持手段
６８ 検知プレート、受け部
６８２ 歪みゲージ、変位検出手段
６４、６５ 孔あき皿状部材
６２、６３、６２Ｃ、６２Ｄ 支持手段、リテーナ
６２、６３、６４、６５、６６、６７、６１４Ｂ、６３Ｃ 荷重伝達部材
６４、６５、６６、６７ 荷重均一化部材

Claims (7)

1. シート本体と、このシート本体を支持する車体側メンバとの間に介在し、前記シート本体に架かる荷重を検出する荷重センサを備えてなるシート装置において、
   前記荷重センサは、
   荷重によって上下方向に相対的に昇降可能であって横方向の変位が規制された軸と、
   この軸を上下方向の中立位置に昇降可能に支持するとともに、横方向の変位を規制する支持手段と、
   この軸が荷重によって前記中立位置から上下方向に相対的に変位したときにその変位量に応じた信号を出力する変位検出手段と、
   から構成され、これらは、剛体としてのセンサ筐体の内側に配設されており、
   さらに、
   前記支持手段は、前記軸の少なくとも上下２箇所において、軸の外周を支持するように配設され、
   前記荷重センサは、前記軸が前記荷重によって前記中立位置から上下方向に相対的に変位したときに、前記荷重を車体側メンバに固定された受け部に伝達して、前記受け部を弾性変形させる荷重伝達部材を備え、
   前記変位検出手段は、前記受け部の弾性変形量に応じた信号を出力するように前記受け部に配設されていることを特徴とするシート装置。
2. 前記軸の少なくとも一部は、車体側メンバもしくは車体側メンバに固定された部材の少なくとも何れか一方を貫通して配設されていることを特徴とする請求項１に記載のシート装置。
3. 前記軸の上端は、シート本体側に固定され、
   前記支持手段は、車体側メンバに配設されていることを特徴とする請求項１、２の何れか１項に記載のシート装置。
4. 前記荷重伝達部材は、前記荷重の伝達を均一化するための荷重均一化部材を備えていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のシート装置。
5. 前記荷重伝達部材は、中央に前記軸が遊挿される孔が形成された円盤状の部材としたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のシート装置。
6. 前記支持手段は、半径方向に長い複数の短冊片を含んでいることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のシート装置。
7. 前記荷重センサは前記受け部の複数箇所に配設されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のシート装置。

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