JP4205028B2 - 荷重センサ取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、荷重センサ取付構造に関する。

例えば車両の衝突時におけるエアバッグ装置の展開等を制御するために、シートに加わる荷重を検出する荷重センサを設けて、シートへの乗員の着席の有無および着席している乗員が大人であるか子供であるか等を判定することが行われている。このような荷重センサに関して、左右のシートレールのスライダの前後に上方に突出するようにスタッドボルトを設け、これらスタッドボルトのシートフレームを通過した後の先端部に板部材の一端部を固定するとともに、板部材の他端部をシートフレームに固定して、板部材の変形量を検出するものがある（例えば特許文献１参照）。
米国特許第６１６１８９１号明細書

ところで、上記とは異なる構造のもので、図７に示すように、荷重センサ１００の荷重検出部１０１側に雄ネジ１０２を設け、この荷重センサ１００をその荷重検出部１０１を上側にしてシートレールのスライダ１０２に取り付けるとともに、雄ネジ１０２に螺合するナット１０３によってシートフレームの取付板部１０４を荷重センサ１００に取り付ける構造の場合、荷重検出部１０１と取付板部１０４とをナット１０３によって遊びなく締結してしまうと、車両の軽衝突等によって生じるシートフレームの取付板部１０４の歪みや傾きによっても荷重センサ１００で荷重が検出されることになり、荷重センサ１００が不必要な荷重を検出してしまうことになる。

したがって、本発明は、荷重センサが取付板部の歪みや傾きによって不必要な荷重を検出してしまうことを防止でき、正確な荷重検出を行うことができる荷重センサ取付構造の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、荷重を測定する荷重センサ（例えば実施形態における荷重センサ２５）の荷重検出部（例えば実施形態における荷重検出部３８）側に雄ネジ（例えば実施形態における雄ネジ３６）または雌ネジを設け、該雄ネジまたは雌ネジに螺合するナット（例えば実施形態におけるナット５０）またはボルトにより前記荷重センサを取付板部（例えば実施形態における取付板部２６）に取り付ける荷重センサ取付構造において、前記取付板部と前記ナットまたはボルトの頭部との間に弾性体（例えば実施形態におけるウェーブワッシャー４７）を設け、前記荷重検出部と前記取付板部との間に介装されると共に前記荷重検出部を略覆い、該荷重検出部の外径以上の外径を有するワッシャー部（例えば実施形態におけるワッシャー部４１）と、該ワッシャー部と前記ナットまたはボルトの頭部との間に設けられる、前記取付板部の板厚よりも厚いカラー部（例えば実施形態におけるカラー部４２）とを一体成形したワッシャー（例えば実施形態におけるワッシャー４０）を有することを特徴としている。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記弾性体は、前記カラー部と前記ナットまたはボルトの頭部との間に介装される平板部（例えば実施形態における平板部５３，６０）と、該平板部の外周縁に設けられ、前記取付板部に当接するテーパ板部（例えば実施形態におけるテーパ板部５４，６１）とを有する板バネ（例えば実施形態におけるワッシャー５２，板バネ６２）からなることを特徴としている。
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記テーパ板部は、前記荷重検出部の外側の位置で前記取付板部に当接する当接部を有することを特徴としている。

請求項１に係る発明によれば、取付板部とナットまたはボルトの頭部との間に弾性体が設けられているため、取付板部に歪みおよび傾きが生じても弾性体が変形することでこれを吸収することができる。したがって、荷重センサが取付板部の歪みや傾きによって不必要な荷重を検出してしまうことを防止でき、正確な荷重検出を行うことができる。

また、荷重検出部を略覆うとともに荷重検出部と取付板部との間に介装されるワッシャー部と、このワッシャー部とナットまたはボルトの頭部との間に設けられる取付板部の板厚よりも厚いカラー部とを有するため、カラー部によってナットまたはボルトの頭部とワッシャー部との間に取付板部の歪みおよび傾きを吸収できる隙間を適正に形成できることになり、また、カラー部を介して導入される締結の軸力をワッシャー部によって荷重検出部に平均的に分散させることができる。したがって、荷重センサが取付板部の歪みや傾きによって不必要な荷重を検出してしまうことを確実に防止でき、しかも締結の軸力によって不必要な荷重を検出してしまうことをも防止できて、正確な荷重検出を確実に行うことができる。

本発明の一実施形態の荷重センサ取付構造を図面を参照して以下に説明する。
図１は、車両の助手席のシート１１の右側半分を示すもので、このシート１１は、その骨格を構成するシートフレーム１２が、車体フロア１３に左右に離間して取り付けられる一対のシートレール１４（一方のみ図示）によって前後スライド可能に支持されている。

一対のシートレール１４は、それぞれ、車体前後方向に延在する姿勢で車体フロア１３に取り付けられるレール本体２０と、レール本体２０に車体前後方向に延在する姿勢で車体前後方向にスライド可能に支持されるスライダ２１とを有している。

そして、各スライダ２１のそれぞれの車体前後方向の前端部および後端部に荷重を測定する荷重センサ２５が載置状態で取り付けられており、車幅方向一側のスライダ２１の前後の荷重センサ２５にシートフレーム１２の下部の車幅方向一側の取付板部２６が取り付けられ、車幅方向逆側のスライダ２１の前後の荷重センサ２５にシートフレーム１２の下部の車幅方向逆側の取付板部２６が取り付けられている。

荷重センサ２５は、図２に示すように、一方向に長い台板部３１を有しており、この台板部３１が車体前後方向（図２における左右方向）に沿う姿勢でその前部および後部においてスライダ２１にボルト３２で取り付けられる。

荷重センサ２５は、上記のように台板部３１においてスライダ２１に取り付けられた状態で、台板部３１の車体前後方向の中間部の上面に、荷重を検出する略円柱状のセンサ本体部３５が軸線方向を上下に沿わせて固定されており、このセンサ本体部３５には、その略水平に沿う上面の中心位置から上方に突出するように雄ネジ３６が固定されている。

ここで、センサ本体部３５は、上面側の雄ネジ３６を除く部分が荷重を検出する荷重検出部３８とされており、言い換えれば、荷重センサ２５の荷重検出部３８側に雄ネジ３６が形成されている。センサ本体部３５は、この荷重検出部３８から主として下方に導入される荷重を自身が微小に歪むことで検出する。

センサ本体部３５には、雄ネジ３６を挿通させるようにワッシャー４０が設けられる。このワッシャー４０は、荷重検出部３８の外径と略同外径をなす有孔円板状のワッシャー部４１と、ワッシャー部４１と同軸をなしてワッシャー部４１から垂直に突出するワッシャー部４１よりも外径が小径の円筒状のカラー部４２とが一体成形されて構成されるもので、ワッシャー部４１およびカラー部４２の内径側が同径をなすことで軸方向に貫通する挿通穴４３とされている。挿通穴４３は、雄ネジ３６を挿通可能な径とされており、挿通穴４３に雄ネジ３６を挿通させワッシャー部４１を荷重検出部３８に接触させた状態で、ワッシャー４０がセンサ本体部３５に載置される。この状態で、ワッシャー４０はワッシャー部４１において荷重検出部３８を略全面的に覆うことになり、またワッシャー４０よりも荷重センサ２５の雄ネジ３６が上方に突出することになって、さらにワッシャー部４１の上面およびカラー部４２の上面が荷重検出部３８の上面と平行となる。なお、ワッシャー部４１の外径は、荷重検出部３８の外径以上であれば良い。

このように荷重センサ２５の雄ネジ３６を挿通させたワッシャー４０のカラー部４２を取付穴４５に挿通させてシートフレーム１２の取付板部２６がワッシャー部４１に載置される。ここで、カラー部４２の軸線方向長さ（厚さ）は取付板部２６の板厚よりも厚くされており、よって、カラー部４２がワッシャー部４１に接触する取付板部２６よりも上側に突出する。

そして、この取付板部２６よりも上側に突出するカラー部４２を内側に挿通させて、環状でしかもワッシャー部４１の外径よりも外径が大径とされたウェーブワッシャー（弾性体）４７が取付板部２６に接触状態で載置される。このウェーブワッシャー４７は、変形していない状態ではカラー部４２の軸方向長さから取付板部２６の板厚を減じた値よりも軸方向長さ（厚さ）が長くなり、最も軸線方向に縮んだ状態ではカラー部４２の軸方向長さから取付板部２６の板厚を減じた値よりも軸方向長さが短くなる。よって、取付板部２６上に載置された状態でしかも変形していない状態においては、ウェーブワッシャー４７の上端部がカラー部４２の上端面よりも上側に位置することになる。

この状態でさらに上方に突出する雄ネジ３６を内側に挿通させるようにワッシャー４９がウェーブワッシャー４７に載置される。ここで、このワッシャー４９は内径が雄ネジ３６よりも大径かつカラー部４２の外径よりも小径とされており、外径はウェーブワッシャー４７の外径とほぼ同径とされている。

そして、この状態でさらに上方に突出する雄ネジ３６にナット５０を螺合させ、ナット５０を所定のトルクで締め付ける。すると、ナット５０と荷重センサ２５とでワッシャー４９とワッシャー４０とが締結されて固定されることになる。つまり、ナット５０の下面とワッシャー４９の上面とが隙間なく接触し、ワッシャー４９の下面とワッシャー４０のカラー部４２の上面とが隙間なく接触し、ワッシャー４０のワッシャー部４１の下面とセンサ本体部３５の荷重検出部３８の上面とが隙間なく接触する状態となる。その際にワッシャー４９とワッシャー４０とが近接することでこれらの間に設けられたウェーブワッシャー４７が弾性変形させられることになり、このウェーブワッシャー４７の弾性力によってシートフレーム１２の取付板部２６が下側にあるワッシャー４０のワッシャー部４１に押し付けられることになる。

このようにして、荷重センサ２５に設けられた雄ネジ３６に螺合するナット５０によって荷重センサ２５が取付板部２６に取り付けられることになる。また、この状態で、ワッシャー４０のワッシャー部４１が荷重検出部３８を略覆うとともに荷重検出部３８と取付板部２６との間に介装されることになり、ワッシャー部４１とナット５０との間に取付板部２６の板厚よりも厚いカラー部４２が設けられる。さらに、この状態で、取付板部２６とナット５０との間にウェーブワッシャー４７が設けられる。

上記のようにして、シート１１のシートフレーム１２がその四隅において四つの荷重センサ２５を介して左右のシートレール１４に支持されることになる。そして、シート１１に導入された荷重がシートフレーム１２からこれに接触するワッシャー４０のワッシャー部４１を介して荷重センサ２５の荷重検出部３８に導入されることになり、センサ本体部３５が荷重で微小に歪むことにより荷重に応じた電荷を発生させ、これにより図示せぬ制御部が荷重を検出する。そして、制御部は、四つの荷重センサ２５で検出された荷重から、シート１１への乗員の着席の有無および着席している乗員が大人であるか子供であるか等を判定し、これに基づいて、例えば車両の衝突時におけるエアバッグ装置の展開等を制御する。

以上に述べた実施形態によれば、取付板部２６とナット５０との間にウェーブワッシャー４７が設けられているため、図３に示すように取付板部２６に歪みや傾きが生じてもウェーブワッシャー４７が変形することでこれを吸収することができる。したがって、荷重センサ２５が取付板部２６の歪みや傾き、組み付け精度等によって不必要な荷重（偏荷重）を検出してしまうことを防止できる一方、着席した乗員を含むシート１１の重量は取付板部２６からワッシャー４０を介して荷重検出部３８に導入されるため、正確な荷重検出を行うことができる。

また、荷重検出部３８を略覆うとともに荷重検出部３８と取付板部２６との間に介装されるワッシャー部４１と、このワッシャー部４１とナット５０との間に設けられる取付板部２６の板厚よりも厚いカラー部４２とを有するワッシャー４０を備えているため、カラー部４２によってナット５０とワッシャー部４１との間に取付板部２６の歪みおよび傾きを吸収できる隙間を適正に形成できることになり、また、カラー部４２を介して導入される締結の軸力をワッシャー部４１によって荷重検出部３８に平均的に分散させることができる。したがって、荷重センサ２５が取付板部２６の歪みや傾きによって不必要な荷重を検出してしまうことを確実に防止でき、しかも締結の軸力によって不必要な荷重を検出してしまうことをも防止できて、正確な荷重検出を確実に行うことができる。

さらに、ワッシャー部４１とカラー部４２とが一体成形されているため、部品点数および組み付け工数を低減することができる。参考技術として、ワッシャー部４１とカラー部４２とを別体とすることも可能である。参考技術として、荷重センサ２５が締結の軸力を荷重検出部３８に平均的に分散させなくても荷重を良好に検出できる場合には、図４に示すようにワッシャー部４１を設けずにカラー部４２のみを設けることも可能である。

なお、上記したウェーブワッシャー４７に換えて他の弾性体を用いても良く、例えば、図５に示すように、ナット５０とワッシャー４１との間に、内径側の軸直交方向に沿う環状の平板部５３と外径側の軸直交方向に対し傾斜する環状のテーパ板部５４とを有する板バネ状のワッシャー５２を設けて、平板部５３をナット５０の下面およびカラー部４２の上面に接触させ、テーパ板部５４の下端面を取付板部２６に接触させるようにしても良い。さらに、図６に示すように、内径側の軸直交方向に沿う環状の平板部６０と外径側の軸直交方向に対し傾斜する環状のテーパ板部６１とを有する板バネ６２の両側をワッシャー６３，６４で挟み、これらをナット５０とワッシャー４０との間に設けても良い。この場合、平板部６０の軸線方向におけるテーパ板部６１の延出方向とは反対側に小外径のワッシャー６３を、逆側に大外径のワッシャー６４を配置し、ワッシャー６３をナット５０の下面に接触させ、ワッシャー６４をカラー部４２の上面に接触させて、さらに、これらワッシャー６３，６４から突出するテーパ板部６１の外径側の下端部を取付板部２６に接触させている。また、図６の例では、取付板部２６の取付穴４５に、取付板部２６とワッシャー４０とのエッジ当たりを防ぐ樹脂製のカバー６６が設けられている。

以上においては、荷重を測定する荷重センサ２５の荷重検出部３８側に雄ネジ３６を設け、この雄ネジ３６に螺合するナット５０により荷重センサ２５を取付板部２６に取り付ける構造を例に取り説明したが、荷重センサ２５の荷重検出部３８側に雌ネジを設け、この雌ネジに螺合するボルトにより荷重センサ２５を取付板部２６に取り付ける構造としても良い。この場合、ワッシャー４０の挿通穴４３にボルトの軸部が挿通されることになり、ワッシャー４０のカラー部４２はワッシャー部４１とボルトの頭部との間に設けられ、また、ウェーブワッシャー４７が取付板部２６とボルトの頭部との間に設けられることになる。

本発明の一実施形態の荷重センサ取付構造が適用された車両のシートを示す部分斜視図である。 本発明の一実施形態の荷重センサ取付構造を示す一部を断面とした側面図である。 本発明の一実施形態の荷重センサ取付構造を示す一部を断面とした側面図であって、取付板部が傾いた状態を示すものである。 参考技術の荷重センサ取付構造を示す一部を断面とした側面図である。 本発明の一実施形態の荷重センサ取付構造の変形例を示す一部を断面とした側面図である。 本発明の一実施形態の荷重センサ取付構造の別の変形例を示す一部を断面とした側面図である。 荷重センサ取付構造を示す一部を断面とした側面図である。

符号の説明

２５ 荷重センサ
２６ 取付板部
３６ 雄ネジ
３８ 荷重検出部
４１ ワッシャー部
４２ カラー部
４７ ウェーブワッシャー（弾性体）
５０ ナット

Claims (3)

1. 荷重を測定する荷重センサの荷重検出部側に雄ネジまたは雌ネジを設け、該雄ネジまたは雌ネジに螺合するナットまたはボルトにより前記荷重センサを取付板部に取り付ける荷重センサ取付構造であって、
   前記取付板部と前記ナットまたはボルトの頭部との間に弾性体を設け、
   前記荷重検出部と前記取付板部との間に介装されると共に前記荷重検出部を略覆い、該荷重検出部の外径以上の外径を有するワッシャー部と、該ワッシャー部と前記ナットまたはボルトの頭部との間に設けられる、前記取付板部の板厚よりも厚いカラー部とを一体成形したワッシャーを有することを特徴とする荷重センサ取付構造。
2. 前記弾性体は、前記カラー部と前記ナットまたはボルトの頭部との間に介装される平板部と、該平板部の外周縁に設けられ、前記取付板部に当接するテーパ板部とを有する板バネからなることを特徴とする請求項１記載の荷重センサ取付構造。
3. 前記テーパ板部は、前記荷重検出部の外側の位置で前記取付板部に当接する当接部を有することを特徴とする請求項２記載の荷重センサ取付構造。

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