JP4452225B2 - 車両用シートの乗員重量測定装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用シートに着座する乗員の重量を測定する車両用シートの乗員重量測定装置に関する。
近年、シートベルトやエアバック等の各種安全装置の性能を向上させるため、車両用シートに着座した乗員の重量に合わせて安全装置の動作をコントロールする場合がある。着座した乗員の重量を測定する従来の乗員重量測定装置においては車両のフロアと車両用シートとの間に荷重センサが介在されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
特開2004−317285号公報 米国特許第6161891号明細書
ところが、乗員重量測定装置を組み立てる時、乗員重量測定装置に車両用シートを組み付ける時、乗員重量測定装置を車両のフロアに組み付ける時等において、寸法誤差、組み付け位置誤差が生じ、非常に僅かだがゆがみが発生してしまう。かかるゆがみによって初期荷重が荷重センサに作用してしまうので、乗員重量を正確に測定できないこともある。
そこで、本発明は、初期荷重の発生を抑えることができる車両用シートの乗員重量測定装置を提供することを目的とする。
以上の課題を解決するために、本発明の車両用シートの乗員重量測定装置は、車両のフロアに固定される左右一対のロアレール上を前後に移動可能に設けられた左右一対のアッパーレールと、前記一対のアッパーレールの前後それぞれの上に固定された4つの荷重センサと、前記4つの荷重センサの上に設けられ、車両用シートの下に設けられたフレームと、を備え、前記フレームであって前記4つの荷重センサに対応した位置には、取付孔がそれぞれ設けられ、前記4つの荷重センサが、上下に延在するロッドをそれぞれ有し、前記4つの荷重センサのうち一方の対角に配置された2つの荷重センサについては当該ロッドが当該取付孔に挿通され、当該取付孔の内面と当該ロッドとの間に第1隙間が設けられて、これら2つの荷重センサが前記フレームに対して前後左右方向に遊んだ状態とされ、他方の対角に配置された2つの荷重センサについては当該ロッドが当該取付孔に挿通され、当該取付孔の内面と当該ロッドとの間に、前記第1隙間よりも狭い第2隙間が設けられて、これら2つの荷重センサは前記フレームに対して前後左右方向が固定されていることを特徴とする。
本発明によれば、一方の対角にある2つの荷重センサがフレームに対して前後左右へ遊んだ状態とされているので、アッパーレール、ロアレールのゆがみが発生しても、フレームに対して一方の対角にある荷重センサが水平方向にずれるので、ゆがみによる初期荷重が荷重センサに作用しない。
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
図1は、車両用シートの乗員重量測定装置1の斜視図であり、図2は、乗員重量測定装置1の分解斜視図である。
図1〜図2に示すように、車両用シートの前後位置を調整するためのスライドアジャスタ2が乗員室のフロアに取り付けられている。スライドアジャスタ2は、互いに平行に設けられたロアレール3,4と、ロアレール3に対してロアレール3上を前後方向に摺動可能となってロアレール3に係合したアッパーレール5と、ロアレール4に対してロアレール3上を前後方向に摺動可能となってロアレール4に係合したアッパーレール6と、ロアレール3,4の下面にボルトナット結合又はリベット結合により固定されてロアレール3,4の間を架け渡されたロアブラケット7と、ロアレール3,4に対してアッパーレール5,6をロックするとともにそのロックを解除するためのロック機構8と、ロアレール3の下面に取り付けられたブラケット31,33と、ロアレール4の下面に取り付けられたブラケット32,34とを具備する。ブラケット31〜34が車両のフロアに取り付けられ、ロアレール3,4が車両のフロアに対して固定される。
右のアッパーレール5の上面であってその前後方向中央部には、ブラケット11がボルトナット結合又はリベット結合により固定されており、左のアッパーレール6の上面であってその前後方向中央部には、ブラケット12がボルトナット結合又はリベット結合により固定されている。どちらのブラケット11,12もそれぞれのアッパーレール5,6の上面に対して立てた状態に設けられている。ブラケット11にはサブマリンパイプ10の右端部が溶接され、ブラケット12にはサブマリンパイプ10の左端部が溶接され、サブマリンパイプ10がブラケット11,12の間に架設されている。
右のアッパーレール5の上面であってその前端部には、荷重センサ21が搭載され、右のアッパーレール5の上面であってその後端部には、荷重センサ23が搭載されている。左のアッパーレール6にも同様に、荷重センサ22が前端部に搭載され、荷重センサ24が後端部に搭載されている。上から見て荷重センサ21、荷重センサ23、荷重センサ24、荷重センサ22は正方形又は長方形の頂点になるように配置されている。
図3は、荷重センサ21の斜視図である。図3に示すように、荷重センサ21は、荷重の検知を行う柱状のセンシング部21aと、センシング部21aの下端から前方及び後方に水平となって延出した板状のフランジ部21bと、センシング部21aの上端から上に延出したロッド21cと、フランジ部21bと平行となるようセンシング部21aから延出したコネクタ21dと、を備える。ロッド21cは雄ネジ状に形成されている。フランジ部21bの前部及び後部には、上下方向に貫通した雌ネジ状の円孔21e,21fがそれぞれ形成されている。センシング部21aには歪みゲージが内蔵され、該歪みゲージによって荷重が電気信号に変換される。
図2に示すように、荷重センサ21は右のアッパーレール5に固定されている。具体的には、フランジ部21bの下面がアッパーレール5の上面に当接し、アッパーレール5を下から上へ貫通したボルト35,36がそれぞれ円孔21e,21fに螺合することで、荷重センサ21が固定されている。なお、円孔21e,21fにネジ山を形成せずに、フランジ部21bの上でボルト35,36にナットを締結することで、荷重センサ21をアッパーレール5に固定しても良い。
荷重センサ22〜24は何れも荷重センサ21と同様に構成されているので、以下では荷重センサ22〜24の各部についてはそれぞれセンシング部22a〜24a、フランジ部22b〜24b、ロッド22c〜24c、コネクタ22d〜24dと符号を付して説明する。
また、荷重センサ23は荷重センサ21と同じようにボルト37によって右のアッパーレール5の上面に固定され、荷重センサ22,24はそれぞれボルト38,39によって荷重センサ21と同じように左のアッパーレール6の上面に固定されている。
荷重センサ21〜24が固定された状態では、後ろの荷重センサ23,24についてはコネクタ23d,24dが前方に指向し、前の荷重センサ21,22についてはコネクタ21d,22dが後方に指向している。
図1、図2に示すように、荷重センサ21〜24には、矩形枠状のフレーム40が搭載されている。図4は、矩形フレーム40の上面図である。図4に示すように、矩形フレーム40は、右のビーム41、左のビーム42、フロントメンバー43、後ろのクロスパイプ44から構成されている。
右のビーム41は、ウェブ41aと左右のフランジ41b,41cとを有する断面コ字状の金属材である。ウェブ41aの前後長がフランジ41b,41cの前後長よりも長く、ウェブ41aの前端部41dがフランジ41b,41cの前端よりも前に延出している。また、ウェブ41aの前端部41dの側縁には、矩形状の切欠き41eが形成され、その部分における幅が他の部分よりも狭くなっている。ウェブ41aの前部には、取付孔41fが形成され、ウェブ41aの後部には、取付孔41gが形成されているが、取付孔41fは切欠き41eよりも後ろにある。後ろの取付孔41gの直径が前の取付孔41fの直径よりも大きくなっている。
左のビーム42も同様に、ウェブ42aと左右のフランジ42b,42cとを有する断面コ字状の金属材であり、ウェブ42aの前端部42dの側縁に切欠き42eが形成されている。ウェブ42aには取付孔42f及び取付孔42gが形成されているが、取付孔42fの前後位置と取付孔41fの前後位置がほぼ揃っており、取付孔42gの前後位置と取付孔41gの前後位置がほぼ揃っており、取付孔42fは切欠き42eよりも後ろにある。左のビーム42においては、前の取付孔42fの直径が後ろの取付孔42gの直径よりも大きくなっている。
フロントメンバー43は、ウェブとフランジとを有する断面コ字状の金属材である。フロントメンバー43の右端部が、ビーム41の切欠き41eよりも前側においてウェブ41aの前端部41dに溶接され、フロントメンバー43の左端部が、ビーム42の切欠き42eよりも前側においてウェブ42aの前端部42dに溶接されている。
クロスパイプ44は、ビーム41,42の後端部の間に架設され、これらビーム41,42に対して溶接されている。なお、前の切欠き41e,42eと同様に、クロスパイプ44と荷重センサ23との間において切欠きをビーム41に形成しても良いし、クロスパイプ44と荷重センサ24との間において切欠きをビーム42に形成しても良い。
図5〜図7を参照して、右前の荷重センサ21を矩形フレーム40に取り付けるための取付構造について説明する。図5は矩形フレーム40の右前部の平面図であり、図6は切断線VI−VIに沿った面の矢視断面図であり、図7は切断線VII−VIIに沿った面の矢視断面図である。図5〜図7に示すように、リング状のナイロンブッシュ61が右前の取付孔41fの縁に嵌められ、このナイロンブッシュ61にグリスが塗布されている。また、円筒部62aと、円筒部62aの一端面に形成されたリング板状のフランジ部62bとからなる段付カラー62がナイロンブッシュ61の内側において取付孔41fに挿通されている。ここで、円筒部62aが下から上にウェブ41aを貫通し、フランジ部62bがウェブ41aの下面に係止し、段付カラー62が上に抜けないようになっている。また、円筒部62aがウェブ41aの上面よりも突出し、円筒部62aの上端面がウェブ41aの上面よりも高い位置にある。ここで、円筒部62aがナイロンブッシュ61に嵌合し、円筒部62aとナイロンブッシュ61の間には隙間がない。
段付カラー62には荷重センサ21のロッド21cが挿通され、このロッド21cがウェブ41aを下から上に貫通している。段付カラー62の内径はロッド21cの径よりも僅かながら大きく設計され、このような設計によって寸法誤差、取付位置の誤差が解消される。そのため、ロッド21cの径が段付カラー62の内径よりも小さくても、ビーム41に対するロッド21cの前後左右方向への遊びは実質的になく、固定されている。
ロッド21cにはナット66が螺合しているが、ビーム41のウェブ41aの上面とナット66との間には平座金63及び板バネ64が介在し、ナット66が板バネ64に係合している。ロッド21cが平座金63に挿通され、この平座金63が段付カラー62の端面に載った状態とされ、平座金63がビーム41のウェブ41aの上面から離れている。
板バネ64は二等辺三角形状に設けられ、その中央部(二等辺三角形の重心)に挿通孔が形成され、この挿通孔にロッド21cが挿通されている。板バネ64の互いに等しい角部がカバー65によって覆われ、カバー65にグリスが塗布されている。このカバー65は流動性の樹脂を板バネ64の角部に成型して硬化させることにより形成されたものであり、板バネ64の角部に形成された穴64aにカバー65の一部が挿入されている。横から見て、板バネ64の中央部が山形となるよう板バネ64が湾曲し、カバー65が覆われた角部が裾となっている。ナット66の締め付けによって平座金63及び板バネ64がナット66と円筒部62aの上端面との間に挟まれ、ナット66と荷重センサ21との間に板バネ64、平座金63及び段付カラー62が挟まれている。また、ナット66の締め付けによって板バネ64の両裾のカバー65がビーム41のウェブ41aの上面に当接し、板バネ64がウェブ41aに押し付けられている。また、ロッド21cが挿入された挿通孔が板バネ64の重心部に形成されているので、ロッド21cの挿通方向に見て、ロッド21cは、板バネ64とウェブ41aの接点となる板バネ64の両裾角部を結ぶ線分から外れた位置で挿通孔に挿通されている。
以上のようにナット66の締め付けにより板バネ64が弾性的に変形するので、ナット66に対して荷重が作用するため、ナット66が緩むのが防止される。また、段付カラー62にロッド21cが挿通しているので、ナット66を締め付けすぎたものとしても、板バネ64が平坦に変形して板バネ64全体がウェブ21aの上面に密接することを防止することができる。
なお、ウェブ41aの幅方向における取付孔41fの位置は、中央よりもやや右側にあるが、板バネ64の両裾がウェブ41aの幅方向中央部に接している。
図8〜図10を参照して、右後ろの荷重センサ23を矩形フレーム40に取り付ける構造について説明する。図8は矩形フレーム40の右後部の平面図であり、図9は切断線IX−IXに沿った面の矢視断面図であり、図10は切断線X−Xに沿った面の矢視断面図である。
図8〜図10に示すように、リング状のナイロンブッシュ71が右後ろの取付孔41gの縁に嵌められ、このナイロンブッシュ71にグリスが塗布されている。そして、荷重センサ22のロッド22cが平座金73に挿通され、ロッド22cが取付孔41gに挿通されてウェブ41aを下から上へ貫通し、ビーム41のウェブ41aとセンサ部22aとの間に平座金73が挟まれている。
また、段付カラー72の円筒部72aにロッド22cが挿通され、この円筒部72aがナイロンブッシュ71の内側において上から下にウェブ41aを貫通し、円筒部72aの下端面が平座金73に当接している。円筒部72aの上端面にリング板状のフランジ部72bが形成され、このフランジ部72bがウェブ41aの上にあるが、フランジ部72bとウェブ41aが離れている。段付カラー72の内径はロッド22cの径にほぼ等しく、円筒部72aの外径が取付孔41gの径よりも小さい。そのため、円筒部72aの外周面と取付孔41gの縁との間には隙間があり、ロッド22cがビーム41に対して前後左右へ遊んだ状態とされている。
ロッド22cにはナット76が螺合しているが、段付カラー72のフランジ部72bとナット76との間には板バネ74が介在し、ナット76が板バネ74に係合している。板バネ74は二等辺三角形状に設けられ、その中央部(二等辺三角形の重心)に挿通孔が形成され、この挿通孔にロッド22cが挿通されている。板バネ74の互いに等しい角部がカバー75によって覆われ、カバー75にグリスが塗布されている。このカバー75も流動性の樹脂を板バネ74の角部に成型して硬化させることにより形成されたものであり、板バネ74の角部に形成された穴74aにカバー75の一部が挿入されている。横から見て、板バネ74の中央部が山形となるよう湾曲し、カバー75が覆われた角部が裾となっている。ナット76の締め付けによって板バネ74がナット76と段付カラー72との間に挟まれ、ナット76と荷重センサ22との間に板バネ74、段付カラー72及び平座金73が挟まれている。また、ナット76の締め付けによって板バネ74の両裾のカバー75がビーム41のウェブ41aの上面に当接し、板バネ74がウェブ41aに押し付けられている。ナット76の締め付けにより板バネ74が弾性的に変形するので、ナット76に対して荷重が作用するので、ナット76が緩むのが防止される。また、段付カラー72にロッド22cが挿通しているので、ナット76を締め付けすぎたものとしても、板バネ74が平坦に変形して板バネ74全体がウェブ21aの上面に密接することを防止することができる。
また、ロッド22cが挿入された挿通孔が板バネ74の重心部に形成されているので、ロッド22cの挿通方向に見て、ロッド22cは、板バネ74とウェブ41aの接点となる板バネ74の両裾角部を結ぶ線分から外れた位置で挿通孔に挿通されている。また、ウェブ41aの幅方向における取付孔41gの位置は、中央よりもやや右側にあるが、板バネ74の両裾がウェブ41aの幅方向中央部に接している
図2に示すように、左前の荷重センサ22の取付孔42fへの取付構造は右後ろの荷重センサ23の取付孔41gへの取付構造と同じであり、右後ろの荷重センサ24の取付孔42gへの取付構造は右前の荷重センサ21の取付孔41fへの取付構造と同じである。つまり、一方の対角にある荷重センサ21と荷重センサ24は矩形フレーム40に対して前後左右方向への遊びはなくて固定され、もう一方の対角にある荷重センサ23と荷重センサ22は円筒部72aの外周面と取付孔41gの縁との間の隙間分だけ矩形フレーム40に対して前後左右へ遊んだ状態とされている。
以上のように矩形フレーム40が荷重センサ21〜24の上に取り付けられた状態では、サブマリンパイプ10がフロントメンバー43よりも後ろ側に位置する。
図1〜図2に示すように、ビーム41の右のフランジ41bには、サイドフレーム51が溶接されており、ビーム42の左のフランジ42bには、サイドフレーム52が溶接されている。これらサイドフレーム51,52は車両用シートのボトムのフレームの一部である。
サイドフレーム51,52の前部がパンフレーム53によって上から覆われ、サイドフレーム51,52とパンフレーム53がボルトナット結合又はリベット結合によって固定されている。クロスパイプ44とパンフレーム53との間にシートスプリング54架け渡され、パンフレーム53及びシートスプリング54上にクッションが搭載され、クッション、パンフレーム53及びサイドフレーム51,52全体がカバーで覆われる。
サイドフレーム51、52の後端部には、背もたれフレームが連結され、背もたれフレームがリクライニング機構により起伏できるようにあなっている。なお、背もたれフレーム及びクッションについては、図面を見やすくするために、図示を省略する。
この乗員重量測定装置1を組み立てるに際しては、組み立てられたスライドアジャスタ2にブラケット11,12及びサブマリンパイプ10を組み付け、右のアッパーレール5の上面に荷重センサ21及び荷重センサ23を組み付け、左のアッパーレール6の上面に荷重センサ22及び荷重センサ24を組み付ける。そして、ナイロンブッシュ61,71、段付カラー62,72、平座金63,73、板バネ64,74、ナット66,76を用いて矩形フレーム40を荷重センサ21〜24に組み付ける。矩形フレーム40を組み付けるに際して、荷重センサ21,23,22,24の位置が設計通りにそれぞれの取付孔41f,41g,42f,42gの位置に合っていなくとも、右前と左後ろの荷重センサ21,24においてロッド21c,24cの径が段付カラー62の内径よりも小さいので、誤差が解消される。
組み立てた乗員重量測定装置1を車両に組み付けるに際しては、スライドアジャスタ2のブラケット31〜34をボルトナット結合又はリベット結合により車両内のフロアに取り付ける。ここで、ブラケット31〜34を取り付ける部分の位置が設計通りにそれぞれのブラケット31〜34の位置に合っていない場合、ブラケット31〜34をフロアに取り付けるとスライドアジャスタ2等が多少ゆがむ。ところが、右後ろの荷重センサ23と左前の荷重センサ22が矩形フレーム40に対して前後左右へ遊んだ状態とされているので、スライドアジャスタ2等のゆがみが発生しても、矩形フレーム40に対して荷重センサ22,23が水平方向にずれるので、ゆがみによる初期荷重が荷重センサ21〜24に作用しない。更に、段付カラー62,72によって矩形フレーム40が荷重センサ21〜24に対して垂直方向にずれるようになっているので、スライドアジャスタ2等のゆがみによる初期荷重が荷重センサ21〜24に作用しない。矩形フレーム40に対して荷重センサ21〜24がずれるようになっているものとしても、ナット66,76とウェブ41a,42aとの間に板バネ64,74が介在するので、矩形フレーム40に対して荷重センサ21〜24が緩んでいるのではなく、剛性上の問題もない。
以上のように構成された乗員重量測定装置1においては、乗員がシートボトムに着座すると、乗員の重量が矩形フレーム40を通じて荷重センサ21〜24に作用し、乗員の重量が荷重センサ21〜24によって電気信号に変換される。
ここで、右の荷重センサ21,23がアッパーレール5と矩形フレーム40との間に取り付けられ、左の荷重センサ22,24がアッパーレール6と矩形フレーム40との間に取り付けられ、荷重センサ21〜24が車両用シートと一体になって前後方向に移動する構成となっているから、車両用シートの前後方向の位置によらず、車両用シートから荷重センサ21〜24に入力される荷重を常に一定に維持することができる。そのため、乗員重量の測定精度を向上させることができる。
また、サブマリンパイプ10がフロントメンバー43よりも後ろ側に位置するため、車両の前突等により乗員に前方への慣性力が作用すると、車両用シートに着座した乗員の臀部がサブマリンパイプ10に拘持される。そのため、乗員が腰ベルトの下に潜り込む、いわゆるサブマリン現象を防止することができる。
また、サブマリンパイプ10をフロントメンバー43と別体化して設けられているから、車両の前突時等において乗員の臀部がフロントメンバー43には当たらない。従って、車両の前突時等において前方への慣性力が矩形フレーム40を通じて荷重センサ21〜24に伝達されない。そのため、車両の前突時等においても、乗員重量の測定精度を向上させることができる。
また、ビーム41,42の前端部には、フランジ41b,41c,42b,42cが設けられておらず、ウェブ41a,42aだけとなっており、ウェブ41a,42aの前端部41d,42dに切欠き41e,42eが形成され、その切欠き41e,42eよりも前においてフロントメンバー43が取り付けられている。そのため、車両の前突時等において、矩形フレーム40に大きな荷重が作用した場合、ビーム41,42は切欠き41e,42eにおいてにおいて変形するので、荷重がその変形した場所において緩和される。そのため、矩形フレーム40に大きな荷重が作用した場合でも、大きな荷重が荷重センサ21〜24に伝達しなくなる。従って、車両の前突時等においても、乗員重量の測定精度を向上させたり、荷重センサ21〜24の損傷を抑えたりすることができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
車両用シートの乗員重量測定装置1の斜視図である。 乗員重量測定装置1の分解斜視図である。 荷重センサ21の斜視図である。 矩形フレーム40の平面図である。 矩形フレーム40の右前部の平面図である。 図5の切断線VI−VIに沿った面の矢視断面図である。 図5の切断線VII−VIIに沿った面の矢視断面図である。 矩形フレーム40の右後部の平面図である。 図8の切断線IX−IXに沿った面の矢視断面図である。 図8の切断線X−Xに沿った面の矢視断面図である。
符号の説明
1 乗員重量測定装置
3、4 ロアレール
5、6 アッパーレール
21、22、23、24 荷重センサ
40 矩形フレーム
41、42 ビーム
62、72 段付カラー
63、73 平座金
64、74 板バネ
66、76 ナット

Claims (1)

  1. 車両のフロアに固定される左右一対のロアレール上を前後に移動可能に設けられた左右一対のアッパーレールと、
    前記一対のアッパーレールの前後それぞれの上に固定された4つの荷重センサと、
    前記4つの荷重センサの上に設けられ、車両用シートの下に設けられたフレームと、を備え、
    前記フレームであって前記4つの荷重センサに対応した位置には、取付孔がそれぞれ設けられ、
    前記4つの荷重センサが、上下に延在するロッドをそれぞれ有し、
    前記4つの荷重センサのうち一方の対角に配置された2つの荷重センサについては当該ロッドが当該取付孔に挿通され、当該取付孔の内面と当該ロッドとの間に第1隙間が設けられて、これら2つの荷重センサが前記フレームに対して前後左右方向に遊んだ状態とされ、
    他方の対角に配置された2つの荷重センサについては当該ロッドが当該取付孔に挿通され、当該取付孔の内面と当該ロッドとの間に、前記第1隙間よりも狭い第2隙間が設けられて、これら2つの荷重センサは前記フレームに対して前後左右方向が固定されていることを特徴とする車両用シートの乗員重量測定装置。
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