KR20080032994A - 차량좌석용 중량센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량좌석용 중량센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수직하중에 의한 안정된 변형을 일으키면서 시트트랙의 유격 및 비틀림에 의한 측방향 하중 및 모멘트에 대한 구속력을 갖도록 하여 왜곡되지 않은 정확한 측정값의 출력이 이루어질 수 있도록 한 차량좌석용 중량센서에 관한 것으로서, 수직부(11)에 서로 평행한 상.하부 절곡부(12)(13)가 일체로 형성된 센서몸체부(1)가 구비되고, 상기 상.하부 절곡부(12)(13) 사이의 양측에 제1,2 지지물(2)(2a)이 삽입 및 고정되어 상기 제1,2 지지물(2)(2a) 사이의 상.하부 절곡부(12)(13)로 구속부(3) 및 탄성변형부(4)를 형성하며, 상기 하부 절곡부(13)에 스트레인게이지(S)가 부착되고, 상.하부 절곡부(12)(13)의 외측에 각각 체결홈(50)을 갖는 제1,2 지지턱(5)(5a)을 서로 반대방향에 형성함으로써 시트트랙의 유격 및 비틀림에 의한 측방향 하중 및 모멘트의 영향을 최소화할 수 있고, 이로 인하여 왜곡되지 않은 보다 정확하고 안정된 측정값의 출력이 이루어질 수 있는 효과가 있다.

센서몸체부, 지지물, 지지턱, 체결홈, 스트레인게이지, 접속물

Description

차량좌석용 중량센서{Vehicle seat weight sensor}

도 1은 종래의 차량좌석용 중량센서가 적용된 차량의 좌석 분해 사시도.

도 2는 도 1의 조립상태를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명이 적용되어 조립된 상태를 나타낸 차량의 좌석 단면도.

도 4는 본 발명에 의한 차량좌석용 중량센서를 나타낸 사시도.

도 5는 도 4의 요부 사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:센서몸체부 2,2a:제1,2 지지물

3:구속부 4:탄성변형부

5,5a:제1,2 지지턱 6:접속물

11:수직부 12,13:상.하부 절곡부

30:천공부 31,32:제1,2 구속빔

40:탄성변형빔 41:공간부

50:체결홈 60:접속헤더

본 발명은 차량좌석용 중량센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수직하중에 의한 안정된 변형을 일으키면서 시트트랙의 유격 및 비틀림에 의한 측방향 하중 및 모멘트에 대한 구속력을 갖도록 하여 왜곡되지 않은 정확한 측정값의 출력이 이루어질 수 있도록 한 차량좌석용 중량센서에 관한 것이다.

현재 에어백은 차량의 운전석 뿐만 아니라 조수석 등과 같이 탑승객의 안전까지 고려하여 설치되고 있는 실정에 있는 것이며, 특히 탑승객의 조건에 따라 에어백의 전개 범위까지 제한하고 있다.

즉, 탑승객의 조건, 예컨대 에어백 설치위치와 탑승객 사이의 거리 및 위치, 탑승객의 착석 자세와 무게 등을 에어백 컨트롤러에서 종합적으로 판단하여 에어백에 주입되는 공기량을 조절함으로써 이루어지게 되는 것으로서, 이러한 에어백의 전개 범위의 제한은 에어백 전개로 인해 오히려 상해를 입을 수 있는 유아나 노약자 등을 안전하게 보호하는 측면에서 매우 중요하다.

이러한 탑승객의 조건 중에서, 본 발명은 탑승객의 무게를 측정하여 신호를 보내는 중량센서에 관한 것이며, 이에 대하여 본원인은 이미 기 출원(특허출원 제2006-24978호 '차량좌석용 중량센서')한 바 있다.

도 1은 종래의 차량좌석용 중량센서가 적용된 차량 좌석의 분해 사시도로서, 상기 좌석(100)은 하부측에 고정된 이동레일(110)에 의해서 고정레일(120)을 따라 전.후 이동가능하게 설치된다.

그리고, 상기 고정레일(120)과 바닥면에 고정되는 지지프레임(130)의 사이에 탄성변형편(140)이 장착되는 것으로서, 상기 탄성변형편(140)은 서로 평행한 상.하 부 절곡부(142)(143)를 가지며, 상기 상.하부 절곡부(142)(143)는 중앙부에 관통공(144)이 형성되어 상기 관통공(144)을 통하여 고정레일(120) 및 지지프레임(130)에 볼트 체결하도록 구성되어 있다.

또한, 상기 탄성변형편(140)은 도 2에 도시된 바와 같이 수직부(141)에 스트레인게이지(S)가 부착되는 것으로서, 상기 스트레인게이지(S)는 몰딩화된 접속몸체(150)에 의해서 탄성변형편(140)의 수직부(141)에 부착되고, 상기 접속몸체(150)는 스트레인게이지(S)의 변형에 의한 측정값 및 신호를 에어백 컨트롤러에 보내기 위해 회로적으로 연결되는 접속헤더(150a)를 포함한다.

이와같이 구성된 종래의 차량좌석용 중량센서는 탑승객이 좌석(100)에 착석하게 되면 그 무게에 의한 수직하중이 이동레일(110) 및 고정레일(120)을 통하여 탄성변형편(140)에 전달되어 상기 탄성변형편(140)에 변형을 일으키게 됨으로써 스트레인게이지(S)를 통하여 변형된 측정값 및 신호를 에어백 컨트롤러 측으로 보내게 되는 것이다.

차량좌석용 중량센서, 즉 수직부(141)를 중심으로 서로 평행한 상.하부 절곡부(142)(143)를 갖는 탄성변형편(140)은 이동레일(110) 및 고정레일(120)로 이루어지는 시트트랙에 위치하기 때문에 중량방향의 힘외에도 이동레일(110)과 고정레일(120)간의 유격이나 비틀림에 의한 측방향의 힘을 받게 된다. 그러나 종래의 이 탄성변형편(140)은 이러한 힘에 의해서도 변형을 일으키게 됨으로써 순수한 중량감지가 이루어지지 못하고 측정값이 왜곡되어 성능저하 요인이 되고 있다. 또한, 스트레인게이지(S)의 응력 집중 정도가 작아 변형이 적게 일어나는 탄성변형편(140) 의 수직부(141)에 위치하므로 전자부에서 많은 증폭비가 요구되는 면이 있다.

상기의 문제점들은 스트레인게이지(S) 부착방법 및 전자부의 보정으로 일부 개선이 가능하나 요구정밀도 및 양산성 및 원가측면을 종합적으로 볼 때 기구적인 구조를 개선하는 것이 합리적이다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 그 목적은 수직하중에 의한 안정된 변형을 일으키면서 시트트랙의 유격 및 비틀림에 의한 측방향 하중 및 모멘트에 대한 구속력을 갖도록 하여 왜곡되지 않은 정확한 측정값의 출력이 이루어질 수 있도록 하는데 있다.

또한, 본 발명은 한 개의 탄성변형빔에 2개의 구속빔으로 이루어진 3빔 구조로 형성하여 중량방향의 힘에 대해 센서의 체결조건에 관계없이 안정된 변형을 얻게 되고, 탄성변형빔에 대한 측방향 하중 및 모멘트에 의한 영향을 최소화하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 수직부에 서로 평행한 상.하부 절곡부가 일체로 형성된 센서몸체부가 구비되고, 상기 상.하부 절곡부 사이의 양측에 제1,2 지지물이 삽입 및 고정되어 상기 제1,2 지지물 사이의 상.하부 절곡부로 구속부 및 탄성변형부를 형성하며, 상기 하부 절곡부에 스트레인게이지가 부착되고, 상.하부 절곡부의 외측에 각각 체결홈을 갖는 제1,2 지지턱을 서로 반대방향에 형성하여서 된 것을 특징으로 한 차량좌석용 중량센서가 제공된다.

또한, 본 발명은 상기 구속부를 상부 절곡부의 중앙에 형성되는 천공부를 중 심으로 양측의 한 쌍으로 형성되는 제1,2 구속빔으로 구성하고, 상기 탄성변형부는 양측 공간부 사이의 중간부분에 형성되는 탄성변형빔으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1,2 구속빔은 서로 동일한 폭(t1)(t2)으로 형성되고, 상기 탄성변형빔은 제1,2 구속빔 각각의 폭을 합친 폭(t3)으로 형성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스트레인게이지는 응력 집중 정도가 큰 탄성변형빔의 일측 편심된 위치에 부착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스트레인게이지는 제1,2 지지물 사이의 공간부에 대응되는 몸체로 형성되고 일측으로 접속헤더를 갖는 접속물에 내장되어 부착되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 구성을 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명이 적용되어 조립된 상태를 나타낸 차량의 좌석 단면도이다.

이 차량용 좌석(100)은 통상에서와 같이 하부측에 고정된 이동레일(110)이 고정레일(120)을 따라 이동 가능하게 설치되는 것이며, 상기 고정레일(120)에 본 발명의 센서몸체부(1)가 장착되어 상기 센서몸체부(1)에 부착된 스트레인게이지(S)에 의해서 좌석(100)에 착석한 탑승객의 무게를 감지 및 측정하여 이 측정값 및 신호를 에어백 컨트롤러 측으로 출력하도록 되어 있고, 센서몸체부(1)는 제1,2 지지 물(2)(2a)에 의해서 양단 지지가 이루어질 수 있도록 되어 있으며, 상기 제1,2 지지물(2)(2a) 사이의 상.하부에 구속부(3) 및 탄성변형부(4)가 형성되도록 구성한 것이다.

그리고, 상기 센서몸체부(1)의 상부 및 하부에는 고정레일(120) 및 차량의 바닥면에 볼트 체결되는 서로 반대방향의 제1,2 지지턱(5)(5a)이 형성되어 상기 제1,2 지지턱(5)(5a)에 의해서 센서몸체부(1)와 고정레일(120), 차량 바닥면과 센서몸체부(1)의 사이에 탑승객의 착석에 의한 센서몸체부(1)의 유동 공간이 형성되도록 구성하였다.

도 4는 본 발명에 의한 차량좌석용 중량센서를 나타낸 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명은 수직부(11)에 대하여 서로 평행한 상.하부 절곡부(12)(13)가 일체로 형성되어 센서몸체부(1)를 구성하고, 상기 센서몸체부(1)의 상.하부에는 체결홈(50)을 갖는 제1,2 지지턱(5)(5a)이 형성되어 전술한 바와 같은 유동 공간을 형성하게 된다.

그리고, 상기 상.하부 절곡부(12)(13) 사이의 양측에 제1,2 지지물(2)(2a)이 삽입되어 양단 지지가 이루어지도록 구성하였으며, 이와 동시에 상기 제1,2 지지물(2)(2a) 사이의 상.하부 절곡부(12)(13)를 구속부(3) 및 탄성변형부(4)로 구성하였다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면, 센서몸체부(1)에 수직하중이 가해질 때, 양단 지지 사이의 하부 절곡부(13)는 변형을 일으키도록 하고, 상부 절곡부(12)는 인가된 하중에 대한 변형이 일정한 방향으로 일어나도록 구속하여 센서의 출력이 중 량센서의 장착, 체결방법에 관련없이 일정한 감도를 유지하도록 한다. 또한 상부 두 개의 구속부(3)는 수직하중 이외에 시트트랙의 유격 및 비틀림에 의한 측방향 하중 및 모멘트가 상기 양단 지지 사이의 하부 탄성변형부(4)에 미치는 영향이 최소화가 되도록 구속하는 기능을 갖고 있다.

또한, 상기한 구속력을 보다 증대시키기 위해 도 5에 도시된 바와 같이 센서몸체부(1)의 탄성변형부(4) 및 구속부(3)를 3 빔 구조로 형성한 것으로서, 상기 구속부(3)는 중앙부의 천공부(30)를 중심으로 양측에 제1,2 구속빔(31)(32)으로 구성되고, 상기 탄성변형부(4)는 양측의 공간부(41) 사이의 중간에 탄성변형빔(40)으로 구성한 것이다.

이때, 상기 제1,2 구속빔(31)(32)은 서로 동일한 폭(t1)(t2)으로 형성되고, 상기 탄성변형빔(40)은 제1,2 구속빔(31)(32) 각각의 폭을 합친 폭(t3)으로 형성한 것으로서, 이는 제1,2 구속빔(31)(32)의 강도가 탄성변형빔(40)보다 강하면 탄성변형빔(40)의 변형에 영향을 미칠 수 있고, 탄성변형빔(40)의 강도가 제1,2 구속빔(31)(32)보다 강하면 상기 탄성변형빔(40)의 구속에 영향을 미칠 수 있으므로 상기한 바와 같이 제1,2 구속빔(31)(32)과 탄성변형빔(40)의 강도를 같게 함으로써 변형과 구속에 균형을 맞출 수 있게 되는 것이다.

이와함께 스트레인게이지(S)는 응력 집중 정도가 큰 탄성변형빔(40)의 일측 편심된 위치에 부착하는 것이 바람직하고, 상기 스트레인게이지(S)는 제1,2 지지물(2)(2a) 사이의 공간부에 대응되는 몸체로 형성되고 일측으로 접속헤더(60)를 갖는 접속물(6)에 내장되어 양단 지지물의 사이에 삽입함으로써 부착된다.

한편, 2개의 빔을 상.하부에 놓고 이들의 사이에 양단 지지물을 삽입 및 고정하여 센서를 구성하는 경우에는 상.하부 빔을 서로 일치되게 맞추어 고정하는 것이 중요하다. 즉 상.하부 빔이 서로 일치되지 않는 경우에는 기준값의 설정이 어려울 뿐만 아니라 수직하중은 물론 측면하중 및 모멘트에 의한 영향을 많이 받기 때문에 민감하게 작용하는 센서에 있어서는 정확도 측면에서 불리하게 작용하게 된다.

그러나 본 발명의 센서몸체부(1)는 전기한 바와 같이 수직부(11)에 대하여 서로 평행한 상.하부 절곡부(12)(13)가 일체로 형성된 구조로 이루어져 있기 때문에 상기한 바와 같이 일일이 상.하부 빔을 정확히 일치시켜야만 되는 작업의 번거로움 및 불편성을 해소할 수 있을 뿐 아니라 생산성 및 정확도 측면에서 유리하게 작용할 수 있게 되는 것이다.

이와같이 구성된 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이 탑승객이 좌석(100)에 착석하게 되면, 수직하중이 고정레일(120)을 통하여 센서몸체부(1)로 전달되어 양단 지지물 사이의 구속부(3) 및 탄성변형부(4)가 변형을 일으키게 되고, 시트트랙의 유격 및 비틀림에 의한 측방향 하중 및 모멘트에 의한 영향은 상기 구속부(3)에 의해서 탄성변형부(4)가 구속됨으로써 최소화할 수 있게 되는 것이다.

그리고, 스트레인게이지(S)는 탄성변형부(4)에서 응력이 가장 집중되어 변형이 크게 일어나는 편심된 위치에 부착되므로 변형에 의한 측정 능력의 향상을 기할 수 있을 뿐 아니라 구속부(3)에 의해서 체결조건에 따른 감도변화를 줄이고 측방향 하중 및 모멘트의 영향을 거의 받지 않아 보다 정확하고 안정된 출력이 가능해지는 것이다. 또한 스트레인게이지의 금속저항세선(細線) 부착방향을 최적화 함으로써 이러한 효과는 더욱 증대될 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 양단 지지물의 사이에서 수직하중에 의한 변형을 일으키면서 센서의 체결조건에 따른 감도의 변화가 없도록 하고, 측방향 하중 및 모멘트에 대하여는 구속되도록 함으로써 시트트랙의 유격 및 비틀림에 의한 영향을 최소화할 수 있고, 이로 인하여 왜곡되지 않은 보다 정확하고 안정된 측정값의 출력이 이루어질 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 양단 지지물의 사이에서 한 개의 빔으로 탄성변형부를 형성하고, 사이에 공간을 두고 양측의 두 개의 빔으로 구속부를 형성한 3빔 구조에 의하여 측정하고자 하는 하중의 입력방향을 제외한 나머지 방향의 변형을 최대한 억제하도록 하여 중량센서 구조자체의 강성을 크게 하는 효과가 있다. 2개의 구속 및 1개의 탄성변형부의 가상단면은 면적중심에 대하여 역삼각형 형태의 배열을 보여주게 되며, 임의의 입력하중 방향에 대한 관성모멘트는 항상 큰 값을 유지할 수 있게 되는 효과를 갖게 된다.

또한, 본 발명은 양단부를 일측방향으로 평행하게 절곡시켜 몸체를 형성함으로써 서로 분리된 2개의 빔을 상.하부에 놓고 이들의 사이에 지지물을 삽입하여 맞추어야만 되는 작업의 번거로움이나 불편성없이 보다 간단하게 센서를 제조 및 생산하는 것이 가능하고, 이로인하여 작업의 효율성 및 생산성 향상을 기할 수 있는 이점도 갖게 된다.

또한, 본 발명은 측방향이나 모멘트에 의한 왜곡이 없는 안정된 출력을 얻기 위하여 여러 개의 스트레인게이지 또는 전자적인 보정이 필요없으며, 한 개의 스트레인 게이지 만으로도 요구정밀도를 만족시키도록 하여 원가경쟁력을 가질 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (5)

1. 수직부(11)에 서로 평행한 상.하부 절곡부(12)(13)가 일체로 형성된 센서몸체부(1)가 구비되고, 상기 상.하부 절곡부(12)(13) 사이의 양측에 제1,2 지지물(2)(2a)이 삽입 및 고정되어 상기 제1,2 지지물(2)(2a) 사이의 상.하부 절곡부(12)(13)로 구속부(3) 및 탄성변형부(4)를 형성하며, 상기 하부 절곡부(13)에 스트레인게이지(S)가 부착되고, 상.하부 절곡부(12)(13)의 외측에 각각 체결홈(50)을 갖는 제1,2 지지턱(5)(5a)을 서로 반대방향에 형성하여서 된 것을 특징으로 한 차량좌석용 중량센서.
2. 제1항에 있어서,

   상기 구속부(3)는 상부 절곡부(12)의 중앙에 형성되는 천공부(30)를 중심으로 양측의 한 쌍으로 형성되는 제1,2 구속빔(31)(32)으로 구성되고, 상기 탄성변형부(4)는 양측 공간부(41) 사이의 중간부분에 형성되는 탄성변형빔(40)으로 구성된 것을 특징으로 한 차량좌석용 중량센서.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1,2 구속빔(31)(32)은 서로 동일한 폭(t1)(t2)으로 형성되고, 상기 탄성변형빔(40)은 제1,2 구속빔(31)(32) 각각의 폭을 합친 폭(t3)으로 형성한 것을 특징으로 한 차량좌석용 중량센서.
4. 제1항에 있어서,

   상기 스트레인게이지(S)는 응력 집중 정도가 큰 탄성변형빔(40)의 일측 편심된 위치에 부착되는 것을 특징으로 한 차량좌석용 중량센서.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서,

   상기 스트레인게이지(S)는 제1,2 지지물(2)(2a) 사이의 공간부에 대응되는 몸체로 형성되고 일측으로 접속헤더(60)를 갖는 접속물(6)에 내장되어 부착되는 것을 특징으로 한 차량좌석용 중량센서.

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