WO2006035533A1

WO2006035533A1 - シート荷重検出装置

Info

Publication number: WO2006035533A1
Application number: PCT/JP2005/011538
Authority: WO
Inventors: Kiyohiro Fukaya; Yukihiro Kato
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2004-09-28
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2007-03-28

Abstract

　本発明は、車両用等のシートの着座部に作用するシート荷重を検出するシート荷重検出装置に関し、その目的は、比較的小型化が可能で且つ検出精度に優れたシート荷重検出装置を提供する点にある。この目的を達成するために、床側に固定された固定部材３１と、固定部材３１に一端側である固定側端部３４ａが固定されて且つ水平方向のねじれ軸心Ｘを有するトーションバー３４と、トーションバー３４の他端側であるアーム側端部３４ｂに固定され且つトーションバー３４のねじれ軸心Ｘから変位した位置にシート荷重が作用する荷重作用部３８ａを有するアーム部材３２と、トーションバー３４のねじれ状態を測定するねじれ状態測定手段５０とを備え、ねじれ状態測定手段５０の測定結果に基づいてシート荷重を検出する。

Description

明細書

シート荷重検出装置

技術分野

[0001] 本発明は、車両用等のシートの着座部に作用するシート荷重を検出するシート荷重検出装置に関する。

背景技術

[0002] 自動車等の車両の乗員に対する安全性の向上を図るベぐ車両には、シートへ乗員が着座している力否か又は着座した乗員の体重等に応じて、シートベルトの保持機能やエアバックの作動機能を制御することが行われている。そして、これらの制御を行うにあたり、そのシートに作用する乗員の体重であるシート荷重を的確に検出することが必要である。

[0003] そして、このようなシート荷重検出装置として、水平方向に延出する平板状体で構成され表面に歪ゲージが貼り付けられた起歪板を設け、その起歪板の一端側を車体側に固定すると共に、その起歪板の他端側をシート側に固定して、起歪板の橈みに伴う歪ゲージの電気抵抗の変化により、シート荷重を検出するように構成されたものが知られている（例えば、特許文献 1を参照。；)。

[0004] また、荷重検出部としてホール素子と磁石とを、所定の間隔をあけてシート側と車両床側とに夫々設け、シートに荷重が力かったときホール素子と磁石とが相対変位することによって発生する電圧変化を検知することにより、シート荷重を検出するシート荷重検出装置もあった (例えば、特許文献 2を参照。 )₀

特許文献 1 :特開 2003— 83798号公報

特許文献 2：特開 2003 - 97998号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 上記特許文献 1に記載のシート荷重検出装置では、水平方向に延出する平板状の起歪板を用い、更に、車体側とシート側とにその起歪板の各端を固定するための水平方向に延出するブラケット等が必要となるので、水平方向における幅が比較的大きいものとなる。そして、このようなシート荷重検出装置の大型化は、例えば、シートに対して付加される他の装置との干渉等の要因となる。

また、上記起歪板は、比較的大きなシート荷重を片持ち状態で受けるものであるために、上記起歪板の板厚についても比較的厚いものとなり、例えば、シート荷重に対する起歪板に貼り付けた歪ゲージの電気抵抗の変化の割合力、さくなつて、検出精度の低下を招く場合がある。

[0006] また、上記のような起歪板を用いたシート荷重検出装置では、起歪板の表面に貼り付けられた歪ゲージのシート荷重に対する歪状態が、シート荷重の作用点力の距離によって変化するという性質を有することから、シート荷重の検出精度を向上するには、起歪板の表面において歪ゲージを貼り付ける位置を正確に管理する必要がある。

また、起歪板の橈み状態が比較的複雑なものであるため、シート荷重の変化に対する起歪板の表面に貼り付けられた歪ゲージの電気抵抗の変化状態が比較的複雑なものであったので、シート荷重を幅広く且つ正確に検出することができない場合がめつに。

[0007] 一方、特許文献 2に記載のシート荷重検出装置は、荷重検出部として一組のホール素子と磁石とを採用し、起歪体の橈みによる変位をホール素子と磁石との相対変位として検出するように構成されて、る。

ところが、シート荷重検出装置が設置される車内には、人の乗降等によって車外から粉塵等の異物が持ち込まれる場合がある。そのような異物がホール素子と磁石との隙間に入り込み、磁界が乱されると、正確な荷重検出ができなくなる。また、ホール素子と磁石との隙間に異物が挟まると、ホール素子と磁石との相対変位が阻害され、荷重検出そのものができなくなる。

[0008] 本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的小型化が可能で且つ検出精度に優れ、さらには荷重検出を行う際の重要部品に粉塵等の異物が入り込むことを防止できるシート荷重検出装置を提供する点にある。

課題を解決するための手段

[0009] 上記目的を達成するための本発明に係るシート荷重検出装置は、シートの着座部に作用するシート荷重を検出するシート荷重検出装置であって、その第 1特徴構成は、床側に固定された固定部材と、前記固定部材に一端側である固定側端部が固定されて且つ水平方向のねじれ軸心を有するトーシヨンバーと、前記トーシヨンバーの他端側であるアーム側端部に固定され且つ前記トーシヨンバーのねじれ軸心から変位した位置に前記シート荷重が作用する荷重作用部を有するアーム部材と、前記トーシヨンバーのねじれ状態を測定するねじれ状態測定手段とを備え、前記ねじれ状態測定手段の測定結果に基づいて前記シート荷重を検出する点にある。

[0010] 即ち、例えば車体側である上記床側に固定された固定部材と、例えば車両用の上記シート側に固定されたアーム部材とを、上記水平方向のねじれ軸心を有するトーシヨンバーの両端に夫々固定するように配置することで、従来の水平方向に延出する平板状の起歪板を利用したシート荷重検出装置と比較して、水平方向に延出するブラケット等を設ける必要がなく小型化が可能となり、シートに対して付加される他の装置との干渉等の問題を回避することができる。

更に、トーシヨンバーのねじれ状態は、従来のシート荷重検出装置における起歪板の橈み状態よりも、シート荷重に対して略比例的に変化するものとなるため、上記ねじれ状態測定手段により測定したトーシヨンバーのねじれ状態に基づいて比較的簡単な演算により正確にシート荷重を導出することができ、更には、シート荷重に対するねじれ状態の割合を小さく設定して、比較的幅広いシート荷重に対応させることができる。

従って、本発明により、比較的小型化が可能で且つ検出精度に優れたシート荷重検出装置を実現することができる。

[0011] 本発明に係るシート荷重検出装置の第 2特徴構成は、前記アーム部材の前記固定部材に対する前記ねじれ軸心回りの所定量以上の変位を制限する制限手段を備えたにある。

[0012] 即ち、上記制限手段を設けることにより、トーシヨンバーに対して過剰な負荷が作用することを抑制して、トーシヨンバーの損傷を抑制することができ、更に、上記アーム部材が固定されたシートの着座部が上記固定部材に対して大きく変位してシートの着座部の安定性が低下することを抑制することができる。 [0013] 本発明に係るシート荷重検出装置の第 3特徴構成は、前記固定部材と前記アーム部材とが、互いに水平方向に対向する板状体で構成されて!、る点にある。

[0014] 即ち、上記固定部材と上記アーム部材とを互いに水平方向に対向する即ちトーションバーのねじれ軸心を法線方向とする上記板状体で構成することで、上記固定部材と上記アーム部材とのトーシヨンバーのねじれ軸心回りの強度及び剛性を向上させることができ、結果、過負荷等による夫々の部材の損傷を抑制し、更には、夫々の部材の橈みによるシート荷重の検出精度の低下を抑制することができる。上記固定部材と上記アーム部材との厚み方向における設置寸法を比較的小さくすることができるので、一層の小型化が可能となる。

[0015] 本発明に係るシート荷重検出装置の第 4特徴構成は、前記ねじれ状態測定手段が、前記トーシヨンバーのねじれ軸心力離間した位置において、前記アーム部材の前記固定部材に対する前記ねじれ軸心回りの変位を前記ねじれ状態として測定する変位センサで構成されて、る点にある。

[0016] 即ち、アーム部材は固定部材に対する距離を略一定に保ちながらトーシヨンバーのねじれ軸心周りに変位することから、上記ねじれ状態測定手段として比較的安価且つ簡単に取付可能な上記変位センサを設けて、アーム部材の固定部材に対する変位をトーシヨンバーのねじれ状態として正確に測定することができ、シート荷重の検出精度を一層向上することができる。

[0017] 本発明に係るシート荷重検出装置の第 5特徴構成は、前記アーム部材は、前記トーシヨンバーと前記荷重作用部と前記変位センサとの夫々を互いに離間した位置に配設した少なくとも一つの部材にて構成され、前記荷重作用部と前記トーシヨンバーとの間をつなぐ部材領域と、前記トーシヨンバーと前記変位センサとの間をつなぐ部材領域とが、それら二つの部材領域どうしでの力の伝達を前記トーシヨンバーにて分断する状態で設けられている点にある。

[0018] このようにして、トーシヨンバーにて二つの部材領域の間での力の伝達を分断すると、仮に、シート荷重によって荷重作用部とトーシヨンバーとの間をつなぐ部材自体にねじれや変形が生じても、トーシヨンバーと変位センサとの間をつなぐ部材領域がその影響を受けな、ようにできる。したがって、トーシヨンバーと変位センサとの間をつなぐ部材領域力トーシヨンバーのねじれ以外の要因により変位するのを抑制し、変位センサにてトーシヨンバーのねじれによる変位を正確に測定することができる。

[0019] 本発明に係るシート荷重検出装置の第 6特徴構成は、前記変位センサが、前記トーシヨンバーのねじれ軸心に対して前記荷重作用部よりも離間した位置に設けられている点にある。

[0020] 即ち、上記トーシヨンバーのねじれ軸心を基準に上記荷重作用部よりも離間した位置におけるアーム部材の固定部材に対する変位は、上記荷重作用部よりも大きくなることから、その位置に変位センサを設けることで、上記変位を正確に測定することができ、シート荷重の検出精度を一層向上することができる。

[0021] 本発明に係るシート荷重検出装置の第 7特徴構成は、前記変位センサが、前記ァ一ム部材と前記固定部材との夫々において前記トーシヨンバーのねじれ軸心に対して垂直な方向を法線方向とし互いに対向する一対の対向面における変位を測定するように配置されて、る点にある。

[0022] 即ち、アーム部材と固定部材との夫々にねじれ軸心に対して垂直な方向を法線方向とし互いに対向する一対の対向面をブラケット等により形成することで、その一対の対向面間の距離は殆ど変化することがないので、上記変位センサをその対向面における変位を測定するように配置することで、トーシヨンバーのねじれによるアーム部材の固定部材に対する変位を一層正確に測定することができる。

[0023] 本発明に係るシート荷重検出装置の第 8特徴構成は、前記変位センサが、前記トーシヨンバーのねじれ中心を通りねじれ軸心に対して垂直な線上にお!/、て前記ァーム部材の前記固定部材に対する変位を測定するように配置されている点にある。

[0024] 即ち、上記変位センサにより、トーシヨンバーのねじれ中心を通りねじれ軸心に対して垂直な線上において前記アーム部材の前記固定部材に対する変位を測定することで、その測定した変位は、上記トーシヨンバーの曲げモーメントによる橈みの影響が殆どなぐトーシヨンバーのねじれによるものとなり、その変位力正確にシート荷重を検出することができる。

[0025] 本発明に係るシート荷重検出装置の第 9特徴構成は、前記トーシヨンバーのアーム側端部に一端側が固定され且つ前記トーシヨンバーの側面を包囲する筒状部材を備え、前記アーム部材が前記筒状部材の他端側に固定されて、る点にある。

[0026] 即ち、上記トーシヨンバーのアーム側端部に該トーシヨンバーの少なくとも一部を包囲する上記筒状部材の一端側を固定し、前記アーム部材をその筒状部材の他端側に固定することで、上記固定部材と上記アーム部材との距離を、トーシヨンバーの長さよりも短くすることができ、上記固定部材と上記アーム部材との厚み方向における設置寸法を一層小さくすることができる。更に、アーム部材をトーシヨンバーのねじれ中心 (長さ方向における略中心)付近に配置することができるので、シート荷重が作用するアーム部材をトーシヨンバーのねじれ軸心周りに沿って正確に変位させることができ、例えば、アーム部材の固定部材に対するねじれ軸心回りの変位をトーシヨンバ一ねじれ状態として正確に測定することができる。

[0027] 本発明に係るシート荷重検出装置の第 10特徴構成は、前記荷重作用部が、前記トーシヨンバーのねじれ中心を通りねじれ軸心に対して垂直な線上に配置されているにめる。

[0028] 即ち、上記荷重作用部を前記トーシヨンバーのねじれ中心を通りねじれ軸心に対して垂直な線上に配置することで、荷重作用部に作用するシート荷重によるトーシヨンバーの過剰な橈みを抑制することができ、トーシヨンバーの橈みによる損傷を抑制すると共に、トーシヨンバーの橈みによるシート荷重の検出精度の低下を抑制することができる。

[0029] 本発明に係るシート荷重検出装置の第 11特徴構成は、前記トーシヨンバーが、前記ねじれ軸心に対して垂直な複数の方向の断面二次モーメントが互!、に異なる断面形状を有する少なくとも 1つの要素で形成されている点にある。

[0030] 即ち、上記のようにトーシヨンバーを、ねじれ軸心に対して垂直な複数の方向の断面二次モーメントが互いに異なる例えば、十字形状、多角形状、楕円形状等の断面形状を有する要素を、 1又は複数組み合わせたものとして形成することができる。

[0031] 本発明に係るシート荷重検出装置の第 12特徴構成は、前記荷重作用部及び前記ねじれ状態測定手段に夫々カバー部材を設けてあり、この二つのカバー部材が可撓性の連結部材で連結されてヽる点にある。 [0032] 即ち、荷重作用部及びねじれ状態測定手段に夫々設けた二つのカバー部材が連結部材で連結されているので、これら二箇所にカバー部材を設ける際に作業効率が向上する。しかも、当該連結部材が可撓性を有するため、シート荷重検出装置毎に荷重作用部とねじれ状態測定手段との距離が多少異なる場合でも、二つのカバー部材を不都合なく取り付けることができる。さらに、当該可撓性を有することで、荷重作用部及びねじれ状態測定手段の配置が異なる種々のバリエーションのシート荷重検出装置に対しても適用可能であり、粉塵やその他の異物が入り込み難いシート荷重検出装置を得ることができる。

[0033] 本発明に係るシート荷重検出装置の第 13特徴構成は、前記ねじれ状態測定手段に設けたカバー部材に、磁気遮蔽部材を設けた点にある。

[0034] 即ち、ねじれ状態測定手段に設けたカバー部材に、磁気遮蔽部材を設けたことにより、外部磁場の影響を低減することができるので、例えば、ホール素子及び磁石など磁場の影響を受け易、センサを用いてシート荷重検出装置が構成してある場合に、荷重検出精度が低下するのを防止することができる。

発明を実施するための最良の形態

[0035] 本発明に係るシート荷重検出装置の実施の形態について、図面に基づいて説明する。

[0036] 図 1は、車両用のシート 10にシート荷重検出装置 30を取り付けた状態を示しているシート 10は、着座部としてのシートクッション 10aと、シートバック 10bとからなり、着座者が着座した場合には、そのシートクッション 10aに着座者の体重がシート荷重として作用すること〖こなる。

[0037] シート 10には、そのシートクッション 10aに作用するシート荷重を検出するシート荷重検出装置 30がシート 10の前後左右の 4箇所に設けられており、夫々のシート荷重検出装置 30で検出した荷重の総和が上記シート荷重として検出される。尚、上記シート荷重検出装置 30はシート 10の安定性等を考慮して上記のように 4箇所に配置することが好ましいが、適宜配置個数及び配置箇所を変更しても構わない。

[0038] 車両の床側には、ロアフレーム 13が固定されており、更に、そのロアフレーム 13はアッパーフレーム 12をスライド可能な状態で保持している。

そして、シート荷重検出装置 30の固定ブラケット 31 (固定部材)が上記アッパーフレーム 12に固定されており、一方、そのシート荷重検出装置 30のアームブラケット 32 (アーム部材）がシートクッション 10a内のクッションフレーム 11に固定されている。

[0039] また、シート 10の前方に配置されたシート荷重検出装置 30と、シート 10の後方に配置されたシート荷重検出装置 30とは、前後に対称である以外は同一構造を採用することができる。よって、以下の説明では、シート 10の後方に配置されたシート荷重検出装置 30の詳細構造について説明する。

[0040] シート荷重検出装置 30は、図 2〜図 4に示すように、床側に固定された固定部材としての固定ブラケット 31と、固定ブラケット 31に一端側である固定側端部 34aが固定されて且つ水平方向のねじれ軸心 Xを有するトーシヨンバー 34と、そのトーシヨンバ一 34の他端側であるアーム側端部 34bに固定され且つトーシヨンバー 34のねじれ軸心 Xから変位した位置にシート荷重が作用する荷重作用部 38aを有するアーム部材としてのアームブラケット 32と、トーシヨンバー 34のねじれ状態を測定するねじれ状態測定手段 50とを備え、そのねじれ状態測定手段 50の測定結果に基づ、てシート荷重を検出するように構成されて、る。

即ち、アームブラケット 32の荷重作用部 38aにシート荷重が作用することにより、トーシヨンバー 34にそのシート荷重に応じたねじれが発生するので、上記ねじれ状態測定手段 50により測定したねじれ状態に基づいてシート荷重を検出することができる

[0041] 上記アームブラケット 32には、そのアームブラケット 32に溶接固定された筒状の制限ピン 41に螺合される荷重ピン 38により、シートクッション 10内のクッションフレーム 1 1が回動自在な状態で接続されており、そのクッションフレーム 11が設けられた荷重ピン 38の位置力シート荷重が作用される荷重作用部 38aとなる。

また、トーシヨンバー 34のねじれ軸心 Xに対する荷重作用部 38a即ち荷重ピン 38 のオフセット量や、トーシヨンバー 34のねじれ強度等は、シート 10の安定性とねじれ状態測定手段 50の測定精度等を考慮して適宜設定される。

[0042] 上記固定ブラケット 31は、鉛直面に沿って上方に延出する状態で床側のアッパーフレーム 12に螺子により固定されており、一方、上記アームブラケット 32は、鉛直面に沿って側方に延出する状態でトーシヨンバー 34のアーム側端部 34bに固定されている。

そして、固定ブラケット 31とアームブラケット 32とは、互いに水平方向に対向する板状体で構成されていることにより、厚み方向における設置寸法が比較的小さくなり、更に、鉛直面に沿って延出するアームブラケット 32及びアッパーフレーム 12に対して取付易!、形状となって!、る。

[0043] 更に、トーシヨンバー 34のアーム側端部 34bに一端側が固定され且つトーシヨンバ一 34の側面を包囲する筒状部材 36が設けられ、アームブラケット 32がその筒状部材 36の他端側に固定されている。

即ち、上記筒状部材 36を設けることにより、固定ブラケット 31とアームブラケット 32 との距離力トーシヨンバー 34の長さよりも短くなり、固定ブラケット 31とアームブラケット 32との厚み方向における設置寸法が一層小さくなる。

[0044] 更に、筒状部材 36の内面とトーシヨンバー 34の固定側端部 34aの側面とが緩み嵌め状態で配置されており、筒状部材 36の内面とトーシヨンバー 34の固定側端部 34a の側面とが当接することにより、トーシヨンバー 34の過剰な橈みが抑制される。

尚、上記筒状部材 36の内面とトーシヨンバー 34の固定側端部 34aとは、夫々円形であるため、互いに緩み嵌め状態で嵌めあうための加工が容易である。

[0045] 上記トーシヨンバー 34は、固定側端部 34aとアーム側端部 34bとがシート荷重によるねじれが抑制されるように比較的大径に形成され、その間がシート荷重によるねじれが発生するように端部 34a, 34bよりも小径に形成されたねじれ部 34cとして構成されている。

そして、トーシヨンバー 34にねじれ部 34cを設けることにより、トーシヨンバー 34を固定ブラケット 31やアームブラケット 32に固定する際の溶接などによりトーシヨンバー 3 4のねじれ状態が変化するなどの不安定要因を取り除くことができ、シート荷重に対してトーシヨンバー 34を正確且つ安定してねじれさせることができる。

[0046] 更に、トーシヨンバー 34のねじれ部 34cは、鉛直方向及び水平方向に突出する十字形状の断面を有するように形成されている。即ち、トーシヨンバー 34の断面が、ねじれ軸心 Xに対して垂直な複数の方向の断面二次モーメントが互いに異なる十字形状の断面形状を有する要素で形成されているため、このような断面形状のトーシヨンバー 34は、曲げ剛性が高いわりには、ねじれ剛性は比較的小さぐシート荷重に対してトーシヨンバー 34を良好にねじらせることができる一方で、曲げ難い特性を有するため、橈みによるトーシヨンバー 34の損傷やシート荷重の検出精度の低下を抑制することができ、し力も、トーシヨンバー 34の断面形状を十字形状とすることで、その製作を容易にできる。

[0047] 更に、トーシヨンバー 34のねじれ部 34cは、シート荷重の作用方向即ち鉛直方向に沿った断面二次モーメントがその作用方向と交差する方向に沿った断面二次モーメントよりも大きくなるので、シート荷重により橈みに《なる。

[0048] また、上記トーシヨンバー 34のねじれ部 34cの十字形状の断面において、鉛直方向における幅は水平方向における幅と同じ大きさであっても構わないが、例えば、鉛直方向における幅を水平方向における幅よりも大きくすることで、トーシヨンバー 34の橈みを一層抑制することができる。

尚、トーシヨンバー 34のねじれ部 34cの断面形状は、上記のような十字形状以外に、円形、楕円形、矩形等のあらゆる形状を採用することができ、更に、トーシヨンバー 3 4のねじれ部 34cを、鉛直方向等に配置された複数の棒状体で構成し、その断面形状を、互いに離間した複数の要素部力なる形状としても構わない。

[0049] 更に、トーシヨンバー 34の固定側端部 34aとアーム側端部 34bとを比較的大径に形成することで、各端部 34a, 34bに発生する応力を小さくして固定ブラケット 31ゃァームブラケット 32に対する固定部等の破損を抑制することができる。

[0050] 上記固定ブラケット 31には、上記アームブラケット 32から突出する制限ピン 41を包囲する状態で形成された開口部 42が形成されている。そして、この制限ピン 41及び開口部 42が、荷重作用部 38aに過剰なシート荷重が作用した場合に、制限ピン 41 の外面が開口部 42の内面に当接してアームブラケット 32が固定ブラケット 31に対してねじれ軸心 X回りに過剰に変位することを制限する制限手段として機能する。

[0051] 上記ねじれ状態測定手段 50は、トーシヨンバー 34のねじれ軸心 Xから離間した位置において、アームブラケット 32の固定ブラケット 31に対するねじれ軸心 X回りの変位をねじれ状態として測定する変位センサ 50aで構成されており、この変位センサ 50 aは、アームブラケット 32側に設けた磁石取付部 53aに固定された磁石 52と、前記磁石 52に対向し固定ブラケット 31側に設けたホール素子取付部 53bに固定されたホール素子 51で構成されている。尚、出力端子等の外部との電気接続を持つ上記ホール素子 51を変位しない固定ブラケット 31側に設け、外部との電気接続を持たない磁石 52を変位するアームブラケット 32側に設けた力別に、固定ブラケット 31側に磁石 52を設け、アームブラケット 32側にホール素子 51を設けても構わない。

[0052] そして、アームブラケット 32が固定ブラケット 31に対してねじれ軸心 X回りに変位した場合に、磁石 52がホール素子 51に対して変位するので、ホール素子 51で計測される磁束密度が上記変位量に対して略比例的に変化することになる。

よって、ホール素子 51により、磁束密度を上記変位として計測して、その変位に基づいてシート荷重を検出することができる。

[0053] 更に、上記磁石 52は、図 4に示すように、変位方向即ち上下方向に沿って所定量離間して配置された一対の磁石 52a, 52b力らなり、一方の磁石 52aは、 S極をホール素子 51側に向けた状態で固定され、他方の磁石 52bは、 N極をホール素子 51側に向けた状態で固定されている。

即ち、上記のように配置した一対の磁石 52a, 52bにより形成される磁束密度分布は、例えば、 S極又は N極をホール素子 51側に向力う方向又はその方向に対して垂直な方向に向けた状態で固定された 1つの磁石により形成される磁束密度分布と比較して、変位に対する磁束密度変化が大きいので、ホール素子 51により上記変位を磁束密度の変化として安定且つ良好に計測することができる。

尚、一対の磁石 52a, 52bの離間間隔及びその磁石 52a, 52bとホール素子 51との間隔は、上記変位を磁束密度として良好に検出可能なように適宜設定され、例えば、一対の磁石 52a, 52bの離間間隔は 1. 5mm〜 2mm程度とすることにより、磁力線の直進性を良好なものとすることができ、磁石 52a, 52bとホール素子 51との間隔を 2mm程度とすることにより、そのホール素子 51により上記変位を良好に磁束密度の変化として計測することができる。

[0054] また、変位センサ 50aの磁石 52とホール素子 51との夫々は、トーシヨンバー 34のねじれ軸心 Xに対して垂直な方向にぉ、て互いに対向するように、アームブラケット 3 2と固定ブラケット 31との夫々カも延出しねじれ軸心 Xに対して垂直な方向を法線方向とするブラケットに固定されている。

即ち、変位センサ 50aは、アームブラケット 32と固定ブラケット 31との夫々においてトーシヨンバー 34のねじれ軸心 Xに対して垂直な方向を法線方向とし互いに対向する一対の対向面における変位を測定するように配置されており、例えばアームブラケット 32のねじれ等により、磁石 52とホール素子 51との間隔が変化するのが防止されている。

[0055] 更に、変位センサ 50aは、トーシヨンバー 34のねじれ中心 XOを通りねじれ軸心に対して垂直な線上においてアームブラケット 32の固定ブラケット 31に対する変位を測定するように配置されて、る。

即ち、トーシヨンバー 34がシート荷重により橈むことで、アームブラケット 32が、ねじれ軸心 Xに垂直且つ上記ねじれ中心 XO近傍を通る軸心回りに回転することが想定される。

そこで、変位センサ 50aが上記変位を測定する位置を、トーシヨンバー 34のねじれ中心 XOを通りねじれ軸心 Xに対して垂直な線上とすることで、その位置におけるトーシヨンバー 34の撓みに起因する変位が少な!/、ことから、トーシヨンバー 34のねじれによる変位を正確に測定することができる。

[0056] 更に、荷重作用部 38aについても、トーシヨンバー 34のねじれ中心 XOを通りねじれ軸心 Xに対して垂直な線上に配置することで、荷重作用部 38aに作用するシート荷重によるトーシヨンバー 34の橈み、更には、その橈みによる変位センサ 50aの測定位置における変位を抑制することができる。

[0057] また、本実施の形態では、荷重作用部 38a及びねじれ状態測定手段 50の少なくとも一方に、カバー部材 60を設けることができる。図 2〜図 4に示すカバー部材 60は、荷重作用部 38a及びねじれ状態測定手段 50の双方を一体的に覆うように構成されている。このカバー部材 60には、クッションフレーム 11や固定ブラケット 31との干渉を避けるための切欠部 60aが、カバー部材 60の取付位置に応じて適宜設けられる。カバー部材 60の固定は、例えば、カバー部材 60を弾性部材で構成し、固定ブラケット 31をカバー部材 60で弹性的に挟み込むようにして行う。あるいは、固定ブラケット 3 1の取付穴と共締めしてもよい。

このようなカバー部材 60を設けることにより、粉塵やその他の異物が荷重作用部 38 a及びねじれ状態測定手段 50の少なくとも一方に入り込むことを防止でき、長期に亘つて正確な荷重検出が可能となる。

[0058] ねじれ状態測定手段 50がホール素子 51と磁石 52とで構成される変位センサ 50a である場合、カバー部材 60には、金属板等の磁気遮蔽部材 70を設けることも可能である。磁気遮蔽部材 70は、カバー部材 60の内壁への圧入、嵌め込み、インサート成形等によって設けることができる。磁気遮蔽部材 70を有するカバー部材 60であれば、変位センサ 50aに対する粉塵やその他の異物の入り込みを防止すると同時に、特にホール素子 51が受ける外部磁場の影響を低減することができるので、荷重検出精度の低下を防止することができる。

[0059] 〔別実施形態〕

(1)

上記実施の形態では、筒状部材 36の一端側をトーシヨンバー 34のアーム側端部 3 4bに固定し、その筒状部材 36の他端側をアームブラケット 32に固定したが、図 5及び図 6に示すように、筒状部材 36の一端側をトーシヨンバー 34の固定側端部 34aに固定し、その筒状部材 36の他端側を固定ブラケット 31に固定しても構わない。

[0060] (2)

上記実施の形態では、荷重ピン 38を、トーシヨンバー 34及び筒状部材 36が突出する側に設けて、荷重作用点 38aの位置をトーシヨンバー 34のねじれ中心 X0を通りねじれ軸心 Xに対して垂直な線上とした力図 5及び図 6に示すように、荷重ピン 38 を、トーシヨンバー 34及び筒状部材 36が突出する側とは反対側に設けて、荷重作用点 38aをトーシヨンバー 34のねじれ軸心 Xに沿ってねじれ中心 X0とは異なる位置としても構わない。

[0061] (3)

上記実施の形態では、筒状部材 36を設けたが、図 7及び図 8に示すように、又は、図 9及び図 10に示すように、筒状部材 36を設けることなぐトーシヨンバー 34を直接アームブラケット 32に固定しても構わない。また、この場合、アームブラケット 32を、固定ブラケット 31に近づくように矩形形成することにより、固定ブラケット 31とアームブラケット 32との厚み方向における設置寸法が小さくなる。

[0062] (4)

上記実施の形態では、アーム部材としてのアームブラケット 32が、その長手方向の一端側から、トーシヨンバー 34、荷重作用部 38a、変位センサ 50aの順に夫々を離間した位置に配設された一つの部材にて構成されている力アーム部材としてのアームブラケット 32を、トーシヨンバー 34と荷重作用部 38aと変位センサ 50aとの夫々を互いに離間した位置に配設した少なくとも一つの部材にて構成し、トーシヨンバー 34と荷重作用部 38aとの間をつなぐ部材領域と、トーシヨンバー 34と変位センサ 50aとの間をつなぐ部材領域とを、それら二つの部材領域どうしでの力の伝達をトーシヨンバ一 34にて分断する状態で設けるようにしてもよ!ヽ。

[0063] 例えば、図 7及び図 8に示すように、アームブラケット 32が、その長手方向の一端側から、荷重作用部 38a、トーシヨンバー 34、変位センサ 50aの順に夫々を離間する位置に固定させた一つの部材カも構成され、そのアームブラケット 32において、荷重作用部 38aとトーシヨンバー 34の間をつなぐ第 1部材領域 32aと、トーシヨンバー 34と変位センサ 50aとの間をつなぐ第 2部材領域 32bとの間に、トーシヨンバー 34が固定されている。

そして、第 1部材領域 32aと第 2部材領域 32bの二つの部材領域を一つの部材における異なる領域として、それら二つの部材領域どうしでの力の伝達をトーシヨンバー 34にて分断させるように構成されて！、る。

このようにして、第 1部材領域 32aと第 2部材領域 32bとの間での力の伝達をトーシヨンバー 34にて分断することにより、シート荷重によって第 1部材領域 32a自体にねじれゃ変形が生じても、第 2部材領域 32aがその影響を受けないようにでき、変位センサ 50aにてトーシヨンバー 34のねじれによる変位を正確に測定することができる。

[0064] また、図 9及び図 10に示すように、アームブラケット 32は、一端部が荷重作用部 38 aに固定され且つ他端部がトーシヨンバー 34に固定された第 1アームブラケット 32cと、一端部がトーシヨンバー 34に固定され且つ他端部が変位センサ 50aに固定された第 2ブラケット 32dとの二つの部材カも構成され、トーシヨンバー 34と荷重作用部 38a との間をつなぐ部材領域としての第 1アームブラケット 32cと、トーシヨンバー 34と変位センサ 50aとの間をつなぐ部材領域としての第 2アームブラケット 32dと力ともにその一端部がトーシヨンバーに固定されている。

そして、二つの部材領域を別体の第 1アームブラケット 32cと第 2アームブラケット 3 2dとの二つの部材にて構成して、それら二つの部材領域どうしでの力の伝達をトーシヨンバー 34にて分断させるように構成されて！、る。

このようにして、仮に、シート荷重によって第 1アームブラケット 32c自体にねじれや変形が生じても、その第 1アームブラケット 32cとは別体の第 2アームブラケット 32dにはその影響が及ぶことが回避され、第 2アームブラケット 32dが、トーシヨンバー 34のねじれ以外の要因により変位するのを抑制できる。

しかも、第 1アームブラケット 32cと第 2アームブラケット 32dとが別体であるので、図 7及び図 8に示すように、第 1部材領域 32aと第 2部材領域 32bの二つの部材領域を一つの部材における異なる領域とするものと比べて、第 2アームブラケット 32dが、第 1アームブラケット 32c自体にねじれや変形の影響を受けるのを確実に回避できる。

[0065] 図 9及び図 10では、上記実施の形態で示した制限手段として機能する制限ピン 41 や開口部 42などを省略している力第 1アームブラケット 32cおよび第 2アームブラケット 32dにともに開口部を設けるなどして、第 1アームブラケット 32cや第 2アームブラケット 32dが固定ブラケット 31に対してねじれ軸心 X回りに過剰に変位することを制限する制限手段を備えるようにしても構わな、。

[0066] また、図 7及び図 8、又は、図 9及び図 10では、荷重作用部 38a、トーシヨンバー 34 、変位センサ 50aを、水平方向に沿う同一線上に並ぶ状態で配置させているが、荷重作用部 38a、トーシヨンバー 34、変位センサ 50aの配置位置については適宜変更が可能であり、例えば、荷重作用部 38aとトーシヨンバー 34とは水平方向に沿う同一線上に並ぶ状態で配置し、トーシヨンバー 34と変位センサとは上下方向に沿う同一線上に並ぶ状態で配置することもできる。

[0067] 本別実施形態 (4)におヽても、荷重作用部 38a及びねじれ状態測定手段 50の少なくとも一方に、カバー部材 60を設けることができる。図 7及び図 8に、荷重作用部 3 8aとねじれ状態測定手段 50とを別々に覆うカバー部材 60を示す。尚、この図 7及び図 8では、ねじれ状態測定手段 50を覆うカバー部材 60に磁気遮蔽部材 70を設けた例を示している。

[0068] 図 7及び図 8のカバー部材 60は、可撓性の連結部材 60bで連結されている。このような連結部材 60bで連結されたカバー部材 60を用いれば、荷重作用部 38a及びねじれ状態測定手段 50の二箇所にカバー部材 60を設ける際に作業効率が向上する。しかも、当該連結部材 60bが可撓性を有するため、シート荷重検出装置 30ごとに荷重作用部 38aとねじれ状態測定手段 50との距離が多少異なる場合でも、二つのカバ一部材 60を不都合なく取り付けることができる。さらに、当該可撓性を有することで、荷重作用部 38a及びねじれ状態測定手段 50の配置が異なる種々のバリエーションのシート荷重検出装置 30に対しても適用可能であり、粉塵やその他の異物が入り込み難いシート荷重検出装置 30を得ることができる。

尚、連結部材 60bを、前記荷重作用部 38aとねじれ状態測定手段 50との間の領域について、その上方を覆うように設けると、例えば、上方からのトーシヨンバー 34への異物の付着を防止することができる等、より信頼性の高いシート荷重検出装置 30を得ることができる。

また、図示は省略するが、ねじれ状態測定手段 50を覆うカバー部材 60は、主にホール素子 51と磁石 52との隙間部分のみを外部力も遮断する構成としてもよい。例えば、磁石取付部 53aからホール素子取付部 53bに亘つてゴム等の可撓性部材によるダストブーツを設けることも可能である。

図 9及び図 10にも、荷重作用部 38a及びねじれ状態測定手段 50の双方を一体的に覆うカバー部材 60を示す。

[0069] (5)

上記実施の形態では、変位センサ 50aの磁石 52とホール素子 51との夫々を、トーシヨンバー 34のねじれ軸心 Xに対して垂直な方向に互いに対向するように配置した力例えば、変位センサ 50aの磁石 52とホール素子 51との夫々を、トーシヨンバー 3 4のねじれ軸心 Xに対して平行な方向に対向するように配置しても構わな!/、。

[0070] (6) 上記実施の形態では、ねじれ状態測定手段 50を変位センサ 50aで構成したが、別に、ねじれ状態測定手段 50を、トーシヨンバー 34の側面に貼り付けられトーシヨンバ一 34の側面の歪状態をねじれ状態として計測する歪ゲージで構成しても構わない。即ち、トーシヨンバーのねじれは、従来のシート荷重検出装置における起歪板の橈みよりも、シート荷重に対して略比例的に変化するものとなるため、上記ねじれ状態測定手段として上記歪ゲージをトーシヨンバーの側面に貼り付けた場合でも、その貼り付け位置のずれによる検出精度の低下を抑制しながら、歪ゲージの電気抵抗に基づいて比較的簡単な演算により正確にシート荷重を導出することができる。

また、歪ゲージを設ける場合には、その歪ゲージのための回路を筒状部材 36の該表面に設けることができる。

産業上の利用可能性

[0071] 本発明は、車両用等のシートの着座部に作用するシート荷重を検出する各種のシ一ト荷重検出装置に適応可能である。

図面の簡単な説明

[0072] [図 1]車両用のシートにシート荷重検出装置を取り付けた状態を示す図

[図 2]シート荷重検出装置の斜視図

[図 3]図 2に示すシート荷重検出装置の平面図

圆 4]図 2に示すシート荷重検出装置の立面図

[図 5]シート荷重検出装置の別実施形態の斜視図

[図 6]図 5に示すシート荷重検出装置の平面図

[図 7]シート荷重検出装置の別実施形態の斜視図

[図 8]図 7に示すシート荷重検出装置の平面図

[図 9]シート荷重検出装置の別実施形態の斜視図

[図 10]図 9に示すシート荷重検出装置の平面図

符号の説明

[0073] 10 シート荷重検出装置

31 固定ブラケット（固定部材）

32 アームブラケット（アーム部材） a 第 1部材領域 (部材領域）b 第 2部材領域 (部材領域）c 第 1アームブラケット (部材領域)d 第 2アームブラケット (部材領域)b アーム側端部

トーシヨンパー

a 固定側端部

筒状部材

a 荷重作用部

制限ピン (制限手段）開口部 (制限手段）

ねじれ状態測定手段

a 変位センサ

カバー部材

b 連結部材

磁気遮蔽部材

ねじれ軸 '

ねじれ中心

Claims

請求の範囲

[1] シートの着座部に作用するシート荷重を検出するシート荷重検出装置であって、床側に固定された固定部材と、前記固定部材に一端側である固定側端部が固定されて且つ水平方向のねじれ軸心を有するトーシヨンバーと、前記トーシヨンバーの他端側であるアーム側端部に固定され且つ前記トーシヨンバーのねじれ軸心力も変位した位置に前記シート荷重が作用する荷重作用部を有するアーム部材と、前記トーシヨンバーのねじれ状態を測定するねじれ状態測定手段とを備え、前記ねじれ状態測定手段の測定結果に基づいて前記シート荷重を検出するシート荷重検出装置。

[2] 前記アーム部材の前記固定部材に対する前記ねじれ軸心回りの所定量以上の変位を制限する制限手段を備えた請求項 1に記載のシート荷重検出装置。

[3] 前記固定部材と前記アーム部材とが、互いに水平方向に対向する板状体で構成されている請求項 1又は 2に記載のシート荷重検出装置。

[4] 前記ねじれ状態測定手段が、前記トーシヨンバーのねじれ軸心から離間した位置において、前記アーム部材の前記固定部材に対する前記ねじれ軸心回りの変位を前記ねじれ状態として測定する変位センサで構成されて、る請求項 1に記載のシート荷重検出装置。

[5] 前記アーム部材は、前記トーシヨンバーと前記荷重作用部と前記変位センサとの夫々を互いに離間した位置に配設した少なくとも一つの部材にて構成され、

前記荷重作用部と前記トーシヨンバーとの間をつなぐ部材領域と、前記トーシヨンバ一と前記変位センサとの間をつなぐ部材領域とが、それら二つの部材領域どうしでの力の伝達を前記トーシヨンバーにて分断する状態で設けられている請求項 4に記載のシート荷重検出装置。

[6] 前記変位センサが、前記トーシヨンバーのねじれ軸心に対して前記荷重作用部よりも離間した位置に設けられている請求項 4に記載のシート荷重検出装置。

[7] 前記変位センサが、前記アーム部材と前記固定部材との夫々にお、て前記トーシヨンバーのねじれ軸心に対して垂直な方向を法線方向とし互いに対向する一対の対向面における変位を測定するように配置されている請求項 4に記載のシート荷重検出装置。

[8] 前記変位センサが、前記トーシヨンバーのねじれ中心を通りねじれ軸心に対して垂直な線上にお!、て前記アーム部材の前記固定部材に対する変位を測定するように配置されている請求項 4に記載のシート荷重検出装置。

[9] 前記トーシヨンバーのアーム側端部に一端側が固定され且つ前記トーシヨンバーの側面を包囲する筒状部材を備え、前記アーム部材が前記筒状部材の他端側に固定されて、る請求項 1に記載のシート荷重検出装置。

[10] 前記荷重作用部が、前記トーシヨンバーのねじれ中心を通りねじれ軸心に対して垂直な線上に配置されて!、る請求項 1に記載のシート荷重検出装置。

[11] 前記トーシヨンバーが、前記ねじれ軸心に対して垂直な複数の方向の断面二次モ一メントが互いに異なる断面形状を有する少なくとも 1つの要素で形成されている請求項 1に記載のシート荷重検出装置。

[12] 前記荷重作用部及び前記ねじれ状態測定手段に夫々カバー部材を設けてあり、この二つのカバー部材が可撓性の連結部材で連結されて、る請求項 1に記載のシート荷重検出装置。

[13] 前記ねじれ状態測定手段に設けたカバー部材に、磁気遮蔽部材を設けてある請求項 12に記載のシート荷重検出装置。