JP2010139364A - 車両シート用荷重センサ - Google Patents

Abstract

【課題】車両シートに対して相対的な傾きが生じた場合であっても起歪体の不要な歪みの発生を防止し、検出誤差を防止することができる車両シート用荷重センサを提供すること。
【解決手段】スライド移動可能な車両シート１の下側に取り付けられ、車両シート１に作用する荷重を検出する車両シート用荷重センサ６であって、車両シート１を支持するシート支持部（シャフト部３０,アッパ支持部４０）と、車両シート１からの荷重を伝達する荷重伝達部（円筒部３２）と、荷重伝達部３２から伝達された荷重を受ける起歪体５０と、起歪体５０を保持する起歪体保持部（ロア支持部１０,締結材２０）と、を備え、シート支持部３０,４０は、車両シート１を支持するシート支持面３２ａを有し、このシート支持面３２ａに車両シート１のスライド方向と平行に延びる当接突起部３３を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、スライド移動可能な車両シートの下側に取り付けられて、この車両シートに作用する荷重を検出する車両シート用荷重センサに関するものである。

従来から、スライド移動可能な車両シートを支持するシート支持部と、このシート支持部からの荷重を伝達する荷重伝達部と、荷重伝達部から伝達された荷重を受ける起歪体と、この起歪体を保持する起歪体保持部とを備えた車両シート用荷重センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この車両シート用荷重センサは、車両シートを案内するシートレールと車両シートとの間に配置され、上記車両シート共にシートレールに沿って移動可能になっている。そして、乗員着座等により車両シートに荷重が作用すると、荷重伝達部と起歪体保持部との間で起歪体が歪み、この歪みの大きさに基づいて荷重を検出する。
特開２００８−１３４２３２号公報

ところで、上述の車両シート用荷重センサは車両シートと共に移動可能になっているため、シートレールの取付誤差や構成部品の寸法誤差等により車両シートに対して相対的に傾くことがあった。そして、この傾きにより車両シート用荷重センサに入力する荷重に偏りが生じ、起歪体が不要に歪んでしまうことがあった。そのため、この不要な歪みによって検出誤差が生じる問題があった。

そこで、この発明は、車両シートに対して相対的な傾きが生じた場合であっても起歪体の不要な歪みの発生を防止し、検出誤差を防止することができる車両シート用荷重センサを提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、この発明に係る車両シート用荷重センサは、スライド移動可能な車両シートの下側に取り付けられ、該車両シートに作用する荷重を検出する車両シート用荷重センサであって、前記車両シートを支持するシート支持部と、該シート支持部からの荷重を伝達する荷重伝達部と、該荷重伝達部から伝達された荷重を受ける起歪体と、該起歪体を保持する起歪体保持部と、を備え、前記シート支持部は、前記車両シートを支持するシート支持面を有し、前記シート支持面に前記車両シートのスライド方向と平行に延びる当接突起部を設けたことを特徴とする。

よって、本発明の車両シート用荷重センサにおいては、車両シートを支持するシート支持面に車両シートのスライド方向と平行に延びる当接突起部が設けられたので、車両シートに作用した荷重は当接突起部を介して入力することになる。
すなわち、当接突起部のみで車両シートからの荷重を受けることで、荷重を受ける受力面積を小さくすることができ、車両シートをがたつきなく支持することができる。また、当接突起部が車両シートのスライド方向と平行に延びたことで、車両シートのスライド方向に対して直交する方向に傾いた場合であっても、シート支持面は当接突起部以外の部分が車両シートに接触しにくくなる。
この結果、車両シートに対して相対的な傾きが生じた場合であっても起歪体の不要な歪みの発生を防止し、検出誤差を防止することができる。

以下、本発明の送風装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の車両シート用荷重センサが適用された車両シートを示す斜視図である。図２は、実施例１の車両シート用荷重センサを示す分解斜視図である。図３は、実施例１の車両シート用荷重センサを示す縦断面図である。図４は、実施例１の車両シート用荷重センサにおけるシャフト部を示す斜視図である。

図１に示す車両シート１は、乗員が着座するシートクッション２と、このシートクッション２を支持するシートフレーム３とを有している。一方、車室床パネル４には、車両進行方向に延び且つほぼ平行に配置された一対のシートレール５が設けられている。各シートレール５は、車室床パネル４に固定されたロアシートレール５ａと、ロアシートレール５ａに嵌合し、このロアシートレール５ａの延び方向にスライド移動可能なアッパーシートレール５ｂとを有している。

そして、車両シート１は、シートフレーム３の四隅（フロントインナ,フロントアウタ,リアインナ,リアアウタという）がそれぞれアッパーシートレール５ｂに支持固定され、一対のアッパーシートレール５ｂと一体的にスライド移動可能になっている。また、このとき、シートフレーム３とアッパーシートレール５ｂとの間には、車両シート用荷重センサ（以下、荷重センサという）６が介装されている。

荷重センサ６は、図２及び図３に示すように、ロア支持部１０と、締結材２０と、シャフト部３０と、アッパ支持部４０と、起歪体５０とを有している。

ロア支持部１０は、アッパーシートレール５ｂの上面５ｃに固定されるフランジ板１１と、フランジ板１１に形成された固定孔１１ａに取り付けられる台座部１２とを有している。

フランジ板１１は、アッパーシートレール５ｂに沿って延びる複数の帯状鋼板１１ｂを積層して形成され、所定の厚みを有している。そして、このフランジ板１１は、長手方向両端部に設けられたネジ穴１１ｃを貫通する固定ネジＮによりアッパーシートレール５ｂの上面５ｃに固定されている。

台座部１２は、両端が開放した中空の軸部１３と、軸部１３の一端部の外周に取り付けられる嵌入部１４と、軸部１３の外周面に螺合して嵌入部１４の抜け止めをするナット１５と、軸部１３が貫通すると共にナット１５上に載置される支持ワッシャー１６とを有している。軸部１３は、内周面にネジ溝１７が形成されると共に、他端部は支持ワッシャー１６から突出している。そして、この台座部１２は、軸部１３が固定孔１１ａに挿入されると共に嵌入部１４が固定孔１１ａに嵌合し、ナット１５により締め付け固定されることでフランジ板１１に固定される。

締結材２０は、ロア支持部１０の軸部１３のネジ溝１７に螺合するボルトであり、一端部には、支持ワッシャー１６の外径とほぼ同じ外径を有する頭部２１が形成されている。

シャフト部３０は、ネジ部３１と、ネジ部３１の一端に固着された円筒部３２とを有している。ネジ部３１は外周面にネジ溝３１ａが形成され、シートフレーム３に形成された固定孔３ａを貫通する。円筒部３２は、シートフレーム３の下方に位置し、後述するようにネジ部３１のネジ溝３１ａに螺合したアッパ支持部４０との間でシートフレーム３を狭持する。

これにより、シャフト部３０及びアッパ支持部４０がシートフレーム３を支持するシート支持部になり、シャフト部３０の円筒部３２がシートフレーム３からの荷重を伝達する荷重伝達部になる。

そして、この円筒部３２は、一方端が閉塞すると共に他方端が開放しており、閉塞した端面は中心にネジ部３１が固着されると共に、シートフレーム３を支持するシート支持面３２ａになり、開放した端面は起歪体５０に当接する円環状の荷重伝達面３２ｂとなる。そして、シート支持面３２ａには、ネジ部３１を挟んでアッパーシートレール５ｂの延び方向、すなわち車両シート１のスライド方向と平行に延びる当接突起部３３が設けられている。

当接突起部３３は、シート支持面３２ａより突出しており、上面が平坦な帯形状を呈している。また、この当接突起部３３はシート支持面３２ａの直径上に一致すると共に、短手方向の幅Ｔはネジ部３１の直径よりも小さくなっている（図４参照）。

また、荷重伝達面３２ｂは、起歪体５０の外縁部に沿う大きさであり、後述するようにロア支持部１０と締結材２０との間に支持された起歪体５０の外縁部上に当接する。このとき、締結材２０の頭部２１は円筒部３２の内側に位置する（図３参照）。

アッパ支持部４０は、シートフレーム３の固定孔３ａを貫通したネジ部３１の外周面のネジ溝３１ａに螺合するネジ溝４０ａを有するナットであり、一端部には、円筒部３２の外径とほぼ同じ外径を有する押え部４１が形成されている。この押え部４１は、フランジ形状を呈しており、アッパ支持部４０がネジ部３１に螺合した際にシートフレーム３をシート支持面３２ａとの間で狭持する。

起歪体５０は、円筒部３２から伝達された荷重を受ける円板状の金属プレートであり、中心に貫通孔５１が形成されると共に、アッパーシートレール５ｂに面する下面５０ａに図示しない複数の歪みゲージが設けられている。ここで、貫通孔５１の内径は、ロア支持部１０の軸部１３を挿入可能な大きさであり、この軸部１３が貫通孔５１に挿入されることで、貫通孔５１の周縁部が支持ワッシャー１６に当接支持される。さらに、締結材２０が軸部１３のネジ溝１７に螺合した際に、この締結材２０の頭部２１が起歪体５０に当接する。これにより、ロア保持部１０の支持ワッシャー１６及び締結材２０の頭部２１は、起歪体５０を狭持して保持する起歪体保持部になる。

また、図示しない歪みゲージには、先端部にコネクタ５２ａが設けられたハーネス５２が接続されている。歪みゲージにより検出される起歪体５０の歪みは、このハーネス５２を介して出力される。なお、コネクタ５２ａは図示しない制御装置等に接続される。

次に、作用を説明する。
まず、「現行の車両シート用荷重センサとその課題」の説明を行い、続いて、実施例１の車両シート用荷重センサにおける検出誤差防止作用を説明する。

［現行の車両シート用荷重センサとその課題］
現在、乗員の安全確保のため、車両にエアバッグ等の乗員保護装置を搭載している。この乗員保護装置は、車両シート１に乗員が着座しているときに作動するように制御される構成であり、この乗員着座を検出するために車両シート１には複数の荷重センサ、すなわち車両シート１のフロントインナ、フロントアウタ、ロアインナ、ロアアウタのそれぞれに位置する荷重センサが取り付けられている。

このとき、各荷重センサは、車両に固定されたシートレール５のアッパーシートレール５ｂに実装され、その上に車両シート１のシートフレーム３が搭載されてアッパ支持部で締め付け固定される。一方、車両シート１には前後位置を調整するスライド機構（図示せず）が設けられ、このスライド機構により電動、又は手動でアッパーシートレール５ｂをロアシートレール５ａに対して摺動させることで、車両シート１の前後位置を調整できるようになっている。

ここで、車両シート１をシートレール５の最後部、中間部、最前部と移動させた場合、本来車両シート１の位置に拘らず荷重センサの出力は一定になる。しかしながら、シートレール５の取付精度や、構成部品の寸法精度、シートフレーム３の寸法精度、シートレール５の平行度等のバラツキにより荷重センサの出力が車両シート１の位置により変動することがあった。そのため、乗員保護装置の作動誤差を生じるおそれがあった。

特に、シートレール５の平行度のバラツキの影響は大きく、本来平行であるべき一対のシートレール５が平行に設置されていないと検出誤差が大きくなる。

すなわち、一対のシートレール５の間隔が後側ほど広くなっている場合では、車両シート１を後方へ移動するに従い荷重センサは内側（シート中心部）に向かって引っ張られ、車両シート１に対して相対的に内側に傾く。また、一対のシートレール５の間隔が前側ほど広くなっている場合では、車両シート１を前方へ移動するに従い荷重センサは外側（シート側方）に向かって引っ張られ、車両シート１に対して相対的に外側に傾く。ここで、いずれの場合においても、荷重センサは、車両シート１のスライド方向であるシートレール５の延在方向に対して直交する方向、つまり車両側方方向に傾く傾向がある。

そこで、現行の荷重センサでは、シートフレーム３と、このシートフレーム３を支持する荷重センサのシート支持面との間に、ファイバーワッシャーやアルミワッシャー、ゴムワッシャー等の緩衝材を挟むことが考えられている。しかしながら、長期間の使用による緩衝材の劣化や、緩衝材の組みつけ忘れ等が懸念されるという問題があった。また、緩衝材の追加により製造コストが上昇するという問題が生じていた。

さらに、図５に示すように、緩衝材（ここではファイバーワッシャー）をシートフレーム３とシート支持面との間に挟んだ場合であっても、荷重センサの出力値にはバラツキが生じてしまうことがわかっている。なお、図５は、緩衝材を挟んだ場合における荷重センサの出力値の変動量を示すグラフであり、(a)はシートレール間隔の後側が広いときを示し、(b)はシートレール間隔の前側が広いときを示す。ここでは、車両シート１をシートレール５の最後部に配置したときの各荷重センサの出力値をゼロとした場合において、車両シート１をシートレール５の中間部に配置したときの各荷重センサの出力値の変動量と、シートレール５の最前部に配置したときの各荷重センサの出力値の変動量を示している。図中Fiで示すグラフがフロントインナに配置された荷重センサの出力値を示し、Foで示すグラフがフロントアウタに配置された荷重センサの出力値を示し、Riで示すグラフがリアインナに配置された荷重センサの出力値を示し、Roで示すグラフがリアアウタに配置された荷重センサの出力値を示し、Sumで示すグラフが全荷重センサの出力値の平均を示す。

［検出誤差防止作用］
実施例１の荷重センサ６をシートレール５と車両シート１との間に実装するには、まずロア支持部１０のフランジ板１１をアッパーシートレール５ｂの上面５ｃに固定する。そして、フランジ板１１の固定孔１１ａに軸部１３に取り付けられた嵌入部１４を嵌合し、ナット１５により締め付け固定する。そして、ナット１５から突出した軸部１３に支持ワッシャー１６を組み付ける。

次に、起歪体５０をロア支持部１０上に載置する。このとき、軸部１３が起歪体５０の貫通孔５１に入り込み、起歪体５０は貫通孔５１の周縁部が支持ワッシャー１６に当接支持される。

そして、締結材２０をロア支持部１０の軸部１３に挿入して螺合する。ここで、締結材２０の頭部２１の外径が支持ワッシャー１６の外径とほぼ同じであるので、起歪体５０は、締結材２０の頭部２１と支持ワッシャー１６との間に狭持固定される。

次に、シャフト部３０を起歪体５０上に載置する。このとき、円筒部３２の開放した端面が起歪体５０に面し、締結材２０の頭部２１が円筒部３２の内側に入り込むと共に、円筒部３２の荷重伝達面３２ｂが起歪体５０の外縁部に当接する。

そして、シャフト部３０のネジ部３１をシートフレーム３の固定孔３ａに挿入し、シートフレーム３を円筒部３２のシート支持面３２ａにて支持すると共に、アッパ支持部４０がネジ部３１に螺合する。これにより、シートフレーム３がシャフト部３０とアッパ支持部４０との間に狭持固定され、荷重センサ６はシートレール５と車両シート１との間に実装される。ここで、シートフレーム３は、シャフト部３０のシート支持面３２ａ上に位置するが、このシート支持面３２ａには当接突起部３３が突出成形されている。これにより、シートフレーム３は当接突起部３３に当接支持される。

そして、シートクッション２に乗員が着座すると、車両シート１に作用した荷重はシートクッション２からシートフレーム３へと伝達され、シャフト部３０を介して起歪体５０に伝達される。このとき、シャフト部３０は、シート支持面３２ａにてシートフレーム３を支持すると同時に、荷重伝達面３２ｂを介して車両シート１に作用した荷重を伝達する。伝達された荷重は起歪体５０の外縁部に作用する。一方、起歪体５０は貫通孔５１の周縁部が支持ワッシャー１６に当接支持されているので、車両シート１から伝達される荷重に対する反力は起歪体５０の中心部に作用する。これにより、起歪体５０に歪みが生じ、この歪みを検出して車両シート１から伝達される荷重を検出する。

ここで、実施例１における荷重センサ６では、シャフト部３０のシート支持面３２ａに、車両シート１のスライド方向と平行に延びる当接突起部３３が設けられており、車両シート１から伝達された荷重は当接突起部３３を介して起歪体５０に入力する。これにより、当接突起部３３のみで車両シート１からの荷重を受けることになり、荷重を受ける受力面積を小さくすることができる。そして、構成部品の寸法誤差等が生じてもシートフレーム３をがたつきなく支持することができる。

また、当接突起部３３が車両シート１のスライド方向と平行に延びたことで、一対のシートレール５の平行度が低く、車両シート１がスライド移動した際にスライド方向に直交する方向、つまり車両側方方向に傾き、荷重センサ６が車両シート１に対して相対的にスライド方向に直交する方向に傾いた場合であっても、シート支持面３２ａは当接突起部３３以外の部分がシートフレーム３に接触しにくい。そのため、起歪体５０に接触する荷重伝達面３２ｂに伝達される荷重に偏りが生じにくくなり、起歪体５０の不要な歪みの発生を防止することができる。

この結果、車両シート１に対して相対的な傾きが生じた場合であっても、起歪体５０の不要な歪みの発生を防止し、検出誤差を防止することができる。

なお、図６は、シート支持面に短手方向幅５mmの当接突起部を設けた場合における荷重センサの出力値の変動量を示すグラフであり、(a)はシートレール間隔の後側が広いときを示し、(b)はシートレール間隔の前側が広いときを示す。また、図７は、シート支持面に短手方向幅１０mmの当接突起部を設けた場合における荷重センサの出力値の変動量を示すグラフであり、(a)はシートレール間隔の後側が広いときを示し、(b)はシートレール間隔の前側が広いときを示す。

図６及び図７では、それぞれ、車両シート１をシートレール５の最後部に配置したときの各荷重センサ６の出力値をゼロとした場合において、車両シート１をシートレール５の中間部に配置したときの各荷重センサ６の出力値の変動量と、シートレール５の最前部に配置したときの各荷重センサ６の出力値の変動量とを示している。なお、図中Fiで示すグラフがフロントインナに配置された荷重センサの出力値を示し、Foで示すグラフがフロントアウタに配置された荷重センサの出力値を示し、Riで示すグラフがリアインナに配置された荷重センサの出力値を示し、Roで示すグラフがリアアウタに配置された荷重センサの出力値を示し、Sumで示すグラフが全荷重センサの出力値の平均を示す。

そして、図６及び図７から、シートレール間隔の後側が広い場合（図６(a),図７(a)参照）であっても、シートレール間隔の前側が広い場合（図６(b),図７(b)参照）であっても、車両シート１の前後位置の違いによる出力値の変動量は、現行の荷重センサにおける出力値の変動量（図５参照）よりも小さいことが分かる。特に、当接突起部３３の短手方向幅Ｔが５mm時（図６参照）よりも１０mm時（図７参照）の方が出力値の変動量が小さくなり、検出誤差を抑制する効果が高い。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両シート用荷重センサにあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。

(1) スライド移動可能な車両シート１の下側に取り付けられ、該車両シート１に作用する荷重を検出する車両シート用荷重センサ６であって、前記車両シート１を支持するシート支持部（シャフト部３０,アッパ支持部４０）と、該シート支持部３０,４０からの荷重を伝達する荷重伝達部（円筒部３２）と、該荷重伝達部３２から伝達された荷重を受ける起歪体５０と、該起歪体５０を保持する起歪体保持部（ロア支持部１０,締結材２０）と、を備え、前記シート支持部３０,４０は、前記車両シート１を支持するシート支持面３２ａを有し、該シート支持面３２ａに前記車両シート１のスライド方向と平行に延びる当接突起部３３を設けた構成とした。これにより、車両シート１に対して相対的な傾きが生じた場合であっても、起歪体５０の不必要な歪みの発生を防止し、検出誤差を防止することができる。

以上、本発明の車両シート用荷重センサを実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、シート支持面３２ａに設けた当接突起部３３では、上面が平坦な帯形状を呈しているが、例えば図８に示すシャフト部３０Ａに設けた当接突起部３３Ｂのように、車両シート１２に当接する上面（シート当接面）３３Ａが凸状に湾曲していてもよい。

この場合、車両シート１からの荷重を受ける受力面積をさらに小さくすることができ、車両シート１に対して相対的な傾きが生じても、さらにこの傾きを吸収して検出誤差の発生を防止することができる。

実施例１の車両シート用荷重センサが適用された車両シートを示す斜視図である。 実施例１の車両シート用荷重センサを示す分解斜視図である。 実施例１の車両シート用荷重センサを示す縦断面図である。 実施例１の車両シート用荷重センサにおけるシャフト部を示す斜視図である。 緩衝材を挟んだ場合における荷重センサの出力値の変動量を示すグラフであり、(a)はシートレール間隔の後側が広いときを示し、(b)はシートレール間隔の前側が広いときを示す。 シート支持面に短手方向幅５mmの当接突起部を設けた場合における荷重センサの出力値の変動量を示すグラフであり、(a)はシートレール間隔の後側が広いときを示し、(b)はシートレール間隔の前側が広いときを示す。 シート支持面に短手方向幅１０mmの当接突起部を設けた場合における荷重センサの出力値の変動量を示すグラフであり、(a)はシートレール間隔の後側が広いときを示し、(b)はシートレール間隔の前側が広いときを示す。 シャフト部の変形例を示す斜視図である。

符号の説明

１ 車両シート
６ 車両シート用荷重センサ
１０ ロア支持部（起歪体保持部）
２０ 締結材（起歪体保持部）
３０ シャフト部（シート支持部）
３１ ネジ部
３２ 円筒部（荷重伝達部）
３２ａ シート支持面
３２ｂ 荷重伝達面
３３ 当接突起部
４０ アッパ支持部（シート支持部）
５０ 起歪体

Claims (2)

1. スライド移動可能な車両シートの下側に取り付けられ、該車両シートに作用する荷重を検出する車両シート用荷重センサであって、
   前記車両シートを支持するシート支持部と、該シート支持部からの荷重を伝達する荷重伝達部と、該荷重伝達部から伝達された荷重を受ける起歪体と、該起歪体を保持する起歪体保持部と、を備え、
   前記シート支持部は、前記車両シートを支持するシート支持面を有し、該シート支持面に前記車両シートのスライド方向と平行に延びる当接突起部を設けたことを特徴とする車両シート用荷重センサ。
2. 請求項１に記載された車両シート用荷重センサにおいて、
   前記当接突起部は、前記車両シートに当接するシート当接面が凸状に湾曲していることを特徴とする車両シート用荷重センサ。
   
   

Images