JP3289005B2 - 着座荷重センサ及びその作製方法 - Google Patents
着座荷重センサ及びその作製方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車運転席座席
或いは助手席座席である搭乗者座席に設けられるエアー
バッグの作動を行う荷重センサ及びその作製方法に関す
るものである。
或いは助手席座席である搭乗者座席に設けられるエアー
バッグの作動を行う荷重センサ及びその作製方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車の衝突時の自動車の搭乗者
の障害防止のためにエアーバッグを搭載した自動車が登
場している（例えば、実開平４−３１０５６号公報参
照）。
の障害防止のためにエアーバッグを搭載した自動車が登
場している（例えば、実開平４−３１０５６号公報参
照）。
【０００３】しかしながら、かかる自動車のエアーバッ
グによる衝突時の障害防止機能はエアーバッグを膨らま
せる圧力が常に一定であり搭乗者の体力の相違には無関
係に作動する。例えば、チャイルドシートに搭乗してい
る乳幼児に対しても、成人に対してもエアーバッグの圧
力は同じ大きさで作動し、乳幼児に成人と同じ強力な空
気圧が作動し、幼児を窒息させる危険がある。その場
合、エアーバッグの動作開始は車両のあるレベル以上の
加速度変化からなされるので、加速度の変化の発生が車
両の衝突時のみでなく車輪が側溝に落ちる、急旋回す
る、急ブレーキ等でエアーバッグが作動すれば、乳幼児
は窒息死の危険にさらされることになる。
グによる衝突時の障害防止機能はエアーバッグを膨らま
せる圧力が常に一定であり搭乗者の体力の相違には無関
係に作動する。例えば、チャイルドシートに搭乗してい
る乳幼児に対しても、成人に対してもエアーバッグの圧
力は同じ大きさで作動し、乳幼児に成人と同じ強力な空
気圧が作動し、幼児を窒息させる危険がある。その場
合、エアーバッグの動作開始は車両のあるレベル以上の
加速度変化からなされるので、加速度の変化の発生が車
両の衝突時のみでなく車輪が側溝に落ちる、急旋回す
る、急ブレーキ等でエアーバッグが作動すれば、乳幼児
は窒息死の危険にさらされることになる。
【０００４】そのようなエアーバッグを搭載した自動車
の荷重センサは、以下のような構造となっている。
の荷重センサは、以下のような構造となっている。
【０００５】図１２はかかる従来の荷重センサの構造を
示す図であり、図１２（ａ）は荷重センサの取り付け部
の上面図、図１２（ｂ）はその側面図である。
示す図であり、図１２（ａ）は荷重センサの取り付け部
の上面図、図１２（ｂ）はその側面図である。
【０００６】これらの図において、１００は床部、１０
０Ａは床部に形成され、楕円形板１０１の撓みを許容す
るための凹部、１０２は楕円形板１０１の両側の床側固
定端１０９に形成される床部１００への固定用穴、１０
３は座席脚側固定端１０８に形成される座席脚へ連結す
るための固定用穴、１０４は座席脚側固定端１０８のみ
が撓むことを可能にする分離用長穴、１０５は座席脚側
固定端１０８の両側の楕円形板１０１との結合付近に配
置される半導体ひずみゲージ（または抵抗箔ひずみゲー
ジ）である。
０Ａは床部に形成され、楕円形板１０１の撓みを許容す
るための凹部、１０２は楕円形板１０１の両側の床側固
定端１０９に形成される床部１００への固定用穴、１０
３は座席脚側固定端１０８に形成される座席脚へ連結す
るための固定用穴、１０４は座席脚側固定端１０８のみ
が撓むことを可能にする分離用長穴、１０５は座席脚側
固定端１０８の両側の楕円形板１０１との結合付近に配
置される半導体ひずみゲージ（または抵抗箔ひずみゲー
ジ）である。
【０００７】これらの図に示すように、楕円形板１０１
の両端に床側固定端１０９、中央に座席脚側固定端１０
８をそれぞれ配置し、半導体ひずみゲージ１０５が楕円
形板１０１表面を鏡面仕上げ加工して拡散法で設けられ
ている。あるいは抵抗箔ひずみゲージ単体が接着され
る。人体荷重１０７が座席脚側固定端１０８に負荷され
ると座席脚側固定端１０８には曲げ応力を生じ、半導体
ひずみゲージ１０５（あるいは抵抗箔ひずみゲージ）で
曲げひずみを検出し、人体荷重１０７に比例した電気的
出力が得られる。楕円形板１０１は二本のボルト１１０
によって床部１００に固定されている。
の両端に床側固定端１０９、中央に座席脚側固定端１０
８をそれぞれ配置し、半導体ひずみゲージ１０５が楕円
形板１０１表面を鏡面仕上げ加工して拡散法で設けられ
ている。あるいは抵抗箔ひずみゲージ単体が接着され
る。人体荷重１０７が座席脚側固定端１０８に負荷され
ると座席脚側固定端１０８には曲げ応力を生じ、半導体
ひずみゲージ１０５（あるいは抵抗箔ひずみゲージ）で
曲げひずみを検出し、人体荷重１０７に比例した電気的
出力が得られる。楕円形板１０１は二本のボルト１１０
によって床部１００に固定されている。
【０００８】従来の抵抗箔ひずみゲージを使用して荷重
センサを作製する方法を図１３に示す。図１３（ａ）は
そのひずみゲージ単体の平面図、図１３（ｂ）はそのひ
ずみゲージ単体の側面図、図１３（ｃ）は荷重センサへ
の取付け状態を示す図である。
センサを作製する方法を図１３に示す。図１３（ａ）は
そのひずみゲージ単体の平面図、図１３（ｂ）はそのひ
ずみゲージ単体の側面図、図１３（ｃ）は荷重センサへ
の取付け状態を示す図である。
【０００９】まず、前もって、専用場所で作業員が絶
縁フィルム１１１に接着剤１１２を塗布し、その上に洗
浄処理された抵抗箔１１３を重ねる。
縁フィルム１１１に接着剤１１２を塗布し、その上に洗
浄処理された抵抗箔１１３を重ねる。
【００１０】上下から加熱・加圧して接着剤１１２の
熱硬化によって絶縁フィルム１１１、抵抗箔１１３から
なる均一な厚さの多重フィルムを作り、抵抗箔１１３の
表面に露光レジストを塗布し、ひずみゲージ形状を形成
したマスクを用いてレジストを露光し、現像、加熱して
ひずみゲージのレジスト膜を抵抗箔上に形成させる。
熱硬化によって絶縁フィルム１１１、抵抗箔１１３から
なる均一な厚さの多重フィルムを作り、抵抗箔１１３の
表面に露光レジストを塗布し、ひずみゲージ形状を形成
したマスクを用いてレジストを露光し、現像、加熱して
ひずみゲージのレジスト膜を抵抗箔上に形成させる。
【００１１】その後、酸化液を噴霧して不必要な部分
を除去する。
を除去する。
【００１２】次に、絶縁フィルム１１１を規定の寸法
で裁断して、図１３（ａ）に示すひずみゲージが製作さ
れる。
で裁断して、図１３（ａ）に示すひずみゲージが製作さ
れる。
【００１３】時間をおいて、上記で製作されたひず
みゲージを使用し、荷重センサを生産する別の場所で別
の作業員が、ひずみゲージ取付け部材１１４の表面１１
５に接着剤を塗布して、加熱・加圧し、取付部材１１４
に取り付ける。
みゲージを使用し、荷重センサを生産する別の場所で別
の作業員が、ひずみゲージ取付け部材１１４の表面１１
５に接着剤を塗布して、加熱・加圧し、取付部材１１４
に取り付ける。
【００１４】従って、接着剤の塗布が時間間隔を置い
て、全く別な場所と、別な作業員によって二度にわたっ
て行われる。
て、全く別な場所と、別な作業員によって二度にわたっ
て行われる。
【００１５】
（１）床板側固定端１０９が左右２箇所あり、ボルト１
１０の数が２本必要である。
１０の数が２本必要である。
【００１６】（２）楕円形板１０１の横幅が長いので部
品数と装着工数が増加する。
品数と装着工数が増加する。
【００１７】（３）取付け空間が大きくなる。といった
問題があった。 〔Ｂ〕 （１）上記荷重センサは、曲げひずみを検出するので、
座席に傾斜荷重や曲げモーメント荷重が負荷されると、
重力方向の曲げひずみにこれら傾斜荷重や曲げモーメン
ト荷重による曲げひずみも重畳され、必要な重力方向人
体荷重１０７の電気的出力を指示しない。この原因は、
ひずみ検出の方法がいずれも曲げひずみであるからであ
る。
問題があった。 〔Ｂ〕 （１）上記荷重センサは、曲げひずみを検出するので、
座席に傾斜荷重や曲げモーメント荷重が負荷されると、
重力方向の曲げひずみにこれら傾斜荷重や曲げモーメン
ト荷重による曲げひずみも重畳され、必要な重力方向人
体荷重１０７の電気的出力を指示しない。この原因は、
ひずみ検出の方法がいずれも曲げひずみであるからであ
る。
【００１８】（２）固定用穴１０２のボルトとナット間
が長い使用期間中に緩むと床板側固定端の距離が変化し
曲げひずみが検出される根拠となる固定間距離が変化
し、荷重に比例した出力が変化して正確な人体荷重値が
得られない。
が長い使用期間中に緩むと床板側固定端の距離が変化し
曲げひずみが検出される根拠となる固定間距離が変化
し、荷重に比例した出力が変化して正確な人体荷重値が
得られない。
【００１９】また、従来の荷重センサの作製方法におい
ては、ひずみゲージの製作と、ひずみゲージを取付け部
材に取付ける作業が時間間隔をおいて、全く別な場所
と、別な作業員によって二度にわたって加熱・加圧が行
われる。
ては、ひずみゲージの製作と、ひずみゲージを取付け部
材に取付ける作業が時間間隔をおいて、全く別な場所
と、別な作業員によって二度にわたって加熱・加圧が行
われる。
【００２０】本発明は、上記状況に鑑みて、搭乗者の座
席における荷重を的確に検出するとともに、安価に作製
することができる着座荷重センサ及びその荷重センサの
作製方法を提供することを目的とする。
席における荷重を的確に検出するとともに、安価に作製
することができる着座荷重センサ及びその荷重センサの
作製方法を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】〔１〕自動車の搭乗者座
席下部の座席脚と自動車床板間に荷重検出素子を取り付
けて自動車の衝突時の搭乗者席毎の搭乗荷重を測定する
着座荷重センサにおいて、前記荷重検出素子は電気抵抗
箔を使用したひずみゲージを片持梁のひずみゲージ取り
付け部材の側面に取付け、前記片持梁を長方向に対し角
度をつけて固定端と連結したＺ形形状となし、人体の着
座時の荷重を剪断ひずみから検出することを特徴とす
る。
席下部の座席脚と自動車床板間に荷重検出素子を取り付
けて自動車の衝突時の搭乗者席毎の搭乗荷重を測定する
着座荷重センサにおいて、前記荷重検出素子は電気抵抗
箔を使用したひずみゲージを片持梁のひずみゲージ取り
付け部材の側面に取付け、前記片持梁を長方向に対し角
度をつけて固定端と連結したＺ形形状となし、人体の着
座時の荷重を剪断ひずみから検出することを特徴とす
る。
【００２２】〔２〕上記〔１〕記載の着座荷重センサに
おいて、前記座席脚の４脚に荷重検出素子を取り付ける
ことを特徴とする。
おいて、前記座席脚の４脚に荷重検出素子を取り付ける
ことを特徴とする。
【００２３】〔３〕上記〔１〕記載の着座荷重センサに
おいて、前記ひずみゲージ取付け部は上下にプレス加工
された補強板によりＺ形片持梁荷重センサをサンドウィ
ッチ状に挟んで左右両端を点溶接した一体化してなるこ
とを特徴とする。
おいて、前記ひずみゲージ取付け部は上下にプレス加工
された補強板によりＺ形片持梁荷重センサをサンドウィ
ッチ状に挟んで左右両端を点溶接した一体化してなるこ
とを特徴とする。
【００２４】〔４〕着座荷重センサの作製方法におい
て、自動車の搭乗者座席下部の座席脚と自動車床板間に
取り付けられる片持梁荷重センサの斜め形状のひずみゲ
ージ取付け部材を四角形断面の角材から機械加工して作
製し、ひずみゲージの作製と荷重センサのひずみゲージ
取付け部材へのひずみゲージの取付けを同時に行い、絶
縁フィルムの両面に塗布され溶剤を発散させたＢステー
ジ状態の接着剤を使用し、抵抗箔を重ねて一回の加熱、
加圧で荷重センサの表面にひずみゲージを取付けること
を特徴とする。
て、自動車の搭乗者座席下部の座席脚と自動車床板間に
取り付けられる片持梁荷重センサの斜め形状のひずみゲ
ージ取付け部材を四角形断面の角材から機械加工して作
製し、ひずみゲージの作製と荷重センサのひずみゲージ
取付け部材へのひずみゲージの取付けを同時に行い、絶
縁フィルムの両面に塗布され溶剤を発散させたＢステー
ジ状態の接着剤を使用し、抵抗箔を重ねて一回の加熱、
加圧で荷重センサの表面にひずみゲージを取付けること
を特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。
て図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】図１は本発明の実施例を示す荷重センサを
有する搭乗者座席の側面図、図２はその搭乗者座席の裏
面図である。
有する搭乗者座席の側面図、図２はその搭乗者座席の裏
面図である。
【００２７】これらの図に示すように、搭乗者座席１の
直下に座席脚２が４箇所付設され、各座席脚２と自動車
床板４との間に荷重センサ３が装着される。つまり、荷
重センサ３は各座席脚２毎に取り付けられ、合計４個が
配置される。しかし、座席脚４箇所と自動車床板４の間
に搭乗者が着座している時の人体荷重を測定する荷重セ
ンサ３を装着するには隙間が僅かで、且つ空間も小さ
い。
直下に座席脚２が４箇所付設され、各座席脚２と自動車
床板４との間に荷重センサ３が装着される。つまり、荷
重センサ３は各座席脚２毎に取り付けられ、合計４個が
配置される。しかし、座席脚４箇所と自動車床板４の間
に搭乗者が着座している時の人体荷重を測定する荷重セ
ンサ３を装着するには隙間が僅かで、且つ空間も小さ
い。
【００２８】そのような状況下で荷重センサ３を取付け
るには、荷重センサの背高を低くして狭い空間でも容易
に装着できる形状にし、最小の部品数にして、取付け工
数を少なくする必要がある。
るには、荷重センサの背高を低くして狭い空間でも容易
に装着できる形状にし、最小の部品数にして、取付け工
数を少なくする必要がある。
【００２９】座席から負荷される荷重は、走行中の車両
の急旋回、急ブレーキや衝突事故が発生した時は鉛直荷
重でなく、傾斜荷重、座席の前後、左右に曲げモーメン
トを受け、そのすべての状況下で重力方向の荷重を測定
する必要がある。
の急旋回、急ブレーキや衝突事故が発生した時は鉛直荷
重でなく、傾斜荷重、座席の前後、左右に曲げモーメン
トを受け、そのすべての状況下で重力方向の荷重を測定
する必要がある。
【００３０】また、座席側、床板側の固定部に長期間の
使用で各固定部に若干のゆるみが発生しても測定値が変
化しないことが必要である。
使用で各固定部に若干のゆるみが発生しても測定値が変
化しないことが必要である。
【００３１】以下、本発明の荷重センサの具体的構造に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００３２】図３は本発明の第１実施例を示す片持梁形
状の荷重センサの側面図、図４はその荷重センサを取り
付けた状況を示す平面図である。
状の荷重センサの側面図、図４はその荷重センサを取り
付けた状況を示す平面図である。
【００３３】これらの図に示すように、片持梁形状の荷
重センサ３は、座席脚側固定端８と、床板側固定端９
と、これらを連結するひずみゲージ取付け部材１０を有
し、人体荷重７は座席脚側固定端８に負荷されるように
し、床板側固定端９を自動車床板４に固定する構造とな
っている。
重センサ３は、座席脚側固定端８と、床板側固定端９
と、これらを連結するひずみゲージ取付け部材１０を有
し、人体荷重７は座席脚側固定端８に負荷されるように
し、床板側固定端９を自動車床板４に固定する構造とな
っている。
【００３４】ここで、ひずみゲージの取付け面積を広く
するとともに、両側の座席脚側固定端８と床板側固定端
９からの距離を長くするためにひずみゲージ取付け部材
１０は長手方向に対し角度をつけて座席脚側固定端８と
床板側固定端９に連結しておく。つまり、この形状は上
面からみると、Ｚ形を形成する。
するとともに、両側の座席脚側固定端８と床板側固定端
９からの距離を長くするためにひずみゲージ取付け部材
１０は長手方向に対し角度をつけて座席脚側固定端８と
床板側固定端９に連結しておく。つまり、この形状は上
面からみると、Ｚ形を形成する。
【００３５】そこで、片持梁のひずみゲージ取付け部材
１０の両側面の厚さの中央部にひずみゲージ５を取付
け、剪断ひずみを検出する。
１０の両側面の厚さの中央部にひずみゲージ５を取付
け、剪断ひずみを検出する。
【００３６】人体荷重７が座席脚側固定端８に負荷され
ると、ひずみゲージ取付け部材１０は剪断力を受け、そ
の側面には人体荷重７に比例した剪断ひずみが生じる。
このひずみは両固定端８，９の距離が変化しても、座席
に傾斜荷重、曲げモーメント荷重がかかっても重力方向
の荷重のみが剪断力となりその剪断ひずみのみが検出さ
れる。曲げひずみは片持梁のひずみゲージ取付け部材１
０の上下表面で最大で厚さの中心で零となる。ひずみゲ
ージは剪断ひずみ検出用ひずみゲージを使用するので側
面では僅かな曲げひずみが消去され、座席の前後、左右
に曲げモーメントを受けても測定値に影響を与えない。
ると、ひずみゲージ取付け部材１０は剪断力を受け、そ
の側面には人体荷重７に比例した剪断ひずみが生じる。
このひずみは両固定端８，９の距離が変化しても、座席
に傾斜荷重、曲げモーメント荷重がかかっても重力方向
の荷重のみが剪断力となりその剪断ひずみのみが検出さ
れる。曲げひずみは片持梁のひずみゲージ取付け部材１
０の上下表面で最大で厚さの中心で零となる。ひずみゲ
ージは剪断ひずみ検出用ひずみゲージを使用するので側
面では僅かな曲げひずみが消去され、座席の前後、左右
に曲げモーメントを受けても測定値に影響を与えない。
【００３７】次に、本発明のひずみゲージを使用して荷
重センサの作製方法について説明する。
重センサの作製方法について説明する。
【００３８】図５はひずみゲージ取り付け部材の上面
図、図６はそのひずみゲージ取り付け部材のひずみゲー
ジ取付け面を上下にして多数平面に整列させた状態を示
す平面図、図７はＢステージ状態の接着剤が塗布された
絶縁フィルムの平面図、図８はひずみゲージ取り付け部
材への抵抗箔の取り付け構造を示す図、図９はそのひず
みゲージの構造を示す図であり、図９（ａ）はその側面
図、図９（ｂ）はその上面図、図１０は座席脚側固定
端、ひずみゲージ取付け部材および床板側固定端が分離
された状態を示す図、図１１は座席脚側固定端、ひずみ
ゲージ取付け部材および床板側固定端が溶接されて一体
化された状態を示す図である。
図、図６はそのひずみゲージ取り付け部材のひずみゲー
ジ取付け面を上下にして多数平面に整列させた状態を示
す平面図、図７はＢステージ状態の接着剤が塗布された
絶縁フィルムの平面図、図８はひずみゲージ取り付け部
材への抵抗箔の取り付け構造を示す図、図９はそのひず
みゲージの構造を示す図であり、図９（ａ）はその側面
図、図９（ｂ）はその上面図、図１０は座席脚側固定
端、ひずみゲージ取付け部材および床板側固定端が分離
された状態を示す図、図１１は座席脚側固定端、ひずみ
ゲージ取付け部材および床板側固定端が溶接されて一体
化された状態を示す図である。
【００３９】図４に示したＺ形片持梁を、図５に示すよ
うに、ひずみゲージを取付ける前のひずみゲージ取付け
部材１０の形状に分離する。つまり、図１０に示すよう
に、座席脚側固定端８，ひずみゲージ取付け部材１０，
床板側固定端９の３個に分離する。実際の加工工程では
ステンレス鋼材から座席脚側固定端８，床板側固定端９
をプレス機で打ち抜き、面を機械加工して作製する。ま
た、ひずみゲージ取付け部材１０をステンレス角棒材か
ら機械加工して作製する。
うに、ひずみゲージを取付ける前のひずみゲージ取付け
部材１０の形状に分離する。つまり、図１０に示すよう
に、座席脚側固定端８，ひずみゲージ取付け部材１０，
床板側固定端９の３個に分離する。実際の加工工程では
ステンレス鋼材から座席脚側固定端８，床板側固定端９
をプレス機で打ち抜き、面を機械加工して作製する。ま
た、ひずみゲージ取付け部材１０をステンレス角棒材か
ら機械加工して作製する。
【００４０】次いで、四角形断面の角材から機械加工し
て作製したひずみゲージ取付け部材１０をひずみゲージ
取付け面を上下にして多数平面に整列させ枠等で押さえ
平面性を保持して図６に示すように並べる。
て作製したひずみゲージ取付け部材１０をひずみゲージ
取付け面を上下にして多数平面に整列させ枠等で押さえ
平面性を保持して図６に示すように並べる。
【００４１】図６では３０個(1) 〜(30)のひずみゲージ
取付け部材１０が並べられている。並べられているゲー
ジ取付け部材１０の上下平面を洗浄処理した後、図７に
示す他の作業場で予め耐熱性を所持する絶縁フィルム１
１（例えば、ポリイミド樹脂フィルム）の両面に加熱、
加圧硬化型接着剤１２および１３（例えばポリイミド変
性接着剤）を塗布し、両面の溶剤を発散させた（Ｂステ
ージ状態）絶縁フィルム１１を、ひずみゲージ取付け部
材１０の上下に置き、更に、ひずみゲージ５の抵抗素子
となる極薄い抵抗箔１４を洗浄処理して重ねる。この状
況を図８に示す。これらを同時に加熱・加圧盤１５に挟
んで加熱・加圧硬化して一度に抵抗箔１４の取り付けを
ひずみゲージ取付け部材１０上へ完了させる。
取付け部材１０が並べられている。並べられているゲー
ジ取付け部材１０の上下平面を洗浄処理した後、図７に
示す他の作業場で予め耐熱性を所持する絶縁フィルム１
１（例えば、ポリイミド樹脂フィルム）の両面に加熱、
加圧硬化型接着剤１２および１３（例えばポリイミド変
性接着剤）を塗布し、両面の溶剤を発散させた（Ｂステ
ージ状態）絶縁フィルム１１を、ひずみゲージ取付け部
材１０の上下に置き、更に、ひずみゲージ５の抵抗素子
となる極薄い抵抗箔１４を洗浄処理して重ねる。この状
況を図８に示す。これらを同時に加熱・加圧盤１５に挟
んで加熱・加圧硬化して一度に抵抗箔１４の取り付けを
ひずみゲージ取付け部材１０上へ完了させる。
【００４２】この工程の後は、ひずみゲージの製作工程
と同じであるが整列した多数のひずみゲージ取付け部材
毎に各工程で同時に作製する。例えば、露光レジスト塗
布、露光、抵抗箔材を必要な形状を残し、他を除去する
エッチング工程を経て最後に、ひずみゲージ取付け部材
１０の輪郭に合わせてレーザーカッター機で抵抗箔１
４、ポリイミド樹脂フィルム１１を切断すると、図９に
示すひずみゲージ５が得られる。
と同じであるが整列した多数のひずみゲージ取付け部材
毎に各工程で同時に作製する。例えば、露光レジスト塗
布、露光、抵抗箔材を必要な形状を残し、他を除去する
エッチング工程を経て最後に、ひずみゲージ取付け部材
１０の輪郭に合わせてレーザーカッター機で抵抗箔１
４、ポリイミド樹脂フィルム１１を切断すると、図９に
示すひずみゲージ５が得られる。
【００４３】さらに、ひずみゲージの抵抗値調整、回路
形成作業を完了した後、電子ビーム溶接機で座席脚側固
定端８の側面とひずみゲージ取付け部材１０の端面、床
板側固定端９の側面とひずみゲージ取付け部材１０の端
面を図１１に示す位置で溶接する。この時ポリイミドフ
ィルム、ポリイミド変性接着剤は接着強度は約３００℃
まで失われないので溶接熱による悪影響は避けられる。
また、エッチング液は酸化剤であるがひずみゲージ取り
付け部材の材質をステンレス鋼にしておくので錆びるこ
とはない。
形成作業を完了した後、電子ビーム溶接機で座席脚側固
定端８の側面とひずみゲージ取付け部材１０の端面、床
板側固定端９の側面とひずみゲージ取付け部材１０の端
面を図１１に示す位置で溶接する。この時ポリイミドフ
ィルム、ポリイミド変性接着剤は接着強度は約３００℃
まで失われないので溶接熱による悪影響は避けられる。
また、エッチング液は酸化剤であるがひずみゲージ取り
付け部材の材質をステンレス鋼にしておくので錆びるこ
とはない。
【００４４】次に、本発明の実施例を示すＺ形片持梁荷
重センサの水平軸回りの捩じれに対しての過負荷強度の
増強対策について説明する。
重センサの水平軸回りの捩じれに対しての過負荷強度の
増強対策について説明する。
【００４５】図１４は上部補強板と下部補強板を示す図
であり、図１４（ａ）は上部補強板の構造を示す図、図
１４（ｂ）は下部補強板の構造を示す図である。図１５
は荷重センサ全体を示す図であり、図１５（ａ）はその
平面図、図１５（ｂ）はその側面図である。
であり、図１４（ａ）は上部補強板の構造を示す図、図
１４（ｂ）は下部補強板の構造を示す図である。図１５
は荷重センサ全体を示す図であり、図１５（ａ）はその
平面図、図１５（ｂ）はその側面図である。
【００４６】Ｚ形片持梁荷重センサの水平軸回りの捩じ
れに対して強度を付加するために、図１４に示すよう
に、１〜２ｍｍ程度の鋼板でプレス加工された上部補強
板１６と、下部補強板１７を設ける。これらをＺ形片持
梁荷重センサをサンドウィッチにして両端に点溶接１
８，１９し、一体構造にする。補強板の幅を大きくして
おくと捩じれ強度は増強し、且つ、座席脚側固定端８と
床板側固定端９をナットで締付緊締する時Ｚ形片持梁荷
重センサに締付け時の捩じりモーメントを除くことがで
き、Ｚ形片持梁荷重センサは保護される。且つ、ひずみ
ゲージを取付けた位置が固定部より離れているので締付
け時の応力集中の影響を受けないことと相応して、測定
時の零点移動を最小にすることができる。
れに対して強度を付加するために、図１４に示すよう
に、１〜２ｍｍ程度の鋼板でプレス加工された上部補強
板１６と、下部補強板１７を設ける。これらをＺ形片持
梁荷重センサをサンドウィッチにして両端に点溶接１
８，１９し、一体構造にする。補強板の幅を大きくして
おくと捩じれ強度は増強し、且つ、座席脚側固定端８と
床板側固定端９をナットで締付緊締する時Ｚ形片持梁荷
重センサに締付け時の捩じりモーメントを除くことがで
き、Ｚ形片持梁荷重センサは保護される。且つ、ひずみ
ゲージを取付けた位置が固定部より離れているので締付
け時の応力集中の影響を受けないことと相応して、測定
時の零点移動を最小にすることができる。
【００４７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００４８】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。
よれば、以下のような効果を奏することができる。
【００４９】（Ａ）搭乗者の座席における荷重を的確に
検出するとともに、所要スペースが少なく、かつ容易に
装着できる形状の着座荷重センサを提供することができ
る。
検出するとともに、所要スペースが少なく、かつ容易に
装着できる形状の着座荷重センサを提供することができ
る。
【００５０】すなわち、座席から負荷される荷重は走行
中の車両の急旋回、急ブレーキや衝突事故が発生した時
は鉛直荷重のみでなく、傾斜荷重、座席の前後、左右に
曲げモーメントを受けてもその影響は少なく、重力方向
のみの荷重を確実に測定することができる。
中の車両の急旋回、急ブレーキや衝突事故が発生した時
は鉛直荷重のみでなく、傾斜荷重、座席の前後、左右に
曲げモーメントを受けてもその影響は少なく、重力方向
のみの荷重を確実に測定することができる。
【００５１】また、座席側、床板側の固定部に長期間の
使用で若干のゆるみが発生しても測定値が変化すること
がなく、信頼性が高い。
使用で若干のゆるみが発生しても測定値が変化すること
がなく、信頼性が高い。
【００５２】（Ｂ）梁を長方向に対し角度をつけたＺ形
状にすることにより、広い面積で片持梁の長さを長くす
ることができ、ひずみゲージの取り付けが容易であり、
且つ、溶接器の局所溶接での熱的影響を少なくすること
ができる。
状にすることにより、広い面積で片持梁の長さを長くす
ることができ、ひずみゲージの取り付けが容易であり、
且つ、溶接器の局所溶接での熱的影響を少なくすること
ができる。
【００５３】（Ｃ）荷重センサをナットで緊締固定する
時は、Ｚ形片持梁荷重センサと一体となって固定され、
Ｚ形片持梁荷重センサに締付け時の捩じりモーメントを
除くことができ、Ｚ形片持梁荷重センサは保護される。
時は、Ｚ形片持梁荷重センサと一体となって固定され、
Ｚ形片持梁荷重センサに締付け時の捩じりモーメントを
除くことができ、Ｚ形片持梁荷重センサは保護される。
【００５４】（Ｄ）着座荷重センサの作製にあたって
は、最小の部品数で、取付け工数を少なくすることがで
きる。
は、最小の部品数で、取付け工数を少なくすることがで
きる。
【図１】本発明の実施例を示す荷重センサを有する搭乗
者座席の側面図である。
者座席の側面図である。
【図２】本発明の実施例を示す荷重センサを有する搭乗
者座席の裏面図である。
者座席の裏面図である。
【図３】本発明の第１実施例を示す片持梁形状の荷重セ
ンサの側面図である。
ンサの側面図である。
【図４】本発明の第１実施例を示す片持梁形状の荷重セ
ンサを取り付けた状況を示す平面図である。
ンサを取り付けた状況を示す平面図である。
【図５】本発明の第１実施例を示すひずみゲージ取り付
け部材の上面図である。
け部材の上面図である。
【図６】本発明の第１実施例を示すひずみゲージ取り付
け部材のひずみゲージ取付け面を上下にして多数平面に
整列させた状態を示す平面図である。
け部材のひずみゲージ取付け面を上下にして多数平面に
整列させた状態を示す平面図である。
【図７】Ｂステージ状態の接着剤が塗布された絶縁フィ
ルムの平面図である。
ルムの平面図である。
【図８】ひずみゲージ取り付け部材への抵抗箔の取り付
け構造を示す図である。
け構造を示す図である。
【図９】ひずみゲージの構造を示す図である。
【図１０】座席脚側固定端、ひずみゲージ取付け部材、
床板側固定端が分離された状態を示す図である。
床板側固定端が分離された状態を示す図である。
【図１１】座席脚側固定端、ひずみゲージ取付け部材お
よび床板側固定端が溶接されて一体化された状態を示す
図である。
よび床板側固定端が溶接されて一体化された状態を示す
図である。
【図１２】従来の荷重センサの構造を示す図である。
【図１３】従来のひずみゲージを使用して荷重センサを
作製する方法の説明図である。
作製する方法の説明図である。
【図１４】本発明の実施例を示すＺ形片持梁荷重センサ
の補強板の構造を示す図である。
の補強板の構造を示す図である。
【図１５】本発明の実施例を示すＺ形片持梁荷重センサ
全体を示す図である。
全体を示す図である。
１ 搭乗者座席 ２ 座席脚 ３ 荷重センサ（荷重検出素子） ４ 自動車床板 ５ ひずみゲージ ７ 人体荷重 ８ 座席脚側固定端 ９ 床板側固定端 １０ ひずみゲージ取付け部材 １１ 絶縁フィルム １２ ひずみゲージ取付け部材との間の加熱、加圧硬
化型接着剤 １３ 抵抗箔との間の加熱、加圧硬化型接着剤 １４ 抵抗箔 １５ 加熱・加圧盤 １６ 上部補強板 １７ 下部補強板 １８，１９ 点溶接
化型接着剤 １３ 抵抗箔との間の加熱、加圧硬化型接着剤 １４ 抵抗箔 １５ 加熱・加圧盤 １６ 上部補強板 １７ 下部補強板 １８，１９ 点溶接
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｌ 1/22 Ｇ０１Ｌ 1/22 Ｌ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01G 19/12,19/44,19/52 G01G 3/14 G01B 7/16 G01L 1/22 B60N 2/00,5/00 B60R 21/00
Claims (4)
- 【請求項１】 自動車の搭乗者座席下部の座席脚と自動
車床板間に荷重検出素子を取り付けて自動車の衝突時の
搭乗者席毎の搭乗荷重を測定する着座荷重センサにおい
て、前記荷重検出素子は電気抵抗箔を使用したひずみゲ
ージを片持梁のひずみゲージ取り付け部材の側面に取付
け、前記片持梁を長方向に対し角度をつけて固定端と連
結したＺ形形状となし、人体の着座時の荷重を剪断ひず
みから検出することを特徴とする着座荷重センサ。 - 【請求項２】 請求項１記載の着座荷重センサにおい
て、前記座席脚の４脚に荷重検出素子を取り付けること
を特徴とする着座荷重センサ。 - 【請求項３】 請求項１記載の着座荷重センサにおい
て、前記ひずみゲージ取付け部は上下にプレス加工され
た補強板によりＺ形片持梁荷重センサをサンドウィッチ
状に挟んで左右両端を点溶接した一体化してなることを
特徴とする着座荷重センサ。 - 【請求項４】 自動車の搭乗者座席下部の座席脚と自動
車床板間に取り付けられる片持梁荷重センサの斜め形状
のひずみゲージ取付け部材を四角形断面の角材から機械
加工して作製し、ひずみゲージの作製と荷重センサのひ
ずみゲージ取付け部材へのひずみゲージの取付けを同時
に行い、絶縁フィルムの両面に塗布され溶剤を発散させ
たＢステージ状態の接着剤を使用し、抵抗箔を重ねて一
回の加熱、加圧で荷重センサの表面にひずみゲージを取
付けることを特徴とする着座荷重センサの作製方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000177760A JP3289005B2 (ja) | 2000-06-14 | 2000-06-14 | 着座荷重センサ及びその作製方法 |
| PCT/JP2001/005003 WO2001096820A1 (fr) | 2000-06-14 | 2001-06-13 | Detecteur de charge assise et procede de fabrication dudit detecteur |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000177760A JP3289005B2 (ja) | 2000-06-14 | 2000-06-14 | 着座荷重センサ及びその作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001356042A JP2001356042A (ja) | 2001-12-26 |
| JP3289005B2 true JP3289005B2 (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=18679305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000177760A Expired - Fee Related JP3289005B2 (ja) | 2000-06-14 | 2000-06-14 | 着座荷重センサ及びその作製方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3289005B2 (ja) |
| WO (1) | WO2001096820A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2403845C2 (ru) | 2005-08-11 | 2010-11-20 | КУРАБЕ ИНДАСТРИАЛ Ко., Лтд. | Нагревательное устройство для сиденья |
| KR101365046B1 (ko) * | 2012-08-31 | 2014-02-21 | 한국건설기술연구원 | 축 검지 센서 및 방법 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5276052A (en) * | 1975-12-22 | 1977-06-25 | Tadashi Gen | Completion system of twoostep adhesion type strain converter and semisolid strain gauge element |
| JP3646378B2 (ja) * | 1995-11-30 | 2005-05-11 | アイシン精機株式会社 | 車両用シート装置 |
| JP3683712B2 (ja) * | 1998-06-05 | 2005-08-17 | タカタ株式会社 | シート重量計測装置 |
-
2000
- 2000-06-14 JP JP2000177760A patent/JP3289005B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-06-13 WO PCT/JP2001/005003 patent/WO2001096820A1/ja active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2001096820A1 (fr) | 2001-12-20 |
| JP2001356042A (ja) | 2001-12-26 |
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