(57)【要約】【課題】締付ナットによる起歪体のフロア側固定部材への取付け時に、起歪体に発生する歪みを抑制できるようにした荷重検出装置を備えた車両用シート装置を提供する。【解決手段】歪ゲージＧ１、Ｇ２を貼付した起歪体２０を、フロア側固定部材１６およびシート側固定部材１７の一方に固定された固定軸１９を挿通する固定穴４５、４６を形成した第１および第２ロアブラケット２１、２２とアッパブラケット２４によって挟持し、固定軸に螺合されアッパブラケットおよび起歪体をロアブラケットを介してフロア側固定部材およびシート側固定部材の一方に固定する締付ナット６０を備え、締付ナットの径を、締付トルクによってアッパブラケットを介して起歪体に歪応力を作用させない程度に小さくした。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用シートを固定するシート側固定部材と、該シート側固定部材を車両のフロアに固定するフロア側固定部材との間に介在され、前記車両用シートに着座している乗員の荷重を測定するための荷重検出装置を備えた車両用シート装置において、
前記フロア側固定部材および前記シート側固定部材の一方に形成された取付け面に、該取付け面から所定隙間を置いて両端部で固定される起歪体と、
該起歪体の中央部に垂直方向に固定され前記フロア側固定部材および前記シート側固定部材の他方に固定される連結部材と、
前記起歪体の表面に前記両端部と前記中央部との各間に貼付された歪ゲージと、
前記起歪体の両端部に一体的に固定され前記歪ゲージからの信号を出力するアンプ装置を取付けた取付け部を前記車両用シートの側方に延在して形成したアッパブラケットと、
前記アッパブラケットの両端固定部に前記起歪体を挟持して圧入され前記フロア側固定部材および前記シート側固定部材の一方に固定された固定軸を挿通する固定穴を形成した第１および第２ロアブラケットと、
前記固定軸に螺合され前記アッパブラケットおよび前記起歪体を前記フロア側固定部材および前記シート側固定部材の一方に固定する締付ナットとを備え、
該締付ナットの径を、前記締付ナットの締付トルクによって前記アッパブラケットを介して前記起歪体に歪応力を作用させない程度に小さくしたことを特徴とする荷重検出装置を備えた車両用シート装置。
【請求項２】
請求項１において、前記フロア側固定部材は、前記フロアに固定されるロアレールに車両前後方向に移動可能に支持されたアッパレールからなり、前記シート側固定部材は、シートクッションを支持するシートフレームからなり、前記第１および第２ロアブラケットは、前記アッパレールに固定された固定軸によって前記アッパレールに固定されるようになっていることを特徴とする荷重検出装置を備えた車両用シート装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記アッパブラケットの両端部に、前記固定穴に同心的な環状部を形成し、前記締付ナットの外周を、前記環状部の外周エッジ部より遠ざけたことを特徴とする荷重検出装置を備えた車両用シート装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のシートに着座している乗員の荷重を測定する荷重検出装置を備えた車両用シート装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用シートに着座する乗員を保護するためにエアバックを備えた車両において、エアバックの膨出時に着座者に応じてガス発生量を適正に調整したり、あるいは、着座者が子供の場合には、エアバックを作動させないようにするために、着座者の荷重を検出する荷重検出装置を備えた車両用シート装置が数多く提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、シートを固定するシート側固定部材と、シート側固定部材を車両のフロアに固定するフロア側固定部材との間に、着座者の荷重を測定する荷重センサを介在した車両用シート装置が開示されている。かかる荷重センサは、フロア側固定部材に面接触して取り付けられるフランジ部と、フランジ部と当接して垂直方向に突出しシート側固定部材にナットで固定されるボルト部と、フランジ部とボルト部との接合部に設けられた歪部に貼付されてボルト部に軸線方向に加わる荷重を検出するためのセンサとから構成されている。該センサには端子ボックスを介して信号線が接続されている。
【特許文献１】特開２００４−２６８６２０号公報（〔請求項１〕、図１−３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の荷重センサにおいては、センサで検出した荷重信号をセンサの近傍で増幅して出力する場合には、アンプ装置を荷重センサと一体的に設けなければならない。この場合、歪ゲージを貼付した起歪体に、起歪体より側方に延在するブラケットを一体的に取付け、このブラケットにアンプ装置を取付けることが、フロア側固定部材とシート側固定部材との間に介在される荷重検出装置の高さ寸法を小さくする上で有効となる。
【０００５】
しかしながら、当該ブラケットは、起歪体の両端部をフロア側固定部材にボルトとナットによって固定する際に、そのボルトとナットを利用して起歪体と一体的にフロア側固定部材に固定することが考えられるが、ボルトとナットによる締付けの際に、その締付けトルクによってブラケットを介して起歪体に歪みが発生し、起歪体に貼付された歪ゲージに影響を及ぼす問題があった。
【０００６】
本発明は、上述した従来の問題を解消するためになされたもので、締付ナットによる起歪体のフロア側固定部材への取付け時に、起歪体に発生する歪みを抑制できるようにした荷重検出装置を備えた車両用シート装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、車両用シートを固定するシート側固定部材と、該シート側固定部材を車両のフロアに固定するフロア側固定部材との間に介在され、前記車両用シートに着座している乗員の荷重を測定するための荷重検出装置を備えた車両用シート装置において、前記フロア側固定部材および前記シート側固定部材の一方に形成された取付け面に、該取付け面から所定隙間を置いて両端部で固定される起歪体と、該起歪体の中央部に垂直方向に固定され前記フロア側固定部材および前記シート側固定部材の他方に固定される連結部材と、前記起歪体の表面に前記両端部と前記中央部との各間に貼付された歪ゲージと、前記起歪体の両端部に一体的に固定され前記歪ゲージからの信号を出力するアンプ装置を取付けた取付け部を前記車両用シートの側方に延在して形成したアッパブラケットと、前記アッパブラケットの両端固定部に前記起歪体を挟持して圧入され前記フロア側固定部材および前記シート側固定部材の一方に固定された固定軸を挿通する固定穴を形成した第１および第２ロアブラケットと、前記固定軸に螺合され前記アッパブラケットおよび前記起歪体を前記フロア側固定部材および前記シート側固定部材の一方に固定する締付ナットとを備え、該締付ナットの径を、前記締付ナットの締付トルクによって前記アッパブラケットを介して前記起歪体に歪応力を作用させない程度に小さくしたことである。
【０００８】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記フロア側固定部材は、前記フロアに固定されるロアレールに車両前後方向に移動可能に支持されたアッパレールからなり、前記シート側固定部材は、シートクッションを支持するシートフレームからなり、前記第１および第２ロアブラケットは、前記アッパレールに固定された固定軸によって前記アッパレールに固定されるようになっていることである。
【０００９】
請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、前記アッパブラケットの両端部に、前記固定穴に同心的な環状部を形成し、前記締付ナットの外周を、前記環状部の外周エッジ部より遠ざけたことである。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、アッパブラケットの両端固定部に起歪体を挟持して圧入されフロア側固定部材およびシート側固定部材の一方に固定された固定軸を挿通する固定穴を形成した第１および第２ロアブラケットと、固定軸に螺合されアッパブラケットおよび起歪体をフロア側固定部材およびシート側固定部材の一方に固定する締付ナットを備え、締付ナットの径を、締付ナットの締付トルクによってアッパブラケットを介して起歪体に歪応力を作用させない程度に小さくしたので、締付ナットの締付トルクによってアッパブラケットに作用するねじり応力を小さくすることができ、これによって、起歪体に貼付された歪ゲージへの影響を抑制でき、乗員の荷重を正確に検出することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明によれば、フロア側固定部材は、フロアに固定されるロアレールに車両前後方向に移動可能に支持されたアッパレールからなり、シート側固定部材は、シートクッションを支持するシートフレームからなり、第１および第２ロアブラケットは、アッパレールに固定された固定軸によってアッパレールに固定されるようになっているので、締付ナットの締付トルクによってアッパブラケットを介して起歪体を歪を発生させないようにアッパレールに取付けることができる。
【００１２】
請求項３に係る発明によれば、アッパブラケットの両端部に、固定穴に同心的な環状部を形成し、締付ナットの外周を、環状部の外周エッジ部より遠ざけたので、ロアブラケットの両端部の近傍において起歪体に歪ゲージが貼付されていても、歪ゲージへの影響を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下本発明の実施の形態に係る荷重検出装置を備えた車両用シート装置を図面に基づいて説明する。荷重検出装置１０は、図１に示す車両用シート１１に着座している乗員の荷重を測定するものである。なお、図１において、上下、左右および前後とは、車両用シート１１に着座した乗員からみた方向で示している。
【００１４】
図１において車両用シート１１を車両のフロア１２に位置調整可能に固定するシートスライド装置１３は、フロア１２に固定され車両の前後方向に延在する一対のロアレール１４と、ロアレール１４に移動可能に支持されるアッパレール１６等で構成されている。図１および図６に示すように、車両用シート１１のシートクッションを支持するシート側固定部材としてのシートフレーム１７が、その下面の前後および左右の４隅の位置で荷重検出装置１０を介して、フロア側固定部材としての一対のアッパレール１６の上面に形成された取付け面１８に固定されている。荷重検出装置１０が固定される各アッパレール１６の各両端部には、荷重検出装置１０を取付け面１８上に固定するための一対の固定軸１９が車両の前後方向に所定距離だけ隔てて垂直方向に突設されている。
【００１５】
図２および図３に示すように、荷重検出装置１０は、略長方形をなす板状の起歪体２０、起歪体２０の表面に貼付された歪ゲージＧ１，Ｇ２、起歪体２０を両端部でアッパレール１６の取付け面１８に固定される第１、第２ロアブラケット２１，２２、起歪体２０の中央部に垂直方向に固定され車両用シート１１のシートフレーム１７に固定される連結部材としての連結軸２３、起歪体２０の上面に両端部で固定されるアッパブラケット２４、アッパブラケット２４の取付け部４７の下面に起歪体２０と並んで取り付けられ歪ゲージＧ１、Ｇ２からの信号を増幅するためのアンプ基板２６を収納したアンプケース２７ａを備えたアンプ装置２７、歪ゲージＧ１、Ｇ２とアンプ基板２６とに接続されるＦＰＣ基板２８等から構成されている。なお、図２において、５５は、ＦＰＣ基板２８の歪ゲージＧ１，Ｇ２との接続部を保護するコーティング部である。
【００１６】
図３および図４に示すように、第１ロアブラケット２１は、所定厚さの円形のベース部２９と、該ベース部２９から突出して起歪体２０の一端部に穿設された一端穴３０に圧入される中軸部３１と、中軸部３１から突出する上軸部３２と、中心に貫通して穿設された取付け穴３３から構成されている。第２ロアブラケット２３は、所定厚さの円形のベース部３４と、該ベース部３４から突出して起歪体２０の他端部に穿設された他端穴３５に遊嵌される中軸部３６と、中心に貫通して穿設された取付け穴３７から構成されている。
【００１７】
起歪体２０の両端部には、一端穴３０および他端穴３５が、固定軸１９の間隔と同じ所定距離だけ隔てて穿設されている。起歪体２０は、下面が第１、第２ロアブラケット２１，２２のベース部２９，３４に当接するまで一端穴３０に中軸部３１が圧入され、他端穴３５に中軸部３６が遊嵌される。起歪体２０の中央部には中央穴３８が穿設され、中央穴３８には連結軸２３の中軸部３９が圧入されている。連結軸２３の端部には、第１、第２ロアブラケット２１，２２のベース部２９，３４より厚みの小さなフランジ４０が形成され、起歪体２０の下面に当接されている。中軸部３９の端面から先軸部４１が突設され、先軸部４１の端面からは固定ねじ部４２が突設されている。起歪体２０の中央穴３８に連結軸２３の中軸部３９が圧入された状態で先軸部４１にセンタブラケット４８が螺着されることにより、連結軸２３はフランジ４０とセンタブラケット４８との間に起歪体２０を挟着して起歪体２０に固定される。なお、中軸部３１を一端穴３０に圧入せず、単に、挿通させたり、嵌着させたり、接着させたりする場合も有り得る。
【００１８】
従って、連結軸２３を介して起歪体２０に荷重が作用すると、起歪体２０は両端部を第１、第２ロアブラケット２１，２２に両端支持されて撓み、起歪体２０の表面には、第１、第２ロアブラケット２１，２２と連結軸２３との各間に、荷重に比例して第１、第２ロアブラケット２１，２２側に圧縮歪、連結軸２３側に引張歪が生じる。これら圧縮歪、引張歪を検出するために、起歪体２０の両端部と中央部との各間、即ち第１、第２ロアブラケット２１，２２と連結軸２３との各間には、ハーフブリッジを構成する２素子を夫々有する歪ゲージＧ１，Ｇ２が貼付されている。歪ゲージＧ１，Ｇ２の各ハーフブリッジでフルブリッジが構成され、起歪体２０の撓み、すなわち、起歪体２０に作用した荷重に応じた電気的信号が出力されるようになっている。なお、第１、第２ロアブラケット２１，２２側に圧縮歪、連結軸２３側に引張歪が生ずるように設定する場合だけでなく、第１、第２ロアブラケット２１，２２側にのみ圧縮歪または引張歪が生ずるように設定する場合や、連結軸２３側にのみ圧縮歪または引張歪が生ずるように設定する場合も有り得る。
【００１９】
起歪体２０の上面には、アッパブラケット２４が両端固定部４３，４４で起歪体２０の両端部に固定されている。すなわち、アッパブラケット２４の両端には固定部４３，４４が設けられ、固定部４３，４４に穿設された固定穴４５，４６が、第１、第２ロアブラケット２１，２２の起歪体２０の上面から突き出た上軸部３２および中軸部３６に圧入されることにより、起歪体２０は両端部でアッパブラケット２４の両端固定部４３，４４と第１、第２ロアブラケット２１，２２のベース部２９，３４との間に挟持される。アッパブラケット２４には、両端固定部４３，４４を連結する取付け部４７が起歪体２０の上面より側方に延在するように形成されている。アッパブラケット２４を両端固定部４３，４４以外、すなわち、取付け部４７で起歪体２０と重ならないようにすることにより、アッパブラケット２４が起歪体２０の変形に影響を与えることがなく、乗員の荷重を正確に測定することができる。
【００２０】
アッパブラケット２４の両端固定部４３，４４には、起歪体２０の中央部に取付けられるセンタブラケット４８に対向する側に、図５および図７に示すように、固定穴４５，４６に同心的な環状部５１、５２が形成されている。これによって、アッパブラケット２４の両端固定部４３，４４とセンタブラケット４８との各間の起歪体２０の表面に、歪ケージＧ１、Ｇ２を貼付できる領域を確保している。
【００２１】
アッパブラケット２４の取付け部４７には、例えば、樹脂製のアンプケース２７ａが起歪体２０と並んでねじ４９によって取り付けられている。アンプケース２７ａは、樹脂製とすることによって軽量化、低コスト化が可能になる。アンプケース２７ａには、歪ゲージＧ１，Ｇ２からの信号を増幅するためのアンプ基板２６が歪ゲージＧ１，Ｇ２が貼付された起歪体２０の表面と同じ平面上に位置するように収納されている。アンプケース２７ａには、アンプ基板２６の出力を図略の電子制御ユニットに送信するための通信線を接続するコネクタ５９が設けられている。
【００２２】
図６に示すように、車両用シート１１のシートフレーム１７の左右両側には、上記したアッパレール１６の取付け面１８に上下方向に対向する連結面６２が形成されている。連結面６２には、荷重検出装置１０の連結軸２３を挿通する連結穴６３と、連結穴６３の両側に締付ナット６０を挿通する挿通穴６４（図６参照）が穿設されている。
【００２３】
第１、第２ロアブラケット２１，２２の取付け穴３３，３７がアッパレール１６の端部に垂直方向に突設されている固定軸１９に嵌合され、ベース部２９，３４の底面が取付け面１８上に着座される。固定軸１９の先端に刻設されたねじ部に螺着された締付ナット６０が、アッパブラケット２４の両端固定部４３，４４を押圧することにより、荷重検出装置１０の起歪体２０はアッパレール１６の取付け面１８に該取付け面１８から所定隙間を置いて両端部で固定される。
【００２４】
この際、締付ナット６０を、図６および図７に示すように、アッパブラケット２４の両端固定部４３、４４に形成された環状部５１、５２の外周エッジ部５１ａ、５２ａより遠ざかるように、締付ナット６０の径を小さくし、締付ナット６０の締付けによる締付トルクによって、アッパブラケット２４の環状部５１、５２を介して起歪体２０に歪応力が発生し、起歪体２０に貼付された歪ゲージＧ１、Ｇ２に影響を及ぼすことがないようにしている。
【００２５】
すなわち、締付ナット６０の締付けによって、締付ナット６０の下面に面接触するアッパブラケット２４の環状部５１、５２に締付トルクによるねじれ応力が発生し、このねじれ応力がさらに、アッパブラケット２４の両端固定部４３、４４の下面に面接触する起歪体２０の両端部に及ぼされ、その近傍に貼付された歪ゲージＧ１、Ｇ２に作用せんとするが、本実施の形態においては、図６に示すように、締付ナット６０の径（半径Ｒ１）を小さくして、締付ナット６０の締付けによって発生するねじりトルクを小さくし、アッパブラケット２４の両端固定部４３、４４および起歪体２０の両端部に発生する歪応力を小さくし、歪ゲージＧ１、Ｇ２への影響を抑制できるようにした。すなわち、締付ナット６０の径（半径Ｒ１）を環状部５２（５１）の外周エッジ部５２ａ（５１ａ）の径（半径Ｒ２）に対して十分に小さくすることによって、締付ナット６０の締付けによって環状部５２（５１）に発生するねじり応力を小さくできるようにした。
【００２６】
車両用シート１１のシートフレーム１７には、連結面６２が形成され、該連結面６２に連結穴６３が穿設されている。連結軸２３の固定ねじ部４２に連結穴６３が嵌装されて連結面６２の下面がセンタブラケット４８の上面に当接し、シートフレーム１７が起歪体２０を介してアッパレール１６上に載置され、固定ねじ部４２に螺着された締付ナット６５が連結面６２をセンタブラケット４８に圧着することにより、荷重検出装置１０の連結軸２３が車両用シート１１のシートフレーム１７に固定される。
【００２７】
このように、アンプ装置２７およびコネクタ５９は、互いに対向するアッパレール１６の取付け面１８とシートフレーム１７の連結面６２より、車両用シート１１の左右方向の側方に並設して設けられることにより、アッパレール１６の取付け面１８とシートフレーム１７の連結面６２との間に収容される荷重検出装置１０の高さ（上下方向）寸法をきわめて小さくすることができる。すなわち、アッパレール１６の取付け面１８とシートフレーム１７の連結面６２との間には、図６に示すように、第１および第２のロアブラケット２１、２２のベース部２９、３４の厚み、起歪体２０の厚みおよびアッパブラケット２４の厚みの総和に相当する小さな間隔が存在すればよく、アンプ装置２７およびコネクタ５９を起歪体２０に一体的に配設したにも拘らず、アッパレール１６の取付け面１８とシートフレーム１７の連結面６２との間隔Ｃ１を小さくすることができる。
【００２８】
上記のように構成された荷重検出装置１０を備えた車両用シート装置においては、乗員がシートクッションに着座すると、乗員の荷重が連結軸２３を介して起歪体２０に作用される。これにより、第１、第２ロアブラケット２１，２２に両端部を支持されている起歪体２０の中央部が撓み、起歪体２０の表面には、第１、第２ロアブラケット２１，２２と連結軸２３との各間に、荷重に比例して第１、第２ロアブラケット２１，２２側に圧縮歪、連結軸２３側に引張歪が生じる。これら圧縮歪、引張歪は、起歪体２０に貼付した歪ゲージＧ１，Ｇ２によって検出され、歪ゲージＧ１，Ｇ２の検出出力は、アンプ基板２６によって増幅され、アンプ基板２６の出力はコネクタ５９に接続された通信線を介して電子制御ユニット５８に送信される。このようにして、起歪体２０の歪みに基づいて、車両用シート１１に着座する乗員の荷重が測定される。そして、かかる荷重検出結果に基づいて、エアバック等を乗員の重量に応じて適切にコントロールできるようになる。
【００２９】
上記した実施の形態によれば、アッパブラケット２４の両端部に起歪体２０を挟持して圧入されアッパレール（フロア側固定部材）１６に固定された固定軸１９を挿通する取付け穴３３、３７を形成した第１および第２ロアブラケット２１、２２と、固定軸１９に螺合されアッパブラケット２４および起歪体２０をアッパレール（フロア側固定部材）１６に固定する締付ナット６０を備え、締付ナット６０の径を、締付ナット６０の締付トルクによってアッパブラケット２４を介して起歪体２０に歪応力を作用させない程度に小さくしたので、締付ナット６０の締付トルクによってアッパブラケット２４に作用するねじり応力を小さくすることができ、これによって、起歪体２０に貼付された歪ゲージＧ１、Ｇ２への影響を抑制でき、乗員の荷重を正確に検出することができるようになる。
【００３０】
また、アッパブラケット２４の両端部に、固定穴４５、４６に同心的な環状部５１、５２を形成し、締付ナット６０の外周を、環状部５１、５２の外周エッジ部５１ａ、５２ａより遠ざけたので、ロアブラケット２４の両端部の近傍において起歪体２０に歪ゲージＧ１、Ｇ２が貼付されていても、締付ナット６０による歪ゲージＧ１、Ｇ２への影響を抑制することができる。
【００３１】
上記した実施の形態においては、第１、第２ロアブラケット２１，２２をアッパレール（フロア側固定部材）１６に固定し、連結軸２３をシートフレーム（シート側固定部材）１７に固定しているが、第１、第２ロアブラケット２１，２２をシートフレーム１７に固定し、連結軸２３をアッパレール１６に固定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】車両用シートを示す斜視図である。
【図２】荷重検出装置の正面図である。
【図３】荷重検出装置を分解した図である。
【図４】各ブラケット、連結軸の起歪体への組付けを示す図である。
【図５】組立てられた荷重検出装置の斜視図である。
【図６】荷重検出装置の車両への組付け状態を示す図である。
【図７】図６の矢印７方向からみた図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０…荷重検出装置、１１…車両用シート、１２…フロア、１３…シートスライド装置、１４…ロアレール、１６…フロア側固定部材（アッパレール）、１７…シート側固定部材（シートフレーム）、１８…取付け面、１９…固定軸、２０…起歪体、Ｇ１、Ｇ２…歪ゲージ、２１，２２…第１、第２ロアブラケット、２３…連結部材（連結軸）、２４…アッパブラケット、２７…アンプ装置、２９，３４…ベース部、３３，３７…取付け穴、４３，４４…両端固定部、４５，４６…固定穴、４７…取付け部、４８…センタブラケット、５１、５２…環状部、５１ａ、５２ａ…外周エッジ部、６０…締付ナット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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