(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に固定されるロアーレールと、
シートが固定されるアッパーレールと、
前記アッパーレールを長手方向に移動可能にロアーレールに保持する保持構造と、
前記ロアーレール又はアッパーレールのいずれか一方に固定され長手方向に勾配を有する傾斜面が形成された傾斜プレートと、
前記ロアーレール又はアッパーレールのいずれか他方に固定され前記傾斜プレートの傾斜面までの距離を検出するセンサーと、
を備えることを特徴とするシートスライド位置検出装置。
【請求項２】
前記センサーが相互インダクタンスを変化させるコアを備えたトランスであり、コアの先端部分が前記傾斜プレートの傾斜面に当接するように付勢する付勢手段を有することを特徴とする請求項１記載のシートスライド位置検出装置。
【請求項３】
前記センサーが差動トランスであり、差動トランスのコアの先端部分が前記傾斜プレートの傾斜面に当接するように付勢する付勢手段を有することを特徴とする請求項１記載ののシートスライド位置検出装置。
【請求項４】
前記トランス又は差動トランスを励磁するための電子回路及び出力電圧を前記コアの位置信号として出力するための電子回路が、前記センサー内に一体に組み込まれ樹脂モールドされていることを特徴とする請求項２又は３に記載のシートスライド位置検出装置。
【請求項５】
前記センサーが磁気センサーであり、前記傾斜プレートが磁性体で形成されていることを特徴とする請求項１記載のシートスライド位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート位置検出装置に関し、特に車両用シートのスライド位置を検出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用シートのスライド位置検出装置には種々のものが提案されている。たとえば、特開昭６１−７１２３３号公報には、パワーシートのモータ軸に取り付けられた光学エンコーダによりシートのスライド位置を検出するものが開示されている。乗降時に一旦マイクロスイッチのある最後端まで後退させたシートを乗員の着席後元のスライド位置に自動的に復帰させようとするものである。特開平２−１８９２４１号公報には、パワーシートのモータ軸に連動して回転されるポテンショメータによりスライド位置を検出するものが開示されている。別に設置された指示用のポテンショメータとの比較によりパワーシートを駆動しようとするものである。
【０００３】
特開平５−２１３１４２号公報には、固定された複数対の接点をシートと共に移動する接触子で短絡することによりシート位置を検出するシートスライドセンサが開示されている。シートのスライド位置により乗員の頭部の位置を推定し、その推定された頭部の位置に応じてエアバッグの展開条件レベルを増減しようとするものである。米国特許第６０５３５２９号公報には、シートと共に移動する階段状フランジとそのフランジの階段高さを固定された磁気センサーにより検出することによってシート位置を３段階に検出するシート位置センサが開示されている。磁気センサにより無接触でシートスライド位置を検出し、エアバッグを展開させるプロセッサに位置信号を送ろうとするものである。
【０００４】
このように、従前はパワーシートを駆動して好適な位置にシートを移動させるためシートのスライド位置検出装置が用いられたが、最近ではエアバッグの展開条件や展開圧力を判断するためのシートスライド位置検出情報をスライド位置検出装置に求めるようになってきている。このため、シートのスライド位置検出装置に高い信頼性と高い精度が求められるようになってきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭６１−７１２３３号公報のスライド位置検出装置は、バッテリ交換時等の電源オフ後にスライド位置を絶対位置として検出することができない。これは、光学エンコーダによりマイクロスイッチからの相対的な位置を記憶するものであり絶対的な位置を記憶するものではないので、エアバッグの制御に用いるには信頼性に欠けるという問題点があった。
特開平２−１８９２４１号公報のスライド位置検出装置は、スライド位置をポテンショメータの回転位置として絶対位置として検出できるものの、ポテンショメータ自体が摺動子と抵抗体との摺接構造を必然的に有するため、長年の使用に対する信頼性に欠けるという問題点があった。
特開平５−２１３１４２号公報のスライド位置検出装置は、複数対の接点を多数設けなければならず、構造が複雑になりコストがアップするという問題点があった。
米国特許第６０５３５２９号公報のスライド位置検出装置は、無接触で構造も単純であるという優れた特徴を有するものの、３段階でしかスライド位置が検出できないという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明は、エアバッグの制御にも使用できるほど信頼性が高く、電源が落ちた後もシートスライド位置の絶対位置が検出でき、かつ、構造の簡単なシートスライド位置検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の第１の実施態様は、、図１及び図２に例示するように、車体に固定されるロアーレール１と、シートが固定されるアッパーレール２と、前記アッパーレール２を長手方向に移動可能にロアーレール１に保持する保持構造（コロ６）と、前記ロアーレール１又はアッパーレール２のいずれか一方に固定され長手方向に勾配を有する傾斜面３Ａが形成された傾斜プレート３と、前記ロアーレール１又はアッパーレール２のいずれか他方に固定され前記傾斜プレート３の傾斜面３Ａまでの距離を検出するセンサー４と、を備えることを特徴とする。
ここで、センサー４とは、接触式であれ非接触式であれ、センサー４から傾斜プレート３の傾斜面３Ａまでの離間距離を検出できるセンサーのすべてをいう。
【０００８】
このように形成すると、アッパーレール２の長手方向（シートの前後方向）の位置に従い、センサー４と傾斜プレート３の傾斜面３Ａまでの距離が一義的に変化する。したがって、センサー４によりその距離を検出することにより、アッパーレール２の長手方向位置すなわちシートの前後方向スライド位置を一義的に検出つまりスライド位置の絶対位置を検出することができるという効果がある。
【０００９】
ここで、本発明の第２の実施態様として図３に例示するように、前記センサー４が相互インダクタンスを変化させるコア４１を備えたトランス（４１、４２、４３、４４）であり、コア４１の先端部分（ボール４５）が前記傾斜プレート３の傾斜面３Ａに当接するように付勢する付勢手段４６を有することを特徴とすることができる。
【００１０】
このように形成すると、コア４１は付勢手段４６により絶えず傾斜面３Ａに押し付けられているから、コア４１の位置はアッパーレール２の前後方向位置により一義的に決まる。そして、コア４１の位置によりトランス（４１、４２、４３、４４）の相互インダクタンスが変化しトランスの出力電圧が変化する。したがって、トランスの出力電圧によりアッパーレール２の絶対位置を検出することができる。つまり、車載のバッテリを交換しても絶対位置であるから出力電圧が変化しない。
ここで、可動部分であるコア４１は、その先端部分（ボール４５）が傾斜プレート３に接触する他はトランスのボビン４４に接触するだけであり、検出の心臓部であるコイル４２、４３には接触しないセミ非接触方式であるから長年に亘っての耐久性と信頼性が高いという効果がある。さらに、センサー４がコア４１を備えただけのトランス（４１、４２、４３、４４）であるから構造が単純であり、信頼性が高いという効果がある。
【００１１】
ここで、本発明の第３の実施態様として図６に例示するように、前記センサー４が差動トランス（７１〜７４）であり、差動トランスのコア７１の先端部分が前記傾斜プレート３の傾斜面３Ａに当接するように付勢する付勢手段４６を有することを特徴とすることができる。
このように形成すると、上記第２の実施態様の効果に加えて、アッパーレール２のスライド位置に対する出力信号の直線性が図７に例示するように良くなり、後段の図示しないプロセッサによるスライド位置信号処理が楽になるという効果がある。
【００１２】
ここで、本発明の第４の実施態様として図３及び図４に例示するように、前記トランス（４１〜４４）又は差動トランス（７１〜７４）を励磁するための電子回路（６１〜６３）及び出力電圧を前記コア４１，７１の位置信号として出力するための電子回路（６４，６５）が、前記センサー４内に組み込まれ（プリント基板６０）、一体に樹脂モールド（５０）されていることを特徴とすることができる。
このように形成すると、センサー本体（４１〜４４、７１〜７４）と電子回路部品（プリント基板）６０を（樹脂モールド５０で）一体モールド化でき、アッパーレール２又はロアーレール１に容易に取り付けることができると共に、振動にも強くなり、防水構造となるため車載部品としての信頼性が高くなるという効果がある。
【００１３】
ここで、本発明の第５の実施態様として、前記センサーが磁気センサーであり、前記傾斜プレート３が磁性体で形成されていることを特徴とすることができる。
磁気センサーとして、たとえば、ホール素子と永久磁石を組み合わせたものを用いれば、近接した位置にある磁性体からなる傾斜プレート３までの距離を全くの無接触で検出することができる、このため、信頼性、耐久性に優れたものを提供できるという効果がある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照し説明する。
図１はロアーレール１に組み込まれたアッパーレール２を示す側面図であり、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図である。ロアーレール１は車体の床に固定される部材である。ロアーレール１には多数のコロ６を介してアッパーレール２が長手方向に移動可能に組み込まれる。アッパーレール２は車両のシート（図示しない）が固定される部材であり、長手方向とはシート（図示しない）の前後方向をいう。
【００１５】
ロアーレール１の側面にはアッパーレール２の全ストローク（たとえば２４０ｍｍ）に渡って、傾斜プレート３が取り付けられ固定されている。傾斜プレート３はロアーレール１の底面においてロアーレール１に溶接され固着されている。傾斜プレート３には側方に幅約１０ｍｍ程度延出した部分が設けてあり、その延出した部分の上面が傾斜面３Ａをなしている。傾斜面３Ａは、図１に示すように、アッパーレール２のスライド方向に対して一定角度で傾斜した面をなし、後方に行くほどその高さが高くなるように形成されている。この傾斜面３Ａの高さを検出してアッパーレール２のスライド位置を検出しようとするものである。
【００１６】
一方、スライドするアッパーレール２には傾斜面３Ａの高さを検出するセンサー４が取り付けられている。図２を併せ参照し、アッパーレール２に固着された部材にブラケット５がねじ８１とナットにより締着されている。そのブラケット５に、ねじ８２，８３によりセンサー４が締着されている。センサー４の外観は主として樹脂モールドされた部材からなる。
【００１７】
図３はセンサー４の内部を示す図２のＹ−Ｙ線断面図である。センサー４は相互インダクタンスを変化させるコア４１を備えたトランス（４１，４２，４３，４４）を主な要素としている。センサー４は、中芯空間を有する円筒状のボビン４４と、そのボビン４４に巻回された１次コイル４２及び２次コイル４３と、ボビン４４の中芯空間に挿入された磁性体からなるコア４１と、そのコア４１を下方に付勢するコイルバネ４６（付勢手段を構成する）と、プリント基板６０と、そのプリント基板６０に設けられたターミナル４７と、プリント基板６０からの信号等を外部に引き出す端子４８とを要素とし、樹脂によるモールド成形により樹脂モールド５０として一体に成形されている。プリント基板６０内には１次コイル４２を励磁する電子回路及び２次コイル４３の出力を電気信号に変換する電子回路が組み込まれる。
【００１８】
樹脂モールド５０には一方が開口されたハウジング部５１を有し、そのハウジング部５１内に端子４８が露出している。端子４８は３本ある。
また、円筒状のボビン４４の下端には中芯空間が狭まった小径部４４Ａが形成されており、一方、コア４１の上端には拡径した大径部４１Ａが形成されている。ボビン４４の小径部４４Ａとコア４１の大径部４１Ａとの係合によりコア４１がボビン４４の中芯空間から抜け落ちないようになっている。
コア４１の先端にはボール４５が先端かしめにより回転自在に保持されている。ボール４５はコア４１の先端部分を構成する。
【００１９】
ボビン４４の中芯空間にコア４１及びコイルバネ４６を組み込むには次のようにする。まず、ボビン４４、１次コイル４２、２次コイル４３、プリント基板６０、ターミナル４７、３本の端子４８を樹脂モールド５０により一体化する。そして、ボビン４４の中芯空間の上方からコア４１、次いで、コイルバネ４６を挿入する。これらを挿入したまま板状のブラケット５に下から取り付けねじ８２、８３で締着する。このため、コイルバネ４６の上部がブラケット５に押圧され圧縮された状態となり、コア４１を下方に付勢した状態となる。この状態で、コア４１の先端に回転自在に保持されたボール４５が傾斜プレート３の傾斜面３Ａに当接する。
【００２０】
図４は、コア４１の位置により相互インダクタンスが変化するトランス（４１，４２，４３）を駆動し出力信号を出力する電子回路の６０ブロック図である。電子回路６０は、バッテリ電圧Ｖｂをたとえば５Ｖの定電圧にする定電圧回路６１、その電圧を受けて安定した周波数で発振する発振回路６２、その発振信号を電流増幅して１次コイルを励磁する増幅回路６３、２次コイル４３の出力波形を整流する整流回路６４、その出力電圧を調整してスライド位置検出信号Ｖｓとする可変抵抗器６５からなる。センサー４の端子４８は、バッテリ電圧Ｖｂ入力端子、スライド位置検出信号Ｖｓ出力端子、アース端子の３つになる。
【００２１】
以上の構成に基づき、作動について説明する。アッパーレール２をスライドさせてシートのスライド位置を変化させると、それに従ってセンサー４の位置も移動し、コア４１の先端部分であるボール４５が傾斜プレート３の傾斜面３Ａに当接する位置も変化する。アッパーレール２が最前端付近にあると傾斜面３Ａがより下の位置にあるので、コア４１がコイルバネ４６の付勢力でボビン４４から半ば引き出された状態になり、１次コイル４２と２次コイル４３との相互インダクタンスが小さくなる。この結果、同じ電流で１次コイル４２を励磁していても２次コイル４３に誘起される電圧は低くなり、スライド位置検出信号Ｖｓは低くなる。逆に、アッパーレール２が最後端付近にあると傾斜面３Ａがより上の位置に来て、コア４１がボビン４４に押し込まれた状態になり、１次コイル４２と２次コイル４３との相互インダクタンスが大きくなる。この結果、同じ電流で１次コイル４２を励磁していても２次コイル４３に誘起される電圧は高くなり、スライド位置検出信号Ｖｓは高くなる。
【００２２】
図５は、このアッパーレール２のスライド位置とスライド位置検出信号Ｖｓとの関係を示す特性図である。特性が直線にならないのはコア４１の移動量と相互インダクタンスの変化量が直線的ではないからである。可変抵抗器６５は各素子のばらつき、組み付け精度のばらつき等による誤差を微調整して同じスライド位置で同じスライド位置検出信号Ｖｓの電圧が出るようにするためのものである。ここで注意したいのは、一旦、可変抵抗器６５を微調整した後は、図５の特性は固定したものとなり、バッテリを外しＶｂを落とした後、再度電源Ｖｂを結合したとしてもスライド位置検出信号Ｖｓの電圧は変化しないことである。つまり、アッパーレール２の相対位置ではなく絶対位置を連続的に検出していることである。従って、スライド位置検出信号Ｖｓからアッパーレール２のスライド絶対位置を検出することができる。
【００２３】
以上述べたように、アッパーレール２の絶対位置を全ストロークに渡って高信頼度で検出できるから、スライド位置から乗員の体型や頭の位置を推測してエアバッグの展開条件を最適に制御するシステムに、このシートスライド位置検出装置を適用することができる。また、乗員の着座位置が推定できるから、ステアリングの上下位置やパワードアミラーの上下左右位置を最適位置に自動調整する装置に適用することも可能である。
【００２４】
本実施の形態は、センサー４が中心のコア４１と２つのコイル４２，４３を主な要素とするものであるから、構造が簡単であり、安価でかつ故障しにくい信頼性の高いシートスライド位置検出装置を提供できるという利点がある。
【００２５】
前記の実施の形態では２次コイル４３を１つの巻線としたが、２次コイルを２つの巻線に分割し差動トランスとすることもできる。図６は差動トランスを用いたセンサー４を示す回路図である。差動トランスの１次コイル７２には所定の励磁電圧Ｖｅｘが印加される。２次コイルは２つの巻線７３，７４に分割され、極性を正逆にして直列に接続されている。いわゆる差動電圧がスライド位置検出信号Ｖｓとして出力される。差動電圧であるから出力電圧Ｖｓはコア７１の移動量に対応して直線的になり、図７に示すように、アッパーレール２の位置に対して直線的な特性を持つスライド位置検出信号Ｖｓが得られる。このため、後段の図示しないプロセッサによる処理が楽になるという利点がある。
【００２６】
前記２つの実施の形態ではセンサー４としてトランス（４１、４２、４３、４４）あるいは差動トランス（７１、７２、７３、７４）を用い、中芯のコア４１、７１を傾斜プレート３の傾斜面３Ａに当接させてアッパーレール２のスライド位置を検出した。しかし、センサーから傾斜プレート３までの離間距離が１０ｍｍ以下であれば、ホール素子と永久磁石を組み合わせたセンサーを用いることにより、鋼材等の磁性体からなる傾斜プレート３までの距離を無接触で検出することができる。この形態は完全な無接触であるので、信頼性、耐久性に優れるという利点がある。
【００２７】
以上述べた実施の形態では、ロアーレール１に傾斜プレート３を固着し、アッパーレール２にセンサー４を取り付けたが、ロアーレール１にセンサー４を取り付け、アッパーレール２に傾斜プレート３を固着しても良い。この場合、センサー４が移動しないので配線の取り回しが楽になるという利点がある。
また、傾斜プレート３の傾斜面３Ａを直線的な勾配としたが、使用目的によっては、傾斜面３Ａを直線的な勾配とせず適当な出力特性となる曲線としたり、１カ所あるいは数カ所のみで変化する形状としてスイッチのような用途に用いることも可能である。
さらに、トランスあるいは差動トランスを用いるものでは、傾斜プレート３を鋼板ではなく樹脂で作成し、ロアーレールの形状に合わせて圧入やはめ込み、あるいはねじ止めによりロアーレールに固定しても良い。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は傾斜プレートの傾斜面からセンサーまでの距離を検出してアッパーレールのスライド位置を検出するものであるから、アッパーレールの絶対位置を安価で簡単な構造で検出することができ、エアバッグの展開条件の制御に利用することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ロアーレールに組み込まれたアッパーレールを示す側面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】センサーの内部を示す図２のＹ−Ｙ線断面図である。
【図４】コアの位置により相互インダクタンスが変化するトランスを駆動し出力信号を出力する電子回路のブロック図である。
【図５】アッパーレールのスライド位置とスライド位置検出信号Ｖｓとの関係を示す特性図である。
【図６】差動トランスを用いたセンサーを示す回路図である。
【図７】差動トランスを用いた場合のアッパーレールのスライド位置とスライド位置検出信号Ｖｓとの関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１  ロアーレール
２  アッパーレール
３  傾斜プレート
３Ａ  傾斜面
４  センサー
６  コロ（保持構造）
４１  コア（トランス）
４２  １次コイル（トランス）
４３  ２次コイル（トランス）
４４  ボビン（トランス）
４５  ボール
４６  コイルバネ（付勢手段）
５０  樹脂モールド
６０  プリント基板（電子回路）
【図１】
0004681768.tif 000002
【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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