(57)【要約】【課題】  フロア側固定部材の固定軸の間の距離が、複数種類存在した場合でも、複数種類の起歪体を新設することなく、従来のセンサ精度の低下を抑制することができる荷重検出装置を提供することである。【解決手段】固定軸を挿通可能な固定穴が設けられるとともに、連結軸を挿通可能な中央穴が設けられ、固定穴と中央穴との間に歪ゲージが配設された起歪体と、固定穴に挿通され、アッパーレール及シートレールのうちの一方と固定穴との間に介在されるロアブッシュとを備え、固定穴は、中央穴に向かって延びる長穴形状をなし、ロアブッシュは、固定穴よりも大きく設定されたベース部と、ベース部から突出して中央穴に嵌合する中軸部と、中軸部の長手方向における中心位置に対して中心位置がずれた位置に設けられ、固定部材が挿通される挿通穴を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のシートをフロアに固定するためのフロア側固定部材及びシート側固定部材との間に介在されるように配置され、車両のシートに着座している乗員の荷重を検出する荷重検出装置において、
前記フロア側固定部材及び前記シート側固定部材のうちの一方の固定に用いられる固定部材を挿通可能とする第１固定穴が設けられるとともに、前記フロア側固定部材及び前記シート側固定部材のうちの一方の固定に用いられる連結部材を挿通可能とする第２固定穴が設けられ、前記第１固定穴と前記第２固定穴との間に歪ゲージが配設された起歪体と、
前記第１固定穴に挿通され、前記フロア側固定部材及び前記シート側固定部材のうちの一方と前記第１固定穴との間に介在される固定支持部材とを備え、
前記第１固定穴は、前記第２固定穴に向かって延びる長穴形状をなし、
前記固定支持部材は、前記第１固定穴よりも大きく設定されたベース部と、前記ベース部から突出して前記第１固定穴に嵌合する中軸部と、前記中軸部の長手方向における中心位置に対して中心位置がずれた位置に設けられ、前記固定部材が挿通される挿通穴とを備える
荷重検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の荷重検出装置において、
前記ベース部は、前記中軸部の長手方向における中心位置に対して対称となる形状とする
荷重検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の荷重検出装置において、
前記起歪体における前記第１固定穴及び前記歪ゲージは、前記第２固定穴に対して対称となる位置にそれぞれ一対設けられている
ことを特徴とする荷重検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用シートに着座する乗員の重量を検出する荷重検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に装備されたシートベルトやエアバッグ等の各種安全装置の性能を向上させるため、シートに着座している乗員の体重に合わせてこれらの安全装置の動作をコントロールする場合がある。
車両用シートに着座している乗員の荷重検出装置として、特許文献１に記載の歪センサが知られている。これは、起歪体と、起歪体に形成された二つの固定穴に嵌合して起歪体を保持する固定支持部材と、固定支持部材を固定する連結穴を持つブラケット部材とを備え、ブラケット部材の二つの連結穴のうちどちらか一方の連結穴を連結穴が並んだ方向に長い長穴形状に形成させる構成としている。
【０００３】
上記構成によれば、ブラケット部材の二つの連結穴の製作寸法ばらつきを、一方の連結穴の長穴形状で補うことができるので、ブラケット部材を高精度に製作しなくても、固定支持部材が挿入される対の固定軸の間の取付寸法に合致させることができる。したがって、製作精度の高いブラケット部材とする必要がないため、低コストの荷重検出装置を提供することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００９−１２８１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のセンサでは、フロア側固定部材の固定軸に、起歪体の両端部にある固定穴を嵌合させるため、センサの取付位置は固定軸の間の距離に合わせる必要がある。しかし、固定軸の間の距離はシート形状によって異なるため、荷重検出装置は、固定軸の間の距離が変更される度に、起歪体等を新設する必要がある。起歪体は、センサ出力精度に最も影響を与える部品であるため、高精度な製造工法を使用するため製造コストが他部品よりも高くなってしまう。固定軸の間の距離を変更する度に、起歪体を新設するコストがかかることを避けるため、起歪体の製造工法の精度を低下させることが考えられるが、センサの出力精度に影響が出て、センサ精度が低下するという課題があった。
【０００６】
本発明は、係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、フロア側固定部材の固定軸の間の距離が、複数種類存在した場合でも、複数種類の起歪体を新設することなく、従来のセンサ精度の低下を抑制することができる荷重検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、車両のシートをフロアに固定するためのフロア側固定部材及びシート側固定部材との間に介在されるように配置され、車両のシートに着座している乗員の荷重を検出する荷重検出装置において、前記フロア側固定部材及び前記シート側固定部材のうちの一方の固定に用いられる固定部材を挿通可能とする第１固定穴が設けられるとともに、前記フロア側固定部材及び前記シート側固定部材のうちの一方の固定に用いられる連結部材を挿通可能とする第２固定穴が設けられ、前記第１固定穴と前記第２固定穴との間に歪ゲージが配設された起歪体と、前記第１固定穴に挿通され、前記フロア側固定部材及び前記シート側固定部材のうちの一方と前記第１固定穴との間に介在される固定支持部材とを備え、前記第１固定穴は、前記第２固定穴に向かって延びる長穴形状をなし、前記固定支持部材は、前記第１固定穴よりも大きく設定されたベース部と、前記ベース部から突出して前記第１固定穴に嵌合する中軸部と、前記中軸部の長手方向における中心位置に対して中心位置がずれた位置に設けられ、前記固定部材が挿通される挿通穴とを備えることである。
【０００８】
この発明によれば、起歪体の第１固定穴は第２固定穴に向かって延びる長穴形状をなし、固定支持部材の中軸部は起歪体の第１固定穴に対して嵌合する形状をなしているため、固定支持部材は起歪体の第１固定穴に対して、２つの向き（１８０°回転させた態様）で嵌合させることが可能である。さらに、固定支持部材の挿通穴が中軸部の長手方向における中心位置に対して中心位置がずれた位置に設けられるため、固定部材と連結部材の距離が異なる複数種類ある場合でも、固定部材が挿入可能な挿通穴及び連結部材が挿入可能な第２固定穴の間の距離を異なる複数種類に設定することが可能である。
【０００９】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１に記載の荷重検出装置において、ベース部は、中軸部の長手方向における中心位置に対して対称となる形状とすることである。
【００１０】
この発明によれば、固定支持部材は起歪体の第１固定穴に対して２つの向きで嵌合することができ、２つの向きどちらの場合でも、連結部材からベース部までの間の距離は等しくなる。
【００１１】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２に記載の荷重検出装置において、前記第１固定穴及び前記歪ゲージは、前記起歪体における前記第２固定穴に対して対称となる位置にそれぞれ一対設けられていることである。
【００１２】
この発明によれば、第２固定穴の両側に第１固定穴及び歪ゲージがそれぞれ設けられ、第１固定穴と歪ゲージと第２固定穴の距離の間隔は両側均等に配置されている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、連結部材と固定部材との間の距離が異なる複数種類に対しても起歪体を新設することなく対応させることができる。さらに、連結部材と固定部材との間の距離が異なる複数種類に対しても同一の起歪体や固定支持部材を用いることができるため、センサ精度が著しく低下してしまうことも抑制できる。
請求項２に記載の発明によれば、固定支持部材を固定穴に取付ける向きに関係なく、起歪体に設けられた歪ゲージに歪を均一に発生させることができ、センサ精度を低下することなく乗員荷重の検出を行うことができる。
請求項３に記載の発明によれば、第１固定穴及び歪ゲージは、起歪体における第２固定穴に対して対称となる位置にそれぞれ一対設けられているため、起歪体に設けられた二つの歪ゲージに歪を均一に発生させることができ、センサ精度を低下することなく乗員荷重の検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態の車両シート用の荷重検出装置が用いられるシートの斜視図。
【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図。
【図３】同実施形態の荷重検出装置の分解斜視図。
【図４】同実施形態の荷重検出装置の起歪体の組付け態様を示す正面図。
【図５】（ａ）は同実施形態の起歪体の平面図、（ｂ）は同起歪体の正面図。
【図６】同実施形態の荷重検出装置の起歪体の変形状態を概略的に示す正面図。
【図７】（ａ），（ｂ）は同実施形態のロアブッシュの概略構成を示す平面図、（ｃ），（ｄ）は同ロアブッシュの変形例を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１実施形態＞
図１に示すように、車両用シート１１の荷重検出装置１０は、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。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との間に介在されている。なお、本実施形態において荷重検出装置１０は車両用シート１１とシートスライド装置１３との間に４個配置されている。より詳しくは、シートスライド装置１３は、フロア１２に固定されている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ているアッパーレール１６等とで構成されている。そして、各荷重検出装置１０は両アッパーレール１６上の車両前方及び車両後方にそれぞれ配置されている。また、図２に示すように、車両用シート１１の下部は、シートクッションの下面に組み付けられるシート側固定部材としてのシートフレーム１７で構成されている。フロア側固定部材としてのアッパーレール１６には、荷重検出装置１０を固定するための固定軸１９（固定部材）が設けられている。荷重検出装置１０は、固定軸１９に固定され、シートフレーム１７とアッパーレール１６との間に配置されている。
【００１６】
図３に示すように、荷重検出装置１０は、起歪体２０と、固定支持部材としての一対のロアブッシュ２１，２２と、連結軸２３と、一対の歪ゲージＧ１，Ｇ２と、ブラケット部材２４と、アンプケース２７と、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）基板２８を備えている。
起歪体２０は、所定厚さを有する板状の長方形形状に形成されている。起歪体２０の長手方向の両端部には、ロアブッシュ２１，２２を挿通可能な固定穴３０，３５（第１固定穴）がそれぞれ設けられている。また、起歪体２０の長手方向の中央部には、連結軸２３を挿通可能な中央穴３８（第２固定穴）が設けられている。図５に示すように、両固定穴３０，３５は、中央穴３８の方向に向かって開口部が延びる長穴形状をなし、中央穴３８に対して対称となる位置にそれぞれ設けられている。
連結軸２３は、フランジ部４０と、中央穴３８に挿通される軸部４１を有している。連結部における軸部４１には、シートフレーム１７と連結軸２３とを固定する締付ナット６５（図２参照）を螺着するためのねじ部４２が形成されている。
歪ゲージＧ１，Ｇ２は、起歪体２０の下面において、起歪体２０の固定穴３０，３５と中央穴３８との間に貼付けられている。より詳しくは、両歪ゲージＧ１，Ｇ２は、中央穴３８に対して対称となる位置にそれぞれ貼付けられている。
ロアブッシュ２１，２２は、所定の厚さのベース部２９，３４と、ベース部２９，３４から突出する中軸部３１，３６を備えている。本実施形態においては、図５（ａ）に示すように、ベース部２９，３４の中心は中軸部３１，３６の長手方向における中心位置βと合致するように構成され、ベース部２９，３４の形状は中心位置βを中心位置とした円柱形状に形成されている。中軸部３１，３６は、起歪体２０の固定穴３０，３５に対応した形状をなすよう形成され、固定穴３０，３５に嵌合可能となっている。また、ロアブッシュ２１，２２には、アッパーレール１６に設けられる固定軸１９をそれぞれ挿通可能とする挿通穴３３，３７が形成されている。挿通穴３３，３７は真円形状をなし、中軸部３１，３６とベース部２９，３４に貫通して設けられている。さらに、図５（ａ）に示すように、挿通穴３３，３７の中心位置αが、中軸部３１，３６の長手方向の長さにおける中心位置β（ベース部２９，３４の中心位置）に対して所定間隔Δｄの分ずれた位置に設けられている。なお、該所定間隔Δｄは、固定軸１９間の距離によって決定されている。
ブラケット部材２４は板状をなし、端部４３，４４と、それら端部４３，４４を連結する取付部４７とを備えている。端部４３，４４には、固定軸１９をそれぞれ挿通可能な取付穴４５，４６が設けられている。これら取付穴４５，４６は、起歪体２０の固定穴３０，３５と同様の長穴形状をなしている。
アンプケース２７は樹脂材により構成され、歪ゲージＧ１，Ｇ２からの信号を増幅するためのアンプ基板を内蔵している。このアンプケース２７は、ブラケット部材２４の取付部４７を連結するよう、起歪体２０の側方に延在するように形成されている。なお、アンプケース２７は、起歪体２０と重ならないように形成されている。
ＦＰＣ基板２８は、歪ゲージＧ１，Ｇ２とアンプ基板に電気的に接続されている。
次に荷重検出装置１０単体の組付け構造について説明する。
図４に示すように、ロアブッシュ２１，２２の中軸部３１，３６は、起歪体２０の固定穴３０，３５及びブラケット部材２４の取付穴４５，４６に挿通され固定されている。詳しくは、中軸部３１，３５は、ロアブッシュ２１，２２のベース部２９，３４が起歪体２０と接する位置まで固定穴３０，３５に挿入されている。また、連結軸２３（連結部材，図２参照）のねじ部４２は、起歪体２０の中央穴３８、リング部材４８、及びシートフレーム１７に設けられた連結軸穴６３に挿通され、その先端部にナット６５が螺着されることによりシートフレーム１７に固定されている。これにより、連結軸２３のフランジ部４０が起歪体２０と接する位置まで挿入されている。したがって、起歪体２０は、両端部でロアブッシュ２１，２２とブラケット部材２４に挟持されているように固定されている。上記構造をとることにより、ロアブッシュ２１，２２と、連結軸２３と、起歪体２０と、一対の歪ゲージＧ１，Ｇ２と、リング部材４８とブラケット部材２４と、アンプケース２７と、ＦＰＣ基板２８が、一つのユニットとして形成されている。
次に、荷重検出装置１０の車両への組付け構造について説明する。
図２に示すように、シート側固定部材としてのアッパーレール１６の上面には、取付面１８が形成されている。荷重検出装置１０が固定されている取付面１８には、荷重検出装置１０を固定するための一対の固定軸１９が、車両前後方向に所定距離を隔てて配置されている。シートフレーム１７には、荷重検出装置１０の連結軸２３のねじ部４２が挿入する連結軸穴６３と、固定軸１９が挿通する固定軸穴６４が設けられている。連結軸２３のねじ部４２は、連結軸穴６３に挿通され、固定軸１９は固定軸穴６４に挿通されている。このとき、シートフレーム１７が、ブラケット部材２４に接するように固定されている。上記構造をとることにより、荷重検出装置１０は、シートフレーム１７とアッパーレール１６の間に固定されている。
続いて、上記のように組付けられた荷重検出装置１０による荷重検出態様について説明する。
図６に示すように、車両用シート１１上に荷重が付加された場合、荷重はシートフレーム１７から連結軸２３を介して起歪体２０に付加される。起歪体２０の両端部は、ロアブッシュ２１，２２のベース部２９，３４に支持され、下方に撓む。このとき、各ロアブッシュ２１，２２と連結軸２３との各間の起歪体２０の表面には、荷重に比例してロアブッシュ２１，２２側に圧縮歪、連結軸２３側に引張り歪が生じる。したがって、起歪体２０に貼付けされている歪ゲージＧ１，Ｇ２に、荷重の付加により生じた圧縮歪、引張り歪が検出され、該圧縮歪、該引張り歪に基づいて車両用シート１１に加わる荷重が測定される。
ところで、このように構成された荷重検出装置１０にあっては、２パターン（１８０°回転させた態様）の態様で起歪体２０に対するロアブッシュ２１，２２の取付けが可能となる。例えば図７（ａ）に示すように、起歪体２０の固定穴３０，３５に対するロアブッシュ２１，２２がそれぞれ嵌合されている態様を、挿通穴３３，３７の中心位置１ａ，１ｂが中央穴３８に対してそれぞれ離間する態様とした場合において、挿通穴３３，３７の中心位置１ａ―１ｂ間の距離を距離Ｌ１とする。これに対し、例えば図７（ｂ）に示すように、起歪体２０の固定穴３０，３５に対するロアブッシュ２１，２２がそれぞれ嵌合されている態様を、挿通穴３３，３７の中心位置２ａ，２ｂが中央穴３８に対してそれぞれ近接する態様とした場合において、挿通穴３３，３７の中心位置２ａ―２ｂ間の距離を距離Ｌ２とする。これら２つの態様を比較すると、「距離Ｌ１＞距離Ｌ２」となり、その差分は前記所定間隔Δｄの４倍の距離となる。このように、固定穴３０，３５に対するロアブッシュ２１，２２が嵌合されている態様を適宜変更することにより、各挿通穴３３，３７に挿通される固定軸１９間の距離が距離Ｌ１または距離Ｌ２のいずれの場合においても対応可能となる。
したがって、上記構成の荷重検出装置によると、以下の効果が得られる。
（１）起歪体２０の固定穴３０，３５は中央穴３８に向かって延びる長穴形状をなし、ロアブッシュ２１，２２の中軸部３１，３６は固定穴３０，３５に嵌合する形状をなしている。このため、起歪体２０に対するロアブッシュ２１，２２の取付け可能な向きは２パターン（１８０°回転させた態様）となる。ロアブッシュ２１，２２の挿通穴３３，３７の中心位置αは、中軸部３１，３６の長穴方向の長さにおける中心位置βに対してずれた位置に設けられているため、固定穴３０，３５に対するロアブッシュ２１，２２の取付け向きを変更することにより、固定軸１９間の距離が異なる複数種類（距離Ｌ１に設定されたものと距離Ｌ２にされたもの）に対しても起歪体２０を新設することなく対応させることができる。さらに、固定軸１９間の距離が異なる複数種類（距離Ｌ１に設定されたものと距離Ｌ２にされたもの）に対しても、同一の起歪体２０やロアブッシュ２１，２２を用いることができるため、起歪体２０やロアブッシュ２１，２２を新設する必要がなく、製作精度の誤差によってセンサ出力精度が低下してしまうことを抑制できる。
（２）ロアブッシュ２１，２２の挿通穴３３，３７は真円形状をなしている。このため、固定軸１９の挿通穴３３，３７に対する位置ずれを抑制することができ、荷重検出装置１０を高い組付精度でシートスライド装置１３に組み付けることができる。
（３）起歪体２０の固定穴３０，３５及びロアブッシュ２１，２２の中軸部３１，３６は、互いに対応する形状をなし、両者が嵌合する構造をなしている。このため、荷重の付加により起歪体２０が変形を生じた際に、起歪体２０とロアブッシュ２１，２２との間の位置ずれを生じることを抑制できる。よって、該位置ずれによる荷重検出精度の低下を抑制することができる。
（４）ロアブッシュ２１，２２のベース部２９，３４は、中軸部３１，３６の長手方向における中心位置β対して対称となるように形成されているため、図８に示すように、連結軸２３の上方から荷重が加わった際には、起歪体２０はロアブッシュ２１，２２のベース部２９，３４を支点として撓む。ベース部２９，３４は中軸部の長手方向における中心位置βに対して対称となる形状であるため、固定穴３０，３５に対するロアブッシュ２１，２２の取付け向きを変更しても、ベース部２９，３４の両連結軸２３側端部と連結軸２３のフランジ部４０及びリング部材４８との間の距離（同図に示す距離Ｌ３，Ｌ４）とが等しくなる。よって、起歪体２０に貼付けされた歪ゲージＧ１，Ｇ２に均等に歪が発生させることができ、荷重を高精度に検出することが可能となる。
＜変形例＞
・上記実施形態において、固定穴３０，３５（第１固定穴）は両方共が長穴形状としているが、固定穴３０，３５は、必ずしも両方共が長穴形状をなしていなくてもよく、これら固定穴３０，３５のうちの一方のみが長穴形状をなしていてもよい。また、この場合、ロアブッシュ２１，２２も一方のみが該長穴形状をなす固定穴３０，３５と合致する形状をなしていればよい。
・上記実施形態において、一対の固定軸１９を挿通可能な一対の固定穴３０，３５が設けられた起歪体２０を備えている。しかし、起歪体２０には、必ずしも一対の固定穴３０，３５が設けられている必要はなく、一方の固定穴３０が設けられ他方の固定穴３５が設けられていない構造としてもよい。このようにすれば、アッパーレール１６に固定軸１９が１本のみ設けられているタイプのシートスライド装置１３にも荷重検出装置１０を適用可能となる。
・上記実施形態において、ロアブッシュ２１，２２の挿通穴３３，３７は、真円形状に限らず、例えば長穴形状をなしていてもよい。このようにしても、挿通穴３３，３７に対する固定軸１９の位置を変化させることができるため、固定軸１９間の距離が異なる複数種類のシートスライド装置１３に対して、組付けの向き関係なくロアブッシュ２１，２２を起歪体２０の固定穴３０，３５に組み付けることが可能となる。
・上記実施形態において、ブラケット部材２４の取付穴４５，４６は、起歪体２０と同じく連結軸２３方向に長い長穴形状に限らず、例えば、真円形状であってもよい。その場合、固定軸１９間の距離が変更される場合にブラケット部材２４を新設する必要がある。
・上記実施形態では、起歪体２０の上に位置するブラケット部材２４と、起歪体２０の下に位置するロアブッシュ２１，２２とで、起歪体２０を挟持するものとしたが、これに限定されず、例えば、これらの構成が上下逆の位置に配されているものでもよい。
・上記実施形態において、歪ゲージＧ１，Ｇ２は、起歪体２０においてナット６０，６５が締結される側の面とは反対側の面に貼付けられているとしたが、例えば、該ナット６０，６５が締結される側の面に貼付けられていてもよい。
・上記実施形態では、ロアブッシュ２１，２２のベース部２９，３４は中軸部３１，３５の中心位置βに対して対称な形状であればいいため、中心位置βとする円柱形状、中央穴３８の長手方向に長い形状、又は中央穴３８の短手方向に長い形状としてもよい。
・上記実施形態において、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、ロアブッシュ２１，２２の挿通穴３３，３７の位置は、固定穴３８に対して対称となるよう設けられ、これにより挿通穴３３，３７と固定穴３８との間の距離が等距離となっているが、固定穴３８に対してそれぞれ対称とならないように（例えば、図７（ｃ）及び（ｄ））設定されていてもよい。
【符号の説明】
【００１７】
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…アッパーレール（フロア側固定部材）、１７…シートフレーム（シート側固定部材）、１８…取付面、１９…固定軸（固定部材）、２０…起歪体、２１，２２…ロアブッシュ（固定支持部材）、２３…連結軸（連結部材）、２４…ブラケット部材、２７…アンプケース、２８…ＦＰＣ基板、２９，３４…ベース部、３０，３５…固定穴（第１固定穴）、３１，３６…中軸部、３３，３７…挿通穴、３８…中央穴（第２固定穴）、４０…フランジ部、４１…軸部、４２…ねじ部、４３，４４…端部、４５，４６…取付穴、４７…取付部、４８…リング部材、６０，６５…ナット、６３…連結軸穴、６４…固定軸穴、Ｇ１，Ｇ２…歪ゲージ。
【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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