(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートのクッションフレーム内に配置されたクッションバネに取り付けられ、前記クッションバネの伸縮を抵抗の変化として出力する重量センサにおいて、
前記クッションバネに掛止される第１のフック部と、前記クッションフレームに掛止される第２のフック部と、前記第１のフック部を摺動可能に支持するとともに、前記第２のフック部を固定するセンサ部とを有し、
前記センサ部は、前記第２のフック部を備えた本体と、当該本体に固定された基板と、前記第１のフック部に固定され、導電性を備えた摺動部とを有し、
前記基板には、第１の端子、第２の端子、第３の端子、第１の抵抗配線体、第２の抵抗配線体及びコネクタを有し、
前記第１の端子、第２の端子及び第３の端子は、前記コネクタを介して外部の測定装置と電気的に接続され、
前記第１の抵抗配線体及び第２の抵抗配線体は、それぞれが互いに平行になる部位をもっており、
前記第１の抵抗配線体は、前記平行になる部位の一方の端部と前記第１の端子とを接続するとともに、前記平行になる部位の他方の端部と前記第３の端子とを接続して、ループ状に構成されており、
前記第２の抵抗配線体は、前記平行になる部位の一点と前記第２の端子とを接続して構成されており、
前記摺動部は、前記第１の抵抗配線体及び第２の抵抗配線体の平行になる部位にそれぞれ電気的に接触した状態で摺動し、
この摺動部の摺動により、前記第１の端子と第２の端子間の抵抗値及び第２の端子と第３の端子間の抵抗値を変化させ、これらの抵抗値に基づいて重量を測定する、
ことを特徴とする重量センサ。
【請求項２】
前記第１の抵抗配線体を形成する配線の一部に導電性物質が塗布されていることを特徴とする請求項１に記載の重量センサ。
【請求項３】
前記センサ部の本体は、前記基板を固定するケースと、前記ケースに取り付けられるカバーとからなり、
前記ケースは、前記第１のフック部を摺動可能に嵌入する溝部が形成され、
前記カバーは、前記ケースの溝部内に挿入され前記第１のフック部をガイドする突起部が形成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の重量センサ。
【請求項４】
前記摺動部は、前記第１のフック部に設けられた連結部に固定され、前記溝部周辺部のケース上を摺動する基台と、前記基台に取り付けられ、前記第１の抵抗配線体及び第２の抵抗配線体に電気的に接触した状態で摺動する摺動子とを有することを特徴とする請求項３に記載の重量センサ。
【請求項５】
前記第１のフック部と前記センサ部の本体との間には、前記第１のフック部を前記クッションバネ側の方向に付勢する付勢部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つの項に記載の重量センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は重量センサに関し、特に、自動車用シート等のシート上に着座した着座者の重量を測定する可変抵抗型の重量センサに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、自動車用シート等のシート上に着座した着座者の重量を測定するために用いられる重量センサとしては、マットタイプの重量センサや静電容量タイプの重量センサが知られている。
【０００３】
従来のマットタイプの重量センサは、プラスチックフィルム上に複数の感圧センサが配置されて構成されたものであり、シートの発泡ウレタン等からなるクッションパットと表皮の間に設置される。そして、複数の感圧センサの出力を計算処理することにより、シートに着座した着座者の体重を測定することができる。
【０００４】
また、従来の静電容量タイプの重量センサは、例えば、対向した２つの電極を持ち、乗り心地の向上のためにシートクッションフレームに配置されたクッションバネに取付けられている。そして、クッションバネの伸縮によって２つの電極の対向面積が増減するのに応じて変化する電極間の静電容量を測定することにより、シートに着座した着座者の体重を測定することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のマットタイプの重量センサでは、乗り心地を良くするためにクッションフレームにクッションバネを持つシートの場合には、クッションパットではなくクッションバネに乗員の荷重が大きく掛かり、マットに荷重が掛からないので、正確な重量測定を行うことができない。
【０００６】
また、従来技術の静電容量タイプの重量センサでは、静電容量を測定するための制御回路が複雑であり高価なものになる。また、静電容量を測定するために制御回路から電圧パルスをセンサに与える必要があるため、電磁波の影響を受けやすい。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、クッションフレームにクッションバネを持つシートであっても正確な重量測定を行うことができ、かつ、制御回路が単純で安価であり、電磁波の影響を受けづらい重量センサを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の重量センサは、シートのクッションフレーム内に配置されたクッションバネに取り付けられ、前記クッションバネの伸縮を抵抗の変化として出力することを特徴とするものである。
【０００９】
前記クッションバネに掛止される第１のフック部と、前記クッションフレームに掛止される第２のフック部と、前記第１のフック部を摺動可能に支持するとともに、前記第２のフック部を固定するセンサ部とを有し、前記センサ部は、本体と、本体に固定され所定形状の抵抗配線体を備えた基板と、前記第１のフック部に固定され、前記抵抗配線体に電気的に接触した状態で摺動する摺動部とを有し、前記摺動部の摺動により、前記抵抗配線体の端子間の抵抗を変化させるように構成してもよい。
【００１０】
前記抵抗配線体を形成する配線の間又は上部に導電性物質が塗布されていてもよい。
【００１１】
前記クッションバネに掛止される第１のフック部と、前記クッションフレームに掛止される第２のフック部と、前記第１のフック部を摺動可能に支持するとともに、前記第２のフック部を固定するセンサ部とを有し、前記センサ部は、本体と、本体に固定され導電性物質で作られた配線体を備えた基板と、前記第１のフック部に固定され、前記配線体に電気的に接触した状態で摺動する摺動部とを有し、前記配線体は一定区間で分離して形成され、分離された各配線体に各々端子が設けられていてもよい。
【００１２】
前記センサ部の本体は、前記基板を固定するケースと、前記ケースに取り付けられるカバーとからなり、前記ケースは、前記第１のフック部を摺動可能に嵌入する溝部が形成され、前記カバーは、前記ケースの溝部内に挿入され前記第１のフック部をガイドする突起部が形成されていてもよい。
【００１３】
前記摺動部は、前記第１のフック部に設けられた連結部に固定され、前記溝部周辺部のケース上を摺動する基台と、前記基台に取り付けられ、前記抵抗配線体又は配線体に電気的に接触した状態で摺動する摺動子とを有してもよい。
【００１４】
前記第１のフック部と前記センサ部の本体との間には、前記第１のフック部を前記クッションバネ側の方向に付勢する付勢部材が取り付けられていてもよい。
【００１５】
【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て説明する。図１（Ａ）は、本発明の実施形態例に係る重量センサをシートに取り付けた状態を示す平面断面図、（Ｂ）はその側面断面図、図２は本発明の実施形態例に係る重量センサを示す分解斜視図である。
図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本発明の実施形態例に係る重量センサＳは、例えば自動車用シートの座部であるシートクッション部Ｃに取り付けられる。シートクッション部Ｃは、底面部１ａの周囲から側面部１ｂが起立した形状に形成されたクッションフレーム１と、クッションフレーム１の側面部１ｂに取り付けられたクッションバネ２とを有する。
【００１６】
クッションバネ２は、バネ線を縦横に組んだ面状体となっているメインメンバー２ａと、メインメンバー２ａの外側に取付けられたコイルバネからなるサブメンバー２ｂとによって構成されている。コイルバネからなるサブメンバー２ｂは、一端がメインメンバー２ａに掛止されると共に、他端がクッションフレーム１の側面部１ｂに掛止されている。クッションバネ２を設けることにより、クッションフレーム１上に載置されたクッションパッド（図示省略）への着座によって、メインメンバー２ａ及びサブメンバー２ｂが撓むため、乗り心地を向上させることができる。
【００１７】
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態例に係る重量センサＳは、クッションバネ２のメインメンバー２ａに掛止される第１のフック部３と、クッションフレーム１に掛止される第２のフック部４と、第１のフック部３を摺動可能に支持するとともに、第２のフック部４を固定するセンサ部５とを有し、サブメンバー２ｂの近傍に取付けられている。この重量センサＳの取付けによって、クッションバネ２が撓むことにより、重量センサＳは着座時の重量を感知することができる。
【００１８】
図２に示すように、センサ部５は、ケース６及びカバー７からなる本体と、ケース６に固定された基板８と、第１のフック部３に固定された摺動部９とを有する。
【００１９】
図３は、図２のIIIーIII線断面図である。図３に示すように、ケース６は、第１のフック部３の枝部３ａがスライドできるように形成された開口部６ａと、第１のフック部３がガタが少なくスムーズにスライドするための溝部６ｂと、第２のフック部４を固定するための固定穴６ｃと、摺動部９がスライドするための空間を確保し基板８を固定するための突起部６ｄとを備えている。
【００２０】
カバー７には、図２に示すように、ケース６の溝部６ｂ内に挿入され第１のフック部３をガイドする突起部７ａが形成されている。また、ケース６とカバー７は、ケース６のネジ穴６ｅとカバー７のネジ穴７ｂとを介してネジ１０により固定される。
【００２１】
図４（Ａ）及び（Ｂ）は、第１のフック部３を示す斜視図、（Ｃ）は第１のフック部３の連結部３ｂを示す側面図である。図４（Ａ）に示すように、第１のフック部３は、ケース６の溝部６ｂに挿入される棒状の枝部３ａと、枝部３ａから垂直に延びて形成された棒状の連結部３ｂ（図４（Ｃ）参照）と、一対の平板部３ｃ、３ｃと、各平板部３ｃの一部を湾曲して形成され、シートのクッションバネ２のメインメンバー２ａを収納する一対の収納部３ｄと、平板部３ｃ同士を回動可能に取り付けるためのヒンジ部３ｅと、一方の平板部３ｃに形成されたロック爪３ｆと、他方の平板部３ｃに形成されたロック溝３ｇとを有する。
【００２２】
図４（Ｂ）に示すように、一方の収納部３ｄ内にメインメンバー２ａを収納した後、ヒンジ部３ｅを支点として他方の平板部３ｃを折り返して一方の平板部３ｃに重ね合わせ、ロック爪３ｆでロック溝３ｇにロックする。これによって、第１のフック部３はシートのクッションバネ２のメインメンバー２ａに掛止される。
【００２３】
図４（Ｄ）は、第２のフック部４を示す側面図である。第２のフック部４はクッションフレーム１に掛止するためのフック４ａと、ケース６の固定穴６ｃに固定される枝部４ｂとを有する。なお、第２のフック部４も図４（Ａ）及び（Ｂ）に示す第１のフック部３のように、折り畳み構成にしてもよい。
【００２４】
図５（Ａ）は摺動部９を示す平面図、（Ｂ）は摺動部９を示す側面図である。図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、摺動部９は第１のフック部３の連結部３ｂを貫通させるための貫通穴が形成された基台９ａと、基台９ａを上下から挟み込むように２つ配置され、第１のフック部３の連結部３ｂを基台９ａに固定するための固定用部品９ｂと、基板８に形成された配線上を電気的接触を行いながら摺動する金属製の摺動子９ｃとから構成される。ここで、第１のフック部３の連結部３ｂと基台９ａに形成される穴は長方形に形成しているため、摺動部９が回転してしまうことはない。
【００２５】
図６（Ａ）はコネクタ８ａを装着した基板８の裏面を示す斜視図、（Ｂ）は基板８を示す側面図、（Ｃ）はコネクタ８ａを装着する前の基板８の裏面を示す平面図である。
【００２６】
基板８は、ガラスエボキシ基板からなる基材８ｂと、基材８ｂ上に設けられた複数（この実施形態例では３つ）の第１〜第３の端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、第１の端子１１ａ及び第３の端子１１ｃに接続され基板８上にループを描くように形成（印刷）された第１の抵抗配線体１２と、第２の端子１１ｂに接続されたＴ字形の抵抗配線体１３と、第１〜第３の端子１１ａ，１１ｂ，１１ｃと外部測定装置（図示せず）との間を電気的に接続するコネクタ８ａとで構成されている。コネクタ８ａは、ネジ８ｃを介して基材８ａ上に取り付けられる。図６（Ｃ）に示すように、第１の抵抗配線体１２の周囲を周回して第２の抵抗配線体１３を配置し、それぞれが平行になる部位をもっている。
【００２７】
なお、カバー７には、コネクタ８ａに電気的に接続される部品（コネクタ等）を取り付けるために切欠部７ｃが形成されている（図２参照）。
【００２８】
図７は摺動部９の摺動子９ｃと基板８の第１及び第２の抵抗配線体１２，１３とが接触した状態を示す斜視図である。図７に示すように、摺動子９ｃは、２本の突起部９ｃ’を有し、それぞれ第１及び第２の抵抗配線体１２，１３に接触する。
【００２９】
摺動子９ｃは導電性の良好な金属で作られているため、摺動子９ｃが第１のフック部３の移動に併せて摺動することにより、基板８の端子１１ａー１１ｂ、１１ｂ−１１ｃ間の抵抗が変化する。
【００３０】
このように、重量センサＳは、第１のフック部３がケース６に対してスライドする構造になっており、第１のフック部３に固定された摺動部９と、ケース６に固定された基板８との相対位置が変化することにより、基板８に設けられた端子１１ａー１１ｂ、１１ｂ−１１ｃ間の抵抗が変化する。この抵抗の変化を測定することにより、シート上に着座した着座者の重量等を測定することができる。すなわち、クッションバネ２の伸縮によって第１のフック部３が移動し、その移動量に応じて端子間の抵抗値が変化し（図９（Ａ）参照）、その変化に基づいて重量を測定する。
【００３１】
本発明の実施形態例の重量センサＳによれば、シートのクッションフレーム１内に配置されたクッションバネ２に取り付けられているので、クッションフレーム１にクッションバネ２を持つシートであっても正確な重量測定を行うことができる。また、シートの着座部分に配置する必要がなくなり、着座部のクッション性を損なうことなく、乗り心地を保持することができる。
【００３２】
また、加重によって撓むクッションバネ２の変位量を抵抗の変化として出力するため、制御回路が簡易かつ安価であり、電磁波の影響を受けずらい。
【００３３】
図８（Ａ）は基板８の変形例を示す平面図、（Ｂ）は基板８の他の変形例を示す平面図である。
【００３４】
図８（Ａ）に示すように、基板８の第１の抵抗配線体１２（又は第２の抵抗配線体１３）を形成する配線の間や上にカーボンなどの導電性物質１４を塗布してもよい。この場合、図９（Ｂ）に示すように、第１のフック部３の移動量と端子間の抵抗値変化は階段状になる。
【００３５】
また、図８（Ｂ）に示すように、配線体１５ａ〜１５ｄを一定区間を持って分離して形成し、それぞれの配線体に各々の端子１６ａ〜１６ｄを設置することにより、配線体を抵抗物質ではなくカーボンなどの導電性物質で配線を形成することもできる。
【００３６】
図１０は、本発明の実施形態例に係る重量センサの変形例を示す分解斜視図、図１１は、コイルバネの取付状態を示す側面断面図である。なお、図１０及び図１１では、簡略化のため基板８、摺動部９及び第２のフック部４等を省略して図示している。
【００３７】
この実施形態例では、図１０及び図１１に示すように、第１のフック部３とセンサ部５の本体との間に、第１のフック部３をクッションバネ２側の方向に付勢するコイルバネ（付勢部材）１７が取り付けられている点を特徴としている。コイルバネ１７は、その内径が第１のフック部３よりも大きいものを用いるのが好ましい。ケース６に形成された溝部６ｂの下部には、コイルバネ１７が挿入されるバネ挿入部６ｆが長手方向に延びて形成されている。また、第１のフック部３には、コイルバネ１７を取り付けるために棒状のバネ取付部３ｈが、連結部３ｂの下部から下方に延びて形成されている。さらに、カバー７の正面には、コイルバネ１７を取り付けるためのバネ取付板７ｄが形成されている。バネ取付板７ｄには、第１のフック部３が挿入するための開口部７ｆが形成されている。コイルバネ１７のバネ力を保持するために、ケース６の正面側及びバネ取付板７ｄには、ビスで固定するための穴６ｇ，７ｅがそれぞれ形成されている。
【００３８】
図１１に示すように、コイルバネ１７は、第１のフック部３のバネ取付部３ｈとカバー７のバネ取付板７ｄの内面との間に取り付けられので、着座時に移動した第１のフック部３をコイルバネ１７の付勢力によって元の位置に戻すことができ、着座時における摺動部９のスライド動作を安定化させることができる。
【００３９】
本発明は、上記実施の形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内において、種々の変更が可能である。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、シートのクッションフレーム内に配置されたクッションバネに取り付けられているので、クッションフレームにクッションバネを持つシートであっても正確な重量測定を行うことができる。また、シートの着座部分に配置する必要がなくなり、着座部のクッション性を損なうことなく、乗り心地を保持することができる。
【００４１】
また、加重によって撓むクッションバネの変位量を抵抗の変化として出力するため、制御回路が簡易かつ安価であり、電磁波の影響を受けずらい。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、本発明の実施形態例に係る重量センサをシートに取り付けた状態を示す平面断面図、（Ｂ）はその側面断面図である。
【図２】本発明の実施形態例に係る重量センサを示す分解斜視図である。
【図３】図２のIIIーIII線断面図である。
【図４】（Ａ）はクッションバネに掛止される前の第１のフック部を示す斜視図、（Ｂ）はクッションバネに掛止される第１のフック部を示す斜視図、（Ｃ）は第１のフック部の連結部を示す側面図、（Ｄ）は第２のフック部を示す側面図である。
【図５】（Ａ）は摺動部を示す平面図、（Ｂ）は摺動部を示す側面図である。
【図６】（Ａ）はコネクタを装着した基板の裏面を示す斜視図、（Ｂ）は基板を示す側面図、（Ｃ）はコネクタを装着する前の基板の裏面を示す平面図である。
【図７】摺動部の摺動子と基板の抵抗配線体とが接触した状態を示す斜視図である。
【図８】（Ａ）は基板の変形例を示す平面図、（Ｂ）は基板の他の変形例を示す平面図である。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１のフック部の移動量と抵抗値との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施形態例に係る重量センサの変形例を示す分解斜視図である。
【図１１】コイルバネの取付状態を示す側面断面図である。
【符号の説明】
Ｓ：重量センサ
Ｃ：シートクッション部
１：クッションフレーム
２：クッションバネ
３：第１のフック部
４：第２のフック部
５：センサ部
６：ケース
７：カバー
８：基板
９：摺動部
１０：ネジ
１１ａ〜１１ｃ：第１〜第３の端子
１２：第１の抵抗配線体
１３：第２の抵抗配線体
１４：導電性物質
１５ａ〜１５ｄ：配線体
１６ａ〜１６ｄ：端子
１７：コイルバネ（付勢部材）
【図１】
0004128812.tif 000002
【図２】
0004128812.tif 000003
【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】
0004128812.tif 000008
【図８】
0004128812.tif 000009
【図９】
0004128812.tif 000010
【図１０】
0004128812.tif 000011
【図１１】
0004128812.tif 000012