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JP4949256B2 - 車両用シートの乗員重量測定装置及び荷重センサの取付構造 - Google Patents

車両用シートの乗員重量測定装置及び荷重センサの取付構造 Download PDF

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Description

本発明は、車両用シートに着座する乗員の重量を測定する車両用シートの乗員重量測定装置に関するとともに、乗員重量測定装置の荷重センサを取り付けるための取付構造に関する。
近年、シートベルトやエアバック等の各種安全装置の性能を向上させるため、車両用シートに着座した乗員の重量に合わせて安全装置の動作をコントロールする場合がある。着座した乗員の重量を測定する従来の乗員重量測定装置においては車両のフロアと車両用シートとの間に荷重センサが介在されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
特開平８−１６４０３９号公報 特開平９−２０７６３８号公報
ところが、乗員重量測定装置を組み立てる時、乗員重量測定装置に車両用シートを組み付ける時、乗員重量測定装置を車両のフロアに組み付ける時等において、寸法誤差、組み付け位置誤差があるから、組み立て難かった。
そこで、本発明は、より組み立てやすい車両用シートの乗員重量測定装置及び荷重センサの取付構造を提供することを目的とする。
以上の課題を解決するために、本発明の車両用シートの乗員重量測定装置は、車両のフロアに固定されるロアレール上を前後に移動可能に設けられたアッパーレールと、前記アッパーレールの上に固定された荷重センサと、前記荷重センサの上に設けられ、車両用シートの下に設けられたフレームと、を備え、前記荷重センサからロッドが延出され、前記ロッドが前記フレーム、スプリングホルダを順に貫通して巻きバネに挿通され、前記スプリングホルダ上からナットが前記ロッドに螺合され、前記スプリングホルダに対する前記ナットの締め付けにより前記巻きバネが前記スプリングホルダと前記フレームとの間に挟まれて圧縮され、前記スプリングホルダが、前記ロッドが貫通した貫通孔を底に形成し
たカップ部と、前記カップ部の外周に形成されたフランジとを有し、前記カップ部が前記
巻きバネに挿通され、前記ナットが前記カップ部内に挿入されて前記カップ部の底を締め
付け、前記巻きバネが前記フランジと前記フレームとの間に挟まれていることを特徴とする。
本発明の車両用シートの乗員重量測定装置は、車両のフロアに固定されるロアレール上を前後に移動可能に設けられたアッパーレールと、前記アッパーレールの上に固定された荷重センサと、前記荷重センサの上に設けられ、車両用シートの下に設けられたフレームと、を備え、前記荷重センサからロッドが延出され、前記ロッドが前記フレーム、スプリングホルダを順に貫通して巻きバネに挿通され、前記スプリングホルダ上からナットが前記ロッドに螺合され、前記スプリングホルダに対する前記ナットの締め付けにより前記巻きバネが前記スプリングホルダと前記フレームとの間に挟まれて圧縮され、前記ロッドが挿通されるカラーが前記フレームを貫通し、前記スプリングホルダが前記カラーと前記ナットとの間に挟まれ、前記ナットと前記荷重センサとの間に前記巻きバネ及び前記カラーが挟まれていることを特徴とする。
本発明の荷重センサの取付構造は、車両用シートの下に設けられたフレームに荷重センサを取り付けるための取付構造において、前記荷重センサからロッドが延出され、前記ロッドが前記フレーム、スプリングホルダを順に貫通して巻きバネに挿通され、前記スプリングホルダ上からナットが前記ロッドに螺合され、前記スプリングホルダに対する前記ナットの締め付けにより前記巻きバネが前記スプリングホルダと前記フレームとの間に挟まれて圧縮され、前記スプリングホルダが、前記ロッドが貫通した貫通孔を底に形成したカップ部と、前記カップ部の外周に形成されたフランジとを有し、前記カップ部が前記巻きバネに挿通され、前記ナットが前記カップ部内に挿入されて前記カップ部の底を締め付け、前記巻きバネが前記フランジと前記フレームとの間に挟まれていることを特徴とする。
本発明の荷重センサの取付構造は、車両用シートの下に設けられたフレームに荷重センサを取り付けるための取付構造において、前記荷重センサからロッドが延出され、前記ロッドが前記フレーム、スプリングホルダを順に貫通して巻きバネに挿通され、前記スプリングホルダ上からナットが前記ロッドに螺合され、前記スプリングホルダに対する前記ナットの締め付けにより前記巻きバネが前記スプリングホルダと前記フレームとの間に挟まれて圧縮され、前記ロッドが挿通されるカラーが前記フレームを貫通し、前記スプリングホルダが前記カラーと前記ナットとの間に挟まれ、前記ナットと前記荷重センサとの間に前記巻きバネ及び前記カラーが挟まれていることを特徴とする。
本発明によれば、ナットがスプリングホルダの上からロッドに螺合し、ナットの締め付けによって巻きバネがスプリングホルダとフレームとの間に挟まれているので、フレームが荷重センサに対して垂直方向にずれるようになっている。
本発明によれば、フレームが荷重センサに対して垂直方向にずれるようになっているため、組立等においてロアレール、アッパーレール、フレーム等がゆがんだものとしても、ゆがみによる初期荷重が荷重センサに作用しないようにすることができる。
また、ナットの締め付けによって巻きバネが圧縮された状態でフレームとスプリングホルダとの間に挟まれているので、フレームに対して荷重センサがより安定して適切に組み付けられる。そのため、乗員重量測定装置の組み立てがより容易になる。
また、ナットの締め付けによる巻きバネの弾性変形によって、巻きバネからナットに対して荷重が安定して作用する。
車両用シートの乗員重量測定装置１の斜視図である。 乗員重量測定装置１の分解斜視図である。 荷重センサ２１の斜視図である。 矩形フレーム３０の平面図である。 矩形フレーム３０の右前部の平面図である。 図５の切断線VI−VIに沿った面の矢視断面図である。 図５の切断線VII−VIIに沿った面の矢視断面図である。 図６の変形例を示したものであり、図６と同様に切断線VI−VIに沿った面の矢視断面図である。 図７の変形例を示したものであり、図７と同様に切断線VII−VIIに沿った面の矢視断面図である。
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
図１は、車両用シートの乗員重量測定装置１の斜視図であり、図２は、乗員重量測定装置１の分解斜視図である。
図１〜図２に示すように、車両用シートの前後位置を調整するためのスライドアジャスタ２が乗員室のフロアに取り付けられている。スライドアジャスタ２は、互いに平行に設けられた左右一対のロアレール３と、各ロアレール３に対してロアレール３上を前後方向に摺動可能となってロアレール３に係合した左右一対のアッパーレール４と、ロアレール３の下面にボルトナット結合又はリベット結合により固定されて左右のロアレール３の間に架け渡されたロアブラケット５と、ロアレール３に対してアッパーレール４をロックするとともにそのロックを解除するためのロック機構６と、各ロアレール３の下面の前端部に取り付けられたブラケット７と、各ロアレール３の下面の後端部に取り付けられたブラケット８とを具備する。これらブラケット７，８が車両のフロアに取り付けられ、ロアレール３が車両のフロアに対して固定される。
各アッパーレール４の上面であってその前後方向中央部には、ブラケット９がボルトナット結合又はリベット結合により固定されている。ブラケット９はアッパーレール４の上面に対して立てた状態に設けられている。ブラケット９にはサブマリンパイプ１０の右端部が溶接され、サブマリンパイプ１０が左右２つのブラケット９の間に架設されている。
右のアッパーレール４の上面であってその前端部には、荷重センサ２１が搭載され、後端部にも別の荷重センサ２１が搭載されている。左のアッパーレール４の上面にも、荷重センサ２１が前端部、後端部にそれぞれ搭載されている。上から見てこれら四つの荷重センサ２１は正方形又は長方形の頂点になるように配置されている。
図３は、荷重センサ２１の斜視図である。何れの荷重センサ２１も同様に設けられている。図３に示すように、荷重センサ２１は、荷重の検知を行う柱状のセンシング部２１ａと、センシング部２１ａの下端から前方及び後方に水平となって延出した板状のフランジ部２１ｂと、センシング部２１ａの上端から上に延出したロッド２１ｃと、フランジ部２１ｂと平行となるようセンシング部２１ａから延出したコネクタ２１ｄと、を備える。ロッド２１ｃは雄ネジ状に形成されている。フランジ部２１ｂの前部及び後部には、上下方向に貫通した雌ネジ状の円孔２１ｅ，２１ｆがそれぞれ形成されている。センシング部２１ａには歪みゲージが内蔵され、該歪みゲージによって荷重が電気信号に変換される。
図２に示すように、荷重センサ２１は右のアッパーレール４に固定されている。具体的には、フランジ部２１ｂの下面がアッパーレール４の上面に当接し、アッパーレール４に下から上へ挿通された２つのボルト２２がそれぞれ円孔２１ｅ，２１ｆに螺合することで、荷重センサ２１が固定されている。なお、円孔２１ｅ，２１ｆにネジ山を形成せずに、フランジ部２１ｂの上でボルト２２にナットを締結することで、荷重センサ２１をアッパーレール４に固定しても良い。
何れの荷重センサ２１も同様にしてアッパーレール４に固定されているが、後ろに固定された２つの荷重センサ２１についてはコネクタ２１ｄが前方に指向し、前に固定された２つの荷重センサ２１についてはコネクタ２１ｄが後方に指向している。
図１、図２に示すように、これら４つの荷重センサ２１には、矩形枠状のフレーム３０が搭載されている。図４は、矩形フレーム３０の上面図である。図４に示すように、矩形フレーム３０は、左右一対のビーム３１と、フロントビーム３２と、後ろのクロスパイプ３３とから構成されている。
どちらのビーム３１も、ウェブ３１ａと、内側のフランジ３１ｂと、外側のフランジ３１ｃとを有する断面コ字状の金属材である。ウェブ３１ａの前部と後部には取付孔３１ｄがそれぞれ形成されている。
フロントビーム３２は、ウェブ３２ａと、前のフランジ３２ｂと、後ろのフランジ３２ｃとを有する断面コ字状の金属材である。このフロントビーム３２は、左右のビーム３１の前端部の間に架設され、これらビーム３１に対して溶接されている。
クロスパイプ３３は、左右のビーム３１の後端部の間に架設され、これらビーム３１に対して溶接されている。
それぞれの取付孔２１ｄには荷重センサ２１のロッド２１ｃが下から上へ挿入され、ロッド２１ｃにナット４６が螺合することで、矩形フレーム３０の右前部、右後部、左前部、左後部のそれぞれに荷重センサ２１が取り付けられている。図５〜図７を参照して、右前の荷重センサ２１を矩形フレーム３０の右前部に取り付けるための取付構造について説明する。図５は矩形フレーム３０の右前部の平面図であり、図６は切断線VI−VIに沿った面の矢視断面図であり、図７は切断線VII−VIIに沿った面の矢視断面図である。図５〜図７に示すように、リング状のブッシュ４１が右前の取付孔３１ｄの縁に嵌められ、このブッシュ４１にグリスが塗布されている。ブッシュ４１は、金属材料にオイルを含浸させてなるオイレスブッシュであるか、又は、合成樹脂からなる。ブッシュ４１はその他の材料からなるものでも良い。また、円筒部４２ａと、円筒部４２ａの一端面に形成されたリング板状のフランジ部４２ｂとからなる段付カラー４２がブッシュ４１の内側において取付孔３１ｄに挿通されている。ここで、円筒部４２ａが下から上に取付孔３１ｄに挿通され、フランジ部４２ｂがブッシュ４１を介してウェブ３１ａの下面に係止し、段付カラー４２が上に抜けないようになっている。また、円筒部４２ａがウェブ３１ａの上面よりも突出し、円筒部４２ａの上端面がウェブ３１ａの上面よりも高い位置にある。ここで、円筒部４２ａがブッシュ４１に嵌合し、円筒部４２ａとブッシュ４１の間には隙間がない。
段付カラー４２には、荷重センサ２１のロッド２１ｃが下から上へ挿通されている。段付カラー４２の内径はロッド２１ｃの径よりも僅かながら大きく設計され、このような設計によって寸法誤差、取付位置の誤差が解消される。
ロッド２１ｃにはナット４６が螺合しているが、ビーム３１のウェブ３１ａの上面とナット４６との間には平座金４３、巻きバネ４４及びスプリングホルダ４５が介在している。ロッド２１ｃ及び段付カラー４２の円筒部４２ａが平座金４３に挿通され、この平座金４３がウェブ３１ａ特にブッシュ４１に載った状態とされている。更にロッド２１ｃが巻きバネ４４に挿通され、巻きバネ４４が平座金４３に載った状態とされている。巻きバネ４４は平座金４３と接する部分が平坦に形成されている。
スプリングホルダ４５は、底４５ｂに貫通孔が形成されたカップ部４５ｃと、カップ部４５ｃの開口における外周面に形成されたリング状のフランジ４５ａとを有する。そして、カップ部４５ｃの底４５ｂの貫通孔にロッド２１ｃが貫通され、カップ部４５ｃの底４５ｂが段付カラー４２の端面に載った状態とされ、カップ部４５ｃが巻きバネ４４に挿入されている。また、スプリングホルダ４５のフランジ４５ａとウェブ３１ａとの間に巻きバネ４４及び平座金４３が挟まれた状態とされている。
ナット４６がカップ部４５ｃ内に挿入した状態でロッド２１ｃに螺合し、ナット４６の締め付けによってカップ部４５ｃの底４５ｂがナット４６と円筒部４２ａの上端面との間に挟まれ、フランジ４５ａとビーム３１のウェブ３１ａとの間に巻きバネ４４及び平座金４３が挟まれている。また、ナット４６の締め付けによって巻きバネ４４が圧縮されるので、ナット４６に対して荷重が作用するためナット４６が緩むのが防止される。なお、巻きバネ４４が平座金４３を介してビーム３１のウェブ３１ａに載った状態とされているが、巻きバネ４４がビーム３１のウェブ３１ａに直接載った状態とされ、フランジ４５ａとウェブ３１ａとの間に巻きバネ４４が挟まれていても良い。
左前、左後ろ、右後ろの荷重センサ２１も、右前の荷重センサ２１と同様にして左前、左後ろ、右後ろの取付孔３１ｄにそれぞれ取り付けられている。四つの荷重センサ２１に矩形フレーム３０が取り付けられた状態では、サブマリンパイプ１０がフロントビーム３２よりも後ろ側に位置する。
図１〜図２に示すように、左右のビーム３１の外側のフランジ３１ｃにはそれぞれ、サイドフレーム５１が溶接されている。これらサイドフレーム５１は車両用シートのボトムのフレームの一部である。
これらサイドフレーム５１の前部がパンフレーム５３によって上から覆われ、サイドフレーム５１とパンフレーム５３がボルトナット結合又はリベット結合によって固定されている。クロスパイプ３３とパンフレーム５３との間にシートスプリング５４が架け渡され、パンフレーム５３及びシートスプリング５４上にクッションが搭載され、クッション、パンフレーム５３及びサイドフレーム５１の全体がカバーで覆われる。
サイドフレーム５１の後端部には、背もたれフレームが連結され、背もたれフレームがリクライニング機構により起伏できるようになっている。なお、背もたれフレーム及びクッションについては、図面を見やすくするために、図示を省略する。
以上のように構成された乗員重量測定装置１においては、乗員がシートボトムに着座すると、乗員の重量が矩形フレーム３０を通じて四つの荷重センサ２１に作用し、乗員の重量がこれら荷重センサ２１によって電気信号に変換される。
ここで、荷重センサ２１がアッパーレール４と矩形フレーム３０との間に取り付けられ、荷重センサ２１が車両用シートと一体になって前後方向に移動する構成となっているから、車両用シートの前後方向の位置によらず、車両用シートから荷重センサ２１に入力される荷重を常に一定に維持することができる。そのため、乗員重量の測定精度を向上させることができる。
また、段付カラー４２の上端面にスプリングホルダ４５が載っており、ナット４６の締め付けによって巻きバネ４４がスプリングホルダ４５とウェブ３１ａとの間に挟まれているので、矩形フレーム３０が荷重センサ２１に対して垂直方向にずれるようになっている。そのため、スライドアジャスタ２等のゆがみによる荷重のノイズがより小さくなる。
また、荷重センサ２１に対して矩形フレーム３０が垂直方向にずれるようになっているものとしても、ナット４６とウェブ３１ａとの間に巻きバネ４４が介在するので、矩形フレーム３０に対して荷重センサ２１がより安定して適切に組み付けられる。そのため、乗員重量測定装置１の組み立てがより容易になる。
また、ナット４６の締め付けによる巻きバネ４４の弾性変形によって、巻きバネ４４からナット４６に対して荷重が安定して作用する。
また、サブマリンパイプ１０がフロントビーム３２よりも後ろ側に位置するため、車両の前突等により乗員に前方への慣性力が作用すると、車両用シートに着座した乗員の臀部がサブマリンパイプ１０に拘持される。そのため、乗員が腰ベルトの下に潜り込む、いわゆるサブマリン現象を防止することができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
上記実施の形態では、巻きバネ４４は平座金４３に載った状態とされ、巻きバネ４４が平座金４３と接する部分が平坦とされているが、例えば図８及び図９に示すように、座金４３１の内側部分が上側に凸となる凸部４３１ａを形成したものを使用しても良い。凸部４３１ａの外縁部は曲面とされ、座金４３１の上面に凸部４３１ａによる段差４３１ｂが形成されている。そして、この段差４３１ｂに巻きバネ４４の端部が係止した状態とされ、巻きバネ４４が凸部４３１ａの曲面及び座金４３１の平坦面に接している。そのため、座金４３１の凸部４３１ａによって巻きバネ４４が座金４３１の平坦面上を滑らないようにセンタリングされている。

Claims (4)

  1. 車両のフロアに固定されるロアレール上を前後に移動可能に設けられたアッパーレールと、
    前記アッパーレールの上に固定された荷重センサと、
    前記荷重センサの上に設けられ、車両用シートの下に設けられたフレームと、を備え、
    前記荷重センサからロッドが延出され、前記ロッドが前記フレーム、スプリングホルダを順に貫通して巻きバネに挿通され、前記スプリングホルダ上からナットが前記ロッドに螺合され、前記スプリングホルダに対する前記ナットの締め付けにより前記巻きバネが前記スプリングホルダと前記フレームとの間に挟まれて圧縮され、
    前記スプリングホルダが、前記ロッドが貫通した貫通孔を底に形成したカップ部と、前記カップ部の外周に形成されたフランジとを有し、
    前記カップ部が前記巻きバネに挿通され、前記ナットが前記カップ部内に挿入されて前記カップ部の底を締め付け、前記巻きバネが前記フランジと前記フレームとの間に挟まれていることを特徴とする車両用シートの乗員重量測定装置。
  2. 車両のフロアに固定されるロアレール上を前後に移動可能に設けられたアッパーレールと、
    前記アッパーレールの上に固定された荷重センサと、
    前記荷重センサの上に設けられ、車両用シートの下に設けられたフレームと、を備え、
    前記荷重センサからロッドが延出され、前記ロッドが前記フレーム、スプリングホルダを順に貫通して巻きバネに挿通され、前記スプリングホルダ上からナットが前記ロッドに螺合され、前記スプリングホルダに対する前記ナットの締め付けにより前記巻きバネが前記スプリングホルダと前記フレームとの間に挟まれて圧縮され、
    前記ロッドが挿通されるカラーが前記フレームを貫通し、前記スプリングホルダが前記カラーと前記ナットとの間に挟まれ、前記ナットと前記荷重センサとの間に前記巻きバネ及び前記カラーが挟まれていることを特徴とする車両用シートの乗員重量測定装置。
  3. 車両用シートの下に設けられたフレームに荷重センサを取り付けるための取付構造において、
    前記荷重センサからロッドが延出され、前記ロッドが前記フレーム、スプリングホルダを順に貫通して巻きバネに挿通され、前記スプリングホルダ上からナットが前記ロッドに螺合され、前記スプリングホルダに対する前記ナットの締め付けにより前記巻きバネが前記スプリングホルダと前記フレームとの間に挟まれて圧縮され、
    前記スプリングホルダが、前記ロッドが貫通した貫通孔を底に形成したカップ部と、前記カップ部の外周に形成されたフランジとを有し、
    前記カップ部が前記巻きバネに挿通され、前記ナットが前記カップ部内に挿入されて前記カップ部の底を締め付け、前記巻きバネが前記フランジと前記フレームとの間に挟まれていることを特徴とする荷重センサの取付構造。
  4. 車両用シートの下に設けられたフレームに荷重センサを取り付けるための取付構造において、
    前記荷重センサからロッドが延出され、前記ロッドが前記フレーム、スプリングホルダを順に貫通して巻きバネに挿通され、前記スプリングホルダ上からナットが前記ロッドに螺合され、前記スプリングホルダに対する前記ナットの締め付けにより前記巻きバネが前記スプリングホルダと前記フレームとの間に挟まれて圧縮され、
    前記ロッドが挿通されるカラーが前記フレームを貫通し、前記スプリングホルダが前記カラーと前記ナットとの間に挟まれ、前記ナットと前記荷重センサとの間に前記巻きバネ及び前記カラーが挟まれていることを特徴とする荷重センサの取付構造。
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