JP2005075054A - 荷重検出シート - Google Patents

Abstract

【課題】 従来よりもコストアップすることなく荷重検出が行え、荷重センサの取り付けが容易な構造とする。
【解決手段】 着座面ＳＳの左右に設けられ、シート１を床面に対して支持する一対のレール部材３，４と、シート骨格と成るシートフレームＳＣとの間に、シート１の着座面ＳＳに作用する荷重を検出する荷重センサ８，９を設けた荷重検出シートにおいて、左右のアッパーブラケット１１を連架し、一端がアッパーブラケット１１に固定されて回動不能となるロッド２１，２２と、ロッド２１，２２に対して一端が固定され、他端がシートクッションフレーム１１に対して回動自在に枢支されてシートクッションフレーム１１に作用する荷重を受けてロッド２１，２２に捩じり力を付与するリンク８，９とを備え、荷重センサ８，９をロッド２１，２２の一部に設けた構造とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シート上に作用する荷重を、歪ゲージ等を利用した荷重センサによって検出する荷重検出シートに関するものであり、特に、荷重センサのシート上への取り付け構造に係る。

従来、この種の装置は、シートの着座面に対して左右にレール部材（例えば、ロアレール、アッパーレール）が設けられ、シート本体はレール部材によって支持される。この場合、ロアレールに沿って移動自在となるアッパーレールは、シートクッションブラケットを介してシートパンを支持する構造となっている。この構造において、シートクッションブラケットとアッパーレールは特殊な加工が施されたボルトによって固定している。この場合、ボルトは中央が貫通した貫通孔が設けられ、その貫通孔の中に荷重検出を行う荷重センサ（例えば、歪センサ）が配設される（例えば、特許文献１）。この様な荷重センサを内部に備えもつボルトは、着座面に対して前後の左右に一つずつ設けられており、着座面に作用する荷重を４つの荷重センサにより検出できる構造となっている。
特開２００２−１７２９６２号公報（第４頁及び第５頁）

しかしながら、上記の公報に示される構造では、シートブラケットとアッパーレールとを結合する部位に特殊な加工を施したボルト（内部に荷重センサを有するボルト）が必要になると共に、着座面に対して前後左右の左右を検出するために、４つのセンサが必要になる。この様に、荷重センサの数が多くなればなる程、その分、コストアップを招く。また、上記の如く、ボルトの中央に貫通孔を開けて、その貫通孔の中に精度良く荷重センサを取り付けることは、高精度且つ細かな作業となり困難を要する。それ故に、この点でもコストアップを招く。

よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、従来よりもコストアップすることなく荷重検出が行える構造とすること、荷重センサの取り付けが容易となる構造とすることを課題とする。

上記した課題を解決するために講じた第１の手段は、着座面の左右に設けられ、シートを床面に対して支持する一対の支持部材と、前記シートの骨格と成るシートフレームとの間に前記シートの着座面に作用する荷重を検出する荷重検出手段を設けた荷重検出シートにおいて、左右の支持部材に連架され、前記支持部材に対して固定部が固定されて回動不能なロッドと、該ロッドに対して固定されると共に、前記シートフレームに対して回動自在に枢支され、前記シートフレームに作用する荷重を受けて、前記ロッドに捩じり力を付与する連結部材とを備え、前記荷重検出手段を前記ロッドの一部に設けたことを要旨とする。

この場合、より好ましくは、荷重検出手段は、固定部と連結部材との間に設けると良い。

また、荷重検出手段を備えたロッドは、着座面に対して前後方向の左右いずれかの側に一対設けられると良い。

更に、荷重検出手段は、ロッドの周方向に対して傾斜した状態で設けられると良い。

上記した課題を解決するために講じた第２の手段は、着座面の左右に設けられ、シートを床面に対して支持する一対の支持部材と、前記シートの骨格と成るシートフレームとの間に前記シートの着座面に作用する荷重を検出する荷重検出手段を設けた荷重検出シートにおいて、左右の支持部材に連架され、前記支持部材に対して固定部が固定されて回動不能と成り、前記シートフレームに対しては回動自在に枢支されて、前記シートフレームに作用する荷重を受けて捩じり力が発生する連結部材を備え、前記荷重検出手段を前記連結部材の一部に設けたことを要旨とする。

請求項１に記載の発明によれば、ロッドは左右の支持部材に連架された状態で、固定部が支持部材に固定され、固定部における支持部材への固定により回動不能となる。一方、ロッドに対して固定され、シートフレームに対して回動自在に連結部材を枢支させる構成としたので、シートの着座面に着座者等が着座すると、その荷重はシート骨格となるシートフレーム（例えば、シートクッションフレーム）に作用する。シートフレームは着座者の着座によって、シートフレームの受けた荷重は、その後にシートフレームから連結部材を介してシート下方の支持部材へと伝わる。この際、シートフレームの受けた荷重の大きさにより、連結部材を連架されたロッドの支点を中心として回動させようとする力（着座等による外力）が、回動不能なロッドに捩じり力として作用する。このロッドに作用する捩じり力を、ロッドに設けた荷重検出手段により、検出することができる。これは、シート上に作用する荷重の大きさによって、ロッドに作用する捩じり力が比例して大きくなるので、その捩じり力を荷重検出手段により検出することで、シートに作用した荷重の大きさが、荷重検出手段からの出力信号を判別する判別装置（信号処理装置）によりわかる。上記した構成では、単に、左右を連架するロッドの一部を固定し、連結部材を介してロッドに捩じり力を作用させる構成にて、ロッドに荷重検出手段を設ければ良いので、簡単な構成によってシート上に作用する荷重の荷重検出を行うことができる。これは、従来の様にボルトの中心を加工して、その中に荷重センサを設ける場合に、荷重センサを高精度なボルトの中に精度良く入れ込み、取り付けるという細かな作業は必要なくなるので、コストアップを抑えられる。

請求項２に記載の発明によれば、荷重検出手段は固定部と連結部材との間に設けると、固定部と連結部との間で捩じり力が、ロッドに作用する部位に荷重検出手段が設けられるものとなるので、荷重検出手段による荷重の検出精度が良くなり、荷重検出の信頼性が向上する。

請求項３に記載の発明によれば、荷重検出手段を備えたロッドは、着座面に対して前後方向の左右いずれかの側に一対設けられると、左右のどちらかの側で荷重を検出することができ、荷重検出手段を左右の両側に２個づつ設ける場合に比べてコストアップしない。

請求項４に記載の発明によれば、連結部材は左右の支持部材に連架された状態で、固定部が支持部材に固定され、固定部における支持部材への固定により連結部材は回動不能となる構成とした上で、シートフレームに対して回動自在に連結部材を枢支させる構成としたので、シートの着座面に着座者等が着座すると、その荷重はシート骨格となるシートフレーム（例えば、シートクッションフレーム）に作用する。シートフレームの受けた荷重は、その後にシートフレームから連結部材を介してシート下方の支持部材へと伝わり、連結部材の支持部材との固定部を支点として回動させようとする力（着座等による外力）が、回動不能な連結部材に捩じり力として作用する。この連結部材に作用する捩じり力を、連結部材に設けた荷重検出手段により、検出することができる。これは、簡単な構成によってシート上に作用する荷重の荷重検出を行うことができる。これは、請求項１に記載した発明におけるロッドと連結部材とを一体化して、両者の機能を合わせもつことにより、シート構成において部品点数を低減することができる。また、この構成においても、従来の様にボルトの中心を加工して、その中に荷重センサを設ける場合に、荷重センサを高精度なボルトの中に精度良く入れ込み、取り付けるという細かな作業は必要なくなるので、コストアップを抑えられる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、荷重検出シート１を車両における車両用シート（単に、シートと称す）として適用した場合の構成である。なお、以下に示す説明では、アッパーレール３から上部の部分をシート本体として説明する。

シート１は、図２に示す様に、シート下部に設けられ床面に固定される支持機構１０と、支持機構１０の上部に配設されて着座面ＳＳを有するシートクッションＳＣと、シートクッションＳＣの後方でロッド２３を回動中心として着座面ＳＳに対して前後方向において所定角度だけ傾斜自在なシートバックＳＢと、シートバックＳＢの上方で着座者の頭部保護を行う高さ調整自在なヘッドレストＳＨとを備える。図１に示すシート１では、前後方向にシート本体をスライドさせた状態でシート位置を所定の位置で保持する機構（スライド機構）およびシートバックＳＢのリクライニング角度を所定角度で保持する機構（リクライニング機構）を備えているが、これらの機構は公知であるため、ここではその説明は省略する。

シート支持機構１０は、シート本体を床面に対して支持するものであり、支持部材（レール部材であるロアレール２とアッパーレール３、及び、アッパーブラケット４，７）、ロッド２１，２２およびリンク５，６から構成されている。

ロアレール２は、図２および図３に示す様に、金属板がプレス加工により形成されたもので、形状は直線状を呈する。ロアレール２は、幅方向における端部が内側に向けて屈曲し上方に開口しており、軸方向における断面が略コ字状を呈する。また、ロアレール２は、同材質から成り同形状のものが着座面ＳＳに対して左右一対で床面上に平行な状態で、図示しないボルト等の固定部材を用いて床面に固定される。

アッパーレール３は、ロアレールと同じ金属板をプレス加工にて形成したものであって、図３に示す様に、中央が上方に向けて突出する。アッパーレール３の端部は、ロアレール２の内部に向けて屈曲した上方凹部にガイドされるよう上方に向けて屈曲しており、アッパーレール３はロアレール２にガイドされ、ロアレール２に対して前後方向に移動自在となる。この場合、アッパーレール３の下方にローラ１７が配設され、アッパーレール３は床面に固定されたロアレール２に対して前後方向に滑らかに摺動が行える構成となっている。

アッパーブラケット４は、図３に示す様に、上方に開口した断面コ字状を呈し、アッパーレール３の上方において数箇所にて溶接により固定されている。アッパーブラケット４は着座面ＳＳに対して、前方と後方にはロッド２１が挿通される貫通孔４ａが、対向する両側面の円弧状となった軸受部に形成されていると共に、後方には、ロッド２１と同様なロッド２２が挿通される貫通孔４ｂが、対向する両側面の円弧状となった軸受部に形成されている。

一方、アッパーブラケット４の設けられるロアレール（着座面ＳＳに対して左側のロアレール）２とは反対側のロアレール（右側）の上方には、側面視ではアッパーブラケット４と同形状の断面Ｌ字状のアッパーブラケット７が、その側のアッパーレール上方に溶接により数箇所にて固定されている。アッパーブラケット７は、側面視で着座面ＳＳの前方の貫通孔４ａと対向する位置に、貫通孔４ａと同径の貫通孔７ａが形成されている。これと共に、着座面ＳＳの後方の貫通孔４ｂと対向する位置に、貫通孔４ｂと同径の貫通孔７ｂが形成されている。

この着座面ＳＳに対して両側に位置する対の貫通孔４ａおよび貫通孔７ａに対して、中空状のロッド２１がシート１の左右方向（幅方向）から挿通され、ロッド２１の一部（例えば、端部もしくは端部の近傍位置）が対向するアッパーブラケット４の軸受部の一方の側壁に内側または外側より溶接等により固定される。これによって、ロッド２１はアッパーブラケット４に対して貫通孔４ａが固定部となり回動不能な状態で、３点支持される。また、ロッド２１の貫通孔４ａ，７ａの近傍にはそれぞれリンク５の一端が、ロッド２１に対して同角度となる様、溶接等により固定されて回転不能となっている。また、リンク５の他端は着座面ＳＳの左側のシートクッションブラケット１１の前方においてカシメピン１１ａにより枢支され、回動自在に取り付けられている。

これと同様に、着座面ＳＳの後方では貫通孔４ｂおよび貫通孔７ｂに対して、中空状のロッド２２がシート１の左右方向（幅方向）から挿通され、ロッド２２の一部（例えば、端部もしくは端部の近傍位置）が対向するアッパーブラケット４の一方の側壁に内側または外側より溶接等により固定される。これによって、ロッド２２はアッパーブラケット４に対して回動不能な状態で、３点支持される。また、ロッド２２が貫通する軸受部に形成された貫通孔４ｂ，７ｂの近傍には、それぞれリンク６の一端が、ロッド２２に対して同角度となる様、溶接等により固定されて貫通孔４ｂが固定部となり回転不能となっている。また、リンク６の他端は着座面右側のシートクッションブラケット１１の後方においてカシメピン１１ｂにより枢支され、回動自在に取り付けられている。

荷重センサ８は内部に歪ゲージ（例えば、歪ゲージがブリッジ状に形成されている）を有し、着座面ＳＳに作用する荷重をその歪ゲージの変形により、荷重に比例した抵抗変化を検出するものである。この荷重センサ８は一方のアッパーブラケット４の側壁に設けられた外側と内側の対向する貫通孔４ａの間に、接着等の固定手段によりロッド２１の外周面上に取り付けられる。荷重センサ８はロッド２１の周方向に対して傾斜した状態（好ましくは、４５度傾いた状態）で取り付けられており、着座面ＳＳに作用する荷重を２方向の分力（着座面ＳＳに対して前後方向と左右方向）によって検出が可能となる。これと同様にして、後方の荷重センサ９は内部に歪ゲージを有し、着座面ＳＳに作用する荷重を歪ゲージにより荷重に比例した抵抗変化を検出するものであり、一方のアッパーブラケット４の側壁に設けられた外側と内側の貫通孔４ｂの間に、接着等の固定手段によりロッド２２の外周面上に取り付けられる。荷重センサ９はロッド２２の周方向に対して傾斜した状態で取り付けられており、着座面ＳＳに作用する荷重を２方向の分力（着座面ＳＳに対して前後方向と左右方向）によって検出が可能となる。つまり、この２つの荷重センサ８，９は、ロッド２１，２２が回動不能に固定される部位（ここでは、貫通孔４ａ，４ｂ）とリンク５，６との間の任意の所定位置で、ロッド２１，２２に作用する荷重から歪が発生し易い部位に設けられると良い。

次に、シート上の着座面ＳＳに着座者が着座して、着座面ＳＳに荷重が作用した場合の荷重検出について説明する。

シート上の着座面ＳＳに着座者が着座して、シートクッションＳＣおよびシートバックフレームＳＢに荷重が作用すると、その着座者の着座による荷重は、最初にシート自体を床面２０に対して支持するシート支持機構１０に入力されるものとなる。この場合、シート支持機構１０では、シート上に作用する荷重は着座面ＳＳの前後に設けられた左右一対のリンク５，６に作用する。前後左右のリンク５，６に作用した荷重は、図１に示す反時計方向のモーメントをリンク５，６に対して発生させる。この場合、リンク５，６が固定されるロッド２１，２２は一方の側の固定部（貫通孔４ａ，４ｂ）にて、アッパーブラケット４に対して回動不能に固定されているので、ロッド５，６には反時計方向の荷重の大きさに比例した捩れ力（着座荷重による外力）が発生するが、ロッド２１，２２の表面上には荷重センサ８，９が設けられているので、その捩れ力を荷重センサ８，９によって検出することができる。

この場合、荷重センサ８，９は少なくとも一方の側のレール部材であるアッパーレールブラケット４の前後方向において２つ設ければよいので、従来の様に着座面ＳＳに対して４個の荷重センサを設ける場合よりもコストアップしない。また、荷重センサ８，９はロッド２１，２２の表面に設ければよいので、簡単に取り付けが可能である。

本実施形態では、荷重センサ８，９は着座面ＳＳに作用する荷重を、一端が固定されたリンク８，９を介してロッド２１，２２に捩じり力を付与する構成する構成としたが、この様な構成にすることにより、荷重センサ８，９からの荷重信号はレール部材の片側のみから、荷重信号に基づき着座者の種別を判別する図示しない判別装置（信号処理装置）に対して、電気的な配線が行えるため、配線の引き回しが容易となる。

また、本実施形態では、前方のロッド２１に対して着座面ＳＳの左右に設けられる一対のリンク５を別体とし、後方のロッド２２に対しても左右で一対のリンク６を別体として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、その変形例としては、ロッド２１とリンク５を一体化し、ロッド２２とリンク６を一体化することによっても、それらを別体に構成した場合と同様な効果を奏することができる。この様に、着座面ＳＳの前後方向において、左右のリンク５，６をロッド２１，２２に対してそれぞれ一体化すれば、荷重検出シート１の構成部品の部品点数を、低減することができるのは明らかである。

また、本実施形態では、アッパーブラケット４の側壁の前方において側面視で対向する一対の貫通孔４ａを形成すると共に、後方において一対の貫通孔４ｂを形成したが、これに限定されるものではなく、一対の貫通孔４ａ，４ｂは内側のみ形成して、そこに着座面ＳＳの左右を連架させるロッドを挿通させて、アッパーブラケット４の外側の側壁の内側から、ロッド２１，２２の一端を回動不能に固着しても良い。

本発明の一実施形態における荷重検出シートの骨格の構造を示した斜視図である。 図１におけるロッドの設けられる位置での断面図である。 図１におけるシート骨格に対して、表皮を取り付けた場合のシートの側面図である。

符号の説明

１ 荷重検出シート（シート）
２ ロアレール（レール部材）
３ アッパーレール（レール部材）
４ａ，４ｂ 貫通孔（固定部）
４，７ アッパーブラケット
５，６ リンク（連結部材）
８，９ 荷重センサ（荷重検出手段）
１１ シートクッションフレーム（シートフレーム）
１２ シートバックフレーム（シートフレーム）
２１，２２ ロッド（第２実施形態では連結部材）
ＳＣ シートクッション
ＳＳ 着座面

Claims (4)

1. 着座面の左右に設けられ、シートを床面に対して支持する一対の支持部材と、前記シートの骨格と成るシートフレームとの間に前記シートの着座面に作用する荷重を検出する荷重検出手段を設けた荷重検出シートにおいて、
   左右の支持部材に連架され、前記支持部材に対して固定部が固定されて回動不能なロッドと、
   該ロッドに対して固定されると共に、前記シートフレームに対して回動自在に枢支され、前記シートフレームに作用する荷重を受けて、前記ロッドに捩じり力を付与する連結部材とを備え、
   前記荷重検出手段を前記ロッドの一部に設けたことを特徴とする荷重検出シート。
2. 前記荷重検出手段は、前記固定部と前記連結部材との間に設けられることを特徴とする請求項１に記載の荷重検出シート。
3. 前記荷重検出手段を備えた前記ロッドは、着座面に対して前後方向の左右いずれかの側に一対設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の荷重検出シート。
4. 着座面の左右に設けられ、シートを床面に対して支持する一対の支持部材と、前記シートの骨格と成るシートフレームとの間に前記シートの着座面に作用する荷重を検出する荷重検出手段を設けた荷重検出シートにおいて、
   左右の支持部材に連架され、前記支持部材に対して固定部が固定されて回動不能と成り、前記シートフレームに対しては回動自在に枢支されて、前記シートフレームに作用する荷重を受けて捩じり力が発生する連結部材を備え、
   前記荷重検出手段を前記連結部材の一部に設けたことを特徴とする荷重検出シート。

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