荷重検出装置および座席
【課題】製造コストを低減すると共に、意匠性を損なうことなく荷重を検出できる荷重検出装置および座席を提供すること。
【解決手段】荷重を受ける座面シート１５と、座面シート１５の外側に配設された支持フレーム１１と、支持フレーム１１を介して座面シート１５を多方向から引張する複数のワイヤ１７と、複数のワイヤ１７が張られた状態でワイヤ１７に取り付けられており、座面シート１５に作用する荷重に応じた引張力を検出するテンションゲージ２２とを備え、テンションゲージ２２は、複数のワイヤ１７に作用する引張力の合力を検出可能に設ける構成とした。
【解決手段】荷重を受ける座面シート１５と、座面シート１５の外側に配設された支持フレーム１１と、支持フレーム１１を介して座面シート１５を多方向から引張する複数のワイヤ１７と、複数のワイヤ１７が張られた状態でワイヤ１７に取り付けられており、座面シート１５に作用する荷重に応じた引張力を検出するテンションゲージ２２とを備え、テンションゲージ２２は、複数のワイヤ１７に作用する引張力の合力を検出可能に設ける構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に乗車した乗員の体重を検出する荷重検出装置および座席に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車の乗員を保護するものとしてエアバッグシステムが車内に設置されている。このエアバッグシステムは、事故の衝撃により折り畳まれたバッグ内に不活性ガスが供給され、バッグを瞬時に展開して乗員を事故の衝撃から保護している。ところで、このようなエアバッグシステムは、乗員の体重に応じて不活性ガスの供給量が調整され、体重の軽い乗員に対しては不活性ガスの供給量を少なくしてバッグの展開による衝撃を小さくし、体重の重い乗員に対しては不活性ガスの供給量を多くしてバッグにより十分な支持力を与えるようにしている。
【０００３】
従来、このようなエアバッグシステムにおいて乗員の体重を検出する荷重検出装置として、複数の荷重センサにより乗員の体重を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この荷重検出装置は、座面の下側の４隅に位置する４つの荷重センサと、座席を４つの荷重センサを介して前後方向に移動可能に下方から支持する支持機構とを有して構成され、４つの荷重センサの検出結果に基づいて乗員の体重が算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２３３８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の荷重検出装置においては、４つの荷重センサにより乗員の体重を検出しているため、部品点数が多くなると共に、座席が４つの荷重センサにより下側から支持されているため、各センサに対して衝突時の衝撃に耐える機械的強度が要求され、製造コストが増加するという問題があった。また、座席が支持機構および４つの荷重センサにより下側から支持されるため、座席の位置が高くなり、意匠性が悪くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、製造コストを低減すると共に、意匠性を損なうことなく荷重を検出できる荷重検出装置および座席を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の荷重検出装置は、荷重を受ける荷重受面を有する荷重受部と、前記荷重受部の外側に配設された支持部と、前記支持部を介して前記荷重受部を多方向から引張する複数の引張部材と、前記複数の引張部材が張られた状態で前記引張部材に取り付けられており、前記荷重受部に作用する荷重に応じた引張力を検出する引張力検出部とを備え、前記引張力検出部は、前記複数の引張部材に作用する引張力の合力を検出可能に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、荷重受部を引張支持する複数の引張部材が張られた状態で引張力検出部に接続され、複数の引張部材の合力を引張力検出部により検出するようにしたので、単一の引張力検出部により荷重に応じた引張力を検出することができる。また、例えば、座席等の取付対象を外部から支持することにより荷重を検出する構成ではないため、取付対象の内部に組み込むことができ、取付対象の意匠性を損なうことがない。したがって、製造コストを低減すると共に、意匠性を損なうことなく荷重を検出することができる。
【０００９】
また本発明は、上記荷重検出装置において、前記複数の引張部材の弛みを防止するための弛み防止部を備えたことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、複数の引張部材の伸びを吸収して弛みを防止し、引張検出部の検出精度を向上させることができる。
【００１１】
また本発明は、上記荷重検出装置において、前記弛み防止部は、両端が前記引張部材に接続されたコイルばねであることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、コイルばねの収縮力により引張部材の伸びを吸収して弛みを防止すると共に、弛み防止部を安価に構成することができる。なお、この場合、コイルばねのばね係数は、引張検出部の検出結果に影響を与えない程度に設定されていることが好ましい。
【００１３】
また本発明は、上記荷重検出装置において、前記引張部材は、弾性材料のワイヤであることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、複数の引張部材の伸びを抑制して、引張検出部の検出精度を向上させることができる。
【００１５】
また本発明は、上記荷重検出装置において、前記荷重受部は、シート状に形成されており、前記複数の引張部材は、略半数が前記荷重受部を一方向に引張し、残りの略半数が前記荷重受部を一方向に対して逆方向に引張しており、前記複数の引張部材の略半数および残りの略半数は、前記引張力検出部を間に挟んだ２箇所においてそれぞれ接続されていることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、複数の引張部材により荷重受部を安定的に引張支持すると共に、単純な接続構成で単一の引張力検出部により引張力の合力を検出させることができる。
【００１７】
本発明の座席は、上記荷重検出装置と、座面パッドとを備え、前記荷重受面は前記座面パッドの着座荷重を受けることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、製造コストを低減すると共に、意匠性を損なうことなく座席に着座した使用者の着座荷重を検出することができ、例えば、エアバッグシステム等の乗員保護装置に適用させることが可能となる。
【００１９】
また本発明は、上記座席において、背もたれパッドを備え、前記荷重受面は前記座面パッドおよび背もたれパッドの着座荷重を受けることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、背もたれ付きの座席であっても、使用者の着座荷重を精度よく検出することができる。
【００２１】
本発明の他の荷重検出装置は、荷重を受けて引張される複数の引張部材と、前記引張部材を支持する支持部と、前記複数の引張部材が張られた状態で前記引張部材に取り付けられており、前記引張部材に作用する荷重に応じた引張力を検出する引張力検出部とを備え、前記引張力検出部は、前記複数の引張部材に作用する引張力の合力を検出可能に設けられていることを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、荷重を受けた複数の引張部材が、張られた状態で引張力検出部に接続され、複数の引張部材の合力を引張力検出部により検出するようにしたので、単一の引張力検出部により荷重に応じた引張力を検出することができる。また、例えば、座席等の取付対象を支持することにより荷重を検出する構成ではないため、取付対象の内部に組み込むことができ、取付対象の意匠性を損なうことがない。したがって、製造コストを低減すると共に、意匠性を損なうことなく荷重を検出することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、製造コストを低減すると共に、意匠性を損なうことなく荷重を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る荷重検出装置の第１の実施の形態を示す図であり、荷重検出装置を備えた座席の側面模式図である。
【図２】本発明に係る荷重検出装置の第１の実施の形態を示す図であり、荷重検出装置の模式図である。
【図３】本発明に係る荷重検出装置の第１の実施の形態を示す図であり、座席による荷重検出動作の説明図である。
【図４】本発明に係る荷重検出装置の第２の実施の形態を示す図であり、荷重検出装置を備えた座席の側面模式図である。
【図５】本発明に係る荷重検出装置の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の第１の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る荷重検出装置を備えた座席の側面模式図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る荷重検出装置の模式図であり、（ａ）は上面模式図、（ｂ）は裏面模式図である。なお、図１に示す破線は、車両用の座席の輪郭を示している。また、以下の説明では荷重検出センサを備えた車両用の座席を例示して説明するが、荷重検出センサを取付可能なものであればよく、例えば、ベッド、便座等にも適用可能であり、人間だけでなく動物や物の荷重を検出するものにも適用可能である。
【００２６】
図１に示すように、座席１は、座部２と背もたれ部３とを有する車両用の座席であり、座部２の図示しない座席カバーの内側には、乗員が着座する座面パッド５と座面パッド５を介して乗員の着座荷重を検出する荷重検出装置７とが設けられている。座面パッド５は、ウレタンフォームにより板状に形成され、荷重検出装置７に取り付けられている。
【００２７】
荷重検出装置７は、着座荷重を引張力として検出するものであり、座面に対して平行となるように座席１の支持面に固定された矩形枠状の支持フレーム１１を有して構成されている。支持フレーム１１には、座席前側の支持部１１ａに第１のプーリ１２が回転自在に設けられ、座席後側の支持部１１ｂに第２のプーリ１３が回転自在に設けられている。
【００２８】
図２に示すように、支持フレーム１１の中央には、座面シート１５が位置され、この座面シート１５は第１、第２のプーリ１２、１３に架けられた複数（本実施の形態では６つ）のワイヤ１７により座席１の前後方向に引張支持されている。また、荷重検出装置７の座面シート１５の裏面側には、第１、第２のプーリ１２、１３により折り返されて接続された複数のワイヤ１７に適度な引張力を付与するコイルばね２１と、複数のワイヤ１７の引張力の合力を検出するテンションゲージ２２とが設けられている。
【００２９】
座面シート１５は、矩形状に形成されており、乗員の着座荷重を受ける荷重受面に座面パッド５が位置ズレしないように取り付けられる。複数のワイヤ１７は、弾性材料で形成されており、半数（本実施の形態では３つ）が座面シート１５の座席前側の一辺部に取り付けられ、残りの半数（本実施の形態では３つ）が座席後側の他辺部にそれぞれ取り付けられている。なお、本実施の形態では、座面シート１５の対向する辺部に複数のワイヤ１７を半数ずつ取り付ける構成としたが、半数ずつではなく、略半数ずつ取り付ける構成、例えば、座面シート１５の一辺部に４つのワイヤ１７を取り付け、他辺部に３つのワイヤ１７を取り付ける構成としてもよい。
【００３０】
座面シート１５の座席前側の一辺部に取り付けられた各ワイヤ１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、座席幅方向に等間隔に配置され、第１のプーリ１２に折り返されて座面シート１５の裏面側において接続され、ワイヤ１７ｇにまとめられている。同様に、座面シート１５の座席前側の他辺部に取り付けられた各ワイヤ１７ｄ、１７ｅ、１７ｆは、座席幅方向に等間隔に配置され、第２のプーリ１３に折り返されて、座面シート１５の裏面側において接続され、ワイヤ１７ｈにまとめられている。
【００３１】
このとき、ワイヤ１７ａから１７ｃの長さは、ワイヤ１７ｇに引張力が作用した場合に張るように調整されている。同様に、ワイヤ１７ｄから１７ｆの長さは、ワイヤ１７ｈに引張力が作用した場合に張るように調整されている。そして、ワイヤ１７ｇは、ワイヤ１７ａから１７ｃが張られた状態を保つようにコイルばね２１の一端に接続され、ワイヤ１７ｈは、ワイヤ１７ｄから１７ｆが張られた状態を保つようにテンションゲージ２２および中間ワイヤ２３を介してコイルばね２１の他端に接続されている。したがって、ワイヤ１７ｇにはワイヤ１７ａから１７ｃの引張力の合力が作用し、ワイヤ１７ｈにはワイヤ１７ｄから１７ｆの引張力の合力が作用する。
【００３２】
コイルばね２１は、複数のワイヤ１７にプリテンションを付与して弛みを防止するものであり、一端がワイヤ１７ｇに接続され、他端が中間ワイヤ２３を介してテンションゲージ２２に接続されている。この構成により、複数のワイヤ１７に対して収縮力が作用するため、ワイヤ１７の伸びを吸収することが可能となる。この場合、コイルばね２１のばね係数は、ワイヤ１７に伸びが生じない程度に設定されているものとする。
【００３３】
テンションゲージ２２は、一端が中間ワイヤ２３に接続され、他端がワイヤ１７ｈに接続されている。また、テンションゲージ２２には、図示しない信号線を介して図示しないＥＣＵ（Electronic Control Unit）に接続されており、検出された引張力に応じた信号が出力される。このように、テンションゲージ２２から出力された引張力は、荷重と相関関係を有しているため、エアバッグシステム等の乗員保護装置に利用される。
【００３４】
ここで、図３を参照して本発明の第１の実施の形態に係る座席による荷重検出動作について説明する。図３は、本発明の第１の実施の形態に係る座席による荷重検出動作の説明図である。
【００３５】
図３（ａ）に示すように、乗員Ｍが座面パッド５の上に着座すると、荷重検出装置７の座面シート１５には矢印Ｇに示すように鉛直方向下方に着座荷重が作用する。座面シート１５に着座荷重が作用すると、座面シート１５を引張支持する複数のワイヤ１７が矢印ｔに示す方向に引張される。
【００３６】
このとき、座面シート１５の裏側では、図３（ｂ）に示すように、各ワイヤ１７が矢印ｔに示すように各ワイヤ１７の延在方向に沿って引張され、テンションゲージ２２には矢印Ｔに示すように各ワイヤ１７の引張力の合力が作用する。そして、テンションゲージ２２に各ワイヤ１７の引張力の合力が検出され、検出結果がＥＣＵに出力される。
【００３７】
また、荷重検出装置７は、テンションゲージ２２に検出される引張力の合力と着座荷重とが相関関係を有するように、座面シート１５やワイヤ１７の材質や張り具合等が調整されており、着座荷重を精度よく検出するように構成されている。
【００３８】
以上のように、本実施の形態に係る荷重検出装置７によれば、座面シート１５を引張支持する複数のワイヤ１７が、張られた状態で接続され、接続された複数のワイヤ１７の合力をテンションゲージ２２により検出するようにしたので、単一のテンションゲージ２２により荷重に応じた引張力を検出することができる。また、座席１の内部に取り付けられるため、座席１の意匠性を損なうことがない。したがって、製造コストを低減すると共に、意匠性を損なうことなく荷重を検出することができる。
【００３９】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本発明の第２の実施の形態に係る荷重検出装置を備えた座席は、上述した第１の実施の形態に係る荷重検出装置を備えた座席と背もたれに、もたれ掛った場合の着座荷重を可能な点においてのみ相違している。したがって、特に相違点についてのみ説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態に係る荷重検出装置を備えた座席の側面模式図である。
【００４０】
図４に示すように、座席３１は、座部３２と背もたれ部３３とを有する車両用の座席であり、座部３２の図示しない座席カバーの内側には、乗員が着座する座面パッド３５と、乗員Ｍがもたれ掛る背もたれパッド３６と、座面パッド３５および背もたれパッド３６を介して乗員Ｍの着座荷重を検出する荷重検出装置３７とが設けられている。座面パッド３５および背もたれパッド３６は、ウレタンフォームにより板状に形成され、荷重検出装置３７に取り付けられている。
【００４１】
荷重検出装置３７は、座面に対して平行となるように座席３１の支持面に固定された矩形枠状の座面用支持フレーム４１と、座面用支持フレーム４１から立ち上がるＵ字枠状の背もたれ用フレーム４２とを有して構成されている。座面用支持フレーム４１には、座席前側の支持部４１ａに第１のプーリ４４が回転自在に設けられ、座席後側の支持部４１ｂに第２のプーリ４５が回転自在に設けられている。背もたれ用支持フレーム４２には、座面用支持フレーム４１の座席後側の支持部４１ｂの上方に位置する座席上側の支持部４２ａに第３のプーリ４６が回転自在に設けられている。
【００４２】
また、第２のプーリ４５の近傍には、座部３２と背もたれ部３３との屈曲部分に第４のプーリ４７が図示しないフレームに回動自在に設けられている。そして、第４のプーリ４７にワイヤ５１が架けられることにより座席３１の前面側で側面視Ｌ字状にワイヤ５１が張られ、第２のプーリ４５にワイヤ５１が架けられることにより座席３１の背面側で側面視Ｌ字状にワイヤ５１が張られる。
【００４３】
座面用支持フレーム４１の中央には、座面シート５３が位置され、背もたれ用支持フレーム４２の中央には、背面シート５４が位置されており、それぞれ第１、第２、第３、第４のプーリ４４、４５、４６、４７に架けられた複数のワイヤ５１により引張支持されている。また、荷重検出装置３７の座面シート５３の裏面側には、第１、第２のプーリ４４、４５により折り返されて接続された複数のワイヤ５１に適度な引張力を付与するコイルばね４８と、複数の引張力の合力を検出するテンションゲージ４９とが設けられている。
【００４４】
このように構成された座席３１に乗員Ｍが着座すると、荷重検出装置３７の座面シート５３には矢印Ｇ１に示すように鉛直方向下方に着座荷重が作用すると共に、背面シート５４には矢印Ｇ２に示すように後方に着座荷重が作用する。座面シート５３および背面シート５４に着座荷重が作用すると、複数のワイヤ５１が矢印ｔの示す方向に引張される。
【００４５】
このとき、座面シート５３の裏側では、各ワイヤ５１が延在方向に沿って引張され、テンションゲージ４９には矢印Ｔに示すように各ワイヤ５１の引張力の合力が作用する。そして、テンションゲージ４９に各ワイヤ５１の引張力の合力が検出され、検出結果がＥＣＵに出力される。
【００４６】
以上のように、本実施の形態に係る荷重検出装置３７によれば、座面シート５３および背面シート５４を引張支持する複数のワイヤ５１が、張られた状態で接続され、接続された複数のワイヤ５１の合力をテンションゲージ４９により検出するようにしたので、単一のテンションゲージ４９により荷重に応じた引張力を検出することができる。このように、背もたれ付きの座席３１であっても、乗員Ｍの着座荷重を精度よく検出することが可能となる。
【００４７】
なお、上記した各実施の形態においては、テンションゲージ２２、４９に検出される引張力の合力と着座荷重とが相関関係を有する構成としたが、複数のレンジに分けて着座荷重が検出されるようにしてもよい。これにより、座面シート１５、５３、背面シート５４、ワイヤ１７、５１の材質や張り具合等の調整が容易となる。例えば、乗員Ｍが大人か子供かを判定して、エアバッグシステムを作動させるときに有効である。
【００４８】
また、上記した各実施の形態においては、複数のワイヤ１７、５１により座面シート１５、５３を支持する構成としたが、座面シート１５、５３の一辺部および他辺部にそれぞれ一本ずつ接続した２本のワイヤ１７、５１により座面シート１５、５３を支持する構成としてもよい。
【００４９】
また、上記した各実施の形態においては、ワイヤ１７、５１の引張力を検出するものとしてテンションゲージ２２、４９を使用する構成としたが、この構成に限定されるものではない。各ワイヤ１７、５１の引張力の合力を検出するものであればよく、例えば、引張力検出部を板状の起歪体と、起歪体に貼着された歪ゲージ等で構成するようにしてもよい。
【００５０】
また、上記した各実施の形態においては、乗員Ｍの荷重を引張力として伝達するものとして、ワイヤ１７、５１を使用する構成としたが、この構成に限定されるものではない。乗員Ｍの荷重を引張力として伝達するものであればよく、例えば、帯状に形成された帯状部材を使用する構成としてもよい。
【００５１】
また、上記した各実施の形態においては、乗員Ｍの荷重を受けるものとして座面シート１５、５３および背面シート５４を使用する構成としたが、この構成に限定されるものではない。着座荷重を受ける荷重受面を有するものであればよく、荷重受部を板状に形成してもよいし、矩形状のシートではなく三角形状のシートで構成してもよい。
【００５２】
また、上記した各実施の形態においては、ワイヤ１７、５１の弛みを防止するものとしてコイルばね２１、４８を使用する構成としたが、この構成に限定されるものではない。ワイヤ１７、５１の弛みを防止するものであれば、どのような構成であってもよい。また、ワイヤ１７、５１の弾性が十分に小さく、ワイヤ１７、５１の張りを維持可能な場合や、着座荷重を複数のレンジに分けて検出するような高度の検出精度が求められていない場合にはコイルばね２１、４８を除いた構成としてもよい。
【００５３】
また、上記した各実施の形態においては、座面シート１５、５３および背面シート５４により着座荷重を受ける構成としたが、この構成に限定されるものではない。図５に示すように、例えば、直に複数のワイヤ６５により着座荷重を受けるようにしてもよい。この場合、複数のワイヤ６５に座面パッド６６が支持されるように構成される。この構成により、座面シートおよび背面シートが不要な分だけ部品点数を削減して、製造コストを低減させることが可能となる。
【００５４】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上説明したように、本発明は、製造コストを低減すると共に、意匠性を損なうことなく荷重を検出できるという効果を有し、特に自動車に乗車した乗員の体重を検出する荷重検出装置および座席に有用である。
【符号の説明】
【００５６】
１、３１ 座席
２、３２ 座部
３、３３ 背もたれ部
５、３５ 座面パッド
７、３７ 荷重検出装置
１１ 支持フレーム（支持部）
１２、４４ 第１のプーリ（支持部）
１３、４５ 第２のプーリ（支持部）
１５、５３ 座面シート（荷重受部）
１７、５１、６５ ワイヤ（引張部材）
２１、４８ コイルばね（弛み防止部）
２２、４９ テンションゲージ（引張力検出部）
３６ 背もたれパッド
４１ 座面用支持フレーム（支持部）
４２ 背面用支持フレーム（支持部）
４６ 第３のプーリ（支持部）
４７ 第４のプーリ（支持部）
５４ 背面シート（荷重受部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に乗車した乗員の体重を検出する荷重検出装置および座席に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車の乗員を保護するものとしてエアバッグシステムが車内に設置されている。このエアバッグシステムは、事故の衝撃により折り畳まれたバッグ内に不活性ガスが供給され、バッグを瞬時に展開して乗員を事故の衝撃から保護している。ところで、このようなエアバッグシステムは、乗員の体重に応じて不活性ガスの供給量が調整され、体重の軽い乗員に対しては不活性ガスの供給量を少なくしてバッグの展開による衝撃を小さくし、体重の重い乗員に対しては不活性ガスの供給量を多くしてバッグにより十分な支持力を与えるようにしている。
【０００３】
従来、このようなエアバッグシステムにおいて乗員の体重を検出する荷重検出装置として、複数の荷重センサにより乗員の体重を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この荷重検出装置は、座面の下側の４隅に位置する４つの荷重センサと、座席を４つの荷重センサを介して前後方向に移動可能に下方から支持する支持機構とを有して構成され、４つの荷重センサの検出結果に基づいて乗員の体重が算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２３３８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の荷重検出装置においては、４つの荷重センサにより乗員の体重を検出しているため、部品点数が多くなると共に、座席が４つの荷重センサにより下側から支持されているため、各センサに対して衝突時の衝撃に耐える機械的強度が要求され、製造コストが増加するという問題があった。また、座席が支持機構および４つの荷重センサにより下側から支持されるため、座席の位置が高くなり、意匠性が悪くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、製造コストを低減すると共に、意匠性を損なうことなく荷重を検出できる荷重検出装置および座席を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の荷重検出装置は、荷重を受ける荷重受面を有する荷重受部と、前記荷重受部の外側に配設された支持部と、前記支持部を介して前記荷重受部を多方向から引張する複数の引張部材と、前記複数の引張部材が張られた状態で前記引張部材に取り付けられており、前記荷重受部に作用する荷重に応じた引張力を検出する引張力検出部とを備え、前記引張力検出部は、前記複数の引張部材に作用する引張力の合力を検出可能に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、荷重受部を引張支持する複数の引張部材が張られた状態で引張力検出部に接続され、複数の引張部材の合力を引張力検出部により検出するようにしたので、単一の引張力検出部により荷重に応じた引張力を検出することができる。また、例えば、座席等の取付対象を外部から支持することにより荷重を検出する構成ではないため、取付対象の内部に組み込むことができ、取付対象の意匠性を損なうことがない。したがって、製造コストを低減すると共に、意匠性を損なうことなく荷重を検出することができる。
【０００９】
また本発明は、上記荷重検出装置において、前記複数の引張部材の弛みを防止するための弛み防止部を備えたことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、複数の引張部材の伸びを吸収して弛みを防止し、引張検出部の検出精度を向上させることができる。
【００１１】
また本発明は、上記荷重検出装置において、前記弛み防止部は、両端が前記引張部材に接続されたコイルばねであることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、コイルばねの収縮力により引張部材の伸びを吸収して弛みを防止すると共に、弛み防止部を安価に構成することができる。なお、この場合、コイルばねのばね係数は、引張検出部の検出結果に影響を与えない程度に設定されていることが好ましい。
【００１３】
また本発明は、上記荷重検出装置において、前記引張部材は、弾性材料のワイヤであることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、複数の引張部材の伸びを抑制して、引張検出部の検出精度を向上させることができる。
【００１５】
また本発明は、上記荷重検出装置において、前記荷重受部は、シート状に形成されており、前記複数の引張部材は、略半数が前記荷重受部を一方向に引張し、残りの略半数が前記荷重受部を一方向に対して逆方向に引張しており、前記複数の引張部材の略半数および残りの略半数は、前記引張力検出部を間に挟んだ２箇所においてそれぞれ接続されていることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、複数の引張部材により荷重受部を安定的に引張支持すると共に、単純な接続構成で単一の引張力検出部により引張力の合力を検出させることができる。
【００１７】
本発明の座席は、上記荷重検出装置と、座面パッドとを備え、前記荷重受面は前記座面パッドの着座荷重を受けることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、製造コストを低減すると共に、意匠性を損なうことなく座席に着座した使用者の着座荷重を検出することができ、例えば、エアバッグシステム等の乗員保護装置に適用させることが可能となる。
【００１９】
また本発明は、上記座席において、背もたれパッドを備え、前記荷重受面は前記座面パッドおよび背もたれパッドの着座荷重を受けることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、背もたれ付きの座席であっても、使用者の着座荷重を精度よく検出することができる。
【００２１】
本発明の他の荷重検出装置は、荷重を受けて引張される複数の引張部材と、前記引張部材を支持する支持部と、前記複数の引張部材が張られた状態で前記引張部材に取り付けられており、前記引張部材に作用する荷重に応じた引張力を検出する引張力検出部とを備え、前記引張力検出部は、前記複数の引張部材に作用する引張力の合力を検出可能に設けられていることを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、荷重を受けた複数の引張部材が、張られた状態で引張力検出部に接続され、複数の引張部材の合力を引張力検出部により検出するようにしたので、単一の引張力検出部により荷重に応じた引張力を検出することができる。また、例えば、座席等の取付対象を支持することにより荷重を検出する構成ではないため、取付対象の内部に組み込むことができ、取付対象の意匠性を損なうことがない。したがって、製造コストを低減すると共に、意匠性を損なうことなく荷重を検出することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、製造コストを低減すると共に、意匠性を損なうことなく荷重を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る荷重検出装置の第１の実施の形態を示す図であり、荷重検出装置を備えた座席の側面模式図である。
【図２】本発明に係る荷重検出装置の第１の実施の形態を示す図であり、荷重検出装置の模式図である。
【図３】本発明に係る荷重検出装置の第１の実施の形態を示す図であり、座席による荷重検出動作の説明図である。
【図４】本発明に係る荷重検出装置の第２の実施の形態を示す図であり、荷重検出装置を備えた座席の側面模式図である。
【図５】本発明に係る荷重検出装置の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の第１の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る荷重検出装置を備えた座席の側面模式図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る荷重検出装置の模式図であり、（ａ）は上面模式図、（ｂ）は裏面模式図である。なお、図１に示す破線は、車両用の座席の輪郭を示している。また、以下の説明では荷重検出センサを備えた車両用の座席を例示して説明するが、荷重検出センサを取付可能なものであればよく、例えば、ベッド、便座等にも適用可能であり、人間だけでなく動物や物の荷重を検出するものにも適用可能である。
【００２６】
図１に示すように、座席１は、座部２と背もたれ部３とを有する車両用の座席であり、座部２の図示しない座席カバーの内側には、乗員が着座する座面パッド５と座面パッド５を介して乗員の着座荷重を検出する荷重検出装置７とが設けられている。座面パッド５は、ウレタンフォームにより板状に形成され、荷重検出装置７に取り付けられている。
【００２７】
荷重検出装置７は、着座荷重を引張力として検出するものであり、座面に対して平行となるように座席１の支持面に固定された矩形枠状の支持フレーム１１を有して構成されている。支持フレーム１１には、座席前側の支持部１１ａに第１のプーリ１２が回転自在に設けられ、座席後側の支持部１１ｂに第２のプーリ１３が回転自在に設けられている。
【００２８】
図２に示すように、支持フレーム１１の中央には、座面シート１５が位置され、この座面シート１５は第１、第２のプーリ１２、１３に架けられた複数（本実施の形態では６つ）のワイヤ１７により座席１の前後方向に引張支持されている。また、荷重検出装置７の座面シート１５の裏面側には、第１、第２のプーリ１２、１３により折り返されて接続された複数のワイヤ１７に適度な引張力を付与するコイルばね２１と、複数のワイヤ１７の引張力の合力を検出するテンションゲージ２２とが設けられている。
【００２９】
座面シート１５は、矩形状に形成されており、乗員の着座荷重を受ける荷重受面に座面パッド５が位置ズレしないように取り付けられる。複数のワイヤ１７は、弾性材料で形成されており、半数（本実施の形態では３つ）が座面シート１５の座席前側の一辺部に取り付けられ、残りの半数（本実施の形態では３つ）が座席後側の他辺部にそれぞれ取り付けられている。なお、本実施の形態では、座面シート１５の対向する辺部に複数のワイヤ１７を半数ずつ取り付ける構成としたが、半数ずつではなく、略半数ずつ取り付ける構成、例えば、座面シート１５の一辺部に４つのワイヤ１７を取り付け、他辺部に３つのワイヤ１７を取り付ける構成としてもよい。
【００３０】
座面シート１５の座席前側の一辺部に取り付けられた各ワイヤ１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、座席幅方向に等間隔に配置され、第１のプーリ１２に折り返されて座面シート１５の裏面側において接続され、ワイヤ１７ｇにまとめられている。同様に、座面シート１５の座席前側の他辺部に取り付けられた各ワイヤ１７ｄ、１７ｅ、１７ｆは、座席幅方向に等間隔に配置され、第２のプーリ１３に折り返されて、座面シート１５の裏面側において接続され、ワイヤ１７ｈにまとめられている。
【００３１】
このとき、ワイヤ１７ａから１７ｃの長さは、ワイヤ１７ｇに引張力が作用した場合に張るように調整されている。同様に、ワイヤ１７ｄから１７ｆの長さは、ワイヤ１７ｈに引張力が作用した場合に張るように調整されている。そして、ワイヤ１７ｇは、ワイヤ１７ａから１７ｃが張られた状態を保つようにコイルばね２１の一端に接続され、ワイヤ１７ｈは、ワイヤ１７ｄから１７ｆが張られた状態を保つようにテンションゲージ２２および中間ワイヤ２３を介してコイルばね２１の他端に接続されている。したがって、ワイヤ１７ｇにはワイヤ１７ａから１７ｃの引張力の合力が作用し、ワイヤ１７ｈにはワイヤ１７ｄから１７ｆの引張力の合力が作用する。
【００３２】
コイルばね２１は、複数のワイヤ１７にプリテンションを付与して弛みを防止するものであり、一端がワイヤ１７ｇに接続され、他端が中間ワイヤ２３を介してテンションゲージ２２に接続されている。この構成により、複数のワイヤ１７に対して収縮力が作用するため、ワイヤ１７の伸びを吸収することが可能となる。この場合、コイルばね２１のばね係数は、ワイヤ１７に伸びが生じない程度に設定されているものとする。
【００３３】
テンションゲージ２２は、一端が中間ワイヤ２３に接続され、他端がワイヤ１７ｈに接続されている。また、テンションゲージ２２には、図示しない信号線を介して図示しないＥＣＵ（Electronic Control Unit）に接続されており、検出された引張力に応じた信号が出力される。このように、テンションゲージ２２から出力された引張力は、荷重と相関関係を有しているため、エアバッグシステム等の乗員保護装置に利用される。
【００３４】
ここで、図３を参照して本発明の第１の実施の形態に係る座席による荷重検出動作について説明する。図３は、本発明の第１の実施の形態に係る座席による荷重検出動作の説明図である。
【００３５】
図３（ａ）に示すように、乗員Ｍが座面パッド５の上に着座すると、荷重検出装置７の座面シート１５には矢印Ｇに示すように鉛直方向下方に着座荷重が作用する。座面シート１５に着座荷重が作用すると、座面シート１５を引張支持する複数のワイヤ１７が矢印ｔに示す方向に引張される。
【００３６】
このとき、座面シート１５の裏側では、図３（ｂ）に示すように、各ワイヤ１７が矢印ｔに示すように各ワイヤ１７の延在方向に沿って引張され、テンションゲージ２２には矢印Ｔに示すように各ワイヤ１７の引張力の合力が作用する。そして、テンションゲージ２２に各ワイヤ１７の引張力の合力が検出され、検出結果がＥＣＵに出力される。
【００３７】
また、荷重検出装置７は、テンションゲージ２２に検出される引張力の合力と着座荷重とが相関関係を有するように、座面シート１５やワイヤ１７の材質や張り具合等が調整されており、着座荷重を精度よく検出するように構成されている。
【００３８】
以上のように、本実施の形態に係る荷重検出装置７によれば、座面シート１５を引張支持する複数のワイヤ１７が、張られた状態で接続され、接続された複数のワイヤ１７の合力をテンションゲージ２２により検出するようにしたので、単一のテンションゲージ２２により荷重に応じた引張力を検出することができる。また、座席１の内部に取り付けられるため、座席１の意匠性を損なうことがない。したがって、製造コストを低減すると共に、意匠性を損なうことなく荷重を検出することができる。
【００３９】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本発明の第２の実施の形態に係る荷重検出装置を備えた座席は、上述した第１の実施の形態に係る荷重検出装置を備えた座席と背もたれに、もたれ掛った場合の着座荷重を可能な点においてのみ相違している。したがって、特に相違点についてのみ説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態に係る荷重検出装置を備えた座席の側面模式図である。
【００４０】
図４に示すように、座席３１は、座部３２と背もたれ部３３とを有する車両用の座席であり、座部３２の図示しない座席カバーの内側には、乗員が着座する座面パッド３５と、乗員Ｍがもたれ掛る背もたれパッド３６と、座面パッド３５および背もたれパッド３６を介して乗員Ｍの着座荷重を検出する荷重検出装置３７とが設けられている。座面パッド３５および背もたれパッド３６は、ウレタンフォームにより板状に形成され、荷重検出装置３７に取り付けられている。
【００４１】
荷重検出装置３７は、座面に対して平行となるように座席３１の支持面に固定された矩形枠状の座面用支持フレーム４１と、座面用支持フレーム４１から立ち上がるＵ字枠状の背もたれ用フレーム４２とを有して構成されている。座面用支持フレーム４１には、座席前側の支持部４１ａに第１のプーリ４４が回転自在に設けられ、座席後側の支持部４１ｂに第２のプーリ４５が回転自在に設けられている。背もたれ用支持フレーム４２には、座面用支持フレーム４１の座席後側の支持部４１ｂの上方に位置する座席上側の支持部４２ａに第３のプーリ４６が回転自在に設けられている。
【００４２】
また、第２のプーリ４５の近傍には、座部３２と背もたれ部３３との屈曲部分に第４のプーリ４７が図示しないフレームに回動自在に設けられている。そして、第４のプーリ４７にワイヤ５１が架けられることにより座席３１の前面側で側面視Ｌ字状にワイヤ５１が張られ、第２のプーリ４５にワイヤ５１が架けられることにより座席３１の背面側で側面視Ｌ字状にワイヤ５１が張られる。
【００４３】
座面用支持フレーム４１の中央には、座面シート５３が位置され、背もたれ用支持フレーム４２の中央には、背面シート５４が位置されており、それぞれ第１、第２、第３、第４のプーリ４４、４５、４６、４７に架けられた複数のワイヤ５１により引張支持されている。また、荷重検出装置３７の座面シート５３の裏面側には、第１、第２のプーリ４４、４５により折り返されて接続された複数のワイヤ５１に適度な引張力を付与するコイルばね４８と、複数の引張力の合力を検出するテンションゲージ４９とが設けられている。
【００４４】
このように構成された座席３１に乗員Ｍが着座すると、荷重検出装置３７の座面シート５３には矢印Ｇ１に示すように鉛直方向下方に着座荷重が作用すると共に、背面シート５４には矢印Ｇ２に示すように後方に着座荷重が作用する。座面シート５３および背面シート５４に着座荷重が作用すると、複数のワイヤ５１が矢印ｔの示す方向に引張される。
【００４５】
このとき、座面シート５３の裏側では、各ワイヤ５１が延在方向に沿って引張され、テンションゲージ４９には矢印Ｔに示すように各ワイヤ５１の引張力の合力が作用する。そして、テンションゲージ４９に各ワイヤ５１の引張力の合力が検出され、検出結果がＥＣＵに出力される。
【００４６】
以上のように、本実施の形態に係る荷重検出装置３７によれば、座面シート５３および背面シート５４を引張支持する複数のワイヤ５１が、張られた状態で接続され、接続された複数のワイヤ５１の合力をテンションゲージ４９により検出するようにしたので、単一のテンションゲージ４９により荷重に応じた引張力を検出することができる。このように、背もたれ付きの座席３１であっても、乗員Ｍの着座荷重を精度よく検出することが可能となる。
【００４７】
なお、上記した各実施の形態においては、テンションゲージ２２、４９に検出される引張力の合力と着座荷重とが相関関係を有する構成としたが、複数のレンジに分けて着座荷重が検出されるようにしてもよい。これにより、座面シート１５、５３、背面シート５４、ワイヤ１７、５１の材質や張り具合等の調整が容易となる。例えば、乗員Ｍが大人か子供かを判定して、エアバッグシステムを作動させるときに有効である。
【００４８】
また、上記した各実施の形態においては、複数のワイヤ１７、５１により座面シート１５、５３を支持する構成としたが、座面シート１５、５３の一辺部および他辺部にそれぞれ一本ずつ接続した２本のワイヤ１７、５１により座面シート１５、５３を支持する構成としてもよい。
【００４９】
また、上記した各実施の形態においては、ワイヤ１７、５１の引張力を検出するものとしてテンションゲージ２２、４９を使用する構成としたが、この構成に限定されるものではない。各ワイヤ１７、５１の引張力の合力を検出するものであればよく、例えば、引張力検出部を板状の起歪体と、起歪体に貼着された歪ゲージ等で構成するようにしてもよい。
【００５０】
また、上記した各実施の形態においては、乗員Ｍの荷重を引張力として伝達するものとして、ワイヤ１７、５１を使用する構成としたが、この構成に限定されるものではない。乗員Ｍの荷重を引張力として伝達するものであればよく、例えば、帯状に形成された帯状部材を使用する構成としてもよい。
【００５１】
また、上記した各実施の形態においては、乗員Ｍの荷重を受けるものとして座面シート１５、５３および背面シート５４を使用する構成としたが、この構成に限定されるものではない。着座荷重を受ける荷重受面を有するものであればよく、荷重受部を板状に形成してもよいし、矩形状のシートではなく三角形状のシートで構成してもよい。
【００５２】
また、上記した各実施の形態においては、ワイヤ１７、５１の弛みを防止するものとしてコイルばね２１、４８を使用する構成としたが、この構成に限定されるものではない。ワイヤ１７、５１の弛みを防止するものであれば、どのような構成であってもよい。また、ワイヤ１７、５１の弾性が十分に小さく、ワイヤ１７、５１の張りを維持可能な場合や、着座荷重を複数のレンジに分けて検出するような高度の検出精度が求められていない場合にはコイルばね２１、４８を除いた構成としてもよい。
【００５３】
また、上記した各実施の形態においては、座面シート１５、５３および背面シート５４により着座荷重を受ける構成としたが、この構成に限定されるものではない。図５に示すように、例えば、直に複数のワイヤ６５により着座荷重を受けるようにしてもよい。この場合、複数のワイヤ６５に座面パッド６６が支持されるように構成される。この構成により、座面シートおよび背面シートが不要な分だけ部品点数を削減して、製造コストを低減させることが可能となる。
【００５４】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上説明したように、本発明は、製造コストを低減すると共に、意匠性を損なうことなく荷重を検出できるという効果を有し、特に自動車に乗車した乗員の体重を検出する荷重検出装置および座席に有用である。
【符号の説明】
【００５６】
１、３１ 座席
２、３２ 座部
３、３３ 背もたれ部
５、３５ 座面パッド
７、３７ 荷重検出装置
１１ 支持フレーム（支持部）
１２、４４ 第１のプーリ（支持部）
１３、４５ 第２のプーリ（支持部）
１５、５３ 座面シート（荷重受部）
１７、５１、６５ ワイヤ（引張部材）
２１、４８ コイルばね（弛み防止部）
２２、４９ テンションゲージ（引張力検出部）
３６ 背もたれパッド
４１ 座面用支持フレーム（支持部）
４２ 背面用支持フレーム（支持部）
４６ 第３のプーリ（支持部）
４７ 第４のプーリ（支持部）
５４ 背面シート（荷重受部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷重を受ける荷重受面を有する荷重受部と、
前記荷重受部の外側に配設された支持部と、
前記支持部を介して前記荷重受部を多方向から引張する複数の引張部材と、
前記複数の引張部材が張られた状態で前記引張部材に取り付けられており、前記荷重受部に作用する荷重に応じた引張力を検出する引張力検出部とを備え、
前記引張力検出部は、前記複数の引張部材に作用する引張力の合力を検出可能に設けられていることを特徴とする荷重検出装置。
【請求項２】
前記複数の引張部材の弛みを防止するための弛み防止部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の荷重検出装置。
【請求項３】
前記弛み防止部は、両端が前記引張部材に接続されたコイルばねであることを特徴とする請求項２に記載の荷重検出装置。
【請求項４】
前記引張部材は、弾性材料のワイヤであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の荷重検出装置。
【請求項５】
前記荷重受部は、シート状に形成されており、
前記複数の引張部材は、略半数が前記荷重受部を一方向に引張し、残りの略半数が前記荷重受部を一方向に対して逆方向に引張しており、
前記複数の引張部材の略半数および残りの略半数は、前記引張力検出部を間に挟んだ２箇所においてそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１から請求項４に記載の荷重検出装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５に記載の荷重検出装置と、座面パッドとを備え、前記荷重受面は前記座面パッドの着座荷重を受けることを特徴とする座席。
【請求項７】
背もたれパッドを備え、前記荷重受面は前記座面パッドおよび背もたれパッドの着座荷重を受けることを特徴とする請求項６に記載の座席。
【請求項８】
荷重を受けて引張される複数の引張部材と、
前記引張部材を支持する支持部と、
前記複数の引張部材が張られた状態で前記引張部材に取り付けられており、前記引張部材に作用する荷重に応じた引張力を検出する引張力検出部とを備え、
前記引張力検出部は、前記複数の引張部材に作用する引張力の合力を検出可能に設けられていることを特徴とする荷重検出装置。
【請求項１】
荷重を受ける荷重受面を有する荷重受部と、
前記荷重受部の外側に配設された支持部と、
前記支持部を介して前記荷重受部を多方向から引張する複数の引張部材と、
前記複数の引張部材が張られた状態で前記引張部材に取り付けられており、前記荷重受部に作用する荷重に応じた引張力を検出する引張力検出部とを備え、
前記引張力検出部は、前記複数の引張部材に作用する引張力の合力を検出可能に設けられていることを特徴とする荷重検出装置。
【請求項２】
前記複数の引張部材の弛みを防止するための弛み防止部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の荷重検出装置。
【請求項３】
前記弛み防止部は、両端が前記引張部材に接続されたコイルばねであることを特徴とする請求項２に記載の荷重検出装置。
【請求項４】
前記引張部材は、弾性材料のワイヤであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の荷重検出装置。
【請求項５】
前記荷重受部は、シート状に形成されており、
前記複数の引張部材は、略半数が前記荷重受部を一方向に引張し、残りの略半数が前記荷重受部を一方向に対して逆方向に引張しており、
前記複数の引張部材の略半数および残りの略半数は、前記引張力検出部を間に挟んだ２箇所においてそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１から請求項４に記載の荷重検出装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５に記載の荷重検出装置と、座面パッドとを備え、前記荷重受面は前記座面パッドの着座荷重を受けることを特徴とする座席。
【請求項７】
背もたれパッドを備え、前記荷重受面は前記座面パッドおよび背もたれパッドの着座荷重を受けることを特徴とする請求項６に記載の座席。
【請求項８】
荷重を受けて引張される複数の引張部材と、
前記引張部材を支持する支持部と、
前記複数の引張部材が張られた状態で前記引張部材に取り付けられており、前記引張部材に作用する荷重に応じた引張力を検出する引張力検出部とを備え、
前記引張力検出部は、前記複数の引張部材に作用する引張力の合力を検出可能に設けられていることを特徴とする荷重検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１６００４９（Ｐ２０１０−１６００４９Ａ）
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４２９（Ｐ２００９−２４２９）
【出願日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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