(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員に掛け回されたシートベルトが車両衝突時に乗員を拘束したとき、乗員に対するシートベルトの角度変化による乗員への圧迫荷重の変化を、前記シートベルトの角度変化に基づき、その張力を制御してキャンセルする張力制御手段を備えたことを特徴とするシートベルト装置。
【請求項２】
乗員に掛け回されたシートベルトの張力を検出する手段と、前記シートベルトが車両衝突時に乗員を拘束したとき、乗員に対するシートベルトの角度変化を検出又は予測する手段と、
前記シートベルトの張力を調節する手段と、
前記検出した張力及び検出した角度変化又は予測した角度変化に基づき前記シートベルトが乗員に与える圧迫荷重の変化を、前記シートベルトの張力調節手段を制御してキャンセルする制御手段とを備えたことを特徴とするシートベルト装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のシートベルト装置であって、
前記シートベルトの角度変化は、該シートベルトのショルダーベルト部が車体前後方向の中心線に対してなす角度の変化であることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項４】
請求項１又は３記載のシートベルト装置であって、
前記張力制御手段は、前記シートベルトの張力が徐々に低くなるように制御することを特徴とするシートベルト装置。
【請求項５】
請求項２又は３記載のシートベルト装置であって、
前記制御手段は、前記シートベルトの張力が徐々に低くなるように前記張力調節手段を制御することを特徴とするシートベルト装置。
【請求項６】
請求項２又は３若しくは５記載のシートベルト装置であって、
前記張力調節手段は、前記シートベルトの巻取軸に前記制御手段が制御する油圧によりパッドを押しつけて巻き出し方向の回転に抗する摩擦力を付与するものであることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項７】
請求項１又は３若しくは４記載のシートベルト装置であって、
前記張力制御手段は、前記シートベルトの巻取軸にテーパー部を一体的に設け、該テーパー部に接触しながら巻取軸の回転に連動しつつ軸方向に移動して該巻取軸に巻き出し方向の抗力を付与するバイト部を設けてなるものであることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項８】
請求項１又は３若しくは４記載のシートベルト装置であって、
前記張力制御手段は、前記シートベルトの摩擦係数を前記シートベルトの巻取軸に近いほど小さくしたものであることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項９】
請求項１又は３若しくは４記載のシートベルト装置であって、
前記張力制御手段は、前記シートベルトのショルダーベルト部に、折り返し重合部を設けると共に、該折り返し重合部に、折り返し先端側は漸次間隔が広くなるように所定間隔で縫い合わせ部を設けて構成したことを特徴とするシートベルト装置。
【請求項１０】
請求項１又は３若しくは４記載のシートベルト装置であって、
前記張力制御手段は、前記シートベルトのリトラクタに、シートベルト繰り出し方向の反対側へ突出し先端側へ漸次板厚が薄くなる取付板部を設け、該取付板部に、突出方向に沿ってスリットを設けると共に、突出方向の基部側で前記スリットに該スリットの間隔よりも大きい貫通部を設け、該貫通部に対応した大きさの径を有する締結具を貫通部に挿通して取付板部を車体側に取り付けて構成したことを特徴とするシートベルト装置。
【請求項１１】
乗員に掛け回されたシートベルトが車両衝突時に乗員を拘束したとき、乗員に対するシートベルトの角度変化を検出又は予測する手段と、
前記シートベルトの角度を調節する手段と、
前記検出した角度変化又は予測した角度変化に基づき前記シートベルトが乗員に与える圧迫荷重の変化を、前記シートベルトの角度調節手段を制御してキャンセルする制御手段とを備えたことを特徴とするシートベルト装置。
【請求項１２】
請求項１１記載のシートベルト装置であって、
前記角度調節手段は、前記シートベルトのラップベルト部及びショルダーベルト部の間を車体側に連結する連結具を車体側に対し強制的に回転させるものであることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項１３】
請求項１２記載のシートベルト装置であって、
前記角度調節手段の連結具は、前記シートベルトに取り付けられたタングを結合し車体側に回転自在に支持されたインナーバックルであり、該インナーバックルを強制的に回転させる火薬テンショナを設けたものであることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項１４】
請求項１３記載のシートベルト装置であって、
前記インナーバックルは、乗員の前方移動に応じて伸縮調節自在であることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載のシートベルト装置であって、
前記角度変化を検出又は予測する手段は、シートクッションの座面に設けられた圧力センサであることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれかに記載のシートベルト装置であって、
前記角度変化を検出又は予測する手段は、内外の球殻と該内外の球殻の相対回転変位を検出する複数の電極とを備え、
前記外側の球殻を車体側に支持し、内側の球殻に前記シートベルトのショルダーベルト部を挿通支持したことを特徴とするシートベルト装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれかに記載のシートベルト装置であって、
前記シートベルトは、予め設定したヒューズ荷重になるとその荷重上昇を抑制可能に所定量伸びる特性を有し、
該シートベルトの一端を車体側に結合し、  前記シートベルトの他端を巻き取る車体側に取り付けられたリトラクタと、
車体が受ける衝撃を検出する衝撃検出手段とを備え、
前記衝撃検出手段からの検出衝撃により前記シートベルトの巻き出しを停止し、このシートベルトの張力がヒューズ荷重と一致したとき、前記シートベルトの角度変化による圧迫荷重の変化を、シートベルトの角度変化に基づいてその張力を制御することによりキャンセルすることを特徴とするシートベルト装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗員拘束時にシートベルトから乗員に与える圧迫荷重の変化を抑制することのできるシートベルト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のシートベルト装置としては、特開平６−４８２６７号公報に記載された図２７に示すものがある。この図２７に示すものは、車両の衝突時にリトラクタによるシートベルトの巻き締まりを防止した後、シートベルトの張力を和らげて乗員を拘束するシートベルト装置であり、具体的にはシートベルト１が図２８に示すように、ヒューズ荷重値Ｎ０  に達すると、その荷重上昇を抑制するように所定量伸びるヒューズ特性を有している。
【０００３】
このシートベルト１を乗員に装着した状態において、衝突センサ３が基準値以上の検出衝突信号を制御部５に出力すると、制御部５がプリテンショナ機構７のガスジェネレータ９を点火し、プリテンショナ機構７がシートベルト１の引き込みを開始して乗員を初期拘束する。そして、シートベルト１の張力がヒューズ荷重値Ｎ０  に一致した時、シートベルト１の引き込みを終了する。これによりシートベルト１のヒューズ特性によって、シートベルト１の荷重上昇を抑制し、シートベルト１から乗員への圧迫荷重の変化を抑制することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、乗員Ｐに対するシートベルト１の掛け回し状態を見ると、図２９の（ａ），（ｂ）のようになっている。（ａ）は乗員Ｐの前方斜めから見たものであり、（ｂ）はショルダーベルト部１ａの車体に対する状態を示している。この図２９においてＹは車体前後方向、Ｘは車幅方向、Ｚは上下方向をそれぞれ示している。
【０００５】
そしてショルダーベルト部１ａで示すと、車体前後方向の中心線に対し上下方向、車幅方向共にθＳ  の角度をもって乗員Ｐに掛け回されている。
【０００６】
このような掛け回し状態で、車両前面衝突のような場合に、乗員が図３０，図３１のように前方へ移動すると、ショルダーベルト部１ａの角度θＳ  は同図のように減少するので、ショルダーベルト部１ａから乗員Ｐに作用するＹ方向成分（車両前後方向成分）、すなわち圧迫荷重はＮ０  ＣＯＳ  θＳ  のように増加する。又、同様な理由でラップベルト部１ｂの車体中心線に対する上下方向の角度θＬ  も減少し、同様にＹ方向成分が増加する。
【０００７】
すなわち図３２のグラフで見ると、衝突後時間と共に横軸で示すように、乗員前方移動量は増加し、それに応じて縦軸で示すベルト角度θＳ  ，θＬ  は減少する。
【０００８】
そして、図３３（ｂ）のように、ヒューズ特性によってショルダーベルト部の荷重値ＴＳ  ＝Ｎ０  が一定であるにも拘らず、Ｙ方向成分は増大する。又、ラップベルト部においても、同図（Ｃ）のようにラップベルト部の荷重値ＴＬ  がピーク値に達して略一定値になるにも拘らず、同様にＹ方向成分は増加している。
【０００９】
従って、同図（ａ）のように乗員胸部減速度は乗員前方移動（時間）と共に増大し、シートベルトの荷重値が一定であるにも拘らず、乗員の胸部に掛かる圧迫荷重は一定にはならないという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、乗員前方移動に伴う圧迫荷重の変化をキャンセルすることのできるシートベルト装置の提供を課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、乗員に掛け回されたシートベルトが車両衝突時に乗員を拘束したとき、乗員に対するシートベルトの角度変化による乗員への圧迫荷重の変化を、前記シートベルトの角度変化に基づき、その張力を制御してキャンセルする張力制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、乗員に掛け回されたシートベルトの張力を検出する手段と、前記シートベルトが車両衝突時に乗員を拘束したとき、乗員に対するシートベルトの角度変化を検出又は予測する手段と、前記シートベルトの張力を調節する手段と、前記検出した張力及び検出した角度変化又は予測した角度変化に基づき前記シートベルトが乗員に与える圧迫荷重の変化を、前記シートベルトの張力調節手段を制御してキャンセルする制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載のシートベルト装置であって、前記シートベルトの角度変化は、該シートベルトのショルダーベルト部が車体前後方向の中心線に対してなす角度の変化であることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１又は３記載のシートベルト装置であって、前記張力制御手段は、前記シートベルトの張力が徐々に低くなるように制御することを特徴とする。
【００１５】
従って、シートベルトの張力が徐々に低くなることによって、シートベルトの角度が小さくなっても、張力の車両前後方向成分（Ｙ方向成分）は略一定にすることができる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項２又は３記載のシートベルト装置であって、前記制御手段は、前記シートベルトの張力が徐々に低くなるように前記張力調節手段を制御することを特徴とする。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項２又は３若しくは５記載のシートベルト装置であって、前記張力調節手段は、前記シートベルトの巻取軸に前記制御手段が制御する油圧によりパッドを押しつけて巻き出し方向の回転に抗する摩擦力を付与するものであることを特徴とする。
【００１８】
従って、巻取軸に対するパッドの押し付けによる摩擦力を例えば徐々に小さくなるように調整することができる。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項１又は３若しくは４記載のシートベルト装置であって、前記張力制御手段は、前記シートベルトの巻取軸にテーパー部を一体的に設け、該テーパー部に接触しながら巻取軸の回転に連動しつつ軸方向に移動して該巻取軸に巻き出し方向の抗力を付与するバイト部を設けてなるものであることを特徴とする。
【００２０】
従って、バイト部がテーパー部に接触しながら軸方向の小径側に移動することによって、巻取軸に巻き出し方向の抗力を徐々に小さくしながら付与することができる。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項１又は３若しくは４記載のシートベルト装置であって、前記張力制御手段は、前記シートベルトの摩擦係数を前記シートベルトの巻取軸に近いほど小さくしたものであることを特徴とする。
【００２２】
従って、請求項１又は３若しくは４記載の発明の作用に加え、シートベルトの摩擦力による繰り出し方向に抗する力を徐々に小さくすることができる。
【００２３】
請求項９の発明は、請求項１又は３若しくは４記載のシートベルト装置であって、前記張力制御手段は、前記シートベルトのショルダーベルト部に、折り返し重合部を設けると共に、該折り返し重合部に、折り返し先端側は漸次間隔が広くなるように所定間隔で縫い合わせ部を設けて構成したことを特徴とする。
【００２４】
従って、請求項１又は３若しくは４記載の発明の作用に加え、折り返し重合部の縫い合わせ部が基端側の間隔の狭い側から先端側の間隔が広い側へ徐々に破断していくことによって、シートベルトの巻き出しを次第に大きくすることができる。
【００２５】
請求項１０の発明は、請求項１又は３若しくは４記載のシートベルト装置であって、前記張力制御手段は、前記シートベルトのリトラクタに、シートベルト繰り出し方向の反対側へ突出し先端側へ漸次板厚が薄くなる取付板部を設け、該取付板部に、突出方向に沿ってスリットを設けると共に、突出方向の基部側で前記スリットに該スリットの間隔よりも大きい貫通部を設け、該貫通部に対応した大きさの径を有する締結具を貫通部に挿通して取付板部を車体側に取り付けて構成したことを特徴とする。
【００２６】
従って、請求項１又は３若しくは４記載の発明の作用に加え、リトラクタがシートベルトに引かれて、その取付板部のスリットが車体側の締結具によって押し拡げられながらリトラクタが移動する。この時、取付板部は漸次板厚が薄くなるように形成されているため、スリットが締結具によって押し拡げられる時の抗力も徐々に小さくなる。
【００２７】
請求項１１の発明は、乗員に掛け回されたシートベルトが車両衝突時に乗員を拘束したとき、乗員に対するシートベルトの角度変化を検出又は予測する手段と、  前記シートベルトの角度を調節する手段と、前記検出した角度変化又は予測した角度変化に基づき前記シートベルトが乗員に与える圧迫荷重の変化を、前記シートベルトの角度調節手段を制御してキャンセルする制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００２８】
従って、検出した角度変化又は予測した角度変化に基づき角度調節手段がシートベルトの角度を調節し、圧迫荷重の変化をキャンセルすることができる。
【００２９】
請求項１２の発明は、請求項１１記載のシートベルト装置であって、前記角度調節手段は、前記シートベルトのラップベルト部及びショルダーベルト部の間を車体側に連結する連結具を車体側に対し強制的に回転させるものであることを特徴とする。
【００３０】
従って、請求項１１の発明の作用に加え、連結具を強制的に回転させることによって、ラップベルト部の角度変化を規制し、圧迫荷重の変化をキャンセルすることができる。
【００３１】
請求項１３の発明は、請求項１２記載のシートベルト装置であって、前記角度調節手段の連結具は、前記シートベルトに取り付けられたタングを結合し車体側に回転自在に支持されたインナーバックルであり、該インナーバックルを強制的に回転させる火薬テンショナを設けたものであることを特徴とする。
【００３２】
従って、請求項１２の発明の作用に加え、インナーバックルを火薬テンショナの作動により強制的に回転させ、ラップベルト部の角度変化を規制することができる。
【００３３】
請求項１４の発明は、請求項１３記載のシートベルト装置であって、前記インナーバックルは、乗員の前方移動に応じて伸縮調節自在であることを特徴とする。
【００３４】
請求項１５の発明は、請求項１〜１４のいずれかに記載のシートベルト装置であって、前記角度変化を検出又は予測する手段は、シートクッションの座面に設けられた圧力センサであることを特徴とする。
【００３５】
従って、請求項１〜１４のいずれかの発明の作用に加え、シートクッションの座面に設けられた圧力センサによってシートクッションに対する乗員の位置を検出し、シートベルトの角度変化を検出又は予測することができる。
【００３６】
請求項１６の発明は、請求項１〜１５のいずれかに記載のシートベルト装置であって、前記角度変化を検出又は予測する手段は、内外の球殻と該内外の球殻の相対回転変位を検出する複数の電極とを備え、前記外側の球殻を車体側に支持し、内側の球殻に前記シートベルトのショルダーベルト部を挿通支持したことを特徴とする。
【００３７】
従って、請求項１〜１５のいずれかの発明の作用に加え、シートベルトのショルダーベルト部が角度変化すると、ショルダーベルトを挿通支持している内側の球殻が外側の球殻に対して相対回転し、複数の電極によって該相対回転変位を検出し、ショルダーベルト部の角度変化を検出することができる。
【００３８】
請求項１７の発明は、請求項１〜１６のいずれかに記載のシートベルト装置であって、前記シートベルトは、予め設定したヒューズ荷重になるとその荷重上昇を抑制可能に所定量伸びる特性を有し、該シートベルトの一端を車体側に結合し、前記シートベルトの他端を巻き取る車体側に取り付けられたリトラクタと、車体が受ける衝撃を検出する衝撃検出手段とを備え、前記衝撃検出手段からの検出衝撃により前記シートベルトの巻き出しを停止し、このシートベルトの張力がヒューズ荷重と一致したとき、前記シートベルトの角度変化による圧迫荷重の変化を、シートベルトの角度変化に基づいてその張力を制御することによりキャンセルすることを特徴とする。
【００３９】
従って、請求項１〜１６のいずれかの発明の作用に加え、シートベルトを乗員に掛け回した状態において、衝撃検出手段が検出衝撃をリトラクタに出力すると、リトラクタがシートベルトの巻き出しを停止し、このシートベルトの張力がヒューズ荷重値と一致した時、シートベルトの引き込みを終了して、シートベルトのヒューズ特性で乗員を拘束し、このときのシートベルトの角度変化による圧迫荷重の変化をキャンセルしてヒューズ特性での拘束を確実に達成することができる。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１の発明では、車両衝突時に乗員に掛け回されているシートベルトに変化があっても、シートベルトによる乗員への圧迫荷重の変化を規制することができ、乗員の胸部等に対する荷重を略一定に制御することができる。
【００４１】
請求項２の発明では、制御手段による張力調節手段の制御によってシートベルトの角度変化に拘らず、乗員の圧迫荷重の変化をキャンセルすることができ、乗員の胸部等に対する荷重を略一定にすることができる。
【００４２】
請求項３の発明では、請求項１又は２の発明の効果に加え、シートベルトのショルダーベルト部の角度変化を的確に検出又は予測することができ、シートベルトから乗員に作用する圧迫荷重をより的確に一定にすることができる。
【００４３】
請求項４の発明では、請求項１又は３の発明の効果に加え、シートベルトの張力が徐々に低くなることによって、乗員の胸部等に対する荷重を略一定にすることができる。
【００４４】
請求項５の発明では、張力調節手段の制御によって、シートベルトの張力が徐々に低くなるように制御し、乗員の胸部等に対する荷重を略一定にすることができる。
【００４５】
請求項６の発明では、請求項２又は３若しくは５の発明の効果に加え、油圧制御のパッドにより摩擦力を制御するため、より的確な調節を行なうことができ、乗員の胸部等に対する荷重をより的確に一定にすることが可能となる。また。油圧制御により、胸部等に対する略一定の荷重値も任意に設定することが可能となる。
【００４６】
請求項７の発明では、請求項１又は３若しくは４の発明の効果に加え、テーパー部にバイト部を押し付けることによって機械的に調節することができる。
【００４７】
請求項８の発明では、請求項１又は３若しくは４の発明の効果に加え、シートベルトの摩擦係数を変えるだけでよく、部品点数の増加がなく小型化を達成することができる。
【００４８】
請求項９の発明では、請求項１又は３若しくは４の発明の効果に加え、シートベルトの折り返し重合部を縫い合わせるだけでよく、部品点数が少なく構造が簡単で小型化を図ることもできる。
【００４９】
請求項１０の発明では、請求項１又は３若しくは４の発明の効果に加え、スリットを押し開くことによって確実に抗力を調整することができ、しかも取付板部を利用するため構造が簡単である。
【００５０】
請求項１１の発明では、シートベルトの角度そのものの変化を制御するため、シートベルトの張力調整は必要とすることがなく、確実に圧迫荷重の変化をキャンセルすることができる。
【００５１】
請求項１２の発明では、請求項１１の発明の効果に加え、連結具の強制的な回転によって、ラップベルト部の角度変化を確実に規制し、ラップベルト部からの圧迫荷重の変化を確実にキャンセルすることができる。
【００５２】
請求項１３の発明では、請求項１２の発明の効果に加え、インナーバックルの火薬テンショナによる強制的な回転により、ラップベルト部の角度変化を迅速、且つ確実に制御し、圧迫荷重の変化を確実にキャンセルすることができる。
【００５３】
請求項１４の発明では、インナーバックルが乗員の前方移動に応じて伸縮調節されるため、乗員の前方移動に応じて、より的確にラップベルト部の角度調節を行なうことができる。
【００５４】
請求項１５の発明では、請求項１〜１４のいずれかの発明の効果に加え、シートクッションの圧力センサによって乗員腰部の動きを確実にとらえることができ、ラップベルト部等の角度変化を確実に検出又は予測して、圧迫荷重をより確実にキャンセルすることができる。
【００５５】
請求項１６の発明では、請求項１〜１５のいずれかの発明の効果に加え、ショルダーベルト部の角度変化を確実に検出することができ、ショルダーベルト部の圧迫荷重の変化を確実にキャンセルすることができる。
【００５６】
請求項１７の発明では、請求項１〜１６のいずれかの発明の効果に加え、シートベルトの角度変化による圧迫荷重の変化をキャンセルし、ヒューズ特性での乗員拘束を確実に達成することができる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態として３点式のシートベルト装置を示している。このシートベルト装置は、シートベルト１、ショルダーアンカ１１、リトラクタ１３、ベルト荷重制御装置１５、ロードセル１７、インナーバックル１９、火薬テンショナ２１、圧力センサ２３、及びコントローラ２５を備えている。
【００５８】
前記シートベルト１は、図示しない一端が車体下部に取付けられ、他端がスルーリングを有したタング２７及び車体センターピラー２９に取付けられた前記ショルダーアンカ１１に挿通支持され、更に前記リトラクタ１３に繰り出し自在に巻き取られている。該リトラクタ１３は，前記ロードセル１７を介して車体側に取付けられている。前記ロードセル１７は、シートベルト１の張力を検出する手段を構成している。
【００５９】
前記タング２７はシート３１のシートクッション３３側に取付けられた前記インナーバックル１９に着脱自在に結合されている。該タング２７はシートベルト１をショルダーベルト部１ａとラップベルト部１ｂとの間を区分し、インナーバックル１９はラップベルト部１ｂ及びショルダーベルト部１ａの間を車体側に連結する連結具を構成している。
【００６０】
前記制御手段としてのコントローラ２５には、車両衝突時に車体が受ける衝撃を検出する衝撃検出手段として衝突検知センサ３７からの検出衝撃が入力されるようになっている。
【００６１】
更に各部を説明すると、前記ショルダーアンカ１１は本実施形態において、シートベルト１が車両衝突時に乗員を拘束したとき乗員に対するシートベルトの角度変化を検出又は予測する手段をも構成している。すなわち、前記ショルダーアンカ１１は図２〜図５のように構成され、内外の球殻３９，４１と該内外の球殻３９，４１の相対回転変位を検出する複数の電極４３（４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ），４５（４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ）とを備えている。
【００６２】
前記内側の球殻３９は略中空球状をなし、シートベルト１を挿通する挿通部４７を備え、外面に前記電極４５が取付けられている。
【００６３】
前記外側の球殻４１は内側の球殻３９を内包して、内側の球殻３９を回転自在に支持するもので、シートベルト１を引き出すための大きめの開口４９ａ，４９ｂが設けられ、内面に前記電極４３が取付けられている。該外側の球殻４１は図５のように、上部材４１ａと下部材４１ｂとの半割りの合わせ構造であり、内側の球殻３９を収容した後、両部材４１ａ，４１ｂを合わせて固定するものである。この外側部材４１は、前記センターピラー２９に固定されている。
【００６４】
そして前記電極４３は、例えば４つの電極４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄからなり、他方の電極４５は同じく４つの電極４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄからなり、それぞれ別の回路で結線され、前記コントローラ２５に信号が入力されるようになっている。従って、これら各電極４３，４５の組み合わせによって、図６のように、電極４３ａと４５ａとが接触した場合は、ベルト角θ１  、同４３ａと４５ｂとが接触した場合は、ベルト角θ２  というようにしてベルト角θを検出できるようになっている。
【００６５】
前記リトラクタ１３には、図７のように、ベルト巻取軸５１にシートベルト１の張力調節手段としての前記ベルト荷重制御装置１５が取付けられている。該ベルト荷重制御装置１５は図示はしないが、リトラクタ１３のハウジングに固定され、図８のように、巻取軸５１に接触可能なパッド５３と該パッド５３に一体的に取付けられたピストン５５と、該ピストン５５を収容するシリンダ室５７とを備えている。
【００６６】
該シリンダ室５７には前記コントローラ２５による図示しないバルブの制御によって油圧が給排され、パッド５３によって巻取軸５１にシートベルト１の巻き出し方向の回転に抗する摩擦力を付与できるようになっている。この摩擦力は、前記コントローラ２５によりロードセル１７で検出したシートベルト１の張力及びショルダーアンカ１１で検出したシートベルト１の角度変化に基づき、シートベルト１が乗員に与える圧迫荷重の変化をキャンセルするように制御されている。この場合、後述するが、コントローラ２５はシートベルト１の張力が徐々に低くなるようにベルト荷重制御装置１５を制御している。
【００６７】
前記インナーバックル１９は、バックル部１９ａとロッド１９ｂとを備え、両者がピン１９ｃによって回転可能に結合されている。なお、バックル部１９ａとロッド部１９ｂとはピン１９ｃ周りの摩擦力等によって通常状態では図１，図９の状態を保っている。又、インナーバックル１９には火薬テンショナ２１が設けられ、該火薬テンショナ２１の作動により車体側であるシート３１のシートクッション３３に対しインナーバックル１９を強制的に回転させる構成となっている。これによって、ラップベルト部１ｂの角度が後述のように調節される。従って、インナーバックル１９及び火薬テンショナ２１は第１実施形態において角度調節手段を構成している。
【００６８】
更に説明すると、図９のように前記ロッド部１９ｂの下端にはボス部１９ｄが一体に設けられ、前記シートクッション３３の図示しないシートクッションフレームに固定された支持軸１９ｅに回転可能に支持されている。そして、通常状態ではボス部１９ｄと支持軸１９ｅとの間の摩擦力等によってインナーバックル１９が図１，図９のように起立状態を保つようになっている。
【００６９】
前記火薬テンショナ２１は図１０のようにガスジェネレータ６１を備え、該ガスジェネレータ６１に連通するテンショナシリンダ部６３が設けられ、該テンショナシリンダ部６３内にテンショナピストン６５が収容されている。前記テンショナピストン６５にはワイヤ６７の一端が固定され、該ワイヤ６７の他端側は図１１のように前記インナーバックル１９のボス部１９ｄに巻き回されている。
【００７０】
前記ガスジェネレータ６１は、図１２のように電気着火装置６１ａ、着火剤６１ｂ及び窒素ガス発生剤６１ｃとからなり、前記コントローラ２５からの信号によって電気着火装置６１ａが着火するようになっている。
【００７１】
前記コントローラ２５は、前記圧力センサ２３からの信号によって乗員腰部位置、すなわちラップベルト部１ｂの角度変化を検出又は予測して前記ガスジェネレータ６１に信号を出力し、電気着火装置６１ａを着火させるものである。
【００７２】
前記電気着火装置６１ａが着火すると、着火剤６１ｂが着火し、窒素ガス発生剤６１ｃによって瞬時にガスが発生し、図１３のようにテンショナピストン６５がテンショナシリンダ部６３内を移動し、ワイヤ６７が引かれて前記インナーバックル１９のボス部１９ｄが回転し、インナーバックル１９が全体的に車両前方へ強制的に回転されることになる。
【００７３】
次に作用を説明する。車両前面衝突等によって衝突検知センサ３７からコントローラ２５への信号入力によって衝突が検知されると、コントローラ２５からベルト荷重制御装置１５に信号が出力され、図８で示すシリンダ室５７への油圧制御によりピストン５５がパッド５３を瞬時に移動させ、巻取軸５１に当接して巻取軸５１を固定する。これによって、シートベルト１の巻き出しが規制され、乗員はシートベルト１によって拘束される。
【００７４】
軽微な衝突の場合には、この状態において、乗員Ｐがシートベルト１によって拘束されることになる。衝突が大きな場合には、図１４の矢印Ａのように、乗員Ｐは前方へ大きく移動する。この時、シートベルト１のベルト張力荷重は上昇し、ヒューズ荷重値Ｎ０  に達すると、シートベルト１は伸び始め、荷重上昇を抑制するようになる。
【００７５】
一方、シートベルト１の前記ヒューズ特性によって、荷重上昇を抑制するが、図１４のように、乗員Ｐが前方へ移動すると、ショルダーベルト部１ａの角度θＳ  は減少するため、ショルダーベルト部１ａから乗員Ｐに対する圧迫荷重として作用するＹ方向成分Ｔｃｏｓ  θＳ  は増大することになる。そこで、ロードセル１７で検出したシートベルト１の張力、ショルダーアンカ１１で検出したシートベルト１の角度変化に基づき、ショルダーベルト部１ａが乗員Ｐに与える圧迫荷重の変化をキャンセルするように制御する。
【００７６】
すなわち、シートベルト１のヒューズ荷重値Ｎ０  以降はコントローラ２５の制御によってベルト荷重制御装置１５のシリンダ室５７内の油圧を徐々に下げ、パッド５３が巻取軸５１に与える摩擦力を徐々に下げる。すなわち、図１５のように、乗員前方移動量の増大と共に、ショルダーベルト部１ａの角度θＳ  は小さくなっていくが、図１６のようにシートベルト１のベルト荷重値Ｔが（ａ）のように上昇して、ヒューズ荷重値Ｎ０  に達した後は、（ｂ）のように徐々に下げるのである。
【００７７】
これによって、図１７の（ｂ）のようにショルダーベルト部の荷重値ＴＳ  は一点鎖線で示す従来の略一定なヒューズ荷重値に対して時間と共に右下がりに減少していく。従って、ショルダーベルト部１ａのＹ方向成分は、従来一点鎖線で示すように右上がりに上昇していたものが、実線で示すように略一定になる。
【００７８】
従って、乗員胸部に発生するシートベルト１による圧迫荷重を略一定にすることができ、図１７（ａ）のように一点鎖線で示す従来の減速度変化のように右上がりに上昇するのに対し、実線図示のように略一定に保持することができ、従来よりも減速度のピーク値を下げることができる。
【００７９】
又、圧力センサ２３からの信号によりコントローラ２５において乗員Ｐが前方へ移動していると判断したとき、コントローラ２５からの信号によって火薬テンショナ２１が作動し、ワイヤ６７が引き込まれ、インナーバックル１９が車両前方へ図１４のように強制的に回転される。又、バックル部１９ａはロッド部１９ｂに対し回転自在に結合されているため、乗員腰部の動きに追従する。
【００８０】
従って、乗員Ｐの腰部の前方移動に拘らず、ラップベルト部１ｂの角度θＬ  を略一定に保つことができる。このため、図１７の（ｃ）の一点鎖線で示す従来のラップベルト部の荷重値ＴＬ  に対し、同実線図示のように衝突後半部分で荷重値を下げることができ、これによりＹ方向成分も従来の一点鎖線図示から実線図示のように後半部分で減少させることができる。
【００８１】
又、前記のようにラップベルト部１ｂの角度θＬ  は略一定であるため、乗員Ｐが前方へ移動しても図１４のようにラップベルト部１ｂの腰部に対する拘束状態が変化せず、ラップベルト部１ｂが腰部から外れにくく、より安定的に拘束することができる。
【００８２】
（第２実施形態）
図１８は、本発明の第２実施形態に係る要部の斜視図を示している。本実施形態においては、コントローラの制御によるのではなく、リトラクタの巻取軸に機械的に抗力を付与する張力制御手段を設けたものである。
【００８３】
すなわち、シートベルト１の巻取軸５１にテーパー部６９を一体的に設け、該テーパー部６９に接触しながら移動するバイト部７１が設けられている。バイト部７１は、図示はしないが、車体側に対し移動自在に支持されている。バイト部７１にはワイヤ７３の一端が固着され、該ワイヤ７３は転輪７５を介して引き回され、その他端が巻取軸５１に巻き付けられている。
【００８４】
従って、シートベルト１がヒューズ荷重値Ｎ０  に達した後、ベルトが巻き出されると、巻取軸５１の回転によってワイヤ７３が巻き取られ、該ワイヤ７３を介してバイト部７１がテーパー部６９に対し軸方向に移動し、この移動時にバイト部７１がテーパー部６９の表面をこじることによって、巻取軸５１に巻き出し方向の抗力を付与することができる。
【００８５】
そして、この時の抗力はテーパー部６９の径が徐々に細くなることによって、図１９のように、乗員拘束後のベルト巻き出し量の増大に応じて、ベルト巻き出し荷重Ｆを徐々に下げることができ、図１６の特性を実現できるのである。
【００８６】
なお、本実施形態において、衝突後に巻取軸５１を固定する装置としては、第１実施形態のベルト荷重制御装置と同様な構造を採用することができる。この場合、ベルト荷重の制御はテーパー部６９とバイト部７１との関係で主に行なうものである。
【００８７】
従って、本実施形態においても第１実施形態と略同様な作用効果を奏することができる。又、本実施形態では、電気的な制御をすることなく、機械的に巻取軸５１に抗力を付与することができる。
【００８８】
（第３実施形態）
図２０は、第３実施形態に係る要部の斜視図を示している。本実施形態では、リトラクタ１３においてシートベルト１の表面摩擦係数μを巻取軸５１に近いほど小さくして張力制御手段を構成している。なお、本実施形態において、リトラクタ１３は通常のものが用いられている。
【００８９】
そして、シートベルト１がヒューズ荷重値に達した後、図２１のようにベルト巻き出し量に応じてベルト表面の摩擦係数μが下がるため、ショルダーアンカ１１の挿通部４７とシートベルト１の擦れとによって発生する荷重分を低減できるので、ショルダーベルト部１ａに発生するベルト荷重を徐々に低減することができ、図１６と略同様な特性を得ることができる。
【００９０】
従って、本実施形態においても第１実施形態と略同様な作用効果を奏することができる。又、本実施形態では、シートベルト１の摩擦係数μを変えるだけであるため、構造が極めて簡単で部品点数の増大等もなく、リトラクタ１３周辺が大型化することもない。
【００９１】
（第４実施形態）
図２２は、本発明の第４実施形態に係る要部斜視図である。本実施形態において、張力制御手段をシートベルト１のショルダーベルト部１ａに折り返し重合部７７を設け、該折り返し重合部７７に沿って所定間隔で縫い合わせ部７９を設けて構成したもので、縫い合わせ部７９は折り返し先端７７ａ側へ漸次間隔が広くなるように設定されている。
【００９２】
従って、シートベルト１がヒューズ荷重値Ｎ０  に達すると、縫い合わせ部７９が基部側から（ａ），（ｂ）のように順次切れ始め、（ｃ）の状態に至る。この時、縫い合わせ部７９の相互間隔が基部側で密であり、折り返し先端７７ａ側へ広くなっているため、最初は大きな荷重が発生し、徐々に荷重が小さくなり、シートベルト１の張力は徐々に低くなるようにすることができる。
【００９３】
従って、本実施形態においても、図１６と略同様な特性を得ることができ、第１実施形態と略同様の作用効果を奏することができる。又、本実施形態ではシートベルト１に単に縫い合わせ部７９を設けるだけでよいため、構造が極めて簡単で、またリトラクタ１３等の大型も抑制することができる。
【００９４】
（第５実施形態）
図２３は、本発明の第５実施形態に係り、（ａ）は要部の斜視図、（ｂ）は要部の側面図である。本実施形態では張力制御手段として、シートベルト１のリトラクタ１３にシートベルト１巻き出し方向の反対側へ突出し、先端側へ漸次板厚が薄くなる取付板部８１を設け、該取付板部８１に突出方向に沿ってスリット８３を設けると共に、突出方向の基部側で前記スリット８３にスリット８３の間隔よりも広い貫通部８５を設け、該貫通部８５に対応した大きさの径を有する締結具としてボルト８７を挿通し、該ボルト８７をセンターピラー２９側の図示しないウエルドナットに締結し、取付板部８１を車体側であるセンターピラー２９に取り付けて構成したものである。なお、リトラクタ１３としては通常のものが用いられている。
【００９５】
そして、シートベルト１がヒューズ荷重値Ｎ０  に達した後、シートベルト１の張力によってリトラクタ１３が移動し、スリット８３がボルト８７によって引き裂かれながら図２４のように移動していく。この時、取付板部８１は先端側へ漸次板厚が薄くなるように構成されているため、スリット８３が引き裂かれていくと、最初は大きな抗力荷重が発生し、徐々に低くなっていくという特性を実現することができる。
【００９６】
従って、本実施形態においても図１６と同様な特性を得ることができ、第１実施形態と略同様な作用効果を奏することができる。又、本実施形態においてもリトラクタ１３に取付板部８１及びスリット８３を設けるだけの簡単な構造によって達成することができる。
【００９７】
（第６実施形態）
図２５，図２６は本発明の第６実施形態に係り、図２５は要部の斜視図、図２６は作用説明図である。本実施形態においては、インナーバックル１９のロッド部１９ｂを中空とし、内部にインナーバックルピストン８９を設け、該インナーバックルピストン８９にインナーロッド９１の一端を固着し、他端にピン１９ｃを介してバックル部１９ａを結合したものである。バックル部１９ａには角度センサ９３が設けられ、図１で示すコントローラ２５に検出信号が入力されるようになっている。
【００９８】
そして、コントローラ２５による作動流体の制御によりインナーバックルピストン８９に対し、例えば油圧を付与するとロッド９１を介しバックル部１９ａがロッド部１９ｂに対し伸びることができる。
【００９９】
従って、本実施形態においては、火薬式テンショナ２１の作動によるインナーバックル１９の回転と共に角度センサ９３による検出角度に応じてバックル部１９ａの伸縮調整を行なうことにより、図２６で示す角度αを乗員Ｐの移動に応じて略一定角になるようにすることができる。
【０１００】
従って、本実施形態においても、ラップベルト部１ｂにおいて図１７（ｃ）と同様な特性を得ることができると共に、乗員Ｐの移動に応じて略一定角を保つことにより、より正確な制御を行なうことができる。
【０１０１】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。例えば、衝突の際に予め乗員移動量を予測し、乗員移動量に基づいてベルト角度θＳ  を予測し、ベルトの発生荷重×ｃｏｓ  θＳ  ＝一定となるようにベルト荷重を制御するように構成することもできる。又、上記第１実施形態等では、ショルダーアンカ１１の部分でシートベルト１の角度変化を検出し、また圧力センサ２３を用いて乗員腰部位置を検出しているが、他の手段として画像処理技術を用いても同様に実現することができる。
【０１０２】
さらに、上記実施形態では、シートベルト１がヒューズ特性を有する場合について適用したが、該ヒューズ特性を有さないシートベルトにも同様に適用することができる。かかる場合、第１実施形態から第６実施形態に示す手段によって、シートベルトからの圧迫荷重の変化をキャンセルし、またラップベルト部の角度を一定値にするものである。
【０１０３】
又、ショルダーベルト部１ａの張力制御と、ラップベルト部１ｂの角度制御とのいずれか一方のみを採用することもできる。又、ショルダーベルト部１ａ側を角度制御とし、ラップベルト部１ｂ側を張力制御とする構成にしたり、或いはショルダーベルト部１ａ、ラップベルト部１ｂ双方とも張力制御及び角度制御の双方を採用することもできる。ショルダーベルト部１ａにおいて、角度制御するときには、ショルダーアンカ１１の部分にインナーバックル３５と同様な回転機構を設けることによって同様に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る概略全体構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係り、ショルダーアンカ部の拡大正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係り、ショルダーアンカの分解図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係り、ショルダーアンカの要部斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係り、ショルダーアンカの要部分解斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係り、角度変化を説明する図表である。
【図７】本発明の第１実施形態に係り、ベルト荷重制御装置の斜視図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係り、ベルト荷重制御装置の概略断面図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係り、インナーバックル部の概略斜視図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係り、火薬テンショナの断面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係り、インナーバックルの斜視図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係り、ガスジェネレータの断面図である。
【図１３】本発明の第１実施形態に係り、ガスジェネレータの作用を説明する断面図である。
【図１４】本発明の第１実施形態に係る作用説明図である。
【図１５】本発明の第１実施形態に係るベルト角度変化のグラフである。
【図１６】本発明の第１実施形態に係り、シートベルトの荷重変化を示すグラフである。
【図１７】本発明の第１実施形態に係り、（ａ）は乗員胸部減速度の変化を示すグラフ、（ｂ）はショルダーベルト部発生荷重及びＹ方向成分の変化を示すグラフ、（ｃ）はラップベルト部発生荷重及びＹ方向成分の変化を示すグラフである。
【図１８】本発明の第２実施形態に係る要部概略斜視図である。
【図１９】本発明の第２実施形態に係るベルト荷重の変化を示すグラフである。
【図２０】本発明の第３実施形態に係る要部概略斜視図である。
【図２１】本発明の第３実施形態に係り、ベルト表面摩擦係数の変化を示すグラフである。
【図２２】本発明の第４実施形態に係り、（ａ）は折り返し重合部を設けた斜視図、（ｂ）は破断途中の斜視図、（ｃ）は破断後の斜視図である。
【図２３】本発明の第５実施形態に係り、（ａ）は要部の概略斜視図、（ｂ）は要部の概略側面図である。
【図２４】本発明の第５実施形態に係る作用説明図である。
【図２５】本発明の第６実施形態に係る要部斜視図である。
【図２６】本発明の第６実施形態に係る作用説明図である。
【図２７】従来に係るシートベルト装置の構成図である。
【図２８】従来例に係るシートベルトの荷重変化を示すグラフである。
【図２９】従来に係り、（ａ）は乗員に対するシートベルトの掛け回し状態を示す斜視図、（ｂ）は、ショルダーベルト部の角度を示す説明図である。
【図３０】従来例に係り、乗員の前方移動を示す平面図である。
【図３１】従来例に係り、乗員の前方移動を示す平面図である。
【図３２】従来例に係り、乗員の前方移動量を示すグラフである。
【図３３】従来例に係り、（ａ）は乗員胸部速度の変化を示すグラフ、（ｂ）はショルダーベルト部発生荷重及びＹ方向成分の変化を示すグラフ、（ｃ）はラップベルト部発生荷重及びＹ方向成分の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１  シートベルト
１ａ  ショルダーベルト部
１ｂ  ラップベルト部
１１  ショルダーアンカ（角度変化検出予測手段）
１３  リトラクタ
１５  ベルト荷重制御装置（張力調節手段）
１７  ロードセル（張力検出手段）
１９  インナーバックル（角度調節手段）
２１  火薬式テンショナ（角度調節手段）
２３  圧力センサ（角度変化検出予測手段）
２５  コントローラ（制御手段）
２９  センターピラー（車体側）
３９  内側の球殻
４１  外側の球殻
４３，４５  電極
５１  巻取軸
５３  パッド
６９  テーパー部
７１  バイト部
７７  折り返し重合部
７７ａ  折り返し先端
７９  縫い合わせ部
８１  取付板部
８３  スリット
８５  貫通部
８７  ボルト（締結具）
【図１】
0003575253.tif 000002
【図２】
0003575253.tif 000003
【図３】
0003575253.tif 000004
【図４】
0003575253.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003575253.tif 000007
【図７】
0003575253.tif 000008
【図８】
0003575253.tif 000009
【図９】
0003575253.tif 000010
【図１０】
0003575253.tif 000011
【図１１】
0003575253.tif 000012
【図１２】
0003575253.tif 000013
【図１３】
0003575253.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0003575253.tif 000016
【図１６】
0003575253.tif 000017
【図１７】
0003575253.tif 000018
【図１８】
0003575253.tif 000019
【図１９】
0003575253.tif 000020
【図２０】
0003575253.tif 000021
【図２１】
0003575253.tif 000022
【図２２】
0003575253.tif 000023
【図２３】
0003575253.tif 000024
【図２４】
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【図２５】
0003575253.tif 000026
【図２６】
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【図２７】
0003575253.tif 000028
【図２８】
0003575253.tif 000029
【図２９】
0003575253.tif 000030
【図３０】
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【図３１】
0003575253.tif 000032
【図３２】
0003575253.tif 000033
【図３３】
0003575253.tif 000034