(57)【要約】      （修正有）【課題】ベルトリーチャ本来の利便性を損なうことなくウェビングの弛みを防止することができ、乗員の安全性を向上させることができるシートベルト装置を提供する。【解決手段】本発明のシートベルト装置１００は、ウェビング１１０と、ウェビング１１０の一端を巻き取り繰り出し可能なリトラクタと、ウェビング１１０の他端近傍を保持し可撓性を有する所定の長さのベルトリーチャ１１８と、バックルに結合されるタングと、ベルトリーチャ１１８に設けられ乗員との距離を検出する距離センサ１４０と、リトラクタの巻き取り動作を制御するリトラクタ制御機構とを備え、リトラクタ制御機構は、タングがバックルに結合されると、距離センサ１４０によって検出された距離が閾値以下となるまでリトラクタにウェビング１１０を巻き取らせて、傾倒したベルトリーチャ１１８を乗員側に撓ませることを特徴とする。【選択図】図６
2015196493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の座席の側方で上下方向に差し渡され該座席に乗員を拘束するウェビングを備えたシートベルト装置において、
当該シートベルト装置はさらに、
前記ウェビングの一端に結合され、該ウエビングを巻き取り繰り出し可能なリトラクタと、
前記ウェビングの他端近傍を保持し、車両前方に傾倒することで該ウェビングの該他端近傍を前方に移動させる、可撓性を有するベルトリーチャと、
前記ウェビングに摺動可能に取り付けられ、前記座席の反対側の側方に配置されたバックルに結合されるタングと、
前記ベルトリーチャに設けられ乗員との距離を検出する距離センサと、
前記リトラクタの巻き取り動作を制御するリトラクタ制御機構とを備え、
前記リトラクタ制御機構は、
前記タングが前記バックルに結合されると、前記距離センサによって検出された距離が所定の閾値以下となるまで前記リトラクタが前記ウェビングを巻き取り、前記傾倒したベルトリーチャを乗員側に撓ませるように、前記リトラクタを制御することを特徴とするシートベルト装置。
【請求項２】
前記タングが前記バックルに結合された後、前記距離センサが定期的に前記距離を検出し、前記リトラクタ制御機構が、該距離に基づいて前記リトラクタが前記ウェビングを巻き取るように前記リトラクタを制御することを特徴とする請求項１に記載のシートベルト装置。
【請求項３】
前記ベルトリーチャは、前記傾倒したときに、前記座席に着座した平均的米国人成人男性のダミーの大腿部より該ベルトリーチャの先端部が上方に突出する長さを有し、
前記距離センサは、前記ベルトリーチャが傾倒したときに前記距離センサが前記座席に着座した前記ダミーの大腿部より上方に位置し、該ベルトリーチャが乗員側に撓んだとき前記距離センサが前記ダミーの大腿部の上部に近接するように、前記ベルトリーチャに設けられていることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載のシートベルト装置。
【請求項４】
当該シートベルト装置はさらに、
前記ベルトリーチャを車両前方に傾倒させるように付勢する付勢部材と、
前記乗員が座席に着座したことを検出する着座センサとを備え、
前記リトラクタ制御機構は、
前記着座センサが前記着座を検出すると、前記リトラクタによる前記ウェビングの巻き取り状態を緩めて前記付勢部材の付勢力によって前記ベルトリーチャを傾倒させ、
前記タングが前記バックルから解除されると、前記付勢部材の付勢力に逆らって前記リトラクタが前記ウェビングを巻き取ることによって、前記ベルトリーチャを傾倒状態から起立させ、前記ベルトリーチャを格納状態にすることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のシートベルト装置。
【請求項５】
当該シートベルト装置はさらに、前記タングおよびバックルの結合および解除を検出する結合センサを備え、
前記リトラクタ制御機構は、前記結合センサが検出する結合または解除によって前記リトラクタの巻き取り動作を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のシートベルト装置。
【請求項６】
前記距離センサは、送信部と受信部を備え、該送信部から前記乗員に向かって超音波パルスを発信し、該受信部で前記超音波パルスの反射波を受信することによって前記距離を検出することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のシートベルト装置。
【請求項７】
前記距離センサは、電極を備え、該電極と前記乗員との間の静電容量を検出することによって、前記距離を検出することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のシートベルト装置。
【請求項８】
前記距離センサは、発光部と受光部を備え、前記発光部からの赤外線の反射波を前記受光部で受光することによって前記距離を検出することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のシートベルト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗員を車両の座席に拘束するシートベルト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在のほぼすべての車両には、乗員を座席に拘束するシートベルト装置が設置されている。一般に広く普及している三点式のシートベルト装置は、ウェビング上に設けられたタングを座席横のバックルに挿入することで、乗員の肩から腰にかけての領域と、腰の両脇にかけての領域を拘束する構成となっている。
【０００３】
従来、乗員の着座状態等を検出するセンサを設けたシートベルト装置が開発されている。また、シートベルト装置の装着性の向上および乗員の乗降車を妨げないようにするためにベルトリーチャを傾倒させる機構等が開発されている。
【０００４】
例えば特許文献１は、シートベルト装置のバックルに乗員検出センサを設けた構成を開示している。この乗員検出センサは、赤外線を放出する発光素子と、その赤外線の反射光を受光する受光素子とを備えている。特許文献１によれば、この乗員検出センサが赤外線の反射光の変化を検出することで、座席上に物体（乗員や荷物）が存在するかどうかを検出できるとしている。
【０００５】
特許文献２は、シートベルトのラップ部に可撓性を有するエア袋を設け、エア袋の内圧を制御する構成を開示している。特許文献２によれば、エア袋の内圧を上げるとラップ部が前傾位置に移動し、エア袋の内圧を下げるとラップ部が格納位置に移動するため、シートベルトの装着、格納が容易で、乗降の妨げにもならないとしている。
【０００６】
特許文献３は、乗員検出器を備えたシートベルト装置について開示している。このシートベルト装置では、乗員検出器等の検出信号に基づいてＥＣＵ（Engine Control Unit）が遊星歯車機構を制御し、リトラクタのウェビングの巻き取りの強弱を制御している。
【０００７】
特許文献３によれば、このような制御によって、車両下部に配置されウェビングの端部を固定しているアンカを車両前後方向に傾倒または摺動させ、ウェビングの前端部を乗員の乗降車を妨げない格納位置または乗員がシートベルトを装着しやすい位置に変化させることができるとしている。また、ウェビングの巻き取りの強弱を制御して、ウェビングに所定の張力を与えることによって、乗員に対するウェビングの弛みも除去できるとしている。
【０００８】
特許文献４は、車両左右方向の剛性を車両前後方向の剛性より小さくしたベルトガイドを備えたシートベルト装置について開示している。また、このシートベルト装置は、着座した乗員を検出するシートセンサと、ドア開閉を検出するドアセンサと、バックルとタングの離脱を検出するバックルセンサとからの信号に基づいてリトラクタを制御している。
【０００９】
特許文献４によれば、ベルトガイドを車両左右方向に変形しやすくしたことにより、乗員の体に倣ってベルトガイドを変形させて乗員のシートベルト装着性を向上させることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−１００２３１号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４８３３３号公報
【特許文献３】米国特許第７４７５９０９号公報
【特許文献４】特開２００９−４０３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１〜４のシートベルト装置では、乗員のシートベルト装着状態において、ベルトリーチャは車両前方に傾倒した状態となっている。この状態においてベルトリーチャはある程度の剛性を有しているため、ウェビングが巻き取られてもベルトリーチャの先端部分と乗員との間に間隙が残ってしまう。そのため、ウェビングはその間隙の周辺部分において乗員と密着せず、ウェビングの弛みが生じてしまう。
【００１２】
このようなウェビングの弛みは、ベルトリーチャが長尺である場合やベルトリーチャに対して乗員が小柄な場合に顕著となる。一方、ベルトリーチャが短尺である場合には、ベルトリーチャの先端に位置するタングの前方移動量が確保できないため、シートベルトを装着しにくくなってしまう。
【００１３】
しかし、特許文献４のように、ベルトガイドを車両左右方向に変形しやすくして、屈曲箇所を増やすことは構造が複雑となり、費用や強度面で難がある。ベルトリーチャの柔軟性を増やすと、ベルトリーチャの前方回動は、ウェビングの巻き取りに抗して回動させるため、途中で折れ曲がって捩れたり、タングの前方移動量が確保できなくなったりしてしまう。
【００１４】
本発明は、このような課題に鑑み、ベルトリーチャ本来の利便性を損なうことなくウェビングの弛みを防止することができ、乗員の安全性を向上させることができるシートベルト装置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】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の代表的な構成は、車両の座席の側方で上下方向に差し渡され座席に乗員を拘束するウェビングを備えたシートベルト装置において、当該シートベルト装置はさらに、ウェビングの一端に結合され、ウエビングを巻き取り繰り出し可能なリトラクタと、ウェビングの他端近傍を保持し、車両前方に傾倒することでウェビングの他端近傍を前方に移動させる、可撓性を有するベルトリーチャと、ウェビングに摺動可能に取り付けられ、座席の反対側の側方に配置されたバックルに結合されるタングと、ベルトリーチャに設けられ乗員との距離を検出する距離センサと、リトラクタの巻き取り動作を制御するリトラクタ制御機構とを備え、リトラクタ制御機構は、タングがバックルに結合されると、距離センサによって検出された距離が所定の閾値以下となるまでリトラクタがウェビングを巻き取り、傾倒したベルトリーチャを乗員側に撓ませるように、リトラクタを制御することを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、タングがバックルに結合されると、リトラクタ制御機構は、ベルトリーチャに設けられた距離センサが検出する乗員との距離が所定の閾値を超える場合、リトラクタを制御し、ウェビングを巻き取らせる。この巻き取りは、タングがバックルに結合した状態で行われるため、ウェビングの弛みがなくなるだけでなく、可撓性を有するベルトリーチャが乗員側に引っ張られて撓む。
【００１７】
したがって、上記構成によれば、乗員が着座しタングがバックルに結合されると、ウェビングがリトラクタによって巻き取られ、乗員の姿勢の変化や体格差によって生じるウェビング自体の弛みが解消される。それだけでなく、ベルトリーチャまでもが撓むことで、ウェビングのとりわけ腰ベルト部分と乗員との間に生じる間隙が小さくなる。これにより、腰ベルト部分の弛みが解消され、乗員の安全性をより向上させることができる。
【００１８】
タングがバックルに結合された後、距離センサが定期的に乗員との距離を検出し、リトラクタ制御機構が、その距離に基づいてリトラクタがウェビングを巻き取るようにリトラクタを制御するとよい。
【００１９】
上記構成によれば、乗員がシートベルト装着後も距離センサが定期的に乗員との距離を検出し、リトラクタ制御機構がその距離に応じてリトラクタにウェビングを巻き取らせる。したがって、乗員がシートベルト装着後に姿勢を変えたり、座席をスライドさせたりしてウェビングの弛みが生じた場合にも、ウェビングの弛みやウェビングと乗員との間隙を解消することができる。
【００２０】
上記ベルトリーチャは、傾倒したときに、座席に着座した平均的米国人成人男性のダミーの大腿部よりベルトリーチャの先端部が上方に突出する長さを有し、上記距離センサは、ベルトリーチャが傾倒したときに距離センサが座席に着座したダミーの大腿部より上方に位置し、ベルトリーチャが乗員側に撓んだとき距離センサがダミーの大腿部の上部に近接するように、ベルトリーチャに設けられているとよい。
【００２１】
ベルトリーチャが上述のような長さを有すれば、リトラクタによってウェビングが巻き取られると、ベルトリーチャは、乗員の体格が広範囲にわたって変動しても、乗員の大腿部に上方から接近または接触するように撓むことができる。ベルトリーチャのうち、撓むことでこのように乗員に接近する部分に距離センサを設ければ、距離センサも同様に、乗員の大腿部に上方から接近または接触する。したがって、距離センサは乗員と確実に接近または接触し、乗員との距離も正確に検出可能となる。そのため、ウェビングの弛み防止効果を向上させることができる。
【００２２】
当該シートベルト装置はさらに、ベルトリーチャを車両前方に傾倒させるように付勢する付勢部材と、乗員が座席に着座したことを検出する着座センサとを備え、リトラクタ制御機構は、着座センサが着座を検出すると、リトラクタによるウェビングの巻き取り状態を緩めて付勢部材の付勢力によってベルトリーチャを傾倒させ、タングがバックルから解除されると、付勢部材の付勢力に逆らってリトラクタがウェビングを巻き取ることによって、ベルトリーチャを傾倒状態から起立させ、ベルトリーチャを格納状態にするとよい。
【００２３】
既に述べたように、タングがバックルへ結合された後にリトラクタがウェビングを巻き取れば、ベルトリーチャが乗員側に撓み、ウェビングのとりわけ腰ベルト部分の弛みが解消される。しかし、乗車した乗員が着座したことを着座センサが検出するのは、未だタングがバックルに結合されていない時点である。その時点でリトラクタ制御機構がリトラクタによるウェビングの巻き取り状態を緩めれば、付勢部材の付勢力によってベルトリーチャは車両前方に傾倒した状態となる。したがってベルトリーチャは、ウェビングに取り付けられたタングを乗員が把持しやすい位置まで移動させるという、ベルトリーチャ本来の機能を損なうことがない。
【００２４】
一方、シートベルトを装着した乗員がタングをバックルから解除すると、リトラクタ制御機構は、リトラクタによるウェビングの巻き取りを行う。これによりベルトリーチャは付勢部材の付勢力に逆らってリトラクタ側に引っ張られ、傾倒状態から再び起立して格納状態となる。そのためベルトリーチャは、乗員の降車を妨げることもない。
【００２５】
当該シートベルト装置はさらに、タングおよびバックルの結合および解除を検出する結合センサを備え、リトラクタ制御機構は、結合センサが検出する結合または解除によってリトラクタの巻き取り動作を制御するとよい。
【００２６】
上記構成では、距離センサはタングおよびバックルの結合が検出されている間にのみ作動し、リトラクタ制御機構はその距離が閾値以下となるまでリトラクタにウェビングを巻き取らせる。そのため、距離センサおよびリトラクタ制御機構の不要な動作を避けることができる。
【００２７】
上記距離センサは、送信部と受信部を備え、送信部から乗員に向かって超音波パルスを発信し、受信部で超音波パルスの反射波を受信することによって距離を検出するとよい。
【００２８】
上記距離センサは、電極を備え、電極と乗員との間の静電容量を検出することによって、距離を検出するとよい。
【００２９】
上記距離センサは、発光部と受光部を備え、発光部からの赤外線の反射光を受光部で受光することによって距離を検出するとよい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、構造が単純で、ベルトリーチャ本来の利便性を損なうことなくウェビングの弛みを防止することができ、乗員の安全性を向上させることができるシートベルト装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態にかかるシートベルト装置を例示する図である。
【図２】図１のシートベルト装置の制御ブロック図を例示する図である。
【図３】図１のベルトリーチャ付近を車両側方から見た概略図である。
【図４】図１のベルトリーチャ付近を車両前方から見た概略図である。
【図５】図１の距離センサの出力特性を例示する図である。
【図６】図１のシートベルト装置を乗員が装着する様子を例示する図である。
【図７】図２のリトラクタ制御機構の動作を例示するフローチャートである。
【図８】図１のシートベルト装置を装着した乗員が前方に移動する様子を例示する図である。
【図９】超音波パルスによって乗員との距離を検出する距離センサを例示する図である。
【図１０】静電容量を検出することによって乗員との距離を検出する距離センサを例示する図である。
【図１１】赤外線によって乗員との距離を検出する距離センサを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００３３】
図１は、本発明の実施形態にかかるシートベルト装置１００を例示する図である。この図１は、シートベルト装置１００を車両の左側前部座席（例えば助手席）に適用した図であり、便宜上、車体の構成要素を図示省略している。
【００３４】
シートベルト装置１００は、３点式のシートベルト装置であり、車両の座席の側方で上下方向に差し渡され座席に乗員を拘束するウェビング１１０を備えている。ウェビング１１０は、一端１１２がリトラクタ１１４によって巻き取られ、他端１１６がベルトリーチャ１１８の先端部１１８ａに設けられた回転支持部１２０に回転可能に保持されている。
【００３５】
リトラクタ１１４は、図示を省略するセンタピラー下方などの車室側面下部に取り付けられ、ウェビング１１０の一端を内部のモータ駆動によって巻き取る。ウェビング１１０は、リトラクタ１１４から引き出され、センタピラー上方などの車室側面上部に取り付けられたスルーアンカ１２２に挿通されて下方へ折り返されている。
【００３６】
さらに、スルーアンカ１２２で折り返されたウェビング１１０は、タング１２４に挿通されている。タング１２４は、ウェビング１１０に摺動可能に取り付けられ、ベルトリーチャ１１８と干渉する。また、座席１２６の車室中央側には、バックル１２８が配置されている。
【００３７】
このような３点式のシートベルト装置１００では、座席１２６に着座した乗員がタング１２４を把持し、タング１２４を座席１２６の反対側の側方に配置されたバックル１２８に結合させることで、乗員の肩および腰の両脇の３点で固定されたウェビング１１０によって、乗員の身体が拘束される。
【００３８】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の部分拡大図である。ベルトリーチャ１１８は、例えば、先端部１１８ａに設けられた回転支持部１２０と、回動機構１３０によって車室下部に回動可能に支持された基端部１１８ｂと、基端部１１８ｂと回転支持部１２０との間に設けられたブーツ１３２とを有する。
【００３９】
なお、本発明のシートベルト装置は、図１に例示した回転支持部１２０を有するベルトリーチャ１１８を備えた構成に限られない。例えば、ベルトリーチャが、回転支持部の代わりに先端に開口部を有する筒状として、その開口部からウェビングの一部を収納してベルトリーチャ内部に固定するようなものであってもよい。
【００４０】
ベルトリーチャ１１８の先端部１１８ａの乗員側の側面には、乗員との距離を検出する距離センサ１４０が設けられている。距離センサ１４０は、ベルトリーチャ１１８の回転支持部１２０の乗員側の側面に設けてもよいし、ブーツ１３２の乗員側の側面に設けてもよい。ベルトリーチャ１１８は、回動機構１３０により前方に傾倒した際、回転支持部１２０に保持されたウェビング１１０の位置を前方に押し出して移動させる機能を有する。
【００４１】
ベルトリーチャ１１８のブーツ１３２の材質は可撓性を有するものとしている。ブーツ１３２は、例えば長手方向に所定の長さを有する扁平な長尺状で車幅方向の厚みが薄くなっている。このため、ベルトリーチャ１１８は、ある程度の剛性によってブーツ１３２の長尺状の形状を維持しながら、基端部１１８ｂの近傍を中心として車両前後方向に傾倒することが可能である。一方、ブーツ１３２が車幅方向の厚みが薄く可撓性を有しているため、ベルトリーチャ１１８は、車幅方向には撓みやすい。
【００４２】
本実施形態では、ベルトリーチャ１１８の一部であるブーツ１３２に可撓性を持たせることでベルトリーチャ１１８が全体として可撓性を有する構成となっている。しかし、本発明はこのような構成に限定されず、ベルトリーチャが全部または少なくとも一部に可撓性を有し、ベルトリーチャ全体として撓む構成となっていればよい。
【００４３】
なお、図１では、便宜上、ベルトリーチャ１１８が傾倒している状態を例示しているが、実際には、図１のように乗員が着座していない状態では、ベルトリーチャ１１８は、ほぼ垂直に起立した格納状態になっている。
【００４４】
回動機構１３０は、ベースプレート１３４と、アンカブラケット１３６と、基端部側アンカプレート１３８とを含む。ベースプレート１３４は、座席１２６の側面下部に固着されている。アンカブラケット１３６は、ベースプレート１３４上に回転可能に取り付けられている。基端部側アンカプレート１３８は、リーチャー１１８の基端部１１８ｂ付近に位置し、アンカブラケット１３６に連結されている。
【００４５】
回動機構１３０はさらに、ベルトリーチャ１１８を車両前方に傾倒させるように付勢する付勢部材として機能するリターンスプリング１３９なども含む。リターンスプリング１３９は、ベースプレート１３４とアンカブラケット１３６の両方に取り付けられ、固定されているベースプレート１３４に対してアンカブラケット１３６を反時計回りに回転させる力を付与する。このため、例えばアンカブラケット１３６がリターンスプリング１３９によって反時計回りに回転すると、ベルトリーチャ１１８には、アンカブラケット１３６に連結された基端部側アンカプレート１３８を介して、ベルトリーチャ１１８が車両前方に傾倒するような付勢力が付与される。
【００４６】
図２は、図１のシートベルト装置１００の制御ブロック図を例示する図である。図２に例示するように、シートベルト装置１００は、さらに着座センサ１５０と、結合センサ１６０と、リトラクタ制御機構２００とを備えている。
【００４７】
着座センサ１５０は、乗員３３０が座席１２６に着座したことを検出し、結合センサ１６０は、タング１２４のバックル１２８に対する結合および解除を検出する。着座センサ１５０にはシートウェイトセンサを使用している。
【００４８】
距離センサ１４０、着座センサ１５０および結合センサ１６０の出力信号は、図２に例示するように、リトラクタ制御機構２００に入力される。リトラクタ制御機構２００は、リトラクタ１１４のウェビング１１０の巻き取り動作を制御する。リトラクタ制御機構２００は、リトラクタ１１４と一体として設けてもよいし、別体として設けてもよい。
【００４９】
リトラクタ制御機構２００は、結合センサ１６０によってタング１２４がバックル１２８に結合されたことが検出されると、距離センサ１４０によって検出された乗員との距離を参照する。この距離が所定の閾値を超える場合、リトラクタ制御機構２００は、同距離が所定の閾値以下となるまでリトラクタ１１４にウェビング１１０を巻き取らせて、傾倒したベルトリーチャ１１８を乗員側に撓ませる。
【００５０】
ここで、ベルトリーチャ１１８の長さについて説明する。図３は、図１のベルトリーチャ１１８付近を車両側方から見た概略図である。
【００５１】
図３では、平均的米国人成人男性のダミー３００を座席１２６に着座させた状態を例示している。なお、この図３は、主にベルトリーチャ１１８とダミー３００の相対的な位置関係を説明するための図であるため、シートベルト装置１００のベルトリーチャ１１８以外の構成要素（例えばリトラクタ１４４等）や、座席１２６およびダミー３００の一部については図示省略している。
【００５２】
ダミー３００には、各国で自動車の安全規格として定められた前面衝突用ダミーＡＭ５０を使用している。図３では、ベルトリーチャ１１８が撓んでいない状態を例示している。また、両矢印で示すように、ベルトリーチャ１１８は車両前後方向に回動するが、図３では車両前方に傾倒した状態を例示している。図３に例示するようにベルトリーチャ１１８は、座席１２６に着座したダミー３００の大腿部３０２より上方に先端部１１８ａが突出する長さＬ１を有している。
【００５３】
ベルトリーチャ１１８は、かかる長さＬ１を有し、既に述べたように可撓性を有するため、座席１２６に着座した乗員（図３ではダミー３００）側に撓むときは、乗員の大腿部３０２に上方から接近または接触する。
【００５４】
ここで、図３および図４を参照しながら、距離センサ１４０の配置について説明する。ただし図４において距離センサ１４０は図示省略している。
【００５５】
図４は、図１のベルトリーチャ１１８付近を車両前方から見た概略図である。図４（a）は、大柄な乗員３１０を座席１２６に着座させた状態を例示し、図４（ｂ）は、小柄な乗員３２０を座席１２６に着座させた状態を例示している。図４において、便宜上、説明と関係ない構成要素（リトラクタ１１４やウェビング１１０等）は、図示省略している。
【００５６】
図４のベルトリーチャ１１８は、前方に傾倒した状態から乗員３１０または３２０の側に撓む。二点鎖線および実線はそれぞれ、ベルトリーチャ１１８の撓んでいない状態および撓んだ状態を例示している。ベルトリーチャ１１８の撓みは、リトラクタ１１４によるウェビング１１０の巻き取りによって生じる。
【００５７】
図３では、両矢印によって領域Ａ，領域Ｂ，領域Ｃを定義している。領域Ａは、ベルトリーチャ１１８の回動機構１３０に対する固定点の高さから座席１２６の座面高さまでの領域である。領域Ｂは、座席１２６の座面高さからダミー３００の大腿部３０２上面高さまでの領域である。領域Ｃは、ダミー３００の大腿部３０２上面高さからベルトリーチャ１１８の先端の高さまでの領域である。
【００５８】
図３に示すベルトリーチャ１１８の長さＬ１に対し、長さＬ２は、ベルトリーチャ１１８の回動機構１３０に対する固定点（傾倒の中心となる位置）からダミー３００の大腿部３０２までの長さを示している。
【００５９】
図３において、距離センサ１４０は、ベルトリーチャ１１８のうち、長さＬ２の先端から長さＬ１の先端までの範囲に相当する領域Ｃに配置される。すなわち、距離センサ１４０は、ベルトリーチャ１１８が傾倒したときに座席１２６に着座したダミー３００の大腿部３０２より上方に位置するよう、ベルトリーチャ１１８に設けられている。
【００６０】
ベルトリーチャ１１８のうち、撓むことで乗員に接近するのは、図４に示したようにダミー３００の大腿部より上方、すなわち図３に示す領域Ｃに位置する部分である。したがって、距離センサ１４０を上記のように領域Ｃに設ければ、ベルトリーチャ１１８の撓みによって、距離センサ１４０は乗員と確実に接近または接触し、乗員との距離も正確に検出可能となる。
【００６１】
これに対し、領域Ａおよび領域Ｂ、すなわちベルトリーチャの長さＬ２で示す領域に距離センサ１４０を配置することは不適切である。
【００６２】
例えば、領域Ａに距離センサ１４０を配置すると、距離センサ１４０は乗員ではなく座面との距離を検出してしまう。また、領域Ｂに距離センサ１４０を配置しても、距離センサ１４０は図４に例示するように、ベルトリーチャ１１８が撓んだ状態でも乗員３１０,３２０と接近または接触できない可能性がある。
【００６３】
図４（ａ）と図４（ｂ）を比較すると、大柄な乗員３１０の場合は距離センサ１４０を設置できない領域Ｄが大きく、小柄な乗員３１０,３２０の場合は距離センサ１４０を設置できない領域Ｄ’が小さくなっていることがわかる。このように乗員の体格によって距離センサ１４０の設置できない領域は変化するが、平均的には領域Ａと領域Ｂを合わせた領域となる。したがって、比較的大柄な乗員を基準に距離センサ１４０の配置する領域Ｃを決定し、その領域Ｃに距離センサ１４０を設ければ、乗員の体格によって領域Ｄや領域Ｄ‘の小柄な乗員においても距離センサ１４０が乗員と接近または接触させることが可能な位置となる。
【００６４】
そこで本実施形態では、図３に例示するように、平均的米国人成人男性のダミー３００（ＡＭ５０）を基準として距離センサ１４０を配置する領域Ｃを決定している。これにより広範囲にわたる乗員の体格に適用可能となる。
【００６５】
図５は、図１の距離センサ１４０の出力特性を例示する図である。この図５は、ウェビング１１０の弛みの大きさに対する距離センサ１４０のセンサ出力を示している。センサ出力はウェビング１１０の弛みの大きさに比例して大きくなる。図５において一点鎖線で示しているのは閾値である。本実施形態では、センサ出力値がこの閾値以下であれば、距離センサ１４０と乗員とが十分に接近しまたは接触している、すなわちウェビング１１０の弛みなしと判定する。
【００６６】
以下、本実施形態にかかるシートベルト装置１００の動作および作用効果について説明する。図６は、図１のシートベルト装置１００を乗員３３０が装着する様子を例示する図である。図６（ａ）は、乗員３３０が着座していない状態を例示し、ウェビング１１０等については便宜上図示省略している。
【００６７】
図１および図６（ａ）に例示するように、乗員３３０が着座していないとき、リトラクタ１１４によってウェビング１１０が巻き取られている。そのため、ベルトリーチャ１１８は、起立した格納状態になっていて、乗員３３０側への撓みもない。そのため、乗員３３０の乗車を妨げない。
【００６８】
ウェビング１１０に取り付けられたタング１２４は、ベルトリーチャ１１８に干渉するため、バックル１２８に結合される前はベルトリーチャ１１８の先端部１１８ａに位置している。なお、図１ではタング１２４が上方に位置しているが、実際には重力によってベルトリーチャ１１８の先端部１１８ａまで摺動している。
【００６９】
乗員３３０が座席１２６に着座すると、着座センサ１５０が乗員３３０の着座を検出し、リトラクタ制御機構２００がウェビング１１０の巻き取り状態を緩めるのでリターンスプリング１３９の付勢力によってベルトリーチャ１１８が前方に傾倒する。
【００７０】
ベルトリーチャ１１８が前方に傾倒すると、ベルトリーチャ１１８の先端にあるタング１２４も前方に移動する。ベルトリーチャ１１８は、傾倒したときであっても、平均的米国人成人男性のダミー３００の大腿部３０２の上方に先端部１１８ａが突出する長さを有している。そのため、傾倒したベルトリーチャ１１８の先端部１１８ａに位置するタング１２４も、乗員３３０の大腿部の上方という比較的高い位置で前方に移動する。この際、ベルトリーチャ１１８の先端にあるタング１２４は乗員３３０よりも前方に移動している。したがって、着座した乗員３３０は体をひねることなくタング１２４を容易に把持することができる。
【００７１】
図６（ｂ）は、乗員３３０が座席１２６に着座してシートベルト装置１００を装着した時点の状態を例示している。このようにシートベルト装置１００を装着すると、ウェビング１１０は、肩ベルト部分１１０ａと腰ベルト部分１１０ｂとに区分される。この状態では、ベルトリーチャ１１８は乗員３３０側に撓んでいるが、距離センサ１４０は、乗員３３０に対して接近または接触していない状態にある。
【００７２】
図７は、リトラクタ制御機構２００の動作を例示するフローチャートを例示する図である。以下、図６および図７を参照しながら説明する。
【００７３】
図６（ｂ）に例示するように、乗員３３０が着座してバックル１２８をタング１２４に結合等すると、リトラクタ制御機構２００は、図７に例示するリトラクタ１１４の巻き取り動作の制御を開始する（ステップＳ１００）。
【００７４】
次に、ベルトリーチャ１１８に設けられた距離センサ１４０が乗員３３０との距離を検出し、出力信号をリトラクタ制御機構２００に入力する。リトラクタ制御機構２００は、その検出した距離が所定の閾値を超える場合、ウェビング１１０に弛みありと判定し、閾値以下の場合には弛みなしと判定する（ステップＳ１０２）。
【００７５】
判定結果が弛みなしの場合には、リトラクタ制御機構２００は、リトラクタ１１４のモータ駆動を終了する（ステップＳ１０４）。
【００７６】
判定結果が弛みありの場合には、リトラクタ制御機構２００は、リトラクタ１１４にウェビング１１０を巻き取らせる（ステップＳ１０６）。
【００７７】
図６（ｃ）は、乗員３３０が座席１２６に着座してシートベルト装置１００を装着した後にリトラクタ制御機構２００の制御によってリトラクタ１１４がウェビング１１０を巻き取った状態を例示している。図６（ｃ）に例示するように、タング１２４がバックル１２８に結合した状態でウェビング１１０が巻き取られるため、ウェビング１１０の弛みがなくなるとともに、可撓性を有するベルトリーチャ１１８が乗員３３０側に引っ張られて撓む。これにより、ウェビング１１０の、とりわけ腰ベルト部分１１０ｂと乗員３３０との間に生じる間隙４５０が小さくなる。この間隙４５０は、乗員の姿勢や体格の変化によっても生じるが、元来、ベルトリーチャ１１８自体によっても生じるものである。すなわち、可撓性は有するもののある程度の剛性を有するベルトリーチャ１１８が、ウェビング１１０のうち腰ベルト１１０ｂとなる他端１１６近傍を保持しているために、必然的に腰ベルト１１０ｂは乗員３３０から離れ、上記の間隙４５０が生じている。しかし本実施形態によれば、図６（ｃ）に例示するように、ベルトリーチャ１１８が撓むことで間隙４５０が小さくなり、腰ベルト部分１１０ｂの弛みが解消され、乗員３３０の安全性をより向上させることができる。
【００７８】
その後、リトラクタ制御機構２００は、再び距離センサ１４０が検出した距離によってウェビング１１０の弛み量が変化したかどうかを確認する（ステップＳ１０８）。確認した結果、弛み量の変化があった場合には再びステップＳ１０２に戻る。弛み量に変化がなかった場合には、ウェビング１１０を巻き取るトルクが足りていない可能性があるため、リトラクタ１１４のモータ駆動の駆動電流値を増加させてウェビング１１０の巻き取りを行ったうえで再びステップＳ１０２に戻る（ステップＳ１１０）。
【００７９】
リトラクタ制御機構２００がこのような制御を行うことによって、乗員との距離が閾値以下となるまでウェビング１１０が巻き取られる。ベルトリーチャ１１８は撓んでいない状態で平均的米国人成人男性のダミー３００の大腿部の上方に先端部１１８ａが突出する長さを有している。そのため、乗員３３０の体格が広範囲にわたって変動しても、体格差によって生じるウェビング１１０自体の弛みが解消される。
【００８０】
ベルトリーチャ１１８の先端部１１８ａは、乗員３３０の大腿部３０２に上方から接近または接触するように撓む。これによりベルトリーチャ１１８の先端（距離センサ１４０）と乗員３３０との距離が小さくなり、ベルトリーチャ１１８によって生じるウェビング１１０と乗員３３０との間隙４５０も解消することができ、乗員３３０の安全性をより向上させることができる。
【００８１】
次に、シートベルトを装着した乗員がタング１２４をバックル１２８から解除すると、結合センサ１６０がその解除を検出する。リトラクタ制御機構２００は、着座している乗員３３０の降車を想定し、リターンスプリング１３９の付勢力に逆らってリトラクタ１１４によるウェビング１１０の巻き取りを行う。これによりベルトリーチャ１１８はリトラクタ１１４側に引っ張られ、図６（ａ）の傾倒状態から再び起立し、格納状態となる。そのため、乗員３３０の降車を妨げない。
【００８２】
なお、本実施形態のように結合センサ１６０の解除の検出をきっかけとするのではなく、別途ドアスイッチの操作を検出するセンサを設けて、そのセンサ出力に基づいてリトラクタ制御機構がリターンスプリングの付勢力に逆らってリトラクタにウェビングを巻き取らせてベルトリーチャを傾倒状態から起立させてもよい。
【００８３】
距離センサ１４０はタング１２４およびバックル１２８の結合が検出されている間にのみ作動し、リトラクタ制御機構２００はその距離が閾値以下となるまでリトラクタ１１４にウェビング１１０を巻き取らせる。そのため、距離センサ１４０およびリトラクタ制御機構２００の不要な動作を避けることができる。
【００８４】
図８は、図１のシートベルト装置１００を装着した乗員３３０が前方に移動する様子を例示する図である。図８（ａ）は、乗員３３０が、シートベルト装置１００を装着して、図７に例示したリトラクタ制御機構２００の制御によってウェビング１１０の弛みがなくなるまでウェビング１１０が巻き取られた状態を例示している。
【００８５】
図７に例示したフローチャートの場合、一度、距離センサ１４０が検出した距離が閾値以下になると、リトラクタ制御機構２００はリトラクタ１１４の巻き取り動作の制御を終了させてしまう。
【００８６】
しかし、この状態から、図８（ｂ）のように乗員３３０が前方に移動すると、ウェビング１１０が伸びてしまい、乗員３３０が再び元の位置に戻っても、ウェビング１１０の弛みが残ってしまうことが考えられる。
【００８７】
そのため、タング１２４がバックル１２８に結合された後も距離センサ１４０が定期的に距離を検出し、リトラクタ制御機構２００がその距離に基づいてモータを駆動させてウェビング１１０を巻き取らせることが好ましい。すなわち、リトラクタ制御機構２００が図７に例示した制御を定期的に繰り返し実行することが好ましい。
【００８８】
この場合、乗員３３０がシートベルト装着後も距離センサ１４０が定期的に乗員３３０との距離を検出し、リトラクタ制御機構２００がその距離に応じてウェビング１１０を巻き取る。したがって、乗員３３０がシートベルト装着後に姿勢を変えたり、座席１２６をスライドさせたりして図８（ｃ）のようにウェビング１１０の弛みが生じた場合にも、ウェビング１１０の弛みやウェビング１１０と乗員３３０との間隙４５０を解消することができる。
【００８９】
（距離センサの具体例）
次に、上記距離センサ１４０の具体例について説明する。なお、第１実施形態または第２実施形態と共通する構成要素には同一の符合を付して説明を省略する。
【００９０】
図９は、超音波パルスによって乗員３３０との距離を検出する距離センサ２４０を例示する図である。この距離センサ２４０は、送信部２４２と受信部２４４と超音波生成等を行う本体部２４６とを備えている。
【００９１】
図９に一点鎖線矢印で例示するように、距離センサ２４０は、送信部２４２から乗員３３０に向かって超音波パルスを発信し、受信部２４４で超音波パルスの反射波を受信する。本体部２４６は、超音波の送信波形と受信波形のピーク間の時間差によって乗員との距離を検出する。
【００９２】
図１０は、静電容量を検出することによって乗員との距離を検出する距離センサ３４０を例示する図である。図１０（ａ）は、距離センサ３４０の概略図を例示し、図１０（ｂ）は、乗員３３０と距離センサ３４０とで形成される等価回路を例示している。
【００９３】
図１０（ａ）に例示するように、距離センサ３４０は、高周波パルス電圧を印加する電極３４２と、高周波パルス電圧を生成する電源を有し内部で接地されている本体部３４４を備えている。
【００９４】
距離センサ３４０が電極３４２に高周波パルス電圧を印加すると、高周波パルス電圧は、乗員３３０との間の空気を介して乗員３３０側と電気的に接続される。空気は、絶縁物であるため、図１０（ａ）には、静電容量Ｃ１として例示している。乗員３３０は、その体内を介して接地されているものとする。厳密には乗員３３０は、車両構造物などに接触して間接的に接地されていると考えられるが、そのような細かい部分については無視して考える。
【００９５】
図１０（ｂ）において、乗員３３０は電気抵抗Ｒと静電容量Ｃ２と等価であるものと考えて等価回路を構成している。距離センサ３４０の本体部３４４の高周波パルス電圧を生成する電源は、交流の電源Ｖとして例示している。そうすると、高周波パルス信号は、電源Ｖの正極から、直列接続されている空気の静電容量Ｃ１と、乗員３３０すなわち電気抵抗Ｒおよび静電容量Ｃ２とを経て、大地を介して電源Ｖの負極まで戻ることとなる。
【００９６】
図１０（ｂ）に例示している等価回路において、空気の静電容量Ｃ１は、乗員３３０との距離が大きくなるほど小さくなり、高周波パルス信号の大きさが小さくなる。したがって、伝搬される高周波パルス信号の大きさに基づいて、乗員３３０との距離を検出することができる。なお、電源Ｖの周波数掃引を行って静電容量Ｃ１を推定することにより、より正確に乗員３３０との距離を検出してもよい。
【００９７】
図１１は、赤外線によって乗員３３０との距離を検出する距離センサ４４０を例示する図である。距離センサ４４０は、発光部４４２と受光部４４４と赤外線等を行う本体部４４６とを備えている。発光部４４２は例えば発光ダイオードであり、受光部４４４は例えばフォトダイオードである。
【００９８】
図１１に一点鎖線矢印で例示するように、距離センサ４４０は、発光部４４２から乗員３３０に向かって赤外線を照射し、受光部４４４でその赤外線の反射光を受光する。例えば、発光部４４２が断続的に点灯消灯を繰り返し、本体部４４６は、発光部４４２の発光タイミングと受光部４４４の受光タイミングの時間差によって乗員との距離を検出する。
【００９９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、乗員を車両の座席に拘束するシートベルト装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１００…シートベルト装置、１１０…ウェビング、１１０ａ…肩ベルト部分、１１０ｂ…腰ベルト部分、１１２…一端、１１４…リトラクタ、１１６…他端、１１８…ベルトリーチャ、１１８ａ…先端部、１１８ｂ…基端部、１２０…回転支持部、１２２…スルーアンカ、１２４…タング、１２６…座席、１２８…バックル、１３０…回動機構、１３２…ブーツ、１３４…ベースプレート、１３６…アンカブラケット、１３８…基端部側アンカプレート、１３９…リターンスプリング、１５０…着座センサ、１６０…結合センサ、２００…リトラクタ制御機構、２４２…送信部、２４４…受信部、３００…ダミー、３０２…大腿部、３４２…電極、３４４…本体部、４４２…発光部、４４４…受光部、４４６…本体部、１４０,２４０,３４０，４４０…距離センサ、４５０…間隙
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
2015196493.tif 000010
【図９】
2015196493.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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