(57)【要約】【課題】ベルト部材に作用する張力を精度良く検出することができる張力検出装置を得る。【解決手段】張力検出装置１０では、ウエビングベルト１２に張力が作用していないときには、該ウエビングベルト１２における運動変換手段を構成するベルト端１２Ａが巻き掛けられた回転体１４は、リターンスプリング２４の付勢力によって初期回転位置に保持されいる。ウエビングベルト１２に長手方向の張力Ｆｔが作用すると、ベルト端１２Ａが回転体１４から巻き出されつつ張力Ｆｔを実質的に全て回転体１４の回転力に変換する。このため、回転体１４は、張力Ｆｔに正確に応じた分だけ回転し、この回転量をプッシュバー１８に押圧されるフォースセンサ２０で検出することで、張力Ｆｔを精度良く検出することができる。【選択図】      図１
2004333305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状のベルト部材の長手方向に作用する張力を検出する張力検出装置であって、
軸線廻りに回転可能とされ、前記ベルト部材に張力が作用していないときには初期回転位置に保持される回転体と、
前記ベルト部材と前記回転体との間に設けられ、前記ベルト部材の張力を実質的に全て前記回転体の回転力に変換する運動変換手段と、
前記回転体の前記初期位置からの回転量を検出する検出手段と、
を備えた張力検出装置。
【請求項２】
前記運動変換手段は、前記初期回転位置に位置する前記回転体の外周部に巻き掛けられた巻掛部材で構成された、ことを特徴とする請求項１記載の張力検出装置。
【請求項３】
前記運動変換手段は、前記回転体の外周部に形成されたピニオン歯と、該ピニオン歯に噛み合うラック歯を有し前記ベルト部材に接続されたラックと、該ラックが前記ラック歯とピニオン歯との噛み合いを維持しつつ前記張力によって移動するように前記ベルト部材をガイドするベルトガイドとを有して構成された、ことを特徴とする請求項１記載の張力検出装置。
【請求項４】
前記回転体の回転量を増幅する回転増幅手段を設けた、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の張力検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、車両のシートベルト装置を構成するウエビングベルト等のベルト部材の張力を検出する張力検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両には、座席に着座した乗員の身体を長尺帯状のウエビングベルトで拘束する所謂シートベルト装置が搭載されている。また、車両には、該車両が急減速状態になった場合等に、座席に着座した乗員の前方で袋体を膨張、展開させて、慣性で車両前方側へ移動しようとする乗員の身体を受け止める所謂エアバッグ装置が搭載されている。
【０００３】
また、上記のシートベルト装置は、乗員の身体拘束用としてのみならず、例えば、座席上に載置した子供乗員着座用のチャイルドシートの固定に用いられる場合がある。
【０００４】
ところで、チャイルドシートを座席上に固定した場合には、チャイルドシートを固定した座席に対応するエアバッグ装置が作動しないようにすることが好ましい。このため、通常、車両にはエアバッグ装置の作動を禁止するためのスイッチが設けられており、チャイルドシートを座席に固定した場合には、運転者がこのスイッチを操作してエアバッグ装置の作動を禁止するようになっている。しかしながら、このようなマニュアル操作されるスイッチを備えた構成では、チャイルドシートの着脱の度にスイッチ操作をしなければならず、該スイッチ操作が煩雑である。
【０００５】
そこで、チャイルドシートの装着の有無を自動的に検出してエアバッグ装置の作動を禁止するための検出装置が求められている。そして、ウエビングベルトに作用する張力に基づいて、チャイルドシートの装着の有無を検出するシートベルト張力測定装置（以下、張力検出装置という）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
すなわち、シートベルト装置では、乗員が通常にウエビングベルトを装着した状態では該乗員の拘束感を緩和するためにウエビングベルトは乗員を緩く拘束しており、該ウエビングベルトに作用する張力が小さい。一方、チャイルドシートを装着した状態では、車両加速度によるチャイルドシート自体の移動を阻止するためにシートベルト装置がチャイルドシートを強固に拘束保持しており、ウエビングベルトに作用する張力が大きい。このため、ウエビングベルトに作用する張力の大小でチャイルドシートの装着の有無を検出することができる。
【０００７】
そして、上記特許文献１記載の張力検出装置は、上記シートベルト装置のアンカー部に設置され、ウエビングベルトに作用する張力を検出するために、アンカー連結部材とウェビング連結部材とを張力によるスライド可能に連結し、該スライドによってアームスプリングを回動させてセンサープレートを押圧変形させ、該変形を歪ゲージで測定するように構成されている。この歪ゲージの出力がウェビングの張力に対応する。
【０００８】
しかしながら、この張力検出装置では、ウェビング連結部材が、車体に固定されたアンカー連結部材の面方向に沿ったスライドのみ許容され、ウェビングの張力方向に追従できなかったため、該ウェビングの張力方向と上記スライド方向とが一致しないときには、該張力の分力だけしか測定されず、正確な張力を検出することができないという問題があった。
【０００９】
また、シートベルト装置のアンカー部に設置され、一端部において車体に固定されると共に他端部においてウエビングベルトが巻き掛けられる金属プレートに歪ゲージを取り付けた構成も知られている（例えば、特許文献２参照）が、この場合も、金属プレートの面方向（歪ゲージの感度方向）と張力方向とが一致していないときには、該張力の分力だけしか測定されず、正確な張力を検出することができないという問題があった。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−２０６９７８号公報
【特許文献２】
米国特許出願公開第２００２／００４３７９５Ａ１号明細書
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事実を考慮して、ベルト部材に作用する張力を精度良く検出することができる張力検出装置を得ることが目的である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る張力検出装置は、帯状のベルト部材の長手方向に作用する張力を検出する張力検出装置であって、軸線廻りに回転可能とされ、前記ベルト部材に張力が作用していないときには初期回転位置に保持される回転体と、前記ベルト部材と前記回転体との間に設けられ、前記ベルト部材の張力を実質的に全て前記回転体の回転力に変換する運動変換手段と、前記回転体の前記初期位置からの回転量を検出する検出手段と、を備えている。
【００１３】
請求項１記載の張力検出装置では、長尺帯状のベルト部材に長手方向の張力が作用していないときには、回転体は、例えば付勢手段の付勢力等によって初期回転位置に保持されている。一方、ベルト部材に長手方向の張力が作用すると、該ベルト部材と回転体との連結部に設けられた運動変換手段が、張力（によるベルト部材の移動）を回転体の回転力に変換し、該回転力によって回転体が初期回転位置からベルト部材に作用する張力に応じた量だけ軸線周りに回転する。この回転体の回転量を検出手段が検出して、ベルト部材の張力が検出される。なお、検出手段は、回転体の角変位を直接的に検出しても良く、荷重や圧力、直線変位等に変換して検出しても良い。
【００１４】
ここで、運動変換手段がベルト部材から伝達される張力を実質的に全て回転体の回転力に変換するため、換言すれば、張力が分力を生じさせることなく回転体の回転力に変換されるため、回転体はベルト部材に作用している張力に正確に対応した分だけ回転する。そして、この回転体の回転量を検出することで、ベルト部材の長手方向に作用する張力が確実に検出される。
【００１５】
このように、請求項１記載の張力検出装置では、ベルト部材に作用する張力を精度良く検出することができる。しかも、この張力が回転体の回転量（角変位）として増幅されているため、検出手段による検出誤差が小さく（Ｓ／Ｎ比が大きく）なり、例えば、単にベルト部材またはベルト部材に連結された金属プレート等に歪ゲージを取り付けた構成と比較して、張力の検出精度が高い。
【００１６】
請求項２記載の発明に係る張力検出装置は、請求項１記載の張力検出装置において、前記運動変換手段は、前記初期回転位置に位置する前記回転体の外周部に巻き掛けられた巻掛部材で構成された、ことを特徴としている。
【００１７】
請求項２記載の張力検出装置では、運動変換手段を構成する巻掛部材は少なくとも初期回転位置に位置している回転体の外周部に巻き掛けられており、この巻掛部材は、ベルト部材に作用する張力によって引張られると、回転体の外周部から巻き出されつつ、該張力を実質的に全て回転体の回転力に変換する。すなわち、ベルト部材から張力が伝達されている巻掛部材の張力作用方向と回転体の接線方向とが一致している。このように、巻掛部材を用いることで、簡単な構造で運動変換手段が実現される。なお、巻掛部材は、ベルト部材と一体に設けられても良い。
【００１８】
請求項３記載の発明に係る張力検出装置は、請求項１記載の張力検出装置において、前記運動変換手段は、前記回転体の外周部に形成されたピニオン歯と、該ピニオン歯に噛み合うラック歯を有し前記ベルト部材に接続されたラックと、該ラックが前記ラック歯とピニオン歯との噛み合いを維持しつつ前記張力によって移動するように前記ベルト部材をガイドするベルトガイドとを有して構成された、ことを特徴としている。
【００１９】
請求項３記載の張力検出装置では、ベルト部材におけるベルトガイドとラックとの間の部分の長手方向が、ラックの回転体を回転する際の移動方向（長手方向）と一致している。ベルト部材に長手方向の張力が作用すると、該張力によってラックは、そのラック歯とピニオン歯との噛み合いを維持しつつベルトガイド側に引張られ、該移動によってラック歯に噛み合わされたピニオン歯を有する回転体を回転させる。このようにベルトガイドがベルト部材をガイドすることで、簡単な構造で運動変換手段が実現される。
【００２０】
請求項４記載の発明に係る張力検出装置は、請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の張力検出装置において、前記回転体の回転量を増幅する回転増幅手段を設けた、ことを特徴としている。
【００２１】
請求項４記載の張力検出装置では、回転体の回転量を増幅する回転増幅手段を設けたため、検出手段による検出誤差が一層小さく（Ｓ／Ｎ比が大きく）なり、ベルト部材に作用する張力を一層精度良く検出することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明の実施の形態に係る張力検出装置１０について、図１に基づいて説明する。図１（Ａ）には張力検出装置１０の正面断面図が示されており、図１（Ｂ）には張力検出装置１０の側面図が示されている。
【００２３】
この張力検出装置１０は、例えば、自動車等の車両に搭載された３点式のシートベルト装置に適用され、該シートベルト装置を構成するベルト部材としての乗員拘束用のウエビングベルト１２に作用する該ウエビングベルト１２の長手方向の張力Ｆｔを検出するものである。
【００２４】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示される如く、張力検出装置１０は、回転体１４を備えている。回転体１４は、円筒状に形成されており、軸方向両端部からそれぞれ同軸的に突出した支軸１６を有している。この回転体は、図示しないケース内に配置されると共に、その支軸１６においてケースに対し回転自在に軸支されている。
【００２５】
この回転体１４の内部には、プッシュバー１８が設けられている。プッシュバー１８は、平板状に形成されており、その一端部が回転体１４の内周面に固着されると共に、その他端部が自由端とされている。また、回転体１４の内部には、フォースセンサ２０が挿設されている。
【００２６】
フォースセンサ２０は、上記ケースに対し相対運動しないように保持されており、回転体１４の回転に追従しない構成とされている。そして、フォースセンサ２０は、回転体１４との相対回転（本第１の実施の形態では回転体１４の矢印Ａ方向への回転）によってプッシュバー１８に押圧されると、該押圧力（押さえ量）に応じた電気信号を出力するようになっている。このプッシュバー１８とフォースセンサ２０とが、本発明における検出手段に相当する。
【００２７】
また、回転体１４の外周部には、巻掛部材としてのベルト端１２Ａが巻き掛けられている。ベルト端１２Ａは、ウエビングベルト１２の長手方向一端部１２Ｂから所定長さに亘る部分であり、該一端部１２Ｂが回転体１４の外周部に固着された状態で該外周部に巻き掛けられて運動変換手段を構成している。さらに、上記ケース内には、回転体１４の外周部との間にベルト端１２Ａを摺動可能に挟み込むベルト保持部材２２が配置されている。このベルト保持部材２２によって、ベルト端１２Ａの上記巻掛状態が維持される構成である。
【００２８】
これにより、ウエビングベルト１２に張力Ｆｔが作用すると、該張力Ｆｔがベルト端１２Ａによって実質的に全て回転体１４の回転力に変換されて、回転体１４が矢印Ａ方向（一端部１２Ｂから見てベルト端１２Ａが存在する側）に回転または角変位するようになっている。具体的には、上記張力Ｆｔは、回転体１４に巻き付いているベルト端１２Ａによって、回転体１４への固定端である一端部１２Ｂに作用している張力方向に沿う接線方向の回転力に変換されることで、回転体１４が張力Ｆｔに応じた量だけ矢印Ａ方向に回転する構成である。
【００２９】
さらに、支軸１６とケースとの間には、付勢手段としてのリターンスプリング２４が配設されており、リターンスプリング２４は、回転体１４を矢印Ｂ方向に付勢している。そして、回転体１４は、このリターンスプリング２４の付勢力によって図示しないストッパに係合するか、リターンスプリング２４の付勢力が上記シートベルト装置の図示しないリトラクタの付勢力と釣り合うかして、通常は初期回転位置に弾性的に保持されるようになっている。
【００３０】
本第１の実施の形態では、図１（Ａ）に示される如く、ベルト端１２Ａが回転体１４の外周部に略４分の１周（９０°）巻き掛けられる位置が、初期回転位置とされている。回転体１４が初期回転位置に位置するときには、プッシュバー１８がフォースセンサ２０に当接し、かつフォースセンサ２０の出力信号が０となるように設定されている。なお、このプッシュバー１８が、上記リターンスプリング２４の機能をも果たす構成としても良い。
【００３１】
また、本第１の実施の形態では、張力検出装置１０がウエビングベルト１２の長手方向中間部に位置しており、２分割されたウエビングベルト１２を連結するようになっている。このため、回転体１４には、上記ベルト端１２Ａとは軸対称となるように、一端部１２Ｄが回転体１４の外周部に固着されたベルト端１２Ｃが、ベルト保持部材２２によって巻き掛けられている。ベルト端１２Ｃを有する側のウエビングベルト１２は、例えば、上記シートベルト装置を構成するリトラクタ（巻取装置）に巻き回されている。
【００３２】
なお、張力検出装置１０がシートベルト装置のアンカ側に設けられ上記ケースが車体に固定される場合、すなわち回転体１４が車体に対し回転のみ可能に支持される場合には、ベルト端１２Ｃを有する側のウエビングベルト１２（これに対応するベルト保持部材２２等）を設けなくても良い。
【００３３】
以上説明した張力検出装置１０は、図示しないエアバッグＥＣＵに電気的に接続されており、該エアバッグＥＣＵにフォースセンサ２０の出力信号を出力するようになっている。エアバッグＥＣＵは、フォースセンサ２０の出力信号を予め設定された閾値と比較し、該信号が閾値よりも大きい場合には、該張力検出装置が適用されたシートベルト装置を有する座席に対応するエアバッグ装置の作動を禁止するようになっている。そして、この閾値は、座席上でチャイルドシートを拘束保持しているウエビングベルト１２に作用する張力Ｆｔ（の範囲）に対応する値よりも小で、乗員を拘束している場合のウエビングベルト１２に作用する張力Ｆｔに対応する値よりも十分に大とされている。
【００３４】
次に、本第１の実施の形態の作用を説明する。
【００３５】
上記構成の張力検出装置１０では、ウエビングベルト１２に張力Ｆｔが作用していないときには、回転体１４は、リターンスプリング２４の付勢力によって初期回転位置に保持されている。
【００３６】
一方、ウエビングベルト１２に長手方向の張力Ｆｔが作用すると、回転体１４に巻き掛けられたベルト端１２Ａは、張力Ｆｔによって回転体１４から巻き出されつつ、該張力Ｆｔを回転体１４の回転力に変換する。この回転力によって、回転体１４は、矢印Ａ方向に張力Ｆｔに応じた量だけ回転（角変位）する。そして、フォースセンサ２０は、この回転体１４の回転量すなわち張力Ｆｔに対応する信号をエアバッグＥＣＵに出力する。
【００３７】
エアバッグＥＣＵでは、この信号に基づいてエアバッグ装置の作動可否が判断される。そして、張力検出装置１０（フォースセンサ２０）の検出信号が上記閾値以下であるときには、エアバッグ装置の作動は、他の制御パラメータによって禁止されていないことを条件に許容される。一方、張力検出装置１０の検出信号が上記閾値よりも大きいときには、エアバッグ装置の作動は、他の制御パラメータに依らず禁止される。
【００３８】
ここで、ウエビングベルト１２と回転体１４とを連結するベルト端１２Ａが張力Ｆｔを実質的に全て回転体１４の回転力に変換するため、換言すれば、張力Ｆｔが分力を生じさせることなく回転体１４の回転力に変換されるため、回転体１４はウエビングベルト１２に作用している張力Ｆｔに正確に対応した分だけ回転する。このため、仮にウエビングベルト１２が図１（Ａ）に想像線にて示されるような各方向に引張られて張力Ｆｔが生じた場合でも、回転体１４の回転量を検出することで、ウエビングベルト１２の長手方向に作用する張力Ｆｔが確実かつ精度良く検出される。
【００３９】
このように、本第１の実施の形態に係る張力検出装置１０では、ウエビングベルト１２に作用する張力Ｆｔを精度良く検出することができる。
【００４０】
しかも、この張力Ｆｔが回転体１４の回転量（角変位）として増幅されているため、検出誤差が小さく（Ｓ／Ｎ比が大きく）なり、例えば、単にウエビングベルト１２またはウエビングベルト１２に連結された金属プレート等に歪ゲージを取り付けた構成と比較して、張力の検出精度が高い。
【００４１】
また、ウエビングベルト１２に作用している張力Ｆｔを回転体１４の回転力に変換する運動変換手段が、単に回転体１４にベルト端１２Ａを巻き掛けるといった簡単な構造で実現されている。
【００４２】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る張力検出装置３０について、図２に基づいて説明する。なお、上記第１の実施の形態と基本的に同一の部品・部分については、上記第１の実施の形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
この張力検出装置３０は、例えば、自動車等の車両に搭載された３点式のシートベルト装置に適用され、該シートベルト装置のアンカ部に配置されてウエビングベルト１２に作用する該ウエビングベルト１２の長手方向の張力Ｆｔを検出するものである。
【００４４】
図２に示される如く、張力検出装置３０は、回転体３２を備えている。回転体３２は、円筒状または円柱状に形成されており、車体に（ケースを介して）固定された図示しない軸受手段によって軸心回りの回転自在に支持されている。この回転体３２の軸方向端部には、マグネット３４が設けられている。
【００４５】
そして、張力検出装置３０は、マグネット３４すなわち回転体３２の回転量（角変位）を検出する磁気センサ３６を備えている。本実施の形態では、磁気センサ３６は、磁気抵抗素子の磁気抵抗効果を利用したＭＲ（磁気抵抗）センサとされている。このマグネット３４と磁気センサ３６とが、本発明における検出手段に相当する。
【００４６】
また、回転体３２の外周部には、巻掛部材としての連結部材３８が巻き掛けられている。連結部材３８は、例えば、紐（ワイヤ）状、布（膜）状、またはベルト状等、長手方向に湾曲変形可能な材料で構成されている。連結部材３８における回転体３２に巻き掛けられた一端部３８Ａは、該回転体３２の外周部に固着されており、連結部材３８の他端部は、ウエビングベルト１２のアンカ側（巻取り引出しされるリトラクタ側とは反対側）の端部１２Ｅに固着されている。
【００４７】
これにより、ウエビングベルト１２に張力Ｆｔが作用すると、該張力Ｆｔが連結部材３８によって実質的に全て回転体３２の回転力に変換されて、回転体３２が矢印Ａ方向（一端部３８Ａから見て連結部材３８が存在する側）に回転または角変位するようになっている。具体的には、上記張力Ｆｔが、回転体３２に巻き付いている連結部材３８によって、回転体３２への固定端である一端部３８Ａに作用している張力方向に沿う接線方向の回転力に変換されることで、回転体３２が張力Ｆｔに応じた量だけ矢印Ａ方向に回転する構成である。
【００４８】
また、ウエビングベルト１２の端部１２Ｅと車体（アンカ部）との間には、付勢手段としての引張コイルスプリング４０が配設されている。引張コイルスプリング４０は、その一端部がウエビングベルト１２の端部１２Ｅに接続されると共に他端部が車体Ｓに接続されて、ウエビングベルト１２を張力Ｆｔに抗する方向に付勢している。これにより、回転体３２は、この引張コイルスプリング４０の付勢力によって、図示しないストッパに係合するか、引張コイルスプリング４０の付勢力が図示しないリトラクタの付勢力と釣り合うかして、通常は図２に示す初期回転位置に弾性的に保持されるようになっている。
【００４９】
以上説明した張力検出装置３０は、上記第１の実施の形態と同様に、図示しないエアバッグＥＣＵに電気的に接続されており、該エアバッグＥＣＵに磁気センサ３６の出力信号を出力するようになっている。
【００５０】
次に、本第２の実施の形態の作用を説明する。
【００５１】
上記構成の張力検出装置３０では、ウエビングベルト１２に張力Ｆｔが作用していないときには、回転体３２は、引張コイルスプリング４０の付勢力によって初期回転位置に保持されている。
【００５２】
一方、ウエビングベルト１２に長手方向の張力Ｆｔが作用すると、回転体３２に巻き掛けられた連結部材３８は、張力Ｆｔによって回転体３２から巻き出されつつ、該張力Ｆｔを回転体３２の回転力に変換する。この回転力によって、回転体３２は、矢印Ａ方向に張力Ｆｔに応じた量だけ回転（角変位）する。そして、磁気センサ３６は、この回転体３２の回転量すなわち張力Ｆｔに対応する信号をエアバッグＥＣＵに出力する。
【００５３】
エアバッグＥＣＵでは、この信号に基づいてエアバッグ装置の作動可否が判断される。そして、張力検出装置３０（磁気センサ３６）の検出信号が上記閾値以下であるときには、エアバッグ装置の作動は、他の制御パラメータによって禁止されていないことを条件に許容される。一方、張力検出装置３０の検出信号が上記閾値よりも大きいときには、エアバッグ装置の作動は、他の制御パラメータに依らず禁止される。
【００５４】
ここで、ウエビングベルト１２と回転体３２とを連結する連結部材３８が張力Ｆｔを実質的に全て回転体３２の回転力に変換するため、換言すれば、張力Ｆｔが分力を生じさせることなく回転体３２の回転力に変換されるため、回転体３２はウエビングベルト１２に作用している張力Ｆｔに正確に対応した分だけ回転する。このため、仮にウエビングベルト１２が図２に想像線にて示されるような各方向に引張られて張力Ｆｔが生じた場合でも、回転体３２の回転量を検出することで、ウエビングベルト１２の長手方向に作用する張力Ｆｔが確実かつ精度良く検出される。
【００５５】
このように、本第２の実施の形態に係る張力検出装置３０では、ウエビングベルト１２に作用する張力Ｆｔを精度良く検出することができる。
【００５６】
しかも、この張力Ｆｔが回転体３２の回転量（角変位）として増幅されているため、検出誤差が小さく（Ｓ／Ｎ比が大きく）なり、例えば、単にウエビングベルト１２またはウエビングベルト１２に連結された金属プレート等に歪ゲージを取り付けた構成と比較して、張力の検出精度が高い。
【００５７】
また、ウエビングベルト１２に作用している張力Ｆｔを回転体３２の回転力に変換する運動変換手段が、単に回転体１４に連結部材３８を巻き掛けるといった簡単な構造で実現されている。
【００５８】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に係る張力検出装置５０について、図３に基づいて説明する。なお、上記第１または第２の実施の形態と基本的に同一の部品・部分については、上記第１または第２の実施の形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５９】
この張力検出装置５０は、例えば、自動車等の車両に搭載された３点式のシートベルト装置に適用され、該シートベルト装置のアンカ部に配置されてウエビングベルト１２に作用する該ウエビングベルト１２の長手方向の張力Ｆｔを検出するものである。
【００６０】
図３に示される如く、張力検出装置５０は、回転体としての第１回転体５２を備えている。第１回転体５２は、円筒状または円柱状に形成されており、車体に（ケースを介して）固定された図示しない軸受手段によって軸心回りの回転自在に支持されている。この第１回転体５２は、その外周部にピニオン歯５２Ａが一体に形成されており、ピニオン歯５２Ａは、ラック５６のラック歯５６Ａに噛み合っている。
【００６１】
ラック５６は、長手方向一端部がウエビングベルト１２の端部１２Ｅに接続されると共に、長手方向他端部が引張コイルスプリング４０の一端部に接続されている。引張コイルスプリング４０の他端部は、車体Ｓに固定されている。ラック５６は、その長手方向が引張コイルスプリング４０の長手（軸）方向と一致している。
【００６２】
また、ウエビングベルト１２は、ラック５６がラック歯５６Ａとピニオン歯５２Ａとの噛み合い状態を維持しつつ張力Ｆｔによって長手方向に移動するように、ベルトガイド５８の一対のローラ５８Ａ間に厚み方向から挟み込まれてガイドされている。すなわち、ベルトガイド５８は、ウエビングベルト１２におけるラック５６との接続端に作用する張力Ｆｔの方向を、該ラック５６の第１回転体５２を回転駆動する移動方向（図３に示す矢印Ｃ方向）に案内するようになっている。
【００６３】
これにより、ウエビングベルト１２に張力Ｆｔが作用すると、該張力Ｆｔがラック５６（ラック歯５６Ａ及びこれに噛み合うピニオン歯５２Ａ）によって実質的に全て第１回転体５２の回転力に変換されて、第１回転体５２が矢印Ａ方向に回転または角変位するようになっている。具体的には、ベルトガイド５８によりラック５６に矢印Ｃ方向に作用する張力Ｆｔが、第１回転体５２に噛み合っているラック５６によって、ラック歯５６Ａとピニオン歯５２Ａとの噛み合い部位における矢印Ｃ方向と一致する（平行な）接線方向の回転力に変換されることで、第１回転体５２が張力Ｆｔに応じた量だけ矢印Ａ方向に回転する構成である。
【００６４】
さらに、第１回転体５２には、その外径よりも十分大きな外径を有する大径部６０が一体回転可能に設けられている。大径部６０の外周部には、ギヤ歯６０Ａが形成されており、ギヤ歯６０Ａの歯数はピニオン歯５２Ａの歯数よりも多い。このギヤ歯６０Ａは、第２回転体５４の外周部に形成されたピニオン歯５４Ａに噛み合っている。
【００６５】
第２回転体５４は、車体に（ケースを介して）固定された図示しない軸受手段によって軸心回りの回転自在に支持されている。そして、第２回転体５４のピニオン歯５４Ａの歯数は、大径部６０のギヤ歯６０Ａの歯数よりも少ない。これにより、第２回転体５４は、ラック５６の長手方向への移動に伴う第１回転体５２の回転または角変位が、増幅して伝達される構成である。すなわち、第１回転体５２と一体に回転する大径部６０（ギヤ歯６０Ａ）及び第２回転体５４（ピニオン歯５４Ａ）が、本発明における回転増幅手段に相当する。
【００６６】
この第２回転体の軸方向端部にはマグネット３４が設けられており、張力検出装置５０はマグネット３４すなわち回転体３２の回転量（回転角）を検出する磁気センサ３６を備えている。
【００６７】
以上により、張力Ｆｔによってラック５６が矢印Ｃ方向に移動すると、第１回転体５２が大径部６０と共に張力Ｆｔに応じた量だけ矢印Ａ方向に回転し、この回転に伴って第２回転体５４が、第１回転体５２の回転角より大きくかつ張力Ｆｔに応じた量だけ矢印Ｄ方向に回転する構成である。
【００６８】
また、張力検出装置５０では、上記第２の実施の形態と同様に、引張コイルスプリングの付勢力によって、第１回転体５２及び磁気センサ３６による直接的な回転量検出対象である第２回転体５４が、それぞれの初期回転位置に弾性的に保持されるようになっている。また、張力検出装置５０は、上記第１または第２の実施の形態と同様に、図示しないエアバッグＥＣＵに電気的に接続されており、該エアバッグＥＣＵに磁気センサ３６の出力信号を出力するようになっている。
【００６９】
次に、本第３の実施の形態の作用を説明する。
【００７０】
上記構成の張力検出装置５０では、ウエビングベルト１２に張力Ｆｔが作用していないときには、第１回転体５２及び第２回転体５４は、引張コイルスプリング４０の付勢力によって初期回転位置に保持されている。
【００７１】
一方、ウエビングベルト１２に長手方向の張力Ｆｔが作用すると、第１回転体５２に噛み合わされたラック５６は、張力Ｆｔによって矢印Ｃ方向に移動しつつ該張力Ｆｔを第１回転体５２の回転力に変換する。この回転力によって、第１回転体５２は、大径部６０と共に矢印Ａ方向に張力Ｆｔに応じた量だけ回転（角変位）しつつ、第２回転体５４を矢印Ｄ方向に張力Ｆｔに応じた量だけ回転させる。そして、磁気センサ３６は、この第２回転体５４の回転量すなわち張力Ｆｔに対応する信号をエアバッグＥＣＵに出力する。
【００７２】
エアバッグＥＣＵでは、この信号に基づいてエアバッグ装置の作動可否が判断される。そして、張力検出装置５０（磁気センサ３６）の検出信号が上記閾値よりも小さいときには、エアバッグ装置の作動は、他の制御パラメータによって禁止されていないことを条件に許容される。一方、張力検出装置５０の検出信号が上記閾値よりも大きいときには、エアバッグ装置の作動は、他の制御パラメータに依らず禁止される。
【００７３】
ここで、ウエビングベルト１２と第１回転体５２との間に設けらたラック５６が、ベルトガイド５８と共働しつつ張力Ｆｔを実質的に全て第１回転体５２の回転力に変換するため、換言すれば、張力Ｆｔが分力を生じさせることなく第１回転体５２の回転力に変換されるため、第１回転体５２はウエビングベルト１２に作用している張力Ｆｔに正確に対応した分だけ回転する。このため、所定の回転伝達比を維持したまま第１回転体５２に駆動される第２回転体５４も、張力Ｆｔに正確に対応した分だけ回転する。これにより、仮にウエビングベルト１２が図３に想像線にて示されるような各方向に引張られて張力Ｆｔが生じた場合でも、第２回転体５４の回転量を検出することで、ウエビングベルト１２の長手方向に作用する張力Ｆｔが確実かつ精度良く検出される。
【００７４】
このように、本第３の実施の形態に係る張力検出装置５０では、ウエビングベルト１２に作用する張力Ｆｔを精度良く検出することができる。
【００７５】
しかも、この張力Ｆｔが第１回転体５２の回転量（角変位）として増幅されているため、検出誤差が小さく（Ｓ／Ｎ比が大きく）なり、例えば、単にウエビングベルト１２またはウエビングベルト１２に連結された金属プレート等に歪ゲージを取り付けた構成と比較して、張力の検出精度が高い。特に、張力検出装置５０では、第１回転体５２の回転量が第２回転体５４の回転量（角変位）としてさらに増幅され、直接的には第２回転体５４の回転量が磁気センサ３６によって検出されるため、第１回転体５２の回転量を直接検出する構成と比較しても、張力の検出誤差がさらに小さく（Ｓ／Ｎ比が大きく）なり、張力の検出精度が一層高くなる。
【００７６】
また、ウエビングベルト１２に作用している張力Ｆｔを第１回転体５２の回転力に変換する運動変換手段が、単に第１回転体５２のピニオン歯５２Ａに噛み合うラック歯５６Ａを有するラック５６を設けることで、簡単な構造として実現されている。
【００７７】
なお、本発明は、上記の各実施の形態に限定されることはなく、これらの構成要素を適宜組み合わせたり組み替えたりして構成することも可能である。したがって、例えば、張力検出装置１０は、磁気センサ３６によってマグネット３４が取り付けられた回転体１４の回転量を検出しても良く、回転体３２等がリターンスプリング２４の付勢力によって張力Ｆｔが作用しないときに初期回転位置に保持されても良く、張力検出装置１０及び張力検出装置３０がベルト端１２Ａと連結部材３８とを入れ替えて構成されても良い。また例えば、張力検出装置５０は、第２回転体５４を備えず、第１回転体５２の回転量を検出する構成であっても良い。逆に、回転体１４、３２が歯車機構やベルト機構等の回転伝達機能によって第２回転体を回転駆動しても良い。
【００７８】
また、上記各実施の形態では、運動変換手段が巻掛部材またはラックを有するる構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、運動変換手段としてのリンク機構やカム機構等が、張力Ｆｔを回転体１４、３２、５２の回転力に変換しても良い。
【００７９】
さらに、上記第１及び第２の実施の形態では、運動変換手段を構成する巻掛部材がベルト端１２Ａまたは連結部材３８である構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、巻掛部材としてチェーンやタイミングベルト等を採用することも可能である。また、巻掛部材として、一端部が回転体１４等の外周部に固定されると共に該外周部への巻き付き方向に付勢された線ばね材または板ばね材を用いた構成とすれば、リターンスプリング２４や引張コイルスプリング４０を不要にできる。
【００８０】
さらにまた、第１回転体の回転を第２回転体の回転に増幅して伝達する構成は、上記第３の実施の形態に歯車による増速構造に限定されることなく、あらゆる回転伝達機構を用いることができる。また例えば、プッシュバー１８を回転体１４の外側に設けると共に長尺化し該回転体１４の回転量を変位として増幅しても良い。したがって、本発明は、回転体の回転量検出方法によっても限定されることはない。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る張力検出装置は、ベルト部材に作用する張力を精度良く検出することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る張力検出装置の概略全体構成を示す図であって、（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）は側面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る張力検出装置の概略全体構成を示す正面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る張力検出装置の概略全体構成を示す正面図である。
【符号の説明】
１０    張力検出装置
１２    ウエビングベルト（ベルト部材）
１２Ａ  ベルト端（巻掛部材、運動変換手段）
１４    回転体
１８    プッシュバー（検出手段）
２０    フォースセンサ（検出手段）
３０    張力検出装置
３２    回転体
３４    マグネット（検出手段）
３６    磁気センサ（検出手段）
３８    連結部材（巻掛部材、運動変換手段）
５０    張力検出装置
５２    第１回転体（回転体）
５２Ａ  ピニオン歯
５４    第２回転体（回転増幅手段）
５６    ラック（運動変換手段）
５６Ａ  ラック歯
５８    ベルトガイド
６０    大径部（回転増幅手段）
【図１】
2004333305.tif 000003
【図２】
2004333305.tif 000004
【図３】
2004333305.tif 000005