(57)【要約】【課題】  ベルトの張力作用方向（引張り角度）に依らず当該ベルトに作用する張力を精度良く検出することができるベルト張力検出装置を得る。【解決手段】  ベルト張力検出装置１０は、ウエビングベルト１２が連結された回転軸１４が、支持板１８を介してアンカー１６に回転可能に支持されており、ウエビングベルト１２に作用する張力Ｆｔの作用方向に応じて、回転軸１４が回転できる。回転軸１４の支持部分（支持板１８の軸孔周辺部分）には、回転軸１４の周方向に沿って複数の圧電素子２２が設けられており、張力Ｆｔに起因した応力に応じて電気信号を出力する。これに基づいてウエビングベルト１２の張力Ｆｔ及びその作用方向（ウエビングベルト１２の引張り角度）を検出することができる。回転軸１４はウエビングベルト１２の張力作用方向に応じて回転されるため、ウエビングベルト１２長手方向に沿った正確な張力Ｆｔを検出できる。【選択図】      図２
2005081959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状のベルトの長手方向に作用する張力を検出するベルト張力検出装置であって、
前記ベルトが連結され、前記ベルトの張力作用方向に応じて回転可能に基部材に支持された回転部材と、
前記基部材及び回転部材の何れか一方の前記回転部材支持部分に、前記回転部材の回転可能方向に沿って設けられ、前記ベルトの張力に起因し当該回転部材支持部分に作用する応力に応じた電気信号を出力する検出手段と、
を備えることを特徴とするベルト張力検出装置。
【請求項２】
前記検出手段は、圧電素子または歪ゲージとされる、ことを特徴とする請求項１記載のベルト張力検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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の張力を検出するベルト張力検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、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センサが知られている（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ベルトの張力に対応する。
【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、ウェビングベルトの張力方向に追従できなかったため、該ウェビングベルト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。
【特許文献１】特開２００２−２０６９７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記事実を考慮して、ベルトの張力作用方向（引張り角度）に依らず当該ベルトに作用する張力を精度良く検出することができるベルト張力検出装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明のベルト張力検出装置は、帯状のベルトの長手方向に作用する張力を検出するベルト張力検出装置であって、前記ベルトが連結され、前記ベルトの張力作用方向に応じて回転可能に基部材に支持された回転部材と、前記基部材及び回転部材の何れか一方の前記回転部材支持部分に、前記回転部材の回転可能方向に沿って設けられ、前記ベルトの張力に起因し当該回転部材支持部分に作用する応力に応じた電気信号を出力する検出手段と、を備えることを特徴としている。
【００１１】
請求項１記載のベルト張力検出装置では、ベルトが連結された回転部材が、ベルトの張力作用方向に応じて回転可能に基部材に支持されている。さらに、この回転部材支持部分には、回転部材の回転可能方向に沿って、検出手段が設けられている。
【００１２】
ここで、長尺帯状のベルトに長手方向の張力が作用すると、ベルトの張力作用方向に応じて回転部材が回転され、回転部材の軸心（回転中心）がベルトの長手方向軸線上に位置する状態になり、回転部材支持部分のうちベルトの長手方向軸線上に位置する部分に、ベルトの張力に起因した応力が作用する。この応力に応じて、検出手段が電気信号を出力する。これに基づいてベルトの長手方向に作用する張力を検出することができる。
【００１３】
このように、ベルトが連結された回転部材は、ベルトの張力作用方向に応じて回転され、検出手段が検出するベルトの張力はその分力ではなく、ベルト長手方向に沿った正確な張力を検出できる。
【００１４】
しかもこの場合、検出手段は、回転部材支持部分において回転部材の回転可能方向に沿って（周方向に沿って）設けられているため、その検出信号（出力信号）の発生箇所（部位）に基づいて、ベルトの張力作用方向すなわちベルトの引張り角度をも検出することが可能になる。
【００１５】
このように、請求項１記載の張力検出装置では、ベルトの張力作用方向（引張り角度）に依らず当該ベルトに作用する張力を精度良く検出することができる。
【００１６】
請求項２に係る発明のベルト張力検出装置は、請求項１記載のベルト張力検出装置において、前記検出手段は、圧電素子または歪ゲージとされる、ことを特徴としている。
【００１７】
請求項２記載のベルト張力検出装置では、簡単な構造で装置を成立することができる。また、当該圧電素子または歪ゲージを、回転部材支持部分において回転部材の回転可能方向に沿って（周方向に沿って）複数箇所に好適に設ければ、ベルトの張力のみならず、張力作用方向すなわちベルトの引張り角度をも精度良く検出することが可能になる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明に係るベルト張力検出装置は、ベルトの張力作用方向（引張り角度）に依らず当該ベルト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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１には、本発明の第１の実施の形態に係るベルト張力検出装置１０の構成が一部破断した正面図にて示されており、図２には、ベルト張力検出装置１０の構成が側面図にて示されている。
【００２０】
このベルト張力検出装置１０は、例えば、自動車等の車両に搭載された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。
【００２１】
ベルト張力検出装置１０は、回転部材としての回転軸１４を備えている。回転軸１４は、基部材としてのアンカー１６に一対の薄肉の支持板１８を介して回転可能に支持されている。アンカー１６は、例えば車両床部Ａに固定されている。
【００２２】
また、回転軸１４の一端部には連結部材２０が固定されており、さらに、この連結部材２０には、ウエビングベルト１２の一端部に連結されている。このため、図２に示す如く、ウエビングベルト１２に作用する張力Ｆｔの作用方向に応じて、回転軸１４が回転できる構成である。
【００２３】
また、回転軸１４の支持部分、すなわち支持板１８の軸孔周辺部分には、回転軸１４の周方向に沿って、検出手段としての複数の圧電素子２２が設けられている。これにより、ウエビングベルト１２の張力に起因し回転軸１４の支持部分（支持板１８の軸孔周辺部分）に作用する応力に応じた電気信号（電圧値信号）を出力することができる。
【００２４】
なお、圧電素子２２に代えて、検出手段として歪ゲージを適用して構成してもよい。この場合には、ウエビングベルト１２の張力に起因し回転軸１４の支持部分（支持板１８の軸孔周辺部分）に作用する応力に応じた電気信号（抵抗値信号）を出力することができる。
【００２５】
このベルト張力検出装置１０の張力Ｆｔに応じた出力信号（圧電素子２２または歪ゲージによる検出信号）が入力されたエアバッグＥＣＵは、該信号を予め設定された閾値と比較し、該信号が閾値を越える場合には、このベルト張力検出装置１０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。
【００２６】
次に、本第１の実施の形態の作用を説明する。
【００２７】
上記構成のベルト張力検出装置１０では、ウエビングベルト１２が連結された回転軸１４が、ウエビングベルト１２の張力作用方向に応じて回転可能に支持板１８（アンカー１６）に支持されている。さらに、この回転軸１４の支持部分には、回転軸１４の回転可能方向に沿って、圧電素子２２が設けられている。
【００２８】
ここで、長尺帯状のウエビングベルト１２に長手方向の張力Ｆｔが作用すると、このウエビングベルト１２の張力作用方向に応じて回転軸１４が回転され、支持板１８の回転軸１４支持部分のうちウエビングベルト１２の長手方向軸線上に位置する部分に、ウエビングベルト１２の張力Ｆｔに起因した応力が作用する。この応力に応じて、圧電素子２２が電気信号を出力する。これに基づいてウエビングベルト１２の長手方向に作用する張力Ｆｔを検出することができる。
【００２９】
すると、ウエビングベルト１２に作用している張力Ｆｔに対応した検出信号がエアバッグＥＣＵに出力される。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、ベルト張力検出装置１０の検出信号が所定の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、ベルト張力検出装置１０の検出信号が所定の閾値を越えるときには、エアバッグ装置の作動は、他の制御パラメータに依らず禁止される。
【００３０】
このように、ウエビングベルト１２が連結された回転軸１４は、ウエビングベルト１２の張力作用方向に応じて回転され、圧電素子２２が検出するウエビングベルト１２の張力Ｆｔはその分力ではなく、ウエビングベルト１２長手方向に沿った正確な張力Ｆｔを検出できる。
【００３１】
しかもこの場合、圧電素子２２は、支持板１８の回転軸１４支持部分において回転軸１４の回転可能方向に沿って（周方向に沿って）設けられているため、その検出信号（出力信号）の発生箇所（部位）に基づいて、ウエビングベルト１２の張力作用方向すなわちウエビングベルト１２の引張り角度をも検出することが可能になる。
【００３２】
このように、第１の実施の形態に係るベルト張力検出装置１０では、ウエビングベルト１２の張力作用方向（引張り角度）に依らず当該ウエビングベルト１２に作用する張力Ｆｔを精度良く検出することができる。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００３４】
なお、前記第１の実施の形態と基本的に同一の部品・部分については、前記第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。
【００３５】
図３には、本発明の第２の実施の形態に係るベルト張力検出装置３０の構成が一部破断した正面図にて示されており、図４にはベルト張力検出装置３０の構成が一部破断した斜視図にて示されている。
【００３６】
このベルト張力検出装置１０は、回転部材としての回転筒３２を備えている。回転筒３２は、基部材としての固定筒３４に回転可能に支持されている。固定筒３４は、アンカー１６を介して例えば車両床部Ａに固定されている。また、回転筒３２の外周（連結部位Ｘ）には、ウエビングベルト１２の一端部が連結固定されている。このため、ウエビングベルト１２に作用する張力Ｆｔの作用方向に応じて、回転筒３２が回転できる構成である。
【００３７】
また、回転筒３２の支持部分、すなわち回転筒３２と固定筒３４との間には、各筒の周方向に沿って、検出手段としての歪ゲージ３６が複数個（本実施の形態においては、例えば「Ｒ1」〜「Ｒ6」の合計６個）設けられている。この場合、当該歪ゲージ３６は、回転筒３２の内周壁部分に設ける構成としてもよく、あるいは、固定筒３４の外周壁部分に設ける構成としてもよい。
【００３８】
さらに、各歪ゲージ３６は、図５に示す如く、互いに直列接続されており、ウエビングベルト１２の張力Ｆｔに起因し回転筒３２の支持部分に作用する応力に応じた電気信号（抵抗値信号）を出力することができる。
【００３９】
例えば、応力の作用により「Ｒ2」の歪ゲージ３６が押圧されてその抵抗値が変化すると、（すなわち、「Ｖ2−Ｖ1」が変化すると）、当該「Ｒ2」の歪ゲージ３６の配置部位と回転筒３２の軸心とを結んだ方向（当該「Ｒ2」の歪ゲージ３６の配置部位と１８０度反対方向）に張力が作用していることになる。すなわち、「Ｒ1」の歪ゲージ３６〜「Ｒｎ」の歪ゲージ３６の分割電位をそれぞれ監視し、その電圧変化があったものに対し、１８０度反対方向へ向いてウエビングベルト１２が引き出されて張力Ｆｔが作用していることが検出できる。
【００４０】
なお、歪ゲージ３６に代えて、検出手段として前記第１の実施の形態と同様の圧電素子２２を適用して構成してもよい。この場合には、ウエビングベルト１２の張力に起因し回転筒３２の支持部分に作用する応力に応じた電気信号（電圧値信号）を出力することができる。
【００４１】
次に、本第２の実施の形態の作用を説明する。
【００４２】
上記構成のベルト張力検出装置３０では、ウエビングベルト１２が連結された回転筒３２が、ウエビングベルト１２の張力作用方向に応じて回転可能に固定筒３４に支持されている。さらに、この回転筒３２の支持部分には、回転筒３２の回転可能方向に沿って、複数の歪ゲージ３６が設けられている。
【００４３】
ここで、長尺帯状のウエビングベルト１２に長手方向の張力Ｆｔが作用すると、このウエビングベルト１２の張力作用方向に応じて回転筒３２が回転され、回転筒３２の軸心（回転中心）及びウエビングベルト１２の連結部位Ｘがウエビングベルト１２の長手方向軸線上に共に位置する状態になり、回転筒３２の軸心（回転中心）に対しウエビングベルト１２の連結部位Ｘと反対側に位置する箇所に、ウエビングベルト１２の張力Ｆｔに起因した応力が作用する。この応力に応じて、歪ゲージ３６が電気信号を出力する。これに基づいてウエビングベルト１２の長手方向に作用する張力Ｆｔを検出することができる。
【００４４】
例えば、応力の作用により「Ｒ2」の歪ゲージ３６が押圧されてその抵抗値が変化すると、（すなわち、「Ｖ2−Ｖ1」が変化すると）、当該「Ｒ2」の歪ゲージ３６の配置部位と回転筒３２の軸心とを結んだ方向（当該「Ｒ2」の歪ゲージ３６の配置部位と１８０度反対方向）に張力が作用していることになり、当該方向へ向いてウエビングベルト１２が引き出されて張力Ｆｔが作用していることが検出できる。
【００４５】
すると、ウエビングベルト１２に作用している張力Ｆｔに対応した検出信号がエアバッグＥＣＵに出力される。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、ベルト張力検出装置１０の検出信号が所定の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、ベルト張力検出装置１０の検出信号が所定の閾値を越えるときには、エアバッグ装置の作動は、他の制御パラメータに依らず禁止される。
【００４６】
このように、ウエビングベルト１２が連結された回転筒３２は、ウエビングベルト１２の張力作用方向に応じて回転され、歪ゲージ３６が検出するウエビングベルト１２の張力Ｆｔはその分力ではなく、ウエビングベルト１２長手方向に沿った正確な張力Ｆｔを検出できる。
【００４７】
しかもこの場合、歪ゲージ３６は、回転筒３２の支持部分においてその回転可能方向に沿って（周方向に沿って）設けられているため、その検出信号（出力信号）の発生箇所（部位）に基づいて、ウエビングベルト１２の張力作用方向すなわちウエビングベルト１２の引張り角度をも検出することが可能になる。
【００４８】
このように、第２の実施の形態に係るベルト張力検出装置３０では、ウエビングベルト１２の張力作用方向（引張り角度）に依らず当該ウエビングベルト１２に作用する張力Ｆｔを精度良く検出することができる。
【００４９】
なお、前述した第２の実施の形態においては、基部材としての固定筒３４の外側に回転筒３２を設け、この回転筒３２にウエビングベルト１２の一端部を連結固定した構成としたが、これに限らず、図６に示すベルト張力検出装置４０の如く、基部材としての固定筒４２の内側に回転部材としての回転棒４４を設け、この回転棒４４にウエビングベルト１２の一端部を連結固定した構成としてもよい。
【００５０】
このベルト張力検出装置４０であっても、前記第２の実施の形態と同様に、歪ゲージ３６が検出するウエビングベルト１２の張力Ｆｔはその分力ではなく、ウエビングベルト１２長手方向に沿った正確な張力Ｆｔを検出できる。しかも、歪ゲージ３６の検出信号（出力信号）の発生箇所（部位）に基づいて、ウエビングベルト１２の張力作用方向すなわちウエビングベルト１２の引張り角度をも検出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るベルト張力検出装置の構成を示す一部破断した正面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るベルト張力検出装置の構成を示す側面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るベルト張力検出装置の構成を示す一部破断した正面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るベルト張力検出装置の構成を示す一部破断した斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るベルト張力検出装置の歪ゲージの接続状態を示す回路構成図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の変形例に係るベルト張力検出装置の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０    ベルト張力検出装置
１２    ウエビングベルト（ベルト）
１４    回転軸（回転部材）
１６    アンカー（基部材）
１８    支持板（基部材）
２２    圧電素子（検出手段）
３０    ベルト張力検出装置
３２    回転筒（回転部材）
３４    固定筒（基部材）
３６    歪ゲージ（検出手段）
４０    ベルト張力検出装置
４２    固定筒（基部材）
４４    回転棒（回転部材）
【図１】
2005081959.tif 000003
【図２】
2005081959.tif 000004
【図３】
2005081959.tif 000005
【図４】
2005081959.tif 000006
【図５】
2005081959.tif 000007
【図６】
2005081959.tif 000008