(57)【要約】  安全ベルトを乗り物に接続するための安全ベルトアンカを備える歪ゲージロードセルアンカの機器、製造方法、および使用方法を記載する。安全ベルトアンカは、安全ベルトアンカを安全ベルトに接続するための第１アンカ開口部を有し得て、アンカは、安全ベルトアンカを乗り物に接続するための第２アンカ開口部を有し得る。安全ベルトアンカに加えられる力を測定するべく、１つまたは複数の歪ゲージが、安全ベルトアンカ上に設けられ得て、安全ベルトアンカは、歪ゲージロードセルアンカとして機能する。
2017526574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗り物の安全ベルトのための歪ゲージロードセルアンカであって、
安全ベルトアンカであって、
前記安全ベルトアンカを安全ベルトに接続するように構成されている第１アンカ開口部と、
前記安全ベルトアンカを乗り物に接続して、前記安全ベルトを前記乗り物に接続するように構成されている、第２アンカ開口部と
を有する安全ベルトアンカと、
前記安全ベルトアンカに取り付けられた１つまたは複数の歪ゲージであって、前記１つまたは複数の歪ゲージは、前記安全ベルトによって前記安全ベルトアンカに加えられた力を測定するように構成されている、歪ゲージと
を備える、歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項２】
前記安全ベルトアンカが、前記安全ベルトアンカに加えられた前記力に応じて、少なくとも前記第１アンカ開口部と前記第２アンカ開口部との間で弾性的に変形するように構成され、
前記１つまたは複数の歪ゲージは、前記安全ベルトアンカが弾性的に変形するときに、弾性的に変形するように構成され、各歪ゲージの抵抗は、弾性的に変形するときに変化するように構成され、前記１つまたは複数の歪ゲージは、各歪ゲージの抵抗の変化を介して前記安全ベルトアンカに対する前記力を測定するように構成されている、
請求項１に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項３】
前記歪ゲージのうち少なくとも２つは、前記第１アンカ開口部の、前記第２アンカ開口部と同じ側に配置される、請求項１に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項４】
前記安全ベルトアンカが更に、前記第１アンカ開口部の中心と前記第２アンカ開口部の中心とを通る第１軸を画定し、前記複数の歪ゲージのうち少なくとも２つは、前記第１軸に関して、前記第１アンカ開口部と前記第２アンカ開口部との間に配置される、請求項３に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項５】
前記安全ベルトアンカは更に、前記第１アンカ開口部の中心と前記第２アンカ開口部の中心との間を通る第１軸を画定し、
前記安全ベルトアンカは更に、前記第１軸に対して直交する前記第２開口部の軸を画定し、前記安全ベルトアンカは、前記第１軸と前記第２開口部の前記軸とによって画定される平面内に前記力の方向を維持するべく、前記第２開口部の前記軸の周りで前記乗り物に対して旋回するように構成される、
請求項１に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項６】
前記１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つは、前記安全ベルトアンカの縁部に取り付けられている、請求項１に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項７】
前記安全ベルトアンカの前記縁部が、円周方向と、前記円周方向に対して実質的に鉛直である横断方向とを画定し、
前記縁部は、前記１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つの位置で、横断方向に平坦である、
請求項６に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項８】
前記１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つの位置で、前記縁部内に少なくとも１つの凹部を更に備え、前記縁部は、前記１つまたは複数の歪ゲージのうち前記少なくとも１つの位置で円周方向に凹状である、請求項７に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項９】
前記１つまたは複数の歪ゲージは、前記安全ベルトアンカの縁部に取り付けられる、請求項１に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項１０】
前記安全ベルトアンカの縁部で画定された、少なくとも１つの溝を更に備え、
前記縁部は、円周方向と、前記円周方向に対して実質的に鉛直である横断方向とを画定し、
前記少なくとも１つの溝の横断方向幅は、前記安全ベルトアンカの横断方向幅より小さく、
前記１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つは、前記少なくとも１つの溝に配置される、
請求項１に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項１１】
前記安全ベルトアンカは、第１面および第２面を画定し、
前記第１面は、前記第２面に対して実質的に平行であり、
前記１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つは、前記第１面または前記第２面のうち１つに取り付けられている、
請求項１に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項１２】
前記安全ベルトアンカ上に配置され、前記歪ゲージの各々に接続された歪回路を更に備え、前記歪回路は、前記歪ゲージの各々から歪データを受け取るように構成されている、請求項１に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項１３】
前記歪回路は、前記安全ベルトアンカによって画定される第１面または第２面のうち１つに埋め込まれる、請求項１２に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項１４】
前記歪回路は、１つまたは複数の各ワイヤによって、前記歪ゲージの各々に接続され、前記ワイヤのうち少なくとも１つは、前記安全ベルトアンカの縁部に画定されるワイヤ溝に少なくとも部分的に配置されされる、請求項１２に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項１５】
前記歪回路は更に、歪データを所定の範囲内の温度変動から隔離するように構成された温度補償器を有する、請求項１２に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項１６】
前記歪回路は、前記安全ベルトアンカ上の力または歪のうち１つを判定するように構成されている歪処理回路を有する、請求項１２に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項１７】
安全ベルト歪ゲージロードセルを製造するための方法であって、
第１アンカ開口部および第２アンカ開口部を含む安全ベルトアンカを提供する段階であって、前記第１アンカ開口部は、前記安全ベルトアンカを安全ベルトに接続するように構成され、前記第２アンカ開口部は、前記安全ベルトアンカを乗り物に接続するように構成され、前記安全ベルトアンカは、前記安全ベルトを前記乗り物に接続するように構成される、段階と、
１つまたは複数の歪ゲージを前記安全ベルトアンカに取り付ける段階であって、前記１つまたは複数の歪ゲージは、前記安全ベルトアンカに対する前記力を測定するように構成される、段階と
を含む、方法。
【請求項１８】
前記安全ベルトアンカが更に、前記第１アンカ開口部の中心と前記第２アンカ開口部の中心との間を通る第１軸を画定し、
前記安全ベルトアンカが更に、前記第１軸に直交する、前記第２開口部の軸を画定し、前記安全ベルトアンカは、前記第１軸および前記第２開口部の前記軸によって画定される平面内に前記力の方向を維持するべく、前記乗り物に対して、前記第２開口部の前記軸の周りで旋回するように構成されている、
請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記１つまたは複数の歪ゲージを取り付ける段階は、前記１つまたは複数の歪ゲージを前記安全ベルトアンカの縁部に取り付ける段階を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つの取り付け位置で、前記安全ベルトアンカの前記縁部を平坦化する段階を更に含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つに隣接する前記縁部において、少なくとも１つの凹部を形成する段階であって、
前記安全ベルトアンカの前記縁部は、円周方向と、前記横断方向に対して実質的に鉛直である横断方向を画定し、
前記縁部は、前記１つまたは複数の歪ゲージのうち前記少なくとも１つに隣接する位置で、円周方向に凹状である、
段階を更に有する、
請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
歪回路を前記安全ベルトアンカに取り付ける段階と、
前記歪回路を前記歪ゲージの各々に接続する段階であって、前記歪回路は、前記歪ゲージの各々から歪データを受け取るように構成されている、段階と
を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
ロードセルアンカ上の安全ベルトの力を測定する方法であって、
前記ロードセルアンカは、第１アンカ開口部および第２アンカ開口部を含む安全ベルトアンカを備え、
安全ベルトは、前記第１アンカ開口部に接続され、
前記第２アンカ開口部は乗り物に接続され、それにより、前記安全ベルトは前記安全ベルトアンカを介して前記乗り物に接続され、
前記ロードセルアンカは更に、前記安全ベルトアンカに取り付けられた１つまたは複数の歪ゲージを備える、
方法であって、
前記安全ベルトによって安全ベルトアンカに力を加える段階と、
前記安全ベルトアンカに取り付けられた前記１つまたは複数の歪ゲージによって、前記安全ベルトアンカに加えられた前記力を測定する段階と
を含む方法。
【請求項２４】
前記力を前記安全ベルトアンカに加える結果、前記安全ベルトアンカは弾性的に変形し、それにより、前記１つまたは複数の歪ゲージも弾性的に変形し、
前記安全ベルトアンカに加えられた前記力を測定する段階が、前記１つまたは複数の歪ゲージの弾性変形によって引き起こされる、１つまたは複数の歪ゲージにおける電圧の変化を測定する段階を含む、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記安全ベルトアンカに加えられる前記力を測定する段階は更に、歪回路によって、前記１つまたは複数の歪ゲージから歪データを受け取る段階を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記歪回路によって、前記１つまたは複数の歪ゲージから歪データを受け取る段階は更に、温度補償を前記歪データに適用する段階を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記歪回路は歪処理回路を有し、前記安全ベルトアンカに加えられる前記力を測定する段階は更に、前記歪処理回路を使用して、前記安全ベルトアンカ上の力または歪のうち１つを判定する段階を含む、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、ロードセルアンカの改良された機器、製造方法、および、使用方法に関する。特に、本発明は、適用された力を測定できる歪ゲージロードセルアンカに関する。
【０００２】
安全ハーネスは、搭乗者または貨物を様々な支持体、プラットフォーム、座席、またはアセンブリに固定するべく、様々な用途で使用される。飛行機、ボート、または自動車などの乗り物は、人または物体のいずれかを乗り物にしっかり固定するべく、および、衝突時に人または物体を保護するべく、ハーネスを使用し得る。これらの安全ハーネスは、１つまたは複数のアンカによって乗り物に接続され得る１つまたは複数の個別ベルトからできていて良い。これらのアンカは、安全ベルト、または、より高度な取り付けデバイスの中に単純なループを含み得て、これらのアンカは、乗り物の座席、フレーム、または、ボディを介して直接的、または間接的に乗り物に接続されるように設計され得る。
【０００３】
通常、ロードセルなどの力センサは、乗り物および搭乗者に対する荷重を測定することで、乗り物のコンポーネントの設計および改良を支援するべく、乗り物の試験中に使用される。乗り物の安全ハーネスを試験するべく、大型のロードセルが試験用プラットフォームに取り付けられ、安全ベルトアンカに直接的または間接的に接続される。次に、ロードセルは、実験的な衝突シナリオの間に、安全ベルトおよび乗り物によってロードセルに加えられた力を返す。
【０００４】
現在のロードセルのサイズおよび重量に関する制限に起因して、現在、安全ハーネスはほぼ、専ら実験室環境における試験台のみで試験される。多くの乗り物用ハーネスは、手が届きにくい、または、周囲の空間がほとんど無い、狭い位置に固定される。いくつかの安全ベルトは、乗り物の座席を介して乗り物に接続されるが、乗り物には、別個のロードセルを支持するための空間がほとんど無い。更に、典型的な高性能の乗り物は、６〜９個の取り付け点を有するハーネスを使用するが、これにより、１つより多くのデータ源が必要な場合に、典型的なロードセルの重量およびサイズに関する問題が増える。いくつかの場合で、現在の安全ハーネス試験システムは、ロードセルと接続するべく、使用中の位置から安全ベルトを伸長および／または再配置する必要がある。これにより、安全ベルトおよび安全ベルトアンカの力の測定が不正確になり得る。
【０００５】
取り組み、創意、イノベーションの適用を通して、本発明の複数の実施形態に含まれる複数の解決策を開発することにより、これらの特定された問題の多くが解決されてきた。それらの解決策の多くの例は本明細書で詳細に記載されている。
【発明の概要】
【０００６】
ロードセルは、何らかの取り付けられたデバイスまたはコネクタによってロードセルに加えられる力を計算し得る。ロードセルは、ロードセルおよび周辺システムの両方に作用する力に関する重要な情報をユーザに提供する。この情報は、システムの様々なコンポーネントの設計を改善するのに使用され得るか、または、ロードセルに直接的または間接的に接続された搭乗者および／または貨物の物理的な状態を監視するのに使用され得る。従って、本明細書に記載された本発明の複数の実施形態は、ハーネスおよび／またはアンカに加えられた力および／または歪を測定するための改良されたロードセルに関する。
【０００７】
いくつかの実施形態において、乗り物の安全ベルト用の歪ゲージロードセルアンカは、安全ベルトアンカを含み得て、安全ベルトアンカに取り付けられた１つまたは複数の歪ゲージを含み得る。安全ベルトアンカは、安全ベルトアンカを安全ベルトに接続するように構成された第１アンカ開口部を含み得る。安全ベルトアンカは更に、安全ベルトアンカが安全ベルトを乗り物に接続するように構成されるような態様で、安全ベルトアンカを乗り物に接続するように構成された第２アンカ開口部を含み得る。１つまたは複数の歪ゲージは、安全ベルトによって安全ベルトアンカに加えられた力を測定するように構成され得る。
【０００８】
いくつかの実施形態において、安全ベルトアンカは、安全ベルトアンカに適用された力に応じて、少なくとも第１アンカ開口部と第２アンカ開口部との間で弾性的に変形し得る。安全ベルトアンカが弾性的に変形するとき、１つまたは複数の歪ゲージは弾性的に変形し得る。いくつかの実施形態において、各歪ゲージの抵抗は、弾性的に変形するときに変化するように構成されており、それにより、１つまたは複数の歪ゲージは、各歪ゲージの抵抗の変化を介して安全ベルトアンカにかかる力を測定するように構成され得る。
【０００９】
いくつかの実施形態において、歪ゲージのうち少なくとも２つは、第１アンカ開口部に対して、第２アンカ開口部と同じ側に配置され得る。
【００１０】
安全ベルトアンカは更に、第１アンカ開口部の中心と第２アンカ開口部の中心との間を通る第１軸を画定し得る。いくつかの実施形態において、歪ゲージのうち少なくとも２つは、第１軸に対して、第１アンカ開口部と第２アンカ開口部との間に配置され得る。安全ベルトアンカは、第１アンカ開口部の中心と、第２アンカ開口部の中心とを通る第１軸を更に画定し得る。いくつかの実施形態において、安全ベルトアンカは更に、第１軸に直交する、第２開口部の軸を画定し得て、これにより、安全ベルトアンカは、力の方向を第１軸および第２開口部の軸によって画定される平面内に維持するべく、第２開口部の軸を中心にして乗り物に対して旋回するように構成される。
【００１１】
いくつかの実施形態において、１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つは、安全ベルトアンカの縁部に取り付けられ得る。安全ベルトアンカの縁部は、円周方向と、円周方向に対して実質的に鉛直である横断方向とを画定する。縁部は、１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つの位置で、横断方向に平坦である。歪ゲージロードセルアンカのいくつかの実施形態は、１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つの位置で、縁部に少なくとも１つの凹部を含み、これにより、縁部は、１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つの位置で、縁部が円周方向に凹状となる。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の歪ゲージは、安全ベルトアンカの縁部に取り付けられ得る。
【００１２】
歪ゲージロードセルアンカのいくつかの実施形態では、安全ベルトアンカの縁部に、画定された少なくとも１つの溝を含み得る。縁部は、円周方向と、円周方向に対して実質的に鉛直な横断方向とを画定し得る。少なくとも１つの溝の横断方向幅は、安全ベルトアンカの横断方向幅より小さくて良く、１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つは、少なくとも１つの溝の中に配置され得る。
【００１３】
いくつかの実施形態において、安全ベルトアンカは、第１面、および、第２面を画定し得る。第１面は、第２面に対して実質的に平行であり得、１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つは、第１面または第２面のうち１つに取り付けられ得る。
【００１４】
いくつかの実施形態では、安全ベルトアンカ上に配置された歪回路を含み得て、歪ゲージの各々に接続され、これにより、歪回路は歪ゲージの各々から歪データを受け取るように構成され得る。いくつかの実施形態において、歪回路は、安全ベルトアンカによって画定される第１面または第２面の１つに埋め込まれ得る。歪回路は、１つまたは複数の各々のワイヤによって、歪ゲージの各々に接続され得て、ワイヤのうち少なくとも１つは、少なくとも部分的に、安全ベルトアンカの縁部に画定されたワイヤ溝に配置され得る。いくつかの実施形態において、歪回路は、歪データを所定の範囲内の温度変動から隔離するように構成された温度補償器を含み得る。歪回路は、安全ベルトアンカ上の力または歪のうちの１つを判定するように構成された歪処理回路を含み得る。
【００１５】
本発明の他のいくつかの実施形態において、安全ベルト歪ゲージロードセルを製造する方法が提供されている。この方法は、第１アンカ開口部および第２アンカ開口部を有する安全ベルトアンカを提供する段階を含み得て、１つまたは複数の歪ゲージが安全ベルトアンカ上の力を測定するように構成され得るように、１つまたは複数の歪ゲージを安全ベルトアンカに取り付ける段階を含み得る。いくつかの実施形態において、第１アンカ開口部は、安全ベルトアンカを安全ベルトに接続するように構成され得る。第２アンカ開口部は、安全ベルトアンカを乗り物に接続するように構成され得て、これにより、安全ベルトアンカは、安全ベルトを乗り物に接続するように構成され得る。
【００１６】
いくつかの実施形態において、安全ベルトアンカは更に、第１アンカ開口部の中心と第２アンカ開口部の中心との間を通る第１軸を画定し得る。安全ベルトアンカは、第１軸に直交する第２開口部の軸を画定し得て、これにより、第１軸と第２開口部の軸とによって画定される平面内に力の方向を維持するべく、安全ベルトアンカは、第２開口部の軸の周りで、乗り物に対して旋回するように構成される。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の歪ゲージを取り付ける段階は、１つまたは複数の歪ゲージを安全ベルトアンカの縁部に取り付ける段階を含み得る。
【００１７】
この方法のいくつかの実施形態は、１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つの取り付け位置で、安全ベルトアンカの縁部を平坦化する段階を含み得る。
【００１８】
いくつかの実施形態は、１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つに隣接する縁部で少なくとも１つの凹部を形成する段階を含み得る。安全ベルトアンカの縁部は、円周方向と、円周方向に対して実質的に鉛直な横断方向とを画定し、縁部は、１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つに隣接する位置で円周方向に凹状であり得る。
【００１９】
この方法のいくつかの実施形態は、歪回路を安全ベルトアンカに取り付ける段階を含み得て、歪回路を歪ゲージの各々に接続する段階を含み得て、これにより、歪回路は歪ゲージの各々から歪データを受け取るように構成され得る。
【００２０】
本発明の更に別の実施形態において、ロードセルアンカにかかる安全ベルトの力を測定する方法が提供され得る。ロードセルアンカには、第１アンカ開口部および第２アンカ開口部を有する安全ベルトアンカが含まれ得て、この場合、安全ベルトは第１アンカ開口部に接続され得て、第２アンカ開口部は乗り物に接続され得て、これによって、安全ベルトは安全ベルトアンカを介して乗り物に接続され得て、ロードセルアンカは更に、安全ベルトアンカに取り付けられた１つまたは複数の歪ゲージを含み得る。 
【００２１】
この方法のいくつかの実施形態は、安全ベルトによって力を安全ベルトアンカに加える段階を含み得て、安全ベルトアンカに取り付けられた１つまたは複数の歪ゲージによって安全ベルトアンカに加えられた力を測定する段階を含み得る。力を安全ベルトアンカに加えると、安全ベルトアンカは弾性的に変形し得て、その結果、１つまたは複数の歪ゲージも弾性的に変形する。安全ベルトアンカに加えられる力を測定する段階は、１つまたは複数の歪ゲージの弾性変形によって引き起こされる、１つまたは複数の歪ゲージにおける電圧の変化を測定する方法を含み得る。
【００２２】
いくつかの実施形態において、安全ベルトアンカに加えられる力を測定する段階は、１つまたは複数の歪ゲージからの歪データを歪回路で受け取る段階を含み得る。１つまたは複数の歪ゲージからの歪データを歪回路で受け取る段階は、温度補償を歪データに適用する段階を含み得る。歪回路は、歪処理回路を含み得て、安全ベルトアンカに加えられる力を測定する段階は、歪処理回路を使用して、安全ベルトアンカ上の力または歪のうち１つを判定する段階を含み得る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態による、安全ハーネスを有する乗り物の座席の斜視図を示す。
【図２】本発明の実施形態による、乗り物の座席に取り付けられた、歪ゲージロードセルアンカの拡大図を示す。
【図３】本発明の実施形態による歪ゲージロードセルアンカの斜視図を示す。
【図４】本発明の実施形態による、安全ベルトおよび固定部材を有する歪ゲージロードセルアンカの上面図を示す。
【図５】本発明の実施形態による、乗り物に取り付けられた歪ゲージロードセルアンカの前面図を示す。
【図６】図５で示されている、乗り物に取り付けられた歪ゲージロードセルアンカの断面図を示す。
【図７】本発明の実施形態からのデータに基づく、例示的な力‐時間プロットを示す。
【図８】例示的な目的で歪ゲージを除去した、本発明の実施形態による安全ベルトアンカの斜視図を示す。
【図９】本発明の実施形態による、例示的な目的で歪ゲージを除去した、安全ベルトアンカの上面図を示す。
【図１０】本発明の実施形態による、例示的な目的で歪ゲージを除去した、歪ゲージロードセルアンカの底面図を示す。
【図１１】本発明の実施形態による、例示的な目的で歪ゲージを除去した、歪ゲージロードセルアンカの左側面図を示す。
【図１２】本発明の実施形態による、例示的な目的で歪ゲージを除去した、歪ゲージロードセルアンカの右側面図を示す。
【図１３】本発明の実施形態による、例示的な目的で歪ゲージを除去した、歪ゲージロードセルアンカの前面図を示す。
【図１４】本発明の実施形態による、例示的な目的で歪ゲージを除去した、歪ゲージロードセルアンカの背面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本明細書の以下において、付属の図面を参照しながら、本発明を詳細に記載する。付属の図面には、本発明の複数の実施形態のいくつかが示されているが、すべて示されているわけではない。実際、本発明は、多くの異なる態様で実施され得て、本明細書で説明されている実施形態に限定されるものとして解されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、該当する法的要件をこの開示が満たすように提供される。本明細書で使用される、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」、「高」、「低」などの用語は、特定の特徴の相対的な位置を示すべく、例示的な目的で含まれているに過ぎず、本発明の範囲を単一の方向に限定するものとして解されるべきではない。全体を通して、同様の番号は、同様の要素を指す。
【００２５】
本明細書で使用される、「乗り物」という用語は、乗用車、スポーツカー、オープンホイールもしくはクローズドホイールのレースカーなどの自動車、飛行機、船、および／または、そのような機械のための様々なモデルおよび試験台を含み得るが、これらに限定されない。 
【００２６】
上述の試験シナリオに加えて、乗り物、特に、高性能の乗り物が、乗り物の通常の動作中に安全ハーネスシステムおよびアンカに加えられる力を監視できることは有益であろう。例えば、レースカーのドライバーは日常的に、衝突中に重力の５０〜７０倍の力を受けるので、発生する力を幅広く正確に監視することは重要である。衝突中に搭乗者が受ける力をリアルタイムで、使用中に監視すれば、身体にかかる実際の力を示すことで、衝突後の搭乗者の治療を改善し得て、更に、衝突に関する正確な現実のデータを返すことで、ハーネス、アンカ、座席、乗り物の設計を改善し得る。
【００２７】
本発明は、別個の力センサを必要とすることなく、既存の安全ベルトアンカを代替し得る、強力かつ信頼できる歪ゲージロードセルアンカを提供する。図１において、本発明の一実施形態による乗り物の座席が示されている。乗り物の座席は、１つまたは複数の個別の安全ベルトを含む安全ハーネスで搭乗者を乗り物の中で固定し得る。搭乗者を固定するべく、ハーネスは、乗り物の中に２個から９個の接触点を有し得るので、各ハーネスは、乗り物および／または乗り物の座席への２個から９個の取り付け点を有し得る。一実施形態において、乗り物の安全ハーネスは、少なくとも３つの接触点を備え得る。第２の実施形態において、乗り物の安全ハーネスは、少なくとも４つの接触点を備え得る。別の実施形態において、乗り物の安全ハーネスは、少なくとも５つの接触点を備え得る。更に別の実施形態において、乗り物の安全ハーネスは、６個から９個の接触点を備え得る。
【００２８】
いくつかの実施形態において、安全ベルトは乗り物のフレームに取り付けられ、それにより、衝突中に搭乗者によってハーネスに加えられる力の大半が乗り物へ直接伝わる。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の安全ベルトがロールケージまたはフロアパネルに取り付けられ得る。いくつかの他の実施形態において、１つまたは複数の安全ベルトが乗り物の座席に取り付けられ得る。これらの実施形態において、乗り物の座席は乗り物に取り付けられ得て、ハーネスの力を乗り物に伝え得る。ハーネスを座席に直接取り付けることで、例えば、運転者側での激突の場合に、乗り物の座席は搭乗者を乗り物の座席内にしっかり固定しながら、乗り物の中で移動することが可能となる。
【００２９】
図２は、本発明の一実施形態による、乗り物の座席に設置された歪ゲージロードセルアンカの拡大図を示す。図２の例示的な実施形態におけるロードセルアンカは、ハーネスアセンブリのラップベルトに接続され、乗り物の座席の内側に固定される。本明細書に記載されているように、ロードセルアンカは代替的に、乗り物の座席の外側、または、乗り物のフレームに設置され得る。いくつかの実施形態において、ロードセルアンカは、乗り物の座席を迂回する、または、乗り物の座席を通る安全ベルトによって、乗り物の座席の側面または裏側に配置され得る。本明細書に記載されているように、歪ゲージロードセルアンカは、固定点または接合部に加えられる力を測定することから恩恵を受ける任意のハーネスアセンブリの任意の固定点または接合部に同様に適用され得る。例えば、レーシングハーネスのショルダー、ラップ、クロッチ、または、他の固定点のいずれも、本明細書に記載されている歪ゲージロードセルアンカの実施形態に適合され得る。
【００３０】
いくつかの実施形態において、歪ゲージロードセルアンカは、使用される特定の乗り物の座席のための標準的な安全ベルトアンカの形状と実質的に一致し得る安全ベルトアンカを含む。いくつかの実施形態において、本明細書に記載される歪ゲージロードセルアンカ技術は、既存の安全ベルトアンカ上に組み込まれ得る。いくつかの別の実施形態において、歪ゲージロードセルアンカは、既存の安全ベルトアンカと実質的に同一のフォームファクタで形成され得るか、または、特徴的な形状のロードセルアンカとして形成され得る。
【００３１】
図２で示されているように、いくつかの実施形態において、安全ベルトアンカは実質的に三角形の形状であり、安全ベルトを受ける細長い第１アンカ開口部と、安全ベルトアンカを乗り物に取り付ける第２アンカ開口部とを含む。図２で示されているように、いくつかの実施形態において、アンカを乗り物に取り付けるための第２アンカ開口部に、ボルトまたは他の固定部材が適合される。安全ベルトアンカは、アンカが取り付けられるときに安全ベルトが乗り物に引っ掛からないような形状となり得る。図３で示されているように、いくつかの実施形態において、安全ベルトアンカ５は、第１アンカ開口部１４に、または、その付近に、屈曲部１８を有し、それにより、安全ベルトアンカの第１端部２４は、アンカの表面２０の第２端部２２対して約１８°の角度で配置される。しかし、屈曲部１８の角度は、安全ベルト、乗り物、アンカとの間の強力な接続を確実にするような任意の望ましい寸法であり得る。歪ゲージロードセルアンカ１が乗り物に取り付けられているとき、第２端部２２は、乗り物の表面と同一平面上となり得て、第１端部２４は、その表面から離れた角度を成し、これにより、安全ベルトは円滑に第１アンカ開口部１４を通ることができる。この角度によって、安全ベルトは、安全ベルトアンカ５と乗り物との間に挟まれることなく、第１端部２４の周りを通過することが可能となる。これにより、安全ベルトが乗り物の表面に対して滑動するときにベルトの摩耗を防止し得る。
【００３２】
また、安全ベルトアンカは、第２アンカ開口部の周りで旋回するように設計され得て、これにより、固定部材に沿って力を加えることを可能にし、過剰なトルクが安全ベルトアンカまたは固定部材に加えられることを防止できる。例えば、安全ベルトアンカは、図３に示すように、第２アンカ開口部Ｅの軸の周りで旋回するように構成されており、これにより、安全ベルトと乗り物との間の力の方向が、第１および第２アンカ開口部の中心点ＡとＢとを接続する第１軸Ｃと、第２アンカ開口部Ｅの軸とによって形成される平面内に収まる。
【００３３】
以下で更に詳述するように、統合されたアセンブリ内のアンカ内の力を測定するべく、１つまたは複数の歪ゲージ４２、４４は、安全ベルトアンカ５に取り付けられ得て、それにより、いくつかの実施形態において、乗り物の中で別個のロードセルおよびアンカが不要になる。いくつかの実施形態において、歪ゲージ４２、４４は、エポキシ樹脂系接着剤、または、歪ゲージが安全ベルトアンカ５にしっかり取り付けられることを可能にする他の接着剤で取り付けられ得る。歪ゲージ４２、４４は、力が加えられるときに、安全ベルトアンカ５の弾性変形を測定することによって、力を測定する。安全ベルトアンカ５は、安全ベルトと乗り物との間の対抗する力に応じて、少なくとも第１アンカ開口部と第２アンカ開口部との間で弾性的に変形し得る。いくつかの実施形態において、歪ゲージは、下に位置する安全ベルトアンカ５の表面が弾性的に変形するときに長手方向へ弾性的に変形するシート内の平行なワイヤの複数の線を含む。歪ゲージが弾性的に変形すると、それらの内部抵抗が変化して、安全ベルトアンカ上の歪を判定することが可能となる。例えば、歪ゲージの平行なワイヤが軸方向に伸長すると、ワイヤの各々の直径が小さくなる必要があり、それにより、歪ゲージの抵抗が増加する。同様に、平行なワイヤが圧縮される場合、ワイヤの直径が増加することに起因して、歪ゲージの抵抗が減少し得る。本明細書の以下で詳述するように、安全ベルトアンカ上の歪、および、安全ベルトアンカの既知の特性を使用することで、ロードセルアンカは、（例えば、歪ゲージを較正することで）安全ベルトアンカ上の力を判定し得る。いくつかの実施形態において、歪ゲージは、接着剤またはエポキシによって、安全ベルトアンカの表面にしっかり固定される。いくつかの実施形態において、最終歪ゲージロードセルアンカのサイズと構成が元のアンカと実質的に同一であることを確実にするべく、従来の安全ベルトアンカに歪ゲージが組み込まれ得る。
【００３４】
図３において、本発明のいくつかの実施形態による歪ゲージロードセルアンカ１が示されている。本明細書に記載されている通り、乗り物および安全ベルトによってアンカに加えられる力を判定できるように、安全ベルトアンカの弾性変形を測定するべく、１つまたは複数の歪ゲージ４２、４４が、安全ベルトアンカ５に取り付けられ得る。いくつかの実施形態において、抵抗の変化および／またはゲージ電圧の変化に関連する力を返すべく、歪ゲージ４２、４４は、特定のロードセルアンカに対して較正され得る。いくつかの環境において、寸法、および／または、ヤング率などのアンカの特性は、歪ゲージロードセルアンカ上の測定された歪から力を判定することを可能にする。
【００３５】
いくつかの実施形態において、歪ゲージ４２、４４は、安全ベルトアンカ５の縁部３０に取り付けられ得て、各ゲージは、その下の縁部の弾性変形を測定するように構成される。歪ゲージ４２、４４と安全ベルトアンカとの間の平坦な接続を可能にするべく、安全ベルトアンカ５の縁部３０は平坦化される。例えば、図３−５で示されているように、歪ゲージ４２の対の下にある部分である縁部３６は平坦化され、他の部分である縁部３２、３４は丸められるか、および／または、面取りされ得る。
【００３６】
いくつかの実施形態において、歪ゲージ４２、４４は、歪ゲージの横断方向の弾性変形を最小化しつつ、安全ベルトアンカ５の円周方向の弾性変形を測定するのに使用され得る。いくつかの歪ゲージ４２、４４は、歪ゲージのシートにおける線形の弾性変形を測定するべく、平行なワイヤの軸に沿って歪を測定するように設計され得る。また、いくつかの場合において、平行なワイヤの軸に鉛直な歪ゲージ４２、４４の横断方向の弾性変形は、抵抗および／または電圧に影響し得て、それにより、ゲージの歪測定に影響し得る。本発明のいくつかの実施形態は、各々の歪ゲージ４２、４４を取り付けるための位置において、縁部３６、３８の部分の少なくとも横断方向を平坦化する。例えば、図３−５において、本発明の１つまたは複数の歪ゲージ４４は、安全ベルトアンカ５の縁部３０の凹部３８内に配置され得る。これらの部分において、縁部の表面の弾性変形を増幅するべく、凹部の円周方向の寸法（例えば、縁部３０に沿った安全ベルトアンカ５の円周に対応する方向）は、凹面であるが、凹部の横断方向の寸法（例えば、円周方向の寸法に鉛直な方向）は平坦である。凹部の湾曲によって縁部３０の長さが増加するので、円周方向に平坦なセクションより、凹部の凹面３８の方が、シートベルトアンカの力に対してより大きく弾性的に変形し得る。これにより、測定値の誤差を減らすべく、歪ゲージの横断方向の寸法を平坦に維持しながら、歪ゲージの平行なワイヤに沿った、歪ゲージ４４の円周方向の弾性変形の増加が可能となる。いくつかの別の実施形態において、縁部３０は、力の測定値の精度を高めるか、または、歪ゲージロードセルアンカの信頼性を高める任意の形状または構成に合わせて形成され得る。
【００３７】
安全ベルトアンカ５の縁部３０は、上述の通り、完全に平坦であるか、または、少なくとも横断方向の寸法に関して平坦であり得る。いくつかの実施形態において、この平坦部分３６、３８は、縁部３０を所望の平坦度まで切削および／または研磨することで鍛造した後で安全ベルトアンカ５に加えられ得る。いくつかの別の実施形態において、安全ベルトアンカは、所望の平坦度を有する縁部３６、３８の部分と共に鍛造され得るか、または、実質的に平坦に鍛造され、その後、より円滑な面へと加工される。同様に、縁部の凹部３８は、縁部に凹形の部分を加工するなどの手段で、鍛造後に形成され得るか、あるいは、実質的に所望の形状で鍛造され得て、それらの組み合わせもあり得る。いくつかの実施形態において、歪ゲージ４２、４４を含まない縁部３２、３４の部分は、面取りされるか、丸められるか、あるいは、従来の安全ベルトアンカと同様に構成される。
【００３８】
いくつかの別の実施形態において、歪ゲージ４２、４４は、安全ベルトアンカ５の上表面２０、および／または、下表面２１に配置され得て、いくつかの実施形態において、表面内部に埋め込まれ得る。
【００３９】
いくつかの実施形態において、複数の歪ゲージ４２、４４は、安全ベルトアンカの表面２０、２１および／または縁部３０の様々な位置に配置され得る。いくつかの実施形態において、図３−５で示されているように、歪ゲージ４２、４４は、歪ゲージの各々の対が揃うように、中心軸Ｃに関して対称となり得る。例えば、図３で示されている実施形態において、第１対である歪ゲージ４２は、中心軸Ｃに関して互いに鏡映対称である。同様に、第２対である歪ゲージ４４が提供され得て、これらは追加的または代替的に、互いに鏡映対称であり得る。いくつかの実施形態において、縁部３０の凹部３８も提供され得て、これらは中心軸Ｃに関して鏡映対称であり得る。歪ゲージ４２、４４の各々は、個別に、または、他の歪ゲージと共に凹部３８に配置され得る。いくつかの実施形態において、図３−５で示されているように、歪ゲージ４４のいくつかの部分は、凹部３８内に配置され得て、歪ゲージ４２のいくつかの部分は、安全ベルトアンカ５の円周方向に平坦な縁部３６上に配置され得る。いくつかの別の実施形態では、歪ゲージ４２、４４の各々がアンカ５の円周方向に平坦な縁部３６上に配置され得る。
【００４０】
いくつかの実施形態において、歪ゲージ４２、４４は、第１アンカ開口部１４に対して第２アンカ開口部１０と同じ側である、安全ベルトアンカ５の第２端部２２に配置され得る。歪ゲージ４２、４４は、第１アンカ開口部１０の中心Ａと第２アンカ開口部１４の中心Ｂとを通る軸Ｃに関して、第１アンカ開口部１４と第２アンカ開口部１０との間に配置され得る。歪ゲージ４２、４４は、２つの開口部の間で軸Ｃに直接配置され得るか、または、図３−５で示されているように、２つの開口部の間で軸Ｃに関して対称的に、軸から離れて配置され得る。いくつかの実施形態において、歪ゲージ４２、４４のうち１つまたは複数は、第１アンカ開口部１４と第２アンカ開口部１０との間に配置され得て、一方、残りの歪ゲージ４２、４４は、軸Ｃに関して、第１アンカ開口部１４から見て第２アンカ開口部１０の後ろに配置され得る。
【００４１】
いくつかの実施形態において、歪ゲージ４２、４４は、安全ベルトアンカ５の複数の縁部３０における複数の溝内に配置され得る。これらの溝は、凹部３８と同様の三日月形または凹形の形状であり得るが、アンカ５の上表面および／または下表面がまっすぐな縁部を有するように見えるように、単にアンカ５の横断方向幅の部分に切り込みを入れても良い。この実施形態において、凹状の縁部３８の利点は、歪ゲージ４２、４４が取り付けられるが、溝の上表面および下表面の一方または両方が偶発的な接触から保護される、より長い凹面を設けることによって実現され得る。また、これらの溝を利用する場合、製造中に安全ベルトアンカ５から除去する必要のある材料が少なくなり得る。
【００４２】
歪ゲージ４２、４４の各々は、歪回路４６に接続され得る。いくつかの実施形態において、歪回路４６は、各歪ゲージを取り付ける位置で検出された歪の量を表す信号に対応する歪データを歪ゲージ４２、４４の各々から受け取り得る。歪データは、各歪ゲージ４２、４４のうち１つまたは複数における抵抗および／または電圧の変化という形態であり得て、歪ゲージの各々の相対的な弾性変形を含み得る。いくつかの実施形態において、歪回路４６は、歪ゲージ４２、４４から出力ワイヤ４９へのワイヤ４８の終端となる半田パッドのみを含み得る。この実施形態において、発生する歪および力の計算の大半は、別個のシステムで実施され得る。いくつかの別の実施形態において、本明細書で記載するように、歪回路４６は、歪データのいくつか、または、すべてを内部で処理し得る。
【００４３】
いくつかの実施形態において、歪回路４６は、歪ゲージ４２、４４の各々を歪回路に接続するワイヤ４８を介して、歪ゲージの各々に電流を供給する。歪回路４６は追加的に、または代替的に、回路に接続された歪ゲージ４２、４４の各々の電圧を受け取り得る。
【００４４】
いくつかの実施形態において、図５で示されているように、歪ゲージ４２、４４の１つまたは複数を歪回路４６と接続するワイヤ４８の少なくとも一部は、安全ベルトアンカ５の縁部３０または表面２０、２１における複数の溝に配置され得る。乗り物の他のコンポーネント、または、搭乗者／貨物からの干渉を防止するべく、ワイヤ４８の少なくとも一部は、全体的または部分的に、アンカ５の縁部３０の表面の下に配置され得る。
【００４５】
いくつかの実施形態において、図３−４で示されているように、歪回路４６は、安全ベルトアンカ５の上表面２０に配置され得る。いくつかの更なる実施形態において、歪回路４６は、安全ベルトアンカ５の上表面２０に埋め込まれ得て、これにより、歪回路のすべて、または一部が、アンカの表面２０の下になる。いくつかの実施形態において、歪回路４６は、アンカ５の表面２０の第２端部２２に配置され得る。歪回路４６は、第１アンカ開口部１４の中心Ａと、第２アンカ開口部１０の中心Ｂとを通る軸Ｃに関して、第１アンカ開口部１４と第２アンカ開口部１０との間に配置され得る。歪回路４６は、２つの開口部の間で、軸Ｃ上に直接配置され得るか、または、図３−５で示されているように、軸Ｃに関して、２つの開口部の間に、軸から離れて配置され得る。いくつかの別の実施形態において、歪回路４６は、アンカ５の上表面２４の第１端部２４に配置され得て、安全ベルト通路５０の下に埋め込まれるか（図４で示す）、または、ベルトの一方の側に配置される。いくつかの別の実施形態において、歪回路４６は、安全ベルトアンカ５の下表面２１（図５で示す）に埋め込まれ得る。
【００４６】
いくつかの実施形態において、歪回路４６は、歪処理回路であり得る。歪処理回路４６は、安全ベルトアンカ５上の力を判定するべく、歪データを処理および統合し得る。歪処理回路４６は次に、下に位置する安全ベルトアンカ５上の歪を判定するべく、歪ゲージの各々の抵抗および／または電圧を経時的に検出し得る。歪処理回路４６は、力を判定し、入出力用主ケーブル４９を介して判定結果を出力する。歪処理回路４６は、マイクロコントローラ、または、他の同様の計算機器を含み得る。いくつかの他の実施形態において、歪処理回路４６は、入出力ケーブル４９を介して、歪ゲージ４２、４４の抵抗および／または電圧の変化を統合および出力し得て、歪データの分析および処理は、乗り物内のどこかに配置されているプロセッサおよびメモリなど、別個のコンピューティングシステムで実行され得る。いくつかの実施形態において、歪データは、アンテナまたは当技術分野で公知の他の通信インタフェースを使用して、歪処理回路４６から、乗り物の外にある受信機へ送信され得る。
【００４７】
いくつかの実施形態において、温度補償は、歪ゲージロードセル１に組み込まれ得るか、または、信号が歪回路４６から出力された後で加えられ得る。例えば、異なる温度における歪ゲージ内の金属の熱膨張および複数の特性、ならびに、安全ベルトアンカ５の熱膨張によって引き起こされる歪ゲージの抵抗の変化を補償するべく、温度補償抵抗が歪回路４６に加えられ得る。いくつかの実施形態において、歪データを補正するべく、ホイートストンブリッジ構成のように、ダミーの歪ゲージ回路が歪回路４６に加えられ得る。いくつかの別の実施形態において、例えば、コンスタンタン合金またはカルマ合金を使用することで、歪ゲージ４２、４４の温度変化の影響を自動的に相殺するべく、歪ゲージ４２、４４の材料が選択され得る。温度補償は、現実世界の環境、特に、動作中に大きな範囲で温度が変化し得る、高性能の乗り物で特に有用である。
【００４８】
図４において、本発明のいくつかの実施形態による歪ゲージロードセルアンカ１の上面図が示されている。安全ベルト５０は、第１アンカ開口部１４を通って、安全ベルトアンカ５の第１端部の周囲でループを形成する。上述の通り、ベルト５０が第１アンカ開口部１４内で自由に滑動できるようにしつつ、アンカの第２端部２２を乗り物と同一平面上に取り付けられるようにするべく、アンカ５は、軸Ｄの付近に配置された屈曲部１８を有し得る。アンカ５を乗り物に固定するべく、ボルト５６、または他の固定部材が使用され得る。 
【００４９】
図５−６に関して、いくつかの実施形態において、安全ベルトアンカがボルト５４の周りを回転できるようにするべく、ブッシング５４の対が安全ベルトアンカ５のいずれかの側に配置され得る。いくつかの実施形態において、ブッシング５４が、ボルト５６のヘッドと、安全ベルトアンカ５との間に配置され得て、ブッシング５４が、安全ベルトアンカ５と、歪ゲージロードセルアンカ１が取り付けられる乗り物のパネル６０（例えば、乗り物の座席の側面）との間に配置され得る。いくつかの実施形態において、ブッシング５４は、ブッシングのアンカ５の側に各々のスタンドオフ５５を有し得る。歪ゲージロードセルアンカ１が旋回できるように、複数のスタンドオフ５５は（例えば、図６で示すように）アンカ５内で互いに接触するように構成され得る。いくつかの実施形態において、複数のスタンドオフは、互いに重なるように構成され得て、いくつかの他の実施形態において、複数のスタンドオフは、各端部で互いに接触し得る。
【００５０】
いくつかの実施形態において、複数のブッシング５４のうち１つまたは両方のスタンドオフ５５部分のみが安全ベルトアンカ５と接触するように、スタンドオフ５５の長さの合計は、安全ベルトアンカ５の厚さより大きいことがある。いくつかの実施形態において、複数のブッシング５４の残りは、追加的、または代替的に、安全ベルトアンカ５の外表面と接触し得る。いくつかの実施形態において、複数のスタンドオフは、乗り物と、下側ブッシング５４との間で使用され得る。 
【００５１】
複数のブッシング５４は、ボルト５６と安全ベルトアンカ５との間、および／または、安全ベルトアンカと乗り物６０との間で、緩衝作用を提供することで、安全ベルトアンカと乗り物との間の摩擦を低減し、それにより、安全ベルトアンカが回転できるようにする。いくつかの別の実施形態において、下側ブッシング５４の代わりに、または、それに加えて、ワッシャまたはディスクが安全ベルトアンカ５と乗り物６０との間に配置され得る。いくつかの別の実施形態において、安全ベルトアンカ５と乗り物６０とは同一平面上となり得る。いくつかの実施形態において、乗り物の表面上でナットの荷重をより均一に分散するべく、ワッシャ５９または同様のデバイスが、ナット５８と乗り物６０との間で使用され得る。
【００５２】
図６において、図５の歪ゲージロードセルアンカ１の断面図が示されている。図６において、安全ベルトアンカ内で各々の端部で隣接する、複数のブッシング５４の複数のスタンドオフ５５が示されている。図６で示されている実施形態において、スタンドオフの部分は、ほぼ同一の長さであり、工学的な公差内である。いくつかの別の実施形態において、スタンドオフ５５の１つは、他より長くてよく、あるいは、ブッシング５４の１つは、安全ベルトアンカ５を貫通するスタンドオフを有する一方で、他のブッシングにはスタンドオフが無いこともある。ブッシング５４の内径は、ボルト５６の外径と実質的に同一であり得るが、それでもボルトをブッシングに挿入する、および／または、ブッシングから取り外す（例えば、プレスフィットまたはスリップフィット）ための公差は確保される。いくつかの実施形態において、スタンドオフ５５の外径は、安全ベルトアンカ５の第２開口部１０の内径と実質的に同一であり得るが、それでもスタンドオフをブッシングに挿入する、および／または、ブッシングから取り外す（例えば、プレスフィットまたはスリップフィット）ための公差は確保される。
【００５３】
本発明のいくつかの実施形態において、歪ゲージロードセルアンカ１のコンポーネントのいくつか、またはすべてを損傷から保護するべく、被覆材料が使用され得る。例えば、いくつかの実施形態において、縁部３０の一部またはすべては、ゴム、プラスチック、または、同様の物質によって被覆され、これによって、ワイヤ４８、歪ゲージ４２、４４、および／または、歪回路４６を損傷から保護し、および／または、短絡を防止するべくこれらのコンポーネントを絶縁する。いくつかの実施形態において、歪ゲージロードセルアンカ１は、被覆材料に浸漬され得て、ロードセルアンカの大きな領域が保護される。いくつかの他の実施形態において、図３−５で示されているように、歪ゲージ４２、４４および／または歪回路４６は、コンポーネントを保護および／または絶縁するべく、弾性材料で被覆され得る。
【００５４】
図７において、歪ゲージロードセル１の実験結果の例が示されている。図７のプロットは、衝突中における６点ハーネスの左ラップ安全ベルトの力・時間曲線の例を示す。いくつかの実施形態において、歪ゲージ４２、４４からの生データ（例えば、ミリボルト単位）は、ケーブル４９を介して、外部のプロセッサに送られ得て、ここでは、歪ゲージロードセルアンカ１上の力を判定し得る。いくつかの他の実施形態において、歪ゲージロードセルアンカ１は、回路４６を使用して、力、または、力の中間段階を判定し得る。本発明の複数の実施形態から取得されるデータは、低ノイズを示し、従来のロードセルより小さいフォームファクタで力データを改善することができる。
【００５５】
図８−１４は、それぞれ、歪ゲージロードセルアンカ１の歪ゲージ４２、４４が取り除かれた、例示的な安全ベルトアンカ５の斜視図、上面図、底面図、左側面図、右側面図、前面図、背面図を示す。さらに、図８−１４は、歪回路４６およびケーブル４９を点線で示している。
【００５６】
本明細書に記載されている教示は、全体として、自動車または乗り物に限定されない。本明細書で教示される歪ゲージロードセルアンカは、空間の厳しい制限、または、持続的な監視の必要性によって、特定の用途に合った、小さく、信頼できる、カスタマイズ可能なロードセルが必要とされる状況に同様に適用され得る。
【００５７】
本明細書で説明される、本発明の多くの変更および他の実施形態は、前述の記載、および、関連する図面で提供される教示の恩恵によって、本発明に関連する当業者が容易に思いつくであろう。したがって、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、変更および他の実施形態は付属の特許請求の範囲内に含まれることが意図されていることを理解するべきである。本明細書では特定の用語が採用されているが、これらは限定の目的で使用されるものではなく、包括的、および、説明的な意味のみで使用される。
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年3月30日(2017.3.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歪ゲージロードセルアンカであって、
安全ベルトアンカであって、
前記安全ベルトアンカを安全ベルトに接続する第１アンカ開口部と、
前記安全ベルトアンカを乗り物に接続して、前記安全ベルトを前記乗り物に接続する、第２アンカ開口部と
を有する安全ベルトアンカと、
前記安全ベルトアンカに取り付けられた１つまたは複数の歪ゲージであって、前記１つまたは複数の歪ゲージは、前記安全ベルトによって発生する前記安全ベルトアンカの歪を測定し、前記１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つは、前記安全ベルトアンカの縁部に取り付けられる、歪ゲージと
を備える、歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項２】
前記安全ベルトアンカが、前記安全ベルトアンカに加えられた力に応じて、少なくとも前記第１アンカ開口部と前記第２アンカ開口部との間で弾性的に変形し、
前記１つまたは複数の歪ゲージは、前記安全ベルトアンカが弾性的に変形するときに、弾性的に変形し、各歪ゲージの抵抗は、弾性的に変形するときに変化し、前記１つまたは複数の歪ゲージは、各歪ゲージの抵抗の変化を介して前記安全ベルトアンカに対する前記力を測定する、
請求項１に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項３】
前記歪ゲージのうち少なくとも２つは、前記第１アンカ開口部の、前記第２アンカ開口部と同じ側に配置される、請求項１または２に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項４】
前記安全ベルトアンカが更に、前記第１アンカ開口部の中心と前記第２アンカ開口部の中心とを通る第１軸を画定し、前記複数の歪ゲージのうち少なくとも２つは、前記第１軸に関して、前記第１アンカ開口部と前記第２アンカ開口部との間に配置される、請求項１から３のいずれか一項に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項５】
前記安全ベルトアンカは更に、前記第１アンカ開口部の中心と前記第２アンカ開口部の中心との間を通る第１軸を画定し、
前記安全ベルトアンカは更に、前記第１軸に対して直交する前記第２アンカ開口部の軸を画定し、前記安全ベルトアンカは、前記第１軸と前記第２アンカ開口部の前記軸によって画定される平面内に力の方向を維持するべく、前記第２アンカ開口部の前記軸の周りで前記乗り物に対して旋回するように構成される、
請求項１から４のいずれか一項に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項６】
前記安全ベルトアンカの前記縁部が、円周方向と、前記円周方向に対して実質的に鉛直である横断方向とを画定し、
前記縁部は、前記１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つの位置で、横断方向に平坦である、
請求項１から５のいずれか一項に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項７】
前記１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つの位置で、前記縁部に少なくとも１つの凹部を更に備え、前記縁部は、前記１つまたは複数の歪ゲージのうち前記少なくとも１つの位置で円周方向に凹状である、請求項１から６のいずれか一項に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項８】
前記１つまたは複数の歪ゲージの各々は、前記安全ベルトアンカの縁部に取り付けられる、請求項１から７のいずれか一項に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項９】
前記安全ベルトアンカの縁部で画定された、少なくとも１つの溝を更に備え、
前記縁部は、円周方向と、前記円周方向に対して実質的に鉛直である横断方向とを画定し、
前記少なくとも１つの溝の横断方向幅は、前記安全ベルトアンカの横断方向幅より小さく、
前記１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つは、前記少なくとも１つの溝内に配置される、
請求項１から８のいずれか一項に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項１０】
前記安全ベルトアンカは、第１面および第２面を画定し、
前記第１面は、前記第２面に対して実質的に平行であり、
前記１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つは、前記第１面または前記第２面のうちの１つに取り付けられている、
請求項１から９のいずれか一項に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項１１】
前記安全ベルトアンカ上に配置され、前記歪ゲージの各々に接続された歪回路を更に備え、前記歪回路は、前記歪ゲージの各々から歪データを受け取る、請求項１から１０のいずれか一項に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項１２】
前記歪回路は、前記安全ベルトアンカによって画定される第１面または第２面のうち１つに埋め込まれる、請求項１１に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項１３】
前記歪回路は、１つまたは複数の各ワイヤによって、前記歪ゲージの各々に接続され、前記ワイヤのうち少なくとも１つは、前記安全ベルトアンカの縁部に画定されるワイヤ溝に少なくとも部分的に配置される、請求項１１または１２に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項１４】
前記歪回路は更に、歪データを所定の範囲内の温度変動から隔離する温度補償器を有する、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項１５】
前記歪回路は、前記安全ベルトアンカ上の力または歪のうち１つを判定する歪処理回路を有する、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項１６】
安全ベルト歪ゲージロードセルを製造するための方法であって、
第１アンカ開口部および第２アンカ開口部を含む安全ベルトアンカを提供する段階であって、前記第１アンカ開口部は、前記安全ベルトアンカを安全ベルトに接続し、前記第２アンカ開口部は、前記安全ベルトアンカを乗り物に接続し、前記安全ベルトアンカは、前記安全ベルトを前記乗り物に接続する、段階と、
１つまたは複数の歪ゲージを前記安全ベルトアンカに取り付ける段階であって、前記１つまたは複数の歪ゲージは、前記安全ベルトアンカの歪を測定し、前記１つまたは複数の歪ゲージを取り付ける段階は、前記１つまたは複数の歪ゲージを前記安全ベルトアンカの縁部に取り付ける段階を含む、段階と
を有する、方法。
【請求項１７】
前記安全ベルトアンカが更に、前記第１アンカ開口部の中心と前記第２アンカ開口部の中心との間を通る第１軸を画定し、
前記安全ベルトアンカが更に、前記第１軸に直交する、前記第２アンカ開口部の軸を画定し、前記安全ベルトアンカは、前記第１軸および前記第２アンカ開口部の前記軸によって画定される平面内に力の方向を維持するべく、前記乗り物に対して、前記第２アンカ開口部の前記軸の周りで旋回するように構成されている、
請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つの取り付け位置で、前記安全ベルトアンカの前記縁部を平坦化する段階を更に含む、請求項１６または１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つに隣接する前記縁部において、少なくとも１つの凹部を形成する段階であって、
前記安全ベルトアンカの前記縁部は、円周方向と、前記円周方向に対して実質的に鉛直である横断方向を画定し、
前記縁部は、前記１つまたは複数の歪ゲージのうち前記少なくとも１つに隣接する位置で、円周方向に凹状である、
段階を更に含む、
請求項１６から１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
歪回路を前記安全ベルトアンカに取り付ける段階と、
前記歪回路を前記歪ゲージの各々に接続する段階であって、前記歪回路は、前記歪ゲージの各々から歪データを受け取る、段階と
を更に含む、請求項１６から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
ロードセルアンカ上の安全ベルトの歪を測定する方法であって、
前記ロードセルアンカは、第１アンカ開口部および第２アンカ開口部を含む安全ベルトアンカを備え、
安全ベルトは、前記第１アンカ開口部に接続され、
前記第２アンカ開口部は乗り物に接続され、それにより、前記安全ベルトは前記安全ベルトアンカを介して前記乗り物に接続され、
前記ロードセルアンカは更に、前記安全ベルトアンカに取り付けられた１つまたは複数の歪ゲージを備え、
前記１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つは前記安全ベルトアンカの縁部に取り付けられる、
前記方法は、
前記安全ベルトによって安全ベルトアンカに力を加える段階と、
前記安全ベルトアンカに取り付けられた前記１つまたは複数の歪ゲージによって、前記安全ベルトアンカの歪を測定する段階と
を含む方法。
【請求項２２】
前記力を前記安全ベルトアンカに加える結果、前記安全ベルトアンカは弾性的に変形し、それにより、前記１つまたは複数の歪ゲージも弾性的に変形し、
前記安全ベルトアンカに加えられた前記力を測定する段階が、前記１つまたは複数の歪ゲージの弾性変形によって引き起こされる、１つまたは複数の歪ゲージにおける電圧の変化を測定する段階を含む、
請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記安全ベルトアンカに加えられる前記力を測定する段階は更に、歪回路によって、前記１つまたは複数の歪ゲージから歪データを受け取る段階を含む、請求項２１または２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記歪回路によって、前記１つまたは複数の歪ゲージから歪データを受け取る段階は更に、温度補償を前記歪データに適用する段階を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記歪回路は歪処理回路を有し、前記安全ベルトアンカに加えられる前記力を測定する段階は更に、前記歪処理回路を使用して、前記安全ベルトアンカ上の力または歪のうち１つを判定する段階を含む、請求項２３または２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記１つまたは複数の歪ゲージのうち前記少なくとも１つは、前記安全ベルトアンカの外縁部に取り付けられる、請求項１から１５のいずれか一項に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項２７】
前記１つまたは複数の歪ゲージを取り付ける段階は、前記１つまたは複数の歪ゲージを前記安全ベルトアンカの外縁部に取り付ける段階を含む、請求項１６から２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記１つまたは複数の歪ゲージのうち前記少なくとも１つは、前記安全ベルトアンカの外縁部に取り付けられる、請求項２１から２５のいずれか一項に記載の方法。
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月21日(2017.4.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歪ゲージロードセルアンカであって、
安全ベルトアンカであって、
前記安全ベルトアンカを安全ベルトに接続する第１アンカ開口部と、
前記安全ベルトアンカを乗り物に接続して、前記安全ベルトを前記乗り物に接続する、第２アンカ開口部と
を有する安全ベルトアンカと、
前記安全ベルトアンカに取り付けられた１つまたは複数の歪ゲージであって、前記１つまたは複数の歪ゲージは、前記安全ベルトによって発生する前記安全ベルトアンカの歪を測定し、前記１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つは、前記安全ベルトアンカの縁部に取り付けられる、歪ゲージと
を備える、歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項２】
前記１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つの位置で、前記縁部に少なくとも１つの凹部を更に備え、前記縁部は、前記１つまたは複数の歪ゲージのうち前記少なくとも１つの位置で円周方向に凹状である、請求項１に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項３】
前記１つまたは複数の歪ゲージの各々は、前記安全ベルトアンカの縁部に取り付けられる、請求項１または２に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項４】
前記１つまたは複数の歪ゲージのうち前記少なくとも１つは、前記安全ベルトアンカの外縁部に取り付けられる、請求項１から３のいずれか一項に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項５】
前記安全ベルトアンカが、前記安全ベルトアンカに加えられた力に応じて、少なくとも前記第１アンカ開口部と前記第２アンカ開口部との間で弾性的に変形し、
前記１つまたは複数の歪ゲージは、前記安全ベルトアンカが弾性的に変形するときに、弾性的に変形し、各歪ゲージの抵抗は、弾性的に変形するときに変化し、前記１つまたは複数の歪ゲージは、各歪ゲージの抵抗の変化を介して前記安全ベルトアンカに対する前記力を測定する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項６】
前記歪ゲージのうち少なくとも２つは、前記第１アンカ開口部の、前記第２アンカ開口部と同じ側に配置される、請求項１から５のいずれか一項に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項７】
前記安全ベルトアンカが更に、前記第１アンカ開口部の中心と前記第２アンカ開口部の中心とを通る第１軸を画定し、前記複数の歪ゲージのうち少なくとも２つは、前記第１軸に関して、前記第１アンカ開口部と前記第２アンカ開口部との間に配置される、請求項１から６のいずれか一項に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項８】
前記安全ベルトアンカは更に、前記第１アンカ開口部の中心と前記第２アンカ開口部の中心との間を通る第１軸を画定し、
前記安全ベルトアンカは更に、前記第１軸に対して直交する前記第２アンカ開口部の軸を画定し、前記安全ベルトアンカは、前記第１軸と前記第２アンカ開口部の前記軸によって画定される平面内に力の方向を維持するべく、前記第２アンカ開口部の前記軸の周りで前記乗り物に対して旋回するように構成される、
請求項１から７のいずれか一項に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項９】
前記安全ベルトアンカの前記縁部が、円周方向と、前記円周方向に対して実質的に鉛直である横断方向とを画定し、
前記縁部は、前記１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つの位置で、横断方向に平坦である、
請求項１から８のいずれか一項に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項１０】
前記安全ベルトアンカの縁部で画定された、少なくとも１つの溝を更に備え、
前記縁部は、円周方向と、前記円周方向に対して実質的に鉛直である横断方向とを画定し、
前記少なくとも１つの溝の横断方向幅は、前記安全ベルトアンカの横断方向幅より小さく、
前記１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つは、前記少なくとも１つの溝内に配置される、
請求項１から８のいずれか一項に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項１１】
前記安全ベルトアンカは、第１面および第２面を画定し、
前記第１面は、前記第２面に対して実質的に平行であり、
前記１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つは、前記第１面または前記第２面のうちの１つに取り付けられている、
請求項１から１０のいずれか一項に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項１２】
前記安全ベルトアンカ上に配置され、前記歪ゲージの各々に接続された歪回路を更に備え、前記歪回路は、前記歪ゲージの各々から歪データを受け取る、請求項１から１１のいずれか一項に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項１３】
前記歪回路は、前記安全ベルトアンカによって画定される第１面または第２面のうち１つに埋め込まれる、請求項１２に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項１４】
前記歪回路は、１つまたは複数の各ワイヤによって、前記歪ゲージの各々に接続され、前記ワイヤのうち少なくとも１つは、前記安全ベルトアンカの縁部に画定されるワイヤ溝に少なくとも部分的に配置される、請求項１２または１３に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項１５】
前記歪回路は更に、歪データを所定の範囲内の温度変動から隔離する温度補償器を有する、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項１６】
前記歪回路は、前記安全ベルトアンカ上の力または歪のうち１つを判定する歪処理回路を有する、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の歪ゲージロードセルアンカ。
【請求項１７】
安全ベルト歪ゲージロードセルを製造するための方法であって、
第１アンカ開口部および第２アンカ開口部を含む安全ベルトアンカを提供する段階であって、前記第１アンカ開口部は、前記安全ベルトアンカを安全ベルトに接続し、前記第２アンカ開口部は、前記安全ベルトアンカを乗り物に接続し、前記安全ベルトアンカは、前記安全ベルトを前記乗り物に接続する、段階と、
１つまたは複数の歪ゲージを前記安全ベルトアンカに取り付ける段階であって、前記１つまたは複数の歪ゲージは、前記安全ベルトアンカの歪を測定し、前記１つまたは複数の歪ゲージを取り付ける段階は、前記１つまたは複数の歪ゲージを前記安全ベルトアンカの縁部に取り付ける段階を含む、段階と
を有する、方法。
【請求項１８】
前記１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つに隣接する前記縁部において、少なくとも１つの凹部を形成する段階であって、
前記安全ベルトアンカの前記縁部は、円周方向と、前記円周方向に対して実質的に鉛直である横断方向を画定し、
前記縁部は、前記１つまたは複数の歪ゲージのうち前記少なくとも１つに隣接する位置で、円周方向に凹状である、
段階を更に含む、
請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記１つまたは複数の歪ゲージを取り付ける段階は、前記１つまたは複数の歪ゲージを前記安全ベルトアンカの外縁部に取り付ける段階を含む、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記安全ベルトアンカが更に、前記第１アンカ開口部の中心と前記第２アンカ開口部の中心との間を通る第１軸を画定し、
前記安全ベルトアンカが更に、前記第１軸に直交する、前記第２アンカ開口部の軸を画定し、前記安全ベルトアンカは、前記第１軸および前記第２アンカ開口部の前記軸によって画定される平面内に力の方向を維持するべく、前記乗り物に対して、前記第２アンカ開口部の前記軸の周りで旋回するように構成されている、
請求項１７から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つの取り付け位置で、前記安全ベルトアンカの前記縁部を平坦化する段階を更に含む、請求項１７から２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
歪回路を前記安全ベルトアンカに取り付ける段階と、
前記歪回路を前記歪ゲージの各々に接続する段階であって、前記歪回路は、前記歪ゲージの各々から歪データを受け取る、段階と
を更に含む、請求項１７から２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
ロードセルアンカ上の安全ベルトの歪を測定する方法であって、
前記ロードセルアンカは、第１アンカ開口部および第２アンカ開口部を含む安全ベルトアンカを備え、
安全ベルトは、前記第１アンカ開口部に接続され、
前記第２アンカ開口部は乗り物に接続され、それにより、前記安全ベルトは前記安全ベルトアンカを介して前記乗り物に接続され、
前記ロードセルアンカは更に、前記安全ベルトアンカに取り付けられた１つまたは複数の歪ゲージを備え、
前記１つまたは複数の歪ゲージのうち少なくとも１つは前記安全ベルトアンカの縁部に取り付けられる、
前記方法は、
前記安全ベルトによって安全ベルトアンカに力を加える段階と、
前記安全ベルトアンカに取り付けられた前記１つまたは複数の歪ゲージによって、前記安全ベルトアンカの歪を測定する段階と
を含む方法。
【請求項２４】
前記１つまたは複数の歪ゲージのうち前記少なくとも１つは、前記安全ベルトアンカの外縁部に取り付けられる、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記力を前記安全ベルトアンカに加える結果、前記安全ベルトアンカは弾性的に変形し、それにより、前記１つまたは複数の歪ゲージも弾性的に変形し、
前記安全ベルトアンカに加えられた前記力を測定する段階が、前記１つまたは複数の歪ゲージの弾性変形によって引き起こされる、１つまたは複数の歪ゲージにおける電圧の変化を測定する段階を含む、
請求項２３または２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記安全ベルトアンカに加えられる前記力を測定する段階は更に、歪回路によって、前記１つまたは複数の歪ゲージから歪データを受け取る段階を含む、請求項２３から２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記歪回路によって、前記１つまたは複数の歪ゲージから歪データを受け取る段階は更に、温度補償を前記歪データに適用する段階を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記歪回路は歪処理回路を有し、前記安全ベルトアンカに加えられる前記力を測定する段階は更に、前記歪処理回路を使用して、前記安全ベルトアンカ上の力または歪のうち１つを判定する段階を含む、請求項２６または２７に記載の方法。
【国際調査報告】
2017526574.tif 000017
2017526574.tif 000018