JP3912070B2 - シートベルト着脱検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のシートベルトが装着されているかどうかを検出するためのシートベルト着脱検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の高機能化が進む中、シートベルトの装着を促したり、エアバックのふくらみ量を調整したりするために、シートベルトの着脱状態を検出するシートベルト着脱検出装置を搭載した車両が増えている。
【０００３】
このような従来のシートベルト着脱検出装置について、図５及び図６を用いて説明する。
【０００４】
図５は従来のシートベルト着脱検出装置の断面図、図６は同斜視図であり、同図において、８はシートベルト７の先端部７Ａを装着保持する筐体で、この筐体８の側面には検出部８Ａが形成されている。
【０００５】
そして、この検出部８Ａ内には一定の磁力を有する磁力出力部としての磁石１が配置されると共に、この磁石１の下方には磁力を検出するホール素子２が複数の配線パターン（図示せず）が形成された配線基板３上に配置されている。
【０００６】
そして、４はシートベルト７の着脱によって筐体内を移動する金属体としてのロック部材で、シートベルト７が装着されていない時は図６に示すように検出部８Ａの外に位置し、装着された時には図５に示すように検出部８Ａの磁石１とホール素子２の間に移動する。
【０００７】
以上の構成において、例えば図６に示すようにシートベルト７の先端部７Ａが筐体８に装着されていない時には、ロック部材４はホール素子２と磁石１の間の空間の左側にあり、磁石１からの磁力を遮断するものがないため、ホール素子２へは大きな磁力が入力される。
【０００８】
これに対して、例えば図５に示すようにシートベルト７が装着された時には、ロック部材４がホール素子２と磁石１の間に移動し、磁石１からの磁力がロック部材４によって遮断されるため、この分ホール素子２にはシートベルト７が装着されていない時よりも小さな磁力が入力される。
【０００９】
このように、従来のシートベルト着脱検出装置は、ホール素子２へ入力される磁力の大きさによってシートベルト７が装着されているかどうかを検出するものであった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のシートベルト着脱検出装置においては、磁石で取り付ける自動車用アクセサリー等がシートベルト着脱検出装置近辺に取りつけられると、ホール素子２へ入力される磁力が変化し、誤検出が発生するという課題があった。
【００１１】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、誤検出の発生し難いシートベルト着脱検出装置を提供することを目的とする。
【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本発明は、以下の構成を有するものである。
【００１３】
本発明の請求項１に記載の発明は、シートベルトの着脱によって筐体内を移動する金属体と、上記金属体に近接して配置された配線基板の一方の面に、周期的に変化する磁力を出力する駆動コイルを配線パターンで形成された磁力出力部と、上記配線基板の他方の面に、上記駆動コイルに対向して配線パターンで形成された上記磁力を検出する検出コイルとからなり、上記検出コイルにコンデンサを接続してＬＣ共振回路を構成し、上記駆動コイルに流す交流電流の周波数をこのＬＣ共振周波数と略同じものとすると共に、上記磁力出力部の変化する磁力により上記検出コイルに発生する電磁誘導起電圧値によって、シートベルトの着脱を検出するシートベルト着脱検出装置を構成したものであり、検出コイルは周期的に変化する磁力にのみ反応し、自動車用アクセサリーの磁石等の変化のない常に一定の磁力には反応しないため、誤検出の発生し難いシートベルト着脱検出装置を得ることができるという作用を有する。
また、駆動コイル及び検出コイルを配線基板の両面に配線パターンで形成したことにより、駆動コイル及び検出コイルを精度良く形成することができ全体の薄型化を図ることができると共に、配線基板の厚みを変えずにコイルの巻数を増やせるので、駆動コイル及び検出コイルのインダクタンスを大きくすることができ電磁誘導起電圧を大きくできるため、感度の高い検出を行うことができるという作用を有する。
さらに、検出コイルにコンデンサを接続してＬＣ共振回路を構成し、駆動コイルに流す交流電流の周波数をこのＬＣ共振周波数と略同じになる構成としたことにより、磁力の小さな変化を大きな電圧として検出できるため、感度の高い検出を行うことができるという作用を有する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を用いて説明する。
【００１９】
なお、従来の技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は本発明の一実施の形態によるシートベルト着脱検出装置の断面図、図２は同斜視図、図３は同ブロック回路図であり、同図において、８はシートベルト７の先端部７Ａを装着保持する筐体で、この筐体８の側面にはシートベルト７の着脱によって筐体内を移動する金属体としてのロック部材４が突出している。
【００２１】
そして、このロック部材４の側方には紙フェノールやガラス入りエポキシ板等の上下面に銅合金等によって複数の配線パターン（図示せず）が形成された配線基板１１が設けられると共に、この配線基板１１の下面には駆動コイル１２が、上面には検出コイル１３が形成されている。
【００２２】
そして、駆動コイル１２は片方がアース端子に接続され、もう片方の端子が抵抗１５を介して発振回路１４の出力に接続されて、この発振回路１４と抵抗１５と駆動コイル１２で磁力出力部１７が構成されている。
【００２３】
また、検出コイル１３はコンデンサ１６と並列共振回路を構成しており、この並列共振回路の一方がアース端子に接続され、もう一方が検出回路部１８に接続されて、シートベルト着脱検出装置が構成されている。
【００２４】
以上の構成において、発振回路１４が図４の（ａ）に示すように周期的に変化する方形波電圧を発生すると、駆動コイル１２にはこの方形波電圧を抵抗１５で割った値の方形波電流が流れるが、コイルは電気的特性上、電流の変化点にしか電圧が発生しないため、図４の（ｂ）に示すように電流の変化点にのみ尖塔状電圧が発生する。
【００２５】
そして、駆動コイル１２に流れる電流がこうした変化をすると、駆動コイル１２からは磁界の向きが周期的に変化する交番磁界が発生し、検出コイル１３にはこの交番磁界によって電磁誘導起電圧が発生して、図４の（ｃ）に示すような正弦波の電磁誘導起電圧が発生する。
【００２６】
なおこの時、検出コイル３とコンデンサ１６によるＬＣ共振回路の共振周波数を発振回路１４の発振周波数と同じになるように設定することによって、この電磁誘導起電圧をより大きくできる。
【００２７】
また、この電磁誘導起電圧は電磁誘導の法側により交番磁界の大きさに比例して発生し、ロック部材４等の金属体が検出コイル１３に近接している場合には、金属体に発生する渦電流による損失で交番磁界の大きさが減少するため、検出コイル１３に発生する電磁誘導起電圧は図４の（ｄ）に示すように減少する。
【００２８】
従って、例えば図１に示すようにシートベルト７が装着された時には、ロック部材４は検出コイル１３の上面に移動し、金属体に発生する渦電流による損失で交番磁界の大きさが減少して、検出コイル１３は図４の（ｄ）に示すような、小さな電磁誘導起電圧を出力する。
【００２９】
これに対して、図２に示すようにシートベルト７が装着されていない時には、ロック部材４は検出コイル１３の上面には配置せず、交番磁界の大きさが減少しないため、検出コイル１３は図４の（ｃ）に示すような、シートベルト７が装着されている時よりも大きな電磁誘導起電圧を出力する。
【００３０】
そして、この電磁誘導起電圧は検出回路部１８に入力され、この電磁誘導起電圧の大きさによってシートベルトが装着されているかどうかを判別し、その結果を車両の制御部に出力して、車両の制御部がシートベルトの装着を施したり、エアバックのふくらみ量を調整したりするように構成されている。
【００３１】
以上のようにして、検出コイル１３の電磁誘導起電圧の大きさによってシートベルトが装着されているかどうかを検出できるが、この電磁誘導起電圧は磁界の向きが周期的に変化する交番磁界を受けた時にのみ発生し、自動車用アクセサリーの磁石等のように変化のない常に一定の磁力を受けた時には発生しない。
【００３２】
このように本実施の形態によれば、シートベルトの着脱によって筐体内を移動する金属体に近接して配置された磁力出力部１７からの周期的に変化する磁力を、これに近接して配置された検出コイル１３で検出し、この検出コイル１３に発生する電磁誘導起電圧値によってシートベルト７の着脱を検出するようにしてシートベルト着脱検出装置を構成することによって、検出コイル１３は周期的に変化する磁力にのみ反応し、自動車用アクセサリーの磁石等のように変化のない常に一定の磁力には反応しないため、誤検出の発生し難いシートベルト着脱検出装置を得ることができるものである。
【００３３】
そして、磁力出力部１７を検出コイル１３に対向して配置された駆動コイル１２で構成することによって、磁力出力部１７を簡易な構成とすることができ、制作も容易なシートベルト着脱検出装置を得ることができる。
【００３４】
また、検出コイル１３にコンデンサ１６を接続してＬＣ共振回路を構成し、駆動コイルに流す交流電流の周波数をこのＬＣ共振周波数と同じになるようにすることによって、磁力の小さな変化を大きな電圧として検出できるため、感度の高い検出を行うことができる。
【００３５】
さらに、駆動コイル１２及び検出コイル１３を配線基板１１上の配線パターンで形成することによって、各コイルを配線基板１１に貼付された銅合金をエッチング加工して形成できるため、銅線等をコイル状に巻回加工する場合に比べ、駆動コイル１２及び検出コイル１３を精度良く形成することができると共に、全体の薄型化を図ることができる。
【００３６】
そして、駆動コイル１２及び検出コイル１３を配線基板１１の両面もしくは内層に積層した層に形成、例えば両面及び内層にうず巻状のコイルを重ねて多層することによって、配線基板１１の厚みを変えずにコイルの巻数を増やせるので、駆動コイル１２及び検出コイル１３のインダクタンスを大きくすることができ、電磁誘導起電圧を大きくできるため、感度の高い検出を行うことができる。
【００３７】
なお、以上の説明では、磁力出力部１７を駆動コイル１２で構成したものとして説明したが、磁石を回転させるなどをして周期的に磁力を変化する構成としても本発明の実施は可能である。
【００３８】
また、発振回路１４の発振波形を方形波として説明したが、周期的に変化するものであれば、これ以外に正弦波、三角波等であっても良い。
【００３９】
さらに、金属体をシートベルトの着脱によって筐体内を移動するロック部材４として説明したが、シートベルト７の先端部７Ａを金属として、先端部７Ａの近傍にシートベルト着脱検出装置を設け、先端部７Ａの移動によってシートベルトが装着されているかどうかを検出する構成としても良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、誤検出の発生し難いシートベルト着脱検出装置を提供できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるシートベルト着脱検出装置の断面図
【図２】同斜視図
【図３】同ブロック回路図
【図４】同タイミング波形図
【図５】従来のシートベルト着脱検出装置の断面図
【図６】同斜視図
【符号の説明】
４ ロック部材
７ シートベルト
７Ａ 先端部
８ 筐体
１１ 配線基板
１２ 駆動コイル
１３ 検出コイル
１４ 発振回路
１５ 抵抗
１６ コンデンサ
１７ 磁力出力部
１８ 検出回路部
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のシートベルトが装着されているかどうかを検出するためのシートベルト着脱検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の高機能化が進む中、シートベルトの装着を促したり、エアバックのふくらみ量を調整したりするために、シートベルトの着脱状態を検出するシートベルト着脱検出装置を搭載した車両が増えている。
【０００３】
このような従来のシートベルト着脱検出装置について、図５及び図６を用いて説明する。
【０００４】
図５は従来のシートベルト着脱検出装置の断面図、図６は同斜視図であり、同図において、８はシートベルト７の先端部７Ａを装着保持する筐体で、この筐体８の側面には検出部８Ａが形成されている。
【０００５】
そして、この検出部８Ａ内には一定の磁力を有する磁力出力部としての磁石１が配置されると共に、この磁石１の下方には磁力を検出するホール素子２が複数の配線パターン（図示せず）が形成された配線基板３上に配置されている。
【０００６】
そして、４はシートベルト７の着脱によって筐体内を移動する金属体としてのロック部材で、シートベルト７が装着されていない時は図６に示すように検出部８Ａの外に位置し、装着された時には図５に示すように検出部８Ａの磁石１とホール素子２の間に移動する。
【０００７】
以上の構成において、例えば図６に示すようにシートベルト７の先端部７Ａが筐体８に装着されていない時には、ロック部材４はホール素子２と磁石１の間の空間の左側にあり、磁石１からの磁力を遮断するものがないため、ホール素子２へは大きな磁力が入力される。
【０００８】
これに対して、例えば図５に示すようにシートベルト７が装着された時には、ロック部材４がホール素子２と磁石１の間に移動し、磁石１からの磁力がロック部材４によって遮断されるため、この分ホール素子２にはシートベルト７が装着されていない時よりも小さな磁力が入力される。
【０００９】
このように、従来のシートベルト着脱検出装置は、ホール素子２へ入力される磁力の大きさによってシートベルト７が装着されているかどうかを検出するものであった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のシートベルト着脱検出装置においては、磁石で取り付ける自動車用アクセサリー等がシートベルト着脱検出装置近辺に取りつけられると、ホール素子２へ入力される磁力が変化し、誤検出が発生するという課題があった。
【００１１】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、誤検出の発生し難いシートベルト着脱検出装置を提供することを目的とする。
【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本発明は、以下の構成を有するものである。
【００１３】
本発明の請求項１に記載の発明は、シートベルトの着脱によって筐体内を移動する金属体と、上記金属体に近接して配置された配線基板の一方の面に、周期的に変化する磁力を出力する駆動コイルを配線パターンで形成された磁力出力部と、上記配線基板の他方の面に、上記駆動コイルに対向して配線パターンで形成された上記磁力を検出する検出コイルとからなり、上記検出コイルにコンデンサを接続してＬＣ共振回路を構成し、上記駆動コイルに流す交流電流の周波数をこのＬＣ共振周波数と略同じものとすると共に、上記磁力出力部の変化する磁力により上記検出コイルに発生する電磁誘導起電圧値によって、シートベルトの着脱を検出するシートベルト着脱検出装置を構成したものであり、検出コイルは周期的に変化する磁力にのみ反応し、自動車用アクセサリーの磁石等の変化のない常に一定の磁力には反応しないため、誤検出の発生し難いシートベルト着脱検出装置を得ることができるという作用を有する。
また、駆動コイル及び検出コイルを配線基板の両面に配線パターンで形成したことにより、駆動コイル及び検出コイルを精度良く形成することができ全体の薄型化を図ることができると共に、配線基板の厚みを変えずにコイルの巻数を増やせるので、駆動コイル及び検出コイルのインダクタンスを大きくすることができ電磁誘導起電圧を大きくできるため、感度の高い検出を行うことができるという作用を有する。
さらに、検出コイルにコンデンサを接続してＬＣ共振回路を構成し、駆動コイルに流す交流電流の周波数をこのＬＣ共振周波数と略同じになる構成としたことにより、磁力の小さな変化を大きな電圧として検出できるため、感度の高い検出を行うことができるという作用を有する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を用いて説明する。
【００１９】
なお、従来の技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は本発明の一実施の形態によるシートベルト着脱検出装置の断面図、図２は同斜視図、図３は同ブロック回路図であり、同図において、８はシートベルト７の先端部７Ａを装着保持する筐体で、この筐体８の側面にはシートベルト７の着脱によって筐体内を移動する金属体としてのロック部材４が突出している。
【００２１】
そして、このロック部材４の側方には紙フェノールやガラス入りエポキシ板等の上下面に銅合金等によって複数の配線パターン（図示せず）が形成された配線基板１１が設けられると共に、この配線基板１１の下面には駆動コイル１２が、上面には検出コイル１３が形成されている。
【００２２】
そして、駆動コイル１２は片方がアース端子に接続され、もう片方の端子が抵抗１５を介して発振回路１４の出力に接続されて、この発振回路１４と抵抗１５と駆動コイル１２で磁力出力部１７が構成されている。
【００２３】
また、検出コイル１３はコンデンサ１６と並列共振回路を構成しており、この並列共振回路の一方がアース端子に接続され、もう一方が検出回路部１８に接続されて、シートベルト着脱検出装置が構成されている。
【００２４】
以上の構成において、発振回路１４が図４の（ａ）に示すように周期的に変化する方形波電圧を発生すると、駆動コイル１２にはこの方形波電圧を抵抗１５で割った値の方形波電流が流れるが、コイルは電気的特性上、電流の変化点にしか電圧が発生しないため、図４の（ｂ）に示すように電流の変化点にのみ尖塔状電圧が発生する。
【００２５】
そして、駆動コイル１２に流れる電流がこうした変化をすると、駆動コイル１２からは磁界の向きが周期的に変化する交番磁界が発生し、検出コイル１３にはこの交番磁界によって電磁誘導起電圧が発生して、図４の（ｃ）に示すような正弦波の電磁誘導起電圧が発生する。
【００２６】
なおこの時、検出コイル３とコンデンサ１６によるＬＣ共振回路の共振周波数を発振回路１４の発振周波数と同じになるように設定することによって、この電磁誘導起電圧をより大きくできる。
【００２７】
また、この電磁誘導起電圧は電磁誘導の法側により交番磁界の大きさに比例して発生し、ロック部材４等の金属体が検出コイル１３に近接している場合には、金属体に発生する渦電流による損失で交番磁界の大きさが減少するため、検出コイル１３に発生する電磁誘導起電圧は図４の（ｄ）に示すように減少する。
【００２８】
従って、例えば図１に示すようにシートベルト７が装着された時には、ロック部材４は検出コイル１３の上面に移動し、金属体に発生する渦電流による損失で交番磁界の大きさが減少して、検出コイル１３は図４の（ｄ）に示すような、小さな電磁誘導起電圧を出力する。
【００２９】
これに対して、図２に示すようにシートベルト７が装着されていない時には、ロック部材４は検出コイル１３の上面には配置せず、交番磁界の大きさが減少しないため、検出コイル１３は図４の（ｃ）に示すような、シートベルト７が装着されている時よりも大きな電磁誘導起電圧を出力する。
【００３０】
そして、この電磁誘導起電圧は検出回路部１８に入力され、この電磁誘導起電圧の大きさによってシートベルトが装着されているかどうかを判別し、その結果を車両の制御部に出力して、車両の制御部がシートベルトの装着を施したり、エアバックのふくらみ量を調整したりするように構成されている。
【００３１】
以上のようにして、検出コイル１３の電磁誘導起電圧の大きさによってシートベルトが装着されているかどうかを検出できるが、この電磁誘導起電圧は磁界の向きが周期的に変化する交番磁界を受けた時にのみ発生し、自動車用アクセサリーの磁石等のように変化のない常に一定の磁力を受けた時には発生しない。
【００３２】
このように本実施の形態によれば、シートベルトの着脱によって筐体内を移動する金属体に近接して配置された磁力出力部１７からの周期的に変化する磁力を、これに近接して配置された検出コイル１３で検出し、この検出コイル１３に発生する電磁誘導起電圧値によってシートベルト７の着脱を検出するようにしてシートベルト着脱検出装置を構成することによって、検出コイル１３は周期的に変化する磁力にのみ反応し、自動車用アクセサリーの磁石等のように変化のない常に一定の磁力には反応しないため、誤検出の発生し難いシートベルト着脱検出装置を得ることができるものである。
【００３３】
そして、磁力出力部１７を検出コイル１３に対向して配置された駆動コイル１２で構成することによって、磁力出力部１７を簡易な構成とすることができ、制作も容易なシートベルト着脱検出装置を得ることができる。
【００３４】
また、検出コイル１３にコンデンサ１６を接続してＬＣ共振回路を構成し、駆動コイルに流す交流電流の周波数をこのＬＣ共振周波数と同じになるようにすることによって、磁力の小さな変化を大きな電圧として検出できるため、感度の高い検出を行うことができる。
【００３５】
さらに、駆動コイル１２及び検出コイル１３を配線基板１１上の配線パターンで形成することによって、各コイルを配線基板１１に貼付された銅合金をエッチング加工して形成できるため、銅線等をコイル状に巻回加工する場合に比べ、駆動コイル１２及び検出コイル１３を精度良く形成することができると共に、全体の薄型化を図ることができる。
【００３６】
そして、駆動コイル１２及び検出コイル１３を配線基板１１の両面もしくは内層に積層した層に形成、例えば両面及び内層にうず巻状のコイルを重ねて多層することによって、配線基板１１の厚みを変えずにコイルの巻数を増やせるので、駆動コイル１２及び検出コイル１３のインダクタンスを大きくすることができ、電磁誘導起電圧を大きくできるため、感度の高い検出を行うことができる。
【００３７】
なお、以上の説明では、磁力出力部１７を駆動コイル１２で構成したものとして説明したが、磁石を回転させるなどをして周期的に磁力を変化する構成としても本発明の実施は可能である。
【００３８】
また、発振回路１４の発振波形を方形波として説明したが、周期的に変化するものであれば、これ以外に正弦波、三角波等であっても良い。
【００３９】
さらに、金属体をシートベルトの着脱によって筐体内を移動するロック部材４として説明したが、シートベルト７の先端部７Ａを金属として、先端部７Ａの近傍にシートベルト着脱検出装置を設け、先端部７Ａの移動によってシートベルトが装着されているかどうかを検出する構成としても良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、誤検出の発生し難いシートベルト着脱検出装置を提供できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるシートベルト着脱検出装置の断面図
【図２】同斜視図
【図３】同ブロック回路図
【図４】同タイミング波形図
【図５】従来のシートベルト着脱検出装置の断面図
【図６】同斜視図
【符号の説明】
４ ロック部材
７ シートベルト
７Ａ 先端部
８ 筐体
１１ 配線基板
１２ 駆動コイル
１３ 検出コイル
１４ 発振回路
１５ 抵抗
１６ コンデンサ
１７ 磁力出力部
１８ 検出回路部
Claims (1)
- シートベルトの着脱によって筐体内を移動する金属体と、上記金属体に近接して配置された配線基板の一方の面に、周期的に変化する磁力を出力する駆動コイルを配線パターンで形成された磁力出力部と、上記配線基板の他方の面に、上記駆動コイルに対向して配線パターンで形成された上記磁力を検出する検出コイルとからなり、上記検出コイルにコンデンサを接続してＬＣ共振回路を構成し、上記駆動コイルに流す交流電流の周波数をこのＬＣ共振周波数と略同じものとすると共に、上記磁力出力部の変化する磁力により上記検出コイルに発生する電磁誘導起電圧値によって、シートベルトの着脱を検出するシートベルト着脱検出装置。
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