JP4753305B2 - 電線内蔵ベルト - Google Patents

Description

本発明は、電線内蔵ベルトに関し、特に、シートベルトや着用式エアバッグを車体に繋留するベルトに用いられ、これらベルトの伸縮に追従して変形可能な電線を内蔵したベルトに関する。

ベルトによって連結されている二つのユニット間で電力や電気信号を伝達するため、ベルト内に該ベルトの長さ方向に沿って電線を配置することがある。例えば、実開平３−６０４５７号公報には、バックルと車体固定金具とを連結するベルトに沿ってハーネスを配線したシートベルトが開示されている。また、着用式エアバッグでも乗員が着用するエアバッグ内蔵ジャケットと車体との間を連結するため、電線内蔵ベルトを用いることが考えられる。
実開平３−６０４５７号公報

電線内蔵ベルトは、非使用時にはリールや巻き取り装置に巻き取られており、使用時に引き出される。したがって、巻き取られたり引っ張り出されたりするつど、曲げ応力や引っ張り応力にさらされる。また、使用中も張力が掛かっていることが多い。しかし、従来のベルトに内蔵されている電線は伸縮性が乏しく、伸縮の繰り返しに長期間耐ることが難しいため、これを改善して交換サイクルを長期化したいという課題がある。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、頻繁に伸縮されるベルト等に好適な電線内蔵ベルトを提供することにある。

上記課題を解決するための本発明は、ベルト本体である外側被覆と、前記外側被覆で覆われた電線とからなり、エアバッグが組み込まれたライダ用ジャケットの後部にコネクタを介して一端を接続し、他端を緊急時固定引き込み装置に接続して使用される電線内蔵ベルトにおいて、前記電線が、前記外側被覆の長手方向に２本配列され、シート状導電材料を網目状に成型したフラットケーブルであり、前記フラットケーブルの長手方向に沿って配置され、該電線内蔵ベルトの幅方向端部と中央部においてフラットケーブルを挟んで設けられた補強線を備えている点に特徴がある。

上記特徴を有する本発明によれば、電線が、網目状のフラットケーブルであるので、ベルトに張力がかかってベルト本体が伸びたときに、電線はベルト本体の長手方向に伸びやすい。したがって、電線の変形を該電線の弾性域にとどめて、ベルトの長寿命化を図ることができる。

また、本発明によれば、電線がフラットケーブルであるので、巻き取りおよび引き延ばし等、一方向での屈曲および伸長に好都合なベルトを形成することができる。

また、本発明によれば、フラットケーブルに補強線が設けられているので、引っ張り荷重に対する伸びを小さくすることができし、電線にかかる荷重を軽減することができる。

また、本発明によれば、電線内蔵ベルトの両端に配置されるユニット間の通信、例えば、インフレータの点火やＥＣＵの制御のための通信を有線で行えるようになるので、無線制御時に生じるおそれがあるノイズによる弊害を軽減できる。さらに、有線にすることにより、電線内蔵ベルトの一端側のユニットから他端側のユニットへのバッテリからの電源供給等が容易になる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図２は本発明の一実施形態に係る電線内蔵ベルトで繋留された着用式エアバッグを着たライダが搭乗するスクータ型自動二輪車の側面図である。図２において、自動二輪車１に搭乗しているライダが着用しているジャケット２には、エアバッグ（図示せず）が組み込まれている。エアバッグはライダの背、腹、腰、首、肩等、複数個所に対応するようにジャケット２内に折り畳まれて収納されている。ジャケット２にはエアバッグ３が組み込まれている。

ジャケット２の後部には、ジャケット２と自動二輪車１とを接続するベルト装置４が設けられる。ベルト装置４は一端がジャケット２またはライダが着用する着衣に連結され、他端が電線内蔵ベルト６を介して緊急時固定引き込み装置（ＥＬＲ）７に接続されたコネクタ５を含んでいる。ＥＬＲ７は、電線内蔵ベルト６または電線内蔵ベルト６を、渦巻きばね等の弾性力で巻き取る機構を有しており、巻き取られている繋留線６の引き出し速度が所定値を超えたときに電線内蔵ベルト６の引き出しを停止させるロック手段を有する。ＥＬＲ７としては、例えば、特開２０００−６６９７号公報等、シートベルトの巻き取り装置に採用されている周知の構造を採用することができる。

エアバッグ３を膨張展開させるための電気回路がコネクタ５内とジャケット２とに分散して設けられ、該電気回路には、自動二輪車１に搭載されるバッテリからＥＬＲ７、繋留線つまり電線内蔵ベルト６、コネクタ５を介して電力が供給される。

図９は、ジャケット２の一例を示す正面図、図１０は同背面図である。ジャケット２は、右前部、左前部、右後部、左後部、腰部、および襟部に分割された膨張気室つまりエアバッグ３を備える。作動時に各膨張器室に気体（炭酸ガスが望ましい）を給送するインフレータ１９、自動二輪車１のバッテリ１７（図８参照）で充電されるコンデンサ１５、およびコネクタ５の内筒５０（図８参照）との連結部１２を備える。連結部１２、エアバッグ３、コンデンサ１５およびインフレータ１９はジャケット２に縫い付けたり、ポケット状の収納部にそれぞれ収納したりして固定することができる。

図８は、前記エアバッグ展開装置のシステム構成図である。図８において、コネクタ５は内筒５０、外筒５１およびロッド５２を有する。内筒５０は外筒５１の一端に嵌り、外筒５１の内面に案内されて外筒５１の長手方向に移動自在である。内筒５０には外周側から漏斗状の貫通孔５３が形成され、外筒５１には、内周側に環状溝５４が形成されている。前記貫通孔５３と環状溝５４とが対向する位置に内筒５０が外筒５１に嵌った状態で内筒５０側から外筒５１側に押し出されて環状溝５４に係合する球８が貫通孔５３に収納されている。貫通孔５３の底部つまり小径部分はその直径が球８の直径より小さく、かつ球８が貫通孔３の底部に落ち込んだときに球８が内筒５０の外周にはみ出さないように、内筒５０の肉厚（（外径−内径）／２）との関係で決定される。

外筒５１に設けられた軸受部５５に、ロッド５２が摺動自在に挿入される。ロッド５２の一端には内筒５０の内周面に適合する外径を有する大径部５２１を形成し、ロッド５２の他端にはＥＬＲ７に連結される電線内蔵ベルト６のプラグ９と結合されるソケット５２２を形成する。ロッド５２の中心には正負２本の電線１８が配される。ロッド５２の先端には接点（図示せず）が設けられ、この接点は内筒５０の底部に設けられた接点（図示せず）との組み合わせでスイッチ部１３を構成する。

スイッチ部１３から引き出された電線１４はジャケット２内に設けられるコンデンサ１５とインフレータ１９に接続される。内筒５０はフック１１を介してライダのジャケット２に設けられる連結部１２に連結される。連結部１２はジャケット２に縫いつける等、堅固に固定される。フック１１は、ライダの移動方向に対して追従性をもたせるためにフレキシブルであるのが望ましく、また、コネクタ５をジャケット２から分離できるように着脱自在な掛け金であるのが好ましい。

ロッド５２は大径部５２１の端部が内筒５０内のストッパ（リブ）５０１に当接する位置まで圧縮コイルばね１６で押圧される。ＥＬＲ７に巻かれた電線内蔵ベルト６の内部には後述するように２本の電線が設けられており、これら電線の一端は車載のバッテリ１７に接続され、他端はプラグ９に接続される。プラグ９に接続された電線とソケット５２２に接続された電線とは、プラグ９とソケット５２２を結合したときにつながるように、露出した接続端子に接続されている。この構成により、プラグ９とソケット５２２とがつながれているときにバッテリ１７の電圧がＥＬＲ７に巻かれた電線内蔵ベルト６内の電線およびロッド５２内の電線１８を介してロッド５２の先端の接点に印加される。

上記コネクタ５の構成において、衝突時にジャケット２を着ているライダがＥＬＲ７の設定ロック速度以上の速さで前方に移動すると、ＥＬＲ７はロックされる。ＥＬＲ７がロックされた状態でライダの移動が続くと、ロッド５２は圧縮コイルばね１６を圧縮するように作用する。このときの圧縮コイルばね１６にかかる荷重が初期荷重（例えば２０ｋｇｆ）を超えると、圧縮コイルばね１６は撓み始めて、ロッド５２は図中右側に変位する。

そして、圧縮コイルばね１６が大きく圧縮されて大径部５０１のスイッチ部１３側の縁が球８よりも図中右側に位置するように距離Ｌ以上ロッド５１が変位すると、球８は、貫通孔５３のテーパと環状溝５４のテーパとによって生じる分力で内筒５０の中心に変位して環状溝５４から脱出する。球８が貫通孔５３の底部に落ち込むまでロッド５２が変位すると、球８を介して維持されていた内筒５０と外筒５１との結合が外れ、内筒５０は外筒５１から脱出する。所定値（例えば４０ｋｇｆ）以上の荷重がかかったときにコネクタ５が切り離されるようにばね定数や大径部５２１上の寸法Ｌを設定する。

図３は、前記電線内蔵ベルトの切断斜視図である。電線内蔵ベルト６は、外側被覆２８に収容された複数列（ここでは２列）の電線からなるフラットケーブル３１を備えた帯状部材（ベルト）である。フラットケーブル３１は、さらに電線１０と電線１０を挟み込んだ内側被覆２９とからなる。内側被覆２９は外側被覆２８より薄いフィルム状とするのがよい。外側被覆２８および内側被覆２９は、例えばポリエチレンからなり、電線１０は軟銅の素線を使用した編組線からなる。図３の例では、２列の電線１０が設けられている。

次に、電線内蔵ベルト６の製造手順を説明する。図１は電線内蔵ベルト６に使用する耐伸縮ベルトの製造手順を示す図である。まず、第１工程として、図１（ａ）に示すフラットな電線１０を２本準備する。この電線１０は素線がバイアス状つまり電線１０の長手方向Ｌに対して角度θを有するように編組みしたものである。素線を筒状に編組みし、ロールなどで押しつぶして平面状に形成するとよい。

第２工程として、図１（ｂ）に示すように、編組みされた電線１０の上下にフィルム状ポリエチレンからなる内側被覆２９を配置し、熱と圧力を加えて電線１０と一体化させる。このとき、電線１０，１０間にフィルム状ポリエチレンが押し出されて壁部を形成するように型を設計し、この型を介して圧力を掛けるのがよい。この壁部により、電線１０が横方向にずれるのを防止できる。

図１（ｃ）は、電線１０と内側被覆２９が一体化されたフラットケーブル３１の斜視図である。第３工程で、このフラットケーブルにポリエチレン外側被覆２８を施して耐伸縮ベルトとしての電線内蔵ベルト６（図３参照）を完成させる。

長手方向Ｌに対する素線の角度をθとした場合、電線１０が長手方向ＬにＡ％延ばされたとすると、素線の伸びはＡ×ｃｏｓ＾２θとなり、Ａが０．５に達してもθを７０°程度とすれば、素線の伸びは軟銅の弾性域にとどまる。

電線１０は筒状に編み組まれた素線を押しつぶして平面状にするが、素線は、一方向へのコイル巻き（螺旋状）か、双方向コイル巻きで筒状に成型するか、複数の素線を布のバイアス織りと同様に平面状に編んだ平編線とするのがよい。図４（ａ）は一方向コイル巻きで筒状に成型した編組線を示し、図４（ｂ）は双方向コイル巻きで筒状に成型した編組線を示す。また、図４（ｃ）は平編線を示す模式図である。一方向コイル巻きは一定のピッチで１本の素線を巻いたものであり、双方向コイル巻きは一定のピッチで２本の素線をそれぞれ逆向きに巻いたものである。これら筒状編組線をつぶして平らにしたものが図１（ａ）に示した電線１０である。図４（ｃ）に示した平編線は、そのまま図１（ａ）の電線１０として採用できる。

このようにして形成された電線内蔵ベルト６は電線１０が電線内蔵ベルト６の長手方向に角度を有して斜めに延びる素線を有しているため、電線内蔵ベルト６が巻き取られたり引き出されたりする際の伸縮または屈伸に応じて電線１０が伸縮できる。なお、外側被覆２８や内側被覆２９は、ポリエチレンに限定されず、絶縁性、耐食性、耐候性および引っ張り強度が同等な他の樹脂製品で代替できる。

電線１０は、素線を編組みしたものに限定されない。図５は電線の変形例を示す平面図である。電線１０Ａは、格子状もしくは網目状に形成した銅板である。電線１０Ａの網目形状は菱形となるようにプレスまたはエッチングで抜く。つまり、抜かれた残余部が電線１０Ａの長手方向Ｌに対して角度を有してバイアス状となるように菱形に抜く。こうして完成した電線１０Ａは編組線と同様、長手方向Ｌに伸縮自在である。

図６は、電線のさらなる変形例を示す斜視図である。この変形例に係る電線１０Ｂは編組線のように筒状に編み組まれた素線を平面状につぶしたものと異なり、元来平面状である。まず、素線を網目状に組んで金網を形成し、次いで、この金網を帯状に切断して電線１０Ｂを形成している。

図７は、第２実施形態に係る電線内蔵ベルトの切断斜視図である。電線内蔵ベルト６Ａは電線内蔵ベルト６よりも引っ張り強度を増大させたものである。外側被覆２８と内側被覆２９との間に補強線３０を配置している。この例では、電線内蔵ベルト６Ａの幅方向端部と中央部においてフラットケーブルを挟んでそれぞれ補強線３０が設けられている。

補強線３０はアラミド系繊維、炭素繊維、ポリオレフィン系繊維、ＰＢＯ繊維、ＰＶＡ繊維等、周知の高強度繊維から選択できる。この補強線３０を内側被覆２９に接着することによって引張荷重時の伸びを小さくできる。補強線３０を入れない電線内蔵ベルト６では２５０Ｎ（ニュートン）の荷重で伸び率が０．５％であるが、補強線３０を入れた電線内蔵ベルト６Ａでは、同伸び率０．０８％であった。

図１１は、電線内蔵ベルト６の変形例に係る横断面図であり外側被覆を取り除いた図である。図１２は同平面図である。図１１，図１２に示した電線内蔵ベルト６は、電線１０と内側被覆２９とを接着させずに、電線１０が内側被覆２９の内側空間内で動けるように構成している。このようにすることにより、図１１，図１２に示したように、電線１０に長手方向の引っ張り力がかかった状態では、電線１０は内側被覆２９から分離して幅方向に収縮可能であるため、電線１０に生じる応力を小さくすることができる。

本実施形態では、非使用時には引き込み装置に巻き込まれて収納されており、使用時に引き出される着用式エアバッグに使用される電線内蔵ベルト６，６Ａを例に本発明を説明した。しかし、本発明はこの実施形態に限定されず、他の用途にも適用できる。例えば、車両用シートベルトにおいて着脱検知用電気信号を伝送する電線をシートベルト本体と一体化する際に、該電線を編組線としたり網目状に打ち抜いた板や網目状に組んだ線としたりできる。

また、海中海底探査機と海上のコントロール機とを接続するケーブルとして、本発明の電線内蔵ベルトを利用することが可能である。

外側被覆や内側被覆はポリエステルに限らず、必要な引っ張り強度や靱性に応じて、周知の材料を適宜使用できる。また、電線は２本に限らず３本以上であってもよい。

本発明の一実施形態に係る耐伸縮ベルトの製造手順を示す図である。 耐伸縮ベルトでつながれた着用式エアバッグを着たライダが搭乗するスクータ型自動二輪車の側面図である。 着用式エアバッグ用電線内蔵ベルトの切断斜視図である。 電線の斜視図である。 変形例に係る電線の平面図である。 さらなる変形例に係る電線の斜視図である。 第２実施形態に係る電線内蔵ベルトの切断斜視図である。 着用式エアバッグのシステム構成図である。 着用式エアバッグを含むジャケットの正面図である。 着用式エアバッグ装置を含むジャケットの背面図である。 電線内蔵ベルトの変形例に係る横断面図である。 電線内蔵ベルトの変形例に係る平面図である。

符号の説明

１…自動二輪車、 ２…着用式エアバッグ（ジャケット）、 ３…エアバッグ、 ４…ベルト装置、 ６…電線内蔵ベルト、 ７…ＥＬＲ、 ３１…フラットケーブル、 １０…電線、 ２８…外側被覆、 ２９…内側被覆、 ３０…補強線

Claims (3)

1. ベルト本体である外側被覆（２８）と、前記外側被覆（２８）で覆われた電線（１０）とからなり、エアバッグが組み込まれたライダ用ジャケット（２）の後部にコネクタ（５）を介して一端を接続し、他端を緊急時固定引き込み装置（７）に接続して使用される電線内蔵ベルト（６Ａ）において、
   前記電線（１０）が、前記外側被覆（２８）の長手方向に２本配列され、シート状導電材料を網目状に成型したフラットケーブルであり、
   前記フラットケーブルの長手方向に沿って配置され、該電線内蔵ベルト（６Ａ）の幅方向端部と中央部においてフラットケーブルを挟んで設けられた補強線（３０）を備えていることを特徴とする電線内蔵ベルト。
2. 前記電線（１０）が、前記外側被覆（２８）より薄いフィルムからなる内側被覆（２９）で覆われ、該内側被覆（２９）の上に前記外側被覆（２８）が設けられていることを特徴とする請求項１記載の電線内蔵ベルト。
3. 前記内側被覆（２９）が、前記２本の電線（１０）の間に壁部を形成するように加圧成型されていることを特徴とする請求項２記載の電線内蔵ベルト。

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