JP6986919B2

JP6986919B2 - バックル

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Publication number: JP6986919B2
Application number: JP2017196324A
Authority: JP
Inventors: 洋青木
Original assignee: Joyson Safety Systems Japan GK
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Filing date: 2017-10-06
Publication date: 2021-12-22
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Description

本発明は、バックルに関する。

従来、シートベルトを着用する乗員の呼吸によってシートベルトの張力が変化することに着目し、シートベルトの張力変化により生ずる圧力変化を検出することで乗員の呼吸を検出する圧力センサを設けたバックルが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−２９０３２４号公報

しかしながら、従来の圧力センサは、バックルと、バックル外に設けられた付着部材との間に配置されている。そのため、従来の圧力センサでは、タングのプレートがバックルに挿入された状態において、付着部材に対するバックルの動きを計測することはできるが、バックルに対するタングの動きを計測することは難しい。

そこで、本開示では、タングのプレートがバックルに挿入された状態において、バックルに対するタングの動きを計測できるバックルが提供される。

本開示の一態様では、
車両のシートベルトに取り付けられるタングのプレートが挿入されるバックルであって、
支点と、前記タングに前記プレートの挿入方向とは異なる方向又はバックルの厚さ方向に入力される荷重に応じて前記支点を中心とする回転力が作用する作用点とがバックルにあり、
前記作用点または前記支点に前記荷重に応じて働く力に応じた信号を出力するセンサを内蔵する、バックルが提供される。

本開示によれば、タングのプレートがバックルに挿入された状態において、バックルに対するタングの動きを計測することができる。

本実施形態におけるバックルの一例をＸ軸方向の視点で示す図である。本実施形態におけるバックルの一例をＺ軸方向の視点で示す図である。本実施形態におけるバックルの一例をＹ軸方向の視点で示す図である。第１の実施形態におけるバックルにおいて、図５に示すＡ−Ａにおける断面を模式的に示す図である。第１の実施形態におけるバックルにおいて、図４に示すＢ−Ｂにおける断面を模式的に示す図である。第２の実施形態におけるバックルにおいて、図７に示すＣ−Ｃにおける断面を模式的に示す図である。第２の実施形態におけるバックルにおいて、図６に示すＤ−Ｄにおける断面を模式的に示す図である。第３の実施形態におけるバックルにおいて、図９に示すＥ−Ｅにおける断面を模式的に示す図である。第３の実施形態におけるバックルにおいて、図８に示すＦ−Ｆにおける断面を模式的に示す図である。第４の実施形態におけるバックルにおいて、図１１に示すＧ−Ｇにおける断面を模式的に示す図である。第４の実施形態におけるバックルにおいて、図１０に示すＨ−Ｈにおける断面を模式的に示す図である。第５の実施形態におけるバックルにおいて、図１３に示すＩ−Ｉにおける断面を模式的に示す図である。第５の実施形態におけるバックルにおいて、図１２に示すＪ−Ｊにおける断面を模式的に示す図である。第６の実施形態におけるバックルにおいて、図１５に示すＫ−Ｋにおける断面を模式的に示す図である。第６の実施形態におけるバックルにおいて、図１４に示すＬ−Ｌにおける断面を模式的に示す図である。第７の実施形態におけるバックルにおいて、図１７に示すＭ−Ｍにおける断面を模式的に示す図である。第７の実施形態におけるバックルにおいて、図１６に示すＮ−Ｎにおける断面を模式的に示す図である。第８の実施形態におけるバックルにおいて、図１９に示すＯ−Ｏにおける断面を模式的に示す図である。第８の実施形態におけるバックルにおいて、図１８に示すＰ−Ｐにおける断面を模式的に示す図である。センサの第１の構成例を示す図である。センサの第２の構成例を示す図である。センサの第３の構成例を示す図である。センサの第３の構成例を示す拡大図である。

以下、本開示に係る実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図面において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、互いに直交する。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、それぞれ、Ｘ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向及びＺ軸に平行な方向を表す。ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面は、それぞれ、Ｘ軸とＹ軸を含む平面、Ｙ軸とＺ軸とを含む平面、Ｚ軸とＸ軸とを含む平面を表す。

図１は、本実施形態におけるバックルの一例をＸ軸方向の視点で示す図である。図２は、本実施形態におけるバックルの一例をＺ軸方向の視点で示す図である。図３は、本実施形態におけるバックルの一例をＹ軸方向の視点で示す図である。Ｘ軸方向は、バックル７の幅方向を表す。Ｙ軸方向は、バックル７の厚さ方向を表す。Ｚ軸方向は、バックル７の高さ方向を表す。

バックル７は、車両のシートベルトに取り付けられるタング６が着脱可能に連結される部品であり、例えば、車体の床又はシートに固定される。バックル７には、タング６の平面状のプレート６ａが挿抜される。タング６は、シートベルトが挿通するベルト挿通具の一例であり、シートベルトにスライド可能に取り付けられた部品である。シートベルトは、車両のシートに座る乗員を拘束するウェビングであり、リトラクタに引き出し可能に巻き取られる帯状部材である。

バックル７は、操作ボタン８と、バックルアッパーカバー２と、バックルロアカバー５とを備える。

操作ボタン８は、タング６とバックル７との連結を解除するプッシュ操作を乗員の手指から受ける操作部材の一例である。バックルアッパーカバー２は、操作ボタン８が露出するようにバックル７の内蔵部品を覆う樹脂部品である。バックルアッパーカバー２は、バックルロアカバー５との間に内蔵部品を挟んで保持する。

バックルアッパーカバー２及びバックルロアカバー５は、バックル７の樹脂製の外形カバーであり、内蔵部品を収める筐体である。本実施形態では、内蔵部品を収めるため、バックル７の外形を形成するカバーは、バックルアッパーカバー２とバックルロアカバー５の二つの部品によって構成されているが、三つ以上の部品によって構成されてもよい。

バックル７が車両に取り付けられた状態で、バックルアッパーカバー２は、バックル７にタング６を介して連結されるシートベルトを着用する乗員とは反対側に面し、バックルロアカバー５は、当該乗員側に面する。

図４は、第１の実施形態におけるバックルにおいて、図５に示すＡ−Ａにおける断面を模式的に示す図である。図５は、第１の実施形態におけるバックルにおいて、図４に示すＢ−Ｂにおける断面を模式的に示す図である。バックル７Ａは、上述のバックル７の一例である。

図４，５は、タング６のプレート６ａがバックル７Ａに形成された挿入口に挿入された状態を示している。タング６は、シートベルト４が挿通する基端部６ｅと、基端部６ｅから突出するプレート６ａとを有する。

バックル７Ａ内には、作用点Ｐ２と、支点Ｐ１とがある。作用点Ｐ２は、タング６に入力される荷重Ｆ１に応じて支点Ｐ１を中心とする回転力（以下、「回転力Ｆｒ」とも称する）が作用する点を表す。支点Ｐ１は、回転力Ｆｒの回転中心を表す。荷重Ｆ１は、シートベルト４の張力によって力点Ｐ３に加わる力を表す。力点Ｐ３は、タング６のプレート６ａが挿入された状態でバックル７Ａの外部にあり、シートベルト４と接触する基端部６ｅに位置する。また、バックル７Ａ内には、センサ２０が備えられている。第１の実施形態では、センサ２０は、作用点Ｐ２に働く力に応じた信号を出力する。

シートベルト４の張力が増大すると、荷重Ｆ１は図示の矢印の向きに上昇するので、バックル７Ａと連結した状態のタング６は、乗員側（Ｙ軸方向においてバックルロアカバー５側）に僅かに引き寄せられる。荷重Ｆ１が上昇しタング６が乗員側に変位すると、作用点Ｐ２に作用する回転力Ｆｒは増大するので、作用点Ｐ２に設けられたセンサ２０が受ける力も増大する。

逆に、シートベルト４の張力が減少すると、荷重Ｆ１は低下するので、バックル７Ａと連結した状態のタング６は、乗員とは反対側（Ｙ軸方向においてバックルアッパーカバー２側）に引き戻される。荷重Ｆ１が低下しタング６が乗員とは反対側に変位すると、作用点Ｐ２に作用する回転力Ｆｒは減少するので、作用点Ｐ２に設けられたセンサ２０が受ける力も減少する。

したがって、作用点Ｐ２に働く力に応じてセンサ２０から出力される信号に基づいて、プレート６ａがバックル７Ａに挿入された状態でのタング６の変位を計測することができる。特に、本実施形態では、作用点Ｐ２に作用する回転力Ｆｒの回転中心である支点Ｐ１は、バックル７Ａの外部ではなく、バックル７Ａの内部にある。支点Ｐ１がバックル７Ａの内部にあるので、作用点Ｐ２に働く力の大きさは、バックル７Ａに対するタング６の相対的な変位量を表すことになる。したがって、プレート６ａがバックル７Ａに挿入された状態において、作用点Ｐ２に働く力に応じてセンサ２０から出力される信号を処理することによって、バックル７Ａに対するタング６の相対的な動きを計測することが可能となる。プレート６ａがバックル７Ａに挿入された状態において、バックル７Ａに対するタング６の相対的な動きが計測可能となることで、例えば、タング６に直接接触するシートベルト４の張力変化を測定することが可能となる。

バックルの外部の部材に対するバックルの相対的な動きを計測する従来の技術では、バックルがシートクッションや乗員の腰と接触すると、力の伝達パスが変わるので、バックルに連結されたタングの動きを正確に計測することが難しくなる。タングの動きが正確に計測されないと、タングに取り付けられるシートベルトの張力変化を正確に測定することは難しい。

これに対し、本実施形態では、支点Ｐ１がバックル７Ａの内部にあるので、作用点Ｐ２に働く力をセンサ２０によって検出することにより、バックル７Ａに対するタング６の相対的な動きを計測することができる。また、バックル７Ａと連結するタング６は、バックル７Ａに比べて乗員やシートと接触干渉しにくい箇所に位置する。そのため、バックル７Ａに対するタング６の相対的な動きを計測することで、バックル７Ａが乗員等に接触しているか否かにかかわらず、タング６の動きを安定的に計測することが可能となる。

なお、センサ２０から出力される信号を処理することによって、シートベルト４の張力状態の計測が可能となるが、それ以外の状態を計測することも可能である。例えば、乗員の呼吸状態や、乗員の覚醒状態などが挙げられる。

シートベルト４を着用する乗員が呼吸することによって、乗員の体表（例えば、腰部の表面、腹部の表面、胸部の表面など）は、呼吸に同期して微妙に変位する。例えば、乗員が息を吸うと、乗員の体表は車両前後方向及び車幅方向に膨らみ、乗員が息を吐くと、乗員の体表は車両前後方向及び車幅方向に萎む。シートベルト４は乗員の体表に接しているので、乗員の体表が呼吸に同期して変位すると、シートベルト４の張力も乗員の呼吸に同期して変化する。シートベルト４の張力が呼吸に同期して変化すると、シートベルト４に取り付けられるタング６に入力される荷重Ｆ１も呼吸に同期して変化する。したがって、作用点Ｐ２に働く力に応じてセンサ２０から出力される信号を処理することによって、乗員の呼吸状態を計測することができる。

センサ２０は、例えば、バックル７Ａに挿入されたプレート６ａと接触する箇所に設置されている。センサ２０がプレート６ａと接触する箇所に設置されていることにより、センサ２０は、作用点Ｐ２に働く力を精度良く検出できる。

第１の実施形態では、センサ２０は、フレーム１０の底壁１３に設置されており、より具体的には、センサ２０が作用点Ｐ２に位置するように底壁１３のタング側底壁部１３ａに固定されている。タング側底壁部１３ａは、底壁１３のうちタング６が挿入される側の部分を表す。センサ２０は、プレート６ａの中間部６ｄと対向するようにタング側底壁部１３ａに設置されている。中間部６ｄは、プレート６ａの長手方向における中間平坦部分を表す。

バックル７Ａは、バックル７Ａの外形カバー（より具体的には、バックルアッパーカバー２及びバックルロアカバー５）と、バックル７Ａの外形カバー（本実施形態では、バックルロアカバー５）の内側に固定されるフレーム１０とを備える。

フレーム１０は、互いに対向する一対の側壁１１，１２と、一対の側壁１１，１２と接合する底壁１３とを有する金属製のバックルベースである。センサ２０は、底壁１３に設置されている。２つの支点Ｐ１のうち、一方の支点は、一方の側壁１１に位置し、他方の支点は、他方の側壁１２に位置する。側壁１１には、側壁１２に向けて突き出るストッパー１４が形成されており、側壁１２には、側壁１１に向けて突き出るストッパー１５が形成されている。プレート６ａの先端部６ｃの両脇が、一対のストッパー１４，１５に接触することで、プレート６ａがＹ軸方向のバックルアッパーカバー２側に移動することが規制される。プレート６ａの先端部６ｃが一対のストッパー１４，１５に接触することにより、２つの支点Ｐ１のうち、一方の支点がストッパー１４に発生し、他方の支点がストッパー１５に発生する。

バックル７Ａは、ラッチ部材３０を備える。ラッチ部材３０は、一対の側壁１１，１２に回動軸３１を中心に回動可能に架設されている。ラッチ部材３０は、バックル７Ａの挿入口からバックル７Ａの内部に進入したプレート６ａをラッチする。ラッチ部材３０がプレート６ａをラッチすることで、タング６とバックル７Ａとの連結が完了する。ラッチ部材３０は、バックル７Ａの長手方向（Ｚ軸方向）において回動軸３１が位置する側とは反対側に、ラッチ先端部を有する。ラッチ先端部は、プレート６ａに形成されたラッチ孔６ｂと係止する。ラッチ先端部がラッチ孔６ｂに係止することによって、プレート６ａはラッチされる。

バックル７Ａは、バックル７Ａの外縁から突出する固定部材９を備える。固定部材９は、バックル７Ａの外部（例えば、車体の床又はシート）にバックル７Ａを固定するための部材であり、例えば、ブラケット又はステーである。固定部材９は、結合部材５１によってフレーム１０と結合されており、より具体的には、底壁１３の車体側底壁部に固定されている。車体側底壁部は、底壁１３のうちタング６が挿入される側とは反対側の部分を表す。

図６は、第２の実施形態におけるバックルにおいて、図７に示すＣ−Ｃにおける断面を模式的に示す図である。図７は、第２の実施形態におけるバックルにおいて、図６に示すＤ−Ｄにおける断面を模式的に示す図である。バックル７Ｂは、上述のバックル７の一例である。なお、第２の実施形態のうち上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで簡略又は省略する。

センサ２０は、バックル７Ｂに挿入されたプレート６ａと接触する箇所に設置されている。第２の実施形態では、センサ２０は、バックル７Ｂの外形カバーに設置されており、より具体的には、外形カバーの一部であるバックルロアカバー５の内側に基板４０を介して設置されている。基板４０は、バックルロアカバー５の内側に固定されており、センサ２０は、センサ２０が作用点Ｐ２に位置するように基板４０に固定されている。基板４０は、底壁１３とＺ軸方向で並ぶように配置されており、タング側底壁部１３ａに対してプレート６ａの挿入口側に位置する。

ラッチ孔６ｂと基端部６ｅとの間において中間部６ｄに貫通孔（不図示）が形成されている形態では、当該貫通孔のＸ軸方向の両脇部分から受ける力を検出できるように、複数のセンサ２０が設けられてもよい。複数のセンサ２０は、基板４０上で当該両脇部分に接触可能な箇所に配置される。基板４０の個数は、一つでも複数でもよい。

図８は、第３の実施形態におけるバックルにおいて、図９に示すＥ−Ｅにおける断面を模式的に示す図である。図９は、第３の実施形態におけるバックルにおいて、図８に示すＦ−Ｆにおける断面を模式的に示す図である。バックル７Ｃは、上述のバックル７の一例である。なお、第３の実施形態のうち上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで簡略又は省略する。

センサ２０は、バックル７Ｃに挿入されたプレート６ａと接触する箇所に設置されている。第３の実施形態では、センサ２０は、バックル７Ｃの外形カバーに設置されており、より具体的には、センサ２０が作用点Ｐ２に位置するように外形カバーの内側に固定されている。センサ２０の一部が、プレート６ａとタング側底壁部１３ａとの間の隙間に存在していてもよい。

図１０は、第４の実施形態におけるバックルにおいて、図１１に示すＧ−Ｇにおける断面を模式的に示す図である。図１１は、第４の実施形態におけるバックルにおいて、図１０に示すＨ−Ｈにおける断面を模式的に示す図である。バックル７Ｄは、上述のバックル７の一例である。なお、第４の実施形態のうち上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで簡略又は省略する。

センサ２０は、バックル７Ｄに挿入されたプレート６ａと接触する箇所に設置されている。第４の実施形態では、センサ２０は、一対の側壁１１，１２に設置されており、より具体的には、センサ２０が支点Ｐ１に位置するように一対のストッパー１４，１５にそれぞれ固定されている。つまり、第４の実施形態では、センサ２０は、支点Ｐ１に働く力に応じた信号を出力する。

シートベルト４の張力が増大すると、荷重Ｆ１は図示の矢印の向きに上昇するので、バックル７Ｄと連結した状態のタング６は、乗員側（Ｙ軸方向においてバックルロアカバー５側）に僅かに引き寄せられる。荷重Ｆ１が上昇しタング６が乗員側に変位すると、作用点Ｐ２に作用する回転力Ｆｒは増大するとともに、支点Ｐ１に働く力も増大する。つまり、支点Ｐ１に設けられたセンサ２０が受ける力も増大する。

逆に、シートベルト４の張力が減少すると、荷重Ｆ１は低下するので、バックル７Ｄと連結した状態のタング６は、乗員とは反対側（Ｙ軸方向においてバックルアッパーカバー２側）に引き戻される。荷重Ｆ１が低下しタング６が乗員とは反対側に変位すると、作用点Ｐ２に作用する回転力Ｆｒは減少するとともに、支点Ｐ１に働く力も減少する。つまり、支点Ｐ１に設けられたセンサ２０が受ける力も減少する。

したがって、支点Ｐ１に働く力に応じてセンサ２０から出力される信号に基づいて、プレート６ａがバックル７Ｄに挿入された状態でのタング６の変位を計測することができる。また、支点Ｐ１がバックル７Ｄの内部にあるので、支点Ｐ１に働く力の大きさは、バックル７Ｄに対するタング６の相対的な変位量を表すことになる。したがって、プレート６ａがバックル７Ｄに挿入された状態において、支点Ｐ１に働く力に応じてセンサ２０から出力される信号を処理することによって、バックル７Ｄに対するタング６の相対的な動きを計測することが可能となる。プレート６ａがバックル７Ｄに挿入された状態において、バックル７Ｄに対するタング６の相対的な動きが計測可能となることで、例えば、タング６に直接接触するシートベルト４の張力変化を測定することが可能となる。

図１２は、第５の実施形態におけるバックルにおいて、図１３に示すＩ−Ｉにおける断面を模式的に示す図である。図１３は、第５の実施形態におけるバックルにおいて、図１２に示すＪ−Ｊにおける断面を模式的に示す図である。バックル７Ｅは、上述のバックル７の一例である。なお、第５の実施形態のうち上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで簡略又は省略する。

センサ２０は、バックル７Ｅに挿入されたプレート６ａと接触する箇所に設置されている。第５の実施形態では、センサ２０は、被覆された状態でバックル７Ｅの外形カバーに設置されており、より具体的には、作用点Ｐ２に働く力が被覆層３を介して間接的にセンサ２０に入力される。被覆層３は、外形カバーの一部分でもよいし、外形カバーとは別の部材でもよい。例えば、センサ２０は、被覆層３でオーバーモールドされてもよい。センサ２０が被覆層３で被覆されることにより、センサ２０の防水やセンサ２０への異物の混入を防止することができる。

図１４は、第６の実施形態におけるバックルにおいて、図１５に示すＫ−Ｋにおける断面を模式的に示す図である。図１５は、第６の実施形態におけるバックルにおいて、図１４に示すＬ−Ｌにおける断面を模式的に示す図である。バックル７Ｆは、上述のバックル７の一例である。なお、第６の実施形態のうち上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで簡略又は省略する。

バックル７Ｆは、フレーム１０に固定される固定機構５２を備える。固定機構５２は、バックル７Ｆの外部（例えば、車体の床又はシート）にバックル７Ｆを固定するための可動部を有する。第６の実施形態における可動部は、固定部材９及び弾性部材５０である。固定部材９は、バックル７Ｆの外部にバックル７Ｆを固定するための部材であり、例えば、ブラケット又はステーである。固定部材９は、弾性部材５０を介してフレーム１０と弾性的に結合されており、より具体的には、フレーム１０の上壁１６に対して弾性的に変位する。弾性部材５０の具体例として、スプリング、ゴムなどが挙げられる。このような固定機構５２を備えることによって、バックル７Ｆが固定部材９により車体又はシートに固定されている箇所に対して、シートベルト４の張力変化に追随するように、バックル７Ｆ全体を可動させることができる。このようにバックル７Ｆ全体が可動することで、シートベルト４の締め付け感を緩和することができる。

センサ２０は、例えば、固定機構５２の可動部と接触する箇所に設置されている。センサ２０が固定機構５２の可動部と接触する箇所に設置されていることにより、センサ２０は、作用点Ｐ２に働く力を精度良く検出できる。

第６の実施形態では、センサ２０は、フレーム１０の底壁１３に設置されており、より具体的には、センサ２０が作用点Ｐ２に位置するように底壁１３の車体側底壁部１３ｂに固定されている。車体側底壁部１３ｂは、底壁１３のうちタング６が挿入される側とは反対側の部分を表す。センサ２０は、固定部材９の中間部９ｂと対向するように車体側底壁部１３ｂに設置されている。中間部９ｂは、固定部材９の長手方向における中間平坦部分を表す。

フレーム１０は、互いに対向する一対の側壁１１，１２と、一対の側壁１１，１２と接合する底壁１３と、一対の側壁１１，１２と接合する上壁１６とを有する金属製のバックルベースである。センサ２０は、底壁１３に設置されている。支点Ｐ１は、上壁１６に位置する。上壁１６は、底壁１３に対向する。

バックル７Ｆ内には、作用点Ｐ２と、支点Ｐ１とがある。作用点Ｐ２は、タング６に入力される荷重Ｆ１に応じて支点Ｐ１を中心とする回転力Ｆｒが作用する点を表す。センサ２０は、作用点Ｐ２が位置する車体側底壁部１３ｂに設置されている。

シートベルト４の張力が増大すると、荷重Ｆ１は図示の矢印の向きに上昇するので、バックル７Ｆと連結した状態のタング６は、乗員側（Ｙ軸方向においてバックルロアカバー５側）に僅かに引き寄せられる。荷重Ｆ１が上昇しタング６が乗員側に変位すると、プレート６ａの先端部６ｃは、ストッパー１４，１５に接触する。先端部６ｃがストッパー１４，１５に接触すると、タング６はフレーム１０と一体となる。タング６と一体になったフレーム１０は、上壁１６に位置する支点Ｐ１を中心に僅かに傾く。これにより、作用点Ｐ２に作用する回転力Ｆｒは増大するので、作用点Ｐ２に設けられたセンサ２０が受ける力も増大する。

逆に、シートベルト４の張力が減少すると、荷重Ｆ１は低下するので、バックル７Ｆと連結した状態のタング６は、乗員とは反対側（Ｙ軸方向においてバックルアッパーカバー２側）に引き戻される。荷重Ｆ１が低下しタング６が乗員とは反対側に変位すると、作用点Ｐ２に作用する回転力Ｆｒは減少するので、作用点Ｐ２に設けられたセンサ２０が受ける力も減少する。

したがって、プレート６ａがバックル７Ｆに挿入された状態において、作用点Ｐ２に働く力に応じてセンサ２０から出力される信号を処理することによって、バックル７Ｆに対するタング６の相対的な動きを計測することが可能となる。

図１６は、第７の実施形態におけるバックルにおいて、図１７に示すＭ−Ｍにおける断面を模式的に示す図である。図１７は、第７の実施形態におけるバックルにおいて、図１６に示すＮ−Ｎにおける断面を模式的に示す図である。バックル７Ｇは、上述のバックル７の一例である。なお、第７の実施形態のうち上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで簡略又は省略する。

センサ２０は、固定機構５２の可動部と接触する箇所に設置されている。第７の実施形態では、センサ２０は、バックル７Ｇの外形カバーに設置されており、より具体的には、外形カバーの一部であるバックルロアカバー５の内側に基板４０を介して設置されている。基板４０は、バックルロアカバー５の内側に固定されており、センサ２０は、センサ２０が作用点Ｐ２に位置するように基板４０に固定されている。基板４０は、底壁１３とＺ軸方向で並ぶように配置されており、車体側底壁部１３ｂに対して車体側に位置する。

図１８は、第８の実施形態におけるバックルにおいて、図１９に示すＯ−Ｏにおける断面を模式的に示す図である。図１９は、第８の実施形態におけるバックルにおいて、図１８に示すＰ−Ｐにおける断面を模式的に示す図である。バックル７Ｈは、上述のバックル７の一例である。なお、第８の実施形態のうち上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで簡略又は省略する。

センサ２０は、固定機構５２の可動部と接触する箇所に設置されている。第８の実施形態では、センサ２０は、フレーム１０に設置されており、より具体的には、フレーム１０の一部である上壁１６に設置されている。センサ２０は、支点Ｐ１が位置する上壁１６に設置されている。

図２０は、センサの第１の構成例を示す図である。センサ２０Ａは、上述のセンサ２０の一例である。センサ２０Ａは、ひずみゲージセンサの一具体例である。センサ２０Ａは、基板２３と、ひずみ板２１と、ひずみゲージ２２とを有する。支点Ｐ１または作用点Ｐ２に働く力を受けて撓むひずみ板２１の一部に、ひずみゲージ２２が設置されている。ひずみゲージ２２は、ひずみ板２１が基板２３で支持されている箇所に設置されてもよい。

信号処理回路２８は、支点Ｐ１または作用点Ｐ２に働く力に応じてひずみゲージ２２から出力される信号に基づいて、ひずみゲージ２２の抵抗値を検出し、検出した抵抗値を作用点Ｐ２でのモーメントに変換処理する。

信号処理回路２８は、変換処理したモーメントに基づいて、シートベルト４の張力を計測し、その計測結果を車体側のコンピュータに出力する。信号処理回路２８は、変換処理したモーメントに基づいて、乗員の呼吸や覚醒状態を計測し、その計測結果を車体側のコンピュータに出力してもよい。

信号処理回路２８は、基板２３に実装されるが、センサ２０Ａとは別の箇所（バックル内またはバックル外）に実装されてもよい。信号処理回路２８は、例えば、センサから出力される信号を処理するプロセッサを備えた集積回路チップである。基板２３は、プリント基板でもフィルム基板でもよい。

図２１は、センサの第２の構成例を示す図である。センサ２０Ｂは、上述のセンサ２０の一例である。センサ２０Ｂは、静電容量センサの一具体例である。センサ２０Ｂは、基板２６と、グランド電極２４と、センサ電極２５と、基板グランド電極２７とを有する。支点Ｐ１または作用点Ｐ２に働く力を受けて撓む部材をグランド電極２４として使用し、センサ電極２５は、グランド電極２４との間に空間または絶縁物を介して基板２６上に設けられている。グランド電極２４は、基板２６に形成された基板グランド電極２７に接続されている。

グランド電極２４が受けた力に応じて、グランド電極２４とセンサ電極２５との間の距離が変化するので、当該電極間の静電容量が変化する。信号処理回路２８は、当該電極間の静電容量を検出し、検出した静電容量を作用点Ｐ２でのモーメントに変換処理する。これ以降の信号処理回路２８の動作は、上述の説明と同様である。

信号処理回路２８は、基板２６に実装されるが、センサ２０Ｂとは別の箇所（バックル内またはバックル外）に実装されてもよい。信号処理回路２８は、例えば、上述の信号処理を実行するプロセッサを備えた集積回路チップである。基板２６は、プリント基板でもフィルム基板でもよい。

なお、グランド電極２４がセンサ電極２５は互いに置換されてもよい。この場合、センサ電極が受けた力に応じて、グランド電極とセンサ電極との間の距離が変化するので、当該電極間の静電容量が変化する。

図２２は、センサの第３の構成例を示す図である。図２４は、センサの第３の構成例を示す拡大図である。センサ２０Ｃは、センサ２０の一例である。センサ２０Ｃは、圧力センサチップを用いたゲージセンサの一具体例である。センサ２０Ｃは、基板６２と、保護板６１と、センサチップ６０とを有する。支点Ｐ１または作用点Ｐ２に働く力を受けて撓む保護板６１のストロークを例えば１００マイクロメートル以下にする場合や、繰り返し変形する部分の安定性を向上させる場合、ひずみ板やひずみ電極に代えて、圧力検知のセンサチップ６０を用いることが好ましい。センサチップ６０は、基板６２に実装される。

センサチップ６０は、シリコン基板６３上にシリコンのダイヤフラム６４が形成された構成を有する。支点Ｐ１または作用点Ｐ２に働く力が加圧部材６５を介してダイヤフラム６４に加わると、ダイヤフラム６４が微小に撓む。

信号処理回路２８は、ダイヤフラム６４上に形成されたひずみゲージ６６の微小変形を高精度に検出する。信号処理回路２８は、支点Ｐ１または作用点Ｐ２に働く力に応じてひずみゲージ６６から出力される信号に基づいて、ひずみゲージ６６の抵抗値を検出し、検出した抵抗値を作用点Ｐ２でのモーメントに変換処理する。これ以降の信号処理回路２８の動作は、上述の説明と同様である。

信号処理回路２８は、基板６２に実装されるが、センサ２０Ｃとは別の箇所（バックル内またはバックル外）に実装されてもよい。信号処理回路２８は、例えば、上述の信号処理を実行するプロセッサを備えた集積回路チップである。基板６２は、プリント基板でもフィルム基板でもよい。

以上、バックルを実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。

２バックルアッパーカバー
３被覆層
４シートベルト
５バックルロアカバー
６タング
６ａプレート
７バックル
８操作ボタン
９固定部材
１０フレーム
１１，１２側壁
１３底壁
１４，１５ストッパー
１６上壁
２０センサ
３０ラッチ部材
３１回動軸
４０基板
５０弾性部材
５２固定機構
６０センサチップ
Ｐ１支点
Ｐ２作用点
Ｐ３力点

Claims

車両のシートベルトに取り付けられるタングのプレートが挿入されるバックルであって、
支点と、前記タングに前記プレートの挿入方向とは異なる方向又はバックルの厚さ方向に入力される荷重に応じて前記支点を中心とする回転力が作用する作用点とがバックルにあり、
前記作用点または前記支点に前記荷重に応じて働く力に応じた信号を出力するセンサを内蔵する、バックル。
バックルの外形を形成するカバーと、前記カバーの内側に固定されるフレームとを備え、
前記センサは、前記カバーに設置されている、請求項１に記載のバックル。
前記センサは、前記カバーに基板を介して設置されている、請求項２に記載のバックル。
前記基板は、前記カバーに固定されている、請求項３に記載のバックル。
前記センサは、前記基板に固定されている、請求項４に記載のバックル。
前記センサは、前記センサが前記作用点に位置するように前記基板に固定されている、請求項３から５のいずれか一項に記載のバックル。
バックルの外形を形成するカバーと、前記カバーの内側に固定されるフレームとを備え、
前記センサは、前記フレームに設置されている、請求項１に記載のバックル。
前記フレームは、底壁を有し、
前記センサは、バックルに挿入された前記プレートに対して前記底壁側に設置されている、請求項２から７のいずれか一項に記載のバックル。
前記フレームは、前記センサが設置される底壁を有する、請求項７に記載のバックル。
前記フレームは、前記センサが設置される一対の側壁を有する、請求項７に記載のバックル。
前記支点は、前記一対の側壁に位置する、請求項１０に記載のバックル。
前記フレームは、前記支点が位置する一対の側壁を有する、請求項２から９のいずれか一項に記載のバックル。
前記センサは、前記プレートと接触する箇所に設置されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載のバックル。
前記センサは、前記作用点に働く力が部材を介して入力される、請求項１から１３のいずれか一項に記載のバックル。
前記センサは、前記作用点に位置する、請求項１から１３のいずれか一項に記載のバックル。
車両のシートベルトに取り付けられるタングのプレートが挿入されるバックルであって、
支点と、前記タングに入力される荷重に応じて前記支点を中心とする回転力が作用する作用点とがバックルにあり、
前記作用点または前記支点に働く力に応じた信号を出力するセンサを内蔵し、
バックルの外形を形成するカバーと、前記カバーの内側に固定されるフレームと、前記フレームに固定される固定機構とを備え、
前記固定機構は、バックルを外部に固定するための可動部を有し、
前記センサは、前記可動部と接触する箇所に設置されていて、
前記フレームは、前記センサが設置される底壁と、前記支点が位置する上壁とを有する、バックル。
車両のシートベルトに取り付けられるタングのプレートが挿入されるバックルであって、
支点と、前記タングに入力される荷重に応じて前記支点を中心とする回転力が作用する作用点とがバックルにあり、
前記作用点または前記支点に働く力に応じた信号を出力するセンサを内蔵し、
バックルの外形を形成するカバーと、前記カバーの内側に固定されるフレームと、前記フレームに固定される固定機構とを備え、
前記固定機構は、バックルを外部に固定するための可動部を有し、
前記センサは、前記カバーに設置され且つ前記可動部と接触する箇所に設置され、
前記フレームは、前記支点が位置する上壁を有する、バックル。
車両のシートベルトに取り付けられるタングのプレートが挿入されるバックルであって、
支点と、前記タングに入力される荷重に応じて前記支点を中心とする回転力が作用する作用点とがバックルにあり、
前記作用点または前記支点に働く力に応じた信号を出力するセンサを内蔵し、
バックルの外形を形成するカバーと、前記カバーの内側に固定されるフレームと、前記フレームに固定される固定機構とを備え、
前記フレームは、前記支点が位置する上壁を有し、
前記固定機構は、バックルを外部に固定するための可動部を有し、
前記センサは、前記上壁に設置されている、バックル。