JPH10194081A - 自動車用自動着脱シートベルト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、シートベルトの引出し押込みフック
操作など、手の操作を無くし、着脱操作を全自動で行
い、手操作の煩雑さを回避し着用率をアップさせる。 【構成】縦、横方向用のワイヤー穴とワイヤー腕端部を
持つベルトブロック多数をリンクピンブロックで互いに
縦、横方向に折れ曲がりができるよう連結し、縦および
横方向用の対になったワイヤーがワイヤー穴とワイヤー
腕端部を滑動し、張力の加減により一連のベルトブロッ
クの曲がり形状を決定する構造のメインベルト１とし、
ベルトガイド２３と、縦、横ワイヤー張力駆動機構１１
ａ、１１ｂ、１５ａ、１５ｂ、ベルト送り駆動機構１６
を備え、メインベルト１先端の先端目印体３０をセンサ
機構２９で空間位置を検知し、先端位置をベルト制御機
構で制御し、補助ベルト４０と共にフック３１を自動で
チャック爪２５にフックする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車用シートベル
トの自動着脱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動用のシートベルトは、運転者
がシートに座って手でベルトを取り、引き出して先端の
フックをチャック爪に押し込んで操作している。この操
作は労力と煩雑さを感じさせ、シートベルト着用率の低
下の原因となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ベルトを取
り、引き出し、押し込むなど手による操作を無くし、こ
の着脱操作を全自動で行う自動着脱シートベルト装置を
提供し、手操作の煩雑さを無くし着用率をアップさせ、
運転者の安全をまもる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】まず、メインベルト１関
係の構造を図１のメインベルト側面機構図と、図２のメ
インベルト平面機構図とにより説明する。縦方向用のワ
イヤー穴２ａ、２ｂとワイヤー腕端部３ａ、３ｂと横方
向用のワイヤー穴４ａ、４ｂとワイヤー腕端部５ａ、５
ｂとを持つ多数のベルトブロック６があり、リンクピン
ブロック７で互いに縦、横方向に折れ曲がりができるよ
う連結し、縦方向対になったワイヤー８ａ、８ｂがワイ
ヤー穴２ａ、２ｂを通り、ワイヤー腕端部３ａまたは３
ｂに接触し、また、横方向対になったワイヤー９ａ、９
ｂがワイヤー穴４ａ、４ｂを通り、ワイヤー腕端部５ａ
または５ｂに接触し一連の帯状のメインベルト１を構成
する。なお、図１、図２ではワイヤー穴２ａ、２ｂ、４
ａ、４ｂが特にリンクピンブロック７に設置してある
が、ベルトブロック６に設置し機能してもよい。また、
それぞれのワイヤーにはワイヤガイド１０が付いていて
柔軟に曲がり、しかも張力が伝達できる。縦方向ワイヤ
ー８ａ、８ｂには縦ワイヤー張力駆動機構１１ａ，１１
ｂが付いていて、これはモータ１２、ワイヤドラム１
３、張力フィーバック器１４より構成する。横方向ワイ
ヤー９ａ、９ｂも、横ワイヤー張力駆動機構１５ａ、１
５ｂが付いていて、同様にモータ１２、ワイヤドラム１
３、張力フィーバック器１４より構成する。つぎに、図
３のベルト送り駆動機構図で説明する。ベルト送り駆動
機構１６は送りモータ１７、スプロケット１８、メイン
ベルト１の送り量検出器１９、衝撃ブレーキ機構２０な
どで構成する。スプロケット爪２１がベルトブロック６
の爪溝２２にそってリンクピンブロック７に嵌まり、メ
インベルト１を下から抱き込む形状のベルトガイド２３
とでメインベルト１を強制し、スプロケット１８で出し
入れを駆動する。つぎに、図４のチャック機構部図で説
明する。チャック機構部２４には、チャック爪２５があ
り、ばね２６、ピン２７、レバー２８により機能する。
センサ機構２９を設置し、メインベルト１の先端目印体
３０の３次元空間位置を検出する。また、フック３１の
有無センサ３２を設置する。図４はさらにメインベルト
１のベルトガイド２３の収納奥側の端部を示している。
メインベルト１は完全に収納されベルトガイド２３によ
りわん曲している。メインベルト１の収納奥側の端部ブ
ロック３３はそれぞれのワイヤーに対し曲げローラ３
４、３５、回転自在柱３６を擁し、ワイヤーおよびワイ
ヤガイド１０の柔軟性能を容易にする。なお、図４の状
態ではメインベルト１は完全に収納されているので、メ
インベルト１の先端目印体３０、フック３１はこの位置
に無く、そのため一点鎖線で示している。

【０００５】

【作用】図１のメインベルト側面機構図、図２のメイン
ベルト平面機構図、および図３のベルト送り駆動機構図
と、図４のチャック機構部図により説明する。縦方向対
になったワイヤー８ａ、８ｂは先端ベルトブロック６ｓ
の縦ワイヤー端６ａ、６ｂで固着しておく。その一方は
縦ワイヤー張力駆動機構１１ａ，１１ｂのワイヤドラム
１３に巻いておく。なお、この間ワイヤー８ａ，８ｂは
端部ブロック３３にある曲げローラ３４、回転自在柱３
６を通りそこの曲げローラ３５に接し、回転自在柱３６
に接続しているワイヤガイド１０の中を通り縦ワイヤー
張力駆動機構１１ａ，１１ｂのベースを介してワイヤド
ラム１３に達する。ワイヤガイド１０は適当な長さであ
り曲げに柔軟性を持つものであり、回転自在柱３６の回
転運動も作用してメインベルト１が送り出され、端部ブ
ロック３３がベルトガイド２３に添って滑り移動しても
ワイヤー８ａ、８ｂの張力を伝達することができる。両
ワイヤーをそれぞれのモータ１２で駆動し、それぞれの
ワイヤドラム１３で張力を発生させ、それぞれの張力フ
ィーバック器１４で張力を検出する。ここで、図１で示
すようにメインベルト１内側すなわちワイヤー８ａの張
力を強くする制御を行うと、ワイヤー８ａはワイヤー穴
２ａを自由に滑動し、かつ強制されて多角形形状に成
り、外側ワイヤ８ｂはワイヤー穴２ｂとワイヤー腕端部
３ｂで自由に滑動し、かつ強制されたジグザグの多角形
形状に成る。このようにメインベルト１は力学的バラン
ス作用により山形にわん曲する。この作用でワイヤー８
ａ、８ｂの張力の加減を行うとメインベルト１の縦のわ
ん曲曲率が制御できる。横方向対になった横ワイヤー９
ａ、９ｂも同じく、先端ベルトブロック６ｓの横ワイヤ
ー端６ｃ、６ｄで固着しておく。その一方は横ワイヤー
張力駆動機構１５ａ、１５ｂのワイヤドラム１３に巻い
ておく。横ワイヤー９ａ、９ｂは端部ブロック３３にあ
る横ワイヤー９ａ、９ｂ用のそれぞれの曲げローラ３
４、回転自在柱３６を通り曲げローラ３５に接し、回転
自在柱３６に接続しているワイヤガイド１０の中を通り
横ワイヤー張力駆動機構１５ａ、１５ｂのベースを介し
てワイヤドラム１３に達する。メインベルト１が送り出
され、端部ブロック３３がベルトガイド２３に添っての
滑り移動に対し、横ワイヤー９ａ、９ｂの張力を伝達す
ることができる。同じく、両ワイヤーをそれぞれのモー
タ１２を駆動し、それぞれのワイヤドラム１３で張力を
発生させ、それぞれの張力フィーバック器１４で張力を
検出する。ここで、図２で示すように、メインベルト１
の側面内側すなわち横方向ワイヤー９ａの張力を強くす
る制御を行うと、ワイヤー９ａは横方向ワイヤー穴４ａ
を自由に滑動し、かつ強制されて多角形形状に成り、側
面外側横方向ワイヤ９ｂは横方向ワイヤー穴４ｂとワイ
ヤー腕端部５ｂで自由に滑動し、かつ強制されたジグザ
グの多角形形状に成り、メインベルト１は力学的バラン
ス作用により側面に山形にわん曲する。この作用で、ワ
イヤー９ａ、９ｂの張力の加減を行うとメインベルト１
の横のわん曲曲率が制御できる。これで縦のわん曲曲率
の制御と合わせてメインベルト１の先端位置制御が出き
るようになる。さらに、縦方向ワイヤー８ａ、８ｂ、横
方向ワイヤー９ａ、９ｂの張力を同時により強くすると
メインベルト１はより固くなり、弱くするとやわらかく
なる。張力を無くすると自由に曲がるようになり、シー
トベルト着装中はこの状態がよい。つぎに、図３のベル
ト送り駆動機構１６では送りモータ１７を駆動し、スプ
ロケット１８が回転し、スプロケット爪２１がベルトブ
ロック６の爪溝２２にそってリンクピンブロック７に嵌
まりメインベルト１の送出、収納を行う。また、ベルト
装着後のメインベルト１の張力加減も制御する。送り量
検出器１９データによりメインベルト１の送り位置が分
かり、メインベルト１の先端位置の移動を制御し、フッ
ク動作を制御するのを容易にする。多数のベルトブロッ
ク６で連結されたメインベルト１を下から抱き込む形状
のベルトガイド２３はスプロケット１８の回転中にメイ
ンベルト１を保持し、メインベルト１の移動滑走をガイ
ドする。さらにベルトガイド口２３ａはメインベルト１
の基本立脚位置としメインベルト１のわん曲形状を決定
していく。図４のチャック機構部２４では、チャック爪
２５がピン２７を支点にばね２６で外方向に押さえてお
く。メインベルト１の先端にあるフック３１が先端位置
の移動の制御により、フック受け入れガイド口３７に到
着し、チャック爪２５に捕らえられた時フック３１の有
無センサ３２でこれを感知する。センサ機構２９は光、
電波、超音波などを利用してメインベルト１の先端目印
体３０の３次元空間位置を検出する。レバー２８を運転
者が指で引くと、メインベルト１の微張力によりフック
３１が外れ有無センサ３２がこれを感知し、自動操作に
従ってメインベルト１の収納状態に入ることになる。

【０００６】

【実施例】本発明の実施例につき図５、図６、図７で説
明する。本実施例は自動車の運転者シートに適用したも
のである。これらの図は見えない部分も実線で表してい
るところもあり主に機構の位置関係を分かり易く示した
ものである。図５は本実施例を自動車後方より見た図で
ある。シート３８に本発明の装置を下方から抱く様に設
置したものである。メインベルト１がベルトガイド２３
にそってガイドされ、先端がベルトガイド口２３ａから
出ているところをしめしている。縦ワイヤー張力駆動機
構１１ａ、１１ｂ、横ワイヤー張力駆動機構１５ａ、１
５ｂ、ベルト送り駆動機構１６、チャック機構部２４の
位置もしめしている。先端目印体３０とフック３１が付
いた先端ベルトブロック６ｓに補助ベルト結合ピン３９
で布製の補助ベルト４０を回転自在結合、連結してお
く。補助ベルト４０は着装完了時運転者右肩から左腰に
かかるものである。補助ベルト４０は吊り金具４１で自
動車窓支柱上部に吊るされ、その先は補助ベルト操作機
構４２で操作される。ベルト操作機構４２は補助ベルト
４０のテンション機能、自家巻きとり機能、衝突ブレー
キ機能を持ち補助ベルト４０を操作する。チャック機構
部２４は運転者の左腰下の位置にくる。フック受け入れ
ガイド口３７の横にあるレバー２８を操作してフック３
１を外しシートベルトの解除動作をスタートさせる。ベ
ルトガイド２３は長手方向は鍋底形状にしてあり収納鞘
長さを長くするようにしメインベルト１の必要長さに対
応させている。図６は実施例を自動車天井方向より見た
図である。ベルト送り駆動機構１６の送りモータ１７、
スプロケット１８、送り量検出器１９、衝撃ブレーキ機
構２０の設置場所を示している。また、縦ワイヤー張力
駆動機構１１ａ、１１ｂ、横ワイヤー張力駆動機構１５
ａ、１５ｂの設置場所を示し、それぞれのワイヤーはや
わらかく曲がった４本のワイヤーガイド１０、４セット
の曲げローラ３４、３５、回転自在柱３６を通り、端部
ブロック３３からメインベルト１へ通じていることを図
６は示している。図７は実施例を自動車の運転者側外横
サイドより見た図である。シート３８、シート背もたれ
３８ａと本実施例装置の設置位置関係を示している。本
図では本発明装置の取り付け角度適正化、装置のコンパ
クト化を表している。また、開始指令スイッチ４３の設
置場所もしめす。本発明の特徴として、開始指令スイッ
チ４３を自動車の正面の運転操作パネルではなくこのよ
うにシート背もたれ３８ａ回りの位置に設置する。この
ことによりシートベルトの着装をしたい時、実施例で
は、右手で背もたれ３８ａ回りの位置に設置した開始指
令スイッチ４３を操作すると、右手がじゃますることな
く補助ベルト４０が右手を超えて正規の位置に滑りこみ
動作をさせることができる。次に、図８により、本実施
例のベルト制御機構４４を説明する。制御機構４４はマ
イクロコンピュータなどで構成し、入力、出力信号と制
御プログラムにより働く。図８は制御機構４４の各機構
にたいする操作信号の入力、出力関係の説明図である。
入力としては、開始指令スイッチ４３、縦ワイヤー張力
駆動機構１１ａ、１１ｂ、横ワイヤー張力駆動機構１５
ａ、１５ｂの各々の張力フィーバック器１４、ベルト送
り駆動機構１６の送り量検出器１９、チャック機構部２
４のセンサ機構２９、有無センサ３２である。出力とし
ては、縦ワイヤー張力駆動機構１１ａ，１１ｂ、横ワイ
ヤー張力駆動機構１５ａ，１５ｂの各々モータ１２、ベ
ルト送り駆動機構１６の送りモータ１７、衝撃ブレーキ
機構２０などである。次に、本実施例のベルト制御機構
４４の働き、すなわち、本発明装置の動作例を説明す
る。最初はメインベルト１がベルトガイド２３の鞘に完
全に収納されている状態とし、（１）より説明する。 （１）シートベルト未着装である運転者がシート３８、
シート背もたれ３８ａに座って、右手で背もたれ３８ａ
回りの位置に設置した開始指令スイッチ４３を操作す
る。 （２）開始指令スイッチ４３を操作し入力を感知したベ
ルト制御機構４４は縦ワイヤー張力駆動機構１１ａ、１
１ｂ、横ワイヤー張力駆動機構１５ａ、１５ｂの各モー
タ１２などに指令し、同時に各張力フィーバック器１４
から縦方向ワイヤー８ａ、８ｂ、横方向ワイヤー９ａ、
９ｂの張力を検出入力し、あらかじめ設定した張力にし
つつベルト送り駆動機構１６の送りモータ１７に指令し
送り量検出器１９の検出入力を感知しながら、メインベ
ルト１をベルトガイド２３、のベルトガイド口２３ａか
ら送出していく。この時のワイヤー８ａ、８ｂの張力関
係によりメインベルト１は運転者おなかに向け少しわん
曲しつつ送出していく。先端ベルトブロック６ｓにある
結合ピン３９で結合されている補助ベルト４０もメイン
ベルト１が少し固いので連れて伸び出てくる。 （３）補助ベルト４０が開始指令スイッチ４３を操作中
の右腕を滑り超えると右手は補助ベルト４０の動作のじ
ゃまにならなくなるので、開始指令スイッチ４３をはな
しても装置の動作は続けられる。これ以前であると、開
始指令スイッチ４３をはなすとメインベルト１の送出は
止まる、再び開始指令スイッチ４３操作すると装置の動
作は続けられる。ここまではあらかじめ決めておいたワ
イヤ張力のデータ、送出量、スピードで動作する。 （４）ベルト制御機構４４は先端目印体３０の３次元位
置を検出するセンサ機構２９入力を取りはじめ、先端目
印体３０の位置を検出しながらワイヤー８ａ、８ｂ、ワ
イヤー９ａ、９ｂの張力を検出入力しつつ、ベルト送り
駆動機構１６の送り量検出器１９の検出入力を感知しな
がらワイヤー張力駆動機構の各モータ１２、ベルト送り
駆動機構１６の送りモータ１７などに指令し、メインベ
ルト１の曲がり形状、先端目印体３０の位置を制御し、
メインベルト１先端のフック３１をフック受け入れガイ
ド口３７へと導いていく。同時に補助ベルト４０も追従
送出していく。もし、ここでセンサ機構２９の検出入力
が弱まった場合フック３１の先端が左手衣服などで進行
阻害されているので運転者が危険であり緊急動作停止を
するようにしておく。 （５）フック３１がフック受け入れガイド口３７に到着
したことを感知するとワイヤー８ａ，８ｂ、ワイヤー９
ａ，９ｂの張力を大きくしてメインベルト１をより固く
しつつ、送り出し、フック３１をチャック爪２５に押し
込めフックしフック動作が完了する。 （６）有無センサ３２によりフック３１がチャック爪２
５に捕らえられたことを感知するとベルト制御機構４４
は縦ワイヤー張力駆動機構１１ａ，１１ｂ、横ワイヤー
張力駆動機構１５ａに指令を出し、ワイヤ張力を緩め、
メインベルト１をやわらかくすると同時に、ベルト送り
駆動機構１６に指令を出し、メインベルト１を微小張力
で引き戻すようにし、補助ベルト４０も操作機構４２内
のテンション機能で微小張力に張られた状態であり、本
シートベルトめ着装は完了する。 （７）もし着装中に衝撃が遭った場合、メインベルト１
では送り量検出器１９が衝撃を察知し衝撃ブレーキ機構
２０を働かせ、メインベルト１をスプロケット１８で瞬
時固定し運転者を保護する。補助ベルト４０も同様に補
助ベルト操作機構４２の衝突ブレーキ機構が働き、瞬時
固定しより確実に運転者を守る。 （８）本シートベルトの解除では、レバー２８を運転者
が指で引くとメインベルト１の微張力によりフック３１
がチャック爪２５から外れ、有無センサ３２がこれを感
知し、ベルト制御機構４４はベルト送り駆動機構１６を
作動させ、メインベルト１をベルトガイド２３に収納し
て行き、送り量検出器１９で原点を感知し鞘に収まった
状態で停止させる。同時に補助ベルト４０も補助ベルト
操作機構４２の自家巻きとり機能により収納される。

【０００７】

【発明の効果】多数連結した一連のベルトブロックを一
対になったワイヤーで制御するので機構が安価に製作で
き、形成されるメインベルトは固い時も全体で弾力性が
残り、着装動作過程で運転者に対し従来の布製のベルト
と同じようにソフトタッチで安全に対応できる。また着
装中はやわらかくなるので従来の布製のものと同じ感触
で快適に使用できる。さらに本発明のシートベルト装置
は着脱操作を全自動で行うので、運転者が着装し易く、
シートベルトの着用率を大幅にアップさせ、交通事故に
よる死亡事故を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】メインベルト側面機構図

【図２】メインベルト平面機構図

【図３】ベルト送り駆動機構図

【図４】チャック機構部図

【図５】実施例を自動車後方より見た図

【図６】実施例を自動車天井方向から見た図

【図７】実施例を自動車の運転者側外横サイドより見た
図

【図８】ベルト制御機構の各機構の操作信号入力、出力
関係の説明図

【符号の説明】

１ メインベルト ２ａ、２ｂ 縦方向用のワイヤー穴 ３ａ、３ｂ 縦方向用のワイヤー腕端部 ４ａ、４ｂ 横方向用のワイヤー穴 ５ａ、５ｂ 横方向用のワイヤー腕端部 ６ ベルトブロック ７ リンクピンブロック ８ａ、８ｂ 縦方向ワイヤー ９ａ、９ｂ 横方向ワイヤー １１ａ、１１ｂ 縦ワイヤー張力駆動機構 １５ａ、１５ｂ 横ワイヤー張力駆動機構 １６ ベルト送り駆動機構 ２３ ベルトガイド ２４ チャック機構部 ２９ センサ機構 ３０ 先端目印体 ３８ａ シート背もたれ ４３ 開始指令スイッチ ４４ ベルト制御機構

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 縦、横方向用のワイヤー穴とワイヤー腕
   端部を持つベルトブロックが多数あり、リンクピンブロ
   ックで互いに縦、横方向に折れ曲がりができるように連
   結し、縦、および横方向用一対になったワイヤーが自由
   に滑動できるワイヤー穴を通り、ワイヤー腕端部に接触
   して自由に滑動し、このワイヤーの張力の加減により連
   結した一連のベルトブロックの折れ曲がり形状を決定す
   る構造のメインベルトであり、ベルトガイドと、ここか
   ら出たメインベルトの曲がり形状を決める縦、および横
   ワイヤー張力駆動機構、メインベルトの出し入れを駆動
   しブレーキ作用するベルト送り駆動機構を備えたこと特
   徴とする自動車用自動着脱シートベルト装置。
2. 【請求項２】 メインベルト先端に先端目印体を設置
   し、チャック機構部場所などに設置した先端目印体の空
   間位置を検知するセンサ機構があり、この情報により、
   メインベルトの折れ曲がり形状と出し入れの駆動でメイ
   ンベルト先端位置の移動を制御し、フック動作を自動制
   御するベルト制御機構を備えたこと特徴とする自動車用
   自動着脱シートベルト装置。
3. 【請求項３】 シートベルト着装の時、シートベルト着
   脱者の腕の姿勢を制限する目的で開始指令スイッチ設置
   位置をシート背もたれ回り付近に選んだことを特徴とす
   る自動車用自動着脱シートベルト装置。