JPH11147450A - シートベルト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シートベルトの角度変化による乗員への圧迫
荷重の変化をキャンセルすることを可能とする。 【解決手段】 乗員に掛け回されたシートベルト１の張
力を検出する手段１７と、前記シートベルト１が車両衝
突時に乗員を拘束したとき、乗員Ｐに対するシートベル
ト１の角度変化を検出又は予測する手段１１，２と、前
記シートベルト１の張力を調節する手段１５と、検出し
た張力及び検出した角度変化又は予測した角度変化に基
づきシートベルト１が乗員に与える圧迫荷重の変化を、
シートベルト１の張力調節手段１５を制御してキャンセ
ルする制御手段２５とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乗員拘束時にシー
トベルトから乗員に与える圧迫荷重の変化を抑制するこ
とのできるシートベルト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のシートベルト装置としては、特開
平６−４８２６７号公報に記載された図２７に示すもの
がある。この図２７に示すものは、車両の衝突時にリト
ラクタによるシートベルトの巻き締まりを防止した後、
シートベルトの張力を和らげて乗員を拘束するシートベ
ルト装置であり、具体的にはシートベルト１が図２８に
示すように、ヒューズ荷重値Ｎ₀ に達すると、その荷重
上昇を抑制するように所定量伸びるヒューズ特性を有し
ている。

【０００３】このシートベルト１を乗員に装着した状態
において、衝突センサ３が基準値以上の検出衝突信号を
制御部５に出力すると、制御部５がプリテンショナ機構
７のガスジェネレータ９を点火し、プリテンショナ機構
７がシートベルト１の引き込みを開始して乗員を初期拘
束する。そして、シートベルト１の張力がヒューズ荷重
値Ｎ₀ に一致した時、シートベルト１の引き込みを終了
する。これによりシートベルト１のヒューズ特性によっ
て、シートベルト１の荷重上昇を抑制し、シートベルト
１から乗員への圧迫荷重の変化を抑制することができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、乗員Ｐに対
するシートベルト１の掛け回し状態を見ると、図２９の
（ａ），（ｂ）のようになっている。（ａ）は乗員Ｐの
前方斜めから見たものであり、（ｂ）はショルダーベル
ト部１ａの車体に対する状態を示している。この図２９
においてＹは車体前後方向、Ｘは車幅方向、Ｚは上下方
向をそれぞれ示している。

【０００５】そしてショルダーベルト部１ａで示すと、
車体前後方向の中心線に対し上下方向、車幅方向共にθ
_S の角度をもって乗員Ｐに掛け回されている。

【０００６】このような掛け回し状態で、車両前面衝突
のような場合に、乗員が図３０，図３１のように前方へ
移動すると、ショルダーベルト部１ａの角度θ_S は同図
のように減少するので、ショルダーベルト部１ａから乗
員Ｐに作用するＹ方向成分（車両前後方向成分）、すな
わち圧迫荷重はＮ₀ COS θ_S のように増加する。又、同
様な理由でラップベルト部１ｂの車体中心線に対する上
下方向の角度θ_L も減少し、同様にＹ方向成分が増加す
る。

【０００７】すなわち図３２のグラフで見ると、衝突後
時間と共に横軸で示すように、乗員前方移動量は増加
し、それに応じて縦軸で示すベルト角度θ_S ，θ_L は減
少する。

【０００８】そして、図３３（ｂ）のように、ヒューズ
特性によってショルダーベルト部の荷重値Ｔ_S ＝Ｎ₀ が
一定であるにも拘らず、Ｙ方向成分は増大する。又、ラ
ップベルト部においても、同図（Ｃ）のようにラップベ
ルト部の荷重値Ｔ_L がピーク値に達して略一定値になる
にも拘らず、同様にＹ方向成分は増加している。

【０００９】従って、同図（ａ）のように乗員胸部減速
度は乗員前方移動（時間）と共に増大し、シートベルト
の荷重値が一定であるにも拘らず、乗員の胸部に掛かる
圧迫荷重は一定にはならないという問題があった。

【００１０】そこで、本発明は、乗員前方移動に伴う圧
迫荷重の変化をキャンセルすることのできるシートベル
ト装置の提供を課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、乗員
に掛け回されたシートベルトが車両衝突時に乗員を拘束
したとき、乗員に対するシートベルトの角度変化による
乗員への圧迫荷重の変化を、前記シートベルトの張力を
制御してキャンセルする張力制御手段を備えたことを特
徴とする。

【００１２】請求項２の発明は、乗員に掛け回されたシ
ートベルトの張力を検出する手段と、前記シートベルト
が車両衝突時に乗員を拘束したとき、乗員に対するシー
トベルトの角度変化を検出又は予測する手段と、前記シ
ートベルトの張力を調節する手段と、前記検出した張力
及び検出した角度変化又は予測した角度変化に基づき前
記シートベルトが乗員に与える圧迫荷重の変化を、前記
シートベルトの張力調節手段を制御してキャンセルする
制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１又は２記載の
シートベルト装置であって、前記シートベルトの角度変
化は、該シートベルトのショルダーベルト部が車体前後
方向の中心線に対してなす角度の変化であることを特徴
とする。

【００１４】請求項４の発明は、請求項１又は３記載の
シートベルト装置であって、前記張力制御手段は、前記
シートベルトの張力が徐々に低くなるように制御するこ
とを特徴とする。

【００１５】従って、シートベルトの張力が徐々に低く
なることによって、シートベルトの角度が小さくなって
も、張力の車両前後方向成分（Ｙ方向成分）は略一定に
することができる。

【００１６】請求項５の発明は、請求項２又は３記載の
シートベルト装置であって、前記制御手段は、前記シー
トベルトの張力が徐々に低くなるように前記張力調節手
段を制御することを特徴とする。

【００１７】請求項６の発明は、請求項２又は３若しく
は５記載のシートベルト装置であって、前記張力調節手
段は、前記シートベルトの巻取軸に前記制御手段が制御
する油圧によりパッドを押しつけて巻き出し方向の回転
に抗する摩擦力を付与するものであることを特徴とす
る。

【００１８】従って、巻取軸に対するパッドの押し付け
による摩擦力を例えば徐々に小さくなるように調整する
ことができる。

【００１９】請求項７の発明は、請求項１又は３若しく
は４記載のシートベルト装置であって、前記張力制御手
段は、前記シートベルトの巻取軸にテーパー部を一体的
に設け、該テーパー部に接触しながら巻取軸の回転に連
動しつつ軸方向に移動して該巻取軸に巻き出し方向の抗
力を付与するバイト部を設けてなるものであることを特
徴とする。

【００２０】従って、バイト部がテーパー部に接触しな
がら軸方向の小径側に移動することによって、巻取軸に
巻き出し方向の抗力を徐々に小さくしながら付与するこ
とができる。

【００２１】請求項８の発明は、請求項１又は３若しく
は４記載のシートベルト装置であって、前記張力制御手
段は、前記シートベルトの摩擦係数を前記シートベルト
の巻取軸に近いほど小さくしたものであることを特徴と
する。

【００２２】従って、請求項１又は３若しくは４記載の
発明の作用に加え、シートベルトの摩擦力による繰り出
し方向に抗する力を徐々に小さくすることができる。

【００２３】請求項９の発明は、請求項１又は３若しく
は４記載のシートベルト装置であって、前記張力制御手
段は、前記シートベルトのショルダーベルト部に、折り
返し重合部を設けると共に、該折り返し重合部に、折り
返し先端側は漸次間隔が広くなるように所定間隔で縫い
合わせ部を設けて構成したことを特徴とする。

【００２４】従って、請求項１又は３若しくは４記載の
発明の作用に加え、折り返し重合部の縫い合わせ部が基
端側の間隔の狭い側から先端側の間隔が広い側へ徐々に
破断していくことによって、シートベルトの巻き出しを
次第に大きくすることができる。

【００２５】請求項１０の発明は、請求項１又は３若し
くは４記載のシートベルト装置であって、前記張力制御
手段は、前記シートベルトのリトラクタに、シートベル
ト繰り出し方向の反対側へ突出し先端側へ漸次板厚が薄
くなる取付板部を設け、該取付板部に、突出方向に沿っ
てスリットを設けると共に、突出方向の基部側で前記ス
リットに該スリットの間隔よりも大きい貫通部を設け、
該貫通部に対応した大きさの径を有する締結具を貫通部
に挿通して取付板部を車体側に取り付けて構成したこと
を特徴とする。

【００２６】従って、請求項１又は３若しくは４記載の
発明の作用に加え、リトラクタがシートベルトに引かれ
て、その取付板部のスリットが車体側の締結具によって
押し拡げられながらリトラクタが移動する。この時、取
付板部は漸次板厚が薄くなるように形成されているた
め、スリットが締結具によって押し拡げられる時の抗力
も徐々に小さくなる。

【００２７】請求項１１の発明は、乗員に掛け回された
シートベルトが車両衝突時に乗員を拘束したとき、乗員
に対するシートベルトの角度変化を検出又は予測する手
段と、 前記シートベルトの角度を調節する手段と、前
記検出した角度変化又は予測した角度変化に基づき前記
シートベルトが乗員に与える圧迫荷重の変化を、前記シ
ートベルトの角度調節手段を制御してキャンセルする制
御手段とを備えたことを特徴とする。

【００２８】従って、検出した角度変化又は予測した角
度変化に基づき角度調節手段がシートベルトの角度を調
節し、圧迫荷重の変化をキャンセルすることができる。

【００２９】請求項１２の発明は、請求項１１記載のシ
ートベルト装置であって、前記角度調節手段は、前記シ
ートベルトのラップベルト部及びショルダーベルト部の
間を車体側に連結する連結具を車体側に対し強制的に回
転させるものであることを特徴とする。

【００３０】従って、請求項１１の発明の作用に加え、
連結具を強制的に回転させることによって、ラップベル
ト部の角度変化を規制し、圧迫荷重の変化をキャンセル
することができる。

【００３１】請求項１３の発明は、請求項１２記載のシ
ートベルト装置であって、前記角度調節手段の連結具
は、前記シートベルトに取り付けられたタングを結合し
車体側に回転自在に支持されたインナーバックルであ
り、該インナーバックルを強制的に回転させる火薬テン
ショナを設けたものであることを特徴とする。

【００３２】従って、請求項１２の発明の作用に加え、
インナーバックルを火薬テンショナの作動により強制的
に回転させ、ラップベルト部の角度変化を規制すること
ができる。

【００３３】請求項１４の発明は、請求項１３記載のシ
ートベルト装置であって、前記インナーバックルは、乗
員の前方移動に応じて伸縮調節自在であることを特徴と
する。

【００３４】請求項１５の発明は、請求項１〜１４のい
ずれかに記載のシートベルト装置であって、前記角度変
化を検出又は予測する手段は、シートクッションの座面
に設けられた圧力センサであることを特徴とする。

【００３５】従って、請求項１〜１４のいずれかの発明
の作用に加え、シートクッションの座面に設けられた圧
力センサによってシートクッションに対する乗員の位置
を検出し、シートベルトの角度変化を検出又は予測する
ことができる。

【００３６】請求項１６の発明は、請求項１〜１５のい
ずれかに記載のシートベルト装置であって、前記角度変
化を検出又は予測する手段は、内外の球殻と該内外の球
殻の相対回転変位を検出する複数の電極とを備え、前記
外側の球殻を車体側に支持し、内側の球殻に前記シート
ベルトのショルダーベルト部を挿通支持したことを特徴
とする。

【００３７】従って、請求項１〜１５のいずれかの発明
の作用に加え、シートベルトのショルダーベルト部が角
度変化すると、ショルダーベルトを挿通支持している内
側の球殻が外側の球殻に対して相対回転し、複数の電極
によって該相対回転変位を検出し、ショルダーベルト部
の角度変化を検出することができる。

【００３８】請求項１７の発明は、請求項１〜１６のい
ずれかに記載のシートベルト装置であって、前記シート
ベルトは、予め設定したヒューズ荷重になるとその荷重
上昇を抑制可能に所定量伸びる特性を有し、該シートベ
ルトの一端を車体側に結合し、前記シートベルトの他端
を巻き取る車体側に取り付けられたリトラクタと、車体
が受ける衝撃を検出する衝撃検出手段とを備え、前記衝
撃検出手段からの検出衝撃により前記シートベルトの巻
き出しを停止し、このシートベルトの張力がヒューズ荷
重と一致したとき、前記シートベルトによる圧迫荷重の
変化をキャンセルすることを特徴とする。

【００３９】従って、請求項１〜１６のいずれかの発明
の作用に加え、シートベルトを乗員に掛け回した状態に
おいて、衝撃検出手段が検出衝撃をリトラクタに出力す
ると、リトラクタがシートベルトの巻き出しを停止し、
このシートベルトの張力がヒューズ荷重値と一致した
時、シートベルトの引き込みを終了して、シートベルト
のヒューズ特性で乗員を拘束し、このときのシートベル
トの角度変化による圧迫荷重の変化をキャンセルしてヒ
ューズ特性での拘束を確実に達成することができる。

【００４０】

【発明の効果】請求項１の発明では、車両衝突時に乗員
に掛け回されているシートベルトに変化があっても、シ
ートベルトによる乗員への圧迫荷重の変化を規制するこ
とができ、乗員の胸部等に対する荷重を略一定に制御す
ることができる。

【００４１】請求項２の発明では、制御手段による張力
調節手段の制御によってシートベルトの角度変化に拘ら
ず、乗員の圧迫荷重の変化をキャンセルすることがで
き、乗員の胸部等に対する荷重を略一定にすることがで
きる。

【００４２】請求項３の発明では、請求項１又は２の発
明の効果に加え、シートベルトのショルダーベルト部の
角度変化を的確に検出又は予測することができ、シート
ベルトから乗員に作用する圧迫荷重をより的確に一定に
することができる。

【００４３】請求項４の発明では、請求項１又は３の発
明の効果に加え、シートベルトの張力が徐々に低くなる
ことによって、乗員の胸部等に対する荷重を略一定にす
ることができる。

【００４４】請求項５の発明では、張力調節手段の制御
によって、シートベルトの張力が徐々に低くなるように
制御し、乗員の胸部等に対する荷重を略一定にすること
ができる。

【００４５】請求項６の発明では、請求項２又は３若し
くは５の発明の効果に加え、油圧制御のパッドにより摩
擦力を制御するため、より的確な調節を行なうことがで
き、乗員の胸部等に対する荷重をより的確に一定にする
ことが可能となる。また。油圧制御により、胸部等に対
する略一定の荷重値も任意に設定することが可能とな
る。

【００４６】請求項７の発明では、請求項１又は３若し
くは４の発明の効果に加え、テーパー部にバイト部を押
し付けることによって機械的に調節することができる。

【００４７】請求項８の発明では、請求項１又は３若し
くは４の発明の効果に加え、シートベルトの摩擦係数を
変えるだけでよく、部品点数の増加がなく小型化を達成
することができる。

【００４８】請求項９の発明では、請求項１又は３若し
くは４の発明の効果に加え、シートベルトの折り返し重
合部を縫い合わせるだけでよく、部品点数が少なく構造
が簡単で小型化を図ることもできる。

【００４９】請求項１０の発明では、請求項１又は３若
しくは４の発明の効果に加え、スリットを押し開くこと
によって確実に抗力を調整することができ、しかも取付
板部を利用するため構造が簡単である。

【００５０】請求項１１の発明では、シートベルトの角
度そのものの変化を制御するため、シートベルトの張力
調整は必要とすることがなく、確実に圧迫荷重の変化を
キャンセルすることができる。

【００５１】請求項１２の発明では、請求項１１の発明
の効果に加え、連結具の強制的な回転によって、ラップ
ベルト部の角度変化を確実に規制し、ラップベルト部か
らの圧迫荷重の変化を確実にキャンセルすることができ
る。

【００５２】請求項１３の発明では、請求項１２の発明
の効果に加え、インナーバックルの火薬テンショナによ
る強制的な回転により、ラップベルト部の角度変化を迅
速、且つ確実に制御し、圧迫荷重の変化を確実にキャン
セルすることができる。

【００５３】請求項１４の発明では、インナーバックル
が乗員の前方移動に応じて伸縮調節されるため、乗員の
前方移動に応じて、より的確にラップベルト部の角度調
節を行なうことができる。

【００５４】請求項１５の発明では、請求項１〜１４の
いずれかの発明の効果に加え、シートクッションの圧力
センサによって乗員腰部の動きを確実にとらえることが
でき、ラップベルト部等の角度変化を確実に検出又は予
測して、圧迫荷重をより確実にキャンセルすることがで
きる。

【００５５】請求項１６の発明では、請求項１〜１５の
いずれかの発明の効果に加え、ショルダーベルト部の角
度変化を確実に検出することができ、ショルダーベルト
部の圧迫荷重の変化を確実にキャンセルすることができ
る。

【００５６】請求項１７の発明では、請求項１〜１６の
いずれかの発明の効果に加え、シートベルトの角度変化
による圧迫荷重の変化をキャンセルし、ヒューズ特性で
の乗員拘束を確実に達成することができる。

【００５７】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１は第１実施
形態として３点式のシートベルト装置を示している。こ
のシートベルト装置は、シートベルト１、ショルダーア
ンカ１１、リトラクタ１３、ベルト荷重制御装置１５、
ロードセル１７、インナーバックル１９、火薬テンショ
ナ２１、圧力センサ２３、及びコントローラ２５を備え
ている。

【００５８】前記シートベルト１は、図示しない一端が
車体下部に取付けられ、他端がスルーリングを有したタ
ング２７及び車体センターピラー２９に取付けられた前
記ショルダーアンカ１１に挿通支持され、更に前記リト
ラクタ１３に繰り出し自在に巻き取られている。該リト
ラクタ１３は，前記ロードセル１７を介して車体側に取
付けられている。前記ロードセル１７は、シートベルト
１の張力を検出する手段を構成している。

【００５９】前記タング２７はシート３１のシートクッ
ション３３側に取付けられた前記インナーバックル１９
に着脱自在に結合されている。該タング２７はシートベ
ルト１をショルダーベルト部１ａとラップベルト部１ｂ
との間を区分し、インナーバックル１９はラップベルト
部１ｂ及びショルダーベルト部１ａの間を車体側に連結
する連結具を構成している。

【００６０】前記制御手段としてのコントローラ２５に
は、車両衝突時に車体が受ける衝撃を検出する衝撃検出
手段として衝突検知センサ３７からの検出衝撃が入力さ
れるようになっている。

【００６１】更に各部を説明すると、前記ショルダーア
ンカ１１は本実施形態において、シートベルト１が車両
衝突時に乗員を拘束したとき乗員に対するシートベルト
の角度変化を検出又は予測する手段をも構成している。
すなわち、前記ショルダーアンカ１１は図２〜図５のよ
うに構成され、内外の球殻３９，４１と該内外の球殻３
９，４１の相対回転変位を検出する複数の電極４３（４
３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ），４５（４５ａ，４５
ｂ，４５ｃ，４５ｄ）とを備えている。

【００６２】前記内側の球殻３９は略中空球状をなし、
シートベルト１を挿通する挿通部４７を備え、外面に前
記電極４３が取付けられている。

【００６３】前記外側の球殻４１は内側の球殻３９を内
包して、内側の球殻３９を回転自在に支持するもので、
シートベルト１を引き出すための大きめの開口４９ａ，
４９ｂが設けられ、内面に前記電極４５が取付けられて
いる。該外側の球殻４１は図５のように、上部材４１ａ
と下部材４１ｂとの半割りの合わせ構造であり、内側の
球殻３９を収容した後、両部材４１ａ，４１ｂを合わせ
て固定するものである。この外側部材４１は、前記セン
ターピラー２９に固定されている。

【００６４】そして前記電極４３は、例えば４つの電極
４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄからなり、他方の電極
４５は同じく４つの電極４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５
ｄからなり、それぞれ別の回路で結線され、前記コント
ローラ２５に信号が入力されるようになっている。従っ
て、これら各電極４３，４５の組み合わせによって、図
６のように、電極４３ａと４５ａとが接触した場合は、
ベルト角θ₁ 、同４３ａと４５ｂとが接触した場合は、
ベルト角θ₂ というようにしてベルト角θを検出できる
ようになっている。

【００６５】前記リトラクタ１３には、図７のように、
ベルト巻取軸５１にシートベルト１の張力調節手段とし
ての前記ベルト荷重制御装置１５が取付けられている。
該ベルト荷重制御装置１５は図示はしないが、リトラク
タ１３のハウジングに固定され、図８のように、巻取軸
５１に接触可能なパッド５３と該パッド５３に一体的に
取付けられたピストン５５と、該ピストン５５を収容す
るシリンダ室５７とを備えている。

【００６６】該シリンダ室５７には前記コントローラ２
５による図示しないバルブの制御によって油圧が給排さ
れ、パッド５３によって巻取軸５１にシートベルト１の
巻き出し方向の回転に抗する摩擦力を付与できるように
なっている。この摩擦力は、前記コントローラ２５によ
りロードセル１７で検出したシートベルト１の張力及び
ショルダーアンカ１１で検出したシートベルト１の角度
変化に基づき、シートベルト１が乗員に与える圧迫荷重
の変化をキャンセルするように制御されている。この場
合、後述するが、コントローラ２５はシートベルト１の
張力が徐々に低くなるようにベルト荷重制御装置１５を
制御している。

【００６７】前記インナーバックル１９は、バックル部
１９ａとロッド１９ｂとを備え、両者がピン１９ｃによ
って回転可能に結合されている。なお、バックル部１９
ａとロッド部１９ｂとはピン１９ｃ周りの摩擦力等によ
って通常状態では図１，図９の状態を保っている。又、
インナーバックル１９には火薬テンショナ２１が設けら
れ、該火薬テンショナ２１の作動により車体側であるシ
ート３１のシートクッション３３に対しインナーバック
ル１９を強制的に回転させる構成となっている。これに
よって、ラップベルト部１ｂの角度が後述のように調節
される。従って、インナーバックル１９及び火薬テンシ
ョナ２１は第１実施形態において角度調節手段を構成し
ている。

【００６８】更に説明すると、図９のように前記ロッド
部１９ｂの下端にはボス部１９ｄが一体に設けられ、前
記シートクッション３３の図示しないシートクッション
フレームに固定された支持軸１９ｅに回転可能に支持さ
れている。そして、通常状態ではボス部１９ｄと支持軸
１９ｅとの間の摩擦力等によってインナーバックル１９
が図１，図９のように起立状態を保つようになってい
る。

【００６９】前記火薬テンショナ２１は図１０のように
ガスジェネレータ６１を備え、該ガスジェネレータ６１
に連通するテンショナシリンダ部６３が設けられ、該テ
ンショナシリンダ部６３内にテンショナピストン６５が
収容されている。前記テンショナピストン６５にはワイ
ヤ６７の一端が固定され、該ワイヤ６７の他端側は図１
１のように前記インナーバックル１９のボス部１９ｄに
巻き回されている。

【００７０】前記ガスジェネレータ６１は、図１２のよ
うに電気着火装置６１ａ、着火剤６１ｂ及び窒素ガス発
生剤６１ｃとからなり、前記コントローラ２５からの信
号によって電気着火装置６１ａが着火するようになって
いる。

【００７１】前記コントローラ２５は、前記圧力センサ
２３からの信号によって乗員腰部位置、すなわちラップ
ベルト部１ｂの角度変化を検出又は予測して前記ガスジ
ェネレータ６１に信号を出力し、電気着火装置６１ａを
着火させるものである。

【００７２】前記電気着火装置６１ａが着火すると、着
火剤６１ｂが着火し、窒素ガス発生剤６１ｃによって瞬
時にガスが発生し、図１３のようにテンショナピストン
６５がテンショナシリンダ部６３内を移動し、ワイヤ６
７が引かれて前記インナーバックル１９のボス部１９ｄ
が回転し、インナーバックル１９が全体的に車両前方へ
強制的に回転されることになる。

【００７３】次に作用を説明する。車両前面衝突等によ
って衝突検知センサ３７からコントローラ２５への信号
入力によって衝突が検知されると、コントローラ２５か
らベルト荷重制御装置１５に信号が出力され、図８で示
すシリンダ室５７への油圧制御によりピストン５５がパ
ッド５３を瞬時に移動させ、巻取軸５１に当接して巻取
軸５１を固定する。これによって、シートベルト１の巻
き出しが規制され、乗員はシートベルト１によって拘束
される。

【００７４】軽微な衝突の場合には、この状態におい
て、乗員Ｐがシートベルト１によって拘束されることに
なる。衝突が大きな場合には、図１４の矢印Ａのよう
に、乗員Ｐは前方へ大きく移動する。この時、シートベ
ルト１のベルト張力荷重は上昇し、ヒューズ荷重値Ｎ₀
に達すると、シートベルト１は伸び始め、荷重上昇を抑
制するようになる。

【００７５】一方、シートベルト１の前記ヒューズ特性
によって、荷重上昇を抑制するが、図１４のように、乗
員Ｐが前方へ移動すると、ショルダーベルト部１ａの角
度θ_S は減少するため、ショルダーベルト部１ａから乗
員Ｐに対する圧迫荷重として作用するＹ方向成分Ｔcos
θ_S は増大することになる。そこで、ロードセル１７で
検出したシートベルト１の張力、ショルダーアンカ１１
で検出したシートベルト１の角度変化に基づき、ショル
ダーベルト部１ａが乗員Ｐに与える圧迫荷重の変化をキ
ャンセルするように制御する。

【００７６】すなわち、シートベルト１のヒューズ荷重
値Ｎ₀ 以降はコントローラ２５の制御によってベルト荷
重制御装置１５のシリンダ室５７内の油圧を徐々に下
げ、パッド５３が巻取軸５１に与える摩擦力を徐々に下
げる。すなわち、図１５のように、乗員前方移動量の増
大と共に、ショルダーベルト部１ａの角度θ_S は小さく
なっていくが、図１６のようにシートベルト１のベルト
荷重値Ｔが（ａ）のように上昇して、ヒューズ荷重値Ｎ
₀ に達した後は、（ｂ）のように徐々に下げるのであ
る。

【００７７】これによって、図１７の（ｂ）のようにシ
ョルダーベルト部の荷重値Ｔ_S は一点鎖線で示す従来の
略一定なヒューズ荷重値に対して時間と共に右下がりに
減少していく。従って、ショルダーベルト部１ａのＹ方
向成分は、従来一点鎖線で示すように右上がりに上昇し
ていたものが、実線で示すように略一定になる。

【００７８】従って、乗員胸部に発生するシートベルト
１による圧迫荷重を略一定にすることができ、図１７
（ａ）のように一点鎖線で示す従来の減速度変化のよう
に右上がりに上昇するのに対し、実線図示のように略一
定に保持することができ、従来よりも減速度のピーク値
を下げることができる。

【００７９】又、圧力センサ２３からの信号によりコン
トローラ２５において乗員Ｐが前方へ移動していると判
断したとき、コントローラ２５からの信号によって火薬
テンショナ２１が作動し、ワイヤ６７が引き込まれ、イ
ンナーバックル１９が車両前方へ図１４のように強制的
に回転される。又、バックル部１９ａはロッド部１９ｂ
に対し回転自在に結合されているため、乗員腰部の動き
に追従する。

【００８０】従って、乗員Ｐの腰部の前方移動に拘ら
ず、ラップベルト部１ｂの角度θ_L を略一定に保つこと
ができる。このため、図１７の（ｃ）の一点鎖線で示す
従来のラップベルト部の荷重値Ｔ_L に対し、同実線図示
のように衝突後半部分で荷重値を下げることができ、こ
れによりＹ方向成分も従来の一点鎖線図示から実線図示
のように後半部分で減少させることができる。

【００８１】又、前記のようにラップベルト部１ｂの角
度θ_L は略一定であるため、乗員Ｐが前方へ移動しても
図１４のようにラップベルト部１ｂの腰部に対する拘束
状態が変化せず、ラップベルト部１ｂが腰部から外れに
くく、より安定的に拘束することができる。

【００８２】（第２実施形態）図１８は、本発明の第２
実施形態に係る要部の斜視図を示している。本実施形態
においては、コントローラの制御によるのではなく、リ
トラクタの巻取軸に機械的に抗力を付与する張力制御手
段を設けたものである。

【００８３】すなわち、シートベルト１の巻取軸５１に
テーパー部６９を一体的に設け、該テーパー部６９に接
触しながら移動するバイト部７１が設けられている。バ
イト部７１は、図示はしないが、車体側に対し移動自在
に支持されている。バイト部７１にはワイヤ７３の一端
が固着され、該ワイヤ７３は転輪７５を介して引き回さ
れ、その他端が巻取軸５１に巻き付けられている。

【００８４】従って、シートベルト１がヒューズ荷重値
Ｎ₀ に達した後、ベルトが巻き出されると、巻取軸５１
の回転によってワイヤ７３が巻き取られ、該ワイヤ７３
を介してバイト部７１がテーパー部６９に対し軸方向に
移動し、この移動時にバイト部７１がテーパー部６９の
表面をこじることによって、巻取軸５１に巻き出し方向
の抗力を付与することができる。

【００８５】そして、この時の抗力はテーパー部６９の
径が徐々に細くなることによって、図１９のように、乗
員拘束後のベルト巻き出し量の増大に応じて、ベルト巻
き出し荷重Ｆを徐々に下げることができ、図１６の特性
を実現できるのである。

【００８６】なお、本実施形態において、衝突後に巻取
軸５１を固定する装置としては、第１実施形態のベルト
荷重制御装置と同様な構造を採用することができる。こ
の場合、ベルト荷重の制御はテーパー部６９とバイト部
７１との関係で主に行なうものである。

【００８７】従って、本実施形態においても第１実施形
態と略同様な作用効果を奏することができる。又、本実
施形態では、電気的な制御をすることなく、機械的に巻
取軸５１に抗力を付与することができる。

【００８８】（第３実施形態）図２０は、第３実施形態
に係る要部の斜視図を示している。本実施形態では、リ
トラクタ１３においてシートベルト１の表面摩擦係数μ
を巻取軸５１に近いほど小さくして張力制御手段を構成
している。なお、本実施形態において、リトラクタ１３
は通常のものが用いられている。

【００８９】そして、シートベルト１がヒューズ荷重値
に達した後、図２１のようにベルト巻き出し量に応じて
ベルト表面の摩擦係数μが下がるため、ショルダーアン
カ１１の挿通部４７とシートベルト１の擦れとによって
発生する荷重分を低減できるので、ショルダーベルト部
１ａに発生するベルト荷重を徐々に低減することがで
き、図１６と略同様な特性を得ることができる。

【００９０】従って、本実施形態においても第１実施形
態と略同様な作用効果を奏することができる。又、本実
施形態では、シートベルト１の摩擦係数μを変えるだけ
であるため、構造が極めて簡単で部品点数の増大等もな
く、リトラクタ１３周辺が大型化することもない。

【００９１】（第４実施形態）図２２は、本発明の第４
実施形態に係る要部斜視図である。本実施形態におい
て、張力制御手段をシートベルト１のショルダーベルト
部１ａに折り返し重合部７７を設け、該折り返し重合部
７７に沿って所定間隔で縫い合わせ部７９を設けて構成
したもので、縫い合わせ部７９は折り返し先端７７ａ側
へ漸次間隔が広くなるように設定されている。

【００９２】従って、シートベルト１がヒューズ荷重値
Ｎ₀ に達すると、縫い合わせ部７９が基部側から
（ａ），（ｂ）のように順次切れ始め、（ｃ）の状態に
至る。この時、縫い合わせ部７９の相互間隔が基部側で
密であり、折り返し先端７７ａ側へ広くなっているた
め、最初は大きな荷重が発生し、徐々に荷重が小さくな
り、シートベルト１の張力は徐々に低くなるようにする
ことができる。

【００９３】従って、本実施形態においても、図１６と
略同様な特性を得ることができ、第１実施形態と略同様
の作用効果を奏することができる。又、本実施形態では
シートベルト１に単に縫い合わせ部７９を設けるだけで
よいため、構造が極めて簡単で、またリトラクタ１３等
の大型も抑制することができる。

【００９４】（第５実施形態）図２３は、本発明の第５
実施形態に係り、（ａ）は要部の斜視図、（ｂ）は要部
の側面図である。本実施形態では張力制御手段として、
シートベルト１のリトラクタ１３にシートベルト１巻き
出し方向の反対側へ突出し、先端側へ漸次板厚が薄くな
る取付板部８１を設け、該取付板部８１に突出方向に沿
ってスリット８３を設けると共に、突出方向の基部側で
前記スリット８３にスリット８３の間隔よりも広い貫通
部８５を設け、該貫通部８５に対応した大きさの径を有
する締結具としてボルト８７を挿通し、該ボルト８７を
センターピラー２９側の図示しないウエルドナットに締
結し、取付板部８１を車体側であるセンターピラー２９
に取り付けて構成したものである。なお、リトラクタ１
３としては通常のものが用いられている。

【００９５】そして、シートベルト１がヒューズ荷重値
Ｎ₀ に達した後、シートベルト１の張力によってリトラ
クタ１３が移動し、スリット８３がボルト８７によって
引き裂かれながら図２４のように移動していく。この
時、取付板部８１は先端側へ漸次板厚が薄くなるように
構成されているため、スリット８３が引き裂かれていく
と、最初は大きな抗力荷重が発生し、徐々に低くなって
いくという特性を実現することができる。

【００９６】従って、本実施形態においても図１６と同
様な特性を得ることができ、第１実施形態と略同様な作
用効果を奏することができる。又、本実施形態において
もリトラクタ１３に取付板部８１及びスリット８３を設
けるだけの簡単な構造によって達成することができる。

【００９７】（第６実施形態）図２５，図２６は本発明
の第６実施形態に係り、図２５は要部の斜視図、図２６
は作用説明図である。本実施形態においては、インナー
バックル１９のロッド部１９ｂを中空とし、内部にイン
ナーバックルピストン８９を設け、該インナーバックル
ピストン８９にインナーロッド９１の一端を固着し、他
端にピン１９ｃを介してバックル部１９ａを結合したも
のである。バックル部１９ａには角度センサ９３が設け
られ、図１で示すコントローラ２５に検出信号が入力さ
れるようになっている。

【００９８】そして、コントローラ２５による作動流体
の制御によりインナーバックルピストン８９に対し、例
えば油圧を付与するとロッド９１を介しバックル部１９
ａがロッド部１９ｂに対し伸びることができる。

【００９９】従って、本実施形態においては、火薬式テ
ンショナ２１の作動によるインナーバックル１９の回転
と共に角度センサ９３による検出角度に応じてバックル
部１９ａの伸縮調整を行なうことにより、図２６で示す
角度αを乗員Ｐの移動に応じて略一定角になるようにす
ることができる。

【０１００】従って、本実施形態においても、ラップベ
ルト部１ｂにおいて図１７（ｃ）と同様な特性を得るこ
とができると共に、乗員Ｐの移動に応じて略一定角を保
つことにより、より正確な制御を行なうことができる。

【０１０１】なお、本発明は、上記各実施形態に限定さ
れるものではない。例えば、衝突の際に予め乗員移動量
を予測し、乗員移動量に基づいてベルト角度θ_S を予測
し、ベルトの発生荷重×cos θ_S ＝一定となるようにベ
ルト荷重を制御するように構成することもできる。又、
上記第１実施形態等では、ショルダーアンカ１１の部分
でシートベルト１の角度変化を検出し、また圧力センサ
２３を用いて乗員腰部位置を検出しているが、他の手段
として画像処理技術を用いても同様に実現することがで
きる。

【０１０２】さらに、上記実施形態では、シートベルト
１がヒューズ特性を有する場合について適用したが、該
ヒューズ特性を有さないシートベルトにも同様に適用す
ることができる。かかる場合、第１実施形態から第６実
施形態に示す手段によって、シートベルトからの圧迫荷
重の変化をキャンセルし、またラップベルト部の角度を
一定値にするものである。

【０１０３】又、ショルダーベルト部１ａの張力制御
と、ラップベルト部１ｂの角度制御とのいずれか一方の
みを採用することもできる。又、ショルダーベルト部１
ａ側を角度制御とし、ラップベルト部１ｂ側を張力制御
とする構成にしたり、或いはショルダーベルト部１ａ、
ラップベルト部１ｂ双方とも張力制御及び角度制御の双
方を採用することもできる。ショルダーベルト部１ａに
おいて、角度制御するときには、ショルダーアンカ１１
の部分にインナーバックル３５と同様な回転機構を設け
ることによって同様に達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る概略全体構成図で
ある。

【図２】本発明の第１実施形態に係り、ショルダーアン
カ部の拡大正面図である。

【図３】本発明の第１実施形態に係り、ショルダーアン
カの分解図である。

【図４】本発明の第１実施形態に係り、ショルダーアン
カの要部斜視図である。

【図５】本発明の第１実施形態に係り、ショルダーアン
カの要部分解斜視図である。

【図６】本発明の第１実施形態に係り、角度変化を説明
する図表である。

【図７】本発明の第１実施形態に係り、ベルト荷重制御
装置の斜視図である。

【図８】本発明の第１実施形態に係り、ベルト荷重制御
装置の概略断面図である。

【図９】本発明の第１実施形態に係り、インナーバック
ル部の概略斜視図である。

【図１０】本発明の第１実施形態に係り、火薬テンショ
ナの断面図である。

【図１１】本発明の第１実施形態に係り、インナーバッ
クルの斜視図である。

【図１２】本発明の第１実施形態に係り、ガスジェネレ
ータの断面図である。

【図１３】本発明の第１実施形態に係り、ガスジェネレ
ータの作用を説明する断面図である。

【図１４】本発明の第１実施形態に係る作用説明図であ
る。

【図１５】本発明の第１実施形態に係るベルト角度変化
のグラフである。

【図１６】本発明の第１実施形態に係り、シートベルト
の荷重変化を示すグラフである。

【図１７】本発明の第１実施形態に係り、（ａ）は乗員
胸部減速度の変化を示すグラフ、（ｂ）はショルダーベ
ルト部発生荷重及びＹ方向成分の変化を示すグラフ、
（ｃ）はラップベルト部発生荷重及びＹ方向成分の変化
を示すグラフである。

【図１８】本発明の第２実施形態に係る要部概略斜視図
である。

【図１９】本発明の第２実施形態に係るベルト荷重の変
化を示すグラフである。

【図２０】本発明の第３実施形態に係る要部概略斜視図
である。

【図２１】本発明の第３実施形態に係り、ベルト表面摩
擦係数の変化を示すグラフである。

【図２２】本発明の第４実施形態に係り、（ａ）は折り
返し重合部を設けた斜視図、（ｂ）は破断途中の斜視
図、（ｃ）は破断後の斜視図である。

【図２３】本発明の第５実施形態に係り、（ａ）は要部
の概略斜視図、（ｂ）は要部の概略側面図である。

【図２４】本発明の第５実施形態に係る作用説明図であ
る。

【図２５】本発明の第６実施形態に係る要部斜視図であ
る。

【図２６】本発明の第６実施形態に係る作用説明図であ
る。

【図２７】従来に係るシートベルト装置の構成図であ
る。

【図２８】従来例に係るシートベルトの荷重変化を示す
グラフである。

【図２９】従来に係り、（ａ）は乗員に対するシートベ
ルトの掛け回し状態を示す斜視図、（ｂ）は、ショルダ
ーベルト部の角度を示す説明図である。

【図３０】従来例に係り、乗員の前方移動を示す平面図
である。

【図３１】従来例に係り、乗員の前方移動を示す平面図
である。

【図３２】従来例に係り、乗員の前方移動量を示すグラ
フである。

【図３３】従来例に係り、（ａ）は乗員胸部速度の変化
を示すグラフ、（ｂ）はショルダーベルト部発生荷重及
びＹ方向成分の変化を示すグラフ、（ｃ）はラップベル
ト部発生荷重及びＹ方向成分の変化を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１ シートベルト １ａ ショルダーベルト部 １ｂ ラップベルト部 １１ ショルダーアンカ（角度変化検出予測手段） １３ リトラクタ １５ ベルト荷重制御装置（張力調節手段） １７ ロードセル（張力検出手段） １９ インナーバックル（角度調節手段） ２１ 火薬式テンショナ（角度調節手段） ２３ 圧力センサ（角度変化検出予測手段） ２５ コントローラ（制御手段） ２９ センターピラー（車体側） ３９ 内側の球殻 ４１ 外側の球殻 ４３，４５ 電極 ５１ 巻取軸 ５３ パッド ６９ テーパー部 ７１ バイト部 ７７ 折り返し重合部 ７７ａ 折り返し先端 ７９ 縫い合わせ部 ８１ 取付板部 ８３ スリット ８５ 貫通部 ８７ ボルト（締結具）

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乗員に掛け回されたシートベルトが車両
   衝突時に乗員を拘束したとき、乗員に対するシートベル
   トの角度変化による乗員への圧迫荷重の変化を、前記シ
   ートベルトの張力を制御してキャンセルする張力制御手
   段を備えたことを特徴とするシートベルト装置。
2. 【請求項２】 乗員に掛け回されたシートベルトの張力
   を検出する手段と、 前記シートベルトが車両衝突時に乗員を拘束したとき、
   乗員に対するシートベルトの角度変化を検出又は予測す
   る手段と、 前記シートベルトの張力を調節する手段と、 前記検出した張力及び検出した角度変化又は予測した角
   度変化に基づき前記シートベルトが乗員に与える圧迫荷
   重の変化を、前記シートベルトの張力調節手段を制御し
   てキャンセルする制御手段とを備えたことを特徴とする
   シートベルト装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のシートベルト装置
   であって、 前記シートベルトの角度変化は、該シートベルトのショ
   ルダーベルト部が車体前後方向の中心線に対してなす角
   度の変化であることを特徴とするシートベルト装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は３記載のシートベルト装置
   であって、 前記張力制御手段は、前記シートベルトの張力が徐々に
   低くなるように制御することを特徴とするシートベルト
   装置。
5. 【請求項５】 請求項２又は３記載のシートベルト装置
   であって、 前記制御手段は、前記シートベルトの張力が徐々に低く
   なるように前記張力調節手段を制御することを特徴とす
   るシートベルト装置。
6. 【請求項６】 請求項２又は３若しくは５記載のシート
   ベルト装置であって、 前記張力調節手段は、前記シートベルトの巻取軸に前記
   制御手段が制御する油圧によりパッドを押しつけて巻き
   出し方向の回転に抗する摩擦力を付与するものであるこ
   とを特徴とするシートベルト装置。
7. 【請求項７】 請求項１又は３若しくは４記載のシート
   ベルト装置であって、 前記張力制御手段は、前記シートベルトの巻取軸にテー
   パー部を一体的に設け、該テーパー部に接触しながら巻
   取軸の回転に連動しつつ軸方向に移動して該巻取軸に巻
   き出し方向の抗力を付与するバイト部を設けてなるもの
   であることを特徴とするシートベルト装置。
8. 【請求項８】 請求項１又は３若しくは４記載のシート
   ベルト装置であって、 前記張力制御手段は、前記シートベルトの摩擦係数を前
   記シートベルトの巻取軸に近いほど小さくしたものであ
   ることを特徴とするシートベルト装置。
9. 【請求項９】 請求項１又は３若しくは４記載のシート
   ベルト装置であって、 前記張力制御手段は、前記シートベルトのショルダーベ
   ルト部に、折り返し重合部を設けると共に、該折り返し
   重合部に、折り返し先端側は漸次間隔が広くなるように
   所定間隔で縫い合わせ部を設けて構成したことを特徴と
   するシートベルト装置。
10. 【請求項１０】 請求項１又は３若しくは４記載のシー
    トベルト装置であって、 前記張力制御手段は、前記シートベルトのリトラクタ
    に、シートベルト繰り出し方向の反対側へ突出し先端側
    へ漸次板厚が薄くなる取付板部を設け、該取付板部に、
    突出方向に沿ってスリットを設けると共に、突出方向の
    基部側で前記スリットに該スリットの間隔よりも大きい
    貫通部を設け、該貫通部に対応した大きさの径を有する
    締結具を貫通部に挿通して取付板部を車体側に取り付け
    て構成したことを特徴とするシートベルト装置。
11. 【請求項１１】 乗員に掛け回されたシートベルトが車
    両衝突時に乗員を拘束したとき、乗員に対するシートベ
    ルトの角度変化を検出又は予測する手段と、 前記シートベルトの角度を調節する手段と、 前記検出した角度変化又は予測した角度変化に基づき前
    記シートベルトが乗員に与える圧迫荷重の変化を、前記
    シートベルトの角度調節手段を制御してキャンセルする
    制御手段とを備えたことを特徴とするシートベルト装
    置。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載のシートベルト装置で
    あって、 前記角度調節手段は、前記シートベルトのラップベルト
    部及びショルダーベルト部の間を車体側に連結する連結
    具を車体側に対し強制的に回転させるものであることを
    特徴とするシートベルト装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載のシートベルト装置で
    あって、 前記角度調節手段の連結具は、前記シートベルトに取り
    付けられたタングを結合し車体側に回転自在に支持され
    たインナーバックルであり、該インナーバックルを強制
    的に回転させる火薬テンショナを設けたものであること
    を特徴とするシートベルト装置。
14. 【請求項１４】 請求項１３記載のシートベルト装置で
    あって、 前記インナーバックルは、乗員の前方移動に応じて伸縮
    調節自在であることを特徴とするシートベルト装置。
15. 【請求項１５】 請求項１〜１４のいずれかに記載のシ
    ートベルト装置であって、 前記角度変化を検出又は予測する手段は、シートクッシ
    ョンの座面に設けられた圧力センサであることを特徴と
    するシートベルト装置。
16. 【請求項１６】 請求項１〜１５のいずれかに記載のシ
    ートベルト装置であって、 前記角度変化を検出又は予測する手段は、内外の球殻と
    該内外の球殻の相対回転変位を検出する複数の電極とを
    備え、 前記外側の球殻を車体側に支持し、内側の球殻に前記シ
    ートベルトのショルダーベルト部を挿通支持したことを
    特徴とするシートベルト装置。
17. 【請求項１７】 請求項１〜１６のいずれかに記載のシ
    ートベルト装置であって、 前記シートベルトは、予め設定したヒューズ荷重になる
    とその荷重上昇を抑制可能に所定量伸びる特性を有し、 該シートベルトの一端を車体側に結合し、 前記シートベルトの他端を巻き取る車体側に取り付けら
    れたリトラクタと、 車体が受ける衝撃を検出する衝撃検出手段とを備え、 前記衝撃検出手段からの検出衝撃により前記シートベル
    トの巻き出しを停止し、このシートベルトの張力がヒュ
    ーズ荷重と一致したとき、前記シートベルトによる圧迫
    荷重の変化をキャンセルすることを特徴とするシートベ
    ルト装置。