JP2002206976A

JP2002206976A - シートベルト張力測定装置

Info

Publication number: JP2002206976A
Application number: JP2001002280A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Takehara; 弘樹竹原
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 2001-01-10
Filing date: 2001-01-10
Publication date: 2002-07-26

Abstract

(57)【要約】【課題】製作が容易である共に、小型化することがで
き、正確な張力の検出が可能なシートベルト張力測定装
置を提供する。【解決手段】シャフトバー３０は、亜鉛ダイキャスト
合金により形成された略ロ字型の部材であり、上部部材
３１の右側側面には、２つの穴３０ａ、３０ｂが開けら
れている。タッピングネジ３５、３６を、アームスプリ
ング４０の固定部４１に設けられた外側の２つの孔４０
ａ、４０ｂを通してシャフトバー３０の穴３０ａ、３０
ｂに捩じ込むことにより、アームスプリング４０がシャ
フトバーに固定される。穴３０ａ、３０ｂは、ダイキャ
ストにおける鋳型の合わせ目にならない部分に形成され
ているので、ダイキャストにより製造することができ、
機械加工を必要としない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シートベルトを車
体に固定するアンカー部に設置され、ベルトにかかる張
力を測定するシートベルト張力測定装置に関するもので
あり、さらに詳しくは、製作が容易である共に、小型化
することができ、正確な張力の検出が可能なシートベル
ト張力測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車には、乗員の安全を確保するため
の装置として、エアバッグを備えるものが多い。一般的
なエアバッグは、高速衝突において大人を拘束するのに
十分な展開ガス圧力を有するように設計されている。と
ころが、乗員がチャイルドシートに座っている子供であ
るときには、大人と同じようにエアバッグが展開する必
要はない。このため、最近では、エアバッグをより適切
に作動させるため、シートベルト張力を測定することに
より乗員の様子を検知し、これに合わせてエアバッグの
動作をコントロールしようという動向がある。

【０００３】シートベルト張力を検出する装置として
は、ホール効果センサーで検出した電圧信号に基づき、
マイクロプロセッサーでシートベルト張力を計算するも
のが開発されている。この装置が高いベルト張力(一般
的に乗員が不快に感じるくらい高いベルト張力)を検出
した場合には、エアバッグのコントロールシステムが、
チャイルドシートがシートベルトで固定されているもの
と判断して、エアバッグの展開を阻止する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような目的に使用
されるシートベルト張力測定装置として、発明者らは図
３、図４に示すような構造を有するものを開発した。図
３は、このシートベルト張力測定装置の分解斜視図、図
４はその組立斜視図（カバーを除く）である。以下、こ
れらのシートベルト張力測定装置を従来の張力測定装
置、従来品等と称することがあるが、これは、これらの
ものが公知であったことを意味するものではない。

【０００５】このシートベルト張力測定装置は、大きく
分けてベースプレート１０と、センサーベース２０、セ
ンサープレート２１、シャフトバー３０、アームスプリ
ング４０からなるセンサー機構部と、カバー５０からな
る。

【０００６】ベースプレート１０は、車体に固定される
部分（アンカー連結部材）であり、一例として鋼板製(S
PFH)の平板からなる。ベースプレート１０の先端部には
連結部１１が形成され、その中心部には孔１２が開けら
れている。この孔１２には、連結部１１を車体の構造体
に固定するためのアンカーボルト(図示せず)が押通され
る。連結部１１の外周端縁は、半円状に形成されてい
る。ベースプレート１０の他端部の幅方向両側部には、
立ち上がった縦根部１３が形成されている。両縦根部１
３の上縁には、ほぼ半円形の係合切込１４が形成されて
いる。両縦根部１３の中間には、孔１５が開けられてい
る。連結部１１と両縦根部１３が形成されている部分の
中間には、センサー機構やカバー５０を取り付けるため
の中間部１６が設けられ、ネジ孔１０ａ〜１０ｅが開け
られている。

【０００７】センサーベース２０は、アルミダイキャス
ト合金製等で形成され、ほぼコ字状の部材である。この
センサーベース２０には、センサープレート２１が取り
付けられると共に、その孔２０ａにはネジ２２が、孔２
０ｂにはネジ２３が挿通され、それぞれベースプレート
１０のネジ孔１０ａ、１０ｂに固定されている。ネジ２
３はセンサープレート２１の孔２１ａをも挿通し、それ
によりステンレス薄板等からなるセンサープレート２１
をセンサーベース２０に固定している。

【０００８】センサープレート２１には、ひずみゲージ
が４枚貼り付けられているとともに、このひずみゲージ
の検出値を電気信号に変換するASIC(Application Speci
ficIntegrated Circuit)が取り付けられている。さら
に、センサープレート２１の孔２１ｂには、ポイントピ
ン２４が取り付けられている。

【０００９】シャフトバー３０は、センサー機構の一部
をなすと共に、ウェビングに連結されるウェビング連結
部材を構成する。これは、例えば亜鉛ダイキャスト合金
により形成された略ロ字型の部材であり、上部部材３
１、側部部材３２、下部部材３３が一体形成され、さら
に、上部部材３１の両側方には、円柱状の回動軸部材３
４が同じく一体形成されている。上部部材３１の上面に
は、３つの穴３０ａ、３０ｂ、３０ｃが開けられてお
り、タッピングネジ３５、３６、３７が、アームスプリ
ング４０の孔４０ａ、４０ｂ、４０ｃを挿通してこれら
の穴３０ａ〜３０ｃにねじ込まれ、それにより、アーム
スプリング４０がシャフトバー３０に固定される。

【００１０】アームスプリング４０は、ステンレス薄板
等からなるバネ板であって、固定部４１と、この固定部
４１から斜め下方に延び出た延出部４２を有する。延出
部４２の先端は、接点部４３となっている。固定部４１
は、前述のようにシャフトバー３０に固定されている。
接点部４３は、センサープレート２１のポイントピン２
４の先端に当接するようにされている。

【００１１】カバー５０は、ネジ５１、５２、５３が、
カバー５０に形成された孔５０ａ、５０ｂ、５０ｃを挿
通してベースプレート１０のネジ穴１０ｃ、１０ｄ、１
０ｅにねじ込まれることにより、ベースプレート１０に
固定される。

【００１２】図４に示す組立状態においては、シャフト
バー３０の回動軸部材３４が、ベースプレート１０の両
縦根部１３に形成された係合切込１４に嵌りこみ、回動
自在に支持される。そして、シャフトバー３０の下部部
材３３がベースプレート１０の孔１５に嵌り込んでお
り、孔１５の範囲での回動が可能とされている。シャフ
トバー３０の下部部材３３には、ウェビングが巻き付け
られて結合される。

【００１３】図４において、ウェビングに張力がかかる
と、ベースプレート１０が車体に固定されているので、
シャフトバー３０が、ベースプレート１０の両縦根部１
３に形成された係合切込１４に嵌り込んだ回動軸部材３
４を中心に、図の反時計方向に回動し、それにより、ア
ームスプリング４０が変形すると共に、その接点部４３
がセンサープレート２１のポイントピン２４を押圧す
る。この押圧力によりセンサープレート２１も変形し、
それに貼られた歪ゲージから、張力に応じた出力が発生
する。よって、この出力を測定することにより、シート
ベルト張力を測定することができる。

【００１４】しかしながら、このようなシートベルト張
力測定装置には、以下のような問題点があった。すなわ
ち、このようなシートベルト張力測定装置は、車体への
取り付けの関係上、なるべく小型にする必要がある。し
かしながら、シャフトバー３０の上方にアームスプリン
グ４０がネジ止めされるため、アームスプリング４０と
タッピングネジ３５、３６、３７の分だけ厚さが厚くな
るという問題がある。

【００１５】また、シャフトバー３０を鋳造するとき、
その鋳型は厚さが薄くなる方向に２分割されるので、ち
ょうど、図３における上面、すなわち穴３０ａ〜３０ｃ
が形成される部分が両方の鋳型の合せ面となり、この部
分にはダイキャストで穴を形成することができない。よ
って、穴３０ａ〜３０ｃはダイキャストの後で機械加工
により形成しなければならず、そのための工程が増える
という問題がある。

【００１６】さらに、アームスプリングの自由端部が曲
面をなしているので、曲げ加工が必要であり、かつ、セ
ンサープレートへの力の伝達が安定せず、ヒステリシス
が生じるという問題点がある。

【００１７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、製作が容易である共に、小型化することがで
き、正確な張力の検出が可能なシートベルト張力測定装
置を提供することを課題とする。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】前記課題を解決するた
めの第１の手段は、シートベルトの端を車体に固定する
アンカー部に設置されるシートベルト張力測定装置であ
って、車体に連結されるアンカー連結部材と、シートベ
ルトに連結されるウェビング連結部材と、これら両部材
間にかかる力を検出するセンサー機構とを有してなり、
当該センサー機構が、前記両部材間にかかる力によって
発生する両部材の相対的な移動によって回動するシャフ
トバーを有してなり、当該シャフトバーには、それと共
に回動するアームスプリングが取り付けられており、当
該アームスプリングが前記シャフトバーの回動と共に変
形しながら歪ゲージが取り付けられたセンサープレート
に押圧力を加えるように構成されており、前記シャフト
バーはダイキャストにより形成され、分割された鋳型の
合わせ目とならない部分に穴を有し、前記アームスプリ
ングは、当該穴にタッピングネジをねじ込むことによ
り、前記シャフトバーに固定されていることを特徴とす
るシートベルト張力測定装置（請求項１）である。

【００１９】本手段においては、アームスプリングをタ
ッピングネジにより固定するために設けられているアー
ムスプリングの穴が、分割された鋳型の合わせ目となら
ない部分に形成されているので、これらの穴をダイキャ
ストにより形成することができる。よって、従来必要で
あった機械加工による穴の形成工程を省略することがで
きる。

【００２０】前記課題を解決するための第２の手段は、
前記第１の手段であって、前記アームスプリングが前記
シャフトバーに固定される固定部と、それ以外の自由端
部とに分かれ、自由端部が平面であり、固定部は自由端
部から折り曲げられて前記シャフトバーに固定されてい
ることを特徴とするもの（請求項２）である。

【００２１】本手段においては、自由端部が平面とされ
ているので、アームスプリングの折り曲げ加工が必要で
なく、かつ、センサープレートへの力の伝達がスムース
に行われるのでヒステリシスが生じるのを防止すること
ができる。

【００２２】なお、「折り曲げられて前記シャフトバー
に固定される」とは、形状を特定するものであって、実
際に製作工程において取り付け時に折り曲げることを意
味するものではない。

【００２３】前記課題を解決するための第３の手段は、
前記第２の手段であって、前記シャフトバーが略ロ字型
の部材よりなり、前記アームスプリングは、自由端部が
前記シャフトバーのロ字部の内側に沿って、前記シャフ
トバーの厚さ方向の片側から他側に至り、そこで折り曲
げられて、固定部が前記シャフトバーのロ字部の側面に
固定されていることを特徴とするもの（請求項３）であ
る。

【００２４】本手段においては、アームスプリングの自
由端部が、シャフトバーのロ字型の内側に沿って設けら
れているので、その分、アームスプリングが位置する高
さを低くすることができる。よって、センサープレート
の位置する高さを低くすることができ、その分、センサ
ーベースの厚さを薄くできるので、重量を軽くし、価格
を下げることができる。また、アームスプリングを固定
する部分が、アームスプリングの自由端が延出する方向
と反対側になっているので、タッピングネジによる固定
作業が容易である。

【００２５】なお、「折り曲げられ」とは、形状を特定
するものであって、実際に製作工程において取り付け時
に折り曲げることを意味するものではない。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例
を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態
の１例であるシートベルト張力測定装置の分解斜視図、
図２はその組立斜視図である。

【００２７】本実施の形態における張力測定原理は、図
３、図４に示された従来の張力測定装置と変わるところ
はなく、その基本的な構成も同じであるので、図３、図
４に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を
付している。ただし、本発明の他にも改良や設計変更が
行われているので、各構成要素の形状や数は、図３、図
４と多少異なっている。

【００２８】このシートベルト張力測定装置は、大きく
分けてベースプレート１０と、センサーベース２０、セ
ンサープレート２１、シャフトバー３０、アームスプリ
ング４０からなるセンサー機構部と、カバー５０'、５
０”からなる。

【００２９】ベースプレート１０は、車体に固定される
部分（アンカー連結部材）であり、一例として鋼板製(S
PFH)の平板からなる。ベースプレート１０の先端部には
連結部１１が形成され、その中心部には孔１２が開けら
れている。この孔１２には、連結部１１を車体の構造体
に固定するためのアンカーボルト（図示せず）が押通さ
れる。連結部１１の外周端縁は、半円状に形成されてい
る。ベースプレート１０の他端部の幅方向両側部には、
立ち上がった縦根部１３が形成されている。両縦根部１
３の上縁には、ほぼ半円形の係合切込１４が形成されて
いる。両縦根部１３の中間には、孔１５が開けられてい
る。連結部１１と両縦根部１３が形成されている部分の
中間には、センサー機構を取り付けるための中間部１６
が設けられ、ボルトやネジを挿通するための孔が開けら
れている。

【００３０】センサーベース２０は、アルミダイキャス
ト合金製等で形成され、ほぼコ字状の部材である。この
センサーベース２０には、センサープレート２１が取り
付けられると共に、その孔にはボルト２２、２３が挿通
され、ベースプレート１０に固定されるようになってい
る。ボルト２２、２３はセンサープレート２１の孔をも
挿通し、それによりステンレス薄板等からなるセンサー
プレート２１をセンサーベース２０に固定している。

【００３１】センサープレート２１には、ひずみゲージ
が４枚貼り付けられているとともに、このひずみゲージ
の検出値を電気信号に変換するASIC(Application Speci
ficIntegrated Circuit)が取り付けられている。さら
に、センサープレート２１には、ポイントピン２４が取
り付けられている。

【００３２】シャフトバー３０は、センサー機構の一部
をなすと共に、ウェビングに連結されるウェビング連結
部材を構成する。これは、例えば亜鉛ダイキャスト合金
により形成された略ロ字型の部材であり、上部部材３
１、側部部材３２、下部部材３３が一体形成され、さら
に、上部部材３１の両側方には、円柱状の回動軸部材３
４が同じく一体形成されている。上部部材３１の図１に
おける右側側面には、２つの穴３０ａ、３０ｂが開けら
れると共に、位置決め用突起３０ｄ、３０ｅが設けられ
ている。

【００３３】アームスプリング４０は、ステンレス薄板
等からなるバネ板であって、固定部４１と延出部４２を
有する。延出部４２の先端は、接点部４３となってい
る。そして、延出部４２は平面状であり、固定部４１と
は９０°の角度をなしている。固定部４１には４つの孔
が開けられている。延出部４２は、図１の左側からシャ
フトバー３１のロ字型の上部内側面（上部部材３１の下
側面）に沿ってシャフトバー３１に接触し、上側に折り
曲げられた固定部４１の４つの孔のうち中心の２つが、
シャフトバー３０に設けられた位置決め用突起３０ｄ、
３０ｅにはまり込むことにより、シャフトバー３０との
位置関係が決定される。

【００３４】その上で、タッピングネジ３５、３６を、
アームスプリング４０の固定部４１に設けられた外側の
２つの孔４０ａ、４０ｂを通してシャフトバー３０の穴
３０ａ、３０ｂに捩じ込むことにより、アームスプリン
グ４０がシャフトバーに固定される。そして、シャフト
バー３０の回動部材３４を縦根部１３の係合切込１４に
係合させることにより、シャフトバー３０とアームスプ
リング４０が、ベースプレート１０の縦根部１３に回動
自在に支持されることになる。この状態で、平面状に延
出した延出部４２の先端部である接点部４３が、センサ
ープレート２１のポイントピン２４の先端部に当接する
ようになっている。

【００３５】カバーは２つ割りとされ、上部カバー５
０’と下部カバー５０”がネジ５１、５２、５３で固定
されることにより、張力測定に寄与する主要部分をその
中に収納するようになっている。

【００３６】図２に示す組立状態においては、シャフト
バー３０の回動軸部材３４が、ベースプレート１０の両
縦根部１３に形成された係合切込１４に嵌りこみ、回動
自在に支持される。そして、シャフトバー３０の下部部
材３３がベースプレート１０の孔１５に嵌り込んでお
り、孔１５の範囲での回動が可能とされている。シャフ
トバー３０の下部部材３３には、ウェビングが巻き付け
られて結合される。

【００３７】図４において、ウェビングに張力がかかる
と、ベースプレート１０が車体に固定されているので、
シャフトバー３０が、ベースプレート１０の両縦根部１
３に形成された係合切込１４に嵌り込んだ回動軸部材３
４を中心に、図の時計方向に回動し、それにより、アー
ムスプリング４０が変形すると共に、その接点部４３が
センサープレート２１のポイントピン２４を押圧する。
この押圧力によりセンサープレート２１も変形し、それ
に貼られた歪ゲージから、張力に応じた出力が発生す
る。よって、この出力を測定することにより、シートベ
ルト張力を測定することができる。

【００３８】図１と図３を比較すると分かるように、従
来におけるセンサー機構部においては、シャフトバー３
０の上面にアームスプリング４０がタッピングネジ３
５、３６、３７で固定されるようになっているのに対
し、本発明の実施の形態においては、シャフトバー３０
の側面（厚み方向側面）にタッピングネジ３５、３６に
より固定されている点が第１の相違点である。

【００３９】シャフトバー３０の形状はいろいろ考えら
れるが、いずれも縦横方向（この場合ロ字の縦横方向）
に寸法が大きく、これらに直角な厚み方向に寸法が小さ
い構造をしている。よって、このような形状を有する部
材をダイキャストで作る場合、鋳型を寸法の小さい厚み
方向で２つ割れにし、それらを張り合わせた上で鋳込み
を行う。よって、鋳型の張り合わせ方向になるシャフト
バー３０の上面には、ダイキャストで穴を形成すること
が困難であり、図３に示す従来品においては、穴３０ａ
〜３０ｃを機械加工により製作していた。

【００４０】それに対し、図１に示す本発明の実施の形
態においては、穴３０ａ、３０ｂが形成される部分は、
鋳型の張り合わせ方向にならないので、ダイキャストに
より穴を形成することが容易である。よって、機械加工
により穴を製作する必要がないので、従来必要であった
機械加工工程を省略することができる。

【００４１】図１と図３を比較すると分かる第２の相違
点は、従来におけるセンサー機構部においては、アーム
スプリング４０の自由端部である延出部４２が曲面状に
なってポイントピン２４に接触しているのに対し、図１
に示す本発明の実施の形態では、アームスプリング４０
の自由端部である延出部４２は平面状になってポイント
ピン２４に接触していることである。このことにより、
シャフトバー３０からアームスプリング４０を介して行
われるセンサープレート２１への力の伝達がスムースに
なり、ヒステリシスが減少して、張力測定精度が向上す
る。

【００４２】そして、アームスプリング４０の延出部４
２は、シャフトバー３０の上部部材３１の下面側、すな
わちロ字部の内側に沿って、図１の左側（シャフトバー
の厚さ方向の片側）から右側（他側）に至り、そこで上
方に折り曲げられて、上部部材３１の側面（シャフトバ
ーのロ字部の側面）に固定部４１が固定されるようにな
っている。これが第３の相違点である。

【００４３】これにより、従来のセンサー機構に比して
アームスプリング４０の取り付けられる位置が低くなる
ので、アームスプリング４０の自由端部を平面状にして
も、センサープレート２１の位置を高くする必要がなく
なり、これに伴ってベースプレート２０の厚みを厚くす
る必要がなくなる。

【００４４】なお、図１に示した実施の形態において
は、アームスプリング４０をシャフトバー３０の厚さ方
向の片側から他側に回して、そこで折り曲げて固定して
いるが、このようなことをせず、図１における上部部材
３１の反対側の側面に固定部４１を固定するようにして
もよい。しかし、図１に示す固定方法の方が、ネジ止め
工程を容易に行うことができる。

【００４５】図１に示す実施の形態は、請求項３に対応
するものであり、本発明の全ての請求項の作用効果を併
せ持つものであるが、各請求項の作用効果は独立である
ので、適宜その構成のみを適用することができる。例え
ば、アームスプリング４０をシャフトバー３０に取り付
ける方法のみを図１に示すようにし、アームスプリング
４０の形状を図３に示すようなもののままとしても、そ
れなりの効果が得られる。

【００４６】また、図１においては、アームスプリング
４０を上部部材３１の下側を通して、上部部材３１の側
面に固定しているが、上部部材３１の上側を通して上部
部材３１の側面に固定するようにしても、それなりの効
果が得られる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、製作が容易である共に、小型化することができ、正
確な張力の検出が可能なシートベルト張力測定装置を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例であるシートベルト
張力測定装置の分解斜視図である。

【図２】図１に示すシートベルト張力測定装置の組立斜
視図である。

【図３】従来のシートベルト張力測定装置の分解斜視図
である。

【図４】図３に示すシートベルト張力測定装置の組立斜
視図である。

【符号の説明】

１０…ベースプレート、１０ａ〜１０ｅ…ネジ孔、１１
…連結部、１２…孔、１３…縦根部、１４…係合切込、
１５…孔、１６…中間部、２０…センサーベース、２０
ａ…孔、２１…センサープレート、２１ｂ…孔、２２、
２３…ネジ（ボルト）、２４…ポイントピン、３０…シ
ャフトバー、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…穴、３０ｄ、３
０ｅ…突起、３１…上部部材、３２…側部部材、３３…
下部部材、３４…回動軸部材、３５、３６、３７…タッ
ピングネジ、４０…アームスプリング、４０ａ、４０
ｂ、４０ｃ…孔、４１…固定部、４２…延出部、４３…
接点部、５０、５０’、５０”…カバー、５０ａ、５０
ｂ、５０ｃ…孔、５１、５２、５３…ネジ、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シートベルトの端を車体に固定するアン
カー部に設置されるシートベルト張力測定装置であっ
て、車体に連結されるアンカー連結部材と、シートベル
トに連結されるウェビング連結部材と、これら両部材間
にかかる力を検出するセンサー機構とを有してなり、当
該センサー機構が、前記両部材間にかかる力によって発
生する両部材の相対的な移動によって回動するシャフト
バーを有してなり、当該シャフトバーには、それと共に
回動するアームスプリングが取り付けられており、当該
アームスプリングが前記シャフトバーの回動と共に変形
しながら歪ゲージが取り付けられたセンサープレートに
押圧力を加えるように構成されており、前記シャフトバ
ーはダイキャストにより形成され、分割された鋳型の合
わせ目とならない部分に穴を有し、前記アームスプリン
グは、当該穴にタッピングネジをねじ込むことにより、
前記シャフトバーに固定されていることを特徴とするシ
ートベルト張力測定装置。
【請求項２】請求項１に記載のシートベルト張力測定
装置であって、前記アームスプリングが前記シャフトバ
ーに固定される固定部と、それ以外の自由端部とに分か
れ、自由端部が平面であり、固定部は自由端部から折り
曲げられて前記シャフトバーに固定されていることを特
徴とするシートベルト張力測定装置。
【請求項３】請求項２に記載のシートベルト張力測定
装置であって、前記シャフトバーが略ロ字型の部材より
なり、前記アームスプリングは、自由端部が前記シャフ
トバーのロ字部の内側に沿って、前記シャフトバーの厚
さ方向の片側から他側に至り、そこで折り曲げられて、
固定部が前記シャフトバーのロ字部の側面に固定されて
いることを特徴とするシートベルト張力測定装置。