シートベルト変位検出装置
【課題】検出手段を容易に設置する。
【解決手段】シートベルト装置１４では、乗員１６にシートベルト２４が装着された際に、乗員１６の呼吸や心拍によって、シートベルト２４が変位されて、スリップジョイント２６が回動される。さらに、磁気センサがスリップジョイント２６の磁石による磁界を測定して、スリップジョイント２６の回動位置を測定することで、スリップジョイント２６の回動量が測定されて、乗員１６の生体状態が検出される。ここで、スリップジョイント２６に磁石が設置されると共に、車体側に磁気センサが設置されるため、磁石及び磁気センサを容易にシートベルト装置１４に設置できる。
【解決手段】シートベルト装置１４では、乗員１６にシートベルト２４が装着された際に、乗員１６の呼吸や心拍によって、シートベルト２４が変位されて、スリップジョイント２６が回動される。さらに、磁気センサがスリップジョイント２６の磁石による磁界を測定して、スリップジョイント２６の回動位置を測定することで、スリップジョイント２６の回動量が測定されて、乗員１６の生体状態が検出される。ここで、スリップジョイント２６に磁石が設置されると共に、車体側に磁気センサが設置されるため、磁石及び磁気センサを容易にシートベルト装置１４に設置できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の乗員に装着されるシートベルトの変位を検出して乗員の生体状態を検出するシートベルト変位検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に記載された生体状態判断装置では、シートベルトのドライバと接触する面又はシートベルトの内部に人体用センサ（圧電ケーブルセンサ）が設けられており、ドライバの呼吸や心拍によって人体用センサの形状が変化することで、人体用センサがシートベルトの微小な変位（振動）を検出して、ドライバの生体状態が判断される。
【０００３】
しかしながら、この生体状態判断装置では、シートベルトに人体用センサが設けられている。このため、人体用センサに設けられるハーネスをシートベルトに沿って設置する必要があり、人体用センサ（ハーネスを含む）の設置が困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９５４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮し、検出手段を容易に設置できるシートベルト変位検出装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載のシートベルト変位検出装置は、車両に設けられるシートベルトと、前記シートベルトが折り返された状態で支持されると共に長手方向一側へ付勢された状態で長手方向へ移動可能に通過され、前記シートベルトが変位されることで回動可能にされた支持部材と、前記シートベルトが前記支持部材より長手方向他側において車両の乗員の胸部に装着された際に前記シートベルトの変位に伴う前記支持部材の回動量を測定することで乗員の呼吸及び心拍の少なくとも一方を検出して乗員の生体状態を検出する検出手段と、を備えている。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載のシートベルト変位検出装置では、車両に設けられるシートベルトが、折り返された状態で支持部材に支持されると共に、長手方向一側へ付勢された状態で支持部材を長手方向へ移動可能に通過されており、シートベルトが変位されることで、支持部材が回動可能にされている。
【０００８】
ここで、シートベルトが支持部材より長手方向他側において車両の乗員の胸部に装着された際に、検出手段が、シートベルトの変位に伴う支持部材の回動量を測定することで、乗員の呼吸及び心拍の少なくとも一方を検出して、乗員の生体状態を検出する。
【０００９】
このように、検出手段が支持部材の回動量を測定するため、支持部材に対して検出手段を設置すればよい。これにより、検出手段を容易に設置できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るシートベルト変位検出装置が設けられた車両の主要部を示す車両前斜め左方から見た斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るシートベルト変位検出装置におけるスリップジョイントを示す車両左方から見た正面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るシートベルト変位検出装置におけるスリップジョイントの回動位置と磁気センサの測定磁界との関係を示すグラフである。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係るシートベルト変位検出装置におけるスリップジョイントを示す車両左方から見た正面図であり、（Ａ）は、シートベルトが乗員に装着されない状態でのスリップジョイントを示す図であり、（Ｂ）は、シートベルトが乗員に装着された状態でのスリップジョイントを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１の実施の形態］
図１には、本発明の第１の実施の形態に係るシートベルト変位検出装置１０が設けられた車両１２の主要部が車両前斜め左方から見た斜視図にて示されている。なお、図面では、車両前方を矢印ＦＲで示し、車幅方向外方（車両右方）を矢印ＷＯで示し、上方を矢印ＵＰで示している。
【００１２】
図１に示す如く、本実施の形態に係るシートベルト変位検出装置１０は、車両１２のシートベルト装置１４に適用されており、シートベルト装置１４は、車室内において、乗員１６（例えば運転手）が着座するシート１８（例えば運転席）に装備されている。シート１８の車幅方向外側かつ車両後側には、固定部材としてのセンタピラー２０が設けられており、センタピラー２０は、車体を構成して、上下方向へ延伸されている。
【００１３】
シートベルト装置１４は、巻取装置２２（リトラクタ）を備えており、巻取装置２２は、センタピラー２０の下部に固定されている。巻取装置２２には、長尺帯状のシートベルト２４（ウェビング）が基端側（長手方向一側）から巻取られている。巻取装置２２には、付勢機構（図示省略）が設けられており、付勢機構は、シートベルト２４に基端側（巻取装置２２への巻取側）への付勢力を付与している。
【００１４】
シートベルト２４は、支持部材としての板状のスリップジョイント２６（ショルダアンカ）の下部に挿通（通過）されており、シートベルト２４は、スリップジョイント２６に対し長手方向へ移動（スライド）可能にされている。スリップジョイント２６は、上部において、センタピラー２０の上部に取り付けられた支軸２８に支持されており、スリップジョイント２６は、支軸２８を中心として車両前後方向へ回動可能にされている。シートベルト２４は、スリップジョイント２６に支持されており、シートベルト２４は、巻取装置２２からスリップジョイント２６へ向けて、センタピラー２０に沿って上側へ延伸されている。
【００１５】
シートベルト２４の先端（長手方向他側端）は、係止部材としてのアンカプレート３０に係止されており、アンカプレート３０は、シート１８のセンタピラー２０側（車幅方向外側）かつ下側の車体に固定されている。シートベルト２４は、スリップジョイント２６とアンカプレート３０との間において、追加支持部材としてのタング３２に挿通（通過）されており、シートベルト２４は、タング３２に対し長手方向へ移動（スライド）可能にされている。
【００１６】
シート１８のセンタピラー２０とは反対側（車幅方向内側）かつ下側には、係止手段としてのバックル装置３４が配置されている。バックル装置３４は、可撓部材としての長尺板状の支持板３６の上端に固定されており、支持板３６の下端は、車体に固定されている。支持板３６は、可撓性を有しており、支持板３６が弾性的に撓むことで、バックル装置３４が特に車幅方向へ移動（支持板３６の下端を中心として回動）可能にされている。
【００１７】
ここで、タング３２がバックル装置３４に係止されることで、シート１８に着座した乗員１６にシートベルト２４が装着される。これにより、シートベルト２４が、巻取装置２２の付勢機構の付勢力によって張られた状態で、スリップジョイント２６とタング３２との間のショルダベルト部２４Ａにおいて乗員１６の肩部１６Ａと腰部１６Ｂとの間に斜め方向へ架け渡されると共に、タング３２とアンカプレート３０との間のラップベルト部２４Ｂにおいて乗員１６の腰部１６Ｂに横方向へ架け渡される。このため、ショルダベルト部２４Ａは、付勢機構の付勢力によって乗員１６の肩部１６Ａ、胸部１６Ｃ及び上腹部１６Ｄに前側から接触されると共に、ラップベルト部２４Ｂは、付勢機構の付勢力によって乗員１６の下腹部１６Ｅに前側から接触される。
【００１８】
また、乗員１６にシートベルト２４が装着された際には、ショルダベルト部２４Ａがスリップジョイント２６に対して車両前側に配置されることで、スリップジョイント２６が車両前側かつ上側へ回動される。
【００１９】
図２に示す如く、スリップジョイント２６の下部には、通過部としてのＵ字状の挿通孔３８が貫通形成されており、シートベルト２４は、挿通孔３８の下部に長手方向へ移動可能に挿通されて、スリップジョイント２６に折り返された状態で支持されている。挿通孔３８の下部の長手方向（スリップジョイント２６横方向）寸法は、シートベルト２４の幅方向寸法に比し、僅かに大きくされており、挿通孔３８下部の長手方向へのシートベルト２４の移動が抑制されている。
【００２０】
スリップジョイント２６には、挿通孔３８の下側において、支持部としてのピース４０が設けられており、ピース４０の上側面は、断面円状に湾曲されている。ピース４０の上側面は、挿通孔３８下部の下側面を構成しており、ピース４０の上側面は、シートベルト２４が巻き付けられた状態で接触されて円滑に移動可能にされている。
【００２１】
スリップジョイント２６には、ピース４０の車両前側全体、車両後側全体及び下側全体において、凹部４２が形成されており、ピース４０は、凹部４２に対し、スリップジョイント２６の肉厚方向外側（車幅方向）へ突出されている。スリップジョイント２６の下側外周は、スリップジョイント２６の回動周方向に沿って形成されており、凹部４２は、スリップジョイント２６の下側外周からスリップジョイント２６の外側に開放されている。
【００２２】
スリップジョイント２６の下側外周部（回動径方向外端）には、スリップジョイント２６の回動周方向に沿って、測定対象としての複数の磁石４４が設けられており、複数の磁石４４は、スリップジョイント２６と一体に回動可能にされると共に、複数の磁石４４のＮ極とＳ極とは、スリップジョイント２６の回動周方向に沿って交互にかつ等間隔に配置されている。複数の磁石４４は、スリップジョイント２６の凹部４２に配置されており、複数の磁石４４にシートベルト２４が接触することが抑制又は防止されている。
【００２３】
スリップジョイント２６の車両前側の車体（例えばセンタピラー２０）には、検出手段を構成する測定手段としての磁気センサ４６が固定されており、磁気センサ４６は、スリップジョイント２６の複数の磁石４４による磁界を測定して、当該磁界を信号として出力可能にされている。
【００２４】
磁気センサ４６は、所謂ホール素子又は所謂ＭＲ素子にされており、図３に示す如く、磁気センサ４６が測定する複数の磁石４４による磁界は、スリップジョイント２６の回動位置（回動角度位置）に応じて変動する。
【００２５】
磁気センサ４６は、検出手段を構成する制御手段としての制御装置４８に電気的に接続されており、制御装置４８は、磁気センサ４６を制御可能にされると共に、磁気センサ４６の出力信号が入力される。
【００２６】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００２７】
以上の構成のシートベルト装置１４では、タング３２がバックル装置３４に係止されることで、シート１８に着座した乗員１６にシートベルト２４が装着される。これにより、シートベルト２４が、巻取装置２２の付勢機構によって基端側（巻取装置２２への巻取側）へ付勢された状態で、ショルダベルト部２４Ａにおいて乗員１６の肩部１６Ａ、胸部１６Ｃ及び上腹部１６Ｄに接触される。
【００２８】
このため、乗員１６の呼吸や心拍による肩部１６Ａ、胸部１６Ｃ及び上腹部１６Ｄの少なくとも１つの前面の前側及び後側への微小な移動によって、シートベルト２４のショルダベルト部２４Ａが乗員１６の前側及び後側へ微小に変位（振動）される。これにより、スリップジョイント２６が、シートベルト２４への付勢機構の付勢力に抗して車両前側かつ上側へ微小に回動されると共に、シートベルト２４への付勢機構の付勢力によって車両後側かつ下側へ微小に回動される。また、乗員１６の呼吸や心拍が大きくなるに従い、スリップジョイント２６の回動角度が大きくなる。
【００２９】
さらに、制御装置４８の制御によって、微小時間間隔毎に、磁気センサ４６がスリップジョイント２６の複数の磁石４４による磁界を測定して信号として制御装置４８へ出力すると共に、制御装置４８が磁気センサ４６からの入力信号に基づいてスリップジョイント２６の回動位置（回動角度位置）を算出（測定）して記憶する。これにより、制御装置４８が、今回記憶したスリップジョイント２６の回動位置と、前回記憶したスリップジョイント２６の回動位置と、を比較することで、スリップジョイント２６の回動量（回動角度）をスリップジョイント２６の回動位置の変化に基づいて算出（測定）する。
【００３０】
このように、制御装置４８が、乗員１６の呼吸や心拍に伴うスリップジョイント２６の回動量を算出することで、乗員１６の生体状態（呼吸や心拍の大きさ及び速さ）を検出できて、乗員１６の緊張状態、覚醒状態、疲労状態等の体調を検出するシステムのための生体情報センサの１つとして生体情報を出力する。なお、制御装置４８は、スリップジョイント２６の回動量を時間微分することで、乗員１６の呼吸や心拍の速さを検出する。
【００３１】
ここで、スリップジョイント２６に複数の磁石４４が設置されると共に、車体側に磁気センサ４６が設置されている。このため、複数の磁石４４及び磁気センサ４６を容易にシートベルト装置１４に設置できる。しかも、車体側に磁気センサ４６を設置する作業以外は、シートベルト装置１４を車両１２に通常と同様に設置すれば、複数の磁石４４及び磁気センサ４６を車両１２に設置できるため、複数の磁石４４及び磁気センサ４６を容易に車両１２に設置できる。
【００３２】
さらに、乗員１６が通常と同様にシートベルト２４を装着するのみで、乗員１６の生体状態を検出できる。このため、乗員１６に煩わしさを与えることを防止できる。
【００３３】
また、制御装置４８がスリップジョイント２６の回動量を測定する。このため、乗員１６の呼吸や心拍の大きさを直接検出できるため、乗員１６の呼吸や心拍の大きさを高精度に検出できる。
【００３４】
さらに、複数の磁石４４がスリップジョイント２６の回動径方向外端に設けられているため、スリップジョイント２６の回動に伴い複数の磁石４４が十分に回動できる。しかも、スリップジョイント２６に設ける磁石４４の数を多くすることで、複数の磁石４４のＮ極とＳ極との間隔を小さくできる。これにより、磁気センサ４６がスリップジョイント２６の回動位置を高分解能で（高精度に）測定できるため、乗員１６の生体状態を高分解能で（一層高精度に）検出できる。
【００３５】
しかも、シートベルト２４が、巻取装置２２の付勢機構によって基端側へ付勢された状態でスリップジョイント２６を長手方向へ移動可能に挿通されると共に、スリップジョイント２６より先端側のショルダベルト部２４Ａにおいて乗員１６の肩部１６Ａ、胸部１６Ｃ及び上腹部１６Ｄに装着される。このため、乗員の呼吸や心拍に伴いスリップジョイント２６が十分に回動でき、乗員１６の生体状態を一層高精度に検出できる。
【００３６】
また、複数の磁石４４にシートベルト２４が接触することが抑制又は防止されている。しかも、磁気センサ４６が、複数の磁石４４と接触しない状態で、スリップジョイント２６の回動位置を測定できる。このため、複数の磁石４４及び磁気センサ４６の耐久性を高くすることができる。
【００３７】
なお、上記第１の実施の形態では、スリップジョイント２６に複数の磁石４４を設けると共に、車体側に磁気センサ４６を設けた構成としたが、スリップジョイント２６に磁気センサ４６を設けると共に、車体側に複数の磁石４４を設けた構成としてもよい。
【００３８】
また、上記第１の実施の形態では、スリップジョイント２６の下側外周部に複数の磁石４４又は磁気センサ４６を設けた構成としたが、スリップジョイント２６の下側外周部以外の部位に複数の磁石４４又は磁気センサ４６を設けた構成としてもよい。この場合、スリップジョイント２６の回動径方向外端に複数の磁石４４又は磁気センサ４６を設けるのが好ましい。
【００３９】
さらに、上記第１の実施の形態では、スリップジョイント２６の車両前側の車体に磁気センサ４６又は複数の磁石４４を配置した構成としたが、スリップジョイント２６の車両前側以外の側（車両後側、上側及び下側等）の車体に磁気センサ４６又は複数の磁石４４を配置した構成としてもよい。
【００４０】
［第２の実施の形態］
図４の（Ａ）及び（Ｂ）には、本発明の第２の実施の形態に係るシートベルト変位検出装置６０におけるスリップジョイント２６が車両左方から見た正面図にて示されている。
【００４１】
本実施の形態に係るシートベルト変位検出装置６０は、上記第１の実施の形態と、ほぼ同様の構成であるが、以下の点で異なる。
【００４２】
図４（Ａ）に示す如く、本実施の形態に係るシートベルト変位検出装置６０では、上記第１の実施の形態における複数の磁石４４及び磁気センサ４６が設けられていない。
【００４３】
スリップジョイント２６には、凹部４２のピース４０下側部分において、測定対象としての板状の反射体６２（ターゲット）が設けられており、反射体６２にシートベルト２４が接触することが抑制又は防止されている。スリップジョイント２６における反射体６２の設置位置は、スリップジョイント２６の回動径方向外端にされており、反射体６２は、スリップジョイント２６と一体に回動可能にされると共に、測定波（赤外線やレーザ等の光又はマイクロ波等の電波）を反射可能にされている。
【００４４】
スリップジョイント２６の車両前側の車体（例えばセンタピラー２０）には、検出手段を構成する測定手段としての距離センサ６４が固定されており、距離センサ６４には、発射部６４Ａと入射部６４Ｂとが設けられている。
【００４５】
距離センサ６４は、スリップジョイント２６の全回動範囲（少なくとも乗員１６にシートベルト２４が装着されない状態でのスリップジョイント２６の回動位置（図４（Ａ）参照）から乗員１６にシートベルト２４が装着された状態でのスリップジョイント２６の回動位置（図４（Ｂ）参照）の範囲）において、発射部６４Ａから反射体６２に測定波を発射可能にされると共に、反射体６２によって反射された測定波が入射部６４Ｂに入射可能にされている。
【００４６】
距離センサ６４は、発射部６４Ａから測定波を発射してから入射部６４Ｂに測定波が入射されるまでの時間を測定して、当該時間を信号として出力可能にされている。
【００４７】
距離センサ６４は、制御装置４８に電気的に接続されており、制御装置４８は、距離センサ６４を制御可能にされると共に、距離センサ６４の出力信号が入力される。
【００４８】
ここで、乗員１６の呼吸や心拍によってスリップジョイント２６が微小に回動されると、スリップジョイント２６と一体に反射体６２が微小に回動される。
【００４９】
また、制御装置４８の制御により、微小時間間隔毎に、距離センサ６４が発射部６４Ａから反射体６２へ向けて測定波を発射することで、反射体６２によって反射された測定波が距離センサ６４の入射部６４Ｂにされる。これにより、制御装置４８の制御により、距離センサ６４が、発射部６４Ａから測定波を発射してから入射部６４Ｂに測定波が入射されるまでの時間を測定して信号として制御装置４８へ出力する。
【００５０】
さらに、制御装置４８が、距離センサ６４からの入力信号に基づいて、距離センサ６４が測定した当該時間から距離センサ６４と反射体６２との距離を算出（測定）することで、スリップジョイント２６の回動位置（回動角度位置）を算出（測定）して記憶する。これにより、制御装置４８が、今回記憶したスリップジョイント２６の回動位置と、前回記憶したスリップジョイント２６の回動位置と、を比較することで、スリップジョイント２６の回動量（回動角度）をスリップジョイント２６の回動位置の変化に基づいて算出（測定）して、乗員１６の生体状態（呼吸や心拍の大きさ及び速さ）を検出する。
【００５１】
このため、本実施の形態でも、上記第１の実施の形態と同様の作用及び効果を奏することができる。
【００５２】
特に、距離センサ６４がスリップジョイント２６の回動位置を高分解能で（高精度に）測定できる。これにより、乗員１６の生体状態を高分解能で（一層高精度に）検出できる。
【００５３】
なお、上記第２の実施の形態では、スリップジョイント２６に反射体６２を設けると共に、車体側に距離センサ６４を設けた構成としたが、スリップジョイント２６に距離センサ６４を設けると共に、車体側に反射体６２を設けた構成としてもよい。
【００５４】
また、上記第２の実施の形態では、スリップジョイント２６のピース４０下側部分に反射体６２又は距離センサ６４を設けた構成としたが、スリップジョイント２６のピース４０下側部分以外の部位に反射体６２又は距離センサ６４を設けた構成としてもよい。この場合、スリップジョイント２６の回動径方向外端に反射体６２又は距離センサ６４を設けるのが好ましい。
【００５５】
さらに、上記第２の実施の形態では、スリップジョイント２６の車両前側の車体に距離センサ６４又は反射体６２を配置した構成としたが、スリップジョイント２６の車両前側以外の側（車両後側、上側及び下側等）の車体に距離センサ６４又は反射体６２を配置した構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１０ シートベルト変位検出装置
１２ 車両
１６ 乗員
１６Ｃ 胸部
２４ シートベルト
２６ スリップジョイント（支持部材）
４６ 磁気センサ（検出手段）
４８ 制御装置（検出手段）
６０ シートベルト変位検出装置
６４ 距離センサ（検出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の乗員に装着されるシートベルトの変位を検出して乗員の生体状態を検出するシートベルト変位検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に記載された生体状態判断装置では、シートベルトのドライバと接触する面又はシートベルトの内部に人体用センサ（圧電ケーブルセンサ）が設けられており、ドライバの呼吸や心拍によって人体用センサの形状が変化することで、人体用センサがシートベルトの微小な変位（振動）を検出して、ドライバの生体状態が判断される。
【０００３】
しかしながら、この生体状態判断装置では、シートベルトに人体用センサが設けられている。このため、人体用センサに設けられるハーネスをシートベルトに沿って設置する必要があり、人体用センサ（ハーネスを含む）の設置が困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９５４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮し、検出手段を容易に設置できるシートベルト変位検出装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載のシートベルト変位検出装置は、車両に設けられるシートベルトと、前記シートベルトが折り返された状態で支持されると共に長手方向一側へ付勢された状態で長手方向へ移動可能に通過され、前記シートベルトが変位されることで回動可能にされた支持部材と、前記シートベルトが前記支持部材より長手方向他側において車両の乗員の胸部に装着された際に前記シートベルトの変位に伴う前記支持部材の回動量を測定することで乗員の呼吸及び心拍の少なくとも一方を検出して乗員の生体状態を検出する検出手段と、を備えている。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載のシートベルト変位検出装置では、車両に設けられるシートベルトが、折り返された状態で支持部材に支持されると共に、長手方向一側へ付勢された状態で支持部材を長手方向へ移動可能に通過されており、シートベルトが変位されることで、支持部材が回動可能にされている。
【０００８】
ここで、シートベルトが支持部材より長手方向他側において車両の乗員の胸部に装着された際に、検出手段が、シートベルトの変位に伴う支持部材の回動量を測定することで、乗員の呼吸及び心拍の少なくとも一方を検出して、乗員の生体状態を検出する。
【０００９】
このように、検出手段が支持部材の回動量を測定するため、支持部材に対して検出手段を設置すればよい。これにより、検出手段を容易に設置できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るシートベルト変位検出装置が設けられた車両の主要部を示す車両前斜め左方から見た斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るシートベルト変位検出装置におけるスリップジョイントを示す車両左方から見た正面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るシートベルト変位検出装置におけるスリップジョイントの回動位置と磁気センサの測定磁界との関係を示すグラフである。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係るシートベルト変位検出装置におけるスリップジョイントを示す車両左方から見た正面図であり、（Ａ）は、シートベルトが乗員に装着されない状態でのスリップジョイントを示す図であり、（Ｂ）は、シートベルトが乗員に装着された状態でのスリップジョイントを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１の実施の形態］
図１には、本発明の第１の実施の形態に係るシートベルト変位検出装置１０が設けられた車両１２の主要部が車両前斜め左方から見た斜視図にて示されている。なお、図面では、車両前方を矢印ＦＲで示し、車幅方向外方（車両右方）を矢印ＷＯで示し、上方を矢印ＵＰで示している。
【００１２】
図１に示す如く、本実施の形態に係るシートベルト変位検出装置１０は、車両１２のシートベルト装置１４に適用されており、シートベルト装置１４は、車室内において、乗員１６（例えば運転手）が着座するシート１８（例えば運転席）に装備されている。シート１８の車幅方向外側かつ車両後側には、固定部材としてのセンタピラー２０が設けられており、センタピラー２０は、車体を構成して、上下方向へ延伸されている。
【００１３】
シートベルト装置１４は、巻取装置２２（リトラクタ）を備えており、巻取装置２２は、センタピラー２０の下部に固定されている。巻取装置２２には、長尺帯状のシートベルト２４（ウェビング）が基端側（長手方向一側）から巻取られている。巻取装置２２には、付勢機構（図示省略）が設けられており、付勢機構は、シートベルト２４に基端側（巻取装置２２への巻取側）への付勢力を付与している。
【００１４】
シートベルト２４は、支持部材としての板状のスリップジョイント２６（ショルダアンカ）の下部に挿通（通過）されており、シートベルト２４は、スリップジョイント２６に対し長手方向へ移動（スライド）可能にされている。スリップジョイント２６は、上部において、センタピラー２０の上部に取り付けられた支軸２８に支持されており、スリップジョイント２６は、支軸２８を中心として車両前後方向へ回動可能にされている。シートベルト２４は、スリップジョイント２６に支持されており、シートベルト２４は、巻取装置２２からスリップジョイント２６へ向けて、センタピラー２０に沿って上側へ延伸されている。
【００１５】
シートベルト２４の先端（長手方向他側端）は、係止部材としてのアンカプレート３０に係止されており、アンカプレート３０は、シート１８のセンタピラー２０側（車幅方向外側）かつ下側の車体に固定されている。シートベルト２４は、スリップジョイント２６とアンカプレート３０との間において、追加支持部材としてのタング３２に挿通（通過）されており、シートベルト２４は、タング３２に対し長手方向へ移動（スライド）可能にされている。
【００１６】
シート１８のセンタピラー２０とは反対側（車幅方向内側）かつ下側には、係止手段としてのバックル装置３４が配置されている。バックル装置３４は、可撓部材としての長尺板状の支持板３６の上端に固定されており、支持板３６の下端は、車体に固定されている。支持板３６は、可撓性を有しており、支持板３６が弾性的に撓むことで、バックル装置３４が特に車幅方向へ移動（支持板３６の下端を中心として回動）可能にされている。
【００１７】
ここで、タング３２がバックル装置３４に係止されることで、シート１８に着座した乗員１６にシートベルト２４が装着される。これにより、シートベルト２４が、巻取装置２２の付勢機構の付勢力によって張られた状態で、スリップジョイント２６とタング３２との間のショルダベルト部２４Ａにおいて乗員１６の肩部１６Ａと腰部１６Ｂとの間に斜め方向へ架け渡されると共に、タング３２とアンカプレート３０との間のラップベルト部２４Ｂにおいて乗員１６の腰部１６Ｂに横方向へ架け渡される。このため、ショルダベルト部２４Ａは、付勢機構の付勢力によって乗員１６の肩部１６Ａ、胸部１６Ｃ及び上腹部１６Ｄに前側から接触されると共に、ラップベルト部２４Ｂは、付勢機構の付勢力によって乗員１６の下腹部１６Ｅに前側から接触される。
【００１８】
また、乗員１６にシートベルト２４が装着された際には、ショルダベルト部２４Ａがスリップジョイント２６に対して車両前側に配置されることで、スリップジョイント２６が車両前側かつ上側へ回動される。
【００１９】
図２に示す如く、スリップジョイント２６の下部には、通過部としてのＵ字状の挿通孔３８が貫通形成されており、シートベルト２４は、挿通孔３８の下部に長手方向へ移動可能に挿通されて、スリップジョイント２６に折り返された状態で支持されている。挿通孔３８の下部の長手方向（スリップジョイント２６横方向）寸法は、シートベルト２４の幅方向寸法に比し、僅かに大きくされており、挿通孔３８下部の長手方向へのシートベルト２４の移動が抑制されている。
【００２０】
スリップジョイント２６には、挿通孔３８の下側において、支持部としてのピース４０が設けられており、ピース４０の上側面は、断面円状に湾曲されている。ピース４０の上側面は、挿通孔３８下部の下側面を構成しており、ピース４０の上側面は、シートベルト２４が巻き付けられた状態で接触されて円滑に移動可能にされている。
【００２１】
スリップジョイント２６には、ピース４０の車両前側全体、車両後側全体及び下側全体において、凹部４２が形成されており、ピース４０は、凹部４２に対し、スリップジョイント２６の肉厚方向外側（車幅方向）へ突出されている。スリップジョイント２６の下側外周は、スリップジョイント２６の回動周方向に沿って形成されており、凹部４２は、スリップジョイント２６の下側外周からスリップジョイント２６の外側に開放されている。
【００２２】
スリップジョイント２６の下側外周部（回動径方向外端）には、スリップジョイント２６の回動周方向に沿って、測定対象としての複数の磁石４４が設けられており、複数の磁石４４は、スリップジョイント２６と一体に回動可能にされると共に、複数の磁石４４のＮ極とＳ極とは、スリップジョイント２６の回動周方向に沿って交互にかつ等間隔に配置されている。複数の磁石４４は、スリップジョイント２６の凹部４２に配置されており、複数の磁石４４にシートベルト２４が接触することが抑制又は防止されている。
【００２３】
スリップジョイント２６の車両前側の車体（例えばセンタピラー２０）には、検出手段を構成する測定手段としての磁気センサ４６が固定されており、磁気センサ４６は、スリップジョイント２６の複数の磁石４４による磁界を測定して、当該磁界を信号として出力可能にされている。
【００２４】
磁気センサ４６は、所謂ホール素子又は所謂ＭＲ素子にされており、図３に示す如く、磁気センサ４６が測定する複数の磁石４４による磁界は、スリップジョイント２６の回動位置（回動角度位置）に応じて変動する。
【００２５】
磁気センサ４６は、検出手段を構成する制御手段としての制御装置４８に電気的に接続されており、制御装置４８は、磁気センサ４６を制御可能にされると共に、磁気センサ４６の出力信号が入力される。
【００２６】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００２７】
以上の構成のシートベルト装置１４では、タング３２がバックル装置３４に係止されることで、シート１８に着座した乗員１６にシートベルト２４が装着される。これにより、シートベルト２４が、巻取装置２２の付勢機構によって基端側（巻取装置２２への巻取側）へ付勢された状態で、ショルダベルト部２４Ａにおいて乗員１６の肩部１６Ａ、胸部１６Ｃ及び上腹部１６Ｄに接触される。
【００２８】
このため、乗員１６の呼吸や心拍による肩部１６Ａ、胸部１６Ｃ及び上腹部１６Ｄの少なくとも１つの前面の前側及び後側への微小な移動によって、シートベルト２４のショルダベルト部２４Ａが乗員１６の前側及び後側へ微小に変位（振動）される。これにより、スリップジョイント２６が、シートベルト２４への付勢機構の付勢力に抗して車両前側かつ上側へ微小に回動されると共に、シートベルト２４への付勢機構の付勢力によって車両後側かつ下側へ微小に回動される。また、乗員１６の呼吸や心拍が大きくなるに従い、スリップジョイント２６の回動角度が大きくなる。
【００２９】
さらに、制御装置４８の制御によって、微小時間間隔毎に、磁気センサ４６がスリップジョイント２６の複数の磁石４４による磁界を測定して信号として制御装置４８へ出力すると共に、制御装置４８が磁気センサ４６からの入力信号に基づいてスリップジョイント２６の回動位置（回動角度位置）を算出（測定）して記憶する。これにより、制御装置４８が、今回記憶したスリップジョイント２６の回動位置と、前回記憶したスリップジョイント２６の回動位置と、を比較することで、スリップジョイント２６の回動量（回動角度）をスリップジョイント２６の回動位置の変化に基づいて算出（測定）する。
【００３０】
このように、制御装置４８が、乗員１６の呼吸や心拍に伴うスリップジョイント２６の回動量を算出することで、乗員１６の生体状態（呼吸や心拍の大きさ及び速さ）を検出できて、乗員１６の緊張状態、覚醒状態、疲労状態等の体調を検出するシステムのための生体情報センサの１つとして生体情報を出力する。なお、制御装置４８は、スリップジョイント２６の回動量を時間微分することで、乗員１６の呼吸や心拍の速さを検出する。
【００３１】
ここで、スリップジョイント２６に複数の磁石４４が設置されると共に、車体側に磁気センサ４６が設置されている。このため、複数の磁石４４及び磁気センサ４６を容易にシートベルト装置１４に設置できる。しかも、車体側に磁気センサ４６を設置する作業以外は、シートベルト装置１４を車両１２に通常と同様に設置すれば、複数の磁石４４及び磁気センサ４６を車両１２に設置できるため、複数の磁石４４及び磁気センサ４６を容易に車両１２に設置できる。
【００３２】
さらに、乗員１６が通常と同様にシートベルト２４を装着するのみで、乗員１６の生体状態を検出できる。このため、乗員１６に煩わしさを与えることを防止できる。
【００３３】
また、制御装置４８がスリップジョイント２６の回動量を測定する。このため、乗員１６の呼吸や心拍の大きさを直接検出できるため、乗員１６の呼吸や心拍の大きさを高精度に検出できる。
【００３４】
さらに、複数の磁石４４がスリップジョイント２６の回動径方向外端に設けられているため、スリップジョイント２６の回動に伴い複数の磁石４４が十分に回動できる。しかも、スリップジョイント２６に設ける磁石４４の数を多くすることで、複数の磁石４４のＮ極とＳ極との間隔を小さくできる。これにより、磁気センサ４６がスリップジョイント２６の回動位置を高分解能で（高精度に）測定できるため、乗員１６の生体状態を高分解能で（一層高精度に）検出できる。
【００３５】
しかも、シートベルト２４が、巻取装置２２の付勢機構によって基端側へ付勢された状態でスリップジョイント２６を長手方向へ移動可能に挿通されると共に、スリップジョイント２６より先端側のショルダベルト部２４Ａにおいて乗員１６の肩部１６Ａ、胸部１６Ｃ及び上腹部１６Ｄに装着される。このため、乗員の呼吸や心拍に伴いスリップジョイント２６が十分に回動でき、乗員１６の生体状態を一層高精度に検出できる。
【００３６】
また、複数の磁石４４にシートベルト２４が接触することが抑制又は防止されている。しかも、磁気センサ４６が、複数の磁石４４と接触しない状態で、スリップジョイント２６の回動位置を測定できる。このため、複数の磁石４４及び磁気センサ４６の耐久性を高くすることができる。
【００３７】
なお、上記第１の実施の形態では、スリップジョイント２６に複数の磁石４４を設けると共に、車体側に磁気センサ４６を設けた構成としたが、スリップジョイント２６に磁気センサ４６を設けると共に、車体側に複数の磁石４４を設けた構成としてもよい。
【００３８】
また、上記第１の実施の形態では、スリップジョイント２６の下側外周部に複数の磁石４４又は磁気センサ４６を設けた構成としたが、スリップジョイント２６の下側外周部以外の部位に複数の磁石４４又は磁気センサ４６を設けた構成としてもよい。この場合、スリップジョイント２６の回動径方向外端に複数の磁石４４又は磁気センサ４６を設けるのが好ましい。
【００３９】
さらに、上記第１の実施の形態では、スリップジョイント２６の車両前側の車体に磁気センサ４６又は複数の磁石４４を配置した構成としたが、スリップジョイント２６の車両前側以外の側（車両後側、上側及び下側等）の車体に磁気センサ４６又は複数の磁石４４を配置した構成としてもよい。
【００４０】
［第２の実施の形態］
図４の（Ａ）及び（Ｂ）には、本発明の第２の実施の形態に係るシートベルト変位検出装置６０におけるスリップジョイント２６が車両左方から見た正面図にて示されている。
【００４１】
本実施の形態に係るシートベルト変位検出装置６０は、上記第１の実施の形態と、ほぼ同様の構成であるが、以下の点で異なる。
【００４２】
図４（Ａ）に示す如く、本実施の形態に係るシートベルト変位検出装置６０では、上記第１の実施の形態における複数の磁石４４及び磁気センサ４６が設けられていない。
【００４３】
スリップジョイント２６には、凹部４２のピース４０下側部分において、測定対象としての板状の反射体６２（ターゲット）が設けられており、反射体６２にシートベルト２４が接触することが抑制又は防止されている。スリップジョイント２６における反射体６２の設置位置は、スリップジョイント２６の回動径方向外端にされており、反射体６２は、スリップジョイント２６と一体に回動可能にされると共に、測定波（赤外線やレーザ等の光又はマイクロ波等の電波）を反射可能にされている。
【００４４】
スリップジョイント２６の車両前側の車体（例えばセンタピラー２０）には、検出手段を構成する測定手段としての距離センサ６４が固定されており、距離センサ６４には、発射部６４Ａと入射部６４Ｂとが設けられている。
【００４５】
距離センサ６４は、スリップジョイント２６の全回動範囲（少なくとも乗員１６にシートベルト２４が装着されない状態でのスリップジョイント２６の回動位置（図４（Ａ）参照）から乗員１６にシートベルト２４が装着された状態でのスリップジョイント２６の回動位置（図４（Ｂ）参照）の範囲）において、発射部６４Ａから反射体６２に測定波を発射可能にされると共に、反射体６２によって反射された測定波が入射部６４Ｂに入射可能にされている。
【００４６】
距離センサ６４は、発射部６４Ａから測定波を発射してから入射部６４Ｂに測定波が入射されるまでの時間を測定して、当該時間を信号として出力可能にされている。
【００４７】
距離センサ６４は、制御装置４８に電気的に接続されており、制御装置４８は、距離センサ６４を制御可能にされると共に、距離センサ６４の出力信号が入力される。
【００４８】
ここで、乗員１６の呼吸や心拍によってスリップジョイント２６が微小に回動されると、スリップジョイント２６と一体に反射体６２が微小に回動される。
【００４９】
また、制御装置４８の制御により、微小時間間隔毎に、距離センサ６４が発射部６４Ａから反射体６２へ向けて測定波を発射することで、反射体６２によって反射された測定波が距離センサ６４の入射部６４Ｂにされる。これにより、制御装置４８の制御により、距離センサ６４が、発射部６４Ａから測定波を発射してから入射部６４Ｂに測定波が入射されるまでの時間を測定して信号として制御装置４８へ出力する。
【００５０】
さらに、制御装置４８が、距離センサ６４からの入力信号に基づいて、距離センサ６４が測定した当該時間から距離センサ６４と反射体６２との距離を算出（測定）することで、スリップジョイント２６の回動位置（回動角度位置）を算出（測定）して記憶する。これにより、制御装置４８が、今回記憶したスリップジョイント２６の回動位置と、前回記憶したスリップジョイント２６の回動位置と、を比較することで、スリップジョイント２６の回動量（回動角度）をスリップジョイント２６の回動位置の変化に基づいて算出（測定）して、乗員１６の生体状態（呼吸や心拍の大きさ及び速さ）を検出する。
【００５１】
このため、本実施の形態でも、上記第１の実施の形態と同様の作用及び効果を奏することができる。
【００５２】
特に、距離センサ６４がスリップジョイント２６の回動位置を高分解能で（高精度に）測定できる。これにより、乗員１６の生体状態を高分解能で（一層高精度に）検出できる。
【００５３】
なお、上記第２の実施の形態では、スリップジョイント２６に反射体６２を設けると共に、車体側に距離センサ６４を設けた構成としたが、スリップジョイント２６に距離センサ６４を設けると共に、車体側に反射体６２を設けた構成としてもよい。
【００５４】
また、上記第２の実施の形態では、スリップジョイント２６のピース４０下側部分に反射体６２又は距離センサ６４を設けた構成としたが、スリップジョイント２６のピース４０下側部分以外の部位に反射体６２又は距離センサ６４を設けた構成としてもよい。この場合、スリップジョイント２６の回動径方向外端に反射体６２又は距離センサ６４を設けるのが好ましい。
【００５５】
さらに、上記第２の実施の形態では、スリップジョイント２６の車両前側の車体に距離センサ６４又は反射体６２を配置した構成としたが、スリップジョイント２６の車両前側以外の側（車両後側、上側及び下側等）の車体に距離センサ６４又は反射体６２を配置した構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１０ シートベルト変位検出装置
１２ 車両
１６ 乗員
１６Ｃ 胸部
２４ シートベルト
２６ スリップジョイント（支持部材）
４６ 磁気センサ（検出手段）
４８ 制御装置（検出手段）
６０ シートベルト変位検出装置
６４ 距離センサ（検出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられるシートベルトと、
前記シートベルトが折り返された状態で支持されると共に長手方向一側へ付勢された状態で長手方向へ移動可能に通過され、前記シートベルトが変位されることで回動可能にされた支持部材と、
前記シートベルトが前記支持部材より長手方向他側において車両の乗員の胸部に装着された際に前記シートベルトの変位に伴う前記支持部材の回動量を測定することで乗員の呼吸及び心拍の少なくとも一方を検出して乗員の生体状態を検出する検出手段と、
を備えたシートベルト変位検出装置。
【請求項１】
車両に設けられるシートベルトと、
前記シートベルトが折り返された状態で支持されると共に長手方向一側へ付勢された状態で長手方向へ移動可能に通過され、前記シートベルトが変位されることで回動可能にされた支持部材と、
前記シートベルトが前記支持部材より長手方向他側において車両の乗員の胸部に装着された際に前記シートベルトの変位に伴う前記支持部材の回動量を測定することで乗員の呼吸及び心拍の少なくとも一方を検出して乗員の生体状態を検出する検出手段と、
を備えたシートベルト変位検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１８２８２６（Ｐ２０１１−１８２８２６Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４８２０２（Ｐ２０１０−４８２０２）
【出願日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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