特開 2024-88318 バックル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024088318

(43)【公開日】2024-07-02

(54)【発明の名称】バックル

(51)【国際特許分類】

   A44B 11/12 20060101AFI20240625BHJP

   B60R 22/48 20060101ALI20240625BHJP

   A44B 11/16 20060101ALI20240625BHJP

   A61B 5/113 20060101ALI20240625BHJP

   A61B 5/11 20060101ALI20240625BHJP

【ＦＩ】

A44B11/12

B60R22/48 104

A44B11/16

A61B5/113

A61B5/11 200

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022203428

(22)【出願日】2022-12-20

(71)【出願人】

【識別番号】318002149

【氏名又は名称】Ｊｏｙｓｏｎ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｊａｐａｎ合同会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086911

【弁理士】

【氏名又は名称】重野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100144967

【弁理士】

【氏名又は名称】重野 隆之

(72)【発明者】

【氏名】妹尾 友紀

【テーマコード（参考）】

3B090

4C038

【Ｆターム（参考）】

3B090BC03

3B090BC08

3B090BC22

4C038VA04

4C038VB19

4C038VB28

4C038VB33

4C038VC20

(57)【要約】

【課題】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し、計測結果に応じてバックルに搭載した光源の発光を制御する。
【解決手段】バックルは、車両のシートベルトに取り付けられたタングのプレートが挿入される挿入口が形成されたバックル本体と、前記バックル本体を収める外形カバーと、前記挿入口に挿入された前記プレートから受ける荷重により回転移動するレバーと、前記レバーの回転移動により変形する弾性体と、前記弾性体の変形に応じた信号を出力するセンサと、前記センサから出力される前記信号を処理する処理部と、前記処理部の処理結果に応じた発光を行う光源と、を備える。
【選択図】図１５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両のシートベルトに取り付けられたタングのプレートが挿入される挿入口が形成されたバックル本体と、
前記バックル本体を収める外形カバーと、
前記挿入口に挿入された前記プレートから受ける荷重により回転移動するレバーと、
前記レバーの回転移動により変形する弾性体と、
前記弾性体の変形に応じた信号を出力するセンサと、
前記センサから出力される前記信号を処理する処理部と、
前記処理部の処理結果に応じた発光を行う光源と、
を備えるバックル。

【請求項2】

前記処理部は、前記信号に基づいて前記シートベルトを着用した乗員の呼吸状態を計測し、前記呼吸状態に基づいて前記光源の発光量又は発光色を制御する、請求項１に記載のバックル。

【請求項3】

前記処理部は、前記乗員が息を吸った時と息を吐いた時とで前記光源の発光量を変える、請求項２に記載のバックル。

【請求項4】

前記処理部は、前記信号に基づいて前記乗員の呼吸数を算出し、前記呼吸数が所定範囲内か否かによって、前記光源の発光パターン又は発光色を切り替える、請求項２に記載のバックル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、バックルに関する。

【背景技術】

【0002】

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）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４－２９０３２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

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。

【0005】

本開示は、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し、計測結果に応じてバックルに搭載した光源の発光を制御できるバックルを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様によるバックルは、車両のシートベルトに取り付けられたタングのプレートが挿入される挿入口が形成されたバックル本体と、前記バックル本体を収める外形カバーと、前記挿入口に挿入された前記プレートから受ける荷重により回転移動するレバーと、前記レバーの回転移動により変形する弾性体と、前記弾性体の変形に応じた信号を出力するセンサと、前記センサから出力される前記信号を処理する処理部と、前記処理部の処理結果に応じた発光を行う光源と、を備えるものである。

【発明の効果】

【0007】

本開示の一態様によれば、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し、計測結果に応じてバックルに搭載した光源の発光を制御できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係るバックルの外観正面図である。

【図2】本実施形態に係るバックルの断面Ａ－Ａにおける断面図である。

【図3】本実施形態に係るバックルの分解斜視図である。

【図4】本実施形態に係るバックルの一部の部品の分解斜視図である。

【図5】本実施形態に係るバックルの一部の部品の分解斜視図である。

【図6】シートベルトの張力の検知機構を説明するための断面図である。

【図7】シートベルトの張力の検知機構を説明するための断面図である。

【図8】シートベルトの張力の検知機構を説明するための断面図である。

【図9】弾性体の一例である板バネとレバーとの位置関係を示す図である。

【図10】レバーの下面（板バネと対向する表面）を示す図である。

【図11】板バネが第１押部で押された状態を例示する断面図である。

【図12】板バネが第１押部及び第２押部で押された状態を例示する断面図である。

【図13】複数の支持部材で支持された板バネを示す斜視図である。

【図14】レバーがタングのプレートから受ける荷重と、レバーの回転ストローク長との関係の一例を示す図である。

【図15】本実施形態に係る光源の発光制御方法を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、実施形態を説明する。なお、理解の容易のため、図面における各部の縮尺は、実際とは異なる場合がある。平行、直角、直交、水平、垂直、上下、左右などの方向には、実施形態の効果を損なわない程度のずれが許容される。角部の形状は、直角に限られず、弓状に丸みを帯びてもよい。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、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、Ｚ軸に平行な方向を表す。Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向は、互いに直交する。ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面は、それぞれ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な仮想平面、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に平行な仮想平面、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に平行な仮想平面を表す。

【0010】

図１は、本実施形態に係るバックルの外観正面図である。図２は、本実施形態に係るバックルの断面Ａ－Ａにおける断面図である。Ｘ軸方向は、バックル８の幅方向を表す。Ｙ軸方向は、車両に搭載された状態でのバックル８の高さ方向を表す。Ｚ軸方向は、バックル８の厚さ方向を表す。

【0011】

バックル８は、車両のシートベルト４に取り付けられるタング７が着脱可能に連結される部品であり、例えば、乗員が座るためのシート又はシートの近傍の車体に固定される。バックル８には、タング７の平面状のプレート７ａが挿抜される。タング７は、シートベルト４が挿通するベルト挿通具の一例であり、シートベルト４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４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。

【0012】

バックル８は、本体部８ａと、ステー８ｂとを有する。本体部８ａは、タング７が着脱可能に連結される部位である。ステー８ｂは、バックル８の本体部８ａを支持する支持部材の一例である。ステー８ｂは、乗員が座るためのシート又はシートの近傍の車体に固定される。

【0013】

タング７がバックル８に連結された状態で、シートベルト４のうち不図示のショルダーアンカーとタング７との間の部分が、乗員の胸部及び肩部を拘束するショルダーベルト部９である。タング７がバックル８に連結された状態で、シートベルト４のうち不図示のベルトアンカーとタング７との間の部分が、乗員の腰部を拘束するラップベルト部１０である。

【0014】

図３は、本実施形態に係るバックルの分解斜視図である。図４、図５は、本実施形態に係るバックルの一部の部品の分解斜視図である。図３～図５に示すように、バックル８（本体部８ａ）は、バックル本体８ｃ、回路基板１６、光源用基板１００、アッパーカバー１２、ロアカバー１４、レバー４０及び板バネ５０を備える。

【0015】

バックル本体８ｃは、シートベルト４に取り付けられたタング７と連結可能なサブアッセンブリ品である。バックル本体８ｃは、例えば、タング７とバックル８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ボタン３１と、ボタン３１等のバックル本体８ｃの構成部品を保持するバックルベース３７とを有する。バックル本体８ｃには、タングの金属プレートが挿入される挿入口１５が形成されている。

【0016】

アッパーカバー１２は、ボタン３１が露出するようにバックル本体８ｃを覆う樹脂部品である。アッパーカバー１２は、ロアカバー１４との間にバックル本体８ｃを挟んで保持する。この実施形態では、レバー４０がアッパーカバー１２に取り付けられている。レバー４０は、Ｘ軸方向に突出するピボット４１を有し、ピボット４１を中心に回転可能にアッパーカバー１２に支持されている。

【0017】

回路基板１６及び光源用基板１００は、ロアカバー１４の内面に固定されている。回路基板１６は、この実施形態では、センサ２０、処理部６０及び出力部８０を備える。光源用基板１００には、光源１１０（例えばＬＥＤ素子）が搭載されている。この実施形態では、２個の光源用基板１００が、回路基板１６のバックル幅方向の両側に配置されるが、光源用基板１００や光源１１０の数はこれに限定されない。回路基板１６と光源用基板１００とは配線（図示略）により電気的に接続されている。

【0018】

回路基板１６に搭載されたセンサ２０は、シートベルト４に生ずる張力（以下、「張力Ｎ」とも称する）を検出し、検出された張力Ｎに応じて変化する出力信号を出力する。シートベルト４が乗員に装着されていると、乗員の体動や呼吸によって生ずる乗員の胸や腹の動きがシートベルト４に伝わるため、シートベルト４の張力Ｎが変化する。シートベルト４の張力Ｎの変化は、タング７に伝達し、タング７を介してバックル８に伝達する。センサ２０は、バックル８の本体部８ａに設けられている。

【0019】

センサ２０は、例えば、シートベルト４の張力Ｎの変化によって生ずる変形又は変位を、シートベルト４の張力Ｎとして検出する。例えば、センサ２０は、シートベルト４からタング７を介してバックル８に入力される荷重の変化を検出するひずみセンサ又は圧電センサである。センサ２０は、シートベルト４の張力Ｎの変化によって生ずる静電容量の変化を検出する静電容量センサでもよい。

【0020】

静電容量センサは、非接触センサの一例であるが、センサ２０は、他のセンス形式の非接触センサでもよい。センサ２０は、シートベルト４の張力Ｎの変化によって生ずるインダクタンスの変化を検出するインダクティブセンサでも、シートベルト４の張力Ｎの変化によって生ずる磁気の変化を検出する磁気センサでもよい。センサ２０は、シートベルト４の張力Ｎの変化によって生ずる変形又は変位を、送信した光又は電波の反射によって検出するセンサなどでもよい。

【0021】

処理部６０は、センサ２０から出力されるセンサ信号を処理し、例えば、微小なセンサ信号を増幅する処理を行う。これにより、微小なアナログのセンサ信号の扱いが容易になる。処理部６０は、センサ信号をフィルタリングする処理を行ってもよい。

【0022】

例えば、処理部６０は、センサ２０により検知された張力変化に基づいて、呼吸又は脈拍であるバイタルサインを検知する。例えば、処理部６０は、センサ２０の出力信号から、張力Ｎの変化を表す信号成分の周期性を検出することで、呼吸又は脈拍であるバイタルサインを検知する。周期性がある場合、シートベルト４を着用する乗員の呼吸又は脈拍の周期的動作が、張力変化として、センサ２０により検出されていると推定されるからである。処理部６０は、センサ２０により検知された張力Ｎの変化を表す信号成分から、バイタルサインに相当する周波数成分を所定のフィルタにより抽出することで、バイタルサインを検知する。呼吸信号は、３秒から６秒程度の周期を有し、脈拍信号は、０．５秒～１秒程度の周期を有する。

【0023】

処理部６０は、センサ２０の出力信号から、張力Ｎの変化を表す信号成分の大きさを検出してもよい。処理部６０は、張力Ｎの変化を表す信号成分の大きさを検出することで、張力Ｎの大きさを検知する。当該信号成分の大きさは、張力Ｎの大きさに対応するからである。

【0024】

処理部６０は、バックルスイッチの検知状態と処理部６０によるバイタルサインの検知状態に基づいて、車両のシート上の物体が乗員かチャイルドシートかを判定してもよい。詳細な判定方法については後述する。チャイルドシートとは、ＣＲＳ（Child Restraint System）とも称され、幼児用拘束装置の一つである。チャイルドシートは、幼児用に限られず、学童用でもよい。

【0025】

処理部６０は、例えば、一又は複数のコンピュータ（具体的には、マイクロコンピュータ）を含む集積回路である。処理部６０は、それぞれ異なる集積回路によって実現されてもよいし、一の集積回路に一体化されてもよい。コンピュータは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ及びメモリを有する。処理部６０の各機能は、メモリに記憶されたプログラムによってプロセッサが動作することにより実現される。処理部６０の各機能は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）又はＡＳＩＣ（Application
Specific Integrated Circuit）によって実現されてもよい。

【0026】

出力部８０は、処理部６０による処理結果（例えば、センサ信号を増幅した信号、乗員かチャイルドシートかの判定結果など）を、バックル８の外部装置に有線又は無線で出力する。外部装置は、当該判定結果に基づいて、所定の制御を実行する。例えば、外部装置は、シート上の物体が乗員であるとの判定結果の場合、エアバッグの展開要と判定し、シート上の物体がチャイルドシートであるとの判定結果の場合、エアバッグの展開不要と判定する。

【0027】

処理部６０は、センサ信号に基づいて光源１１０の発光量を制御する制御信号を生成する。また、処理部６０は、車両ドアの開閉センサや車両シートの着座センサ等の車両システムから受け取った信号に基づいて、光源１１０の発光量を制御する制御信号を生成する。出力部８０は、処理部６０により生成された制御信号を光源１１０へ出力する。

【0028】

ロアカバー１４は、回路基板１６及び光源用基板１００が固定される内側表面を有するバックルカバーの一例である。ロアカバー１４は、回路基板１６及び光源用基板１００を覆う樹脂部品である。

【0029】

アッパーカバー１２及びロアカバー１４は、バックル８の外形カバーであり、バックル本体８ｃ、回路基板１６、光源用基板１００、レバー４０及び板バネ５０を収める筐体である。本実施形態では、これらの部品を収めるため、バックル８の外形カバーは、アッパーカバー１２とロアカバー１４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。

【0030】

バックル８が車両に取り付けられた状態で、アッパーカバー１２は、バックル８にタング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、ロアカバー１４は、当該乗員側に面する。

【0031】

図６，７，８は、シートベルトの張力の検知機構を説明するための断面図である。タング７がバックル８に挿入されると（図６参照）、タング７の先端部はエジェクタ３３に接触する。タング７の先端部との接触により押されたエジェクタ３３は、タング７が挿し込まれる方向に移動して、ラッチ３４が回転するとともに、スライダ３２が下がる。ラッチ３４の回転により、ラッチ３４はタング７に係合し、スライダ３２がロックピン３５の下に入り込む（図７参照）。

【0032】

挿入口１５は、ボタン３１とレバー４０との間にある隙間である。挿入口１５の開口高さｅ（図６参照）は、その隙間の高さによって決まる。レバー４０の初期位置状態での挿入口１５の開口高さｅがタング７のプレート７ａの板厚ｄよりも僅かに狭くなるように、レバー４０及び板バネ５０は形成されている。そのため、図７において、タング７のプレート７ａを挿入口１５に挿入すると、レバー４０は、タング７のプレート７ａにより作用点Ｐ２で押されることでピボット４１を中心に時計周りに僅かに回転する。板バネ５０は、僅かに回転するレバー４０によって押し込まれる。レバー４０により押し込まれた板バネ５０の弾性力によって、ボタン３１とレバー４０との間でのタング７のプレート７ａのがたつきが抑えられる（プリテンション領域）。これにより、シートベルトの張力Ｎの微小な変化は、タング７のプレート７ａ、レバー４０及び板バネ５０を介して、センサ２０に精度良く伝わる。その結果、センサ２０は、張力Ｎの微小な変化を高精度に検知できる。

【0033】

図８において、タング７の力点Ｐ１にかかる荷重（張力Ｎ）により、タング７のプレート７ａは、バックルベース３７の上壁３７ａを支点Ｐ３として、レバー４０の上面を作用点Ｐ２で押し込む。作用点Ｐ２でタング７に押し込まれたレバー４０は、ピボット４１を中心に時計回りに回転し、板バネ５０を押し込む。板バネ５０は、荷重を受け、それ自身がたわみながら、センサ２０へ力を伝達する。バックルベース３７の下壁３７ｂは、下壁３７ｂ側へのタング７の移動を規制するメカニカルストッパ３８を有する。タング７のプレート７ａはメカニカルストッパ３８に接触することで、下壁３７ｂ側へのタング７の移動は止まる。メカニカルストッパにより、レバー４０及び板バネ５０を介してセンサ２０に加わる力を制限することができ、センサ２０を衝突などによる大荷重から保護できる。

【0034】

バックル８の本体部８ａ内には、作用点Ｐ２と、支点Ｐ３とがある。作用点Ｐ２は、タング７に入力される荷重Ｆ１に応じて支点Ｐ３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Ｐ３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Ｐ１に加わる力を表す。力点Ｐ１は、タング７のプレート７ａが挿入された状態でバックル８の外部にあり、シートベルト４と接触する基端部７ｅに位置する。また、バックル８内には、センサ２０が備えられている。本実施形態では、センサ２０は、作用点Ｐ２に働く力に応じた信号（より詳しくは、板バネ５０の変形に応じた信号）を出力する。

【0035】

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８と連結した状態のタング７は、乗員側（負のＺ軸方向のロアカバー１４側）に僅かに引き寄せられる。荷重Ｆ１が上昇しタング７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からレバー４０及び板バネ５０を介してセンサ２０が受ける力も増大する。

【0036】

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８と連結した状態のタング７は、乗員とは反対側（正のＺ軸方向のアッパーカバー１２側）に引き戻される。荷重Ｆ１が低下しタング７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からレバー４０及び板バネ５０を介してセンサ２０が受ける力も減少する。

【0037】

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７ａがバックル８に挿入された状態でのタング７の変位を処理部６０等により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Ｐ３は、バックル８の外部ではなく、バックル８の内部にある。支点Ｐ３がバックル８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８に対するタング７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７ａがバックル８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８に対するタング７の相対的な動きを計測することが可能となる。プレート７ａがバックル８に挿入された状態において、バックル８に対するタング７の相対的な動きが計測可能となることで、例えば、タング７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。

【0038】

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。

【0039】

これに対し、本実施形態では、支点Ｐ３がバックル８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８に対するタング７の相対的な動きを計測することができる。また、バックル８と連結するタング７は、バックル８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８に対するタング７の相対的な動きを計測することで、バックル８が乗員等に接触しているか否かにかかわらず、タング７の動きを安定的に計測することが可能となる。

【0040】

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。

【0041】

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７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。

【0042】

このように、本実施形態に係るバックル８は、挿入口１５に挿入されたプレート７ａから受ける荷重により回転移動するレバー４０と、レバー４０の回転移動により変形する板バネ５０と、板バネ５０の変形に応じた信号を出力するセンサ２０と、センサ２０から出力される信号を処理する処理部６０と、を備える。これにより、タング７のプレート７ａがバックル８に挿入された状態において、バックル８に対するタング７の動きを処理部６０等により計測できる。

【0043】

次に、レバー４０及び板バネ５０についてより詳細に説明する。

【0044】

図９は、弾性体の一例である板バネとレバーとの位置関係を示す図である。作用点Ｐ２は、レバー４０の上面４２に位置する。回転力Ｆｒが作用点Ｐ２に作用すると、レバー４０は、ピボット４１を中心に回転移動することで、上面４２とは反対側の下面４３で板バネ５０の上面５１を押圧する。

【0045】

図１０は、レバーの下面（板バネと対向する表面）を示す図である。レバー４０の下面４３には、板バネ５０を押圧するための押部４４，４５を有する。押部４４は、第１押部の一例であり、本実施形態では、下面４３の中央部から突出する突起である。押部４４は、板バネ５０の上面５１と接触する先端部４４ａを有する。押部４５は、第２押部の一例であり、本実施形態では、下面４３の端部から突出する突起である。押部４５は、板バネ５０の上面５１と接触する先端部４５ａを有する。押部４５の先端部４５ａは、ピボット４１の軸長方向において、押部４４の先端部４４ａよりも幅広である。押部４５の先端部４５ａは、押部４４の先端部４４ａよりも離れた箇所に設けられている。

【0046】

図１１は、板バネ５０が押部４４の先端部４４ａに押された状態を例示する断面図である。図１２は、板バネ５０が押部４４の先端部４４ａ及び押部４５の先端部４５ａに押された状態を例示する断面図である。

【0047】

図１１において、タング７のプレート７ａは、レバー４０の上面４２を作用点Ｐ２で押し込む。作用点Ｐ２でタング７のプレート７ａに押し込まれたレバー４０は、ピボット４１を中心に時計回りに回転移動し、押部４４の先端部４４ａで板バネ５０を上面５１から押し込む。板バネ５０は、荷重を受け、それ自身がたわみ変形しながら、センサ２０へ力を伝達する。センサ２０は、変形する板バネ５０から力を受け、その力の大きさに応じたセンサ信号を処理部６０に出力する。図１１に示すタイミングでは、押部４４の先端部４４ａは、板バネ５０の上面５１に接触しているが、押部４５の先端部４５ａは、板バネ５０の上面５１に接触していない。

【0048】

図１２において、作用点Ｐ２に加わる回転力Ｆｒが更に大きくなると、レバー４０は、ピボット４１を中心に時計回りに更に回転移動し、押部４４の先端部４４ａ及び押部４５の先端部４５ａで板バネ５０を上面５１から押し込む。板バネ５０は、より大きな荷重を受け、それ自身がたわみ変形しながら、センサ２０に、より大きな力を伝達する。

【0049】

図１３は、複数の支持部材で支持された板バネを示す斜視図である。板バネ５０は、薄板状の弾性体であり、例えば、ステンレスにより形成されている。板バネ５０は、下面５２を有する。板バネ５０は、複数の支持部材５３（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，５３ｅ）により下面５２から支持されており、例えば、複数の支持部材５３によりロアカバー１４に固定されている。

【0050】

本実施形態に係る板バネ５０は、五つの角５６（５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄ，５６ｅ）が支持されたＭ字状体５４と、Ｍ字状体５４の中央隙間５４ａに中央部５４ｂから延びる片持ち梁５５とを含む構造である。センサ２０は、板バネ５０のＺ軸方向での平面視において、中央の角５６ｃと中央部５４ｂとの間に位置し、且つ、下面５２に接触した状態で配置されている。

【0051】

角５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄ，５６ｅは、それぞれ、対応する支持部材５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，５３ｅにより下面５２から支持されている。角５６ａ，５６ｃ，５６ｅは、Ｍ字状体５４のＭ字の下辺に沿って並ぶ角であり、角５６ｂ，５６ｄは、Ｍ字状体５４のＭ字の上辺に沿って並ぶ角である。

【0052】

Ｍ字状体５４は、片持ち梁５５を挟む両脇部分５８を有する。レバー４０が回転移動すると、最初、片持ち梁５５のみが、第１接触線５７ａでレバー４０の押部４４の先端部４４ａに押される。レバー４０が更に回転移動すると、片持ち梁５５が第１接触線５７ａで押部４４の先端部４４ａに押されると共に、両脇部分５８が第２接触線５７ｂで押部４５の先端部４５ａに押される。

【0053】

このように、板バネ５０は、レバー４０の回転移動により変形する片持ち梁５５と、レバー４０の更なる回転移動により片持ち梁５５と共に変形するＭ字状体５４とを含む弾性構造を有する。片持ち張り５５は、レバー４０の回転移動により変形する第１弾性部の一例である。Ｍ字状体５４は、レバー４０の回転移動により第１弾性部と共に変形する第２弾性部の一例であり、両持ち梁として機能する。板バネ５０がこのような弾性構造を有することで、図１４に示すような特性が得られる。

【0054】

図１４は、レバー４０がタング７のプレート７ａから受ける荷重Ｆ（回転力Ｆｒ）と、レバー４０の回転ストローク長Ｓとの関係（ＦＳ特性）の一例を示す図である。図１４は、荷重Ｆに対するレバー４０の回転ストローク長Ｓの変化率が、荷重Ｆが第１荷重領域Ａ１のとき、第１荷重領域Ａ１よりも高い第２荷重領域Ａ２のときに比べて大きいＦＳ特性を示す。荷重Ｆがｆ０からｆ１までの第１荷重領域Ａ１は、レバー４０の押部４４のみが板バネ５０を押している領域（図１１の状態）を示す。荷重Ｆがｆ１からｆ２までの第２荷重領域Ａ２は、レバー４０の押部４４及び押部４５が板バネ５０を押している領域（図１２の状態）を示す。プレート７ａがメカニカルストッパ３８に接触すると、回転ストローク長Ｓの上昇は止まり、荷重Ｆが増大しても、回転ストローク長Ｓは一定に維持される。

【0055】

また、図１４に示すＦＳ特性は、板バネ５０が、荷重Ｆの大きさに応じて弾性率が変化する弾性特性を有することを示している。この場合、板バネ５０の弾性率は、荷重Ｆが第１荷重領域Ａ１のとき、第２荷重領域Ａ２のときに比べて小さい。

【0056】

板バネ５０に図１４に示すようなＦＳ特性を持たせると、板バネ５０を押し込むことでプレート７ａにプリテンションをかける上述のプリテンション領域において、荷重Ｆが低減するので、センサ２０に板バネ５０を介して加わる力を抑えられる。これにより、プリテンション領域において、センサ２０のセンサ特性がセンサ２０に加わる過大な力によりずれることを低減できる。

【0057】

次に、処理部６０による光源１１０の発光制御方法を図１５に示すフローチャートに沿って説明する。

【0058】

処理部６０が、車両システムから、車両ドアの開閉検知信号及び／又は車両シートの着座検知信号を受信すると、乗員が車両に乗ったと判定し（ステップＳ１＿Ｙｅｓ）、光源１１０を発光させる（ステップＳ２）。処理部６０が、車両システムから、車両ドアの開閉検知信号や車両シートの着座検知信号を受信しない場合は、回路基板１６に実装された加速度センサの信号から乗員が車両に乗ったことを推定し（ステップＳ１＿Ｙｅｓ）、光源１１０を発光させてもよい（ステップＳ２）。

【0059】

光源１１０が発光することで、乗員はバックル８の位置を容易に確認できる。タング７がバックル８に挿入されると（ステップＳ３＿Ｙｅｓ）、処理部６０は、光源１１０を消灯させる（ステップＳ４）。タング７の挿入に伴い、処理部６０は乗員の呼吸状態の計測を開始する。

【0060】

処理部６０は、センサ２０から出力される信号を処理して、乗員の呼吸状態を検知すると（ステップＳ５＿Ｙｅｓ）、呼吸に同期して光源１１０の発光量を調整する（ステップＳ６）。

【0061】

乗員が息を吸った時と息を吐いた時とでシートベルト４の張力が変化し、タング７に入力される荷重（センサ２０が受ける力）が変化する。例えば、処理部６０は、センサ２０が受ける力が大きい程、光源１１０の発光量が大きくなるように調整する。これにより、乗員の呼吸状態を視覚化することができる。

【0062】

処理部６０は、センサ２０を用いて乗員の呼吸状態を計測する初期段階（例えば、計測を開始してから５分間）における平均呼吸数を求め、平均呼吸数を中心とした一定範囲を正常範囲と設定し、呼吸数が正常範囲内にあるときの光源１１０の発光パターンと、正常範囲から外れたときの光源１１０の発光パターンとが異なるものとなるようにしてもよい。光源１１０の発光パターンの変化から、乗員の呼吸状態の変化を把握することができる。

【0063】

光源１１０の発光パターンでなく、発光色を変えてもよい。例えば、呼吸数が正常範囲内にあるときは光源１１０が緑や青色を発光し、正常範囲から外れたときは光源１１０が赤色を発光する。

【0064】

車両に乗り込んでから数分は乗員の呼吸が乱れていることがあり得るため、例えば、計測を開始してから５分経過後１０分経過するまでの間の平均呼吸数から正常範囲を設定してもよい。

【0065】

呼吸数の正常範囲は、事前に設定されたものであってもよい。この場合、呼吸数の正常範囲を示すデータが、回路基板１６に搭載されたメモリ（図示略）に記録されている。

【0066】

処理部６０は、タング７に入力される荷重（センサ２０が受ける力）の変化量を用いて一回換気量を算出し、１分あたりの呼吸数に一回換気量を乗じて分時換気量を求め、分時換気量に基づいて乗員の覚醒度を判定し、判定結果に応じて光源１１０の発光パターンや発光色を制御してもよい。

【0067】

センサ２０から出力される信号を処理して、乗員の心拍等の他の生体情報を検出し、生体情報に基づいて光源１１０の発光量を調整してもよい。

【0068】

以上、実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。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可能である。

【0069】

例えば、レバーの回転移動により変形する弾性体は、板バネに限らず、ゴムなどの他の弾性体でもよい。

【符号の説明】

【0070】

４ シートベルト
７ タング
８ バックル
８ａ 本体部
８ｂ ステー
８ｃ バックル本体
１２ アッパーカバー
１３ バックルスイッチ
１４ ロアカバー
１５ 挿入口
１６ 回路基板
２０ センサ
３８ メカニカルストッパ
４０ レバー
４１ ピボット
４２ 上面
４３ 下面
５０ 板バネ
５１ 上面
５２ 下面
５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，５３ｅ 支持部材
５４ Ｍ字状体
５４ａ 中央隙間
５４ｂ 中央部
５５ 片持ち梁
５６，５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄ，５６ｅ 角
５７ａ 第１接触線
５７ｂ 第２接触線
５８ 両脇部分
６０ 処理部
７０ 判定部
８０ 出力部
１００ 光源用基板
１１０ 光源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】