JP6529808B2

JP6529808B2 - バックル装置及びバックル装置を備えたシートベルト装置

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Publication number: JP6529808B2
Application number: JP2015074060A
Authority: JP
Inventors: 省悟秋山; 圭杉田
Original assignee: Ashimori Industry Co Ltd
Current assignee: Ashimori Industry Co Ltd
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2019-06-12
Anticipated expiration: 2035-03-31
Also published as: JP2016193657A

Description

本発明は、バックル装置及びバックル装置を備えたシートベルト装置に関する。

車両のシートに設置され、走行中の車両が衝突などにより急停止する等の緊急時に、乗員をシートに拘束して飛び出しを防止するためのシートベルト装置において、緊急時に乗員に加わる荷重を軽減するため、シートベルト巻取装置（リトラクタ）の中にエネルギー吸収手段が組み込まれたシートベルト装置が知られている。

従来の、シートベルト装置は、例えばトーションバーの捻じれを利用してウエビング巻取りドラムから抵抗力を与えながらウエビングを送り出して、所定のウエビングの荷重（張力）で乗員を拘束する。ただ、この場合、乗員の前方への移動と共に、ウエビングを介して乗員に作用する荷重（乗員Ｍに作用する慣性力をシートベルトが受けることによる反力）が一定以上となる場合があり、これが乗員の肋骨や腰椎に傷害を発生させる原因となるため、このような荷重上昇を抑制することが求められている。
そこで、従来から、乗員の前方への移動に伴ってウエビングを介して乗員に作用する荷重を軽減するための手段を備えたシートベルト装置が提案されている（特許文献１（特許第３９１９６５３号公報）参照）。

図１２は、この従来のシートベルト装置を示す図である。
このシートベルト装置は、いわゆる３点式シートベルト装置であって、帯状のシートベルト（ウエビング）１３１と、シートベルト１３１に取り付けられたタング１３２と、シートフレーム１２３に固定されたバックル装置を備えている。
シートベルト１３１は、シートに着座した乗員Ｍの左右一方側上部から他方側下部へ胸の前で斜めに架け渡される肩ベルト１３１Ａと、左右一方側から他方側へ腰の上で架け渡される腰ベルト１３１Ｂと、肩ベルト１３１Ａ及び腰ベルト１３１Ｂに連結され、ベルト装着時にバックル１４１に挿入係止されるタング１３２を有している。

一方、車体に固定されたシートフレーム１２３には、タング１３２が係止されたバックル１４１の車両上下方向への移動を規制し、前後方向への移動のみを許容するガイド１４５が設けられている。ガイド１４５には、バックル１４１に車両前方向への所定以上の外力が加わったときに、バックル１４１の前方向への移動の際に、塑性変形部の変形によって、その移動を、抵抗力を伴いながら許容するエネルギー吸収機構１５０が設けられている。

このバックル装置では、シートベルト１３１の肩ベルト１３１Ａと腰ベルト１３１Ｂとが連結されるバックル１４１に作用する荷重が所定値以上になると、バックル１４１が抵抗力を伴いながらガイド１４５に案内されて、ほぼ同じ高さを維持したまま車両の前方に移動する。これによって、バックル１４１の前方への移動の際に乗員Ｍの移動エネルギーが吸収されるので、乗員Ｍに作用する荷重（乗員Ｍに作用する慣性力をシートベルト１３１が受けることによる反力）が軽減される。また後述のように、バックル１４１を固定した場合に比べてバックル１４１の前方への移動により、肩ベルト１３１Ａの上方と下方とがなす角度が小さくなることを抑制し、シートベルト１３１を介して乗員Ｍに作用する荷重の上昇を抑制することができる。

ところで、車両のシートは一般に車両前方に向かって上方に傾斜している。そのため、従来のバックル装置では、シート上で車両前方に移動するとき乗員Ｍは必然的に上方へも移動する。つまり、乗員Ｍの移動方向は、水平方向のみに移動するバックル１４１とは異なるため、バックル１４１がガイド１４５に案内されて前方へ移動すればするほど、バックル１４１が乗員Ｍに対して相対的に下方へ移動することになり、その結果、腰ベルト１３１Ｂが下方に引っ張られ、それにより乗員Ｍがシート座面に押し付けられることになる。そのため、前方移動するにつれて乗員Ｍがシート座面に押し付けられる力が大きくなり、乗員Ｍが前方移動する際の抵抗が大きくなるために、この従来のバックル装置では、安定した抵抗力で乗員Ｍの移動エネルギーを吸収しつつ乗員Ｍをスムーズに前方へ移動させることが難しく、乗員Ｍの移動エネルギーを吸収し難いと共に、バックル１４１の前方への移動により、肩ベルト１３１Ａの上方と下方がなす角度が小さくなることを抑制して、シートベルト１３１を介して乗員Ｍに作用する荷重の上昇を抑制する効果を発揮し難いという問題がある。

特許第３９１９６５３号公報

本発明は、従来のバックル装置における前記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、緊急時において、シートベルトを装着した乗員をスムーズに前方へ移動させ、乗員の移動エネルギーを安定した抵抗力で吸収できるようにすることである。

本発明は、一端部が車体に取り付けられるシートベルトの腰ベルトの他端部と、一端部が車体に取り付けられるシートベルトの肩ベルトの他端部が連結されるバックルと、車体又は車両のシートに取り付けられると共に、緊急時に、腰ベルト及び肩ベルトを取り付けたバックルを車両前方へ案内するバックル案内部材と、緊急時に、乗員の慣性力により所定値以上の荷重が前記シートベルトに加わった際に、抵抗力を伴いつつ、前記バックルを車両前方へと移動させることで乗員の移動エネルギーを吸収するエネルギー吸収機構と、を備えたバックル装置であって、前記エネルギー吸収機構は、塑性変形もしくは弾性変形することにより抵抗力を生じるエネルギー吸収部材を有し、前記バックル案内部材は、シートの座面の傾斜に対応した前方を高く後方を低くした傾斜姿勢において前記バックルを案内するバックル装置である。
また、本発明は、一端部が車体に取り付けられるシートベルトの腰ベルトの他端部と、一端部が車体に取り付けられるシートベルトの肩ベルトの他端部が連結されるバックルと、車体又は車両のシートに取り付けられると共に、緊急時に、腰ベルト及び肩ベルトを取り付けたバックルを車両前方へ案内するバックル案内部材と、緊急時に、乗員の慣性力により所定値以上の荷重が前記シートベルトに加わった際に、抵抗力を伴いつつ、前記バックルを車両前方へと移動させることで乗員の移動エネルギーを吸収するエネルギー吸収機構と、を備えたバックル装置であって、前記バックル案内部材を、通常時の姿勢から緊急時における前方を高く後方を低くした傾斜姿勢に変化させる駆動機構を有し、前記バックル案内部材は、シートの座面の傾斜に対応した前方を高く後方を低くした傾斜姿勢において前記バックルを案内するバックル装置である。

本発明によれば、緊急時において、シートベルトを装着した乗員をスムーズに前方へ移動させ、乗員の移動エネルギーを安定した抵抗力で吸収することができる。

本発明の第１の実施形態に係るシートベルト装置の通常時における状態を概略的に示す図である。図１に示すシートベルト装置の緊急時における状態を概略的に示す図である。本発明の第１の実施形態に係るシートベルト装置の通常時における状態を概略的に示す図である。本バックル装置を示す斜視図である。図４に示すバックル装置の分解図である。バックル装置の動作を説明するため、その要部を拡大して示した図であり、図６Ａ〜６Ｃは、通常時、緊急時におけるレール支持部材の姿勢変化を示す図である。緊急時にシートベルト装置のシートベルトを装着した乗員の状態、及びその状態で肩ベルトから乗員に作用する荷重の成分を示した図である。本発明の第２の実施形態に係るシートベルト装置の通常時における状態を概略的に示す図である。本発明の第２の実施形態に係るシートベルト装置の緊急時における状態を概略的に示す図である。バックルがシートの側面に直接取り付けられているバックル装置を備えたシートベルト装置（バックル案内部材を備えていない場合）を示す図である。図１１Ａは、本実施形態に係るバックル装置を用い、緊急時において肩ベルトに作用する最大荷重を算出するための一例を示すデータであり、図１１Ｂに示した力のベクトル図の基礎データをまとめた表である。従来のシートベルト装置を示す図である。

図１、図３は、本発明の第１の実施形態に係るシートベルト装置１の通常時における状態を概略的に示す図である。なお、以下の説明で方向を指すときは、車両の前後方向を基準に前方、後方、車両の上下方向を基準に上方、下方という。
本シートベルト装置１の基本構造は、図１２に示した従来のものと同様である。即ち、帯状のシートベルト（ウエビング）１０と、シートベルト１０に取り付けられたタング３と、シートＳ側面に固定されたバックル装置２を備えている。
シートベルト１０は、肩ベルト１０Ａと腰ベルト１０Ｂからなり、肩ベルト１０Ａは、その一端部は車体に取り付けるリトラクタ１２に取り付けられ、他端部はタング３に連結される。腰ベルト１０Ｂは、一端部は車体に取り付けるラップアンカ１８に取り付けられ、他端部には肩ベルト１０Ａと同じタング３に連結される。ここでは、肩ベルト１０Ａと腰ベルト１０Ｂとは、連続したウエビングにより形成されており、ウエビングがタング３に形成された挿通孔３Ａに、ウエビングの長手方向に移動可能に挿通されることで、それぞれタング３に連結されている。

シートベルト１０の装着時においては、乗員Ｍがシートベルト１０に挿通されたタング３を引っ張ることで、シートベルト１０がリトラクタ１２から引き出されて、乗員Ｍがタング３をバックル１６に挿入して係止することで、車体の上部（例えば車体のピラー）に回動可能に取り付けたスルーアンカ１４の挿通孔１４Ａを通して、肩ベルト１０Ａが乗員Ｍの上半身前側を横切り、タング３に連結されると共に、シートベルト１０の腰ベルト１０Ｂが、ラップアンカ１８から乗員Ｍの腰から腹部を横切ってタング３に連結される。タング３はバックル１６に着脱可能に挿入係止される。
バックル１６は、そのタング挿入側と反対側端部が車両のシートＳの側面に取り付けたバックル案内部材２０のガイドレール２１に摺動可能に装着されている。
なお、バックル案内部材２０の取付位置は必ずしもシート側面に限定されず、バックル１６が案内可能である限り、車体の適宜の位置に取り付けてもよい。

ここで、従来のバックル装置では、通常時（乗員Ｍがシートベルト装着状態における通常時）、緊急時ともガイドレールは水平な姿勢に固定されているが、本実施形態のシートベルト装置１のバックル装置２は、従来のバックル装置と異なり、図１に示すように、通常時にはガイドレール２１は水平に配置されるが、緊急時においては、図２に示すように、その後端部が下降して、シートＳの前方への傾斜に対応させて傾斜した姿勢に変更される。

次に、本実施形態のバックル装置２について、図４、５を参照して詳細に説明する。
図４は、バックル装置２を示す斜視図であり、図５は、図４に示すバックル装置２の分解図である。
バックル装置２は、図４に示すように、バックル案内部材２０と、バックル１６の移動時に各ベルト１０Ａ、１０Ｂから作用する乗員Ｍの移動エネルギーを吸収するエネルギー吸収機構３０と、ガイドレール２１の後端部を支持するガイドレール支持機構４０と、緊急時にガイドレール２１の後端部を押し下げるガイドレール駆動機構５０と、押し下げたガイドレール２１をロックするガイドレール２１のロック機構６０とを有している。

バックル案内部材２０は、図５に示すように、後方側から前方側に向かって、ここではチャンネル状のガイドレール２１とガイドレール２１のチャンネルの底面から連続して延在する板状部分２２とから成っている。板状部分２２の前端部には取付孔２０Ａが設けられており、この取付孔２０Ａに挿入した取付ピン２３をシートＳ側面に固定することで、バックル案内部材２０は、シートＳ側面（図１）に対して回動可能に取り付けられる。なお、バックル案内部材２０は、バックル１６を案内する機能を有するものであれば、チャンネル状のものに限らず、レール状など他の任意の構造のものを用いることができる。

エネルギー吸収機構３０は、パイプ（管）状のエネルギー吸収部材３１と、エネルギー吸収部材３１の内部に挿入される同様にパイプ状の圧入部材３２から成っている。圧入部材３２は、エネルギー吸収部材３１の内部に収容される。
圧入部材３２の前端部には、例えば径大部（エネルギー吸収部材３１の内径よりも僅かに径大に構成されている）３２Ａが装着または一体に形成されている。その径大部３２Ａをエネルギー吸収部材３１に挿入しておき、緊急時にエネルギー吸収部材３１内で移動させることで、例えば、エネルギー吸収部材３１を塑性変形させて乗員Ｍの移動エネルギーを吸収することができる。
なお、エネルギー吸収部材３１の内径を、径大部３２Ａを容易に挿入可能な内径部と、径大部３２Ａよりも僅かに小径の内径部と、その間をつなぎ、内径が徐々に小さくなる移行部として形成しておくことができる。これにより径大部３２Ａをエネルギー吸収部材３１に容易に挿入することができる。或いは、圧入部材３２の外面形状をテーパー状にして、径大部３２Ａの径をエネルギー吸収部材３１の内径よりも小径からそれよりも大径に変化させるようにしてもよい。この場合、エネルギー吸収部材３１に径大部３２Ａを容易に挿入可能な内径部は設けても或いは設けなくともよい。

エネルギー吸収部材３１の前端部は、互いに直交する平板部からなるＬ字状の取付ブラケット３３に設けた貫通孔３３Ａに挿入される。エネルギー吸収部材３１は、取付ブラケット３３の他方の平板部に設けた貫通孔３３Ｂとバックル案内部材２０の取付孔２０Ａに取付ピン２３を挿通することで、ガイドレール２１と一体にシートＳの側面に取り付け可能である。

圧入部材３２の後端部は、バックル取付部材３４の前端部に設けられ前後方向に貫通する保持孔（図示せず）に挿入されて保持される。バックル取付部材３４の保持孔が設けられた部分の後方には、保持孔と直交する貫通孔３４Ａが設けられている。この貫通孔３４Ａと、バックル１６の図示下端に設けた貫通孔１６Ａと、ガイドレール２１内を摺動するランナ（ここでは矩形のランナ）３５の貫通孔３５Ａには、円筒状の取付ボルト３６が挿通される。これにより、圧入部材３２の後端部を保持したバックル取付部材３４と、ランナ３５と、バックル１６とが一体に連結され、緊急時には、これらが一体となってガイドレール２１に沿って移動する。なおここでは、移動量は最大１００ｍｍ程度に設定されている。

エネルギー吸収機構３０は、圧入部材３２がエネルギー吸収部材３１内で移動する際のエネルギー吸収部材３１の塑性変形もしくは弾性変形による抵抗力により乗員Ｍの移動エネルギーを吸収する。その際、バックル１６に連結された圧入部材３２の移動により、エネルギー吸収機構３０は、各ベルト１０Ａ、１０Ｂからバックル１６に作用する乗員Ｍの移動エネルギーを吸収する。なお、圧入部材３２の径大部３２Ａを可撓性を持ったリング状のものにして内部の空気の圧縮圧力と摺動摩擦抵抗による抵抗力でエネルギーを吸収してもよい。その際、エネルギー吸収部材３１に圧縮圧力を調整する空気孔を設けてもよい。

ガイドレール支持機構４０は、レール支持部材４１と、レール支持部材４１の貫通孔４１Ａに挿通した取付ピン４２を案内する板状の支持案内部材４３とから成っている。
レール支持部材４１は、ガイドレール２１のチャンネル状溝の後端部から挿入される挿入部４１Ｂと、挿入部４１Ｂに一体に形成されガイドレール２１の外側に配置される本体部４１Ｃとから成る。挿入部４１Ｂの貫通孔４１Ａとガイドレール２１のチャンネル状溝の底壁の貫通孔２０Ｂは、支持案内部材４３の弧状に湾曲した長溝（スリット）４４を通して挿通される取付ピン４２により一体に連結される。

支持案内部材４３は、図示しない固定部材によりシートＳ側面に固定されている。支持案内部材４３にはピン６２の取付孔４３Ａが設けられており、後述するロック機構６０のロック部材６１を貫通させたピン６２をこの取付孔４３Ａに挿入する。これにより、ロック部材６１を支持案内部材４３に回動可能に取り付ける。また、支持案内部材４３には、ロック部材６１がピン６２の回りで上向きモーメントを受けて上方に回動する際に、その回動の規制部となる突起（ストッパ）４５が設けられている。
なお、レール支持部材４１をガイドレール２１の前端部に配置して、後述するガイドレール駆動機構５０により、後端部をシートＳの側面に回動可能に連結したガイドレール２１の前端部を持ち上げる構造にしてもよい。また、通常時にガイドレール２１が水平であることは必須ではなく、取付性や、他の部品との位置関係を考慮して多少傾斜した姿勢で配置し、緊急時にガイドレール駆動機構５０により所望の傾斜姿勢に姿勢を変更してもよい。

ガイドレール駆動機構５０は、ピストンロッド５１を備えたシリンダ５２と、シリンダ５２にガスを供給するガスジェネレータ５３から成っている。ガイドレール駆動機構５０は、エアバッグ装置やプリテンショナと同様に、車両の急停止（緊急状態発生）と同時に、急激な慣性力を検知して作動する図示しないコントローラユニットの出力信号で作動する。
シリンダ５２はレール支持部材４１上に配置され、そのピストンロッド５１の下面はレール支持部材４１に当接している。したがって、緊急時にガスジェネレータ５３が作動すると、発生するガスの圧力によりピストンロッド５１が下降し、ピストンロッド５１の下降にしたがってレール支持部材４１が下降する。即ち、ガイドレール駆動機構５０は、バックル案内部材２０を、通常時における水平な姿勢（通常姿勢又は初期姿勢）から緊急時における前方を高く、後方を低くした傾斜姿勢に変更させる。同時に、ガイドレール駆動機構５０により、バックル案内部材２０の後端部は、肩ベルト１０Ａ及び腰ベルト１０Ｂを装着した乗員Ｍから離れる方向に下降する。

ガイドレール２１のロック機構６０は、ピン６２により支持案内部材４３に回動可能に取り付けられたロック部材６１と、ロック部材６１を貫通させたピン６２による回動中心よりも下方で、支持案内部材４３の側面におけるロック部材６１よりも後方に取り付けたばね受け６４との間に配置され、ロック部材６１にピン６２の回りで上向きのモーメントを作用させる付勢手段（ここではコイルスプリング６３）を有する。
通常時において、レール支持部材４１は、レール支持部材４１もしくは取付ピン４２と、支持案内部材４３との間に設けられて、緊急時にガイドレール駆動機構５０が作動した際に破断される図示しない部材により、ガイドレール２１を水平な姿勢に維持する。

一方、緊急時には、後述するように、ピストンロッド５１に押されてレール支持部材４１と共に取付ピン４２が下降し、下降する取付ピン４２に押されてロック部材６１が回動し、取付ピン４２がロック部材６１を通過して、レール支持部材４１が所定位置に下降する。なおここでは、レール支持部材４１の下降量は３０ｍｍ程度である。レール支持部材４１が所定位置に下降した後は、ロック部材６１がレール支持部材４１（取付ピン４２）の上昇を阻止して、ガイドレール２１を所定の傾斜姿勢にロックする。なおここでは、ガイドレール２１の傾斜角度は１０°程度である。

図６は、バックル装置２の動作を説明するため、その要部を拡大して示した図であり、図６Ａ〜６Ｃは、通常時、緊急時におけるレール支持部材４１の姿勢変化を示す図である。
即ち、通常時においては、図６Ａに示すように、ガイドレール２１は、上述のように、水平な通常姿勢に維持されている。また、ロック部材６１は、回動規制部（突起）４５によりピン６２の回りでそれ以上、上方に回動しないように規制されている。

次に、緊急時においてガスジェネレータ５３（図５）が作動すると、ガスジェネレータ５３で発生したガスがシリンダ５２中に導入され、図６Ｂに示すように、シリンダ５２のピストンロッド５１を下方に押し出す。レール支持部材４１は下降するピストンロッド５１に押されて下降する。これにより、レール支持部材４１と一体に連結された取付ピン４２が、ロック部材６１のテーパー面６１Ａをコイルスプリング６３の付勢力に抗して押下し、ロック部材６１をピン６２の回りで反時計方向に回動させる。その間下降する取付ピン４２は支持案内部材４３に設けた弧状の長溝４４で案内される。

図６Ｃは、ピストンロッド５１が下限位置まで延出し、それに伴ってレール支持部材４１も下限位置まで下降した状態、つまりガイドレール２１がシートＳの側面に係止した取付ピン２３の回りで時計方向に回動し、シートＳの座面に対応させて前方を上方に向けて傾斜した姿勢に変化した状態を示している。
この状態では、取付ピン４２はロック部材６１を完全に通り抜けてその下側に移動する。一方、取付ピン４２の押下力から解放されたロック部材６１は、コイルスプリング６３の復元力により、時計方向に回動して回動規制部（突起）４５に当接してそれ以上、上方に回動しないように規制された元の状態に戻る。したがって、ガイドレール２１は、取付ピン２３の回りで反時計方向に回動する方向の力を受けても、取付ピン４２がロック部材６１の下面に当接しそれ以上の回動が抑制される。つまり、レール支持部材４１、したがってガイドレール２１はシートＳの座面に対応した傾斜姿勢に保持される。
なお、説明が前後するが、ピストンロッド５１の下降位置は、その下限において、上述のように、ガイドレール２１の姿勢がシートＳの座面に対応した傾斜姿勢になるよう予め設定されている。

図７は、緊急時に本シートベルト装置１のシートベルト１０を装着した乗員Ｍの状態、即ち腰ベルト１０Ｂにより腰の回りが保持され、上半身が慣性力により肩ベルト１０Ａに保持されつつ前方に傾斜した状態、及びその状態で肩ベルト１０Ａから乗員Ｍに作用する荷重の成分を示した図である。なお、ガイドレール２１は、図示のようにシートＳの座面に対応した傾斜姿勢に保持されている。
車両が急停止する緊急時には、乗員Ｍに対し前方に押し出す方向の慣性力が作用するが、乗員Ｍの腰は腰ベルト１０Ｂにより保持されているため、図示のように乗員Ｍは上半身が肩ベルト１０Ａに保持されつつ前方へ傾斜し、かつそれと共にバックル１６の移動範囲内において腰が前方に移動することにより体全体も前方に移動する。

本バックル装置２では、乗員Ｍが受ける荷重は、肩ベルト１０Ａでは、乗員Ｍの後ろ側（上方）に向かう上荷重Ｆ１と、バックル１６側（下方）に向かう下荷重Ｆ２の成分をもつ。バックル１６に作用する荷重には、下荷重Ｆ２の反力に加え腰ベルト１０Ｂからの荷重成分も加わり、それらの合力における、傾斜したガイドレール２１の長手方向への分力の作用により、バックル１６と一体に取り付けたバックル取付部材３４のランナ３５が、前上方に傾斜したガイドレール２１のチャンネル状の溝中を摺動する。

次に、本発明の第２の実施形態に係るシートベルト装置について説明する。
図８は、第２の実施形態のシートベルト装置１Ａの通常時における状態を概略的に示す図である。図９は、シートベルト装置１Ａの緊急時における状態を概略的に示す図である。
本バックル装置２Ａは、第１の実施形態のシートベルト装置１Ａのバックル装置２と同様の構造であるが、図７に示すように、バックル案内部材２０のガイドレール２１が、通常時からシートＳの前方への傾斜に対応させて前方に向かって上向きに傾斜した状態でシートＳの側面に固定されている点で、第１の実施形態のバックル装置２とは相違している。

図８に示す通常の状態において、車両が急停止するなどの緊急事態が発生すると、図９に示すように乗員Ｍが前方へ移動し、バックル１６は前方に移動する乗員Ｍに引っ張られて、前方に移動するに従って上方に移動するように、シートＳの座面の傾斜に対応して傾斜させたガイドレール２１に案内されて移動する。
そのバックル装置２Ａのその他の構造は、第１の実施形態のものと同様であるので、同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
なお、図示を省略しているが、バックル装置１Ａにおいても、第１の実施形態におけると同様のエネルギー吸収機構が備えられている。その取付構造などは、第１の実施形態におけるバックル装置と同様である。

以上、本発明の第１、第２の実施形態のシートベルト装置１、１Ａ及びそのバックル装置２、２Ａについて説明したが、これらのバックル装置２、２Ａによれば、以下のような作用効果が得られる。
ガイドレール２１は、バックル１６が前方に移動するに従って上方に移動するように傾斜しているので、各ベルトからバックル１６に作用する荷重の方向とガイドレール２１の長手方向との成す角度を、ガイドレールが水平に取り付けられた従来のバックル装置に比べて小さくすることができ、したがって、各ベルトからバックル１６に作用する荷重により、ランナ３５に加わるガイドレール２１の長手方向に対して垂直方向の分力の増大を抑制することができる。これにより、ランナ３５がガイドレール２１の溝内面に押し付けられる荷重の増加が抑制されるので、ランナ３５が摺動する際の抵抗の増加が抑制され、バックル１６をスムーズに移動させることができる。

また、シートに着座した乗員Ｍの移動方向とバックル及びバックル取付部材の移動方向を一致させるため、前方に移動しても乗員Ｍとバックル１６との上下方向の位置関係が変化しない。そのため、乗員Ｍが従来のバックル装置のように、緊急時に前方に移動するに伴ってバックルが乗員Ｍに対して相対的に下方へ移動して、腰ベルトが下方に引っ張られて、それにより乗員Ｍがシートに押し付けられて抵抗が増加する要因となり、その結果乗員Ｍの移動が不十分となる、ということがなく、拘束された状態で限定された移動量の範囲内で、乗員Ｍが移動エネルギーを吸収されつつスムーズに前方へ移動できる。これらにより、後述する肩ベルト１０Ａの上方と下方がなす角度の低減を抑制し、シートベルト１０を介して乗員Ｍに作用する荷重の上昇を抑制する効果を十分に得ることができる。

また、ガイドレール２１に案内されることによる、バックル１６の前方への移動に伴う前上方への移動により、乗員Ｍの前方への移動に伴い必要となる各ベルト長の増加を抑制することができる。これにより、シートベルト装置１、１Ａのリトラクタ１２が、緊急時に所定の肩ベルト１０Ａの荷重が所定以上になった際に、所定荷重の抵抗を与えつつシートベルト１０を繰り出すエネルギー吸収機構を備えている場合において、必要とされるシートベルト１０を繰り出す長さが低減でき、リトラクタ１２の小型化を図ることが出来る。
また、前記従来のバックル装置においては、円形にした金属線材やＵ字状に屈曲させた金属板を塑性変形させて緊急時における乗員Ｍの移動エネルギーを吸収しているが、構造が複雑であり取付のための作業も煩雑である。これに対し、本実施形態では、管状部材同士を嵌合させただけの簡易な構成であるため、従来のものと比べて低コストであり動作が確実である。

第１の実施形態では、上述の作用効果に加え、緊急時にガイドレール２１の後端部を通常（初期）位置から下降させバックル１６を乗員Ｍに対して下方に移動させるため、各ベルトの乗員Ｍに対するゆるみを除去することができると共に、緊急時においてシートベルトによる乗員Ｍの拘束を早め、シートベルト装置１による乗員Ｍの拘束性能を高めることができる。また、通常時におけるバックル１６の位置は乗員Ｍに近い位置に配置されるので、通常時にはタング３のバックル１６への着脱操作が容易となる。つまり、通常時のバックル１６の位置は、操作性を考慮した位置とすることができる。

また、第２の実施形態のバックル装置２Ａは、第１の実施形態のバックル装置２に比べて、構造が簡単であり、全体としてコストの低廉化が図れるなどの効果がある。

ここで、肩ベルト１０Ａから乗員Ｍに作用する荷重（乗員Ｍに作用する慣性力をシートベルトが受けることによる反力）についてその計算例を示す。
図１０Ａ、図１０Ｂは、バックル１６がシートＳの側面に直接取り付けられているバックル装置１０２を備えたシートベルト装置１０１を示す図であり、バックル案内部材２０を備えていない。これにより、図１０Ａで示す通常時に対して、バックル１６は緊急時に図１０Ｂに示すように前方に移動せずに、シートＳへの取り付け部分を中心に前方へ回転可能に取り付けられている。
図７、図１０Ｂでは、肩ベルト１０Ａの上方の荷重をＦ１とし、肩ベルト１０Ａの下方の荷重をＦ２としており、荷重Ｆ１の作用する方向と、荷重Ｆ２の作用する方向とがなす角度（肩ベルト１０Ａの上方と、肩ベルト１０Ａの下方とがなす角度）をαとしている。

図１０Ｂに示す、バックル案内部材２０を用いずにバックル１６を前方に移動しないように固定したバックル装置１０２と、図７、図９に示すバックル案内部材２０を用いたバックル装置２、２Ａとを比較すると、バックル１６を固定した場合には緊急時における乗員Ｍの移動は腰の移動をほとんど伴わず、上半身が肩ベルト１０Ａに保持されつつ大きく前方へ傾斜することで、肩ベルト１０Ａの上方と下方とがなす角度αが小さくなっており、バックル１６を移動させる場合の方が、上荷重Ｆ１と下荷重Ｆ２のなす角度αが大きくなることが分かる。

図１１Ａは、本実施形態に係るバックル装置２を用い、緊急時（車両の衝突時）において肩ベルト１０Ａに作用する荷重Ｆ１の最大値、荷重Ｆ２の最大値をＣＡＥ（computer aided engineering）解析により算出し、それらの合力（肩ベルト１０Ａから乗員Ｍに作用する最大荷重）Ｆ３を算出したときの一例を示すデータをまとめた表である。なお、ＣＡＥ解析ソフトとしては、MADYMO（TASS International株式会社）を用いた。
即ち、図１１Ａは、緊急時を想定して、（i）バックル１６を固定した場合と、(ii)５１ｍｍ移動させる場合と、（iii）６７ｍｍ移動させる場合とについて、それぞれ肩ベルト１０Ａから乗員Ｍに作用する最大荷重（合力Ｆ３）を求めた結果を示している。ここで、(ii)と（iii）とのバックル１６の移動量の差は、乗員Ｍの移動エネルギーを吸収する際にエネルギー吸収部材３１が発生させる、圧入部材３２の移動に対する抵抗力（荷重）の違いによるものであり、(ii)に対して（iii）の抵抗力は低く設定されており、乗員Ｍの移動エネルギーを吸収する際の移動量が大きくなっている。図１１Ａからは、バックル１６が移動しない（i）に対して、バックル１６が移動する(ii)と（iii）の方が角度αが大きいことが分かり、(ii)と（iii）とを比較すると、バックル１６の移動量の大きい（iii）の方が角度αが大きいことが分かる。また、肩ベルト１０Ａの下方の荷重Ｆ２の最大値は、バックル１６の移動量が大きくなるにつれて小さくなることが分かる。
ここで、肩ベルト１０Ａの上方の荷重をＦ１とし、肩ベルト１０Ａの下方の荷重をＦ２としたとき、その合力Ｆ３は図１１Ｂの関係で表され、次の式１で表される。
Ｆ３＝（Ｆ１^２＋Ｆ２^２−２Ｆ１×Ｆ２×ｃｏｓ（π−α））^１／２・・・（式１）
但し、αは上方の荷重Ｆ１と下方の荷重Ｆ２のなす角度である。

即ち、(i)バックル１６を固定した場合では、衝突を想定した所定の条件下におけるモデルでの解析値で肩ベルト１０Ａの上荷重Ｆ１の最大値は２.４５ｋＮ（キロニュートン）、肩ベルト１０Ａの下荷重Ｆ２の最大値は２.８５ｋＮであった。また、このときの角度αは解析結果から６６．４°であった。
したがってその合力Ｆ３の最大値は式（１）により４.４４ｋＮと計算される。
（ii）バックル１６を５１ｍｍ移動させる場合は、同様に肩ベルト１０Ａの上荷重Ｆ１の最大値は２.４４ｋＮ、肩ベルト１０Ａの下荷重Ｆ２の最大値は２.３７ｋＮ、角度αは６８．０°であった。
したがって、その合力Ｆ３の最大値は３.９９ｋＮと算出される。
（iii）バックル１６を６７ｍｍ移動させる場合は、肩ベルト１０Ａの上荷重Ｆ１の最大値は２.４４ｋＮ、肩ベルト１０Ａの下荷重Ｆ２の最大値は１.９７ｋＮ、角度αは７９．１°であった。
したがって、その合力Ｆ３の最大値は３.４１ｋＮと算出される。
以上から明らかなように、緊急時におけるバックル１６の移動量が拡大するのに伴い、肩ベルト１０Ａの上方と下方がなす角度αは大きくなり、乗員Ｍに作用する荷重Ｆ３の最大値は低減されることが分かる。つまり、緊急時において、シートベルトを装着した乗員Ｍをスムーズに前方に移動させ、乗員Ｍの移動エネルギーを安定した抵抗力で吸収できるようにすることにより、肩ベルト１０Ａの上方と下方がなす角度αの低下を抑制し、シートベルトを介して乗員Ｍに作用する荷重の上昇を抑制できることが分かる。

１、１Ａ・・・シートベルト装置、２、２Ａ・・・バックル装置、３・・・タング、３Ａ・・・挿通孔、１０・・・シートベルト、１０Ａ・・・肩ベルト、１０Ｂ・・・腰ベルト、１２・・・リトラクタ、１４・・・スルーアンカ、１６・・・バックル、１８・・・ラップアンカ、２０・・・バックル案内部材、２１・・・ガイドレール、３０・・・エネルギー吸収機構、３１・・・エネルギー吸収部材、３２・・・圧入部材、３４・・・バックル取付部材、４０・・・ガイドレール支持機構、４１・・・レール支持部材、５０・・・ガイドレール駆動機構、５１・・・ピストンロッド、５２・・・シリンダ、５３・・・ガスジェネレータ、６０・・・ロック機構、６１・・・ロック部材、Ｓ・・・シート。

Claims

一端部が車体に取り付けられるシートベルトの腰ベルトの他端部と、一端部が車体に取り付けられるシートベルトの肩ベルトの他端部が連結されるバックルと、
車体又は車両のシートに取り付けられると共に、緊急時に、腰ベルト及び肩ベルトを取り付けたバックルを車両前方へ案内するバックル案内部材と、
緊急時に、乗員の慣性力により所定値以上の荷重が前記シートベルトに加わった際に、抵抗力を伴いつつ、前記バックルを車両前方へと移動させることで乗員の移動エネルギーを吸収するエネルギー吸収機構と、
を備えたバックル装置であって、
前記エネルギー吸収機構は、塑性変形もしくは弾性変形することにより抵抗力を生じるエネルギー吸収部材を有し、
前記バックル案内部材は、シートの座面の傾斜に対応した前方を高く後方を低くした傾斜姿勢において前記バックルを案内するバックル装置。
請求項１に記載されたバックル装置において、
前記バックル案内部材を、通常時の姿勢から緊急時における前方を高く後方を低くした傾斜姿勢に変化させる駆動機構を有するバックル装置。
一端部が車体に取り付けられるシートベルトの腰ベルトの他端部と、一端部が車体に取り付けられるシートベルトの肩ベルトの他端部が連結されるバックルと、
車体又は車両のシートに取り付けられると共に、緊急時に、腰ベルト及び肩ベルトを取り付けたバックルを車両前方へ案内するバックル案内部材と、
緊急時に、乗員の慣性力により所定値以上の荷重が前記シートベルトに加わった際に、抵抗力を伴いつつ、前記バックルを車両前方へと移動させることで乗員の移動エネルギーを吸収するエネルギー吸収機構と、
を備えたバックル装置であって、
前記バックル案内部材を、通常時の姿勢から緊急時における前方を高く後方を低くした傾斜姿勢に変化させる駆動機構を有し、
前記バックル案内部材は、シートの座面の傾斜に対応した前方を高く後方を低くした傾斜姿勢において前記バックルを案内するバックル装置。
請求項２又は３に記載されたバックル装置において、
前記駆動機構は、緊急時に前記バックル案内部材の後端部を通常時の姿勢に対して下降させるバックル装置。
請求項１ないし４のいずれかに記載されたバックル装置を備えたシートベルト装置。