JP2007084021A - ウエビング巻取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエビング装着時に乗員がウエビングから受ける張力を軽減することによりウエビング装着時の快適性を向上させ、しかも車載電源への電気負荷を低減させることができるウエビング巻取装置を得る。
【解決手段】ウエビング装着解除時、最初は小型でばね定数が小さいぜんまいばね３０の付勢力でウエビング１４を巻取り、ぜんまいばね３０による巻取り動作が終了した時点（巻取り可能な程度の付勢力が及ばなくなった時点）から、駆動モータ３４を駆動させてウエビング１４を全量巻取るようにした。これにより、ウエビング装着時に乗員がウエビング１４から受ける張力も下がり、テンションリデューサ的な機能も発揮される。また、最初から駆動モータ３４を駆動させる訳ではないので、車載電源への電気付加も低減される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、モータを使ったウエビングの巻取りが可能なウエビング巻取装置に関する。

例えば、フロントシート用に装備される三点式のシートベルト装置は、乗員拘束用のウエビングの一端部が車体フロアに設けられたアンカプレートに係止されており、他端部がセンタピラー下部付近に設けられたウエビング巻取装置のスプールに係止されている。ウエビングの中間部はセンタピラー上部に設けられたショルダアンカに挿通自在に係止されており、更に当該中間部にはタングプレートが挿通されている。

乗員はタングプレートを把持してウエビング巻取装置のぜんまいばねの付勢力に抗してウエビングを引出し、タングプレートをフロントシートの側部に立設されたバックル装置へ係合させることにより、ラップ側のウエビングとショルダ側のウエビングによる三点式のシートベルト装置のウエビング装着状態となることができる。

ここで、下記特許文献１には、ウエビング装着時にはウエビングによる圧迫感を軽減することができる程度にスプリングでウエビングのスラックを巻取り、ウエビングの収納時にはモータでウエビングの巻取りを行うテンションリデューサ機能付きのモータ駆動型のウエビング巻取装置が開示されている。

なお、この技術では、バックル装置からタングプレートを離脱させると、第２マイクロスイッチがＯＮとなり、第１マイクロスイッチもＯＮになっているので、モータが駆動されるが、その際に、モータの駆動回路内に設けたコンデンサによって第２マイクロスイッチがＯＮになってもモータへの通電の開始が一定時間遅れるようになっている。これにより、ウエビングが急激に巻き取られるのを防止することができる、というものである。
実公平７−３２２９４号公報

しかしながら、上記先行技術による場合、バックルスイッチのＯＮ／ＯＦＦによってモータへの通電タイミングを決定しており、コンデンサを使ってモータの駆動タイミングを一定時間遅らせているが、その時間は僅かであり、スプリングによるウエビングの巻取りと、モータによるウエビングの巻取りとを同時に行ってしまい、車載電源への電気負荷が大きくなるという問題がある。

本発明は上記事実を考慮し、ウエビング装着時に乗員がウエビングから受ける張力を軽減することによりウエビング装着時の快適性を向上させ、しかも車載電源への電気負荷を低減させることができるウエビング巻取装置を得ることが目的である。

請求項１記載の本発明に係るウエビング巻取装置は、乗員拘束用のウエビングを層状に巻き取る巻取軸と、この巻取軸をウエビング巻取回転方向へ付勢する付勢手段と、巻取軸に駆動力伝達経路を介して接続され、駆動力を付与することにより巻取軸をウエビング巻取回転方向へ駆動回転させるモータと、このモータの駆動を制御する制御手段と、を備えたウエビング巻取装置であって、前記付勢手段による付勢力は、ウエビングを巻取軸に全量巻取りするのに必要な付勢力よりも弱く設定されており、前記制御手段は、付勢手段による付勢力では巻き取ることができないウエビングが巻取軸に全量巻取りされるようにモータを駆動回転させる、ことを特徴としている。

請求項２記載の本発明に係るウエビング巻取装置は、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、ウエビングの中間部に挿通されたタングプレートが車体又は車両用シートに支持されたバックル装置から離脱された時点から所定時間経過後に前記モータを駆動させる、ことを特徴としている。

請求項１記載の本発明によれば、乗員がウエビングを装着する際には、付勢手段の付勢力に抗してウエビングを引き出して装着すればよい。

乗員がウエビング装着状態を解除すると、付勢手段の付勢力によってウエビングが巻取軸に巻き取られていく。

ここで、本発明では、付勢手段による付勢力がウエビングを巻取軸に全量巻取りするのに必要な付勢力よりも弱く設定されているため、ウエビングは付勢力が効いている間は巻取軸に巻き取られるが、それ以上は巻き取られないことになる。しかし、本発明では、制御手段によって、付勢手段による付勢力では巻き取ることができないウエビングが巻取軸に全量巻取りされるようにモータが駆動回転されるので、最終的にはウエビングは巻取軸に巻き取られることになる。

換言すれば、付勢手段による付勢力がウエビングの巻取りに寄与している間はモータは駆動回転されないため、モータの駆動力と付勢手段による付勢力とが重複した状態でウエビングが巻き取られることがなくなる。このため、付勢手段については従来の全量巻取り型のものよりも付勢力が弱いものを使うことができる。従って、乗員のウエビング装着時に乗員に作用するウエビング張力を軽減することができ、ウエビング装着感を軽くすることができる。

しかも、付勢手段による付勢力を有効に使い切った後でモータを駆動回転させるので、ウエビングの装着解除時点或いはその近傍からモータを駆動回転させる構成に比し、モータへの通電時間を短くすることができる。従って、車載電源への電気負荷を低減することができる。

請求項２記載の本発明によれば、制御手段は、ウエビングの中間部に挿通されたタングプレートが車体又は車両用シートに支持されたバックル装置から離脱された時点から所定時間経過後にモータを駆動させるので、タングプレートがバックル装置から離脱された時点を起点としてモータを駆動回転させるタイミングが決定される。従って、モータを駆動させるタイミングを計るための特別な機構やセンサを設ける必要がない。

以上説明したように、請求項１記載のウエビング巻取装置は、乗員拘束用のウエビングを層状に巻き取る巻取軸と、この巻取軸をウエビング巻取回転方向へ付勢する付勢手段と、巻取軸に駆動力伝達経路を介して接続され、駆動力を付与することにより巻取軸をウエビング巻取回転方向へ駆動回転させるモータと、このモータの駆動を制御する制御手段と、を備えており、付勢手段による付勢力をウエビングを巻取軸に全量巻取りするのに必要な付勢力よりも弱く設定すると共に、制御手段によって付勢手段による付勢力では巻き取ることができないウエビングが巻取軸に全量巻取りされるようにモータを駆動回転させる構成としたので、ウエビング装着時に乗員がウエビングから受ける張力を軽減することによりウエビング装着時の快適性を向上させ、しかも車載電源への電気負荷を低減させることができるという優れた効果を有する。

請求項２記載の本発明に係るウエビング巻取装置は、請求項１記載の発明において、制御手段は、ウエビングの中間部に挿通されたタングプレートが車体又は車両用シートに支持されたバックル装置から離脱された時点から所定時間経過後にモータを駆動させることとしたので、モータを駆動させるタイミングを計るための特別な機構やセンサを設ける必要がなく、その結果、低コストでウエビング（全量）巻取りシステムを成立させることができるという優れた効果を有する。

以下、図１及び図２を用いて、本発明に係るウエビング巻取装置の一実施形態について説明する。

図１は、本実施形態に係るウエビング巻取装置１０の概略構成を側面視で描いたものである。なお、この図では、各部品を簡略・模式化して描いている。

この図に示されるように、ウエビング巻取装置１０は、平面視でコ字状に形成されたフレーム１２を備えている。このフレーム１２がセンタピラーの下部等にボルトで固定されることにより、ウエビング巻取装置１０が車体側へ取り付けられている。

上記フレーム１２の両側部１２Ａは互いに平行に延出されており、これらの両側部１２Ａ間に乗員拘束用のウエビング１４を層状に巻き取る巻取軸１６が回転可能に軸支されている。なお、図示は省略するが、フレーム１２の一方の側部１２Ａの外側には樹脂カバーが取り付けられており、このカバーの中に付勢手段としてのぜんまいばね３０が収容されている。ぜんまいばね３０の内端３０Ａは巻取軸１６の軸方向の端部（後述する連結軸１８のスプリング係止部１８Ａ）に係止されており、ぜんまいばね３０の外端３０Ｂは前記樹脂カバーに係止されている。これにより、ぜんまいばね３０は、巻取軸１６を常時ウエビング巻取回転方向（矢印Ａ方向）へ回転付勢している。

フレーム１２の他方の側部１２Ａの外側には、加速度センサを含んで構成された図示しない周知のイナーシャロック機構（ＥＬＲ）が配設されている。従って、車両急減速時になると、加速度センサのボールが転動し、パウルが押し上げられ、図示しないＶギヤ（ロック輪）のウエビング引出方向回転が停止される。これにより、ロックプレートが半径方向外側へ移動し、ロック部材に係合してロック状態となり、巻取軸１６のウエビング引出方向回転が停止されるようになっている。

上記巻取軸１６の軸方向の端部側には、角柱状に形成されかつ軸芯部に小径軸状のスプリング係止部１８Ａが形成された連結軸１８が同軸的かつ一体的に取り付けられている。さらに、この連結軸１８を包囲するかたちで図示しないクラッチケースがフレーム１２の一方の側部１２Ａに取り付けられている。

クラッチケース内には、ギヤホイール２０、ラチェット２２、一対のクラッチパウル２４、図示しないスライダ（係合解除部材）、捩じりコイルスプリング２６といったクラッチ機構を構成する機能部品が収容されている。

ラチェット２２は円盤状に形成されており、その軸芯部には前記連結軸１８が嵌合可能な角穴２８が形成されている。この角穴２８に連結軸１８が嵌合された状態でラチェット２２が巻取軸１８に保持されている。従って、巻取軸１６が回転すると、ラチェット２２も一体に回転する。

また、ギヤホイール２０の外周部にはウォーム歯２０Ａが形成されており、減速機構４０を介して駆動モータ３４の駆動力が付与されるようになっている。具体的には、駆動モータ３４の出力軸３４Ａには出力ギヤとなるピニオン４２が固着されており、このピニオン４２が減速機構４０の大径ギヤ４４と噛み合っている。大径ギヤ４４の支軸４６にはウォームギヤ４８が固着されており、かかるウォームギヤ４８がギヤホイール２０の外周部のウォーム歯２０Ａと噛み合っている。

さらに、ギヤホイール２０の側面には、クラッチパウル２４が支軸３２回りに揺動可能に軸支されている。従って、ギヤホイール２０が巻取軸１６回りに回転すると、クラッチパウル２４も一体に巻取軸１６の外周を旋回するようになっている。また、支軸３２には、広義には付勢手段として把握される捩じりコイルスプリング２６が巻装されている。捩じりコイルスプリング２６の一端部はクラッチパウル２４に係止されており、他端部はギヤホイール２０の側面に係止されている。従って、捩じりコイルスプリング２６は、係合部２４Ａがラチェット２２のラチェット歯２２Ａに噛み合う方向（矢印Ｂ方向）へ常時クラッチパウル２４を回転付勢している。

なお、駆動モータ３４の非作動時には、上記クラッチパウル２４の係合部２４Ａがラチェット２２のラチェット歯２２Ａに噛み合うことがないように、図示しないスライダ（係合解除部材）がクラッチパウル２４の基端部２４Ｂに干渉することで、クラッチパウル２４を非係合位置（支軸３２回りに矢印Ｂ方向と反対方向へ所定角度回転した位置）に保持している。

また、上述した駆動モータ３４は、制御手段としてのシートベルト制御ＥＣＵ５０と接続されており、その作動が制御されている。さらに、シートベルト制御ＥＣＵ５０には、車体フロア又は車両用シートの側部に立設状態で支持されたバックル装置内に設けられたバックルスイッチ５２が接続されている。

さらに、本実施形態では、前述したぜんまいばね３０の付勢力が、ウエビング１４を巻取軸１６に全量巻取りするのに必要な付勢力よりも弱く設定されている。つまり、本実施形態に係るウエビング巻取装置１０では、この種のウエビング巻取装置において通常使用されるぜんまいばねよりも、径が小さくばね定数が弱いものが使用されている。

（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

乗員がウエビング１４を装着する前の状態では、クラッチパウル２４の係合部２４Ａは、捩じりコイルスプリング２６の付勢力に抗してスライダによってラチェット２２のラチェット歯２２Ａと係合しない位置に保持されている。従って、巻取軸１６が回転してもギヤホイール２０が回転することはない。

このため、乗員はウエビング１４に挿通されたタングプレートを引っ張って、ウエビング１４をウエビング巻取装置１０の巻取軸１６からぜんまいばね３０の付勢力に抗して引き出し、バックル装置に係合させることにより、三点式シートベルト装置のウエビング装着状態になることができる。なお、タングプレートをバックル装置に係合させると、バックルスイッチ５２がＯＮになり、シートベルト制御ＥＣＵ５０へ装着検知信号が入力される。

その後、降車時等において乗員がバックル装置のレリーズボタンを押すと、タングプレートがバックル装置から離脱されて乗員のウエビング装着状態が解除されると共に、ウエビング１４が巻取軸１６に巻き取られていく。

ここで、図２を用いて詳細に説明すると、本実施形態では、小型で付勢力が弱いぜんまいばね３０が使用されているため、ウエビング装着状態を解除した時点では、ウエビング１４の巻取りに必要な付勢力（ベルト巻取り力）Ｆ以上の付勢力を有している。このため、ぜんまいばね３０の付勢力によって、ウエビング１４は巻取軸１６に所定量巻き取られていく。

このときには、タングプレートがバックル装置から離脱された時点でバックルスイッチ５２がＯＦＦになり、シートベルト制御ＥＣＵ５０へ装着解除信号が入力される（または、装着検知信号の入力がされなくなる）。これにより、シートベルト制御ＥＣＵ５０では、タイマを起動させて所定時間Ｔを計測し、所定時間Ｔを経過するまで駆動モータ３４を非作動状態に維持する。なお、この所定時間Ｔとは、小型で付勢力が弱いぜんまいばね３０を使ってウエビング１４を巻き取っていった場合に、付勢力（ベルト巻取り力）が巻取りに必要なベルト巻取り力Ｆに達するまでの時間のことである。

上記の如くしてぜんまいばね３０の付勢力のみによってウエビング１４を巻き取っていくと、リトラクタ部のベルト巻取り量がＬになった時点で、ウエビング１４の巻取り動作が停止される。ぜんまいばね３０によるウエビング巻取り動作が一旦停止された時点というのは、所定時間Ｔが経過したときであるので、シートベルト制御ＥＣＵ５０によって駆動モータ３４が駆動回転される。これにより、駆動モータ３４によるウエビング１４の巻取りが開始される。

駆動モータ３４が正転駆動してピニオン４２が図１の反時計方向（矢印Ｃ方向）へ回転されると、ピニオン４２と噛み合っている減速機構４０の大径ギヤ４４が反対方向へ減速回転し、大径ギヤ４４と支軸４６を共有するウォームギヤ４８が大径ギヤ４４と同一方向（矢印Ｄ方向）へ回転される。これにより、ギヤホイール２０が、ウエビング巻取回転方向である矢印Ａ方向（ウォームギヤ４８の回転方向と反対方向）へ回転される。ギヤホイール２０が矢印Ａ方向へ回転すると、クラッチパウル２４とスライダとの係合状態が解除されて、クラッチパウル２４の係合部２４Ａがラチェット２２のラチェット歯２２Ａに噛み合い、巻取軸１６との駆動力伝達経路が接続される。その結果、ウエビング１４は駆動モータ３４の駆動力によって巻取軸１６に全量巻き取られていく。

なお、駆動モータ３４は、ウエビング１４の全量巻取りに必要な時間が経過すると、シートベルト制御ＥＣＵ５０によって自動的に通電が停止され、ウエビング１４の巻取り動作が停止されるようになっている。

上記を換言すれば、本実施形態では、ぜんまいばね３０による付勢力がウエビング１４の巻取りに寄与している間は駆動モータ３４は駆動回転されないため、駆動モータ３４の駆動力とぜんまいばね３０による付勢力とが重複した状態でウエビング１４が巻き取られることがなくなる。更に換言すれば、本実施形態では、ぜんまいばね３０の付勢力を使えるところまで使い、巻取軸１６のウエビング巻取方向回転が一旦停止された後に、駆動モータ３４によって巻取軸１６のウエビング巻取方向回転が再開される。

これにより、従来の全量巻取り型のものよりも付勢力が弱いぜんまいばね３０を使うことが可能となる。従って、乗員のウエビング装着時におけるウエビング１４の引出し操作力も軽くなり、ウエビング装着後は乗員に作用するウエビング張力を軽減して、ウエビング装着感を軽くすることができる（即ち、テンションリデューサとしての機能が得られる）。

しかも、ぜんまいばね３０による付勢力を有効に使い切った後で駆動モータ３４を駆動回転させるので、駆動モータ３４への通電時間を短くすることができる。従って、車載電源への電気負荷を低減することができる。

以上より、本実施形態に係るウエビング巻取装置１０によれば、ウエビング装着時に乗員がウエビング１４から受ける張力を軽減することによりウエビング装着時の快適性を向上させ、しかも車載電源への電気負荷を低減させることができる。

また、本実施形態に係るウエビング巻取装置１０では、ウエビング１４の中間部に挿通されたタングプレートが車体フロア又は車両用シートに支持されたバックル装置から離脱された時点（バックルスイッチ５２がＯＮ信号からＯＦＦ信号に変わった時点）から所定時間（Ｔ）経過後に駆動モータ３４を駆動させるので、タングプレートがバックル装置から離脱された時点を起点として駆動モータ３４を駆動回転させるタイミングが決定される。従って、駆動モータ３４を駆動させるタイミングを計るための特別な機構やセンサを設ける必要がない。その結果、本実施形態によれば、低コストでシステムを成立させることができる。

さらに、本実施形態に係るウエビング巻取装置１０では、仮に駆動モータ３４への電源確保がなされない場合でも、ぜんまいばね３０によるウエビング１４の巻取り動作はなされるので、ウエビング１４の未格納又は格納不足によるウエビング１４のドアへの挟み込みを防止できるというメリットもある。

なお、上述した本実施形態では、駆動モータ３４を駆動させるタイミングをぜんまいばね３０によるウエビング１４の巻取りが終了した時点（巻き取らなくなった時点）であるＴに設定したが、これに限らず、ぜんまいばね３０によるウエビング１４の巻取り動作が停止してから数秒後に駆動モータ３４を駆動させるようにしてもよい。

また、上述した本実施形態では、シートベルト制御ＥＣＵ５０のタイマによって所定時間Ｔを計測し駆動モータ３４の駆動タイミングを設定したが、これに限らず、巻取軸１６側にウエビング１４の巻取り量を検知するベルト巻取り量検知装置５４（図１参照）を設定してぜんまいばね３０によるウエビング巻取り量が所定量に達した時点で、駆動モータ３４を駆動させるようにしてもよい。この場合のベルト巻取り量検知装置５４としては、巻取軸１６の軸部外周へ板ばねを弾性的に圧接させておく構成等が利用可能である。

本実施形態に係るウエビング巻取装置の全体構成を示す側面図である。 本実施形態に係るウエビング巻取装置の制御内容を表現したグラフである。

符号の説明

１０ ウエビング巻取装置
１４ ウエビング
１６ 巻取軸
１８ 連結軸（巻取軸）
２０ ギヤホイール（駆動力伝達経路）
２２ ラチェット（駆動力伝達経路）
２４ クラッチパウル（駆動力伝達経路）
２６ 捩じりコイルスプリング（駆動力伝達経路）
３０ ぜんまいばね（付勢手段）
３４ 駆動モータ
４０ 減速機構（駆動力伝達経路）
４２ ピニオン（駆動力伝達経路）
４４ 大径ギヤ（駆動力伝達経路）
４８ ウォームギヤ（駆動力伝達経路）
５０ シートベルト制御ＥＣＵ（制御手段）
５２ バックルスイッチ

Claims (2)

1. 乗員拘束用のウエビングを層状に巻き取る巻取軸と、
   この巻取軸をウエビング巻取回転方向へ付勢する付勢手段と、
   巻取軸に駆動力伝達経路を介して接続され、駆動力を付与することにより巻取軸をウエビング巻取回転方向へ駆動回転させるモータと、
   このモータの駆動を制御する制御手段と、
   を備えたウエビング巻取装置であって、
   前記付勢手段による付勢力は、ウエビングを巻取軸に全量巻取りするのに必要な付勢力よりも弱く設定されており、
   前記制御手段は、付勢手段による付勢力では巻き取ることができないウエビングが巻取軸に全量巻取りされるようにモータを駆動回転させる、
   ことを特徴とするウエビング巻取装置。
2. 前記制御手段は、ウエビングの中間部に挿通されたタングプレートが車体又は車両用シートに支持されたバックル装置から離脱された時点から所定時間経過後に前記モータを駆動させる、
   ことを特徴とする請求項１記載のウエビング巻取装置。

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