CN111231887A - 安全带卷绕装置 - Google Patents

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CN111231887A CN201911180172.0A CN201911180172A CN111231887A CN 111231887 A CN111231887 A CN 111231887A CN 201911180172 A CN201911180172 A CN 201911180172A CN 111231887 A CN111231887 A CN 111231887A
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大胁知也
斋藤拓宏
山田和弘
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Abstract

本发明涉及安全带卷绕装置,其将加速度用于控制,并且抑制电气式工作的锁止机构中噪声的影响。安全带卷绕装置(10)具备:带轴(20),能够供安全带卷绕;锁止爪(26),通过进行工作由此限制带轴(20)向拉出方向的旋转;以及工作机构,随着电磁促动器(60)的驱动而使锁止爪(26)工作。而且,控制装置(100)获取安全带(22)的加速度来计算该加速度的跃度,并且在该加速度超过加速度阈值且该跃度超过跃度阈值的情况下,使电磁促动器(60)驱动,以便锁止爪(26)进行工作。

Description

安全带卷绕装置
技术领域
本发明涉及供佩戴于乘客的安全带卷绕的安全带卷绕装置。
背景技术
在专利文献1中公开了具有在紧急时限制安全带拉出的锁止机构的安全带卷绕装置。该锁止机构基于来自碰撞预测装置的碰撞预测信号通过马达或者螺线管等电气单元来驱动。另外,在专利文献1中,作为成为碰撞预测装置的检测条件的物理量,例示出车辆的加速度。
专利文献1:日本特开2002-234417号公报
如上述所述,作为物理量将加速度作为检测条件的碰撞预测装置构成为,在加速度超过规定的阈值的情况下,输出碰撞预测信号。另一方面,在仅将加速度作为检测条件的情况下,存在如下情况,即,因通过传感器检测到的加速度具有噪声,尽管是实际较低的加速度,锁止机构仍工作。具体而言,如图7所示,在检测到的加速度比实际的加速度高高地突出而进行过冲的情况下,尽管实际的加速度未超过阈值,但锁止机构仍工作。
发明内容
本发明考虑到上述事实,目的在于获得一种安全带卷绕装置,其能够将加速度用于控制,并且能够抑制电气式工作的锁止机构中噪声的影响。
本发明的第一方式的安全带卷绕装置具备:卷绕轴,该卷绕轴能够供佩戴于乘客的安全带卷绕,通过向卷绕方向旋转从而卷绕上述安全带,并且通过上述安全带被拉出从而向拉出方向旋转;限制部件,该限制部件通过进行工作从而限制上述卷绕轴向拉出方向的旋转;驱动部,该驱动部通过电气驱动从而使上述限制部件的工作状态变化;以及控制部,该控制部获取上述安全带、上述乘客以及车辆中的任一方的加速度来计算出上述加速度的跃度,并且在上述加速度超过第一阈值且上述跃度超过第二阈值的情况下,控制上述驱动部,以便上述限制部件进行工作。
本发明的第二方式的安全带卷绕装置在第一方式的安全带卷绕装置的基础上,还具备检测上述卷绕轴的旋转角的旋转角传感器,上述控制部获取基于检测到的上述旋转角计算出的上述安全带的上述加速度。
本发明的第三方式的安全带卷绕装置在第二方式的安全带卷绕装置的基础上,上述控制部基于上述旋转角来修正上述安全带的上述加速度。
本发明的第四方式的安全带卷绕装置在第二方式的安全带卷绕装置的基础上,上述控制部基于上述旋转角使上述第一阈值以及上述第二阈值中的至少某一个变化。
本发明的第五方式的安全带卷绕装置在第一方式的安全带卷绕装置的基础上,还具备检测上述安全带的拉出量的拉出量传感器,上述控制部获取基于检测到的上述拉出量计算出的上述安全带的上述加速度。
本发明的第六方式的安全带卷绕装置在第一方式的安全带卷绕装置的基础上,还具备检测上述车辆的上述加速度的加速度传感器,上述控制部从上述加速度传感器获取上述加速度。
本发明的第七方式的安全带卷绕装置在第一方式至第六方式中的任一方式的安全带卷绕装置的基础上,在上述加速度低于上述第一阈值的情况下,上述控制部驱动上述驱动部,以便上述限制部件的工作停止。
发明的效果
在第一方式的安全带卷绕装置中,通过卷绕轴向卷绕方向旋转从而卷绕安全带,并且通过安全带被拉出,从而卷绕轴向拉出方向旋转。该安全带卷绕装置具备通过限制部件进行工作从而卷绕轴向拉出方向的旋转被限制的所谓锁止机构。因为该锁止机构随着电气驱动的驱动部的驱动而使工作状态变化,所以例如通过安全带因驱动部电气驱动而被限制拉出。而且,控制部构成为,在安全带、乘客以及车辆中的任一方的加速度超过第一阈值且加速度的微分值即跃度超过第二阈值的情况下,能够使限制部件工作。
这里,在获取到的加速度因噪声等的影响产生过冲而超过第一阈值的情况下,除非跃度超过第二阈值,否则控制部不使锁止机构工作。因此,在该安全带卷绕装置中,尽管实际的加速度未超过阈值但锁止机构仍工作的情况被抑制。即,根据第一方式的安全带卷绕装置,能够将加速度用于控制,并且能够抑制电气式工作的锁止机构中噪声的影响。
第二方式的安全带卷绕装置根据卷绕轴的旋转角获取安全带的加速度。根据该安全带卷绕装置,由于能够对与卷绕轴连动地旋转的任一旋转部件设置旋转角传感器,所以容易装入装置中,能够实现装置的小型化。
在第三方式的安全带卷绕装置中,控制部根据卷绕轴的旋转角获取安全带的加速度,并且基于旋转角来修正安全带的加速度。在安全带的拉出量较少、带轴的总旋转角较小的情况下,由于卷绕轴处的安全带的卷绕量较多,所以安全带的卷绕直径较大。与此相对,在安全带的拉出量较多、带轴的总旋转角较大的情况下,由于卷绕轴中的安全带的卷绕量较少,所以安全带的卷绕直径较小。因此,在没有修正安全带的卷绕直径的情况下,安全带的加速度随着安全带越被拉出而被越小地计算出。与此相对,根据该安全带卷绕装置,通过基于与安全带的卷饶量相关联的旋转角来修正安全带的加速度,由此能够基于更正确的加速度以及跃度来使锁止机构工作。
在第四方式的安全带卷绕装置中,控制部根据卷绕轴的旋转角获取安全带的加速度,并且基于旋转角使第一阈值以及第二阈值中的至少任一方变化。如上述所述,由于卷绕轴处的安全带的卷绕直径根据安全带的拉出量而变化,所以在没有修正安全带的卷绕直径的情况下,安全带的加速度随着安全带越被拉出而被越小地计算出。因此,根据该安全带卷绕装置,取代修正加速度,而修正与加速度成为比较对象的阈值,由此能够使锁止机构高精度地工作。
在第五方式的安全带卷绕装置中,将安全带的拉出量用于获取安全带的加速度。根据该安全带卷绕装置,由于不受卷绕轴处的安全带的卷绕状态的影响,所以能够使锁止机构高精度地工作。
在第六方式的安全带卷绕装置中,将车辆的加速度作为锁止机构的工作条件。根据该安全带卷绕装置,由于能够利用设置于车辆侧的加速度传感器,所以能够抑制装置的成本。
在第七方式的安全带卷绕装置中,通过仅针对加速度的控制,执行锁止机构的工作的停止条件。根据该安全带卷绕装置,通过不考虑跃度,仅基于加速度来使锁止机构的工作停止,由此即便在获取到的加速度的值不稳定的情况下,即跃度上下浮动的情况下,仍能迅速停止锁止机构的工作。
附图说明
图1是分解表示安全带卷绕装置的分解立体图。
图2是表示安全带卷绕装置的主要部分的后视图。
图3是表示W爪摆动的状态下的安全带卷绕装置的主要部分的与图2对应的后视图。
图4是表示沿着图2所示的4-4线切断得到的安全带卷绕装置的主要部分的剖面的剖视图。
图5是表示锁止机构未工作的情况下的加速度以及跃度的坐标图。
图6是表示锁止机构工作的情况下的加速度以及跃度的坐标图。
图7是表示在比较例中锁止机构工作的情况下的加速度的坐标图。
附图标记说明:
10…安全带卷绕装置;20…带轴(卷绕轴);22…安全带;26…锁止爪(限制部件);60…电磁促动器(驱动部);100…控制装置(控制部);110…旋转角传感器。
具体实施方式
(第一实施方式)
在图1中,以从后侧、外侧且从上侧的倾斜方向观察到的分解立体图示出本发明的第一实施方式的安全带卷绕装置10。此外,在图中,用箭头FR表示安全带卷绕装置10安装于车辆的状态下的车辆前侧,用箭头OUT表示车宽方向外侧,用箭头UP表示车辆上侧。另外,在以下的说明中,简单地表示前后、上下的方向的情况,是指表示车辆前后方向的前后、车辆上下方向的上下。
如图1所示,本实施方式的安全带卷绕装置10具备从车辆上侧观察形成为大致U字状的框架12。该框架12具备:背板12A,其将车宽方向作为厚度方向沿车辆上下方向延伸;以及支脚板12B和支脚板12C,它们从背板12A的车辆前后方向的两端部分别朝向车宽方向外侧弯曲延伸且相互对置地配置。另外,通过框架12的背板12A固定于车体,由此将安全带卷绕装置10设置于车体。
在支脚板12B以及支脚板12C分别形成有大致圆状的配置孔14以及配置孔16,配置孔14和配置孔16彼此在车辆前后方向对置。另外,在配置孔14的外周整体形成有构成锁止机构18的棘轮齿14A(内齿)。
在框架12的支脚板12B与支脚板12C之间设置有作为卷绕轴的大致圆柱状的带轴20,带轴20的后侧(支脚板12B侧)的一端20A配置于支脚板12B的配置孔14内,并且带轴20的前侧(支脚板12C侧)的另一端20B配置于支脚板12C的配置孔16内。由此,在使带轴20的轴向和前后方向平行的状态下,带轴20能够沿周向旋转。此外,以下简单地表示轴向、径向、周向的情况,只要没有特别说明,是指表示带轴的轴向、径向、周向。
在带轴20卡止有长条带状的安全带22(带)的基端侧,安全带22从基端侧起卷绕于带轴20。在带轴20向卷绕方向(向周向一方且向图1的箭头A的方向)旋转时,安全带22卷绕于带轴20。另一方面,在从带轴20拉出安全带22时,带轴20向拉出方向(向周向另一方且向图1的箭头B的方向)旋转。安全带22从框架12向上侧延伸突出,安全带22被佩戴于落座于未图示的车辆的座位的乘客。
在带轴20的另一端20B连结有作为卷绕施力单元的螺旋弹簧(图示省略),螺旋弹簧配置于框架12的前侧(支脚板12C的前侧)。螺旋弹簧向卷绕方向对带轴20施力,由此带轴20向卷绕方向的作用力被作用于安全带22。因此,在安全带22佩戴于乘客时,通过螺旋弹簧的作用力来消除安全带22的松动,并且在解除乘客对安全带22的佩戴时,通过螺旋弹簧的作用力将安全带22卷绕于带轴20。
另外,在带轴20的另一端20B连结有圆筒状的环21。在该环21沿着周向以等间隔配置有多个突起部21A。并且,在接近环21的位置设置有检测环21的旋转角的旋转角传感器110。该旋转角传感器110与后述控制装置100电连接。本实施方式的旋转角传感器110为磁式,能够通过与环21的突起部21A接近的磁传感器来检测磁通变化从而检测旋转角。由于如上述那样环21与带轴20连结,所以通过检测环21的角度,由此控制装置100能够获取带轴的旋转角。此外,旋转角传感器110不限定于磁式的传感器,也可以是光学式的传感器。
在带轴20的一端20A形成有该带轴20的径向外侧开放的收纳孔24。构成锁止机构18的作为限制部件的长条板状的锁止爪26以能够移动的方式被收纳在收纳孔24内。另外,在锁止爪26的一端形成有锁止齿26A。另外,在锁止爪26一体地设置有圆柱状的工作轴28,工作轴28从锁止爪26向后侧突出。
在带轴20的一端20A的轴心部一体地设置有圆柱状的旋转轴30,旋转轴30从带轴20向后侧突出,并且配置于与带轴20同轴上。
在框架12的后侧(支脚板12B的后侧)设置有构成锁止机构18的传感器机构32。
传感器机构32具备使用树脂材料来形成且前侧(支脚板12B侧)开放的大致有底圆筒状的传感器支架34,该传感器支架34固定于支脚板12B。在传感器支架34的内侧形成有圆筒状的内筒部34A(参照图4),内筒部34A配置于带轴20的同轴上。
在传感器支架34的后侧(和支脚板12B相反一侧)设置有使用树脂材料来形成且前侧开放的大致有底圆筒状的传感器罩36,传感器罩36以在内部收纳有传感器支架34的状态固定于支脚板12B。
在传感器支架34内设置有作为旋转体的V齿轮38,该V齿轮38使用树脂材料来形成且形成为后侧开放的有底圆筒状。在V齿轮38的底壁38A的轴心部立设有形成为筒状的筒状部38C,通过带轴20的旋转轴30被插入筒状部38C,由此V齿轮38能够相对于带轴20旋转。
在V齿轮38的底壁38A形成有长条的工作槽38E(参照图2以及图3),在工作槽38E插入有锁止爪26的工作轴28。在V齿轮38与带轴20的一端20A之间夹装有压缩螺旋弹簧40。而且,压缩螺旋弹簧40相对于带轴20向拉出方向对V齿轮38施力(相对于V齿轮38向卷绕方向对带轴20施力),使工作轴28与工作槽38E的长边方向一端抵接。由此,因压缩螺旋弹簧40的作用力,V齿轮38相对于带轴20向拉出方向的旋转被阻止,V齿轮38能够随着带轴20的旋转绕带轴20的旋转轴30旋转。另外,在V齿轮38的外周整体形成有棘轮齿38B(外齿)。
在V齿轮38的底壁38A立设有圆柱状的摆动轴42,摆动轴42相对于V齿轮38的中心轴线配置于径向外侧。另外,摆动轴42的中心轴线和V齿轮38的中心轴线平行。
如图2所示,作为工作部件且作为爪体的W爪44以能够摆动(位移)的方式被支承于摆动轴42。详细而言,W爪44在正面观察下形成为V齿轮38的轴心部侧开放的U字状,在该W爪44的周向(V齿轮38的周向)的中间部形成有供摆动轴42插入的摆动轴插入孔44A。另外,W爪44的周向另一侧的端部为与传感器支架34的内筒部34A前端的被卡合部34B卡合的卡合部44B。并且,在W爪44的周向另一侧,且在靠近摆动轴插入孔44A的部分嵌合有长方体状的永久磁铁61。该永久磁铁61配置为与后述励磁部64对置。
另外,在W爪44与V齿轮38之间夹装有复位弹簧46,复位弹簧46向复原方向(箭头C的方向)对W爪44施力。并且,W爪44通过复位弹簧46的作用力向复原方向的摆动被设置于V齿轮38的限制突起部38D阻止。
若V齿轮38向拉出方向旋转,则针对V齿轮38的向卷绕方向的惯性力作用于W爪44。由此,W爪44欲相对于V齿轮38向工作方向(箭头D的方向)摆动。并且,在V齿轮38急剧向拉出方向旋转时,作用于W爪44的惯性力超过复位弹簧46的作用力。由此,W爪44相对于V齿轮38向工作方向摆动,W爪44的卡合部44B与传感器支架34的被卡合部34B卡合。即,V齿轮38被W爪44卡止,由此V齿轮38向拉出方向的旋转被阻止。
如图1所示,在传感器支架34的下端部设置有加速度传感器48。加速度传感器48具备在车辆正面观察下上侧开放的大致U字状的壳体50,在壳体50的底壁上表面形成有凹状的弯曲面50A。在弯曲面50A上载置有作为惯性质量体的球状的球52,在球52的上侧载置有作为杆体的大致板状的杆54。杆54在基端以能够转动的方式支承于壳体50的侧壁,在杆54的前端的上侧配置有V齿轮38。而且,通过球52在壳体50的弯曲面50A上滚动而上升,由此杆54向上侧转动。由此,杆54的前端与V齿轮38的棘轮齿38B啮合(卡止),V齿轮38向拉出方向的旋转被阻止。
如图4所示,在传感器支架34内侧的内筒部34A的轴心部配置有连动轴62。该连动轴62配置于带轴20的旋转轴30的同轴上,且与旋转轴30连结。因此,连动轴62与带轴20连动地旋转。另外,如图2所示,在连动轴62的前侧(旋转轴30侧)的端部附近,设置有从连动轴62向摆动轴42(W爪44)侧突出的从轴向观察为扇状的励磁部64。本实施方式的连动轴62以及励磁部64是铁等金属导体,连动轴62和励磁部64形成为一体。并且,在内筒部34A以包围连动轴62的周围的方式设置有线圈66。该线圈66与后述控制装置100电连接。在本实施方式中,由设置于W爪44的永久磁铁61、设置于内筒部34A的连动轴62、励磁部64以及线圈66构成通过电磁铁的磁力进行工作的作为驱动部的电磁促动器60。
例如,在永久磁铁61的励磁部64侧是N极的情况下,通过对线圈66通电,以使连动轴62的旋转轴30侧(即励磁部64)成为N极的方式进行励磁,由此在永久磁铁61与励磁部64之间产生相斥力(参照图3箭头P)。虽然如上述所述那样通常通过复位弹簧46向复原方向(箭头C的方向)对W爪44施力(参照图2),但通过永久磁铁61和励磁部64相斥,从而W爪44欲相对于V齿轮38向工作方向(箭头D的方向)摆动。而且,若作用于永久磁铁61的相斥力超过复位弹簧46的作用力,则固定有永久磁铁61的W爪44相对于V齿轮38向工作方向摆动,W爪44的卡合部44B与传感器支架34的被卡合部34B卡合。
如上述所述,在V齿轮38向拉出方向的旋转被阻止时,若带轴20克服压缩螺旋弹簧40的作用力相对于V齿轮38向拉出方向旋转,则锁止爪26的工作轴28向V齿轮38的工作槽38E的长边方向另一端侧移动,锁止爪26向带轴20(一端20A)的径向外侧移动。由此,锁止爪26的锁止齿26A与框架12(支脚板12B)的棘轮齿14A啮合,带轴20向拉出方向的旋转被锁止(限制)。其结果是,从带轴20拉出安全带22被锁止(限制)。如以上所述,在本实施方式中,由电磁促动器60、W爪44以及V齿轮38构成使锁止爪26工作的工作机构。
此外,如图3所示,若带轴20相对于V齿轮38向拉出方向旋转,则虽然连动轴62与带轴20连动地也进行旋转,但在这种情况下,励磁部64仍配置为与设置于W爪44的永久磁铁61对置。
如图1所示,对本实施方式的安全带卷绕装置10设置有作为控制电磁促动器60的控制部的控制装置100。控制装置100除了与电磁促动器60电连接之外,至少还与旋转角传感器110电连接。旋转角传感器110始终检测带轴20的旋转角。
本实施方式的控制装置100获取在旋转角传感器110中检测到的带轴20的旋转角。另外,控制装置100根据获取到的旋转角在单位时间的变化量来计算出角速度,并且基于角速度和规定的系数(带轴20中的安全带22的基准卷绕直径)来计算并获取安全带22的加速度。另外,控制装置100对获取到的安全带22的加速度进行微分来计算出安全带22的加速度的微分值即跃度。而且,控制装置100基于计算出的安全带22的加速度以及跃度来使构成工作机构的电磁促动器60驱动。
具体而言,在本实施方式中,对加速度设定有第一阈值即加速度阈值,对跃度设定有第二阈值即跃度阈值。而且,加速度超过加速度阈值的情况并且在跃度超过跃度阈值的情况这两个条件成立的情况下,控制装置100对线圈66通电。由此,通过电磁促动器60进行驱动,W爪44与V齿轮38卡合,由此从带轴20拉出安全带22被限制。此外,框架12(支脚板12B)的棘轮齿14A允许带轴20向卷绕方向旋转,以及传感器支架34的被卡合部34B允许V齿轮38向卷绕方向旋转。
此外,在本实施方式中构成为,借助电磁促动器60,W爪44进行工作早于WSIR机构进行工作。因此,安全带22的加速度阈值被设定为低于W爪44向工作方向摆动的情况下的安全带22的加速度的值。
另一方面,在本实施方式的控制装置100中,在加速度的条件和跃度的条件这两个条件成立从而电磁促动器60进行驱动的情况下,在加速度低于加速度阈值的情况下,停止向线圈66通电,停止驱动电磁促动器60。由此,W爪44向V齿轮38的卡合被解除。
以上,在本实施方式中,由W爪44、V齿轮38以及锁止机构18构成WSIR机构,该WSIR机构因带轴20向拉出方向的旋转加速度超过规定大小而进行工作。另外,由加速度传感器48以及锁止机构18构成VSIR机构,该VSIR机构因车辆的加速度超过规定大小而进行工作。另一方面,除构成WSIR机构的W爪44、V齿轮38以及锁止机构18之外,还能通过电磁促动器60、旋转角传感器110以及控制装置100使锁止机构18电动工作。
(本实施方式的作用及效果)
接下来,说明本实施方式的作用及效果。
在以上结构的安全带卷绕装置10中,安全带22被拉动,带轴20以及V齿轮38克服螺旋弹簧的作用力向拉出方向旋转,由此安全带22从带轴20被拉出,并且成为锁止状态被乘客佩戴。
VSIR机构工作的情况如以下所述。即,在车辆突然减速时,在加速度传感器48中,球52在壳体50的弯曲面50A上滚动而上升,由此杆54向上侧转动,使前端与V齿轮38的棘轮齿38B啮合(卡止)。由此,V齿轮38向拉出方向的旋转被阻止。
另外,WSIR机构工作的情况如以下所述。即,在车辆突然减速时,乘客因惯性力而移动,由此安全带22因乘客而从带轴20被拉出,带轴20以及V齿轮38急剧向拉出方向旋转。而且,在V齿轮38急剧向拉出方向旋转时,W爪44相对于V齿轮38向工作方向摆动,W爪44的卡合部44B与传感器支架34的被卡合部34B卡合,V齿轮38向拉出方向的旋转被阻止。
如上述所述,在本实施方式中构成为,在乘客因惯性力而移动时,借助电磁促动器60而W爪44进行工作早于WSIR机构进行工作。即,WSIR机构为在包含电磁促动器60的工作机构中为产生不好状况的情况下的失效保险机构。W爪44借助电磁促动器60而进行工作的条件如以下所述。
和WSIR机构相同,在车辆突然减速时,乘客因惯性力而移动,由此安全带22因乘客而从带轴20被拉出,带轴20急剧向拉出方向旋转。而且,随着与带轴20连结的环21的旋转,旋转角传感器110检测带轴20的旋转角。如上述所述,在获取到旋转角传感器110中检测到的带轴20的旋转角的控制装置100中,计算出安全带22的加速度以及跃度。这里,控制装置100分别判定加速度是否超过加速度阈值以及跃度是否超过跃度阈值。
在图5以及图6中示出安全带22的加速度以及跃度的坐标图。此外,在图5以及图6中,坐标图的横轴是时间,纵轴是将带轴20的拉出方向设为正的安全带22的加速度以及将加速度增加的情况下设为正的跃度。虽然为了说明在相同坐标图中图示出加速度和跃度,但刻度值彼此不同。
如图5以及图6所示,在安全带22的加速度因车辆的突然减速而上升时,在控制装置100中,检测到过冲。在图5的例子的情况下,控制装置100判定为加速度超过加速度阈值。这里,在仅将加速度作为电磁促动器60的工作条件的情况下,尽管实际的加速度未超过加速度阈值,但电磁促动器60仍进行驱动。但是,本实施方式的控制装置100判定为在加速度到达加速度阈值的时刻,跃度未超过跃度阈值。因此,在控制装置100中,由于加速度的条件和阈值的条件这两个条件未成立,所以控制装置100没有使电磁促动器60驱动。
另一方面,在图6的例子的情况下,在控制装置100中判定为加速度超过加速度阈值。另外,控制装置100判定为在加速度到达加速度阈值的时刻跃度超过跃度阈值。因此,在控制装置100中,由于加速度的条件和阈值的条件这两个条件成立,所以控制装置100使电磁促动器60驱动。此时,在实际的加速度超过加速度阈值的状况下,电磁促动器60进行驱动。而且,随着电磁促动器60的驱动,W爪44相对于V齿轮38向工作方向摆动,W爪44的卡合部44B与传感器支架34的被卡合部34B卡合,V齿轮38向拉出方向的旋转被阻止。
在V齿轮38向拉出方向的旋转被阻止时,通过带轴20克服压缩螺旋弹簧40的作用力相对于V齿轮38向拉出方向旋转,从而锁止爪26的工作轴28向V齿轮38的工作槽38E的长边方向另一端侧移动,锁止爪26向带轴20的径向外侧移动。由此,锁止爪26的锁止齿26A与框架12的棘轮齿14A啮合,带轴20向拉出方向的旋转被锁止。由此,安全带22从带轴20的拉出被锁止,乘客被安全带22束缚。
另一方面,若安全带22向乘客的佩戴被解除,则带轴20以及V齿轮38通过螺旋弹簧的作用力向卷绕方向旋转,安全带22被卷绕于带轴20。
此外,在加速度的条件和跃度的条件这两个条件成立从而电磁促动器60进行驱动的情况下,在加速度低于加速度阈值的情况下,控制装置100停止电磁促动器60的驱动。由此,W爪44的卡合部44B相对于V齿轮38的被卡合部34B的卡合被解除。即,能够解除安全带22的拉出的锁止状态。
以上,在本实施方式的安全带卷绕装置10中构成为,锁止机构18随着电气驱动的电磁促动器60的驱动而工作,通过电磁促动器60电气驱动,由此安全带22的拉出被限制。而且,在本实施方式的控制装置100中构成为,在安全带22的加速度超过加速度阈值且跃度超过跃度阈值的情况下,锁止机构18工作。
这里,图7表示仅将加速度作为电磁促动器60的工作条件的情况下的比较例。该图是表示安全带22的加速度的坐标图,横轴是时间,纵轴是将带轴20的拉出方向设为正的安全带22的加速度。
如图7所示,在安全带22的加速度因车辆的突然减速而上升时,在控制装置100中,检测到过冲。在比较例的情况下,尽管实际的加速度未超过加速度阈值,但电磁促动器60仍进行驱动。即,锁止机构18以低于实际的加速度进行工作。
与此相对,在本实施方式中,即便在获取到的加速度因噪声等的影响产生过冲而超过加速度阈值的情况下,除非跃度超过跃度阈值,否则控制装置100不使锁止机构18工作(参照图5)。因此,如比较例那样尽管实际的加速度未超过阈值但锁止机构18仍工作的情况被抑制。根据本实施方式的安全带卷绕装置10,能够将加速度用于控制中,并且能够抑制电气式工作的锁止机构18中噪声的影响。
另外,如图5以及图6所示,在过冲的部分中跃度降低。因此,通过如本实施方式那样在锁止机构18的工作控制中一并使用加速度和跃度,由此能够容易进行低加速度和高加速度的切换。
另一方面,在本实施方式的安全带卷绕装置10中,通过仅针对加速度的控制,执行锁止机构18的工作的停止条件。根据本实施方式,通过不考虑跃度,仅基于加速度来使锁止机构18的工作停止,由此即便在获取到的加速度的值不稳定的情况下,即跃度上下浮动的情况下,仍能迅速地使锁止机构18的工作停止。
并且,本实施方式的安全带卷绕装置10根据带轴20的旋转角获取安全带22的加速度。根据本实施方式,由于能够对与带轴20连动地旋转的任一旋转部件设置旋转角传感器,所以容易装入装置中,能够实现装置的小型化。
(第二实施方式)
在第一实施方式中,控制装置100基于根据旋转角计算出的角速度和规定的系数来计算出安全带22的加速度。这里,虽然规定的系数是指带轴20中的安全带22的基准卷绕直径,但安全带22的卷绕直径随着带轴20中的安全带22的卷绕量增加而增加,随着安全带22的卷绕量减少而减少。因此,在第二实施方式中,构成为基于和安全带22的卷绕量相关的某旋转角来修正安全带22的加速度。
例如,控制装置100能够基于将安全带22的厚度考虑到带轴20的总旋转角中而得到的计算式来修正安全带22的加速度。另外,例如,控制装置100具备存储有与带轴20的总旋转角对应的修正值的修正表,通过应用与在旋转角传感器110中检测到的带轴20的总旋转角对应的修正值,由此能够修正安全带22的加速度。此外,控制装置100也可以在基于带轴20的旋转角来计算出带轴20中的安全带22的卷绕量之后进行修正。
在没有修正安全带22的卷绕直径的影响的情况下,安全带22的加速度随着安全带22越被拉出而越小地被计算出。与此相对,根据本实施方式的安全带卷绕装置10,通过基于和安全带22的卷绕量相关的旋转角来修正安全带22的加速度,由此能够基于更正确的加速度以及跃度来使锁止机构18工作。
(第二实施方式的变形例)
作为本实施方式的变形例,在控制装置100中,也可以代替基于旋转角来修正安全带22的加速度,而使加速度阈值以及跃度阈值中的至少任一方阶段地变化。此时,通过使用上述那样的修正表,从而能够根据旋转角来使加速度阈值以及跃度阈值变化。根据本实施方式的安全带卷绕装置10,代替修正加速度,而修正与加速度成为比较对象的阈值,由此能够使锁止机构18高精度地工作。
此外,在本实施方式的变形例中,可以修正加速度阈值以及跃度阈值的双方,也可以修正加速度阈值以及跃度阈值中的任一方。在修正带轴20中的安全带22的卷绕量的变动的情况下,仅修正加速度阈值即可。另外,在噪声的产生程度因安全带22的卷绕量而变化的情况下,通过修正跃度阈值,从而能够调整电磁促动器60驱动时的灵敏度。
(第三实施方式)
第三实施方式的安全带卷绕装置10将检测安全带22的拉出量的拉出量传感器用于锁止机构18的控制中。在本实施方式中,在框架12上部等的安全带22的路径上设置有拉出量传感器(图示省略)。作为拉出量传感器,例如能够应用激光式的位移计。另外,本实施方式的拉出量传感器与控制装置100电连接,根据由拉出量传感器获取到的安全带22的拉出量来计算并获取安全带22的加速度。此外,在本实施方式中,将向控制装置100输入的传感器从第一实施方式的旋转角传感器110替换为拉出量传感器,其余结构以及基于计算出的加速度以及跃度的控制方法和第一实施方式相同。
在本实施方式的安全带卷绕装置10中,将安全带22的拉出量用于获取安全带22的加速度。根据本实施方式,由于不受带轴20中的安全带22的卷绕状态的影响,所以能够使锁止机构18高精度地工作。
(第四实施方式)
第四实施方式的安全带卷绕装置10将检测车辆的加速度的加速度传感器用于锁止机构18的控制中。在本实施方式中,对车体设置有加速度传感器(图示省略)。该加速度传感器例如是构成预测车辆的碰撞的碰撞预测装置的传感器。本实施方式的加速度传感器与控制装置100电连接,在控制装置100中,将从加速度传感器获取到的车辆的加速度保持原样地用于与加速度阈值的判定。此外,在本实施方式中,将向控制装置100输入的传感器从第一实施方式的旋转角传感器110替换为加速度传感器,其余结构以及基于计算出的加速度以及跃度的控制方法和第一实施方式相同。
在本实施方式的安全带卷绕装置10中,将车辆的加速度作为锁止机构18的工作条件。根据本实施方式,由于能够利用设置于车辆侧的加速度传感器,所以能够抑制装置的成本。
(其他)
用于控制装置100使锁止机构18工作的控制中的传感器不限定于上述旋转角传感器、拉出量传感器以及加速度传感器。例如,在车室内设置拍摄乘客的照相机,控制装置100解析通过该照相机拍摄到的乘客的图像(追踪乘客身体上的定点等)来计算乘客的加速度。而且,控制装置100能够根据乘客的加速度以及计算出的跃度来使锁止机构18工作。
在上述各实施方式的安全带卷绕装置10中,虽然作为构成工作机构的驱动部,设置有电磁促动器60,但不限定于此,作为驱动部,也可以设置马达,通过马达使W爪44工作。
另外,虽然上述各实施方式的电磁促动器60是通过电磁铁的磁力使W爪44直接工作的部件,但不限定于此,也可以是通过可动铁芯(柱塞)的突出使W爪44工作的螺线管。
在上述各实施方式中,虽然随着作为驱动部的电磁促动器60的驱动,始终使非工作状态的锁止机构18向工作状态变化,但不限定于此。例如,也可以构成为,在电磁促动器60的驱动中,锁止机构18成为非工作状态,随着电磁促动器60的驱动停止,使锁止机构18变化为工作状态。
以上,虽然说明了本发明的实施方式,但本发明不限定于上述,除上述以外,当然还能进行各种变形来实施。

Claims (7)

1.一种安全带卷绕装置,其特征在于,具备:
卷绕轴,该卷绕轴能够供佩戴于乘客的安全带卷绕,通过向卷绕方向旋转从而将所述安全带卷绕,并且通过所述安全带被拉出从而向拉出方向旋转;
限制部件,该限制部件通过进行工作,从而限制所述卷绕轴向拉出方向的旋转;
驱动部,该驱动部通过进行电气驱动,从而使所述限制部件的工作状态变化;以及
控制部,该控制部获取所述安全带、所述乘客以及车辆中的任一方的加速度来计算出所述加速度的跃度,并且在所述加速度超过第一阈值且所述跃度超过第二阈值的情况下,控制所述驱动部,以便所述限制部件进行工作。
2.根据权利要求1所述的安全带卷绕装置,其特征在于,
所述安全带卷绕装置还具备检测所述卷绕轴的旋转角的旋转角传感器,
所述控制部获取基于被检测到的所述旋转角而计算出的所述安全带的所述加速度。
3.根据权利要求2所述的安全带卷绕装置,其特征在于,
所述控制部基于所述旋转角来修正所述安全带的所述加速度。
4.根据权利要求2所述的安全带卷绕装置,其特征在于,
所述控制部基于所述旋转角使所述第一阈值以及所述第二阈值中的至少某一个变化。
5.根据权利要求1所述的安全带卷绕装置,其特征在于,
所述安全带卷绕装置还具备检测所述安全带的拉出量的拉出量传感器,
所述控制部获取基于被检测到的所述拉出量而计算出的所述安全带的所述加速度。
6.根据权利要求1所述的安全带卷绕装置,其特征在于,
所述安全带卷绕装置还具备检测所述车辆的所述加速度的加速度传感器,
所述控制部从所述加速度传感器获取所述加速度。
7.根据权利要求1~6中的任一项所述的安全带卷绕装置,其特征在于,
在所述加速度低于所述第一阈值的情况下,所述控制部使所述驱动部驱动,以便所述限制部件的工作停止。
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