JP2001187561A - 搭乗者拘束装置用のベルトリトラクタ - Google Patents

搭乗者拘束装置用のベルトリトラクタ

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    • B65G2207/18—Crossing conveyors

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】エレクトロメカニカル的な同一の基本的設計に
より、ベルトウェブを完全に巻き戻し且つその後に引き
込める（巻き込む）ことにより作動される阻止状態によ
り荷重又はチャイルドシートを保護することや、引き出
したウェブの長さを決定するためのベルトの締結状態を
検知すること等の多岐に亙る機能を発揮できること。 【解決手段】フレーム３０と、フレーム内に回転可能に
取り付けられたベルトリール３２と、ベルトリールに接
続された電気モータ駆動装置１０と、ベルトリールを選
択的に止める係止機構と、車感知可能なセンサとを備え
ている。係止機構は、アクチュエータ３４によって作動
される。電子的制御装置には、入力インターフェース及
び出力インターフェースが設けられる。車感知可能なセ
ンサは入力インターフェースに接続され、アクチュエー
タ３４及び電気モータ駆動体１０は出力インターフェー
スに接続される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フレームと、該フ
レーム内に回転可能に取り付けられたベルトリールと、
該ベルトリールに接続された電気モータ駆動装置と、ベ
ルトリールを選択的に止める係止機構と、車感知可能な
センサとを備える搭乗者拘束装置用のベルトリトラクタ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常のベルトウェブ及び車感知可能な係
止機能部分の双方又は何れか一方に加えて、近代的なベ
ルトリトラクタには、必要な場合、追加的な機能部分が
設けられる。これらの追加的な機能の１つは、ベルトウ
ェブを完全に巻き戻し且つその後に引き込める（巻き込
む）ことにより作動される阻止状態により荷重又はチャ
イルドシートを保護することである。非常時に切換えて
係止状態に戻ることは、ベルトウェブを完全に引込ませ
ることにより行われる。別の追加的な機能は、引き出し
たウェブの長さを決定するためベルトの締結状態を検知
することである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ベルトリトラクタのか
かる追加的な機能は、機械部品を極めて複雑なものとす
ることを必要とする。特に複雑なのは、要求されるそれ
ぞれの追加的な機能に対し異なる型式のベルトリトラク
タを提供することである。
【０００４】本発明は、要求されたときに、一連の追加
的な機能を発揮することを可能にする均一な機械的な基
本設計を有する新規なベルトリトラクタを提供するもの
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によるベルトリト
ラクタは、フレームと、該フレーム内に回転可能に取り
付けられたベルトリールと、ベルトリールを選択的に止
める係止機構と、車感知可能なセンサとを備えている。
係止機構を作動させるアクチュエータが設けられてい
る。従来の引込みばねに代えて、各場合にて要求される
引込みトルクにてベルトリールに荷重を加える電気モー
タが提供される。ベルトリトラクタの機能は、入力イン
ターフェース（又はインターフェース入力部）及び出力
インターフェース（又はインターフェース出力部）を有
する電子的制御装置により制御される。車感知可能なセ
ンサは、入力インターフェースに接続され、アクチュエ
ータは、電気モータのように、出力インターフェースに
接続される。この基本的考えは、電子的制御装置が動作
するときに従うプログラムデータを適合させるだけでよ
いから、ベルトリトラクタの係止機能及び引込み機能を
それぞれの必要条件に適合させることを容易にする。更
に、色々なセンサを電子的制御装置の入力インターフェ
ースに接続することができる。該制御装置の出力信号
は、係止機構を駆動するときに考慮に入れる。同様に、
更なるアクチュエータ又は位置決め装置等を電子的制御
装置の出力インターフェースに接続することができ、ア
クチュエータ等の機能は、電子的制御装置の入力インタ
ーフェースを介してポーリングしたすなわち問合わせた
センサ信号に対応して制御される。
【０００６】好ましい実施の形態において、ベルトリト
ラクタは、従来の機械的ベルトリトラクタにおける引込
めばねの仕事を果たすのみならず、車が衝突する直前
に、ベルトウェブにプリテンション力を加えることをも
確実にする、電気モータ、特に、サーボモータを備えて
いる。
【０００７】入力インターフェースに接続されたセンサ
の１つは、好ましい実施の形態において、好ましくは、
回転方向を示す更なる信号と共に、ベルトリールの回転
を示すインクレメンタル信号すなわち増分信号を提供す
る。これらの信号は、加算／減算計数により電子的制御
装置によって分析され、ベルトリールの絶対的回転角
度、従って、引き出したベルトウェブの長さを決定す
る。
【０００８】この好ましい実施の形態において、ベルト
リトラクタは、その幾つかは要求されたときにのみ発揮
させることのできる次の機能を有している。 チャイルドシート／荷重の保護 ベルトの締結状態の検知 車感知可能にベルトリールを止めること 引込みばね 快適さのための歯車装置 係止されていない背もたれについての阻止 ベルトウェブの感知の阻止 ベルトウェブへのプリテンションの付与 均一なエレクトロメカニカルな基本的思想に基づいて、
機能の点にて相違する多数の実施の形態を本発明による
ベルトリトラクタ装置に対して提供することができる。
この機能は、電子的制御装置の入力インターフェースに
接続されたセンサにより、及び制御装置が作用するとき
に従う消去不能な記憶プログラムにより基本的に決定さ
れる。
【０００９】好ましい実施の形態は、従来のベルトリト
ラクタにて実現することのできない追加的な機能を提供
する。これらの追加的な機能の１つは、臨界的な状況、
例えば、完全にブレーキを掛けるときにベルトウェブに
用心のため張力を加えることである。高性能の電気モー
タ駆動装置を使用することにより、２５０Ｎ以上の張力
が可能となる。僅か約１２０ｍ秒の緊張時間の間に１２
０ｍｍ以上の緊張移動距離が実現可能である。かかるプ
リテンション機能により、ベルトは事故が生ずる前に、
既に撓みを取り、車の搭乗者が負傷する虞れを最小とし
且つ従来のベルトテンショナー、特に、火工型ベルトテ
ンショナーの効果を最適なものにする。
【００１０】また、ベルトウェブのプリテンション機能
は、拡張可能な拘束手段（エアバッグ）による負傷の虞
れを最小限にし得るように車の搭乗者の着席姿勢を正し
く直すためにも使用することができる。
【００１１】ベルトウェブにプリテンション力を加えた
後、再度、通常の運転状態となるとき、ベルトの緊張を
逆にすることができる。他方、ベルトウェブにプリテン
ション力を加え、その後に解放が為されたならば、ベル
トウェブに再度、新たにプリテンション力を加えること
が可能である。
【００１２】好ましい実施の形態において、電気モータ
は、ベルトリールの側部に取り付けられた歯車に対し歯
付きベルトにより連結される。該歯車は、電気モータの
駆動ピニオン歯車の直径よりも大きい直径を有する。歯
付きベルトは、荷重の関数としてベルトタイトナーの張
力下に置かれる。通常の作動時、ベルトの張力は小さ
く、このため、駆動装置は極めて静粛で且つ低磨耗にて
作用する。ベルトウェブを緊張させると、ベルトの張力
は増して、歯を飛び越すことなく力を伝達することを確
実にする。これと同時に、歯の隙間及び許容公差の点に
て最適な釣合い状態が実現される。
【００１３】採用する電気モータは、低磨耗、ブラシレ
ス４相モータであり、そのバイフィラー（ｂｉｆｉｌａ
ｒ）ステータ巻線は低整流損失を実現するものであるこ
とが好ましい。外側ロータを有するモータを使用するこ
とで、コンパクトな設計が実現される。外側ロータは、
特に、短時間の過荷重作動時、コンパクトな設計に合
う、高駆動モーメントを可能にし得るように１４極のネ
オジム磁気リングを保持することが好ましい。２つのホ
ール効果センサは、ロータの位置、回転方向を示し、こ
れに基づいて、引き出したベルトウェブの長さを示す。
【００１４】ベルトリトラクタの係止機構は、ベルトリ
ールのフランジにおける孔付きディスクと、リトラクタ
のフレームにて軸方向に変位可能に取り付けられ且つば
ね負荷が加えられた掛止めピンとから成っており、該掛
止めピンは、ベルトリールの孔付きディスクの穴内に選
択的に掛止めされる。掛止めピンが孔付きディスクの穴
内にこのように係合することは、穴に隣接する導入傾斜
路によって容易となる。掛止めピンは、電磁石により不
作動の休止位置に維持されている。不作動の状態にある
とき、掛止めピンはばね負荷により係止位置に動かされ
る。
【００１５】ベルトリトラクタの電子的制御装置は、よ
り具体的に次の必要条件を充たす。 モータの整流； トルクの制御； 過負荷の保護； ベルトリールの解放の駆動； 全ての快適さ及び安全保護機能の制御； ベルトリールの絶対的回転角度を介してベルトの実際の
引出し長さを連続的に計算すること；別個に且つ接続し
た母線（ｂｕｓ）系統（ＣＡＮ）を介して色々な接続さ
れたセンサ信号を入力すること；アイドルモード及び一
体的なＥＥＰＲＯＭを備える高速８ビット制御装置を備
えること；プリント回路板に一体化したステータを備え
ること。
【００１６】車の搭乗者拘束装置の好ましい実施の形態
において、全てのベルトリトラクタは、同一のエレクト
ロメカニカルの基本的設計を有し、実質的に、電子的制
御装置に記憶させたプログラムデータによりその機能が
決定される点のみが相違する。このように、例えば、前
側ベルトリトラクタの機能は後側ベルトリトラクタの機
能と相違する。全てのベルトリトラクタの電子的制御装
置は共通の中央センサに連結することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の更なる特徴及び利点は、
一つの好ましい実施の形態の以下の説明及び以下に参照
する添付図面から明らかになるであろう。
【００１８】図１のブロック図は、ネオジム磁気リング
を有する外側ロータである電気モータ１０を示す。該外
側ロータは、１４極となるような設計であることが好ま
しい。更に、電気モータ１０は、ブラシレス４相直流モ
ータであり、そのステータ巻線はバイフィラーすなわち
２本巻きとして設計されている。外側ロータに隣接して
２つのホール効果センサ１２、１４が配置されている。
これらのホール効果センサ１２、１４により、外側ロー
タの回転がインクレメンタルに検知され、その回転方向
も同様に検知され、このため、絶対的回転角度を決定す
ることができる。マイクロコンピュータ１６がホール効
果センサ１２、１４からの信号のうち、インターフェー
ス１８を介して複数のスイッチング信号を受け取り、ま
た、トランシーバ２０を介してＣＡＮ母線と双方向的に
更に接続されている。
【００１９】マイクロコンピュータ１６への電流の供給
は、オンボード電圧ＵBａｔから電圧調節装置２２を介
して行われる。マイクロコンピュータ１６は、ドライバ
回路２４を介して電気モータ１０のステータ巻線１０
ａ、１０ｂに信号を送る。ドライバ回路２４は、ＦＥＴ
型の高性能半導体パワースイッチを備えており、このス
イッチは、体積抵抗が極めて小さく、従って、プリント
回路板に直接取り付けることができる。更なるドライバ
回路２６を介して、マイクロコンピュータ１６は電磁石
の磁気コイル２８に信号を送り、この信号が以下に説明
するベルトリトラクタの掛止機構を作動させる。
【００２０】ベルトリトラクタは、ベルトリール３２が
間に回転可能に取り付けられた平行な脚部を有する実質
的にＵ字形のフレーム３０を備えている。フレーム３０
内でのベルトリール３２の回転を、係止爪、係止ピン又
はこれら要素の幾つかによって荷重支持状態に止めるこ
とができる。係止爪又は係止ピンは、電磁石３４により
作動される。この電磁石３４は図１に図示した磁気コイ
ル２８を備えている。
【００２１】歯付きベルトディスク３６はベルトリール
３２と、ベルトリールに関して回転しないように接続さ
れている。フレーム３０の脚部の外側部にて、支持プレ
ート３８がベルトリール３２の回転軸の周りで制限され
た回転を為し得るように取り付けられている。支持プレ
ート３８の回動動作を制限するため、支持プレートに
は、フレーム３０に固着した２つのピン４２が係合する
２つの長円形の穴４０が設けられている。支持プレート
３８には支持ピン４４を取り付け、電気モータ１０の外
側ロータ４８がこの支持ピンに取り付けられる。ロータ
は駆動ピニオン歯車４６を備えている。歯付きベルト５
０は、歯付きベルトディスク３６及び駆動ピニオン歯車
４６に装着されている。歯付きベルト５０の外周縁にて
且つ歯付きベルトディスク３６と駆動ピニオン歯車４６
との間には、フレーム３０の側脚部に回転可能に取り付
けられた緊張プーリー５２がある。フレームの側脚部に
設けられたピン５４に固定状態に設けられたばねワイヤ
ー５６は支持プレート３８を圧縮し、支持プレートに対
して図４の反時計周り方向トルクを作用させ、これによ
り、支持プレート３８は図４に図示した回動位置とな
り、この位置において、緊張プーリー５２は歯付きベル
ト５０と非係合状態となる。支持プレートは、歯付きベ
ルト５０により伝達される荷重が小さいならば、この回
動した位置となる。大きい荷重を受けたとき、歯付きベ
ルト５０の引張り応力に起因しかつばねワイヤー５６に
抗するトルクが支持プレート３８に作用する。この引張
り応力は、支持プレート３８の回動軸線に対して接線方
向への成分を有している。引張り荷重が大きければ大き
い程、この成分は増大する。支持プレート３８がばねワ
イヤー５６が作用する方向と反対方向に回動すると、歯
付きベルト５０は緊張プーリー５２の外周と係合し、こ
のため、歯付きベルト５０は伝達された荷重の増大に従
って緊張される。
【００２２】電気モータ１０のステータ５８は、完全な
信号を発生する電子的手段と共に、プリント回路板６０
に取り付けられている。プリント回路板６０は図１に図
示したホール効果センサ１２、１４も備えている。更
に、該プリント回路板は、高容量を有し且つエネルギ貯
蔵体として機能する少なくとも１つのコンデンサ６２を
備えている。プリント回路板６０は、例えば、スタッド
ボルトによりフレーム３０の側脚部に取り付けられてい
る。
【００２３】上述したベルトリトラクタの機能は、マイ
クロコンピュータ１６内で処理された入力信号により及
びそのプログラムの記憶装置内で利用可能な状態に保た
れたプログラムルーチンによって決定される。このよう
に、エレクトロメカニカル的な同一の基本的設計によ
り、極めて多岐に亙る機能を有するリトラクタを実現す
ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ベルトリトラクタの電子的制御装置のブロック
図である。
【図２】電気モータ駆動体を含むベルトリトラクタの斜
視図的な全体図である。
【図３】図２のベルトリトラクタの分解図である。
【図４】電気モータ駆動体を除去したベルトリトラクタ
の側面図である。
【図５】駆動ピニオン歯車を備える電気モータの概略図
的な軸方向断面図である。
【符号の説明】
１０ 電気モータ １０ａ、１０ｂ ス
テータ巻線 １２、１４ ホール効果センサ １６ マイクロコン
ピュータ １８ インターフェース ２０ トランシーバ ２２ 圧力調節装置 ２４、２６ ドライ
バ回路 ２８ 磁気コイル ３０ フレーム ３２ ベルトリール ３４ 電磁石 ３６ ベルトディスク ３８ 支持プレート ４０ 長円形の穴 ４２ ピン ４４ 支持ピン ４６ 駆動ピニオン
歯車 ４８ 外側ロータ ５０ 歯付きベルト ５２ 緊張プーリー ５６ ばねワイヤー ５８ ステータ ６０ プリント回路
板 ６２ コンデンサ
フロントページの続き (71)出願人 597013146 Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓｔｒ．２−８, 78315 Ｒａｄｏｌｆｚｅｌｌ，Ｇｅｒｍ ａｎｙ (72)発明者 ロルフ・デュアルシュタイン ドイツ連邦共和国74321 ビーティクハイ ム，フィンケンヴェーク 93

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フレーム（３０）と、 該フレーム（３０）に回転可能に取り付けられたベルト
    リール（３２）と、 該ベルトリール（３２）を選択的に止める係止機構と、 車感知可能なセンサと、 前記係止機構を作動させるアクチュエータと、 前記ベルトリール（３２）を駆動可能な電気モータ（１
    ０）と、 入力インターフェース及び出力インターフェースを含む
    電子的制御装置とを備える、搭乗者拘束装置用のベルト
    リトラクタにおいて、 前記車感知可能なセンサが前記入力インターフェースに
    接続され、前記アクチュエータ及び前記電気モータ（１
    ０）が前記出力インターフェースに接続されることを特
    徴とする、搭乗者拘束装置用のベルトリトラクタ。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のベルトリトラクタにお
    いて、前記制御装置に割り当てられた記憶モジュールで
    あって、前記制御装置の機能を決定したプログラムデー
    タが少なくとも一部分記憶される記憶モジュールを備え
    る、ベルトリトラクタ。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載のベルトリトラクタにお
    いて、前記アクチュエータが、前記係止機構の係止爪を
    駆動する電磁石（３４）により形成される、ベルトリト
    ラクタ。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載のベルトリトラクタにお
    いて、前記制御装置が、前記電気モータ（１０）に信号
    を送り、前記入力インターフェースに接続された複数の
    センサの信号配列が車が衝突する直前であることを示す
    とき、ベルトを緊張させる、ベルトリトラクタ。
  5. 【請求項５】 請求項３又は４に記載のベルトリトラク
    タにおいて、前記電気モータ（１０）がブラシレス４相
    直流モータである、ベルトリトラクタ。
  6. 【請求項６】 請求項３乃至５の何れかに記載のベルト
    リトラクタにおいて、前記電気モータ（１０）がバイフ
    ィラーステータ巻線（１０ａ、１０ｂ）を備える、ベル
    トリトラクタ。
  7. 【請求項７】 請求項３乃至６の何れかに記載のベルト
    リトラクタにおいて、前記電気モータ（１０）がネオジ
    ム磁気リングを有する外側モータを備える、ベルトリト
    ラクタ。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載のベルトリトラクタにお
    いて、前記電気モータ（１０）が１４極の外側ロータ
    （４８）を備える、ベルトリトラクタ。
  9. 【請求項９】 請求項３乃至８の何れかに記載のベルト
    リトラクタにおいて、前記電気モータ（１０）が、歯付
    きベルト（５０）により前記ベルトリール（３２）に接
    続される、ベルトリトラクタ。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載のベルトリトラクタに
    おいて、前記歯付きベルト（５０）が、前記電気モータ
    （１０）の駆動ピニオン歯車（４６）を前記ベルトリー
    ル（３２）の側部に取り付けられた歯車に接続し、該歯
    車が、前記駆動ピニオン歯車（４６）の直径よりも大き
    い直径を有する、ベルトリトラクタ。
  11. 【請求項１１】 請求項１０に記載のベルトリトラクタ
    において、前記電気モータ（１０）が、制限された程度
    まで回動し得るように前記フレーム（３０）の脚部の側
    部に取り付けられた支持プレート（３８）に支持され、
    前記支持プレート（３８）の回動により、前記歯付きベ
    ルト（５０）を前記歯車と前記駆動ピニオン歯車（４
    ６）との間の部分にて前記フレーム（３０）の前記脚部
    に取り付けられた緊張プーリー（５２）に押し付けるこ
    とができる、ベルトリトラクタ。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載のベルトリトラクタ
    において、前記支持プレート（３８）がばねにより偏倚
    された回動位置となり、該回動位置において、前記緊張
    プーリー（５２）が前記歯付きベルト（５０）から離
    れ、荷重が加えられたとき、前記歯付きベルト（５０）
    に生ずる引張り応力により前記支持プレート（３８）が
    自動的に且つ荷重に対応する程度だけ動いて反対側の回
    動位置となり、該回動位置において、前記緊張プーリー
    （５２）が前記歯付きベルト（５０）に押し付けられ
    る、ベルトリトラクタ。
  13. 【請求項１３】 請求項１１に記載のベルトリトラクタ
    において、前記電気モータ（１０）が、プリント回路板
    （６０）と共にまとめられて１つのアセンブリユニット
    となり、前記プリント回路板（６０）がパワー半導体構
    成要素から成る電子信号発生回路を備えている、ベルト
    リトラクタ。
  14. 【請求項１４】 請求項３乃至１３の何れかに記載のベ
    ルトリトラクタにおいて、前記電気モータ（１０）に割
    り当てられたセンサ（１２、１４）を備え、該センサ
    が、信号を提供し、該信号に基づいて、引き出したベル
    トウェブの長さに対応する前記ベルトリール（３２）の
    絶対的回転角度を前記制御装置により決定することがで
    きる、ベルトリトラクタ。
  15. 【請求項１５】 請求項４乃至１４の何れかに記載のベ
    ルトリトラクタにおいて、前記電気モータ（１０）に信
    号を送る前記制御装置が次のセンサ信号の少なくとも１
    つ、好ましくは幾つかを考慮するベルトリトラクタ。 ＡＢＳ信号 ブレーキ圧力信号 加速度信号 車速度信号 エンジン速度信号 ベルト力信号 ベルトリールの絶対的回転角度信号
  16. 【請求項１６】 請求項１４又は１５に記載のベルトリ
    トラクタにおいて、前記制御装置が、前記ベルトリール
    （３２）に対して前記電気モータ（１０）を介して恒久
    的な引込みモーメント荷重を加え、該モーメントの値が
    前記ベルトリール（３２）の前記絶対的回転角度に亙っ
    て変更可能である、ベルトリトラクタ。
  17. 【請求項１７】 請求項１乃至１６の何れかに記載の幾
    つかのベルトリトラクタを備える、車の搭乗者用の拘束
    装置において、ベルトリトラクタの各々の機能が、対応
    する制御装置のプログラム記憶装置に記憶させたプログ
    ラムデータにより命令される、拘束装置。
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