JP2003246258A

JP2003246258A - 車両用シートベルト装置

Info

Publication number: JP2003246258A
Application number: JP2002046761A
Authority: JP
Inventors: Hideo Tohata; 秀夫戸畑
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2003-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】モータによりベルト張力の解放を行う際に、
ロック手段の作動によってベルト張力が高いまま維持さ
れる状態を防止する。【解決手段】シートベルト３を巻き取るリール５と、
リール５を回転させてシートベルト３のベルト張力を制
御するモータ１５と、通常時はリール５の回転を許容
し、必要時に作動してリール５のベルト引き出し方向の
回転を阻止するロック手段（ロックギア３７，係止爪５
９）と、モータ１５によるベルト張力の制御時に、ロッ
ク手段のロック動作を制限するロック動作制限手段（電
磁石９７）とを設けた。この場合、モータ１５を駆動し
てベルト張力を上昇させた後、ベルト張力を解放する際
に、ロック手段の動作を制限し、これによりベルト張力
解放動作をしたにもかかわらず、ベルト張力が高いまま
維持される状態が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両用シートベ
ルト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用シートベルト装置として
は、例えば特開２０００−１７７５３５号公報に記載さ
れたものがある。これは、シートベルトを装着したとき
には、ばねによって一定のベルト張力が与えられ、緊急
時にはベルトの引き出しをメカニカル機構でロックする
ことにより、乗員を確実に拘束保護するとともに、緊急
時以外においても、車両および周囲の状態に応じて、モ
ータによりベルト張力を制御するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ロック
手段が作動した状態で、モータによるベルト巻き取り動
作が行われると、ベルト巻き取りによりベルト張力が上
昇する。次いで、モータによるベルト巻き取りを止めて
も、ロック手段によりベルト張力はそのままの状態が維
持される。その後、減速および旋回が終了してロックが
不要となっても、ベルト張力によりメカニカルロック手
段の係止爪とロックギアの歯との間に係合力が生じてし
まう。

【０００４】そこで、この発明は、モータによりベルト
張力の解放を行う際に、ロック手段の作動によってベル
ト張力が高いまま維持される状態を防止することを目的
としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、シートベルトを巻き取るリール
と、このリールを回転させて前記シートベルトのベルト
張力を制御するモータと、通常時は前記リールの回転を
許容し、必要時に作動して前記リールのベルト引き出し
方向の回転を阻止するロック手段と、前記モータによる
ベルト張力の制御時に、前記ロック手段のロック動作を
制限するロック動作制限手段とを有する構成としてあ
る。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明の構成
において、前記ロック手段は、車両の減速や旋回によっ
て生じる慣性力が慣性質量に作用すると、前記リールと
ともに回転するロックギアに係止爪が噛み合う機構であ
って、前記慣性質量を磁性材料で構成するとともに、通
電することによって、前記慣性質量の動きを制限する電
磁石を設けて前記ロック動作制限手段を構成している。

【０００７】請求項３の発明は、請求項２の発明の構成
において、前記電磁石への通電解除は、前記ベルト張力
を制御するモータの駆動停止後に行うようにした構成と
してある。

【０００８】請求項４の発明は、請求項３の発明の構成
において、前記モータへの通電回路に、モータの駆動停
止後に前記電磁石への通電停止がなされるよう動作する
遅れ要素を設けた構成としてある。

【０００９】請求項５の発明は、請求項２の発明の構成
において、前記モータによりベルト張力を上昇させた状
態を保持するベルト張力保持手段を設け、前記モータに
よるベルト張力解放動作時に前記ロック手段のロック動
作を制限する前記電磁石への通電後に、前記ベルト張力
保持手段を作動させる構成としてある。

【００１０】請求項６の発明は、請求項５の発明の構成
において、前記ベルト張力保持手段は、ソレノイドへの
通電により保持爪が移動して前記ロックギアに噛み合う
構成であり、前記電磁石への通電回路に、電磁石への通
電後に前記ソレノイドに通電されるよう動作する遅れ要
素を設けた構成としてある。

【００１１】請求項７の発明は、請求項１の発明の構成
において、前記ロック手段は、車両の減速や旋回によっ
て生じる慣性力が慣性質量に作用すると、前記リールと
ともに回転するロックギアに係止爪が噛み合う機構であ
って、前記ロック動作制限手段は、前記モータによって
回転する軸と同軸にアームの一端を係合させ、前記シー
トベルトを巻き取る方向にモータが駆動したときに、前
記アームの他端が、前記係止爪の前記ロックギアへのロ
ックを解除する方向に移動する構成としてある。

【００１２】請求項８の発明は、請求項１の発明の構成
において、前記ロック手段は、車両の減速や旋回によっ
て生じる慣性力が慣性質量に作用すると、前記リールと
ともに回転するロックギアに係止爪が噛み合う機構であ
って、前記係止爪に磁性体を設けるとともに、通電する
ことによって前記係止爪の動きを制限する電磁石を設け
て前記ロック動作制限手段を構成している。

【００１３】請求項９の発明は、請求項１の発明の構成
において、前記ロック手段は、車両の減速や旋回によっ
て生じる慣性力が慣性質量に作用すると、前記リールと
ともに回転するロックギアに係止爪が噛み合う機構であ
って、前記係止爪にワイヤを介して駆動部を連結して前
記係止爪の動きを制限する前記ロック動作制限手段を構
成している。

【００１４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、モータを駆動
してベルト張力を上昇させた後、ベルト張力を解放する
際に、ロック手段の動作を制限できるので、ベルト張力
解放動作をしたにも拘わらず、ベルト張力が高いまま維
持される状態を防止でき、乗員に違和感を与えることを
防止することができる。

【００１５】請求項２の発明によれば、ロック手段のロ
ック動作を制限するために、電磁石を用いたので、電磁
石への通電を制御することにより、ロック動作を制限す
る範囲を容易に変更でき、車両状況に応じた制御が可能
になる。

【００１６】請求項３の発明によれば、ベルト張力解放
動作停止後に、ロック手段のロック動作を制限するため
の電磁石への通電停止を行うようにしたので、ロックギ
アに係止爪が噛み合う方向に慣性質量が動くタイミング
が遅れた場合であっても、ロック手段によるロック動作
を制限することができ、遅れ時間の間は、ベルト張力を
低下させた状態とすることができる。

【００１７】請求項４の発明によれば、モータへの通電
と電磁石への通電を個別に制御する必要がなくなり、制
御が単純なものとなる。

【００１８】請求項５の発明によれば、ベルト張力保持
手段のベルト張力保持動作を、ロック手段のロック動作
を制限するための電磁石への通電停止の後に行わせるよ
うにしたので、電磁石への通電からベルト張力保持手段
が動作するまでの間に、ベルト張力を低下させることが
できる。また、電磁石に通電することで、強制的にベル
ト引き出しのロックを解除するが、このときベルト張力
保持手段も動作するため、本来ロックされているべき車
両状態にも関わらず、ロックが解除されたままの状態に
なるということがなくなる。

【００１９】請求項６の発明によれば、電磁石への通電
とソレノイドへの通電とを個別に制御する必要がなくな
り、制御が単純になる。

【００２０】請求項７の発明によれば、モータの回転に
伴い移動するアームによって、ロック手段のロックギア
と噛み合う係止爪の動作を制限するようにしたので、モ
ータの駆動とロック動作の制限とを個別に行う必要がな
くなり、制御が単純になる。

【００２１】請求項８の発明によれば、慣性質量近傍に
電磁石を設置スペースが確保できない場合であっても、
ロックギアと係止爪との係合を確実に外すことができ
る。

【００２２】請求項９の発明によれば、慣性質量近傍の
スペースが狭い場合であっても、ロックギアと係止爪と
の係合を確実に外すことができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の第１の実施形態
に係わる車両用シートベルト装置を示す分解斜視図、図
２は同装置の組立状態の縦断面図である。

【００２４】図１に示すように、このシートベル装置
は、大きく分けてフレーム１と、シートベルト３を巻き
取るリール５と、フレーム１の片側（図１において手前
側）に配設され、作動時にリール５のベルト引き出し方
向αの回転を阻止するロック機構７と、このロック機構
７を必要時に作動させるロック作動機構９と、車両加減
速時や左右旋回時の加速度を検知する加速度検知機構１
１と、車両衝突時などの大減速時にロック機構７の作動
によりシートベルト３の引き出しが阻止されたとき、シ
ートベルト３に掛かる荷重を制限するフォースリミッタ
機構（以下、ＥＡ機構ともいう）１３と、フレーム１の
もう一方側（図１において奥側）に配設され、ベルト巻
取りトルクを発生するモータ１５と、モータ１５のトル
クを減速してリール５に伝達する減速ギア１７および遊
星歯車機構１９とから構成されている。

【００２５】フレーム１は互いに平行な一対の側壁２
１，２３と、この各側壁２１，２３相互を連結する背板
２５を備えている。このフレーム１内の両側壁２１，２
３相互間に前記したリール５が収容されている。

【００２６】リール５は、その中央に軸方向に貫通する
貫通孔５ａが設けられている。この貫通孔５ａは、側壁
２３側の端部に、トーションバー２９の一端が嵌合する
後述するシャフトギア２７の断面正６角形の筒状の軸部
２７ａが嵌合可能で、かつリール５とシャフトギア２７
と後述するトーションバー２９の一端とが一体回転可能
になる断面正６角形状の孔に形成され、また側壁２１側
の端部に、トーションバー２９の他端部が嵌合する後述
するストッパ３１が嵌合可能でかつリール５とストッパ
３１とが一体回転可能になる断面形状の孔に形成されて
いる。

【００２７】ロック機構７は、図３に拡大して示すよう
に、ロッキングベース３３とパウル３５とを備えてい
る。ロッキングベース３３は、パウル３５を回転可能に
支持するとともに、その支持点を中心とする円弧状の荷
重被伝達部３３ａが形成されており、パウル３５からの
荷重を荷重伝達部３５ａを介して受けるようになってい
る。

【００２８】パウル３５の図中で下部側の先端には係止
爪３５ｂが形成されるとともに、突出軸からなるカムフ
ォロワ３５ｃが設けられている。係止爪３５ｂは、パウ
ル３５の回転に伴って、フレーム１の内歯１ａに係合・
離脱動作を行い、係合した場合には、パウル３５の反力
をロッキングベース３３の荷重被伝達部３３ａで支持す
るようになっている。

【００２９】ロック作動機構９は、図４に拡大して示し
た斜視図および、図５に示した図４の右側からの組付状
態の構成図のように、ロックギア３７，フライホイール
３９，リテーナ４１を備えている。ロックギア３７には
円弧状のカム孔３７ａが設けられ、このカム孔３７ａに
は、パウル３５のカムフォロワ３５ｃが挿入される。し
たがって、ロックギア３７がロッキングベース３３に対
して相対回転すると、カムフォロワ３５ｃがカム孔３７
ａにガイドされて、パウル３５が回転する。

【００３０】また、ロックギア３７は、フライホイール
３９を回転可能に支持している。フライホイール３９に
は、先端に係止爪３９ａが形成され、フライホイール３
９の回転に伴って、リテーナ４１の内歯４１ａに係合・
離脱動作する。さらに、ロックギア３７の外周面には所
定数のラチェット歯状の外歯３７ｂが形成されている。
このラチェット歯状の外歯３７ｂには、図３に示してあ
る加速度検知機構１１のアクチュエータ４３が係合し、
ロックギア３７のベルト引き出しし方向の回転をロック
する。

【００３１】図１および図４中に示してある符号４５
は、ロッキングベース３３とロックギア３７との間に縮
設されるパウルスプリングで、ロックギア３７をロッキ
ングベース３３に対してベルト引き出し方向αに常時付
勢している。また符号４７は、ロックギア３７とフライ
ホイール３９との間に縮設されるフライホイールスプリ
ングで、フライホイール３９をロックギア３７に対して
ベルト引き出し方向αに常時付勢している。

【００３２】加速度検知機構１１は、図３に示すよう
に、フレーム１の側壁２１に取り付けられるハウジング
４９と、このハウジング４９に取り付けられるセンサケ
ース５１と、このセンサケース５１に搭載される慣性質
量５３と、この慣性質量５３により作動される前記した
アクチュエータ４３とを備えている。

【００３３】ハウジング４９は、センサケース５１を支
持して、フレーム１の側壁２１に嵌合されて取り付けら
れる。センサケース５１は、慣性質量５３が搭載される
とともに、アクチュエータ４３を回転可能に支持する。
慣性質量５３は、通常時は図６（ａ）のように直立して
いるが、車両に所定値以上の加減速度や求心加速度が作
用したときに、図６（ｂ）のように傾動して、アクチュ
エータ４３を回転させるようになっている。

【００３４】さらに、アクチュエータ４３は、慣性質量
５３によって押圧される被押圧部５５と、回転軸部５７
と反対側に設けられ、ロックギア３７に係止可能な係止
爪５９とからなっている。そして、このアクチュエータ
４３は、慣性質量５３が直立状態のときは、最下位置に
あって、係止爪５９がロックギア３７に係合しない非係
合位置となり、慣性質量５３が傾動したときは上方へ回
転して、係止爪５９がロックギア３７の外歯３７ｂに係
合する位置となるようにされている。

【００３５】上記したロックギア３７と係止爪５９と
でロック手段を構成している。

【００３６】車両に所定の減速度が作用すると、加速度
検知機構１１の慣性質量５３が車両前方へ傾動してアク
チュエータ４３が回動し、係止爪５９がロックギア３７
の外歯３７ｂに係合する位置になる。しかし、このとき
減速による慣性力で乗員が前方移動し、シートベルト３
が引き出されようとする。すると、リール５、トーショ
ンバー２９、ロッキングベース３３およびロックギア３
７がともにベルト引き出し方向αに回転しようとする
が、係止爪５９が外歯３７ｂに係合してロック作動機構
９のロックギア３７のベルト引き出し方向αの回転が阻
止されるので、リール５、トーションバー２９およびロ
ッキングベース３３のみが同方向αに回転する。

【００３７】このため、ロッキングベース３３とロック
ギア３７との間で相対回転が生じ、ロック機構７のパウ
ル３５が回動し、このパウル３５の係止爪３５ｂがフレ
ーム１の内歯１ａに係合する。これにより、リール５の
ベルト引き出し方向αの回転が停止されてシートベルト
３の引き出しが阻止される。さらにシートベルト３が引
き出されようとすると、トーションバー２９がねじれ
て、リール５のみが所定量ベルト引き出し方向αに回転
する。

【００３８】また、シートベルト３が通常の速度で引き
出された場合は、リール５、トーションバー２９、ロッ
キングベース３３およびロックギア３７がともにベルト
引き出し方向αに回転し、フライホイール３９もロック
ギア３７と一緒に回転し、ロックギア３７はフライホイ
ール３９に対して相対回転しない。

【００３９】しかし、シートベルト３が急激に引き出さ
れた場合は、フライホイール３９がロックギア３７の回
転に遅れを生じ、ロックギア３７に対して相対回転す
る。このため、フライホイール３９の係止爪３９ａがリ
テーナ４１の内歯４１ａに係合する位置となり、それ以
上のロックギア３７のベルト引き出し方向αの回転が阻
止される。ロックギア３７のベルト引き出し方向αの回
転が阻止されると、前述と同様にリール５のベルト引き
出し方向αの回転も阻止される。

【００４０】なお、図４中で符号６１は、トーションバ
ー２９の回転、つまりリール５の回転量を絶対値で検出
し、これを電気信号に変換するリール回転ボリューム検
出機構であり、符号６３はリール回転ボリューム検出機
構６１を覆うカバーである。また、図１中で符号６４
は、フレーム１の側壁２３側を覆うカバーである。

【００４１】ＥＡ機構１３は、トーションバー２９と、
ロッキングベース３３のねじ軸部３３ｂに螺合される筒
状のストッパ３１とを備えている。トーションバー２９
の一端側のトルク伝達部２９ａは、ロッキングベース３
３の断面正６角形状孔３３ｃに、ロッキングベース３３
と相対回転不能に嵌合し、他端側のトルク伝達部２９ｂ
はシャフトギア２７に嵌合する。

【００４２】筒状のストッパ３１は、内周に雌ねじ３１
ａが形成されており、ロッキングベース３３のねじ軸部
３３ｂに螺合している。また、ストッパ３１の外周には
２つの凸部３１ｂが設けられ、リール５の回転トルクが
伝達される。これらの凸部３１ｂにより、ストッパ３１
はリール５と一体に回転するとともに、リール５に対し
て軸方向に相対的に移動可能となっている。

【００４３】したがって、ストッパ３１がロッキングベ
ース３３に対してベルト引き出し方向αに回転するよう
な回転差が生じる。換言すれば、リール５がロッキング
ベース３３に対してベルト引き出し方向αに回転するよ
うな回転差が生じると、ストッパ３１は軸方向に移動し
てロッキングベース３３のディスク部３３ｄに当接する
ようになっている。さらに、ストッパ３１がロッキング
ベース３３に当接すると、ストッパ３１は軸方向移動が
停止し、ロッキングベース３３と一体回転するようにな
る。

【００４４】したがって、ストッパ３１とロッキングベ
ース３３との間に回転差が生じている間は、トーション
バー２９がねじられるので、ＥＡ機構１３は車両衝突時
のベルト荷重を制限するＥＡ機能を発揮するようにな
り、ストッパ３１がロッキングベース３３に当接する
と、ＥＡ機能が終了する。このように、ストッパ３１お
よびその雌ねじ３１ａとロッキングベース３３およびそ
のねじ軸部３３ｂとにより、ＥＡ機能を行う範囲が規定
されている。

【００４５】モータ１５は、図１に示すように、モータ
ブラケット６７を介して、フレーム１に取り付けられる
ようになっている。モータトルクは、図７に示すよう
に、減速ギア１７と遊星歯車機構１９によって、リール
５に伝達される。図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は図
７（ａ）の平面図である。

【００４６】減速ギア１７によって減速されたモータ１
５の回転は、遊星歯車機構１９のサンギア６９に入力さ
れ、４つの遊星ギア７１に伝達される。ここで、リング
ギア７３の回転が固定されていれば、回転が遊星ギア７
１を支持するキャリア７５に伝達され、シャフトギア２
７を駆動し、リール５を回転させ、シートベルト３を巻
き取る。

【００４７】減速ギア１７には、アーム７７の一端が、
図８に拡大して示すように、フランジ７９との間の軸部
８１に揺動自在に巻き付けてあり、もう一端がロックキ
ー８３と係合されている。モータ１５をシートベルト３
を巻き取る方向に駆動すると、図９のように、減速ギア
１７の回転に伴うアーム７７の動きによってロックキー
８３が移動し、リングギア７３の外周のラチェット７３
ａと係合する。ロックキー７７とリングギア７３のラチ
ェット７３ａとの係合により、リングギア７３の回転が
固定されるので、モータ１５の回転がリール５に伝達さ
れて、シートベルト３が巻き取られ、ベルト張力が上昇
する。

【００４８】一方、モータ１５を逆方向に回転すると、
図１０のように、アーム７７がロックキー８３を元に戻
す方向に動かそうとする。しかし、ベルト張力がかかっ
ていると、図１１（ａ）のように、リングギア７３の外
周のラチェット７３ａとロックキー８３との間に摩擦力
が作用するため、ロックキー８３が元に戻ってこない。
さらにモータ１５を逆方向に回転させると、シートベル
ト３が引き出されてベルト張力が低下し、図１１（ｂ）
のように、リングギア７３の外周のラチェット７３ｂと
ロックキー８３との間の摩擦力が低下し、ロックキー８
３が元の位置に戻ってくる。

【００４９】リングギア７３に対するロックキー８３の
ロックが外れ、リングギア７３がフリーに回転できるよ
うになると、モータ１５とリール５との間でトルク伝達
がされなくなり、ベルト張力が下がる。

【００５０】また、ベルト張力を保持する場合には、そ
の間、モータ１５に通電し続けなければならないが、保
持時間が長くなると、モータ１５は過熱する恐れがあ
る。そのような場合に備えて、図１２（ａ）に示すよう
なベルト張力保持手段８５を備えている。

【００５１】ベルト張力保持手段８５は、ソレノイド８
７のプランジャ８９の先端に保持爪９１を備えており、
保持爪９１はスプリング９３により図中で下方に向けて
常時付勢されている。コイル９５に電流が流れると、プ
ランジャ８９がスプリング９３の弾性力に抗して上昇
し、保持爪９１が支持ピン９２を中心として回転し、ロ
ックギア３７の外歯３７ｂに係合する。

【００５２】ここで、モータ１５によりベルト張力を上
昇させた後、ソレノイド８７に通電することにより、保
持爪９１が外歯３７ｂに係合してロックギア３７のベル
ト引き出し方向の回転がロックされるので、ベルト張力
が保持されることになる。これにより、ソレノイド８７
への通電後に、モータ１５への通電を停止しても、ベル
ト張力を保持することができる。

【００５３】前記した加速度検知機構１１のセンサケー
ス５１の下部には、図６に示すように、ロック動作制限
手段を構成する電磁石９７が設けられている。慣性質量
５３は、重力と加減速や旋回にともなう慣性力の合力に
よって、合力が慣性質量５３の底面内にあれば直立し、
底面の外にでると傾く。

【００５４】ここで慣性質量５３を磁性材料で構成し、
センサケース５１の下部に設けた電磁石９７に通電する
と、重力に加えて、電磁力が下向きに加わることにな
る。したがって、電磁石９７に通電することにより、電
磁石９７に通電しない場合に比べて、より大きな加減速
度や旋回による慣性力が発生しなければ、慣性質量５３
に作用する合力が慣性質量５３の底面の外に出にくくな
る。

【００５５】一方、ベルト張力の制御は次のように行わ
れる。

【００５６】制御系のブロック図を図１３に示す。車両
には前後および左右の加速度をそれぞれ検知する、前後
加速度センサ９９および左右加速度センサ１０１が取り
付けられており、車両の減速度および旋回時の求心加速
度に応じた電圧を出力する。この電圧信号はコントロー
ラ１０３に入力される。コントローラ１０３では、それ
ぞれの加速度センサ９９，１０１からの入力電圧がＩ／
Ｆ回路１０５，１０７でデジタル値に変換され、ＣＰＵ
１０９へと渡される。ＣＰＵ１０９は、メモリ１１１に
格納されたプログラムを読み出して、プログラムに従っ
て動作する。また、演算過程におけるデータを一時メモ
リ１１１に格納する。

【００５７】ＣＰＵ１０９内部で、加速度センサ９９，
１０１の値に応じて、モータ１５、ソレノイド８７、電
磁石９７への通電のＯＮ／ＯＦＦを判断する。この判断
結果に基づき、各ドライバ回路１１３，１１５，１１７
を駆動し、モータ１５，ソレノイド８７，電磁石９７へ
の電流供給を制御する。

【００５８】ここで、プログラムとしては、たとえば、
図１４のフローチャートに示すようなものがある。すな
わち、減速度が所定のしきい値Ｇ１より大きいとき（ス
テップ１４０１）、モータ１５を正転方向に通電して
（ステップ１４０３）、シートベルト３を巻き取る。シ
ートベルト３を所定時間巻き取ることにより（ステップ
１４０５）、ベルト張力が上昇する。

【００５９】その後、モータ１５の過熱を避けるため
に、モータ１５への通電を停止し（ステップ１４０
７）、図１２に示してあるソレノイド８７に通電する
（ステップ１４０９）。ソレノイド８７への通電によ
り、保持爪９１がロックギア３７の外歯３７ｂに係合す
るので、ロックギア３７のベルト引き出し方向の回転が
阻止され、ベルト張力が上昇した状態が保持される。

【００６０】ベルト張力を上昇させた状態で、減速度が
所定のしきい値Ｇ２を下回ったら（ステップ１４１
１）、ソレノイド８７への通電を停止させ（ステップ１
４１３）、保持爪９１によるロックギア３７の外歯３７
ｂへの係合を解除する。さらに、図６に示してある電磁
石９７へ通電を行うと同時に（ステップ１４１５）、モ
ータ１５を正転させる（ステップ１４１７）。電磁石９
７へ通電することで、図１５に示すように、慣性重量５
３が実線位置から二点鎖線位置に移動し、これに伴い係
止爪５９も、実線位置から二点鎖線位置に移動してロッ
クギア３７の外歯３７ｂに対する係合が解除される。続
いて、モータ１５を逆転させ（ステップ１４１９）、ベ
ルト引き出し方向へ駆動する。

【００６１】このように、モータ１５を一瞬正転させる
ことにより、係止爪５９の外歯３７ｂに対する係合を外
し、引き続いて一瞬逆転させて、ベルト張力を低下させ
る。モータ１５を一瞬逆転させることにより、シートベ
ルト３がフリーになるので、モータ１５への通電を停止
し（ステップ１４２１）、電磁石９７への通電も停止す
る（ステップ１４２３）。

【００６２】ここでは、減速度に応じてのみ、制御する
プログラムとしたが、左右加速度に応じて制御を行うこ
とも、また、減速度と左右加速度を組み合わせること
も、もちろん可能である。また、自車両の周囲の状態を
検知するセンサを用いて、周囲の状態に応じて、例え
ば、自車両前方の障害物を検知して、障害物までの距離
と相対速度に応じて制御することができる。

【００６３】ここで、減速に引き続いて旋回に入った場
合を考える。まず、あるしきい値以上の減速度の減速を
行うと、慣性質量５３が傾き、アクチュエータ４３を押
し上げ、係止爪５９がロックギア３７の外歯３７ｂに当
たる。一方、前後加速度センサ９９が減速度に応じた信
号を出力し、コントローラ１０３に入力される。コント
ローラ１０３は減速度に応じた力でシートベルト３を巻
き取るよう、モータ電流指令値を出力し、モータ１５が
駆動される。アクチュエータ４３の係止爪５９とロック
ギア３７の外歯３７ｂは、ベルト引き出し方向にはロッ
クするが、ベルト巻き取り方向には回転するようになっ
ている。したがって、減速中は、シートベルト３が巻き
取られ、ベルト張力が上昇する。

【００６４】減速に引き続き旋回に入ると、慣性質量５
３が左右方向に傾き、アクチュエータ４３を押し上げ続
ける。一方、コントローラ１０３は、減速が終了したの
で、シートベルト３の巻き取りを停止し、ベルト張力を
低下させようとする。そのためにはリール５をベルト引
き出し方向へ回転させるが、旋回による慣性力によっ
て、アクチュエータ４３が押し上げられたままとなって
いるので、シートベルト３を引き出す方向へのリール５
の回転はロックされており、このままではベルト張力を
低下させることができない。

【００６５】そこで、電磁石９７に通電すると、電磁石
９７による下向きの力が慣性質量５３に加わることによ
り、慣性質量５３が直立状態に戻る。これにより、アク
チュエータ４３を押し上げなくなる。リール５を一旦わ
ずかに巻き取ることにより、係止爪３７のロックギア３
７の外歯３７ｂへの係合を外すと、アクチュエータ４３
が下に降りてきて、ロックギア３７の回転がフリーにな
る。

【００６６】この状態で、モータ１５をベルト引き出し
方向に回転させて、ベルト張力を低下させる。モータ１
５の駆動が終了したら、電磁石９７への通電を停止す
る。電磁石９７への通電が停止されると、慣性質量５３
は、再び旋回による慣性力によって傾き、アクチュエー
タ４３を押し上げる。係止爪５９がロックギア３７の外
歯３７ｂと噛み合い、シートベルト３の引き出し方向へ
の回転をロックするが、すでにベルト張力が低下した後
なので、乗員は過度に拘束されているという感覚を抱か
ない。

【００６７】旋回が終了し、直進状態に戻ると、慣性質
量５３は直立状態に戻る。ベルト張力は低下しているの
で、係止爪５９のロックギア３７の外歯３７ｂへの係合
は発生せず、アクチュエータ４３は降りてきて、ロック
ギア３７はフリーに回転できるようになる。

【００６８】上記した実施形態によれば、モータ１５を
駆動してベルト張力を上昇させた後、ベルト張力を解放
する際に、係止爪５９の動作を制限できるので、ベルト
張力解放動作をしたにも拘わらず、ベルト張力が高いま
ま維持される状態を防止でき、乗員に違和感を与えるこ
とを防止することができる。また、係止爪５９のロック
動作を制限するために、電磁石１２５を用いたので、電
磁石１２５への通電を制御することにより、ロック動作
を制限する範囲を容易に変更でき、車両状況に応じた制
御が可能になる。

【００６９】さらに、ベルト張力解放動作停止後に、係
止爪５９のロック動作を制限するための電磁石１２５へ
の通電停止を行うようにしたので、ロックギア３７に係
止爪５９が噛み合う方向に慣性質量５３が動くタイミン
グが遅れた場合であっても、係止爪５９によるロック動
作を制限することができ、遅れ時間の間は、ベルト張力
を低下させた状態とすることができる。

【００７０】また、ベルト張力保持手段８５のベルト張
力保持動作を、係止爪５９のロック動作を制限するため
の電磁石１２５への通電停止の後に行わせるようにした
ので、電磁石１２５への通電からベルト張力保持手段８
５が動作するまでの間に、ベルト張力を低下させること
ができる。また、電磁石１２５に通電することで、強制
的にベルト引き出しのロックを解除するが、このときベ
ルト張力保持手段８５も動作するため、本来ロックされ
ているべき車両状態にも関わらず、ロックが解除された
ままの状態になるということがなくなる。

【００７１】図１６には、第２の実施形態を示す。この
実施形態は、上記した第１の実施形態に対し、電磁石９
７の駆動方法が異なるもので、シートベルト装置の他の
構成は第１の実施形態と同じなので、ここでは、第１の
実施形態と異なる電磁石９７の駆動方法についてのみ説
明する。

【００７２】すなわち、ベルト巻き取り方向のモータ駆
動電流を利用して、電磁石９７に通電するようにしてい
る。ベルト巻き取り方向回転時には、係止爪５９とロッ
クギア３７の外歯３７ｂは係合しないので、電磁石９７
の通電ＯＮ／ＯＦＦによっても、ベルト巻き取り動作に
は影響がない。しかし、係止爪５９とロックギア３７の
外歯３７ｂが係合した状態で、係合を外す時には、一旦
ベルト巻き取り方向にモータ１５を駆動する。このと
き、電磁石９７に通電されるため、慣性質量５３が直立
状態に戻り、係止爪５９とロックギア３７の外歯３７ｂ
との係合を確実に外すことができ、ベルト張力が低下す
る。

【００７３】さらに、図１６に示すモータ１５への通電
回路１１９に遅れ要素１２１を設けると、一旦ベルト巻
き取り方向へモータ１５に通電し、通電を停止した後、
遅れて電磁石９７への通電が停止する。これにより、係
止爪５９とロックギア３７の外歯３７ｂとの係合を外す
ために、シートベルト３を一旦巻き取った後、モータ１
５への通電を停止しても、すぐには電磁石９７への通電
が停止しない。

【００７４】減速から旋回に入った場合、減速時にシー
トベルト３をモータ１５で巻き取った後、減速が終了し
たのでベルト張力を低下させようとしても、旋回状態に
入っているので、電磁石９７への通電を停止した時点
で、慣性質量５３が傾いてしまい、係止爪５９がロック
ギア３７の外歯３７ｂに係合してしまう。

【００７５】モータ１５への通電回路１１９に遅れ要素
１２１を設けることにより、電磁石９７への通電停止を
遅らせることができるので、減速に続く旋回によって慣
性質量５３が傾くタイミングが遅れても、その遅れ時間
の間は、電磁石９７への通電がなされて、ベルト張力を
低下させた状態とすることができる。

【００７６】この構成におけるプログラムのフローチャ
ートを図１７に示す。第１の実施形態においては、モー
タ１５の通電と電磁石９７の通電とを別々のタイミング
で制御していたが、この第２の実施形態においては、モ
ータ１５の通電ＯＮ／ＯＦＦ（ステップ１６０１，１６
０３，１６０５）に伴って、電磁石９７の通電ＯＮ／Ｏ
ＦＦも行われるので、制御が単純になる。

【００７７】なお、図１７中で、ステップ１４０１から
１４１３までは、前記図１４に示した第１の実施形態と
同様である。また、遅れ要素１２１としては、電気回路
に代えてプログラムに組み込んでもよい。

【００７８】このように、上記した第２の実施形態によ
れば、遅れ要素１２１を設けることにより、電磁石９７
への通電停止が遅れ、このため減速に続く旋回によって
慣性質量５３が傾くタイミングが遅れても、その遅れ時
間の間はベルト張力を低下させることができる。

【００７９】図１８には、第３の実施形態を示す。この
実施形態は、前記第１，第２の各実施形態における電磁
石９７に代えて、ロックギア３７に揺動可能に一端を取
り付けたロック動作制限手段を構成するアーム１２３を
設けている。その他の部分の構成は、第１，第２の実施
形態と同様であるので、ここでは、第１，第２の実施形
態と異なる部分についてのみ説明する。

【００８０】モータ１５によって駆動されるロックギア
３７に、アーム１２３の円弧状に屈曲した係合部１２３
ａを揺動自在に取付ける。ロックギア３７がベルト巻き
取り方向に回転したとき、アーム１２３の先端１２３ｂ
でアクチュエータ４３を押し下げ、係止爪５９とロック
ギア３７の外歯３７ｂの係合を外す。これにより、一旦
モータ１５をベルト巻き取り方向に駆動したときに、係
止爪５９とロックギア３７の外歯３７ｂの係合を確実に
外すことができる。

【００８１】この構成におけるプログラムのフローチャ
ートは前記第２の実施形態における図１７に示したフロ
ーチャートと同じである。

【００８２】図１９には、第４の実施形態を示す。この
実施形態は、上記した第１，第２のの各実施形態に対
し、電磁石９７の駆動方法が異なるもので、シートベル
ト装置の他の構成は第１，第２の各実施形態と同じなの
で、ここでは、第１，第２の各実施形態と異なる電磁石
９７の駆動方法についてのみ説明する。

【００８３】この実施形態は、電磁石９７への通電回路
１２２に遅れ要素１２４を設けている。係止爪５９とロ
ックギア３７の外歯３７ｂとの係合を外すために、シー
トベルト３を巻き取る方向に一旦モータ１５を駆動す
る。このとき、電磁石９７とソレノイド８７に通電す
る。ここでの電磁石９７とソレノイド８７への通電は、
遅れ要素１２４によってソレノイド８７への通電のタイ
ミングが、電磁石９７に対して遅れるようになってい
る。

【００８４】電磁石９７への通電により慣性質量５３が
直立になった状態で、ベルト巻き取り方向へモータ１５
が駆動され、係止爪５９とロックギア３７の外歯３７ｂ
との係合が外れる。そこで、モータ１５への通電を停止
すると、シートベルト３が引き出せるようになり、ベル
ト張力が低下する。

【００８５】その後、時間遅れを伴って、ソレノイド８
７に通電され、シートベルト３の引き出しがロックされ
る。したがって、電磁石９７への通電からソレノイド８
７への通電までの遅れ時間の間は、ベルト張力を低下さ
せることができる。かつ、電磁石９７に通電すること
で、強制的にベルト引き出しのロックを解除するが、ソ
レノイド８７へも通電するため、ソレノイド８７でロッ
クギア３７がロックされることになり、本来ベルト引き
出し動作がロックされているべき車両状態にも関わら
ず、ロックが解除されたままの状態になるということが
なくなる。

【００８６】この構成におけるプログラムのフローチャ
ートを図２０に示す。ソレノイド８７のＯＮ／ＯＦＦ
（ステップ１９０３，１９０５）に伴って電磁石９７の
ＯＮ／ＯＦＦが行われるので、制御が単純になる。

【００８７】図２１には、第５の実施形態を示す。この
実施形態は、ロック動作制限手段を構成する電磁石１２
５をセンサケース５１の外部に構成し、電磁石１２５の
鉄心１２７をアクチュエータ４３の係止爪５９近傍まで
延長するとともに、係止爪５９に磁性材料からなる磁性
体としての金属片１２９を取り付けている。そして、電
磁石１２５のコイル１３１に通電すると同時に、ベルト
巻き取り方向へモータ１５を駆動するようにした。これ
により、センサケース５１近傍に電磁石を構成するスペ
ースが少ない場合でも、係止爪５９とロックギア３７の
外歯３７ｂの係合を確実に外すことができる。

【００８８】図２２には、第６の実施形態を示す。この
実施形態は、アクチュエータ４３にワイヤ１３３の一端
を取り付け、ワイヤ１３３の他端を駆動部としての電磁
アクチュエータ１３５に接続し、電磁アクチュエータ１
３５の力でアクチュエータ４３の係止爪５９の作動を制
限するものである。上記したワイヤ１３３と電磁アクチ
ュエータ１３５とで、ロック動作制限手段を構成してい
る。

【００８９】電磁アクチュエータ１３５としては、電磁
ソレノイドやモータが使用できる。そして、電磁アクチ
ュエータ１３５へ通電すると同時に、ベルト巻き取り方
向へモータ１５を駆動するようにした。これにより、セ
ンサケース５１近傍にスペースが少ない場合でも、係止
爪５９とロックギア３７の外歯３７ｂとの係合を確実に
外すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態に係わる車両用シー
トベルト装置を示す分解斜視図である。

【図２】図１のシートベルト装置の組立状態の縦断面図
である。

【図３】図１のシートベルト装置のロック機構を示す分
解斜視図である。

【図４】図１のシートベルト装置のロック作動機構を示
す分解斜視図である。

【図５】図４の右側からの組付状態の構成図である。

【図６】図１のシートベルト装置の加速度検知機構を示
す動作説明図で、（ａ）は通常時、（ｂ）は加減速・旋
回時でのものである。

【図７】（ａ）は図１のシートベルト装置におけるモー
タの回転力伝達機構部の構成を示す正面図、（ｂ）は
（ａ）の平面図である。

【図８】図７に示すアーム取付部の詳細を示す拡大図で
ある。

【図９】図７のモータ駆動によるベルト巻き取り動作を
示す説明図である。

【図１０】図７のモータ駆動によるベルト張力解放動作
を示す説明図である。

【図１１】ベルト巻き取り、巻き戻し時の動作を示す説
明図で、（ａ）はリングギアとロックキーとの間に摩擦
力が作用している状態、（ｂ）は同摩擦力が低下した状
態を示す。

【図１２】図１のシートベルト装置のベルト張力保持手
段を示すもので、（ａ）はその全体構成を示す正面図、
（ｂ）は（ａ）におけるソレノイドの断面図である。

【図１３】図１のシートベルト装置の制御系のブロック
図である。

【図１４】この発明の第１の実施形態に係わるプログラ
ムのフローチャートである。

【図１５】第１の実施形態における電磁石への通電時の
動作を示す説明図である。

【図１６】この発明の第２の実施形態例に係わる電磁石
の駆動方法を示す回路図である。

【図１７】この発明の第２の実施形態に係わるプログラ
ムのフローチャートである。

【図１８】この発明の第３の実施形態に係わるロック動
作制限手段を示す構成図である。

【図１９】この発明の第４の実施形態に係わるもので、
（ａ）は動作説明図、（ｂ）は電磁石の駆動方法を示す
回路図である。

【図２０】この発明の第４の実施形態に係わるプログラ
ムのフローチャートである。

【図２１】この発明の第５の実施形態を示す動作説明図
である。

【図２２】この発明の第６の実施形態を示す動作説明図
である。

【符号の説明】

３シートベルト５リール１５モータ３７ロックギア（ロック手段）５３慣性質量５９係止爪（ロック手段）８５ベルト張力保持手段８７ソレノイド９１保持爪９７，１２５電磁石（ロック動作制限手段）１１９，１２２通電回路１２１，１２４遅れ要素１２３アーム（ロック動作制限手段）１２５電磁石（ロック動作制限手段）１２９金属片（磁性体，ロック動作制限手段）１３３ワイヤ（ロック動作制限手段）１３５電磁アクチュエータ（ロック動作制限手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シートベルトを巻き取るリールと、この
リールを回転させて前記シートベルトのベルト張力を制
御するモータと、通常時は前記リールの回転を許容し、
必要時に作動して前記リールのベルト引き出し方向の回
転を阻止するロック手段と、前記モータによるベルト張
力の制御時に、前記ロック手段のロック動作を制限する
ロック動作制限手段とを有することを特徴とする車両用
シートベルト装置。
【請求項２】前記ロック手段は、車両の減速や旋回に
よって生じる慣性力が慣性質量に作用すると、前記リー
ルとともに回転するロックギアに係止爪が噛み合う機構
であって、前記慣性質量を磁性材料で構成するととも
に、通電することによって、前記慣性質量の動きを制限
する電磁石を設けて前記ロック動作制限手段を構成した
ことを特徴とする請求項１記載の車両用シートベルト装
置。
【請求項３】前記電磁石への通電解除は、前記ベルト
張力を制御するモータの駆動停止後に行うようにしたこ
とを特徴とする請求項２記載の車両用シートベルト装
置。
【請求項４】前記モータへの通電回路に、モータの駆
動停止後に前記電磁石への通電停止がなされるよう動作
する遅れ要素を設けたことを特徴とする請求項３記載の
車両用シートベルト装置。
【請求項５】前記モータによりベルト張力を上昇させ
た状態を保持するベルト張力保持手段を設け、前記モー
タによるベルト張力解放動作時に前記ロック手段のロッ
ク動作を制限する前記電磁石への通電後に、前記ベルト
張力保持手段を作動させることを特徴とする請求項２記
載の車両用シートベルト装置。
【請求項６】前記ベルト張力保持手段は、ソレノイド
への通電により保持爪が移動して前記ロックギアに噛み
合う構成であり、前記電磁石への通電回路に、電磁石へ
の通電後に前記ソレノイドに通電されるよう動作する遅
れ要素を設けたことを特徴とする請求項５記載の車両用
シートベルト装置。
【請求項７】前記ロック手段は、車両の減速や旋回に
よって生じる慣性力が慣性質量に作用すると、前記リー
ルとともに回転するロックギアに係止爪が噛み合う機構
であって、前記ロック動作制限手段は、前記モータによ
って回転する軸と同軸にアームの一端を係合させ、前記
シートベルトを巻き取る方向にモータが駆動したとき
に、前記アームの他端が、前記係止爪の前記ロックギア
へのロックを解除する方向に移動する構成としたことを
特徴とする請求項１記載の車両用シートベルト装置。
【請求項８】前記ロック手段は、車両の減速や旋回に
よって生じる慣性力が慣性質量に作用すると、前記リー
ルとともに回転するロックギアに係止爪が噛み合う機構
であって、前記係止爪に磁性体を設けるとともに、通電
することによって前記係止爪の動きを制限する電磁石を
設けて前記ロック動作制限手段を構成したことを特徴と
する請求項１記載の車両用シートベルト装置。
【請求項９】前記ロック手段は、車両の減速や旋回に
よって生じる慣性力が慣性質量に作用すると、前記リー
ルとともに回転するロックギアに係止爪が噛み合う機構
であって、前記係止爪にワイヤを介して駆動部を連結し
て前記係止爪の動きを制限する前記ロック動作制限手段
を構成したことを特徴とする請求項１記載の車両用シー
トベルト装置。