JP2009113718A - シートベルトリトラクタおよびこれを備えたシートベルト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転ディスクをスプールの回転に対してより正確に回転させつつ、多数のマグネットを安定して保持し、しかも各マグネットに加えられる力を抑制する。
【解決手段】円環状に配設された多数のマグネット１９を保持しかつスプールの回転を各マグネット１９に伝達するマグネット保持部材２０は、内周側部２０ａ、外周側部２０ｂ、およびこれらを連結しかつ周方向に所定間隔を置いて配設された所定数の連結部２０ｃからなる。連結部２０ｃは、径方向に延設される径方向連結部２０ｃ₁、ほぼ周方向に延設される周方向連結部２０ｃ₂、およびこれらの間の屈曲部２０ｃ₃からなる。このマグネット保持部材２０は、多数のマグネット１９に樹脂で一体にインモールド成形またはインサート成形されて形成される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電動モータでスプールの回転を制御することでベルト巻取りおよびベルト引出しを行うモータリトラクタとして構成されたシートベルトリトラクタおよびこれを備えたシートベルト装置の技術分野に関し、特に、スプールの回転量を検出する回転量検出手段を備えたシートベルトリトラクタおよびこれを用いたシートベルト装置の技術分野に関するものである。

従来から自動車等の車両に装備されているシートベルト装置は、車両衝突時等の緊急時に、シートベルトで乗員を拘束することにより乗員のシートからの飛び出しを阻止している。このようなシートベルト装置においては、シートベルトを巻き取るシートベルトリトラクタを備えている。このシートベルトリトラクタでは、シートベルトは非装着時にはスプールに巻き取られているが、装着時には引き出されて乗員に装着される。そして、前述のような緊急時にシートベルトリトラクタのロック手段が作動してスプールのベルト引出方向の回転を阻止することにより、シートベルトの引出しが阻止される。これにより、緊急時にシートベルトは乗員を拘束するようになる。

従来のシートベルト装置には、車両の走行状況およびシートベルト装置の使用状況等に応じて種々のベルトテンションモードが設定されているとともに、シートベルトリトラクタとしてシートベルトを巻き取るスプールをモータの動力で回転させるモータリトラクタを備えたシートベルト装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示のシートベルトリトラクタは、車両の走行状況およびシートベルト装置の使用状況等に応じて設定したベルトテンションモードのベルトテンションとなるように、コントローラが駆動手段である電動モータを駆動制御してスプールのベルト巻取りおよびベルト引出しを制御している。

ところで、コントローラが電動モータの駆動を制御することでスプールのベルト巻取りおよびベルト引出しを制御するためには、スプールの回転量および回転方向を検出する必要がある。そこで、スプールの回転量および回転方向を検出する回転センサとして、スプールの回転軸にこのスプールと一体回転可能に支持された回転ディスクと、マグネットと、このマグネットを検出することで回転ディスクの回転を検出するホール素子（ホールＩＣ）とからなる回転センサを備えるとともに、この回転センサにより検出されたスプールの回転量に基づいて電動モータを制御するようにしたシートベルトリトラクタが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００５−２７１９１７号公報。 特開２００５−２９７７８１号公報。

この特許文献２に記載の回転センサにおいては、回転ディスクが円環状に配設された多数のマグネットを保持するとともに、スプールの回転をこれらのマグネットに伝達して各マグネットをスプールと一体に回転させている。

このため、回転ディスクはスプールの回転をより正確に検出するために、スプールの回転に対してできるだけ正確に回転することが求められる。また、回転ディスクは各マグネットをできるだけ安定して保持しつつ、しかも各マグネットを保持することによって各マグネットに加えられる力をできるだけ抑制することが求められる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、回転ディスクをスプールの回転に対してより正確に回転させつつ、多数のマグネットを安定して保持し、しかも各マグネットに加えられる力を抑制することのできるシートベルトリトラクタおよびこれを用いたシートベルト装置を提供することである。

前述の課題を解決するために、請求項１の発明に係るシートベルトリトラクタは、シートベルトを巻き取るスプールと、このスプールを回転させるための駆動手段と、スプールの回転量を検出する回転量検出手段とを少なくとも備え、前記回転量検出手段によって検出された前記スプールの回転量に基づいて前記駆動手段を駆動制御することで、スプールによる回転量が制御されるシートベルトリトラクタにおいて、前記回転量検出手段が、前記スプールと一体回転可能に設けられた回転ディスクであって、Ｎ極マグネットおよびＳ極マグネットを交互にかつ前記回転ディスクと同心の円環状に配設された所定数のマグネットとこれらの所定数のマグネットを保持するマグネット保持部材とを有する回転ディスクと、前記所定数のマグネットのうち、所定位置に位置するマグネットを検出する磁気検出手段とを備え、前記マグネット保持部材が樹脂によって形成されていることを特徴としている。

また、請求項２の発明に係るシートベルトリトラクタは、前記マグネット保持部材が、前記円環状のマグネットの内周側に位置する内周側部、前記円環状のマグネットの外周側に位置する外周側部、およびこれらの内周側部と外周側部とを連結する連結部からなり、前記マグネット保持部材が、前記内周側部、前記外周側部、および前記連結部が前記円環状のマグネットにインモールド成形またはインサート成形で一体に形成されていることを特徴としている。

更に、請求項３の発明に係るシートベルトリトラクタは、前記連結部の一部が前記内周側部と前記外周側部との間の径方向に存在しない径方向非連結部が設定されていることを特徴としている。

更に、請求項４の発明に係るシートベルトリトラクタは、前記連結部が、前記内周側部に連結される内周側連結部、この内周側連結部に交差して連結されかつ前記外周側部に連結される外周側連結部、および前記内周側連結部と前記外周側部との間の屈曲部とからなることを特徴としている。。

更に、請求項５の発明に係るシートベルトリトラクタは、前記マグネット保持部材が、前記内周側部に円周方向に所定間隔を置いて配設された所定数の放射状リブを有することを特徴としている。

更に、請求項６の発明に係るシートベルトリトラクタは、シートベルトを巻き取るシートベルトリトラクタと、このシートベルトリトラクタから引き出されたシートベルトに摺動自在に支持されたタングと、このタングが係脱可能に係合されるバックルとを少なくとも備え、前記シートベルトによって乗員を拘束するシートベルト装置において、前記シートベルトリトラクタが、請求項１ないし５のいずれか１記載のシートベルトリトラクタであることを特徴としている。

このように構成された本発明のシートベルトリトラクタによれば、円環状に配設された所定数のマグネットを保持してスプールの回転をこれらのマグネットに伝達するマグネット保持部材を軽量な樹脂によって形成しているので、マグネット保持部材の慣性モーメントを小さくでき、スプールの回転をより一層正確に検出することができる。

特に、請求項２および３に係る発明によれば、円環状のマグネットを径方向に挟持するマグネット保持部材の内周側部、外周側部および内周側部と外周側部とを連結する連結部を、円環状のマグネットに対して樹脂インモールド成形またはインサート成形で一体に形成しているので、円環状に配設された各マグネットを簡単な構造で安定して保持しつつ、スプールの回転を効率よく伝達することができる。その場合、連結部の一部が内周側部と外周側部との間の径方向に存在しない径方向非連結部を設定することで、樹脂の収縮時に直接径方向に向かう力がマグネットに加えられるのを阻止することができる。したがって、連結部の収縮力によって各マグネットに生じる応力をより小さくすることができる。

また、請求項４に係る発明では、円環状のマグネットを径方向に挟持するマグネット保持部材の内周側部と外周側部とを連結する連結部を、内周側連結部とこの内周側連結部に交差する外周側連結部とにより屈曲部を形成しているので、マグネット保持部材の収縮時に、連結部の収縮を内周側連結部の収縮方向と、外周側連結部の収縮方向との異なる２方向に設定することができる。このように、連結部を異なる２方向に収縮させることで、連結部の収縮力を一方向以外に他の方向にも分散させることができる。これにより、連結部の収縮力によって各マグネットに生じる応力をより小さくすることができる。

その場合、２方向の収縮のうち、一方向の収縮を周方向の収縮に設定することで、円環状のマグネットの周方向に沿う断面積が比較的大きいことから、周方向に分散された収縮力によるマグネットの応力を効果的に小さくすることができる。

しかも、内周側連結部と外周側連結部との交差により形成される連結部の屈曲部により、マグネット保持部材の収縮時に、外周側連結部が内周側連結部の方向に開くように変形しようとする挙動を連結部に行わせることができる。そして、この屈曲部の変形しようとする挙動がクッション作用を行うので、連結部の収縮による力を緩和することができる。したがって、各マグネットに加えられる、連結部の収縮による力を、連結部が径方向のみに延設される場合に比べて小さく抑制することができる。こうして、この屈曲部のクッション作用によっても、マグネットに生じる応力を小さくすることができる。

更に、請求項５に係る発明によれば、マグネット保持部材の収縮時に、内周側部の収縮を、所定数の放射状リブにより抑制することができる。これにより、マグネット保持部材の全体の収縮も抑制されるので、各マグネットに加えられる、マグネット保持部材の全体収縮力も抑制することができる。したがって、マグネット保持部材の全体収縮力により各マグネットに生じる応力を小さくすることができる。

以上のように、マグネット保持部材を樹脂で形成しても各マグネットに生じる応力を小さくすることができることから、各マグネットの厚みを大きくしなくても済むようになる。これにより、各マグネットを安定して保持しつつ、回転センサの厚み（スプールの軸方向の長さ）を小さくできる。しかも、発生する応力に対処するために、マグネット保持部材の樹脂中にフィラー等の強化物質を添加しなくても済むので、添加物質により樹脂の物性が変化することも防止できる。

更に、回転センサの厚みを小さくできることから、シートベルトリトラクタをより一層効果的に小型コンパクトに形成することができる。したがって、近年求められる車両の全体外形は小型にしながら車室内はより広くする要求に十分にかつより忠実に応えることができる。

一方、本発明のシートベルト装置によれば、本発明のシートベルトリトラクタを用いているので、乗員をシートベルトで、長期にわたりかつ車両走行状況およびシートベルト装置の使用状況等に応じて効率よく拘束することができる。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は本発明にかかるシートベルトリトラクタの実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に切り欠いて示す図である。

図１に示すように、この例のシートベルトリトラクタ１はシートベルト装置に用いられるモータリトラクタとして構成されており、左右側壁２ａ,２ｂを有するコ字状のフレーム２、シートベルト３、フレーム２に回転自在に支持されてシートベルト３を巻き取るスプール４、フレーム２の左側壁２ａに設けられたロック機構５および減速度感知機構６，フレーム２の右側壁２ｂに設けられた、スプール巻取付勢機構であるスプリング機構７、駆動手段である電動モータ８、動力伝達機構９、および回転量検出手段である回転センサ１０、コントローラ（ＣＰＵ）１１、およびプリテンショナー１２をそれぞれ備えている。

ロック機構５、減速度感知機構６，スプリング機構７、およびプリテンショナー１２は、従来周知の緊急ロック式のシートベルトリトラクタのそれらと同じものである。すなわち、スプール４がスプリング機構７の付勢力で常時ベルト巻取り方向に付勢されており、ベルト非装着時には、このスプリング機構７の付勢力によってシートベルト３が巻取可能な全量をスプール４に巻き取られる。乗員のベルト装着時に、車両に通常時より大きな減速度が加えられると、プリテンショナー１２が作動してスプール４をベルト巻取り方向に回転する。すると、スプール４はシートベルト３を所定量巻き取って乗員の拘束力を高める。車両のこの大減速度により、減速度感知機構６がこの大減速度を感知してロック機構５を作動すると、ロック機構５はスプール４のベルト引出し方向の回転がロックされる。これにより、乗員の慣性によるシートベルト３の引出しが阻止され、乗員はシートベルト３によって所定の拘束力で拘束される。なお、シートベルトリトラクタの基本構成であるロック機構５、減速度感知機構６、およびスプリング機構７の具体的な構成および具体的な作動は、例えば特開平２００１−１８０４３７号公報および特開平２００１−２２５７１９号公報等に記載されているように従来周知であり、本発明の特徴部分ではないので、それらの説明は省略する。

一方、回転センサ１０はスプール４の回転量を検出して、その回転量検出信号をコントローラ（ＣＰＵ）１１に入力する。すると、コントローラ（ＣＰＵ）１１は、入力された回転量検出信号に基づいて電動モータ８の回転駆動を制御する。これにより、電動モータ８の回転が動力伝達機構９によって減速されてスプール４に伝達され、スプール４が回転駆動する。その場合、動力伝達機構９には、例えば遊星歯車減速機構や外歯歯車減速機構等従来周知の動力伝達機構を用いることができる。

そして、コントローラ（ＣＰＵ）１１は、スプール４のベルト巻取りによるベルトテンションが前述の特許文献１に記載のシートベルト装置のようにシートベルト装置に種々設定されているベルトテンションモードのうち、車両の走行状況、車両の仕様、およびシートベルト装置の使用状況の少なくとも一つに応じて設定したベルトテンションモードのベルトテンションとなるように、回転センサ１０からの回転量検出信号に基づき電動モータ８の回転方向（ベルト巻取り方向あるいはベルト引出し方向）および回転量を制御する。

図１に示すように、この例の回転センサ１０は、スプール４の回転軸４ａにブッシュ１３を介してこのスプール４と一体回転可能に支持された回転ディスク１４、およびフレーム２の右側壁２ｂにブラケット１５を介して支持された磁気検出手段であるホール素子（ホールＩＣ）１６を備えている。これらの回転ディスク１４およびホール素子１６はスプリング機構７と動力伝達機構９との間に配設されて、スプリング機構７のケース１７と動力伝達機構９のケース１８とによって覆われている。このように、回転センサ１０をこれらのケース１７,１８によって覆うことで、外部からのノイズ信号による回転センサ１０の影響を防止している。ホール素子１６は、スプール４の回転軸４ａを中心とする円の周方向に所定間隔を置いて一対設けられる。これらのホール素子１６はコントローラ９に電気的に接続されている。なお、ホール素子１６はケース１８に設けることもできる。

図２はこの例の回転センサを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は裏面図、（ｃ）は（ｂ）におけるIIC−IIC線に沿う断面図である。
図２（ａ）および（ｂ）に示すように、回転ディスク１４は、円環状のマグネット１９と、マグネット１９を保持しかつスプール４の回転軸４ａにスプール４と一体回転可能に取り付けられる円環状のマグネット保持部材２０とを有している。これらのマグネット１９とマグネット保持部材２０とは互いに同心に設けられている。

図３（ａ）に示すように、円環状のマグネット１９は多数のＮ極マグネット１９Ｎと多数のＳ極マグネット１９Ｓとから構成され、いずれのマグネット１９Ｎ,１９Ｓも円周方向に所定角度（図示例では７.５°である。しかし、これに限定されない；以下のこの説明では、７.５°として説明する）の円周方向幅で形成されている。そして、各Ｎ極およびＳ極マグネット１９Ｎ,１９Ｓがそれぞれ交互に隙間なく配設されている。したがって、各マグネット１９Ｎ,１９Ｓはそれぞれ周方向幅と同じ所定間隔をおいて配設されている。

図２（ａ）ないし（ｃ）に示すように、マグネット保持部材２０は、円環状に配設された各Ｎ極およびＳ極マグネット１９Ｎ,１９Ｓの一面側を部分的に覆うとともに各Ｎ極およびＳ極マグネット１９Ｎ,１９Ｓの外周面および内周面を覆うようにして形成される。すなわち、マグネット保持部材２０は、各Ｎ極およびＳ極マグネット１９Ｎ,１９Ｓの内周領域に位置する内周側部２０ａと、各Ｎ極およびＳ極マグネット１９Ｎ,１９Ｓの外周面に位置する円環状の外周側部２０ｂと、内周側部２０ａと外周側部２０ｂとを連結する所定数（図示例では６個；しかしこれに限定されない）の連結部２０ｃとからなる。

内周側部２０ａはその中心に貫通孔２０ａ₁が形成されているとともに、この貫通孔２０ａ₁の内周面における一部の相対向する２箇所に、所定数（図示例では４個；しかしこれに限定されない）のスプライン歯２０ａ₂が形成されている。そして、スプール４の回転軸４ａが貫通孔２０ａ₁を貫通して、各スプライン歯２０ａ₂がスプール４の回転軸４ａに形成されたスプライン溝（不図示）に噛合することで、内周側部２０ａが回転軸４ａに回転的に連結される。

また、内周側部２０ａはマグネット１９側の面に、第１外周側円環状リブ２０ａ₃と、内周側円環状リブ２０ａ₄と、これらの第１外周側円環状リブ２０ａ₃と内周側円環状リブ２０ａ₄との間に架設される所定数（図示例では２４個；しかしこれに限定されない）の放射状リブ２０ａ₅とを有している。第１外周側円環状リブ２０ａ₃には、第１円環状フランジ部２０ａ₆が形成されている。更に、内周側部２０ａはマグネット１９側と反対側の面に、第２外周側円環状リブ２０ａ₇を有している。第２外周側円環状リブ２０ａ₇には、第２円環状フランジ部２０ａ₈が形成されている。そして、第１および第２円環状フランジ部２０ａ₆,２０ａ₈により、円環状に配設された各Ｎ極およびＳ極マグネット１９Ｎ,１９Ｓの内周縁部を挟持している。

外周側部２０ｂは円環状に配設された各Ｎ極およびＳ極マグネット１９Ｎ,１９Ｓの外周面の全周に密着されて、これらのマグネット１９Ｎ,１９Ｓの外周面を保持している。
各連結部２０ｃはいずれも同じ形状を有している。すなわち、連結部２０ｃは、第２外周側円環状リブ２０ａ₇の第２円環状フランジ部２０ａ₈から第２円環状フランジ部２０ａ₈の直径方向外方に突設された径方向連結部２０ｃ₁（本発明の内周側連結部に相当）と、この径方向連結部２０ｃ₁から直角またはほぼ直角に一側のほぼ周方向（第２円環状フランジ部２０ａ₈の接線と平行方向）に延設されて外周側部２０ｂに連結される周方向連結部２０ｃ₂（本発明の外周側連結部に相当）とから構成されている。その場合、この例では径方向連結部２０ｃ₁の延設方向（つまり径方向）の長さが比較的短く、周方向連結部２０ｃ₂の延設方向（つまり周方向）の長さより短く設定されている。したがって、連結部２０ｃは、径方向連結部２０ｃ₁と周方向連結部２０ｃ₂とが互いに所定角度で交差することにより屈曲部２０ｃ₃が形成されている。

各連結部２０ｃは円周方向に等間隔を置いて配設されている。なお、各連結部２０ｃは必ずしも円周方向に等間隔である必要はなく、配設間隔は任意である。しかし、各Ｎ極およびＳ極マグネット１９Ｎ,１９Ｓを安定して堅固に保持するためには、各連結部２０ｃは円周方向に等間隔で配設されるのが望ましい。

マグネット保持部材２０は、内周側部２０ａ、外周側部２０ｂ、および連結部２０ｃが一体に樹脂インモールド成形またはインサート成形で、円環状に配設された各Ｎ極およびＳ極マグネット１９Ｎ,１９Ｓに形成される。マグネット保持部材２０の樹脂材料は、例えば、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＰ（ポリプロピレン）、フェノール樹脂、ナイロン等を用いることができる。

この例の回転センサ１０の回転ディスク１４では、各連結部２０ｃが、第２外周側円環状リブ２０ａ₇の第２円環状フランジ部２０ａ₈から径方向に突設される径方向連結部２０ｃ₁に、外周側部２０ｂに連結する周方向連結部２０ｃ₂が互いに直角またはほぼ直角に屈曲して連結することにより形成され、かつ円周方向に所定間隔を置いて設けられているので、各連結部２０ｃの収縮力によって各Ｎ極およびＳ極マグネット１９Ｎ,１９Ｓに加えられる力が抑制される。

すなわち、各連結部２０ｃの収縮方向は、径方向連結部２０ｃ₁の径方向の収縮方向と、周方向連結部２０ｃ₂の周方向の収縮方向との２方向になる。これにより、図２（ｂ）に矢印で示すように各連結部２０ｃの収縮による力は、径方向連結部２０ｃ₁の収縮による径方向の力Ｆｒと周方向連結部２０ｃ₂の収縮による径方向の力Ｆｔとからなる。このとき、径方向連結部２０ｃ₁の延設方向の長さが比較的短いので、径方向連結部２０ｃ₁の収縮量が小さく、径方向の力Ｆｒは比較的小さくなる。また、周方向連結部２０ｃ₂の延設方向の長さは比較的長く、周方向連結部２０ｃ₂の収縮量が比較的大きいが、周方向連結部２０ｃ₂の延設方向の各Ｎ極およびＳ極マグネット１９Ｎ,１９Ｓの長さが比較的長くその断面積が大きいので、発生する応力は比較的小さい。

しかも、この例の回転ディスク１４では、各連結部２０ｃが屈曲部２０ｃ₃を有しているので、マグネット保持部材２０の収縮時に、周方向連結部２０ｃ₂が径方向連結部２０ｃ₁の方向（周方向連結部２０ｃ₂と径方向連結部２０ｃ₁との屈曲部２０ｃ₃のなす直角またはほぼ直角の角度が大きくなる方向）に開くように変形しようとする。そして、マグネット保持部材２０の収縮時に、この屈曲部２０ｃ₃の変形しようとする挙動がクッション作用を行うので、各連結部２０ｃの収縮による力が緩和される。

したがって、各Ｎ極およびＳ極マグネット１９Ｎ,１９Ｓに加えられる、各連結部２０ｃの収縮による力は、更に一層小さく抑制される。すなわち、この屈曲部２０ｃ₃のクッション作用によっても、各マグネット１９に生じる応力が小さくなる。

更に、マグネット保持部材２０の収縮時に、内周側部２０ａの収縮が、第１外周側円環状リブ２０ａ₃と内周側円環状リブ２０ａ₄との間に架設された所定数の放射状リブ２０ａ₅により抑制される。これにより、マグネット保持部材２０の全体の収縮も抑制されるので、各Ｎ極およびＳ極マグネット１９Ｎ,１９Ｓに加えられる、マグネット保持部材２０の全体収縮力（特に、内周側部２０ａの収縮力および外周側部２０ｂの収縮力）も抑制される。したがって、このマグネット保持部材２０の全体収縮力により各マグネット１９に生じる応力が小さくなる。

図２（ｂ）および（ｃ）に二点鎖線で示すように、ホール素子１６は第１ホール素子１６ａと第２ホール素子１６ｂの２個、それぞれ所定位置に来た対応するマグネット１９に対向するように円環状のマグネット１９の円周方向に沿って所定間隔を置いてブラケット１５に取り付けられている。その場合、２個の第１および第２ホール素子１６ａ,１６ｂの円周方向の間隔は、隣接する２つのマグネット１９Ｎ,１９Ｓの円周方向の間隔（２つのマグネットの周方向中心間の距離）の［奇数＋（１／２）］倍（図示例では、３.５倍であるが、これに限定されない）に設定されている。

なお、第１および第２ホール素子１６ａ,１６ｂの円周方向の間隔は、２つのマグネット１９Ｎ,１９Ｓの円周方向の間隔の［偶数＋（１／２）］倍に設定することもできる。つまり、第１および第２ホール素子１６ａ,１６ｂの円周方向の間隔は、２つのマグネット１９Ｎ,１９Ｓの円周方向の間隔の［自然数＋（１／２）］倍に設定することもできる。以下の説明では、図２（ｃ）に示すように第１および第２ホール素子１６ａ,１６ｂの円周方向の間隔が、２つのマグネット１９Ｎ,１９Ｓの円周方向の間隔の［奇数＋（１／２）］倍に設定するものとして説明する。
また、第１および第２ホール素子１６ａ,１６ｂは回転ディスク１４上のマグネット１９との間には所定のギャップが形成されて配設されている。

そして、図４に示すように、第１および第２ホール素子１６ａ,１６ｂはいずれもコントローラ１１に電気的に接続されている。このように構成されたこの例の回転センサ１０においては、スプール４がベルト引出し方向に回転すると、第１ホール素子１６ａはＮ極マグネット１９ＮおよびＳ極マグネット１９Ｓのいずれか一方のマグネット１９を検出すると、図５に示すように所定値以上の大きさの電流による検出信号をコントローラ１１に出力する。その後、スプール４がベルト引出し方向に更に７.５°回転すると、第２ホール素子１６ｂはＮ極マグネット１９ＮおよびＳ極マグネット１９Ｓのいずれか一方のマグネット１９を検出し、同様にして電流による検出信号をコントローラ１１に出力する。

スプール４がベルト引出し方向に更に回転すると、図５に示すように第１ホール素子１６ａはこの一方のマグネット１９を検出しなくなりオフとなった後、続いてＮ極マグネット１９ＮおよびＳ極マグネット１９Ｓのいずれか他方のマグネット１９を検出する。すると、第１ホール素子１６ａは前述と逆極性の所定値以上の大きさの電流による検出信号をコントローラ１１に出力する。すなわち、第１ホール素子１６ａからの検出信号の電流の極性が切り替わる。その後、スプール４がベルト引出し方向に更に７.５°回転すると、第２ホール素子１６ｂはＮ極マグネット１９ＮおよびＳ極マグネット１９Ｓのいずれか他方のマグネット１９を検出し、同様にして前述と逆極性の電流による検出信号をコントローラ１１に出力する。すなわち、第２ホール素子１６ａからの検出信号の電流の極性が切り替わる。

そして、コントローラ１１は、第１および第２ホール素子１６ａ,１６ｂからの検出信号の電流の極性の切り替え回数をカウントすることで、スプール４の回転量を検出する。また、スプール４がベルト引出し方向に回転するときは、第１ホール素子１６ａからの検出信号の位相が第２ホール素子１６ｂからの検出信号の位相より７.５°先に進んでいる。したがって、コントローラ１１は、第１ホール素子１６ａのマグネットの検出がＮ極マグネット１９ＮおよびＳ極マグネット１９Ｓのいずれか一方から他方へ切り替わるときに、第２ホール素子１６ｂがＮ極マグネット１９ＮおよびＳ極マグネット１９Ｓのいずれか一方を検出していると判断したときは、スプール４の回転方向がベルト引出し方向であると判断する。

また、スプール４がベルト巻取り方向に回転するときは、第２ホール素子１６ｂからの検出信号の位相が第１ホール素子１６ａからの検出信号の位相より７.５°先に進んでいる。したがって、コントローラ１１は、第１ホール素子１６ａのマグネットの検出がＮ極マグネット１９ＮおよびＳ極マグネット１９Ｓのいずれか一方から他方へ切り替わるときに、第２ホール素子１６ｂがＮ極マグネット１９ＮおよびＳ極マグネット１９Ｓのいずれか他方を検出していると判断したときは、スプール４の回転方向がベルト巻取り方向であると判断する。

なお、この例では、各マグネット１９Ｎ,１９Ｓの周方向幅が７.５°であるとしているが、２つの第１および第２ホール素子１６ａ,１６ｂによるスプール４の回転方向の検出は、各マグネット１９Ｎ,１９Ｓの周方向幅を前述の７.５°より小さい角度に設定し、この角度を第１および第２ホール素子１６ａ,１６ｂで検出して、それらの検出値の差から演算して求めることもできる。

このように構成されたこの例の回転センサ１０によれば、各マグネット１９を保持してスプール４の回転をこれらのマグネット１９に伝達するマグネット保持部材２０を、マグネット１９に対して樹脂インモールド成形またはインサート成形で形成しているので、円環状に配設された各Ｎ極およびＳ極マグネット１９Ｎ,１９Ｓを簡単な構造で安定して保持しつつ、スプール４の回転を効率よく伝達することができる。これにより、スプールの回転をより正確に検出することができる。特に、マグネット保持部材２０を軽量な樹脂で形成しているので、マグネット保持部材２０の慣性モーメントを小さくでき、スプールの回転を更に一層正確に検出することができる。

また、マグネット保持部材２０を、スプール４の回転軸４ａに支持されかつ、円環状に配設された各Ｎ極およびＳ極マグネット１９Ｎ,１９Ｓの内周縁部を保持する内周側部２０ａ、各Ｎ極およびＳ極マグネット１９Ｎ,１９Ｓの外周面を保持する外周側部２０ｂ、および内周側部２０ａと外周側部２０ｂとを連結する連結部２０ｃにより構成し、更に、連結部２０ｃを、径方向連結部２０ｃ₁とこの径方向連結部２０ｃ₁に直角またはほぼ直角に屈曲して連結される周方向連結部２０ｃ₂とにより形成しているので、成形時の樹脂効果時に発生するマグネット保持部材２０の収縮を、径方向連結部２０ｃ₁の径方向収縮と、周方向連結部２０ｃ₂の周方向収縮との２方向に設定することができる。この周方向連結部２０ｃ₂の周方向収縮によって、各連結部２０ｃの収縮力を径方向以外に周方向にも分散させることができる。これにより、各連結部２０ｃの収縮力によって、各Ｎ極およびＳ極マグネット１９Ｎ,１９Ｓに生じる応力をより小さくすることができる。しかも、周方向に分散された収縮力の方向のマグネット１９の断面積が比較的大きいので、周方向に分散された収縮力による応力を効果的に小さくすることができる。そのうえ、径方向連結部２０ｃ₁の延設方向の長さを比較的短くしているので、径方向連結部２０ｃ₁の収縮量が小さくなり、径方向の力Ｆｒを比較的小さくできる。

更に、この例の回転ディスク１４では、各連結部２０ｃが屈曲部２０ｃ₃を有しているので、マグネット保持部材２０の収縮時に、周方向連結部２０ｃ₂が径方向連結部２０ｃ₁の方向に開くように変形しようとする挙動を各連結部２０ｃに行わせることができる。そして、この屈曲部２０ｃ₃の変形しようとする挙動がクッション作用を行うので、各連結部２０ｃの収縮による力を緩和することができる。

したがって、各Ｎ極およびＳ極マグネット１９Ｎ,１９Ｓに加えられる、各連結部２０ｃの収縮による力は、更に一層小さく抑制される。こうして、この屈曲部２０ｃ₃のクッション作用によっても、各マグネット１９に生じる応力を小さくすることができる。

更に、マグネット保持部材２０の収縮時に、内周側部２０ａの収縮を、第１外周側円環状リブ２０ａ₃と内周側円環状リブ２０ａ₄との間に架設された所定数の放射状リブ２０ａ₅により抑制することができる。これにより、マグネット保持部材２０の全体の収縮も抑制されるので、各Ｎ極およびＳ極マグネット１９Ｎ,１９Ｓに加えられる、マグネット保持部材２０の全体収縮力（特に、内周側部２０ａの収縮力および外周側部２０ｂの収縮力）も抑制することができる。したがって、このマグネット保持部材２０の全体収縮力により各マグネット１９に生じる応力を小さくすることができる。

このように、マグネット保持部材２０を樹脂のインモールド成形またはインサート成形で形成しても各マグネット１９に生じる応力を小さくすることができることから、各マグネット１９の厚みを大きくしなくても済むようになる。これにより、各マグネット１９を安定して保持しつつ、回転センサ１０の厚み（スプール４の軸方向の長さ）を小さくできる。しかも、発生する応力に対処するために、マグネット保持部材２０の樹脂中にフィラー等の強化物質を添加しなくても済むので、添加物質により樹脂の物性が変化することも防止できる。

また、このように構成されたこの例のシートベルトリトラクタ１によれば、回転センサ１０の厚みを小さくできることから、シートベルトリトラクタ１をより一層効果的に小型コンパクトに形成することができる。したがって、近年求められる車両の全体外形は小型にしながら車室内はより広くする要求に十分にかつより忠実に応えることができる。

更に、回転センサ１０をスプリング機構７と動力伝達機構９との間に配設しかつこれらのケース１７,１８によって覆うようにしているので、外部からのノイズ信号による回転センサ１０への影響を防止することができる。

なお、前述の例では、各連結部２０ｃにおいて径方向連結部２０ｃ₁と周方向連結部２０ｃ₂とのなす角度は必ずしも直角またはほぼ直角である必要はなく、周方向連結部２０ｃ₂が径方向以外の円周方向に延びる部分があれば、任意の角度に設定することができる。また、周方向連結部２０ｃ₂は、図２（ｂ）に示す例と反対側の周方向に延設するようにしてもよい。その場合、周方向連結部２０ｃ₂がいずれの側の円周方向に延設するようにしても、すべての周方向連結部２０ｃ₂が、同じ側の円周方向に延設するのが、各マグネット１９の安定支持および各マグネット１９に加えられる力のより均一な分散のうえで好ましい。

また、径方向連結部２０ｃ₁と周方向連結部２０ｃ₂とは、内周側部２０ａと外周側部２０ｂとに関し、前述の例と逆に設けることもできる。すなわち、径方向連結部２０ｃ₁を外周側部２側に設け、周方向連結部２０ｃ₂を内周側部２０ａ側に設けることもできる。この場合には、径方向連結部２０ｃ₁と周方向連結部２０ｃ₂とのなす角度は、周方向連結部２０ｃ₂を内周側部２０ａに連結させるために直角より大きく設定する必要がある。

図６（ａ）は、本発明の実施の形態の他の例における回転センサを示し、図２（ｂ）と同様の裏面図、（ｂ）は（ａ）におけるVIB−VBI線に沿う断面図、（ｃ）は本発明の実施の形態の更に他の例における回転センサを示し、図２（ｂ）と同様の裏面図、（ｄ）は（ｃ）におけるVID−VID線に沿う断面図である。
前述の例では所定数の連結部２０ｃが周方向に所定間隔を置いて設けられ、かつこれらの連結部２０ｃに屈曲部２０ｃ₃が設けられるものとしているが、図６（ａ）および（ｂ）に示す例では、連結部２０ｃが内周側部２０ａと外周側部２０ｂとの間で全周にわたって樹脂のインモールド成形またはインサート成形で設けられている。この例の回転センサ１０およびシートベルトリトラクタ１の他の構成は前述の例と同じである。

この例の回転ディスク１４でも、円環状に配設された各Ｎ極およびＳ極マグネット１９Ｎ,１９Ｓを簡単な構造で安定して保持しつつ、スプール４の回転を効率よく伝達することができる。これにより、スプールの回転をより正確に検出することができる。特に、マグネット保持部材２０を軽量な樹脂で形成しているので、マグネット保持部材２０の慣性モーメントを小さくでき、スプールの回転を更に一層正確に検出することができる。しかし、連結部２０ｃが内周側部２０ａと外周側部２０ｂとの間で全周にわたって設けられていることから、樹脂の硬化時に径方向に中心に向かう比較的大きな力Ｆｒが全周にわたってマグネット１９に加えられる可能性がある。したがって、前述の例の方が好ましい。この例の回転センサ１０およびシートベルトリトラクタ１の他の作用効果は、前述の例図１ないし図５に示す例と同じである。

また、前述の例では屈曲部２０ｃ₃を有する所定数の連結部２０ｃが周方向に所定間隔を置いて設けられるものとしているが、図６（ｃ）および（ｄ）に示す例では、各連結部２０ｃは屈曲部を有さず、単に回転ディスク１４の径方向に延設されている。この例の回転センサ１０およびの他の構成は前述の図２（ｂ）に示す例と同じである。また、この例のシートベルトリトラクタ１の他の構成は前述の例と同じである。

この例の回転ディスク１４では、前述の図６（ａ）および（ｂ）に示す例より、樹脂の硬化時にマグネット１９に加えられる力は小さい。しかし、連結部２０ｃが設けられる領域では、各Ｎ極およびＳ極マグネット１９Ｎ,１９Ｓには矢印で示す比較的大きな力Ｆｒが加えられることから、この領域での各Ｎ極およびＳ極マグネット１９Ｎ,１９Ｓに発生する発生する応力が大きくなる。このように所定数に分割した連結部２０ｃを単に径方向に延設した場合には、各Ｎ極およびＳ極マグネット１９Ｎ,１９Ｓに発生する応力は部分的に大きくなる可能性がある。したがって、この力をより効果的に抑制するためには前述の図２（ｂ）に示す例の方が好ましい。この例の回転センサ１０およびシートベルトリトラクタ１の他の作用効果は、前述の例図１ないし図５に示す例と同じである。

図７（ａ）ないし（ｄ）および図８（ａ）ないし（ｄ）は、本発明の実施の形態の他の例における回転センサを示し、それぞれ図２（ｂ）と同様の裏面図である。
前述の図２（ｂ）に示す例では連結部２０ｃに屈曲部２０ｃ₃が設けられるものとしているが、図７（ａ）に示す例では、連結部２０ｃには屈曲部２０ｃ₃が設けられない。すなわち、この例の連結部２０ｃは径方向および周方向の両方向に直線状に延設される連結部２０ｃであり、所定数のこの直線状の連結部２０ｃが周方向に所定の間隔を置いて延設されている。その場合、この例の連結部２０ｃでは、それらの一部が径方向に存在しない径方向非連結部が設定されていて、後述する図７（ｂ）に示す例のように一部が径方向にすべて存在する径方向全連結部は設定されない。このように、連結部２０ｃに径方向非連結部が設定されることで、樹脂の収縮時にマグネット１９に加えられる径方向の力がより効果的に抑制される。この例の場合、連結部２０ｃは径方向および周方向の両方向に延設されることから、内周側部２０ａと連結部２０ｃとの接続部および外周側部２０ａと連結部２０ｃとの接続部で、前述の屈曲部２０ｃ₃と同様の作用効果つまりクッション効果が得られる。

図７（ｂ）に示す例では、図７（ａ）に示す例に対して連結部２０ｃの一部に径方向全連結部が設定されている。このように、連結部２０ｃに径方向非連結部が設定されることで、樹脂の収縮時にマグネット１９に加えられる径方向の力が図７（ａ）に示す例より大きくなる。図７（ｃ）に示す例では、内周側連結部２０ｃ₁,外周側連結部２０ｃ₂がともに径方向に延設されている。また、内周側連結部２０ｃ₁と外周側連結部２０ｃ₂との間の屈曲部２０ｃ₃が半円弧状に形成されていて、連結部２０ｃの全体形状はほぼΩ字状に形成されている。この例の連結部２０ｃでは屈曲部２０ｃ₃が形成されているので、前述の屈曲部２０ｃ₃による作用効果が得られる。図７（ｄ）に示す例では、図７（ｃ）に示す例におけるΩ字状の連結部２０ｃに対してＳ字状に形成されている。したがって、この例では屈曲部２０ｃ₃が２カ所設けられていて、前述の屈曲部２０ｃ₃による作用効果が更に一層効率よく得られる。

一方、図８（ａ）に示す例では、図２（ｂ）に示す例に対して、内周側連結部２０ｃ₁,外周側連結部２０ｃ₂がともに径方向および周方向の両方向に延設されて、連結部２０ｃが全体として「へ「字状に形成されている。また、内周側連結部２０ｃ₁と外周側連結部２０ｃ₂との間の屈曲部２０ｃ₃の内側（屈曲側）に、内周面が円弧状の凹部２０ｃ₄が設けられている。この例では、凹部２０ｃ₄により前述の前述の屈曲部２０ｃ₃による作用効果が更に一層効率よく得られる。また、この例の場合、連結部２０ｃは径方向および周方向の両方向に延設されることから、内周側部２０ａと連結部２０ｃとの接続部および外周側部２０ａと連結部２０ｃとの接続部で、前述の屈曲部２０ｃ₃と同様の作用効果つまりクッション効果が得られる。なお、凹部２０ｃ₄は必ずしも設ける必要はなく、省略することもできる。しかし、屈曲部２０ｃ₃による作用効果を更に一層効率よく得るためには凹部２０ｃ₄を設けた方が好ましい。

図８（ｂ）に示す例では、所定数の連結部２０ｃがいずれも菱形に形成されている。この例でも、凹部２０ｃ₄により前述の前述の屈曲部２０ｃ₃による作用効果が更に一層効率よく得られる。また、この例の場合、連結部２０ｃは径方向および周方向の両方向に延設されることから、内周側部２０ａと連結部２０ｃとの接続部および外周側部２０ａと連結部２０ｃとの接続部で、前述の屈曲部２０ｃ₃と同様の作用効果つまりクッション効果が得られる。

図８（ｃ）に示す例では、前述の図７（ａ）の連結部２０ｃが直線状に対して、連結部２０ｃが湾曲して形成されている。この例では、前述の図７（ａ）の例の作用効果に加えて、連結部２０ｃの湾曲によって、屈曲部２０ｃと同様のクッション効果が得られる。
図８（ｄ）に示す例では、前述の図８（ａ）の連結部２０ｃが「へ「字状に形成されているのに対して、連結部２０ｃが全体に「く「字状に形成されている。この例でも、前述の図８（ａ）の例の作用効果と同様の作用効果が得られる。
なお、前述の図７（ａ）ないし（ｄ）および図８（ａ）ないし（ｄ）の例の回転センサ１０およびシートベルトリトラクタ１の他の構成および他の作用効果は、前述の例図１ないし図５に示す例と同じである。

この例のシートベルトリトラクタ１は、従来公知のシートベルト装置に用いられているモータリトラクタに適用することができる。この例のシートベルトリトラクタ１が適用されるシートベルト装置としては、例えば図９に示すように車体に固定されたシートベルトリトラクタ１、このシートベルトリトラクタ１から引き出されるとともに先端のベルトアンカー３ａが車体の床あるいは車両シート２１に固定されるシートベルト３、シートベルトリトラクタ１から引き出されたシートベルト３を乗員のショルダーの方へガイドするガイドアンカー２２、このガイドアンカー２２からガイドされてきたシートベルト３に摺動自在に支持されたタング２３、車体の床あるいは車両シート２１に固定されかつタング２３が係脱可能に挿入係合されるバックル２４から構成されるシートベルト装置２５がある。

このように、この例のシートベルトリトラクタ１をシートベルト装置２５に適用することで、乗員をシートベルト３で、長期にわたりかつ車両走行状況およびシートベルト装置２５の使用状況等に応じて効率よく拘束することができる。

本発明のシートベルトリトラクタおよびシートベルト装置は、電動モータでスプールの回転を制御することでベルト巻取りおよびベルト引出しを行うモータリトラクタとして構成されたシートベルトリトラクタおよびこれを備えたシートベルト装置に利用することができ、特に、スプールの回転量を検出する回転量検出手段を備えたシートベルトリトラクタおよびこれを用いたシートベルト装置に好適に利用することができる。

図１は本発明にかかるシートベルトリトラクタの実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に断面をとって示す図である。 （ａ）は図１に示す例の回転センサの正面図、（ｂ）はこの回転センサの裏面図、（ｃ）は（ｂ）におけるIIC−IIC線に沿う断面図である。 （ａ）は図２に示す例の回転センサのマグネットを示す平面図、（ｂ）は各マグネットとホール素子との関係を示す（ａ）におけるIIIB部拡大図、（ｃ）は（ｂ）におけるIIIC−IIIC線に沿う断面図である。 図１に示す例のホール素子とコントローラとの電気接続を示す図である。 図１に示す例のホール素子によるマグネットの検出信号を説明する図である。 （ａ）は、本発明の実施の形態の他の例における回転センサを示し、図２（ｂ）と同様の裏面図、（ｂ）は（ａ）におけるVIB−VIB線に沿う断面図、（ｃ）は本発明の実施の形態の更に他の例における回転センサを示し、図２（ｂ）と同様の裏面図、（ｄ）は（ｃ）におけるVID−VDI線に沿う断面図である。 （ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ本発明の実施の形態の更に他の例における回転センサを示す裏面図である。 （ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ本発明の実施の形態の更に他の例における回転センサを示す裏面図である。 図１に示す例のシートベルトリトラクタが適用されたシートベルト装置の一例を示す図である。

符号の説明

１…シートベルトリトラクタ、３…シートベルト、４…スプール、８…電動モータ、１０…回転センサ、１１…コントローラ（ＣＰＵ）、１４…回転ディスク、１６…ホール素子（ホールＩＣ）、１６ａ…第１ホール素子、１６ｂ…第２ホール素子、１９…マグネット、１９Ｎ…Ｎ極マグネット、１９Ｓ…Ｓ極マグネット、２０…マグネット保持部材、２０ａ…内周側部、２０ａ₃…第１外周側円環状リブ、２０ａ₄…内周側円環状リブ、２０ａ₅…放射状リブ、２０ａ₆…第１円環状フランジ部、２０ａ₇…第２外周側円環状リブ、２０ａ₈…第２円環状フランジ部、２０ｂ…外周側部、２０ｃ…連結部、２０ｃ₁…径方向連結部、２０ｃ₂…周方向連結部、２０ｃ₃…屈曲部、２０ｃ₄…凹部、２３…タング、２４…バックル、２５…シートベルト装置

Claims (6)

1. シートベルトを巻き取るスプールと、このスプールを回転させるための駆動手段と、スプールの回転量を検出する回転量検出手段とを少なくとも備え、前記回転量検出手段によって検出された前記スプールの回転量に基づいて前記駆動手段を駆動制御することで、スプールによる回転量が制御されるシートベルトリトラクタにおいて、
   前記回転量検出手段は、前記スプールと一体回転可能に設けられた回転ディスクであって、Ｎ極マグネットおよびＳ極マグネットを交互にかつ前記回転ディスクと同心の円環状に配設された所定数のマグネットとこれらの所定数のマグネットを保持するマグネット保持部材とを有する回転ディスクと、前記所定数のマグネットのうち、所定位置に位置するマグネットを検出する磁気検出手段とを備え、
   前記マグネット保持部材は樹脂によって形成されていることを特徴とするシートベルトリトラクタ。
2. 前記マグネット保持部材は、前記円環状のマグネットの内周側に位置する内周側部、前記円環状のマグネットの外周側に位置する外周側部、およびこれらの内周側部と外周側部とを連結する連結部からなり、
   前記マグネット保持部材は、前記内周側部、前記外周側部、および前記連結部が前記円環状のマグネットにインモールド成形またはインサート成形で一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載のシートベルトリトラクタ。
3. 前記連結部の一部が前記内周側部と前記外周側部との間の径方向に存在しない径方向非連結部が設定されていることを特徴とする請求項２記載のシートベルトリトラクタ。
4. 前記連結部は、前記内周側部に連結される内周側連結部、この内周側連結部に交差して連結されかつ前記外周側部に連結される外周側連結部、および前記内周側連結部と前記外周側部との間の屈曲部とからなることを特徴とする請求項２または３記載のシートベルトリトラクタ。
5. 前記マグネット保持部材は、前記内周側部に円周方向に所定間隔を置いて配設された所定数の放射状リブを有することを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１記載のシートベルトリトラクタ。
6. シートベルトを巻き取るシートベルトリトラクタと、このシートベルトリトラクタから引き出されたシートベルトに摺動自在に支持されたタングと、このタングが係脱可能に係合されるバックルとを少なくとも備え、前記シートベルトによって乗員を拘束するシートベルト装置において、
   前記シートベルトリトラクタは、請求項１ないし５のいずれか１記載のシートベルトリトラクタであることを特徴とするシートベルト装置。

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