JP2010111159A - ウエビング巻取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの駆動力によってウエビングを巻き取ることができると共に、所謂エンドロックの発生を防止又は抑制することができる。
【解決手段】本ウエビング巻取装置では、ＥＣＵは、ウエビングの巻き取りが完了する際に、モータへの供給電力を次第に減少させる。これにより、モータ（巻取軸）の回転速度が次第に減少されるので、ウエビングの巻き取りが完了した際に衝撃が生じることを防止又は抑制することができる。これにより、所謂エンドロックが発生することを防止又は抑制することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、乗員拘束用のウエビングを巻き取るウエビング巻取装置に関する。

従来、ウエビング巻取装置では、モータの駆動力によってウエビングを巻き取る構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなモータ付きのウエビング巻取装置では、乗員がウエビングの装着を解除した際に、モータの駆動力でウエビングを巻き取って格納することができる（いわゆる格納アシスト機能）。
特開２００６−１０３４７５号公報

ところで、上記特許文献に示されたウエビング巻取装置では、ウエビングが全格納される直前のウエビングの巻取速度（モータの回転速度）が速く設定されており、ウエビングが全格納された際にモータ（巻取軸）が急激に停止される。このため、当該停止時の衝撃によってウエビング巻取装置に設けられたロック機構が誤作動して巻取軸がロックされ（所謂エンドロックが発生し）、再度のウエビングの引き出しができなくなる可能性がある。

本発明は上記事実を考慮し、モータの駆動力によってウエビングを巻き取ることができると共に、所謂エンドロックの発生を防止又は抑制す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に記載の発明に係るウエビング巻取装置は、巻取方向へ回転されることで乗員拘束用のウエビングを巻き取ると共に、前記ウエビングが引き出されることで引出方向へ回転される巻取軸と、前記巻取軸を前記巻取方向へ回転可能なモータと、前記モータに電力を供給して前記巻取軸を前記巻取方向へ回転させると共に、前記巻取軸への前記ウエビングの巻き取りが完了する際に前記モータへの供給電力を次第に減少させる制御手段と、を備えたことを特徴としている。

請求項１に記載のウエビング巻取装置では、制御手段がモータに電力を供給して巻取軸を巻取方向へ回転させる。これにより、ウエビングを巻取軸に巻き取ることができる。また、制御手段は、ウエビングの巻き取りが完了する際には、モータへの供給電力を次第に減少させる。これにより、モータ（巻取軸）の回転速度が次第に減少されるので、ウエビングの巻き取りが完了した際に衝撃が生じることを防止又は抑制することができる。これにより、所謂エンドロックが発生することを防止又は抑制することができる。

請求項２に記載の発明に係るウエビング巻取装置は、巻取方向へ回転されることで乗員拘束用のウエビングを巻き取ると共に、前記ウエビングが引き出されることで引出方向へ回転される巻取軸と、前記巻取軸を前記巻取方向へ回転可能なモータと、前記モータに電力を供給して前記巻取軸を前記巻取方向へ回転させると共に、前記モータの回転速度を増減させる際に前記モータへの供給電力を次第に変化させる制御手段と、を備えたことを特徴としている。

請求項２に記載のウエビング巻取装置では、制御手段がモータに電力を供給して巻取軸を巻取方向へ回転させる。これにより、ウエビングを巻取軸に巻き取ることができる。また、この制御手段はモータの回転速度を増減させる際にモータへの供給電力を次第に（徐々に）変化させる。これにより、モータ（巻取軸）の回転速度が次第に変化されるため、ウエビングの巻き取りが完了した際に衝撃が生じることを防止又は抑制することができる。これにより、所謂エンドロックが発生することを防止又は抑制することができる。

また、このウエビング巻取装置では、上述の如くモータの回転速度が次第に変化されるため、モータの作動音の急激な変化や、ウエビングの急激な挙動などを抑制することができる。したがって、乗員に違和感を与えることを抑制できる。さらに、モータの回転速度の増減時における急激な電流変化が抑制されるため、急激な電流変化に起因する電磁ノイズの発生を抑制することができる。

またさらに、上述の如くモータの駆動力によってウエビングの巻き取りをアシストする場合、通常使用時にモータが頻繁に作動されることになるが、このウエビング巻取装置では、モータの回転速度が次第に変化されるため、モータの駆動力を巻取軸に伝達する駆動力伝達機構（減速機構など）の作動耐久回数を向上させることができる。

請求項３に記載の発明に係るウエビング巻取装置は、請求項１又は請求項２に記載のウエビング巻取装置において、前記制御手段は、前記巻取軸の回転を検出する回転検出手段を備え、当該回転検出手段の検出結果に基づいて前記モータへの給電を制御することを特徴としている。

請求項３に記載のウエビング巻取装置では、制御手段は、回転検出手段が検出した巻取軸の回転に基づいてモータへの給電を制御する。このため、制御手段は、ウエビングの巻き取り完了などを正確に予測することができ、これに基づいてモータの作動を正確に制御することができる。

以上説明したように、本発明に係るウエビング巻取装置では、モータの駆動力によってウエビングを巻き取ることができると共に、所謂エンドロックの発生を防止又は抑制することができる。

図１には、本発明の実施形態に係るウエビング巻取装置の全体構成が正面断面図にて示されている。

図１に示すように、ウエビング巻取装置１０は、フレーム１２を備えている。フレーム１２は略板状の背板１４を備えており、この背板１４がボルト等の図示しない締結手段によって車体に固定されることで、本ウエビング巻取装置１０が車体に取り付けられる構成となっている。背板１４の幅方向両端からは一対の脚板１６、１８が互いに平行に延出されており、これらの脚板１６、１８間にダイカスト等によって製作された巻取軸としてのスプール２０が回転可能に配置されている。

スプール２０は略円筒形状のスプール本体２２と、このスプール本体２２の両端部にそれぞれ略円盤形状に形成された一対のフランジ部２４、２６とによって構成されており、全体としては鼓形状をなしている。

スプール本体２２には、長尺帯状に形成されたウエビング２８の基端部が連結固定されており、スプール２０をその軸周り一方（以下、この方向を「巻取方向」と称する）へ回転させると、ウエビング２８がその基端側からスプール本体２２の外周部に層状に巻き取られる。一方、ウエビング２８をその先端側から引っ張れば、これに伴いスプール２０が回転しながらウエビング２８が引き出される（以下、ウエビング２８を引き出す際のスプール２０の回転方向を「引出方向」と称する）。

フランジ部２４のフランジ部２６とは反対側でスプール２０の一端側は、脚板１６に形成された円孔３０を略同軸的に貫通してフレーム１２の外部に突出している。脚板１６側のフレーム１２の外側には、ケース３２が配置されている。ケース３２は、スプール２０の軸方向に沿って脚板１６と対向して配置されて脚板１６に固定されている。また、ケース３２は全体的に脚板１６側へ向けて開口しており、円孔３０を貫通したスプール２０の一端側はケース３２の内側に入り込み、ケース３２によって回転自在に軸支されている。

さらに、ケース３２の内部には渦巻きばね３４が配置されている。渦巻きばね３４は渦巻き方向外側の端部がケース３２に係止されており、渦巻き方向内側の端部がスプール２０に係止されている。この渦巻きばね３４は、スプール２０を巻取方向へ付勢している。

この渦巻きばね３４の付勢力（に基づくウエビング２８の巻取力）は、乗員が装着したウエビング２８の弛みを解消する程度に、比較的弱く設定されている。換言すれば、渦巻きばね３４の付勢力は、ウエビング２８の装着状態で乗員に圧迫感を与えない程度の強さに設定されており、スプール２０から引き出されたウエビング２８を摩擦力等に抗して最後まで巻き取る強さは要求されていない。

一方、スプール２０は、フランジ部２６側の端部から同軸的に突出した図示しない支軸部を備えている。この支軸部は、脚板１８に形成された内歯のラチェット孔３６を略同軸的に貫通してフレーム１２の外部に突出しており、脚片１８の外面に開口端を突き当てた状態で固定されロック機構３８を構成する略カップ状のケース４０によって回転自在に軸支されている。

ロック機構３８は、通常はスプール２０の巻取方向、引出方向の自由な回転を許容し、車両急減速時にスプール２０の引出方向の回転を阻止するものである。本実施形態では、加速度センサ４１がラチェットギヤ４２の引出方向の回転を阻止すると、該ラチェットギヤ４２とスプール２０との相対回転によってロックプレート４６がロックベース４４から突出して脚片１８におけるラチェット孔３６の内歯に噛み合い、スプール２０の引出方向の回転を阻止する構成とされている。なお、ロックベース４４とスプール２０との間にトーションバーを連結して、上記ロック後にトーションバーを捩りつつスプール２０の引出方向の回転を許容してエネルギ吸収を果たす（フォースリミッタ機能を果たす）構成としても良い。

一方、スプール２０の下方で脚板１６と脚板１８との間には、モータ６０が配置されている。モータ６０の出力軸６２にはギヤ６４が同軸的且つ一体的に設けられている。

ギヤ６４の半径方向上方には、ギヤ６４よりも大径のギヤ６６が配置されている。ギヤ６６は脚板１６、１８間に設けられた支持板６８と脚板１６とによりスプール２０と平行な軸周りに回転自在に軸支された状態で、ギヤ６４に噛み合っている。また、ギヤ６６の軸方向側方にはギヤ６６よりも小径のギヤ７０がギヤ６６に対して同軸的且つ一体的に設けられている。

さらに、ギヤ７０の半径方向上側には、クラッチ７２が設けられている。クラッチ７２は、リング状に形成された外歯のギヤ７４を備えている。ギヤ７４は、ギヤ７０に噛み合った状態でスプール２０に対して同軸的で且つ相対回転可能に設けられており、その軸方向両端は図示しない円盤状部材により閉止されている。また、ギヤ７４の内側には、筒状のアダプタ７６がスプール２０に対して同軸的に設けられている。アダプタ７６は、スプール２０に一体的に連結されており、ギヤ７４の両端を閉止する円盤状部材を貫通した状態で、円盤状部材、ひいてはギヤ７４をスプール２０周りに回転可能に軸支している。

ギヤ７４の内側には、例えば、遠心力で揺動するパウル等の図示しない連結部材が収容されている。この連結部材は、例えば、上記円盤状部材に支持されており、ギヤ７４と一体的に回転するようになっている。

ここで、このクラッチ７２では、モータ６０の出力軸６２の回転力が、ギヤ６４、ギヤ６６、ギヤ７０を介してギヤ７４に伝達される構成（出力軸６２とギヤ７４は常に同期して回転する構成）となっており、モータ６０の出力軸６２が正方向へ回転（正転）すると、ギヤ７４は巻取方向へ回転する。ギヤ７４が巻取方向へ回転すると、前記連結部材がアダプタ７６の外周面に機械的に結合し、ギヤ７４とアダプタ７６とを一体的に連結するようになっている。これにより、ギヤ７４の巻取方向への回転（モータ６０の正転）がアダプタ７６を介してスプール２０に伝達される構成になっている。

また、モータ６０の出力軸６２が逆方向へ回転（逆転）すると、ギヤ７４は引出方向へ回転する構成である。この場合、ギヤ７４がアダプタ７６に対して引出方向へ所定量だけ相対回転すると（モータ６０の逆転により出力軸６２がスプール２０に対して所定量だけ相対回転すると）、前記連結部材のアダプタ７６に対する機械的結合が解除され、クラッチ７２は解除状態になる。

一方、本ウエビング巻取装置１０では、制御手段を構成するＥＣＵ８２及びドライバ８４を備えている。このＥＣＵ８２には、本発明の実施形態に係る駆動制御プログラムが記憶されている。また、モータ６０は、ドライバ８４を介して車両に搭載されたバッテリー８６に電気的に接続されており、バッテリー８６からの電流がドライバ８４を介してモータ６０に流れることで、モータ６０は駆動力で出力軸６２を正転又は逆転させる構成となっている。ドライバ８４は、ＥＣＵ８２に接続されており、このドライバ８４を介したモータ６０への給電がＥＣＵ８２によって制御される構成になっている。

また、ＥＣＵ８２には、回転検出手段としてのスプール回転検知センサ８８（本実施形態では、磁気センサ）が接続されている。このスプール回転検知センサ８８は、フランジ部２６の外周部に設けられた磁石９０に対応しており、フランジ部２６（スプール２０）の回転によって、磁石９０がスプール回転検知センサ８８の近傍を繰り返し通過すると、磁石９０によって生じる磁気を検知して所定の電気信号（以下、この信号を「検知信号」と称する）をＥＣＵ８２に出力するようになっている。

この場合、ＥＣＵ８２は、スプール回転検知センサ８８から出力された検知信号に基づいてスプール２０の回転数を検出すると共に、検出した回転数からウエビング２８の巻取量を検出する。このウエビング２８の巻取量に基づいて、ＥＣＵ８２からは、ドライバ８４へモータ６０の作動を制御するための制御信号が出力され、この制御信号に基づいてドライバ８４がモータ６０を作動させるようになっている。

さらに、ＥＣＵ８２には、ウエビング２８に設けられたタングプレートがバックル装置（共に図示省略）と連結しているか否かを検出するバックルスイッチ９２（装着解除検出手段）が接続されている。このバックルスイッチ９２は、タングプレートがバックル装置と連結しているときには、スイッチのオン状態を示すＨレベルの信号をＥＣＵ８２に出力し、タングプレートがバックル装置から解除されているときには、スイッチのオフ状態を示すＬレベルの信号をＥＣＵ８２に出力する。ＥＣＵ８２は、バックルスイッチ９２からＬレベルの信号が出力されると、乗員がウエビング２８の装着状態を解除したと判断し、ウエビング２８の格納時であると判断する。

ここで、本実施形態では、ＥＣＵ８２は、モータ６０の回転速度を増減させる際（モータ６０の作動を開始させる際、及びモータ６０を停止させる際を含む）には、モータ６０への供給電力を次第に（徐々に）変化させる構成になっている（所謂フェードイン制御・フェードアウト制御を行う構成になっている）。

具体的には、ＥＣＵ８２は、モータ６０への供給電力を、図２に示されるように、一定時間毎に一定の制御量（デューティ、目標電流等）ずつ変化させる構成になっている。

なお、図３に示されるように、ＥＣＵ８２が、モータ６０への供給電力を、その増減開始から目標制御量（デューティ、目標電流等）に至るまでの間で一定時間毎に連続的に変化させる構成にしてもよい。

次に、図４及び図５に示される線図に基づいて本実施形態の作用について説明する。

上記構成のウエビング巻取装置１０では、ＥＣＵ８２は、バックルスイッチ９２からの信号に基づいて、ウエビング２８に設けられたタングプレートがバックル装置から解除されたことを検出すると（図４及び図５のＴ１参照）、モータ６０に所定の電圧Ｖ２を印加してモータ６０を正転させる。この場合、ＥＣＵ８２は、モータ６０への電圧の印加を一定時間毎に一定の制御量（ここではデューティ）ずつ増加させることで、モータ６０の回転速度を所定の速度Ｓ２まで徐々に増加させる（図５参照）。

モータ６０の回転力は、ギヤ６４、ギヤ６６、ギヤ７０を介してクラッチ７２のギヤ７４に伝達され、ギヤ７４が巻取方向へ回転される。これにより、クラッチ７２が連結状態となり、当該クラッチ７２を介してモータ６０の駆動力がスプール２０に伝達される。これにより、渦巻きばね３４の付勢力不足が補われてスプール２０が巻取方向に回転され、ウエビング２８がスプール２０に巻き取られる。この場合、モータ６０の回転速度Ｓ２に対応するウエビング２８の巻取速度は、ウエビング２８を早期に巻き取るために比較的高速に設定されている。

また、ＥＣＵ８２は、上記モータ６０の正転により、ウエビング２８が予め設定された量（ウエビング２８が乗員の降車の邪魔にならない程度の量）巻き取られると（図４及び図５のＴ２参照）、モータ６０への印加電圧をＶ２よりも小さい電圧Ｖ１まで減少させる。この場合にも、ＥＣＵ８２は、モータ６０への電圧の印加を一定時間毎に一定の制御量（ここではデューティ）ずつ減少させることで、モータ６０の回転速度を所定の速度Ｓ１まで徐々に減少させる（図５参照）。これにより、ウエビング２８の巻取速度が遅くなるが、この時点ではウエビング２８が乗員の降車の邪魔にならない程度巻き取られているため問題にならない。また、ウエビング２８の巻取速度が遅くなるため、ウエビング２８に設けられたタングプレートが車室内の内装品等に不要に衝突することが防止又は抑制される。

一方、ＥＣＵ８２は、スプール回転検知センサ８８の信号に基づいてウエビング２８の大部分が巻き取られたことを検出すると（図４及び図５のＴ３参照）、モータ６０への電圧の印加を解除する。この場合にも、ＥＣＵ８２は、モータ６０への電圧の印加を一定時間毎に一定の制御量（ここではデューティ）ずつ減少させることで、モータ６０の回転速度をゼロまで徐々に減少させる（図５参照）。これにより、ウエビング２８の巻取速度が徐々に減少し、ウエビング２８が全格納された時点（ウエビング２８の巻き取りが完了した時点）でモータ６０が停止される。このように、ウエビング２８の全格納直前でウエビング２８の巻取速度が遅くなるため、ウエビング２８の全格納時にウエビング巻取装置１０に衝撃が作用することが抑制される。これにより、当該衝撃によってロック機構３８が誤作動すること（所謂エンドロックの発生）を防止することができる。

さらに、ＥＣＵ８２は、モータ６０を停止させてから所定時間経過すると（図４及び図５のＴ４参照）、モータ６０に極性が逆の電圧Ｖ１を印加してモータ６０を逆転させ、クラッチ７２の連結状態を解除すると共に、更に所定時間経過後に（図４及び図５のＴ５参照）、モータ６０への電圧の印加を解除してモータ６０を停止させる。この場合にも、ＥＣＵ８２は、モータ６０への電圧の印加を一定時間毎に一定の制御量（ここではデューティ）ずつ変化させることで、モータ６０の回転速度を徐々に増減させる（図５参照）。

ここで、本実施形態に係るウエビング巻取装置１０では、上述した如く、ＥＣＵ８２は、ウエビング２８の巻取速度（モータ６０の回転速度）を増減させる際に、常にモータ６０への供給電力を徐々に変化させるため、モータ６０の回転速度が急激に変化することがない。これにより、モータ６０の作動音の急激な変化や、ウエビング２８の急激な挙動などを抑制することができるため、乗員に違和感を与えることを抑制できる。また、このウエビング巻取装置１０では、モータ６０の回転速度の増減時における急激な電流変化が抑制されるため、急激な電流変化に起因する電磁ノイズの発生を抑制することができる。

さらに、本実施形態に係るウエビング巻取装置１０では、モータ６０の駆動力が急激に変化することを防止できるため、クラッチ７２、ギヤ６４、６６、７０等の減速機構に加わるダメージを小さくすることができる。これにより、上記減速機構の耐久性を向上させることができる。特に、本実施形態のように通常時のウエビング２８の巻き取り（格納）にモータ６０の駆動力を用いる場合（所謂格納アシスト機構）には、車両緊急時にのみモータ６０の駆動力を用いる場合（所謂プリテンショナ機構）に比べてモータ６０の作動回数が桁違いに多くなるため、上記減速機構の作動耐久回数を向上させる上で好適である。

また、本実施形態では、ＥＣＵ８２は、スプール回転検知センサ８８から出力された検知信号に基づいてスプール２０の回転数を検出すると共に、検出した回転数からウエビング２８の巻取量を検出し、このウエビング２８の巻取量に基づいてモータ６０への給電を制御する。このため、ＥＣＵ８２は、ウエビング２８の巻き取り完了などを正確に予測することができ、これに基づいてモータ６０の作動を正確に制御することができる。

なお、上記実施形態では、モータ６０の駆動力によってスプール２０を巻取方向へ回転させることで、ウエビング２８の巻き取りをアシストする構成にしたが、本発明はこれに限らず、モータ６０の駆動力によってスプール２０を引出方向へ回転させることで、ウエビング２８の引き出しをアシストする構成にしてもよい。

また、上記実施形態では、ＥＣＵ８２が、スプール回転検知センサ８８（回転検出手段）の信号に基づいてウエビング２８の大部分が巻き取られたことを検出する構成、すなわち、ＥＣＵ８２がスプール回転検知センサ８８の信号に基づいてウエビング２８の全格納（ウエビング２８の巻き取り完了）を予測する構成にしたが、本発明はこれに限らず、ＥＣＵ８２がモータ６０の作動開始からの経過時間に基づいてウエビング２８の全格納を予測する構成にしてもよい。

また、上記実施形態では、ＥＣＵ８２が、スプール回転検知センサ８８及びバックルスイッチ９２からの信号に基づいてモータ６０の作動を制御する構成にしたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、車両のドアが開閉されたことを検出するドア開閉センサ（所謂カーテシスイッチ）、車両の乗員が車両用シートに着座していることを検出する着座センサ、車両のキーの状態（イグニッションスイッチのＯＮ状態など）を検出するキー状態検出センサ、車両の速度を検出する車速センサ、車室内の乗員を検知する乗員検知装置（カメラなど）、所謂スマートキーからの電気信号を検知するスマートキー検知装置、車両のドアに乗員が触れたことを検出するドアタッチセンサなどを、ＥＣＵ８２に接続すると共に、これらのセンサ及び検知装置からの信号に基づいてＥＣＵ８２がモータ６０の作動を制御する構成にしてもよい。

本発明の実施形態に係るウエビング巻取装置の全体構成を示す概略的な正面断面図である。 本発明の実施形態に係るウエビング巻取装置のＥＣＵがモータへの供給電力を徐々に変化させる際の制御方法の１の例を示す線図である。 本発明の実施形態に係るウエビング巻取装置のＥＣＵがモータへの供給電力を徐々に変化させる際の制御方法の別の例を示す線図である。 本発明の実施形態に係るウエビング巻取装置のＥＣＵによるモータの作動制御の内容を示し、モータに印加される電圧と時間との関係を示す線図である。 本発明の実施形態に係るウエビング巻取装置のＥＣＵによるモータの作動制御の内容を示し、モータの回転速度と時間との関係を示す線図である。

符号の説明

１０ ウエビング巻取装置
２０ スプール（巻取軸）
２８ ウエビング
６０ モータ
８２ ＥＣＵ（制御手段）
８４ ドライバ（制御手段）
８８ スプール回転検出センサ（回転検出手段）

Claims (3)

1. 巻取方向へ回転されることで乗員拘束用のウエビングを巻き取ると共に、前記ウエビングが引き出されることで引出方向へ回転される巻取軸と、
   前記巻取軸を前記巻取方向へ回転可能なモータと、
   前記モータに電力を供給して前記巻取軸を前記巻取方向へ回転させると共に、前記巻取軸への前記ウエビングの巻き取りが完了する際に前記モータへの供給電力を次第に減少させる制御手段と、
   を備えたウエビング巻取装置。
2. 巻取方向へ回転されることで乗員拘束用のウエビングを巻き取ると共に、前記ウエビングが引き出されることで引出方向へ回転される巻取軸と、
   前記巻取軸を前記巻取方向へ回転可能なモータと、
   前記モータに電力を供給して前記巻取軸を前記巻取方向へ回転させると共に、前記モータの回転速度を増減させる際に前記モータへの供給電力を次第に変化させる制御手段と、
   を備えたウエビング巻取装置。
3. 前記制御手段は、前記巻取軸の回転を検出する回転検出手段を備え、当該回転検出手段の検出結果に基づいて前記モータへの給電を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウエビング巻取装置。

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