JP2011037299A - Webbing winding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の座席に着座した乗員の身体を拘束するためのウエビングベルト等のベルト部材を巻き取って収納するウエビング巻取装置に関する。 The present invention relates to a webbing retractor that winds and stores a belt member such as a webbing belt for restraining the body of an occupant seated in a vehicle seat.
下記特許文献1に開示されたウエビング巻取装置(モータ式シートベルトリトラクタ)では、ウエビングベルト(ウエビング)を巻き取るスプールとモータとの間に遊星歯車機構が介在しており、インターナルギヤの外歯に係止片が噛み合った状態ではモータの出力軸とスプールとが機械的に連結されて、モータの駆動力をスプールに伝えることができる状態になる。 In the webbing retractor (motor-type seat belt retractor) disclosed in Patent Document 1 below, a planetary gear mechanism is interposed between a spool for winding the webbing belt (webbing) and the motor, and the external gear In a state where the engaging piece is engaged with the teeth, the output shaft of the motor and the spool are mechanically connected to each other so that the driving force of the motor can be transmitted to the spool.
モータの通電状態、又は、短絡状態でモータの出力軸とスプールとが連結され、更に、この状態でスプールからウエビングベルトを引き出す方向へスプールを回転させると、スプールの回転力がモータの出力軸に入力される。これによりモータにおいて逆起電力が生じ、この逆起電力により出力軸の回転に抗する回転抗力が発生する。下記特許文献1には、このようにして発生した回転抗力をトーションシャフト等のエネルギー吸収部材におけるEA荷重に重畳させ、EA荷重のロードリミット値や立ち上がり勾配、立ち下がり勾配を調整する構成が開示されている。 When the motor is energized or short-circuited, the motor output shaft and the spool are connected. In this state, when the spool is rotated in the direction of pulling out the webbing belt from the spool, the rotational force of the spool is applied to the motor output shaft. Entered. As a result, a counter electromotive force is generated in the motor, and a rotational drag against the rotation of the output shaft is generated by the counter electromotive force. The following Patent Document 1 discloses a configuration in which the rotational drag generated in this way is superimposed on the EA load in an energy absorbing member such as a torsion shaft to adjust the load limit value, rising gradient, and falling gradient of the EA load. ing.
ところで、上記特許文献1に開示された構成では、スプールとモータとの間のギヤを切り替えたり、モータにおける短絡時間と非短絡時間との比を切り替えたりしてEA荷重のロードリミット値や立ち上がり勾配、立ち下がり勾配を調整している。しかしながら、スプールとモータとの間のギヤを切り替えや、モータにおける短絡時間と非短絡時間との比を切り替えは乗員の体重の軽重や車両が衝突する際の速度によって選択して切り替えているだけである。したがって、切り替えの後にEA荷重のロードリミット値や立ち上がり勾配、立ち下がり勾配を調整することはできず、特に、EA荷重の立ち上がり勾配、立ち下がり勾配を急峻にしてその間を平滑に調整することが難しい。 By the way, in the configuration disclosed in Patent Document 1, the load limit value of the EA load and the rising gradient are switched by switching the gear between the spool and the motor, or by switching the ratio of the short circuit time to the non-short circuit time in the motor. Adjust the falling slope. However, switching the gear between the spool and the motor, or switching the ratio of the short circuit time to the non-short circuit time in the motor is only selected and switched according to the weight of the occupant's weight and the speed at which the vehicle collides. is there. Therefore, the load limit value, rising gradient, and falling gradient of the EA load cannot be adjusted after switching, and it is particularly difficult to make the rising and falling gradients of the EA load steep and smoothly adjusted between them. .
本発明は、上記事実を考慮して、モータにて生じた逆起電圧により生ずる抗力でウエビングベルトに付与される引っ張り力を吸収でき、その吸収量を引っ張り力の大きさ等に基づいて的確に変え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。 In consideration of the above facts, the present invention can absorb the tensile force applied to the webbing belt by the drag generated by the counter electromotive voltage generated by the motor, and the amount of absorption can be accurately determined based on the magnitude of the tensile force. The object is to obtain a webbing take-up device that can be changed.
請求項1に記載の本発明に係るウエビング巻取装置は、長尺帯状のウエビングベルトの長手方向基端部が係止され、巻取方向に回転することで前記ウエビングベルトを巻き取るスプールと、前記スプールに出力軸が連結された状態で前記スプールが回転した際には、前記スプールの回転力が入力されるモータと、前記ウエビングベルトをその先端側へ引っ張る引出荷重を直接又は間接的に検出する引出荷重検出手段と、前記モータを含めて構成される回路を制御して前記モータの両端子間を短絡させ、この状態で前記両端子間が短絡されたモータに前記スプールの回転力が入力されることで生じる逆起電圧により前記スプールの回転に対する抗力を生じさせると共に、前記引出荷重検出手段での検出結果に基づいて前記抗力の大きさを推定し、当該推定結果に基づいて前記回路を制御して予め設定された大きさの前記抗力を生じさせる制御手段と、を備えている。 A webbing take-up device according to a first aspect of the present invention includes a spool that winds the webbing belt by rotating in the take-up direction, with the longitudinal base end portion of the long webbing belt being locked. When the spool rotates with the output shaft connected to the spool, the motor to which the rotational force of the spool is input and the pull-out load that pulls the webbing belt to the front end side are detected directly or indirectly. The drawing load detection means for controlling the circuit including the motor is short-circuited between both terminals of the motor, and in this state, the rotational force of the spool is input to the motor short-circuited between the terminals. The counter electromotive force generated by the rotation causes a drag force against the rotation of the spool, and the magnitude of the drag force is estimated based on the detection result of the pull-out load detection means. And and a control means for generating the drag of predetermined size to control the circuit based on the estimation result.
請求項1に記載の本発明に係るウエビング巻取装置では、出力軸がスプールに連結可能なモータを備えており、スプールにモータの出力軸が連結された状態でスプールに巻き取られているウエビングベルトが引き出されると、巻取方向とは反対の引出方向への回転力がモータに入力される。このようにスプールの回転力がモータに入力された状態で、制御手段によってモータを含めて構成される回路が制御され、モータの両端子間が短絡されていると、この両端子間が短絡されたモータにスプールの回転力が入力されることで、このモータにて逆起電圧が生じる。 In the webbing take-up device according to the first aspect of the present invention, the output shaft includes a motor that can be coupled to the spool, and the webbing is wound on the spool in a state where the output shaft of the motor is coupled to the spool. When the belt is pulled out, a rotational force in the pulling direction opposite to the winding direction is input to the motor. When the rotational force of the spool is input to the motor in this way, the circuit including the motor is controlled by the control means, and when both terminals of the motor are short-circuited, the terminals are short-circuited. When the rotational force of the spool is input to the motor, a counter electromotive voltage is generated in the motor.
このようにモータに逆起電圧が生じて回路に電流が流れると、出力軸を回転させようとする力、すなわち、スプールの回転力に抗する抗力が生じる。このようにして生じた抗力がスプールからのウエビングベルトの引き出しの抵抗になり、ウエビングベルトの引っ張りに供されるエネルギーの少なくとも一部が吸収される。 When a counter electromotive voltage is generated in the motor and a current flows through the circuit in this manner, a force for rotating the output shaft, that is, a drag force against the rotational force of the spool is generated. The drag generated in this way becomes resistance for pulling out the webbing belt from the spool, and at least a part of the energy used for pulling the webbing belt is absorbed.
一方、本発明に係るウエビング巻取装置では、ウエビングベルトをその先端側へ引っ張る引出荷重が引出荷重検出手段により検出される。車両が急減速した場合には車両の乗員が車両前方側へ慣性移動しようとしてウエビングベルトを引っ張るが、このときの引出荷重検出手段による引出荷重の検出結果は制御手段に入力される。制御手段では入力された引出荷重検出手段での検出結果に基づいてモータを含めて構成された上記の回路を制御し、スプールが引出方向に回転することでモータにて生じる抗力を予め設定された大きさにする。 On the other hand, in the webbing take-up device according to the present invention, the pulling-out load for pulling the webbing belt toward the tip side is detected by the pulling-out load detecting means. When the vehicle suddenly decelerates, the occupant of the vehicle pulls the webbing belt in an attempt to move inertially toward the front side of the vehicle. At this time, the detection result of the extraction load by the extraction load detection unit is input to the control unit. The control unit controls the above-described circuit including the motor based on the input detection result of the extraction load detection unit, and the drag generated in the motor is preset by the spool rotating in the extraction direction. Make it big.
このように、本発明に係るウエビング巻取装置では、ウエビングベルトをその先端側へ引っ張る引出荷重に基づいて抗力の大きさを制御するので、好適な大きさの抗力を発生させてウエビングベルトの引っ張りに供されるエネルギーの少なくとも一部を効果的に吸収できる。 As described above, in the webbing take-up device according to the present invention, the magnitude of the drag is controlled based on the pull-out load that pulls the webbing belt toward the tip end side thereof, so that a drag of a suitable magnitude is generated to pull the webbing belt. It is possible to effectively absorb at least a part of the energy provided to.
請求項2に記載の本発明に係るウエビング巻取装置は、請求項1に記載の本発明において、前記スプールの回転速度を検出する回転速度検出手段を含めて前記引出荷重検出手段を構成している。 A webbing retractor according to a second aspect of the present invention is the webbing retractor according to the first aspect of the present invention, wherein the pull-out load detecting means includes a rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the spool. Yes.
請求項2に記載の本発明に係るウエビング巻取装置では、引出荷重検出手段がスプールの回転速度を検出する回転速度検出手段を含めて構成される。車両が急減速した場合には車両の乗員が車両前方側へ慣性移動しようとしてウエビングベルトを引っ張り、スプールを引出方向に回転させるが、このときの回転速度検出手段による引出方向へのスプールの回転速度の検出結果は制御手段に入力される。 In the webbing take-up device according to the second aspect of the present invention, the pull-out load detection means includes rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the spool. When the vehicle decelerates suddenly, the vehicle occupant pulls the webbing belt to move inertially toward the front of the vehicle and rotates the spool in the pull-out direction. At this time, the rotation speed detecting means rotates the spool in the pull-out direction. The detection result is input to the control means.
制御手段では入力された回転速度検出手段での検出結果に基づいてモータを含めて構成された上記の回路を制御し、スプールが引出方向に回転することでモータにて生じる抗力を予め設定された大きさにする。このように、本発明に係るウエビング巻取装置では、スプールの回転速度に基づいて抗力の大きさを制御するので、好適な大きさの抗力を発生させてウエビングベルトの引っ張りに供されるエネルギーの少なくとも一部を効果的に吸収できる。 The control means controls the above-described circuit including the motor based on the input detection result of the rotational speed detection means, and the drag generated in the motor is preset by the spool rotating in the pull-out direction. Make it big. As described above, in the webbing take-up device according to the present invention, since the magnitude of the drag is controlled based on the rotation speed of the spool, the drag of a suitable magnitude is generated and the energy supplied to the webbing belt is pulled. At least a portion can be effectively absorbed.
請求項3に記載の本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に記載の本発明において、短絡状態での前記モータの両端子間の間に介在して、閉塞状態で前記モータの両端子間を短絡状態とし、開放状態で前記モータの両端子間を遮断するスイッチ手段を含めて前記回路を構成し、前記制御手段は予め設定された大きさの抗力と前記引出荷重検出手段により検出された前記引出荷重とに基づいて前記スイッチ手段の前記開放状態の時間的長さと前記閉塞状態の時間的長さの比であるデューティ比を変化させて前記抗力を変化させることを特徴としている。 A webbing take-up device according to a third aspect of the present invention is the webbing retractor according to the first or second aspect, wherein the webbing retractor is interposed between both terminals of the motor in a short-circuited state in a closed state. The circuit is configured to include a switch unit that short-circuits between both terminals of the motor and disconnects between both terminals of the motor in an open state, and the control unit includes a drag of a predetermined magnitude and the extraction load. The drag force is changed by changing a duty ratio that is a ratio of a time length of the open state of the switch means and a time length of the closed state based on the pull-out load detected by the detection means. It is a feature.
請求項3に記載の本発明に係るウエビング巻取装置によれば、短絡状態でのモータの両端子の間にはスイッチ手段が設けられており、モータの両端子間が短絡されるとスイッチ手段は開放状態及び閉塞状態を維持し、又は、開放状態と閉塞状態とを交互に切り替える。 According to the webbing take-up device of the present invention as set forth in claim 3, the switch means is provided between the two terminals of the motor in the short-circuit state, and the switch means when the two terminals of the motor are short-circuited. Maintains an open state and a closed state, or alternately switches between an open state and a closed state.
このようにスイッチ手段が動作することで、モータの両端子間に流れる電流の電流値は、スイッチ手段が閉塞状態で維持された場合に流れる電流の電流値とスイッチ手段でのスイッチング周期のうち閉塞状態の時間的長さが占める割合(すなわち、デューティ比)との積になる。本発明に係るウエビング巻取装置では、スイッチ手段のスイッチング周期を引出方向へのスプールの回転速度に応じて変えるため、モータにて生じる抗力をウエビングベルトに付与されている引出荷重の大きさに応じた大きさに適宜に変化させることができる。 By operating the switch means in this way, the current value of the current flowing between the two terminals of the motor is blocked out of the current value of the current flowing when the switch means is maintained in the closed state and the switching period of the switch means. This is the product of the ratio of the time length of the state (that is, the duty ratio). In the webbing take-up device according to the present invention, since the switching period of the switch means is changed according to the rotation speed of the spool in the pulling direction, the drag generated by the motor depends on the pulling load applied to the webbing belt. The size can be changed appropriately.
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、ウエビングベルトに付与される引っ張り力の大きさ等に基づいてモータにて生じさせた逆起電圧に基づく抗力の大きさを適切に変えることができる。 As described above, in the webbing take-up device according to the present invention, the magnitude of the drag based on the counter electromotive voltage generated by the motor is appropriately changed based on the magnitude of the tensile force applied to the webbing belt. be able to.
<本実施の形態の構成>
図2には本発明の一実施の形態に係るウエビング巻取装置10の全体構成の概略が正面断面図によって示されており、図1には本ウエビング巻取装置10のシステムの概略が示されている。
<Configuration of the present embodiment>
FIG. 2 is a front sectional view showing an outline of the entire configuration of the webbing take-up
図2に示されるように、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は平板状の背板14を備えており、背板14がボルト等の図示しない締結手段によって、例えば、車両のセンターピラーの下端部近傍にて車体に固定され、これにより、本ウエビング巻取装置10が車体に取り付けられる。背板14の幅方向両端からは、略車両前後方向に互いに対向した一対の脚板16、18が互いに平行に延出されている。これらの脚板16、18間には略円筒形状のスプール20が配置されている。
As shown in FIG. 2, the
スプール20は軸方向が脚板16、18の対向方向とされており、自らの軸周りに回転可能とされている。また、スプール20には長尺帯状のウエビングベルト22の長手方向基端部が係止されている。ウエビングベルト22はスプール20がその軸周り一方である巻取方向に回転することでスプール20の外周部に基端側から層状に巻き取られて収納される。さらに、ウエビングベルト22を先端側から引っ張れば、スプール20に巻き取られたウエビングベルト22が引き出され、これに伴い、巻取方向とは反対の引出方向にスプール20が回転する。
The
一方、図2に示されるように、スプール20には荷重吸収手段としてのトーションシャフト24が設けられている。トーションシャフト24は軸方向がスプール20の軸方向に沿った棒状の部材で、少なくともトーションシャフト24の長手方向中間部がスプール20に対して同軸的にスプール20の内側に配置されている。トーションシャフト24の脚板18の側端部には結合部26が形成されている。この結合部26はトーションシャフト24の軸方向に対して直交する向きに切った断面の外周形状が非円形とされている。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the
この結合部26に対応してスプール20の脚板18の側にはアダプタ28が設けられている。アダプタ28は内周形状が結合部26の外周形状に略同じ非円形とされており、結合部26がアダプタ28の内側に入り込んでアダプタ28が結合部26に装着されている。また、トーションシャフト24の軸方向に対して直交する向きにアダプタ28を切った場合のアダプタ28の断面の外周形状は非円形とされている。スプール20の脚板18の側には内周形状がこのアダプタ28の外周形状に略同じ嵌挿孔30が形成されており、結合部26が嵌挿されたアダプタ28は嵌挿孔30に嵌挿される。
An
結合部26の外周部及びアダプタ28の内周部は非円形であるので、トーションシャフト24の中心軸周りにトーションシャフト24及びアダプタ28の何れかの一方が他方に対して相対回転することはできない。さらに、アダプタ28の外周部及び嵌挿孔30の内周部は非円形であるので、スプール20の中心軸周りにスプール20及びアダプタ28の何れかの一方が他方に対して相対回転することはできない。したがって、基本的にはスプール20とトーションシャフト24とが同軸的且つ一体的に回転する。
Since the outer peripheral portion of the
一方、図2に示されるように、脚板16の脚板18とは反対側にはロック機構40のハウジング42が脚板16に取り付けられている。ハウジング42の内側にはロック機構40を構成するロックベース44が設けられている。ロックベース44はスプール20の脚板16の側に形成された嵌挿孔46に、スプール20に対してスプール20の中心軸線周りに同軸的に相対回転可能に嵌挿されている。また、ロックベース44に対応してトーションシャフト24の脚板16の側には結合部48が形成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 2, a
この結合部48は結合部26と同様にトーションシャフト24の軸方向に対して直交する向きに切った断面の外周形状が非円形とされている。この結合部48に対応してロックベース44には嵌挿孔50が形成されている。嵌挿孔50は内周形状が結合部48の外周形状に略同じとされており、結合部48は嵌挿孔50に嵌挿される。このため、ロックベース44及びトーションシャフト24の何れかの一方が他方に対してトーションシャフト24の中心軸線周りに相対回転することができない。
Similar to the
したがって、ロックベース44はスプール20に対して相対回転可能に嵌挿孔46に嵌挿されているものの、ロックベース44に対してトーションシャフト24は相対回転できず、また、トーションシャフト24はスプール20に対して相対回転できないため、基本的にはロックベース44及びスプール20の何れかの一方に対して何れかの他方は相対回転ができない。
Therefore, although the
また、ロックベース44の回転半径方向外側の側方にはロックパウル52が設けられている。嵌挿孔50はスプール20の中心軸線と同じ向きを軸方向とする軸周りに回動自在に脚板16に支持されている。ロックパウル52には係合歯54が形成されており、脚板16での支持位置を中心としてロックパウル52が回動することで、係合歯54がロックベース44の外周部に接近又は離間する。係合歯54に対応してロックベース44の外周部にはラチェット歯56が形成されている。ロックベース44の外周部に接近するようにロックパウル52が回動すると、係合歯54がラチェット歯56に噛み合うことができる。係合歯54がラチェット歯56に噛み合った状態では、引出方向へのロックベース44の回転が規制される。
A
また、ハウジング42の内側には、車両の急減速状態での加速度(減速度)やロックベース44が急激に引出方向に回転した際に動作する機構を構成する各種部材が収容されており、車両が急減速状態になったりロックベース44が急激に引出方向に回転したりした場合には、この機構が作動して、係合歯54をラチェット歯56に噛み合わせる方向へロックパウル52を回動させる。
The
一方、スプール20の回転半径方向外側の側方には、出力軸72の軸方向がスプール20の中心軸線の向きと同じモータ70が配置されている。モータ70の出力軸72には平歯で且つ外歯のギヤ74が出力軸72に対して同軸的且つ一体的に取り付けられている。このギヤ74の回転半径方向外側の側方には、ギヤ74よりも歯数が多い外歯で且つ平歯のギヤ76がギヤ74に噛み合った状態で脚板18に回転自在に支持されている。ギヤ76の脚板18の側には、ギヤ76よりも歯数が少ない外歯で且つ平歯のギヤ78がギヤ76に対して同軸的且つ一体的に取り付けられている。
On the other hand, a
ギヤ78の回転半径方向外側の側方には、ギヤ78よりも歯数が多い外歯で且つ平歯のギヤ80がギヤ78に噛み合った状態で脚板18に回転自在に支持されている。脚板18を介してギヤ80の反対側(すなわち、脚板18の外側)には、ギヤ80よりも歯数が少ない外歯で且つ平歯のギヤ82がギヤ80に対して同軸的且つ一体的に設けられている。このギヤ82に対応してアダプタ28にはクラッチ90が設けられている。
On the outer side in the rotational radius direction of the
クラッチ90はスプール20に対して同軸的なギヤリング92を備えている。ギヤリング92の外周部には外歯で且つ平歯のギヤ94が形成されており、ギヤ82に噛み合っている。ギヤリング92の内側には、巻取方向へのギヤリング92の回転に連動するクラッチパウルや、アダプタ28に対して同軸的な回転が不能な状態でアダプタ28に取り付けられたクラッチアダプタ等(何れも図示省略)が設けられており、ギヤリング92が巻取方向に回転してクラッチパウルが移動し、クラッチパウルがクラッチアダプタに係合すると巻取方向へのギヤリング92の回転がクラッチアダプタを介してアダプタ28に伝わるようになっている。
The clutch 90 includes a
また、クラッチアダプタにクラッチパウルが噛み合った状態では、クラッチアダプタに対してギヤリング92が引出方向へ相対回転しない限りクラッチアダプタとクラッチパウルとの噛み合いが解消されない構成になっており、このようにクラッチアダプタとクラッチパウルとの噛み合った状態では、巻取方向、引出方向の何れの向きのアダプタ28の回転もギヤリング92へ伝わりギヤリング92を回転させることができる。
When the clutch pawl is engaged with the clutch adapter, the engagement between the clutch adapter and the clutch pawl is not canceled unless the
一方、図1には、上記のモータ70を制御するための制御手段としての制御装置100の構成の概略が示されている。なお、図1は本実施の形態の要旨の理解を容易にするため、極めて概略的に示されている。
On the other hand, FIG. 1 shows an outline of the configuration of a
図1に示されるように、制御装置100は一対の出入力端子T1、T2を備えている。出入力端子T1にはモータ70の一方の端子が接続されており、出入力端子T2にはモータ70の他方の端子が接続されている。また、制御装置100は入力端子T3と出力端子T4とを備えている。入力端子T3にはバッテリー106のプラス端子が接続されており、出力端子T4にはバッテリー106のマイナス端子が接続されている。
As shown in FIG. 1, the
また、制御装置100は、各々がスイッチ手段としての複数の電界効果トランジスタFET1、FET2、FET3、FET4を備えている。本実施の形態において電界効果トランジスタFET1、FET2、FET3、FET4は所謂NチャネルのMOS型電界効果トランジスタ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)が用いられている。但し、本発明におけるスイッチ手段がこのようなNチャネルのMOS型電界効果トランジスタに限定されるものではない。
In addition, the
すなわち、スイッチ手段にMOS型電界効果トランジスタを用いるにしても、PチャネルのMOS型電界効果トランジスタを用いてもよいし、NチャネルのMOS型電界効果トランジスタとPチャネルのMOS型電界効果トランジスタとを組み合わせて用いてもよい。また、スイッチ手段に他のタイプの電界効果トランジスタ、例えば、ジャンクション型電界効果トランジスタを用いてもよいし、電界効果トランジスタ以外のトランジスタ、例えば、バイポーラトランジスタを用いてもよい。 That is, a MOS field effect transistor or a P channel MOS field effect transistor may be used as the switching means, or an N channel MOS field effect transistor and a P channel MOS field effect transistor may be used. You may use it in combination. In addition, other types of field effect transistors, for example, junction type field effect transistors, or transistors other than the field effect transistors, for example, bipolar transistors, may be used for the switch means.
スイッチ手段を構成する各電界効果トランジスタFET1〜FET4は、ゲート端子にHighレベルの信号電圧が印加された場合にのみドレイン端子とソース端子との間が導通状態になりドレイン端子側からソース端子側へ電流が流れる。なお、以下の説明において、各電界効果トランジスタFET1〜FET4のゲート端子にHighレベルの信号電圧を印加して各電界効果トランジスタFET1〜FET4のドレイン端子とソース端子との間を導通した状態を、各電界効果トランジスタFET1〜FET4のON状態と称し、各電界効果トランジスタFET1〜FET4のドレイン端子とソース端子との間の間が遮断された状態を、各電界効果トランジスタFET1〜FET4のOFF状態と称する。 Each of the field effect transistors FET1 to FET4 constituting the switch means becomes conductive between the drain terminal and the source terminal only when a high level signal voltage is applied to the gate terminal, from the drain terminal side to the source terminal side. Current flows. In the following description, a state in which a high level signal voltage is applied to the gate terminals of the field effect transistors FET1 to FET4 and the drain terminals and the source terminals of the field effect transistors FET1 to FET4 are electrically connected to each other. The field effect transistors FET1 to FET4 are referred to as ON states, and the state in which the space between the drain terminals and the source terminals of the field effect transistors FET1 to FET4 is blocked is referred to as the OFF state of the field effect transistors FET1 to FET4.
これらの電界効果トランジスタFET1〜FET4のうち、電界効果トランジスタFET1のドレイン端子は入力端子T3に接続されており、電界効果トランジスタFET1のソース端子は電界効果トランジスタFET2のドレイン端子に接続されている。電界効果トランジスタFET2のソース端子は出力端子T4との間に接続されている。 Among these field effect transistors FET1 to FET4, the drain terminal of the field effect transistor FET1 is connected to the input terminal T3, and the source terminal of the field effect transistor FET1 is connected to the drain terminal of the field effect transistor FET2. The source terminal of the field effect transistor FET2 is connected between the output terminal T4.
これに対し、電界効果トランジスタFET3のドレイン端子は電界効果トランジスタFET1のドレイン端子と入力端子T3との間に接続されており、電界効果トランジスタFET3のソース端子は電界効果トランジスタFET4のドレイン端子に接続されている。電界効果トランジスタFET4のソース端子は電界効果トランジスタFET2のソース端子と出力端子T4との間に接続されている。 On the other hand, the drain terminal of the field effect transistor FET3 is connected between the drain terminal of the field effect transistor FET1 and the input terminal T3, and the source terminal of the field effect transistor FET3 is connected to the drain terminal of the field effect transistor FET4. ing. The source terminal of the field effect transistor FET4 is connected between the source terminal of the field effect transistor FET2 and the output terminal T4.
上記のモータ70の一方の端子は電界効果トランジスタFET1のソース端子と電界効果トランジスタFET2のドレイン端子との間に接続されており、モータ70の一方の端子は電界効果トランジスタFET3のソース端子と電界効果トランジスタFET4のドレイン端子との間に接続されている。したがって、電界効果トランジスタFET1、FET4がON状態で電界効果トランジスタFET2、FET3がOFF状態であれば、モータ70の一方の端子から他方の端子へ向けて正転駆動電流が流れ、電界効果トランジスタFET2、FET3がON状態で電界効果トランジスタFET1、FET4がOFF状態であれば、モータ70の他方の端子から一方の端子へ向けて逆転駆動電流が流れる。
One terminal of the
さらに、上記の電界効果トランジスタFET1〜FET4のゲート端子は、これらの電界効果トランジスタFET1〜FET4と共に制御装置100を構成するドライブ回路104に接続されており、ドライブ回路104から出力された信号電圧に基づき各電界効果トランジスタFET1〜FET4のドレイン端子とソース端子との間が導通状態又は絶縁状態になる。このドライブ回路104はECU102に電気的に接続されており、ECU102から出力された駆動制御信号Dsがドライブ回路104に入力される。ドライブ回路104は入力された駆動制御信号Dsに基づいて各電界効果トランジスタFET1〜FET4のゲート端子に印加する信号電圧を切り替える。
Further, the gate terminals of the field effect transistors FET1 to FET4 are connected to the
一方、図1及び図2に示されるように、上記のECU102には回転速度検出手段として引出荷重検出手段を構成するホールセンサ122に直接又は間接的に接続されている。図1に示されるように、ホールセンサ122はギヤ80の外周部近傍(すなわち、ギヤ80の回転中心よりも外側)でギヤ80の回転軸方向に沿ってギヤ80と対向するように設けられている。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2, the
図3に示されるように、ホールセンサ122に対応してギヤ80にはリング状のマグネット124がギヤ80に対して同軸的且つ一体的に取り付けられている。マグネット124は、その周方向に沿って一定角度毎にN極とS極とが交互に形成されている。このため、ホールセンサ122はギヤ80が一定角度回転するごとに検出する磁界が変化し、この検出した磁界の変化に対応する検出信号Rsがホールセンサ122から出力される。ホールセンサ122から出力された検出信号RsはECU102に入力される。
As shown in FIG. 3, a ring-shaped
さらに、ECU102には前方監視装置128に直接又は間接的に接続されている。前方監視装置128は、所定周波数の電波や、レーダ、赤外線等の障害物検出波を本ウエビング巻取装置10が搭載された車両の前方に放出する検出波出力部と、前方の障害物に反射して戻ってきた検出波が入力される検出波入力部とを含めて構成されている。制御装置100では、検出波出力部から検出波が出力されてから検出波入力部に入力されるまでの時間に基づいて本ウエビング巻取装置10が搭載された車両の前方で走行している他の車両や、本ウエビング巻取装置10が搭載された車両前方の障害物(以下、本ウエビング巻取装置10が搭載された車両の前方で走行している他の車両も含めて障害物と称する)までの距離を演算している。
Further, the
また、ECU102にはトリガ手段としてのエアバッグECU130に直接又は間接的に接続されている。エアバッグECU130は、車両急減速状態等においてで本ウエビング巻取装置10に対応した座席の前方で袋体を膨張展開させるエアバッグ装置(図示省略)の制御手段を構成しており、エアバッグECU130から出力された前方監視信号OsはECU102に入力される。
Further, the
<本実施の形態の作用、効果>
次に、本ウエビング巻取装置10の作用並びに効果について説明する。
<Operation and effect of the present embodiment>
Next, the operation and effect of the webbing take-up
本ウエビング巻取装置10では、本ウエビング巻取装置10を搭載した車両の走行中に前方監視装置128からの信号に基づいて制御装置100のECU102が前方の障害物までの距離を演算している。この演算結果である障害物までの距離が一定値未満になると、制御装置100のECU102は駆動制御信号Dsが切り替わり、この切り替わった駆動制御信号Dsに基づいてドライブ回路104は電界効果トランジスタFET2、FET3をOFF状態として電界効果トランジスタFET1、FET4をON状態とする。
In the webbing take-up
これにより、モータ70には正方向の電流が流れてモータ70が正転駆動する。モータ70の正転駆動力により出力軸72が正転すると、この出力軸72の回転力がギヤ74〜80を介してクラッチ90のギヤリング92に伝わり、ギヤリング92を巻取方向に回転させる。ギヤリング92が巻取方向に回転することで、ギヤリング92内のクラッチパウルがクラッチアダプタに係合する。
As a result, a forward current flows through the
これにより、ギヤリング92の巻取方向の回転がクラッチアダプタを介してアダプタ28に伝わり、スプール20を巻取方向に回転させる。このように、スプール20が巻取方向に回転することで、ウエビングベルト22が基端側からスプール20に巻き取られ、乗員の身体に装着されているウエビングベルト22の僅かな弛み、所謂「スラック」が解消される。
Thereby, the rotation of the
この状態で、乗員が車両の制動操作やステアリング操作を行なうことで障害物を回避し、これにより、制御装置100での障害物までの距離の演算結果が所定値以上になると、制御装置100のECU102は出力する駆動制御信号Dsを切り替える。この切り替わった駆動制御信号Dsに基づいてドライブ回路104は、電界効果トランジスタFET1、FET4をOFF状態として、電界効果トランジスタFET2、FET3をON状態とする。これにより、モータ70には逆方向の電流が流れてモータ70が逆転駆動する。モータ70の逆転駆動力による出力軸72の逆転は、ギヤ74〜80を介してクラッチ90のギヤリング92に伝わり、ギヤリング92を引出方向に回転させる。このギヤリング92の引出方向への回転で、クラッチパウルとクラッチアダプタとの係合が解消される。
In this state, an occupant avoids an obstacle by performing a braking operation or a steering operation of the vehicle. As a result, when the calculation result of the distance to the obstacle in the
これに対して、エアバッグ装置が作動する程度に車両が急減速状態になったり、又、このような車両急減速の慣性で乗員の身体が急激にウエビングベルト22を引っ張り、これにより、ロックベース44が急激に引出方向に回転したりするとロック機構40が作動し、係合歯54がラチェット歯56に噛み合うようにロックパウル52を回動させる。係合歯54がラチェット歯56に噛み合うことで、ロックベース44の引出方向への回転、すなわち、スプール20の引出方向への回転が規制される。
On the other hand, the vehicle is suddenly decelerated to such an extent that the airbag device is operated, or the body of the occupant suddenly pulls the
このように、スプール20の引出方向への回転が規制されることで、スプール20からのウエビングベルト22の引き出しが規制される。これにより、車両が急減速した際の慣性で車両前方側へ慣性移動しようとする乗員の身体をウエビングベルト22で強固に保持することができる。
In this manner, the pulling of the
このような状態で、乗員の身体がウエビングベルト22を引っ張ることで、ウエビングベルト22からスプール20に付与される引出方向の回転力が、トーションシャフト24の機械的強度を上回ると、ロックベース44にロックパウル52が係合することで保持されたトーションシャフト24の他端と、トーションシャフト24の一端との間で捩じり変形が生じる。このトーションシャフト24の捩じり変形分だけスプール20の引出方向への回転が許容されるので、ウエビングベルト22の引き出しが許容され、このようにウエビングベルト22の引出許容分だけ車両前方側への乗員の慣性移動が許容されると共に、トーションシャフト24の変形により、乗員の身体がウエビングベルト22に付与する引っ張り力のエネルギーの一部が吸収される。
In this state, when the occupant's body pulls the
また、上記のように、車両急減速状態になると、エアバッグ装置が作動し、このときのエアバッグECU130は出力する起動信号Ssを切り替える。ECU102から切り替わった駆動制御信号Dsが出力されると、ドライブ回路104は電界効果トランジスタFET2、FET4をOFF状態で維持すると共に、電界効果トランジスタFET3をON状態で維持する。さらに、電界効果トランジスタFET1を所定のデューティ比でON状態とOFF状態とを交互に繰り返す。このように電界効果トランジスタFET1〜FET4が制御された状態で更に電界効果トランジスタFET3がON状態となった場合には、モータ70が短絡された状態になる。
Further, as described above, when the vehicle suddenly decelerates, the airbag device is activated, and the
ここで、上記のように起動信号SsがエアバッグECU130から出力される状態、すなわち、エアバッグ装置が作動する状態では、ギヤリング92内におけるクラッチパウルとクラッチアダプタとの係合が維持されている。このため、この状態で上記のようにスプール20が引出方向に回転すると、スプール20の引出方向への回転がモータ70の出力軸72に伝わり、出力軸72を回転させる。上記のように、この状態では電界効果トランジスタFET1がON状態になることでモータ70が短絡されるので、出力軸72が回転させられることでモータ70に逆起電圧が生じる。この逆起電圧により、モータ70から電界効果トランジスタFET1、電界効果トランジスタFET3を流れてモータ70に戻るような電流が流れると、この電流とモータ70を構成する永久磁石の磁界との相互作用で出力軸72の回転に抗する向きの力、すなわち、抗力(荷重)が生じる。
Here, in the state where the activation signal Ss is output from the
このため、この状態では、トーションシャフト24の機械的強度を上回ってトーションシャフト24を変形させるだけの力と、このようにして生じた抗力との和に応じた引出方向への回転力がトーションシャフト24の結合部26の側の端部に付与されないと、トーションシャフト24を捩じって変形させることができない。
For this reason, in this state, the rotational force in the pull-out direction corresponding to the sum of the force that deforms the
さらに、本ウエビング巻取装置10では、上記のようにスプール20が引出方向に回転すると、ホールセンサ122から出力された検出信号Rsと、ECU102に予め設定された抗力の設定値とに基づいて電界効果トランジスタFET1におけるON、OFFのデューティ比が設定される。
Further, in the webbing take-up
すなわち、制御装置100における回路において、電界効果トランジスタFET2、FET4がOFF状態で、電界効果トランジスタFET1、FET3がON状態のモータ70にて生ずる抗力の大きさは、ウエビングベルト22の引出速度(ウエビングベルト22の引出荷重)によって決まり(モータ70にて生ずる抗力の大きさは、ウエビングベルト22の引出速度の関数)、更に、電界効果トランジスタFET1が所定のデューティ比でON、OFFされている場合にモータ70にて生ずる抗力の大きさは、ウエビングベルト22の引出速度の他に電界効果トランジスタFET1におけるON、OFFのデューティ比によって決まる(モータ70にて生ずる抗力の大きさは、ウエビングベルト22の引出速度とデューティ比との関数)。
That is, in the circuit in the
したがって、車両が急減速することで乗員の身体がウエビングベルト22を引っ張る引っ張り力の大きさや、このように乗員の身体がウエビングベルト22を引っ張ることで生じるスプール20の引出方向への回転が変化しても、ECU102に予め設定された抗力の設定値に適合するようにスプール20の引出方向への回転速度の増減に応じて電界効果トランジスタFET1のデューティ比を適宜に増減させることで、抗力の設定値に即した大きさの抗力を発生させることができる。
Therefore, the magnitude of the pulling force that causes the occupant's body to pull the
これにより、例えば、モータ70の抗力の発生開始時から常に一定の大きさの抗力を発生させてモータ70にて発生する抗力で吸収するエネルギーの大きさを一定する等、所望の大きさのエネルギーを吸収することができる。
Thus, for example, a desired amount of energy is generated, for example, a constant amount of drag is always generated from the start of generation of the drag of the
しかも、上記のように、ホールセンサ122がウエビングベルト22の引出速度を常に検出しており、このホールセンサ122から出力された検出信号Rsに基づいてECU102から駆動制御信号Dsが出力される。さらに、この駆動制御信号Dsに基づいてドライブ回路104が電界効果トランジスタFET1のデューティ比を適宜に増減させるので、ウエビングベルト22の引出速度が想定外であっても、ウエビングベルト22の引出速度に応じた大きさの抗力を発生させることができる。
In addition, as described above, the
なお、敢えて付言すると、本実施の形態では、モータ70に抗力を発生させるに際し、電界効果トランジスタFET2、FET4をOFF状態にすると共に、モータ70に逆起電圧が生じた際に流れる電流の向きに、相対的に下流側に位置する電界効果トランジスタFET3をON状態として、相対的に上流側に位置する電界効果トランジスタFET1をECU102により出力された信号に基づくデューティ比でON状態とOFF状態とを切り替える構成であった。
In addition, in this embodiment, in the present embodiment, when the drag is generated in the
これに対して、相対的に上流側に位置する電界効果トランジスタFET1をON状態で維持して、相対的に下流側に位置する電界効果トランジスタFET3をECU102により出力された信号に基づくデューティ比でON状態とOFF状態とを切り替える構成にすると、電界効果トランジスタFET3の寄生ダイオードの効果により電界効果トランジスタFET3をON状態からOFF状態に切り替えても電流が流れてしまう。この結果、抗力の大きさを変化させることができない。
On the other hand, the field effect transistor FET1 located on the relatively upstream side is maintained in the ON state, and the field effect transistor FET3 located on the relatively downstream side is turned on with a duty ratio based on the signal output by the
したがって、上記のように、モータ70に逆起電圧が生じた際に流れる電流の向きに、相対的に下流側に位置する電界効果トランジスタFET3をON状態として、相対的に上流側に位置する電界効果トランジスタFET1をECU102により出力された信号に基づくデューティ比でON状態とOFF状態とを切り替える構成にしなくてはならない。
Therefore, as described above, the field effect transistor FET3 positioned relatively downstream is turned on in the direction of the current flowing when the back electromotive voltage is generated in the
また、本実施の形態では、ECU102に設定した抗力の設定値を一定としたが、これはあくまでも一例にすぎず、時間の経過に伴い抗力の設定値が変化する構成であってもよい。
In the present embodiment, the set value of the drag set in the
さらに、本実施の形態では、モータ70に抗力を発生させるに際し、モータ70に逆起電圧が生じた際に流れる電流の向きに、相対的に下流側に位置する電界効果トランジスタFET3をON状態として、相対的に上流側に位置する電界効果トランジスタFET1をECU102により出力された信号に基づくデューティ比でON状態とOFF状態とを切り替える構成であった。しかしながら、電電界効果トランジスタFET1、FET3の双方を同じタイミングでECU102により出力された駆動制御信号Dsに基づくデューティ比でON状態とOFF状態とを切り替える構成であってもよい。
Further, in the present embodiment, when the drag is generated in the
また、電界効果トランジスタFET1、FET3をOFF状態にすると共に、モータ70に逆起電圧が生じた際に流れる電流の向きに、相対的に下流側に位置する電界効果トランジスタFET4をON状態として相対的に上流側に位置する電界効果トランジスタFET2をECU102により出力された駆動制御信号Dsに基づくデューティ比でドライブ回路104がON状態とOFF状態とを切り替える構成としてもよい。さらに、電界効果トランジスタFET1、FET3をOFF状態とし、電界効果トランジスタFET2及び電界効果トランジスタFET4の双方を同じタイミングでECU102により出力された駆動制御信号Dsに基づくデューティ比でドライブ回路104がON状態とOFF状態とを切り替える構成としてもよい。
In addition, the field effect transistors FET1 and FET3 are turned off, and the field effect transistor FET4 located relatively downstream is turned on in the direction of the current flowing when the counter electromotive voltage is generated in the
また、本実施の形態では、変形することで荷重を吸収する荷重吸収手段としてのトーションシャフト24を備え、トーションシャフト24を変形させるのに要する荷重にモータ70にて生じた抗力を重畳した大きさの荷重に対応するエネルギーを吸収する構成であった。しかしながら、荷重吸収手段の態様がこのようなトーションシャフト24の構成に限定されるものではなく、本実施の形態の構成に沿わせるならば、荷重吸収手段はスプール20がロックベース44に対して相対的に引出方向に回転することで変形が生じる構成であればよい。さらには、本発明の観点からすれば、荷重吸収手段そのものを備えず、モータ70にて生じた抗力に対応するエネルギーだけを吸収する構成であってもよい。
In the present embodiment, the
なお、本実施の形態では、引出荷重検出手段を構成する回転速度検出手段をギヤ80の回転を検出するホールセンサ122としたが、回転速度検出手段の構成がこのようなホールセンサ122に限定されるものではない。例えば、ホールセンサ122を用いるにしても、マグネット124をスプール20に設けてスプール20の回転を直接検出する構成としてもよい。また、ホールセンサ122とは別の磁気センサ、例えば、磁気抵抗素子等を用いてスプール20又はギヤ80等の回転を検出してもよい。
In the present embodiment, the rotation speed detection means constituting the extraction load detection means is the
さらに、引出荷重検出手段の構成がこのような回転速度検出手段に限定されるものではない。例えば、光学式センサによりウエビングベルト22(又は、ウエビングベルト22に設定されたマーキング等の識別部)を検出し、この検出結果に基づいてウエビングベルト22の引出速度(すなわち、ウエビングベルト22の引出荷重)をECU102が推定する構成としてもよい。
Furthermore, the configuration of the extraction load detection means is not limited to such a rotation speed detection means. For example, the webbing belt 22 (or an identification part such as a marking set on the webbing belt 22) is detected by an optical sensor, and the withdrawal speed of the webbing belt 22 (that is, the withdrawal load of the webbing belt 22) based on the detection result. ) May be configured to be estimated by the
また、スプール20の回転数やウエビングベルト22の引出速度の他に、例えば、ウエビングベルト22が引き出されることでモータ70の出力軸72が回転すると、上記のようにモータ70にて逆起電圧が生じ、これにより、モータ70から電界効果トランジスタFET1、電界効果トランジスタFET3を流れてモータ70に戻るような電流が流れるが、ウエビングベルト22の引出荷重の大きさは、この電流の電流値の関数として表される。したがって、このような電流を検出する電流検出手段を含めて引出荷重検出手段を構成し、この電流値に基づいてECU102がウエビングベルト22の引出荷重を推定する構成としてもよい。
In addition to the rotation speed of the
10 ウエビング巻取装置
20 スプール
22 ウエビングベルト
70 モータ
100 制御装置(制御手段)
122 ホールセンサ(回転速度検出手段、引出荷重検出手段)
FET1 電界効果トランジスタ(スイッチ手段)
FET2 電界効果トランジスタ(スイッチ手段)
FET3 電界効果トランジスタ(スイッチ手段)
FET4 電界効果トランジスタ(スイッチ手段)
DESCRIPTION OF
122 Hall sensor (rotational speed detection means, extraction load detection means)
FET1 field effect transistor (switching means)
FET2 field effect transistor (switching means)
FET3 field effect transistor (switching means)
FET4 field effect transistor (switching means)
Claims (3)
前記スプールに出力軸が連結された状態で前記スプールが回転した際には、前記スプールの回転力が入力されるモータと、
前記ウエビングベルトをその先端側へ引っ張る引出荷重を直接又は間接的に検出する引出荷重検出手段と、
前記モータを含めて構成される回路を制御して前記モータの両端子間を短絡させ、この状態で前記両端子間が短絡されたモータに前記スプールの回転力が入力されることで生じる逆起電圧により前記スプールの回転に対する抗力を生じさせると共に、前記引出荷重検出手段での検出結果に基づいて前記抗力の大きさを推定し、当該推定結果に基づいて前記回路を制御して予め設定された大きさの前記抗力を生じさせる制御手段と、
を備えるウエビング巻取装置。 A spool that winds up the webbing belt by locking the longitudinal base end of the belt-like webbing belt and rotating in the winding direction;
When the spool rotates with the output shaft connected to the spool, a motor to which the rotational force of the spool is input;
A drawing load detecting means for directly or indirectly detecting a drawing load for pulling the webbing belt to the tip side;
A circuit including the motor is controlled to short-circuit both terminals of the motor, and in this state, the back electromotive force generated by inputting the rotational force of the spool to the motor short-circuited between the two terminals. A resistance against rotation of the spool is generated by the voltage, the magnitude of the drag is estimated based on the detection result of the pull-out load detection means, and the circuit is controlled in advance based on the estimation result. Control means for generating the drag of magnitude;
A webbing take-up device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009183520A JP2011037299A (en) | 2009-08-06 | 2009-08-06 | Webbing winding device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019006348A (en) * | 2017-06-28 | 2019-01-17 | Joyson Safety Systems Japan株式会社 | Seat belt device and seat belt retractor |
-
2009
- 2009-08-06 JP JP2009183520A patent/JP2011037299A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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