JP2020097358A - Seat belt device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車両に装備されるシートベルト装置に関する。 The present invention relates to a seat belt device installed in a vehicle such as an automobile.
自動車等の車両に装備されているシートベルト装置は、車両の衝突時をはじめとして、車体に大きな加速度(減速度)が加わるようなときに、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、乗員を保護する。乗員の拘束には、シートベルトの引き出しをロックするELR(Emergency Locking Retractor)機構や、ELR機構作動状態において、シートベルトを引き出す引出荷重(シートベルトから乗員へ作用する衝撃荷重)が所定値以上にならないように、シートベルトの引き出しを行って、引出荷重を制限するフォースリミッター機構が用いられている。 A seat belt device equipped in a vehicle such as an automobile restrains the occupant with a seat belt when a large acceleration (deceleration) is applied to the vehicle body, such as at the time of collision of the vehicle. Prevents passengers from jumping out and protects passengers. For restraining the occupant, the ELR (Emergency Locking Retractor) mechanism that locks the seat belt pull-out and the pull-out load (impact load that acts on the occupant from the seat belt) to pull out the seat belt when the ELR mechanism is operating exceed a predetermined value. A force limiter mechanism is used to limit the pull-out load by pulling out the seat belt so that it will not occur.
上記フォースリミッター機構には、ELR機構作動下のシートベルトの引き出しに応じて、シートベルトリトラクタ内のトーションバーをねじり変形させることで、引出荷重を制限するものが一般的に採用されている。 As the force limiter mechanism, a mechanism is generally adopted in which the withdrawal load is limited by torsionally deforming the torsion bar in the seatbelt retractor according to the withdrawal of the seatbelt under the operation of the ELR mechanism.
また、より多様なエネルギー吸収特性を実現するために、トーションバーを用いたフォースリミッター機構に加えて、種々の機構を用いて、引出荷重の上限値をある一定のベルト引出量の間だけ増加させて可変としたものが提案されている(特許文献1、2)。 In addition, in order to realize more diverse energy absorption characteristics, in addition to the force limiter mechanism using a torsion bar, various mechanisms are used to increase the upper limit of the withdrawal load for a certain amount of belt withdrawal. It has been proposed to make it variable (Patent Documents 1 and 2).
また、シートベルト装置の巻取り機構にモータを追加することで、シートベルトの弛みを除去したり、着脱時の補助としたり、車両に衝突の危険があると判断されたときの危険報知や乗員の姿勢最適化に用いるものがあるが、ある種のモータつきシートベルトでは、衝突時にモータを作動させることで、引出荷重の上限値を増加させて可変としたものが提案されている(特許文献3、4)。 In addition, by adding a motor to the winding mechanism of the seat belt device, the slack of the seat belt can be removed, assisting in putting on and taking off the seat belt, danger notification when the vehicle is judged to be in danger of collision, and the occupant. However, in a certain type of seat belt with a motor, it has been proposed that the upper limit value of the withdrawal load be increased and varied by operating the motor during a collision (Patent Document 1). 3, 4).
特許文献1、2に示されるようなシートベルト引出量感応可変フォースリミッターシートベルトや電気信号感応可変フォースリミッターシートベルトは、引出荷重の上限値の可変量が高低2段及びその組み合わせのみであり、少ない。また、サイズ、重量、コストのあらゆる面で引出荷重の上限値の更なる多段化は制約が大きい。従って、乗員等の状況に応じた最適な引出荷重の上限値の設定に改善の余地がある。 In the seat belt withdrawal amount sensitive variable force limiter seat belt and the electric signal sensitive variable force limiter seat belt as shown in Patent Documents 1 and 2, the variable amount of the upper limit value of the withdrawal load is only high and low two stages and a combination thereof. Few. In addition, there are major restrictions on further increasing the upper limit of the withdrawal load in all aspects of size, weight, and cost. Therefore, there is room for improvement in setting the optimum upper limit value of the withdrawal load according to the situation of the occupant or the like.
また、通常のモータつきシートベルトは、衝突時(衝突が始まった後)は不作動であり、既存のエアバッグ、シートベルトが主として働く。従って、衝突時の乗員保護性能への寄与は限定的である。また、特許文献3、4に示されるように、衝突時に作動するタイプの先行技術は存在するが、最適な引出荷重の上限値の設定に改善の余地がある。 Further, a normal seat belt with a motor does not operate at the time of a collision (after the collision starts), and the existing airbag and seat belt mainly work. Therefore, the contribution to the occupant protection performance in a collision is limited. Further, as shown in Patent Documents 3 and 4, there is a prior art of a type that operates at the time of collision, but there is room for improvement in setting the optimum upper limit value of the withdrawal load.
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、最適な引出荷重の上限値を設定することができるシートベルト装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a seat belt device capable of setting an optimum upper limit value of the withdrawal load.
上記課題を解決する第1の発明に係るシートベルト装置は、
乗員を車両のシートに拘束するウェビングと、
前記ウェビングを巻き取ると共に引き出し可能に回転するスプールと、
前記車両の衝突時に前記スプールの回転を阻止して前記ウェビングの引き出しを禁止する回転阻止機構と、
前記スプールの回転が阻止された状態で、前記スプールに前記ウェビングの引き出し方向へ制限値以上の引出荷重が作用した場合に、前記スプールの回転を許容する荷重制限機構と、を備え、
前記スプールに対して前記ウェビングの巻き取り方向又は引き出し方向に回転させるトルクを付与するモータと、
前記衝突時に前記モータを制御し、前記スプールに付与する前記トルクを調整する制御手段と、を有し、
前記衝突時に前記ウェビングを引き出す引出荷重の上限値の設定を前記制限値に対して増減可能とした
ことを特徴とする。
A seat belt device according to a first invention for solving the above-mentioned problems,
Webbing to restrain the occupant to the vehicle seat,
A spool that winds the webbing and rotates so that it can be pulled out,
A rotation blocking mechanism that blocks the rotation of the spool at the time of the collision of the vehicle and prohibits the withdrawal of the webbing,
A load limiting mechanism that allows the spool to rotate when a withdrawal load equal to or more than a limit value acts on the spool in the webbing withdrawing direction while the spool is prevented from rotating,
A motor that applies a torque to the spool to rotate it in the winding direction or the drawing direction of the webbing;
Control means for controlling the motor at the time of the collision and adjusting the torque applied to the spool,
The upper limit value of the withdrawal load for pulling out the webbing at the time of the collision can be increased or decreased with respect to the limit value.
上記課題を解決する第2の発明に係るシートベルト装置は、
上記第1の発明に記載のシートベルト装置において、
前記制御手段は、前記モータにより前記スプールに対して前記ウェビングの巻き取り方向に回転させるトルクを付与することで、前記引出荷重の上限値を前記制限値よりも増加させ、前記モータにより前記スプールに対して前記ウェビングの引き出し方向に回転させるトルクを付与することで、前記引出荷重の上限値を前記制限値よりも減少させ、前記モータのトルクを無負荷とすることで、前記引出荷重の上限値を前記制限値とする
ことを特徴とする。
A seat belt device according to a second invention for solving the above-mentioned problems,
In the seat belt device according to the first invention,
The control means increases the upper limit value of the pull-out load above the limit value by applying a torque for rotating the spool in the winding direction of the webbing to the spool by the motor. On the other hand, by applying a torque to rotate the webbing in the pull-out direction, the upper limit value of the pull-out load is reduced below the limit value, and the torque of the motor is unloaded, whereby the upper limit value of the pull-out load is set. Is set as the limit value.
上記課題を解決する第3の発明に係るシートベルト装置は、
上記第1又は第2の発明に記載のシートベルト装置において、
前記乗員及び前記車両の少なくとも一方の情報を取得するセンサを有し、
前記制御手段は、前記センサが取得した前記情報に基づいて、前記モータの回転方向、付与するトルクの大きさ、作用するタイミング及び継続時間を決定する
ことを特徴とする。
A seat belt device according to a third invention for solving the above-mentioned problems,
In the seat belt device according to the first or second invention,
A sensor for acquiring information on at least one of the occupant and the vehicle,
The control means may determine the rotation direction of the motor, the magnitude of the torque to be applied, the timing of application, and the duration based on the information acquired by the sensor.
本発明によれば、衝突時に一方の回転方向又は他方の回転方向に回転させるトルクをモータからスプールに付与して、引出荷重の上限値を増加又は減少させるので、最適なフォースリミッターの作動荷重を設定することができる。 According to the present invention, the torque for rotating in one rotation direction or the other rotation direction at the time of collision is applied to the spool from the motor to increase or decrease the upper limit value of the withdrawal load. Can be set.
以下、本発明に係るシートベルト装置の実施の形態について、図1〜図7を参照して説明を行う。 Embodiments of a seat belt device according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
[実施例1]
図1に示すように、本実施例のシートベルト装置は、自動車等の車両10に装備され、乗員11のシート(図示省略)からの飛び出しをシートベルト装置本体40のウェビング41で阻止して、乗員11を保護する安全装置である。
[Example 1]
As shown in FIG. 1, the seat belt device according to the present embodiment is installed in a
シートベルト装置本体40は、後述の図2及び図3に示すように、モータ61を備えており、このモータ61の動作を含めて、シートベルト制御装置20により制御されている。このシートベルト制御装置20には、乗員情報センサ、車両情報センサ、衝突予測センサ等を有するセンサ部30が接続されている。シートベルト制御装置20は、これらのセンサからの情報に基づいて、後述するモータ61の回転方向(正回転、逆回転)、付与するトルクの大きさ、作用するタイミング、継続時間を制御し、後述する引出荷重の上限値を制御し、最適なフォースリミッターの作動荷重を制御して、シートベルト装置本体40の制御を行っている。
As shown in FIGS. 2 and 3 described later, the
センサ部30において、乗員情報センサは、例えば、乗員11の重量を取得する重量検出装置や乗員11の着座位置を取得するシート位置検出装置等であり、車両情報センサは、例えば、車両10の速度を取得する車両速度検出装置や衝突対象物に対する相対速度を取得する相対速度検出装置等であり、衝突予測センサは、例えば、衝突対象物を検知するレーダ、ソナー、カメラ等である。
In the
次に、図1と共に図2及び図3も参照して、シートベルト装置本体40の構成を説明する。シートベルト装置本体40は、乗員11を車両10のシートに拘束するウェビング41と、ウェビング41を巻き取ると共に引き出し可能に回転して、ウェビング41の長さ(ベルト引出量)を調整するスプール51を備える巻き取り装置であるリトラクタ50を有している。
Next, the configuration of the seatbelt device
リトラクタ50は、スプール51と共に、ロックホイール52、ELRホイール53、トーションバー54を有している。
The
スプール51は、概ね円筒状に形成されて、リトラクタ50の筐体50aに回転可能に支持されている。ウェビング41の一端がスプール51に固定されており、バネ(図示省略)の付勢力によりスプール51が回転することにより、ウェビング41を巻き取ることになる。スプール51の両方の端部51a、51bは、ウェビング41を巻き取る部分と比較して、大径に形成されており、ウェビング41を巻き取る際のガイドとなっている。なお、以降においては、スプール51がウェビング41を巻き取る方向(ウェビング41の巻き取り方向)を引き込み方向と呼び、スプール51からウェビング41を引き出す方向を引き出し方向と呼ぶ。
The
ロックホイール52は、概ね円盤状に形成されて、筐体50aに回転可能に支持されている。ロックホイール52は、引出加速度検知部55によりウェビング41の引出加速度が所定値を超えたと検知されたとき、及び、ロックホイール52にELRホイール53に対する引き出し方向の相対的な回転力が生じたときに、ロックホイールロック部材56により回転を阻止されるように構成されている。
The
ELRホイール53は、概ね円盤状に形成されて、ロックホイール52の軸方向外側に配設され、筐体50aにロックホイール52と共に回転可能に支持されている。ELRホイール53は、車体加速度検知部57により車体の車体加速度が所定値を超えたと検知されたときに、ELRホイールロック部材58により回転を阻止されるように構成されている。
The
トーションバー54は、スプール51に挿通され、一端がロックホイール52に支持されると共に、他端が端部51aに支持されている。つまり、リトラクタ50において、スプール51とロックホイール52との間で、トーションバー54を介した回転運動(回転力)が伝達されるようになっている。このトーションバー54によりウェビング41を引き出す際の引出荷重の制限値が規定されている。ここで、引出荷重の制限値とは、トーションバー54の剛性で決まる固定値である。一方、後述する引出荷重の上限値とは、上記の制限値に対して増減可能な可変値である。
The
本実施例においては、ロックホイール52、ELRホイール53、引出加速度検知部55、ロックホイールロック部材56、車体加速度検知部57、ELRホイールロック部材58等により、衝突時にスプール51の回転を阻止してウェビング41の引き出しを禁止するELR機構(回転阻止機構)が構成される。
In the present embodiment, the
上記のELR機構は、車両10の車体に大きな加速度又は減速度が加わったときに(例えば、衝突時に)、ロックホイールロック部材56、ELRホイールロック部材58を用いて、ロックホイール52、ELRホイール53の回転を阻止し、スプール51の回転を阻止して、ウェビング41の引き出しをロックすることにより、乗員11のシートからの飛び出しを阻止して、乗員11を保護している。
The ELR mechanism described above uses the
上記のトーションバー54は、ELR機構作動時、つまり、スプール51の回転が阻止された状態で、ウェビング41の引き出し方向へ上記の制限値以上の引出荷重がスプール51に作用した場合に、スプール51の回転を許容して、ウェビング41の引き出しを許容しており、ウェビング41が引き出されることにより、その間の運動エネルギーを吸収して、ウェビング41から乗員11へ作用する衝撃荷重を軽減している。つまり、トーションバー54は、ウェビング41の引出荷重を制限する荷重制限機構としての機能を果たしている。これに加えて、本実施例では、引出荷重の上限値を最適に設定すべく、引出荷重の上限値の設定を上記の制限値に対して増減可能とするために、以下の構成を有している。
The
具体的には、本実施例においては、ドライブギヤ62、カウンタギヤ63及びドリブンギヤ64を介して、モータ61がスプール51に接続されており、モータ61がスプール51に対してウェビング41の引き込み方向又は引き出し方向に回転させるトルクを付与するように構成されている。なお、以降では、引き込み方向となるモータ61の回転を正回転とし、引き出し方向となるモータ61の回転を逆回転とする。
Specifically, in this embodiment, the
更に具体的には、モータ61は、筐体50aに取り付けられており、モータ61の出力軸にドライブギヤ62が取り付けられている。カウンタギヤ63は、筐体50aに回転可能に支持されて、ドライブギヤ62とドリブンギヤ64の間に配置されると共に、ドライブギヤ62とドリブンギヤ64に噛み合うように配置されている。ドリブンギヤ64は、スプール51と同軸にスプール51に取り付けられている。つまり、ドライブギヤ62、カウンタギヤ63及びドリブンギヤ64は、モータ61の動力伝達機構となっている。
More specifically, the
シートベルト制御装置20は、モータ駆動制御装置(図示省略)を有しており、モータ61は、モータ駆動制御装置を介して、シートベルト制御装置20に制御されている。このモータ駆動制御装置は、モータ61の正回転、逆回転、トルク調整(定電流回路の電流調整)又は無負荷(回路遮断)を制御可能なものである。例えば、PWM制御回路、Hブリッジ回路、コンパレータ(オペアンプ)定電流回路等が使用可能である。このようなモータ駆動制御装置を用いることにより、ウェビング41の引出量や引出速度によらず、一定のトルクを作用させることができる。
The
また、ドリブンギヤ64の軸方向外側には、リングギヤ71、ケース72、ボール73、ガスジェネレータ(図示省略)等を有するプリテンショナ機構70が配設されている。具体的には、リングギヤ71は、スプール51と同軸にドリブンギヤ64に取り付けられ、ケース72内には、複数のボール73が環状に配置されている。そして、プリテンショナ機構70は、車両10の衝突時にガスジェネレータを爆発駆動することで、複数のボール73を押し出し、押し出された複数のボール73の押圧力により、リングギヤ71を回転させており、これにより、瞬時にスプール51を引き込み方向に回転させて、ウェビング41を巻き取り、ウェビング41の弛みを除去している。
Further, a
なお、ここでは、上述した構成の動力伝達機構を例示したが、動力伝達機構としては、他の公知の構成を利用してもよい。また、ここでは、上述した構成のプリテンショナ機構70を例示したが、プリテンショナ機構70としても、他の公知の構成を利用してよい。
Although the power transmission mechanism having the above-described configuration is illustrated here, another known configuration may be used as the power transmission mechanism. In addition, although the
次に、本実施例のシートベルト装置の動作について、通常時及び衝突前と衝突時及び衝突後に分けて説明を行う。 Next, the operation of the seat belt device of the present embodiment will be described separately for normal time and before collision and for collision and after collision.
(通常時及び衝突前)
乗員11が車両10に乗り込んで、シートベルト着用のために、ウェビング41を初期位置から引き出すとき、シートベルト制御装置20は、モータ61を停止状態(無負荷状態)としている。そのため、乗員11は、容易にウェビング41を引き出すことができる。
(Normal time and before collision)
When the
そして、ウェビング41のタングをバックル(共に図示省略)に取り付けると、シートベルト制御装置20は、バックルに設けたスイッチのオン状態を検知し、モータ61を正回転方向に駆動して、ウェビング41を所定量巻き戻している。これにより、シートベルトの弛みを除去することができる。
When the tongue of the
また、ウェビング41のタングをバックルから取り外すと、シートベルト制御装置20は、バックルに設けたスイッチのオフ状態を検知し、モータ61を正回転方向に駆動して、ウェビング41を初期位置まで巻き戻している。これにより、ウェビング41を迅速且つ確実に巻き戻すことになり、シートベルト着脱時の補助を行うことができる。
When the tongue of the
また、シートベルト着用時において、センサ部30の車両情報センサにより、急制動や急旋回等の緊急動作が発生したと検知した場合、そして、センサ部30の衝突予測センサにより、衝突対象物を検知して、衝突を予測した場合には、シートベルト制御装置20は、モータ61を正回転方向に駆動して、ウェビング41を所定量巻き戻している。これにより、乗員11への危険報知を行うと共に、シートベルト着用時の乗員11の姿勢の適正化を図ることができる。そして、その後、衝突が発生した場合には、乗員11を適正に拘束しているので、乗員11を確実に保護することができる。
When the seat belt is worn, the vehicle information sensor of the
(衝突時及び衝突後)
衝突時に車両10に大きな減速度が加わった場合には、車体加速度検知部57により車両10の急減速が検知され、ELRホイールロック部材58によりELRホイール53の回転が阻止される。このとき、乗員11は慣性により車体に対して相対的に移動しようとし、その運動エネルギーが乗員11を拘束しているウェビング41に作用して、ウェビング41に引出荷重がかかる。
(At and after collision)
When a large deceleration is applied to the
ELRホイール53の回転が阻止された状態で、ウェビング41に引出荷重がかかると、この荷重がスプール51及びトーションバー54を介して、ロックホイール52に伝達され、ロックホイール52にELRホイールに対する引き出し方向の相対的な回転力が生じて、ロックホイールロック部材56によりロックホイール52の回転が阻止される。
When the withdrawal load is applied to the
このように、ロックホイール52の引き出し方向の回転が阻止されると、トーションバー54は、ロックホイール52に支持された一端側が回転を阻止された状態となる一方、スプール51の端部51a側に支持された他端側が回転可能な状態を維持することとなる。そのため、ELRホイール53及びロックホイール52の回転が阻止された状態で、ウェビング41に更に大きな引出荷重がかかると、この荷重がスプール51を介してトルクとなり、トーションバー54に伝達され、トーションバー54が捩れ始める。
In this way, when the rotation of the
トーションバー54が捩れ始めると、スプール51が引き出し方向へ回転すると同時に、スプール51の引き出し方向の回転に対して、トーションバー54の捩り変形による力が作用することになり、この力がウェビング41を引き出すために必要な引出荷重の制限値となる。
When the
衝突時においては、フォースリミッターの作動荷重となる引出荷重の上限値を適切に設定することが必要である。ウェビング41を引き出すのに必要な力をベルト荷重として、図3を参照して説明すると、ベルト荷重Fbとしては、通常、トーションバー54のねじり変形による荷重Ftが用いられるが、この荷重Ftは一定の力であり、柔軟な設定はできない。そこで、本実施例では、荷重Ftに加えて、モータ61のトルクによる荷重Fmを用いることで、ベルト荷重Fb(=荷重Ft±荷重Fm)を柔軟に設定して、最適なベルト荷重Fbになるようにしている。言い換えると、衝突時における引出荷重の上限値(ベルト荷重Fb)の設定を、引出荷重の制限値(荷重Ft)に対して増減可能としている。
At the time of a collision, it is necessary to properly set the upper limit value of the withdrawal load that is the operating load of the force limiter. A belt load is a force required to pull out the
具体的には、衝突時にシートベルト制御装置20がモータ61を制御し、モータ61を正回転方向又は逆回転方向に駆動すると共に、スプール51に付与するトルクを調整することにより、引き込み方向又は引き出し方向の荷重Fmを作用させるように制御している。例えば、図3では、シートベルト制御装置20がモータ61を正回転方向に駆動することにより、引き込み方向の荷重Fmを作用させるように制御している。これにより、ベルト荷重Fb=荷重Ft+荷重Fmを設定して、トーションバー54のねじり変形による荷重Ftよりも大きなベルト荷重Fbを作用させることができる。言い換えると、モータ61がスプール51に対してウェビング41の引き込み方向に回転させるトルクを付与することになり、これにより、ベルト荷重Fbを荷重Ftよりも増加させている。
Specifically, at the time of a collision, the seat
一方、シートベルト制御装置20がモータ61を逆回転方向に駆動する場合には、これにより、引き出し方向の荷重Fmを作用させるように制御することになる。これにより、ベルト荷重Fb=荷重Ft−荷重Fmを設定して、トーションバー54のねじり変形による荷重Ftよりも小さな荷重Fbを作用させることができる。言い換えると、モータ61がスプール51に対してウェビング41の引き出し方向に回転させるトルクを付与することになり、これにより、ベルト荷重Fbを荷重Ftよりも減少させている。
On the other hand, when the seat
なお、シートベルト制御装置20がモータ61を無負荷状態とする場合には、つまり、モータ61からスプール51に付与されるトルクが無負荷の場合には、ベルト荷重Fb=荷重Ftを設定することになり、トーションバー54のねじり変形による荷重Ftを作用させることになる。
When the
モータ61による荷重Fmの制御は、上述したセンサ部30で取得した情報に基づいて行っている。例えば、乗員情報センサとして、重量検出装置を有する場合には、取得した乗員11の重量の情報に基づいて、荷重Fmの大小及び正負を設定する。同様に、乗員情報センサとして、シート位置検出装置を有する場合には、取得した乗員11の着座位置の情報に基づいて、荷重Fmの大小及び正負を設定する。同様に、車両情報センサとして、車両速度検出装置を有する場合には、取得した速度や加速度(減速度)の情報に基づいて、荷重Fmの大小及び正負を設定する。
The control of the load Fm by the
このようにして、乗員や車両の状況に応じて、ベルト荷重Fbを変更することにより、最適なフォースリミッターの作動荷重を制御することができる。 In this way, by changing the belt load Fb according to the occupant and vehicle conditions, it is possible to control the optimum working load of the force limiter.
更には、上述したセンサ部30で取得した情報に基づいて、モータ61による荷重Fmの大小や正負を設定するだけでなく、荷重Fmを作用させるタイミングや継続時間を変更するようにしてもよい。例えば、荷重Fmの大小、正負、作用のタイミング及び継続時間について、センサ部30で取得した情報に対応する複数の設定値を予め設定しておき、センサ部30で取得した情報を考慮して、複数の設定値の中から最適な設定値を選択して設定すればよい。
Furthermore, based on the information acquired by the
次に、従来のシートベルト装置と本実施例のシートベルト装置の比較を、図4〜図7を参照して行う。 Next, a comparison between the conventional seatbelt device and the seatbelt device of this embodiment will be performed with reference to FIGS.
従来のモータつきシートベルトは、図4に示すように、通常時及び衝突前における、シートベルト弛み除去、シートベルト着脱時の補助、乗員への危険報知、乗員姿勢の適正化が主な機能であり、衝突時及び衝突が始まった後はモータを作動せず、フォースリミッターの作動荷重の変更は行っていなかった。 As shown in FIG. 4, the conventional seat belt with a motor has the main functions of removing the slack of the seat belt, assisting in attaching and detaching the seat belt, alerting the occupant of danger, and optimizing the occupant's posture during normal times and before a collision. Yes, the motor was not operated at the time of the collision and after the collision started, and the working load of the force limiter was not changed.
但し、特許文献3、4に示されたモータつきシートベルトは、衝突時及び衝突が始まった後にフォースリミッターの作動荷重の変更を行うものであるが、トーションバーのねじり変形による荷重にモータのトルクによる荷重を上乗せするのみであった。これを、図5を参照して説明すると、ベルト引出量に対するベルト荷重Fbは、ベルト引出量が増えると、ベルト荷重Fbも増えるが、あるベルト引出量以降は、トーションバーのねじり変形による荷重Ftとするか、又は、当該荷重Ftにモータのトルクによる荷重Fmを上乗せするのみであった。 However, the seat belts with motors disclosed in Patent Documents 3 and 4 change the working load of the force limiter at the time of collision and after the collision starts, but the torque of the motor depends on the load due to the torsional deformation of the torsion bar. Was only added to the load. To explain this with reference to FIG. 5, the belt load Fb with respect to the belt withdrawal amount increases as the belt withdrawal amount increases, but after a certain belt withdrawal amount, the load Ft due to the torsional deformation of the torsion bar is increased. Alternatively, the load Fm due to the torque of the motor is simply added to the load Ft.
また、特許文献1、2に示された可変フォースリミッターシートベルトは、図4に示すように、衝突時及び衝突が始まった後にフォースリミッターの作動荷重の変更を行うものであるが、従来のモータつきシートベルトのように、通常時及び衝突前において、シートベルト弛み除去、シートベルト着脱時の補助、乗員への危険報知、乗員姿勢の適正化を行うものではない。そして、フォースリミッターの作動荷重の変更についても、トーションバーのねじり変形による荷重に所定の機構による荷重を上乗せするのみであった。これを、図6を参照して説明すると、ベルト引出量に対するベルト荷重Fbは、ベルト引出量が増えると、ベルト荷重Fbも増えるが、あるベルト引出量以降は、トーションバーのねじり変形による荷重Ftとするか、又は、当該荷重Ftに所定の機構による荷重Feを上乗せするのみであった。 Further, the variable force limiter seat belts disclosed in Patent Documents 1 and 2 change the working load of the force limiter at the time of a collision and after the collision starts, as shown in FIG. Unlike an attached seat belt, it does not remove the slack of the seat belt, assist in attaching and detaching the seat belt, notify the occupant of a danger, and optimize the occupant's posture during normal times and before a collision. Further, also regarding the change of the operating load of the force limiter, only the load due to the torsional deformation of the torsion bar is added to the load due to the predetermined mechanism. To explain this with reference to FIG. 6, the belt load Fb with respect to the belt withdrawal amount increases as the belt withdrawal amount increases, but after a certain belt withdrawal amount, the load Ft due to the torsional deformation of the torsion bar is increased. Alternatively, the load Fe by a predetermined mechanism is simply added to the load Ft.
一方、本実施例のシートベルト装置は、図4に示すように、通常時及び衝突前において、シートベルト弛み除去、シートベルト着脱時の補助、乗員への危険報知、乗員姿勢の適正化を実施可能であると共に、衝突時及び衝突が始まった後にフォースリミッターの作動荷重の変更を行うこともできる。このように、従来のシートベルトと比較して、機能の幅が広がっている。 On the other hand, as shown in FIG. 4, the seatbelt device of the present embodiment performs removal of seatbelt slack, assistance in attaching/detaching the seatbelt, warning to the occupant, and optimization of the occupant's posture during normal operation and before collision. It is possible and also possible to change the working load of the force limiter during and after a collision. In this way, the range of functions is wider than that of the conventional seat belt.
加えて、フォースリミッターの作動荷重の変更については、トーションバーのねじり変形による荷重Ftに対して、モータ61のトルクによる荷重Fmを上乗せするだけではなく、当該荷重Fmを差し引いたりすることができる。これを、図7を参照して説明すると、ベルト引出量に対するベルト荷重Fbは、ベルト引出量が増えると、ベルト荷重Fbも増えるが、あるベルト引出量以降は、トーションバー54のねじり変形による荷重Ftとしたり、当該荷重Ftにモータ61のトルクによる荷重Fmを上乗せしたり、当該荷重Ftからモータ61のトルクによる荷重Fmを差し引いたりすることができる。つまり、本実施例では、モータ61を正回転させることで、荷重Ftに荷重Fmを上乗せすると共に、モータ61を逆回転させることで、荷重Ftから荷重Fmを差し引いて、ベルト荷重Fbを緩和させることができる。
In addition, in changing the operating load of the force limiter, not only the load Fm due to the torque of the
更に、モータ61のトルクによる荷重Fm自体の大小及び正負が任意に変更可能であるので、ベルト引出量に応じたベルト荷重Fbも柔軟に変更することができる。例えば、図7に示すように、ベルト荷重Fbを荷重Ft+荷重Fmとした後、ベルト引出量がある大きさになると、ベルト荷重Fbを荷重Ftに戻したり、更に、ベルト荷重Fbを荷重Ft−荷重Fmまで下げたりしても良い。また、ベルト荷重Fbを荷重Ft−荷重Fmとした後、ベルト引出量がある大きさになると、ベルト荷重Fbを荷重Ftに戻したり、更に、ベルト荷重Fbを荷重Ft+荷重Fmまで上げたりしても良い。このように、ベルト荷重Fb自体の増減を任意に変更可能である。
Furthermore, since the magnitude and the positive/negative of the load Fm itself due to the torque of the
特許文献3、4に示されたモータつきシートベルトでは、ウェビングの引出速度を検出し、引き出し方向に対する抗力のみをモータで調整して、ベルト荷重Fbを決定していた。そのため、図5に示すように、ベルト荷重Fbは、トーションバーのねじり変形による荷重Ftとするか、又は、当該荷重Ftにモータのトルクによる荷重Fmを上乗せするのみであり、当該荷重Ftより低い荷重を設定することができなかった。 In the seat belt with the motor shown in Patent Documents 3 and 4, the withdrawal speed of the webbing is detected, and only the reaction force with respect to the withdrawal direction is adjusted by the motor to determine the belt load Fb. Therefore, as shown in FIG. 5, the belt load Fb is lower than the load Ft, which is only the load Ft due to the torsional deformation of the torsion bar, or the load Ft due to the torque of the motor. The load could not be set.
また、特許文献1、2に示された可変フォースリミッターシートベルトでも、図6に示すように、ベルト荷重Fbは、トーションバーのねじり変形による荷重Ftとするか、又は、当該荷重Ftに所定の機構による荷重Feを上乗せするのみであり、当該荷重Ftより低い荷重を設定することができなかった。また、特許文献1、2に示された可変フォースリミッターシートベルトでは、ベルト荷重Fbの変更に自由度が少なく、図6に示すように、ベルト荷重Fbを荷重Ft+荷重Feの状態から荷重Ftに戻した後は、ベルト荷重Fbの変更はできなかった。 Also in the variable force limiter seat belts disclosed in Patent Documents 1 and 2, as shown in FIG. 6, the belt load Fb is the load Ft due to the torsional deformation of the torsion bar, or the load Ft is a predetermined value. Only the load Fe by the mechanism was added, and a load lower than the load Ft could not be set. Further, in the variable force limiter seat belts disclosed in Patent Documents 1 and 2, there is little freedom in changing the belt load Fb, and as shown in FIG. 6, the belt load Fb is changed from the state of the load Ft+the load Fe to the load Ft. After returning, the belt load Fb could not be changed.
これらに対して、本実施例のシートベルト装置は、構造的には、モータつきシートベルトではあるが、乗員や車両状況等に応じて、モータ61による荷重Fmの大小や正負を設定して、ベルト荷重Fb(=荷重Ft±荷重Fm)を制御しており、特許文献1〜4に示したシートベルトとは異なり、トーションバー54のねじり変形による荷重Ftより低い荷重を設定することができる。
On the other hand, the seat belt device of the present embodiment is structurally a seat belt with a motor, but according to the occupant, vehicle conditions, etc., the magnitude or positive/negative of the load Fm by the
更に、本実施例のシートベルト装置では、乗員や車両状況等に応じて、荷重Fmを作用させるタイミングや継続時間も設定して、ベルト荷重Fbを制御している。このように、本実施例のシートベルト装置は、特許文献1〜4に示したシートベルトと比較して、乗員や車両の多様な状況に応じて、図7に示すように、ベルト荷重Fbを制御するので、乗員11から見たベルト荷重Fbの調整量の幅が大きくなると共に多様な制御を行うことができる。
Further, in the seat belt device of the present embodiment, the belt load Fb is controlled by setting the timing and duration for which the load Fm is applied according to the occupant, vehicle condition, and the like. As described above, the seat belt device according to the present embodiment can reduce the belt load Fb as shown in FIG. 7 in accordance with various situations of the occupant and the vehicle, as compared with the seat belts described in Patent Documents 1 to 4. Since the control is performed, the range of adjustment amount of the belt load Fb viewed from the
本発明に係るシートベルト装置は、自動車等の車両に好適なものである。 The seat belt device according to the present invention is suitable for vehicles such as automobiles.
20 シートベルト制御装置
30 センサ部
40 シートベルト装置本体
41 ウェビング
50 リトラクタ
51 スプール
54 トーションバー
61 モータ
20
Claims (3)
前記ウェビングを巻き取ると共に引き出し可能に回転するスプールと、
前記車両の衝突時に前記スプールの回転を阻止して前記ウェビングの引き出しを禁止する回転阻止機構と、
前記スプールの回転が阻止された状態で、前記スプールに前記ウェビングの引き出し方向へ制限値以上の引出荷重が作用した場合に、前記スプールの回転を許容する荷重制限機構と、を備え、
前記スプールに対して前記ウェビングの巻き取り方向又は引き出し方向に回転させるトルクを付与するモータと、
前記衝突時に前記モータを制御し、前記スプールに付与する前記トルクを調整する制御手段と、を有し、
前記衝突時に前記ウェビングを引き出す引出荷重の上限値の設定を前記制限値に対して増減可能とした
ことを特徴とするシートベルト装置。 Webbing to restrain the occupant to the vehicle seat,
A spool that winds the webbing and rotates so that it can be pulled out,
A rotation blocking mechanism that blocks the rotation of the spool at the time of the collision of the vehicle and prohibits the withdrawal of the webbing,
A load limiting mechanism that allows the spool to rotate when a withdrawal load equal to or more than a limit value acts on the spool in the webbing withdrawing direction while the spool is prevented from rotating,
A motor that applies a torque to the spool so as to rotate the webbing in a winding direction or a drawing direction,
Control means for controlling the motor at the time of the collision and adjusting the torque applied to the spool,
A seat belt device, wherein an upper limit value of a pull-out load for pulling out the webbing at the time of the collision can be set to be larger or smaller than the limit value.
前記制御手段は、前記モータにより前記スプールに対して前記ウェビングの巻き取り方向に回転させるトルクを付与することで、前記引出荷重の上限値を前記制限値よりも増加させ、前記モータにより前記スプールに対して前記ウェビングの引き出し方向に回転させるトルクを付与することで、前記引出荷重の上限値を前記制限値よりも減少させ、前記モータのトルクを無負荷とすることで、前記引出荷重の上限値を前記制限値とする
ことを特徴とするシートベルト装置。 The seat belt device according to claim 1,
The control means increases the upper limit value of the pull-out load above the limit value by applying a torque for rotating the spool in the winding direction of the webbing to the spool by the motor. On the other hand, by applying a torque to rotate the webbing in the pull-out direction, the upper limit value of the pull-out load is reduced below the limit value, and the torque of the motor is unloaded, whereby the upper limit value of the pull-out load is set. Is set to the limit value.
前記乗員及び前記車両の少なくとも一方の情報を取得するセンサを有し、
前記制御手段は、前記センサが取得した前記情報に基づいて、前記モータの回転方向、付与するトルクの大きさ、作用するタイミング及び継続時間を決定する
ことを特徴とするシートベルト装置。 The seat belt device according to claim 1 or 2,
A sensor for acquiring information on at least one of the occupant and the vehicle,
The seat belt device according to claim 1, wherein the control unit determines a rotation direction of the motor, a magnitude of a torque to be applied, an operation timing and a duration based on the information acquired by the sensor.
Priority Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020127758A (en) * | 2020-04-28 | 2020-08-27 | 株式会社三洋物産 | Game machine |
WO2020209251A1 (en) * | 2019-04-11 | 2020-10-15 | Joyson Safety Systems Japan株式会社 | Seatbelt retractor and seatbelt device |
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JP2020172192A (en) * | 2019-04-11 | 2020-10-22 | Joyson Safety Systems Japan株式会社 | Seat belt retractor and seat belt device |
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