JP4156323B2 - 位置調節式のシートベルトアンカー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は位置調節式のシートベルトアンカーに関する。さらに詳しくは、自動車のドライバーや乗客を保護するシートベルトのアンカーポイントの高さをモータ駆動により調節することができる位置調節式のシートベルトアンカーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平５−１１６５９４号公報には、図４に示すような、車両側壁、とくにセンターピラーなどに取り付けるシートベルトアンカー９０、９１が示されている。上側のシートベルトアンカー（ショルダアンカー）９０は、シートベルト９３を摺動自在に通すアンカー部材９４を有し、通常はセンターピラー９５に固定されている。下方のシートベルトアンカー９１はシートベルト９３の端部を固定するものであり、シートベルトの他端は、センターピラー９５内の巻き取り装置９６に巻き取られている。なお符号９７はシートベルト９３の途中に設けられる連結金具であり、この連結金具９７を座席の中央側に設けた連結部材９８に着脱自在に連結する。
【０００３】
そして上記の特開平５−１１６５９４号公報は、前記ショルダアンカー９０を改良するものとして、図５に示す高さ調節装置１００を開示している。このものは、車両側壁に取り付けられるフレーム１０１と、そのフレームに上下端が回転自在に取り付けられる送りネジ１０２と、その送りネジに螺合されるブロック１０３と、ブロックに取り付けられるショルダアンカ１０４と、送りネジ１０２を可撓性を有する駆動軸１０５を介して回転駆動するモータとを備えている。ブロック１０３はフレーム１０１により回転しないように規制されている。このものはモータの回転により駆動軸１０５を介して送りネジ１０２を一方向に回転させると、ブロック１０３が上方または下方に移動する。それによりショルダアンカ１０４を上下に移動させることができ、シートベルト９３の取り付け位置調節をすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図５の高さ調節装置は、モータの回転を駆動軸１０５を介して送りネジ１０２に伝達し、その送りネジの回転によりブロック１０３をフレーム１０１に沿って上下に駆動する。そのためブロック１０３はフレーム１０１と送りネジ１０２の２ヶ所で摺動し、機構が複雑で、高精度の加工および組み立て精度が要求される。また、フレキシブルワイヤで往復方向の回転力を伝達するため、ワイヤの撚りの戻りや摩擦力に対する対策を講ずる必要があり、技術的に高レベルで、全体に高価になるといった問題がある。
【０００５】
本発明は機構が簡単で、高精度の加工および組み立て精度を要せず、位置調節が容易な可動式のシートベルトアンカーを提供することを技術的課題としている。さらに本発明は、モータの回転の開始時および停止時の衝撃がアンカーポイントに伝わりにくいシートベルトアンカーを提供することを技術課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の位置調節式シートベルトアンカー（請求項１）は、断面Ｃ字状でリップ付溝形鋼の形状を備え、上下方向に配置されるレールと、そのレールの内部に、レールの長手方向に延びるように配置され、両端で回転自在に支持される送りネジと、前記レール内にスライド自在に、かつ、送りネジと干渉しないように設けられ、前記レールのリップの隙間に通されてシートベルトが連結される突起を備えているスライダと、前記送りネジにそれぞれ螺合され、レールによって案内され、スライダを押し下げる第１ナットおよびスライダを押し上げる第２ナットと、前記第１ナットとスライダの間に介在される圧縮コイルスプリングと、前記第１ナット、スライダおよび第２ナットの側面全体を囲み、レールの内面との間に介在される左右一対の角皿状のサポート受けと、前記送りネジを回転駆動するためのモータとを備えていることを特徴としている。
【０００７】
本発明のシートベルトアンカーの第２の態様は、断面Ｃ字状のレールと、そのレールの内部に、レールの長手方向に延びるように配置され、両端で回転自在に支持される送りネジと、前記レール内にスライド自在に、かつ、送りネジと干渉しないように設けられ、シートベルトのアンカーポイントが設けられるスライダと、前記送りネジに螺合され、レールによって案内され、スライダの一端および他端を押すための第１ナットおよび第２ナットと、前記送りネジを回転駆動するためのモータと、前記送りネジの回転数を検出する手段とを備えており、その検出手段が基準値から所定数回転したことを検出したときに、モータを停止させるように構成している（請求項２）。その場合、前記検出手段がモータの軸に設けた磁石と、その磁石を検出するホール素子とから構成されているものが好ましい（請求項３）。
【０００８】
【作用および発明の効果】
本発明のシートベルトアンカー（請求項１）は、モータの回転をスライダの往復直線移動に変換させる機構としてネジ機構を採用している。すなわちモータが回転して送りネジが一方向に回転すると、その送りネジに螺合している第１ナットおよび第２ナットが同調して軸方向に移動し、それらに挟まれているスライダが、一方のナット（たとえば第１ナット）に押され、レールに案内されながら下方に移動する。モータが逆方向に回転すると、送りネジが他方向に回転し、他方のナット（第２ナット）がスライダを押し、スライダが上向きに移動する。そしていずれの場合も、モータが停止したときのスライダの位置でアンカーポイントが固定される。また、ナット自体にアンカーポイントを設けず、スライダとナットとを分離しているので、モータの回転の開始および停止に伴う衝撃がスライダ、ひいてはアンカーポイントに伝わりにくい。
さらに第１ナットがバネを介してスライダと係合しているので、スライダは第１ナットと第２ナットの間で固定されず、バネの伸縮範囲で移動することができる。そしてバネがいわばクッションの作用をするので、モータが急に停止したり回転を開始したりした場合でも、その衝撃がバネによって吸収される。そのため部品を損傷するおそれが少なく、使用者が不快にならない。
【０００９】
本発明のシートベルトアンカーの第２の態様（請求項２）は、基準位置、たとえばスライダがもっとも高い位置にある位置から送りネジの回転数を検出していくことにより、スライダの位置と送りネジの回転数とを対応させることができる。したがって使用者がスライダの位置を適切な位置にしたとき、そのスライダの位置を数値として検出することができる。そのため、その数値をメモリーに記憶させておけば、次回の時に自動的に適切な位置に設定することができる。また、あらかじめスライダの位置を数値入力することにより、自動的にその位置に設定することも可能である。
【００１０】
前記検出手段がモータの軸に設けた磁石と、その磁石を検出するホール素子とから構成されている場合は（請求項３）は、回転抵抗を増加させることなく、精度が高い検出を行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
つぎに図面を参照しながら本発明の位置調節式のシートベルトアンカーの実施の形態を説明する。図１ａおよび図１ｂはそれぞれ本発明のシートベルトアンカーの一実施形態を示す概略正面図および縦断面図、図２ａ〜ｂはそれぞれ図１ｂの要部拡大図、図２ｃは図２ｂのII-II線断面図、図３は図２ａのスライダユニット部分の分解斜視図である。
【００１３】
図１に示すシートベルトアンカー１０は、断面Ｃ字状の案内部１１と、その案内部の両端に設けられる取り付け脚１２とを有するレール１３と、レール１３の中心に沿って配置され、両端で回転自在に支持される送りネジ１４と、レール１３の内面によって軸方向摺動自在に設けられるスライダユニット１５と、送りネジ１４を回転駆動するためのモータＭとを備えている。
【００１４】
前記レール１３の案内部１１は、図２ｃに示すように、下面１１ａと、その両端から立ち上がる側面１１ｂと、その側面の上端から内向きに延びるリップ部１１ｃとを有する、いわゆるリップ付き溝型鋼のような断面Ｃ字状を呈している。リップ部１１ｃの先端同士の間には隙間が形成されている。また図２ａおよび図２ｂに示すように、レール１３の両端の取り付け脚１２は、それぞれ案内部１１の下面１１ａからいくらか下がる段部１２ａと介して連続して設けられている。レール１３はたとえば薄鋼板をプレス成形することにより製造することができる。
【００１５】
図２ａに示すように、レール１３の案内部１１の一端には、軸受けハウジング２１が嵌合され、固定されている。軸受けハウジング２１の一端には、モータＭを取り付けるための角フランジ状のモータベース２２が設けられている。前記モータＭはそのモータベース２２に対しダンパ２３を介して固定されている。モータＭとしては、ステッピングモータが好適に用いられる。モータＭの出力軸２４には、回転数を検出するための磁石２５を有する連結軸２４ａが固定されている。そして軸受けハウジング２１の内面の磁石２５と対向する部位には、磁石を検出して送りネジ１４の軸方向の位置を検出するためのホール素子２６が取り付けられている。軸受けハウジング２１の内周には、円筒状のブッシュ２１ａが嵌合されている。磁石２５とホール素子２６に代えて、リミットスイッチなど、他の位置検出器を用いることもできる。
【００１６】
前記連結軸２６には合成樹脂製のジョイント２７が回転しないように取り付けられ、そのジョイント２７に、ゴム製のダンパ２８を介して第２のジョイント２９がトルク伝達可能に、かつ、回転方向の衝撃を吸収するように連結されている。ジョイント２７および第２のジョイント２９は、ブッシュ２１ａ内に回転自在に設けられている。第２のジョイント２９には軸方向に延びる空所３０が設けられており、その空所には送りネジ１４の一端の細い角形断面の部分１４ａが回転しないように、かつ、軸方向移動自在に嵌合されている。さらに空所３０内には、送りネジ１４を常時反対側の端部側（図２ａでは左側）に付勢する第１バネ３１が挿入されている。
【００１７】
図２ｂの左側に示すように、レール１３の一方の取り付け脚１２には、補強ブラケット３２が設けられ、その補強ブラケット３２に、送りネジ１４の端部の軸方向の力を支えるための軸端支持部材３３が固定されている。さらにレール１４の案内部１１の端部には、送りネジ１４を回転自在に支持する軸受け部材３４が取り付けられている。送りネジ１４の端部には、円板状の軸端部材１４ｂが設けられており、その軸端部材１４ｂと軸受け部材３４との間にいくらかの隙間が設けられている。そのため、送りネジ１４の他端側の軸方向移動自在の軸受け構造と相まって、送りネジ１４はその両端で回転自在に、かつ、軸方向に所定の長さだけ移動自在である。
【００１８】
図２ｂの右側、図２ｃおよび図３は前記スライダユニット１５を詳細に示している。図２ｂおよび図２ｃに示すように、スライダユニット１５は、レール１３の案内部１１内を摺動自在に移動する角皿状のサポート受け３５が、左右一対で設けられている。一対のサポート受け３５の間には、送りネジ１４と螺合する第１ナット３６および第２ナット３７と、それらの間に配置されるスライダ３８とが収容されている。スライダ３８には図２ｃおよび図３に示すように、送りネジ１４と干渉しないようにするためのＵ字状の切り欠き３８ａが形成されている。送りネジ１４およびそれと螺合する第１ナット３６および第２ナット３７は、台形ネジとするのが好ましい。
【００１９】
スライダ３８の第１ナット３６側の端部には、バネ受け３９が設けられている。バネ受け３９と第１ナット３５の間には、圧縮コイルバネ（第２バネ）４０が介在されている。バネ受け３９は合成樹脂製であり、送りネジ１４とは螺合していない。また、スライダ３８の後部には、アンカーポイントが取り付けられる雌ネジ４１を有する突起４２が設けられている。突起４２は図３ｃに示すように、レール１３のリップ部１１ｃの隙間を通して外部に突出している。第２バネ４０は、送りネジ１４の周囲に設けられている。バネ受け３９および第１ナット３５には、第２バネ４０の端部の内周と嵌合して、第２バネ４０を送りネジと干渉しないように保持するための、筒状部４３が突設されている。
【００２０】
前記第１ナット３６はたとえば合成樹脂製であり、図３に示すように、平面視で矩形状を呈している。第２ナット３７はたとえば金属製であり、図３に示すように矩形状を呈している。スライダ３８の左右端は、左右のサポート受け３５の内面と摺動自在に嵌合している。そのため、スライダ３８は第１ナット３６、第２ナット３７と軸方向に相対的に移動自在である。
【００２１】
上記のように構成されるシートベルトアンカー１０は、通常はモータＭ側を下側にして自動車の車内、とくにセンターピラーの内面側に取り付ける。スライダ３８の突起４２の雌ネジ４１には、シートベルトを通すアンカー部材（ショルダーアンカーなど）を取り付ける（図４参照）。このものはモータＭを一方向に回転させると、その回転はジョイント２７、ダンパ２８、第２ジョイント２９を介して送りネジ１４に伝えられ、送りネジが回転する。モータＭはステッピングモータであり、信号に基づいて微小な角度ずつ回転するが、ジョイント２７と第２ジョイント２９との間のダンパ２８が起動・停止のときの衝撃を緩和する。また、送りネジ１４およびナット３６、３７の重量はブッシュ２１ａによって支持されている。
【００２２】
送りネジ１４の一方向への回転により、前記スライダユニット１５の全体が、たとえば上昇する。すなわち送りネジ１４が回転すると、第２ナット３７が上昇し、スライダ３８を上向きに押し上げる。同時に第１ナット３６が上昇し、左右のサポート受け３５の上端を押し上げる。それによりスライダユニット１５の全体が一体となって上昇する。なお、スライダ３８と第１ナット３６の間隔は変化しないため、第２バネ４０は伸び縮みしない。
【００２３】
モータＭが逆方向に回転すると、第２ナット３７が下降し、その第２ナット３７が支持しているスライダ３８も一緒に下降する。また第１ナット３６も同調して下降し、左右のサポート受け３５も同時に下降する。それによりスライダユニット１５の全体が下降する。上記のようにモータＭの回転によりスライダ３８の高さを適切な位置に設定すると、使用者はモータＭを停止させる。あるいはシートベルトのテンションを検出して、適切な高さで自動的に停止させる。それによりスライダ３８に連結されているアンカー部材などの高さ調節が完了する。
【００２４】
このようなアンカーポイントの高さ調節は、通常は自動車の乗客が座席に着座してシートベルトを装着した後、自動車が発車する前に上昇ボタンあるいは下降ボタンを押して適切な高さまでモータＭを回転させることにより行うことができる。そのためモータ駆動で迅速に高さ調節すると、自動車の発車を迅速に行うことができる。
【００２５】
さらに前記シートベルトアンカー１０は、ホール素子２５と磁石２４によって構成される回転数検出器および制御部によるデジタル制御により、自動的にアンカーポイントを設定することができる。すなわち送りネジ１４が一方向に回転すると、それに伴ってホール素子２５が磁石２４を検出し、信号を出す。そしてその信号が制御部でカウントし、送りネジ１４の回転数を演算する。送りネジ１４の基準位置、たとえばスライダユニット１５がもっとも高い位置にあるときから現在のスライダユニット１５の位置までの送りネジ１４の回転数に基づき、スライダユニット１５の軸方向の位置、すなわち位置データを特定する。そしてこの検出したスライダユニット１５の位置データを、使用者が自分の身長などに応じて入力した目標値のデータと比較し、現在の位置データと目標値との差がなくなる方向にモータＭを回転させ、差がなくなったときにモータＭを停止させる。このようなネガティブフィードバック制御により、アンカーポイントを自動的に設定することができる。
【００２６】
また、一旦手動操作でスライダユニット１５の位置を設定し、そのときの位置データをたとえば使用者の名前やコードと関連させて制御部に設けたメモリに保存しておき、次回に再調節するときにメモリから読み出して目標値とすることもできる。上記のホール素子２５からの信号のカウント、データの記憶、比較、モータへの制御信号の発信は、通常のＣＰＵとメモリからなるマイコンなどで行うことができる。
【００２７】
上記の第１バネ３１および第２バネ４０ならびに送りネジ１４やスライダ３８を上下移動させる機構は、自動車が急ブレーキをかけてシートベルトに大きいテンションが加わり、アンカーポイントに上向きの力が加わったときの衝撃緩和の作用を奏する。すなわち、シートベルトに上向きの衝撃力が加わると、スライダ３８は第２バネ４０の付勢力に抗して上昇する。そして力がなくなると、第２バネ４０の付勢力で元の下降した位置に戻る。その場合、第２ナット３７には第２バネ４０を介して衝撃力が伝わるため、送りネジ１４に過剰な衝撃力は加わらず、送りネジ１４や第１ナット３６、第２ナット３７が保護される効果もある。
【００２８】
前記実施形態ではモータＭをレール１３の下側に設けているが、上側に設けるようにしてもよい。また本発明のシートベルトアンカーは、ショルダアンカだけでなく、図４の符号９１で示す下部のアンカーにも採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１ａおよび図１ｂはそれぞれ本発明のシートベルトアンカーの一実施形態を示す概略正面図および縦断面図である。
【図２】 図２ａ〜ｂはそれぞれ図１ｂの要部拡大図、図２ｃは図２ｂのII-II線断面図である。
【図３】 図２ａのスライダユニット部分の分解斜視図である。
【図４】 従来の調節式のシートベルトアンカーを備えた自動車のシートの一例を示す正面図である。
【図５】 図５ａは従来の調節式のシートベルトアンカーの一例を示す正面図、図５ｂは図５ａの縦断面図である。
【符号の説明】
１０ シートベルトアンカー
１１ 案内部
１１ａ 下面
１１ｂ 側面
１１ｃ リップ部
１２ 取り付け脚
１２ａ 段部
１３ レール
２１ 軸受けハウジング
Ｍ モータ
２２ モータベース
２３ ダンパ
２４ 出力軸
２５ 磁石
２６ ホール素子
２７ ジョイント
２８ ダンパ
２９ 第２ジョイント
３０ 空所
１４ａ 細い部分
３１ 第１バネ
３２ 補強ブラケット
３３ 軸端支持部材
３４ 軸受け部材
１４ｂ 軸端部材
３５ サポート受け
３６ 第１ナット
３７ 第２ナット
３８ スライダ
３８ａ 切り欠き
３９ バネ受け
４０ 第２バネ
４１ 雌ネジ
４２ 突起
４３ 筒状部
２１ａ ブッシュ

Claims (3)

1. 断面Ｃ字状でリップ付溝形鋼の形状を備え、上下方向に配置されるレールと、
   そのレールの内部に、レールの長手方向に延びるように配置され、両端で回転自在に支持される送りネジと、
   前記レール内にスライド自在に、かつ、送りネジと干渉しないように設けられ、前記レールのリップの隙間に通されてシートベルトが連結される突起を備えているスライダと、
   前記送りネジにそれぞれ螺合され、レールによって案内され、スライダの上端を押し下げる第１ナットおよびスライダを押し上げる第２ナットと、
   前記第１ナットとスライダの間に介在される圧縮コイルスプリングと、
   前記第１ナット、スライダおよび第２ナットの側面全体を囲み、レールの内面との間に介在される左右一対の角皿状のサポート受けと、
   前記送りネジを回転駆動するためのモータとを備えている位置調節式のシートベルトアンカー。
2. 断面Ｃ字状のレールと、
   そのレールの内部に、レールの長手方向に延びるように配置され、両端で回転自在に支持される送りネジと、
   前記レール内にスライド自在に、かつ、送りネジと干渉しないように設けられ、シートベルトのアンカーポイントが設けられるスライダと、
   前記送りネジに螺合され、レールによって案内され、スライダの一端および他端を押すための第１ナットおよび第２ナットと、
   前記送りネジを回転駆動するためのモータと、
   前記送りネジの回転数を検出する手段とを備えており、
   その検出手段が基準値から所定数回転したことを検出したときに、モータを停止させるように構成しているシートベルトアンカー。
3. 前記検出手段がモータの軸に設けた磁石と、その磁石を検出するホール素子とから構成されている請求項２記載のシートベルトアンカー。

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