JP4570141B2 - シートベルト巻き取り装置及びシートベルト装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータによりシートベルトを巻き取る機能を有するシートベルト巻き取り装置、及びそれを有するシートベルト装置に関するものである。

図３に、自動車等に装備されるシートベルト装置の概要を示す。シートベルト（ウェビングとも呼ばれる）１は、その一端を車体の床に設けられたサイドアンカ２に固定され、他の一端は、車体の梁に設けられたガイドアンカ３を通して、シートベルト巻き取り装置４で巻き取られている。一般には、ガイドアンカ３とシートベルト巻き取り装置４は、車体の梁の中に収納されて外部からは見ることができないことが多いが、図３においては、説明のために車内から見えるように図示している。シートベルト１には、タング４が設けられている。

一方、車体の床に設けられたもう一つのサイドアンカ５には、ストリップ６が取り付けられ、その先端にはバックル７が取り付けられている。乗員がシート８に着席した後、タング４を引っ張ってシートベルト１をシートベルト巻き取り装置４から引き出し、体の前方を回して、タング４をバックル７に係合させる。そして、タング４とバックル７から手を離すと、シートベルト巻き取り装置４により、シートベルト１が巻き取られ、シートベルト１が人体に密着するようになっている。

このように、シートベルト巻き取り装置４は、乗員が着席してシートベルト１を引き出し、タング４をバックル７に締結した際に、シートベルト１の余分な引き出し分を吸収する機能を有している。この機能を実現するために、従来のシートベルト巻き取り装置４においては単一のリターンスプリングが使用されている。シートベルト１の装着の際には、人間がこのリターンスプリングの付勢力に抗してシートベルト１を引き出し、タング４をバックル７に係合させてから手を離すと、リターンスプリングの力により、シートベルト１の余分に引き出された部分が、人間の体にフィットするまでシートベルト巻き取り装置４に引き込まれる。

以上説明したように、シートベルト巻き取り装置においては、
（１）余分に引き出されたシートベルトを、人間の体にフィットするまで確実に巻き取ること、また、人間が装着しない場合においては、引き出されたシートベルトを確実に収納部に収納するまで巻き取ること
（２）正常装着した状態で乗員の胸部等に不必要な圧追感を与えないようにすること
を同時に満足することが必要とされる。しかしながら、単一のリターンスプリングの付勢力を利用したシートベルト巻き取り装置においては、装着時における乗員の胸部への圧迫感を小さくするために付勢力の弱いスプリングを使用すると、ベルト巻き取り時（収容時）の巻込み力が弱くなり、操作性、格納性が低下する。反対に、巻き取り時に充分な巻き取り力を発揮するために付勢力の強いスプリングを使用すると、正常装着時における乗員の胸部への圧追感が大きくなってしまうという問題があった。

また、従来のシートベルト巻き取り装置では、単一のリターンスプリングが内蔵されているので、シートベルトの引き出し量が増すにつれてリターンスプリングが巻回されてその付勢力が増大し、シートベルトの引き出し量が増すにつれて、引き出し力も増大するという問題もあった。

このような問題点を解決するシートベルト巻き取り装置として、モータ、又はモータとリターンスプリングの組み合わせにより、シートベルトを巻き取る方式のものが考案され、例えば、特開２００１−２２５７２０号公報（特許文献１）に開示されている。このようにモータを利用してシートベルトを巻き取る機構を有するシートベルト巻き取り装置は、特開平１１−３０１４０７号公報（特許文献２）、特開平１１−３３４５３３号公報（特許文献３）にも記載されている。

特開２００１−２２５７２０号公報 特開平１１−３０１４０７号公報 特開平１１−３３４５３３号公報

従来のモータを使用したシートベルト巻き取り装置においては、モータによるシートベルト巻き取り速度を一定に保つ（モータに印加する電圧を一定に保つ）ようにされていた。しかしながら、このような方法では、以下のような問題点があった。

すなわち、シートベルト巻き取り速度が遅すぎる場合、乗員がシートベルトを外してからの巻き取りに時間がかかるため、乗員が車両から降りようとする場合に、巻き取られていないシートベルトが邪魔になる場合があった。又、乗員が車両から降りてドアを閉める際に、シートベルトの巻き取りが完了しておらず、シートベルトがドアの間に挟まるという問題もあった。

逆に、シートベルト巻き取り速度が速すぎる場合には、勢いよく巻き取られたシートベルトのタングがドア等の内装に当たり、内装を傷つけたり、異音の発生原因になるという問題点があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、乗員が車両から降りようとする場合に、巻き取られていないシートベルトが邪魔になったり、乗員が車両から降りてドアを閉める際に、シートベルトがドアの間に挟ったり、タングが内装を傷つけたり異音を発生することが少ないシートベルト巻き取り装置、及びそれを有するシートベルト装置を提供することを課題とする。

前記課題を達成するための第１の手段は、シートベルトを巻き取るためのモータを有するシートベルトの巻き取り装置において、前記シートベルトのバックルとタングの係合が外れた後に開始される複数の時間区分のそれぞれにおいて、シートベルトの巻取り速度が、所定速度、この所定速度よりも小さい別の速度、及び、この別の速度よりも大きく前記所定の速度よりも小さいさらに別の速度、の３種類の巻取り速度のいずれかに順次切り替えられるようにし、かつ、各時間区分においては、シートベルトの巻取り速度が略一定に保たれるように、前記モータの速度制御を行う、速度制御装置を設けたことを特徴とするシートベルトの巻き取り装置（請求項１）である。

本手段においては、装着者がシートベルトのバックルとタングの係合が外れた後の複数の時間区分において、シートベルトの巻き取り速度が可変とされているので、フレキシビリティに富んだ巻き取り制御を行うことができる。

特に、装着者がシートベルトのバックルとタングの係合を外した後、シートベルトの巻き取り速度が、時間の経過と共に変化するので、シートベルトの巻き取り量に対応して適当な速度でシートベルトを巻き取ることができる。

前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、前記速度制御装置は、前記時間区分として、前記シートベルトのバックルとタングの係合が外れてから、第１の所定時間が経過するまでの間は、前記シートベルトを前記所定速度としての第１の高速で巻き取るよう、前記モータの速度制御を行い、前記時間区分として、前記第１の所定時間が経過した後、第２の所定時間が経過するまでの間は、前記シートベルトを前記別の速度としての低速で巻き取るよう、前記モータの速度制御を行い、前記時間区分として、前記第２の所定時間が経過した後、前記シートベルトの巻き取りが完了するまでは、前記シートベルトを前記さらに別の速度としての第２の高速で巻き取るよう、前記モータの速度制御を行うことを特徴とするもの（請求項２）である。

本手段においては、シートベルトのバックルとタングの係合が外れてから、第１の所定時間が経過するまでは、シートベルトを第１の高速で巻き取るので、シートベルトが早期に乗員の体から離れ、乗員が移動しやすくなる。続いて第２の所定時間が経過するまでは、シートベルトを低速で巻き取るので、タングが勢いよく車体の内装にぶつかって内装を傷つけたり、異音を発生することが少なくなる。最後には、シートベルトを第２の高速で巻き取るので、シートベルトが早期に収納終了となり、乗員が降車する際に、シートベルトがドアに挟まるような事態を少なくすることができる。

前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段又は第２の手段のいずれかであって、前記速度制御装置は、前記シートベルト巻き取り速度を、前記モータに印加する電圧により制御することを特徴とするもの（請求項３）である。

モータの巻き取り速度は、タコジェネレータのような速度計で検出して速度制御装置によって制御してもよいが、その分だけ構成が複雑になり価格も高くなる。一方、シートベルトの巻き取り負荷はほぼ一定と考えられるので、モータに印加する電圧とモータの回転速度にはほぼ一定の関係が成り立つ。よって、本手段においては、モータの速度制御装置を用いることなく、モータに印加する電圧を変えるのみで、モータの速度を可変するようにしている。

前記課題を解決するための第４の手段は、前記第１の手段から第３の手段のいずれかであるシートベルト巻き取り装置と、シートベルトと、タングと、バックルとを有するシートベルト装置（請求項４）である。

本手段は、前記第１の手段から第４の手段に対応する作用効果を奏することができる。

本発明によれば、乗員が車両から降りようとする場合に、巻き取られていないシートベルトが邪魔になったり、乗員が車両から降りてドアを閉める際に、シートベルトがドアの間に挟ったり、タングが内装を傷つけたり異音を発生することが少ないシートベルト巻き取り装置、及びそれを有するシートベルト装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の例であるシートベルト巻き取り装置におけるシートベルト巻き取り速度の変化を示す図である。この場合は、シートベルト巻き取り装置のモータには速度制御装置が付属している。

乗員がバックルとタングの係合を解除すると（バックル解除）、シートベルト巻き取り装置は、第１の高速である巻き取り速度Ｓ１でシートベルトを巻き取る。これにより、シートベルトが短時間のうちに乗員から離れる。

バックル解除から（Ｔ１−Ｔ０）時間が経過すると、シートベルト巻き取り装置は、低速である巻き取り速度Ｓ２でシートベルトを巻き取る（実際には、イナーシャのために、図に示すように、巻き取り速度Ｓ２となる時間が少し遅れる）。これにより、シートベルトがゆっくり巻き取られ、タングが車体の内装にぶつかって内装を傷つけたり、異音を発生したりすることが少なくなる。

さらに（Ｔ２−Ｔ１）時間が経過すると、シートベルト巻き取り装置は、第２の高速である巻き取り速度Ｓ３でシートベルトを巻き取る。これにより、シートベルトは、早期に巻き取りを完了し、乗員が車外に降りる際に、シートベルトがドアに挟まることが少なくなる。

図２は、本発明の第２の実施の形態の例であるシートベルト巻き取り装置におけるシートベルト巻き取り用モータに印加される電圧の変化を示す図である。この場合は、シートベルト巻き取り装置のモータには速度制御装置が付属されていない。

モータの負荷トルクが一定の場合、モータの回転速度Ｖは、モータに印加する電圧Ｅによって決まると考えてよい。バックルとタングの係合が外れたシートベルトを巻き取るトルクはほぼ一定と考えられるので、この実施の形態では、モータの速度を制御することなく、モータに印加する電圧を制御するようにしている。すなわち、乗員がバックルとタングの係合を解除すると（バックル解除）、シートベルト巻き取り装置は、第１の高電圧Ｅ１をモータに印加する。これにより、モータが高速回転し、シートベルトが短時間のうちに乗員から離れる。

バックル解除から（Ｔ１−Ｔ０）時間が経過すると、シートベルト巻き取り装置は、定電圧Ｅ２をモータに印加する。これにより、モータが低速回転し、シートベルトがゆっくり巻き取られ、タングが車体の内装にぶつかって内装を傷つけたり、異音を発生したりすることが少なくなる。

さらに（Ｔ２−Ｔ１）時間が経過すると、シートベルト巻き取り装置は、第２の高電圧Ｅ３をモータに印加する。これにより、シートベルトは高速で巻き取られ、早期に巻き取りを完了し、乗員が車外に降りる際に、シートベルトがドアに挟まることが少なくなる。

モータの巻き取りが完了すると、モータの負荷が高まってモータに流れる電流が上昇するので、これを検出してモータに印加する電圧を０にする。

なお、以上の実施の形態において、Ｓ１＝Ｓ３、Ｅ１＝Ｅ３としてもよく、また（Ｔ１−Ｔ０）、（Ｔ２−Ｔ１）をそれぞれ可変にしてもよい。（Ｔ１−Ｔ０）、（Ｔ２−Ｔ１）をそれぞれ可変にすることにより、乗員の体格や好みに応じてシートベルト巻き取り速度を調整することが可能となる。

なお、図１、図２においては、横軸を時間としているが、横軸をシートベルトの巻きとり量とし、シートベルトの巻き取り量に応じて、巻き取り速度、モータにかける電圧をそれぞれ図１、図２のように変化させるようにしてもよい。この場合、Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２は、時間でなく、Ｔ０は巻き取り量０、Ｔ１、Ｔ２はそれぞれ所定の巻き取り量を意味する。

本発明の第１の実施の形態の例であるシートベルト巻き取り装置におけるシートベルト巻き取り速度の変化を示す図である。 本発明の第２の実施の形態の例であるシートベルト巻き取り装置におけるシートベルト巻き取り用モータに印加される電圧の変化を示す図である。 自動車等に装備されるシートベルト装置の概要を示す図である。

Claims (4)

1. シートベルトを巻き取るためのモータを有するシートベルトの巻き取り装置において、
   前記シートベルトのバックルとタングの係合が外れた後に開始される複数の時間区分のそれぞれにおいて、シートベルトの巻取り速度が、
   所定速度、この所定速度よりも小さい別の速度、及び、この別の速度よりも大きく前記所定の速度よりも小さいさらに別の速度、の３種類の巻取り速度のいずれかに順次切り替えられるようにし、
   かつ、
   各時間区分においては、シートベルトの巻取り速度が略一定に保たれるように、前記モータの速度制御を行う、
   速度制御装置を設けたことを特徴とするシートベルトの巻き取り装置。
2. 請求項１記載のシートベルト巻き取り装置において、
   前記速度制御装置は、
   前記時間区分として、前記シートベルトのバックルとタングの係合が外れてから、第１の所定時間が経過するまでの間は、前記シートベルトを前記所定速度としての第１の高速で巻き取るよう、前記モータの速度制御を行い、
   前記時間区分として、前記第１の所定時間が経過した後、第２の所定時間が経過するまでの間は、前記シートベルトを前記別の速度としての低速で巻き取るよう、前記モータの速度制御を行い、
   前記時間区分として、前記第２の所定時間が経過した後、前記シートベルトの巻き取りが完了するまでは、前記シートベルトを前記さらに別の速度としての第２の高速で巻き取るよう、前記モータの速度制御を行う
   ことを特徴とするシートベルト巻き取り装置。
3. 請求項１又は請求項２記載のシートベルト巻き取り装置において、
   前記速度制御装置は、
   前記シートベルト巻き取り速度を、前記モータに印加する電圧により制御することを特徴とする記載のシートベルト巻き取り装置。
4. 請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載のシートベルト巻き取り装置と、シートベルトと、タングと、バックルとを有するシートベルト装置。
   

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