JP4597755B2 - Seat belt device - Google Patents
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Description
この発明は、車両のシートに着座した乗員をウェビングによって拘束するシートベルト装置に関し、特に、車両の衝突時等にウェビングをモータの動力で引き込むシートベルト装置に関するものである。 The present invention relates to a seat belt device that restrains an occupant seated on a vehicle seat by webbing, and more particularly, to a seat belt device that pulls in a webbing by the power of a motor when the vehicle collides.
車両に装備されるシートベルト装置は乗員拘束用のウェビングがリトラクタ内のリールに巻回され、装着時にリトラクタから引き出されるようになっている。近年、車両の衝突(この明細書において、「衝突」とは車両の転倒等の対物衝突以外の衝撃入力等も含むものとする。)を検出するセンサを設け、そのセンサが衝突を検出したときに、ウェビングをモータによって引き込むようにしたシートベルト装置が開発されている(特許文献1,2参照)。
しかし、この従来のシートベルト装置においては、センサが衝突を検出した後にウェビングの引き込みが開始されるため、ウェビングの弛みが取れて実際に乗員に拘束力(張力)が作用し始めるまでに時間がかかることがある。また、衝突予兆を示す車両の不安定挙動をセンサによって検出し、その段階でウェビングの引き込みを制御することも検討されているが、この場合には、乗員の移動とウェビングの張力の発生にずれが生じ易く、このずれが乗員に違和感を与えることが懸念される。 However, in this conventional seat belt device, since the webbing is started to be retracted after the sensor detects the collision, it takes time until the webbing is loosened and the restraining force (tension) actually starts to act on the occupant. It may take. In addition, it is also considered to detect the unstable behavior of the vehicle that shows a sign of collision with a sensor and control the pull-in of the webbing at that stage. This is likely to occur, and there is a concern that this shift may give the passenger an uncomfortable feeling.
そこでこの発明は、乗員に違和感を与えることなく、乗員の姿勢変化に応じて速やかに乗員に拘束力を作用させることのできるシートベルト装置を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention is intended to provide a seat belt device that can quickly apply a restraining force to an occupant in accordance with a change in the occupant's posture without causing the occupant to feel uncomfortable.
上記の課題を解決するための手段として、この発明は、シート(例えば、後述の実施形態におけるシート2)に着座した乗員を拘束するウェビング(例えば、後述の実施形態におけるウェビング5)が巻回されるリール(例えば、後述の実施形態におけるリール12)と、このリールを回転駆動してウェビングを引き込むモータ(例えば、後述の実施形態におけるモータ10)を備えたシートベルト装置において、前記モータとリールの間に介装された減速機構(例えば、後述の実施形態における減速機構13)と、前記モータとリールの間に介装されて両者間の動力伝達系を断接するクラッチ(例えば、後述の実施形態におけるクラッチ20)と、車両の不安定挙動を判断する車両挙動判断手段(例えば、後述の実施形態における車両挙動判断手段38)と、前記車両挙動判断手段の判断結果に基づいて前記モータとクラッチを制御するシートベルト制御手段(例えば、後述の実施形態におけるシートベルト制御手段40)と、を備え、前記車両挙動判断手段が不安定挙動を判断したときに、前記シートベルト制御手段がクラッチを接続状態にして、前記モータによるウェビングの巻き取りを行わずに、前記モータが停止した状態でモータ側動力伝達系(例えば、後述の実施形態におけるモータ側動力伝達系22)の回転抵抗を前記リールに負荷として作用させるようにした。
この発明の場合、車両の挙動が不安定になると、車両挙動判断手段が車両の不安定挙動を判断し、シートベルト制御手段がクラッチを接続状態にする。これにより、モータが停止した状態でモータ側動力伝達系の回転抵抗が減速機構を介してリールに作用し、ウェビングには乗員の移動に応じた負荷が張力として働く。この結果、車両がそのまま衝突に移行する場合には、ウェビングに弛みのない状態からウェビングの引き込みが行われるようになる。
As a means for solving the above-described problems, the present invention winds a webbing (for example, a
In the case of the present invention, when the behavior of the vehicle becomes unstable, the vehicle behavior determination means determines the unstable behavior of the vehicle, and the seat belt control means puts the clutch in a connected state. As a result, the rotational resistance of the motor-side power transmission system acts on the reel via the speed reduction mechanism with the motor stopped, and a load corresponding to the movement of the occupant acts as tension on the webbing. As a result, when the vehicle shifts to a collision as it is, the webbing is drawn from a state where the webbing is not slack.
この発明によれば、車両の不安定挙動が判断された段階でクラッチを接続状態にして、モータによるウェビングの巻き取りを行わずに、モータが停止した状態でモータ側動力伝達系の回転抵抗による張力をウェビングに作用させることができるため、急激な車両の姿勢変化によって発生する乗員の移動を、それに伴って発生するウェビングの引き出し抗力によって規制して、乗員に違和感を与えることなく確実な拘束力を付与することができる。
特に、この発明においては、クラッチ接続時にモータ側動力伝達系の回転抵抗による静止トルクを減速機構によって増幅することができるため、乗員の移動に応じた大きな張力をウェビングに確実に作用させて、乗員の移動量を抑制することができるとともに、それによって発生するウェビングの弛みを軽減することができる。
加えて、衝突時等にウェビングの引き込みに連続して移行する場合には、弛みが解消されるまでの時間を短縮し、より速やかに乗員に拘束力を作用させることができる。
According to the present invention, when the unstable behavior of the vehicle is determined, the clutch is engaged, and the motor is stopped while the webbing is not taken up. Because tension can be applied to the webbing, occupant movement caused by sudden changes in the attitude of the vehicle is regulated by the pulling drag of the webbing that accompanies it, so that the restraining force can be ensured without giving the passenger a sense of incongruity Can be granted.
In particular, in the present invention, since the static torque due to the rotational resistance of the motor-side power transmission system can be amplified by the speed reduction mechanism when the clutch is connected, a large tension according to the movement of the occupant is reliably applied to the webbing, The amount of movement of the webbing can be suppressed, and the slack of the webbing caused thereby can be reduced.
In addition, when the webbing is continuously shifted in the event of a collision or the like, the time until the slack is eliminated can be shortened, and the restraint force can be applied to the occupant more quickly.
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、この発明にかかるシートベルト装置1の全体概略構成を示すものであり、同図中2は、乗員3の着座するシートである。この実施形態のシートベルト装置1は、いわゆる三点式のシートベルト装置であり、図示しないセンタピラーに取り付けられたリトラクタ4からウェビング5が上方に引き出され、そのウェビング5がセンタピラーの上部側に支持されたスルーアンカ6に挿通されるとともに、ウェビング5の先端がシート2の車室外側寄りのアウタアンカ7を介して車体フロアに固定されている。そして、ウェビング5のスルーアンカ6とアウタアンカ7の間にはタングプレート8が挿通されており、そのタングプレート8は、シート2の車体内側寄りの車体フロアに固定されたバックル9に対して脱着可能となっている。
ウェビング5は、初期状態でリトラクタ4に巻き取られており、乗員3が手で引き出してタングプレート8をバックル9に固定することにより、乗員3の主に胸部と腹部をシート2に対して拘束する。このシートベルト装置1の場合、衝突時におけるウェビング5の引き込みは電動式のモータ10によって行うようになっている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an overall schematic configuration of a seat belt device 1 according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a seat on which an occupant 3 is seated. The seat belt device 1 of this embodiment is a so-called three-point seat belt device, and a
The
リトラクタ4は、図2〜図5に示すようにケーシング11に回転可能に支持されたリール12にウェビング5が巻回されるとともに、ケーシング11の一端側に突出したリール12の軸12aに遊星歯車式の減速機構13が係合され、その減速機構13が複数の歯車群から成るモータ側動力伝達系22を介してモータ10の回転軸10aに連係されている。また、減速機構13はモータ10の回転を減速してリール12に伝達するものであるが、リール12の回転は増速された形でモータ側に伝達される。
As shown in FIGS. 2 to 5, the retractor 4 has a
減速機構13は、サンギヤ14が駆動入力用の外歯15に一体に結合されるとともに、複数のプラネタリギヤ16を支持するキャリア17がリール12の軸12aに結合されている。そして、プラネタリギヤ16に噛合したリングギヤ18の外周側には複数のラチェット歯19が形成され、このラチェット歯19が後述するクラッチ20の一部を構成するようになっている。このクラッチ20は、コントローラ21による制御によってモータ10とリール12の間の動力伝達系を適宜断接する。
In the
モータ側動力伝達系22は、サンギヤ14と一体の外歯15に常時噛合される小径の第1コネクトギヤ23と、この第1コネクトギヤ23と同軸にかつ一体に回転し得るように設けられた大径の第2コネクトギヤ24と、この第2コネクトギヤ24とモータギヤ25(モータ10の回転軸10aと一体。)の間にあって動力伝達可能に常時噛合される第1,第2アイドラギヤ26,27と、を備えている。モータ10の正転方向の駆動力は、図3中の実線矢印で示すように各ギヤ25,27,26を通して第1,第2コネクトギヤ23,24に伝達され、さらに外歯15を介してサンギヤ14に伝達された後にプラネタリギヤ16とキャリア17を介してリール12に伝達される。このモータ10の正転方向の駆動力は、ウェビング5を引き込む方向にリール12を回転させる。ただし、サンギヤ14からプラネタリギヤ16に伝達された駆動力は、リングギヤ18が固定されているときに前記のようにすべてキャリア17側に伝達されるが、リングギヤ14の回転が自由な状態においては、プラネタリギヤ16の自転によってリングギヤ18を空転させる。後述するクラッチ20は、リングギヤ14の回転のロックとロック解除を制御することによって、リール12(キャリア17)に対するモータ駆動力の伝達をオン・オフ操作する。
The motor-side
ここで、クラッチ20について説明する。
クラッチ20は、図示しないケーシングに回動可能に支持され、先端部に係止爪28を有するパウル29と、このパウル29を操作するクラッチスプリング30と、パウル29の係止爪28に係合可能な前記リングギヤ18のラチェット歯19と、を備え、係止爪28は、パウル29がラチェット歯19方向に操作されたときに、ラチェット歯19の傾斜面とほぼ直交する面に突き当たり、リングギヤ14の一方向の回転をロックするようになっている。
Here, the
The
また、クラッチスプリング30は付根部側が円弧状に湾曲し、その湾曲部31が第1コネクトギヤ23の軸部の外周に巻き付いた状態で係止されている。そして、クラッチスプリング30の先端部はパウル29方向に延出し、パウル29の操作窓32に係合するようになっている。なお、クラッチスプリング30の湾曲部31は摩擦によって第1コネクトギヤ23の軸部に係合しており、第1コネクトギヤ23との間に設定値以上のトルクが作用すると、そのトルクによって第1コネクトギヤ23との間で滑りを生じる。
In addition, the
したがって、このクラッチ20は、モータ10が正転方向(図3中の実線矢印参照。)に回転すると、クラッチスプリング30が、図4の実線で示す姿勢から鎖線で示す姿勢に変化し、これによってパウル29の係止爪28が図3に示すようにラチェット歯19に噛合してリングギヤ18の回転をロックする。なお、このときラチェット歯19は一方の回転方向に傾斜しているため、リングギヤ18の一方向の回転を確実にロックすることができるが、リングギヤ18が逆方向に回転しようとしたときにも、ラチェット歯19が係止爪28を押し上げるためにある程度以上の力が必要となる。このため、クラッチスプリング30は、リングギヤ18の逆方向の回転に対してもある程度以上の抵抗力を付与する。
このようにリングギヤ18の回転がロックされると、前述のようにサンギヤ14に伝達された回転力がすべてキャリア17の回転となってリール12に伝達されるようになる(クラッチオン状態)。
Therefore, in the
When the rotation of the
一方、このクラッチオン状態からモータ10が逆転すると、第1コネクトギヤ23が、図3中の点線矢印で示すように回転して、クラッチスプリング30を図4中の実線で示すように回動させる。これにより、パウル29の係止爪28がラチェット歯19から引き離され、図5に示すようにリングギヤ17のロックが解除される。
このようにリングギヤ18のロックが解除されると、前述のようにサンギヤ14に伝達された回転力がプラネタリギヤ16を自転させ、このときリングギヤ18を空転させてキャリア17(リール12)側に動力が伝達されないようにする(クラッチオフ状態)。
On the other hand, when the
When the lock of the
また、リトラクタ4のケーシング11の他端側には、図2に示すように、ウェビング5が設定速度以上の速度で引き出されたときに、若しくは、車両に設定値以上の減速度が作用したときにウェビング5の引き出しを機械的にロックする周知の緊急ロック機構33とウェビング5を巻き取る巻取りばね設けられている。
In addition, as shown in FIG. 2, when the
ところで、車両には、図1に示すように、前方の静止物体や走行車両等を検出するレーダ35と、車両の減速度を検出するための加速度センサ36と、車両の回転方向の角速度を検出するジャイロ等の角速度センサ37が設けられ、これらがコントローラ21に接続されている。コントローラ21には、加速度センサ36と角速度センサ37の検出信号を基にして車両の不安定挙動を判断する車両挙動判断手段38と、加速度センサ36の検出信号を基にして車両の衝突(車両の転倒等も含む。)の有無を判断し、レーダ35の検出信号を基にして衝突可能性の大小を判断する衝突判断手段39と、車両挙動判断手段38と衝突判断手段39の判断結果に基づいてモータ10とクラッチ20を制御するシートベルト制御手段40と、を備えている。ただし、この実施形態では、前述のクラッチ20の構成と相俟ってモータ10の制御のみによってクラッチ20の作動も同時に制御し得るようになっている。
By the way, as shown in FIG. 1, the vehicle detects a
即ち、クラッチ20には第1コネクトギヤ23の軸に摩擦係合するクラッチスプリング30が設けられているため、モータ10の正転駆動が開始されると、クラッチ20のパウル29がクラッチスプリング30によってリングギヤ18をロック(クラッチオン)する方向に操作され、モータ10が逆転方向に駆動されると、クラッチスプリング30によって逆にリングギヤ18のロックを解除(クラッチオフ)する方向に操作される。また、シートベルト制御手段40によってモータ10が瞬時(設定短時間)正転方向に駆動されると、モータ10の駆動力伝達が停止した後にクラッチ20のみオン状態(リングギヤ18をロックした状態)とされる。
That is, since the clutch 20 is provided with a
なお、クラッチ20をオフにしたままモータ10が停止している場合には、クラッチ20によってリール12とモータ側動力伝達系22が切断されているため、この状態においては、ウェビング5の自由な引き出しと、巻取りばねによるウェビング5の巻き取りが許容されている。
When the
また、車両には、バイワイヤ方式によるブレーキ装置(図示せず。)が搭載され、車両挙動判断手段38が車両の不安定挙動を判断したときには、コントローラ21がブレーキ装置に対して車両状態に応じた制動制御を行うようになっている。
The vehicle is equipped with a by-wire brake device (not shown), and when the vehicle behavior determination means 38 determines the unstable behavior of the vehicle, the
以下、コントローラ21による制御を図6のフローチャートを参照して説明する。
まず、S101では、衝突判断手段39が加速度センサ36の検出信号を受けて衝突の有無を判断し、ここで衝突なしと判断したときには、S102に進み、衝突有りと判断したときには、S103に進んでモータ10を正転方向に連続作動させる。このとき、モータ10が正転方向に駆動回転すると、クラッチ20がオンになり、リングギヤ18がロックされて図3の実線矢印で示すように駆動力がリール12に伝達され、その結果、ウェビング5が引き込まれて乗員をシート2に強固に拘束する。
Hereinafter, the control by the
First, in S101, the collision determination means 39 receives the detection signal from the
S101で衝突なしと判断してS102に進んだ場合には、車両挙動判断手段38が加速度センサ36と角加速度センサ37の検出信号を受けて車両の挙動を判断し、ここで車両の不安定な挙動がないと判断したときには処理を抜け(RETURN)、不安定な挙動が有ると判断したときには、S104へと進む。S104に進んだ場合には、モータ10を瞬時正転方向に作動させてクラッチ20をオン状態にする。
When it is determined that there is no collision in S101 and the process proceeds to S102, the vehicle
こうしてクラッチ20がオン状態になると、モータ10が停止した状態でモータ側動力伝達系22が減速機構13を介してリール12に接続されることになり、この結果、リール12には、モータ側動力伝達系22の回転抵抗がウェビング5の引き出しを阻止する負荷として作用するようになる。したがって、衝突の予兆時等に車両の挙動が不安定になると、乗員の移動に応じた大きな抗力がウェビング5に作用する。
When the clutch 20 is thus turned on, the motor-side
この後に、車両の不安定挙動が解消されると、処理がS102に達したときに、S104に進まずにそのまま処理を抜け、クラッチ20をオフにして初期状態に戻される。また、車両の不安定挙動が解消されずに、S101において、車両の衝突が判断されると、ウェビング5は弛みのない状態からモータ10の動力によって即時に引き込まれる。よって、このシートベルト装置においては、ウェビング5の引き込みによる乗員拘束の開始を早めることができる。
After this, when the unstable behavior of the vehicle is resolved, when the process reaches S102, the process is terminated without proceeding to S104, the clutch 20 is turned off, and the initial state is restored. Further, if the unstable behavior of the vehicle is not eliminated and a vehicle collision is determined in S101, the
図7は、このシートベルト装置1を採用したときの、車両衝突時のウェビング張力と乗員移動量を示す特性図であり、図8は、車両衝突の検出直後にクラッチとモータを作動させる従来のシートベルト装置を採用したときの同様の特性図である。この二つの特性図を比較して明らかなように、この発明にかかるシートベルト装置1を採用した場合には、衝突の初期段階からウェビング5の大きな張力が作用するため、従来のものに比較して乗員の実移動量を確実に小さく抑えることができる。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the webbing tension and the occupant movement amount at the time of a vehicle collision when the seat belt device 1 is adopted, and FIG. It is the same characteristic view when a seat belt device is adopted. As is clear from the comparison of these two characteristic diagrams, when the seat belt device 1 according to the present invention is adopted, since a large tension of the
また、図9は、このシートベルト装置1を採用したとき、車両挙動が一旦不安定になった後に衝突に至らずに安定状態に戻った場合のウェビング張力と乗員移動量を示す特性図である。この図から明らかなように、衝突に至らないときにあっても、このシートベルト装置1の場合、車両の不安定挙動が検出されてクラッチ20がオンになった時点で即時にウェビング張力が立ち上がり、それによって乗員移動量が小さく抑えられる。 FIG. 9 is a characteristic diagram showing the webbing tension and the occupant movement amount when the seat belt device 1 is employed and the vehicle behavior once becomes unstable and then returns to a stable state without reaching a collision. . As is clear from this figure, even when the collision does not occur, in the case of this seat belt device 1, the webbing tension immediately rises when the unstable behavior of the vehicle is detected and the clutch 20 is turned on. As a result, the amount of occupant movement is kept small.
このシートベルト装置1の場合、不安定挙動が検出された時点でモータ側動力伝達系22の慣性質量をリール12に付加するかたちとなるため、この時点でウェビング5に作用する張力は、乗員を移動させようとする力に応じたものとなり、実際の乗員移動と発生張力にずれを生じることがない。したがって、乗員に違和感を与える不具合も生じない。
In the case of the seat belt device 1, since the inertial mass of the motor side
また、この実施形態のシートベルト装置1の場合、モータ10とリール12の間に、モータ10側の回転を減速してリール12に伝達する減速機構13が介装されているため、車両の不安定挙動が検出されてクラッチ20がオンになったときにおけるモータ側動力伝達系22の回転抵抗による静止トルクを減速機構13によって増幅することができる。したがって、車両の衝突前に乗員の移動に応じた大きな張力をウェビング5に確実に作用させることができる。
In the case of the seat belt device 1 of this embodiment, since the
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態ではクラッチ20をモータ10の動作によって操作するようにしているが、クラッチ20は電磁バルブ等によってモータ10と独立して制御することも可能である。
In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various design change is possible in the range which does not deviate from the summary. For example, in the above embodiment, the clutch 20 is operated by the operation of the
1…シートベルト装置
2…シート
5…ウェビング
10…モータ
12…リール
13…減速機構
20…クラッチ
22…モータ側動力伝達系
38…車両挙動判断手段
40…シートベルト制御手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Seat belt apparatus 2 ...
Claims (1)
前記モータとリールの間に介装された減速機構と、
前記モータとリールの間に介装されて両者間の動力伝達系を断接するクラッチと、
車両の不安定挙動を判断する車両挙動判断手段と、
前記車両挙動判断手段の判断結果に基づいて前記モータとクラッチを制御するシートベルト制御手段と、
を備え、
前記車両挙動判断手段が不安定挙動を判断したときに、前記シートベルト制御手段がクラッチを接続状態にして、前記モータによるウェビングの巻き取りを行わずに、前記モータが停止した状態でモータ側動力伝達系の回転抵抗を前記リールに負荷として作用させることを特徴とするシートベルト装置。 In a seat belt apparatus including a reel on which a webbing that restrains an occupant seated on a seat is wound, and a motor that rotationally drives the reel to retract the webbing,
A speed reduction mechanism interposed between the motor and the reel;
A clutch interposed between the motor and the reel to connect and disconnect the power transmission system between the two;
Vehicle behavior judging means for judging the unstable behavior of the vehicle;
Seat belt control means for controlling the motor and clutch based on the determination result of the vehicle behavior determination means;
With
When the vehicle behavior judging means judges the unstable behavior, the seat belt control means puts the clutch in a connected state and does not take up the webbing by the motor, and the motor side power A seat belt device characterized in that a rotational resistance of a transmission system acts on the reel as a load.
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