JP4662225B2

JP4662225B2 - シートベルト巻取装置

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Publication number: JP4662225B2
Application number: JP2001276110A
Authority: JP
Inventors: 田中康二; 丹治寛雅; 松井智二
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2021-09-12
Also published as: EP1293401A2; DE60212532D1; DE60212532T2; EP1293401B1; JP2003081056A; EP1293401A3

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両に装備され、乗員を拘束保護するためのシートベルトの引出、巻取を制御するシートベルト巻取装置の技術分野に属し、特に、車両外部の状況やシートベルトの操作状況に基づいてモータによりシートベルトを巻き取ることでベルトテンションを制御して乗員をより確実に拘束保護するとともに、シートベルトの非装着時にスプリングで機械式にシートベルトを巻き取るシートベルト巻取装置の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術分野】
従来から自動車等の車両に装備されているシートベルト装置は、衝突時等の車両に大きな減速度が作用した場合のような緊急時に、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て、乗員を保護している。
【０００３】
このようなシートベルト装置においては、シートベルトを巻き取るシートベルト巻取装置が設けられている。このシートベルト巻取装置は、シートベルトを巻き取るスプールを常時巻取方向に付勢するぜんまいばね等のスプリングを備えている。このスプリングの付勢力により、シートベルトは非装着時にはスプールに巻き取られている。また、シートベルトは装着時にはスプリングの付勢力に抗して引き出されて、乗員に装着される。そして、シートベルト巻取装置は、前述のような緊急時にロック手段が作動してスプールの引出方向の回転を阻止することにより、シートベルトの引出が阻止される。これにより、緊急時にシートベルトは乗員を確実に拘束し、保護するようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来からのシートベルト装置においては、シートベルト装着時にはスプリングの付勢力によるほぼ一定のベルトテンションがシートベルトに加えられている。このため、シートベルト巻取装置は自車と自車周囲の物体との間の状況に関係なくほぼ同じ態様で作動するようになっている。しかしながら、従来のシートベルト装置は前述のように緊急時に乗員を確実に拘束し保護することができるが、前述のような緊急時以外のときに乗員に対してより快適に制御されているとは言えない。しかも、緊急時に乗員を堅固に拘束して更に一層確実に保護するようにすることが望ましい。
【０００５】
そこで、本出願人は自車と物体との間の状況を加味してモータでシートベルト巻取装置のスプールの回転を制御し、ベルトテンションを調節することにより、乗員の拘束保護をより一層効率よくかつ乗員に対してより一層快適に行うとともに、ベルトテンション調節を簡単にかつ確実に行うことができ、しかも、ベルトテンション調節のための構造を簡単にしたシートベルト巻取装置を特許出願をしている（特願２０００−２３８７３５）。
【０００６】
この特許出願の発明にかかるシートベルト巻取装置の詳細は、この特許出願の明細書および図面を参照すれば容易に理解できるが、一応、本発明に関係する部分について簡単に説明する。
【０００７】
図１ないし図３は、この特許出願の発明にかかるシートベルト巻取装置を示す図である。
図１および図２に示すように、この特許出願のシートベルト巻取装置１は、少なくとも、モータ１０の動力を伝達する動力伝達歯車機構１１と、動力伝達歯車機構１１から伝達されるモータ１０の回転を減速してスプール４に伝達する遊星歯車機構からなる減速機構１２と、モータ１０の動力をスプール４に伝達させる状態およびスプール４の回転をモータ１０の伝達させない状態のいずれか一方に選択的に切換設定する動力伝達経路切替機構１３と、スプール４をシートベルト３の巻取方向ＣＣＷに付勢するスプリング手段１４とを備えている。このシートベルト巻取装置１の動作について説明する。
【０００８】
(1) シートベルト巻取装置１の非作動状態（シートベルト全量格納状態）
シートベルト巻取装置１の非作動状態では、スプリング手段１４によってシートベルト３がその全量をスプール４に巻き取られている。また、モータ１０が非作動となっている。この非作動状態では、図２に示すようにモータ１０の回転軸１０ａに取り付けられたモータギヤ３６、コネクトギヤ３７、スイッチギヤ４６が回転しないので、スイッチギヤ４６が図２において図面と直交しかつ図面の向こう側の向こう側限度位置（図１に示す右限位置）に設定され、プランジャ４７はシリンダハウジング５１から最大に突出して、当接部４７ｃの傾斜面（不図示）の前面がスイッチギヤ４６の傾斜面４６ｂの前面に当接した状態となっている。この状態では、係止レバー４９は係止爪４９ｃがインターナルギヤ４４のラチェット歯４４ｂに係合しない位置に設定されて、動力伝達経路がオフに設定されている、これにより、インターナルギヤ４４はベルト引出方向ＣＷおよびベルト巻取方向ＣＣＷのいずれの方向にも回転自由となっている。
【０００９】
(2) シートベルト引出動作
シートベルト巻取装置１の前述の非作動状態から、シートベルト３を引き出すと、スプール４がベルト引出方向ＣＷに回転する。すると、図１においてトーションバー２６の第２トルク伝達部２６ｄおよび第２キャリヤ５６がともにベルト引出方向ＣＷに回転する。これにより、第１キャリヤ３８が同方向ＣＷに回転するので、各プラネタリギヤ３９,４０がサンギヤ４３のまわりを同方向ＣＷに公転しようとする。このため、各プラネタリギヤ３９,４０の各大プラネタリギヤ３９ａ,４０ａはベルト引出方向ＣＷに回転しようとしてサンギヤ４３をベルト巻取方向ＣＣＷ方向に回転させようとし、一方、各小プラネタリギヤ３９ｂ,４０ｂはベルト巻取方向ＣＣＷに回転しようとしてインターナルギヤ４４をベルト巻取方向ＣＣＷ方向に回転させようとする。このとき、サンギヤ４３には減速ギヤ４５が常時噛合し、この減速ギヤ４５の外歯４５ｂにはコネクトギヤ３７の小径コネクトギヤ３７ｂが常時噛合し、この小径コネクトギヤ３７ｂと一体の大径コネクトギヤ３７ａにはモータギヤ３６とスイッチギヤ４６とが常時噛合しているので、サンギヤ４３には所定の回転抵抗が付与されているのに対して、インターナルギヤ４４は前述のように回転が自由となっており、サンギヤ４３は回転しない。このときには、各小プラネタリギヤ３９ｂ,４０ｂもそれぞれ各大プラネタリギヤ３９ａ,４０ａとともにベルト引出方向ＣＷに回転するようになるとともに、インターナルギヤ４４が同方向ＣＷに回転する。
【００１０】
サンギヤ４３が回転しないことから、シートベルト３の引出時におけるスプール４のベルト引出方向ＣＷの回転はスイッチギヤ４６には伝達されないので、動力伝達経路切替機構１３は作動しなく、スプール４とモータ１０との間の動力伝達経路はオフに保持されたままとなり、スプール４の回転がモータ１０に伝達されなく、モータ１０はこのスプール４の回転の影響を受けることはない。
【００１１】
なお、ベルト引出時には、スプール４の回転で第２トルク伝達部２６ｄが回転することにより、第１軸部２６ｆおよびこの第１軸部２６ｆのスプライン溝２６ｅに嵌合されたブッシュ５３を介して、スプリング手段１４のリターンスプリング５４が巻き締められ、ばね力がベルト引出量に応じて次第に増大する。
【００１２】
(3) スプリング手段１４によるシートベルト巻取動作
シートベルト３を引き出した状態から、シートベルト３から手を離すと、スプリング手段１４の巻き締められたリターンスプリング５４の付勢力により、ブッシュ５３、第１軸部２６ｆ、第２トルク伝達部２６ｄ、および第２キャリヤ５６を介して、スプール４がベルト巻取方向ＣＣＷに回転する。同時に、第２キャリヤ５６の回転で、第１キャリヤ３８が同方向ＣＣＷに回転するので、各プラネタリギヤ３９,４０がサンギヤ４３のまわりを同方向ＣＣＷに公転しようとする。このため、各プラネタリギヤ３９,４０の各大プラネタリギヤ３９ａ,４０ａはベルト巻取方向ＣＣＷに回転しようとしてサンギヤ４３をベルト引出方向ＣＷ方向に回転させようとし、一方、各プラネタリギヤ３９,４０の各小プラネタリギヤ３９ｂ,４０ｂはベルト引出方向ＣＷに回転しようとしてインターナルギヤ４４をベルト引出方向ＣＷ方向に回転させようとする。このとき、前述のようにサンギヤ４３には所定の回転抵抗が付与されているのに対して、インターナルギヤ４４は回転が自由となっているので、サンギヤ４３は回転しない。したがって、各小プラネタリギヤ３９ｂ,４０ｂもそれぞれ各大プラネタリギヤ３９ａ,４０ａとともにベルト巻取方向ＣＣＷに回転するようになる。そして、各小プラネタリギヤ３９ｂ,４０ｂのベルト巻取方向ＣＣＷにより、結局、インターナルギヤ４４はベルト巻取方向ＣＣＷに回転する。
【００１３】
サンギヤ４３が回転しないことから、スプリング手段１４によるシートベルト３の巻取時におけるスプール４のベルト巻取方向ＣＣＷの回転はスイッチギヤ４６には伝達されないので、動力伝達経路切替機構１３は作動しなく、スプール４とモータ１０との間の動力伝達経路はオフに保持されたままとなる。したがって、スプール４の回転がモータ１０に伝達されなく、モータ１０はこのスプール４の回転の影響を受けることはない。
【００１４】
(4) モータ動力によるシートベルトの巻取動作
図２に示すように、係止レバー４９の係止爪４９ｃがインターナルギヤ４４のラチェット歯４４ｂから離れてラチェット歯４４ｂに係合しなく、モータ動力伝達装置がオフとなっている。このモータ動力伝達装置のオフでは、インターナルギヤ４４が回転自由となっている。
【００１５】
この状態で、スプール４がベルト巻取方向ＣＣＷに回転するようにモータ１０が駆動されると、図２においてモータ１０の回転軸１０ａに固定されたモータギヤ３６がベルト巻取方向ＣＣＷ（図２において反時計方向）に回転し、このモータギヤ３６が噛合するコネクトギヤ３７の大径ギヤ３７ａがベルト引出方向ＣＷ（図２において時計方向）に回転するので、コネクトギヤ３７がベルト引出方向ＣＷに減速されて回転する。すると、コネクトギヤ３７の小径ギヤ３７ｂに噛合する減速ギヤ４５がベルト巻取方向ＣＣＷに更に減速されて回転するので、減速ギヤ４５と一体に回転するサンギヤ４３が同方向ＣＣＷに減速ギヤ４５と同速度で回転する。サンギヤ４３の回転で、このサンギヤ４３に噛合する各プラネタリギヤ３９,４０がベルト引出方向ＣＷに更に減速されて自転し、各プラネタリギヤ３９,４０に噛合するインターナルギヤ４４が同方向ＣＷに回転する。このとき、インターナルギヤ４４が回転するため、各プラネタリギヤ３９,４０は公転しない。したがって、プラネタリギヤ３９,４０およびアイドルギヤ４１,４２を回転可能に支持する第１キャリヤ３８が回転しないので、モータ１０の動力は、第１キャリヤ３８に第２キャリヤ５６を介して回転的に連結されたスプール４にモータ１０の動力が伝達されなく、スプール４はモータ１０の動力によって回転しない。
【００１６】
一方、コネクトギヤ３７の回転で同時に、コネクトギヤ３７の大径ギヤ３７ａに噛合するスイッチギヤ４６もベルト巻取方向ＣＣＷに回転するようになる。その場合、コネクトギヤ３７の大径ギヤ３７ａとスイッチギヤ４６とは、はす歯歯車の噛み合いに設定されているので、スイッチギヤ４６は軸方向のスラスト力が作用されるようになる。このスラスト力でスイッチギヤ４６が図２において図面と直交しかつ図面の手前側に軸方向に移動する。このとき、このスイッチギヤ４６が軸方向に移動するにしたがって、プランジャ４７の当接部４７ｃの傾斜面がスイッチギヤ４６の傾斜面４６ｂに沿って摺動し、プランジャ４７がスイッチギヤ４６から離れる方向に移動してシリンダハウジング５１内に引き込まれる。
【００１７】
そして、最終的にはスイッチギヤ４６が第２リテーナ３５にスラスト方向に支持されるので、スイッチギヤ４６の軸方向移動が停止して、図２の図面に関して手前側限度位置に設定される。この状態では、プランジャ４７がシリンダハウジング５１内に最大に引き込まれて、当接部４７ｃの先端がスイッチギヤ４６の歯車部４６ａの外周面に当接した状態となる。このプランジャ４７の引込み動作で、図３に示すように係止レバー作動部４７ｄが係止レバー４９の操作レバー部４９ｂを押圧するので、係止レバー４９が回転軸４９ａまわりに回転し、係止爪４９ｃがラチェット歯４４ｂに係合可能な位置に設定される。
【００１８】
すると、インターナルギヤ４４のベルト引出方向ＣＷの回転で、ラチェット歯４４ｂと係止爪４９ｃとが互いに係合し、インターナルギヤ４４の回転が停止する。このように、モータ１０が駆動されると、迅速に係止レバー４９が作動してインターナルギヤ４４のベルト引出方向ＣＷの回転が阻止され、スプール４とモータ１０との間のモータ動力伝達装置がオンされる。
【００１９】
この状態では、モータ１０の動力で各プラネタリギヤ３９,４０が自転しているので、インターナルギヤ４４の回転が停止することで、各プラネタリギヤ３９,４０はインターナルギヤ４４の内歯４４ａに沿ってサンギヤ４３のまわりをベルト巻取方向ＣＣＷに減速されて公転するようになる。したがって、第１および第２第１キャリヤ３８,５６が各プラネタリギヤ３９,４０の公転速度でベルト巻取方向ＣＣＷに回転し、スプール４がベルト巻取方向ＣＣＷに回転する。こうして、スプール４は、モータ１０の回転が減速機構１２により所定の減速比で減速されて伝達されることで回転するようになる。
このスプール４のベルト巻取方向ＣＣＷの回転により、シートベルト３はモータ１０の動力でスプール４に巻き取られる。
【００２０】
なおこの場合、第２キャリヤ５６がベルト巻取方向ＣＣＷに回転することで、リターンスプリング５４の巻き緩められるので、リターンスプリング５４のばね力は弱められる。
【００２１】
(5) モータ動力によるシートベルト巻取動作の解除
モータ１０が前述のベルト巻取方向ＣＣＷと逆方向、すなわちベルト引出方向ＣＷに回転駆動されると、各ギヤ３６,３７,４５,４３,３９,４０、第１および第２第１キャリヤ３８,５６を介してスプール４がベルト引出方向ＣＷに回転し、シートベルト３の巻取が緩められる。コネクトギヤ３７の回転でスイッチギヤ４６も逆回転するが、このとき、大コネクトギヤ３７ａとスイッチギヤ４６とがはす歯歯車で噛合しているので、スイッチギヤ４６には大コネクトギヤ３７ａから前述と逆方向のスラスト力が作用する。すると、スイッチギヤ４６は前述の手前側限度位置の状態から図３において図面と直交する方向で図面の裏側方向へ移動する。そしてスイッチギヤ４６の移動で、スイッチギヤ４６の傾斜面４６ｂの上端がプランジャ４７の傾斜面４７ｂの下端位置を過ぎると、プランジャ４７はスプリング４８のばね力で傾斜面４７ｂが傾斜面４７ｂに当接しかつこの傾斜面４７ｂに沿いながら突出してくる。このプランジャ４７の突出動作で、プランジャ４７の係止レバー作動部４７ｄが係止レバー４７を非作動位置の方へ回動する。
【００２２】
最終的に、スイッチギヤ４６およびプランジャ４７はともに初期の非作動状態となる。この非作動状態では、係止レバー４７は非作動位置となり、係止爪４９ｃがインターナルギヤ４４のラチェット歯４４ｂと係合しない非係合位置に設定される。すなわち、動力伝達経路切替機構１３がオフとなる。これにより、インターナルギヤ４４が回転自由となり、スプール４とモータ１０とは互いに回転的に自由となる。
【００２３】
このようにして、動力伝達歯車機構１１、減速機構１２、および動力伝達経路切替機構１３により、モータ１０の動力をスプール４に伝達するモータ動力伝達装置５が構成されている。その場合、係止爪４９ｃがラチェット歯４４ｂに係合しないときがモータ動力伝達装置５のオフのときであり、このときはモータ１０の動力はスプール４に伝達されなく、また、係止爪４９ｃがラチェット歯４４ｂに係合するときがモータ動力伝達装置５のオンのときであり、このときはモータ１０の動力はスプール４に伝達される。
【００２４】
そして、ＣＰＵ６で制御したモータ１０の動力で、車両内の乗員の状況、車両外の運転状況あるいはシートベルト３の操作状況に応じてシートベルト３の巻取を制御するようになっている。
【００２５】
次に、このシートベルト巻取装置１において、シートベルト３の全量を格納するためにスプリング手段１４によるシートベルト３の巻取が行われているときに、モータ１０をベルト巻取方向ＣＣＷに回転させた場合について考察する。
前述のように、スプリング手段１４によるシートベルト３の巻取時には、スプリング手段１４の付勢力によってスプール４がベルト巻取方向ＣＣＷに回転するので、インターナルギヤ４４がベルト巻取方向ＣＣＷに回転しようとするのに対して、モータ１０のベルト巻取方向ＣＣＷの回転時には、インターナルギヤ４４がベルト引出方向ＣＷに回転しようとする。したがって、スプリング手段１４によるシートベルト３の巻取時における、インターナルギヤ４４のベルト巻取方向ＣＣＷの回転速度Ｖ_Sとし、また、モータ１０のベルト巻取方向ＣＣＷの回転時における、インターナルギヤ４４のベルト引出方向ＣＷの回転速度Ｖ_Mとしたとき、Ｖ_S＞Ｖ_Mであるとインターナルギヤ４４はベルト巻取方向ＣＣＷに回転し、逆にＶ_M＞Ｖ_Sであるとインターナルギヤ４４はベルト引出方向ＣＷに回転する。
【００２６】
また、前述のようにモータ１０のベルト巻取方向ＣＣＷの回転時には、係止レバー４９の係止爪４９ｃがインターナルギヤ４４のラチェット歯４４ｂに係合可能な位置に設定される。
【００２７】
したがって、Ｖ_S＞Ｖ_Mであるときは、インターナルギヤ４４がベルト巻取方向ＣＣＷに回転するため、係止爪４９ｃがラチェット歯４４ｂに係合可能な位置に設定されても係止爪４９ｃはラチェット歯４４ｂに係合しなく、モータ動力伝達装置５はオフに設定され、また、Ｖ_M＞Ｖ_Sであるときは、インターナルギヤ４４がベルト引出方向ＣＷに回転するため、係止爪４９ｃがラチェット歯４４ｂに係合し、モータ動力伝達装置５はオンに設定されるようになる。
【００２８】
更に、この特許出願のシートベルト巻取装置１では、シートベルト３の非装着時にスプリング手段１４で機械式にシートベルト３の全量を巻き取るようになっている。なお、本明細書および図面においてシートベルト３の全量の巻取とは、前述のシートベルト巻取装置１の非作動状態におけるシートベルト３の巻取状態、つまり、シートベルト３の非装着時にシートベルト３のたるみがなくなってそれ以上巻き取ることができない状態にシートベルトを巻き取ることをいう。
【００２９】
ここで、前述の特許出願のシートベルト巻取装置１の本発明に関係する構成を簡潔に整理して図４に模式的に示す。
図４に示すように、この特許出願のシートベルト巻取装置１は、少なくとも、シートベルト３を巻き取るスプール４と、このスプール４を常時ベルト巻取方向に付勢し、シートベルト３の非装着時にシートベルト３をスプール４に巻き取ってその全量を格納するスプリング手段１４と、前述の車両状況等によりシートベルト３の巻取のためにスプール４を回転させるモータ１０と、スプール４に対するモータ１０の動力の伝達および遮断を制御するモータ動力伝達装置５と、電気的信号によりモータ１０の駆動を制御するモータ制御装置（ＣＰＵ）６と、このＣＰＵ６に、タングとバックルとが係合したときオンとなって電気的なバックル係合信号を出力するとともに、タングとバックルとの係合が解除したときオフになって電気的なバックル解除信号を出力するバックルスイッチ７とから構成されている。
【００３０】
ところで、前述のようにこの特許出願のシートベルト巻取装置１では、シートベルト３の非装着におけるシートベルト３の格納時に、スプリング手段１４で機械式にシートベルト３の全量を巻き取るようにしている。
しかしながら、シートベルト装置の長期の使用等により、スプリング手段１４のリターンスプリング５４のばね特性が経年変化するため、リターンスプリング５４による巻取力を有効に利用することができず、シートベルト３の全量巻取が困難になる場合が考えられる。そのため、経年変化等によりリターンスプリング５４による巻取力を有効に利用することができない場合にも、シートベルト３の全量格納を確実に行うことができるようにすることが望まれる。
【００３１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、スプリングによる巻取力を有効に利用することができない場合であっても、シートベルトの全量を確実に巻き取ることができるシートベルト巻取装置を提供することである。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、本発明のシートベルト巻取装置は、スプリングによりスプールをベルト巻取方向に回転してシートベルトを巻き取るとともに、モータ制御装置によりモータを制御して前記スプールをベルト巻取方向に回転して前記シートベルトを巻き取ることのできるシートベルト巻取装置において、前記モータの動力を前記スプールに伝達するモータ動力伝達経路の接続・遮断を制御し、前記モータのベルト巻取方向の回転時のみにオンして前記モータ動力伝達経路を接続し、前記モータの動力を前記スプールに伝達するモータ動力伝達装置を備えており、前記モータ制御装置がタングがバックルから係合解除されたことを検出するバックルスイッチのバックル解除信号から一定時間経過後に前記モータをベルト巻取方向に回転するとともに、前記モータ動力伝達装置が前記スプリングによる前記シートベルトの巻取時の巻取速度が一定値以下のときにオンして前記モータ動力伝達経路を接続するように設定されており、通常時は、モータ動力伝達装置に入力される、前記スプリングによる前記シートベルトの巻取時の巻取速度が、前記モータ動力伝達装置に入力される、前記モータの動力による巻取速度より大きく設定されることで、前記モータ動力伝達装置がオフになって前記モータ動力伝達経路を遮断するように設定されているとともに、前記スプリングによる前記シートベルトの巻取時の巻取速度が一定値以下になったときに前記モータ動力伝達装置に入力される、前記モータの動力による巻取速度が、前記モータ動力伝達装置に入力される、前記スプリングによる前記シートベルトの巻取時の巻取速度より大きくなることで、前記モータ動力伝達装置がオンになって前記モータ動力伝達経路を接続するように設定されていることを特徴としている。
【００３４】
また、本発明は、前記モータのモータ電流を検出するモータ電流検出器を備えており、前記モータ制御装置は、前記モータ電流検出器からのモータ電流検出信号に基づいて、前記スプールに前記シートベルトが全量巻き取られたことで前記モータ電流が上昇することを検出したとき、前記モータを停止することを特徴としている。
【００３５】
更に、本発明は、前記モータ制御装置が、前記モータのベルト巻取方向の回転開始時から前記モータ電流の上昇検出時までの時間をカウントし、このカウント値に応じて前記モータの駆動出力を制御することを特徴としている。
【００３６】
【作用】
このように構成された本発明のシートベルト巻取装置においては、バックルスイッチからのバックル解除信号によりモータ制御装置がモータを回転するとともに、スプリングによるシートベルトの巻取時の巻取速度が通常の巻取速度より低下して一定値以下になったときに、モータ動力伝達装置がオンしてモータ動力伝達経路を接続する。これにより、モータの動力がスプールに伝達されて、シートベルトがスプールに巻き取られる。これにより、スプリングによる巻取力を有効に利用することができない場合であっても、シートベルトの全量が確実に巻き取られるようになる。
【００３７】
また、スプリングによるシートベルトの巻取時の巻取速度が一定値以下になって、モータの動力による巻取速度の方が、モータ動力伝達装置に入力される、スプリングによるシートベルトの巻取時の巻取速度より大きくなると、モータ動力伝達装置がオンする。これにより、モータ動力伝達経路が機械的に簡単に接続されて、モータの動力によりシートベルトがスプールに巻き取られるようになる。
【００３８】
更に、本発明では、スプールによるシートベルトの巻取終了によりモータがストール状態になってモータ電流が上昇したことを、モータ制御装置がモータ電流検出器からのモータ電流検出信号に基づいて検出すると、モータを停止する。このように、モータ電流の上昇を単に検出することで、シートベルトの巻取終了が簡単に検出されて、モータが確実に停止されるようになる。
【００３９】
更に、本発明では、モータ制御装置がモータのベルト巻取方向の回転開始時からモータ電流の上昇検出時までの時間に応じてモータの駆動出力が制御されるようになる。このように、スプリングによる巻取力を有効に利用することができない程度に応じてモータの駆動出力を制御することで、モータの駆動が最適に制御され、モータの動力が効率よく利用されるようになる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
図５は、本発明に係るシートベルト巻取装置の実施の形態の一例を模式的に示す、図４と同様の図である。なお、前述の特許出願の図１ないし図４に示すシートベルト巻取装置の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付すことで、その詳細な説明は省略する。
【００４１】
図５に示すように、この例のシートベルト巻取装置１は、前述の特許出願のシートベルト巻取装置１に対して、更に、モータ電流検出器８からのモータ電流検出信号がモータ制御装置６に供給されるようにしている。また、この例のシートベルト巻取装置１は、スプリング手段１４によるシートベルト３の巻取時における、モータ動力伝達装置５のインターナルギヤ４４のベルト巻取方向ＣＣＷの回転速度Ｖ_Sが、通常時（つまり、スプリング手段１４のリターンスプリング５４のばね特性が経年変化等により変化しなく実質的に初期のばね特性を呈する正常時）は、モータ１０のベルト巻取方向ＣＣＷの回転時における、インターナルギヤ４４のベルト引出方向ＣＷの回転速度Ｖ_Mより大きく（Ｖ_S＞Ｖ_M）に設定されている。
【００４２】
更に、図６に示すように、この例のシートベルト巻取装置１においては、シートベルト３の装着状態においてタングをバックルから外すと、従来と同様に、シートベルトがスプリング手段１４のリターンスプリング５４の付勢力によってスプール４に機械式に巻き取られる。このとき、図６に実線で示すようにスプリング手段１４によるベルト巻取が正常であるときは、そのまま、スプリング手段１４によってシートベルトは全量巻き取られるようになっている（スプリング手段１４によるシートベルトの全量格納）。
【００４３】
また、図６に点線で示すようにスプリング手段１４によるベルト巻取が不良で、シートベルト３の全量が巻き取り難い場合には、図６に一点鎖線で示すようにモータ１０の動力によってシートベルトは全量巻き取られるようになっている。その場合、このモータ１０によるシートベルト３の巻取のために、モータ動力伝達装置５およびモータ制御装置６は、それぞれ次のように構成されている。
【００４４】
すなわち、モータ動力伝達装置５は、スプリング手段１４の付勢力を用いたスプールによるベルト巻取の巻取速度Ｖ_BSが低下して一定値Ｖ_BS0以下になったときに、スプリング手段１４によるシートベルト３の巻取時における前述のインターナルギヤ４４の回転速度Ｖ_Sが、モータ１０の動力によるシートベルト３の巻取時における前述のインターナルギヤ４４の回転速度Ｖ_Mより小さく（Ｖ_S＜Ｖ_M）になることにより、前述のように自動的にオンするようになっている。
【００４５】
これにより、モータ１０の動力がスプール３に伝達され、モータ１０の動力によるシートベルト３の巻取が行われる。このとき、モータ制御装置６は、モータ１０が一定値Ｖ_BS0の巻取速度でベルトを巻き取るように、このモータ１０を制御するようにしている。
【００４６】
また、タングがバックルから外れると、バックルスイッチ７がオフとなりモータ制御装置６に入力されていたバックル係合信号が消滅し、バックル解除信号がモータ制御装置６に供給されると、モータ制御装置６は、バックル解除信号が供給された時から一定時間ｔ₁を経過したときにモータ１０をベルト巻取方向にオンする。このとき、スプリング手段１４によるベルト巻取が正常であるときは、前述のようにＶ_S＞Ｖ_Mであるからモータ動力伝達装置５はオンしなく、モータ１０がベルト巻取方向に回転しても、このモータ１０の動力はスプール４に伝達されない。
【００４７】
更に、モータ制御装置６は、スプリング手段１４によるベルト巻取の正常状態でスプール３がシートベルトの全量を巻き取ったときにスプール３が回転しなくなるので、Ｖ_S＝０となってＶ_M＞Ｖ_Sとなるから、モータ動力伝達装置５がオンして、モータ１０の動力がスプール４に伝達される。しかし、スプール４はそれ以上シートベルト３を巻き取ることができない状態になっているので、モータ１０はその巻取負荷が増大してモータ電流が上昇するストール状態になる。モータ制御装置６はモータ電流検出器８からの電流検出信号に基づいてこのモータ電流の上昇を検出し、モータ１０の回転をオフにする。
【００４８】
なお、このモータ１０は、バックル解除から一定時間ｔ経過後にモータ１０がオンされてから更に一定時間経過することでオフするように設定することもできる。しかし、この場合は、モータ１０のオン後にスプリングによるシートベルト３の巻取が不良でモータ１０の動力によるシートベルト３の巻取が行われる場合があるので、この場合を考慮して一定時間を設定する必要がある。
【００４９】
更に、モータ制御装置６は、モータ電流の上昇によりモータ１０の回転をオフした後、モータ動力伝達装置５がオンしているので、モータ１０を逆方向（つまり、ベルト引出方向）にオンすることにより、モータ動力伝達装置５をオフにする、つまりスプール４へのモータ１０の動力の伝達を遮断するとともに、モータ動力伝達装置５のオフ後にモータ１０をオフするようにしている。
【００５０】
更に、モータ制御装置６は、そのカウンタでモータ１０の回転開始からモータ電流上昇の検出までの時間をカウント（計測）し、得られた時間カウント値と現在設定されているモータ１０の設定動力とに基づいて、モータ１０の動力によるベルト巻取時の巻取速度が一定値Ｖ_BS0となるようにモータ１０の動力を演算し、得られた値を次回の設定動力として、モータ制御装置６内に格納された現在の設定動力を書き換える。演算で得られた動力の値が現在の設定動力と同じであるときは、現在の設定動力がそのまま維持されるようにしている。
【００５１】
この例のシートベルト巻取装置１の他の構成は、前述の特許出願の図１ないし図４に示す構成と同じであり、また、本発明の特徴部分ではないが、シートベルト巻取装置１として必要なこの例のシートベルト巻取装置１の構成は、前述の特許出願に開示されているシートベルト巻取装置１と同じであり、しかも公開後に前述の特許出願のシートベルト巻取装置１を参照すれば容易に理解できるので、ここではその詳細な説明は省略する。
【００５２】
次に、このように構成されたこの例のシートベルト巻取装置１のシートベルト巻取動作の制御について説明する。
図７は、シートベルト巻取動作のフローを示す図である。
図７に示すように、まずステップＳ１で、バックルスイッチ７からのバックル解除信号があるか否かが判断される。バックル解除信号がないと判断されると、ステップＳ１の処理が繰り返される。バックル解除信号があると判断されたときは、タングがバックルから外れ、ステップＳ２でスプリング手段１４によるベルト巻取が行われている。次に、ステップＳ３でバックル解除信号があってから一定時間ｔが経過したか否かが判断される。一定時間ｔが経過していないと判断されると、ステップＳ３の処理が繰り返される。一定時間ｔが経過したと判断されると、ステップＳ４でモータ１０がオンしてベルト巻取方向に回転するとともに、モータ制御装置（ＣＰＵ）６内のカウンタ（不図示）によって時間がカウント開始される。このとき、前述のようにモータ動力伝達装置５はオンしていないので、モータ１０の動力はスプール４に伝達されない。
【００５３】
次に、ステップＳ５でスプリング手段１４によるベルト巻取の巻取速度Ｖ_BSが一定値Ｖ_BS0以下であるか否かが判断される。巻取速度Ｖ_BSが一定値Ｖ_BS0以下でないと判断されると、スプリング手段１４によるベルト巻取が正常であり、ステップＳ６でスプリング手段１４によるベルト巻取がそのまま継続される。次いで、ステップＳ７で、モータ電流の上昇が検知されたか否かが判断される。モータ電流の上昇が検知されないと判断されると、スプリング手段１４によるベルト巻取がまだ終了していないので、ステップＳ５の処理に戻り、ステップＳ５以降の各の処理が繰り返される。モータ電流の上昇が検知されたと判断されると、ステップＳ８で時間のカウントが停止され、ステップＳ９でモータ１０がオフされた後、逆方向つまりベルト引出方向にオンされる。続いて、ステップＳ１０でモータ動力伝達装置５がオフされるとともに、モータ１０がオフされる。更に、ステップＳ１１でカウンタの時間のカウント値がリセットされ、０となる。こうして、スプリング手段１４によるシートベルト３の巻取が終了する。
【００５４】
また、ステップＳ５で巻取速度Ｖ_BSが一定値Ｖ_BS0以下であると判断されると、スプリング手段１４によるベルト巻取が不良であり、ステップＳ１２でモータ動力伝達装置５がオンし、設定動力に制御されたモータ１０の動力によるベルト巻取が行われる。次いで、ステップＳ１３で前述のステップＳ７と同様に、モータ電流の上昇が検知されたか否かが判断される。モータ電流の上昇が検知されないと判断されると、モータ１０の動力によるベルト巻取がまだ終了していないので、このステップＳ１３の処理が繰り返される。モータ電流の上昇が検知されたと判断されると、前述のステップＳ８と同様に時間のカウントが停止され、ステップＳ１５でモータ１０がオフされた後、逆方向つまりベルト引出方向にオンされる。続いて、ステップＳ１６でモータ動力伝達装置５がオフされるとともに、モータ１０がオフされる。更に、ステップＳ１７でカウンタの時間カウント値と現在の設定動力とに基づいて巻取速度Ｖ_BSOとなるように設定動力を演算し、設定動力を得られた値に書き換える。なお、設定動力の得られた値が現在の設定動力の値と同じであれば、そのまま現在の値が維持される。次いで、ステップＳ１１に移行し、このステップＳ１１の処理、つまりカウンタの時間のカウント値がリセットされ、０となる。こうして、モータ１０の動力によるシートベルト３の巻取が終了する。
【００５５】
このように、この例のシートベルト巻取装置１によれば、経年変化等によりスプリングによる巻取力を有効に利用することができない場合が生じても、シートベルトの全量を確実に巻き取ることができるようになる。
【００５６】
なお、前述の例では、モータ１０の回転で動力伝達経路切替機構１３の係止レバー４９を機械的に作動させるとともに、モータ１０の回転とスプールの回転との差でインターナルギヤ４４のラチェット歯４４ｂとを機械的に係合させてモータ動力伝達装置５のオン・オフを行うようにしているが、動力伝達経路切替機構１３の係止レバー４９を電気力あるいは電磁力で作動させるようにするとともに、モータ制御装置６でこの係止レバー４９の作動を制御することで、モータ動力伝達装置５のオン・オフをモータ制御装置６で行うようにすることもできる。
【００５７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のシートベルト巻取装置によれば、スプリングによるシートベルトの巻取時の巻取速度が一定値以下になったときには、モータ動力伝達装置がオンしてモータ動力伝達経路を接続するようにしているので、モータの動力によりシートベルトをスプールに巻き取ることができる。これにより、スプリングによる巻取力を有効に利用することができない場合であっても、シートベルトの全量を確実に巻き取ることができる。
【００５８】
また、本発明によれば、スプリングによるシートベルトの巻取時の巻取速度が一定値以下になって、モータ動力伝達装置に入力される、モータの動力による巻取速度の方が、モータ動力伝達装置に入力される、スプリングによるシートベルトの巻取時の巻取速度より大きくなったときにモータ動力伝達装置をオンするようにしているので、モータの動力をモータ動力伝達装置を介してスプールに伝達させることができる。これにより、モータ動力伝達装置を機械的に簡単に接続して、モータの動力によりシートベルトをスプールに巻き取ることができるようになる。
【００５９】
更に、本発明によれば、スプールによるシートベルトの巻取終了を、モータがストール状態になってモータ電流が上昇することを検出することで検出しているので、モータ電流の上昇を単に検出することで、シートベルトの巻取終了を簡単に検出でき、モータを確実に停止することができるようになる。
【００６０】
更に、本発明によれば、モータのベルト巻取方向の回転開始時からモータ電流の上昇検出時までの時間に応じてモータの駆動出力を制御しているので、スプリングによる巻取力を有効に利用することができない程度に応じてモータの駆動出力を制御することができる。これにより、モータの駆動を最適に制御でき、モータの動力を効率よく利用できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】特願２０００−２３８７３５号の特許出願の発明にかかるシートベルト巻取装置を部分的に示す、部分断面図である。
【図２】図１に示すシートベルト巻取装置を、スプリング手段を除いて示し、モータ動力伝達装置のオフ状態を示す側面図である。
【図３】図１に示すシートベルト巻取装置を、スプリング手段を除いて示し、モータ動力伝達装置の作動状態を示す側面図である。
【図４】図１に示すのシートベルト巻取装置１の本発明に関係する構成を模式的に示す図である。
【図５】本発明に係るシートベルト巻取装置の実施の形態の一例を模式的に示す、図４と同様の図である。
【図６】図５に示す例のシートベルト巻取装置のベルト巻取動作を説明する図である。
【図７】図５に示す例のシートベルト巻取装置のベルト巻取動作のためのフローの一例を示す図である。
【符号の説明】
１…シートベルト巻取装置、３…シートベルト、４…スプール、５…モータ動力伝達装置、６…モータ制御装置（ＣＰＵ）、７…バックルスイッチ、８…モータ電流検出器、１０…モータ、１１…動力伝達歯車機構、１２…減速機構、１３…動力伝達経路切替機構、１４…スプリング手段、４４…インターナルギヤ、４９…係止レバー、５４…リターンスプリング

Claims

スプリングによりスプールをベルト巻取方向に回転してシートベルトを巻き取るとともに、モータ制御装置によりモータを制御して前記スプールをベルト巻取方向に回転して前記シートベルトを巻き取ることのできるシートベルト巻取装置において、
前記モータの動力を前記スプールに伝達するモータ動力伝達経路の接続・遮断を制御し、前記モータのベルト巻取方向の回転時のみにオンして前記モータ動力伝達経路を接続し、前記モータの動力を前記スプールに伝達するモータ動力伝達装置を備えており、
前記モータ制御装置は、タングがバックルから係合解除されたことを検出するバックルスイッチのバックル解除信号から一定時間経過後に前記モータをベルト巻取方向に回転するとともに、前記モータ動力伝達装置が前記スプリングによる前記シートベルトの巻取時の巻取速度が一定値以下のときにオンして前記モータ動力伝達経路を接続するように設定されており、
通常時は、前記モータ動力伝達装置に入力される、前記スプリングによる前記シートベルトの巻取時の巻取速度が、前記モータ動力伝達装置に入力される、前記モータの動力による巻取速度より大きく設定されることで、前記モータ動力伝達装置がオフになって前記モータ動力伝達経路を遮断するように設定されているとともに、前記スプリングによる前記シートベルトの巻取時の巻取速度が一定値以下になったときに前記モータ動力伝達装置に入力される、前記モータの動力による巻取速度が、前記モータ動力伝達装置に入力される、前記スプリングによる前記シートベルトの巻取時の巻取速度より大きくなることで、前記モータ動力伝達装置がオンになって前記モータ動力伝達経路を接続するように設定されていることを特徴とするシートベルト巻取装置。
前記モータのモータ電流を検出するモータ電流検出器を備えており、
前記モータ制御装置は、前記モータ電流検出器からのモータ電流検出信号に基づいて、前記スプールに前記シートベルトが全量巻き取られたことで前記モータ電流が上昇することを検出したとき、前記モータを停止することを特徴とする請求項１記載のシートベルト巻取装置。
前記モータ制御装置は、前記モータのベルト巻取方向の回転開始時から前記モータ電流の上昇検出時までの時間をカウントし、このカウント値に応じて前記モータの駆動出力を制御することを特徴とする請求項２記載のシートベルト巻取装置。