JP4671673B2 - シートベルトリトラクタ、シートベルト装置、シートベルト装置付車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されるシートベルトリトラクタの構築技術に関するものである。

従来、車両乗員を拘束するシートベルト（ウェビング）によって当該車両乗員の保護を図る構成のシートベルト装置が知られている。例えば、下記特許文献１には、シートベルト装置において、電動モータによってシートベルトのベルト巻き取り方向またはベルト巻き出し方向へスプール（巻き取り軸）を回転駆動可能なシートベルトリトラクタの構成が開示されている。
特表２００３−５０７２５２号公報

特許文献１に記載の技術では、シートベルトリトラクタの構造として、スプールに関するシートベルトの巻き取り動作または巻き出し動作を、電動モータによって行う可能性が提示されているが、この種のシートベルト装置の設計に際しては、シートベルトリトラクタを収容する大きさの限られたピラー部分等の形状に対応させて、当該シートベルトリトラクタの小型化を図る一層の技術的探求が要請される。
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、車両に搭載されるシートベルトリトラクタの小型化を図るのに有効な技術を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明が構成される。本発明は、典型的には自動車の車両に搭載されるシートベルトリトラクタに適用することができるが、自動車以外の車両に搭載されるシートベルトリトラクタの構築技術に対し本発明を応用し得る。

本発明にかかるシートベルトリトラクタは、車体に固定されるベースフレーム、スプール、モータハウジング、モータ、モータ減速機構、制御手段を少なくとも備える。
本発明のスプールは、ベースフレームに対し回転動作可能に支持され、シートベルトを、スプール外周面に巻き取る動作と当該スプール外周面から巻き出す動作が可能な円筒形状の部材として構成される。スプールのスプール外周面は、シートベルトの被着面（当接面）として構成される。当該シートベルトは、シートに着座した車両乗員に装着される長尺状のベルトであり、「ウェビング」とも称呼される。典型的には、車両シートに着座した車両乗員を、車両衝突などの乗員拘束時にシートベルトにより拘束することによって当該車両乗員の保護が図られる。
本発明のモータハウジングは、ベースフレームに直接固定され、且つスプールの円筒内に収容された構成とされる。モータハウジングの長軸方向の長さとスプール外周面の幅方向の長さが概ね合致するよう構成される。
本発明のモータは、モータハウジング内に設けられ、スプールを巻き取り方向と巻き出し方向へ回転駆動可能な機能を有するモータとして構成される。
本発明のモータ減速機構は、モータの駆動軸とスプールとの間において複数のギアを介してモータ回転を減速する機能を有する。
本発明の制御手段は、モータの動作（回転速度、回転方向など）を制御する手段として構成される。この制御手段は、典型的にはＣＰＵ（演算処理装置）、入出力装置、記憶装置、周辺装置等によって構成される。

このように、スプールの円筒内にモータを収容するとともに、モータの回転を減速するモータ減速機構を設け、モータの回転速度がモータ減速機構を介して減速された状態でスプールが回転駆動されるシートベルトリトラクタを用いることによって、モータをスプール外に配置する構成に比してシートベルトリトラクタ全体を小型化することが可能となる。また、本発明のように、スプールの円筒内にモータを収容する構成によれば、シートベルトリトラクタの小型化及び軽量化を図ることができるうえに、モータ駆動時における遮音性向上、電磁波の遮断性向上を図ることが可能となる。

また、本発明のように、スプールをモータによって回転駆動する構成によれば、当該スプールをシートベルト巻き取り方向にバネ付勢するスプリング機構を省略することができる。このスプリング機構は、スプールのスプール幅方向に沿って当該スプールに隣接して配置されるのが一般的であるため、当該スプリング機構を省略することによって、スプールのスプール幅方向に関する長さを抑え、シートベルトリトラクタ全体をより小型化することが可能となる。

このシートベルトリトラクタでは、モータ減速機構は、第１ギア、複数の第２ギア、内歯車を少なくとも備える。第１ギアは、モータの駆動軸に直接連結されたギアとして構成される。複数の第２ギアは、第１ギアのギア外周に係合するギアとして構成される。この第２ギアの数は、必要に応じて適宜設定される。内歯車は、複数の第２ギアのギア外周に対しギア内周が係合する構成とされる。そして、モータの駆動軸の回転に伴い、第１ギアのギア外周と内歯車のギア内周との間において複数の第２ギアが自転しつつ駆動軸のまわりを公転し、これによってモータの回転速度が減速された状態でスプールが回転駆動される。このような構成によれば、モータ減速機構を簡素化することができ、シートベルトリトラクタ全体の更なる小型化及び軽量化を図ることが可能となる。

このシートベルトリトラクタでは、前記のモータ減速機構は、複数のギアがモータハウジングの長軸方向と交差する方向に面一状に配置される構成になっている。モータ減速機構において、少なくとも第１ギア、第２ギア及び内歯車がモータハウジングの長軸方向と交差する方向に面一状に配置される。このような構成によれば、複数のギアの配置構造の工夫によってモータ減速機構の長軸方向に関する長さが抑えられることとなり、当該モータ減速機構まで含めたシートベルトリトラクタ全体としての長軸方向に関する大きさを更に低減することができるため、車両に搭載されるシートベルトリトラクタをより小型化することが可能とされる。

このシートベルトリトラクタでは、スプール及びモータハウジングが、少なくともスプール内周面とモータハウジング外周面との間に介在するベアリング機構によって相対的に軸支された構成になっている。また、本発明では、当該軸支構造を構成するべく、スプール内周面とモータハウジング外周面との間に介在するベアリング機構以外のベアリング機構を、必要に応じて適宜追加することもできる。このような構成によれば、モータハウジングに対するスプールの相対的な回転動作が、簡便な構成の軸支構造によって許容される。

更なる形態のシートベルトリトラクタは、自動車の後席シートの車両乗員に用いることが可能な寸法構成を有する。このような構成によれば、小型化構造を有するシートベルトリトラクタが提供される。なお、このような寸法構成のシートベルトリトラクタは、自動車の後席シート用として車両内の比較的大きさの限られた空間領域に収容されることが可能であるが、後席シート用として小型化構造を有しているところ、もちろん前席シート用として車両内に収容することも可能である。

更なる形態のシートベルトリトラクタは、自動車のＡピラーよりも車両後方側の後部ピラー内の収容空間に収容される。ここでいう「後部ピラー」は、２列シート配列の自動車の車両においてはＢピラーやＣピラーがこれに相当し、２列シート配列の自動車の車両においてはＢピラーやＣピラー、またＤピラーなどがこれに相当する。このような構成によれば、大きさの限られた後部ピラー内の収容空間に収容することが可能な小型のシートベルトリトラクタが提供される。

更なる形態のシートベルトリトラクタは、自動車のシート内の収容空間に収容される。ここでいう「シート」には、前席（前列）の運転席シートや助手席シート、また前席よりも後ろの列の乗員シートが広く包含される。このような構成によれば、大きさの限られたシート内の収容空間に収容することが可能な小型のシートベルトリトラクタが提供される。

更なる形態のシートベルトリトラクタは、収容空間において、スプールのスプール外周面が車両前後方向に沿って配置されるとともに、当該スプール外周面の幅方向の長さが、後部ピラー内の収容空間、あるいはシート内の収容空間の車両前後方向に関する長さと概ね合致するように構成されている。このような構成によれば、特に車両前後方向の大きさの限られた後部ピラー内の収容空間、あるいはシート内の収容空間に収容することが可能な小型のシートベルトリトラクタが提供される。

本発明にかかるシートベルト装置は、前記のシートベルトリトラクタと、シートに着座した車両乗員に対して装着され、シートベルトリトラクタのスプールのスプール外周面に対し巻き取りまたは巻き出しが可能なシートベルトを少なくとも備える、シートベルト装置として構成される。
このような構成によれば、シートベルトリトラクタを小型化及び軽量化することによって、車両に搭載されるシートベルト装置を小型化及び軽量化することが可能とされる。これにより、車両におけるシートベルト装置の配置場所の自由度が高まる。

本発明にかかるシートベルト装置付車両は、前記のシートベルト装置が、車両内の収容空間、例えばピラー内の収容空間、シート内の収容空間、あるいは車両内のその他の収容空間に収容された構成の車両である。このような構成によれば、小型化されたシートベルト装置が車両内の収容空間に収容された構成の車両が提供される。

以上のように、本発明によれば、特にシートベルトリトラクタの構造に関し、スプールの円筒内にモータを収容するとともに、モータの回転を減速するモータ減速機構を設け、モータの回転速度がモータ減速機構を介して減速された状態でスプールが回転駆動されるように構成することによって、車両に搭載されるシートベルトリトラクタ全体の小型化を図るのに有効な技術が提供されることとなった。

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、図１〜図３を参照しながら、本発明における「シートベルト装置」の一実施の形態であるシートベルト装置１００の構成を説明する。

本実施の形態に係る車両搭載用のシートベルト装置１００の構成が図１に模式的に示される。
図１に示すように、本実施の形態のシートベルト装置１００は、本発明の「シートベルト装置付車両」である自動車車両に搭載される車両用のシートベルト装置であり、シートベルト１１０、リトラクタ１３０、ＥＣＵ１５０を主体に構成されている。また、車両には、当該車両の衝突予知や衝突発生に関する情報、当該車両の運転状態に関する情報、シートに着座している車両乗員の着座位置や体格に関する情報、周辺の交通状況に関する情報、天候や時間帯に関する情報などの各種の情報を検出して、その検出情報をＥＣＵ１５０に対し入力する入力要素１７０が搭載されている。この入力要素１７０の検出情報が、常時又は所定時間毎にＥＣＵ１５０に伝達され、シートベルト装置１００などの動作制御に用いられる。

シートベルト１１０は、運転席である車両シート１０（本発明における「シート」に対応）に着座した車両乗員Ｃの拘束または拘束解除に用いられる長尺状のベルト（ウェビング）である。このシートベルト１１０は、車両に対し固定されたリトラクタ１３０から引き出され、車両乗員Ｃの乗員肩部領域に設けられたショルダーガイドアンカー１１１を経由し、トング（タング）１１２を通ってアウトアンカー１１４に連結されている。ショルダーガイドアンカー１１１は、車両乗員Ｃの乗員肩部領域においてシートベルト１１０を係止しガイド（誘導）する機能を有する。そして、車体に対し固定されたバックル１１６にトング（タング）１１２が挿入されることによって、当該シートベルト１１０が車両乗員Ｃに対し装着状態となる。このシートベルト１１０が、本発明における「シートベルト」に対応している。

リトラクタ１３０は、後述するスプール１３２を介してシートベルト１１０の巻き取り動作ないし巻き出し動作が可能な装置であり、本発明における「シートベルトリトラクタ」に対応している。このリトラクタ１３０は、図１に示す例では、車両のＢピラー１２内の収容空間に装着されている。

ＥＣＵ１５０は、入力要素１７０からの入力信号に基づいて、リトラクタ１３０をはじめ、各種の動作機構に関する制御を行う機能を有し、ＣＰＵ（演算処理装置）、入出力装置、記憶装置、周辺装置等によって構成されている。特に本実施の形態の説明では、このＥＣＵ１５０がリトラクタ１３０の後述するモータ１３３に関する制御を行う。具体的には、ＥＣＵ１５０が、モータ１３３の電磁コイルに供給される電力供給量（電磁コイルに通電される電流や電圧の値）や電力供給方向（電磁コイルにおける通電方向）を制御することによって、モータシャフトの回転速度や回転方向が可変とされる。このＥＣＵ１５０が、本発明における「制御手段」に対応している。

ここで、図２及び図３を参照しながら、リトラクタ１３０の詳細な構成を説明する。図２には、図１中のリトラクタ１３０の断面構造が示され、図３には、図２中のリトラクタ１３０のＡ−Ａ線断面矢視図が示される。

図２に示すように、本実施の形態のリトラクタ１３０は、車体に取り付け固定されるベースフレーム（リトラクタ本体フレーム）１３１の内部に、スプール（巻き取り軸）１３２、モータ１３３、ホールセンサ１３４、磁気ディスク１３５、内歯車１３６、プラネタリギア１３７、サンギア１３８、キャリア１３９、ベアリング１４０，１４１が装着される構成になっている。

リトラクタ１３０のスプール１３２は、ベースフレーム１３１に対し回転動作可能に支持される部材であり、本発明における「スプール」に対応している。具体的には、スプール１３２は、固定側部材である内歯車１３６との間に介在するベアリング１４０及び、固定側部材であるモータ１３３の本体部との間に介在するベアリング１４１によって、固定側部材に対し回転動作可能な構成とされている。すなわち、スプール１３２及びモータ１３３のモータハウジング１３３ａは、スプール外側面と内歯車内側面との間に介在するベアリング機構（ベアリング１４０）と、スプール内周面とモータハウジング外周面との間に介在するベアリング機構（ベアリング１４１）とによって相対的に軸支された構成になっている。このような構成によれば、モータハウジング１３３ａに対するスプール１３２の相対的な回転動作が、簡便な構成の軸支構造によって許容される。

このリトラクタ１３０では、スプール１３２のスプール外周面１３２ａにシートベルト１１０が巻き取られ、あるいはこのスプール１３２のスプール外周面１３２ａからシートベルト１１０が巻き出されるようになっている。すなわち、スプール１３２のスプール外周面１３２ａは、シートベルト１１０の被着面（当接面）として構成される。詳細については後述するが、モータ１３３のモータシャフトが、一方の方向に回転動作することによってシートベルト１１０をスプール１３２から巻き出す操作がなされ、他方の方向に回転動作することによってシートベルト１１０をスプール１３２に巻き取る操作がなされる。
本実施の形態のように、スプール１３２をモータ１３３によって回転駆動する構成によれば、当該スプール１３２をシートベルト巻き取り方向にバネ付勢するスプリング機構を省略することができる。このスプリング機構は、スプール１３２のスプール幅方向に沿って当該スプールに隣接して配置されるのが一般的であるため、当該スプリング機構を省略することによって、スプール１３２のスプール幅方向に関する長さを抑え、リトラクタ１３０全体をより小型化することが可能となる。

このスプール１３２は、一方の底面が有底で他方の底面が開口した円筒形状に形成されており、その円筒内の中空空間１３２ｂに開口側からモータ１３３が挿入され、収容（内蔵）される構成になっている。スプール１３２内の中空空間１３２ｂにモータ１３３が収容されたこのモータ収容状態では、モータ１３３のモータハウジング１３３ａがスプール１３２のスプール外周面１３２ａの幅方向に沿った長軸方向に延在する。

このモータ収容状態では、モータ１３３のモータハウジング１３３ａの長軸方向の長さＬ１と、スプール１３２のスプール外周面１３２ａの幅方向の長さＬ２、更にはシートベルト１１０のシートベルト幅の３つが概ね合致するようになっている。すなわち、本実施の形態では、シートベルト１１０の規格幅に見合うように、モータハウジング１３３ａの長軸方向の長さ、及びスプール外周面１３２ａの幅方向の長さが設定される。また、図２に示すように、本実施の形態では、スプール１３２全体としての幅方向の長さが、スプール外周面１３２ａの幅方向の長さとほぼ同じであり、実質的にスプール１３２全体としての幅方向の長さ、モータハウジング１３３ａの長軸方向の長さＬ１、スプール外周面１３２ａの幅方向の長さＬ２、シートベルト１１０のシートベルト幅の４つが概ね合致することとなる。

このような構成によれば、モータハウジング１３３ａの長軸方向の大きさに見合うように、スプール１３２のスプール幅を抑え、リトラクタ１３０全体としての長軸方向に関する大きさを低減することができるため、車両に搭載されるリトラクタ１３０及びシートベルト装置１００を小型化することが可能とされる。これにより、車両におけるリトラクタ１３０及びシートベルト装置１００の配置場所の自由度が高まる。このとき、スプール１３２のスプール幅の範囲内でモータハウジング１３３ａを極力長軸方向に長くすることによって、より動力性能の高いモータを使用することが可能とされる。

また、本実施の形態のように、スプール１３２の円筒内にモータ１３３を収容する構成によれば、リトラクタ１３０の小型化及び軽量化を図ることができるうえに、モータ駆動時における遮音性向上、電磁波の遮断性向上を図ることが可能となる。

また、本実施の形態では、モータ１３３のモータハウジング１３３ａの外径（直径）Ｄ１と、スプール１３２のスプール外周面１３２ａの外径Ｄ２との比率（Ｄ１／Ｄ２）が０．８以下となるように構成されるのが好ましい。この比率（Ｄ１／Ｄ２）は、０．８以下の範囲において適宜設定可能である。例えば、モータ１３３の外径Ｄ１を４０［ｍｍ］とし、スプール１３２のスプール外周面１３２ａの外径Ｄ２を５５［ｍｍ］とすることができる。この場合、比率（Ｄ１／Ｄ２）がおよそ０．７３となる。このような構成によれば、モータ１３３の径方向の大きさに見合うように、スプール１３２の径方向の大きさを抑えることができ、リトラクタ１３０全体としての径方向に関する大きさを低減することが可能とされる。

更に、本実施の形態のスプール１３２は、リトラクタ１３０の実質的な外形を規定するとともに、少なくともモータ１３３等の主要なスプール構成要素を収容する「シートベルトリトラクタ本体部（リトラクタハウジング）」を形成している。そして、本実施の形態では、モータ１３３のモータハウジング１３３ａの容積（モータハウジング１３３ａの占める容積）Ｖ１と、スプール１３２の円筒の容積Ｖ２と、シートベルトリトラクタ本体部内の収容容積Ｖ３との相関において、Ｖ３＜Ｖ１＋Ｖ２となるように設定されている。本構成において、スプール１３２の容積Ｖ２は、シートベルトリトラクタ本体部内の収容容積Ｖ３と実質的に合致する。また、シートベルトリトラクタ本体部内の収容容積Ｖ３は、典型的には巻き取り状態のシートベルト内に形成される空間容積として規定される。容積に関するこのような設定範囲は、スプール及びモータに関する相対的な容積を勘案したうえで、シートベルトリトラクタの小型化を図るのに有効なリトラクタ小型化調整領域として規定される。より好ましくは、Ｖ３＜（Ｖ１＋Ｖ２）×Ｎであり、０．５＜Ｎ＜１となるように設定される。また、確実にリトラクタの小型化及び軽量化を図る上においては、Ｖ３＜（Ｖ１＋Ｖ２）×ＮにおけるＮの設定範囲に関し、更に好ましくは、０．５５＜Ｎ＜０．９５、更に好ましくは０．５５＜Ｎ＜０．８５、更に好ましくは０．５５＜Ｎ＜０．７５を採用することができる。

また、本実施の形態では、モータ１３３のモータハウジング１３３ａの容積（モータハウジング１３３ａの占める容積）Ｖ１と、スプール１３２の円筒の容積Ｖ２との比率（Ｖ１／Ｖ２）に関しては、当該比率（Ｖ１／Ｖ２）が４割（概ね０．４）以上で且つ１０割（概ね１）を下回るような、容積比率に関するリトラクタ小型化調整領域（本発明における「リトラクタ小型化調整領域」に対応）に設定されている。

上記のようなリトラクタ小型化調整領域は、本実施の形態のスプール１３２及びモータに関する相対的な容積を勘案したうえで、リトラクタ１３０の小型化を図るのに有効な領域として規定される。具体的には、図２に示すように、リトラクタ１３０の幅方向の長さは、モータハウジング１３３ａの長軸方向の長さＬ１、及びスプール１３２のスプール外周面１３２ａの幅方向の長さＬ２と概ね合致しているため、実質的にスプール１３２やモータ１３３の径方向の相対的な長さを好適に定めることによって、上記リトラクタ小型化調整領域に対応した各容積の相対的な関係が設定されることとなる。このような構成により、リトラクタの小型化が図られる。特に、本実施の形態のような寸法構成のシートベルトリトラクタ１３０は、セダンタイプの自動車の後席シート用として車両内の比較的大きさの限られた空間領域に収容されることが可能であるが、後席シート用として小型化構造を有しているところ、もちろん前席シート用として車両内に収容することも可能である。

本実施の形態のモータ１３３は、いわゆる「インナーロータ型のブラシレスモータ」と称呼されるタイプの電動モータとして構成される。このモータ１３３が、本発明における「モータ」に対応している。このモータ１３３は、モータハウジング１３３ａ内において、磁石をロータ（回転子）にして内側に収容するとともに、巻線をステータ（固定子）にして外側に配置し、ロータの回転に伴ってモータシャフトが回転するように構成されている。また、このモータ１３３には、モータハウジング１３３ａ側にホールセンサ（磁気位置検出センサ）１３４が装着され、ロータ側に磁気ディスク１３５が装着されている。当該ホールセンサ１３４及び磁気ディスク１３５の協働によって、ロータの位置が検出され、この検出情報から得られるシートベルト１１０の巻き出し量または巻き取り量に基づいて、モータ回転数やモータ負荷に関する制御が可能とされる。このように、本実施の形態では、モータ１３３におけるロータの位置検出手段が、シートベルト１１０の巻き出し量または巻き取り量を検出する手段として兼用化されている。従って、このモータ１３３のような構成のブラシレスモータを用いることによって、ロータの回転速度及び回転方向、シートベルト１１０の巻き出し量または巻き取り量などの検知する特別なセンサ類が必要とならず合理的である。また、このモータ１３３のような構成のブラシレスモータは、本体の小型化、出力の向上、放熱性の向上を得るのに効果的である。

図２及び図３に示すように、このモータ１３３のモータシャフトは、サンギア１３８を有する構成になっており、このサンギア１３８の外周に３つのプラネタリギア１３７が係合するように構成されている。このプラネタリギア１３７は３つに限定されず、必要に応じて適宜設定可能である。更に、これらプラネタリギア１３７の外周は、内歯車１３６の内周に係合するように構成されている。すなわち、プラネタリギア１３７は、内歯車１３６とサンギア１３８との間に介在する、いわゆる「遊星ギア」と称呼されるギアとして構成される。また、この内歯車１３６にキャリア１３９が止着されており、更にこのキャリア１３９に対しスプール１３２が連結されている。上記の内歯車１３６、プラネタリギア１３７、サンギア１３８は、モータ１３３の減速機構（本発明における「モータ減速機構」に対応）を構成するものであり、本実施の形態では、このモータ減速機構がモータハウジング１３３ａの長軸方向に沿って当該モータハウジング１３３ａに隣接して配置されている。また、本実施の形態では、このモータ減速機構を構成する複数のギアが、モータシャフトの軸方向と直交する方向に面一状に並んで配置されている。このような構成によれば、複数のギアの配置構造の工夫によってモータ減速機構の長軸方向に関する長さが抑えられることとなり、当該モータ減速機構まで含めたリトラクタ１３０全体としての長軸方向に関する大きさを更に低減することができるため、車両に搭載されるリトラクタ１３０及びシートベルト装置１００をより小型化することが可能とされる。

また、本実施の形態では、スプール外周面１３２ａの幅方向に関する第１の長さと、モータハウジング１３３ａの長軸方向に関する長さ及びモータ減速機構の長軸方向に関する長さを合わせた第２の長さ、更にはシートベルト１１０のシートベルト幅の３つが概ね合致するようになっている。すなわち、本実施の形態では、シートベルト１１０の規格幅に見合うように、第１の長さ及び第２の長さが設定される。また、図２に示すように、本実施の形態では、スプール１３２全体としての幅方向の長さが、スプール外周面１３２ａの幅方向の長さとほぼ同じであり、実質的にスプール１３２全体としての幅方向の長さ、第１の長さ、第２の長さ、シートベルト１１０のシートベルト幅の４つが概ね合致することとなる。このような構成によれば、モータハウジング１３３ａ及びモータ減速機構を合わせた長軸方向の大きさに見合うように、スプール１３２のスプール幅を抑え、シートベルトリトラクタ全体としての長軸方向に関する大きさを低減することができる。

また、本実施の形態では、モータ１３３の回転中心である駆動軸（モータシャフト）、スプール１３２の回転中心であるスプール軸、減速機構を構成するサンギア１３８の回転中心である減速軸は、スプール外周面１３２ａの幅方向に沿って概ね同一直線上に並んで配置されている。このような構成によれば、モータ減速機構の簡素化及び小型化が図られるとともに、モータ１３３、スプール１３２、モータ減速機構の径方向に関する大きさが抑えられることとなり、リトラクタ全体を小型化し軽量化することが可能とされる。

上記リトラクタ１３０の構成において、モータ１３３のモータシャフトが回転動作すると、サンギア１３８に係合する３つのプラネタリギア１３７は、サンギア１３８の減速軸（モータ１３３の駆動軸）の軸まわりに回転動作し、これによりキャリア１３９を介してスプール１３２が回転動作することとなる。例えば、図３において、サンギア１３８が減速軸を中心にして右回りに回転動作するとき、３つのプラネタリギア１３７は、サンギア１３８とのギア外周と内歯車１３６のギア内周との間において、左方向に自転しつつこのサンギア１３８の周りを右回りに公転するように回転動作する。反対に、サンギア１３８が減速軸を中心にして左回りに回転動作するとき、３つのプラネタリギア１３７は、サンギア１３８とのギア外周と内歯車１３６のギア内周との間において、右方向に自転しつつこのサンギア１３８の周りを左回りに公転するように回転動作する。このモータ減速機構を構成するサンギア１３８が本発明における「第１ギア」に対応し、プラネタリギア１３７が本発明における「第２ギア」に対応し、内歯車１３６が本発明における「内歯車」に対応している。このとき、モータ１３３の回転数は数分の１に減速され、反対にトルクは強められてスプール１３２に伝達される。スプール１３２に伝達された回転力によって、当該スプール１３２の外周面におけるシートベルト１１０の巻き取り動作または巻き出し動作がなされることとなる。このような構成によれば、モータ減速機構を簡素化することができ、リトラクタ全体の小型化及び軽量化を図ることが可能となる。

上記構成のシートベルト装置１００において、リトラクタ１３０のモータ１３３の動作制御は、車両乗員に対する拘束または拘束解除を行う際に用いられ、図１中の入力要素１７０からの各種の入力信号の基づき、ＥＣＵ１５０により適宜実施される。すなわち、本実施の形態のシートベルト装置１００は、入力要素１７０からの入力信号に基づいてＥＣＵ１５０がモータ１３３の動作を制御し、これによってシートベルト１１０の張力を調節し、車両乗員の拘束状態を調節する機能を有しており、車両における乗員拘束システムを構成するものである。具体的には、以下の第１〜第５の形態を採用することができる。

第１の形態（装着モード）として、車両乗員がトング（タング）１１２を持ってシートベルト１１０のバックル１１６を装着する操作において、車両乗員がシートベルト１１０を引き出し易くするように、モータ１３３の動作をベルト巻き出し方向に制御する。これにより、シートベルト引き出し時の負荷と動作を軽減することが可能となる。

また、第２の形態（フィットモード）として、シートベルト装着状態において、シートベルト１１０に所定の張力が作用するように、モータ１３３の動作をベルト巻き取り方向に制御する。これにより、シートベルト引き出し時に生じた弛みをなくすことが可能となる。また、必要に応じて、モータ１３３の動作をベルト巻き取り方向またはベルト巻き出し方向に微調整制御することによって、シートベルト装着中のフィット感を調整することができる。

また、第３の形態（プリリワインド（拘束）モード）として、シートベルト装着状態において、シートベルト１１０に強めの張力が作用するように、モータ１３３の動作をベルト巻き取り方向に制御する。これにより、車両衝突や急制動などによる車両乗員の姿勢変化を拘束し保護徹底が図られる。

また、第４の形態（警告モード）として、シートベルト装着状態において、危険や事故発生を予知すると、シートベルト１１０に作用する張力を調節して車両乗員に注意を促すように、モータ１３３の動作をベルト巻き取り方向またはベルト巻き出し方向に制御する。例えば、シートベルト１１０に作用する張力の強い状態と弱い状態を所定回数繰り返す。これにより、車両乗員の居眠り防止、衝突防止などが可能とされる。

また、第５の形態（格納モード）として、車両乗員がバックル１１６からトング（タング）１１２を脱着する操作において、車両乗員がシートベルト１１０を格納し易くするように、モータ１３３の動作をベルト巻き取り方向に制御する。これにより、シートベルト格納時の負荷と動作を軽減することが可能となる。

（他の実施の形態）
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

上記実施の形態では、運転席に着座する車両乗員に対し使用され、Ｂピラー内の収容空間に収容されるリトラクタ１３０について記載したが、助手席をはじめ後部座席に着座する車両乗員に対し使用されるリトラクタの構造に本発明を適用することもできる。本発明のリトラクタの構造を後部座席に着座する車両乗員に対し用いる場合、当該リトラクタは、２列シート配列の自動車の車両においてはＣピラー内の収容空間に収容され、３列シート配列の自動車の車両においてはＣピラーやＤピラー内の収容空間に収容される。特に、ＣピラーやＤピラー内の収容空間は車両前後方向の大きさが制限されることがあり、このような場合には、本実施の形態のリトラクタ１３０のように幅方向の大きさに関しコンパクト化されたリトラクタは、とりわけ効果的である。

また、上記実施の形態では、リトラクタ１３０を車両ピラー内の収容空間に収容する場合について記載したが、本発明では、車両内の各部位のうち、車両ピラー以外の収容空間にリトラクタを収容するように構成することもできる。例えば、前席（前列）の運転席シートや助手席シート、また前席よりも後ろの列の乗員シートにつき、これらシートの内部に収容空間を設け、この収容空間に本実施の形態のリトラクタ１３０を収容する構成が可能である。当該シートは、車両ピラーと同様に車両前後方向の大きさが制限されることがあり、このような場合には、本実施の形態のリトラクタ１３０のように幅方向の大きさに関しコンパクト化されたリトラクタは、とりわけ効果的である。

また、上記実施の形態では、自動車に装着されるシートベルト装置の構成について記載したが、自動車をはじめ、航空機、船舶、電車等の各種の車両に装着されるシートベルト装置の構成に本発明を適用することができる。

本実施の形態に係る車両搭載用のシートベルト装置１００の構成を模式的に示す図である。 図１中のリトラクタ１３０の断面構造を示す図である。 図２中のリトラクタ１３０のＡ−Ａ線断面矢視図である。

１０…車両シート
１２…Ｂピラー
１００…シートベルト装置
１１１…ショルダーガイドアンカー
１１２…トング（タング）
１１４…アウトアンカー
１１６…バックル
１１０…シートベルト
１３０…リトラクタ
１３１…ベースフレーム
１３２…スプール
１３２ａ…スプール外周面
１３２ｂ…中空空間
１３３…モータ
１３３ａ…モータハウジング
１３４…ホールセンサ
１３５…磁気ディスク
１３６…内歯車
１３７…プラネタリギア
１３８…サンギア
１３９…キャリア
１４０，１４１…ベアリング
１５０…ＥＣＵ
１７０…入力要素
Ｃ…車両乗員

Claims (7)

1. 車体に固定されるベースフレームと、
   前記ベースフレームに対し回転動作可能に支持され、シートに着座した車両乗員に対して装着されるシートベルトを、スプール外周面に巻き取る動作と当該スプール外周面から巻き出す動作が可能な円筒形状のスプールと、
   前記ベースフレームに直接固定され、且つ前記スプールの円筒内に収容されたモータハウジングと、
   前記モータハウジング内に設けられ、前記スプールを巻き取り方向と巻き出し方向へ回転駆動可能なモータと、
   前記モータの駆動軸と前記スプールとの間において複数のギアを介してモータ回転を減速するモータ減速機構と、
   前記モータの動作を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記スプール及び前記モータハウジングは、スプール内周面とモータハウジング外周面との間に介在するベアリング機構によって相対的に軸支された構成であり、
   前記モータハウジングの長軸方向の長さと前記スプール外周面の幅方向の長さが概ね合致するように構成され、
   前記モータ減速機構は、前記モータの前記駆動軸に直接連結された第１ギアと、前記第１ギアのギア外周に係合する複数の第２ギアと、前記スプール側に連結され、前記複数の第２ギアのギア外周に対しギア内周が係合する内歯車とを備え、前記第１ギア、前記複数の第２ギア及び前記内歯車が前記モータハウジングの長軸方向と交差する方向に面一状に配置されるとともに、前記駆動軸の回転に伴い、前記第１ギアのギア外周と前記内歯車のギア内周との間において前記複数の第２ギアが自転しつつ前記駆動軸のまわりを公転し、これによって前記モータの回転速度が減速された状態で前記スプールが回転駆動される構成であることを特徴とする、シートベルトリトラクタ。
2. 請求項１に記載のシートベルトリトラクタであって、
   自動車の後席シートの車両乗員に用いることが可能な寸法構成を有することを特徴とする、シートベルトリトラクタ。
3. 請求項１または２に記載のシートベルトリトラクタであって、
   自動車のＡピラーよりも車両後方側の後部ピラー内の収容空間に収容される構成であることを特徴とする、シートベルトリトラクタ。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のシートベルトリトラクタであって、
   自動車のシート内の収容空間に収容される構成であることを特徴とする、シートベルトリトラクタ。
5. 請求項３または４に記載のシートベルトリトラクタであって、
   前記収容空間において、前記スプールのスプール外周面が車両前後方向に沿って配置されるとともに、当該スプール外周面の幅方向の長さが、前記収容空間の車両前後方向に関する長さと概ね合致するように構成されていることを特徴とする、シートベルトリトラクタ。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のシートベルトリトラクタと、
   シートに着座した車両乗員に対して装着され、前記シートベルトリトラクタのスプールのスプール外周面に対し巻き取りまたは巻き出しが可能なシートベルトと、
   を備える、シートベルト装置。
7. 請求項６に記載のシートベルト装置が、車両内の収容空間に収容された構成のシートベルト装置付車両。

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