JP4712098B2 - シートベルト装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の衝突の際に乗員を座席にシートベルトで拘束することによって乗員の安全を図るシートベルト装置に関し、特に、電動モータ等の動力源によってシートベルトの張力を可変としたシートベルト装置に関する。

従来、車両の衝突予知を行い、衝突前に電動モータによってシートベルトを巻取り、衝突時の乗員を拘束するようにした車両のシートベルト装置が提案されている。電動モータを用いたシートベルト巻取り装置では、どの程度の量のシートベルトを巻取ることが出来るか、どの程度の速さでシートベルトを巻取ることが出来るか、が重要である。それにより、シートベルトの除去可能な弛みの程度と、衝突予測にかけることのできる時間が定るからである。

例えば、特開平９−１３２１１３号により提案されている「車両の乗員保護システム」においては、衝突の危険がない場合には、コンフォートモードという状態にある。この状態は、電動モータでベルトを巻取り、ベルトテンションが２ｋｇから３ｋｇになるとモータを停止し、若干の時間経過後、徐々に電動モータを引出し方向に回転駆動し、ベルトテンションが０ｋｇになったときに電動モータを停止して得られる状態である。従って、張力が０ｋｇで乗員に圧迫感がなくかつシートベルトに弛みのない状態である。このコンフォートモードにおいて、各種の危険を示す信号が発生すると、電動モータを駆動してシートベルトを巻取り、シートベルトの張力を増加させて乗員を座席に拘束するようにしている。

特開平９−１３２１１３号公報

しかしながら、弛みのない状態からシートベルトを巻取ろうとすると、電動モータには、ベルト巻取りの初期段階から乗員を拘束する負荷が加わり、電動モータが十分な回転速度に上がらない状態でベルト巻取りを行うことになる。このため、衝突が避けられない場合に必要とされるシートベルト巻取り量を確保するためには大きい力を必要とし、回転トルクの大きい電動モータが必要である。この種モータは、形状が大きく、重量が重く、コストも高い。また、小型の電動モータを用い、減速機を用いて大きなトルクを得る場合には、減速比を大きくしなければならないので、その分、巻取り速度が遅くなる。

よって、本発明は、比較的に小型のモータを用いて素早くシートベルトを巻取ることを可能としたシートベルト装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明のシートベルト装置は、乗員を座席に拘束するシートベルトを巻回するリールと、上記リールを回転駆動するモータと、上記シートベルトを上記リールに巻取る際に、上記モータを上記シートベルトの引出し方向に暫時駆動してシートベルトを弛め、その後に上記モータをシートベルトの巻取り方向に駆動して、モータ起動の際の負荷を減じてシートベルトの巻取りを高速で行えるように制御する制御手段と、を備える。

かかる構成とすることによって、モータを作動させる初期の立上がり段階において、モータの負荷は略無負荷状態となり、モータは起動後、急速に回転速度を上昇する。弛んだシートベルトを巻取って乗員の拘束が始る時点では、相当の回転速度となる。この高い回転速度で乗員の拘束が始れば、最初から乗員を拘束する負荷を担う場合に比べて、より俊敏にベルトを巻上げ、結果的には、低い回転数で直ちにベルトを巻上げる場合よりもより早く乗員を座席に拘束することが可能となる。

また、本発明のシートベルト装置は、乗員を座席に拘束するシートベルトを巻回するリールと、上記シートベルトの装着を検知するシートベルト装着検知手段と、上記リールを上記シートベルトの巻取り方向あるいは上記シートベルトの引出し方向に回転させるモータと、上記モータの回転駆動を制御する制御手段と、を備え、上記制御手段は、上記シートベルトの装着が検知されると、上記モータをシートベルトの弛みが除去されるまで巻取り方向に駆動し、該弛みが除去されると、上記シートベルトを上記モータの低負荷起動に必要な分だけ予め弛ませておくべく引出し方向に駆動する。

好ましくは、上記制御手段は、上記シートベルトの弛みの除去をシートベルトの張力が所定値になることによって検出し、該張力を上記モータへの供給電流の値によって推定する。

好ましくは、上記制御手段は、上記低負荷立上がりに必要な分の弛みとして、２０ｍｍから４０ｍｍである。

本発明のシートベルト装置は、乗員を座席に拘束するシートベルトを巻回するリールと、指令信号に応じて上記リールからのシートベルトの引出しを禁止する共に、上記リールへの上記シートベルトの巻取りを許容する強制ロック機構と、車両の衝突を予知し、衝突が不可避的であるときに衝突不可避信号を出力する衝突予知手段と、上記リールを上記シートベルトの巻取り方向あるいは上記シートベルトの引出し方向に回転駆動するモータと、上記衝突不可避信号を受けて上記モータを制御する制御手段と、を備え、上記制御手段は、上記衝突不可避信号が出力されると、上記モータをシートベルトの引出し方向に暫時駆動し、その後、上記モータをシートベルトの巻取り方向に駆動すると共に上記強制ロック機構をも作動させる。

本発明のシートベルト装置は、乗員を座席に拘束するシートベルトを巻回するリールと、車両の衝突を予知し、衝突の危険性があるが回避可能であるときに衝突可避信号を出力する衝突予知手段と、上記リールを上記シートベルトの巻取り方向あるいは上記シートベルトの引出し方向に回転駆動するモータと、上記衝突予知信号を受けて上記モータを制御する制御手段と、を備え、上記制御手段は、上記衝突可避信号が出力されると、シートベルト張力がシートベルトの弛みの少ない状態に対応する所定張力となるまで上記モータをシートベルトの巻取り方向に駆動し、該所定張力に到達後、シートベルトの弛み量が所定量となるように上記モータを引出し方向に暫時駆動する。

本発明のシートベルト装置は、乗員を座席に拘束するシートベルトを巻回するリールと、指令信号に応じて上記リールからのシートベルトの引出しを禁止する共に、上記リールへの上記シートベルトの巻取りを許容する強制ロック機構と、車両の衝突を予知し、衝突が不可避的であるときに衝突不可避信号を出力する衝突予知手段と、上記リールを上記シートベルトの巻取り方向あるいは上記シートベルトの引出し方向に回転駆動するモータと、上記シートベルトの弛み量を検知する弛み量検知手段と、上記衝突不可避信号を受けて上記モータを制御する制御手段と、を備え、上記制御手段は、上記衝突不可避信号が出力されると、上記シートベルトの弛み量を読取り、上記弛み量が所定値以上のときには上記モータをシートベルトの巻取り方向に駆動すると共に上記強制ロック機構をも作動させ、上記弛み量が所定値よりも小さいときには、上記弛み量が所定値となるように上記モータをシートベルトの引出し方向に暫時駆動し、その後、上記モータをシートベルトの巻取り方向に駆動すると共に上記強制ロック機構をも作動させる。

好ましくは、上記弛み検出手段は、シートベルトが巻回されたリールの回転軸の回転数と回転方向とを検出可能な回転センサによってシートベルトの引き出し量が検知され、シートベルトが所定張力となったときの引き出しテンションを原点として、そこから引き出された量が弛み量として検知される。

また、電動モータの起動前にシートベルトに弛みを与える均等な手段として、バックルを引込む機構や、ラップベルト固定部を引込む機構に、シートベルトに弛みを与える機構を設けるようにしても良い。

本発明のシートベルト装置においては、モータの起動の際にモータの回転数が急上昇するに必要な程度にシートベルトを弛ませて、モータの低負荷状態からシートベルトの巻取りを開始するので、高速回転でシートベルトが巻取られ、乗員の座席への拘束を素早く行うことが可能となる。また、シートベルトの弛みが短時間で除去出来れば、衝突の判断に割当てる時間を増やすことが出来るので具合が良い。

図１は、シートベルト装置の構成を説明する説明図である。 図２は、電動ベルト巻取装置の構成例を説明する説明図である。 図３は、他の電動ベルト巻取装置の構成例を説明する説明図である。 図４は、制御部２００の構成を説明する機能ブロック図である。 図５は、ポテンショメータ１１１を説明する説明図である。 図６は、モータの駆動回路の構成例を示す回路図である。 図７は、制御部の第１の制御態様（弛み付加）を説明するフローチャートである。 図８は、制御部の第１の制御態様（ベルト巻取り）を説明するフローチャートである。 図９は、制御部の弛み量ｄ1を維持する制御を説明するフローチャートである。 図１０は、制御部の第２の制御態様（弛み付与・ベルト巻取り）を説明するフローチャートである。 図１１は、制御部の第３の制御態様（３つの状態に対応した弛み付与・ベルト巻取り）を説明するフローチャートである。 図１２は、シートベルト巻取装置の一部分の例を示す斜視図である。 図１３は、シートベルト巻取装置の他の部分の例を示す斜視図である。 図１４は、図１３に示すロック機構のラチェットホィール１８の回転軸方向における断面図である。 図１５は、シートベルトの急な引出し（シートベルト加速度）によるロック機構の作動を説明する説明図である。 図１６は、ロックアーム２６を説明する説明図である。 図１７は、イナーシャプレート３０を説明する説明図である。 図１８は、シートベルト加速度によるロック機構の作動を説明する説明図である。 図１９は、シートベルト加速度によるロック機構の作動を説明する説明図である。 図２０は、シートベルト加速度によるロック機構の作動を説明する説明図である。 図２１は、電磁的アクチュエータの動作（非ロック状態）を説明する説明図である。 図２２は、電磁的アクチュエータの動作（ロック状態）を説明する説明図である。 図２３は、他の電磁的アクチュエータの例を説明する説明図である。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
まず、本発明の着目点について説明する。電動モータを作動させる初期の段階において、ある時間だけ、電動モータの負荷を略無負荷状態とすれば、電動モータは起動後、急速に回転速度を上昇する。シートベルトが所定量弛んだ状態から巻取りを開始すれば、シートベルトを巻取って乗員の拘束が始る時点では、相当の回転速度に上昇している。電動モータが最初から乗員を拘束する高い負荷を担って起動する場合に比べて、より俊敏にベルトを巻上げる。同じ電動モータ及び同じ電源を用いた場合、拘束開始点を基準としたときの電動モータによるシートベルトの最大巻取り量は、電動モータがある速度に達した段階で拘束を開始する方がより大きい。ただし、電動モータの高い初期速度を得るために、敢てシートベルトを弛ませて無負荷区間（期間）を確保するので、その分、乗員の拘束が始る拘束開始時点は遅くなる。従って、シートベルトの弛み量を必要限度に設定することによって、従来よりも、より素早い乗員拘束を完了することが可能となる。このシートベルトの弛み量は、電動モータが最大速度に達することの出来る量（最大回転速度に達するまでに回転した回転量）であることが望ましいが、最大速度に至るまでの時間を考慮すれば、最大速度の約６０％以上となるような弛み量であることが好ましい。

図１は、シートベルト装置を示している。シートベルト装置は、乗員を座席３０１に拘束するシートベルト３０２を巻取る電動巻取装置１００、シートベルト３０２を乗員の肩近傍で折返すスルーアンカ３０３、シートベルトを挿通して腰部に配置されるバックル３０４と係合するタングプレート３０５、シートベルト３０２の端部を車体に固定するアンカー３０６、バックルに内蔵されたスイッチ３０７、ベルト巻取装置１００のモータを制御する制御部２００、車両の衝突を予知する衝突予知部４０１等によって構成される。

図２は、電動巻取り装置１００の構成を概略的に説明する説明図である。同図において、電動巻取り装置１００は、フレーム１０１を備えている。このフレーム１０１には、図示しないシートベルトを巻回するリール１０３、リール１０３と結合し、リール回転の中心軸となるリールシャフト１０３ａが回転自在に設けられる。リールシャフト１０３ａの右端部には、車両に所定の減速度が作用したとき又はシートベルトが所定の加速度で引出されたときにシートベルトの引出しをロックする後述のシートベルトロック機構１０２が固定されている。このロック機構１０２には、ロック機構１０２を強制的に作動させる後述の電磁的アクチュエータ１１２が更に設けられている。電磁的アクチュエータ１１２は後述の制御部２００の出力によって作動が制御される。シートベルトロック機構１０２は、シートベルト引き出しのロック状態でも電動モータ１１０によるシートベルトの巻取りが可能に構成されている。

リールシャフト１０３ａの左端部には、回転センサ１１３、プリテンショナ１０４、プーリ１０５、ポテンショメータ１１１が設けられる。

回転センサ１１３は、リール１０３の側壁を一周するようにかつＮＳの磁極が交互に多数配置された磁石１１３ｂと、リトラクタベース１０１に取付けられた２個の磁気センサ１１３ａと、によって構成される。２つの磁気センサは、半周期ずらして取付けられており、リールの回転数と回転方向とを検知する。磁気センサ１１３ａの出力は、制御部２００に供給される。

プリテンショナ１０４は、図示しない衝突検出器の出力によって作動し、リールシャフト１０３ａをシートベルトの巻取り方向に回転し、シートベルトを強制的に巻取って乗員を座席に拘束する。プリテンショナ１０４は、例えば、火薬式プリテンショナであり、ガス発生器、ガス発生器から発生したガスを封止するシリンダ、シリンダ内をガス圧によって移動するピストン、ピストンの移動を、クラッチ機構を介してリール軸１０３ａの回転運動に変換する伝達機構などによって構成される。

リール軸１０３ａに固定されたプーリ１０５は、動力伝達用ベルト１０７を介して直流モータ１１０の軸に固定されたプーリ１０６と連結している。プーリ１０５、１０６の外周にはそれぞれ所定数の外歯が形成され、また、ベルト１０７の内周にも所定数の内歯が形成されている。リールシャフト用のプーリ１０５、モータ用のプーリ１０６、ベルト１０７の各歯山は過不足なく噛合っており、モータ１１０の回転は、リールシャフト１０３ａに伝達される。モータ１１０は、フレーム１０１に少なくとも２点以上で固定されており、制御部２００の出力によって動作する。

リールシャフト１０３ａの最左端に設けられたポテンショメータ１１１は、図５に示すように、両端に電圧が印加される抵抗体と、リールシャフト１０３ａの回転に連動する摺動子とによって構成される。そして、リールシャフト１０３ａ基準位置からの回転量に対応した電圧値を制御部２００に出力する。

上述の例では、弛み検出手段の例示として、回転センサ１１３とポテンショメータ１１１とを備えているが、いずれか一方のみを備えるものであって良い。

図３は、電動巻取り装置１００の他の構成を概略的に説明する説明図である。同図において、図２と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。この例では、リール１０３を巻取り方向に付勢する巻取りばね１１４がリールシャフト１０３ａに設けられている。巻取りばねは、例えば、リールシャフト１０３ａを中心にして螺旋状に巻回された弦巻ばねであり、シートベルトを引出すと、シートベルトに巻取り方向の弱いテンションを与える。

図４は、制御部２００の概略構成を説明する機能ブロック図である。同図に示されるように、制御部２００は、マイクロコンピュータシステムによって構成される。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２に保持される制御プログラムやデータをＲＡＭ２０３のワークエリアにロードしてモータ１１０及びシートベルトロック機構１０２を強制的に作動させる電磁的アクチュエータ（例えば、ソレノイド）１１２の動作を制御する。

上述した、衝突予知部４０１は、自車両と、前方車両等の障害物との衝突が生ずる可能性があるか、衝突を回避可能か回避不可であるかを判別する。例えば、レーザレーダ、超音波センサ、等の非接触型距離センサによって所定時間毎に自車と障害物との距離を計測する。この距離の時間的変化から相対速度を計算する。距離を相対速度で除算して衝突までの時間を計算する。該衝突時間が予め設定された所定時間Ｔ2以上Ｔ1以下（但し、Ｔ1＞Ｔ2である。）なら、衝突の可能性があり、衝突回避操作が可能であると判断して第１の信号（衝突可避信号）を出力する。また、衝突までの時間がＴ2よりも小さいなら、衝突回避操作が不可能であると判断して第２の信号（衝突不可避信号）を出力する。これ等信号は、入力インタフェース２０４に供給され、ＲＡＭ２０３のフラグエリア（フラグレジスタ）の「衝突可避フラグ」、「衝突不可避フラグ」をオンに設定する。これにより、ＣＰＵ２０１に割込み処理を開始させる。

バックルスイッチ３０７の出力は、入力インタフェース２０４を介して、ＲＡＭ２０３のフラグ領域にベルトの装着の有無に対応したフラグの設定を行う。

ポテンショメータ１１１の出力電圧は、入力インタフェース２０４によって所定周期でＡ／Ｄ変換される。入力インタフェース２０４はＣＰＵを内蔵しており、変換された出力電圧データを監視している。例えば、出力電圧データの前回値と今回値とが相違することによって、軸１０３ａの回転状態を判別し、出力電圧データの前回値と今回値との差の正あるいは負によって、シートベルトの「引出し」フラグ、あるいは「巻取り」フラグをＲＡＭ２０３のフラグエリアに設定する。また、ＤＭＡ動作によって出力電圧データをＲＡＭ２０３の回転量エリアに書込む。ベルトを巻取った状態の出力電圧データからの引き出し方向への変化分はベルトの弛み量に相当する。この弛み量は、ＲＡＭ２０３に設けられたベルト弛み量エリア１に書込まれる。

回転センサ１１３のリール１０３の回転量に対応した波形出力は、入力インタフェース２０４によって、増幅され、波形整形され、アップダウンカウンタに供給される。ベルトを巻取った状態のカウント値からの引き出し方向への変化分はベルトの弛み量に相当する。ベルトの弛み量はＲＡＭ２０３に設けられたベルト弛み量エリア２に書込まれる。前述したように、ベルトの弛みを検出するために、ポテンショメータ１１１あるいは回転センサ１１３のいずれかを用いればよい。

ＣＰＵ２０１は、制御プログラムに設定された所定の条件が満たされると、モータ１１０の正転指令、逆転指令、駆動停止指令を出力インタフェース２０５に与える。出力インタフェース２０５は、これ等命令に対応したゲート信号Ｇ１、Ｇ２を発生し、モータ駆動回路２０６に供給する。正転指令に対しては、Ｇ１、Ｇ２をそれぞれ「Ｈ」、「Ｌ」に、逆転指令に対しては、Ｇ１、Ｇ２をそれぞれ「Ｌ」、「Ｈ」に、駆動停止指令に対しては、Ｇ１、Ｇ２をそれぞれ「Ｌ」、「Ｌ」に設定する。

図６は、モータの駆動回路の構成例を示す回路図である。ＰＮＰトランジスタＱ1、Ｑ2、ＮＰＮトランジスタＱ3、Ｑ4の、４つのトランジスタによってトランジスタブリッジ回路が構成される。トランジスタＱ1、Ｑ2のエミッタ同士は接続され、該接続点に電源Ｖcが供給される。トランジスタＱ3、Ｑ4のエミッタ同士も接続され、該接続点に接地電位が供給される。

トランジスタＱ3、Ｑ4の各エミッタ出力電流は電流検出器ＣＴによってレベル検出され、検出信号が出力インタフェース２０５に送られる。出力インタフェース２０５は、該電流値をＡ／Ｄ変換し、ＤＭＡ動作によってＲＡＭ２０３のベルト張力エリアに書込む。モータを流れる電流値はトルクに関連するので、これよりシートベルト張力Ｆを推定することが可能である。

トランジスタＱ1のコレクタとトランジスタＱ3のコレクタとはダイオードＤ1を介して接続される。トランジスタＱ2のコレクタとトランジスタＱ4のコレクタとはダイオードＤ2を介して接続される。トランジスタＱ1のベースとトランジスタＱ4のコレクタとはバイアス抵抗Ｒ1を介して接続される。トランジスタＱ2のベースとトランジスタＱ3のコレクタとはバイアス抵抗Ｒ2を介して接続される。トランジスタＱ1及びＱ2の各コレクタ相互間に直流電動モータＭが接続される。

かかる構成において、トランジスタＱ3、Ｑ4の各ゲートに正転指令信号（Ｇ1＝「Ｈ」、Ｇ2＝「Ｌ」）が出力インタフェース２０５から供給されると、トランジスタＱ3は導通、トランジスタＱ4は非導通となる。トランジスタＱ3のコレクタは導通によって接地レベルとなり、抵抗Ｒ2を介してトランジスタＱ2のベースを低レベル（略接地レベル）にバイアスし、トランジスタＱ2を導通させる。トランジスタＱ4のコレクタは略電源Ｖcレベルとなり、抵抗Ｒ1を介してトランジスタＱ2のベースを高レベルにバイアスし、トランジスタＱ1を非導通にさせる。この結果、電源Ｖc、トランジスタＱ2、モータＭ、ダイオードＤ1、トランジスタＱ3、接地の経路で順方向の電流路が形成され、モータＭはシートベルトを巻取る方向に回転する。

トランジスタＱ3、Ｑ4の各ゲートに逆転指令信号（Ｇ1＝「Ｌ」、Ｇ2＝「Ｈ」）が出力インタフェース２０５から供給されると、トランジスタＱ3は非導通、トランジスタＱ4は導通となる。トランジスタＱ4のコレクタは接地レベルとなり、抵抗Ｒ1を介してトランジスタＱ1のベースを低レベルにバイアスし、トランジスタＱ1を導通させる。トランジスタＱ3のコレクタは略電源Ｖcレベルとなり、抵抗Ｒ2を介してトランジスタＱ2のベースを高レベルにバイアスし、トランジスタＱ2を非導通にさせる。この結果、電源Ｖc、トランジスタＱ1、モータＭ、ダイオードＤ2、トランジスタＱ3、接地の経路で逆方向の電流路が形成され、モータＭはシートベルトを引出す方向に回転する。

トランジスタＱ3、Ｑ4の各ゲートに駆動停止指令信号（Ｇ1＝「Ｌ」、Ｇ2＝「Ｌ」）が出力インタフェース２０５から供給されると、ＮＰＮタイプのトランジスタＱ3、Ｑ4は共に非導通となる。トランジスタＱ3が導通状態から非導通となった場合、トランジスタＱ3のコレクタは、接地レベルから略電源レベルに上昇し、トランジスタＱ2のベースを高電位にバイアスしてトランジスタＱ2をも遮断する。同様に、トランジスタＱ4が導通状態から非導通となった場合、トランジスタＱ4のコレクタは、接地レベルから略電源レベルに上昇し、トランジスタＱ1のベースを高電位にバイアスしてトランジスタＱ1をも遮断する。このようにして、駆動停止指令が発令されると、ブリッジを構成する各トランジスタが非導通となる。

図４に戻り、ＣＰＵ２０１は、後述の、シートベルト引き出しの強制ロックの条件が満たされると、ソレノイドの作動指令を出力インタフェース２０５に与える。出力インタフェース２０５のレジスタフラグに設定された作動指令は、パワー増幅器２０７によって論理レベルの信号からソレノイドを駆動できるレベルにパワー増幅され、ソレノイド１１２に与えられる。ソレノイドが動作することによって、アクチュエータが移動し、巻取装置１００のロック機構１０２を動作させる。

図７は、制御部２００の第１の制御態様を説明するフローチャートである。この例は、図２に示すような巻取りばね１１４を内蔵しないタイプの巻取装置において、シートベルト装着の際に、緊急の際の乗員拘束に要する巻取り時間を考慮した所定量の弛みを予め設定する。

ＣＰＵ２０１は、メインプログラムを実行することにより、シートベルトの着用フラグを周期的に監視する（Ｓ２２）。そして、前回の着用フラグがオフで、今回の着用フラグがオンであると、すなわち、乗員がシートベルトを引出してシートベルトを装着すると（Ｓ２２；ＹＥＳ）、シートベルトの巻取り方向にモータ１１０を駆動する（Ｓ２４）。ＣＰＵ２０１はモータの電流値によって把握されるベルト張力Ｆの値を監視する（Ｓ２６；ＮＯ）。張力Ｆが、予め定められた、乗員を拘束したシートベルトの弛みのない状態の張力Ｆ１に達すると（Ｓ２６；ＹＥＳ）、モータ１１０を停止し、シートベルトの引き出し方向に駆動し、所定の弛み量ｄ1を与える。例えば、シートベルトの２０ｍｍから３０ｍｍ程度の引出しに相当する所定の時間だけモータ１１０を駆動する（Ｓ２８）。この程度の弛みがあれば、乗員がベルト取付けによる違和感を感じない。また、乗員拘束に要する時間の許容範囲である。これよりも弛みが大きいと、ベルトがゆるくて乗員が不安感を持つ。また、衝突不可避と判断された場合に、ベルトをモータで巻取っても弛みの除去が不十分となる（間に合わない）。上記範囲よりも、弛みが少ない場合には、ベルトが身体に強く接触して違和感を生ずる可能性がある。弛み量ｄ1を確保した後、本ルーチンを終了する。

図８は、図７に示した第１の制御態様を実行した後に、車両衝突等の際の制御態様を説明するフローチャートである。

ＣＰＵ２０１は、シートベルト装着状態において（Ｓ３２）、衝突回避不可能フラグが設定されると（Ｓ３４；ＹＥＳ）、モータ１１０をベルト巻取り方向に駆動する。シートベルトには弛み量ｄ1が確保されているので、モータの負荷は少なく、モータは高速回転し、ベルト巻取りを行う（Ｓ３６）。同時に、アクチュエータ１１２を作動させ、シートベルトロック機構１０２にロックをかけ、シートベルトが引出されるのを防止する（Ｓ３８）。前述したように、シートベルトロック機構１０２はベルト引き出しは阻止するが、ベルト巻取りは妨げない。その後本ルーチンを終了する。シートベルト未装着状態（Ｓ３２；ＮＯ）や、衝突回避可能状態（Ｓ３４；ＮＯ）では、本ルーチンは行わない。

このように、シートベルトの所定量の弛みが確保された状態で衝突回避が不可能な状態が発生すると、ベルト巻取り方向にモータが高速で回転可能である。その結果、ベルトの弛みを除いた状態（巻取り量の最大）で乗員拘束が行われ、乗員の安全が図られる。

図９は、所要の弛み量ｄ1を維持するための制御態様を示すフローチャートである。上述した図８の制御によってシートベルトの所要の弛み量ｄ1が確保される。しかしながら、乗員の動きが大きかったり、乗員がシートベルトを引出したりした場合には、弛み量は所要のｄ1の範囲には維持されず、図８におけるシートベルト巻取りにおいて弛みが十分に除かれないことが考えられる。

そこで、図９に示すように、ＣＰＵ２０１は、シートベルト装着フラグを監視し、シートベルトを装着していると（Ｓ４２；Ｙｅｓ）、周期的に、シートベルトの引き出し量を読込み（Ｓ４４）、シートベルトの弛みが、弛み量ｄ1の範囲内にあるかどうかを判別する（Ｓ４６）。弛み量ｄ1の範囲内にある場合には（Ｓ４６；ＹＥＳ）、弛み量ｄ1は維持（確保）されているので、本ルーチンを終了する。弛み量ｄ1の範囲内にない場合には（Ｓ４６；ＮＯ）、シートベルトの弛みを弛み量ｄ1に設定するべく、モータ１１０をベルト巻取り方向あるいは引き出し方向に駆動する（Ｓ４８）。引き出し量の読込み、比較、モータ駆動を繰返して（Ｓ４４〜Ｓ４８）、シートベルトの弛みを弛み量ｄ1に設定する。設定後、本ルーチンを終了する。

このようにして、シートベルトの所要の弛み量ｄ1を一定に維持することが可能である。

図１０は、制御部２００の第２の制御態様を説明するフローチャートである。この例は、図３に示すような巻取りばね１１４を内蔵するタイプの巻取装置、すなわち、シートベルトの余分な弛みが巻取りばね１１４の弱いテンションによって除去されるタイプのベルト巻取装置において、緊急の際の乗員拘束に要する巻取り時間を短縮せんとするものである。このため、モータを暫時ベルト引き出し方向に駆動してベルトを所要の弛み量ｄ1だけ弛ませた後、モータをベルト巻取り方向に駆動してベルトの巻取りを開始する。

図１０において、ＣＰＵ２０１は、シートベルトが装着されていると（Ｓ５２；ＹＥＳ）、周期的に衝突回避不可能フラグが設定されたかどうかを判別する（Ｓ５４）。衝突回避不可能フラグが設定されない場合には（Ｓ５４；ＮＯ）、本ルーチンを終了する。衝突回避不可能フラグが設定された場合には（Ｓ５４；ＹＥＳ）、一旦、モータ１１０をシートベルトの引き出し方向に暫時駆動し、所要の弛み量ｄ1を与える（Ｓ５６）。その後、モータ１１０をシートベルトの巻取り方向に駆動する（Ｓ５８）。同時に、アクチュエータ１１２を作動させてシートベルトロック機構１０２を強制的にロック状態とする。ロック状態でも、ベルトの巻取りは可能である（Ｓ６０）。これにより、最大限のシートベルト巻取りが可能となり、乗員は座席に拘束される。

ＣＰＵ２０１は、シートベルトが非装着である場合には（Ｓ５２；ＮＯ）、シートベルトロック機構のロックを解除し（Ｓ６２）、モータ１１０の巻取り駆動も停止する（Ｓ６４）。モータ１１０の駆動が停止すると、巻取りばね１１４による巻取りによってシートベルトは巻取装置１００に格納される。

図１１は、制御部２００の第３の制御態様を説明するフローチャートである。この例は、図３に示すような巻取りばね１１４を内蔵するタイプの巻取装置、すなわち、シートベルトの余分な弛みを巻取りばね１１４の弱いテンションによって除去するタイプのベルト巻取装置において、緊急の際の乗員拘束に要する巻取り時間を短縮せんとするものである。このため、現在のシートベルトの弛み量を判別し、その結果に応じて、ベルトの巻取りを直ちに行うか、一旦ベルトを所定量弛ませた後、ベルトの巻取りを行うかを選択する。

図１１において、ＣＰＵ２０１は、シートベルト装着フラグのオン状態において（Ｓ７２；ＹＥＳ）、周期的に、「衝突可避フラグ」、「衝突不可避フラグ」を監視する。「衝突可避フラグ」がオン状態で（Ｓ７４；ＹＥＳ）、「衝突不可避フラグ」がオフ状態であると（Ｓ７６；ＮＯ）、衝突の可能性があるので、シートベルトの巻取りを行い（Ｓ７８）、ベルトの張力が所定値Ｆ1に達するまで、ベルトの巻取りを行う（Ｓ８０）。張力が所定値Ｆ1になると（Ｓ８０；ＹＥＳ）、シートベルトを引き出し側に駆動する。所定時間後、モータ１１０を停止し、シートベルトに弛み量ｄ1を設定する。そして、モータ１１０に巻取りばね１１４に抗してベルト弛み量ｄ1を維持する力を発生する電流を供給する（Ｓ８２）。なお、図９に示すような弛み量ｄ1を維持するフィードバック制御を行っても良い。

所要の弛み量を維持することにより、車両の衝突が不可避となったときには、モータの負荷の少ない状態から直ちにベルトの巻取りを開始することが出来るようになる。

「衝突可避フラグ」がオン状態で（Ｓ７４；ＹＥＳ）、「衝突不可避フラグ」もオン状態であると（Ｓ７６；ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０１は、現在のシートベルトの弛み量をＲＡＭ２０３の弛み量エリアから読出し、弛み量は所定量ｄ1以上あるかどうかを判別する（Ｓ８４）。

弛みが所定量ｄ1以上あるときは（Ｓ８４；ＹＥＳ）、直ちに、シートベルトの巻取りを行い（Ｓ８６）、同時にシートベルトロック機構を作動させる（Ｓ８８）。これにより、モータが高速回転してベルトを巻取り、ベルトに弛みのない状態で乗員が座席に拘束される。

弛みが所定量ｄ1以上ないときは（Ｓ８４；ＮＯ）、一旦、シートベルトを引き出し側に駆動して、所定の弛み量ｄ1を確保する（Ｓ９０）。その後、シートベルトの巻取りを行い（Ｓ８６）、同時にシートベルトロック機構を作動させる（Ｓ８８）。これにより、モータが高負荷状態から起動することが回避され、回転速度が上がってからベルトを巻取る。小型のモータでもベルトの巻取りを素早く行うことが可能である。

シートベルトの非装着の場合（Ｓ７２；ＮＯ）、あいるは衝突の可能性がない場合（Ｓ７４；ＮＯ）には、シートベルトの引き出しロックは解除され（Ｓ９２）、ベルトの巻取り駆動も停止される（Ｓ９４）。モータの駆動が停止すると、巻取りばね１１４による巻取りにより、非装着のシートベルトは巻取装置１００に格納される。シートベルトを装着している場合には、巻取りばね１１４による弱い張力によってベルトの弛みは除去される。

図１２乃至図２３は、巻取り部１００の、主に、シートベルトロック機構（リールの機械的ロック機構、シートベルト加速度感知手段、車両減速度感知手段）１２０と電磁的アクチュエータ１１２を説明する分解斜視図及び要部縦断面図である。なお、図１２には、プリテンショナは取付けられていない。車両特性上必要ならば、図２に示したように、図１２のリトラクタベース１と動力伝達ユニット１５との間にプリテンショナを設置する。

図１２乃至図１７において、リトラクタベース１はその大部分がコの字状断面を有しており、対向する側板１ａ，１ｂには対向してそれぞれ巻取軸貫通穴が穿設され、シートベルト３０２（図示せず）を巻装する巻取軸であるリール３がこれら巻取軸貫通穴を挿通した状態で回動自在に軸架されている。

側板１ａに設けられた巻取軸貫通穴の内周縁には係合内歯２が形成されており、該巻取軸貫通穴の外側にはリング部材４が並設されている。リング部材４には内周縁に沿って絞り加工が施されており、リング部材４が側板１ａの外側面にリベット４０によって固着された際に、係合内歯２とリング部材４の内周縁との間に軸方向の隙間が生じるように構成されている。

そして、ベース１の側板１ａ側には、緊急時にシートベルトの引き出しを阻止するための緊急ロック機構が配置されている。又、ベース１の側板１ｂ側には、図示しない、タイミングベルト１０７を介して電動モータ１１０によって駆動される軸１５ｃ（リール軸１０３ａ相当する）に連結したプーリ１０５、ポテンショメータ１１１などを含む動力伝達ユニット１５が配置されている。リール３は、アルミニウム合金等で一体成形された略円筒形の巻取軸であり、シートベルトが巻回される胴部２８には、シートベルト端部を挿通させて保持するため直径方向に貫通するスリット開口２８ａが設けられている。又、リール３の外周部には別体で形成されたフランジ部材１３が装着され、シートベルトの巻乱れを防止する。又、リトラクタベース１に組み付けたリール３の外周に巻装されたシートベルトは、リトラクタベース１の背板側の上部に取り付けられたシートベルトガイド４１を挿通させることによって、出入り位置が規制される。

リール３の両端面にはリール３を回転自在に支持する為の回転支軸が突設されるが、リール３のセンサー側端面には別体に構成された支軸ピン６が回転支軸として圧入されている。又、リール３のセンサー側端面には、側板１ａに構成された係合内歯２に係合可能なロック部材であるポール１６を揺動回動可能に軸支する支軸７が突設されている。また、ポール１６が係合内歯２と係合する方向へ揺動回転した時に、ポール１６の揺動側端部と反対側のポール後端部１６ｅを位置決めし、係合内歯２との間でポール１６に大きな荷重が加わった場合にはその荷重を受ける受圧面４５が、リール３のセンサー側端面に設けられている。

更に、リール３のセンサー側端面には、後述するロック作動手段のラッチ部材であるラチェットホイール１８に揺動可能に軸支された揺動レバー部材２０の反時計回り方向の回転を規制する為の係止突起８が設けられている。凹部９は、ラチェットホイール１８をシートベルト引出し方向（図１３中、矢印Ｘ2 方向）に回転付勢する引張りコイルバネ３６と、後述するセンサースプリング２５を押圧するロックアーム２６のアーム部２６ｃとがリール３に干渉するのを防ぐ逃げである。

ポール１６の揺動端部には、側板１ａに構成された係合内歯２に対応して係合可能な係合歯１６ｃが一体形成されている。又、ポール１６の中央部には、支軸７に遊嵌する軸穴１６ａが貫設されており、ポール１６のセンサー側面には、揺動端側に位置する係合突起１６ｂとポール後端部１６ｅ側に位置する押圧突起１６ｄとが突設されている。

即ち、軸穴１６ａは支軸７に対して遊嵌状態なので、ポール１６が支軸７に対して揺動回動可能及び所定量相対移動可能に軸支されている。又、リール３に圧入された支軸ピン６により貫通孔１７ａを嵌通された保持プレート１７の係止孔１７ｂには、ポール１６の軸穴１６ａを貫通した支軸７の先端が加締められており、保持プレート１７はリール３の端面からポール１６が浮き上がるのを防止している。

そして、ポール１６の係合突起１６ｂの端部は、保持プレート１７の外側に配設されて支軸ピン６に回動自在に軸支されたラチェットホイール１８に形成されているカム穴１８ａに挿入されている。そこで、ラチェットホイール１８がリール３に対してシートベルト巻取方向（図１３中矢印Ｘ1 方向）に相対回転すると、カム穴１８ａが係合突起１６ｂの端部をリール３の回転中心軸から半径方向外方に移動させるように作用するので、ポール１６は側板１ａに構成された係合内歯２との係合方向（図１２中矢印Ｙ1 方向）へ支軸７を中心に揺動回転させられる。

即ち、ポール１６が、係合内歯２と係合する方向に揺動回転させられ、ポール１６の係合歯１６ｃが係合内歯２に係合することによってリール３のシートベルト引出し方向の回転を阻止するロック手段を構成している。ラチェットホイール１８は、中心穴が支軸ピン６に回動自在に軸支された爪車であり、その外周部には車体加速度感知手段５１のセンサーアーム５３と係合するためのラチェット歯１８ｂが形成されている。更に、支軸ピン６のフランジ部６ａは、シートベルトの引出し加速度を感知する慣性感知手段であるシートベルト加速度感知手段を構成する為の円盤状の慣性部材であるイナーシャプレート３０の中心穴３０ａを軸支している。ラチェットホイール１８の中心穴周縁で巻取装置外側に向かって突設された係止爪部２３は、係合穴３０ｂに係合してイナーシャプレート３０のスラスト方向の位置決めを行っている。ラチェットホイール１８に形成された長穴２４にはイナーシャプレート３０の係合突出部３１が係合しており、長穴２４の一端縁２４ａが緊急ロック機構非作動時のイナーシャプレート３０の回転方向の位置決めを行っている（図１５参照）。

ラチェットホイール１８の外側面には、図１５に示すように、ロックアーム２６を回動自在に軸支する軸部２２と、ばねフック部５５とが突設されている。そして、図１７に示すように、イナーシャプレート３０には、ばねフック部５５を挿通させる開口５６が形成されている。この開口５６は、ばねフック部５５を挿通した状態でイナーシャプレート３０がラチェットホイール１８に対して相対回転可能な長穴状に形成されており、その一端には、ばねフック部５５に対応するばねフック部５７が装備されている。

そして、これらの一対のばねフック部５５，５７間には、圧縮コイルばね５８が嵌挿される。この圧縮コイルばね５８は、図１８に示すように、イナーシャプレート３０上の係合突出部３１が、ラチェットホイール１８に形成された長穴２４の他端縁２４ｂに当接した状態（即ち、非ロック状態）に保たれるように、付勢している。

ラチェットホイール１８の内側面には、一端が保持プレート１７の掛止部１７ｃに掛止された引張りコイルバネ３６の他端を掛止するばね掛止部２１が設けられており、引張りコイルバネ３６はリール３に対してラチェットホイール１８をシートベルト引出し方向（矢印Ｘ2 方向）に回転付勢している。図１６に示したように、ロックアーム２６には、ギアケース３４の内歯ギア３４ａと噛み合い可能な係合爪２６ｂと、ラチェットホイール１８の外側面に設けられた一対のフック部１８ｄに両端を支持された線状のセンサースプリング２５の長手方向中央部を押圧するアーム部２６ｃとが設けられている。

そこで、ロックアーム２６は、係合爪２６ｂが被係合部である内歯ギア３４ａと噛み合ってラチェットホイール１８のシートベルト引出し方向の回転を阻止する係止部材を構成している。そして、係合爪２６ｂは、センサースプリング２５の付勢力により、イナーシャプレート３０の当接部３２に押圧付勢されている。尚、アーム部２６ｃの揺動範囲に対応するラチェットホイール１８には開口が形成され、アーム部２６ｃが開口を貫通するが、これはセンサースプリング２５に対するアーム部２６ｃの係合状態を保証するためのものである。

当接部３２は、ロックアーム２６の係合爪２６ｂの背部２６ｄが摺接するカム面として、イナーシャプレート３０の回転がロックアーム２６に影響を与えない第１のカム面３２ａと、リール３に対するイナーシャプレート３０の回転遅れに応じて係合爪２６ｂが内歯ギア３４ａに噛合するようにロックアーム２６を揺動させる第２のカム面３２ｂとを具備した構成とされている。

緊急ロック機構の非ロック状態では、第１のカム面３２ａがロックアーム２６の背部２６ｄに当接しており、イナーシャプレート３０のリール３に対する回転遅れが一定量を超えるまでは、背部２６ｄが第２のカム面３２ｂに当接しないようになっている。第１のカム面３２ａの長さ（即ち、第１のカム面３２ａに背部２６ｄが摺接した状態でイナーシャプレート３０が回転する量）は、シートベルトの全量格納時にイナーシャプレート３０に作用する慣性力で、イナーシャプレート３０がリール３に対して回転遅れを生じても、その程度の回転遅れでは、ロックアーム２６の背部２６ｄが第２のカム面３２ｂには到達しない程度に、第１のカム面３２ａの長さが設定されている。

また、本実施形態におけるロックアーム２６は、係合爪２６ｂとは反対側の揺動端に当接爪２６ｅが形成されている。そして、この当接爪２６ｅに対応するように、イナーシャプレート３０には、当接爪２６ｅが当接可能な段差部３３が設けられている。段差部３３は、非ロック状態でイナーシャプレート３０が初期位置にある時、当接爪２６ｅが当接することで、ロックアーム２６のロック方向への回動を規制するものである。図１９及び図２０に示すように、イナーシャプレート３０が所定量以上回転遅れを生じ、ロックアーム２６の背部２６ｄが第２のカム面３２ｂに当接する時には、第２のカム面３２ｂによる押圧作用によってロックアーム２６がロック方向へ揺動可能になる。

更に、ラチェットホイール１８の内側面に突設された支軸１９には、軸孔２０ａを軸支された揺動レバー部材２０が揺動可能に配設されている。揺動レバー部材２０は、リール３のセンサー側端面に突設された係止突起８により反時計回り方向の回転が適宜規制されると共に、ポール１６のセンサー側面に突設された押圧突起１６ｄが支軸１９と係止突起８との間に当接することによって時計回り方向の回転が適宜規制されるように、リール３とラチェットホイール１８との間に組付けられている。

そして、イナーシャプレート３０の外側に配設されたギヤケース３４の中心部には、支軸ピン６を介してリール３を回転自在に軸支する軸支部３４ｂが設けられており、軸支部３４ｂの底面には支軸ピン６の鍔部６ａが当接し、リール３の軸線方向の位置決め面となっている。更に、ギヤケース３４の下部には、車体の加速度を感知する慣性感知手段である車体加速度感知手段５１を格納する箱形の格納部５０が設けられている。

そして、ギヤケース３４を覆う側板１ａの外側には、センサーカバー３５が配設される。次に、上記シートベルト用巻取装置の作動について説明する。まず、通常使用状態は、図１８に示すように、ラチェットホイール１８は、ばね掛止部２１とプレート１７の掛止部１７ｃに掛止された引張りコイルばね３６の付勢力によって、リール３に対してシートベルト引出し方向（図中の矢印Ｘ2方向）に付勢されており、カム穴１８ａに係合突起１６ｂが係合するポール１６を係合内歯２と非係合な方向に付勢している。そのため、リール３は回転可能であり、シートベルトの引出しは自在である。

しかして、衝突等の緊急時にイナーシャプレート３０を含むシートベルト加速度感知手段又は車体加速度感知手段５１が作動すると、上記ロック作動手段のシートベルト引出し方向の回転を阻止する係止手段であるロックアーム２６又はセンサーアーム５３がラチェットホイール１８のシートベルト引出し方向の回転を阻止して、巻取装置のロック手段を作動させる。

そして、車体加速度感知手段５１又はシートベルト加速度感知手段が作動し、ラチェットホイール１８のシートベルト引出し方向の回転が阻止された後、更にシートベルトが巻取装置から引出されると、ラチェットホイール１８はリール３に対して回転遅れを生じ、シートベルト巻取方向（矢印Ｘ1方向）に相対回転するので、ラチェットホイール１８のカム穴１８ａがポール１６の係合突起１６ｂをリール３の回転中心軸から半径方向外方に移動させていく。そこで、ポール１６は支軸７を中心に係合内歯２との係合方向（図１２中、矢印Ｙ1 方向）へ揺動回転させられる。

更に、シートベルトが巻取装置から引出されると、ポール１６の係合歯１６ｃが係合内歯２に噛み合い完了となる。そしてこの状態では、ポール１６のポール後端部１６ｅとリール３の受圧面４５との間には隙間があり、揺動レバー部材２０はリール３の係止突起８とポール１６の押圧突起１６ｄとによってほぼ遊び無く回転が規制されている。

ここで、ポール１６の軸穴１６ａは、リール３の支軸７に対して遊嵌状態であり、リール３に対して揺動回動可能及び所定量相対移動可能に軸支されているので、その上さらに、シートベルトが巻取装置から引出されると、ポール後端部１６ｅが受圧面４５と当接するまで、ポール１６はリール３の回転中心軸を中心にリール３に対して相対回転する。

この時、ポール１６の押圧突起１６ｄは側板１ａに対して不動の位置関係だが、リール３の係止突起８はシートベルト引出し方向（矢印Ｘ2 方向）に回転していく。この動きにより、揺動レバー部材２０は、押圧突起１６ｄとの接点を回動支点として係止突起８により揺動端部が押され、図１３中時計回り方向へ揺動回転させられる。揺動レバー部材２０が押圧突起１６ｄとの接点を回動中心として図１３中時計回り方向へ揺動回転すると、ラチェットホイール１８の支軸１９に軸支されている軸孔２０ａがリール３の回転中心軸に対しシートベルト巻取方向（矢印Ｘ1 方向）に回転することになる。その結果、ラチェットホイール１８は、リール３に対してシートベルト巻取方向（矢印Ｘ1方向）に逆回転させられる。

従って、車体加速度感知手段５１又はシートベルト加速度感知手段が作動して巻取装置のロック手段がリール３のシートベルト引出し方向の回転を阻止するロック状態でも、シートベルト引出し方向の回転が阻止されたラチェットホイール１８は、車体加速度感知手段５１におけるセンサーアーム５３又はシートベルト加速度感知手段におけるロックアーム２６をギヤケース３４の内歯ギア３４ａとの係合から解除可能なフリー状態とすることができる。

ポール１６のロック状態において、さらにシートベルトに大きな張力が作用すると、ギヤケース３４の軸支部３４ｂ及び動力伝達ユニット１５の軸１５ｃを支持している部分が変形し、リール３は上方に移動しようとする。この移動は、リールに形成された当接面３ａ及び溝３ｂがそれぞれ係合内歯２および側板１ｂ上の係合内歯６２（図１２参照）と当接することで阻止され、シートベルトに作用する張力をこれらの面で受け止める。

車両が停止してシートベルトに作用されたテンションが解除された時には、既にラチェットホイール１８とセンサーアーム５３又はロックアーム２６のギヤケース３４の内歯ギア３４ａとの係合が解除されているので、ラチェットホイール１８は引張りコイルばね３６の付勢力によりリール３に対して矢印Ｘ2 方向に回動されるので、ラチェットホイール１８のカム穴１８ａがポール１６の係合突起１６ｂをリール３の回転中心軸側に移動させていく。この時、シートベルトに作用する引出し方向のテンションは上述の通り解除され、リール３はシートベルト巻取方向（矢印Ｘ1 方向）に回転できるようになっているので、ポール１６の係合歯１６ｃの先端が係合内歯２の先端と干渉しない状態までリール３が矢印Ｘ1方向に回転すると、ポール１６は、係合内歯２との係合を解除する方向に支軸７を中心に揺動回転させられ、リール３のロックが解除されてシートベルトの引き出しが自在とされる。

次に、シートベルト引き出し状態から電動モータ１１０による巻取りが行われ、動力伝達機構１５の回転力に従って急激にシートベルトが全量巻き取られた場合には、急停止したリール３に対して、シートベルト加速度感知手段の慣性部材であるイナーシャプレート３０は、そのまま巻取り方向に回転するので、リール３に対し巻取り方向に進み回転し、リール３の引出し方向で見たときにリール３に対して回転遅れが発生する。しかし、ロックアーム２６の係合爪２６ｂをギヤケース３４の内歯ギア３４ａに係合させる方向へ揺動させるイナーシャプレート３０の当接部３２には、イナーシャプレート３０のリール３に対する回転遅れが所定量に達した後に係合爪２６ｂを内歯ギア３４ａ方向へ揺動させる為の２つのカム面３２ａ，３２ｂによって構成されており、リール３に対するイナーシャプレート３０の回転遅れが所定量に達するまでは、係合爪２６ｂが内歯ギア３４ａの係合方向に揺動することがない。

本発明の実施の形態では、上述したように構成され、作動するロック機構に図１２の下部に示すように、更に、電磁的アクチュエータ１１２が設けられる。電磁的アクチュエータ１１２は、図２１及び図２２に示すように、ソレノイド（励磁コイル）１１２ａ、コイルスプリング（弾性部材）１１２ｂ、つば付のプランジャ（磁心）１１２ｃ等によって構成され、車体加速度感知手段５１の下部に配置される。

通常状態では、ソレノイド１１２ａは励磁されている。この状態では、図２１に示すように、プランジャ１１２ｃはボールウェイト５４と接触せず、ロック機構５１に影響を与えない。制御部２００がシートベルトをロックするべく、ソレノイド１１２ａの励磁を解除すると（Ｓ３８等）、スプリング１１２ｂの付勢力によってプランジャ１１２ｃは持上げられる。プランジャ１１２ｃの先端は、センサカバー５２底部の開口を通ってボールウェイト５４を突上げる。ボールウェイト５４が押上げられると、センサーアーム５３を図中上方に移動し、その係止突起５３ａがラチェットホイール１８のラチェット歯１８ｂに噛合する。これにより、ラチェットホイール１８のシートベルト引出し方向（図１３の矢印Ｘ2方向）の回動が阻止される。シートベルトが引出されてリール３を引出し方向に回転すると、係止されたラチェットホイール１８とリール３との回転差によってポール１６がリール３の半径方向外側に移動し、フレーム１ａの内歯２に噛合する。これにより、リール３の引出し方向への回転が阻止される。

この例では、ソレノイド１１２ａに励磁電流を供給しているときに、ロック動作を行わず、励磁電流を遮断すると、ロック動作を行うようにしている。すなわち、低レベルの作動信号を供給することによってロック機構を作動させる。従って、シートベルト装置への電源が遮断された場合に、シートベルトのロックが行わるようにすることが出来る。

図２３は、電磁的アクチュエータ１１２の他の構成例を示している。この例では、電磁的アクチュエータは、フレームに取付けられたソレノイド１１２ａ、プランジャ１１２ｃ、一端部でプランジャ１１２ｃと係合し、中央部を回転可能に軸支されたくの字型のレバー１１２ｄ、レバー１１２ｄに図中時計方向の付勢力を与えるコイルスプリング１１２ｂによって構成される。レバー１１２ｄの爪部が移動してラチェットホイール１８の歯面１８ｂに接すると、ラチェットホイール１８の回転を阻止してポール１６とフレームの内歯２によるロック機構を作動させる。

制御部２００からソレノイド１１２ａに励磁電流が供給されている通常状態では、ソレノイド１１２ａがコイルスプリング１１２ｂに抗してプランジャ１１２ｃを引寄せ、プランジャ１１２ｃと一端部で回動自在に軸支されているレバー１１２ｄの他端の爪部はラチェットホイール１８から離間している。従って、ロック機構は作動しない。

次に、ＣＰＵが、シートベルトをロックするべく制御部２００からの励磁電流の供給が断たれる（Ｓ３８等）。コイルスプリング１１２ｂの付勢力によってプランジャ１１２ｃが図の下方に引出され、レバー１１２ｄを回動する。これにより、レバー１１２ｄの他端の爪部はラチェットホイールの歯１８ｂと噛合（係合）し、ラチェットホイール１８のシートベルト引出し方向への回転を阻止する。シートベルトが引出されてリール３を引出し方向に回転すると、係止されたラチェットホイール１８とリール３との回転差によってポール１６がリール３の半径方向外側に移動し、フレーム１ａの内歯２に噛合する。これにより、リール３の引出し方向への回転が阻止され、ロックが完了する。

このように、本発明の実施の形態によれは、シートベルト装着の際に、モータ起動の際の回転上昇と、巻取り時間を考慮して定めたシートベルトの弛み分を装着したシートベルトに予め与えておき、緊急の際のベルト巻取り時間をより短くする。衝突前にシートベルトの弛みを除去して乗員の安全を図る。

また、緊急の際に、シートベルトを引き出し側に暫時駆動した後に、シートベルトを巻取ることにより、モータの起動負荷を少なくし、モータを直ちに高速回転させてベルトの巻取り時間を短縮する。

また、危険を予測したときに、シートベルトに所要の弛み量を確保してこれを維持し、更に衝突が不可避となったときに直ちにシートベルトの巻取りを行う。

また、緊急の際には、弛み量が所定量あるかどうかを判断し、所定量ある場合には、直ちにベルト巻取りを開始する。所定量ない場合には、一旦、ベルトに所定量の弛みを与えた後、ベルトの巻取りを行って、短時間でシートベルトの弛みを除去する。

なお、上記実施形態では、シートベルト加速度感知手段と共に車体加速度感知手段を備えたタイプの緊急ロック機構について述べたが、本発明のシートベルト装置では、シートベルト加速度感知手段のみ、あるいは加速度感知手段のみを備えたタイプの緊急ロック機構を有する巻取装置でも良いことは勿論である。

また、実施例では、モータとして直流モータを使用したがこれに限定されず、各種方式のモータを使用することが可能である。

また、モータに代えて、バックルを引込む手段、あるいはラップベルト固定部を引込む手段において、シートベルトの所要弛み量を調整することとしても良い。
以上説明したように、本発明のシートベルト装置においては、モータの起動の際にモータの回転数が急上昇するに必要な程度にシートベルトを弛ませて、モータの低負荷状態からシートベルトの巻取りを開始するので、高速回転でシートベルトが巻取られ、乗員の座席への拘束を素早く行うことが可能となる。また、シートベルトの弛みが短時間で除去出来れば、衝突の判断に割当てる時間を増やすことが出来るので具合が良い。

１００ シートベルト巻取装置
２００ 制御部
３０２ シートベルト

Claims (9)

1. 乗員を座席に拘束するシートベルトを巻回するリールと、
   前記シートベルトの装着を検知するシートベルト装着検知手段と、
   車両の衝突を予知し、衝突が不可避的であるときに衝突不可避信号を出力する衝突予知手段と、
   前記リールを前記シートベルトの巻取り方向あるいは前記シートベルトの引出し方向に回転駆動するモータと、
   前記シートベルトの弛み量を検知する弛み量検知手段と、
   前記モータの回転駆動を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記シートベルトが乗員に装着されているシートベルト装着状態及び前記衝突不可避信号が出力されている衝突不可避状態を検知すると、前記モータが無負荷状態から起動して乗員拘束が始まるまでに最大回転速度の約６０％以上となるような所定の弛み量を前記シートベルトに与えるように当該モータを当該シートベルトの引出し方向に暫時駆動し、その後、当該モータをシートベルトの巻取り方向に駆動することにより、緊急の際の乗員拘束に要する巻取り時間を最初から乗員を拘束する負荷を担って起動する場合に比べて短縮するモータ制御を実施する一方で、当該モータ制御はシートベルト未装着状態あるいは衝突回避可能状態では不実施とされるシートベルト装置。
2. 前記モータの暫時駆動の後、前記モータをシートベルトの巻き取り方向に駆動する指令信号に応じて前記リールからのシートベルトの引出しを禁止すると共に、前記リールへの前記シートベルトの巻取りを許容する強制ロック機構を有する請求項１記載のシートベルト装置。
3. 乗員を座席に拘束するシートベルトを巻回するリールと、
   前記シートベルトの装着を検知するシートベルト装着検知手段と、
   車両の衝突を予知し、衝突の危険性はあるが回避可能であるときには衝突可避信号を出力し、衝突が不可避的であるときには衝突不可避信号を出力する衝突予知手段と、
   前記リールを前記シートベルトの巻取り方向あるいは前記シートベルトの引出し方向に回転駆動するモータと、
   前記シートベルトの弛み量を検知する弛み量検知手段と、
   前記モータの回転駆動を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記シートベルトが乗員に装着されているシートベルト装着状態を検知すると、前記衝突可避信号及び前記衝突不可避信号の出力を周期的に監視し、前記衝突可避信号が出力されている場合に、前記モータを流れる電流値から算出したシートベルト張力が乗員を拘束したシートベルトの弛みのない状態に対応する所定張力となるまで前記モータをシートベルトの巻取り方向に駆動し、その後、前記モータを引出し方向に暫時駆動することにより、前記弛み量検知手段により検出されるシートベルトの弛み量が所定量となるようなシートベルトの弛みを維持するモータ制御を実施する一方で、当該モータ制御はシートベルト未装着状態あるいは衝突可能性のない状態では不実施とされるシートベルト装置。
4. 前記制御手段は、
   前記車両の衝突が不可避となったときの前記衝突不可避信号を受けて、
   前記弛み量が、前記所定量以上であるか否かを判断し、
   前記所定量以上のときには前記モータをシートベルトの巻取り方向に駆動させ、
   前記所定量よりも小さいときには、前記弛み量が所定量となるように前記モータをシートベルトの引出し方向に暫時駆動し、その後、前記モータをシートベルトの巻取り方向に駆動する請求項３記載のシートベルト装置。
5. 前記車両の衝突が不可避となったときに、前記モータをシートベルトの巻き取り方向に駆動する指令信号に応じて前記リールからのシートベルトの引出しを禁止すると共に、前記リールへの前記シートベルトの巻取りを許容する強制ロック機構を有する請求項３記載のシートベルト装置。
6. 前記所定量は、２０ｍｍから４０ｍｍである請求項３乃至５のうちいずれか一項記載のシートベルト装置。
7. 乗員を座席に拘束するシートベルトを巻回するリールと、
   前記シートベルトの装着を検知するシートベルト装着検知手段と、
   車両の衝突を予知し、衝突が不可避的であるときに衝突不可避信号を出力する衝突予知手段と、
   前記リールを前記シートベルトの巻取り方向あるいは前記シートベルトの引出し方向に回転駆動するモータと、
   前記シートベルトの弛み量を検知する弛み量検知手段と、
   前記モータの回転駆動を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記シートベルトが乗員に装着されているシートベルト装着状態及び前記衝突不可避信号が出力されている衝突不可避状態を検知すると、前記弛み量検知手段が読み取った前記シートベルトの弛み量が、前記モータが無負荷状態から起動して乗員拘束が始まるまでに最大回転速度の約６０％以上となるような所定値以上のときには、前記モータをシートベルトの巻取り方向に駆動させ、前記弛み量が前記所定値よりも小さいときには、前記弛み量が所定値となるように前記モータをシートベルトの引出し方向に暫時駆動し、その後、前記モータをシートベルトの巻取り方向に駆動することにより、緊急の際の乗員拘束に要する巻取り時間を最初から乗員を拘束する負荷を担って起動する場合に比べて短縮するモータ制御を実施する一方で、当該モータ制御はシートベルト未装着状態あるいは衝突可能性のない状態では不実施とするシートベルト装置。
8. 前記弛み検出手段は、シートベルトが巻回されたリールの回転軸の回転数と回転方向とを検出可能な回転センサによってシートベルトの引き出し量が検知され、シートベルトが前記モータを流れる電流値から算出した所定張力となったときの引き出しテンションを原点として、そこから引き出された量が前記弛み量として検知される請求項７記載のシートベルト装置。
9. 前記所定値は、２０ｍｍから４０ｍｍである請求項７又は８記載のシートベルト装置。

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