JP4926779B2 - シートベルト装置 - Google Patents

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するものである。

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ベルトリールに巻回され、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。この種のシートベルト装置はベルトリールの一端に回転軸が突設され、その回転軸が巻取りばねによって回転付勢されるようになっている。

近年、この種のシートベルト装置として、ベルトリールの回転軸にクラッチを介してモータを接続し、ウェビングの弛み取りや緊急引き込みをモータの動力で行うものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。

このシートベルト装置は、ベルトリールに突設された回転軸にモータ動力を断接操作するクラッチが設けられるとともに、そのクラッチと巻取りばねの間に、ベルトリールの回転状態（回転方向や回転量、回転速度等）を検出する回転検出手段が設けられ、回転検出手段の検出結果がモータ制御用のコントローラに出力されるようになっている。回転検出手段は、円周方向の位置に応じて磁性の異なる磁性回転体と、この磁性回転体の回転に応じた磁気変化を検出するホール素子等の磁気センサとから成り、磁性回転体がベルトリールの回転軸上のクラッチと巻取りばね間位置に一体に取り付けられている。したがって、ウェビングの繰り出しや巻取りに応じてベルトリールが回転すると、磁性回転体がベルトリールと一体に回転し、そのときの磁性回転体の周囲の磁気変化が磁気センサを通してコントローラに出力され、コントローラにおいてベルトリールの回転状態が把握される。
特開２００５−２９７７８１号公報

しかし、この従来のシートベルト装置においては、ベルトリールの回転軸上に巻取りばねと回転検出手段が隣接して配置されているため、巻取りばねとその周囲に塗られるグリスや磨耗粉等が回転検出手段に付着する可能性があるうえ、巻取りばね方向から回転検出手段に磁気ノイズが入り込む可能性も考えられる。

そこでこの発明は、回転検出手段に対するグリスや磨耗粉等の付着と、磁気ノイズの侵入を防止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。

上記の課題を解決する請求項１に記載の発明は、ウェビング（例えば、後述の実施形態におけるウェビング３）が巻回され、回転に応じてウェビングの繰り出しと巻き戻しを行うベルトリール（例えば、後述の実施形態におけるベルトリール４）と、このベルトリールの回転状態を検出する回転検出手段（例えば、後述の実施形態における回転検出手段１４）と、ウェビングを巻取る方向に前記ベルトリールを回転付勢する巻取りばね（例えば、後述の実施形態における巻取りばね１５）と、を備え、前記回転検出手段が、前記ベルトリールに連動して回転し円周方向の位置に応じて磁性が異なる磁性回転体（例えば、後述の実施形態における回転子１１）と、この磁性回転体の回転状態に応じた磁気変化を検出する磁気センサ（例えば、後述の実施形態におけるホール素子１３Ａ，１３Ｂ）とによって構成され、前記巻取りばねの一端が、前記磁性回転体と一体回転する軸（例えば、後述の実施形態における連結軸１２）に連結されたシートベルト装置において、前記巻取りばねと前記回転検出手段とは、凹状の共通のカバー（例えば、後述の実施形態における前部カバー１６）内に収容され、前記カバー内には、前記巻取りばねと前記磁性回転体の間に配置されて、当該カバー内をばね収容空間（例えば、後述の実施形態におけるばね収容空間２１）と回転子収容空間（例えば、後述の実施形態における回転子収容空間２２）とに隔成する磁性材料からなる隔壁（例えば、後述の実施形態における隔壁２０）が設けられ、当該隔壁によって隔成された前記ばね収容空間内にはグリスが充填され、内部に前記磁気センサの保持ケース（例えば、後述の実施形態における保持ケース２５）を係止する凹状のサブカバー（例えば、後述の実施形態におけるサブカバー２３）が設けられ、前記サブカバーが前記カバー内に嵌入固定され、前記サブカバーの周壁と前記保持ケースによって前記隔壁の外周縁部が押圧支持されていることを特徴とする。
これにより、回転検出手段と巻取りばねの間がカバー内において隔壁によって物理的に仕切られるとともに、磁気的にも遮蔽されるようになる。また、隔壁の周縁部が回転検出手段側からサブカバーの周壁と保持ケースによって支持され、隔壁の周縁部の反り等の変形が阻止される。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のシートベルト装置において、前記隔壁のうちの、前記巻取りばねに臨む面を摺動性に優れた摺動部材（例えば、後述の実施形態における硬質樹脂）によって構成するとともに、前記回転検出手段に臨む面を磁気遮蔽性に優れた磁気遮蔽部材（例えば、後述の実施形態における金属）によって構成したことを特徴とする。
これにより、隔壁のうちの、巻取りばねに臨む面は摺動性が高まり、回転検出手段に臨む面は磁気遮蔽性が高まる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のシートベルト装置において、前記回転検出手段を挟んで前記隔壁と対向する側に磁性材料からなる動力伝達ユニット（例えば、後述の実施形態における動力伝達ユニット８）を配置したことを特徴とする。
これにより、回転検出手段の隔壁と逆側面は動力伝達ユニットによって磁気遮蔽されるようになる。

請求項１に記載の発明によれば、回転検出手段と巻取りばねの間に設けられた隔壁によって巻取りばね側から回転検出手段側へのグリスや磨耗粉等の飛散を防止することができるうえ、隔壁を磁性材料によって形成したことから、巻取りばね側から回転検出手段側への磁気ノイズの侵入をも防止することができる。

また、請求項１に記載の発明によれば、隔壁の周縁部がサブカバーの周壁と保持ケースによって回転検出手段側から支持されるため、隔壁の周縁部からのグリス等の漏れを確実に防止することができる。

請求項３に記載の発明によれば、隔壁のうちの、巻取りばねに臨む面を摺動部材によって構成し、回転検出手段に臨む面を磁気遮蔽部材によって構成したため、巻取りばねに対する摺動抵抗の低減と、回転検出手段に対する磁気遮蔽性の向上を図ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、回転検出手段の隔壁と逆側面を動力伝達ユニットによって磁気遮蔽するため、外部から回転検出手段への磁気ノイズの侵入をより確実に防止することが可能になる。

以下、この発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
最初に、図１〜図６に示す第１の実施形態について説明する。
図１は、この発明にかかるシートベルト装置１のリトラクタ２の概略構成と要部の断面を示すものであり、図２は、リトラクタ２の分解状態を示すものである。リトラクタ２は、これらの図に示すように、ウェビング３（図１参照。）が巻回されたベルトリール４がリトラクタフレーム５に回転可能に支持され、ベルトリール４の軸４ａがリトラクタフレーム５から外部に突出している。なお、図２中の６は、ベルトリール４から引き出されたウェビング３を案内するウェビングガイド部であり、７は、衝突衝撃の入力時等に火薬の推力によってベルトリール４に回転力を付与してウェビング３を瞬時に引き込む火薬式のプリテンショナ機構である。以下の説明においては、特別に断らない限りリトラクタフレーム５からベルトリール４の軸４ａが突出する方向を前方と呼び、ウェビングガイド部６を介してウェビング３が引き出される方向（図２中の上方）を上方と呼ぶものとする。

ベルトリール４の軸４ａは、動力断接用のクラッチとギヤ機構（図示せず）を含む動力伝達ユニット８を介してモータ９に連動可能に接続されている。動力伝達ユニット８には、ベルトリール４の軸４ａに同軸に連結される出力軸１０が設けられ、その出力軸１０が前方に突出している。動力伝達ユニット８内のクラッチは、モータ９が駆動されているときにのみモータ９と出力軸１０（ベルトリール４）とを接続状態にし、モータ９が非駆動状態のときにモータ９と出力軸１０（ベルトリール４）の接続を遮断するようになっている。また、クラッチやギヤ機構を収容する動力伝達ユニット８のケーシング８ａは金属等の磁性材料によって形成されている。

出力軸１０の前端部には、外周に磁性リング１１ａを備えた円板状の回転子（磁性回転体）１１が連結され、その回転子１１の軸心位置には連結軸１２が前方に突出している。磁性リング１１ａは、円周方向に沿って異磁極が交互に現れるように着磁され、円周方向の位置に応じて磁性が異なっている。回転子１１の外周側には、円周方向で離間した一対のホール素子１３Ａ，１３Ｂ（磁気センサ）が非接触状態で近接配置され、この回転子１１とホール素子１３Ａ，１３Ｂとがベルトリール４の回転状態を検出する回転検出手段１４を構成するようになっている。この回転検出手段１４については後に詳述する。

また、回転子１１と一体の連結軸１２にはベルトリール４をウェビング巻き取り方向に回転付勢するための巻取りばね１５が結合されている。巻取りばね１５は、ゼンマイばねによって構成され、その内周端が連結軸１２に結合される一方で、外周端がリトラクタ２の前部カバー１６（カバー）の内壁に結合されている。この前部カバー１６はリトラクタフレーム５に一体に結合されている。また、連結軸１２の先端部には軸心穴１７が形成され、この軸心穴１７に前部カバー１６に突設されたガイド突起１８が挿入されている。

前部カバー１６は、樹脂材料によって一体に成形され、巻取りばね１５の収容される有底円筒状のばね収容部１６ａと、このばね収容部１６ａと同軸に、かつ、ばね収容部１６ａよりも大径に形成された大径円筒部１６ｂと、この大径円筒部１６ｂの下端に連設された略矩形状のセンサ収容部１６ｃと、を備えている。大径円筒部１６ｂには回転検出手段１４の回転子１１が収容され、センサ収容部１６ｃにはホール素子１３Ａ，１３Ｂを実装する基板１９（図３参照）が収容されるようになっている。

前部カバー１６のばね収容部１６ａと大径円筒部１６ｂの間には、連結軸１２の挿通される貫通孔２０ａを有する略円板状の隔壁２０が配置され、前部カバー１６の内部が、この隔壁２０によって底部側のばね収容空間２１と開口側の回転子収容空間２２とに隔成されている。隔壁２０の外周縁部には、図２に示すように一対の支持突起２０ｂ，２０ｂが設けられ、この支持突起２０ｂ，２０ｂが大径円筒部１６ｂの周壁の図示しない位置決め溝に嵌合されるようになっている。この位置決め溝は、ばね収容部１６ａと大径円筒部１６ｂの境界位置に達する位置まで形成され、支持突起２０ｂ，２０ｂを位置決め溝の終端部に当接させることにより、隔壁２０が前部カバー１６内で位置決めされるようになっている。この実施形態の場合、隔壁２０は、全体が金属等の磁気遮蔽部材によって形成されている。

また、前部カバー１６には、その内部に巻取りばね１５、隔壁２０、回転子１０等をセットした後に、前部カバー１６よりも一回り小さいサブカバー２３が蓋状に嵌合されている。なお、このときばね収容空間２１には巻取りばね１５を潤滑するためのグリスが充填される。この実施形態の場合、サブカバー２３は前部カバー１６と同様の樹脂材料によって形成され、前部カバー１６に対してビス止め等によって固定されている。また、サブカバー２３の底壁２３ａには、動力伝達ユニット８の出力軸１０を回転子１１に連結するための開口３０が設けられている。

サブカバー２３は、図３，図４に示すように前部カバー１６の大径円筒部１６ｂに嵌合される略円筒状の円弧壁２３ｂ（支持壁）と、この円弧壁２３ｂの両端部に連設され前部カバー１６のセンサ収容部１６ｃに嵌合される略コ字状の矩形壁２３ｃとを備え、矩形壁２３ｃの内側に、ホール素子１３Ａ，１３Ｂを実装した基板１９を配置するセンサ設置スペース２４（図４参照。）が確保されている。基板１９は全体が略円弧状を呈する樹脂製の保持ケース２５内に保持されており、この保持ケース２５はサブカバー２３内のセンサ設置スペース２４に配置され、サブカバー２３に突設された係止爪２６，２６によって係止されている。

保持ケース２５は、前部カバー１６の底部に臨む側が開口し、前部カバー１６に組み付けられた状態において、回転子１１の外周縁部に臨む円弧壁２５ａ（支持壁）がサブカバー２３の円弧壁２３ｂとともに円形状の壁を構成するようになっている。これらの円弧壁２３ｂ，２５ａの先端面は、サブカバー２３が前部カバー１６に嵌合固定された状態において、隔壁２０の外周縁部に回転子収容空間２２側から当接するようになっている。

なお、このシートベルト装置１の場合、前部カバー１６内に巻取りばね１５、隔壁２０、回転子１０等をセットし、前部カバー１６の開口側にサブカバー２３を保持ケース２５とともに取り付けたものはカバーユニット３２を構成し、最終的に動力伝達ユニット８とリトラクタフレーム５にボルト締結等によって一体化される。

ここで、回転検出手段１４について図５，図６を参照して説明すると、回転検出手段１４の一対のホール素子１３Ａ，１３Ｂは、信号処理用の図示しないセンサ回路を介してコントローラ２７（図１，図５参照。）に接続され、各ホール素子１３Ａ，１３Ｂで検出される磁気変化に応じたパルス信号をコントローラ２７に出力するようになっている。各ホール素子１３Ａ，１３Ｂからコントローラ２７に入力されるＡ相、Ｂ相の各パルス信号は、コントローラ２７において、モータ９を駆動するためのフィードバック信号等として用いられる。コントローラ２７においては、具体的には、Ａ相、Ｂ相の各相のパルス信号をカウントすることによってベルトリール４の回転量（ウェビング３の引き出し量）を検出し、Ａ相、Ｂ相の二つのパルス信号の波形の立ち上がりの比較によってベルトリール４の回転方向を検出する（図６参照）。

このシートベルト装置１の場合、乗員によるウェビング３の装着時や通常走行時にはモータ９がオフにされており、バックルの解除等により非装着を検出するとモータ９が適宜オンにされ、収納位置までのウェビング３の巻取りが行われる。このとき、ウェビング３の引き出し量や移動方向等は上述した回転検出手段１４によって検出され、その検出結果に基づいてモータ９が制御される。

このシートベルト装置１においては、カバーユニット３２内の巻取りばね１５と回転検出手段１４の間が隔壁２０によって仕切られているため、巻取りばね１５側から回転検出手段１４側へのグリスや磨耗粉等の飛散を隔壁２０によって確実に防止することができる。そして、このシートベルト装置１の場合、隔壁２０全体が磁性材料で形成されているため、巻取りばね１５側から回転検出手段１４側への磁気ノイズの侵入を隔壁２０によって阻止することができる。したがって、前部カバー１６を軽量で造形の自由度の高い樹脂材料で形成するにも拘わらず、磁気ノイズによる検出精度の低下を確実に防止することができる。

また、このシートベルト装置１では、隔壁２０と回転検出手段１４を共通の前部カバー１６内に収容して、前部カバー１６内をばね収容空間２１と回転子収容空間２２とに隔成しているため、巻取りばね１５から回転検出手段１４側へのグリスや磨耗粉等の侵入をより確実に防止することができる。

特に、この実施形態のシートベルト装置１においては、隔壁２０の外周縁部を回転子収容空間２２側からサブカバー２３と保持ケース２５の円弧壁２３ｂ，２５ａによって押圧するようになっているため、円弧壁２３ｂ，２５ａで隔壁２０の周縁部の反り等を抑制し、周縁部からのグリス等の漏れをより確実に防止できるという利点がある。

なお、隔壁２０の周縁部を押圧する壁はサブカバー２３に円形状に形成することも考えられるが、この実施形態のようにサブカバー２３と保持ケース２５に夫々円弧壁２３ｂ，２５ａを形成して両者で連続した円形状の壁を形成するようにした場合には、ホール素子１３Ａ，１３Ｂと回転子１１の間に配置される壁が一重の壁になるため、カバーユニット３２の構造の簡素化と、それによる小型・軽量化、さらには回転検出手段１４の検出精度の向上をも図ることができる。

さらに、この実施形態のシートベルト装置１においては、前部カバー１６内に巻取りばね１５、隔壁２０、回転子１１等を組み付け、保持ケース２５をサブカバー２３に取り付け、そのサブカバー２３を前部カバー１６の開口側に嵌合固定する構造となっているため、これら全体をカバーユニット３２として取り扱うことができ、製造や組立が容易であるという利点がある。
また、この実施形態の場合、カバーユニット２３部分のみを取り換えることによって、回転検出手段１４を備えるシートベルト装置１と回転検出手段１４を備えないシートベルト装置で容易に作り分けを行なうことができ、異なる仕様のシートベルト装置で多くの部品を共用化できることから、製造コストの削減を図ることができるという利点もある。

また、この実施形態のシートベルト装置１の場合、カバーユニット３２をリトラクタフレーム５に取り付けた状態において、サブカバー２３を挟む回転検出手段１４の背部側に、ケーシング８ａが金属（磁性材料）で形成された動力伝達ユニット８が配置されるため、回転検出手段１４に対するサブカバー２３側からの磁気ノイズの侵入を動力伝達ユニット８によって阻止することができる。したがって、このシートベルト装置１においては、前述の隔壁２０による磁気遮蔽効果と相俟って磁気ノイズの侵入を確実に防止し、回転検出手段１４による検出精度のさらなる向上を図ることができる。

図７は、この発明の第２の実施形態を示すものである。
この実施形態のシートベルト装置１０１は、基本的な構成は第１の実施形態とほぼ同様であるが前部カバー１６内をばね収容空間２１と回転子収容空間２２とに隔成する隔壁１２０の構成が異なっている。なお、この第２の実施形態においては、第１の実施形態と同一部分に同一符号を付して重複する説明を省略する。
この実施形態の場合、隔壁１２０は、全体が金属等の磁気遮蔽部材によって形成されているのではなく、回転検出手段１４に臨む一方の面のみが金属等の磁気遮蔽部材によって形成され、巻取りばね１５に臨む他方の面は摺動性の高い硬質樹脂等の摺動部材によって形成されている。図７においては、磁気遮蔽部材層を符号ａで示し、摺動部材層を符号ｂで示している。

この実施形態のシートベルト装置１０１は、基本的には前述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができるが、さらに、隔壁１２０のうちの、巻取りばね１５に臨む面を硬質樹脂等の摺動部材によって構成し、回転検出手段１４に臨む面を金属等の磁気遮蔽部材によって構成しているため、巻取りばね１５の摺動抵抗の低減と、回転検出手段１４に対する磁気遮蔽性の向上を同時に図ることができる。

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、上記の実施形態においては、円周方向に沿って異磁極を交互に着磁した回転子１１と一対のホール素子１３Ａ，１３Ｂによって回転検出手段１４を構成したが、磁気変化を検出できる磁気センサであればホール素子１３Ａ，１３Ｂ以外の磁気センサを用いることも可能である。また、回転子も円周方向に沿って異磁極を交互に配置するのではなく、円周方向に沿って磁力の強弱を変えるようにしても良い。

この発明の第１の実施形態を示すものであり、リトラクタの要部の縦断面図。 同実施形態のリトラクタの分解斜視図。 同実施形態のリトラクタのカバーを取り去った 同実施形態のリトラクタのサブカバーと保持ケースの分解斜視図。 同実施形態の回転検出手段の概略構成図。 同実施形態の回転検出手段の信号波形を示す図。 この発明の第２の実施形態を示すものであり、リトラクタの要部の拡大断面図。

符号の説明

１，１０１…シートベルト装置
３…ウェビング
４…ベルトリール
８…動力伝達ユニット
１１…回転子（磁性回転体）
１２…連結軸（軸）
１３Ａ，１３Ｂ…ホール素子（磁気センサ）
１４…回転検出手段
１５…巻取りばね
１６…前部カバー（カバー）
２０，１２０…隔壁
２１…ばね収容空間
２２…回転子収容空間
２３…サブカバー
２３ｂ…円弧壁
２５…保持ケース
２５ａ…円弧壁

Claims (4)

1. ウェビングが巻回され、回転に応じてウェビングの繰り出しと巻き戻しを行うベルトリールと、
   このベルトリールの回転状態を検出する回転検出手段と、
   ウェビングを巻取る方向に前記ベルトリールを回転付勢する巻取りばねと、
   を備え、
   前記回転検出手段が、前記ベルトリールに連動して回転し円周方向の位置に応じて磁性が異なる磁性回転体と、この磁性回転体の回転状態に応じた磁気変化を検出する磁気センサとによって構成され、
   前記巻取りばねの一端が、前記磁性回転体と一体回転する軸に連結されたシートベルト装置において、
   前記巻取りばねと前記回転検出手段とは、凹状の共通のカバー内に収容され、
   前記カバー内には、前記巻取りばねと前記磁性回転体の間に配置されて、当該カバー内をばね収容空間と回転子収容空間とに隔成する磁性材料からなる隔壁が設けられ、
   当該隔壁によって隔成された前記ばね収容空間内にはグリスが充填され、
   内部に前記磁気センサの保持ケースを係止する凹状のサブカバーが設けられ、
   前記サブカバーが前記カバー内に嵌入固定され、前記サブカバーの周壁と前記保持ケースによって前記隔壁の外周縁部が押圧支持されていることを特徴とするシートベルト装置。
2. 前記カバーは、前記巻取りばねが収容される有底円筒状のばね収容部と、このばね収容部と同軸に、かつ、当該ばね収容部よりも大径に形成されて、前記磁性回転体が収容される大径円筒部と、この大径円筒部の周壁に連設されて、前記磁気センサが収容される略矩形状のセンサ収容部と、を備え、
   前記サブカバーは、前記カバーの前記大径円筒部に嵌合される略円筒状の円弧壁と、この円弧壁の両端部に連設され、前記カバーの前記センサ収容部に嵌合される略コ字状の矩形壁と、を備え、
   前記保持ケースは、前記矩形壁の内側に係止され、前記サブカバーの前記円弧壁とともに円形状の壁を構成する円弧壁を備え、
   前記隔壁は外周縁部に支持突起を備え、
   前記カバーの大径円筒部には、前記ばね収容部と大径円筒部の境界位置に達する位置決め溝が形成され、
   前記隔壁は、前記支持突起を前記大径円筒部の前記位置決め溝に嵌入され、前記カバーに前記サブカバーが嵌入固定された状態において、外周縁部が前記サブカバーと保持ケースの前記円弧壁によって押圧支持されていることを特徴とする請求項１に記載のシートベルト装置。
3. 前記隔壁のうちの、前記巻取りばねに臨む面を摺動性に優れた摺動部材によって構成するとともに、前記回転検出手段に臨む面を磁気遮蔽性に優れた磁気遮蔽部材によって構成したことを特徴とする請求項１または２に記載のシートベルト装置。
4. 前記回転検出手段を挟んで前記隔壁と対向する側に磁性材料からなる動力伝達ユニットを配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のシートベルト装置。

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