JP5576453B2 - シートベルト装置 - Google Patents

Description

この発明は、シートベルト装置に関する。

従来、例えば、車両のシートに乗員が着座した際にリーチャを車両の前方に回動させ、車両のドアが閉じられた状態でバックルスイッチがオフかつ車速が所定車速以上である場合にリーチャを格納するシートベルト装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

ＷＯ２０１１／１５２１４４号公報

ところで、上記従来技術に係るシートベルト装置によれば、リーチャを格納位置に回動させる際に車速センサによる車速の検出結果を監視する必要があり、処理負荷を低減させることができず、装置の小型化および装置構成に要する費用の削減が困難であるという問題が生じる。
また、車速が所定車速以上に到達するまでリーチャは格納されないことから、車両走行時に車体に横加速度や振動などが作用した場合にリーチャがドアなどにぶつかって衝撃音が発生し、乗員に不快感を与えてしまうという問題が生じる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、乗員に不快感を与えること無しに、処理負荷を適切に低減することが可能なシートベルト装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１の発明に係るシートベルト装置は、車両の乗員を拘束するためのウェビング（例えば、実施の形態におけるウェビング５）が巻回されるウェビングリール（例えば、実施の形態におけるウェビングリール１０）と、前記ウェビングリールに伝達機構（例えば、実施の形態における動力伝達機構１４）を介して連結されたモータ（例えば、実施の形態におけるモータ１１）と、前記モータおよび前記ウェビングリールを接状態に保つ接位置と、前記モータおよび前記ウェビングリールを断状態に保つ断位置と、に移動可能なクラッチ部材（例えば、実施の形態におけるクラッチ１２）と、シート（例えば、実施の形態におけるシート２）から車室外側の軸（例えば、実施の形態における支持部材７ａの軸Ｏ）周りに車両の前後方向に回動可能に配置され、付勢部材（例えば、実施の形態におけるリターンスプリング７ｄ）により車両前方に回動し、前記ウェビングの巻き取りにより車両後方の格納位置に回動するベルトリーチャ（例えば、実施の形態におけるベルトリーチャ７）と、助手席に乗員が着座しているか否かを検出する着座検出手段（例えば、実施の形態におけるバックルスイッチ５１）と、前記車両の始動状態を検出する始動状態検出手段（例えば、実施の形態におけるイグニッションスイッチ５６）と、前記車両のドアの開閉を検出するドア開閉検出手段（例えば、実施の形態におけるドアスイッチ５５）と、前記モータを制御する制御手段（例えば、実施の形態における制御装置４３）と、を備え、前記制御手段は、前記ドア開閉検出手段により前記ドアの開状態から閉状態への変化が検出された場合に、前記モータの駆動により前記クラッチ部材を断状態にすることによって前記付勢部材により前記ベルトリーチャを車両前方に回動させ、前記制御手段は、前記着座検出手段により前記助手席に着座する乗員が検出されず、かつ、前記始動状態検出手段により前記車両の始動が検出された場合に、前記モータの駆動により前記ウェビングを巻き取ることによって前記ベルトリーチャを車両後方の前記格納位置に回動させる。

さらに、本発明の第２の発明に係るシートベルト装置では、前記着座検出手段は、前記助手席において前記ウェビングのタング（例えば、実施の形態におけるタングプレート８）がバックル（例えば、実施の形態におけるバックル９）に装着されたか否かを検出するバックルスイッチ（例えば、実施の形態におけるバックルスイッチ５１）である。

さらに、本発明の第３の発明に係るシートベルト装置では、前記制御手段は、前記着座検出手段により前記助手席に着座する乗員が検出されず、かつ、前記始動状態検出手段により前記車両の始動が検出されたときに、所定時間経過後に、前記モータの駆動により前記ウェビングを巻き取ることによって前記ベルトリーチャを車両後方の前記格納位置に回動させる。

本発明の第１の発明に係るシートベルト装置によれば、イグニッションスイッチのオンなどによって車両の始動が検出された場合に、ベルトリーチャを車両後方の格納位置に回動させることから、例えば車速などを常時監視する場合に比べて、処理負荷を低減させることができ、装置の小型化および装置構成に要する費用の削減が可能となる。
さらに、車両走行時には既にベルトリーチャが格納位置に配置されていることから、ベルトリーチャやウェビングのタングなどがドアなどにぶつかることを防止し、乗員に不快感を与えてしまうことを防ぐことができる。

本発明の第２の発明に係るシートベルト装置によれば、特別なセンサを備える必要無しに、乗員が着座しているか否かを精度良く検出することができる。

本発明の第３の発明に係るシートベルト装置によれば、乗員によるシートベルトの装着が遅れている場合などに対応して、車両の始動が検出されてから所定時間が経過するまではリーチャを車両前方に回動させておくことによって、利便性を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係るシートベルト装置の構成図である。 本発明の実施の形態に係るシートベルト装置の斜視図である。 本発明の実施の形態に係るシートベルト装置のベルトリーチャの一部を拡大して示す、シート側から車室外側に向かって見た斜視図である。 本発明の実施の形態に係るシートベルト装置のベルトリーチャの装着位置と格納位置とを示す図である。 本発明の実施の形態に係るシートベルト装置の動力伝達機構の構成図である。 本発明の実施の形態に係るシートベルト装置の動力伝達機構の構成図である。 本発明の実施の形態に係るシートベルト装置の動力伝達機構の一部を拡大して示す構成図である。 本発明の実施の形態に係るシートベルト装置の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係るシートベルト装置について添付図面を参照しながら説明する。

本実施の形態によるシートベルト装置１は、例えば図１に示すように、車両のシート２に着座する乗員３を拘束可能な所謂三点式のシートベルト装置である。
センタピラー（図示略）に取付けられたリトラクタ４から略鉛直方向上方に引き出されたウェビング５は、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の先端はシート２の車室外側寄りのベルトリーチャ７を介して車体フロアに固定されている。
ウェビング５のスルーアンカ６とベルトリーチャ７との間に挿通されたタングプレート８は、シート２の車室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（例えば、未装着状態）ではリトラクタ４に巻き取られている。ウェビング５は、乗員３によってウェビングリール１０から引き出されて、タングプレート８がバックル９に装着固定されることにより、乗員３の身体（例えば、胸部および腰部など）をシート２に対して拘束する。
このシートベルト装置１では、例えば緊急時や車両挙動の変化時やウェビング５をリトラクタ４に巻き取り収納するときなどにおいて、ウェビングリール１０に回転力を付与するモータ１１の駆動力などによってウェビング５の巻き取りが行なわれる。

ベルトリーチャ７は、例えば図２および図３に示すように、車体フロアに固定された支持部材７ａと、支持部材７ａの軸Ｏの周りに回動可能に支持された回動部材７ｂと、基端部が回動部材７ｂに固定されるとともに先端部がウェビング５の先端に接続されたアーム部材７ｃと、リターンスプリング７ｄと、を備えている。

リターンスプリング７ｄは、ベルトリーチャ７を車両後方から車両前方に向かう回動方向に付勢しており、リターンスプリング７ｄの一端部は支持部材７ａに掛止され、他端部は回動部材７ｂに掛止されている。
支持部材７ａは、例えば、回動部材７ｂの回動（つまり、車両の前後方向におけるベルトリーチャ７の回動）を所定範囲内に規制する前方側規制部材７ｅおよび後方側規制部材７ｆを備えている。
回動部材７ｂは、例えば、支持部材７ａの前方側規制部材７ｅおよび後方側規制部材７ｆに接触することによって回動部材７ｂの車両前方への回動および車両後方への回動を規制する規制部材７ｇを備えている。

例えば図４（Ａ）に示すように、後述するモータ１１などによってウェビング５の巻き取り方向に所定値以上の張力が作用していない状態において、回動部材７ｂは、リターンスプリング７ｄによって車両後方から車両前方へと回動する。そして、回動部材７ｂの規制部材７ｇが支持部材７ａの前方側規制部材７ｅに接触した状態で、回動部材７ｂの車両前方への回動は規制され、ベルトリーチャ７が車両前方の装着位置に配置される。このベルトリーチャ７の装着位置では、例えば、アーム部材７ｃがシート２のシートバックの前方に向かって傾動している。

また、例えば図４（Ｂ）に示すように、後述するモータ１１などによってウェビング５の巻き取り方向に所定値以上の張力が作用している状態において、回動部材７ｂは、ウェビング５の張力によって車両前方から車両後方へと回動する。そして、回動部材７ｂの規制部材７ｇが支持部材７ａの後方側規制部材７ｆに接触した状態で、回動部材７ｂの車両後方への回動は規制され、ベルトリーチャ７が車両後方の格納位置に配置される。このベルトリーチャ７の格納位置では、例えば、アーム部材７ｃがシート２のシートバックの側面に沿って配置されている。

リトラクタ４では、例えば図５および図６に示すように、ウェビング５が巻回されたウェビングリール１０はリトラクタフレーム（図示略）に回転可能に支持され、ウェビングリール１０の軸１０ａはリトラクタフレームの一端側から外部に向かい突出している。
ウェビングリール１０の軸１０ａは、動力断接用のクラッチ１２およびギヤ機構１３を具備する動力伝達機構１４を介してモータ１１の回転軸１１ａに連動可能に接続されている。

動力伝達機構１４内のクラッチ１２は、モータ１１の回転状態に応じて、モータ１１とウェビングリール１０との接続を遮断可能である。
リトラクタ４には、ウェビングリール１０をウェビング５の巻き取り方向に付勢する巻き取りばね１５が設けられ、ウェビングリール１０とモータ１１がクラッチ１２によって切り離された状態において、巻き取りばね１５による張力がウェビング５に作用する。

クラッチ１２は、モータ１１の正転方向（ウェビング５の巻き取り方向）の回転トルクの入力を契機として動力伝達機構１４を接続状態にし、モータ１１の逆転方向（ウェビング５の引き出し方向）の回転トルクの入力を契機として動力伝達機構１４を遮断状態にする。
リトラクタ４は、例えば車両に所定値を超える減速度が作用した場合などに、ウェビング５の送り出しを機械的にロックする緊急ロック機構１６を備えている。

動力伝達機構１４のギヤ機構１３では、例えば図５〜図７に示すように、サンギヤ２１は駆動入力用の外歯２２に一体に結合されるとともに、複数のプラネタリギヤ２３を支持するキャリア２４はウェビングリール１０の軸に結合されている。
プラネタリギヤ２３に噛合したリングギヤ２５の外周側に形成された複数のラチェット歯２６はクラッチ１２の一部を構成している。
クラッチ１２は、後述する制御装置４３によるモータ１１の駆動力の制御によってモータ１１とウェビングリール１０の間の動力伝達系を適宜断切する。

動力伝達機構１４のモータ側動力伝達系２７は、サンギヤ２１と一体の外歯２２に常時噛合される小径の第１コネクトギヤ２８と、この第１コネクトギヤ２８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２９と、この第２コネクトギヤ２９とモータギヤ３０（モータ１１の回転軸１１ａ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３１，３２と、から構成されている。

モータ１１の正転方向の駆動力は、例えば図６中の実線矢印Ｍで示すように、各ギヤ３０，３２，３１を通して第２，第１コネクトギヤ２９，２８へと伝達され、さらに外歯２２を介してサンギヤ２１に伝達された後にプラネタリギヤ２３とキャリア２４を介してウェビングリール１０に伝達される。
このモータ１１の正転方向の駆動力は、ウェビング５を引き込む方向にウェビングリール１０を回転させる。ただし、サンギヤ２１からプラネタリギヤ２３に伝達された駆動力は、リングギヤ２５が固定されているときに前記のようにすべてキャリア２４側に伝達されるが、リングギヤ２５の回転が自由な状態においては、プラネタリギヤ２３の自転によってリングギヤ２５を空転させる。
クラッチ１２は、リングギヤ２５の回転のロックとロック解除を制御することによって、ウェビングリール１０（つまり、キャリア２４）に対するモータ駆動力の伝達をオン・オフ操作する。

クラッチ１２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３３を有するパウル３４と、このパウル３４を操作するクラッチスプリング３５と、パウル３４の係止爪３３に係合可能な前記リングギヤ２５のラチェット歯２６と、を備えている。
係止爪３３は、パウル３４がラチェット歯２６方向に操作されたときに、ラチェット歯２６の傾斜面とほぼ直交する面に突き当たり、リングギヤ２５の一方向の回転をロックする。

また、クラッチスプリング３５は付根部側が円弧状に湾曲し、その湾曲部３６が第１コネクトギヤ２８の軸部の外周に巻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３５の先端部はパウル３４方向に延出し、パウル３４の操作窓３７に係合する。
なお、クラッチスプリング３５の湾曲部３６は摩擦によって第１コネクトギヤ２８の軸部に係合しており、第１コネクトギヤ２８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２８との間で滑りを生じる。

クラッチ１２では、モータ１１が正転方向（例えば、図６中の実線矢印Ｍの方向）に回転すると、クラッチスプリング３５は、例えば図７の実線で示す姿勢から鎖線で示す姿勢に変化する。これによってパウル３４の係止爪３３は図６に示すようにラチェット歯２６に噛合してリングギヤ２５の回転をロックする。
なお、ラチェット歯２６はリングギヤ２５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２５が逆方向に回転しようとしたときにも、ラチェット歯２６が係止爪３３を押し上げるためにある程度以上の力が必要となる。
リングギヤ２５の回転がロックされると、前述のようにサンギヤ２１に伝達された回転力はすべてキャリア２４の回転となってウェビングリール１０に伝達される。この状態は、クラッチオン状態である。

一方、このクラッチオン状態からモータ１１が逆転すると、第１コネクトギヤ２８は、例えば、図６中の点線矢印Ｈで示すように回転して、クラッチスプリング３５を、例えば図７中の実線で示すように回動させる。これにより、パウル３４の係止爪３３はラチェット歯２６から引き離され、リングギヤ２５のロックは解除される。
リングギヤ２５のロックが解除されると、前述のようにサンギヤ２１に伝達された回転力はプラネタリギヤ２３を自転させ、このときリングギヤ２５を空転してキャリア２４（ウェビングリール１０）側に動力を伝達させない。この状態は、クラッチオフ状態である。

また、クラッチ１２では、前記のクラッチオン状態（接続状態）のときには、動力伝達の経路においてプラネタリギヤ２３を挟んでモータ１１側に位置されるサンギヤ２１と、プラネタリギヤ２３を挟んでウェビングリール１０側に位置されるキャリア２４との相対的な回転状況に応じて、リングギヤ２５の挙動は異なる。

すなわち、サンギヤ２１（モータ１１側）の正転方向の回転速度がキャリア２４（ウェビングリール１０側）の回転速度以上に速い場合には、サンギヤ２１の回転トルクは、リングギヤ２５をパウル３４の係止爪３３によってロックされる方向に作用する。このとき、リングギヤ２５は、キャリア２４の回転方向と逆向きに回転しようとする力を受け、ラチェット歯２６に係止爪３３が噛合して、回転停止状態となる。

一方、キャリア２４（ウェビングリール１０側）の正転方向の回転速度がサンギヤ２１（モータ１１側）の回転速度よりも速い場合には、キャリア２４の回転トルクは、リングギヤ２５をパウル３４の係止爪３３に対して滑らせる方向に作用する。なお、このときパウル３４の係止爪３３はリングギヤ２５のラチェット歯２６の斜面を滑って歯溝に断続的に接触する。
この実施形態においては、パウル３４とリングギヤ２５とは、クラッチ１２が接続状態にあるときに、相互の滑りによってウェビングリール１０側の自由な回転を許容する構成部品を構成している。

シートベルト装置１は、図５に示すように、モータ駆動部４１と、電源４２と、制御装置４３と、バックルスイッチ５１と、回転角センサ５２と、電流センサ５３と、電圧センサ５４と、ドアスイッチ５５と、イグニッションスイッチ５６と、を備えている。

バックルスイッチ５１は、タングプレート８がバックル９に装着固定されている場合にＯＮ信号を出力し、タングプレート８がバックル９から離脱している場合にＯＦＦ信号を出力する。
回転角センサ５２は、ウェビングリール１０の回転位置（つまり、回転角度）の検出信号を出力する。
電流センサ５３は、モータ１１に通電される電流の検出信号を出力する。
電圧センサ５４は、電源４２から出力される電源電圧の検出信号を出力する。
ドアスイッチ５５は、車両のドア（図示略）の開状態および閉状態に応じた信号を出力する。

モータ駆動部４１は、ブリッジ接続されたスイッチング素子などを備え、制御装置４３から出力される制御信号に応じて、電源４２からモータ１１に通電される電流の通電量および通電方向を制御する。

ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの電子回路により構成される制御装置４３は、モータ１１に通電される電流を制御する制御信号を出力する。

制御装置４３は、例えば、ドアスイッチ５５により車両のドアの開状態から閉状態への変化が検出された場合に、モータ１１の駆動によりクラッチ１２を断状態にすることによって、リターンスプリング７ｄによりベルトリーチャ７を車両前方の装着位置に回動させる。
また、制御装置４３は、例えば、助手席のバックルスイッチ５１からＯＦＦ信号が出力されていることによって助手席に着座する乗員が検出されていないと判断する。この状態において、イグニッションスイッチ５６からＯＮ信号が出力されたことによって車両の始動が検出されたと判断する。このときに、所定時間経過後に、モータ１１の駆動によりウェビング５を巻き取ることによってベルトリーチャ７を車両後方の格納位置に回動させる。

本実施の形態によるによるシートベルト装置１は上記構成を備えており、次に、このシートベルト装置１の動作について説明する。

先ず、例えば、図８に示すステップＳ０１においては、ドアスイッチ５５により車両のドアの開状態から閉状態への変化が検出されたか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０２に進む。

次に、ステップＳ０２においては、モータ１１を逆転させてクラッチ１２による動力伝達機構１４の接続状態を遮断状態に切り替え、モータ１１の駆動を停止する。
次に、ステップＳ０３においては、リターンスプリング７ｄによりベルトリーチャ７を車両前方の装着位置に回動させる。
次に、ステップＳ０４においては、イグニッションスイッチ５６か出力される信号が、ＯＦＦ信号からＯＮ信号へと切り替えられたか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０５に進む。

次に、ステップＳ０５においては、助手席のバックルスイッチ５１からＯＦＦ信号が出力されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、後述するステップＳ０８に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、助手席に乗員が着座していると判断して、ステップＳ０６に進む。
そして、ステップＳ０６においては、モータ１１によりウェビング５の弛みを除去する。
そして、ステップＳ０７においては、モータ１１の駆動によりウェビング５に弛み除去の張力が作用することによってベルトリーチャ７は車両後方の格納位置に回動し、エンドに進む。

また、ステップＳ０８においては、ベルトリーチャ７が車両前方の装着位置に回動してから所定時間が経過したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０５に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０９に進む。

そして、ステップＳ０９においては、モータ１１の駆動によりウェビング５を巻き取る。
そして、ステップＳ１０においては、モータ１１の駆動によりウェビング５に巻き取りの張力が作用することによってベルトリーチャ７は車両後方の格納位置に回動し、エンドに進む。

上述したように、本実施の形態によるシートベルト装置１によれば、イグニッションスイッチ５６のオンなどによって車両の始動が検出された場合に、ベルトリーチャ７を車両後方の格納位置に回動させることから、例えば車速などを常時監視する場合に比べて、制御装置４３の処理負荷を低減させることができ、装置の小型化および装置構成に要する費用の削減が可能となる。
さらに、車両走行時には既にベルトリーチャ７が格納位置に配置されていることから、ウェビング５の弛みは解消されており、ベルトリーチャ７やウェビング５のタングプレート８などがドアなどにぶつかることを防止し、乗員に不快感を与えてしまうことを防ぐことができる。

また、バックルスイッチ５１から出力される信号を用いることによって、特別なセンサなどを備える必要無しに、乗員がシート２に着座しているか否かを精度良く検出することができる。

さらに、乗員によるウェビング５の装着が遅れている場合などに対応して、車両の始動が検出されてから所定時間が経過するまではベルトリーチャ７を車両前方の装着位置に回動させておくことによって、利便性を向上させることができる。

なお、上述した実施の形態においては、バックルスイッチ５１から出力される信号に基づいて乗員がシート２に着座しているか否かを検出するとしたが、これに限定されず、他のセンサなど、例えばシート２に作用する荷重を検出するウェイトセンサやシート２に着座した乗員を撮像するカメラなど、から出力される信号を用いてもよい。

なお、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、上述した実施形態はほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

１ シートベルト装置
２ シート
５ ウェビング
７ ベルトリーチャ
７ａ 支持部材
７ｄ リターンスプリング（付勢部材）
８ タングプレート（タング）
９ バックル
１０ ウェビングリール
１１ モータ
１２ クラッチ（クラッチ部材）
４３ 制御装置（制御手段）
５１ バックルスイッチ（着座検出手段）
５５ ドアスイッチ（ドア開閉検出手段）
５６ イグニッションスイッチ（始動状態検出手段）

Claims (3)

1. 車両の乗員を拘束するためのウェビングが巻回されるウェビングリールと、
   前記ウェビングリールに伝達機構を介して連結されたモータと、
   前記モータおよび前記ウェビングリールを接状態に保つ接位置と、前記モータおよび前記ウェビングリールを断状態に保つ断位置と、に移動可能なクラッチ部材と、
   シートから車室外側の軸周りに車両の前後方向に回動可能に配置され、付勢部材により車両前方に回動し、前記ウェビングの巻き取りにより車両後方の格納位置に回動するベルトリーチャと、
   助手席に乗員が着座しているか否かを検出する着座検出手段と、
   前記車両の始動状態を検出する始動状態検出手段と、
   前記車両のドアの開閉を検出するドア開閉検出手段と、
   前記モータを制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記ドア開閉検出手段により前記ドアの開状態から閉状態への変化が検出された場合に、前記モータの駆動により前記クラッチ部材を断状態にすることによって前記付勢部材により前記ベルトリーチャを車両前方に回動させ、
   前記制御手段は、
   前記着座検出手段により前記助手席に着座する乗員が検出されず、かつ、前記始動状態検出手段により前記車両の始動が検出された場合に、前記モータの駆動により前記ウェビングを巻き取ることによって前記ベルトリーチャを車両後方の前記格納位置に回動させる
   ことを特徴とするシートベルト装置。
2. 前記着座検出手段は、前記助手席において前記ウェビングのタングがバックルに装着されたか否かを検出するバックルスイッチであ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. 前記制御手段は、
   前記着座検出手段により前記助手席に着座する乗員が検出されず、かつ、前記始動状態検出手段により前記車両の始動が検出されたときに、所定時間経過後に、前記モータの駆動により前記ウェビングを巻き取ることによって前記ベルトリーチャを車両後方の前記格納位置に回動させる
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシートベルト装置。

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