JP6121231B2 - 乗員保護装置 - Google Patents

Description

本発明は、車輌が衝突した場合に乗員を座席に拘束して保護するために、シートベルトの巻き取りを行う乗員保護装置に関する。

車輌の座席に設けられる３点式の乗員保護装置は、車輌の衝突時に乗員を拘束し、保護する装置であり、シートベルト、リトラクタ及びバックルを備える。リトラクタは、例えば、センターピラーの下部、座席の側方に配設されており、シートベルトの一端側を巻取軸に巻回し、渦巻きばねの付勢力により内部に引き込み、シートベルト非装着時にはその引き込んだ状態でシートベルトを収容している。シートベルトの他端側は、センターピラーの上部に配設されたスルーアンカーで折り返され、センターピラーの下部に設けられた板状のベルト位置変更部によって回動可能に固定されている。また、シートベルトの途中には、タングプレートが挿通しており、該タングプレートは、座席を挟んでリトラクタの反対側に配設されたバックルに装着されるように構成されている。乗員は、シートベルトに挿通しているタングプレートを引っ張ることで収容されたシートベルトを引き出し、これを座席の傍らに設けたバックルに装着させることで、シートベルトを装着することができる。

特許文献１には、ドアセンサを用いてベルト位置変更部の動作を制御する乗員保護装置が開示されている。この乗員保護装置は、ドアセンサによって車輌のドアが開状態になったことを検出すると、リトラクタの巻取軸の回転駆動力を発生するモータを駆動してシートベルトを巻き取り、ベルト位置変更部をスプリングによる付勢力に抗して後方へ移動させる。乗員保護装置は、ドアセンサ及びシートセンサによってドアの閉状態及び乗員の着座を検出すると、モータを反転駆動してリトラクタ内に設けたクラッチを回転駆動力を遮断する状態とし、スプリングの付勢力によってベルト位置変更部を前方へ傾斜するように回動させ、シートベルトを車輌の前方側へ移動させる。

特開２００８−１２６８８０号公報

特許文献１の乗員保護装置は、乗員が着座した後にスプリングの付勢力によってベルト位置変更部を前方へ回動させるものであるが、ベルト位置変更部が急峻に回動するために乗員に唐突な動きで奇異な印象を与え、車輌の質感が損なわれてしまうという問題があった。

また、乗員は車輌に乗車した後、上着を着たり脱いだり、或いは衣服を整えたり、更には他の乗員の様子を確認するために座席の中で動いたりする。上記のようにベルト位置変更部が急峻に回動すると、乗員にシートベルトのタングプレートやベルト位置変更部自体が接触する可能性もあり、乗員に不快感を与えてしまうという問題点もあった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、シートベルトの位置を前後方向へ変更するベルト位置変更部を低速で前方へ回動させることができる乗員保護装置を提供することにある。

本発明に係る乗員保護装置は、乗員を座席に拘束することによって保護するシートベルトの一端部が接続され、該シートベルトを巻き取る巻取軸と、車輌の左右方向の軸回りに回動可能に支持されており、前記シートベルトの他端部が接続され、該シートベルトの位置を前記車輌の前後方向へ変更するベルト位置変更部と、前記ベルト位置変更部を前方へ回動させるよう付勢する付勢部材と、前記巻取軸の回転駆動力を発生するモータと、該モータから前記巻取軸への回転駆動力の伝達経路に配してあり、前記モータが前記シートベルトの巻取方向へ回転駆動力を発生した場合に前記伝達経路を接続し、前記モータが引出方向へ所定値以上の回転駆動力を発生した場合に前記伝達経路を遮断するクラッチとを備える乗員保護装置において、前記モータが引出方向へ前記所定値より小さい回転駆動力を発生するように制御する制御部と、前記ベルト位置変更部を前方へ傾斜した状態で停止させるストッパとを備え、前記制御部は、前記ベルト位置変更部が前記ストッパで停止する前に、前記モータを引出方向へ前記所定値以上の回転駆動力を発生するように制御するようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、乗員を座席に拘束することによって保護するシートベルトの一端部が巻取軸に接続し、該巻取軸にシートベルトを巻き取る。ベルト位置変更部は、車輌の左右方向の軸回りに回動可能に支持されており、シートベルトの他端部が接続され、シートベルトの位置を車輌の前後方向へ変更する。付勢部材は、ベルト位置変更部を前方へ回動させるよう付勢する。モータは巻取軸の回転駆動力を発生する。クラッチは、モータから巻取軸への回転駆動力の伝達経路に配してあり、モータがシートベルトの巻取方向へ回転駆動力を発生した場合に伝達経路を接続し、モータが引出方向へ所定値以上の回転駆動力を発生した場合に伝達経路を遮断する。制御部は、モータが引出方向へ所定値より小さい回転駆動力を発生するように制御する。これにより、クラッチがモータの回転駆動力の伝達経路を接続している状態で、所定値より小さい回転駆動力を巻取軸に与えて、ベルト位置変更部を低速で前方へ回動させることができる。

本発明にあっては、ストッパによりベルト位置変更部を前方へ傾斜した状態で停止させ、制御部は、ベルト位置変更部がストッパで停止する前に、モータを引出方向へ所定値以上の回転駆動力を発生するように制御する。これにより、制御開始後の初期段階では、クラッチがモータの回転駆動力の伝達経路を接続している状態としてベルト位置変更部を低速で前方へ回動させ、途中からクラッチが伝達経路を遮断する状態にして、素早くベルト位置変更部を前方へ回動させることができる。

本発明に係る乗員保護装置は、前記制御部は、前記モータの制御を開始してから所定時間を経過した後に、前記モータが引出方向へ前記所定値以上の回転駆動力を発生するように制御するようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、制御部は、モータの制御を開始してから所定時間を経過した後に、モータが引出方向へ所定値以上の回転駆動力を発生するように制御する。これにより、所定時間を経過した後、シートベルトは通常の巻き取り及び引き出しが可能になる。

本発明に係る乗員保護装置は、前記車輌の扉の開閉状態を検出する扉開閉検出部を備え、前記制御部は、前記扉開閉検出部が開状態を検出し、閉状態を検出した場合に、前記モータの制御を開始するようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、扉開閉検出部により車輌の扉の開閉状態を検出し、開状態が検出され、閉状態が検出された場合に、制御部によりモータの制御を開始する。これにより、乗員が車輌に乗車したときに、ベルト位置変更部を前方へ回動させることができる。

本発明に係る乗員保護装置は、前記制御部は、前記モータが前記シートベルトの巻取方向へ回転駆動力を発生するように制御した後、前記モータが引出方向へ前記所定値より小さい回転駆動力を発生するように制御するようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、制御部は、モータがシートベルトの巻取方向へ回転駆動力を発生するように制御した後、モータが引出方向へ所定値より小さい回転駆動力を発生するように制御する。これにより、クラッチがモータの回転駆動力の伝達経路を確実に接続した状態で、ベルト位置変更部を前方へ回動させることができる。

本発明に係る乗員保護装置は、前記制御部は、前記モータをＰＷＭ方式により制御することを特徴とする。

本発明にあっては、制御部はモータをＰＷＭ方式により制御し、例えばデューティ比を変える制御によってベルト位置変更部に所望の回動を行わせることができる。

本発明によれば、乗員を座席に拘束することによって保護するシートベルトの一端部が巻取軸に接続し、該巻取軸にシートベルトを巻き取る。ベルト位置変更部は、車輌の左右方向の軸回りに回動可能に支持されており、シートベルトの他端部が接続され、シートベルトの位置を車輌の前後方向へ変更する。付勢部材は、ベルト位置変更部を前方へ回動させるよう付勢する。モータは巻取軸の回転駆動力を発生する。クラッチは、モータから巻取軸への回転駆動力の伝達経路に配してあり、モータがシートベルトの巻取方向へ回転駆動力を発生した場合に伝達経路を接続し、モータが引出方向へ所定値以上の回転駆動力を発生した場合に伝達経路を遮断する。制御部は、モータが引出方向へ所定値より小さい回転駆動力を発生するように制御する。このため、クラッチがモータの回転駆動力の伝達経路を接続している状態で、所定値より小さい回転駆動力を巻取軸に与えて、ベルト位置変更部を低速で前方へ回動させることができる。

本実施の形態１に係る乗員保護装置の構成を示す模式図である。 リトラクタの構成を示す分解斜視図である。 ギヤホイール及びクラッチハウジングの組み付け状態を示すクラッチハウジングの一部を切書いて示す斜視図である。 クラッチの遮断状態を説明するための説明図である。 クラッチの接続状態を説明するための説明図である。 リーチャアーム及びアンカー部分の拡大斜視図である。 乗員保護装置の電気的構成を示すブロック図である。 制御部による乗車時のモータ駆動制御処理の手順を示すフローチャートである。 モータ反転駆動時のデューティ比の時間変遷を表わすグラフである。 実施の形態２における制御部による乗車時のモータ駆動制御処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態２におけるモータ反転駆動時のデューティ比の時間変遷を表わすグラフである。

（実施の形態１）
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本実施の形態１に係る乗員保護装置１の構成を示す模式図である。本実施の形態１の乗員保護装置１は、いわゆる３点式であり、乗員Ａを座席Ｃに拘束するためのシートベルト１０と、シートベルト１０を引き出し可能に巻き取るリトラクタ１２とを備える。リトラクタ１２は、センターピラーＢの下部、座席Ｃの側方に配設されている。

シートベルト１０の一端部は、リトラクタ１２に接続されている。リトラクタ１２から引き出されたシートベルト１０は、センターピラーＢの上部に配設されたスルーアンカー１１で折り返される。シートベルト１０の他端部は、センターピラーＢの下部に配設されたリーチャアーム１３（ベルト位置変更部）に挿通してアンカー１４に接続されている。

リーチャアーム１３はシートベルト１０よりやや幅広の短冊状をなす。リーチャアーム１３は、長軸方向の基端部１３ａが車輌の左右方向を軸方向とする軸体１４ａ回りに回転自在に支持されている。リーチャアーム１３は、先端部１３ｂにシートベルト１０を挿通する開口を有し、該開口にシートベルト１０を拘束する。リーチャアーム１３が軸体１４ａ回りに回転することで、先端部１３ｂとともにシートベルト１０が前後方向へ移動する。アンカー１４は、内部にストッパ１４ｂ及び１４ｃを有する。ストッパ１４ｂは、リーチャアーム１３が上下方向を長軸方向として起立した姿勢で基端部１３ａに当接してリーチャアーム１３の後方への動きを規制する。ストッパ１４ｃはリーチャアーム１３が先端部１３ｂが前方へ傾斜した姿勢で基端部１３ａに当接してリーチャアーム１３の前方への動きを規制する。

シートベルト１０の中途部分には、タングプレート１５が移動可能に挿通してある。タングプレート１５は、座席Ｃを挟んでリトラクタ１２の反対側に配設されたバックル１６に装着される。バックル１６には、タングプレート１５が装着されているか否かを示す信号を制御部７０（図７参照）へ出力するバックルスイッチ１６ａが設けられている。

図２はリトラクタ１２の構成を示す分解斜視図であり、図３はギヤホイール５７及びクラッチハウジング５０の組み付け状態を示すクラッチハウジング５０の一部を切書いて示す斜視図である。図４はクラッチ６１の遮断状態を説明するための説明図であり、図５はクラッチ６１の接続状態を説明するための説明図である。リトラクタ１２は、シートベルト１０を巻き取るスピンドル２０（巻取軸）と、スピンドル２０をシートベルトの巻き取り方向へ付勢する巻き取りばね装置２１と、スピンドル２０を回転させる動力を発生するモータ３４と、車輌の衝突時にスピンドル１２を回転させる動力を発生するプリテンショナー２２と、モータ３４からの動力をスピンドル２０に伝達する動力伝達機構２３とを備える。尚、リトラクタ１２は、車輌の加速度に応じてシートベルト１０の引出動作をロックするロック機構を有するが図示を省略している。

スピンドル２０は、両端がリトラクタフレーム１２ａによって回転可能に支持されている。スピンドル２０は、エネルギー吸収機構を構成するトーションバー（図示略）を介してトレッドヘッド２０ａに接続されている。トレッドヘッド２０ａは、プリテンショナー２２からの動力が加わる。プリテンショナー２２は、火薬を点火して発生したガスの圧力によって、トレッドヘッド２０ａ、前記トーションバーを介してスピンドル２０をベルト巻取り方向に回転させる。

リトラクタフレーム１２ａの図中左側面には、プリテンショナー２２を収容するカバー２４及びケース部材であるアウターギヤカバー２６がインナーギヤカバー２５を挟んでねじ２７によって取り付けられている。インナーギヤカバー２５とアウターギヤカバー２６との間には、クラッチ６１を含む動力伝達機構２３（伝達経路）を収容する空間が形成される。モータアセンブリ２８は、リトラクタフレーム１２ａの下方に位置し、モータケース３１、モータ３４、キャップ３７、第１ギヤ３５から構成されている。第１ギヤ３５はモータ３４の回転軸に取り付けられており、動力伝達機構２３の第２ギヤ５４と噛合する。

動力伝達機構２３は、図３にも示すように、第１ギヤ３５と噛合する第２ギヤ５４を一端に取り付けた支持軸５５の他端に第３ギヤ５６を取り付け、第３ギヤ５６がクラッチ６１を構成するギヤホイール５７の外周面に形成されたファイナルギヤ５８と噛合するように構成されている。尚、第３ギヤ５６及びファイナルギヤ５８はウォームギヤであり、ファイナルギヤ５８側から第３ギヤ５６を回転させた場合にギヤ歯が噛み合った状態でロックするアンチバックラッシュ機構となっている。支持軸５５は、ベアリング５９によりアウターギヤカバー２６に回転自在に支持される。

クラッチ６１は、図２及び図３に示すように、ギヤホイール５７、一対のパウル４１、フリクションスプリング４２、カバーリング４３、ブッシュ４４、ベアリングブッシュ４５、及びクラッチハウジング５０を備える。クラッチハウジング５０は、スピンドル２０と結合する連結部５１がブッシュ４４を介してアウターギヤカバー２６に回転自在に支持されてスピンドル２０と一体に回転する。連結部５１の外径側には内周面にパウル４１が係合する内歯５０ａが形成された筒部５２が設けられている。連結部５１及び筒部５２は、インナーギヤカバー２５側で連結されている。

ギヤホイール５７は、外周面にファイナルギヤ５８が形成された大径側筒部５７ｂと、大径側筒部５７ｂより軸方向長さの短い小径側筒部５７ａとを有する。小径側筒部５７ａ及び大径側筒部５７ｂはアウターギヤカバー２６で互いに連結されている。小径側筒部５７ａと大径側筒部５７ｂとの間にはクラッチハウジング５０の筒部５２がインナーギヤカバー２５側から挿入され、ギヤホイール５７内にクラッチハウジング５０を収容する。大径側筒部５７ｂの内周面は、クラッチハウジング５０の筒部５２の外周面と相対回転自在に対向し、小径側筒部５７ａの外周面はクラッチハウジング５０の内周面に形成された内歯５０ａと相対回転自在に対向する。小径側筒部５７ａの内周面はアウターギヤカバー２６の凸部２６ａ（図４参照）にベアリングブッシュ４５を介して回転自在に支持される。凸部２６ａは、アウターギヤカバー２６の内面から軸方向に沿って環状に突起し、クラッチハウジング５０と同心に形成される。

ギヤホイール５７の小径側筒部５７ａには、インナーギヤカバー２５側の端面に一対のパウル４１を保持する一対のパウル摺動溝５７ｃが形成されている。一対のパウル摺動溝５７ｃは小径側筒部５７ａの外周面の対極位置（１８０°回転した位置）に、パウル４１の係合部４１ａがクラッチハウジング５０の内歯５０ａに臨むように開口する開口部５７ｄを有し、開口部５７ｄからパウル４１の形状に沿って互いに反対方向に延びる。

一対のパウル４１は夫々棒状であり、一端側にクラッチハウジング５０の内歯５０ａに係合する係合部４１ａを有し、一端側から他端側に僅かに湾曲する湾曲形状をなして、パウル摺動溝５７ｃに摺動可能に保持される。パウル４１は、モータ３４が作動していない時には、パウル摺動溝５７ｃにおける摺動方向中途部の位置Ｐ１（図４参照）に配され、モータ３４が作動して係合部４１ａがクラッチハウジング５０の内歯５０ａと係合する時には、パウル摺動溝５７ｃにおける開口部５７ｄ側の位置Ｐ２（図５参照）に配される。更にパウル４１はプリテンショナー２２が作動した時には位置Ｐ１に対して位置Ｐ２と反対側の位置Ｐ３（図示略）に配される。パウル４１は、モータ３４及びプリテンショナー２２が作動することにより、位置Ｐ１、Ｐ２及びＰ３へ移動する。

パウル４１は、インナーギヤカバー２５側の端面の略中央部にフリクションスプリング４２の後述する第１屈曲部４２ｂを保持する保持凹部４１ｂを有する。フリクションスプリング４２は両端が開放された開放部４２ａを有する略リング状をなす。フリクションスプリング４２は、アウターギヤカバー２６側に形成された凸部２６ａの外周面に当接し、縮径する方向への自身の付勢力によって保持されており、インナーギヤカバー２５側からカバーリング４３で覆われている。フリクションスプリング４２は、開放部４２ａから９０°間隔の３箇所で外径側に突出する屈曲部を有する。対極位置（１８０°回転した位置）にある一対の第１屈曲部４２ｂは、夫々各パウル４１の保持凹部４１ｂに保持される。開放部４２ａの対極には、第２屈曲部４２ｃが形成されている。フリクションリング４２は、回転方向の力を受けると、アウターギヤカバー２６の凸部２６ａとの間で回転方向と逆向きの摩擦力を発生する。

第２屈曲部４２ｃの近傍には、ギヤホイール５７のインナーギヤカバー２５側の端面に突起部５７ｅが形成されている。第２屈曲部４２ｃは、プリテンショナー２２が作動した時に突起部５７ｅを乗り越えて突起部５７ｅを遊嵌した状態となり、逆方向へのフリクションリング４２の回転を規制する。

図４に示すように、モータ３４による巻き取りが行われていない場合、パウル２１は、パウル摺動溝５７ｃの略中央部（位置Ｐ１）にあり、係合部４１ａはクラッチハウジング５０の内歯５０ａよりも内径側に位置し、クラッチハウジング５０とパウル４１とは係合していない。この状態で、クラッチ６１は動力伝達機構２３におけるモータ３４の回転駆動力の伝達経路を遮断する。このため、スピンドル２０と一体のクラッチハウジング５０のみ回転可能となり、シートベルトは通常の巻き取り及び引き出しが可能である。

モータ３４が巻取方向へ回転すると、モータ３４の回転軸に取付けられた第１ギア３５から第２ギヤ５４に伝達された駆動力は、第３ギヤ５６を介してファイナルギヤ５８に伝達され、ギヤホイール５７が時計まわり（矢印Ａの方向）に回転する。この際、フリクションスプリング４２の第１屈曲部４２ｂを保持凹部４１ｂ内に保持する各パウル４１は、フリクションスプリング４２とアウターギヤカバー２６の凸部２６ａとの間の摩擦力によってその場に留まろうとする。このため、パウル４１はパウル摺動溝５７ｃ内で略中央部から開口部５７ｄへ相対的に移動することになる（位置Ｐ２に移動する）。

図５に示すように、ギヤホイール５７が所定の角度だけ回転すると、パウル４１の係合部４１ａとギヤホイール５７の内歯５０ａとが係合した状態で、ギヤホイール５７、クラッチハウジング５０、フリクションスプリング４２、及びパウル４１が巻取方向（矢印Ａの方向）に一体回転し、モータ３４からの駆動力がスピンドル２０に伝達される。この状態で、クラッチ６１は動力伝達機構２３におけるモータ３４の回転駆動力の伝達経路を接続状態とする。

図５に示す状態から、モータ３４が引出方向へ回転すると、ギヤホイール５７が反時計まわり（矢印Ａと反対方向）に回転する。この際、パウル４１は、フリクションスプリング４２とアウターギヤカバー２６の凸部２６ａとの間の摩擦力によってその場に留まろうとする。このため、パウル４１はパウル摺動溝５７ｃ内で開口部５７ｄからパウル摺動溝５７ｃの略中央部へ戻されるように移動する（矢印Ｂの方向へ移動する）。パウル４１は位置Ｐ１へ戻され、係合部４１ａがクラッチハウジング５０の内歯５０ａから離れることで、モータ３４からスピンドル２０への駆動力が遮断される。

図６は、リーチャアーム１３及びアンカー１４部分の拡大斜視図である。リーチャアーム１３は、アーム本体１３１、アンカープレート１３２、リターンスプリング１３３（付勢部材）及びホールドプレート１３４を備える。アーム本体１３１は、シートベルト１０よりやや幅広の短冊状をなし、基端部はアンカー１４の軸体１４ａ回りに回動自在に支持され、先端部にはシートベルト１０を挿通する開口を有し、該開口にシートベルト１０を拘束する。アーム本体１３１の基端部には略矩形板状をなすアンカープレート１３２を配してある。アンカープレート１３２は、一端部にシートベルト１０の端部が接続され、他端部に設けた貫通孔（図示略）に軸体１４ａが挿通されており、アーム本体１３１とともに軸体１４ａ回りに回動自在に支持されている。

リターンスプリング１３３は、例えば巻きばねであり、一端部１３３ａをアンカープレート１３２に設けた孔（図示略）に掛け止め、他端部１３３ｂをホールドプレート１３４に設けた孔（図示略）に掛け止めてある。ホールドプレート１３４は、中央部に軸体１４ａの通し孔を有する円盤状の部材であり、周縁部に設けた爪１３４ａがアンカー１４に係止することで、軸体１４ａ回りの回転が規制されている。リターンスプリング１３３は、リーチャアーム１３を車輌の前方へ付勢すべく巻かれた状態で、アンカープレート１３２とホールドプレート１３４との間に組み付けられている。

リーチャアーム１３は、モータ３４を巻取方向へ駆動し、シートベルト１０をスピンドル２０に巻き取ることによって、リターンスプリング１３３の付勢に抗して車輌の後方へ先端部１３ｂが移動するように揺動し、アンカー１４のストッパ１４ｂに当接して、鉛直に起立した姿勢で止まる。リーチャアーム１３は、モータ３４をシートベルト１０の引出方向へ駆動し、クラッチ６１がモータ３４の駆動力の伝達を遮断することによって、リターンスプリング１３３の付勢に従って車輌の前方へ先端部１３ｂが移動するように揺動し、ストッパ１４ｃに当接して前方へ傾斜した姿勢で止まる。尚、図示したリーチャアーム１３及びアンカー１４の構成は一例であり、車輌の左右方向の軸回りの回動によって、シートベルト１０を前後移動させることができれば、他の構成であっても良い。

リーチャアーム１３は、リターンスプリング１３３によって先端部１３ｂが前方へ傾斜するように付勢されている。このため、リーチャアーム１３の先端部１３ｂはシートベルト１０に対してリトラクタ１２から引き出す方向に力を作用させる。パウル４１の係合部４１ａがクラッチハウジング５０の内歯５０ａに係合し、クラッチ６１がモータ３４の駆動力をスピンドル２０に伝達している状態では、上述のようにファイナルギヤ５８及び第３ギヤ５６におけるアンチバックラッシュのため、ギヤホイール５７が回転せずにロック状態となる。モータ３４がシートベルト１０を巻き取る方向へ駆動され、リーチャアーム１３がストッパ１４ｂに当接して止まった場合、クラッチ６１がモータ３４の駆動力をスピンドル２０に伝達している状態となっている。このため、モータ３４への通電を停止しても、ファイナルギヤ５８及び第３ギヤ５６におけるアンチバックラッシュによってリーチャアーム１３が前方へ振り出されることはない。

リターンスプリング１３３がリーチャアーム１３に与える付勢力によって、シートベルト１０はリトラクタ１２から引き出される方向に力を受けており、パウル４１の係合部４１ａとクラッチハウジング５０の内歯５０ａとの間に予圧が働いている。モータ３４において、係合部４１ａ及び内歯５０ａ間の予圧に相当する予圧開放トルク（所定値）以上のトルク（回転駆動力）をシートベルト１０の引出方向へ発生させることで、係合部４１ａ及び内歯５０ａ間の係合が外れ、クラッチ６１がスピンドル２０へのモータ３４の駆動力の伝達を遮断する状態となる。クラッチ６１がスピンドル２０へのモータ３４の駆動力の伝達を遮断する状態になると、ファイナルギヤ５８及び第３ギヤ５６におけるアンチバックラッシュが効かず、シートベルト１０はリターンスプリング１３３がリーチャアーム１３に与える付勢力によって引き出され、リーチャアーム１３が前方へ振り出され、ストッパ１４ｃに当接して止まる。

図７は乗員保護装置１の電気的構成を示すブロック図である。乗員保護装置１は、各部の動作を制御する制御部７０を備える。制御部７０は、例えばＣＰＵを有するマイクロコンピュータであり、ＣＰＵには図示しないバスを介して、ドア開閉検出部７１（扉開閉検出部）、バックルスイッチ１６ａ、モータ駆動部７２、プリテンショナー点火部７３及び記憶部７４が接続されている。ドア開閉検出部７１は、図示しない車輌のドア（扉）の開閉を検出するスイッチであり、ドアの開状態及び閉状態を示す信号を制御部７０へ出力する。バックルスイッチ１６ａは、バックル１６へのタングプレート１５の装着及び未装着を検出するスイッチであり、装着の場合にオン信号を、未装着の場合にオフ信号を制御部７０へ出力する。

モータ駆動部７２は、例えばモータ３４をＰＷＭ制御により駆動制御する回路であり、制御部７０からのＰＷＭ制御信号に基づいて動作する。ＰＷＭ制御信号は、例えばデューティ比可変のパルス信号であり、該デューティ比によってモータ３４が発生する回転駆動力（トルク）が変化し、変速制御が行える。プリテンショナー点火部７３は、プリテンショナー２２内の火薬へ点火する点火装置である。制御部７０は、図示しない車速センサや測距レーザ等により車輌の衝突が検知された場合に、点火信号をプリテンショナー点火部７３へ与える。プリテンショナー点火部７３は、制御部７０からの点火信号に基づきプリテンショナー２２内の火薬へ点火する。記憶部７４は、制御部７０の動作に必要なコンピュータプログラム及び各種情報を記憶している。制御部７０は、記憶部７４からコンピュータプログラム及び各種情報を読み出して実行することによって、乗員保護装置１の各部の動作を制御する。尚、制御部７０はコンピュータプログラムの実行時におけるタイムアウト処理等を適宜行うための計時部（図示略）を有する。

次に乗員が乗車するときの乗員保護装置１の動作について説明する。図８は制御部７０による乗車時のモータ駆動制御処理の手順を示すフローチャートである。まず、制御部７０はモータ３４をシートベルト１０の引出方向に駆動させるモータ反転駆動の条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１）。モータ反転駆動の条件は、少なくとも車輌のドアが開状態となり、更に閉状態となった場合に成立する。この場合に、制御部７０は乗員が車輌に乗車し、座席Ｃに着座したと判断することによるものである。モータ反転駆動の条件が成立していないと判定された場合（Ｓ１：ＮＯ）、制御部７０はステップＳ１の判定を繰り返す。

モータ反転駆動の条件が成立したと判定された場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、制御部７０は計時部によりタイマリセット及びスタートを行う（ステップＳ２）。制御部７０は、モータ３４の出力トルクが所定値より小さい値となるようにデューティ比を低い値に設定し、モータ３４を反転駆動させる（ステップＳ３）。上述のように、所定値は、パウル４１の係合部４１ａとクラッチハウジング５０の内歯５０ａとの間の予圧に相当する予圧開放トルクの値である。制御部７０は計時部がスタートさせたタイマーが所定時間を経過したか否かを判定する（ステップＳ４）。所定時間は、制御開始からリーチャアーム１３がストッパ１４ｃに当接するまでに要する時間又はそれ以上の時間とする。所定時間を経過していない場合（Ｓ４：ＮＯ）、制御部７０は、デューティ比を低い値に設定した状態でモータ３４の反転駆動を継続する。所定時間を経過した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、制御部７０は、デューティ比を低下させてモータ３４の駆動を停止させ（ステップＳ５）、処理を終了する。

図９はモータ反転駆動時のデューティ比の時間変遷を表わすグラフである。従来制御では、制御部７０は、制御開始後、高デューティ比まで上昇させる制御を行ってクラッチ６１を遮断状態にしている。本実施の形態１では、制御部７０は、制御開始後、リーチャアーム１３がストッパ１４ｃに当接して前方への傾斜が停止する時刻Ｔ１まで、デューティ比を低い状態に保ち、クラッチ６１を接続状態のままとする。制御部７０は、時刻Ｔ１以降にデューティ比を低下させてモータ３４を停止させるが、この際にもモータ３４はシートベルト１０の引出方向へ駆動されており、クラッチ６１が動力伝達機構２３におけるモータ３４の回転駆動力の伝達経路を遮断する。この後、シートベルト１０は、通常の巻き取り及び引き出しが可能である。

以上より、本実施の形態１によれば、乗員を座席に拘束することによって保護するシートベルト１０の一端部がスピンドル２０に接続され、スピンドル２０にシートベルト１０を巻き取る。リーチャアーム１３は、車輌の左右方向の軸体１４ａ回りに回動可能に支持されており、シートベルト１０の他端部が接続され、シートベルト１０の位置を車輌の前後方向へ変更する。リターンスプリング１３３は、リーチャアーム１３を前方へ回動させるよう付勢する。モータ３４はスピンドル２０を回転させる回転駆動力を発生する。クラッチ６１は、モータ３４からスピンドル２０へ回転駆動力を伝達する動力伝達機構２３による伝達経路に配してあり、モータ３４がシートベルト１０の巻取方向へ回転駆動力を発生した場合に伝達経路を接続し、モータ３４が引出方向へ所定値以上の回転駆動力を発生した場合に伝達経路を遮断する。尚、所定値は、パウル４１の係合部４１ａとクラッチハウジング５０の内歯５０ａとの間に働く予圧に相当する予圧開放トルクの値であればよい。制御部７０は、モータ３４がシートベルト１０の引出方向へ所定値より小さい回転駆動力を発生するように制御する。これにより、クラッチ６１がモータ３４の回転駆動力の伝達経路を接続している状態で、所定値より小さい回転駆動力をスピンドル２０に与えて、リーチャアーム１３を低速でゆっくりと前方へ回動させることができ、質感が損なわれることなく、また乗員に不快感を与えることも少なくなる。

また本実施の形態１によれば、ドア開閉検出部７１により車輌のドアの開閉状態を検出し、開状態が検出され、閉状態が検出された場合に、制御部７０によりモータ３４の制御を開始する。これにより、乗員が車輌に乗車したときに、リーチャアーム１３を前方へ回動させることができる。

また本実施の形態１によれば、制御部７０はモータ３４をＰＷＭ方式により制御する。制御部７０は例えばデューティ比を変える制御によってリーチャアーム１３に所望の回動を行わせることができる。

（実施の形態２）
実施の形態２では、制御部７０によるモータ駆動制御処理の途中でデューティ比を上昇させるようにする。尚、実施の形態２における乗員保護装置１の構成は実施の形態１における乗員保護装置１の構成と同様である。図１０は実施の形態２における制御部７０による乗車時のモータ駆動制御処理の手順を示すフローチャートである。ステップＳ１１からＳ１４までの処理は、図８に示すステップＳ１からＳ４まで同等であるが、ステップＳ１４における所定時間は、制御開始からリーチャアーム１３がストッパ１４ｃに当接するまでに要する時間よりも短い時間（例えば、２分の１の時間）とする。

ステップＳ１４における判定の結果、所定時間を経過したと判定された場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、制御部７０は、モータ３４の出力トルクが所定値より大きい値となるようにデューティ比を高い値に設定してモータ３４を反転駆動させる（ステップＳ１５）。尚、制御部７０は、リーチャアーム１３がストッパ１４ｃに当接して停止するまで、ステップＳ１５によるモータ３４の反転駆動を行うが、この際のステップＳ１４と同等のタイムアウト処理については簡潔のため、図示を省略した。制御部７０は、ステップＳ１５によるモータ３４の反転駆動の後、デューティ比を低下させてモータ３４の駆動を停止させ（ステップＳ１６）、処理を終了する。

図１１は実施の形態２におけるモータ反転駆動時のデューティ比の時間変遷を表わすグラフである。本実施の形態２では、制御部７０は、制御開始後、リーチャアーム１３がストッパ１４ｃに当接して前方への傾斜が停止する時刻Ｔ３より前の時刻Ｔ２まで、デューティ比を低い状態に保ち、クラッチ６１を接続状態のままとする。制御部７０は、時刻Ｔ１以降にデューティ比を低下させてモータ３４を停止させるが、制御部７０は、時刻Ｔ２以降、時刻Ｔ３までデューティ比を上昇させてモータ３４を駆動し、クラッチ６１を遮断状態にする。リーチャアーム１３がストッパ１４ｃに当接した時刻Ｔ３の後、制御部７０はデューティ比を低下させてモータ３４を停止させる。この後、シートベルト１０は、通常の巻き取り及び引き出しが可能である。

本実施の形態２によれば、ストッパ１４ｃはリーチャアーム１３を前方へ傾斜した状態で停止させる。制御部７０は、リーチャアーム１３がストッパ１４ｃで停止する前に、モータ３４をシートベルト１０の引出方向へ所定値以上の回転駆動力を発生するように制御する。これにより、制御開始後の初期段階では、クラッチ６１がモータの回転駆動力の伝達経路を接続している状態としてリーチャアーム１３を低速でゆっくりと前方へ回動させ、途中からクラッチ６１が伝達経路を遮断する状態にして、素早くリーチャアーム１３を前方へ回動させることができる。

また本実施の形態２によれば、制御部７０は、モータ３４の制御を開始してから所定時間を経過した後に、モータ３４がシートベルト１０の引出方向へ所定値以上の回転駆動力を発生するように制御する。これにより、所定時間を経過した後に、シートベルト１０は通常の巻き取り及び引き出しが可能になる。

（変形例）
実施の形態１及び実施の形態２では、制御部７０は、モータ３４の反転駆動の条件が成立した後、シートベルト１０の引出方向へモータ３４を駆動しているが、一旦、シートベルト１０の巻取方向へモータ３４を駆動した後、シートベルト１０の引出方向へモータ３４を駆動するようにしてもよい。これによって、クラッチ６１が動力伝達機構２３におけるモータ３４の回転駆動力の伝達経路を確実に接続した状態で、モータ３４を反転駆動しリーチャアーム１３を前方へ回動させることができる。

また、ストッパ１４ｃの当接面にスイッチを設け、リーチャアーム１３がストッパ１４ｃに当接したときに、スイッチからオン信号を制御部７０へ与えるようにしてもよい。制御部７０は、リーチャアーム１３がストッパ１４ｃに当接するまでの時間を予め認識しておく必要がなく、スイッチからのオン信号に基づいてモータ３４を停止する処理（図８のステップＳ５、図１０のステップＳ１６）を実行することができる。

１ 乗員保護装置
１０ シートベルト
１３ リーチャアーム（ベルト位置変更部）
１３３ リターンスプリング（付勢部材）
１４ｃ ストッパ
２０ スピンドル（巻取軸）
３４ モータ
６１ クラッチ
７０ 制御部
７１ ドア開閉検出部（扉開閉検出部）

Claims (6)

1. 乗員を座席に拘束することによって保護するシートベルトの一端部が接続され、該シートベルトを巻き取る巻取軸と、
   車輌の左右方向の軸回りに回動可能に支持されており、前記シートベルトの他端部が接続され、該シートベルトの位置を前記車輌の前後方向へ変更するベルト位置変更部と、
   前記ベルト位置変更部を前方へ回動させるよう付勢する付勢部材と、
   前記巻取軸の回転駆動力を発生するモータと、
   該モータから前記巻取軸への回転駆動力の伝達経路に配してあり、前記モータが前記シートベルトの巻取方向へ回転駆動力を発生した場合に前記伝達経路を接続し、前記モータが引出方向へ所定値以上の回転駆動力を発生した場合に前記伝達経路を遮断するクラッチと
   を備える乗員保護装置において、
   前記モータが引出方向へ前記所定値より小さい回転駆動力を発生するように制御する制御部と、
   前記ベルト位置変更部を前方へ傾斜した状態で停止させるストッパと
   を備え、
   前記制御部は、前記ベルト位置変更部が前記ストッパで停止する前に、前記モータを引出方向へ前記所定値以上の回転駆動力を発生するように制御するようにしてあること
   を特徴とする乗員保護装置。
2. 乗員を座席に拘束することによって保護するシートベルトの一端部が接続され、該シートベルトを巻き取る巻取軸と、
   車輌の左右方向の軸回りに回動可能に支持されており、前記シートベルトの他端部が接続され、該シートベルトの位置を前記車輌の前後方向へ変更するベルト位置変更部と、
   前記ベルト位置変更部を前方へ回動させるよう付勢する付勢部材と、
   前記巻取軸の回転駆動力を発生するモータと、
   該モータから前記巻取軸への回転駆動力の伝達経路に配してあり、前記モータが前記シートベルトの巻取方向へ回転駆動力を発生した場合に前記伝達経路を接続し、前記モータが引出方向へ所定値以上の回転駆動力を発生した場合に前記伝達経路を遮断するクラッチと
   を備える乗員保護装置において、
   前記モータが引出方向へ前記所定値より小さい回転駆動力を発生するように制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記モータの制御を開始してから所定時間を経過した後に、前記モータが引出方向へ前記所定値以上の回転駆動力を発生するように制御するようにしてあることを特徴とする乗員保護装置。
3. 前記制御部は、前記モータの制御を開始してから所定時間を経過した後に、前記モータが引出方向へ前記所定値以上の回転駆動力を発生するように制御するようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の乗員保護装置。
4. 前記車輌の扉の開閉状態を検出する扉開閉検出部を備え、
   前記制御部は、前記扉開閉検出部が開状態を検出し、閉状態を検出した場合に、前記モータの制御を開始するようにしてあることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の乗員保護装置。
5. 前記制御部は、前記モータが前記シートベルトの巻取方向へ回転駆動力を発生するように制御した後、前記モータが引出方向へ前記所定値より小さい回転駆動力を発生するように制御するようにしてあることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の乗員保護装置。
6. 前記制御部は、前記モータをＰＷＭ方式により制御することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の乗員保護装置。

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