JP6657397B2 - シートベルトリトラクタ及びシートベルトシステム - Google Patents

Description

本発明は、シートベルトリトラクタ及びシートベルトシステムに関する。

従来、ウェビングの巻取軸と、前記巻取軸に一端が接続されたゼンマイバネと、前記ゼンマイバネの他端が係止されると共に回転可能に設けられたスプリング保持箱とを備えた、ウェビング巻取装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。このウェビング巻取装置は、巻取軸の回転方向検出とスプリング保持箱の回転位置検出とにより、スプリング保持箱をモータで回転させてゼンマイバネのセット位置を変更することで、ゼンマイバネによる巻き取り付勢力を加減する。

特開２００５−２４７０５９号公報

しかしながら、ゼンマイバネによるシートベルトの張力は、巻取軸がスプリング保持箱に対してどれだけ回転したかに応じて変わる。そのため、スプリング保持箱をモータで回転させるときに巻取軸とスプリング保持箱のそれぞれの回転量が分からないと、シートベルトの張力を高精度に調整することは難しい。

そこで、本開示の一態様は、シートベルトの張力を高精度に調整できる、シートベルトリトラクタ及びシートベルトシステムの提供を目的とする。

本開示の一態様では、
シートベルトを巻き取るスプールと、
前記スプールの回転軸に一端が接続され、前記スプールを前記シートベルトの巻き取り方向に付勢するスパイラルスプリングと、
前記スパイラルスプリングの他端が連結され、前記回転軸を中心に回転可能に設けられたスプリングケースと、
前記スプールの回転を検知する第１の回転検知部と、
前記スプリングケースの回転を検知する第２の回転検知部と、
前記第１の回転検知部により回転が検知された前記スプールの回転量と前記第２の回転検知部により回転が検知された前記スプリングケースの回転量との差に応じて、前記スプリングケースを回転させるモータと、
前記差を演算する演算部と、
前記第１の回転検知部と前記第２の回転検知部との少なくとも一方と、前記演算部とが配置された共通の基板とを備える、シートベルトリトラクタが提供される。

また、本開示の一態様では、
当該シートベルトリトラクタと、前記差に応じて前記モータの駆動を制御する制御装置とを備える、シートベルトシステムが提供される。

本開示の態様によれば、シートベルトの張力を高精度に調整することができる。

シートベルトシステムの構成の一例を示す図である。 シートベルトリトラクタの構成の一例を示す斜視図である。 シートベルトリトラクタの構成の一例を一部省略して示す斜視図である。 シートベルトリトラクタの構成の一例を一部省略して示す正面図である。 シートベルトリトラクタの構成の一例を一部省略して示す側面図である。 シートベルトリトラクタの構成の一例を一部省略して示す分解斜視図である。 シートベルトリトラクタの他の構成の一例を部分的に示す正面図である。 シートベルトリトラクタの構成の一例を示す正面図である。 シートベルトリトラクタの構成の一例を示す側面図である。 シートベルトリトラクタの構成の一例を一部省略して示す分解斜視図である。 第１の回転検知部と第１のマグネットとの位置関係の一例を示す斜視図である。 第２の回転検知部と第２のマグネットとの位置関係の一例を示す斜視図である。

以下、本開示に係る実施形態を図面を参照して説明する。

図１は、一実施形態に係るシートベルトシステム１の構成の一例を示す図である。シートベルトシステム１は、車両に搭載されたシステムの一例である。シートベルトシステム１は、例えば、シートベルト４と、リトラクタ３と、ショルダーアンカー６と、タング７と、バックル８と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００とを備える。

シートベルト４は、車両のシート２に座る乗員１１を拘束するウェビングの一例であり、リトラクタ３に引き出し可能に巻き取られる帯状部材である。シートベルト４の先端のベルトアンカー５は、車体の床又はシート２に固定される。

リトラクタ３は、シートベルト４の巻き取り又は引き出しを可能にする巻き取り装置の一例であり、車両衝突時等の所定値以上の加減速度または車両角度が検知されると、シートベルト４がリトラクタ３から引き出されることを制限する。リトラクタ３は、シート２又はシート２の近傍の車体に固定される。リトラクタ３は、シートベルトリトラクタの一例である。

リトラクタ３は、モータの動力によりシートベルト４をスプールに巻き取る。リトラクタ３は、車両衝突前に、ミリ波レーダー等のセンサからの信号に基づいてモータを作動してシートベルト４をスプールに巻き取り、シートベルト４にプリテンションを与えてシートベルト４による乗員拘束を迅速に行う。また、リトラクタ３は、タング７とバックル８との係合が解除された時にモータを作動してシートベルト４をスプールで巻き取る。更に、リトラクタ３は、モータを作動してシートベルト４の張力をドライビングシチュエーション（車両の状態）に応じて調整することで、シートベルト４による乗員の拘束性やシートベルト４の装着時の快適性をそれぞれ向上させる。

ショルダーアンカー６は、シートベルト４が挿通するベルト挿通具の一例であり、リトラクタ３から引き出されたシートベルト４を乗員１１の肩部の方へガイドする部材である。

タング７は、シートベルト４が挿通するベルト挿通具の一例であり、ショルダーアンカー６によりガイドされたシートベルト４にスライド可能に取り付けられた部品である。

バックル８は、タング７が着脱可能に連結される部品であり、例えば、車体の床又はシート２に固定される。

タング７がバックル８に係合された状態で、ショルダーアンカー６とタング７との間のシートベルト４の部分が、乗員１１の胸部及び肩部を拘束するショルダーベルト部９である。タング７がバックル８に係合された状態で、ベルトアンカー５とタング７との間のシートベルト４の部分が、乗員１１の腰部を拘束するラップベルト部１０である。

ＥＣＵ１００は、リトラクタ３と通信可能に一又は複数本のワイヤハーネス１０１を介して接続された制御装置の一例である。

図２は、リトラクタ３Ａの構成の一例を示す斜視図である。リトラクタ３Ａは、図１に示されたリトラクタ３の第一の例である。

図２において、リトラクタ３Ａは、例えば、フレーム１９と、フレーム１９に回転可能に支持されてシートベルト４を巻き取るスプール２０と、フレーム１９に固定されたリテーナ１６と、リテーナ１６に取り付けられたカバー１５とを備える。フレーム１９は、フレームプレート１８と、ベースフレーム１７とを有する。リテーナ１６及びフレームプレート１８は、ベースフレーム１７に固定されている。スプール２０は、ベースフレーム１７に回転可能に支持されている。

図３〜図６では、各図面の視認性向上のため、カバー１５、リテーナ１６及びフレームプレート１８の図示が省略されている。図３は、リトラクタ３Ａの構成の一例を一部省略して示す斜視図である。図４は、リトラクタ３Ａの構成の一例を一部省略して示す正面図である。図５は、リトラクタ３Ａの構成の一例を一部省略して示す側面図である。図６は、リトラクタ３Ａの構成の一例を一部省略して示す分解斜視図である。以下、図３〜図６を参照して、リトラクタ３Ａの構成の一例について詳細に説明する。

リトラクタ３Ａは、スプール２０と、スパイラルスプリング２２と、スプリングケース２３と、第１の回転ディスク３８と、第１の回転検知部４０と、第２の回転ディスク５８と、第２の回転検知部６０と、演算部７３と、モータ２４とを備える。

スプール２０は、シートベルト４を巻き取る回転部材である。スプール２０の回転軸は、シャフト２０ａと、シャフト２０ａの一端に固定されたブッシュ２１とを含んで構成される。

スパイラルスプリング２２は、スプール２０の回転軸に接続された一端２２ａと、スプリングケース２３の外周壁に連結された他端とを有し、スプール２０をシートベルト４の巻き取り方向に付勢する弾性体の一例である。スパイラルスプリング２２は、スプール２０に一体回転可能に取り付けられたブッシュ２１に一端２２ａが連結されて、スプール２０をシートベルト４の巻き取り方向に常時付勢する。スパイラルスプリング２２の一端２２ａは、ブッシュ２１に形成された溝２１ａに引っ掛けられている。

スプリングケース２３は、スパイラルスプリング２２の他端が連結された外周壁を有し、スパイラルスプリング２２を当該外周壁の内側に収容する。スプリングケース２３は、スプール２０の回転軸を中心にフレーム１９のフレームプレート１８（図２参照）に対して回転可能に設けられている。つまり、スプリングケース２３は、スプール２０の回転軸と同軸に回転可能に設けられている。スプリングケース２３の外周壁には、外歯２３ａが形成されている。

第１の回転ディスク３８は、フレームプレート１８に対して回転可能に取り付けられている。第１の回転ディスク３８は、円環状の第１のマグネット保持部材４２と、第１のマグネット保持部材４２に一体回転可能にかつ円環状に配設された第１のマグネット４１とを有している。円環状の第１のマグネット４１は、Ｎ極マグネット４１ａとＳ極マグネット４１ｂとが第１のマグネット４１の円周方向に交互に配設されて形成されている。Ｎ極マグネット４１ａの着磁幅が第１のマグネット４１の円周方向に所定の第１の角度幅に設定されているとともに、Ｓ極マグネット４１ｂの着磁幅が第１のマグネット４１の円周方向に所定の第２の角度幅に設定されている。第２の角度幅は、第１の角度幅と同じでも違ってもよい。第１のマグネット保持部材４２は、第１のマグネット保持部材４２と同心に配設された外歯４３ａ（図５参照）を有する筒状の第１の被伝動ギア４３を一体に有している。第１のマグネット４１は、第１の被伝動ギア４３の回転に伴って、第１の被伝動ギア４３と一体に第１の被伝動ギア４３の回転軸と同軸に回転する。

スプール２０の回転軸のシャフト２０ａには、伝動ギア４４がシャフト２０ａと一体回転可能にかつ同心に取り付けられている。伝動ギア４４の外周部には外歯４４ａが形成されている。第１の被伝動ギア４３の外歯４３ａは、伝動ギア４４の外歯４４ａと噛み合っている。

第１の回転検知部４０は、スプール２０の回転を検知する回転検知部の一例である。第１の回転検知部４０は、例えば、第１のマグネット４１の回転を検知することによってスプール２０の回転を検知する。第１の回転検知部４０は、例えば、第１の磁気検知部４０ａと第２の磁気検知部４０ｂと有する。第１の磁気検知部４０ａと第２の磁気検知部４０ｂは、それぞれ、第１のマグネット４１の回転に伴って変化する磁気（磁界）の強さを検知する。第１の磁気検知部４０ａ及び第２の磁気検知部４０ｂの具体例として、ホール素子が挙げられる。ホール素子は、ホール効果によって磁気変化を検出する半導体素子の一例である。

スプール２０がシートベルト４の引き出し方向に回転すると、スプール２０の回転軸と一体に回転する伝動ギア４４が回転する。伝動ギア４４が回転すると、伝動ギア４４の外歯４４ａと噛み合っている外歯４３ａが形成された第１の被伝動ギア４３が回転するので、第１の回転ディスク３８の第１のマグネット４１が回転する。つまり、スプール２０がシートベルト４の引き出し方向に回転すると、スプール２０の回転に連動して、シートベルト４の引き出し方向に対応する回転方向に第１のマグネット４１が回転する。

第１のマグネット４１が回転すると、第１の磁気検知部４０ａと第２の磁気検知部４０ｂは、それぞれ、Ｎ極マグネット４１ａを検知しているときとＳ極マグネット４１ｂを検知しているときとで位相が反転する検知信号を出力する。検知信号の振幅は、例えば、検出された磁界の強さに比例する。また、第１の磁気検知部４０ａの配置位置は、第２の磁気検知部４０ｂの配置位置と異なるので、第１の磁気検知部４０ａから出力される検知信号の位相は、第２の磁気検知部４０ｂから出力される検知信号の位相に対して所定量ずれている。

演算部７３は、第１の磁気検知部４０ａと第２の磁気検知部４０ｂのそれぞれから出力された検知信号の位相の反転回数をカウントすることで、スプール２０の回転量（回転位置）を検知する。また、演算部７３は、第１の磁気検知部４０ａから出力された検知信号と第２の磁気検知部４０ｂから出力された検知信号との間の位相のずれ方に基づいて、スプール２０の回転方向がシートベルト４の引き出し方向であるか、シートベルト４の巻き取り方向であるかを判断する。

第２の回転ディスク５８は、フレームプレート１８に対して回転可能に取り付けられている。第２の回転ディスク５８は、円環状の第２のマグネット保持部材６２と、第２のマグネット保持部材６２に一体回転可能にかつ円環状に配設された第２のマグネット６１とを有している。円環状の第２のマグネット６１は、Ｎ極マグネット６１ａとＳ極マグネット６１ｂとが第２のマグネット６１の円周方向に交互に配設されて形成されている。Ｎ極マグネット６１ａの着磁幅が第２のマグネット６１の円周方向に所定の第３の角度幅に設定されているとともに、Ｓ極マグネット６１ｂの着磁幅が第２のマグネット６１の円周方向に所定の第４の角度幅に設定されている。第４の角度幅は、第３の角度幅と同じでも違ってもよい。第２のマグネット保持部材６２は、第２のマグネット保持部材６２と同心に配設された外歯６３ａを有する筒状の第２の被伝動ギア６３を一体に有している。第２のマグネット６１は、第２の被伝動ギア６３の回転に伴って、第２の被伝動ギア６３と一体に第２の被伝動ギア６３の回転軸と同軸に回転する。

第２の被伝動ギア６３の外歯６３ａは、スプリングケース２３の外歯２３ａと噛み合っている。

第２の回転検知部６０は、スプリングケース２３の回転を検知する回転検知部の一例である。第２の回転検知部６０は、例えば、第２のマグネット６１の回転を検知することによってスプリングケース２３の回転を検知する。第２の回転検知部６０は、例えば、第３の磁気検知部６０ａと第４の磁気検知部６０ｂと有する。第３の磁気検知部６０ａと第４の磁気検知部６０ｂは、それぞれ、第２のマグネット６１の回転に伴って変化する磁気（磁界）の強さを検知する。第３の磁気検知部６０ａ及び第４の磁気検知部６０ｂの具体例として、ホール素子が挙げられる。ホール素子は、ホール効果によって磁気変化を検出する半導体素子の一例である。

スプリングケース２３がモータ２４の駆動によりシートベルト４の引き出し方向に回転すると、スプリングケース２３の外歯２３ａと噛み合っている外歯６３ａが形成された第２の被伝動ギア６３が回転する。第２の被伝動ギア６３の回転により、第２の回転ディスク５８の第２のマグネット６１が回転する。つまり、スプリングケース２３がシートベルト４の引き出し方向に回転すると、スプリングケース２３の回転に連動して、シートベルト４の引き出し方向に対応する回転方向に第２のマグネット６１が回転する。

第２のマグネット６１が回転すると、第３の磁気検知部６０ａと第４の磁気検知部６０ｂは、それぞれ、Ｎ極マグネット６１ａを検知しているときとＳ極マグネット６１ｂを検知しているときとで位相が反転する検知信号を出力する。検知信号の振幅は、例えば、検出された磁界の強さに比例する。また、第３の磁気検知部６０ａの配置位置は、第４の磁気検知部６０ｂの配置位置と異なるので、第３の磁気検知部６０ａから出力される検知信号の位相は、第４の磁気検知部６０ｂから出力される検知信号の位相に対して所定量ずれている。

演算部７３は、第３の磁気検知部６０ａと第４の磁気検知部６０ｂのそれぞれから出力された検知信号の位相の反転回数をカウントすることで、スプリングケース２３の回転量（回転位置）を検知する。また、演算部７３は、第３の磁気検知部６０ａから出力された検知信号と第４の磁気検知部６０ｂから出力された検知信号との間の位相のずれ方に基づいて、スプリングケース２３の回転方向がシートベルト４の引き出し方向であるか、シートベルト４の巻き取り方向であるかを判断する。

演算部７３は、第１の回転検知部４０により回転が検知されたスプール２０の回転量と、第２の回転検知部６０により回転が検知されたスプリングケース２３の回転量との差（以下、差Ｄと称する）を演算し、差Ｄの演算結果を出力する。演算部７３の具体例として、マイクロコンピュータ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などが挙げられる。

ＥＣＵ１００（図１参照）は、演算部７３によって得られた差Ｄの演算結果をワイヤハーネス１０１を介して取得する。ＥＣＵ１００は、取得した差Ｄの演算結果に応じて、モータ２４の駆動を制御する。ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサと、メモリとを有する。ＥＣＵ１００が有する各機能（モータ２４の駆動を制御する機能など）は、プロセッサが処理するプログラムによって実現される。それらの各機能を実現するためのプログラムは、当該メモリに格納されている。

ＥＣＵ１００がこのようにモータ２４の駆動を制御することにより、モータ２４は、差Ｄに応じてスプリングケース２３を回転させる。例えば、差Ｄが大きくなるほど、シートベルト４の張力は変化（例えば、増加）する。よって、モータ２４が差Ｄに応じてスプリングケース２３を回転させることで、モータ２４はシートベルト４の張力を連続的且つ無段階に高精度に調整できる。

ＥＣＵ１００は、例えば、差Ｄが所定の目標値に一致するように、モータ２４の駆動を制御する。ＥＣＵ１００がこのようにモータ２４の駆動を制御することにより、モータ２４は、差Ｄが所定の目標値に一致するように、スプリングケース２３を回転させる。これにより、モータ２４はシートベルト４の張力を所定の目標張力値に高精度に調整できる。

あるいは、ＥＣＵ１００は、差Ｄに応じて変化する変化量（以下、変化量Ａと称する）が所定の目標値に一致するように、モータ２４の駆動を制御してもよい。ＥＣＵ１００がこのようにモータ２４の駆動を制御することにより、モータ２４は、変化量Ａが所定の目標値に一致するように、スプリングケース２３を回転させる。これにより、モータ２４は、シートベルト４の張力を所定の目標張力値に高精度に調整できる。

変化量Ａの具体例として、シートベルト４の張力、スパイラルスプリング２２によるシートベルト４の巻き取り力などが挙げられる。

ＥＣＵ１００は、例えば、差Ｄ又は変化量Ａが所定の一定の目標値に維持されるように、モータ２４の駆動を制御する。これにより、ＥＣＵ１００は、シートベルト４が或る回転量（例えば、スプール２０の２回転分）引き出されたとき、モータ２４の駆動によって、スプリングケース２３をシートベルト４の引き出し方向に当該回転量と同じ回転量回転させることができる。したがって、シートベルト４が引き出されても、シートベルト４の巻き取り方向へのスパイラルスプリング２２の付勢力の上昇を抑えて、シートベルト４の張力を常に一定に維持することが可能となる。

また、ＥＣＵ１００は、シートベルト４が或る回転量（例えば、スプール２０の２回転分）引き出されたとき、モータ２４の駆動によって、スプリングケース２３をシートベルト４の引き出し方向に当該回転量よりも大きな回転量回転させることができる。これにより、シートベルト４が引き出されても、シートベルト４の巻き取り方向へのスパイラルスプリング２２の付勢力の上昇を抑えて、シートベルト４の張力を弱めることが可能となる。

このように、ＥＣＵ１００は、シートベルト４の引き出し量に応じて、シートベルト４の巻き取り方向へのスパイラルスプリング２２の付勢力の上昇を抑えて、シートベルト４の張力を加減したり一定にしたりできる。その結果、シートベルト４の装着操作が軽くなる。これに対し、従来の技術では、シートベルトの引き出し量が増えるにつれてゼンマイバネの巻き上げ量も一律に増えてしまうので、シートベルト４の張力は増々高くなる。その結果、シートベルト４の装着操作は重くなる。

また、ＥＣＵ１００は、タング７とバックル８とが連結された後のシートベルト４の着用状態で、シートベルト４の張力を差Ｄに応じて自由に調整できる。したがって、ＥＣＵ１００は、差Ｄに応じてシートベルト４の張力を弱めることで、シートベルト４の着用時に乗員１１に与える圧迫感を低減することができる。

ＥＣＵ１００は、例えば、差Ｄ又は変化量Ａが車両の状態に応じて設定された目標値に一致するように、モータ２４の駆動を制御してもよい。ＥＣＵ１００がこのようにモータ２４の駆動を制御することにより、モータ２４は、差Ｄ又は変化量Ａが車両の状態に応じて設定された目標値に一致するように、スプリングケース２３を回転させる。これにより、モータ２４は、シートベルト４の張力を車両の各状態に適した目標張力値に高精度に調整できる。

車両の状態とは、例えば、シートベルト４の引き出しの有無、乗員１１の有無、車両の走行速度、車両の加速度、ステアリング操作、アクセル操作、ブレーキ操作、バックル８の操作、ドア操作、乗員が操作可能な車載の選択スイッチの操作入力などを表す状態をいう。

例えば、ＥＣＵ１００は、差Ｄ又は変化量Ａが車両の走行速度及び／又は加速度に応じて設定された目標値に一致するように、モータ２４の駆動を制御する。目標値が車両の走行速度及び／又は加速度が大きくなるにつれて高く設定されることにより、ＥＣＵ１００は、車両の走行速度及び／又は加速度が大きくなるにつれてシートベルト４の張力を高めることができる。よって、乗員１１の姿勢保持性が向上する。

例えば、ＥＣＵ１００は、差Ｄ又は変化量Ａが乗員の操作に応じて設定された目標値に一致するように、モータ２４の駆動を制御してもよい。これにより、乗員は、ダイヤルやスイッチ等による手動操作や音声による操作によって、シートベルト４の張力を好みの張力に設定できる。

また、ＥＣＵ１００は、タング７とバックル８との連結の解除時に、シートベルト４がリトラクタ３に格納されるまでシートベルト４の張力を差Ｄに応じて高めることで、シートベルト４の巻き取り不良を改善できる。

ところで、外歯２３ａが形成されたスプリングケース２３は、ウォームホイールとして機能する。モータ２４は、外歯２３ａに噛み合うウォーム２５を介してスプリングケース２３を回転させる。つまり、外歯２３ａは、スプリングケース２３を回転させるためのウォーム２５と、第２のマグネット６１を回転させて第２の回転検知部６０がスプリングケース２３の回転を検知するための第２の被伝動ギア６３との両方に噛み合っている。このように、スプリングケース２３の回転検知のためのギアと、スプリングケース２３の回転駆動のためのギアとが、外歯２３ａとして共用されている。ギアの共用化により、小型化やコストダウンが可能となる。

ウォーム２５は、セルフロック可能な進み角を有してもよい。これにより、スプリングケース２３からウォーム２５への回転の伝達を抑制することができる。したがって、ＥＣＵ１００はモータ２４を無通電にしても、シートベルト４の巻取り方向へのスパイラルスプリング２２の付勢力を保持できる。その結果、シートベルト４の張力の調整が不要な期間にモータ２４で消費される電力を削減することができる。

リトラクタ３Ａは、基板７０を有する。基板７０は、第１の回転検知部４０と、第２の回転検知部６０と、演算部７３とが配置されている。第１の回転検知部４０と、第２の回転検知部６０と、演算部７３とが共通の一枚の基板７０に配置されることにより、部品点数の削減が可能となる。

例えば、ＥＣＵ１００が第１の回転検知部４０と第２の回転検知部６０のそれぞれから出力された検知信号をワイヤハーネス１０１介して取得し、ＥＣＵ１００が差Ｄを演算する形態が考えられる。この形態の場合、第１の回転検知部４０から出力された検知信号をＥＣＵ１００に伝達するためのワイヤハーネス１０１と、第２の回転検知部６０から出力された検知信号をＥＣＵ１００に伝達するためのワイヤハーネス１０１とが別々に必要になる。

これに対し、本開示の実施形態では、演算部７３は、差Ｄの演算結果に応じた信号をワイヤハーネス１０１を介してＥＣＵ１００に出力する。よって、検知信号を伝達するために別々のワイヤハーネス１０１が必要になる上述の形態に比べて、ワイヤハーネス１０１の本数を削減することができる。

基板７０は、スプール２０とスプリングケース２３との間に配置されている。基板７０は、スプール２０側の第１の基板表面と、スプリングケース２３側（第１の基板表面とは反対側）の第２の基板表面とを有する。第１の回転検知部４０は第１の基板表面に配置され、第２の回転検知部６０は第２の基板表面に配置されているので、スプール２０とスプリングケース２３との２つの回転体の回転検知を一つの共通の基板７０上で実現することができる。

第１の基板表面には、第１の回転検知部４０が第１の回転ディスク３８の第１のマグネット４１に対向するように配置されている。第２の基板表面には、第２の回転検知部６０が第２の回転ディスク５８の第２のマグネット６１に対向するように配置されている。マグネットと回転検知部とが対向するように配置されていることにより、回転の検知精度が向上する。

図７は、リトラクタ３Ｂの構成の一例を示す図である。リトラクタ３Ｂは、図１に示されたリトラクタ３の第二の例である。リトラクタ３Ｂの構成及び効果のうちリトラクタ３Ａと同様の構成及び効果の説明については、上述の説明を援用することで省略する。リトラクタ３Ａでは、第１の回転検知部４０と第２の回転検知部６０とが共通の基板７０に実装されている。リトラクタ３Ｂでは、第１の回転検知部４０と第２の回転検知部６０とが別々の基板に実装されている。第１の回転検知部４０は、基板７１に実装されている。第２の回転検知部６０は、基板７２に実装されている。演算部７３は、基板７１又は基板７２に実装される。演算部７３は、基板７１，７２とは別の基板に実装されてもよい。

図８は、リトラクタ３Ｃの構成の一例を示す正面図である。図９は、リトラクタ３Ｃの構成の一例を示す側面図である。リトラクタ３Ｃの構成及び効果のうちリトラクタ３Ａと同様の構成及び効果の説明については、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。

リトラクタ３Ｃは、シートベルトを巻き取るスプール２０と、基板１７０を収容する基板ケース１８０と、基板ケース１８０と共にベースフレーム１７に固定されたリテーナ１１６と、リテーナ１１６に取り付けられたカバー１１５とを備える。

リテーナ１１６は、基板ケース１８０との間で基板１７０の一部又は全部を覆う。リテーナ１１６とベースフレーム１７との間には、基板１７０と基板ケース１８０とが挟まれている。ウォーム２５は、モータ２４によって回転する。ウォーム２５を収容するウォームカバー２６は、リテーナ１１６に固定されている。

図１０は、リトラクタ３Ｃの構成の一例を一部省略して示す分解斜視図である。図１０では、図面の視認性向上のため、スプリングケース２３に収容されるスパイラルスプリング２２及びスパイラルスプリング２２を覆うカバー１１５の図示が省略されている。

リトラクタ３Ｃは、基板１７０を備える。基板１７０は、スプール２０とスプリングケース２３との間に配置され、且つ、基板ケース１８０とリテーナ１１６との間に配置されている。基板１７０は、スプール２０側の第１の基板表面１７１と、スプリングケース２３側（第１の基板表面とは反対側）の第２の基板表面１７２とを有する。第１の回転検知部４０は第１の基板表面１７１に配置され、第２の回転検知部６０は第２の基板表面１７２に配置されている。そのため、スプール２０とスプリングケース２３との２つの回転体の回転検知を一つの共通の基板１７０上で実現することができる。

リトラクタ３Ｃは、第１のマグネット１４１と第２のマグネット１６１とを備える。第１のマグネット１４１は、スプール２０とは異なる軸心で、スプール２０の回転に伴って回転する。第２のマグネット１６１は、スプール２０と同じ軸心で、スプリングケース２３の回転に伴って回転する。

図１１は、第１の回転検知部と第１のマグネットとの位置関係の一例を示す斜視図である。伝動ギア１４４は、スプール２０と同じ軸心１５１でスプール２０の回転に伴って回転する。軸心１５１は、スプール２０のシャフト２０ａの回転軸中心を表す。シャフト２０ａは、伝動ギア１４４に形成された中央孔１４４ｂに嵌入している。スプール２０が回転すると、シャフト２０ａと一体に且つ同心で回転する伝動ギア１４４が回転する。伝動ギア１４４が回転すると、伝動ギア１４４の外歯１４４ａと噛み合っている外歯１４３ａが形成された被伝動ギア１４３が回転する。被伝動ギア１４３は、外歯１４３ａの内側に嵌入された円環状の第１のマグネット１４１を有する。よって、被伝動ギア１４３が回転すると、第１のマグネット１４１も回転する。

このように、第１のマグネット１４１は、スプール２０とは異なる軸心１５２で、スプール２０の回転に伴って回転する。軸心１５２は、被伝動ギア１４３の回転軸である突出軸１８４（図１０参照）の中心を表す。突出軸１８４は、基板ケース１８０のスプール２０側の表面から突出する。突出軸１８４は、被伝動ギア１４３に形成された中央孔１４３ｂに嵌入している。

図１１に示されるように、第１のマグネット１４１は、Ｎ極マグネット１４１ａとＳ極マグネット１４１ｂとが第１のマグネット１４１の円周方向に交互に配設されて形成されている。Ｎ極マグネット１４１ａの着磁幅が第１のマグネット１４１の円周方向に所定の第１の角度幅に設定されているとともに、Ｓ極マグネット１４１ｂの着磁幅が第１のマグネット４１の円周方向に所定の第２の角度幅に設定されている。第２の角度幅は、第１の角度幅と同じでも違ってもよい。

図１２は、第２の回転検知部と第２のマグネットとの位置関係の一例を示す斜視図である。第２のマグネット１６１は、スプール２０と同じ軸心１５１で、スプリングケース２３の回転に伴って回転する。軸心１５１は、スプール２０のシャフト２０ａの回転軸中心を表す。第２のマグネット１６１は、例えば、スプリングケース２３の基板７０側の底面２３ｂに取り付けられている。シャフト２０ａは、基板１７０に形成された基板孔１７３及び円環状の第２のマグネット１６１を貫通するとともに、スプリングケース２３に嵌入している。したがって、第２のマグネット１６１は、スプール２０と同じ軸心１５１で、スプリングケース２３の回転と共に回転する。

図１２に示されるように、第２のマグネット１６１は、Ｎ極マグネット１６１ａとＳ極マグネット１６１ｂとが第２のマグネット１６１の円周方向に交互に配設されて形成されている。Ｎ極マグネット１６１ａの着磁幅が第２のマグネット１６１の円周方向に所定の第３の角度幅に設定されているとともに、Ｓ極マグネット１６１ｂの着磁幅が第２のマグネット１６１の円周方向に所定の第４の角度幅に設定されている。第４の角度幅は、第３の角度幅と同じでも違ってもよい。

よって、第１の回転検知部４０（図１１参照）は、第１のマグネット１４１の回転によって変化する磁界の強さを検出することによってスプール２０の回転を検知できる。一方、第２の回転検知部６０（図１２参照）は、第２のマグネット１６１の回転によって変化する磁界の強さを検出することによってスプリングケース２３の回転を検知できる。第１のマグネット１４１は、スプール２０とは異なる軸心１５２で回転し、第２のマグネット１６１は、スプール２０と同じ軸心１５１で回転する。これにより、第１のマグネット１４１による磁界が第２の回転検知部６０の磁気検知部６０ａ，６０ｂに対して干渉することが抑制され、第２のマグネット１６１による磁界が第１の回転検知部４０の磁気検知部４０ａ，４０ｂに対して干渉することが抑制される。その結果、回転検知の精度低下を防ぐことができる。

図１０において、シャフト２０ａは、基板ケース１８０に形成されたケース孔１８１、基板１７０に形成された基板孔１７３、リテーナ１１６に形成されたリテーナ孔１１６ａとを貫通する。

また、基板ケース１８０の基板１７０側の表面から突出するボス１８２は、基板１７０に形成された位置決め孔１７５に挿入される。ボス１８２は、突出軸１８４と同心である。したがって、ボス１８２が位置決め孔１７５に挿入されることにより、基板１７０の第１の基板表面１７１に配置された第１の回転検知部４０と、突出軸１８４を中心に回転する第１のマグネット１４１との位置関係のずれを低減することができる。第１の回転検知部４０は、基板ケース１８０の底面に形成された検知窓１８３を介して、第１のマグネット１４１の回転を検知する。検知窓１８３は、水の浸入を防ぐため、貫通した窓ではないことが好ましい。

図１１に示されるように、制御部１１０が基板１７０（例えば、第１の基板表面１７１）に配置されてもよい。制御部１１０は、第１の回転検知部４０により回転が検知されたスプール２０の回転量と、第２の回転検知部６０により回転が検知されたスプリングケース２３の回転量との差Ｄに応じてモータ２４の駆動を制御する。つまり、制御部１１０は、ＥＣＵ１００（図１参照）と同じ上述の機能を有するハードウェアである。このようにＥＣＵ１００の上述の機能を実現するハードウェア構成をリトラクタ３Ｃが備えることにより、リトラクタ３Ｃとは別体のＥＣＵ１００を用意することが不要になるので、車両への搭載性が向上する。

制御部１１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサと、メモリとを有する。制御部１１０が有する各機能（モータ２４の駆動を制御する機能など）は、プロセッサが処理するプログラムによって実現される。それらの各機能を実現するためのプログラムは、当該メモリに格納されている。制御部１１０は、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡによって構成されてもよい。

車両の状態を表す情報（例えば、バックルとタングとの連結状態を表す情報）は、例えば、基板１７０に取り付けられたコネクタ１７４を介して、制御部１１０に入力される。また、制御部１１０等の基板１７０上の部品の動作に必要な電源電圧は、コネクタ１７４を介して入力される。

図１１に示されるように、差Ｄを演算する演算部７３は、基板１７０（例えば、第１の基板表面１７１）に配置されている。演算部７３は、差Ｄの演算結果を制御部１１０に対して出力する。なお、演算部７３は、制御部１１０に内蔵されてもよい。

以上、リトラクタ及びシートベルトシステムを実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。

本国際出願は、２０１６年６月３日に出願した日本国特許出願第２０１６−１１２２４７号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１６−１１２２４７号の全内容を本国際出願に援用する。

１ シートベルトシステム
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ リトラクタ
１５，１１５ カバー
１６，１１６ リテーナ
１７ ベースフレーム
１８ フレームプレート
１９ フレーム
２０ スプール
２０ａ シャフト
２１ ブッシュ
２２ スパイラルスプリング
２３ スプリングケース
２３ａ 外歯
２４ モータ
２５ ウォーム
３８ 第１の回転ディスク
４０ 第１の回転検知部
４０ａ 第１の磁気検知部
４０ｂ 第２の磁気検知部
４１，１４１ 第１のマグネット
４１ａ，６１ａ Ｎ極マグネット
４１ｂ，６１ｂ Ｓ極マグネット
４２ 第１のマグネット保持部材
４３ 第１の被伝動ギア
４３ａ，６３ａ 外歯
４４ 伝動ギア
５８ 第２の回転ディスク
６０ 第２の回転検知部
６０ａ 第３の磁気検知部
６０ｂ 第４の磁気検知部
６１，１６１ 第２のマグネット
６２ 第２のマグネット保持部材
６３ 第２の被伝動ギア
７０，７１，７２，１７０ 基板
１１０ 制御部
１５１，１５２ 軸心
１７１ 第１の基板表面
１７２ 第２の基板表面
１８０ 基板ケース

Claims (10)

1. シートベルトを巻き取るスプールと、
   前記スプールの回転軸に一端が接続され、前記スプールを前記シートベルトの巻き取り方向に付勢するスパイラルスプリングと、
   前記スパイラルスプリングの他端が連結され、前記回転軸を中心に回転可能に設けられたスプリングケースと、
   前記スプールの回転を検知する第１の回転検知部と、
   前記スプリングケースの回転を検知する第２の回転検知部と、
   前記第１の回転検知部により回転が検知された前記スプールの回転量と前記第２の回転検知部により回転が検知された前記スプリングケースの回転量との差に応じて、前記スプリングケースを回転させるモータと、
   前記差を演算する演算部と、
   前記第１の回転検知部と前記第２の回転検知部との少なくとも一方と、前記演算部とが配置された共通の基板とを備える、シートベルトリトラクタ。
2. シートベルトを巻き取るスプールと、
   前記スプールの回転軸に一端が接続され、前記スプールを前記シートベルトの巻き取り方向に付勢するスパイラルスプリングと、
   前記スパイラルスプリングの他端が連結され、前記回転軸を中心に回転可能に設けられたスプリングケースと、
   前記スプールの回転を検知する第１の回転検知部と、
   前記スプリングケースの回転を検知する第２の回転検知部と、
   前記第１の回転検知部により回転が検知された前記スプールの回転量と前記第２の回転検知部により回転が検知された前記スプリングケースの回転量との差に応じて、前記スプリングケースを回転させるモータと、
   前記スプールと前記スプリングケースとの間に配置された基板とを備え、
   前記基板は、前記スプールの側の第１の基板表面と、前記スプリングケースの側の第２の基板表面とを有し、
   前記第１の回転検知部は、前記第１の基板表面に配置され、前記第２の回転検知部は、前記第２の基板表面に配置された、シートベルトリトラクタ。
3. 前記モータは、前記差が又は前記差に応じて変化する変化量が目標値に一致するように、前記スプリングケースを回転させる、請求項１又は２に記載のシートベルトリトラクタ。
4. 前記目標値は、車両の状態に応じて設定された値である、請求項３に記載のシートベルトリトラクタ。
5. 前記スプリングケースの外歯に噛み合う被伝動ギアと、
   前記被伝動ギアの回転に伴って回転するマグネットとを備え、
   前記第２の回転検知部は、前記マグネットの回転を検知することによって前記スプリングケースの回転を検知する、請求項１から４のいずれか一項に記載のシートベルトリトラクタ。
6. 前記モータは、前記外歯に噛み合うウォームを介して前記スプリングケースを回転させる、請求項５に記載のシートベルトリトラクタ。
7. 前記ウォームは、セルフロック可能な進み角を有する、請求項６に記載のシートベルトリトラクタ。
8. 前記スプールとは異なる軸心で、前記スプールの回転に伴って回転する第１のマグネットと、
   前記スプールと同じ軸心で、前記スプリングケースの回転に伴って回転する第２のマグネットとを備え、
   前記第１の回転検知部は、前記第１のマグネットの回転によって変化する磁界の強さを検出することによって前記スプールの回転を検知し、
   前記第２の回転検知部は、前記第２のマグネットの回転によって変化する磁界の強さを検出することによって前記スプリングケースの回転を検知する、請求項１から４のいずれか一項に記載のシートベルトリトラクタ。
9. 前記差に応じて前記モータの駆動を制御する制御部が、前記基板に配置された、請求項１から８のいずれか一項に記載のシートベルトリトラクタ。
10. 請求項１から８のいずれか一項に記載のシートベルトリトラクタと、
    前記差に応じて前記モータの駆動を制御する制御装置とを備える、シートベルトシステム。
    

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