JP7166864B2 - 車両用シートベルト装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用シートベルト装置に関する。

車両に装備される車両用シートベルト装置として、車体に固定されたリトラクタから引き出されたシートベルトをシートの車幅方向外側に配置されたベルトアンカに固定すると共にシートベルトに装着されたタングプレートをシートの車幅方向内側に配置されたバックルに係合させ、シートに着座した乗員の上胴部及び腰部を拘束することにより乗員を保護する三点式のシートベルト装置が広く使用されている。

シートベルト装置のリトラクタとして、車両衝突時にシートベルトの弛みを除去して乗員を拘束するようにシートベルトを巻き取るプリテンショナ機構と、車両衝突時にシートベルトに所定値以上の荷重が作用すると乗員に作用する荷重を制限するようにシートベルトを弛めるロードリミッタ機構とを備えたものが知られている。

また、ロードリミッタ機構として、シートベルトを引き出し可能に巻き取るスプールに連結したトーションバーを用い、車両衝突時にプリテンショナ機構によってシートベルトが巻き取られた後にシートベルトに所定値以上の荷重が作用するとトーションバーが捩れてシートベルトを弛めるものが知られている。

しかしながら、ロードリミッタ機構としてトーションバーを用いるものは、シートベルトに所定値以上の荷重が作用するとトーションバーが捩れて乗員に作用する荷重を制限してシートベルトによって乗員を拘束するものの、シートベルトによる乗員の拘束荷重がトーションバーによって一定に決定されることとなる。

これに対し、例えば特許文献１には、シートベルトを引き出し可能に巻き取るスプールにモータとして電気的に短絡した直流モータを連結し、車両衝突時にシートベルトが引き出されるときにスプールに連結されたモータの回転に応じて発生するモータの回転抵抗力によってシートベルトの引き出しを抑制してシートベルトによる乗員の拘束荷重を調整するようにしたシートベルト装置が開示されている。

特開２００１－２７０４２３号公報

シートベルトを引き出し可能に巻き取るスプールにモータとして電気的に短絡した直流モータを連結することで、例えば衝突速度が大きく乗員が大柄な体格を有する車両衝突時に衝突速度が小さく乗員が小柄な体格を有する車両衝突時に比してシートベルトの引出速度が大きくなるときに、モータ回転数（単位時間当たりのモータ回転数）が大きくなることによってモータの回転抵抗力を大きくして乗員の拘束荷重を大きくすることができるなど、乗員の体格や衝突速度に応じてシートベルトによる乗員の拘束荷重を調整することが可能となる。

シートベルト装置ではまた、シートベルトを引き出し可能に巻き取るスプールにモータとしてブラシ付き直流モータを連結し、車両の衝突が予測される場合に、シートベルトを巻取方向に所定の時間間隔で移動及び停止を繰り返して移動させるようにモータを駆動して乗員を拘束し、車両の衝突予測を乗員に報知させることが考えられている。

このようにシートベルトを引き出し可能に巻き取るスプールにブラシ付き直流モータが連結される場合、衝突予測時にモータを駆動させて乗員に報知させると共に、車両衝突時にモータを短絡させてモータの回転抵抗力によってシートベルトの引き出しを抑制して乗員を拘束することが考えられる。

しかしながら、本願発明者等は、種々の試験研究などを重ねた結果、シートベルトを巻き取るスプールにブラシ付き直流モータを連結し、衝突予測時にモータを駆動させて乗員に報知させると共に、車両衝突時にモータを短絡させてモータの回転抵抗力によってシートベルトの引き出しを抑制して乗員を拘束する場合、銅と黒鉛とを混合焼結した黒鉛質ブラシなどのブラシを用いると、図８の実線に示すように、モータの回転抵抗力は、モータの駆動時間が短い場合、モータを短絡させたときにモータ回転数が大きくなるにつれて大きくなるが、図８の破線で示すように、モータの駆動時間が長くなると、モータを短絡させたときにモータ回転数が大きくなったときに低下することを見出した。

したがって、モータの駆動時間が長くなる場合においても、モータの回転抵抗力が低下することを抑制し、衝突予測時にモータを駆動させて乗員に報知させると共に、車両衝突時にモータを短絡させてモータの回転抵抗力によってシートベルトの引き出しを抑制して乗員を拘束することが望まれる。

そこで、本発明は、シートベルトを引き出し可能に巻き取るスプールに連結したモータの回転抵抗力が低下することを抑制し、衝突予測時に乗員に報知させると共に衝突検出時に乗員の拘束性能を確保して乗員の安全性を確保することができる車両用シートベルト装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、シートに着座した乗員を拘束するシートベルトと、前記シートベルトを引き出し可能に巻き取るリトラクタとを備えた車両用シートベルト装置であって、前記リトラクタは、回転可能に支持されて前記シートベルトを引き出し可能に巻き取るスプールと、前記スプールに連結されるモータとを備え、前記モータは、対向配置される永久磁石と、前記永久磁石の径方向内側に回転可能に支持されるアーマチュアとを有し、前記アーマチュアは、前記スプールに連結されるモータ回転軸と、前記モータ回転軸に固定されるアーマチュアコアと、前記アーマチュアコアに巻かれたアーマチュアコイルと、前記モータ回転軸に固定されて前記アーマチュアコイルに接続されるコンミテータとを有し、前記車両用シートベルト装置は、前記コンミテータがブラシを介して電源に接続されて前記モータが駆動される第１回路と、前記コンミテータが前記ブラシを介することなく短絡されて前記モータが短絡され前記シートベルトが引き出されるときに前記モータが前記スプールの引出方向の回転に伴って回転される前記モータ回転軸の回転に応じて回転抵抗力を発生する第２回路とに選択的に切り替える切替手段を備えていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、車両の衝突を検出する衝突検出手段と、前記切替手段の作動を制御する切替制御手段とを備え、前記切替制御手段は、前記衝突検出手段によって車両の衝突が検出された場合に前記第２回路に切り替えるように前記切替手段の作動を制御することを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、車両の衝突を予測する衝突予測手段と、前記切替手段の作動を制御する切替制御手段とを備え、前記切替制御手段は、前記衝突予測手段によって車両の衝突が予測された場合に前記第１回路に切り替えるように前記切替手段の作動を制御することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、前記請求項３に記載の発明において、前記モータの駆動を制御するモータ制御手段を備え、前記モータ制御手段は、前記衝突予測手段によって車両の衝突が予測された場合に前記シートベルトを引出方向及び巻取方向の少なくとも一方に移動させて車両の衝突予測を乗員に報知するように前記モータの駆動を制御することを特徴とする。

本願の請求項１に記載の発明によれば、シートベルト装置のリトラクタは、シートベルトを引き出し可能に巻き取るスプールに連結されるモータを備え、モータのアーマチュアは、スプールに連結されるモータ回転軸に固定されてアーマチュアコイルに接続されるコンミテータを有する。

そして、シートベルト装置は、コンミテータがブラシを介して電源に接続される第１回路と、コンミテータがブラシを介することなく短絡されてモータが短絡されシートベルトが引き出されるときにモータがスプールの引出方向の回転に伴って回転されるモータ回転軸の回転に応じて回転抵抗力を発生する第２回路とを選択的に切り替える切替手段を備える。

これにより、第１回路に切り替えられたときにはコンミテータがブラシを介して電源に接続されてモータを駆動させることができるので、車両の衝突が予測された場合に第１回路に切り替えることで、モータの駆動によってシートベルトを移動させて衝突予測を乗員に報知させることができる。また、第２回路に切り替えられたときにはコンミテータがブラシを介することなく短絡されてモータを短絡させることができるので、車両の衝突が検出された場合に第２回路に切り替えることで、前面衝突などの車両衝突時に車体前側に移動される乗員の移動に伴ってシートベルトが引き出されるときに、シートベルトを巻き取るスプールに連結されたモータの回転抵抗力によってシートベルトの引き出しを抑制して乗員を拘束することができる。

例えば衝突速度が大きく乗員が大柄な体格を有する車両衝突時には衝突速度が小さく乗員が小柄な体格を有する車両衝突時に比してシートベルトの引出速度が大きくなるが、シートベルトの引出速度が大きい場合にはモータの回転抵抗力を大きくすることができるので、乗員の体格や衝突速度が異なる場合においても、乗員の体格や衝突速度に対応するシートベルトの引出速度に応じたモータの回転抵抗力によってシートベルトの引き出しを抑制して乗員を拘束することができる。

また、第２回路に切り替えられたときにはコンミテータを電源に接続してモータを駆動するためのブラシを介することなくモータが短絡されるので、前記ブラシを介してモータが短絡される場合のようにモータの回転抵抗力が低下することを抑制することができる。

したがって、シートベルトを引き出し可能に巻き取るスプールに連結したモータの回転抵抗力が低下することを抑制し、衝突予測時に乗員に報知させると共に衝突検出時に乗員の拘束性能を確保して乗員の安全性を確保することができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、車両の衝突が検出された場合に第２回路に切り替えられることにより、車両衝突時にシートベルトが引き出されるときにスプールに連結されたモータのモータ回転数が大きくなる場合にモータの回転抵抗力を大きくすることができ、乗員の体格や衝突速度が異なる場合においても、車両衝突時に乗員を拘束することができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、車両の衝突が予測された場合に第１回路に切り替えられることにより、衝突予測時にコンミテータがブラシを介して電源に接続されてモータを駆動させることができるので、シートベルトを引出方向及び巻取方向の少なくとも一方に移動させて衝突予測を乗員に報知させることが可能である。

また、請求項４に記載の発明によれば、車両の衝突が予測される場合にシートベルトを引出方向及び巻取方向の少なくとも一方に移動させて車両の衝突予測を乗員に報知させることにより、車両衝突前に車両が衝突する可能性があることを乗員に認識させることができる。

本発明の実施形態に係るシートベルト装置の概略構成図である。 シートベルト装置のリトラクタを示す断面図である。 リトラクタに備えられるモータを示す断面図である。 図３におけるＹ４－Ｙ４線に沿ったモータの断面図である。 図３におけるＹ５－Ｙ５線に沿ったモータの断面図である。 シートベルト装置の構成を示すブロック図である。 シートベルト装置の制御を示すフローチャートである。 従来のリトラクタに備えられるモータのモータ回転数と回転抵抗力との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るシートベルト装置の概略構成図である。本発明の実施形態に係るシートベルト装置は、車両に装備され、車室内のシートに着座した乗員を拘束することにより乗員を保護するものである。

図１に示すように、車両の前席シート１に備えられるシートベルト装置１０は、シート１に着座した乗員の上胴部及び腰部を拘束することにより乗員を保護する三点式のシートベルト装置であり、シート１に着座した乗員を拘束するシートベルト１１と、センタピラー２の車体下側に固定されてシートベルト１１を引き出し可能に巻き取るリトラクタ２１とを備えている。

シートベルト装置１０は、リトラクタ２１から引き出されたシートベルト１１を、センタピラー２の車体上側に固定された上側ベルトアンカ３を介してシート１の車幅方向外側に配置された下側ベルトアンカ４に固定すると共に、シートベルト１１に装着されたタングプレート５をシート１の車幅方向内側に配置されたバックル６に係合させ、シート１に着座した乗員の上胴部及び腰部を拘束することにより乗員を保護するようになっている。

図２は、シートベルト装置のリトラクタを示す断面図である。図２に示すように、シートベルト装置１０のリトラクタ２１は、センタピラー２に取り付けられ、シートベルト１１を引き出し可能に巻き取るスプール３０と、スプール３０に連結されるモータ４０とを備えている。

スプール３０は、スプール回転軸部３１と、スプール回転軸部３１に固定されると共にシートベルト１１が固定されて略円筒状に形成される円筒部３２とを備え、センタピラー２に固定されたハウジング７にスプール回転軸部３１が回転可能に支持されることにより回転可能に支持されている。

ハウジング７は、スプール３０の軸方向両側に平行に配置されて軸受１５を介してスプール３０のスプール回転軸部３１を回転可能に支持する両側の側面部８と、スプール３０の下側において両側の側面部８を連結する連結部９とを備え、断面略コ字状に形成されている。ハウジング７は、車体前側に配置される側面部８が締結部材Ｂ１を用いてセンタピラー２に固定されることにより車体に固定され、これにより、スプール３０は車体に回転可能に支持されている。

スプール３０はまた、センタピラー２とハウジング７との間に配設されてスプール３０を巻き取り方向に付勢するスプリングユニット３３を備え、スプリングユニット３３内に配置された渦巻きバネにスプール回転軸部３１が連結されてシートベルト１１を巻き取る方向に付勢されている。

モータ４０は、図２に示すように、ハウジング７の側面部８に平行に配設された第１プレート部材５１及び第２プレート部材５２を介してハウジング７に取り付けられている。モータ４０は、第１プレート部材５１に締結部材Ｂ２を用いて取り付けられ、第１プレート部材５１は、第２プレート部材５２に筒状部材５３を介して締結部材Ｂ３を用いて取り付けられ、第２プレート部材５２は、ハウジング７の側面部８に締結部材Ｂ４を用いて取り付けられている。

スプール３０のスプール回転軸部３１は、第２プレート部材５２に形成されたスプール用挿通穴５２ａに挿通され、モータ４０のモータ回転軸４１は、第１プレート部材５１に形成されたモータ用挿通穴５１ａに挿通されている。スプール３０は、スプール回転軸部３１とモータ回転軸４１とが第１プレート部材５１と第２プレート部材５２との間においてスプライン嵌合されてモータ４０に連結されている。

図３は、リトラクタに備えられるモータを示す断面図、図４は、図３におけるＹ４－Ｙ４線に沿ったモータの断面図、図５は、図３におけるＹ５－Ｙ５線に沿ったモータの断面図である。図３から図５に示すように、モータ４０は、スプール３０にスプライン嵌合されて連結されるモータ回転軸４１を有するブラシ付き直流モータ４０である。

モータ４０は、電源に電気的に接続された状態において駆動されると共に、電気的に短絡された状態においてシートベルト１１が引き出されるときにスプール３０の引出方向の回転に伴って回転されるモータ回転軸４１の回転に応じて回転抵抗力を発生するようになっている。

モータ４０は、磁性材料から有底円筒状に形成されてヨークとして機能するハウジング４２と、断面略半円弧状に形成されてハウジング４２内に固定されて対向配置される１対の永久磁石４３と、モータ回転軸４１を有して永久磁石４３の径方向内側に回転可能に支持されるアーマチュア４４と、ハウジング４２の開口部を覆うようにハウジング４２に装着されるブラシホルダ４５とを備えている。

アーマチュア４４は、モータ回転軸４１を有すると共にモータ回転軸４１に固定されて径方向外側に放射状に突出する複数のティース４４ａを備えたアーマチュアコア４４ｂを有し、アーマチュア４４のティース４４ａ間に形成されるスロットにそれぞれ複数のアーマチュアコイル４４ｃが巻かれている。

アーマチュア４４は、モータ回転軸４１が軸受３７を介してハウジング４２及びブラシホルダ４５に回転可能に支持されることにより回転可能に支持されている。アーマチュア４４はまた、モータ回転軸４１の軸方向一方側にコンミテータ（整流子）４６を備え、コンミテータ４６は、アーマチュアコイル４４ｃに接続されている。

ブラシホルダ４５は、スプリング部材４５ｂによって径方向内側に付勢されてコンミテータ４６に押し付けられる一対のブラシ４５ａを備えている。一対のブラシ４５ａは、コンミテータ４６の周方向に異なる位置に配置され、コンミテータ４６を介してアーマチュアコイル４４ｃに接続されるようになっている。ブラシ４５ａは、銅と黒鉛とを混合焼結した黒鉛質ブラシなどのカーボンブラシが用いられる。

ブラシホルダ４５は、モータ回転軸４１の軸方向一方側が突出するようにハウジング４２に装着され、ハウジング４２にブラシホルダ４５が装着された状態でハウジング４２が第１プレート部材５１に取り付けられている。一対のブラシ４５ａにはそれぞれ、電源に接続可能である端子が接続され、電源に接続可能に構成されている。

ブラシホルダ４５はまた、モータ回転軸４１の軸方向一方側に一対のブラシ４５ａに離間してコンミテータ４６に摺接する銅リング４７を備えている。銅リング４７は、ブラシホルダ４５に固定されると共にコンミテータ４６の径方向外側に配置され、図５に示すように、円筒状に形成される円筒部４７ａと、円筒部４７ａから径方向内側に突出してコンミテータ４６に摺接する一対の摺接部４７ｂとを備え、一対の摺接部４７ｂは、電磁クラッチまたはソレノイド（図示しない）によってコンミテータ４６に摺接可能に構成されている。

一対の摺接部４７ｂは、コンミテータ４６の周方向に異なる位置に配置され、コンミテータ４６を介してアーマチュアコイル４４ｃに接続されるようになっている。一対の摺接部４７ｂを備えた銅リング４７には、接地可能である端子が接続され、接地可能に構成されている。銅リング４７が接地されたとき、モータ４０は、コンミテータ４６がブラシ４５ａを介することなく銅リング４７を介して短絡されて電気的に短絡される。

モータ４０の永久磁石４３は、図４に示すように、ハウジング４２内に固定される永久磁石４３ａ、４３ｂを備え、永久磁石４３ａ、４３ｂは、断面略半円弧状に同一形状に形成されて対向配置されている。永久磁石４３ａは、径方向内側の磁極がＮ極とされ、永久磁石４３ｂは、径方向内側の磁極がＳ極とされ、永久磁石４３は、永久磁石４３ａのＮ極から永久磁石４３ｂのＳ極に向かう方向に永久磁石４３による磁束が形成されている。

モータ４０では、電気的に短絡された状態において、車両衝突時にシートベルト１１が引き出されるときにスプール３０の引出方向の回転に伴って回転される矢印Ａ１で示すモータ回転軸４１の回転に応じて逆起電力が発生し、モータ回転軸４１の回転を抑制するように回転抵抗力が発生する。モータ４０の回転抵抗力は、モータ回転数（単位時間当たりのモータ回転数）が大きくなるにつれて大きくなり、シートベルト１１の引出速度が大きくなるときに大きくして乗員の拘束荷重を大きくすることができる。

シートベルト装置１０では、車両衝突時にシートベルト１１が引き出されるときに乗員が大柄な体格を有する場合には乗員が小柄な体格を有する場合に比して体重が大きくシートベルト１１の引出速度が大きく、また衝突速度が大きい場合には衝突速度が小さい場合に比してシートベルト１１の引出速度が大きくなることから、モータ４０の回転抵抗力を大きくして乗員の拘束荷重を大きくすることができる。これにより、乗員の体格や衝突速度に応じてシートベルト１１による乗員の拘束荷重を調整することが可能となる。

図６は、シートベルト装置の構成を示すブロック図である。図６に示すように、シートベルト装置１０は、電源６１と、電源６１に接続されると共にモータ４０に接続されてモータ４０を駆動可能に構成される駆動装置６２と、モータ４０と駆動装置６２及び電源６１との接続状態を切り替える切替装置６３とを備えている。

切替装置６３は、モータ４０と駆動装置６２及び電源６１との接続状態を切り替えると共に、モータ４０と接地点Ｇｒとの接続状態を切り替えるように構成されている。図６に示すように、切替装置６３は、モータ４０の銅リング４７に接続された第１端子ａと接地点Ｇｒに接続された第２端子ｂとの接続状態を切り替えると共に、モータ４０のブラシ４５ａに接続された第３端子ｃと駆動装置６２及び電源６１に接続された第４端子ｄとの接続状態を切り替えるように構成されている。

切替装置６３は、第１端子ａと第２端子ｂとを接続することなく第３端子ｃと第４端子ｄとを接続してコンミテータ４６がブラシ４５ａを介して電源６１に接続されてモータ４０が駆動される第１回路Ｌ１と、第３端子ｃと第４端子ｄとを接続することなく第１端子ａと第２端子ｂとを接続してコンミテータ４６がブラシ４５ａを介することなく短絡されてモータ４０が短絡されシートベルト１１が引き出されるときにモータ４０がスプール３０の引出方向の回転に伴って回転されるモータ回転軸４１の回転に応じて回転抵抗力を発生する第２回路Ｌ２とに選択的に切り替えるようになっている。

シートベルト装置１０はまた、シートベルト装置１０が装備される車両に、車両の前方の障害物を検出する障害物検出センサ６５と、車両の車速を検出する車速センサ６６と、車両の衝突を検出する衝突検出センサ６７とを備えている。

障害物検出センサ６５は、ミリ波レーダやＣＣＤカメラなどを用いることができ、車両の前方の障害物を検出すると共に障害物と車両との相対距離及び相対速度を検出するように構成されている。衝突検出センサ７７は、車両の車体前後方向の加速度を検出する加速度センサであり、車両の衝突を検出するように構成されている。

シートベルト装置１０はまた、シートベルト装置１０の作動を制御するコントロールユニット６０を備えている。コントロールユニット６０には、障害物検出センサ６５、車速センサ６６、衝突検出センサ６７からの信号などが入力され、コントロールユニット６０は、これらの信号などに基づいて切替装置６３及び駆動装置６２などの作動を制御してモータ４０の駆動を制御する。なお、コントロールユニット６０は、マイクロコンピュータを主要部として構成されている。

コントロールユニット６０は、車速センサ６６によって検出される車速が、例えば１５ｋｍ／ｈなどの所定車速以上であるときに、障害物検出センサ６５によって検出される障害物と車両との相対距離と相対速度とに基づいて、障害物と車両との相対距離を障害物と車両との相対速度で除した衝突予測時間を算出し、衝突予測時間が予め設定された衝突予測判定時間以下である場合に車両の衝突を予測するようになっている。なお、車両の車速に関わらず、衝突予測時間が衝突予測判定時間以下である場合に車両の衝突を予測するようにしてもよい。

コントロールユニット６０はまた、車両の衝突が予測される場合、第１回路Ｌ１に切り替えるように切替装置６３の作動を制御する第１回路切替制御を行うと共に、シートベルト１１を巻取方向に移動させて車両の衝突予測を乗員に報知するように駆動装置６２の作動を制御してモータ４０の駆動を制御する衝突予測報知制御を行う。乗員への衝突予測の報知は、シートベルト１１を巻取方向に所定の時間間隔で移動及び停止を繰り返して移動させることにより行う。

一方、コントロールユニット６０は、衝突検出センサ６７によって車両の衝突が検出される場合、第２回路Ｌ２に切り替えるように切替装置６３の作動を制御する第２回路切替制御を行う。第２回路切替制御が行われると、コンミテータ４６がブラシ４５ａを介することなく短絡されてモータ４０が短絡されシートベルト１１が引き出されるときにモータ４０がスプール３０の引出方向の回転に伴って回転されるモータ回転軸４１の回転に応じて回転抵抗力を発生する。

図７は、シートベルト装置の制御を示すフローチャートである。図７に示すように、コントロールユニット６０には先ず、各種信号が読み込まれ（ステップＳ１）、障害物と車両との相対距離及び相対速度、車両の車速、車両の衝突の有無などが読み込まれる。

そして、車両の衝突が予測されたか否かが判定される（ステップＳ２）。ステップＳ２での判定結果がノー（ＮＯ）の場合、すなわち車両の衝突が予測されない場合、ステップＳ１～Ｓ２が繰り返されるが、ステップＳ２での判定結果がイエス（ＹＥＳ）の場合、すなわち車両の衝突が予測された場合、第１回路切替制御を行い（ステップＳ３）、第１回路Ｌ１に切り替えるように切替装置６３の作動を制御する。車両の衝突が予測された場合に第１回路切替制御が行われると、コンミテータ４６がブラシ４５ａを介して電源６１に接続されてモータ４０が駆動される。

また、ステップＳ２での判定結果がイエスの場合、すなわち車両の衝突が予測された場合、衝突予測報知制御を行い（ステップＳ４）、シートベルト１１を巻取方向に移動させて車両の衝突予測を乗員に報知するようにモータ４０の駆動を制御する。

次に、車両の衝突が検出されたか否かが判定される（ステップＳ５）。ステップＳ５での判定結果がノーの場合、ステップＳ１～Ｓ５が繰り返されるが、ステップＳ５での判定結果がイエスの場合、すなわち車両の衝突が検出された場合、第２回路切替制御を行い（ステップＳ６）、第２回路Ｌ２に切り替えるように切替装置６３の作動を制御する。第２回路Ｌ２に切り替えられたことで、銅リング４７に設けられた電磁クラッチまたはソレノイドが駆動され、一対の摺接部４７ｂがコンミテータ４６に摺接するようになる。なお、上述の実施形態では、電磁クラッチまたはソレノイドで一対の摺接部４７ｂをコンミテータ４６に摺接可能に構成されているが、これに限られない。例えば、駆動用モータとブレーキ用モータを設け、双方を電気的に切り替えてもよい。

車両の衝突が検出された場合に第２回路切替制御が行われると、コンミテータ４６がブラシ４５ａを介することなく短絡されてモータ４０が短絡され、前面衝突などの車両衝突時に車体前側に移動される乗員の移動に伴ってシートベルト１１が引き出されるときにモータ４０がスプール３０の引出方向の回転に伴って回転されるモータ回転軸４１の回転に応じて回転抵抗力を発生する。

本実施形態では、シートベルト１１を巻取方向に移動させて車両の衝突予測を乗員に報知するようにモータ４０の駆動を制御しているが、シートベルト１１を巻取方向及び引出方向に繰り返し移動させて車両の衝突予測を乗員に報知するようにモータ４０の駆動を制御するようにしてもよい。また、シートベルト１１を引出方向に移動させて車両の衝突予測を乗員に報知するようにモータ４０の駆動を制御することも可能である。

このように、本実施形態に係るシートベルト装置１０では、リトラクタ２１は、シートベルト１１を引き出し可能に巻き取るスプール３０に連結されるモータ４０を備え、モータ４０のアーマチュア４４は、スプール３０に連結されるモータ回転軸４１に固定されてアーマチュアコイル４４ｃに接続されるコンミテータ４６を有する。

そして、シートベルト装置１０は、コンミテータ４６がブラシ４５ａを介して電源６１に接続される第１回路Ｌ１と、コンミテータ４６がブラシ４５ａを介することなく短絡されてモータ４０が短絡されシートベルト１１が引き出されるときにモータ４０がスプール３０の引出方向の回転に伴って回転されるモータ回転軸４１の回転に応じて回転に応じて回転抵抗力を発生する第２回路Ｌ２とを選択的に切り替える切替装置６３を備える。

これにより、第１回路Ｌ１に切り替えられたときにはコンミテータ４６がブラシ４５ａを介して電源７３に接続されてモータ４０を駆動させることができるので、車両の衝突が予測された場合に第１回路Ｌ１に切り替えることで、モータ４０の駆動によってシートベルト１１を移動させて衝突予測を乗員に報知させることができる。また、第２回路Ｌ２に切り替えられたときにはコンミテータ４６がブラシ４５ａを介することなく短絡されてモータ４０を短絡させることができるので、車両の衝突が検出された場合に第２回路Ｌ２に切り替えることで、前面衝突などの車両衝突時に車体前側に移動される乗員の移動に伴ってシートベルト１１が引き出されるときに、シートベルト１１を巻き取るスプール３０に連結されたモータ４０の回転抵抗力によってシートベルト１１の引き出しを抑制して乗員を拘束することができる。

例えば衝突速度が大きく乗員が大柄な体格を有する車両衝突時には衝突速度が小さく乗員が小柄な体格を有する車両衝突時に比してシートベルト１１の引出速度が大きくなるが、シートベルト１１の引出速度が大きい場合にはモータ４０の回転抵抗力を大きくすることができるので、乗員の体格や衝突速度が異なる場合においても、乗員の体格や衝突速度に対応するシートベルト１１の引出速度に応じたモータ４０の回転抵抗力によってシートベルト１１の引き出しを抑制して乗員を拘束することができる。

また、第２回路Ｌ２に切り替えられたときにはコンミテータ４６を電源６１に接続してモータ４０を駆動するためのブラシ４５ａを介することなくモータ４０が短絡されるので、ブラシ４５ａを介してモータ４０が短絡される場合のようにモータ４０の回転抵抗力が低下することを抑制することができる。

ブラシ４５ａを介してモータ４０が短絡される場合、ブラシ４５ａとして銅と黒鉛とを混合焼結した黒鉛質ブラシなどのカーボンブラシを用いると、モータ４０の駆動時間が長くなった場合にモータ４０を短絡させると、ブラシ４５ａの接触部分が炭化し、モータ回転数が大きくなったときにモータ４０の回転抵抗力が低下するが、ブラシ４５ａを介することなくモータ４０が短絡されるので、モータ４０の回転抵抗力が低下することを抑制することができる。

したがって、シートベルト１１を引き出し可能に巻き取るスプール３０に連結したモータ４０の回転抵抗力が低下することを抑制し、衝突予測時に乗員に報知させると共に衝突検出時に乗員の拘束性能を確保して乗員の安全性を確保することができる。

また、車両の衝突が検出された場合に第２回路Ｌ２に切り替えられる。これにより、車両衝突時にシートベルト１１が引き出されるときにスプール３０に連結されたモータ４０の回転数が大きくなる場合にモータ４０の回転抵抗力を大きくすることができ、乗員の体格や衝突速度が異なる場合においても、車両衝突時に乗員を拘束することができる。

また、車両の衝突が予測された場合に第１回路Ｌ１に切り替えられる。これにより、衝突予測時にコンミテータ４６がブラシ４５ａを介して電源６１に接続されてモータ４０を駆動させることができるので、シートベルト１１を引出方向及び巻取方向の少なくとも一方に移動させて衝突予測を乗員に報知させることが可能である。

また、車両の衝突が予測される場合にシートベルト１１を引出方向及び巻取方向の少なくとも一方に移動させて車両の衝突予測を乗員に報知させる。これにより、車両衝突前に車両が衝突する可能性があることを乗員に認識させることができる。

本実施形態では、シートベルト装置１０は、前席シート１に備えられているが、前席シート１より車体後側に配置される後席シートについても同様に適用可能であり、かかる場合、リトラクタ２１はセンタピラー２に代えてリアピラーなどの車体に固定して取り付けられる。

本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。

以上のように、本発明によれば、シートベルトを引き出し可能に巻き取るスプールに連結したモータの回転抵抗力が低下することを抑制し、衝突予測時に乗員に報知させると共に衝突検出時に乗員の拘束性能を確保して乗員の安全性を確保することが可能となるから、車両の安全技術の分野において好適に利用される可能性がある。

１ シート
１０ シートベルト装置
１１ シートベルト
２１ リトラクタ
３０ スプール
４０ モータ
４１ モータ回転軸
４３ 永久磁石
４４ アーマチュア
４４ｂ アーマチュアコア
４４ｃ アーマチュアコイル
４５ａ ブラシ
４６ コンミテータ
４７ 銅リング
６０ コントロールユニット
６１ 電源
６２ 駆動装置
６３ 切替装置
６５ 障害物検出センサ
６６ 車速センサ
６７ 衝突検出センサ
Ｌ１ 第１回路
Ｌ２ 第２回路

Claims (4)

1. シートに着座した乗員を拘束するシートベルトと、前記シートベルトを引き出し可能に巻き取るリトラクタとを備えた車両用シートベルト装置であって、
   前記リトラクタは、回転可能に支持されて前記シートベルトを引き出し可能に巻き取るスプールと、前記スプールに連結されるモータとを備え、
   前記モータは、対向配置される永久磁石と、前記永久磁石の径方向内側に回転可能に支持されるアーマチュアとを有し、
   前記アーマチュアは、前記スプールに連結されるモータ回転軸と、前記モータ回転軸に固定されるアーマチュアコアと、前記アーマチュアコアに巻かれたアーマチュアコイルと、前記モータ回転軸に固定されて前記アーマチュアコイルに接続されるコンミテータとを有し、
   前記車両用シートベルト装置は、前記コンミテータがブラシを介して電源に接続されて前記モータが駆動される第１回路と、前記コンミテータが前記ブラシを介することなく短絡されて前記モータが短絡され前記シートベルトが引き出されるときに前記モータが前記スプールの引出方向の回転に伴って回転される前記モータ回転軸の回転に応じて回転抵抗力を発生する第２回路とに選択的に切り替える切替手段を備えている
   ことを特徴とする車両用シートベルト装置。
2. 車両の衝突を検出する衝突検出手段と、
   前記切替手段の作動を制御する切替制御手段とを備え、
   前記切替制御手段は、前記衝突検出手段によって車両の衝突が検出された場合に前記第２回路に切り替えるように前記切替手段の作動を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用シートベルト装置。
3. 車両の衝突を予測する衝突予測手段と、
   前記切替手段の作動を制御する切替制御手段とを備え、
   前記切替制御手段は、前記衝突予測手段によって車両の衝突が予測された場合に前記第１回路に切り替えるように前記切替手段の作動を制御する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用シートベルト装置。
4. 前記モータの駆動を制御するモータ制御手段を備え、
   前記モータ制御手段は、前記衝突予測手段によって車両の衝突が予測された場合に前記シートベルトを引出方向及び巻取方向の少なくとも一方に移動させて車両の衝突予測を乗員に報知するように前記モータの駆動を制御する
   ことを特徴とする請求項３に記載の車両用シートベルト装置。

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