JPH0331641Y2

JPH0331641Y2 -

Info

Publication number: JPH0331641Y2
Application number: JP1985013109U
Authority: JP
Priority date: 1985-02-01
Filing date: 1985-02-01
Publication date: 1991-07-04
Also published as: JPS61129655U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、ウエビング張力を調整可能な乗員保
護用シートベルト装置に係り、特にウエビングの
張力調整がきめ細かく行なえるシートベルト装置
に関する。

［従来の技術］シートベルト装置では、一般にぜんまいばねの
付勢力でウエビングを巻取軸に巻取るようになつ
ている。このぜんまいばねの付勢力は、ウエビン
グ装着解除後に全巻する必要があるため、比較的
大きくなる。したがつて、乗員がウエビング装着
時に比較的大きな力でウエビングを引き出す必要
がある。またウエビング装着後の運転中にまたは
乗員が車内で移動する場合に比較的大きな抗力を
感ずる。そこで、モータを用いてぜんまいばねの
外端を回転させてウエビング巻取力を調整可能に
した構造のものが案出されている（実願昭58−
75129号（実開昭59−179148号公報参照）等）。

この種のシートベルト装置では、ウオームをぜ
んまいばねによる力とバランス弾性体による力と
釣り合わせて構成したテンシヨン変換部のウオー
ム位置を機械的なマイクロスイツチで検出するよ
うになつている。

しかしながら、マイクロスイツチの取付位置の
変更が容易でなく、張力検出値の調整が容易に行
なえない。また、１個のマイクロスイツチぜ一点
の張力しか検出できず、しかも取付スペース上多
くのマイクロスイツチを取付けることができない
ので、きめ細かいウエビング張力の制御を行なう
ことができない。また、マイクロスイツチをテン
シヨン変換部に接触させて検出するようになつて
いること及びマイクロスイツチの接点が弾性的に
作動することからウエビング張力検出信号にチヤ
タリングが生じ、その除去回路を特別に設けたり
ソフト的にチヤタリングを除去する必要がある。
さらにこの接触検出により、ヒステリシスが生
じ、正確なウエビング張力を検出することができ
ない。

［考案が解決しようとする問題点］本考案は、ウエビング張力の設定値を容易に変
更することができ、正確なウエビング張力を検出
できしかもきめ細かい制御を行なうことが可能で
あり、さらにウエビング張力検出信号にチヤタリ
ングが生じないシートベルト装置を得ることを目
的とする。

［問題点を解決するための手段］本考案に係るシートベルト装置では、ウエビン
グを巻取る巻取軸に一端部が係止されかつ他端部
が巻取軸の回転により移動されると共にウエビン
グを巻取方向に付勢する巻取用弾性体と、回転可
能でかつ軸方向へ移動可能に支持されたウオーム
と、前記他端部が係止され該他端部の移動により
回転されて前記ウオームを軸方向へ移動させる共
に前記ウオームと噛み合いウオームの回転により
回転され前記巻取用弾性体の弾性力を変更させる
ウオームホイルと、前記ウオームを軸方向に付勢
するバランス弾性体と、ウオームの軸方向位置を
連続的に検出する磁気センサと、前記ウオームを
回転駆動するモータを備えたウオーム駆動手段
と、前記磁気センサの出力に基づいてウエビング
の張力が少なくとも第１、第２、第３の大きさと
なるようにモータの駆動を制御する駆動制御手段
と、を有している。

［作用］ウエビングを巻取方向に付勢する巻取用弾性体
の一端がウオームホイールに係止されているの
で、ウオームホイールと噛み合うウオームには軸
方向の力が作用する。このウオームには前記力と
均衡させるバランス弾性体が設けられているの
で、ウオームは釣り合いの位置へ移動して停止す
る。従つてこのウオームの軸方向位置を検出する
ことによりウエビング張力を検出することができ
る。ウオームの軸方向位置が磁気センサにより連
続的に検出される。そして、磁気センサの出力に
基づいてウエビングの張力が少なくとも第１、第
２、第３の大きさとなるようにモータの駆動が制
御手段により制御される。したがつて、ウエビン
グの張力をきめ細かく調整できる。また、磁気セ
ンサは１個で足りる。

［実施例］第１，２図には本考案の第１実施例に係るシー
トベルト装置に用いられるウエビング巻取装置１
０が示されている。このウエビング巻取装置１０
ではフレーム１２が取付ボルト１４により車体１
６へ固着されている。

フレーム１２の両側部からは一対の脚板１８，
２０が互に平行に延長されている。これらの脚板
１８、脚板２０には巻取軸２２の両端部付近が軸
支されており、この巻取軸２２の中央部に乗員拘
束用ウエビング２４の一端が係止されるとともに
層状に巻取られている。

このウエビング２４の他端はタングプレート２
５が取付けられており、第２図に示される如くバ
ツクル装置２６と係合可能となつている。このバ
ツクル装置２６は車体の他の部分へ取付けられて
おり、ウエビング２４の中間部は乗員の装着用と
なつている。

脚板２０の外側には巻取軸２２との間にイナー
シヤロツク機構２７が取付けられている。このイ
ナーシヤロツク機構２７は一般的に用いられてい
る構造であり、車体加速度またはウエビング２４
の引出加速度を検知して車両緊急時に巻取軸２２
のウエビング引出回転を急激に停止させるように
なつている。

脚板１８の外側にはベースプレート２８が取付
けられており、このベースプレート２８へビス３
０で取付けられる軸支板３２とベースプレート２
８とにはウオームホイル３４が軸支されている。
このウオームホイル３４はその内側にぜんまいば
ね３６の外端を係止しており、このぜんまいばね
３６の内端は巻取軸２２へ係止されている。従つ
てぜんまいばね３６はウオームホイル３４に対し
たウエビング２４を巻取る方向に巻取軸２２を回
転させる付勢力を生じている。

巻取軸２２の端面軸心部には、ピニオン３８が
固着突設されている。このピニオン３８は、ウオ
ームホイル３４から突出しており、軸支板３２か
ら突出されるピン４０へ軸支されるピニオン４２
とかみ合つている。このピニオン４２は軸支板３
２へ軸支される内歯ギア４４とかみ合つている。
これによつて内歯ギヤ４４は巻取軸２２の回転が
減速して伝達されるようになつており、内歯ギヤ
４４の一部から突出したストライカ４６は軸支板
３２へ取付けられたリミツトスイツチ４８と対応
している。このリミツトスイツチ４８は乗員がウ
エビング２４の装着を解除し、ウエビング２４が
巻取軸２２へ最大量巻取られた状態でオフとさ
れ、乗員がウエビング２４を引出するとストライ
カ４６が離間してオンとなるようになつている。

ウオームホイル３４の外周にはウオーム５０が
かみ合つており、このウオーム５０は第３図に示
される如くウオームシヤフト５２へ取付けられて
いる。これを詳細に説明すると、ウオームシヤフ
ト５２はウオーム５０での貫通部が矩形部５２Ａ
となつており、ウオーム５０の軸心部に形成され
る矩形孔５０Ａへ挿入されている。従つてウオー
ム５０はウオームシヤフト５２とともに回転する
が、ウオームシヤフト５２の軸方向へはスライド
可能となつている。

ウオームシヤフト５２は両端部がブラケツト５
４，５６を介してベースプレート２８へ軸支され
ており、矩形部５２Ａへ隣接して形成される円形
部へ移動体５８が軸支されている。この移動体５
８はウオームシヤフト５２の貫通部が円形となつ
ており、移動体５８をウオームシヤフト５２と相
対回転可能とし、また軸方向へも移動可能として
いる。この移動体５８はブラケツト５４との間に
介在する圧縮コイルばね６０により、ウオーム５
０方向へ付勢されてウオーム５０の軸方向一端へ
当接している。移動体５８の側面にはアーム５８
Ａが突設されており、アーム５８Ａの先端部には
プランジヤ５９が固着されている。このプランジ
ヤ５９は丸棒状の磁性体、例えばフエライトであ
る。プランジヤ５９の軸方向はウオームギヤシヤ
フト５２の軸方向と平行になつている。一方、ベ
ースプレート２８にはコイル６１がビス６１Ａに
より螺着されている。コイル６１の軸心中空部に
はプランジヤ５９が遊挿されるようになつてい
る。プランジヤ５９とコイル６１は磁気センサ６
２を構成している。コイル６１の端子はケーブル
６３を介してコネクタ６４に接続されている。

第４図にはウエビング張力の変化に伴なう移動
体５８の位置の変化を示しており、Ａ，Ｂ，Ｃの
順にウエビング張力が強くなつている場合を示し
ている。すなわち、第１図に示す如くウエビング
張力が強くなるとウオームホイル３４が矢印Ｂ方
向に回転しようとし、ウオーム５０が移動体５８
の方向へ力を受け、圧縮コイルばね６０と釣り合
つた位置で移動体５８が停止する。したがつて、
ウエビング張力が強くなるほどウオーム５０は移
動体５８側の方向へ大きな力を受け、移動体５８
はブラケツト５４側に移動して釣り合う。この移
動体５８の移動によりプランジヤ５９のコイル６
１内への挿入量が変化する。すなわち、プランジ
ヤ５９のコイル６１内への挿入量が長くなる程、
コイル６１のインダクタンスが大きくなる。従つ
て、コイル６１のインダクタンスを検出すること
によりウエビング張力を検出することができる。

このようにして１個の磁気センサ６２を用いて
ウエビング張力を連続的に検出することができ
る。また、プランジヤ５９とコイル６１は非接触
であるので、磁気センサ６２により検出されるウ
エビング張力にはヒステリシスが生ずることがな
い。従つて、ウエビング張力を正確に検出するこ
とができる。さらに、この非接触検出により磁気
センサ６２の出力にはチヤタリングが生ずること
がないので、その除去回路を特別に設ける必要が
なく、またソフト的にチヤタリングを除去する必
要がないという効果を有する。

ウオームシヤフト５２のブラケツト５６から突
出した端部には小歯車６６が固着されており、中
歯車６７を介して大歯車６８とかみ合つている。
この大歯車６８はモータ７０の出力軸へ固着さ
れ、モータ７０はベースプレート２８へ取付けら
れている。

第５図には本実施例の制御回路図が示されてお
り、コイル６１は抵抗９２と直列接続されてい
て、これらに正弦波発振器９４からの正弦波交流
電圧が印加されている。コイル６１の両端子から
の出力電圧が位相比較器９６に入力されており、
位相比較器９６はローパスフイルタ９７を介して
コイル６１の両端子間の位相差に対応した電圧を
出力するようになつている。ローパスフイルタ９
７からの出力信号はＡ／Ｄ変換器９８によりデジ
タル値に変換された後、マイクロコンピユータ７
２に入力されるようになつている。また、マイク
ロコンピユータ７２には上記リミツトスイツチ４
８の出力がインバータ４８Ｎを介して入力され、
第２図に示される如くバツクル装置２６内へ配置
されてタングプレート２５の挿入状態を検出でき
るバツクルスイツチ７４の出力もインバータ７４
Ｎを介して入力されるようになつている。

マイクロコンピユータ７２及びその入力回路の
電源は図示されない直流電圧電源から供給される
12V（第５図に示すＢ）直流電圧をレギユレータ
７６で5Vに降圧したものを用いている。また、
この12Vはレギユレータ７８で8Vに降圧され、
モータ７０の低圧駆動電源を構成している。

モータ７０の駆動電圧は、マイクロコンピユー
タ７２からインバータ８０Ｎを介して励磁される
リレーコイル８０によりＣ接点８２が作動し、
12Vから8Vに切替えられるようになつている。
また、モータ７０は、マイクロコンピユータ７２
からインバータ８４Ｎ，８６Ｎを介してそれぞれ
励磁されるリレーコイル８４，８６によつてＣ接
点８８，９０が作動し、正転又は逆転するように
なつている。すなわち、リレーコイル８４のみが
励磁されると正転し、リレーコイル８６のみが励
磁されると逆転するようになつている。

次に、本実施例の作用をマイクロコンピユータ
７２に格納されるプログラムに対応した第６図に
示すフローチヤートに従つて説明する。なお、部
番100以上はステツプを意味し、例えばステツプ
２００は単に２００と略記する。

本実施例では説明の簡単化のために、ウエビン
グ張力の設定値はL₁，L₂，L₃の３個のみ用いて
いる。ウエビング張力ＬはL₁以下の値のとき弱、
L₁とL₂との間の値であるとき中、L₂とL₃との間
の値にあるとき強、L₃以上の値であるとき強々
と判断して制御を行なうようになつている。この
L₁，L₂，L₃は、第７図に示す如く、プランジヤ
５９のコイル６１内への挿入量S₁，S₂，S₃及びロ
ーパスフイルタ９７の出力電圧E₁，E₂，E₃に対
応している。

最初に、ウエビング装着中について説明する。
ウエビング装着中はバツクルスイツチ７４がオン
しており（１００）、リレーコイル８０を励磁し
てモータ７０の印加電圧を8Vにする（１０２）。
次いでバツクルフラグＢ／Ｆをセツトし（１０
４）、タイマをクリアする（１０６）。次いでウエ
ビング張力が中（L₁≦Ｌ≦L₂）になるように制
御する。すなわち、ウエビング張力が強（Ｌ＞
L₂）の場合には、リレーコイル８４を励磁し、
モータ７０を第１図矢印Ａ方向へ回転させる（１
１２）。これにより、ウオームホイルがＢ方向へ
回転し、ぜんまいばね３６が緩められ、ウエビン
グ張力が弱くなる。以上の１００〜１１２の処理
を繰返し、１０８でウエビング張力が中（L₁≦
Ｌ≦L₂）であると判定された場合には、リレー
コイル８４を消磁しモータ７０を停止させる（１
１４）。これにより、ウエビング張力が強であつ
ても中の状態に維持される。したがつて、乗員を
不必要に巻締めすることがなく、乗員に不快感を
与えることがない。

もし、１１０でウエビング張力が弱（Ｌ＜L₁）
であると判定された場合には、リレーコイル８６
を励磁し、モータ７０を前記と逆方向へ回転させ
る（１１６）。これにより、ウオームホイルが矢
印Ｂ方向と反対方向へ回転し、ぜんまいばね３６
が締められ、ウエビング張力が強くなる。以上の
１００〜１１０，１１６の処理を繰返し、１０８
でウエビング張力が中（L₁≦Ｌ≦L₂）であると
判定された場合には、リレーコイル８６を消磁し
モータ７０を停止させる（１１４）。これにより、
ウエビング張力が弱であつても中の状態に維持さ
れる。したがつて、ウエビングを必要以上に緩め
ることがなく、車両緊急時に対応できる。

以上の処理はモータ７０に印加される電圧が低
圧8Vであるので、モータ７０のパワーは比較的
弱く、モータ７０の回動に伴う異音は低い。した
がつて乗員に不快感与えることがない。

次に、ウエビング装着を解除する場合を説明す
る。バツクル装置２６からタングプレート２５を
解離させると、バツクルスイツチ７４がオフとな
り（１００）、リレーコイル８０を消磁してモー
タ７０の印加電圧を12Vにする。（２００）。当初
はストライカ４６がリミツトスイツチ４８をオン
しており、ウエビング巻取が未了であると判断さ
れ（２０２）、２０４へ進む。当初は１０４でバ
ツクルフラグＢ／Ｆは１となつており（２０４）、
ウエビング張力が強々（Ｌ＞L₃）になるよう上
述と同様にして制御される（２０６，２０８，２
１０）。この場合、ウエビング２４が巻取軸２２
に巻取られるのでぜんまいばね３６の付勢力は弱
くなる。また、巻取軸２２の回転によつてピニオ
ン３８が第２図矢印Ｂ方向と反対方向に回転し、
内歯ギヤ４４が矢印Ｂ方向へ回転してストライカ
４６がリミツトスイツチ４８から離間する。リミ
ツトスイツチ４８がこれによりオフすると、２０
２でウエビング巻取完了と判断され、次いでバツ
クルフラグＢ／Ｆがリセツトされ（２１２）、さ
らに１のときウエビング引出後10秒経過したこと
を示す10秒経過フラグ10S／Ｆがリセツトされる
（２１４）。次いで１０６以下の処理がなされて上
述の如くウエビング張力が中になるよう制御さ
れ、ウエビング張力が中になつた状態でモータ７
０がオフされる。

したがつて、ウエビング巻取中及び巻取後はモ
ータ７０に印加される電圧が高圧12Vであるの
で、モータ７０のパワーは比較的強く、速やかに
ウエビング２４を巻取軸２２に巻取るとともに、
巻取後は速やかにウエビング張力が中になるよう
制御される。この巻取中及び巻取後はウエビング
装着後であり、単時間であるため、モータ７０の
回動に伴う異音が高くても特に乗員に不快感を与
えることがない。また、巻取後はウエビング張力
が中であるので、不用意にウエビング２４が引出
されることがない。

次に、ウエビング引出後装着する迄を説明す
る。ウエビング２４が少し引出されると、ウエビ
ング張力が強くなろうとするが上記の如くウエビ
ング張力が中になるよう制御される。したがつ
て、乗員は用意にウエビング２４を引出すことが
できる。この引出しによる巻取軸２２の回転によ
つて、内歯ギヤ４４が矢印Ｂ方向と反対方向へ回
転する。ウエビング２４が所定量（少量）引出さ
れるとストライカ４６がリミツトスイツチ４８を
オンにし、２０２から２０４の処理に移る。２１
２でバツクルフラグＢ／Ｆはリセツトされている
ので、３００へ進む。２１４で10秒経過フラグ
10S／Ｆがリセツトされているので、モータ７０
が停止される（３０２）。当初はタイマが10秒経
過していないので（３０４）、タイマをカウント
し（３０６）、次いで以上の１００，２００，２
０４，３００，３０２，３０４，３０６の処理を
繰返す。３０４でタイマが10秒経過したと判断さ
れると、すなわち、この10秒の間にウエビング装
着状態とならずバツクルスイツチがオフのままで
あると（１００），３０８で10秒経過フラグ
10S／Ｆがセツトされる。次いで１００，２０
０，２０４，３００と進み、３００で10S／Ｆが
セツトされているので、上記２０６〜２１０の処
理によりウエビング張力が強々になるように制御
される。

したがつて、ウエビング引出後10秒経過しても
ウエビングを装着しなかつた場合には、ウエビン
グ装着解除後の処理と同一の処理がなされる。す
なわち、ウエビング２４の張力を強々にしてウエ
ビング２４を巻取軸２２に巻取り、この巻取が完
了すると２０２から２１２以下に進み、ウエビン
グ張力が中に制御されてモータ７０が停止する。

通常の場合はウエビング引出後10秒以内にウエ
ビング２４が装着され、バツクルスイツチ７４が
オンして上述のウエビング装着中の処理がなされ
る。

以上の如く、ウエビング２４を巻取軸２２に巻
き取る場合にはウエビング張力を強々にして巻き
取るようになつているので、ウエビング２４を素
早くかつ確実に巻取軸２２に巻取ることができる
という効果を有する。

次に、本考案の第２実施例を第８図乃至第１１
図に従つて説明する。

この第２実施例では、移動体５８の側面へＵ字
形の永久磁石４００が固着されている。永久磁石
４００の両端部間に対応して磁気センサ４０２が
配置されている。この磁気センサ４０２は第１１
図に示す如く２個の磁気抵抗素子４０２Ａ，４０
２Ｂを有している。磁気センサ４０２の端子４０
３Ａ，４０３Ｂ，４０３Ｃが基板４０４にはんだ
付けされて固定されている。基板４０４はビス４
０６によりベースプレート２８へ固着されてい
る。

従つて、第１０図に示す如く、移動体５８の移
動により磁気抵抗素子４０２Ｂに加わる磁界の強
さが変化し磁気抵抗素子４０２Ｂの抵抗値が変化
する。この抵抗値の変化を読取ることによりウエ
ビング張力を検出することができる。第１０図
Ａ，Ｂ，Ｃの順に磁気抵抗素子４０２Ｂに加わる
磁界の強さが大きくなつており、磁気抵抗素子４
０２Ｂの抵抗値もこれにともない大きくなる。

第１１図に示す如く、磁気センサ４０２には
12Vの電圧が印加されており、永久磁石４００に
より加えられる磁界の強さが変化する磁気抵抗素
子４０２Ｂの両端子間の電圧と基準電圧との差が
差動増幅回路４０８により増幅されて取り出さ
れ、Ａ／Ｄ変換器９８を介してマイクロコンピユ
ータ７２へ供給されるようになつている。この基
準電圧は可変抵抗器４１０の抵抗値を変化させる
ことにより容易に調整することができる。

従つて、可変抵抗器４１０の抵抗値を調整する
ことにより、ROMに記憶されるウエビング張力
設定値を変更することなく、機械的組付誤差によ
るウエビング張力検出値の誤差を吸収することが
できるという効果を有する。

次に本考案の第３実施例を第１２図に従つて説
明する。

この第３実施例では、磁気センサ４０２の代り
にホール素子４１２を用いている。従つてホール
素子４１２に加わる磁界の強さの変化によりホー
ル素子４１２に生ずるホール電圧が変化し、この
電圧を読取ることによりウエビング張力を検出す
ることができる。他の点については第２実施例と
同様である。

［考案の効果］本考案に係るシートベルト装置では、ウオーム
の軸方向位置を連続的に検出する磁気センサ及び
該センサの出力に基づいてウエビングの張力が少
なくとも第１、第２、第３の大きさとなるように
モータの駆動を制御する駆動制御手段が設けられ
ている。

したがつて、ウエビングの張力をきめ細かく制
御できる。また、ウエビング張力の設定値を電気
的またはソフト的に容易に変更可能であり、設定
値の調整が容易である。また、ウオームの軸方向
位置を磁気センサで非接触で検出できるので、磁
気センサの出力はヒステリシスが生ずることなく
ウエビング張力を正確に検出でき、ウエビング張
力に応じたより適切な制御ができる。さらに、非
接触で検出できるので、磁気センサ出力にチヤタ
リングが生ずることがなく、チヤタリング除去回
路が不要となるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例に係るシートベル
ト装置の一部分解斜視図、第２図は第１図の側面
図、第３図はウオームとその関連部品の分解斜視
図、第４図はテンシヨン変換部と磁気センサの作
動説明図、第５図は制御回路図、第６図はマイク
ロコンピユータの制御フローを示すフローチヤー
ト、第７図はウームの移動に伴うローパスフイル
タの出力電圧の変化を示す線図、第８図は本考案
の第２実施例を示す第２図に対応した側面図、第
９図は第２実施例に係るウオームとその関連部品
の分解斜視図、第１０図は第２実施例に係るテン
シヨン変換部と磁気センサの作動説明図、第１１
図は第２実施例に係る制御回路の部分図、第１２
図は本考案に係る第３実施例の制御回路の部分図
である。３４……ウオームホイル、３６……ぜんまいば
ね、５０……ウオーム、５２……ウオームギヤシ
ヤフト、５４，５６……ブラケツト、５８……移
動体、５９……プランジヤ、６０……圧縮コイル
ばね、６１……コイル、４２，４０２……磁気セ
ンサ、９４……正弦波発振器、９６……Ａ／Ｄ変
換器、４００……永久磁石、４０２Ａ，４０２Ｂ
……磁気抵抗素子、４０８……差動増幅回路、４
１２……ホール素子。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

ウエビングを巻取る巻取軸に一端部が係止され
かつ他端部が巻取軸の回転により移動されると共
にウエビングを巻取方向に付勢する巻取用弾性体
と、回転可能でかつ軸方向へ移動可能に支持され
たウオームと、前記他端部が係止され該他端部の
移動により回転されて前記ウオームを軸方向へ移
動させる共に前記ウオームと噛み合いウオームの
回転により回転され前記巻取用弾性体の弾性力を
変更させるウオームホイルと、前記ウオームを軸
方向に付勢するバランス弾性体と、ウオームの軸
方向位置を連続的に検出する磁気センサと、前記
ウオームを回転駆動するモータを備えたウオーム
駆動手段と、前記磁気センサの出力に基づいてウ
エビングの張力が少なくとも第１、第２、第３の
大きさとなるようにモータの駆動を制御する駆動
制御手段と、を有することを特徴とするシートベ
ルト装置。