JP4146970B2 - シートベルト装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、シートベルト装置に関し、特に、電動モータによってウェビング（シートベルト）を巻取る巻取装置（リトラクタ）を備えたシートベルト装置の改良に関する。
【０００２】
【従来技術】
シートベルト装置に電動モータを組合わせて、ウェビングの引出しや巻取りを電動で行うようにすることが提案されている。例えば、特願平１０−２６７８１６号のシートベルト装置では、ウェビングを引出し易いようにモータを制御するウェビング装着補助制御、ウェビングのタングプレートをバックルに装着した後にウェビングを巻取り、乗員の体にウェビングがフィットし、ウェビングの巻取りが限界に到達した後に、乗員に所定の弛みを与えるモータを制御するウェビング圧迫除去制御、ウェビングの装着後に乗員が移動しようとしてウェビングを引出そうとしたときに、ウェビングを引出し易くするようにモータを制御する移動制御、ウェビングを装着しない場合又はウェビングのタングプレートをバックルから解除した場合に、ウェビングを格納するようにモータを制御する格納制御等を行って乗員のウェビング使用の便宜を図っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、何らかの異常事態（例えば、モータ内部の断線等）が生じて、シートベルト装置のモータに駆動電流が供給されない状態が生じた場合、モータに駆動力やブレーキ力が発生しないため、モータが空転可能な状態となることが考えられる。この場合、ウェビング装着後、ウェビングを引出すことができるが、自動的に巻取りが行われず、ウェビングの弛みが除去されない。ウェビングが弛んだ状態で車両を運転した場合、乗員の十分な拘束性に欠けるので好ましくない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明のシートベルト装置は、乗員を座席に拘束するウェビングが巻回されたリールと、動力伝達機構を介して上記リールを回転駆動するモータと、上記リールの回転を検出する回転検出手段と、上記リールの回転を緊急時にロックするロック機構と、上記モータを回転させて少なくとも上記ウェビングの巻取りを行う制御部と、を備え、上記制御部は、上記モータに駆動信号を供給した後に上記リールの回転を検出しないとき、上記ロック機構にロック機構の作動を指令する作動信号を供給する。
【０００５】
かかる構成とすることによって、モータによるウェビングの巻取りができないときに、ウェビングの引出しを防止してウェビングの弛んだ状態でのウェビング装着（シートベルト装着）を可及的に減少することが可能となる。
【０００６】
好ましくは、上記ロック機構は、上記リールの回転を機械的にロックする機械的ロック機構と、上記ウェビングの急な引出しに対応して上記機械的ロック機構を作動させるウェビング加速度感知手段及び大きい減速度が加わったときに上記機械的ロック機構を作動させる車体加速度感知手段の少なくともいずれかとを含み、上記ウェビング加速度感知手段及び車体加速度感知手段の各々は、上記作動信号の供給に対応して上記機械的ロック機構を強制的に作動させる電磁的アクチュエータを有する。
【０００７】
好ましくは、上記制御部は、上記リールが乗員によるウェビングの引出しによって回転しているとき、上記電磁的アクチュエータを作動させない。それにより、ウェビング装着に必要なウェビングの引出しを妨げない。
【０００８】
好ましくは、上記電磁的アクチュエータは、アクチュエータに上記ウェビング加速度感知手段又は車体加速度感知手段を作動させる機械的付勢力を与える機械的付勢手段と、この機械的付勢力を抑止する電磁力を発生する電磁力発生手段とを含み、定常状態において該電磁力を維持している。それにより、何らかの原因でモータやシートベルト装置への電源が遮断されると、上記電磁力が消滅して機械的付勢手段によってリール（従ってウェビング）の機械的ロック機構が作動するようになされる。電気系に異常が生じてもウェビングのロックが確保可能である。
【０００９】
好ましくは、上記回転検知手段は、上記リールと連動するポテンショメータである。ポテンショメータを使用することにより、基準位置からの回転量が把握でき、ウェビングの引出し量、巻取り量、リール（リールシャフト）の回転量などを推定することが可能となる。
【００１０】
【実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、シートベルト装置を示している。シートベルト装置は、乗員を座席３０１に拘束するウェビング３０２を巻取る電動巻取装置１００、ウェビング３０２を乗員の肩近傍で折返すスルーアンカ３０３、ウェビングを挿通して腰部に配置されるバックル３０４と係合するタングプレート３０５、ウェビング３０２の端部を車体に固定するアンカー３０６、バックルに内蔵されたスイッチ３０７、制御部２００（図示せず）等によって構成される。
【００１１】
図２は、電動巻取り装置１００の構成を概略的に説明する説明図である。同図において、電動巻取り装置１００は、フレーム１０１を備えている。このフレーム１０１には、図示しないウェビングを巻回するリール１０３、リール１０３と結合し、リール回転の中心軸となるリールシャフト１０３ａが回転自在に設けられる。リールシャフト１０３ａの右端部には、車両に所定の減速度が作用したとき又はウェビングが所定の加速度で引出されたときにシートベルトの引出しをロックする公知のシートベルトロック機構１０２が固定されている。このロック機構１０２には、ロック機構１０２を強制的に作動させる後述の電磁的アクチュエータ１１２が更に設けられている。電磁的アクチュエータ１１２は後述の制御部２００の出力によって作動が制御される。
【００１２】
リールシャフト１０３ａの左端部には、プリテンショナ１０４、プーリ１０５、ポテンショメータ１１１が設けられる。プリテンショナ１０４は、図示しない衝突検出器の出力によって作動し、リールシャフト１０３ａをウェビングの巻取り方向に回転し、ウェビングを強制的に巻取って乗員を座席に拘束する。プリテンショナ１０４は、例えば、火薬式プリテンショナであり、ガス発生器、ガス発生器から発生したガスを封止するシリンダ、シリンダ内をガス圧によって移動するピストン、ピストンの移動を、クラッチ機構を介してリール軸１０３ａの回転運動に変換する伝達機構などによって構成される。リール軸１０３ａに固定されたプーリ１０５は、動力伝達用ベルト１０７を介して直流モータ１１０の軸に固定されたプーリ１０６と連結している。プーリ１０５、１０６の外周にはそれぞれ所定数の外歯が形成され、また、ベルト１０７の内周にも所定数の内歯が形成されている。リールシャフト用のプーリ１０５、モータ用のプーリ１０６、ベルト１０７の各歯山は過不足なく噛合っており、モータ１１０の回転は、リールシャフト１０３ａに伝達される。モータ１１０は、フレーム１０１に少なくとも２点以上で固定されており、制御部２００の出力によって動作する。
【００１３】
リールシャフト１０３ａの最左端に設けられたポテンショメータ１１１は、図４に示すように、両端に電圧が印加される抵抗体と、リールシャフト１０３ａの回転に連動する摺動子とによって構成される。そして、リールシャフト１０３ａ基準位置からの回転量に対応した電圧値を制御部２００に出力する。
【００１４】
図３は、制御部２００の概略構成を説明する機能ブロック図である。同図に示されるように、制御部２００は、マイクロコンピュータシステムによって構成される。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２に保持される制御プログラムやデータをＲＡＭ２０３のワークエリアにロードしてモータ１１０及び電磁的アクチュエータ１１２としてのソレノイドの動作を制御する。上述したポテンショメータ１１１の出力電圧は、入力インタフェース２０４によって所定周期でＡ／Ｄ変換される。入力インタフェース２０４はＣＰＵを内蔵しており、変換された出力電圧データを監視している。例えば、出力電圧データの前回値と今回値とが相違することによって、軸１０３ａの回転状態を判別し、「シャフト回転中」のフラグをＲＡＭ２０３のフラグエリアに設定する。出力電圧データの前回値と今回値との差の正あるいは負によって、ウェビングの「引出し」フラグ、あるいは「巻取り」フラグをＲＡＭ２０３のフラグエリアに設定する。また、ＤＭＡ動作によって出力電圧データをＲＡＭ２０３の回転量エリアに書込む。入力インタフェース２０４は、シートベルトのバックルに内蔵されて、ベルトの装着の有無に対応した出力を発生するバックルスイッチ３０７の開閉出力を受けてＲＡＭ２０３のフラグ領域にベルト装着の有無のフラグ設定をも行う。
【００１５】
ＣＰＵ２０１は、制御プログラムに設定された所定の条件が満たされると、モータ１１０の正転指令、逆転指令、駆動停止指令を出力インタフェース２０５に与える。出力インタフェース２０５は、これ等命令に対応したゲート信号Ｇ１、Ｇ２を発生し、モータ駆動回路２０６に供給する。正転指令に対しては、Ｇ１、Ｇ２をそれぞれ「Ｈ」、「Ｌ」に、逆転指令に対しては、Ｇ１、Ｇ２をそれぞれ「Ｌ」、「Ｈ」に、駆動停止指令に対しては、Ｇ１、Ｇ２をそれぞれ「Ｌ」、「Ｌ」に設定する。
【００１６】
図５は、モータの駆動回路の構成例を示す回路図である。ＰＮＰトランジスタＱ1、Ｑ2、ＮＰＮトランジスタＱ3、Ｑ4の、４つのトランジスタによってトランジスタブリッジ回路が構成される。トランジスタＱ1、Ｑ2のエミッタ同士は接続され、該接続点に電源Ｖcが供給される。トランジスタＱ3、Ｑ4のエミッタ同士も接続され、該接続点に接地電位が供給される。トランジスタＱ1のコレクタとトランジスタＱ3のコレクタとはダイオードＤ1を介して接続される。トランジスタＱ2のコレクタとトランジスタＱ4のコレクタとはダイオードＤ2を介して接続される。トランジスタＱ1のベースとトランジスタＱ4のコレクタとはバイアス抵抗Ｒ1を介して接続される。トランジスタＱ2のベースとトランジスタＱ3のコレクタとはバイアス抵抗Ｒ2を介して接続される。トランジスタＱ1及びＱ2の各コレクタ相互間に直流電動モータＭが接続される。
【００１７】
かかる構成において、トランジスタＱ3、Ｑ4の各ゲートに正転指令信号（Ｇ1＝「Ｈ」、Ｇ2＝「Ｌ」）が出力インタフェース２０５から供給されると、トランジスタＱ3は導通、トランジスタＱ4は非導通となる。トランジスタＱ3のコレクタは導通によって接地レベルとなり、抵抗Ｒ2を介してトランジスタＱ2のベースを低レベル（略接地レベル）にバイアスし、トランジスタＱ2を導通させる。トランジスタＱ4のコレクタは略電源Ｖcレベルとなり、抵抗Ｒ1を介してトランジスタＱ2のベースを高レベルにバイアスし、トランジスタＱ1を非導通にさせる。この結果、電源Ｖc、トランジスタＱ2、モータＭ、ダイオードＤ1、トランジスタＱ3、接地の経路で順方向の電流路が形成され、モータＭはウェビングを巻取る方向に回転する。
【００１８】
トランジスタＱ3、Ｑ4の各ゲートに逆転指令信号（Ｇ1＝「Ｌ」、Ｇ2＝「Ｈ」）が出力インタフェース２０５から供給されると、トランジスタＱ3は非導通、トランジスタＱ4は導通となる。トランジスタＱ4のコレクタは接地レベルとなり、抵抗Ｒ1を介してトランジスタＱ1のベースを低レベルにバイアスし、トランジスタＱ1を導通させる。トランジスタＱ3のコレクタは略電源Ｖcレベルとなり、抵抗Ｒ2を介してトランジスタＱ2のベースを高レベルにバイアスし、トランジスタＱ2を非導通にさせる。この結果、電源Ｖc、トランジスタＱ1、モータＭ、ダイオードＤ2、トランジスタＱ3、接地の経路で逆方向の電流路が形成され、モータＭはウェビングを引出す方向に回転する。
【００１９】
トランジスタＱ3、Ｑ4の各ゲートに駆動停止指令信号（Ｇ1＝「Ｌ」、Ｇ2＝「Ｌ」）が出力インタフェース２０５から供給されると、ＮＰＮタイプのトランジスタＱ3、Ｑ4は共に非導通となる。トランジスタＱ3が導通状態から非導通となった場合、トランジスタＱ3のコレクタは、接地レベルから略電源レベルに上昇し、トランジスタＱ2のベースを高電位にバイアスしてトランジスタＱ2をも遮断する。同様に、トランジスタＱ4が導通状態から非導通となった場合、トランジスタＱ4のコレクタは、接地レベルから略電源レベルに上昇し、トランジスタＱ1のベースを高電位にバイアスしてトランジスタＱ1をも遮断する。このようにして、駆動停止指令が発令されると、ブリッジを構成する各トランジスタが非導通となる。
【００２０】
図３に戻り、ＣＰＵ２０１は、ウェビングの弛み防止の所定の条件が満たされると、ソレノイドの作動指令を出力インタフェース２０５に与える。出力インタフェース２０５のレジスタフラグに設定された作動指令は、パワー増幅器２０７によって論理レベルの信号からソレノイドを駆動できるレベルにパワー増幅され、ソレノイド１１２に与えられる。ソレノイドが動作することによって、アクチュエータが移動し、巻取装置１００の後述のロック機構を動作させる。
【００２１】
図６は、制御部２００のＣＰＵ２０１の動作を説明するフローチャートである。
【００２２】
ＣＰＵ２０１は、シートベルトの着用フラグがオン状態（バックルスイッチ３０７が閉成している状態）等の条件を満たすことによって、ウェビングの引出しロックが許容される条件にあることを所定時間間隔で判別して、本サブルーチンを実行する（Ｓ２０）。
【００２３】
まず、ＣＰＵ２０１は、モータ１１０を駆動していない状態で、ＲＡＭ２０３のフラグレジスタ（フラグ領域）の「ウェビング引出し」フラグのオン・オフを判別する（Ｓ２２）。「ウェビング引出し」フラグが「オン」である場合には（Ｓ２２；Ｙｅｓ）、乗員による引出しが行われているのでロック機構を作動することなく終了し、メインプログラムに戻る（Ｓ３６）。ベルトの引出しが行われていない場合（Ｓ２２；Ｎｏ）、ＣＰＵ２０１は、モータの反転指令を出力インタフェース２０５に与える（Ｓ２４）。出力インタフェース２０５がモータ駆動回路２０６にゲート信号を与えて、モータ１１０が引出し方向に回転した場合には、ポテンショメータ１１１も引出し方向に回転する。ポテンショメータ１１１の出力電圧の変化を監視する入力インタフェース２０４によってフラグレジスタに、引出しフラグが設定される。ＣＰＵ２０１はこれを確認（判別）する（Ｓ２６）。引出しフラグが設定されない場合（Ｓ２６；Ｎｏ）、すなわち、ポテンショメータが引出し側に回転しない場合、モータ１１０、巻取り装置などの異常が考えられる。ＣＰＵ２０１は、出力インタフェース２０５を介してソレノイド１１２を動作させ、ウェビングのロック機構を作動させて引出しを阻止し、ウェビングの弛みが増えることを防止する。異常検知フラグをフラグレジスタに設定する（Ｓ２８）。モータの回転指令を停止し（Ｓ３４）、メインプログラムに戻る（Ｓ３６）。
【００２４】
引出しフラグがオンに設定されたときは（Ｓ２６；Ｙｅｓ）、モータの回転指令に対応してポテンショメータが回転しているのでウェビングの引出し方向の動作は正常であると判断する。次に、ＣＰＵ２０１は、出力インタフェース２０５にモータの正転を指令する。出力インタフェース２０５は、モータ駆動回路２０６にゲート信号を与える（Ｓ３０）。
【００２５】
モータ１１０が巻取り方向に回転した場合には、ポテンショメータ１１１も巻取り方向に回転する。ポテンショメータ１１１の出力電圧の変化を監視する入力インタフェース２０４によってフラグレジスタに巻取りフラグが設定される。これにより、モータ１１０の正転指令に対応してウェビングが巻取られたことが判る（Ｓ３２；Ｙｅｓ）。動作は正常であるので、ＣＰＵ２０１は、モータ１１０の停止を出力インタフェース２０５に指令し、モータ１１０が停止される（Ｓ３４）。その後、主プログラムに戻る（Ｓ３６）。
【００２６】
モータ１１０が巻取り方向に回転しない場合や何らかの異常がある場合には、ポテンショメータ１１１は巻取り方向に回転しない。入力インタフェース２０４はポテンショメータ１１１の出力電圧が所定の変化を示さないのでフラグレジスタに巻取りフラグを設定しない。これをＣＰＵ２０１が判別すると、エラーと判断する（Ｓ３２；Ｎｏ）。モータが作動しない場合、リール軸１０３ａが空転可能となる場合があり、これを防止するべく、ウェビングの引出しロック機構を作動させる。ＣＰＵ２０１は、出力インタフェース２０５を介してソレノイド１１２を動作させ、ウェビングのロック機構を作動させてウェビング引出しを阻止し、ウェビングの弛みが増えることを防止する。異常検知フラグをフラグレジスタに設定する（Ｓ２８）。モータの回転指令を停止し（Ｓ３４）、メインプログラムに戻る（Ｓ３６）。
【００２７】
このようにして、モータ付巻取り装置に異常が生じた場合に、リールの空転を防止してウェビングの弛みを防止することが可能となる。
【００２８】
図７乃至図１８は、巻取り部１００の、主に、シートベルトロック機構（リールの機械的ロック機構、ウェビング加速度感知手段、車両減速度感知手段）と電磁的アクチュエータ１１２を説明する分解斜視図及び要部縦断面図である。なお、図７には、プリテンショナは取付けられていない。車両特性上必要ならば、図２に示したように、図７のリトラクタベース１と動力伝達ユニット１５との間にプリテンショナを設置する。
【００２９】
図７乃至図１２において、リトラクタベース１はその大部分がコの字状断面を有しており、対向する側板１ａ，１ｂには対向してそれぞれ巻取軸貫通穴が穿設され、ウェビング３０２（図示せず）を巻装する巻取軸であるリール３がこれら巻取軸貫通穴を挿通した状態で回動自在に軸架されている。
【００３０】
側板１ａに設けられた巻取軸貫通穴の内周縁には係合内歯２が形成されており、該巻取軸貫通穴の外側にはリング部材４が並設されている。リング部材４には内周縁に沿って絞り加工が施されており、リング部材４が側板１ａの外側面にリベット４０によって固着された際に、係合内歯２とリング部材４の内周縁との間に軸方向の隙間が生じるように構成されている。
【００３１】
そして、ベース１の側板１ａ側には、緊急時にウェビングの引き出しを阻止するための緊急ロック機構が配置されている。又、ベース１の側板１ｂ側には、図示しない、タイミングベルト１０７を介して電動モータ１１０によって駆動される軸１５ｃ（リール軸１０３ａ相当する）に連結したプーリ１０５、ポテンショメータ１１１などを含む動力伝達ユニット１５が配置されている。リール３は、アルミニウム合金等で一体成形された略円筒形の巻取軸であり、ウェビングが巻回される胴部２８には、ウェビング端部を挿通させて保持するため直径方向に貫通するスリット開口２８ａが設けられている。又、リール３の外周部には別体で形成されたフランジ部材１３が装着され、ウェビングの巻乱れを防止する。又、リトラクタベース１に組み付けたリール３の外周に巻装されたウェビングは、リトラクタベース１の背板側の上部に取り付けられたウェビングガイド４１を挿通させることによって、出入り位置が規制される。
【００３２】
リール３の両端面にはリール３を回転自在に支持する為の回転支軸が突設されるが、リール３のセンサー側端面には別体に構成された支軸ピン６が回転支軸として圧入されている。又、リール３のセンサー側端面には、側板１ａに構成された係合内歯２に係合可能なロック部材であるポール１６を揺動回動可能に軸支する支軸７が突設されている。また、ポール１６が係合内歯２と係合する方向へ揺動回転した時に、ポール１６の揺動側端部と反対側のポール後端部１６ｅを位置決めし、係合内歯２との間でポール１６に大きな荷重が加わった場合にはその荷重を受ける受圧面４５が、リール３のセンサー側端面に設けられている。
【００３３】
更に、リール３のセンサー側端面には、後述するロック作動手段のラッチ部材であるラチェットホイール１８に揺動可能に軸支された揺動レバー部材２０の反時計回り方向の回転を規制する為の係止突起８が設けられている。凹部９は、ラチェットホイール１８をウェビング引出し方向（図８中、矢印Ｘ2 方向）に回転付勢する引張りコイルバネ３６と、後述するセンサースプリング２５を押圧するロックアーム２６のアーム部２６ｃとがリール３に干渉するのを防ぐ逃げである。
【００３４】
ポール１６の揺動端部には、側板１ａに構成された係合内歯２に対応して係合可能な係合歯１６ｃが一体形成されている。又、ポール１６の中央部には、支軸７に遊嵌する軸穴１６ａが貫設されており、ポール１６のセンサー側面には、揺動端側に位置する係合突起１６ｂとポール後端部１６ｅ側に位置する押圧突起１６ｄとが突設されている。
【００３５】
即ち、軸穴１６ａは支軸７に対して遊嵌状態なので、ポール１６が支軸７に対して揺動回動可能及び所定量相対移動可能に軸支されている。又、リール３に圧入された支軸ピン６により貫通孔１７ａを嵌通された保持プレート１７の係止孔１７ｂには、ポール１６の軸穴１６ａを貫通した支軸７の先端が加締められており、保持プレート１７はリール３の端面からポール１６が浮き上がるのを防止している。
【００３６】
そして、ポール１６の係合突起１６ｂの端部は、保持プレート１７の外側に配設されて支軸ピン６に回動自在に軸支されたラチェットホイール１８に形成されているカム穴１８ａに挿入されている。そこで、ラチェットホイール１８がリール３に対してウェビング巻取方向（図８中矢印Ｘ1 方向）に相対回転すると、カム穴１８ａが係合突起１６ｂの端部をリール３の回転中心軸から半径方向外方に移動させるように作用するので、ポール１６は側板１ａに構成された係合内歯２との係合方向（図７中矢印Ｙ1 方向）へ支軸７を中心に揺動回転させられる。
【００３７】
即ち、ポール１６が、係合内歯２と係合する方向に揺動回転させられ、ポール１６の係合歯１６ｃが係合内歯２に係合することによってリール３のウェビング引出し方向の回転を阻止するロック手段を構成している。ラチェットホイール１８は、中心穴が支軸ピン６に回動自在に軸支された爪車であり、その外周部には車体加速度感知手段５１のセンサーアーム５３と係合するためのラチェット歯１８ｂが形成されている。更に、支軸ピン６のフランジ部６ａは、ウェビングの引出し加速度を感知する慣性感知手段であるウェビング加速度感知手段を構成する為の円盤状の慣性部材であるイナーシャプレート３０の中心穴３０ａを軸支している。ラチェットホイール１８の中心穴周縁で巻取装置外側に向かって突設された係止爪部２３は、係合穴３０ｂに係合してイナーシャプレート３０のスラスト方向の位置決めを行っている。ラチェットホイール１８に形成された長穴２４にはイナーシャプレート３０の係合突出部３１が係合しており、長穴２４の一端縁２４ａが緊急ロック機構非作動時のイナーシャプレート３０の回転方向の位置決めを行っている（図１０参照）。
【００３８】
ラチェットホイール１８の外側面には、図１０に示すように、ロックアーム２６を回動自在に軸支する軸部２２と、ばねフック部５５とが突設されている。そして、図１２に示すように、イナーシャプレート３０には、ばねフック部５５を挿通させる開口５６が形成されている。この開口５６は、ばねフック部５５を挿通した状態でイナーシャプレート３０がラチェットホイール１８に対して相対回転可能な長穴状に形成されており、その一端には、ばねフック部５５に対応するばねフック部５７が装備されている。
【００３９】
そして、これらの一対のばねフック部５５，５７間には、圧縮コイルばね５８が嵌挿される。この圧縮コイルばね５８は、図１３に示すように、イナーシャプレート３０上の係合突出部３１が、ラチェットホイール１８に形成された長穴２４の他端縁２４ｂに当接した状態（即ち、非ロック状態）に保たれるように、付勢している。
【００４０】
ラチェットホイール１８の内側面には、一端が保持プレート１７の掛止部１７ｃに掛止された引張りコイルバネ３６の他端を掛止するばね掛止部２１が設けられており、引張りコイルバネ３６はリール３に対してラチェットホイール１８をウェビング引出し方向（矢印Ｘ2 方向）に回転付勢している。図１１に示したように、ロックアーム２６には、ギアケース３４の内歯ギア３４ａと噛み合い可能な係合爪２６ｂと、ラチェットホイール１８の外側面に設けられた一対のフック部１８ｄに両端を支持された線状のセンサースプリング２５の長手方向中央部を押圧するアーム部２６ｃとが設けられている。
【００４１】
そこで、ロックアーム２６は、係合爪２６ｂが被係合部である内歯ギア３４ａと噛み合ってラチェットホイール１８のウェビング引出し方向の回転を阻止する係止部材を構成している。そして、係合爪２６ｂは、センサースプリング２５の付勢力により、イナーシャプレート３０の当接部３２に押圧付勢されている。尚、アーム部２６ｃの揺動範囲に対応するラチェットホイール１８には開口が形成され、アーム部２６ｃが開口を貫通するが、これはセンサースプリング２５に対するアーム部２６ｃの係合状態を保証するためのものである。
【００４２】
当接部３２は、ロックアーム２６の係合爪２６ｂの背部２６ｄが摺接するカム面として、イナーシャプレート３０の回転がロックアーム２６に影響を与えない第１のカム面３２ａと、リール３に対するイナーシャプレート３０の回転遅れに応じて係合爪２６ｂが内歯ギア３４ａに噛合するようにロックアーム２６を揺動させる第２のカム面３２ｂとを具備した構成とされている。
【００４３】
緊急ロック機構の非ロック状態では、第１のカム面３２ａがロックアーム２６の背部２６ｄに当接しており、イナーシャプレート３０のリール３に対する回転遅れが一定量を超えるまでは、背部２６ｄが第２のカム面３２ｂに当接しないようになっている。第１のカム面３２ａの長さ（即ち、第１のカム面３２ａに背部２６ｄが摺接した状態でイナーシャプレート３０が回転する量）は、ウェビングの全量格納時にイナーシャプレート３０に作用する慣性力で、イナーシャプレート３０がリール３に対して回転遅れを生じても、その程度の回転遅れでは、ロックアーム２６の背部２６ｄが第２のカム面３２ｂには到達しない程度に、第１のカム面３２ａの長さが設定されている。
【００４４】
また、本実施形態におけるロックアーム２６は、係合爪２６ｂとは反対側の揺動端に当接爪２６ｅが形成されている。そして、この当接爪２６ｅに対応するように、イナーシャプレート３０には、当接爪２６ｅが当接可能な段差部３３が設けられている。段差部３３は、非ロック状態でイナーシャプレート３０が初期位置にある時、当接爪２６ｅが当接することで、ロックアーム２６のロック方向への回動を規制するものである。図１４及び図１５に示すように、イナーシャプレート３０が所定量以上回転遅れを生じ、ロックアーム２６の背部２６ｄが第２のカム面３２ｂに当接する時には、第２のカム面３２ｂによる押圧作用によってロックアーム２６がロック方向へ揺動可能になる。
【００４５】
更に、ラチェットホイール１８の内側面に突設された支軸１９には、軸孔２０ａを軸支された揺動レバー部材２０が揺動可能に配設されている。揺動レバー部材２０は、リール３のセンサー側端面に突設された係止突起８により反時計回り方向の回転が適宜規制されると共に、ポール１６のセンサー側面に突設された押圧突起１６ｄが支軸１９と係止突起８との間に当接することによって時計回り方向の回転が適宜規制されるように、リール３とラチェットホイール１８との間に組付けられている。
【００４６】
そして、イナーシャプレート３０の外側に配設されたギヤケース３４の中心部には、支軸ピン６を介してリール３を回転自在に軸支する軸支部３４ｂが設けられており、軸支部３４ｂの底面には支軸ピン６の鍔部６ａが当接し、リール３の軸線方向の位置決め面となっている。更に、ギヤケース３４の下部には、車体の加速度を感知する慣性感知手段である車体加速度感知手段５１を格納する箱形の格納部５０が設けられている。
【００４７】
そして、ギヤケース３４を覆う側板１ａの外側には、センサーカバー３５が配設される。次に、上記シートベルト用巻取装置の作動について説明する。まず、通常使用状態は、図１３に示すように、ラチェットホイール１８は、ばね掛止部２１とプレート１７の掛止部１７ｃに掛止された引張りコイルばね３６の付勢力によって、リール３に対してウェビング引出し方向（図中の矢印Ｘ2方向）に付勢されており、カム穴１８ａに係合突起１６ｂが係合するポール１６を係合内歯２と非係合な方向に付勢している。そのため、リール３は回転可能であり、ウェビングの引出しは自在である。
【００４８】
しかして、衝突等の緊急時にイナーシャプレート３０を含むウェビング加速度感知手段又は車体加速度感知手段５１が作動すると、上記ロック作動手段のウェビング引出し方向の回転を阻止する係止手段であるロックアーム２６又はセンサーアーム５３がラチェットホイール１８のウェビング引出し方向の回転を阻止して、巻取装置のロック手段を作動させる。
【００４９】
そして、車体加速度感知手段５１又はウェビング加速度感知手段が作動し、ラチェットホイール１８のウェビング引出し方向の回転が阻止された後、更にウェビングが巻取装置から引出されると、ラチェットホイール１８はリール３に対して回転遅れを生じ、ウェビング巻取方向（矢印Ｘ1方向）に相対回転するので、ラチェットホイール１８のカム穴１８ａがポール１６の係合突起１６ｂをリール３の回転中心軸から半径方向外方に移動させていく。そこで、ポール１６は支軸７を中心に係合内歯２との係合方向（図７中、矢印Ｙ1 方向）へ揺動回転させられる。
【００５０】
更に、ウェビングが巻取装置から引出されると、ポール１６の係合歯１６ｃが係合内歯２に噛み合い完了となる。そしてこの状態では、ポール１６のポール後端部１６ｅとリール３の受圧面４５との間には隙間があり、揺動レバー部材２０はリール３の係止突起８とポール１６の押圧突起１６ｄとによってほぼ遊び無く回転が規制されている。
【００５１】
ここで、ポール１６の軸穴１６ａは、リール３の支軸７に対して遊嵌状態であり、リール３に対して揺動回動可能及び所定量相対移動可能に軸支されているので、その上さらに、ウェビングが巻取装置から引出されると、ポール後端部１６ｅが受圧面４５と当接するまで、ポール１６はリール３の回転中心軸を中心にリール３に対して相対回転する。
【００５２】
この時、ポール１６の押圧突起１６ｄは側板１ａに対して不動の位置関係だが、リール３の係止突起８はウェビング引出し方向（矢印Ｘ2 方向）に回転していく。この動きにより、揺動レバー部材２０は、押圧突起１６ｄとの接点を回動支点として係止突起８により揺動端部が押され、図８中時計回り方向へ揺動回転させられる。揺動レバー部材２０が押圧突起１６ｄとの接点を回動中心として図８中時計回り方向へ揺動回転すると、ラチェットホイール１８の支軸１９に軸支されている軸孔２０ａがリール３の回転中心軸に対しウェビング巻取方向（矢印Ｘ1 方向）に回転することになる。その結果、ラチェットホイール１８は、リール３に対してウェビング巻取方向（矢印Ｘ1方向）に逆回転させられる。
【００５３】
従って、車体加速度感知手段５１又はウェビング加速度感知手段が作動して巻取装置のロック手段がリール３のウェビング引出し方向の回転を阻止するロック状態でも、ウェビング引出し方向の回転が阻止されたラチェットホイール１８は、車体加速度感知手段５１におけるセンサーアーム５３又はウェビング加速度感知手段におけるロックアーム２６をギヤケース３４の内歯ギア３４ａとの係合から解除可能なフリー状態とすることができる。
【００５４】
ポール１６のロック状態において、さらにウェビングに大きな張力が作用すると、ギヤケース３４の軸支部３４ｂ及び動力伝達ユニット１５の軸１５ｃを支持している部分が変形し、リール３は上方に移動しようとする。この移動は、リールに形成された当接面３ａ及び溝３ｂがそれぞれ係合内歯２および側板１ｂ上の係合内歯６２（図７参照）と当接することで阻止され、ウェビングに作用する張力をこれらの面で受け止める。
【００５５】
車両が停止してウェビングに作用されたテンションが解除された時には、既にラチェットホイール１８とセンサーアーム５３又はロックアーム２６のギヤケース３４の内歯ギア３４ａとの係合が解除されているので、ラチェットホイール１８は引張りコイルばね３６の付勢力によりリール３に対して矢印Ｘ2 方向に回動されるので、ラチェットホイール１８のカム穴１８ａがポール１６の係合突起１６ｂをリール３の回転中心軸側に移動させていく。この時、ウェビングに作用する引出し方向のテンションは上述の通り解除され、リール３はウェビング巻取方向（矢印Ｘ1 方向）に回転できるようになっているので、ポール１６の係合歯１６ｃの先端が係合内歯２の先端と干渉しない状態までリール３が矢印Ｘ1 方向に回転すると、ポール１６は、係合内歯２との係合を解除する方向に支軸７を中心に揺動回転させられ、リール３のロックが解除されてウェビングの引き出しが自在とされる。
【００５６】
次に、ウェビング引き出し状態から電動モータ１１０による巻取りが行われ、動力伝達機構１５の回転力に従って急激にウェビングが全量巻き取られた場合には、急停止したリール３に対して、ウェビング加速度感知手段の慣性部材であるイナーシャプレート３０は、そのまま巻取り方向に回転するので、リール３に対し巻取り方向に進み回転し、リール３の引出し方向で見たときにリール３に対して回転遅れが発生する。しかし、ロックアーム２６の係合爪２６ｂをギヤケース３４の内歯ギア３４ａに係合させる方向へ揺動させるイナーシャプレート３０の当接部３２には、イナーシャプレート３０のリール３に対する回転遅れが所定量に達した後に係合爪２６ｂを内歯ギア３４ａ方向へ揺動させる為の２つのカム面３２ａ，３２ｂによって構成されており、リール３に対するイナーシャプレート３０の回転遅れが所定量に達するまでは、係合爪２６ｂが内歯ギア３４ａの係合方向に揺動することがない。
【００５７】
本発明の実施の形態では、上述したように構成され、作動するロック機構に図８の下部に示すように、更に、電磁的アクチュエータ１１２が設けられる。電磁的アクチュエータ１１２は、図１６及び図１７に示すように、ソレノイド（励磁コイル）１１２ａ、コイルスプリング（弾性部材）１１２ｂ、つば付のプランジャ（磁心）１１２ｃ等によって構成され、車体加速度感知手段５１の下部に配置される。
【００５８】
通常状態では、ソレノイド１１２ａは励磁されている。この状態では、図１６に示すように、プランジャ１１２ｃはボールウェイト５４と接触せず、ロック機構５１に影響を与えない。制御部２００がウェビングをロックするべく、ソレノイド１１２ａの励磁を解除すると（Ｓ２８）、スプリング１１２ｂの付勢力によってプランジャ１１２ｃは持上げられる。プランジャ１１２ｃの先端は、センサカバー５２底部の開口を通ってボールウェイト５４を突上げる。ボールウェイト５４が押上げられると、センサーアーム５３を図中上方に移動し、その係止突起５３ａがラチェットホイール１８のラチェット歯１８ｂに噛合する。これにより、ラチェットホイール１８のウェビング引出し方向（図８の矢印Ｘ2方向）の回動が阻止される。ウェビングが引出されてリール３を引出し方向に回転すると、係止されたラチェットホイール１８とリール３との回転差によってポール１６がリール３の半径方向外側に移動し、フレーム１ａの内歯２に噛合する。これにより、リール３の引出し方向への回転が阻止される。
【００５９】
この例では、ソレノイド１１２ａに励磁電流を供給しているときに、ロック動作を行わず、励磁電流を遮断すると、ロック動作を行うようにしている。すなわち、低レベルの作動信号を供給することによってロック機構を作動させる。従って、シートベルト装置への電源が遮断された場合に、ウェビングのロックが行わるようにすることが出来る。
【００６０】
図１８は、電磁的アクチュエータ１１２の他の構成例を示している。この例では、電磁的アクチュエータは、フレームに取付けられたソレノイド１１２ａ、プランジャ１１２ｃ、一端部でプランジャ１１２ｃと係合し、中央部を回転可能に軸支されたくの字型のレバー１１２ｄ、レバー１１２ｄに図中時計方向の付勢力を与えるコイルスプリング１１２ｂによって構成される。レバー１１２ｄの爪部が移動してラチェットホイール１８の歯面１８ｂに接すると、ラチェットホイール１８の回転を阻止してポール１６とフレームの内歯２によるロック機構を作動させる。
【００６１】
制御部２００からソレノイド１１２ａに励磁電流が供給されている通常状態では、ソレノイド１１２ａがコイルスプリング１１２ｂに抗してプランジャ１１２ｃを引寄せ、プランジャ１１２ｃと一端部で回動自在に軸支されているレバー１１２ｄの他端の爪部はラチェットホイール１８から離間している。従って、ロック機構は作動しない。
【００６２】
次に、ＣＰＵが異常を検知すると（Ｓ２６、Ｓ３２）、ウェビングをロックするべく制御部２００からの励磁電流の供給が断たれる（Ｓ２８）。コイルスプリング１１２ｂの付勢力によってプランジャ１１２ｃが図の下方に引出され、レバー１１２ｄを回動する。これにより、レバー１１２ｄの他端の爪部はラチェットホイールの歯１８ｂと噛合（係合）し、ラチェットホイール１８のウェビング引出し方向への回転を阻止する。ウェビングが引出されてリール３を引出し方向に回転すると、係止されたラチェットホイール１８とリール３との回転差によってポール１６がリール３の半径方向外側に移動し、フレーム１ａの内歯２に噛合する。これにより、リール３の引出し方向への回転が阻止され、ロックが完了する。
【００６３】
このように、本発明の実施の形態によれは、モータ、巻取り・引出しの異常を検出すると、ロック機構が作動してウェビングの引出しが阻止されるのでウェビングによる乗員拘束を可及的に確保可能となる。また、モータの電源等が遮断された場合であっても、機械的ロック機構によってウェビングのロックを確保するので好ましい。
【００６４】
なお、上記実施形態では、ウェビング加速度感知手段と共に車体加速度感知手段を備えたタイプの緊急ロック機構について述べたが、本発明のシートベルト装置では、ウェビング加速度感知手段のみ、あるいは加速度感知手段のみを備えたタイプの緊急ロック機構を有する巻取装置でも良いことは勿論である。
【００６５】
【発明の効果】
本発明のシートベルト装置によれば、電動モータによってウェビングの巻取り、引出しを行う巻取り装置において、モータによるウェビングの巻取り・引出しの異常を検知すると、ウェビングの引出しをロックするようにしたので、車両衝突の際にウェビングが弛んでいる状態となることを可及的に減少することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、シートベルト装置の構成を説明する説明図である。
【図２】図２は、ベルト巻取装置の構成を説明する説明図である。
【図３】図３は、制御部２００の構成を説明する機能ブロック図、
【図４】図４は、ポテンショメータの説明図、
【図５】図５は、モータの駆動回路の構成例を示す回路図、
【図６】図６は、制御部の動作を説明するフローチャートである。
【図７】図７は、ウェビング巻取装置の一部分の例を示す斜視図である。
【図８】図８は、ウェビング巻取装置の他の部分の例を示す斜視図である。
【図９】図９は、図１３に示すロック機構のラチェットホィール１７８の回転軸方向における断面図である。
【図１０】図１０は、ウェビングの急な引出し（ウェビング加速度）によるロック機構の作動を説明する説明図である。
【図１１】図１１は、ロックアーム２６を説明する説明図である。
【図１２】図１２は、イナーシャプレート３０を説明する説明図である。
【図１３】図１３は、ウェビング加速度によるロック機構の作動を説明する説明図である。
【図１４】図１４は、ウェビング加速度によるロック機構の作動を説明する説明図である。
【図１５】図１５は、ウェビング加速度によるロック機構の作動を説明する説明図である。
【図１６】図１６は、電磁的アクチュエータの動作（非ロック状態）を説明する説明図である。
【図１７】図１７は、電磁的アクチュエータの動作（ロック状態）を説明する説明図である。
【図１８】図１８は、他の電磁的アクチュエータの例を説明する説明図である。
【符合の説明】
１００ ウェビング巻取装置
２００ 制御部
３０２ ウェビング

Claims (1)

1. 乗員を座席に拘束するウェビングが巻回されたリールと、
   動力伝達機構を介して前記リールを回転駆動するモータと、
   前記リールの回転を検出する回転検出手段と、
   前記リールの回転を緊急時にロックするロック機構と、
   前記モータを回転させて少なくとも前記ウェビングの巻取りを行う制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記モータに駆動信号を供給した後に前記リールの回転を検出しないとき、前記ロック機構に該ロック機構の作動を指令する作動信号を供給する、シートベルト装置。

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