JP4516172B2 - Seat belt device - Google Patents

Seat belt device Download PDF

Info

Publication number
JP4516172B2
JP4516172B2 JP35246199A JP35246199A JP4516172B2 JP 4516172 B2 JP4516172 B2 JP 4516172B2 JP 35246199 A JP35246199 A JP 35246199A JP 35246199 A JP35246199 A JP 35246199A JP 4516172 B2 JP4516172 B2 JP 4516172B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seat belt
collision
tension
belt
reel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP35246199A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001163185A (en
Inventor
幸則 緑川
Original Assignee
オートリブ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オートリブ株式会社 filed Critical オートリブ株式会社
Priority to JP35246199A priority Critical patent/JP4516172B2/en
Publication of JP2001163185A publication Critical patent/JP2001163185A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4516172B2 publication Critical patent/JP4516172B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Automotive Seat Belt Assembly (AREA)
  • Air Bags (AREA)

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両衝突の際に乗員を効果的に座席に拘束して保護するる車両用シートベルト装置に関し、特に、拘束後の乗員の保護性能の向上を図ったシートベルト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の乗員等を座席に安全に保持するためのシートベルト巻取装置（リトラクタ）においては、急な加速、衝突又は減速に反応する慣性感知手段によってベルト巻取装置を物理的にロックする緊急ロック機構を備えて乗員を効果的及び安全に拘束する緊急ロック式リトラクタが用いられている。このような緊急ロック式ベルト巻取装置としては、例えば特開昭５０−７９０２４号、特公昭５９−２１６２４号及び実公平２−４５０８８号公報等に開示されたシートベルト巻取装置がある。更に、火薬式のベルト巻取装置（プリテンショナ）を設けて、衝突の際にベルトの弛みを瞬間的に除くようにしたシートベルト装置もある。
【０００３】
しかし、シートベルトを完全にロックした場合、車両が衝突したときに、乗員に対して衝突方向に慣性力が作用するため、シートベルトで拘束されている乗員は、シートベルトに押しつけられて胸部などにダメージを受ける虞がある。このため、ベルト張力が所定値を超えると、シートベルトがベルト巻取り装置から引出されるようにして乗員の受ける衝撃を緩和するようにした、ＥＡ（エネルギ吸収）機構を備えるシートベルト装置も提案されている。
【０００４】
また、衝突の衝撃によって乗員が衝突方向に移動すると、ハンドルや車内構造物に衝突する二次衝突も発生するため、衝突によってバッグを展開して乗員の安全を図るエアバッグ装置も使用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、乗員が地厚の衣服を着ている場合等には、ベルトの引出し量が増える。プリテンショナが作動して所要のシートベルト張力による乗員の拘束状態となるまでに時間がかかると、ベルト巻取りの途中で乗員に作用する慣性力がシートベルトに作用する。シートベルトに加わる引出し荷重が所定値を超えるとＥＡ機構が作動し、シートベルトを伸び出させる。その結果、乗員は衝突方向に移動し、展開中のエアバッグが頭部等に当たることが考えられる。また、衝突検出の判断が遅れた場合にも、同様に乗員は移動し、エアバッグの展開範囲内に入って展開中のエアバッグが展開速度で頭部等に当たることも考えられ得る。
【０００６】
よって、本発明は、ＥＡ機構を備えるシートベルト装置において、乗員の移動をより減少するようにした、シートベルト装置を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、ＥＡ機構を備えるシートベルト装置において、乗員の頭部などが展開途中のエアバッグに当たり難いようにした、シートベルト装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【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シートベルトと、上記シートベルトの張力を可変する第１及び第２の張力可変手段と、車両の衝突を予知し、衝突の可能性に応じた衝突予知信号を出力する衝突予知手段と、車両の衝突を検出し、衝突検出信号を出力する衝突検出手段と、上記衝突検出信号によってエアバッグを展開し、乗員の二次衝突を防止するエアバッグ装置と、上記衝突予知信号と上記衝突検出信号によって、上記第１及び第２の張力可変手段を制御する制御手段と、上記シートベルトの張力が所定値を超えないように張力を制限する張力制限手段と、を備える。
【０００９】
かかる構成とすることによって、衝突前に第１の張力可変手段によって余分なシートベルトの弛みを除き、衝突の際に、シートベルトに乗員による慣性力が作用する前に、第２の張力可変手段によってベルト巻取りを完了する。このため、張力制限手段（ＥＡ機構）が作動しても乗員が衝突方向に好ましい量以上に移動することを防止可能であり、エアバッグ展開による乗員頭部等の叩かれを回避可能となる。
【００１０】
好ましくは、上記第１の張力可変手段は、モータによってシートベルトを引込み側あるいは送出し側に駆動し、上記第２の張力可変手段は、火薬の爆発力によってシートベルトを瞬時に引込み、上記張力制限手段は、シートベルトの引出しによって金属棒が捩れてベルト張力の増加を抑制する。
【００１１】
好ましくは、上記第１及び第２の張力可変手段、上記張力制限手段は、シートベルトの一端を巻取るベルト巻取装置に設けられる。
【００１２】
好ましくは、上記第１の張力可変手段及び上記張力制限手段は、シートベルトの一端を巻取るベルト巻取装置に設けられ、上記第２の張力可変手段はバックル部に設けられる。
【００１３】
好ましくは、上記第２張力可変手段及び上記張力制限手段はベルト巻取装置に設けられ、ベルト巻取装置にはシートベルトの引出しを電気的にロック可能な強制ロック手段が設けられ、上記第１の張力可変手段はバックル部に設けられる、好ましくは、上記第１の張力可変手段及び上記張力制限手段は、ベルト巻取装置に設けられ、上記第２の張力可変手段は、シートベルトの他端を車体に固定するラップベルト固定部に設けられる。
【００１４】
好ましくは、上記第２の張力可変手段及び上記張力制限手段はベルト巻取装置に設けられ、ベルト巻取装置にはシートベルトの引出しを電気的にロック可能な強制ロック手段が設けられ、上記第１の張力可変手段はラップベルト固定部に設けられる。
【００１５】
好ましくは、上記張力制限手段及び電気的にロック可能な強制ロック手段はベルト巻取装置に設けられ、第１の張力可変手段はバックル部に設けられ、上記第２の張力可変手段はラップベルト固定部に設けられる。
【００１６】
好ましくは、上記張力制限手段及び上記強制ロック手段はベルト巻取装置に設けられ、上記第２の張力可変手段はバックル部に設けられ、上記第１の張力可変手段はラップベルト固定部に設けられる。
【００１７】
好ましくは、上記張力制限手段及び上記強制ロック手段はベルト巻取装置に設けられ、上記第１及び第２の張力可変手段は、ラップベルト固定部に設けられる。
【００１８】
好ましくは、上記ベルト巻取装置が座席に固定される。ラップベルト部は座席に設けられる。
【００１９】
好ましくは、上記張力制限手段は、ねじれ軸、磁性流体を含む。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１は、車両のシートベルト装置の例を示している。シートベルト装置は、乗員を座席３０１に拘束するシートベルト３０２を巻取る電動巻取装置１００、シートベルト３０２を乗員の肩近傍で折返すスルーアンカ３０３、シートベルト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、シートベルト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てベルト装着を検出するスイッチ３０７、ベルト巻取装置１００のモータを制御する制御部２００（図示せず）、車両の衝突を予知する衝突予知部４０１（図示せず）、衝突検出部４０２（図示せず）等によって構成される。また、ハンドルの中央部にはエアバッグ装置５００が設けられている。助手席のダッシュボード部やドアにもエアバッグ装置が設けられている（図示せず）。
【００２２】
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、シートベルト３０２を巻回するリール１０３、リール１０３の左端側で結合し、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、シートベルト３０２の引出しをロックする後述のシートベルトロック機構１０２が設けられている。シートベルトロック機構１０２は、車両に所定の減速度が作用したときベルトの引出しをロックするＶＳＩ動作と、シートベルト３０２が所定の加速度で引出されたときにシートベルト３０２の引出しをロックするＷＳＩ動作とを備えている。また、このロック機構１０２には、ロック機構１０２を指令信号に応答して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。シートベルトロック機構１０２は、シートベルト３０２引き出しのロック状態でも電動モータ１１０によるシートベルト３０２の巻取りが可能に構成されている。
【００２３】
上述したリールシャフト１０３ａはねじれ軸であり、エネルギ吸収（ＥＡ）手段としての役割をも担っている。すなわち、シートベルトロック機構１０２によってリールシャフト１０３ａ（ねじれ軸）の右端がロックされた状態で、シートベルトが強い力で引出されてリール１０３が回転すると、リールシャフト１０３ａ自身が軸まわりにねじれて塑性変形する。それにより、シートベルト３０２が引出されてシートベルト３０２によって乗員の身体に作用する衝撃エネルギが吸収される。
【００２４】
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制御部２００を介して作動し、リールシャフト１０３ａをシートベルトの巻取り方向に回転し、シートベルト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等によって構成される。
【００２５】
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。
【００２６】
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３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。これにより、例えば、ベルトの引出し量を推定することが出来る。また、ベルトの弛みのない状態の電圧値と、ベルトの引出された状態の電圧値とを比較することによってベルトの弛み量を推定することができる。
【００２７】
図４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及びシートベルトロック機構１０２を強制的に作動させる電磁的アクチュエータ（例えば、ソレノイド）１１２の動作を制御する。
【００２８】
同図に示す、衝突予知部４０１は、自車両と、前方車両等の障害物との衝突が生ずる可能性があるか、衝突を回避可能か回避不可であるかを判別する。例えば、レーザレーダ、超音波センサ、等の非接触型距離センサによって所定時間毎に自車と障害物との距離を計測する。この距離の時間的変化から相対速度を計算する。距離を相対速度で除算して衝突までの時間を計算する。該衝突時間が予め設定された所定時間Ｔ1以下なら、衝突の可能性があるとして衝突予知信号を出力する。この信号は、入力インタフェース２０４に供給され、ＲＡＭ２０３内に設けられたフラグ領域（フラグレジスタ）の「衝突予知フラグ」をオンに設定する。これにより、ＣＰＵ２０１に後述の割込み処理を開始させる。
【００２９】
バックルスイッチ３０７の出力は、入力インタフェース２０４を介して、ＲＡＭ２０３内に設けられたフラグ領域にベルトの装着の有無に対応したフラグの設定を行う。
【００３０】
衝突検出部４０２は、衝突時に車体に発生する衝撃を加速度センサによって検出し、加速度信号を信号処理して大きさや立上がり波形に基づいて衝突検出を行う。この信号は、入力インタフェース２０４に供給され、ＲＡＭ２０３内のフラグ領域の「衝突検出フラグ」をオンに設定する。これにより、ＣＰＵ２０１に後述の割込み処理を開始させる。
【００３１】
なお、本発明に直接関係しないので図示しないが、前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、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、シートベルトの「引出し」フラグ、あるいは「巻取り」フラグをＲＡＭ２０３のフラグ領域に設定する。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。ベルトを巻取った状態の出力電圧データからの引き出し方向への変化分はベルトの弛み量に相当する。この弛み量は、ＲＡＭ２０３のベルト弛み量エリア１に書込まれる。
【００３２】
モータ１１０に流れる電流値は後述のモータ駆動回路２０６に設けられた電流検出器ＣＴによって電流に対応した電圧値として検出される。この電圧値は、入力インタフェース２０４において、所定周期でＡ／Ｄ変換され、ＤＭＡ動作によってＲＡＭ２０３内のモータ電流領域に書込まれる。モータ１１０の電流はモータの回転トルクに関係することから負荷電流値によって回転トルクを推定することが出来る。モータ１１０の回転トルクは、シートベルト３０２の引込み力（張力）となる。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
既述のように、トランジスタＱ3、Ｑ4の各エミッタ出力電流は電流検出器ＣＴによってレベル検出され、レベル検出信号が入力インタフェース２０４に送られる。入力インタフェース２０４は、レベル検出信号をＡ／Ｄ変換し、ＤＭＡ動作によってＲＡＭ２０３のベルト張力エリアに書込む。モータを流れる負荷電流値はトルクに関連するので、これよりシートベルト張力Ｆを推定することが可能である。
【００３６】
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。
【００３７】
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はシートベルトを巻取る方向に回転する。
【００３８】
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はシートベルトを引出す方向に回転する。
【００３９】
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。
【００４０】
図４に戻り、ＣＰＵ２０１は、シートベルトロック機構１０２の強制ロックを作動させる条件が満たされると、ロック指令信号（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のフラグレジスタ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のロック機構１０２を動作させる。なお、シートベルトロック機構１０２は、作動すると、巻取ったシートベルトの引出しを阻止してベルトの弛みを防止するが、シートベルトの巻取りは許容する構造となっている。
【００４１】
図６は、制御部２００の制御態様を説明するフローチャートである。この例では、第１の張力可変手段たるシートベルトを巻取るモータの作動を制御する。
【００４２】
ＣＰＵ２０１は、メインプログラムを実行することにより、シートベルトの着用フラグを周期的に監視する（Ｓ１２）。ＣＰＵ２０１は、シートベルト着用フラグがオンになっていると（Ｓ１２；Ｙｅｓ）、衝突の可能性があるかどうかを衝突予知フラグの設定の有無により判別する（Ｓ１４）。同フラグがオンであると（Ｓ１４；Ｙｅｓ）、モータ駆動回路２０６を作動させ、弛み除去手段あるいは可変張力手段としての、モータ１１０をベルトの巻取り方向に回転駆動させてウェビング３０２の巻取りを行う（Ｓ１６）。それにより、シートベルトのある程度の弛みを除去する。例えば、巻取りはベルトが所定張力を越えるまで、あるいは所定時間行うこととしても良い。張力はＲＡＭ２０３の電流値エリアに書込まれたサンプル値を読取ることによって判別可能である。このステップにより、衝突前にシートベルトの弛みが除去される。
【００４３】
ＣＰＵ２０１は、シートベルトの未装着（Ｓ１２；Ｎｏ）、あるいは衝突予知フラグがオフであると（Ｓ１４；Ｎｏ）、シートベルトの弛みを除く必要はないので、シートベルトを巻取るモータ１１０の回転駆動の停止を出力インタフェース２０５に指令する（Ｓ１８）。それにより、モータ駆動回路２０６からモータ１１０への電流供給が停止し、モータ１１０は動作を停止する。本ルーチンを終了し、メインプログラムに戻る。
【００４４】
なお、シートベルトは巻取りばね１１４の力によって、非装着の場合にはベルト巻取装置１００内に格納される。シートベルト装着の際には、最低限の弛みが除去される。
【００４５】
次に、図７を参照して、第２の張力可変手段たるプリテンショナの作動制御について説明する。
【００４６】
ＣＰＵ２０１は、本ルーチンを周期的にあるいは割込み処理によって実行する。ＣＰＵ２０１は、シートベルト装着状態において（Ｓ２２；Ｙｅｓ）、衝突が検出されたかどうかを判別する（Ｓ２４）。衝突検出フラグがオンになることによって衝突を検出すると（Ｓ２４；Ｙｅｓ）、第２の張力可変手段としての火薬式のプリテンショナ１０４を作動させる。それにより、シートベルトを急速に引込み、弛みを除去し、乗員をしっかりと拘束する。シートベルトの非装着（Ｓ２２；Ｎｏ）、衝突の非検出の場合（Ｓ２４；Ｎｏ）には、第２の張力可変手段を作動させることなく、本ルーチンを終了する。
【００４７】
なお、ベルト巻取装置１００に設けられているＶＳＩセンサによって車両に衝撃が加わるとシートベルト３０２の引出しがロックされる。また、ベルト巻取装置１００に設けられているＷＳＩセンサによってシートベルト３０２が急激に引出されると、シートベルト３０２の引出しがロックされる。
【００４８】
図８は、エアバッグ装置の作動制御を説明するフローチャートである。
【００４９】
ＣＰＵ２０１は、本ルーチンを周期的にあるいは割込み処理によって実行する。ＣＰＵ２０１は、衝突検出フラグがオンになったことによって衝突を検出すると（Ｓ３２；Ｙｅｓ）、エアバッグ装置に点火信号を供給し、火薬を発火させ、燃焼ガスの急膨張によってバッグを展開させる（Ｓ３４）。それにより、乗員の車室内への二次衝突を防止する。衝突が検出されない場合には（Ｓ３２；Ｎｏ）、本ルーチンは終了する。
【００５０】
図９は、シートベルトロック機構の強制作動を説明するフローチャートである。
【００５１】
第１あるいは第２の張力可変手段がベルト巻取装置以外に設けられている場合、例えば、バックルやラップベルト固定部に設けられている場合、可変張力手段が作動するとベルトを巻取装置から引出す方向に作用する。そこで、シートベルトロック機構を予め強制的に作動させてシートベルトの引出しを防止し、ベルト張力を確保する。
【００５２】
ＣＰＵ２０１は、メインプログラムを実行することにより、シートベルトの着用フラグを周期的に監視する（Ｓ４２）。ＣＰＵ２０１は、シートベルト着用フラグがオンになっていると（Ｓ４２；Ｙｅｓ）、衝突の可能性があるかどうかを衝突予知フラグの設定の有無により判別する（Ｓ４４）。同フラグがオンであると（Ｓ４４；Ｙｅｓ）、ロック指令信号を出力インタフェース２０５に与え、巻取装置１００のロック機構１０２を動作させる。シートベルトロック機構１０２は、作動すると、巻取ったシートベルトの引出しを阻止してベルトの弛みを防止するが、シートベルトの巻取りは許容する（Ｓ４６）。なお、ベルト巻取装置１００に設けられているＶＳＩセンサによって車両に衝撃が加わるとシートベルト３０２の引出しがロックされる。また、ベルト巻取装置１００に設けられているＷＳＩセンサによってシートベルト３０２が急激に引出されると、シートベルト３０２の引出しがロックされる。
【００５３】
ＣＰＵ２０１は、モータ駆動回路２０６を作動させ、モータ１１０をベルトの巻取り方向に回転駆動させてウェビング３０２の巻取りを行う（Ｓ４８）。それにより、シートベルトのある程度の弛みを除去する。例えば、巻取りはベルトが所定張力を越えるまで、あるいは所定時間行うこととしても良い。張力はＲＡＭ２０３の電流値エリアに書込まれたサンプル値を読取ることによって判別可能である。このステップにより、衝突前にシートベルトの弛みが除去される。
【００５４】
ＣＰＵ２０１は、シートベルトの未装着（Ｓ４２；Ｎｏ）、あるいは衝突予知フラグがオフであると（Ｓ４４；Ｎｏ）、シートベルトのロック機構を作動させている必要はないので、ロックの解除を出力インタフェース２０５に指令する。それにより、ロックが解除され、ベルトの引出しが可能となる（Ｓ５０）。シートベルトを巻取るモータ１１０の回転駆動の停止を出力インタフェース２０５に指令する（Ｓ５２）。それにより、モータ駆動回路２０６からモータ１１０への電流供給が停止し、モータ１１０は動作を停止する。本ルーチンを終了し、メインプログラムに戻る。
【００５５】
なお、第１あるいは第２の張力可変手段がベルト巻取装置に設けられている場合にも、勿論、本ルーチンを適用することが出来る。シートベルトは巻取りばね１１４の力によって、非装着の場合にはベルト巻取装置１００内に格納される。シートベルト装着の際には、最低限の弛みが除去される点は同様である。
【００５６】
図１０は、図６乃至図９の制御手順によって、第１及び第２の張力可変装置、エアバッグ装置を作動させたときのシートベルトの張力変化を経時的に説明するグラフである。
【００５７】
図１０において、時刻ｔ1において、衝突の可能性ありと判断され、モータ１１０が作動を開始し、ベルト張力は巻取りばねによる張力Ｆ0から上昇する。時刻ｔ2において、衝突が発生する。時刻ｔ3において、衝突が検出されてプリテンショナ１０４及びエアバッグ装置５００が作動する。シートベルトはモータ１１０とプリテンショナ１０４とによって巻取られるので、張力は、時刻ｔ1における張力Ｆ1から急に上昇する。衝突の衝撃でシートベルトロック機構１０２は、ＶＳＩ動作によってシートベルトの引出しをロックする。時刻ｔ4では、張力がＦ2に至るが、更に乗員に作用する前方への慣性力（ベルトを巻取り部１００から引出す方向に作用する）が加わって張力が更に増加する。時刻ｔ5に張力がＦ3になるとねじれ軸１０３ａによるエネルギ吸収機構が作動して、シートベルトが引出され、ベルト張力の増加を抑制する。
【００５８】
図１１乃至図２２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、シートベルト加速度感知手段（ＷＳＩ）、車両減速度感知手段（ＶＳＩ））１２０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１１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１１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１０４を設置する。
【００５９】
図１１乃至図１６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、シートベルト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。
【００６０】
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。
【００６１】
そして、ベース１の側板１ａ側には、緊急時にシートベルト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に相当する）に連結したプーリ１０５、巻取りばね１１４、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、シートベルトが巻回される胴部２８には、シートベルト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、シートベルト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シートベルトは、リトラクタベース１の背板側の上部に取り付けられたシートベルトガイド４１を挿通させることによって、出入り位置が規制される。
【００６２】
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。
【００６３】
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をシートベルト引出し方向（図１２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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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に対してシートベルト巻取方向（図１２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１１中矢印Ｙ1 方向）へ支軸７を中心に揺動回転させられる。
【００６７】
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のシートベルト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、シートベルトの引出し加速度を感知する慣性感知手段であるシートベルト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１４参照）。
【００６８】
ラチェットホイール１８の外側面には、図１４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１８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。
【００６９】
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１７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。
【００７０】
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をシートベルト引出し方向（矢印Ｘ2 方向）に回転付勢している。図１５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。
【００７１】
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のシートベルト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。
【００７２】
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。
【００７３】
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、シートベルト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。
【００７４】
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１８及び図１９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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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１７に示すように、ラチットホイール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に対してシートベルト引出し方向（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、シートベルトの引出しは自在である。
【００７９】
しかして、衝突等の緊急時にイナーシャプレート３０を含むシートベルト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シートベルト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のシートベルト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。
【００８０】
そして、車体加速度感知手段５１又はシートベルト加速度感知手段が作動し、ラチェットホイール１８のシートベルト引出し方向の回転が阻止された後、更にシートベルト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、シートベルト巻取方向（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１１中、矢印Ｙ1 方向）へ揺動回転させられる。
【００８１】
更に、シートベルト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。
【００８２】
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、シートベルト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。
【００８３】
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はシートベルト引出し方向（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１２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１２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シートベルト巻取方向（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に対してシートベルト巻取方向（矢印Ｘ1方向）に逆回転させられる。
【００８４】
従って、車体加速度感知手段５１又はシートベルト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のシートベルト引出し方向の回転を阻止するロック状態でも、シートベルト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又はシートベルト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。
【００８５】
ポール１６のロック状態において、さらにシートベルト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１１参照）と当接することで阻止され、シートベルトに作用する張力をこれらの面で受け止める。
【００８６】
車両が停止してシートベルト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、シートベルト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はシートベルト巻取方向（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シートベルトの引き出しが自在とされる。
【００８７】
次に、シートベルト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シートベルト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、シートベルト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。
【００８８】
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１２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２０及び図２１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。
【００８９】
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がシートベルトをロックするべく、ソレノイド１１２ａの励磁を解除すると（Ｓ３０等）、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のシートベルト引出し方向（図１２の矢印Ｘ2方向）の回動が阻止される。シートベルト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。
【００９０】
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、シートベルトのロックが行わるようにすることが出来る。
【００９１】
図２２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。
【００９２】
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。
【００９３】
次に、ＣＰＵが、シートベルト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（Ｓ４６等）。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のシートベルト引出し方向への回転を阻止する。シートベルト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。
【００９４】
図２３乃至図２７は、本発明が適用される他のシートベルト装置の構成例を示している。各図において、図１に対応する部分には、同一符号を付している。
【００９５】
図２３は、本発明が適用される他のシートベルト装置の例を示している。この例では、バックル３０４側にベルトを引込み、あるいは引出す張力可変装置として、モータ３１１、バックル３０４に連結したワイヤ３１３を巻取るリール３１２を備えた電動ウインチ３１０を備えている。モータ３１１が正逆に回転することによってワイヤの引出し及び引き込みが出来る。制御部２００は、モータ１１０を駆動する代りにウインチ３１０のモータ３１１を駆動してシートベルト３０２の弛みを除去する。この場合も、モータ３１１の電流値を検出することによってベルトの張力を推定することが可能である。なお、この構成では、ベルト巻取装置１００は、強制ロック機構及びプリテンショナを持つものが望ましいが、電動式巻取装置でなくとも良い。また、シートベルト３０２の端部を固定するアンカー３０６を座席３０１に固定しても良い。こうすると、車体にシートベルト端部を固定した場合に比べてシートベルト３０２の引出されている部分の長さが短くなるのでベルトの弛みをより早く除去可能となる。
【００９６】
図２４は、本発明が適用される他のシートベルト装置の例を示している。この例では、ベルトの弛みを除去する張力可変装置をシートベルト３０２の端部を固定するアンカー３０６側（ラップベルト固定部）に設けている。張力可変装置としは、同様に、モータ３１１、バックルに連結したワイヤ３１３を巻取るリール３１２を備えた電動ウインチ３１０を使用することが出来る。他の張力可変装置の例として、例えば、モータで回転駆動されるねじ棒と、このねじ棒上を往復移動するナットによりワイヤを引込む構成等を使用することが可能である。
【００９７】
図２５に示す例では、ベルト巻取装置１００は、車体のセンターピラー下部ではなく、座席３０１に取付けられている。このような構成においても、本発明を適用出来る。
【００９８】
図２６に示す例では、電動式ベルト巻取り装置とバックル側に設けられたプリテンショナ１０４ａとにより構成している。
【００９９】
図２７に示す例では、電動式ベルト巻取装置と、シートベルト３０２の端部を固定するアンカー３０６側に設けたプリテンショナ１０４ｂとにより構成している。
【０１００】
なお、図２３及び図２４に示した電動ウインチ３１０にプリテンショナを組込むことが出来る。
【０１０１】
実施例のシートベルト装置では、第１の張力可変手段として電動モータを使用し、第２の張力可変手段として火薬式のプリテンショナを使用しているが、共にモータであっても良い。また、スプリングを動力源としても良い。第１及び第２の張力可変手段を共にベルト巻取装置に設けることが出来るほか、いずれか一方又は両方の張力可変装置をベルト巻取装置以外に取付けることが出来る。この場合、取付場所は、例えば、バックル側やラップベルト固定部にすることが出来る。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のシートベルト装置においては、第１の張力可変手段によって衝突前にシートベルトの弛みを除き、衝突の際に第２の張力可変手段によってより高い張力で乗員を座席に拘束すると同時にエアバッグを展開させるので、エネルギ吸収機構によって乗員が衝突方向に移動し、乗員の頭部等が展開途中のエアバッグに当たる状態を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、座席にチャイルドシート載せた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、電動ベルト巻取装置の構成例を説明する説明図である。
【図３】図３は、ポテンショメータ１１１を説明する説明図である。
【図４】図４は、制御部２００の構成を説明する機能ブロック図である。
【図５】図５は、モータの駆動回路の構成例を示す回路図である。
【図６】図６は、制御部による第１の張力可変手段の制御例を説明するフローチャートである。
【図７】図７は、制御部による第２の張力可変手段の制御例を説明するフローチャートである。
【図８】図８は、制御部によるエアバッグ装置の制御例を説明するフローチャートである。
【図９】図９は、制御部によるシートベルトロック機構の強制ロック動作を説明するフローチャートである。
【図１０】図１０は、シートベルト装置が作動した場合の、シートベルト張力の変化を説明するグラフである。
【図１１】図１１は、シートベルト巻取装置の一部分の例を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、シートベルト巻取装置の他の部分の例を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、図１２に示すロック機構のラチェットホィール１８の回転軸方向における断面図である。
【図１４】図１４は、シートベルトの急な引出し（シートベルト加速度）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、ロックアーム２６を説明する説明図である。
【図１６】図１６は、イナーシャプレート３０を説明する説明図である。
【図１７】図１７は、シートベルト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１８】図１８は、シートベルト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１９】図１９は、シートベルト加速度によるロック機構の作動を説明す説明図である。
【図２０】図２０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２１】図２１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２２】図２２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。
【図２３】図２３は、バックル側にベルト張力可変手段としての電動ウインチが取付けられ、ベルト端部が座席に固定される例を示す説明図である。
【図２４】図２４は、ベルトの端部にベルト張力可変手段としての電動ウインチが取付けられている例を示す説明図である。
【図２５】図２５は、座席にベルト巻取り装置が設けられる例を示す説明図である。
【図２６】図２６は、バックル側にプリテンショナが設けられる例を示す説明図である。
【図２７】図２７は、シートベルト端部にプリテンショナが設けられる例を説明する説明図である。
【符号の説明】
１００ シートベルト巻取装置
１０４，１０４ａ，１０４ｂ 火薬式プリテンショナ
２００ 制御部
３０２ シートベルト
３０４ バックル
３０５ タングプレート
３１０ 電動ウインチ
５００ エアバッグ装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle seat belt device that effectively restrains and protects an occupant to a seat in the event of a vehicle collision, and more particularly to a seat belt device that improves the protection performance of the occupant after restraint.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a seat belt retractor (retractor) for safely holding a vehicle occupant or the like in a seat, the belt retractor is physically locked by inertial sensing means that reacts to sudden acceleration, collision or deceleration. An emergency lock type retractor that includes an emergency lock mechanism and restrains an occupant effectively and safely is used. Examples of such an emergency lock type belt winding device include a seat belt winding device disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 50-79024, Japanese Patent Publication No. 59-21624, and Japanese Utility Model Publication No. 2-45088. Furthermore, there is also a seat belt device in which an explosive belt take-up device (pretensioner) is provided so as to instantaneously remove the slack of the belt in the event of a collision.
[0003]
However, when the seat belt is completely locked, inertia force acts on the occupant in the collision direction when the vehicle collides, so the occupant restrained by the seat belt is pressed against the seat belt and the chest There is a risk of damage. For this reason, a seat belt device having an EA (energy absorption) mechanism is also proposed in which when the belt tension exceeds a predetermined value, the seat belt is pulled out from the belt winding device so as to reduce the impact received by the occupant. Has been.
[0004]
Further, when the occupant moves in the collision direction due to the impact of the collision, a secondary collision that collides with the steering wheel or the in-vehicle structure also occurs. Therefore, an airbag device that deploys the bag by the collision to improve the occupant's safety is also used.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the occupant is wearing ground clothing, the amount of belt withdrawal increases. When it takes time for the occupant to be restrained by the required seat belt tension after the pretensioner operates, an inertial force acting on the occupant acts on the seat belt during the winding of the belt. When the pull-out load applied to the seat belt exceeds a predetermined value, the EA mechanism operates to extend the seat belt. As a result, the occupant may move in the collision direction, and the airbag being deployed may hit the head or the like. Further, even when the determination of collision detection is delayed, it is also conceivable that the occupant moves in the same manner and enters the airbag deployment range and the airbag being deployed hits the head or the like at the deployment speed.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide a seat belt device that further reduces the movement of an occupant in a seat belt device including an EA mechanism.
[0007]
Another object of the present invention is to provide a seatbelt device provided with an EA mechanism in which an occupant's head or the like is less likely to hit an airbag being deployed.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a seat belt device of the present invention predicts a collision between a seat belt for restraining an occupant to a seat, first and second tension varying means for varying the tension of the seat belt, and a vehicle, Collision prediction means for outputting a collision prediction signal corresponding to the possibility of collision, collision detection means for detecting a collision of the vehicle and outputting a collision detection signal, and deploying an airbag by the collision detection signal, An airbag device for preventing a next collision, a control means for controlling the first and second tension varying means by the collision prediction signal and the collision detection signal, and a tension of the seat belt so as not to exceed a predetermined value. Tension limiting means for limiting the tension.
[0009]
With this configuration, the first tension varying means removes excessive slack of the seat belt before the collision, and the second tension varying means before the inertial force by the occupant acts on the seat belt at the time of the collision. To complete the belt winding. For this reason, even if the tension limiting means (EA mechanism) is actuated, it is possible to prevent the occupant from moving more than the preferred amount in the collision direction, and it is possible to avoid hitting the occupant's head or the like due to the airbag deployment.
[0010]
Preferably, the first tension varying means drives the seat belt to the retracting side or the delivering side by a motor, and the second tension varying means instantaneously retracts the seat belt by explosive force of explosives, The limiting means suppresses an increase in belt tension due to the metal rod being twisted by the withdrawal of the seat belt.
[0011]
Preferably, the first and second tension variable means and the tension limiting means are provided in a belt winding device that winds up one end of the seat belt.
[0012]
Preferably, the first tension varying means and the tension limiting means are provided in a belt winding device that winds up one end of a seat belt, and the second tension varying means is provided in a buckle portion.
[0013]
Preferably, the second tension varying means and the tension limiting means are provided in a belt take-up device, and the belt take-up device is provided with a compulsory locking means capable of electrically locking the withdrawal of the seat belt. The first tension varying means and the tension limiting means are provided in a belt take-up device, and the second tension varying means is provided at the other end of the seat belt. Is provided at a lap belt fixing portion for fixing the belt to the vehicle body.
[0014]
Preferably, the second tension varying means and the tension limiting means are provided in a belt winding device, and the belt winding device is provided with a compulsory locking means capable of electrically locking the withdrawal of the seat belt. One tension variable means is provided in the lap belt fixing portion.
[0015]
Preferably, the tension limiting means and the electrically lockable forcible locking means are provided in a belt winding device, the first tension varying means is provided in a buckle portion, and the second tension varying means is fixed to a lap belt. Provided in the section.
[0016]
Preferably, the tension limiting means and the forced locking means are provided in a belt winding device, the second tension varying means is provided in a buckle portion, and the first tension varying means is provided in a lap belt fixing portion. .
[0017]
Preferably, the tension limiting means and the forced locking means are provided in a belt winding device, and the first and second tension varying means are provided in a lap belt fixing portion.
[0018]
Preferably, the belt winding device is fixed to the seat. The lap belt portion is provided on the seat.
[0019]
Preferably, the tension limiting means includes a torsion shaft and a magnetic fluid.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 shows an example of a vehicle seat belt device. The seat belt device is disposed at the waist by inserting an electric winding device 100 that winds up the seat belt 302 that restrains the occupant to the seat 301, a through anchor 303 that folds the seat belt 302 in the vicinity of the shoulder of the occupant, and a seat belt. A tongue plate 305 that engages with the buckle 304, an anchor 306 that fixes the end of the seat belt 302 to the vehicle body, a switch 307 that is built in the buckle and detects belt attachment, and a controller 200 that controls the motor of the belt winding device 100. (Not shown), a collision prediction unit 401 (not shown) for predicting a vehicle collision, a collision detection unit 402 (not shown), and the like. An airbag device 500 is provided at the center of the handle. An airbag device (not shown) is also provided on the dashboard and door of the passenger seat.
[0022]
FIG. 2 is an explanatory diagram schematically illustrating the configuration of the electric winding device 100. In the figure, an electric winding device 100 includes a frame 101. The frame 101 is provided with a reel 103 around which the seat belt 302 is wound, and a reel shaft 103a which is coupled on the left end side of the reel 103 and serves as a central axis of reel rotation. A seat belt locking mechanism 102 (described later) that locks the drawer of the seat belt 302 is provided at the right end of the reel shaft 103a. The seat belt lock mechanism 102 has a VSI operation that locks the withdrawal of the belt when a predetermined deceleration acts on the vehicle, and a WSI operation that locks the withdrawal of the seat belt 302 when the seat belt 302 is pulled out at a predetermined acceleration. And. The lock mechanism 102 is further provided with an electromagnetic actuator 112 (described later) for forcibly operating the lock mechanism 102 in response to a command signal. The operation of the electromagnetic actuator 112 is controlled by the output of the control unit 200 described later. The seat belt lock mechanism 102 is configured such that the seat belt 302 can be wound by the electric motor 110 even when the seat belt 302 is in a locked state.
[0023]
The reel shaft 103a described above is a torsion shaft and also serves as an energy absorption (EA) means. That is, when the seat belt is pulled out with a strong force and the reel 103 rotates while the right end of the reel shaft 103a (twisted shaft) is locked by the seat belt lock mechanism 102, the reel shaft 103a itself is twisted around the axis to be plastic. Deform. Thereby, the seat belt 302 is pulled out, and the impact energy acting on the occupant's body is absorbed by the seat belt 302.
[0024]
The pretensioner 104 is operated via the control unit 200 by an output of a collision detector (not shown), rotates the reel shaft 103a in the seat belt winding direction, forcibly winds the seat belt, and restrains the occupant to the seat. To do. The pretensioner 104 is, for example, an explosive pretensioner, and includes a gas generator, a cylinder that seals gas generated from the gas generator, a piston that moves in the cylinder by gas pressure, and movement of the piston via a clutch mechanism. And a transmission mechanism that converts the rotational movement of the reel shaft 103a.
[0025]
The pulley 105 fixed to the reel shaft 103 a is connected to the pulley 106 fixed to the shaft of the DC motor 110 via a power transmission belt 107. A predetermined number of external teeth are formed on the outer circumferences of the pulleys 105 and 106, and a predetermined number of internal teeth are also formed on the inner circumference of the belt 107. The teeth of the pulley 105 for the reel shaft, the pulley 106 for the motor, and the belt 107 mesh with each other without excess and deficiency, and the rotation of the motor 110 is transmitted to the reel shaft 103a. The motor 110 is fixed to the frame 101 at at least two points, and operates according to the output of the control unit 200.
[0026]
As shown in FIG. 3, the potentiometer 111 provided at the leftmost end of the reel shaft 103a includes a resistor to which a voltage is applied to both ends, and a slider that interlocks with the rotation of the reel shaft 103a. Then, a voltage value corresponding to the rotation amount from the reel shaft 103a reference position is output to the control unit 200. Thereby, for example, it is possible to estimate the belt withdrawal amount. Further, the amount of slackness of the belt can be estimated by comparing the voltage value in the state where the belt is not slack and the voltage value in the state where the belt is pulled out.
[0027]
FIG. 4 is a functional block diagram illustrating a schematic configuration of the control unit 200. As shown in the figure, the control unit 200 is configured by a microcomputer system. The CPU 201 controls the operation of an electromagnetic actuator (for example, a solenoid) 112 that loads the control program and data stored in the ROM 202 to the work area of the RAM 203 and forcibly operates the motor 110 and the seat belt lock mechanism 102.
[0028]
A collision prediction unit 401 shown in FIG. 6 determines whether there is a possibility that a collision between the host vehicle and an obstacle such as a preceding vehicle may occur, or whether the collision can be avoided or cannot be avoided. For example, the distance between the vehicle and the obstacle is measured every predetermined time by a non-contact type distance sensor such as a laser radar or an ultrasonic sensor. The relative velocity is calculated from the change over time of this distance. Divide the distance by the relative velocity to calculate the time to collision. If the collision time is equal to or shorter than a predetermined time T1, a collision prediction signal is output because there is a possibility of collision. This signal is supplied to the input interface 204 and turns on a “collision prediction flag” in a flag area (flag register) provided in the RAM 203. This causes the CPU 201 to start interrupt processing described later.
[0029]
The output of the buckle switch 307 sets a flag corresponding to the presence or absence of the belt in a flag area provided in the RAM 203 via the input interface 204.
[0030]
The collision detection unit 402 detects an impact generated in the vehicle body at the time of a collision by an acceleration sensor, performs signal processing on the acceleration signal, and performs collision detection based on the magnitude and the rising waveform. This signal is supplied to the input interface 204, and the “collision detection flag” in the flag area in the RAM 203 is set to ON. This causes the CPU 201 to start interrupt processing described later.
[0031]
Although not shown because it is not directly related to the present invention, the output voltage of the potentiometer 111 described above is A / D converted by the input interface 204 at a predetermined cycle. The input interface 204 has a built-in CPU and monitors the converted output voltage data. For example, when the previous value of the output voltage data is different from the current value, the rotation state of the shaft 103a is determined. "Flag" or "winding" flag is set in the flag area of the RAM 203. Further, the output voltage data is written in the rotation amount area of the RAM 203 by the DMA operation. The amount of change in the pulling direction from the output voltage data when the belt is wound corresponds to the amount of slackness of the belt. This slack amount is written in the belt slack amount area 1 of the RAM 203.
[0032]
A current value flowing through the motor 110 is detected as a voltage value corresponding to the current by a current detector CT provided in a motor drive circuit 206 described later. This voltage value is A / D converted at a predetermined period in the input interface 204 and written in the motor current area in the RAM 203 by DMA operation. Since the current of the motor 110 is related to the rotational torque of the motor, the rotational torque can be estimated from the load current value. The rotational torque of the motor 110 becomes the retracting force (tension) of the seat belt 302.
[0033]
When a predetermined condition set in the control program is satisfied, the CPU 201 gives a forward rotation command, a reverse rotation command, and a drive stop command for the motor 110 to the output interface 205. The output interface 205 generates gate signals G 1 and G 2 corresponding to these commands and supplies them to the motor drive circuit 206. For forward rotation commands, G1 and G2 are set to “H” and “L”, respectively. For reverse rotation commands, G1 and G2 are set to “L” and “H”, respectively, and to drive stop commands. , G1 and G2 are set to “L” and “L”, respectively.
[0034]
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of a motor drive circuit. A transistor bridge circuit is formed by four transistors, PNP transistors Q1 and Q2, and NPN transistors Q3 and Q4. The emitters of the transistors Q1 and Q2 are connected to each other, and the power source Vc is supplied to the connection point. The emitters of the transistors Q3 and Q4 are also connected to each other, and a ground potential is supplied to the connection point.
[0035]
As described above, the level of each emitter output current of the transistors Q 3 and Q 4 is detected by the current detector CT, and the level detection signal is sent to the input interface 204. The input interface 204 A / D converts the level detection signal and writes it in the belt tension area of the RAM 203 by DMA operation. Since the load current value flowing through the motor is related to the torque, the seat belt tension F can be estimated from this.
[0036]
The collector of the transistor Q1 and the collector of the transistor Q3 are connected via a diode D1. The collector of the transistor Q2 and the collector of the transistor Q4 are connected via a diode D2. The base of the transistor Q1 and the collector of the transistor Q4 are connected via a bias resistor R1. The base of the transistor Q2 and the collector of the transistor Q3 are connected via a bias resistor R2. A DC electric motor M is connected between the collectors of the transistors Q1 and Q2.
[0037]
In such a configuration, when a normal rotation command signal (G1 = "H", G2 = "L") is supplied from the output interface 205 to the gates of the transistors Q3 and Q4, the transistor Q3 is turned on and the transistor Q4 is turned off. Become. The collector of the transistor Q3 is brought to the ground level by conduction, and the base of the transistor Q2 is biased to a low level (substantially ground level) via the resistor R2 to make the transistor Q2 conductive. The collector of the transistor Q4 is substantially at the power supply Vc level, biasing the base of the transistor Q2 to a high level via the resistor R1, and making the transistor Q1 non-conductive. As a result, a forward current path is formed by the path of the power source Vc, the transistor Q2, the motor M, the diode D1, the transistor Q3, and the ground, and the motor M rotates in the direction of winding the seat belt.
[0038]
When a reverse rotation command signal (G1 = "L", G2 = "H") is supplied from the output interface 205 to the gates of the transistors Q3 and Q4, the transistor Q3 is non-conductive and the transistor Q4 is conductive. The collector of the transistor Q4 is at the ground level, and the base of the transistor Q1 is biased to a low level via the resistor R1 to make the transistor Q1 conductive. The collector of the transistor Q3 is substantially at the power supply Vc level, biases the base of the transistor Q2 to a high level via the resistor R2, and makes the transistor Q2 non-conductive. As a result, a current path in the reverse direction is formed by the path of the power source Vc, the transistor Q1, the motor M, the diode D2, the transistor Q3, and the ground, and the motor M rotates in the direction of pulling out the seat belt.
[0039]
When a drive stop command signal (G1 = “L”, G2 = “L”) is supplied from the output interface 205 to the gates of the transistors Q3, Q4, the NPN transistors Q3, Q4 are both turned off. When the transistor Q3 is turned off from the conductive state, the collector of the transistor Q3 rises from the ground level to a substantially power supply level, biasing the base of the transistor Q2 to a high potential and also shutting off the transistor Q2. Similarly, when the transistor Q4 is turned off from the conducting state, the collector of the transistor Q4 rises from the ground level to a substantially power supply level, biasing the base of the transistor Q1 to a high potential and shutting off the transistor Q1. In this way, when a drive stop command is issued, each transistor constituting the bridge becomes non-conductive.
[0040]
Returning to FIG. 4, the CPU 201 gives a lock command signal (solenoid operation command) to the output interface 205 when a condition for operating the forced lock of the seat belt lock mechanism 102 is satisfied. The operation command set in the flag register of the output interface 205 is amplified by the power amplifier 207 from a logic level signal to a level at which the solenoid can be driven, and is given to the solenoid 112. When the solenoid operates, the actuator moves, and the lock mechanism 102 of the winding device 100 is operated. When the seat belt lock mechanism 102 is operated, the seat belt is prevented from being pulled out to prevent the belt from slackening, but the seat belt is allowed to be retracted.
[0041]
FIG. 6 is a flowchart for explaining a control mode of the control unit 200. In this example, the operation of the motor that winds up the seat belt as the first tension varying means is controlled.
[0042]
The CPU 201 periodically monitors the seat belt wearing flag by executing the main program (S12). When the seatbelt wearing flag is turned on (S12; Yes), the CPU 201 determines whether or not there is a possibility of a collision based on whether or not a collision prediction flag is set (S14). When the flag is on (S14; Yes), the motor driving circuit 206 is operated to rotate the motor 110 as a slack eliminating unit or a variable tension unit in the belt winding direction to wind the webbing 302. Perform (S16). Thereby, a certain amount of slack in the seat belt is removed. For example, the winding may be performed until the belt exceeds a predetermined tension or for a predetermined time. The tension can be determined by reading the sample value written in the current value area of the RAM 203. This step eliminates seat belt slack prior to collision.
[0043]
If the seat belt is not attached (S12; No) or the collision prediction flag is off (S14; No), the CPU 201 does not need to remove the slack of the seat belt, and therefore the motor 110 that rotates the seat belt is driven to rotate. Is stopped to the output interface 205 (S18). Thereby, the current supply from the motor drive circuit 206 to the motor 110 is stopped, and the motor 110 stops operating. This routine ends and returns to the main program.
[0044]
Note that the seat belt is stored in the belt winding device 100 by the force of the winding spring 114 when the seat belt is not attached. When the seat belt is worn, the minimum slack is removed.
[0045]
Next, with reference to FIG. 7, the operation control of the pretensioner as the second tension varying means will be described.
[0046]
The CPU 201 executes this routine periodically or by interrupt processing. The CPU 201 determines whether or not a collision has been detected in the seat belt wearing state (S22; Yes) (S24). When a collision is detected by turning on the collision detection flag (S24; Yes), the explosive pretensioner 104 as the second tension variable means is operated. As a result, the seat belt is retracted rapidly, the slack is removed, and the occupant is firmly restrained. If the seat belt is not attached (S22; No), and the collision is not detected (S24; No), this routine is terminated without operating the second tension varying means.
[0047]
Note that when the vehicle is subjected to an impact by the VSI sensor provided in the belt winding device 100, the withdrawal of the seat belt 302 is locked. Further, when the seat belt 302 is abruptly pulled out by the WSI sensor provided in the belt winding device 100, the withdrawal of the seat belt 302 is locked.
[0048]
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation control of the airbag device.
[0049]
The CPU 201 executes this routine periodically or by interrupt processing. When the CPU 201 detects a collision when the collision detection flag is turned on (S32; Yes), the CPU 201 supplies an ignition signal to the airbag device to ignite explosives and deploy the bag by rapid expansion of the combustion gas (S34). ). Thereby, a secondary collision into the passenger compartment is prevented. If no collision is detected (S32; No), this routine ends.
[0050]
FIG. 9 is a flowchart for explaining the forced operation of the seat belt lock mechanism.
[0051]
When the first or second tension variable means is provided other than the belt winding device, for example, when it is provided at a buckle or a lap belt fixing portion, the belt is pulled out from the winding device when the variable tension means is operated. Acts on direction. Therefore, the seat belt lock mechanism is forcibly activated in advance to prevent the seat belt from being pulled out and to secure the belt tension.
[0052]
The CPU 201 periodically monitors the seat belt wearing flag by executing the main program (S42). When the seat belt wearing flag is turned on (S42; Yes), the CPU 201 determines whether or not there is a possibility of a collision based on whether or not a collision prediction flag is set (S44). When the flag is on (S44; Yes), a lock command signal is given to the output interface 205 to operate the lock mechanism 102 of the winding device 100. When the seat belt lock mechanism 102 is activated, the seat belt is prevented from being pulled out by preventing the seat belt from being pulled out, but the seat belt is allowed to be retracted (S46). Note that when the vehicle is subjected to an impact by the VSI sensor provided in the belt winding device 100, the withdrawal of the seat belt 302 is locked. Further, when the seat belt 302 is abruptly pulled out by the WSI sensor provided in the belt winding device 100, the withdrawal of the seat belt 302 is locked.
[0053]
The CPU 201 operates the motor drive circuit 206 to rotate the motor 110 in the belt winding direction to wind the webbing 302 (S48). Thereby, a certain amount of slack in the seat belt is removed. For example, the winding may be performed until the belt exceeds a predetermined tension or for a predetermined time. The tension can be determined by reading the sample value written in the current value area of the RAM 203. This step eliminates seat belt slack prior to collision.
[0054]
If the seatbelt is not attached (S42; No) or the collision prediction flag is off (S44; No), the CPU 201 does not need to operate the seatbelt locking mechanism. Command to 205. Thereby, the lock is released and the belt can be pulled out (S50). The output interface 205 is commanded to stop the rotational drive of the motor 110 that winds up the seat belt (S52). Thereby, the current supply from the motor drive circuit 206 to the motor 110 is stopped, and the motor 110 stops operating. This routine ends and returns to the main program.
[0055]
Of course, this routine can also be applied to the case where the first or second tension varying means is provided in the belt winding device. When the seat belt is not worn, the seat belt is stored in the belt winding device 100 by the force of the winding spring 114. It is the same in that the minimum slack is removed when the seat belt is worn.
[0056]
FIG. 10 is a graph for explaining changes in the tension of the seat belt over time when the first and second variable tension devices and the airbag device are operated according to the control procedure of FIGS. 6 to 9.
[0057]
In FIG. 10, at time t1, it is determined that there is a possibility of a collision, the motor 110 starts operating, and the belt tension rises from the tension F0 by the winding spring. At time t2, a collision occurs. At time t3, a collision is detected and the pretensioner 104 and the airbag apparatus 500 are activated. Since the seat belt is wound by the motor 110 and the pretensioner 104, the tension suddenly increases from the tension F1 at the time t1. Due to the impact of the collision, the seat belt lock mechanism 102 locks the withdrawal of the seat belt by the VSI operation. At time t4, the tension reaches F2, but further increases the tension due to the forward inertial force acting on the occupant (acting in the direction in which the belt is pulled out from the winding unit 100). When the tension becomes F3 at time t5, the energy absorbing mechanism by the torsion shaft 103a is operated, the seat belt is pulled out, and the increase in belt tension is suppressed.
[0058]
11 to 22 mainly illustrate the seat belt locking mechanism (reel mechanical locking mechanism, seat belt acceleration sensing means (WSI), vehicle deceleration sensing means (VSI)) 120 and electromagnetic of the winding unit 100. FIG. 6 is an exploded perspective view and a main part longitudinal sectional view for explaining an actuator 112. In FIG. 11, the pretensioner is not attached. If necessary in terms of vehicle characteristics, a pretensioner 104 is installed between the retractor base 1 and the power transmission unit 15 in FIG. 11 as shown in FIG.
[0059]
11 to 16, most of the retractor base 1 has a U-shaped cross section, and opposite side plates 1a and 1b are opposed to each other, and take-up shaft through-holes are respectively formed in the seat belt. A reel 3, which is a take-up shaft for winding 302 (not shown), is rotatably supported in a state of being inserted through the take-up shaft through holes.
[0060]
Engagement internal teeth 2 are formed on the inner peripheral edge of the winding shaft through-hole provided in the side plate 1a, and a ring member 4 is juxtaposed outside the winding shaft through-hole. The ring member 4 is drawn along the inner periphery, and when the ring member 4 is fixed to the outer surface of the side plate 1a by the rivet 40, the engagement inner teeth 2 and the inner periphery of the ring member 4 An axial gap is formed between the two.
[0061]
An emergency lock mechanism is provided on the side plate 1a side of the base 1 to prevent the seat belt from being pulled out in an emergency. Further, on the side plate 1b side of the base 1, a pulley 105, a take-up spring 114, and a potentiometer 111 connected to a shaft 15c (corresponding to the reel shaft 103a) driven by an electric motor 110 via a timing belt 107 (not shown). A power transmission unit 15 including these is arranged. The reel 3 is a substantially cylindrical winding shaft integrally formed of an aluminum alloy or the like, and penetrates in a diametrical direction so that the end of the seat belt is inserted and held in the body portion 28 around which the seat belt is wound. A slit opening 28a is provided. In addition, a flange member 13 formed separately is mounted on the outer peripheral portion of the reel 3 to prevent the seat belt from being disturbed. In addition, the seat belt wound around the outer periphery of the reel 3 assembled to the retractor base 1 is regulated in its entry / exit position by inserting a seat belt guide 41 attached to the upper portion of the retractor base 1 on the back plate side. .
[0062]
Rotating support shafts for rotatably supporting the reel 3 are projected on both end surfaces of the reel 3, but a separate support shaft pin 6 is used as a rotation support shaft on the sensor side end surface of the reel 3. It is press-fitted. Further, on the sensor side end surface of the reel 3, a support shaft 7 is provided so as to pivotally support a pole 16, which is a lock member that can be engaged with the engaging internal teeth 2 formed on the side plate 1 a, so as to be able to swing and rotate. ing. Further, when the pole 16 swings and rotates in a direction to engage with the engaging inner teeth 2, the pole rear end portion 16 e on the opposite side to the swinging side end portion of the pole 16 is positioned, When a large load is applied to the pole 16 in between, a pressure receiving surface 45 that receives the load is provided on the sensor side end surface of the reel 3.
[0063]
Further, on the sensor side end surface of the reel 3, a counterclockwise rotation of a swing lever member 20 pivotally supported by a ratchet wheel 18 which is a latch member of a lock actuating means described later is regulated. A locking projection 8 is provided. The recess 9 includes a tension coil spring 36 that rotates and biases the ratchet wheel 18 in the direction in which the seat belt is pulled out (in the direction of arrow X2 in FIG. 12), and an arm portion 26c of a lock arm 26 that presses a sensor spring 25 described later. It is escape to prevent it from interfering with.
[0064]
Engaging teeth 16c that can be engaged with the engaging inner teeth 2 formed on the side plate 1a are integrally formed at the swing end portion of the pole 16. Further, a shaft hole 16a that is loosely fitted to the support shaft 7 is provided in the center of the pole 16, and an engagement protrusion 16b positioned on the swing end side and a pole rear end are provided on the sensor side surface of the pole 16. A pressing protrusion 16d located on the side of the portion 16e is projected.
[0065]
That is, since the shaft hole 16a is loosely fitted to the support shaft 7, the pole 16 is supported by the support shaft 7 so as to be able to swing and rotate and to move relative to the support shaft 7 by a predetermined amount. Further, the end of the support shaft 7 passing through the shaft hole 16a of the pole 16 is crimped into the locking hole 17b of the holding plate 17 fitted through the through hole 17a by the support shaft pin 6 press-fitted into the reel 3. The holding plate 17 prevents the pole 16 from floating from the end face of the reel 3.
[0066]
The end of the engagement protrusion 16b of the pole 16 is inserted into a cam hole 18a formed in a ratchet wheel 18 that is disposed outside the holding plate 17 and is pivotally supported by the support shaft pin 6. Has been. Therefore, when the ratchet wheel 18 rotates relative to the reel 3 in the seat belt winding direction (in the direction of arrow X1 in FIG. 12), the cam hole 18a causes the end of the engagement protrusion 16b to move in the radial direction from the rotation center axis of the reel 3. Since it acts so as to move outward, the pole 16 is swung around the support shaft 7 in the direction of engagement with the engagement internal teeth 2 formed on the side plate 1a (in the direction of arrow Y1 in FIG. 11). .
[0067]
That is, the pole 16 is swung and rotated in the direction in which it engages with the engagement inner tooth 2, and the engagement tooth 16 c of the pole 16 engages with the engagement inner tooth 2, so Locking means for preventing rotation is configured. The ratchet wheel 18 is a ratchet wheel whose center hole is pivotally supported by the support pin 6, and ratchet teeth 18 b for engaging with the sensor arm 53 of the vehicle body acceleration sensing means 51 on the outer periphery thereof. Is formed. Further, the flange portion 6a of the spindle pin 6 has a center hole 30a of an inertia plate 30 which is a disc-like inertia member for constituting a seat belt acceleration sensing means which is an inertia sensing means for sensing the pull-out acceleration of the seat belt. It is pivotally supported. A locking claw 23 projecting toward the outside of the winding device at the periphery of the center hole of the ratchet wheel 18 engages with the engagement hole 30b to position the inertia plate 30 in the thrust direction. An engagement protrusion 31 of the inertia plate 30 is engaged with the elongated hole 24 formed in the ratchet wheel 18, and one end edge 24 a of the elongated hole 24 is in the rotational direction of the inertia plate 30 when the emergency lock mechanism is not activated. Positioning is performed (see FIG. 14).
[0068]
As shown in FIG. 14, a shaft portion 22 that pivotally supports the lock arm 26 and a spring hook portion 55 project from the outer surface of the ratchet wheel 18. As shown in FIG. 18, the inertia plate 30 is formed with an opening 56 through which the spring hook portion 55 is inserted. The opening 56 is formed in an elongated hole shape in which the inertia plate 30 can rotate relative to the ratchet wheel 18 in a state where the spring hook portion 55 is inserted, and a spring corresponding to the spring hook portion 55 is formed at one end thereof. A hook portion 57 is provided.
[0069]
A compression coil spring 58 is inserted between the pair of spring hook portions 55 and 57. In the compression coil spring 58, as shown in FIG. 17, the engagement protrusion 31 on the inertia plate 30 is in contact with the other end edge 24b of the elongated hole 24 formed in the ratchet wheel 18 (that is, non-rotating). It is energized so that it is kept in the locked state.
[0070]
On the inner side surface of the ratchet wheel 18, there is provided a spring latching portion 21 for latching the other end of the tension coil spring 36 whose one end is latched on the latching portion 17 c of the holding plate 17. 3, the ratchet wheel 18 is urged to rotate in the direction in which the seat belt is pulled out (the direction of the arrow X2). As shown in FIG. 15, both ends of the lock arm 26 are engaged with an engaging claw 26 b that can mesh with the internal gear 34 a of the gear case 34 and a pair of hook portions 18 d provided on the outer surface of the ratchet wheel 18. An arm portion 26c that presses the central portion in the longitudinal direction of the supported linear sensor spring 25 is provided.
[0071]
Therefore, the lock arm 26 constitutes a locking member that prevents the rotation of the ratchet wheel 18 in the seat belt withdrawing direction by engaging the engaging claw 26b with the internal gear 34a that is the engaged portion. The engaging claw 26 b is pressed and urged against the contact portion 32 of the inertia plate 30 by the urging force of the sensor spring 25. Note that an opening is formed in the ratchet wheel 18 corresponding to the swing range of the arm portion 26c, and the arm portion 26c passes through the opening. This is for ensuring the engagement state of the arm portion 26c with the sensor spring 25. Is.
[0072]
The contact portion 32 is a cam surface on which the back portion 26d of the engagement claw 26b of the lock arm 26 is slidably contacted, and a first cam surface 32a where the rotation of the inertia plate 30 does not affect the lock arm 26, and an inertia for the reel 3. A second cam surface 32b that swings the lock arm 26 so that the engagement claw 26b meshes with the internal gear 34a in accordance with the rotation delay of the plate 30 is provided.
[0073]
In the unlocked state of the emergency lock mechanism, the first cam surface 32a is in contact with the back portion 26d of the lock arm 26, and the back portion 26d is in the second state until the rotation delay of the inertia plate 30 with respect to the reel 3 exceeds a certain amount. The cam surface 32b is not contacted. The length of the first cam surface 32a (that is, the amount by which the inertia plate 30 rotates while the back portion 26d is in sliding contact with the first cam surface 32a) is the inertia acting on the inertia plate 30 when the entire amount of the seat belt is stored. Even if the inertia plate 30 causes a rotation delay with respect to the reel 3 due to the force, the first cam is not so large that the back portion 26d of the lock arm 26 does not reach the second cam surface 32b. The length of the surface 32a is set.
[0074]
Further, the lock arm 26 in the present embodiment is formed with a contact claw 26e at the swing end opposite to the engagement claw 26b. The inertia plate 30 is provided with a stepped portion 33 with which the contact claw 26e can be contacted so as to correspond to the contact claw 26e. When the inertia plate 30 is in the initial position in the unlocked state, the stepped portion 33 restricts the rotation of the lock arm 26 in the locking direction by the contact of the contact claw 26e. As shown in FIGS. 18 and 19, when the inertia plate 30 is delayed in rotation by a predetermined amount or more and the back portion 26d of the lock arm 26 abuts on the second cam surface 32b, the pressing action by the second cam surface 32b causes The lock arm 26 can swing in the locking direction.
[0075]
Further, a swing lever member 20 pivotally supported by a shaft hole 20a is swingably disposed on a support shaft 19 projecting from the inner surface of the ratchet wheel 18. The swing lever member 20 is appropriately restricted in counterclockwise rotation by a locking projection 8 projecting from the sensor side end surface of the reel 3, and a pressing projection 16 d projecting from the sensor side surface of the pole 16. The reel 3 is assembled between the ratchet wheel 18 and the ratchet wheel 18 so that the rotation in the clockwise direction is appropriately regulated by abutting between the support shaft 19 and the locking projection 8.
[0076]
A shaft support portion 34b that rotatably supports the reel 3 via the support shaft pin 6 is provided at the center of the gear case 34 disposed outside the inertia plate 30. The bottom surface of the shaft support portion 34b is provided. , The flange portion 6a of the spindle pin 6 abuts, and serves as a positioning surface in the axial direction of the reel 3. Further, a box-shaped storage unit 50 for storing the vehicle body acceleration sensing means 51 which is an inertial sensing means for sensing the acceleration of the vehicle body is provided below the gear case 34.
[0077]
A sensor cover 35 is disposed outside the side plate 1 a that covers the gear case 34.
[0078]
Next, the operation of the seat belt retractor will be described. First, in a normal use state, as shown in FIG. 17, the ratchet wheel 18 is applied to the reel 3 by the urging force of the spring coil portion 21 and the tension coil spring 36 that is latched to the latch portion 17 c of the plate 17. On the other hand, the seat belt is pulled out in the drawing direction (in the direction of arrow X2 in the figure), and the pawl 16 with which the engaging projection 16b engages with the cam hole 18a is urged in the non-engaging direction with the engaging internal teeth 2. is doing. Therefore, the reel 3 can rotate and the seat belt can be pulled out freely.
[0079]
Thus, when the seat belt acceleration sensing means including the inertia plate 30 or the vehicle body acceleration sensing means 51 is actuated in the event of an emergency such as a collision, the lock arm 26 is a locking means that prevents the lock actuating means from rotating in the seat belt pull-out direction. Alternatively, the sensor arm 53 prevents the ratchet wheel 18 from rotating in the direction in which the seat belt is pulled out, and operates the locking means of the winding device.
[0080]
Then, after the vehicle body acceleration sensing means 51 or the seat belt acceleration sensing means is actuated and the rotation of the ratchet wheel 18 in the seat belt withdrawing direction is prevented, when the seat belt is further withdrawn from the winding device, the ratchet wheel 18 Since a rotation delay is caused with respect to the reel 3 and the seat belt is rotated relative to the winding direction of the seat belt (in the direction of the arrow X1), the cam hole 18a of the ratchet wheel 18 causes the engagement protrusion 16b of the pole 16 to have a radius Move outward in the direction. Therefore, the pole 16 is swung and rotated about the support shaft 7 in the direction of engagement with the engagement internal tooth 2 (in the direction of arrow Y1 in FIG. 11).
[0081]
Further, when the seat belt is pulled out from the winding device, the engagement teeth 16c of the pole 16 are engaged with the engagement inner teeth 2 to complete. In this state, there is a gap between the pole rear end portion 16e of the pole 16 and the pressure receiving surface 45 of the reel 3, and the swing lever member 20 is connected to the locking protrusion 8 of the reel 3 and the pressing protrusion 16d of the pole 16. The rotation is regulated by almost no play.
[0082]
Here, the shaft hole 16a of the pole 16 is loosely fitted to the support shaft 7 of the reel 3, and is pivotally supported by the reel 3 so as to be swingable and rotatable and to be relatively movable by a predetermined amount. Furthermore, when the seat belt is pulled out from the winding device, the pole 16 rotates relative to the reel 3 about the rotation center axis of the reel 3 until the pole rear end portion 16e contacts the pressure receiving surface 45. .
[0083]
At this time, the pressing protrusion 16d of the pole 16 is stationary relative to the side plate 1a, but the locking protrusion 8 of the reel 3 rotates in the seat belt drawing direction (arrow X2 direction). By this movement, the rocking lever member 20 is rocked and rotated in the clockwise direction in FIG. 12 by the rocking end portion being pushed by the locking protrusion 8 with the contact point with the pressing protrusion 16d as a rotation fulcrum. When the swing lever member 20 swings and rotates in the clockwise direction in FIG. 12 about the contact point with the pressing protrusion 16 d as a rotation center, the shaft hole 20 a supported by the support shaft 19 of the ratchet wheel 18 rotates the reel 3. It rotates in the seat belt winding direction (in the direction of arrow X1) with respect to the central axis. As a result, the ratchet wheel 18 is reversely rotated with respect to the reel 3 in the seat belt winding direction (arrow X1 direction).
[0084]
Therefore, even when the vehicle body acceleration sensing means 51 or the seat belt acceleration sensing means is activated and the lock means of the winding device prevents the reel 3 from rotating in the seat belt withdrawal direction, the rotation in the seat belt withdrawal direction is prevented. The ratchet wheel 18 can bring the sensor arm 53 in the vehicle body acceleration sensing means 51 or the lock arm 26 in the seat belt acceleration sensing means into a free state in which it can be released from engagement with the internal gear 34a of the gear case 34.
[0085]
When a greater tension is applied to the seat belt in the locked state of the pole 16, the portion supporting the shaft support portion 34b of the gear case 34 and the shaft 15c of the power transmission unit 15 is deformed, and the reel 3 tends to move upward. . This movement is prevented by the contact surface 3a and the groove 3b formed on the reel coming into contact with the engagement inner teeth 2 and the engagement inner teeth 62 (see FIG. 11) on the side plate 1b, respectively, and acts on the seat belt. The tension to be received is received on these surfaces.
[0086]
When the vehicle is stopped and the tension applied to the seat belt is released, the engagement between the ratchet wheel 18 and the internal gear 34a of the gear case 34 of the sensor arm 53 or the lock arm 26 is already released. Since the wheel 18 is rotated in the direction of the arrow X2 with respect to the reel 3 by the urging force of the tension coil spring 36, the cam hole 18a of the ratchet wheel 18 brings the engagement protrusion 16b of the pole 16 toward the rotation center axis side of the reel 3. I will move it. At this time, the tension in the pull-out direction acting on the seat belt is released as described above, and the reel 3 can be rotated in the seat belt retracting direction (arrow X1 direction). When the reel 3 rotates in the direction of the arrow X1 until the tip does not interfere with the tip of the engagement inner tooth 2, the pole 16 swings around the support shaft 7 in the direction to release the engagement with the engagement inner tooth 2. The reel 3 is unlocked and the seat belt can be pulled out freely.
[0087]
Next, when the seat belt is pulled out by the electric motor 110 from the state in which the seat belt is pulled out, and the entire seat belt is taken up suddenly in accordance with the rotational force of the power transmission mechanism 15, the seat 3 is placed on the reel 3 that has stopped suddenly. Since the inertia plate 30 that is an inertia member of the belt acceleration sensing means rotates in the winding direction as it is, the inertia plate 30 rotates in the winding direction with respect to the reel 3 and rotates with respect to the reel 3 when viewed in the drawing direction of the reel 3. A rotation delay occurs. However, the contact portion 32 of the inertia plate 30 that swings the engagement claw 26b of the lock arm 26 in a direction to engage the internal gear 34a of the gear case 34 has a predetermined amount of rotation delay with respect to the reel 3 of the inertia plate 30. Until the engagement plate 26b swings in the direction of the internal gear 34a until the rotational delay of the inertia plate 30 relative to the reel 3 reaches a predetermined amount. The engaging claw 26b does not swing in the engaging direction of the internal gear 34a.
[0088]
In the embodiment of the present invention, as shown in the lower part of FIG. 12, the electromagnetic actuator 112 is further provided in the lock mechanism configured and operated as described above. As shown in FIGS. 20 and 21, the electromagnetic actuator 112 includes a solenoid (excitation coil) 112a, a coil spring (elastic member) 112b, a flanged plunger (magnetic core) 112c, and the like. Located at the bottom.
[0089]
In the normal state, the solenoid 112a is excited. In this state, as shown in the drawing, the plunger 112 c does not contact the ball weight 54 and does not affect the lock mechanism 51. When the control unit 200 releases the excitation of the solenoid 112a to lock the seat belt (S30 and the like), the plunger 112c is lifted by the urging force of the spring 112b. The tip of the plunger 112c pushes up the ball weight 54 through the opening at the bottom of the sensor cover 52. When the ball weight 54 is pushed up, the sensor arm 53 is moved upward in the drawing, and the locking projection 53a meshes with the ratchet teeth 18b of the ratchet wheel 18. As a result, the rotation of the ratchet wheel 18 in the direction in which the seat belt is pulled out (in the direction of the arrow X2 in FIG. 12) is prevented. When the seat belt is pulled out and the reel 3 is rotated in the pulling-out direction, the pole 16 is moved radially outward of the reel 3 due to the rotation difference between the latched ratchet wheel 18 and the reel 3, and the inner teeth 2 of the frame 1 a are moved. Mesh. Thereby, the rotation of the reel 3 in the drawing direction is prevented.
[0090]
In this example, when the excitation current is supplied to the solenoid 112a, the lock operation is not performed, and the lock operation is performed when the excitation current is interrupted. That is, the lock mechanism is activated by supplying a low level activation signal. Therefore, the seat belt can be locked when the power to the seat belt device is shut off.
[0091]
FIG. 22 shows another configuration example of the electromagnetic actuator 112. In this example, the electromagnetic actuator includes a solenoid 112a and a plunger 112c attached to the frame, and engages with the plunger 112c at one end, and a central lever 112d and a lever 112d that are pivotally supported rotatably. In the figure, it is constituted by a coil spring 112b for applying a clockwise biasing force. When the claw portion of the lever 112d moves and comes into contact with the tooth surface 18b of the ratchet wheel 18, the rotation of the ratchet wheel 18 is prevented and the lock mechanism by the pawl 16 and the inner teeth 2 of the frame is operated.
[0092]
In a normal state where an excitation current is supplied from the control unit 200 to the solenoid 112a, the solenoid 112a pulls the plunger 112c against the coil spring 112b, and a lever that is pivotally supported by the plunger 112c and one end. The claw portion at the other end of 112 d is separated from the ratchet wheel 18. Therefore, the lock mechanism does not operate.
[0093]
Next, the CPU cuts off the supply of excitation current from the control unit 200 to lock the seat belt (S46, etc.). The plunger 112c is pulled downward in the figure by the urging force of the coil spring 112b, and the lever 112d is rotated. As a result, the claw portion at the other end of the lever 112d is engaged (engaged) with the teeth 18b of the ratchet wheel, and the rotation of the ratchet wheel 18 in the seat belt withdrawing direction is prevented. When the seat belt is pulled out and the reel 3 is rotated in the pulling-out direction, the pole 16 is moved radially outward of the reel 3 due to the rotation difference between the latched ratchet wheel 18 and the reel 3, and the inner teeth 2 of the frame 1 a are moved. Mesh. As a result, the reel 3 is prevented from rotating in the pull-out direction, and locking is completed.
[0094]
23 to 27 show examples of the configuration of another seat belt device to which the present invention is applied. In each figure, parts corresponding to those in FIG.
[0095]
FIG. 23 shows an example of another seat belt apparatus to which the present invention is applied. In this example, an electric winch 310 including a motor 311 and a reel 312 for winding a wire 313 connected to the buckle 304 is provided as a tension variable device that pulls in or pulls out the belt to the buckle 304 side. As the motor 311 rotates forward and backward, the wire can be drawn and drawn. Instead of driving the motor 110, the control unit 200 drives the motor 311 of the winch 310 to remove the slack of the seat belt 302. Also in this case, it is possible to estimate the belt tension by detecting the current value of the motor 311. In this configuration, the belt winding device 100 desirably has a forced lock mechanism and a pretensioner, but may not be an electric winding device. Further, the anchor 306 that fixes the end of the seat belt 302 may be fixed to the seat 301. As a result, the length of the part from which the seat belt 302 is pulled out becomes shorter than when the end portion of the seat belt is fixed to the vehicle body, so that the slack of the belt can be removed more quickly.
[0096]
FIG. 24 shows an example of another seat belt device to which the present invention is applied. In this example, a tension variable device that removes the slack of the belt is provided on the anchor 306 side (lap belt fixing portion) that fixes the end of the seat belt 302. Similarly, as the tension variable device, an electric winch 310 including a motor 311 and a reel 312 for winding a wire 313 connected to a buckle can be used. As another example of the tension variable device, for example, a screw rod that is rotationally driven by a motor and a configuration in which a wire is drawn by a nut that reciprocates on the screw rod can be used.
[0097]
In the example shown in FIG. 25, the belt winding device 100 is attached to the seat 301 instead of the lower part of the center pillar of the vehicle body. The present invention can also be applied to such a configuration.
[0098]
In the example shown in FIG. 26, it is constituted by an electric belt winding device and a pretensioner 104a provided on the buckle side.
[0099]
In the example shown in FIG. 27, an electric belt winding device and a pretensioner 104b provided on the anchor 306 side for fixing the end portion of the seat belt 302 are configured.
[0100]
A pretensioner can be incorporated in the electric winch 310 shown in FIGS.
[0101]
In the seat belt device of the embodiment, an electric motor is used as the first tension varying means and an explosive pretensioner is used as the second tension varying means, but both may be motors. A spring may be used as a power source. Both the first and second tension variable means can be provided in the belt winding device, and either one or both of the tension variable devices can be attached to other than the belt winding device. In this case, the attachment location can be, for example, the buckle side or the lap belt fixing portion.
[0102]
【The invention's effect】
As described above, in the seat belt device of the present invention, the seat belt is slackened before the collision by the first tension varying means, and the passenger is seated with higher tension by the second tension varying means at the time of the collision. Since the airbag is deployed simultaneously with the restraint, it is possible to avoid a situation in which the occupant moves in the collision direction by the energy absorbing mechanism and the head of the occupant hits the airbag being deployed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view illustrating a configuration of a seat belt device in which a child seat is placed on a seat.
FIG. 2 is an explanatory view illustrating a configuration example of an electric belt winding device.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a potentiometer 111;
4 is a functional block diagram illustrating a configuration of a control unit 200. FIG.
FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a motor drive circuit;
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of control of first tension varying means by the control unit.
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of control of second tension varying means by the control unit.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of control of the airbag device by the control unit.
FIG. 9 is a flowchart illustrating a forced locking operation of the seat belt locking mechanism by the control unit.
FIG. 10 is a graph for explaining changes in seat belt tension when the seat belt device is operated.
FIG. 11 is a perspective view showing an example of a part of the seat belt retractor.
FIG. 12 is a perspective view showing an example of another part of the seat belt retractor.
13 is a cross-sectional view of the ratchet wheel 18 of the lock mechanism shown in FIG. 12 in the direction of the rotation axis.
FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining the operation of the lock mechanism by sudden pulling out of the seat belt (seat belt acceleration).
FIG. 15 is an explanatory view for explaining a lock arm 26;
FIG. 16 is an explanatory view for explaining an inertia plate 30;
FIG. 17 is an explanatory view for explaining the operation of the lock mechanism by the seat belt acceleration.
FIG. 18 is an explanatory view for explaining the operation of the lock mechanism by the seat belt acceleration.
FIG. 19 is an explanatory diagram for explaining the operation of the lock mechanism by the seat belt acceleration.
FIG. 20 is an explanatory diagram for explaining the operation (non-locked state) of the electromagnetic actuator.
FIG. 21 is an explanatory diagram for explaining the operation (locked state) of the electromagnetic actuator;
FIG. 22 is an explanatory diagram illustrating an example of another electromagnetic actuator.
FIG. 23 is an explanatory view showing an example in which an electric winch as a belt tension varying means is attached to the buckle side, and the belt end is fixed to the seat.
FIG. 24 is an explanatory view showing an example in which an electric winch as a belt tension varying means is attached to an end portion of the belt.
FIG. 25 is an explanatory view showing an example in which a belt winding device is provided in a seat.
FIG. 26 is an explanatory diagram showing an example in which a pretensioner is provided on the buckle side.
FIG. 27 is an explanatory diagram for explaining an example in which a pretensioner is provided at an end portion of a seat belt.
[Explanation of symbols]
100 Seat belt retractor
104,104a, 104b Explosive pretensioner
200 Control unit
302 seat belt
304 buckle
305 tongue plate
310 Electric winch
500 Airbag device

Claims (2)

乗員を座席に拘束するシートベルトと、
前記シートベルトの張力を可変する第１及び第２の張力可変手段と、
車両の衝突を予知し、衝突の可能性に応じた衝突予知信号を出力する衝突予知手段と、
車両の衝突を検出し、衝突検出信号を出力する衝突検出手段と、
前記衝突検出信号によってエアバッグを展開し、乗員の二次衝突を防止するエアバッグ装置と、
前記衝突予知信号と前記衝突検出信号によって、前記第１及び第２の張力可変手段を制御する制御手段と、
前記シートベルトの張力が所定値を超えないように前記シートベルトの引き出しを許容する張力制限手段と、を備え、
前記制御手段は、前記衝突予知信号を受けて前記第１の張力可変手段を動作させて衝突前に余分な前記シートベルトの弛みを除き、更に、前記衝突検出信号を受けて前記第２の張力可変手段を動作させて前記シートベルトに乗員による慣性力が作用する前に前記シートベルトの巻取りを完了することにより、
前記張力制限手段からの前記シートベルトの引き出しによって移動する乗員と、前記衝突検出信号によって展開途中にある前記エアバッグとの当たりを回避するようにした、シートベルト装置。A seat belt that restrains the occupant to the seat;
First and second tension varying means for varying the tension of the seat belt;
A collision prediction means for predicting a collision of a vehicle and outputting a collision prediction signal according to the possibility of the collision;
Collision detection means for detecting a vehicle collision and outputting a collision detection signal;
An airbag device that deploys an airbag according to the collision detection signal and prevents a secondary collision of an occupant;
Control means for controlling the first and second tension variable means by the collision prediction signal and the collision detection signal;
Tension limiting means for allowing the seat belt to be pulled out so that the tension of the seat belt does not exceed a predetermined value ,
The control means receives the collision prediction signal and operates the first tension varying means to remove excessive slack of the seat belt before the collision, and further receives the collision detection signal to receive the second tension. By completing the winding of the seat belt before the inertial force by the occupant acts on the seat belt by operating the variable means ,
A seat belt device configured to avoid a collision between an occupant moving by pulling out the seat belt from the tension limiting means and the airbag being deployed by the collision detection signal . 前記第１の張力可変手段は、モータによって前記シートベルトを引き込むものであり、
前記第２の張力可変手段は、ガス圧によって前記シートベルトを急速に引き込むものである、請求項１に記載のシートベルト装置。 The first tension varying means pulls the seat belt by a motor ,
2. The seat belt device according to claim 1, wherein the second tension varying means rapidly pulls in the seat belt by gas pressure .
JP35246199A 1999-12-10 1999-12-10 Seat belt device Expired - Lifetime JP4516172B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35246199A JP4516172B2 (en) 1999-12-10 1999-12-10 Seat belt device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35246199A JP4516172B2 (en) 1999-12-10 1999-12-10 Seat belt device

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009170000A Division JP2009234581A (en) 2009-07-21 2009-07-21 Seat belt device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001163185A JP2001163185A (en) 2001-06-19
JP4516172B2 true JP4516172B2 (en) 2010-08-04

Family

ID=18424237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35246199A Expired - Lifetime JP4516172B2 (en) 1999-12-10 1999-12-10 Seat belt device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4516172B2 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4128459B2 (en) * 2003-01-22 2008-07-30 オートリブ株式会社 Vehicle occupant restraint protection device
JP3824999B2 (en) 2003-01-23 2006-09-20 オートリブ・ジャパン株式会社 Seat belt device
DE602004014473D1 (en) 2003-01-24 2008-07-31 Honda Motor Co Ltd TRAVEL SAFETY DEVICE FOR MOTOR VEHICLE
JP4193580B2 (en) * 2003-05-21 2008-12-10 トヨタ自動車株式会社 Seat belt
EP1810895B1 (en) 2004-10-19 2010-08-25 Autoliv Development AB Retractor for seat belt, method of controlling the retractor, and seat belt device
WO2006046605A1 (en) 2004-10-29 2006-05-04 Autoliv Development Ab Seat belt device
JP4652022B2 (en) * 2004-11-19 2011-03-16 オートリブ ディベロップメント エービー Seat belt retractor and seat belt device
JP2006306142A (en) * 2005-04-26 2006-11-09 Takata Corp Seat belt retractor and seat belt device equipped with the same
JP4725911B2 (en) * 2005-08-04 2011-07-13 タカタ株式会社 Seat belt retractor and seat belt device provided with the same
CN116281706B (en) * 2023-05-11 2023-08-04 中国海洋大学 Ocean sounding releasing device and method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001163185A (en) 2001-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4667549B2 (en) Seat belt device
US7731117B2 (en) Webbing winding device
JP4138652B2 (en) Seat belt pretensioner device
US7631720B2 (en) Seatbelt retractor
JP2001187561A (en) Belt retractor for vehicle occupant restraint device
JP4516172B2 (en) Seat belt device
EP1690757B1 (en) Seat belt retractor, seat belt apparatus, and vehicle with a seat belt apparatus
US8403423B2 (en) Method of limiting a load applied on a seat belt in an emergency
JP4439633B2 (en) Seat belt system
JP2004262258A (en) Occupant restraint safety device for vehicle
JP2001347922A (en) Motor-type seat belt retractor
US20080093494A1 (en) Seat belt retractor and seat belt apparatus employing the same
JP4128459B2 (en) Vehicle occupant restraint protection device
JP2009234581A (en) Seat belt device
JP4617224B2 (en) Seat belt device
JP4712098B2 (en) Seat belt device
JP5264670B2 (en) Vehicle seat belt device
JP4430786B2 (en) Seat belt device
JP4414029B2 (en) Seat belt device
WO2000013946A1 (en) Pretensioner for seat belts
JP4146970B2 (en) Seat belt device
JP4480208B2 (en) Seat belt device
JP7354015B2 (en) Pretensioners, retractors and seat belt devices
JP7412894B2 (en) Seatbelt retractor and seatbelt device
JP2004189207A (en) Retractor of seat belt for automobile

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060714

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20070420

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070807

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20080229

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080829

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080829

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081028

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090420

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100514

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4516172

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130521

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term