JP7156214B2 - 車両用シートベルト装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用シートベルト装置に関する。
特許文献1には、ウエビングを巻き取るスプールの回転をロックするロック機構と、スプールの不要なロックを阻止するロック阻止機構を備える車両用シートベルト装置が開示されている。この車両用シートベルト装置のロック機構は、スプールと一体回転するベースプレートに設けられた係止部材を備えている。係止部材は、ベースプレートに揺動可能に軸支されており、スプールが、所定の回転速度以上でウエビングの引き出し方向に回転すると、係止部材が慣性力に従って変位される。そして、リトラクタのフレームに形成された係止歯に係止され、スプールの回転がロックされる構成となっている。
また、この車両用シートベルト装置のロック阻止機構は、スプールの軸方向に沿って可動する可動芯を備えるソレノイドと、可動芯の先端に接続されてスプールの軸方向に変位するリングプレートを備えている。そして、可動芯の可動に伴ってリング部材が係止部材に近づく方向に変位すると、係止部材から突出した円柱部がリング部材の内周部に係止されて係止部材の揺動が規制される。これにより、スプールの回転がロックされることを阻止することができる構成となっている。
特開2009-280107号公報
しかしながら、上記特許文献1に記載された技術では、スプールの軸方向に沿って可動する可動芯と可動芯と共に変位するリング部材により係止部材の揺動を規制する。このため、可動芯及びリング部材が変位するためのストロークを確保するために装置全体がスプールの軸方向に大型化することとなる。
本発明は上記事実を考慮し、スプールの回転の不要なロックを抑制する機構を備える車両用シートベルト装置において、装置の大型化を抑制することを目的とする。
請求項1に記載の本発明に係る車両用シートベルト装置は、乗員に装着されるウエビングが巻き取られ、該ウエビングが引き出されることで引出方向へ回転されるスプールと、前記スプールの軸方向一方側に設けられ、前記スプールと一体回転可能とされた回転部と、前記回転部に相対回転可能に支持され、前記スプールが引出方向へ所定の角加速度を超える角加速度で回転された場合に、慣性力によって前記回転部に対して相対回転し、前記スプールの径方向外側へ変位する係止部と、前記係止部よりも前記スプールの径方向外側に設けられ、前記係止部が係止されることで前記スプールの引出方向への回転がロックされる被係止部と、前記係止部よりも前記スプールの軸方向外側に設けられ、かつ、通電されることにより可動されるロック阻止可動部に支持されると共に該ロック阻止可動部の可動に伴い前記スプールの径方向に沿って変位する第1変位部と、前記第1変位部の前記変位に伴って、前記係止部が前記回転部に対して相対回転する回転軌道上に侵入しない許容位置から前記回転軌道上に侵入し、前記係止部の前記スプールの径方向外側への変位を規制する規制位置までスプールの軸方向に沿って変位される第2変位部と、を備えている。
請求項1に記載の本発明に係る車両用シートベルト装置では、ウエビングがスプールから引き出されることでウエビングが乗員に装着される。また、スプールの軸方向一方側に設けられた回転部には、係止部が支持されており、スプールと回転部、係止部が一体回転するように構成されている。この係止部は、スプールが引出方向へ所定の角加速度を超える角加速度で回転されると、慣性力に従って回転部に対して相対回転しながらスプールの径方向外側へ変位する。これにより、係止部が被係止部へ係止されてスプールの引出方向の回転がロックされる。このようにして、例えば、車両の緊急時にウエビングがスプールから急激に引き出された場合、すなわち、スプールが引出方向へ所定の角加速度を超える角加速度で回転された場合に、スプールの引出方向への回転がロックされることによりウエビングのスプールからの引出が制限される。その結果、乗員の身体を拘束できる。
ところで、ウエビングの引出を制限する必要のない状況下でスプールの引出方向への回転がロックされると、ウエビングの装着操作が制限されたり、乗員の身体が不必要に拘束されたりする。従って、このようなスプールの回転の不要なロックを抑制することが好ましい。
ここで、請求項1に記載の本発明に係る車両用シートベルト装置では、ロック阻止可動部を可動させて、スプールの回転の不要なロックを阻止する。具体的には、ロック阻止可動部は、通電することにより可動される。ロック阻止可動部が可動されると、係止部よりスプールの軸方向外側に配置された第1変位部がスプールの径方向に沿って変位される。また、第1変位部の変位に伴って、第2変位部が許容位置から規制位置までスプールの軸方向に沿って変位される。第2変位部が規制位置まで変位されると、係止部が回転部に対して相対回転する回転軌道上に第2変位部が侵入し、係止部のスプールの径方向外側への変位が規制される。これにより、係止部が被係止部に係止されることを制限し、スプールの引出方向の回転がロックされることを阻止する。このようにして、例えば、ウエビングの引出を制限する必要のない状況下でロック阻止可動部を可動させると、スプールの回転の不要なロックを抑制することができる。
更に、上記構成によれば、第2変位部がスプールの軸方向に沿って変位することにより係止部の変位の規制及び解除が行われるところ、この第2変位部の変位は、スプールの径方向に沿って変位する第1変位部を介している。このため、スプールの軸方向を可動域とする部材を複数設けて係止部の変位の規制及び解除が行われる構成と比較して、装置全体がスプールの軸方向へ大型化されることを抑制する。
請求項2に記載の本発明に係る車両用シートベルト装置は、請求項1に記載の構成において、前記回転部における前記スプールの径方向外側端部に設けられた被係合部と、前記回転部よりも前記スプールの径方向外側に設けられ、車両の緊急時に通電されることにより可動されるロック可動部に支持されると共に該ロック可動部の可動に伴い前記スプールの径方向内側に変位して前記被係合部に係合し、前記スプールの引出方向への回転をロックさせる係合部と、を備えている。
請求項2に記載の本発明に係る車両用シートベルト装置では、車両の緊急時に通電されることにより、ロック可動部が可動される。ロック可動部が可動されると、係合部がスプールの径方向内側に変位されて回転部に設けられた被係合部に係合する。これにより、スプールの引出方向への回転がロックされる。このようにして、例えば、車両の緊急時を検知するセンサ機器からの情報を電気的に受け取ることによりロック可動部を可動させ、スプールの引出方向への回転をロックすることができる。他方、車両の緊急時に電気系統の不具合等が生じてロック可動部が可動されない場合であっても、スプールが引出方向へ所定の角加速度を超える角加速度で回転されることによりスプールの回転がロックされるため、緊急時の安全性能が向上する。
請求項3に記載の本発明に係る車両用シートベルト装置は、請求項2に記載の構成において、永久磁石を備えると共に前記スプールの軸方向に沿って延在する支軸回りに傾動可能とされ、該支軸に対して一方側が前記ロック可動部とされ、該支軸に対して他方側が前記ロック阻止可動部とされた支持部材と、前記永久磁石と対向して配置され、磁性材料を用いて形成された芯部と、該芯部の周りに配置されたコイル部と、を有する電磁石と、を備え、前記コイル部に一方向へ通電されると前記永久磁石と前記電磁石の間に生じる磁力によって前記支持部材が一方側へ傾動して前記ロック可動部が可動され、前記コイル部に前記一方向と反対の他方向へ通電されると前記永久磁石と前記電磁石の間に生じる磁力によって前記支持部材が他方側へ傾動して前記ロック阻止可動部が可動される。
請求項3に記載の本発明に係る車両用シートベルト装置では、永久磁石を備える支持部材を備えている。この支持部材は、スプールの軸方向に沿って延在する支軸回りに傾動可能とされている。また、支持部材は、支軸に対して一方側がロック可動部とされ、支軸に対して他方側がロック阻止可動部とされている。さらに、支持部材の永久磁石と対向するように芯部とコイル部を備える電磁石が配置されている。そして、コイル部に一方向へ通電されると、磁力によって支持部材が傾動されてロック可動部が可動する。また、コイル部に他方向へ通電されると、磁力によって支持部材が傾動されてロック阻止可動部が可動する。このようにして、単一の支持部材にロック可動部とロック阻止可動部を設けることができる。これにより、ロック可動部とロック阻止可動部をそれぞれ可動させるためのアクチュエータを別途搭載する構成と比較して、少ない部材で構成でき、装置全体の大型化が抑制される。更に、ロック可動部及びロック阻止可動部への通電に伴う電力の消費を抑制することができる。
請求項4に記載の本発明に係る車両用シートベルト装置は、請求項3に記載の構成において、前記第1変位部は、第1付勢部材によって前記スプールの径方向外側へ付勢されており、前記係合部は、第2付勢部材によって前記スプールの径方向外側へ付勢されており、前記コイル部への通電がなされない状態において、前記支持部材は、前記第1付勢部材及び前記第2付勢部材の付勢力によって傾動が規制されている。
請求項4に記載の本発明に係る車両用シートベルト装置において、支持部材には、第1変位部及び係合部を介して第1付勢部材及び第2付勢部材の付勢力が付与される、そして、コイル部へ通電されない状態では、これらの付勢力により傾動が規制されている。これにより、コイル部へ通電されない状態においてロック可動部及びロック阻止可動部の可動を規制することができるため、車両用シートベルト装置の誤作動を抑制することができる。
請求項5に記載の本発明に係る車両用シートベルト装置は、請求項1~請求項4の何れか1項に記載の構成において、前記第1変位部は、前記スプールの径方向を長手方向とする長尺状に形成され、長手方向の一端が前記ロック阻止可動部に支持されると共に長手方向の他端に前記第2変位部と対向して配置された対向壁を備えており、前記第2変位部は、前記対向壁に形成されたカム孔を貫通する凸部を備え、前記第1変位部の変位に伴い該凸部が前記カム孔に沿って摺動することによりスプールの軸方向に沿って変位可能とされている。
請求項5に記載の本発明に係る車両用シートベルト装置では、第1変位部は、長手方向の一端に第2変位部と対向して配置された対向壁が設けられ、対向壁にはカム孔が形成されている。第2変位部は、カム孔を貫通する凸部を有しており、第1変位部の変位に伴って凸部がカム孔に沿って摺動されることによりスプールの軸方向に変位される。このように、簡単な構成にして第2変位部を変位させ、スプールの回転の不要なロックを阻止することができる。
請求項6に記載の本発明に係る車両用シートベルト装置は、請求項1~請求項5の何れか1項に記載の構成において、前記ウエビングに挿通されたタングと、前記タングが係合可能とされるバックルと、前記タングが前記バックルに係合された係合状態であるか否かを検知可能な第1検知部と、前記第1検知部からの情報に基づいて前記係合状態ではないと判断した場合に、通電することにより前記ロック阻止可動部を可動させる制御部と、を備えている。
請求項6に記載の本発明に係る車両用シートベルト装置では、タングがバックルに係合されていない場合にロック阻止可動部が可動する。これにより、乗員が、ウエビングを急いで装着しようとしてウエビングがスプールから急激に引き出された場合、すなわち、ウエビングの引出を制限する必要のない状況下でスプールが引出方向へ所定の角加速度を超える角加速度で回転された場合に、スプールの回転の不要なロックを抑制することができる。
請求項7に記載の本発明に係る車両用シートベルト装置は、請求項6に記載の構成において、車両の緊急時であるか否かを検知可能な第2検知部と、前記スプールが引出方向へ所定の角加速度を超える角加速度で回転されたか否かを検知可能な第3検知部と、を備え、前記制御部は、前記第1検知部からの情報に基づいて前記係合状態であると判断し、かつ前記第2検知部からの情報に基づいて前記車両の緊急時ではないと判断し、更に前記第3検知部からの情報に基づいて前記スプールが引出方向へ所定の角加速度を超える角加速度で回転されたと判断した場合に、通電することにより前記ロック阻止可動部を可動させる。
請求項7に記載の本発明に係る車両用シートベルト装置では、車両の緊急時ではない状況下において、タングがバックルに係合した状態でスプールが引出方向へ所定の角加速度を超える角加速度で回転された場合に、ロック阻止可動部が可動する。これにより、例えば、通常時においてウエビングを装着した乗員が急に姿勢を変更したことにより、スプールが引出方向へ所定の角加速度を超える角加速度で回転された場合等、すなわち、ウエビングの引出を制限する必要のない状況下におけるスプールの回転の不要なロックを抑制することができる。
以上説明したように、請求項1に係る車両用シートベルト装置は、スプールの回転の不要なロックを抑制する機構を備える車両用シートベルト装置において、装置の大型化を抑制することができるという優れた効果を有する。
請求項2に係る車両用シートベルト装置は、車両用シートベルト装置の安全性能を向上させることができるという優れた効果を有する。
請求項3に係る車両用シートベルト装置は、装置全体の大型化及び車両用シートベルト装置における電力の消費を抑制することができるという優れた効果を有する。
請求項4に係る車両用シートベルト装置は、車両用シートベルト装置の誤作動を抑制することができるという優れた効果を有する。
請求項5に係る車両用シートベルト装置は、簡単な構成にしてスプールの回転の不要なロックを阻止することができるという優れた効果を有する。
請求項6に係る車両用シートベルト装置は、乗員が、ウエビングを急いで装着しようとした場合におけるスプールの回転の不要なロックを抑制することができるという優れた効果を有する。
請求項7に係る車両用シートベルト装置は、車両の緊急時ではない通常時におけるスプールの回転の不要なロックを抑制することができるという優れた効果を有する。
本実施形態に係る車両用シートベルト装置が適用された車両用シートを示す正面図である。 図1に示すリトラクタの要部分解斜視図である。 図1に示すリトラクタの要部をスプールの軸方向から見た要部拡大正面図である。 図3の4-4線に沿って切断した状態を示すリトラクタの部分拡大断面図である。 本実施形態に係るリトラクタに搭載されたウエビングセンサ機構であって、作動前の係止部の位置を二点鎖線で示し、作動後の係止部の位置を実線で示す概略図である。 本実施形態に係るリトラクタに搭載されたビークルセンサ機構であって、作動前の係合部の位置を二点鎖線で示し、作動後の係合部の位置を実線で示す概略図である。 本実施形態に係るリトラクタに搭載されたスプールロック阻止機構であって、作動前の制御ロッドの位置を二点鎖線で示し、作動後の制御ロッドの位置を実線で示す概略図である。 (A)は、図6に示すロック阻止機構の作動前の状態を示す要部拡大側面図であって、(B)は、同ロック阻止機構の作動後の状態を示す図7(A)に対応する図である。
以下、図1~図8に基づいて本実施形態に係る車両用シートベルト装置10について説明する。なお、図中に適宜示す矢印Z方向、矢印R方向及び矢印C方向は、スプールの軸方向、径方向及び周方向をそれぞれ示すものとする。また以下、単に軸方向、径方向、周方向を示す場合は、特に断りのない限り、スプールの軸方向、径方向、周方向を示すものとする。また、各図においては、図面を見易くする関係から、一部の符号を省略している場合がある。
(全体概要)
図1に示されるように、車両用シートベルト装置10は、車両の運転席を構成する車両用シート12の周囲に設置されている。車両用シートベルト装置10は、所謂3点式シートベルト装置とされ、ウエビング14と、リトラクタ16と、タング18と、バックル20と、を備えている。
ウエビング14は、車両用シート12に着座した乗員Pを拘束するための非伸縮性の帯状部材である。このウエビング14の一端部は、車両用シート12のシート幅方向外側において、図示しないセンタピラーの下部に配置されたリトラクタ16に係止されている。また、ウエビング14の他端部は、車両用シート12のシート幅方向外側において車体フロアに取付けられたアンカ部材22に固定されている。さらに、ウエビング14の中間部は、上記センタピラーの上部に配設されたショルダアンカ24に挿通されて折り返されている。
リトラクタ16は、ウエビング14の巻き取り又は引き出しを可能とする巻取装置とされている。このリトラクタ16の詳細については、後述する。
タング18は、ウエビング14を挿通する挿通具とされており、ウエビング14のショルダアンカ24からアンカ部材22までの間の部分がタング18によって折り返されている。これにより、ウエビング14におけるタング18よりシート上方側の部位が乗員Pの肩部及び胸部を拘束するショルダウエビング部14Aとされ、タング18よりシート下方側の部位が乗員Pの腰部を拘束するラップウエビング部14Bとされている。
バックル20は、車両用シート12のシートクッション13におけるシート幅方向内側部に配置されており、タング18の先端に設けられた図示しないタングプレートが係合可能に構成されている。
(リトラクタ16)
次に、リトラクタ16の構成について詳細に説明する。
図2に示されるように、リトラクタ16は、フレーム26を備えている。フレーム26は、対向して配置された一対の側壁26A、26Bと、一対の側壁26A、26Bの一方側の端部同士を繋ぐ基壁26Cと、を備えている。そして、一対の側壁26A、26Bの内側にスプール28が配置されている。
スプール28は、略円筒形状に形成されており、上述したウエビング14の一端が係止された巻取部28Aを備えている。スプール28は、一対の側壁26A、26Bの対向方向を軸方向として配置されており、中心軸回りに回転可能とされている。
スプール28は、側壁26Aに配置された図示しないスプリングによって巻取方向(図3の矢印C方向とは反対方向)へ付勢されている。これにより、ウエビング14がスプール28の巻取部28Aに巻き取られるようになっている。また、ウエビング14がスプール28から引き出されることでスプール28が引出方向(矢印C方向)へ回転されるようになっている。
図3及び図4に示されるように、スプール28の軸芯部には、略円柱状に形成された軸部30が同軸的に配置されている。軸部30は、軸方向の一端がスプール28の内側に配置され、スプール28に固定されている。一方、軸部30における軸方向の他端は、スプール28の一側から突出し、フレーム26の側壁26Bに形成された孔32を通ってフレーム26の外側へ延びている。なお、以下において、「軸方向外側」とは、図4に示されるスプール28の中心Oからスプール28の軸方向で離れる方向とされている。
フレーム26における側壁26Bの軸方向外側には、ロック機構34が設けられている。また、ロック機構34の軸方向外側にカバープレート36が配置され、ロック機構34を覆うようにして側壁26Bに固定されている。ロック機構34は、スプール28の回転を制限する公知のロック機構とされている。一例として、ロック機構34は、スプール28の軸部30に連結され、スプール28と一体回転するロックベースと、ロックベースに傾動可能に取り付けられたロックギヤを備えている。ロックベース及びロックギヤには、フレーム26の側壁26Bの孔32に設けられたラチェット歯に係合する係合歯がそれぞれ設けられている。そして、車両の緊急時等に、ロックベース及びロックギヤの係合歯がラチェット歯に係合することで、ロックベースの回転が規制され、スプール28の引出方向の回転がロックされるように構成されている。本実施形態では、ロックベースと後述するロックパネル62とが図示しない連結部材を介して連結されている。連結部材は、カバープレート36に形成された図示しないカム孔を貫通している。後述するウエビングセンサ機構52又はビークルセンサ機構76が作動すると、ロックパネル62がスプール28の引出方向に所定角度(本実施形態では18°)回転される。そして、ロックパネル62の回転に伴い連結部材がカム孔に沿って変位し、ロックベース及びロックギヤの係合歯をラチェット歯に係合させるように構成されている。
カバープレート36の軸方向外側には、略円盤状に形成された回転部としてのラチェットホイール40が配置されている。ラチェットホイール40は、スプール28と同軸的に配置され、軸方向から見て略円形に形成された基部42と、基部42の中心に形成された貫通孔44と、貫通孔44の周縁部(径方向外側端部)から軸方向外側に立設された筒状の固定部46と、基部42の周縁部から軸方向外側へ立設された周壁部48と、を備えている。
ラチェットホイール40は、基部42の中心に形成された固定部46にスプール28の軸部30が貫通し、連結されている。これにより、ラチェットホイール40は、スプール28と一体回転可能とされている。また、ラチェットホイール40の周壁部48における外周面には、被係合部50が形成されている。被係合部50は、周壁部48の外周面に周方向に沿って形成された複数の係合歯で構成されており、後述するビークルセンサ機構76を構成している。
(ウエビングセンサ機構52)
一方、ラチェットホイール40の基部42には、ウエビングセンサ機構52を構成する係止部54が配置されている。ウエビングセンサ機構52は、スプール28が引出方向に所定の角加速度を超える角加速度で回転された場合にスプール28の回転を制限する機能を有しており、係止部54と、係止部54の径方向外側に配置された被係止部56とを備えている。
係止部54は、ウエイト部材54Aとウエビングパウル54Bによって構成されている。ウエイト部材54Aは、金属材料で形成されており、軸方向を板厚方向とし、軸方向から見て略ひょうたん型の形状をなす板片である。このウエイト部材54Aは、重心を含む中心部から軸方向に延びる第1支持ピン58を有しており、第1支持ピン58を介してラチェットホイール40の回転中心(軸部30)よりも径方向外側の位置で、ラチェットホイール40に対して相対回転可能に支持されている。
ウエビングパウル54Bは、ウエイト部材54Aよりも径方向外側の位置において、ラチェットホイール40の基部42に相対回転可能に支持されている。このウエビングパウル54Bは、金属材料を用いて形成されており、軸方向を板厚方向とし、軸方向から見て細長い爪状の形状をなす板片である。また、ウエビングパウル54Bは、長手方向の一端から軸方向に延びる第2支持ピン60を有しており、第2支持ピン60を介してラチェットホイール40に支持されている。
一方、被係止部56は、ラチェットホイール40の軸方向外側に配置されたロックパネル62に形成されている。ロックパネル62は、ラチェットホイール40よりも一回り大きな円盤状に形成されており、ラチェットホイール40と同軸的に配置されている。このロックパネル62は、軸方向を板厚方向とし、軸方向から見て略円形に形成されたベース部64を備えている。ベース部64の中心には板厚方向に貫通する支持穴66が形成されている。この支持穴66には、周縁部から軸方向内側及び外側に延在し、円筒状をなす支持部68が一体に形成されている。また、支持部68の内側には、カラー部材70を介してラチェットホイール40の中心に設けられた固定部46が挿入されている。これにより、ラチェットホイール40は、ロックパネル62を相対回転可能に支持している。なお、カラー部材70が本発明における第2変位部に相当する。
図3に示されるように、カラー部材70は、金属材料で形成されている。カラー部材70は、略円筒形状に形成され、スプール28と同軸的に配置されている。また、カラー部材70は、外周面に形成された上下一対のガイド凸部70Aが支持部68の内周面に形成された軸方向に延びるガイド溝(符号省略)に挿入されている。これにより、ロックパネル62に対するカラー部材70の相対回転が規制される。また、カラー部材70は、ガイド溝に沿って摺動されることにより、軸方向への変位が許容されている。
ベース部64の周縁部には、軸方向内側に立設された外壁部72が設けられている。この外壁部72は、一部が径方向外側に開口しており、後述する係合部78を収容する収容部72Aとされている。また、収容部72Aの内部には、軸方向に沿って延在する固定ピン73の他端が固定されている。
また、外壁部72の径方向内側には、ベース部64から軸方向内側に立設された環状の内壁部74が設けられている。外壁部72及び内壁部74は、径方向に所定の間隔を空けて同心円状に配置されており、外壁部72と内壁部74の間に、上述したラチェットホイール40の周壁部48が配置されている。そして、内壁部74の内周部には被係止部56が設けられている。被係止部56は、周方向に配置された所定の数の係止歯で構成されており、ウエビングパウル54Bよりも径方向外側に配置されている。
上記構成のウエビングセンサ機構52は、スプール28が引出方向に所定の角加速度を超える角加速度で回転されることにより作動する。先ず、図5において実線で示されるように、係止部54が慣性力に従い、ラチェットホイール40に対して相対回転する。具体的には、ウエイト部材54Aの自転中心に対して一方側の部位(図5に示すひょうたん型の上部)が、ラチェットホイール40の回転中心へ近づく方向へ変位される。一方、ウエイト部材54Aの自転中心に対して他方側の部位(ひょうたん型の下部)は、径方向外側へ変位してウエビングパウル54Bを押圧する。そして、ウエビングパウル54Bは、ウエイト部材54Aに押圧されて径方向外側に変位し、ロックパネル62の被係止部56に係止する。その後、ロックパネル62がウエビングパウル54Bと共に引出方向へ所定角度回転されると、スプール28の引出方向の回転がロックされる。なお図5の模式図では、説明の便宜のため、ロックパネル62の内壁部74を断面で示し、ロックパネル62の外形線を2点鎖線で示している。
(ビークルセンサ機構76)
次に、リトラクタ16に設けられたビークルセンサ機構76について説明する。ビークルセンサ機構76は、後述するECU108の制御によって作動し、スプールの引出方向の回転を制限する機能を有している。ビークルセンサ機構76は、上述したラチェットホイール40の径方向外側端部に形成された被係合部50と、被係合部50よりも径方向外側に配置された係合部78と、係合部78を支持する支持部材80と、支持部材80と対向して配置された電磁石82と、を備えている。
係合部78は、ロックパネル62の収容部72Aの内部に配置されている。また、係合部78の一端には固定ピン73が貫通しており、固定ピン73の軸回りに回転可能に構成されている。また、係合部78の他端には、ロックパネル62に固定された板バネ84の先端が係止されており、板バネ84の付勢力により径方向外側に付勢されている。
支持部材80は、軸方向を板厚方向とし、軸方向からみて略三角形状に形成された板片である。支持部材は、一の頂点に対応する部分に軸方向に沿って延びる支軸86が貫通しており、この支軸86回りに傾動可能とされている。なお、この支軸86は、ロックパネル62の軸方向外側に配置されたセンサカバー88から延在している。センサカバー88は、ロックパネル62を覆うように配置され、リトラクタ16のフレーム26に固定されている。
支持部材80は、支軸86に対して一方側に配置された頂点部分がロック可動部80Aとされ、係合部78の他端が載置されている。また、支持部材80は、支軸86に対して他方側に配置された頂点部分がロック阻止可動部80Bとされており、後述する制御ロッド94を支持している。さらに、支持部材80のロック可動部80Aにおける係合部78の載置面と反対側の面には、永久磁石90が固定されている。
図3に示されるように、電磁石82は、支持部材(符号省略)を介してセンサカバー88に固定されており、磁性材料を用いて形成された芯部82Aと、芯部82Aの周りに配置されたコイル部82Bと、を含んで構成されている。
芯部82Aは、丸形断面の棒状の部材とされており、支持部材80に固定された永久磁石90と径方向に対向して配置されている。コイル部82Bは、導電性の巻線が所定の形状に巻回されること等により筒状に形成されている。このコイル部82Bの軸芯部には、芯部82Aが挿入されている。また、コイル部82Bは、図示しない配線を介して通電がなされるようになっている。
上記構成のビークルセンサ機構76は、コイル部82Bに一方向へ通電されると作動する。具体的には、コイル部82Bに一方向へ通電されて、永久磁石90と反発する磁力が芯部82Aに生じると、図6において実線で示されるように、支持部材80のロック可動部80Aが係合部78側に傾動する。ここで、本実施形態では、コイル部82Bも一方向へ通電されると、係合部78が板バネ84から付与される付勢力に抗して被係合部50の係合歯と周方向にオーバーラップする位置まで径方向内側へ変位されるように、電磁石82の出力が設定されている。これにより、係合部78が被係合部50に係止される。その後、スプール28が引出方向に回転すると、スプール28と一体回転する被係合部50と共に係合部78(ロックパネル62)が引出方向に回転され、スプール28の回転がロックされる。
(ロック阻止機構92)
次に、リトラクタ16に設けられたロック阻止機構92について説明する。ロック阻止機構92は、ウエビングセンサ機構52の作動を阻止する機能を有しており、上述したロックパネル62に配置されたカラー部材70と、制御ロッド94と、を含んで構成されている。なお、制御ロッド94が、本発明における第1変位部に相当する。
図3に示されるように、制御ロッド94は、金属材料で形成されている。制御ロッド94は、径方向を長手方向とする長尺状に形成されており、ロックパネル62の軸方向外側面に取り付けられている。制御ロッド94の下部(長手方向の一方側)は、軸方向から見て直線状に形成され、先端部分が支持部材80のロック阻止可動部80Bに支持されている。また、制御ロッド94の下部には、制御ロッド94を軸方向に貫通し、径方向に沿って延びる長孔96が設けられている。この長孔96には、ロックパネル62のベース部64から突出した支持凸部64Aが貫通しており、制御ロッド94の径方向に沿った変位を補助している。
また、制御ロッド94の上部(長手方向の他方側)は二股に分岐されており、一対の対向壁94Aが形成されている。一対の対向壁94Aは、ロックパネル62の支持部68の両側に配置されており、ロックパネル62における支持部68の両側に形成されたガイド溝64B及び先端収容部64Cの内側にそれぞれが配置され、径方向に沿って摺動可能に支持されている。また、一対の対向壁94Aは、支持部68から軸方向外側へ一部が突出したカラー部材70の外周面と対向して配置されている。
この対向壁94Aは、カム機構98を介してカラー部材70と連結されている。カム機構98は、対向壁94Aに形成されたカム孔100と、カラー部材70の外周面に形成された一対の凸部70Bにより構成されている。カム孔100は、対向壁94Aを貫通しており、軸方向に対して傾斜した方向へ延びている。一方、一対の凸部70Bは、ピン状に形成されており、カラー部材70の外周面から径方向外側に延在してカム孔100を貫通している。これにより、制御ロッド94がロックパネル62に対して径方向に変位すると、カム孔100に沿って凸部70Bが摺動し、カラー部材70を図8(A)に示す許容位置から図8(B)に示す規制位置まで軸方向に変位させる。
図8(A)に示す許容位置は、ロック阻止機構92の作動前の状態におけるカラー部材70の位置である。この状態では、カラー部材70の凸部70Bはカム孔100の上部を貫通している。また、ウエビングセンサ機構52のウエイト部材54Aが慣性力に従って自転した場合に、ウエイト部材54Aの回転軌道上に侵入しない位置にカラー部材70が位置している。
図8(B)に示す規制位置は、ロック阻止機構92の作動後の状態におけるカラー部材70の位置である。この状態では、カラー部材70の凸部70Bはカム孔100の下部を貫通している。また、ウエイト部材54Aが慣性力に従って自転した場合に、ウエイト部材54Aの回転軌道上に侵入する位置にカラー部材70が配置されている。
また、図3に示されるように、制御ロッド94は、ロックパネル62に固定されたコイルバネ102によって径方向外側へ付勢されている。コイルバネ102は、径方向を軸方向として配置されており、支持部68の外周面及び制御ロッド94における一対の対向壁94Aの分岐点にそれぞれ立設された支持柱104によって支持されている。なお、このコイルバネ102の付勢力は、上述した係合部78が板バネ84から付与される付勢力の大きさと同等とされ、互いの付勢力が均衡している。そして、コイル部82Bに通電されない場合に、板バネ84とコイルバネ102の付勢力によって、支持部材80の傾動が抑制され、ビークルセンサ機構76及びロック阻止機構92の作動が抑制されるように構成されている。
上記構成によれば、電磁石82のコイル部82Bに上述したウエビングセンサ機構52の作動とは反対の他方向へ通電されると、ビークルセンサが作動する。具体的には、コイル部82Bに他方向へ通電されて、永久磁石90と引き合う磁力が芯部82Aに生じると、図7において実線で示されるように、支持部材80のロック阻止可動部80Bが制御ロッド94側に傾動する。ここで、本実施形態では、コイル部82Bに他方向へ通電されると、制御ロッド94がコイルバネ102から付与される付勢力に抗して径方向内側に変位し、第2変位部を規制位置まで変位させるように電磁石82の出力が設定されている。これにより、カラー部材70によりウエイト部材54Aの回転が阻止され、係止部54のウエビングパウル54Bが被係止部56に係止されることを阻止可能とする。このようにして、ウエビングセンサ機構52の作動を阻止し、スプール28の引出方向の回転がロックされないように構成されている。
図3に示されるように、以上説明したビークルセンサ機構76及びロック阻止機構92の作動は、コイル部82Bと電気的に接続されたECU108によって制御されている。ECU108には、車両に搭載された各種センサ機器を含むセンサ部110が電気的に接続されており、このセンサ部で検知された情報に基づいて、コイル部82Bに一方向又は他方向への通電が行われる。なお、ECU108が、本発明における制御部に相当する。
センサ部110は、公知のバックルスイッチセンサ(第1検知部)を含み、上述したタング18がバックル20に係合された係合状態であるか否かを検知可能とされる。
また、センサ部110は、公知の加速度センサ(第2検知部)を含み、車両衝突時等の所定値以上の加減速度又は車両角度が検知されたか否か、を検知可能とされている。
また、センサ部110は、公知のウエビングセンサを含み、ウエビング14のスプールからの引出量が所定量を超えて引き出されたか否かを検知可能とされている。
また、センサ部110は、公知のスプールセンサ(第3検知部)を含み、スプール28が引出方向へ回転された際に、スプール28の角加速度が所定の角加速度を超える角加速度で回転されたか否かを検知可能とされている。
(ECU108による制御)
本実施形態では、ECU108は、センサ部110からの情報に基づいてタング18がバックル20に係合された係合状態ではないと判断すると、コイル部82Bに他方向へ通電されるように制御し、ロック阻止機構92を作動させる。これにより、乗員Pがウエビング14を急いで装着するためにスプール28が急激に回転された場合等に、スプール28の回転が不要にロックされることを抑制する。
一方、ECU108は、センサ部110からの情報に基づいてタング18がバックル20に係合された係合状態であると判断すると、コイル部82Bへの通電がなされないように制御する。そして、ECU108は、車両の走行時に、センサ部110からの情報に基づいて車両が緊急時であると判断すると、コイル部82Bへ一方向の通電がなされるように制御し、ビークルセンサ機構76を作動させる。これにより、スプール28の引出方向回転をロックして、ウエビング14で乗員Pの身体を拘束する。
なお、ECU108は、センサ部110に含まれる加速度センサから車両衝突時等の所定値以上の加減速度又は車両角度が検知された場合に、車両の緊急時であると判断する。また、ECU108は、ウエビングセンサからウエビング14のスプールからの引出量が所定量を超えて引き出されたと検知された場合に、車両の緊急時であると判断する。
また、ECU108は、センサ部110からの情報に基づいてタング18がバックル20に係合された係合状態であると判断し、かつ、車両の緊急時ではないと判断した状況下において、スプール28の角加速度が所定の角加速度を超える角加速度で回転されたと判断した場合に、コイル部82Bへ他方向の通電がなされるように制御し、ロック阻止機構92を作動させる。
これにより、乗員Pが、ウエビング14を装着した状態で急に着座姿勢を変えることなどによりウエビング14が急激に引き出された場合でも、スプール28の回転が不要にロックされることを抑制する。
(作用並びに効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。
図1に示されるように、本実施形態の車両用シートベルト装置10では、ウエビング14がスプール28から引き出されることでウエビング14が乗員Pに装着される。また、車両用シートベルト装置10は、スプール28が引出方向へ所定の角加速度を超える角加速度で回転されることにより作動するウエビングセンサ機構52を備えている。ウエビングセンサ機構52では、スプール28が引出方向へ所定の角加速度を超える角加速度で回転されると、係止部54が慣性力に従ってラチェットホイール40に対して相対回転しながら、係止部54が径方向外側へ変位する。これにより、係止部54が被係止部56に係止され、スプール28の引出方向の回転が制限される。このようにして、例えば、車両の緊急時にウエビング14がスプール28から急激に引き出された場合、すなわち、スプール28が引出方向へ所定の角加速度を超える角加速度で回転された場合に、スプール28の引出方向への回転がロックされることにより、ウエビング14のスプール28からの引出が制限される。その結果、乗員Pの身体を拘束することができる。
ところで、ウエビング14の引出を制限する必要のない状況下でスプール28の引出方向への回転がロックされると、ウエビング14の装着操作が制限されたり、乗員Pの身体が不必要に拘束されたりすることがある。このため、スプール28の回転の不要なロックを抑制することが好ましい。
ここで、本実施形態では、ロック阻止機構92のロック阻止可動部80Bを可動させて、スプール28の回転の不要なロックを阻止する。このロック阻止可動部80Bは、コイル部82Bに通電されることにより可動される。ロック阻止可動部80Bが可動されると、係止部54よりスプール28の軸方向外側に配置された制御ロッド94が径方向に沿って変位される。また、制御ロッド94の変位に伴って、カラー部材70が許容位置から規制位置まで軸方向に沿って変位される。カラー部材70が規制位置まで変位されると、係止部54がラチェットホイール40に対して相対回転する回転軌道上にカラー部材70が侵入し、係止部54の径方向外側への変位が規制される。これにより、係止部54が被係止部56に係止されることを制限し、スプール28の引出方向の回転がロックされることを阻止する。このようにして、例えば、ウエビング14の引出を制限する必要のない状況下でロック阻止可動部80Bを可動させると、スプール28の回転の不要なロックを抑制することができる。
更に、上記構成によれば、カラー部材70が軸方向に沿って変位することにより係止部54の変位の規制及び解除が行われるところ、このカラー部材70の変位は、スプール28の径方向に沿って変位する制御ロッド94を介している。このため、スプールの軸方向を可動域とする部材を複数設けて係止部の変位の規制及び解除が行われる構成と比較して、装置全体がスプール28の軸方向へ大型化されることを抑制する。
また、本実施形態では、車両の緊急時にビークルセンサ機構76のロック可動部80Aを可動させて、スプール28の引出方向の回転をロックする。ロック可動部80Aは、コイル部82Bに通電されることにより可動する。ロック可動部80Aが作動されると、係合部78が径方向内側に変位されてラチェットホイール40に設けられた被係合部50に係合する。これにより、スプール28の引出方向への回転がロックされる。このようにして、車両の緊急時を検知するセンサ機器からの情報を電気的に受け取ることによりロック可動部80Aを可動させ、スプール28の引出方向への回転をロックすることができる。一方、車両の緊急時に電気系統の不具合等が生じてロック可動部80Aが可動されない場合であっても、スプール28が引出方向へ所定の角加速度を超える角加速度で回転されることによりスプール28の回転がロックされるため、緊急時の安全性能が向上する。
また、本実施形態では、ロック可動部80Aとロック阻止可動部80Bが、スプール28の軸方向に沿って延在する支軸86回りに傾動可能とされ、永久磁石90を備える支持部材80に設けられている。この支持部材80は、支軸86に対して一方側がロック可動部80Aとされ、支軸86に対して他方側がロック阻止可動部80Bとされている。また、支持部材80の永久磁石90と対向するように芯部82Aとコイル部82Bを備える電磁石82が配置されている。そして、コイル部82Bに一方向へ通電されると、磁力によって支持部材80が傾動されてロック可動部80Aが可動する。また、コイル部82Bに他方向へ通電されると、磁力によって支持部材80が傾動されてロック阻止可動部80Bが可動する。このようにして、単一の支持部材80にロック可動部80Aとロック阻止可動部80Bを設けることができる。これにより、ロック阻止可動部とロック可動部をそれぞれ可動させるためのアクチュエータを別途搭載する構成と比較して、少ない部材で構成でき、装置全体の大型化が抑制される。更に、コイル部82Bへの通電に伴う電力の消費を抑制することができる。
また、本実施形態では、支持部材80には、係合部78及び制御ロッド94を介して板バネ84及びコイルバネ102の付勢力が付与される、そして、コイル部82Bへ通電されない状態では、これらの付勢力により傾動が規制されている。これにより、コイル部82Bへ通電されない状態においてロック可動部80A及びロック阻止可動部80Bの可動を規制することができるため、車両用シートベルト装置10の誤作動を抑制することができる。
また、本実施形態では、制御ロッド94は、長手方向の一端にカラー部材70と対向して配置された対向壁94Aが設けられ、対向壁94Aにはカム孔100が形成されている。カラー部材70は、カム孔100を貫通する凸部70Bを有しており、制御ロッド94の変位に伴って凸部70Bがカム孔100に沿って摺動されることによりスプール28の軸方向に変位される。このように、簡単な構成にしてカラー部材70を変位させ、スプール28の回転の不要なロックを阻止することができる。
また、本実施形態のECU108は、タング18がバックル20に係合されていない場合に、ロック阻止可動部80Bが可動されるように制御している。これにより、乗員Pが、ウエビング14を急いで装着しようとしてウエビング14がスプール28から急激に引き出された場合、すなわち、ウエビング14の引出を制限する必要のない状況下でスプール28が引出方向へ所定の角加速度を超える角加速度で回転された場合に、スプール28の回転の不要なロックを抑制することができる。
また、本実施形態のECU108は、車両の緊急時ではない状況下において、タング18がバックル20に係合した状態でスプール28が引出方向へ所定の角加速度を超える角加速度で回転された場合に、ロック阻止可動部80Bが可動するように制御している。
これにより、通常時においてウエビング14を装着した乗員Pが急に姿勢を変更したことにより、スプール28が引出方向へ所定の角加速度を超える角加速度で回転された場合等、すなわち、ウエビング14の引出を制限する必要のない状況下におけるスプール28の回転の不要なロックを抑制することができる。
[補足説明]
上記実施形態では、単一の支持部材80及び電磁石82を用いてロック可動部80Aとロック阻止可動部80Bを可動させ、係合部78及び制御ロッド94を変位させる構成としたが、本発明はこれに限らない。係合部78及び制御ロッド94に対して電磁石等を用いた別個のアクチュエータを設けて係合部78及び制御ロッド94を変位させるように構成してもよい。
また上記実施形態では、車両用シートベルト装置10のリトラクタ16がビークルセンサ機構76を備える構成としたが、本発明はこれに限らず、ビークルセンサ機構76を備えない構成としてもよい。
また、上記実施形態では、ロックパネル62がスプール28の引出方向に所定角度回転されることによりロック機構34が作動してスプール28の引出方向の回転がロックされる構成としたが、本発明はこれに限らない。例えば、ロック機構34を備えない構成とし、ロック機構を兼ねるロックパネルを備える構成としてもよい。この場合、ロックパネル62をリトラクタ16のフレーム26に固定し、ラチェットホイール40を回転可能に支持する構成とされる。そして、ラチェットホイール40の係止部54が被係止部56に係止された場合、又は、被係合部50が係合部78に係合した場合にスプール28の回転をロックする構成とされる。
また、本実施形態では、加速度センサ及びウエビングセンサを含むセンサ部110からの情報に基づいて車両が緊急時であるか否かを判断可能としたが、本発発明はこれに限らない。例えば、車両周辺の所定範囲を撮像するカメラや、所定範囲に探査波を送信し、反射波を受信するミリ波レーダ、所定範囲をスキャンするライダ(Laser Imaging Detection and Ranging)等の外部センサからの情報に基づいて車両の緊急時を判断する構成としてもよい。または、車速センサやヨーレートセンサ等の走行状態を検出する内部センサからの情報にもとづいて車両の緊急時を判断する構成としてもよい。
10 車両用シートベルト装置
14 ウエビング
18 タング
20 バックル
28 スプール
40 ラチェットホイール(回転部)
50 被係合部
54 係止部
56 被係止部
70 カラー部材(第2変位部)
78 係合部
80 支持部材
80A ロック可動部
80B ロック阻止可動部
82 電磁石
82A 芯部
82B コイル部
84 板バネ(第1付勢部材)
86 支軸
94 制御ロッド(第1変位部)
102 コイルバネ(第2付勢部材)
108 ECU(制御部)
110 センサ部(検知部)

Claims (7)

  1. 乗員に装着されるウエビングが巻き取られ、該ウエビングが引き出されることで引出方向へ回転されるスプールと、
    前記スプールの軸方向一方側に設けられ、前記スプールと一体回転可能とされた回転部と、
    前記回転部に相対回転可能に支持され、前記スプールが引出方向へ所定の角加速度を超える角加速度で回転された場合に、慣性力によって前記回転部に対して相対回転し、前記スプールの径方向外側へ変位する係止部と、
    前記係止部よりも前記スプールの径方向外側に設けられ、前記係止部が係止されることで前記スプールの引出方向への回転がロックされる被係止部と、
    前記係止部よりも前記スプールの軸方向外側に設けられ、かつ、通電されることにより可動されるロック阻止可動部に支持されると共に該ロック阻止可動部の可動に伴い前記スプールの径方向に沿って変位する第1変位部と、
    前記第1変位部の前記変位に伴って、前記係止部が前記回転部に対して相対回転する回転軌道上に侵入しない許容位置から前記回転軌道上に侵入し、前記係止部の前記スプールの径方向外側への変位を規制する規制位置までスプールの軸方向に沿って変位される第2変位部と、
    を備える車両用シートベルト装置。
  2. 前記回転部における前記スプールの径方向外側端部に設けられた被係合部と、
    前記回転部よりも前記スプールの径方向外側に設けられ、車両の緊急時に通電されることにより可動されるロック可動部に支持されると共に該ロック可動部の可動に伴い前記スプールの径方向内側に変位して前記被係合部に係合し、前記スプールの引出方向への回転をロックさせる係合部と、
    を備える請求項1に記載の車両用シートベルト装置。
  3. 永久磁石を備えると共に前記スプールの軸方向に沿って延在する支軸回りに傾動可能とされ、該支軸に対して一方側が前記ロック可動部とされ、該支軸に対して他方側が前記ロック阻止可動部とされた支持部材と、
    前記永久磁石と対向して配置され、磁性材料を用いて形成された芯部と、該芯部の周りに配置されたコイル部と、を有する電磁石と、を備え、
    前記コイル部に一方向へ通電されると前記永久磁石と前記電磁石の間に生じる磁力によって前記支持部材が一方側へ傾動して前記ロック可動部が可動され、前記コイル部に前記一方向と反対の他方向へ通電されると前記永久磁石と前記電磁石の間に生じる磁力によって前記支持部材が他方側へ傾動して前記ロック阻止可動部が可動される、
    請求項2に記載の車両用シートベルト装置。
  4. 前記第1変位部は、第1付勢部材によって前記スプールの径方向外側へ付勢されており、
    前記係合部は、第2付勢部材によって前記スプールの径方向外側へ付勢されており、
    前記コイル部へ通電されない状態において、前記支持部材は、前記第1付勢部材及び前記第2付勢部材の付勢力によって傾動が規制されている、
    請求項3に記載の車両用シートベルト装置。
  5. 前記第1変位部は、前記スプールの径方向を長手方向とする長尺状に形成され、長手方向の一端が前記ロック阻止可動部に支持されると共に長手方向の他端に前記第2変位部と対向して配置された対向壁を備えており、
    前記第2変位部は、前記対向壁に形成されたカム孔を貫通する凸部を備え、前記第1変位部の変位に伴い該凸部が前記カム孔に沿って摺動することによりスプールの軸方向に沿って変位可能とされている、
    請求項1~請求項4の何れか1項に記載の車両用シートベルト装置。
  6. 前記ウエビングに挿通されたタングと、
    前記タングが係合可能とされるバックルと、
    前記タングが前記バックルに係合された係合状態であるか否かを検知可能な第1検知部と、
    前記第1検知部からの情報に基づいて前記係合状態ではないと判断した場合に、通電することにより前記ロック阻止可動部を可動させる制御部と、
    を備える請求項1~請求項5の何れか1項に記載の車両用シートベルト装置。
  7. 車両の緊急時であるか否かを検知可能な第2検知部と、
    前記スプールが引出方向へ所定の角加速度を超える角加速度で回転されたか否かを検知可能な第3検知部と、を備え、
    前記制御部は、前記第1検知部からの情報に基づいて前記係合状態であると判断し、かつ前記第2検知部からの情報に基づいて前記車両の緊急時ではないと判断し、更に前記第3検知部からの情報に基づいて前記スプールが引出方向へ所定の角加速度を超える角加速度で回転されたと判断した場合に、通電することにより前記ロック阻止可動部を可動させる、
    請求項6に記載の車両用シートベルト装置。
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