(57)【要約】【課題】加速度を制御に用いると共に電気式に作動されるロック機構においてノイズの影響を抑制する。【解決手段】ウェビング巻取装置１０は、ウェビングが巻取り可能とされるスプール２０と、作動されることでスプール２０の引出方向への回転を規制するロックパウル２６と、電磁アクチュエータ６０の駆動に伴ってロックパウル２６を作動させる作動機構と、を備えている。そして、制御装置１００はウェビング２２の加速度を取得して当該加速度の躍度を算出すると共に、当該加速度が加速度閾値を超えかつ当該躍度が躍度閾値を超えた場合にロックパウル２６が作動するように電磁アクチュエータ６０を駆動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員に装着されるウェビングが巻取り可能とされ、巻取方向へ回転されることで前記ウェビングが巻取られると共に、前記ウェビングが引出されることで引出方向へ回転される巻取軸と、
作動されることで前記巻取軸の引出方向への回転を規制する規制部材と、
電気的に駆動することで前記規制部材の作動状態を変化させる駆動部と、
前記ウェビング、前記乗員及び車両のいずれかの加速度を取得して前記加速度の躍度を算出すると共に、前記加速度が第一閾値を超えかつ前記躍度が第二閾値を超えた場合に前記規制部材が作動するように前記駆動部を制御する制御部と、
を備えたウェビング巻取装置。
【請求項２】
前記巻取軸の回転角を検出する回転角センサをさらに備え、
前記制御部は、検出された前記回転角に基づき算出された前記ウェビングの前記加速度を取得する請求項１に記載のウェビング巻取装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記回転角に基づいて前記ウェビングの前記加速度を補正する請求項２に記載のウェビング巻取装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記回転角に基づいて前記第一閾値及び前記第二閾値の少なくとも何れかを変化させる請求項２に記載のウェビング巻取装置。
【請求項５】
前記ウェビングの引出し量を検出する引出し量センサをさらに備え、
前記制御部は、検出された前記引出し量に基づき算出された前記ウェビングの前記加速度を取得する請求項１に記載のウェビング巻取装置。
【請求項６】
前記車両の前記加速度を検出する加速度センサをさらに備え、
前記制御部は、前記加速度センサから前記加速度を取得する請求項１に記載のウェビング巻取装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記加速度が前記第一閾値を下回った場合に前記規制部材の作動が停止するように前記駆動部を駆動させる請求項１〜６のいずれか１項に記載のウェビング巻取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗員に装着されるウェビングが巻取られるウェビング巻取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、緊急時にウェビングの引出しが制限されるロック機構を有するウェビング巻取装置が開示されている。当該ロック機構は、衝突予知装置からの衝突予知信号に基づいてモータ又はソレノイド等の電気的な手段により駆動される。また、特許文献１には、衝突予知装置の検知条件とする物理量として車両の加速度が例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２３４４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、物理量として加速度を検知条件とする衝突予知装置は、加速度が所定の閾値を超えた場合に衝突予知信号を出力する構成とされる。他方、加速度のみを検知条件とする場合、センサにより検出された加速度がノイズを有することにより、実際には低い加速度にも関わらず、ロック機構が作動される場合がある。具体的には、図７に示されるように、検出された加速度が実際の加速度よりも高く突出してオーバーシュートしている場合、実際の加速度が閾値を超えていないにも関わらずロック機構が作動される。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、加速度を制御に用いると共に電気式に作動されるロック機構においてノイズの影響を抑制することができるウェビング巻取装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１形態のウェビング巻取装置は、乗員に装着されるウェビングが巻取り可能とされ、巻取方向へ回転されることで前記ウェビングが巻取られると共に、前記ウェビングが引出されることで引出方向へ回転される巻取軸と、作動されることで前記巻取軸の引出方向への回転を規制する規制部材と、電気的に駆動することで前記規制部材の作動状態を変化させる駆動部と、前記ウェビング、前記乗員及び車両のいずれかの加速度を取得して前記加速度の躍度を算出すると共に、前記加速度が第一閾値を超えかつ前記躍度が第二閾値を超えた場合に前記規制部材が作動するように前記駆動部を制御する制御部と、を備えている。
【０００７】
本発明の第２形態のウェビング巻取装置は、第１態様のウェビング巻取装置において、前記巻取軸の回転角を検出する回転角センサをさらに備え、前記制御部は、検出された前記回転角に基づき算出された前記ウェビングの前記加速度を取得する。
【０００８】
本発明の第３形態のウェビング巻取装置は、第２態様のウェビング巻取装置において、前記制御部は、前記回転角に基づいて前記ウェビングの前記加速度を補正する。
【０００９】
本発明の第４形態のウェビング巻取装置は、第２態様のウェビング巻取装置において、前記制御部は、前記回転角に基づいて前記第一閾値及び前記第二閾値の少なくとも何れかを変化させる。
【００１０】
本発明の第５形態のウェビング巻取装置は、第１態様のウェビング巻取装置において、前記ウェビングの引出し量を検出する引出し量センサをさらに備え、前記制御部は、検出された前記引出し量に基づき算出された前記ウェビングの前記加速度を取得する。
【００１１】
本発明の第６形態のウェビング巻取装置は、第１態様のウェビング巻取装置において、前記車両の前記加速度を検出する加速度センサをさらに備え、前記制御部は、前記加速度センサから前記加速度を取得する。
【００１２】
本発明の第７形態のウェビング巻取装置は、第１態様〜第６態様の何れか１のウェビング巻取装置において、前記制御部は、前記加速度が前記第一閾値を下回った場合に前記規制部材の作動が停止するように前記駆動部を駆動させる。
【発明の効果】
【００１３】
第１態様のウェビング巻取装置では、巻取軸が巻取方向へ回転されることでウェビングが巻取られると共に、ウェビングが引出されることで巻取軸が引出方向へ回転される。当該ウェビング巻取装置は、規制部材が作動することで巻取軸の引出方向への回転が規制される所謂ロック機構を備えている。このロック機構は、電気的に駆動する駆動部の駆動に伴って作動状態を変化させることから、例えば、ウェビングは駆動部が電気的に駆動することで引出しが規制される。そして、制御部は、ウェビング、乗員及び車両のいずれかの加速度が第一閾値を超え、かつ加速度の微分値である躍度が第二閾値を超えた場合に、規制部材を作動可能に構成されている。
【００１４】
ここで、制御部は、取得された加速度がノイズ等の影響によりオーバーシュートして第一閾値を超えた場合であっても、躍度が第二閾値を超えない限りロック機構を作動させない。そのため、当該ウェビング巻取装置では、実際の加速度が閾値を超えていないにも関わらずロック機構が作動されることは抑制される。つまり、第１態様のウェビング巻取装置によれば、加速度を制御に用いると共に電気式に作動されるロック機構においてノイズの影響を抑制することができる。
【００１５】
第２態様のウェビング巻取装置は、巻取軸の回転角からウェビングの加速度を取得している。当該ウェビング巻取装置によれば、巻取軸と連動して回転するいずれかの回転部材に回転角センサを設けることができるため、装置に組込みやすく、装置の小型化を図ることができる。
【００１６】
第３態様のウェビング巻取装置において、制御部は、巻取軸の回転角からウェビングの加速度を取得すると共に、回転角に基づいてウェビングの加速度を補正している。ウェビングの引出量が少なくスプールの総回転角が少ない場合、巻取軸におけるウェビングの巻量は多いためウェビングの巻径は大きくなる。これに対し、ウェビングの引出量が多くスプールの総回転角が多い場合、巻取軸におけるウェビングの巻量は少ないためウェビングの巻径は小さくなる。このため、ウェビングの巻径を補正しない場合、ウェビングが引出されるほどウェビングの加速度が小さく算出される。これに対して、当該ウェビング巻取装置によれば、ウェビングの巻量と相関のある回転角に基づいてウェビングの加速度を補正することにより、より正確な加速度及び躍度に基づきロック機構を作動させることができる。
【００１７】
第４態様のウェビング巻取装置において、制御部は、巻取軸の回転角からウェビングの加速度を取得すると共に、回転角に基づいて第一閾値及び第二閾値の少なくとも何れかを変化させている。上述のように、ウェビングの引出量に応じて巻取軸におけるウェビングの巻径は変化するため、ウェビングの巻径を補正しない場合、ウェビングが引出されるほどウェビングの加速度が小さく算出される。そこで、当該ウェビング巻取装置によれば、加速度を補正する代わりに加速度と比較対象となる閾値を補正することにより、ロック機構を精度よく作動させることができる。
【００１８】
第５態様のウェビング巻取装置では、ウェビングの引出し量をウェビングの加速度の取得に使用している。当該ウェビング巻取装置によれば、巻取軸におけるウェビングの巻取り状態の影響を受けないため、ロック機構を精度よく作動させることができる。
【００１９】
第６態様のウェビング巻取装置では、車両の加速度をロック機構の作動条件としている。当該ウェビング巻取装置によれば、車両側に設けられた加速度センサを利用することができるため、装置のコストを抑制することができる。
【００２０】
第７態様のウェビング巻取装置では、ロック機構の作動の停止条件を加速度のみの制御により行っている。当該ウェビング巻取装置によれば、躍度によらず加速度のみに基づいてロック機構の作動を停止させることにより、取得した加速度の値が安定しない場合、つまり、躍度が上下動する場合であってもロック機構の作動を迅速に停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ウェビング巻取装置を分解して示す分解斜視図である。
【図２】ウェビング巻取装置の主要部を示す背面図である。
【図３】Ｗパウルが揺動した状態のウェビング巻取装置の主要部を示す図２に対応する背面図である。
【図４】図２に示された４−４線に沿って切断したウェビング巻取装置の主要部の断面を示す断面図である。
【図５】ロック機構が作動しない場合の加速度及び躍度を示すグラフである。
【図６】ロック機構が作動する場合の加速度及び躍度を示すグラフである。
【図７】比較例において、ロック機構が作動する場合の加速度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
図１には、本発明の第１の実施の形態に係るウェビング巻取装置１０が後側、外側かつ上側の斜め方向から見た分解斜視図にて示されている。なお、図面では、ウェビング巻取装置１０が車両に取付けられた状態での車両前方側を矢印ＦＲで示し、車幅方向外側を矢印ＯＵＴで示し、車両上方側を矢印ＵＰで示すものとする。また、以下の説明で、単に前後、上下の方向を示す場合は、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下を示すものとする。
【００２３】
図１に示されるように、本実施形態のウェビング巻取装置１０は、車両上方側から見て略Ｕ字状に形成されたフレーム１２を備えている。このフレーム１２は、車幅方向を厚み方向として車両上下方向に延びる背板１２Ａと、背板１２Ａの車両前後方向の両端部からそれぞれ車幅方向外側に向けて屈曲して延びると共に互いに対向して配置された脚板１２Ｂ及び脚板１２Ｃと、を備えている。また、フレーム１２の背板１２Ａが車体に固定されることで、ウェビング巻取装置１０が車体に設置されるようになっている。
【００２４】
脚板１２Ｂ及び脚板１２Ｃには、略円状の配置孔１４及び配置孔１６がそれぞれ形成されており、配置孔１４と配置孔１６とは、互いに車両前後方向に対向している。また、配置孔１４の外周全体には、ロック機構１８を構成するラチェット歯１４Ａ（内歯）が形成されている。
【００２５】
フレーム１２の脚板１２Ｂと脚板１２Ｃとの間には、巻取軸としての略円柱状のスプール２０が設けられており、スプール２０の後側（脚板１２Ｂ側）の一端２０Ａは、脚板１２Ｂの配置孔１４内に配置されると共に、スプール２０の前側（脚板１２Ｃ側）の他端２０Ｂは、脚板１２Ｃの配置孔１６内に配置されている。これにより、スプール２０が、その軸方向を前後方向と平行にされた状態で、周方向に回転可能となっている。なお、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。
【００２６】
スプール２０には、長尺帯状のウェビング２２（ベルト）の基端側が係止されており、ウェビング２２は、基端側からスプール２０に巻取られている。スプール２０が巻取方向（周方向一方であり図１の矢印Ａの方向）へ回転された際には、ウェビング２２がスプール２０に巻取られる。一方、スプール２０からウェビング２２が引出された際には、スプール２０が引出方向（周方向他方であり図１の矢印Ｂの方向）に回転される。ウェビング２２は、フレーム１２から上側に延出されており、ウェビング２２は、図示しない車両のシートに着座した乗員に装着されるようになっている。
【００２７】
スプール２０の他端２０Ｂには、巻取付勢手段としてのぜんまいばね（図示省略）が連結されており、ぜんまいばねは、フレーム１２の前側（脚板１２Ｃの前側）に配置されている。ぜんまいばねは、スプール２０を巻取方向へ付勢しており、これにより、ウェビング２２にスプール２０の巻取方向への付勢力が作用されている。このため、ウェビング２２が乗員に装着された際には、ぜんまいばねの付勢力によってウェビング２２の弛みが除去されると共に、ウェビング２２の乗員への装着が解除された際には、ぜんまいばねの付勢力によってウェビング２２がスプール２０に巻取られるようになっている。
【００２８】
また、スプール２０の他端２０Ｂには、円筒状のリング２１が連結されている。このリング２１には、周方向に沿って複数の突起部２１Ａが等間隔で配置されている。さらに、リング２１に近接する位置には、リング２１の回転角を検知する回転角センサ１１０が設けられている。この回転角センサ１１０は、後述する制御装置１００に電気的に接続されている。本実施形態の回転角センサ１１０は、磁気式であって、リング２１の突起部２１Ａに近接させた磁気センサにより磁束変化を検出することで回転角を検出することができる。上述のようにリング２１はスプール２０と連結されているため、リング２１の角度を検出することで、制御装置１００はスプールの回転角を取得することができる。なお、回転角センサ１１０は磁気式のセンサに限らず、光学式のセンサであってもよい。
【００２９】
スプール２０の一端２０Ａには、当該スプール２０の径方向外側が開放された収容孔２４が形成されている。収容孔２４内には、ロック機構１８を構成する規制部材としての長尺板状のロックパウル２６が移動可能に収容されている。また、ロックパウル２６の一端には、ロック歯２６Ａが形成されている。また、ロックパウル２６には、円柱状の作動軸２８が一体に設けられており、作動軸２８は、ロックパウル２６から後側に突出されている。
【００３０】
スプール２０の一端２０Ａの軸心部には、円柱状の回転軸３０が一体に設けられており、回転軸３０は、スプール２０から後側に突出されると共に、スプール２０と同軸上に配置されている。
【００３１】
フレーム１２の後側（脚板１２Ｂの後側）には、ロック機構１８を構成するセンサ機構３２が設けられている。
【００３２】
センサ機構３２は、樹脂材料を用いて形成されていると共に前側（脚板１２Ｂ側）が開放された略有底円筒状のセンサホルダ３４を備えており、このセンサホルダ３４は脚板１２Ｂに固定されている。センサホルダ３４の内側には、円筒状の内筒部３４Ａ（図４参照）が形成されており、内筒部３４Ａは、スプール２０の同軸上に配置されている。
【００３３】
センサホルダ３４の後側（脚板１２Ｂとは反対側）には、樹脂材料を用いて形成されていると共に前側が開放された略有底円筒状のセンサカバー３６が設けられており、センサカバー３６は、内部にセンサホルダ３４を収容した状態で脚板１２Ｂに固定されている。
【００３４】
センサホルダ３４内には、回転体としてのＶギヤ３８が設けられており、このＶギヤ３８は、樹脂材料を用いて形成されていると共に後側が開放された有底円筒状に形成されている。Ｖギヤ３８の底壁３８Ａの軸心部には、筒状に形成された筒状部３８Ｃが立設されており、スプール２０の回転軸３０が筒状部３８Ｃに挿入されることで、Ｖギヤ３８が、スプール２０に対し回転可能となっている。
【００３５】
Ｖギヤ３８の底壁３８Ａには、長尺の作動溝３８Ｅが形成されており（図２及び図３参照）、作動溝３８Ｅには、ロックパウル２６の作動軸２８が挿入されている。Ｖギヤ３８とスプール２０の一端２０Ａとの間には、圧縮コイルスプリング４０が介装されている。そして、圧縮コイルスプリング４０は、Ｖギヤ３８をスプール２０に対し引出方向へ付勢して（スプール２０をＶギヤ３８に対し巻取方向へ付勢して）、作動軸２８を作動溝３８Ｅの長手方向一端に当接させている。これにより、圧縮コイルスプリング４０の付勢力によるＶギヤ３８のスプール２０に対する引出方向への回転が止められており、Ｖギヤ３８は、スプール２０の回転に伴いスプール２０の回転軸３０回りに回転することが可能となっている。また、Ｖギヤ３８の外周全体には、ラチェット歯３８Ｂ（外歯）が形成されている。
【００３６】
Ｖギヤ３８の底壁３８Ａには、円柱状の揺動軸４２が立設されており、揺動軸４２は、Ｖギヤ３８の中心軸線に対して径方向外側に配置されている。また、揺動軸４２の中心軸線とＶギヤ３８の中心軸線とは平行とされている。
【００３７】
図２に示されるように、揺動軸４２には、作動部材かつ爪体としてのＷパウル４４が揺動（変位）可能に支持されている。詳述すると、Ｗパウル４４は、正面視でＶギヤ３８の軸心部側が開放されたＵ字状に形成されており、このＷパウル４４の周方向（Ｖギヤ３８の周方向）の中間部には、揺動軸４２が挿入される揺動軸挿入孔４４Ａが形成されている。また、Ｗパウル４４の周方向他方側の端部は、センサホルダ３４の内筒部３４Ａ先端の被係合部３４Ｂに係合する係合部４４Ｂとされている。さらに、Ｗパウル４４の周方向他方側であって、揺動軸挿入孔４４Ａ寄りの部分には、直方体状の永久磁石６１が嵌合されている。この永久磁石６１は後述する励磁部６４と対向するように配置されている。
【００３８】
また、Ｗパウル４４とＶギヤ３８との間には、リターンスプリング４６が介装されており、リターンスプリング４６は、Ｗパウル４４を復帰方向（矢印Ｃの方向）へ付勢している。さらに、リターンスプリング４６の付勢力によるＷパウル４４の復帰方向への揺動は、Ｖギヤ３８に設けられた規制突起部３８Ｄによって止められている。
【００３９】
Ｖギヤ３８が引出方向へ回転されると、Ｗパウル４４には、Ｖギヤ３８に対する巻取方向への慣性力が作用する。これにより、Ｗパウル４４が、Ｖギヤ３８に対し作動方向（矢印Ｄの方向）へ揺動しようとする。さらに、Ｖギヤ３８が急激に引出方向へ回転された際には、Ｗパウル４４に作用する慣性力がリターンスプリング４６の付勢力を上回る。これにより、Ｗパウル４４が、Ｖギヤ３８に対して作動方向に揺動されて、Ｗパウル４４の係合部４４Ｂがセンサホルダ３４の被係合部３４Ｂに係合する。つまり、Ｗパウル４４によりＶギヤ３８が係止されることによって、Ｖギヤ３８の引出方向への回転が止められるようになっている。
【００４０】
図１に示されるように、センサホルダ３４の下端部には、加速度センサ４８が設けられている。加速度センサ４８は、車両正面視で上方側が開放された略Ｕ字状のハウジング５０を備えており、ハウジング５０の底壁上面には、凹状の湾曲面５０Ａが形成されている。湾曲面５０Ａ上には、慣性質量体としての球状のボール５２が載置されており、ボール５２の上側には、梃体としての略板状のレバー５４が載置されている。レバー５４は、基端において、ハウジング５０の側壁に回動可能に支持されており、レバー５４の先端の上側には、Ｖギヤ３８が配置されている。そして、ボール５２がハウジング５０の湾曲面５０Ａ上を転動されて上昇されることで、レバー５４が、上側に回動される。これにより、レバー５４の先端がＶギヤ３８のラチェット歯３８Ｂに噛合（係止）され、Ｖギヤ３８の引出方向への回転が止められるようになっている。
【００４１】
図４に示されるように、センサホルダ３４内側の内筒部３４Ａの軸心部には、連動軸６２が配置されている。この連動軸６２はスプール２０の回転軸３０の同軸上に配置されると共に、回転軸３０に連結されている。そのため、連動軸６２はスプール２０と連動して回転する。また、図２に示されるように、連動軸６２の前側（回転軸３０側）の端部付近では、連動軸６２から揺動軸４２（Ｗパウル４４）側に突出する軸方向から見て扇状の励磁部６４が設けられている。本実施形態の連動軸６２及び励磁部６４は鉄等の金属導体であって、連動軸６２及び励磁部６４は一体に形成されている。さらに、内筒部３４Ａには、連動軸６２の周囲を囲むようにコイル６６が設けられている。このコイル６６は、後述する制御装置１００に電気的に接続されている。本実施形態では、Ｗパウル４４に設けられた永久磁石６１、並びに内筒部３４Ａに設けられた連動軸６２、励磁部６４及びコイル６６により電磁石の磁力により作動する駆動部としての電磁アクチュエータ６０が構成されている。
【００４２】
例えば、永久磁石６１の励磁部６４側がＮ極である場合、コイル６６に通電し連動軸６２の回転軸３０側（つまり、励磁部６４）をＮ極になるように励磁することにより、永久磁石６１と励磁部６４との間に反発力が生ずる（図３矢印Ｐ参照）。上述のように、通常、Ｗパウル４４はリターンスプリング４６により復帰方向（矢印Ｃの方向）へ付勢されているが（図２参照）、永久磁石６１と励磁部６４とが反発しあうことにより、Ｗパウル４４が、Ｖギヤ３８に対し作動方向（矢印Ｄの方向）へ揺動しようとする。そして、永久磁石６１に作用する反発力がリターンスプリング４６の付勢力を上回ると、永久磁石６１が固定されているＷパウル４４が、Ｖギヤ３８に対して作動方向に揺動されて、Ｗパウル４４の係合部４４Ｂがセンサホルダ３４の被係合部３４Ｂに係合する。
【００４３】
前述したように、Ｖギヤ３８の引出方向への回転が止められた際に、スプール２０がＶギヤ３８に対し圧縮コイルスプリング４０の付勢力に抗して引出方向へ回転されると、ロックパウル２６の作動軸２８がＶギヤ３８の作動溝３８Ｅの長手方向他端側に移動されて、ロックパウル２６がスプール２０（一端２０Ａ）の径方向外側へ移動される。これにより、ロックパウル２６のロック歯２６Ａがフレーム１２（脚板１２Ｂ）のラチェット歯１４Ａに噛合されて、スプール２０の引出方向への回転がロック（規制）される。その結果、スプール２０からのウェビング２２の引出しがロック（規制）されるようになっている。以上のように、本実施形態では、電磁アクチュエータ６０、Ｗパウル４４及びＶギヤ３８により、ロックパウル２６を作動させる作動機構が構成される。
【００４４】
なお、図３に示されるように、スプール２０がＶギヤ３８に対し引出方向へ回転されると、スプール２０に連動して連動軸６２も回転するが、この場合においても励磁部６４は、Ｗパウル４４に設けられた永久磁石６１と対向するように配置されている。
【００４５】
図１に示されるように、本実施形態のウェビング巻取装置１０には電磁アクチュエータ６０を制御する制御部としての制御装置１００が設けられている。制御装置１００には、電磁アクチュエータ６０の他、少なくとも回転角センサ１１０が電気的に接続されている。回転角センサ１１０は、スプール２０の回転角を常時検出している。
【００４６】
本実施形態の制御装置１００は、回転角センサ１１０において検出されたスプール２０の回転角を取得する。また、制御装置１００は、取得した回転角の単位時間当りの変化量から角速度を算出すると共に、角速度と所定の係数（スプール２０におけるウェビング２２の基準巻径）とに基づきウェビング２２の加速度を算出し、取得する。また、制御装置１００は、取得したウェビング２２の加速度を微分してウェビング２２の加速度の微分値である躍度を算出する。そして、制御装置１００は、算出されたウェビング２２の加速度及び躍度に基づいて作動機構を構成する電磁アクチュエータ６０を駆動させる。
【００４７】
具体的に本実施形態では、加速度に対して第一閾値である加速度閾値が設定され、躍度に対して第二閾値である躍度閾値が設定されている。そして、制御装置１００は、加速度が加速度閾値を超えた場合、かつ躍度が躍度閾値を超えた場合の双方の条件が成立した場合にコイル６６に通電させる。これにより、電磁アクチュエータ６０が駆動してＷパウル４４がＶギヤ３８に係合することで、スプール２０からのウェビング２２の引出しは規制される。なお、フレーム１２（脚板１２Ｂ）のラチェット歯１４Ａはスプール２０の巻取方向への回転、及びセンサホルダ３４の被係合部３４ＢはＶギヤ３８の巻取方向への回転をそれぞれ許容する。
【００４８】
なお、本実施形態では、ＷＳＩＲ機構が作動するよりも早く電磁アクチュエータ６０によりＷパウル４４が作動するように構成されている。そのため、ウェビング２２の加速度閾値は、Ｗパウル４４が作動方向に揺動する場合のウェビング２２の加速度よりも低い値に設定されている。
【００４９】
一方、本実施形態の制御装置１００では、加速度の条件と躍度の条件との双方の条件が成立して電磁アクチュエータ６０が駆動している場合において、加速度が加速度閾値を下回った場合にはコイル６６への通電を停止し、電磁アクチュエータ６０の駆動を停止する。これにより、Ｗパウル４４のＶギヤ３８への係合が解除される。
【００５０】
以上、本実施形態では、Ｗパウル４４、Ｖギヤ３８及びロック機構１８によりスプール２０の引出方向への回転加速度が所定の大きさを越えることによって作動されるＷＳＩＲ機構が構成されている。また、加速度センサ４８及びロック機構１８により、車両の加速度が所定の大きさを越えることによって作動されるＶＳＩＲ機構が構成されている。一方、ＷＳＩＲ機構を構成するＷパウル４４、Ｖギヤ３８及びロック機構１８に加えて、電磁アクチュエータ６０、回転角センサ１１０及び制御装置１００によりロック機構１８を電気的に作動させることができる。
【００５１】
（本実施形態の作用及び効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００５２】
以上の構成のウェビング巻取装置１０では、ウェビング２２が引張られて、スプール２０及びＶギヤ３８がぜんまいばねの付勢力に抗して引出方向へ回転されることで、ウェビング２２が、スプール２０から引出されると共に、ラッチ状態にされて乗員に装着される。
【００５３】
ＶＳＩＲ機構が作動する場合は次のとおりである。すなわち、車両が急減速された際には、加速度センサ４８において、ボール５２がハウジング５０の湾曲面５０Ａ上を転動されて上昇されることで、レバー５４が、上側に回動されて、先端をＶギヤ３８のラチェット歯３８Ｂに噛合（係止）される。これにより、Ｖギヤ３８の引出方向への回転が止められる。
【００５４】
また、ＷＳＩＲ機構が作動する場合は次のとおりである。すなわち、車両が急減速された際には、乗員が慣性力によって移動されることで、乗員によってウェビング２２がスプール２０から引出されて、スプール２０及びＶギヤ３８が急激に引出方向に回転される。そして、Ｖギヤ３８が急激に引出方向に回転された際には、Ｗパウル４４が、Ｖギヤ３８に対して作動方向に揺動されて、Ｗパウル４４の係合部４４Ｂがセンサホルダ３４の被係合部３４Ｂに係合して、Ｖギヤ３８の引出方向への回転が止められる。
【００５５】
上述のように本実施形態では、乗員が慣性力によって移動した際、ＷＳＩＲ機構が作動するよりも早く電磁アクチュエータ６０によりＷパウル４４が作動するように構成されている。すなわち、ＷＳＩＲ機構は、電磁アクチュエータ６０を含む作動機構に不具合が生じた場合のフェールセーフ機構とされている。電磁アクチュエータ６０によりＷパウル４４が作動する条件は以下のとおりである。
【００５６】
ＷＳＩＲ機構と同様に、車両が急減速された際には、乗員が慣性力によって移動されることで、乗員によってウェビング２２がスプール２０から引出されて、スプール２０が急激に引出方向に回転される。そして、スプール２０に連結されたリング２１の回転に伴い、回転角センサ１１０はスプール２０の回転角を検出する。上述のように、回転角センサ１１０において検出されたスプール２０の回転角を取得した制御装置１００では、ウェビング２２の加速度及び躍度を算出する。ここで、制御装置１００は、加速度が加速度閾値を超えているか、及び躍度が躍度閾値を超えているかについてそれぞれ判定を行う。
【００５７】
図５及び図６にウェビング２２の加速度及び躍度のグラフを示す。なお、図５及び図６において、グラフの横軸は時間であり、縦軸は、スプール２０の引出方向を正とするウェビング２２の加速度、及び加速度が増加する場合を正とする躍度である。説明上、加速度と躍度を同一のグラフに図示しているが、スケール値はそれぞれ異なる。
【００５８】
図５及び図６に示されるように、車両の急減速によりウェビング２２の加速度が上昇した際、制御装置１００において、オーバーシュートが検出されていたとする。図５の例の場合、制御装置１００は、加速度は加速度閾値を超えていると判定する。ここで、加速度のみを電磁アクチュエータ６０の作動条件とする場合、実際の加速度は加速度閾値を超えていないにも拘らず電磁アクチュエータ６０が駆動してしまう。しかし、本実施形態の制御装置１００は、加速度が加速度閾値に達した時点において、躍度は躍度閾値を超えていないと判定する。したがって、制御装置１００では、加速度の条件と閾値の条件との双方の条件が成立していないため、制御装置１００は、電磁アクチュエータ６０を駆動させない。
【００５９】
一方、図６の例の場合、制御装置１００では、加速度は加速度閾値を超えていると判定する。また、制御装置１００は、加速度が加速度閾値に達した時点において、躍度は躍度閾値を超えていると判定する。したがって、制御装置１００では、加速度の条件と閾値の条件との双方の条件が成立しているため、制御装置１００は、電磁アクチュエータ６０を駆動さる。この場合、実際の加速度が加速度閾値を超えている状況で電磁アクチュエータ６０が駆動している。そして、電磁アクチュエータ６０の駆動に伴いＷパウル４４が、Ｖギヤ３８に対して作動方向に揺動されて、Ｗパウル４４の係合部４４Ｂがセンサホルダ３４の被係合部３４Ｂに係合して、Ｖギヤ３８の引出方向への回転が止められる。
【００６０】
Ｖギヤ３８の引出方向への回転が止められた際、スプール２０がＶギヤ３８に対し圧縮コイルスプリング４０の付勢力に抗して引出方向へ回転されることで、ロックパウル２６の作動軸２８がＶギヤ３８の作動溝３８Ｅの長手方向他端側に移動されて、ロックパウル２６がスプール２０の径方向外側へ移動される。これにより、ロックパウル２６のロック歯２６Ａがフレーム１２のラチェット歯１４Ａに噛合されて、スプール２０の引出方向への回転がロックされる。これにより、スプール２０からのウェビング２２の引出しがロックされて、ウェビング２２によって乗員が拘束される。
【００６１】
一方、ウェビング２２の乗員への装着が解除されると、スプール２０及びＶギヤ３８がぜんまいばねの付勢力によって巻取方向に回転されて、ウェビング２２がスプール２０に巻取られる。
【００６２】
なお、制御装置１００は、加速度の条件と躍度の条件との双方の条件が成立して電磁アクチュエータ６０が駆動している場合において、加速度が加速度閾値を下回った場合には電磁アクチュエータ６０の駆動を停止する。これにより、Ｗパウル４４の係合部４４ＢのＶギヤ３８の被係合部３４Ｂに対する係合が解除される。すなわち、ウェビング２２の引出しのロック状態が解除可能となる。
【００６３】
以上、本実施形態のウェビング巻取装置１０において、ロック機構１８は電気的に駆動される電磁アクチュエータ６０の駆動に伴って作動するように構成されており、ウェビング２２は電磁アクチュエータ６０が電気的に駆動することで引出しが規制される。そして、本実施形態の制御装置１００では、ウェビング２２の加速度が加速度閾値を超え、かつ躍度が躍度閾値を超えた場合に、ロック機構１８が作動されるように構成されている。
【００６４】
ここで、図７に加速度のみを電磁アクチュエータ６０の作動条件とする場合の比較例を示す。同図はウェビング２２の加速度を示すグラフであって、横軸は時間であり、縦軸はスプール２０の引出方向を正とするウェビング２２の加速度である。
【００６５】
図７に示されるように、車両の急減速によりウェビング２２の加速度が上昇した際、制御装置１００において、オーバーシュートが検出されていたとする。比較例の場合、実際の加速度は加速度閾値を超えていないにも拘らず電磁アクチュエータ６０が駆動してしまう。つまり、実際よりは低い加速度でロック機構１８が作動してしまう。
【００６６】
これに対し、本実施形態では、制御装置１００は、取得された加速度がノイズ等の影響によりオーバーシュートして加速度閾値を超えた場合であっても、躍度が躍度閾値を超えない限りロック機構１８を作動させない（図５参照）。そのため、比較例のように実際の加速度が閾値を超えていないにも関わらずロック機構１８が作動することは抑制される。本実施形態のウェビング巻取装置１０によれば、加速度を制御に用いると共に電気式に作動されるロック機構１８においてノイズの影響を抑制することができる。
【００６７】
また、図５及び図６に示されるように、オーバーシュートしている部分は躍度が低下している。そのため、本実施形態のように、ロック機構１８の作動制御に加速度と躍度とを併用して使用することにより、低加速度と高加速度との切替えを容易に行うことができる。
【００６８】
一方、本実施形態のウェビング巻取装置１０では、ロック機構１８の作動の停止条件を加速度のみの制御により行っている。本実施形態によれば、躍度によらず加速度のみに基づいてロック機構１８の作動を停止させることにより、取得した加速度の値が安定しない場合、つまり、躍度が上下動する場合であってもロック機構１８の作動を迅速に停止させることができる。
【００６９】
さらに、本実施形態のウェビング巻取装置１０は、スプール２０の回転角からウェビング２２の加速度を取得している。本実施形態によれば、スプール２０と連動して回転するいずれかの回転部材に回転角センサを設けることができるため、装置に組込みやすく、装置の小型化を図ることができる。
【００７０】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、制御装置１００は、回転角から算出した角速度と所定の係数とに基づきウェビング２２の加速度を算出していた。ここで、所定の係数とは、スプール２０におけるウェビング２２の基準巻径としているが、ウェビング２２の巻径は、スプール２０におけるウェビング２２の巻量が増加するに従い増加し、ウェビング２２の巻量が減少するに従い減少する。そこで、第２の実施形態では、ウェビング２２の巻量と相関のある回転角に基づいて、ウェビング２２の加速度を補正するように構成した。
【００７１】
例えば、制御装置１００は、スプール２０の総回転角にウェビング２２の厚さを加味した算出式に基づいてウェビング２２の加速度を補正することができる。また例えば、制御装置１００は、スプール２０の総回転角に対応する補正値が記憶された補正テーブルを備え、回転角センサ１１０において検出されたスプール２０の総回転角に対して対応する補正値を適用することでウェビング２２の加速度を補正することができる。なお、制御装置１００は、スプール２０の回転角に基づいて、スプール２０におけるウェビング２２の巻量を算出してから補正を行ってもよい。
【００７２】
ウェビング２２の巻径の影響を補正しない場合、ウェビング２２が引出されるほどウェビング２２の加速度が小さく算出される。これに対して、本実施形態のウェビング巻取装置１０によれば、ウェビング２２の巻量と相関のある回転角に基づいてウェビング２２の加速度を補正することにより、より正確な加速度及び躍度に基づきロック機構１８を作動させることができる。
【００７３】
（第２の実施形態の変形例）
本実施形態の変形例として、制御装置１００において、回転角に基づいてウェビング２２の加速度を補正する代わりに、加速度閾値及び躍度閾値の少なくとも何れかを段階的に変化させてもよい。この場合、上述のような補正テーブルを使用することで、回転角に応じて加速度閾値及び躍度閾値を変化させることができる。本実施形態のウェビング巻取装置１０によれば、加速度を補正する代わりに加速度と比較対象となる閾値を補正することにより、ロック機構１８を精度よく作動させることができる。
【００７４】
なお、本実施形態の変形例では、加速度閾値及び躍度閾値の双方を補正してもよいし、加速度閾値及び躍度閾値のいずれかを補正してもよい。スプール２０におけるウェビング２２の巻量の変動を補正する場合は加速度閾値の補正のみで足りる。また、ウェビング２２の巻量によってノイズの発生度合いが変化する場合は、躍度閾値を補正することで電磁アクチュエータ６０が駆動する際の感度を調整することができる。
【００７５】
（第３の実施形態）
第３の実施形態のウェビング巻取装置１０は、ウェビング２２の引出し量を検知する引出し量センサをロック機構１８の制御に用いるものである。本実施形態では、フレーム１２上部などのウェビング２２の経路上に引出し量センサ（図示省略）が設置されている。引出し量センサとしては、例えば、レーザ式の変位計を適用することができる。また、本実施形態の引出し量センサは制御装置１００と電気的に接続されており、引出し量センサにより取得したウェビング２２の引出し量からウェビング２２の加速度を算出し、取得している。なお、本実施形態では、制御装置１００に入力されるセンサを第１の実施形態の回転角センサ１１０から引出し量センサに替えたものであり、その余の構成並びに算出された加速度及び躍度による制御方法は第１の実施形態と同じである。
【００７６】
本実施形態のウェビング巻取装置１０では、ウェビング２２の引出し量をウェビング２２の加速度の取得に使用している。本実施形態によれば、スプール２０におけるウェビング２２の巻取り状態の影響を受けないため、ロック機構１８を精度よく作動させることができる。
【００７７】
（第４の実施形態）
第４の実施形態のウェビング巻取装置１０は、車両の加速度を検出する加速度センサをロック機構１８の制御に用いるものである。本実施形態では、車体に対して加速度センサ（図示省略）が設置されている。この加速度センサは、例えば、車両の衝突を予知する衝突予知装置を構成するセンサである。本実施形態の加速度センサは制御装置１００と電気的に接続されており、制御装置１００では、加速度センサから取得した車両の加速度をそのまま加速度閾値との判定に使用している。なお、本実施形態では、制御装置１００に入力されるセンサを第１の実施形態の回転角センサ１１０から加速度センサに替えたものであり、その余の構成並びに算出された加速度及び躍度による制御方法は第１の実施形態と同じである。
【００７８】
本実施形態のウェビング巻取装置１０では、車両の加速度をロック機構１８の作動条件としている。本実施形態によれば、車両側に設けられた加速度センサを利用することができるため、装置のコストを抑制することができる。
【００７９】
（その他）
制御装置１００がロック機構１８を作動させる制御に用いるセンサは上述の回転角センサ、引出し量センサ及び加速度センサに限らない。例えば、車室内に乗員を撮影するカメラを設け、制御装置１００は当該カメラにより撮影された乗員の画像を解析して（乗員の身体上の定点を追跡するなどして）乗員の加速度を算出する。そして、制御装置１００は、乗員の加速度及び、算出された躍度によりロック機構１８を作動させることができる。
【００８０】
上述した各実施形態のウェビング巻取装置１０では、作動機構を構成する駆動部として電磁アクチュエータ６０を設けたが、これに限らず、駆動部としてモータを設け、モータによりＷパウル４４を作動させてもよい。
【００８１】
また、上述した各実施形態の電磁アクチュエータ６０は、電磁石の磁力によりＷパウル４４を直接作動させるものであるが、これに限らず、可動鉄芯（プランジャ）の突出によりＷパウル４４を作動させるソレノイドであってもよい。
【００８２】
上述した各実施形態では、駆動部としての電磁アクチュエータ６０の駆動に伴い、常時において非作動状態のロック機構１８を作動状態に変化させているが、これに限らない。例えば、電磁アクチュエータ６０の駆動中においてロック機構１８が非作動状態となるように構成し、電磁アクチュエータ６０の駆動停止に伴い、ロック機構１８を作動状態に変化させてもよい。
【００８３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００８４】
１０・・・ウェビング巻取装置、２０・・・スプール（巻取軸）、２２・・・ウェビング、２６・・・ロックパウル（規制部材）、６０・・・電磁アクチュエータ（駆動部）、１００・・・制御装置（制御部）、１１０・・・回転角センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020083224.tif 000008
【図７】
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