(57)【要約】【課題】乗員の体格や衝突速度が異なる場合においても、車両衝突時に乗員の拘束性能をより的確に設定可能とすることで乗員の安全性を高める車両用シートベルト装置を提供する。【解決手段】シートベルト装置のリトラクタは、シートベルトを引き出し可能に巻き取るスプールと、スプールに連結されるモータ回転軸４１を有してシートベルトが引き出されるときに回転されるモータ回転軸４１の回転に応じて回転抵抗力を発生するモータ４０とを備える。モータ４０は、永久磁石４３と、モータ回転軸４１を有して回転可能に支持されるアーマチュア４４とを備え、永久磁石４３は、永久磁石４３による磁束の方向とアーマチュア４４による磁束の方向とが反対となる部分に他の部分より磁力を補強した磁力補強部４７を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートに着座した乗員を拘束するシートベルトと、前記シートベルトを引き出し可能に巻き取るリトラクタとを備えた車両用シートベルト装置であって、
前記リトラクタは、回転可能に支持されて前記シートベルトを引き出し可能に巻き取るスプールと、前記スプールに連結されるモータ回転軸を有して前記シートベルトが引き出されるときに前記スプールの引出方向の回転に伴って回転される前記モータ回転軸の回転に応じて回転抵抗力を発生するモータとを備え、
前記モータは、永久磁石と、前記モータ回転軸を有して前記永久磁石の径方向内側に回転可能に支持されるアーマチュアとを備え、
前記永久磁石は、前記永久磁石による磁束の方向と前記モータ回転軸の回転によって形成される前記アーマチュアによる磁束の方向とが反対となる部分に他の部分より磁力を補強した磁力補強部を備えている
ことを特徴とする車両用シートベルト装置。
【請求項２】
前記永久磁石は、対向配置され、
前記磁力補強部は、前記モータ回転軸の軸心を中心として前記永久磁石による磁束の方向を９０度の角度位置とすると共に前記永久磁石による磁束の方向から前記モータ回転軸の回転方向とは反対方向に９０度ずれた方向を０度の角度位置としたときに、前記永久磁石における０度から９０度の間及び１８０度から２７０度の間の角度位置に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用シートベルト装置。
【請求項３】
前記磁力補強部は、前記永久磁石における非磁力補強部より磁力の強い磁石から形成されている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用シートベルト装置。
【請求項４】
前記磁力補強部は、前記永久磁石における非磁力補強部より径方向に厚く形成されている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用シートベルト装置。
【請求項５】
前記永久磁石は、前記磁力補強部と非磁力補強部とが分割して形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の車両用シートベルト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用シートベルト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に装備される車両用シートベルト装置として、車体に固定されたリトラクタから引き出されたシートベルトをシートの車幅方向外側に配置されたベルトアンカに固定すると共にシートベルトに装着されたタングプレートをシートの車幅方向内側に配置されたバックルに係合させ、シートに着座した乗員の上胴部及び腰部を拘束することにより乗員を保護する三点式のシートベルト装置が広く使用されている。
【０００３】
シートベルト装置のリトラクタとして、車両衝突時にシートベルトの弛みを低減して乗員を拘束するようにシートベルトを巻き取るプリテンショナ機構と、車両衝突時にシートベルトに所定値以上の荷重が作用すると乗員に作用する荷重を制限するようにシートベルトを弛めるロードリミッタ機構とを備えたものが知られている。
【０００４】
また、ロードリミッタ機構として、シートベルトを引き出し可能に巻き取るスプールに連結したトーションバーを用い、車両衝突時にプリテンショナ機構によってシートベルトが巻き取られた後にシートベルトに所定値以上の荷重が作用するとトーションバーが捩れてシートベルトを弛めるものが知られている。
【０００５】
しかしながら、ロードリミッタ機構としてトーションバーを用いるものは、シートベルトに所定値以上の荷重が作用するとトーションバーが捩れて乗員に作用する荷重を制限してシートベルトによって乗員を拘束するものの、シートベルトによる乗員の拘束荷重がトーションバーによって一定に決定されることとなる。
【０００６】
これに対し、例えば特許文献１には、シートベルトを引き出し可能に巻き取るスプールにモータとして電気的に短絡した直流モータを連結し、車両衝突時にシートベルトが引き出されるときにスプールに連結されたモータの回転に応じて発生するモータの回転抵抗力によってシートベルトの引き出しを抑制してシートベルトによる乗員の拘束荷重を調整するようにしたシートベルト装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２７０４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
シートベルトを引き出し可能に巻き取るスプールにモータとして電気的に短絡した直流モータを連結することで、例えば衝突速度が大きく乗員が大柄な体格を有する車両衝突時に衝突速度が小さく乗員が小柄な体格を有する車両衝突時に比してシートベルトの引出速度が大きくなるときに、モータの回転速度であるモータ回転数（単位時間当たりのモータ回転数）が大きくなることによってモータの回転抵抗力を大きくして乗員の拘束荷重を大きくすることができるなど、乗員の体格や衝突速度に応じてシートベルトによる乗員の拘束荷重を調整することが可能となる。
【０００９】
しかしながら、本願発明者等は、種々の試験研究などを重ねた結果、図６に示すように、従来のリトラクタに備えられるモータの回転抵抗力は、モータ回転数が大きくなるにつれて大きくなるものの、モータ回転数が小さいときはモータ回転数の増加に対するモータの回転抵抗力の増加の割合が略一定であるのに対し、モータ回転数が大きくなるとモータ回転数の増加に対するモータの回転抵抗力の増加の割合が低下することを見出した。
【００１０】
かかる知見に基づき、シートベルトを引き出し可能に巻き取るスプールに連結したモータについて、モータ回転数の増加に対するモータの回転抵抗力の増加の割合の低下を抑制することができれば、シートベルトの引出速度が大きくモータ回転数が大きくなる場合にモータの回転抵抗力が低下してシートベルトによる乗員の拘束荷重が低下することを抑制することができ、車両衝突時に乗員の拘束性能を向上させて乗員の安全性を向上させることができると考えられる。
【００１１】
そこで、本発明は、モータ回転数の増加に対するモータの回転抵抗力の増加の割合が低下することを抑制し、乗員の体格や衝突速度が異なる場合においても、車両衝突時に乗員の拘束性能をより的確に設定可能とすることで乗員の安全性を高めることができる車両用シートベルト装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。
【００１３】
まず、本願の請求項１に記載の発明は、シートに着座した乗員を拘束するシートベルトと、前記シートベルトを引き出し可能に巻き取るリトラクタとを備えた車両用シートベルト装置であって、前記リトラクタは、回転可能に支持されて前記シートベルトを引き出し可能に巻き取るスプールと、前記スプールに連結されるモータ回転軸を有して前記シートベルトが引き出されるときに前記スプールの引出方向の回転に伴って回転される前記モータ回転軸の回転に応じて回転抵抗力を発生するモータとを備え、前記モータは、永久磁石と、前記モータ回転軸を有して前記永久磁石の径方向内側に回転可能に支持されるアーマチュアとを備え、前記永久磁石は、前記永久磁石による磁束の方向と前記モータ回転軸の回転によって形成される前記アーマチュアによる磁束の方向とが反対となる部分に他の部分より磁力を補強した磁力補強部を備えていることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記永久磁石は、対向配置され、前記磁力補強部は、前記モータ回転軸の軸心を中心として前記永久磁石による磁束の方向を９０度の角度位置とすると共に前記永久磁石による磁束の方向から前記モータ回転軸の回転方向とは反対方向に９０度ずれた方向を０度の角度位置としたときに、前記永久磁石における０度から９０度の間及び１８０度から２７０度の間の角度位置に設けられていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記磁力補強部は、前記永久磁石における非磁力補強部より磁力の強い磁石から形成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記磁力補強部は、前記永久磁石における非磁力補強部より径方向に厚く形成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明は、前記請求項１から請求項４の何れか１項に記載の発明において、前記永久磁石は、前記磁力補強部と非磁力補強部とが分割して形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本願の請求項１に記載の発明によれば、シートベルト装置のリトラクタは、シートベルトを引き出し可能に巻き取るスプールと、スプールに連結されるモータ回転軸を有してシートベルトが引き出されるときにスプールの引出方向の回転に伴って回転されるモータ回転軸の回転に応じて回転抵抗力を発生するモータとを備えている。
【００１９】
これにより、前面衝突などの車両衝突時に車体前側に移動される乗員の移動に伴ってシートベルトが引き出されるときに、シートベルトを巻き取るスプールに連結されたモータの回転抵抗力によってシートベルトの引き出しを抑制して車両衝突時に乗員を拘束することができる。
【００２０】
例えば衝突速度が大きく乗員が大柄な体格を有する車両衝突時には衝突速度が小さく乗員が小柄な体格を有する車両衝突時に比してシートベルトの引出速度が大きくなるが、シートベルトの引出速度が大きい場合にはモータの回転抵抗力を大きくすることができるので、乗員の体格や衝突速度が異なる場合においても、乗員の体格や衝突速度に対応するシートベルトの引出速度に応じたモータの回転抵抗力によってシートベルトの引き出しを抑制して車両衝突時に乗員を拘束することができる。
【００２１】
また、モータは、永久磁石と、モータ回転軸を有して永久磁石の径方向内側に回転可能に支持されるアーマチュアとを備え、永久磁石は、永久磁石による磁束の方向とアーマチュアによる磁束の方向とが反対となる部分に磁力補強部を備えている。
【００２２】
これにより、モータの永久磁石による磁束の方向とアーマチュアによる磁束の方向とが反対となる部分において磁力が低下することを抑制することができるので、車両衝突時にシートベルトの引出速度が大きくなってモータ回転数が大きくなる場合に乗員の拘束性能を向上させて乗員の安全性を向上させることができ、乗員の体格や衝突速度が異なる場合においても、車両衝突時に乗員の拘束性能をより的確に設定可能とすることで乗員の安全性を高めることができる。
【００２３】
また、請求項２に記載の発明によれば、永久磁石は、対向配置され、磁力補強部は、永久磁石による磁束の方向を９０度の角度位置とすると共に永久磁石による磁束の方向からモータ回転軸の回転方向とは反対方向に９０度ずれた方向を０度の角度位置としたときに、永久磁石における０度から９０度の間及び１８０度から２７０度の間の角度位置に設けられることにより、前記効果を具体的に実現することができる。
【００２４】
また、請求項３に記載の発明によれば、磁力補強部は、非磁力補強部より磁力の強い磁石から形成されることにより、例えば非磁力補強部をフェライト磁石により形成すると共に磁力補強部をネオジム磁石により形成するなど、磁力の異なる永久磁石を用い、比較的容易に永久磁石に磁力補強部を形成することができる。
【００２５】
また、請求項４に記載の発明によれば、磁力補強部は、非磁力補強部より径方向に厚く形成されることにより、径方向の厚さを変えることで、比較的容易に永久磁石に磁力補強部を形成することができる。
【００２６】
また、請求項５に記載の発明によれば、永久磁石は、磁力補強部と非磁力補強部とが分割して形成されることにより、磁力補強部と非磁力補強部とを異なる磁石や異なる形状で分割して形成することができ、比較的容易に永久磁石に磁力補強部を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るシートベルト装置の概略構成図である。
【図２】シートベルト装置のリトラクタを示す断面図である。
【図３】リトラクタに備えられるモータを示す断面図である。
【図４】図３におけるＹ４−Ｙ４線に沿ったモータの断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るシートベルト装置のリトラクタに備えられるモータの断面図である。
【図６】従来のリトラクタに備えられるモータのモータ回転数と回転抵抗力との関係を示すグラフである。
【図７】従来のモータにおける磁束密度を説明するための説明図である。
【図８】従来のモータにおける永久磁石による磁束とアーマチュアによる磁束とを説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００２９】
本願発明者等は、車両衝突時に乗員の拘束性能を確保して乗員の安全性を確保することができる車両用シートベルト装置の開発にあたり、先ず、従来のシートベルト装置のリトラクタに備えられると共にシートベルトを引き出し可能に巻き取るスプールに連結される直流モータについて、モータ回転数に対するモータの回転抵抗力を解析した。
【００３０】
図６は、従来のリトラクタに備えられるモータのモータ回転数と回転抵抗力との関係を示すグラフである。図６では、リトラクタに備えられる直流モータについて、電気的に短絡した状態において、シートベルトが引き出されるときにスプールの引出方向の回転に伴ってモータが回転されるときのモータ回転数に対するモータの回転抵抗力の解析結果を示している。
【００３１】
図６に示すように、解析結果から、モータの回転抵抗力は、モータ回転数が大きくなるにつれて大きくなり、モータ回転数が小さいときはモータ回転数の増加に対するモータの回転抵抗力の増加の割合が略一定となるものの、モータ回転数が大きくなるとモータ回転数の増加に対するモータの回転抵抗力の増加の割合が低下することが分かった。
【００３２】
本願発明者等はまた、モータ回転数に対するモータの回転抵抗力を解析する共に、モータ回転数が比較的大きい、図６に示す所定モータ回転数Ｎ１であるときのモータの磁束密度を解析した。
【００３３】
図７は、従来のモータにおける磁束密度を説明するための説明図である。図７に示すように、従来のリトラクタに備えられるモータとして、有底円筒状に形成されてヨークとして機能するハウジング１０１と、ハウジング１０１の内周面に対向配置される永久磁石１０２と、モータ回転軸１０３を有して永久磁石１０２の径方向内側に回転可能に支持されるアーマチュア１０４とを備えた直流モータ１００について、モータ回転数が図６に示す所定モータ回転数Ｎ１であるときのモータ１００の磁束密度を解析した。
【００３４】
解析結果から、モータ１００の磁束密度は、モータ回転軸１０３の軸心を中心として永久磁石１０２による磁束の方向を９０度の角度位置とすると共に永久磁石１０２による磁束の方向からモータ回転軸１０３の回転方向（図７における反時計回り方向）とは反対方向に９０度ずれた方向を０度の角度位置としたときに、図７の矢印Ａ１及びＡ２で示す永久磁石１０２における４５度及び２２５度の角度位置近傍においてモータ１００の磁束密度が低下していることが分かった。
【００３５】
図８は、従来のモータにおける永久磁石による磁束とアーマチュアによる磁束とを説明するための説明図である。図８に示すように、リトラクタに備えられるモータ１００では、矢印Ａ３で示すように永久磁石１０２のＮ極からＳ極に向かう方向に永久磁石１０２による磁束が形成される。
【００３６】
モータ１００ではまた、電気的に短絡した状態において、シートベルトが引き出されるときにスプールの引出方向の回転に伴ってモータ１００、具体的にはアーマチュア１０４が矢印Ａ４で示す方向に回転されるとき、矢印Ａ５で示すように永久磁石１０２のＮ極側に、モータ１００の回転方向と同一方向にモータ１００の回転によってアーマチュア１０４による磁束が形成され、矢印Ａ６で示すように永久磁石１０２のＳ極側にモータ１００の回転方向と反対方向にモータ１００の回転によってアーマチュア１０４による磁束が形成される。
【００３７】
そして、モータ回転数が大きくなるにつれて、モータ回転数に応じてアーマチュア１０４による磁束が大きくなることから、モータ回転数が比較的大きくなると、永久磁石１０２による磁束の方向とアーマチュア１０４による磁束の方向とが反対となる部分において永久磁石１０２による磁束がアーマチュア１０４による磁束によって打ち消され、モータ回転数の増加に対するモータ１００の回転抵抗力の増加の割合が低下するものと考えられる。
【００３８】
したがって、永久磁石による磁束の方向とアーマチュアによる磁束の方向とが反対となる部分において永久磁石による磁束がアーマチュアによる磁束によって打ち消されることを抑制してモータ回転数の増加に対するモータの回転抵抗力の増加の割合の低下を抑制することができれば、シートベルトの引出速度が大きくモータ回転数が大きくなる場合にモータの回転抵抗力が低下してシートベルトによる乗員の拘束荷重が低下することを抑制することができると考えられる。
【００３９】
以下、本発明の実施形態に係る車両用シートベルト装置について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るシートベルト装置の概略構成図である。本発明の実施形態に係るシートベルト装置は、車両に装備され、車室内のシートに着座した乗員を拘束することにより乗員を保護するものである。
【００４０】
図１に示すように、車両の前席シート１に備えられるシートベルト装置１０は、シート１に着座した乗員の上胴部及び腰部を拘束することにより乗員を保護する三点式のシートベルト装置であり、シート１に着座した乗員を拘束するシートベルト１１と、センタピラー２の車体下側に固定されてシートベルト１１を引き出し可能に巻き取るリトラクタ２１とを備えている。
【００４１】
シートベルト装置１０は、リトラクタ２１から引き出されたシートベルト１１を、センタピラー２の車体上側に固定された上側ベルトアンカ３を介してシート１の車幅方向外側に配置された下側ベルトアンカ４に固定すると共に、シートベルト１１に装着されたタングプレート５をシート１の車幅方向内側に配置されたバックル６に係合させ、シート１に着座した乗員の上胴部及び腰部を拘束することにより乗員を保護するようになっている。
【００４２】
図２は、シートベルト装置のリトラクタを示す断面図である。図２に示すように、シートベルト装置１０のリトラクタ２１は、センタピラー２に取り付けられ、シートベルト１１を引き出し可能に巻き取るスプール３０と、スプール３０に連結されるモータ４０とを備えている。
【００４３】
スプール３０は、スプール回転軸部３１と、スプール回転軸部３１に固定されると共にシートベルト１１が固定されて略円筒状に形成される円筒部３２とを備え、センタピラー２に固定されたハウジング７にスプール回転軸部３１が回転可能に支持されることにより回転可能に支持されている。
【００４４】
ハウジング７は、スプール３０の軸方向両側に平行に配置されて軸受１５を介してスプール３０のスプール回転軸部３１を回転可能に支持する両側の側面部８と、スプール３０の下側において両側の側面部８を連結する連結部９とを備え、断面略コ字状に形成されている。ハウジング７は、車体前側に配置される側面部８が締結部材Ｂ１を用いてセンタピラー２に固定されることにより車体に固定され、これにより、スプール３０は車体に回転可能に支持されている。
【００４５】
スプール３０はまた、センタピラー２とハウジング７との間に配設されてスプール３０を巻き取り方向に付勢するスプリングユニット３３を備え、スプリングユニット３３内に配置された渦巻きバネにスプール回転軸部３１が連結されてシートベルト１１を巻き取る方向に付勢されている。
【００４６】
モータ４０は、図２に示すように、ハウジング７の側面部８に平行に配設された第１プレート部材５１及び第２プレート部材５２を介してハウジング７に取り付けられている。モータ４０は、第１プレート部材５１に締結部材Ｂ２を用いて取り付けられ、第１プレート部材５１は、第２プレート部材５２に筒状部材５３を介して締結部材Ｂ３を用いて取り付けられ、第２プレート部材５２は、ハウジング７の側面部８に締結部材Ｂ４を用いて取り付けられている。
【００４７】
スプール３０のスプール回転軸部３１は、第２プレート部材５２に形成されたスプール用挿通穴５２ａに挿通され、モータ４０のモータ回転軸４１は、第１プレート部材５１に形成されたモータ用挿通穴５１ａに挿通されている。スプール３０は、スプール回転軸部３１とモータ回転軸４１とが第１プレート部材５１と第２プレート部材５２との間においてスプライン嵌合されてモータ４０に連結されている。
【００４８】
図３は、リトラクタに備えられるモータを示す断面図であり、図４は、図３におけるＹ４−Ｙ４線に沿ったモータの断面図である。図３及び図４に示すように、モータ４０は、スプール３０にスプライン嵌合されて連結されるモータ回転軸４１を有するブラシ付き直流モータ４０である。モータ４０は、電気的に短絡した状態において、シートベルト１１が引き出されるときにスプール３０の引出方向の回転に伴って回転されるモータ回転軸４１の回転に応じて回転抵抗力を発生するようになっている。
【００４９】
モータ４０は、磁性材料から有底円筒状に形成されてヨークとして機能するハウジング４２と、略断面半円弧状に形成されてハウジング４２内に固定されて対向配置される１対の永久磁石４３と、モータ回転軸４１を有して永久磁石４３の径方向内側に回転可能に支持されるアーマチュア４４と、ハウジング４２の開口部を覆うようにハウジング４２に装着されるブラシホルダ４５とを備えている。
【００５０】
アーマチュア４４は、モータ回転軸４１を有すると共にモータ回転軸４１に固定されて径方向外側に放射状に突出する複数のティース４４ａを備えたアーマチュアコア４４ｂを有し、アーマチュア４４のティース４４ａ間に形成されるスロットにそれぞれ複数のアーマチュアコイル４４ｃが巻かれている。
【００５１】
アーマチュア４４は、モータ回転軸４１が軸受３７を介してハウジング４２及びブラシホルダ４５に回転可能に支持されることにより回転可能に支持されている。アーマチュア４４はまた、モータ回転軸４１の軸方向一方側にコンミテータ（整流子）４６を備え、コンミテータ４６は、アーマチュアコイル４４ｃに接続されている。
【００５２】
ブラシホルダ４５は、スプリング部材４５ｂによって径方向内側に付勢されてコンミテータ４６に押し付けられる一対のブラシ４５ａを備えている。一対のブラシ４５ａは、コンミテータ４６を介してアーマチュアコイル４４ｃに接続されるようになっている。
【００５３】
ブラシホルダ４５は、モータ回転軸４１の軸方向一方側が突出するようにハウジング４２に装着され、ハウジング４２にブラシホルダ４５が装着された状態でハウジング４２が第１プレート部材５１に取り付けられている。一対のブラシ４５ａにはそれぞれ、図示されていないが、外部電源に接続可能である端子が接続されている。本実施形態では、一対のブラシ４５ａにそれぞれ接続される端子が接続されて閉回路が形成されることによって短絡されている。
【００５４】
モータ４０の永久磁石４３は、図４に示すように、ハウジング４２内に固定される永久磁石４３ａ、４３ｂを備え、永久磁石４３ａ、４３ｂは、略断面半円弧状に同一形状に形成されて対向配置されている。永久磁石４３ａは、径方向内側の磁極がＮ極とされ、永久磁石４３ｂは、径方向内側の磁極がＳ極とされ、永久磁石４３は、矢印Ａ６で示す永久磁石４３ａのＮ極から永久磁石４３ｂのＳ極に向かう方向に永久磁石４３による磁束が形成されている。
【００５５】
モータ４０では、車両衝突時にシートベルト１１が引き出されるときにスプール３０の引出方向の回転に伴って回転されるモータ回転軸４１の回転に応じて逆起電力が発生し、モータ回転軸４１の回転を抑制するように回転抵抗力が発生する。モータ４０の回転抵抗力は、シートベルト１１の引出速度が大きくなるときに乗員の拘束荷重を大きくすることができる。
【００５６】
シートベルト装置１０では、車両衝突時にシートベルト１１が引き出されるときに乗員が大柄な体格を有する場合には乗員が小柄な体格を有する場合に比して体重が大きくシートベルト１１の引出速度が大きく、また衝突速度が大きい場合には衝突速度が小さい場合に比してシートベルト１１の引出速度が大きくなることから、モータ４０の回転抵抗力を大きくして乗員の拘束荷重を大きくすることができる。これにより、乗員の体格や衝突速度に応じてシートベルト１１による乗員の拘束荷重を調整することが可能となる。
【００５７】
モータ４０はまた、電気的に短絡した状態において、永久磁石４３による磁束の方向と、シートベルト１１が引き出されるときにスプール３０の引出方向の回転に伴ってモータ回転軸４１が矢印Ａ７で示す方向に回転されるときにモータ回転軸４１と一体で回転するアーマチュアによって形成されるアーマチュア４４による磁束の方向とが反対となる部分に他の部分より磁力を補強した磁力補強部４７を備えている。
【００５８】
モータ回転軸４１が矢印Ａ７で示す方向に回転されるときには、矢印Ａ８で示すように永久磁石４３のＮ極側に、モータ回転軸４１の回転方向と同一方向にモータ回転軸４１の回転によってアーマチュア４４による磁束が形成され、矢印Ａ９で示すように永久磁石４３のＳ極側にモータ回転軸４１の回転方向と反対方向にモータ４０の回転によってアーマチュア４４による磁束が形成される。
【００５９】
本実施形態では、永久磁石４３には、永久磁石による磁束の方向とアーマチュアによる磁束の方向とが反対となる部分として、モータ回転軸４１の軸心を中心として永久磁石４３による磁束の方向を９０度の角度位置とすると共に永久磁石４３による磁束の方向からモータ回転軸４１が矢印Ａ７で示す方向に回転されるときとは反対方向に９０度ずれた方向を０度の角度位置としたときに、永久磁石４３における０度から９０度の間及び１８０度から２７０度の間の角度位置に磁力補強部４７が設けられる。永久磁石４３における９０度から１８０度の間及び２７０度から３６０度の間の角度位置は磁力補強部４７を除く部分である非磁力補強部４８とされる。
【００６０】
永久磁石４３は具体的には、永久磁石４３ｂが２０度から１６０度の間の角度位置に設けられ、永久磁石４３ａが２００度から３４０度の間の角度位置に設けられている。永久磁石４３ｂでは、２０度から９０度の間の角度位置に磁力補強部４７ｂが設けられ、９０度から１６０度の間の角度位置は磁力補強部４７ｂを除く部分である非磁力補強部４８ｂとされている。一方、永久磁石４３ａでは、２００度から２７０度の間の角度位置に磁力補強部４７ａが設けられ、２７０度から３４０度の間の角度位置は磁力補強部４７ａを除く部分である非磁力補強部４８ａとされている。
【００６１】
また、永久磁石４３は、磁力補強部４７がネオジム磁石により形成されると共に非磁力補強部４８がフェライト磁石により形成され、磁力補強部４７が非磁力補強部４８より磁力の強い磁石から形成されている。モータ４０の永久磁石４３として、磁力補強部４７が非磁力補強部４８より磁力の強い磁石より形成されるものであれば、他の磁石を用いることができる。
【００６２】
永久磁石４３はまた、磁力補強部４７と非磁力補強部４８とが分割して形成され、永久磁石４３の磁力補強部４７と非磁力補強部４８とがそれぞれ形成されてハウジング４２に固定されている。
【００６３】
このようにして構成されるシートベルト装置１０では、前面衝突などの車両衝突時に乗員が車体前側に移動される場合、車体前側に移動される乗員の移動に伴ってシートベルト１１が引き出されるときに、シートベルト１１を巻き取るスプール３０に連結されたモータ４０の回転抵抗力によってシートベルト１１の引き出しを抑制して車両衝突時に乗員を拘束することができる。
【００６４】
モータ４０では、磁力補強部４７によってモータ４０の永久磁石４３による磁束の方向とアーマチュア４４による磁束の方向とが反対となる部分において磁力が低下することを抑制することができ、モータ回転数が大きくなる場合にモータ回転数の増加に対するモータ４０の回転抵抗力の増加の割合が低下することを抑制することができる。
【００６５】
本実施形態では、永久磁石４３は、２０度から１６０度の間の角度位置及び２００度から３４０度の間の角度位置に設けられているが、０度から１８０度の間及び１８０度から３６０度の間の角度位置に設けることも可能である。かかる場合には、０度から９０度の間及び１８０度から２７０度の間の角度位置に磁力補強部が設けられ、９０度から１８０度の間及び２７０度から３６０度の間の角度位置は非磁力補強部とされる。
【００６６】
このように、本実施形態に係るシートベルト装置１０では、リトラクタ２１は、シートベルト１１を引き出し可能に巻き取るスプール３０と、スプール３０に連結されるモータ回転軸４１を有してシートベルト１１が引き出されるときにスプール３０の引出方向の回転に伴って回転されるモータ回転軸４１の回転に応じて回転抵抗力を発生するモータ４０とを備えている。
【００６７】
これにより、前面衝突などの車両衝突時に車体前側に移動される乗員の移動に伴ってシートベルト１１が引き出されるときに、シートベルト１１を巻き取るスプール３０に連結されたモータ４０の回転抵抗力によってシートベルト１１の引き出しを抑制して車両衝突時に乗員を拘束することができる。
【００６８】
例えば衝突速度が大きく乗員が大柄な体格を有する車両衝突時には衝突速度が小さく乗員が小柄な体格を有する車両衝突時に比してシートベルト１１の引出速度が大きくなるが、シートベルト１１の引出速度が大きい場合にはモータ４０の回転抵抗力を大きくすることができるので、乗員の体格や衝突速度が異なる場合においても、乗員の体格や衝突速度に対応するシートベルト１１の引出速度に応じたモータ４０の回転抵抗力によってシートベルト１１の引き出しを抑制して車両衝突時に乗員を拘束することができる。
【００６９】
また、モータ４０は、永久磁石４３と、モータ回転軸４１を有して永久磁石４３の径方向内側に回転可能に支持されるアーマチュア４４とを備え、永久磁石４３は、永久磁石４３による磁束の方向とアーマチュア４４による磁束の方向とが反対となる部分に磁力補強部４７を備えている。
【００７０】
これにより、モータ４０の永久磁石４３による磁束の方向とアーマチュア４４による磁束の方向とが反対となる部分において磁力が低下することを抑制することができるので、車両衝突時にシートベルト１１の引出速度が大きくなってモータ４０の回転速度が大きくなる場合に乗員の拘束性能を向上させて乗員の安全性を向上させることができ、乗員の体格や衝突速度が異なる場合においても、車両衝突時に乗員の拘束性能をより的確に設定可能とすることで乗員の安全性を高めることができる。
【００７１】
また、永久磁石４３は、対向配置され、磁力補強部４７は、非磁力補強部４８より磁力の強い磁石から形成される。これにより、例えば非磁力補強部４８をフェライト磁石により形成すると共に磁力補強部４７をネオジム磁石により形成するなど、磁力の異なる永久磁石４３を用い、比較的容易に永久磁石４３に磁力補強部４７を形成することができる。
【００７２】
また、永久磁石４３は、磁力補強部４７と非磁力補強部４８とが分割して形成される。これにより、磁力補強部４７と非磁力補強部４８とを異なる磁石で分割して形成することができ、比較的容易に永久磁石４３に磁力補強部４７を形成することができる。
【００７３】
次に、本発明の第２実施形態に係るシートベルト装置について説明する。第２実施形態に係るシートベルト装置は、第１実施形態に係るシートベルト装置とモータの永久磁石が異なるのみであるので、モータの永久磁石についてのみ説明し、第１実施形態に係るシートベルト装置と同様の構成については説明を省略する。
【００７４】
図５は、本発明の第２実施形態に係るシートベルト装置のモータを示す断面図である。本発明の第２実施形態に係るシートベルト装置についても、リトラクタ２１は、シートベルト１１を引き出し可能に巻き取るスプール３０と、スプール３０に連結されるモータ回転軸４１を有すると共にシートベルト１１が引き出されるときにスプール３０の引出方向の回転に伴って回転されるモータ回転軸４１の回転に応じて回転抵抗力を発生するモータ４０´とを備えている。
【００７５】
モータ４０´は、磁性材料から有底円筒状に形成されるハウジング４２と、略断面半円弧状に形成されてハウジング４２内に固定されて対向配置される１対の永久磁石４３´と、モータ回転軸４１を有して永久磁石４３´の径方向内側に回転可能に支持されるアーマチュア４４と、ハウジング４２の開口部を覆うようにハウジング４２に装着されるブラシホルダ４５とを備えている。
【００７６】
永久磁石４３´は、図５に示すように、ハウジング４２内に固定される永久磁石４３ａ´、４３ｂ´を備え、永久磁石４３ａ´、４３ｂ´は、略断面半円弧状に同一形状に形成されて対向配置されている。永久磁石４３ａ´は、径方向内側の磁極がＮ極とされ、永久磁石４３ｂ´は、径方向内側の磁極がＳ極とされている。
【００７７】
モータ４０´についても、電気的に短絡した状態において、永久磁石４３´による磁束の方向と、シートベルト１１が引き出されるときにスプール３０の引出方向の回転に伴ってモータ４０´が矢印Ａ７で示す方向に回転されるときにモータ４０´の回転に伴って形成されるアーマチュア４４による磁束の方向とが反対となる部分に他の部分より磁力を補強した磁力補強部４７´を備えている。
【００７８】
永久磁石４３´には、永久磁石による磁束の方向とアーマチュアによる磁束の方向とが反対となる部分として、モータ回転軸４１の軸心を中心として永久磁石４３´による磁束の方向を９０度の角度位置とすると共に永久磁石４３´による磁束の方向からモータ回転軸４１が矢印Ａ７で示す方向に回転されるときとは反対方向に９０度ずれた方向を０度の角度位置としたときに、永久磁石４３´における０度から９０度の間及び１８０度から２７０度の間の角度位置に磁力補強部４７´が設けられる。永久磁石４３´における９０度から１８０度の間及び２７０度から３６０度の間の角度位置は磁力補強部４７´を除く部分である非磁力補強部４８´とされる。
【００７９】
永久磁石４３´についても具体的には、永久磁石４３ｂ´が２０度から１６０度の間の角度位置に設けられ、永久磁石４３ａ´が２００度から３４０度の間の角度位置に設けられている。永久磁石４３ｂ´では、２０度から９０度の間の角度位置に磁力補強部４７ｂ´が設けられ、９０度から１６０度の間の角度位置は磁力補強部４７ｂ´を除く部分である非磁力補強部４８ｂ´とされている。一方、永久磁石４３ａ´では、２００度から２７０度の間の角度位置に磁力補強部４７ａ´が設けられ、２７０度から３４０度の間の角度位置は磁力補強部４７ａ´を除く部分である非磁力補強部４８ａ´とされている。
【００８０】
本実施形態では、永久磁石４３´は、磁力補強部４７´が非磁力補強部４８´より径方向に厚く形成されている。磁力補強部４７´は、非磁力補強部４８´と内周面の曲率半径が等しく外周面の曲率半径が大きく形成され、非磁力補強部４８より径方向に厚く形成されている。また、非磁力補強部４８´とハウジング４２の間には、磁性材料から略断面円弧状に形成されたヨーク４９が取り付けられている。
【００８１】
永久磁石４３´はまた、磁力補強部４７´と非磁力補強部４８´とが分割して形成されている。永久磁石４３´の磁力補強部４７´と非磁力補強部４８´とはそれぞれ形成されてハウジング４２に固定され、非磁力補強部４８´は、ヨーク４９を介してハウジング４２に固定されている。なお、永久磁石４３´について、磁力補強部４７´と非磁力補強部４８´とを一体的に形成するようにしてもよい。
【００８２】
モータ４０´についても、磁力補強部４７´によってモータ４０´の永久磁石４３´による磁束の方向とアーマチュア４４による磁束の方向とが反対となる部分において磁力が低下することを抑制することができ、モータ回転数が大きくなる場合にモータ回転数の増加に対するモータ４０´の回転抵抗力の増加の割合が低下することを抑制することができる。
【００８３】
このように、本実施形態に係るシートベルト装置についても、リトラクタ２１は、シートベルト１１を引き出し可能に巻き取るスプール３０と、スプール３０に連結されるモータ回転軸４１を有してシートベルト１１が引き出されるときにスプール３０の引出方向の回転に伴って回転されるモータ回転軸４１の回転に応じて回転抵抗力を発生するモータ４０´とを備えている。
【００８４】
また、モータ４０´は、永久磁石４３´と、モータ回転軸４１を有して永久磁石４３´の径方向内側に回転可能に支持されるアーマチュア４４とを備え、永久磁石４３´は、永久磁石４３´による磁束の方向とアーマチュア４４による磁束の方向とが反対となる部分に磁力補強部４７´を備えている。
【００８５】
これにより、車両衝突時にシートベルト１１の引出速度が大きくなってモータ４０´の回転速度が大きくなる場合にモータ４０´の回転速度の増加に対するモータ４０´の回転抵抗力の増加の割合が低下することを抑制して乗員の拘束性能を向上させて乗員の安全性を向上させることができ、乗員の体格や衝突速度が異なる場合においても、車両衝突時に乗員の拘束性能をより的確に設定可能とすることで乗員の安全性を高めることができる。
【００８６】
また、磁力補強部４７´は、非磁力補強部４８´より径方向に厚く形成される。これにより、径方向の厚さを変えることで、比較的容易に永久磁石４３´に磁力補強部４７´を形成することができる。
【００８７】
本実施形態では、シートベルト装置１０は、前席シート１に備えられているが、前席シート１より車体後側に配置される後席シートについても同様に適用可能である。かかる場合、リトラクタ２１はセンタピラー２に代えてリアピラーなどの車体に固定して取り付けられる。
【００８８】
本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上のように、本発明に係る車両用シートベルト装置によれば、乗員の体格や衝突速度が異なる場合においても、車両衝突時に乗員の拘束性能をより的確に設定可能とすることで乗員の安全性を高めることが可能となるから、車両の安全技術の分野において好適に利用される可能性がある。
【符号の説明】
【００９０】
１  シート
１０  シートベルト装置
１１  シートベルト
２１  リトラクタ
３０  スプール
４０，４０´  モータ
４１  モータ回転軸
４３，４３´  永久磁石
４４  アーマチュア
４７，４７´  磁力補強部
４８，４８´  非磁力補強部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2020050295.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020050295.tif 000007
【図６】
2020050295.tif 000008
【図７】
2020050295.tif 000009
【図８】
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