(57)【要約】  リトラクタ１０は、シートベルトを巻き取るスピンドル１２と、スピンドル１２を回転可能に支持するフレーム１１と、スピンドル１２のシートベルト巻き取り方向への回転を付勢する巻き取りバネ１３０と、スピンドル１２の回転を検出する磁気ディスク１５０及び磁気センサユニット１６０と、を備える。磁気ディスク１５０及び磁気センサユニット１６０は、それぞれ磁性材料で構成されたフレーム１１と巻き取りバネ１３０との間に配置されている。これにより、外乱磁界の影響を受けにくく、高い信頼性でスピンドルの回転検出を行うことができる。
2008117820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートベルトを巻き取るスピンドルと、
該スピンドルを回転可能に支持し、磁性材料を含んで構成されるフレームと、
前記スピンドルのシートベルト巻き取り方向への回転を付勢し、磁性材料を含んで構成される付勢手段と、
前記スピンドルの回転を検出する回転検出手段と、
を備え、
前記回転検出手段は、スピンドルの回転を磁気的に検出するものであり、前記フレームと前記付勢手段との間に配置されていることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項２】
前記回転検出手段は、前記スピンドルと共に回転する磁気ディスクと、該磁気ディスクの半径方向外方に配置され前記磁気ディスクの回転による磁界の変化を電気信号に変換する検出素子と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のシートベルト装置。
【請求項３】
前記付勢手段と前記回転検出手段は、前記スピンドルの軸方向に分割可能なカバー部材に収容され、該カバー部材が、前記フレームの側板に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のシートベルト装置。
【請求項４】
前記付勢手段が巻き取りバネを備え、前記カバー部材の内部に、前記巻き取りバネと前記回転検出手段の各収容空間を仕切る隔壁が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のシートベルト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートベルト装置に関し、特に、シートベルトを巻き取るリトラクタのスピンドルの回転を検出し、検出された巻き取り量又は引き出し量を、電動アクチュエータによるシートベルトの巻き取り動作や引き出し動作の制御に利用するようにした車両用のシートベルト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるシートベルト装置としては、電動アクチュエータによってシートベルト（ウェビング）の巻き取りや引き出しを行うものが知られている。この種のシートベルト装置では、車両走行中にベルトが緩んだり、締まり過ぎたりしないように、シートベルトの引き出し量や巻き取り量を検出して、シートベルトの張力を調節するようにしており、通常は、リトラクタのスピンドルの回転を回転検出手段で検出することにより、シートベルトの引き出し量や巻き取り量を検出し、それに応じてスピンドルの回転を制御している（例えば、特許文献１参照。）。【０００３】
特許文献１に記載のシートベルト装置では、スピンドルの回転を検出する手段として、スピンドルに連動して回転する円板と、円板を挟んで対面する永久磁石と磁気センサとが設けられている。円板には円周方向に交互に、磁界を透過する透過部と磁界を遮蔽する遮蔽部とが設けられており、永久磁石と磁気センサの間を円板が通過する際の磁界の変化を磁気センサで検出することにより、スピンドルの回転を検出するようになっている。
【特許文献１】特開２００５−２９７７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載のシートベルト装置では、リトラクタのスピンドルの回転検出を磁界の変化に基づいて行うようにしているが、回転検出手段に外乱磁界が作用すると、検出性能に影響が出やすいという問題があった。【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、外乱磁界の影響を受けにくく、高い信頼性でスピンドルの回転検出を行うことのできるシートベルト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
（１）  シートベルトを巻き取るスピンドルと、
該スピンドルを回転可能に支持し、磁性材料を含んで構成されるフレームと、
前記スピンドルのシートベルト巻き取り方向への回転を付勢し、磁性材料を含んで構成される付勢手段と、
前記スピンドルの回転を検出する回転検出手段と、
を備え、
前記回転検出手段は、スピンドルの回転を磁気的に検出するものであり、前記フレームと前記付勢手段との間に配置されていることを特徴とするシートベルト装置。
（２）  前記回転検出手段は、前記スピンドルと共に回転する磁気ディスクと、該磁気ディスクの半径方向外方に配置され前記磁気ディスクの回転による磁界の変化を電気信号に変換する検出素子と、を備えることを特徴とする（１）に記載のシートベルト装置。
（３）  前記付勢手段と前記回転検出手段は、前記スピンドルの軸方向に分割可能なカバー部材に収容され、該カバー部材が、前記フレームの側板に取り付けられていることを特徴とする（１）または（２）に記載のシートベルト装置。
（４）  前記付勢手段が巻き取りバネを備え、前記カバー部材の内部に、前記巻き取りバネと前記回転検出手段の各収容空間を仕切る隔壁が設けられていることを特徴とする（３）に記載のシートベルト装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のシートベルト装置によれば、スピンドルの回転を磁気的に検出する回転検出手段が、磁性材料である付勢手段とフレームの間に配置されているので、それら磁性材料による磁気シールド効果により、回転検出手段が外乱磁界の影響を受けにくくなり、回転検出の信頼性が高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態のシートベルト装置の分解斜視図である。
【図２】同シートベルト装置における巻き取りバネ装置の側断面図である。
【図３】同巻き取りバネ装置に含まれる回転検出手段の要部構成を示す分解斜視図である。
【図４】（ａ）は同巻き取りバネ装置の内部構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。
【図５】同巻き取りバネ装置に含まれる回転検出手段の原理構成図である。
【図６】同回転検出手段に含まれるホールＩＣの出力の説明図で、（ａ）は２つのホールＩＣの出力波形の関係を示す図、（ｂ）はスピンドルの回転方向が巻き取り方向であると判断する場合の条件を示す図、（ｃ）はスピンドルの回転方向が巻き取り方向であると判断する場合の条件を示す図である。
【符号の説明】
【０００９】
１１  支持フレーム
１１ａ，１１ｂ  側板
１２  スピンドル
１０１  ケーシング（カバー部材）
１０２  センサ収容空間
１０３  バネ収容空間
１１０  ロアカバー（カバー部材）
１２０  アッパカバー（カバー部材）
１３０  巻き取りバネ（付勢手段）
１４０  遮蔽プレート（隔壁）
１５０  磁気ディスク（回転検出手段）
１６１Ａ，１６１Ｂ  ホールＩＣ（検出素子、回転検出手段）
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態に係るシートベルト装置について図面を参照して詳細に説明する。【００１１】
図１に示すように、本実施形態のシートベルト装置であるリトラクタ１０は、シートベルト（図示せず）を巻き取るスピンドル１２と、スピンドル１２のシートベルト巻き取り方向への回転を付勢する巻き取りバネ装置１００と、加速度センサ（図示せず）によって検出される加速度に応じてシートベルトの引き出し動作をロックするロック機構１４と、スピンドル１２を回転させる動力を発生する電動アクチュエータ１８と、スピンドル１２を回転させる他の動力を発生するプリテンショナー機構１５と、電動アクチュエータ１８からの動力をスピンドル１２に伝達可能な動力伝達機構１７と、を有している。【００１２】
スピンドル１２は、磁性材料である金属製（本実施形態では、高張力鋼板（ＳＰＦＨ５９０））の支持フレーム１１の左右側板１１ａ、１１ｂによって両端を回転可能に支持されている。スピンドル１２内には、一端側（図１において左端側）でスピンドル１２に接続され、他端側（図１において右端側）でプリテンショナー機構１５からの力が入力されるトレッドヘッド２１に接続される、エネルギー吸収機構を構成するトルクチューブ（図示せず）が設けられている。【００１３】
プリテンショナー機構１５は、火薬を点火して発生したガスによってボール（図示せず）を強く押し出し、ボールがピニオン２６の溝に沿って移動する。ピニオン２６の回転は、ロック機構１４を介してトレッドヘッド２１、トーションバー、スピンドル１２へと伝達される。また、電動アクチュエータ１８による動力も、動力伝達機構１７を介してスピンドル１２に設けられたジョイント２２に伝達され、スピンドル１２を回転させる。なお、図１中、符号２３は、プリテンショナー機構１５からの力の伝達経路をトーションバーによって切り替えるための経路切替用ガス発生器（図示せず）が取り付けられるスイッチハウジングである。【００１４】
図２に示すように、巻き取りバネ装置１００は、そのケーシング（カバー部材）１０１の中に、付勢手段として、磁性材料である金属製（本実施形態では、ステンレス）の渦巻き型の巻き取りバネ１３０と、スピンドル１２の回転を検出する回転検出手段としての磁気ディスク１５０及び磁気センサユニット１６０と、磁気ディスク１５０と巻き取りバネ１３０の間を遮蔽する樹脂製（本実施形態では、ポリアセタール）の遮蔽プレート（隔壁）１４０と、を備えている。【００１５】
ケーシング１０１は、スピンドル１２の軸方向に二分割された樹脂製（本実施形態では、ポリアセタール）のロアカバー１１０と樹脂製（本実施形態では、ポリプロピレン）のアッパカバー１２０とからなる。ロアカバー１１０とアッパカバー１２０とは、ロアカバー１１０の爪１１１をアッパカバー１２０に係合させることで互いに結合され、また、アッパカバー１２０に、遮蔽プレート１４０の爪１４１を係合させることで、ケーシング１０１内をセンサ収容空間１０２とバネ収容空間１０３に画成する。【００１６】
アッパカバー１２０と遮蔽プレート１４０によって画成されたバネ収容空間１０３には、巻き取りバネ１３０が収容され、ロアカバー１１０と遮蔽プレート１４０によって画成されたセンサ収容空間１０２には、磁気ディスク１５０及び磁気センサユニット１６０が収容される。これにより、遮蔽プレート１４０は、巻き取りバネ１３０と磁気ディスク１５０及び磁気センサユニット１６０との干渉を防止すると共に、巻き取りバネ１３０が作動する際の良好な摺動性を確保し、バネ収容空間１０３内に充填される巻き取りバネ１３０を潤滑するグリースがディスク収容空間１０２側に侵入することを防止している。【００１７】
さらに、ケーシング１０１は、アッパカバー１２０に設けた係合部１２１で動力伝達機構１７のケース３０に固定されている（図１参照。）。これにより、磁気ディスク１５０と磁気センサユニット１６０は、それぞれが磁性材料で構成された支持フレーム１１と巻き取りバネ１３０との間に配置されている。【００１８】
また、磁気ディスク１５０のリテーナ部１５１には、中央に両側に突出したボス１５２が設けられており、そのボス１５２の一端側が、ロアカバー１１０の中央孔１１２から露出している。そして、そのボス１５２のロアカバー１１０側の端面に形成された四角穴１５３に、スピンドル１２の四角状の端部突起２０が係合されることで、磁気ディスク１５０がスピンドル１２と一体に回転するようになっている。【００１９】
また、ボス１５２の他端側は、遮蔽プレート１４０の中央の開口１４２からアッパカバー１２０側に突出しており、そのボス１５２の他端側に設けられた係合溝１５４に、アッパカバー１２０に外周端が固定された巻き取りバネ１３０の内周端１３１が係合固定されている。これにより、巻き取りバネ１３０の回転付勢力が磁気ディスク１５０のリテーナ部１５１を介してスピンドル１２に伝達される。また、アッパカバー１２０の内面にはガイド突起１２２が設けられており、そのガイド突起１２２が、磁気ディスク１５０のボス１５１の他端側の端面に設けられたガイド穴１５５に挿入されている。【００２０】
磁気ディスク１５０は、外周部に磁石１５６を配置したもので、磁石１５６のＮ極とＳ極が円周方向に一定のピッチで配列されている。また、磁気センサユニット１６０は、図３、図４に示すように、センサハウジング１６５内に、磁気ディスク１５０の回転による磁界の変化を電気信号に変換する２つのホールＩＣ（検出素子）１６１Ａ、１６１Ｂを所定の間隔をおいて収容したもので、磁気ディスク１５０の半径方向外方に配置されており、センサハウジング１６５はロアカバー１１０に爪１１３によって固定されている。各ホールＩＣ１６１Ａ、１６１Ｂに繋がるリード線１６２は、ロアカバー１１０に設けたリード線引出部１１４から外部に引き出されている。【００２１】
図５はホールＩＣ１６１Ａ、１６１Ｂと磁気ディスク１５０の磁極の関係を示している。このように構成した場合、ホールＩＣ１６１Ａ、１６１Ｂは、磁気ディスク１５０の回転に伴う磁束変化に応じた出力を発生するので、ホールＩＣ１６１Ａ、１６１Ｂの出力変化をカウントすることにより、スピンドル１２の回転量を検出できる。この場合、図６（ａ）に示すように、２つのホールＩＣ１６１Ａ、１６１Ｂは、磁界変化による電流出力の変化がそれぞれ４分の１周期の位相だけずれるように配置されている。【００２２】
ここでは、磁気ディスク１５０の一周（３６０°）にＮ極とＳ極を交互に４８極（各２４極）配置しているので、１極当たりの角度が「３６０°／４８極＝７．５°」となる。そして、２相（１個のホールＩＣ１６１Ａ、１６１Ｂ）による検出のため、検出できる分解能は３．７５°（＝７．５°／２）となる。【００２３】
この分解能（３．７５°）を、シートベルトのバックル装着時のベルト長さに換算（ベルトの巻回径を５０ｍｍとして計算）すると、１．６３ｍｍとなり、かなりの高精度でベルトの移動長を検出できることになる。【００２４】
また、２つのホールＩＣ１６１Ａ、１６１Ｂを使用したことにより、両出力によりスピンドル１２の回転方向も検出できる。図６（ｂ）のような変化を検出するときは、巻き取り方向へ回転していると判断でき、図６（ｃ）のような変化を検出するときは、引き出し方向へ回転していると判断できる。【００２５】
このように磁気センサユニット１６０の出力を利用して、ベルトの引き出し量や巻き取り量を監視し、車両の走行状態に応じて精密にベルトの引き出し又は巻き取りを制御できる。【００２６】
本実施形態のシートベルト装置によれば、スピンドル１２の回転を磁気的に検出する回転検出手段（磁気ディスク１５０と磁気センサユニット１６０）が、磁性材料を含んで構成される巻き取りバネ１３０とフレーム１１の間に配置されているので、それら磁性材料による磁気シールド効果により、回転検出手段が外乱磁界の影響を受けにくくなり、回転検出の信頼性が高まる。【００２７】
また、磁気ディスク１５０の半径方向外方にホールＩＣ１６１Ａ、１６１Ｂが配置されているので、スピンドル１２の軸方向における寸法をコンパクトに構成することができる。【００２８】
また、巻き取りバネ１３０と磁気センサユニット１６０がスピンドル１２の軸方向に分割可能なケーシング１０１に収容され、１個のユニットとしてサブアッシー化されているので、そのユニットを動力伝達機構１７のケース３０を介してフレーム１１の側板１１ａに取り付けるだけで、組み付けを完了することができ、組立時の取り扱いが容易である。【００２９】
さらに、ケーシング１０１の内部に、巻き取りバネ１３０と回転検出手段の各収容空間を仕切る遮蔽プレート１４０を設けたので、巻き取りバネ１３０と回転検出手段である磁気ディスク１５０と磁気センサユニット１６０の物理的な干渉を防ぐことができる。また、巻き取りバネ１３０のバネ収容空間１０３に充填されたグリースが回転検出手段側に侵入するのを防止することができる。従って、回転検出手段の性能を阻害することがなく、安定した検出機能を発揮することができる。【００３０】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものでなく、適宜、変形、改良等が可能である。
本発明の付勢手段は、上記実施形態の巻き取りバネ１３０に限定されず、スピンドル１２のシートベルト巻き取り方向への回転を付勢し、磁性材料を含んで構成されるものであればよい。
また、回転検出手段も、スピンドル１２の回転を磁気的に検出するものであればよく、上記実施形態に限定されるものでない。【００３１】
なお、本出願は、２００７年３月２６日出願の日本特許出願（特願２００７−０７８１０９）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【図１】
2008117820.tif 000003
【図２】
2008117820.tif 000004
【図３】
2008117820.tif 000005
【図４】
2008117820.tif 000006
【図５】
2008117820.tif 000007
【図６】
2008117820.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成21年9月7日(2009.9.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートベルトを巻き取るスピンドルと、
該スピンドルを回転可能に支持し、磁性材料を含んで構成されるフレームと、
前記スピンドルのシートベルト巻き取り方向への回転を付勢し、磁性材料を含んで構成される付勢手段と、
前記スピンドルの回転を検出する回転検出手段と、
前記付勢手段と前記回転検出手段を収容し、前記フレームの側板に取り付けられるカバー部材と、を備え、
前記回転検出手段は、外周部の一周に亘って磁石のN極とS極が交互に円周方向に一定のピッチで配置されて前記スピンドルと共に回転する磁気ディスクを有しており、前記スピンドルの回転に応じた前記磁気ディスクの回転に伴う磁束変化を検出し、
前記磁気ディスクは、前記フレームと前記付勢手段との間に配置されていることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項２】
前記カバー部材の内部に、前記付勢手段と前記回転検出手段の各収容空間を仕切る隔壁が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のシートベルト装置。
【請求項３】
前記回転検出手段は、該磁気ディスクの半径方向外方に配置され前記磁気ディスクの回転による磁界の変化を電気信号に変換する検出素子をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載のシートベルト装置。
【請求項４】
前記磁気ディスクの外周部の外径は、前記巻き取りバネの外径より小さいことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のシートベルト装置。
【請求項５】
前記カバー部材は、樹脂製であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のシートベルト装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
（１）  シートベルトを巻き取るスピンドルと、
該スピンドルを回転可能に支持し、磁性材料を含んで構成されるフレームと、
前記スピンドルのシートベルト巻き取り方向への回転を付勢し、磁性材料を含んで構成される付勢手段と、
前記スピンドルの回転を検出する回転検出手段と、
前記付勢手段と前記回転検出手段を収容し、前記フレームの側板に取り付けられるカバー部材と、を備え、
前記回転検出手段は、外周部の一周に亘って磁石のN極とS極が交互に円周方向に一定のピッチで配置されて前記スピンドルと共に回転する磁気ディスクを有しており、前記スピンドルの回転に応じた前記磁気ディスクの回転に伴う磁束変化を検出し、
前記磁気ディスクは、前記フレームと前記付勢手段との間に配置されていることを特徴とするシートベルト装置。
（２）  前記カバー部材の内部に、前記付勢手段と前記回転検出手段の各収容空間を仕切る隔壁が設けられていることを特徴とする（１）に記載のシートベルト装置。
（３）  前記回転検出手段は、該磁気ディスクの半径方向外方に配置され前記磁気ディスクの回転による磁界の変化を電気信号に変換する検出素子をさらに備えることを特徴とする（１）または（２）に記載のシートベルト装置。
（４）  前記磁気ディスクの外周部の外径は、前記巻き取りバネの外径より小さいことを特徴とする（１）から（３）のいずれかに記載のシートベルト装置。
（５）  前記カバー部材は、樹脂製であることを特徴とする（１）から（４）のいずれかに記載のシートベルト装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
磁気ディスク１５０は、外径が巻き取りバネの外径より小さく形成された、外周部に磁石１５６を配置したもので、磁石１５６のＮ極とＳ極が円周方向に一定のピッチで配列されている。また、磁気センサユニット１６０は、図３、図４に示すように、センサハウジング１６５内に、磁気ディスク１５０の回転による磁界の変化を電気信号に変換する２つのホールＩＣ（検出素子）１６１Ａ、１６１Ｂを所定の間隔をおいて収容したもので、磁気ディスク１５０の半径方向外方に配置されており、センサハウジング１６５はロアカバー１１０に爪１１３によって固定されている。各ホールＩＣ１６１Ａ、１６１Ｂに繋がるリード線１６２は、ロアカバー１１０に設けたリード線引出部１１４から外部に引き出されている。
【国際調査報告】
2008117820.tif 000009
2008117820.tif 000010