(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェビングを巻き取るボビンと、
前記ボビンの回転軸に連結された略円板状の回転子と、
前記回転子の周囲の外側に配置され該回転子の回転状態を検出する非接触式のセンサとを備え、
前記センサは、前記回転子の半径方向であって、前記ウェビングが前記ボビンから引き出される方向と略直交する方向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】
前記ボビンの回転軸は実質的に車長方向または車幅方向に延び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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のシートに着座した乗員をウェビングによって拘束するシートベルト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に装備されるシートベルト装置は乗員拘束用のウェビングがリトラクタ内のボビン（ベルトリールまたはスピンドルとも呼ばれる）に巻回され、装着時にリトラクタから引き出されるようになっている。この種のシートベルト装置はボビンの一端に回転軸が突設され、その回転軸が巻取ばねによって回転付勢されるようになっている。
【０００３】
近年、この種のシートベルト装置として、ボビンの回転軸にクラッチを介してモータを接続し、ウェビングの弛み取りや緊急引き込みをモータの動力で行うものが開発されている（例えば特許文献１および特許文献２）。
【０００４】
このようなシートベルト装置は、ボビンに突設された回転軸にモータ動力を断接操作するクラッチが設けられ、クラッチと巻取ばねとの間に、ボビンの回転状態（回転方向や回転量、回転速度等）を検出する回転検出手段が設けられている。回転検出手段の検出結果は、モータ制御用のコントローラに出力される。
【０００５】
回転検出手段は、円周方向の位置に応じて磁性の異なる磁性回転体（磁気ディスク）と、磁性回転体の回転に応じた磁気変化を検出するホール素子等の磁気センサとを含む。磁性回転体はボビンの回転軸上のクラッチと巻取ばね間位置に一体に取り付けられている。磁気センサは磁性回転体と非接触に配置されている。
【０００６】
上記の構成において、ウェビングの引出や巻取に応じてボビンが回転すると、磁性回転体がボビンと一体に回転し、そのときの磁性回転体の周囲の磁気変化が非接触式の磁気センサに伝達され、回転状態が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２３８８６６号公報
【特許文献２】特開２０００−３３５３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載のように、ウェビングはリトラクタから上方へ引き出される構成となっていることが多い。したがってウェビングを巻き取っているベルトリールは、ウェビングが引き出される間、引出方向である上方向への力を受ける。しかしベルトリールの回転軸にわずかでも遊びがあれば、ウェビング引出中に上方向への力を受けるベルトリールがわずかに上昇し、引出が終了すると重力によって下降して元に戻る。すなわちベルトリールのガタつきが生じる。
【０００９】
このようなわずかなガタつきでも、磁性回転体（磁気ディスク）と、その周囲から半径方向に離れて設置されている非接触の磁気センサとの距離が変化する。これによって、仕様を逸脱するほどではないにせよ、ボビンの回転状態の検出精度に悪影響を及ぼす可能性があった。
【００１０】
特許文献２によれば、センサエレメントの検出方向は、連結ディスク（磁性回転体）に対して垂直方向になっている。したがって、ガタつきが生じてもセンサエレメントと連結ディスクとの距離は変化せず、特許文献１のような検出精度への悪影響は生じない。しかし、連結ディスクの回転状態を精度よく検出するためには、多数のセンサエレメントを連結ディスクの周囲であって厚み方向（上記の垂直方向）に配置せざるを得ない。このような構成とした場合、装置の大型化、高コスト化は避けられない。
【００１１】
本発明はこのような課題に鑑み、ウェビング引出時でも高精度にボビンの回転状態を検出可能なシートベルト装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明にかかるシートベルト装置の代表的な構成は、ウェビングを巻き取るボビンと、ボビンの回転軸に連結された略円板状の回転子と、回転子の周囲の外側に配置され回転子の回転状態を検出する非接触式のセンサとを備え、センサは、回転子の半径方向であって、ウェビングがボビンから引き出される方向と略直交する方向に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
上記構成において、ウェビングが上方向に引き出されるようにシートベルト装置を車体に設置すれば、ボビンの回転軸は略水平方向に延びることとなり、ボビンには上下のガタつきが生じる。しかし、ボビンのガタつきに影響されることなく、ウェビング引出時でも高精度にボビンの回転状態を検出可能となる。
【００１４】
これは、本発明によれば、非接触のセンサを、ボビンの回転軸と実質的に等しい高さに設置することとなるからである。言い換えれば、本発明では、ウェビング引出方向と略９０度の角度をなす水平方向（回転子の左右いずれか）にセンサが配置されている。そのため、ボビンが上下にガタついても、回転子とセンサとの距離の変化は小さく、ボビンの回転状態の検出精度に及ぼす影響はほとんどない。
【００１５】
上記ボビンの回転軸は実質的に車長方向または車幅方向に延びていてよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ウェビング引出時でも高精度にボビンの回転状態を検出可能なシートベルト装置を提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明にかかるシートベルト装置の実施形態の分解図である。
【図２】図１のシートベルト装置の組立後の一部拡大図である。
【図３】図１のホール素子ケースの分解図である。
【図４】図２との比較例であるシートベルト装置を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１９】
（シートベルト装置１００）
図１は、本発明にかかるシートベルト装置１００の実施形態の分解図である。図２は図１のシートベルト装置１００の組立後の一部拡大図である。図２（ａ）は図１の磁性リング１２４の正面図であり、図２（ｂ）は図１および図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。シートベルト装置（リトラクタ）１００は、ウェビングを巻き取るボビン（スピンドルまたはベルトリールとも称する）１０６（図２（ｂ）参照）を含む。ボビン１０６はリトラクタフレーム（図示省略）に回転可能に支持され、ボビン１０６の回転軸１１０が外部に突出している。
【００２０】
ボビン１０６の回転軸１１０は、図２に例示するように、動力伝達ユニット１１６に含まれるラッチリング１０８およびギヤ機構１０９に連結されている。ラッチリング１０８はギヤ機構１０９を介して、モータ１１８からの動力を断接され、モータ１１８に連動可能に接続されている。
【００２１】
動力伝達ユニット１１６には、ボビン１０６の回転軸１１０に同軸に連結される回転軸１２０が突出して設けられている。動力伝達ユニット１１６内のラッチリング１０８は、モータ１１８が駆動されているときのみモータ１１８と回転軸１２０（ボビン１０６）とを接続状態にする。ラッチリング１０８はまた、モータ１１８が非駆動状態のときにモータ１１８と回転軸１２０（ボビン１０６）との接続を遮断するよう構成されている。ラッチリング１０８やギヤ機構１０９を収容する動力伝達ユニット１１６のケーシング１２２は樹脂材料によって形成されている。
【００２２】
回転軸１２０の前端部には、略円板状の回転子として、外周に磁性リング１２４を備えた磁気ディスク（磁性回転体）１２６が連結されている。磁気ディスク１２６はラッチリング１０８を介してボビン１０６に常に連結されていて、ボビン１０６に忠実に連動してボビン１０６と等しい角速度で回転する。磁気ディスク１２６の軸心位置には連結軸１２８が突出している。磁性リング１２４は、図２（ａ）に例示するように、円周方向に沿ってＮ極／Ｓ極の異磁極が交互に現れるように着磁され、円周方向の位置に応じて磁性が異なっている。
【００２３】
シートベルト装置１００は巻取ばね１３４を備えている。巻取ばね１３４は、磁気ディスク１２６と一体の連結軸１２８に結合されていて、ボビン１０６をウェビング巻取方向に回転付勢する。巻取ばね１３４は、ゼンマイばねによって構成され、その内周端が連結軸１２８に結合される一方で、外周端がシートベルト装置１００の前部カバー１３６の内壁に結合されている。この前部カバー１３６は後部カバー１３７と組み合わされ、内部空間に磁気ディスク１２６および巻取ばね１３４を収容する。
【００２４】
図３は図１のホール素子ケース１４８の分解図である。略円弧状を呈する樹脂製のホール素子ケース１４８内には、一対のホール素子１３０Ａ、１３０Ｂ（磁気センサ）を実装した基板１４１が保持されている。基板１４１にはその他、基板１４１に形成されるセンサ回路を外部とつなぐハーネス１４９、センサ回路を構成するツェナーダイオード１５１およびキャパシタ１５３、ハーネス１４９等をガイドするヨーク１５５等が実装される。このような基板１４１を備えるホール素子ケース１４８は、図１に例示するように、後部カバー１３７内のセンサ設置スペース１４６に配置される。
【００２５】
したがって、図１のシートベルト装置１００を組み立てると、図２（ａ）に模式的に示すように、磁気ディスク１２６の周囲の外側に、円周方向で離間した一対のホール素子１３０Ａ、１３０Ｂが、磁気ディスク１２６と非接触に、しかし近接配置されることとなる。ホール素子１３０Ａ、１３０Ｂは、磁気ディスク１２６の回転状態、すなわちボビン１０６の回転状態を検出する非接触式のセンサである。
【００２６】
一対のホール素子１３０Ａ、１３０Ｂは、基板１４１に実装される信号処理用のセンサ回路を介して図示しないコントローラに接続されている。このコントローラによってボビン１０６の回転状態が検出されるが、その原理については例えば特許文献１に記載の通りであり、省略する。
【００２７】
（ホール素子１３０Ａ、１３０Ｂの配置）
本実施形態の特徴は、ホール素子１３０Ａ、１３０Ｂが、磁気ディスク１２６の半径方向であって、ウェビング（図示省略）がボビン１０６から引き出される方向１５７と略直交する方向（図２（ａ）における左側）に配置されていることである。本実施形態ではこのように磁気ディスク１２６の左側だけにホール素子１３０Ａ、１３０Ｂが設けられているが、磁気ディスク１２６の右側だけに設けてもよいし、回転状態の検出精度を高めるために左右両側に設けてもよい。
【００２８】
上記構成において、ウェビングが引き出される方向１５７方向が上方向であれば、ボビン１０６の回転軸１１０は略水平方向に延びることとなり、ボビン１０６には方向１５７に沿った上下のガタつきが生じる。しかし、ホール素子１３０Ａ、１３０Ｂは、ボビン１０６のガタつきに影響されることなく、ウェビング引出時でも高精度にボビン１０６の回転状態を検出可能となる。
【００２９】
これは、本実施形態によれば、非接触のホール素子１３０Ａ、１３０Ｂを、ボビン１０６の回転軸１１０と実質的に等しい高さに設置することとなるからである。言い換えれば、本実施形態では、ウェビング引出方向１５７と略９０度の角度をなす水平方向（磁気ディスク１２６の左右いずれか）にホール素子１３０Ａ、１３０Ｂが配置されている。そのため、ボビン１０６が上下にガタついても、磁気ディスク１２６とホール素子１３０Ａ、１３０Ｂとの距離Ｄ１の変化は小さく、ホール素子１３０Ａ、１３０Ｂは磁気ディスク１２６からの磁力を安定して受けることができる。したがってボビン１０６の回転状態の検出精度に及ぼす影響はほとんどない。
【００３０】
ホール素子１３０Ａ、１３０Ｂはボビン１０６の回転状態を検出する原理上、円周方向で離間している必要がある。したがって、「略９０度」と記載したように、ホール素子１３０Ａ、１３０Ｂはいずれも、ウェビング引出方向１５７と厳密に９０度の角度をなす水平方向に配置されるとは限らない。ホール素子１３０Ａ、１３０Ｂのいずれもがウェビング引出方向１５７と９０度±２０度程度の角度をなす範囲に配置されていれば望ましい。
【００３１】
図４は図２との比較例であるシートベルト装置１０を例示する図である。本実施形態に比較すると、比較例のシートベルト装置１０では、ウェビング引出方向１５７に沿った位置（磁気ディスク１２６の下方）にホール素子１３０Ａ、１３０Ｂを配置している。この場合、磁気ディスク１２６の連結軸１２８と前部カバー１３６との間に遊びＧ１、Ｇ２があるため、ボビン１０６が上下にガタつくことにより、磁気ディスク１２６とホール素子１３０Ａ、１３０Ｂとの距離Ｄ２が変化し、ボビン１０６の回転状態の検出精度に悪影響を及ぼす可能性がある。ウェビングが引き出される方向１５７、すなわちボビン１０６のガタつく重力方向に沿って磁気ディスク１２６とホール素子１３０Ａ、１３０Ｂとが配置されているからである。
【００３２】
ボビン１０６の回転軸１１０は実質的に車長方向または車幅方向のいずれに沿って延びていてもよい。前者の場合、ホール素子１３０Ａ、１３０Ｂは磁気ディスク１２６の中心から見て車幅方向に配置される。後者の場合、ホール素子１３０Ａ、１３０Ｂは磁気ディスク１２６の中心から見て車長方向（車両前後方向）に配置される。前者・後者のいずれの構成でもよいが、前者のように、回転軸が車長方向に延びていて、ウェビングの表裏面が車両左右を向いた状態のほうが好ましい。後者の場合、引き出されたウェビングを約９０度捩じってスルーアンカ（図示省略）に通す必要が生じるからである。
【００３３】
本実施形態ではホール素子１３０Ａ、１３０Ｂを用いて、非接触式にスピンドルの回転状態を検出している。ただし磁気ディスク１２６の回転状態を検出する非接触式のセンサであれば、いかなる種類のセンサであっても、本実施形態を適用可能である。例えばＲＦ−ＩＤ（ＩＣタグ）、赤外線、光などの媒体や方式を用いたセンサが考えられる。
【００３４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、以上に述べた実施形態は、本発明の好ましい例であって、これ以外の実施態様も、各種の方法で実施または遂行できる。特に本願明細書中に限定される主旨の記載がない限り、この発明は、添付図面に示した詳細な部品の形状、大きさ、および構成配置等に制約されるものではない。また、本願明細書の中に用いられた表現および用語は、説明を目的としたもので、特に限定される主旨の記載がない限り、それに限定されるものではない。
【００３５】
したがって、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、車両のシートに着座した乗員をウェビングによって拘束するシートベルト装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１００  …シートベルト装置
１０６  …ボビン
１０８  …ラッチリング
１０９  …ギヤ機構
１１０  …回転軸
１１６  …動力伝達ユニット
１１８  …モータ
１２２  …ケーシング
１２４  …磁性リング
１２６  …磁気ディスク
１２８  …連結軸
１３０Ａ、１３０Ｂ  …ホール素子
１３４  …巻取ばね
１３６  …前部カバー
１３７  …後部カバー
１４１  …基板
１４６  …センサ設置スペース
１４８  …ホール素子ケース
１４９  …ハーネス
１５１  …ツェナーダイオード
１５３  …キャパシタ
１５５  …ヨーク
【図１】
0005438718.tif 000002
【図２】
0005438718.tif 000003
【図３】
0005438718.tif 000004
【図４】
0005438718.tif 000005