(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェビングを巻き取るスピンドルの回転軸に連結された略円板状の回転子と、
前記回転子に非接触に配置され該回転子の回転状態を検出するセンサと、
前記回転子とセンサとの間隙の入口、出口またはその両方の近傍に配置された１つ以上の突起とを備えることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項２】
前記回転子の少なくとも一部を収容するＢＲＳ収容ケースをさらに備え、
前記突起の少なくとも１つが前記ＢＲＳ収容ケースから突出し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】
前記センサを収容するセンサ収容ケースをさらに備え、
前記突起の少なくとも１つが前記センサ収容ケースから突出し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】
前記回転子は磁性回転体であり、前記センサはホール素子であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項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スピンドルに巻回され、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スピンドル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、スピンドル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、スピンドル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、スピンドルの回転状態（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。磁性回転体はスピンドル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スピンドルが回転すると、磁性回転体がスピンドルと一体に回転し、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】再表２００８／１１７８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし磁気センサは非接触式で回転状態を検出しているため、磁性回転体と磁気センサとの間隙に異物が侵入することがある。異物が侵入して間隙に留まれば磁性回転体の回転が阻害され、回転状態の正確な検出ができなくなるおそれがある。一方、間隙を大きくして異物が間隙に留まらないようにすれば、磁性回転体と磁気センサとの距離が大きくなり、これも検出精度の低下を招いてしまう。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑み、ウェビングの巻取や引出がスムーズに行え、ウェビングを巻き取るスピンドルの回転状態の検出精度低下も防止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】
【００１０】
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スピンドルの回転軸に連結された略円板状の回転子と、回転子に非接触に配置され回転子の回転状態を検出するセンサと、回転子とセンサとの間隙の入口、出口またはその両方の近傍に配置された１つ以上の突起とを備えることを特徴とする。
【００１１】
上記の構成によれば、回転子とセンサとの間隙に侵入しようとする異物が、突起によって侵入防止される。したがって、スピンドルの回転状態の検出精度が異物によって低下することが防止される。従来、上記の間隙を小さくして回転状態の検出精度を向上させた場合、小さな異物すらも間隙に留まってしまうため、ある程度間隙の大きさを大きくしなければならなかった。しかし本発明によれば、異物は、その細大に拘らず侵入が防止されるため、間隙を小さくしても異物が間隙に留まることがなく、回転子の回転状態検出精度を維持可能である。
【００１２】
当該シートベルト装置は、回転子の少なくとも一部を収容するＢＲＳ収容ケースをさらに備え、突起の少なくとも１つがＢＲＳ収容ケースから突出していてよい。また当該シートベルト装置は、センサを収容するセンサ収容ケースをさらに備え、突起の少なくとも１つがセンサ収容ケースから突出していてもよい。
【００１３】
上記回転子は磁性回転体であり、センサはホール素子としてよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ウェビングの巻取や引出がスムーズに行え、ウェビングを巻き取るスピンドルの回転状態の検出精度低下も防止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】
【００１５】
【図１】本発明にかかるシートベルト装置の実施形態で用いられるリトラクタの概略構成を例示する断面図である。
【図２】図１のリトラクタの分解図である。
【図３】図２の前部カバー等を除去して回転子を露出させた状態を例示する図である。
【図４】図３のＢＲＳ収容ケースの分解斜視図である。
【図５】図４の回転子およびホール素子ケースのみを別の角度から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
（シートベルト装置）
図１は、本発明にかかるシートベルト装置１００の実施形態で用いられるリトラクタ１０２の概略構成を例示する断面図である。図２は、図１のリトラクタ１０２の分解図である。リトラクタ１０２は、図１および図２に例示するように、ウェビング１０４が巻回されたスピンドル（ベルトリールとも称する）１０６を含む。スピンドル１０６はリトラクタフレーム１０８に回転可能に支持され、スピンドル１０６の軸１１０がリトラクタフレーム１０８から外部に突出している。
【００１８】
図２に例示するウェビングガイド部１１２は、スピンドル１０６から引き出されたウェビング１０４を案内する。プリテンショナ機構１１４は、衝突衝撃の入力時等に火薬の推力によってスピンドル１０６に回転力を付与してウェビング１０４を瞬時に引き込む。以下、特に断らない限りリトラクタフレーム１０８からスピンドル１０６の軸１１０が突出する方向を前方と呼び、ウェビングガイド部１１２を介してウェビング１０４が引き出される方向（図２の上方）を上方と呼ぶ。
【００１９】
スピンドル１０６の軸１１０は、動力断接用のクラッチおよびギヤ機構（図示せず）を含む動力伝達ユニット１１６を介してモータ１１８に連動可能に接続されている。動力伝達ユニット１１６には、スピンドル１０６の軸１１０に同軸に連結される回転軸１２０が設けられ、回転軸１２０は前方に突出している。動力伝達ユニット１１６内のクラッチは、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（スピンドル１０６）とを接続状態にする。クラッチはまた、モータ１１８が非駆動状態のときにモータ１１８と回転軸１２０（スピンドル１０６）との接続を遮断するよう構成されている。クラッチやギヤ機構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。
【００２０】
回転軸１２０の前端部には、外周に磁性リング１２４を備えた円板状の回転子（磁性回転体）１２６が連結され、その回転子１２６の軸心位置には連結軸１２８が前方に突出している。磁性リング１２４は、円周方向に沿って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。回転子１２６の外周側には、円周方向で離間した一対のホール素子（磁気センサ）１３０Ａ、１３０Ｂが、回転子１２６と非接触に、しかし近接配置されている。回転子１２６とホール素子１３０Ａ、１３０Ｂとがスピンドル１０６の回転状態を非接触式で検出する回転検出手段１３２を構成している。この回転検出手段１３２については後述する。
【００２１】
回転子１２６と一体の連結軸１２８にはスピンドル１０６をウェビング巻取方向に回転付勢するための巻取ばね１３４が結合されている。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、外周端がリトラクタ１０２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はリトラクタフレーム１０８に一体に結合されている。連結軸１２８の先端部には軸心穴１３８が形成され、この軸心穴１３８に前部カバー１３６に突設されたガイド突起１３９が挿入されている。
【００２２】
前部カバー１３６は、樹脂材料によって一体成形されている。前部カバー１３６は、巻取ばね１３４の収容される有底円筒状のばね収容部１３６ａと、ばね収容部１３６ａと同軸でばね収容部１３６ａよりも大径に形成された大径円筒部１３６ｂと、大径円筒部１３６ｂの下端に連設された略矩形状のセンサ収容部１３６ｃとを備えている。大径円筒部１３６ｂには回転検出手段１３２の回転子１２６が収容され、センサ収容部１３６ｃにはホール素子１３０Ａ、１３０Ｂを実装する基板１４１（図３参照）が収容される。
【００２３】
前部カバー１３６のばね収容部１３６ａと大径円筒部１３６ｂとの間には、連結軸１２８の挿通される貫通孔１４０ａを有する略円板状の隔壁１４０が配置され、前部カバー１３６の内部が、この隔壁１４０によって底部側のばね収容空間１４３と開口側の回転子収容空間１４５とに隔成されている。隔壁１４０の外周縁部には、図２に例示するように一対の支持突起１４０ｂが設けられている。この一対の支持突起１４０ｂが大径円筒部１３６ｂの周壁の図示しない位置決め溝に嵌合される。この位置決め溝は、ばね収容部１３６ａと大径円筒部１３６ｂの境界位置に達する位置まで形成され、一対の支持突起１４０ｂを位置決め溝の終端部に当接させることにより、隔壁１４０が前部カバー１３６内で位置決めされるようになっている。本実施形態の場合、隔壁１４０は、全体が金属等の磁気遮蔽部材によって形成されている。
【００２４】
前部カバー１３６には、その内部に巻取ばね１３４、隔壁１４０、回転子１２６等をセットした後に、前部カバー１３６よりも一回り小さいＢＲＳ（Bobbin Rotation Sensor）収容ケース１４４が蓋状に嵌合されている。なお、このときばね収容空間１４３には巻取ばね１３４を潤滑するためのグリスが充填される。本実施形態の場合、ＢＲＳ収容ケース１４４は前部カバー１３６と同様の樹脂材料によって形成され、前部カバー１３６に対してビス止め等によって固定されている。また、ＢＲＳ収容ケース１４４の底壁１４４ａには、動力伝達ユニット１１６の回転軸１２０を回転子１２６に連結するための開口１４７が設けられている。
【００２５】
図３は図２の前部カバー１３６等を除去して回転子１２６を露出させた状態を例示する図である。図４は図３のＢＲＳ収容ケース１４４の分解斜視図である。ＢＲＳ収容ケース１４４は、前部カバー１３６の大径円筒部１３６ｂに嵌合される略円筒状の円弧壁（支持壁）１４４ｂと、円弧壁１４４ｂの両端部に連設された略コ字状の矩形壁１４４ｃとを備える。矩形壁１４４ｃは、前部カバー１３６のセンサ収容部１３６ｃに嵌合される。矩形壁１４４ｃの内側には、ホール素子１３０Ａ、１３０Ｂを実装した基板１４１を配置するセンサ設置スペース１４６（図４）が確保されている。基板１４１は、略円弧状を呈する樹脂製のホール素子ケース１４８内に保持されている。ホール素子ケース１４８はセンサ収容ケースの一例である。ホール素子ケース１４８はＢＲＳ収容ケース１４４内のセンサ設置スペース１４６に配置され、ＢＲＳ収容ケース１４４に突設された係止爪１５０によって係止されている。
【００２６】
ホール素子ケース１４８は、前部カバー１３６の底部に臨む側が開口している。ホール素子ケース１４８は、前部カバー１３６に組み付けられた状態において、回転子１２６の外周縁部に臨む円弧壁（支持壁）１４８ａがＢＲＳ収容ケース１４４の円弧壁１４４ｂとともに円形状の壁を構成している。これらの円弧壁１４４ｂ、１４８ａの先端面は、ＢＲＳ収容ケース１４４が前部カバー１３６に嵌合固定された状態において、隔壁１４０の外周縁部に回転子収容空間１４５側から当接するようになっている。
【００２７】
なお、このシートベルト装置１００の場合、前部カバー１３６内に巻取ばね１３４、隔壁１４０、回転子１２６等をセットし、前部カバー１３６の開口側にＢＲＳ収容ケース１４４をホール素子ケース１４８とともに取り付けたものはカバーユニット１５１を構成し、最終的に動力伝達ユニット１１６とリトラクタフレーム１０８にボルト締結等によって一体化される。
【００２８】
図１に例示するように、回転検出手段１３２の一対のホール素子１３０Ａ、１３０Ｂは、信号処理用の図示しないセンサ回路を介してコントローラ１５２に接続されている。このコントローラ１５２によって、回転検出手段１３２はスピンドル１０６の回転状態を検出するが、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。
【００２９】
本実施形態ではホール素子１３０Ａ、１３０Ｂは回転子１２６の円周の外側に配置されているが、回転子１２６と非接触式式に配置されるものであれば、回転子１２６に対してどのような位置に配置してもよい。
【００３０】
（異物侵入防止用の突起）
図５は図４の回転子１２６およびホール素子ケース１４８のみを別の角度から見た斜視図である。ＢＲＳ収容ケース１４４からは、回転子１２６とホール素子ケース１４８（ホール素子１３０Ａ、１３０Ｂ）との間隙１５５の入口１５５Ａおよび出口１５５Ｂに、それぞれ突起１６０Ａ、１６０Ｂが突出している。またホール素子ケース１４８からは、間隙１５５の入口１５５Ａおよび出口１５５Ｂに、それぞれ突起１７０Ａ、１７０Ｂが突出している。ただし突起１６０Ａ、１７０Ａ、１６０Ｂ、１７０Ｂは、入口１５５Ａおよび出口１５５Ｂの近傍にそれぞれ配置されていればよく、ＢＲＳ収容ケース１４４やホール素子ケース１４８以外の何らかの支持体に取り付けられていてもよい。  本実施形態では突起１６０Ａ、１７０Ａが設けられた側が間隙１５５の入口１５５Ａであり、突起１６０Ｂ、１７０Ｂが設けられた側が間隙１５５の出口１５５Ｂである。しかしこれら間隙１５５の「入口」「出口」は、回転子１２６が図５の反時計回りに回転する場合に、回転子１２６がホール素子１３０Ａ、１３０Ｂに接近していく側と遠ざかっていく側とを便宜的にそれぞれそう呼んでいるにすぎない。回転子１２６は無論、逆回転することもある。
【００３１】
上記の構成によれば、回転子１２６とホール素子１３０Ａ、１３０Ｂとの間隙１５５に侵入しようとする異物１８０が、突起１６０Ａ、１６０Ｂ、１７０Ａ、１７０Ｂによって侵入防止される。したがって、スピンドル１０６の回転状態の検出精度が異物１８０によって低下することが防止される。
【００３２】
従来、上記の間隙１５５を小さくして回転状態の検出精度を向上させた場合、小さな異物すらも間隙に留まってしまうため、ある程度間隙の大きさを大きくしなければならなかった。しかし本実施形態によれば、異物は、その細大に拘らず侵入が防止されるため、間隙１５５を小さくしても異物が間隙に留まることがなく、スピンドル１０６の回転状態検出精度を維持可能である。
【００３３】
また、間隙を小さくすることができるため、回転状態の検出に用いられる電力を従来よりも減らすことができる。
【００３４】
さらに、異物の侵入によってスピンドルの回転軸に影響を与えることが少なくなり、ウェビングの巻取や引出をよりスムーズに行うことが可能となる。
【００３５】
本実施形態では、突起１６０Ａ、１６０Ｂ、１７０Ａ、１７０Ｂはいずれも直方体のブロック状の形状を有する。ただし突起の形状はこれに限定されるものではなく、間隙１５５への異物の侵入を防止可能なものであれば、いかなる形状を有していてもよい。またブロック状の突起に限らず、密生した毛を有するブラシ状（図示省略）の突起を設けてもよい。このようなブラシ状の突起によれば、より細かい異物を捕捉して間隙１５５への侵入を防止可能である。
【００３６】
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。ただし回転子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。
【００３７】
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、本発明は、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。
【００３８】
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】
【００３９】
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】
【００４０】
１００  …シートベルト装置、１０２  …リトラクタ、１０４  …ウェビング、１０６  …スピンドル、１０８  …リトラクタフレーム、１１２  …ウェビングガイド部、１１４  …プリテンショナ機構、１１６  …動力伝達ユニット、１１８  …モータ、
１２０  …回転軸、１２２  …ケーシング、１２４  …磁性リング、１２６  …回転子、１２８  …連結軸、１３０Ａ、１３０Ｂ  …ホール素子、１３２  …回転検出手段、１３６  …前部カバー、１３８  …軸心穴、１３９  …ガイド突起、１４０  …隔壁、１４０ａ  …貫通孔、１４０ｂ、１４０ｃ  …支持突起、１４１  …基板、１４３  …収容空間、１４４  …ＢＲＳ収容ケース、１４８  …ホール素子ケース、１５０  …係止爪、１５１  …カバーユニット、１５２  …コントローラ、１５５  …間隙、１６０Ａ、１６０Ｂ、１７０Ａ、１７０Ｂ  …突起、１８０  …異物
【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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