(57)【要約】【課題】  装着心地の優れた安全ベルトを提供する。【解決手段】ベルト引き戻し器はベルトスプール（１４）と電気モータ（１８）とを有する。ベルトスプールは電気モータにより少なくともベルトウエブ巻き取り方向に回転させることができる。第１の態様によれば、電気モータはクラッチ無しにベルトスプールに結合され、ベルト引き戻し器（１０）は更にベルトウエブ巻き取り方向においてベルトスプールを予め緊張させる引き戻しバネ（２４）を有する。引き戻しバネの予めの緊張力は心地よさの見地に見合ったものに制限される。【選択図】  図２
2006021764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
安全ベルトとベルト引き戻し器（１０）とを有し、同ベルト引き戻し器がベルトスプール（１４）と電気モータ（１８）とを有し、上記ベルトスプール（１４）が上記電気モータ（１８）により少なくともベルトウエブ巻き取り方向に回転できるような、自動車のための安全ベルト装置において、
上記電気モータ（１８）がクラッチ無しに上記ベルトスプール（１４）に結合され、上記ベルト引き戻し器（１０）が更に上記ベルトウエブ巻き取り方向に当該ベルトスプール（１４）に予め負荷を与える引き戻しバネ（２４）を有し、同引き戻しバネ（２４）の予め緊張させる力が心地よさの見地に見合ったものに制限されることを特徴とする安全ベルト装置。
【請求項２】
安全ベルトとベルト引き戻し器（１０）とを有し、同ベルト引き戻し器がベルトスプール（１４）と電気モータ（１８）とを有し、上記ベルトスプール（１４）が上記電気モータ（１８）により少なくともベルトウエブ巻き取り方向に回転できるような、自動車のための安全ベルト装置において、
上記電気モータ（１８）が車両の制動装置に組み合わされた制御ユニット（２０）により制御されることを特徴とする安全ベルト装置。
【請求項３】
上記制御ユニット（２０）が、ブレーキペダルのペダル行程量特に上記電気モータ（１８）の電流消費を直接的又は間接的に決定する電位差計に依存する制御部材を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の安全ベルト装置。
【請求項４】
上記電気モータ（１８）を上記ベルトスプール（１４）に結合するために歯車装置が設けられ、同歯車装置が当該電気モータ（１８）により駆動されるピニオン（２２）及び当該ベルトスプール（１４）に結合された歯付きホイール（１６）を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の安全ベルト装置。
【請求項５】
上記歯車がほぼ３０：１ないし６０：１の範囲の伝達比を有することを特徴とする請求項４に記載の安全ベルト装置。
【請求項６】
引き戻しバネ（２４）が上記ベルト引き戻し器（１９）内に配置され、上記引き戻しバネが上記ベルトウエブ巻き取り方向に上記ベルトスプール（１４）に予め負荷を与えることを特徴とする請求項２に記載の安全ベルト装置。
【請求項７】
上記引き戻しバネ（２４）は、挿入舌片がバックル止めされていない状態で、上記安全ベルトを完全に巻き上げることができないように、設計されることを特徴とする請求項１又は６に記載の安全ベルト装置。
【請求項８】
上記引き戻しバネ（２４）は、車両の内部の床から最大５００ｍｍだけ上記安全ベルト上の上記挿入舌片を持ち上げることができるように、設計されることを特徴とする請求項７に記載の安全ベルト装置。  
【請求項９】
上記ベルトスプールに上記電気モータを結合するために歯車装置が設けられ、同歯車装置が当該電気モータにより駆動されるピニオン及び当該ベルトスプールに結合された歯付きホイールを有し、上記引き戻しバネの第１の端部（２４ａ）が該ベルトスプール（１４）に結合され、当該引き戻しバネ（２４）の第２の端部（２４ｂ）が上記歯付きホイール（１６）に結合されることを特徴とする請求項１又は６に記載の安全ベルト装置。
【請求項１０】
上記引き戻しバネ（２４）の上記第２の端部（２４ｂ）がタペットを有し、少なくとも間接的に上記歯付きホイール（１６）に係合することを特徴とする請求項９に記載の安全ベルト装置。
【請求項１１】
上記引き戻しバネ（２４）は、最大２回転だけの、上記第２の端部（２４ｂ）に関する上記第１の端部（２４ａ）の回転の後、好ましくはほぼ７００°にわたる回転の後に、最大に緊張されるように、設計されることを特徴とする請求項９に記載の安全ベルト装置。
【請求項１２】
上記引き戻しバネ（２４）は、最大１回転だけの、上記第２の端部（２４ｂ）に関する上記第１の端部（２４ａ）の回転の後、好ましくはほぼ３５０°にわたる回転の後に、最大に緊張されるように、設計されることを特徴とする請求項９に記載の安全ベルト装置。
【請求項１３】
上記引き戻しバネ（２４）が上記歯付きホイール（１６）内に収容されることを特徴とする請求項９に記載の安全ベルト装置。  
【請求項１４】
上記歯付きホイール（１６）が上記ベルトスプール（１４）と一緒に一部品として構成されるか、または、その歯（２６）が当該ベルトスプール（１４）と一体的に形成されることを特徴とする請求項４に記載の安全ベルト装置。
【請求項１５】
上記ベルトスプール（１４）がまた上記電気モータ（１８）によりベルト引き出し方向に旋回できることを特徴とする請求項１又は２に記載の安全ベルト装置。
【請求項１６】
上記安全ベルトが膨張可能な区分を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の安全ベルト装置。
【請求項１７】
安全ベルトとベルト引き戻し器とを有し、ベルトスプールが電気モータにより少なくともベルトウエブ巻き取り方向に回転できるような安全ベルト装置内の上記電気モータ（１８）を制御する方法において、
上記電気モータ（１８）が制動工程に応答して作動されることを特徴とする方法。
【請求項１８】
上記電気モータ（１８）の出力が制動力に依存して設定されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
上記電気モータ（１８）が全制動において最大パワーで作動することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
車両のブレーキペダルが所定の期間よりも長く作動されたときに、上記電気モータ（１８）のパワーが減少されるか又は当該電気モータ（１８）がオフされることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
上記電気モータ（１８）の回転に対する抵抗が所定の値を越えた場合に、当該電気モータ（１８）が電流無し状態になることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
上記電気モータ（１８）がベルトバックルの開放又は車両のドアの開放によりトリガされる信号に応答して制御されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
上記電気モータ（１８）が所定の作動期間の後に自動的にオフされることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車のための安全ベルト装置に関し、特に、ベルトスプールと電気モータとを有し、ベルトスプールが少なくともベルトウエブ巻き取り方向に電気モータにより旋回できるような安全ベルト装置に関する。本発明は更に本発明に係る安全ベルト装置内の電気モータを制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の安全ベルト装置においては、安全ベルトを着装した後に乗員により引き出されたベルトウエブを完全に巻き取ることができる引き戻しバネを備えたベルト引き戻し器が使用される。しかし、ベルトウエブ巻き取り方向への引き戻しバネの強力な予めの負荷即ち圧迫力は安全ベルトの使用における心地よさを制限することになる。その理由は、引き戻しバネの抵抗に抗して安全ベルトを引き出さねばならず、乗員がベルトを着装した後には不快を感じるからである。
【０００３】
動力の高い電気モータ及び可変の電子制御子を備えた安全ベルト装置は既知であり、この装置は、いわゆる「プレ・クラッシュ」状態において、乗員の人体に対して通常はほんの緩く配置されているベルトウエブの予めの負荷に対して大きな緊張パワーを与える。しかし、このような装置のモータは高い要求のために大型で、重く、高価である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
改善された心地よさを備えた安全ベルト装置の要求がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、この目的は、電気モータがクラッチ無しにベルトスプールに結合され、ベルト引き戻し器が更にベルトウエブ巻き取り方向にベルトスプールを予め圧迫する引き戻しバネを有し、引き戻しバネの予め緊張させる力が心地よさの見地に見合ったものに制限されることを特徴とする安全ベルト装置により達成される。
【０００６】
本発明の第２の態様によれば、最初に述べた形式の安全ベルト装置において、電気モータが車両の制動装置に結合された制御ユニットにより制御される。本発明に係る安全ベルト装置は一層弱力のデザインで首尾よく作動し、それにも拘らず、予めの緊張に続くベルト緊張に対してできる限り最適の予備状態を提供する。本発明は、殆どの場合、事故の前に車両のブレーキの作動が生じているという発見に基づく。制動装置への接続はブレーキの各作動時に予めの緊張を提供し、それ故、ベルト緊張のための安全ベルトの（及び間接的には乗員の）最適の位置を提供する。電気モータがブレーキの作動を介して乗員により作動させることができるので、引き戻しバネを完全になしで済ませることができるか、または、心地よさの制限が最小まで減少するように引き戻しバネを設計できる。ベルトウエブの巻き取りが電気モータにより行われるので、一層快適な感触特性を有するベルトウエブを使用することができるが、これは、従来の引き戻しバネを使用した場合、ベルトウエブ巻き取りにおいて明確な損傷を招くであろう。ブレーキが作動していないときに電流無し状態で電気モータを作動させることのできる制御を使用する場合、または、ベルトウエブの巻き取りが適当でないような他の状況においては、ベルトスプールの選択的な駆動のためのカップリング即ち結合は不必要である。むしろ、ベルト引き戻し器は、モータの事前の結合なしに、制動工程においてベルトウエブをいつでも緊張させることができる。
【０００７】
ベルトスプールへの電気モータの結合のために、好ましくは、歯車装置が設けられ、この歯車装置は電気モータにより駆動されるピニオンと、ベルトスプールに結合された歯付きホイールとを有する。ほぼ３０：１ないし６０：１の範囲の歯車の伝達比では、いかなる緩みをも十分な程度に減少させるために、比較的弱力で手ごろな価格のモータで十分である。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態はベルト引き戻し器内に配置され、ベルトウエブ巻き取り方向にベルトスプールを予め圧迫する引き戻しバネを提供する。既に述べたように、心地よさの理由で、引き戻しバネはその最大張力に達するまで２回転より少ないか又は１回転より少ないだけ回転するように設計できる。
【０００９】
引き戻しバネが歯付きホイール内に収容されるという点で、特に狭い構造上の形のベルト引き戻し器を実現できる。それ故、ベルト引き戻し器は車両の座席に組み込まれた安全ベルト装置に非常に適する。
【００１０】
本発明はまた本発明に係る安全ベルト装置内の電気モータを制御する方法を提供し、それによれば、電気モータは制動工程に応答して作動される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１において、図示されたベルト引き戻し器１０は軸線Ａのまわりで回転するようにハウジング１２内に装着されたベルトスプール１４を備える。ベルトスプール１４は２つの端区分１４ｂ、１４ｃにより境界を定められた巻き取り区分１４ａを有する。同様に軸線Ａのまわりで回転できる歯付きホイール１６は後に更に詳細に説明する引き戻しバネによりベルトスプール１４に結合される。
【００１２】
ベルト引き戻し器１０は更に制御ユニット２０（ほんの簡単に示す）により制御される簡単な電気モータ１８を有し、このモータは２つの回転方向に作動できる。制御ユニット２０は車両の制動装置に結合され、電気モータ１８の制御のために、例えばブレーキ補助部、ブレーキブースター、又は車両のブレーキペダルの単なる作動により発生される信号を評価することができる。
【００１３】
電気モータ１８はハウジング１２の２つの側部分間で締結され、歯付きホイール１６と噛み合うピニオン２２を駆動し、そのため、ベルトスプール１４は電気モータ１８によりベルトウエブ巻き取り方向にもベルトウエブ引き出し方向にも旋回することができる。ピニオン２２及び歯付きホイール１６は例えば３０：１又は６０：１の伝達比を有する歯車装置を形成する。電気モータ１８とベルトスプール１４との間にクラッチは設けられておらず、すなわち、電気モータ１８は時間遅れを伴わない歯車装置によりベルトスプール１４を直接駆動することができる。
【００１４】
図２において、螺旋バネとして構成された引き戻しバネ２４が歯付きホイール１６内に収容されていることが分かろう。引き戻しバネ２４の内端２４ａはベルトスプール１４に結合され、外端２４ｂはタペット（突出部）として形成され、歯付きホイールのくぼみ１６ａ内に係合する。ベルトウエブ引き出し方向へのベルトスプール１４の回転時に、引き戻しバネ２４はベルトウエブ巻き取り方向において歯付きホイール１６に対するベルトスプール１４の予めの負荷を提供する。
【００１５】
引き戻しバネ２４は比較的弱い力を発揮するように設計され、すなわち、引き戻しバネ２４の最大張力でのバネ力は普通の引き戻しバネに比べて極めて小さい。ベルトウエブ引き出し方向への最大２回転だけの、ベルトスプール１４に結合された引き戻しバネ２４の内端２４ａの回転の後、好ましくはほぼ７００°の回転の後に、引き戻しバネ２４の外端２４ｂは、電気モータ１８がオフ（即ち電流無し）の場合に、歯付きホイール１６を随伴する。ベルト引き戻し器の別の変形例によれば、このような随伴は最大１回転の後好ましくはほぼ３５０°の後に既に生じる。より詳しく述べれば、引き戻しバネ２４は、挿入舌片がバックル止めされていない状態で、安全ベルトを完全に巻き上げることができないように、設計される。安全ベルト上の挿入舌片は車両内部の床から最大５００ｍｍ持ち上げた状態とすることができる。
【００１６】
特に電気モータ１８が本発明に従ってどのように制御されるかに関して、本発明に係る安全ベルト装置の作動モードを以下に説明する。
車両の乗員がベルトを着装する前には、電気モータ１８は電流無し状態にあり、そのため、電気モータはベルトウエブ引き出し方向における回転に対してもベルトウエブ巻き取り方向における回転に対しても大きな回転抵抗を与えない。乗員がある長さのベルトウエブを引き出したとき、ベルトスプール１４及びそれにより引き戻しバネ２４の内端２４ａがベルトウエブ引き出し方向に回転する。丁度２回転弱の後、緊張した引き戻しバネ２４はその外端２４ｂで歯付きホイール１６を随伴し、それによって、電流無しの電気モータ１８はベルトウエブの更なる引き出し時に一緒に回転する。引き戻しバネ２４及び電流無し状態での電気モータ１８の抵抗が小さいため、きわめて心地よい方法でベルトウエブの引き出しを行うことができる。
【００１７】
車両の乗員がベルトを着装した後、引き戻しバネ２４は緩み、そうする際に、丁度２回転弱だけ、ベルトウエブ巻き取り方向にベルトスプール１４を戻り旋回させる。それによって、ベルトウエブは乗員の人体に対して緩い状態で配置される。乗員が前方へ屈曲した場合、ベルトウエブはこの運動を追従する。すなわち、ベルトウエブが引き出される。このためには、乗員は引き戻しバネ２４の小さな予めの負荷に打ち勝つだけでよく、これは、普通の引き戻しバネを備えた安全ベルト装置に比べて、心地よさの見地から明確な利点を与える。これは、特に、基本的に普通の安全ベルトよりも少ない着装心地よさしか与えず、一層重い重量のために、電気モータのない普通の安全ベルト装置において一層強力な引き戻しバネを必要とする膨張可能な区分を備えた安全ベルトの場合に言える。
【００１８】
制動工程においては、制御ユニット２０が電気モータ１８を作動させ、そのため、ベルトスプール１４はベルトウエブ巻き取り方向に旋回し、ベルトウエブが緊張する。ベルトウエブが引き戻しバネ２４によりベルトウエブ巻き取り方向において既に予め緊張されているので、電気モータ１８の回転時に、ベルトウエブは直ちに巻き取られる。制御ユニット２０は制動力に依存して電気モータ１８の出力を設定する。例えば、ブレーキペダルのペダル行程量を介して、電気モータ１８の電流消費を決定するために電位差計を使用することができる。制御ユニット２０は、全制動において電気モータ１８が最大のベルト張力を達成するために最大出力で作動するようにする。それにより、車両の衝突が実際生じたときに、引き続きのベルト緊張のための最適な予備状態が提供される。
【００１９】
制動工程の後、電気モータ１８は再度電流無し状態を占める。前方へ屈曲することにより、乗員はベルトウエブを再度引き出すことができる。この時ベルトウエブは引き戻しバネ２４の予めの負荷により、乗員の人体に対して再度緩い状態で配置されている。
【００２０】
電気モータ１８の制御は、それぞれブレーキペダルの作動及び解除とにより望み通りに繰り返すことのできる、ベルトウエブの緊張及び緩みを可能にし、またその後の乗員の前方への屈曲を可能にする。
【００２１】
例えば交通信号待ちで又は傾斜路面上で、ブレーキの作動が一層長く続く場合、電気モータ１８の出力が減少されるか、または、電気モータ１８がオフされる。所定の時間期間からの超過は評価値として役立つ。
【００２２】
電気モータ１８の回転に対する抵抗が所定の値を越えるような状況において、または、電気モータ１８が所定の時間期間よりも長く作動した場合にも、電気モータ１８はオフされる。
【００２３】
乗員が安全ベルトを取り外したとき、引き戻しバネ２４の弱い力のデザインのため、ベルトウエブの一部のみがベルトスプール１４上に巻かれる。ブレーキペダルの作動により、ベルトウエブを完全に巻き取ることができる。
【００２４】
より向上した制御は、安全ベルトが取り外された後のベルトウエブの自動的な巻き取りを提供する。この場合、制御ユニット２０は、安全ベルト装置のバックルの開放又は車両の関連するドアの開放によりトリガされる信号に応答して、電気モータ１８を作動させる。このような作動はまた時間遅れを伴って生じることができる。所定の時間期間例えば５秒の後、制御ユニット２０は電気モータ１８を再度オフする。
【００２５】
本発明に係る安全ベルト装置の別の実施の形態は引き戻しバネを有しないベルト引き戻し器で首尾よく作動する。この実施の形態においては、歯付きホイール１６は例えばベルトスプール１６と一緒に一部品として構成することができるか、または、図３に示すように、別個の歯付きホイールの代わりに、ベルトスプール１４の端区分１４ａ、１４ｂのうちの一方と直接一体的に形成された外歯２６を設けることができる。電気モータ１８とベルトスプール１４との間に形成された歯車装置はまた、ピニオン２２と歯付き端区分１４ｂとの間に１又はそれ以上の付加的なピニオン又は歯付きホイール２８を有することができる。この実施の形態においては、ベルトウエブ巻き取り方向における支持力はもっぱら電気モータ１８により提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施の形態に従った本発明に係る安全ベルト装置のためのベルト引き戻し器の側面図である。
【図２】図１のベルト引き戻し器の端面図である。
【図３】第２の実施の形態に従った本発明に係る安全ベルト装置のためのベルト引き戻し器の側面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０    ベルト引き戻し器
１４    ベルトスプール
１６    歯付きホイール
１８    電気モータ
２０    制御ユニット
２２    ピニオン
２４    引き戻しバネ
【図１】
2006021764.tif 000003
【図２】
2006021764.tif 000004
【図３】
2006021764.tif 000005
【外国語明細書】
2006021764000001.pdf