(57)【要約】【課題】シートベルトの張力を高精度に調整すること。【解決手段】シートベルトを巻き取るスプールと、前記スプールの回転軸に一端が接続され、前記スプールを前記シートベルトの巻き取り方向に付勢するスパイラルスプリングと、前記回転軸の周りに回転可能に設けられ、前記スパイラルスプリングを収容するとともに前記スパイラルスプリングの他端が接続されたスプリングケースと、前記スプリングケースを回転させるモータと、前記シートベルトの格納状態が保持されたまま、前記スプールの回転量と前記スプリングケースの回転量との差又は前記差に応じて変化する変化量が、前記スパイラルスプリングの付勢力が弱まる目標値になるまで、前記モータを駆動して前記スプリングケースを回転させる制御部とを備える、シートベルト巻き取り装置。【選択図】図７
2018043555.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プールと、
前記スプールの回転軸に一端が接続され、前記スプールを前記シートベルトの巻き取り方向に付勢するスパイラルスプリングと、
前記回転軸の周りに回転可能に設けられ、前記スパイラルスプリングを収容するとともに前記スパイラルスプリングの他端が接続されたスプリングケースと、
前記スプリングケースを回転させるモータと、
前記シートベルトの格納状態が保持されたまま、前記スプールの回転量と前記スプリングケースの回転量との差又は前記差に応じて変化する変化量が、前記スパイラルスプリングの付勢力が弱まる目標値になるまで、前記モータを駆動して前記スプリングケースを回転させる制御部とを備える、シートベルト巻き取り装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記シートベルトが前記スプールに巻き取り限界まで巻き取られるように、前記モータを駆動して前記スプリングケースを回転させるとともに前記スプールを回転させ、前記シートベルトが前記巻き取り限界まで巻き取られてから、前記付勢力が弱まるように、前記モータを駆動して前記スプリングケースを回転させる、請求項１に記載のシートベルト巻き取り装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記格納状態からの前記シートベルトの引き出しが検出された場合、前記付勢力が前記格納状態よりも更に弱まるように、前記モータを駆動して前記スプリングケースを回転させる、請求項１又は２に記載のシートベルト巻き取り装置。
【請求項４】
シートベルトを巻き取るスプールと、
前記スプールの回転軸に一端が接続され、前記スプールを前記シートベルトの巻き取り方向に付勢するスパイラルスプリングと、
前記回転軸の周りに回転可能に設けられ、前記スパイラルスプリングを収容するとともに前記スパイラルスプリングの他端が接続されたスプリングケースと、
前記スプリングケースを回転させるモータと、
前記シートベルトが格納状態から引き出されるときの前記スプールの回転速度に基づいて前記シートベルトの引き出しが検出された場合、前記スパイラルスプリングの付勢力が弱まるように、前記モータを駆動して前記スプリングケースを回転させる制御部とを備える、シートベルト巻き取り装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記スプールの回転量と前記スプリングケースの回転量との差又は前記差に応じて変化する変化量が、前記付勢力が前記格納状態よりも弱まる目標値に一致するように、前記モータを駆動して前記スプリングケースを回転させる、請求項４に記載のシートベルト巻き取り装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記引き出しの検出後、前記スプールが所定の速度よりも遅い回転速度で所定時間継続して回転することが検出された場合、前記付勢力が強まるように、前記モータを駆動して前記スプリングケースを回転させる、請求項３から５のいずれか一項に記載のシートベルト巻き取り装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記シートベルトに取り付けられたタングがバックルに連結された状態で、前記スプールの回転量と前記スプリングケースの回転量との差又は前記差に応じて変化する変化量が、前記付勢力がユーザ要求に応じた大きさに調整される目標値に一致するように、前記モータを駆動して前記スプリングケースを回転させる、請求項１から６のいずれか一項に記載のシートベルト巻き取り装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記スプールの回転量と前記スプリングケースの回転量との差と目標値との偏差が大きいほど、前記モータを駆動して前記スプリングケースの回転速度を速くする、請求項１から７のいずれか一項に記載のシートベルト巻き取り装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記スプールの回転速度が速いほど、前記モータを駆動して前記スプリングケースの回転速度を速くする、請求項１から８のいずれか一項に記載のシートベルト巻き取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートベルト巻き取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シートベルトを巻き取るリールと、リールをシートベルトの巻き取り方向に付勢するぜんまいスプリングと、ぜんまいスプリングを収容するカバーとを備え、シートベルトの張力を調整するシートベルトリトラクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。このシートベルトリトラクタのぜんまいスプリングは、その内周端がリールの回転軸に接続され、その外周端がカバーに接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スプリングの外周端が接続されたカバーが動かないように固定されていると、シートベルトの張力を高精度に調整することが難しい。
【０００５】
そこで、本開示は、シートベルトの張力を高精度に調整できる、シートベルト巻き取り装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本開示の一態様では、
シートベルトを巻き取るスプールと、
前記スプールの回転軸に一端が接続され、前記スプールを前記シートベルトの巻き取り方向に付勢するスパイラルスプリングと、
前記回転軸の周りに回転可能に設けられ、前記スパイラルスプリングを収容するとともに前記スパイラルスプリングの他端が接続されたスプリングケースと、
前記スプリングケースを回転させるモータと、
前記シートベルトの格納状態が保持されたまま、前記スプールの回転量と前記スプリングケースの回転量との差又は前記差に応じて変化する変化量が、前記スパイラルスプリングの付勢力が弱まる目標値になるまで、前記モータを駆動して前記スプリングケースを回転させる制御部とを備える、シートベルト巻き取り装置が提供される。
【０００７】
上記目的を達成するため、本開示の他の一態様では、
シートベルトを巻き取るスプールと、
前記スプールの回転軸に一端が接続され、前記スプールを前記シートベルトの巻き取り方向に付勢するスパイラルスプリングと、
前記回転軸の周りに回転可能に設けられ、前記スパイラルスプリングを収容するとともに前記スパイラルスプリングの他端が接続されたスプリングケースと、
前記スプリングケースを回転させるモータと、
前記シートベルトが格納状態から引き出されるときの前記スプールの回転速度に基づいて前記シートベルトの引き出しが検出された場合、前記スパイラルスプリングの付勢力が弱まるように、前記モータを駆動して前記スプリングケースを回転させる制御部とを備える、シートベルト巻き取り装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の態様によれば、シートベルトの張力を高精度に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】シートベルト巻き取り装置の構成の一例を示す図である。
【図２】シートベルトリトラクタの構成の一例を示す斜視図である。
【図３】シートベルトリトラクタの構成の一例を一部省略して示す斜視図である。
【図４】シートベルトリトラクタの構成の一例を一部省略して示す正面図である。
【図５】シートベルトリトラクタの構成の一例を一部省略して示す側面図である。
【図６】シートベルトリトラクタの構成の一例を一部省略して示す分解斜視図である。
【図７】巻き部分がスプリングケースの外側に偏倚した弛緩状態のスパイラルスプリングの形態の一例を示す図である。
【図８】巻き部分がスプリングケースの内側に偏倚した巻き上げ状態のスパイラルスプリングの形態の一例を示す図である。
【図９】制御装置の動作フローの一例を示す状態遷移図である。
【図１０】シートベルトの張力と引き出し量との関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示に係る実施形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、シートベルト巻き取り装置１の構成の一例を示す図である。シートベルト巻き取り装置１は、車両に搭載されたシートベルト巻き取り装置の一例である。シートベルト巻き取り装置１は、例えば、シートベルト４と、リトラクタ３と、ショルダーアンカー６と、タング７と、バックル８と、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１００と、操作入力装置１０２とを備える。
【００１２】
シートベルト４は、車両のシート２に座る乗員１１を拘束するウェビングの一例であり、リトラクタ３に引き出し可能に巻き取られる帯状部材である。シートベルト４の先端のベルトアンカー５は、車体の床又はシート２に固定される。
【００１３】
リトラクタ３は、シートベルト４の巻き取り又は引き出しを可能にする巻き取り装置の一例であり、車両衝突時等の所定値以上の加減速度または車両角度が検知されると、シートベルト４がリトラクタ３から引き出されることを制限する。リトラクタ３は、シート２又はシート２の近傍の車体に固定される。リトラクタ３は、シートベルトリトラクタの一例である。
【００１４】
リトラクタ３は、モータの動力によりシートベルト４をスプールに巻き取る。リトラクタ３は、車両衝突前に、ミリ波レーダー等のセンサからの信号に基づいてモータを作動してシートベルト４をスプールに巻き取り、シートベルト４にプリテンションを与えてシートベルト４による乗員拘束を迅速に行う。また、リトラクタ３は、タング７とバックル８との係合が解除された時にモータを作動してシートベルト４をスプールで巻き取る。更に、リトラクタ３は、モータを作動してシートベルト４の張力をドライビングシチュエーション（車両の状態）に応じて調整することで、シートベルト４による乗員の拘束性やシートベルト４の装着時の快適性をそれぞれ向上させる。
【００１５】
車両の状態とは、例えば、シートベルト４の引き出しの有無、乗員１１の有無、車両の走行速度、車両の加速度、ステアリング操作、アクセル操作、ブレーキ操作、バックル８の操作、ドア操作、乗員が操作可能な車載の選択スイッチの操作入力などを表す状態をいう。
【００１６】
ショルダーアンカー６は、シートベルト４が挿通するベルト挿通具の一例であり、リトラクタ３から引き出されたシートベルト４を乗員１１の肩部の方へガイドする部材である。
【００１７】
タング７は、シートベルト４が挿通するベルト挿通具の一例であり、ショルダーアンカー６によりガイドされたシートベルト４にスライド可能に取り付けられた部品である。
【００１８】
バックル８は、タング７が着脱可能に連結される部品であり、例えば、車体の床又はシート２に固定される。
【００１９】
タング７がバックル８に連結された状態で、ショルダーアンカー６とタング７との間のシートベルト４の部分が、乗員１１の胸部及び肩部を拘束するショルダーベルト部９である。タング７がバックル８に連結された状態で、ベルトアンカー５とタング７との間のシートベルト４の部分が、乗員１１の腰部を拘束するラップベルト部１０である。
【００２０】
ＥＣＵ１００は、リトラクタ３と通信可能に一又は複数本のワイヤハーネス１０１を介して接続された制御装置の一例である。
【００２１】
操作入力装置１０２は、シートベルト４の張力調整に関するユーザ操作入力を受け付ける操作入力部の一例である。操作入力装置１０２は、例えば、シート２又はシート２の近傍に配置され、音声や接触操作により乗員１１のユーザ操作入力を受け付ける。操作入力装置１０２は、シートベルト４の張力を例えば弱中強と段階的に設定するための設定スイッチでユーザ操作入力を受け付けてもよいし、シートベルト４の張力を連続的に可変設定するための設定ボリュームでユーザ操作入力を受け付けてもよい。操作入力装置１０２は、ユーザ操作入力に応じて、シートベルト４の張力に対するユーザ要求値をＥＣＵ１００に対して出力する。
【００２２】
図２は、リトラクタ３Ａの構成の一例を示す斜視図である。リトラクタ３Ａは、図１に示されたリトラクタ３の一例である。
【００２３】
図２において、リトラクタ３Ａは、例えば、フレーム１９と、フレーム１９に回転可能に支持されてシートベルト４を巻き取るスプール２０と、フレーム１９に固定されたリテーナ１６と、リテーナ１６に取り付けられたカバー１５とを備える。フレーム１９は、フレームプレート１８と、ベースフレーム１７とを有する。リテーナ１６及びフレームプレート１８は、ベースフレーム１７に固定されている。スプール２０は、ベースフレーム１７に回転可能に支持されている。
【００２４】
図３〜図６では、各図面の視認性向上のため、カバー１５、リテーナ１６及びフレームプレート１８の図示が省略されている。図３は、リトラクタ３Ａの構成の一例を一部省略して示す斜視図である。図４は、リトラクタ３Ａの構成の一例を一部省略して示す正面図である。図５は、リトラクタ３Ａの構成の一例を一部省略して示す側面図である。図６は、リトラクタ３Ａの構成の一例を一部省略して示す分解斜視図である。以下、図３〜図６を参照して、リトラクタ３Ａの構成の一例について詳細に説明する。
【００２５】
リトラクタ３Ａは、スプール２０と、スパイラルスプリング２２と、スプリングケース２３と、第１の回転ディスク３８と、第１の回転検知部４０と、第２の回転ディスク５８と、第２の回転検知部６０と、演算部７３と、モータ２４とを備える。
【００２６】
スプール２０は、シートベルト４を巻き取る回転部材である。スプール２０の回転軸は、シャフト２０ａと、シャフト２０ａの一端に固定されたブッシュ２１とを含んで構成される。
【００２７】
スパイラルスプリング２２は、スプール２０の回転軸に接続された一端２２ａと、スプリングケース２３の外周壁に連結された他端とを有し、スプール２０をシートベルト４の巻き取り方向に付勢する弾性体の一例である。スパイラルスプリング２２は、スプール２０に一体回転可能に取り付けられたブッシュ２１に一端２２ａが連結されて、スプール２０をシートベルト４の巻き取り方向に常時付勢する。スパイラルスプリング２２の一端２２ａは、ブッシュ２１に形成された溝２１ａに引っ掛けられている。
【００２８】
スプリングケース２３は、スパイラルスプリング２２の他端が接続された外周壁を有し、スパイラルスプリング２２を当該外周壁の内側に収容する。スプリングケース２３は、スプール２０の回転軸を中心にフレーム１９のフレームプレート１８（図２参照）に対して回転可能に設けられている。スプリングケース２３は、スプール２０の回転軸と同軸に回転可能に設けられている。スプール２０の回転軸の周りに回転可能に設けられたスプリングケース２３の外周壁には、外歯２３ａが形成されている。
【００２９】
図７は、巻き部分がスプリングケース２３の外側に偏倚した弛緩状態のスパイラルスプリング２２の形態の一例を示す図である。図７は、スプリングケース２３がスパイラルスプリング２２を収容する形態を図４に示される視点で透過的且つ模式的に示している。
【００３０】
スプリングケース２３は、スプール２０の回転軸を中心にベースフレーム１７に対して回転可能に設けられ、スパイラルスプリング２２を収容する。スプリングケース２３は、円形の底壁２９と、底壁２９の外周縁から底壁２９の法線方向に突き出る外周壁２８とを有する。底壁２９の中央部には、シャフト２０ａが貫通する貫通孔が形成されている。スプリングケース２３は、ブッシュ２１に対して回転可能にシャフト２０ａの周りに配置されている。
【００３１】
スパイラルスプリング２２は、シャフト２０ａに対して回転不能に固定されたブッシュ２１に接続された内側端末部２２ａと、スプリングケース２３の外周部に位置する引っ掛け壁３７に接続された外側端末部２２ｂとを有する。内側端末部２２ａは、スパイラルスプリング２２の渦巻き方向内側の端末部の一例であり、外側端末部２２ｂは、スパイラルスプリング２２の渦巻き方向外側の端末部の一例である。引っ掛け壁３７は、外側端末部２２ｂが引っ掛けられる引っ掛け部の一例である。
【００３２】
内側端末部２２ａは、例えば、ブッシュ２１に形成された引っ掛け溝２１ａに引っ掛けられることによって、ブッシュ２１に接続されている。外側端末部２２ｂは、例えば、引っ掛け壁３７に引っ掛けられることによって、引っ掛け壁３７に接続されている。外側端末部２２ｂが引っ掛け壁３７で折り返される方向は、内側端末部２２ａが引っ掛け溝２１ａで折り返される方向とは逆向きである。引っ掛け壁３７は、スプリングケース２３の外周部の一例である。引っ掛け壁３７は、スプリングケース２３の外周壁２８の一部でもよいし、外周壁２８とは別の部分でもよい。
【００３３】
図８は、巻き部分がスプリングケース２３の内側に偏倚した巻き上げ状態のスパイラルスプリング２２の形態の一例を示す図である。図８は、スプリングケース２３がスパイラルスプリング２２を収容する形態を図４に示される視点で透過的且つ模式的に示している。
【００３４】
例えば、スプール２０がシートベルト４の引き出し方向に回転すると、シャフト２０ａがスパイラルスプリング２２の巻き上げ方向Ｂに回転する。これにより、スパイラルスプリング２２は、図７の状態から図８の状態に遷移するように、スプリングケース２３の内側に向けて移動する。
【００３５】
図３〜図６において、第１の回転ディスク３８は、フレームプレート１８に対して回転可能に取り付けられている。第１の回転ディスク３８は、円環状の第１のマグネット保持部材４２と、第１のマグネット保持部材４２に一体回転可能にかつ円環状に配設された第１のマグネット４１とを有している。円環状の第１のマグネット４１は、Ｎ極マグネット４１ａとＳ極マグネット４１ｂとが第１のマグネット４１の円周方向に交互に配設されて形成されている。Ｎ極マグネット４１ａの着磁幅が第１のマグネット４１の円周方向に所定の第１の角度幅に設定されているとともに、Ｓ極マグネット４１ｂの着磁幅が第１のマグネット４１の円周方向に所定の第２の角度幅に設定されている。第２の角度幅は、第１の角度幅と同じでも違ってもよい。第１のマグネット保持部材４２は、第１のマグネット保持部材４２と同心に配設された外歯４３ａ（図５参照）を有する筒状の第１の被伝動ギア４３を一体に有している。第１のマグネット４１は、第１の被伝動ギア４３の回転に伴って、第１の被伝動ギア４３と一体に第１の被伝動ギア４３の回転軸と同軸に回転する。
【００３６】
スプール２０の回転軸のシャフト２０ａには、伝動ギア４４がシャフト２０ａと一体回転可能にかつ同心に取り付けられている。伝動ギア４４の外周部には外歯４４ａが形成されている。第１の被伝動ギア４３の外歯４３ａは、伝動ギア４４の外歯４４ａと噛み合っている。
【００３７】
第１の回転検知部４０は、スプール２０の回転を検知する回転検知部の一例である。第１の回転検知部４０は、例えば、第１のマグネット４１の回転を検知することによってスプール２０の回転を検知する。第１の回転検知部４０は、例えば、第１の磁気検知部４０ａと第２の磁気検知部４０ｂと有する。第１の磁気検知部４０ａと第２の磁気検知部４０ｂは、それぞれ、第１のマグネット４１の回転に伴って変化する磁気を検知する。第１の磁気検知部４０ａ及び第２の磁気検知部４０ｂの具体例として、ホール素子が挙げられる。ホール素子は、ホール効果によって磁気変化を検出する半導体素子の一例である。
【００３８】
スプール２０がシートベルト４の引き出し方向に回転すると、スプール２０の回転軸と一体に回転する伝動ギア４４が回転する。伝動ギア４４が回転すると、伝動ギア４４の外歯４４ａと噛み合っている外歯４３ａが形成された第１の被伝動ギア４３が回転するので、第１の回転ディスク３８の第１のマグネット４１が回転する。つまり、スプール２０がシートベルト４の引き出し方向に回転すると、スプール２０の回転に連動して、シートベルト４の引き出し方向に対応する回転方向に第１のマグネット４１が回転する。
【００３９】
第１のマグネット４１が回転すると、第１の磁気検知部４０ａと第２の磁気検知部４０ｂは、それぞれ、Ｎ極マグネット４１ａを検知しているときとＳ極マグネット４１ｂを検知しているときとで位相が反転する検知信号を出力する。また、第１の磁気検知部４０ａの配置位置は、第２の磁気検知部４０ｂの配置位置と異なるので、第１の磁気検知部４０ａから出力される検知信号の位相は、第２の磁気検知部４０ｂから出力される検知信号の位相に対して所定量ずれている。
【００４０】
演算部７３は、第１の磁気検知部４０ａと第２の磁気検知部４０ｂのそれぞれから出力された検知信号の位相の反転回数をカウントすることで、スプール２０の回転量（回転位置）を検知する。また、演算部７３は、第１の磁気検知部４０ａから出力された検知信号と第２の磁気検知部４０ｂから出力された検知信号との間の位相のずれ方に基づいて、スプール２０の回転方向がシートベルト４の引き出し方向であるか、シートベルト４の巻き取り方向であるかを判断する。
【００４１】
第２の回転ディスク５８は、フレームプレート１８に対して回転可能に取り付けられている。第２の回転ディスク５８は、円環状の第２のマグネット保持部材６２と、第２のマグネット保持部材６２に一体回転可能にかつ円環状に配設された第２のマグネット６１とを有している。円環状の第２のマグネット６１は、Ｎ極マグネット６１ａとＳ極マグネット６１ｂとが第２のマグネット６１の円周方向に交互に配設されて形成されている。Ｎ極マグネット６１ａの着磁幅が第２のマグネット６１の円周方向に所定の第３の角度幅に設定されているとともに、Ｓ極マグネット６１ｂの着磁幅が第２のマグネット６１の円周方向に所定の第４の角度幅に設定されている。第４の角度幅は、第３の角度幅と同じでも違ってもよい。第２のマグネット保持部材６２は、第２のマグネット保持部材６２と同心に配設された外歯６３ａを有する筒状の第２の被伝動ギア６３を一体に有している。第２のマグネット６１は、第２の被伝動ギア６３の回転に伴って、第２の被伝動ギア６３と一体に第２の被伝動ギア６３の回転軸と同軸に回転する。
【００４２】
第２の被伝動ギア６３の外歯６３ａは、スプリングケース２３の外歯２３ａと噛み合っている。
【００４３】
第２の回転検知部６０は、スプリングケース２３の回転を検知する回転検知部の一例である。第２の回転検知部６０は、例えば、第２のマグネット６１の回転を検知することによってスプリングケース２３の回転を検知する。第２の回転検知部６０は、例えば、第３の磁気検知部６０ａと第４の磁気検知部６０ｂと有する。第３の磁気検知部６０ａと第４の磁気検知部６０ｂは、それぞれ、第２のマグネット６１の回転に伴って変化する磁気を検知する。第３の磁気検知部６０ａ及び第４の磁気検知部６０ｂの具体例として、ホール素子が挙げられる。ホール素子は、ホール効果によって磁気変化を検出する半導体素子の一例である。
【００４４】
スプリングケース２３がモータ２４の駆動によりシートベルト４の引き出し方向に回転すると、スプリングケース２３の外歯２３ａと噛み合っている外歯６３ａが形成された第２の被伝動ギア６３が回転する。第２の被伝動ギア６３の回転により、第２の回転ディスク５８の第２のマグネット６１が回転する。つまり、スプリングケース２３がシートベルト４の引き出し方向に回転すると、スプリングケース２３の回転に連動して、シートベルト４の引き出し方向に対応する回転方向に第２のマグネット６１が回転する。
【００４５】
第２のマグネット６１が回転すると、第３の磁気検知部６０ａと第４の磁気検知部６０ｂは、それぞれ、Ｎ極マグネット６１ａを検知しているときとＳ極マグネット６１ｂを検知しているときとで位相が反転する検知信号を出力する。また、第３の磁気検知部６０ａの配置位置は、第４の磁気検知部６０ｂの配置位置と異なるので、第３の磁気検知部６０ａから出力される検知信号の位相は、第４の磁気検知部６０ｂから出力される検知信号の位相に対して所定量ずれている。
【００４６】
演算部７３は、第３の磁気検知部６０ａと第４の磁気検知部６０ｂのそれぞれから出力された検知信号の位相の反転回数をカウントすることで、スプリングケース２３の回転量（回転位置）を検知する。また、演算部７３は、第３の磁気検知部６０ａから出力された検知信号と第４の磁気検知部６０ｂから出力された検知信号との間の位相のずれ方に基づいて、スプリングケース２３の回転方向がシートベルト４の引き出し方向であるか、シートベルト４の巻き取り方向であるかを判断する。
【００４７】
演算部７３は、第１の回転検知部４０により回転が検知されたスプール２０の回転量と、第２の回転検知部６０により回転が検知されたスプリングケース２３の回転量との差（以下、差Ｄと称する）を演算し、差Ｄの演算結果を出力する。演算部７３の具体例として、マイクロコンピュータ、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）などが挙げられる。
【００４８】
ＥＣＵ１００（図１参照）は、演算部７３によって得られた差Ｄの演算結果をワイヤハーネス１０１を介して取得する。ＥＣＵ１００は、取得した差Ｄの演算結果に応じて、モータ２４の駆動を制御する。
【００４９】
ＥＣＵ１００がこのようにモータ２４の駆動を制御することにより、モータ２４は、差Ｄに応じてスプリングケース２３を回転させる。差Ｄが変化すれば、スパイラルスプリング２２の付勢力が変化するため、シートベルト４の張力も変化する。よって、ＥＣＵ１００は、差Ｄに応じてモータ２４を駆動してスプリングケース２３を回転させることで、シートベルト４の張力を連続的且つ無段階に高精度に調整できる。
【００５０】
例えば、差Ｄは、スプリングケース２３の回転量（回転位置）からスプール２０の回転量（回転位置）を減算した値とする。差Ｄが増加するほど、シートベルト４の巻き取り方向の付勢力は減少し、シートベルト４の巻き取り方向の張力は減少する。
【００５１】
ＥＣＵ１００は、例えば、差Ｄが所定の目標値に一致するように、モータ２４の駆動を制御する。ＥＣＵ１００がこのようにモータ２４の駆動を制御することにより、モータ２４は、差Ｄが所定の目標値に一致するように、スプリングケース２３を回転させる。これにより、モータ２４はシートベルト４の張力を所定の目標張力値に高精度に調整できる。
【００５２】
あるいは、ＥＣＵ１００は、差Ｄに応じて変化する変化量（以下、変化量Ａと称する）が所定の目標値に一致するように、モータ２４の駆動を制御してもよい。ＥＣＵ１００がこのようにモータ２４の駆動を制御することにより、モータ２４は、変化量Ａが所定の目標値に一致するように、スプリングケース２３を回転させる。これにより、モータ２４は、シートベルト４の張力を所定の目標張力値に高精度に調整できる。
【００５３】
変化量Ａの具体例として、シートベルト４の張力、スパイラルスプリング２２によるシートベルト４の巻き取り力などが挙げられる。
【００５４】
ところで、外歯２３ａが形成されたスプリングケース２３は、ウォームホイールとして機能する。モータ２４は、外歯２３ａに噛み合うウォーム２５を介してスプリングケース２３を回転させる。つまり、外歯２３ａは、スプリングケース２３を回転させるためのウォーム２５と、第２のマグネット６１を回転させて第２の回転検知部６０がスプリングケース２３の回転を検知するための第２の被伝動ギア６３との両方に噛み合っている。このように、スプリングケース２３の回転検知のためのギアと、スプリングケース２３の回転駆動のためのギアとが、外歯２３ａとして共用されている。ギアの共用化により、小型化やコストダウンが可能となる。
【００５５】
ウォーム２５は、セルフロック可能な進み角を有してもよい。これにより、スプリングケース２３からウォーム２５への回転の伝達を抑制することができる。したがって、ＥＣＵ１００はモータ２４を無通電にしても、シートベルト４の巻取り方向へのスパイラルスプリング２２の付勢力を保持できる。その結果、シートベルト４の張力の調整が不要な期間にモータ２４で消費される電力を削減することができる。
【００５６】
リトラクタ３Ａは、基板７０を有する。基板７０は、第１の回転検知部４０と、第２の回転検知部６０と、演算部７３とが配置されている。第１の回転検知部４０と、第２の回転検知部６０と、演算部７３とが共通の一枚の基板７０に配置されることにより、部品点数の削減が可能となる。
【００５７】
図９は、ＥＣＵ１００の動作フローの一例を示す状態遷移図である。図９において、「目標位相差」は、スプリングケース２３の回転量（回転位置）からスプール２０の回転量（回転位置）を減算した差Ｄの目標値を表す。差Ｄ（目標位相差）が増加するほど、シートベルト４の巻き取り方向の付勢力は減少し、シートベルト４の巻き取り方向の張力は減少する。
【００５８】
状態Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２は、シートベルト巻き取り装置１を使用可能にするための初期化動作を表す。状態Ｓ０は、ＥＣＵ１００及び演算部７３のリセット状態を表す。ＥＣＵ１００及び演算部７３のリセット状態が解除されると、ＥＣＵ１００の制御状態は、リセット状態からノーマルモードＳ１４内の状態Ｓ１に遷移する。ＥＣＵ１００及び演算部７３のリセット状態は、例えば、シートベルト巻き取り装置１が車両に取り付けられてから最初に電源が投入されたり、バッテリが車両から外された後に再び取り付けられてから最初に電源が投入されたりすることによって、解除される。
【００５９】
状態Ｓ１で、ＥＣＵ１００は、初期化開始待ち動作を実施する。ＥＣＵ１００は、状態Ｓ１で、回転センサが通常状態（異常状態ではない状態）であり、且つ、モータ２４が停止状態であることを確認する。回転センサには、演算部７３、第１の回転検知部４０及び第２の回転検知部６０が含まれる。ＥＣＵ１００は、モータ２４に流れる電流を検出する電流検出部による検出結果に基づいて、モータ２４が停止しているか否かを確認できる。
【００６０】
回転センサが通常状態であり、且つ、モータ２４が停止状態であり、且つ、シートベルト４が装着されていない状態（ベルト非装着状態）であることが検出された場合、ＥＣＵ１００の制御状態は、状態Ｓ１から状態Ｓ２に遷移する。
【００６１】
ベルト非装着状態は、シートベルト４に取り付けられたタング７がバックル８に連結されていない状態を表す。ベルト装着状態は、シートベルト４に取り付けられたタング７がバックル８に連結された状態を表す。ＥＣＵ１００は、シートベルト４の状態がベルト非装着状態かベルト装着状態かを、バックル８から送出されるバックル信号に基づいて、検出できる。
【００６２】
状態Ｓ２で、ＥＣＵ１００は、シートベルト４がスプール２０に巻き取り限界まで巻き取られるように、モータ２４を駆動してスプリングケース２３を回転させるとともにスプール２０を回転させる、初期化巻き取り動作を実施する。ＥＣＵ１００は、状態Ｓ２で、一定（例えば、４５％）のデューティ比のＰＷＭ（Pulse  width  Modulation）信号によってモータ２４を駆動し、シートベルト４の巻き取り方向にスプリングケース２３を回転させる。
【００６３】
ＥＣＵ１００は、状態Ｓ２で、スプール２０とスプリングケース２３のそれぞれの回転速度が所定の巻き取り完了判定速度以下に低下したと演算部７３により検知されるまで、初期化巻き取り動作を実施する。スプリングケース２３とスプール２０のそれぞれの回転速度が低下するのは、シートベルト４の巻き取り状態が巻き取り限界に近づくと、スプリングケース２３及びスプール２０の回転がスパイラルスプリング２２により規制されるからである。
【００６４】
例えば、ＥＣＵ１００は、状態Ｓ２で、単位時間（例えば、０．１秒間）当たりのスプール２０とスプリングケース２３のそれぞれの回転量が所定の巻き取り完了判定閾値以下に低下したと演算部７３により検知されるまで、初期化巻き取り動作を実施する。巻き取り完了判定閾値は、例えば、０．２回転に設定される。
【００６５】
状態Ｓ２で、演算部７３は、スプール２０の回転速度が所定の巻き取り完了判定速度以下に低下したと検知された時のスプール２０の回転量を、スプール２０の回転量の零点（回転基準点）と設定する。また、状態Ｓ２で、演算部７３は、スプリングケース２３の回転速度が所定の巻き取り完了判定速度以下に低下したと検知された時のスプリングケース２３の回転量を、スプリングケース２３の回転量の零点（回転基準点）と設定する。回転基準点は、シートベルト４がスプール２０に巻き取り限界まで巻き取られた時の回転量（回転位置）を表す。状態Ｓ２で回転基準点が設定されることで、製造誤差等によって車両ごとに異なる回転基準点を正確に導出することができる。
【００６６】
演算部７３は、回転基準点を不揮発性メモリに記憶する。これにより、車両のイグニッションスイッチがオンからオフになることによって演算部７３の電源が遮断されても、演算部７３は、イグニッションスイッチがオフからオンになったときに、設定された回転基準点を不揮発性メモリから読み出すことができる。したがって、演算部７３は、設定した回転基準点からのスプール２０の回転量（回転位置）を検知でき、且つ、設定した回転基準点からのスプリングケース２３の回転量（回転位置）を検知できる。
【００６７】
状態Ｓ２において、スプール２０とスプリングケース２３のそれぞれの回転速度が所定の巻き取り完了判定速度以下に低下したと演算部７３により検知された場合、ＥＣＵ１００は、シートベルト４がスプール２０に巻き取り限界まで巻き取られたと判定する。この場合、ＥＣＵ１００の制御状態は、状態Ｓ２からベルト非装着モードＳ１１内の状態Ｓ４に遷移する。
【００６８】
スプール２０とスプリングケース２３のそれぞれの回転速度が所定の巻き取り完了判定速度以下に低下することが、状態Ｓ２の動作開始から所定時間以上経過しても演算部７３により検知されない場合、ＥＣＵ１００は、状態Ｓ１３で、モータ２４を停止させる。このときの所定時間は、モータ停止判定閾値時間を表し、例えば、３０秒に設定される。また、ノーマルモードＳ１４内のいずれかの状態において、モータ２４に過電流が検知された場合、ＥＣＵ１００は、状態Ｓ１３で、モータ２４を停止させる。
【００６９】
状態Ｓ１３で、ＥＣＵ１００がモータ２４を停止させることで、スプリングケース２３の回転は停止する。ＥＣＵ１００の制御状態は、状態Ｓ１３に遷移後、所定の処理が実行されることで、状態Ｓ１に遷移する。
【００７０】
状態Ｓ４で、ＥＣＵ１００は、シートベルト４の格納状態が保持されたまま、差Ｄが、スパイラルスプリング２２の付勢力が弱まる所定の目標位相差になるまで、モータ２４を駆動してスプリングケース２３を回転させる、ベルト非装着状態保持動作を実施する。このような位相制御により、シートベルト４の巻き取り方向のスパイラルスプリング２２の付勢力を、状態Ｓ２の巻き取り限界でのシートベルト４の巻き取り方向のスパイラルスプリング２２の付勢力に対して、弱めることができる。したがって、シートベルト４の巻き取り方向の張力を、状態Ｓ２の巻き取り限界でのシートベルト４の巻き取り方向の張力よりも低い値に高精度に調整することができる。その結果、乗員１１がシートベルト４を格納状態から引き出し始める時に必要な力を軽くすることができる。
【００７１】
状態Ｓ４において、例えば、演算部７３がスプール２０の回転量を０回転と検知し、且つ、目標位相差が６回転に設定されている場合を考える。この場合、ＥＣＵ１００は、差Ｄが目標位相差の６回転になるまで、モータ２４を駆動してスプリングケース２３をシートベルト４の引き出し方向に回転させる（つまり、スプリングケース２３の回転位置を６回転にする）。これにより、乗員１１がシートベルト４を格納状態から引き出し始める時に必要な力を軽くすることができる。
【００７２】
なお、車両のイグニッションスイッチがオフからオンに切り替わった場合、ＥＣＵ１００の制御状態は、例えば、状態Ｓ４から開始する。
【００７３】
状態Ｓ４において、スプール２０の回転量が所定の延び出し判定閾値よりも大きいことが演算部７３により検知された場合、ＥＣＵ１００は、シートベルト４が格納状態で保持されずに延び出していると判定する。なぜなら、状態Ｓ４でスプール２０の回転量が零よりも大きい場合、シートベルト４が車両のドアに挟まっているなどの何等かの理由により延び出ていると考えられるからである。延び出し判定閾値は、例えば、２回転に設定される。
【００７４】
状態Ｓ４において、スプール２０の回転量が所定の延び出し判定閾値よりも大きいことが演算部７３により検知された場合、ＥＣＵ１００の制御状態は、状態Ｓ４から状態Ｓ１０に遷移する。
【００７５】
状態Ｓ１０で、ＥＣＵ１００は、差Ｄが、スパイラルスプリング２２の付勢力が状態Ｓ４よりも強まる所定の目標位相差（例えば、４回転）になるまで、モータ２４を駆動してスプリングケース２３を回転させる、ベルト非装着状態格納動作を実施する。このような位相制御により、シートベルト４の巻き取り方向のスパイラルスプリング２２の付勢力を、状態Ｓ４のシートベルト４の巻き取り方向のスパイラルスプリング２２の付勢力に対して、強めることができる。したがって、延び出たシートベルト４がリトラクタ３に格納されるように、シートベルト４を巻き取ることができる。
【００７６】
状態Ｓ１０において、スプール２０の回転量が所定の格納判定閾値以下に低下したことが演算部７３により検知された場合、ＥＣＵ１００は、シートベルト４がリトラクタ３に格納されたと判定する。格納判定閾値は、零以上で且つ延び出し判定閾値よりも小さな値であり、例えば、１回転に設定される。
【００７７】
状態Ｓ１０において、スプール２０の回転量が所定の格納判定閾値以下に低下したことが演算部７３により検知された場合、ＥＣＵ１００の制御状態は、状態Ｓ１０から状態Ｓ４に遷移する。
【００７８】
状態Ｓ４で、ＥＣＵ１００は、格納状態からのシートベルト４の引き出しが演算部７３により検出された場合、スパイラルスプリング２２の付勢力が当該格納状態よりも更に弱まるように、モータ２４を駆動してスプリングケース２３を回転させる。これにより、シートベルト４の巻き取り方向のスパイラルスプリング２２の付勢力を、状態Ｓ４でのシートベルト４の巻き取り方向のスパイラルスプリング２２の付勢力に対して、更に弱めることができる。したがって、シートベルト４の巻き取り方向の張力を、状態Ｓ４でのシートベルト４の巻き取り方向の張力よりも低い値に高精度に調整することができる。その結果、シートベルト４がリトラクタ３から送り出されるので、乗員１１がシートベルト４を格納状態から引き出している途中で必要な力を更に軽くすることができる。
【００７９】
例えば、状態Ｓ４で、ＥＣＵ１００は、シートベルト４の引き出しが検出された場合、差Ｄが、スパイラルスプリング２２の付勢力が状態Ｓ４の格納状態よりも弱まる所定の目標位相差に一致するように、モータ２４を駆動してスプリングケース２３を回転させる。状態Ｓ４で、例えば、格納状態からのシートベルト４の引き出しが演算部７３により検出されたときにおいて、演算部７３がスプール２０の回転量を２回転と検知し、且つ、目標位相差が１１回転に設定されている場合を考える。この場合、ＥＣＵ１００は、差Ｄが目標位相差の１１回転になるように、モータ２４を駆動してスプリングケース２３をシートベルト４の引き出し方向に回転させる（つまり、スプリングケース２３の回転位置を１３回転に調整する）。これにより、乗員１１がシートベルト４を格納状態から引き出している途中で必要な力を更に軽くすることができる。
【００８０】
状態Ｓ４において、例えば、ＥＣＵ１００は、シートベルト４が格納状態から引き出されるときのスプール２０の回転速度に基づいて、シートベルト４が引き出されたか否かを検出する。ＥＣＵ１００は、シートベルト４が格納状態から引き出されるときのスプール２０の回転速度が、所定の引き出し判定閾値以上速いことが演算部７３により検知された場合、シートベルト４が乗員１１によって格納状態から引き出されたと判定する。引き出し判定閾値は、例えば、１．２５回転／秒に設定される。
【００８１】
状態Ｓ４において、格納状態からのシートベルト４の引き出しが演算部７３により検出された場合、ＥＣＵ１００の制御状態は、状態Ｓ４から状態Ｓ５に遷移する。または、状態Ｓ１０において、延び出し状態からのシートベルト４の引き出しが上記同様に演算部７３により検出された場合、ＥＣＵ１００の制御状態は、状態Ｓ１０から状態Ｓ５に遷移する。
【００８２】
状態Ｓ５で、ＥＣＵ１００は、シートベルト４の引き出し検出後、スプール２０が所定の速度よりも遅い回転速度で所定時間継続して回転することが検出された場合、シートベルト４の引き出し動作が停止したと判定する。ここで、所定の速度は、引き出し停止判定閾値速度を表し、例えば、０．２回転／秒に設定され、所定時間は、引き出し停止判定閾値時間を表し、例えば、２秒間に設定される。
【００８３】
状態Ｓ５で、ＥＣＵ１００は、シートベルト４の引き出し動作が停止したと判定した場合、スパイラルスプリング２２の付勢力が状態Ｓ５よりも強まるように、モータ２４を駆動してスプリングケース２３を回転させる。ＥＣＵ１００は、差Ｄが、スパイラルスプリング２２の付勢力が状態Ｓ５よりも強まる所定の目標位相差（例えば、６回転）になるまで、モータ２４を駆動してスプリングケース２３を回転させる。このような位相制御により、シートベルト４の巻き取り方向のスパイラルスプリング２２の付勢力を、状態Ｓ５のシートベルト４の巻き取り方向のスパイラルスプリング２２の付勢力に対して、強めることができる。したがって、引き出されたシートベルト４が再びリトラクタ３に格納されるように、シートベルト４を巻き取ることができる。
【００８４】
ベルト非装着モードＳ１１内の状態Ｓ４，Ｓ５，Ｓ１０のいずれかにおいて、ベルト装着状態が所定のベルト装着判定閾値時間継続することがバックル信号に基づき検出された場合、ＥＣＵ１００の制御状態は、ベルト装着モードＳ１２内の状態Ｓ６に遷移する。ベルト装着判定閾値時間は、例えば、０．５秒に設定される。
【００８５】
なお、逆に、ベルト装着モードＳ１２内の状態Ｓ６〜Ｓ９のいずれかにおいて、ベルト非装着状態がバックル信号に基づき検出された場合、ＥＣＵ１００の制御状態は、ベルト非装着モードＳ１１内の状態Ｓ４に遷移する。
【００８６】
状態Ｓ６で、ＥＣＵ１００は、差Ｄが、スパイラルスプリング２２の付勢力が状態Ｓ４よりも強まる所定の目標位相差（例えば、１回転）になるまで、モータ２４を駆動してスプリングケース２３を回転させる、フィッティング動作を実施する。フィッティング動作は、所定の動作時間（例えば、４秒）継続する。このような位相制御により、シートベルト４の巻き取り方向のスパイラルスプリング２２の付勢力を、状態Ｓ４のシートベルト４の巻き取り方向のスパイラルスプリング２２の付勢力に対して、強めることができる。したがって、乗員１１を締め付けるシートベルト４の弛みを低減することができる。
【００８７】
フィッティング動作が所定の動作時間継続すると、ＥＣＵ１００の制御状態は、状態Ｓ６から状態Ｓ７に遷移する。あるいは、状態８の警告動作又は状態９のプリテンション動作が終了すると、ＥＣＵ１００の制御状態は、状態Ｓ７に遷移する。
【００８８】
状態Ｓ７で、ＥＣＵ１００は、差Ｄが、スパイラルスプリング２２の付勢力がユーザ要求に応じた大きさに調整される目標位相差に一致するように、モータ２４を駆動してスプリングケース２３を回転させる、ベルト装着状態保持動作を実施する。ＥＣＵ１００は、シートベルト４の張力に対するユーザ要求値は、操作入力装置１０２（図１参照）から取得する。例えば、ＥＣＵ１００は、ユーザ要求値が弱の場合、目標位相差を所定の１１回転に設定し、ユーザ要求値が中の場合、目標位相差を所定の６回転に設定し、ユーザ要求値が強の場合、目標位相差を所定の２回転に設定する。このような位相制御により、シートベルト４の締め付け力をユーザの要求値に合わせることができる。
【００８９】
状態Ｓ６又はＳ７において、警告動作要求が検出された場合、ＥＣＵ１００の制御状態は、状態Ｓ８に遷移する。警告動作要求が発生する条件として、例えば、車両の衝突可能性が高いと判定された場合、乗員１１の居眠りや脇見が検知された場合などが挙げられる。
【００９０】
状態Ｓ８で、ＥＣＵ１００は、目標位相差を段階的に減少させて、差Ｄが目標位相差に一致するように、モータ２４を駆動してスプリングケース２３を回転させる、警告動作を行う。このような位相制御により、シートベルト４の締め付け力を段階的に強めることができるので、シートベルト４の締め付け力を段階的に強める警告動作を乗員１１に対して実施することができる。
【００９１】
状態Ｓ６、Ｓ７，Ｓ８のいずれかの状態で、プリテンション動作要求が検出された場合、ＥＣＵ１００の制御状態は、状態Ｓ９に遷移する。プリテンション動作要求が発生する条件として、例えば、車両が障害物に衝突すると判定された場合が挙げられる。
【００９２】
状態Ｓ９で、ＥＣＵ１００は、差Ｄが目標位相差（例えば、１回転）に一致するように、モータ２４を駆動してスプリングケース２３を回転させる、プリテンション動作を実施する。このような位相制御により、シートベルト４はリトラクタ３に引き込まれるため、シートベルト４が乗員１１を拘束する力が増す。
【００９３】
モータ２４の位相制御に関して、ＥＣＵ１００は、スプール２０の検知回転量とスプリングケース２３の検知回転量との差と目標値との偏差Ｘが大きいほど、モータ２４を駆動してスプリングケース２３の回転速度を速くする。これにより、偏差Ｘが大きいほど、シートベルト４の張力を素早く調整することができる。
【００９４】
また、モータ２４の位相制御に関して、ＥＣＵ１００は、スプール２０の検知回転速度Ｙが速いほど、モータ２４を駆動してスプリングケース２３の回転速度を速くする。これにより、スプール２０の検知回転速度Ｙが速いほど、シートベルト４の張力を素早く調整することができる。
【００９５】
ＥＣＵ１００は、例えば、モータ２４を駆動するためのＰＷＭ信号のデューティ比Ｄｕを、演算式「Ｄｕ＝ａ×Ｘ＋ｂ×Ｙ」に従って、決定する。ａ，ｂは、正の係数を表す。これにより、偏差Ｘが大きいほど、又は、スプール２０の検知回転速度Ｙが速いほど、シートベルト４の張力を素早く調整することができる。
【００９６】
図１０は、シートベルトの張力と引き出し量との関係の一例を示す図である。スパイラルスプリングの付勢力を調整不能な従来のシートベルト巻き取り装置では、シートベルトの引き出し量が増えるほど、シートベルト４の張力が増加する。これに対し、本実施形態では、シートベルト４が格納状態から引き出されたときのスパイラルスプリング２２の付勢力を、シートベルト４の格納状態でのスパイラルスプリング２２の付勢力に比べて、下げることができる。シートベルト４の格納状態では、シートベルト４の巻き取り不良による弛みを防止するため、シートベルト４の巻き取り方向の張力を比較的高くすることができる。一方、シートベルト４の引き出し容易性を向上させるため、シートベルト４の巻き取り方向の張力を比較的下げることができる。
【００９７】
以上、シートベルト巻き取り装置を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
【００９８】
例えば、図９では差Ｄを位相差制御に使用した例を示したが、変化量Ａを位相差制御に使用してもよい。
【００９９】
また、ＥＣＵ１００は、モータを駆動してスプリングケースを回転させる制御部の一例である。しかし、ＥＣＵ１００が演算部７３を内蔵する場合、モータを駆動してスプリングケースを回転させる制御部は、演算部７３を内蔵するＥＣＵ１００でもよい。演算部７３を内蔵するＥＣＵ１００がリトラクタ３に搭載されてもよいし、演算部７３を内蔵するＥＣＵ１００がリトラクタ３とは別体に設けられてもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１  シートベルト巻き取り装置
３，３Ａ  リトラクタ
２０  スプール
２０ａ  シャフト
２２  スパイラルスプリング
２２ａ  内側端末部
２２ｂ  外側端末部
２３  スプリングケース
２４  モータ
７３  演算部
１００  ＥＣＵ
【図１】
2018043555.tif 000003
【図２】
2018043555.tif 000004
【図３】
2018043555.tif 000005
【図４】
2018043555.tif 000006
【図５】
2018043555.tif 000007
【図６】
2018043555.tif 000008
【図７】
2018043555.tif 000009
【図８】
2018043555.tif 000010
【図９】
2018043555.tif 000011
【図１０】
2018043555.tif 000012