(57)【要約】      （修正有）【課題】ベルトバックル駆動用モータの信頼性を高めたシートベルトバックルアセンブリを提供する。【解決手段】シートベルトシステム用のバックルアセンブリが、ベルトバックルと、第１の位置から第２の位置に動くよう配置された動力伝達機構と、これを駆動する電気モータとを含む。モータは、固定子と、これに回転自在に装着された回転子とを含む。回転子は、モータ軸と、モータ軸に固定された整流子と、モータ軸に固定された回転子コア２４２と、回転子コアの歯Ｔ１〜Ｔ５の周囲に巻かれて整流子セグメントに電気的に接続された回転子巻線２４４とを含む。回転子巻線は複数の巻線ユニットＣ１〜Ｃ５を含む。各巻線ユニットは少なくとも２つのコイルを含み、各巻線ユニットのコイルＣ１１〜Ｃ５２は、同じ歯の周囲に巻かれて同じセグメントの対に並列に電気的に接続される。【選択図】図２
0003184439.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
シートベルトシステム用のシートベルトバックルアセンブリであって、
ベルトバックルと、
前記ベルトバックルを第１の位置から第２の位置に動かすための動力伝達機構と、
前記動力伝達機構を駆動するための電気モータと、
を備え、前記電気モータが、固定子と、該固定子に回転自在に装着された回転子とを有し、該回転子が、モータ軸と、該モータ軸に固定された整流子と、前記モータ軸に固定された回転子コアと、該回転子コアの歯の周囲に巻かれて前記整流子セグメントに電気的に接続された回転子巻線とを有し、該回転子巻線が、各々が少なくとも２つのコイルを含む複数の巻線ユニットを有し、前記各巻線ユニットのコイルが、同じ歯の周囲に巻かれて同じセグメントの対に並列に電気的に接続される、
ことを特徴とするバックルアセンブリ。
【請求項２】
前記回転子巻線が、内側層及び外側層の二層で配置され、各巻線ユニットが、一方が前記内側層内に配置されて他方が前記外側層内に配置された２つのコイルを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のバックルアセンブリ。
【請求項３】
前記内側層コイルの一部及び前記外側層コイルの一部が、単一の連続ワイヤであり、前記内側層コイルの他の部分及び前記外側層コイルの他の部分が、別の単一の連続ワイヤである、
ことを特徴とする請求項２に記載のバックルアセンブリ。
【請求項４】
前記回転子コアの各歯の周囲面内に、少なくとも１つのダミースロットが形成される、
ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のバックルアセンブリ。
【請求項５】
前記回転子コアが５つの歯を備え、各歯の周囲面内に２つのダミースロットが形成される、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のバックルアセンブリ。
【請求項６】
前記動力伝達機構が、可撓性ケーブルと、該ケーブルを前記ベルトバックルの方向に偏向させる偏向装置と、前記モータと前記ケーブルの間に結合された、前記モータの回転運動を前記ケ−ブルの線形運動に変換するための変換機構とを備え、前記モータが回転すると、前記偏向装置の誘導の下で前記ベルトバックルが前記ケーブルによって動かされる、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のバックルアセンブリ。
【請求項７】
前記変換機構が、前記モータにより回転されるネジ軸と、前記ネジ軸と係合して前記ケーブルに固定された雌ネジ部材とを備え、前記ネジ部材が、前記モータが回転した時に前記ネジ軸に沿って移動して前記ケーブルを線形移動させるように制約される、
ことを特徴とする請求項６に記載のバックルアセンブリ。
【請求項８】
前記ネジ軸が、前記モータ軸である、
ことを特徴とする請求項７に記載のバックルアセンブリ。
【請求項９】
前記歯の数が、前記セグメントの数と同じである、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のバックルアセンブリ。
【請求項１０】
前記固定子が２つの磁極を有し、前記回転子コアが５つの歯を有し、前記整流子が５つのセグメントを有する、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のバックルアセンブリ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、シートベルトシステム用のバックルアセンブリに関し、特にシートベルトバックルアセンブリ内で使用する電気モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
シートベルトシステムは、衝突又は突然の停車中に生じ得る有害な動きから車両の乗員を保護するために開発されたものである。このシステムは、車両の乗員が車両の内部要素又は他の乗客に激しくぶつかること（いわゆる二次衝突）を防ぎ、エアバッグからの恩恵を最大限に得られるように乗員を正しい位置に保ち、乗員が車両シートから放り出されるのを防ぐことにより、車両衝突時の負傷の可能性及び程度を軽減する。
【０００３】
従来のシートベルトシステムは、通常、乗員をシートに拘束するためのシートベルトと、シートベルトの締め付け又は弛緩を行うためのベルト巻取装置と、シートベルト上に摺動自在に配置されたタングプレートと、ベルトバックルアセンブリとを備え、このベルトバックルアセンブリは、タングプレートと着脱自在に係合するベルトバックルと、このベルトバックルを乗員に対して動かすための駆動装置とを含む。ベルトバックルを動かすことによってシートベルトの有効長を調整できるので、ベルトバックルアセンブリは、通常ベルトテンショナとして使用される。
【０００４】
図４に、シートベルトシステムのベルトバックルを駆動するために使用される従来の永久磁石直流（ＰＭＤＣ）モータの巻線スキームを示す。回転子巻線は、回転子コアの歯の周囲に巻かれて整流子セグメントに電気的に接続された複数のコイルを含む。例えば、コイルＣ１’は、歯Ｔ１及びＴ２の周囲に巻かれてセグメントＳ１及びＳ２に接続される。コイルＣ２’は、歯Ｔ２及びＴ３の周囲に巻かれてセグメントＳ２及びＳ３に接続される。ＰＭＤＣモータは、回転子巻線に電流を供給するための２つのブラシを有する。回転子巻線は、２つの並列分岐を形成する。コイルＣ１’などのコイルが開くと、分岐の一方が開く。モータ及びシートベルトシステムは、正常に機能しなくなる。シートベルトバックルアセンブリが正常に機能しない車を運転することは危険である。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、信頼性を高めたシートベルトバックルアセンブリが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従って、本考案は、シートベルトシステム用のベルトバックルアセンブリを提供し、このベルトバックルアセンブリは、ベルトバックルと、このベルトバックルを第１の位置から第２の位置に動かすための動力伝達機構と、動力伝達機構を駆動するための電気モータとを備え、この電気モータは、固定子と、この固定子に回転自在に装着された回転子とを有し、回転子は、モータ軸と、このモータ軸に固定された整流子と、モータ軸に固定された回転子コアと、この回転子コアの歯の周囲に巻かれて整流子セグメントに電気的に接続された回転子巻線とを有し、この回転子巻線は、各々が少なくとも２つのコイルを含む複数の巻線ユニットを有し、各巻線ユニットのコイルは、同じ歯の周囲に巻かれて同じセグメントの対に並列に電気的に接続される。
【０００７】
回転子巻線は、内側層及び外側層の二層で配置され、各巻線ユニットは、一方が内側層内に配置されて他方が外側層内に配置された２つのコイルを含むことが好ましい。
【０００８】
或いは、これらの２つのコイルは、互いに間隔を空ける。
【０００９】
回転子巻線は、１本の連続ワイヤによって巻かれることが好ましい。
【００１０】
或いは、内側層コイルの一部及び外側層コイルの一部が、１本の連続ワイヤによって巻かれ、内側層コイルの他の部分及び外側層コイルの他の部分が、別の連続ワイヤによって巻かれる。
【００１１】
回転子コアの各歯の周囲面内には、少なくとも１つのダミースロットが形成されることが好ましい。
【００１２】
回転子コアは５つの歯を備え、各歯の周囲面内に２つのダミースロットが形成されることが好ましい。
【００１３】
動力伝達機構は、可撓性ケーブルと、このケーブルをベルトバックルの方向に偏向させる偏向装置と、モータとケーブルの間に結合された、モータの回転運動をケ−ブルの線形運動に変換するための変換機構とを備え、モータが回転すると、偏向装置の誘導の下でベルトバックルがケーブルによって動かされることが好ましい。
【００１４】
変換機構は、モータにより回転されるネジ軸と、このネジ軸と係合してケーブルに固定された雌ネジ部材とを備え、このネジ部材は、モータが回転した時にネジ軸に沿って移動してケーブルを線形移動させるように制約されることが好ましい。
【００１５】
ネジ軸は、モータ軸であることが好ましい。
【００１６】
歯の数は、セグメントの数と同じであることが好ましい。
【００１７】
固定子は２つの磁極を有し、回転子コアは５つの歯を有し、整流子は５つのセグメントを有することが好ましい。
【００１８】
本考案の実施形態では、回転子巻線の各巻線ユニットの両コイルが、同じ歯の周囲に巻かれて同じセグメントに並列に電気的に接続される。巻線ユニットのコイルの一方が開路しても、電流は、依然として他方のコイルを介して巻線ユニットを流れることができる。テスト結果では、モータが、わずかな性能損失しか伴わずに作動し続けることが示された。従って、このモータを用いたシートベルトバックルアセンブリは、従来のシートベルトバックルアセンブリに比べて信頼性が高く安全である。
【００１９】
ここで、添付図面の図を参照しながら本考案の好ましい実施形態をほんの一例として説明する。図中、複数の図に現れる同一の構造、要素又は部品については、これらが現れる全ての図において一般に同じ参照番号を付している。図示の構成要素及び特徴部の寸法は、一般に説明の便宜及び明確さを図って選択したものであり、必ずしも縮尺通りではない。以下に図を一覧で示す。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本考案の好ましい実施形態によるシートベルトバックルアセンブリを示す図である。
【図２】図１のベルトバックルアセンブリ内で使用するモータの回転子コア及び回転子巻線を示す図である。
【図２ａ】図２のモータの断面図である。
【図３】図２の回転子巻線の巻線ユニットを示す図である。
【図４】従来のシートベルトバックルアセンブリ内で使用される従来のモータの回転子巻線を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００２１】
図１に、本考案の好ましい実施形態による車両用シートベルトシステム内のベルトバックルアセンブリ１００を示しており、このベルトバックルアセンブリ１００は、ベルトバックル１０及びこのベルトバックル１０を動かすための駆動装置を備える。このシートベルトシステムは、緊急時に乗員を拘束するためのシートベルトを備える。シートベルトの第１の端部は、シートベルトの締め付け又は弛緩を行うためのベルト巻取装置に結合される。シートベルトの第２の端部は、シートの一方の側において車両本体の低い位置に固定された留め具に結合される。シートベルトは、留め具と同じシートの側において本体の高い位置に固定されたガイドアンカーを通過する。シートベルトには、タングプレートが摺動自在に配置され、シートの反対側にあるベルトバックル１０と着脱自在に係合することができる。
【００２２】
駆動装置は、ケーブル１２と、電気モータ２４と、ケーブル１２をベルトバックル１０の方向に偏向させる偏向装置１４と備える。ケーブル１２は金属製であり、一定の強度、硬度及び可撓性を有することが好ましい。ケーブル１２の第１の端部は、モータ２４の軸方向に延びて雌ネジ部材２０に固定される。モータ２４は、雌ネジ部材２０と螺合する雄ネジ軸２６を有し、軸２６が回転すると、この軸に沿って雌ネジ部材２０が軸方向に移動するようになる。ケーブル１２の第２の端部は、ベルトバックル１０に固定される。偏向装置１４は、車両本体に対して固定される。偏向装置１４は、ケーブル１２が偏向装置１４に対して移動できるように、ケーブル１２上に緩くスリーブ接続された曲管であることが好ましい。
【００２３】
モータ２４が軸２６を回転させると、この軸２６が雌ネジ部材２０を駆動し、雌ネジ部材２０に結合されたケーブル１２の第１の端部が軸方向に移動し、さらにケーブル１２の第２の端部が、偏向装置１４の誘導の下でベルトバックル１０を偏向方向に移動させる。１つの例では、乗員が車両シートに座ると、モータ２４が、ネジ部材２０及びケーブル１２の第１の端部をモータ２４から離れて軸方向に移動するように駆動し、ベルトバックル１０が上向きに移動して、乗客が手で掴むのに便利になる。ベルトバックル１０がタングプレートと係合すると、モータ２４は、ネジ部材２０及びケーブル１２の第１の端部をモータ２４に向かって軸方向に移動するように駆動し、ベルトバックル１２が下向きに移動して、乗員を正しく拘束するようにシートベルトが締まる。
【００２４】
モータ２４は、固定子と、この固定子に回転自在に装着された回転子とを備えたＰＭＤＣモータであることが好ましい。回転子は、モータ軸２６と、モータ軸に固定された整流子２４３と、モータ軸に固定された回転子コア２４２と、回転子コアの歯Ｔの周囲に巻かれて整流子セグメントＳに電気的に接続された回転子巻線２４４とを備える。固定子は、少なくとも１つの永久磁石２５１と、整流子と滑り接触して整流子を介して回転子巻線に電流を供給する少なくとも２つのブラシとを備える。好ましい例では、固定子が２つの永久磁極を有する。
【００２５】
図２に、回転子コア２４２及び回転子巻線２４４を示す。回転子コア２４２は、５つの歯Ｔ１〜Ｔ５を備える。隣接する歯によって巻線スロット２４３が形成され、ここに回転子巻線が受け入れられる。回転子巻線２４４は、１０個のコイルＣｎ１及びＣｎ２（ｎ＝１〜５）を含む。これらの１０個のコイルは、各々が２つのコイルを含む５つの巻線ユニットＣｎ（ｎ＝１〜５）を形成する。第１の巻線ユニットＣ１はコイルＣ１１及びＣ１２を含む。第２の巻線ユニットＣ２はコイルＣ２１及びＣ２２を含む。第３の巻線ユニットＣ３はコイルＣ３１及びＣ３２を含む。第４の巻線ユニットＣ４はコイルＣ４１及びＣ４２を含み、第５の巻線ユニットＣ５はコイルＣ５１及びＣ５２を含む。巻線ユニットの各コイルは、同じ歯の周囲に巻かれ、同じセグメントの対に並列に電気的に接続される。
【００２６】
図２ａは、モータ２４の断面図である。このモータは、モータハウジング２５２の内面に固定された２つの弓状の永久磁石２５１により形成される２つの磁極を持った固定子２５を有する。モータ軸２４１に固定された整流子２４５も示している。
【００２７】
図３に、コイルＣ１１及びＣ１２を含む第１の巻線ユニットを示す。コイルＣ１１及びＣ１２は、両方とも歯Ｔ１及びＴ２の周囲に巻かれ、セグメントＳ１及びＳ２に接続される。従って、コイルＣ１１及びＣ１２は、並列に電気的に接続される。コイルＣ１１及びＣ１２の一方が開路しても、電流は、依然として他方のコイルを介して第１の巻線ユニットを通ることができる。モータは、わずかな性能損失しか伴わずに作動し続ける。従って、このモータを用いたシートベルトシステムは、従来のシートベルトシステムに比べて信頼性が高く安全である。あるコイルを形成するワイヤが破損して、電流がコイルを通じて１つのセグメントから次のセグメントに流れなくなった場合、このコイルを開路した又は開いたと言う。
【００２８】
この実施形態では、回転子巻線が、内側層巻線及び外側層巻線を含む。コイルＣｎ１（ｎ＝１〜５）は内側層内に配置され、コイルＣｎ２（ｎ＝１〜５）は外側層内に配置される。すなわち、巻線ユニットごとに、２つのコイルの一方が内側層内に配置され、２つのコイルの他方が外側層内に配置される。巻付け処理中には、最初に内側層コイルを巻き付け、次に外側層コイルを巻き付ける。外側層コイルは、内側層コイルに比べて回転子コアの中心から離れて存在する。これにより、内側層が外側層によって物理的に保護されるので、単一の巻線ユニットのコイルが両方同時に損傷する可能性が低下する。回転子巻線は、単一のフライヤ巻付機を使用して巻くことができる。すなわち、内側層コイル及び外側層コイルは、１本の連続ワイヤによって巻かれる。
【００２９】
或いは、２つのフライヤで同時に巻線を巻く二重フライヤ巻付機を使用して回転子巻線を巻くこともできる。すなわち、内側層コイルを２本の別個のワイヤによって同時に巻き付け、その後、外側層コイルを２本のワイヤによって同時に巻き付ける。換言すれば、内側層コイルの一部及び外側層コイルの一部を１本の連続ワイヤによって巻き付ける。残りの内側層コイル及び残りの外側線コイルは、別の連続ワイヤによって巻き付ける。一般的には、同じ１本のワイヤによって巻かれた内側層コイル及び外側線コイルを、回転子軸を中心に対向して配置する。回転子巻線を２つのフライヤで巻くと製造効率が上がる。
【００３０】
この実施形態では、セグメント数が巻線ユニットの数に等しく、歯の数にも等しい。内側層コイルの巻付け処理中には、各セグメントにワイヤを取り付ける。外側層コイルの巻付け処理中には、再び各セグメントにワイヤを取り付ける。
【００３１】
さらに、回転子コアの各歯の周囲面には、２つのダミースロット３５が形成される。ダミースロット３５は、巻線トンネルの方向と平行な方向に沿って延び、図２ではモータの軸線に平行である。ダミースロットは、各歯の周囲面を３つの部分に分割する。このダミースロット３５によって振動及びノイズが減少する。
【００３２】
本出願の明細書及び実用新案登録請求の範囲では、記載した項目の存在を、追加項目の存在を除外することなく特定するために、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ、ｃｏｎｔａｉｎ）」、及び「有する（ｈａｖｅ）」という動詞の各々及びこれらの変形を包括的意味で使用している。
【００３３】
１又はそれ以上の好ましい実施形態を参照しながら本考案を説明したが、当業者であれば、様々な修正が可能であると理解するはずである。従って、本考案の範囲は、以下の実用新案登録請求の範囲を参照して決定されるべきものである。
【００３４】
例えば、回転子巻線の各巻線ユニットは、２つよりも多くのコイルを含むことができる。また、ネジ軸をモータ軸として説明したが、モータ軸に直接又は歯車を介して結合された別個の軸として形成することもできる。
【符号の説明】
【００３５】
３５  ダミースロット
２４２  回転子コア
２４３  巻線スロット
２４４  回転子巻線
Ｃ１〜Ｃ５  巻線ユニット
Ｃ１１〜Ｃ５２コイル
Ｔ１〜Ｔ５  歯
【図１】
0003184439.tif 000003
【図２】
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【図２ａ】
0003184439.tif 000005
【図３】
0003184439.tif 000006
【図４】
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