WO2017209189A1 - シートベルトリトラクタ及びシートベルトシステム - Google Patents

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WO2017209189A1
WO2017209189A1 PCT/JP2017/020291 JP2017020291W WO2017209189A1 WO 2017209189 A1 WO2017209189 A1 WO 2017209189A1 JP 2017020291 W JP2017020291 W JP 2017020291W WO 2017209189 A1 WO2017209189 A1 WO 2017209189A1
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WO
WIPO (PCT)
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rotation
seat belt
spool
magnet
detection unit
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2017/020291
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English (en)
French (fr)
Inventor
隆章 木村
理宏 森
実希 高橋
豊 浜田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Takata Corp
Original Assignee
Takata Corp
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/48—Control systems, alarms, or interlock systems, for the correct application of the belt or harness

Definitions

  • the present invention relates to a seat belt retractor and a seat belt system.
  • a webbing take-up shaft comprising a webbing take-up shaft, a spring spring having one end connected to the take-up shaft, and a spring holding box that is rotatably supported while the other end of the spring spring is locked.
  • An apparatus is known (see, for example, Patent Document 1).
  • This webbing take-up device detects the rotation direction of the take-up shaft and the rotation position of the spring holding box, and rotates the spring holding box with a motor to change the setting position of the spring spring, so that the winding biasing force by the main spring is used. To adjust.
  • the tension of the seatbelt by the mainspring changes depending on how much the winding shaft rotates with respect to the spring holding box. Therefore, it is difficult to adjust the tension of the seat belt with high accuracy unless the amounts of rotation of the winding shaft and the spring holding box are known when the spring holding box is rotated by a motor.
  • an aspect of the present disclosure is intended to provide a seat belt retractor and a seat belt system that can adjust the tension of the seat belt with high accuracy.
  • a spool that winds up the seat belt One end connected to the rotating shaft of the spool, and a spiral spring that urges the spool in the winding direction of the seat belt;
  • a spring case connected to the other end of the spiral spring and rotatably provided around the rotation axis;
  • the spring case is rotated according to a difference between a rotation amount of the spool whose rotation is detected by the first rotation detection unit and a rotation amount of the spring case whose rotation is detected by the second rotation detection unit.
  • a seat belt system includes the seat belt retractor and a control device that controls driving of the motor according to the difference.
  • the tension of the seat belt can be adjusted with high accuracy.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a seat belt system 1 according to an embodiment.
  • the seat belt system 1 is an example of a system mounted on a vehicle.
  • the seat belt system 1 includes, for example, a seat belt 4, a retractor 3, a shoulder anchor 6, a tongue 7, a buckle 8, and an ECU (Electronic Control Unit) 100.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the seat belt 4 is an example of a webbing that restrains the occupant 11 sitting on the seat 2 of the vehicle, and is a belt-like member that is wound around the retractor 3 so that it can be pulled out.
  • the belt anchor 5 at the tip of the seat belt 4 is fixed to the floor of the vehicle body or the seat 2.
  • the retractor 3 is an example of a take-up device that enables the seat belt 4 to be taken up or pulled out. When an acceleration / deceleration or a vehicle angle of a predetermined value or more at the time of a vehicle collision or the like is detected, the seat belt 4 is retracted. To be drawn from.
  • the retractor 3 is fixed to the seat 2 or a vehicle body near the seat 2.
  • the retractor 3 is an example of a seat belt retractor.
  • the retractor 3 winds the seat belt 4 around the spool by the power of the motor.
  • the retractor 3 operates a motor based on a signal from a sensor such as a millimeter wave radar to wind the seat belt 4 around a spool before the vehicle collides, and applies a pretension to the seat belt 4 to restrain the passenger by the seat belt 4. Do it quickly.
  • the retractor 3 operates the motor when the engagement between the tongue 7 and the buckle 8 is released, and winds up the seat belt 4 with the spool. Further, the retractor 3 operates the motor to adjust the tension of the seat belt 4 in accordance with the driving situation (the state of the vehicle), thereby restraining the occupant by the seat belt 4 and comfort when the seat belt 4 is worn. Improve each.
  • the shoulder anchor 6 is an example of a belt insertion tool through which the seat belt 4 is inserted, and is a member that guides the seat belt 4 pulled out from the retractor 3 toward the shoulder of the occupant 11.
  • the tongue 7 is an example of a belt insertion tool through which the seat belt 4 is inserted, and is a component that is slidably attached to the seat belt 4 guided by the shoulder anchor 6.
  • the buckle 8 is a part to which the tongue 7 is detachably connected, and is fixed to the floor of the vehicle body or the seat 2, for example.
  • the portion of the seat belt 4 between the shoulder anchor 6 and the tongue 7 is a shoulder belt portion 9 that restrains the chest and shoulder portions of the occupant 11.
  • the portion of the seat belt 4 between the belt anchor 5 and the tongue 7 is a lap belt portion 10 that restrains the waist of the occupant 11.
  • the ECU 100 is an example of a control device connected via one or a plurality of wire harnesses 101 so as to be communicable with the retractor 3.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an example of the configuration of the retractor 3A.
  • the retractor 3A is a first example of the retractor 3 shown in FIG.
  • the retractor 3 ⁇ / b> A includes, for example, a frame 19, a spool 20 that is rotatably supported by the frame 19 and winds up the seat belt 4, a retainer 16 fixed to the frame 19, and a cover attached to the retainer 16.
  • the frame 19 includes a frame plate 18 and a base frame 17.
  • the retainer 16 and the frame plate 18 are fixed to the base frame 17.
  • the spool 20 is rotatably supported by the base frame 17.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of a configuration of the retractor 3A with a part thereof omitted.
  • FIG. 4 is a front view showing an example of a configuration of the retractor 3A with a part thereof omitted.
  • FIG. 5 is a side view showing an example of a configuration of the retractor 3A with a part thereof omitted.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing an example of a configuration of the retractor 3A with a part thereof omitted.
  • the retractor 3 ⁇ / b> A includes a spool 20, a spiral spring 22, a spring case 23, a first rotating disk 38, a first rotation detecting unit 40, a second rotating disk 58, and a second rotation detecting unit 60. And an arithmetic unit 73 and a motor 24.
  • the spool 20 is a rotating member that winds up the seat belt 4.
  • the rotating shaft of the spool 20 includes a shaft 20a and a bush 21 fixed to one end of the shaft 20a.
  • the spiral spring 22 has one end 22 a connected to the rotating shaft of the spool 20 and the other end connected to the outer peripheral wall of the spring case 23, and elastically urges the spool 20 in the winding direction of the seat belt 4. It is an example of a body.
  • One end 22a of the spiral spring 22 is connected to a bush 21 attached to the spool 20 so as to be integrally rotatable, and the spool 20 is constantly urged in the winding direction of the seat belt 4.
  • One end 22 a of the spiral spring 22 is hooked in a groove 21 a formed in the bush 21.
  • the spring case 23 has an outer peripheral wall to which the other end of the spiral spring 22 is connected, and accommodates the spiral spring 22 inside the outer peripheral wall.
  • the spring case 23 is provided so as to be rotatable with respect to the frame plate 18 (see FIG. 2) of the frame 19 around the rotation axis of the spool 20. That is, the spring case 23 is provided so as to be rotatable coaxially with the rotation axis of the spool 20.
  • External teeth 23 a are formed on the outer peripheral wall of the spring case 23.
  • the first rotary disk 38 is attached to the frame plate 18 so as to be rotatable.
  • the first rotating disk 38 includes an annular first magnet holding member 42 and a first magnet 41 that is integrally rotatable with the first magnet holding member 42 and arranged in an annular shape.
  • the annular first magnet 41 is formed by alternately arranging N-pole magnets 41 a and S-pole magnets 41 b in the circumferential direction of the first magnet 41.
  • the magnetization width of the N-pole magnet 41 a is set to a predetermined first angular width in the circumferential direction of the first magnet 41, and the magnetization width of the S-pole magnet 41 b is the circumference of the first magnet 41.
  • a predetermined second angular width is set in the direction.
  • the second angular width may be the same as or different from the first angular width.
  • the first magnet holding member 42 integrally has a cylindrical first driven gear 43 having external teeth 43 a (see FIG. 5) arranged concentrically with the first magnet holding member 42. . As the first driven gear 43 rotates, the first magnet 41 rotates together with the first driven gear 43 coaxially with the rotation shaft of the first driven gear 43.
  • a transmission gear 44 is attached to the shaft 20a of the rotating shaft of the spool 20 so as to be rotatable integrally with the shaft 20a.
  • External teeth 44 a are formed on the outer periphery of the transmission gear 44.
  • the external teeth 43 a of the first driven gear 43 mesh with the external teeth 44 a of the transmission gear 44.
  • the first rotation detection unit 40 is an example of a rotation detection unit that detects the rotation of the spool 20.
  • the first rotation detection unit 40 detects the rotation of the spool 20 by detecting the rotation of the first magnet 41.
  • the first rotation detection unit 40 includes, for example, a first magnetic detection unit 40a and a second magnetic detection unit 40b.
  • the first magnetic detection unit 40 a and the second magnetic detection unit 40 b detect the strength of the magnetic field (magnetic field) that changes as the first magnet 41 rotates.
  • a specific example of the first magnetic detection unit 40a and the second magnetic detection unit 40b is a Hall element.
  • the Hall element is an example of a semiconductor element that detects a magnetic change by the Hall effect.
  • the transmission gear 44 that rotates integrally with the rotation shaft of the spool 20 rotates.
  • the first driven gear 43 formed with the outer teeth 43a meshing with the outer teeth 44a of the transmission gear 44 rotates, so that the first magnet 41 of the first rotating disk 38 is rotated. Rotate. That is, when the spool 20 rotates in the seat belt 4 pull-out direction, the first magnet 41 rotates in a rotation direction corresponding to the seat belt 4 pull-out direction in conjunction with the rotation of the spool 20.
  • the first magnetic detection unit 40a and the second magnetic detection unit 40b respectively detect the N-pole magnet 41a and the S-pole magnet 41b.
  • a detection signal whose phase is inverted is output.
  • the amplitude of the detection signal is proportional to the strength of the detected magnetic field, for example.
  • the phase of the detection signal output from the first magnetic detection unit 40a is the second magnetic detection unit.
  • the phase of the detection signal output from the unit 40b is shifted by a predetermined amount.
  • the calculation unit 73 detects the rotation amount (rotation position) of the spool 20 by counting the number of phase inversions of the detection signal output from each of the first magnetic detection unit 40a and the second magnetic detection unit 40b. To do. In addition, the calculation unit 73 rotates the spool 20 based on the phase shift between the detection signal output from the first magnetic detection unit 40a and the detection signal output from the second magnetic detection unit 40b. It is determined whether the direction is the pulling direction of the seat belt 4 or the winding direction of the seat belt 4.
  • the second rotating disk 58 is rotatably attached to the frame plate 18.
  • the second rotating disk 58 includes an annular second magnet holding member 62 and a second magnet 61 arranged in an annular shape so as to be rotatable integrally with the second magnet holding member 62. Yes.
  • the annular second magnet 61 is formed by alternately arranging N-pole magnets 61 a and S-pole magnets 61 b in the circumferential direction of the second magnet 61.
  • the magnetization width of the N-pole magnet 61 a is set to a predetermined third angular width in the circumferential direction of the second magnet 61, and the magnetization width of the S-pole magnet 61 b is the circumference of the second magnet 61.
  • a predetermined fourth angular width is set in the direction.
  • the fourth angular width may be the same as or different from the third angular width.
  • the second magnet holding member 62 integrally includes a cylindrical second driven gear 63 having external teeth 63 a disposed concentrically with the second magnet holding member 62. As the second driven gear 63 rotates, the second magnet 61 rotates coaxially with the rotation axis of the second driven gear 63 together with the second driven gear 63.
  • the external teeth 63a of the second driven gear 63 mesh with the external teeth 23a of the spring case 23.
  • the second rotation detector 60 is an example of a rotation detector that detects the rotation of the spring case 23.
  • the second rotation detection unit 60 detects the rotation of the spring case 23 by detecting the rotation of the second magnet 61.
  • the second rotation detection unit 60 includes, for example, a third magnetic detection unit 60a and a fourth magnetic detection unit 60b.
  • the third magnetic detection unit 60 a and the fourth magnetic detection unit 60 b detect the strength of the magnetic field (magnetic field) that changes as the second magnet 61 rotates.
  • Specific examples of the third magnetic detection unit 60a and the fourth magnetic detection unit 60b include Hall elements.
  • the Hall element is an example of a semiconductor element that detects a magnetic change by the Hall effect.
  • the third magnetic detection unit 60a and the fourth magnetic detection unit 60b respectively detect the N-pole magnet 61a and the S-pole magnet 61b.
  • a detection signal whose phase is inverted is output.
  • the amplitude of the detection signal is proportional to the strength of the detected magnetic field, for example.
  • the phase of the detection signal output from the third magnetic detector 60a is the fourth magnetic detection.
  • the phase of the detection signal output from the unit 60b is shifted by a predetermined amount.
  • the calculation unit 73 counts the number of inversions of the phase of the detection signal output from each of the third magnetic detection unit 60a and the fourth magnetic detection unit 60b, thereby calculating the rotation amount (rotation position) of the spring case 23. Detect. In addition, the calculation unit 73 determines whether the spring case 23 has a phase shift between the detection signal output from the third magnetic detection unit 60a and the detection signal output from the fourth magnetic detection unit 60b. It is determined whether the rotation direction is the pulling direction of the seat belt 4 or the winding direction of the seat belt 4.
  • the calculation unit 73 calculates a difference between the rotation amount of the spool 20 whose rotation is detected by the first rotation detection unit 40 and the rotation amount of the spring case 23 whose rotation is detected by the second rotation detection unit 60 (hereinafter, referred to as “rotation amount”). (Referred to as difference D), and the calculation result of difference D is output.
  • rotation amount a difference between the rotation amount of the spool 20 whose rotation is detected by the first rotation detection unit 40 and the rotation amount of the spring case 23 whose rotation is detected by the second rotation detection unit 60 (hereinafter, referred to as “rotation amount”).
  • difference D the calculation result of difference D is output.
  • Specific examples of the calculation unit 73 include a microcomputer, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • ECU100 acquires the calculation result of the difference D obtained by the calculating part 73 via the wire harness 101.
  • FIG. The ECU 100 controls the driving of the motor 24 according to the obtained calculation result of the difference D.
  • the ECU 100 includes a processor such as a CPU (Central Processing ⁇ ⁇ Unit) and a memory.
  • Each function of ECU 100 (such as a function for controlling driving of motor 24) is realized by a program processed by the processor. Programs for realizing these functions are stored in the memory.
  • the ECU 100 controls the driving of the motor 24 in this way, so that the motor 24 rotates the spring case 23 according to the difference D.
  • the tension of the seat belt 4 changes (for example, increases). Therefore, when the motor 24 rotates the spring case 23 according to the difference D, the motor 24 can adjust the tension of the seat belt 4 continuously and continuously with high accuracy.
  • ECU100 controls the drive of the motor 24, for example so that the difference D may correspond to a predetermined target value.
  • the motor 24 rotates the spring case 23 so that the difference D matches a predetermined target value.
  • the motor 24 can adjust the tension of the seat belt 4 to a predetermined target tension value with high accuracy.
  • the ECU 100 may control the driving of the motor 24 so that a change amount (hereinafter referred to as a change amount A) that changes according to the difference D matches a predetermined target value.
  • a change amount A a change amount that changes according to the difference D matches a predetermined target value.
  • the motor 24 rotates the spring case 23 so that the change amount A matches a predetermined target value. Accordingly, the motor 24 can adjust the tension of the seat belt 4 to a predetermined target tension value with high accuracy.
  • change amount A include the tension of the seat belt 4 and the winding force of the seat belt 4 by the spiral spring 22.
  • the ECU100 controls the drive of the motor 24, for example so that the difference D or the variation
  • the ECU 100 drives the motor 24 to move the spring case 23 in the direction in which the seat belt 4 is pulled out.
  • the same amount of rotation can be rotated. Therefore, even when the seat belt 4 is pulled out, the tension of the spiral spring 22 in the winding direction of the seat belt 4 can be suppressed and the tension of the seat belt 4 can be kept constant at all times.
  • the ECU 100 drives the motor case 24 to move the spring case 23 in the direction in which the seat belt 4 is pulled out from the amount of rotation.
  • a large amount of rotation can be rotated.
  • the ECU 100 increases or decreases the tension of the seat belt 4 by keeping the urging force of the spiral spring 22 from rising in the seat belt 4 winding direction in accordance with the amount of the seat belt 4 pulled out. it can. As a result, the wearing operation of the seat belt 4 becomes light.
  • the amount of the seat belt withdrawn increases, the amount of winding of the spring spring also increases uniformly, so that the tension of the seat belt 4 becomes higher. As a result, the wearing operation of the seat belt 4 becomes heavy.
  • the ECU 100 can freely adjust the tension of the seat belt 4 according to the difference D while the seat belt 4 is worn after the tongue 7 and the buckle 8 are connected. Therefore, the ECU 100 can reduce the feeling of pressure applied to the occupant 11 when the seat belt 4 is worn by reducing the tension of the seat belt 4 according to the difference D.
  • ECU100 may control the drive of the motor 24, for example so that the difference D or the variation
  • the motor 24 rotates the spring case 23 so that the difference D or the change amount A matches the target value set according to the state of the vehicle.
  • the motor 24 can adjust the tension of the seat belt 4 to a target tension value suitable for each state of the vehicle with high accuracy.
  • the state of the vehicle includes, for example, whether or not the seat belt 4 is pulled out, whether or not the occupant 11 is present, traveling speed of the vehicle, acceleration of the vehicle, steering operation, accelerator operation, brake operation, operation of the buckle 8, door operation, and operation by the occupant This refers to a state that represents a possible operation input of an on-vehicle selection switch.
  • the ECU 100 controls the driving of the motor 24 so that the difference D or the change amount A matches the target value set according to the traveling speed and / or acceleration of the vehicle.
  • the ECU 100 can increase the tension of the seat belt 4 as the traveling speed and / or acceleration of the vehicle increases. Therefore, the posture retention of the occupant 11 is improved.
  • the ECU 100 may control the driving of the motor 24 so that the difference D or the change amount A matches the target value set according to the operation of the occupant.
  • the passenger can set the tension of the seat belt 4 to a desired tension by manual operation using a dial, a switch, or the like or by voice operation.
  • the ECU 100 increases the tension of the seat belt 4 according to the difference D until the seat belt 4 is stored in the retractor 3 when the connection between the tongue 7 and the buckle 8 is released. Can be improved.
  • the spring case 23 in which the external teeth 23a are formed functions as a worm wheel.
  • the motor 24 rotates the spring case 23 via a worm 25 that meshes with the external teeth 23a.
  • the external teeth 23 a rotate the worm 25 for rotating the spring case 23 and the second magnet 61 for rotating the second magnet 61 so that the second rotation detector 60 detects the rotation of the spring case 23. It meshes with both the transmission gear 63.
  • the gear for detecting the rotation of the spring case 23 and the gear for driving the rotation of the spring case 23 are shared as the external teeth 23a. By sharing the gear, it is possible to reduce the size and cost.
  • the worm 25 may have a lead angle capable of self-locking. Thereby, transmission of rotation from the spring case 23 to the worm 25 can be suppressed. Therefore, the ECU 100 can maintain the urging force of the spiral spring 22 in the winding direction of the seat belt 4 even when the motor 24 is not energized. As a result, it is possible to reduce the power consumed by the motor 24 during the period when the tension of the seat belt 4 is not required to be adjusted.
  • the retractor 3 ⁇ / b> A has a substrate 70.
  • the substrate 70 includes a first rotation detection unit 40, a second rotation detection unit 60, and a calculation unit 73. Since the first rotation detection unit 40, the second rotation detection unit 60, and the calculation unit 73 are arranged on a common board 70, the number of components can be reduced.
  • the ECU 100 acquires the detection signals output from the first rotation detection unit 40 and the second rotation detection unit 60 via the wire harness 101 and the ECU 100 calculates the difference D is conceivable.
  • the wire harness 101 for transmitting the detection signal output from the first rotation detection unit 40 to the ECU 100 and the detection signal output from the second rotation detection unit 60 are transmitted to the ECU 100.
  • the wire harness 101 is required separately.
  • the calculation unit 73 outputs a signal corresponding to the calculation result of the difference D to the ECU 100 via the wire harness 101. Therefore, the number of wire harnesses 101 can be reduced as compared with the above-described embodiment in which separate wire harnesses 101 are necessary for transmitting the detection signals.
  • the substrate 70 is disposed between the spool 20 and the spring case 23.
  • the substrate 70 has a first substrate surface on the spool 20 side and a second substrate surface on the spring case 23 side (the opposite side to the first substrate surface). Since the first rotation detection unit 40 is disposed on the surface of the first substrate and the second rotation detection unit 60 is disposed on the surface of the second substrate, the two rotation bodies of the spool 20 and the spring case 23 are arranged. The rotation detection can be realized on one common substrate 70.
  • the first rotation detector 40 On the surface of the first substrate, the first rotation detector 40 is arranged so as to face the first magnet 41 of the first rotating disk 38. On the surface of the second substrate, the second rotation detector 60 is disposed so as to face the second magnet 61 of the second rotating disk 58. Since the magnet and the rotation detection unit are arranged to face each other, the rotation detection accuracy is improved.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of the retractor 3B.
  • the retractor 3B is a second example of the retractor 3 shown in FIG. Of the configuration and effect of the retractor 3B, the description of the same configuration and effect as the retractor 3A is omitted by using the above description.
  • the first rotation detection unit 40 and the second rotation detection unit 60 are mounted on a common substrate 70.
  • the first rotation detection unit 40 and the second rotation detection unit 60 are mounted on separate substrates.
  • the first rotation detection unit 40 is mounted on the substrate 71.
  • the second rotation detection unit 60 is mounted on the substrate 72.
  • the computing unit 73 is mounted on the substrate 71 or the substrate 72.
  • the calculation unit 73 may be mounted on a board different from the boards 71 and 72.
  • FIG. 8 is a front view showing an example of the configuration of the retractor 3C.
  • FIG. 9 is a side view showing an example of the configuration of the retractor 3C.
  • the description of the same configuration and effect as the retractor 3A is omitted or simplified by using the above description.
  • the retractor 3 ⁇ / b> C includes a spool 20 that winds up the seat belt, a substrate case 180 that accommodates the substrate 170, a retainer 116 that is fixed to the base frame 17 together with the substrate case 180, and a cover 115 that is attached to the retainer 116.
  • the retainer 116 covers part or all of the substrate 170 between the substrate case 180 and the retainer 116.
  • a substrate 170 and a substrate case 180 are sandwiched between the retainer 116 and the base frame 17.
  • the worm 25 is rotated by the motor 24.
  • a worm cover 26 that houses the worm 25 is fixed to the retainer 116.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of the retractor 3C with a part thereof omitted.
  • illustration of the spiral spring 22 housed in the spring case 23 and the cover 115 covering the spiral spring 22 is omitted to improve the visibility of the drawing.
  • the retractor 3C includes a substrate 170.
  • the substrate 170 is disposed between the spool 20 and the spring case 23, and is disposed between the substrate case 180 and the retainer 116.
  • the substrate 170 has a first substrate surface 171 on the spool 20 side and a second substrate surface 172 on the spring case 23 side (opposite side to the first substrate surface).
  • the first rotation detector 40 is disposed on the first substrate surface 171
  • the second rotation detector 60 is disposed on the second substrate surface 172. Therefore, the rotation detection of the two rotating bodies of the spool 20 and the spring case 23 can be realized on one common substrate 170.
  • the retractor 3 ⁇ / b> C includes a first magnet 141 and a second magnet 161.
  • the first magnet 141 rotates with the rotation of the spool 20 at an axis different from that of the spool 20.
  • the second magnet 161 rotates on the same axis as the spool 20 as the spring case 23 rotates.
  • FIG. 11 is a perspective view showing an example of the positional relationship between the first rotation detector and the first magnet.
  • the transmission gear 144 rotates on the same axis 151 as the spool 20 as the spool 20 rotates.
  • the axis 151 represents the rotation axis center of the shaft 20 a of the spool 20.
  • the shaft 20 a is fitted in a central hole 144 b formed in the transmission gear 144.
  • the transmission gear 144 that rotates integrally with the shaft 20a and concentrically rotates.
  • the driven gear 143 formed with the outer teeth 143a meshing with the outer teeth 144a of the transmission gear 144 rotates.
  • the driven gear 143 has an annular first magnet 141 fitted inside the external teeth 143a. Therefore, when the driven gear 143 rotates, the first magnet 141 also rotates.
  • the shaft center 152 represents the center of the protruding shaft 184 (see FIG. 10), which is the rotation shaft of the driven gear 143.
  • the protruding shaft 184 protrudes from the surface of the substrate case 180 on the spool 20 side.
  • the protruding shaft 184 is fitted into a central hole 143 b formed in the driven gear 143.
  • the first magnet 141 is formed by alternately arranging N-pole magnets 141 a and S-pole magnets 141 b in the circumferential direction of the first magnet 141.
  • the magnetization width of the N-pole magnet 141 a is set to a predetermined first angular width in the circumferential direction of the first magnet 141
  • the magnetization width of the S-pole magnet 141 b is the circumference of the first magnet 41.
  • a predetermined second angular width is set in the direction. The second angular width may be the same as or different from the first angular width.
  • FIG. 12 is a perspective view showing an example of the positional relationship between the second rotation detector and the second magnet.
  • the second magnet 161 has the same axis 151 as the spool 20 and rotates as the spring case 23 rotates.
  • the axis 151 represents the rotation axis center of the shaft 20 a of the spool 20.
  • the second magnet 161 is attached to the bottom surface 23b of the spring case 23 on the substrate 70 side.
  • the shaft 20 a passes through the substrate hole 173 formed in the substrate 170 and the annular second magnet 161 and is fitted into the spring case 23. Therefore, the second magnet 161 rotates with the rotation of the spring case 23 at the same axis 151 as the spool 20.
  • the second magnet 161 is formed by alternately arranging N-pole magnets 161 a and S-pole magnets 161 b in the circumferential direction of the second magnet 161.
  • the magnetization width of the N-pole magnet 161 a is set to a predetermined third angular width in the circumferential direction of the second magnet 161
  • the magnetization width of the S-pole magnet 161 b is the circumference of the second magnet 161.
  • a predetermined fourth angular width is set in the direction.
  • the fourth angular width may be the same as or different from the third angular width.
  • the first rotation detection unit 40 can detect the rotation of the spool 20 by detecting the strength of the magnetic field that changes due to the rotation of the first magnet 141.
  • the second rotation detection unit 60 can detect the rotation of the spring case 23 by detecting the strength of the magnetic field that changes as the second magnet 161 rotates.
  • the first magnet 141 rotates with an axis 152 different from that of the spool 20, and the second magnet 161 rotates with the same axis 151 as the spool 20.
  • the magnetic field by the 1st magnet 141 interferes with the magnetic detection parts 60a and 60b of the 2nd rotation detection part 60, and the magnetic field by the 2nd magnet 161 is the 1st rotation detection part 40. Interference with the magnetic detectors 40a and 40b is suppressed. As a result, it is possible to prevent a decrease in accuracy of rotation detection.
  • the shaft 20 a passes through a case hole 181 formed in the substrate case 180, a substrate hole 173 formed in the substrate 170, and a retainer hole 116 a formed in the retainer 116.
  • the boss 182 protruding from the surface of the substrate case 180 on the substrate 170 side is inserted into a positioning hole 175 formed in the substrate 170.
  • the boss 182 is concentric with the protruding shaft 184. Therefore, when the boss 182 is inserted into the positioning hole 175, the first rotation detection unit 40 disposed on the first substrate surface 171 of the substrate 170 and the first magnet 141 that rotates around the protruding shaft 184. Can be reduced.
  • the first rotation detection unit 40 detects the rotation of the first magnet 141 through a detection window 183 formed on the bottom surface of the substrate case 180.
  • the detection window 183 is preferably not a penetrating window in order to prevent water from entering.
  • the control unit 110 may be disposed on the substrate 170 (for example, the first substrate surface 171).
  • the control unit 110 responds to a difference D between the rotation amount of the spool 20 whose rotation is detected by the first rotation detection unit 40 and the rotation amount of the spring case 23 whose rotation is detected by the second rotation detection unit 60.
  • the drive of the motor 24 is controlled. That is, the control unit 110 is hardware having the same function as the ECU 100 (see FIG. 1).
  • the retractor 3C with the hardware configuration that realizes the above-described functions of the ECU 100, it is not necessary to prepare the ECU 100 that is separate from the retractor 3C, so that the mounting property to the vehicle is improved.
  • the control unit 110 includes, for example, a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory. Each function (such as a function for controlling driving of the motor 24) of the control unit 110 is realized by a program processed by the processor. Programs for realizing these functions are stored in the memory.
  • the control unit 110 may be configured by an ASIC or FPGA.
  • Information indicating the state of the vehicle (for example, information indicating a connection state between the buckle and the tongue) is input to the control unit 110 via a connector 174 attached to the board 170, for example.
  • a power supply voltage necessary for the operation of components on the substrate 170 such as the control unit 110 is input via the connector 174.
  • the calculation unit 73 for calculating the difference D is disposed on the substrate 170 (for example, the first substrate surface 171).
  • the calculation unit 73 outputs the calculation result of the difference D to the control unit 110.
  • the calculation unit 73 may be built in the control unit 110.

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Abstract

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、前記スパイラルスプリングの他端が連結され、前記回転軸を中心に回転可能に設けられたスプリングケースと、前記スプールの回転を検知する第１の回転検知部と、前記スプリングケースの回転を検知する第２の回転検知部と、前記第１の回転検知部により回転が検知された前記スプールの回転量と前記第２の回転検知部により回転が検知された前記スプリングケースの回転量との差に応じて、前記スプリングケースを回転させるモータとを備える、シートベルトリトラクタ。

Description

シートベルトリトラクタ及びシートベルトシステム
　本発明は、シートベルトリトラクタ及びシートベルトシステムに関する。
　従来、ウェビングの巻取軸と、前記巻取軸に一端が接続されたゼンマイバネと、前記ゼンマイバネの他端が係止されると共に回転可能に設けられたスプリング保持箱とを備えた、ウェビング巻取装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。このウェビング巻取装置は、巻取軸の回転方向検出とスプリング保持箱の回転位置検出とにより、スプリング保持箱をモータで回転させてゼンマイバネのセット位置を変更することで、ゼンマイバネによる巻き取り付勢力を加減する。
特開２００５－２４７０５９号公報
　しかしながら、ゼンマイバネによるシートベルトの張力は、巻取軸がスプリング保持箱に対してどれだけ回転したかに応じて変わる。そのため、スプリング保持箱をモータで回転させるときに巻取軸とスプリング保持箱のそれぞれの回転量が分からないと、シートベルトの張力を高精度に調整することは難しい。
　そこで、本開示の一態様は、シートベルトの張力を高精度に調整できる、シートベルトリトラクタ及びシートベルトシステムの提供を目的とする。
　上記目的を達成するため、本開示の第１の態様では、
　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、
　前記スパイラルスプリングの他端が連結され、前記回転軸を中心に回転可能に設けられたスプリングケースと、
　前記スプールの回転を検知する第１の回転検知部と、
　前記スプリングケースの回転を検知する第２の回転検知部と、
　前記第１の回転検知部により回転が検知された前記スプールの回転量と前記第２の回転検知部により回転が検知された前記スプリングケースの回転量との差に応じて、前記スプリングケースを回転させるモータとを備える、シートベルトリトラクタが提供される。
　また、上記目的を達成するため、本開示の第２の態様では、
　当該シートベルトリトラクタと、前記差に応じて前記モータの駆動を制御する制御装置とを備える、シートベルトシステムが提供される。
　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。
シートベルトシステムの構成の一例を示す図である。 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。 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。 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。 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。 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。 シートベルトリトラクタの他の構成の一例を部分的に示す正面図である。 シートベルトリトラクタの構成の一例を示す正面図である。 シートベルトリトラクタの構成の一例を示す側面図である。 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。 第１の回転検知部と第１のマグネットとの位置関係の一例を示す斜視図である。 第２の回転検知部と第２のマグネットとの位置関係の一例を示す斜視図である。
　以下、本開示に係る実施形態を図面を参照して説明する。
　図１は、一実施形態に係るシートベルトシステム１の構成の一例を示す図である。シートベルトシステム１は、車両に搭載されたシステムの一例である。シートベルトシステム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とを備える。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　タング７がバックル８に係合された状態で、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に係合された状態で、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。
　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。
　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の第一の例である。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　スプリングケース２３は、スパイラルスプリング２２の他端が連結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。つまり、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。スプリングケース２３の外周壁には、外歯２３ａが形成されている。
　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。
　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。
　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（磁界）の強さを検知する。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。
　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。
　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。検知信号の振幅は、例えば、検出された磁界の強さに比例する。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。
　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。
　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。
　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。
　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（磁界）の強さを検知する。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。
　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。
　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。検知信号の振幅は、例えば、検出された磁界の強さに比例する。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。
　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。
　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。
　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。ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサと、メモリとを有する。ＥＣＵ１００が有する各機能（モータ２４の駆動を制御する機能など）は、プロセッサが処理するプログラムによって実現される。それらの各機能を実現するためのプログラムは、当該メモリに格納されている。
　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に応じてスプリングケース２３を回転させる。例えば、差Ｄが大きくなるほど、シートベルト４の張力は変化（例えば、増加）する。よって、モータ２４が差Ｄに応じてスプリングケース２３を回転させることで、モータ２４はシートベルト４の張力を連続的且つ無段階に高精度に調整できる。
　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。
　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。
　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。
　ＥＣＵ１００は、例えば、差Ｄ又は変化量Ａが所定の一定の目標値に維持されるように、モータ２４の駆動を制御する。これにより、ＥＣＵ１００は、シートベルト４が或る回転量（例えば、スプール２０の２回転分）引き出されたとき、モータ２４の駆動によって、スプリングケース２３をシートベルト４の引き出し方向に当該回転量と同じ回転量回転させることができる。したがって、シートベルト４が引き出されても、シートベルト４の巻き取り方向へのスパイラルスプリング２２の付勢力の上昇を抑えて、シートベルト４の張力を常に一定に維持することが可能となる。
　また、ＥＣＵ１００は、シートベルト４が或る回転量（例えば、スプール２０の２回転分）引き出されたとき、モータ２４の駆動によって、スプリングケース２３をシートベルト４の引き出し方向に当該回転量よりも大きな回転量回転させることができる。これにより、シートベルト４が引き出されても、シートベルト４の巻き取り方向へのスパイラルスプリング２２の付勢力の上昇を抑えて、シートベルト４の張力を弱めることが可能となる。
　このように、ＥＣＵ１００は、シートベルト４の引き出し量に応じて、シートベルト４の巻き取り方向へのスパイラルスプリング２２の付勢力の上昇を抑えて、シートベルト４の張力を加減したり一定にしたりできる。その結果、シートベルト４の装着操作が軽くなる。これに対し、従来の技術では、シートベルトの引き出し量が増えるにつれてゼンマイバネの巻き上げ量も一律に増えてしまうので、シートベルト４の張力は増々高くなる。その結果、シートベルト４の装着操作は重くなる。
　また、ＥＣＵ１００は、タング７とバックル８とが連結された後のシートベルト４の着用状態で、シートベルト４の張力を差Ｄに応じて自由に調整できる。したがって、ＥＣＵ１００は、差Ｄに応じてシートベルト４の張力を弱めることで、シートベルト４の着用時に乗員１１に与える圧迫感を低減することができる。
　ＥＣＵ１００は、例えば、差Ｄ又は変化量Ａが車両の状態に応じて設定された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、差Ｄ又は変化量Ａが車両の状態に応じて設定された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の張力を車両の各状態に適した目標張力値に高精度に調整できる。
　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。
　例えば、ＥＣＵ１００は、差Ｄ又は変化量Ａが車両の走行速度及び／又は加速度に応じて設定された目標値に一致するように、モータ２４の駆動を制御する。目標値が車両の走行速度及び／又は加速度が大きくなるにつれて高く設定されることにより、ＥＣＵ１００は、車両の走行速度及び／又は加速度が大きくなるにつれてシートベルト４の張力を高めることができる。よって、乗員１１の姿勢保持性が向上する。
　例えば、ＥＣＵ１００は、差Ｄ又は変化量Ａが乗員の操作に応じて設定された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。これにより、乗員は、ダイヤルやスイッチ等による手動操作や音声による操作によって、シートベルト４の張力を好みの張力に設定できる。
　また、ＥＣＵ１００は、タング７とバックル８との連結の解除時に、シートベルト４がリトラクタ３に格納されるまでシートベルト４の張力を差Ｄに応じて高めることで、シートベルト４の巻き取り不良を改善できる。
　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。
　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。
　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。
　例えば、ＥＣＵ１００が第１の回転検知部４０と第２の回転検知部６０のそれぞれから出力された検知信号をワイヤハーネス１０１介して取得し、ＥＣＵ１００が差Ｄを演算する形態が考えられる。この形態の場合、第１の回転検知部４０から出力された検知信号をＥＣＵ１００に伝達するためのワイヤハーネス１０１と、第２の回転検知部６０から出力された検知信号をＥＣＵ１００に伝達するためのワイヤハーネス１０１とが別々に必要になる。
　これに対し、本開示の実施形態では、演算部７３は、差Ｄの演算結果に応じた信号をワイヤハーネス１０１を介してＥＣＵ１００に出力する。よって、検知信号を伝達するために別々のワイヤハーネス１０１が必要になる上述の形態に比べて、ワイヤハーネス１０１の本数を削減することができる。
　基板７０は、スプール２０とスプリングケース２３との間に配置されている。基板７０は、スプール２０側の第１の基板表面と、スプリングケース２３側（第１の基板表面とは反対側）の第２の基板表面とを有する。第１の回転検知部４０は第１の基板表面に配置され、第２の回転検知部６０は第２の基板表面に配置されているので、スプール２０とスプリングケース２３との２つの回転体の回転検知を一つの共通の基板７０上で実現することができる。
　第１の基板表面には、第１の回転検知部４０が第１の回転ディスク３８の第１のマグネット４１に対向するように配置されている。第２の基板表面には、第２の回転検知部６０が第２の回転ディスク５８の第２のマグネット６１に対向するように配置されている。マグネットと回転検知部とが対向するように配置されていることにより、回転の検知精度が向上する。
　図７は、リトラクタ３Ｂの構成の一例を示す図である。リトラクタ３Ｂは、図１に示されたリトラクタ３の第二の例である。リトラクタ３Ｂの構成及び効果のうちリトラクタ３Ａと同様の構成及び効果の説明については、上述の説明を援用することで省略する。リトラクタ３Ａでは、第１の回転検知部４０と第２の回転検知部６０とが共通の基板７０に実装されている。リトラクタ３Ｂでは、第１の回転検知部４０と第２の回転検知部６０とが別々の基板に実装されている。第１の回転検知部４０は、基板７１に実装されている。第２の回転検知部６０は、基板７２に実装されている。演算部７３は、基板７１又は基板７２に実装される。演算部７３は、基板７１，７２とは別の基板に実装されてもよい。
　図８は、リトラクタ３Ｃの構成の一例を示す正面図である。図９は、リトラクタ３Ｃの構成の一例を示す側面図である。リトラクタ３Ｃの構成及び効果のうちリトラクタ３Ａと同様の構成及び効果の説明については、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。
　リトラクタ３Ｃは、シートベルトを巻き取るスプール２０と、基板１７０を収容する基板ケース１８０と、基板ケース１８０と共にベースフレーム１７に固定されたリテーナ１１６と、リテーナ１１６に取り付けられたカバー１１５とを備える。
　リテーナ１１６は、基板ケース１８０との間で基板１７０の一部又は全部を覆う。リテーナ１１６とベースフレーム１７との間には、基板１７０と基板ケース１８０とが挟まれている。ウォーム２５は、モータ２４によって回転する。ウォーム２５を収容するウォームカバー２６は、リテーナ１１６に固定されている。
　図１０は、リトラクタ３Ｃの構成の一例を一部省略して示す分解斜視図である。図１０では、図面の視認性向上のため、スプリングケース２３に収容されるスパイラルスプリング２２及びスパイラルスプリング２２を覆うカバー１１５の図示が省略されている。
　リトラクタ３Ｃは、基板１７０を備える。基板１７０は、スプール２０とスプリングケース２３との間に配置され、且つ、基板ケース１８０とリテーナ１１６との間に配置されている。基板１７０は、スプール２０側の第１の基板表面１７１と、スプリングケース２３側（第１の基板表面とは反対側）の第２の基板表面１７２とを有する。第１の回転検知部４０は第１の基板表面１７１に配置され、第２の回転検知部６０は第２の基板表面１７２に配置されている。そのため、スプール２０とスプリングケース２３との２つの回転体の回転検知を一つの共通の基板１７０上で実現することができる。
　リトラクタ３Ｃは、第１のマグネット１４１と第２のマグネット１６１とを備える。第１のマグネット１４１は、スプール２０とは異なる軸心で、スプール２０の回転に伴って回転する。第２のマグネット１６１は、スプール２０と同じ軸心で、スプリングケース２３の回転に伴って回転する。
　図１１は、第１の回転検知部と第１のマグネットとの位置関係の一例を示す斜視図である。伝動ギア１４４は、スプール２０と同じ軸心１５１でスプール２０の回転に伴って回転する。軸心１５１は、スプール２０のシャフト２０ａの回転軸中心を表す。シャフト２０ａは、伝動ギア１４４に形成された中央孔１４４ｂに嵌入している。スプール２０が回転すると、シャフト２０ａと一体に且つ同心で回転する伝動ギア１４４が回転する。伝動ギア１４４が回転すると、伝動ギア１４４の外歯１４４ａと噛み合っている外歯１４３ａが形成された被伝動ギア１４３が回転する。被伝動ギア１４３は、外歯１４３ａの内側に嵌入された円環状の第１のマグネット１４１を有する。よって、被伝動ギア１４３が回転すると、第１のマグネット１４１も回転する。
　このように、第１のマグネット１４１は、スプール２０とは異なる軸心１５２で、スプール２０の回転に伴って回転する。軸心１５２は、被伝動ギア１４３の回転軸である突出軸１８４（図１０参照）の中心を表す。突出軸１８４は、基板ケース１８０のスプール２０側の表面から突出する。突出軸１８４は、被伝動ギア１４３に形成された中央孔１４３ｂに嵌入している。
　図１１に示されるように、第１のマグネット１４１は、Ｎ極マグネット１４１ａとＳ極マグネット１４１ｂとが第１のマグネット１４１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１４１ａの着磁幅が第１のマグネット１４１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１４１ｂ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。
　図１２は、第２の回転検知部と第２のマグネットとの位置関係の一例を示す斜視図である。第２のマグネット１６１は、スプール２０と同じ軸心１５１で、スプリングケース２３の回転に伴って回転する。軸心１５１は、スプール２０のシャフト２０ａの回転軸中心を表す。第２のマグネット１６１は、例えば、スプリングケース２３の基板７０側の底面２３ｂに取り付けられている。シャフト２０ａは、基板１７０に形成された基板孔１７３及び円環状の第２のマグネット１６１を貫通するとともに、スプリングケース２３に嵌入している。したがって、第２のマグネット１６１は、スプール２０と同じ軸心１５１で、スプリングケース２３の回転と共に回転する。
　図１２に示されるように、第２のマグネット１６１は、Ｎ極マグネット１６１ａとＳ極マグネット１６１ｂとが第２のマグネット１６１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１６１ａの着磁幅が第２のマグネット１６１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１６１ｂの着磁幅が第２のマグネット１６１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。
　よって、第１の回転検知部４０（図１１参照）は、第１のマグネット１４１の回転によって変化する磁界の強さを検出することによってスプール２０の回転を検知できる。一方、第２の回転検知部６０（図１２参照）は、第２のマグネット１６１の回転によって変化する磁界の強さを検出することによってスプリングケース２３の回転を検知できる。第１のマグネット１４１は、スプール２０とは異なる軸心１５２で回転し、第２のマグネット１６１は、スプール２０と同じ軸心１５１で回転する。これにより、第１のマグネット１４１による磁界が第２の回転検知部６０の磁気検知部６０ａ，６０ｂに対して干渉することが抑制され、第２のマグネット１６１による磁界が第１の回転検知部４０の磁気検知部４０ａ，４０ｂに対して干渉することが抑制される。その結果、回転検知の精度低下を防ぐことができる。
　図１０において、シャフト２０ａは、基板ケース１８０に形成されたケース孔１８１、基板１７０に形成された基板孔１７３、リテーナ１１６に形成されたリテーナ孔１１６ａとを貫通する。
　また、基板ケース１８０の基板１７０側の表面から突出するボス１８２は、基板１７０に形成された位置決め孔１７５に挿入される。ボス１８２は、突出軸１８４と同心である。したがって、ボス１８２が位置決め孔１７５に挿入されることにより、基板１７０の第１の基板表面１７１に配置された第１の回転検知部４０と、突出軸１８４を中心に回転する第１のマグネット１４１との位置関係のずれを低減することができる。第１の回転検知部４０は、基板ケース１８０の底面に形成された検知窓１８３を介して、第１のマグネット１４１の回転を検知する。検知窓１８３は、水の浸入を防ぐため、貫通した窓ではないことが好ましい。
　図１１に示されるように、制御部１１０が基板１７０（例えば、第１の基板表面１７１）に配置されてもよい。制御部１１０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Ｄに応じてモータ２４の駆動を制御する。つまり、制御部１１０は、ＥＣＵ１００（図１参照）と同じ上述の機能を有するハードウェアである。このようにＥＣＵ１００の上述の機能を実現するハードウェア構成をリトラクタ３Ｃが備えることにより、リトラクタ３Ｃとは別体のＥＣＵ１００を用意することが不要になるので、車両への搭載性が向上する。
　制御部１１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサと、メモリとを有する。制御部１１０が有する各機能（モータ２４の駆動を制御する機能など）は、プロセッサが処理するプログラムによって実現される。それらの各機能を実現するためのプログラムは、当該メモリに格納されている。制御部１１０は、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡによって構成されてもよい。
　車両の状態を表す情報（例えば、バックルとタングとの連結状態を表す情報）は、例えば、基板１７０に取り付けられたコネクタ１７４を介して、制御部１１０に入力される。また、制御部１１０等の基板１７０上の部品の動作に必要な電源電圧は、コネクタ１７４を介して入力される。
　図１１に示されるように、差Ｄを演算する演算部７３は、基板１７０（例えば、第１の基板表面１７１）に配置されている。演算部７３は、差Ｄの演算結果を制御部１１０に対して出力する。なお、演算部７３は、制御部１１０に内蔵されてもよい。
　以上、リトラクタ及びシートベルトシステム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。
　本国際出願は、２０１６年６月３日に出願した日本国特許出願第２０１６－１１２２４７号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１６－１１２２４７号の全内容を本国際出願に援用する。
１　シートベルトシステム
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ　リトラクタ
１５，１１５　カバー
１６，１１６　リテーナ
１７　ベースフレーム
１８　フレームプレート
１９　フレーム
２０　スプール
２０ａ　シャフト
２１　ブッシュ
２２　スパイラルスプリング
２３　スプリングケース
２３ａ　外歯
２４　モータ
２５　ウォーム
３８　第１の回転ディスク
４０　第１の回転検知部
４０ａ　第１の磁気検知部
４０ｂ　第２の磁気検知部
４１，１４１　第１のマグネット
４１ａ，６１ａ　Ｎ極マグネット
４１ｂ，６１ｂ　Ｓ極マグネット
４２　第１のマグネット保持部材
４３　第１の被伝動ギア
４３ａ，６３ａ　外歯
４４　伝動ギア
５８　第２の回転ディスク
６０　第２の回転検知部
６０ａ　第３の磁気検知部
６０ｂ　第４の磁気検知部
６１，１６１　第２のマグネット
６２　第２のマグネット保持部材
６３　第２の被伝動ギア
７０，７１，７２，１７０　基板
１１０　制御部
１５１，１５２　軸心
１７１　第１の基板表面
１７２　第２の基板表面
１８０　基板ケース

Claims (12)

  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、
    　前記スパイラルスプリングの他端が連結され、前記回転軸を中心に回転可能に設けられたスプリングケースと、
    　前記スプールの回転を検知する第１の回転検知部と、
    　前記スプリングケースの回転を検知する第２の回転検知部と、
    　前記第１の回転検知部により回転が検知された前記スプールの回転量と前記第２の回転検知部により回転が検知された前記スプリングケースの回転量との差に応じて、前記スプリングケースを回転させるモータとを備える、シートベルトリトラクタ。
  2. 　前記モータは、前記差が又は前記差に応じて変化する変化量が目標値に一致するように、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リトラクタ。
  3. 　前記目標値は、車両の状態に応じて設定された値である、請求項２に記載のシートベルトリトラクタ。
  4. 　前記スプリングケースの外歯に噛み合う被伝動ギアと、
    　前記被伝動ギアの回転に伴って回転するマグネットとを備え、
    　前記第２の回転検知部は、前記マグネットの回転を検知することによって前記スプリングケースの回転を検知する、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
  5. 　前記モータは、前記外歯に噛み合うウォームを介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リトラクタ。
  6. 　前記ウォームは、セルフロック可能な進み角を有する、請求項５に記載のシートベルトリトラクタ。
  7. 　前記差を演算する演算部を備える、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
  8. 　前記第１の回転検知部と前記第２の回転検知部との少なくとも一方と、前記演算部とが配置された共通の基板を備える、請求項７に記載のシートベルトリトラクタ。
  9. 　前記スプールと前記スプリングケースとの間に配置された基板を備え、
    　前記基板は、前記スプールの側の第１の基板表面と、前記スプリングケースの側の第２の基板表面とを有し、
    　前記第１の回転検知部は、前記第１の基板表面に配置され、前記第２の回転検知部は、前記第２の基板表面に配置された、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
  10. 　前記スプールとは異なる軸心で、前記スプールの回転に伴って回転する第１のマグネットと、
    　前記スプールと同じ軸心で、前記スプリングケースの回転に伴って回転する第２のマグネットとを備え、
    　前記第１の回転検知部は、前記第１のマグネットの回転によって変化する磁界の強さを検出することによって前記スプールの回転を検知し、
    　前記第２の回転検知部は、前記第２のマグネットの回転によって変化する磁界の強さを検出することによって前記スプリングケースの回転を検知する、請求項９に記載のシートベルトリトラクタ。
  11. 　前記差に応じて前記モータの駆動を制御する制御部が、前記基板に配置された、請求項９に記載のシートベルトリトラクタ。
  12. 　請求項１に記載のシートベルトリトラクタと、
    　前記差に応じて前記モータの駆動を制御する制御装置とを備える、シートベルトシステム。
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