JP4516172B2

JP4516172B2 - シートベルト装置

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Publication number: JP4516172B2
Application number: JP35246199A
Authority: JP
Inventors: 幸則緑川
Original assignee: オートリブ株式会社
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2019-12-10
Also published as: JP2001163185A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両衝突の際に乗員を効果的に座席に拘束して保護するる車両用シートベルト装置に関し、特に、拘束後の乗員の保護性能の向上を図ったシートベルト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の乗員等を座席に安全に保持するためのシートベルト巻取装置（リトラクタ）においては、急な加速、衝突又は減速に反応する慣性感知手段によってベルト巻取装置を物理的にロックする緊急ロック機構を備えて乗員を効果的及び安全に拘束する緊急ロック式リトラクタが用いられている。このような緊急ロック式ベルト巻取装置としては、例えば特開昭５０−７９０２４号、特公昭５９−２１６２４号及び実公平２−４５０８８号公報等に開示されたシートベルト巻取装置がある。更に、火薬式のベルト巻取装置（プリテンショナ）を設けて、衝突の際にベルトの弛みを瞬間的に除くようにしたシートベルト装置もある。
【０００３】
しかし、シートベルトを完全にロックした場合、車両が衝突したときに、乗員に対して衝突方向に慣性力が作用するため、シートベルトで拘束されている乗員は、シートベルトに押しつけられて胸部などにダメージを受ける虞がある。このため、ベルト張力が所定値を超えると、シートベルトがベルト巻取り装置から引出されるようにして乗員の受ける衝撃を緩和するようにした、ＥＡ（エネルギ吸収）機構を備えるシートベルト装置も提案されている。
【０００４】
また、衝突の衝撃によって乗員が衝突方向に移動すると、ハンドルや車内構造物に衝突する二次衝突も発生するため、衝突によってバッグを展開して乗員の安全を図るエアバッグ装置も使用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、乗員が地厚の衣服を着ている場合等には、ベルトの引出し量が増える。プリテンショナが作動して所要のシートベルト張力による乗員の拘束状態となるまでに時間がかかると、ベルト巻取りの途中で乗員に作用する慣性力がシートベルトに作用する。シートベルトに加わる引出し荷重が所定値を超えるとＥＡ機構が作動し、シートベルトを伸び出させる。その結果、乗員は衝突方向に移動し、展開中のエアバッグが頭部等に当たることが考えられる。また、衝突検出の判断が遅れた場合にも、同様に乗員は移動し、エアバッグの展開範囲内に入って展開中のエアバッグが展開速度で頭部等に当たることも考えられ得る。
【０００６】
よって、本発明は、ＥＡ機構を備えるシートベルト装置において、乗員の移動をより減少するようにした、シートベルト装置を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、ＥＡ機構を備えるシートベルト装置において、乗員の頭部などが展開途中のエアバッグに当たり難いようにした、シートベルト装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明のシートベルト装置は、乗員を座席に拘束するシートベルトと、上記シートベルトの張力を可変する第１及び第２の張力可変手段と、車両の衝突を予知し、衝突の可能性に応じた衝突予知信号を出力する衝突予知手段と、車両の衝突を検出し、衝突検出信号を出力する衝突検出手段と、上記衝突検出信号によってエアバッグを展開し、乗員の二次衝突を防止するエアバッグ装置と、上記衝突予知信号と上記衝突検出信号によって、上記第１及び第２の張力可変手段を制御する制御手段と、上記シートベルトの張力が所定値を超えないように張力を制限する張力制限手段と、を備える。
【０００９】
かかる構成とすることによって、衝突前に第１の張力可変手段によって余分なシートベルトの弛みを除き、衝突の際に、シートベルトに乗員による慣性力が作用する前に、第２の張力可変手段によってベルト巻取りを完了する。このため、張力制限手段（ＥＡ機構）が作動しても乗員が衝突方向に好ましい量以上に移動することを防止可能であり、エアバッグ展開による乗員頭部等の叩かれを回避可能となる。
【００１０】
好ましくは、上記第１の張力可変手段は、モータによってシートベルトを引込み側あるいは送出し側に駆動し、上記第２の張力可変手段は、火薬の爆発力によってシートベルトを瞬時に引込み、上記張力制限手段は、シートベルトの引出しによって金属棒が捩れてベルト張力の増加を抑制する。
【００１１】
好ましくは、上記第１及び第２の張力可変手段、上記張力制限手段は、シートベルトの一端を巻取るベルト巻取装置に設けられる。
【００１２】
好ましくは、上記第１の張力可変手段及び上記張力制限手段は、シートベルトの一端を巻取るベルト巻取装置に設けられ、上記第２の張力可変手段はバックル部に設けられる。
【００１３】
好ましくは、上記第２張力可変手段及び上記張力制限手段はベルト巻取装置に設けられ、ベルト巻取装置にはシートベルトの引出しを電気的にロック可能な強制ロック手段が設けられ、上記第１の張力可変手段はバックル部に設けられる、好ましくは、上記第１の張力可変手段及び上記張力制限手段は、ベルト巻取装置に設けられ、上記第２の張力可変手段は、シートベルトの他端を車体に固定するラップベルト固定部に設けられる。
【００１４】
好ましくは、上記第２の張力可変手段及び上記張力制限手段はベルト巻取装置に設けられ、ベルト巻取装置にはシートベルトの引出しを電気的にロック可能な強制ロック手段が設けられ、上記第１の張力可変手段はラップベルト固定部に設けられる。
【００１５】
好ましくは、上記張力制限手段及び電気的にロック可能な強制ロック手段はベルト巻取装置に設けられ、第１の張力可変手段はバックル部に設けられ、上記第２の張力可変手段はラップベルト固定部に設けられる。
【００１６】
好ましくは、上記張力制限手段及び上記強制ロック手段はベルト巻取装置に設けられ、上記第２の張力可変手段はバックル部に設けられ、上記第１の張力可変手段はラップベルト固定部に設けられる。
【００１７】
好ましくは、上記張力制限手段及び上記強制ロック手段はベルト巻取装置に設けられ、上記第１及び第２の張力可変手段は、ラップベルト固定部に設けられる。
【００１８】
好ましくは、上記ベルト巻取装置が座席に固定される。ラップベルト部は座席に設けられる。
【００１９】
好ましくは、上記張力制限手段は、ねじれ軸、磁性流体を含む。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１は、車両のシートベルト装置の例を示している。シートベルト装置は、乗員を座席３０１に拘束するシートベルト３０２を巻取る電動巻取装置１００、シートベルト３０２を乗員の肩近傍で折返すスルーアンカ３０３、シートベルトを挿通して腰部に配置されるバックル３０４と係合するタングプレート３０５、シートベルト３０２の端部を車体に固定するアンカー３０６、バックルに内蔵されてベルト装着を検出するスイッチ３０７、ベルト巻取装置１００のモータを制御する制御部２００（図示せず）、車両の衝突を予知する衝突予知部４０１（図示せず）、衝突検出部４０２（図示せず）等によって構成される。また、ハンドルの中央部にはエアバッグ装置５００が設けられている。助手席のダッシュボード部やドアにもエアバッグ装置が設けられている（図示せず）。
【００２２】
図２は、電動巻取り装置１００の構成を概略的に説明する説明図である。同図において、電動巻取り装置１００は、フレーム１０１を備えている。このフレーム１０１には、シートベルト３０２を巻回するリール１０３、リール１０３の左端側で結合し、リール回転の中心軸となるリールシャフト１０３ａが回転自在に設けられる。リールシャフト１０３ａの右端部には、シートベルト３０２の引出しをロックする後述のシートベルトロック機構１０２が設けられている。シートベルトロック機構１０２は、車両に所定の減速度が作用したときベルトの引出しをロックするＶＳＩ動作と、シートベルト３０２が所定の加速度で引出されたときにシートベルト３０２の引出しをロックするＷＳＩ動作とを備えている。また、このロック機構１０２には、ロック機構１０２を指令信号に応答して強制的に作動させる後述の電磁的アクチュエータ１１２が更に設けられている。電磁的アクチュエータ１１２は後述の制御部２００の出力によって作動が制御される。シートベルトロック機構１０２は、シートベルト３０２引き出しのロック状態でも電動モータ１１０によるシートベルト３０２の巻取りが可能に構成されている。
【００２３】
上述したリールシャフト１０３ａはねじれ軸であり、エネルギ吸収（ＥＡ）手段としての役割をも担っている。すなわち、シートベルトロック機構１０２によってリールシャフト１０３ａ（ねじれ軸）の右端がロックされた状態で、シートベルトが強い力で引出されてリール１０３が回転すると、リールシャフト１０３ａ自身が軸まわりにねじれて塑性変形する。それにより、シートベルト３０２が引出されてシートベルト３０２によって乗員の身体に作用する衝撃エネルギが吸収される。
【００２４】
プリテンショナ１０４は、図示しない衝突検出器の出力によって制御部２００を介して作動し、リールシャフト１０３ａをシートベルトの巻取り方向に回転し、シートベルトを強制的に巻取って乗員を座席に拘束する。プリテンショナ１０４は、例えば、火薬式プリテンショナであり、ガス発生器、ガス発生器から発生したガスを封止するシリンダ、シリンダ内をガス圧によって移動するピストン、ピストンの移動を、クラッチ機構を介してリール軸１０３ａの回転運動に変換する伝達機構等によって構成される。
【００２５】
リール軸１０３ａに固定されたプーリ１０５は、動力伝達用ベルト１０７を介して直流モータ１１０の軸に固定されたプーリ１０６と連結している。プーリ１０５、１０６の外周にはそれぞれ所定数の外歯が形成され、また、ベルト１０７の内周にも所定数の内歯が形成されている。リールシャフト用のプーリ１０５、モータ用のプーリ１０６、ベルト１０７の各歯山は過不足なく噛合っており、モータ１１０の回転は、リールシャフト１０３ａに伝達される。モータ１１０は、フレーム１０１に少なくとも２点以上で固定されており、制御部２００の出力によって動作する。
【００２６】
リールシャフト１０３ａの最左端に設けられたポテンショメータ１１１は、図３に示すように、両端に電圧が印加される抵抗体と、リールシャフト１０３ａの回転に連動する摺動子とによって構成される。そして、リールシャフト１０３ａ基準位置からの回転量に対応した電圧値を制御部２００に出力する。これにより、例えば、ベルトの引出し量を推定することが出来る。また、ベルトの弛みのない状態の電圧値と、ベルトの引出された状態の電圧値とを比較することによってベルトの弛み量を推定することができる。
【００２７】
図４は、制御部２００の概略構成を説明する機能ブロック図である。同図に示されるように、制御部２００は、マイクロコンピュータシステムによって構成される。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２に保持される制御プログラムやデータをＲＡＭ２０３のワークエリアにロードしてモータ１１０及びシートベルトロック機構１０２を強制的に作動させる電磁的アクチュエータ（例えば、ソレノイド）１１２の動作を制御する。
【００２８】
同図に示す、衝突予知部４０１は、自車両と、前方車両等の障害物との衝突が生ずる可能性があるか、衝突を回避可能か回避不可であるかを判別する。例えば、レーザレーダ、超音波センサ、等の非接触型距離センサによって所定時間毎に自車と障害物との距離を計測する。この距離の時間的変化から相対速度を計算する。距離を相対速度で除算して衝突までの時間を計算する。該衝突時間が予め設定された所定時間Ｔ1以下なら、衝突の可能性があるとして衝突予知信号を出力する。この信号は、入力インタフェース２０４に供給され、ＲＡＭ２０３内に設けられたフラグ領域（フラグレジスタ）の「衝突予知フラグ」をオンに設定する。これにより、ＣＰＵ２０１に後述の割込み処理を開始させる。
【００２９】
バックルスイッチ３０７の出力は、入力インタフェース２０４を介して、ＲＡＭ２０３内に設けられたフラグ領域にベルトの装着の有無に対応したフラグの設定を行う。
【００３０】
衝突検出部４０２は、衝突時に車体に発生する衝撃を加速度センサによって検出し、加速度信号を信号処理して大きさや立上がり波形に基づいて衝突検出を行う。この信号は、入力インタフェース２０４に供給され、ＲＡＭ２０３内のフラグ領域の「衝突検出フラグ」をオンに設定する。これにより、ＣＰＵ２０１に後述の割込み処理を開始させる。
【００３１】
なお、本発明に直接関係しないので図示しないが、前述したポテンショメータ１１１の出力電圧は、入力インタフェース２０４によって所定周期でＡ／Ｄ変換される。入力インタフェース２０４はＣＰＵを内蔵しており、変換された出力電圧データを監視している。例えば、出力電圧データの前回値と今回値とが相違することによって、軸１０３ａの回転状態を判別し、出力電圧データの前回値と今回値との差の正あるいは負によって、シートベルトの「引出し」フラグ、あるいは「巻取り」フラグをＲＡＭ２０３のフラグ領域に設定する。また、ＤＭＡ動作によって出力電圧データをＲＡＭ２０３の回転量エリアに書込む。ベルトを巻取った状態の出力電圧データからの引き出し方向への変化分はベルトの弛み量に相当する。この弛み量は、ＲＡＭ２０３のベルト弛み量エリア１に書込まれる。
【００３２】
モータ１１０に流れる電流値は後述のモータ駆動回路２０６に設けられた電流検出器ＣＴによって電流に対応した電圧値として検出される。この電圧値は、入力インタフェース２０４において、所定周期でＡ／Ｄ変換され、ＤＭＡ動作によってＲＡＭ２０３内のモータ電流領域に書込まれる。モータ１１０の電流はモータの回転トルクに関係することから負荷電流値によって回転トルクを推定することが出来る。モータ１１０の回転トルクは、シートベルト３０２の引込み力（張力）となる。
【００３３】
ＣＰＵ２０１は、制御プログラムに設定された所定の条件が満たされると、モータ１１０の正転指令、逆転指令、駆動停止指令を出力インタフェース２０５に与える。出力インタフェース２０５は、これ等命令に対応したゲート信号Ｇ１、Ｇ２を発生し、モータ駆動回路２０６に供給する。正転指令に対しては、Ｇ１、Ｇ２をそれぞれ「Ｈ」、「Ｌ」に、逆転指令に対しては、Ｇ１、Ｇ２をそれぞれ「Ｌ」、「Ｈ」に、駆動停止指令に対しては、Ｇ１、Ｇ２をそれぞれ「Ｌ」、「Ｌ」に設定する。
【００３４】
図５は、モータの駆動回路の構成例を示す回路図である。ＰＮＰトランジスタＱ1、Ｑ2、ＮＰＮトランジスタＱ3、Ｑ4の、４つのトランジスタによってトランジスタブリッジ回路が構成される。トランジスタＱ1、Ｑ2のエミッタ同士は接続され、該接続点に電源Ｖcが供給される。トランジスタＱ3、Ｑ4のエミッタ同士も接続され、該接続点に接地電位が供給される。
【００３５】
既述のように、トランジスタＱ3、Ｑ4の各エミッタ出力電流は電流検出器ＣＴによってレベル検出され、レベル検出信号が入力インタフェース２０４に送られる。入力インタフェース２０４は、レベル検出信号をＡ／Ｄ変換し、ＤＭＡ動作によってＲＡＭ２０３のベルト張力エリアに書込む。モータを流れる負荷電流値はトルクに関連するので、これよりシートベルト張力Ｆを推定することが可能である。
【００３６】
トランジスタＱ1のコレクタとトランジスタＱ3のコレクタとはダイオードＤ1を介して接続される。トランジスタＱ2のコレクタとトランジスタＱ4のコレクタとはダイオードＤ2を介して接続される。トランジスタＱ1のベースとトランジスタＱ4のコレクタとはバイアス抵抗Ｒ1を介して接続される。トランジスタＱ2のベースとトランジスタＱ3のコレクタとはバイアス抵抗Ｒ2を介して接続される。トランジスタＱ1及びＱ2の各コレクタ相互間に直流電動モータＭが接続される。
【００３７】
かかる構成において、トランジスタＱ3、Ｑ4の各ゲートに正転指令信号（Ｇ1＝「Ｈ」、Ｇ2＝「Ｌ」）が出力インタフェース２０５から供給されると、トランジスタＱ3は導通、トランジスタＱ4は非導通となる。トランジスタＱ3のコレクタは導通によって接地レベルとなり、抵抗Ｒ2を介してトランジスタＱ2のベースを低レベル（略接地レベル）にバイアスし、トランジスタＱ2を導通させる。トランジスタＱ4のコレクタは略電源Ｖcレベルとなり、抵抗Ｒ1を介してトランジスタＱ2のベースを高レベルにバイアスし、トランジスタＱ1を非導通にさせる。この結果、電源Ｖc、トランジスタＱ2、モータＭ、ダイオードＤ1、トランジスタＱ3、接地の経路で順方向の電流路が形成され、モータＭはシートベルトを巻取る方向に回転する。
【００３８】
トランジスタＱ3、Ｑ4の各ゲートに逆転指令信号（Ｇ1＝「Ｌ」、Ｇ2＝「Ｈ」）が出力インタフェース２０５から供給されると、トランジスタＱ3は非導通、トランジスタＱ4は導通となる。トランジスタＱ4のコレクタは接地レベルとなり、抵抗Ｒ1を介してトランジスタＱ1のベースを低レベルにバイアスし、トランジスタＱ1を導通させる。トランジスタＱ3のコレクタは略電源Ｖcレベルとなり、抵抗Ｒ2を介してトランジスタＱ2のベースを高レベルにバイアスし、トランジスタＱ2を非導通にさせる。この結果、電源Ｖc、トランジスタＱ1、モータＭ、ダイオードＤ2、トランジスタＱ3、接地の経路で逆方向の電流路が形成され、モータＭはシートベルトを引出す方向に回転する。
【００３９】
トランジスタＱ3、Ｑ4の各ゲートに駆動停止指令信号（Ｇ1＝「Ｌ」、Ｇ2＝「Ｌ」）が出力インタフェース２０５から供給されると、ＮＰＮタイプのトランジスタＱ3、Ｑ4は共に非導通となる。トランジスタＱ3が導通状態から非導通となった場合、トランジスタＱ3のコレクタは、接地レベルから略電源レベルに上昇し、トランジスタＱ2のベースを高電位にバイアスしてトランジスタＱ2をも遮断する。同様に、トランジスタＱ4が導通状態から非導通となった場合、トランジスタＱ4のコレクタは、接地レベルから略電源レベルに上昇し、トランジスタＱ1のベースを高電位にバイアスしてトランジスタＱ1をも遮断する。このようにして、駆動停止指令が発令されると、ブリッジを構成する各トランジスタが非導通となる。
【００４０】
図４に戻り、ＣＰＵ２０１は、シートベルトロック機構１０２の強制ロックを作動させる条件が満たされると、ロック指令信号（ソレノイドの作動指令）を出力インタフェース２０５に与える。出力インタフェース２０５のフラグレジスタに設定された作動指令は、パワー増幅器２０７によって論理レベルの信号からソレノイドを駆動できるレベルにパワー増幅され、ソレノイド１１２に与えられる。ソレノイドが動作することによって、アクチュエータが移動し、巻取装置１００のロック機構１０２を動作させる。なお、シートベルトロック機構１０２は、作動すると、巻取ったシートベルトの引出しを阻止してベルトの弛みを防止するが、シートベルトの巻取りは許容する構造となっている。
【００４１】
図６は、制御部２００の制御態様を説明するフローチャートである。この例では、第１の張力可変手段たるシートベルトを巻取るモータの作動を制御する。
【００４２】
ＣＰＵ２０１は、メインプログラムを実行することにより、シートベルトの着用フラグを周期的に監視する（Ｓ１２）。ＣＰＵ２０１は、シートベルト着用フラグがオンになっていると（Ｓ１２；Ｙｅｓ）、衝突の可能性があるかどうかを衝突予知フラグの設定の有無により判別する（Ｓ１４）。同フラグがオンであると（Ｓ１４；Ｙｅｓ）、モータ駆動回路２０６を作動させ、弛み除去手段あるいは可変張力手段としての、モータ１１０をベルトの巻取り方向に回転駆動させてウェビング３０２の巻取りを行う（Ｓ１６）。それにより、シートベルトのある程度の弛みを除去する。例えば、巻取りはベルトが所定張力を越えるまで、あるいは所定時間行うこととしても良い。張力はＲＡＭ２０３の電流値エリアに書込まれたサンプル値を読取ることによって判別可能である。このステップにより、衝突前にシートベルトの弛みが除去される。
【００４３】
ＣＰＵ２０１は、シートベルトの未装着（Ｓ１２；Ｎｏ）、あるいは衝突予知フラグがオフであると（Ｓ１４；Ｎｏ）、シートベルトの弛みを除く必要はないので、シートベルトを巻取るモータ１１０の回転駆動の停止を出力インタフェース２０５に指令する（Ｓ１８）。それにより、モータ駆動回路２０６からモータ１１０への電流供給が停止し、モータ１１０は動作を停止する。本ルーチンを終了し、メインプログラムに戻る。
【００４４】
なお、シートベルトは巻取りばね１１４の力によって、非装着の場合にはベルト巻取装置１００内に格納される。シートベルト装着の際には、最低限の弛みが除去される。
【００４５】
次に、図７を参照して、第２の張力可変手段たるプリテンショナの作動制御について説明する。
【００４６】
ＣＰＵ２０１は、本ルーチンを周期的にあるいは割込み処理によって実行する。ＣＰＵ２０１は、シートベルト装着状態において（Ｓ２２；Ｙｅｓ）、衝突が検出されたかどうかを判別する（Ｓ２４）。衝突検出フラグがオンになることによって衝突を検出すると（Ｓ２４；Ｙｅｓ）、第２の張力可変手段としての火薬式のプリテンショナ１０４を作動させる。それにより、シートベルトを急速に引込み、弛みを除去し、乗員をしっかりと拘束する。シートベルトの非装着（Ｓ２２；Ｎｏ）、衝突の非検出の場合（Ｓ２４；Ｎｏ）には、第２の張力可変手段を作動させることなく、本ルーチンを終了する。
【００４７】
なお、ベルト巻取装置１００に設けられているＶＳＩセンサによって車両に衝撃が加わるとシートベルト３０２の引出しがロックされる。また、ベルト巻取装置１００に設けられているＷＳＩセンサによってシートベルト３０２が急激に引出されると、シートベルト３０２の引出しがロックされる。
【００４８】
図８は、エアバッグ装置の作動制御を説明するフローチャートである。
【００４９】
ＣＰＵ２０１は、本ルーチンを周期的にあるいは割込み処理によって実行する。ＣＰＵ２０１は、衝突検出フラグがオンになったことによって衝突を検出すると（Ｓ３２；Ｙｅｓ）、エアバッグ装置に点火信号を供給し、火薬を発火させ、燃焼ガスの急膨張によってバッグを展開させる（Ｓ３４）。それにより、乗員の車室内への二次衝突を防止する。衝突が検出されない場合には（Ｓ３２；Ｎｏ）、本ルーチンは終了する。
【００５０】
図９は、シートベルトロック機構の強制作動を説明するフローチャートである。
【００５１】
第１あるいは第２の張力可変手段がベルト巻取装置以外に設けられている場合、例えば、バックルやラップベルト固定部に設けられている場合、可変張力手段が作動するとベルトを巻取装置から引出す方向に作用する。そこで、シートベルトロック機構を予め強制的に作動させてシートベルトの引出しを防止し、ベルト張力を確保する。
【００５２】
ＣＰＵ２０１は、メインプログラムを実行することにより、シートベルトの着用フラグを周期的に監視する（Ｓ４２）。ＣＰＵ２０１は、シートベルト着用フラグがオンになっていると（Ｓ４２；Ｙｅｓ）、衝突の可能性があるかどうかを衝突予知フラグの設定の有無により判別する（Ｓ４４）。同フラグがオンであると（Ｓ４４；Ｙｅｓ）、ロック指令信号を出力インタフェース２０５に与え、巻取装置１００のロック機構１０２を動作させる。シートベルトロック機構１０２は、作動すると、巻取ったシートベルトの引出しを阻止してベルトの弛みを防止するが、シートベルトの巻取りは許容する（Ｓ４６）。なお、ベルト巻取装置１００に設けられているＶＳＩセンサによって車両に衝撃が加わるとシートベルト３０２の引出しがロックされる。また、ベルト巻取装置１００に設けられているＷＳＩセンサによってシートベルト３０２が急激に引出されると、シートベルト３０２の引出しがロックされる。
【００５３】
ＣＰＵ２０１は、モータ駆動回路２０６を作動させ、モータ１１０をベルトの巻取り方向に回転駆動させてウェビング３０２の巻取りを行う（Ｓ４８）。それにより、シートベルトのある程度の弛みを除去する。例えば、巻取りはベルトが所定張力を越えるまで、あるいは所定時間行うこととしても良い。張力はＲＡＭ２０３の電流値エリアに書込まれたサンプル値を読取ることによって判別可能である。このステップにより、衝突前にシートベルトの弛みが除去される。
【００５４】
ＣＰＵ２０１は、シートベルトの未装着（Ｓ４２；Ｎｏ）、あるいは衝突予知フラグがオフであると（Ｓ４４；Ｎｏ）、シートベルトのロック機構を作動させている必要はないので、ロックの解除を出力インタフェース２０５に指令する。それにより、ロックが解除され、ベルトの引出しが可能となる（Ｓ５０）。シートベルトを巻取るモータ１１０の回転駆動の停止を出力インタフェース２０５に指令する（Ｓ５２）。それにより、モータ駆動回路２０６からモータ１１０への電流供給が停止し、モータ１１０は動作を停止する。本ルーチンを終了し、メインプログラムに戻る。
【００５５】
なお、第１あるいは第２の張力可変手段がベルト巻取装置に設けられている場合にも、勿論、本ルーチンを適用することが出来る。シートベルトは巻取りばね１１４の力によって、非装着の場合にはベルト巻取装置１００内に格納される。シートベルト装着の際には、最低限の弛みが除去される点は同様である。
【００５６】
図１０は、図６乃至図９の制御手順によって、第１及び第２の張力可変装置、エアバッグ装置を作動させたときのシートベルトの張力変化を経時的に説明するグラフである。
【００５７】
図１０において、時刻ｔ1において、衝突の可能性ありと判断され、モータ１１０が作動を開始し、ベルト張力は巻取りばねによる張力Ｆ0から上昇する。時刻ｔ2において、衝突が発生する。時刻ｔ3において、衝突が検出されてプリテンショナ１０４及びエアバッグ装置５００が作動する。シートベルトはモータ１１０とプリテンショナ１０４とによって巻取られるので、張力は、時刻ｔ1における張力Ｆ1から急に上昇する。衝突の衝撃でシートベルトロック機構１０２は、ＶＳＩ動作によってシートベルトの引出しをロックする。時刻ｔ4では、張力がＦ2に至るが、更に乗員に作用する前方への慣性力（ベルトを巻取り部１００から引出す方向に作用する）が加わって張力が更に増加する。時刻ｔ5に張力がＦ3になるとねじれ軸１０３ａによるエネルギ吸収機構が作動して、シートベルトが引出され、ベルト張力の増加を抑制する。
【００５８】
図１１乃至図２２は、巻取り部１００の、主に、シートベルトロック機構（リールの機械的ロック機構、シートベルト加速度感知手段（ＷＳＩ）、車両減速度感知手段（ＶＳＩ））１２０と電磁的アクチュエータ１１２を説明する分解斜視図及び要部縦断面図である。なお、図１１には、プリテンショナは取付けられていない。車両特性上必要ならば、図２に示したように、図１１のリトラクタベース１と動力伝達ユニット１５との間にプリテンショナ１０４を設置する。
【００５９】
図１１乃至図１６において、リトラクタベース１はその大部分がコの字状断面を有しており、対向する側板１ａ，１ｂには対向してそれぞれ巻取軸貫通穴が穿設され、シートベルト３０２（図示せず）を巻装する巻取軸であるリール３がこれら巻取軸貫通穴を挿通した状態で回動自在に軸架されている。
【００６０】
側板１ａに設けられた巻取軸貫通穴の内周縁には係合内歯２が形成されており、該巻取軸貫通穴の外側にはリング部材４が並設されている。リング部材４には内周縁に沿って絞り加工が施されており、リング部材４が側板１ａの外側面にリベット４０によって固着された際に、係合内歯２とリング部材４の内周縁との間に軸方向の隙間が生じるように構成されている。
【００６１】
そして、ベース１の側板１ａ側には、緊急時にシートベルトの引き出しを阻止するための緊急ロック機構が配置されている。又、ベース１の側板１ｂ側には、図示しない、タイミングベルト１０７を介して電動モータ１１０によって駆動される軸１５ｃ（リール軸１０３ａに相当する）に連結したプーリ１０５、巻取りばね１１４、ポテンショメータ１１１などを含む動力伝達ユニット１５が配置されている。リール３は、アルミニウム合金等で一体成形された略円筒形の巻取軸であり、シートベルトが巻回される胴部２８には、シートベルト端部を挿通させて保持するため直径方向に貫通するスリット開口２８ａが設けられている。又、リール３の外周部には別体で形成されたフランジ部材１３が装着され、シートベルトの巻乱れを防止する。又、リトラクタベース１に組み付けたリール３の外周に巻装されたシートベルトは、リトラクタベース１の背板側の上部に取り付けられたシートベルトガイド４１を挿通させることによって、出入り位置が規制される。
【００６２】
リール３の両端面にはリール３を回転自在に支持する為の回転支軸が突設されるが、リール３のセンサー側端面には別体に構成された支軸ピン６が回転支軸として圧入されている。又、リール３のセンサー側端面には、側板１ａに構成された係合内歯２に係合可能なロック部材であるポール１６を揺動回動可能に軸支する支軸７が突設されている。また、ポール１６が係合内歯２と係合する方向へ揺動回転した時に、ポール１６の揺動側端部と反対側のポール後端部１６ｅを位置決めし、係合内歯２との間でポール１６に大きな荷重が加わった場合にはその荷重を受ける受圧面４５が、リール３のセンサー側端面に設けられている。
【００６３】
更に、リール３のセンサー側端面には、後述するロック作動手段のラッチ部材であるラチェットホイール１８に揺動可能に軸支された揺動レバー部材２０の反時計回り方向の回転を規制する為の係止突起８が設けられている。凹部９は、ラチェットホイール１８をシートベルト引出し方向（図１２中、矢印Ｘ2 方向）に回転付勢する引張りコイルバネ３６と、後述するセンサースプリング２５を押圧するロックアーム２６のアーム部２６ｃとがリール３に干渉するのを防ぐ逃げである。
【００６４】
ポール１６の揺動端部には、側板１ａに構成された係合内歯２に対応して係合可能な係合歯１６ｃが一体形成されている。又、ポール１６の中央部には、支軸７に遊嵌する軸穴１６ａが貫設されており、ポール１６のセンサー側面には、揺動端側に位置する係合突起１６ｂとポール後端部１６ｅ側に位置する押圧突起１６ｄとが突設されている。
【００６５】
即ち、軸穴１６ａは支軸７に対して遊嵌状態なので、ポール１６が支軸７に対して揺動回動可能及び所定量相対移動可能に軸支されている。又、リール３に圧入された支軸ピン６により貫通孔１７ａを嵌通された保持プレート１７の係止孔１７ｂには、ポール１６の軸穴１６ａを貫通した支軸７の先端が加締められており、保持プレート１７はリール３の端面からポール１６が浮き上がるのを防止している。
【００６６】
そして、ポール１６の係合突起１６ｂの端部は、保持プレート１７の外側に配設されて支軸ピン６に回動自在に軸支されたラチェットホイール１８に形成されているカム穴１８ａに挿入されている。そこで、ラチェットホイール１８がリール３に対してシートベルト巻取方向（図１２中矢印Ｘ1 方向）に相対回転すると、カム穴１８ａが係合突起１６ｂの端部をリール３の回転中心軸から半径方向外方に移動させるように作用するので、ポール１６は側板１ａに構成された係合内歯２との係合方向（図１１中矢印Ｙ1 方向）へ支軸７を中心に揺動回転させられる。
【００６７】
即ち、ポール１６が、係合内歯２と係合する方向に揺動回転させられ、ポール１６の係合歯１６ｃが係合内歯２に係合することによってリール３のシートベルト引出し方向の回転を阻止するロック手段を構成している。ラチェットホイール１８は、中心穴が支軸ピン６に回動自在に軸支された爪車であり、その外周部には車体加速度感知手段５１のセンサーアーム５３と係合するためのラチェット歯１８ｂが形成されている。更に、支軸ピン６のフランジ部６ａは、シートベルトの引出し加速度を感知する慣性感知手段であるシートベルト加速度感知手段を構成する為の円盤状の慣性部材であるイナーシャプレート３０の中心穴３０ａを軸支している。ラチェットホイール１８の中心穴周縁で巻取装置外側に向かって突設された係止爪部２３は、係合穴３０ｂに係合してイナーシャプレート３０のスラスト方向の位置決めを行っている。ラチェットホイール１８に形成された長穴２４にはイナーシャプレート３０の係合突出部３１が係合しており、長穴２４の一端縁２４ａが緊急ロック機構非作動時のイナーシャプレート３０の回転方向の位置決めを行っている（図１４参照）。
【００６８】
ラチェットホイール１８の外側面には、図１４に示すように、ロックアーム２６を回動自在に軸支する軸部２２と、ばねフック部５５とが突設されている。そして、図１８に示すように、イナーシャプレート３０には、ばねフック部５５を挿通させる開口５６が形成されている。この開口５６は、ばねフック部５５を挿通した状態でイナーシャプレート３０がラチェットホイール１８に対して相対回転可能な長穴状に形成されており、その一端には、ばねフック部５５に対応するばねフック部５７が装備されている。
【００６９】
そして、これらの一対のばねフック部５５，５７間には、圧縮コイルばね５８が嵌挿される。この圧縮コイルばね５８は、図１７に示すように、イナーシャプレート３０上の係合突出部３１が、ラチェットホイール１８に形成された長穴２４の他端縁２４ｂに当接した状態（即ち、非ロック状態）に保たれるように、付勢している。
【００７０】
ラチェットホイール１８の内側面には、一端が保持プレート１７の掛止部１７ｃに掛止された引張りコイルバネ３６の他端を掛止するばね掛止部２１が設けられており、引張りコイルバネ３６はリール３に対してラチェットホイール１８をシートベルト引出し方向（矢印Ｘ2 方向）に回転付勢している。図１５に示したように、ロックアーム２６には、ギアケース３４の内歯ギア３４ａと噛み合い可能な係合爪２６ｂと、ラチェットホイール１８の外側面に設けられた一対のフック部１８ｄに両端を支持された線状のセンサースプリング２５の長手方向中央部を押圧するアーム部２６ｃとが設けられている。
【００７１】
そこで、ロックアーム２６は、係合爪２６ｂが被係合部である内歯ギア３４ａと噛み合ってラチェットホイール１８のシートベルト引出し方向の回転を阻止する係止部材を構成している。そして、係合爪２６ｂは、センサースプリング２５の付勢力により、イナーシャプレート３０の当接部３２に押圧付勢されている。尚、アーム部２６ｃの揺動範囲に対応するラチェットホイール１８には開口が形成され、アーム部２６ｃが開口を貫通するが、これはセンサースプリング２５に対するアーム部２６ｃの係合状態を保証するためのものである。
【００７２】
当接部３２は、ロックアーム２６の係合爪２６ｂの背部２６ｄが摺接するカム面として、イナーシャプレート３０の回転がロックアーム２６に影響を与えない第１のカム面３２ａと、リール３に対するイナーシャプレート３０の回転遅れに応じて係合爪２６ｂが内歯ギア３４ａに噛合するようにロックアーム２６を揺動させる第２のカム面３２ｂとを具備した構成とされている。
【００７３】
緊急ロック機構の非ロック状態では、第１のカム面３２ａがロックアーム２６の背部２６ｄに当接しており、イナーシャプレート３０のリール３に対する回転遅れが一定量を超えるまでは、背部２６ｄが第２のカム面３２ｂに当接しないようになっている。第１のカム面３２ａの長さ（即ち、第１のカム面３２ａに背部２６ｄが摺接した状態でイナーシャプレート３０が回転する量）は、シートベルトの全量格納時にイナーシャプレート３０に作用する慣性力で、イナーシャプレート３０がリール３に対して回転遅れを生じても、その程度の回転遅れでは、ロックアーム２６の背部２６ｄが第２のカム面３２ｂには到達しない程度に、第１のカム面３２ａの長さが設定されている。
【００７４】
また、本実施形態におけるロックアーム２６は、係合爪２６ｂとは反対側の揺動端に当接爪２６ｅが形成されている。そして、この当接爪２６ｅに対応するように、イナーシャプレート３０には、当接爪２６ｅが当接可能な段差部３３が設けられている。段差部３３は、非ロック状態でイナーシャプレート３０が初期位置にある時、当接爪２６ｅが当接することで、ロックアーム２６のロック方向への回動を規制するものである。図１８及び図１９に示すように、イナーシャプレート３０が所定量以上回転遅れを生じ、ロックアーム２６の背部２６ｄが第２のカム面３２ｂに当接する時には、第２のカム面３２ｂによる押圧作用によってロックアーム２６がロック方向へ揺動可能になる。
【００７５】
更に、ラチェットホイール１８の内側面に突設された支軸１９には、軸孔２０ａを軸支された揺動レバー部材２０が揺動可能に配設されている。揺動レバー部材２０は、リール３のセンサー側端面に突設された係止突起８により反時計回り方向の回転が適宜規制されると共に、ポール１６のセンサー側面に突設された押圧突起１６ｄが支軸１９と係止突起８との間に当接することによって時計回り方向の回転が適宜規制されるように、リール３とラチェットホイール１８との間に組付けられている。
【００７６】
そして、イナーシャプレート３０の外側に配設されたギヤケース３４の中心部には、支軸ピン６を介してリール３を回転自在に軸支する軸支部３４ｂが設けられており、軸支部３４ｂの底面には支軸ピン６の鍔部６ａが当接し、リール３の軸線方向の位置決め面となっている。更に、ギヤケース３４の下部には、車体の加速度を感知する慣性感知手段である車体加速度感知手段５１を格納する箱形の格納部５０が設けられている。
【００７７】
そして、ギヤケース３４を覆う側板１ａの外側には、センサーカバー３５が配設される。
【００７８】
次に、上記シートベルト用巻取装置の作動について説明する。まず、通常使用状態は、図１７に示すように、ラチットホイール１８は、ばね掛止部２１とプレート１７の掛止部１７ｃに掛止された引張りコイルばね３６の付勢力によって、リール３に対してシートベルト引出し方向（図中の矢印Ｘ2方向）に付勢されており、カム穴１８ａに係合突起１６ｂが係合するポール１６を係合内歯２と非係合な方向に付勢している。そのため、リール３は回転可能であり、シートベルトの引出しは自在である。
【００７９】
しかして、衝突等の緊急時にイナーシャプレート３０を含むシートベルト加速度感知手段又は車体加速度感知手段５１が作動すると、上記ロック作動手段のシートベルト引出し方向の回転を阻止する係止手段であるロックアーム２６又はセンサーアーム５３がラチェットホイール１８のシートベルト引出し方向の回転を阻止して、巻取装置のロック手段を作動させる。
【００８０】
そして、車体加速度感知手段５１又はシートベルト加速度感知手段が作動し、ラチェットホイール１８のシートベルト引出し方向の回転が阻止された後、更にシートベルトが巻取装置から引出されると、ラチェットホイール１８はリール３に対して回転遅れを生じ、シートベルト巻取方向（矢印Ｘ1方向）に相対回転するので、ラチェットホイール１８のカム穴１８ａがポール１６の係合突起１６ｂをリール３の回転中心軸から半径方向外方に移動させていく。そこで、ポール１６は支軸７を中心に係合内歯２との係合方向（図１１中、矢印Ｙ1 方向）へ揺動回転させられる。
【００８１】
更に、シートベルトが巻取装置から引出されると、ポール１６の係合歯１６ｃが係合内歯２に噛み合い完了となる。そしてこの状態では、ポール１６のポール後端部１６ｅとリール３の受圧面４５との間には隙間があり、揺動レバー部材２０はリール３の係止突起８とポール１６の押圧突起１６ｄとによってほぼ遊び無く回転が規制されている。
【００８２】
ここで、ポール１６の軸穴１６ａは、リール３の支軸７に対して遊嵌状態であり、リール３に対して揺動回動可能及び所定量相対移動可能に軸支されているので、その上さらに、シートベルトが巻取装置から引出されると、ポール後端部１６ｅが受圧面４５と当接するまで、ポール１６はリール３の回転中心軸を中心にリール３に対して相対回転する。
【００８３】
この時、ポール１６の押圧突起１６ｄは側板１ａに対して不動の位置関係だが、リール３の係止突起８はシートベルト引出し方向（矢印Ｘ2 方向）に回転していく。この動きにより、揺動レバー部材２０は、押圧突起１６ｄとの接点を回動支点として係止突起８により揺動端部が押され、図１２中時計回り方向へ揺動回転させられる。揺動レバー部材２０が押圧突起１６ｄとの接点を回動中心として図１２中時計回り方向へ揺動回転すると、ラチェットホイール１８の支軸１９に軸支されている軸孔２０ａがリール３の回転中心軸に対しシートベルト巻取方向（矢印Ｘ1 方向）に回転することになる。その結果、ラチェットホイール１８は、リール３に対してシートベルト巻取方向（矢印Ｘ1方向）に逆回転させられる。
【００８４】
従って、車体加速度感知手段５１又はシートベルト加速度感知手段が作動して巻取装置のロック手段がリール３のシートベルト引出し方向の回転を阻止するロック状態でも、シートベルト引出し方向の回転が阻止されたラチェットホイール１８は、車体加速度感知手段５１におけるセンサーアーム５３又はシートベルト加速度感知手段におけるロックアーム２６をギヤケース３４の内歯ギア３４ａとの係合から解除可能なフリー状態とすることができる。
【００８５】
ポール１６のロック状態において、さらにシートベルトに大きな張力が作用すると、ギヤケース３４の軸支部３４ｂ及び動力伝達ユニット１５の軸１５ｃを支持している部分が変形し、リール３は上方に移動しようとする。この移動は、リールに形成された当接面３ａ及び溝３ｂがそれぞれ係合内歯２および側板１ｂ上の係合内歯６２（図１１参照）と当接することで阻止され、シートベルトに作用する張力をこれらの面で受け止める。
【００８６】
車両が停止してシートベルトに作用されたテンションが解除された時には、既にラチェットホイール１８とセンサーアーム５３又はロックアーム２６のギヤケース３４の内歯ギア３４ａとの係合が解除されているので、ラチェットホイール１８は引張りコイルばね３６の付勢力によりリール３に対して矢印Ｘ2 方向に回動されるので、ラチェットホイール１８のカム穴１８ａがポール１６の係合突起１６ｂをリール３の回転中心軸側に移動させていく。この時、シートベルトに作用する引出し方向のテンションは上述の通り解除され、リール３はシートベルト巻取方向（矢印Ｘ1 方向）に回転できるようになっているので、ポール１６の係合歯１６ｃの先端が係合内歯２の先端と干渉しない状態までリール３が矢印Ｘ1 方向に回転すると、ポール１６は、係合内歯２との係合を解除する方向に支軸７を中心に揺動回転させられ、リール３のロックが解除されてシートベルトの引き出しが自在とされる。
【００８７】
次に、シートベルト引き出し状態から電動モータ１１０による巻取りが行われ、動力伝達機構１５の回転力に従って急激にシートベルトが全量巻き取られた場合には、急停止したリール３に対して、シートベルト加速度感知手段の慣性部材であるイナーシャプレート３０は、そのまま巻取り方向に回転するので、リール３に対し巻取り方向に進み回転し、リール３の引出し方向で見たときにリール３に対して回転遅れが発生する。しかし、ロックアーム２６の係合爪２６ｂをギヤケース３４の内歯ギア３４ａに係合させる方向へ揺動させるイナーシャプレート３０の当接部３２には、イナーシャプレート３０のリール３に対する回転遅れが所定量に達した後に係合爪２６ｂを内歯ギア３４ａ方向へ揺動させる為の２つのカム面３２ａ，３２ｂによって構成されており、リール３に対するイナーシャプレート３０の回転遅れが所定量に達するまでは、係合爪２６ｂが内歯ギア３４ａの係合方向に揺動することがない。
【００８８】
本発明の実施の形態では、上述したように構成され、作動するロック機構に図１２の下部に示すように、更に、電磁的アクチュエータ１１２が設けられる。電磁的アクチュエータ１１２は、図２０及び図２１に示すように、ソレノイド（励磁コイル）１１２ａ、コイルスプリング（弾性部材）１１２ｂ、つば付のプランジャ（磁心）１１２ｃ等によって構成され、車体加速度感知手段５１の下部に配置される。
【００８９】
通常状態では、ソレノイド１１２ａは励磁されている。この状態では、図に示すように、プランジャ１１２ｃはボールウェイト５４と接触せず、ロック機構５１に影響を与えない。制御部２００がシートベルトをロックするべく、ソレノイド１１２ａの励磁を解除すると（Ｓ３０等）、スプリング１１２ｂの付勢力によってプランジャ１１２ｃは持上げられる。プランジャ１１２ｃの先端は、センサカバー５２底部の開口を通ってボールウェイト５４を突上げる。ボールウェイト５４が押上げられると、センサーアーム５３を図中上方に移動し、その係止突起５３ａがラチェットホイール１８のラチェット歯１８ｂに噛合する。これにより、ラチェットホイール１８のシートベルト引出し方向（図１２の矢印Ｘ2方向）の回動が阻止される。シートベルトが引出されてリール３を引出し方向に回転すると、係止されたラチェットホイール１８とリール３との回転差によってポール１６がリール３の半径方向外側に移動し、フレーム１ａの内歯２に噛合する。これにより、リール３の引出し方向への回転が阻止される。
【００９０】
この例では、ソレノイド１１２ａに励磁電流を供給しているときに、ロック動作を行わず、励磁電流を遮断すると、ロック動作を行うようにしている。すなわち、低レベルの作動信号を供給することによってロック機構を作動させる。従って、シートベルト装置への電源が遮断された場合に、シートベルトのロックが行わるようにすることが出来る。
【００９１】
図２２は、電磁的アクチュエータ１１２の他の構成例を示している。この例では、電磁的アクチュエータは、フレームに取付けられたソレノイド１１２ａ、プランジャ１１２ｃ、一端部でプランジャ１１２ｃと係合し、中央部を回転可能に軸支されたくの字型のレバー１１２ｄ、レバー１１２ｄに図中時計方向の付勢力を与えるコイルスプリング１１２ｂによって構成される。レバー１１２ｄの爪部が移動してラチェットホイール１８の歯面１８ｂに接すると、ラチェットホイール１８の回転を阻止してポール１６とフレームの内歯２によるロック機構を作動させる。
【００９２】
制御部２００からソレノイド１１２ａに励磁電流が供給されている通常状態では、ソレノイド１１２ａがコイルスプリング１１２ｂに抗してプランジャ１１２ｃを引寄せ、プランジャ１１２ｃと一端部で回動自在に軸支されているレバー１１２ｄの他端の爪部はラチェットホイール１８から離間している。従って、ロック機構は作動しない。
【００９３】
次に、ＣＰＵが、シートベルトをロックするべく制御部２００からの励磁電流の供給が断たれる（Ｓ４６等）。コイルスプリング１１２ｂの付勢力によってプランジャ１１２ｃが図の下方に引出され、レバー１１２ｄを回動する。これにより、レバー１１２ｄの他端の爪部はラチェットホイールの歯１８ｂと噛合（係合）し、ラチェットホイール１８のシートベルト引出し方向への回転を阻止する。シートベルトが引出されてリール３を引出し方向に回転すると、係止されたラチェットホイール１８とリール３との回転差によってポール１６がリール３の半径方向外側に移動し、フレーム１ａの内歯２に噛合する。これにより、リール３の引出し方向への回転が阻止され、ロックが完了する。
【００９４】
図２３乃至図２７は、本発明が適用される他のシートベルト装置の構成例を示している。各図において、図１に対応する部分には、同一符号を付している。
【００９５】
図２３は、本発明が適用される他のシートベルト装置の例を示している。この例では、バックル３０４側にベルトを引込み、あるいは引出す張力可変装置として、モータ３１１、バックル３０４に連結したワイヤ３１３を巻取るリール３１２を備えた電動ウインチ３１０を備えている。モータ３１１が正逆に回転することによってワイヤの引出し及び引き込みが出来る。制御部２００は、モータ１１０を駆動する代りにウインチ３１０のモータ３１１を駆動してシートベルト３０２の弛みを除去する。この場合も、モータ３１１の電流値を検出することによってベルトの張力を推定することが可能である。なお、この構成では、ベルト巻取装置１００は、強制ロック機構及びプリテンショナを持つものが望ましいが、電動式巻取装置でなくとも良い。また、シートベルト３０２の端部を固定するアンカー３０６を座席３０１に固定しても良い。こうすると、車体にシートベルト端部を固定した場合に比べてシートベルト３０２の引出されている部分の長さが短くなるのでベルトの弛みをより早く除去可能となる。
【００９６】
図２４は、本発明が適用される他のシートベルト装置の例を示している。この例では、ベルトの弛みを除去する張力可変装置をシートベルト３０２の端部を固定するアンカー３０６側（ラップベルト固定部）に設けている。張力可変装置としは、同様に、モータ３１１、バックルに連結したワイヤ３１３を巻取るリール３１２を備えた電動ウインチ３１０を使用することが出来る。他の張力可変装置の例として、例えば、モータで回転駆動されるねじ棒と、このねじ棒上を往復移動するナットによりワイヤを引込む構成等を使用することが可能である。
【００９７】
図２５に示す例では、ベルト巻取装置１００は、車体のセンターピラー下部ではなく、座席３０１に取付けられている。このような構成においても、本発明を適用出来る。
【００９８】
図２６に示す例では、電動式ベルト巻取り装置とバックル側に設けられたプリテンショナ１０４ａとにより構成している。
【００９９】
図２７に示す例では、電動式ベルト巻取装置と、シートベルト３０２の端部を固定するアンカー３０６側に設けたプリテンショナ１０４ｂとにより構成している。
【０１００】
なお、図２３及び図２４に示した電動ウインチ３１０にプリテンショナを組込むことが出来る。
【０１０１】
実施例のシートベルト装置では、第１の張力可変手段として電動モータを使用し、第２の張力可変手段として火薬式のプリテンショナを使用しているが、共にモータであっても良い。また、スプリングを動力源としても良い。第１及び第２の張力可変手段を共にベルト巻取装置に設けることが出来るほか、いずれか一方又は両方の張力可変装置をベルト巻取装置以外に取付けることが出来る。この場合、取付場所は、例えば、バックル側やラップベルト固定部にすることが出来る。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のシートベルト装置においては、第１の張力可変手段によって衝突前にシートベルトの弛みを除き、衝突の際に第２の張力可変手段によってより高い張力で乗員を座席に拘束すると同時にエアバッグを展開させるので、エネルギ吸収機構によって乗員が衝突方向に移動し、乗員の頭部等が展開途中のエアバッグに当たる状態を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、座席にチャイルドシート載せたシートベルト装置の構成を説明する説明図である。
【図２】図２は、電動ベルト巻取装置の構成例を説明する説明図である。
【図３】図３は、ポテンショメータ１１１を説明する説明図である。
【図４】図４は、制御部２００の構成を説明する機能ブロック図である。
【図５】図５は、モータの駆動回路の構成例を示す回路図である。
【図６】図６は、制御部による第１の張力可変手段の制御例を説明するフローチャートである。
【図７】図７は、制御部による第２の張力可変手段の制御例を説明するフローチャートである。
【図８】図８は、制御部によるエアバッグ装置の制御例を説明するフローチャートである。
【図９】図９は、制御部によるシートベルトロック機構の強制ロック動作を説明するフローチャートである。
【図１０】図１０は、シートベルト装置が作動した場合の、シートベルト張力の変化を説明するグラフである。
【図１１】図１１は、シートベルト巻取装置の一部分の例を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、シートベルト巻取装置の他の部分の例を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、図１２に示すロック機構のラチェットホィール１８の回転軸方向における断面図である。
【図１４】図１４は、シートベルトの急な引出し（シートベルト加速度）によるロック機構の作動を説明する説明図である。
【図１５】図１５は、ロックアーム２６を説明する説明図である。
【図１６】図１６は、イナーシャプレート３０を説明する説明図である。
【図１７】図１７は、シートベルト加速度によるロック機構の作動を説明する説明図である。
【図１８】図１８は、シートベルト加速度によるロック機構の作動を説明する説明図である。
【図１９】図１９は、シートベルト加速度によるロック機構の作動を説明す説明図である。
【図２０】図２０は、電磁的アクチュエータの動作（非ロック状態）を説明する説明図である。
【図２１】図２１は、電磁的アクチュエータの動作（ロック状態）を説明する説明図である。
【図２２】図２２は、他の電磁的アクチュエータの例を説明する説明図である。
【図２３】図２３は、バックル側にベルト張力可変手段としての電動ウインチが取付けられ、ベルト端部が座席に固定される例を示す説明図である。
【図２４】図２４は、ベルトの端部にベルト張力可変手段としての電動ウインチが取付けられている例を示す説明図である。
【図２５】図２５は、座席にベルト巻取り装置が設けられる例を示す説明図である。
【図２６】図２６は、バックル側にプリテンショナが設けられる例を示す説明図である。
【図２７】図２７は、シートベルト端部にプリテンショナが設けられる例を説明する説明図である。
【符号の説明】
１００シートベルト巻取装置
１０４，１０４ａ，１０４ｂ火薬式プリテンショナ
２００制御部
３０２シートベルト
３０４バックル
３０５タングプレート
３１０電動ウインチ
５００エアバッグ装置

Claims

乗員を座席に拘束するシートベルトと、
前記シートベルトの張力を可変する第１及び第２の張力可変手段と、
車両の衝突を予知し、衝突の可能性に応じた衝突予知信号を出力する衝突予知手段と、
車両の衝突を検出し、衝突検出信号を出力する衝突検出手段と、
前記衝突検出信号によってエアバッグを展開し、乗員の二次衝突を防止するエアバッグ装置と、
前記衝突予知信号と前記衝突検出信号によって、前記第１及び第２の張力可変手段を制御する制御手段と、
前記シートベルトの張力が所定値を超えないように前記シートベルトの引き出しを許容する張力制限手段と、を備え、
前記制御手段は、前記衝突予知信号を受けて前記第１の張力可変手段を動作させて衝突前に余分な前記シートベルトの弛みを除き、更に、前記衝突検出信号を受けて前記第２の張力可変手段を動作させて前記シートベルトに乗員による慣性力が作用する前に前記シートベルトの巻取りを完了することにより、
前記張力制限手段からの前記シートベルトの引き出しによって移動する乗員と、前記衝突検出信号によって展開途中にある前記エアバッグとの当たりを回避するようにした、シートベルト装置。
前記第１の張力可変手段は、モータによって前記シートベルトを引き込むものであり、
前記第２の張力可変手段は、ガス圧によって前記シートベルトを急速に引き込むものである、請求項１に記載のシートベルト装置。