專利名稱：限制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及限制裝置，更詳細地講，涉及用于限制乘員的限制裝置。
背景技術：
在以車輛為代表的交通工具中安裝有座椅安全帶，以保護乘員免受緊急停止或碰撞等意外事故的傷害。作為該種座椅安全帶，經(jīng)常使用容易佩戴、且可發(fā)揮比較高的限制力的三點式座椅安全帶。三點式座椅安全帶具備卷繞用于限制乘員的安全帶的卷收器。在該卷收器上有時設有用于根據(jù)作用于乘員的力來調整安全帶張力的電動機。電動機在調整安全帶的張力時·與用于卷繞安全帶的卷軸進行機械連接。而且，在車輛停止時等不需要限制乘員時，與卷軸分離。電動機與卷軸一般通過多個齒輪與離合器而以機械方式進行連接。而且，當電動機與卷軸連接時或解除該連接時，電動機被以一定程度的較大的力進行驅動。因此，有時會因電動機產(chǎn)生的聲音或離合器的動作聲而使乘員產(chǎn)生不適感。因此，提出了各種用于降低因離合器的動作而產(chǎn)生的聲音的技術。根據(jù)日本特開2008-30668號公報所記載的裝置，當使離合器進行動作而解除電動機與卷軸的連接時，向該電動機供給電動機所容許的最大電流。由此，可縮短離合器進行動作所需的時間，從而可縮短離合器產(chǎn)生動作聲的時間。根據(jù)日本特開2005-28970號公報所記載的裝置，向該電動機供給比為使卷軸旋轉而向電動機供給的電流值小的電流，由此使離合器進行動作。由此，當使離合器進行動作時，電動機的轉速不會急劇上升，結果離合器的動作聲減小。一般而言，電動機在起動時需要較大的電力，但一旦開始動作之后，則不再需要那么大的電力。因此，如上述日本特開2008-30668號公報及日本特開2005-28970號公報所記載的裝置那樣地，當為使電動機動作而將電動機中流動的電流的值維持成恒定時，有時電動機的旋轉會不必要地上升。此時，會持續(xù)地從電動機產(chǎn)生比較大的聲音。

發(fā)明內容
本發(fā)明是根據(jù)上述的情況而作出的，其目的在于，使離合器準確地進行動作，并降低因離合器的動作而產(chǎn)生的聲音。為了達到上述目的，本發(fā)明的限制裝置是用于限制坐在座椅上的乘員的限制裝置，并具備卷軸，卷繞用于限制乘員的安全帶；電動機，使上述卷軸旋轉；齒輪單元，將上述電動機的輸出傳遞至上述卷軸；離合器，通過上述電動機的旋轉來機械連接上述電動機與上述齒輪單元；及供給單元，當解除上述離合器對上述電動機與上述齒輪單元的連接時，向上述電動機供給電力，使得在上述電動機起動時供給的第一電力大于在上述電動機起動之后供給的第二電力上述供給單兀可以向上述電動機供給電力，使得供給上述第一電力時的輸出電壓的平均值大于供給上述第二電力時的輸出電壓的平均值。上述供給單元可以向上述電動機供給電力，使得在上述電動機起動時供給的電流在大于上述電動機起動之后供給的電流。上述供給單元可以進行PWM控制。上述供給單元可以以預先設定的時間來供給上述第一電力。 本發(fā)明的限制裝置具備檢測上述電動機的起動的第一檢測系統(tǒng)， 上述供給單元可以供給上述第一電力，直至上述第一檢測系統(tǒng)檢測出上述電動機的起動。本發(fā)明的限制裝置具備檢測上述電動機與上述齒輪單元未連接的第二檢測系統(tǒng)，當上述第二檢測系統(tǒng)檢測出上述電動機與上述齒輪單元未連接時，上述供給單元可以停止上述電力的供給。本發(fā)明的限制裝置具備檢測上述電動機與上述齒輪單元未連接的第二檢測系統(tǒng)，當上述第二檢測系統(tǒng)檢測出上述電動機與上述齒輪單元未連接時，上述供給單元可以向上述電動機供給電力，使得供給上述第一電力時的輸出電壓的平均值大于供給上述第二電力時的輸出電壓的平均值。本發(fā)明的限制裝置，上述卷軸配置于上述座椅的一側，上述限制裝置具備固定部件，配置于上述座椅的一側，固定從上述卷收器拉出的上述安全帶的一端;支撐部件，支撐上述卷軸與上述固定部件之間的上述安全帶；帶扣，配置于上述座椅的另一側；及鎖舌，設置于上述安全帶，能夠與上述帶扣自如地扣合或分離。根據(jù)本發(fā)明，當解除卷繞安全帶的卷軸與用于驅動該卷軸的電動機之間的連接時，在電動機起動時供給比較大的第一電力。由此，能夠使離合器準確地進行動作。另外，在電動機起動后，供給比第一電力小的第二電力。由此，電動機的轉速不會不必要地上升，能夠降低因離合器進行動作而產(chǎn)生的聲音。


圖I是本實施方式的限制裝置的框圖。圖2是表示限制裝置的圖。圖3是示意地表示卷收器的結構的圖。圖4是表示齒輪單元的圖。圖5是表示齒輪單元的一部分的圖。圖6是表示電壓信號的圖。圖7是表示電動機中流動的驅動電流的推移的圖。
圖8是用于說明限制裝置的變形例的圖。
具體實施例方式以下，參照附圖來說明本發(fā)明的一個實施方式。圖I是本實施方式的限制裝置10的框圖。該限制裝置10是根據(jù)車輛的前進方向及與前進方向正交的方向上的加速度來適當?shù)乇３殖藛T的裝置。以下，為便于說明，將車輛的前進方向設為X軸方向，將與該前進方向正交的方向設為Y軸方向。如圖I所示，限制裝置10具有限制單元30，用于限制乘員；控制裝置20，基于來自車輛通信網(wǎng)絡11或帶扣傳感器44a的輸出來檢測車輛的行駛狀態(tài)；及驅動裝置22，基于控制裝置20的指示來驅動限制單元30的卷收器50。車輛通信網(wǎng)絡11例如是CAN (Controller Area Network :控制器局域網(wǎng)絡)、LIN(Local Interconnect Network :本地互聯(lián)網(wǎng))或K-LINE等車載網(wǎng)絡。車輛的控制單元等能夠通過與該車輛通信網(wǎng)絡11進行通信來取得例如與車輛的速度、車輛的X軸方向(前進方向)的加速度、車輛的Y軸方向(與前進方向垂直的方向)的加速度有關的信息。
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圖2是表示用于限制就座于座椅100的乘員120的限制單元30的圖。如圖2所示，限制單元30是三點式座椅安全帶。該限制單元30具有對乘員120進行限制的安全帶40及配置于座椅100的右側方以卷繞安全帶40而進行收容的卷收器50。構成限制裝置30的安全帶40通常大部分被卷繞于卷收器50。而且，從卷收器50拉出的安全帶40的前端經(jīng)由固定于車輛的B柱的導向件41而被拉繞至座椅100的就座面右側，并固定于固定器43。當設置于位于導向件41與固定器43之間的安全帶40上的鎖舌42由乘員120安裝于帶扣44中時，成為通過限制單元30來限制乘員的狀態(tài)。通過圖I所示的帶扣傳感器44a來檢測鎖舌42是否已安裝到帶扣44上。帶扣傳感器44a是具有例如在鎖舌42安裝到帶扣44上時接通的接觸點的限位開關。圖3是示意地表示卷收器50的結構的圖。如圖3所示，卷收器50具有用于卷繞安全帶40的卷軸53、用于使卷軸53旋轉的電動機51及將電動機51的輸出向卷軸53傳遞的齒輪單元60。卷軸53是圓筒狀的部件。該卷軸53經(jīng)由齒輪單元60而與電動機51進行機械連接。電動機51例如是額定電壓為12V的直流電動機。該電動機51在由控制裝置20供給電力時使構成齒輪單元60的齒輪進行旋轉。圖4是表示齒輪單元60的圖。參照該圖4及圖3可知，齒輪單元60包括卷軸驅動系統(tǒng)7廣74，由太陽輪72、三個行星齒輪74、內齒輪73及與太陽輪72連接的從動齒輪71構成；第一驅動齒輪61,固定于電動機51的旋轉軸51a ;傳遞系統(tǒng)62 65，由第一中間齒輪62、第二中間齒輪63、第三中間齒輪64及經(jīng)由旋轉軸65a而與第三中間齒輪64連接的第二驅動齒輪65構成；離合器76，用于對驅動系統(tǒng)與傳遞系統(tǒng)進行機械連接；及收容上述各部分的未圖不的外殼。第一驅動齒輪61固定于電動機51的旋轉軸51a。第一驅動齒輪61在電動機51正轉時向箭頭所示的方向旋轉。第一中間齒輪62是與第一驅動齒輪61哨合的齒輪。該第一中間齒輪62隨著第一驅動齒輪61的旋轉而進行旋轉。而且，第一中間齒輪62在電動機51正轉時向箭頭所示的方向旋轉。第二中間齒輪63是與第一中間齒輪62嚙合的齒輪。該第二中間齒輪63隨著第一中間齒輪62的旋轉而進行旋轉。而且，第二中間齒輪63在電動機51正轉時向箭頭所示的方向旋轉。第三中間齒輪64是與第二中間齒輪63嚙合的齒輪。該第三中間齒輪64隨著第二中間齒輪63的旋轉而進行旋轉。而且，第三中間齒輪64在電動機51正轉時向箭頭所示的方向旋轉。第二驅動齒輪65通過旋轉軸65a與第三中間齒輪64連接，由此與第三中間齒輪64 一體化。該第二驅動齒輪65與第三中間齒輪64形成為一體，并以旋轉軸65a為中心進行旋轉。
從動齒輪71是與第二驅動齒輪65嚙合的齒輪。該從動齒輪71隨著第二驅動齒輪65的旋轉而進行旋轉。而且，從動齒輪71在電動機51正轉時向箭頭所示的方向旋轉。參照圖3可知，太陽輪72通過旋轉軸72a與從動齒輪71連接，由此與從動齒輪71一體化。該太陽輪72與從動齒輪71形成為一體，并以旋轉軸72a為中心進行旋轉。而且，如圖4所示,太陽輪72在電動機51正轉時向箭頭所示的方向旋轉。三個行星齒輪741、742、743是與太陽輪嚙合的齒輪。這些行星齒輪74在電動機51正轉時在太陽輪72的周圍向白色箭頭所示的方向進行相對旋轉。參照圖3可知，這三個行星齒輪74通過行星架75相互連接。內齒輪73是在內側形成有與行星齒輪74嚙合的內齒的環(huán)狀齒輪。在該內齒輪73的外緣形成有用于抑制圖4中的順時針旋轉的棘齒。離合器76由棘爪76a及金屬絲76b構成。棘爪76a由例如未圖不的外殼或支撐部件以一端能夠以旋轉軸77為中心轉動的方式進行支撐。金屬絲76b的一端卷繞于第三中間齒輪64與第二驅動齒輪65的旋轉軸65a。而且，另一端插入到設置于棘爪76a的長孔中。該金屬絲76b在電動機51正轉時以旋轉軸65a為中心順時針旋轉，使棘爪76a逆時針旋轉。另外，金屬絲76b在電動機反轉時以旋轉軸65a為中心逆時針旋轉，使棘爪76a順時針旋轉。參照圖3及圖4可知，在上述結構的齒輪單元60中，當電動機51正轉時，第一驅動齒輪61進行旋轉。而且，電動機51的旋轉力依次向第一中間齒輪62、第二中間齒輪63及第三中間齒輪64傳遞，旋轉軸65a向箭頭所示的方向進行旋轉。由此，如圖4所示，棘爪76a與內齒輪73的棘齒卡合，從而限制了內齒輪73的順時針旋轉。當在棘爪76a與內齒輪73的棘齒卡合的狀態(tài)下電動機51持續(xù)正轉時，行星齒輪74向白色箭頭所示的方向進行旋轉。由此，參照圖3可知，行星架75旋轉，從而卷軸53旋轉。其結果是，安全帶40被卷繞于卷軸53。另外，當電動機51反轉而使旋轉軸65a向與箭頭所示的方向相反的方向旋轉時，如圖4所示，與內齒輪73的棘齒卡合的棘爪76a旋轉至圖5所示的位置。由此，內齒輪73的旋轉限制被解除，內齒輪73成為被釋放的狀態(tài)。在內齒輪73被釋放的狀態(tài)下，即使電動機51進行旋轉，連接于行星架75的卷軸53也不會旋轉。因此，卷軸53能夠獨立于電動機51地進行旋轉。
S卩，通過離合器76的棘爪76a與內齒輪73的棘齒進行卡合，電動機51與卷軸53成為機械連接的狀態(tài)。另外，當離合器76的棘爪76a離開內齒輪73的棘齒而使內齒輪73被釋放時，電動機51與卷軸53成為機械分離的狀態(tài)。以下，為便于說明，將離合器76的棘爪76a與內齒輪73的棘齒卡合的狀態(tài)簡稱為離合器76接通的狀態(tài)。而且,將離合器76的棘爪76a離開內齒輪73的棘齒的狀態(tài)簡稱為離合器76斷開的狀態(tài)?？刂蒲b置20是具有例如CPU、用作CPU的作業(yè)區(qū)域的主存儲部和存儲CPU所執(zhí)行的程序及各種參數(shù)的輔助存儲部的計算機。該控制裝置20通過與車輛通信網(wǎng)絡11進行通信來取得車輛速度、加速度等車輛信息。另外，控制裝置20通過帶扣傳感器44a來判斷乘員120是否由安全帶40限制在座椅100上。而且，在例如車輛停止時等不需要限制乘員120的情況下，控制裝置20指示驅動裝置執(zhí)行用于解除對乘員120的限制的動作(解除動作)。
驅動裝置22構成為，包括用于進行電動機51的PWM (Pulse Width Modulation 脈沖寬度調制)控制的開關元件。該驅動裝置22生成與由控制裝置20通知的行駛狀態(tài)相對應的占空比的電壓信號V，并向電動機51供給。例如，該電壓信號V是用于在調整安全帶40的張力時或使離合器76進行動作時驅動電動機51的信號。當進行用于使離合器76斷開的解除動作時，驅動裝置22將圖6所示的波形的電壓信號V向電動機51供給。該電壓信號V的最大電壓為Vh，周期為T5。而且，對電壓信號V的占空比T6/T5、T7/T5進行調整，使得在從時刻h至時刻t2，電壓信號V以時間T6而周期性地成為高電平，并且，在從時刻t2至時刻t3，電壓信號V以時間T7而周期性地成為高電平。另外，時刻h是解除動作開始的時刻。另外，時刻t2是從時刻h起經(jīng)過了時間T2的時刻。另外，時刻t3是從時刻t2起經(jīng)過了時間T3的時刻。具體而言，占空比T6/T5設定成，使得通過對最大電壓Vh乘以占空比T6/T5而計算出的電壓成為VAvei。該電壓VAV(；1是充分大于電動機51的最低動作電壓的電壓。另外，占空比T7/T5設定成，使得通過對最大電壓Vh乘以占空比T7/T5而計算出的電壓成為Vatc2。該電壓是小于電動機51的最低動作電壓的電壓。圖7表示在供給圖6所示的電壓信號V時電動機51中流動的驅動電流Im的推移的曲線。另外，對于電流的極性，在使離合器76斷開時將電動機中流動的電流的方向設為正(+ )。驅動電流Im在解除動作開始的時刻h開始上升，從時刻h到經(jīng)過了時間T2的時刻t2，值維持在Ip在時刻t2以后，該值成為比值I1小的值12。而且，從時刻t2到經(jīng)過了時間T3的時刻t3，值幾乎為零。進行上述的解除動作所需的時間T1大約為200msec。另外，時間T2、T3分別為75msec、125msec左右。上述時間T2是在從開始向電動機51供給電力之后直至離合器斷開為止所需的平均時間T4加上余量而得到的時間。而且，例如，時間T4大約為20msec。因此，通常，從動作開始的時刻h直至經(jīng)過75msec (=時間T2),離合器斷開。另外，時間！^、!^是根據(jù)電動機51或離合器76的規(guī)格而規(guī)定的。另外，值I1是在對電動機施加最低動作電壓時比電動機中流動的電流的值大的值。而且，值12在施加驅動電動機所需要的最低限度的電壓(Vatc2)時電動機中流動的電流。根據(jù)以上說明，在本實施方式中，當解除電動機51與卷軸53的連接時，在電動機51起動時，對該電動機51施加值在最低動作電壓以上的電壓。而且，在經(jīng)過離合器進行動作所需的平均時間之后，對電動機51施加維持旋轉軸51a的旋轉所需的最低限度大小的電壓。因此，電動機51的旋轉軸51a的轉速不會不必要地上升，能夠降低由電動機產(chǎn)生的聲
曰 在本實施方式中，在電動機51起動時，對電動機51施加比最低動作電壓高的電壓。因此，即使因電動機51的老化而導致最低動作電壓的值增大，也能夠通過使離合器76進行動作來切實地解除電動機51與卷軸53的連接。另外，電壓信號V的最大電壓根據(jù)車輛的周圍環(huán)境、電池的充電狀況、老化程度及個體差異等而發(fā)生變動。此時，驅動裝置22也可以進行考慮了電壓信號V的最大電壓變動的PWM控制。具體而言，驅動裝置22是對作為標準的最大電壓Vh與當前的電壓Vk進行比較。其次，驅動裝置22使用以下(I)式來求算將電壓信號設為高電平的時間Tx。而且，驅 動裝置22對施加于電動機51的電壓進行控制，使得電壓信號V的占空比成為Tx/T5。Tx=T6 (VH/VE)…(I)由此，即使電池的電壓降低，也能夠通過使離合器76進行動作來切實地解除電動機51與卷軸53的連接。以上，對于本發(fā)明的實施方式進行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述實施方式。例如，離合器76也可以具有用于使棘爪76a離開內齒輪73的彈簧。在上述實施方式中，參照圖6可知，以如下的方式確定電壓信號V的占空比從對電動機51開始通電直至經(jīng)過時間T2,占空比成為T6/T5 ;經(jīng)過時間T2之后，占空比成為T7/T50不限于此，例如，也可以使用圖8所示的編碼器56來直接監(jiān)視電動機51的旋轉軸51a的旋轉，當旋轉軸51a旋轉了使離合器76斷開所需的角度時，電壓信號V的占空比從T6/%變更為T7/T5。在上述實施方式中，參照圖6可知，以如下的方式確定電壓信號V的占空比從對電動機51開始通電直至經(jīng)過時間T2,占空比成為T6/T5 ;經(jīng)過時間T2之后，占空比成為T7/T50不限于此，也可以由控制裝置20來檢測棘爪76a的位置，當檢測出棘爪76a旋轉到離開了內齒輪73的位置時，判斷為離合器76斷開，電壓信號V的占空比從T6/T5變更為T7/T5。能夠使用限位開關或非接觸式開關等檢測系統(tǒng)來檢測棘爪76a的位置。另外，也可以取代將電壓信號V的占空比從T6/T5變更為T7/T5，停止向電動機供給電力。上述實施方式的控制裝置20可以由硬件構成，也可以是計算機或微型計算機。本申請基于2011年8月25日所提出的日本專利申請2011-183413號來主張優(yōu)先權，本申請的說明書參考并引入了日本專利申請2011-183413號的說明書、權利要求書及附圖的內容。本發(fā)明能夠在不脫離本發(fā)明的廣義精神與范圍的情況下進行各種的實施方式及變形。另外，上述實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并未限定本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種限制裝置，用于限制就座于座椅上的乘員，其特征在于， 具備 卷軸，卷繞用于限制乘員的安全帶； 電動機，使所述卷軸旋轉； 齒輪單元，將所述電動機的輸出傳遞至所述卷軸； 離合器，通過所述電動機的旋轉來機械連接所述電動機與所述齒輪單元；及供給單元，當解除所述離合器對所述電動機與所述齒輪單元的連接時，向所述電動機供給電力，使得在所述電動機起動時供給的第一電力大于在所述電動機起動之后供給的第二電力。
2.根據(jù)權利要求I所述的限制裝置，其中， 所述供給單元向所述電動機供給電力，使得供給所述第一電力時的輸出電壓的平均值大于供給所述第二電力時的輸出電壓的平均值。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的限制裝置，其中， 所述供給單元向所述電動機供給電力，使得在所述電動機起動時供給的電流大于在所述電動機起動之后供給的電流。
4.根據(jù)權利要求I或2所述的限制裝置，其中， 所述供給單元進行PWM控制。
5.根據(jù)權利要求I或2所述的限制裝置，其中， 所述供給單元以預先設定的時間來供給所述第一電力。
6.根據(jù)權利要求I或2所述的限制裝置，其中， 所述限制裝置具備檢測所述電動機的起動的第一檢測系統(tǒng)， 所述供給單元供給所述第一電力，直至所述第一檢測系統(tǒng)檢測出所述電動機的起動。
7.根據(jù)權利要求I或2所述的限制裝置，其中， 所述限制裝置具備檢測所述電動機與所述齒輪單元未連接的第二檢測系統(tǒng)， 當所述第二檢測系統(tǒng)檢測出所述電動機與所述齒輪單元未連接時，所述供給單元停止所述電力的供給。
8.根據(jù)權利要求I或2所述的限制裝置，其中， 所述限制裝置具備檢測所述電動機與所述齒輪單元未連接的第二檢測系統(tǒng)， 當所述第二檢測系統(tǒng)檢測出所述電動機與所述齒輪單元未連接時，所述供給單元向所述電動機供給電力，使得供給所述第一電力時的輸出電壓的平均值大于供給所述第二電力時的輸出電壓的平均值。
9.根據(jù)權利要求I或2所述的限制裝置，其中， 所述卷軸配置于所述座椅的一側， 所述限制裝置還具備 固定部件，配置于所述座椅的一側，固定從所述卷收器拉出的所述安全帶的一端； 支撐部件，支撐所述卷軸與所述固定部件之間的所述安全帶； 帶扣，配置于所述座椅的另一側；及 鎖舌，設置于所述安全帶，能夠與所述帶扣自如地扣合或分離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種限制裝置。當解除電動機與卷軸的連接時，在電動機起動時增大驅動電壓的值。而且，在電動機的旋轉軸開始旋轉之后，將驅動電壓的值設為維持旋轉軸的旋轉所需的最低限度的大小。由此，電動機的旋轉軸的轉速不會不必要地上升，可降低電動機產(chǎn)生的聲音。
文檔編號B60R22/46GK102951114SQ201210307119
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權日2011年8月25日
發(fā)明者富部秀之 申請人:高田株式會社