JP4698273B2 - シートベルト用リトラクター - Google Patents

Description

この発明は、シートベルト装着状態で生じるウエビングの弛みを、車両緊急時に除去するための機構を備えたシートベルト用リトラクターに関する。

従来、車両の急減速時等において、乗員の身体を強く拘束するための装置として、特許文献１に開示のウエビング巻取装置がある。

このウエビング巻取装置では、巻取軸を回転させるためのベースプレートと、モータにより回転駆動される外歯ギヤとの間に、トルクリミッタが介在配置されている。トルクリミッタは、ばね性を有する金属片を適宜屈曲させることにより形成される部材である。このトルクリミッタは、外歯ギヤにその周方向に沿って所定位置で係止可能な第１の部位と、ベースプレートに離反可能に係合な第２の部位とを有している。また、このトルクリミッタは、第２の部位をベースプレート側に付勢可能なバネ形状を有している。

そして、ウエビングを巻取るのに要する負荷が一定以上になると、付勢力に抗してその第２の部位の係合が外れ、モータが空転してウエビングの巻取が抑制されるようになっている。

特開２００４−４２７８８号公報

しかしながら、従来のウエビング巻取装置では、前記第１の部位を外歯ギヤに係止させつつ、トルクリミッタを組込む必要があり、その組付作業が困難である。

また、単一のトルクリミッタに、係止形状や係止形状、さらには、バネ形状を形成する必要があり、加工が困難で、かつ、加工精度も低下し易い。

そこで、本発明の第１の課題は、トルクリミッタを容易に組付けることができるようにすることであり、第２の課題は、トルクリミッタを容易かつ精度よく加工することができるようにすることである。

この発明は、ハウジングと、ウエビングが巻装された状態で前記ハウジングに回転自在に支持された巻取ドラムと、前記ウエビングを巻取る方向に、前記巻取ドラムを回転させるプリテンショナー機構と、を備えたシートベルト用リトラクターであって、前記プリテンショナー機構は、アクチュエータ部と、前記アクチュエータ部の駆動力を受けて回転するギヤ部材と、前記ギヤ部材の内周側又は外周側に配設される周壁部を有し、自己の回転を前記巻取ドラムに作用させて前記巻取ドラムを前記ウエビングの巻取方向に回転させるためのベース部材と、前記ギヤ部材と前記周壁部との間に介在し、前記ギヤ部材及び前記ベース部材のうちの一方側にその周方向に沿って一定位置でその径方向に沿って移動自在に支持されると共に前記ギヤ部材及び前記ベース部材のうちの他方側に係合自在とされた係合部材と、前記係合部材を前記ギヤ部材及び前記ベース部材のうちの他方側に係合する方向に付勢する付勢部材とを有するトルクリミッタとを有し、前記係合部材は、円柱形状を有しているものである。

また、前記付勢部材は、円弧状の板バネ部材であり、前記ギヤ部材及び前記ベース部材のうちの前記他方側に、前記係合部材を嵌め込み可能な係合凹部が形成され、前記ギヤ部材及び前記ベース部材のうちの前記一方側に、前記係合部材を前記ギヤ部材又は前記ベース部材の径方向に沿って移動自在に支持する支持部材と、前記板バネ部材の略中間部を挟持可能なバネ挟持部と前記板バネ部材の両端縁部よりも中心よりの位置で前記板バネ部材の端部内面に摺接可能な受突部とを有し、前記バネ挟持部と前記受突部とを結ぶ弧状ラインの略中間部で前記バネ部材により前記係合部材を付勢可能な態様で前記板バネ部材を前記バネ挟持部と前記受突部によって部分的に支持するバネ支持手段とが形成された構成であってもよい。
また、前記支持部材は、前記周壁部の接線方向に沿って延びると共に、その略中央部に前記係合部材を収容可能な凹部が形成され、前記凹部内で前記係合部材を前記ギヤ部材又は前記ベース部材の径方向に沿って移動自在に支持していてもよい。

さらに、前記板バネ部材は、弾性変形された状態で、前記バネ支持手段に支持されていてもよい。

この発明のシートベルト用リトラクターによると、トルクリミッタの係合部材を、前記ギヤ部材及び前記ベース部材のうちの一方側にその周方向に沿って一定位置でその径方向に沿って移動自在に支持されると共に前記ギヤ部材及び前記ベース部材のうちの他方側に係合自在に配置すると共に、付勢部材を、前記係合部材を前記ギヤ部材及び前記ベース部材のうちの他方側に係合する方向に付勢するように配置することで、トルクリミッタを組付けることができるため、該トルクリミッタを容易に組付けることができるという第１の課題を実現できる。

また、トルクリミッタが、係合部材と、付勢部材とを備えた構成とされていると、それぞれの係合部材や付勢部材の形状を比較的単純な形状とすることができ、トルクリミッタを容易かつ精度よく加工することができるという第２の課題を実現できる。
また、係合部材は、円柱形状を有していると、係合部材と係合凹部との接触面積を比較的大きくしてそれらの間の面圧を減少させることができる。

さらに、前記付勢部材は、円弧状の板バネ部材であり、前記ギヤ部材及び前記ベース部材のうちの前記他方方側に、前記係合部材を嵌め込み可能な係合凹部が形成され、前記ギヤ部材及び前記ベース部材のうちの前記一方側に、前記係合部材を前記ギヤ部材又は前記ベース部材の径方向に沿って移動自在に支持する支持部材と、前記係合部材を前記板バネ部材で付勢可能な態様で前記板バネ部材を部分的に支持するバネ支持手段とが形成されていると、係合部材や板バネ部材は比較的簡易な形状であるため、それらを容易かつ精度よく加工することができる。これにより、板バネ部材による付勢力を安定したものとすることができる。また、板バネ部材により、耐久性に優れた付勢力を付与できる。

また、前記板バネ部材が、弾性変形された状態で、前記バネ支持手段に支持されていると、組付時に板バネ部材を支持手段に比較的しっかりと支持させた状態で保持することができ、組付作業を容易に行うことができる。しかも、板バネ部材等のがたつきを有効に防止できる。

以下、この発明の実施形態に係るシートベルト用リトラクターについて説明する。

＜全体構成＞
図１はシートベルト用リトラクターを示す斜視図であり、図２はシートベルト用リトラクターの部分断面図である。

このリトラクターは、車両等の座席に備えられるシートベルト装置に適用されるものであり、通常状態では、シートベルトとしてのウエビングを引出し、巻取自在に収容している。そして、車両の衝突時や急減速時等の緊急時には、乗員を効果的に拘束するため、弛みを除去するようにウエビングを巻取り、その後、乗員に加わる衝撃を緩和するようにウエビングを徐々に繰り出すようになっている。

本実施形態におけるリトラクターは、ハウジング１０と、巻取ドラム２０と、緊急ロック動作機構３０と、第１プリテンショナー機構４０と、第２プリテンショナー機構１００とを備えている。ここでは、巻取ドラム２０の一端側（図１では右端側）に緊急ロック動作機構３０が設けられ、巻取ドラム２０の他端側（図１では左端側）に第１プリテンショナー機構４０及び第２プリテンショナー機構１００が設けられた構成とされている。以下、各構成要素毎に説明する。

＜各構成要素の説明＞
＜ハウジング、巻取ドラム、緊急ロック動作機構及び第１プリテンショナー機構＞
ハウジング１０は、相対向して配設された一対の側板部１１ａ，１１ｂと、該側板部１１ａ，１１ｂの一側縁部を連結する背板部１４とを備えた平面視略Ｕ字状に構成されている。

この両側板部１１ａ，１１ｂ間で上記巻取ドラム２０が回転自在に支持されている。また、一方側の側板部１１ａの外面に緊急ロック動作機構３０が取付けられている。さらに、他方側の側板部１１ｂの外面に第１プリテンショナー機構４０が取付けられ、その第１プリテンショナー機構４０の外面に第２プリテンショナー機構１００が取付けられている。また、この第２プリテンショナー機構１００の外面に巻取機構１６が取付けられている。

巻取ドラム２０は、ウエビングが巻装された状態でハウジング１０に回転自在に支持される部材である。具体的には、巻取ドラム２０は、アルミ材等により形成されており、略円柱状のドラム本体部２１と、そのドラム本体部２１の軸心方向両端部に径方向に張出形成されたフランジ部２２ａ，２２ｂとを有している。そして、その両フランジ部２２ａ，２２ｂ間のドラム本体部２１にウエビングが巻装される。

また、巻取ドラム２０の中心軸に沿って軸孔部２２ｈが形成されており、この軸孔部２２ｈのうちの他方のフランジ部２２ｂ側の部分に結合体２８が巻取ドラム２０に対して相対回転不能に結合されている（図２参照）。

さらに、上記軸孔部２２ｈ内にトーションバー５０が挿入されている。トーションバー５０の他端部は上記結合体２８に相対回転不能に結合されている。また、トーションバー５０の一端部（図示省略）は、巻取ドラム２０の一方側のフランジ部２２ｂより延出すると共に上記側板部１１ａを貫通して緊急ロック動作機構３０により回転可能に支持されている。

また、上記結合体２８に、巻取ドラム２０の他方側のフランジ部２２ｂより延出するようにして結合軸部２９が相対回転不能に結合されている。結合軸部２９は、他方側の側板部１１ｂを貫通して、第１プリテンショナー機構４０等により回転可能に支持されている。

緊急ロック動作機構３０は、通常状態では上記トーションバー５０の一端部の回転自在に支持し、車両の緊急時にロック動作を行うように構成されている。このような緊急ロック動作機構３０としては、車両の急減速による加速度変化やシートベルトの急な引出し等を感知して所定のロック動作を行う周知機構等を採用することができる。

この緊急ロック動作機構３０が所定のロック動作を行うことで、トーションバー５０の一端部の回転がロックされると共に、巻取ドラム２０の回転もロックされてウエビングの引出しが阻止される。なお、このロック状態で、ウエビングに作用する荷重が予め設定された所定値を超えると、トーションバー５０をねじれ変形させつつ、巻取ドラム２０がウエビングの引出し方向に回転する。このように、トーションバー５０をねじれ変形させつつ、ウエビングを引出させることで、乗員に生じる衝撃エネルギーを吸収するようにしている。

また、上記第２プリテンショナー機構１００の外面に、巻取ドラム２０を巻取方向に付勢するための巻取機構１６が設けられている。

ここでは、巻取機構１６は、渦巻バネを含む巻取付勢機構がバネケース１７内に収容された構成とされている。そして、上記結合軸部２９の先端部が、第１プリテンショナー機構４０及び第２プリテンショナー機構１００を貫通してバネケース１７内の渦巻バネに結合され、渦巻バネの付勢力により巻取ドラム２０をウエビングの巻取方向に常時回転付勢する構造とされている。

第１プリテンショナー機構４０は、通常状態では、結合軸部２９を回転自在に支持し、車両の衝突時等の緊急時に所定のセンサ出力に応じてガス発生器を作動させ、このガスの圧力を利用して結合軸部２９を介して巻取ドラム２０をウエビング巻取方向に回転させる機構である。この第１プリテンショナー機構４０としては、緊急時にガス圧等を利用して不可逆的にウエビングを巻取る周知機構等を採用することができる。

そして、車両の衝突時等の緊急時に第１プリテンショナー機構４０を動作させることで、巻取ドラム２０を回転させてウエビングを巻取る。これにより、乗員をしっかりとシート側に固定できるようになる。

なお、本第１プリテンショナー機構４０は、車両が実際に衝突した場合のような緊急時において不可逆的に、つまり、一度だけ動作し、ウエビングを巻取る。つまり、実際に車両が衝突してしまった後には、ウエビングを再度引締める機構は不要となるので、不可逆的な第１プリテンショナー機構４０によりウエビングを比較的強固に引締めるようにするのである。

＜第２プリテンショナー機構の説明＞
第２プリテンショナー機構１００について説明する。図３は第２プリテンショナー機構を示す分解斜視図である。図１〜図３に示すように、第２プリテンショナー機構１００は、巻取ドラム２０の他端側に設けられている。より具体的には、第２プリテンショナー機構１００は、第１プリテンショナー機構４０の外面側に取付けられている。この第２プリテンショナー機構１００は、車両の緊急時にモータ部１１０を駆動させてトーションバー５０の結合軸部２９を介して巻取ドラム２０をウエビング巻取方向に回転させるように構成されている。

この第２プリテンショナー機構１００は、アクチュエータ部としてのモータ部１１０と、クラッチホイール１２０とを備えている。

モータ部１１０は、電動モータであり、図示省略の制御部からの制御を受けて所定のタイミングで回転駆動する。制御部は、例えば、加速度センサやブレーキの動作状態に基づいて、車両衝突が予測される場合に、モータ部１１０を所定の第１方向へ回転駆動させ、また、衝突が回避されたと判断された場合に、モータ部１１０を第１方向とは逆方向へ回転駆動させる。

このモータ部１１０のモータ軸１１２には、小歯車１１３が固着されている。この小歯車１１３を外部に突出させた状態で、モータ部１１０がモータカバー１１８内に収容されている。

なお、アクチュエータ部としては、電動モータの他、可逆的に動作可能な種々の原動機を用いることができる。

クラッチホイール１２０は、略円板状の全体形状を有しており、その外周囲にギヤ歯１２４ａが形成されている。クラッチホイール１２０は、クラッチカバー１０２内に回転自在に収容されている。また、上記モータ部１１０が、小歯車１１３をクラッチカバー１０２内に配設するようにして、該クラッチカバー１０２の外面に取付けられている。また、この小歯車１１３とクラッチホイール１２０との間に介在するようにして、中継ギヤ１０６がクラッチカバー１０２内に回転自在に配設されている。そして、モータ部１１０の回転駆動力が、小歯車１１３から中継ギヤ１０６を介してクラッチホイール１２０に伝達されるように構成され、モータ部１１０の正転或は逆転方向への回転に連動して、クラッチホイール１２０が正転或は逆転方向への回転駆動力を受ける構成となっている。なお、クラッチカバー１０２の開口部は、蓋部１０２ｂにより閉じられる。

図４はクラッチホイールを示す分解斜視図であり、図５はクラッチホイールの構成部品であるベース部材を示す正面図であり、図６は非巻取動作状態におけるクラッチホイールの内部構造を示す図であり、図７は巻取動作状態においてトルクリミッタが動作した状態におけるクラッチホイールの内部構造を示す図である。

このクラッチホイール１２０は、所定のタイミングで、モータ部１１０と巻取ドラム２０との間の動力伝達経路を確立し、或は、切離すように構成されている。すなわち、クラッチホイール１２０は、モータ部１１０が第１方向（巻取ドラム２０を巻取方向に回転させる方向）に回転するときに、モータ部１１０と巻取ドラム２０との間の動力伝達経路を確立する。一方、モータ部１１０が前記第１方向とは逆の第２方向に回転するときに、モータ部１１０と巻取ドラム２０との間の動力伝達経路を切離す。

より具体的に説明すると、クラッチホイール１２０は、ベース部材１２２と、ギヤ部材１２４と、ラチェットギヤ部１２６と、パウル部材１２８と、トルクリミッタ１４０とを備えている。

ギヤ部材１２４は、上記モータ部１１０の回転駆動力を受けて回転可能に構成されている。ここでは、ギヤ部材１２４は、略環状部材に形成されており、その外周囲にギヤ歯１２４ａが形成されている。このギヤ歯１２４ａを介して上記モータ部１１０からの回転駆動力を受けて回転するように構成されている。

また、ギヤ部材１２４の内周部には、回転抑止凹部１２４ｂがその周方向に沿って連続的に形成されている。換言すれば、ギヤ部材１２４の内周部は、内ギヤ歯状に形成されている。それぞれの回転抑止凹部１２４ｂは、後述するローラ１４２が嵌り込むことができる程度の凹み形状に形成されている。

ベース部材１２２は、略円形板状に形成されており、その一方面の外周側部分に、略環状の周壁部１２３が形成されている。この周壁部１２３は、上記ギヤ部材１２４の内周側に間隔をあけて配設されるようになっている。

また、ベース部材１２２の中央部にラチェットギヤ部１２６が回転自在に配設されている。ベース部材１２２の一方面側であって上記周壁部１２３で囲まれかつラチェットギヤ部１２６を挟込む位置に、一対のパウル部材１２８が支軸部を介して揺動自在に配設されている。なお、周壁部１２３の開口部は、略円板上のカバープレート１２２ｂによりカバーされる。

ラチェットギヤ部１２６には、結合軸部２９が相対回転不能に挿入結合されており、ラチェットギヤ部１２６は結合軸部２９及び結合体２８を介して巻取ドラム２０と一体回転するように構成されている。また、ラチェットギヤ部１２６の外周囲には、ラチェット歯１２６ａが形成されている。

また、各パウル部材１２８は、ベース部材１２２に揺動自在に支持されており、該ベース部材１２２と共にその回転軸回りに回転する。また、各パウル部材１２８は、上記ラチェットギヤ部１２６に係合可能な姿勢（図７参照）と係合解除可能な姿勢（図６参照）との間で揺動自在に支持されている。ここでは、パウル部材１２８は、ラチェット歯１２６ａに係脱可能なパウル爪１２８ａを有しており、そのパウル爪１２８ａをベース部材１２２の径方向に沿って内外周に往復移動させるようにして、揺動自在に支持されている。そして、パウル爪１２８ａを内周側に移動させることで該パウル爪１２８ａがラチェット歯１２６ａに係合し、ベース部材１２２とラチェットギヤ部１２６とが一体的に回転する。一方、パウル爪１２８ａを外周側に移動させることで該パウル爪１２８ａとラチェット歯１２６ａとの係合が解除され、ベース部材１２２に対して自由にラチェットギヤ部１２６が回転するようになっている。

なお、ベース部材１２２とラチェットギヤ部１２６との間に、ベアリング部材１３８が介在配置されている。これにより、ベース部材１２２に対してラチェットギヤ部１２６がより円滑に回転するようになっている。

また、各パウル部材１２８は、解除方向付勢手段であるねじりコイルバネ１２９により、ラチェットギヤ部１２６との係合を解除する方向に常時付勢されている。これにより、後述するモータ部１１０の非回転時及び逆回転時に、係合を解除するようにしている。

上記各パウル部材１２８の姿勢変更は、パウルの姿勢変更手段であるパウルガイド１３０によりなされる。

パウルガイド１３０は、略円板状に形成されており、その中央部に結合軸部２９を遊挿可能な摺接筒部１３１が形成されると共に、外周部にパウル部材１２８を姿勢変更させるための押動片１３２が形成されている。

押動片１３２は、周壁部１２３内で各パウル部材１２８の前後位置に配設される。そして、ベース部材１２２とパウルガイド１３０とが相対回転することで、押動片１３２がパウル部材１２８に当接してこれを揺動させる。図６では、押動片１３２に対して、ベース部材１２２及びパウル部材１２８を矢符Ｒ方向に回転させることで、押動片１３２がパウル部材１２８に当接してそのパウル爪１２８ａをラチェット歯１２６ａ側に移動させる。これにより、パウル部材１２８とラチェットギヤ部１２６とが噛合うようになる。一方、押動片１３２に対して、ベース部材１２２及びパウル部材１２８を矢符Ｓ方向に相対回転させることで、押動片１３２がパウル部材から離間してパウル爪１２８ａがラチェット歯１２６ａから離間する方向に移動する。これにより、上記コイルバネ１２９の付勢力によってパウル部材１２８とラチェットギヤ部１２６との噛合いが解除される。

また、このパウルガイド１３０は、所定の摩擦力で回転を抑止された状態で、クラッチカバー１０２に対して回転可能に支持されている。すなわち、パウルガイド１３０の摺接筒部１３１は、クラッチカバー１０２の内周側に突設された支持筒部１０２ａに外嵌めされている。また、摺接筒部１３１の外周囲に略環状のバネ材１３３が外嵌めされる。そして、バネ材１３３の弾性力により、摺接筒部１３１が縮径変形するように付勢され、摺接筒部１３１の内周部が所定の摩擦力で支持筒部１０２ａの外周部に接触している。

そして、巻取ドラム２０の通常の回転状態では、パウルガイド１３０は回転停止した状態となっている。この状態で、モータ部１１０の回転駆動によりベース部材１２２を回転させると、当初、パウルガイド１３０に対してベース部材１２２は相対回転する（図９の矢符Ｒ参照）。この相対回転により、パウルガイド１３０が各パウル部材１２８を姿勢変更させてラチェットギヤ部１２６に係合させる。この後、ベース部材１２２の回転が継続すると、摺接筒部１３１を支持筒部１０２ａに摩擦接触させつつ、パウルガイド１３０が、ラチェットギヤ部１２６及びベース部材１２２と共に回転する。これにより、自己の回転を巻取ドラム２０に作用させて、巻取ドラム２０をウエビングの巻取方向に回転させることができる。

また、この状態から、モータ部１１０の逆回転によりベース部材１２２を逆回転させると、パウルガイド１３０の回転を停止させつつ、このパウルガイド１３０に対してベース部材１２２が逆方向に相対回転することになる。すると、パウルガイド１３０に対するベース部材１２２及びパウル部材１２８の逆回転により、パウル部材１２８が姿勢変更しラチェットギヤ部１２６との係合を解除する。これにより、巻取ドラム２０は第２プリテンショナー機構１００の駆動を受けずに自由回転可能な状態となる。

また、トルクリミッタ１４０は、上記ギヤ部材１２４と周壁部１２３との間に介在配置されている。トルクリミッタ１４０は、係合部分と付勢部分とを有している。係合部分は、ベース部材１２２にその周方向に沿って一定位置でかつその径方向に沿って移動自在に支持されると共にギヤ部材１２４に係合自在とされている。また、付勢部分は、上記係合部分をギヤ部材１２４に係合する方向に付勢するように構成されている。

より具体的には、トルクリミッタ１４０は、上記係合部分として機能する係合部材としてのローラ１４２と、上記付勢部分として機能する付勢部材としての板バネ部材１４４との２部材により構成されている。

ローラ１４２は、円柱状に形成された部材であり、上記ベース部材１２２の一方面側であって周壁部１２３の外周側に形成された支持部材としてのローラ支持部１４３によって支持されている。ローラ支持部１４３は、周壁部１２３の接線方向に沿って延びる突出片状の部材であり、その略中央部にローラ１４２を収容可能な凹部１４３ａが形成されている。ローラ１４２は、当該凹部１４３ａ内に配設されることで、ベース部材１２２の周方向に沿って一定位置で、かつ、その径方向に沿って移動自在に支持されることになる。そして、ローラ１４２が、ベース部材１２２の外周側に移動した状態では回転抑止凹部１２４ｂに係合し、ベース部材１２２の内周側に移動した状態では回転抑止凹部１２４ｂとの係合を解除されるようになる。

なお、本実施形態では、ベース部材１２２の周方向に沿って略均等間隔をあけた４箇所にローラ支持部１４３が形成され、それぞれにローラ１４２が支持されている。ローラ１４２及びローラ支持部１４３は、少なくとも１箇所に設けられていればよい。好ましくは、ローラ１４２及びローラ支持部１４３は、ベース部材１２２の周方向に沿って略均等間隔をあけて３箇所以上に設けられる。また、ローラ１４２に代えて、球状部材、その他、円状に形成された部分を有する円状部材を用いてもよい。

板バネ部材１４４は、円弧状の板バネ状に形成されており、バネ支持手段としてのバネ挟持部１４５及び受突部１４６により上記ローラ１４２を付勢可能な態様で部分的に支持されている。

板バネ部材１４４は、周壁部１２３の曲率半径（より具体的には、バネ挟持部１４５及び受突部１４６による支持ポイントを結ぶ仮想円ラインＴ（図５の２点鎖線参照）の曲率半径）よりも小さな曲率半径を持つ円弧状に形成されている。また、板バネ部材１４４は、周壁部１２３の半周程度、より具体的には、半周よりも小さい長さ寸法に形成されている。

また、ベース部材１２２の一方面側であって周壁部１２３の外周側に、板バネ部材１４４の略中央部を挟込み可能なバネ挟持部１４５が形成されると共に、板バネ部材１４４の両端部内側に摺接可能な受突部１４６が形成されている。

本実施形態では、周壁部１２３の外周側であってその中心を挟む２箇所にバネ挟持部１４５が形成されると共に、周壁部１２３の外周側であって各バネ挟持部１４５を所定間隔あけて挟む各位置に受突部１４６が突出形成されている。バネ挟持部１４５は、板バネ部材１４４を圧入可能なスリット部を有している。なお、上記ローラ支持部１４３は、各バネ挟持部１４５と各受突部１４６とを結ぶ仮想円ラインＴの略中間部外側の位置に形成されている。

そして、各板バネ部材１４４の略中間部をバネ挟持部１４５のスリット部に圧入して挟込ませると共に、各板バネ部材１４４の両端部内面を受突部１４６に摺接させるようにして、各板バネ部材１４４を周壁部１２３の外周側に沿って配設する。これにより、板バネ部材１４４は、バネ挟持部１４５及び受突部１４６により、曲率半径を大きくするように弾性変形された状態で、ベース部材１２２単独で支持されることになる。

なお、上記受突部１４６は、板バネ部材１４４の両端縁部よりも中心よりの位置で該板バネ部材１４４の内周面に摺接している。これにより、板バネ部材１４４が後述するように弾性変形する際に、板バネ部材１４４の両端縁部と周壁部１２３の外周面との干渉を防止し、板バネ部材１４４が円滑に弾性変形でき、かつ、周壁部１２３の外周面に対する傷付着を防止するようにしている。

この状態で、ローラ１４２を各ローラ支持部１４３の凹部１４３ａに嵌め込むと、該ローラ１４２は各バネ挟持部１４５と各受突部１４６とを結ぶ弧状ラインの略中間部で板バネ部材１４４によりベース部材１２２の外周側に向けて付勢される。さらに、このベース部材１２２にギヤ部材１２４を組付けると、ローラ１４２はギヤ部材１２４の内周側の回転抑止凹部１２４ｂに係合する方向に付勢される。これにより、ベース部材１２２とギヤ部材１２４とは、通常状態では、ローラ１４２及び板バネ部材１４４を介して一体回転可能とされる。また、図７に示すように、各板バネ部材１４４を弾性変形させることでローラ１４２が各回転抑止凹部１２４ｂを順次乗越え得る程度の大きな相対回転力が加わると、ベース部材１２２とギヤ部材１２４とが相対回転することになる。これにより、例えば、モータ部１１０の回転によりウエビングを巻き取っている途中でウエビングに過大な力が加わったとき等に、モータ部１１０と巻取ドラム２０との動力伝達経路を絶つようにしている。

なお、板バネ部材１４４，ローラ１４２及びギヤ部材１２４をベース部材１２２に組付けると共にローラ１４２を回転抑止凹部１２４ｂ内に係合させるように配設した状態で、板バネ部材１４４の中間部は若干内側に撓み変形した状態で、その弾性復元力によりローラ１４２を回転抑止凹部１２４ｂ内に向けて付勢している。これにより、通常状態におけるローラ１４２のがたつきを有効に防止している。

なお、板バネ部材１４４は、必ずしも上記のような円弧状の部材に形成する必要はない。例えば、平板な板状、又は、コイルバネ状に形成されていてもよい。

本第２プリテンショナー機構１００は、車両の挙動や運転者による操作状況等に基づいて、車両の衝突が予測されるような緊急時において可逆的に動作してウエビングを引締める。そして、車両の衝突が回避された場合には、シートベルトの引締めを解除可能状態にする。本第２プリテンショナー機構１００は、事前予測に基づいてウエビングの引締め及び解除を繰返し行うように動作する用途に用いられる。

なお、本実施形態では、ギヤ部材１２４が、周壁部１２３の外周側に配設される形態で説明したが、必ずしもその必要はない。例えば、ギヤ部材１２４が周壁部１２３の内周側に配設され、また、周壁部１２３から同軸上で外れた位置でモータ部１１０の動力がギヤ部材１２４に伝達される構成であってもよい。また、上記ローラ１４２及び板バネ部材１４４の配置関係は、内周側と外周側とで逆の配置関係にあってもよい。例えば、内周側の周壁部に回転抑止凹部が形成され、内周側に配設されたローラが外周側に配設された板バネ部材によって内周側の回転抑止凹部に係合するように付勢される構成であってもよい。

要するに、ギヤ部材及びベース部材のうちの一方側に、ローラ等の係合部材が周方向に沿って一定位置でその径方向に沿って移動自在に支持されると共にギヤ部材及びベース部材のうちの他方側に係合自在とされ、かつ、この係合部分を係合させる方向に付勢する付勢部分を備えた種々の構成を採用することができる。

＜動作説明＞
上記のように構成されたリトラクターにおける第２プリテンショナー機構１００の動作について説明する。

図８は第２プリテンショナー機構の非動作状態を示す図であり、図９は第２プリテンショナー機構の動作開始状態を示す図であり、図１０は第２プリテンショナー機構の巻取動作状態を示す図である。

図８に示すように、第２プリテンショナー機構１００が動作する前の通常状態では、コイルバネ１２９の付勢力により、各パウル部材１２８のパウル爪１２８ａはベース部材１２２の径方向外側に付勢され（矢符Ａ参照）、ラチェットギヤ部１２６に対して非係合状態となっている。このため、巻取ドラム２０は、第２プリテンショナー機構１００に拘束されることなく自由回転可能な状態となっている。

なお、この状態では、パウルガイド１３０は、クラッチカバー１０２に摩擦係合することで、上記パウル部材１２８の上記姿勢を許容する所定位置を維持している。

この状態で、例えば、車両衝突が予測され、モータ部１１０が所定の第１方向へ回転駆動されると、この回転駆動力を受けて、図９に示すように、小歯車１１３、中継ギヤ１０６及びギヤ部材１２４がそれぞれ矢符Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３方向に回転する。これにより、ベース部材１２２は、トルクリミッタ１４０としてのローラ１４２及び板バネ部材１４４を介してギヤ部材１２４と共に回転する。この際、パウルガイド１３０は、上記摩擦力により所定位置を維持された状態となっているため、パウルガイド１３０に対してベース部材１２２が相対回転することになる。これにより、押動片１３２がパウル部材１２８を矢符Ｂ４方向に押動し、パウル爪１２８ａがラチェットギヤ部１２６に係合するようになる。

さらに、モータ部１１０による所定の第１方向への回転駆動が継続すると、図１０に示すように、小歯車１１３、中継ギヤ１０６及びギヤ部材１２４がそれぞれ矢符Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３方向に回転する。また、矢符Ｃ４方向に揺動したパウル部材１２８とラチェットギヤ部１２６とが完全に係合した状態で、ギヤ部材１２４の回転がラチェットギヤ部１２６を介して巻取ドラム２０に伝達される。これにより、巻取ドラム２０が矢符Ｃ３と同方向に回転され、ウエビングＷが矢符Ｃ５方向に巻取られることになる。なお、この状態では、パウルガイド１３０は、クラッチカバー１０２に対して滑って上記ベース部材１２２と共に回転する。

そして、モータ部１１０の回転が停止すると、モータ部１１０が第２方向に逆転するまで、上記パウル部材１２８とラチェットギヤ部１２６との係合状態は維持される。

図１１は第２プリテンショナー機構の動作直後の状態を示す図であり、図１２はトーションバーによる衝撃エネルギー吸収動作初期段階における第２プリテンショナー機構の状態を示す図であり、図１３はトーションバーによる衝撃エネルギー吸収動作途中段階における第２プリテンショナー機構の状態を示す図である。

すなわち、図１１に示すように、第２プリテンショナー機構１００によるウエビングＷの巻取動作直後では、パウル部材１２８とラチェットギヤ部１２６との係合状態は維持されている。また、ローラ１４２は、ローラ支持部１４３により周方向に沿って所定位置に保持されると共に、板バネ部材１４４により外周側に付勢され回転抑止凹部１２４ｂに係合した状態となっている。

この状態で、例えば、車両が実際に衝突すると、緊急ロック動作機構３０によりトーションバー５０の一端部がロックされた状態で、矢符Ｅ１に示すように、ウエビングＷが引張られる。そして、ウエビングＷに作用する荷重が予め設定された所定値を超えると、トーションバー５０をねじれ変形させて衝撃エネルギーを吸収しつつ、巻取ドラム２０がウエビングＷの引出し方向に回転する。この際、矢符Ｅ２に示すように、ラチェットギヤ部１２６も巻取ドラム２０と共に回転する。また、ラチェットギヤ部１２６の回転は、パウル部材１２８を介してベース部材１２２にも伝達されて該ベース部材１２２も回転する（矢符Ｅ３，Ｅ４参照）。すると、図１３に示すように、板バネ部材１４４が弾性変形してローラ１４２と回転抑止凹部１２４ｂとの係合を解除可能な状態となる。より具体的には、ベース部材１２２の回転に伴い、ローラ支持部１４３によりローラ１４２に対してベース部材１２２の周方向へ回転させる力が作用する。すると、ローラ１４２は回転抑止凹部１２４ｂの傾斜面に強く押し当てられ、板バネ部材１４４をベース部材１２２の内周側に弾性変形させる力が作用し、ローラ１４２は回転抑止凹部１２４ｂから係合離脱できるようになる（矢符Ｅ５参照）。これにより、ベース部材１２２は、ギヤ部材１２４及びモータ部１１０に対して相対回転可能となる。

なお、モータ部１１０側からの駆動力が既定値を超えた場合にも上記の同様に動作により、ギヤ部材１２４及びモータ部１１０に対して相対回転可能となる。これにより、モータ部１１０の回転駆動にも拘らず、巻取ドラム２０の巻取方向への回転を阻止でき、ウエビングＷの過大な力による巻取を抑制できる。

なお、上記動作は、トーションバー５０のねじれ変形によるエネルギー吸収動作の有無に拘らず、モータ部１１０からの駆動力が既定値を超えた場合に行われ、過大な力でウエビングＷが巻取られるといった現象を防止する。

＜まとめ＞
以上のように構成されたシートベルト用リトラクターによると、トルクリミッタ１４０の係合部材であるローラ１４２を、ギヤ部材１２４の周方向に沿って一定位置でかつその径方向に沿って移動自在に支持すると共にギヤ部材１２４に係合自在に配置すると共に、トルクリミッタ１４０の付勢部材である板バネ部材１４４を、前記ローラ１４２を係合させる方向に付勢するように配置しているため、トルクリミッタ１４０の構成部材をギヤ部材１２４及びベース部材１２２の双方に一定位置に係止させて取付ける必要が無く、従って、それらを容易に組付けることができる。

より具体的には、板バネ部材１４４の長手方向中間部をバネ挟持部１４５のスリット部に圧入するようにして周壁部１２３に沿って配設しているため、該板バネ部材１４４を周壁部１２３の周方向に沿って正確に位置決めすることなく、板バネ部材１４４を取付けることができる。このため、板バネ部材１４４の組付を容易に行える。

また、トルクリミッタ１４０は、係合部材であるローラ１４２と、付勢部材である板バネ部材１４４との２部材で構成されているため、それらのローラ１４２や板バネ部材１４４を比較的単純な形状とすることができる。本実施形態では、ローラ１４２は単純な円柱状に形成され、板バネ部材１４４は単純な弧状部材に形成している。このため、それらの部材を容易かつ精度よく加工することができるというメリットがある。

特に、板バネ部材１４４については円弧状に形成されているため、応力集中を防止でき、比較的安定しかつ耐久性に優れた付勢力を付与することができる。

また、板バネ部材１４４は、弾性変形された状態でバネ挟持部１４５及び受突部１４６に組込まれているため、組付時に板バネ部材１４４を比較的しっかりと支持させた状態で保持することができる。このため、組付作業を容易に行うことができる。しかも、板バネ部材１４４等のがたつきを有効に防止できる。

また、ローラ１４２は、円柱部材に形成されているため、ローラ１４２と回転抑止凹部１２４ｂとの接触面積を比較的大きくして、それらの間に作用する面圧を減少させることができる。これにより、ローラ１４２の小型化、安定した動作等に貢献できる。

なお、係合部材として円状に形成された部分を有する円状部材、例えば、球状部材や円柱状部材を用いることで、回転抑止凹部１２４ｂとの摩擦係数（転がり摩擦）を低減させることができる。また、形状の安定した鋼性の部材で係合部材を形成することで、安定した特性でトルクを伝達することができる。

シートベルト用リトラクターを示す斜視図である。 シートベルト用リトラクターの部分断面図である。 第２プリテンショナー機構を示す分解斜視図である。 クラッチホイールを示す分解斜視図である。 クラッチホイールの構成部品であるベース部材を示す正面図である。 非巻取動作状態におけるクラッチホイールの内部構造を示す図である。 巻取動作状態においてトルクリミッタが動作した状態におけるクラッチホイールの内部構造を示す図である。 第２プリテンショナー機構の非動作状態を示す図である。 第２プリテンショナー機構の動作開始状態を示す図である。 第２プリテンショナー機構の巻取動作状態を示す図である。 第２プリテンショナー機構の動作直後の状態を示す図である。 トーションバーによる衝撃エネルギー吸収動作中における第２プリテンショナー機構の状態を示す図である。 モータ部側からの駆動力が既定値を超えた場合における第２プリテンショナー機構の状態を示す図である。

符号の説明

１０ ハウジング
１６ 巻取機構
２０ 巻取ドラム
１００ 第２プリテンショナー機構
１１０ モータ部
１２０ クラッチホイール
１２２ ベース部材
１２３ 周壁部
１２４ ギヤ部材
１２４ａ ギヤ歯
１２４ｂ 回転抑止凹部
１２６ ラチェットギヤ部
１２８ パウル部材
１３０ パウルガイド
１４０ トルクリミッタ
１４２ ローラ
１４３ ローラ支持部
１４３ａ 凹部
１４４ 板バネ部材
１４５ バネ挟持部
１４６ 受突部
Ｗ ウエビング

Claims (4)

1. ハウジングと、ウエビングが巻装された状態で前記ハウジングに回転自在に支持された巻取ドラムと、前記ウエビングを巻取る方向に、前記巻取ドラムを回転させるプリテンショナー機構と、を備えたシートベルト用リトラクターであって、
   前記プリテンショナー機構は、
   アクチュエータ部と、
   前記アクチュエータ部の駆動力を受けて回転するギヤ部材と、
   前記ギヤ部材の内周側又は外周側に配設される周壁部を有し、自己の回転を前記巻取ドラムに作用させて前記巻取ドラムを前記ウエビングの巻取方向に回転させるためのベース部材と、
   前記ギヤ部材と前記周壁部との間に介在し、前記ギヤ部材及び前記ベース部材のうちの一方側にその周方向に沿って一定位置でその径方向に沿って移動自在に支持されると共に前記ギヤ部材及び前記ベース部材のうちの他方側に係合自在とされた係合部材と、前記係合部材を前記ギヤ部材及び前記ベース部材のうちの他方側に係合する方向に付勢する付勢部材とを有するトルクリミッタと、
   を有し、
   前記係合部材は、円柱形状を有している、シートベルト用リトラクター。
2. 請求項１記載のシートベルト用リトラクターであって、
   前記付勢部材は、円弧状の板バネ部材であり、
   前記ギヤ部材及び前記ベース部材のうちの前記他方側に、前記係合部材を嵌め込み可能な係合凹部が形成され、
   前記ギヤ部材及び前記ベース部材のうちの前記一方側に、前記係合部材を前記ギヤ部材又は前記ベース部材の径方向に沿って移動自在に支持する支持部材と、前記板バネ部材の略中間部を挟持可能なバネ挟持部と前記板バネ部材の両端縁部よりも中心よりの位置で前記板バネ部材の端部内面に摺接可能な受突部とを有し、前記バネ挟持部と前記受突部とを結ぶ弧状ラインの略中間部で前記バネ部材により前記係合部材を付勢可能な態様で前記板バネ部材を前記バネ挟持部と前記受突部によって部分的に支持するバネ支持手段とが形成された、シートベルト用リトラクター。
3. 請求項２記載のシートベルト用リトラクターであって、
   前記支持部材は、前記周壁部の接線方向に沿って延びると共に、その略中央部に前記係合部材を収容可能な凹部が形成され、前記凹部内で前記係合部材を前記ギヤ部材又は前記ベース部材の径方向に沿って移動自在に支持する、シートベルト用リトラクター。
4. 請求項２又は３記載のシートベルト用リトラクターであって、
   前記板バネ部材は、弾性変形された状態で、前記バネ支持手段に支持される、シートベルト用リトラクター。

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