JP2001270423A - モータ式シートベルトリトラクター - Google Patents
モータ式シートベルトリトラクターInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ベルト引出荷重を調整することが可能な新規
なリトラクタの出現が望まれていた。 【解決手段】本発明に係るモータ式シートベルトリトラ
クタ２００は、車両緊急時に牽引されるウエビングの引
出荷重を制限する荷重制限装置を備えていて、荷重制限
装置は、モータ２１の回転軸の回転によって生じる力が
ウエビングの引出荷重を制限するようにした。
なリトラクタの出現が望まれていた。 【解決手段】本発明に係るモータ式シートベルトリトラ
クタ２００は、車両緊急時に牽引されるウエビングの引
出荷重を制限する荷重制限装置を備えていて、荷重制限
装置は、モータ２１の回転軸の回転によって生じる力が
ウエビングの引出荷重を制限するようにした。
Description
【発明の属する技術分野】この発明は、荷重制限装置及
びロック機構を備えたリトラクタ、特にはモーターを利
用した荷重制限装置及びロック機構を備えたリトラク
タ、並びに新規な機械式荷重制限装置を備えたリトラク
タ、並びに新規な高電圧モーターリトラクタ、並びにモ
ータ起動時の電流値の立ち上がり特性の良い新規なモー
ターリトラクタに関する。
びロック機構を備えたリトラクタ、特にはモーターを利
用した荷重制限装置及びロック機構を備えたリトラク
タ、並びに新規な機械式荷重制限装置を備えたリトラク
タ、並びに新規な高電圧モーターリトラクタ、並びにモ
ータ起動時の電流値の立ち上がり特性の良い新規なモー
ターリトラクタに関する。
【従来の技術】車両緊急時、搭乗者の肩、胸に加えられ
る荷重を制限するため、従来のシートベルトリトラクタ
では、トーションバー等を用いた機械式荷重制限装置が
用いられていた。
る荷重を制限するため、従来のシートベルトリトラクタ
では、トーションバー等を用いた機械式荷重制限装置が
用いられていた。
【発明が解決しようとする課題】従来の機械式荷重制限
装置では、ウエビングの引出荷重は、車両毎に所定の引
出荷重に設定されていて変更は不可能だった。そこで、
ウエビングの引出荷重の調整が可能な新規なリトラクタ
の出現が望まれていた。
装置では、ウエビングの引出荷重は、車両毎に所定の引
出荷重に設定されていて変更は不可能だった。そこで、
ウエビングの引出荷重の調整が可能な新規なリトラクタ
の出現が望まれていた。
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、第１の発明に係るモータ式シートベルトリトラクタ
は、車両緊急時に牽引されるウエビングの引出荷重を制
限する荷重制限装置を備えたモータ式シートベルトリト
ラクタにおいて、荷重制限装置は、モータの回転軸の回
転によって発生する力を用いてウエビングの引出荷重を
制限することを特徴としている。このように構成すれ
ば、モータの回転軸の回転によって発生する力を荷重制
限装置として利用することが可能となるので、ウエビン
グの引出荷重の設定範囲を拡大することが可能となると
共にウエビングの引出荷重を任意に設定することが可能
となる。また、第１の発明に係るモータ式シートベルト
リトラクタの荷重制限装置は、モータの回転トルクによ
って制御されているトルクアシスト機構を備えているこ
とを特徴としている。このように構成すれば、モータの
回転トルクを制御することによって、ウエビングの引出
荷重の設定範囲を拡大すると共に引出荷重を任意に設定
することが可能となる。また、第１の発明に係るモータ
式シートベルトリトラクタの荷重制限装置は、機械式荷
重制限装置とトルクアシスト機構とを備えていることを
特徴とする。このように構成すれば、機械式荷重制限装
置にトルクアシスト機構を加えることが可能となるの
で、トルクアシスト機構により機械式荷重制限装置のウ
エビングの引出荷重にモータの回転トルクをプラスした
りマイナスしたりすることが可能となり、機械式荷重制
限装置のウエビング引出荷重特性を加減調整することが
できる。特にモータの回転トルクをプラスする場合では
機械式荷重制限装置を小型化することも可能となる。ま
た、トルクアシスト機構の作動タイミングや回転トルク
を任意に変化させることによって機械式荷重制限装置の
ベルト引出荷重特性では実現が困難な様々なウエビング
の引出荷重特性を実現することが可能となる。また、第
１の発明に係るモータ式シートベルトリトラクタの機械
式荷重制限装置は、トーションバーを備えていることを
特徴とする。このように構成すれば、トーションバーの
優れたウエビングの引出荷重特性に要求に応じた引出荷
重特性を更に付加することで、より優れたウエビングの
引出荷重特性が得られる。また、第２の発明に係るモー
タ式シートベルトリトラクタの荷重制限装置は、モータ
の回転軸の回転によって生じる回転抗力によるモータ回
転抗力発生手段を含むことを特徴とするこのように構成
すれば、モータの回転軸自体も慣性モーメントに起因す
る回転抗力を有しているので、この回転抗力を積極的に
活用することによって、ウエビングの引出荷重を調整す
ることができる。また、第２の発明に係るモータ式シー
トベルトリトラクタは、車両緊急時に搭乗者の前方移動
によってウエビングが引き出される時のウエビングの引
出力を制限する荷重制限装置を備えているモータ式シー
トベルトリトラクタにおいて、荷重制限装置は、モータ
の電気的短絡によるモータ回転抗力発生手段を含むこと
を特徴としている。このように構成すれば、モータが電
気的短絡した時のモータの回転抗力を荷重制限装置とし
て積極的に活用することができるので、荷重制限装置を
新たに設けることを不要となし、安価で小型なモータ式
シートベルトリトラクタを作ることが可能となる。ま
た、第２の発明に係るモータ式シートベルトリトラクタ
のモータ回転抗力発生手段は、モータを電気的短絡又は
電気的非短絡を所定の時間制御によって切り替えるよう
にしたことを特徴としている。このように構成すれば、
モータを電気的短絡させる時間と電気的非短絡させる時
間とを任意に設定して切り替えることによって、所定の
ウエビングの引出荷重を導出することが可能となる。ま
た、第２の発明に係るモータ式シートベルトリトラクタ
の非短絡は、モータが通電状態であることを特徴として
いる。このように構成すれば、モータの回転トルクによ
ってベルト引出荷重を制限する第１の発明に係るトルク
アシスト機構を活用することができるので、非短絡にお
けるモータの回転抗力を調整することが可能となり、ウ
エビングの引出荷重の設定範囲を拡大することが可能と
なる。また、第２の発明に係るモータ式シートベルトリ
トラクタの非短絡は、短絡されたモータに抵抗を介して
接続することを特徴としている。このように構成すれ
ば、抵抗値を変えることによって、非短絡におけるモー
タの回転抗力を調整することが可能となるので、ウエビ
ングの引出荷重の設定範囲を拡大することが可能とな
る。また、第２の発明に係るモータ式シートベルトリト
ラクタの非短絡は、モータが電気的にオープンであるこ
とを特徴としている。このように構成すれば、モータを
電気的に断線状態にすれば非短絡におけるモータの回転
抗力がほとんど無くなるので、特に複雑な機構も必要と
せず、簡単かつ安価にベルト引出荷重の設定範囲を拡大
することが可能となる。また、第２の発明に係るモータ
式シートベルトリトラクタの荷重制限装置は、ウエビン
グを巻き付けるスプールとモータとを連動させるギヤを
含むことを特徴としている。このように構成すれば、モ
ータの回転抗力の調整の他にギヤ比を変えることによっ
て、ウエビングの引出荷重を調整することが可能とな
る。
に、第１の発明に係るモータ式シートベルトリトラクタ
は、車両緊急時に牽引されるウエビングの引出荷重を制
限する荷重制限装置を備えたモータ式シートベルトリト
ラクタにおいて、荷重制限装置は、モータの回転軸の回
転によって発生する力を用いてウエビングの引出荷重を
制限することを特徴としている。このように構成すれ
ば、モータの回転軸の回転によって発生する力を荷重制
限装置として利用することが可能となるので、ウエビン
グの引出荷重の設定範囲を拡大することが可能となると
共にウエビングの引出荷重を任意に設定することが可能
となる。また、第１の発明に係るモータ式シートベルト
リトラクタの荷重制限装置は、モータの回転トルクによ
って制御されているトルクアシスト機構を備えているこ
とを特徴としている。このように構成すれば、モータの
回転トルクを制御することによって、ウエビングの引出
荷重の設定範囲を拡大すると共に引出荷重を任意に設定
することが可能となる。また、第１の発明に係るモータ
式シートベルトリトラクタの荷重制限装置は、機械式荷
重制限装置とトルクアシスト機構とを備えていることを
特徴とする。このように構成すれば、機械式荷重制限装
置にトルクアシスト機構を加えることが可能となるの
で、トルクアシスト機構により機械式荷重制限装置のウ
エビングの引出荷重にモータの回転トルクをプラスした
りマイナスしたりすることが可能となり、機械式荷重制
限装置のウエビング引出荷重特性を加減調整することが
できる。特にモータの回転トルクをプラスする場合では
機械式荷重制限装置を小型化することも可能となる。ま
た、トルクアシスト機構の作動タイミングや回転トルク
を任意に変化させることによって機械式荷重制限装置の
ベルト引出荷重特性では実現が困難な様々なウエビング
の引出荷重特性を実現することが可能となる。また、第
１の発明に係るモータ式シートベルトリトラクタの機械
式荷重制限装置は、トーションバーを備えていることを
特徴とする。このように構成すれば、トーションバーの
優れたウエビングの引出荷重特性に要求に応じた引出荷
重特性を更に付加することで、より優れたウエビングの
引出荷重特性が得られる。また、第２の発明に係るモー
タ式シートベルトリトラクタの荷重制限装置は、モータ
の回転軸の回転によって生じる回転抗力によるモータ回
転抗力発生手段を含むことを特徴とするこのように構成
すれば、モータの回転軸自体も慣性モーメントに起因す
る回転抗力を有しているので、この回転抗力を積極的に
活用することによって、ウエビングの引出荷重を調整す
ることができる。また、第２の発明に係るモータ式シー
トベルトリトラクタは、車両緊急時に搭乗者の前方移動
によってウエビングが引き出される時のウエビングの引
出力を制限する荷重制限装置を備えているモータ式シー
トベルトリトラクタにおいて、荷重制限装置は、モータ
の電気的短絡によるモータ回転抗力発生手段を含むこと
を特徴としている。このように構成すれば、モータが電
気的短絡した時のモータの回転抗力を荷重制限装置とし
て積極的に活用することができるので、荷重制限装置を
新たに設けることを不要となし、安価で小型なモータ式
シートベルトリトラクタを作ることが可能となる。ま
た、第２の発明に係るモータ式シートベルトリトラクタ
のモータ回転抗力発生手段は、モータを電気的短絡又は
電気的非短絡を所定の時間制御によって切り替えるよう
にしたことを特徴としている。このように構成すれば、
モータを電気的短絡させる時間と電気的非短絡させる時
間とを任意に設定して切り替えることによって、所定の
ウエビングの引出荷重を導出することが可能となる。ま
た、第２の発明に係るモータ式シートベルトリトラクタ
の非短絡は、モータが通電状態であることを特徴として
いる。このように構成すれば、モータの回転トルクによ
ってベルト引出荷重を制限する第１の発明に係るトルク
アシスト機構を活用することができるので、非短絡にお
けるモータの回転抗力を調整することが可能となり、ウ
エビングの引出荷重の設定範囲を拡大することが可能と
なる。また、第２の発明に係るモータ式シートベルトリ
トラクタの非短絡は、短絡されたモータに抵抗を介して
接続することを特徴としている。このように構成すれ
ば、抵抗値を変えることによって、非短絡におけるモー
タの回転抗力を調整することが可能となるので、ウエビ
ングの引出荷重の設定範囲を拡大することが可能とな
る。また、第２の発明に係るモータ式シートベルトリト
ラクタの非短絡は、モータが電気的にオープンであるこ
とを特徴としている。このように構成すれば、モータを
電気的に断線状態にすれば非短絡におけるモータの回転
抗力がほとんど無くなるので、特に複雑な機構も必要と
せず、簡単かつ安価にベルト引出荷重の設定範囲を拡大
することが可能となる。また、第２の発明に係るモータ
式シートベルトリトラクタの荷重制限装置は、ウエビン
グを巻き付けるスプールとモータとを連動させるギヤを
含むことを特徴としている。このように構成すれば、モ
ータの回転抗力の調整の他にギヤ比を変えることによっ
て、ウエビングの引出荷重を調整することが可能とな
る。
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。なお、図中、各構成成
分の大きさ、形状および配置関係は、この発明が理解で
きる程度に概略的に示してあるにすぎず、また、以下に
説明する数値的条件は単なる例示にすぎないことを理解
されたい。図１は、本発明のリトラクタの第１の発明の
実施例を示す断面図である。このリトラクタは、以下の
構成要素から成る。 （１）ウエビング（図示せず）を巻き取るスプール１ （２）スプール軸として嵌合された所定の荷重で捻れる
トーションバー（スプール軸）２ （３）スプール１とトーションバー２を回転自在に支持
するリトラクタベース３ （４）リトラクタベース３にネジ等で一体的に固定され
たインターナルギヤ（内歯歯車）４ （５）インターナルギヤの内歯に係合する３つのプラネ
タリーギヤ（遊星歯車）５（図上では１つのみ図示） （６）プラネタリーギヤ５の回転中心軸であって、トー
ションバー２に一体的に嵌合装着されたキャリヤー（出
力軸）６ （７）プラネタリーギヤ５と係合するサンギヤ（太陽歯
車）７ （８）サンギヤ７が一端閉鎖中空円筒の同一回転中心で
一体的に形成された一端閉鎖中空円筒状のローター８ （９）ローター８の円筒周縁部の内側面に接着剤等で貼
設されていて、ブラシレスモータの主要部を構成するリ
ング状のマグネット９ （１０）マグネット９と近接してブラシレスモータの主
要部を構成する複数の駆動コイル１０ （１１）ブラシレスモータ部を被覆するカバー１１ （１２）カバー１１の外側に設けられていてトーション
バー２に嵌合装着される円柱状のブッシュシャフト１２ （１３）ブッシュシャフト１２に一端が固定され幾重に
も巻かれていて、トーションバー２に駆動力を伝達する
リターンスプリング１３ （１４）リターンスプリング１３の他端が固定され、カ
バー１１に一体的に固定されていてリターンスプリング
１３を被覆するスプリングカバー１４ （１５）駆動コイル１０を電流制御するブラシレスモー
タの主要部を構成する制御回路（図示せず） 以下、本発明のリトラクターの構成につき更に詳細に説
明する。本発明のリトラクター１００には、機械式ＥＡ
（ＥＡは、エネルギー吸収を意味し、以下この用語を統
一して用いる）機構（請求項における機械式荷重制限装
置に相当）と電気式ＥＡ機構（請求項における電気式荷
重制限装置に相当）とを両用した機構を備えている。機
械式ＥＡ機構は、所定のリミット荷重を越えるトルクが
負荷された場合にトーションバーの捻れ現象によってエ
ネルギー吸収が行われる。一方、電気式ＥＡ機構は、モ
ータによるモータによるアシスト力を与えることによっ
て行われる。これら２つの機構を相互補完するようにし
て用いられる。以下、本発明のリトラクターの全体の動
作につき説明する。このリトラクター１００では、制御
回路により駆動コイルに制御電流が送られると、駆動コ
イル１０に磁場が生じてマグネット９に反発力を与え、
ブラシレスモータとしてローター８に回転力が発生され
る。このローター８の回転力によりサンギヤ７がトーシ
ョンバー２の周りを回転し、サンギヤ７に係合する３つ
のプラネタリーギヤ５は回転力を与えられると共に、リ
トラクタベース３に固定された不動のインターナルギヤ
４の内歯に係合しているため、３つのプラネタリーギヤ
５はインターナルギヤ４内を遊星のように回動する（図
２，３の符号２６、２７を参照）。このプラネタリーギ
ヤの回動によって、プラネタリーギヤの回転軸であるキ
ャリヤーは、プラネタリーギヤの回動と共に回動し、キ
ャリヤーと一体のトーションバーを回転させる。トーシ
ョンバーが回転するとスプールも一体的に回転すること
になる。また、トーションバーの端部に一体的に設けら
れたブッシュシャフトは、トーションバーの回転に伴っ
て回転し、リターンスプリングを付勢方向又は付勢力解
放方向に巻きあげる。その他の構成は、従来のリトラク
ターと同一なので構成の説明は省略する。次に、本発明
のリトラクターのＥＡ機構のみの構成および動作につい
て説明する。トーションバーのＥＡ機構とモータアシス
ト負荷のＥＡ機構との２つのＥＡ機構を相互補完する方
法には大きく分けて２つある。第１の方式は、ブラシレ
スモータによってトーションバーの捻れ回転方向と逆方
向にスプールを回転させてプラスのモータアシスト負荷
を与える。第２の方式は、ブラシレスモータによってト
ーションバーの捻れ回転方向と順方向と逆方向の双方に
スプールを回転させてマイナス及びプラスのモータアシ
スト負荷を与える。ブラシレスモータは、制御回路によ
って回転制御できるので、第１の方式のように回転制御
すれば、例えば２．５ｋＮのリミット荷重のトーション
バーを用いたリトラクターの場合であれば、トーション
バーの捻れ回転方向と逆方向にモータアシスト負荷を０
から３ｋＮ（キロニュートン）まで与えると、トーショ
ンバーのＥＡ効果にモータアシスト負荷のＥＡ効果を加
えると全体で２．５ｋＮから５．５ｋＮまでのＥＡ効果
が期待できる。一方、第２の方式のように回転制御すれ
ば、例えば４ｋＮのトーションバーを用いたリトラクタ
ーの場合であれば、トーションバーの捻れ回転方向と逆
方向に−１．５ｋＮから順方向に＋１．５ｋＮまでのモ
ータアシスト負荷を与えると、全体で同様に２．５ｋＮ
から５．５ｋＮまでのＥＡ効果が期待できる。この場
合、リトラクターに搭載するモータの小型化を図る場合
は、第２の方式の方が出力の小さなモータが活用できる
ので好ましい。また、コイル周辺にホール素子を配置す
れば、ロータの回転状態をセンシングすることができ
る。次に、第２の発明に係るリトラクターの実施例につ
き説明する。図２は、第２の発明に係るリトラクターの
実施例を示す分解斜視図である。図３は、本実施例のリ
トラクターのギヤの係合関係を示す図である。なお、図
２では、火薬式プリテンション機構については図面上省
略されている。以下、図２，３を用いて本実施例に係る
リトラクターの構成につき説明する。このリトラクター
２００は、以下に示すような構成要素から構成される。 （１）リテーナ２０ （２）リテーナ２０に一体的に装着されたＤＣモータ２
１ （３）ＤＣモータ２１のモータ軸に一体的に設けられた
モータギヤ２２ （４）リテーナ２０に設けられた突片に軸支されてい
て、モータギヤ２２と係合する第１ギヤ２３（詳しくは
第１ギヤ２３は、一体的な２段ギヤ（大ギヤ２３ａと小
ギヤ２３ｂ）から構成され、モータギヤ２２は大ギヤ２
３ａと係合する） （５）リテーナ２０に設けられた突片に軸支されてい
て、第１ギヤ２３（詳しくは小ギヤ２３ｂ）と係合する
第２ギヤ２４（詳しくは第２ギヤ２４は、一体的な２段
ギヤ（大ギヤ２４ａと小ギヤ２４ｂ）から構成され、小
ギヤ２３ｂは大ギヤ２４ａと係合する） （６）第２ギヤ２４（詳しくは小ギヤ２４ｂ）と係合す
る第３ギヤ２５（詳しくは第３ギヤ２５は、一体的な２
段ギヤ（大ギヤ２５ａと小ギヤ２５ｂ）から構成され、
小ギヤ２４ｂは大ギヤ２５ａと係合する） （７）第３ギヤ２５（詳しくは小ギヤ２５ｂ）と係合す
る３つのプラネタリーギヤ２６ （８）内側に形成された内歯２７ａに３つのプラネタリ
ーギヤ２６と係合するインターナルギヤ２７ （９）インターナルギヤ２７の外周面に形成された外歯
２７ｂ （１０）外歯２７ｂに嵌合してインターナルギヤ２７の
時計方向の回転を係止する係止片３０ （１１）係止片３０を一端で支持するバネからなるレバ
ー３１ （１２）レバー３１の他端をカール状に形成したリング
部材３２ （１３）リング部材３２が巻き付く凸状の環状部材３３
（なお、環状部材３３は第１ギヤ２３と同一回転中心に
一体形成されている） （１４）環状部材３３の頂面の周縁部に突設されてい
て、リング部材３２を押圧して摩擦力を与える摩擦片３
４ （１５）３つのプラネタリーギヤ２６を載置するための
キャリヤー３５ （１６）３つのプラネタリーギヤ２６をキャリヤー３５
に回転自在に支持してキャリヤー３５に固着する３つの
ピン３６ （１７）３つのピン３６と３つのプラネタリーギヤ２６
との間に揺動自在に挿入される減速プレート３７ （１８）キャリヤー３５の回転中心穴に先端部３８ａを
貫通させて先端部３８ａの根元部で一体的に嵌合させ、
更に先端部３８ａが第３ギヤの回転中心穴に摺動回転自
在に挿入されるスプール３８ （１９）スプール３８に一端が固定された身体を拘束す
るためのウエビングＷ（矢印ＡはウエビングＷの引き出
し方向、矢印ＢはウエビングＷの引き込み方向） （２０）ギヤ群全体を被覆するカバー３９ （２１）カバー３９をリテーナ２０に装着する複数のネ
ジ４０ （２２）ＤＣモータ２１を短絡又は非短絡に接続制御す
ると共にＤＣモータ２１の回転軸を時計方向又は反時計
方向に回転させるように動作制御する制御回路（図示せ
ず） 以下、上述した構成要素を用いて本発明のリテーナの動
作につき説明する。図４は、本実施例の動作を示す図で
あって、（Ａ）はモータが時計方向（ＣＷ方向）に回転
する場合の状態を示す図であり、（Ｂ）はモータが反時
計方向（ＣＣＷ方向）に回転する場合の状態を示す図で
ある。このリトラクター２００は、通常時（急ブレーキ
時や衝突時等の緊急時以外）は、図３、図４（Ｂ）に示
すように係止片３０は外歯２７ｂから離間していて、イ
ンターナルギヤ２７は拘束されないので、遊星歯車の特
性上、キャリヤー３５の回転力は、第３ギヤには伝達さ
れなくなる。したがって、キャリヤー３５に一体的に嵌
合されたスプール３８の回転力は、第３ギヤに係合する
ＤＣモータ２１の回転軸には伝達されなくなる。次に、
急ブレーキ時や衝突時等の緊急時には、図示しないＡＳ
Ｂ（アンチスキッドブレーキ）機構や図示しない衝突予
知装置等からの出力信号によってプリプリテンション機
構（火薬式プリテンション機構に先だってウエビングＷ
を巻き上げてテンションを増加させる機構）を作動させ
てＤＣモータ２１の回転軸を図４（Ａ）に示すように時
計方向（矢印方向）に回転させる。するとモータギヤ２
２の時計方向の回転力が第１ギヤ２３に反時計方向（矢
印方向）の回転力として伝達されて、係止片３０がイン
ターナルギヤ２７の外歯２７ｂに係合してインターナル
ギヤ２７の時計方向（矢印方向）の回転を係止する。こ
れによって、第３ギヤ２５の回転力は、スプール３８が
一体的に嵌合されているキャリヤー３５に伝達可能とな
る。また、第１ギヤ２３の回転力は、第２ギヤ２４に時
計方向（矢印方向）の回転力として伝達され、第３ギヤ
２５に反時計方向（矢印方向）の回転力が伝達される。
したがって、第３ギヤ２５に反時計方向の回転は、第３
ギヤ２５と一体の小ギヤ２５ｂを反時計方向に回転さ
せ、３つのプラネタリーギヤ２６のそれぞれに時計方向
（矢印方向）の回転力を伝達させる。３つのプラネタリ
ーギヤ２６は、係止片３０によって回転が拘束されたイ
ンターナルギヤ２７の内歯２７ａに係合しながら小ギヤ
２５ｂの周囲を遊星のように反時計方向（矢印方向）に
回動し、３つのプラネタリーギヤ２６を軸支するキャリ
ヤー３５を反時計方向（矢印方向）に回転させる。よっ
て、キャリヤー３５に嵌合するスプール３８は反時計方
向に回転し、ウエビングＷを巻き取る（矢印Ｂ方向）。
したがって、ＤＣモータ２１の時計方向の回転力は、ウ
エビングＷを巻き取る回転力として伝達される。次に、
衝突によって車体に衝撃力が伝わり、図示しない加速度
センサーや図示しないクラッシュセンサーから衝撃検知
信号が出力され、図示しない火薬式のプリテンション機
構が作動しウエビングＷがリトラクターに２００に引き
込まれて乗員の初期拘束が確保される。次に、乗員の前
方方向への慣性力によりウエビングＷが引き出される
（図４（Ａ）の矢印Ａ）。この際、図４（Ａ）に示すよ
うに、係止片３０が外歯２７ｂを係止した状態にあるの
で、スプール３８からウエビングＷが引き出される力
は、ＤＣモータ２１の回転軸に反時計方向（矢印と反対
方向）に回転力が伝達される。ＤＣモータ２１は、通電
状態あるいは短絡状態にあれば、回転軸の回転によって
逆起電力が発生し、回転を妨げるような回転抗力を生ず
る。第２の発明では、この回転抗力をロック機構やＥＡ
機構に積極的に活用しようとするものである。以下、こ
の回転抗力の特性について図を用いて説明する。図５
は、乗員が搭乗した車両が壁に衝突した時点（図上０
点）から完全に車両がクラッシュするまでの、短絡した
ＤＣモータの回転抗力Ｆ［Ｎｍ］（単位はニュートンメ
ートル）と時間Ｔ［ｓｅｃ］（単位は秒）との関係を概
念的に示すグラフであって、体重別（Ｌｉｇｈｔ、Ｍｉ
ｄｄｌｅ、Ｈｅａｖｙ）のグラフを示している。図６
は、乗員が搭乗した車両が壁に衝突した時点（図上０
点）から完全に車両がクラッシュするまでの、短絡した
ＤＣモータの回転抗力Ｆ［Ｎｍ］（単位はニュートンメ
ートル）と時間Ｔ［ｓｅｃ］（単位は秒）との関係を概
念的に示すグラフであって、衝突速度別（Ｌｏｗ Ｓｐ
ｅｅｄ、Ｍｉｄｄｌｅ Ｓｐｅｅｄ、Ｈｉｇｈ Ｓｐｅ
ｅｄ）のグラフをそれぞれ示している。図５に示すよう
に、体重が軽い程、曲線の立ち上がりの勾配が低く（図
面上の実線のグラフ）、体重が重いほど曲線の立ち上が
りの勾配が高く（図面上の二点鎖線のグラフ）、体重が
中位だと曲線の立ち上がりの勾配は体重が軽い場合と体
重が重い場合の中間の勾配となることが分かる。また、
立ち下がりの勾配については、体重差に関わらず、なだ
らかに立ち下がる。この結果から、回転抗力をＥＡ機構
に用いれば、体重が軽い乗員に対しては、比較的なだら
かにＥＡ荷重が増加するので、身体にかかる総荷重量が
比較的少なくなる。一方、体重が重い乗員に対しては、
比較的急峻にＥＡ荷重が増加するので、身体にかかる総
荷重量が比較的多くなる。そして、ＥＡ荷重の減少勾配
については、体重差に関わらずなだらかに立ち下がり、
ソフトランディングが可能となる。また、図６に示すよ
うに、車両の壁に衝突する時の衝突速度が速い程、ウエ
ビングの引出速度が大きく回転抗力Ｆのロードリミット
値（ＥＡ荷重限界値）は高くなり（図面上の二点鎖線の
グラフ）、衝突速度が遅い程、回転抗力Ｆのロードリミ
ット値は低くなる（図面上の実線のグラフ）。すなわ
ち、衝突速度の速いか遅いかによって、ロードリミット
値が上下するので理想的な乗員拘束能力を発揮すること
ができる。なお、従来の機械式ＥＡ機構、例えばトーシ
ョンバーでは、体重差や衝突速度差に何ら関係なく、Ｅ
Ａ荷重の立ち上がりの勾配は一定であり、また、ロード
リミット値も一定である。また、このロードリミット値
は、以下のように様々な手法で任意に設定することがで
きる。例えば、スプール３８の回転をＤＣモータ２１に
伝達するギヤ比を変えることによって回転抗力Ｆのロー
ドリミット値、立ち上がり勾配、立ち下がり勾配を任意
に設定することが可能である。また、抵抗を介してＤＣ
モータ２１を通電あるいは短絡させれば、抵抗値を変え
ることによって、回転抗力のロードリミット値、立ち上
がり勾配、及び立ち下がり勾配を任意に調整することも
できる。例えば、抵抗値を高くするほど、ロードリミッ
ト値は低く、立ち上がり勾配はなだらかに、及び立ち下
がり勾配は急峻になる。この場合、異なる抵抗値の抵抗
を回路上で選択可能に接続しておき、シビアリティの大
小によって最適な抵抗に自動的に接続できるように構成
することもできる。これによってより理想的な拘束性能
を期待することが可能となる。なお、抵抗を接続する以
外に、ヒューズを接続すると、所定の電流値を越える
と、ＥＡ機構が解除され、ＥＡ荷重を下げることもでき
る。また、上述した実施例の第１方式及び第２方式と同
様に、通電によってＤＣモータ２１の回転軸にウエビン
グＷを引き込むように弱い回転力（図４（Ａ）の矢印方
向）を与えてやれば、回転抗力にプラスのモータアシス
ト負荷を与えることもできるし、逆にＤＣモータ２１の
回転軸にウエビングＷを引き出すように弱い回転力（図
４（Ａ）の矢印と反対方向）を与えてやれば、回転抗力
にマイナスのモータアシスト負荷を与えることもでき
る。また、出力の異なるモーターを取り替えることによ
っても、ロードリミット値、立ち上がり勾配、及び立ち
下がり勾配を調整することができる。また、ロードリミ
ット値、立ち上がり勾配、及び立ち下がり勾配を調整す
る別の手法としては、ＤＣモータ２１を短絡する時間ｔ
１および非短絡ｔ２をそれぞれ任意に変えて、パルス状
の矩形波を作り、この矩形波でＤＣモータ２１の短絡／
非短絡を制御することで、回転抗力のロードリミット
値、立ち上がり勾配、及び立ち下がり勾配を任意に設定
することができる。例えば、ｔ１をｔ２に比べて長くす
るほど、ロードリミット値は高く、立ち上がり勾配は急
峻に、及び立ち下がり勾配はなだらかになる。また、ｔ
２をｔ１に比べて長くするほどロードリミット値は低
く、立ち上がり勾配はなだらかに、及び立ち下がり勾配
は急峻になる。なお、ここで用いられる回転抗力は、モ
ータの回転軸自体の有する慣性モーメントによる回転抗
力も含まれている。よって、モータを短絡させることな
く電気的にオープンにして、慣性モーメントによる回転
抗力のみを積極的に活用して荷重制限装置を実現するこ
とも可能である。この場合、ギヤ比の調整によっても荷
重制限装置の調整範囲を変えることが可能である。ま
た、ＥＡ機構を始動するタイミングは、エアバッグやプ
リテンショナーに点火を指示するＥＣＵで行うこともで
きる。また、ロードリミット値、立ち上がり勾配、及び
立ち下がり勾配を調整は、ダミーを用いた実車による実
験等のウエビングＷの引き出し特性を見て適当に設定す
ることが好ましい。また、ＤＣモータ２１の代わりに銅
管内に磁石を備えた回転軸を設ければ、短絡する必要が
無くなるので、廉価かつ簡単な構造でＥＡ機構を設ける
こともできる。また、これらＥＡ機構をバックルプリテ
ン等の各種プリテン機構と組み合わせて用いると更に効
果的である。また、ビークルセンサーをリトラクターに
組み込んで、ＥＡスイッチとして使うこともできる。ま
た、上述した図１に示した実施例のようなリトラクター
でも、第２の発明を適用して短絡されたモータの回転抗
力をＥＡ機構として利用する手法を加えることも可能で
ある。
いて、図面を参照して説明する。なお、図中、各構成成
分の大きさ、形状および配置関係は、この発明が理解で
きる程度に概略的に示してあるにすぎず、また、以下に
説明する数値的条件は単なる例示にすぎないことを理解
されたい。図１は、本発明のリトラクタの第１の発明の
実施例を示す断面図である。このリトラクタは、以下の
構成要素から成る。 （１）ウエビング（図示せず）を巻き取るスプール１ （２）スプール軸として嵌合された所定の荷重で捻れる
トーションバー（スプール軸）２ （３）スプール１とトーションバー２を回転自在に支持
するリトラクタベース３ （４）リトラクタベース３にネジ等で一体的に固定され
たインターナルギヤ（内歯歯車）４ （５）インターナルギヤの内歯に係合する３つのプラネ
タリーギヤ（遊星歯車）５（図上では１つのみ図示） （６）プラネタリーギヤ５の回転中心軸であって、トー
ションバー２に一体的に嵌合装着されたキャリヤー（出
力軸）６ （７）プラネタリーギヤ５と係合するサンギヤ（太陽歯
車）７ （８）サンギヤ７が一端閉鎖中空円筒の同一回転中心で
一体的に形成された一端閉鎖中空円筒状のローター８ （９）ローター８の円筒周縁部の内側面に接着剤等で貼
設されていて、ブラシレスモータの主要部を構成するリ
ング状のマグネット９ （１０）マグネット９と近接してブラシレスモータの主
要部を構成する複数の駆動コイル１０ （１１）ブラシレスモータ部を被覆するカバー１１ （１２）カバー１１の外側に設けられていてトーション
バー２に嵌合装着される円柱状のブッシュシャフト１２ （１３）ブッシュシャフト１２に一端が固定され幾重に
も巻かれていて、トーションバー２に駆動力を伝達する
リターンスプリング１３ （１４）リターンスプリング１３の他端が固定され、カ
バー１１に一体的に固定されていてリターンスプリング
１３を被覆するスプリングカバー１４ （１５）駆動コイル１０を電流制御するブラシレスモー
タの主要部を構成する制御回路（図示せず） 以下、本発明のリトラクターの構成につき更に詳細に説
明する。本発明のリトラクター１００には、機械式ＥＡ
（ＥＡは、エネルギー吸収を意味し、以下この用語を統
一して用いる）機構（請求項における機械式荷重制限装
置に相当）と電気式ＥＡ機構（請求項における電気式荷
重制限装置に相当）とを両用した機構を備えている。機
械式ＥＡ機構は、所定のリミット荷重を越えるトルクが
負荷された場合にトーションバーの捻れ現象によってエ
ネルギー吸収が行われる。一方、電気式ＥＡ機構は、モ
ータによるモータによるアシスト力を与えることによっ
て行われる。これら２つの機構を相互補完するようにし
て用いられる。以下、本発明のリトラクターの全体の動
作につき説明する。このリトラクター１００では、制御
回路により駆動コイルに制御電流が送られると、駆動コ
イル１０に磁場が生じてマグネット９に反発力を与え、
ブラシレスモータとしてローター８に回転力が発生され
る。このローター８の回転力によりサンギヤ７がトーシ
ョンバー２の周りを回転し、サンギヤ７に係合する３つ
のプラネタリーギヤ５は回転力を与えられると共に、リ
トラクタベース３に固定された不動のインターナルギヤ
４の内歯に係合しているため、３つのプラネタリーギヤ
５はインターナルギヤ４内を遊星のように回動する（図
２，３の符号２６、２７を参照）。このプラネタリーギ
ヤの回動によって、プラネタリーギヤの回転軸であるキ
ャリヤーは、プラネタリーギヤの回動と共に回動し、キ
ャリヤーと一体のトーションバーを回転させる。トーシ
ョンバーが回転するとスプールも一体的に回転すること
になる。また、トーションバーの端部に一体的に設けら
れたブッシュシャフトは、トーションバーの回転に伴っ
て回転し、リターンスプリングを付勢方向又は付勢力解
放方向に巻きあげる。その他の構成は、従来のリトラク
ターと同一なので構成の説明は省略する。次に、本発明
のリトラクターのＥＡ機構のみの構成および動作につい
て説明する。トーションバーのＥＡ機構とモータアシス
ト負荷のＥＡ機構との２つのＥＡ機構を相互補完する方
法には大きく分けて２つある。第１の方式は、ブラシレ
スモータによってトーションバーの捻れ回転方向と逆方
向にスプールを回転させてプラスのモータアシスト負荷
を与える。第２の方式は、ブラシレスモータによってト
ーションバーの捻れ回転方向と順方向と逆方向の双方に
スプールを回転させてマイナス及びプラスのモータアシ
スト負荷を与える。ブラシレスモータは、制御回路によ
って回転制御できるので、第１の方式のように回転制御
すれば、例えば２．５ｋＮのリミット荷重のトーション
バーを用いたリトラクターの場合であれば、トーション
バーの捻れ回転方向と逆方向にモータアシスト負荷を０
から３ｋＮ（キロニュートン）まで与えると、トーショ
ンバーのＥＡ効果にモータアシスト負荷のＥＡ効果を加
えると全体で２．５ｋＮから５．５ｋＮまでのＥＡ効果
が期待できる。一方、第２の方式のように回転制御すれ
ば、例えば４ｋＮのトーションバーを用いたリトラクタ
ーの場合であれば、トーションバーの捻れ回転方向と逆
方向に−１．５ｋＮから順方向に＋１．５ｋＮまでのモ
ータアシスト負荷を与えると、全体で同様に２．５ｋＮ
から５．５ｋＮまでのＥＡ効果が期待できる。この場
合、リトラクターに搭載するモータの小型化を図る場合
は、第２の方式の方が出力の小さなモータが活用できる
ので好ましい。また、コイル周辺にホール素子を配置す
れば、ロータの回転状態をセンシングすることができ
る。次に、第２の発明に係るリトラクターの実施例につ
き説明する。図２は、第２の発明に係るリトラクターの
実施例を示す分解斜視図である。図３は、本実施例のリ
トラクターのギヤの係合関係を示す図である。なお、図
２では、火薬式プリテンション機構については図面上省
略されている。以下、図２，３を用いて本実施例に係る
リトラクターの構成につき説明する。このリトラクター
２００は、以下に示すような構成要素から構成される。 （１）リテーナ２０ （２）リテーナ２０に一体的に装着されたＤＣモータ２
１ （３）ＤＣモータ２１のモータ軸に一体的に設けられた
モータギヤ２２ （４）リテーナ２０に設けられた突片に軸支されてい
て、モータギヤ２２と係合する第１ギヤ２３（詳しくは
第１ギヤ２３は、一体的な２段ギヤ（大ギヤ２３ａと小
ギヤ２３ｂ）から構成され、モータギヤ２２は大ギヤ２
３ａと係合する） （５）リテーナ２０に設けられた突片に軸支されてい
て、第１ギヤ２３（詳しくは小ギヤ２３ｂ）と係合する
第２ギヤ２４（詳しくは第２ギヤ２４は、一体的な２段
ギヤ（大ギヤ２４ａと小ギヤ２４ｂ）から構成され、小
ギヤ２３ｂは大ギヤ２４ａと係合する） （６）第２ギヤ２４（詳しくは小ギヤ２４ｂ）と係合す
る第３ギヤ２５（詳しくは第３ギヤ２５は、一体的な２
段ギヤ（大ギヤ２５ａと小ギヤ２５ｂ）から構成され、
小ギヤ２４ｂは大ギヤ２５ａと係合する） （７）第３ギヤ２５（詳しくは小ギヤ２５ｂ）と係合す
る３つのプラネタリーギヤ２６ （８）内側に形成された内歯２７ａに３つのプラネタリ
ーギヤ２６と係合するインターナルギヤ２７ （９）インターナルギヤ２７の外周面に形成された外歯
２７ｂ （１０）外歯２７ｂに嵌合してインターナルギヤ２７の
時計方向の回転を係止する係止片３０ （１１）係止片３０を一端で支持するバネからなるレバ
ー３１ （１２）レバー３１の他端をカール状に形成したリング
部材３２ （１３）リング部材３２が巻き付く凸状の環状部材３３
（なお、環状部材３３は第１ギヤ２３と同一回転中心に
一体形成されている） （１４）環状部材３３の頂面の周縁部に突設されてい
て、リング部材３２を押圧して摩擦力を与える摩擦片３
４ （１５）３つのプラネタリーギヤ２６を載置するための
キャリヤー３５ （１６）３つのプラネタリーギヤ２６をキャリヤー３５
に回転自在に支持してキャリヤー３５に固着する３つの
ピン３６ （１７）３つのピン３６と３つのプラネタリーギヤ２６
との間に揺動自在に挿入される減速プレート３７ （１８）キャリヤー３５の回転中心穴に先端部３８ａを
貫通させて先端部３８ａの根元部で一体的に嵌合させ、
更に先端部３８ａが第３ギヤの回転中心穴に摺動回転自
在に挿入されるスプール３８ （１９）スプール３８に一端が固定された身体を拘束す
るためのウエビングＷ（矢印ＡはウエビングＷの引き出
し方向、矢印ＢはウエビングＷの引き込み方向） （２０）ギヤ群全体を被覆するカバー３９ （２１）カバー３９をリテーナ２０に装着する複数のネ
ジ４０ （２２）ＤＣモータ２１を短絡又は非短絡に接続制御す
ると共にＤＣモータ２１の回転軸を時計方向又は反時計
方向に回転させるように動作制御する制御回路（図示せ
ず） 以下、上述した構成要素を用いて本発明のリテーナの動
作につき説明する。図４は、本実施例の動作を示す図で
あって、（Ａ）はモータが時計方向（ＣＷ方向）に回転
する場合の状態を示す図であり、（Ｂ）はモータが反時
計方向（ＣＣＷ方向）に回転する場合の状態を示す図で
ある。このリトラクター２００は、通常時（急ブレーキ
時や衝突時等の緊急時以外）は、図３、図４（Ｂ）に示
すように係止片３０は外歯２７ｂから離間していて、イ
ンターナルギヤ２７は拘束されないので、遊星歯車の特
性上、キャリヤー３５の回転力は、第３ギヤには伝達さ
れなくなる。したがって、キャリヤー３５に一体的に嵌
合されたスプール３８の回転力は、第３ギヤに係合する
ＤＣモータ２１の回転軸には伝達されなくなる。次に、
急ブレーキ時や衝突時等の緊急時には、図示しないＡＳ
Ｂ（アンチスキッドブレーキ）機構や図示しない衝突予
知装置等からの出力信号によってプリプリテンション機
構（火薬式プリテンション機構に先だってウエビングＷ
を巻き上げてテンションを増加させる機構）を作動させ
てＤＣモータ２１の回転軸を図４（Ａ）に示すように時
計方向（矢印方向）に回転させる。するとモータギヤ２
２の時計方向の回転力が第１ギヤ２３に反時計方向（矢
印方向）の回転力として伝達されて、係止片３０がイン
ターナルギヤ２７の外歯２７ｂに係合してインターナル
ギヤ２７の時計方向（矢印方向）の回転を係止する。こ
れによって、第３ギヤ２５の回転力は、スプール３８が
一体的に嵌合されているキャリヤー３５に伝達可能とな
る。また、第１ギヤ２３の回転力は、第２ギヤ２４に時
計方向（矢印方向）の回転力として伝達され、第３ギヤ
２５に反時計方向（矢印方向）の回転力が伝達される。
したがって、第３ギヤ２５に反時計方向の回転は、第３
ギヤ２５と一体の小ギヤ２５ｂを反時計方向に回転さ
せ、３つのプラネタリーギヤ２６のそれぞれに時計方向
（矢印方向）の回転力を伝達させる。３つのプラネタリ
ーギヤ２６は、係止片３０によって回転が拘束されたイ
ンターナルギヤ２７の内歯２７ａに係合しながら小ギヤ
２５ｂの周囲を遊星のように反時計方向（矢印方向）に
回動し、３つのプラネタリーギヤ２６を軸支するキャリ
ヤー３５を反時計方向（矢印方向）に回転させる。よっ
て、キャリヤー３５に嵌合するスプール３８は反時計方
向に回転し、ウエビングＷを巻き取る（矢印Ｂ方向）。
したがって、ＤＣモータ２１の時計方向の回転力は、ウ
エビングＷを巻き取る回転力として伝達される。次に、
衝突によって車体に衝撃力が伝わり、図示しない加速度
センサーや図示しないクラッシュセンサーから衝撃検知
信号が出力され、図示しない火薬式のプリテンション機
構が作動しウエビングＷがリトラクターに２００に引き
込まれて乗員の初期拘束が確保される。次に、乗員の前
方方向への慣性力によりウエビングＷが引き出される
（図４（Ａ）の矢印Ａ）。この際、図４（Ａ）に示すよ
うに、係止片３０が外歯２７ｂを係止した状態にあるの
で、スプール３８からウエビングＷが引き出される力
は、ＤＣモータ２１の回転軸に反時計方向（矢印と反対
方向）に回転力が伝達される。ＤＣモータ２１は、通電
状態あるいは短絡状態にあれば、回転軸の回転によって
逆起電力が発生し、回転を妨げるような回転抗力を生ず
る。第２の発明では、この回転抗力をロック機構やＥＡ
機構に積極的に活用しようとするものである。以下、こ
の回転抗力の特性について図を用いて説明する。図５
は、乗員が搭乗した車両が壁に衝突した時点（図上０
点）から完全に車両がクラッシュするまでの、短絡した
ＤＣモータの回転抗力Ｆ［Ｎｍ］（単位はニュートンメ
ートル）と時間Ｔ［ｓｅｃ］（単位は秒）との関係を概
念的に示すグラフであって、体重別（Ｌｉｇｈｔ、Ｍｉ
ｄｄｌｅ、Ｈｅａｖｙ）のグラフを示している。図６
は、乗員が搭乗した車両が壁に衝突した時点（図上０
点）から完全に車両がクラッシュするまでの、短絡した
ＤＣモータの回転抗力Ｆ［Ｎｍ］（単位はニュートンメ
ートル）と時間Ｔ［ｓｅｃ］（単位は秒）との関係を概
念的に示すグラフであって、衝突速度別（Ｌｏｗ Ｓｐ
ｅｅｄ、Ｍｉｄｄｌｅ Ｓｐｅｅｄ、Ｈｉｇｈ Ｓｐｅ
ｅｄ）のグラフをそれぞれ示している。図５に示すよう
に、体重が軽い程、曲線の立ち上がりの勾配が低く（図
面上の実線のグラフ）、体重が重いほど曲線の立ち上が
りの勾配が高く（図面上の二点鎖線のグラフ）、体重が
中位だと曲線の立ち上がりの勾配は体重が軽い場合と体
重が重い場合の中間の勾配となることが分かる。また、
立ち下がりの勾配については、体重差に関わらず、なだ
らかに立ち下がる。この結果から、回転抗力をＥＡ機構
に用いれば、体重が軽い乗員に対しては、比較的なだら
かにＥＡ荷重が増加するので、身体にかかる総荷重量が
比較的少なくなる。一方、体重が重い乗員に対しては、
比較的急峻にＥＡ荷重が増加するので、身体にかかる総
荷重量が比較的多くなる。そして、ＥＡ荷重の減少勾配
については、体重差に関わらずなだらかに立ち下がり、
ソフトランディングが可能となる。また、図６に示すよ
うに、車両の壁に衝突する時の衝突速度が速い程、ウエ
ビングの引出速度が大きく回転抗力Ｆのロードリミット
値（ＥＡ荷重限界値）は高くなり（図面上の二点鎖線の
グラフ）、衝突速度が遅い程、回転抗力Ｆのロードリミ
ット値は低くなる（図面上の実線のグラフ）。すなわ
ち、衝突速度の速いか遅いかによって、ロードリミット
値が上下するので理想的な乗員拘束能力を発揮すること
ができる。なお、従来の機械式ＥＡ機構、例えばトーシ
ョンバーでは、体重差や衝突速度差に何ら関係なく、Ｅ
Ａ荷重の立ち上がりの勾配は一定であり、また、ロード
リミット値も一定である。また、このロードリミット値
は、以下のように様々な手法で任意に設定することがで
きる。例えば、スプール３８の回転をＤＣモータ２１に
伝達するギヤ比を変えることによって回転抗力Ｆのロー
ドリミット値、立ち上がり勾配、立ち下がり勾配を任意
に設定することが可能である。また、抵抗を介してＤＣ
モータ２１を通電あるいは短絡させれば、抵抗値を変え
ることによって、回転抗力のロードリミット値、立ち上
がり勾配、及び立ち下がり勾配を任意に調整することも
できる。例えば、抵抗値を高くするほど、ロードリミッ
ト値は低く、立ち上がり勾配はなだらかに、及び立ち下
がり勾配は急峻になる。この場合、異なる抵抗値の抵抗
を回路上で選択可能に接続しておき、シビアリティの大
小によって最適な抵抗に自動的に接続できるように構成
することもできる。これによってより理想的な拘束性能
を期待することが可能となる。なお、抵抗を接続する以
外に、ヒューズを接続すると、所定の電流値を越える
と、ＥＡ機構が解除され、ＥＡ荷重を下げることもでき
る。また、上述した実施例の第１方式及び第２方式と同
様に、通電によってＤＣモータ２１の回転軸にウエビン
グＷを引き込むように弱い回転力（図４（Ａ）の矢印方
向）を与えてやれば、回転抗力にプラスのモータアシス
ト負荷を与えることもできるし、逆にＤＣモータ２１の
回転軸にウエビングＷを引き出すように弱い回転力（図
４（Ａ）の矢印と反対方向）を与えてやれば、回転抗力
にマイナスのモータアシスト負荷を与えることもでき
る。また、出力の異なるモーターを取り替えることによ
っても、ロードリミット値、立ち上がり勾配、及び立ち
下がり勾配を調整することができる。また、ロードリミ
ット値、立ち上がり勾配、及び立ち下がり勾配を調整す
る別の手法としては、ＤＣモータ２１を短絡する時間ｔ
１および非短絡ｔ２をそれぞれ任意に変えて、パルス状
の矩形波を作り、この矩形波でＤＣモータ２１の短絡／
非短絡を制御することで、回転抗力のロードリミット
値、立ち上がり勾配、及び立ち下がり勾配を任意に設定
することができる。例えば、ｔ１をｔ２に比べて長くす
るほど、ロードリミット値は高く、立ち上がり勾配は急
峻に、及び立ち下がり勾配はなだらかになる。また、ｔ
２をｔ１に比べて長くするほどロードリミット値は低
く、立ち上がり勾配はなだらかに、及び立ち下がり勾配
は急峻になる。なお、ここで用いられる回転抗力は、モ
ータの回転軸自体の有する慣性モーメントによる回転抗
力も含まれている。よって、モータを短絡させることな
く電気的にオープンにして、慣性モーメントによる回転
抗力のみを積極的に活用して荷重制限装置を実現するこ
とも可能である。この場合、ギヤ比の調整によっても荷
重制限装置の調整範囲を変えることが可能である。ま
た、ＥＡ機構を始動するタイミングは、エアバッグやプ
リテンショナーに点火を指示するＥＣＵで行うこともで
きる。また、ロードリミット値、立ち上がり勾配、及び
立ち下がり勾配を調整は、ダミーを用いた実車による実
験等のウエビングＷの引き出し特性を見て適当に設定す
ることが好ましい。また、ＤＣモータ２１の代わりに銅
管内に磁石を備えた回転軸を設ければ、短絡する必要が
無くなるので、廉価かつ簡単な構造でＥＡ機構を設ける
こともできる。また、これらＥＡ機構をバックルプリテ
ン等の各種プリテン機構と組み合わせて用いると更に効
果的である。また、ビークルセンサーをリトラクターに
組み込んで、ＥＡスイッチとして使うこともできる。ま
た、上述した図１に示した実施例のようなリトラクター
でも、第２の発明を適用して短絡されたモータの回転抗
力をＥＡ機構として利用する手法を加えることも可能で
ある。
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るモー
タ式シートベルトリトラクタを使用すれば、ウエビング
の引出荷重の設定範囲を拡大することが可能になると共
に、ウエビングの引出荷重を任意に設定することが可能
となる。
タ式シートベルトリトラクタを使用すれば、ウエビング
の引出荷重の設定範囲を拡大することが可能になると共
に、ウエビングの引出荷重を任意に設定することが可能
となる。
【図１】本発明のリトラクタの第１の発明の実施例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】第２の発明に係るリトラクターの実施例を示す
分解斜視図である。
分解斜視図である。
【図３】第２の発明に係るリトラクターの実施例におけ
るギヤの係合関係を示す図である。
るギヤの係合関係を示す図である。
【図４】第２の発明に係るリトラクターの実施例の動作
を示す図であって、（Ａ）はモータが時計方向（ＣＷ方
向）に回転する場合の状態を示す図であり、（Ｂ）はモ
ータが反時計方向（ＣＣＷ方向）に回転する場合の状態
を示す図である。
を示す図であって、（Ａ）はモータが時計方向（ＣＷ方
向）に回転する場合の状態を示す図であり、（Ｂ）はモ
ータが反時計方向（ＣＣＷ方向）に回転する場合の状態
を示す図である。
【図５】乗員が搭乗した車両が壁に衝突した時点（図上
０点）から完全に車両がクラッシュするまでの、短絡し
たＤＣモータの回転抗力Ｆ［Ｎｍ］（単位はニュートン
メートル）と時間Ｔ［ｓｅｃ］（単位は秒）との関係を
概念的に示すグラフであって、体重別（Ｌｉｇｈｔ、Ｍ
ｉｄｄｌｅ、Ｈｅａｖｙ）のグラフを示している。
０点）から完全に車両がクラッシュするまでの、短絡し
たＤＣモータの回転抗力Ｆ［Ｎｍ］（単位はニュートン
メートル）と時間Ｔ［ｓｅｃ］（単位は秒）との関係を
概念的に示すグラフであって、体重別（Ｌｉｇｈｔ、Ｍ
ｉｄｄｌｅ、Ｈｅａｖｙ）のグラフを示している。
【図６】乗員が搭乗した車両が壁に衝突した時点（図上
０点）から完全に車両がクラッシュするまでの、短絡し
たＤＣモータの回転抗力Ｆ［Ｎｍ］（単位はニュートン
メートル）と時間Ｔ［ｓｅｃ］（単位は秒）との関係を
概念的に示すグラフであって、衝突速度別（Ｌｏｗ Ｓ
ｐｅｅｄ、Ｍｉｄｄｌｅ Ｓｐｅｅｄ、Ｈｉｇｈ Ｓｐ
ｅｅｄ）のグラフをそれぞれ示している。
０点）から完全に車両がクラッシュするまでの、短絡し
たＤＣモータの回転抗力Ｆ［Ｎｍ］（単位はニュートン
メートル）と時間Ｔ［ｓｅｃ］（単位は秒）との関係を
概念的に示すグラフであって、衝突速度別（Ｌｏｗ Ｓ
ｐｅｅｄ、Ｍｉｄｄｌｅ Ｓｐｅｅｄ、Ｈｉｇｈ Ｓｐ
ｅｅｄ）のグラフをそれぞれ示している。
１：スプール、２：トーションバー、３：リトラクタベ
ース、４：インターナルギヤ、５：プラネタリーギヤ、
６：キャリヤー、７：サンギヤ、８：ローター、９：マ
グネット、１０：駆動コイル、１１：カバー、１２：ブ
ッシュシャフト、１３：リターンスプリング、１４：ス
プリングカバー、２０：リテーナ、２１：ＤＣモータ、
２２：モータギヤ、２３：第１ギヤ、２３ａ、２４ａ，
２５ａ：大ギヤ、２３ｂ、２４ｂ、２４：第２ギヤ、２
５：第３ギヤ、２５ｂ：小ギヤ、２６：プラネタリーギ
ヤ、２７：インターナルギヤ、２７ａ：内歯、２７ｂ：
外歯、３０：係止片、３１：レバー、３２：リング部
材、３３：環状部材、３４：摩擦片、３５：キャリヤ
ー、３６：ピン、３７：減速プレート、３８：スプー
ル、３９：カバー、ネジ：４０、２００：リトラクター
ース、４：インターナルギヤ、５：プラネタリーギヤ、
６：キャリヤー、７：サンギヤ、８：ローター、９：マ
グネット、１０：駆動コイル、１１：カバー、１２：ブ
ッシュシャフト、１３：リターンスプリング、１４：ス
プリングカバー、２０：リテーナ、２１：ＤＣモータ、
２２：モータギヤ、２３：第１ギヤ、２３ａ、２４ａ，
２５ａ：大ギヤ、２３ｂ、２４ｂ、２４：第２ギヤ、２
５：第３ギヤ、２５ｂ：小ギヤ、２６：プラネタリーギ
ヤ、２７：インターナルギヤ、２７ａ：内歯、２７ｂ：
外歯、３０：係止片、３１：レバー、３２：リング部
材、３３：環状部材、３４：摩擦片、３５：キャリヤ
ー、３６：ピン、３７：減速プレート、３８：スプー
ル、３９：カバー、ネジ：４０、２００：リトラクター
Claims (11)
- 【請求項１】車両緊急時に牽引されるウエビングの引出
荷重を制限する荷重制限装置を備えたモータ式シートベ
ルトリトラクタにおいて、前記荷重制限装置は、モータ
の回転軸の回転によって生じる力がウエビングの引出荷
重を制限することを特徴とするモータ式シートベルトリ
トラクター。 - 【請求項２】車両緊急時に牽引されるウエビングの引出
荷重を制限する荷重制限装置を備えたモータ式シートベ
ルトリトラクタにおいて、前記荷重制限装置は、モータ
の回転トルクによってウエビングの引出荷重を制限する
トルクアシスト機構を備えていることを特徴とする請求
項１に記載のモータ式シートベルトリトラクター。 - 【請求項３】前記荷重制限装置は、機械式荷重制限装置
と前記トルクアシスト機構とを備えていることを特徴と
する請求項２に記載のモータ式シートベルトリトラクタ
ー。 - 【請求項４】前記機械式荷重制限装置は、トーションバ
ーを備えていることを特徴とする請求項３に記載のモー
タ式シートベルトリトラクター。 - 【請求項５】前記荷重制限装置は、モータの回転軸の回
転によって生じる回転抗力によるモータ回転抗力発生手
段を含むことを特徴とする請求項１に記載のモータ式シ
ートベルトリトラクタ。 - 【請求項６】前記荷重制限装置は、モータの電気的短絡
によるモータ回転抗力発生手段を含むことを特徴とする
請求項５に記載のモータ式シートベルトリトラクタ。 - 【請求項７】前記モータ回転抗力発生手段は、前記モー
タを電気的短絡又は電気的非短絡に所定の時間制御によ
って切り替えるようにしたことを特徴とする請求項６に
記載のモータ式シートベルトリトラクタ。 - 【請求項８】前記電気的非短絡は、モータが通電状態で
あることを特徴とする請求項７に記載のモータ式シート
ベルトリトラクタ。 - 【請求項９】前記電気的非短絡は、モータが抵抗を介し
て電気的に接続されていることを特徴とする請求項７に
記載のモータ式シートベルトリトラクタ。 - 【請求項１０】前記電気的非短絡は、モータが電気的に
オープンであることを特徴とする請求項７に記載のモー
タ式シートベルトリトラクタ。 - 【請求項１１】前記荷重制限装置は、ウエビングを巻き
付けるスプールとモータとを連動させるギヤを含むこと
を特徴とする請求項５乃至１０の何れか一項に記載のモ
ータ式シートベルトリトラクタ。
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|---|---|---|---|
| US17939900P | 2000-02-01 | 2000-02-01 | |
| US19875100P | 2000-04-21 | 2000-04-21 | |
| US60/179,399 | 2000-04-21 | ||
| US60/198,751 | 2000-04-21 |
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| JP2001270423A true JP2001270423A (ja) | 2001-10-02 |
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-
2001
- 2001-02-01 JP JP2001067785A patent/JP4618659B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP7171347B2 (ja) | 2018-09-28 | 2022-11-15 | マツダ株式会社 | 車両用シートベルト装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4618659B2 (ja) | 2011-01-26 |
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