JP2002211355A - シートベルト巻き取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通常時には乗員に圧迫感を与えず、緊急事態
の発生時に迅速にロック機構を作動させるシートベルト
巻き取り装置を提供する。 【解決手段】 モータ８の回転により減速ギア１３とサ
ンギア１３ａが一体に回転する。よって、プラネタリギ
ア１６が自転するが、係止レバー２１がインターナルギ
ア１３に係合していないと、インターナルギア１３が自
由に回転するので、プラネタリギアは公転せず、スプー
ルにはモータの回転力は伝達されない。係止レバー２１
がインターナルギア１３に係合すると、インターナルギ
ア１３は回転できなくなり、プラネタリギア１６が公転
し、それに結合されているキャリアギア１４が回転し
て、スプールにモータの回転力が伝達される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乗用車等におい
て、乗員の安全を確保するために使用されるシートベル
ト巻き取り装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シートベルト巻き取り装置は、乗用車の
衝突等の事故に際して乗員の安全を確保するために取り
付けが義務付けられ、種々の方式のものが開発されてい
る。そのうち最も構成が簡単なものの例を図１６に示
す。

【０００３】シートベルト巻き取り装置の一方の側の支
持部であるスプリングカバー４１には、軸受部４１ａが
設けられ、それにスプール４２の軸４２ａが嵌まりこん
で回転すると同時に、スプリングにより巻き取り方向へ
の付勢力を受けるようになっている。スプール４２には
シートベルトが巻きつけられるようになっている。

【０００４】スプール４２の内側には凹状の嵌合部（図
示せず）が設けられ、その中にトーションバー４３の一
端が嵌まり込んでいる。トーションバー４３の他端は、
ロッキングベース４４に設けられた凹状の嵌合部（図示
せず）に嵌まりこんでいる。ロッキングベース４４の軸
４４ａは、ロックギア４５の穴部４５ａを貫通し、シー
トベルト巻き取り装置の他の一方の側の支持部であるリ
テーナ４６の軸受部（図示せず）に嵌まりこんでいる。

【０００５】このような機構により、スプール４２は、
結局スプリングカバー４１とリテーナ４６にその回転軸
を支持されたような形態となって回転し、スプリングの
付勢力によりシートベルトを巻き取るようになってい
る。そして、スプリングカバー４１と、リテーナ４６
は、ベースフレーム４８の両端に固定されており、スプ
ール４２はベースフレーム４８の内部に収納されるよう
になっている。

【０００６】これらの構成要素のうち、ロッキングベー
ス４４とロックギア４５は、所定量の相対回転が可能に
なっており、スプリング４９によって、ロックギア４５
がロッキングベース４４に対して相対的にシートベルト
の引き出し方向に付勢されて、相対回転の限界に達する
ような状態になっている。通常の状態でシートベルトが
引き出されるときは、ロックギア４５の回転の抵抗とな
るものはないので、スプリング４９の付勢力に打ち勝つ
ことができず、ロックギア４５はロッキングベース４４
と一体となって回転する。

【０００７】スプリングの力によりスプール４２が巻き
取られ、それにつれてロッキングベース４４が巻き取り
方向に回転しても、もともと、その回転方向には、前述
のように、ロックギア４５がロッキングベース４４に対
して相対回転の限界に達するような状態になっているの
で、ロックギア４５はロッキングベース４４と一体とな
って回転する。

【０００８】衝突等により、急激なシートベルトの巻き
戻しが発生すると、ロックギア４５の中に収納されてい
るフライホイール５０がスプリング５１の付勢力に打ち
勝って移動し、その結果、ロックギア４５がリテーナ４
６に対して相対回転ができなくなり、回転が停止され
る。

【０００９】すると、ロッキングベース４４がスプリン
グ４９の付勢力に抗して、ロックギア４５に対して相対
回転する。この相対回転によって、ロッキングベース４
４に収納されているパウル５２が外側に飛び出すように
メカニズムが構成されており、外側に飛び出したパウル
５２のギアがベースフレーム４３に形成されたギア部４
８ａに係合し、これによりロッキングベース４４の回転
も停止される。

【００１０】よって、トーションバー４３の回転も停止
し、スプール４２はトーションバー４３の捩れに対応す
るだけの回転のみが許されることになる。従って、以後
は、シートベルトは引き出されるにつれて増大する張力
を受けつつ回転する。以上説明したロック機構は、通
常、「ウェブセンサによるロック機構」と呼ばれてい
る。

【００１１】以上の説明は、シートベルト巻き取り装置
の概要を示したものであり、例えば、フライホイール５
０の移動によりロックギア４５の回転を止める機構、パ
ウル５２を外側に押し出す機構には複雑な機構が用いら
れているが、シートベルト巻き取り装置は周知・慣用の
ものであり、当業者にとってこれ以上の詳しい説明は不
要と思われるし、本発明の主要部分と関係がない事項な
ので、これ以上の詳しい説明を省略する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のシートベルトロック機構においては、実際に
シートベルトが急激に引き出されてからロック機構が作
動するので、ロック機構が作動するまでに遅れが生じる
ことがあった。また、モータ軸がスプールに連結された
状態でシートベルトを引き出すとき、引き出すのに力を
要し、かつ、格納力が低いという問題もあった。さら
に、シートベルト着用時に急激にシートベルトを引っ張
り出すとロック機構が作動し、乗員に対して違和感や不
快感を与えることがあった。

【００１３】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、緊急事態の発生時に迅速にロック機構を作動さ
せるシートベルト巻き取り装置を提供すること、さらに
これに加えて、リトラクタ効率を下げずに、シートベル
トを装着するためにシートベルトを引き出しときロック
がかかる等の、乗員に対する違和感や不快感を低減した
シートベルト巻き取り装置を提供することを課題とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、モータによりシートベルトを巻き取る
機構を有するシートベルト巻き取り装置であって、前記
モータとシートベルトが巻回されたスプールとの間の動
力の伝達経路を入り切りする動力伝達経路切替機構で、
モータが巻き取り方向に回転したときのみ前記モータと
スプールとの動力伝達経路を結合するものと、作動時に
は前記スプールをシートベルト巻き取り方向にのみ回転
させ、非作動時には前記スプールのいずれの方向への回
転をも許容するラチェット機構とを有してなることを特
徴とするシートベルト巻き取り装置（請求項１）であ
る。

【００１５】本手段においては、モータが巻き取り方向
に回転しないときは、動力伝達経路切替機構によりモー
タとスプールとの動力伝達経路が結合されない。したが
って、モータとスプールとの機械的な動力伝達が行われ
ない。また、このとき、ラチェット機構を非作動とする
ことにより、スプールは、モータによる負荷を受けたり
ラチェット機構に回転を妨げられたりすることなく自由
に回転できる。よって、シートベルトはゼンマイばねに
よるトルクの巻き取り力のみで巻き取られるので、乗員
が違和感を感じることがない。

【００１６】車両に取り付けられている衝突予測装置
が、急ブレーキや大きな加速度等を検出して衝突が発生
する恐れがあると判断すると、モータにシートベルトの
巻き取り指令を出すと共に、ラチェット機構を作動状態
にする。すると、動力伝達経路切替機構により、モータ
とスプールとの間の動力の伝達経路が結合される。よっ
て、モータの巻き取り力によりスプールが回転し、シー
トベルトが巻き取られる。そして、ラチェット機構の働
きにより、スプールはシートベルト巻き取り方向には回
転するが、シートベルト巻き戻し方向には回転しないの
で、乗員を確実にシートに拘束することができる。

【００１７】本手段においては、動力伝達経路切替機構
の作動や、ラチェット機構の作動は、ソレノイド等を使
用して、電気的に駆動してもよいし、前記モータの回転
力を利用して、自動的に作動させるようにしてもよい。

【００１８】本手段における好ましい態様（第１の態
様）として、前記動力伝達経路切替機構は、モータのシ
ートベルト巻き取り方向への回転力により駆動されて、
前記モータとシートベルトが巻回されたスプールとの間
の動力の伝達経路を結合するものであることを特徴とす
るシートベルト巻き取り装置が考えられる。

【００１９】第１の態様においては、動力伝達経路のオ
ン(接続)、オフ(切断)がモータの回転トルクで作動する
ようになっているので、動力伝達経路切換機構を作動さ
せるための、例えば電磁ソレノイド等の他の動力による
特別な専用のアクチュエータを用いる必要がない。した
がって、動力伝達経路切替機構は部品点数が少なく、構
造が簡単になり、かつコストがより削減される本手段に
おける好ましい態様（第２の態様）として、前記第１の
態様であって、前記動力伝達経路は動力伝達歯車機構を
備えているとともに、当該動力伝達経路切替機構は、こ
の動力伝達経路切替機構の作動を制御する回動可能な制
御レバーを備えており、前記モータの回転トルクで前記
回動可能な制御レバーが回動されることにより前記動力
伝達経路切替機構が作動して、前記動力伝達経路が接続
状態に設定されることを特徴とするものが考えられる。

【００２０】第２の態様においては、モータが巻き取り
方向に回転すると、そのトルクにより制御レバーが回動
し、それにより動力伝達経路切替機構を作動させて、モ
ータとスプール間の動力の伝達を可能にする。モータが
回転していない場合には、制御レバーは初期位置にあ
り、動力伝達経路切替機構を作動させないので、モータ
とスプールは動力的に切り離され、スプールは自由に回
転可能となる。よって、簡単な構成により、モータとス
プール間の動力の伝達のオン・オフが可能となる。

【００２１】本手段における好ましい態様（第３の態
様）として、前記動力伝達経路は、前記動力伝達歯車機
構からのモータの回転を減速して前記スプールに伝達す
る減速機構を備えており、この減速機構は、サンギア
と、回転可能に設けられ、外周にラチェット歯を有しか
つ内周に内歯を有するリング状のインターナルギアと、
これらのサンギアとインターナルギアとに噛合するプラ
ネタリギアと、このプラネタリギアを回転可能に支持す
るとともにその回転を前記スプールに伝達するキャリヤ
と、前記サンギアと一体回転するように設けられ、前記
動力伝達歯車機構からのモータの回転が入力される減速
ギアとからなり、また、前記動力伝達経路切替機構は、
更に、前記ラチェット歯に係合しない非係合位置と前記
ラチェット歯に係合可能な係合位置との間で回転可能な
係止レバーを備えており、前記制御レバーが回動しない
通常時は前記係止レバーを非係合位置に設定して前記イ
ンターナルギアの回転を自由にし、前記制御レバーが回
動したときは前記係止レバーを係合位置に設定して、前
記ラチェット歯に前記係止レバーが係合することで前記
インターナルギアの回転を禁止するようになっており、
前記インターナルギアの回転が自由であるときは、前記
動力伝達経路が切断状態に設定され、前記インターナル
ギアの回転が禁止されたときは、前記動力伝達経路が接
続状態に設定されるようになっていることを特徴とする
ものが考えられる。

【００２２】第３の態様においては、係止レバーがラチ
ェット歯に係合していないときは、インターナルギアは
無負荷に近い状態で回転可能となっている。この状態で
モータが回転すると、それにより減速ギアとサンギアが
回転される。すると、インターナルギアが無負荷に近い
状態で回転可能であり、一方、プラネタリギアの公転は
スプールの負荷を受けているので、各プラネタリギアは
公転せず自転して、インターナルギアを回転させる。よ
って、モータの動力はスプールには伝達されない。

【００２３】この状態でスプールが回転すると、プラネ
タリギアは公転するが、サンギアにはモータの負荷がか
かっているのに対し、インターナルギアは無負荷である
ので、サンギアを回転させず、インターナルギアを回転
させながら公転する。よって、スプールとモータの動力
伝達は切られているので、シートベルトの引き出し、巻
き取りは、モータの負荷をうけることなく自由に行われ
る。

【００２４】係止レバーがラチェット歯に係合すると、
インターナルギアの回転が阻止される。この状態でモー
タが回転すると、それにより減速ギアとサンギアが回転
される。すると、インターナルギアが回転できないの
で、プラネタリギアはサンギアによって自転させられる
と共に、インターナルギアによって公転力を受け公転す
る。よって、インターナルギアに結合されているスプー
ルが駆動力を受けて回転する。このときは、スプールが
回転した場合も、インターナルギアの公転によってサン
ギアが回転力を受け、モータが回転力を受ける。すなわ
ち、モータとスプールの間の動力伝達経路が結合されて
いることになる。

【００２５】本手段における好ましい態様（第４の態
様）として、前記動力伝達経路は、前記動力伝達歯車機
構からのモータの回転を減速して前記スプールに伝達す
る減速機構を備えており、この減速機構は、サンギア
と、回転可能に設けられ、外周にラチェット歯を有しか
つ内周に内歯を有するリング状のインターナルギアと、
これらのサンギアとインターナルギアとに噛合するプラ
ネタリギアと、このプラネタリギアを回転可能に支持す
るとともに前記モータの回転を前記プラネタリギアに伝
達するキャリヤと、前記サンギアと一体回転するように
設けられ、その回転を前記スプールに伝達する減速ギア
とからなり、また、前記動力伝達経路切替機構は、更
に、前記ラチェット歯に係合しない非係合位置と前記ラ
チェット歯に係合可能な係合位置との間で回転可能な係
止レバーを備えており、前記制御レバーが回動しない通
常時は前記係止レバーを非係合位置に設定して前記イン
ターナルギアの回転を自由にし、前記制御レバーが回動
したときは前記係止レバーを係合位置に設定して、前記
ラチェット歯に前記係止レバーが係合することで前記イ
ンターナルギアの回転を禁止するようになっており、前
記インターナルギアの回転が自由であるときは、前記動
力伝達経路が切断状態に設定され、前記インターナルギ
アの回転が禁止されたときは、前記動力伝達経路が接続
状態に設定されるようになっていることを特徴とするも
のが考えられる。

【００２６】第４の態様においては、サンギアと減速ギ
アがスプール側に結合され、プラネタリギア側がモータ
側に結合されている点が前記第３の態様と異なるだけで
あり、その作動は前記第３の態様と同じである。よっ
て、前記第３の態様と同じ作用効果を奏する。

【００２７】本手段における好ましい態様（第５の態
様）として、前記ラチェット機構が、シートベルト巻き
取り装置の回転軸に直結、又は直結したギアに噛み合う
ようにして設けられ、その外周に鋸歯状の歯を有するラ
チェット歯車と、当該鋸歯状の歯に係合可能に設けられ
たパウルと、当該パウルを当該鋸歯状の歯に係合させた
り係合を解いたりするように駆動するレバーと、当該レ
バーを、トルクリミッターを介して駆動する回転体と、
を有してなり、前記回転体は、前記モータにより駆動さ
れることを特徴とするものが考えられる。

【００２８】第５の態様においては、、定常状態では、
モータの回転位置は、パウルがラチェット歯車の鋸歯状
の歯に係合しない位置とされている。衝突予測装置信号
が入ると、モータが回転し、それに伴って回転体が回転
する。それによってレバーが駆動され、パウルをラチェ
ット歯車の鋸歯状の歯に係合する位置まで駆動する。こ
れにより、パウルとラチェット歯車がラチェット機構を
構成し、ラチェット歯車はシートベルトの巻き取り方向
への回転は可能であるが巻き戻し方向への回転は不可能
な状態になる。よって、ラチェット歯車に直結された
り、ギアを介して結合されているシートベルト巻き取り
装置の回転軸も、シートベルト巻き戻し方向への回転が
阻止される。

【００２９】この場合、モータは回転し続けるが、回転
体とレバーとの間にはトルクリミッターが設けられてい
るので、パウルがラチェット歯車に押し付けられる力は
トルクリミッターにより決定される力に制限され、ラチ
ェット歯車のシートベルト巻き取り方向への回転を妨げ
たり、レバー等を破損させたりすることがない。

【００３０】本手段における好ましい態様（第６の態
様）として、前記ラチェット機構が、シートベルト巻き
取り装置の回転軸に直結、又は直結したギアに噛み合う
ようにして設けられ、その外周に鋸歯状の歯を有するラ
チェット歯車と、当該鋸歯状の歯に係合可能に設けら
れ、シートベルト巻取装置の固定部に設けられた回動軸
を中心として回動するパウルと、当該パウルを当該鋸歯
状の歯に係合させたり係合を解いたりするように、弾性
体を介して駆動する駆動機構を有してなることを特徴と
するものが考えられる。

【００３１】第６の態様においては、定常状態では、駆
動装置により駆動されるパウルの位置は、パウルがラチ
ェット歯車の鋸歯状の歯に係合しない位置とされてい
る。衝突予測装置信号が入ると、駆動装置が作動し、そ
れによって弾性体を介してレバーが駆動され、パウルを
ラチェット歯車の鋸歯状の歯に係合する位置まで回動さ
せる。これにより、パウルとラチェット歯車がラチェッ
ト機構を構成し、ラチェット歯車はシートベルトの巻き
取り方向への回転は可能であるが巻き戻し方向への回転
は不可能な状態になる。よって、ラチェット歯車に直結
されたり、ギアを介して結合されているシートベルト巻
き取り装置の回転軸も、シートベルト巻き戻し方向への
回転が阻止される。

【００３２】この場合、駆動装置とレバーとの間には弾
性体が設けられているので、ラチェット歯車のシートベ
ルト巻き取り方向へ回転しようとする力は弾性体により
吸収され、回転が妨げられることがない。

【００３３】本手段における好ましい態様（第７の態
様）として、前記ラチェット機構が、シートベルト巻き
取り装置の回転軸に直結、又は直結したギアに噛み合う
ようにして設けられ、その外周に鋸歯状の歯を有するラ
チェット歯車と、回動することにより鋸歯状の歯に係合
可能に設けられ、シートベルト巻き取り装置の固定部に
設けられた長穴に嵌まり込む軸とを有するパウルと、往
復運動駆動部に連結して設けられ、前記パウルの回動軸
を有するラチェットレバーとを有してなり、前記往復駆
動部が第１の位置にあるときには、前記ラチェットレバ
ーのパウル回動軸が第１の位置にあると共に前記パウル
の軸が前記長穴の一端に位置することにより、前記パウ
ルが前記ラチェット歯車から離れた位置に位置し、前記
往復駆動部が第２の位置にあるときには、前記ラチェッ
トレバーのパウル回動軸が第２の位置にあることによ
り、前記パウルが前記ラチェット歯車と係合可能な位置
に位置し、その状態でスプールが巻き戻し方向に回転し
たときには、前記パウルが前記パウル回動軸を中心に回
動して、その軸が前記長穴の前記一端にぶつかって回動
を止められることにより前記ラチェット歯車の回転を阻
止し、スプールが巻き取り方向に回転したときには、前
記パウルが前記パウル回動軸を中心に前記方向とは逆方
向に回動して、その軸が前記長穴の他端に位置すること
により前記ラチェット歯車の回転を許容するようにされ
ていることを特徴とするものが考えられる。

【００３４】第７の態様においては、、往復駆動部が第
１の位置にあるときには、ラチェットレバーのパウル回
動軸が第１の位置にあると共にパウルの軸がシートベル
ト巻き取り装置の固定部に設けられた長穴の一端に位置
する。これにより、パウルはラチェット歯車から離れた
位置に位置するようになるので、ラチェット歯車は自由
に回転することができ、スプールの回転は妨げられな
い。

【００３５】往復駆動部が第２の位置にあるときは、ラ
チェットレバーのパウル回動軸が第２の位置にあること
により、パウルがラチェット歯車と係合可能な位置に位
置する。この状態では、パウルの軸が前記長穴の前記一
端に位置する場合には、パウルとラチェット歯車が係合
し、パウルの軸が前記長穴の多端にあるときには、パウ
ルとラチェット歯車が係合しないようになっている。

【００３６】そして、スプールが巻き戻し方向に回転し
たときには、パウルがパウル回動軸を中心に回動して、
その軸が前記長穴の前記一端にぶつかって回動を止めら
れることによりラチェット歯車の回転を阻止する。よっ
て、これによりスプールの回転が阻止される。

【００３７】スプールが巻き取り方向に回転したとき
は、パウルがラチェット歯車に押されてパウル回動軸を
中心に前記方向とは逆方向に回動し、それにより、その
軸が前記長穴の他端に位置する。この場合、パウルとラ
チェット歯車は係合せず、ラチェット歯車の回転は許容
される。

【００３８】本手段における好ましい態様（第８の態
様）として、前記第７の態様であって、前記パウルを前
記ラチェット歯車に係合させる回動方向に付勢する弾性
体を有してなることを特徴とするものが考えられる。

【００３９】第８の態様においては、、弾性体により、
パウルをラチェット歯車に係合させる回動方向に付勢す
るようにしているので、往復駆動部が第２の位置にある
とき、ラチェット歯車が巻き戻し方向に回転した場合に
は、確実にラチェット歯車とパウルを係合させ、回転を
阻止することができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例
を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態
の１例であるシートベルト巻き取り装置の概要を示す分
解斜視図である。なお、図１に示す実施の形態において
も、図１６に示すようなロック機構等が設けられている
（スプールを巻き取るスプリングは設けられていない）
が、本発明と関係がないので説明を省略する。

【００４１】図１に示すように、このシートベルト巻き
取り装置１においては、フレーム２の中にシートベルト
３を巻き取るスプール４が収納され、それを軸支するト
ーションバー５の一端がリテーナ６に嵌まり込み、多端
はスプール４の内部に嵌合している。スプール軸４ａ
は、シートベルト巻き取り用スプリング（図示せず）が
収納されたゼンマイユニット７の軸受に嵌まり込んでい
る。リテーナ６とゼンマイユニット７はフレーム２に保
持されており、これにより、スプール４が、リテーナ６
とゼンマイユニット７に保持される形でフレーム２の中
に収納されている。

【００４２】モータ８は第２リテーナ９に保持され、そ
の軸に結合されたモータギア１０が、コネクトギア１１
に噛合し、コネクトギア１１が中間減速ギア１２を介し
て減速ギア１３と噛合している。減速ギア１３は、その
外径部に中間減速ギア１２と噛合する大径歯部１３ａを
有すると共に、その中心部にサンギア１３ｂを有してい
る。

【００４３】キャリアギア１４の中心孔（スプライン
孔）１４ｃはスプール４のスプライン軸４ｂに嵌まり込
んでおり、スプール４と一体に回転する。図２に詳しく
示すように、キャリアギア１４の大径部にはラチェット
歯１４ｂが形成されている。キャリアギア１４には３個
のネジ孔１４ｄが設けられ、これにリダクションピン１
５の先端がネジ込まれている。リダクションピン１５に
は、それぞれ１個づつのプラネタリギア１６が回転自在
に軸支され、リダクションプレート１７により保持され
ている。

【００４４】インターナルギア１８は円環状をしてお
り、その外周部にはラチェット歯１８ａが、内周部には
プラネタリギア１８と噛合する内歯１８ｂが設けられて
いる。すなわち、プラネタリギア１６は、サンギア１３
ｂとインターナルギア１８の内歯１８ｂに挟まれて、リ
ダクションピン１５を中心に自転が可能になっていると
共に、キャリアギア１４の中心（スプール４の軸心）の
周りに公転が可能とされている。

【００４５】このように構成されたシートベルト巻き取
り装置のスプール４とモータ８の動力伝達経路を入り切
りするための機構として、係止レバー２１と、コネクト
ギア１１と一体に回転可能で係止レバー２１を保持する
レバースプリング２２と、スプリング保持部材２３が設
けられている。

【００４６】図３に、この機構を詳細に示す。スプリン
グ保持部材２３の軸方向側面には軸方向に延びる３本の
突出ピン２３ａが設けられており、これらの突出ピン２
３ａがコネクトギア１１の３個の軸方向孔１１ｃそれぞ
れ嵌合されることで、スプリング保持部材２３がコネク
トギア１１に組み付けられる。また、スプリング保持部
材２３の外周面には、径方向に延びる３個の突起２３ｂ
が周方向に等間隔に設けられている。そして、レバース
プリング２２が、その湾曲部２２ａがスプリング保持部
材２３の外周に位置するようにして配置されるととも
に、この湾曲部２２ａがスプリング保持部材２３の２個
の突起２３ｂとコネクトギア１１との間に、回転方向に
所定の摩擦を有して扶持されることでスプリング保持部
材２３に組み付けられる。

【００４７】また、係止レバー２１は第２リテーナ９に
設けられた溝に沿って平行移動し、平行移動によりイン
ターナルギア１８のラチェット歯１８ａに接離可能に設
けられている。そして、係止レバー２１は、その凹部２
１ｂに嵌まり込んだレバースプリング２２によって、前
記のように平行移動するように駆動される。

【００４８】以下、モータ８とスプール４間の動力伝達
のメカニズムと、動力伝達の入り切りのメカニズムにつ
いて、図４〜図６を用いて説明する。これらの図に示さ
れるように、モータ８の回転はモータギア１０から、コ
ネクトギア１１の歯１１ａを介してコネクトギア１１に
伝えられ、その歯１１ｂと、中間減速ギア１２の歯１２
ａを介して中間減速ギア１２に伝えられる。そして、中
間減速ギア１２の歯１２ｂと減速ギア１３の大径歯部１
３ａを介して減速ギア１３に伝達される。減速ギア１３
には、サンギア１３ｂがその中心軸を同じにして一体に
取り付けられている。よって、モータ８が回転すると、
これらのギア群が一体となって回転する。

【００４９】一方、図１に示されるスプール４のスプラ
イン軸４ｂには、前述のようにキャリアギア１４の中心
孔（スプライン孔）１４ｃが嵌まり込んでいる。よっ
て、スプール４が回転すると、キャリアギア１４が一体
に回転し、それにより３個のプラネタリギア１６がスプ
ール軸を中心として公転する。

【００５０】これら、モータ８に結合された動力伝達系
と、スプール４に連結された動力伝達系の連結を入り切
りするのが、インターナルギア１８である。図４は、モ
ータ８が回転していないときの様子を示す図である。こ
のとき、レバースプリング２２の付勢力により、係止レ
バー２１は、インターナルギア１８のラチェット歯車１
８ａとは係合しないような位置となっている。よって、
インターナルギア１８は完全にフリーな状態にあり、何
の抵抗も受けずに回転できる。それに対し、サンギア１
３ｂと減速ギア１３を回転させるためには、モータ８の
回転抵抗に打ち勝たなければならない。

【００５１】このような状態で、スプール４がどちらか
の方向に回転すると、プラネタリギア１６が公転する。
そのとき、インターナルギア１８の抵抗がないので、プ
ラネタリギア１６は、自転しながらサンギア１３ａの周
りを公転し、インターナルギア１８を回転させる。すな
わち、サンギア１３ａは回転しない。よって、スプール
４は、モータ８の回転抵抗を受けずに回転することがで
きる。従って、特に、人間がシートベルトを引き出すと
き、大きな抵抗力を受けることなく引き出しが可能とな
る(巻き取り用ゼンマイの力に抗するのみでよい)。

【００５２】図５は、モータ８がシートベルト巻き取り
方向に駆動されたときの様子を示す図である。すなわ
ち、モータ８が図のＣＷ方向に回転すると、コネクトギ
ア１１がＣＣＷ方向に減速されて回転する。すると、前
述のようにレバースプリング２２の湾曲部２２ａがスプ
リング保持部材２３の突起２３ｂとコネクトギア１１と
の間に回転方向に所定の摩擦を有して保持されているの
で、このコネクトギア１１のＣＣＷ方向の回転で、レバ
ースプリング２２も同方向に一緒に回転する。

【００５３】これにより、係止レバー２１がインターナ
ルギア１８に接近する方向に平行移動して、係止爪２１
ａがインターナルギア１８のラチェット歯１８ａの外周
に当接して係合可能な係合位置となる。係止爪２１ａが
ラチェット歯１８ａの外周に当接した後は、レバースプ
リング２２はそれ以上方向ＣＣＷ方向には回転できなく
なる。しかし、コネクトギア１１とレバースプリング２
２との間にすべりが生じてコネクトギア１１がレバース
プリング２２に対して相対回転する。これにより、モー
タ８は回転を継続することができる。

【００５４】同時に、コネクトギア１１の回転が中間減
速ギア１２を介して減速されて減速ギア１３に伝達さ
れ、減速ギア１３がベルトＣＣＷ方向に回転するので、
サンギア１３ｂが同方向に減速ギア１３と同速度で回転
する。このサンギア１３ａの回転で各プラネタリギア１
６がＣＷ方向に自転し、インターナルギア１８がＣＷ方
向に回転する。このとき、インターナルギア１８が回転
するため、各プラネタリギア１６は公転しない。

【００５５】インターナルギア１８がＣＷ方向に回転す
ると、ラチェット歯１８ａと係止爪２１ａとが互いに係
合し、インターナルギア１８の回転が停止する。インタ
ーナルギア１８の回転が停止すると、前述のようにモー
タ８の駆動トルクで各プラネタリギア１６が自転してい
るので、各プラネタリギア１６はインターナルギア１８
の内歯１８ｂに沿って、サンギア１３ｂのまわりをＣＣ
Ｗ方向に減速されて公転するようになる。

【００５６】したがって、プラネタリギア１６を保持す
るキャリアギア１４が、各プラネタリギア１６の公転速
度でＣＣＷ方向に回転するので、スプール４がシートベ
ルト巻き取り方向に回転する。

【００５７】図６は、モータ８がシートベルト巻き戻し
方向に回転したときの様子を示す図である。モータ８が
図のＣＣＷ方向に回転すると、コネクトギア１１がＣＷ
方向に減速されて回転する。すると、前述のようにレバ
ースプリング２２の湾曲部２２ａがスプリング保持部材
２３の突起２３ｂとコネクトギア１１との間に回転方向
に所定の摩擦を有して保持されているので、このコネク
トギア１１のＣＷ方向の回転で、レバースプリング２２
も同方向に一緒に回転する。これにより、係止レバー２
１がインターナルギア１８から遠ざかる方向に平行移動
して、係止爪２１ａとインターナルギア１８のラチェッ
ト歯１８ａの係合が外れる。すると、インターナルギア
１８の回転が自由になる。

【００５８】図５に示したと同じように、モータ８の回
転により減速ギア１３とサンギア１３ａが駆動され、サ
ンギア１３ａの回転がプラネタリギア１６に伝わってプ
ラネタリギア１６を自転させる。しかし、インターナル
ギア１８が回転抵抗無く回転するので、プラネタリギア
１６は公転を行うことが無く、従って、モータ８の回転
はスプール４には伝達されない。

【００５９】以上をまとめると、モータが巻き取り方向
に回転したときは、その回転力によって駆動される係止
レバーによってインターナルギアの回転が止められ、そ
れによりモータとスプールとの間の動力伝達経路が結合
される。その他の場合は、係止レバーとインターナルギ
アとの係合が無く、インターナルギアは自由に回転でき
るので、モータとスプールとの間の動力伝達経路は切り
離される。

【００６０】なお、以上の実施の形態においては、係止
レバーの駆動をモータの動力を使用して行っていたが、
例えばソレノイド等により電気的に駆動し、インターナ
ルギアと係合させたり係合を解いたりするようにしても
よい。

【００６１】以下、スプール４のシートベルト巻き戻し
方向への回転をロックし、シートベルト巻き取り方向へ
の回転を許容する機構について説明する。これは、図１
に示されるキャリアギア１４のラチェット歯１４ｂと、
ソレノイド２４、プランジャースプリング２５、ラチェ
ットレバー２６、パウル２７、ラチェットスプリング２
８から構成される。この機構の作動を図７〜図１１を用
いて説明する。

【００６２】図７は、ロック機構（ラチェット機構）の
要部を示す分解斜視図である。ソレノイド２４のピスト
ン２４ａには、ラチェットレバー２６が係合しており、
ソレノイド２４が無励磁の場合には、プランジャースプ
リング２５の働きにより、ピストン２４ａが伸長し、ラ
チェットレバー２６が図の上方に押し上げられるように
なっている。ラチェットレバー２６に設けられた突起２
６ｃは、パウル２７の穴２７ｄを貫通し、第２リテーナ
９の長穴９ａに嵌まり込んでいる。

【００６３】ラチェットスプリング２８は、図８〜図１
１に示されるように、その一端を第２リテーナ９に固定
され、その他端はパウル２７の突起２７ｅに接触し、そ
の弾発力により、パウル２７を、ラチェットレバー２６
の突起２６ｃを回動軸として、キャリアギア１４のラチ
ェット歯１４ｂに噛み込む方向に付勢している。なお、
図には示されていないが、突起２７ｅは、パウル２７の
裏側の同じ位置にも設けらており、これが、第２リテー
ナ９の長穴９ｂに嵌まり込んでいる。（なお、図７にお
いて、第２リテーナ９の形状が図１に示したものと少し
異なるが、本発明の説明とは関係ない事項であるので、
あえて、両者を整合させていない。）以下、このような
構造を有するロック機構の作動を図８〜図１１を用いて
説明する。

【００６４】図８は、ソレノイド２４が励磁されていな
い定常状態の様子を示すものである。このとき、プラン
ジャースプリング２５の付勢力によって、ピストン２４
ａが伸長し、ラチェットレバー２６は、案内部９ｃの上
端に位置している。そのとき、突起２６ｃは、長穴９ａ
の上端部に当接している。ラチェットスプリング２８
は、一端を第２リテーナ９に固定され、第２リテーナ９
に設けられたピン９ｃを介して、パウル２７の突起２７
ｅに当接し、パウル２７を、突起２６ｃを回動軸として
図の反時計回りに回動させている。よって、パウル２７
の裏側の突起２７ｅが、第２リテーナ９の長穴９ｂの右
上端に当たった状態で、パウル２７の回動が停止し、パ
ウル２７はその位置に位置決めされる。

【００６５】しかし、この状態では、パウル２７の係合
部２７ｃは、キャリアギア１４のラチェット歯１４ｂの
歯より離れており、キャリアギア１４は自由に回転でき
るので、スプール４の回転は妨げられない。

【００６６】図９は、図８に示す状態から、ソレノイド
２４が励磁されたときの状態の変化を示している。この
ときピストン２４ａがプランジャースプリング２５の付
勢力に抗して縮退し、それにより、ラチェットレバー２
６が案内部９ｃに沿って下方に下がる。そして、その突
起２６ｃが、長穴９ａの下端に接触した位置で停止す
る。その際、パウル２７は、穴２７ｄに突起２６ｃが貫
通しているので、その位置が下に下がる。その際、パウ
ル２７は、ラチェットスプリング２８の付勢力により、
長穴９ｂの右上端に当接している突起２７ｅを軸とし
て、図８に示す位置からさらに反時計回りに回動する。
それにより、図９に示すように、係合部２７ｃの先端部
が、キャリアギア１４のラチェット歯１４ｂの歯部と噛
みあうような位置にくる。

【００６７】図１０は、図９に示す状態において、スプ
ール４がシートベルトを巻き戻す方向に回転したときの
状態を示すものである。このとき、キャリアギア１４
は、図に示すように時計回りに回転する。すると、その
ラチェット歯１４ｂとパウル２７の係合部２７ｃが噛み
あう。よって、パウル２７は、突起２６ｃを中心として
図の矢印のように反時計回りに回動しようとするが、突
起２７ｅが長穴９ｂの端で拘束されているので回動する
ことができず、それにより、キャリアギア１４の回転が
停止される。よって、スプール４はシートベルトを巻き
戻す方向には回転できなくなる。

【００６８】図１１は、図８に示す状態において、スプ
ール４がシートベルトを巻き取る方向に回転したときの
状態を示すものである。このとき、キャリアギア１４
は、図に示すように反時計回りに回転する。すると、パ
ウル２７の係合部２７ｃが、ラチェット歯１４ｂに押さ
れるので、パウル２７は、突起２６ｃを中心として時計
回りに回動する。この回動は、ラチェットスプリング２
８の付勢力に抗して行われる。そして、その結果、パウ
ル２７の裏側の突起２７ｅは、長穴９ｂの左下側の端ま
で移動可能である。

【００６９】このようにして、パウル２７は、ラチェッ
トスプリング２８の付勢力により、その係合部２７ｃを
キャリアギア１４の歯車に接触させた状態で、その歯車
を乗り越え、キャリアギアの回転を許容する。図１１に
示す状態から、スプールが巻き戻し方向に回転しようと
すると、係合部２７ｃがキャリアギア１４のラチェット
歯１４ｂに接触した状態となっているので、直ちに図１
０に示すような状態となり、スプール４の回転が阻止さ
れる。

【００７０】以上に説明したように、ソレノイド２４が
励磁されないときはスプールの回転は自由であり、ソレ
ノイド２４が励磁されたときは、スプールはシートベル
トの巻き取り方向には回転可能であるが、巻き戻し方向
には回転が不可能になる。

【００７１】次に、スプール４のシートベルト巻き戻し
方向への回転をロックし、シートベルト巻き取り方向へ
の回転を許容する他の機構について説明する。以下の図
においては、いずれも、キャリアギア１４をラチェット
歯車として使用し、シートベルト巻き取り方向への回転
のみを許容するようにするもので、作動原理を説明する
ものであるので概要図として簡略化して示している。

【００７２】図１２は、別のロック機構の例を示す概要
図である。図１２において、パウル２７は第２リテーナ
９の回動ピン３２の周りに回動自在に保持されている。
パウル２７は図に示すような「へ」字型をしている。そ
して、パウル２７の１端はキャリアギア１４のラチェッ
ト歯１４ａと噛み合うようにされており、他の一端は、
バネ材３３を介してソレノイド２４のピストン２４ａに
結合されている。

【００７３】定常状態では、ソレノイド２４のピストン
２４ａは伸長状態にあり、パウル２７は２点鎖線で示す
ように、キャリアギア１４のラチェット歯１４ａと噛み
合わないようになっている。よって、図１２に示すロッ
ク機構は、シートベルト巻き取り装置の作動には何の影
響も与えない。

【００７４】ソレノイド２４が駆動されると、そのピス
トン２４ａが縮退する。よれにより、バネ材３３を介し
て、パウル１７が回動ピン３２の回りに時計回りに回動
し、図１２に実線で示すように、その一端がキャリアギ
ア１４のラチェット歯１４ａと接する位置に移動する。

【００７５】この状態で、シートベルトを巻き戻す方向
への回転力がかかると、キャリアギア１４が図１２にお
ける反時計方向に回転しようとするが、キャリアギア１
４の鋸歯状の歯の段部とパウル２７が接触し、パウル４
は、回動ピン３２によって、横方向への移動を拘束され
ているので、結局キャリアギア１４は回転できない。

【００７６】一方、シートベルトを巻き取る方向への回
転は、キャリアギア１４のラチェット歯１４ａの斜行部
がパウル２７を押し下げる用に働くので、パウル２７が
回動ピン３２を中心に反時計回りに回動し、これによっ
て回転が可能となる。すなわち、キャリアギア１４のラ
チェット歯１４ａとパウル２７はラチェットを構成して
いる。このとき、パウル２７を押し下げる力は、バネ材
３３が伸長することによって吸収される。

【００７７】図１３〜図１５は、本発明の他のロック機
構の例を示す概要図である。図１３は定常状態を示す図
であり、ソレノイド２４のピストン２４ａが伸長した状
態にある。よって、ラチェットレバー２６は下方に下が
った状態にあり、それにより回動軸部２６ａに支えられ
たパウル１５が重力により下に下がり、その長穴２７ｂ
の右上の部分が、固定部（例えばリテーナ）に設けられ
た支持軸３１に当たり、結局、パウル２７は、支持軸３
１とラチェットレバー２６の回動軸部２６ａに支えられ
て図のような位置で停止する。

【００７８】この状態では、パウル２７の係止部２７ｃ
はキャリアギア１４のラチェット歯１４ａより離れてお
り、キャリアギア１４は自由に回転できる。ラチェット
レバー２６の先細部２６ｂは、パウル２７の案内穴２７
ａの右端に接触している。なお、案内穴２７ａは図に示
すように、先細部２６ｂよりは広くなっており、特にそ
の上方で斜め右側に拡大した構造をしている。これによ
り、パウル２７は、左右方向にある程度の移動が可能で
あると共に、回動軸部２６ａを中心にして回動が可能で
ある。

【００７９】この状態からソレノイド２４のピストン２
４ａが縮退すると、ラチェットレバー２６が図１４に示
すように上方に引き上げられる。これにより、パウル２
７が、図に示すように反時計周りに回転しながら持ち上
げられ、キャリアギア１４と係合可能な状態になる。こ
の状態で、図に示すように、キャリアギア１４がシート
ベルトの巻き戻し方向、すなわち図に矢印で示すように
反時計方向に回転すると、係止部２７ｃの先端がキャリ
アギア１４の歯と噛合し、パウル２７は回動軸部２６ａ
を中心に回動しようとするが、その長穴２７ｂの右上端
が支持軸３１に当たり、それ以上回動しない。よって、
その状態でキャリアギア１４の回転が阻止され、スプー
ルのシートベルト巻き戻し方向への回転は阻止される。

【００８０】一方、この状態で、スプールが巻き取り方
向に駆動された場合、図１５に示されるような状態とな
る。すなわち、図の矢印に示すようにキャリアギア１４
が反時計方向に回転すると、パウル２７の係止部２７ｃ
はキャリアギア１４の歯に押されて、その結果パウル２
７は図に矢印で示すように、重力に反して回動軸部２６
ａを中心に時計回りに回動し、長穴２７ｂの左下側が支
持軸３１に当たった状態となる。よって、キャリアギア
１４は、スプールの巻き取り方向には自由に回転でき
る。なお、図では、キャリアギア１４のラチェット歯４
ｂとパウル２７の係止部２７ｃが離間したように書いて
あるが、これはラチェット歯車に押された慣性で離間し
たものであり、パウル２７には、重力により常に反時計
方向に回転する力がかかっているので、やがて、キャリ
アギア１４の歯車部とパウル２７の係止部２７ｃは接触
し、これらが離れっぱなしになることはない。よって、
図１５の状態から、キャリアギア１４が時計方向に回転
し始めた場合には、速やかに図４の状態が実現される。

【００８１】以上に説明したように、ソレノイド２４の
ピストン２４ａが伸長しているときは、スプールの回転
は自由であり、ソレノイド２４のピストン２４ａが縮退
したときは、スプールはシートベルトの巻き取り方向に
は回転可能であるが、巻き戻し方向には回転が不可能に
なる。

【００８２】なお、このような実施の形態のほかに、図
３に示したような機構により、モータ８自体の回転力を
利用して、パウルをキャリアギア１４のラチェット歯１
４ａに係合させたり係合を解いたりすることにより、キ
ャリアギア１４を巻き取り方向のみに回転させることが
できる。このようにすると、モータ８の回転力を利用し
て、モータとスプール間の動力伝達経路を入り切りする
のと同時に、スプールの回転方向の規制を行うことがで
きる。

【００８３】また、モータとスプールの動力伝達経路の
入り切りをするために、インターナルギアの一方向への
回転を止めたり、両方向への回転を許したりする動力伝
達経路切替機構のラチェット機構として、図３〜図６に
示されるようなレバースプリング２２と係止レバー２１
等を用いたものではなく、図７〜図１５に示したような
ラチェット機構を使用できることは、当業者には明らか
な事項であろう。

【００８４】以下、以上のように構成された本発明の実
施の形態であるシートベルト巻き取り装置の作動の例に
ついて説明する。この実施の形態においては、通常の状
態では、動力伝達経路切替機構により、モータとスプー
ル間の動力伝達経路をオフとしておく。シートベルトの
巻き取りは、ゼンマイばねによって行われる。よって、
乗員は、シートベルトを引き出す際に、ゼンマイばねの
巻き取り力に効する引き出し力のみで、シートベルトを
引き出すことができる。

【００８５】そして、衝突予測装置等より、衝突等の事
故が発生する可能性のあることを示す信号が与えられた
とき、シートベルト巻き取り制御装置が、モータをシー
トベルト巻き取り方向に駆動すると共に、動力伝達経路
切替機構によりモータとスプール間の動力伝達経路を結
合する。これは、前述の実施の形態で示したように、モ
ータを巻き取り方向に駆動することにより、自然に行わ
れる場合もある。よって、スプールにモータの巻き取り
力が伝達され、スプールによりシートベルトが巻き取ら
れる。このシートベルトの巻き取りは、従来のように、
実際に衝突が発生してから行われるのでなく、衝突が予
測された時点から開始されるので、確実に乗員をシート
に拘束することができる。

【００８６】シートベルト巻き取り制御装置は、モータ
の駆動を行うと同時に、ラチェット機構を作動させ、ス
プールがシートベルトの巻取方向のみに駆動できるよう
な状態とする。それにより、シートベルトの巻き取り中
に、シートベルトを巻き戻そうとする力（例えば、実際
の衝突等により発生する）がかかっても、シートベルト
が巻き戻されることがない。

【００８７】衝突等の発生が実際に起こらなかった場合
は、モータの駆動を停止すると共に、前記ラチェット機
構の作動を解除することにより、スプールの回転が自由
になり、人間が容易にシートベルトを引き出すことが可
能となる。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るシー
トベルト巻き取り装置を使用すれば、緊急事態の発生時
に迅速にロック機構を作動させることができると共に、
シートベルトを装着するためにシートベルトを引き出し
ときロックがかかって、乗員に対して違和感や不快感を
与えることがないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例であるシートベルト
巻き取り装置の概要を示す分解斜視図である。

【図２】図１に示す実施の形態における動力伝達経路切
替機構の要部を示す概要図である。

【図３】図１に示す実施の形態における動力伝達経路切
替機構の要部を示す概要図である。

【図４】図１に示す実施の形態における動力伝達経路切
替機構の作動を説明する図である。

【図５】図１に示す実施の形態における動力伝達経路切
替機構の作動を説明する図である。

【図６】図１に示す実施の形態における動力伝達経路切
替機構の作動を説明する図である。

【図７】図１に示す実施の形態におけるロック機構（ラ
チェット機構）の要部を示す分解斜視図である。

【図８】図７に示すロック機構の作動を説明するための
図である。

【図９】図７に示すロック機構の作動を説明するための
図である。

【図１０】図７に示すロック機構の作動を説明するため
の図である。

【図１１】図７に示すロック機構の作動を説明するため
の図である。

【図１２】ロック機構（ラチェット機構）の他の形態を
示す図である。

【図１３】ロック機構（ラチェット機構）の他の形態を
示す図である。

【図１４】図１３に示したロック機構の作動を説明する
ための図である。

【図１５】図１３に示したロック機構の作動を説明する
ための図である。

【図１６】従来のシートベルト巻き取り装置の概要を示
す図である。

【符号の説明】

１…シートベルト巻き取り装置、２…フレーム、３…シ
ートベルト、４…スプール、４ａ…スプール軸、４ｂ…
スプライン軸、５…トーションバー、６…リテーナ、７
…ゼンマイユニット、８…モータ、９…第２リテーナ、
９ａ…長穴、９ｂ…長穴、９ｃ…案内部、１０…モータ
ギア、１１…コネクトギア、１１ａ…歯、１１ｂ…歯、
１１ｃ…軸方向孔、１２…中間減速ギア、１２ａ…歯、
１２ｂ…歯、１３…減速ギア、１３ａ…大径歯部、１３
ｂ…サンギア、１４…キャリアギア、１４ｂ…ラチェッ
ト歯、１４ｃ…中心穴、１４ｄ…ネジ穴、１５…リダク
ションピン、１６…プラネタリギア、１７…リダクショ
ンプレート、１８…インターナルギア、１８ａ…ラチェ
ット歯、１８ｂ…内歯、２１…係止レバー、２１ａ…係
止爪、２１ｂ…凹部、２２…レバースプリング、２２ａ
…湾曲部、２３…スプリング保持部材、２３ａ…突出ピ
ン、２３ｂ…突起、２４…ソレノイド、２４ａ…ピスト
ン、２５…プランジャースプリング、２６…ラチェット
レバー、２６ａ…回動軸部、２６ｂ…先細部、２６ｃ…
突起、２７…パウル、２７ａ…案内穴、２７ｂ…長穴、
２７ｃ…係合部、２７ｄ…穴、２７ｅ…突起、２８…ラ
チェットスプリング、３１…支持軸、３２…回動ピン、
３３…バネ材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータによりシートベルトを巻き取る機
   構を有するシートベルト巻き取り装置であって、前記モ
   ータとシートベルトが巻回されたスプールとの間の動力
   の伝達経路を入り切りする動力伝達経路切替機構で、モ
   ータが巻き取り方向に回転したときのみ前記モータとス
   プールとの動力伝達経路を結合するものと、作動時には
   前記スプールをシートベルト巻き取り方向にのみ回転さ
   せ、非作動時には前記スプールのいずれの方向への回転
   をも許容するラチェット機構とを有してなることを特徴
   とするシートベルト巻き取り装置。