JP2002326558A - シートベルト巻き取り装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 火薬式プリテンショナが作動した場合に、従
来の「ロック機構」を正常に作動させることができるシ
ートベルト巻き取り装置を提供する。 【解決手段】 （ａ）においては、この巻き取りの途中
で衝突が発生し、火薬式プリテンショナが作動する。衝
突発生と同時にモータの回転を停止し、火薬式プリテン
ショナの作動と同時にソレノイドの励磁を解き、かつ、
モータをシートベルト引き出し方向に回転させる。よっ
て、スプールは引き出し方向に回転可能となり、モータ
とスプールとの間の動力伝達経路が切となって、モータ
がスプール回転の負荷とならなくなる。このようにし
て、火薬式プリテンショナの作動と共に、スプールがモ
ータの負荷を受けずにシートベルト引き出し方向に回転
可能となる。その後、従来の「ロック機構」が作動す
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、モータによってシ
ートベルトを巻き取る機能を有するシートベルト巻き取
り装置の制御方法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１３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。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】衝突等により、急激なシートベルトの引き
出しが発生すると、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。

【００１０】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。

【００１１】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、トーションバーの捩れ力に起因す
る張力を受けつつ回転する。以上説明したロック機構
を、今後「ロック機構」と呼ぶ。

【００１２】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。

【００１３】図１３に示すシートベルト巻取装置には、
上述のような機構の他に、火薬式プリテンショナと呼ば
れる安全装置が付属されている。これは、衝突等が実際
に発生した場合に、火薬の力により急速かつ強力にシー
トベルトを巻き取り、乗員をシートに拘束するものであ
る。

【００１４】以下、プリテンショナの構成を説明する。
プリテンショナカバー６１とプリテンショナープレート
６２の間には、パイプ６３が設けられており、そのパイ
プ６３の一端にはガス発生器６４が取り付けられてい
る。そして、パイプ６１の内部にはストッパスプリング
６５、ピストン６６、複数のボール６７が設けられてい
る。パイプ６３の他の端近傍の側方は切り欠かれてお
り、他端にはガイドブロック６８が嵌め込まれている。

【００１５】プリテンションカバー６１には２つのピン
６９が設けられており、それに、リングギア７０が嵌め
込まれて保持されている。そして、リングギア７０の外
歯とパイプ６３の切り欠かれていない内壁の間にボール
６７の最先端のものが挟まって拘束されている。

【００１６】一方、スプール４２においては、ギア７１
にピニオン７２が嵌り込んでいる。通常の状態では、リ
ングギア７０とピニオン７２は係合していないが、ガス
発生器６４からガスが発生した場合には、その圧力によ
り、ピストン６６を介してボール６７が押され、その力
でピン６９が折れて、リングギア７０がフリーとなり、
ピニオン７２と係合する。そして、その状態でボール６
７に押されてリングギア７０が回転し、ピニオン７２を
介してスプール４２を回転させる。このようにしてシー
トベルトにプリテンションがかけられる。このような機
構も周知のものであるので、これ以上の説明を省略す
る。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】発明者らは、このよう
な従来のシートベルト巻き取り装置を改良し、衝突等の
事故が実際に発生する前に、これらの発生が予想された
段階で、モータによりシートベルトを巻き取り、シート
ベルトの弛みを取り除くと共に、ある程度の力で乗員を
シートベルトに拘束する機能を有するシートベルト巻き
取り装置の発明を行い、特願２００１−１２８８６号と
して特許出願した（以下、「先願発明」という）。

【００１８】これは、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、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するもので
ある。

【００１９】以下、先願発明の実施の形態の例を、図を
用いて説明する。図２は、先願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２に示す実施の形態においても、図
１３に示すようなロック機構や、スプールを巻き取るス
プリング（図示せず）等が設けられているが、先願発明
と関係がないので説明を省略する。

【００２０】図２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、他端
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。

【００２１】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。

【００２２】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３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。

【００２３】インターナルギア１８は図３に示すように
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１８
ｂ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１３ｂとインターナルギア１８の内歯１８
ｂ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。

【００２４】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。

【００２５】図４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。

【００２６】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。

【００２７】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５〜図７を用いて説明する。

【００２８】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１１
ａ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１２ａ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１２
ｂと減速ギア１３の大径歯部１３ａを介して減速ギア１
３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。

【００２９】一方、図２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。

【００３０】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５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１８ａ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１３ｂ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。

【００３１】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)。

【００３２】図６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。

【００３３】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２２
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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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ＣＣＷ方向に減速されて公転するよう
になる。

【００３７】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。

【００３８】図７は、モータ８がシートベルト引き出し
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。

【００３９】図６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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】以下、スプール４のシートベルト引き出し
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２
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８〜図１２を用
いて説明する。

【００４３】図８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。

【００４４】ラチェットスプリング２８は、図９〜図１
２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８にお
いて、第２リテーナ９の形状が図２に示したものと少し
異なるが、先願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９〜図１２を用
いて説明する。

【００４５】図９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ＣＣＷ方向に回動させている。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。

【００４６】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。

【００４７】図１０は、図９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
２６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９に示す位置からさらにＣＣＷ方向に回動する。
それにより、図１０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。

【００４８】図１１は、図１０に示す状態において、ス
プール４がシートベルトを引き出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ＣＷ方向に回転する。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ＣＣＷ方向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はシートベルトを引き
出す方向には回転できなくなる。

【００４９】図１２は、図１０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ＣＣＷ方向に回転する。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ＣＷ
方向に回動する。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。

【００５０】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１２に
示す状態から、スプールが引き出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
１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。

【００５１】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、引き出し方向
には回転が不可能になる。

【００５２】以下、以上のように構成された先願発明の
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
ねの巻き取り力に抗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。

【００５３】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。

【００５４】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、シートベルトを引き出そうとする力（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
が引き出されることがない。

【００５５】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。

【００５６】なお、以上の先願発明の説明においては、
図面が煩雑になるのを避けるため、あえて図に示された
火薬式プリテンショナの図示を省略し、その説明も省略
したが、火薬式プリテンショナが、図２における第２リ
テーナ９の右側に設置されており、その場合における火
薬式プリテンショナの作動と役割は、図に示した従来技
術と同じである。

【００５７】しかしながら、先願発明において、火薬式
プリテンショナを有するものにおいては、以下のような
問題点が発生する場合がある。

【００５８】すなわち、従来技術においては、実際に衝
突が起こって火薬式プリテンショナが作動し、乗員をシ
ートに強力に拘束した後、火薬による力が消滅すると、
シートベルトが引き出されるようになっていた。この
際、前述した「ロック機構」が働き、シートベルトはト
ーションバーの捩れ力による張力を受けながら引き出さ
れるようにされていた。

【００５９】ところが、先願発明の実施の形態を例にと
ると、キャリアギア１４のラチェット歯１４ｂにパウル
２７の係合部２７ｃが嵌り込んで、スプールのシートベ
ルト引き出し方向への回転を阻止するような状態のまま
とされている。そのため、前述した「ロック機構」にお
けるトーションバーの機能が果たせなくなってしまう。
このため、ある程度の引き出し抵抗力を与えながら、シ
ートベルトの引き出しを可能にするという「ロック機
構」がうまく働かず、乗員が強力にシートに固定された
ままになってしまう。

【００６０】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、先願発明を改良し、火薬式プリテンショナが作
動した場合に、「ロック機構」を正常に作動させること
ができる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。

【００６１】

【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り、前記モ
ータとシートベルトが巻回されたスプールと、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り、かつ、
シートベルトを急激に引き出すような力が働いたとき、
シートベルトが巻き付けられているスプールのシートベ
ルト引き出し方向への回転をトーションバーによる捩れ
力に抗して行わせるロック機構と、衝突が検知されたと
きシートベルトを強制的に巻き取る火薬式プリテンショ
ナを有するものの制御方法であって、前記火薬式プリテ
ンショナを作動させるタイミングとほぼ同時に、前記ラ
チェット機構を非作動状態とすることを特徴とするシー
トベルト巻き取り装置の制御方法（請求項１）である。

【００６２】本手段においては、火薬式プリテンショナ
による強制巻き取り開始とほぼ同時に、前記ラチェット
機構を非作動状態とする。よって、火薬式プリテンショ
ナによる強制巻き取りによる回転力により、ラチェット
機構を構成するラチェットパウルとラチェット歯車の係
合は確実に解除される。

【００６３】従って、スプールの引き出し方向への回転
を阻止する作用が無くなり、火薬式プリテンショナの作
動終了後は、シートベルトを急激に引き出すような力が
働いたとき、シートベルトが巻き付けられているスプー
ルのシートベルト引き出し方向への回転をトーションバ
ーによる捩れ力に抗して行わせるロック機構が働くよう
になり、乗員にある程度の拘束力を与えながらシートベ
ルトを引き出すことにより、乗員に与えるショックを和
らげることができる。

【００６４】なお、「ほぼ同時」とは、ラチェット機構
を構成するラチェットパウルとラチェット歯車の係合が
確実に解除でき、かつ、火薬式プリテンショナの作動後
にスプールのシートベルト引き出し方向への回転を可能
とするようなタイミングであれば、多少の時間の前後が
許されることを意味する。

【００６５】前記課題を解決するための第２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り、前記モータとシートベル
トが巻回されたスプールと、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、前記モータと前記スプールとの間の動
力の伝達を入切する動力伝達経路切替機構を有してな
り、かつ、シートベルトを急激に引き出すような力が働
いたとき、シートベルトが巻き付けられているスプール
のシートベルト引き出し方向への回転をトーションバー
による捩れ力に抗して行わせるロック機構と、衝突が検
知されたときシートベルトを強制的に巻き取る火薬式プ
リテンショナを有するものの制御方法であって、前記火
薬式プリテンショナを作動させるタイミングとほぼ同時
に、前記ラチェット機構を非作動状態とすると共に、前
記動力伝達経路を切とすることを特徴とするシートベル
ト巻き取り装置の制御方法（請求項２）である。

【００６６】本手段に係るシートベルト巻き取り装置
は、前記第１の手段のシートベルト巻き取り装置に加
え、モータとスプールとの間の動力の伝達を入り切りす
る動力伝達経路切替機構を有している。本手段において
は、火薬式プリテンショナを作動させるとタイミングと
ほぼ同時に、ラチェット機構を非作動状態とすると共
に、前記動力伝達経路を切とするようにしている。

【００６７】従って、スプールの引き出し方向への回転
を阻止する作用が無くなり、火薬式プリテンショナの作
動終了後は、シートベルトを急激に引き出すような力が
働いたとき、シートベルトが巻き付けられているスプー
ルのシートベルト引き出し方向への回転をトーションバ
ーによる捩れ力に抗して行わせるロック機構が働くよう
になり、乗員にある程度の拘束力を与えながらシートベ
ルトを引き出すことにより、乗員に与えるショックを和
らげることができる。

【００６８】その際、モータとスプールとの間の動力伝
達機構が切となっているので、モータがスプールの回転
の負荷となることが無くなり、スプールの回転が妨げら
れることが無くなる。なお、「ほぼ同時」とは、ラチェ
ット機構を構成するラチェットパウルとラチェット歯車
の係合が確実に解除でき、モータとスプールとの間の動
力伝達機構を確実に切とすることができて、かつ、火薬
式プリテンショナの作動後にスプールのシートベルト引
き出し方向への回転を可能とするようなタイミングであ
れば、多少の時間の前後が許されることを意味する。

【００６９】

【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。以下の説明において制御の対
象としているのは、図２〜図１２に示されるような先願
発明の実施の形態であるシートベルト巻き取り装置（火
薬式プリテンショナ付き）である。

【００７０】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制御方法を示すタイム
チャートである。（ａ）はモータによるシートベルト巻
き取り中に衝突が発生し（衝突が検出され）、火薬式プ
リテンショナ（火薬ＰＴ）が作動した場合、（ｂ）はモ
ータによるシートベルト巻き取りが完了した後に衝突が
発生し（衝突が検出され）、、火薬式プリテンショナが
作動した場合の例を示したものである。

【００７１】いずれの場合も、実際の衝突が発生する前
に衝突の発生が予知され、それによりモータを使用した
プリテンショナが作動している。すなわち、モータ８が
巻き取り方向に回転すると共に、ソレノイド２４が励磁
され、パウル２７の係合部２７ａがキャリアギア１４の
ラチェット歯１４ａと係合して、スプール４がシートベ
ルト引き出し方向に回転するのを阻止するようになる。
そして、モータの巻き取り方向への回転により、係止レ
バー２１がインターナルギア１８のラチェット歯１８ａ
に係合し、モータ８とスプール４との間の動力伝達経路
が入となって、スプール４がシートベルト巻き取り方向
に回転し、シートベルトを巻き取っている。

【００７２】（ａ）においては、この巻き取りの途中で
衝突が発生し、火薬式プリテンショナが作動する。その
とき、衝突発生が検出されると同時に、モータ８の巻き
取り方向への回転を停止する。これは、モータ８とスプ
ール４間の動力伝達経路が切りとなれるような状態を作
り、モータ８が火薬プリテンショナの負荷とならないよ
うにするためである。そして、火薬式プリテンショナの
作動と同時に、モータ８を逆転させて、モータとスプー
ル間の動力伝達経路を確実に切りとすると共に、ソレノ
イド２４の励磁を解く。よって、パウル２７の係合部２
７ａとキャリアギア１４のラチェット歯１４ａとの係合
が解除され、パウル２７は図１２に示したような位置に
復帰するので、その後は、スプール４は、引き出し方向
に回転可能となる。そして、火薬式プリテンショナの作
動により、スプール４は強力な力で巻き取り方向に回転
する。この際、前述のように、モータ８は火薬式プリテ
ンショナの負荷とならない。

【００７３】火薬プリテンショナの作動が終了した状態
では、前述のように、スプール４はシートベルト引き出
し方向への回転が可能となっており、かつ、モータ８と
スプール４間の動力伝達経路は切りとなっている。よっ
て、「ロック機構」は、モータ８や、ラチェット機構の
影響を受けず、従来と同じように作動する。

【００７４】（ｂ）においては、モータ８によるシート
ベルトの巻き取りが完了しており、プリテンションがか
けられた状態にある。そして、ソレノイド２４は励磁さ
れたままになっているので、スプール４のシートベルト
引き出し方向への回転は阻止され、プリテンションはか
かったままになっている。この状態で衝突が発生し火薬
式プリテンショナが作動する。そして、火薬式プリテン
ショナの作動と同時に、モータ８を逆転させて、モータ
とスプール間の動力伝達経路を確実に切りとすると共
に、ソレノイド２４の励磁を解く。よって、パウル２７
の係合部２７ａとキャリアギア１４のラチェット歯１４
ａとの係合が解除され、パウル２７は図１２に示したよ
うな位置に復帰するので、その後は、スプール４は、引
き出し方向に回転可能となる。そして、火薬式プリテン
ショナの作動により、スプール４は強力な力で巻き取り
方向に回転する。この際、前述のように、モータ８は火
薬式プリテンショナの負荷とならない。

【００７５】火薬プリテンショナの作動が終了した状態
では、前述のように、スプール４はシートベルト引き出
し方向への回転が可能となっており、かつ、モータ８と
スプール４間の動力伝達経路は切りとなっている。よっ
て、「ロック機構」は、モータ８や、ラチェット機構の
影響を受けず、従来と同じように作動する。

【００７６】以上の説明においては、モータ８とスプー
ル４との間の動力の伝達を入切する動力伝達経路切替機
構を切とするために、モータ８を所定時間逆転させてい
るが、他の機構、たとえばソレノイドによりこの動力伝
達経路切替機構を入切している場合には、その機構を利
用して動力伝達経路切替機構を切とする。この場合、動
力伝達経路切替機構を切とするタイミングは、図１にお
ける衝突発生のタイミングでも、火薬ＰＴ作動のタイミ
ングでもよい。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
先願発明のような構成を有するシートベルト巻き取り装
置においても、火薬式プリテンショナが作動した場合
に、「ロック機構」を正常に作動させることができる。

【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
ト巻き取り装置の制御方法を示すタイムチャートであ
る。

【図２】先願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３】図２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２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５】図２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２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２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８】図２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９】図８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８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８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】図８に示すロック機構の作動を説明するため
の図である。

【図１３】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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 智二 東京都港区六本木一丁目４番30号 タカタ 株式会社内 Ｆターム(参考） 3D018 MA02

Claims (2)

【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り、前記モー
   タとシートベルトが巻回されたスプールと、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り、かつ、シ
   ートベルトを急激に引き出すような力が働いたとき、シ
   ートベルトが巻き付けられているスプールのシートベル
   ト引き出し方向への回転をトーションバーによる捩れ力
   に抗して行わせるロック機構と、衝突が検知されたとき
   シートベルトを強制的に巻き取る火薬式プリテンショナ
   を有するものの制御方法であって、前記火薬式プリテン
   ショナを作動させるタイミングとほぼ同時に、前記ラチ
   ェット機構を非作動状態とすることを特徴とするシート
   ベルト巻き取り装置の制御方法。
2. 【請求項２】 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り、前記モー
   タとシートベルトが巻回されたスプールと、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、前記モータと前記スプ
   ールとの間の動力の伝達を入切する動力伝達経路切替機
   構を有してなり、かつ、シートベルトを急激に引き出す
   ような力が働いたとき、シートベルトが巻き付けられて
   いるスプールのシートベルト引き出し方向への回転をト
   ーションバーによる捩れ力に抗して行わせるロック機構
   と、衝突が検知されたときシートベルトを強制的に巻き
   取る火薬式プリテンショナを有するものの制御方法であ
   って、前記火薬式プリテンショナを作動させるタイミン
   グとほぼ同時に、前記ラチェット機構を非作動状態とす
   ると共に、前記動力伝達経路を切とすることを特徴とす
   るシートベルト巻き取り装置の制御方法。