JP2005145086A - シートベルトリトラクタ - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチオフ設定時にノイズの発生を防止することのできるシートベルトリトラクタを提供する。
【解決手段】スプールを回転するモータの逆回転で、上側コネクトギヤ２７が時計回りに回転し、クラッチギヤ３１およびその回転軸３２がともにガイド孔１１ｇに沿って右方へ移動する。クラッチギヤ３１がキャリヤギヤ１７の外歯１７ｂからはずれて、クラッチギヤ停止保持部１１ｋの内歯に噛合する。回転軸３２がガイド孔１１ｇの右端に当接すると、クラッチギヤ３１と回転軸３２の右方への移動が停止するとともに、クラッチギヤ３１の回転（自転）が停止する。これにより、クラッチオフの設定が達成される。そして、クラッチギヤ３１の回転が停止することで、クラッチ機構および動力伝達機構８の他の回転によるノイズの発生が防止される。
【選択図】 図５

Description

本発明は、自動車等の車両に装備され、乗員を拘束保護するためのシートベルトをモータにより巻取るシートベルトリトラクタの技術分野に関し、モータの動力伝達経路を接続および遮断するクラッチ機構を備えているシートベルトリトラクタの技術分野に関するものである。

従来から自動車等の車両に装備されているシートベルト装置は、衝突時等の車両に大きな減速度が作用した場合のような緊急時に、シートベルトで乗員を拘束することにより乗員のシートからの飛び出しを阻止して、乗員を保護している。
このようなシートベルト装置においては、シートベルトを巻き取るシートベルトリトラクタが設けられている。このシートベルトリトラクタは、シートベルトを巻き取るスプールを常時巻取り方向に付勢するうず巻きばね等の付勢力付与手段を備えている。この付勢力付与手段の付勢力により、シートベルトは非装着時にはスプールに巻き取られている。また、シートベルトは装着時には付勢力付与手段の付勢力に抗して引き出されて、乗員に装着される。そして、シートベルトリトラクタは、前述のような緊急時にロック手段が作動してスプールの引出し方向の回転を阻止することにより、シートベルトの引出しが阻止される。これにより、緊急時にシートベルトは乗員を確実に拘束し、保護するようになる。

このような従来からのシートベルト装置においては、シートベルト装着時には付勢力付与手段の付勢力によるほぼ一定のベルトテンションがシートベルトに加えられている。このため、シートベルトリトラクタは自車と自車周囲の物体との間の状況に関係なくほぼ同じ態様で作動するようになっている。しかしながら、従来のシートベルト装置は前述のように緊急時に乗員を確実に拘束し保護することができるが、前述のような緊急時以外のときに乗員に対してより快適に制御されているとは言えない。しかも、緊急時に乗員を堅固に拘束して更に一層確実に保護するようにすることが望ましい。

そこで、自車と物体との間の状況を加味してモータでシートベルトリトラクタのスプールの回転を制御し、ベルトテンションを制御することにより、乗員の拘束保護をより一層効率よくかつ乗員に対してより一層快適に行うようにした乗員拘束保護システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に開示のシートベルトリトラクタにおいては、モータの駆動力をスプールに伝達するための動力伝達経路がモータの非駆動時にオフに設定されて、モータの駆動力がスプールに伝達されず、モータおよびスプールは互いに自由に回転可能とされる。シートベルトの強制巻き取り動作を行うため、モータがベルト巻き取り方向（正回転）に駆動されると、このモータの正回転で動力伝達経路が接続され、モータの駆動力がスプールに伝達可能となる。これにより、モータの駆動力でスプールがベルト巻き取り方向に回転し、シートベルトが巻き取られることで、ベルトテンションが増大するように制御される。また、動力伝達経路が接続された状態で、シートベルトの強制巻き取り動作を解除するために、モータを逆回転させると、動力伝達経路が遮断される。これにより、モータおよびスプールは互いに自由に回転可能とされ、スプールはモータの駆動力の影響を受けない。

このように、特許文献１に開示のシートベルトリトラクタは、動力伝達経路を接続するクラッチがモータの正回転によりオン（作動）に設定されて動力伝達経路が接続され、また、このクラッチがモータの逆回転によりオフ（作動解除）に設定されて動力伝達経路が遮断されるようになっている。
特開２００２−１０４１３５号公報

ところで、特許文献１に開示のシートベルトリトラクタでは、モータの逆回転で動力伝達経路のクラッチがオフに設定された後、モータの駆動を停止する必要がある。そこで、従来は、一般にモータの逆回転開始からクラッチオフの設定が達成されるまでの時間に基づいてモータの逆回転時間を設定している。その場合、クラッチのオフ達成のタイミングがリトラクタの作動状況に応じて変化するため、オフ達成に最も長い時間が必要な状況におけるモータの逆回転時間をオフ達成に必要な時間として定めることにより、あらゆる状況においてクラッチオフが確実に設定されてから、モータの駆動を停止している。

しかしながら、このようにクラッチオフの設定のためのモータの逆回転時間を定めた場合、通常時最も多く起こり得るリトラクタの作動状況下では、クラッチオフの設定後にも比較的長い時間、モータの逆回転が行われてしまい、メカニカルノイズが発生する。このメカニカルノイズは、特許文献１に開示のシートベルトリトラクタを使用する場合に特に問題にならないが、可能な限りメカニカルノイズを低減することが望ましい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、クラッチオフ設定時にノイズの発生を防止することのできるシートベルトリトラクタを提供することである。

前述の課題を解決するために、請求項１の発明は、シートベルトを巻取るスプールと、このスプールを回転させる回転トルクを発生するモータと、オンに設定されたとき、前記モータの回転トルクを前記スプールに伝達する動力伝達経路を接続し、かつオフに設定されたとき、前記動力伝達経路を遮断するクラッチ機構とを少なくとも備えているシートベルトリトラクタにおいて、前記クラッチ機構がオフに設定されたときに、ノイズが発生するのを防止するノイズ防止手段を少なくとも備えていることを特徴としている。

また、請求項２の発明は、前記クラッチ機構が、動力伝達経路を接続するクラッチオン位置と動力伝達経路を遮断するクラッチオフ位置との間で移動可能であるとともに前記モータに接続されているモータ側ギヤに常時噛合するクラッチギヤを備えており、前記ノイズ防止手段が、前記クラッチギヤが前記クラッチオフ位置となったときに、ノイズが発生するのを防止する手段であることを特徴としている。

更に、請求項３の発明は、前記ノイズ防止手段が、前記クラッチギヤが前記クラッチオフ位置となったとき、このクラッチギヤの回転を停止するクラッチギヤ停止保持手段であることを特徴としている。
更に、請求項４の発明は、前記クラッチギヤ停止保持手段が、前記クラッチギヤが噛合可能な歯で形成されていることを特徴としている。

このように構成された請求項１ないし４の発明に係るシートベルトリトラクタによれば、クラッチ機構がオフに設定されたときには、ノイズ防止手段により、クラッチ機構および動力伝達機構からノイズが発生するのを防止することができる。
特に、請求項２ないし４の発明に係るシートベルトリトラクタによれば、クラッチギヤがクラッチオフ位置となったときに、ノイズ防止手段により、クラッチ機構および動力伝達機構からノイズが発生するのを確実に防止することができる。

また、請求項３および４の発明によれば、クラッチギヤがクラッチオフ位置となったとき、クラッチギヤ停止保持手段によりクラッチギヤの回転を停止しているので、クラッチギヤの回転にともなって発生するノイズを防止できる。特に、請求項４の発明によれば、クラッチギヤ停止保持手段をクラッチギヤが噛合可能な歯で形成しているので、クラッチ機構のオフ時にクラッチギヤの回転を確実に停止することができ、簡単な構成でノイズ発生の防止を効果的に図ることができる。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は本発明にかかるシートベルトリトラクタの実施の形態の一例を示す、分解斜視図、図２は、図１に示す例のシートベルトリトラクタをリテーナカバーを外した状態で示す左側面図である。なお、以下の説明において、特に断らない限り、「左」、「右」は説明に使用する図において「左」、「右」であり、また、「時計回り」、「反時計回り」は説明に使用する図において「時計回り」、「反時計回り」である。

図１に示すように、この例のシートベルトリトラクタ１は、大きく分けてフレーム２と、必要時に乗員を拘束するシートベルト３と、このシートベルト３を巻き取るスプール４と、フレーム２の一側に配設され、衝突時等の所定減速度以上の大減速度時に作動してスプール４のベルト引出し方向αの回転を阻止するロック手段５と、スプール４に付与する回転トルクを発生するモータ６と、モータ６の回転を比較的高い減速比で減速してスプール４に伝達する高減速比減速機構７ａとモータ６の回転を比較的低い減速比で減速してスプール４に伝達する低減速比減速機構７ｂとを有するとともに、第１動力伝達経路と第２動力伝達経路とが設定されて、モータ６の回転トルクをこれらの第１動力伝達経路および第２動力伝達経路のいずれか一方を選択的に介してスプール４に伝達する動力伝達歯車機構８と、動力伝達歯車機構８を第１動力伝達経路と第２動力伝達経路のいずれか一方に選択的に切り換え設定する動力伝達モード切換機構９とからなっている。

フレーム２は、平行な一対の側壁２ａ,２ｂとこれらの側壁２ａ,２ｂを連結する背板２ｃとからなっている。このフレーム２内の両側壁２ａ,２ｂ間には、シートベルト３を巻き取るためのスプール４が回転可能に配設されている。このスプール４は、シートベルトリトラクタ１において従来周知慣用のスプールを用いることができる。

一方の側壁２ａには、ロック手段５が取り付けられている。このロック手段５もシートベルトリトラクタにおいて従来周知慣用のロック手段を用いることができる。すなわち、ロック手段５は、車両に加えられる所定減速度以上の大減速度をヴィークルセンサ（減速度感知センサ）が感知して作動したとき、あるいはシートベルト３の所定速度以上の引出し速度をウェビングセンサ（ベルト引出し速度感知センサ）が感知して作動したとき作動して、スプール４の引出し方向αの回転を阻止するようになっている。

なお、図示しないがスプール４とロック手段５との間には、ロック手段５の作動によりシートベルト３の引出しが阻止されたとき、シートベルト３の荷重を制限する従来周知慣用のフォースリミッタ機構（エネルギ吸収機構：以下、ＥＡ機構ともいう）が設けられている。このＥＡ機構としては、例えば従来周知のトーションバーから構成することができ、ロック手段５の作動によりシートベルト３の引出しが阻止されたとき、このトーションバーがねじれ変形することで、シートベルト３の荷重が制限され、衝撃エネルギが吸収されるようになっている。

図１および図２に示すように、モータ６は、フレーム２の他方の側壁２ｂに３個のねじ１０により取り付けられているリテーナ１１のフレーム２取付面側に、一対のねじ１２により取り付けられる。このモータ６のモータ回転軸６ａがリテーナ１１の貫通孔１１ａを貫通しており、リテーナ１１のフレーム２側と反対側に突出したモータ回転軸６ａに外歯を有するモータギヤ１３がモータ回転軸６ａと一体回転可能に取り付けられている。

図１に示すように、スプール４および前述のＥＡ機構（例えば、トーションバー）の両方と減速機構７ａ,７ｂとの間には、これらを回転方向に連結するコネクタ１４が設けられている。このコネクタ１４は、スプール４およびＥＡ機構の両方と回転方向に連結する第１回転連結部１４ａと、コネクタ側軸受け１７と回転方向に連結する第２回転連結部１４ｂと、スプライン状に形成されて減速機構７ａ,７ｂと回転方向に連結する第３回転連結部１４ｃとから構成されている。

第１回転連結部１４ａは、図１に明瞭に示されていないが多角筒状に形成されており、その外面側がスプール４にこのスプール４と一体回転可能に連結されるとともに、その内面側がＥＡ機構（例えば、トーションバー）にこのＥＡ機構と一体回転可能に連結されるようになっている（なお、コネクタ１４とスプール４およびＥＡ機構との一体回転可能な連結構造は従来周知であるので、その具体的な説明は省略する）。

第２回転連結部１４ｂの外周面が断面多角形状に形成されているとともに、コネクタ側軸受け１５の内周面が同じ断面多角形状に形成されている。そして、コネクタ側軸受け１５が第２回転連結部１４ｂに嵌合することで、コネクタ側軸受け１５はコネクタ１４に相対回転不能に取り付けられる。このコネクタ側軸受け１５が、リテーナ１１の孔１１ｂに相対回転不能に取り付けられるリテーナ側軸受け１６に相対回転可能に支持されることにより、コネクタ１４がリテーナ１１に回転可能に支持されている。
第３回転連結部１４ｃには、例えばスプライン溝のような軸方向に延びる所定数の係合溝が周方向に等間隔をおいて形成されている。

高減速比減速機構７ａは、環状のキャリヤギヤ１７と、このキャリヤギヤ１７に回転可能に取り付けられる所定数（図示例では３個）のプラネットギヤ１８と、円環状のリング部材１９と、サンギヤ部材２０とを備えている。
キャリヤギヤ１７の内周面１７ａのコネクタ１４側部分には、例えばスプライン溝のような軸方向に延びる所定数の係合溝が周方向に等間隔をおいて形成されている。この内周面１７ａの係合溝がコネクタ１４の第３回転連結部１４ｃの係合溝間の凸部に嵌合しかつ内周面１７ａの係合溝間の凸部がコネクタ１４の第３回転連結部１４ｃの係合溝に嵌合（スプライン嵌合と同様の嵌合）することで、キャリヤギヤ１７がコネクタ１４に相対回転不能に、つまりコネクタ１４と一体回転可能に連結される。また、このキャリヤギヤ１７の外周面には、外歯１７ｂが形成されている。

プラネットギヤ１８は減速プレート２１を介して減速ピン２２によりキャリヤギヤ１７に回転可能に取り付けられる。
リング部材１９は、内周面に形成されたインターナルギヤ１９ａと外周面に形成されたラチェット歯１９ｂとを備えており、これらのインターナルギヤ１９ａとラチェット歯１９ｂは互いに一体に回転するようになっている。

サンギヤ部材２０は、図３（ａ）および（ｂ）に示すように小径の外歯からなるサンギヤ２０ａと大径の外歯２０ｂを備えており、これらのサンギヤ２０ａと外歯２０ｂは互いに一体に回転するようになっている。
そして、キャリヤギヤ１７に支持された各プラネットギヤ１８がともにサンギヤ２０ａとインターナルギヤ１９ａとに常時噛合して、遊星歯車機構が構成されている。これにより、減速機構７は、サンギヤ２０ａ入力でキャリヤギヤ１７出力の遊星歯車減速機構として構成される。

図１に示すように動力伝達機構８は、更に、コネクトギヤ２３と、一対のクラッチスプリング２４と、一対のプーリ２５と、外歯を有する下側コネクトギヤ２６と、外歯を有する上側コネクトギヤ２７と、ガイドプレート２８と、外歯を有するアイドルギヤ２９とを備えている。
コネクトギヤ２３は、リテーナ１１に立設された回転軸１１ｃに回転可能に支持され、大径の外歯からなる第１コネクトギヤ２３ａと小径の第２コネクトギヤ２３ｂを備えており、これらの第１および第２コネクトギヤ２３ａ,２３ｂは互いに一体に回転するようになっている。その場合、図２に示すように大径の第１コネクトギヤ２３ａはモータギヤ１３に常時噛合されている。

図１に示すように、下側コネクトギヤ２６の両側面には回転軸２６ａがそれぞれ突設されており（図１には、一方の回転軸２６ａのみ図示）、これらの回転軸２６ａを軸方向に貫通する貫通孔２６ｂが穿設されている。各回転軸２６ａには平坦部が形成されているとともに、各プーリ２５の長孔２５ａが平坦部の平面に沿うようにして嵌合されている。これにより、各プーリ２５がともに下側コネクトギヤ２６の両側面に下側コネクトギヤ２６と一体回転可能に支持されている。各プーリ２５には、それぞれクラッチスプリング２４が第１湾曲係止部２４ａが係止されている。更に、下側コネクトギヤ２６の一側の回転軸２６ａには上側コネクトギヤ２７が下側コネクトギヤ２６と一体回転可能に支持されている。
そして、各プーリ２５、下側コネクトギヤ２６および上側コネクトギヤ２７がリテーナ１１に立設された回転軸１１ｄに回転可能に支持される。

ガイドプレート２８は、その一対の孔２８ａがリテーナ１１に立設された一対の支持軸１１ｅにそれぞれ嵌合支持された状態で、一対のねじ３０をガイドプレート２８の対応するねじ孔２８ｂを貫通させかつリテーナ１１に穿設された一対のねじ孔１１ｆに螺合することで、リテーナ１１に取り付けられている。このガイドプレート２８に立設された回転軸２８ｃに、アイドルギヤ２９が回転可能に支持されている。図２に示すように、このアイドルギヤ２９は、サンギヤ部材２０の外歯２０ｂ、コネクトギヤ２３の小径の第２コネクトギヤ２３ｂおよび上側コネクトギヤ２７のいずれにも常時噛合されている。

そして、低減速比減速機構７ｂは、上側コネクトギヤ２７と、下側コネクトギヤ２６と、クラッチギヤ３１およびキャリヤギヤ１７とを備えている。
したがって、アイドルギヤ２９に伝達されたモータ６の回転トルクは、アイドルギヤ２９から低減速比減速機構７ｂを介してスプール４に伝達されるか、あるいはアイドルギヤ２９から高減速比減速機構７ａを介してスプール４に伝達されるようになる。

図１に示すように、動力伝達モード切換機構９は、外歯を有するクラッチギヤ３１と、回転軸３２と、クラッチアーム３３と、クラッチパウル３４と、抵抗スプリング３５と、スプリングストッパ３６とを備えている。
図５に示すようにクラッチギヤ３１は、このクラッチギヤ３１より大径のキャリヤギヤ１７の外歯１７ｂに噛合可能とされているとともに、図示しないが下側コネクトギヤ（本発明のモータ側ギヤに相当）２６に常時噛合されている。回転軸３２は、クラッチギヤ３１の中心孔３１ａを貫通してこのクラッチギヤ３１を回転可能に支持している。

クラッチアーム３３は両側壁３３ａ,３３ｂと底部（不図示）とからなる断面コ字状に形成されている。両側壁３３ａ,３３ｂの一端側は底部が突出しており、これらの突出部に直線状の支持溝３３ｃが形成されている。そして、両側壁３３ａ,３３ｂの両突出部の間にクラッチギヤ３１が配置され、クラッチギヤ３１の両側面から突出する回転軸３２がそれぞれ対応する支持溝３３ｃにこれらの溝３３ｃに沿って移動可能に支持されている。更に、回転軸３２の両側壁３３ａ,３３から突出する突出部分に各クラッチスプリング２４の第２湾曲係止部２４ｂが係止されている。更に、回転軸３２の一端側は、リテーナ１１に穿設されたガイド孔１１ｇに嵌合支持されている。このガイド孔１１ｇは、回転軸１１ｄを中心とした円の円弧として形成されている。したがって、回転軸３２はガイド孔１１にガイドされて、回転軸１１ｄを中心とした円の円周に沿って移動可能となっている。

また、両側壁３３ａ,３３ｂの他端側には、それぞれ長孔３３ｄが穿設されているとともにほぼ円弧状の係合部３３ｅが突設されている。更に、両側壁３３ａ,３３ｂの長手方向中央部には、それぞれ支持孔３３ｆが穿設されている。クラッチアーム３３は、これらの支持孔３３ｆがリテーナ１１に立設された支持軸１１ｈに嵌合されて回動可能に支持され、Ｅリング３７を支持軸１１ｈに組み付けることで抜け止めされている。

クラッチパウル３４は、一端側に支持孔３４ａが穿設されているとともに、他端側に係止爪３４ｂが形成されている。また、クラッチパウル３４の他端側つまり係止爪３４ｂ側には、係合ピン３４ｃが立設されている。係合ピン３４ｃはクラッチアーム３３の長孔３３ｄに嵌合されていて、クラッチアーム３３に対して相対回動可能にかつ長孔３３ｄに沿って相対移動可能とされている。図４に示すように、クラッチパウル３４は、パウルピン３８を支持孔３４ａに貫通させかつリテーナ１１のピン孔１１ｉに挿入係止させることで、リテーナ１１に回動可能に取り付けられる。そして、図６に示すように係止爪３４ｂがリング部材１９の時計回り（スプール４のベルト引出し方向αに対応）の回転に対してラチェット歯１９ｂに係止可能となっており、係止爪３４ｂがラチェット歯１９ｂに係止したときは、リング部材１９の時計回りの回転が阻止される。

抵抗スプリング３５は帯状の板ばねから構成されており、下端部がＬ字状に形成された支持部３５ａとされているとともに、長手方向中央より上方位置にコ字状の凹部３５ｂが形成されている。この凹部３５ｂより下方の支持部３５ａまでが平面とされているとともに、凹部３５ｂより上端までが湾曲面とされている。この凹部３５ｂには、クラッチアーム３３の係合部３３ｅが係脱可能とされている。図４に示すように、この係合部３３ｅが凹部３５ｂに係合した状態では、支持溝３３ｃの延設方向がガイド孔１１ｇの円弧の接線方向となり、回転軸３２がガイド孔１１ｇから支持溝３３ｃへおよび逆の支持溝３３ｃからガイド孔１１ｇへ移動可能となっている。

そして、クラッチスプリング２４，プーリ２５、下側コネクトギヤ２６、上側コネクトギヤ２７、アイドルギヤ２９、クラッチギヤ３１、回転軸３２、クラッチアーム３３、クラッチパウル３４、抵抗スプリング３５により、本発明のクラッチ機構が構成されている。
スプリングストッパ３６はＬ字状に形成されており、このスプリングストッパ３６とリテーナ１１に形成されたスプリング取付部１１ｊとの間に支持部３５ａが挟持されることで、抵抗スプリング３５がリテーナ１１に上端を自由端とした片持ち支持で取り付けられている。

また、図１、図４ないし図６に示すようにリテーナ１１には、内歯からなるクラッチギヤ停止保持部（本発明のノイズ防止手段およびクラッチギヤ停止保持手段に相当）１１ｋが設けられている。後述するように回転軸３２がガイド孔１１ｇの右端に当接してクラッチギヤ３１が最右位置に設定される図４に示す動力伝達遮断モードのときに、クラッチギヤ３１がこのクラッチギヤ停止保持部１１ｋの内歯に噛合することでその反時計回りの回転を停止されかつこの停止状態に保持される。

前述の減速機構７、動力伝達歯車機構８および動力伝達モード切換機構９の各構成要素が、リテーナ１１のフレーム２取付側と反対側の面に形成された凹部内に組み付けられた状態で、この面にリテーナカバー３９が所定数（図示例では４個）のねじ４０で取り付けられて、これらの構成要素がカバーされる。

このように構成された動力伝達歯車機構８は、次の３つの動力伝達モードが設定されている。
（１）動力伝達遮断モード
図４に示すように、動力伝達遮断モードでは動力伝達モード切換機構９におけるクラッチアーム３３の係合部３３ｅが抵抗スプリング３５の凹部３５ｂに係合した状態にされる。また、係合部３３ｅが凹部３５ｂに係合した状態では、クラッチパウル３４の係止爪３４ｂがリング部材１９のラチェット歯１９ｂに係合されなく、リング部材１９は回転自由となっている。これにより、サンギヤ部材２０とキャリヤギヤ１７との間のトルク伝達経路（後述するように、低速かつ高トルク伝達経路）は遮断される。

一方、回転軸３２がガイド孔１１ｇの右端に当接してクラッチギヤ３１は最右位置である動力遮断位置（クラッチオフ位置）に設定される。この動力遮断位置では、クラッチギヤ３１はキャリヤギヤ１７の外歯１７ｂから離れているとともにクラッチギヤ停止保持部１１ｋの内歯に噛合し、その反時計回りの回転が停止保持された状態となっている。これにより、クラッチギヤ３１とキャリヤギヤ１７との間のトルク伝達経路（後述するように、高速かつ低トルク伝達経路）が遮断される。
したがって、動力伝達遮断モードはスプール４とモータ６が接続されず、モータ６の回転トルクがスプール４へ伝達されない、かつ、スプール４の回転トルクもモータ６へ伝達されない動力伝達モードである。

（２）低減速比動力伝達モード
図５に示すように、低減速比動力伝達モードでは、動力伝達遮断モードと同様にクラッチアーム３３の係合部３３ｅが抵抗スプリング３５の凹部３５ｂに係合した状態にされる。また、係合部３３ｅが凹部３５ｂに係合した状態では、クラッチパウル３４の係止爪３４ｂが１９のラチェット歯１９ｂに係合されなく、リング部材１９は回転自由となっている。これにより、サンギヤ部材２０とキャリヤギヤ１７との低速かつ高トルク伝達経路は遮断される。

一方、回転軸３２がガイド孔１１ｇの中央の最高位置（スプール４の回転軸に最も接近した位置）に設定され、クラッチギヤ３１も最高位置（スプール４の回転軸に最も接近した位置）に設定される。この最高位置では、クラッチギヤ３１はキャリヤギヤ１７の外歯１７ｂに噛合する。これにより、クラッチギヤ３１がクラッチオン位置となって、クラッチギヤ３１とキャリヤギヤ１７との間の高速かつ低トルク伝達経路が接続される。すなわち、モータ６は、モータギヤ１３、コネクトギヤ２３、アイドルギヤ２９、上側コネクトギヤ２７、下側コネクトギヤ２６、クラッチギヤ３１、キャリヤギヤ１７およびコネクタ１４を介してスプール４に接続されている。したがって、低減速比の動力伝達経路が設定される。また、回転軸３２の最高位置では、回転軸３２はクラッチアーム３３の支持溝３３ｃ内に進入してクラッチアーム３３に当接している。
このように、この低減速比動力伝達モードは低減速比で、高速かつ低トルク伝達経路が設定される動力伝達モードである。この低減速比動力伝達モードでは、モータ６の駆動により迅速なベルト巻取りが可能となる。

（３）高減速比動力伝達モード
図６に示すように、高減速比動力伝達モードでは、クラッチアーム３３の係合部３３ｅが抵抗スプリング３５の凹部３５ｂから脱出し、抵抗スプリング３５の凹部３５ｂより上方の湾曲部に位置した状態にされる。また、このように係合部３３ｅが凹部３５ｂから脱出した状態では、クラッチパウル３４の係止爪３４ｂがリング部材１９のラチェット歯１９ｂに時計回りに係合し、リング部材１９は時計回りの回転が阻止されている。これにより、サンギヤ部材２０とキャリヤギヤ１７との低速かつ高トルク伝達経路が接続される。すなわち、モータ６は、モータギヤ１３、コネクトギヤ２３、アイドルギヤ２９、サンギヤ部材２０の外歯２０ｂ、サンギヤ２０ａ、プラネットギヤ１８、キャリヤギヤ１７およびコネクタ１４を介してスプール４に接続されている。したがって、遊星歯車機構により高減速比の動力伝達経路が設定される。

一方、回転軸３２がガイド孔１１ｇの左端に当接してクラッチギヤ３１は最左位置に設定される。この最左位置では、クラッチギヤ３１はキャリヤギヤ１７の外歯１７ｂから離れている。これにより、クラッチギヤ３１とキャリヤギヤ１７との間の高速かつ低トルク伝達経路が遮断される。
この高減速比動力伝達モードは高減速比で、低速かつ高トルク伝達経路が設定される動力伝達モードである。この高減速比動力伝達モードでは、モータ６の駆動により高ベルト張力でのベルト巻取りが行われる。

このように、クラッチギヤ３１は、動力伝達経路を接続するクラッチオン位置と動力伝達経路を遮断するクラッチオフ位置との間で移動可能となっている。これらの動力伝達遮断モード、低減速比動力伝達モード、高減速比動力伝達モード間の動力伝達モード切換は、動力伝達モード切換機構９によって行われる。

（１）動力伝達遮断モード→低減速比動力伝達モードの動力伝達モード切換
図４に示す動力伝達遮断モードの状態から、モータ６が正回転（図４においてモータ回転軸６ａが時計回り：スプール４のベルト巻取り方向βの回転に対応）すると、モータギヤ１３、コネクトギヤ２３、アイドルギヤ２９および上側クラッチギヤ２７を介して下側クラッチギヤ２６とプーリ２５とがそれぞれスプール４のベルト巻取り方向βに対応した方向に回転する。すると、クラッチギヤ３１がベルト巻取り方向βに対応した方向、つまり図４において時計回りに回転するが、このとき、クラッチギヤ３１はクラッチギヤ停止保持部１１ｋの内歯に噛合しているとともに回転軸３２が抵抗を受けないので、クラッチスプリング２４がプーリ２５と同方向に回動する。これにより、クラッチギヤ３１および回転軸３２がガイド孔１１ｇに沿って左方に移動する。クラッチギヤ３１および回転軸３２が所定量左方に移動すると、クラッチギヤ３１はクラッチギヤ停止保持部１１ｋの内歯から外れて空転し、その後、図５に示すように回転軸３２がクラッチアーム３３に当接する。

この回転軸３２がクラッチアーム３３に当接した位置では、図５に示すようにクラッチギヤ３１および回転軸３２が前述の最高位置に設定されて、クラッチギヤ３１がキャリヤギヤ１７の外歯１７ｂに噛合する。これにより、クラッチギヤ３１の回転がキャリヤギヤ１７に伝達され、キャリヤギヤ１７が回転する。このとき、シートベルト３にスラックがあると、このキャリヤギヤ１７の回転でシートベルト３がスプール４に巻き取られる。このスラックが除去されると、スプール４が回転しなくなるので、キャリヤギヤ１７も回転しなくなる。このため、クラッチギヤ３１もキャリヤギヤ１７から抵抗を受けて回転しなくなる。

しかし、モータ６の回転トルクにより下側コネクトギヤ２６が回転しようとするので、下側コネクトギヤ２６の回転トルクにより、回転軸３２に前述の最左位置方向に向かう力が加えられる。このとき、回転軸３２がクラッチアーム３３に当接しているので、この力により回転軸３２がクラッチアーム３３を押圧する。しかし、このときシートベルト３の張力が所定値以下であるので、回転軸３２の押圧力によるクラッチアーム３３を時計回りに回転させようとするモーメントが、係合部３３ｅと凹部３５ｂとの係合力による、この時計回りのモーメントに対向するモーメントより小さい。したがって、係合部３３ｅが凹部３５ｂから脱出しなく、クラッチアーム３３は回動しなく、回転軸３２がこのクラッチアーム３３に当接した位置に停止する。

この回転軸３２の停止により、クラッチギヤ３１および回転軸３２が図５に示す前述の最高位置に保持される。クラッチギヤ３１が最高位置に保持されることで、クラッチギヤ３１とキャリヤギヤ１７の外歯１７ｂとの噛合が保持され、クラッチギヤ３１とキャリヤギヤ１７との高速かつ低トルク伝達経路の接続が保持される。また、クラッチアーム３３が回動しないので、クラッチパウル３４も回動しなく、係止爪３４ｂはラチェット歯１９ｂに係合しない位置に保持される。これにより、リング部材１９が自由となり、サンギヤ部材２０とキャリヤギヤ１７との低速かつ高トルク伝達経路の遮断が保持される。
こうして、動力伝達機構８の動力伝達遮断モードから低減速比動力伝達モードへの動力伝達モード切換が行われ、動力伝達機構８は低減速比動力伝達モードに設定される。

（２）低減速比動力伝達モード→高減速比動力伝達モードの動力伝達モード切換
高減速比動力伝達モードはモータ６の比較的高い回転トルクにより設定される。その場合、高減速比動力伝達モードは、動力伝達遮断モードから低減速比動力伝達モードを介して設定される。
動力伝達遮断モードから低減速比動力伝達モードの動力伝達モード切換は前述と同じである。しかし、高減速比動力伝達モードの設定ではシートベルト３の張力が所定値より大きいので、図５に示す低減速比動力伝達モードの状態で、回転軸３２の押圧力によりクラッチアーム３３に加えられるモーメントが、係合部３３ｅと凹部３５ｂとの係合力による、この時計回りのモーメントに対向するモーメントより大きくなる。このため、係合部３３ｅが凹部３５ｂから脱出可能となる。

したがって、クラッチスプリング２４が反時計回りに更に回動すると、回転軸３２がクラッチアーム３３をその支持軸１１ｈを中心に時計回りに回動させながら、ガイド孔１１ｇに沿って左方へ移動する。これにより、クラッチギヤ３１も更に左方へ移動する。回転軸３２がガイド孔１１ｇの左端に当接すると、それ以上の移動が阻止され、クラッチギヤ３１、回転軸３２およびクラッチスプリング２４が停止する。これにより、図６に示すようにクラッチギヤ３１および回転軸３２は前述の最左位置に設定される。この最左位置では、クラッチギヤ３１がキャリヤギヤ１７の外歯１７ｂから外れ、クラッチギヤ３１とキャリヤギヤ１７との高速かつ低トルク伝達経路は遮断される。

一方、クラッチアーム３３の回動に連動して、クラッチパウル３４がクラッチパウルピン３８を中心に反時計回りに回動し、図６に示すようにその係止爪３４ｂがラチェット歯１９ｂに係止可能な位置に設定される。このとき、モータ６の回転トルクでサンギヤ部材２０が回転してリング部材１９も時計回りに回転しているので、ラチェット歯１９ｂが係止爪３４ｂに係止する。これにより、リング部材１９の回転が停止し、サンギヤ部材２０とキャリヤギヤ１７との低速かつ高トルク伝達経路が接続される。
こうして、動力伝達機構８の低減速比動力伝達モードから高減速比動力伝達モードへの動力伝達モード切換が行われ、動力伝達機構８は高減速比動力伝達モードに設定される。

（３）高減速比動力伝達モード→（低減速比動力伝達モード）→動力伝達遮断モードの動力伝達モード切換
図６に示す高減速比動力伝達モードの状態で、モータ６が逆回転（図４においてモータ回転軸６ａが反時計回り：スプール４のベルト引出し方向αの回転に対応）すると、下側コネクトギヤ２６およびプーリ２５も前述と逆回転する。すると、クラッチスプリング２４も同様に前述と逆方向に回動するので、クラッチギヤ３１および回転軸３２がクラッチアーム３３を反時計回りに回動させながらガイド孔１１ｇに沿って右方へ移動する。

クラッチアーム３３の反時計回りの回動に連動してクラッチパウル３４が時計回りに回動するので、クラッチパウル３４はラチェット歯１９ｂと係合しない非係合位置となる。これにより、リング部材１９が回転自由になり、低速かつ高トルク伝達経路が遮断される。

クラッチギヤ３１および回転軸３２が前述の最高位置になったとき、クラッチギヤ３１がキャリヤギヤ１７の外歯１７ｂに噛合して一時的に図５に示す低減速比動力伝達モードとなるが、クラッチギヤ３１および回転軸３２の右方への移動が継続しているので、すぐにクラッチギヤ３１は外歯１７ｂから外れ、空転する。これにより、高速かつ低トルク伝達経路は一時的接続されるがすぐに遮断される。なお、高速かつ低トルク伝達経路が一時的接続されたとき、モータ６が逆回転しているので、スプール４はベルト引出し方向αに一時的に回転するが、すぐに停止する。

また、回転軸３２の最高位置から右方への移動により、クラッチアーム３３から脱出する。クラッチスプリング２４が更なる逆方向の回動で、クラッチギヤ３１および回転軸３２が更に右方へ移動すると、クラッチギヤ３１はクラッチギヤ停止保持部１１ｋの内歯に噛合する。回転軸３２がガイド孔１１ｇの右端に当接すると、それ以上の移動が阻止され、クラッチギヤ３１および回転軸３２の右方への移動とクラッチスプリング２４の逆方向の回動が停止する。これにより、クラッチギヤ３１および回転軸３２は前述の図４に示す最右位置である動力遮断位置に設定される。このとき、クラッチギヤ３１はクラッチギヤ停止保持部１１ｋの内歯に噛合しているので、その回転（自転）が停止する。

こうして、動力伝達機構８の高減速比動力伝達モードから動力伝達遮断モードへの動力伝達モード切換が行われ、動力伝達機構８は動力伝達遮断モードに設定される。なお、このように動力伝達機構８が動力伝達遮断モードに設定されたとき、モータ６は駆動を継続されてもよいし、駆動を停止されてもよい。

更に、この例のシートベルトリトラクタ１は、シートベルト３の次のようなベルトモードが設定されている。すなわち、シートベルト３が使用されずスプール４に完全に巻き取られている状態のベルト格納モード、シートベルト３を装着するためにスプール４から引き出す状態のベルト引出しモード、ベルト装着状態でシートベルト３を乗員にフィットさせるためフィッティング用ベルト巻取りモード、乗員が圧迫感を抱かないシートベルト３の通常装着状態の通常装着モード（コンフォートモード）、通常装着モードで車両走行中にドライバの居眠りや車輌進行方向前方の障害物を検知して、シートベルト３の巻取りを所定回数繰り返すことで、ドライバに警報を発する状態の警報モード、通常装着モードで車両走行中に車輌が障害物等に衝突するおそれがきわめて高い場合に、シートベルト３を巻き取ってきわめて強いベルト張力で乗員を拘束する緊急モード、ベルト非装着時にシートベルト３を格納状態にするために完全に巻き取る状態の格納用ベルト巻取りモードである。

このように構成されたこの例のシートベルトリトラクタ１によれば、動力伝達機構８に高速かつ低トルク動力伝達経路からなる低減速比動力伝達モードと低速かつ高トルク動力伝達経路からなる高減速比動力伝達モードとの２つの動力伝達経路を設定しているので、低減速比動力伝達モードによる、シートベルト３のスラック除去のための迅速なベルト巻取りと、高減速比動力伝達モードによる、乗員拘束のための高トルクでのベルト巻取りという２つの巻取り性能を実現することができる。

しかも、これらの２つの動力伝達経路が設定されることで、モータ６の回転トルクを効率よくスプール４に伝達することができるので、限られた消費電力でこれらの２つの巻取り性能を確実に発揮することができる。特に、乗員拘束のための高トルクでのベルト巻取りを低速かつ高トルク動力伝達経路で実現されるので、モータ６の回転トルクを従来に比して小さくすることができる。これにより、モータ６の消費電力を低減することができるとともに、より小型のモータを使用することができ、その分、シートベルトリトラクタ１をコンパクトにできる。

更に、シートベルト３の張力に応じて動力伝達機構８を低減速比動力伝達モードまたは高減速比動力伝達モードに設定しているので、モータ６の回転トルクを制御することなく、モード切換を簡単に行うことができるようになる。
更に、動力伝達機構８にモータ６の回転トルクをスプールに伝達しない動力伝達遮断モードを設定しているので、シートベルト３の引出し、シートベルト３の圧迫感のない通常装着、非装着時のシートベルト３の格納を、モータ６に影響されることなく行うことができる。

更に、高減速比減速機構７ａを遊星歯車機構により構成しているので、低速かつ高トルク伝達経路をコンパクトに形成することができる。これにより、動力伝達機構８を低減速比動力伝達モードまたは高減速比動力伝達モードを有するようにしても、シートベルトリトラクタ１の大型化をより効果的に抑制することができる。

更に、高減速比減速機構７ａのキャリヤと低減速比減速機構７ｂの外歯１７ｂとを１つの共通のキャリヤギヤ１７で構成しているので、部品点数を削減できるとともに、その分、よりコンパクトになる。
更に、シートベルト３の張力に応じて動力伝達モード切換機構９により遊星歯車機構のインターナルギヤ１９ａの回転制御および小径のクラッチギヤ３１と大径のキャリヤギヤ１７の外歯１７ｂとの間の噛合制御を行うことで、動力伝達モードを簡単に切り換えることができるようになる。

更に、クラッチギヤ３１が動力遮断位置に設定されたときはクラッチギヤ停止保持部１１ｋの内歯に噛合するので、クラッチギヤ３１の回転（自転）が停止し、このクラッチギヤ３１の回転とこの回転に伴うクラッチ機構の他のギヤおよび動力伝達機構８の他のギヤの回転によるノイズを確実に防止することができる。しかも、クラッチギヤ停止保持手段をクラッチギヤ３１が噛合可能な内歯で形成しているので、クラッチ機構のオフ時にクラッチギヤ３１の回転を確実に停止することができ、簡単な構成でノイズ発生の防止を効果的に図ることができる。

なお、本発明のクラッチ機構ノイズ防止手段は、前述のクラッチギヤ停止保持部１１ｋに限定されることはなく、クラッチ機構がオフに設定されたときに、クラッチ機構および動力伝達機構からノイズが発生するのを防止できるものであれば、どのようなノイズ防止手段を用いることもできる。

また、動力伝達モードの切換えは、モータ６の低トルクおよび高トルクの２つのトルクを用いた動力伝達モード切換機構９以外のソレノイド等の機構を用いることができる。
更に、高減速比減速機構７ａのキャリヤと低減速比減速機構７ｂの外歯１７ｂとを１つの共通のキャリヤギヤ１７で構成する必要はなく、別部材で構成することもできる。

更に、前述の例のように、動力伝達モード切換時にはモータ６の回転トルクは一定であるが、フィッティング用ベルト巻取りモード、警報モード、緊急モード、格納用ベルト巻取りモード等の各モードにおいては、モータ６の回転トルクをそのモードに応じて変化するように制御することもできる。

本発明のシートベルトリトラクタは、自動車等の車両に装備され、乗員を拘束保護するためのシートベルトをモータにより巻取るシートベルトリトラクタに好適に利用することができる。

本発明にかかるシートベルトリトラクタの実施の形態の一例を示す分解斜視図である。 図１に示す例のシートベルトリトラクタをリテーナカバーを外した状態で示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は左側面図である。 図１に示す例のシートベルトリトラクタに用いられるサンギヤ部材を示し、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるIIIB方向から見た斜視図である。 図１に示す例のシートベルトリトラクタにおける動力伝達遮断モードの状態を、構成要素の一部を除いて示す左側面図である。 図１に示す例のシートベルトリトラクタにおける低減速比動力伝達モードの状態を、構成要素の一部を除いて示す左側面図である。 図１に示す例のシートベルトリトラクタにおける高減速比動力伝達モードの状態を、構成要素の一部を除いて示す左側面図である。

符号の説明

１…シートベルトリトラクタ、２…フレーム、３…シートベルト、４…スプール、５…ロック手段、６…モータ、６ａ…モータ回転軸、７…減速機構、７ａ…高減速比減速機構、７ｂ…低減速比減速機構、８…動力伝達歯車機構、９…動力伝達モード切換機構、１１…リテーナ、１１ｇ…ガイド孔、１１ｋ…内歯からなるクラッチギヤ停止保持部、１３…モータギヤ、１７…キャリヤギヤ、１８…プラネットギヤ、１９…リング部材、１９ａ…インターナルギヤ、１９ｂ…ラチェット歯、２０…サンギヤ部材、２０ａ…サンギヤ、２３…コネクトギヤ、２４…クラッチスプリング、２５…プーリ、２６…下側コネクトギヤ、２７…上側コネクトギヤ、２９…アイドルギヤ、３１…クラッチギヤ、３２…回転軸、３３…クラッチアーム、３４…クラッチパウル

Claims (4)

1. シートベルトを巻取るスプールと、このスプールを回転させる回転トルクを発生するモータと、オンに設定されたとき、前記モータの回転トルクを前記スプールに伝達する動力伝達経路を接続し、かつオフに設定されたとき、前記動力伝達経路を遮断するクラッチ機構とを少なくとも備えているシートベルトリトラクタにおいて、
   前記クラッチ機構がオフに設定されたときに、ノイズが発生するのを防止するノイズ防止手段を少なくとも備えていることを特徴とするシートベルトリトラクタ。
2. 前記クラッチ機構は、動力伝達経路を接続するクラッチオン位置と動力伝達経路を遮断するクラッチオフ位置との間で移動可能であるとともに前記モータに接続されているモータ側ギヤに常時噛合するクラッチギヤを備えており、
   前記ノイズ防止手段は、前記クラッチギヤが前記クラッチオフ位置となったときに、ノイズが発生するのを防止する手段であることを特徴とする請求項１記載のシートベルトリトラクタ。
3. 前記ノイズ防止手段は、前記クラッチギヤが前記クラッチオフ位置となったとき、このクラッチギヤの回転を停止するクラッチギヤ停止保持手段であることを特徴とする請求項２記載のシートベルトリトラクタ。
4. 前記クラッチギヤ停止保持手段は、前記クラッチギヤが噛合可能な歯で形成されていることを特徴とする請求項３記載のシートベルトリトラクタ。

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