JP2015168351A - ウェビング巻取装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】オーバーロードを開放するための機構を構成するギヤの軸方向の微小移動を抑制できるウェビング巻取装置を得る。【解決手段】ウェビング巻取装置のオーバーロード開放機構を構成する二段ギヤ68の大ギヤ部78は、小ギヤ部76の小ギヤ部端面76Aとロータ102の底部106とによって挟まれる。これによって、大ギヤ部78の軸方向の微小移動であるがたつきを抑制できる。【選択図】図3

Description

本発明は、モータ駆動状態でウェビングが引張られた場合に、モータとスプールとの間で回転力の伝達を遮断できるウェビング巻取装置に関する。
ウェビング巻取装置のオーバーロード開放機構では、小径ギヤ及び大径ギヤの各々がクラッチハウジングの支持軸に支持されており、小径ギヤに対して大径ギヤが軸方向に微小移動することがある(一例として下記特許文献1を参照)。
特開2011−88469号公報
本発明は、上記事実を考慮して、オーバーロードを開放するための機構を構成するギヤの軸方向の微小移動を抑制できるウェビング巻取装置を得ることが目的である。
請求項1に記載のウェビング巻取装置は、ウェビングが巻取られるスプールと、前記スプールを回転させるためのモータと、前記モータから前記スプールへの回転伝達経路に設けられる第1ギヤと、前記回転伝達経路に設けられると共に前記第1ギヤに対して相対回転可能な第2ギヤと、第2ギヤへ同軸上に相対回転不能に組付けられて前記第2ギヤと共に前記第1ギヤを挟む保持部材と、前記第2ギヤに対する前記保持部材の軸方向の離間を制限する制限部と、前記保持部材へ取付けられ、前記保持部材と摩擦係合することによって前記第1ギヤと前記第2ギヤとの間で回転を伝達すると共に、前記保持部材に対して相対回転することによって前記回転の伝達を遮断するクラッチ部材と、を備えている。
請求項1に記載のウェビング巻取装置によれば、第1ギヤが第2ギヤと保持部材とによって第2ギヤ軸方向に挟まれる。また、第2ギヤ又は保持部材には制限部が形成され、第2ギヤに対する保持部材の第2ギヤ軸方向の離間が制限部によって制限される。これによって、第1ギヤの第2ギヤに対する第2ギヤ軸方向の微小移動を抑制できる。
請求項2に記載のウェビング巻取装置は、請求項1に記載のウェビング巻取装置において、前記保持部材は、前記第2ギヤに対して同軸上の円筒形状に形成されて外周部に前記クラッチ部材が装着される円筒部と、前記円筒部の一端を閉止すると共に前記第2ギヤが貫通される底部と、を含んでいる。
請求項2に記載のウェビング巻取装置によれば、保持部材を、円筒部の一端が底部によって閉止された有底円筒形状という単純な形状にできる。
請求項3に記載のウェビング巻取装置は、請求項1又は請求項2に記載のウェビング巻取装置において、前記第2ギヤ及び前記保持部材の一方に形成されて、前記第1ギヤが回転自在に支持されると共に、端面が前記第2ギヤ及び前記保持部材の他方に当接して前記第2ギヤと前記保持部材との接近を制限する軸部を備えている。
請求項3に記載のウェビング巻取装置によれば、第1ギヤが第2ギヤ及び保持部材の一方に形成された軸部に回転自在に支持される。また、軸部の端面には第2ギヤ及び保持部材の他方が当接され、第2ギヤと保持部材との接近が制限される。このため、第1ギヤが第2ギヤ及び保持部材に圧接されることを抑制でき、第1ギヤが軸部周りに円滑に回転できる。
請求項4に記載のウェビング巻取装置は、請求項3に記載のウェビング巻取装置において、前記軸部の端部から突出形成されると共に外形が前記軸部の外形よりも小さく、前記第2ギヤ及び前記保持部材の前記他方を貫通して支持すると共に、前記第2ギヤに対する前記保持部材の相対回転を阻止する回止め部を備えている。
請求項4に記載のウェビング巻取装置によれば、第2ギヤに対する保持部材の相対回転を阻止する回止め部が軸部の端部から突出形成される。回止め部の外形は軸部の外形よりも小さく形成される。このため、第2ギヤ及び保持部材の前記他方は回止め部に支持された状態で軸部の端面に当接されることによって第2ギヤと保持部材との接近を制限できる。
請求項5に記載のウェビング巻取装置は、請求項4に記載のウェビング巻取装置において、前記回止め部の前記軸部とは反対側に前記制限部が形成されて、前記第2ギヤ及び前記保持部材の前記他方が前記制限部によって前記回止め部に固定される請求項4に記載のウェビング巻取装置。
請求項5に記載のウェビング巻取装置によれば、回止め部の軸部とは反対側に形成された制限部によって第2ギヤ及び保持部材の他方を回止め部に固定できる。
以上説明したように、本発明に係るウェビング巻取装置では、オーバーロードを開放するための機構を構成する第1ギヤの第2ギヤ軸方向の微小移動を抑制できる
本実施の形態に係るウェビング巻取装置の分解斜視図である。 (A)は第1ギヤ、第2ギヤ、保持部材、クラッチ部材の分解斜視図であり、(B)は保持部材を(A)とは反対側から見た斜視図である。 図2(A)の3−3線に沿った断面に相当する第1ギヤ及びこれへ組付けた関連部品を示す断面図である 図3の4−4線に沿った断面図である。
<本実施の形態の構成>
本発明の一実施の形態に係るウェビング巻取装置10を図1から図4に基づいて説明する。なお、各図において矢印FRはウェビング巻取装置10の前後方向前側、矢印LHはウェビング巻取装置10の左右方向左側、矢印UPはウェビング巻取装置10の上下方向上側をそれぞれ示す。
(ウェビング巻取装置10の全体構成)
図1に示されるように、ウェビング巻取装置10は、例えば、車両の骨格部材や補強部材等の車体構成部材に固定されるフレーム12を備えている。フレーム12は左右方向に対向する脚板14、16を備えており、脚板14、16の間にはスプール18が設けられている。スプール18は軸方向が脚板14、16の対向方向に沿った略円筒形状に形成されており、乗員装着用のウェビング20の長手方向基端側が係止されている。スプール18は中心軸線周りに巻取方向及びその反対の引出方向へ回転可能とされており、スプール18が巻取方向へ回転されることによって、ウェビング20がスプール18の外周部に層状に巻取られる。
また、脚板14にはロック機構22のハウジング24が取付けられており、スプール18の一端がハウジング24によって回転自在に支持されている。ハウジング24の内側には、VSIR機構やWSIR機構を構成する各種部品が設けられている。VSIR機構は車両衝突時における車両急減速状態で作動される。これに対して、WSIR機構はスプール18の引出方向への回転加速度が所定の大きさを越えることによって作動される。VSIR機構やWSIR機構が作動されることによって、ロック機構22を構成するロック部材(図示省略)が作動されて、スプール18の引出方向への回転が阻止される。
さらに、スプール18にはフォースリミッタ機構が設けられている。スプール18の引出方向の回転がロック機構22のロック部材によって阻止された状態で、スプール18の引出方向の回転力が所定の大きさを越えると、フォースリミッタ機構のエネルギー吸収部材が変形されながらスプール18が引出方向へ回転される。このスプール18の引出方向への回転量だけウェビング20がスプール18から引出されると共に、スプール18の回転力の一部がエネルギー吸収部材の変形に供されて吸収される。また、脚板14の側方にはプリテンショナ26が設けられている。プリテンショナ26は、車両緊急時に作動されて、スプール18を巻取方向へ強制的に回転させる。
一方、脚板16の外側にはスプリングハウジング28が設けられている。スプリングハウジング28の内側には脚板16を貫通した軸部材30の先端側が入っており、軸部材30がスプリングハウジング28に回転自在に支持されている。軸部材30はスプール18に対して同軸上に設けられていると共に、スプール18に連結されてスプール18に対する相対回転が阻止されている。また、スプリングハウジング28の内側には渦巻きばね(図示省略)が設けられており、軸部材30は渦巻きばねによって巻取方向に付勢されている。また、脚板16とスプリングハウジング28との間にはギヤハウジング32が設けられている。ギヤハウジング32は右側へ向けて開口した凹形状に形成されており、ギヤハウジング32の開口側は、スプリングハウジング28とギヤハウジング32との間に設けられたプレート34によって閉止されている。
さらに、ギヤハウジング32の内側には、ラチェットホイール56が設けられている。ラチェットホイール56は軸部材30に対して同軸上に設けられており、軸部材30に対する相対回転が阻止されている。また、ギヤハウジング32の内側には円筒形状の支持部36が形成されている。支持部36はスプール18に対して同軸上に形成されており、軸部材30が貫通している。支持部36にはクラッチギヤ38が回転自在に支持されている。クラッチギヤ38の内側にはパウル42が回動可能に設けられている。また、クラッチギヤ38の内側にはリターンスプリング44が設けられており、パウル42の先端側がクラッチギヤ38径方向外側へ回動するようにパウル42が付勢されている。
また、支持部36の外側には保持リング46、48が形成されている。保持リング46、48は支持部36に対して同軸上に形成されていると共に、保持リング46の外側に保持リング48が形成されている。保持リング46、48の間には当接部材50の基部52が入っている。当接部材50の基部52は、保持リング46の外側面と保持リング48の内側面とに摺接しており、当接部材50は保持リング46、48に案内されて支持部36周りに回転できる。
当接部材50の基部52からは当接部54が右側へ延びており、当接部54はパウル42よりも巻取方向側でパウル42の先端側と対向している。クラッチギヤ38が巻取方向に回転されると、パウル42の先端側が当接部材50の当接部54に当接される。この状態でクラッチギヤ38が巻取方向に回転されると、パウル42がリターンスプリング44の付勢力に抗して回動され、これによって、パウル42の先端側がラチェットホイール56に噛合う。さらに、この状態でクラッチギヤ38が更に巻取方向に回転されると、当接部材50がパウル42に押圧されてクラッチギヤ38と共に支持部36周りに回転される。
また、ギヤハウジング32には3本のシャフト58、60、62が形成されており、これらのシャフト58〜62には、減速ギヤ列64を構成するギヤ66、二段ギヤ68、二段ギヤ70が回転自在に支持されている。ギヤ66はクラッチギヤ38及び二段ギヤ68の小ギヤ部76に噛合っており、二段ギヤ68の大ギヤ部78は二段ギヤ70の小ギヤ部80に噛合っている。
一方、脚板14、16間のスプール18の下側には、モータ84が設けられている。モータ84は、制御手段としてのECU(図示省略)に電気的に接続されており、更に、ECUを介して車両に搭載されたバッテリー(図示省略)に電気的に接続されている。ECUは、本ウェビング巻取装置10が搭載された車両の前方にある他の車両や障害物までの距離を測定する前方監視装置(図示省略)に電気的に接続されており、その距離が所定値未満になると、ECUによってモータ84が正転駆動される。
モータ84の出力軸(図示省略)は、脚板16及びギヤハウジング32を貫通されており、モータ84の出力軸の先端には、二段ギヤ70の大ギヤ部82に噛合うピニオンギヤ(図示省略)が設けられている。モータ84の出力軸のピニオンギヤ、二段ギヤ70、二段ギヤ68、ギヤ66、クラッチギヤ38はモータ84からスプール18までの回転伝達経路を構成しており、モータ84の正転駆動力は、減速ギヤ列64によって減速されてクラッチギヤ38に伝わり、これによって、クラッチギヤ38が巻取方向へ回転される。
(オーバーロード開放機構の構成)
ところで、減速ギヤ列64の二段ギヤ68はオーバーロード開放機構を構成している。図2に示されるように、二段ギヤ68の第2ギヤとしての小ギヤ部76の右側の小ギヤ部端面76Aからは軸部86が突出形成されている。軸部86は小ギヤ部76に対して同軸上に形成されていると共に、小ギヤ部76よりも外形が小さい。軸部86の右側の軸部端面86Aからは回止め部88が突出形成されている。回止め部88は、外形が軸部86よりも小さなスプライン形状等の非円形とされている。小ギヤ部76、軸部86、及び回止め部88は、回止め部88側へ向けて外形が小さくなる段付き形状となっている。
一方、二段ギヤ68の第1ギヤとしての大ギヤ部78は筒状部90の外周に形成されている。大ギヤ部78の軸方向中間部には円板状の中底部92が形成されており、中底部92の軸芯部には円孔94が形成されている。円孔94には小ギヤ部76の軸部86が貫通して中底部92が小ギヤ部端面76Aへ当たっており、これによって、大ギヤ部78が小ギヤ部76に対して相対回転可能に支持されている。
また、中底部92の右側には凹状の収容部96が形成されており、収容部96内にはクラッチ部材としてのクラッチスプリング98が設けられている。クラッチスプリング98は、ばね性を有する断面円形の金属棒材の軸芯を円形に曲げ成形することによって周方向一端から他端までが1周未満で両端間が不連続な略C字状に形成されている。また、クラッチスプリング98の一端側は、クラッチスプリング98の円形軸線に対して接線方向に直線状に延びた直線部98Aとされている。収容部96には、クラッチスプリング98の直線部98Aの一端面98Bに対応する対向部100が形成されている。対向部100は、大ギヤ部78の中心軸線周りに一定角度(本実施の形態では90度)毎に形成されている。クラッチスプリング98が収容部96に収容された状態で、これらの対向部100のうちの1つがクラッチスプリング98の一端面98Bに当接可能とされている。
一方、二段ギヤ68は保持部材としてのロータ102を備えている。ロータ102は、円筒部104を備えている。円筒部104の左側端部は底部106によって閉止されており、右側端部からはロータ102径方向外側へフランジ部108が延出されている。このように、ロータ102は全体的に有底円筒形状の一態様であるハット形状とされ、金属平板をプレス成形することによって形成されている。ロータ102の底部106には孔部110が形成されている。孔部110の形状は小ギヤ部76の回止め部88と同じ形状とされており、回止め部88が孔部110を貫通することによって、ロータ102の小ギヤ部76に対する相対回転が阻止される。
また、ロータ102の底部106が軸部86の軸部端面86Aに当接した状態で、回止め部88の先端側は孔部110を貫通して底部106の右側へ突出される。図3に示されるように、回止め部88の先端側にはかしめ部112が形成されている。かしめ部112は、回止め部88が先端から加圧されてかしめられることによって形成されている。かしめ部112の外形は孔部110よりも大きく、これによって、ロータ102の右側への移動が阻止されている。この状態で、大ギヤ部78の中底部92は、ロータ102の底部106と小ギヤ部76とによって挟まれており、これによって、小ギヤ部76に対する大ギヤ部78の二段ギヤ68軸方向の移動が制限されている。
詳しくは、小ギヤ部76の小ギヤ部端面76Aと軸部86の軸部端面86Aとの間の軸部86の軸方向寸法は、大ギヤ部78の中底部92の肉厚と同じか又は若干大きくされている。このため、中底部92がロータ102の底部106と小ギヤ部76の小ギヤ部端面76Aとによって挟まれても、中底部92が底部106や小ギヤ部端面76Aに押当てられることがなく、大ギヤ部78が小ギヤ部76とロータ102との間で自由に相対回転可能となっている。また、この状態で、大ギヤ部78のクラッチスプリング98が設けられた収容部96は、ロータ102のフランジ部108によって閉止されている。
ロータ102の円筒部104には、クラッチスプリング98が弾性的に巻付くように取付けられており、クラッチスプリング98は、円筒部104の外側面に圧接されている。このため、クラッチスプリング98と円筒部104との摩擦によってクラッチスプリング98とロータ102とが一体的に回転される。
<本実施の形態の作用、効果>
次に、本実施の形態の作用並びに効果について説明する。
本ウェビング巻取装置10では、前方にある他の車両や障害物までの距離が前方監視装置によって測定され、その距離が一定値未満になると、モータ84がECUによって正転駆動される。モータ84の正転駆動力がモータ84の出力軸のピニオンギヤ及び二段ギヤ70を介して二段ギヤ68の大ギヤ部78に伝わることによって、大ギヤ部78が図4の矢印B方向へ回転される。大ギヤ部78が回転されることによってクラッチスプリング98の一端面98Bが大ギヤ部78の対向部100に押圧されると、ロータ102がクラッチスプリング98と共に回転される。これによって、二段ギヤ68の小ギヤ部76が回転されると、小ギヤ部76の回転がギヤ66を介してクラッチギヤ38に伝わり、クラッチギヤ38が巻取方向へ回転される。
これによって、クラッチギヤ38のパウル42が当接部材50の当接部54に当接されると、パウル42が当接部54からの押圧反力によって回動されて、パウル42の先端側がラチェットホイール56に噛合う。これによって、クラッチギヤ38の回転がラチェットホイール56及び軸部材30を介してスプール18に伝わり、スプール18が巻取方向へ回転される。これによって、乗員の身体に装着されたウェビング20がスプール18に巻取られると、ウェビング20の弛みが除去される。
一方、例えば、車両が減速されると、乗員の身体が車両前側へ慣性移動しようとし、これによって、ウェビング20が乗員の身体に引張られる。この状態で、モータ84が正転駆動されていると、モータ84の駆動力とは逆向きの回転力がスプール18からモータ84側へ伝わる。これによって、二段ギヤ68の大ギヤ部78の対向部100に付与されるクラッチスプリング98の一端面98Bからの押圧力が、クラッチスプリング98とロータ102の円筒部104との間の滑りトルク(最大摩擦力)を越えると、クラッチスプリング98が拡径されて、クラッチスプリング98とロータ102の円筒部104との間に滑りが生じる。これによって、クラッチギヤ38、減速ギヤ列64の各ギヤ66、68、70、及びモータ84の出力軸のピニオンギヤの各噛合い部分に付与される荷重を軽減できる。
ここで、二段ギヤ68の大ギヤ部78は、小ギヤ部76とロータ102の底部106とに挟まれることによって、小ギヤ部76に対する大ギヤ部78の二段ギヤ68軸方向の移動が制限されて少なくなるか又はなくなる。これによって、大ギヤ部78の二段ギヤ68軸方向の微小移動であるがたつきを抑制でき、がたつきを少なくでき又はなくすことができる。このため、大ギヤ部78と二段ギヤ70の小ギヤ部80との噛合いを安定させることができ、モータ84からスプール18への駆動力の伝達性能を安定させることができる。
また、クラッチスプリング98が装着されるロータ102によって、小ギヤ部76とは反対側への大ギヤ部78のがたつきを抑制できる。このため、大ギヤ部78のがたつきを抑制するためだけの特別な部品が不要で、部品点数の増加を抑制できる。
さらに、回止め部88の外形が軸部86よりも小さいため、ロータ102の底部106が軸部86の軸部端面86Aに当接することによってロータ102の軸部86側への移動が阻止される。このため、小ギヤ部76の小ギヤ部端面76Aやロータ102の底部106が大ギヤ部78の中底部92に圧接されることを防止できる。これによって、クラッチスプリング98とロータ102の円筒部104との間に滑りが生じた際に、大ギヤ部78は軸部86周りに円滑に回転できる。
また、ロータ102の小ギヤ部76とは反対側へ移動がかしめ部112によって阻止又は制限される。ここで、かしめ部112は、ロータ102の底部106を貫通した回止め部88の先端が、二段ギヤ68軸方向にプレスされてかしめられることによって形成される。このように、かしめ部112の形成のためのプレス方向が、小ギヤ部76へのロータ102や大ギヤ部78の組付方向と同じになる。これによって、二段ギヤ68の一方向組付けが可能になるため、二段ギヤ68の組立てが容易になり、更には、二段ギヤ68の組立ての自動化が可能になる。
さらに、かしめ部112の形成前の状態で、軸部86の外形が小ギヤ部76よりも小さく、回止め部88の外形が軸部86よりも小さい。このため、小ギヤ部76、軸部86、及び回止め部88が鍛造等によって一体成形される際にアンダーカットが形成されない。これによって、小ギヤ部76、軸部86、及び回止め部88を容易に一体成形できる。
また、ロータ102が小ギヤ部76とは別体で構成される。このため、クラッチスプリング98の仕様が変更されることによって、ロータ102の円筒部104の外径寸法が変わったとしても、ロータ102の交換だけで仕様変更に対応できる。このため、仕様変更に伴うコストを安価にできる。しかも、ロータ102は金属平板をプレス成形することによって形成でき、しかも、円筒部104の開口端から円形のフランジ部108が延出された単純な形状であるため、ロータ102を安価に形成できる。
なお、本実施の形態では、二段ギヤ68においてモータ84の駆動力が入力される大ギヤ部78が第1ギヤとされて、スプール18側へ回転力を出力する小ギヤ部76が第2ギヤとされた。しかしながら、第2ギヤにモータの駆動力が入力されて、第1ギヤからスプールへ回転力を出力する構成であってもよい。
また、本実施の形態では、第1ギヤとしての大ギヤ部78が第2ギヤとしての小ギヤ部76よりも大きくて歯数が多い構成であった。しかしながら、第2ギヤが第1ギヤよりも大きくて歯数が多い構成としてもよく、第1ギヤ及び第2ギヤの大きさや歯数に関してなんら限定されるものではない。
さらに、本実施の形態では、第2ギヤとしての小ギヤ部76に軸部86及び制限部としてのかしめ部112が形成された。しかしながら、軸部や制限部は、保持部材に形成されてもよい。
10 ウェビング巻取装置
18 スプール
20 ウェビング
38 クラッチギヤ(回転伝達経路)
66 ギヤ(回転伝達経路)
68 二段ギヤ(回転伝達経路)
70 二段ギヤ(回転伝達経路)
76 小ギヤ部(第2ギヤ)
76A 小ギヤ部端面
78 大ギヤ部(第1ギヤ)
84 モータ
86 軸部
86A 軸部端面(軸部の端面)
88 回止め部
98 クラッチスプリング(クラッチ部材)
102 ロータ(保持部材)
104 円筒部
106 底部
112 かしめ部(制限部)

Claims (5)

  1. ウェビングが巻取られるスプールと、
    前記スプールを回転させるためのモータと、
    前記モータから前記スプールへの回転伝達経路に設けられる第1ギヤと、
    前記回転伝達経路に設けられると共に前記第1ギヤに対して相対回転可能な第2ギヤと、
    第2ギヤへ同軸上に相対回転不能に組付けられて前記第2ギヤと共に前記第1ギヤを挟む保持部材と、
    前記第2ギヤに対する前記保持部材の軸方向の離間を制限する制限部と、
    前記保持部材へ取付けられ、前記保持部材と摩擦係合することによって前記第1ギヤと前記第2ギヤとの間で回転を伝達すると共に、前記保持部材に対して相対回転することによって前記回転の伝達を遮断するクラッチ部材と、
    を備えるウェビング巻取装置。
  2. 前記保持部材は、
    前記第2ギヤに対して同軸上の円筒形状に形成されて外周部に前記クラッチ部材が装着される円筒部と、
    前記円筒部の一端を閉止すると共に前記第2ギヤが貫通される底部と、
    を含む請求項1に記載のウェビング巻取装置。
  3. 前記第2ギヤ及び前記保持部材の一方に形成されて、前記第1ギヤが回転自在に支持されると共に、端面が前記第2ギヤ及び前記保持部材の他方に当接して前記第2ギヤと前記保持部材との接近を制限する軸部を備える請求項1又は請求項2に記載のウェビング巻取装置。
  4. 前記軸部の端部から突出形成されると共に外形が前記軸部の外形よりも小さく、前記第2ギヤ及び前記保持部材の前記他方を貫通して支持すると共に、前記第2ギヤに対する前記保持部材の相対回転を阻止する回止め部を備える請求項3に記載のウェビング巻取装置。
  5. 前記回止め部の前記軸部とは反対側に前記制限部が形成されて、前記第2ギヤ及び前記保持部材の前記他方が前記制限部によって前記回止め部に固定される請求項4に記載のウェビング巻取装置。
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