JP2015231817A - シートベルトリトラクタ及びシートベルト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギー吸収特性を向上させつつ乗員の拘束性を向上させることができる、シートベルトリトラクタ及びシートベルト装置を提供する。【解決手段】シートベルトリトラクタ１は、乗員を拘束するウェビングＷの巻き取りを行うスプール２と、スプール２の軸心に挿通されるシャフト３と、シャフト３に接続され回転状態と非回転状態とに切り替え可能なロッキングベース４と、を備え、スプール２とシャフト３との相対回転速度に応じてエネルギー吸収量を変動可能なエネルギー吸収装置５と、シャフト３又はスプール２に閾値以上の荷重が負荷された場合に荷重伝達を遮断又は低減する荷重調整部材６と、を備え、スプール２、シャフト３、ロッキングベース４、エネルギー吸収装置５及び荷重調整部材６は、直列に接続されている。【選択図】図１

Description

本発明は、シートベルトリトラクタ及びシートベルト装置に関し、特に、エネルギー吸収性能の向上に適した、シートベルトリトラクタ及び該シートベルトリトラクタを備えたシートベルト装置に関する。

例えば、帯状や紐状の長尺物の巻き取り装置（巻き戻し機能も含む）において、長尺物を巻き取る巻胴（ドラムやスプールと称されることもある）は、該巻胴を回転可能に支持する支持手段に対して相対的に回転運動している。かかる相対運動をする装置において長尺物が伸びきった場合や巻き取り又は巻き戻し中に巻胴が停止した場合には、装置や長尺物に大きな荷重がかかることから、相対運動する物体間にエネルギー吸収装置を配置することが好ましい。かかる巻き取り装置の一例としては、シートベルト装置に使用されるシートベルトリトラクタが代表的である（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。

特許文献１には、相対的に回転運動する巻取ドラムとラチェットギヤとの間にトーションバーとワイヤとを配置したシートベルトリトラクタが開示されている。かかるシートベルトリトラクタによれば、トーションバーの捩り変形及びワイヤの摺動変形により巻取ドラムとラチェットギヤとの間に生じ得るエネルギーを吸収することができるとともに、ワイヤを摺動変形させるために必要な引き出し荷重を異ならせることによってエネルギー吸収特性を変化させることができる。

特許文献２には、相対的に回転運動する物体間にリングディスク（１，３）と揺動部材（２）とを配置した車両用フォースリミッタ装置が開示されている。かかる装置によれば、リングディスク（１，３）に対して揺動部材（２）が相対回転する際に、揺動部材（２）に形成された突起（５）がリングディスク（１，３）に形成された突起（７，８）に交互に揺動しながら接触することにより、相対的に回転運動する物体間に生じるエネルギーを吸収することができる。特に、本装置では、揺動部材（２）の回転速度によって運動エネルギーが変化し、揺動部材（２）の回転速度が増加するに連れてエネルギー吸収量を増大させることができる。

特開２０１３−１８４５３８号公報 特開２０１４−５０２５７６号公報

ところで、上述した特許文献１や特許文献２に記載されたようなエネルギー吸収装置を備えたシートベルトリトラクタを有するシートベルト装置では、同一の車両であっても、男性や女性、大柄な体格の人や小柄な体格の人等、種々の体格を有する乗員がシートに着座することとなる。したがって、同一のシートベルト装置であっても、車両衝突時にウェビングやリトラクタにかかる荷重が変動することとなる。

この変動荷重に対応するためには、車両に乗員の体格を判断するセンサを配置したり、異なる荷重に対応可能なエネルギー吸収装置を配置したりしなければならない。なお、かかる事象は、シートベルトリトラクタに限定されるものではなく、例えば、厚さや種類の異なる長尺物（織物、甲板等）を巻き取る巻き取り装置においても生じ得る。

しかしながら、特許文献１に記載されたエネルギー吸収装置では、ワイヤとトーションバーの二段階にエネルギー吸収特性を変更することができるものの、無段階にエネルギー吸収特性を変更することができない。

また、特許文献２に記載されたエネルギー吸収装置では、揺動部材の回転速度に応じてエネルギー吸収量を変更することができ、種々の体格の乗員に対応させることができるものの上限が設定されていないことから、エネルギー吸収し続けることはできても乗員の拘束性が低下してしまう可能性がある。

本発明はかかる問題点に鑑み創案されたものであり、エネルギー吸収特性を向上させつつ乗員の拘束性を向上させることができる、シートベルトリトラクタ及びシートベルト装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、乗員を拘束するウェビングの巻き取りを行うスプールと、該スプールの軸心に挿通されるシャフトと、該シャフトに接続され回転状態と非回転状態とに切り替え可能なロッキングベースと、を備えたシートベルトリトラクタにおいて、前記スプールと前記シャフトとの相対回転速度に応じてエネルギー吸収量を変動可能なエネルギー吸収装置と、前記シャフト又は前記スプールに閾値以上の荷重が負荷された場合に荷重伝達を遮断又は低減する荷重調整部材と、を備え、前記スプール、前記シャフト、前記ロッキングベース、前記エネルギー吸収装置及び前記荷重調整部材は、直列に接続されている、ことを特徴とするシートベルトリトラクタが提供される。

また、本発明によれば、乗員をシートに拘束するウェビングと、該ウェビングの巻き取りを行うシートベルトリトラクタと、前記ウェビングを車体側に固定するベルトアンカーと、前記シートの側面に配置されたバックルと、前記ウェビングに配置されたトングと、を備えたシートベルト装置において、前記シートベルトリトラクタは、前記ウェビングの巻き取りを行うスプールと、該スプールの軸心に挿通されるシャフトと、該シャフトに接続され回転状態と非回転状態とに切り替え可能なロッキングベースと、を備え、前記スプールと前記シャフトとの相対回転速度に応じてエネルギー吸収量を変動可能なエネルギー吸収装置と、前記シャフト又は前記スプールに閾値以上の荷重が負荷された場合に荷重伝達を遮断又は低減する荷重調整部材と、を備え、前記スプール、前記シャフト、前記ロッキングベース、前記エネルギー吸収装置及び前記荷重調整部材は、直列に接続されている、ことを特徴とするシートベルト装置が提供される。

前記シートベルトリトラクタ及び前記シートベルト装置において、前記エネルギー吸収装置は、前記スプールと前記シャフトとの間に配置されていてもよい。

また、前記荷重調整部材は、例えば、前記ロッキングベースと前記シャフトとの間、前記シャフトと前記エネルギー吸収装置との間、又は、前記エネルギー吸収装置と前記スプールとの間に配置される。

また、前記エネルギー吸収装置は、前記スプール側に同心軸上に配置されるハウジングと、前記シャフト側に同心軸上に配置されるクラッチプレートと、前記ハウジング内に収容され前記ハウジングと前記クラッチプレートとの相対回転速度に応じて抗力を発生させる抗力発生部材と、を備えていてもよい。

また、前記荷重調整部材は、例えば、ロードリミッタ、トルクリミッタ、前記シャフトと一体に形成されたトーションバー、又は、エネルギー吸収部材の何れかである。

上述した本発明に係るシートベルトリトラクタ及びシートベルト装置によれば、スプール、シャフト、ロッキングベース、エネルギー吸収装置及び荷重調整部材を直列に接続したことにより、スプールとシャフトとの間に相対回転速度が生じた場合に、エネルギー吸収装置により相対回転速度に応じてエネルギー吸収量を無段階に変動させることができ、シャフト又はスプールに閾値以上の荷重が負荷された場合に荷重調整部材によりシートベルトリトラクタに負荷される荷重を吸収又は制限することができる。したがって、エネルギー吸収装置と荷重調整部材とを段階的に作用させることができ、エネルギー吸収特性を向上させつつ乗員の拘束性を向上させることができる。

本発明の第一実施形態に係るシートベルトリトラクタを示す概念図であり、（Ａ）は第一例、（Ｂ）は第二例、（Ｃ）は第三例、を示している。 図１（Ａ）〜（Ｃ）に示した実施形態の効果を示す図であり、（Ａ）は相対回転速度の時間経過、（Ｂ）はシャフト負荷荷重の時間経過、を示している。 本発明の第二実施形態に係るシートベルトリトラクタを示す断面図である。 図３に示したエネルギー吸収装置の部品組立図である。 エネルギー吸収装置の変形例を示す部品組立図である。 本発明の第三実施形態に係るシートベルトリトラクタを示す断面図である。 図６に示したエネルギー吸収装置の部品組立図である。 本実施形態に係るシートベルト装置を示す全体構成図である。

以下、本発明の実施形態について図１〜図８を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の第一実施形態に係るシートベルトリトラクタを示す概念図であり、（Ａ）は第一例、（Ｂ）は第二例、（Ｃ）は第三例、を示している。図２は、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示した実施形態の効果を示す図であり、（Ａ）は相対回転速度の時間経過、（Ｂ）はシャフト負荷荷重の時間経過、を示している。

本発明の第一実施形態に係るシートベルトリトラクタ１は、例えば、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、乗員を拘束するウェビングＷの巻き取りを行うスプール２と、スプール２の軸心に挿通されるシャフト３と、シャフト３に接続され回転状態と非回転状態とに切り替え可能なロッキングベース４と、を備え、スプール２とシャフト３との相対回転速度に応じてエネルギー吸収量を変動可能なエネルギー吸収装置５と、シャフト３又はスプール２に閾値以上の荷重が負荷された場合に荷重伝達を遮断又は低減する荷重調整部材６と、を備え、スプール２、シャフト３、ロッキングベース４、エネルギー吸収装置５及び荷重調整部材６は、直列に接続されている。なお、各構成部品の具体的な構造については後述する。

シートベルトリトラクタ１は、一般に、スプール２及びシャフト３を回転可能に収容するベースフレームを有している。シャフト３の一部は、ロッキングベース４に接続されており、シャフト３の別の一部は、エネルギー吸収装置５を介してスプール２に接続されている。ロッキングベース４は、通常時は、シャフト３と同期して回転運動できるように構成されている。また、ロッキングベース４は、例えば、車両に急減速が生じた場合やウェビングＷの引き出し速度が閾値を超えた場合には、加速度センサやロック機構等の拘束手段により回転運動が規制され、シャフト３を非回転状態にすることができように構成されている。

また、ロッキングベース４が非拘束状態（すなわち、回転状態）である通常時には、スプール２とシャフト３との間に相対回転運動が生じていないことから、スプール２（シャフト３）のトルクは、エネルギー吸収装置５を介してシャフト３（スプール２）にエネルギー吸収されずに伝達される。一方、ロッキングベース４が拘束状態である非回転時には、スプール２とシャフト３との間に相対回転運動が生じることとなり、相対回転速度が所定の閾値を超えると、エネルギー吸収装置５が作動し、相対回転運動によって生じた運動エネルギーが吸収される。このとき、エネルギー吸収装置５は、相対回転速度が低い場合にはエネルギー吸収量が少なく、相対回転速度が高い場合にはエネルギー吸収量が多くなるように、相対回転速度に応じてエネルギー吸収量を変動することができるものであることが好ましい。

上述したように、ロッキングベース４、シャフト３、エネルギー吸収装置５及びスプール２は、この順序で直列に接続されている。さらに、本実施形態では、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、これらの部品の間に荷重調整部材６が直列に配置される。ここで、「直列」とは動力伝達経路が直列であることを意味している。図１（Ａ）に示した第一例では、荷重調整部材６はシャフト３とエネルギー吸収装置５との間に配置されている。また、図１（Ｂ）に示した第二例では、荷重調整部材６はロッキングベース４とシャフト３との間に配置されている。また、図１（Ｃ）に示した第三例では、荷重調整部材６はエネルギー吸収装置５とスプール２との間に配置されている。

荷重調整部材６は、二物体間に所定の閾値以上の荷重が生じて過負荷となった場合に、二物体間の縁を切断又は緩和し、荷重伝達を遮断又は低減する部品である。荷重調整部材６は、例えば、ロードリミッタやトルクリミッタである。ロードリミッタやトルクリミッタとしては、市販されている種々の形態のものを任意に選択して使用することができる。

また、荷重調整部材６は、シャフト３と一体に形成されたトーションバーであってもよい。シャフト３と荷重調整部材６とを一体に形成することにより、部品点数を削減することができる。トーションバーは、図１（Ａ）に示した第一例に適用すると特に効果的である。また、荷重調整部材６は、従来のリトラクタに使用されているような、エネルギー吸収プレートやエネルギー吸収ワイヤ等のエネルギー吸収部材であってもよい。これらのエネルギー吸収部材は、プレートやワイヤ等の塑性変形によって、二物体間の荷重伝達を低減するものである。

ここで、スプール２、シャフト３、ロッキングベース４、エネルギー吸収装置５及び荷重調整部材６を直列に接続した場合の効果について、図２（Ａ）及び（Ｂ）を参照しつつ説明する。図２（Ａ）は、スプール２とシャフト３との間に生じる相対回転速度の変化を示す図であり、横軸は時間（ｓｅｃ）、縦軸は相対回転速度（ｍ／ｓ）、を示している。図２（Ｂ）は、シャフト負荷荷重の変化を示す図であり、横軸は時間（ｓｅｃ）、縦軸はシャフト負荷荷重（ｋＮ）、を示している。なお、荷重調整部材６には、トルクリミッタを使用している。

いま、図２（Ａ）に示したように、時間ｔ＝０のときにスプール２とシャフト３との間に相対回転が生じ、時間の経過とともに一次関数的に相対回転速度が増加するものとする。この相対回転運動の開始によって、エネルギー吸収装置５が作用し、シャフト負荷荷重は、図２（Ｂ）のＦ１に示したように、エネルギー吸収されながら時間の経過とともに増大する。そして、シャフト３に負荷される荷重が閾値αに達して過負荷状態になると、荷重調整部材６が作用し、図２（Ｂ）のＦ２に示したように、スプール２とシャフト３との間における閾値α以上の荷重伝達が遮断される。なお、図２（Ｂ）の縦軸は、スプール２に負荷されるスプール負荷荷重であってもよい。

本実施形態によれば、図２（Ｂ）に示したように、スプール２とシャフト３との間に相対回転速度が生じた場合に、相対回転速度に応じてエネルギー吸収量を無段階に変動させることができる。また、シャフト３又はスプール２に閾値α以上の荷重が負荷された場合に、荷重調整部材６によりシートベルトリトラクタ１に負荷される荷重を吸収又は制限することができる。したがって、エネルギー吸収装置５と荷重調整部材６とを段階的に作用させることができ、エネルギー吸収特性を向上させつつ乗員の拘束性を向上させることができる。

次に、上述した実施形態に係るシートベルトリトラクタ１の具体的な構造について、図３〜図７を参照しつつ説明する。ここで、図３は、本発明の第二実施形態に係るシートベルトリトラクタを示す断面図である。図４は、図３に示したエネルギー吸収装置の部品組立図である。図５は、エネルギー吸収装置の変形例を示す部品組立図である。図６は、本発明の第三実施形態に係るシートベルトリトラクタを示す断面図である。図７は、図６に示したエネルギー吸収装置の部品組立図である。なお、上述した第一実施形態に係るシートベルトリトラクタ１と同じ構成部品については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。

本発明の第二実施形態に係るシートベルトリトラクタ１は、図３に示したように、乗員を拘束するウェビングＷの巻き取りを行うスプール２と、スプール２の軸心に挿通されるトーションバー３６と、トーションバー３６に接続され回転状態と非回転状態とに切り替え可能なロッキングベース４と、を備え、スプール２とトーションバー３６との相対回転速度に応じてエネルギー吸収量を変動可能なエネルギー吸収装置５と、を備え、スプール２、エネルギー吸収装置５、トーションバー３６及びロッキングベース４が、この順序で直列に接続されており、さらに、エネルギー吸収装置５は、スプール２側に同心軸上に配置されるハウジング５１と、トーションバー３６（シャフト）側に同心軸上に配置されるクラッチプレート５２と、ハウジング５１内に収容されハウジング５１とクラッチプレート５２との相対回転速度に応じて抗力を発生させる抗力発生部材５３と、を備えている。なお、図３において、説明の便宜上、ウェビングＷの図を省略してある。

図示したシートベルトリトラクタ１は、従来のシートベルトリトラクトと同様に、スプール２を回転可能に収容する断面角型Ｕ字形状のベースフレーム１１と、トーションバー３６の一端に配置されるスプリング手段１２と、トーションバー３６の他端に配置されるロック機構１３と、車両の加速度を検知する加速度センサ１４と、を有している。なお、車両衝突時等にウェビングＷを瞬間的に巻き取って乗員とウェビングＷとの隙間を消失させるプリテンショナの図は省略してあるが、本実施形態に係るかかるシートベルトリトラクタ１は、プリテンショナを有していてもよいし、有していなくてもよい。

スプリング手段１２は、スパイラルスプリング（図示せず）の軸心を形成するスプリングコア１２ａと、スパイラルスプリングを収容するスプリングカバー１２ｂと、を有している。スプリングコア１２ａには、トーションバー３６の一端が接続されている。

ロック機構１３は、トーションバー３６の端部に配置されるロッキングベース４と、ロッキングベース４に揺動可能に配置されたパウル１３ｂと、ロッキングベース４の外側に隣接するようにトーションバー３６の端部に配置されるロックギア１３ｃと、ロックギア１３ｃに揺動可能に配置されたフライホイール１３ｄと、これらの部品を収容するとともにトーションバー３６を回転可能に支持するリテーナ１３ｅと、を有している。

加速度センサ１４は、ロック機構１３と隣接して配置されており、車両の衝突等により車両に生じた加速度を検知するとロックギア１３ｃの外周に形成された歯と係合可能な突起を有している。

加速度センサ１４が車両の衝突等により車両に生じた加速度を検知すると、ロックギア１３ｃの回転を抑制し、それに伴ってフライホイール１３ｄが揺動する。フライホイール１３ｄは、自身の揺動に伴ってパウル１３ｂを揺動させることができるように構成されている。揺動されたパウル１３ｂは、ロッキングベース４の外径方向に突出し、ベースフレーム１１の開口部に形成された歯と係合する。このパウル１３ｂの係合によって、ロッキングベース４はベースフレーム１１に固定された状態となる。

ロック機構１３が作動した状態で、ウェビングＷが引き出されて所定の閾値α以上の荷重が生じた場合、ウェビングＷに接続されたスプール２は、ロッキングベース４に対して相対的に回転運動することとなる。このとき、トーションバー３６が捻れることによってウェビングＷに生じたエネルギーを吸収する。また、トーションバー３６は、最大捻れ回転数を規定するストッパ３６ａを有していてもよい。ストッパ３６ａは、例えば、ロッキングベース４の軸部の外周に挿嵌される。かかるストッパ３６ａによりトーションバー３６の断裂が抑制される。また、ストッパ３６ａとスプール２との間にはガタツキ防止用のカラー３６ｂが配置されていてもよい。

なお、トーションバー３６は、上述した第一実施形態における、シャフト３と荷重調整部材６とを一体に形成したものであり、第二実施形態に係るシートベルトリトラクタ１は、実質的に図１（Ａ）に示したシートベルトリトラクタ１と同一の構成を有している。

上述したシートベルトリトラクタ１の構成は、例えば、特開２０１２−３０６３６号等に記載された従来のシートベルトリトラクタと実質的に同様の構成を有しており、これ以上の詳細な説明を省略する。そして、本実施形態に係るシートベルトリトラクタ１は、図１に示したように、スプリング手段１２側の端部において、スプール２とトーションバー３６との間にエネルギー吸収装置５が配置されている。

エネルギー吸収装置５は、図３及び図４に示したように、ハウジング５１と、クラッチプレート５２と、抗力発生部材５３と、を備えている。抗力発生部材５３は、例えば、ハウジング５１内で回転軸方向に往復動可能に配置される環状の第一クラッチディスク５３１と、ハウジング５１内で回転軸方向に往復動可能かつ第一クラッチディスク５３１の内側に配置される環状の第二クラッチディスク５３２と、第一クラッチディスク５３１及び第二クラッチディスク５３２を交互に回転軸方向に往復動させる揺動部材５３３と、により構成される。

ハウジング５１は、例えば、円形状の外形を有する第一クラッチディスク５３１及び第二クラッチディスク５３２を収容可能な有底の円筒形状を有している。また、ハウジング５１は、円筒形状の外壁５１１及び内壁５１２を有する二重円筒形状を有している。なお、図示したハウジング５１の形状は、単なる一例であり、第一クラッチディスク５３１及び第二クラッチディスク５３２を収容可能であれば、円筒形状に限定されるものでもない。また、ハウジング５１の中央部（内壁５１２の内径部）は、中空であってもよいし、中実であってもよい。

ハウジング５１は、揺動部材５３３の配置場所を区画する複数の仕切部材５１３を有している。仕切部材５１３は、外壁５１１及び内壁５１２に連結された壁部材であり、放射状に形成されている。したがって、ハウジング５１の周方向に交互に複数の凹凸部を形成することができ、仕切部材５１３同士の間隙に形成される凹部５１４に揺動部材５３３が収容される。

また、仕切部材５１３は、第一クラッチディスク５３１の配置場所と第二クラッチディスク５３２の配置場所とを区画する突起部５１３ａを有している。突起部５１３ａは、外壁５１１及び内壁５１２を連結する仕切部材５１３の略中央部に形成されており、仕切部材５１３は、略Ｔ字状の断面を有している。そして、仕切部材５１３と外壁５１１とにより突起部５１３ａの外側に第一クラッチディスク５３１の収容空間５１３ｂが形成され、仕切部材５１３と内壁５１２とにより突起部５１３ａの内側に第二クラッチディスク５３２の収容空間５１３ｃが形成される。

第一クラッチディスク５３１は、複数の仕切部材５１３によって形成される収容空間５１３ｂに収容される環状の平板部材であり、仕切部材５１３との接触面に対して反対側に形成される係合外歯５３１ａと、径方向内側に突出し仕切部材５１３同士の間隙に配置される係止部５３１ｂと、を有している。係合外歯５３１ａは、第一クラッチディスク５３１の表面に放射状に複数の溝を形成することによって形成される。また、第一クラッチディスク５３１を収容空間５１３ｂに収容すると、係止部５３１ｂが仕切部材５１３の突起部５１３ａと隣接する位置に配置され、係止部５３１ｂが突起部５１３ａに係止することによって、第一クラッチディスク５３１の周方向の回転が抑制される。

第二クラッチディスク５３２は、複数の仕切部材５１３によって形成される収容空間５１３ｃに収容される環状の平板部材であり、仕切部材５１３との接触面に対して反対側に形成される係合内歯５３２ａと、径方向外側に突出し仕切部材５１３同士の間隙に配置される係止部５３２ｂと、を有している。係合内歯５３２ａは、第二クラッチディスク５３２の表面に放射状に複数の溝が形成されることによって形成される。また、第二クラッチディスク５３２を収容空間５１３ｃに収容すると、係止部５３２ｂが仕切部材５１３の突起部５１３ａと隣接する位置に配置され、係止部５３２ｂが突起部５１３ａに係止することによって、第二クラッチディスク５３２の周方向の回転が抑制される。

クラッチプレート５２は、第一クラッチディスク５３１の係合外歯５３１ａ及び第二クラッチディスク５３２の係合内歯５３２ａと対峙する噛合面５２０を有する環状の平板部材である。噛合面５２０の表面には、放射状に複数の溝が形成され、周方向に山谷が形成されることによって係合歯５２１が形成される。なお、クラッチプレート５２は、環状に限定されるものではなく、円盤形状であってもよい。

係合外歯５３１ａ、係合内歯５３２ａ及び係合歯５２１は、同位相に歯（又は溝）が形成されており、クラッチプレート５２の係合歯５２１に対して、第一クラッチディスク５３１の係合外歯５３１ａ及び第二クラッチディスク５３２の係合内歯５３２ａが噛み合うことができるように形成されている。

また、クラッチプレート５２は、ハウジング５１に対して相対的に回転可能にハウジング５１内に配置され、ハウジング５１は、クラッチプレート５２の回転軸方向の移動を規制するカバープレート５４を有している。カバープレート５４は、例えば、ハウジング５１内に収容可能な環状部材であり、外周部に複数の突起５４ａを有している。また、ハウジング５１の外壁５１１の縁部には、カバープレート５４の突起５４ａを挿入可能な切欠５１１ａが形成されている。

また、クラッチプレート５２の噛合面５２０に対する反対側の面（裏面５２２）を構成し、ハウジング５１に固定されたカバープレート５４の内面に対して摩擦抵抗が少なくなるように形成されていることが好ましい。なお、カバープレート５４の形状や固定方法は、図示した構成に限定されるものではなく、例えば、カバープレート５４は円盤形状であってもよいし、ハウジング５１に螺合可能な蓋部材であってもよいし、内壁５１２に固定可能な構成であってもよい。

揺動部材５３３は、ハウジング５１の凹部５１４に収容可能な略平板形状を有し、ハウジング５１の底面と接触して滑動可能な支点５３３ａと、第一クラッチディスク５３１と接触して動力を伝達する第一力点５３３ｂと、第二クラッチディスク５３２と接触して動力を伝達する第二力点５３３ｃと、を有している。支点５３３ａは、軸状に突出した形状であってもよいし、球体状に突出した形状であってもよい。また、支点５３３ａに対峙するハウジング５１の底面には、支点５３３ａを支持する凹部が形成されていてもよい。

第一力点５３３ｂ及び第二力点５３３ｃは、第一クラッチディスク５３１及び第二クラッチディスク５３２と接触する部分が、突出した湾曲部を形成していてもよい。かかる構成により、揺動部材５３３と第一クラッチディスク５３１及び第二クラッチディスク５３２との接触により生じる応力を低減することができる。

また、支点５３３ａ、第一力点５３３ｂ及び第二力点５３３ｃが、それぞれハウジング５１、第一クラッチディスク５３１及び第二クラッチディスク５３２に接触していることから、第一クラッチディスク５３１及び第二クラッチディスク５３２の往復移動時に全周に略均等な荷重を負荷させることができ、応力集中の発生を抑制し、係合歯５２１、係合外歯５３１ａ及び係合内歯５３２ａの破損を抑制することもできる。

上述した各部品を組み立てた状態において、揺動部材５３３の第二力点５３３ｃがハウジング５１の底面に接触するように傾斜した場合には、第一力点５３３ｂはクラッチプレート５２に接近する方向に傾斜した状態となっており、このとき、第一クラッチディスク５３１の係合外歯５３１ａがクラッチプレート５２の係合歯５２１と噛み合うように構成されている。

同様に、図示しないが、揺動部材５３３の第一力点５３３ｂがハウジング５１の底面に接触するように傾斜した場合には、第二力点５３３ｃはクラッチプレート５２に接近する方向に傾斜した状態となっており、このとき、第二クラッチディスク５３２の係合内歯５３２ａがクラッチプレート５２の係合歯５２１と噛み合うように構成されている。

かかるエネルギー吸収装置５によれば、クラッチプレート５２とハウジング５１との相対回転速度が上昇すると、それに伴って第一クラッチディスク５３１及び第二クラッチディスク５３２の往復動する速度（揺動速度）も上昇し、第一クラッチディスク５３１及び第二クラッチディスク５３２の運動エネルギー（Ｅ＝１／２・ｍｖ^２）が増大する。

したがって、第一クラッチディスク５３１及び第二クラッチディスク５３２がクラッチプレート５２に接触したときの垂直抗力Ｎが増大し、係合外歯５３１ａ及び係合内歯５３２ａと係合歯５２１との間に生じる摩擦力（Ｆ＝μＮ）が大きくなる。また、第一クラッチディスク５３１及び第二クラッチディスク５３２の往復動によってハウジング５１の壁面との間に生じる摩擦力も大きくなる。すなわち、抗力発生部材５３により、ハウジング５１とクラッチプレート５２との相対回転速度に応じて抗力を発生させることができる。

ここで、図３に示したように、ハウジング５１はスプール２に接続されており、クラッチプレート５２はトーションバー３６に接続されている。したがって、トーションバー３６（シャフト３に相当）とスプール２との間に相対回転運動が生じると、上述した抗力発生部材５３により、相対回転速度に応じた抗力を発生させることができ、その分だけエネルギー吸収することができる。なお、相対回転速度が上昇し、トーションバー３６に生じる荷重が閾値α以上になるとトーションバー３６は捩りを生じ、荷重調整部材６として作用することとなる。

上述した抗力発生部材５３は、図４に示した構成に限定されるものではなく、例えば、図５に示した構成のものであってもよい。図５に示した変形例は、抗力発生部材５３として、揺動部材５３３に替えて直動部材５３４を使用したものである。

ハウジング５１は、直動部材５３４の配置場所を区画する複数の仕切部材５１３を有している。例えば、図示したように、１０個の直動部材５３４を配置する場合には、少なくとも１０個の凹部５１４が形成される。なお、吸収するエネルギーの大小に応じて、直動部材５３４の個数を変更することができるように、予め多数の凹部５１４をハウジング５１に形成しておくようにしてもよい。

また、仕切部材５１３は、第一クラッチディスク５３１の収容空間５１３ｂと第二クラッチディスク５３２の収容空間５１３ｃとを区画する突起部５１３ａを有している。図示したように、一つの仕切部材５１３に対して、複数の突起部５１３ａを形成するようにしてもよい。

第一クラッチディスク５３１は、クラッチプレート５２との接触面側に形成された係合外歯５３１ａと、径方向内側に突出し仕切部材５１３の突起部５１３ａ同士の間隙に配置される係止部５３１ｂと、仕切部材５１３との接触面側に形成された突起部５３１ｃと、を有している。突起部５３１ｃは、ハウジング５１に形成された凹部５１４に挿入可能な位置に形成されている。なお、突起部５３１ｃは、直動部材５３４と摺動可能に形成されたテーパ面（図示せず）を有している。

第二クラッチディスク５３２は、クラッチプレート５２との接触面側に形成された係合内歯５３２ａと、径方向内側に突出し仕切部材５１３の突起部５１３ａ同士の間隙に配置される係止部５３２ｂと、仕切部材５１３との接触面側に形成された突起部５３２ｃと、を有している。突起部５３２ｃは、ハウジング５１に形成された凹部５１４に挿入可能な位置に形成されている。なお、突起部５３２ｃは、直動部材５３４と摺動可能に形成されたテーパ面（図示せず）を有している。

直動部材５３４は、ハウジング５１の凹部５１４に収容可能な薄板のブロック形状を有し、移動方向の両端に形成されたテーパ面５３４ａ，５３４ｂを有している。テーパ面５３４ａは、直動部材５３４の径方向外側に形成されており、第一クラッチディスク５３１の突起部５３１ｃに形成されたテーパ面と接触可能に形成されている。テーパ面５３４ｂは、直動部材５３４の径方向内側に形成されており、第二クラッチディスク５３２の突起部５３２ｃに形成されたテーパ面と接触可能に形成されている。

したがって、直動部材５３４が、ハウジング５１の凹部５１４内で径方向外側に移動すると、テーパ面５３４ａが第一クラッチディスク５３１の突起部５３１ｃと接触して摺動し、第一クラッチディスク５３１をクラッチプレート５２に向かって押し上げる。このとき、第二クラッチディスク５３２は、直動部材５３４の移動に伴ってハウジング５１の仕切部材５１３側に移動可能となる。

また、直動部材５３４が、ハウジング５１の凹部５１４内で径方向内側に移動すると、テーパ面５３４ｂが第二クラッチディスク５３２の突起部５３２ｃと接触して摺動し、第二クラッチディスク５３２をクラッチプレート５２に向かって押し上げる。このとき、第一クラッチディスク５３１は、直動部材５３４の移動に伴ってハウジング５１の仕切部材５１３側に移動可能となる。

本発明の第三実施形態に係るシートベルトリトラクタ１は、図６に示したように、図３に示した第二実施形態に係るシートベルトリトラクタ１に対して、エネルギー吸収装置５の構成を変更したものである。したがって、上述した第二実施形態に係るシートベルトリトラクタ１と同一の構成部品については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

第三実施形態におけるエネルギー吸収装置５は、図６及び図７に示したように、スプール２側に同心軸上に配置されるハウジング５１と、トーションバー３６（シャフト）側に同心軸上に配置されるクラッチプレート５２と、ハウジング５１内に収容されハウジング５１とクラッチプレート５２との相対回転速度に応じて抗力を発生させる抗力発生部材５３と、クラッチプレート５２の回転軸方向の移動を規制するカバープレート５４と、を有している。

抗力発生部材５３は、一端がハウジング５１に形成された波形溝５１５に挿入され、他端がクラッチプレート５２に形成された放射溝５２３に挿入された複数の駆動ピン５３５と、ハウジング５１に形成された波形溝５１５及びカバープレート５４の内面に形成された波形溝５４１に収容され駆動ピン５３５の移動に伴って波形溝５１５，５４１に沿って摺動する複数の従動体５３６と、を有している。

ハウジング５１は、外壁５１１と内壁５１２との間に形成された環状の平面部５１６を有しており、この平面部５１６に波形溝５１５が形成されている。また、ハウジング５１の外壁５１１の縁部には、カバープレート５４の突起５４ａを挿入可能な切欠５１１ａが形成されている。波形溝５１５は、ハウジング５１の周方向に蛇行するように形成された溝である。

クラッチプレート５２は、径方向に長く形成された複数の放射溝５２３を有している。本実施形態では、放射溝５２３の個数は駆動ピン５３５の本数と同数であるが、放射溝５２３に対応する駆動ピン５３５及び従動体５３６の本数を調整することによりエネルギー吸収量を調整することができる。放射溝５２３は、表裏に貫通するように形成されている。放射溝５２３の径方向長さは、駆動ピン５３５が波形溝５１５に沿って移動するときに生じる振幅以上の大きさに設定される。また、放射溝５２３の周方向幅は、駆動ピン５３５を挿通可能な大きさに設定される。また、放射溝５２３は、径方向内側の端部が波形溝５１５の谷部に対峙し、径方向外側の端部が波形溝５１５の山部に対峙するように形成される。

カバープレート５４は、例えば、ハウジング５１内に収容可能な環状部材であり、外周部に複数の突起５４ａを有している。また、図示しないが、クラッチプレート５２と隣接する面には、波形溝５１５と同じ振幅を有し、山部及び谷部が波形溝５１５と一致するように波形溝５４１が形成されている。

駆動ピン５３５は、両端がそれぞれ波形溝５１５，５４１に挿入され、中間部が放射溝５２３に挿通された円柱形状の部品である。従動体５３６は、波形溝５１５，５４１に挿入される柱状体の部品である。図７の部分拡大図に示したように、従動体５３６は、例えば、三日月形状の断面を有している。また、従動体５３６は、駆動ピン５３５同士の隙間を充填するように複数配置されている。

上述した第三実施形態におけるエネルギー吸収装置５では、ハウジング５１にカバープレート５４が固定されており、その中間にクラッチプレート５２が駆動ピン５３５によって支持されている。したがって、ハウジング５１及びカバープレート５４の組立体とクラッチプレート５２とは、相対的に回転運動可能に構成されている。

そして、ハウジング５１とクラッチプレート５２との相対回転速度が上昇すると、それに伴って従動体５３６の速度が増大し、クラッチプレート５２の運動エネルギーは従動体５３６の慣性力に変換される。また、従動体５３６は、波形溝５１５，５４１内を移動する際に、壁面に押し付けられることとなるため、従動体５３６に生じる垂直抗力Ｎが増大し、摩擦力（Ｆ＝μＮ）も増大する。すなわち、抗力発生部材５３により、ハウジング５１とクラッチプレート５２との相対回転速度に応じて抗力を発生させることができる。

なお、上述した第二実施形態及び第三実施形態におけるエネルギー吸収装置５は、スプール２とトーションバー３６との相対回転速度に応じてエネルギー吸収量を変動可能なエネルギー吸収装置の一例であり、図示した構成に限定されるものではない。例えば、特許文献２（特開２０１４−５０２５７６号）に記載された構成のエネルギー吸収装置を使用するようにしてもよい。

次に、上述したシートベルトリトラクタ１を備えたシートベルト装置１０１について、図８を参照しつつ説明する。ここで、図８は、本実施形態に係るシートベルト装置を示す全体構成図である。

図８に示したシートベルト装置１０１は、乗員（図示せず）をシートＳに拘束するウェビングＷと、ウェビングＷの巻き取りを行うシートベルトリトラクタ１と、車体側に設けられウェビングＷを案内するガイドアンカー１０２と、ウェビングＷを車体側に固定するベルトアンカー１０３と、シートＳの側面に配置されたバックル１０４と、ウェビングＷに配置されたトング１０５と、を備え、シートベルトリトラクタ１は、上述した第一実施形態〜第三実施形態（第二実施形態の変形例を含む）に係るシートベルトリトラクタ１のいずれかである。

図示したシートベルト装置１０１は、いわゆる助手席用のシートベルト装置であり、シートＳと隣接した位置にピラーＰが配置されていることが多い。そして、例えば、シートベルトリトラクタ１はピラーＰ内に配置されており、ガイドアンカー１０２はピラーＰの表面に配置されている。かかるシートベルト装置１０１では、ウェビングＷを引き出してトング１０５をバックル１０４に嵌着することにより、ウェビングＷで乗員をシートＳに拘束することができる。

なお、シートベルト装置１０１のシートベルトリトラクタ１以外の構成については、従来のシートベルト装置と同様の構成であるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、シートベルト装置１０１は、助手席用のものに限定されず、運転席用のシートベルト装置であってもよいし、後部座席用のシートベルト装置であってもよい。後部座席用のシートベルト装置では、ガイドアンカー１０２を省略するようにしてもよい。

本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。

１ シートベルトリトラクタ
２ スプール
３ シャフト
４ ロッキングベース
５ エネルギー吸収装置
６ 荷重調整部材
１１ ベースフレーム
１２ スプリング手段
１２ａ スプリングコア
１２ｂ スプリングカバー
１３ ロック機構
１３ｂ パウル
１３ｃ ロックギア
１３ｄ フライホイール
１３ｅ リテーナ
１４ 加速度センサ
３６ トーションバー
３６ａ ストッパ
３６ｂ カラー
５１ ハウジング
５２ クラッチプレート
５３ 抗力発生部材
５４ カバープレート
５４ａ 突起
１０１ シートベルト装置
１０２ ガイドアンカー
１０３ ベルトアンカー
１０４ バックル
１０５ トング
５１１ 外壁
５１１ａ 切欠
５１２ 内壁
５１３ 仕切部材
５１３ａ 突起部
５１３ｂ，５１３ｃ 収容空間
５１４ 凹部
５１５，５４１ 波形溝
５１６ 平面部
５２０ 噛合面
５２１ 係合歯
５２２ 裏面
５２３ 放射溝
５３１ 第一クラッチディスク
５３１ａ 係合外歯
５３１ｂ 係止部
５３１ｃ 突起部
５３２ 第二クラッチディスク
５３２ａ 係合内歯
５３２ｂ 係止部
５３２ｃ 突起部
５３３ 揺動部材
５３３ａ 支点
５３３ｂ 第一力点
５３３ｃ 第二力点
５３４ 直動部材
５３４ａ，５３４ｂ テーパ面
５３５ 駆動ピン
５３６ 従動体

Claims (6)

1. 乗員を拘束するウェビングの巻き取りを行うスプールと、該スプールの軸心に挿通されるシャフトと、該シャフトに接続され回転状態と非回転状態とに切り替え可能なロッキングベースと、を備えたシートベルトリトラクタにおいて、
   前記スプールと前記シャフトとの相対回転速度に応じてエネルギー吸収量を変動可能なエネルギー吸収装置と、
   前記シャフト又は前記スプールに閾値以上の荷重が負荷された場合に荷重伝達を遮断又は低減する荷重調整部材と、を備え、
   前記スプール、前記シャフト、前記ロッキングベース、前記エネルギー吸収装置及び前記荷重調整部材は、直列に接続されている、
   ことを特徴とするシートベルトリトラクタ。
2. 前記エネルギー吸収装置は、前記スプールと前記シャフトとの間に配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
3. 前記荷重調整部材は、前記ロッキングベースと前記シャフトとの間、前記シャフトと前記エネルギー吸収装置との間、又は、前記エネルギー吸収装置と前記スプールとの間に配置されている、ことを特徴とする請求項２に記載のシートベルトリトラクタ。
4. 前記エネルギー吸収装置は、前記スプール側に同心軸上に配置されるハウジングと、前記シャフト側に同心軸上に配置されるクラッチプレートと、前記ハウジング内に収容され前記ハウジングと前記クラッチプレートとの相対回転速度に応じて抗力を発生させる抗力発生部材と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
5. 前記荷重調整部材は、ロードリミッタ、トルクリミッタ、前記シャフトと一体に形成されたトーションバー、又は、エネルギー吸収部材の何れかである、ことを特徴とする請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
6. 乗員をシートに拘束するウェビングと、該ウェビングの巻き取りを行うシートベルトリトラクタと、前記ウェビングを車体側に固定するベルトアンカーと、前記シートの側面に配置されたバックルと、前記ウェビングに配置されたトングと、を備えたシートベルト装置において、
   前記シートベルトリトラクタは、請求項１〜５の何れか一項に記載のシートベルトリトラクタである、ことを特徴とするシートベルト装置。