JP2016055760A - シートベルトリトラクタ - Google Patents

Abstract

【課題】テンションレデューサ（ＴＲＤ）のＯＦＦ時（シートベルトの巻き取り・引き出し時）とＯＮ時（シートベルトの通常装着時）の巻取力の差を大きくする。
【解決手段】シートベルトリトラクタは、スピンドル１０と、スピンドル１０に対してベルト巻取方向の付勢力を常時付与する主スプリング２１と、主スプリング２１と並列に配置され、スピンドル１０に対してベルト巻取方向の付勢力を選択的に付与する第１副スプリング２２と、第１副スプリング２２と直列に配置され、スピンドル１０の巻取方向の回転に対して反発する方向の付勢力を付与し、主スプリング２１の付勢力よりも弱い付勢力を有する第２副スプリング２３と、第１副スプリング２２の内端部及び第２副スプリング２３の外端部が固着され、複数のラチェット歯部４３を有するラチェットホイール４０と、ラチェットホイール４０を規制状態と解除状態とに切り換える切換え装置８０と、を備えている。
【選択図】図７

Description

本発明は、自動車等の車両に装備されるシートベルトリトラクタに係り、特にシートベルトの装着時に乗員を不必要に圧迫することのないシートベルトリトラクタに関するものである。

自動車等の車両に装備されているシートベルト装置は、車両衝突時等の車両に大きな減速度が生じた緊急時にシートベルトで乗員を拘束して乗員のシートからの慣性移動を阻止することにより、乗員を保護している。このシートベルト装置には、スピンドルによりシートベルトの巻き取り・引き出しを行うと共に、緊急時にシートベルトの引き出しを阻止するシートベルトリトラクタが設けられている。

このようなシートベルトリトラクタでは、乗員がシートに座ってシートベルトを引き出し、タングをバックルに挿入係合した際に、その余分な引き出し分を吸収し、通常装着状態で乗員の胸部等に不必要な圧迫感を与えないようにすることが好ましい。しかし、一般のシートベルトリトラクタでは、一定の力を発揮するスプリングの付勢力でスピンドルがベルト巻取方向に常時付勢されているため、通常装着時において乗員が圧迫感を抱くことがある。

そこで、シートベルトの通常装着時にシートベルトを巻き取るスプリングの付勢力を軽減するテンションレデューサ（ＴＲＤ）機能を備えたシートベルトリトラクタが提供されている。

図１２及び図１３は、特許文献１に記載されたテンションレデューサ（ＴＲＤ）機能を備える各シートベルトリトラクタの模式図である。このシートベルトリトラクタでは、シートベルトを巻取方向に付勢するスプリング手段を、予め主スプリングと付加スプリングとに分けて構成し、通常のベルト巻取時には、両スプリングの合成付勢力により充分なベルト巻取力を作り出すと共に、シートベルトの正常装着時には、主スプリングの付勢力のみによる弱い巻取力でシートベルトに張力を付与するようにしている。

まず、図１２に示すシートベルトリトラクタについて述べる。
図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、このシートベルトリトラクタでは、主スプリング５２１と付加スプリング５２２とが並列に設置されている。主スプリング５２１は、ベルトＢを巻回したスピンドル５１０に常時連結されており、スピンドル５１０に対して常時ベルト巻取方向の付勢力ＦＡを付与する。付加スプリング５２２は、ラチェットホイール５４０に連結されており、ラチェットホイール５４０に対してベルト巻取方向の付勢力ＦＢを付与する。そして、ラチェットホイール５４０がスピンドル５１０と一体に回転するときは、付加スプリング５２２の付勢力がスピンドル５１０に加わり、ラチェットホイール５４０が回転をロックされているときには、付加スプリング５２２の付勢力がスピンドル５１０に加わらないようになっている。

ラチェットホイール５４０のラチェット歯５４３には、ロックレバー５６０の爪５６２が対向しており、ソレノイド５７０の切り替えによりＴＲＤの機能をＯＮ（以下、「ＴＲＤ＝ＯＮ」という）にすると、ロックレバー５６０の爪５６２がラチェット歯５４３に係合して、ラチェットホイール５４０のベルト巻取方向の回転を阻止する。その際、ラチェットホイール５４０のラチェット歯５４３とロックレバー５６０の爪５６２は一方向クラッチを構成しており、ラチェットホイール５４０は、ベルト引出方向にのみ回転できる状態に保たれる。また、ソレノイド５７０の反対方向への切り替えによりＴＲＤの機能をＯＦＦ（以下、「ＴＲＤ＝ＯＦＦ」という）にすると、ロックレバー５６０の爪５６２がラチェット歯５４３から外れて、ラチェットホイール５４０が、ベルト巻取方向とベルト引出方向の両方向に自由に回転できる状態になる。

また、スピンドル５１０とラチェットホイール５４０の間には、ラチェットホイール５４０がベルト巻取方向に回転したときに互いに係合する係合部５８１、５８２が設けられている。

そして、図１２（ａ）に示すように、ＴＲＤ＝ＯＦＦのとき、ラチェットホイール５４０は自由に回転できる状態とされ、係合部５８１、５８２が互いに係合することで、主スプリング５２１と付加スプリング５２２の双方の付勢力の合計ＦＡ＋ＦＢがベルトＢに加えられる。つまり、ＴＲＤ＝ＯＦＦのとき、シートベルトを巻き取るときも引き出すときも、ベルト巻取方向の付勢力ＦＡ＋ＦＢが作用する。

次に図１２（ｂ）に示すように、乗員がタングをバックルに装着するために、ベルトＢを十分に長く引き出してタングをバックルに装着すると、バックルの検知スイッチに応答した指令によりＴＲＤ＝ＯＮとなる。つまり、ラチェットホイール５４０がベルト巻取方向に一方向回転阻止される。この状態から、ベルトＢを巻取方向に巻き戻すと、図１２（ｃ）に示す状態になる。このとき、ラチェットホイール５４０は止まったまま保持されているので、ラチェットホイール５４０の止まった位置からベルトＢが巻取方向に巻き戻された位置までの区間Ｈ２において、主スプリング５２１の付勢力ＦＡだけがベルトＢに加わる。つまり、付加スプリング５２２の付勢力ＦＢが無効とされることで、弱い力（主スプリング５２１の付勢力ＦＡだけ）で乗員が拘束されることになり、圧迫感が軽減される。

また、ＴＲＤ＝ＯＮの状態（タングをバックルに装着した状態）で更にベルトＢを引き出すと、ラチェットホイール５４０がベルト引出方向に回転して、一方向クラッチを構成するラチェット歯５４３と爪５６２による一方向回転規制位置が変更（更新）される。そのベルトＢの引き出し時には、主スプリング５２１と付加スプリング５２２の双方の付勢力の合計ＦＡ＋ＦＢがベルトＢに加わる。このとき、図１２（ｂ）に示すように、主スプリング５２１は、ベルト巻取方向にもベルト引出方向にも弾性変形可能であるが、付加スプリング５２２は、一方向クラッチ（ラチェット歯５４３と爪５６２）の働きにより、ベルト引出方向にのみ弾性変形可能となる。

そして、ラチェットホイール５４０が位置変更された更新位置で一方向回転規制された状態から、ベルトＢを巻取方向に巻き戻すと、再び図１２（ｃ）に示す状態になる。従って、ラチェットホイール５４０の止まった位置からベルトＢが巻取方向に巻き戻された位置までの区間Ｈ２において、主スプリング５２１の付勢力ＦＡだけがベルトＢに加わることになり、弱い力で乗員が拘束され、圧迫感が軽減される。

また、図１２（ｃ）の状態において、ソレノイド５７０の切り替えによりＴＲＤ＝ＯＦＦにすると、ロックレバー５６０の爪５６２がラチェットホイール５４０のラチェット歯５４３から外れて、ラチェットホイール５４０の回転規制が解除される。そうすると、ラチェットホイール５４０は、付加スプリング５２２の付勢力によりベルト巻取方向に回転することで、図１２（ａ）に示すように、係合部５８２が係合部５８１に係合して、付加スプリング５２２の付勢力ＦＢもベルトＢに加わることになる。従って、ベルトＢは力強くスピンドル５１０に巻き取られる。

ところで、図１２（ｃ）に示す状態からＴＲＤ＝ＯＦＦにすると、ＯＦＦにした瞬間に付加スプリング５２２の付勢力でラチェットホイール５４０がベルト巻取方向に急回転することにより、係合部５８２が係合部５８１に強く当たって衝撃音を生じる懸念がある。

そこで、図１３に示すシートベルトリトラクタでは、スピンドル５１０とラチェットホイール５４０とをテープ６００を介して連結している。

図１３（ａ）に示すように、ＴＲＤ＝ＯＦＦの状態では、テープ６００が付加スプリング５２２の付勢力によって引っ張られることにより緊張状態に保たれるので、スピンドル５１０には、主スプリング５２１と付加スプリング５２２のベルト巻取方向の合計付勢力が加わる。

次に図１３（ｂ）に示すように、乗員がタングをバックルに装着するために、ベルトＢを十分に長く引き出してタングをバックルに装着すると、ソレノイド５７０の切り替えによりＴＲＤ＝ＯＮとなる。つまり、ラチェットホイール５４０がベルト巻取方向に一方向回転阻止される。この状態から、ベルトＢを巻取方向に巻き戻すと、図１３（ｃ）に示す状態になる。即ちテープ６００は緊張状態が解かれて弛みを生じる。このとき、ラチェットホイール５４０は止まったまま保持されているので、ラチェットホイール５４０の止まった位置からベルトＢが巻取方向に巻き戻された位置までの区間Ｈ２において、主スプリング５２１の付勢力だけがベルトＢに加わる。従って、弱い力で乗員が拘束されることになり、圧迫感が少なくなる。

また、ＴＲＤ＝ＯＮの状態（タングをバックルに装着した状態）で更にベルトＢを引き出すと、テープ６００に引っ張られることで、ラチェットホイール５４０がベルト引出方向に回転して、一方向クラッチを構成するラチェット歯５４３と爪５６２による一方向回転規制位置が変わる。そのベルトＢの引き出し時には、主スプリング５２１と付加スプリング５２２の双方の付勢力の合計がベルトＢに加わる。このとき、図１３（ｂ）に示すように、主スプリング５２１は、ベルト巻取方向にもベルト引出方向にも弾性変形可能であるが、付加スプリング５２２は、一方向クラッチの作用により、ベルト引出方向にのみ弾性変形可能となる。

そして、ラチェットホイール５４０が変更された位置で一方向回転規制された状態から、ベルトＢを巻取方向に巻き戻すと、再び図１３（ｃ）に示す状態になる。従って、ラチェットホイール５４０の止まった位置からベルトＢが巻取方向に巻き戻された位置までの区間Ｈ２において、主スプリング５２１の付勢力だけがベルトＢに加わることになり、弱い力で乗員が拘束され、圧迫感が少なくなる。

また、図１３（ｃ）の状態において、ソレノイド５７０の切り替えによりＴＲＤ＝ＯＦＦにすると（バックルからタングを抜くと）、ロックレバー５６０の爪５６２がラチェットホイール５４０のラチェット歯５４３から外れて、ラチェットホイール５４０の回転規制が解除される。そうすると、ラチェットホイール５４０は、付加スプリング５２２によってベルト巻取方向に回転し、それにより、図１３（ａ）に示すように、テープ６００が再び緊張状態になって、付加スプリング５２２の付勢力もベルトＢに加わることになる。従って、ベルトＢは力強くスピンドル５１０に巻き取られる。

このように、図１３（ｃ）に示す状態において、ＴＲＤをＯＮからＯＦＦに切り替えた際に、テープ６００を介して、付加スプリング５２２の付勢力がスピンドル５１０に伝達される。この際、テープ６００が緊張した状態となるが、部材同志の衝突がないため、衝撃音が低減されている。

特公平７−８６３９号公報

ところで、図１３に示す従来のシートベルトリトラクタでは、付加スプリング５２２の付勢力のスピンドル５１０への伝達の有無によって、シートベルトの巻き取り・引き出し時（ＴＲＤ＝ＯＦＦの時）と通常装着時（ＴＲＤ＝ＯＮの時）のスピンドル５１０に加わる巻取力の差を作り出している。しかしながら、巻取力の差をより大きくして、ベルト装着時の乗員の快適性を向上することが望まれている。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＴＲＤのＯＦＦ時（シートベルトの巻き取り・引き出し時）とＯＮ時（シートベルトの通常装着時）の巻取力の差を大きくすることで、ベルト装着時の乗員の快適性の向上が図れるようにしたシートベルトリトラクタを提供することにある。

本発明の上記目的は、下記構成によって達成される。
（１） シートベルトが巻き取り及び引き出し可能に巻回されるスピンドルと、
内端部が前記スピンドルに固着され、外端部が固定側部材に固着され、前記スピンドルに対してベルト巻取方向の付勢力を常時付与する、渦巻きバネで構成される主スプリングと、
前記主スプリングと並列に配置されるとともに、外端部が前記固定側部材に固着され、前記スピンドルに対してベルト巻取方向の付勢力を選択的に付与する、渦巻きバネで構成される第１副スプリングと、
前記第１副スプリングと直列に配置されるとともに、内端部が前記スピンドルに固着され、前記スピンドルの巻取方向の回転に対して反発する方向の付勢力を付与し、前記主スプリングの付勢力よりも弱い付勢力を有する、渦巻きバネで構成される第２副スプリングと、
前記第１副スプリングの内端部及び前記第２副スプリングの外端部が固着され、前記スピンドルと同軸に回転自在に設けられ、外周部に複数のラチェット歯部を有するラチェットホイールと、
前記ラチェットホイールの前記ラチェット歯部に係合可能な爪部を備え、前記ラチェットホイールのベルト引出方向の回転を許容しベルト巻取方向の回転を規制する規制状態と、前記ラチェットホイールのベルト引出方向及びベルト巻取方向の両方向の回転を許容する解除状態と、に選択的に切り換える切換え装置と、
を備え、
前記第２副スプリングは、前記切換え装置が解除状態において、前記内端部側に巻き締められた形状になっていることを特徴とするシートベルトリトラクタ。

（２） 前記切換え装置が解除状態にあるとき、及び、前記切換え装置が規制状態において、前記ラチェットホイールがベルト引出方向に回転するときには、前記主スプリング及び前記第１副スプリングの前記巻取方向の付勢力が前記スピンドルに付与され、
前記切換え装置が規制状態において、前記ラチェットホイールがベルト引出方向に回転するとき以外では、前記主スプリングの前記巻取方向の付勢力及び前記第２副スプリングの前記引出方向の付勢力が前記スピンドルに付与されることを特徴とする（１）に記載のシートベルトリトラクタ。

（３）前記シートベルトのタングと車体側のバックル部材との結合状態を検知する検知装置を更に備え、
前記検知装置が前記タングと前記バックル部材との結合状態を検知したとき、前記切換え装置は、前記解除状態から前記規制状態に切り換えることを特徴とする（１）または（２）に記載のシートベルトリトラクタ。

（４） 前記第２副スプリングの内端部は、前記スピンドルと一体に回転するリテーナに形成された抜け止め溝に係止され、該抜け止め溝は、その中間部分で屈曲していることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載のシートベルトリトラクタ。

本発明のシートベルトリトラクタによれば、切換え装置が解除状態にある時と、規制状態におけるシートベルトの通常装着時とで、スピンドルに加わる巻取力に大きな差を作り出すことができ、それにより、ベルト装着時の乗員の快適性の向上が図れる。

本発明の実施形態のシートベルトリトラクタの要部分解斜視図である。 同シートベルトリトラクタの側面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。 図３のＶ−Ｖ矢視断面図である。 図３のＶＩ−ＶＩ矢視断面図である。 ＴＲＤのＯＦＦ時におけるシートベルトリトラクタの作用説明のための模式図である。 ＴＲＤがＯＮした状態を示すシートベルトリトラクタの模式図である。 ＴＲＤのＯＮ時におけるシートベルトリトラクタの作用説明のための模式図である。 ＴＲＤがＯＮした状態からシートベルトが更に引き出されるときの作用説明のための模式図である。 シートベルトリトラクタの作用説明のための特性図である。 従来のシートベルトリトラクタの作用説明のための模式図である。 従来の別のシートベルトリトラクタの作用説明のための模式図である。

以下、本発明の一実施形態に係るシートベルトリトラクタを図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示すように、実施形態のシートベルトリトラクタは、巻き取り及び引き出し可能にシートベルトＢ（図７参照）が巻回されるスピンドル１０と、スピンドル１０を左右側壁８ａ、８ｂ間に回転自在に支持するフレーム８と、スピンドル１０に対しベルト巻取方向ＲＡの付勢力を常時付与する主スプリング２１と、主スプリング２１と並列に配置され、スピンドル１０に対してベルト巻取方向ＲＡの付勢力を選択的に付与する第１副スプリング２２と、第１副スプリング２２と直列に配置され、弾性復元によりスピンドル１０に対してベルト引出方向ＲＢの付勢力を付与する第２副スプリング２３と、ラチェットホイール４０と、ラチェットホイール４０を選択的に一方向回転ロックするロックアーム６０と、ロックアーム６０をロック位置とロック解除位置に切り替え変位させる電磁ソレノイド７０と、車両衝突時等の車両に大きな減速度が生じた緊急時を検出してシートベルトの引き出しを阻止するセンサ機構５と（図３参照）、を有している。

主スプリング２１、第１副スプリング２２、第２副スプリング２３は、全て、渦巻き方向が同じ方向の渦巻きバネ（ゼンマイバネとも言われる）によって構成されている。主スプリング２１及び第１副スプリング２２の渦巻きバネは、巻き締め方向に巻かれることでエネルギー（トルク）を蓄え、巻き緩め方向（巻き締め方向と逆方向）にエネルギー（トルク）を解放する機能を有するものである。一方、第２副スプリング２３は、エネルギー（トルク）を蓄えていない自由状態において、径方向に隣接するばね同士が密着する巻き締められた形状となっており、密着した状態から巻き緩んだ状態になると、ベルト引き出し方向の回転付勢力を発生する。

なお、主スプリング２１と第１副スプリング２２のトルク（回転付勢力）は、任意に設定することができ、例えば、互いに等しく設定してもよい。また、テンションレデューサのＯＮ／ＯＦＦ時に、スピンドル１０に加わる巻取力に大きな差を付与するため、第１副スプリング２２のトルクを、主スプリング２１のトルクより大きく設定してもよい。
また、第２副スプリング２３のトルク（回転付勢力）は、主スプリング２１のトルク（回転付勢力）よりも遥かに小さく（弱く）設定されている。

スピンドル１０の軸端１１は、センサ機構５を配した側と反対側の側壁８ａの中心孔８ｃから外部に突出しており、その軸端１１側に、テンションレデューサ（ＴＲＤ）機能を備えた巻取機構２が配置されている。前述の主スプリング２１、第１副スプリング２２、第２副スプリング２３、ラチェットホイール４０、ロックアーム６０、電磁ソレノイド７０は、巻取機構２の構成要素として備わっている。ＴＲＤは、以上の要素のうち主スプリング２１を除いた要素で構成されている。

巻取機構２は、その他のハウジング類として、第１ハウジング３１と、第２ハウジング３２と、第３ハウジング３３と、を有している。これらのハウジング３１、３２、３３は、スプリング２１〜２３やラチェットホイール４０などを支持したり収容したりするもので、固定側部材として、フレーム８に対して直接または間接に固定されている。これら第１ハウジング３１、第２ハウジング３２、第３ハウジング３３は、図３に示すように、この順に、スピンドル１０の軸線方向の外側（フレーム８の側壁８ａから遠い側）から内側（フレーム８の側壁８ａに近い側）に向かって並んでいる。なお、図２に示すように、第１ハウジング３１には、ロックアーム６０や電磁ソレノイド７０などを収容するカバー部３１ｓが一体に設けられている。

第３ハウジング３３は、フレーム８の側壁８ａの外面に固定されており、その第３ハウジング３３の中にラチェットホイール４０が収容されている。ラチェットホイール４０は、円形基板４１の第３ハウジング３３側（内側）の側面に大径の筒壁４２を突設し、その筒壁４２の外周に、周方向に一定間隔でラチェット歯部４３を配列したものである。ラチェット歯部４３を外周に形成した筒壁４２の内部には第２副スプリング２３が収容されており、その第２副スプリング２３を覆うように、スプリングカバー４８が、ラチェットホイール４０の第３ハウジング３３側（内側）の側面に固定されている。スプリングカバー４８は、その周囲に設けた取付爪４８ａを、ラチェットホイール４０の円形基板４１に形成した取付孔４６に係合させることで、ラチェットホイール４０に一体化されている。また、ラチェットホイール４０の円形基板４１の反対側（外側）の側面の中央孔の周囲には、外周にバネ係止部４５の付いた小径のボス筒部４４が形成されている。

ラチェットホイール４０の軸線方向外側には第１副スプリング２２が配設されている。また、その軸線方向外側には第２ハウジング３２が配置され、その軸線方向外側には主スプリング２１が配設され、その軸線方向外側には第１ハウジング３１が配設されている。従って、主スプリング２１は、第１ハウジング３１と第２ハウジング３２の間に配設され、第１副スプリング２２は、第２ハウジング３２とラチェットホイール４０と間に配設されている。

スピンドル１０の軸端１１は、フレーム８の側壁８ａに固定された第３ハウジング３３の中央孔３３ａを貫通しており、その軸端１１にリテーナ１２がスピンドル１０と一体回転するように結合されている。また、第３ハウジング３３に設けられたアーム支持軸部３３ｂには、クランク形状のロックアーム６０の中央部が揺動自在に装着されている。ロックアーム６０は、先端に、ラチェット歯部４３と係合する爪部６２を有したもので、電磁ソレノイド７０により、ロック位置とロック解除位置とに選択的に切替変位させられる。

この場合、図６や図７に示すように、電磁ソレノイド７０のプランジャ７１にロックアーム６０の基端６３が連結され、プランジャ７１に配設した復帰スプリング７２の付勢力で、電磁ソレノイド７０が非通電状態にある時（ＯＦＦ時）、ロックアーム６０は、ロック解除位置（ロックアーム６０の爪部６２がラチェットホイール４０のラチェット歯部４３から離れる位置）に保持される。また、電磁ソレノイド７０が通電状態に切り替えられると（ＯＮ時）、プランジャ７１が復帰スプリング７２の付勢力に抗して引き込まれることで、ロックアーム６０が、ロック解除位置からロック位置（ロックアーム６０の爪部６２がラチェットホイール４０のラチェット歯部４３に係合する位置）に変位するようになっている。

ロックアーム６０の爪部６２は、ラチェットホイール４０のラチェット歯部４３と対向する関係にある。ロックアーム６０がロック位置に操作されることで、ロックアーム６０の爪部６２がラチェットホイール４０のラチェット歯部４３に係合する。その係合状態にあるとき、ロックアーム６０の爪部６２は、ラチェットホイール４０のベルト引出方向ＲＢの回転のみを許し、ベルト巻取方向ＲＡの回転を阻止する。つまり、ロックアーム６０の爪部６２とラチェットホイール４０のラチェット歯部４３によって、ラチェットホイール４０のベルト引出方向ＲＢのみの回転を許す一方向クラッチが構成されている。

ここでは、ロックアーム６０がロック位置に操作された状態（即ち、ラチェットホイール４０がベルト巻取方向に一方向回転規制された状態）を「ＴＲＤ＝ＯＮ」といい、ロック解除位置に操作された状態（即ち、ラチェットホイール４０がベルト巻取方向及び引出方向の両方向に回転自由な状態）を「ＴＲＤ＝ＯＦＦ」と言う。

図１に示すように、スピンドル１０の軸端１１にスピンドル１０と一体回転するように連結されたリテーナ１２には、ラチェットホイール４０を回転自在に支持する円筒支持部１２ａと、ラチェットホイール４０の中心孔を貫通してコネクタ１３の角孔に嵌合される角軸部１２ｂと、コネクタ１３を貫通して第１ハウジング３１の内面の軸受孔（図示せず）に回転自在に支持される先端突部１２ｃと、が設けられている。

リテーナ１２の円筒支持部１２ａにはラチェットホイール４０がスピンドル１０と同軸に回転自在に嵌合されており、ラチェットホイール４０の筒壁４２の内部に収容された第２副スプリング２３は、図６に示すように、外端部２３ａがラチェットホイール４０に係止され、内端部２３ｂがリテーナ１２に直線部分と曲線部分とで形成された抜け止め溝１２ｄによって係止されている。また、第２副スプリング２３は、第１副スプリング２３との付勢力との関係で、ＴＲＤ＝ＯＦＦの状態において、内周端部側に巻き締められる状態に維持されており、ＴＲＤ＝ＯＮの状態において、主スプリング２１の付勢力との関係で巻き緩んで、そのベルト引出方向ＲＢの付勢力を、リテーナ１２を介してスピンドル１０に付与する。

また、ラチェットホイール４０の外側に配設された第１副スプリング２２は、図５に示すように、外端部２２ａが第２ハウジング（固定側部材）３２に係止され、内端部２２ｂがラチェットホイール４０のボス筒部４４のバネ係止部４５に係止されている。そして、これにより、第１副スプリング２２は、第２ハウジング３２を基準にした状態で、そのベルト巻取方向ＲＡの付勢力を、ラチェットホイール４０に付与している。

また、第２ハウジング３２の軸線方向外側に配設された主スプリング２１は、図４に示すように、外端部２１ａが第１ハウジング（固定側部材）３１に係止され、内端部２１ｂが、スピンドル１０の軸端１１に、リテーナ１２を介してスピンドル１０と一体回転するように結合されたコネクタ１３のバネ係止部１３ａに係止されている。これにより、主スプリング２１は、第１ハウジング３１を基準にした状態で、そのベルト巻取方向ＲＡの付勢力を、コネクタ１３及びリテーナ１２を介してスピンドル１０に常時付与している。

ロックアーム６０及び電磁ソレノイド７０は、ラチェットホイール４０の状態を、ラチェットホイール４０のベルト引出方向ＲＢの回転を許容し、ベルト巻取方向ＲＡの回転を規制した規制状態（ＴＲＤ＝ＯＮの状態）と、ラチェットホイール４０のベルト引出方向ＲＢ及びベルト巻取方向ＲＡの両方向の回転を許容する解除状態（ＴＲＤ＝ＯＦＦの状態）と、に選択的に切り替える切換え装置８０を構成する。

即ち、電磁ソレノイド７０は、ロックアーム６０をロック解除位置に切り替えたとき、第１副スプリング２２によるベルト巻取方向ＲＡの付勢力のスピンドル１０への伝達を有効とし、ロックアーム６０をロック位置に切り替えたとき、第１副スプリング２２によるベルト巻取方向ＲＡの付勢力のスピンドル１０への伝達を無効とする。

また、電磁ソレノイド７０は、シートベルトＢのタングがバックルにロックされていないとき、ＴＲＤ＝ＯＦＦ、つまりロックアーム６０をロック解除位置に保持し、シートベルトＢのタングがバックルにロックされているとき、ＴＲＤ＝ＯＮ、つまりロックアーム６０をロック位置に保持する。この切り替え信号は、バックルに内蔵された不図示の検知スイッチの検知信号に応じて発せられる。即ち、バックルにタングが挿入されて係合されたとき、ＴＲＤ＝ＯＮとするべく電磁ソレノイド７０に通電信号（ＯＮ信号）が供給され、バックルにタングが挿入されてないとき、または係合が外れたとき、ＴＲＤ＝ＯＦＦとするべく電磁ソレノイド７０に非通電信号（ＯＦＦ信号）が供給される。

次に、図７〜図１１を参照してシートベルトリトラクタの作用について説明する。
図７〜図１０は、各使用状況におけるシートベルトリトラクタの模式図であり、図１１は、横軸にベルトの巻き取り・引き出し量をとり、縦軸にベルトの巻き取り・引き出し力（巻取トルク）をとって、ベルト引出量とベルトに作用する巻取力の関係を示す。

先ず、図７を用いて、乗員がベルト装着のためにシートベルトを引き出して、タングをバックルに差込係合させるまでに状況について説明する。

シートベルトＢのタングがバックルに係合されていないときは、図７に示すように、ＴＲＤ＝ＯＦＦであり、ラチェットホイール４０が何ら拘束されていない（回転規制されていない）ので、スピンドル１０には、主スプリング２１と第１副スプリング２２による合成巻取力ＦＡ＋ＦＢが作用する。

なお、第２副スプリング２３は、ラチェットホイール４０を介して第１副スプリング２２と直列配置され、第１副スプリング２２と渦巻き方向を同一方向とし、自由状態において完全に巻き締められた形状となっている。このため、ＴＲＤ＝ＯＦＦの状態では、第２副スプリング２３は完全に巻き締められた状態に保たれ、ラチェットホイール４０とリテーナ１２とは一体に回転する。したがって、ＴＲＤ＝ＯＦＦの状態では、第２副スプリング２３の付勢力ＦＣはスピンドル１０に対して作用せず、第１副スプリング２２の付勢力ＦＢが、主スプリング２１の付勢力ＦＡに加算されて、スピンドル１０に作用する。

従って、この状況でのシートベルトＢの引き出しや巻き取りの際には、主スプリング２１と第１副スプリング２２による大きな合成付勢力ＦＡ＋ＦＢがベルト巻取方向に作用することになる。乗員が主スプリング２１及び第１副スプリング２２の合成付勢力ＦＡ＋ＦＢに抗してシートベルトＢを引き出して行くと、スピンドル１０がベルト引出方向（図１の矢印ＲＢ方向）に回転して、主スプリング２１及び第１副スプリング２２を巻き締めて行く（第２副スプリング２３は完全に巻き締められた状態を維持したまま、主スプリング２１及び第１副スプリング２２がエネルギーを蓄えて行く）。また、シートベルトＢの巻き取りの際には、主スプリング２１及び第１副スプリング２２の合成付勢力ＦＡ＋ＦＢによって、スピンドル１０を迅速に回転させることができる。図１１の（１）で示す特性線がそのときのシートベルトＢに作用する巻取力の変化を示している。

次に、乗員が、引き出したシートベルトＢのタングをバックルに差込係合させる。そうすると、バックルの検知スイッチからＯＮ信号が出て、図８に示すように、電磁ソレノイド７０がＯＮされ、電磁ソレノイド７０が復帰スプリング７２の付勢力に抗してプランジャ７１を引き込んで、ロックアーム６０を動かす。それにより、ロックアーム６０の爪部６２がラチェットホイール４０のラチェット歯部４３に係合して、ラチェットホイール４０が、ベルト巻取方向（図１の矢印ＲＡ方向）に一方向回転規制される。つまり、この状態がＴＲＤ＝ＯＮの状態（規制状態）である。図８は、ＴＲＤ＝ＯＦＦからＯＮにした直後の状態を示している。図１１の（２）で示す点が、このタイミングを示している。

そして、電磁ソレノイド７０がＯＮした状態（ＴＲＤ＝ＯＮ）から、シートベルトＢの弛みをとるべくベルト巻取方向にシートベルトＢを戻そうとすると、図９に示すように、ラチェットホイール４０がベルト巻取方向に回転規制されているので、第１副スプリング２２の付勢力ＦＢのスピンドル１０への伝達が無効とされる。図１１の（４）で示す点は、そのタイミングを示している。

さらに、シートベルトＢをベルト巻取方向に巻き戻すと、第２副スプリング２３が主スプリング２１の付勢力によって巻き緩み始める。即ち、第２副スプリング２３は、完全に巻き締められた状態から、スピンドル１０の巻取方向の回転に対して反発する方向にエネルギーを蓄積する。したがって、ＴＲＤ＝ＯＮの状態においてスピンドル１０に作用するベルト巻取方向の付勢力は、主スプリング２１のベルト巻取方向の付勢力ＦＡと第２副スプリング２３のベルト引出方向の付勢力ＦＣの差し引きした付勢力ＦＡ−ＦＣとなる。なお、第２副スプリング２３は、シートベルトＢの巻き戻しに伴って巻き緩み方向に回転（エネルギーを蓄積）するので、第２副スプリング２３の付勢力ＦＣは、シートベルトＢの巻き戻しと共に次第に大きくなる。この状態は、乗員がフィットする位置にシートベルトＢを巻き戻した状態に相当し、このときの巻取力の変化は、図１１の（５）の特性線で示すことができる。

なお、ＴＲＤ＝ＯＮの状態から図１１において（４）より右側の範囲でのシートベルトＢの巻き取り、巻き戻しにおいてスピンドル１０に作用する付勢力は、第１副スプリング２２の付勢力ＦＢが無効化されて、主スプリング２１のベルト巻取方向の付勢力ＦＡと第２副スプリング２３のベルト引出方向の付勢力ＦＣの差し引きした付勢力ＦＡ−ＦＣであるので、第１副スプリング２２の付勢力ＦＢを主スプリング２１の付勢力ＦＡより大きく設定しておけば（ＦＢ＞ＦＡ）、ＴＲＤ＝ＯＮ時とＴＲＤ＝ＯＦＦ時とのシートベルトＢの巻取力の差を大きく設定することができる。

従って、タングをバックルに差込係合させたときの力よりも弱い力で乗員が拘束されることになり、乗員の圧迫感が少なくなり、自由感が増す。このように、ＴＲＤ＝ＯＦＦ時（シートベルト装着のための巻取・引出時）とＴＲＤ＝ＯＮ時（シートベルトの通常装着時）の巻取力の差を大きく設定することができるので、それにより、ベルト装着時の乗員の快適性の向上が図れる。

次に、シートベルトＢのタングをバックルから抜くと、バックル内の検知スイッチのＯＦＦ信号に応答して、電磁ソレノイド７０がＯＦＦに切り替わる。その結果、プランジャ７１が復帰スプリング７２の付勢力により突出位置へと復帰し、ロックアーム６０が回転して、ラチェットホイール４０のラチェット歯部４３とロックアーム６０の爪部６２の係合が外れる。そして、図１１の（６）で示すタイミングで、ＴＲＤ＝ＯＦＦの状態になる。この状態になると、ラチェットホイール４０に作用している第１副スプリング２２の付勢力ＦＢが第２副スプリング２３に伝達され、第２副スプリング２３が自ら巻き締められた形状に戻ろうとする。そして、第２副スプリング２３が完全に巻き締められた状態となると、第１副スプリング２２の付勢力ＦＢが、ラチェットホイール４０及び第２副スプリング２３を介してスピンドル１０に伝達され、図７に示す状態に戻る。

図１１の上向き点線矢印は、図７の状態に戻ることを示している。シートベルトＢのタングをバックルから抜くタイミングは任意であり、最初にタングをバックルに差し込んだ位置（（２）の位置）である場合もあるし、その前後のタイミングである場合もある。このように、図７に示す状態に戻ると、シートベルトＢには、主スプリング２１の付勢力ＦＡと第１副スプリング２２の付勢力ＦＢの合成付勢力ＦＡ＋ＦＢが作用し、強い巻取力によって迅速にシートベルトＢがスピンドル１０に巻き取られる。

なお、乗員が、シートベルトＢのタングをバックルに差込係合させた状態で、シートベルトＢを更に引き出して行く場合や、乗員が正常にベルト装着した後、大きく前傾姿勢をとったり、車をバックさせるために後方に大きく振り向く場合など、ＴＲＤ＝ＯＮの状態でのシートベルトＢの引き出し位置（（２）の位置）を超えてシートベルトＢが引き出される場合がある。この場合、図１０に示すように、第２副スプリング２３は完全に巻き締められた状態で、ベルト引出方向に回転規制されていないラチェットホイール４０が、第１副スプリング２２を巻き締めながらベルト引出方向に回転する。この際、ロックアーム６０は、爪部６２とラチェット歯部４３が一方向クラッチを構成する関係で、ラチェットホイール４０のラチェット歯部４３から外れる方向に回転するので、シートベルトＢの引き出しを邪魔することはない。

そのときにスピンドル１０に作用する巻取力は、主スプリング２１のベルト巻取方向の付勢力ＦＡと第１副スプリング２２のベルト巻取方向の付勢力ＦＢの合計付勢力ＦＡ＋ＦＢとなる。図１１の（３）は、このときの巻取力の変化を示している。

したがって、ラチェットホイール４０は、ロックアーム６０の爪部６２とのラチェット歯部４３の噛み合い位置が変わった状態で回転規制される。この場合でも、更新されたロックアーム６０とラチェットホイール４０の噛み合い位置からシートベルトＢがベルト巻取方向に巻き戻されることで、主スプリング２１のベルト巻取方向の付勢力ＦＡと第２副スプリング２３のベルト引出方向の付勢力ＦＣの差し引きした付勢力ＦＡ−ＦＣがスピンドル１０に作用する。

以上説明したように、本実施形態のシートベルトリトラクタによれば、スピンドル１０と、スピンドル１０に対してベルト巻取方向の付勢力を常時付与する主スプリング２１と、主スプリング２１と並列に配置され、スピンドル１０に対してベルト巻取方向の付勢力を選択的に付与する第１副スプリング２２と、第１副スプリング２２と直列に配置され、スピンドル１０の巻取方向の回転に対して反発する方向の付勢力を付与し、主スプリング２１の付勢力よりも弱い付勢力を有する第２副スプリング２３と、第１副スプリング２２の内端部及び第２副スプリング２３の外端部が固着され、複数のラチェット歯部４３を有するラチェットホイール４０と、ラチェットホイール４０を規制状態と解除状態とに選択的に切り換える切換え装置８０と、を備え、第２副スプリング２３は、切換え装置８０が解除状態において、内端部側に巻き締められている。これにより、切換え装置８０が解除状態にある時と、規制状態におけるシートベルトの通常装着時とで、スピンドル１０に加わる巻取力に大きな差を作り出すことができ、それにより、ベルト装着時の乗員の快適性の向上が図れる。

具体的には、切換え装置８０が解除状態にあるとき、及び、切換え装置８０が規制状態においてラチェットホイール４０がベルト引出方向に回転するときには、主スプリング２１及び第１副スプリング２２の各付勢力ＦＡ，ＦＢが合計された巻取方向の付勢力ＦＡ＋ＦＢがスピンドル１０に付与される。また、切換え装置８０が規制状態において、ラチェットホイール４０がベルト引出方向に回転するとき以外では、主スプリング２１及び第２副スプリング２３の各付勢力ＦＡ，ＦＣが差し引きされた巻取方向の付勢力ＦＡ−ＦＣがスピンドル１０に付与される。

なお、切換え装置８０が規制状態においてラチェットホイール４０がベルト引出方向に回転する場合とは、本実施形態では、ＴＲＤ＝ＯＮとなった状態におけるシートベルトＢの引き出し位置を超えてシートベルトＢを引き出す状態に相当する。

また、切換え装置８０が規制状態において、ラチェットホイール４０がベルト引出方向に回転するとき以外の場合とは、本実施形態では、ＴＲＤ＝ＯＮとなった状態におけるシートベルトＢの引き出し位置からシートベルトＢを巻き戻す状態や、該巻き戻した状態からＴＲＤ＝ＯＮとなった時点のシートベルトＢの引き出し量を越えない範囲で、シートベルトＢを引き出す状態に相当する。

さらに、第２副スプリング２３の内端部２３ｂは、スピンドル１０と一体に回転するリテーナ１２に形成された抜け止め溝１２ｄに係止され、該抜け止め溝１２ｄは、その中間部分で屈曲しているので、第２副スプリング２３の内端部２３ｂをリテーナ１２に確実に固着することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記実施施形態では、シートベルトＢのタングをバックルに差込係合させたとき、バックルの検知スイッチから送出される検知信号により電磁ソレノイド７０を作動してＴＲＤ＝ＯＦＦ状態とＴＲＤ＝ＯＮ状態とに切換えるようにしたが、ＴＲＤ状態の切換え信号は、ドアの開閉に応じた検知信号により電磁ソレノイド７０を作動させるようにしてもよい。この場合、ドアが閉じられたときの検出信号によりＴＲＤ＝ＯＮ状態とし、ドアが開かれたときの検出信号によりＴＲＤ＝ＯＦＦ状態に切換える。

１０ スピンドル
１２ リテーナ
１２ｄ 抜け止め溝
２１ 主スプリング
２１ａ 外端（外端部）
２１ｂ 内端部
２２ 第１副スプリング
２２ａ 外端部
２２ｂ 内端部
２３ 第２副スプリング
２３ａ 外端部
２３ｂ 内端部
３１ 第１ハウジング（固定側部材）
３２ 第２ハウジング（固定側部材）
４０ ラチェットホイール
４３ ラチェット歯部
６０ ロックアーム
６２ 爪部
７０ 電磁ソレノイド
８０ 切換え装置
Ｂ シートベルト
ＦＡ 主スプリングの付勢力
ＦＢ 第１副スプリングの付勢力
ＦＣ 第２副スプリングの付勢力
ＲＡ ベルト巻取方向
ＲＢ ベルト引出方向

Claims (4)

1. シートベルトが巻き取り及び引き出し可能に巻回されるスピンドルと、
   内端部が前記スピンドルに固着され、外端部が固定側部材に固着され、前記スピンドルに対してベルト巻取方向の付勢力を常時付与する、渦巻きバネで構成される主スプリングと、
   前記主スプリングと並列に配置されるとともに、外端部が前記固定側部材に固着され、前記スピンドルに対してベルト巻取方向の付勢力を選択的に付与する、渦巻きバネで構成される第１副スプリングと、
   前記第１副スプリングと直列に配置されるとともに、内端部が前記スピンドルに固着され、前記スピンドルの巻取方向の回転に対して反発する方向の付勢力を付与し、前記主スプリングの付勢力よりも弱い付勢力を有する、渦巻きバネで構成される第２副スプリングと、
   前記第１副スプリングの内端部及び前記第２副スプリングの外端部が固着され、前記スピンドルと同軸に回転自在に設けられ、外周部に複数のラチェット歯部を有するラチェットホイールと、
   前記ラチェットホイールの前記ラチェット歯部に係合可能な爪部を備え、前記ラチェットホイールのベルト引出方向の回転を許容しベルト巻取方向の回転を規制する規制状態と、前記ラチェットホイールのベルト引出方向及びベルト巻取方向の両方向の回転を許容する解除状態と、に選択的に切り換える切換え装置と、
   を備え、
   前記第２副スプリングは、前記切換え装置が解除状態において、前記内端部側に巻き締められた形状になっていることを特徴とするシートベルトリトラクタ。
2. 前記切換え装置が解除状態にあるとき、及び、前記切換え装置が規制状態において、前記ラチェットホイールがベルト引出方向に回転するときには、前記主スプリング及び前記第１副スプリングの前記巻取方向の付勢力が前記スピンドルに付与され、
   前記切換え装置が規制状態において、前記ラチェットホイールがベルト引出方向に回転するとき以外では、前記主スプリングの前記巻取方向の付勢力及び前記第２副スプリングの前記引出方向の付勢力が前記スピンドルに付与され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. 前記シートベルトのタングと車体側のバックル部材との結合状態を検知する検知装置を更に備え、
   前記検知装置が前記タングと前記バックル部材との結合状態を検知したとき、前記切換え装置は、前記解除状態から前記規制状態に切り換えることを特徴とする請求項１または２に記載のシートベルトリトラクタ。
4. 前記第２副スプリングの内端部は、前記スピンドルと一体に回転するリテーナに形成された抜け止め溝に係止され、該抜け止め溝は、その中間部分で屈曲していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のシートベルトリトラクタ。

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