JP2020111149A - シートベルト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェビングを巻き取るためのモータおよびプリテンショナを備えるシートベルト装置において、プリテンショナの作動がモータに与える影響を最小限に抑制する。【解決手段】ウェビング４１と、リトラクタ５０とを備えるシートベルト装置において、リトラクタ５０が、スプール５１と、スプール５１をドリブンギヤ６４を介して回転させるモータ６１と、スプール５１を強制的に回転させるプリテンショナ機構７０とを備え、ドリブンギヤ６４が、モータ６１の回転に連動して回転するアウタギヤ６４１と、スプール５１と一体的に回転するインナギヤ６４２と、インナギヤ６４２に取り付けられ、アウタギヤ６４１と着脱可能に噛み合うクラッチ６４３と、プリテンショナ機構７０の作動によるインナギヤ６４２の回転に伴いクラッチ６４３をアウタギヤ６４１から離反させるバネ６４４およびウェイト６４５を含むようにした。【選択図】図４Ａ

Description

本発明は、自動車等の車両に装備されるシートベルト装置に関する。

下記特許文献１には、ベルトリールと、ベルトリールを回転駆動するモータ及びプリテンショナとを含むシートベルトリトラクタを備えるシートベルト装置において、車体が備える衝突予測部が衝突を予測した場合にモータを正回転させてシートベルトを巻き取る一方、モータの逆回転を検出することによりプリテンショナがシートベルトの巻き取りを完了したか否かを判定するようにしたものが開示されている。

特開２０１１−９３４３１号公報

上述したシートベルト装置の巻取り機構にモータ及びプリテンショナを備える技術においては、モータとプリテンショナとが、ベルトリールを介して接続された状態となるため、プリテンショナの作動時には、モータが通常時に比較して高速に回転することとなり、逆起電力が発生し、過大な電流が流れて回路やモータの損傷につながるおそれがあるという問題があった。また、ベルトリールとモータとを連結するギヤにも負荷がかかるため、ギヤの損傷につながるおそれがあるという問題もあった。

このようなことから本発明は、ウェビングを巻き取るためのモータおよびプリテンショナを備えるシートベルト装置において、プリテンショナの作動がモータに与える影響を最小限に抑制することを目的とする。

上記の課題を解決するための第１の発明に係るシートベルト装置は、乗員をシートに拘束するウェビングと、前記ウェビングの引出量を調整可能なリトラクタとを備えるシートベルト装置において、前記リトラクタが、車両に固定された筺体に回転可能に支持されるとともに前記ウェビングの一端が固定されて前記ウェビングを巻き取り可能なスプールと、前記スプールを動力伝達機構を介して回転させるモータと、前記スプールを強制的に回転させて前記ウェビングを巻き取るプリテンショナ機構と、を備え、前記動力伝達機構が、前記スプールと同軸に前記スプールに取り付けられたギヤを含み、前記ギヤが、前記スプールに対して相対的に回転可能であって前記モータの回転に連動して回転するアウタギヤと、前記アウタギヤと同軸に設けられ、前記スプールと一体的に回転するインナギヤと、前記インナギヤに取り付けられ、前記アウタギヤと着脱可能に噛み合うクラッチと、前記プリテンショナ機構の作動による前記インナギヤの回転に伴い前記クラッチを前記アウタギヤから離反させる係合解除手段とを含むことを特徴とする。

また、第２の発明に係るシートベルト装置は、第１の発明において、前記係合解除手段は、前記インナギヤと前記クラッチとの間に介在して前記クラッチを前記アウタギヤ側へ付勢する弾性体と、前記インナギヤの回転に伴う遠心力により少なくとも径方向外側へ移動して前記弾性体の付勢力に抗して前記クラッチの前記アウタギヤとの噛み合い部を前記アウタギヤから離反させて前記クラッチと前記アウタギヤとの係合状態を解除する錘とを含むことを特徴とする。

また、第３の発明に係るシートベルト装置は、第２の発明において、前記アウタギヤは、有底の筒状をなし、筒状部の内周面に周方向に沿って複数の第一の溝を備え、前記インナギヤは、円盤状をなして前記筒状部に挿通され、軸方向一端面に直径方向に延びて一端が外周面に達する第二の溝を備え、前記クラッチは、柱状をなして前記第二の溝内に径方向に移動可能に配置され、前記弾性体は、前記第二の溝と前記クラッチとの間に前記クラッチを径方向に押圧するように配設され、前記錘は、前記弾性体と前記インナギヤの回転中心との間で前記クラッチに固定されていることを特徴とする。

また、第４の発明に係るシートベルト装置は、第３の発明において、前記第一の溝及び前記クラッチの前記アウタギヤとの噛み合い部が、曲面状に形成されていることを特徴とする。

また、第５の発明に係るシートベルト装置は、第２の発明において、前記アウタギヤは、有底の筒状をなし、筒状部の軸方向一端面に周方向に沿って複数の第一の溝を備え、前記インナギヤは、円盤状をなして前記筒状部に挿通され、軸方向一端面に周方向に沿って複数の第二の溝を備えるとともに、前記第二の溝の径方向外側から軸方向に向かって突出する複数の突起部を備え、前記クラッチは、柱状をなして前記第二の溝から前記アウタギヤにわたって対向するように周方向に複数配設され、前記ギヤの軸心側を中心として前記アウタギヤに接触および離反可能に前記インナギヤに軸支されると共に、前記突起部に係合する穴部と、前記第一の溝に係合する突出部とを有し、前記弾性体は、前記インナギヤの軸方向一端面と前記クラッチの前記インナギヤに対向する面との間に前記クラッチを前記インナギヤ側に付勢するように配設され、前記錘は、球状をなして前記第二の溝と前記クラッチとの間に配設され、前記第二の溝は、径方向外側へ向かうにしたがって浅くなるように形成されていることを特徴とする。

また、第６の発明に係るシートベルト装置は、第５の発明において、前記第二の溝は、軸方向他端側に向かって膨出するように、曲面状に形成されていることを特徴とする。

また、第７の発明に係るシートベルト装置は、第５又は第６の発明において、前記第一の溝及び前記突出部が、曲面状に形成されていることを特徴とする。

本発明に係るシートベルト装置によれば、ウェビングを巻き取るためのモータおよびプリテンショナを備えるシートベルト装置において、プリテンショナの作動がモータに与える影響を最小限に抑制することができる。

本発明の実施例１に係るシートベルト装置を有する車両を示す概略図である。 本発明の実施例１に係るシートベルト装置を示す概略図である。 図２に示したシートベルト装置のＡ−Ａ線矢視図である。 本発明の実施例１に係るシートベルト装置の通常回転時におけるドリブンギヤの状態を示す概略図である。 本発明の実施例１に係るシートベルト装置の高速回転時におけるドリブンギヤの状態を示す概略図である。 図４Ａに示したドリブンギヤの縦断面図である。 本発明の実施例２に係るシートベルト装置のドリブンギヤを示す概略図である。 図６に示すドリブンギヤの通常回転時の状態を示す概略図である。 図６に示すドリブンギヤの高速回転時の状態を示す概略図である。

以下、本発明に係るシートベルト装置の実施の形態について、図１〜図７Ｂを参照して説明を行う。

［実施例１］
図１から図５を用いて本発明の実施例１に係るシートベルト装置について説明する。
図１に示すように、本実施例のシートベルト装置４０は、自動車等の車両１０に装備され、乗員１１のシート（図示省略）からの飛び出しをウェビング４１で阻止して、乗員１１を保護する安全装置である。

シートベルト装置４０は、後述の図２及び図３に示すように、モータ６１を備えており、このモータ６１の動作を含めて、シートベルト制御装置２０により制御されている。このシートベルト制御装置２０には、少なくとも、乗員情報センサ、車両情報センサ及び衝突予測センサを有するセンサ部３０が接続されており、シートベルト制御装置２０は、これらのセンサからの入力に基づいて、シートベルト装置４０を制御している。

なお、ここで、乗員情報センサは、例えば、乗員１１の重量を測定する乗員重量センサや乗員１１の着座位置を検出するシートポジションセンサ等であり、車両情報センサは、例えば、車両１０の速度を検出する車両速度センサ等であり、衝突予測センサは、例えば、衝突対象物を検知するレーダ、ソナー、カメラ等である。

次に、図２及び図３を参照して、シートベルト装置４０の構成を説明する。シートベルト装置４０は、乗員１１をシートに拘束するウェビング４１と、ウェビング４１の引出量を調整可能な巻き取り装置であるリトラクタ５０を有している。

リトラクタ５０は、スプール５１とロックホイール５２とＥＬＲホイール５３とトーションバー５４とを有している。

スプール５１は、概ね円筒状に形成されて、リトラクタ５０の筐体５０ａに回転可能に支持されている。ウェビング４１の一端がスプール５１に固定されており、バネ（不図示）の付勢力によりスプール５１が回転することにより、ウェビング４１を巻き取ることになる。スプール５１の両方の端部５１ａ、５１ｂは、ウェビング４１を巻き取る部分と比較して、大径に形成されており、ウェビング４１を巻き取る際のガイドとなっている。

ロックホイール５２は、概ね円盤状に形成されて、筐体５０ａに回転可能に支持されている。ロックホイール５２は、引出加速度検知部５５によりウェビング４１の引出加速度が所定値を超えたと検知されたとき、及び、ロックホイール５２にＥＬＲホイール５３に対するウェビング引き出し方向の相対的な回転力が生じたときに、ロックホイールロック部材５６により回転を阻止されるように構成されている。

ＥＬＲホイール５３は、概ね円盤状に形成されて、ロックホイール５２の軸方向外側に配設され、筐体５０ａにロックホイール５２と共に回転可能に支持されている。ＥＬＲホイール５３は、車体加速度検知部５７により車両１０の車体加速度が所定値を超えたと検知されたときに、ＥＬＲホイールロック部材５８により回転を阻止されるように構成されている。

トーションバー５４は、スプール５１に挿通され、一端がロックホイール５２に支持されると共に、他端が端部５１ａに支持されている。つまり、リトラクタ５０において、スプール５１とロックホイール５２との間で、トーションバー５４を介した回転運動（回転力）が伝達されるようになっている。

本実施例においては、ロックホイール５２、ＥＬＲホイール５３、引出加速度検知部５５、ロックホイールロック部材５６、車体加速度検知部５７、ＥＬＲホイールロック部材５８等によりＥＬＲ機構が構成される。

加えて、本実施例においては、ドライブギヤ６２、カウンタギヤ６３及びドリブンギヤ６４を介して、モータ６１の回転力がスプール５１に伝達されるように構成されている。モータ６１は、モータ駆動制御装置（不図示）を介して、シートベルト制御装置２０に接続されて、制御されている。なお、ここでは、ウェビング引き込み方向となるモータ６１の回転を正回転とし、ウェビング引き出し方向となるモータ６１の回転を逆回転とする。

具体的には、モータ６１は、筐体５０ａに取り付けられており、モータ６１の出力軸にドライブギヤ６２が取り付けられている。カウンタギヤ６３は、筐体５０ａに回転可能に支持されて、ドライブギヤ６２とドリブンギヤ６４の間に配置されると共に、ドライブギヤ６２とドリブンギヤ６４に噛み合うように配置されている。ドリブンギヤ６４は、スプール５１と同軸にスプール５１に取り付けられている。つまり、ドライブギヤ６２、カウンタギヤ６３及びドリブンギヤ６４は、モータ６１の動力伝達機構となっている。

なお、モータ駆動制御装置は、モータ６１の正回転、逆回転と、トルク調整（定電流回路の電流調整）または無負荷（回路遮断）を制御可能なものである。例えば、ＰＷＭ制御回路、Ｈブリッジ回路、コンパレータ（オペアンプ）定電流回路などが使用可能である。このようなモータ駆動制御装置を用いることにより、ウェビング４１の引出し量や引出し速度によらず、一定のトルクを作用させることができる。

また、ドリブンギヤ６４の軸方向外側には、リングギヤ７１、ケース７２、ボール７３、ガスジェネレータ（不図示）等を有するプリテンショナ機構７０が配設されている。具体的には、リングギヤ７１は、スプール５１と同軸にドリブンギヤ６４に取り付けられ、ケース７２内には、複数のボール７３が環状に配置されている。そして、プリテンショナ機構７０は、車両１０の衝突時にガスジェネレータを爆発駆動することで、複数のボール７３を押し出し、押し出された複数のボール７３の押圧力により、リングギヤ７１を回転させており、これにより、瞬時にスプール５１をウェビング引き込み方向に回転させて、ウェビング４１を巻き取り、ウェビング張力を増加させている。

ここでは、上述した構成のプリテンショナ機構７０を例示したが、プリテンショナ機構７０としては、他の公知の構成を利用してもよい。

次に、図４Ａから図５を参照して、本実施例のドリブンギヤ６４の構成を説明する。本実施例においてドリブンギヤ６４は、アウタギヤ６４１と、インナギヤ６４２と、噛み合いクラッチ６４３とを含んで構成されている。

アウタギヤ６４１は、有底の筒状をなし、その底部（以下、アウタギヤ底部と称する）６４１ａの軸心がスプール回転軸５１ｃに回転自在に支持されてスプール５１に対して相対的に回転可能となっているとともに、その円筒部（以下、アウタギヤ円筒部と称する）６４１ｂの内周面には周方向に沿って複数の第一の溝（以下、アウタギヤ溝と称する）６４１ｃが形成されている。アウタギヤ溝６４１ｃは、その底部及び周方向に隣り合うアウタギヤ溝６４１ｃとの間が曲面状（Ｒ形状）に形成されている。このアウタギヤ６４１はカウンタギヤ６３と噛み合っている。

インナギヤ６４２は、円盤状をなしてアウタギヤ円筒部６４１ｂに隙間を介して挿通され、その軸心がスプール回転軸５１ｃに当該スプール回転軸５１ｃと一体的に回転可能に支持されているとともに、その軸方向一端面（図５に示す例では、アウタギヤ底部６４１ａとは反対側の面）６４２ａに第二の溝（以下、インナギヤ溝と称する）６４２ｂが形成されている。インナギヤ溝６４２ｂは、インナギヤ６４２の軸心を通り径方向に沿って延びるように形成され、その径方向一端側がインナギヤ６４２の外周面に達している一方、径方向他端側がインナギヤ６４２の外周面から離間している。

噛み合いクラッチ６４３は、柱状に形成されており、インナギヤ溝６４２ｂの内部に径方向に移動可能に配置されて、アウタギヤ６４１と着脱可能に噛み合うように構成されている。すなわち、噛み合いクラッチ６４３の長手方向の長さはインナギヤ６４２の直径よりも短く、その長手方向一端部（以下、噛み合い部という）６４３ａはアウタギヤ溝６４１ｃに相似したＲ形状に形成されて、アウタギヤ溝６４１ｃに対して抜き差しができるようになっている。さらに、噛み合いクラッチ６４３にはスプール回転軸５１ｃを挿通する貫通孔６４３ｃが形成されている。貫通孔６４３ｃは噛み合いクラッチ６４３の長手方向に沿って延びる長穴となっている。

また、噛み合いクラッチ６４３の長手方向他端部６４３ｂとインナギヤ溝６４２ｂの径方向他端部との間には弾性体としてのバネ６４４が取り付けられている。噛み合いクラッチ６４３はその噛み合い部６４３ａがアウタギヤ溝６４１ｃ側へ突出するようにバネ６４４によって付勢（押圧）されている。また、噛み合いクラッチ６４３の長手方向他端部６４３ｂと貫通孔６４３ｃとの間には錘としてのウェイト６４５が固定されている。

ここで、バネ６４４の弾性力およびウェイト６４５の重量は、通常のスプール５１の回転時（例えば、乗員によりウェビング４１が引き出される場合やモータ６１によりウェビング４１をスプール５１に巻き取る場合）と、プリテンショナ機構７０の作動によるスプール５１の回転時とで、噛み合いクラッチ６４３の径方向の位置が変化するように設定されている。具体的には、通常のスプール５１の回転時には、図４Ａに示すようにウェイト６４５にかかる遠心力Ｆ１に対して噛み合いクラッチ６４３にかかる遠心力Ｆ２とバネ反力Ｆ３との和が大きくなって（遠心力Ｆ１＜遠心力Ｆ２＋バネ反力Ｆ３）、噛み合いクラッチ６４３がインナギヤ溝６４２ｂから突出してアウタギヤ溝６４１ｃに係合し、プリテンショナ機構７０の作動によるスプール５１の回転時には、図４Ｂに示すようにウェイト６４５にかかる遠心力Ｆ１に対して噛み合いクラッチ６４３に掛かる遠心力Ｆ２とバネ反力Ｆ３との和が小さくなって（遠心力Ｆ１＞遠心力Ｆ２＋バネ反力Ｆ３）、噛み合いクラッチ６４３がインナギヤ溝６４２ｂ内に収納されてアウタギヤ溝６４１ｃとの係合状態が解除されるようになっている。つまり、バネ６４４およびウェイト６４５は係合解除手段となっている。

次に、本実施例のシートベルト装置４０の動作について、通常時及び衝突前と衝突時及び衝突後に分けて説明を行う。

（通常時及び衝突前）
乗員１１が車両１０に乗り込んで、シートベルト着用のために、ウェビング４１を初期位置から引き出すとき、シートベルト制御装置２０は、モータ６１を停止状態としている。そのため、乗員１１は、容易にウェビング４１を引き出すことができる。

そして、ウェビング４１のタングをバックル（共に不図示）に取り付けると、シートベルト制御装置２０は、バックルに設けたスイッチのオン状態を検知し、モータ６１を正回転方向に駆動して、ウェビング張力が所定の張力となるように、ウェビング４１を所定量巻き戻している。これにより、シートベルトの弛みを除去することができる。

また、ウェビング４１のタングをバックルから取り外すと、シートベルト制御装置２０は、バックルに設けたスイッチのオフ状態を検知し、モータ６１を正回転方向に駆動して、ウェビング４１を初期位置まで巻き戻している。これにより、ウェビング４１を迅速且つ確実に巻き戻すことになり、シートベルト着脱時の補助を行うことができる。

このように、乗員によりウェビング４１が引き出される場合やモータ６１によりウェビング４１をスプール５１に巻き取る場合、スプール５１の回転に伴ってインナギヤ６４２が回転し、これに伴って図４Ａに示すように噛み合いクラッチ６４３を介してアウタギヤ６４１が回転する。

また、シートベルト着用時において、センサ部３０の車両情報センサにより、急制動や急旋回等の緊急動作が発生したと検知した場合やセンサ部３０の衝突予測センサにより、衝突対象物を検知して、衝突を予測した場合には、シートベルト制御装置２０は、プリテンショナ機構７０を作動させて、ウェビング４１をスプール５１に巻き取る。これにより、乗員１１への危険報知を行うと共に、シートベルト着用時の乗員１１の姿勢の適正化を図ることができ、その後、衝突が発生した場合には、乗員１１を強く拘束して、乗員１１を確実に保護することができる。

このとき、プリテンショナ機構７０の作動によるスプール５１の回転に伴ってインナギヤ６４２が回転し、これに伴って図４Ａに示すように噛み合いクラッチ６４３を介してアウタギヤ６４１が一時的に回転するが、スプール５１の回転速度が高速になると、図４Ｂに示すように噛み合いクラッチ６４３はその全体がインナギヤ溝６４２ｂ内に収納され、これによりアウタギヤ６４１とインナギヤ６４２との連結が解除されて、モータ６１にスプール５１の回転が伝達されることが防止される。

その後、ウェビング４１の巻き取りが完了してスプール５１の回転が止まると、バネ６４４の反力により噛み合いクラッチ６４３はその噛み合い部６４３ａがインナギヤ６４２から径方向外側へ突出するので、再度アウタギヤ溝６４１ｃに噛み合って、インナギヤ６４２がアウタギヤ６４１、カウンタギヤ６３、ドライブギヤ６２を介してモータ６１の出力軸に連結された状態となる。

（衝突時及び衝突後）
ここでは、図３を参照して説明を行う。衝突時においては、ウェビング４１を引き出すために必要な力であるシートベルト引出荷重（ベルト荷重）Ｆｂを、トーションバー５４をねじり変形させる力Ｆｔに加えて、モータ６１のトルクによる力Ｆｍを用いることで、ベルト荷重Ｆｂ（＝力Ｆｔ±力Ｆｍ）を柔軟に設定して、最適なベルト荷重Ｆｂになるようにする。なお、図３では、モータ６１の正回転時における力Ｆｍの例を示している。

例えば、衝突時にシートベルト制御装置２０がモータ６１を逆回転方向に駆動することにより、ウェビング４１を引き出す方向の力Ｆｍを作用させるように制御することができ、これにより、ベルト荷重Ｆｂ＝力Ｆｔ＋力Ｆｍを設定して、乗員１１から見たベルト荷重Ｆｂをトーションバー５４のねじり変形による力Ｆｔよりも大きくすることができる。

このとき、噛み合いクラッチ６４３はアウタギヤ６４１のアウタギヤ溝６４１ｃに噛み合って、モータ６１の駆動力が、ドライブギヤ６２、カウンタギヤ６３、アウタギヤ６４１、噛み合いクラッチ６４３、インナギヤ６４２を介してスプール５１に伝達されることとなる。

このように、本実施例に係るシートベルト装置によれば、通常のスプール５１の回転時には、噛み合いクラッチ６４３を介してアウタギヤ６４１とインナギヤ６４２とが連結されることでモータ６１とスプール５１との間で動力が伝達されるのに対し、プリテンショナ機構７０の作動によるスプール５１の高速回転時には、アウタギヤ６４１とインナギヤ６４２との連結が解除されてスプール５１とモータ６１との間の動力の伝達が遮断されるので、モータ６１が高速回転することによる逆起電力の発生に起因して回路やモータ６１が損傷することを防止できる。また、ドライブギヤ６２、カウンタギヤ６３、ドリブンギヤ６４に過剰な負荷がかかることを抑制してこれらが損傷することを防止することもできる。

更に、アウタギヤ溝６４１ｃ及び噛み合いクラッチ６４３の噛み合い部６４３ａをＲ形状としたことにより、アウタギヤ溝６４１ｃに対する噛み合いクラッチ６４３の抜き差しを円滑に行うことができる。

また、バネ６４４の反力とウェイト６４５に作用する遠心力とを利用することにより、スプール５１の回転方向に関係なく、その回転速度に応じてアウタギヤ６４１とインナギヤ６４２との連結及び連結解除を行うことができるという利点も有する。

なお、本実施例ではアウタギヤ溝６４１ｃ及び噛み合いクラッチ６４３の噛み合い部６４３ａをＲ形状とする例を示したが、アウタギヤ溝６４１ｃ及び噛み合いクラッチ６４３の噛み合い部６４３ａは、噛み合い部６４３ａをアウタギヤ溝６４１ｃに抜き差しすることができれば他の形状であってもよい。

［実施例２］
図６から図７Ｂを用いて本発明の実施例２に係るシートベルト装置について説明する。
図６から図７Ｂに示すように、本実施例のシートベルト装置は、実施例１で説明したドリブンギヤ６４に代えて、図６から図７Ｂに示すドリブンギヤ８４を適用するものである。その他の構成は実施例１と同様であり、以下、実施例１において説明した部材と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

図６から図７Ｂに示すように、本実施例においてドリブンギヤ８４は、アウタギヤ８４１と、インナギヤ８４２と、噛み合いクラッチ８４３とを含んで構成されている。

アウタギヤ８４１は、有底の筒状をなし、その底部（以下、アウタギヤ底部と称する）８４１ａの軸心がスプール回転軸５１ｃに回転自在に支持され、その円筒部（以下、アウタギヤ円筒部と称する）８４１ｂの軸方向端面には周方向に沿って複数の第一の溝（以下、アウタギヤ溝と称する）８４１ｃが形成されている。アウタギヤ溝８４１ｃは径方向に沿って半円状（Ｒ形状）に形成されている。このアウタギヤ８４１はカウンタギヤ６３と噛み合っている。

インナギヤ８４２は、円盤状をなしてアウタギヤ円筒部８４１ｂに隙間を介して挿通され、その軸心がスプール回転軸５１ｃに当該スプール回転軸５１ｃと一体的に回転可能に支持されている。インナギヤ８４２には、軸方向一端面（アウタギヤ底部８４１ａとは反対側の面）８４２ａの径方向外側に周方向に沿って複数（図６に示す例では４つ）の第二の溝（以下、インナギヤ溝と称する）８４２ｂが形成されている。インナギヤ溝８４２ｂは、長手方向が径方向に沿うように形成され、その深さは径方向内側に向かうにしたがって深くなっており、その底面は軸方向他端面側に膨出する曲面となっている。また、インナギヤ８４２には、インナギヤ溝８４２ｂの径方向外側から軸方向に向かって突出する突起部８４２ｃが設けられている。

噛み合いクラッチ８４３は、柱状に形成されており、その長手方向一端側は段部８４３ａを介して長手方向他端側よりも板厚が薄くなっている。噛み合いクラッチ８４３は、その長手方向が径方向に沿うように且つ段部８４３ａがインナギヤ溝８４２ｂに対向するように配置され、その長手方向一端側が、スプール回転軸５１ｃとインナギヤ溝６４２ｂとの間で、スプール回転軸５１ｃの接線方向に平行な軸周りに回動可能に取り付けられている。

噛み合いクラッチ８４３の長手方向他端側は、アウタギヤ８４１に対向するように、インナギヤ８４２よりも径方向外側に突出しており、このアウタギヤ８４１に対向する部分には、アウタギヤ８４１側に突出してアウタギヤ溝８４１ｃに噛み合う突出部８４３ｄが設けられている。突出部８４３ｄは、アウタギヤ溝８４１ｃと相似するように径方向に沿って半円状に突出している。

また、噛み合いクラッチ８４３には、突起部８４２ｃと対向する位置に突起部８４２ｃを挿通可能な穴部（以下、噛み合いクラッチ溝と称する）８４３ｅが形成されている。

この噛み合いクラッチ８４３は、噛み合いクラッチ８４３とインナギヤ８４２との間に取り付けられた弾性体としてのバネ８４４によってアウタギヤ８４１側に付勢されている。本実施例においてバネ８４４は、噛み合いクラッチ８４３の長手方向一端側と段部８４３ａとの間に配設されている。

さらに、インナギヤ溝８４２ｂと噛み合いクラッチ８４３との間には、球状の錘としてのウェイト８４５が移動自在に配設されている。

ここで、バネ８４４の弾性力およびウェイト８４５の重量は、通常のスプール５１の回転時と、プリテンショナ機構７０の作動によるスプール５１の高速回転時とで、アウタギヤ８４１と噛み合いクラッチ８４３との係合状態が変化するように設定されている。具体的には、通常のスプール５１の回転時には、ウェイト８４５にかかる遠心力によりウェイト８４５が噛み合いクラッチ８４３を軸方向に押圧する力に対し、バネ反力が大きくなって、図７Ａに示すようにアウタギヤ８４１と噛み合いクラッチ８４３とが係合し、プリテンショナ機構７０の作動によるスプール５１の高速回転時には、ウェイト８４５にかかる遠心力によりウェイト８４５が噛み合いクラッチ８４３を軸方向に押圧する力に対し、バネ反力が小さくなって、図７Ｂに示すようにアウタギヤ８４１と噛み合いクラッチ８４３との係合状態が解除されるように構成されている。

次に、本実施例のシートベルト装置４０の動作について、通常時及び衝突前と衝突時及び衝突後に分けて実施例１と異なる部分のみ説明を行う。

（通常時及び衝突前）
シートベルト着用時において、センサ部３０の車両情報センサにより、急制動や急旋回等の緊急動作が発生したと検知した場合やセンサ部３０の衝突予測センサにより、衝突対象物を検知して、衝突を予測した場合に、シートベルト制御装置２０により、プリテンショナ機構７０を作動させて、ウェビング４１をスプール５１に巻き取るとき、プリテンショナ機構７０の作動によるスプール５１の回転に伴ってインナギヤ８４２が回転し、これに伴って図７Ａに示すように噛み合いクラッチ８４３を介してアウタギヤ８４１が一時的に回転するが、スプール５１の回転速度が高速になると、図７Ｂに示すように、噛み合いクラッチ８４３の突出部８４３ｄがアウタギヤ溝８４１ｃから離反し、これによりアウタギヤ８４１とインナギヤ８４２との連結が解除されて、モータ６１にスプール５１の回転が伝達されることが防止される。

その後、ウェビング４１の巻き取りが完了してスプール５１の回転が止まると、バネ８４４の反力により噛み合いクラッチ８４３はその突出部８４３ｄが再度アウタギヤ溝８４１ｃに噛み合って、インナギヤ８４２がアウタギヤ８４１、カウンタギヤ６３、ドライブギヤ６２を介してモータ６１の出力軸に連結された状態となる。

（衝突時及び衝突後）
衝突時にシートベルト制御装置２０がモータ６１を正回転方向に駆動することにより、ウェビング４１を引き出す方向の力Ｆｍを作用させるように制御するとき、噛み合いクラッチ８４３はアウタギヤ８４１のアウタギヤ溝８４１ｃに噛み合って、モータ６１の駆動力が、ドライブギヤ６２、カウンタギヤ６３、アウタギヤ８４１、噛み合いクラッチ８４３、インナギヤ８４２を介してスプール５１に伝達されることとなる。

このように、本実施例に係るシートベルト装置によれば、通常のスプール５１の回転時には、噛み合いクラッチ８４３を介してアウタギヤ８４１とインナギヤ８４２とが連結されることでモータ６１とスプール５１との間で動力が伝達されるのに対し、プリテンショナ機構７０の作動によるスプール５１の高速回転時には、アウタギヤ８４１とインナギヤ８４２との連結が解除されてスプール５１とモータ６１との間の動力の伝達が遮断されるので、モータ６１が高速回転することによる逆起電力の発生に起因して回路やモータ６１が損傷することを防止できる。また、ドライブギヤ６２、カウンタギヤ６３、ドリブンギヤ８４に過剰な負荷がかかることを抑制してこれらが損傷することを防止することもできる。

また、突起部８４２ｃ及び噛み合いクラッチ溝８４３ｅを設けたことにより、ウェイト８４５をインナギヤ溝８４２ｂと噛み合いクラッチ８４３との間に移動可能に保持することができるという利点も有する。

なお、本実施例では、アウタギヤ溝８４１ｃおよび突出部８４３ｄを半円状に形成する例を示したが、アウタギヤ溝８４１ｃおよび突出部８４３ｄは、突出部８４３ｄをアウタギヤ溝８４１ｃに係合・離反させることができれば他の形状であってもよい。また、噛み合いクラッチ溝８４３ｅは噛み合いクラッチ８４３を貫通していてもよい。

１０ 車両
１１ 乗員
４０ シートベルト装置
４１ ウェビング
５０ リトラクタ
５０ａ 筺体
５１ スプール
６１ モータ
６２ ドライブギヤ
６３ カウンタギヤ
６４，８４ ドリブンギヤ
６４１，８４１ アウタギヤ
６４１ｂ，８４１ｂ 円筒部
６４１ｃ，８４１ｃ アウタギヤ溝
６４２，８４２ インナギヤ
６４２ａ，８４２ａ 軸方向一端面
６４２ｂ，８４２ｂ インナギヤ溝
６４３，８４３ 噛み合いクラッチ
６４４，８４４ バネ
６４５，８４５ ウェイト
８４２ｃ 突起部
８４３ｄ 突出部
８４３ｅ 噛み合いクラッチ溝

Claims (7)

1. 乗員をシートに拘束するウェビングと、前記ウェビングの引出量を調整可能なリトラクタとを備えるシートベルト装置において、
   前記リトラクタが、
   車両に固定された筺体に回転可能に支持されるとともに前記ウェビングの一端が固定されて前記ウェビングを巻き取り可能なスプールと、
   前記スプールを動力伝達機構を介して回転させるモータと、
   前記スプールを強制的に回転させて前記ウェビングを巻き取るプリテンショナ機構と、
   を備え、
   前記動力伝達機構が、前記スプールと同軸に前記スプールに取り付けられたギヤを含み、
   前記ギヤが、
   前記スプールに対して相対的に回転可能であって前記モータの回転に連動して回転するアウタギヤと、
   前記アウタギヤと同軸に設けられ、前記スプールと一体的に回転するインナギヤと、
   前記インナギヤに取り付けられ、前記アウタギヤと着脱可能に噛み合うクラッチと、
   前記プリテンショナ機構の作動による前記インナギヤの回転に伴い前記クラッチを前記アウタギヤから離反させる係合解除手段と
   を含むことを特徴とするシートベルト装置。
2. 前記係合解除手段は、
   前記インナギヤと前記クラッチとの間に介在して前記クラッチを前記アウタギヤ側へ付勢する弾性体と、
   前記インナギヤの回転に伴う遠心力により少なくとも径方向外側へ移動して前記弾性体の付勢力に抗して前記クラッチの前記アウタギヤとの噛み合い部を前記アウタギヤから離反させて前記クラッチと前記アウタギヤとの係合状態を解除する錘と
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のシートベルト装置。
3. 前記アウタギヤは、有底の筒状をなし、筒状部の内周面に周方向に沿って複数の第一の溝を備え、
   前記インナギヤは、円盤状をなして前記筒状部に挿通され、軸方向一端面に直径方向に延びて一端が外周面に達する第二の溝を備え、
   前記クラッチは、柱状をなして前記第二の溝内に径方向に移動可能に配置され、
   前記弾性体は、前記第二の溝と前記クラッチとの間に前記クラッチを径方向に押圧するように配設され、
   前記錘は、前記弾性体と前記インナギヤの回転中心との間で前記クラッチに固定されている
   ことを特徴とする請求項２に記載のシートベルト装置。
4. 前記第一の溝及び前記クラッチの前記アウタギヤとの噛み合い部が、曲面状に形成されている
   ことを特徴とする請求項３に記載のシートベルト装置。
5. 前記アウタギヤは、有底の筒状をなし、筒状部の軸方向一端面に周方向に沿って複数の第一の溝を備え、
   前記インナギヤは、円盤状をなして前記筒状部に挿通され、軸方向一端面に周方向に沿って複数の第二の溝を備えるとともに、前記第二の溝の径方向外側から軸方向に向かって突出する複数の突起部を備え、
   前記クラッチは、柱状をなして前記第二の溝から前記アウタギヤにわたって対向するように周方向に複数配設され、前記ギヤの軸心側を中心として前記アウタギヤに接触および離反可能に前記インナギヤに軸支されると共に、前記突起部に係合する穴部と、前記第一の溝に係合する突出部とを有し、
   前記弾性体は、前記インナギヤの軸方向一端面と前記クラッチの前記インナギヤに対向する面との間に前記クラッチを前記インナギヤ側に付勢するように配設され、
   前記錘は、球状をなして前記第二の溝と前記クラッチとの間に配設され、
   前記第二の溝は、径方向外側へ向かうにしたがって浅くなるように形成されている
   ことを特徴とする請求項２に記載のシートベルト装置。
6. 前記第二の溝は、軸方向他端側に向かって膨出するように、曲面状に形成されている
   ことを特徴とする請求項５に記載のシートベルト装置。
7. 前記第一の溝及び前記突出部が、曲面状に形成されている
   ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のシートベルト装置。

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