JP2020111150A - シートベルト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】最適なフォースリミッターを設定することで多様なエネルギー吸収特性を実現することを可能としたシートベルト装置を提供する。【解決手段】ウェビング４１と、スプール５１と、ロックホイール５２と、軸方向一端側、他端側がそれぞれロックホイール５２、スプール５１に支持された第一のトーションバー５４と、ロックホイール５２の回転を阻止するロック装置と、軸方向一端側が筺体５０ａに支持され軸方向他端側がスプール５１の回転に連動して回転する第二のトーションバー６１と、スプール５１と第二のトーションバー６１との間に設けられた変速機構６２，６３，６４と、第二のトーションバー６１の軸方向他端側と変速機構との連結を断接するギヤ６１ａ，６２ａと、アクチェーター６６を制御して変速比を変更するシートベルト制御装置２０と、ギヤ６１ａ，６２ａの断接を変更する移動機構を備える構成とした。【選択図】図２

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。

自動車等の車両に装備されているシートベルト装置は、車両の衝突時をはじめとして、車体に大きな加速度（減速度）が加わるような時に、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、乗員を保護する。乗員の拘束には、シートベルトの引き出しをロックするＥＬＲ（Emergency Locking Retractor）機構や、ＥＬＲ機構作動状態でシートベルトに発生する張力が所定の値以上にならない様に、張力を制限するフォースリミッター機構が用いられている。

上記フォースリミッター機構には、シートベルトリトラクタ内のトーションバーを、ＥＬＲ機構作動下のシートベルトの引出に応じてねじり変形させることで張力を制限するものが一般的に採用されている。

また、より多様なエネルギー吸収特性を実現するために、前記トーションバーを用いたフォースリミッター機構に加えて、種々の機構を用いて、制限する張力をある一定のベルト引出し量の間だけ増加させて可変としたもの（可変フォースリミッター機構）が提案されている（例えば、下記特許文献１、２等参照）。

また、シートベルト装置の巻取り機構にモータを追加することで、シートベルトのたるみを除去したり、同着脱時の補助としたり、車両に衝突の危険があると判断されたときの危険報知や乗員の姿勢最適化に用いるものがある。さらに、車両の衝突時にモータを作動させることで、乗員がシートベルトから受ける力を増加させて可変としたものが提案されている（例えば、下記特許文献３、４等参照）。

特開２００２−５３００７号公報 特開２００８−１１４６５９号公報 特開２０１１−９３４３１号公報 特開２００９−２６２８１１号公報

しかしながら、従来の可変フォースリミッター機構では、フォースリミッター可変量が、高低２段及びその組み合わせのみであるなど、多様なエネルギー吸収特性を実現するには十分でない一方、サイズ、重量、コストのあらゆる面で更なる多段化を実現するには制約が大きく、シートに着座している乗員の状態や、衝突の状況に応じて最適なフォースリミッターを設定することが難しいという問題があった。

このようなことから本発明は、最適なフォースリミッターを設定することで多様なエネルギー吸収特性を実現することを可能としたシートベルト装置を提供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、車両に固定された筺体に回転可能に支持されて前記ウェビングを巻き取るスプールと、前記スプールの軸方向一端側に配設されて前記筺体に回転可能に支持されたロックホイールと、軸方向一端側が前記ロックホイールに支持されると共に、軸方向他端側が前記スプールに支持され、前記ロックホイールと前記スプールを連結する第一のトーションバーと、予め定められた条件の下で前記ロックホイールの回転を阻止するロック装置と、軸方向一端側が前記筺体に支持されると共に、軸方向他端側が前記スプールの回転に連動して回転するように構成された第二のトーションバーと、前記スプールの回転を変速して前記第二のトーションバーの軸方向他端側に伝達する変速機構と、前記第二のトーションバーの軸方向他端側と前記変速機構との連結を断接する断接機構と、前記変速機構の変速比を変更する変速比変更手段と、前記断接機構の断接を変更する断接変更手段と、前記変速比変更手段及び前記断接変更手段を制御する制御装置とを備えることを特徴とする。

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、前記変速機構は、前記スプールと一体的に回転する第一のスプロケットと、一体回転可能であって歯数が異なる複数のギヤスプロケットからなる第二のスプロケットと、前記第一のスプロケットと前記第二のスプロケットとに巻き回された伝達チェーンとを含み、前記変速比変更手段は、前記複数のギヤスプロケットのうちの所望の一つに前記伝達チェーンを移動させることにより前記変速機構の変速比を変更することを特徴とする。

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、前記変速比変更手段は、前記制御装置からの制御信号により駆動軸を進退させて前記伝達チェーンを移動させるアクチェーターであ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、前記アクチェーターは、前記第二のトーションバーの軸方向に平行に前記駆動軸が進退するように前記筺体に支持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３の発明において、前記アクチェーターは、前記第二のスプロケットの前記ギヤスプロケットの外径の拡縮に沿って前記駆動軸が進退するように前記筺体に支持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１の発明において、前記変速機構は、前記スプールと一体的に回転する第一のギヤと、それぞれ歯数が異なり前記筺体に回転可能に支持された回転軸に固定される複数の太陽ギヤ、前記太陽ギヤの外周に配設され前記第一のギヤと連結されるリングギヤ、及び各前記太陽ギヤと前記リングギヤとに各々噛み合うことが可能なそれぞれ複数の遊星ギヤを含む遊星機構とを含み、前記変速比変更手段は、前記リングギヤの内歯が前記複数の太陽ギヤのうちの所望の一つに対応する遊星ギヤに噛み合うように前記リングギヤを前記回転軸の軸方向に移動させることにより前記変速機構の変速比を変更す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６の発明において、前記変速比変更手段は、前記制御装置からの制御信号により駆動軸を進退させて前記リングギヤを移動させるアクチェーターであ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、最適なフォースリミッターを設定することで多様なエネルギー吸収特性を実現することができる。

本発明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。 本発明に係るシートベルト装置における荷重特性を説明するグラフである。 本発明の実施例２に係るシートベルト装置を示す概略図である。 本発明の実施例３に係るシートベルト装置を示す概略図である。 図６に示したシートベルト装置のＢ−Ｂ線矢視図である。

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７を参照して説明を行う。

［実施例１］
図１から図４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、アクチェーター６６を備えており、このアクチェーター６６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、スプール側スプロケット（第一のスプロケット）６４、伝達チェーン６３、トーションバー側スプロケット（第二のスプロケット）６２を介して、第二のトーションバー６１の回転運動（回転力）がスプール５１に伝達されるようになっている。

第二のトーションバー６１は、スプール５１の下方（ウェビング４１の引き出し方向とは反対側）に、軸方向が第一のトーションバー５４の軸方向と平行になるように配設されている。第二のトーションバー６１の一端はロックホイール５２の下方で筺体５０ａに軸方向に移動可能且つ回転方向の移動を規制された状態で支持されている。また、第二のトーションバー６１の他端はトーションバー側スプロケット６２に軸方向に移動可能且つ必要に応じて後述するギヤスプロケット６２１ａ〜６２１ｅと一体的に回転するように支持されている。

すなわち、本実施例では、第二のトーションバー６１の他端側と、ギヤスプロケット６２１ａの軸心部に形成された中空部の内周面とにそれぞれ相互に噛み合うギヤ６１ａ，６２ａが設けられ、通常時はギヤ６１ａとギヤ６２ａとが離反するように、第二のトーションバー６１がトーションバー側スプロケット６２とは反対側に位置付けられ、ＥＬＲ機構の作動時（車両１０の衝突時）には図示しない移動機構により第二のトーションバー６１がトーションバー側スプロケット６２側に押し出されてギヤ６１ａがギヤ６２ａと噛み合うことにより、第二のトーションバー６１の他端側がギヤスプロケット６２１ａ〜６２１ｅと一体的に回転するように構成されている。

トーションバー側スプロケット６２は、スプール５１の回転を変速して第二のトーションバー６１に伝達するものであり、一体回転可能に筺体５０ａに支持された複数（図１に示す例では五つ）のギヤスプロケット６２１ａ〜６２１ｅから構成されている。ギヤスプロケット６２１ａ〜６２１ｅは第二のトーションバー６１側から順に歯数が大きくなるように配置され、スプール側スプロケット６４との間に伝達チェーン６３が巻き回されている。

伝達チェーン６３には、ディレーラー６５が設けられており、このディレーラー６５に、アクチェーター（変速比変更手段）６６の駆動軸６６ａの先端が固定されている。

アクチェーター６６は、その駆動軸６６ａがギヤスプロケット６２１ａ〜６２１ｅの軸方向に沿って進退するように、筺体５０ａに支持されており、アクチェーター６６の駆動軸６６ａを進退させることによりディレーラー６５を介して伝達チェーン６３をギヤスプロケット６２１ａ〜６２１ｅのうちの一つに巻きかけることができるようになっている。なお、駆動軸６６ａの進退はシートベルト制御装置２０からの制御信号により制御される。

なお、伝達チェーン６３はテンションギヤ６７によりギヤスプロケット６２１ａ〜６２１ｅのいずれに巻きかけられた場合であっても張力を一定に保つようになっている。

本実施例においては、スプール側スプロケット６４、トーションバー側スプロケット６２、伝達チェーン６３等によりスプール５１の回転を変速して第二のトーションバー６１の軸方向他端側に伝達する変速機構が構成され、ギヤ６１ａ及びギヤ６２ａにより第二のトーションバー６１の軸方向他端側と変速機構との連結を断接する断接機構が構成され、上記移動機構により断接機構の断接を変更する断接変更手段が構成される。

また、スプール側スプロケット６４の軸方向外側には、リングギヤ７１、図示しないケース、ボール、ガスジェネレータ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と同軸にスプール側スプロケット６４に取り付けられ、ケース内には、複数のボール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、複数のボールを押し出し、押し出された複数のボールの押圧力により、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、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に着座すると、乗員情報センサからの情報等に基づきシートベルト制御装置２０からアクチェーター６６に制御信号が送られ、アクチェーター６６の駆動軸６６ａが進退して伝達チェーン６３をギヤスプロケット６２１ａ〜６２１ｅのうちの適切な一つに位置づける。ここで、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、スプール５１の回転に伴ってスプール側スプロケット６２、伝達チェーン６３を介してギヤスプロケット６２１ａ〜６２１ｅが回転する一方、第二のトーションバー６１はギヤスプロケット６２１ａ〜６２１ｅの回転とは切り離されているため、非回転の状態を維持する。

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。このときも、第二のトーションバー６１はギヤスプロケット６２１ａ〜６２１ｅの回転とは切り離されているため、非回転の状態を維持する。

（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を適切に設定することが必要である。ベルト荷重Ｆｂとしては、第一のトーションバー５４をねじり変形させる力Ｆｔ１が用いられるが、この力Ｆｔ１は一定の力であり、柔軟な設定はできない。そこで、本実施例では、力Ｆｔ１に加えて、スプール５１にギヤスプロケット６２１ａ〜６２１ｅのいずれかを介して連結された第二のトーションバー６１をねじり変形させる力Ｆｔ２を用いることで、ベルト荷重Ｆｂ（＝力Ｆｔ１＋力Ｆｔ２）を柔軟に設定して、最適なベルト荷重Ｆｂになるようにしている。

具体的には、衝突時にＥＬＲ機構の作動に連動して第二のトーションバー６１のギヤ６１ａをギヤスプロケット６２のギヤ６２ａに噛み合わせて、第二のトーションバー６１の他端側をギヤスプロケット６２１ａ〜６２１ｅと一体的に回転させるようにし、予めアクチェーター６６の駆動軸６６ａを進退させて選択したギヤスプロケット６２１ａ〜６２１ｅうちのいずれか一つを介して、スプール５１の回転を変速して第二のトーションバー６１に伝達することにより第二のトーションバー６１の他端側を回転させ、第二のトーションバー６１にねじり変形を与えることにより、ウェビング４１を引きだす方向の力Ｆｔ２を制御している。これにより、ベルト荷重Ｆｂ＝力Ｆｔ１＋力Ｆｔ２を設定して、第一のトーションバー５４のねじり変形による力Ｆｔよりも大きなベルト加重Ｆｂを作用させることができる。なお、乗員情報センサからの情報等により、ベルト荷重Ｆｂを第一のトーションバー５４のねじり変形による力Ｆｔ１のみとすることが最適（第二のトーションバー６１のねじり変形による力Ｆｔ２が不要）であれば、衝突時であっても通常時と同様にギヤ６１ａとギヤ６２ａとが離反した状態となるように上記移動機構を制御するものとする。

このように、本実施例に係るシートベルト装置によれば、二つのトーションバー５４，６１を採用することにより、図４に示すように、ウェビング４１に作用する張力を可変に制限可能な範囲を従来に比較して広くすることができる。これにより、乗員情報センサからの情報等に基づいて、シートに着座している乗員１１の状態に応じて、例えば車両の前面衝突時等において、衝突直後に乗員１１が前方へ移動する距離をより適切に抑制して、乗員１１が膨張するエアバッグに接する位置をよりシート側とすることができ、乗員１１にかかる拘束力が大きくなり過ぎないように制御する等ということを実現しやすくなる。ここで、図４においては、破線で示す値が第一のトーションバー６１のみを採用した場合にウェビング４１に作用するベルト荷重を示し、実線で示す値が第二のトーションバー６１を採用した場合にウェビング４１に作用するベルト荷重を示している。

なお、シートベルト制御装置２０によるギヤスプロケット６２１ａ〜６２１ｅの選択（アクチェーター６６の駆動軸６６ａの進退量）は、上述したセンサ部３０で検出した検出値に基づいて行っている。例えば、乗員情報センサとして、乗員重量センサを有する場合には、基準重量に対する乗員１１の重量の検出値に基づいて、ギヤスプロケット６２１ａ〜６２１ｅのいずれかを選択する。同様に、乗員情報センサとして、シートポジションセンサを有する場合には、基準ポジションに対する乗員１１の着座位置の検出値に基づいて、ギヤスプロケット６２１ａ〜６２１ｅのいずれかを選択する。同様に、車両情報センサとして、車両速度センサを有する場合には、検出した速度や加速度（減速度）に基づいて、ギヤスプロケット６２１ａ〜６２１ｅのいずれかを選択する。

また、第二のトーションバー６１の他端側を、通常時は非回転とし、ＥＬＲ機構の作動時にはギヤスプロケット６２１ａ〜６２１ｅと一体的に回転させる構成としては、上述した構成に限らず、他の構成であってもよい。

また、本実施例では乗員情報センサからの情報等に基づいて予めアクチェーター６６を作動させて伝達チェーン６３を所望の位置に位置付ける例を示したが、上述したセンサ部３０で検出した検出値に基づいて、予めアクチェーター６６を作動させるだけでなく、ＥＬＲ機構の作動後にアクチェーター６６を作動させて伝達チェーン６３の位置を変更するようにして、乗員１１から見たベルト荷重Ｆｂを増減させるようにしてもよい（図４に示す一点鎖線参照）。これにより、従来の一つのトーションバーを備えるシートベルト装置と比較して、乗員１１と車両状況に応じた多様な制御を行うことができる。

［実施例２］
図５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５に示すように、本実施例のシートベルト装置は、実施例１で説明したアクチェーター６６の配置が異なるものである。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５に示すように、本実施例においてアクチェーター６６は、ギヤスプロケット６２１ａ〜６２１ｅの径の拡縮に沿ってその駆動軸６６ａが進退するように配置されている。すなわち、第二のトーションバー６１の軸方向と交差する方向（第二のトーションバー６１に対して傾斜する方向）にその駆動軸６６ａが進退するようになっている。

このように構成される本実施例に係るシートベルト装置によれば、実施例１による効果に加え、ディレーラー６５を介した伝達チェーン６３の移動をより円滑に行うことが可能になる。

［実施例３］
図６及び図７を用いて本発明の実施例３に係るシートベルト装置について説明する。
図６及び図７に示すように、本実施例のシートベルト装置は、実施例１で説明したギヤスプロケット６２、伝達チェーン６３及びスプール側スプロケット６４に代えて、スプール側ギヤ（第一のギヤ）８４に連結ギヤ８３を介して変速機構としての遊星ギヤユニット（遊星機構）８２を連結することにより、第二のトーションバー６１の回転運動（回転力）がスプール５１に伝達されるようになっている。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。

遊星ギヤユニット８２は、スプール５１の回転を変速して第二のトーションバー６１に伝達するものであり、歯数が異なる複数（図６に示す例では五つ）の太陽ギヤ８２１ａ〜８２１ｅと、太陽ギヤ８２１ａ〜８２１ｅの外周に配設されるリングギヤ８２２と、太陽ギヤ８２１ａ〜８２１ｅとリングギヤ８２２とに各々噛み合うそれぞれ複数（図７に示す例では各太陽ギヤ８２１ａ〜８２１ｅに対してそれぞれ三つ）の遊星ギヤ８２３ａ〜８２３ｅとを含んで構成されている。

太陽ギヤ８２１ａ〜８２１ｅは、第二のトーションバー６１側から順に歯数が大きくなるように配置され、筺体５０ａに回転可能に支持された回転軸８２４に固定されている。これにより、太陽ギヤ８２１ａ〜８２１ｅは一体回転可能かつ軸方向への移動を規制された状態となっている。

リングギヤ８２２は内歯８２２ａ及び外歯（不図示）を備え、回転軸８２４に回転可能かつ軸方向へ移動可能に支持されている。内歯８２２ａはリングギヤ８２２の軸方向中央部に設けられ、遊星ギヤ８２３ａ〜８２３ｅのいずれか一つと噛み合うようになっている。外歯は、リングギヤ８２２の幅方向中央部にその軸方向の幅が少なくとも太陽ギヤ８２１ａ〜８２１ｅ全体の軸方向の幅以上となるように設けられている。

リングギヤ８２２の軸方向一端側にはアクチェーター６６の駆動軸６６ａが固定されており、アクチェーター６６の駆動軸６６ａの進退によってリングギヤ８２２が軸方向に移動するように構成されている。

遊星ギヤ８２３ａ〜８２３ｅは、第二のトーションバー６１側から順に歯数が小さくなるように配置されている。

スプール側ギヤ８４は、スプール５１と同軸にスプール５１に取り付けられており、連結ギヤ８３は、筐体５０ａに回転可能に支持されて、リングギヤ８２２とスプール側ギヤ８４の間に配置されると共に、リングギヤ８２２とスプール側ギヤ８４に噛み合うように配置されている。すなわち、本実施例においてリングギヤ８２２は連結ギヤ８３を介してスプール側ギヤ８４と連結されている。

なお、第二のトーションバー６１の他端は、回転軸８２４に、軸方向に移動可能且つ必要に応じて太陽ギヤ８２１ａ〜８２１ｅと一体的に回転するように支持されている。すなわち、第二のトーションバー６１の他端側と、回転軸８２４に形成された中空部の内周面とにそれぞれ相互に噛み合うギヤ６１ａ，８２４ａが設けられ、通常時はギヤ６１ａとギヤ８２４ａとが離反するように、第二のトーションバー６１が遊星ギヤユニット８２とは反対側に位置付けられ、ＥＬＲ機構の作動時（車両１０の衝突時）には図示しない移動機構により第二のトーションバー６１が遊星ギヤユニット８２側に押し出されてギヤ６１ａがギヤ８２４ａと噛み合うことにより、第二のトーションバー６１の他端側が遊星ギヤユニット８２と一体的に回転するように構成されている。

本実施例においては、スプール側ギヤ８４、遊星ギヤユニット８２、連結ギヤ８３等によりスプール５１の回転を変速して第二のトーションバー６１の軸方向他端側に伝達する変速機構が構成され、ギヤ６１ａ及びギヤ８２４ａにより第二のトーションバー６１の軸方向他端側と変速機構との連結を断接する断接機構が構成され、上記移動機構により断接機構の断接を変更する断接変更手段が構成される。

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に着座すると、乗員情報センサからの情報等に基づきシートベルト制御装置２０からアクチェーター６６に制御信号が送られ、アクチェーター６６の駆動軸６６ａが進退して、リングギヤ８２２を内歯８２２ａが遊星ギヤ８２３ａ〜８２３ｅのうちの適切な一つに噛み合うように移動させる。ここで、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、スプール５１の回転に伴ってスプール側ギヤ８４、連結ギヤ８３、リングギヤ８２２、遊星ギヤ８２３ａ〜８２３ｅを介して太陽ギヤ８２１ａ〜８２１ｅが回転する一方、第二のトーションバー６１は遊星ギヤユニット８２の回転とは切り離されているため、非回転の状態を維持する。

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。このときも、第二のトーションバー６１は遊星ギヤユニット８２の回転とは切り離されているため、非回転の状態を維持する。

（衝突時及び衝突後）
ここでは、図７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を適切に設定することが必要である。ベルト荷重Ｆｂとしては、第一のトーションバー５４をねじり変形させる力Ｆｔ１が用いられるが、この力Ｆｔ１は一定の力であり、柔軟な設定はできない。そこで、本実施例では、力Ｆｔ１に加えて、スプール５１に遊星ギヤユニット８２を介して連結された第二のトーションバー６１をねじり変形させる力Ｆｔ２を用いることで、ベルト荷重Ｆｂ（＝力Ｆｔ１＋力Ｆｔ２）を柔軟に設定して、最適なベルト荷重Ｆｂになるようにしている。

具体的には、衝突時にＥＬＲ機構の作動に連動して第二のトーションバー６１のギヤ６１ａを回転軸８２４のギヤ８２４ａに噛み合わせて、第二のトーションバー６１の他端側を遊星ギヤユニット８２と一体的に回転させるようにし、予めアクチェーター６６の駆動軸６６ａを進退させて調整したリングギヤ８２２の位置に応じてスプール５１の回転を変速して第二のトーションバー６１に伝達することにより第二のトーションバー６１の他端側を回転させ、第二のトーションバー６１にねじり変形を与えることにより、ウェビング４１を引きだす方向の力Ｆｔ２を制御している。これにより、ベルト荷重Ｆｂ＝力Ｆｔ１＋力Ｆｔ２を設定して、第一のトーションバー５４のねじり変形による力Ｆｔよりも大きなベルト加重Ｆｂを作用させることができる。なお、乗員情報センサからの情報等により、ベルト荷重Ｆｂを第一のトーションバー５４のねじり変形による力Ｆｔ１のみとすることが最適（第二のトーションバー６１のねじり変形による力Ｆｔ２が不要）であれば、衝突時であっても通常時と同様にギヤ６１ａとギヤ８２４ａとが離反した状態となるように上記移動機構を制御するものとする。

このように構成される本実施例に係るシートベルト装置によれば、実施例１と同様に、二つのトーションバー５４，６１を採用することにより、ウェビング４１に作用する張力を可変に制限可能な範囲を従来に比較して広くすることができる。これにより、乗員情報センサからの情報等に基づいて、シートに着座している乗員１１の状態に応じて、例えば車両の前面衝突時等において、衝突直後に乗員１１が前方へ移動する距離をより適切に抑制して、乗員１１が膨張するエアバッグに接する位置をよりシート側とすることができ、乗員１１にかかる拘束力が大きくなり過ぎないように制御する等ということを実現しやすくなる。

なお、シートベルト制御装置２０によるリングギヤ８２２の位置の調整（アクチェーター６６の駆動軸６６ａの進退量）は、上述したセンサ部３０で検出した検出値に基づいて行っている。例えば、乗員情報センサとして、乗員重量センサを有する場合には、基準重量に対する乗員１１の重量の検出値に基づいて、リングギヤ８２２の位置を決定する。同様に、乗員情報センサとして、シートポジションセンサを有する場合には、基準ポジションに対する乗員１１の着座位置の検出値に基づいて、リングギヤ８２２の位置を決定する。同様に、車両情報センサとして、車両速度センサを有する場合には、検出した速度や加速度（減速度）に基づいて、リングギヤ８２２の位置を決定する。

また、第二のトーションバー６１の他端側を、通常時は非回転とし、ＥＬＲ機構の作動時にはギヤスプロケット６２１ａ〜６２１ｅと一体的に回転させる構成としては、上述した構成に限らず、他の構成であってもよい。

また、本実施例では乗員情報センサからの情報等に基づいて予めアクチェーター６６を作動させてリングギヤ８２２の位置を調整する例を示したが、上述したセンサ部３０で検出した検出値に基づいて、予めアクチェーター６６を作動させるだけでなく、ＥＬＲ機構の作動後にアクチェーター６６を作動させてリングギヤ８２２の位置を変更するようにして、乗員１１から見たベルト荷重Ｆｂを増減させるようにしてもよい。これにより、従来の一つのトーションバーを備えるシートベルト装置と比較して、乗員１１と車両状況に応じた多様な制御を行うことができる。

また、変速機構としては、例えばスプール側ギヤ８４と遊星ギヤユニット８２とが噛み合うように構成してもよく、又はスプール側ギヤ８４と遊星ギヤユニット８２との間に複数の連結ギヤを設けるようにしてもよい。

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
５２ ロックホイール
５４ 第一のトーションバー
６１ 第二のトーションバー
６１ａ，６２ａ，８２４ａ ギヤ
６２ トーションバー側スプロケット
６２１ａ〜６２１ｅ ギヤスプロケット
６３ 伝達チェーン
６４ スプール側スプロケット
６６ アクチェーター
６６ａ 駆動軸
８２ 遊星ギヤユニット
８２１ａ〜８２１ｅ 太陽ギヤ
８２２ リングギヤ
８２２ａ 内歯
８２３ａ〜８２３ｅ 遊星ギヤ
８２４ 回転軸

Claims (7)

1. 乗員をシートに拘束するウェビングと、
   車両に固定された筺体に回転可能に支持されて前記ウェビングを巻き取るスプールと、
   前記スプールの軸方向一端側に配設されて前記筺体に回転可能に支持されたロックホイールと、
   軸方向一端側が前記ロックホイールに支持されると共に、軸方向他端側が前記スプールに支持され、前記ロックホイールと前記スプールを連結する第一のトーションバーと、
   予め定められた条件の下で前記ロックホイールの回転を阻止するロック装置と、
   軸方向一端側が前記筺体に支持されると共に、軸方向他端側が前記スプールの回転に連動して回転するように構成された第二のトーションバーと、
   前記スプールの回転を変速して前記第二のトーションバーの軸方向他端側に伝達する変速機構と、
   前記第二のトーションバーの軸方向他端側と前記変速機構との連結を断接する断接機構と、
   前記変速機構の変速比を変更する変速比変更手段と、
   前記断接機構の断接を変更する断接変更手段と、
   前記変速比変更手段及び前記断接変更手段を制御する制御装置と
   を備えることを特徴とするシートベルト装置。
2. 前記変速機構は、
   前記スプールと一体的に回転する第一のスプロケットと、
   一体回転可能であって歯数が異なる複数のギヤスプロケットからなる第二のスプロケットと、
   前記第一のスプロケットと前記第二のスプロケットとに巻き回された伝達チェーンと
   を含み、
   前記変速比変更手段は、前記複数のギヤスプロケットのうちの所望の一つに前記伝達チェーンを移動させることにより前記変速機構の変速比を変更する
   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. 前記変速比変更手段は、前記制御装置からの制御信号により駆動軸を進退させて前記伝達チェーンを移動させるアクチェーターである
   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. 前記アクチェーターは、前記第二のトーションバーの軸方向に平行に前記駆動軸が進退するように前記筺体に支持されている
   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. 前記アクチェーターは、前記第二のスプロケットの前記ギヤスプロケットの外径の拡縮に沿って前記駆動軸が進退するように前記筺体に支持されている
   ことを特徴とする請求項３に記載のシートベルト装置。
6. 前記変速機構は、
   前記スプールと一体的に回転する第一のギヤと、
   それぞれ歯数が異なり前記筺体に回転可能に支持された回転軸に固定される複数の太陽ギヤ、前記太陽ギヤの外周に配設され前記第一のギヤと連結されるリングギヤ、及び各前記太陽ギヤと前記リングギヤとに各々噛み合うことが可能なそれぞれ複数の遊星ギヤを含む遊星機構と
   を含み、
   前記変速比変更手段は、前記リングギヤの内歯が前記複数の太陽ギヤのうちの所望の一つに対応する遊星ギヤに噛み合うように前記リングギヤを前記回転軸の軸方向に移動させることにより前記変速機構の変速比を変更する
   ことを特徴とする請求項１に記載のシートベルト装置。
7. 前記変速比変更手段は、前記制御装置からの制御信号により駆動軸を進退させて前記リングギヤを移動させるアクチェーターである
   ことを特徴とする請求項６に記載のシートベルト装置。

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