JP3850573B2 - シートベルト巻取装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシートベルト巻取装置に係り、特にシートベルトの引き出し量が増した場合にもベルト引き出し力がほぼ一定となるようにしたシートベルト巻取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車等に装備されているシートベルト巻取装置では、シートベルト（以下、巻き取られるベルト自体を指す場合、ウェビングと記す。）を、装置内に内蔵された渦巻きバネ等のバネ駆動によりリールに巻き取るようになっている。この種のシートベルト巻取装置では、ウェビングの引き出し量が増すにつれて渦巻きバネが巻回されてその付勢力が増大するので、ウェビングの引き出し量が増すにつれて、引き出し力も増大するという課題があった。
【０００３】
出願人は、すでにこの問題を解決するためにウェビングの引き出し力を軽減するテンションレデューサ機構を備えたシートベルト巻取装置を開発している（特許第２７１１４２８号）。このシートベルト巻取装置のテンションレデューサ機構の構成を図１４を参照して説明する。同図に示したように、シートベルト巻取装置５０のベルトリール５１は回転軸５９を介して図示しないベースフレームに軸支されている。このベルトリール５１の外周面にウェビング５７が巻取られるようになっている。さらにベースプレート（図示せず）の外側壁にテンションレデューサ機構のハウジング６１が固着されている。回転軸５９の軸端５９ａはベースフレームに隣接して取り付けられたハウジング６１内まで延出している。ハウジング６１内に延びた軸端５９ａには円錐台形状をなす第１ローププーリ５２が固着されている。第１ローププーリ５２の外周面にはらせん状の案内溝５５が刻設されている。
【０００４】
さらに、ハウジング６１内には第２ローププーリ５４が、回転軸６２を介して軸支された状態で収容されている。第２ローププーリ５４は第１ローププーリ５２と同様に円錐台形状をなし、外周面に同様のらせん状の案内溝５８が形成されている。回転軸６２は回転軸５９に対して平行にかつ側方位置に所定の離隔をとる位置に設けられている。第２ローププーリ５４には図１に示したように回転軸６２と同軸的な円筒形状の中空室６３が形成されている。この中空室６３内には渦巻バネ５６が装着されている。この渦巻バネ５６の一端は回転軸６２を支える固定ピン６４に定着され、他端は第２ローププーリ５４の中空室６３に形成された軸受ボス６５の一部に定着されている。
さらに、この第１のローププーリ５２と第２ローププーリ５４との間にはロープ５３が掛け渡されている。ロープ５３はウェビング５７がもっとも巻き取られた状態で一端が第２ローププーリの案内溝５８の最大径位置の定着端（図示せず）に定着されて案内溝５８の全周にわたりらせん状に巻き付けられ、端部は第１ローププーリの案内溝５５の最大径部の定着端６７に固定されている。
【０００５】
このような構成からなるテンションレデューサ機構では、渦巻バネ５６が巻き上げられたときに生じる巻き取り付勢力は、まず第２ローププーリ５４の案内溝５８に巻き付けられた端部ロープ５３を巻取ろうとする回転力として第２ローププーリ５４に伝達される。このときロープ５３は図１４に示したように、第２ローププーリ５４の最小直径部から第１ローププーリ５２の案内溝５５の最大径部へ掛け渡されている。このウェビング巻き取り状態からウェビング５７が図中矢印で示した巻取り力Ｋに抗して引き出されると、テンションレデューサ機構の第１ローププーリ５２が図中矢印Ａ方向に回転し、ロープ５３が第１ローププーリ５２上に巻き取られていく。このときロープ５３は案内溝５５に収容されながら第１ローププーリ５２上に巻回される。これに合わせて案内溝５８に巻回されていたロープ５３は第２ローププーリ５４から徐々に巻き解かれる。
【０００６】
このように第１ローププーリ５２、第２ローププーリ５４の外周面上に形成された案内溝５５、５８により保持されているロープ５３によって両方のローププーリ５２、５４間の回転が伝達される。このとき、第１ローププーリ５２、第２ローププーリ５４の円錐形状を適正に設定することにより、第１ローププーリ５２、第２ローププーリ５４の回転数比を制御することができ、これによりウェビングが引き出された量にかかわらず、ウェビング引き出し力を一定ないしは低減することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図１４に示したシートベルト巻取装置は、テンションレデューサ機構が、らせん状案内溝を有する円錐台形状の２個のローププーリで構成されているため、ローププーリのハウジング内への組付け性が悪いうえ、ローププーリ自体を小部品化できないため装置全体の小型化が難しいという問題がある。
【０００８】
また、この装置では円錐台形状のローププーリの外周面にロープを巻き付けて長い引き出しストロークで引き出し力の低減を図っている。しかし、ロープが円錐形台状の外周面に緩いリード角で多重に巻回されているため、ロープ巻き解き時のロープ巻付け半径の減少の割合が小さく、引き出し力の変化分を大きくとれないという問題もある。
【０００９】
さらに、円錐台形状に起因してロープ巻き付け面が傾いているためシートベルトを急激に引き出した後の巻き取りにおいて、ロープが弛んで案内溝からはずれないように、案内溝を深く加工したりして対応する必要がある。加えて信頼性向上のために、万一に生じるロープの破断に対応するために補助安全装置を搭載することも望まれる。
そこで、本発明の目的は従来の技術の有する問題点を解消し、組み付け性がよく、コンパクトなテンションレデューサ機構を有し、シートベルトの引き出しにおいて高い信頼性が得られるようにしたシートベルト巻取装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明はベースフレームにその両端が軸支されウェビングが巻き取られるリールシャフトと、該リールシャフトの回転軸に対して相対回転しないように同軸的に連結された第１リールと、その一端が前記第１リールの所定位置に定着された紐状体が掛け渡され、前記紐状体が巻き付けられた前記第１リールに対して回転軸が平行にかつ側方に離隔して配置された第２リールと、前記ウェビングの引き出しにより前記第１リールが回転して前記紐状体が前記第１リールに巻き取られることで生じる前記第２リールの回転に抗して前記ウェビングを巻き取る方向に回転付勢力が付与される付勢力付与手段とを備え、前記第１リールと前記第２リールとの回転数比を異ならせることで前記ウェビングの引き出し力をウェビング引き出し量に応じて低減させるようにしたシートベルト巻取装置であって、前記第１リールを円筒ドラム形状とするとともに、前記第２リールを、回転軸の軸線方向に沿って同軸的に段状をなす小径リール部と大径リール部とで構成し、該小径リール部と大径リール部とを連絡する曲線状の遷移溝を大径リール部の側面に設け、前記第１リールから掛け渡された前記紐状体が前記第２リールの小径部、前記遷移溝を経て大径リール部まで巻き付けられるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
前記付勢力付与手段は、渦巻きバネからなり、外周端が前記ベースフレームの側面に形成されたバネ収容部の一部に定着されるとともに、内周端が前記第２リールの回転軸の一部に定着されるように取り付けることが好ましい。
【００１２】
前記付勢力付与手段は、渦巻きバネからなり、外周端が前記第２リール内のバネ収容中空部の一部に定着されるとともに、内周端が前記ベースフレームの側面に形成された軸受ボスの一部に定着することが好ましい。
【００１５】
前記大径リール部の円周面に、前記遷移溝と連絡するらせん状溝が形成され、該らせん状溝内に前記紐状体が巻き付けられるようにすることが好ましい。
【００１６】
前記遷移溝の線形形状は、前記小径リール部の直径と前記大径リール部の直径の平均値を半径とした円弧の一部とすることが好ましい。
【００１７】
前記第１リールのドラム表面に前記紐状体が巻き付けられるらせん状溝を形成することが好ましい。
【００１８】
前記第１リールのドラム表面は、ドラム中央部で最小直径となる凹曲面を構成する母線を有するようにすることが好ましい。
【００１９】
前記第１リールのドラムに前記紐状体を整列巻きするためのリード機構を備えることが好ましい。
【００２０】
このとき前記リード機構は、前記第１リールの回転が伝達されるギア手段と、該ギア手段により回転するネジ機構と、該ネジ機構の回転が往復直線運動に変換されるスライド手段とを備え、前記スライド手段の往復直線運動により前記ロープを、前記第１リールのドラム面に案内させることが好ましい。
【００２１】
または、前記リード機構は、前記第１リールの回転が伝達される円筒カムと、該円筒カムの表面に形成されたらせん溝に、先端部が前記らせん溝内にスライド可能に収容されたスライド手段とを備え、円筒カムの回転を、前記らせん溝を介した前記スライド手段の往復直線運動に変換し、この往復直線運動により前記ロープを、前記第１リールのドラム面に整列巻きするように案内させることが好ましい。
【００２２】
前記第１リールと第２リールとは、それぞれのリールの回転軸と同軸的なギア手段を備え、前記第１リールと第２リールとの間に前記ロープが所定張力で掛け渡されている場合には、前記ギア手段間の回転の伝達が切断された状態に置かれ、前記ロープの張力が一定以下となった場合に、前記ギア手段が連結され、前記第１リールの回転が第２リールに伝達されるようにすることが好ましい。
【００２３】
前記ギア手段間の伝達は中間ギアが、前記ロープの張力が一定以下となった場合に前記ギア手段に付加されるようにすることが好ましい。
【００２４】
前記中間ギアは、前記第１リールと第２リールとの間に前記ロープが所定張力で掛け渡されている場合に、バネ手段により前記ギア手段から切り離されるようにすることが好ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のシートベルト巻取装置の構成について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明のシートベルト巻取装置のアッセンブリとしてのテンションレデューサ機構の内部構成を説明するために示した分解斜視図である。
本発明のシートベルト巻取装置１の概略構成は、ウェビングＷが巻き取られたリールシャフト２と、このリールシャフト２を回転自在に軸支するベースフレーム３（外形を仮想線で示した）と、リールシャフト２の回転を抑止するリールロック機構４（外形を仮想線で示した）と、本発明の特徴部分であるテンションレデューサ機構１０とからなる。
【００２６】
ベースフレーム３は平面形状が略コ字形をなした鋼板加工品で、左右の側面壁３ａにはリールシャフト２の端部フランジが遊嵌される支持孔３ｂが形成されている。この支持孔３ｂの周縁３ｃには図示しない略鋸歯状部が形成されている。この周縁３ｃに一方の側面壁３ａに取り付けられた公知のリールロック機構４のロック動作により揺動する係止片（図示せず）が係止する。この係止動作により、ウェビングが巻取装置１から急激に引き出された際に、リールシャフト２の回転をロックし、ウェビングＷの引き出しが阻止される。ベースフレーム３の他方の側面壁３ａにはウェビングＷの引き出し力を調整可能なテンションレデューサ機構１０が取り付けられている。
【００２７】
テンションレデューサ機構１０の構成について図１、図２により説明する。テンションレデューサ機構１０は、図１に示したように、その外形がリテーナプレート１１とカバープレート１２とからなるハウジングと、このハウジング内に収容された付勢力伝達手段としての第１リール２０と、第１リール２０に巻回されたロープ２５が掛け渡されロープ２５を介して第１リール２０と相互回転可能な第１リール２０より大径をなす第２リール３０と、第２リール３０内に収容され付勢力付与手段として第２リール３０に所定の回転力を付与する渦巻きバネ４０とから構成されている。
【００２８】
これらのうち、合成樹脂製のリテーナプレート１１は、本実施の形態では所定位置に一体成形されたグロメットおよび係止片（図示せず）を介して鋼製ベースフレーム３の側面壁３ａに固着されている。リテーナプレート１１の上部突状部１１ａには軸受開口１３が形成されている。この軸受開口１３には第１リール２０のリール端が回転可能に支持される。また、リテーナプレート１１のほぼ中央部には軸受凹所１４が形成されている。この軸受凹所１４には第２リール３０の回転軸端３１ａが回転可能に軸支される（図２参照）。さらに軸受凹所１４の周囲には軸受凹所１４の軸線と同軸的にバネ収容部１７が形成されている。このバネ収容部１７は薄形の円筒壁１１ｂによって画成された円筒形状空間である。円筒壁１１ｂは２重壁形状からなり、リテーナプレート１１の側面に一体的に成形されている。円筒壁１１ｂの高さは、内部に収容される渦巻きバネ４０の幅にほぼ等しく、円筒壁１１ｂの上端には渦巻きバネ４０の外周端４２を係止する係止突起１８が形成されている。さらにこの円筒壁１１ｂ全体は、図２に示したように第２リール３０のリテーナプレート１１側に形成された中空部３９内に収容されるようになっている。
【００２９】
このとき渦巻きバネ４０の外周端４２は円筒壁１１ｂ上端の係止突起１８に固定される一方、内周端４１は第２リール３０の中空部３９のほぼ中心軸位置に形成された係止部（図示せず）に固定されるようになっている。このようにシートベルト巻取装置の製作時に、あらかじめ渦巻きバネをリテーナプレート側に外周端を定着した状態で収容しておくことにより、第２リール等の部品の組み付けを容易かつ迅速に行うことができる。
【００３０】
渦巻きバネ４０の動作としては、両端部がリテーナプレート側と第２リール３０側とに定着されているため、ウェビングＷの引き出しに伴い、第２リール３０が回転軸３１周りに渦巻きバネの巻きを強めるように回転する。その結果、渦巻きバネ４０には、第２リール３０をウェビングＷの巻き取り方向に回転させる付勢力がウェビングＷの引き出し量に比例して蓄えられる。
【００３１】
次に、付勢力伝達手段としての２個のリールの構成について説明する。第１リール２０の一端は図１、図２に示したように、端面にリールシャフト２の回転軸５の軸端が相対回転不能に同軸的に嵌着され、この状態でリテーナプレート１１の軸受開口１３に回転可能に支持されている。他端はカバープレート２に形成された軸受凹所１５に嵌着されている。第１リール２０はハウジングの内法寸法にほぼ等しい長さで直径が一様な円筒ドラム形状をなす。円筒ドラムの両端にはフランジ２１が形成されており、後述するロープ２５が多重に巻き付けられた際に、ロープ２５がドラムから逸脱しないようになっている。また、このフランジ２１によりリテーナプレート１１とカバープレート１２との隙間が適切に規定され、第１リール２０が回転した際にリールが軸方向にずれるのが防止される。
【００３２】
一方、第２リール３０の回転軸３１は、第１リール２０の回転軸２２と平行に配置されており、その一端はリテーナプレート１１に形成された軸受凹所１４に回転可能に支持されている。他端はカバープレート１２に形成された軸受凹所１６に嵌着されている。本実施の形態では、第２リール３０の直径φ2は第１リール２０の直径φ0に対して５：１に設定されている（図４参照）。第２リール３０の厚さＤ（図２参照）は、内部に収容される渦巻きバネ４０の板幅及びバネ収容部１８の円周壁１１ｂの高さによって決定されるが、およそ１０ｍｍ程度に設定されている。
【００３３】
第２リール３０の最も直径の大きな周面３２（以下、大径リール部と記す。）には図１に示したようにらせん状をなした角溝３３が刻設されている。この角溝３３は本実施の形態では、大径リール部３２の周面に３周にわたり刻設されている。一方、大径リール部３２の端面３２ａには第２リール３０の回転軸３１と同軸的に直径φ1の小径リール部３４が段状をなして大径リール部３２と一体的に形成されている。小径リール部３４の直径φ1と大径リール部３２の直径φ2との比は２：５に設定されている。したがって、
第１リール２０の直径φ0：小径リール部３４の直径φ1＝１：２
第１リール２０の直径φ0：大径リール部３２の直径φ2＝１：５
となり、渦巻きバネ４０の回転付勢力はこの直径比に応じて低減されて第１リール２０に伝達されることになる。
【００３４】
小径リール部３４の端面には円板状のフランジ３４ａが一体的に形成され、小径リール部３４は円周溝３７をなしている。さらに小径リール部３４の円周溝３７と大径リール部３２の角溝３３の間を連絡するようにして、大径リール部３２の角溝３３が端面３２ａに接する位置から端面３２ａ上には半径Ｒ＝（φ1＋φ2）／４の円弧状の直径遷移部３５をなす角溝３８が形成されている。なお、この直径遷移部３８の溝曲線の線形形状は円弧の一部に限られず、インボリュート、双曲線等各種の滑らかな曲線を設定することができる。
【００３５】
このように第１リール２０と、第２リール３０の連続した角溝３７、３８、３３間には図１、図２に示したように細径のロープ２５が巻き付けられている。
ロープ２５は、本実施の形態では、直径約０．５ｍｍのアラミド繊維ロープが用いられているが、使用に際し所定のテンションをかけた際に伸び量が許容以下であれば、各種の繊維ロープを使用することができる。ロープ２５は、ウェビングＷが巻取装置１内に最も巻き取られた状態で、その一端が第１リール２０のドラムに定着され、ドラムに数周巻回された上で、所定のテンションで第２リール３０の小径リール部３４に掛け渡されている。第２リール３０の小径リール部３４では、あらかじめウェビングＷの全引き出し量の１／２程度の引き出しが可能な程度の長さが円周溝３７に巻き付けられている。さらにロープ２５は直径遷移部３５の角溝３８に沿って大径リール部３２に導かれ、大径リール部３２の角溝３３の全周にわたり残余分が巻き付けられている。その終端は角溝端の定着部３３ａにネジ等（図示せず）の定着手段により定着されている。
【００３６】
図２には、ウェビングＷがシートベルト巻取装置内にもっとも巻き取られた状態が示されている。この状態ではロープ２５は、第１リール２０と第２リール３０の小径リール部３４との間に掛け渡されている。また、渦巻きバネはもっとも巻きが緩められた状態にある。
【００３７】
図３には、ウェビングＷ巻き取り状態から最大引き出し長までウェビングＷが引き出された状態が示されている。ウェビングＷを図中矢印Ｂ方向に引き出す動作によってリールシャフト２の回転軸５の軸端（図１参照）に一体的に連結された第１リール２０はリールシャフト２の回転と一体的に回転し、第２リール３０に巻きつけられているロープ２５を第１リール２０側に巻き取る動作が開始される。そして最大引き出し長に達した段階ではロープ２５は第１リール２０と第２リール３０の大径リール部３２との間に掛け渡される。このとき渦巻きバネ４０の巻きはもっとも強められ、渦巻きバネには第２リールをウェビングＷの巻き取りのために回転させる付勢力が最大限に付与された状態にある。
【００３８】
以上に述べたシートベルト巻取装置の構成の変形例について図５〜図９を参照して説明する。図５は渦巻きバネ４０をあらかじめ第２リール３０側に収容するようにした変形例を示した部分斜視図である。同図に示したように、本変形例では、リテーナプレート１１のほぼ中央部に軸受ボス１９が一体的に突設されている。また、軸受ボス１９の周囲には軸受ボス１９の軸線と同軸的に第２リール３０の外径にほぼ等しい円弧状ガイド１１ｃが形成されている。付勢力付与手段としての渦巻きバネ４０は、第２リール３０のリテーナプレート１１側に形成された中空部３９内に収容されている。このとき渦巻きバネ４０の外周端４０ａは中空部の内周面の一部に形成された係止部（図示せず）に固定されている。そして組み付けの際に、軸受ボス１９の一部に形成されている係止溝１９ａに渦巻きバネ４０の内周端４０ｂを係止させるようになっている。同時に軸受ボス１９に第２リール３０の回転軸端（図示せず）を回転可能に軸支させる。このような構成とすることにより、回転体マスを大きくすることができるので、ウェビング（図示せず）の巻き取り時の回転安定性を向上させることができる。
【００３９】
図６、図７は第１リールのロープ巻き取り部の形状を円筒ドラム形状から変更した例を示したテンションレデューサー機構の断面図である。図６に示した第１リール２０は円筒ドラム表面にロープ巻き付け用の螺旋溝２６を形成したものである。第１リール２０にロープ（図示せず）を巻き付ける際にロープはドラム表面に形成された螺旋溝２６に沿って巻き取られる。これにより乱巻きによるトラブルを防止することができる。なお、螺旋溝２６を形成することにより第１リール２０の幅は広くなるが、その分第２リール３０の小径リール部３４の幅を広くしてカバーケース１２内での寸法調整をしている。
【００４０】
図７に示した第１リール２０の周面はドラム中央が最小径となるような滑らかな凹曲面２７の母線を有するように構成されている。このような凹曲面２７のドラムにロープ（図示せず）を巻き付けると最小径の部分を中心として巻き取られるため張力が緩んだ状態でもロープがドラムの巻き取り部から脱線するおそれがない。凹曲面２７の形状としては双曲線、円弧の一部等滑らかな曲線であれば適宜その形状を設定することができる。
【００４１】
図８、図９は第１リールにロープを整列巻きするためのリード機構を備えた変形例を示したものである。図８には第１リールの正逆方向の回転をスライドバー４６の往復運動に変換するスクリューネジ４３が示されている。このスクリューネジ４３の両端は図示しないカバープレートとリテーナプレートとに回転可能に支持されている。スクリューネジ４３端部にはギア４２が取り付けられており、第１リール２０のドラム端に取り付けられたギア４１と噛合し、第１リール２０の回転に伴い、所定方向の回転が付与されるようになっている。スクリューネジ４３にはスライドバー４６の一端に形成された雌ねじ部４６ａが螺合されている。スライドバー４６の他端に形成された円孔４６ｂはスクリューネジ４３の延長方向に沿って延在するガイドロッド４５に遊嵌されている。したがって、第１リール２０の回転に伴ってスクリューネジ４３が所定方向に回転し、この回転運動はスクリューネジ４３に螺合されているスライドバー４６の直線運動に変換される。このとき、スライドバー４６の一部にロープ挿通孔４４が形成されている。このロープ挿通孔４４に第１リール２０と第２リール３０との間に掛け渡されるロープ２５が挿通されている。したがって、第１リール２０にロープ２５が巻き取られる際に、スライドバー４６がスクリューネジ４３の長手方向にスライドし、ロープ２５が第１リール２０のドラム上に整列巻きされる。
【００４２】
図９には、リード機構の変形例として表面に螺旋状カム溝４８が形成された円筒カム４７と螺旋状カム溝４８に沿って移動可能なスライダ４６ｃを先端に有するスライドバー４６とが示されている。円筒カム４７は本変形例ではプーリベルト４９によって第１リール２０の回転と同期回転できるようになっている。そして円筒カム４７の螺旋状カム溝４８内に収容されたスライダ４６ｃは円筒カム４７の回転に伴って往復直線運動する。したがって、スライダ４６ｃが先端に形成されたスライドバー４６全体の往復直線運動に変換される。このとき図８と同様にスライドバー４６のロープ挿通孔４４に案内されたロープ２５は第１リール２０に巻き取られる際にドラム上に整列巻きされる。
【００４３】
次に、リール間に掛け渡されたロープが切断した場合に動作する伝達機構の構成について図１０、図１１を参照して説明する。
以上に説明したロープはアラミド繊維からなり、使用時に切断のおそれはほとんどない。しかしロープ切断が生じた場合には本装置が機能できなくなることから以下のような補助安全装置を併設することが好ましい。
【００４４】
図１０（ａ）に示したように、第１リール２０のフランジ外側と及び第２リール３０の側端位置に、それぞれの回転軸と同軸的に第１ギア８１と第２ギア８２とが同一平面を構成するように取り付けられている。さらに模式側面図（図１１（ａ））に示したように、第１ギア８１と第２ギア８２の回転を伝達する中間ギア８３が、ロープ２５が正常に掛け渡された状態ではそれぞれのギア８１，８２と噛合しない位置に保持されるように配置されている。この中間ギア８３は図示しないガイドレールに沿ってスライドする支持プレート８６上に回転可能に取り付けられている。さらに支持プレート８６には小径プーリ形状のセンサーピン８４が取り付けられている。このセンサーピン８４は図１１（ａ）に示したように、ロープ２５がリール間に掛け渡されている状態では、ロープ２５に押し当てられ、この結果、支持プレート８６が初期位置から引張バネ８５を伸長させたスライド状態を保持する。
【００４５】
この状態からロープ２５が切断されると、支持プレート８６は図１０（ｂ）、図１１（ｂ）に示したように、抵抗の取り除かれた引張バネ８５の短縮によりバネ初期長さまでスライドされる。このスライドと同時に中間ギア８３が第１ギア８１と第２ギア８２との間に噛合し、一連のギア伝達機構が構成される。このようにして万一、ロープ２５が切断した場合にも、ギアによる回転伝達が確保され、ウェビングの引き出し、巻き取りは確実に行うことができる。
【００４６】
なお、この補助安全装置は図１４に示した公知のシートベルト巻取装置に組み込んで使用する場合にも有効に機能することは言うまでもない。
【００４７】
ここで、ウェビングＷの引き出し量に応じたロープ２５の第２リール３０での巻き取り状態と、この巻き取り状態に応じたウェビングＷの引き出し力の低減効果について図１２、図１３を参照して説明する。
本実施の形態ではウェビングＷの引き出し全長を２０００ｍｍとしている。そのうち、最初の１／２にあたる約１０００ｍｍ分のウェビングＷの引き出し動作によって、第２リール３０の小径リール部３４の円周溝３７に巻回されていたロープ２５が第１リール２０に巻き取られる（図１２（ａ）参照）。その間、第２リール３０内の渦巻きバネ４０には第２リールの回転に応じた回転付勢力が蓄えられる。したがって、ウェビングＷの引き出し量に応じてその引き出し力は漸増する（図１３▲１▼参照）。さらにウェビングＷを引き出すと第２リール３０の直径遷移部３５の角溝３８部分のロープ２５が巻き解かれ、次いですぐに大径リール部３２のロープ２５が巻き解かれる（図１２（ｂ）、（ｃ）参照）。
このとき、ウェビングＷの引き出しに要する力は、ロープ２５が直径遷移部３５を経て巻き解かれ大径リール部３２に遷移する際に急激に減少する（図１３▲２▼区間参照）。これは、ロープの巻き径が急激に増えて得られる輪軸効果によるものである。そして大径リール部３２でのウェビングＷ引き出し力は図１３▲３▼区間に示したように低い値で最大引き出し長まで漸増する。
【００４８】
【発明の効果】
以上に述べたように、ウェビングを引き出す際に第１リールの小さな直径の円筒ドラム形状とする一方、第２リールに小径部と大径部とを設け、その間をらせん状の遷移部で結び、第１リールと第２リールとの間にロープを掛け渡すようにしたので、各部品の組み付け性がよく、操作上もウェビング引き出し量にかかわらず、ほぼ一定の引き出し力でウェビングを引き出せるとともに、急激な引き出し後にもロープの弛みがほとんどないため、ウェビング引き出し巻き取り動作において高い信頼性が得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるシートベルト巻取装置のテンションレデューサ機構を分解して示した分解斜視図。
【図２】図１に示したテンションレデューサ機構の内部構成を一体的に示した部分断面図（ウェビングが最も巻き取られた状態）。
【図３】図１に示したテンションレデューサ機構の内部構成を一体的に示した部分断面図（ウェビングが最も引き出された状態）。
【図４】ロープが掛け渡された状態での第１リールと第２リールの配置及び寸法関係を模式的に示した模式説明図。
【図５】渦巻きバネの組み付け構造の変形例を示した部分斜視図。
【図６】第１リールのドラム形状の変形例を示した部分断面図。
【図７】第１リールのドラム形状の他の変形例を示した部分断面図。
【図８】第１リールにロープを整列巻きするためのリード機構の一実施の形態を示した部分斜視図。
【図９】第１リールにロープを整列巻きするためのリード機構の他の実施の形態を示した部分斜視図。
【図１０】ロープが正常に掛け渡された状態及び破断状態における補助安全装置の作動状態を示した状態説明図。
【図１１】図１０に示した補助安全装置の作動状態を側面から示した模式説明図。
【図１２】ウェビングの引き出し状態と第２リールに巻き取られたロープの巻き取り状態との関係を示した模式説明図。
【図１３】本発明のシートベルト巻取装置におけるウェビングの引き出し量と引き出し力との関係を模式的に示した関係曲線図。
【図１４】従来のシートベルト巻取装置のテンションレデューサ機構の内部構成を示した部分断面図。
【符号の説明】
１ シートベルト巻取装置
２ リールシャフト
５ 回転軸（リールシャフト）
１０ テンションレデューサ機構
２０ 第１リール
２２ 回転軸（第１リール）
２５ ロープ
２６ 螺旋溝
２７ 凹曲面
３０ 第２リール
３１ 回転軸（第２リール）
３２ 大径リール部
３３，３７，３８ 角溝
３４ 小径リール部
３５ 直径遷移部
４０ 渦巻きバネ
４１，４２ ギア
４３ スクリューネジ
４６ スライドバー
４７ 円筒カム
４８ 螺旋状溝
８１，８２ ギア
８３ 中間ギア
８４ センサーピン
８５ 引張バネ
Ｗ ウェビング
【発明の属する技術分野】
本発明はシートベルト巻取装置に係り、特にシートベルトの引き出し量が増した場合にもベルト引き出し力がほぼ一定となるようにしたシートベルト巻取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車等に装備されているシートベルト巻取装置では、シートベルト（以下、巻き取られるベルト自体を指す場合、ウェビングと記す。）を、装置内に内蔵された渦巻きバネ等のバネ駆動によりリールに巻き取るようになっている。この種のシートベルト巻取装置では、ウェビングの引き出し量が増すにつれて渦巻きバネが巻回されてその付勢力が増大するので、ウェビングの引き出し量が増すにつれて、引き出し力も増大するという課題があった。
【０００３】
出願人は、すでにこの問題を解決するためにウェビングの引き出し力を軽減するテンションレデューサ機構を備えたシートベルト巻取装置を開発している（特許第２７１１４２８号）。このシートベルト巻取装置のテンションレデューサ機構の構成を図１４を参照して説明する。同図に示したように、シートベルト巻取装置５０のベルトリール５１は回転軸５９を介して図示しないベースフレームに軸支されている。このベルトリール５１の外周面にウェビング５７が巻取られるようになっている。さらにベースプレート（図示せず）の外側壁にテンションレデューサ機構のハウジング６１が固着されている。回転軸５９の軸端５９ａはベースフレームに隣接して取り付けられたハウジング６１内まで延出している。ハウジング６１内に延びた軸端５９ａには円錐台形状をなす第１ローププーリ５２が固着されている。第１ローププーリ５２の外周面にはらせん状の案内溝５５が刻設されている。
【０００４】
さらに、ハウジング６１内には第２ローププーリ５４が、回転軸６２を介して軸支された状態で収容されている。第２ローププーリ５４は第１ローププーリ５２と同様に円錐台形状をなし、外周面に同様のらせん状の案内溝５８が形成されている。回転軸６２は回転軸５９に対して平行にかつ側方位置に所定の離隔をとる位置に設けられている。第２ローププーリ５４には図１に示したように回転軸６２と同軸的な円筒形状の中空室６３が形成されている。この中空室６３内には渦巻バネ５６が装着されている。この渦巻バネ５６の一端は回転軸６２を支える固定ピン６４に定着され、他端は第２ローププーリ５４の中空室６３に形成された軸受ボス６５の一部に定着されている。
さらに、この第１のローププーリ５２と第２ローププーリ５４との間にはロープ５３が掛け渡されている。ロープ５３はウェビング５７がもっとも巻き取られた状態で一端が第２ローププーリの案内溝５８の最大径位置の定着端（図示せず）に定着されて案内溝５８の全周にわたりらせん状に巻き付けられ、端部は第１ローププーリの案内溝５５の最大径部の定着端６７に固定されている。
【０００５】
このような構成からなるテンションレデューサ機構では、渦巻バネ５６が巻き上げられたときに生じる巻き取り付勢力は、まず第２ローププーリ５４の案内溝５８に巻き付けられた端部ロープ５３を巻取ろうとする回転力として第２ローププーリ５４に伝達される。このときロープ５３は図１４に示したように、第２ローププーリ５４の最小直径部から第１ローププーリ５２の案内溝５５の最大径部へ掛け渡されている。このウェビング巻き取り状態からウェビング５７が図中矢印で示した巻取り力Ｋに抗して引き出されると、テンションレデューサ機構の第１ローププーリ５２が図中矢印Ａ方向に回転し、ロープ５３が第１ローププーリ５２上に巻き取られていく。このときロープ５３は案内溝５５に収容されながら第１ローププーリ５２上に巻回される。これに合わせて案内溝５８に巻回されていたロープ５３は第２ローププーリ５４から徐々に巻き解かれる。
【０００６】
このように第１ローププーリ５２、第２ローププーリ５４の外周面上に形成された案内溝５５、５８により保持されているロープ５３によって両方のローププーリ５２、５４間の回転が伝達される。このとき、第１ローププーリ５２、第２ローププーリ５４の円錐形状を適正に設定することにより、第１ローププーリ５２、第２ローププーリ５４の回転数比を制御することができ、これによりウェビングが引き出された量にかかわらず、ウェビング引き出し力を一定ないしは低減することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図１４に示したシートベルト巻取装置は、テンションレデューサ機構が、らせん状案内溝を有する円錐台形状の２個のローププーリで構成されているため、ローププーリのハウジング内への組付け性が悪いうえ、ローププーリ自体を小部品化できないため装置全体の小型化が難しいという問題がある。
【０００８】
また、この装置では円錐台形状のローププーリの外周面にロープを巻き付けて長い引き出しストロークで引き出し力の低減を図っている。しかし、ロープが円錐形台状の外周面に緩いリード角で多重に巻回されているため、ロープ巻き解き時のロープ巻付け半径の減少の割合が小さく、引き出し力の変化分を大きくとれないという問題もある。
【０００９】
さらに、円錐台形状に起因してロープ巻き付け面が傾いているためシートベルトを急激に引き出した後の巻き取りにおいて、ロープが弛んで案内溝からはずれないように、案内溝を深く加工したりして対応する必要がある。加えて信頼性向上のために、万一に生じるロープの破断に対応するために補助安全装置を搭載することも望まれる。
そこで、本発明の目的は従来の技術の有する問題点を解消し、組み付け性がよく、コンパクトなテンションレデューサ機構を有し、シートベルトの引き出しにおいて高い信頼性が得られるようにしたシートベルト巻取装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明はベースフレームにその両端が軸支されウェビングが巻き取られるリールシャフトと、該リールシャフトの回転軸に対して相対回転しないように同軸的に連結された第１リールと、その一端が前記第１リールの所定位置に定着された紐状体が掛け渡され、前記紐状体が巻き付けられた前記第１リールに対して回転軸が平行にかつ側方に離隔して配置された第２リールと、前記ウェビングの引き出しにより前記第１リールが回転して前記紐状体が前記第１リールに巻き取られることで生じる前記第２リールの回転に抗して前記ウェビングを巻き取る方向に回転付勢力が付与される付勢力付与手段とを備え、前記第１リールと前記第２リールとの回転数比を異ならせることで前記ウェビングの引き出し力をウェビング引き出し量に応じて低減させるようにしたシートベルト巻取装置であって、前記第１リールを円筒ドラム形状とするとともに、前記第２リールを、回転軸の軸線方向に沿って同軸的に段状をなす小径リール部と大径リール部とで構成し、該小径リール部と大径リール部とを連絡する曲線状の遷移溝を大径リール部の側面に設け、前記第１リールから掛け渡された前記紐状体が前記第２リールの小径部、前記遷移溝を経て大径リール部まで巻き付けられるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
前記付勢力付与手段は、渦巻きバネからなり、外周端が前記ベースフレームの側面に形成されたバネ収容部の一部に定着されるとともに、内周端が前記第２リールの回転軸の一部に定着されるように取り付けることが好ましい。
【００１２】
前記付勢力付与手段は、渦巻きバネからなり、外周端が前記第２リール内のバネ収容中空部の一部に定着されるとともに、内周端が前記ベースフレームの側面に形成された軸受ボスの一部に定着することが好ましい。
【００１５】
前記大径リール部の円周面に、前記遷移溝と連絡するらせん状溝が形成され、該らせん状溝内に前記紐状体が巻き付けられるようにすることが好ましい。
【００１６】
前記遷移溝の線形形状は、前記小径リール部の直径と前記大径リール部の直径の平均値を半径とした円弧の一部とすることが好ましい。
【００１７】
前記第１リールのドラム表面に前記紐状体が巻き付けられるらせん状溝を形成することが好ましい。
【００１８】
前記第１リールのドラム表面は、ドラム中央部で最小直径となる凹曲面を構成する母線を有するようにすることが好ましい。
【００１９】
前記第１リールのドラムに前記紐状体を整列巻きするためのリード機構を備えることが好ましい。
【００２０】
このとき前記リード機構は、前記第１リールの回転が伝達されるギア手段と、該ギア手段により回転するネジ機構と、該ネジ機構の回転が往復直線運動に変換されるスライド手段とを備え、前記スライド手段の往復直線運動により前記ロープを、前記第１リールのドラム面に案内させることが好ましい。
【００２１】
または、前記リード機構は、前記第１リールの回転が伝達される円筒カムと、該円筒カムの表面に形成されたらせん溝に、先端部が前記らせん溝内にスライド可能に収容されたスライド手段とを備え、円筒カムの回転を、前記らせん溝を介した前記スライド手段の往復直線運動に変換し、この往復直線運動により前記ロープを、前記第１リールのドラム面に整列巻きするように案内させることが好ましい。
【００２２】
前記第１リールと第２リールとは、それぞれのリールの回転軸と同軸的なギア手段を備え、前記第１リールと第２リールとの間に前記ロープが所定張力で掛け渡されている場合には、前記ギア手段間の回転の伝達が切断された状態に置かれ、前記ロープの張力が一定以下となった場合に、前記ギア手段が連結され、前記第１リールの回転が第２リールに伝達されるようにすることが好ましい。
【００２３】
前記ギア手段間の伝達は中間ギアが、前記ロープの張力が一定以下となった場合に前記ギア手段に付加されるようにすることが好ましい。
【００２４】
前記中間ギアは、前記第１リールと第２リールとの間に前記ロープが所定張力で掛け渡されている場合に、バネ手段により前記ギア手段から切り離されるようにすることが好ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のシートベルト巻取装置の構成について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明のシートベルト巻取装置のアッセンブリとしてのテンションレデューサ機構の内部構成を説明するために示した分解斜視図である。
本発明のシートベルト巻取装置１の概略構成は、ウェビングＷが巻き取られたリールシャフト２と、このリールシャフト２を回転自在に軸支するベースフレーム３（外形を仮想線で示した）と、リールシャフト２の回転を抑止するリールロック機構４（外形を仮想線で示した）と、本発明の特徴部分であるテンションレデューサ機構１０とからなる。
【００２６】
ベースフレーム３は平面形状が略コ字形をなした鋼板加工品で、左右の側面壁３ａにはリールシャフト２の端部フランジが遊嵌される支持孔３ｂが形成されている。この支持孔３ｂの周縁３ｃには図示しない略鋸歯状部が形成されている。この周縁３ｃに一方の側面壁３ａに取り付けられた公知のリールロック機構４のロック動作により揺動する係止片（図示せず）が係止する。この係止動作により、ウェビングが巻取装置１から急激に引き出された際に、リールシャフト２の回転をロックし、ウェビングＷの引き出しが阻止される。ベースフレーム３の他方の側面壁３ａにはウェビングＷの引き出し力を調整可能なテンションレデューサ機構１０が取り付けられている。
【００２７】
テンションレデューサ機構１０の構成について図１、図２により説明する。テンションレデューサ機構１０は、図１に示したように、その外形がリテーナプレート１１とカバープレート１２とからなるハウジングと、このハウジング内に収容された付勢力伝達手段としての第１リール２０と、第１リール２０に巻回されたロープ２５が掛け渡されロープ２５を介して第１リール２０と相互回転可能な第１リール２０より大径をなす第２リール３０と、第２リール３０内に収容され付勢力付与手段として第２リール３０に所定の回転力を付与する渦巻きバネ４０とから構成されている。
【００２８】
これらのうち、合成樹脂製のリテーナプレート１１は、本実施の形態では所定位置に一体成形されたグロメットおよび係止片（図示せず）を介して鋼製ベースフレーム３の側面壁３ａに固着されている。リテーナプレート１１の上部突状部１１ａには軸受開口１３が形成されている。この軸受開口１３には第１リール２０のリール端が回転可能に支持される。また、リテーナプレート１１のほぼ中央部には軸受凹所１４が形成されている。この軸受凹所１４には第２リール３０の回転軸端３１ａが回転可能に軸支される（図２参照）。さらに軸受凹所１４の周囲には軸受凹所１４の軸線と同軸的にバネ収容部１７が形成されている。このバネ収容部１７は薄形の円筒壁１１ｂによって画成された円筒形状空間である。円筒壁１１ｂは２重壁形状からなり、リテーナプレート１１の側面に一体的に成形されている。円筒壁１１ｂの高さは、内部に収容される渦巻きバネ４０の幅にほぼ等しく、円筒壁１１ｂの上端には渦巻きバネ４０の外周端４２を係止する係止突起１８が形成されている。さらにこの円筒壁１１ｂ全体は、図２に示したように第２リール３０のリテーナプレート１１側に形成された中空部３９内に収容されるようになっている。
【００２９】
このとき渦巻きバネ４０の外周端４２は円筒壁１１ｂ上端の係止突起１８に固定される一方、内周端４１は第２リール３０の中空部３９のほぼ中心軸位置に形成された係止部（図示せず）に固定されるようになっている。このようにシートベルト巻取装置の製作時に、あらかじめ渦巻きバネをリテーナプレート側に外周端を定着した状態で収容しておくことにより、第２リール等の部品の組み付けを容易かつ迅速に行うことができる。
【００３０】
渦巻きバネ４０の動作としては、両端部がリテーナプレート側と第２リール３０側とに定着されているため、ウェビングＷの引き出しに伴い、第２リール３０が回転軸３１周りに渦巻きバネの巻きを強めるように回転する。その結果、渦巻きバネ４０には、第２リール３０をウェビングＷの巻き取り方向に回転させる付勢力がウェビングＷの引き出し量に比例して蓄えられる。
【００３１】
次に、付勢力伝達手段としての２個のリールの構成について説明する。第１リール２０の一端は図１、図２に示したように、端面にリールシャフト２の回転軸５の軸端が相対回転不能に同軸的に嵌着され、この状態でリテーナプレート１１の軸受開口１３に回転可能に支持されている。他端はカバープレート２に形成された軸受凹所１５に嵌着されている。第１リール２０はハウジングの内法寸法にほぼ等しい長さで直径が一様な円筒ドラム形状をなす。円筒ドラムの両端にはフランジ２１が形成されており、後述するロープ２５が多重に巻き付けられた際に、ロープ２５がドラムから逸脱しないようになっている。また、このフランジ２１によりリテーナプレート１１とカバープレート１２との隙間が適切に規定され、第１リール２０が回転した際にリールが軸方向にずれるのが防止される。
【００３２】
一方、第２リール３０の回転軸３１は、第１リール２０の回転軸２２と平行に配置されており、その一端はリテーナプレート１１に形成された軸受凹所１４に回転可能に支持されている。他端はカバープレート１２に形成された軸受凹所１６に嵌着されている。本実施の形態では、第２リール３０の直径φ2は第１リール２０の直径φ0に対して５：１に設定されている（図４参照）。第２リール３０の厚さＤ（図２参照）は、内部に収容される渦巻きバネ４０の板幅及びバネ収容部１８の円周壁１１ｂの高さによって決定されるが、およそ１０ｍｍ程度に設定されている。
【００３３】
第２リール３０の最も直径の大きな周面３２（以下、大径リール部と記す。）には図１に示したようにらせん状をなした角溝３３が刻設されている。この角溝３３は本実施の形態では、大径リール部３２の周面に３周にわたり刻設されている。一方、大径リール部３２の端面３２ａには第２リール３０の回転軸３１と同軸的に直径φ1の小径リール部３４が段状をなして大径リール部３２と一体的に形成されている。小径リール部３４の直径φ1と大径リール部３２の直径φ2との比は２：５に設定されている。したがって、
第１リール２０の直径φ0：小径リール部３４の直径φ1＝１：２
第１リール２０の直径φ0：大径リール部３２の直径φ2＝１：５
となり、渦巻きバネ４０の回転付勢力はこの直径比に応じて低減されて第１リール２０に伝達されることになる。
【００３４】
小径リール部３４の端面には円板状のフランジ３４ａが一体的に形成され、小径リール部３４は円周溝３７をなしている。さらに小径リール部３４の円周溝３７と大径リール部３２の角溝３３の間を連絡するようにして、大径リール部３２の角溝３３が端面３２ａに接する位置から端面３２ａ上には半径Ｒ＝（φ1＋φ2）／４の円弧状の直径遷移部３５をなす角溝３８が形成されている。なお、この直径遷移部３８の溝曲線の線形形状は円弧の一部に限られず、インボリュート、双曲線等各種の滑らかな曲線を設定することができる。
【００３５】
このように第１リール２０と、第２リール３０の連続した角溝３７、３８、３３間には図１、図２に示したように細径のロープ２５が巻き付けられている。
ロープ２５は、本実施の形態では、直径約０．５ｍｍのアラミド繊維ロープが用いられているが、使用に際し所定のテンションをかけた際に伸び量が許容以下であれば、各種の繊維ロープを使用することができる。ロープ２５は、ウェビングＷが巻取装置１内に最も巻き取られた状態で、その一端が第１リール２０のドラムに定着され、ドラムに数周巻回された上で、所定のテンションで第２リール３０の小径リール部３４に掛け渡されている。第２リール３０の小径リール部３４では、あらかじめウェビングＷの全引き出し量の１／２程度の引き出しが可能な程度の長さが円周溝３７に巻き付けられている。さらにロープ２５は直径遷移部３５の角溝３８に沿って大径リール部３２に導かれ、大径リール部３２の角溝３３の全周にわたり残余分が巻き付けられている。その終端は角溝端の定着部３３ａにネジ等（図示せず）の定着手段により定着されている。
【００３６】
図２には、ウェビングＷがシートベルト巻取装置内にもっとも巻き取られた状態が示されている。この状態ではロープ２５は、第１リール２０と第２リール３０の小径リール部３４との間に掛け渡されている。また、渦巻きバネはもっとも巻きが緩められた状態にある。
【００３７】
図３には、ウェビングＷ巻き取り状態から最大引き出し長までウェビングＷが引き出された状態が示されている。ウェビングＷを図中矢印Ｂ方向に引き出す動作によってリールシャフト２の回転軸５の軸端（図１参照）に一体的に連結された第１リール２０はリールシャフト２の回転と一体的に回転し、第２リール３０に巻きつけられているロープ２５を第１リール２０側に巻き取る動作が開始される。そして最大引き出し長に達した段階ではロープ２５は第１リール２０と第２リール３０の大径リール部３２との間に掛け渡される。このとき渦巻きバネ４０の巻きはもっとも強められ、渦巻きバネには第２リールをウェビングＷの巻き取りのために回転させる付勢力が最大限に付与された状態にある。
【００３８】
以上に述べたシートベルト巻取装置の構成の変形例について図５〜図９を参照して説明する。図５は渦巻きバネ４０をあらかじめ第２リール３０側に収容するようにした変形例を示した部分斜視図である。同図に示したように、本変形例では、リテーナプレート１１のほぼ中央部に軸受ボス１９が一体的に突設されている。また、軸受ボス１９の周囲には軸受ボス１９の軸線と同軸的に第２リール３０の外径にほぼ等しい円弧状ガイド１１ｃが形成されている。付勢力付与手段としての渦巻きバネ４０は、第２リール３０のリテーナプレート１１側に形成された中空部３９内に収容されている。このとき渦巻きバネ４０の外周端４０ａは中空部の内周面の一部に形成された係止部（図示せず）に固定されている。そして組み付けの際に、軸受ボス１９の一部に形成されている係止溝１９ａに渦巻きバネ４０の内周端４０ｂを係止させるようになっている。同時に軸受ボス１９に第２リール３０の回転軸端（図示せず）を回転可能に軸支させる。このような構成とすることにより、回転体マスを大きくすることができるので、ウェビング（図示せず）の巻き取り時の回転安定性を向上させることができる。
【００３９】
図６、図７は第１リールのロープ巻き取り部の形状を円筒ドラム形状から変更した例を示したテンションレデューサー機構の断面図である。図６に示した第１リール２０は円筒ドラム表面にロープ巻き付け用の螺旋溝２６を形成したものである。第１リール２０にロープ（図示せず）を巻き付ける際にロープはドラム表面に形成された螺旋溝２６に沿って巻き取られる。これにより乱巻きによるトラブルを防止することができる。なお、螺旋溝２６を形成することにより第１リール２０の幅は広くなるが、その分第２リール３０の小径リール部３４の幅を広くしてカバーケース１２内での寸法調整をしている。
【００４０】
図７に示した第１リール２０の周面はドラム中央が最小径となるような滑らかな凹曲面２７の母線を有するように構成されている。このような凹曲面２７のドラムにロープ（図示せず）を巻き付けると最小径の部分を中心として巻き取られるため張力が緩んだ状態でもロープがドラムの巻き取り部から脱線するおそれがない。凹曲面２７の形状としては双曲線、円弧の一部等滑らかな曲線であれば適宜その形状を設定することができる。
【００４１】
図８、図９は第１リールにロープを整列巻きするためのリード機構を備えた変形例を示したものである。図８には第１リールの正逆方向の回転をスライドバー４６の往復運動に変換するスクリューネジ４３が示されている。このスクリューネジ４３の両端は図示しないカバープレートとリテーナプレートとに回転可能に支持されている。スクリューネジ４３端部にはギア４２が取り付けられており、第１リール２０のドラム端に取り付けられたギア４１と噛合し、第１リール２０の回転に伴い、所定方向の回転が付与されるようになっている。スクリューネジ４３にはスライドバー４６の一端に形成された雌ねじ部４６ａが螺合されている。スライドバー４６の他端に形成された円孔４６ｂはスクリューネジ４３の延長方向に沿って延在するガイドロッド４５に遊嵌されている。したがって、第１リール２０の回転に伴ってスクリューネジ４３が所定方向に回転し、この回転運動はスクリューネジ４３に螺合されているスライドバー４６の直線運動に変換される。このとき、スライドバー４６の一部にロープ挿通孔４４が形成されている。このロープ挿通孔４４に第１リール２０と第２リール３０との間に掛け渡されるロープ２５が挿通されている。したがって、第１リール２０にロープ２５が巻き取られる際に、スライドバー４６がスクリューネジ４３の長手方向にスライドし、ロープ２５が第１リール２０のドラム上に整列巻きされる。
【００４２】
図９には、リード機構の変形例として表面に螺旋状カム溝４８が形成された円筒カム４７と螺旋状カム溝４８に沿って移動可能なスライダ４６ｃを先端に有するスライドバー４６とが示されている。円筒カム４７は本変形例ではプーリベルト４９によって第１リール２０の回転と同期回転できるようになっている。そして円筒カム４７の螺旋状カム溝４８内に収容されたスライダ４６ｃは円筒カム４７の回転に伴って往復直線運動する。したがって、スライダ４６ｃが先端に形成されたスライドバー４６全体の往復直線運動に変換される。このとき図８と同様にスライドバー４６のロープ挿通孔４４に案内されたロープ２５は第１リール２０に巻き取られる際にドラム上に整列巻きされる。
【００４３】
次に、リール間に掛け渡されたロープが切断した場合に動作する伝達機構の構成について図１０、図１１を参照して説明する。
以上に説明したロープはアラミド繊維からなり、使用時に切断のおそれはほとんどない。しかしロープ切断が生じた場合には本装置が機能できなくなることから以下のような補助安全装置を併設することが好ましい。
【００４４】
図１０（ａ）に示したように、第１リール２０のフランジ外側と及び第２リール３０の側端位置に、それぞれの回転軸と同軸的に第１ギア８１と第２ギア８２とが同一平面を構成するように取り付けられている。さらに模式側面図（図１１（ａ））に示したように、第１ギア８１と第２ギア８２の回転を伝達する中間ギア８３が、ロープ２５が正常に掛け渡された状態ではそれぞれのギア８１，８２と噛合しない位置に保持されるように配置されている。この中間ギア８３は図示しないガイドレールに沿ってスライドする支持プレート８６上に回転可能に取り付けられている。さらに支持プレート８６には小径プーリ形状のセンサーピン８４が取り付けられている。このセンサーピン８４は図１１（ａ）に示したように、ロープ２５がリール間に掛け渡されている状態では、ロープ２５に押し当てられ、この結果、支持プレート８６が初期位置から引張バネ８５を伸長させたスライド状態を保持する。
【００４５】
この状態からロープ２５が切断されると、支持プレート８６は図１０（ｂ）、図１１（ｂ）に示したように、抵抗の取り除かれた引張バネ８５の短縮によりバネ初期長さまでスライドされる。このスライドと同時に中間ギア８３が第１ギア８１と第２ギア８２との間に噛合し、一連のギア伝達機構が構成される。このようにして万一、ロープ２５が切断した場合にも、ギアによる回転伝達が確保され、ウェビングの引き出し、巻き取りは確実に行うことができる。
【００４６】
なお、この補助安全装置は図１４に示した公知のシートベルト巻取装置に組み込んで使用する場合にも有効に機能することは言うまでもない。
【００４７】
ここで、ウェビングＷの引き出し量に応じたロープ２５の第２リール３０での巻き取り状態と、この巻き取り状態に応じたウェビングＷの引き出し力の低減効果について図１２、図１３を参照して説明する。
本実施の形態ではウェビングＷの引き出し全長を２０００ｍｍとしている。そのうち、最初の１／２にあたる約１０００ｍｍ分のウェビングＷの引き出し動作によって、第２リール３０の小径リール部３４の円周溝３７に巻回されていたロープ２５が第１リール２０に巻き取られる（図１２（ａ）参照）。その間、第２リール３０内の渦巻きバネ４０には第２リールの回転に応じた回転付勢力が蓄えられる。したがって、ウェビングＷの引き出し量に応じてその引き出し力は漸増する（図１３▲１▼参照）。さらにウェビングＷを引き出すと第２リール３０の直径遷移部３５の角溝３８部分のロープ２５が巻き解かれ、次いですぐに大径リール部３２のロープ２５が巻き解かれる（図１２（ｂ）、（ｃ）参照）。
このとき、ウェビングＷの引き出しに要する力は、ロープ２５が直径遷移部３５を経て巻き解かれ大径リール部３２に遷移する際に急激に減少する（図１３▲２▼区間参照）。これは、ロープの巻き径が急激に増えて得られる輪軸効果によるものである。そして大径リール部３２でのウェビングＷ引き出し力は図１３▲３▼区間に示したように低い値で最大引き出し長まで漸増する。
【００４８】
【発明の効果】
以上に述べたように、ウェビングを引き出す際に第１リールの小さな直径の円筒ドラム形状とする一方、第２リールに小径部と大径部とを設け、その間をらせん状の遷移部で結び、第１リールと第２リールとの間にロープを掛け渡すようにしたので、各部品の組み付け性がよく、操作上もウェビング引き出し量にかかわらず、ほぼ一定の引き出し力でウェビングを引き出せるとともに、急激な引き出し後にもロープの弛みがほとんどないため、ウェビング引き出し巻き取り動作において高い信頼性が得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるシートベルト巻取装置のテンションレデューサ機構を分解して示した分解斜視図。
【図２】図１に示したテンションレデューサ機構の内部構成を一体的に示した部分断面図（ウェビングが最も巻き取られた状態）。
【図３】図１に示したテンションレデューサ機構の内部構成を一体的に示した部分断面図（ウェビングが最も引き出された状態）。
【図４】ロープが掛け渡された状態での第１リールと第２リールの配置及び寸法関係を模式的に示した模式説明図。
【図５】渦巻きバネの組み付け構造の変形例を示した部分斜視図。
【図６】第１リールのドラム形状の変形例を示した部分断面図。
【図７】第１リールのドラム形状の他の変形例を示した部分断面図。
【図８】第１リールにロープを整列巻きするためのリード機構の一実施の形態を示した部分斜視図。
【図９】第１リールにロープを整列巻きするためのリード機構の他の実施の形態を示した部分斜視図。
【図１０】ロープが正常に掛け渡された状態及び破断状態における補助安全装置の作動状態を示した状態説明図。
【図１１】図１０に示した補助安全装置の作動状態を側面から示した模式説明図。
【図１２】ウェビングの引き出し状態と第２リールに巻き取られたロープの巻き取り状態との関係を示した模式説明図。
【図１３】本発明のシートベルト巻取装置におけるウェビングの引き出し量と引き出し力との関係を模式的に示した関係曲線図。
【図１４】従来のシートベルト巻取装置のテンションレデューサ機構の内部構成を示した部分断面図。
【符号の説明】
１ シートベルト巻取装置
２ リールシャフト
５ 回転軸（リールシャフト）
１０ テンションレデューサ機構
２０ 第１リール
２２ 回転軸（第１リール）
２５ ロープ
２６ 螺旋溝
２７ 凹曲面
３０ 第２リール
３１ 回転軸（第２リール）
３２ 大径リール部
３３，３７，３８ 角溝
３４ 小径リール部
３５ 直径遷移部
４０ 渦巻きバネ
４１，４２ ギア
４３ スクリューネジ
４６ スライドバー
４７ 円筒カム
４８ 螺旋状溝
８１，８２ ギア
８３ 中間ギア
８４ センサーピン
８５ 引張バネ
Ｗ ウェビング
Claims (13)
- ベースフレームにその両端が軸支されウェビングが巻き取られるリールシャフトと、該リールシャフトの回転軸に対して相対回転しないように同軸的に連結された第１リールと、その一端が前記第１リールの所定位置に定着された紐状体が掛け渡され、前記紐状体が巻き付けられた前記第１リールに対して回転軸が平行にかつ側方に離隔して配置された第２リールと、前記ウェビングの引き出しにより前記第１リールが回転して前記紐状体が前記第１リールに巻き取られることで生じる前記第２リールの回転に抗して前記ウェビングを巻き取る方向に回転付勢力が付与される付勢力付与手段とを備え、前記第１リールと前記第２リールとの回転数比を異ならせることで前記ウェビングの引き出し力をウェビング引き出し量に応じて低減させるようにしたシートベルト巻取装置であって、
前記第１リールを円筒ドラム形状とするとともに、前記第２リールを、回転軸の軸線方向に沿って同軸的に段状をなす小径リール部と大径リール部とで構成し、該小径リール部と大径リール部とを連絡する曲線状の遷移溝を大径リール部の側面に設け、前記第１リールから掛け渡された前記紐状体が前記第２リールの小径部、前記遷移溝を経て大径リール部まで巻き付けられるようにしたことを特徴とするシートベルト巻取装置。 - 前記付勢力付与手段は、渦巻きバネからなり、外周端が前記ベースフレームの側面に形成されたバネ収容部の一部に定着されるとともに、内周端が前記第２リールの回転軸の一部に定着されるように取り付けられたことを特徴とする請求項１に記載のシートベルト巻取装置。
- 前記付勢力付与手段は、渦巻きバネからなり、外周端が前記第２リール内のバネ収容中空部の一部に定着されるとともに、内周端が前記ベースフレームの側面に形成された軸受ボスの一部に定着されるように取り付けられたことを特徴とする請求項１に記載のシートベルト巻取装置。
- 前記大径リール部の円周面に、前記遷移溝と連絡するらせん状溝が形成され、該らせん状溝内に前記紐状体が巻き付けられるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のシートベルト巻取装置。
- 前記遷移溝の溝のなす曲線形状は、前記小径リール部の直径と前記大径リール部の直径の平均値を半径とした円弧形状の一部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巻取装置。
- 前記第１リールのドラム表面に前記紐状体が巻き付けられるらせん状溝が形成されたことを特徴とする請求項１に記載のシートベルト巻取装置。
- 前記第１リールのドラム表面は、ドラム中央部で最小直径となる凹曲面を構成する母線を有することを特徴とする請求項１に記載のシートベルト巻取装置。
- 前記第１リールのドラムに前記紐状体を整列巻きするためのリード機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載のシートベルト巻取装置。
- 前記リード機構は、前記第１リールの回転が伝達されるギア手段と、該ギア手段により回転するネジ機構と、該ネジ機構の回転が往復直線運動に変換されるスライド手段とを備え、前記スライド手段の往復直線運動により前記ロープを、前記第１リールのドラム面に整列巻きするように案内させたことを特徴とする請求項８に記載のシートベルト巻取装置。
- 前記リード機構は、前記第１リールの回転が伝達される円筒カムと、該円筒カムの表面に形成されたらせん溝に、先端部が前記らせん溝内にスライド可能に収容されたスライド手段とを備え、円筒カムの回転を、前記らせん溝を介した前記スライド手段の往復直線運動に変換し、この往復直線運動により前記ロープを、前記第１リールのドラム面に整列巻きするように案内させたことを特徴とする請求項８に記載のシートベルト巻取装置。
- 前記第１リールと第２リールとは、それぞれのリールの回転軸と同軸的なギア手段を備え、前記第１リールと第２リールとの間に前記ロープが所定張力で掛け渡されている場合には、前記ギア手段間の回転の伝達が切断された状態に置かれ、前記ロープの張力が一定以下となった場合に、前記ギア手段が連結され、前記第１リールの回転が第２リールに伝達されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のシートベルト巻取装置。
- 前記ギア手段間の伝達は中間ギアが、前記ロープの張力が一定以下となった場合に前記ギア手段に付加されるようにしたことを特徴とする請求項１１に記載のシートベルト巻取装置。
- 前記中間ギアは、前記第１リールと第２リールとの間に前記ロープが所定張力で掛け渡されている場合に、バネ手段により前記ギア手段から切り離されるようにしたことを特徴とする請求項１１に記載のシートベルト巻取装置。
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