JP4077733B2 - ウエビング巻取装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等の座席に着座した乗員の身体を長尺帯状のウエビングベルトで拘束するためのシートベルト装置を構成するウエビング巻取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の座席に着座した乗員の身体を長尺帯状のウエビングベルトで拘束するシートベルト装置は、座席の側方で車体に固定されたウエビング巻取装置を備えている。ウエビング巻取装置は、例えば、軸方向が略車両前後方向に沿ったスプール（巻取軸）を備えており、このスプールにウエビングベルトの長手方向基端側が係止されている。スプールはその外周部にウエビングベルトを層状に巻き取ることができ、シートベルト装置を使用しない場合には、スプールの外周部にウエビングベルトを巻き取らせて収容することができるようになっている。
【０００３】
また、ウエビング巻取装置には、車両急減速状態になった際の加速度（減速度）を検知して引出方向へのスプールの回転を規制するロック機構、同じく、車両急減速状態になった際の加速度（減速度）を検知して、巻取方向へスプールを強制的に回転させるプリテンショナ機構、更には、上記のロック機構によるスプールのロック状態で、車両急減速状態での慣性により車両前方側へ移動しようとする乗員の身体がウエビングベルトを引っ張った際のウエビングベルトの拘束力を一定値以下に保つフォースリミッタ機構等が設けられている。
【０００４】
上記のロック機構は、通常、スプールの軸方向一端側に設けられたロックベースを備えている。ロックベースは、スプールの内側にスプールに対して同軸的に配置されると共に、スプールの軸方向他端側でスプールに一体的に連結されたトーションシャフトの軸方向他端部に同軸的且つ一体的に連結されている。
【０００５】
また、ロック機構はロックベースに対して同軸的に相対回転可能なイナーシャルプレート（慣性板）を備えている。但し、イナーシャルプレートは圧縮コイルスプリングや捩じりコイルスプリングを介してロックベースに連結されている。このため、通常時におけるスプールの回転に対しては、上記のようなスプリングの付勢力によりスプールに追従回転する。
【０００６】
しかしながら、急激にスプールが引出方向に回転することで、スプールの回転にイナーシャルプレートが追従できず、これにより、イナーシャルプレートとスプールとの間に相対回転が生じた場合には、この相対回転に連動して、ロック部材がウエビング巻取装置を構成するフレームに形成されたラチェット孔のラチェット歯に噛み合う。これにより、スプールの軸方向一端側でロックベースの回転を規制し、間接的にスプールの回転を規制する構造となっている。
【０００７】
一方、フォースリミッタ機構は、上記のロック機構によるロック状態で更にスプールに引出方向への所定値以上の回転力が付与された際に、スプールと一体のトーションシャフトの軸方向他端部を、ロック機構によりロックされたトーションシャフトの軸方向一端に対して引出方向に捩じることで塑性変形させ、この変形分だけウエビングベルトの引き出しを許容することで、ウエビングベルトによる拘束力を一定値以上に上昇させない構成となっている。
【０００８】
ところで、上記のように、フォースリミッタ機構はロック機構が作動してトーションシャフトの軸方向一端をロックするまで作動しない。しかも、ロック機構はイナーシャルプレートとロックベースとの間に相対回転が生じるまではスプールがロックされない。
【０００９】
このため、車両急減速状態になり乗員の身体がウエビングベルトを引っ張ってから実際にフォースリミッタ機構が作動するまでには、極僅かではあるが時間的にロスが生じる。
【００１０】
このようなフォースリミッタ機構の時間的なロスを解消するための構造が下記特許文献１に開示されている。
【００１１】
この特許文献１に開示されている構造では、トーションシャフト（トーションバー）は、その軸方向一端にてスプール（ベルト・リール）に一体的に連結されている。また、トーションシャフト（トーションバー）の軸方向他端側、すなわち、プリテンショナ機構（ベルト・テンショナ機構）側を支持する軸受板は、弾性変形可能とされており、トーションシャフトに対してその軸直交方向の外力が付与されると、トーションシャフトがその外力の作用方向に変位できる構造となっている。
【００１２】
さらに、トーションシャフトには外歯を有する内輪がトーションシャフトに対して相対回転可能に設けられている。この内輪は、プリテンショナ機構が作動することでトーションシャフトに機械的に連結されて略一体となる。
【００１３】
このようにトーションシャフトと内輪とが一体となった状態で、車両乗員が略車両前方側に移動しようとしてウエビングベルトを引っ張り、スプールを介してトーションシャフトをその軸周りのみならず、軸直交方向に変位させると、内輪も共にその軸直交方向に変位する。
【００１４】
このトーションシャフトの軸直交方向への内輪の変位によって内輪の外周部に形成されている外歯が外リングに形成されている内歯に噛み合う。この状態で内輪が引出方向に回転しようとすると、外歯が内歯に干渉して、内輪の回転が規制され、ひいては、スプールのプリテンショナ側における引出方向の回転が規制される。
【００１５】
このように、プリテンショナ側でのトーションシャフトの引出方向への回転が規制されることで、スプールの回転力が付与されたトーションシャフトの軸方向一端と、トーションシャフトの軸方向他端との間で素早く変形を生じさせることができる構造となっている。
【００１６】
【特許文献１】
特開平１０-１０２５号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記特許文献１に開示された構造では、内輪の外歯が噛み合うためには、内輪がトーションシャフトと共にその軸直交方向に変位しなくてはならない。このようなトーションシャフトやスプールがその軸直交方向に変位することでロック機構等、ウエビング巻取装置の他の機構の動作を規制してしまったり、動作の障害になる可能性がある。
【００１８】
このため、トーションシャフトやスプールが軸直交方向に変位しても、このような他の機構が正常に動作できるように対策を施さなくてはならず、他の機構にも大幅な設計変更等が要求されるという問題があり、現実的ではない。
【００１９】
本発明は、上記事実を考慮して、装置の他の機構に構造的な影響を大きく及ぼすことなく、車両急減速状態に車両乗員がウエビングベルトを引っ張った際に素早くトーションシャフトに捩じりを生じさせることができるウエビング巻取装置を得ることが目的である。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、長尺帯状のウエビングベルトの長手方向基端側が外周部に係止された略筒状のスプールを有し、前記スプールをその軸周り一方の巻取方向への回転させることで、前記スプールの外周部に前記ウエビングベルトをその基端側から巻き取らせ、前記ウエビングベルトをその先端側へ引っ張ることで前記巻取方向とは反対の引出方向へ前記スプールを回転させつつ前記ウエビングベルトを引き出すウエビング巻取装置であって、前記スプールの内側で前記スプールに対して略同軸的に設けられると共に、軸方向一端が前記スプールに一体的に連結されたトーションシャフトと、前記トーションシャフトの軸方向他端側に設けられた連結部材を有し、車両急減速状態で前記連結部材を所定方向へ変位させて前記トーションシャフトの軸方向他端部に直接或いは間接的に連結させ、前記トーションシャフトを介して前記スプールを前記巻取方向に回転させるプリテンショナ機構と、前記プリテンショナ機構に設けられ、前記所定方向への前記連結部材の変位を許容すると共に、前記所定方向とは反対方向への前記連結部材の変位を規制して前記プリテンショナ機構を当該作動終了状態でロックするプリテンショナロック手段と、を備えることを特徴としている。
【００２１】
上記構成のウエビング巻取装置によれば、略筒状のスプールの外周部にウエビングベルトの長手方向基端側が係止されており、スプールの軸周り一方である巻取方向にスプールを回転させると、スプールの外周部にウエビングベルトが基端側から層状に巻き取られ、これにより、ウエビングベルトが収納される。
【００２２】
これに対して、以上の巻取状態でウエビングベルトを先端側へ引っ張ると、スプールに巻き取られたウエビングベルトが引き出されつつスプールが巻取方向とは反対の引出方向に回転する。このように引き出されたウエビングベルトを、例えば、座席に着座した乗員の身体に掛け回してウエビングベルトの長手方向中間部に設けられたタングプレートを座席側方に設けられたバックル装置に係合させることで乗員の身体に対するウエビングベルトの装着状態となり、乗員の身体がウエビングベルトにより拘束される。
【００２３】
一方、車両が急減速状態になると、プリテンショナ機構が作動して、プリテンショナ機構の連結部材が所定方向に変位し、連結部材がトーションシャフトの軸方向他端部に直接或いは間接的に連結してトーションシャフトを強制的に巻取方向に回転させる。トーションシャフトはスプールに対して同軸的にスプール内に設けられ、軸方向一端側でスプールに一体的に連結されているため、プリテンショナ機構からトーションシャフトに付与された巻取方向への回転力は、トーションシャフトを介してスプールに伝えられ、スプールが強制的に巻取方向に回転させられる。
【００２４】
このように、スプールが巻取方向に回転させられることで、この回転量に応じた長さだけ、ウエビングベルトがスプールに巻き取られる。これにより、乗員身体に対するウエビングベルトの拘束力が上昇し、ウエビングベルトがプリテンショナ機構作動前よりも強力に乗員の身体を拘束して、車両急減速時の慣性で車両前方側へ移動しようとする乗員の身体をウエビングベルトが確実に保持する。
【００２５】
さらに、この状態で上記のように車両急減速時の慣性で、乗員の身体が車両前方側へ移動しようとすると、乗員の身体によりウエビングベルトが引っ張られてウエビングベルトが強制的に引き出される。この状態でウエビングベルトに付与された引張力は、スプールを引出方向に回転させようとし、更に、スプールを介してスプールに一体的に連結されているトーションシャフトの軸方向一端を引出方向に回転させようとする。
【００２６】
ここで、本ウエビング巻取装置では、上述したプリテンショナ機構の連結部材は、トーションシャフトに連結するための変位方向である所定方向とは反対方向に変位しようとすると、このトーションシャフトの変位がプリテンショナ機構に設けられたプリテンショナロック手段により規制され、これにより、プリテンショナ機構が作動終了状態でロックされ、更に、プリテンショナ機構がロックされることでトーションシャフトの軸方向他端側がロックされる。
【００２７】
したがって、本ウエビング巻取装置では、上記のようにトーションシャフトの軸方向他端部がロックされた状態でトーションシャフトの軸方向一端に引出方向への回転力が付与されることにより、トーションシャフトに捩じれが生じる。このトーションシャフトの捩じれ（すなわち、変形）に伴い生じるエネルギー吸収により、乗員の身体がウエビングベルトを引っ張る引張力に対応したウエビングベルトが乗員の身体を拘束する拘束力の増加が抑制される。
【００２８】
ここで、本ウエビング巻取装置では、プリテンショナ機構の作動終了時にプリテンショナロック機構がプリテンショナ機構をロックすることでトーションシャフトの軸方向他端がロックされる。これにより、プリテンショナ機構の作動が終了してから乗員の身体がウエビングベルトを引っ張れば、トーションシャフトに捩じれが即座に生じ、上記のエネルギー吸収による拘束力増加の抑制を開始できる。
【００２９】
しかも、プリテンショナロック手段は、プリテンショナ機構に設けられており、上記の連結部材の変位を規制する構造であるため、ロック機構等、トーションシャフトに連結される他の機構を本ウエビング巻取装置に設けても、このような他の装置の構造にプリテンショナロック手段が影響を及ぼすことがない。
【００３０】
請求項２記載の本発明は、長尺帯状のウエビングベルトの長手方向基端側が外周部に係止された略筒状のスプールを有し、前記スプールをその軸周り一方の巻取方向への回転させることで、前記スプールの外周部に前記ウエビングベルトをその基端側から巻き取らせ、前記ウエビングベルトをその先端側へ引っ張ることで前記巻取方向とは反対の引出方向へ前記スプールを回転させつつ前記ウエビングベルトを引き出すウエビング巻取装置であって、前記スプールの内側で前記スプールに対して略同軸的に設けられると共に、軸方向一端が前記スプールに一体的に連結されたトーションシャフトと、前記トーションシャフトの軸方向他端側に設けられ、前記トーションシャフトに対して同軸的に相対回転可能な回転体を有すると共に、前記巻取方向への前記回転体の回転に連動して前記トーションシャフトに前記回転体を直接或いは間接的に連結して前記トーションシャフトに前記回転体の回転を伝えるクラッチ部材を有するクラッチ機構と、前記トーションシャフトの軸方向他端側に設けられ、車両急減速状態で作動して前記回転体に連結し、前記回転体を前記巻取方向に回転させるプリテンショナ機構と、少なくとも前記回転体が前記巻取方向に回転した状態で前記回転体に直接或いは間接的に係合し、前記回転体への係合状態で前記回転体の前記引出方向への回転を規制し、前記トーションシャフトの軸方向他端側における回転を規制して前記プリテンショナ機構をロックするプリテンショナロック手段と、を備えることを特徴としている。
【００３１】
上記構成のウエビング巻取装置によれば、略筒状のスプールの外周部にウエビングベルトの長手方向基端側が係止されており、スプールの軸周り一方である巻取方向にスプールを回転させると、スプールの外周部にウエビングベルトが基端側から層状に巻き取られ、これにより、ウエビングベルトが収納される。
【００３２】
これに対して、以上の巻取状態でウエビングベルトを先端側へ引っ張ると、スプールに巻き取られたウエビングベルトが引き出されつつスプールが巻取方向とは反対の引出方向に回転する。このように引き出されたウエビングベルトを、例えば、座席に着座した乗員の身体に掛け回してウエビングベルトの長手方向中間部に設けられたタングプレートを座席側方に設けられたバックル装置に係合させることで乗員の身体に対するウエビングベルトの装着状態となり、乗員の身体がウエビングベルトにより拘束される。
【００３３】
一方、車両が急減速状態になると、プリテンショナ機構が作動して、プリテンショナ機構がクラッチ手段の回転体を巻取方向に回転させる。この回転体の巻取方向への回転によりクラッチ手段のクラッチ部材が回転体とトーションシャフトの軸方向他端側とを直接或いは間接的に連結し、この回転体とトーションシャフトとの連結によって回転体の巻取方向への回転がトーションシャフトの軸方向他端側に伝えられ、トーションシャフト、ひいては、スプールが巻取方向に強制的に回転させられる。
【００３４】
このように、スプールが巻取方向に回転させられることで、この回転量に応じた長さだけ、ウエビングベルトがスプールに巻き取られる。これにより、乗員身体に対するウエビングベルトの拘束力が上昇し、ウエビングベルトがプリテンショナ機構作動前よりも強力に乗員の身体を拘束して、車両急減速時の慣性で車両前方側へ移動しようとする乗員の身体をウエビングベルトが確実に保持する。
【００３５】
さらに、この状態で上記のように車両急減速時の慣性で、乗員の身体が車両前方側へ移動しようとすると、乗員の身体によりウエビングベルトが引っ張られてウエビングベルトが強制的に引き出される。この状態でウエビングベルトに付与された引張力は、スプールを引出方向に回転させようとし、更に、スプールを介してスプールに一体的に連結されているトーションシャフトの軸方向一端を引出方向に回転させようとする。
【００３６】
ここで、本ウエビング巻取装置では、少なくとも上記のように回転体が巻取方向に回転した状態では、プリテンショナロック手段が回転体に直接或いは間接的に係合し、プリテンショナロック手段によって回転体の引出方向への回転が規制される。このプリテンショナロック手段による回転体の引出方向への回転規制によってプリテンショナ機構が作動終了状態でロックされ、更に、プリテンショナ機構がロックされることでトーションシャフトの軸方向他端側がロックされる。
【００３７】
したがって、本ウエビング巻取装置では、上記のようにトーションシャフトの軸方向他端部がロックされた状態でトーションシャフトの軸方向一端に引出方向への回転力が付与されることでトーションシャフトに捩じれが生じる。このトーションシャフトの捩じれ（すなわち、変形）に伴い生じるエネルギー吸収により、乗員の身体がウエビングベルトを引っ張る引張力に対応したウエビングベルトが乗員の身体を拘束する拘束力の増加が抑制される。
【００３８】
ここで、本ウエビング巻取装置では、プリテンショナ機構の作動終了時にプリテンショナロック機構がプリテンショナ機構をロックすることで、トーションシャフトの軸方向他端がロックされる。これにより、プリテンショナ機構の作動が終了してから乗員の身体がウエビングベルトを引っ張れば、トーションシャフトに捩じれが即座に生じ、上記のエネルギー吸収による拘束力増加の抑制を開始できる。
【００３９】
しかも、プリテンショナロック手段は、プリテンショナロック手段は回転体の回転を規制する構造であって、回転体やトーションシャフトがその軸方向に対して交差する方向に変位する構造ではない。したがって、ロック機構等、トーションシャフトに連結される他の機構を本ウエビング巻取装置に設けても、このような他の装置の構造にプリテンショナロック手段が影響を及ぼすことがない。
【００４０】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態の構成＞
図１には、本発明の第１の実施の形態に係るウエビング巻取装置１０の全体構成の概略が正面断面図によって示されている。
【００４１】
この図に示されるように、ウエビング巻取装置１０はフレーム１２を備えている。フレーム１２は略板状の背板１４を備えており、この背板１４がボルト等の図示しない締結手段によって車体に固定されることで、本ウエビング巻取装置１０が車体に取り付けられる構成となっている。背板１４の幅方向両端からは一対の脚板１６、１８が互いに平行に延出されており、これらの脚板１６、１８間にダイカスト等によって製作された巻取軸としてのスプール２０が回転可能に配置されている。
【００４２】
スプール２０は略円筒形状のスプール本体２２を備えている。スプール本体２２の軸方向両端側にはそれぞれフランジ部２４、２６がスプール本体２２に対して略同軸的に形成されている。両フランジ部２４、２６の間でスプール本体２２には長尺帯状のウエビングベルト２８の基端部が係止されている。スプール２０をその軸周り一方へ回転させると、ウエビングベルト２８がその基端側からスプール本体２２の外周部に層状に巻き取られる。
【００４３】
また、ウエビングベルト２８をその先端側から引っ張れば、スプール本体２２の外周部に巻き取られたウエビングベルト２８が引き出され、これに伴い、ウエビングベルト２８を巻き取る際の回転方向（以下、この方向を便宜上「巻取方向」と称する）とは反対にスプール２０が回転する（以下、ウエビングベルト２８を引き出す際のスプール２０の回転方向を便宜上「引出方向」と称する）。
【００４４】
さらに、スプール本体２２の軸方向一端（脚板１６側）には、嵌合孔３０が形成されている。嵌合孔３０の断面形状はスプール本体２２に対して略同軸の略円形とされている。しかも、嵌合孔３０は軸方向一端側へ向けて段階的に内径寸法が大きくなる断付き形状とされている。
【００４５】
一方、スプール２０の軸方向一端側には、ロックベース３２が設けられている。ロックベース３２は、嵌合部３４を備えている。嵌合部３４はスプール２０の軸方向他端側へ向けて段階的に外形寸法が小さくなる略円柱形状に形成されており、この嵌合部３４が上記の嵌合孔３０に嵌め込まれている。また、嵌合部３４には一対の小孔５８がロックベース３２を介して対抗するように形成されている。
【００４６】
小孔５８は軸方向一方の側が開口した有底形状とされており、各小孔５８にはピン６０が嵌挿されている。ピン６０はその一端が小孔５８の開口端から突出しており、ロックベース３２に形成された小孔６２に嵌挿されている。これにより、スプール本体２２に対するロックベース３２の相対回転が規制されている。
【００４７】
また、ロック機構３８はケース４２を備えている。ケース４２は脚板１６の外側（すなわち、脚板１８とは反対側）に設けられており、脚板１６にねじ等の締結手段や嵌合爪等の嵌合手段等により脚板１６に一体的に固定されている。このケース４２の内側には、図示しないラチェットギヤや圧縮コイルスプリング等のロック機構３８を構成する部材が収容されている。
【００４８】
上記のラチェットギヤは後述するトーションシャフト４４の軸方向一端にスプール２０並びにロックベース３２に対して同軸的且つ相対回転自在に軸支されている。また、圧縮コイルスプリングはその一端がラチェットギヤに係止されており他端はロックベース３２に係止されている。これにより、ロックベース３２が回転して圧縮コイルスプリングを圧縮し、若しくは引っ張ることで圧縮コイルスプリングの付勢力が増加すると、圧縮コイルスプリングがその付勢力でラチェットギヤをロックベース３２の回転方向へ付勢してロックベース３２をラチェットギヤの回転方向と同方向へ回転させる構成となっている。
【００４９】
また、ラチェットギヤには、ロックベース３２に取り付けられたロックプレート４０が係合しており、ロックベース３２に対してラチェットギヤが相対的に巻取方向へ回転した際には、ラチェットギヤに誘導されてスプール２０の回転半径方向外方へ移動し、脚板１６に形成されている内歯のラチェット歯４６に噛み合い、ロックベース３２の回転を規制する構成となっている。
【００５０】
また、ラチェットギヤの半径方向下方には、図示しないロック機構３８用の加速度センサが配置されている。この加速度センサは、ラチェットギヤに対して接離移動可能な係合爪と、係合爪のラチェットギヤとは反対側に設けられた鋼球と、鋼球が載置された略皿状の載置部と、を含めて構成されている。ロック機構用の加速度センサは、車両急減速状態で鋼球が載置部上で転動すると鋼球が係合爪を押し上げてラチェットギヤに接近移動させ、係合爪をラチェットギヤに係合させてラチェットギヤの回転を規制する構造となっている。
【００５１】
一方、スプール本体２２の内部には、トーションシャフト４４がスプール２０に対して同軸的に収容されている。トーションシャフト４４の軸方向一端側は、ロックベース３２を同軸的に貫通して、上述したようにラチェットギヤを回転自在に軸支していると共に、ケース４２に回転自在に軸支されている。
【００５２】
また、トーションシャフト４４のロックベース３２に入り込んだ部分の外周部の一部にはスプライン加工が施されており、これにより、トーションシャフト４４とロックベース３２とが同軸的且つ一体的に連結されている。
【００５３】
これに対して、トーションシャフト４４の軸方向他端側にはスリーブ４８が設けられている。図１及び図２に示されるように、スリーブ４８は、小径筒部５０を備えている。小径筒部５０は外周部に略円形とされており、スプール本体２２の軸方向他端部で開口したスプール本体２２に対して同軸の円孔５２に嵌挿されスプール本体２２に同軸的に相対回転可能に連結されている。また、小径筒部５０には内周部にスプライン加工が施されたスプライン孔５４が小径筒部５０に対して同軸的に形成されている。スプライン孔５４にはトーションシャフト４４の軸方向他端部が嵌め込まれている。トーションシャフト４４の軸方向他端部には外周部にスプライン加工が施されており、これにより、小径筒部５０とトーションシャフト４４とが同軸的且つ一体的に連結されている。
【００５４】
また、小径筒部５０の軸方向他端側側方には、小径筒部５０と共にスリーブ４８を構成する大径部５６が同軸的に一体形成されている。大径部５６は外周形状が略円形とされ、且つ、外径寸法は小径筒部５０よりも大径とされており、脚板１８に形成された円孔６４を貫通してフレーム１２の外側へ突出している。
【００５５】
さらに、フレーム１２の外側には、クラッチ６６を構成するクラッチフレーム６８が設けられている。クラッチフレーム６８は、外周形状が大径部５６よりも充分に大きな厚肉の円盤形状とされており、スプール２０に対して略同軸的な状態で脚板１８に対向配置されている。
【００５６】
クラッチフレーム６８にはその軸方向一端部で開口した有底孔７０が形成されており、したがって、クラッチフレーム６８は全体的に浅底の有底筒形状とされている。有底孔７０の内周部は略１２０度毎に分割され、その各々がクラッチ壁７２とされている。各クラッチ壁７２は、クラッチフレーム６８の軸心位置からの寸法が引出方向へ向けて漸次小さくなっている。但し、クラッチフレーム６８の軸心位置からの寸法が最小となる部分であっても、そのクラッチフレーム６８の軸心位置からの寸法は、大径部５６の半径寸法よりも充分に大きい。
【００５７】
また、各クラッチ壁７２と大径部５６の外周部との間には、クラッチローラ７４が配置されている。クラッチローラ７４は、軸方向がスプール２０の軸心と略同方向の円柱形状に形成されている。
【００５８】
また、各クラッチローラ７４の外径寸法は、クラッチ壁７２のうち、クラッチフレーム６８の軸心位置からの寸法が最大となる部分におけるクラッチフレーム６８の軸心位置からの寸法と、大径部５６の半径寸法との差よりも小さいが、クラッチフレーム６８の軸心位置からの寸法が最小となる部分におけるクラッチフレーム６８の軸心位置からの寸法と、大径部５６の半径寸法との差よりも充分に大きい。さらに、各クラッチローラ７４は、脚板１８に係止された保持片７６により大径部５６の外周部及びクラッチ壁７２の何れにも接しない状態で保持されている。
【００５９】
一方、クラッチフレーム６８の外底部には、プリテンショナ機構７８を構成するピニオン８０が同軸的に形成されており、ピニオン８０の回転半径方向外方にはラックバー８２が配置されている。
【００６０】
ラックバー８２は、概ねフレーム１２の上下方向に沿って長手方向とされており、その幅方向一端には断続的にラック歯８４が形成されている。ラック歯８４はピニオン８０に噛み合っていないが、ラックバー８２が上方へスライドすることでピニオン８０に噛み合うことができるようになっている。
【００６１】
一方、プリテンショナ機構７８は、シリンダ８６を備えている。シリンダ８６はフレーム１２の上方側へ向けて開口した略有底円筒形状に形成されている。シリンダ８６の底部側の周壁には図示しない貫通孔が形成されており、この貫通孔を介してガス発生手段としての図示しないガスジェネレータが接続されている。
【００６２】
ガスジェネレータは、着火装置及びガス発生部等を備えており、例えば、車両急減速状態を加速度センサ等の加速度検出手段等が検出した際に、着火装置が作動すると、着火装置がガス発生部のガス発生剤を瞬間的に燃焼させ、瞬時に大量のガスを発生させてシリンダ８６の底部側へ供給する構造となっている。
【００６３】
また、シリンダ８６の内部には、ピストン８８が配置されている。ピストン８８は、一対のシリンダ８６の軸方向に沿って互いに対向する一対の円板部９０を備えている。さらに、これらの円板部９０の間には、外径寸法が円板部９０よりも小径の小径部９２が設けられており、小径部９２の下側には下方へ向けて漸次外径寸法が小さくなる略円錐台形状のテーパ部９４が設けられている。これらの円板部９０、小径部９２、及びテーパ部９４は同軸的に一体形成されている。
【００６４】
また、小径部９２の半径方向外方には、ゴム若しくはゴム程度の弾性を有する合成樹脂材により略リング状に形成されたＯリング（オーリング）９５が配置されている。これに対して、テーパ部９４の半径方向外方側にはプリテンショナロック手段としてのストッパリング９６が配置されている。
【００６５】
図３に示されるように、ストッパリング９６は、ばね性を有する金属材料等により全体的に略リング状に形成されている。また、ストッパリング９６の内周部は、テーパ部９８とされており、下方へ向けて漸次内径寸法が小さくなるように形成されており、最小内径寸法はテーパ部９４における最大外径寸法よりも充分に小さくなるように設定されている。
【００６６】
また、ストッパリング９６は完全なリング状ではなく、その一部が半径方向に沿って切断されている。したがって、ストッパリング９６には、周方向に沿った一端と他端が存在し、この一端と他端とが互いに離間する方向にストッパリング９６が弾性変形することで、ストッパリング９６の内径寸法及び外径寸法が大きくなる構成である。
【００６７】
一方、図１に示されるように、上述した大径部５６の小径筒部５０とは反対側には、シャフト１００がスプール２０に対して同軸的に形成されている。シャフト１００は、クラッチフレーム６８の底部及びピニオン８０を同軸的に貫通することで、クラッチフレーム６８及びピニオン８０を回転自在に軸支していると共に、シリンダ８６の上端から延設されたプリテンショナフレーム１０２を貫通し、プリテンショナフレーム１０２を介してフレーム１２とは反対側に設けられた図示しないケースに入り込んでいる。
【００６８】
この図示しないケースは、プリテンショナフレーム１０２若しくはフレーム１２に固定されていると共に、内部に渦巻きばねが収容されている。この渦巻きばねは、相対的に渦巻きの外側に位置する端部がケースに係止されていると共に、内側に位置する端部がシャフト１００に係止されており、シャフト１００が引出方向へ回転すると、渦巻きばねが巻き締められて付勢力が増加し、シャフト１００を巻取方向へ付勢する構成となっている。
【００６９】
＜第１の実施の形態の作用、効果＞
次に、本ウエビング巻取装置１０の動作の説明を通して、本実施の形態の作用並びに効果について説明する。
【００７０】
先ず、本ウエビング巻取装置１０の基本動作について説明する。
【００７１】
本ウエビング巻取装置１０では、スプール２０にウエビングベルト２８が層状に巻き取られた収納状態で、図示しないタングプレートを引っ張りつつウエビングベルト２８を引っ張ると、スプール２０を巻取方向に付勢する渦巻きばねの付勢力に抗してスプール２０を引出方向へ回転させながらウエビングベルト２８が引き出される。このように、ウエビングベルト２８が引き出された状態で、ウエビングベルト２８を座席に着座した乗員の身体の前方に掛け回しつつタングプレートを図示しないバックル装置に差し込み、バックル装置にタングプレートを保持させることで乗員の身体に対するウエビングベルト２８の装着状態（以下、単に「装着状態」と称する）となる。
【００７２】
また、ウエビングベルト２８を装着するためにウエビングベルト２８を引き出してスプール２０を引出方向へ回転させると、引出方向へのスプール２０の回転がスリーブ４８の小径筒部５０、ピン６０、及び大径部５６を介してシャフト１００に伝えられ、シャフト１００が引出方向へ回転する。このシャフト１００の引出方向の回転により上述した渦巻きばねが巻き締められて付勢力が増加し、シャフト１００を介してスプール２０を巻取方向側へ付勢する。
【００７３】
このように、上記装着状態では、渦巻きばねの付勢力がウエビングベルト２８をスプール２０に巻き取らせるように作用するため、基本的には、この付勢力で乗員の身体にウエビングベルト２８がフィットし、このときの付勢力に応じた力でウエビングベルト２８が乗員の身体を拘束、保持する。
【００７４】
一方、バックル装置によるタングプレートの保持が解除され、バックル装置からタングプレートが抜け出ると、渦巻きばねの付勢力に抗して引出状態のままウエビングベルト２８を維持する力が解除されるため、渦巻きばねは付勢力でスプール２０を巻取方向に回転させる。この巻取方向へのスプール２０の回転により、引き出されたウエビングベルト２８がスプール２０の外周部に層状に巻き取られ、これにより、ウエビングベルト２８が収納される。
【００７５】
ところで、本ウエビング巻取装置１０では、車両が急減速状態になると、プリテンショナ機構７８を構成するガスジェネレータが作動し、着火装置がガス発生部のガス発生剤を瞬間的に燃焼させ、瞬時に大量のガスを発生させる。このようにして急激に大量発生したてガスはシリンダ８６の底部側へ供給され、これにより、シリンダ８６の底部側における内圧が急上昇する。
【００７６】
さらに、シリンダ８６の底部側における内圧が上昇することでピストン８８が上昇し、ピストン８８と一体のラックバー８２が上方へスライドする。ラックバー８２は上昇することでピニオン８０に噛み合い、ピニオン８０を巻取方向へ回転させる。ピニオン８０が巻取方向へ回転することでピニオン８０と一体のクラッチフレーム６８が巻取方向に回転する。
【００７７】
図４に示される状態からクラッチフレーム６８が巻取方向に回転すると、クラッチ壁７２がクラッチローラ７４に直接或いは保持片７６を介して間接的に係合し、クラッチローラ７４を巻取方向に押圧する。この押圧力が直接或いは間接的に作用した保持片７６はその基端側にて破断され、これにより、クラッチ壁７２からの押圧力を受けたクラッチローラ７４がクラッチ壁７２にガイドされてクラッチフレーム６８の半径方向内側へ変位し、最終的には図５に示されるように大径部５６の外周部へ圧接する。
【００７８】
クラッチローラ７４が大径部５６の外周部へ圧接することで、巻取方向へのクラッチフレーム６８の回転が大径部５６に伝えられ、大径部５６が巻取方向に回転させられる。巻取方向への大径部５６の回転は小径筒部５０を介してトーションシャフト４４の軸方向他端へ伝えられ、更に、ロックベース３２を介してスプール２０へ伝えられる。
【００７９】
これにより、スプール２０が巻取方向に回転させられると、スプール２０にウエビングベルト２８が巻き取られる。このように、スプール２０にウエビングベルト２８が巻き取られることでウエビングベルト２８による拘束力が上昇し、車両急減速状態での慣性で略車両前方側へ移動しようとする乗員の身体がウエビングベルト２８によって確実に保持される。
【００８０】
次いで、以上のようにプリテンショナ機構７８が作動した後に、車両急減速状態での慣性で乗員が略車両前方側へ移動しようとすると、ウエビングベルト２８が引っ張られる。このように、ウエビングベルト２８が引っ張られることでスプール２０には引出方向への回転力が付与される。
【００８１】
ここで、既にプリテンショナ機構７８が作動した状態では、上記のようにクラッチローラ７４を介して大径部５６とクラッチ壁７２（すなわち、クラッチフレーム６８）とが機械的に連結されている。このため、スプール２０に付与された回転力はスリーブ４８、クラッチローラ７４、及びクラッチフレーム６８を介してピニオン８０に伝わり、ピニオン８０を引出方向に回転させる。ピニオン８０が引出方向に回転することで、既にピニオン８０に噛み合ったラックバー８２は下方へ強制的にスライドさせられ、これに伴いピストン８８がシリンダ８６の底部側へ下降させられる。
【００８２】
ピストン８８が下降させられることで、テーパ部９４の内周部がストッパリング９６のテーパ部９８を下方へ押圧する。したがって、ストッパリング９６は下降するが、テーパ部９８で受けたテーパ部９４からの押圧力は、ストッパリング９６の半径方向外側へも作用するため、ストッパリング９６は拡径され、外周部がシリンダ８６の内周部に圧接する。
【００８３】
このときシリンダ８６の内周部とストッパリング９６の外周部との間に生じた摩擦力は、ストッパリング９６の下降を妨げるように作用する。このため、ストッパリング９６を介してピストン８８の下降がシリンダ８６の内周部とストッパリング９６の外周部との間に生じた摩擦力により規制される。
【００８４】
このように、ピストン８８の下降が規制されることで、引出方向へのピニオン８０の回転が規制されると、トーションシャフト４４の軸方向他端の回転が規制されるが、トーションシャフト４４の軸方向一端にはロックベース３２を介して引出方向へのスプール２０の回転力が付与されているため、トーションシャフト４４の軸方向一端と他端との間で捩じれが生じ、トーションシャフト４４が変形させられる。このトーションシャフト４４の捩じり変形により、ウエビングベルト２８が乗員の身体を拘束する拘束力が一定値以上になることが防止される。
【００８５】
ここで、本ウエビング巻取装置１０では、上記のように、ストッパリング９６によってピストン８８の下降を規制することでトーションシャフト４４の軸方向他端をロックして、トーションシャフト４４の軸方向一端との間に捩じれを生じさせる。このため、プリテンショナ機構７８が作動した後は、上記のロック機構３８を作動させることなく素早くトーションシャフト４４に捩じれを生じさせることができる。
【００８６】
また、本ウエビング巻取装置１０では、上記のように、ストッパリング９６によってピストン８８の下降を規制する構造であって、トーションシャフト４４の回転半径方向への変位を要求する構造ではない。したがって、トーションシャフト４４に連結される他の機構を本ウエビング巻取装置１０に設けても、トーションシャフト４４が回転半径方向に変位することはないため、このような他の機構の動作にも影響がない。
【００８７】
＜第２の実施の形態の構成＞
次に、本発明のその他の実施の形態について説明する。
【００８８】
なお、以下の各実施の形態を説明するうえで、前記第１の実施の形態を含めて説明している実施の形態よりも前出の実施の形態と基本的に同一の部位に関しては同一の符号を付与してその説明を省略する。
【００８９】
図６には、本発明の第２の実施の形態に係るウエビング巻取装置のプリテンショナロック手段の構成が分解斜視図により示されている。
【００９０】
この図に示されるように、本実施の形態では、クラッチ機構を構成するクラッチフレーム１２２を備えている。クラッチフレーム１２２は基本的にクラッチフレーム６８と同じ構成であるが、底部側からクラッチ機構を構成する回転体としてのクラッチ板１２４が延出されている点でクラッチフレーム６８とは構成が異なる。クラッチ板１２４は概念的にクラッチフレーム６８の軸心周りに略１２０度毎に分割される。その略１２０度の範囲で外周部はクラッチフレーム６８の軸心周りに巻取方向へ向けて漸次外径寸法が大きくなる。
【００９１】
また、クラッチ板１２４の回転半径方向外側には、プリテンショナロック手段としての筒体１２６が配置されている。筒体１２６は、脚板１８側へ向けて開口した浅底の有底円筒形状に形成されており、その内径寸法はクラッチ板１２４の外径寸法の最大値よりも大きく、クラッチ板１２４を含めてクラッチフレーム６８を内側に収容した状態でスプール２０に対して同軸的に脚板１８に固定されている。
【００９２】
さらに、筒体１２６の内底部には３本のシャフト１２８が筒体１２６に対して同軸的に形成されている。これらの３本のシャフト１２８は、クラッチ板１２４のうち、３箇所の外径寸法が最小となる部分の近傍に対応して形成されている。
【００９３】
また、これらのシャフト１２８には、クラッチ機構を構成するクラッチ部材としてのクラッチローラ１３０が軸支されている。これらのクラッチローラ１３０の外径寸法は、クラッチ板１２４の外径寸法が最小となる位置におけるクラッチ板１２４の外周部と筒体１２６の内周部との間の隙間よりも僅かに小さく、クラッチ板１２４の外径寸法が最大となる位置におけるクラッチ板１２４の外周部と筒体１２６の内周部との間の隙間よりも充分に大きい。
【００９４】
さらに、筒体１２６の底部には円孔６４が同軸的に形成されており、ピニオン８０は円孔６４を貫通して筒体１２６の外部に突出している。
【００９５】
＜第２の実施の形態の作用、効果＞
すなわち、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同様にプリテンショナ機構７８が作動してピニオン８０が巻取方向に回転すると、図７に示される状態から、クラッチフレーム６８と共にクラッチ板１２４が回転し、クラッチ板１２４がクラッチローラ１３０を巻取方向に押圧する。この押圧力はシャフト１２８に間接的に作用し、図８に示されるようにシャフト１２８の基端部を破断する。これにより、シャフト１２８によるクラッチローラ１３０の変位規制が解除され、クラッチ板１２４からの押圧力でクラッチローラ７４が移動する。
【００９６】
次いで、大径部５６とクラッチ壁７２（すなわち、クラッチフレーム６８）とが機械的に連結された状態で、乗員の身体がウエビングベルト２８を引っ張ろうとする引張力に起因する引出方向への回転力がスプール２０及びスリーブ４８を介してクラッチフレーム６８に伝わり、クラッチフレーム６８が引出方向に回転するとクラッチ板１２４が引出方向へ回転する。
【００９７】
但し、この状態では、クラッチローラ１３０はそれまで付与されていたクラッチ板１２４からの巻取方向への押圧力が付与されなくなるため、クラッチローラ１３０はその場に留まろうし、これにより、クラッチ板１２４とクラッチローラ１３０との間で相対回転が生じる。
【００９８】
クラッチ板１２４がクラッチローラ１３０に対して引出方向に相対回転すると、各クラッチローラ１３０の位置では、クラッチ板１２４の外周部と筒体１２６の内周部との間に小さくなり、図９に示されるように、最終的にはクラッチ板１２４の外周部と筒体１２６の内周部との双方にクラッチローラ１３０が噛み込むが如く圧接する。
【００９９】
これにより、クラッチ板１２４と筒体１２６とが機械的に連結される。ここで、上述したように、筒体１２６は脚板１８に固定されているため、回転することはない。したがって、クラッチ板１２４の引出方向への回転が規制され、これにより、前記第１の実施の形態と同様に大径部５６の引出方向の回転が規制される。
【０１００】
このように、本実施の形態では、プリテンショナロック手段の構成が前記第１の実施の形態とは異なるが、上記のように、プリテンショナ機構７８の作動が終了した後に乗員の身体がウエビングベルト２８を引き出そうとした際には、大径部５６の回転を規制できるため、前記第１の実施の形態と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができる。
【０１０１】
また、本実施の形態では、上記のように、クラッチ板１２４の外周部と筒体１２６の内周部との双方にクラッチローラ１３０が噛み込むが如く圧接することで、クラッチ板１２４と筒体１２６とを連結し、大径部５６の引出方向の回転を規制する構造であり、トーションシャフト４４の回転半径方向への変位を要求する構造ではない。
【０１０２】
したがって、トーションシャフト４４に連結される他の機構を本実施の形態に設けても、トーションシャフト４４が回転半径方向に変位することはないため、このような他の機構の動作にも影響がない。
【０１０３】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【０１０４】
図１０には、本実施の形態に係るウエビング巻取装置のクラッチ機構の構成が側面図により示されている。この図に示されるように、本実施の形態では、クラッチフレーム６８の底部にクラッチ板１２４が形成されておらず、代わりにクラッチ機構を構成する回転体としてのラチェット板１４２が形成されている。
【０１０５】
また、シャフト１２８には、クラッチローラ１３０に代わりクラッチ機構を構成するクラッチ部材としてのプリテンショナロック手段を構成するパウル１４４が軸支されている。パウル１４４は、図示しない捩じりコイルスプリングによってその先端がラチェット板１４２の外周部へ接近する方向へ付勢されている。したがって、基本的に各パウル１４４は先端がラチェット板１４２の外周部のラチェット歯に噛み合っている。したがって、ラチェット板１４２と一体のピニオン８０は、巻取方向へ回転することはできるが、引出方向には回転できない。
【０１０６】
すなわち、本実施の形態では、プリテンショナ機構７８の作動終了後に、クラッチフレーム６８が引出方向に回転しようとしても、ラチェット板１４２の引出方向への回転がパウル１４４により規制されているため、引出方向へクラッチフレーム６８が回転することはできない。このように、本実施の形態は前記第２の実施の形態と同様にクラッチフレーム６８の引出方向への回転を規制できるため、前記第２の実施の形態と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができる。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るウエビング巻取装置では、プリテンショナ機構の作動終了時にプリテンショナロック機構がプリテンショナ機構をロックすることでトーションシャフトの軸方向他端をロックするため、基本的にプリテンショナ機構の作動終了後、素早くトーションシャフトの捩じり変形を生じさせることができる。しかも、トーションシャフトやスプールの軸交差方向への変位を要求しないため、装置にトーションバーやスプールに連結される他の機構を設けても、その動作を保障できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るウエビング巻取装置の構成を示す正面断面図である。
【図２】クラッチの分解斜視図である。
【図３】プリテンショナロック手段としてのストッパリングの構成を示す斜視図である。
【図４】クラッチの作動前の状態を示す側面断面図である。
【図５】クラッチの作動後の状態を示す側面断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るウエビング巻取装置のプリテンショナロック手段の構成を示す分解斜視図である。
【図７】プリテンショナロック手段の作動前の状態を示す側面断面図である。
【図８】シャフト離脱状態を示す図７に対応した側面断面図である。
【図９】プリテンショナロック手段の作動後の状態を示す側面断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係るウエビング巻取装置のプリテンショナロック手段の構成を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１０ ウエビング巻取装置
２０ スプール
２８ ウエビングベルト
４４ トーションシャフト
７８ プリテンショナ機構
９６ ストッパリング（プリテンショナロック手段）
１２２ クラッチフレーム（クラッチ機構）
１２４ クラッチ板（クラッチ機構、回転体）
１２６ 筒体（プリテンショナロック手段）
１３０ クラッチローラ（クラッチ機構、クラッチ部材）
１４２ ラチェット板（クラッチ機構、回転体）
１４４ パウル（クラッチ機構、クラッチ部材）
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等の座席に着座した乗員の身体を長尺帯状のウエビングベルトで拘束するためのシートベルト装置を構成するウエビング巻取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の座席に着座した乗員の身体を長尺帯状のウエビングベルトで拘束するシートベルト装置は、座席の側方で車体に固定されたウエビング巻取装置を備えている。ウエビング巻取装置は、例えば、軸方向が略車両前後方向に沿ったスプール（巻取軸）を備えており、このスプールにウエビングベルトの長手方向基端側が係止されている。スプールはその外周部にウエビングベルトを層状に巻き取ることができ、シートベルト装置を使用しない場合には、スプールの外周部にウエビングベルトを巻き取らせて収容することができるようになっている。
【０００３】
また、ウエビング巻取装置には、車両急減速状態になった際の加速度（減速度）を検知して引出方向へのスプールの回転を規制するロック機構、同じく、車両急減速状態になった際の加速度（減速度）を検知して、巻取方向へスプールを強制的に回転させるプリテンショナ機構、更には、上記のロック機構によるスプールのロック状態で、車両急減速状態での慣性により車両前方側へ移動しようとする乗員の身体がウエビングベルトを引っ張った際のウエビングベルトの拘束力を一定値以下に保つフォースリミッタ機構等が設けられている。
【０００４】
上記のロック機構は、通常、スプールの軸方向一端側に設けられたロックベースを備えている。ロックベースは、スプールの内側にスプールに対して同軸的に配置されると共に、スプールの軸方向他端側でスプールに一体的に連結されたトーションシャフトの軸方向他端部に同軸的且つ一体的に連結されている。
【０００５】
また、ロック機構はロックベースに対して同軸的に相対回転可能なイナーシャルプレート（慣性板）を備えている。但し、イナーシャルプレートは圧縮コイルスプリングや捩じりコイルスプリングを介してロックベースに連結されている。このため、通常時におけるスプールの回転に対しては、上記のようなスプリングの付勢力によりスプールに追従回転する。
【０００６】
しかしながら、急激にスプールが引出方向に回転することで、スプールの回転にイナーシャルプレートが追従できず、これにより、イナーシャルプレートとスプールとの間に相対回転が生じた場合には、この相対回転に連動して、ロック部材がウエビング巻取装置を構成するフレームに形成されたラチェット孔のラチェット歯に噛み合う。これにより、スプールの軸方向一端側でロックベースの回転を規制し、間接的にスプールの回転を規制する構造となっている。
【０００７】
一方、フォースリミッタ機構は、上記のロック機構によるロック状態で更にスプールに引出方向への所定値以上の回転力が付与された際に、スプールと一体のトーションシャフトの軸方向他端部を、ロック機構によりロックされたトーションシャフトの軸方向一端に対して引出方向に捩じることで塑性変形させ、この変形分だけウエビングベルトの引き出しを許容することで、ウエビングベルトによる拘束力を一定値以上に上昇させない構成となっている。
【０００８】
ところで、上記のように、フォースリミッタ機構はロック機構が作動してトーションシャフトの軸方向一端をロックするまで作動しない。しかも、ロック機構はイナーシャルプレートとロックベースとの間に相対回転が生じるまではスプールがロックされない。
【０００９】
このため、車両急減速状態になり乗員の身体がウエビングベルトを引っ張ってから実際にフォースリミッタ機構が作動するまでには、極僅かではあるが時間的にロスが生じる。
【００１０】
このようなフォースリミッタ機構の時間的なロスを解消するための構造が下記特許文献１に開示されている。
【００１１】
この特許文献１に開示されている構造では、トーションシャフト（トーションバー）は、その軸方向一端にてスプール（ベルト・リール）に一体的に連結されている。また、トーションシャフト（トーションバー）の軸方向他端側、すなわち、プリテンショナ機構（ベルト・テンショナ機構）側を支持する軸受板は、弾性変形可能とされており、トーションシャフトに対してその軸直交方向の外力が付与されると、トーションシャフトがその外力の作用方向に変位できる構造となっている。
【００１２】
さらに、トーションシャフトには外歯を有する内輪がトーションシャフトに対して相対回転可能に設けられている。この内輪は、プリテンショナ機構が作動することでトーションシャフトに機械的に連結されて略一体となる。
【００１３】
このようにトーションシャフトと内輪とが一体となった状態で、車両乗員が略車両前方側に移動しようとしてウエビングベルトを引っ張り、スプールを介してトーションシャフトをその軸周りのみならず、軸直交方向に変位させると、内輪も共にその軸直交方向に変位する。
【００１４】
このトーションシャフトの軸直交方向への内輪の変位によって内輪の外周部に形成されている外歯が外リングに形成されている内歯に噛み合う。この状態で内輪が引出方向に回転しようとすると、外歯が内歯に干渉して、内輪の回転が規制され、ひいては、スプールのプリテンショナ側における引出方向の回転が規制される。
【００１５】
このように、プリテンショナ側でのトーションシャフトの引出方向への回転が規制されることで、スプールの回転力が付与されたトーションシャフトの軸方向一端と、トーションシャフトの軸方向他端との間で素早く変形を生じさせることができる構造となっている。
【００１６】
【特許文献１】
特開平１０-１０２５号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記特許文献１に開示された構造では、内輪の外歯が噛み合うためには、内輪がトーションシャフトと共にその軸直交方向に変位しなくてはならない。このようなトーションシャフトやスプールがその軸直交方向に変位することでロック機構等、ウエビング巻取装置の他の機構の動作を規制してしまったり、動作の障害になる可能性がある。
【００１８】
このため、トーションシャフトやスプールが軸直交方向に変位しても、このような他の機構が正常に動作できるように対策を施さなくてはならず、他の機構にも大幅な設計変更等が要求されるという問題があり、現実的ではない。
【００１９】
本発明は、上記事実を考慮して、装置の他の機構に構造的な影響を大きく及ぼすことなく、車両急減速状態に車両乗員がウエビングベルトを引っ張った際に素早くトーションシャフトに捩じりを生じさせることができるウエビング巻取装置を得ることが目的である。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、長尺帯状のウエビングベルトの長手方向基端側が外周部に係止された略筒状のスプールを有し、前記スプールをその軸周り一方の巻取方向への回転させることで、前記スプールの外周部に前記ウエビングベルトをその基端側から巻き取らせ、前記ウエビングベルトをその先端側へ引っ張ることで前記巻取方向とは反対の引出方向へ前記スプールを回転させつつ前記ウエビングベルトを引き出すウエビング巻取装置であって、前記スプールの内側で前記スプールに対して略同軸的に設けられると共に、軸方向一端が前記スプールに一体的に連結されたトーションシャフトと、前記トーションシャフトの軸方向他端側に設けられた連結部材を有し、車両急減速状態で前記連結部材を所定方向へ変位させて前記トーションシャフトの軸方向他端部に直接或いは間接的に連結させ、前記トーションシャフトを介して前記スプールを前記巻取方向に回転させるプリテンショナ機構と、前記プリテンショナ機構に設けられ、前記所定方向への前記連結部材の変位を許容すると共に、前記所定方向とは反対方向への前記連結部材の変位を規制して前記プリテンショナ機構を当該作動終了状態でロックするプリテンショナロック手段と、を備えることを特徴としている。
【００２１】
上記構成のウエビング巻取装置によれば、略筒状のスプールの外周部にウエビングベルトの長手方向基端側が係止されており、スプールの軸周り一方である巻取方向にスプールを回転させると、スプールの外周部にウエビングベルトが基端側から層状に巻き取られ、これにより、ウエビングベルトが収納される。
【００２２】
これに対して、以上の巻取状態でウエビングベルトを先端側へ引っ張ると、スプールに巻き取られたウエビングベルトが引き出されつつスプールが巻取方向とは反対の引出方向に回転する。このように引き出されたウエビングベルトを、例えば、座席に着座した乗員の身体に掛け回してウエビングベルトの長手方向中間部に設けられたタングプレートを座席側方に設けられたバックル装置に係合させることで乗員の身体に対するウエビングベルトの装着状態となり、乗員の身体がウエビングベルトにより拘束される。
【００２３】
一方、車両が急減速状態になると、プリテンショナ機構が作動して、プリテンショナ機構の連結部材が所定方向に変位し、連結部材がトーションシャフトの軸方向他端部に直接或いは間接的に連結してトーションシャフトを強制的に巻取方向に回転させる。トーションシャフトはスプールに対して同軸的にスプール内に設けられ、軸方向一端側でスプールに一体的に連結されているため、プリテンショナ機構からトーションシャフトに付与された巻取方向への回転力は、トーションシャフトを介してスプールに伝えられ、スプールが強制的に巻取方向に回転させられる。
【００２４】
このように、スプールが巻取方向に回転させられることで、この回転量に応じた長さだけ、ウエビングベルトがスプールに巻き取られる。これにより、乗員身体に対するウエビングベルトの拘束力が上昇し、ウエビングベルトがプリテンショナ機構作動前よりも強力に乗員の身体を拘束して、車両急減速時の慣性で車両前方側へ移動しようとする乗員の身体をウエビングベルトが確実に保持する。
【００２５】
さらに、この状態で上記のように車両急減速時の慣性で、乗員の身体が車両前方側へ移動しようとすると、乗員の身体によりウエビングベルトが引っ張られてウエビングベルトが強制的に引き出される。この状態でウエビングベルトに付与された引張力は、スプールを引出方向に回転させようとし、更に、スプールを介してスプールに一体的に連結されているトーションシャフトの軸方向一端を引出方向に回転させようとする。
【００２６】
ここで、本ウエビング巻取装置では、上述したプリテンショナ機構の連結部材は、トーションシャフトに連結するための変位方向である所定方向とは反対方向に変位しようとすると、このトーションシャフトの変位がプリテンショナ機構に設けられたプリテンショナロック手段により規制され、これにより、プリテンショナ機構が作動終了状態でロックされ、更に、プリテンショナ機構がロックされることでトーションシャフトの軸方向他端側がロックされる。
【００２７】
したがって、本ウエビング巻取装置では、上記のようにトーションシャフトの軸方向他端部がロックされた状態でトーションシャフトの軸方向一端に引出方向への回転力が付与されることにより、トーションシャフトに捩じれが生じる。このトーションシャフトの捩じれ（すなわち、変形）に伴い生じるエネルギー吸収により、乗員の身体がウエビングベルトを引っ張る引張力に対応したウエビングベルトが乗員の身体を拘束する拘束力の増加が抑制される。
【００２８】
ここで、本ウエビング巻取装置では、プリテンショナ機構の作動終了時にプリテンショナロック機構がプリテンショナ機構をロックすることでトーションシャフトの軸方向他端がロックされる。これにより、プリテンショナ機構の作動が終了してから乗員の身体がウエビングベルトを引っ張れば、トーションシャフトに捩じれが即座に生じ、上記のエネルギー吸収による拘束力増加の抑制を開始できる。
【００２９】
しかも、プリテンショナロック手段は、プリテンショナ機構に設けられており、上記の連結部材の変位を規制する構造であるため、ロック機構等、トーションシャフトに連結される他の機構を本ウエビング巻取装置に設けても、このような他の装置の構造にプリテンショナロック手段が影響を及ぼすことがない。
【００３０】
請求項２記載の本発明は、長尺帯状のウエビングベルトの長手方向基端側が外周部に係止された略筒状のスプールを有し、前記スプールをその軸周り一方の巻取方向への回転させることで、前記スプールの外周部に前記ウエビングベルトをその基端側から巻き取らせ、前記ウエビングベルトをその先端側へ引っ張ることで前記巻取方向とは反対の引出方向へ前記スプールを回転させつつ前記ウエビングベルトを引き出すウエビング巻取装置であって、前記スプールの内側で前記スプールに対して略同軸的に設けられると共に、軸方向一端が前記スプールに一体的に連結されたトーションシャフトと、前記トーションシャフトの軸方向他端側に設けられ、前記トーションシャフトに対して同軸的に相対回転可能な回転体を有すると共に、前記巻取方向への前記回転体の回転に連動して前記トーションシャフトに前記回転体を直接或いは間接的に連結して前記トーションシャフトに前記回転体の回転を伝えるクラッチ部材を有するクラッチ機構と、前記トーションシャフトの軸方向他端側に設けられ、車両急減速状態で作動して前記回転体に連結し、前記回転体を前記巻取方向に回転させるプリテンショナ機構と、少なくとも前記回転体が前記巻取方向に回転した状態で前記回転体に直接或いは間接的に係合し、前記回転体への係合状態で前記回転体の前記引出方向への回転を規制し、前記トーションシャフトの軸方向他端側における回転を規制して前記プリテンショナ機構をロックするプリテンショナロック手段と、を備えることを特徴としている。
【００３１】
上記構成のウエビング巻取装置によれば、略筒状のスプールの外周部にウエビングベルトの長手方向基端側が係止されており、スプールの軸周り一方である巻取方向にスプールを回転させると、スプールの外周部にウエビングベルトが基端側から層状に巻き取られ、これにより、ウエビングベルトが収納される。
【００３２】
これに対して、以上の巻取状態でウエビングベルトを先端側へ引っ張ると、スプールに巻き取られたウエビングベルトが引き出されつつスプールが巻取方向とは反対の引出方向に回転する。このように引き出されたウエビングベルトを、例えば、座席に着座した乗員の身体に掛け回してウエビングベルトの長手方向中間部に設けられたタングプレートを座席側方に設けられたバックル装置に係合させることで乗員の身体に対するウエビングベルトの装着状態となり、乗員の身体がウエビングベルトにより拘束される。
【００３３】
一方、車両が急減速状態になると、プリテンショナ機構が作動して、プリテンショナ機構がクラッチ手段の回転体を巻取方向に回転させる。この回転体の巻取方向への回転によりクラッチ手段のクラッチ部材が回転体とトーションシャフトの軸方向他端側とを直接或いは間接的に連結し、この回転体とトーションシャフトとの連結によって回転体の巻取方向への回転がトーションシャフトの軸方向他端側に伝えられ、トーションシャフト、ひいては、スプールが巻取方向に強制的に回転させられる。
【００３４】
このように、スプールが巻取方向に回転させられることで、この回転量に応じた長さだけ、ウエビングベルトがスプールに巻き取られる。これにより、乗員身体に対するウエビングベルトの拘束力が上昇し、ウエビングベルトがプリテンショナ機構作動前よりも強力に乗員の身体を拘束して、車両急減速時の慣性で車両前方側へ移動しようとする乗員の身体をウエビングベルトが確実に保持する。
【００３５】
さらに、この状態で上記のように車両急減速時の慣性で、乗員の身体が車両前方側へ移動しようとすると、乗員の身体によりウエビングベルトが引っ張られてウエビングベルトが強制的に引き出される。この状態でウエビングベルトに付与された引張力は、スプールを引出方向に回転させようとし、更に、スプールを介してスプールに一体的に連結されているトーションシャフトの軸方向一端を引出方向に回転させようとする。
【００３６】
ここで、本ウエビング巻取装置では、少なくとも上記のように回転体が巻取方向に回転した状態では、プリテンショナロック手段が回転体に直接或いは間接的に係合し、プリテンショナロック手段によって回転体の引出方向への回転が規制される。このプリテンショナロック手段による回転体の引出方向への回転規制によってプリテンショナ機構が作動終了状態でロックされ、更に、プリテンショナ機構がロックされることでトーションシャフトの軸方向他端側がロックされる。
【００３７】
したがって、本ウエビング巻取装置では、上記のようにトーションシャフトの軸方向他端部がロックされた状態でトーションシャフトの軸方向一端に引出方向への回転力が付与されることでトーションシャフトに捩じれが生じる。このトーションシャフトの捩じれ（すなわち、変形）に伴い生じるエネルギー吸収により、乗員の身体がウエビングベルトを引っ張る引張力に対応したウエビングベルトが乗員の身体を拘束する拘束力の増加が抑制される。
【００３８】
ここで、本ウエビング巻取装置では、プリテンショナ機構の作動終了時にプリテンショナロック機構がプリテンショナ機構をロックすることで、トーションシャフトの軸方向他端がロックされる。これにより、プリテンショナ機構の作動が終了してから乗員の身体がウエビングベルトを引っ張れば、トーションシャフトに捩じれが即座に生じ、上記のエネルギー吸収による拘束力増加の抑制を開始できる。
【００３９】
しかも、プリテンショナロック手段は、プリテンショナロック手段は回転体の回転を規制する構造であって、回転体やトーションシャフトがその軸方向に対して交差する方向に変位する構造ではない。したがって、ロック機構等、トーションシャフトに連結される他の機構を本ウエビング巻取装置に設けても、このような他の装置の構造にプリテンショナロック手段が影響を及ぼすことがない。
【００４０】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態の構成＞
図１には、本発明の第１の実施の形態に係るウエビング巻取装置１０の全体構成の概略が正面断面図によって示されている。
【００４１】
この図に示されるように、ウエビング巻取装置１０はフレーム１２を備えている。フレーム１２は略板状の背板１４を備えており、この背板１４がボルト等の図示しない締結手段によって車体に固定されることで、本ウエビング巻取装置１０が車体に取り付けられる構成となっている。背板１４の幅方向両端からは一対の脚板１６、１８が互いに平行に延出されており、これらの脚板１６、１８間にダイカスト等によって製作された巻取軸としてのスプール２０が回転可能に配置されている。
【００４２】
スプール２０は略円筒形状のスプール本体２２を備えている。スプール本体２２の軸方向両端側にはそれぞれフランジ部２４、２６がスプール本体２２に対して略同軸的に形成されている。両フランジ部２４、２６の間でスプール本体２２には長尺帯状のウエビングベルト２８の基端部が係止されている。スプール２０をその軸周り一方へ回転させると、ウエビングベルト２８がその基端側からスプール本体２２の外周部に層状に巻き取られる。
【００４３】
また、ウエビングベルト２８をその先端側から引っ張れば、スプール本体２２の外周部に巻き取られたウエビングベルト２８が引き出され、これに伴い、ウエビングベルト２８を巻き取る際の回転方向（以下、この方向を便宜上「巻取方向」と称する）とは反対にスプール２０が回転する（以下、ウエビングベルト２８を引き出す際のスプール２０の回転方向を便宜上「引出方向」と称する）。
【００４４】
さらに、スプール本体２２の軸方向一端（脚板１６側）には、嵌合孔３０が形成されている。嵌合孔３０の断面形状はスプール本体２２に対して略同軸の略円形とされている。しかも、嵌合孔３０は軸方向一端側へ向けて段階的に内径寸法が大きくなる断付き形状とされている。
【００４５】
一方、スプール２０の軸方向一端側には、ロックベース３２が設けられている。ロックベース３２は、嵌合部３４を備えている。嵌合部３４はスプール２０の軸方向他端側へ向けて段階的に外形寸法が小さくなる略円柱形状に形成されており、この嵌合部３４が上記の嵌合孔３０に嵌め込まれている。また、嵌合部３４には一対の小孔５８がロックベース３２を介して対抗するように形成されている。
【００４６】
小孔５８は軸方向一方の側が開口した有底形状とされており、各小孔５８にはピン６０が嵌挿されている。ピン６０はその一端が小孔５８の開口端から突出しており、ロックベース３２に形成された小孔６２に嵌挿されている。これにより、スプール本体２２に対するロックベース３２の相対回転が規制されている。
【００４７】
また、ロック機構３８はケース４２を備えている。ケース４２は脚板１６の外側（すなわち、脚板１８とは反対側）に設けられており、脚板１６にねじ等の締結手段や嵌合爪等の嵌合手段等により脚板１６に一体的に固定されている。このケース４２の内側には、図示しないラチェットギヤや圧縮コイルスプリング等のロック機構３８を構成する部材が収容されている。
【００４８】
上記のラチェットギヤは後述するトーションシャフト４４の軸方向一端にスプール２０並びにロックベース３２に対して同軸的且つ相対回転自在に軸支されている。また、圧縮コイルスプリングはその一端がラチェットギヤに係止されており他端はロックベース３２に係止されている。これにより、ロックベース３２が回転して圧縮コイルスプリングを圧縮し、若しくは引っ張ることで圧縮コイルスプリングの付勢力が増加すると、圧縮コイルスプリングがその付勢力でラチェットギヤをロックベース３２の回転方向へ付勢してロックベース３２をラチェットギヤの回転方向と同方向へ回転させる構成となっている。
【００４９】
また、ラチェットギヤには、ロックベース３２に取り付けられたロックプレート４０が係合しており、ロックベース３２に対してラチェットギヤが相対的に巻取方向へ回転した際には、ラチェットギヤに誘導されてスプール２０の回転半径方向外方へ移動し、脚板１６に形成されている内歯のラチェット歯４６に噛み合い、ロックベース３２の回転を規制する構成となっている。
【００５０】
また、ラチェットギヤの半径方向下方には、図示しないロック機構３８用の加速度センサが配置されている。この加速度センサは、ラチェットギヤに対して接離移動可能な係合爪と、係合爪のラチェットギヤとは反対側に設けられた鋼球と、鋼球が載置された略皿状の載置部と、を含めて構成されている。ロック機構用の加速度センサは、車両急減速状態で鋼球が載置部上で転動すると鋼球が係合爪を押し上げてラチェットギヤに接近移動させ、係合爪をラチェットギヤに係合させてラチェットギヤの回転を規制する構造となっている。
【００５１】
一方、スプール本体２２の内部には、トーションシャフト４４がスプール２０に対して同軸的に収容されている。トーションシャフト４４の軸方向一端側は、ロックベース３２を同軸的に貫通して、上述したようにラチェットギヤを回転自在に軸支していると共に、ケース４２に回転自在に軸支されている。
【００５２】
また、トーションシャフト４４のロックベース３２に入り込んだ部分の外周部の一部にはスプライン加工が施されており、これにより、トーションシャフト４４とロックベース３２とが同軸的且つ一体的に連結されている。
【００５３】
これに対して、トーションシャフト４４の軸方向他端側にはスリーブ４８が設けられている。図１及び図２に示されるように、スリーブ４８は、小径筒部５０を備えている。小径筒部５０は外周部に略円形とされており、スプール本体２２の軸方向他端部で開口したスプール本体２２に対して同軸の円孔５２に嵌挿されスプール本体２２に同軸的に相対回転可能に連結されている。また、小径筒部５０には内周部にスプライン加工が施されたスプライン孔５４が小径筒部５０に対して同軸的に形成されている。スプライン孔５４にはトーションシャフト４４の軸方向他端部が嵌め込まれている。トーションシャフト４４の軸方向他端部には外周部にスプライン加工が施されており、これにより、小径筒部５０とトーションシャフト４４とが同軸的且つ一体的に連結されている。
【００５４】
また、小径筒部５０の軸方向他端側側方には、小径筒部５０と共にスリーブ４８を構成する大径部５６が同軸的に一体形成されている。大径部５６は外周形状が略円形とされ、且つ、外径寸法は小径筒部５０よりも大径とされており、脚板１８に形成された円孔６４を貫通してフレーム１２の外側へ突出している。
【００５５】
さらに、フレーム１２の外側には、クラッチ６６を構成するクラッチフレーム６８が設けられている。クラッチフレーム６８は、外周形状が大径部５６よりも充分に大きな厚肉の円盤形状とされており、スプール２０に対して略同軸的な状態で脚板１８に対向配置されている。
【００５６】
クラッチフレーム６８にはその軸方向一端部で開口した有底孔７０が形成されており、したがって、クラッチフレーム６８は全体的に浅底の有底筒形状とされている。有底孔７０の内周部は略１２０度毎に分割され、その各々がクラッチ壁７２とされている。各クラッチ壁７２は、クラッチフレーム６８の軸心位置からの寸法が引出方向へ向けて漸次小さくなっている。但し、クラッチフレーム６８の軸心位置からの寸法が最小となる部分であっても、そのクラッチフレーム６８の軸心位置からの寸法は、大径部５６の半径寸法よりも充分に大きい。
【００５７】
また、各クラッチ壁７２と大径部５６の外周部との間には、クラッチローラ７４が配置されている。クラッチローラ７４は、軸方向がスプール２０の軸心と略同方向の円柱形状に形成されている。
【００５８】
また、各クラッチローラ７４の外径寸法は、クラッチ壁７２のうち、クラッチフレーム６８の軸心位置からの寸法が最大となる部分におけるクラッチフレーム６８の軸心位置からの寸法と、大径部５６の半径寸法との差よりも小さいが、クラッチフレーム６８の軸心位置からの寸法が最小となる部分におけるクラッチフレーム６８の軸心位置からの寸法と、大径部５６の半径寸法との差よりも充分に大きい。さらに、各クラッチローラ７４は、脚板１８に係止された保持片７６により大径部５６の外周部及びクラッチ壁７２の何れにも接しない状態で保持されている。
【００５９】
一方、クラッチフレーム６８の外底部には、プリテンショナ機構７８を構成するピニオン８０が同軸的に形成されており、ピニオン８０の回転半径方向外方にはラックバー８２が配置されている。
【００６０】
ラックバー８２は、概ねフレーム１２の上下方向に沿って長手方向とされており、その幅方向一端には断続的にラック歯８４が形成されている。ラック歯８４はピニオン８０に噛み合っていないが、ラックバー８２が上方へスライドすることでピニオン８０に噛み合うことができるようになっている。
【００６１】
一方、プリテンショナ機構７８は、シリンダ８６を備えている。シリンダ８６はフレーム１２の上方側へ向けて開口した略有底円筒形状に形成されている。シリンダ８６の底部側の周壁には図示しない貫通孔が形成されており、この貫通孔を介してガス発生手段としての図示しないガスジェネレータが接続されている。
【００６２】
ガスジェネレータは、着火装置及びガス発生部等を備えており、例えば、車両急減速状態を加速度センサ等の加速度検出手段等が検出した際に、着火装置が作動すると、着火装置がガス発生部のガス発生剤を瞬間的に燃焼させ、瞬時に大量のガスを発生させてシリンダ８６の底部側へ供給する構造となっている。
【００６３】
また、シリンダ８６の内部には、ピストン８８が配置されている。ピストン８８は、一対のシリンダ８６の軸方向に沿って互いに対向する一対の円板部９０を備えている。さらに、これらの円板部９０の間には、外径寸法が円板部９０よりも小径の小径部９２が設けられており、小径部９２の下側には下方へ向けて漸次外径寸法が小さくなる略円錐台形状のテーパ部９４が設けられている。これらの円板部９０、小径部９２、及びテーパ部９４は同軸的に一体形成されている。
【００６４】
また、小径部９２の半径方向外方には、ゴム若しくはゴム程度の弾性を有する合成樹脂材により略リング状に形成されたＯリング（オーリング）９５が配置されている。これに対して、テーパ部９４の半径方向外方側にはプリテンショナロック手段としてのストッパリング９６が配置されている。
【００６５】
図３に示されるように、ストッパリング９６は、ばね性を有する金属材料等により全体的に略リング状に形成されている。また、ストッパリング９６の内周部は、テーパ部９８とされており、下方へ向けて漸次内径寸法が小さくなるように形成されており、最小内径寸法はテーパ部９４における最大外径寸法よりも充分に小さくなるように設定されている。
【００６６】
また、ストッパリング９６は完全なリング状ではなく、その一部が半径方向に沿って切断されている。したがって、ストッパリング９６には、周方向に沿った一端と他端が存在し、この一端と他端とが互いに離間する方向にストッパリング９６が弾性変形することで、ストッパリング９６の内径寸法及び外径寸法が大きくなる構成である。
【００６７】
一方、図１に示されるように、上述した大径部５６の小径筒部５０とは反対側には、シャフト１００がスプール２０に対して同軸的に形成されている。シャフト１００は、クラッチフレーム６８の底部及びピニオン８０を同軸的に貫通することで、クラッチフレーム６８及びピニオン８０を回転自在に軸支していると共に、シリンダ８６の上端から延設されたプリテンショナフレーム１０２を貫通し、プリテンショナフレーム１０２を介してフレーム１２とは反対側に設けられた図示しないケースに入り込んでいる。
【００６８】
この図示しないケースは、プリテンショナフレーム１０２若しくはフレーム１２に固定されていると共に、内部に渦巻きばねが収容されている。この渦巻きばねは、相対的に渦巻きの外側に位置する端部がケースに係止されていると共に、内側に位置する端部がシャフト１００に係止されており、シャフト１００が引出方向へ回転すると、渦巻きばねが巻き締められて付勢力が増加し、シャフト１００を巻取方向へ付勢する構成となっている。
【００６９】
＜第１の実施の形態の作用、効果＞
次に、本ウエビング巻取装置１０の動作の説明を通して、本実施の形態の作用並びに効果について説明する。
【００７０】
先ず、本ウエビング巻取装置１０の基本動作について説明する。
【００７１】
本ウエビング巻取装置１０では、スプール２０にウエビングベルト２８が層状に巻き取られた収納状態で、図示しないタングプレートを引っ張りつつウエビングベルト２８を引っ張ると、スプール２０を巻取方向に付勢する渦巻きばねの付勢力に抗してスプール２０を引出方向へ回転させながらウエビングベルト２８が引き出される。このように、ウエビングベルト２８が引き出された状態で、ウエビングベルト２８を座席に着座した乗員の身体の前方に掛け回しつつタングプレートを図示しないバックル装置に差し込み、バックル装置にタングプレートを保持させることで乗員の身体に対するウエビングベルト２８の装着状態（以下、単に「装着状態」と称する）となる。
【００７２】
また、ウエビングベルト２８を装着するためにウエビングベルト２８を引き出してスプール２０を引出方向へ回転させると、引出方向へのスプール２０の回転がスリーブ４８の小径筒部５０、ピン６０、及び大径部５６を介してシャフト１００に伝えられ、シャフト１００が引出方向へ回転する。このシャフト１００の引出方向の回転により上述した渦巻きばねが巻き締められて付勢力が増加し、シャフト１００を介してスプール２０を巻取方向側へ付勢する。
【００７３】
このように、上記装着状態では、渦巻きばねの付勢力がウエビングベルト２８をスプール２０に巻き取らせるように作用するため、基本的には、この付勢力で乗員の身体にウエビングベルト２８がフィットし、このときの付勢力に応じた力でウエビングベルト２８が乗員の身体を拘束、保持する。
【００７４】
一方、バックル装置によるタングプレートの保持が解除され、バックル装置からタングプレートが抜け出ると、渦巻きばねの付勢力に抗して引出状態のままウエビングベルト２８を維持する力が解除されるため、渦巻きばねは付勢力でスプール２０を巻取方向に回転させる。この巻取方向へのスプール２０の回転により、引き出されたウエビングベルト２８がスプール２０の外周部に層状に巻き取られ、これにより、ウエビングベルト２８が収納される。
【００７５】
ところで、本ウエビング巻取装置１０では、車両が急減速状態になると、プリテンショナ機構７８を構成するガスジェネレータが作動し、着火装置がガス発生部のガス発生剤を瞬間的に燃焼させ、瞬時に大量のガスを発生させる。このようにして急激に大量発生したてガスはシリンダ８６の底部側へ供給され、これにより、シリンダ８６の底部側における内圧が急上昇する。
【００７６】
さらに、シリンダ８６の底部側における内圧が上昇することでピストン８８が上昇し、ピストン８８と一体のラックバー８２が上方へスライドする。ラックバー８２は上昇することでピニオン８０に噛み合い、ピニオン８０を巻取方向へ回転させる。ピニオン８０が巻取方向へ回転することでピニオン８０と一体のクラッチフレーム６８が巻取方向に回転する。
【００７７】
図４に示される状態からクラッチフレーム６８が巻取方向に回転すると、クラッチ壁７２がクラッチローラ７４に直接或いは保持片７６を介して間接的に係合し、クラッチローラ７４を巻取方向に押圧する。この押圧力が直接或いは間接的に作用した保持片７６はその基端側にて破断され、これにより、クラッチ壁７２からの押圧力を受けたクラッチローラ７４がクラッチ壁７２にガイドされてクラッチフレーム６８の半径方向内側へ変位し、最終的には図５に示されるように大径部５６の外周部へ圧接する。
【００７８】
クラッチローラ７４が大径部５６の外周部へ圧接することで、巻取方向へのクラッチフレーム６８の回転が大径部５６に伝えられ、大径部５６が巻取方向に回転させられる。巻取方向への大径部５６の回転は小径筒部５０を介してトーションシャフト４４の軸方向他端へ伝えられ、更に、ロックベース３２を介してスプール２０へ伝えられる。
【００７９】
これにより、スプール２０が巻取方向に回転させられると、スプール２０にウエビングベルト２８が巻き取られる。このように、スプール２０にウエビングベルト２８が巻き取られることでウエビングベルト２８による拘束力が上昇し、車両急減速状態での慣性で略車両前方側へ移動しようとする乗員の身体がウエビングベルト２８によって確実に保持される。
【００８０】
次いで、以上のようにプリテンショナ機構７８が作動した後に、車両急減速状態での慣性で乗員が略車両前方側へ移動しようとすると、ウエビングベルト２８が引っ張られる。このように、ウエビングベルト２８が引っ張られることでスプール２０には引出方向への回転力が付与される。
【００８１】
ここで、既にプリテンショナ機構７８が作動した状態では、上記のようにクラッチローラ７４を介して大径部５６とクラッチ壁７２（すなわち、クラッチフレーム６８）とが機械的に連結されている。このため、スプール２０に付与された回転力はスリーブ４８、クラッチローラ７４、及びクラッチフレーム６８を介してピニオン８０に伝わり、ピニオン８０を引出方向に回転させる。ピニオン８０が引出方向に回転することで、既にピニオン８０に噛み合ったラックバー８２は下方へ強制的にスライドさせられ、これに伴いピストン８８がシリンダ８６の底部側へ下降させられる。
【００８２】
ピストン８８が下降させられることで、テーパ部９４の内周部がストッパリング９６のテーパ部９８を下方へ押圧する。したがって、ストッパリング９６は下降するが、テーパ部９８で受けたテーパ部９４からの押圧力は、ストッパリング９６の半径方向外側へも作用するため、ストッパリング９６は拡径され、外周部がシリンダ８６の内周部に圧接する。
【００８３】
このときシリンダ８６の内周部とストッパリング９６の外周部との間に生じた摩擦力は、ストッパリング９６の下降を妨げるように作用する。このため、ストッパリング９６を介してピストン８８の下降がシリンダ８６の内周部とストッパリング９６の外周部との間に生じた摩擦力により規制される。
【００８４】
このように、ピストン８８の下降が規制されることで、引出方向へのピニオン８０の回転が規制されると、トーションシャフト４４の軸方向他端の回転が規制されるが、トーションシャフト４４の軸方向一端にはロックベース３２を介して引出方向へのスプール２０の回転力が付与されているため、トーションシャフト４４の軸方向一端と他端との間で捩じれが生じ、トーションシャフト４４が変形させられる。このトーションシャフト４４の捩じり変形により、ウエビングベルト２８が乗員の身体を拘束する拘束力が一定値以上になることが防止される。
【００８５】
ここで、本ウエビング巻取装置１０では、上記のように、ストッパリング９６によってピストン８８の下降を規制することでトーションシャフト４４の軸方向他端をロックして、トーションシャフト４４の軸方向一端との間に捩じれを生じさせる。このため、プリテンショナ機構７８が作動した後は、上記のロック機構３８を作動させることなく素早くトーションシャフト４４に捩じれを生じさせることができる。
【００８６】
また、本ウエビング巻取装置１０では、上記のように、ストッパリング９６によってピストン８８の下降を規制する構造であって、トーションシャフト４４の回転半径方向への変位を要求する構造ではない。したがって、トーションシャフト４４に連結される他の機構を本ウエビング巻取装置１０に設けても、トーションシャフト４４が回転半径方向に変位することはないため、このような他の機構の動作にも影響がない。
【００８７】
＜第２の実施の形態の構成＞
次に、本発明のその他の実施の形態について説明する。
【００８８】
なお、以下の各実施の形態を説明するうえで、前記第１の実施の形態を含めて説明している実施の形態よりも前出の実施の形態と基本的に同一の部位に関しては同一の符号を付与してその説明を省略する。
【００８９】
図６には、本発明の第２の実施の形態に係るウエビング巻取装置のプリテンショナロック手段の構成が分解斜視図により示されている。
【００９０】
この図に示されるように、本実施の形態では、クラッチ機構を構成するクラッチフレーム１２２を備えている。クラッチフレーム１２２は基本的にクラッチフレーム６８と同じ構成であるが、底部側からクラッチ機構を構成する回転体としてのクラッチ板１２４が延出されている点でクラッチフレーム６８とは構成が異なる。クラッチ板１２４は概念的にクラッチフレーム６８の軸心周りに略１２０度毎に分割される。その略１２０度の範囲で外周部はクラッチフレーム６８の軸心周りに巻取方向へ向けて漸次外径寸法が大きくなる。
【００９１】
また、クラッチ板１２４の回転半径方向外側には、プリテンショナロック手段としての筒体１２６が配置されている。筒体１２６は、脚板１８側へ向けて開口した浅底の有底円筒形状に形成されており、その内径寸法はクラッチ板１２４の外径寸法の最大値よりも大きく、クラッチ板１２４を含めてクラッチフレーム６８を内側に収容した状態でスプール２０に対して同軸的に脚板１８に固定されている。
【００９２】
さらに、筒体１２６の内底部には３本のシャフト１２８が筒体１２６に対して同軸的に形成されている。これらの３本のシャフト１２８は、クラッチ板１２４のうち、３箇所の外径寸法が最小となる部分の近傍に対応して形成されている。
【００９３】
また、これらのシャフト１２８には、クラッチ機構を構成するクラッチ部材としてのクラッチローラ１３０が軸支されている。これらのクラッチローラ１３０の外径寸法は、クラッチ板１２４の外径寸法が最小となる位置におけるクラッチ板１２４の外周部と筒体１２６の内周部との間の隙間よりも僅かに小さく、クラッチ板１２４の外径寸法が最大となる位置におけるクラッチ板１２４の外周部と筒体１２６の内周部との間の隙間よりも充分に大きい。
【００９４】
さらに、筒体１２６の底部には円孔６４が同軸的に形成されており、ピニオン８０は円孔６４を貫通して筒体１２６の外部に突出している。
【００９５】
＜第２の実施の形態の作用、効果＞
すなわち、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同様にプリテンショナ機構７８が作動してピニオン８０が巻取方向に回転すると、図７に示される状態から、クラッチフレーム６８と共にクラッチ板１２４が回転し、クラッチ板１２４がクラッチローラ１３０を巻取方向に押圧する。この押圧力はシャフト１２８に間接的に作用し、図８に示されるようにシャフト１２８の基端部を破断する。これにより、シャフト１２８によるクラッチローラ１３０の変位規制が解除され、クラッチ板１２４からの押圧力でクラッチローラ７４が移動する。
【００９６】
次いで、大径部５６とクラッチ壁７２（すなわち、クラッチフレーム６８）とが機械的に連結された状態で、乗員の身体がウエビングベルト２８を引っ張ろうとする引張力に起因する引出方向への回転力がスプール２０及びスリーブ４８を介してクラッチフレーム６８に伝わり、クラッチフレーム６８が引出方向に回転するとクラッチ板１２４が引出方向へ回転する。
【００９７】
但し、この状態では、クラッチローラ１３０はそれまで付与されていたクラッチ板１２４からの巻取方向への押圧力が付与されなくなるため、クラッチローラ１３０はその場に留まろうし、これにより、クラッチ板１２４とクラッチローラ１３０との間で相対回転が生じる。
【００９８】
クラッチ板１２４がクラッチローラ１３０に対して引出方向に相対回転すると、各クラッチローラ１３０の位置では、クラッチ板１２４の外周部と筒体１２６の内周部との間に小さくなり、図９に示されるように、最終的にはクラッチ板１２４の外周部と筒体１２６の内周部との双方にクラッチローラ１３０が噛み込むが如く圧接する。
【００９９】
これにより、クラッチ板１２４と筒体１２６とが機械的に連結される。ここで、上述したように、筒体１２６は脚板１８に固定されているため、回転することはない。したがって、クラッチ板１２４の引出方向への回転が規制され、これにより、前記第１の実施の形態と同様に大径部５６の引出方向の回転が規制される。
【０１００】
このように、本実施の形態では、プリテンショナロック手段の構成が前記第１の実施の形態とは異なるが、上記のように、プリテンショナ機構７８の作動が終了した後に乗員の身体がウエビングベルト２８を引き出そうとした際には、大径部５６の回転を規制できるため、前記第１の実施の形態と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができる。
【０１０１】
また、本実施の形態では、上記のように、クラッチ板１２４の外周部と筒体１２６の内周部との双方にクラッチローラ１３０が噛み込むが如く圧接することで、クラッチ板１２４と筒体１２６とを連結し、大径部５６の引出方向の回転を規制する構造であり、トーションシャフト４４の回転半径方向への変位を要求する構造ではない。
【０１０２】
したがって、トーションシャフト４４に連結される他の機構を本実施の形態に設けても、トーションシャフト４４が回転半径方向に変位することはないため、このような他の機構の動作にも影響がない。
【０１０３】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【０１０４】
図１０には、本実施の形態に係るウエビング巻取装置のクラッチ機構の構成が側面図により示されている。この図に示されるように、本実施の形態では、クラッチフレーム６８の底部にクラッチ板１２４が形成されておらず、代わりにクラッチ機構を構成する回転体としてのラチェット板１４２が形成されている。
【０１０５】
また、シャフト１２８には、クラッチローラ１３０に代わりクラッチ機構を構成するクラッチ部材としてのプリテンショナロック手段を構成するパウル１４４が軸支されている。パウル１４４は、図示しない捩じりコイルスプリングによってその先端がラチェット板１４２の外周部へ接近する方向へ付勢されている。したがって、基本的に各パウル１４４は先端がラチェット板１４２の外周部のラチェット歯に噛み合っている。したがって、ラチェット板１４２と一体のピニオン８０は、巻取方向へ回転することはできるが、引出方向には回転できない。
【０１０６】
すなわち、本実施の形態では、プリテンショナ機構７８の作動終了後に、クラッチフレーム６８が引出方向に回転しようとしても、ラチェット板１４２の引出方向への回転がパウル１４４により規制されているため、引出方向へクラッチフレーム６８が回転することはできない。このように、本実施の形態は前記第２の実施の形態と同様にクラッチフレーム６８の引出方向への回転を規制できるため、前記第２の実施の形態と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができる。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るウエビング巻取装置では、プリテンショナ機構の作動終了時にプリテンショナロック機構がプリテンショナ機構をロックすることでトーションシャフトの軸方向他端をロックするため、基本的にプリテンショナ機構の作動終了後、素早くトーションシャフトの捩じり変形を生じさせることができる。しかも、トーションシャフトやスプールの軸交差方向への変位を要求しないため、装置にトーションバーやスプールに連結される他の機構を設けても、その動作を保障できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るウエビング巻取装置の構成を示す正面断面図である。
【図２】クラッチの分解斜視図である。
【図３】プリテンショナロック手段としてのストッパリングの構成を示す斜視図である。
【図４】クラッチの作動前の状態を示す側面断面図である。
【図５】クラッチの作動後の状態を示す側面断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るウエビング巻取装置のプリテンショナロック手段の構成を示す分解斜視図である。
【図７】プリテンショナロック手段の作動前の状態を示す側面断面図である。
【図８】シャフト離脱状態を示す図７に対応した側面断面図である。
【図９】プリテンショナロック手段の作動後の状態を示す側面断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係るウエビング巻取装置のプリテンショナロック手段の構成を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１０ ウエビング巻取装置
２０ スプール
２８ ウエビングベルト
４４ トーションシャフト
７８ プリテンショナ機構
９６ ストッパリング（プリテンショナロック手段）
１２２ クラッチフレーム（クラッチ機構）
１２４ クラッチ板（クラッチ機構、回転体）
１２６ 筒体（プリテンショナロック手段）
１３０ クラッチローラ（クラッチ機構、クラッチ部材）
１４２ ラチェット板（クラッチ機構、回転体）
１４４ パウル（クラッチ機構、クラッチ部材）
Claims (2)
- 長尺帯状のウエビングベルトの長手方向基端側が外周部に係止された略筒状のスプールを有し、前記スプールをその軸周り一方の巻取方向への回転させることで、前記スプールの外周部に前記ウエビングベルトをその基端側から巻き取らせ、前記ウエビングベルトをその先端側へ引っ張ることで前記巻取方向とは反対の引出方向へ前記スプールを回転させつつ前記ウエビングベルトを引き出すウエビング巻取装置であって、
前記スプールの内側で前記スプールに対して略同軸的に設けられると共に、軸方向一端が前記スプールに一体的に連結されたトーションシャフトと、
前記トーションシャフトの軸方向他端側に設けられた連結部材を有し、車両急減速状態で前記連結部材を所定方向へ変位させて前記トーションシャフトの軸方向他端部に直接或いは間接的に連結させ、前記トーションシャフトを介して前記スプールを前記巻取方向に回転させるプリテンショナ機構と、
前記プリテンショナ機構に設けられ、前記所定方向への前記連結部材の変位を許容すると共に、前記所定方向とは反対方向への前記連結部材の変位を規制して前記プリテンショナ機構を当該作動終了状態でロックするプリテンショナロック手段と、
を備えることを特徴とするウエビング巻取装置。 - 長尺帯状のウエビングベルトの長手方向基端側が外周部に係止された略筒状のスプールを有し、前記スプールをその軸周り一方の巻取方向への回転させることで、前記スプールの外周部に前記ウエビングベルトをその基端側から巻き取らせ、前記ウエビングベルトをその先端側へ引っ張ることで前記巻取方向とは反対の引出方向へ前記スプールを回転させつつ前記ウエビングベルトを引き出すウエビング巻取装置であって、
前記スプールの内側で前記スプールに対して略同軸的に設けられると共に、軸方向一端が前記スプールに一体的に連結されたトーションシャフトと、
前記トーションシャフトの軸方向他端側に設けられ、前記トーションシャフトに対して同軸的に相対回転可能な回転体を有すると共に、前記巻取方向への前記回転体の回転に連動して前記トーションシャフトに前記回転体を直接或いは間接的に連結して前記トーションシャフトに前記回転体の回転を伝えるクラッチ部材を有するクラッチ機構と、
前記トーションシャフトの軸方向他端側に設けられ、車両急減速状態で作動して前記回転体に連結し、前記回転体を前記巻取方向に回転させるプリテンショナ機構と、
少なくとも前記回転体が前記巻取方向に回転した状態で前記回転体に直接或いは間接的に係合し、前記回転体への係合状態で前記回転体の前記引出方向への回転を規制し、前記トーションシャフトの軸方向他端側における回転を規制して前記プリテンショナ機構をロックするプリテンショナロック手段と、
を備えることを特徴とするウエビング巻取装置。
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| JP2003028519A JP4077733B2 (ja) | 2003-02-05 | 2003-02-05 | ウエビング巻取装置 |
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