JP4265392B2 - シートベルト装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートベルトの巻き取り力が調整可能で、かつシートベルトをモータの回転力で巻き取り可能としたシートベルト装置に関する。

自動車（車両）では、乗員の安全性を確保するために、シートに着座した乗員の上体をシートベルト装置のシートベルトで拘束することが行われている。シートベルト装置には、巻き取り可能なリトラクタのスプール（回転体に相当）からシートベルトを引き出し、先端となるタングをシート脇に設置したバックルに接続することで、シートに着座した乗員の上体前面が、引き出されたシートベルトで抑えられる構造が用いられている。

こうしたシートベルト装置では、ベルト装着時、乗員に不快な拘束感を与えないよう、シートベルトに作用する付勢力が調整するテンションレデューサ機構（付勢力調整機構に相当）を設けた構造が用いられるようになった。テンションレデューサ機構の多くは、２つの巻き戻し用のスプリング部材（第１，２付勢部材に相当））をスプールの回転軸に設け、アクチュエータにより両スプリング部材の付勢力をシートベルトに作用あるいは片方のスプリング部材の付勢力をシートベルトに作用させるかを切換える切換機構を設けた構造が用いられる（例えば特許文献１を参照）。そして、アクチュエータの作動により、ベルト引出し時は両スプリング部材の付勢力がシートベルトに作用され、ベルト装着時は片方のスプリング部材の付勢力がシートベルトに作用されるようにしている。これにより、シートベルトが装着されると、シートベルトに作用するテンションは低くなり、シートベルトを巻き戻すときは、両スプリング部材の付勢力がシートベルトに作用して、速やかにシートベルトが巻き戻せるようにしている。つまり、テンションレデューサ機構は、ベルト巻き取り性を損なわず、ベルト装着時だけ、シートベルトのテンションを低減させて、シートベルトの付勢力がもたらす不快感を解消する。

一方、シートベルト装置では、乗員の安全性を確保するために、近時、衝突時あるいは衝突を予測したときなど自動車が危険な状態になると、モータの回転力でシートベルトを巻き取るモータ式の巻き取り機構を使用することが進められている（例えば特許文献２を参照）。
実開平７−３５２０４号公報 特開２００１−３４７９２３号公報

ところで、シートベルト装置は、求められる性能が多く、近時、シートベルトのテンションの調整が可能なテンションレデューサ機構と、モータの回転によりシートベルトを巻き取り可能なモータ式巻き取り機構とを併用することが進められている。

ところが、テンションレデューサ機構はシートベルトのテンションを切換えるためのアクチュエータが必要であり、モータ式巻き取り機構は、それとは別にシートベルトを巻き取るためのモータといったアクチュエータが必要である。このため、単にテンションレデューサ機構とモータ式巻き取り機構とを組み合わせると、シートベルト装置は、双方のアクチュエータ、つまり２つのアクチュエータを設けることが余儀なくされ、部品点数が増加したり、制御するための配線が増加したりする。そのため、シートベルト装置の大形化、さらにはコスト高が強いられる問題がある。

そこで、本発明の目的は、一つのアクチュエータ（一つのモータ）で、シートベルトに作用するテンションの調整と、拘束力を増大させるシートベルトの巻き戻しが行えるシートベルト装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、モータの回転力によりシートベルトを巻き取るモータ式ベルト巻き取り機構のモータを用いて、シートベルトに作用する付勢力を調整する付勢力調整機構の第１、２付勢部材を用いた切換機構の作動、すなわち第２付勢部材の付勢力を回転体に作用させる第１状態にて第１・２付勢部材の双方の付勢力を回転体へ作用させるか、第２付勢部材から回転体へ作用する付勢力を遮断させる第２状態にて第１付勢部材の付勢力だけを回転体へ作用させるかの切換えを行う構成を採用した。

請求項２に記載の発明は、さらに容易に第１付勢部材の付勢力だけが回転体へ作用する第２状態に切り換えられるよう、モータ式ベルト巻き取り機構は、一方向へモータが回転すると、回転体が巻き取り方向へ回転される構成とし、切換機構が、モータの一方向への回転に伴い、第２付勢部材から回転体へ作用する付勢力が遮断される第２状態に切り換わる構成とした。

請求項３に記載の発明は、さらに通常のベルト巻き取りモードが最適に形成されるよう、モータ式ベルト巻き取り機構には、モータが一方向へ回転するとモータの回転力が回転体へ伝達される状態となり、他方向へ回転するとモータの回転力が回転体へ伝達されない状態となる伝達機構を有した構成を採用して、通常のシートベルトを巻き取るときは、モータと回転体との間の伝達経路を遮断して、２つの付勢部材の付勢力だけによるシートベルトの巻き取りが行えるようにした。

請求項４に記載の発明は、さらに確実にモータの回転方向切換えだけで第２状態がもたらす低テンションモードが形成されるよう、モータは、第２状態へ切り換えるために一方向へ回転させた後、この一方向への回転によって伝達状態になった伝達機構の伝達状態を解除すべく他方向へ所定量回転されるようにしたうえで、切換機構が、該モータが他方向へ所定量回転されても、第２付勢部材から回転体へ作用する付勢力が遮断される第２状態が解除されない構成を採用した。

請求項５に記載の発明は、さらに緊急時などで速やかに乗員の拘束が行えるよう、切換機構を用いて、モータが一方向へ回転するときは、モータの回転力がもたらす巻き取り力と各第１・２付勢部材の付勢力がもたらす巻き取り力とが、シートベルトに作用するようにして、速やかにシートベルトが巻き戻せるようにした。

請求項６に記載の発明は、さらにシートベルトが装着したとき、確実にシートベルトが低テンション状態となるよう、シートベルトの装着状態を検出する装着状態検出手段を設け、シートベルトが装着状態であることを示す信号が検出されると、切換機構がモータの回転力により第２状態へ切り換えられる構成とした。

請求項７に記載の発明は、さらに危険を感知してシートベルトを巻き取らせるモータ制御系統をそのまま用いて第２状態の切換えが行えるよう、車両の衝突を検知又は予測する衝突検知手段を設けるとともに、衝突検知手段の出力に応じてモータによるシートベルトの巻き取りを行わせるモータ制御手段を設けたうえで、該モータ制御手段を用いて、装着状態検出手段により出力されるシートベルトが装着状態にあることを示す信号にしたがいモータを一方向へ回転させるようにしたことにある。

請求項８に記載の発明は、さらに、前記シートベルトの装着状態を検出する装着状態検出手段を有し、前記切換機構は、前記装着状態検出手段により前記シートベルトが装着状態であることを示す信号が検出されると、前記モータの回転力により前記第２状態へと切り換えられるように構成を採用した。
請求項９に記載の発明は、さらにシートベルト装置全体のコンパクト化が図れるよう、回転体には同軸上で一体に回転する回転軸を有した構成を用い、この回転軸の軸上に付勢力調整機構を配設し、さらに回転軸の軸上に、モータの回転力を回転軸へ伝達する伝達ギヤを有するモータ式ベルト巻き取り機構を配設し、伝達ギヤと付勢力調整機構とが回転軸上で隣接して配置される構成を採用した。

請求項１に記載の発明によれば、モータ式ベルト巻き取り機構のモータを活用して、付勢力調整機構を第１・２付勢部材の付勢力がシートベルトに作用する状態、第１付勢部材の付勢力だけがシートベルトに作用する状態に切り換えることができ、別途、切換機構を作動させるための専用のアクチュエータを用いることなく、一つのアクチュエータで、シートベルトに作用するテンションの調整と、拘束力を増大させるシートベルトの巻き戻しとの双方ができる。

それ故、双方の機能を組み合わせたシートベルト装置は、部品点数の削減や制御のための配線が軽減でき、装置のコンパクト化やコストの低減化を図ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、さらにモータ式ベルト巻き取り機構のモータが一方向へ回転することを利用して、容易に第１付勢部材の付勢力だけシートベルトに作用する第２状態を形成することができる。

請求項３に記載の発明によれば、さらにモータと回転体との間をむすぶ伝達機構の併用により、通常のベルト巻き取り時には、モータと回転体との間の伝達経路が切り離されるので、２つの付勢部材の付勢力を用いて、最適にシートベルトを巻き戻すことができる。

請求項４に記載の発明によれば、さらにモータの回転具合により、モータと回転体との間を切り離した状態しつつ、片方の付勢部材の付勢力だけが回転体に伝わる状態が形成されるから、簡単なモータの作動制御だけで、最適な低テンション状態を形成することができる。

請求項５に記載の発明によれば、さらにモータが一方向へ回転することを利用して、モータの回転力がもたらす巻き取り力と、各第１・２付勢部材の付勢力がもたらす巻き取り力との双方で、引き出されたシートベルトが巻き戻すことができ、緊急時などで速やかに乗員を拘束することができる。

請求項６及び請求項８に記載の発明によれば、さらにシートベルトの装着時、確実に低テンション状態にできる。

請求項７に記載の発明によれば、さらに危険を感知してシートベルトを巻き取らせるモータ制御系統をそのまま用いて、シートベルトに第１付勢部材の付勢力だけ作用させる第２状態に切換えることができ、シートベルト装着を検出する装着状態検出手段からモータを制御させる専用の配線を必要とせずに、第２状態の切換えができる。

請求項９に記載の発明によれば、回転体の回転軸上に、付勢力調整機構、伝達ギヤ、モータ式ベルト巻き取り機構が隣接して配置されることによって、シートベルト装置の全体をコンパクトにすることができる。

［一実施形態］
以下、本発明を図１〜図１０に示す一実施形態にもとづいて説明する。

図１は、本発明を適用したシートベルト装置の概略構成を示していて、同図中１は例えば自動車のシート（例えばシートクッション１ａとシートバック１ｂとよりなる）、２はシートクッション１ａを挟んだ幅方向一方の脇に設置されたバックル、３は同バックル２に内蔵のベルト装着スイッチ（本願の装着状態検出手段に相当）、４はシートクッション１ａを挟んだ幅方向他方の脇に配設されたリトラクタである。

リトラクタ４には、図２に示されるようにテンションレデューサ機構１５（本願の付勢力調整機構）とモータ式ベルト巻き取り機構３０とを組み合わせた構造が用いられている。

図２を参照してリトラクタ４の構成を説明すると、４ａは例えば上下方向に延びる平板状のフレーム部材、５は同フレーム部材４ａの片側、例えば右側部に、横向きの姿勢で回転自在に支持された回転体であるところのスプール、６は該スプール５に巻回され導出端が肩アンカー７を通して引き出されたウェビング（シートベルト）、８は該ウェビング６の延出端を例えばリトラクタ４の近くで固定するアンカー部材、９は、引き出されたウェビング部分に摺動自在に挿通されたタングである。タング９は、バックル２と接続可能な部材で形成されていて、乗員（図示しない）がシート１に着座した後、図１に示されるように該タング９をバックル２に接続さえすれば、スプール５から引き出されたウェビング６が、乗員上体を前面から抑えるように装着、具体的には乗員の肩部、胸部および腹部の前面を通るように装着されるようにしている。なお、ベルト装着スイッチ３は、タング９がバックル２に接続されたか否かによりオンオフするようになっていて、該ベルト装着スイッチ３のオンオフ信号により、ウェビング６を装着したか否か、すなわちウェビング６の装着状態が検出されるようにしてある。

スプール５のフレーム部材４ａと向き合う端部からは、スプール５と同軸に回転軸５ａが突き出ている。この回転軸５ａがフレーム部材４ａを貫通して、左側方へ突き出ている。なお、回転軸５ａの根元側はフレーム部材４ａに回転自在に支持させてある。この突き出た回転軸５ａのうち、例えばフレーム部材４ａと隣接した位置には、上記テンションレデューサ機構１５が組付けてある。

テンションレデューサ機構１５を説明すると、図２中１６は、例えば回転軸５ａの根元側を覆うようにフレーム部材４ａの左側部に設けたカップ状のカバーである。このカバー１６の内部は、例えば２つの壁部１７により、回転軸５ａの軸心方向沿いに３つの偏平な室１８ａ〜１８ｃに区画されている。このうちの例えば最前部の室１８ａと中間の室１８ｂとには、それぞれ付勢部材、例えばスパイラルスプリング部材１９，２０が収められている。スプリング部材１９，２０には、いずれも帯板状のばね部材を同心円状に渦巻状に巻いて形成した部材が用いてある。スプリング部材１９，２０は、例えば室１８ｂに収めたスパイラルスプリング部材２０の付勢力よりも、室１８ａに収めたスパイラルスプリング部材１９の方の付勢力を小さくした部材が用いてある。このうちのスパイラルスプリング部材１９が本願の第１付勢部材に相当し、スパイラルスプリング部材２０が第２付勢部材に相当する。なお、スパイラルスプリング部材１９の付勢力をスパイラルスプリング部材２０の付勢力と同等又はより大きくするように構成しても良い。残る最後部の室１８ｃには、リング状の係合部材、例えばラチェット２１が収められている。ラチェット２１は、回転軸５ａと一体に回転するよう、回転軸５ａに支持されている。この支持構造としては、例えば回転軸５ａのうちラチェット２１が配置される軸部分を角形の断面にし、ラチェット２１の中心に角形の支持孔を形成し、この支持孔を回転軸５の角形部分に挿通させる構造が用いられている。なお、ラチェット２１の外周部には、図６に示されるようにウェビング６（スプール５）の引出し方向に規制が加わる向きで、多数のラチェット歯２１ａが配設してある。

両スパイラルスプリング部材１９，２０は、スプール５からウェビング６が引き出される方向に回転軸５ａが回転すると、縮む方向に弾性変位するように支持させてある。具体的には、スパイラルスプリング部材１９の支持としては、図４に示されるように該スパイラルスプリング部材１９をウェビング６の引出し方向に対して巻回する向きで室１８ａに収め、その内周側の端部を回転軸５ａに係止、例えば回転軸５ａに形成してあるスリット孔２２に挿通させて係止し、外周側の端部をカバー１６の内面に係止、例えばカバー１６の内面に形成してあるピン１６ａに係止させるという構造が用いてある。またスパイラルスプリング部材２０の支持には、図３に示されるように該スパイラルスプリング部材２０をウェビング６の引出し方向に対して巻回する向きで室１８ｂに収め、その内周側の端部をラチェット２１に係止、例えばラチェット２１の前面から突き出るように形成されたボス部２１ｂに係止させ、外周側の端部をカバー１６の内面に係止、例えばカバー１６の内面に形成してあるピン１６ｂに係止させるという構造が用いてある。この構造により、いずれもスパイラルスプリング部材１９，２０は、ウェビング６の巻き取り方向に対して付勢力が発生するようにしている。

一方、図２および図６に示されるようにラチェット２１の周辺、例えばラチェッチ下側のラチェット歯２１ａと近い地点には、ラチェット外歯２１ａと係脱可能な爪体、例えば下端部に揺動支点をもつ揺動式の爪体２３が設けられている。この爪体２３とラチェット２１との組み合わせにより、スパイラルスプリング部材２０の付勢力がスプール５へ作用させる状態（第１状態）、あるいは同付勢力がスプール５へ付勢力が作用するのを遮断させる状態（第２状態）に切換え可能な切換機構２４を構成している。すなわち、切換機構２４は、スプール５とスパイラルスプリング部材２０間の付勢力を伝達する経路上に爪体２３およびラチェット２１が配設されるから、爪体２３がラチェット２１から外れると（離脱）、スパイラルスプリング部材２０の付勢力が回転軸５ａを介してスプール５に作用する状態に切り換わり、爪体２３がラチェット歯２１ａと係合すると、ラチェット２１の図６における時計周り方向の回転が規制されることになり、スパイラルスプリング部材２０の付勢力がスプール５に作用するのが遮断される状態に切り換わる。これにより、スパイラルスプリング部材１９の付勢力とスパイラルスプリング部材２０の付勢力と双方がスプール５に作用する状態、スパイラルスプリング部材１９の付勢力だけがスプール５に作用する状態に切り換わるようにしている。つまり、ウェビング６に作用するテンション（付勢力）が調整される構造にしてある（テンションレデューサ機能）。

一方、回転軸５ａ上には、図２に示されるようにテンションレデューサ機構１５と隣接して、モータ式ベルト巻き取り機構３０が組付けてある。

モータ式ベルト巻き取り機構３０を説明すると、図２中３１は、スプール５と隣接した位置、例えばスプール５の下側に該スプール５と並行に配設されたモータ、例えば一方向、他方の双方で回転可能な電動モータ（以下、単にモータという）である。このモータ３１の片側の端部がフレーム部材４ａの下段部分に固定されている。そして、この横向きのモータ３１の出力軸３１ａが、フレーム部材４ａを回転自在に貫通して、フレーム部材４ａの左側方へ突き出ている。

同図中３２は、フレーム部材４ａの左側部の大部分、例えばカバー１６の前面からフレーム部材４ａの左側面の下段までを覆うように設けたカバーである。このカバー３２により、カバー３２内の上段部分となるカバー１６の前面との間に偏平状の機械室３３を形成し、カバー３２内の下段部分となるフレーム部材４ａとの間に、機械室３３と連続する伝達室３４を形成している。そして、これら機械室３３、伝達室３４に渡り、図５に示されるようにモータ３１の回転力を回転軸５ａを介してスプール５へ伝達する伝達機構３５が収められている。伝達機構３５は、主となる例えば遊星歯車機構で構成される回転力入切り機構３６と同機構３６を入切りする入切り部３６ａをもつ。回転力入切り機構３６が、入切り部３６ａと共に偏平な機械室３３に収めてある。このうちの回転力入切り機構３６を説明すると、図２および図５中４０は、カバー１６の前面と隣接した回転軸５の外周面に回転自在に挿通された伝達ギヤである。伝達ギヤ４０は、例えばカバー１６より若干小さな外径を有する大径ギヤ部４１と、同ギヤ部材４１の軸心部から前方（左方）へ突き出るように形成された小径ギヤ部４２とを一体に形成した２段ギヤが用いられている。この小径ギヤ部４２の外側に、順に、複数、例えば３個のプラネタリヤギヤ４３、リングギヤ４４が噛合わせてある。このうち中間のプラネタリギヤ４３は、図２に示されるように回転軸５ａに固定してある例えば盤状のキャリア４５に回転自在に支持されていて、小径ギヤ部４２をサンギヤとした遊星歯車機構を構成している。また伝達ギヤ４０の大径ギヤ部４１は、図５にも示されるように伝達室３４に収めた２つの中継ギヤ、例えば２段式構造（大歯車４７と小歯車４８を一体にした構造）のギヤ４９，５０を介して、モータ３１の出力軸３１ａに装着してあるピニオンギヤ５１に噛合わせてある。このギヤ４９，５０を用いた中継機構により、モータ３１から出力された回転力が大径ギヤ部４（伝達ギヤ４０）から遊星歯車機構へ入力される構造にしている。

一方、入切り部３６ａは、図５に示されるようにテンションレデューサ機構１５のラチェット２１と同様、リングギヤ４４の外周部にウェビング６（スプール５）の引出し方向に規制が加わる向きで、多数のラチェット歯状の外歯５５を設け、リングギヤ４４の周辺、例えばリングギヤ下側と近い位置に、外歯５５と係脱可能な爪体、例えば下端部に揺動支点をもつ揺動式の爪体５６を設けた構造が用いてある。そして、レバー機構５７を用い、モータ３１の回転方向をトリガーとして、外歯５５と爪体５６との係脱が行えるようにしてある。レバー機構５７について詳述すると、図２および図５に示されるように中継ギヤのうち、例えばモータ３１に近い側のギヤ５０の前面中央からは、ギヤ５０と同軸上に短柱状の突起部５８が突き出ている。この突起部５８には、例えば弾性を有する杆状部材から形成されたレバー部材５９の下端部が摺動可能に巻き付いている。５９ａは、その突起部５８の外周面に巻き付くカール部分を示している。レバー部材５９の上端部は、回転軸５ａの軸心方向へ曲成して、爪体５６が有る方向へ延びている。つまり、レバー部材５９の上端部は、ギヤ５０が回転する方向に沿って振れるようにしている。このレバー部材５９の上端が、爪体５６の中間部に形成してある開口部５６ａに遊挿されている。これにより、モータ３１が図７中の一重矢印αのようにベルト巻き取り方向、例えば時計方向（一方向）へ回転すると、レバー部材５９の上端（先端）が、突起部５８（ギヤ５０）の回転を受けてリングギヤ４４へ接近する方向へ振れて、爪体５６をリングギヤ４４の外歯５５と係合させるようにしている。この係合がもたらすリングギヤ４４の拘束により、伝達ギヤ４０からキャリア４５までが連結、すなわちモータ３１の回転力がスプール５へ伝達される状態が形成されるようにしてある。この伝達状態の継続により、モータ３１の回転力でウェビング６を巻き取らせるようにしている。またモータ３１が図９中の一重矢印βのようにベルト引出し方向、例えば反時計方向（他方向）へ回転すると、レバー部材５９が、突起部５８（ギヤ５０）の回転を受けてリングギヤ４４から離れる方向へ振れ、爪体５６がリングギヤ４４の外歯５５から外れようにしている。これにより、リングギヤ４４はフリーとなり、モータ３１の回転力がスプール５へ伝達されない状態が形成される。

また機械室３３および伝達室３４には、図２および図６に示されるようにモータ式ベルト巻き取り機構３０のモータ３１を用いて、テンションレデューサ機構１５の切換機構２４を切換動作させる動作機構、例えばレバー機構６５が設けられている。このレバー機構６５を詳述すると、６６は例えば弾性を有する杆状部材から形成されたレバー部材である。このレバー部材６６の下端部は、突起部５８の根元側に、上記レバー機構５７のレバー部材５９と並んで、同様に摺動可能に巻き付けられている。６６ａは、その突起部５８の外周面に巻き付くカール部分を示している。レバー部材６６の上端部は、例えばレバー部材５９とほぼ対称形となる形状を描きながら回転軸５ａの軸心方向へ曲成して、爪体２３が有る方向へ延びている。つまり、レバー部材６６の上端部は、ギヤ５０が回転する方向に沿って振れるようにしてある。そして、このレバー部材６６の上端が、爪体２３の中間部に形成してある開口部２３ａに遊挿されていて、モータ３１が図８中の一重矢印αのようにベルト巻き取り方向、例えば時計方向（一方向）へ回転すると、レバー部材６６の上端（先端）が、突起部５８（ギヤ５０）の回転を受けてラチェット２１へ接近する方向へ振れて、爪体２３をラチェット歯２１ａと係合させ、モータ３１が反対に反時計方向（他方向）へ回転すると、レバー部材６６が、突起部５８（ギヤ５０）の回転を受けてラチェット２１から離れる方向へ振れ、爪体２３がラチェット歯２１ａから外れようにしている。

これにより、モータ３１が時計方向へ回転すると、各爪体２３，５６が、リングギヤ４４（ベルト巻き取り機構３０）、ラチェット２１（テンションレデューサ機構１５）と係合する。また回転力入切り機構３６は、その後、モータ３１を反時計方向へ回転させることにより、伝達機構３５の伝達状態が解除される構造にしてある。そして、ラチェット２１と係合する爪体２３が、リングギヤ４４と係合する爪体５６に比べて、相手部材から加わる力が大きいというテンションレデューサ機構１５自身の特性から、モータ３１を反時計方向へ所定量回転させると、回転力入切り機構３６の爪部５６だけがリングギヤ４４から離脱（伝達状態の解除）されて、切換機構２４の爪体２３とラチェット２１の係合は維持されるようにしてある。つまり、スパイラルスプリング部材２０が回転軸５ａに対してウェビングを巻き取る方向に付勢するように設けられ、ラチェット２１にもベルト巻き取り方向、即ち図８中の時計方向への付勢力が作用しているため、切換機構２４の爪体２３がラチェット２１のラチェット歯２１ａから外れにくく、それに対して爪体５６が外れやすい機構となる係脱機構をそのものを用いて、モータ３１が反時計方向へ所定量回転（爪体５６を離脱させるのに必要なトルクの発生）したときは、爪体５６がリングギヤ４４から離脱するだけで、爪部２３はラチェット２１と係合したままの状態が維持される。それ以上、モータ３１を反時計方向へ所定量回転（爪体２３を離脱させるのに必要なトルクの発生）させると、爪部２３がスパイラルスプリング部材２０のラチェット２１に対する付勢力に抗してラチェット歯２１ａから離脱して、通常のウェビング６の巻き戻しモード、すなわちスパイラルスプリング部材１９，２０の双方の付勢力で巻き取る、通常のウェビング６の巻き取りが行えるようにしている。

こうしたモータ３１が、図１に示されるようにベルト装着スイッチ３と共に、モータ制御手段、例えばＥＣＵ７０（例えばマイクロコンピュータで構成されるもの）に接続されている。このＥＣＵ７０には、例えば衝突を検出するセンサとして例えばクラッシュセンサ７１（衝突検知手段に相当）、衝突を予測する状況を検出するセンサとして例えばブレーキセンサ７２（衝突検知手段に相当）が接続されている。またＥＣＵ７０には、ＥＣＵ７０からモータ３１へ向う一制御系統だけを用いて、テンションレデューサ機構１５、モータ式ベルト巻き取り機構３０を制御する機能が設定されている。

例えばＥＣＵ７０には、
ａ．ベルト装着スイッチ３がオフ（またはオン）のときは（非ベルト装着時）、爪体２３，５６の双方が相手部材から離脱させるのに必要な所定量だけ、モータ３１を反時計方向（他方向）へ回転させ、その状態で待機する機能（図５、図６）。

ｂ．ベルト装着スイッチ３がオン（またはオフ）になると（ベルト装着時）、
・各爪体２３，５６を相手部材に係合させるのに必要な所定量だけ、モータ３１を時計方向（一方向）へ回転させる機能（図７、図８）。

・続いてその後、爪体５６だけ係合を解くのに必要な所定量だけ、モータ３１を反時計方向（他方向）へ回転させ、その状態で待機する機能（図９、図１０）。

ｃ．ベルト装着スイッチ３がオン（またはオフ）しているとき（ベルト装着時）、ブレーキセンサ７２やクラッシュセンサ７１の信号により、衝突が予測される状況や、衝突が生じた状況と判定されると、危険な状況が発生する都度、モータ３１の時計方向への駆動により、ウェビング６を巻き取り、シート１に着座している乗員の拘束を強化する機能。

など設定され、同機能にしたがってテンションレデューサ機構１５、モータ式ベルト巻き取り機構３０を動作させるようにしてある。

これにより、シートベルト装置には、常時はテンションレデューサ機構１５にまかせてウェビング６にテンションを与え、乗員の強い拘束が必要とされるときは、モータ３１の回転力でウェビング６を巻き取る機能を与えている。

同テンションレデューサ機構１５、モータ式ベルト巻き取り機構３０について説明すると、今、例えば自動車に乗員が乗り込み、シート１に着座しているとする。このときウェビング１６は、未装着なので、図５および図６に示されるように爪体２３，５６は、相手部材から離脱した待機位置で待機する。このときの状態は、テンションレデューサ機構１５の切換機構２４が、２つのスパイラルスプリング部材１９，２０の付勢力がスプール５に対して作用する状態（第１状態を含む）となり、伝達機構３５が、モータ３１からスプール５へ至る伝達路が断たれている状態（遮断）となっている。

この後、シート１に着座した乗員がウェビング６を装着するべく、例えばタング９を把持して、リトラクタ４からウェビング６を引き出す。ここで、スプール５は、巻き出し方向へ自由に回転できる状態にあるから、ベルト引き出しに伴い、スプール５は回転する。そして、２つのスパイラルスプリング部材１９，２０が、縮む方向、すなわち図３および図４中の矢印ｂ方向に巻回されながら弾性変位していく。これにより、２つのスパイラルスプリング部材１９，２０にはウェビング６を巻き戻すための弾性力が蓄えられる。

続いて、乗員がタング９をバックル２に接続したとする。すると、ベルト装着スイッチ３がオン（またはオフ）となり、ＥＣＵ７０は、同信号を受けて、ウェビング６を装着したことを認識する。

すると、ＥＣＵ７０は、まず、図７および図８中の一重矢印αに示されるようにモータ３１を時計方向（一方向）に所定量（ここでは爪体２３，５６が相手部材と係合するに必要な量）、回転させる。このとき、爪体５６は未だリングギヤ４４に係合しておらず、モータ３１とスプール５との間の動力伝達は断たれているから、伝達機構３５は空回りする。と共に、突起部５８に巻き付いているレバー部材５９，６６の上端部が、途中の空回りしているギヤ５０の回転を受けて、図７および図８中の一重矢印のようにラチェット２１、リングギヤ４４へ接近する方向へ変位して、爪体２３，５６を相手部材へ係合させる。つまり、爪体２３は、ラチェット２１の外周部に有るラチェット歯２１ａと係合し（図８）、爪体５６は、リングギヤ４４の外周部に有る外歯５５と係合する（図７）。

すると、ラチェット２１を介して回転軸５ａ及びスプール５へ作用していたスパイラルスプリング部材２０の付勢力は、ラチェット２１が爪体２３との係合によりベルト巻き取り方向（図８中の時計方向）への回転を規制することにより、回転軸５ａ及びスプール５へ作用しなくなる。これにより、スパイラルスプリング部材２０は、スプール５へ付勢力が作用していた状態（第１状態）から、スプール５へ作用する付勢力が遮断される状態（第２状態）に切り換わる。つまり、ウェビング６に作用していた引き戻し力（付勢力）は、当初の２つのスパイラルスプリング部材１９，２０が作用する状態から、１つスパイラルスプリング部材１９だけが作用する状態に切り換わる。

そして、リングギヤ４４と爪体５６とが係合している最中、大径ギヤ部４１（伝達ギヤ４０）へ入力されるモータ３１の回転力により、遊星歯車機構は、図７中の二重矢印に示されるようにサンギヤとなる小径ギヤ部４２が回転、プラネタリギヤ４３が公転（拘束状態のリングギヤ４４内を小径ギヤ部４２回りに回転）、キャリア４５が回転して、スプール５を巻き戻し方向へ回転させる。このときのスプール５の巻き戻し方向の回転変位により、切換後の小さなテンション（１つのスパイラルスプリング部材１９の付勢力）では解消しきれないウェビング６の弛みが解消される。

予め設定されたモータ３１の時計方向（一方向）の回転を終えると、今度はＥＣＵ７０は、図９および図１０中の一重矢印βに示されるようにモータ３１を反時計方向（他方）へ、予め設定された回転量だけ回転させる。具体的には、リングギヤ４４から爪体５６へ作用するスプリング力は、ラチェット２１から爪体２３へ作用するスプリング力より小さいため（スプリング部材１９＜スプリング部材２０）に、その関係を用いて、モータ３１は、爪体５６だけを離脱させるトルクがレバー部材５９に与えられるように所定量回転される。すると、図９および図１０に示されるように爪体５６だけがリングギヤ４４から離脱し（爪部２３はラチェット２１と係合したまま）、リングギヤ４４がフリーな状態となる。つまり、モータ３１とスプール５との間の伝達路が切り離される。なお、スパイラルスプリング部材１９，２０の付勢力によらず、レバー機構６５、５７の構成により、モータ３１とスプール５との間の伝達路が切り離されるようにしてもよい。

これにより、ウェビング６は、モータ３１や伝達機構３５の影響を受けずに、スパイラルスプリング部材１９の付勢力だけがウェビング６に作用するという、最適なシートベルト状態、すなわち低テンションに調整できる。

またこうした低テンションに調整されたウェビング６の状態で自動車を走行させているとき、例えば衝突や危険を避けるために急ブレーキ操作を行うと、ＥＣＵ７０は、ブレーキセンサ７２からの信号により、危険な状態になったと判定して、モータ３１を時計方向に方向に回転させる。すると、図７に示されるようにモータ３１は、爪体５６をリングギヤ４４の外歯５５に係合させるという仕事を経て、同図中の二重矢印に示されるように小径ギヤ部４２の回転、プラネタリギヤ４３の公転、キャリア４５の回転を通じて、スプール５を、スパイラルスプリング部材１９の付勢力と一緒に、巻き戻し方向へ回転させる。これにより、ウェビング６は、強制的に巻き戻され、安全性を確保するべく乗員の上体が強く拘束される。このウェビング６による乗員の拘束は、クラッシュセンサ７１で衝突を感知したときにも同様に行われる。

なお、シートベルト装着後、低テンションに調整されたウェビング６の装着を解除するために、タング９をバックル２から取り外すと、ＥＣＵ７０は、タンク９を外したことを示すベルト装着スイッチ３のオフ（またはオン）信号により、モータ３１を反時計方向へ所定量、回転させて、残る係合状態の爪体２３（図１０に図示）をラチェット２１から離脱させる。すると、図５および図６に示されるように爪体２３は、爪体５６と共に待機位置で待機され、モータ３１とスプール５との間の伝達経路が遮断され、通常の巻き戻しモードとなるスプール５に２つのスパイラルスプリング部材１９，２０に蓄えられた付勢力が加わる状態（第１状態）に切り換わる。これにより、２つのスプリング部材１９，２０の付勢力を最大限に活用して、外部（モータ３１など）からの影響を一切受けずに、ウェビング６の巻き戻しが行われる。

かくして、テンションレデューサ機構１５の切換動作は、拘束力を増大させるときに用いるモータ式ベルト巻き取り機構３０の一つのモータ３１を用いて行うことができ、別途、テンションレデューサ機構１５を作動させるための専用のアクチュエータを必要とせずに、一つのアクチュエータ（一つのモータ３１）で、ウェビング６に作用するテンションの調整と、拘束力を増大させるウェビング６の巻き戻しとの双方ができる。

それ故、テンションの調整とモータ３１によるウェビング６の巻き戻しとを組み合わせてもシートベルト装置は、部品点数の削減や制御のための配線の軽減により、コンパクトですむうえ、コスト的にも安価ですむ。

しかも、テンションレデューサ機構１５の切換動作は、モータ３１の回転方向（一方向、他方向）の切り換えにより行わせるようにしたので、容易にテンションレデューサ機構１５をスパイラルスプリング部材１９の付勢力だけがウェビング６に作用する状態を形成することができる。特にこのときにはモータ３１の回転力がスプール５に伝わることを利用して、低テンションでは解消できないウェビング６の弛みをなくすことができる利点もある。

そのうえ、モータ３１とスプール５との間に設けてある該間の伝達経路を断続する伝達機構３５を用いて、通常のウェビング６の巻き取り時、モータ３１とスプール５の間の伝達経路を切り離すようにしてあるから、モータ３１や伝達機構３５などの影響を受けずに、２つのスパイラルスプリング部材１９，２０の付勢力だけで、最適にウェビング６を巻き取らせることができる。特に切換機構２４には、モータ３１の回転具合により、伝達経路を切り離した状態のまま、スパイラルスプリング部材１９の付勢力だけがスプール５に伝わるようにした構成が用いてあるので、簡単なモータ３１の作動制御だけで、確実に最適な低テンション状態に切り換えることができる。

また低テンションの調整は、ベルト装着スイッチ３により、ウェビング６の装着にしたがい実行されるようにしてあるので、ウェビング６の装着に合わせて確実にウェビング６を低テンションに調整できる。特にこのウェビング６の低テンション調整は、危険を感知してウェビング６をモータ３１の回転力によって巻き取らせるＥＣＵ７０を用いた制御系統をそのまま流用して実行する構造にしてあるので、ベルト装着スイッチ３から直接的にモータ３１を制御するような、ベルト装着スイッチ３からモータ３１に至る専用の配線を必要とせずに、低テンションの調整ができる。

特にテンションの調整とモータ３１によるウェビング６の巻き戻しとを組み合わせたリトラクタ４には、スプール５の回転軸５ａ上で、テンションレデューサ機構１５、伝達ギヤ４０、モータ式ベルト巻き取り機構３０を隣接して配置する構造が採用してあるので、各種機器を合理的に配置することができ、テンション調整およびモータ式巻き戻し機能の双方を有するシートベルト装置全体がコンパクトにできる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。例えば上述した一実施形態では、低テンションに調整する際、爪体２３，５６を係合させた後、爪体５６の係合を解除して、低テンションの調整を終えるようにしたが、これに限らず、爪体２３，５６の双方がラチェット２１、リングギヤ４４に係合したままの姿勢で、低テンションの調整を終えるようにしてもよい。また例えば上述した一実施形態では、モータ３１で、ウェビング６を巻き戻すときは、ウェビング６に第１付勢部材となるスパイラルスプリング部材１９の付勢力が加わる状態で行うようにしたが、これに限らず、スパイラルスプリング部材１９と第２付勢部材となるスパイラルスプリング部材２０との双方の付勢力がウェビング６に加わる状態で、モータ３１によるウェビング６の巻き戻しを行うようにしてもよい。この場合、第１付勢部材となるスパイラルスプリング部材１９および第２付勢部材となるスパイラルスプリング部材２０を、回転体としてのスプール５に対してウェビング６が巻き取られる方向に付勢するように設け、モータ式ベルト巻き取り機構３０には、モータ３１が時計方向（一方向）に回転するとスプール５を巻き取り方向に回転させる構成を用い、切換機構２４には、モータ３１が時計方向（一方向）に回転すると、スパイラルスプリング部材１９とスパイラルスプリング部材２０の双方の付勢力がウェビング６に作用する状態（高テンション状態：第１状態）へ切り換えられ、モータ３１が反時計方向（他方向）へ回転すると、スパイラルスプリング部材１９の付勢力だけがウェビング６に作用する状態（低テンション状態：第２状態）へ切り換えられる構成を用いればよい。このようにすると、モータ３１の時計方向（一方向）への回転で、モータ３１の回転力がもたらす巻き取り力と、スパイラルスプリング部材１９，２０（第１・２付勢部材）の双方の付勢力がもたらす巻き取り力との双方で、引き出されたウェビング６が巻き戻すことができ、緊急時などで速やかに乗員の拘束ができるといった効果を奏する。

なお、上述した実施形態におけるテンションレデューサ機構１５及びモータ式ベルト巻き取り機構３０は、前述した特許文献１及び特許文献２に記載されている機構と略同一の構成であるが、これら特許文献に記載されている構成に限定されるものではない。要は、テンションレデューサ機構の切換機構とモータ式ベルト巻き取り機構の回転入力入切り機構とをモータ式ベルト巻き取り機構のモータによって切換作動するように構成すればよい。

本発明の一実施形態のシートベルト装置全体の概略構成を示す斜視図。 図１中のＡ−Ａ線に沿うリトラクタの断面図。 図２中のＢ−Ｂ線に沿うスパイラルスプリング部材が収められた部分の断面図。 図２中のＣ−Ｃ線に沿うスパイラルスプリング部材が収められた部分の断面図。 図２中のＤ−Ｄ線に沿う伝達機構が収められた部分の断面図。 図２中のＥ−Ｅ線に沿うテンションレデューサ機構が収められた部分の断面図。 モータの一方向の回転により、リングギヤと爪体とが係合したときの状態を示す断面図。 同じくラチェットと爪体とが係合したときの状態を示す断面図。 モータの一方向への回転後、モータとの伝達経路を断つべくモータを他方向へ回転させたときの伝達機構側の爪体の状態を示す断面図。 同じくテンションレデューサ機構側の爪体の状態を示す断面図。

符号の説明

１…シート、３…ベルト装着スイッチ（装着状態検出手段）、５…スプール（回転体）、５ａ…回転軸、６…ウェビング（シートベルト）、１５…テンションレデューサ機構（付勢力調整機構）、１９…スパイラルスプリング部材（第１付勢部材）、２０…スパイラルスプリング部材（第２付勢部材）、２４…切換機構、３０…モータ式ベルト巻き取り機構、３１…モータ、３５…伝達機構、４０…伝達ギヤ、７０…ＥＣＵ（モータ制御手段）、７１，７２…クラッシュセンサ，ブレーキセンサ（衝突検知手段）。

Claims (9)

1. シートベルトが引出し可能に巻回された回転可能な回転体と、前記回転体を前記巻き取り方向に付勢する第１付勢部材と、前記回転体を前記巻き取り方向に付勢する第２付勢部材と、前記第２付勢部材がもたらす付勢力を前記回転体へ作用させる第１状態と該付勢力の前記回転体への作用を遮断する第２状態とに切り換え可能な切換機構とを有して構成され、前記シートベルトに作用する巻き取り方向の付勢力を前記切換機構により調整可能とした付勢力調整機構とを有するシートベルト装置であって、
   モータの回転力を前記回転体に作用させて、シートベルトを巻き取る方向に前記回転体を回転可能なモータ式ベルト巻き取り機構を有し、
   前記付勢力調整機構の切換機構が、前記モータ式ベルト巻き取り機構のモータの回転力によって前記第１状態又は前記第２状態に切り換えられるようにしてある
   ことを特徴とするシートベルト装置。
2. 前記モータ式ベルト巻き取り機構は、前記モータが一方向へ回転することにより前記回転体を巻き取り方向に回転させるように構成され、
   前記切換機構は、前記モータが前記一方向へ回転すると前記第２状態へ切り換えられ、前記モータが他方向へ回転すると前記第１状態に切り換えられるように構成されている
   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. 前記モータ式ベルト巻き取り機構は、前記モータの回転力を前記回転体へ伝達させるための伝達機構を有し、
   前記伝達機構は、前記モータが前記一方向へ回転すると該モータの回転力を前記回転体へ伝達され、前記モータが前記他方向へ回転すると該モータの回転力が前記回転体へ伝達されないように構成される
   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. 前記モータは、前記切換機構を前記第２状態へ切り換えるために前記一方向へ回転された後、該一方向への回転によって伝達状態とされた前記伝達機構の伝達状態を解除すべく前記他方向へ所定量回転させられ、
   前記切換機構は、前記他方向へ上記所定量回転されても前記第２状態が解除されないように構成されている
   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. 前記第１付勢部材および前記第２付勢部材が前記回転体を上記シートベルトが巻き取られる方向に付勢するように設けられ、
   前記モータ式ベルト巻き取り機構は、前記モータが一方向に回転すると前記回転体を巻き取り方向に回転させるように構成され、
   前記切換機構は、前記モータが前記一方向に回転すると前記第１状態へ切り換えられ、前記モータが前記他方向へ回転すると前記第２状態に切り換えられるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のシートベルト装置。
6. さらに、前記シートベルトの装着状態を検出する装着状態検出手段を有し、
   前記切換機構は、前記装着状態検出手段により前記シートベルトが装着状態であることを示す信号が検出されると、前記モータの回転力により前記第２状態へと切り換えられるように構成してある
   ことを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれか一つに記載のシートベルト装置。
7. さらに、車両の衝突を検知又は予測する衝突検知手段と、前記衝突検知手段の出力に応じて前記モータ式ベルト巻き取り機構によるシートベルトの巻き取りを行うように前記モータの作動を制御するモータ制御手段とを備え、
   前記モータ制御手段は、前記装着状態検出手段により出力される前記シートベルトが装着状態にあることを示す信号にしたがい前記モータを前記一方向へ回転させるように構成してある
   ことを特徴とする請求項６に記載のシートベルト装置。
8. さらに、前記シートベルトの装着状態を検出する装着状態検出手段を有し、
   前記切換機構は、前記装着状態検出手段により前記シートベルトが装着状態であることを示す信号が検出されると、前記モータの回転力により前記第２状態へと切り換えられるように構成してある
   ことを特徴とする請求項１に記載のシートベルト装置。
9. 前記回転体は、同軸上で一体に回転する回転軸を有し、
   前記付勢力調整機構が、前記回転軸の軸上に配設され、
   前記モータ式ベルト巻き取り機構は、前記回転軸の軸上に配設され、前記モータの回転力を該回転軸へ伝達する伝達ギヤを有し、
   前記付勢力調整機構と前記伝達ギヤとが前記回転軸上で隣接して配置されている
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一つに記載のシートベルト装置。

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