JP4521798B2 - シートベルト巻き取り装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車等において、乗員の安全を確保するために使用されるシートベルト巻き取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シートベルト巻き取り装置は、乗用車の衝突等の事故に際して乗員の安全を確保するために取り付けが義務付けられ、種々の方式のものが開発されている。そのうち最も構成が簡単なものの例を図１６に示す。
【０００３】
シートベルト巻き取り装置の一方の側の支持部であるスプリングカバー４１には、軸受部４１ａが設けられ、それにスプール４２の軸４２ａが嵌まりこんで回転すると同時に、スプリングにより巻き取り方向への付勢力を受けるようになっている。スプール４２にはシートベルトが巻きつけられるようになっている。
【０００４】
スプール４２の内側には凹状の嵌合部（図示せず）が設けられ、その中にトーションバー４３の一端が嵌まり込んでいる。トーションバー４３の他端は、ロッキングベース４４に設けられた凹状の嵌合部（図示せず）に嵌まりこんでいる。ロッキングベース４４の軸４４ａは、ロックギア４５の穴部４５ａを貫通し、シートベルト巻き取り装置の他の一方の側の支持部であるリテーナ４６の軸受部（図示せず）に嵌まりこんでいる。
【０００５】
このような機構により、スプール４２は、結局スプリングカバー４１とリテーナ４６にその回転軸を支持されたような形態となって回転し、スプリングの付勢力によりシートベルトを巻き取るようになっている。そして、スプリングカバー４１と、リテーナ４６は、ベースフレーム４８の両端に固定されており、スプール４２はベースフレーム４８の内部に収納されるようになっている。
【０００６】
これらの構成要素のうち、ロッキングベース４４とロックギア４５は、所定量の相対回転が可能になっており、スプリング４９によって、ロックギア４５がロッキングベース４４に対して相対的にシートベルトの引き出し方向に付勢されて、相対回転の限界に達するような状態になっている。
通常の状態でシートベルトが引き出されるときは、ロックギア４５の回転の抵抗となるものはないので、スプリング４９の付勢力に打ち勝つことができず、ロックギア４５はロッキングベース４４と一体となって回転する。
【０００７】
スプリングの力によりスプール４２が巻き取られ、それにつれてロッキングベース４４が巻き取り方向に回転しても、もともと、その回転方向には、前述のように、ロックギア４５がロッキングベース４４に対して相対回転の限界に達するような状態になっているので、ロックギア４５はロッキングベース４４と一体となって回転する。
【０００８】
衝突等により、急激なシートベルトの巻き戻しが発生すると、ロックギア４５の中に収納されているフライホイール５０がスプリング５１の付勢力に打ち勝って移動し、その結果、ロックギア４５がリテーナ４６に対して相対回転ができなくなり、回転が停止される。
【０００９】
すると、ロッキングベース４４がスプリング４９の付勢力に抗して、ロックギア４５に対して相対回転する。この相対回転によって、ロッキングベース４４に収納されているパウル５２が外側に飛び出すようにメカニズムが構成されており、外側に飛び出したパウル５２のギアがベースフレーム４３に形成されたギア部４８ａに係合し、これによりロッキングベース４４の回転も停止される。
【００１０】
よって、トーションバー４３の回転も停止し、スプール４２はトーションバー４３の捩れに対応するだけの回転のみが許されることになる。従って、以後は、シートベルトは引き出されるにつれて増大する張力を受けつつ回転する。以上説明したロック機構は、通常、「ウェブセンサによるロック機構」と呼ばれている。
【００１１】
以上の説明は、シートベルト巻き取り装置の概要を示したものであり、例えば、フライホイール５０の移動によりロックギア４５の回転を止める機構、パウル５２を外側に押し出す機構には複雑な機構が用いられているが、シートベルト巻き取り装置は周知・慣用のものであり、当業者にとってこれ以上の詳しい説明は不要と思われるし、本発明の主要部分と関係がない事項なので、これ以上の詳しい説明を省略する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のシートベルトロック機構においては、実際にシートベルトが急激に引き出されてからロック機構が作動するので、ロック機構が作動するまでに遅れが生じることがあった。また、モータ軸がスプールに連結された状態でシートベルトを引き出すとき、引き出すのに力を要し、かつ、格納力が低いという問題もあった。さらに、シートベルト着用時に急激にシートベルトを引っ張り出すとロック機構が作動し、乗員に対して違和感や不快感を与えることがあった。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、緊急事態の発生時に迅速にロック機構を作動させるシートベルト巻き取り装置を提供すること、さらにこれに加えて、リトラクタ効率を下げずに、シートベルトを装着するためにシートベルトを引き出したときロックがかかる等の、乗員に対する違和感や不快感を低減したシートベルト巻き取り装置を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第１の手段は、モータによりシートベルトをスプールに巻き取る機構を有するシートベルト巻き取り装置であって、前記モータの回転が入力されるサンギア、外周に第１ラチェット歯を有しかつ内周に内歯を有するリング状のインターナルギア、前記サンギア及び前記インターナルギアに噛合するプラネタリギア、及び、外周に第２ラチェット歯を有するともに前記プラネタリギアを回転可能に支持しその回転を前記スプールに伝達するキャリアを備えた減速機構と、前記第１ラチェット歯への係合により前記モータと前記スプールとの間の動力の伝達経路を入り状態にし、前記第１ラチェット歯への非係合により前記モータと前記スプールとの間の動力の伝達経路を切り状態にする、伝達経路入切機構と、前記第２ラチェット歯への係合により前記スプールをシートベルト巻き取り方向にのみ回転させ、前記第２ラチェット歯への非係合により前記スプールのいずれの方向への回転をも許容する回転許容機構とを備えたことを特徴とするシートベルト巻き取り装置（請求項１）である。
【００１５】
本手段においては、モータが巻き取り方向に回転しないときは、伝達経路入切機構によりモータとスプールとの動力伝達経路が結合されない。したがって、モータとスプールとの機械的な動力伝達が行われない。また、このとき、回転許容機構を非作動とすることにより、スプールは、モータによる負荷を受けたりラチェット機構に回転を妨げられたりすることなく自由に回転できる。よって、シートベルトはゼンマイばねによるトルクの巻き取り力のみで巻き取られるので、乗員が違和感を感じることがない。
【００１６】
車両に取り付けられている衝突予測装置が、急ブレーキや大きな加速度等を検出して衝突が発生する恐れがあると判断すると、モータにシートベルトの巻き取り指令を出すと共に、伝達経路入切機構を作動状態にする。すると、モータとスプールとの間の動力の伝達経路が結合される。よって、モータの巻き取り力によりスプールが回転し、シートベルトが巻き取られる。そして、回転許容機構の働きにより、スプールはシートベルト巻き取り方向には回転するが、シートベルト巻き戻し方向には回転しないので、乗員を確実にシートに拘束することができる。
【００１７】
本手段においては、伝達経路入切機構の作動や、回転許容機構の作動は、ソレノイド等を使用して、電気的に駆動してもよいし、前記モータの回転力を利用して、自動的に作動させるようにしてもよい。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の１例であるシートベルト巻き取り装置の概要を示す分解斜視図である。なお、図１に示す実施の形態においても、図１６に示すようなロック機構等が設けられている（スプールを巻き取るスプリングは設けられていない）が、本発明と関係がないので説明を省略する。
【００４１】
図１に示すように、このシートベルト巻き取り装置１においては、フレーム２の中にシートベルト３を巻き取るスプール４が収納され、それを軸支するトーションバー５の一端がリテーナ６に嵌まり込み、他端はスプール４の内部に嵌合している。スプール軸４ａは、シートベルト巻き取り用スプリング（図示せず）が収納されたゼンマイユニット７の軸受に嵌まり込んでいる。リテーナ６とゼンマイユニット７はフレーム２に保持されており、これにより、スプール４が、リテーナ６とゼンマイユニット７に保持される形でフレーム２の中に収納されている。
【００４２】
モータ８は第２リテーナ９に保持され、その軸に結合されたモータギア１０が、コネクトギア１１に噛合し、コネクトギア１１が中間減速ギア１２を介して減速ギア１３と噛合している。減速ギア１３は、その外径部に中間減速ギア１２と噛合する大径歯部１３ａを有すると共に、その中心部にサンギア１３ｂを有している。
【００４３】
キャリアギア１４の中心孔（スプライン孔）１４ｃはスプール４のスプライン軸４ｂに嵌まり込んでおり、スプール４と一体に回転する。図２に詳しく示すように、キャリアギア１４の大径部にはラチェット歯１４ｂが形成されている。キャリアギア１４には３個のネジ孔１４ｄが設けられ、これにリダクションピン１５の先端がネジ込まれている。リダクションピン１５には、それぞれ１個づつのプラネタリギア１６が回転自在に軸支され、リダクションプレート１７により保持されている。
【００４４】
インターナルギア１８は円環状をしており、その外周部にはラチェット歯１８ａが、内周部にはプラネタリギア１６と噛合する内歯１８ｂが設けられている。すなわち、プラネタリギア１６は、サンギア１３ｂとインターナルギア１８の内歯１８ｂに挟まれて、リダクションピン１５を中心に自転が可能になっていると共に、キャリアギア１４の中心（スプール４の軸心）の周りに公転が可能とされている。
【００４５】
このように構成されたシートベルト巻き取り装置のスプール４とモータ８の動力伝達経路を入り切りするための機構として、係止レバー２１と、コネクトギア１１と一体に回転可能で係止レバー２１を保持するレバースプリング２２と、スプリング保持部材２３が設けられている。
【００４６】
図３に、この機構を詳細に示す。スプリング保持部材２３の軸方向側面には軸方向に延びる３本の突出ピン２３ａが設けられており、これらの突出ピン２３ａがコネクトギア１１の３個の軸方向孔１１ｃそれぞれ嵌合されることで、スプリング保持部材２３がコネクトギア１１に組み付けられる。また、スプリング保持部材２３の外周面には、径方向に延びる３個の突起２３ｂが周方向に等間隔に設けられている。そして、レバースプリング２２が、その湾曲部２２ａがスプリング保持部材２３の外周に位置するようにして配置されるとともに、この湾曲部２２ａがスプリング保持部材２３の２個の突起２３ｂとコネクトギア１１との間に、回転方向に所定の摩擦を有して扶持されることでスプリング保持部材２３に組み付けられる。
【００４７】
また、係止レバー２１は第２リテーナ９に設けられた溝に沿って平行移動し、平行移動によりインターナルギア１８のラチェット歯１８ａに接離可能に設けられている。そして、係止レバー２１は、その凹部２１ｂに嵌まり込んだレバースプリング２２によって、前記のように平行移動するように駆動される。
【００４８】
以下、モータ８とスプール４間の動力伝達のメカニズムと、動力伝達の入り切りのメカニズムについて、図４〜図６を用いて説明する。
これらの図に示されるように、モータ８の回転はモータギア１０から、コネクトギア１１の歯１１ａを介してコネクトギア１１に伝えられ、その歯１１ｂと、中間減速ギア１２の歯１２ａを介して中間減速ギア１２に伝えられる。そして、中間減速ギア１２の歯１２ｂと減速ギア１３の大径歯部１３ａを介して減速ギア１３に伝達される。減速ギア１３には、サンギア１３ｂがその中心軸を同じにして一体に取り付けられている。よって、モータ８が回転すると、これらのギア群が一体となって回転する。
【００４９】
一方、図１に示されるスプール４のスプライン軸４ｂには、前述のようにキャリアギア１４の中心孔（スプライン孔）１４ｃが嵌まり込んでいる。よって、スプール４が回転すると、キャリアギア１４が一体に回転し、それにより３個のプラネタリギア１６がスプール軸を中心として公転する。
【００５０】
これら、モータ８に結合された動力伝達系と、スプール４に連結された動力伝達系の連結を入り切りするのが、インターナルギア１８である。図４は、モータ８が回転していないときの様子を示す図である。このとき、レバースプリング２２の付勢力により、係止レバー２１は、インターナルギア１８のラチェット歯車１８ａとは係合しないような位置となっている。よって、インターナルギア１８は完全にフリーな状態にあり、何の抵抗も受けずに回転できる。それに対し、サンギア１３ｂと減速ギア１３を回転させるためには、モータ８の回転抵抗に打ち勝たなければならない。
【００５１】
このような状態で、スプール４がどちらかの方向に回転すると、プラネタリギア１６が公転する。そのとき、インターナルギア１８の抵抗がないので、プラネタリギア１６は、自転しながらサンギア１３ａの周りを公転し、インターナルギア１８を回転させる。すなわち、サンギア１３ａは回転しない。よって、スプール４は、モータ８の回転抵抗を受けずに回転することができる。従って、特に、人間がシートベルトを引き出すとき、大きな抵抗力を受けることなく引き出しが可能となる(巻き取り用ゼンマイの力に抗するのみでよい)。
【００５２】
図５は、モータ８がシートベルト巻き取り方向に駆動されたときの様子を示す図である。すなわち、モータ８が図のＣＷ方向に回転すると、コネクトギア１１がＣＣＷ方向に減速されて回転する。すると、前述のようにレバースプリング２２の湾曲部２２ａがスプリング保持部材２３の突起２３ｂとコネクトギア１１との間に回転方向に所定の摩擦を有して保持されているので、このコネクトギア１１のＣＣＷ方向の回転で、レバースプリング２２も同方向に一緒に回転する。
【００５３】
これにより、係止レバー２１がインターナルギア１８に接近する方向に平行移動して、係止爪２１ａがインターナルギア１８のラチェット歯１８ａの外周に当接して係合可能な係合位置となる。係止爪２１ａがラチェット歯１８ａの外周に当接した後は、レバースプリング２２はそれ以上方向ＣＣＷ方向には回転できなくなる。しかし、コネクトギア１１とレバースプリング２２との間にすべりが生じてコネクトギア１１がレバースプリング２２に対して相対回転する。これにより、モータ８は回転を継続することができる。
【００５４】
同時に、コネクトギア１１の回転が中間減速ギア１２を介して減速されて減速ギア１３に伝達され、減速ギア１３がベルトＣＣＷ方向に回転するので、サンギア１３ｂが同方向に減速ギア１３と同速度で回転する。このサンギア１３ａの回転で各プラネタリギア１６がＣＷ方向に自転し、インターナルギア１８がＣＷ方向に回転する。このとき、インターナルギア１８が回転するため、各プラネタリギア１６は公転しない。
【００５５】
インターナルギア１８がＣＷ方向に回転すると、ラチェット歯１８ａと係止爪２１ａとが互いに係合し、インターナルギア１８の回転が停止する。
インターナルギア１８の回転が停止すると、前述のようにモータ８の駆動トルクで各プラネタリギア１６が自転しているので、各プラネタリギア１６はインターナルギア１８の内歯１８ｂに沿って、サンギア１３ｂのまわりをＣＣＷ方向に減速されて公転するようになる。
【００５６】
したがって、プラネタリギア１６を保持するキャリアギア１４が、各プラネタリギア１６の公転速度でＣＣＷ方向に回転するので、スプール４がシートベルト巻き取り方向に回転する。
【００５７】
図６は、モータ８がシートベルト巻き戻し方向に回転したときの様子を示す図である。モータ８が図のＣＣＷ方向に回転すると、コネクトギア１１がＣＷ方向に減速されて回転する。すると、前述のようにレバースプリング２２の湾曲部２２ａがスプリング保持部材２３の突起２３ｂとコネクトギア１１との間に回転方向に所定の摩擦を有して保持されているので、このコネクトギア１１のＣＷ方向の回転で、レバースプリング２２も同方向に一緒に回転する。これにより、係止レバー２１がインターナルギア１８から遠ざかる方向に平行移動して、係止爪２１ａとインターナルギア１８のラチェット歯１８ａの係合が外れる。すると、インターナルギア１８の回転が自由になる。
【００５８】
図５に示したと同じように、モータ８の回転により減速ギア１３とサンギア１３ａが駆動され、サンギア１３ａの回転がプラネタリギア１６に伝わってプラネタリギア１６を自転させる。しかし、インターナルギア１８が回転抵抗無く回転するので、プラネタリギア１６は公転を行うことが無く、従って、モータ８の回転はスプール４には伝達されない。
【００５９】
以上をまとめると、モータが巻き取り方向に回転したときは、その回転力によって駆動される係止レバーによってインターナルギアの回転が止められ、それによりモータとスプールとの間の動力伝達経路が結合される。その他の場合は、係止レバーとインターナルギアとの係合が無く、インターナルギアは自由に回転できるので、モータとスプールとの間の動力伝達経路は切り離される。
【００６０】
なお、以上の実施の形態においては、係止レバーの駆動をモータの動力を使用して行っていたが、例えばソレノイド等により電気的に駆動し、インターナルギアと係合させたり係合を解いたりするようにしてもよい。
【００６１】
以下、スプール４のシートベルト巻き戻し方向への回転をロックし、シートベルト巻き取り方向への回転を許容する機構について説明する。これは、図１に示されるキャリアギア１４のラチェット歯１４ｂと、ソレノイド２４、プランジャースプリング２５、ラチェットレバー２６、パウル２７、ラチェットスプリング２８から構成される。この機構の作動を図７〜図１１を用いて説明する。
【００６２】
図７は、ロック機構（ラチェット機構）の要部を示す分解斜視図である。ソレノイド２４のピストン２４ａには、ラチェットレバー２６が係合しており、ソレノイド２４が無励磁の場合には、プランジャースプリング２５の働きにより、ピストン２４ａが伸長し、ラチェットレバー２６が図の上方に押し上げられるようになっている。ラチェットレバー２６に設けられた突起２６ｃは、パウル２７の穴２７ｄを貫通し、第２リテーナ９の長穴９ａに嵌まり込んでいる。
【００６３】
ラチェットスプリング２８は、図８〜図１１に示されるように、その一端を第２リテーナ９に固定され、その他端はパウル２７の突起２７ｅに接触し、その弾発力により、パウル２７を、ラチェットレバー２６の突起２６ｃを回動軸として、キャリアギア１４のラチェット歯１４ｂに噛み込む方向に付勢している。なお、図には示されていないが、突起２７ｅは、パウル２７の裏側の同じ位置にも設けられており、これが、第２リテーナ９の長穴９ｂに嵌まり込んでいる。（なお、図７において、第２リテーナ９の形状が図１に示したものと少し異なるが、本発明の説明とは関係ない事項であるので、あえて、両者を整合させていない。）以下、このような構造を有するロック機構の作動を図８〜図１１を用いて説明する。
【００６４】
図８は、ソレノイド２４が励磁されていない定常状態の様子を示すものである。このとき、プランジャースプリング２５の付勢力によって、ピストン２４ａが伸長し、ラチェットレバー２６は、案内部９ｃの上端に位置している。そのとき、突起２６ｃは、長穴９ａの上端部に当接している。ラチェットスプリング２８は、一端を第２リテーナ９に固定され、第２リテーナ９に設けられたピン９ｃを介して、パウル２７の突起２７ｅに当接し、パウル２７を、突起２６ｃを回動軸として図の反時計回りに回動させている。よって、パウル２７の裏側の突起２７ｅが、第２リテーナ９の長穴９ｂの右上端に当たった状態で、パウル２７の回動が停止し、パウル２７はその位置に位置決めされる。
【００６５】
しかし、この状態では、パウル２７の係合部２７ｃは、キャリアギア１４のラチェット歯１４ｂの歯より離れており、キャリアギア１４は自由に回転できるので、スプール４の回転は妨げられない。
【００６６】
図９は、図８に示す状態から、ソレノイド２４が励磁されたときの状態の変化を示している。このときピストン２４ａがプランジャースプリング２５の付勢力に抗して縮退し、それにより、ラチェットレバー２６が案内部９ｃに沿って下方に下がる。そして、その突起２６ｃが、長穴９ａの下端に接触した位置で停止する。その際、パウル２７は、穴２７ｄに突起２６ｃが貫通しているので、その位置が下に下がる。その際、パウル２７は、ラチェットスプリング２８の付勢力により、長穴９ｂの右上端に当接している突起２７ｅを軸として、図８に示す位置からさらに反時計回りに回動する。それにより、図９に示すように、係合部２７ｃの先端部が、キャリアギア１４のラチェット歯１４ｂの歯部と噛みあうような位置にくる。
【００６７】
図１０は、図９に示す状態において、スプール４がシートベルトを巻き戻す方向に回転したときの状態を示すものである。このとき、キャリアギア１４は、図に示すように時計回りに回転する。すると、そのラチェット歯１４ｂとパウル２７の係合部２７ｃが噛みあう。よって、パウル２７は、突起２６ｃを中心として図の矢印のように反時計回りに回動しようとするが、突起２７ｅが長穴９ｂの端で拘束されているので回動することができず、それにより、キャリアギア１４の回転が停止される。よって、スプール４はシートベルトを巻き戻す方向には回転できなくなる。
【００６８】
図１１は、図８に示す状態において、スプール４がシートベルトを巻き取る方向に回転したときの状態を示すものである。このとき、キャリアギア１４は、図に示すように反時計回りに回転する。すると、パウル２７の係合部２７ｃが、ラチェット歯１４ｂに押されるので、パウル２７は、突起２６ｃを中心として時計回りに回動する。この回動は、ラチェットスプリング２８の付勢力に抗して行われる。そして、その結果、パウル２７の裏側の突起２７ｅは、長穴９ｂの左下側の端まで移動可能である。
【００６９】
このようにして、パウル２７は、ラチェットスプリング２８の付勢力により、その係合部２７ｃをキャリアギア１４の歯車に接触させた状態で、その歯車を乗り越え、キャリアギアの回転を許容する。図１１に示す状態から、スプールが巻き戻し方向に回転しようとすると、係合部２７ｃがキャリアギア１４のラチェット歯１４ｂに接触した状態となっているので、直ちに図１０に示すような状態となり、スプール４の回転が阻止される。
【００７０】
以上に説明したように、ソレノイド２４が励磁されないときはスプールの回転は自由であり、ソレノイド２４が励磁されたときは、スプールはシートベルトの巻き取り方向には回転可能であるが、巻き戻し方向には回転が不可能になる。
【００７１】
次に、スプール４のシートベルト巻き戻し方向への回転をロックし、シートベルト巻き取り方向への回転を許容する他の機構について説明する。以下の図においては、いずれも、キャリアギア１４をラチェット歯車として使用し、シートベルト巻き取り方向への回転のみを許容するようにするもので、作動原理を説明するものであるので概要図として簡略化して示している。
【００７２】
図１２は、別のロック機構の例を示す概要図である。図１２において、パウル２７は第２リテーナ９の回動ピン３２の周りに回動自在に保持されている。パウル２７は図に示すような「へ」字型をしている。そして、パウル２７の１端はキャリアギア１４のラチェット歯１４ａと噛み合うようにされており、他の一端は、バネ材３３を介してソレノイド２４のピストン２４ａに結合されている。
【００７３】
定常状態では、ソレノイド２４のピストン２４ａは伸長状態にあり、パウル２７は２点鎖線で示すように、キャリアギア１４のラチェット歯１４ａと噛み合わないようになっている。よって、図１２に示すロック機構は、シートベルト巻き取り装置の作動には何の影響も与えない。
【００７４】
ソレノイド２４が駆動されると、そのピストン２４ａが縮退する。よれにより、バネ材３３を介して、パウル１７が回動ピン３２の回りに時計回りに回動し、図１２に実線で示すように、その一端がキャリアギア１４のラチェット歯１４ａと接する位置に移動する。
【００７５】
この状態で、シートベルトを巻き戻す方向への回転力がかかると、キャリアギア１４が図１２における反時計方向に回転しようとするが、キャリアギア１４の鋸歯状の歯の段部とパウル２７が接触し、パウル４は、回動ピン３２によって、横方向への移動を拘束されているので、結局キャリアギア１４は回転できない。
【００７６】
一方、シートベルトを巻き取る方向への回転は、キャリアギア１４のラチェット歯１４ａの斜行部がパウル２７を押し下げる用に働くので、パウル２７が回動ピン３２を中心に反時計回りに回動し、これによって回転が可能となる。すなわち、キャリアギア１４のラチェット歯１４ａとパウル２７はラチェットを構成している。このとき、パウル２７を押し下げる力は、バネ材３３が伸長することによって吸収される。
【００７７】
図１３〜図１５は、本発明の他のロック機構の例を示す概要図である。
図１３は定常状態を示す図であり、ソレノイド２４のピストン２４ａが伸長した状態にある。よって、ラチェットレバー２６は下方に下がった状態にあり、それにより回動軸部２６ａに支えられたパウル１５が重力により下に下がり、その長穴２７ｂの右上の部分が、固定部（例えばリテーナ）に設けられた支持軸３１に当たり、結局、パウル２７は、支持軸３１とラチェットレバー２６の回動軸部２６ａに支えられて図のような位置で停止する。
【００７８】
この状態では、パウル２７の係止部２７ｃはキャリアギア１４のラチェット歯１４ａより離れており、キャリアギア１４は自由に回転できる。ラチェットレバー２６の先細部２６ｂは、パウル２７の案内穴２７ａの右端に接触している。なお、案内穴２７ａは図に示すように、先細部２６ｂよりは広くなっており、特にその上方で斜め右側に拡大した構造をしている。これにより、パウル２７は、左右方向にある程度の移動が可能であると共に、回動軸部２６ａを中心にして回動が可能である。
【００７９】
この状態からソレノイド２４のピストン２４ａが縮退すると、ラチェットレバー２６が図１４に示すように上方に引き上げられる。これにより、パウル２７が、図に示すように反時計周りに回転しながら持ち上げられ、キャリアギア１４と係合可能な状態になる。この状態で、図に示すように、キャリアギア１４がシートベルトの巻き戻し方向、すなわち図に矢印で示すように反時計方向に回転すると、係止部２７ｃの先端がキャリアギア１４の歯と噛合し、パウル２７は回動軸部２６ａを中心に回動しようとするが、その長穴２７ｂの右上端が支持軸３１に当たり、それ以上回動しない。よって、その状態でキャリアギア１４の回転が阻止され、スプールのシートベルト巻き戻し方向への回転は阻止される。
【００８０】
一方、この状態で、スプールが巻き取り方向に駆動された場合、図１５に示されるような状態となる。すなわち、図の矢印に示すようにキャリアギア１４が反時計方向に回転すると、パウル２７の係止部２７ｃはキャリアギア１４の歯に押されて、その結果パウル２７は図に矢印で示すように、重力に反して回動軸部２６ａを中心に時計回りに回動し、長穴２７ｂの左下側が支持軸３１に当たった状態となる。よって、キャリアギア１４は、スプールの巻き取り方向には自由に回転できる。なお、図では、キャリアギア１４のラチェット歯４ｂとパウル２７の係止部２７ｃが離間したように書いてあるが、これはラチェット歯車に押された慣性で離間したものであり、パウル２７には、重力により常に反時計方向に回転する力がかかっているので、やがて、キャリアギア１４の歯車部とパウル２７の係止部２７ｃは接触し、これらが離れっぱなしになることはない。よって、図１５の状態から、キャリアギア１４が時計方向に回転し始めた場合には、速やかに図４の状態が実現される。
【００８１】
以上に説明したように、ソレノイド２４のピストン２４ａが伸長しているときは、スプールの回転は自由であり、ソレノイド２４のピストン２４ａが縮退したときは、スプールはシートベルトの巻き取り方向には回転可能であるが、巻き戻し方向には回転が不可能になる。
【００８２】
なお、このような実施の形態のほかに、図３に示したような機構により、モータ８自体の回転力を利用して、パウルをキャリアギア１４のラチェット歯１４ａに係合させたり係合を解いたりすることにより、キャリアギア１４を巻き取り方向のみに回転させることができる。このようにすると、モータ８の回転力を利用して、モータとスプール間の動力伝達経路を入り切りするのと同時に、スプールの回転方向の規制を行うことができる。
【００８３】
また、モータとスプールの動力伝達経路の入り切りをするために、インターナルギアの一方向への回転を止めたり、両方向への回転を許したりする動力伝達経路切替機構のラチェット機構として、図３〜図６に示されるようなレバースプリング２２と係止レバー２１等を用いたものではなく、図７〜図１５に示したようなラチェット機構を使用できることは、当業者には明らかな事項であろう。
【００８４】
以下、以上のように構成された本発明の実施の形態であるシートベルト巻き取り装置の作動の例について説明する。この実施の形態においては、通常の状態では、モータとスプール間の動力伝達経路をオフとしておく。シートベルトの巻き取りは、ゼンマイばねによって行われる。よって、乗員は、シートベルトを引き出す際に、ゼンマイばねの巻き取り力に抗する引き出し力のみで、シートベルトを引き出すことができる。
【００８５】
そして、衝突予測装置等より、衝突等の事故が発生する可能性のあることを示す信号が与えられたとき、シートベルト巻き取り制御装置が、モータをシートベルト巻き取り方向に駆動すると共に、動力伝達経路切替機構によりモータとスプール間の動力伝達経路を結合する。これは、前述の実施の形態で示したように、モータを巻き取り方向に駆動することにより、自然に行われる場合もある。よって、スプールにモータの巻き取り力が伝達され、スプールによりシートベルトが巻き取られる。このシートベルトの巻き取りは、従来のように、実際に衝突が発生してから行われるのでなく、衝突が予測された時点から開始されるので、確実に乗員をシートに拘束することができる。
【００８６】
シートベルト巻き取り制御装置は、モータの駆動を行うと同時に、ラチェット機構を作動させ、スプールがシートベルトの巻取方向のみに駆動できるような状態とする。それにより、シートベルトの巻き取り中に、シートベルトを巻き戻そうとする力（例えば、実際の衝突等により発生する）がかかっても、シートベルトが巻き戻されることがない。
【００８７】
衝突等の発生が実際に起こらなかった場合は、モータの駆動を停止すると共に、前記ラチェット機構の作動を解除することにより、スプールの回転が自由になり、人間が容易にシートベルトを引き出すことが可能となる。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るシートベルト巻き取り装置を使用すれば、緊急事態の発生時に迅速にロック機構を作動させることができると共に、シートベルトを装着するためにシートベルトを引き出したときロックがかかって、乗員に対して違和感や不快感を与えることがないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例であるシートベルト巻き取り装置の概要を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す実施の形態における動力伝達経路切替機構の要部を示す概要図である。
【図３】図１に示す実施の形態における動力伝達経路切替機構の要部を示す概要図である。
【図４】図１に示す実施の形態における動力伝達経路切替機構の作動を説明する図である。
【図５】図１に示す実施の形態における動力伝達経路切替機構の作動を説明する図である。
【図６】図１に示す実施の形態における動力伝達経路切替機構の作動を説明する図である。
【図７】図１に示す実施の形態におけるロック機構（ラチェット機構）の要部を示す分解斜視図である。
【図８】図７に示すロック機構の作動を説明するための図である。
【図９】図７に示すロック機構の作動を説明するための図である。
【図１０】図７に示すロック機構の作動を説明するための図である。
【図１１】図７に示すロック機構の作動を説明するための図である。
【図１２】ロック機構（ラチェット機構）の他の形態を示す図である。
【図１３】ロック機構（ラチェット機構）の他の形態を示す図である。
【図１４】図１３に示したロック機構の作動を説明するための図である。
【図１５】図１３に示したロック機構の作動を説明するための図である。
【図１６】従来のシートベルト巻き取り装置の概要を示す図である。
【符号の説明】
１…シートベルト巻き取り装置、２…フレーム、３…シートベルト、４…スプール、４ａ…スプール軸、４ｂ…スプライン軸、５…トーションバー、６…リテーナ、７…ゼンマイユニット、８…モータ、９…第２リテーナ、９ａ…長穴、９ｂ…長穴、９ｃ…案内部、１０…モータギア、１１…コネクトギア、１１ａ…歯、１１ｂ…歯、１１ｃ…軸方向孔、１２…中間減速ギア、１２ａ…歯、１２ｂ…歯、１３…減速ギア、１３ａ…大径歯部、１３ｂ…サンギア、１４…キャリアギア、１４ｂ…ラチェット歯、１４ｃ…中心穴、１４ｄ…ネジ穴、１５…リダクションピン、１６…プラネタリギア、１７…リダクションプレート、１８…インターナルギア、１８ａ…ラチェット歯、１８ｂ…内歯、２１…係止レバー、２１ａ…係止爪、２１ｂ…凹部、２２…レバースプリング、２２ａ…湾曲部、２３…スプリング保持部材、２３ａ…突出ピン、２３ｂ…突起、２４…ソレノイド、２４ａ…ピストン、２５…プランジャースプリング、２６…ラチェットレバー、２６ａ…回動軸部、２６ｂ…先細部、２６ｃ…突起、２７…パウル、２７ａ…案内穴、２７ｂ…長穴、２７ｃ…係合部、２７ｄ…穴、２７ｅ…突起、２８…ラチェットスプリング、３１…支持軸、３２…回動ピン、３３…バネ材

Claims (1)

1. モータによりシートベルトをスプールに巻き取る機構を有するシートベルト巻き取り装置であって、
   前記モータの回転が入力されるサンギア、外周に第１ラチェット歯を有しかつ内周に内歯を有するリング状のインターナルギア、前記サンギア及び前記インターナルギアに噛合するプラネタリギア、及び、外周に第２ラチェット歯を有するともに前記プラネタリギアを回転可能に支持しその回転を前記スプールに伝達するキャリアを備えた減速機構と、
   前記第１ラチェット歯への係合により前記モータと前記スプールとの間の動力の伝達経路を入り状態にし、前記第１ラチェット歯への非係合により前記モータと前記スプールとの間の動力の伝達経路を切り状態にする、伝達経路入切機構と、
   前記第２ラチェット歯への係合により前記スプールをシートベルト巻き取り方向にのみ回転させ、前記第２ラチェット歯への非係合により前記スプールのいずれの方向への回転をも許容する回転許容機構と
   を備えたことを特徴とするシートベルト巻き取り装置。

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