JP4528655B2 - ウエビング巻取装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の乗員の身体を拘束するためのウエビングベルトを巻き取って収納するウエビング巻取装置に関する。

車両の乗員の身体を長尺帯状のウエビングベルトにより拘束するシートベルト装置には、スプールによりウエビングベルトを巻き取って収納するウエビング巻取装置を備えており、その一例が下記特許文献１に開示されている。

この特許文献１に開示されたウエビング巻取装置は、車両急減速状態で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る際のスプールの回転（以下、このときのスプールの回転方向を、便宜上、「引出方向」と称する）を規制するロック機構を備えている。

車両急減速状態では慣性で乗員の身体が車両前方側へ移動しようとして、乗員の身体に装着されているウエビングベルトが引っ張られるが、ロック機構が作動してスプールの引出方向への回転が規制されることでスプールからのウエビングベルトの引き出しが規制される。これにより、乗員の身体がウエビングベルトにより確実に拘束され、車両急減速時の慣性で乗員の身体が車両前方側へ移動することを規制できる。

また、このようなウエビング巻取装置には、フォースリミッタ機構が設けられている。フォースリミッタ機構はトーションシャフトを備えている。トーションシャフトはスプールの内側でスプールに対して同軸的に配置されており、例えば、スプールの軸方向一端側にてスプールに一体的に連結されている。

このようなフォースリミッタ機構が設けられたウエビング巻取装置の場合、上記のロック機構はスプールの軸方向他端側に設けられ、車両急減速急減時にはトーションシャフトの軸方向他端部の引出方向への回転を規制することで間接的にスプールの引出方向への回転を規制する。

車両急減速時に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ると、この引っ張り力に応じた引出方向への回転力は、スプールを介してトーションシャフトとの連結部分、すなわち、トーションシャフトの軸方向一端部に付与される。この状態で既にロック機構がトーションシャフトの軸方向他端部の引出方向への回転を規制しているのであれば、基本的にトーションシャフトが引出方向に回転することがない。

しかしながら、トーションシャフトの軸方向一端に付与された引出方向への回転力がトーションシャフトの機械的強度を上回ると、トーションシャフトの軸方向一端と、ロック機構に回転規制された軸方向他端との間でトーションシャフトに捩じり変形が生じる。

このトーションシャフトの捩じり変形分だけスプールは引出方向への回転が許容され、この回転許容分だけスプールからウエビングベルトが引き出されると共に、トーションシャフトに変形により車両前方側へ移動しようとする乗員の身体にウエビングベルトが付与するエネルギーを吸収する。

一方、近年では車両と車両の前方の障害物までの距離が一定値未満になった場合に、モータの駆動力でスプールを上記の引出方向とは反対の巻取方向に回転させてスプールにウエビングベルトを巻き取らせるウエビング巻取装置があり、その一例が下記特許文献２に開示されている。

このようなウエビング巻取装置では、上記のように、車両と車両の前方の障害物までの距離が一定値未満になった場合に、モータを作動させてウエビングベルトを巻き取り、ウエビングベルトの弛みを除去しておくことで、ウエビングベルトによる乗員の身体の拘束力を向上させる。
特開２０００−３０２００７公報 特開２００４−４２７７６公報

ところで、上記のようにモータの駆動力でウエビングベルトを巻き取る構成のウエビング巻取装置では、モータやモータの駆動力をトーションシャフトに伝えるためのギヤ等が通常のウエビングベルトの引き出し時や巻き取り時におけるスプールの回転の抵抗になることを避けるためにクラッチ機構が設けられ、モータが駆動した場合にのみモータをトーションシャフトに連結する構成になっている。

さらに、このようなクラッチは、クラッチの本体部分と、モータの駆動力が入力される部分との間にオーバーロード機構が設けられている。オーバーロード機構はばね部材により構成されており、このばね部材によってクラッチの本体部分と、モータの駆動力が入力される部分とが連結されている。

クラッチがトーションシャフトに連結された状態でスプールに過剰な引出方向への回転力がオーバーロード加重として入力された際には、ばね部材によるクラッチの本体部分とモータの駆動力が入力される部分とが一時的に切り離される。これにより、クラッチの破損を防止できる。

しかしながら、上記のようにクラッチはトーションシャフトに連結されている。このため、トーションシャフトの機械的な強度を上回る加重に更に上記のオーバーロード加重を上乗せした加重をトーションシャフトに付与しなくては、トーションシャフトに捩じり変形が生じない。したがって、トーションシャフトの機械的強度の設定が難しくなる。

本発明は、上記事実を考慮して、トーションシャフトの機械的な強度の設定にあたり、モータとトーションシャフトとを連結するためのクラッチの影響を無視できるウエビング巻取装置を得ることが目的である。

請求項１に記載の本発明に係るウエビング巻取装置は、車両乗員の身体に対する装着状態で前記乗員の身体を拘束する長尺帯状のウエビングベルトと、軸方向に貫通した中空筒状に形成されて、前記ウエビングベルトの基端部が係止され、自らの軸周り一方の巻取方向に回転することで前記ウエビングベルトを基端側から巻き取って収納するスプールと、前記スプールの内側に配置されて、前記スプールの軸方向一端部よりも他端側にて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、前記スプールの軸方向一端側に設けられて前記スプールに対して同軸的に相対回転可能でモータに連結された回転体を有し、前記モータの駆動力で前記回転体が前記巻取方向に回転した際に前記トーションシャフトに機械的に連結して前記回転体の前記巻取方向への回転を前記トーションシャフトに伝えるクラッチと、前記スプールの軸方向一端側に設けられて前記クラッチよりも前記スプールの軸方向他端側で前記トーションシャフトに直接又は間接的に係合可能なロック部材を有し、車両急減速状態で前記トーションシャフトの軸方向一端側に前記ロック部材を係合させて、前記トーションシャフトの軸方向一端側における前記巻取方向とは反対の引出方向への回転を規制すると共に、前記トーションシャフトの回転を規制することで前記トーションシャフトから前記クラッチへの前記引出方向への回転力の伝達を遮断するロック手段と、を備えている。

請求項１に記載の本発明に係るウエビング巻取装置によれば、乗員が車両の座席に着席して、長尺帯状のウエビングベルトを先端側へ向けて引っ張ると、スプールに巻き取られた状態で収納されているウエビングベルトが引き出されつつ、スプールが引出方向に回転する。このようにして引き出されたウエビングベルトが乗員の身体に掛け回されて、例えば、ウエビングベルトに設けられたタングプレートをバックル装置に係合させると、乗員の身体に対するウエビングベルトの装着状態となる。

このような装着状態で、例えば、走行中の車両前方の障害物等までの距離が一定の範囲以内になることでモータが作動して、モータの駆動力がクラッチの回転体に伝えられると、クラッチの回転体が上記の引出方向とは反対の巻取方向に回転する。回転体が巻取方向に回転すると、クラッチは回転体をトーションシャフトに機械的に連結して回転体の巻取方向への回転力をトーションシャフトに伝える。

トーションシャフトはスプールの軸方向一端部よりも他端側でスプールに一体的に連結されているため、トーションシャフトに伝えられた巻取方向への回転力はスプールに伝えられる。これにより、スプールが巻取方向に回転させられ、ウエビングベルトがその基端側からスプールに巻き取られる。このように、ウエビングベルトが巻き取られることで、乗員の身体に装着されているウエビングベルトの弛みが除去され、ウエビングベルトにより乗員の身体が強力に拘束される。

また、例えば、車両が急減速状態になると、ロック手段のロック部材がトーションシャフトに係合させられる。このように、ロック部材がトーションシャフトに係合すると、トーションシャフトは引出方向への回転が規制される。上記のようにトーションシャフトはスプールの軸方向一端部よりも他端側でスプールに一体的に連結されているため、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、スプールの引出方向への回転が規制される。

車両の急減速状態では、慣性により車両乗員が車両前方側へ移動しようとし、これにより、乗員の身体に装着されているウエビングベルトが引っ張られるが、上記のようにスプールの引出方向への回転が規制されることで、ウエビングベルトの引き出しが規制される。このため、乗員の身体はウエビングベルトにより強固に拘束され、車両前方側への乗員の身体の移動を規制できる。

また、このような車両急減速状態で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ると、この引っ張り力に応じた引出方向への回転力がスプールに付与される。このスプールの引出方向への回転力はスプールとトーションシャフトとの連結部分からトーションシャフトに付与される。

但し、上記のように、スプールの軸方向一端側に設けられたロック手段のロック部材がトーションシャフトに係合していることでトーションシャフトの軸方向一端側は引出方向への回転が規制されている。ここで、トーションシャフトに付与された引出方向への回転力がトーションシャフトの機械的強度を上回ると、トーションシャフトのロック部材により回転規制された部分（すなわち、軸方向一端側）と、スプールとの連結部分（すなわち、軸方向一端部よりも他端側）との間でトーションシャフトが捩じられ、これにより、トーションシャフトが変形する。

このトーションシャフトの捩じり変形分だけスプールは引出方向への回転が許容され、この回転許容分だけスプールからウエビングベルトが引き出されると共に、トーションシャフトに変形により車両前方側へ移動しようとする乗員の身体にウエビングベルトが付与するエネルギーを吸収する。

ここで、ロック手段のロック部材はクラッチよりもスプールの軸方向他端側でトーションシャフトに係合してトーションシャフトの回転を規制する。このため、ロック部材がトーションシャフトに係合した状態では、スプールから伝えられたトーションシャフトの引出方向への回転力がクラッチに伝わることがない。したがって、トーションシャフトに捩じり変形が生じる際の加重に、クラッチを構成する各部材や、モータの駆動力をクラッチに伝えるための駆動力伝達機構、更にはモータ等の回転加重が上乗せされることがない。

このため、ロック部材が係合した状態でトーションシャフトはスプールとの連結部分に付与された引出方向への回転力が予め設定された一定の大きさ以上になることで、トーションシャフトに確実に捩じり変形が生じる。

以上説明したように、本発明に係るウエビング巻取装置は、トーションシャフトの機械的な強度を設定するにあたり、モータとトーションシャフトとを連結するためのクラッチの影響を無視することができる。

＜本実施の形態の構成＞
図１には本発明の一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。図２には本ウエビング巻取装置１０の模式図が示されている。

図１及び図２に示されるように、本ウエビング巻取装置１０は、巻取装置本体１２、フォースリミッタ機構３０、巻取機構８０、予備巻取機構１００、及びロック機構１５０を含めて構成されている。

（巻取装置本体１２の構成）
図１に示されるように、ウエビング巻取装置１０を構成する巻取装置本体１２はフレーム１４を備えている。フレーム１４は平板状の背板１６を備えており、背板１６がボルト等の図示しない締結手段によって、例えば、車両のセンターピラーの下端部近傍にて車体に固定され、これにより、本ウエビング巻取装置１０が車体に取り付けられる。

背板１６の幅方向両端からは、略車両前後方向に互いに対向した一対の脚板１８、２０が互いに平行に延出されている。これらの脚板１８、２０間には略円筒形状のスプール２２が配置されている。

スプール２２は軸方向が脚板１８、２０の対向方向とされており、自らの軸周りに回転可能とされている。また、スプール２２には長尺帯状のウエビングベルト２４の長手方向基端部が係止されている。

ウエビングベルト２４はスプール２２がその軸周り一方である巻取方向に回転することでスプール２２の外周部に基端側から層状に巻き取られて収納される。さらに、ウエビングベルト２４を先端側から引っ張れば、スプール２２に巻き取られたウエビングベルト２４が引き出され、これに伴い、巻取方向とは反対の引出方向にスプール２２が回転する。

（フォースリミッタ機構３０の構成）
一方、図１に示されるように、ウエビング巻取装置１０を構成するフォースリミッタ機構３０はトーションシャフト３２を備えている。トーションシャフト３２は、結合部３４を備えている。結合部３４は、例えば、外周部にロレット等の回り止めが形成された円柱形状に形成されており、上記のスプール２２の内側における軸方向中間部でスプール２２に対して同軸的に配置された状態でスプール２２に一体的に結合されている。結合部３４の軸方向一端部には可変部３６が形成されている。

可変部３６は結合部３４よりも小径の円柱形状で、結合部３４に対して同軸的に形成されている。可変部３６の先端にはスリーブ３８が回り止めされた状態で取り付けられている。スリーブ３８の外周形状はスプール２２の内周形状に対応した円形に形成されており、スプール２２に対しては同軸的に相対回転可能とされている。

また、スリーブ３８には後述する荷重切替機構４４を構成するラチェットホイール１８４が設けられている。ラチェットホイール１８４はスプール２２に対して同軸的なラチェットホイールで、スリーブ３８に対して回り止めされている。

これに対して、結合部３４の軸方向他端部には可変部４０が形成されている。

可変部４０は可変部３６よりも大径で結合部３４よりも小径の円柱形状で、可変部３６と同様に結合部３４に対して同軸的に形成されている。可変部４０の先端にはスリーブ４２が回り止めされた状態で取り付けられている。スリーブ４２の外周形状はスプール２２の内周形状に対応した円形に形成されており、スプール２２に対しては同軸的に相対回転可能とされている。

また、スリーブ４２には後述するロック機構１５０を構成するロックベース１８０が設けられている。ロックベース１８０は、基本的に上記のラチェットホイール１８４と同じ構成とされており、スプール２２に対して同軸的に設けられていると共に、スリーブ４２に対して回り止めされている。

また、フォースリミッタ機構３０は荷重切替機構４４を備えている。荷重切替機構４４は揺動アーム４６を備えている。揺動アーム４６は、脚板１８の外側（すなわち、脚板１８を介して脚板２０とは反対側）に配置されている。図４に示されるように、揺動アーム４６の基端側にはシャフト４８が連結されている。図１に示されるように、シャフト４８は軸方向がスプール２２に対して平行な軸部材とされており、脚板１８に回動自在に軸支されている。したがって、揺動アーム４６はシャフト４８周りに揺動可能とされている。

図１に示されるように、揺動アーム４６を介して脚板１８とは反対側にはカムプレート５０が設けられている。図４に示されるように、カムプレート５０は、その本体部分５２がスプール２２と平行な軸周りに回動自在に脚板１８に支持されている。

本体部分５２の上部は支持部５４とされている。支持部５４の先端上面上で且つ上述したラチェットホイール１８４の下側には荷重切替機構４４を構成するロックパウル１８６が設けられている。ロックパウル１８６は支持部５４（カムプレート５０）により下側から支持されている。

また、支持部５４によるロックパウル１８６の支持位置から変位した位置（図４においてはロックパウル１８６の支持位置よりも左上方）では、ロックパウル１８６にガイドピン５６が形成されている。

ガイドピン５６は、上述した揺動アーム４６に形成された長孔５８に入り込んでいる。これにより、揺動アーム４６とロックパウル１８６とが機械的に連結され、シャフト４８周りの揺動アーム４６の揺動に連動して、概ね支持部５４での支持位置周りにロックパウル１８６が回動する。ロックパウル１８６は、この回動によりラチェットホイール１８４の外周部に対して接離する。

ロックパウル１８６の外周一部には外歯のラチェット歯が形成されており、ロックパウル１８６がラチェットホイール１８４の外周部に接近移動すると、ロックパウル１８６のラチェット歯がラチェットホイール１８４のラチェット歯に噛み合ってロックし、引出方向へのラチェットホイール１８４の回転をロックパウル１８６が規制する。

また、ロックパウル１８６のラチェット歯がラチェットホイール１８４のラチェット歯に噛み合う噛合位置（ロック位置）に位置したロックパウル１８６に対応して脚板１８には干渉片６０が形成されている。干渉片６０は上記の噛合位置に位置したロックパウル１８６に対して背板１６側から干渉している。噛合位置に到達したロックパウル１８６は、干渉片６０からの干渉と支持部５４（カムプレート５０）からの支持との支持がバランスすることで噛合位置で保持される構成となっている。

一方、上述したカムプレート５０の本体部分５２よりも下側には当接片６２が形成されている。さらに、当接片６２の側方にはシリンダ６４が配置されている。シリンダ６４には、その軸方向に沿ってシリンダ６４と共に解除手段を構成するピストン６６が摺動可能に設けられている。

シリンダ６４の軸方向及び当接片６２におけるカムプレート５０の回動接線方向に沿ったピストン６６の先端部の側方には、当接片６２が概ね位置しており、シリンダ６４から突出したピストン６６が当接片６２に当接して当接片６２を押圧することでカムプレート５０を回動させることができるようになっている。

シリンダ６４の内部には、火薬及びこの火薬に着火する着火装置６８（図３参照）が収容されており、火薬が燃焼することで生じるガス圧の急激な増加によりピストン６６がシリンダ６４から押し出される構造となっている。

図３に示されるように、着火装置６８は、ＥＣＵ７０に接続されている。ＥＣＵ７０は本ウエビング巻取装置１０に対応した車両の座席のシートックッションに設けられた荷重センサ７２に接続されており、荷重センサ７２からの電気信号がＥＣＵ７０に入力される。

（巻取機構８０の構成）
一方、図１に示されるように、本ウエビング巻取装置１０を構成する巻取機構８０は、脚板１８の外側に設けられたスプリングケース８２を備えている。スプリングケース８２は、脚板１８側へ向けて開口したケース本体８４と、ケース本体８４の開口側に設けられた蓋体８６とにより構成されており、脚板１８に一体的に連結されている。

スプリングケース８２の内側には渦巻きばね８８が収容されている。渦巻きばね８８の渦巻き方向内側の端部は、アダプタ９０に連結されている。アダプタ９０は、上記のスリーブ３８からスプール２２に対して同軸的に延出されて蓋体８６を貫通した軸部９２に対して同軸的且つ一体的に装着されている。

これに対して、渦巻きばね８８の渦巻き方向外側の端部は、ケース本体８４に連結されている。渦巻きばね８８は、スプール２２が引出方向に回転することでトーションシャフト３２、ひいてはスリーブ３８が引出方向に回転すると巻き締められ、スリーブ３８、ひいてはスプール２２を巻取方向に付勢する。

スプール２２からウエビングベルト２４が引き出された状態では、通常は、この渦巻きばね８８の付勢力によりスプール２２を巻取方向に回転させることでウエビングベルト２４をスプール２２に巻き取らせる。

（予備巻取機構１００の構成）
一方、図１に示されるように、本ウエビング巻取装置１０を構成する予備巻取機構１００はクラッチフレーム１０２を備えている。クラッチフレーム１０２は脚板２０の外側（すなわち、脚板２０を介して脚板１８とは反対側）に設けられており、ねじ等の締結手段や嵌合爪等の固定手段によって脚板２０に一体的に取り付けられている。

クラッチフレーム１０２の内側にはクラッチ１０４が収容されている。クラッチ１０４はリング状のウオームホイール１０６を備えている。ウオームホイール１０６はスプール２２に対して同軸的に配置されている。

さらに、ウオームホイール１０６の内側には１乃至複数のパウルが設けられている。パウルはウオームホイール１０６の回転中心から偏心した位置でウオームホイール１０６に機械的に連結されており、ウオームホイール１０６と共にスプール２２に対して同軸的に回転する。また、パウルはウオームホイール１０６との連結部分にてスプール２２と平行な軸周りにウオームホイール１０６に対して回動可能とされている。

さらに、ウオームホイール１０６の軸心部分には図示しないアダプタが設けられている。このアダプタは上述したスリーブ４２からスプール２２に対して同軸的に延出された軸部１０８に同軸的且つ一体的に連結されている。

また、このアダプタの外周部にはラチェット歯が形成されており、ウオームホイール１０６が巻取方向に回転すると、このウオームホイール１０６の回転に連動してパウルが回動し、パウルの先端がアダプタの外周部のラチェット歯に係合する。この係合状態では、ウオームホイール１０６がパウル及びアダプタを介して軸部１０８が機械的に連結され、巻取方向へのウオームホイール１０６の回転がパウル及びアダプタを介して軸部１０８に伝わり、軸部１０８を巻取方向に回転させる。

一方、パウルとアダプタとの係合状態で、ウオームホイール１０６が引出方向に回転すると、パウルとアダプタとの係合が解除され、更に、パウルがアダプタから離間する方向へ回動する。

また、予備巻取機構１００は駆動手段としてのモータ１１０を備えている。図１に示されるように、モータ１１０はスプール２２の下方に設けられている。モータ１１０は出力軸１１２が平面視で略凹形状となるフレーム１４の開口方向側、すなわち、背板１６からの脚板１８、２０の延出方向側とされており、その先端側は上記のクラッチフレーム１０２とは別の図示しないギヤケースに入り込んでいる。

このギヤケースの内部には平歯のギヤ１１４が収容されている。ギヤ１１４は出力軸１１２に対して同軸的且つ一体的に取り付けられている。ギヤケース内におけるギヤ１１４の回転半径方向側方にはギヤ１１４よりも十分に歯数が多い平歯のギヤ１１６が配置されている。

ギヤ１１６は回転軸１１８がギヤ１１４と同方向とされており、ギヤ１１４に噛み合っている。また、ギヤ１１６にはギヤ１１６よりも歯数が十分に少ない平歯のギヤ１２０が同軸的且つ一体的に形成されている。

さらに、ギヤケース内におけるギヤ１２０の回転半径方向側方にはギヤ１２０よりも十分に歯数が多い平歯のギヤ１２２が配置されている。

ギヤ１２２は回転軸１２４がギヤ１１４〜１２２と同方向とされており、ギヤ１２０に噛み合っている。また、ギヤ１２２の回転軸１２４はギヤケースを突出して更にクラッチフレーム１０２内に入り込んでいる。

クラッチフレーム１０２内では回転軸１２４にウオームギヤ１２６が回転軸１２４に対して同軸的且つ一体的に設けられている。ウオームギヤ１２６は上記のウオームホイール１０６に噛み合っており、モータ１１０の出力軸１１２の回転が、ギヤ１１４〜１２２を介してウオームギヤ１２６に伝わり、ウオームギヤ１２６が回転すると、ウオームギヤ１２６の回転がウオームホイール１０６に伝えられて、ウオームホイール１０６が回転する。

一方、図３に示されるように、モータ１１０は、ドライバ１２８を介してバッテリー１３０に電気的に接続されており、モータ１１０はドライバ１２８を介して順方向の電流が流されることで正転駆動し、出力軸１１２を正転させ、逆方向の電流が流されることで逆転駆動し、出力軸１１２を逆転させる。また、ドライバ１２８はＥＣＵ７０に電気的に接続されており、ＥＣＵ７０からの駆動制御信号に基づいてモータ１１０に駆動電流が流される。

ＥＣＵ７０は車両に設けられた前方監視装置１３２に接続されており、前方監視装置１３２からの監視信号が入力され、ＥＣＵ７０はこの監視信号に基づいて駆動制御信号を出力する。

（ロック機構１５０の構成）
一方、図１に示されるように、本ウエビング巻取装置１０を構成するロック機構１５０はセンサホルダ１５２を備えている。センサホルダ１５２は部分的に脚板２０側へ向けて開口した凹形状に形成されており、直接又は間接的に脚板２０に固定されている。

センサホルダ１５２の脚板２０とは反対側にはセンサカバー１５４が設けられている。センサカバー１５４には、外周部等に嵌合爪等が形成されており、センサホルダ１５２の所定部位に嵌合してセンサホルダ１５２に機械的に連結されている。センサカバー１５４には、図示しない筒状の軸受部が形成されており、センサホルダ１５２を貫通した軸部１０８が回転自在に軸支されている。

センサホルダ１５２とセンサカバー１５４との間には、Ｖギヤ１６０が設けられている。Ｖギヤ１６０は外周部にラチェット歯が形成されたラチェットホイールで、軸部１０８に同軸的且つ一体的に固定されている。さらに、Ｖギヤ１６０のセンサカバー１５４側にはセンサギヤ１５６が設けられている。

センサギヤ１５６は略円板状の本体１５８を備えている。本体１５８には軸部１０８が同軸的に貫通しており軸部１０８に回転自在に軸支されている。また、本体１５８の一部には図示しないリターンスプリングの一端が係止されている。リターンスプリングは引っ張りコイルスプリングとされており、その他端はセンサカバー１５４に係止され、センサギヤ１５６が軸部１０８周りに引出方向に回動した際には巻取方向にセンサギヤ１５６を付勢する。

また、Ｖギヤ１６０のセンサギヤ１５６側には、回転力伝達手段としてのＷパウル１６２が設けられている。Ｗパウル１６２はスプール２２の軸心に対して偏心した位置でスプール２２と平行な軸周りに回動可能にＶギヤ１６０に軸支されている。

Ｗパウル１６２はＶギヤ１６０に対して巻取方向に回動することで、Ｖギヤ１６０に対してＶギヤ１６０の回転半径外方へ変位し、この変位によりＷパウル１６２はセンサギヤ１５６の本体１５８に形成された図示しない係合部に係合する。本体１５８の係合部にＷパウル１６２が係合した状態では、Ｗパウル１６２を介してＶギヤ１６０の引出方向への回転力をセンサギヤ１５６に伝えることができ、Ｖギヤ１６０と共にセンサギヤ１５６を引出方向に回転させることができる。

さらに、Ｗパウル１６２の側方には図示しないセンサスプリングが設けられている。センサスプリングは圧縮コイルスプリングでその一端がＷパウル１６２に固定されている。センサスプリングの他端はＶギヤ１６０に固定されており、Ｗパウル１６２をＶギヤ１６０に対して軸部１０８周りに巻取方向に付勢している。

また、Ｗパウル１６２のＶギヤ１６０の反対側にはＷマス１６４が設けられている。Ｗマス１６４は軸部１０８に沿って厚さ方向とされた板材で、Ｗパウル１６２のウエイト（錘）として取り付けられている。

一方、センサギヤ１５６の本体１５８には係合爪１６６が設けられている。係合爪１６６は軸部１０８と平行（同方向）な軸周りに回動可能に本体１５８に軸支されている。

係合爪１６６の下方には、加速度検出手段としての加速度センサ１６８が設けられている。加速度センサ１６８に対応してセンサホルダ１５２にはセンサカバー１５４側へ開口した箱状の収容部１４４が形成されており、加速度センサ１６８は少なくともその一部が収容部１４４に収容されている。

加速度センサ１６８は基台１７０を備えている。基台１７０は全体的に上下方向に厚さ方向の平板状に形成されている。基台１７０の上側の端面には上方へ向けて開口した湾曲面が形成されており、この湾曲面上に慣性体としての硬球１７２が配置されている。硬球１７２の上側にはセンサ爪１７４が設けられている。

センサ爪１７４は、基台１７０の外周一部から上方へ向けて立設された縦壁の上端に回動可能に軸支されており、硬球１７２が基台１７０の湾曲面上を転動して昇ることでセンサ爪１７４が押し上げられる。センサ爪１７４は硬球１７２に押し上げられることで係合爪１６６に係合して係合爪１６６を回動させる。

センサ爪１７４の係合により回動した係合爪１６６の回動方向側には、上記のＶギヤ１６０が位置しており、これにより、係合爪１６６がＶギヤ１６０に噛み合う。係合爪１６６がＶギヤ１６０に噛み合うことでＶギヤ１６０の引出方向への回転力が係合爪１６６ひいてはセンサギヤ１５６に伝えられ、センサギヤ１５６が上記のリターンスプリングの付勢力に抗して引出方向に回動する。

一方、ロック機構１５０はロック手段としてのロックパウル１７６を備えている。ロックパウル１７６には上記のシャフト４８の他端が連結されている。シャフト４８はスプール２２の軸方向に対して平行な方向（同方向）に軸方向とされており、その他端は脚板１８に形成された軸受孔（図示省略）に回動自在に軸支されている。

シャフト４８の軸方向一端部はクラッチフレーム１０２に形成された軸受孔に回動自在に軸支されている。また、ロックパウル１７６の外周一部には外歯のラチェット歯が形成されている。
いる。

シャフト４８の回動半径方向に沿ったロックパウル１７６の側方には、クラッチ１０４よりもトーションシャフト３２の結合部３４側でスリーブ４２に回り止めされたロックベース１８０が配置されており、シャフト４８が巻取方向に回動することでロックパウル１７６がロックベース１８０の外周部に接近し、ロックパウル１７６の外周一部に形成されたラチェット歯がロックベース１８０の外周部に形成されたラチェット歯に噛み合い、ロックベース１８０の引出方向への回転を規制する。

また、ロックパウル１７６に対応して上記のセンサギヤ１５６の本体１５８には、連結部材としての押圧部１８２が設けられている。押圧部１８２は係合爪１６６に一体的に形成されており、硬球１７２に押し上げられて係合爪１６６が回動すると押圧部１８２が一体的に回動してロックパウル１７６を押圧し、ロックパウル１７６を巻取方向に回動させる。

＜本実施の形態の作用、効果＞
（動作面での本ウエビング巻取装置１０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、本ウエビング巻取装置１０の動作面での作用並びに効果について説明する。

本ウエビング巻取装置１０では、スプール２２にウエビングベルト２４が層状に巻き取られた収納状態で、ウエビングベルト２４の長手方向中間部に設けられたタングプレートを引っ張りつつウエビングベルト２４を引っ張ると、スプール２２に巻き取られたウエビングベルト２４が引き出される。

このようにして引き出されたウエビングベルト２４を、座席に着座した乗員の身体の前方に掛け回しつつ座席を介して本ウエビング巻取装置１０とは反対側に設けられたバックル装置にタングプレートを挿し込み、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２４の装着状態（以下、単に「装着状態」と称する）となる。

この状態で走行している車両の前方の障害物までの距離が一定値未満になったことを前方監視装置１３２が検出し、このときの検出信号がＥＣＵ７０に入力されると、ＥＣＵ７０から出力された駆動制御信号に基づきドライバ１２８がモータ１１０に駆動電流を流す。

これにより、モータ１１０が駆動して出力軸１１２が回転すると、出力軸１１２の回転がギヤ１１４〜１２２を介してウオームギヤ１２６に伝わり、ウオームギヤ１２６を回転させる。

さらに、ウオームギヤ１２６の回転はウオームギヤ１２６に噛み合うウオームホイール１０６に伝わりクラッチ１０４のウオームホイール１０６を巻取方向に回転させる。ウオームホイール１０６が巻取方向に回転することでクラッチ１０４のパウルが回動してアダプタに連結され、クラッチ１０４がパウル及びアダプタを介して軸部１０８に連結される。

これにより、軸部１０８が巻取方向に回転すると、スリーブ４２、トーションシャフト３２を介してスプール２２が巻取方向に回転する。このようにスプール２２が巻取方向に回転することでウエビングベルト２４が基端側からスプール２２に巻き取られる。

このように、スプール２２にウエビングベルト２４が巻き取られることで、乗員の身体に装着されているウエビングベルト２４の弛み、所謂「スラック」が解消される。これにより、乗員の身体がウエビングベルト２４により強固に拘束される。

さらに、この状態で、車両の乗員がブレーキペダルを急激に踏み込むことで車両の急減速状態になり、乗員の身体が略車両前方側へ慣性移動すると、乗員の身体によりウエビングベルト２４が急激に引き出される。このように、ウエビングベルト２４が急激に引き出されると、スプール２２、ひいてはＶギヤ１６０が急激に引出方向に回転する。

Ｖギヤ１６０が急激に引出方向に回転すると、Ｗパウル１６２がＶギヤ１６０と共に引出方向に回転しようとするが、Ｗパウル１６２にはＷマス１６４が設けられているため、慣性によって回転せずにその位置で留まろうとする。これにより、引出方向に回転するＶギヤ１６０と停止しようとするＷパウル１６２との間には、センサスプリングの付勢力に抗した相対移動が生じる。

このようにしてＶギヤ１６０に対してＷパウル１６２が相対移動することでＷパウル１６２がセンサギヤ１５６に係合される。センサギヤ１５６にＷパウル１６２が係合することで、センサギヤ１５６がＷパウル１６２を介してＶギヤ１６０に連結される。

このように、係合爪１６６又はＷパウル１６２を介してセンサギヤ１５６がＶギヤ１６０に連結された状態で、乗員の身体によりウエビングベルト２４が引き出されてスプール２２が引出方向に回転すると、Ｖギヤ１６０と共にセンサギヤ１５６が引出方向に回転する。センサギヤ１５６がリターンスプリングの付勢力に抗して一定角度引出方向に回転すると、係合爪１６６と一体の押圧部１８２がロックパウル１７６を押圧して、シャフト４８周りにロックパウル１７６を巻取方向に回動させる。

このようにシャフト４８周りにロックパウル１７６が回動すると、ロックパウル１７６がロックベース１８０に噛み合う。

また、ロックパウル１７６と共にシャフト４８が巻取方向に回動すると、揺動アーム４６が巻取方向に回動する。揺動アーム４６が巻取方向に回動すると、長孔５８の内周部がガイドピン５６を押し上げ、これにより、ロックパウル１８６がラチェットホイール１８４に接近する。これにより、ロックパウル１８６がラチェットホイール１８４に噛み合う。

このように、ロックパウル１７６がロックベース１８０に噛み合い、ロックパウル１８６がラチェットホイール１８４に噛み合うことで、スリーブ３８、４２の引出方向への回転、すなわち、トーションシャフト３２の引出方向への回転が規制される。このように、トーションシャフト３２の引出方向への回転が規制されることで、スプール２２の引出方向への回転が規制され、基本的にはスプール２２からのウエビングベルト２４の引き出しが規制される。

このように、スプール２２からのウエビングベルト２４の引き出しが規制されることで車両急減速状態で略車両前方側へ慣性移動しようとする乗員の身体をウエビングベルト２４によって確実に拘束して保持できる。

さらに、この状態で、略車両前方側へ移動しようとする乗員の身体が、一定の大きさ以上の力でウエビングベルト２４を引っ張り、この引張力に応じた大きさの回転力がスプール２２を介してトーションシャフト３２の結合部３４に付与されると、結合部３４は引出方向に回転しようとする。

しかしながら、上記のように、トーションシャフト３２は、その両端に回り止めされたスリーブ３８、４２の引出方向への回転が規制されている。ここで、結合部３４に付与された引出方向への回転力が可変部３６、４０の機械的強度を上回っていると、可変部３６、４０は結合部３４側が引出方向に捩じり変形される。

このように可変部３６、４０が捩じり変形されて、結合部３４が引出方向に一定角度回転することにより、スプール２２は結合部３４の回転角度分だけ引出方向に回転できる。これにより、このスプール２２の引出方向への回転分だけウエビングベルト２４が引き出されるため、乗員の身体に対するウエビングベルト２４の拘束力が緩和されて、このウエビングベルト２４の引出量に応じてウエビングベルト２４が乗員の身体に付与するエネルギーが吸収される。

ここで、例えば、座席のシートクッションに設けられた荷重センサ７２が一定の大きさ未満の荷重を検出した場合、すなわち、座席に着座している乗員の体重が一定の重さ未満の場合には、可変部３６、４０の捩じり変形が生じる前に所定レベルの荷重検出信号が荷重センサ７２からＥＣＵ７０に出力される。

この荷重検出信号が入力されたＥＣＵ７０は、着火装置６８に対して着火信号を出力し、着火信号が入力された着火装置６８は作動して火薬を燃焼させる。このように、火薬が燃焼することでシリンダ６４内のガス圧の急激に増加し、これによりピストン６６がシリンダ６４から押し出される。

シリンダ６４から押し出されたピストン６６は、図５に示されるように、当接片６２に当接して当接片６２を押圧し、これにより、図６に示されるように、カムプレート５０を巻取方向に回動させる。このようにカムプレート５０が巻取方向に回動することで、ロックパウル１８６は支持部５４による支持を失う。これにより、ロックパウル１８６はガイドピン５６周りに回動し、ラチェットホイール１８４との噛み合いが解除される。

この状態では、可変部３６の先端（結合部３４とは反対側の端部）の回転が規制されないため、可変部３６には捩じり変形が生じない。すなわち、この状態では、可変部４０の捩じり変形だけが生じるため、可変部３６、４０の双方が回転規制されている状態に比べて小さな引出方向の回転力で可変部４０が捩じり変形される。これにより、乗員の体重が軽いことで車両急減速状態でウエビングベルト２４に付与する引張力が小さくても、乗員の身体に対するウエビングベルト２４の拘束力を緩和でき、ウエビングベルト２４が乗員の身体に付与するエネルギーを吸収できる。

ここで、本ウエビング巻取装置１０では、上記のようにロックベース１８０がクラッチ１０４よりもトーションシャフト３２の結合部３４側に位置している。このため、ロックベース１８０にロックパウル１７６が噛み合ってロックベース１８０の引出方向への回転が規制された状態では、上記のようにトーションシャフト３２の結合部３４に引出方向への回転力が入力されても、クラッチ１０４のアダプタに引出方向への回転力が入力されることがない。

これにより、クラッチ１０４を構成する各部材やギヤ１１４〜１２２、更にはモータ１１０等の予備巻取機構１００を構成する部材が可変部４０の捩じり変形に影響を及ぼすことがない。これにより、可変部４０は予め設定されている機械的強度を上回る捩じり荷重が作用することで確実に捩じり変形できる。

（構造面での本ウエビング巻取装置１０の作用、効果）
次に、本ウエビング巻取装置１０の構造面でみた作用並びに効果について説明する。

上記のように、本実施の形態に係るウエビング巻取装置１０では、脚板１８側に巻取機構８０及びフォースリミッタ機構３０の荷重切替機構４４を配置し、脚板２０側に予備巻取機構１００及びロック機構１５０を配置した。すなわち、本ウエビング巻取装置１０では、脚板１８、２０の対向方向に沿った両側で上記のような巻取機構８０、フォースリミッタ機構３０の荷重切替機構４４、予備巻取機構１００及びロック機構１５０を分配配置している。

このため、フレーム１４の脚板１８側と脚板２０側とで重量の差異が小さくなる。このように、フレーム１４の脚板１８側と脚板２０側とで重量バランスがとれることで、車両に対する本ウエビング巻取装置１０の搭載性能が向上する。

本発明の一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図である。 本発明の一実施の形態に係るウエビング巻取装置の構成を示す模式図である。 本発明の一実施の形態に係るウエビング巻取装置のモータ等の制御システムの概略を示すブロック図である。 フォースリミッタ機構の荷重調節機構の構成を示す側面図である。 ピストンがカムプレートの当接片に当接した状態を示す図４に対応した側面図である。 ピストンに押圧されたカムプレートが回動した状態を示す図４に対応した側面図である。

符号の説明

１０ ウエビング巻取装置
２２ スプール
２４ ウエビングベルト
３２ トーションシャフト
１０４ クラッチ
１７６ ロックパウル（ロック手段）

Claims (1)

1. 車両乗員の身体に対する装着状態で前記乗員の身体を拘束する長尺帯状のウエビングベルトと、
   軸方向に貫通した中空筒状に形成されて、前記ウエビングベルトの基端部が係止され、自らの軸周り一方の巻取方向に回転することで前記ウエビングベルトを基端側から巻き取って収納するスプールと、
   前記スプールの内側に配置されて、前記スプールの軸方向一端部よりも他端側にて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、
   前記スプールの軸方向一端側に設けられて前記スプールに対して同軸的に相対回転可能でモータに連結された回転体を有し、前記モータの駆動力で前記回転体が前記巻取方向に回転した際に前記トーションシャフトに機械的に連結して前記回転体の前記巻取方向への回転を前記トーションシャフトに伝えるクラッチと、
   前記スプールの軸方向一端側に設けられて前記クラッチよりも前記スプールの軸方向他端側で前記トーションシャフトに直接又は間接的に係合可能なロック部材を有し、車両急減速状態で前記トーションシャフトの軸方向一端側に前記ロック部材を係合させて、前記トーションシャフトの軸方向一端側における前記巻取方向とは反対の引出方向への回転を規制すると共に、前記トーションシャフトの回転を規制することで前記トーションシャフトから前記クラッチへの前記引出方向への回転力の伝達を遮断するロック手段と、
   を備えるウエビング巻取装置。

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