JP5112963B2

JP5112963B2 - ウエビング巻取装置

Info

Publication number: JP5112963B2
Application number: JP2008152820A
Authority: JP
Inventors: 拓宏斉藤; 隆芳安藤
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2028-06-11
Also published as: JP2009298215A

Description

本発明は、車両乗員拘束用のウエビングを巻取軸に巻き取って格納するウエビング巻取装置に係り、特に、モータの駆動力によって巻取軸を回転させることができるウエビング巻取装置に関する。

従来、巻取軸とモータとの間にオーバーロード機構を介在させた構成のウエビング巻取装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このウエビング巻取装置では、モータの駆動力によって回転される大径側ギヤと、この大径側ギヤの内側に配置され、スプールに連動して回転する小径側ギヤと、この小径側ギヤの外周部に組み付けられた複数のリミットスプリングとを備えており、これらのリミットスプリングが弾性変形することで大径側ギヤと小径側ギヤとの相対回転が許容される構成になっている。
ＷＯ２００６−１２３７５０号公報

しかしながら、上記構成のウエビング巻取装置では、大径側ギヤと小径側ギヤとの相対回転が許容される際（オーバーロード機構の作動時）には、複数のリミットスプリングが大径側ギヤの内壁と摺動しながら弾性変形するため、当該摺動に伴う構成部材の摩耗などにより耐久性が低下するという問題がある。

本発明は上記事実を考慮し、オーバーロード機構の耐久性を向上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。

請求項１に記載の発明に係るウエビング巻取装置は、巻取方向へ回転されることで車両乗員拘束用のウエビングを巻き取ると共に、前記ウエビングが引き出されることで引出方向へ回転される巻取軸と、モータと、前記巻取軸と前記モータとの間に介在されたオーバーロード機構と、を備え、前記オーバーロード機構は、前記モータの駆動力が伝達されて軸線周り一方へ回転されると共に、自らの回転軸線と同心状の内周部を有する大径回転体と、前記大径回転体に対して同軸的かつ相対回転可能に設けられ、前記巻取軸の前記巻取方向への回転に連動して軸線周り一方へ回転されると共に、前記巻取軸の前記引出方向への回転に連動して軸線周り他方へ回転される小径回転体と、バネ材によって渦巻き状に形成され、弾性力で外周部を前記大径回転体の内周部に押し付けることで前記大径回転体に保持されると共に、渦巻き方向内側端部が前記小径回転体に係止された渦巻きバネと、を有し、前記渦巻きバネの弾性力を上回る軸線周り他方へ向いた回転力が前記小径回転体に作用した際に、前記渦巻きバネが巻き締まることで、前記大径回転体に対する前記小径回転体の軸線周り他方への相対回転が許容され、前記小径回転体に作用する回転力が所定値を超えた際に、前記渦巻きバネの外周部が前記大径回転体の内周部と摺動して、前記渦巻きバネが前記小径回転体と共に前記大径回転体に対して相対回転することを特徴としている。

請求項１に記載のウエビング巻取装置では、オーバーロード機構の大径回転体がモータによって軸線周り一方へ回転されると、この大径回転体の回転力が渦巻きバネを介して小径回転体に伝達され、小径回転体が軸線周り一方へ回転される。これにより、巻取軸が巻取方向へ回転されてウエビングが巻取軸に巻き取られ、ウエビングによる乗員の拘束性が向上する。

また、例えば、上記巻き取りの途中（すなわち大径回転体がモータによって軸線周り一方へ回転されている状態）で、ウエビングに引出力が作用して巻取軸が引出方向へ回転されると、小径回転体が渦巻きバネを巻き締めつつ大径回転体に対して軸線周り他方へ相対回転される。これにより、大径回転体よりもモータ側の構成部材を巻取軸の回転から切り離すことができ、上記引出力を渦巻きバネに弾性エネルギーとして吸収することができる。

しかも、渦巻きバネが巻き締められることで、大径回転体に対する小径回転体の相対回転が許容されるため、当該相対回転を許容するために渦巻きバネの外周部が大径回転体の内周部に対して摺動することを抑制できる。したがって、このような摺動に伴って大径回転体などが摩耗することを抑制できるので、オーバーロード機構の耐久性を向上させることができる。

請求項２に記載の発明に係るウエビング巻取装置は、請求項１に記載のウエビング巻取装置において、前記巻取軸に連結され、前記巻取軸と一体に回転すると共に、所定値以上の捩れ荷重が付与されることで捩れ変形するトーションシャフトと、所定の機会に前記トーションシャフトの前記引出方向への回転を規制するロック機構とを備え、前記規制状態で前記ウエビングに所定値以上の引出力が作用すると、前記トーションシャフトが捩れ変形することで前記巻取軸の前記引出方向への回転が許容されると共に、前記渦巻きバネは、前記回転許容時に前記大径回転体に対する前記保持を解除されて、外周部が前記大径回転体の内周部と摺動することを特徴としている。

請求項２に記載のウエビング巻取装置では、所定の機会（例えば、車両の急減速時）に、ロック機構がトーションシャフトの引出方向への回転を規制すると、トーションシャフトに連結された巻取軸が引出方向への回転を制限される。この状態で、例えば乗員に作用する慣性力によりウエビングに所定値以上の引出力が作用すると、トーションシャフトが捩れ変形することで、巻取軸の引出方向への回転が許容され、乗員の慣性エネルギーが吸収される。そして、この回転許容時には、渦巻きバネが大径回転体に対する保持を解除されて、渦巻きバネの外周部が大径回転体の内周部と摺動する。これにより、大径回転体に対する小径回転体の相対回転が許容され、スプールがモータと独立して引出方向へ回転することが可能になる。

このように、このウエビング巻取装置では、トーションシャフトが捩れ変形する際（緊急時）には、渦巻きバネの外周部が大径回転体の内周部と摺動するが、それ以外の通常使用時には、渦巻きバネの巻き締まりによってウエビングの引出力（過負荷）を吸収することができる。したがって、渦巻きバネの外周部と大径回転体の内周部との摺動に起因するオーバーロード機構の耐久性の低下を抑制することができる。

請求項３に記載の発明に係るウエビング巻取装置は、請求項１又は請求項２に記載のウエビング巻取装置において、前記渦巻きバネは、渦巻き方向中央部よりも渦巻き方向内側が渦巻き方向外側に比しバネ定数が低く設定されていることを特徴としている。

請求項３に記載のウエビング巻取装置では、渦巻きバネは、バネ定数の高い渦巻き方向外側部分によって大径回転体に良好に保持されるので、渦巻きバネが大径回転体に対して不要に摺動することを抑制できる。また、渦巻きバネは、バネ定数の低い渦巻き方向内側部分が容易に巻き締まることで、大径回転体に対する小径回転体の相対回転を許容することができ、エネルギー吸収性を確保することができる。

以上説明したように、本発明に係るウエビング巻取装置では、オーバーロード機構の耐久性を向上させることができる。

図１には、本発明の実施形態に係るウエビング巻取装置１０の全体構成が概略的な分解斜視図にて示されている。また、図２には、このウエビング巻取装置１０の部分的な構成が概略的な分解斜視図にて示されている。

本実施形態に係るウエビング巻取装置１０は、断面コ字形板状のフレーム１２を備えている。フレーム１２は、平板状の背壁１２Ｃを備えており、背壁１２Ｃ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ている。背板１２Ｃの幅方向両端からは、一側壁１２Ａ及び他側壁１２Ｂが互いに平行に延出されている。一側壁１２Ａの上端と他側壁１２Ｂの上端との間には連結片１４が架け渡されており、この連結片１４は車体に固定されている。この連結片１４には、後述するウエビング２０が挿通される挿通孔１６が形成されている。また、フレーム１２の一側壁１２Ａには、円形の貫通孔１３が形成されており、他側壁１２Ｂには、略円形の貫通孔１５が形成されている。

フレーム１２の一側壁１２Ａと他側壁１２Ｂとの間には、巻取軸としての円筒状のスプール１８が回転自在に支持されている。スプール１８には、長尺帯状の乗員拘束用ウエビング２０の基端部が、円柱状のシャフト２２によって係止されており、スプール１８をその軸線周り一方（図１の矢印Ａ参照。以下、この方向を「巻取方向」と称する）へ回転させると、ウエビング２０がその基端側からスプール１８の外周部に巻き取られる。一方、ウエビング２０をその先端側から引っ張れば、これに伴いスプール１８が軸線周り他方（図１の矢印Ｂ参照）へ回転しながらウエビング２０が引き出される（以下、ウエビング２０を引き出す際のスプール１８の回転方向を「引出方向」と称する）。

スプール１８の軸心部には、フォースリミッタ機構を構成するトーションシャフト２４（エネルギー吸収部材）が配置されている。トーションシャフト２４は、鉄等の金属材料によって形成されており、所定値以上の捩れ荷重を付与されることで捩れ変形可能な捩れ変形部２３と、捩れ変形部２３の他端部（図２では左側の端部）に同軸的かつ一体的に設けられた支軸部２５とを備えている。この支軸部２５は、他側壁１２Ｂの貫通孔１５を非接触状態で貫通してフレーム１２の外側（他側）へ突出している。

また、捩れ変形部２３の一端部（図２では右側の端部）には、アダプタ２６に設けられたネジ部が螺合しており、このアダプタ２６によって、捩れ変形部２３の一端部とスプール１８の一端部とが一体的に連結されている。これにより、トーションシャフト２４はスプール１８と一体に回転する。なお、アダプタ２６は、一側壁１２Ａの貫通孔１３を非接触状態で貫通してフレーム１２の外側（一側）へ突出している。

スプール１８の他側（図２では左側）には、フォースリミッタ機構を構成するロックギヤ２８が設けられている。ロックギヤ２８は、他側壁１２Ｂの貫通孔１５内に配置されて、捩れ変形部２３の他端部に係止されている。このロックギヤ２８は、捩れ変形部２３が捩れ変形された際以外には、トーションシャフト２４及びスプール１８と一体に回転する。ロックギヤ２８の外周には、ラチェット歯３０が形成されている。さらに、ロックギヤ２８の中心部には円形のローレット孔３２が形成されている。ローレット孔３２は他側へ開放されると共に、ローレット孔３２の内周面全体にはローレット加工が施されてローレット面３４が形成されている。

フレーム１２の一側壁１２Ａと他側壁１２Ｂとの間には、ロック部材４６が架け渡されており、ロック部材４６の他端部（図２では左側の端部）にはロックプレート４８が設けられている。ロックプレート４８は一端において下記ギヤケース５２の下部に回動自在に支持されており、ロックプレート４８はロックギヤ２８の斜め下方に配置されている。ロックプレート４８の他端にはロック歯５０が形成されており、ロックプレート４８は、ロック歯５０がロックギヤ２８のラチェット歯３０から離間した位置と、ロック歯５０がロックギヤ２８のラチェット歯３０に噛合した位置との間で回動可能とされている。

ここで、ロックプレート４８のロック歯５０がロックギヤ２８のラチェット歯３０に噛合した状態では、ロックギヤ２８、トーションシャフト２４、及びスプール１８の引出方向への回転が阻止されるようになっている。しかもこのロック状態では、ウエビング２０からスプール１８に作用する荷重は、トーションシャフト２４、ロックギヤ２８、及びロックプレート４８（ロック部材４６）を介してフレーム１２に伝達されるようになっている。すなわち、上記ロック状態では、スプール１８に作用する荷重は、フレーム１２で支持される構成になっている。なお、ロックプレート４８は、通常はロック歯５０がロックギヤ２８のラチェット歯３０から離間した位置に配置されている。

フレーム１２の他側壁１２Ｂの外側には、ギヤケース５２が設けられており、ギヤケース５２はロックギヤ２８の他側を被覆している。ギヤケース５２の中央部には円孔５４が形成されており、円孔５４は、ロックギヤ２８のローレット孔３２を露出させている。また、この円孔５４は、トーションシャフト２４の支軸部２５よりも充分に大径に形成されており、支軸部２５はこの円孔５４を同軸的に貫通している。

フレーム１２の他側壁１２Ｂの外側（スプール１８とは反対側）には、プリテンショナ機構５６が設けられている。プリテンショナ機構５６は、ギヤケース５２の他側に配置されたピニオン５８を有している。ピニオン５８は、鉄等の金属材料によって形成されており、外周部に外歯が形成されたギヤ部６０を有している。

ギヤ部６０の一側には、円筒状のカム部６２が同軸的かつ一体的に設けられており、カム部６２の外周には凹凸が交互に形成されている。カム部６２は、ギヤケース５２の円孔５４を介してローレット孔３２内に挿入されると共に、ローレット面３４に接触しておらず、ロックギヤ２８はピニオン５８と独立して回転可能とされている。このカム部６２は、後述するクラッチプレート６４に対応している。

また、ギヤ部６０の他側には、円筒状の回転支軸部６１が同軸的かつ一体的に設けられている。回転支軸部６１は、後述するカバープレート８０に形成された円孔８１を貫通すると共にスナップリング８３によって係止されており、ピニオン５８はカバープレート８０によって回転可能に支持されている。

さらに、ピニオン５８（ギヤ部６０、カム部６２、及び回転支持部６１）の軸心部には、軸線方向に沿って貫通する円形の孔部６３が形成されており、トーションシャフト２４の支軸部２５が同軸的に貫通している。

一方、プリテンショナ機構５６は、クラッチプレート６４を有しており、クラッチプレート６４はギヤケース５２とピニオン５８との間に配置されている。クラッチプレート６４の中心側には複数の噛合爪６６が形成されており、各噛合爪６６はクラッチプレート６４から一側へ突出している。各噛合爪６６は前述したカム部６２の各凹部に嵌合されており、これにより、クラッチプレート６４がピニオン５８に取り付けられている。各噛合爪６６は、カム部６２と共にギヤケース５２の円孔５４を介してローレット孔３２内に挿入されると共に、ローレット面３４に接触しておらず、ロックギヤ２８はクラッチプレート６４と独立して回転可能とされている。

また、プリテンショナ機構５６は、作動源６７を備えている。作動源６７は略Ｌ字形円筒状のシリンダ６８を有しており、シリンダ６８はピニオン５８の下方においてフレーム１２の他側壁１２Ｂの外側に固定されている。シリンダ６８の下側端には、ガス発生器７０が設けられると共に、有底円筒状のジェネレータキャップ７２が固定されており、ガス発生器７０は、ジェネレータキャップ７２が被せられた状態でシリンダ６８の下側端を閉塞している。

作動源６７は、ピストン７４を有しており、ピストン７４は、シリンダ６８の上端から内部に挿入されている。ピストン７４の下端にはＯリング７６が設けられており、Ｏリング７６はピストン７４の下端とシリンダ６８との間をシールしている。さらに、ピストン７４の下端以外の部位には、ラック７８が形成されている。

さらに、プリテンショナ機構５６は、略三角柱容器状のカバープレート８０を有しており、カバープレート８０は他側壁１２Ｂの外側に固定されている。前述の如く、カバープレート８０の円孔８１には、ピニオン６４が回転可能に支持されており、ピニオン５８の孔部６３を貫通した支軸部２５が、カバープレート８０の他側へ突出している。このカバープレート８０の一側面及び下面は開口されており、カバープレート８０は、内部にピニオン５８、クラッチプレート６４、及び、ピストン７４の上部を収容すると共に、他側壁１２Ｂとの間で、ギヤケース５２を狭持している。

プリテンショナ機構５６の他側には、ロック機構８２が設けられている。ロック機構８２は、一側が開口された箱状のハウジング８４を有している。ハウジング８４は、樹脂材料によって形成されており、他側壁１２Ｂのスプール１８とは反対側に取り付けられている。ハウジング８４の底壁には、円形の軸受孔８５が形成されており、ピニオン５８の孔部６３を非接触状態で貫通した支軸部２５の他端部（トーションシャフト２４の他端部）が、この軸受孔８５によって回転自在に支持されている。

一方、ハウジング８４の他側は、一側が開口された箱状のセンサカバー８６に被覆されており、センサカバー８６は、ハウジング８４及びフレーム１２の他側壁１２Ｂに固定されている。

ハウジング８４の下部には加速度センサ８８が保持されており、加速度センサ８８はハウジング８４とセンサカバー８６との間の隙間内に配置されている。加速度センサ８８は、載置部９０を有している。載置部９０の上面には略逆円錐状の凹部が形成されており、載置部９０の凹部には球体９２が載置されている。球体９２の上方には可動爪９４が回動自在に支持されており、可動爪９４は球体９２上に載置されている。

ハウジング８４とセンサカバー８６との間の隙間内には、Ｖギヤ９６が設けられており、Ｖギヤ９６は、支軸部２５の他端部に一体的に連結されて、トーションシャフト２４と一体に回転する。また、Ｖギヤ９６の外周にはラチェット歯９８が形成されている。

Ｖギヤ９６にはＷパウル１００が回動可能に支持されており、Ｗパウル１００にはＷマス１０２が固定されている。Ｖギヤ９６とＷパウル１００との間にはセンサスプリング１０４が架け渡されており、センサスプリング１０４はＷパウル１００に対してＶギヤ９６を巻取方向へ付勢している。

ハウジング８４とセンサカバー８６との間の隙間内には、Ｖギヤ９６の他側において、略円盤状のギヤセンサ１０６が設けられており、ギヤセンサ１０６は、支軸部２５の他端部に回転可能に支持されている。ギヤセンサ１０６には、センサカバー８６の内面との間でコイルスプリング１０８が架け渡されており、コイルスプリング１０８はギヤセンサ１０６を巻取方向へ付勢している。

ギヤセンサ１０６の下部には、他側において係合爪１１０が回転可能に支持されており、係合爪１１０は、回転中心軸がトーションシャフト２４の軸方向に平行にされると共に、Ｖギヤ９６のラチェット歯９８に噛合可能とされている。さらに、ギヤセンサ１０６の下部には、他側において押圧片１１２が形成された構成になっている。

一方、図１に示されるように、フレーム１２の一側壁１２Ａの外側（一側）には、クラッチハウジング１１４が取り付けられている。クラッチハウジング１１４は、一側壁１２Ａとは反対側（一側）へ向けて開口した箱状に形成されており、開口部がカバー１１６によって閉塞されている。このクラッチハウジング１１４の側壁部１１４Ａには、円形の貫通孔１１８が形成されており、前述したアダプタ２６がこの貫通孔１１８を同軸的に貫通している。

アダプタ２６は六角柱状の本体部２６Ａを備えており、この本体部２６Ａの一側（スプール１８と反対側）には、円柱状の支軸部２６Ｂが同軸的かつ一体的に設けられている。この支軸部２６Ｂは、カバー１１６に形成された貫通孔１１６Ａを貫通してクラッチハウジング１１４の外側（一側）へ突出している。

クラッチハウジング１１４の一側には、樹脂製のスプリングカバー１２０が設けられている。このスプリングカバー１２０は、他側（カバー１１６側）が開口した略有底円筒状に形成されており、クラッチハウジング１１４を介して一側壁１２Ａに取り付けられている。スプリングカバー１２０の内側には、アダプタ２６の支軸部２６Ｂが挿入されており、スプリングカバー１２０に設けられた図示しない軸受部によって支軸部２６Ｂが回転可能に軸支されている。

また、スプリングカバー１２０の内側には、図示しない渦巻きスプリングが収容されている。この渦巻きスプリングは、渦巻き方向外側端部がスプリングカバー１２０に係止されると共に、渦巻き方向内側端部が支軸部２６Ｂに係止されており、アダプタ２６及びトーションシャフト２４を介してスプール１８を巻取方向へ付勢している。

一方、前述したクラッチハウジング１１４の内部には、クラッチ１２２が収容されている。クラッチ１２２はギヤホイール１２４を備えている。ギヤホイール１２４は一側（カバー１１６側）が開口した軸線方向寸法が短い有底円筒状に形成されている。ギヤホイール１２４の開口部は円盤状のカバー１２５によって閉塞されている。また、ギヤホイール１２４の外周部には、外歯が形成されている。この外歯は、後述するギヤ２００に対応している。

図３に示されるように、ギヤホイール１２４の内側には、略円筒形状のラチェット１２６がギヤホイール１２４に対して同軸的に配置されている。ラチェット１２６は、軸線方向一端部がギヤホイール１２４に形成された円孔に回転自在に軸支されると共に、軸線方向他端部がカバー１２５に形成された円孔に回転自在に軸支されている。これにより、ラチェット１２６は、ギヤホイール１２４及びカバー１２５に対して相対回転可能とされている。

ラチェット１２６の軸心部には、断面六角形の嵌合孔１２７が形成されている。この嵌合孔１２７には、アダプタ２６の本体部２６Ａ（図１参照）が嵌合している。これにより、ラチェット１２６とスプール１８とが相対回転不能に連結されると共に、ギヤホイール１２４及びカバー１２５がラチェット１２６を介してアダプタ２６に支持されている。また、ラチェット１２６の外周部には、複数のラチェット歯１２８が一定間隔毎に形成されている。

さらに、ラチェット１２６の半径方向外側では、ギヤホイール１２４に一対の円筒状のボス１２９が形成されている。これらのボス１２９はラチェット１２６を介して互いに反対側に配置されており、各ボス１２９にはパウル１３０が取り付けられている。

各パウル１３０は本体１３２を備えている。本体１３２はリング状に形成されており、本体１３２の内側にボス１２９が嵌合することで、パウル１３０がボス１２９周りに回転自在に軸支されている。本体１３２の外周の一部には連結片１３４が設けられている。

各連結片１３４は、本体１３２がボス１２９に軸支された状態で、本体１３２に対してスプール１８の巻取方向側（図３の矢印Ａ方向側）へ延出している。さらに、各連結片１３４はボス１２９周りに巻取方向へ所定角度回動することで、先端１３４Ａが上述したラチェット１２６のラチェット歯１２８に噛合される。この噛合状態では、ギヤホイール１２４の巻取方向への回転力がパウル１３０を介してラチェット１２６に伝達されるようになっており、ラチェット１２６はギヤホイール１２４と一体で巻取方向へ回転される。なお、各連結片１３４の先端１３４Ａは、ラチェット歯１２８の巻取方向側の面に対向する部位が傾斜した斜面とされており、上記噛合状態においてもギヤホイール１２４に対するラチェット１２６の巻取方向への相対回転は許容されるようになっている。

また、各本体１３２の外周部からは解除片１３６が延出されている。解除片１３６は概ね本体１３２を介して連結片１３４とは反対側に形成されており、ギヤホイール１２４の半径方向外側を向いた部位が傾斜した斜面とされている。解除片１３６を引出方向に回動させることで、連結片１３４がラチェット１２６の外周部から離間する方向へ回動する。

また、クラッチ１２２は回転板１４０を備えている。この回転板１４０はラチェット１２６に対して回転自在に支持されている。この回転板１４０には一対のブロック１４６が形成されている。これらのブロック１４６は、ラチェット１２６を介して互いに反対側に配置されている。一対のブロック１４６のうちの一方の外周部には、スプリング収容部１４８が形成されており、このスプリング収容部１４８には圧縮コイルスプリング１５０が収容されている。

圧縮コイルスプリング１５０は、巻取方向側の端部がスプリング収容部１４８の壁部１４８Ａに当接している。また、圧縮コイルスプリング１５０の引出方向側の端部は、ギヤホイール１２４の周壁９６の内周部から延出されてスプリング収容部１４８内に入り込んだ当接壁１５２に当接している。

回転板１４０は、ラチェット１２６に対して回転自在に支持されているため、基本的には、ラチェット１２６のみならずギヤホイール１２４に対しても相対回転自在である。しかしながら、上記のように、圧縮コイルスプリング１５０の巻取方向側端部がスプリング収容部１４８の壁部１４８Ａに当接し、引出方向側端部がギヤホイール１２４の当接壁１５２に当接している。このため、回転板１４０に対してギヤホイール１２４が巻取方向へ相対回転しようとすると、当接壁１５２が圧縮コイルスプリング１５０を介して回転板１４０を巻取方向に押圧して回転板１４０をギヤホイール１２４の回転に追従回転させる。

これにより、圧縮コイルスプリング１５０の付勢力に抗し得る大きさの回転力が回転板１４０に作用しない限り、回転板１４０に対するギヤホイール１２４の巻取方向への相対回転は制限される。

また、各ブロック１４６の内周部には押圧片１５４が設けられている。これらの押圧片１５４はパウル１３０の巻取方向側に配置されており、円孔１４４に対して同軸的に湾曲するようにブロック１４６に形成された周壁１５６に沿ってブロック１４６に対して（すなわち、回転板１４０に対して）相対移動可能とされている。

これらの押圧片１５４のパウル１３０とは反対側には付勢部材としての圧縮コイルスプリング１５８が設けられている。圧縮コイルスプリング１５８は周壁１５６に沿って湾曲した状態で配置されている。圧縮コイルスプリング１５８の一端は押圧片１５４のパウル１３０とは反対側の端部に係合して連結されている。これに対して、圧縮コイルスプリング１５８の他端は押圧片１５４とは反対側で回転板１４０に形成された当接壁１６０に当接している。

各押圧片１５４に対応して各パウル１３０の連結片１３４の幅方向外端には、斜面１６４が形成されている。斜面１６４は巻取方向に対してギヤホイール１２４の半径方向外方へ傾斜しており、先端１３４Ａがラチェット１２６の外周部に接していない状態では、ギヤホイール１２４及び回転板１４０の周方向に沿って押圧片１５４と対向している。

押圧片１５４は、ギヤホイール１２４が回転板１４０に対して巻取方向へ所定量相対回転することで斜面１６４に当接するように形成されており、この当接状態から更にギヤホイール１２４が回転板１４０に対して巻取方向へ相対回転しようとした際には、斜面１６４が押圧片１５４によって引出方向に押圧され、この押圧力によりパウル１３０がボス１２９周りに巻取方向に回動する。

また、回転板１４０の周方向に沿った各ブロック１４６の巻取方向側の端部には、押圧部１６６が形成されていると共に押圧部１６６よりも回転板１４０の軸心側には解除片収容部１６８が形成されている。押圧部１６６は、回転板１４０の周方向に沿ってパウル１３０の解除片１３６に対応して形成されている。

解除片１３６は本体１３２との連結部分（基端部）から先端側へ向けて漸次ギヤホイール１２４の軸心側へ湾曲しており、その幅方向外側面も同様に湾曲している。したがって、回転板１４０に対してギヤホイール１２４が引出方向に所定量相対回転すると、押圧部１６６が解除片１３６の幅方向外側面に当接し、この当接状態で更に回転板１４０に対してギヤホイール１２４が引出方向に相対回転すると、押圧部１６６が解除片１３６の先端部を巻取方向に押圧する。

解除片１３６の先端は、傾斜した斜面とされている。このため、解除片１３６の先端を押圧部１６６が押圧することで、パウル１３０をボス１２９周りに引出方向に回動されて解除片収容部１６８に案内する。

上記構成のクラッチ１２２は、摩擦力によって回転板１４０の回転を規制する図示しないブレーキ機構を備えており、ギヤホイール１２４が巻取方向に回転すると、ギヤホイール１２４と回転板１４０との間で相対回転が生じるようになっている。

回転板１４０に対してギヤホイール１２４が巻取方向へ所定量以上相対回転すると、回転板１４０のブロック１４６に設けられた押圧片１５４がパウル１３０の連結片１３４に当接する。この状態で更に回転板１４０に対してギヤホイール１２４が巻取方向へ相対回転しようとすると、押圧片１５４が連結片１３４の斜面１６４を引出方向に押圧する。

斜面１６４に付与された押圧力は、引出方向と回転板１４０及びギヤホイール１２４の半径方向内方へ作用し、この半径方向内方への作用分がパウル１３０をボス１２４周りに巻取方向へ回動させる。パウル１３０はボス１２４周りに巻取方向へ回動することで、先端１３４Ａの角部をラチェット１２６の外周部に当接させ、この状態で巻取方向側で隣接するラチェット歯１２８に当接するまでギヤホイール１２４と共にギヤホイール１２４の中心周りに巻取方向へ回転する。

次いで、この状態で先端１３４Ａがラチェット歯１２８に当接し、更に、ギヤホイール１２４が巻取方向に回転すると、パウル１３０の先端１３４Ａがラチェット歯１２８を巻取方向へ押圧してラチェット１２６、ひいてはスプール１８を巻取方向に回転させるようになっている。

一方、前述したクラッチハウジング１１４の内側には、減速ギヤ列１７０が収容されている。減速ギヤ列１７０は、平歯のギヤ１７２を備えている。ギヤ１７２は、軸線方向がスプール１８の軸線方向に沿う状態でクラッチハウジング１１４の内側に収容されている。

このギヤ１７２は、クラッチハウジング１１４を取り付けられたモータ１７４の出力軸１７６に固定されている。ギヤ１７２の回転半径方向側方には、ギヤ１７２よりも大径な平歯のギヤ１７８が設けられている。このギヤ１７８に対応してクラッチハウジング１１４には、支持軸１８０が形成されている。支持軸１８０は、軸線方向がスプール１８の軸線方向に沿っており、ギヤ１７８は、ギヤ１７２に噛み合った状態で支持軸１８０に回転自在に支持されている。

ギヤ１７８の軸線方向側方には、ギヤ１７８よりも小径な平歯のギヤ１８２がギヤ１７８に対して同軸的且つ一体的に形成されている。ギヤ１８２の回転半径方向側方には、ギヤ１８２よりも大径な大径ギヤ１８４（大径回転体）が設けられている。この大径ギヤ１８４は、オーバーロード機構１８６（トルクリミッタ機構）を構成している。

図４に示されるように、大径ギヤ１８４は、一側に底壁を有する有底円筒状に形成された本体部１８４Ａを備えており、本体部１８４Ａは、他側の開口部がクラッチハウジング１１４の側壁部１１４Ａに対向する状態で配置されている。本体部１８４Ａの内側には、円筒状の軸受部１８４Ｂが設けられている。この軸受部１８４Ｂは、本体部１８４Ａの底壁から本体部１８４Ａの他側（開口側）へ向けて突出しており、本体部１８４Ａに対して同軸的かつ一体的に設けられている。この軸受部１８４Ｂの内側には、クラッチハウジング１１４に設けられた支持軸１８８が挿入されている。支持軸１８８は、軸線方向がスプール１８の軸線方向に沿っており、大径ギヤ１８４は、本体部１８４Ａの外周部に形成された平歯の外歯がギヤ１８２に噛み合った状態で支持軸１８８に回転自在に支持されている。

大径ギヤ１８４の他側には、大径ギヤ１８４よりも小径な小径ギヤ１９０（小径回転体）が配置されている。この小径ギヤ１９０は、円筒状に形成されており、内側に大径ギヤ１８４の軸受部１８４Ｂが回転自在に嵌合している。これにより、小径ギヤ１９０は大径ギヤ１８４に対して同軸的かつ相対回転可能に支持されている。

この小径ギヤ１９０は、本体部１８４Ａの内側に配置された筒状部１９０Ａと、この筒状部１９０Ａの他側に同軸的かつ一体的に設けられた歯車部１９０Ｂとを有している。歯車部１９０Ｂは、本体部１８４Ａの外側（他側）に突出しており、歯車部１９０Ｂの外周部には平歯の外歯が形成されている。

筒状部１９０Ａの外周部と本体部１８４Ａの内周部との間には、環状の隙間が形成されており、この隙間には板バネによって渦巻状に形成された渦巻きバネ１９２が設けられている。この渦巻きバネ１９２は、自然状態での外径寸法が、本体部１８４Ａの内径寸法よりも大きく形成されており、外径寸法が縮小するように巻き締められた状態で本体部１８４Ａの内側に組み付けられている。このため、渦巻きバネ１９２は、弾性力で外周部を本体部１８４Ａの内周部に押し付けており、本体部１８４Ａとの間に生じる摩擦力によって本体部１８４Ａに保持されている。

また、渦巻きバネ１９２の渦巻き方向内側端部には、径方向内側へ向けて突出する係止部１９４が形成されている。この係止部１９４は、小径ギヤ１９０の筒状部１９０Ａに形成された係止溝１９６内に挿入されている。これにより、渦巻きバネ１９２の渦巻き方向内側端部が小径ギヤ１９０に対して相対回転不能に連結されている。

上記構成のオーバーロード機構１８６では、大径ギヤ１８４が軸線周り一方（図４の矢印Ｃ方向）へ回転すると、大径ギヤ１８４の回転力が渦巻きバネ１９２を介して小径ギヤ１９０に伝達され、小径ギヤ１９０が大径ギヤ１８４に追従して軸線周り一方（図４の矢印Ｃ方向）へ回転するようになっている（図５参照）。なお、図５〜図７では説明の都合上、小径ギヤ１９０の歯車部１９０Ｂの図示を省略すると共に、筒状部１９０Ａ及び軸受部１８４Ｂへのハッチングの付与を省略してある。

また、渦巻きバネ１９２の弾性力を上回る軸線周り他方（図４の矢印Ｄ方向）へ向いた回転力が小径ギヤ１９０に作用すると、渦巻きバネ１９２が巻き締まることで、大径ギヤ１８４に対する小径ギヤ１９０の軸線周り他方への相対回転が許容される（図６参照）。この場合、渦巻きバネ１９２は、自らの外周部と本体部１８４Ａの内周部との間に作用する静止摩擦力によって大径ギヤ１８４に対する相対回転を規制されるが、小径ギヤ１９０に作用する回転力が更に過大になると、渦巻きバネ１９２の外周部が本体部１８４Ａの内周部と摺動して、渦巻きバネ１９２が小径ギヤ１９０と共に大径ギヤ１８４に対して相対回転するようになっている（図７参照）。

一方、クラッチハウジング１１４には、軸線方向がスプール１８の軸線方向に沿った支持軸１９８が形成されており、この支持軸１９８には、小径ギヤ１９０よりも大径な平歯のギヤ２００が支持軸１９８周りに回転自在に支持されている。このギヤ２００は、小径ギヤ１９０の歯車部１９０Ｂに噛合されている。また、ギヤ２００の他側には図示しない平歯のギヤが同軸的且つ一体的に形成されており、このギヤは、前述したクラッチ１２２のギヤホイール１２４に噛合されている。これにより、モータ１７４の出力軸１７６の回転が減速ギヤ列１７０を介してギヤホイール１２４に伝達されるようになっている。

なお、モータ１７４が出力軸１７６を正転させると、オーバーロード機構１８６の大径ギヤ１８４、１９０が軸線周り一方（図４の矢印Ｃ方向）へ回転され、ギヤホイール１２４が巻取方向（図１の矢印Ａ方向）へ回転される。また、モータ１７４が出力軸１７６を逆転させると、オーバーロード機構１８６の大径ギヤ１８４、１９０が軸線周り他方（図４の矢印Ｄ方向）へ回転され、ギヤホイール１２４が引出方向（図１の矢印Ａ方向）へ回転される。

次に、本実施形態の作用について説明する。

上記構成のウエビング巻取装置１０では、例えば、レーダー測距装置や赤外線測距装置等の前方監視手段（図示省略）の検出結果に基づいて、本ウエビング巻取装置１０が搭載された車両の前方で走行又は停止している他の車両等の障害物までの距離が一定値未満になったとＥＣＵ等の制御手段（図示省略）が判定すると、制御手段がモータ１７４を正転駆動させる。モータ４８の正転駆動力で出力軸１７６が正転すると、この出力軸１７６の正転が減速ギヤ列１７０のギヤ１７２、１７８、１８２を介してオーバーロード機構１８６の大径ギヤ１８４に伝達され、大径ギヤ１８４が軸線周り一方（図５の矢印Ｃ方向）へ回転される。大径ギヤ１８４の軸線周り一方への回転は、渦巻きバネ１９２を介して小径ギヤ１９０に伝達され、小径ギヤ１９０が軸線周り一方（図５の矢印Ｃ方向）へ回転されると共に、この小径ギヤ１９０の回転がギヤ２００及び図示しないギヤを介してクラッチ１２２のギヤホイール１２４に伝達され、ギヤホイール１２４が巻取方向へ回転される。

ギヤホイール１２４が巻取方向に回転すると、ギヤホイール１２４に取り付けられたパウル１３０がギヤホイール１２４と共に巻取方向に回転し、回転板１４０のブロック１４６に設けられた押圧片１５４がパウル１３０の先端１３４Ａをラチェット１２６側へ回動させる。これにより、パウル１３０の先端１３４Ａがラチェット１２６のラチェット歯１２８に噛合され、ラチェット１２６に対するギヤホイール１２４の巻取方向への相対回転が規制される。

この状態で更にギヤホイール１２４が巻取方向へ回転されると、ラチェット１２６がギヤホイール１２４と共に巻取方向へ回転される。ラチェット１２６はアダプタ２６及びトーションシャフトを介してスプール１８に連結されているため、ラチェット１２６が巻取方向へ回転することでスプール１８が巻取方向へ回転され、ウエビング２０がその長手方向基端側からスプール１８に巻き取られる。これにより、乗員の身体に装着されているウエビング２０の僅かな弛み、所謂「スラック」が解消されて、ウエビング２０による乗員の拘束性が向上する。

またこのとき、乗員が車両のブレーキを操作することなどにより、車両が急減速状態になると、ロック機構８２の加速度センサ８８の球体９２が載置部９０の凹部を反加速度方向側へ移動して上昇し可動爪９４を押し上げる。これにより、可動爪９４がギヤセンサ１０６の係合爪１１０を回転させてＶギヤ９６のラチェット歯９８に噛合させることで、ギヤセンサ１０６がＶギヤ９６と連結された状態となる。この状態で、乗員に作用する慣性力などによりウエビング２０が引き出されると、スプール１８及びトーションシャフト２４を介してＶギヤ９６及びギヤセンサ１０６が引出方向へ幾分回転する。

このようにギヤセンサ１０６が引出方向へ幾分回転されることで、ギヤセンサ１０６の押圧片１１２がロック部材４６のロックプレート４８をロックギヤ２８側へ回動させる。これにより、乗員からウエビング２０へ引出荷重が付与されて、スプール１８、トーションシャフト２４及びロックギヤ２８に引出方向へ回転力が付与されることで、ロックプレート４８のロック歯５０がロックギヤ２８のラチェット歯３０に噛合されて、ロックギヤ２８の引出方向への回転が阻止され、ウエビング２０の引き出しが阻止される。

ここで、上述のようにウエビング２０の引き出しが阻止されるまでの間には、スプール１８が引出方向へ幾分回転されるため、パウル１３０等を介してスプール１８に連結されたギヤホイール１２４が引出方向へ幾分回転される。このとき、オーバーロード機構１８６の小径ギヤ１９０には、ギヤホイール１２４に噛合された図示しないギヤ及びギヤ２００を介して軸線周り他方へ向いた回転力が付与される。この場合、図６に示されるように、渦巻きバネ１９２が上記回転力によって巻き締められることで、大径ギヤ１８４に対する小径ギヤ１９０の軸線周り他方への相対回転が許容される。これにより、大径ギヤ１８４よりもモータ１７４側の構成部材をスプール１８の回転から切り離すことができ、上記回転力（すなわちウエビング２０に作用する引出力）を渦巻きバネに弾性エネルギーとして吸収することができる。

なお、上述の如くスプール１８が引出方向へ幾分回転されると、ロックプレート４８のロック歯５０がロックギヤ２８のラチェット歯３０に噛合され、それ以降はスプール１８に作用する荷重（ウエビング２０に作用する引出力）がフレーム１２によって支持される。

一方、前述した制御手段は、前記前方監視手段の検出結果に基づいて車両の衝突可能性が高いと判定した場合には、プリテンショナ機構５６のガス発生器７０を作動させ、シリンダ６８内に高圧のガスを発生させる。これにより、ピストン７４がシリンダ６８から突出して、ピストン７４のラック７８がピニオン５８のピニオン歯６０に噛合され、ピニオン５８が巻取方向へ回転される。このため、ピニオン５８がクラッチプレート６４に対して相対回転されて、ピニオン５８のカム部６２の各凸部にクラッチプレート６４の各噛合爪６６が嵌合されることで、クラッチプレート６４の各噛合爪６６が、クラッチプレート６４の径方向外側へ移動されて、ロックギヤ２８のローレット面３４に噛合する（ピニオン５８とロックギヤ２８が連結される）。これにより、ピニオン５８と一体にクラッチプレート６４及びロックギヤ２８が巻取方向へ回転されることで、ロックギヤ２８と一体にトーションシャフト２４及びスプール１８が巻取方向へ回転される。これにより、ウエビング２０がスプール１８に強制的に巻き取られて、ウエビング２０による乗員の拘束力が更に増加される。

この状態で、例えば車両が衝突物に衝突し、乗員の慣性力がウエビング２０に入力されると、スプール１８には引出方向へ向いた大きな回転力が付与される。これにより、トーションシャフト２４に付与される捩れ荷重が所定値以上になると、トーションシャフト２４の捩れ変形部２３が捩れ変形されることで、スプール１８がロックギヤ２８と独立して引出方向へ回転される。これにより、ウエビング２０の所定量の引き出しが許容され、乗員の慣性エネルギーが吸収される。

ここで、上述の如くスプール１８が引出方向へ回転される際には、パウル１３０等を介してスプール１８に連結されたギヤホイール１２４が引出方向へ回転されるため、オーバーロード機構１８６の小径ギヤ１９０には軸線周り他方へ向いた回転力が付与される。そして、この回転力が、渦巻きバネ１９２の外周部と大径ギヤ１８４の本体部１８４Ａの内周部との間に作用する最大静止摩擦力よりも大きくなると、渦巻きバネ１９２の外周部が大径ギヤ１８４の本体部１８４Ａの内周部と摺動する（図７参照）。これにより、大径ギヤ１８４に対する小径ギヤ１９０の相対回転が許容され、大径ギヤ１８４よりもモータ１７４側の構成部材をスプール１８の回転から切り離すことができる。これにより、スプール１８がモータ１７４と独立して引出方向へ回転することが可能になる。

このように、本実施形態では、トーションシャフト２４が捩れ変形する際（緊急時）には、渦巻きバネ１９２の外周部が大径ギヤ１８４の本体部１８４Ａの内周部と摺動するが、それ以外の通常使用時には、渦巻きバネ１９２の巻き締まりによってウエビング２０に作用する引出力が吸収される。したがって、渦巻きバネ１９２と大径ギヤ１８４との摺動に伴って大径ギヤ１８４が摩耗することを抑制でき、これにより、オーバーロード機構１８６の耐久性を大幅に向上させることができる。

しかも、本実施形態では、渦巻きバネ１９２が巻き締まるか、或いは渦巻きバネ１９２の外周部が大径ギヤ１８４の本体部１８４Ａの内周部と摺動するかの何れかによってオーバーロード機構１８６が作動するため、何れの場合においても作動音や振動の発生を抑えることができる。したがって、乗員の快適性を確保することができる。

また、本実施形態では、オーバーロード機構１８６が、大径ギヤ１８４と小径ギヤ１９０との間に渦巻きバネ１９２が配置されたシンプルな構成であるため、部品点数が少なく、製造が容易である。また、オーバーロード機構１８６を軽量でコンパクトに構成することができるため、オーバーロード機構１８６を減速ギヤ列１７０等に組み込む際のレイアウトの自由度を向上させることができる。

なお、上記実施形態において、例えば、渦巻きバネ１９２の幅寸法（又は厚さ寸法）が渦巻き方向内側へ向かうに従い細くなるように構成するなどして、渦巻きバネ１９２の渦巻き方向中央部よりも渦巻き方向内側が渦巻き方向外側に比しバネ定数が低くなるように構成してもよい。この場合、渦巻きバネ１９２は、バネ定数の高い渦巻き方向外側部分によって大径ギヤ１８４に良好に保持されるので、渦巻きバネ１９２が大径ギヤ１８４に対して不要に摺動することを抑制できる。また、渦巻きバネ１９２は、バネ定数の低い渦巻き方向内側部分が容易に巻き締まることで、大径ギヤ１８４に対する小径ギヤ１９０の相対回転を許容することができ、エネルギー吸収性を確保することができる。

また、上記実施形態では、渦巻きバネ１９２が板バネによって形成された構成にしたが、本発明はこれに限らず、渦巻きバネが針金状のバネ材によって形成された構成にしてもよい。

本発明の実施形態に係るウエビング巻取装置の全体構成を示す概略的な分解斜視図である。本発明の実施形態に係るウエビング巻取装置の部分的な構成を示す概略的な分解斜視図である。本発明の実施形態に係るウエビング巻取装置の構成部材であるクラッチの主要部の構成を示す正面図である。本発明の実施形態に係るウエビング巻取装置の構成部材であるオーバーロード機構の分解斜視図である。図４に示されるオーバーロード機構の主要部の構成を示し、渦巻きバネを介して伝達される大径ギヤの回転力により小径ギヤが回転されている状態を説明するための断面図である。図４に示されるオーバーロード機構の主要部の構成を示し、渦巻きバネが巻き締まることで、大径ギヤに対する小径ギヤの相対回転が許容された状態を説明するための断面図である。図４に示されるオーバーロード機構の主要部の構成を示し、渦巻きバネの外周部が大径ギヤの内周部と摺動することで、大径ギヤに対する小径ギヤの相対回転が許容された状態を説明するための断面図である。

符号の説明

１０ウエビング巻取装置
１８スプール（巻取軸）
２０ウエビング
２４トーションシャフト
８２ロック機構
１７４モータ
１８４大径ギヤ（大径回転体）
１８６オーバーロード機構
１９０小径ギヤ（小径回転体）
１９２渦巻きバネ

Claims

巻取方向へ回転されることで車両乗員拘束用のウエビングを巻き取ると共に、前記ウエビングが引き出されることで引出方向へ回転される巻取軸と、モータと、前記巻取軸と前記モータとの間に介在されたオーバーロード機構と、を備え、
前記オーバーロード機構は、
前記モータの駆動力が伝達されて軸線周り一方へ回転されると共に、自らの回転軸線と同心状の内周部を有する大径回転体と、
前記大径回転体に対して同軸的かつ相対回転可能に設けられ、前記巻取軸の前記巻取方向への回転に連動して軸線周り一方へ回転されると共に、前記巻取軸の前記引出方向への回転に連動して軸線周り他方へ回転される小径回転体と、
バネ材によって渦巻き状に形成され、弾性力で外周部を前記大径回転体の内周部に押し付けることで前記大径回転体に保持されると共に、渦巻き方向内側端部が前記小径回転体に係止された渦巻きバネと、を有し、
前記渦巻きバネの弾性力を上回る軸線周り他方へ向いた回転力が前記小径回転体に作用した際に、前記渦巻きバネが巻き締まることで、前記大径回転体に対する前記小径回転体の軸線周り他方への相対回転が許容され、
前記小径回転体に作用する回転力が所定値を超えた際に、前記渦巻きバネの外周部が前記大径回転体の内周部と摺動して、前記渦巻きバネが前記小径回転体と共に前記大径回転体に対して相対回転するウエビング巻取装置。
前記巻取軸に連結され、前記巻取軸と一体に回転すると共に、所定値以上の捩れ荷重が付与されることで捩れ変形するトーションシャフトと、所定の機会に前記トーションシャフトの前記引出方向への回転を規制するロック機構とを備え、前記規制状態で前記ウエビングに所定値以上の引出力が作用すると、前記トーションシャフトが捩れ変形することで前記巻取軸の前記引出方向への回転が許容されると共に、前記渦巻きバネは、前記回転許容時に前記大径回転体に対する前記保持を解除されて、外周部が前記大径回転体の内周部と摺動することを特徴とする請求項１に記載のウエビング巻取装置。
前記渦巻きバネは、渦巻き方向中央部よりも渦巻き方向内側が渦巻き方向外側に比しバネ定数が低く設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウエビング巻取装置。