JP5117767B2 - シートベルトリトラクタおよびこれを備えたシートベルト装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両に装備され、乗員を拘束するためのシートベルトの巻取りおよび引出しをモータにより行うシートベルトリトラクタおよびこれを備えたシートベルト装置の技術分野に関し、特に、車両衝突時等の通常時に比べて大きな減速度が車両に加えられた緊急時に、乗員の慣性エネルギをエネルギ吸収機構（以下、ＥＡ機構ともいう：荷重制限機構としても構成される）により吸収して、シートベルトに加えられる荷重を制限するようになっている、モータ駆動によるシートベルトリトラクタおよびこれを備えたシートベルト装置の技術分野に関するものである。

従来から自動車等の車両に装備されているシートベルト装置は、衝突時等の車両に大きな減速度が作用した場合のような緊急時に、シートベルトで乗員を拘束することにより乗員のシートからの飛び出しを阻止している。このようなシートベルト装置においては、シートベルトを引出し可能に巻き取るシートベルトリトラクタが設けられている。

このようなシートベルトリトラクタにおいて、従来、シートベルトの巻取りおよび引出しをモータにより行うシートベルトリトラクタが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示のシートベルトリトラクタは、シートベルトを巻き取るスプールが筒状に形成されるとともに、このスプールの筒状内にモータをスプールと同心状に配置されることで、シートベルトリトラクタの幅（つまり、スプール軸方向の長さ）が抑えられて、全体として小型コンパクトに形成されている。

また、特許文献１に開示のシートベルトリトラクタは、シートベルト装着状態で衝突時等の車両に大きな車両減速度が作用した場合の緊急時にシートベルトの引出しを阻止する際、慣性移動しようとする乗員の慣性エネルギをＥＡ機構により吸収している。その場合、ＥＡ機構としてトーションバーが用いられており、このトーションバーは、前述の緊急時にねじり変形することで、乗員の慣性エネルギを吸収している。

更に、特許文献１に開示のシートベルトリトラクタでは、筒状のスプール内に配置されたモータのロータが筒状に形成されている。そして、トーションバーがこの筒状のロータの内孔を軸方向に貫通して配設されることで、シートベルトリトラクタが更に小型コンパクトにされている。。
特開２００６−２６４３９７号公報。

ところで、前述の特許文献１に開示のシートベルトリトラクタでは、トーションバーのねじり変形の際、トーションバーにねじりトルクを加えるために、トーションバーの一端に形成されたトルク伝達部である頭部の直径がロータの内孔の内径より大きく設定されているが、トーションバーの他端側のトルク伝達部の直径もロータの内孔の内径より大きく設定することで、ねじりトルクをトーションバーに、より一層効果的に加えることができる。

しかしながら、ロータの両端から軸方向に突出するトーションバーの両端側のトルク伝達部の直径を、ともにロータの内孔の内径より大きく設定すると、トーションバーを筒状のロータの内孔に軸方向に貫通させることができなくなる。したがって、トーションバーをスプールおよびロータ内に組み込むことができない。

そこで、ロータの内孔の内径をトーションバーの両端側のトルク伝達部の直径より大きくすることが考えられるが、ロータの内径を大きくしたのでは、ロータの外径が大きくなってしまう。その結果、モータおよびスプールの各直径が大きくなるので、シートベルトリトラクタが大型にならざるを得ない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、トーションバーをスプールおよびモータシャフト内に組み込んでリトラクタの全体を小型コンパクトに形成しつつ、車両衝突時等の緊急時にトーションバーにねじりトルクをより一層効果的に加えることのできる、モータ駆動によるシートベルトリトラクタを提供することである。
本発明の他の目的は、車両衝突時等の緊急時にシートベルトによって乗員を拘束する際に乗員の慣性エネルギをより一層効果的に吸収することで、乗員をシートベルトから大きな力を受けることなく柔軟に拘束することのできるシートベルト装置を提供することである。

前述の課題を解決するために、請求項１に係る発明のシートベルトリトラクタは、シートベルトを引出し可能に巻き取る円筒状のスプールと、このスプールの円筒内にモータシャフトが前記スプールと同心状にして配設されて前記スプールをベルト巻取り方向およびベルト引出し方向に回転するための回転駆動力を発生するモータと、緊急時に前記スプールがベルト引出し方向に回転するとき、乗員の慣性エネルギを吸収するエネルギ吸収機構とを備え、前記モータのモータシャフトが円筒状に形成されており、前記エネルギ吸収機構が、ねじり変形により前記乗員の慣性エネルギを吸収しかつ前記モータシャフトの内孔を貫通して配設されるトーションバーからなるシートベルトリトラクタにおいて、前記トーションバーの両端側のねじりトルク伝達部の直径が、いずれも前記モータシャフトの内孔の内径より大きく設定されており、前記モータシャフトが軸方向に沿って所定数に分割されている構成されていることを特徴としている。

また、請求項２に係る発明のシートベルトリトラクタは、前記モータシャフトが軸方向に沿って２分割された第１および第２モータシャフト部材から構成されていることを特徴としている。
更に、請求項３に係る発明のシートベルトリトラクタは、前記第１および第２モータシャフト部材が、互いに軸方向および径方向に位置決めされて結合されていることを特徴としている。

更に、請求項４に係る発明のシートベルト装置は、乗員を拘束するシートベルトと、このシートベルトを引出し可能に巻き取るシートベルトリトラクタと、前記シートベルトに摺動可能に支持されたタングと、このタングが係脱可能に係合されるバックルとを少なくとも備えているシートベルト装置において、前記シートベルトリトラクタが、請求項１ないし３のいずれか１記載のシートベルトリトラクタであることを特徴としている。

このように構成された請求項１ないし３の発明に係るシートベルトリトラクタによれば、電動モータのモータシャフトを所定数に分割して構成しているので、トーションバーの両端側のトルク伝達部の直径を円筒状のモータシャフトの内孔の内径より大きく設定しても、トーションバーをモータシャフトの内孔に貫通させることができる。その場合、トーションバーのトーション部をモータシャフトに貫通させた状態でモータシャフトを容易に組み立てることができ、スプール内への電動モータおよびトーションバーの組み込み作業性が向上する。

そして、トーションバーの両端側の各トルク伝達部の直径をともに大きく設定することができるので、トーションバーのねじりトルク（ねじり力）を大きく設定することができる。これにより、トーションバーのＥＡ作動時にトーションバーのトーション部を効果的にねじり変形することができ、トーションバーによるＥＡ機能を十分に発揮させることができる。

しかも、トーションバーを円筒状のモータシャフトの軸方向の内孔に貫通させているので、電動モータおよびトーションバーをスプール内に効率よく配設することができる。更に、トーションバーのモータシャフト貫通部であるトーション部の直径を小さくすることができることから、モータシャフトの外径を小さくすることができる。これにより、電動モータの外径を小さくできるので、スプールの外径も小さくできる。したがって、シートベルトリトラクタを全体的により一層コンパクトに形成することができる。

特に、モータシャフトを２部材からなる２分割に構成することにより、部品点数の低減化を図ることができるとともに、分割した２部材の結合時の位置合わせが簡単になり、組立工数の低減化を図ることができる。

こうして、トーションバーをスプールおよびモータシャフト内に組み込んで、モータ駆動によるシートベルトリトラクタの全体を小型コンパクトに形成しつつ、車両衝突時等の緊急時にトーションバーにねじりトルクをより一層効果的に加えることができるようになる。

更に、本発明のシートベルトリトラクタを備えたシートベルト装置によれば、本発明のシートベルトリトラクタを用いることで、車両衝突時等の緊急時にシートベルトによって乗員を拘束する際に、乗員の慣性エネルギをより一層効果的に吸収することで、乗員をシートベルトから大きな力を受けることなく柔軟に拘束することができるようになる。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は本発明にかかるシートベルトリトラクタを備えたシートベルト装置の実施の形態の一例を模式的に示す図である。

図１に示すように、この例のシートベルト装置１は、車体のＢピラー２等に固定されかつ電動モータにより駆動されるシートベルトリトラクタ３、このシートベルトリトラクタ３から引き出されるとともに先端のベルトアンカー４が車体の床あるいは車両シート５に固定されるシートベルト６、例えばセンターピラー等の車体に設けられてシートベルトリトラクタ３から引き出されたシートベルト６を乗員Ｃのショルダーの方へガイドするガイドアンカー７、このガイドアンカー７からガイドされてきたシートベルト６に摺動自在に支持されたタング８、車体の床あるいは車両シートに固定されかつタング８が挿入係合されるバックル９、シートベルトリトラクタ３のモータを制御する電子制御装置（ＥＣＵ）１０、およびこのシートベルト装置１が搭載されている車両の衝突予知および衝突発生に関する情報、この車両の運転状態に関する情報、車両シート５に着座している乗員Ｃの着座位置および体格に関する情報、周辺の交通状況に関する情報、天候や時間帯に関する情報、シートベルト６の巻取り量および引出し量の情報、バックルスイッチからのタング８とバックル９との係合情報などのシートベルトリトラクタ３のモータ制御に必要な各種情報を検出してＥＣＵ１０に常時または所定時間毎に入力する入力手段１１から構成されている。ベルトアンカー４、シートベルト６、ガイドアンカー７、タング８、およびバックル９は、いずれも従来公知のものを用いることができる。

図２は本発明にかかるシートベルトリトラクタの実施の形態の一例を模式的に示す縦断面図、図３は電動モータにおけるロータの分解斜視図、図４は図２におけるIV−IV線に沿う断面図である。なお、図２において、中心線より上側がロータを断面図で示し、中心線より下側がロータを正面図で示す。
図２に示すように、この例のシートベルトリトラクタ３は左右の一対の側壁１２,１３を有するベースフレーム１４を有しているとともに、一対の側壁１２,１３には、それぞれ、互いに同心状に配置された円形状の開口１５,１６が設けられている。

両側壁１２,１３の間にシートベルト６を引出し可能に巻き取るスプール１７が配設されており、このスプール１７の両端には巻き取るシートベルト６をガイドするフランジ１８,１９がそれぞれ形成されている。このスプール１７は、その側壁１２側端部に中央が開口した環状の底部２０が形成されかつ側壁１２側端が開放された有底の円筒状に形成されている。

有底円筒状のスプール１７内に、スプール１７をベルト巻取り方向およびベルト引出し方向に回転するための回転駆動力を発生する電動モータ２１が、開放された側壁１３側端から挿入されて収容されている。この電動モータ２１は「インナーロータ型のブラシレスモータと称される電動モータであり、円筒状のモータハウジング２２、このモータハウジング２２内に収容されて固定された巻線からなる環状のステータ２３、およびこれらのモータハウジング２２およびステータ２３を軸方向に貫通する磁石からなるロータ（回転子）２４からなっている。

モータハウジング２２はその大部分がスプール１７内に収容されている。そして、モータハウジング２２の側壁１３側のフランジ状端部２２ａが筒状の取付部材２５により側壁１３に取り付けられている。こうして、モータハウジング２２が側壁１３に固定されている。また、取付部材２５の外周には、スプール１７の側壁１３側の端部が回転可能に支持されている。
ステータ２３はモータハウジング２２内に位置してこのモータハウジング２２に固定されている。

ロータ２４は全体形状が円筒状に形成されている。図３に示すように、このロータ２４は、外側の円筒状の回転駆動部材２４ａとこの回転駆動部材２４ａの内周を貫通して設けられた円筒状の回転軸部材２４ｂとから構成されている。そして、ステータ２３からの電磁力で回転駆動力が回転駆動部材２４ａに加えられることで、回転駆動部材２４ａと回転軸部材２４ｂとがベルト巻取り方向およびベルト引出し方向のいずれにも一体に回転するようになっている。つまり、ロータ２４がステータ２３からの電磁力で回転する。

回転駆動部材２４ａおよび回転軸部材２４ｂは、いずれも、それらの直径の位置で軸方向に２分割されて、それぞれ２部材の、第１および第２回転駆動部材２４ａ₁,２４ａ₂、および第１および第２回転軸部材２４ｂ₁,２４ｂ₂から構成されている。第１回転軸部材２４ｂ₁の軸方向の２つの分割端縁のうち、一方の分割端縁には３個の係合突起２４ｂ₃,２４ｂ₄（他の１つの係合突起は図示されない）が設けられているとともに、他方の分割端縁には３個の係合凹部２４ｂ₅,２４ｂ₆,２４ｂ₇が設けられている。同様に、第２回転軸部材２４ｂ₂の軸方向の２つの分割端縁のうち、第１回転軸部材２４ｂ₁の他方の分割端縁に対向する分割端縁には、第１回転軸部材２４ｂ₁の３個の係合凹部２４ｂ₅,２４ｂ₆,２４ｂ₇にそれぞれ係合可能な３個の係合突起２４ｂ₈,２４ｂ₉,２４ｂ₁₀が設けられている。また、図示されないが、第１回転軸部材２４ｂ₁の一方の分割端縁に対向する第２回転軸部材２４ｂ₂の分割端縁には、第１回転軸部材２４ｂ₁の３個の係合突起２４ｂ₃,２４ｂ₄にそれぞれ係合可能な、係合凹部２４ｂ₅,２４ｂ₆,２４ｂ₇と同様の３個の係合凹部が設けられている。そして、各係合突起がそれぞれ対応する係合凹部に嵌合されることで、第１回転軸部材２４ｂ₁と第２回転軸部材２４ｂ₂とが軸方向にも径方向にも位置決めされかつ結合されて、円筒状の回転軸部材２４ｂが構成される。

また、第１回転駆動部材２４ａ₁の軸方向の２つの分割端縁と第２回転駆動部材２４ａ₂の軸方向の２つの分割端縁とがそれぞれ突き合わされて回転軸部材２４ｂに取り付けられることで、円筒状の回転駆動部材２４ａが回転軸部材２４ｂに固定される。なお、回転駆動部材２４ａおよび回転軸部材２４ｂは３分割以上に分割することもできるが、部品点数の低減化および組立工数の低減化を考慮してこの例のように２分割することが好ましい。

図２に示すように、回転軸部材２４ｂの側壁１３側の端部が、ベアリング２６を介してフレーム１４の側壁１３の開口１６の内周面に回転可能に支持されている。また、回転軸部材２４ｂの回転駆動部材２４ａの位置より側壁１２側の一部分が、ベアリング２７を介してモータハウジング２２に回転可能に支持されている。したがって、ロータ２４の回転軸部材２４ｂはモータ２１のモータシャフト（モータ回転軸）として構成されている。こうして、電動モータ２１はスプール１７内に、ロータ２４つまりモータシャフトがスプール１７と同心状に収容されて配設されている。

フレーム１４の側壁１３には、例えばホール素子等からなる回転センサ２８が設けられているとともに、ロータ２４の回転駆動部材２４ａの外周には、図示しないが、回転センサ２８によって検出される所定数の突起または凹部が円周方向に等間隔を置いて設けられている。これらの回転センサ２８と突起または凹部とにより、入力手段１１の１つとしてシートベルト６の巻取り量および引出し量の情報をＥＣＵ１０に入力する入力手段が構成されている。そして、回転センサ２８と突起または凹部との協働により、ロータ２４の回転位置が検出される。このロータ２４の回転位置検出情報により、スプール１７によるシートベルト６の巻取り量および引出し量が得られる。すなわち、この例ではロータ２４の回転位置を検出する位置検出手段である回転センサ２８と突起または凹部とが、シートベルト６の巻取り量および引出し量を検出するシートベルト巻取り・引出し量検出手段として兼用されている。

そして、回転センサ２８と突起または凹部とで検出されたロータ２４の回転位置検出情報、つまりシートベルト６の巻取り量情報および引出し量情報に基づいて、ＥＣＵ１０は電動モータ２１のオン・オフの制御、電動モータ２１の回転数の制御、電動モータ２１の回転方向の制御、および電動モータ２１の負荷の制御等を行うようになっている。その場合、ＥＣＵ１０は、電動モータ２１のステータ２３の巻線に供給される電力供給量（具体的には、巻線に供給される電流あるいは電圧の値）および電力供給方向（具体的には、巻線への通電方向）を制御することにより、前述の電動モータ２１の各制御を行う。

このように、電動モータ２１にブラシレスモータを用いることで、ロータ２４の回転位置、回転速度および回転方向等を検出する特別なセンサ類が不要となり、構成が簡略化されて、電動モータ２１の小型化、電動モータ２１の出力向上、および放熱性の向上がともに効果的に図られるようになる。

図２に示すように、ロータ２４の回転軸部材２４ｂとスプール１７との間に、電動モータ２１とスプール１７との間の動力伝達を行う、遊星歯車動力伝達機構２９が設けられている。この遊星歯車動力伝達機構２９は、軸方向に並設された２段の第１および第２遊星歯車機構３０,３１から構成されている。

図２および図４に示すように、第１および第２遊星歯車機構３０,３１は共通の円環状の環状部材３２を備えているとともに、軸方向断面がＴ字状の筒状のＴ字状部材３３を備えている。環状部材３２は、フレーム１４の側壁１２の開口１５内に嵌合固定されている。

第１遊星歯車機構３０は、回転軸部材２４ｂの外周面に形成された第１サンギヤ３４、環状部材３２のスプールと反対側の端部の内周面に固定されかつ内歯３５ａを有する環状の第１インターナルギヤ３５、第１サンギヤ３４と第１インターナルギヤ３５とに噛合してこれらのギヤ３４,３５の回りに公転可能にかつ自転可能に設けられた所定数（図示例では３個）の第１プラネタリギヤ３６、およびこれらの第１プラネタリギヤ３６を回転可能に軸支する第１キャリヤ３７から構成されている。

Ｔ字状部材３３は第１プラネタリギヤ３６を回転可能に軸支しつつ第１キャリヤ３７にボルト等の固着具により一体回転可能に固定されている。
第２遊星歯車機構３１は、Ｔ字状部材３３の外周面に形成された第２サンギヤ３８、環状部材３２のスプール側の端部の内周面に固定されかつ内歯３９ａを有する環状の第２インターナルギヤ３９、第２サンギヤ３８と第２インターナルギヤ３９とに噛合してこれらのギヤ３８,３９の回りに公転可能にかつ自転可能に設けられた所定数（図示例では３個）の第２プラネタリギヤ４０、およびスプール１７に一体回転可能に固定されかつこれらの第２プラネタリギヤ４０を回転可能に軸支する第２キャリヤ４１から構成されている。第２プラネタリギヤ４０は、いずれもスプール１７にも相対回転可能に軸支されている。

したがって、電動モータ２１のロータ２４の回転が第１遊星歯車機構３０の第１サンギヤ３４，および第１プラネタリギヤ３６を介して第１キャリヤ３７に第１の所定の減速比で１段減速されて伝達され、更に第１キャリヤ３７の回転が第２遊星歯車機構３１の第２サンギヤ３８，第２プラネタリギヤ４０、および第２キャリヤ４１を介してスプール１７に第２の所定の減速比で２段減速されて伝達され、スプール１７は電動モータ２１の回転で減速回転するようになっている。このようにして、遊星歯車動力伝達機構２９は、第１遊星歯車機構３０ではサンギヤ入力のキャリヤ出力で動力伝達が行われ、同様に第２遊星歯車機構３１でもサンギヤ入力のキャリヤ出力で動力伝達が行われるという２段減速の減速機構としての遊星歯車動力伝達機構となっている。

図２および図３に示すように、トーションバー４２がＥＡ機構として筒状のロータ２４を貫通して設けられている。このトーションバー４２は、外直径が回転軸部材２４ｂの内孔２４ｂ₁₁の内径（直径）より小直径に形成されてロータ２４を貫通しかつねじり変形のよりエネルギを吸収するトーション部４２ａと、トーション回転軸部材２４ｂから軸方向に突出するトーション部４２ａの両端部に設けられかつトーション部４２ａにねじりトルク（ねじり力）を与えるトルク伝達部である第１および第２頭部４２ｂ,４２ｃとから構成されている。第１および第２頭部４２ｂ,４２ｃは互いに同じ大きさの６角形状に形成されているとともに、各６角形状のそれぞれの辺はいずれも内側に凹んだ湾曲面とされている。また、第１および第２頭部４２ｂ,４２ｃの６角形状の各辺の最大凹み部を通りかつトーション部４２ａと同心の円の直径および第１および第２頭部４２ｂ,４２ｃの６角形状の各角部を通りかつトーション部４２ａと同心の円の直径が、いずれも回転軸部材２４ｂの内孔２４ｂ₁₁の直径よりも大きくなるように設定されている。つまり、第１および第２頭部４２ｂ,４２ｃに少なくとも最大外径が内孔２４ｂ₁₁の内径より大きく設定される。このように第１および第２頭部４２ｂ,４２ｃの直径を大きく設定することで、トーション部４２ａのねじり変形がより効果的に行われるようになっている。

遊星歯車動力伝達機構２９側である第１頭部４２ｂは、第１遊星歯車機構３０の第１キャリヤ３７に形成された６角形状の凹部３７ａに嵌合されて第１キャリヤ３７に対して相対回転不能に連結されている。なお、第１キャリヤ３７は、環状部材３２に取り付けられたカバー４３の支持突起４３ａにその中心が回転可能に支持されている。

フレーム１４の側壁１３には、第３の側壁４４が軸方向に所定間隔を置いて取り付けられている。この第３の側壁４４には、前述の緊急時に発生する大きな車両減速度を感知して作動する減速度感知手段４５およびこの減速度感知手段４５によって作動して少なくともスプール１７のベルト引出し方向の回転を阻止（ロック）するロック機構４６が設けられている。ロック機構４６はロッキングベース４７を備えている。ロッキングベース４７には６角形状の凹部４７ａが形成されており、第２頭部４２ｃがこの凹部４７ａに嵌合されてロッキングベース４７に対して相対回転不能に連結されている。

このロッキングベース４７にはパウル４８が回動可能に設けられている。このパウル４８は、減速度感知手段４５が作動しない通常時には回動しなく、ロッキングベース４７（つまりスプール１７）のベルト巻取り方向およびベルト引出し方向のいずれの方向の回転も自由にする。また、パウル４８は減速度感知手段４５の作動時に回動して、その係止爪４８ａが第３の側壁４４の内歯４４ａに係合することでロッキングベース４７のベルト引出し方向の回転を阻止（ロック）する。これらの減速度感知手段４５およびロック機構４６は、例えば特開２００２−１２０６９４号公報および特開２００１−１２２０７７号公報等に開示されているように従来周知のものであり、これらの公報を参照すれば、それらの構成および作動は容易に理解することができるとともに、本発明に直接関係しないので、その具体的な説明は省略する。

このように構成されたこの例のシートベルトリトラクタ３においては、ベルト非装着の通常状態では、ロック機構４６が作動していないのでロッキングベース４７が回転自由となっている。また、電動モータ２１が回転駆動されていない。したがって、乗員Ｃはシートベルト６をシートベルトリトラクタ３のスプール１７から自由に引き出すことが可能となっている。

乗員Ｃが車両シート５に着座してシートベルト６を所定量引き出した後、タング８をバックル９に挿入係合すると、入力手段１１の１つであるバックルスイッチが作動してタング８とバックル９との係合情報をＥＣＵ１０に入力する。すると、ＥＣＵ１０は電動モータ２１をベルト巻取り方向に回転駆動する。この電動モータ２１の回転が遊星歯車動力伝達機構２９により２段減速されてスプール１７に伝達され、スプール１７がベルト巻取り方向に回転して余分に引き出されたシートベルト６がスプール１７に巻き取られ、シートベルト６の弛みが解消される。

このベルト巻取りでシートベルト６の弛みがなくなると、更なるベルト巻取りでシートベルト６にベルト張力が発生するとともに、電動モータ２１への供給電流あるいは供給電圧が上昇する。このときのベルト張力、電動モータ２１への供給電流および供給電圧の少なくとも１つが入力手段１１である適宜の検出手段で検出されてＥＣＵ１０に入力される。ＥＣＵ１０は、入力されるベルト張力、供給電流および供給電圧の少なくとも１つが予め設定された所定値になると、電動モータ２１の回転駆動を停止する。そして、この状態が保持されて車両が走行開始される。なお、ＥＣＵ１０は、このように電動モータ２１の回転駆動を停止した後、電動モータ２１を逆方向つまりベルト引出し方向に若干量回転させて遊星歯車動力伝達機構２９を介してスプール１７をベルト引出し方向に回転させることで、シートベルト６を所定量引き出してベルトテンションを０またはほぼ０に設定し、乗員Ｃをコンフォート状態にすることもできる。

そして、車両走行中は、ＥＣＵ１０は前述のように入力手段１１から入力されるモータ制御に必要な各種情報に基づいて前述の電動モータ２１の各制御を行うことによって、ベルト張力がこれらの各種情報に基づいた適正な値となるように制御される。
車両が停止して、乗員Ｃが降車のためタング８をバックル９から離脱させて係合解除すると、バックルスイッチが非作動となってタング８とバックル９との非係合情報をＥＣＵ１０に入力する。すると、ＥＣＵ１０は電動モータ２１をベルト巻取り方向に回転駆動する。この電動モータ２１のベルト巻取り方向の回転で、スプール１７がシートベルト６を初期の巻取り状態となるまで、つまり装着のため引き出されてた全量を巻き取る。これにより、シートベルト６がシートベルトリトラクタ３に格納される。このようにシートベルト６が全量巻き取られると、ＥＣＵ１０は回転センサ２８からのベルト全量巻取り情報に基づいて電動モータ２１の回転を停止する。

ベルト装着状態での車両走行中に、例えば車両衝突等によって車両にきわめて大きな減速度が加えられた緊急時には、減速度感知手段４５が作動して、前述のようにロッキングベース４７のベルト引出し方向の回転が阻止される。これにより、トーションバー４２の第２頭部４２ｃの同方向の回転も阻止される
これに対して、乗員Ｃの慣性移動でシートベルト６が引き出されようとしてスプール１７がベルト引出し方向に回転しようとするため、第２キャリヤ４１、第２プラネタリギヤ４０、第２サンギヤ３８、および第１キャリヤ３７を介してトーションバー４２の第１頭部４２ｂが同方向に回転するように付勢される。

すると、トーションバー４２のトーション部４２ａがねじり変形を生じ、このトーション部４２ａのねじり変形により乗員Ｃの慣性エネルギが吸収されて、シートベルト６に作用する荷重が大きくなるに制限される。このとき、第１および第２頭部４２ｂ,４２ｃの直径がともに大きく設定されていることから、トーション部４２ａのねじり力が大きく設定されて、トーション部４２ａが効果的にねじり変形する。こうして、車両にきわめて大きな減速が発生したとき、乗員Ｃはシートベルト６から大きな力を受けることなく、シートベルト装置１のシートベルト６によって拘束されるようになる。

この例のシートベルトリトラクタ３によれば、回転駆動部材２４ａと回転軸部材２４ｂを２分割に形成している、つまりロータ２４を２分割に形成しているので、トーションバー４２の第１および第２頭部４２ｂ,４２ｃの直径を、回転軸部材２４ｂの内孔２４ｂ₁₁の直径より大きく設定しても、トーションバー４２のトーション部４２ａを回転軸部材２４ｂの内孔２４ｂ₁₁に貫通させることができる。そして、トーション部４２ａを回転軸部材２４ｂの内孔２４ｂ₁₁に貫通させた状態でロータ２４を容易に組み立てることができ、スプール１７内への電動モータ２１の組み込み作業性が向上する。

そして、第１および第２頭部４２ｂ,４２ｃの直径をともに大きく設定することができるので、トーション部４２ａのねじり力を大きく設定することができる。これにより、トーションバー４２のＥＡ作動時にトーション部４２ａを効果的にねじり変形することができる。したがって、トーションバー４２によるＥＡ機能を十分に発揮させることができる。

しかも、トーションバー４２を円筒状のロータ２４の軸方向の内孔を貫通させているので、電動モータ２１およびトーションバー４２をスプール１７内に効率よく配設することができる。更に、トーションバー４２のトーション部４２ａの直径を小さくすることができることから、ロータ２４の外径を小さくすることができる。これにより、電動モータ２１の外径を小さくできるので、スプール１７の外径も小さくできる。これにより、シートベルトリトラクタ３を全体的により一層コンパクトに形成することができる。

特に、この例のシートベルトリトラクタ３では、回転駆動部材２４ａを第１および第２回転駆動部材２４ａ₁,２４ａ₂に２分割するとともに回転軸部材２４を第１および第２回転軸部材２４ｂ₁,２４ｂ₂に２分割に構成している、つまり、ロータ２４を軸方向に２部材（第１回転駆動部材２４ａ₁および第１回転軸部材２４ｂ₁と、第２回転駆動部材２４ａ₂および第２回転軸部材２４ｂ₂との２部材）に２分割に構成しているので、部品点数の低減化を図ることができるとともに、分割した２部材の結合時の位置合わせが簡単になり、組立工数の低減化を図ることができる。

こうして、トーションバー４２をスプール１７およびロータ２４内に組み込んで、モータ駆動によるシートベルトリトラクタ３の全体を小型コンパクトに形成しつつ、車両衝突時等の緊急時にトーションバー４２にねじりトルクをより一層効果的に加えることができるようになる。

また、このシートベルトリトラクタ３を用いることで、この例のシートベルト装置１は、車両衝突時等の緊急時にシートベルト６によって乗員Ｃを拘束する際に、乗員Ｃの慣性エネルギをより一層効果的に吸収することで、乗員Ｃをシートベルト６から大きな力を受けることなく柔軟に拘束することができるようになる。

本発明のシートベルトリトラクタは、自動車等の車両に装備され、乗員を拘束するためのシートベルトをモータによる巻取りおよび引出しを行うシートベルトリトラクタに好適に利用することができる。

本発明にかかるシートベルトリトラクタを備えたシートベルト装置の実施の形態の一例を模式的に示す図である。 本発明にかかるシートベルトリトラクタの実施の形態の一例を模式的に示す縦断面図である。 図２における電動モータにおけるロータの分解斜視図である。 図２におけるIV−IV線に沿う断面図である。

符号の説明

１…シートベルト装置、３…シートベルトリトラクタ、５…車両シート、６…シートベルト、８…タング、９…バックル、１０…電子制御装置（ＥＣＵ）、１１…入力手段、１２,１３…側壁、１４…ベースフレーム、１７…スプール、２１…電動モータ、２２…モータハウジング、２３…ステータ、２４…ロータ（回転子）、２４ａ…回転駆動部材、２４ａ₁…第１回転駆動部材、２４ａ₂…第２回転駆動部材、２４ｂ…回転軸部材、２４ｂ₁…第１回転軸部材、２４ｂ₂…第２回転軸部材、２４ｂ₁₁…回転軸部材の内孔、４２…トーションバー、４２ａ…トーション部、４２ｂ…第１頭部、４２ｃ…第２頭部

Claims (4)

1. シートベルトを引出し可能に巻き取る円筒状のスプールと、このスプールの円筒内にモータシャフトが前記スプールと同心状にして配設されて前記スプールをベルト巻取り方向およびベルト引出し方向に回転するための回転駆動力を発生するモータと、緊急時に前記スプールがベルト引出し方向に回転するとき、乗員の慣性エネルギを吸収するエネルギ吸収機構とを備え、前記モータのモータシャフトが円筒状に形成されており、前記エネルギ吸収機構が、ねじり変形により前記乗員の慣性エネルギを吸収しかつ前記モータシャフトの内孔を貫通して配設されるトーションバーからなるシートベルトリトラクタにおいて、
   前記トーションバーの両端側のねじりトルク伝達部の直径が、いずれも前記モータシャフトの内孔の内径より大きく設定されており、
   前記モータシャフトが軸方向に沿って所定数に分割されている構成されていることを特徴とするシートベルトリトラクタ。
2. 前記モータシャフトが軸方向に沿って２分割された第１および第２モータシャフト部材から構成されていることを特徴とする請求項１記載のシートベルトリトラクタ。
3. 前記第１および第２モータシャフト部材が、互いに軸方向および径方向に位置決めされて結合されていることを特徴とする請求項２記載のシートベルトリトラクタ。
4. 乗員を拘束するシートベルトと、このシートベルトを引出し可能に巻き取るシートベルトリトラクタと、前記シートベルトに摺動可能に支持されたタングと、このタングが係脱可能に係合されるバックルとを少なくとも備えているシートベルト装置において、
   前記シートベルトリトラクタは、請求項１ないし３のいずれか１記載のシートベルトリトラクタであることを特徴とするシートベルト装置。

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