JP5657370B2 - 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、シートベルトにより乗員を拘束するためのシートベルト装置に用いられるシートベルトリトラクタの技術分野に属し、特に、シートベルトの通常装着時に、シートベルトを巻き取るスプリング機構の付勢力を制御してシートベルトの張力を制御するテンションレデュース機能を有す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属する。

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、車両衝突時等の車両に大きな減速度が生じた緊急時にシートベルトで乗員を拘束して乗員のシートからの慣性移動を阻止している。このシートベルト装置には、スプールによりシートベルトの巻取り、引出しを行うとともに、緊急時にシートベルトの引出しを阻止す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では、一般に、シートベルト非装着時にはスプールがスプリング機構の付勢力でシートベルトを全量（シートベルト装着時等にシートベルトが引き出された分）巻き取るためには、スプリング機構の付勢力を比較的大きく設定する必要がある。しかし、スプリング機構の付勢力を比較的大きく設定すると、シートベルトの通常装着時において乗員はシートベルトによって圧迫感を抱くようになる。そこで、シートベルトの通常装着時にシートベルトを巻き取るスプリング機構の付勢力を軽減するテンションレデュース機能を備えたシートベルトリトラクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のシートベルトリトラクタでは、スプリング機構が同種の渦巻きばね（非作動時内周端部側が巻き解かれかつ作動時内周端部側から巻き締まる種類の渦巻きばね）からなるとともに巻方向が逆となるようにセットされた２つの第１および第２のスプリングとクラッチとを有している。その場合、第１のスプリングは、その内周端がスプールと一体的に回転可能な部材に固定されるとともに、その外周端が回転不能な固定部材に固定される。また、第２のスプリングは、その内周端がスプールと一体的に回転可能な部材に固定されるとともに、その外周端が回転可能な状態と回転不能な状態に選択的に設定されるラチェットホイールに固定される。

シートベルト装着のため、乗員がシートベルトを引き出したとき、スプールがシートベルト引出し方向に回転するので、第１のスプリングがその内周端部側から巻き締まるとともに、第２のスプリングの外周端が固定されているラチェットホイールが回転可能となっていることから第２のスプリングは空回りする。したがって、シートベルトの引出し時に第２のスプリングが内周端部から巻き締まることはない。そして、乗員がタングをバックルに挿入して係止した後、第１のスプリングの巻締まりを解こうとする付勢力でスプールがシートベルト巻取り方向に回転するので、余分に引き出されたシートベルトが巻き取られる。

このとき、タングのバックルへの係止で、第２のスプリングの外周端が取り付けられるラチェットホイールのシートベルト巻取り方向の回転がロックされるので、第２のスプリングの空回りが停止する。すると、第２のスプリングがその内周端部側から巻き締まる。その場合、第１のスプリングの付勢力が第２のスプリングに付勢力より大きくなるように設定されているので、第１のスプリングの巻締まりが解かれつつ、第２のスプリングが巻き締まる。したがって、第１のスプリングの付勢力が第２のスプリングの付勢力により弱
められながら、シートベルトが巻き取られる。こうして、第２のスプリングはシートベルトのテンションレデュース作用を行う。第２のスプリングの巻締まりが所定量になるとクラッチが滑り、この第２のスプリングの巻締まりが終了するとともに、余分に引き出されたシートベルトの巻取りが終了する。これにより、乗員のシートベルトの通常装着状態となり、この状態ではシートベルトの張力が弱められて、シートベルトの装着による乗員の圧迫感が緩和される。

特許第３３９６０２７号公報。

しかしながら、特許文献１に記載のスプリング機構では、第２スプリングの渦巻きばねがテンションレデュース作用を行うときその内周端部側に巻き締められるため、その外周端を固定する必要がある。すなわち、テンションレデュー作用を行う第２スプリングの渦巻きばねは、その内周端部および外周端部をともに固定してセットしなければならないため、第２スプリングの組み付けが面倒であるという問題がある。

また、特許文献１に記載のスプリング機構は、クラッチという特別の部品が設けられるため構造が複雑になるばかりでなく、サイズが大きくなってコストが高いという問題を有する。

更に、シートベルトの装着を解除するために、タングがバックルから外されると、シートベルト巻取り方向のラチェットホイールの回転ロックが解除されるので、ラチェットホイールがシートベルト巻取り方向に回転すると、内周端部側に巻き締められていた第２スプリングは外周端部側に巻き解かれるので、第２スプリングの巻締まりが解消される。そして、第２スプリングの外周端部側への巻き解きが比較的急激であるため、第２スプリングが外周端部側に完全にまたは略完全に巻き解かれる際、内周端部は、この内周端部が固
定されかつスプールと一体的に回転可能な固定部材から離脱してしまう可能性があるという問題が考えられる。

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、テンションレデュース作用を行う渦巻きばねの組付けを容易にできるとともに、特別の部品を用いることなく構造をより簡単にでき、しかもスプリングの内周端部の固定部材からの離脱を防止することのできる、小型コンパクトで安価な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を提供することである。

前述の課題を解決するために、本発明に係るシートベルトリトラクタは、シートベルトを巻き取るためのスプールと、前記スプールをベルト巻取り方向に常時付勢する第１の渦巻きばねと前記シートベルトの装着時に前記第１の渦巻きばねの付勢力を低減可能な第２の渦巻きばねとを有するスプリング機構と、前記第２の渦巻きばねの作動を制御する制御部とを少なくとも備え、前記制御部が、回転可能に設けられたスプリング支持部材と、前記シートベルトの少なくとも通常装着状態で前記スプリング支持部材のシートベルト巻取り方向の回転をロックするとともに、前記シートベルトの少なくとも非装着状態のとき、前記スプリング支持部材のシートベルト巻取り方向の回転を許容するように前記スプリング支持部材を制御する制御機構とを有し、前記第２の渦巻きばねが、その内周端部が前記スプールと一体的に回転するブッシュシャフトに連結されているとともにその外周端部が前記スプリング支持部材にシートベルト巻取り方向のみに係止され、更に、前記制御機構により前記スプリング支持部材がシートベルト巻取り方向の回転を許容されているとき、前記第２の渦巻きばねがその内周端部側に巻き締められていることを特徴としている。

また、本発明に係るシートベルトリトラクタは、前記スプリング支持部材が、環状に配設された複数の内歯を有しているとともに、前記第２の渦巻きばねの外周端部が前記スプリング支持部材の前記内歯にシートベルト巻取り方向に係止されていることを特徴としている。

更に、本発明に係るシートベルトリトラクタは、前記スプリング支持部材が、環状に配設された複数の外歯を有し、前記制御部の前記制御機構が、前記複数ある外歯のいずれか１つに係止して前記スプリング支持部材のシートベルト巻取り方向の回転をロックする係止部材と、前記係止部材を前記複数ある外歯のいずれか１つに係止可能な位置に設定する第１の駆動部材と、前記係止部材を前記複数ある外歯のいずれにも係止不能な位置に設定する第２の駆動部材とを少なくとも有し、前記第１の駆動部材が、前記シートベルトの通常装着状態で前記係止部材を前記複数ある外歯のいずれか１つに係止可能な位置に設定することを特徴としている。

更に、本発明に係るシートベルトリトラクタは、前記第１の駆動部材が、少なくとも前記シートベルトの通常装着状態で励磁されて前記係止部材を前記複数ある外歯のいずれか１つに係止可能な位置に設定する電磁ソレノイドであり、前記第２の駆動部材は、前記電磁ソレノイドの非励磁時に前記係止部材を前記複数ある外歯のいずれにも係止不能な位置に設定するスプリングであることを特徴としている。

一方、本発明に係るシートベルト装置は、乗員を拘束するシートベルトと、前記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、前記タングが係脱可能に係止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、前述の本発明のシートベルトリトラクタのいずれか１つであることを特徴としている。

また、本発明に係るシートベルト装置は、前記制御部が、前記タングが前記バックルに係止された状態で前記スプリング支持部材のシートベルト巻取り方向の回転をロックするとともに前記タングが前記バックルから離脱されたとき、前記スプリング支持部材のシートベルト巻取り方向の回転を許容することを特徴としている。

このように構成された本発明に係るシートベルトリトラクタによれば、テンションレデュース作用を行う第２の渦巻きばねは、第２の渦巻きばねの外周端部がシートベルト巻取り方向のみに係止するスプリング支持部材が回転を許容されてテンションレデュース作用を行わないときは、その内周端部側に密着またはほぼ密着するようにして巻き締められている。そして、シートベルトの少なくとも通常装着時に、スプリング支持部材のシートベルト巻取り方向の回転がロックされる。このようにスプリング支持部材の回転がロックされた状態でスプールがシートベルト巻取り方向に回転すると、第２の渦巻きばねの内周端部が連結されたブッシュシャフトもスプールと同方向に回転する。このとき、第２の渦巻きばねの外周端部がスプリング支持部材にシートベルト巻取り方向に係止することから、第２の渦巻きばねはその外周端部側に巻き解かれるように弾性変形するため、シートベルト引出しトルク（シートベルト引出し力）を発生する。この第２の渦巻きばねのシートベルト引出しトルクは、スプールを常時シートベルト巻取り方向に付勢する第１の渦巻きばねのシートベルト巻取りトルク（シートベルト巻取り力）に対抗する。このとき、第２の渦巻きばねのシートベルト引出しトルク（シートベルト引出し力）は第１の渦巻きばねのシートベルト巻取りトルク（シートベルト巻取り力）より小さく設定されることで、第１の渦巻きばねのシートベルト巻取りトルク（シートベルト巻取り力）は第２の渦巻きばねのシートベルト引出しトルク（シートベルト引出し力）によって軽減される。すなわち、第２の渦巻きばねがテンションレデュース作用を行う。これにより、シートベルトの通常装着状態でのシートベルトのテンションをレデュース（軽減）することができ、シートベルトによる乗員の圧迫感を緩和することが可能となる。

また、第２の渦巻きばねがテンションレデュース作用を行うとき、前述のように内周端部側に密着されて巻き締められた第２の渦巻きばねは、巻締まりが内周端部側から外周端部側へ巻き解かれるようになる。したがって、第２の渦巻きばねの外周端部はスプリング支持部材に固定する必要がなく、単にスプリング支持部材のシートベルト巻取り方向のみに係止するだけで済ませることができる。これにより、第２の渦巻きばねをより一層簡単に組み付けることができる。

また、特許文献１に記載のスプリング機構のクラッチのような特別の部品も必要なく、スプリング機構の構造を簡略化できる。これにより、シートベルトリトラクタの構造を簡単にできるとともに、シートベルトリトラクタをコンパクトにでき、しかもシートベルトリトラクタのコストを低減することができる。

更に、シートベルトの装着解除で、スプリング支持部材がその回転ロックを解除されてシートベルト巻取り方向に回転すると、外周端部側へ巻き解かれていた第２の渦巻きばねが内周端部側に巻き締められる。したがって、第２の渦巻きばねが内周端部側に完全にまたは略完全に巻き締められる際、第２の渦巻きばねの内周端部は、第２の渦巻きばねの内周端部側への巻締まりが比較的急激であっても、この内周端部が連結されかつスプールと一体的に回転可能なブッシュシャフトから離脱することがない。これにより、シートベルトの操作性を向上することができる。

一方、本発明のシートベルト装置によれば、シートベルトの操作性を向上できるシートベルトリトラクタを備えているので、乗員はシートベルトをより快適に使用することが可能となる。

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備えるシートベルト装置を模式的に示す図である。 図１に示す例のシートベルトリトラクタの分解斜視図である。 （ａ）は図１に示す例のシートベルトリトラクタの左側面図、（ｂ）はこの例のシートベルトリトラクタのスプリング機構を示す、（ａ）におけるIIIB−IIIB線に沿う断面図である。 レデューススプリングの非作動時を示し、（ａ）はスプリング機構を示す図、（ｂ）は（ａ）におけるIVB−IVB線に沿う断面図である。 この例のスプリング機構のシートベルト巻取り力特性を示す図である。 レデューススプリングの作動時を示し、（ａ）はスプリング機構を示す図、（ｂ）は（ａ）におけるVIB−VIB線に沿う断面図である。

以下、図面を用いて本発明を実施するため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の実施の形態の一例を備えるシートベルト装置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、基本的には従来公知の三点式シートベルト装置と同じである。図中、１はシートベルト装置、２は車両シート、３は車両シート２の近傍に配設されたシートベルトリトラクタ、４はシートベルトリトラクタ３に引き出し可能に巻き取られかつ先端のベルトアンカー４ａが車体の床あるいは車両シート２
に固定されるシートベルト、５は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４を乗員のショルダーの方へガイドするガイドアンカー、６はこのガイドアンカー５からガイドされてきたシートベルト４に摺動自在に支持されたタング、７は車体の床あるいは車両シートに固定されかつタング６が係脱可能に挿入係止されるバックルである。
このシートベルト装置１におけるシートベルト４の装着操作および装着解除操作も、従来公知のシートベルト装置と同じである。

図２はこの例のシートベルトリトラクタの分解斜視図、図３（ａ）はこの例のシートベルトリトラクタの左側面図、図３（ｂ）はこの例のシートベルトリトラクタのスプリング機構を示す、図３（ａ）におけるIIIB−IIIB線に沿う断面図である。

図２および図３（ａ）,（ｂ）に示すように、この例のシートベルトリトラクタ３は、
その少なくとも一部がコ字状のフレーム８の両側壁８ａ,８ｂ間に配設されかつシートベ
ルト４を引出し可能に巻き取るスプール９を備えている。このスプール９の図２において右端側にはロック機構１０が設けられている。このロック機構１０は、スプール９と同軸上に回転可能に設けられかつ外歯１１ａを有するロックリング１１と、このロックリング１１とスプール９との間に配設されたロッキングベース（不図示）と、このロッキングベースに回動可能に設けられたパウル１２と、ロックリング１１に揺動可能に支持されかつ係止爪１３ａを有するウェビングセンサ１３と、フレーム８の右側壁８ａに設けられかつ係止爪１４ａを有するヴィークルセンサ１４と、フレーム８の右側壁８ａに設けられかつパウル１２が係止可能な内歯１５と、ウェビングセンサ１３の係止爪１３ａが係止可能な内歯（不図示）が設けられたカバー１６とを有する。このロック機構１０は従来公知であり、例えば特開２００６−３２７５５６号公報等に記載されているシートベルトリトラクタのロック機構の構成および作動と実質的に同じである。したがって、この公開公報を参照すればシートベルトリトラクタのロック機構の構成および作動は容易に理解可能であるので、それらの説明は省略する。

また、スプール９の図２において左端側には、スプリング機構１７が設けられている。このスプリング機構１７はスプール９を常時シートベルト巻取り方向に付勢している。これにより、シートベルト非装着時にはスプール９はシートベルト４を全量を巻き取るようになっている。

スプリング機構１７は、フレーム８の左側壁８ｂに取り付けられるリテーナ１８、蓋１９、ブッシュシャフト２０、レデューススプリング２１（本発明の第２の渦巻きばねに相当）、スプリングケース２２（本発明のスプリング支持部材に相当）、係止レバー２３（本発明の係止部材に相当）、リターンスプリング２４（本発明の第２の駆動部材に相当）、プランジャ２５、電磁ソレノイド２６（本発明の第１の駆動部材に相当）、カバープレート２７、ブッシュ２８，ベルト巻取りスプリング２９（本発明の第１の渦巻きばねに相当）、およびスプリングカバー３０を備えている。

ブッシュシャフト２０はスプール９の回転軸（不図示）に一体回転可能に連結される。レデューススプリング２１は全密着ばねと称される渦巻きばねから構成されている。この全密着ばねは、通常時に渦巻きの内周端部側に密着またはほぼ密着して最大に巻き締められているとともに、外周端の回転がロックされた状態で全密着ばねの内周端が巻締まりを解く方向に回転したとき、内周端側の巻締まりが内周端の回転量に応じて外周端部側に解かれるように弾性変形する渦巻きばねである。したがって、レデューススプリング２１は全密着ばねの内周端側の巻締まりが解かれる方向（つまり、シートベルト巻取り方向）の弾性変形により、その弾性変形量に応じたシートベルト引出しトルク（シートベルト引出し力）を発生する。このレデューススプリング２１には、例えば特開２００７−９２９８１号公報に記載されている渦巻きばねからなる全密着ばねを用いることができる。

レデューススプリング２１の内周端部２１ａがブッシュシャフト２０の切欠スリットからなるばね連結部２０ａに挿入されて連結固定される。ブッシュシャフト２０およびレデューススプリング２１はスプリングケース２２内に収容される。そして、ブッシュシャフト２０およびレデューススプリング２１が収容された状態でスプリングケース２２が蓋１９によって閉塞される。その場合、ブッシュシャフト２０の軸２０ｂが蓋１９の貫通孔１９ａおよびリテーナ１９の貫通孔１８ａを回動可能に貫通してスプール９の回転軸に連結される。

図２および図４（ａ）,（ｂ）に示すように、スプリングケース２２は環状の外周フラ
ンジ２２ａを有しており、この外周フランジ２２ａには外周フランジ２２ａが折り曲げられて形成されかつ環状に配設された複数個の外歯２２ｂおよび複数個の内歯２２ｃが設けられている。外歯２２ｂはシートベルト引出し方向αに対向する面２２ｂ₁側の傾斜が大
きく、かつシートベルト巻取り方向βに対向する面２２ｂ₂側の傾斜が小さいラチェット
歯として形成されている。また、内歯２２ｃはシートベルト引出し方向αに対向する面２２ｃ₁側の傾斜が小さく、かつシートベルト巻取り方向βに対向する面２２ｃ₂側の傾斜が大きいラチェット歯として形成されている。

レデューススプリング２１がスプリングケース２２内に収容された状態では、レデューススプリング２１の外周端部２１ｂがスプリングケース２２の内歯２２ｃの面２２ｃ₂に
シートベルト巻取り方向βに係止されている。また、レデューススプリング２１の外周端部２１ｂは内歯２２ｃの面２２ｃ₁、つまり外周フランジ２２ａの内周面に弾力的に当接
されている。これにより、スプリングケース２２が回転自由のときは、ブッシュシャフト２０（つまり、スプール９）と一体的に同方向に回転可能となっていて、レデューススプリング２１は新たに弾性変形をしない。

係止レバー２３はスプリングケース２２の外歯２２ｂに係止可能にされている。その場合、図４（ａ）,（ｂ）に示すように電磁ソレノイド２６が励磁されないときはリターン
スプリング２４の付勢力でプランジャ２５が伸び出すことで、係止レバー２３は外歯２２ｂに係止不能な位置に設定される。そして、係止レバー２３が外歯２２ｂに係止不能な位置に設定されるときは、スプリングケース２２はシートベルト巻取り方向βおよびシートベルト引出し方向αのいずれの方向にも回転が許容されるようになっている。したがって、スプール９がシートベルト巻取り方向βに回転するとき、スプリングケース２２がスプール９と一体的に同方向に回転するようになる。

また、図６（ａ）,（ｂ）に示すように電磁ソレノイド２６が励磁されたときは電磁ソ
レノイド２６の磁力でプランジャ２５がリターンスプリング２４の付勢力に抗して引き込まれることで、係止レバー２３は図６（ｂ）において時計回りに回動して外歯２２ｂに係止可能な位置に設定にされる。そして、係止レバー２３が外歯２２ｂに係止可能な位置に設定された状態では、スプール９がシートベルト巻取り方向βに回転しても、外歯２２ｂが係止レバー２３に係止するので、スプリングケース２２はシートベルト巻取り方向βの回転がロックされるようになる。

そして、スプリングケース２２のシートベルト巻取り方向βの回転がロックされた状態で、ブッシュシャフト２０（つまり、スプール９）がシートベルト巻取り方向βに回転してスプリングケース２２とブッシュシャフト２０とに回転方向の位相差が生じると、前述のようにレデューススプリング２１は、その内周端側の巻取りが前述の位相差に応じて解かれるとともにその外周端側に巻かれるように弾性変形する。この弾性変形により、レデューススプリング２１がトルクを発生する。このレデューススプリング２１のトルクは、このとき発生しているベルト巻取りスプリング２９のトルクより小さくなるように設定さ
れている。

そして、係止レバー２３、リターンスプリング２４、プランジャ２５、および電磁ソレノイド２６により、スプリングケース２２の作動を制御する本発明の制御機構が構成される。また、スプリングケース２２とこの制御機構とにより、レデューススプリング２１の作動を制御する本発明の制御部が構成される。

ブッシュ２８はブッシュシャフト２０のスプライン軸２０ｃにスプライン嵌合されてブッシュシャフト２０と一体回転可能に設けられる。ベルト巻取りスプリング２９の内周端部２９ａはブッシュ２８のばね連結部２８ａに連結固定される。ブッシュ２８およびベルト巻取りスプリング２９はスプリングカバー３０内に収容される。そして、ブッシュ２８およびベルト巻取りスプリング２９が収容された状態で、カバープレート２７がスプリングカバー３０のプレート取付部３０ａにブッシュ２８およびベルト巻取りスプリング２９を覆うように取り付けられる。その場合、ブッシュシャフト２０のスプライン軸２０ｃがスプリングケース２２の貫通孔２２ｄおよびカバープレート２７の貫通孔２７ａを回動可能に貫通してブッシュ２８にスプライン嵌合される。このとき、スプリングケース２２はスプライン軸２０ｃに回転可能に支持される。

更に、スプリングカバー３０のレデューススプリング収容部３０ｂ内に、蓋１９、ブッシュシャフト２０、レデューススプリング２１、およびスプリングケース２２が収容される。また、スプリングカバー３０の係止レバー収容部３０ｃ内に、係止レバー２３、リターンスプリング２４、プランジャ２５、および電磁ソレノイド２６が収容される。そして、スプリングカバー３０はリテーナ１８を挟んでフレーム８の左側壁８ｂに取り付けられる。

次に、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におけるテンションレデュース作動について説明する。
タング６がバックル７から離脱したシートベルト４の非装着状態では、シートベルト４がスプリング機構１７により全量巻き取られている。このとき、図４（ｂ）に示すようには、レデューススプリング２１はブッシュシャフト２０の外周にほぼ全量が密着して巻き付いた状態（つまり初期状態）となっている。このとき、ブッシュシャフト２０とスプリングケース２２とが一体回転可能となっているので、レデューススプリング２１は、ブッシュシャフト２０（つまり、スプール９）を付勢していない。したがって、シートベルト非装着状態では、スプリング機構１７によるシートベルト巻取り力は、ベルト巻取りスプリング２９のセット荷重である力Ｆ０である。

シートベルト４の装着のため乗員によりシートベルト４が引き出されると、スプール９を付勢するベルト巻取りスプリング２９の付勢力はこのシートベルト４の引出し量に応じて増大するが、スプール９を付勢するレデューススプリング２１の付勢力は、スプリングケース２２が依然として回転自由であるため発生しない。したがって、図５に実線で示すように、スプリング機構の特性のシートベルト巻取り力は、ベルト巻取りスプリング２９の付勢力が増大する分増大する。タング６がバックル７に挿入されて係止されると、バックルスイッチがオンする。このバックルスイッチのオンで、制御機構の電磁ソレノイド２６がオンされて係止レバー２３がスプリングケース２２の外歯２２ｂへ係止可能な位置となる。

そして、乗員がシートベルト４を離すと、ベルト巻取りスプリング２９のシートベルト巻取り力によりスプール９がシートベルト巻取り方向βに回転するので、余分に引き出されたシートベルト４がスプール９に巻き取られる。その場合、図５に示すように、余分に引き出されたシートベルト４の巻取り開始時のシートベルト巻取り力は力Ｆ１である。

また、スプリングケース２２がこのスプール９のシートベルト巻取り方向βの回転とともに同方向に回転しようとするが、スプリングケース２２の外歯２２ｂがすぐに、係止可能な位置にある係止レバー２３に係止するので、スプリングケース２２のシートベルト巻取り方向βの回転がロックされる。これにより、レデューススプリング２１が、内周端部側の巻き締まりが解かれるように弾性変形する。このレデューススプリング２１の弾性変形による付勢力がスプール９を、ベルト巻取りスプリング２９のシートベルト巻取り力に対抗してシートベルト引出し力として付勢する。これにより、この例のスプリング機構のシートベルト巻取り力は、図５に点線で示すようにベルト巻取りスプリング２９のシートベルト巻取り力からレデューススプリング２１のシートベルト引出し力を差し引いた力となる。したがって、シートベルト巻取り力はベルト巻取りスプリング２９より低減されたシートベルト巻取り力となる。すなわち、レデューススプリング２１によるシートベルト４のテンションレデュース作用が開始される。このとき、レデューススプリング２１の弾性変形初期における弾性変形量に対するレデューススプリング２１のベルト引出し力（つまり、レデューススプリング２１の立ち上がり特性）は、特許文献１に記載の従来の渦巻きばねによるレデューススプリングに比べて大きい。したがって、余分に引き出されたシートベルト４の巻取り初期において、スプリング機構のシートベルト巻取り力は急激に立ち下がる。

シートベルト４の余分に引き出された量がスプール９に巻き取られると、シートベルト４はテンションが緩和されて乗員に圧迫感のない通常装着状態となる。このときのスプリング機構によるシートベルト巻取り力は力Ｆ２となる。したがって、シートベルト巻取り力Ｆ２は、レデューススプリング２１によるテンションレデュース作用が行われない場合あるいはレデューススプリング２１が設けられない場合のシートベルト通常装着状態時のシートベルト巻取り力Ｆ３に比べて、張力低減量（Ｆ３−Ｆ２）だけ低減される。なお、ベルト巻取りスプリング２９およびレデューススプリング２１の各特性はいずれもヒステリシスを有するが、図５にはヒステリシスを省略して概略的に１つの線図で示されている。

シートベルト４の通常装着状態で、乗員が移動してシートベルト４が引き出されようとすると、前述のように係止レバー２３がラチェット効果によりスプリングケース２２の外歯２２ｂを乗り越えるので、シートベルト４はレデューススプリング２１にほとんど影響されることなく引き出されるようになる。

シートベルト４の装着解除のため、タング６がバックル７から離脱されると、バックルスイッチがオフとなる。このため、電磁ソレノイド２６が非励磁となり、プランジャ２５がリターンスプリング２４の付勢力で伸び出す。すると、図４（ｂ）に示すように係止レバー２３が図４（ｂ）において反時計回りに回動してスプリングケース２２の外歯２２ｂに係止不能な位置となる。これにより、スプリングケース２２が回転自由となり、レデューススプリング２１は急激に図４（ｂ）に示す初期状態に復帰する。そして、レデューススプリング２１の初期状態への復帰後は、スプリングケース２２はブッシュシャフト２０（つまり、スプール９）と一体的にシートベルト巻取り方向βに回転する。そして、ベルト巻取りスプリング２９により、シートベルト４はスプール９に全量巻き取られる。

この例のシートベルトリトラクタ３によれば、テンションレデューススプリング２１の外周端部２１ｂがシートベルト巻取り方向βのみに係止するスプリングケース２２が回転を許容されてテンションレデュース作用を行わないときは、テンションレデューススプリング２１はその内周端部側２１ａに密着またはほぼ密着するようにして巻き締められている。そして、シートベルト４の少なくとも通常装着時に、スプリングケース２２のシートベルト巻取り方向βの回転がロックされる。このようにスプリングケース２２の回転がロックされた状態でスプール９がシートベルト巻取り方向βに回転すると、テンションレデューススプリング２１の内周端部２１ａが連結されたブッシュシャフト２０もスプール９と同方向に回転する。このとき、テンションレデューススプリング２１の外周端部２１ｂがスプリングケース２２にシートベルト巻取り方向に係止することから、テンションレデューススプリング２１はその外周端部側２１ｂに巻き解かれるように弾性変形するため、シートベルト引出し力（シートベルト引出しトルク）を発生する。このテンションレデューススプリング２１のシートベルト引出し力は、スプール９を常時シートベルト巻取り方向βに付勢するベルト巻取りスプリング２９のシートベルト巻取りトルク（シートベルト巻取り力）に対抗する。このとき、テンションレデューススプリング２１のシートベルト引出し力はベルト巻取りスプリング２９のシートベルト巻取り力より小さく設定されることで、ベルト巻取りスプリング２９のシートベルト巻取り力はテンションレデューススプリング２１のシートベルト引出し力によって軽減される。すなわち、テンションレデューススプリング２１がテンションレデュース作用を行う。これにより、シートベルト４の通常装着状態でのシートベルト４のテンションをレデュースすることができ、シートベルト４による乗員の圧迫感を緩和することが可能となる。

また、テンションレデューススプリング２１がテンションレデュース作用を行うとき、内周端部２１ａ側に密着されて巻き締められたテンションレデューススプリング２１は、巻締まりが内周端部２１ａ側から外周端部２１ｂ側へ巻き解かれるようになる。したがっ
て、テンションレデューススプリング２１の外周端部２１ｂはスプリングケース２２に固定する必要がなく、単にスプリングケース２２のシートベルト巻取り方向βのみに係止するだけで済ませることができる。これにより、テンションレデューススプリング２１をより一層簡単に組み付けることができる。

また、特許文献１に記載のスプリング機構のクラッチのような特別の部品も必要なく、スプリング機構１７の構造を簡略化できる。これにより、シートベルトリトラクタ３の構造を簡単にできるとともに、シートベルトリトラクタ３をコンパクトにでき、しかもシートベルトリトラクタ３のコストを低減することができる。

更に、シートベルト４の装着解除で、スプリングケース２２がその回転ロックを解除されてシートベルト巻取り方向βに回転すると、外周端部２１ｂ側へ巻き解かれていたテンションレデューススプリング２１が内周端部２１ａ側に密着またはほぼ密着するように巻き締められる。したがって、テンションレデューススプリング２１が内周端部２１ａ側に完全にまたは略完全に巻き締められる際、テンションレデューススプリング２１の内周端部２１ａは、テンションレデューススプリング２１の内周端部２１ａ側への巻締まりが比較的急激であっても、この内周端部２１ａがブッシュシャフト２０から離脱することがない。これにより、シートベルト４の操作性を向上することができる。

一方、本発明のシートベルト装置１によれば、シートベルトの操作性を向上できるシートベルトリトラクタ３を備えているので、乗員はシートベルトをより快適に使用することが可能となる。

なお、本発明は前述の例に限定されるものではなく、種々設計変更可能である。例えば、係止レバー２３を作動するために電磁ソレノイド２６に代えて電動モータを用いることもできる。要は、本発明は特許請求の範囲に記載された技術事項の範囲で種々設計変更が可能である。

本発明に係るシートベルトリトラクタおよびシートベルト装置は、シートベルトの通常装着時に、シートベルトを巻き取るスプリング機構の付勢力を制御してシートベルトの張力を制御するテンションレデュース機能を有す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に好適に利用することができる。

１…シートベルト装置、３…シートベルトリトラクタ、４…シートベルト、６…タング、７…バックル、８…フレーム、９…スプール、１０…ロック機構、１７…スプリング機構、２０…ブッシュシャフト、２１…レデューススプリング、２１ａ…レデューススプリング２１の内周端部、２１ｂ…レデューススプリング２１の外周端部、２２…スプリングケース、２２ａ…外周フランジ、２２ｂ…外歯、２２ｂ₁,２２ｂ₂…外歯２２ｂの面、２２
ｃ…内歯、２２ｃ₁,２２ｃ₂…内歯２２ｃの面、２３…係止レバー、２４…リターンスプ
リング、２５…プランジャ、２６…電磁ソレノイド、２８…ブッシュ，２９…リターンスプリング

Claims (6)

1. シートベルトを巻き取るためのスプールと、前記スプールをベルト巻取り方向に常時付勢する第１の渦巻きばねと前記シートベルトの装着時に前記第１の渦巻きばねの付勢力を低減可能な第２の渦巻きばねとを有するスプリング機構と、前記第２の渦巻きばねの作動を制御する制御部とを少なくとも備え、
   前記制御部が、回転可能に設けられたスプリング支持部材と、前記シートベルトの少なくとも通常装着状態で前記スプリング支持部材のシートベルト巻取り方向の回転をロックするとともに、前記シートベルトの少なくとも非装着状態のとき、前記スプリング支持部材のシートベルト巻取り方向の回転を許容するように前記スプリング支持部材を制御する制御機構とを有し、
   前記第２の渦巻きばねが、その内周端部が前記スプールと一体的に回転するブッシュシャフトに連結されているとともにその外周端部が前記スプリング支持部材にシートベルト巻取り方向のみに係止され、
   更に、前記制御機構により前記スプリング支持部材がシートベルト巻取り方向の回転を許容されているとき、前記第２の渦巻きばねがその内周端部側に巻き締められていることを特徴とするシートベルトリトラクタ。
   
2. 前記スプリング支持部材は、環状に配設された複数の内歯を有しているとともに、前記第２の渦巻きばねの外周端部が前記スプリング支持部材の前記内歯にシートベルト巻取り方向に係止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リトラクタ。
3. 前記スプリング支持部材は、環状に配設された複数の外歯を有し、
   前記制御部の前記制御機構は、前記複数ある外歯のいずれか１つに係止して前記スプリング支持部材のシートベルト巻取り方向の回転をロックする係止部材と、前記係止部材を前記複数ある外歯のいずれか１つに係止可能な位置に設定する第１の駆動部材と、前記係止部材を前記複数ある外歯のいずれにも係止不能な位置に設定する第２の駆動部材とを少なくとも有し、
   前記第１の駆動部材は、前記シートベルトの通常装着状態で前記係止部材を前記複数ある外歯のいずれか１つに係止可能な位置に設定することを特徴とする請求項１または２に記載のシートベルトリトラクタ。
4. 前記第１の駆動部材は、少なくとも前記シートベルトの通常装着状態で励磁されて前記係止部材を前記複数ある外歯のいずれか１つに係止可能な位置に設定する電磁ソレノイドであり、前記第２の駆動部材は、前記電磁ソレノイドの非励磁時に前記係止部材を前記複数ある外歯のいずれにも係止不能な位置に設定するスプリングであることを特徴とする請求項３に記載のシートベルトリトラクタ。
5. 乗員を拘束するシートベルトと、前記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、前記タングが係脱可能に係止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４のいずれか１に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。
6. 前記制御部は、前記タングが前記バックルに係止された状態で前記スプリング支持部材のシートベルト巻取り方向の回転をロックするとともに前記タングが前記バックルから離脱されたとき、前記スプリング支持部材のシートベルト巻取り方向の回転を許容することを特徴とする請求項５に記載のシートベルト装置。

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