JP6002090B2 - ギヤ機構及びプリテンショナ機構 - Google Patents

Description

本発明は、ラックが移動されることでギヤが回転されるギヤ機構及びこのギヤ機構を備えたプリテンショナ機構に関する。

下記特許文献１に記載のベルト巻取装置では、段付はめ歯歯車に第１歯と第２歯とが同軸上にかつ一体回転可能に設けられており、ピストンが移動されて第１歯に噛合されることで、段付はめ歯歯車（第１歯及び第２歯）が回転されて、ベルトスプールが巻取方向に回転される。

また、段付はめ歯歯車では、ピストンが噛合される第１歯が第２歯に比し径を小さくされることで、ピストンの移動ストロークが短くされても、段付はめ歯歯車の回転量が確保されている。

ここで、このベルト巻取装置では、ピストンの移動ストロークを短くするために、第１歯の径を第２歯の径に比し小さくし過ぎると、ピストンからの荷重に対する第１歯の強度が不足する可能性がある。

特開２００８−１００６６７号公報

本発明は、上記事実を考慮し、ラックの移動ストロークを短くできるギヤ機構及びプリテンショナ機構を得ることが目的である。

請求項１に記載のギヤ機構は、第１小ギヤと前記第１小ギヤに比し径を大きくされた第１大ギヤとが同軸上にかつ一体回転可能に設けられた第１ギヤと、第２小ギヤと前記第２小ギヤに比し径を大きくされた第２大ギヤとが同軸上にかつ一体回転可能に設けられ、前記第１ギヤと軸方向を平行に配置される第２ギヤと、移動されることで前記第１小ギヤ及び前記第２小ギヤが回転されて前記第１ギヤ及び前記第２ギヤが回転されると共に前記第２小ギヤと一体の第２大ギヤの回転によって前記第１大ギヤが回転されて前記第１ギヤが回転されるラックと、を備えている。

請求項２に記載のギヤ機構は、請求項１に記載のギヤ機構において、前記ラックの前記第１小ギヤへの噛合位置と前記ラックの前記第２小ギヤへの噛合位置とを前記ラックの移動方向において異ならせている。

請求項３に記載のギヤ機構は、請求項１又は請求項２に記載のギヤ機構において、前記ラックが移動された際に前記第２ギヤが前記第１ギヤに対し移動されて前記ラックの前記第２小ギヤへの噛合位置が調整可能にされている。

請求項４に記載のギヤ機構は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のギヤ機構において、前記ラックが移動された際に前記第２ギヤが前記第１ギヤに対し移動されて前記第１ギヤが回転されることで前記ラックの前記第１小ギヤへの噛合位置が調整可能にされている。

請求項５に記載のギヤ機構は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のギヤ機構において、前記ラックが移動された際に前記ラックが前記第２ギヤを回転させてから前記第１小ギヤに当接される前において前記第１ギヤ及び前記第２ギヤが空転される。

請求項６に記載のプリテンショナ機構は、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のギヤ機構と、車両の乗員に装着されるウェビングと、前記ラックが移動されて前記第１ギヤが回転されることで前記ウェビングを引張って前記ウェビングによる乗員の拘束力が増加される引張部材と、を備えている。

請求項１に記載のギヤ機構では、第１ギヤに第１小ギヤと第１大ギヤとが同軸上にかつ一体回転可能に設けられており、第１小ギヤに比し第１大ギヤが径を大きくされている。さらに、第２ギヤに第２小ギヤと第２大ギヤとが同軸上にかつ一体回転可能に設けられており、第２小ギヤに比し第２大ギヤが径を大きくされている。

ここで、第１ギヤと第２ギヤとが軸方向を平行に配置されており、ラックが移動されることで、第１小ギヤ及び第２小ギヤが回転されて、第１ギヤ及び第２ギヤが回転されると共に、第２小ギヤと一体の第２大ギヤの回転によって第１大ギヤが回転されて第１ギヤが回転される。

このため、ラックからの荷重を第１小ギヤと第２小ギヤとに分散でき、第１小ギヤ及び第２小ギヤの径を小さくしても、ラックからの荷重に対する第１小ギヤ及び第２小ギヤの強度を確保できる。これにより、ラックの移動ストロークを短くできる。

請求項２に記載のギヤ機構では、ラックの第１小ギヤへの噛合位置とラックの第２小ギヤへの噛合位置とがラックの移動方向において異なっている。このため、ラックの第１小ギヤへの噛合位置とラックの第２小ギヤへの噛合位置とがラックの移動方向において同一にされる場合に比し、第１小ギヤのラックから荷重を受ける部分の強度と第２小ギヤのラックから荷重を受ける部分の強度との合計のラックの移動による変化を小さくできて、当該合計の最低値を大きくできる。これにより、第１小ギヤ及び第２小ギヤの必要強度を小さくできて、第１小ギヤ及び第２小ギヤの径を一層小さくでき、ラックの移動ストロークを一層短くできる。

請求項３に記載のギヤ機構では、ラックが移動された際に、第２ギヤが第１ギヤに対し移動されて、ラックの第２小ギヤへの噛合位置が調整可能にされている。このため、ラックと第２小ギヤとが食付くことを抑制でき、又は、ラックと第２小ギヤとの食付きを容易に解除でき、ラックから第２ギヤへの力伝達のロスの発生を抑制できる。

請求項４に記載のギヤ機構では、ラックが移動された際に、第２ギヤが第１ギヤに対し移動されて、第１ギヤが回転されることで、ラックの第１小ギヤへの噛合位置が調整可能にされている。このため、ラックと第１小ギヤとが食付くことを抑制でき、ラックから第１ギヤへの力伝達のロスの発生を抑制できる。

請求項５に記載のギヤ機構では、ラックが移動された際に、ラックが第２ギヤを回転させてから第１小ギヤに当接される前において、第１ギヤ及び第２ギヤが空転される。このため、第１小ギヤのラックから荷重を受ける部分の強度と第２小ギヤのラックから荷重を受ける部分の強度との合計が大きくなるまで第１ギヤ及び第２ギヤがラックからの荷重を伝達することを抑制できて、第１小ギヤ及び第２小ギヤの必要強度を小さくでき、第１小ギヤ及び第２小ギヤの径を一層小さくできて、ラックの移動ストロークを一層短くできる。

請求項６に記載のプリテンショナ機構では、引張部材がウェビングを引張って、ウェビングによる乗員の拘束力が増加される。

ここで、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のギヤ機構を備えており、ラックが移動されて、第１ギヤが回転されることで、引張部材がウェビングを引張る。このため、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のギヤ機構と同様の作用及び効果を奏することができる。

本発明の第１実施形態におけるウェビング巻取装置を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態におけるウェビング巻取装置を示す一側方から見た側面図である。 本発明の第１実施形態に係るプリテンショナ機構の作動時を示す一側方から見た側面図である。 本発明の第１実施形態におけるウェビング巻取装置のメインピニオン及びロックギヤを示す分解斜視図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１実施形態におけるウェビング巻取装置のメインピニオン及びロックギヤを示す一側方から見た側面図であり、（Ａ）は、プリテンショナ機構の作動前を示し、（Ｂ）は、プリテンショナ機構の作動時を示している。 本発明の第１実施形態におけるウェビング巻取装置のメインピニオン、サブピニオン及びピストンを示す斜視図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るギヤ機構のサブピニオンへのラックの当接状況の第１例を示す一側方から見た側面図であり、（Ａ）は、サブピニオンへのラックの当接時を示し、（Ｂ）は、サブピニオンへのラックの当接後を示している。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るギヤ機構のサブピニオンへのラックの当接状況の第２例を示す一側方から見た側面図であり、（Ａ）は、サブピニオンへのラックの当接時を示し、（Ｂ）は、サブピニオンへのラックの当接後を示している。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るギヤ機構のサブピニオンへのラックの当接状況の第３例を示す一側方から見た側面図であり、（Ａ）は、サブピニオンへのラックの当接時を示し、（Ｂ）は、サブピニオンへのラックの当接後を示している。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るギヤ機構のサブピニオンへのラックの当接状況の第４例を示す一側方から見た側面図であり、（Ａ）は、サブピニオンへのラックの当接時を示し、（Ｂ）は、サブピニオンへのラックの当接後を示している。 本発明の第２実施形態におけるウェビング巻取装置を示す分解斜視図である。 本発明の第２実施形態におけるウェビング巻取装置を示す一側方から見た側面図である。 本発明の第２実施形態に係るプリテンショナ機構の作動時を示す一側方から見た側面図である。

［第１実施形態］
図１には、本発明の第１実施形態に係るプリテンショナ機構２８（ギヤ機構３６を含む）が適用されたウェビング巻取装置１０が分解斜視図にて示されており、図２には、ウェビング巻取装置１０が一側方から見た側面図にて示されている。なお、図面では、車幅方向外側を矢印ＯＵＴで示し、車両前後方向一側を矢印ＦＲで示し、車両上方を矢印ＵＰで示す。

図１及び図２に示す如く、本実施形態におけるウェビング巻取装置１０には、支持部材としての金属製で断面Ｕ字形板状のフレーム１２が設けられており、フレーム１２には、背面側の背板１２Ａと、一側方の脚板１２Ｂと、他側方の脚板１２Ｃと、が設けられている。ウェビング巻取装置１０は、フレーム１２の背板１２Ａにおいて、車両の骨格部材としての矩形筒状のピラー（図示省略）内に固定されており、これにより、ウェビング巻取装置１０が車両に設置されて、ウェビング巻取装置１０の正面側、一側方及び上方が、それぞれ車幅方向外側、車両前後方向一側（車両前側又は車両後側）及び車両上方へ向けられている。

フレーム１２内には、引張部材としての巻取軸１４が設けられている。

巻取軸１４には、巻取部材としての金属製で略円柱状のスプール１６が設けられており、スプール１６は、フレーム１２の脚板１２Ｂと脚板１２Ｃとの間に回転自在に支持されている。スプール１６には、長尺帯状のウェビング１８（ベルト）が基端側から巻取られており、ウェビング１８は、フレーム１２から上側へ延出されて、車両のシート（図示省略）に着座した乗員に装着可能にされている。また、スプール１６が巻取方向（図１及び図２の矢印Ａの方向）へ回転されることで、ウェビング１８がスプール１６に巻取られると共に、ウェビング１８がスプール１６から引出されることで、スプール１６が引出方向（図１及び図２の矢印Ｂの方向）へ回転される。

スプール１６の脚板１２Ｂ側には、規制部（ロック部）としての金属製で略円板状のロックギヤ２０が設けられており、ロックギヤ２０は、脚板１２Ｂを回転自在に貫通している。ロックギヤ２０は、フォースリミッタ機構を構成するエネルギー吸収部としてのトーションシャフト（図示省略）を介してスプール１６に連結されており、ロックギヤ２０は、スプール１６に対し同軸上に配置されると共に一体回転可能にされている。また、ロックギヤ２０の外周には、ラチェット歯２０Ａ（外歯）が複数等間隔で形成されている。

図４及び図５（Ａ）にも示す如く、ロックギヤ２０には、円状の挿入孔２２が形成されており、挿入孔２２は、ロックギヤ２０を同軸上に貫通している。挿入孔２２の周面には、断面湾曲矩形状の挿入凹部２２Ａが所定数（本実施形態では２個）形成されており、所定数の挿入凹部２２Ａは、挿入孔２２の周方向に等間隔に配置されると共に、それぞれロックギヤ２０の軸方向に平行にロックギヤ２０を貫通している。挿入凹部２２Ａの底面（挿入孔２２とは反対側の面）には、被連結部としての長尺矩形板状のシェアピン２２Ｂが一体に形成されており、シェアピン２２Ｂは、長手方向を挿入孔２２の軸方向に平行に配置されると共に、幅方向を挿入孔２２の径方向に平行に配置されている。

ロックギヤ２０には、規制手段（ロック手段）としてのロック機構２４が連絡可能にされており、ロック機構２４には、規制部材（ロック部材）としてのロックプレート２６が設けられている。ロックプレート２６は、フレーム１２の脚板１２Ｂに回動可能に支持されており、ロックプレート２６には、ロック歯２６Ａが形成されている。ウェビング１８のスプール１６からの急激な引出し時や車両の急減速時には、ロック機構２４が作動されることで、ロックプレート２６が回動されて、ロック歯２６Ａがロックギヤ２０のラチェット歯２０Ａに噛合（係合）される。これにより、ロックギヤ２０の引出方向への回転が規制（ロック）されて、スプール１６の引出方向への回転が規制される（スプール１６の巻取方向への回転は許容される）。

フレーム１２の脚板１２Ｃ外側には、付勢部材としてのぜんまいばね（図示省略）が設けられている。ぜんまいばねは、スプール１６に連結されており、ぜんまいばねは、スプール１６に巻取方向への付勢力を作用させている。

フレーム１２の脚板１２Ｂ外側には、ラック＆ピニオン方式によるプリテンショナ機構２８が設けられている。

フレーム１２の脚板１２Ｂ外側には、金属製で箱状のカバー（図示省略）が固定されており、カバー内は、脚板１２Ｂ側及び下側に開放されている。

カバー内の下部には、案内部材としての金属製で円筒状のシリンダ３０の上部が固定されており、シリンダ３０は、脚板１２Ｂから下側に延出されると共に、軸方向が上側へ向かうに従い背板１２Ａ側（車幅方向内側）へ向かう方向に傾斜されている。

シリンダ３０の下端内には、移動手段としての略円柱状のガスジェネレータ３２が同軸上に挿入かつ固定されており、ガスジェネレータ３２は、シリンダ３０の下端を閉塞している。ガスジェネレータ３２は、車両の制御装置３４に電気的に接続されており、車両の衝突時（車両の衝突が検出された際、車両の緊急時である所定の機会）には、制御装置３４の制御によって、プリテンショナ機構２８が作動されることで、ガスジェネレータ３２が高圧のガスを瞬時に発生してシリンダ３０の下端内に供給する。

プリテンショナ機構２８は、ギヤ機構３６を備えている。

ギヤ機構３６には、第１ギヤとしての金属製のメインピニオン３８が設けられており、メインピニオン３８は、カバー内の上部に配置されている。メインピニオン３８の脚板１２Ｂとは反対側の部分には、円柱状の支持軸３８Ａが同軸上に一体に形成されており、支持軸３８Ａがカバーに回転自在に支持されることで、メインピニオン３８がカバーに回転自在に支持されている。

図４及び図５（Ａ）にも示す如く、メインピニオン３８の脚板１２Ｂ側の部分には、略円柱状の連結軸３８Ｂが同軸上に一体に形成されており、連結軸３８Ｂの周面には、連結部としての長尺矩形板状の連結板３８Ｃが一体に所定数（本実施形態では２個）形成されている。所定数の連結板３８Ｃは、連結軸３８Ｂの周方向に等間隔に配置されており、連結板３８Ｃは、長手方向を連結軸３８Ｂの軸方向に平行に配置されると共に、幅方向を連結軸３８Ｂの径方向に平行に配置されている。連結軸３８Ｂは、ロックギヤ２０の挿入孔２２に挿入かつ嵌合されると共に、連結板３８Ｃは、ロックギヤ２０の挿入凹部２２Ａのシェアピン２２Ｂより引出方向側に挿入されており、連結板３８Ｃが挿入凹部２２Ａの引出方向側の側面とシェアピン２２Ｂとの間に挟持されて、メインピニオン３８がロックギヤ２０及びスプール１６に対し同軸上に配置されると共に一体回転可能にされている。

メインピニオン３８には、支持軸３８Ａの脚板１２Ｂ側において、第１小ギヤとしてのメイン小ギヤ４０が同軸上に一体に形成されており、メイン小ギヤ４０の外周には、小ギヤ歯４０Ａ（外歯）が複数等間隔で形成されている。メインピニオン３８には、メイン小ギヤ４０の脚板１２Ｂ側（メイン小ギヤ４０と連結軸３８Ｂとの間）において、第１大ギヤとしてのメイン大ギヤ４２が同軸上に一体に形成されており、メイン大ギヤ４２の外周には、大ギヤ歯４２Ａ（外歯）が複数等間隔で形成されている。小ギヤ歯４０Ａ及び大ギヤ歯４２Ａは、断面略二等辺三角形状にされており、小ギヤ歯４０Ａ及び大ギヤ歯４２Ａの強度は、基端側から先端側に向かうに従い徐々に小さくされている。また、メイン大ギヤ４２は、メイン小ギヤ４０に比し径を大きくされている。

ギヤ機構３６には、第２ギヤとしての金属製のサブピニオン４４が設けられており、サブピニオン４４は、カバー内の上部におけるメインピニオン３８の背板１２Ａとは反対側（車幅方向外側）において、メインピニオン３８と軸方向を平行にされて配置されている。サブピニオン４４の脚板１２Ｂとは反対側の部分には、円柱状の回転軸４４Ａが同軸上に一体に形成されており、回転軸４４Ａがカバーの案内部としての案内孔（図示省略）に回転自在に支持されることで、サブピニオン４４がカバーに回転自在に支持されている。カバーの案内孔は、メインピニオン３８の周方向に沿って長尺にされており、サブピニオン４４は、回転軸４４Ａを案内孔の長手方向に案内されて、メインピニオン３８の周方向に所定範囲で公転（移動）可能にされている。回転軸４４Ａは、付勢手段（図示省略）によって下側に付勢されており、サブピニオン４４は、付勢手段の付勢力によって回転軸４４Ａを案内孔の下端に当接されて、メインピニオン３８の下側において位置決めされている。

サブピニオン４４には、回転軸４４Ａの脚板１２Ｂ側において、第２小ギヤとしてのサブ小ギヤ４６が同軸上に一体に形成されており、サブ小ギヤ４６は、メインピニオン３８のメイン小ギヤ４０と同一の構成にされて、外周にメイン小ギヤ４０と同一の小ギヤ歯４０Ａが複数等間隔で形成されている。サブピニオン４４には、サブ小ギヤ４６の脚板１２Ｂ側において、第２大ギヤとしてのサブ大ギヤ４８が同軸上に一体に形成されており、サブ大ギヤ４８は、メインピニオン３８のメイン大ギヤ４２と同一の構成にされて、外周にメイン大ギヤ４２と同一の大ギヤ歯４２Ａが複数等間隔で形成されている。

メインピニオン３８のメイン大ギヤ４２（大ギヤ歯４２Ａ）とサブピニオン４４のサブ大ギヤ４８（大ギヤ歯４２Ａ）とは、噛合されており、メインピニオン３８が巻取方向へ回転される際には、サブピニオン４４が巻取方向（図１及び図２の矢印Ｃの方向）へ回転されると共に、メインピニオン３８が引出方向へ回転される際には、サブピニオン４４が引出方向（図１及び図２の矢印Ｄの方向）へ回転される。

ギヤ機構３６には、移動部材としての金属製のピストン５０が設けられており、ピストン５０は、シリンダ３０内に同軸上に挿入されている。

ピストン５０には、下端において円柱状の基部５０Ａが同軸上に設けられると共に、基部５０Ａの直上において円板状のフランジ５０Ｂが同軸上に設けられており、フランジ５０Ｂは、基部５０Ａの外周全体に突出されて、シリンダ３０の内周面に略嵌合されている。

基部５０Ａの外周には、シール部材としての円環状かつ断面Ｘ字状のＸリング５２が配置されており、Ｘリング５２は、ゴム製等にされて、弾性及びシール性を有している。Ｘリング５２は、弾性変形された状態で、基部５０Ａの外周面、フランジ５０Ｂの下面及びシリンダ３０の内周面における全周に接触されており、Ｘリング５２は、シリンダ３０とピストン５０との間をシールしている。

ピストン５０には、フランジ５０Ｂより上側において、略長尺矩形柱状のラック５４が設けられており、ラック５４の長手方向は、ピストン５０の軸方向に平行に配置されている。

ラック５４の背板１２Ａ側の部分には、第１ラック部としてのメインラック部５６が設けられており、メインラック部５６には、ラック５４の長手方向に沿ってラック歯５４Ａが複数等間隔で形成されている。ラック歯５４Ａは、断面台形状にされており、ラック歯５４Ａの強度は、基端側から先端側に向かうに従い徐々に小さくされている。ラック５４の背板１２Ａとは反対側の部分には、第２ラック部としてサブラック部５８が設けられており、サブラック部５８には、ラック５４の長手方向に沿ってメインラック部５６と同一のラック歯５４Ａが複数等間隔で形成されている。

メインラック部５６のラック歯５４Ａとサブラック部５８のラック歯５４Ａとは、ラック５４の長手方向における位置が異なっており、メインラック部５６のラック歯５４Ａ間のラック５４長手方向における中央にサブラック部５８のラック歯５４Ａのラック５４長手方向における中央が配置されると共に、サブラック部５８のラック歯５４Ａ間のラック５４長手方向における中央にメインラック部５６のラック歯５４Ａのラック５４長手方向における中央が配置されている。また、サブラック部５８の最上のラック歯５４Ａは、メインラック部５６の最上のラック歯５４Ａに比し上側に配置されている。

ラック５４は、シリンダ３０の上端から延出されており、ラック５４の上端は、メインピニオン３８のメイン小ギヤ４０とサブピニオン４４のサブ小ギヤ４６との間の下側近傍に配置されている。

次に、本実施形態の作用を説明する。

以上の構成のウェビング巻取装置１０では、車両のシートに着座した乗員にウェビング１８が装着された際に、ぜんまいばねがスプール１６に巻取方向への付勢力を作用させることで、ウェビング１８の緩みが除去される。

車両の衝突時には、ウェビング１８がスプール１６から急激に引出され又は車両が急減速されて、ロック機構２４が作動されることで、ロックプレート２６が回動されて、ロックプレート２６のロック歯２６Ａがロックギヤ２０のラチェット歯２０Ａに噛合される。これにより、ロックギヤ２０の引出方向への回転が規制されて、スプール１６の引出方向への回転が規制されることで、ウェビング１８のスプール１６からの引出しが規制されて、ウェビング１８が乗員を拘束する。

さらに、図３に示す如く、車両の衝突時には、制御装置３４の制御によって、プリテンショナ機構２８が作動されることで、ガスジェネレータ３２が高圧のガスを瞬時に発生してシリンダ３０内の下端に供給する。このため、シリンダ３０とピストン５０との間がＸリング５２によってシールされた状態が維持されつつ、ピストン５０（基部５０Ａ及びフランジ５０Ｂ）及びＸリング５２が当該ガスの圧力を下側（他側）から受けて、ピストン５０及びＸリング５２が上側（一側、軸方向）へ移動される。これにより、ピストン５０のラック５４が、メインラック部５６（ラック歯５４Ａ）においてメインピニオン３８のメイン小ギヤ４０（小ギヤ歯４０Ａ）に噛合されると共に、サブラック部５８（ラック歯５４Ａ）においてサブピニオン４４のサブ小ギヤ４６（小ギヤ歯４０Ａ）に噛合されることで、メインピニオン３８及びサブピニオン４４がラック５４によって巻取方向へ回転されると共に、メインピニオン３８のメイン大ギヤ４２（大ギヤ歯４２Ａ）とサブピニオン４４のサブ大ギヤ４８（大ギヤ歯４２Ａ）との噛合によりメインピニオン３８がサブピニオン４４によって巻取方向へ回転される。

メインピニオン３８が巻取方向へ回転された際には、乗員からウェビング１８を介してスプール１６及びロックギヤ２０に引出方向への回転力が作用されており、図５（Ｂ）に示す如く、メインピニオン３８（連結軸３８Ｂ）の連結板３８Ｃがロックギヤ２０（挿入凹部２２Ａ）のシェアピン２２Ｂを破断して、メインピニオン３８がロックギヤ２０に対し巻取方向へ空転された後に、連結板３８Ｃが挿入凹部２２Ａの巻取方向側の側面に当接する。このため、メインピニオン３８と一体にロックギヤ２０が巻取方向へ回転されて、スプール１６が巻取方向へ回転されることで、スプール１６にウェビング１８が巻取られて（引張られて）、ウェビング１８による乗員の拘束力が増加される。

ここで、上述の如く、ピストン５０が上側へ移動されて、ピストン５０のラック５４が、メインラック部５６においてメインピニオン３８のメイン小ギヤ４０に噛合されると共に、サブラック部５８においてサブピニオン４４のサブ小ギヤ４６に噛合されることで、メインピニオン３８及びサブピニオン４４がラック５４によって巻取方向へ回転されると共に、メインピニオン３８がサブピニオン４４によって巻取方向へ回転される。

このため、ラック５４からの荷重をメイン小ギヤ４０とサブ小ギヤ４６とに分散でき、メイン小ギヤ４０及びサブ小ギヤ４６の径を小さくしても、ラック５４からの荷重に対するメイン小ギヤ４０及びサブ小ギヤ４６の強度を確保できる。これにより、ラック５４の移動ストロークを短くできて、ラック５４の移動方向（長手方向）寸法を短くでき、ピストン５０及びシリンダ３０の軸方向寸法を短くできて、ギヤ機構３６及びプリテンショナ機構２８を小型化できる。

また、ラック５４では、メインラック部５６のラック歯５４Ａとサブラック部５８のラック歯５４Ａとのラック５４移動方向における位置が異なっており、メインラック部５６（ラック歯５４Ａ）のメイン小ギヤ４０（小ギヤ歯４０Ａ）への噛合位置とサブラック部５８（ラック歯５４Ａ）のサブ小ギヤ４６（小ギヤ歯４０Ａ）への噛合位置とがラック５４の移動方向において異なっている。このため、メインラック部５６（ラック歯５４Ａ）のメイン小ギヤ４０（小ギヤ歯４０Ａ）への噛合位置とサブラック部５８（ラック歯５４Ａ）のサブ小ギヤ４６（小ギヤ歯４０Ａ）への噛合位置とがラック５４の移動方向において同一にされる場合に比し、メイン小ギヤ４０（小ギヤ歯４０Ａ）のメインラック部５６（ラック歯５４Ａ）から荷重を受ける部分の強度（小ギヤ歯４０Ａのラック歯５４Ａとの接触線及びラック５４移動方向に沿った断面積）とサブ小ギヤ４６（小ギヤ歯４０Ａ）のサブラック部５８（ラック歯５４Ａ）から荷重を受ける部分の強度（小ギヤ歯４０Ａのラック歯５４Ａとの接触線及びラック５４移動方向に沿った断面積）との合計のラック５４の移動による変化を小さくできて、当該合計の最低値を大きくできる。これにより、メイン小ギヤ４０（小ギヤ歯４０Ａ）及びサブ小ギヤ４６（小ギヤ歯４０Ａ）の必要強度を小さくできて、メイン小ギヤ４０及びサブ小ギヤ４６の径を一層小さくでき、ラック５４の移動ストロークを一層短くできて、ギヤ機構３６及びプリテンショナ機構２８を一層小型化できる。

特に、メインラック部５６のラック歯５４Ａ間のラック５４移動方向における中央にサブラック部５８のラック歯５４Ａのラック５４移動方向における中央が配置されると共に、サブラック部５８のラック歯５４Ａ間のラック５４移動方向における中央にメインラック部５６のラック歯５４Ａのラック５４移動方向における中央が配置されている。このため、メイン小ギヤ４０（小ギヤ歯４０Ａ）のメインラック部５６（ラック歯５４Ａ）から荷重を受ける部分の強度とサブ小ギヤ４６（小ギヤ歯４０Ａ）のサブラック部５８（ラック歯５４Ａ）から荷重を受ける部分の強度との合計のラック５４の移動による変化を最小にできて、当該合計の最低値を最大にできる。これにより、メイン小ギヤ４０（小ギヤ歯４０Ａ）及びサブ小ギヤ４６（小ギヤ歯４０Ａ）の必要強度を一層小さくできて、メイン小ギヤ４０及びサブ小ギヤ４６の径を一層小さくでき、ラック５４の移動ストロークを一層短くできて、ギヤ機構３６及びプリテンショナ機構２８を一層小型化できる。

さらに、ピストン５０が上側へ移動された際には、ラック５４（サブラック部５８）がサブピニオン４４（サブ小ギヤ４６）に当接された後で、少なくともラック５４（メインラック部５６）がメインピニオン３８（メイン小ギヤ４０）に当接されるまで（例えばラック５４のラック歯５４Ａが接触されるメインピニオン３８及びサブピニオン４４の小ギヤ歯４０Ａの合計が２個以上（好ましくは３個以上）になるまで）、上述の如く、メインピニオン３８（連結軸３８Ｂ）の連結板３８Ｃがロックギヤ２０（挿入凹部２２Ａ）のシェアピン２２Ｂを破断して、メインピニオン３８及びサブピニオン４４がロックギヤ２０及びスプール１６に対し巻取方向へ空転される。このため、メイン小ギヤ４０（小ギヤ歯４０Ａ）のメインラック部５６（ラック歯５４Ａ）から荷重を受ける部分の強度とサブ小ギヤ４６（小ギヤ歯４０Ａ）のサブラック部５８（ラック歯５４Ａ）から荷重を受ける部分の強度との合計が大きくなるまでメインピニオン３８及びサブピニオン４４がラック５４からの荷重をスプール１６に伝達することを抑制できる。これにより、メインピニオン３８及びサブピニオン４４の必要強度を一層小さくできて、メインピニオン３８及びサブピニオン４４の径を一層小さくでき、ラック５４の移動ストロークを一層短くできて、ギヤ機構３６及びプリテンショナ機構２８を一層小型化できる。

また、ピストン５０が上側へ移動された際には、ラック５４がメインピニオン３８（メイン小ギヤ４０）から作用される荷重（反力）をサブピニオン４４（サブ小ギヤ４６）によって受けることができると共に、ラック５４がサブピニオン４４（サブ小ギヤ４６）から作用される荷重（反力）をメインピニオン３８（メイン小ギヤ４０）によって受けることができる。このため、例えば、ラック５４がメインピニオン３８及びサブピニオン４４から作用される荷重（反力）をカバーによって受ける必要がないため、ラック５４のカバーとの摩擦による移動エネルギーのロスを低減でき、ラック５４の上側への移動によってメインピニオン３８及びサブピニオン４４を効果的に巻取方向へ回転させることができて、スプール１６にウェビング１８を効果的に巻取ることができる。

さらに、例えば図６に示す如く、ピストン５０が上側へ移動された際には、ラック５４がメインラック部５６においてメインピニオン３８（メイン小ギヤ４０）に当接される前にサブラック部５８においてサブピニオン４４（サブ小ギヤ４６）に当接されて、サブピニオン４４がラック５４から上側への移動力を作用される。このため、サブピニオン４４が、付勢手段の付勢力に抗して、回転軸４４Ａをカバーの案内孔の長手方向に案内されて、メインピニオン３８の周方向に沿って上側に公転されることで、ラック５４（サブラック部５８）のサブピニオン４４（サブ小ギヤ４６）への噛合位置が調整可能にされている。

例えば、図７（Ａ）に示す如く、ラック５４（サブラック部５８）のラック歯５４Ａがサブピニオン４４（サブ小ギヤ４６）の小ギヤ歯４０Ａの引出方向側の面に当接された場合には、図７（Ｂ）に示す如く、サブピニオン４４が、上側に公転されると共に、サブ大ギヤ４８のメイン大ギヤ４２との噛合によって引出方向へ回転されて、当該ラック歯５４Ａと当該小ギヤ歯４０Ａとが接触された状態が維持される。

図８（Ａ）に示す如く、ラック５４（サブラック部５８）のラック歯５４Ａの先端以外の部分がサブピニオン４４（サブ小ギヤ４６）の小ギヤ歯４０Ａの先端に当接された場合には、図８（Ｂ）に示す如く、サブピニオン４４が、上側に公転されると共に、サブ大ギヤ４８のメイン大ギヤ４２との噛合によって引出方向へ回転されて、当該ラック歯５４Ａと当該小ギヤ歯４０Ａの巻取方向側の小ギヤ歯４０Ａとが当接される。

図９（Ａ）に示す如く、ラック５４（サブラック部５８）のラック歯５４Ａの先端角部がサブピニオン４４（サブ小ギヤ４６）の小ギヤ歯４０Ａの先端に当接された場合には、図９（Ｂ）に示す如く、サブピニオン４４が、上側に公転されると共に、サブ大ギヤ４８のメイン大ギヤ４２との噛合によって引出方向へ回転されて、当該ラック歯５４Ａと当該小ギヤ歯４０Ａの巻取方向側の小ギヤ歯４０Ａとが当接される。

図１０（Ａ）に示す如く、ラック５４（サブラック部５８）のラック歯５４Ａがサブピニオン４４（サブ小ギヤ４６）の小ギヤ歯４０Ａの巻取方向側の面に当接された場合には、図１０（Ｂ）に示す如く、サブピニオン４４が、上側に公転されると共に、サブ大ギヤ４８のメイン大ギヤ４２との噛合によって引出方向へ回転されて、当該ラック歯５４Ａと当該小ギヤ歯４０Ａの巻取方向側の小ギヤ歯４０Ａとが当接される。

以上により、特に、図８（Ａ）及び図９（Ａ）に示す如く、ラック５４（サブラック部５８）のラック歯５４Ａがサブピニオン４４（サブ小ギヤ４６）の小ギヤ歯４０Ａの先端に当接された場合でも、図８（Ｂ）及び図９（Ｂ）に示す如く、サブピニオン４４が上側に公転されると共に引出方向へ回転されて、当該ラック歯５４Ａと当該小ギヤ歯４０Ａとの接触が解除される。このため、当該ラック歯５４Ａと当該小ギヤ歯４０Ａとが食付くことを抑制でき、又は、当該ラック歯５４Ａと当該小ギヤ歯４０Ａとの食付きを容易に解除でき、ラック５４（サブラック部５８）からサブピニオン４４（サブ小ギヤ４６）への力伝達のロスの発生を抑制できる。これにより、ラック５４の移動力をサブピニオン４４に効率的に伝達できて、スプール１６にウェビング１８を一層効果的に巻取ることができる。

しかも、例えば、図７（Ａ）〜図１０（Ａ）に示す如く、ラック５４（サブラック部５８）のラック歯５４Ａがサブピニオン４４（サブ小ギヤ４６）の小ギヤ歯４０Ａに当接された後には、図７（Ｂ）〜図１０（Ｂ）に示す如く、サブピニオン４４が上側に公転されて、メインピニオン３８がメイン大ギヤ４２のサブ大ギヤ４８との噛合によって巻取方向へ回転されることで、ラック５４（メインラック部５６）のメインピニオン３８（メイン小ギヤ４０）への噛合位置が調整可能にされている。このため、ラック５４（メインラック部５６）のラック歯５４Ａがメインピニオン３８（メイン小ギヤ４０）の小ギヤ歯４０Ａの先端に当接されることを抑制できて、当該ラック歯５４Ａと当該小ギヤ歯４０Ａとが食付くことを抑制でき、ラック５４（メインラック部５６）からメインピニオン３８（メイン小ギヤ４０）への力伝達のロスの発生を抑制できる。これにより、ラック５４の移動力をメインピニオン３８に効率的に伝達できて、スプール１６にウェビング１８を一層効果的に巻取ることができる。

また、サブピニオン４４の回転軸４４Ａが、付勢手段によって下側に付勢されて、カバーの案内孔下端に当接されることで、サブピニオン４４が位置決めされている。このため、ピストン５０が上側へ移動された際に、例えば回転軸４４Ａがカバーの案内孔の上部に配置されていて、サブピニオン４４がラック５４によって上側に十分に公転できないことを抑制でき、ラック５４（メインラック部５６及びサブラック部５８）からメインピニオン３８（メイン小ギヤ４０）及びサブピニオン４４（サブ小ギヤ４６）への力伝達のロスの発生を確実に抑制できる。

さらに、このようにラック５４からメインピニオン３８及びサブピニオン４４への力伝達のロスの発生を抑制できるため、ラック５４の移動によって初めてメインピニオン３８をスプール１６と一体回転可能に連結するクラッチ機構を不要にでき、部品点数を低減できる。

［第２実施形態］
図１１には、本発明の第２実施形態に係るプリテンショナ機構２８（ギヤ機構３６を含む）が適用されたウェビング巻取装置７０が分解斜視図にて示されており、図１２には、ウェビング巻取装置７０が一側方から見た側面図にて示されている。

本実施形態におけるウェビング巻取装置７０は、上記第１実施形態と、ほぼ同様の構成であるが、以下の点で異なる。

図１１及び図１２に示す如く、本実施形態におけるウェビング巻取装置７０では、巻取軸１４において、ロックギヤ２０の挿入孔２２に挿入凹部２２Ａ及びシェアピン２２Ｂが設けられていない。ロックギヤ２０のスプール１６とは反対側の面には、クラッチ機構を構成する円柱状のクラッチ凹部７２が形成されており、クラッチ凹部７２の外周面は、摩擦係数が高くされている。

プリテンショナ機構２８では、ロックギヤ２０のスプール１６とは反対側において、クラッチ機構を構成するクラッチ部材としての金属製で略円環板状のクラッチプレート７４が配置されており、クラッチプレート７４は、カバー内に保持されている。

クラッチプレート７４の内周には、Ｌ字形板状の延出部７４Ａが所定数（本実施形態では６個）一体に形成されており、所定数の延出部７４Ａは、クラッチプレート７４の周方向に沿って等間隔に配置されている。延出部７４Ａの先端には、柱状の噛込部７４Ｂが一体に形成されており、噛込部７４Ｂは、延出部７４Ａからロックギヤ２０側へ突出されて、ロックギヤ２０のクラッチ凹部７２内に挿入されている。噛込部７４Ｂは、クラッチ凹部７２の外周面から離間されており、クラッチプレート７４は、ロックギヤ２０の回転を許容している。

ギヤ機構３６では、メインピニオン３８の連結軸３８Ｂに連結板３８Ｃが設けられておらず、連結軸３８Ｂがロックギヤ２０の挿入孔２２に挿入かつ嵌合されることで、メインピニオン３８がロックギヤ２０及びスプール１６に対し同軸上に配置されると共に相対回転可能にされている。

メインピニオン３８のメイン大ギヤ４２より連結軸３８Ｂ側の部分には、クラッチ機構を構成するクラッチ部７６が同軸上に形成されており、クラッチ部７６は、ロックギヤ２０のクラッチ凹部７２内に挿入されている。クラッチ部７６の外周面には、所定数（本実施形態では６個）の凸部７６Ａが形成されており、所定数の凸部７６Ａは、クラッチ部７６の周方向に沿って等間隔に配置されている。凸部７６Ａの巻取方向側面は、引出方向へ向かうに従いクラッチ部７６の径方向外側へ向かう方向に傾斜されており、クラッチ部７６には、各凸部７６Ａの巻取方向側において、クラッチプレート７４の噛込部７４Ｂが装着（圧接）されている。

ラック５４の上端は、メインピニオン３８のメイン小ギヤ４０とサブピニオン４４のサブ小ギヤ４６との間の下側に配置されており、ラック５４（サブラック部５８）の最上のラック歯５４Ａは、サブ小ギヤ４６の小ギヤ歯４０Ａに接触されている。

ここで、図１３に示す如く、車両の衝突時には、制御装置３４の制御によって、プリテンショナ機構２８が作動されることで、ガスジェネレータ３２が高圧のガスを瞬時に発生してシリンダ３０内の下端に供給する。このため、シリンダ３０とピストン５０との間がＸリング５２によってシールされた状態が維持されつつ、ピストン５０（基部５０Ａ及びフランジ５０Ｂ）及びＸリング５２が当該ガスの圧力を下側（他側）から受けて、ピストン５０及びＸリング５２が上側（一側、軸方向）へ移動される。これにより、ピストン５０のラック５４が、メインラック部５６（ラック歯５４Ａ）においてメインピニオン３８のメイン小ギヤ４０（小ギヤ歯４０Ａ）に噛合されると共に、サブラック部５８（ラック歯５４Ａ）においてサブピニオン４４のサブ小ギヤ４６（小ギヤ歯４０Ａ）に噛合されることで、メインピニオン３８及びサブピニオン４４がラック５４によって巻取方向へ回転されると共に、メインピニオン３８のメイン大ギヤ４２（大ギヤ歯４２Ａ）とサブピニオン４４のサブ大ギヤ４８（大ギヤ歯４２Ａ）との噛合によりメインピニオン３８がサブピニオン４４によって巻取方向へ回転される。

メインピニオン３８が巻取方向へ回転された際には、クラッチプレート７４の噛込部７４Ｂがメインピニオン３８のクラッチ部７６における凸部７６Ａの巻取方向側面を引出方向に相対移動されることで、クラッチプレート７４の延出部７４Ａがクラッチプレート７４の外周側へ変形移動されつつ、噛込部７４Ｂがロックギヤ２０のクラッチ凹部７２外周面側へ移動される。このため、メインピニオン３８がロックギヤ２０に対し巻取方向へ空転され後に、噛込部７４Ｂがクラッチ部７６（凸部７６Ａの周面）とロックギヤ２０（クラッチ凹部７２の外周面）との間に噛込まれる（係合される）ことで、メインピニオン３８、クラッチプレート７４、ロックギヤ２０及びスプール１６が一体回転可能にされる。これにより、クラッチプレート７４のカバー内への保持が解除されて、メインピニオン３８と一体にクラッチプレート７４、ロックギヤ２０及びスプール１６が巻取方向へ回転されることで、スプール１６にウェビング１８が巻取られて（引張られて）、ウェビング１８による乗員の拘束力が増加される。

このため、本実施形態でも、クラッチ機構を不要にできる効果を除き、上記第１実施形態と同様の作用及び効果を奏することができる。

特に、ピストン５０が上側へ移動された際には、ラック５４（サブラック部５８）がサブピニオン４４（サブ小ギヤ４６）に押圧された後で、少なくともラック５４（メインラック部５６）がメインピニオン３８（メイン小ギヤ４０）に当接されるまで（例えばラック５４のラック歯５４Ａが接触されるメインピニオン３８及びサブピニオン４４の小ギヤ歯４０Ａの合計が２個以上（好ましくは３個以上）になるまで）、上述の如く、クラッチプレート７４の噛込部７４Ｂがメインピニオン３８（クラッチ部７６）の凸部７６Ａの巻取方向側面を引出方向に相対移動されて、メインピニオン３８及びサブピニオン４４がクラッチプレート７４、ロックギヤ２０及びスプール１６に対し巻取方向へ空転される。このため、メイン小ギヤ４０（小ギヤ歯４０Ａ）のメインラック部５６（ラック歯５４Ａ）から荷重を受ける部分の強度とサブ小ギヤ４６（小ギヤ歯４０Ａ）のサブラック部５８（ラック歯５４Ａ）から荷重を受ける部分の強度との合計が大きくなるまでメインピニオン３８及びサブピニオン４４がラック５４からの荷重をスプール１６に伝達することを抑制できる。これにより、メインピニオン３８及びサブピニオン４４の必要強度を一層小さくできて、メインピニオン３８及びサブピニオン４４の径を一層小さくでき、ラック５４の移動ストロークを一層短くできて、ギヤ機構３６及びプリテンショナ機構２８を一層小型化できる。

なお、上記第２実施形態では、サブピニオン４４をメインピニオン３８の周方向に公転可能にした。しかしながら、サブピニオン４４をメインピニオン３８の周方向に公転不能にしてもよい。

また、上記第１実施形態及び第２実施形態では、ラック５４がサブピニオン４４（サブ小ギヤ４６）に噛合した後にメインピニオン３８（メイン小ギヤ４０）に噛合する。しかしながら、ラック５４がメインピニオン３８（メイン小ギヤ４０）に噛合した後にサブピニオン４４（サブ小ギヤ４６）に噛合してもよく、また、ラック５４がメインピニオン３８（メイン小ギヤ４０）とサブピニオン４４（サブ小ギヤ４６）とに同時に噛合してもよい。

さらに、上記第１実施形態及び第２実施形態では、メインピニオン３８とサブピニオン４４とをラック５４の移動方向における異なる位置に配置した。しかしながら、メインピニオン３８とサブピニオン４４とをラック５４の移動方向における同一位置に配置してもよい。

しかも、上記第１実施形態及び第２実施形態では、ラック５４におけるメインラック部５６のラック歯５４Ａとサブラック部５８のラック歯５４Ａとをラック５４の移動方向における異なる位置に配置した。しかしながら、ラック５４におけるメインラック部５６のラック歯５４Ａとサブラック部５８のラック歯５４Ａとをラック５４の移動方向における同一位置に配置してもよい。

また、上記第１実施形態及び第２実施形態では、メインピニオン３８（メイン大ギヤ４２）とサブピニオン４４（サブ大ギヤ４８）とを噛合させて直接連絡した。しかしながら、メインピニオン３８（メイン大ギヤ４２）とサブピニオン４４（サブ大ギヤ４８）とを所定数の中間ギヤを介して間接的に連絡してもよい。

さらに、本発明は、シートベルト装置におけるセレクタブルフォースリミッタの切替機構や、ラッププリテンショナ機構や、バックルプリテンショナ機構のような作動によりラックが移動されて第１ギヤ及び第２ギヤが回転されるギヤ機構に適用してもよい。

１４ 巻取軸（引張部材）
１８ ウェビング
２８ プリテンショナ機構
３６ ギヤ機構
３８ メインピニオン（第１ギヤ）
４０ メイン小ギヤ（第１小ギヤ）
４２ メイン大ギヤ（第１大ギヤ）
４４ サブピニオン（第２ギヤ）
４６ サブ小ギヤ（第２小ギヤ）
４８ サブ大ギヤ（第２大ギヤ）
５４ ラック

Claims (6)

1. 第１小ギヤと前記第１小ギヤに比し径を大きくされた第１大ギヤとが同軸上にかつ一体回転可能に設けられた第１ギヤと、
   第２小ギヤと前記第２小ギヤに比し径を大きくされた第２大ギヤとが同軸上にかつ一体回転可能に設けられ、前記第１ギヤと軸方向を平行に配置される第２ギヤと、
   移動されることで前記第１小ギヤ及び前記第２小ギヤが回転されて前記第１ギヤ及び前記第２ギヤが回転されると共に前記第２小ギヤと一体の第２大ギヤの回転によって前記第１大ギヤが回転されて前記第１ギヤが回転されるラックと、
   を備えたギヤ機構。
2. 前記ラックの前記第１小ギヤへの噛合位置と前記ラックの前記第２小ギヤへの噛合位置とを前記ラックの移動方向において異ならせた請求項１に記載のギヤ機構。
3. 前記ラックが移動された際に前記第２ギヤが前記第１ギヤに対し移動されて前記ラックの前記第２小ギヤへの噛合位置が調整可能にされた請求項１又は請求項２に記載のギヤ機構。
4. 前記ラックが移動された際に前記第２ギヤが前記第１ギヤに対し移動されて前記第１ギヤが回転されることで前記ラックの前記第１小ギヤへの噛合位置が調整可能にされた請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のギヤ機構。
5. 前記ラックが移動された際に前記ラックが前記第２ギヤを回転させてから前記第１小ギヤに当接される前において前記第１ギヤ及び前記第２ギヤが空転される請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のギヤ機構。
6. 請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のギヤ機構と、
   車両の乗員に装着されるウェビングと、
   前記ラックが移動されて前記第１ギヤが回転されることで前記ウェビングを引張って前記ウェビングによる乗員の拘束力が増加される引張部材と、
   を備えたプリテンショナ機構。

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