JPH10167002A

JPH10167002A - シートベルトリトラクタ

Info

Publication number: JPH10167002A
Application number: JP8335634A
Authority: JP
Inventors: Yuuichi Sawato; 雄一澤渡
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 1996-12-16
Filing date: 1996-12-16
Publication date: 1998-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】繰り返し作動させることができるシートベル
トリトラクタを提供する。【解決手段】シートベルト巻取用のスプリング３２の
一端をスプリングケース３２に連結し、該ケース３２を
超音波モータ２４で回転させる。スプリングケース３４
をＡ₁方向に回すと巻取力が弱くなり、Ａ₂方向に回す
と巻取力が強くなる。車両衝突が予知されるときには超
音波モータ２４を高速で回転起動させる。慣性体３６０
と爪保持リング３１０との間に位相差が生じ、爪保持リ
ング３１０の周縁から爪３３０が突出し、リール２０の
内向き歯２０Ｎに噛合する。これにより、超音波モータ
２４がリール２０を直接に巻取方向に回転駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両に設けられ、乗
員を保護するためのシートベルト装置のリトラクタに関
する。詳しくは、本発明は、乗員がシートベルトを装着
しているときにはシートベルトが乗員にソフトに接触
し、車両の衝突が予知されたときにはシートベルトを急
速に引き締めるプリテンショナ機構を有するシートベル
トリトラクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】シートベルト装置は、周知の通り、車両
に設けられたリトラクタのリールからシートベルトを巻
き出し、このシートベルトをトングによってバックルに
係止し、これにより乗員を座席に拘束するようにしたも
のである。

【０００３】このシートベルト装置においては、リトラ
クタから巻き出されたシートベルトは、常にリトラクタ
から巻取方向の張力を受けており、乗員にフィットする
よう構成されている。

【０００４】プリテンショナ付きのシートベルト装置に
おいては、車両の衝突が検知された時にプリテンショナ
によってシートベルトを所定長さだけ急速に巻き取って
シートベルトで乗員を強く拘束する。

【０００５】このプリテンショナは、シートベルト装置
のリールから突設された被動軸を駆動装置によって回転
駆動することによりシートベルト装置のリールをシート
ベルト巻取方向に回転させる。

【０００６】このプリテンショナは、車両が平常時にあ
るときにはリールの自在な回転を阻止しないものである
ことが必要であり、上記の被動軸とプリテンショナ駆動
装置との間には車両衝突検知時にのみ駆動力を駆動装置
から被動軸へ伝達するためのクラッチ機構が設けられて
いる。

【０００７】上記の駆動装置としては、衝突発生を検知
して火薬を点火し、発生したガス圧によって回転トルク
を発生させるようにしたものがある（例えば米国特許第
５，４５１，００８号、ドイツ特許公開公報第４，４４
４，７７５号、実開平７−５９９２号）。

【０００８】また、スパイラルスプリングを動力源とし
た駆動装置も公知である（特開昭５９−１６８８６０号
公報）。

【０００９】上記のクラッチ機構としては、リールシャ
フトの周囲に円筒状のロータを配置し、該リールシャフ
ト外周面とロータ内周面との間に円柱状ピンを介在さ
せ、ロータがシートベルト引締め方向に回動駆動された
ときにロータ内周面に設けた斜面によってピンをシャフ
ト外周面に押し付けるようにしたものが公知である（米
国特許第４，７５０，６８５号、同４，４２３，８４６
号）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】プリテンショナの駆動
動力源として火薬を用いたものは、プリテンショナが１
回作動すると再使用することはできないという短所があ
る。

【００１１】特開昭５９−１６８８６０号のようにスパ
イラルスプリングを動力源としたものにあっては、プリ
テンショナが作動した場合、レンチ等の工具を用いて初
期状態に復帰させ、再使用することができる（同号公報
第６頁左下欄）。

【００１２】しかしながらこの復帰作業を行うには車両
からシートベルトリトラクタを取り出す必要があり、か
なり不便である。

【００１３】本発明は、繰り返しプリテンションをかけ
ることができるシートベルトリトラクタを提供すること
を目的とする。

【００１４】また、本発明は、シートベルトを乗員に緩
みなくフィットさせることができ、しかも乗員に対する
圧迫感も十分に小さいシートベルトリトラクタを提供す
ることを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のシートベルトリ
トラクタは、シートベルトを巻き取るためのリールと、
該リールに一端が接続されており、該リールをシートベ
ルト巻取方向に付勢しているスプリングと、該スプリン
グの他端が連結されており、該スプリングの付勢力を変
化させる方向に動き得る可動部材と、該可動部材を動か
して上記付勢力を変える超音波モータと、車両の衝突を
予知する予知手段と、該予知手段が衝突を予知するとき
には該超音波モータの駆動力を該リールに直接的に伝達
して該超音波モータによって該リールを直接的にシート
ベルト巻取方向に回転させ、該予知手段が衝突を予知し
ていないときには該超音波モータの駆動力の該リールへ
の直接的な伝達を断つ動力伝達手段とを備えてなるもの
である。

【００１６】かかるシートベルトリトラクタにおいて
は、車両の衝突を予知すると超音波モータによってリー
ルをシートベルト引締め方向に回転させてプリテンショ
ンをかける。そして、衝突の可能性が無くなった場合に
は超音波モータを逆回転させてプリテンションを解放で
きる。このため繰り返しプリテンションをかけることが
できる。

【００１７】なお、超音波モータはその作動音が小さ
い。また、作動時の駆動トルクが大きいため、強いプリ
テンションを得ることができる。この、超音波モータ
は、停止トルクがきわめて大きいため、停止状態保持用
の部材が不要である。

【００１８】本発明のシートベルトリトラクタにおいて
は、スプリングによる付勢力を検出し、この付勢力が目
標値となるように付勢力を制御することができ、シート
ベルトを緩みなく乗員にフィットさせ、且つシートベル
トによる圧迫感も十分に小さいものとすることができ
る。

【００１９】本発明では、このシートベルトの張力調整
とリールの緊急時巻取作動を１個の超音波モータで行う
ことができる。

【００２０】本発明では、前記可動部材はスプリングを
囲んでいるスプリングケースであり、該スプリングケー
スは、前記リールの軸心回りに回動可能とされているこ
とが好ましい。

【００２１】本発明では、前記付勢力検出手段は、前記
リールの回転量を検出する手段と、前記スプリングケー
スの回転量を検出する手段と、検出されたこれらの回転
量の差から付勢力を演算する手段とを備えてなることが
好ましい。

【００２２】本発明では前記超音波モータは、シャフト
孔が貫通したロータを備えており、前記リールの端面の
軸心位置から突出したリールシャフトが該シャフト孔に
回動自在に通り抜けており、該リールシャフトの先端側
の外周に前記スプリングが巻回されており、該スプリン
グを囲んでいる前記スプリングケースは、該リールシャ
フトが回動自在に通り抜けていると共に該超音波モータ
の該ロータに連結されているケースシャフトを備えてお
り、該リールの端面と該超音波モータとの間に前記動力
伝達手段が設けられていることが好ましい。

【００２３】本発明では、前記動力伝達手段は、前記リ
ールの端面に設けられた内向歯と、前記リールシャフト
にそれぞれ回転可能に外嵌している爪保持リング及びリ
ング状慣性体と、該爪保持リングに基端側が支持されて
おり、先端側が該爪保持リングの外周から突出して前記
内向歯に係合しうるように該基端側を中心として回動可
能となっている爪と、該爪保持リングと該慣性体との周
方向の位相差によって該爪を回動させるように該爪保持
リングと該慣性体との間に設けられた回転作動手段と、
該爪保持リングと該慣性体との間の周方向の位相差を解
消する方向に該慣性体を付勢するように両者の間に設け
られた付勢部材と、を備えてなり、該爪保持リングが前
記超音波モータのロータに連結されていることが好まし
い。

【００２４】本発明では、前記回転作動手段は、前記爪
と慣性体との一方に設けられた長孔よりなるガイド孔
と、他方に設けられ該ガイド孔に係合しているガイドピ
ンとからなることが好ましい。

【００２５】本発明では、トングがバックルに係合した
ことを検出するトング係合検知手段を設けておき、シー
トベルト格納時のスプリングの付勢力をＴ₁とし、シー
トベルト引き出し後、トングがバックルに係合するまで
はスプリングの付勢力をＴ₁よりも小さいＴ₂とし、ト
ングがバックルに係合した後は、一旦スプリングの付勢
力をＴ₂よりも高いＴ₃とし、その後、付勢力をＴ₃よ
りも低いＴ₄とし、トングがバックルに対し非係合状態
となったときには、シートベルト格納完了まで、付勢力
をＴ₁及びＴ₃のいずれよりも高いＴ₅とするのが好ま
しい。

【００２６】

【発明の実施の形態】第１〜３、６、７図は、本発明の
実施の形態に係るシートベルトリトラクタの分解斜視図
であり、第４図はシートベルトリトラクタの巻取機構部
分の断面図、第５図は作動説明図、第８図は制御ブロッ
ク図である。なお、第２図は第１図の巻取機構の拡大
図、第３図は回転速度応動型クラッチ装置の分解斜視
図、第６図はロック機構の拡大図である。

【００２７】フレーム１０は平行な１対の側壁部１２、
１４と、これら側壁部１２、１４を連絡する背板部１６
とを有している。このフレーム１０内にシートベルト１
８を巻き取るためのリール２０が設けられている。リー
ル２０は、側壁部１２、１４の開口１２ａ、１４ａに挿
通されている。

【００２８】側壁部１４の外側に該リール２０の緊急時
のロック機構２２が設けられている。また、側壁部１２
の外側に、リール２０をシートベルト巻取方向に付勢す
るスプリング機構２６と、この付勢力を調節するための
超音波モータ２４が設けられている。リール２０の一方
の端面に内向歯２０Ｎが周設されている。

【００２９】このスプリング機構２６の構成について次
に説明する。

【００３０】このスプリング機構２６は、リール２０を
シートベルト巻取方向に付勢するスプリング３２と、該
スプリング３２を囲むスプリングケース３４とを備えて
いる。スプリング３２は、スパイラルスプリングよりな
る。このスプリング３２の中心端は第１のリールシャフ
ト３１（第４図）に対しブッシュ３５を介して固定さ
れ、外周端はスプリングケース３４に係止されている。
なお、リールシャフト３１は、リール２０の端面の軸心
部から軸心線方向に突設されている。

【００３１】このリールシャフト３１は、それぞれリン
グ状の慣性体３６０及び爪保持リング３１０を通り、さ
らに、超音波モータ２４のロータに貫設されたシャフト
孔３６を通り抜けている。リールシャフト３１の先端は
非円形となっており、前記ブッシュ３５の非円形の中心
孔３５ａが回転不能に装着されている。

【００３２】なお、シャフト孔３６は六角形であるが、
リールシャフト３１は断面真円形の丸棒状となっている
ため、シャフト孔３６に対しリールシャフト３１はフリ
ーな状態で単に挿通されている。

【００３３】スプリングケース３４の外周面にラックが
周設されている。ロータリエンコーダ３７の入力軸に固
着されたギヤ３７ａが該ラックに噛合している。

【００３４】スプリングケース３４の外側面から六角形
のケースシャフト３４ｃがリール２０と同軸的に突設さ
れている。このケースシャフト３４ｃは、超音波モータ
２４のロータの六角形のシャフト孔３６に挿入され、係
合している。このケースシャフト３４ｃとシャフト孔３
６とが係合することにより、スプリングケース３４は超
音波モータ２４のロータ１１４（後述の第４図）と常に
一体に回転する。

【００３５】このスプリングケース３４と超音波モータ
２４とはカバーケース３３によって覆われている。

【００３６】第４図の通り、超音波モータ２４は、円形
に配列された圧電素子列１１０及びこの圧電素子列１１
０にほぼ密着する状態で設置された環状ステータ１１２
及び中心がケースシャフト３４ｃが嵌合した円形ロータ
１１４から成る。

【００３７】ロータ１１４は、皿形の環状スプリング１
１６の付勢力によって環状ステータ１１２に押圧されて
いる。

【００３８】圧電素子列１１０に通電されていないとき
には、円形ロータ１１４は環状ステータ１１２に対し該
スプリング１１６によって強く押し付けられて停止して
おり、ケースシャフト３４ｃは該円形ロータ１１４を介
して環状ステータ１１２に回転が阻止された状態とな
る。即ち、圧電素子列１１０に通電されていないと、ス
プリングケース３４は回転不能である。

【００３９】環状圧電素子列１１０に超音波信号が加え
られると、環状圧電素子列１１０が当該超音波信号に応
じて波状に歪曲し、ステータ１１２を介してロータ１１
４を回転させる。

【００４０】このロータ１１４の回転に伴うスプリング
ケース３４の回転量がロータリエンコーダ３７によって
検出される。この検出信号は、後述のロータリエンコー
ダ１０７の検出信号と同様に制御ユニット１２０（第８
図）に入力される。この制御ユニット１２０にはバック
ルスイッチ１２２の信号と、車間距離センサ１２４の信
号も入力されている。この制御ユニット１２０は、これ
らの信号に基づいて超音波モータ２４の作動を制御す
る。

【００４１】なお、シートベルト１８が引き出されると
きには、リール２０は矢印Ａ₁方向に回転し、シートベ
ルト１８を巻き取るときには矢印Ａ₂方向に回転する。

【００４２】次に、前記慣性体３６０と爪保持リング３
１０等よりなる回転角加速度応動型クラッチ装置３００
の構成について主として第３図及び第５図を参照して説
明する。

【００４３】爪保持リング３１０は、中心孔３１２を有
した盤体部３１４と、この盤体部３１４の一方の盤面か
ら突設された六角形の六角シャフト３１６と、該盤体部
３１４の他方の盤面から突設された短い筒部３１８及び
２本の支持ピン３２０と、該支持ピン３２０の周囲に設
けられた爪収容用凹部３２２と、後述のストッパ片３６
４収容用の凹部３２４等を備えている。筒部３１８及び
六角シャフト３１６は盤体部３１４と同軸的に設けら
れ、前記中心孔３１２は該筒部３１８及び六角シャフト
３１６を貫通している。

【００４４】２個の爪収容用凹部３２２は、盤体部３１
４の中心を挟んで直径方向に離れて位置している。この
凹部３２２内に爪３３０が配置されている。該爪３３０
の後端側に設けられたピン孔３３２に支持ピン３２０が
挿入され、爪３３０の先端側が支持ピン３２０を中心と
して回動可能に支持されている。

【００４５】この爪３３０は、その先端と後端との中ほ
どからガイドピン３３４が突設されている。

【００４６】前記慣性体３６０は、その中心部に円形孔
３６２を有したリング状のものである。その周縁近傍に
は、前記ストッパ片３６４が爪保持リング３１０へ向け
て突設され、また該ガイドピン３３４が係合するガイド
孔３６６が設けられている。このガイド孔３６６は、長
孔よりなる。このガイド孔３６６は、その長手方向の一
端３６６ａが他端３６６ｂよりも慣性体３６０の中心に
近接している。そのため、ガイド孔３６６の該一端３６
６ａ側に位置していたガイドピン３３２が、該他端３６
６ａ側に向って第３図矢印Ｅ₁方向にシフトすると、爪
３３０の先端側がＦ₁方向に回動する。

【００４７】この慣性体３６０は、中心孔３６２を爪保
持リング３１０の筒部３１８に外嵌させて該爪保持リン
グ３１０に対し同軸的に係合される。この際、ストッパ
片３６４が凹部３２４内に収容される。

【００４８】爪保持リング３１０に係合された慣性体３
６０は、慣性体付勢バネ３８０によって第３図のＧ₁方
向に付勢されている。この慣性体付勢バネ３８０は、直
径方向に延在する２個の直棒部３８２、３８４を有した
ねじりコイルバネよりなる。一方の直棒部３８２は、爪
保持リング３１０に設けられた径方向溝３２６に挿入さ
れている。他方の直棒部３８４は、凹部３２４内に配置
され、ストッパ片３６４に当接し、該ストッパ片３６４
をＧ₁方向に付勢し、凹部３２４の径方向の段部３２４
ａに所要の押圧力で押し付けている。

【００４９】前記の通り、六角シャフト３１６が超音波
モータ２４の六角形のシャフト孔３６に係入しており、
爪保持リング３１０は超音波モータ２４のロータ１１４
と常に一体に回転する。

【００５０】ロータ１１４が停止しているときには、第
５図（ａ）のようにバネ３８０の直棒部３８４によって
ストッパ片３６４が段部３２４ａに押し付けられてい
る。この場合、爪３３０のガイドピン３３４は、慣性体
３６０のガイド孔３６６の一端３６６ａに位置してお
り、爪３３０は爪収容用凹部３２２内に引込んでいる。

【００５１】ロータ１１４が低速で起動（回転開始）し
た場合、ストッパ片３６４がバネ３８０の直棒部３８４
に押されることによって慣性体３６０が回転開始する
が、ロータ１１４の回転角加速度が小さいため、慣性体
３６０はそのストッパ片３６４が段部３２４ａに押し付
けられたまま爪保持リング３１０と一体に回転する。

【００５２】ロータ１１４が高速で起動した場合、慣性
体３６０はストッパ片３６４がバネ３８０の直棒部３８
４に押されることによって回転開始するが、ロータ１１
４の回転角加速度が大きいため、慣性体３６０の回転角
加速度がロータの回転角加速度よりも小さくなり、第５
図（ｂ）のようにストッパ片３６４が段部３２４ａから
離れるようになる。即ち、爪保持リング３１０と慣性体
３６０との回転に位相差が生じる。

【００５３】そうすると、爪３３０のガイドピン３３４
が慣性体３６０のガイド孔３６６内をＥ₁方向に移動
し、爪３３０の先端側がＦ₁方向に回動する。この結
果、爪３３０の先端側が爪保持リング３１０の外周から
突出し、第５図（ｃ）のようにリール２０の内向歯２０
Ｎに係合する。これにより、ロータ１１４の回転トルク
が爪保持リング３１０及び爪３３０を介してリール２０
に伝達され、リール２０はロータ１１４と共に回転す
る。

【００５４】次に、ロック機構２２の構成について主と
して第６図を参照して説明する。

【００５５】リール２０のリールシャフト３１と反対側
にリール２０と同軸のラチェットホイル３８が固定され
ており、このラチェットホイル３８を貫通して第２のリ
ールシャフト４０がリール２０と同軸的に突設されてい
る。このリールシャフト４０の付根側は大径の円形軸部
４０ａとなっており、この円形軸部４０ａに隣接して角
軸部４０ｂが形成されている。この円形軸部４０ａには
タイプレート４２の開口４３とロックリング４４の中心
孔４８が嵌合している。

【００５６】このタイプレート４２は次に述べるＣ字形
状のスプリング５０の一端を支持するものである。該タ
イプレート４２の先端側に該開口４３が設けられ、他端
側に後述の開口６４が設けられている。該開口６４に挿
通された軸ピン６０によってタイプレート４２の後端が
フレーム側壁部１４に支持されている。即ち、タイプレ
ート４２は、突出部４０と軸ピン６０との間に架設され
たものとなっている。

【００５７】前記Ｃ字形スプリング５０の一端５０ａは
タイプレート４２の略中央部分に設けられた係止孔（ス
プリングハンガ）５２に係止され、他端はロックリング
４４の係止孔（スプリングハンガ）５４に係止されてい
る。シャフト４０を周るように該スプリングハンガ５
２、５４間に架設された該スプリング５０により、ロッ
クリング４４には矢印Ａ₂方向に付勢力が与えられてい
る。

【００５８】ロックリング４４には内歯５６が設けられ
ている。

【００５９】フレーム１０の側壁部１４には、パウル５
８の基端側が、その開口５８ａに挿通された軸ピン６０
により枢着されている。このパウル５８の先端はラチェ
ットホイル３８の外周面の歯に係合可能である。パウル
５８の中途部分には突出ピン６２が突設されている。な
お、前記の通り、軸ピン６０にはタイプレート４２の先
端側の開口６４も嵌合されている。この軸ピン６０は、
フレーム側壁部１４の孔６５に取り付けられている。

【００６０】ロックリング４４には、径方向に張り出す
張出部６６が一体的に設けられている。この張出部６６
は前記パウル５８をＣ₁方向に回動させるためのもので
あり、該張出部６６には、中心孔４８に対して等半径位
に延在する弧状の長孔７０が設けられ、該長孔７０にパ
ウル５８の突出ピン６２が挿入されている。

【００６１】ロックリング４４の中心孔４８を貫通して
その外側に突出したリールシャフト４０の角軸部４０ｂ
に、フックリテーナ７２の中心の角孔７２ａが嵌合され
ている。このフックリテーナ７２の周縁部には、フック
７４を支持するための突部７６、７８が直径方向に対峙
して突設されている。この突部７６、７８にフック７４
の孔８０、８２が挿入されており、これによりフックリ
テーナ７２に対しフック７４が突部７６、７８を結ぶ方
向（Ｂ₁，Ｂ₂方向）に直線的に往復動可能に支持され
ている。

【００６２】このフックリテーナ７２とフック７４との
バネ係止部７２ｂ、７４ｂ間には圧縮コイルスプリング
８４が介装され、フック７４は矢印Ｂ₁方向に付勢され
ている。なお、上記フック７４の外周縁の一部には、前
記ロックリング４４の内歯５６に係合可能な爪８６が設
けられている。また、フック７４の外側面には連結ピン
８８が突設されている。

【００６３】フック７４は、通常時にあっては、圧縮コ
イルスプリング８４に付勢されることにより矢印Ｂ₁方
向にシフトした位置をとっており、この結果、爪８６は
内歯５６から離脱している。

【００６４】上記連結ピン８８には、円板状のフライホ
イル９０の外周縁近傍部分に設けられた係止孔９２が嵌
装されている。このフライホイル９０には、全周にわた
って外歯を有したギヤリング９６が外嵌されている。フ
ライホイル９０の外周縁の切欠部９０ａには円弧状のス
プリング９８の折曲端部９８ａが装着されており、この
スプリング９８がギヤリング９６の内周面に対し摺動自
在に押し付けられ、これによりギヤリング９６はフライ
ホイル９０に対して摩擦力を受けながら摺動回転可能と
されている。

【００６５】このギヤリング９６の外周面の歯に係合す
るレバー１０２を有した加速度センサ１００が前記フレ
ーム側壁部１４に取り付けられている。この加速度セン
サ１００は、センサケース１０３内に傾転可能なウェイ
ト１０４を収容し、センサケース１０３の上部にレバー
１０２を回動可能に取り付けたものである。

【００６６】所定値以上の加速度がウェイト１０４に加
えられると、ウェイト１０４が傾き、このウェイト１０
４に重なっていたレバー１０２が上方に押し上げられ、
レバー１０２の先端がギヤリング９６に係合する。この
状態でシートベルト１８が引き出されようとした場合、
リール２０の回転が次のようにして阻止される。

【００６７】リール２０が回転しようとすると、リール
２０の角形の角軸部４０ａと係合しているフックリテー
ナ７２が第１，２図のＡ₁方向に回転する。このとき、
フックリテーナ７２の突部７６、７８が孔８０、８２に
係合しているフック７４もフックリテーナ７２と共に矢
印Ａ₁方向に回転しようとする。ところが、フック７４
のピン８８が係合しているフライホイル９０の回転が停
止している（即ち、停止したギヤリング９６に対し円弧
状スプリング９８が押し付けられているため、フライホ
イル９０は停止している。）ので、フック７４はそのま
まの状態では回転できず、フックリテーナ７２がＡ₁方
向に回動した分だけフック７４は矢印Ｂ₂方向にスライ
ドし、爪８６がロックリング４４の内歯５６と係合す
る。

【００６８】この結果、フックリテーナ７２及びフック
７４を介してロックリング４４もリール２０の回転にひ
きずられるようにして矢印Ａ₁方向に回動する。そうす
ると、該ロックリング４４の張出部６６もＡ₁方向に回
動し、該張出部６６の長孔７０に係合したピン６２を有
するパウル５８が矢印Ｃ₁方向に回動する。これによ
り、パウル５８の先端がリール２０のラチェットホイル
３８に係合し、リール２０が強固にロックされた状態と
なり、シートベルト１８の引き出しが阻止される。

【００６９】この緊急時ロック機構２２はカバー１０６
で覆われており、このカバー１０６はフレーム側壁部１
４に取り付けられている。

【００７０】このカバー１０６の外側にロータリエンコ
ーダ１０７が設置されている。このロータリエンコーダ
１０７の入力軸１０７ａは、リールシャフト４０の先端
の凹穴４０ｄに係合されている。

【００７１】このように構成されたシートベルトリトラ
クタにおいて、シートベルト１８が引き出されていない
ときには、シートベルト１８がトング自重で引き出され
ない程度のスプリング３２付勢力が発生する位置にスプ
リングケース３４が停止している。

【００７２】シートベルト１８の引き出しがロータリエ
ンコーダ１０７によって検知されると、超音波モータ２
４はスプリング力を弱くするようにスプリングケース３
４をＡ₁方向に所定回数だけ回転させる。このスプリン
グ力が弱い状態は、シートベルト１８をシートベルトリ
トラクタから引き出してトングをバックルに装着するま
で維持される。

【００７３】このため、車両乗員は、シートベルトリト
ラクタからシートベルト１８を引き出すときに殆ど抵抗
力を受けることがなく、きわめて軽快にシートベルト１
８を引き出すことができる。

【００７４】なお、このときのシートベルト１８の引き
出し量はロータリエンコーダ１０７によってリール２０
の回転量として検出されている。

【００７５】トングをバックルに装着してバックルスイ
ッチ１２２がＯＮになると、超音波モータ２４はスプリ
ングケース３４をスプリング３２巻き締め方向に低速で
所定回数だけ回転させ、スプリング３２の巻取力を高め
る。このときの超音波モータ２４の回転が低速であるた
め、該超音波モータ２４の起動時の角加速度も小さい。
このため、爪保持リング３１０に保持された爪は第５図
（ａ）の状態のままとなり、爪保持リング３１０はリー
ル２０に対しフリーとなっている。従って、超音波モー
タ２４はスプリングケース３４のみを回転させ、スプリ
ング３２の巻取力のみが高められる。

【００７６】スプリング３２の巻取力が強められること
により、シートベルト１８の緩みが除去され、シートベ
ルト１８が乗員にピッタリとフィットする。

【００７７】このままでは乗員への圧迫感が強いので、
次に、超音波モータ２４によってスプリングケース３４
を所定回数だけスプリング３２緩め方向（Ａ₁方向）に
回転させる。これにより、シートベルト１８の圧迫感が
低減ないし解消される。このときも、スプリングケース
３４のみが超音波モータ２４によってＡ₂方向に回転す
る。爪保持リング３１０はリール２０からフリーに回転
する。

【００７８】シートベルト１８が装着された状態におい
て、衝突が予測されるときには、超音波モータ２４はス
プリングケース３４をＡ₂方向に急速に回転させる。そ
うすると、超音波モータ２４の起動時の角加速度が大き
いので、爪保持リング３１０に保持された爪３３０は、
第５図（ｂ）から（ｃ）の状態となり、リール２０に係
合する。これにより、リール２０が超音波モータ２４に
よって直接的にＡ₂方向に回転され、シートベルト１８
が強力に巻き取られ、乗員がシートベルト１８によって
強力に拘束される。

【００７９】なお、衝突の予測は、車間距離センサ１２
４で検出される車間距離と、それを時間で微分して得ら
れる車間距離の変化率とに基づいて行われる。この場合
の車間距離とは、車両前方の車体や固定物体（例えばガ
ードレール、立木、建物など）と車両との距離である。

【００８０】衝突の危険性が解消したと制御ユニット１
２０で演算されたときには、超音波モータ２４がＡ₁方
向に所要回数だけ回転され、再びシートベルト１８が所
定長さだけ送り出され、シートベルト１８の圧迫感が低
減ないし解消される。

【００８１】バックルスイッチ１２２がＯＦＦになる
と、超音波モータ２４はスプリングケース３４をスプリ
ング３２巻き締め方向（Ａ₂方向）に回転させる。これ
により、リール２０は強力にかつ急速に回転し、シート
ベルト１８が急速に巻き取られる。このときの超音波モ
ータ２４の回転も低速であり、起動時の角加速度は小さ
く、第５図（ａ）のように爪保持リング３１０はリール
２０からフリーに回転する。

【００８２】上記実施の形態においては、慣性体３６０
にガイド孔３６６を設け爪３３０にガイドピン３３４を
設けているが、逆に爪３３０にガイド孔を設け慣性体３
６０にガイドピンを設けても良い。

【００８３】上記実施の形態においては、フレーム１０
にパウル５８を軸支し、リール２０に設けたラチェット
ホイル３８に該パウル５８を係合させているが、本発明
では、リール２０側にパウルを軸支し、孔２８の内周面
にラチェット歯を設け、パウルをこのラチェット歯に係
合させるようにしても良い。

【００８４】なお、本発明においては、火薬を動力発生
源として用いた従来のプリテンショナを併用しても良
い。この場合、車間距離センサ１２４が衝突を予知しな
かった場合において実際の衝突が生じたときに火薬式の
プリテンショナを作動させ、車間距離センサ１２４が衝
突を検知し第２の超音波モータ２２４によってプリテン
ションをシートベルト１８にかけた場合には、実際に衝
突しても火薬式プリテンショナを作動させないようにし
ておくのが好ましい。

【００８５】

【発明の効果】以上の通り、本発明によると、プリテン
ショナ機構を繰り返し作動させることができる。このプ
リテンショナ機構を超音波モータによって駆動させてい
るため、作動時の騒音を低減できる。また、超音波モー
タに通電しないときの停止トルクが大きいので、クラッ
チをクラッチフリー状態に保持しておくための余分な機
構が不要である。

【００８６】本発明によると、超音波モータによって巻
取スプリングの巻取力を調整し、シートベルト引き出し
時にシートベルトを軽快に引き出すことができ、シート
ベルト装着時にはシートベルトを乗員にピッタリとフィ
ットさせると共に乗員への圧迫感を軽減ないし解消し、
その後トングをバックルから解離させたときにはシート
ベルトを強力かつすばやく巻き取ることが可能となる。

【００８７】本発明では、プリテンショナ機構の作動と
巻取スプリングの巻取力調節とを共通の１個の超音波モ
ータによって行うことができるため、複数の超音波モー
タを用いる場合に比べシートベルトリトラクタを小型化
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシートベルトリトラクタの分解斜
視図である。

【図２】図１のプリテンショナ機構の拡大図である。

【図３】図１のクラッチ装置の拡大図である。

【図４】本発明に係るシートベルトリトラクタの断面図
である。

【図５】本発明に用いられたクラッチ装置の作動説明図
である。

【図６】図１のロック機構の拡大図である。

【図７】本発明に係るシートベルトリトラクタの斜視図
である。

【図８】本発明における制御ブロック図である。

【符号の説明】

１０フレーム１２，１４側壁部２０リール２４超音波モータ２６スプリング機構３１第１のリールシャフト３２巻取スプリング３３カバーケース３４スプリングケース３４ｃケースシャフト３６シャフト孔３７ロータリエンコーダ４０第２のリールシャフト４２タイプレート４４ロックリング５８パウル６６張出部７２フックリテーナ７４フック７６，７８突部８０，８２孔９０ギヤリング１００加速度センサ１０４凸部１０７ロータリエンコーダ１１０圧電素子列１１２環状ステータ１１４ロータ１２０制御ユニット１２４車間距離センサ３００回転角加速度応動型クラッチ装置３１０爪保持リング３１２中心孔３１６六角シャフト３２０支持ピン３２２爪収容用凹部３２４凹部３３０爪３３４ガイドピン３６０慣性体３６４ストッパ片３６６ガイド孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シートベルトを巻き取るためのリール
と、該リールに一端が接続されており、該リールをシートベ
ルト巻取方向に付勢しているスプリングと、該スプリングの他端が連結されており、該スプリングの
付勢力を変化させる方向に動き得る可動部材と、該可動部材を動かして上記付勢力を変える超音波モータ
と、車両の衝突を予知する予知手段と、該予知手段が衝突を予知するときには該超音波モータの
駆動力を該リールに直接的に伝達して該超音波モータに
よって該リールを直接的にシートベルト巻取方向に回転
させ、該予知手段が衝突を予知していないときには該超
音波モータの駆動力の該リールへの直接的な伝達を断つ
動力伝達手段とを備えてなるシートベルトリトラクタ。
【請求項２】請求項１において、さらに、該スプリングにより生じる付勢力を検出する付勢力検出
手段と、該付勢力検出手段で検出される付勢力が目標値となるよ
うに該超音波モータによって該可動部材を動かして付勢
力を制御する付勢力制御手段と、を備えてなるシートベ
ルトリトラクタ。
【請求項３】請求項２において、前記可動部材はスプ
リングを囲んでいるスプリングケースであり、該スプリ
ングケースは、前記リールの軸心回りに回動可能とされ
ていることを特徴とするシートベルトリトラクタ。
【請求項４】請求項３において、前記付勢力検出手段
は、前記リールの回転量を検出する手段と、前記スプリ
ングケースの回転量を検出する手段と、検出されたこれ
らの回転量の差から付勢力を演算する手段とを備えてな
ることを特徴とするシートベルトリトラクタ。
【請求項５】請求項３又は４において、前記超音波モータは、シャフト孔が貫通したロータを備
えており、前記リールの端面の軸心位置から突出したリールシャフ
トが該シャフト孔を回動自在に通り抜けており、該リールシャフトの先端側の外周に前記スプリングが巻
回されており、該スプリングを囲んでいる前記スプリングケースは、該
リールシャフトが回動自在に通り抜けていると共に該超
音波モータの該ロータに連結されているケースシャフト
を備えており、該リールの端面と該超音波モータとの間に前記動力伝達
手段が設けられていることを特徴とするシートベルトリ
トラクタ。
【請求項６】請求項５において、前記動力伝達手段
は、前記リールの端面に設けられた内向歯と、前記リールシャフトにそれぞれ回転可能に外嵌している
爪保持リング及びリング状慣性体と、該爪保持リングに基端側が支持されており、先端側が該
爪保持リングの外周から突出して前記内向歯に係合しう
るように該基端側を中心として回動可能となっている爪
と、該爪保持リングと該慣性体との周方向の位相差によって
該爪を回動させるように該爪保持リングと該慣性体との
間に設けられた回転作動手段と、該爪保持リングと該慣性体との間の周方向の位相差を解
消する方向に該慣性体を付勢するように両者の間に設け
られた付勢部材と、を備えてなり、該爪保持リングが前
記超音波モータのロータに連結されていることを特徴と
するシートベルトリトラクタ。
【請求項７】請求項６において、前記回転作動手段
は、前記爪と慣性体との一方に設けられた長孔よりなる
ガイド孔と、他方に設けられ該ガイド孔に係合している
ガイドピンとからなることを特徴とするシートベルトリ
トラクタ。
【請求項８】請求項２ないし７のいずれか１項におい
て、さらに、トングがバックルに係合したことを検出す
るトング係合検知手段が設けられており、前記付勢力制御手段は、シートベルト格納時のスプリン
グの付勢力をＴ₁とし、シートベルト引き出し後、トン
グがバックルに係合するまではスプリングの付勢力をＴ
₁よりも小さいＴ₂とし、トングがバックルに係合した
後は、一旦スプリングの付勢力をＴ₂よりも高いＴ₃と
し、その後、付勢力をＴ₃よりも低いＴ₄とし、トングがバックルに対し非係合状態となったときには、
シートベルト格納完了まで、付勢力をＴ₁及びＴ₃のい
ずれよりも高いＴ₅とすることを特徴とするシートベル
トリトラクタ。