WO2015037338A1 - シートベルトリトラクタ及びこれを備えるシートベルト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】　コンパクトな構造に形成し、的確なロック動作が可能であると共に、円滑にシートベルト張力を付与することが可能なシートベルトリトラクタおよびこれを備えるシートベルト装置を提供する。 【解決手段】　シートベルトリトラクタ３は、フレーム１１と、シートベルト４と、フレーム１１に回転可能に支持されるとともにシートベルト４を巻き取るスプール１２と、非作動時にスプール１２の回転を許容し、作動時にスプール１２のシートベルト４引出し方向の回転を阻止するロック機構６０と、シートベルト４にかかる荷重を制限して乗員のエネルギを吸収緩和するエネルギ吸収機構２０と、を備え、エネルギ吸収機構２０は、スプール１２内に同心に内蔵され、一端部２１ａがスプール１２に保持され、他端部２１ｂがロック機構６０でロック可能であって、ねじり力で回転力が付与される第１トーションバー２１と、スプール１２内に偏心して内蔵され、一端部２４ａがロック機構６０でロック可能であって、ねじり力で回転力が付与される第２トーションバー２４と、スプール１２と一体に回転すると共に、第２トーションバー２４の他端部２４ｂを保持する第１の位置と第２トーションバー２４の他端部２４ｂから離間する第２の位置とに移動する移動部材２５と、を有することを特徴とする。

Description

シートベルトリトラクタ及びこれを備えるシートベルト装置

　本発明は、シートベルトを巻取引出し可能に巻き取るシートベルトリトラクタの技術分野に関し、特に、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ような緊急時にシートベルトの引出しを阻止する際、トーションバーのねじれ変形などのエネルギ吸収部材の作用によりこのシートベルトにかかる荷重を制限して乗員のエネルギを吸収緩和するエネルギ吸収機構（以下、ＥＡ機構ともいう）を備えているシートベルトリトラクタおよびこれを備えているシートベルト装置の技術分野に属するものである。

　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、前述の緊急時に、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する。

　このようなシートベルト装置においては、シートベルトを巻き取るシートベルトリトラクタを備えている。このシートベルトリトラクタでは、シートベルトは非装着時にはスプールに巻き取られているが、装着時には引き出されて乗員に装着される。そして、前述のような緊急時にシートベルトリトラクタのロック手段が作動してスプールのベルト引出方向の回転を阻止することにより、シートベルトの引出しが阻止される。これにより、緊急時にシートベルトは乗員を拘束する。

　ところで、この従来のシートベルト装置のシートベルトリトラクタにおいては、車両衝突等の緊急時にシートベルトが乗員を拘束するとき、大きな車両減速度が生じるため、乗員が大きな慣性により前方へ移動しようとする。このため、シートベルトには大きな荷重が加えられるとともに、乗員はこのシートベルトから大きなエネルギを加えられるようになる。乗員に対してこのエネルギは特に問題ではないが、できれば制限される方が望ましい。

　そこで、シートベルトリトラクタにおいては、従来、トーションバーを設けて、シートベルト装着状態での緊急時に、このシートベルトにかかる荷重を制限してエネルギを吸収緩和するようにしたものが開発されている。

　しかしながら、従来のシートベルトリトラクタは、衝突後の制限荷重が１つの制限荷重に設定されるだけである。実際には、乗員に加えられるエネルギは、乗員の体重等によって種々異なる。このように種々異なる大きなエネルギに対して、１つの制限荷重で対応するだけではなく、車両緊急時の状況に応じて制限荷重を設定する方が、乗員をより効果的にかつより適切に拘束することができる。

　そこで、シートベルトにかかる制限荷重を種々設定することができる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、ＥＡ特性の異なる２つのＥＡ機構を設けるとともに、これらのＥＡ機構を緊急時の状況に応じて１つまたは２つ作動するようにしている。このように、２つのＥＡ機構を適宜選択して作動することで、シートベルトにかかる制限荷重を緊急時の状況に応じて２段階に設定することができる。

米国特許出願公開２０１０／０３０１１５２号明細書

　しかしながら、特許文献１に記載されたシートベルトリトラクタは、多くのスペースが必要となる構造であった。例えば、特許文献１に記載された第２ねじれバーは、シャフトの外周の外側にもうけられており、シートベルトリトラクタの大型化を招いていた。

　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、シートベルトにかかる制限荷重を緊急時の状況に応じて設定することができるようにしつつ、より一層小型に形成できるシートベルトリトラクタおよびこれを備えてい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、本発明に係るシートベルトリトラクタは、フレームと、シートベルトと、前記フレームに回転可能に支持されるとともに前記シートベルトを巻き取るスプールと、非作動時に前記スプールの回転を許容し、作動時に前記スプールのシートベルト引出し方向の回転を阻止するロック機構と、前記シートベルトにかかる荷重を制限して乗員のエネルギを吸収緩和するエネルギ吸収機構と、を備え、前記エネルギ吸収機構は、前記スプール内に同心に内蔵され、一端部が前記スプールに保持され、他端部が前記ロック機構でロック可能であって、ねじり力で回転力が付与される第１トーションバーと、前記スプール内に偏心して内蔵され、一端が前記ロック機構でロック可能であって、ねじり力で回転力が付与される第２トーションバーと、前記スプールと一体に回転すると共に、前記第２トーションバーの他端部を保持する第１の位置と前記第２トーションバーの他端部から離間する第２の位置とに移動する移動部材と、を有することを特徴とする。

　また、本発明に係るシートベルトリトラクタでは、前記エネルギ吸収機構は、　前記ロック機構によってロック可能であって、前記第１トーションバーの他端部を保持する第１ギヤと、前記第１ギヤと噛み合い、前記第２トーションバーの一端部を保持する第２ギヤと、を有することを特徴とする。

　また、本発明に係るシートベルトリトラクタでは、前記エネルギ吸収機構は、　前記移動部材を第１の位置と第２の位置とに移動させる押圧部材と、前記押圧部材を駆動する駆動機構と、前記押圧部材を移動可能に支持すると共に、前記駆動機構が設置されるハウジングと、を有することを特徴とする。

　また、本発明に係るシートベルトリトラクタでは、前記ハウジングは、前記駆動機構が作動する前に、前記押圧部材と離間しており、前記駆動機構が作動した時に、前記押圧部材が当接するカム部を有することを特徴とする。

　また、本発明に係るシートベルトリトラクタでは、乗員情報を取得する乗員情報取得部と、前記乗員情報取得部が取得した情報が予め定めた条件を満足するか否かを判定し、判定した結果に応じて、前記第２トーションバーの他端部を保持する第１の位置と前記第２トーションバーの他端部から離間する第２の位置とに前記移動部材を移動させる制御部と、を備えることを特徴とする。

　また、本発明に係るシートベルトリトラクタでは、緊急時に前記スプールを前記シートベルトの巻き取り方向へ回転させるプリテンショナー機構を備え、前記制御部は、緊急時にプリテンショナー機構を作動させた後、前記乗員情報取得部が取得した情報が予め定めた条件を満足するか否かを判定することを特徴とする。

　さらに、本発明に係るシートベルトリトラクタ装置は、乗員を拘束するシートベルトと、前記シートベルトを引き出し可能に巻き取るとともに、緊急時に作動して前記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と、前記シートベルトリトラクタから引き出された前記シートベルトに摺動可能に支持されたタングと、車体または車両シートに設けられ、前記タングが離脱可能に係止されるバックルと、を少なくとも備え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に、前述の本発明に係るシートベルトリトラクタのいずれか１つが用いられていることを特徴とする。

　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、フレームと、シートベルトと、前記フレームに回転可能に支持されるとともに前記シートベルトを巻き取るスプールと、非作動時に前記スプールの回転を許容し、作動時に前記スプールのシートベルト引出し方向の回転を阻止するロック機構と、前記シートベルトにかかる荷重を制限して乗員のエネルギを吸収緩和するエネルギ吸収機構と、を備え、前記エネルギ吸収機構は、前記スプール内に同心に内蔵され、一端部が前記スプールに保持され、他端部が前記ロック機構でロック可能であって、ねじり力で回転力が付与される第１トーションバーと、前記スプール内に偏心して内蔵され、一端が前記ロック機構でロック可能であって、ねじり力で回転力が付与される第２トーションバーと、前記スプールと一体に回転すると共に、前記第２トーションバーの他端部を保持する第１の位置と前記第２トーションバーの他端部から離間する第２の位置とに移動する移動部材と、を有するので、コンパクトな構造に形成し、的確な動作が可能となると共に、円滑にシートベルト張力を付与することが可能となる。

　また、本発明に係るシートベルトリトラクタでは、前記エネルギ吸収機構は、　前記ロック機構によってロック可能であって、前記第１トーションバーの他端部を保持する第１ギヤと、前記第１ギヤと噛み合い、前記第２トーションバーの一端部を保持する第２ギヤと、を有するので、前記第１トーションバーと前記第２トーションバーを的確に連結することが可能となる。

　また、本発明に係るシートベルトリトラクタでは、前記エネルギ吸収機構は、　前記移動部材を第１の位置と第２の位置とに移動させる押圧部材と、前記押圧部材を駆動する駆動機構と、前記押圧部材を移動可能に支持すると共に、前記駆動機構が設置されるハウジングと、を有するので、強固なハウジングに設置された駆動機構によって、押圧部材を駆動し、移動部材を移動させることで、各部材が相互に作用し、さらに的確な動作が可能となる。

　また、本発明に係るシートベルトリトラクタでは、前記ハウジングは、前記駆動機構が作動する前に、前記押圧部材と離間しており、前記駆動機構が作動した時に、前記押圧部材が当接するカム部を有するので、移動部材の移動を押圧部材とカム部との当接によって行うことで、さらに的確な動作が可能となる。

　また、本発明に係るシートベルトリトラクタでは、乗員情報を取得する乗員情報取得部と、前記乗員情報取得部が取得した情報が予め定めた条件を満足するか否かを判定し、判定した結果に応じて、前記第２トーションバーの他端部を保持する第１の位置と前記第２トーションバーの他端部から離間する第２の位置とに前記移動部材を移動させる制御部と、を備えるので、乗員に応じた制御が可能となり、さらに的確な動作が可能となる。

　また、本発明に係るシートベルトリトラクタでは、緊急時に前記スプールを前記シートベルトの巻き取り方向へ回転させるプリテンショナー機構を備え、前記制御部は、緊急時にプリテンショナー機構を作動させた後、前記乗員情報取得部が取得した情報が予め定めた条件を満足するか否かを判定するので、緊急時に迅速にシートベルトを巻き取ることが可能となる。

　この例のシートベルトリトラクタを備えるシートベルト装置によれば、シートベルトリトラクタをコンパクトにできることから、シートベルト装置の各部品の配置の自由度をより高く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形態の一例を備えたシートベルト装置を模式的に示す斜視図である。 本実施形態のシートベルトリトラクタの分解斜視図である。 本実施形態のシートベルトリトラクタのＥＡ機構の一部を示す斜視図である。 本実施形態のシートベルトリトラクタのＥＡ機構の一部を示す斜視図である。 本実施形態のシートベルトリトラクタのＥＡ機構のハウジングを示す斜視図である。 本実施形態のシートベルトリトラクタのＥＡ機構を示す側面図である。 本実施形態のシートベルトリトラクタのＥＡ機構を示す正面図である。 図６のＡ－Ａ線における断面図である。 図７のＢ－Ｂ線における断面図である。 図７のＣ－Ｃ線における断面図である。 図８のＤ部分の拡大図である。 本実施形態のシートベルトリトラクタのマイクロガスジェネレータ作動後のＥＡ機構２０の一部を示す斜視図である。 本実施形態のシートベルトリトラクタのＥＡ機構２０のマイクロガスジェネレータ作動後のハウジングを示す斜視図である。 マイクロガスジェネレータ作動後の図７のＢ－Ｂ線における断面図である。 マイクロガスジェネレータ作動後の図７のＣ－Ｃ線における断面図である。 マイクロガスジェネレータ作動後の図８のＤ部分の拡大図である。 本実施形態のシートベルトリトラクタのＥＡ機構のシステム図である。 本実施形態のシートベルトリトラクタの制御フローチャートを示す図である。 本実施形態のシートベルトリトラクタのＥＡ機構の制御フローチャートを示す図である。 本実施形態のシートベルトリトラクタのＥＡ機構の第１の作動状態でのストロークに対する荷重を示す図である。 本実施形態のシートベルトリトラクタのＥＡ機構の第２の作動状態でのストロークに対する荷重を示す図である。

　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、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シートベルトアンカー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である。

　図２に示すように、この例におけるシートベルトリトラクタ３は、フレーム１１と、スプール１２と、スプリング部１３と、ＥＡ機構２０と、減速度感知手段４０と、プリテンショナー機構５０と、ロック機構６０と、を備える。

　フレーム１１は、背板１１ａと、この背板１１ａの両側端から直交する方向に突設された左右の側壁１１ｂ,１１ｃと、を備え、断面コ字状を形成している。フレーム１１の左右の側壁１１ｂ,１１ｃには、それぞれ円形状の開口が形成される。

　スプール１２は、中間部１２ａと、中間部１２ａの一方端に設置される第１フランジ１２ｂと、中間部１２ａの他方端に設置される第２フランジ１２ｃと、第２フランジ１２ｃから突出する軸部１２ｄと、を有する。スプール１２は、フレーム１１の側壁に形成された開口に回転可能に貫通して配設される。

　中間部１２ａの外周には、図１に示したシートベルト４の一端が係止され、シートベルト４が巻き付けられる。また、中間部１２ａには、溝部１２ａ₁が軸方向に形成されている。

　第１フランジ１２ｂには、中央に第１孔部１２ｂ₁が形成され、スプール１２の軸中心に対して偏心した位置に第２孔部１２ｂ₂が形成される。第１孔部１２ｂ₁は、軸方向の途中に径が小さくなる第１段部１２ｂ₁₁が形成され、第２孔部１２ｂ₂は、軸方向の途中に径が小さくなる第２段部１２ｂ₂₁が形成されている。第１孔部１２ｂ₁と第２孔部１２ｂ₂は、一部で連結されている。

　第２フランジ１２ｃは、第１フランジ１２ｂの第２孔部１２ｂ₂に対向する位置に第３孔部１２ｃ₁が形成される。また、第２フランジ１２ｃの軸部１２ｄの周囲には、複数の円柱状のガイド部１２ｃ₂が形成されている。ガイド部１２ｃ₂は、後述するリリースリング２５が軸方向に移動する際にガイドする機能を有し、円柱状に限らず、他の形状でもよい。

　スプリング部１３は、一端がスプール１２の軸部１２ｄに連結され、他端がケースに取り付けられ、スプール１２をベルト巻取方向に付勢する図示しないスプリングを有する。

　図３及び図４は、本実施形態のシートベルトリトラクタのＥＡ機構２０の一部を示す斜視図である。図５は、本実施形態のシートベルトリトラクタのＥＡ機構２０のハウジングを示す斜視図である。図６は、本実施形態のシートベルトリトラクタのＥＡ機構２０を示す側面図である。図７は、本実施形態のシートベルトリトラクタのＥＡ機構２０を示す正面図である。図８は、図６のＡ－Ａ線における断面図である。図９は、図７のＢ－Ｂ線における断面図である。図１０は、図７のＣ－Ｃ線における断面図である。図１１は、図８のＤ部分の拡大図である。

　ＥＡ機構２０は、第１トーションバー２１と、第１ギヤ２２と、第２ギヤ２３と、第２トーションバー２４と、リリースリング２５と、ハウジング２６と、レバーリング２７と、マイクロガスジェネレータ２８と、Ｏリング２９と、ピストン３０と、を有する。リリースリング２５は移動部材を構成し、レバーリング２７は押圧部材を構成し、マイクロガスジェネレータ２８は駆動機構を構成する。

　第１トーションバー２１は、スプール１２の中間部１２ａの内側に同心に収納される。第１トーションバー２１の一端部２１ａは、スプール１２の第２フランジ１２ｃ側にスプール１２と一体に回転するように保持される。また、第１トーションバー２１の他端部２１ｂは、第１ギヤ２２の第１凹部２２ａに第１ギヤ２２と一体に回転するように保持される。

　第１ギヤ２２は、内側に第１トーションバー２１の他端を収納する第１凹部２２ａが形成され、第１凹部２２ａが形成された側の外周に第１ギヤ歯２２ｂが形成されている。また、第１ギヤ２２は、第１凹部２２ａの反対側に軸部２２ｃを有する。第１ギヤ２２は、スプール１２の第１フランジ１２ｂの第１孔部１２ｂ₁の内側で、中間部１２ａの一端に蓋をするように、第１トーションバー２１に取り付けられる。スプール１２と第１ギヤ２２は、相対回転可能に組み付けられている。

　第２ギヤ２３は、軸方向の一方の外周に第２ギヤ歯２３ａが形成され、他方の内側に第２凹部２３ｂが形成されている。第２ギヤ２３は、スプール１２の第１フランジ１２ｂの第２孔部１２ｂ₂の内側に収納される。第２ギヤ歯２３ａは、第１孔部１２ｂ₁と第２孔部１２ｂ₂の連結された部分で第１ギヤ２２の第１ギヤ歯２２ｂに噛み合う。第２凹部２３ｂは、第２トーションバー２４の一端を保持する。

　第２トーションバー２４は、スプール１２の中間部１２ａに形成された溝部１２ａ₁に、スプール１２の中心に対して偏心して収納される。また、第２トーションバー２４の一端部２４ａは、第２ギヤ２３の第２凹部２３ｂに保持され、他端部２４ｂは、第２フランジ１２ｃの第３孔部１２ｃ₁を貫通し、通常リリースリング２５に保持される。さらに、第２トーションバー２４の他端部２４ｂの軸方向内側には、他端部２４ｂよりも径の小さい小径部２４ｃが形成されている。

　リリースリング２５は、スプール１２の第２フランジ１２ｃから突出した軸部１２ｄが貫通する中央孔２５ａが形成されている。また、リリースリング２５は、第２フランジ１２ｃの第３孔部１２ｃ₁に対向する位置に第２トーションバー２４を保持する保持孔２５ｂが形成され、中央孔２５ａの周囲に第２フランジ１２ｃに形成されたガイド部１２ｃ₂が貫通する複数の小孔２５ｃが形成されている。

　リリースリング２５は、スプール１２の軸方向に移動可能である。リリースリング２５の保持孔２５ｂと第２トーションバー２４の他端部２４ｂとが係合している場合、第２トーションバー２４は、リリースリング２５に対して一体に回転するように保持される。したがって、第２トーションバー２４と一体回転する第２ギヤ２３は回転不可能となる。

　また、リリースリング２５が軸方向に移動し、リリースリング２５の保持孔２５ｂが第２トーションバー２４の小径部２４ｃに対応する位置に移動して、第２トーションバー２４とリリースリング２５とが離間した場合、第２トーションバー２４は、リリースリング２５に対して空回りする。したがって、第２トーションバー２４と第２ギヤ２３は、一体的に回転可能となる。

　ハウジング２６には、貫通孔２６ａが形成されている。貫通孔２６ａには、内周側に環状段部２６ｂが形成され、環状段部２６ｂには、周方向に形成された斜面２６ｃ₁及び斜面２６ｃ₁の最高位置に形成された頂面２６ｃ₂を有する複数のカム部２６ｃが形成されている。また、貫通孔２６ａの外周には、環状突出部２６ｄが形成される。環状突出部２６ｄの一部には、間隙が形成され、間隙の外周側には、レバーリング２７のレバー部２７ｂが移動可能に配置されるレバー移動領域２６ｅが形成されている。また、ハウジング２６には、ハウジング２６の外側面２６ｆからレバー移動領域２６ｅに連結する連結孔２６ｇが形成されており、連結孔２６ｇには、ガスジェネレータ取付部２６ｈが取り付けられている。

　レバーリング２７は、リング部２７ａと、レバー部２７ｂと、切欠部２７ｃと、を有し、リリースリング２５に隣接して設置される。リング部２７ａは、環状の部分であって、リリースリング２５と重なるように、同心にハウジング２６に設置される。レバー部２７ｂは、リング部２７ａの外周から径方向に突出し、ハウジング２６のレバー移動領域２６ｅに配置される。レバー部２７ｂの端部には、マイクロガスジェネレータ２８のピストン３０で押圧される受け部２７ｂ₁が形成されている。切欠部２６ｃは、リング部２７ａの外周にハウジング２６のカム部２６ｃに対応するように形成される。

　マイクロガスジェネレータ２８は、ピストン３０を内蔵し、Ｏリング２９を介してガスジェネレータ取付部２６ｈに取り付けられる。

　また、シートベルトリトラクタ３は、減速度感知手段４０と、プリテンショナー機構５０と、ロック機構６０を有する。これらは、従来からある通常の構成でよい。

　ロック機構６０は、ロックパウル６１と、ロッキングベース６２と、を有する。ロックパウル６１は、フレーム１１の側壁に回転可能に設置される。ロッキングベース６２は、第１ギヤ２２の軸部２２ｃと一体に結合される。すなわちロッキングベース６２と第１ギヤ２２とは、一体に回転する。また、ロックパウル６１は、回転することでロッキングベース６２と噛み合い、ロッキングベース６２及び第１ギヤ２２の回転をロックする。

　次に、本実施形態のシートベルトリトラクタ３の作動について説明する。

　本実施形態のシートベルトリトラクタ３では、まず、減速度感知手段４０が緊急時に発生する大きな車両減速度を感知してプリテンショナー機構５０及びロック機構６０が作動を開始する。

　その後、ＥＡ機構２０を作動させるが、本実施形態のＥＡ機構２０は、第１の作動状態と第２の作動状態の２種類の作動方法がある。

　まず、マイクロガスジェネレータ２８が作動しない第１の作動状態について説明する。

　第１の作動状態では、ＥＡ機構２０は、マイクロガスジェネレータ２８が作動しないので、図３～図１１に示された状態となる。プリテンショナー機構５０が作動し、スプール１２が巻き取り方向に回転した後、乗員の慣性でシートベルト４が引き出されようとして、スプール１２は、ベルト引出方向に回転する。しかしながら、スプール１２の第１フランジ１２ｂに取り付けられたロッキングベース６２と第１ギヤ２２は、ロックパウル６１によってロックされている。

　したがって、一端部２１ａがスプール１２に保持され、他端部２１ｂが第１ギヤ２２に保持されている第１トーションバー２１は、捩れを生じる。すなわち、第１トーションバー２１は、フォースリミッタ荷重が作用しながら、所定のシートベルト４の引き出しを許容し、エネルギを吸収する。

　また、第２ギヤ２３は、スプール１２と共に移動するので、第１ギヤ２２と噛み合いながら回転する。したがって、一端部２４ａが第２ギヤ２３に保持され、他端部２４ｂがリリースリング２５に保持されている第２トーションバー２４は、捩れを生じる。すなわち、第２トーションバー２４は、フォースリミッタ荷重が作用しながら、所定のシートベルト４の引き出しを許容し、エネルギを吸収する。

　つまり、本実施形態のシートベルトリトラクタ３のマイクロガスジェネレータ２８が作動しない第１の作動状態では、第１トーションバー２１及び第２トーションバー２４が共に作用して、エネルギを吸収する。

　次に、マイクロガスジェネレータ２８が作動する第２の作動状態について説明する。

　図１２は、本実施形態のシートベルトリトラクタのマイクロガスジェネレータ作動後のＥＡ機構２０の一部を示す斜視図である。図１３は、本実施形態のシートベルトリトラクタのＥＡ機構２０のマイクロガスジェネレータ作動後のハウジングを示す斜視図である。図１４は、マイクロガスジェネレータ作動後の図７のＢ－Ｂ線における断面図である。図１５は、マイクロガスジェネレータ作動後の図７のＣ－Ｃ線における断面図である。図１６は、マイクロガスジェネレータ作動後の図８のＤ部分の拡大図である。

　第２の作動状態では、ＥＡ機構２０は、マイクロガスジェネレータ２８が作動するので、図１２～図１６に示された状態となる。プリテンショナー機構５０が作動し、スプール１２が巻き取り方向に回転した後、乗員の慣性でシートベルト４が引き出されようとしてスプール１２は、ベルト引出方向に回転する。しかしながら、スプール１２の第１フランジ１２ｂに取り付けられたロッキングベース６２と第１ギヤ２２は、ロックパウル６１によってロックされている。

　したがって、一端部２１ａがスプール１２に保持され、他端部２１ｂが第１ギヤ２２に保持されている第１トーションバー２１は、捩れを生じる。すなわち、第１トーションバー２１は、フォースリミッタ荷重が作用しながら、所定のシートベルト４の引き出しを許容し、エネルギを吸収する。

　ここで、第２の作動状態では、マイクロガスジェネレータ２８が作動し、ピストン３０が発射されている。ピストン３０は、レバーリング２７のレバー部２７ｂの受け部２７ｂ₁を押圧する。そして、レバー部２７ｂを押圧されたレバーリング２７は、回転を始める。すると、レバーリング２７のリング部２７ａが切欠部２７ｃに配置されていたハウジング２６の環状段部２６ｂに形成されたカム部２６ｃの斜面２６ｃ₁に沿って移動し、頂面２６ｃ₂に乗り上げる。

　この時、移動したレバーリング２７がリリースリング２５を押圧し、リリースリング２５は軸方向に移動する。すると、リリースリング２５の保持孔２５ｂが第２トーションバー２４の小径部２４ｃに対応する位置に移動し、第２トーションバー２４の他端部２４ｂがリリースリング２５から離間し、リリースリング２５に対して空回りする。したがって、第２トーションバー２４と第２ギヤ２３は、一体的に回転可能となり、第２トーションバー２４には捩れが生じない。すなわち、第２トーションバー２４には、フォースリミッタ荷重が作用しない。

　つまり、本実施形態のシートベルトリトラクタ３のマイクロガスジェネレータ２８が作動する第２の作動状態では、第１トーションバー２１のみが作用して、エネルギを吸収する。

　次に、本実施形態のシートベルトリトラクタの制御について説明する。

　図１７は、本実施形態のシートベルトリトラクタのＥＡ機構のシステム図である。

　図１７に示すように、この例のシートベルトリトラクタにおいては、制御部７７は、シートウェイトセンサ７１、シートスライド位置検出センサ７２、加速度センサ７３、フロントサテライトセンサ７４、ベルト伸び出し量センサ７５、及びバックルスイッチ７６等の乗員情報取得部７０からの各出力信号に基づいて、緊急時の状況に応じてプリテンショナー機構５０及びマイクロガスジェネレータ２８の作動を制御する。制御部７７は、ＣＰＵ等によって構成される。

　図１８は、本実施形態のシートベルトリトラクタの制御フローチャートを示す図である。図１９は、本実施形態のシートベルトリトラクタのＥＡ機構の制御フローチャートを示す図である。

　まず、ステップ１で、緊急時か否かを判定する（ＳＴ１）。緊急時か否かの判定は、衝突等によって加速度センサ７３が予め定めた所定の値を超える急減速を検知したか否かによって判定する。ステップ１において、緊急時でないと判定された場合、ステップ１に戻る。

　ステップ１において、緊急時と判定された場合、ステップ２で、プリテンショナー機構５０が作動する（ＳＴ２）。

　次に、ステップ３で、ＥＡ機構作動状態選択制御を実行する（ＳＴ３）。

　ＥＡ機構作動状態選択制御では、まず、ステップ３１で、乗員情報を取得する（ＳＴ３１）。乗員情報は、図１７に示した各センサ等から取得する。

　次に、ステップ３２で、ステップ３１において取得した乗員情報が予め定めた所定の条件を満足するか否かを判定する（ＳＴ３２）。例えば、シートウェイトセンサ７１によって取得される荷重が予め定めた所定の値以上か、所定の値より小さいかを判定する。

　ステップ３２において、条件を満足する場合、ステップ３３で、マイクロガスジェネレータ２８を作動しない第１の作動状態を選択する（ＳＴ３３）。ステップ３２において、条件を満足しない場合、ステップ３４で、マイクロガスジェネレータ２８を作動する第２の作動状態を選択する（ＳＴ３４）。ＥＡ機構の作動状態を選択した後、ＥＡ機構作動状態選択制御を終了する。

　例えば、シートウェイトセンサ７１によって取得される荷重が予め定めた所定の値以上の場合、第１の作動状態を選択し、シートウェイトセンサ７１によって取得される荷重が予め定めた所定の値より小さい場合、第２の作動状態を選択する。

　次に、ステップ４で、プリテンショナー機構５０の作動が終了する（ＳＴ４）。

　次に、ステップ５で、ステップ３のＥＡ機構作動状態選択制御において選択した作動状態でＥＡ機構２０を作動する（ＳＴ５）。

　次に、ステップ６で、ＥＡ機構２０の作動を終了する（ＳＴ６）。

　図２０は、本実施形態のシートベルトリトラクタのＥＡ機構の第１の作動状態でのストロークに対する荷重を示す図である。図２１は、本実施形態のシートベルトリトラクタのＥＡ機構の第２の作動状態でのストロークに対する荷重を示す図である。

　このように、この例のシートベルトリトラクタ３によれば、予め事前にわかる情報（例えば、乗員の体重の情報、シートスライド位置の情報等）、衝突を予知した衝突予知情報、および衝突の厳しさの情報（例えば、衝突速度の情報、衝突加減速度の情報、衝突の仕方等の情報）等の緊急時の状況の情報に基づいて、作動と非作動を切り換える第２トーションバー２４により緊急時のシートベルト４の制限荷重を変更するようにしている。

　言い換えれば、第１ギヤ２２のシートベルト引出し方向の回転が阻止されてスプール１２が第１ギヤ２２に対してシートベルト引出方向に相対回転するとき、シートベルト４にかかる荷重を第１トーションバー２１及び第２トーションバー２４で制限するか、またはシートベルト３にかかる荷重を第１トーションバー２１のみによって制限する。

　したがって、衝突等の緊急時のシートベルトの制限荷重を緊急時の状況および乗員の体格の大きさ等の緊急時の情報に応じて設定することができる。これにより、緊急時に乗員をより効果的にかつより適切に拘束することができるようになる。

　さらに、第２トーションバー２４をスプール１２内に設けているので、シートベルトリトラクタ３を上下方向に小型コンパクトに形成することができる。これにより、車室内の有効空間をその分広くすることができる。

　なお、前述の例では、レバーリング２７のレバー部２７ｂを押圧させる駆動部材として、マイクロガスジェネレータ２８を用いるものとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、駆動部材として、例えば電磁ソレノイドによる電磁力でレバー部２７ｂを押圧させる等の他の手段による駆動力でレバー部２７ｂを押圧させることもできる。その場合には、電磁ソレノイドを制御部７７で前述の例と同様に駆動制御すればよい。

　このように構成された本実施形態に係るシートベルトリトラクタによれば、フレーム１１と、シートベルト４と、フレーム１１に回転可能に支持されるとともにシートベルト４を巻き取るスプール１２と、非作動時にスプール１２の回転を許容し、作動時にスプール１２のシートベルト４引出し方向の回転を阻止するロック機構６０と、シートベルト４にかかる荷重を制限して乗員のエネルギを吸収緩和するエネルギ吸収機構２０と、を備え、エネルギ吸収機構２０は、スプール１２内に同心に内蔵され、一端部２１ａがスプール１２に保持され、他端部２１ｂがロック機構６０でロック可能であって、ねじり力で回転力が付与される第１トーションバー２１と、スプール１２内に偏心して内蔵され、一端部２４ａがロック機構６０でロック可能であって、ねじり力で回転力が付与される第２トーションバー２４と、スプール１２と一体に回転すると共に、第２トーションバー２４の他端部２４ｂを保持する第１の位置と第２トーションバー２４の他端部２４ｂから離間する第２の位置とに移動するリリースリング２５と、を有するので、コンパクトな構造に形成し、的確な動作が可能となると共に、円滑にシートベルト張力を付与することが可能となる。

　また、本発明に係るシートベルトリトラクタでは、エネルギ吸収機構２０は、ロック機構６０によってロック可能であって、第１トーションバー２１の他端部を保持する第１ギヤ２２と、第１ギヤ２２と噛み合い、第２トーションバー２４の一端部２４ａを保持する第２ギヤ２３と、を有するので、第１トーションバー２１と第２トーションバー２４を的確に連結することが可能となる。

　また、本発明に係るシートベルトリトラクタでは、エネルギ吸収機構２０は、　リリースリング２５を第１の位置と第２の位置とに移動させるレバーリング２７と、レバーリング２７を駆動するマイクロガスジェネレータ２８と、レバーリング２７を移動可能に支持すると共に、マイクロガスジェネレータ２８が設置されるハウジング２６と、を有するので、強固なハウジング２６に設置されたマイクロガスジェネレータ２８によって、レバーリング２７を駆動し、リリースリング２５を移動させることで、各部材が相互に作用し、さらに的確な動作が可能となる。

　また、本発明に係るシートベルトリトラクタでは、ハウジング２６は、マイクロガスジェネレータ２８が作動する前に、レバーリング２７と離間しており、マイクロガスジェネレータ２８が作動した時に、レバーリング２７が当接するカム部２６ｃを有するので、リリースリング２５の移動をレバーリング２７とカム部２６ｃとの当接によって行うことで、さらに的確な動作が可能となる。

　また、本発明に係るシートベルトリトラクタでは、乗員情報を取得する乗員情報取得部７０と、乗員情報取得部７０が取得した情報が予め定めた条件を満足するか否かを判定し、判定した結果に応じて、第２トーションバー２４の他端部２４ｂを保持する第１の位置と第２トーションバー２４の他端部２４ｂから離間する第２の位置とにリリースリング２５を移動させる制御部７７と、を備えるので、乗員に応じた制御が可能となり、さらに的確な動作が可能となる。

　また、本発明に係るシートベルトリトラクタでは、緊急時にスプール１２をシートベルト４の巻き取り方向へ回転させるプリテンショナー機構５０を備え、制御部は、緊急時にプリテンショナー機構を作動させた後、乗員情報取得部７０が取得した情報が予め定めた条件を満足するか否かを判定するるので、緊急時に迅速にシートベルト４を巻き取ることが可能となる。

　この例のシートベルトリトラクタ３を備えるシートベルト装置によれば、シートベルトリトラクタ３をコンパクトにできることから、シートベルト装置の各部品の配置の自由度をより高くすることが可能となる。

　本発明のシートベルトリトラクタは、自動車等の車両に付設されたシートベルト装置に用いられ、衝突時等の緊急時にシートベルトにかかる荷重を制限して乗員のエネルギを吸収緩和しつつ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に好適に利用することができる。

１…シートベルト装置、２…車両シート、３…シートベルトリトラクタ、４…シートベルト、５…ガイドアンカー、６…タング、７…バックル、１１…フレーム、１２…スプール、１３…スプリング部、２０…ＥＡ機構、２１…第１トーションバー、２２…第１ギヤ、２３…第２ギヤ、２４…第２トーションバー、２５…リリースリング（移動部材）、２６…ハウジング、２７…レバーリング（押圧部材）、２８…マイクロガスジェネレータ（駆動機構）、２９…Ｏリング、３０…ピストン、４０…減速度感知手段、５０…プリテンショナー機構、６０…ロック機構、７７…制御部

Claims (7)

1. 　フレームと、
   　シートベルトと、
   　前記フレームに回転可能に支持されるとともに前記シートベルトを巻き取るスプールと、
   　非作動時に前記スプールの回転を許容し、作動時に前記スプールのシートベルト引出し方向の回転を阻止するロック機構と、
   　前記シートベルトにかかる荷重を制限して乗員のエネルギを吸収緩和するエネルギ吸収機構と、
   を備え、
   　前記エネルギ吸収機構は、
   　　前記スプール内に同心に内蔵され、一端部が前記スプールに保持され、他端部が前記ロック機構でロック可能であって、ねじり力で回転力が付与される第１トーションバーと、
   　　前記スプール内に偏心して内蔵され、一端部が前記ロック機構でロック可能であって、ねじり力で回転力が付与される第２トーションバーと、
   　　前記スプールと一体に回転すると共に、前記第２トーションバーの他端部を保持する第１の位置と前記第２トーションバーの他端部から離間する第２の位置とに移動する移動部材と、
   を有する
   ことを特徴とするシートベルトリトラクタ。
2. 　前記エネルギ吸収機構は、
   　　前記ロック機構によってロック可能であって、前記第１トーションバーの他端部を保持する第１ギヤと、
   　　前記第１ギヤと噛み合い、前記第２トーションバーの一端部を保持する第２ギヤと、
   を有する
   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. 　前記エネルギ吸収機構は、
   　　前記移動部材を第１の位置と第２の位置とに移動させる押圧部材と、
   　　前記押圧部材を駆動する駆動機構と、
   　　前記押圧部材を移動可能に支持すると共に、前記駆動機構が設置されるハウジングと、
   を有する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシートベルトリトラクタ。
4. 　前記ハウジングは、前記駆動機構が作動する前に、前記押圧部材と離間しており、前記駆動機構が作動した時に、前記押圧部材が当接するカム部を有する
   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. 　乗員情報を取得する乗員情報取得部と、　前記乗員情報取得部が取得した情報が予め定めた条件を満足するか否かを判定し、判定した結果に応じて、前記第２トーションバーの他端部を保持する第１の位置と前記第２トーションバーの他端部から離間する第２の位置とに前記移動部材を移動させる制御部と、
   を備える
   ことを特徴とする請求項４に記載のシートベルトリトラクタ。
6. 緊急時に前記スプールを前記シートベルトの巻き取り方向へ回転させるプリテンショナー機構を備え、
   　前記制御部は、緊急時にプリテンショナー機構を作動させた後、前記乗員情報取得部が取得した情報が予め定めた条件を満足するか否かを判定する
   ことを特徴とする請求項５に記載のシートベルトリトラクタ。
7. 　乗員を拘束するシートベルトと、
   　前記シートベルトを引き出し可能に巻き取るとともに、緊急時に作動して前記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と、
   　前記シートベルトリトラクタから引き出された前記シートベルトに摺動可能に支持されたタングと、
   　車体または車両シートに設けられ、前記タングが離脱可能に係止されるバックルと、
   を少なくとも備え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に、請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載されたシートベルトリトラクタが用いられている
   ことを特徴とするシートベルト装置。

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