WO2015199050A1 - シートベルトリトラクタ及びシートベルト装置 - Google Patents

Abstract

エネルギー吸収特性及び拘束性を向上させることができる、シートベルトリトラクタ及びシートベルト装置を提供する。 乗員を拘束するウェビングＷの巻き取りを行うスプール２と、スプール２の軸心に挿通されるシャフト３と、シャフト３に接続され回転状態と非回転状態とに切り替え可能なロッキングベース４と、を備え、シャフト３とロッキングベース４との間に配置されるとともにシャフト３に閾値以上の荷重が負荷された場合に荷重伝達を遮断又は低減する荷重調整部材５と、スプール２とロッキングベース４との間に配置されるとともにスプール２とロッキングベース４との相対回転速度に応じてエネルギー吸収量を変動可能なエネルギー吸収装置６と、を備え、エネルギー吸収装置６は、荷重調整部材５に対して並列に接続されている。

Description

シートベルトリトラクタ及びシートベルト装置

　本発明は、シートベルトリトラクタ及びシートベルト装置に関し、特に、エネルギー吸収特性の向上に適した、シートベルトリトラクタ及び該シートベルトリトラクタを備えたシートベルト装置に関する。

　例えば、帯状や紐状の長尺物の巻き取り装置（巻き戻し機能も含む）において、長尺物を巻き取る巻胴（ドラムやスプールと称されることもある）は、該巻胴を回転可能に支持する支持手段に対して相対的に回転運動している。かかる相対回転運動をする装置において長尺物が伸びきった場合や巻き取り又は巻き戻し中に巻胴が停止した場合には、装置や長尺物に大きな荷重がかかることから、相対回転運動する物体間にエネルギー吸収装置を配置することが好ましい。かかる巻き取り装置の一例としては、シートベルト装置に使用されるシートベルトリトラクタが代表的である（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。

　特許文献１には、相対的に回転運動する巻取ドラムとラチェットギヤとの間にトーションバーとワイヤとを配置したシートベルトリトラクタが開示されている。かかるシートベルトリトラクタによれば、トーションバーの捩り変形及びワイヤの摺動変形により巻取ドラムとラチェットギヤとの間に生じ得るエネルギーを吸収することができるとともに、ワイヤを摺動変形させるために必要な引き出し荷重を異ならせることによってエネルギー吸収特性を変化させることができる。

　特許文献２には、相対的に回転運動する物体間にリングディスク（１，３）と揺動部材（２）とを配置した車両用フォースリミッタ装置が開示されている。かかる装置によれば、リングディスク（１，３）に対して揺動部材（２）が相対回転する際に、揺動部材（２）に形成された突起（５）がリングディスク（１，３）に形成された突起（７，８）に交互に揺動しながら接触することにより、相対的に回転運動する物体間に生じるエネルギーを吸収することができる。特に、本装置では、揺動部材（２）の回転速度によって運動エネルギーが変化し、揺動部材（２）の回転速度が増加するに連れてエネルギー吸収量を増大させることができる。

特開２０１３－１８４５３８号公報 特開２０１４－５０２５７６号公報

　ところで、上述した特許文献１や特許文献２に記載されたようなエネルギー吸収装置を備えたシートベルトリトラクタを有するシートベルト装置では、同一の車両であっても、男性や女性、大柄な体格の人や小柄な体格の人等、種々の体格を有する乗員がシートに着座することとなる。したがって、同一のシートベルト装置であっても、車両衝突時にウェビングやリトラクタにかかる荷重が乗員によって変動することとなる。この変動荷重に対応するためには、車両に乗員の体格を判断するセンサを配置したり、異なる荷重に対応可能なエネルギー吸収装置を配置したりしなければならない。

　しかしながら、特許文献１に記載されたエネルギー吸収装置では、ワイヤとトーションバーの二段階にエネルギー吸収特性を変更することができるものの、無段階にエネルギー吸収特性を変更することができない。

　また、一般に、車両衝突の初期段階においては、ウェビングの引き出しを抑制して乗員を拘束しておくことが好ましいところ、特許文献２に記載されたエネルギー吸収装置では、揺動部材の回転速度に応じてエネルギー吸収量を変更することができ、種々の体格の乗員に対応させることができるものの、車両衝突の初期段階においてもエネルギー吸収装置が作用してしまい、ウェビングが引き出されてしまうことがある。

　本発明はかかる問題点に鑑み創案されたものであり、エネルギー吸収特性及び拘束性を向上させることができる、シートベルトリトラクタ及びシートベルト装置を提供することを目的とする。

　本発明によれば、乗員を拘束するウェビングの巻き取りを行うスプールと、該スプールの軸心に挿通されるシャフトと、該シャフトに接続され回転状態と非回転状態とに切り替え可能なロッキングベースと、を備えたシートベルトリトラクタにおいて、前記シャフトと前記ロッキングベースとの間に配置されるとともに前記シャフトに閾値以上の荷重が負荷された場合に荷重伝達を遮断又は低減する荷重調整部材と、前記スプールと前記ロッキングベースとの間に配置されるとともに前記スプールと前記ロッキングベースとの相対回転速度に応じてエネルギー吸収量を変動可能なエネルギー吸収装置と、を備え、前記エネルギー吸収装置は、前記荷重調整部材に対して並列に接続されている、ことを特徴とするシートベルトリトラクタが提供される。

　また、本発明によれば、乗員をシートに拘束するウェビングと、該ウェビングの巻き取りを行うシートベルトリトラクタと、前記ウェビングを車体側に固定するベルトアンカーと、前記シートの側面に配置されたバックルと、前記ウェビングに配置されたトングと、を備えた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、前記ウェビングの巻き取りを行うスプールと、該スプールの軸心に挿通されるシャフトと、該シャフトに接続され回転状態と非回転状態とに切り替え可能なロッキングベースと、を備え、前記シャフトと前記ロッキングベースとの間に配置されるとともに前記シャフトに閾値以上の荷重が負荷された場合に荷重伝達を遮断又は低減する荷重調整部材と、前記スプールと前記ロッキングベースとの間に配置されるとともに前記スプールと前記ロッキングベースとの相対回転速度に応じてエネルギー吸収量を変動可能なエネルギー吸収装置と、を備え、前記エネルギー吸収装置は、前記荷重調整部材に対して並列に接続されている、ことを特徴とするシートベルト装置が提供される。

　前記シートベルトリトラクタ及び前記シートベルト装置において、前記エネルギー吸収装置は、前記スプール側に同心軸上に配置されるハウジングと、前記ロッキングベース側に同心軸上に配置されるクラッチプレートと、前記ハウジング内に収容され前記ハウジングと前記クラッチプレートとの相対回転速度に応じて抗力を発生させる抗力発生部材と、を備えていてもよい。

　前記ハウジングは、前記クラッチプレートの表面及び裏面に対向する一対の対向平面を有し、前記一対の対向平面には、山谷が同調するように環状の波形溝が形成されており、前記抗力発生部材は、前記波形溝に両端が挿入される複数の駆動ピンにより構成され、前記クラッチプレートは、前記駆動ピンの前記波形溝に沿った移動を許容可能に挿通する複数の開口部を有していてもよい。

　前記複数の駆動ピンは、前記ハウジングに対する前記クラッチプレートの相対回転によって前記開口部に当接する円柱形状の第一駆動ピンと、該第一駆動ピンによって押されて移動する三日月柱形状の第二駆動ピンと、を有していてもよい。

　前記荷重調整部材は、例えば、ロードリミッタ、トルクリミッタ、前記シャフトと一体に形成されたトーションバー、又は、エネルギー吸収部材の何れかである。

　上述した本発明に係るシートベルトリトラクタ及びシートベルト装置によれば、エネルギー吸収装置を荷重調整部材に対して並列に接続することにより、シャフトに所定の閾値以上の荷重が負荷されるまでは、荷重調整部材によりスプールとロッキングベースとが相対回転しないように保持することができる。したがって、車両衝突の初期段階であっても、荷重調整部材によりエネルギー吸収装置の作用を抑制することができ、乗員をシートに拘束しておくことができる。また、シャフトに所定の閾値以上の荷重が負荷された場合には、荷重調整部材が作用してスプールとロッキングベースとの間に相対回転運動を生じることとなり、エネルギー吸収装置が作用する。このとき、相対回転速度に応じてエネルギー吸収量を変動可能なエネルギー吸収装置を使用することにより、エネルギー吸収特性を無段階に変動させることができるとともに、乗員の体格差等に応じて適切なエネルギー吸収を行うことができる。したがって、本発明によれば、エネルギー吸収特性及び拘束性を向上させることができる。

本発明の第一実施形態に係るシートベルトリトラクタを示す概念図であり、（Ａ）は第一例、（Ｂ）は第二例、を示している。 図１（Ｂ）に示した第一実施形態の効果を示す図であり、（Ａ）は相対回転速度の時間経過、（Ｂ）はシャフト負荷荷重の時間経過、を示している。 本発明の第二実施形態に係るシートベルトリトラクタを示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図、を示している。 図３（Ｂ）に示したシートベルトリトラクタのシャフトユニットを示す部品展開図である。 図４に示したエネルギー吸収装置の拡大図である。 図５に示したエネルギー吸収装置の作用を示す図であり、（Ａ）は相対回転前、（Ｂ）は相対回転後、を示している。 本実施形態に係るシートベルト装置を示す全体構成図である。

　以下、本発明の実施形態について図１～図７を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の第一実施形態に係るシートベルトリトラクタを示す概念図であり、（Ａ）は第一例、（Ｂ）は第二例、を示している。図２は、図１（Ｂ）に示した第一実施形態の効果を示す図であり、（Ａ）は相対回転速度の時間経過、（Ｂ）はシャフト負荷荷重の時間経過、を示している。

　本発明の第一実施形態に係るシートベルトリトラクタ１は、例えば、図１（Ａ）に示したように、乗員を拘束するウェビングＷの巻き取りを行うスプール２と、スプール２の軸心に挿通されるシャフト３と、シャフト３に接続され回転状態と非回転状態とに切り替え可能なロッキングベース４と、を備え、シャフト３とロッキングベース４との間に配置されるとともにシャフト３に閾値以上の荷重が負荷された場合に荷重伝達を遮断又は低減する荷重調整部材５と、スプール２とロッキングベース４との間に配置されるとともにスプール２とロッキングベース４との相対回転速度に応じてエネルギー吸収量を変動可能なエネルギー吸収装置６と、を備え、エネルギー吸収装置６は、荷重調整部材５に対して並列に接続されている。

　シートベルトリトラクタ１は、一般に、スプール２及びシャフト３を回転可能に収容するベースフレームを有している。シャフト３の一端は、係合部３１を介してスプール２の一端側（例えば、図の左側の端部）に接続されており、シャフト３の他端は、ロッキングベース４に接続されている。ロッキングベース４は、ベースフレームに回転可能に支持されており、通常時は、シャフト３と同期して回転運動できるように構成されている。また、ロッキングベース４は、例えば、車両に急減速が生じた場合やウェビングＷの引き出し速度が閾値を超えた場合には、加速度センサやロック機構等の拘束手段により回転運動が規制され、シャフト３を非回転状態にすることができるように構成されている。

　したがって、シャフト３の一端は、常にスプール２と連動して回転するのに対し、シャフト３の他端は、ロッキングベース４が非拘束状態の場合には回転可能な状態（回転状態）となり、ロッキングベース４が拘束状態の場合には回転できない状態（非回転状態）となる。すなわち、シャフト３は、ロッキングベース４が非拘束状態であるか拘束状態であるかによって、回転状態と非回転状態とに切り替えられる。

　また、シャフト３とロッキングベース４との間には、荷重調整部材５が接続されている。荷重調整部材５は、二物体間に所定の閾値以上の荷重が生じて過負荷となった場合に、二物体間の縁を切断又は緩和し、荷重伝達を遮断又は低減する部品である。荷重調整部材５は、例えば、ロードリミッタやトルクリミッタである。ロードリミッタやトルクリミッタとしては、市販されている種々の形態のものを任意に選択して使用することができる。また、荷重調整部材５は、図１（Ｂ）に示したように、シャフト３と一体に形成されたトーションバー３５であってもよい。トーションバー３５を採用することにより、部品点数を削減することができる。また、荷重調整部材５は、従来のリトラクタに使用されているような、エネルギー吸収プレートやエネルギー吸収ワイヤ等のエネルギー吸収部材であってもよい。これらのエネルギー吸収部材は、プレートやワイヤ等の塑性変形によって、二物体間の荷重伝達を低減するものである。

　かかる荷重調整部材５を配置することにより、ロッキングベース４が拘束状態である場合、すなわち、シャフト３が非回転状態である場合に、スプール２からシャフト３にトルク（荷重）が伝達された場合であっても、トルク（荷重）が閾値に達するまではシャフト３を非回転状態に保持することができる。また、スプール２からシャフト３に伝達されるトルク（荷重）が閾値に達すると荷重調整部材５が作用し、シャフト３はロッキングベース４に対して相対回転することとなる。

　また、スプール２とロッキングベース４との間には、エネルギー吸収装置６が荷重調整部材５に対して並列となるように接続されている。なお、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示した概念図おいて、「並列」とは動力伝達経路が並列であることを意味し、エネルギー吸収装置６は、実際には、スプール２、シャフト３及びロッキングベース４と同心軸上に配置される。エネルギー吸収装置６は、スプール２とロッキングベース４との間に相対回転運動を生じた場合に、その運動エネルギーを吸収する部品である。エネルギー吸収装置６は、後述するように、相対回転速度が遅い場合にはエネルギー吸収量が少なく、相対回転速度が速い場合にはエネルギー吸収量が多くなるように、相対回転速度に応じてエネルギー吸収量を変動することができるものであることが好ましい。

　エネルギー吸収装置６は、荷重調整部材５に対して並列に配置されていることから、荷重調整部材５が作用していない状態、すなわち、スプール２からシャフト３に伝達されるトルク（荷重）が閾値に達していない状態では、スプール２とロッキングベース４との間に相対回転運動は生じず、エネルギー吸収装置６は作用しない。一方、荷重調整部材５が作用している状態、すなわち、スプール２からシャフト３に伝達されるトルク（荷重）が閾値に達した状態では、シャフト３がスプール２に追従して回転することとなり、スプール２とロッキングベース４との間に相対回転運動が生じ、エネルギー吸収装置６が作用することとなる。

　ここで、上述した構成を有するシートベルトリトラクタ１の効果について、図２（Ａ）及び（Ｂ）を参照しつつ説明する。図２（Ａ）は、スプール２とロッキングベース４との間に生じる相対回転速度の変化を示す図であり、横軸は時間（ｓｅｃ）、縦軸は相対回転速度（ｍ／ｓ）、を示している。図２（Ｂ）は、シャフト負荷荷重の変化を示す図であり、横軸は時間（ｓｅｃ）、縦軸はシャフト負荷荷重（ｋＮ）、を示している。なお、荷重調整部材５には、図１（Ｂ）に示したトーションバー３５を使用している。

　時間ｔ＝０において、ロッキングベース４が拘束され、シャフト３（トーションバー３５）が非回転状態になったものとする。この状態で、ウェビングＷが引き出されると、スプール２からシャフト３（トーションバー３５）にトルク（荷重）が伝達され、図２（Ｂ）に示したように、シャフト負荷荷重は徐々に増加する。このシャフト負荷荷重が閾値α未満の場合には、荷重調整部材５が作用しないことから、スプール２とロッキングベース４との間における相対回転速度は、図２（Ａ）に示したように０のままである。すなわち、時間ｔ＝０～ｔ１の範囲は、シャフト３（トーションバー３５）が非回転状態であることから、ウェビングＷの引き出し（スプール２の回転）が抑制され、初期拘束領域Ｒが形成される。

　そして、時間ｔ＝ｔ１において、シャフト負荷荷重が閾値αに達すると、荷重調整部材５が作用し、スプール２とロッキングベース４との間に相対回転運動が生じ、図２（Ａ）に示したように、相対回転速度が徐々に増加する。この相対回転運動によって、エネルギー吸収装置６が作用し、図２（Ｂ）に示したように、シャフト負荷荷重は、相対回転速度の大きさに応じてエネルギー吸収される。すなわち、相対回転速度が遅い場合にはエネルギー吸収装置６のエネルギー吸収量は少なく、相対回転速度が速くなるに連れてエネルギー吸収装置６のエネルギー吸収量は大きくなる。

　また、図２（Ａ）に示した相対回転速度の傾きは、乗員の体重や体格によって異なり、例えば、軽い乗員の場合には相対回転速度の傾きは小さく、重い乗員の場合には相対回転速度の傾きは大きくなる。そして、本実施形態におけるエネルギー吸収装置６によれば、この相対回転速度の傾きに応じて、エネルギー吸収量が自動的に変動することとなる。すなわち、図２（Ｂ）に示したシャフト負荷荷重の傾斜角度θが自動的に調整される。

　上述した本実施形態によれば、シャフト３に閾値α以上の荷重が負荷されるまでは、荷重調整部材５によりスプール２とロッキングベース４とが相対回転しないように保持することができる。したがって、車両衝突の初期段階であっても、荷重調整部材５によりエネルギー吸収装置６の作用を抑制することができ、乗員をシートに拘束しておくことができ、シートベルトリトラクタ１の拘束性を向上させることができる。

　また、シャフト３に閾値α以上の荷重が負荷された場合には、荷重調整部材５が作用してスプール２とロッキングベース４との間に相対回転運動を生じることとなり、エネルギー吸収装置６が作用する。このとき、相対回転速度に応じてエネルギー吸収量を変動可能なエネルギー吸収装置６を使用することにより、エネルギー吸収特性を無段階に変動させることができるとともに、乗員の体格差等に応じて適切なエネルギー吸収を行うことができ、シートベルトリトラクタ１のエネルギー吸収特性を向上させることができる。

　次に、上述した実施形態に係るシートベルトリトラクタ１の具体的な構造について、図３～図６を参照しつつ説明する。ここで、図３は、本発明の第二実施形態に係るシートベルトリトラクタを示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図、を示している。図４は、図３（Ｂ）に示したシートベルトリトラクタのシャフトユニットを示す部品展開図である。図５は、図４に示したエネルギー吸収装置の拡大図である。図６は、図５に示したエネルギー吸収装置の作用を示す図であり、（Ａ）は相対回転前、（Ｂ）は相対回転後、を示している。

　本発明の第二実施形態に係るシートベルトリトラクタ１は、図３（Ｂ）に示したように、乗員を拘束するウェビングＷの巻き取りを行うスプール２と、スプール２の軸心に挿通されるシャフト３と、シャフト３に接続され回転状態と非回転状態とに切り替え可能なロッキングベース４と、を備え、シャフト３とロッキングベース４との間に配置されるとともにシャフト３に閾値以上の荷重が負荷された場合に荷重伝達を遮断又は低減する荷重調整部材５と、スプール２とロッキングベース４との間に配置されるとともにスプール２とロッキングベース４との相対回転速度に応じてエネルギー吸収量を変動可能なエネルギー吸収装置６と、を備え、エネルギー吸収装置６は、荷重調整部材５に対して並列に接続されており、さらに、エネルギー吸収装置６は、スプール２側に同心軸上に配置されるハウジング６１と、ロッキングベース４側に同心軸上に配置されるクラッチプレート６２と、ハウジング６１内に収容されハウジング６１とクラッチプレート６２との相対回転速度に応じて抗力を発生させる抗力発生部材６３と、を備えている。なお、図３（Ａ）及び（Ｂ）において、説明の便宜上、ウェビングＷの図を省略してある。

　図示したシートベルトリトラクタ１は、従来のシートベルトリトラクトと同様に、スプール２を回転可能に収容する断面角型Ｕ字形状のベースフレーム１１と、トーションバー３５の一端に配置されるスプリングユニット１２と、トーションバー３５の他端に配置されるロック機構１３と、車両の加速度を検知する加速度センサ１４と、車両衝突時等にスプール２を回転させてウェビングＷを巻き取って乗員とウェビングＷとの隙間を消失させるプリテンショナ１５と、を有している。ベースフレーム１１は、両側部を連結するタイトプレート１１ａを有していてもよい。なお、プリテンショナ１５は必要に応じて省略することができる。

　スプリングユニット１２は、図３（Ｂ）に示したように、スパイラルスプリング（図示せず）の軸心を形成するスプリングコア１２ａと、スパイラルスプリングを収容するスプリングカバー１２ｂと、を有している。スプリングコア１２ａには、トーションバー３５の一端が接続されている。

　ロック機構１３は、図３（Ｂ）及び図４に示したように、トーションバー３５の端部に配置されるロッキングベース４と、ロッキングベース４に揺動可能に配置されたパウル１３ａと、ロッキングベース４の外側に隣接するようにトーションバー３５の端部に配置されるロックギア１３ｂと、ロックギア１３ｂに揺動可能に配置されたフライホイール１３ｃと、これらの部品を収容するとともにトーションバー３５を回転可能に支持するリテーナ１３ｄと、を有している。

　加速度センサ１４は、図３（Ｂ）に示したように、ロック機構１３と隣接して配置されており、車両の衝突等により車両に生じた加速度を検知するとロックギア１３ｂの外周に形成された歯と係合するアクチュエータ１４ａを有している。

　加速度センサ１４が車両の衝突等により車両に生じた加速度を検知すると、アクチュエータ１４ａによりロックギア１３ｂの回転が規制される。また、ウェビングＷが急速に引き出された場合には、フライホイール１３ｃが慣性力により揺動してリテーナ１３ｄの内周面に形成された歯に係合し、ロックギア１３ｂの回転が規制される。ロックギア１３ｂの回転が規制されると、パウル１３ａが揺動してロッキングベース４の外径方向に突出し、ベースフレーム１１の開口部に形成された歯と係合する。このパウル１３ａの係合によって、ロッキングベース４はベースフレーム１１に固定（拘束）された状態となる。

　ロック機構１３が作用した状態で、ウェビングＷを引き出す方向に荷重が負荷された場合であっても、トーションバー３５に閾値α以上の荷重が生じるまでは、スプール２はトーションバー３５を介してロッキングベース４に接続されていることから、非回転状態に保持される。そして、トーションバー３５に閾値α以上の荷重が生じた場合には、トーションバー３５が捻れることによって、スプール２がロッキングベース４に対して相対的に回転運動を生じ、ウェビングＷが引き出される。

　なお、トーションバー３５は、最大捻れ回転数を規定するストッパ３５ａを有していてもよい。ストッパ３５ａは、例えば、ロッキングベース４の軸部の外周に挿嵌される。かかるストッパ３５ａにより、ウェビングＷの引き出し量が規制される。また、ストッパ３５ａとスプール２との間にはガタツキ防止用のカラー３５ｂが配置されていてもよい。トーションバー３５は、上述した第一実施形態におけるシャフト３と荷重調整部材５とを一体に形成したものである。

　プリテンショナ１５は、例えば、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、トーションバー３５に挿通され同心軸上に配置されたピニオン１５ａと、ピニオン１５ａと係合可能な内歯を有するリングギア１５ｂと、リングギア１５ｂに動力を付与する動力発生手段と、リングギア１５ｂの外周を覆うカバー１５ｃと、を有している。動力発生手段は、例えば、リングギア１５ｂの外周に係合して回転させる質量体（図示せず）と、質量体を放出する収容するパイプ１５ｄと、質量体に動力を付与するガスジェネレータ（図示せず）と、を有している。通常時は、ピニオン１５ａとリングギア１５ｂとは離隔しており、車両衝突時にパイプ１５ｄから質量体が放出されると、質量体の移動によってリングギア１５がピニオン１５ａと噛み合うとともに、リングギア１５の回転によってピニオン１５ａが回転され、スプール２が回転される。

　図４に示したように、ピニオン１５ａは、内側に延出されトーションバー３５の係合部３１と嵌合するベアリング部１５ｅを有しており、ベアリング部１５ｅはスプール２に挿通され開口部２１と嵌合するように構成されている。したがって、トーションバー３５の一端は、ピニオン１５ａのベアリング部１５ｅを介してスプール２に接続されている。なお、ピニオン１５ａは、プッシュナット１５ｆにより軸方向の位置決めがなされている。

　上述したシートベルトリトラクタ１の構成は、例えば、特開２０１２－３０６３６号等に記載された従来のシートベルトリトラクタと実質的に同様の構成を有しており、これ以上の詳細な説明を省略する。そして、本実施形態に係るシートベルトリトラクタ１は、図３（Ｂ）及び図４に示したように、スプール２とロッキングベース４との間にエネルギー吸収装置６が配置されている。

　エネルギー吸収装置６は、図４及び図５に示したように、ハウジング６１と、クラッチプレート６２と、抗力発生部材６３と、を備えている。ハウジング６１は、クラッチプレート６２及び抗力発生部材６３を収容する本体部６１１と、ハウジング６１に嵌合されてクラッチプレート６２の回転軸方向の移動を規制するカバープレート６１２と、により構成されている。本体部６１１及びカバープレート６１２は、中心部にトーションバー３５等を挿通する空間を形成するように環状に形成されており、本体部６１１の外周に沿って外壁６１３が形成されている。また、カバープレート６１２の外周には、突起部６１４が形成されており、本体部６１１の外壁６１３には、突起部６１４と対応する位置に係合溝６１５が形成されている。この係合溝６１５に突起部６１４を嵌合することにより、カバープレート６１２が本体部６１１に固定される。

　また、ハウジング６１は、クラッチプレート６２の表面及び裏面に対向する一対の対向平面６１１ａ，６１２ａを有し、一対の対向平面６１１ａ，６１２ａには、山谷が同調するように環状の波形溝６１１ｂ，６１２ｂが形成されている。すなわち、図５に示したように、本体部６１１の内側に対向平面６１１ａが形成されており、図４に示したように、カバープレート６１２の内側に対向平面６１２ａが形成されている。そして、本体部６１１の対向平面６１１ａに、波形溝６１１ｂが周方向に蛇行するように形成されており、カバープレート６１２の対向平面６１２ａに、波形溝６１２ｂが周方向に蛇行するように形成されている。

　抗力発生部材６３は、波形溝６１１ｂ，６１２ｂに両端が挿入される複数の駆動ピンにより構成されており、クラッチプレート６２は、駆動ピンの波形溝６１１ｂ，６１２ｂに沿った移動を許容可能に挿通する複数の開口部６２１を有している。クラッチプレート６２は、図５に示したように、環状の平板部材であり、外周に沿って複数の開口部６２１が形成されている。また、内縁部には固定用の内歯６２２が形成されている。抗力発生部材６３は、具体的には、ハウジング６１に対するクラッチプレート６２の相対回転によって開口部６２１に当接する円柱形状の第一駆動ピン６３１と、第一駆動ピン６３１によって押されて移動する三日月柱形状の第二駆動ピン６３２と、を有している。

　例えば、図６（Ａ）に示したように、一つの開口部６２１に対して、一つの第一駆動ピン６３１及び複数の第二駆動ピン６３２が挿通される。なお、図６（Ａ）及び（Ｂ）において、説明の便宜上、クラッチプレート６２を一点鎖線で図示している。第一駆動ピン６３１及び第二駆動ピン６３２は、波形溝６１１ｂ，６１２ｂに沿って配置されており、ハウジング６１とクラッチプレート６２との間に相対回転運動を生じると、波形溝６１１ｂ，６１２ｂに沿って蛇行しながら移動することとなる。したがって、クラッチプレート６２の開口部６２１は、径方向長さＬｒが波形溝６１１ｂ，６１２ｂの山谷の頂点の間隔よりも大きくなるように形成される。また、開口部６２１の周方向長さＬｃは、挿通したい第一駆動ピン６３１及び第二駆動ピン６３２の本数によって任意に設定される。

　いま、図６（Ａ）に示した状態から、ハウジング６１とクラッチプレート６２との間に、例えば、図中の矢印で示した方向（反時計回りの方向）に相対回転運動を生じたものとする。そして、クラッチプレート６２の開口部６２１は、図６（Ａ）に示した位置から図６（Ｂ）に示した位置まで移動した場合を想定する。このとき、開口部６２１の回転に伴って第一駆動ピン６３１が押されて波形溝６１１ｂ，６１２ｂに沿って相対回転方向に移動し、第一駆動ピン６３１の移動に伴って第二駆動ピン６３２が押されて波形溝６１１ｂ，６１２ｂに沿って相対回転方向に移動することとなる。

　ハウジング６１とクラッチプレート６２との相対回転速度が上昇すると、それに伴って第一駆動ピン６３１及び第二駆動ピン６３２の速度が増大し、クラッチプレート６２の運動エネルギーは第一駆動ピン６３１及び第二駆動ピン６３２の慣性力に変換される。また、第一駆動ピン６３１及び第二駆動ピン６３２は、波形溝６１１ｂ，６１２ｂ内を移動する際に、壁面に押し付けられることとなるため、第一駆動ピン６３１及び第二駆動ピン６３２に生じる垂直抗力Ｎが増大し、摩擦力（Ｆ＝μＮ）も増大する。すなわち、抗力発生部材６３（第一駆動ピン６３１及び第二駆動ピン６３２）により、ハウジング６１とクラッチプレート６２との相対回転速度に応じて抗力を発生させることができる。

　上述した第二実施形態におけるエネルギー吸収装置６は、図３（Ｂ）に示したように、ハウジング６１がスプール２に固定されており、クラッチプレート６２が固定リング６４を介してロッキングベース４に固定されている。固定リング６４は、図４に示したように、クラッチプレート６２の内歯６２２と係合する外歯６４１を有しており、中心部に形成された開口部をロッキングベース４に挿通することによって固定される。また、固定リング６４の回転を抑制するために、ロッキングベース４との固定部には係合するキー及びキー溝を形成することが好ましい。

　なお、かかるエネルギー吸収装置６は、スプール２とロッキングベース４との相対回転速度に応じてエネルギー吸収量を変動可能なエネルギー吸収装置の一例であり、図示した構成に限定されるものではない。例えば、特許文献２（特開２０１４－５０２５７６号）に記載された構成のエネルギー吸収装置を使用するようにしてもよい。

　上述した本実施形態によれば、トーションバー３５に閾値α以上の荷重が負荷されるまでは、スプール２とロッキングベース４とが相対回転しないように保持することができる。したがって、車両衝突の初期段階であっても、トーションバー３５によりエネルギー吸収装置６の作用を抑制することができ、乗員をシートに拘束しておくことができ、シートベルトリトラクタ１の拘束性を向上させることができる。

　また、トーションバー３５に閾値α以上の荷重が負荷された場合には、トーションバー３５が作用してスプール２とロッキングベース４との間に相対回転運動を生じることとなり、エネルギー吸収装置６が作用する。このとき、上述した構成を有するエネルギー吸収装置６を使用することにより、エネルギー吸収特性を無段階に変動させることができるとともに、乗員の体格差等に応じて適切なエネルギー吸収を行うことができ、シートベルトリトラクタ１のエネルギー吸収特性を向上させることができる。

　次に、上述したシートベルトリトラクタ１を備えたシートベルト装置１０１について、図７を参照しつつ説明する。ここで、図７は、本実施形態に係るシートベルト装置を示す全体構成図である。

　図７に示したシートベルト装置１０１は、乗員（図示せず）をシートＳに拘束するウェビングＷと、ウェビングＷの巻き取りを行うシートベルトリトラクタ１と、車体側に設けられウェビングＷを案内するガイドアンカー１０２と、ウェビングＷを車体側に固定するベルトアンカー１０３と、シートＳの側面に配置されたバックル１０４と、ウェビングＷに配置されたトング１０５と、を備え、シートベルトリトラクタ１は、上述した第一実施形態又は第二実施形態に係るシートベルトリトラクタ１のいずれかである。

　図示したシートベルト装置１０１は、いわゆる助手席用のシートベルト装置であり、シートＳと隣接した位置にピラーＰが配置されていることが多い。そして、例えば、シートベルトリトラクタ１はピラーＰ内に配置されており、ガイドアンカー１０２はピラーＰの表面に配置されている。かかるシートベルト装置１０１では、ウェビングＷを引き出してトング１０５をバックル１０４に嵌着することにより、ウェビングＷで乗員をシートＳに拘束することができる。

　なお、シートベルト装置１０１のシートベルトリトラクタ１以外の構成については、従来のシートベルト装置と同様の構成であるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、シートベルト装置１０１は、助手席用のものに限定されず、運転席用のシートベルト装置であってもよいし、後部座席用のシートベルト装置であってもよい。後部座席用のシートベルト装置では、ガイドアンカー１０２を省略するようにしてもよい。

　本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。
 

Claims (6)

1. 　乗員を拘束するウェビングの巻き取りを行うスプールと、該スプールの軸心に挿通されるシャフトと、該シャフトに接続され回転状態と非回転状態とに切り替え可能なロッキングベースと、を備えたシートベルトリトラクタにおいて、
   　前記シャフトと前記ロッキングベースとの間に配置されるとともに前記シャフトに閾値以上の荷重が負荷された場合に荷重伝達を遮断又は低減する荷重調整部材と、
   　前記スプールと前記ロッキングベースとの間に配置されるとともに前記スプールと前記ロッキングベースとの相対回転速度に応じてエネルギー吸収量を変動可能なエネルギー吸収装置と、を備え、
   　前記エネルギー吸収装置は、前記荷重調整部材に対して並列に接続されている、
   ことを特徴とするシートベルトリトラクタ。
2. 　前記エネルギー吸収装置は、前記スプール側に同心軸上に配置されるハウジングと、前記ロッキングベース側に同心軸上に配置されるクラッチプレートと、前記ハウジング内に収容され前記ハウジングと前記クラッチプレートとの相対回転速度に応じて抗力を発生させる抗力発生部材と、を備え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. 　前記ハウジングは、前記クラッチプレートの表面及び裏面に対向する一対の対向平面を有し、前記一対の対向平面には、山谷が同調するように環状の波形溝が形成されており、前記抗力発生部材は、前記波形溝に両端が挿入される複数の駆動ピンにより構成され、前記クラッチプレートは、前記駆動ピンの前記波形溝に沿った移動を許容可能に挿通する複数の開口部を有する、ことを特徴とする請求項２に記載のシートベルトリトラクタ。
4. 　前記複数の駆動ピンは、前記ハウジングに対する前記クラッチプレートの相対回転によって前記開口部に当接する円柱形状の第一駆動ピンと、該第一駆動ピンによって押されて移動する三日月柱形状の第二駆動ピンと、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. 　前記荷重調整部材は、ロードリミッタ、トルクリミッタ、前記シャフトと一体に形成されたトーションバー、又は、エネルギー吸収部材の何れかである、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。
6. 　乗員をシートに拘束するウェビングと、該ウェビングの巻き取りを行うシートベルトリトラクタと、前記ウェビングを車体側に固定するベルトアンカーと、前記シートの側面に配置されたバックルと、前記ウェビングに配置されたトングと、を備えた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１～５の何れか一項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。
    

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