JP4598299B2 - シートベルト巻き取り装置 - Google Patents
シートベルト巻き取り装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4598299B2 JP4598299B2 JP2001117971A JP2001117971A JP4598299B2 JP 4598299 B2 JP4598299 B2 JP 4598299B2 JP 2001117971 A JP2001117971 A JP 2001117971A JP 2001117971 A JP2001117971 A JP 2001117971A JP 4598299 B2 JP4598299 B2 JP 4598299B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- seat belt
- gear
- spool
- motor
- ratchet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Automotive Seat Belt Assembly (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車等において、乗員の安全を確保するために使用されるシートベルト巻き取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シートベルト巻き取り装置は、乗用車の衝突等の事故に際して乗員の安全を確保するために取り付けが義務付けられ、種々の方式のものが開発されている。そのうち最も構成が簡単なものの例を図１３に示す。
【０００３】
シートベルト巻き取り装置の一方の側の支持部であるスプリングカバー４１には、軸受部４１ａが設けられ、それにスプール４２の軸４２ａが嵌まりこんで回転すると同時に、スプリングにより巻き取り方向への付勢力を受けるようになっている。スプール４２にはシートベルトが巻きつけられるようになっている。
【０００４】
スプール４２の内側には凹状の嵌合部（図示せず）が設けられ、その中にトーションバー４３の一端が嵌まり込んでいる。トーションバー４３の他端は、ロッキングベース４４に設けられた凹状の嵌合部（図示せず）に嵌まりこんでいる。ロッキングベース４４の軸４４ａは、ロックギア４５の穴部４５ａを貫通し、シートベルト巻き取り装置の他の一方の側の支持部であるリテーナ４６の軸受部（図示せず）に嵌まりこんでいる。
【０００５】
このような機構により、スプール４２は、結局スプリングカバー４１とリテーナ４６にその回転軸を支持されたような形態となって回転し、スプリングの付勢力によりシートベルトを巻き取るようになっている。そして、スプリングカバー４１と、リテーナ４６は、ベースフレーム４８の両端に固定されており、スプール４２はベースフレーム４８の内部に収納されるようになっている。
【０００６】
これらの構成要素のうち、ロッキングベース４４とロックギア４５は、所定量の相対回転が可能になっており、スプリング４９によって、ロックギア４５がロッキングベース４４に対して相対的にシートベルトの引き出し方向に付勢されて、相対回転の限界に達するような状態になっている。
通常の状態でシートベルトが引き出されるときは、ロックギア４５の回転の抵抗となるものはないので、スプリング４９の付勢力に打ち勝つことができず、ロックギア４５はロッキングベース４４と一体となって回転する。
【０００７】
スプリングの力によりスプール４２が巻き取られ、それにつれてロッキングベース４４が巻き取り方向に回転しても、もともと、その回転方向には、前述のように、ロックギア４５がロッキングベース４４に対して相対回転の限界に達するような状態になっているので、ロックギア４５はロッキングベース４４と一体となって回転する。
【０００８】
衝突等により、急激なシートベルトの引き出しが発生すると、ロックギア４５の中に収納されているフライホイール５０がスプリング５１の付勢力に打ち勝って移動し、その結果、ロックギア４５がリテーナ４６に対して相対回転ができなくなり、回転が停止される。
【０００９】
すると、ロッキングベース４４がスプリング４９の付勢力に抗して、ロックギア４５に対して相対回転する。この相対回転によって、ロッキングベース４４に収納されているパウル５２が外側に飛び出すようにメカニズムが構成されており、外側に飛び出したパウル５２のギアがベースフレーム４３に形成されたギア部４８ａに係合し、これによりロッキングベース４４の回転も停止される。
【００１０】
よって、トーションバー４３の回転も停止し、スプール４２はトーションバー４３の捩れに対応するだけの回転のみが許されることになる。従って、以後は、シートベルトは引き出されるにつれて増大する張力を受けつつ回転する。以上説明したロック機構は、通常、「ウェビングセンサによるロック機構」と呼ばれている。
【００１１】
以上の説明は、シートベルト巻き取り装置の概要を示したものであり、例えば、フライホイール５０の移動によりロックギア４５の回転を止める機構、パウル５２を外側に押し出す機構には複雑な機構が用いられているが、シートベルト巻き取り装置は周知・慣用のものであり、当業者にとってこれ以上の詳しい説明は不要と思われるし、本発明の主要部分と関係がない事項なので、これ以上の詳しい説明を省略する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のシートベルトロック機構においては、実際にシートベルトが急激に引き出されてからロック機構が作動するので、ロック機構が作動するまでに遅れが生じることがあった。また、モータによる巻き取りを行う機構を有するものにおいては、モータ軸がスプールに連結された状態でシートベルトを引き出すとき、引き出すのに力を要し、かつ、格納力が低いという問題もあった。
【００１３】
このような問題点を解決するために、本発明者らのうち１名は、緊急事態の発生時に迅速にロック機構を作動させることができ、かつ、乗員に対する違和感や不快感を低減したシートベルト巻き取り装置を発明し、特願２００１−１２８８６号として特許出願した（以下、「先願発明」という）。
【００１４】
これは、モータによりシートベルトを巻き取る機構を有するシートベルト巻き取り装置であって、前記モータとシートベルトが巻回されたスプールと、作動時には前記スプールをシートベルト巻き取り方向にのみ回転させ、非作動時には前記スプールのいずれの方向への回転をも許容するラチェット機構とを有するものである。
【００１５】
以下、先願発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図２は、先願発明の実施の形態の１例であるシートベルト巻き取り装置の概要を示す分解斜視図である。なお、図２に示す実施の形態においても、図１３に示すようなロック機構や、スプールを巻き取るスプリング（図示せず）等が設けられているが、先願発明と関係がないので説明を省略する。
【００１６】
図２に示すように、このシートベルト巻き取り装置１においては、フレーム２の中にシートベルト３を巻き取るスプール４が収納され、それを軸支するトーションバー５の一端がリテーナ６に嵌まり込み、他端はスプール４の内部に嵌合している。スプール軸４ａは、シートベルト巻き取り用スプリング（図示せず）が収納されたゼンマイユニット７の軸受に嵌まり込んでいる。リテーナ６とゼンマイユニット７はフレーム２に保持されており、これにより、スプール４が、リテーナ６とゼンマイユニット７に保持される形でフレーム２の中に収納されている。
【００１７】
モータ８は第２リテーナ９に保持され、その軸に結合されたモータギア１０が、コネクトギア１１に噛合し、コネクトギア１１が中間減速ギア１２を介して減速ギア１３と噛合している。減速ギア１３は、その外径部に中間減速ギア１２と噛合する大径歯部１３ａを有すると共に、その中心部にサンギア１３ｂを有している。
【００１８】
キャリアギア１４の中心孔（スプライン孔）１４ｃはスプール４のスプライン軸４ｂに嵌まり込んでおり、スプール４と一体に回転する。図３に詳しく示すように、キャリアギア１４の大径部にはラチェット歯１４ｂが形成されている。キャリアギア１４には３個のネジ孔１４ｄが設けられ、これにリダクションピン１５の先端がネジ込まれている。リダクションピン１５には、それぞれ１個ずつのプラネタリギア１６が回転自在に軸支され、リダクションプレート１７により保持されている。
【００１９】
インターナルギア１８は図３に示すように円環状をしており、その外周部にはラチェット歯１８ａが、内周部にはプラネタリギア１８と噛合する内歯１８ｂが設けられている。すなわち、プラネタリギア１６は、サンギア１３ｂとインターナルギア１８の内歯１８ｂに挟まれて、リダクションピン１５を中心に自転が可能になっていると共に、キャリアギア１４の中心（スプール４の軸心）の周りに公転が可能とされている。
【００２０】
このように構成されたシートベルト巻き取り装置のスプール４とモータ８の動力伝達経路を入り切りするための機構として、係止レバー２１と、コネクトギア１１と一体に回転可能で係止レバー２１を保持するレバースプリング２２と、スプリング保持部材２３が設けられている。
【００２１】
図４に、この機構を詳細に示す。スプリング保持部材２３の軸方向側面には軸方向に延びる３本の突出ピン２３ａが設けられており、これらの突出ピン２３ａがコネクトギア１１の３個の軸方向孔１１ｃそれぞれ嵌合されることで、スプリング保持部材２３がコネクトギア１１に組み付けられる。また、スプリング保持部材２３の外周面には、径方向に延びる３個の突起２３ｂが周方向に等間隔に設けられている。そして、レバースプリング２２が、その湾曲部２２ａがスプリング保持部材２３の外周に位置するようにして配置されるとともに、この湾曲部２２ａがスプリング保持部材２３の２個の突起２３ｂとコネクトギア１１との間に、回転方向に所定の摩擦を有して扶持されることでスプリング保持部材２３に組み付けられる。
【００２２】
また、係止レバー２１は第２リテーナ９に設けられた溝に沿って平行移動し、平行移動によりインターナルギア１８のラチェット歯１８ａに接離可能に設けられている。そして、係止レバー２１は、その凹部２１ｂに嵌まり込んだレバースプリング２２によって、前記のように平行移動するように駆動される。
【００２３】
以下、モータ８とスプール４間の動力伝達のメカニズムと、動力伝達の入り切りのメカニズムについて、図５〜図７を用いて説明する。
【００２４】
これらの図に示されるように、モータ８の回転はモータギア１０から、コネクトギア１１の歯１１ａを介してコネクトギア１１に伝えられ、その歯１１ｂと、中間減速ギア１２の歯１２ａを介して中間減速ギア１２に伝えられる。そして、中間減速ギア１２の歯１２ｂと減速ギア１３の大径歯部１３ａを介して減速ギア１３に伝達される。減速ギア１３には、サンギア１３ｂがその中心軸を同じにして一体に取り付けられている。よって、モータ８が回転すると、これらのギア群が一体となって回転する。
【００２５】
一方、図２に示されるスプール４のスプライン軸４ｂには、前述のようにキャリアギア１４の中心孔（スプライン孔）１４ｃが嵌まり込んでいる。よって、スプール４が回転すると、キャリアギア１４が一体に回転し、それにより３個のプラネタリギア１６がスプール軸を中心として公転する。
【００２６】
これら、モータ８に結合された動力伝達系と、スプール４に連結された動力伝達系の連結を入り切りするのが、インターナルギア１８である。図５は、モータ８が回転していないときの様子を示す図である。このとき、レバースプリング２２により、係止レバー２１は、インターナルギア１８のラチェット歯車１８ａとは係合しないような位置となっている。よって、インターナルギア１８は完全にフリーな状態にあり、何の抵抗も受けずに回転できる。それに対し、サンギア１３ｂと減速ギア１３を回転させるためには、モータ８の回転抵抗に打ち勝たなければならない。
【００２７】
このような状態で、スプール４がどちらかの方向に回転すると、プラネタリギア１６が公転する。そのとき、インターナルギア１８の抵抗がないので、プラネタリギア１６は、自転しながらサンギア１３ａの周りを公転し、インターナルギア１８を回転させる。すなわち、サンギア１３ａは回転しない。よって、スプール４は、モータ８の回転抵抗を受けずに回転することができる。従って、特に、人間がシートベルトを引き出すとき、大きな抵抗力を受けることなく引き出しが可能となる(巻き取り用ゼンマイの力に抗するのみでよい)。
【００２８】
図６は、モータ８がシートベルト巻き取り方向に駆動されたときの様子を示す図である。すなわち、モータ８が図のＣＷ方向に回転すると、コネクトギア１１がＣＣＷ方向に減速されて回転する。すると、前述のようにレバースプリング２２の湾曲部２２ａがスプリング保持部材２３の突起２３ｂとコネクトギア１１との間に回転方向に所定の摩擦を有して保持されているので、このコネクトギア１１のＣＣＷ方向の回転で、レバースプリング２２も同方向に一緒に回転する。
【００２９】
これにより、係止レバー２１がインターナルギア１８に接近する方向に平行移動して、係止爪２１ａがインターナルギア１８のラチェット歯１８ａの外周に当接して係合可能な係合位置となる。係止爪２１ａがラチェット歯１８ａの外周に当接した後は、レバースプリング２２はそれ以上ＣＣＷ方向には回転できなくなる。しかし、コネクトギア１１とレバースプリング２２との間にすべりが生じてコネクトギア１１がレバースプリング２２に対して相対回転する。これにより、モータ８は回転を継続することができる。
【００３０】
同時に、コネクトギア１１の回転が中間減速ギア１２を介して減速されて減速ギア１３に伝達され、減速ギア１３がベルトＣＣＷ方向に回転するので、サンギア１３ｂが同方向に減速ギア１３と同速度で回転する。このサンギア１３ａの回転で各プラネタリギア１６がＣＷ方向に自転し、インターナルギア１８がＣＷ方向に回転する。このとき、インターナルギア１８が回転するため、各プラネタリギア１６は公転しない。
【００３１】
インターナルギア１８がＣＷ方向に回転すると、ラチェット歯１８ａと係止爪２１ａとが互いに係合し、インターナルギア１８の回転が停止する。
インターナルギア１８の回転が停止すると、前述のようにモータ８の駆動トルクで各プラネタリギア１６が自転しているので、各プラネタリギア１６はインターナルギア１８の内歯１８ｂに沿って、サンギア１３ｂのまわりをＣＣＷ方向に減速されて公転するようになる。
【００３２】
したがって、プラネタリギア１６を保持するキャリアギア１４が、各プラネタリギア１６の公転速度でＣＣＷ方向に回転するので、スプール４がシートベルト巻き取り方向に回転する。
【００３３】
図７は、モータ８がシートベルト引き出し方向に回転したときの様子を示す図である。モータ８が図のＣＣＷ方向に回転すると、コネクトギア１１がＣＷ方向に減速されて回転する。すると、前述のようにレバースプリング２２の湾曲部２２ａがスプリング保持部材２３の突起２３ｂとコネクトギア１１との間に回転方向に所定の摩擦を有して保持されているので、このコネクトギア１１のＣＷ方向の回転で、レバースプリング２２も同方向に一緒に回転する。これにより、係止レバー２１がインターナルギア１８から遠ざかる方向に平行移動して、係止爪２１ａとインターナルギア１８のラチェット歯１８ａの係合が外れる。すると、インターナルギア１８の回転が自由になる。
【００３４】
図６に示したと同じように、モータ８の回転により減速ギア１３とサンギア１３ａが駆動され、サンギア１３ａの回転がプラネタリギア１６に伝わってプラネタリギア１６を自転させる。しかし、インターナルギア１８が回転抵抗無く回転するので、プラネタリギア１６は公転を行うことが無く、従って、モータ８の回転はスプール４には伝達されない。
【００３５】
以上をまとめると、モータが巻き取り方向に回転したときは、その回転力によって駆動される係止レバーによってインターナルギアの回転が止められ、それによりモータとスプールとの間の動力伝達経路が結合される。その他の場合は、係止レバーとインターナルギアとの係合が無く、インターナルギアは自由に回転できるので、モータとスプールとの間の動力伝達経路は切り離される。
【００３６】
なお、以上の実施の形態においては、係止レバーの駆動をモータの動力を使用して行っていたが、例えばソレノイド等により電気的に駆動し、インターナルギアと係合させたり係合を解いたりするようにしてもよい。
【００３７】
以下、スプール４のシートベルト引き出し方向への回転をロックし、シートベルト巻き取り方向への回転を許容する機構について説明する。これは、図２に示されるキャリアギア１４のラチェット歯１４ｂと、ソレノイド２４、プランジャースプリング２５、ラチェットレバー２６、パウル２７、ラチェットスプリング２８から構成される。この機構の作動を図８〜図１２を用いて説明する。
【００３８】
図８は、ロック機構（ラチェット機構）の要部を示す分解斜視図である。ソレノイド２４のピストン２４ａには、ラチェットレバー２６が係合しており、ソレノイド２４が無励磁の場合には、プランジャースプリング２５の働きにより、ピストン２４ａが伸長し、ラチェットレバー２６が図の上方に押し上げられるようになっている。ラチェットレバー２６に設けられた突起２６ｃは、パウル２７の穴２７ｄを貫通し、第２リテーナ９の長穴９ａに嵌まり込んでいる。
【００３９】
ラチェットスプリング２８は、図９〜図１２に示されるように、その一端を第２リテーナ９に固定され、その他端はパウル２７の突起２７ｅに接触し、その弾発力により、パウル２７を、ラチェットレバー２６の突起２６ｃを回動軸として、キャリアギア１４のラチェット歯１４ｂに噛み込む方向に付勢している。なお、図には示されていないが、突起２７ｅは、パウル２７の裏側の同じ位置にも設けられており、これが、第２リテーナ９の長穴９ｂに嵌まり込んでいる。（なお、図８において、第２リテーナ９の形状が図２に示したものと少し異なるが、先願発明の説明とは関係ない事項であるので、あえて、両者を整合させていない。）以下、このような構造を有するロック機構の作動を図９〜図１２を用いて説明する。
【００４０】
図９は、ソレノイド２４が励磁されていない定常状態の様子を示すものである。このとき、プランジャースプリング２５の付勢力によって、ピストン２４ａが伸長し、ラチェットレバー２６は、案内部９ｃの上端に位置している。そのとき、突起２６ｃは、長穴９ａの上端部に当接している。ラチェットスプリング２８は、一端を第２リテーナ９に固定され、第２リテーナ９に設けられたピン９ｃを介して、パウル２７の突起２７ｅに当接し、パウル２７を、突起２６ｃを回動軸として図のＣＣＷ方向に回動させている。よって、パウル２７の裏側の突起２７ｅが、第２リテーナ９の長穴９ｂの右上端に当たった状態で、パウル２７の回動が停止し、パウル２７はその位置に位置決めされる。
【００４１】
しかし、この状態では、パウル２７の係合部２７ｃは、キャリアギア１４のラチェット歯１４ｂの歯より離れており、キャリアギア１４は自由に回転できるので、スプール４の回転は妨げられない。
【００４２】
図１０は、図９に示す状態から、ソレノイド２４が励磁されたときの状態の変化を示している。このときピストン２４ａがプランジャースプリング２５の付勢力に抗して縮退し、それにより、ラチェットレバー２６が案内部９ｃに沿って下方に下がる。そして、その突起２６ｃが、長穴９ａの下端に接触した位置で停止する。その際、パウル２７は、穴２７ｄに突起２６ｃが貫通しているので、その位置が下に下がる。その際、パウル２７は、ラチェットスプリング２８の付勢力により、長穴９ｂの右上端に当接している突起２７ｅを軸として、図９に示す位置からさらにＣＣＷ方向に回動する。それにより、図１０に示すように、係合部２７ｃの先端部が、キャリアギア１４のラチェット歯１４ｂの歯部と噛みあうような位置にくる。
【００４３】
図１１は、図１０に示す状態において、スプール４がシートベルトを引き出す方向に回転したときの状態を示すものである。このとき、キャリアギア１４は、図に示すようにＣＷ方向に回転する。すると、そのラチェット歯１４ｂとパウル２７の係合部２７ｃが噛みあう。よって、パウル２７は、突起２６ｃを中心として図の矢印のようにＣＣＷ方向に回動しようとするが、突起２７ｅが長穴９ｂの端で拘束されているので回動することができず、それにより、キャリアギア１４の回転が停止される。よって、スプール４はシートベルトを引き出す方向には回転できなくなる。
【００４４】
図１２は、図１０に示す状態において、スプール４がシートベルトを巻き取る方向に回転したときの状態を示すものである。このとき、キャリアギア１４は、図に示すようにＣＣＷ方向に回転する。すると、パウル２７の係合部２７ｃが、ラチェット歯１４ｂに押されるので、パウル２７は、突起２６ｃを中心としてＣＷ方向に回動する。この回動は、ラチェットスプリング２８の付勢力に抗して行われる。そして、その結果、パウル２７の裏側の突起２７ｅは、長穴９ｂの左下側の端まで移動可能である。
【００４５】
このようにして、パウル２７は、ラチェットスプリング２８の付勢力により、その係合部２７ｃをキャリアギア１４の歯車に接触させた状態で、その歯車を乗り越え、キャリアギアの回転を許容する。図１２に示す状態から、スプールが引き出し方向に回転しようとすると、係合部２７ｃがキャリアギア１４のラチェット歯１４ｂに接触した状態となっているので、直ちに図１１に示すような状態となり、スプール４の回転が阻止される。
【００４６】
以上に説明したように、ソレノイド２４が励磁されないときはスプールの回転は自由であり、ソレノイド２４が励磁されたときは、スプールはシートベルトの巻き取り方向には回転可能であるが、引き出し方向には回転が不可能になる。
【００４７】
以下、以上のように構成された先願発明の実施の形態であるシートベルト巻き取り装置の作動の例について説明する。この実施の形態においては、通常の状態では、動力伝達経路切替機構により、モータとスプール間の動力伝達経路をオフとしておく。シートベルトの巻き取りは、ゼンマイばねによって行われる。よって、乗員は、シートベルトを引き出す際に、ゼンマイばねの巻き取り力に抗する引き出し力のみで、シートベルトを引き出すことができる。
【００４８】
そして、衝突予測装置等より、衝突等の事故が発生する可能性のあることを示す信号が与えられたとき、シートベルト巻き取り制御装置が、モータをシートベルト巻き取り方向に駆動すると共に、動力伝達経路切替機構によりモータとスプール間の動力伝達経路を結合する。これは、前述の実施の形態で示したように、モータを巻き取り方向に駆動することにより、自然に行われる場合もある。よって、スプールにモータの巻き取り力が伝達され、スプールによりシートベルトが巻き取られる。このシートベルトの巻き取りは、従来のように、実際に衝突が発生してから行われるのでなく、衝突が予測された時点から開始されるので、確実に乗員をシートに拘束することができる。
【００４９】
シートベルト巻き取り制御装置は、モータの駆動を行うと同時に、ラチェット機構を作動させ、スプールがシートベルトの巻取方向のみに駆動できるような状態とする。それにより、シートベルトの巻き取り中に、シートベルトを引き出そうとする力（例えば、実際の衝突等により発生する）がかかっても、シートベルトが引き出されることがない。
【００５０】
衝突等の発生が実際に起こらなかった場合は、モータの駆動を停止すると共に、前記ラチェット機構の作動を解除することにより、スプールの回転が自由になり、人間が容易にシートベルトを引き出すことが可能となる。
【００５１】
しかしながら、以上のような先願発明において、スプールの引き出し方向への回転をロックするラチェット機構の作動を解除させようとしても、パウルの係合部とラチェット歯の係合がうまく外れないことがあった。例えば、図１１に示したような位置関係にあるとき、ソレノイド２４をオフとしてプランジャースプリング２５の力でピストン２４ａを上昇させようとしても、パウル２７の係合部２７ｃとラチェット歯車１４ｂとの係合が外れて図９に示すような状態とならず、スプールの引き出し方向への回転力が加わると、ますます、これらの係合が強くなり、結局、シートベルトの引き出しができないことがあった。特に、モータとスプールの間の動力伝達機構を入り切りする機構を持たないものについては、モータが負荷となって、ラチェットが外れないことが多かった。
【００５２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、先願発明の有する問題点を解決し、作動時にシートベルト巻き取り方向にのみ回転させるようにするスプールを、非常事態の解除後には確実に非作動状態にして、シートベルトの引き出しを容易に行うことができるシートベルト巻き取り装置を提供することを課題とする。
【００５３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する第１の手段は、モータによりシートベルトを巻き取る機構を有するシートベルト巻き取り装置であって、前記モータとシートベルトが巻回されたスプールと、作動時には前記スプールをシートベルト巻き取り方向にのみ回転させ、非作動時には前記スプールのいずれの方向への回転をも許容するラチェット機構と、前記モータと前記スプールとの間の動力の伝達を入り切りする動力伝達経路切替機構とを有し、前記ラチェット機構を作動状態から非作動状態にするとき、前記モータが所定期間、巻き取り方向に駆動された後、所定期間引き出し方向に駆動されるようにされていることを特徴とするシートベルト巻き取り装置（請求項１）である。
【００５４】
本手段においては、ラチェット機構を作動状態から非作動状態にするとき、モータを所定期間巻き取り方向に回転する。よって、ラチェットとラチェット歯車の係合が確実に解け、ラチェットが確実に非作動状態の位置に戻って、スプールがシートベルト引き出し方向に回転可能となる。
【００５６】
また、本手段においては、モータを所定期間巻き取り方向に回転することによって、ラチェットとラチェット歯車の係合を解いた後、所定期間引き出し方向に駆動することによって、動力伝達経路切替機構を切りの状態とする。よって、それ以後は、モータがシートベルトを引き出すときに負荷となることが確実に防止できる。
【００５７】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、前記モータが所定期間引き出し方向に駆動されるとき、ウェビングセンサによるロック機構によるロック機構が働かないような回転速度で駆動されることを特徴とするもの（請求項２）である。
【００５８】
本手段においては、モータを引き出し方向に駆動したとき、ウェビングセンサによるロック機構が働かないので、引き出し方向の回転がロックされることがない。又、モータの駆動音が小さくなると共に、駆動に要する電力が少なくてすむ。
【００５９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を図を用いて説明する。本実施の形態におけるシートベルト巻き取り装置そのものの構成は、図２から図１２により説明した先願発明の実施の形態と同じであるとして、その詳細な説明を省略する。
【００６０】
本実施の形態における制御フロー図を図１に示す。車両異常状態検出信号がオンとなると、モータが正回転（シートベルト巻き取り方向回転）すると共に、図６に示したように係止レバー２１がインターナルギア１８のラチェット歯１８ａに係合する。これを図１ではクラッチパウルＯＮと記している。これにより、モータ８の巻き取り力がスプール４に伝達され、シートベルトの強制巻き取りが行われる。
【００６１】
それと同時又はそれよりｔ１だけ遅れたタイミングで、ソレノイド２４をオンとし、引き出し阻止ラチェット機構を作動させる。この引き出し阻止ラチェット機構は、モータ８を巻き取り方向に作動させるに先立って作動させてもよい。すなわち、作動に問題の無い範囲で、ある程度の時間の遅れ、進みがあってもよい。
【００６２】
モータ８は、人間をシートに強力に拘束するのに十分な時間巻き取りを行った後で停止する。この時間は、予め設定された時間ｔ２としてもよいし、何らかの方法でシートベルト張力を検出し、その張力が所定値以上となったときに停止してもよい。モータ８の巻き取りが停止した後は、引き出し阻止ラチェット機構によりシートベルトの引き出しが阻止される。すなわち、図１１に示したような状態となる。
【００６３】
車両異常検出信号が解除されたとき、巻き戻し阻止ラチェット機構を非作動とする。すなわち、ソレノイド２４をオフとする。その直前には、図１１に示すように、ピストン２４ａが下降し、パウル２７の係合部２７ｃとキャリアギア１４のラチェット歯１４ｂが噛み合っているとする。すなわち、ラチェット機構が作動状態にあり、スプールのシートベルト引き出し方向への回転が阻止されている。その状態で、ソレノイド２４の励磁を解き、ラチェット機構を非作動状態にする。
【００６４】
すると、プランジャースプリング２５の力で、ピストン２４ａが上昇するが、前述のように、それだけではパウル２７の係合部２７ｃとキャリアギア１４のラチェット歯１４ｂが噛み合いが外れない場合がある。特に、クラッチパウル、すなわち係止レバー２１が、インターナルギア１８のラチェット歯１８ａに係合したままになっている場合があり、このときは、モータ８がスプール４と機械的に結合されたままとなっているので、モータ８が負荷となって、パウル２７の係合部２７ｃとキャリアギア１４のラチェット歯１４ｂが噛み合いが外れるのを妨げる場合がある。
【００６５】
そこで、本実施の形態においては、ソレノイド２４の励磁を解くと同時に（多少の時間の前後が合っても作動に差し支えなければよい）、モータ８を、ｔ３の間巻き取り方向に駆動する。
【００６６】
すると、パウル２７の係合部２７ｃがキャリアギア１４のラチェット歯１４ａの上に乗り上げ、あとはプランジャースプリング２５の力により、図９に示す状態となり、係合部２７ｃとラチェット歯１４ａが係合しなくなるので、スプール４は、引き出し側に回転が可能となる。
【００６７】
本実施の形態においては、その後、さらにｔ４の間モータ８を逆回転、すなわちシートベルト引き出し方向に回転させることにより、係止レバー２１と、インターナルギア１８のラチェット歯１８ａとの係合を解くようにしている。
【００６８】
以上の操作により、異常検出信号が解除された後は、スプール４はモータ８との結合を切り離され、ゼンマイユニット７中のスプリングによる巻き取り力の他は力を受けないので、シートベルトを容易に引き出すことが可能となる。
【００６９】
その際、ＰＷＭ制御等により、モータ８の回転を遅くし、ウェビングセンサによるロック機構が働かないようにすることにより、確実にシートベルトを容易に引き出すことのできる状態にすることができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るシートベルト巻き取り装置を使用すれば、緊急事態の発生時に迅速にシートベルトを巻き取り、ロック機構を作動させることができる。さらに、作動時にシートベルト巻き取り方向にのみスプールを回転させるようにしたロック機構を、非常事態の解除後には確実に非作動状態にして、シートベルトの引き出しを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における制御フローを示す図である。
【図２】先願発明の実施の形態の１例であるシートベルト巻き取り装置の概要を示す分解斜視図である。
【図３】図２に示す実施の形態における動力伝達経路切替機構の要部を示す概要図である。
【図４】図２に示す実施の形態における動力伝達経路切替機構の要部を示す概要図である。
【図５】図２に示す実施の形態における動力伝達経路切替機構の作動を説明する図である。
【図６】図２に示す実施の形態における動力伝達経路切替機構の作動を説明する図である。
【図７】図２に示す実施の形態における動力伝達経路切替機構の作動を説明する図である。
【図８】図２に示す実施の形態におけるロック機構（ラチェット機構）の要部を示す分解斜視図である。
【図９】図８に示すロック機構の作動を説明するための図である。
【図１０】図８に示すロック機構の作動を説明するための図である。
【図１１】図８に示すロック機構の作動を説明するための図である。
【図１２】図８に示すロック機構の作動を説明するための図である。
【図１３】従来のシートベルト巻き取り装置の概要を示す図である。
【符号の説明】
１…シートベルト巻き取り装置、２…フレーム、３…シートベルト、４…スプール、４ａ…スプール軸、４ｂ…スプライン軸、５…トーションバー、６…リテーナ、７…ゼンマイユニット、８…モータ、９…第２リテーナ、９ａ…長穴、９ｂ…長穴、９ｃ…案内部、１０…モータギア、１１…コネクトギア、１１ａ…歯、１１ｂ…歯、１１ｃ…軸方向孔、１２…中間減速ギア、１２ａ…歯、１２ｂ…歯、１３…減速ギア、１３ａ…大径歯部、１３ｂ…サンギア、１４…キャリアギア、１４ｂ…ラチェット歯、１４ｃ…中心穴、１４ｄ…ネジ穴、１５…リダクションピン、１６…プラネタリギア、１７…リダクションプレート、１８…インターナルギア、１８ａ…ラチェット歯、１８ｂ…内歯、２１…係止レバー、２１ａ…係止爪、２１ｂ…凹部、２２…レバースプリング、２２ａ…湾曲部、２３…スプリング保持部材、２３ａ…突出ピン、２３ｂ…突起、２４…ソレノイド、２４ａ…ピストン、２５…プランジャースプリング、２６…ラチェットレバー、２６ａ…回動軸部、２６ｂ…先細部、２６ｃ…突起、２７…パウル、２７ａ…案内穴、２７ｂ…長穴、２７ｃ…係合部、２７ｄ…穴、２７ｅ…突起、２８…ラチェットスプリング
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車等において、乗員の安全を確保するために使用されるシートベルト巻き取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シートベルト巻き取り装置は、乗用車の衝突等の事故に際して乗員の安全を確保するために取り付けが義務付けられ、種々の方式のものが開発されている。そのうち最も構成が簡単なものの例を図１３に示す。
【０００３】
シートベルト巻き取り装置の一方の側の支持部であるスプリングカバー４１には、軸受部４１ａが設けられ、それにスプール４２の軸４２ａが嵌まりこんで回転すると同時に、スプリングにより巻き取り方向への付勢力を受けるようになっている。スプール４２にはシートベルトが巻きつけられるようになっている。
【０００４】
スプール４２の内側には凹状の嵌合部（図示せず）が設けられ、その中にトーションバー４３の一端が嵌まり込んでいる。トーションバー４３の他端は、ロッキングベース４４に設けられた凹状の嵌合部（図示せず）に嵌まりこんでいる。ロッキングベース４４の軸４４ａは、ロックギア４５の穴部４５ａを貫通し、シートベルト巻き取り装置の他の一方の側の支持部であるリテーナ４６の軸受部（図示せず）に嵌まりこんでいる。
【０００５】
このような機構により、スプール４２は、結局スプリングカバー４１とリテーナ４６にその回転軸を支持されたような形態となって回転し、スプリングの付勢力によりシートベルトを巻き取るようになっている。そして、スプリングカバー４１と、リテーナ４６は、ベースフレーム４８の両端に固定されており、スプール４２はベースフレーム４８の内部に収納されるようになっている。
【０００６】
これらの構成要素のうち、ロッキングベース４４とロックギア４５は、所定量の相対回転が可能になっており、スプリング４９によって、ロックギア４５がロッキングベース４４に対して相対的にシートベルトの引き出し方向に付勢されて、相対回転の限界に達するような状態になっている。
通常の状態でシートベルトが引き出されるときは、ロックギア４５の回転の抵抗となるものはないので、スプリング４９の付勢力に打ち勝つことができず、ロックギア４５はロッキングベース４４と一体となって回転する。
【０００７】
スプリングの力によりスプール４２が巻き取られ、それにつれてロッキングベース４４が巻き取り方向に回転しても、もともと、その回転方向には、前述のように、ロックギア４５がロッキングベース４４に対して相対回転の限界に達するような状態になっているので、ロックギア４５はロッキングベース４４と一体となって回転する。
【０００８】
衝突等により、急激なシートベルトの引き出しが発生すると、ロックギア４５の中に収納されているフライホイール５０がスプリング５１の付勢力に打ち勝って移動し、その結果、ロックギア４５がリテーナ４６に対して相対回転ができなくなり、回転が停止される。
【０００９】
すると、ロッキングベース４４がスプリング４９の付勢力に抗して、ロックギア４５に対して相対回転する。この相対回転によって、ロッキングベース４４に収納されているパウル５２が外側に飛び出すようにメカニズムが構成されており、外側に飛び出したパウル５２のギアがベースフレーム４３に形成されたギア部４８ａに係合し、これによりロッキングベース４４の回転も停止される。
【００１０】
よって、トーションバー４３の回転も停止し、スプール４２はトーションバー４３の捩れに対応するだけの回転のみが許されることになる。従って、以後は、シートベルトは引き出されるにつれて増大する張力を受けつつ回転する。以上説明したロック機構は、通常、「ウェビングセンサによるロック機構」と呼ばれている。
【００１１】
以上の説明は、シートベルト巻き取り装置の概要を示したものであり、例えば、フライホイール５０の移動によりロックギア４５の回転を止める機構、パウル５２を外側に押し出す機構には複雑な機構が用いられているが、シートベルト巻き取り装置は周知・慣用のものであり、当業者にとってこれ以上の詳しい説明は不要と思われるし、本発明の主要部分と関係がない事項なので、これ以上の詳しい説明を省略する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のシートベルトロック機構においては、実際にシートベルトが急激に引き出されてからロック機構が作動するので、ロック機構が作動するまでに遅れが生じることがあった。また、モータによる巻き取りを行う機構を有するものにおいては、モータ軸がスプールに連結された状態でシートベルトを引き出すとき、引き出すのに力を要し、かつ、格納力が低いという問題もあった。
【００１３】
このような問題点を解決するために、本発明者らのうち１名は、緊急事態の発生時に迅速にロック機構を作動させることができ、かつ、乗員に対する違和感や不快感を低減したシートベルト巻き取り装置を発明し、特願２００１−１２８８６号として特許出願した（以下、「先願発明」という）。
【００１４】
これは、モータによりシートベルトを巻き取る機構を有するシートベルト巻き取り装置であって、前記モータとシートベルトが巻回されたスプールと、作動時には前記スプールをシートベルト巻き取り方向にのみ回転させ、非作動時には前記スプールのいずれの方向への回転をも許容するラチェット機構とを有するものである。
【００１５】
以下、先願発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図２は、先願発明の実施の形態の１例であるシートベルト巻き取り装置の概要を示す分解斜視図である。なお、図２に示す実施の形態においても、図１３に示すようなロック機構や、スプールを巻き取るスプリング（図示せず）等が設けられているが、先願発明と関係がないので説明を省略する。
【００１６】
図２に示すように、このシートベルト巻き取り装置１においては、フレーム２の中にシートベルト３を巻き取るスプール４が収納され、それを軸支するトーションバー５の一端がリテーナ６に嵌まり込み、他端はスプール４の内部に嵌合している。スプール軸４ａは、シートベルト巻き取り用スプリング（図示せず）が収納されたゼンマイユニット７の軸受に嵌まり込んでいる。リテーナ６とゼンマイユニット７はフレーム２に保持されており、これにより、スプール４が、リテーナ６とゼンマイユニット７に保持される形でフレーム２の中に収納されている。
【００１７】
モータ８は第２リテーナ９に保持され、その軸に結合されたモータギア１０が、コネクトギア１１に噛合し、コネクトギア１１が中間減速ギア１２を介して減速ギア１３と噛合している。減速ギア１３は、その外径部に中間減速ギア１２と噛合する大径歯部１３ａを有すると共に、その中心部にサンギア１３ｂを有している。
【００１８】
キャリアギア１４の中心孔（スプライン孔）１４ｃはスプール４のスプライン軸４ｂに嵌まり込んでおり、スプール４と一体に回転する。図３に詳しく示すように、キャリアギア１４の大径部にはラチェット歯１４ｂが形成されている。キャリアギア１４には３個のネジ孔１４ｄが設けられ、これにリダクションピン１５の先端がネジ込まれている。リダクションピン１５には、それぞれ１個ずつのプラネタリギア１６が回転自在に軸支され、リダクションプレート１７により保持されている。
【００１９】
インターナルギア１８は図３に示すように円環状をしており、その外周部にはラチェット歯１８ａが、内周部にはプラネタリギア１８と噛合する内歯１８ｂが設けられている。すなわち、プラネタリギア１６は、サンギア１３ｂとインターナルギア１８の内歯１８ｂに挟まれて、リダクションピン１５を中心に自転が可能になっていると共に、キャリアギア１４の中心（スプール４の軸心）の周りに公転が可能とされている。
【００２０】
このように構成されたシートベルト巻き取り装置のスプール４とモータ８の動力伝達経路を入り切りするための機構として、係止レバー２１と、コネクトギア１１と一体に回転可能で係止レバー２１を保持するレバースプリング２２と、スプリング保持部材２３が設けられている。
【００２１】
図４に、この機構を詳細に示す。スプリング保持部材２３の軸方向側面には軸方向に延びる３本の突出ピン２３ａが設けられており、これらの突出ピン２３ａがコネクトギア１１の３個の軸方向孔１１ｃそれぞれ嵌合されることで、スプリング保持部材２３がコネクトギア１１に組み付けられる。また、スプリング保持部材２３の外周面には、径方向に延びる３個の突起２３ｂが周方向に等間隔に設けられている。そして、レバースプリング２２が、その湾曲部２２ａがスプリング保持部材２３の外周に位置するようにして配置されるとともに、この湾曲部２２ａがスプリング保持部材２３の２個の突起２３ｂとコネクトギア１１との間に、回転方向に所定の摩擦を有して扶持されることでスプリング保持部材２３に組み付けられる。
【００２２】
また、係止レバー２１は第２リテーナ９に設けられた溝に沿って平行移動し、平行移動によりインターナルギア１８のラチェット歯１８ａに接離可能に設けられている。そして、係止レバー２１は、その凹部２１ｂに嵌まり込んだレバースプリング２２によって、前記のように平行移動するように駆動される。
【００２３】
以下、モータ８とスプール４間の動力伝達のメカニズムと、動力伝達の入り切りのメカニズムについて、図５〜図７を用いて説明する。
【００２４】
これらの図に示されるように、モータ８の回転はモータギア１０から、コネクトギア１１の歯１１ａを介してコネクトギア１１に伝えられ、その歯１１ｂと、中間減速ギア１２の歯１２ａを介して中間減速ギア１２に伝えられる。そして、中間減速ギア１２の歯１２ｂと減速ギア１３の大径歯部１３ａを介して減速ギア１３に伝達される。減速ギア１３には、サンギア１３ｂがその中心軸を同じにして一体に取り付けられている。よって、モータ８が回転すると、これらのギア群が一体となって回転する。
【００２５】
一方、図２に示されるスプール４のスプライン軸４ｂには、前述のようにキャリアギア１４の中心孔（スプライン孔）１４ｃが嵌まり込んでいる。よって、スプール４が回転すると、キャリアギア１４が一体に回転し、それにより３個のプラネタリギア１６がスプール軸を中心として公転する。
【００２６】
これら、モータ８に結合された動力伝達系と、スプール４に連結された動力伝達系の連結を入り切りするのが、インターナルギア１８である。図５は、モータ８が回転していないときの様子を示す図である。このとき、レバースプリング２２により、係止レバー２１は、インターナルギア１８のラチェット歯車１８ａとは係合しないような位置となっている。よって、インターナルギア１８は完全にフリーな状態にあり、何の抵抗も受けずに回転できる。それに対し、サンギア１３ｂと減速ギア１３を回転させるためには、モータ８の回転抵抗に打ち勝たなければならない。
【００２７】
このような状態で、スプール４がどちらかの方向に回転すると、プラネタリギア１６が公転する。そのとき、インターナルギア１８の抵抗がないので、プラネタリギア１６は、自転しながらサンギア１３ａの周りを公転し、インターナルギア１８を回転させる。すなわち、サンギア１３ａは回転しない。よって、スプール４は、モータ８の回転抵抗を受けずに回転することができる。従って、特に、人間がシートベルトを引き出すとき、大きな抵抗力を受けることなく引き出しが可能となる(巻き取り用ゼンマイの力に抗するのみでよい)。
【００２８】
図６は、モータ８がシートベルト巻き取り方向に駆動されたときの様子を示す図である。すなわち、モータ８が図のＣＷ方向に回転すると、コネクトギア１１がＣＣＷ方向に減速されて回転する。すると、前述のようにレバースプリング２２の湾曲部２２ａがスプリング保持部材２３の突起２３ｂとコネクトギア１１との間に回転方向に所定の摩擦を有して保持されているので、このコネクトギア１１のＣＣＷ方向の回転で、レバースプリング２２も同方向に一緒に回転する。
【００２９】
これにより、係止レバー２１がインターナルギア１８に接近する方向に平行移動して、係止爪２１ａがインターナルギア１８のラチェット歯１８ａの外周に当接して係合可能な係合位置となる。係止爪２１ａがラチェット歯１８ａの外周に当接した後は、レバースプリング２２はそれ以上ＣＣＷ方向には回転できなくなる。しかし、コネクトギア１１とレバースプリング２２との間にすべりが生じてコネクトギア１１がレバースプリング２２に対して相対回転する。これにより、モータ８は回転を継続することができる。
【００３０】
同時に、コネクトギア１１の回転が中間減速ギア１２を介して減速されて減速ギア１３に伝達され、減速ギア１３がベルトＣＣＷ方向に回転するので、サンギア１３ｂが同方向に減速ギア１３と同速度で回転する。このサンギア１３ａの回転で各プラネタリギア１６がＣＷ方向に自転し、インターナルギア１８がＣＷ方向に回転する。このとき、インターナルギア１８が回転するため、各プラネタリギア１６は公転しない。
【００３１】
インターナルギア１８がＣＷ方向に回転すると、ラチェット歯１８ａと係止爪２１ａとが互いに係合し、インターナルギア１８の回転が停止する。
インターナルギア１８の回転が停止すると、前述のようにモータ８の駆動トルクで各プラネタリギア１６が自転しているので、各プラネタリギア１６はインターナルギア１８の内歯１８ｂに沿って、サンギア１３ｂのまわりをＣＣＷ方向に減速されて公転するようになる。
【００３２】
したがって、プラネタリギア１６を保持するキャリアギア１４が、各プラネタリギア１６の公転速度でＣＣＷ方向に回転するので、スプール４がシートベルト巻き取り方向に回転する。
【００３３】
図７は、モータ８がシートベルト引き出し方向に回転したときの様子を示す図である。モータ８が図のＣＣＷ方向に回転すると、コネクトギア１１がＣＷ方向に減速されて回転する。すると、前述のようにレバースプリング２２の湾曲部２２ａがスプリング保持部材２３の突起２３ｂとコネクトギア１１との間に回転方向に所定の摩擦を有して保持されているので、このコネクトギア１１のＣＷ方向の回転で、レバースプリング２２も同方向に一緒に回転する。これにより、係止レバー２１がインターナルギア１８から遠ざかる方向に平行移動して、係止爪２１ａとインターナルギア１８のラチェット歯１８ａの係合が外れる。すると、インターナルギア１８の回転が自由になる。
【００３４】
図６に示したと同じように、モータ８の回転により減速ギア１３とサンギア１３ａが駆動され、サンギア１３ａの回転がプラネタリギア１６に伝わってプラネタリギア１６を自転させる。しかし、インターナルギア１８が回転抵抗無く回転するので、プラネタリギア１６は公転を行うことが無く、従って、モータ８の回転はスプール４には伝達されない。
【００３５】
以上をまとめると、モータが巻き取り方向に回転したときは、その回転力によって駆動される係止レバーによってインターナルギアの回転が止められ、それによりモータとスプールとの間の動力伝達経路が結合される。その他の場合は、係止レバーとインターナルギアとの係合が無く、インターナルギアは自由に回転できるので、モータとスプールとの間の動力伝達経路は切り離される。
【００３６】
なお、以上の実施の形態においては、係止レバーの駆動をモータの動力を使用して行っていたが、例えばソレノイド等により電気的に駆動し、インターナルギアと係合させたり係合を解いたりするようにしてもよい。
【００３７】
以下、スプール４のシートベルト引き出し方向への回転をロックし、シートベルト巻き取り方向への回転を許容する機構について説明する。これは、図２に示されるキャリアギア１４のラチェット歯１４ｂと、ソレノイド２４、プランジャースプリング２５、ラチェットレバー２６、パウル２７、ラチェットスプリング２８から構成される。この機構の作動を図８〜図１２を用いて説明する。
【００３８】
図８は、ロック機構（ラチェット機構）の要部を示す分解斜視図である。ソレノイド２４のピストン２４ａには、ラチェットレバー２６が係合しており、ソレノイド２４が無励磁の場合には、プランジャースプリング２５の働きにより、ピストン２４ａが伸長し、ラチェットレバー２６が図の上方に押し上げられるようになっている。ラチェットレバー２６に設けられた突起２６ｃは、パウル２７の穴２７ｄを貫通し、第２リテーナ９の長穴９ａに嵌まり込んでいる。
【００３９】
ラチェットスプリング２８は、図９〜図１２に示されるように、その一端を第２リテーナ９に固定され、その他端はパウル２７の突起２７ｅに接触し、その弾発力により、パウル２７を、ラチェットレバー２６の突起２６ｃを回動軸として、キャリアギア１４のラチェット歯１４ｂに噛み込む方向に付勢している。なお、図には示されていないが、突起２７ｅは、パウル２７の裏側の同じ位置にも設けられており、これが、第２リテーナ９の長穴９ｂに嵌まり込んでいる。（なお、図８において、第２リテーナ９の形状が図２に示したものと少し異なるが、先願発明の説明とは関係ない事項であるので、あえて、両者を整合させていない。）以下、このような構造を有するロック機構の作動を図９〜図１２を用いて説明する。
【００４０】
図９は、ソレノイド２４が励磁されていない定常状態の様子を示すものである。このとき、プランジャースプリング２５の付勢力によって、ピストン２４ａが伸長し、ラチェットレバー２６は、案内部９ｃの上端に位置している。そのとき、突起２６ｃは、長穴９ａの上端部に当接している。ラチェットスプリング２８は、一端を第２リテーナ９に固定され、第２リテーナ９に設けられたピン９ｃを介して、パウル２７の突起２７ｅに当接し、パウル２７を、突起２６ｃを回動軸として図のＣＣＷ方向に回動させている。よって、パウル２７の裏側の突起２７ｅが、第２リテーナ９の長穴９ｂの右上端に当たった状態で、パウル２７の回動が停止し、パウル２７はその位置に位置決めされる。
【００４１】
しかし、この状態では、パウル２７の係合部２７ｃは、キャリアギア１４のラチェット歯１４ｂの歯より離れており、キャリアギア１４は自由に回転できるので、スプール４の回転は妨げられない。
【００４２】
図１０は、図９に示す状態から、ソレノイド２４が励磁されたときの状態の変化を示している。このときピストン２４ａがプランジャースプリング２５の付勢力に抗して縮退し、それにより、ラチェットレバー２６が案内部９ｃに沿って下方に下がる。そして、その突起２６ｃが、長穴９ａの下端に接触した位置で停止する。その際、パウル２７は、穴２７ｄに突起２６ｃが貫通しているので、その位置が下に下がる。その際、パウル２７は、ラチェットスプリング２８の付勢力により、長穴９ｂの右上端に当接している突起２７ｅを軸として、図９に示す位置からさらにＣＣＷ方向に回動する。それにより、図１０に示すように、係合部２７ｃの先端部が、キャリアギア１４のラチェット歯１４ｂの歯部と噛みあうような位置にくる。
【００４３】
図１１は、図１０に示す状態において、スプール４がシートベルトを引き出す方向に回転したときの状態を示すものである。このとき、キャリアギア１４は、図に示すようにＣＷ方向に回転する。すると、そのラチェット歯１４ｂとパウル２７の係合部２７ｃが噛みあう。よって、パウル２７は、突起２６ｃを中心として図の矢印のようにＣＣＷ方向に回動しようとするが、突起２７ｅが長穴９ｂの端で拘束されているので回動することができず、それにより、キャリアギア１４の回転が停止される。よって、スプール４はシートベルトを引き出す方向には回転できなくなる。
【００４４】
図１２は、図１０に示す状態において、スプール４がシートベルトを巻き取る方向に回転したときの状態を示すものである。このとき、キャリアギア１４は、図に示すようにＣＣＷ方向に回転する。すると、パウル２７の係合部２７ｃが、ラチェット歯１４ｂに押されるので、パウル２７は、突起２６ｃを中心としてＣＷ方向に回動する。この回動は、ラチェットスプリング２８の付勢力に抗して行われる。そして、その結果、パウル２７の裏側の突起２７ｅは、長穴９ｂの左下側の端まで移動可能である。
【００４５】
このようにして、パウル２７は、ラチェットスプリング２８の付勢力により、その係合部２７ｃをキャリアギア１４の歯車に接触させた状態で、その歯車を乗り越え、キャリアギアの回転を許容する。図１２に示す状態から、スプールが引き出し方向に回転しようとすると、係合部２７ｃがキャリアギア１４のラチェット歯１４ｂに接触した状態となっているので、直ちに図１１に示すような状態となり、スプール４の回転が阻止される。
【００４６】
以上に説明したように、ソレノイド２４が励磁されないときはスプールの回転は自由であり、ソレノイド２４が励磁されたときは、スプールはシートベルトの巻き取り方向には回転可能であるが、引き出し方向には回転が不可能になる。
【００４７】
以下、以上のように構成された先願発明の実施の形態であるシートベルト巻き取り装置の作動の例について説明する。この実施の形態においては、通常の状態では、動力伝達経路切替機構により、モータとスプール間の動力伝達経路をオフとしておく。シートベルトの巻き取りは、ゼンマイばねによって行われる。よって、乗員は、シートベルトを引き出す際に、ゼンマイばねの巻き取り力に抗する引き出し力のみで、シートベルトを引き出すことができる。
【００４８】
そして、衝突予測装置等より、衝突等の事故が発生する可能性のあることを示す信号が与えられたとき、シートベルト巻き取り制御装置が、モータをシートベルト巻き取り方向に駆動すると共に、動力伝達経路切替機構によりモータとスプール間の動力伝達経路を結合する。これは、前述の実施の形態で示したように、モータを巻き取り方向に駆動することにより、自然に行われる場合もある。よって、スプールにモータの巻き取り力が伝達され、スプールによりシートベルトが巻き取られる。このシートベルトの巻き取りは、従来のように、実際に衝突が発生してから行われるのでなく、衝突が予測された時点から開始されるので、確実に乗員をシートに拘束することができる。
【００４９】
シートベルト巻き取り制御装置は、モータの駆動を行うと同時に、ラチェット機構を作動させ、スプールがシートベルトの巻取方向のみに駆動できるような状態とする。それにより、シートベルトの巻き取り中に、シートベルトを引き出そうとする力（例えば、実際の衝突等により発生する）がかかっても、シートベルトが引き出されることがない。
【００５０】
衝突等の発生が実際に起こらなかった場合は、モータの駆動を停止すると共に、前記ラチェット機構の作動を解除することにより、スプールの回転が自由になり、人間が容易にシートベルトを引き出すことが可能となる。
【００５１】
しかしながら、以上のような先願発明において、スプールの引き出し方向への回転をロックするラチェット機構の作動を解除させようとしても、パウルの係合部とラチェット歯の係合がうまく外れないことがあった。例えば、図１１に示したような位置関係にあるとき、ソレノイド２４をオフとしてプランジャースプリング２５の力でピストン２４ａを上昇させようとしても、パウル２７の係合部２７ｃとラチェット歯車１４ｂとの係合が外れて図９に示すような状態とならず、スプールの引き出し方向への回転力が加わると、ますます、これらの係合が強くなり、結局、シートベルトの引き出しができないことがあった。特に、モータとスプールの間の動力伝達機構を入り切りする機構を持たないものについては、モータが負荷となって、ラチェットが外れないことが多かった。
【００５２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、先願発明の有する問題点を解決し、作動時にシートベルト巻き取り方向にのみ回転させるようにするスプールを、非常事態の解除後には確実に非作動状態にして、シートベルトの引き出しを容易に行うことができるシートベルト巻き取り装置を提供することを課題とする。
【００５３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する第１の手段は、モータによりシートベルトを巻き取る機構を有するシートベルト巻き取り装置であって、前記モータとシートベルトが巻回されたスプールと、作動時には前記スプールをシートベルト巻き取り方向にのみ回転させ、非作動時には前記スプールのいずれの方向への回転をも許容するラチェット機構と、前記モータと前記スプールとの間の動力の伝達を入り切りする動力伝達経路切替機構とを有し、前記ラチェット機構を作動状態から非作動状態にするとき、前記モータが所定期間、巻き取り方向に駆動された後、所定期間引き出し方向に駆動されるようにされていることを特徴とするシートベルト巻き取り装置（請求項１）である。
【００５４】
本手段においては、ラチェット機構を作動状態から非作動状態にするとき、モータを所定期間巻き取り方向に回転する。よって、ラチェットとラチェット歯車の係合が確実に解け、ラチェットが確実に非作動状態の位置に戻って、スプールがシートベルト引き出し方向に回転可能となる。
【００５６】
また、本手段においては、モータを所定期間巻き取り方向に回転することによって、ラチェットとラチェット歯車の係合を解いた後、所定期間引き出し方向に駆動することによって、動力伝達経路切替機構を切りの状態とする。よって、それ以後は、モータがシートベルトを引き出すときに負荷となることが確実に防止できる。
【００５７】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、前記モータが所定期間引き出し方向に駆動されるとき、ウェビングセンサによるロック機構によるロック機構が働かないような回転速度で駆動されることを特徴とするもの（請求項２）である。
【００５８】
本手段においては、モータを引き出し方向に駆動したとき、ウェビングセンサによるロック機構が働かないので、引き出し方向の回転がロックされることがない。又、モータの駆動音が小さくなると共に、駆動に要する電力が少なくてすむ。
【００５９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を図を用いて説明する。本実施の形態におけるシートベルト巻き取り装置そのものの構成は、図２から図１２により説明した先願発明の実施の形態と同じであるとして、その詳細な説明を省略する。
【００６０】
本実施の形態における制御フロー図を図１に示す。車両異常状態検出信号がオンとなると、モータが正回転（シートベルト巻き取り方向回転）すると共に、図６に示したように係止レバー２１がインターナルギア１８のラチェット歯１８ａに係合する。これを図１ではクラッチパウルＯＮと記している。これにより、モータ８の巻き取り力がスプール４に伝達され、シートベルトの強制巻き取りが行われる。
【００６１】
それと同時又はそれよりｔ１だけ遅れたタイミングで、ソレノイド２４をオンとし、引き出し阻止ラチェット機構を作動させる。この引き出し阻止ラチェット機構は、モータ８を巻き取り方向に作動させるに先立って作動させてもよい。すなわち、作動に問題の無い範囲で、ある程度の時間の遅れ、進みがあってもよい。
【００６２】
モータ８は、人間をシートに強力に拘束するのに十分な時間巻き取りを行った後で停止する。この時間は、予め設定された時間ｔ２としてもよいし、何らかの方法でシートベルト張力を検出し、その張力が所定値以上となったときに停止してもよい。モータ８の巻き取りが停止した後は、引き出し阻止ラチェット機構によりシートベルトの引き出しが阻止される。すなわち、図１１に示したような状態となる。
【００６３】
車両異常検出信号が解除されたとき、巻き戻し阻止ラチェット機構を非作動とする。すなわち、ソレノイド２４をオフとする。その直前には、図１１に示すように、ピストン２４ａが下降し、パウル２７の係合部２７ｃとキャリアギア１４のラチェット歯１４ｂが噛み合っているとする。すなわち、ラチェット機構が作動状態にあり、スプールのシートベルト引き出し方向への回転が阻止されている。その状態で、ソレノイド２４の励磁を解き、ラチェット機構を非作動状態にする。
【００６４】
すると、プランジャースプリング２５の力で、ピストン２４ａが上昇するが、前述のように、それだけではパウル２７の係合部２７ｃとキャリアギア１４のラチェット歯１４ｂが噛み合いが外れない場合がある。特に、クラッチパウル、すなわち係止レバー２１が、インターナルギア１８のラチェット歯１８ａに係合したままになっている場合があり、このときは、モータ８がスプール４と機械的に結合されたままとなっているので、モータ８が負荷となって、パウル２７の係合部２７ｃとキャリアギア１４のラチェット歯１４ｂが噛み合いが外れるのを妨げる場合がある。
【００６５】
そこで、本実施の形態においては、ソレノイド２４の励磁を解くと同時に（多少の時間の前後が合っても作動に差し支えなければよい）、モータ８を、ｔ３の間巻き取り方向に駆動する。
【００６６】
すると、パウル２７の係合部２７ｃがキャリアギア１４のラチェット歯１４ａの上に乗り上げ、あとはプランジャースプリング２５の力により、図９に示す状態となり、係合部２７ｃとラチェット歯１４ａが係合しなくなるので、スプール４は、引き出し側に回転が可能となる。
【００６７】
本実施の形態においては、その後、さらにｔ４の間モータ８を逆回転、すなわちシートベルト引き出し方向に回転させることにより、係止レバー２１と、インターナルギア１８のラチェット歯１８ａとの係合を解くようにしている。
【００６８】
以上の操作により、異常検出信号が解除された後は、スプール４はモータ８との結合を切り離され、ゼンマイユニット７中のスプリングによる巻き取り力の他は力を受けないので、シートベルトを容易に引き出すことが可能となる。
【００６９】
その際、ＰＷＭ制御等により、モータ８の回転を遅くし、ウェビングセンサによるロック機構が働かないようにすることにより、確実にシートベルトを容易に引き出すことのできる状態にすることができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るシートベルト巻き取り装置を使用すれば、緊急事態の発生時に迅速にシートベルトを巻き取り、ロック機構を作動させることができる。さらに、作動時にシートベルト巻き取り方向にのみスプールを回転させるようにしたロック機構を、非常事態の解除後には確実に非作動状態にして、シートベルトの引き出しを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における制御フローを示す図である。
【図２】先願発明の実施の形態の１例であるシートベルト巻き取り装置の概要を示す分解斜視図である。
【図３】図２に示す実施の形態における動力伝達経路切替機構の要部を示す概要図である。
【図４】図２に示す実施の形態における動力伝達経路切替機構の要部を示す概要図である。
【図５】図２に示す実施の形態における動力伝達経路切替機構の作動を説明する図である。
【図６】図２に示す実施の形態における動力伝達経路切替機構の作動を説明する図である。
【図７】図２に示す実施の形態における動力伝達経路切替機構の作動を説明する図である。
【図８】図２に示す実施の形態におけるロック機構（ラチェット機構）の要部を示す分解斜視図である。
【図９】図８に示すロック機構の作動を説明するための図である。
【図１０】図８に示すロック機構の作動を説明するための図である。
【図１１】図８に示すロック機構の作動を説明するための図である。
【図１２】図８に示すロック機構の作動を説明するための図である。
【図１３】従来のシートベルト巻き取り装置の概要を示す図である。
【符号の説明】
１…シートベルト巻き取り装置、２…フレーム、３…シートベルト、４…スプール、４ａ…スプール軸、４ｂ…スプライン軸、５…トーションバー、６…リテーナ、７…ゼンマイユニット、８…モータ、９…第２リテーナ、９ａ…長穴、９ｂ…長穴、９ｃ…案内部、１０…モータギア、１１…コネクトギア、１１ａ…歯、１１ｂ…歯、１１ｃ…軸方向孔、１２…中間減速ギア、１２ａ…歯、１２ｂ…歯、１３…減速ギア、１３ａ…大径歯部、１３ｂ…サンギア、１４…キャリアギア、１４ｂ…ラチェット歯、１４ｃ…中心穴、１４ｄ…ネジ穴、１５…リダクションピン、１６…プラネタリギア、１７…リダクションプレート、１８…インターナルギア、１８ａ…ラチェット歯、１８ｂ…内歯、２１…係止レバー、２１ａ…係止爪、２１ｂ…凹部、２２…レバースプリング、２２ａ…湾曲部、２３…スプリング保持部材、２３ａ…突出ピン、２３ｂ…突起、２４…ソレノイド、２４ａ…ピストン、２５…プランジャースプリング、２６…ラチェットレバー、２６ａ…回動軸部、２６ｂ…先細部、２６ｃ…突起、２７…パウル、２７ａ…案内穴、２７ｂ…長穴、２７ｃ…係合部、２７ｄ…穴、２７ｅ…突起、２８…ラチェットスプリング
Claims (2)
- モータによりシートベルトを巻き取る機構を有するシートベルト巻き取り装置であって、前記モータとシートベルトが巻回されたスプールと、作動時には前記スプールをシートベルト巻き取り方向にのみ回転させ、非作動時には前記スプールのいずれの方向への回転をも許容するラチェット機構と、前記モータと前記スプールとの間の動力の伝達を入り切りする動力伝達経路切替機構とを有し、
前記ラチェット機構を作動状態から非作動状態にするとき、前記モータが所定期間、巻き取り方向に駆動された後、所定期間引き出し方向に駆動されるようにされていることを特徴とするシートベルト巻き取り装置。 - 請求項１に記載のシートベルト巻取装置であって、
前記モータが所定期間引き出し方向に駆動されるとき、ウェビングセンサによるロック機構が働かないような回転速度で駆動されることを特徴とするシートベルト巻取装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001117971A JP4598299B2 (ja) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | シートベルト巻き取り装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001117971A JP4598299B2 (ja) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | シートベルト巻き取り装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002308048A JP2002308048A (ja) | 2002-10-23 |
| JP4598299B2 true JP4598299B2 (ja) | 2010-12-15 |
Family
ID=18968427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001117971A Expired - Fee Related JP4598299B2 (ja) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | シートベルト巻き取り装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4598299B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007083883A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Mazda Motor Corp | 車両のシートベルト制御装置 |
| CN107826077B (zh) * | 2017-12-11 | 2023-09-08 | 山东交通学院 | 一种安全带紧收装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6270046U (ja) * | 1985-10-22 | 1987-05-02 | ||
| JPH09132113A (ja) * | 1995-09-08 | 1997-05-20 | Takata Kk | 車両の乗員拘束保護システム |
-
2001
- 2001-04-17 JP JP2001117971A patent/JP4598299B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6270046U (ja) * | 1985-10-22 | 1987-05-02 | ||
| JPH09132113A (ja) * | 1995-09-08 | 1997-05-20 | Takata Kk | 車両の乗員拘束保護システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002308048A (ja) | 2002-10-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4521798B2 (ja) | シートベルト巻き取り装置 | |
| JP3810060B2 (ja) | シートベルト巻取装置 | |
| JP4553219B2 (ja) | シートベルトリトラクタ | |
| JP4632302B2 (ja) | 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 | |
| JP2001063522A (ja) | シートベルト巻取装置及び制御方法 | |
| JP4023411B2 (ja) | 車両用シートベルト装置 | |
| JP4297336B2 (ja) | 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 | |
| JP2002509052A (ja) | タイミングクラッチ機構付き自動ロッキングリトラクタ | |
| US20060175453A1 (en) | Seat belt retractor | |
| JP2006327556A (ja) | 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 | |
| JP2002234417A (ja) | シートベルト巻き取り装置 | |
| JP2001151076A (ja) | 乗員拘束保護システム | |
| JP4458526B2 (ja) | シートベルトリトラクタ及びシートベルト装置 | |
| JP2002326558A (ja) | シートベルト巻き取り装置の制御方法 | |
| JP4598299B2 (ja) | シートベルト巻き取り装置 | |
| JP2000177535A (ja) | シートベルトリトラクタ | |
| JP2003312443A (ja) | シートベルト巻き取り装置の制御方法 | |
| JP4671254B2 (ja) | シートベルト巻き取り装置 | |
| JP2005138745A (ja) | シートベルトリトラクタ | |
| JP2005231388A (ja) | 駆動力伝達機構及びウエビング巻取装置 | |
| JP4526106B2 (ja) | シートベルト巻取り装置 | |
| JP2005254958A (ja) | 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 | |
| JP2000071935A (ja) | シートベルトリトラクタおよびこれを用いた車両の乗員拘束保護システム | |
| JPS6235633Y2 (ja) | ||
| JP2004114841A (ja) | ウエビング巻取装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20060318 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20060816 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080319 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20080728 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100609 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100617 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100805 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100805 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100921 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100924 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131001 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| S343 | Written request for registration of root pledge or change of root pledge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R316354 |
|
| SZ02 | Written request for trust registration |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R316Z02 |
|
| S343 | Written request for registration of root pledge or change of root pledge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R316354 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S343 | Written request for registration of root pledge or change of root pledge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R316354 |
|
| SZ02 | Written request for trust registration |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R316Z02 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |