JP5053314B2 - シートベルトリトラクタ - Google Patents

Description

この発明は、車両のシートベルト装置に用いられ、乗員を拘束するウェビングの引き出し量を調整するシートベルトリトラクタに関するものである。

車両に装備されるシートベルト装置は、乗員拘束用のウェビングがベルトリールに巻回され、装着時にベルトリールから引き出されるようになっている。そして、シートベルト装置は、緊急時にウェビングの引き出しを機械的にロックする緊急ロック機構を備え、車両に設定値以上の減速度が作用した場合等に、緊急ロック機構の作動によって乗員をシートに拘束するようになっている。

また、近年、緊急時の乗員拘束だけでなく、車両の走行状態等に応じてベルトリールをモータによって制御するシートベルト装置が開発されている。
このシートベルト装置に用いられるシートベルトリラクタは、ウェビングを巻回するベルトリールと、このベルトリールを駆動するモータと、モータの動力をベルトリールに伝達する動力伝達機構を備え、各種のセンサから入力信号を受けるコントローラによってモータが制御されるようになっている。そして、モータの動力をベルトリールに伝達する動力伝達機構は複数の歯車を備え、その複数の歯車の多くがハウジングのベースプレート面に突設された軸によって回転可能に支持されている。
このように複数の歯車を備えたシートベルトリトラクタにおいては、モータの駆動によって歯車が高速で回転するときに、歯車の不安定な挙動によって当接音等の騒音を発生する。

この歯車による騒音を抑制する技術として、歯車を支持する軸の端部に歯車の抜け方向の変位を規制するストッパ部材を設け、モータの駆動中に歯車が軸方向に変動してカバー部材に当接するのを防止するものが案出されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−３２７４７０号公報

しかし、この技術を採用したシートベルトリトラクタは、歯車とカバー部材の当接音は防止できるようになるものの、回転する歯車の端面が、歯車を軸支するベースプレート面に強接触することによって起こる接触音の発生を防止することはできない。
特に、歯車間のガタ付きを抑制するために歯車の歯面をはす歯にした場合には、モータによるウェビング巻取り時等に高トルクが作用するときに、歯車が相手歯車から反力を受けて軸方向に押圧され、このとき歯車の端面とベースプレート面の間で大きな接触音が起こり易くなる。

そこでこの発明は、歯車による騒音発生を抑制できるようにして、静粛性に優れたシートベルトリトラクタを提供しようとするものである。

上記の課題を解決する請求項１に記載の発明は、ウェビング（例えば、後述の実施形態におけるウェビング５）を巻回したベルトリール（例えば、後述の実施形態におけるベルトリール１２）と、このベルトリールを駆動するモータ（例えば、後述の実施形態におけるモータ１０）と、前記ベルトリールとモータの間に介装されて前記モータの駆動伝達を行う複数の歯車（例えば、後述の実施形態における第２コネクトギヤ２４およびアイドラギヤ２６）と、この複数の歯車を回転可能に支持するハウジング（例えば、後述の実施形態におけるハウジング４０）と、を備えたシートベルトリトラクタであって、前記複数の歯車のうちの一つの歯車（例えば、後述の実施形態における第２コネクトギヤ２４）を他の歯車（例えば、後述の実施形態における第１コネクトギヤ２３）と同軸にかつ一体に設けるとともに、前記一つの歯車の歯面をはす歯にし、前記ハウジングに前記一つの歯車と前記他の歯車を回転自在に支持する支持ピン（例えば、後述の実施形態における支持ピン４１）を突設し、前記一つの歯車と前記他の歯車の軸部に金属製の共通の補強筒（例えば、後述の実施形態における補強筒５５）を取り付けるとともに、前記補強筒の両端部に、前記一つの歯車と前記他の歯車の軸方向の端面に重合される円環状のフランジ（例えば、後述の実施形態におけるフランジ５５ａ）を設け、前記フランジを前記一つの歯車の端面よりも小径に形成し、前記補強筒を前記支持ピンに嵌装して、前記一つの歯車の端面側に配置される前記フランジを前記ハウジングに接触させることを特徴とする。
これにより、複数の歯車の噛み合い部ははす歯の機能によってガタ付きを抑制される。また、はす歯の機能によって一つの歯車がハウジング方向に押し付けられるようになるが、歯車の軸方向の端部は補強筒のフランジを介してハウジングと接触する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のシートベルトリトラクタにおいて、前記ハウジングは、金属材料によって形成したことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のシートベルトリトラクタにおいて、前記一つの歯車は、樹脂材料によって形成したことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、はす歯の機能によって噛み合い部のガタ付きを抑制することができるとともに、はす歯によって軸方向に押し付けられる一つの歯車側とハウジングの接触面積を補強筒の小径のフランジによって狭めることができるため、一つ歯車の端部側とハウジングの間の接触騒音の発生を招くことなく、噛み合い部のガタ付き防止を図ることができる。

第１の参考例のシートベルトリトラクタを採用するシートベルト装置の概略構成図である。 第１の参考例のシートベルトリトラクタの概略構成図である。 第１の参考例のシートベルトリトラクタの動力伝達系を正面から見た概略構成図である。 第１の参考例のシートベルトリトラクタの動力伝達系の一部を拡大した図である。 第１の参考例のシートベルトリトラクタの図３のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。 第２の参考例のシートベルトリトラクタの図３のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。 この発明の実施形態のシートベルトリトラクタの図３のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。 第３の参考例のシートベルトリトラクタの歯車の斜視図である。 第４の参考例のシートベルトリトラクタの図３のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。

以下、この発明の実施形態を参考例とともに図面に基づいて説明する。なお、以下で説明する参考例と実施形態においては、同一部分に同一符号を付して重複する説明を省略するものとする。
最初に、図１〜図５に示す第１の参考例について説明する。
図１は、この第１の参考例のシートベルト装置１の全体概略構成を示すものであり、同図中２は、乗員３の着座するシートである。この実施形態のシートベルト装置１は、所謂三点式のシートベルト装置であり、図示しないセンタピラーに取付けられたシートベルトリトラクタ４からウェビング５が上方に引き出され、そのウェビング５がセンタピラーの上部側に支持されたスルーアンカ６に挿通されるとともに、ウェビング５の先端がシート２の車室外側寄りのアウタアンカ７を介して車体フロアに固定されている。そして、ウェビング５のスルーアンカ６とアウタアンカ７の間にはタングプレート８が挿通されており、そのタングプレート８は、シート２の車体内側寄りの車体フロアに固定されたバックル９に対して脱着可能となっている。
ウェビング５は、初期状態ではシートベルトリトラクタ４に巻き取られており、乗員３が手で引き出してタングプレート８をバックル９に固定することにより、乗員３の主に胸部と腹部をシート２に対して拘束する。また、このシートベルト装置１は、緊急時や車両の挙動変化が大きいときに、電動式のモータ１０によって自動的にウェビング５の引き込みを行う。

シートベルトリトラクタ４は、図２に示すようにリトラクタフレーム（図示せず）に回転可能に支持されたベルトリール１２にウェビング５が巻回されている。ベルトリール１２は、動力伝達機構１３を介してモータ１０の回転軸１０ａに連動可能に接続されている。動力伝達機構１３は、モータ１０の回転を減速してベルトリール１２に伝達する。また、シートベルトリトラクタ４には、ベルトリール１２をウェビング巻取り方向に付勢する図示しない巻取りばねが設けられ、ベルトリール１２とモータ１０が後述するクラッチ２０によって切り離された状態において、巻取りばねによる張力がウェビング５に作用するようになっている。

また、シートベルトリトラクタ４には、ベルトリール１２の回転位置を検出する図示しない回転センサが設けられ、回転センサの信号がモータ制御用のコントローラ２１に入力されるようになっている。さらに、車両には、車両に作用する加速度やヨーレート等を検出する各種のセンサが設置され、これらのセンサの信号がコントローラ２１に入力されるようになっている。

動力伝達機構１３は、図２〜図４に示すように、サンギヤ１４が駆動入力用の外歯１５に一体に結合されるとともに、複数のプラネタリギヤ１６を支持するキャリア１７がベルトリール１２の軸に結合されている。そして、プラネタリギヤ１６に噛合したリングギヤ１８の外周側には複数のラチェット歯１９（図３参照）が形成され、このラチェット歯１９がクラッチ２０の一部を構成するようになっている。このクラッチ２０は、コントローラ２１によるモータ１０の駆動力の制御によってモータ１０とベルトリール１２の間の動力伝達系を適宜断切する。

動力伝達機構１３のモータ側動力伝達系２２は、サンギヤ１４と一体の外歯１５に常時噛合される小径の第１コネクトギヤ２３と、この第１コネクトギヤ２３と同軸にかつ一体に設けられた大径の第２コネクトギヤ２４と、この第２コネクトギヤ２４とモータギヤ２５（モータ１０の回転軸１０ａと一体）の間にあって動力伝達可能に常時噛合されるアイドラギヤ２６と、から構成されている。モータ１０の正転方向の駆動力は、図３中の実線矢印で示すようにギヤ２５，２６を通して第２，第１コネクトギヤ２４，２３へと伝達され、さらに外歯１５を介してサンギヤ１４に伝達された後にプラネタリギヤ１６とキャリア１７を介してベルトリール１２に伝達される。このモータ１０の正転方向の駆動力は、ウェビング５を引き込む方向にベルトリール１２を回転させる。ただし、サンギヤ１４からプラネタリギヤ１６に伝達された駆動力は、リングギヤ１８が固定されているときに前記のようにすべてキャリア１７側に伝達されるが、リングギヤ１８の回転が自由な状態においては、プラネタリギヤ１６の自転によってリングギヤ１８を空転させる。クラッチ２０は、リングギヤ１８の回転のロックとロック解除を制御することによって、ベルトリール１２（キャリア１７）に対するモータ駆動力の伝達をオン・オフ操作する。

動力伝達機構１３は、リトラクタフレームの一側に配置されたハウジング４０（図３参照）によって周囲を覆われている。ハウジング４０はリトラクタフレーム側に配置される前面側の開口したハウジング本体４０ａと、ハウジング本体４０ａの前面と周囲を覆う図示しない樹脂製のカバーと、から構成されている。

また、図３，図４に示すクラッチ２０は、ハウジング４０に回動可能に支持され、先端部に係止爪２８を有するパウル２９と、このパウル２９を操作するクラッチスプリング３０と、パウル２９の係止爪２８に係合可能な前記リングギヤ１８のラチェット歯１９と、を備え、係止爪２８は、パウル２９がラチェット歯１９方向に操作されたときに、ラチェット歯１９の傾斜面とほぼ直交する面に突き当たり、リングギヤ１８の一方向の回転をロックする。

また、クラッチスプリング３０は付根部側が円弧状に湾曲し、その湾曲部３１が第１コネクトギヤ２３の軸部の外周に巻き付いた状態で係止されている。そして、クラッチスプリング３０の先端部はパウル２９方向に延出し、パウル２９の操作窓３２に係合するようになっている。なお、クラッチスプリング３０の湾曲部３１は摩擦によって第１コネクトギヤ２３の軸部に係合しており、第１コネクトギヤ２３との間に設定値以上のトルクが作用すると、そのトルクによって第１コネクトギヤ２３との間で滑りを生じる。

したがって、このクラッチ２０は、モータ１０が正転方向（図３中の実線矢印参照。）に回転すると、クラッチスプリング３０が、図４の実線で示す姿勢から鎖線で示す姿勢に変化し、これによってパウル２９の係止爪２８が図３に示すようにラチェット歯１９に噛合してリングギヤ１８の回転をロックする。なお、このときラチェット歯１９はリングギヤ１８の一方向の回転を確実にロックすることができるが、リングギヤ１８が逆方向に回転しようとしたときにも、ラチェット歯１９が係止爪２８を押し上げるためにある程度以上の力が必要となる。このため、クラッチスプリング３０は、リングギヤ１８の逆方向の回転に対してもある程度以上の抵抗力を付与する。
このようにリングギヤ１８の回転がロックされると、前述のようにサンギヤ１４に伝達された回転力がすべてキャリア１７の回転となってベルトリール１２に伝達されるようになる（クラッチオン状態）。

一方、このクラッチオン状態からモータ１０が逆転すると、第１コネクトギヤ２３が、図３中の点線矢印で示すように回転して、クラッチスプリング３０を図４中の実線で示すように回動させる。これにより、パウル２９の係止爪２８がラチェット歯１９から引き離され、リングギヤ１８のロックが解除される。
このようにリングギヤ１８のロックが解除されると、前述のようにサンギヤ１４に伝達された回転力がプラネタリギヤ１６を自転させ、このときリングギヤ１８を空転させてキャリア１７（ベルトリール１２）側に動力が伝達されないようにする（クラッチオフ状態）。

ところで、ハウジング４０の内部に収容配置されるモータ側動力伝達系２２のうち、第１，第２コネクトギヤ２３，２４とアイドラギヤ２６は、図５に示すように、ハウジング本体４０ａの底部壁に突設された支軸ピン４１，４２に夫々回転自在に支持されている。第１，第２コネクトギヤ２３，２４はその軸部に支持ピン４１が挿通され、支持ピン４１の先端部に円板状のスラストストッパ４３が取り付けられることによって支持ピン４１に対して抜け止めされている。アイドラギヤ２６は軸部に支持ピン４２が挿通され、同様に支持ピン４２の先端部にスラストストッパ４３が取り付けられることによって支持ピン４２に対して抜け止めされている。

第２コネクトギヤ２４とアイドラギヤ２６は樹脂材料によって形成されるとともに、相互に噛合される両者の歯面は軸方向に所定角度傾斜したはす歯とされている。そして、第２コネクトギヤ２４とアイドラギヤ２６のはす歯は、モータ１０が正転方向（ウェビング巻取り方向）に回転したときに、相互に作用する軸方向の分力によって第２コネクトギヤ２４の軸方向の端面２４ａがハウジング本体４０ａの底部壁方向に押圧されるように設定されている。

これに対し、ハウジング本体４０ａの底部壁のうちの、支持ピン４１の突設位置の周域には、複数の突起４４（突出部）が円環状に並んで配置され、これらの突起４４が第２コネクトギヤ２４の軸方向の端面２４ａに当接するようになっている。この実施形態においては、複数の突起４４が第２コネクトギヤ２４の端面２４ａとハウジング４０の接触面積を低減させる接触低減手段を構成している。なお、ハウジング本体４０ａの底部壁のうちの、アイドラギヤ２６の端面と対向する部位にも、同様の突起４４を形成しても良い。また、突起４４の先端部は球面状、若しくは、偏平状とすることが望ましい。

以上の構成において、車両状態が不安定になってウェビング５によって乗員を拘束する場合やウェビング５の弛みを取る場合に、モータ１０が正転方向に駆動されると、モータ１０の駆動力がアイドラギヤ２６と第２，第１コネクトギヤ２４，２３に伝達され、前述のようにクラッチ２０がオンになってベルトリール１２にウェビング巻取り方向の駆動力が伝達されるようになる。

アイドラギヤ２６と第２コネクトギヤ２４は、モータギヤ２５とともにはす歯状の歯面とされているため、各ギヤの噛合部ではガタ付きの発生が防止される。一方、第２コネクトギヤ２４は、歯面がはす歯状であることから、ギヤ相互の噛合部から軸方向の分力を受け、ハウジング本体４０ａの底部壁方向に押し付けられて回転する。こうして第２コネクトギヤ２４がハウジング本体４０ａに押し付けられて回転するときには、第２コネクトギヤ２４の端面２４ａはハウジング本体４０ａ側の複数の突起４４に点接触する。

したがって、第２コネクトギヤ２４の端面２４ａはハウジング本体４０ａに全面で面接触する場合に比較して接触面積が小さくなる。このため、ウェビング５の張力が増大して第２コネクトギヤ２４がハウジング本体４０ａに大きな力で押し付けられて回転した場合においても大きな接触音の発生は未然に防止される。

また、この第１の参考例の場合、第２コネクトギヤ２４が比較的摩擦の大きい樹脂材料によって形成されているが、ハウジング本体４０に設けた突起４４で第２コネクトギヤ２４と点接触するため、接触音の発生を招くことなく軽量化や低コスト化等の樹脂部品の利点を享受することができる。

図６は、第２の参考例を示すものである。
この第２の参考例は、第２コネクトギヤ２４の端面と当接するハウジング本体４０ａの突出部の構成が第１の参考例と異なり、他の構成はほぼ第１の参考例と同様とされている。
すなわち、ハウジング本体４０ａの底部壁には円形の環状溝５０が設けられ、その環状溝５０にベアリング５１の複数のスチールボール５１ａが収容されている。

この参考例の場合、第２コネクトギヤ２４がベアリング５１のスチールボール５１ａに接触して回転するため、第１の参考例と同様に接触音の発生を防止することができるうえ、樹脂製の第２コネクトギヤ２４の摩耗を防止して耐久性の向上を図ることができる。したがって、この参考例の場合、第２コネクトギヤ２４の接触音防止の機能を長期に亙って安定して得ることができる。

図７は、この発明の実施形態を示すものである。
この実施形態は、樹脂製の第１コネクトギヤ２３と第２コネクトギヤ２４に金属製の共通の補強筒５５が取り付けられるとともに、補強筒５５の両端部に、第１コネクトギヤ２３と第２コネクトギヤ２４の軸方向の端面２３ａ，２４ａに重合される円環状のフランジ５５ａが設けられている。フランジ５５ａは第２コネクトギヤ２４の端面よりも小径に形成されている。一方のフランジ５５ａの端面は、第２コネクトギヤ２４がハウジング本体４０ａに取り付けられたときにハウジング本体４０ａの底部壁に面接触する。なお、この実施形態においては、フランジ５５ａが接触低減手段を構成している。

この実施形態の場合、金属製の小径のフランジ５５ａでハウジング本体４０ａに接触するため、接触面積が小さいことと、金属同士の接触であることから、接触音の発生を未然に防止することができる。

図８は、第３の参考例を示すものである。
この参考例は、ハウジング側に突起を設けるのに代えて、第２コネクトギヤ２４の端面２４ａに複数の突起６０を設けたものである。

この参考例の場合も第２コネクトギヤ２４の端面が突起６０部分でハウジングに当接するために接触面積が小さくなり、接触音の発生が未然に防止される。この参考例の場合、突起６０が接触低減手段を構成している。

図９は、第４の参考例を示すものである。
この参考例は、ハウジング本体４０ａの底部壁を第２コネクトギヤ２４やアイドラギヤ２６の軸方向の端面に対して面で接触させるものであるが、ハウジング本体４０ａ側の接触面の面積が第２コネクトギヤ２４やアイドラギヤ２６の端面２４ａ，２６ａの面積よりも小さくなるように、ハウジング本体４０ａに膨出部７０が設けられている。この膨出部７０は、例えば、第２コネクトギヤ２４やアイドラギヤ２６の端面２４ａ，２６ａの半分の面積で接触させる。

この参考例の場合も、第２コネクトギヤ２４やアイドラギヤ２６の端面２４ａ，２６ａとハウジング本体４０ａとの接触面積が小さくなるため、接触音の発生が未然に防止される。なお、この参考例においては、膨出部７０が接触低減手段を構成している。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

４…シートベルトリトラクタ
５…ウェビング
１０…モータ
１２…ベルトリール
２３…第１コネクトギヤ（他の歯車）
２４…第２コネクトギヤ（一つの歯車）
２５…モータギヤ（はす歯の歯車）
４０…ハウジング
４１…支持ピン
５５…補強筒
５５ａ…フランジ

Claims (3)

1. ウェビングを巻回したベルトリールと、
   このベルトリールを駆動するモータと、
   前記ベルトリールとモータの間に介装されて前記モータの駆動伝達を行う複数の歯車と、
   この複数の歯車を回転可能に支持するハウジングと、を備えたシートベルトリトラクタであって、
   前記複数の歯車のうちの一つの歯車を他の歯車と同軸にかつ一体に設けるとともに、前記一つの歯車の歯面をはす歯にし、
   前記ハウジングに前記一つの歯車と前記他の歯車を回転自在に支持する支持ピンを突設し、
   前記一つの歯車と前記他の歯車の軸部に金属製の共通の補強筒を取り付けるとともに、前記補強筒の両端部に、前記一つの歯車と前記他の歯車の軸方向の端面に重合される円環状のフランジを設け、
   前記フランジを前記一つの歯車の端面よりも小径に形成し、
   前記補強筒を前記支持ピンに嵌装して、前記一つの歯車の端面側に配置される前記フランジを前記ハウジングに接触させることを特徴とするシートベルトリトラクタ。
2. 前記ハウジングは、金属材料によって形成した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. 前記一つの歯車は、樹脂材料によって形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のシートベルトリトラクタ。

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