JP5135604B2

JP5135604B2 - シートベルト用リトラクタ

Info

Publication number: JP5135604B2
Application number: JP2007247932A
Authority: JP
Inventors: 英二前村; 幸則緑川
Original assignee: オートリブディベロップメントエービー
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2007-09-25
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2027-09-25
Also published as: JP2009078633A

Description

本発明は、シートベルト用リトラクタに関し、特に、モータを用いる電動アクチュエータを備えたシートベルト用リトラクタに関する。

従来のシートベルト用リトラクタでは、車両の急減速状態をセンサで検出し、モータによってスピンドルを巻取方向に回転させる。そして、衝突の可能性がある場合には、シートベルト（ウェビング）を一定量巻き取って乗員を軽拘束し、また、衝突時には、拘束力を増加させ、乗員を確実に保持する（例えば、特許文献１及び２参照）。

特許文献１及び２に記載のシートベルト用リトラクタでは、電動アクチュエータからの動力をスピンドルに伝達する動力伝達機構において、スピンドル側からの回転が電動アクチュエータに伝わることを防止するため、クラッチが介在されている。

特許文献１に記載のクラッチは、電動アクチュエータの回転が伝達されて回転するギヤホイール及びロータを備えている。ロータには、付勢部材によって常にスピンドルとの係合方向へ付勢されたパウルが支持されており、このパウルは、通常はロータに設けられた保持部材によってスピンドルとの係合解除位置に保持されている。そして、モータの駆動力によりロータが軸線周り一方へ回転すると、保持部材によるパウルの保持が解除され、パウルは付勢部材の付勢力によってスピンドルに係合する。これにより、ロータの回転がスピンドルに伝達されてスピンドルが回転する。一方、ロータが軸線周り他方へ回転すると、保持部材はパウルを付勢部材の付勢力に抗してスピンドルとの係合解除位置に移動させて保持するようになっている。

また、保持部材とパウルとは、ロータが停止した状態で互いの保持状態を維持するように、離間方向に抗力を発生する傾斜面を形成して、クラッチの誤結合を防止している。
特開２００６−１０３６５７号公報特開２００４−４２７８２号公報

ところで、シートベルト用リトラクタでは、パウルは、トーションスプリングやリーフスプリングによりモータと結合する方向に付勢されて回動する。このため、外部から衝撃が加わると、この衝撃によってパウルへの付勢力が弱まり、作動が遅れて不具合を起こす可能性がある。また、当該クラッチは、部品点数も多く、組立作業が煩雑であるという問題もある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、少ない部品点数で、良好なクラッチ動作を行うことが可能なシートベルト用リトラクタを提供することにある。

本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
（１）シートベルトを巻き取るスピンドルと、
該スピンドルを回転する動力を発生する電動アクチュエータと、
前記電動アクチュエータからの動力を前記スピンドルに伝達可能な動力伝達機構と、
を備えるシートベルト用リトラクタであって、
前記動力伝達機構は、
前記スピンドルと共に回転し、周面に被係合部を有する回転部材と、
前記電動アクチュエータの回転に応じて移動し、且つ、前記回転部材の被係合部と係合可能な係合部を有する揺動自在な係合部材と、
該係合部材と当接することで、前記係合部材を保持可能な係合部材保持体と、
を備え、
前記係合部材保持体は、略リング状のフリクションスプリングであり、
該フリクションスプリングは、自身の付勢力によって、その内周面又は外周面をケース部材の凸部に当接させて保持され、
前記係合部材保持体は、前記係合部材が前記シートベルトを巻き取る方向に移動し始めたとき、前記巻き取り方向と逆方向の力を受けることを特徴とするシートベルト用リトラクタ。

（２）前記係合部材保持体は、前記巻き取り方向と逆方向の力を受けた状態で、前記係合部材の揺動により、前記逆方向に受ける力を解放するように動作すること特徴とする（１）に記載のシートベルト用リトラクタ。

（３）前記逆方向に受ける力は、摩擦力であることを特徴とする（１）又は（２）に記載のシートベルト用リトラクタ。

（４）前記係合部材保持体は、前記係合部材の外側面と当接可能な一端と、前記係合部材の内側面と当接可能な他端と、を有することを特徴とする請求項（１）〜（３）のいずれかに記載のシートベルト用リトラクタ。

（５）シートベルトを巻き取るスピンドルと、
該スピンドルを回転する動力を発生する電動アクチュエータと、
前記電動アクチュエータからの動力を前記スピンドルに伝達可能な動力伝達機構と、
を備えるシートベルト用リトラクタであって、
前記動力伝達機構は、
前記スピンドルと共に回転し、周面に被係合部を有する回転部材と、
前記電動アクチュエータの回転に応じて移動し、且つ、前記回転部材の被係合部と係合可能な係合部を有する揺動自在な係合部材と、
該係合部材の外側面と当接可能な一端と、前記係合部材の内側面と当接可能な他端と、を有し、自身の付勢力によってケース部材に支持される係合部材保持体と、
前記係合部材を揺動自在に保持するプレート部材と、
を備え、
前記係合部材保持体の両端は、前記プレート部材に円周方向に沿って形成された前記両端の円周方向幅より長い一対の長孔にそれぞれ収容され、
前記係合部材が前記電動アクチュエータの回転に応じて移動すると、前記係合部材保持体は、前記係合部材の外側面及び内側面と当接して、前記ケース部材に対して相対回転し、前記係合部材と同期して移動することを特徴とするシートベルト用リトラクタ。

本発明のシートベルト用リトラクタによれば、係合部材保持体は、係合部材がシートベルトを巻き取る方向に移動し始めたとき、巻き取り方向と逆方向の力を受けるように構成される。従って、係合部材保持体が係合部材を挟み込んで一体に動き、この動きにより、係合部材の動きが係合部材保持体に巻取り方向と逆方向の力を発生し、係合部材保持体を回転しやすくする。これにより、少ない部品点数で、良好なクラッチ動作を行うことが可能である。

次に、本発明の一実施形態にかかるシートベルト用リトラクタについて図面を参照して詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態のシートベルト用リトラクタ１０は、シートベルト（図示せず）を巻き取るスピンドル１２と、スピンドル１２をシートベルトの巻き取り方向へ付勢する巻き取りバネ装置１３と、加速度センサ（図示せず）によって検出される加速度に応じてシートベルトの引出動作をロックするロック機構１４と、スピンドル１２を回転させる動力を発生する電動アクチュエータであるモータ３４と、モータ３４からの動力をスピンドル１２に伝達可能な動力伝達機構１７と、を有している。

スピンドル１２は、両端が支持フレーム１１によって回転可能に支持されている。また、スピンドル１２内には、エネルギー吸収機構を構成するトーションバー（図示せず）が設けられている。

また、支持フレーム１１の図中左側面には、ベアリングリング２４を介して、ケース部材であるロアカバー２５及びアッパーカバー５３がねじ２７によって取り付けられている。ロアカバー２５とそれに取り付けられるアッパーカバー５３との間には、動力伝達機構１７が収容される空間が形成される。

ロアカバー２５の下部、すなわち支持フレーム１１の下方位置には、モータアセンブリ１６が取り付けられている。モータアセンブリ１６は、リアキャップ３１、プリント基板３２、リアケース３３、モータ３４、Ｏ−リング３７、第１ギヤ３５、及びフロントケース３６から構成されている。なお、第１ギヤ３５はモータ３４の回転軸に取り付けられており、ロアカバー２５の内部に挿入されて、動力伝達機構１７に設けられているトルクリミッター機構１９の第２ギヤ５４と噛合する。

トルクリミッター機構１９は、第４ギヤ５８と噛合する第３小ギヤ５９と、第３小ギヤ５９に一体回転可能に取り付けられるスプリングホルダ５５と、スプリングホルダ５５に保持される複数のリミットスプリング５６と、第３小ギヤ５９と同軸に配置され、第２ギヤ５４と噛合する第３大ギヤ５７と、を有している。リミットスプリング５６は、スプリングホルダ５５に保持された状態で、一端部を第３大ギヤ５７の内周面に形成された凹凸面（図示せず）に係合させ、弾性変形することで第３大ギヤ５７の第３小ギヤ５９に対する相対回転を許容する。

このため、トルクリミッター機構１９では、通常状態では第３大ギヤ５７と第３小ギヤ５９は、リミットスプリング５６によって相対的な位相が保持されて同一方向に回転する。ここで、モータ３４の駆動による巻き取り時に、プリテンショナー機構１５が作動しないような軽衝突やブレーキングにより、第３大ギヤ５７と第３小ギヤ５９との間に所定値より大きなトルク差が生じた場合、リミットスプリング５６の一端部と第３大ギヤ５７の凹凸面との係合が解除され、弾性変形しながら滑り始める。この結果、モータ３４による過大なトルクの伝達が抑制され、ギヤ歯の破損が防止できるとともに、エネルギー吸収動作時における拘束性能への影響を低減することができる。なお、本実施形態では、第１ギヤ３５、第２ギヤ５４、第３小ギヤ５９、第３大ギヤ５７、第４ギヤ５８、後述のファイナルギヤ４７によってギヤアッセンブリを構成している。

さらに、ロアカバー２５とアッパーカバー５３間の上部には、動力伝達機構１７を構成するクラッチ５２が収容されている。クラッチ５２は、係合部材保持体であるフリクションスプリング４２、プレート部材であるリングプレート４６、ファイナルギヤ４７、係合部材であるパウル４９、回転部材であるラッチリング５０、及びブッシュ５１とから構成される。

ラッチリング５０は、スピンドル１２に一体的に取り付けられるジョイント２２と内歯（図示せず）にて結合されてスピンドル１２と一体に回転し、また、外周面には被係合部である外歯５０ａを有する（図３参照。）。

ファイナルギヤ４７は、ラッチリング５０と同軸に配置され、モータ３４の回転軸とギヤ結合する。また、リングプレート４６は、ファイナルギヤ４７に取り付けられ、ファイナルギヤ４７と一体回転する。

パウル４９は、リングプレート４６に取り付けられたピン４３とＥ形クリップ４４によって、リングプレート４６に揺動可能に支持されており、先端にラッチリング５０の外歯５０ａと係合する係合部４９ｃを有する（図３参照。）。

フリクションスプリング４２は、ロアカバー２５に形成された凸部２５ａの外周面に、自身の付勢力によってスピンドル１２の回転軸中心方向に凸部２５ａを付勢することで当接保持される。これにより、フリクションスプリング４２は、回転方向の力を受けると、ロアカバー２５の凸部２５ａとの間で、回転方向と逆方向の摩擦力を発生する。この凸部２５ａは、ケース側面から軸方向に突出し、ジョイント２２が貫通する中心孔２５ｂと同心に形成される。

また、フリクションスプリング４２は、両端４２ａ，４２ｂが一部開放された断面略リング状に形成される。また、これら両端４２ａ，４２ｂは、リングプレート４６に円周方向に沿って形成された該両端４２ａ，４２ｂの円周方向幅より長い一対の長孔４６ａ，４６ｂにそれぞれ収容されている。これにより、ロアカバー２５の凸部２５ａに保持されたフリクションスプリング４２は、リングプレート４６に対して円周方向への移動を規制されている。

さらに、フリクションスプリング４２では、両端４２ａ，４２ｂが一対の長孔４６ａ，４６ｂに収容された状態で、一端４２ａがパウル４９の外側面４９ａと当接可能であり、他端４２ｂがパウル４９の内側面４９ｂと当接可能である。これにより、フリクションスプリング４２は、パウル４９がリングプレート４６と共に回転方向に移動する際に、パウル４９の外側面４９ａ或いは内側面４９ｂを一端４２ａ或いは他端４２ｂによって案内する。また、パウル４９の揺動によってフリクションスプリング４２の他端４２ｂがパウル４９の内側面によって固定された状態で一端４２ａがパウル４９の外側面４９ａと当接することで広げられ、凸部２５ａに対する付勢力を小さくする。

次に、本実施形態のシートベルト用リトラクタ１０の作動について説明する。図示しない監視センサ等によって衝突の可能性が検出されると、図示しないＥＣＵによって衝突前にモータ３４を駆動して、動力伝達機構１７を介してスピンドル１２を回転させてシートベルトを巻き取る。また、衝突の可能性がなくなると、モータ３４を逆転させて、衝突前の状態に戻す。

ここで、クラッチ５２の作動について図３〜図５を参照して説明する。
まず、図３に示すように、モータ３４による巻き取りが行なわれていない場合は、パウル４９は、フリクションスプリング４２の他端４２ｂと内側面４９ｂで当接して規制されており、係合部４９ｃはラッチリング５０から遠ざかった位置にあり、ラッチリング５０とパウル４９とは非係合である。このため、スピンドル１１と一体のラッチリング５０のみ回転可能となり、シートベルトの通常の巻き取り及び引き出しが可能である。

図４に示すように、モータ３４が巻き取り側に回転すると、モータ３４の回転軸にギヤ結合しているファイナルギヤ４７が反時計方向へ回転する（矢印Ａ方向）。回転開始の状態では、パウル４９もファイナルギヤ４７とともに反時計方向に移動すると、外側面４９ａがフリクションスプリング４２の一端４２ａと当接して案内され、係合部４９ｃがスピンドル１２の回転軸中心方向へ移動する。この状態では、フリクションスプリング４２と凸部２５ａとの摩擦力が、フリクションスプリング４２がパウル４９による押圧力より小さいため、フリクションスプリング４２は凸部２５ａに対して移動せずに保持される。

そして、図５に示すように、パウル４９がフリクションスプリング４２の一端４２ａに案内されながら反時計回りにさらに揺動すると、係合部４９ｃがラッチリング５０の外歯５０ａに係合する。そして、ラッチリング５０がファイナルギヤ４７と一体に反時計回りに回転する。これによりファイナルギヤ４７の回転がラッチリング５０を介してスピンドル１２に伝達され、シートベルトの巻き取りを開始する。

この際、フリクションスプリング４２の他端４２ｂの円周方向一側部が、リングプレート４６の長孔４６ｂの円周方向縁部に当接する一方、他端４２ｂの円周方向他側部がパウル４９の内側面４９ｂと当接し、さらに、フリクションスプリング４２の一端４２ａの円周方向一側部は、長孔４６ａの円周方向縁部と当接せずに、パウル４９の外側面４９ａと当接する。このため、フリクションスプリング４２を広げようとする力が作用して、フリクションスプリング４２と凸部２５ａとの摩擦力が低下し、フリクションスプリング４２は凸部２５ａから離れて、リングプレート４６と共に共回りする。

なお、モータ３４が解除側、即ち図５のＢ方向に回転した場合には、ファイナルギヤ４７が時計回りに回転する。そして、リングプレート４６の回転によってパウル４９も時計回りに移動して、外側面４９ａはフリクションスプリング４２の一端４２ａから離れ、内側面４９ｂがフリクションスプリング４２の他端４２ｂに案内されながら、パウル４９ｂが時計方向に回転し、その係合部４９ｃはラッチリング５０の外歯５０ａから離れ、パウル４９はラッチリング５０と非係合となる。

以上、説明したシートベルト用リトラクタ１０によれば、クラッチ５２は、スピンドル１２と共に回転し、外周面に外歯５０ａを有するラッチリング５０と、モータ３４の回転に応じて移動し、且つ、ラッチリング５０の外歯５０ａと係合可能な係合部４９ａを有する揺動自在なパウル４９と、パウル４９の外側面４９ａと当接可能な一端４２ａと、パウル４９の内側面４９ｂと当接可能な他端４２ｂと、を有して、パウル４９を保持可能なフリクションスプリング４２と、を備える。そして、フリクションスプリング４２は、パウル４９がシートベルトを巻き取る方向に移動し始めたとき、巻き取り方向と逆方向の摩擦力を受ける。従って、フリクションスプリング４２がパウル４９を挟み込んで一体に動き、この動きにより、パウル４９の動きがフリクションスプリングに巻取り方向と逆方向の摩擦力を発生し、フリクションスプリング４２を回転しやすくする。これにより、少ない部品点数で、良好なクラッチ動作を行うことが可能である。

また、フリクションスプリング４２は、巻き取り方向と逆方向の力を受けた状態で、パウル４９の揺動により、逆方向に受ける力を解放するように動作するので、フリクションスプリング４２は、パウル４９を案内しつつ、巻き取り時においてスピンドル１２と共にスムーズに共回りし、より良好なクラッチ動作を与えることができる。

また、スピンドル１２の回転軸中心方向に付勢されるリング状のフリクションスプリング４２は、その内周面がロアカバー２５の凸部２５ａによって保持されるので、より簡単な構成で摩擦力を与えつつ保持される。

以上に説明したシートベルト用リトラクタは、本発明の好ましい例であって、これ以外の実施態様も、各種の方法で実施又は遂行できる。特に本願明細書中に限定される主旨の記載がない限り、この発明は、添付図面に示した詳細な部品の形状、大きさ、および構成配置等に制約されるものではない。また、本願明細書の中に用いられた表現および用語は、説明を目的としたもので、特に限定される主旨の記載がない限り、それに限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、フリクションスプリング４２は、ロアカバー２５の凸部２５ａの外周面に回転軸中心方向の付勢力によって保持されているが、フリクションスプリング４２は、凸部２５ａの内周面に半径方向に広がる付勢力によって保持されてもよい。この場合には、フリクションスプリング４２をパウル４９によって縮径することで、フリクションスプリング４２をリングプレート４６と同期回転させることができる。

具体的には、図６に示すように、パウル４９は、係合部４９ｃと別にフリクションスプリング４２の両端４２ａ，４２ｂと当接する内側面４９ａ及び外側面４９ｂを有する押圧部４９ｄを有する。そして、モータ３４が巻き取り側に回転した際に、パウル４９がラッチリング５０と係合するように揺動することによってフリクションスプリング４２を縮径させればよい。

本発明にかかるシートベルト用リトラクタの分解斜視図である。図１のギヤケース内の構成を示す断面図である。モータからの動力を伝達するクラッチの通常時の作動を説明するための図である。モータからの動力を伝達するクラッチの巻取時の作動を説明するための図である。モータからの動力を伝達するクラッチの解除時の作動を説明するための図である。クラッチの巻取時にフリクションスプリングを縮径する場合の変形例に係る図である。

符号の説明

１０シートベルト用リトラクタ
１２スピンドル
１７動力伝達機構
３４モータ（電動アクチュエータ）
４２フリクションスプリング（係合部材保持体）
４６リングプレート（プレート部材）
４９パウル（係合部材）
４９ｃ係合部
５０ラッチリング（回転部材）
５０ａ外歯（被係合部）
５２クラッチ

Claims

シートベルトを巻き取るスピンドルと、
該スピンドルを回転する動力を発生する電動アクチュエータと、
前記電動アクチュエータからの動力を前記スピンドルに伝達可能な動力伝達機構と、
を備えるシートベルト用リトラクタであって、
前記動力伝達機構は、
前記スピンドルと共に回転し、周面に被係合部を有する回転部材と、
前記電動アクチュエータの回転に応じて移動し、且つ、前記回転部材の被係合部と係合可能な係合部を有する揺動自在な係合部材と、
該係合部材と当接することで、前記係合部材を保持可能な係合部材保持体と、
を備え、
前記係合部材保持体は、略リング状のフリクションスプリングであり、
該フリクションスプリングは、自身の付勢力によって、その内周面又は外周面をケース部材の凸部に当接させて保持され、
前記係合部材保持体は、前記係合部材が前記シートベルトを巻き取る方向に移動し始めたとき、前記巻き取り方向と逆方向の力を受けることを特徴とするシートベルト用リトラクタ。
前記係合部材保持体は、前記巻き取り方向と逆方向の力を受けた状態で、前記係合部材の揺動により、前記逆方向に受ける力を解放するように動作すること特徴とする請求項１に記載のシートベルト用リトラクタ。
前記逆方向に受ける力は、摩擦力であることを特徴とする請求項１又は２に記載のシートベルト用リトラクタ。
前記係合部材保持体は、前記係合部材の外側面と当接可能な一端と、前記係合部材の内側面と当接可能な他端と、を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシートベルト用リトラクタ。
シートベルトを巻き取るスピンドルと、
該スピンドルを回転する動力を発生する電動アクチュエータと、
前記電動アクチュエータからの動力を前記スピンドルに伝達可能な動力伝達機構と、
を備えるシートベルト用リトラクタであって、
前記動力伝達機構は、
前記スピンドルと共に回転し、周面に被係合部を有する回転部材と、
前記電動アクチュエータの回転に応じて移動し、且つ、前記回転部材の被係合部と係合可能な係合部を有する揺動自在な係合部材と、
該係合部材と当接可能な一端と、前記係合部材の内側面と当接可能な他端と、を有し、自身の付勢力によってケース部材に支持される係合部材保持体と、
前記係合部材を揺動自在に保持するプレート部材と、
を備え、
前記係合部材保持体の両端は、前記プレート部材に円周方向に沿って形成された前記両端の円周方向幅より長い一対の長孔にそれぞれ収容され、
前記係合部材が前記電動アクチュエータの回転に応じて移動すると、前記係合部材保持体は、前記係合部材の外側面及び内側面と当接して、前記ケース部材に対して相対回転し、前記係合部材と同期して移動することを特徴とするシートベルト用リトラクタ。