JP6312626B2 - ウェビング巻取装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両のシートベルト装置を構成するウェビング巻取装置に関する。
下記特許文献1には、モータの回転をスプール(スピンドル)に伝達することが可能とされたクラッチを備えたウェビング巻取装置が開示されている。この文献に記載されたクラッチは、モータの動力が伝達されるファイナルギヤと一体回転するピン部材と、スプールと共に回転するラッチリングと、ラッチリングの外周部に配置されていると共に一端がピン部材に固定されかつ他端がロアカバーに保持されたフリクションスプリングと、を含んで構成されている。そして、モータが一方側に回転されることでファイナルギヤが一方側へ回転されて、フリクションスプリングが縮径されることで、当該フリクションスプリングがラッチリングの外周面に係合するようになっている。これにより、モータの一方側への回転がスプール(スピンドル)に伝達されるようになっている。また、モータが他方側に回転されることでファイナルギヤが他方側へ回転される際においては、フリクションスプリングが縮径されないため、当該フリクションスプリングはラッチリングの外周面に係合しない。これにより、モータの他方側への回転がスプール(スピンドル)に伝達されないようになっている。
特開2009−51419号公報
しかしながら、上特許文献1に記載されたウェビング巻取装置のように、フリクションスプリングが繰返し変形される構成においては、当該スプリングの繰返し変形に対する耐久性を向上させることが望ましい。
本発明は上記事実を考慮し、スプリングの繰返し変形に対する耐久性を向上させることができるウェビング巻取装置を得ることが目的である。
請求項1記載のウェビング巻取装置は、乗員に装着されるウェビングが巻取られるスプールと、第1スプリング係止部を有する第1回転体と、前記スプールと一体回転可能に設けられていると共に前記第1回転体の回転が伝達されることで回転される第2回転体と、前記第1回転体と前記第2回転体との間に設けられていると共に前記第1回転体の外周部に沿って環状に巻回された巻回部を有すると共に一方側の端部が前記第1スプリング係止部に係止されたスプリングと、前記第1回転体の周方向に回動可能にされていると共に前記スプリングの他方側の端部が係止される第2スプリング係止部を有し、前記第1回転体の周方向一方側へ回動される際に前記スプリングの他方側の端部を前記第1回転体の周方向一方側へ移動させることで前記巻回部を拡径させて、前記第1回転体の回転が前記巻回部を介して前記第2回転体に伝達されるレバーと、を備え、前記第1スプリング係止部は、前記第1回転体の軸方向視で、該第1回転体の周方向一方側に向かうにつれて該第1回転体の径方向内側に傾斜されている側壁部を有する第1スプリング係止溝とされ、前記レバーが前記第1回転体の周方向一方側へ回動された際に、前記スプリングの一方側の端部の終端が、前記第1スプリング係止溝の底壁部に当接される
請求項2記載のウェビング巻取装置は、乗員に装着されるウェビングが巻取られるスプールと、第1スプリング係止部を有する第1回転体と、前記スプールと一体回転可能に設けられていると共に前記第1回転体の回転が伝達されることで回転される第2回転体と、前記第1回転体と前記第2回転体との間に設けられていると共に前記第1回転体の外周部に沿って環状に巻回された巻回部を有すると共に一方側の端部が前記第1スプリング係止部に係止されたスプリングと、前記第1回転体の周方向に回動可能にされていると共に前記スプリングの他方側の端部が係止される第2スプリング係止部を有し、前記第1回転体の周方向一方側へ回動される際に前記スプリングの他方側の端部を前記第1回転体の周方向一方側へ移動させることで前記巻回部を拡径させて、前記第1回転体の回転が前記巻回部を介して前記第2回転体に伝達されるレバーと、を備え、前記第1スプリング係止部は、前記スプリングの一方側の端部が係止される第1スプリング係止孔とされ、前記レバーが前記第1回転体の周方向一方側へ回動された際に、前記スプリングの一方側の端部が、前記第1スプリング係止孔に係止されたまま、該第1スプリング係止孔の内周面に沿って移動する。
請求項記載のウェビング巻取装置は、請求項1又は請求項2に記載のウェビング巻取装置において、前記巻回部が拡径されている状態で、前記ウェビングが所定の張力を超えて引張られることで、前記第2回転体が前記スプリングの前記巻回部及び他方側の端部を介して前記レバーを前記第1回転体の周方向他方側へ回動させる。
請求項1及び請求項2記載のウェビング巻取装置では、乗員に装着されるウェビングがスプールに巻取られている。また、第1回転体が回転された状態で、レバーが第1回転体の周方向一方側に回転されると、スプリングの巻回部が拡径されて、第1回転体の回転力が第2回転体に伝達される。そして、第2回転体の回転力がスプールに伝達されることで、スプールが回転される。
ここで、請求項1記載のウェビング巻取装置では、レバーが第1回転体の周方向一方側に回転されると、スプリングの一方側の端部の終端が、第1スプリング係止溝の底壁部に当接される。これにより、スプリングの一方側の端部に圧縮荷重を生じさせることができると共に、スプリングの一方側の端部に生じる曲げ応力を緩和することができる。これにより、スプリングの繰返し変形に対する耐久性を向上させることができる。
請求項2記載のウェビング巻取装置によれば、レバーが第1回転体の周方向一方側に回転されると、スプリングの一方側の端部が、第1スプリング係止孔に係止されたまま、当該第1スプリング係止孔の内周面に沿って移動する。これにより、スプリングの一方側の端部に生じる応力を当該端部に分散させることができる。すなわち、当該端部が局所的に変形されることを抑制することができる。これにより、スプリングの繰返し変形に対する耐久性を向上させることができる。
請求項記載のウェビング巻取装置によれば、ウェビングが所定の張力を超えて引張られると、第2回転体がスプリングの巻回部及び他方側の端部を介してレバーを第1回転体の周方向他方側へ回動させる。これにより、スプリングの巻回部が縮径される。すなわち、本実施形態では、ウェビングが所定の張力を超えて引張られた際に、スプールと第1回転体とを切離すことができる。これにより、各部品に過大な力が加わることを抑制することができる。
本実施形態に係るウェビング巻取装置の全体構成を示す概略的な背面断面図である。 ウェビング巻取装置の主要部の構成を示す分解斜視図である。 ウェビング巻取装置の構成部材である第2クラッチの部分的な構成を示す側断面図である。 ウェビング巻取装置の構成部材であるモータを含む周辺部材の構成を示す側断面図である ウェビング巻取装置の構成部材である第2クラッチの主要部の構成を示す分解斜視図である。 ウェビング巻取装置の構成部材である第2クラッチの主要部の構成を示す分解斜視図である。 ウェビング巻取装置の構成部材である第2クラッチの主要部の構成を示す断面図である。 ウェビング巻取装置の構成部材である第2クラッチの部分的な構成を示し、(A)はクラッチスプリングの通常の状態を示す側面図であり、(B)はクラッチスプリングの巻回部の外径寸法が拡大された状態を示す側面図である。 変形例に係るクラッチスプリングの第1係止部及び変形例に係る第1スプリング係止部を備えた第2クラッチの部分的な構成を示し、(A)はクラッチスプリングの通常の状態を示す側面図であり、(B)はクラッチスプリングの巻回部の外径寸法が拡大された状態を示す側面図である。
図1〜図9を用いて、本実施形態のウェビング巻取装置について説明する。
図1には、本発明の実施形態に係るウェビング巻取装置10の全体構成の概略が背面断面図により示されている。この図に示されるように、ウェビング巻取装置10は、フレーム12を備えている。フレーム12は略板状の背板14を備えており、この背板14がボルト等の図示しない締結手段によって車体に固定されることで、本ウェビング巻取装置10が車体に固定されるようになっている。背板14の幅方向両端からは一対の脚片16、18が互いに平行に延設されており、これらの脚片16、18間にダイカスト等によって製作されたスプール20が回転可能に配置されている。
スプール20は略円筒形状のスプール本体22と、このスプール本体22の両端部に略円盤形状にそれぞれ形成された一対のフランジ部24、26とを備えており、全体としては鼓形状に形成されている。
スプール本体22のフランジ部24、26の間には、長尺帯状に形成されたウェビング28の基端部が固定されており、スプール20をその軸線周り一方(以下、この方向を「巻取方向」という)へ回転させると、ウェビング28がその基端側からスプール本体22の外周部に層状に巻取られる。また、ウェビング28をその先端側から引張れば、スプール本体22の外周部に巻取られたウェビング28が引出され、これに伴い、ウェビング28を巻取る際の回転方向とは反対にスプール20が回転する(以下、ウェビング28を引出す際のスプール20の回転方向を「引出方向」という)。
また、スプール20は、フランジ部24側の端部から同軸的に突出した支軸部29を備えている。支軸部29は、脚片16に形成された円孔30を略同軸的に貫通してフレーム12の外部に突出している。
脚片16側のフレーム12の外側には、逆転駆動力伝達手段を構成するケース32が配置されている。ケース32は、スプール20の軸線方向に沿って脚片16と対向して配置されていると共に、脚片16に固定されている。図2に示されるように、ケース32は、断面円形の第1収容部34及び第2収容部100、並びに断面略半円形の第3収容部102を有するケース本体38と、これらの第1収容部34、第2収容部100、第3収容部102を閉塞する図示しない薄厚平板状のカバーとを備えている。
ケース本体38の第1収容部34の内部には、逆転駆動力伝達手段を構成する香箱42が収容されている。
香箱42は、脚片16とは反対側に向けて開口した軸線方向寸法が短い有底円筒状に形成されており、外周部には外歯44が形成されている。外歯44は、平歯車とされている。
また、香箱42の底壁において脚片16側の面には、円筒状の連結部46が同軸的に突設されている。この連結部46は脚片16の円孔30を貫通した支軸部29(図1参照)に同軸的かつ一体的に連結されている。
さらに、香箱42の底壁において脚片16とは反対側の面には、図示しない支軸が香箱42と同軸的に突設されている。この支軸は、第1収容部34の中央部に突設された軸受部50に回転可能に支持されている。これにより、スプール20の支軸部29側は、香箱42を介してケース32に回転自在に軸支されている。
図3に示されるように、香箱42の内部には、渦巻きばね52が収容されている。渦巻きばね52は、その内端がケース本体38の軸受部50に係止されると共に、その外端が香箱42に係止されている。この渦巻きばね52は、香箱42を介してスプール20を巻取方向へ付勢している。
この渦巻きばね52の付勢力(に基づくウェビング28の巻取力)は、乗員が装着したウェビング28の弛みを解消する程度に、比較的弱く設定されている。換言すれば、渦巻きばね52の付勢力は、ウェビング28の装着状態で乗員非圧迫性に対応した強さとなるように設定され、スプール20から引出されたウェビング28を当該ウェビング28に作用する摩擦力等に抗して最後まで巻取る強さは要求されていない。
一方、図1に示されるように、スプール20は、フランジ部26側の端部から同軸的に突出した図示しない支軸部を備えている。この支軸部は、脚片18に形成された内歯のラチェット孔54を略同軸的に貫通してフレーム12の外部に突出しており、脚片18の外面に開口端を突当てた状態で固定されロック機構56を構成する略カップ状のケース58によって回転自在に軸支されている。
ロック機構56は、通常はスプール20の巻取方向、引出方向の自由な回転を許容し、車両急減速時にスプール20の引出方向の回転を阻止するものである。本実施形態では、加速度センサ60がラチェットギヤ61の引出方向の回転を阻止すると、該ラチェットギヤ61とスプール20との相対回転によってロックプレート64がロックベース62から突出して脚片18におけるラチェット孔54の内歯に噛合い、スプール20の引出方向の回転を阻止する構成とされている。なお、ロックベース62とスプール20との間にトーションバーを連結して、上記ロック後にトーションバーを捩りつつスプール20の引出方向の回転を許容してエネルギ吸収を果たす(フォースリミッタ機能を果たす)構成としても良い。
さらに、ウェビング巻取装置10は、モータ66を備えている。モータ66は、フレーム12の一対の脚片16、18間におけるスプール20の下方に配置されており、該フレーム12に対して固定的に保持されている(図示省略)。このモータ66の出力軸68は、背板14とは反対側に向けて突出しており、この出力軸68側には、ギヤハウジング70が設けられている。
ギヤハウジング70は、ねじ等の締結手段によりフレーム12に一体的に固定されており、モータ66の出力軸68の先端側がギヤハウジング70により回転自在に支持されている。
図2に示されるように、ギヤハウジング70の内部には、それぞれが外歯の平歯車とされた一対のギヤ72、74が互いに噛合った状態で収容されている。ギヤ72は出力軸68に同軸的かつ着脱可能に一体的に連結されている。一方、ギヤ72よりもピッチ円が大きく及び歯数も多いギヤ74は、軸線方向が出力軸68と平行なウォームシャフト76に同軸的かつ着脱可能に一体的に連結されている。
図4に示されるように、ウォームシャフト76は、ギヤハウジング70から突出しており、その一端側は脚片16(図1参照)に一体的に形成された軸受78を貫通している。また、ウォームシャフト76の他端側には、軸受88が設けられている。この軸受88は略筒状とされていると共に、軸受88の内部には鋼球90が収容されている。鋼球90の外径寸法は軸受88の内径寸法よりも極僅かに小さく、他端がテーパ状とされたウォームシャフト76の端部に接触している。
鋼球90を介してウォームシャフト76とは反対側では、軸受88の内周部が雌ねじとされており、背板14側の開口端からアジャストスクリュー92が螺入している。アジャストスクリュー92は、その先端部で鋼球90を押圧することで鋼球90をウォームシャフト76の先端に圧接させている。これにより、ウォームシャフト76の軸線方向の変位が規制されている。
また、ウォームシャフト76の軸方向の中間部には、後述するウォームホイール96及び出力分岐ギヤ108のウォームホイール部112が噛合うウォームギヤ84がウォームシャフト76と一体に設けられている。
一方、図2に示されるように、上述したウォームギヤ84の上方には、正転駆動力伝達手段を構成する第1クラッチ94が設けられている。第1クラッチ94は、リング状に形成されたウォームホイール96を備えている。ウォームホイール96は、脚片16とフランジ部24との間で、スプール20に対して同軸的でかつ相対回転可能に設けられており、その軸線方向両端は円盤状部材98により閉止されている。
また、第1クラッチ94は、図示しないアダプタを備えている。このアダプタは、スプール20(図1参照)におけるフランジ部24と支軸部29との間に同軸的かつ一体的に設けられると共に、ウォームホイール96の円盤状部材98を摺接可能に貫通してウォームホイール96とウォームギヤ84とを噛合わせつつ回転可能に軸支している。
ウォームホイール96の内側には、図示しない伝達部材が収容されており、第1クラッチ94は、ウォームホイール96の巻取方向(図2の矢印A方向)への回転によって前記伝達部材がウォームホイール96と前記アダプタとを回転伝達可能に結合するようになっている。一方、第1クラッチ94は、ウォームホイール96の引出方向(図2の矢印B方向)への回転、またはウォームホイール96の停止(連結部材の負荷解消)によって、前記伝達部材による機械的結合が解除された状態に復帰する構成である。
以上の構成の第1クラッチ94は、モータ66の出力軸68の回転力がギヤ72、74、ウォームシャフト76、及びウォームギヤ84を介してウォームホイール96に伝達される構成となっている。この場合、モータ66の出力軸68が正方向(図2の矢印C方向)へ回転すると、ウォームホイール96が巻取方向(図2の矢印A方向)へ回転され、モータ66の出力軸68が逆方向(図2の矢印D方向)へ回転するとウォームホイール96が引出方向(図2の矢印B方向)へ回転される構成である。
一方、ケース本体38の第3収容部102の内部には、逆転駆動力伝達手段を構成する出力分岐ギヤ108が収容されている。この出力分岐ギヤ108は、平歯車である歯車部110と、歯車部110の軸線方向一端側に同軸的かつ一体的に設けられ、外周部にウォームホイール歯が形成されたウォームホイール部112とを有している。歯車部110及びウォームホイール部112の軸心部には、円形の貫通孔が形成されており、第3収容部102の底壁中央部に突設された円柱状の支持棒114がこの貫通孔に挿入されることで、出力分岐ギヤ108は、支持棒114周りに回転可能にケース本体38に支持されている。
また、出力分岐ギヤ108のウォームホイール部112は、歯車部110よりも小径とされており、ケース32の外側に露出(突出)している。このウォームホイール部112は、正転駆動力伝達手段及び逆転駆動力伝達手段を構成するウォームギヤ84に噛合している。これにより、ウォームギヤ84(ウォームシャフト76)が回転すると、ウォームホイール96と出力分岐ギヤ108とが共に回転するようになっている。
また一方、ケース本体38の第2収容部100の内部には、逆転駆動力伝達手段を構成するクラッチとしての第2クラッチ116が収容されている。
ここで、図5及び図6には、第2クラッチ116の構成が分解斜視図にて示されている。また、図7には、第2クラッチ116の構成が断面図にて示されている。この図に示されるように、第2クラッチ116は、第1回転体としてのベース118と、当該ベース118に取付けられることで当該ベース118と一体回転するロータ128と、を備えている。また、第2クラッチ116は、第2回転体としてのクラッチギヤ136と、ベース118とクラッチギヤ136との間に設けられたスプリング及び伝達部材としてのクラッチスプリング140と、ベース118に回動可能に支持された伝達部材としてのレバー148と、を備えている。さらに、第2クラッチ116は、ベース118に支持された一対のクラッチウェイト170,172と、ベース118に取付けられるスペーサ184と、を備えている。
ベース118は、円盤状に形成された円盤部120と、円盤部120の軸心部において円盤部120の軸線方向一側へ向けて突設された円柱状の支軸部122と、支軸部122の周囲に同軸的に形成された断面略C字状の側壁部124と、を備えている。また、ベース118は、クラッチスプリング140の一方側の端部が係止される第1スプリング係止溝125Aが形成されていると共に支軸部122の突出方向と同一方向に突設されたブロック状の第1スプリング係止部125を備えている。この第1スプリング係止部125の径方向外側の面は、側壁部124の外周面と同一の曲率変形とされた円筒面状に形成されている。
ここで、図8(A)に示されるように、第1スプリング係止部125に形成された第1スプリング係止溝125Aは、ベース118の径方向外側及び軸方向一方側(ロータ128側)が開放された溝状に形成されている。この第1スプリング係止溝125Aは、互いに間隔を空けて平行に配置された側壁部K1,K2と、第1スプリング係止溝125Aの深さ方法の終端面を形成する底壁部K3と、を有して構成されている。また、側壁部K1,K2は、ベース118の軸方向視で、ベース118の軸線周り他方(矢印J方向)側に向かうにつれてベース118の径方向内側に傾斜されている。また、第1スプリング係止溝125Aの溝幅W1は、すなわち、側壁部K1と側壁部K2との間のクリアランスは、後述するクラッチスプリング140の第1係止部142の線径よりも若干大きな幅に設定されている。なお、第1スプリング係止溝125Aにおけるベース118の軸方向一方側の開放端は、後述するロータ128の円盤部130によって閉止されるようになっている。
また、図5及び図6に示されるように、ベース118は、円盤部120において支持部122が設けられた側とは反対側に向けて突設された円筒状の支軸部123を備えている。さらに、ベース118は、円盤部120における支軸部123の径方向外側においてクラッチウェイト170,172側に向けて突出する支軸176,178を備えている。この支軸176,178は、ベース118の周方向に沿って等間隔に配置されている。また、ベース118の円盤部120における支持部122、123の径方向外側の部位には、一対の長孔160,162がベース118の周方向に沿って形成されている。この長孔160,162には、後述するレバー148の連結突起156,158が係合されており、この連結突起156,158が、円盤部120の周方向に沿って各長孔160、162内を移動できるようになっている。また、円盤部120には、後述するリターンスプリング164の一端部が当接する係止壁127が立設されている。
以上説明したベース118は、第2収容部100の底壁中央部に突設された支持棒126が、支軸部123の筒内に挿入されることで、後述するスペーサ184と共に支持棒126周りに回転可能にケース本体38に支持されている。
支軸部122の軸線方向一端側(図5及び図6では右側)には、ロータ128が設けられている。このロータ128は、円板状に形成された円盤部130と、円盤部130の軸心部からベース118とは反対側に向けて突出する筒状に形成された筒状部131と、を備えている。また、ロータ128は、ベース118の側壁部124に設けられた爪部が円盤部130に係合されることで、ベース118と一体回転可能に固定されている。さらに、筒状部131の外周部には、平歯の外歯132が形成されており、この外歯132は、前述した出力分岐ギヤ108の歯車部110にカウンタギヤ190を介して噛合している。なお、カウンタギヤ190は、図示しない軸支部に回転可能に支持されている。
ベース118の側壁部124の径方向外側には、クラッチギヤ136がベース118に対して同軸的でかつ相対回転可能に設けられている。クラッチギヤ136の外周部には平歯の外歯138が形成されており、この外歯138は、前述した香箱42の外歯44(図2参照)に噛合っている。また、クラッチギヤ136の内径寸法は、ベース118の側壁部124の外径寸法よりも充分に大きく、クラッチギヤ136の内周面と側壁部124の外周面との間には環状の隙間が形成されている。この環状の隙間には、捩りコイルスプリングであるクラッチスプリング140が同軸的に配置されている。
クラッチスプリング140は、ベース118の側壁部124の外周面とクラッチギヤ136の内周面との間において環状に巻回された巻回部141を備えている。また、クラッチスプリング140の一方側の端部は、巻回部141の径方向内側へ向けて折曲げられた第1係止部142とされている。また、図8(A)に示されるように、第1係止部142は、前述の第1スプリング係止溝125Aに対応して巻回部141の径方向に対して傾斜されている。クラッチスプリング140の他方側の端部は、巻回部141の径方向内側へ向けて折曲げられた第2係止部146とされている。また、第2係止部146は、後述するレバー148に形成された第2スプリング係止溝153Aに対応して巻回部141の径方向に沿って伸びている。さらに、第1係止部142と第2係止部146とは、巻回部141の周方向に沿って所定の間隔を空けて配置されている。また、自然状態における巻回部141の内径寸法は、ベース118の側壁部124の外径寸法よりも小さな寸法に設定されている。これにより、巻回部141がベース118の側壁部124に組付けられた際に、当該巻回部141は、自らの弾性力によりが縮径する方向に付勢されている。また、これにより、巻回部141がベース118の側壁部124に組付けられた状態では、当該巻回部141は、ベース118の側壁部124の外周面に密着している。さらに、巻回部141がベース118の側壁部124に組付けられた状態では、当該巻回部141とクラッチギヤ136の内周面と間にクリアランスが設けられるようになっている。
また、クラッチスプリング140の第1係止部142は、ベース118の第1スプリング係止部125に形成された第1スプリング係止溝125Aに嵌込んで係止されている。さらに、クラッチスプリング140の第2係止部146は、後述するレバー148の第2スプリング係止部153に形成された第2スプリング係止溝153Aに嵌込んで係止されている。
レバー148は、円筒状の軸受部150を備えている。軸受部150の筒内には、ベース118の支軸部122が貫通しており、これにより、レバー148は、支軸部122(ベース118)に対して軸線周りに相対回転可能に支持されている。また、軸受部150の外周部には、径方向に沿って突出する一対の連結部152及び連結部154が、互いに周方向に沿って反対側(180度反対側)に設けられている。
これら一対の連結部152、154には、それぞれベース118の円盤部120側へ向けて突出する円柱状の連結突起156及び連結突起158が突設されている。また、各連結突起156、158は、後述する一対のクラッチウェイト170及びクラッチウェイト172に設けられた係合爪180,182がそれぞれ係合している。
また、レバー148の一方の連結部152には、捩りコイルスプリングであるリターンスプリング164の一端部が当接されており、このリターンスプリング164の他端部は、ベース118の円盤部120に立設された係止壁127に当接している。このリターンスプリング164は、レバー148を常にベース118の軸線周り一方(図5及び図6では矢印I方向)へ付勢しており、レバー148は、通常は一対の連結突起156、158が、本体部120の一対の長孔160、162の各長手方向一端部(図5及び図6では矢印I方向側の端部)に当接した状態に保持されている。
また、図8(A)に示されるように、レバー148の他方の連結部154は、クラッチスプリング140の第2係止部146が係止される第2スプリング係止部153とされている。この第2スプリング係止部153には、クラッチスプリング140の第2係止部146が嵌込む第2スプリング係止溝153Aが形成されている。これにより、図8(A)及び図8(B)に示されるように、レバー148がリターンスプリング164の弾性力に抗してベース118に対して軸線周り他方(図8(A)及び図8(B)では矢印J方向)へ回動されると、クラッチスプリング140の第2係止部146が、クラッチスプリング140の巻き方向一方(図8(A)及び図8(B)では矢印J方向)へ移動され、クラッチスプリング140の巻回部141の外径寸法が拡大するようになっている。また、第2スプリング係止溝153Aは、前述の第1スプリング係止溝125Aと同様に、側壁部K4,K5と、底壁部K6と、を有して構成されている。また、本実施形態では、レバー148がベース118に支持された状態において、側壁部K4,K5が、ベース118の径方向と略平行となっている。また、第2スプリング係止溝153Aの溝幅W2は、すなわち、側壁部K4と側壁部K5との間のクリアランスは、クラッチスプリング140の第2係止部146の線径に対して充分に広い幅に設定されている。これにより、クラッチスプリング140のベース118及びレバー148に対する組付け性が良好になっている。
しかも、このようにクラッチスプリング140の巻回部141の外径寸法が拡大されると、クラッチスプリング140の巻回部141は、クラッチギヤ136の内周面に圧着される。この状態では、クラッチスプリング140の外周部とクラッチギヤ136の内周面との間には所定の摩擦力が生じるため、クラッチスプリング140とクラッチギヤ136とは、この摩擦力によって一体的に連結されるようになっている。
一方、図5乃至図7に示されるように、ベース118の軸線方向他側(ロータ128とは反対側)には、それぞれ略半円形の板状に形成された一対のクラッチウェイト170及びクラッチウェイト172が配置されている。これら一対のクラッチウェイト170、172は、同じ重量に形成されており、互いに円盤部120の周方向に沿って反対側(180度反対側)に設けられている。これら一対のクラッチウェイト170、172の各周方向一端側には、円形の軸受孔174、175が形成されている。これらの軸受孔174、175には、ベース118の円盤部120に突設された円柱状の支軸176又は支軸178が回転自在に嵌合している。これにより、各クラッチウェイト170、172は、それぞれ支軸176、178(軸受孔174、175)周りにベース118の径方向へ回動可能(傾動可能)にベース118に支持されている。
また、一方のクラッチウェイト170は、前述したレバー148の連結突起158に係合する略U字状の係合爪180を備えており、他方のクラッチウェイト172は、同様にレバー148の連結突起156に係合する略U字状の係合爪182を備えている。これにより、一対のクラッチウェイト170及びクラッチウェイト172は、レバー148を介して同期(連動)するようになっており、通常は、レバー148に作用するリターンスプリング164の付勢力によって、ベース118の径方向内側に保持されている。
さらに、図5乃至図7に示されるように、一対のクラッチウェイト170、172を介してベース118とは反対側には、円盤状のスペーサ184が配置されている。また、このスペーサ184の中心部には、ベース118の支軸部123の外周部に嵌合される筒状のボス部184Aが立設されている。このスペーサ184は、一対のクラッチウェイト170、172のベース118からの脱落を防止すると共に、一対のクラッチウェイト170及びクラッチウェイト172が、ケース本体38の第2収容部100の底壁に干渉することを防止している。
ここで、この第2クラッチ116では、ロータ128がその軸線周り他方(図5及び図6の矢印J方向)へ回転されると、ロータ128に一体的に連結されたベース118が、ロータ128と共にその軸線周り他方へ回転するようになっている。このため、ベース118に支持された一対のクラッチウェイト170及びクラッチウェイト172が、ベース118に追従してベース118の軸線周りに回転する。このとき、一対のクラッチウェイト170及びクラッチウェイト172には遠心力が作用し、クラッチウェイト170には支軸176周りの回転トルクが作用すると共に、クラッチウェイト172には支軸178周りの回転トルクが作用する。
したがって、これらの回転トルクの大きさが所定値以上の場合、すなわち、一対のクラッチウェイト170及びクラッチウェイト172の回転速度が所定値以上の場合には、一対のクラッチウェイト170及びクラッチウェイト172は、レバー148に作用するリターンスプリング164の付勢力に抗してベース118の径方向外側へ支軸176又は支軸178周りに回動するようになっている。これにより、クラッチウェイト170の係合爪180に連結突起158が係合しかつクラッチウェイト172の係合爪182に連結突起156が係合したレバー148は、ベース118に対して軸線周り他方(図8(A)及び図8(B)では矢印J方向)へ回動される構成である。
以上の構成の第2クラッチ116では、モータ66の出力軸68の回転力がギヤ72、74、ウォームシャフト76、ウォームギヤ84、出力分岐ギヤ108及びカウンタギヤ190を介してロータ128に伝達される構成となっている。この場合、モータ66の出力軸68が正方向(図2の矢印C方向)へ回転すると、ロータ128はベース118と共にその軸線周り一方(図2の矢印I方向)へ回転され、モータ66の出力軸68が逆方向(図2の矢印D方向)へ回転すると、ロータ128はベース118と共にその軸線周り他方(図2の矢印J方向)へ回転される構成である。
また、ウォームギヤ84、出力分岐ギヤ108のウォームホイール部112、出力分岐ギヤ108の歯車部110、カウンタギヤ190、ロータ128の外歯132、クラッチギヤ136の外歯138、及び香箱42の外歯44(逆転駆動力伝達手段)によるトータルの減速比は、ウォームギヤ84及びウォームホイール96(正転駆動力伝達手段)の減速比に比べて充分に低く設定されている。
一方、図1に示されるように、本ウェビング巻取装置10では、制御装置300によってモータ66への給電制御が為されるようになっている。制御装置300は、ドライバ302とECU307とから構成されている。モータ66は、ドライバ302を介して車両に搭載されたバッテリー304に電気的に接続されており、バッテリー304からの電流がドライバ302を介して供給されるようになっている。ドライバ302は、ECU307に接続されており、このドライバ302を介したモータ66への給電の有無、供給電流の方向、及び大きさがECU307によって制御される構成である。
また、ECU307は、乗員のウェビング28装着有無に応じた信号を出力するバックルスイッチ306、及び車両と車両前方の障害物との距離に応じて信号を出力する前方監視装置308にそれぞれ接続されている。
バックルスイッチ306は、ウェビング28に設けられたタングプレートがバックル装置(何れも図示省略)に連結されているときにON信号をECU307に出力し、タングプレートのバックル装置への連結状態が解除されているときにOFF信号をECU307に出力するようになっている。すなわち、バックルスイッチ306は、乗員によるウェビング28の装着有無に対応したタングプレートとバックル装置との連結の有無に対応して上記ON信号及びOFF信号の何れか一方をECU307に出力する構成である。
前方監視装置308は、車両前端部近傍に設けられた赤外線センサ310を備えている。赤外線センサ310は赤外線を車両前方に発すると共に、車両の前方で走行若しくは停止している他の車両や障害物(以下、走行若しくは停止している他の車両も含めて便宜上「障害物」と称する)で反射した赤外線を受ける。
さらに、前方監視装置308は演算部312を備えている。演算部312は赤外線センサ310から赤外線が発せられてから、障害物で反射して赤外線センサ310に戻るまでに要する時間に基づき障害物までの距離を演算する。また、演算部312は、この演算結果に基づき障害物検出信号OsをECU307に対して出力する。この障害物検出信号Osは、障害物までの距離が所定値以上であればLowレベルとされ、障害物までの距離が所定値未満であればHighレベルとされる。
(本実施形態の作用並びに効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
上記構成のウェビング巻取装置10では、スプール20にウェビング28が層状に巻取られた収納状態で、図示しないタングプレートを引張りつつウェビング28を引張ると、スプール20を巻取方向に付勢する渦巻きばね52の付勢力に抗してスプール20を引出方向へ回転させながらウェビング28が引出される。
このように、ウェビング28が引出された状態で、ウェビング28を座席に着座した乗員の身体の前方に掛回しつつタングプレートをバックル装置に差し込み、バックル装置にタングプレートを保持させることで乗員の身体に対するウェビング28の装着状態となる。
このように、乗員がウェビング28を装着した状態では、該ウェビング28は渦巻きばね52の付勢力によって比較的弱く乗員を拘束している。また、この状態でECU307には、バックルスイッチ306からのON信号が入力されている。
一方、乗員が車両を停車してバックル装置からタングプレートを外すと、スプール20は渦巻きばね52の付勢力により巻取方向へ回転する。但し、この渦巻きばね52の付勢力は比較的弱く設定されているため、スプール20は、この渦巻きばね52の付勢力に対応した比較的弱い回転力で巻取方向へ回転する。
またこのとき、ECU307には、バックルスイッチ306からOFF信号が入力される。OFF信号が入力されたECU307は、モータ66への給電を開始させる制御信号をドライバ302に出力し、この制御信号が入力されたドライバ302は、モータ66の出力軸68を急激に逆方向(矢印D方向)へ回転させる。出力軸68の逆方向への急激な回転は、ギヤ72、74を介してウォームシャフト76に伝達され、ウォームギヤ84が急激に回転する。
ウォームギヤ84の急激な回転は、第1クラッチ94のウォームホイール96に伝達され、ウォームホイール96を所定値以上の回転速度で引出方向へ回転させる。この場合、ウォームホイール96とアダプタ(スプール20)とは、伝達部材による機械的結合を解除された状態を維持され、したがって、ウォームホイール96とアダプタ(スプール20)とは相対的に空転する。
これに対し、ウォームギヤ84の急激な回転は、出力分岐ギヤ108及びカウンタギヤ190を介して第2クラッチ116のロータ128に伝達され、ロータ128がその軸線周り他方へ(矢印J方向へ)所定値以上の回転速度で回転される。このため、ロータ128に一体的に連結されたベース118が、その軸線周り他方へ所定値以上の回転速度で回転される。
また、ベース118の回転は、支軸176及び軸受孔174を介してクラッチウェイト170に伝達されると共に、支軸178及び軸受孔175を介してクラッチウェイト172に伝達され、クラッチウェイト170及びクラッチウェイト172が、ベース118に追従して該ベース118の軸線周りに所定値以上の回転速度で回転される。これにより、クラッチウェイト170及びクラッチウェイト172には、遠心力が作用する。その結果、クラッチウェイト170及びクラッチウェイト172が、レバー148に作用するリターンスプリング164の付勢力に抗してベース118の径方向外側へ支軸176,178回りに回動する(傾動する)。
このため、クラッチウェイト170の係止爪180に連結突起158が係合しかつクラッチウェイト172の係止爪182に連結突起156が係合したレバー148が、ベース118に対して軸線周り他方(図8(A)及び図8(B)の矢印J方向)へ回動される。
レバー148が、ベース118に対して軸線周り他方へ回動されると、クラッチスプリング140の第2係止部146は、レバー148によってクラッチスプリング140の巻き方向一方(図8(A)及び図8(B)の矢印J方向)へ移動される。その結果、クラッチスプリング140の巻回部141の外径寸法が拡大し、クラッチスプリング140の巻回部141の外周部が、クラッチギヤ136の内周面に密着される。これにより、クラッチスプリング140の回転がクラッチギヤ136に伝達され、クラッチギヤ136がその軸線周り他方へ回転される。このクラッチギヤ136の外歯138には、香箱42の外歯44が噛合っているため、香箱42が巻取方向へ回転され、ひいてはスプール20が巻取方向へ回転される。このスプール20の回転により、渦巻きばね52の付勢力不足が補われ、ウェビング28がスプール20に層状に巻取られて収納される(所謂「巻取アシスト機構」)。
しかもこの場合、スプール20は低トルクで回転されるので、ウェビング28を安全にスプール20に巻取って収納することができる。また、本実施形態では、上記巻取アシストがなされている場合においても、ウェビング28をスプール20から容易に引出すことができるようになっている。すなわち、巻取アシストトルクに抗してスプール20を容易に引出方向へ回転させることが可能となっている。
ウェビング28がスプール20に最後まで巻取られると、モータ66への給電が遮断され、モータ66の出力軸68の回転が停止される。このため、ロータ128の回転が停止され、ロータ128に一体的に連結されたベース118の回転が停止される。
ベース118の回転が停止されると、クラッチウェイト170及びクラッチウェイト172は、レバー148に作用するクラッチスプリング140の弾性力及びリターンスプリング164の弾性力によってベース118の径方向内側へ回動される。このため、クラッチスプリング140は再び自然状態に戻り、巻回部141の外周部がクラッチギヤ136の内周面から離間し、上述したクラッチスプリング140とクラッチギヤ136との連結が直ちに解除される。これにより、第2クラッチ116によるスプール20とモータ66の出力軸68との連結が解除され、スプール20に巻取られたウェビング28の再度の引出しが可能となる。
一方、車両の走行状態では、前方監視装置308の赤外線センサ310での検出結果に基づき、演算部312が車両前方の障害物までの距離を演算している。例えば、車両前方に障害物が存在しない場合、若しくは、障害物が存在するものの障害物から車両までも距離が所定値以上であれば、演算部312からはLowレベルの信号が出力される。これに対し、車両から前方の障害物までの距離が所定値未満になると、演算部312からはHighレベルの信号が出力される。
演算部312からHighレベルの信号がECU307に入力されると、ECU307はドライバ302に対して所定の操作信号を出力する。この状態での操作信号が入力されたドライバ302は、モータ66への給電を開始して出力軸68を急激に正方向(矢印C方向)へ回転させる。これにより、第1クラッチ94のウォームホイール96が巻取方向(矢印A方向)へ回転されると、ウォームホイール96とアダプタ(スプール20)とは一体に回転する。これにより、ウェビング28がスプール20に巻取られ、ウェビング28の僅かな緩み、所謂「スラック」が解消されて、ウェビング28による乗員身体に対する拘束力が向上する(所謂「プリテンショナ機構」)。
以上の如く、本実施形態に係るウェビング巻取装置10では、巻取アシスト機構とプリテンショナ機構に要求される互いに相反する性能を単一のモータ66により両立させることができる。
ここで、本実施形態では、図8(A)及び(B)に示されるように、レバー148がベース118に対して当該ベース118の軸線周り他方(矢印J方向)へ回転されると、クラッチスプリング140の第1係止部142が、第1スプリング係止溝125Aにおける矢印J方向側の側壁部K1に当接すると共に、第1係止部142の終端142Aが、第1スプリング係止溝125Aの底壁部K3に当接する。これにより、第1係止部142には、当該第1係止部142を縮長させる方向への圧縮応力が生じる。これにより、第1係止部142に生じる曲げ応力を緩和することができる。その結果、第2クラッチ116の一部を構成するクラッチスプリング140の繰返し変形に対する耐久性を向上させることができる。
また、クラッチスプリング140の巻回部141の外周部が、クラッチギヤ136の内周面に密着された状態において、すなわち、モータ66によってスプール20が巻取り方向へ回転している状態において、ウェビング28が引出方向へ引張られること等により、ベース118の軸線周り一方(矢印J方向)への回転力がクラッチギヤ136に入力されると、クラッチギヤ136がクラッチスプリング140の巻回部140に拡径力を作用させて、第1係止部142の第1スプリング係止溝125Aの側壁部K1及び底壁部K3側に向けた付勢力が増大する。すなわち、当該構成の第2クラッチ116では、クラッチスプリング140において第1スプリング係止溝125Aに係止されている第1係止部142の応力が高まり易い。しかしながら、本実施形態では、応力の高まり易い第1係止部142の終端142Aが、第1スプリング係止溝125Aの底壁部K3に当接される構成とすることにより、第1係止部142に生じる曲げ応力を緩和することができる。これにより、第2クラッチ116の一部を構成するクラッチスプリング140の繰返し変形に対する耐久性を向上させることができる。
また、クラッチスプリング140の巻回部141の外周部が、クラッチギヤ136の内周面に密着された状態において、プリテンショナ側に作用したとき、クラッチギヤ136が、クラッチスプリング140の巻回部141をベース118の軸線周り一方(矢印I方向)へ回転させる。これにより、クラッチスプリング140の第2係止部146が、第2スプリング係止溝153Aの側壁K5に押し付けられる。これにより、レバー148をベース118の軸線周り一方(矢印I方向)へ回動させようとする力が働き、クラッチスプリング140の巻回部141が縮径される方向に付勢されるため、クラッチスプリング140の第1係止部142を縮長させる方向への圧縮応力が生じ難くなる。すなわち、本実施形態では、プリテンショナ側に作用した際において、第2クラッチ116を構成する各部品に過大な力が加わることを抑制することができる。
また、本実施形態では、自然状態におけるクラッチスプリング140の巻回部141の内径寸法が、ベース118の側壁部124の外径寸法よりも小さな寸法に設定されている。これにより、巻回部141がベース118の側壁部124に組付けられた際に、当該巻回部141は、自らの弾性力によりが縮径する方向に付勢される。これにより、クラッチスプリング140に前述のリターンスプリング164をアシストする機能を持たせることができる。また、クラッチスプリング140の巻回部141の内径寸法等を適宜設定することにより、上記リターンスプリング164を省略することも可能となる。当該構成では、第2クラッチ116を構成する部品の点数を少なくすることができる。
(変形例に係るクラッチスプリングの第1係止部及び第1スプリング係止部)
次に、上記実施形態の変形例に係るクラッチスプリングの第1係止部及び第1スプリング係止部について説明する。なお、上記実施形態と同一の機能を有する部材及び部分については、上記実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
図9(A)及び(B)に示されるように、本変形例のクラッチスプリング140は、当該クラッチスプリング140の一方側の端部が、巻回部141の径方向内側に向けて屈曲されることによって形成された傾斜部145と、当該傾斜部145の先端から巻回部141の軸方向(ロータ128(図5参照)側とは反対側)へ屈曲して延びる第1係止部147と、を備えている。
また、本変形例の第1スプリング係止部125には、ロータ128側が開放されていると共にベース118の軸方向視で内周縁が円形状に形成された第1スプリング係止孔125Bが形成されている。そして、第1係止部147が第1スプリング係止孔125B内に配置されることで、第1係止部147が第1スプリング係止孔125Bに係止されている。
以上説明した本変形例によれば、レバー148がベース118に対して当該ベース118の軸線周り他方(矢印J方向)へ回転されると、クラッチスプリング140の第1係止部147が第1スプリング係止孔125Bに係止されたまま、当該第1係止部147が第1スプリング係止孔125Bの内周面に沿って移動する。これにより、クラッチスプリング140の傾斜部145に作用する応力を分散させることができる。すなわち、クラッチスプリング140の傾斜部145がレバー148の作動時に局所的に変形されることを抑制することができる。これにより、第2クラッチ116の一部を構成するクラッチスプリング140の繰返し変形に対する耐久性を向上させることができる。
なお、上記実施形態及び変形例では、クラッチスプリング140の繰返し変形に対する耐久性を向上させる構成を、クラッチスプリング140の一方側の端部側に適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、前述したクラッチスプリング140の繰返し変形に対する耐久性を向上させる構成を、クラッチスプリング140の一方側の端部側及び他方側の端部側にそれぞれ適用してもよい。
また、本実施形態では、ウェビング28が所定の張力を超えて引張られた際に、レバー148が回動されて、スプール20とモータ66とが切離されるように構成した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。ウェビング28が所定の張力を超えて引張られた際に、スプール20とモータ66とが切離されるように構成するか否かについては、第2クラッチ116を構成する各部品の強度等を考慮して適宜設定すればよい。
また、本実施形態では、クラッチウェイト170,172をベース118に傾動可能に支持した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、クラッチウェイト170,172をスペーサ184に傾動可能に支持した構成としてもよい。このように、クラッチウェイト170,172は、ベース118と一体回転する部材に傾動可能に支持されていればよい。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
10 ウェビング巻取装置
20 スプール
28 ウェビング
116 第2クラッチ(クラッチ)
118 ベース(第1回転体)
125 第1スプリング係止部
136 クラッチギヤ(第2回転体)
140 クラッチスプリング(スプリング)
141 巻回部
142A 終端
148 レバー
153 第2スプリング係止部

Claims (3)

  1. 乗員に装着されるウェビングが巻取られるスプールと、
    第1スプリング係止部を有する第1回転体と、
    前記スプールと一体回転可能に設けられていると共に前記第1回転体の回転が伝達されることで回転される第2回転体と、
    前記第1回転体と前記第2回転体との間に設けられていると共に前記第1回転体の外周部に沿って環状に巻回された巻回部を有すると共に一方側の端部が前記第1スプリング係止部に係止されたスプリングと、
    前記第1回転体の周方向に回動可能にされていると共に前記スプリングの他方側の端部が係止される第2スプリング係止部を有し、前記第1回転体の周方向一方側へ回動される際に前記スプリングの他方側の端部を前記第1回転体の周方向一方側へ移動させることで前記巻回部を拡径させて、前記第1回転体の回転が前記巻回部を介して前記第2回転体に伝達されるレバーと、
    を備え、
    前記第1スプリング係止部は、前記第1回転体の軸方向視で、該第1回転体の周方向一方側に向かうにつれて該第1回転体の径方向内側に傾斜されている側壁部を有する第1スプリング係止溝とされ、
    前記レバーが前記第1回転体の周方向一方側へ回動された際に、前記スプリングの一方側の端部の終端が、前記第1スプリング係止溝の底壁部に当接されるウェビング巻取装置。
  2. 乗員に装着されるウェビングが巻取られるスプールと、
    第1スプリング係止部を有する第1回転体と、
    前記スプールと一体回転可能に設けられていると共に前記第1回転体の回転が伝達されることで回転される第2回転体と、
    前記第1回転体と前記第2回転体との間に設けられていると共に前記第1回転体の外周部に沿って環状に巻回された巻回部を有すると共に一方側の端部が前記第1スプリング係止部に係止されたスプリングと、
    前記第1回転体の周方向に回動可能にされていると共に前記スプリングの他方側の端部が係止される第2スプリング係止部を有し、前記第1回転体の周方向一方側へ回動される際に前記スプリングの他方側の端部を前記第1回転体の周方向一方側へ移動させることで前記巻回部を拡径させて、前記第1回転体の回転が前記巻回部を介して前記第2回転体に伝達されるレバーと、
    を備え、
    前記第1スプリング係止部は、前記スプリングの一方側の端部が係止される第1スプリング係止孔とされ、
    前記レバーが前記第1回転体の周方向一方側へ回動された際に、前記スプリングの一方側の端部が、前記第1スプリング係止孔に係止されたまま、該第1スプリング係止孔の内周面に沿って移動するウェビング巻取装置。
  3. 前記巻回部が拡径されている状態で、前記ウェビングが所定の張力を超えて引張られることで、前記第2回転体が前記スプリングの前記巻回部及び他方側の端部を介して前記レバーを前記第1回転体の周方向他方側へ回動させる請求項1又は請求項2に記載のウェビング巻取装置。
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