JP6774376B2 - シートベルトリトラクタ - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両に装備されるシートベルトリトラクタに係り、特にシートベルトの通常装着時にシートベルトを巻き取るスプリングの付勢力を軽減するテンションレデューサ（ＴＲＤ）機能を備えるシートベルトリトラクタに関する。

自動車等の車両に装備されているシートベルト装置は、車両衝突時等の車両に大きな減速度が生じた緊急時にシートベルトで乗員を拘束して乗員のシートからの慣性移動を阻止することにより、乗員を保護している。このシートベルト装置には、スピンドルによりシートベルトの巻き取り・引き出しを行うと共に、緊急時にシートベルトの引き出しを阻止するシートベルトリトラクタが設けられている。

このようなシートベルトリトラクタでは、乗員がシートに座ってシートベルトを引き出し、タングをバックルに挿入係合した際に、その余分な引き出し分を吸収し、通常装着状態で乗員の胸部等に不必要な圧迫感を与えないようにすることが好ましい。しかし、一般のシートベルトリトラクタでは、一定の力を発揮するスプリングの付勢力でスピンドルがベルト巻取方向に常時付勢されているため、通常装着時において乗員が圧迫感を抱くことがある。

そこで、シートベルトの通常装着時にシートベルトを巻き取るスプリングの付勢力を軽減するテンションレデューサ（ＴＲＤ）機能を備えたシートベルトリトラクタが提供されている。テンションレデューサ（ＴＲＤ）機能を備えるシートベルトリトラクタでは、シートベルトを巻取方向に付勢するスプリング手段を、予め主スプリングと付加スプリングとに分けて構成し、通常のベルト巻取時には、両スプリングの合成付勢力により充分なベルト巻取力を作り出すと共に、シートベルトの正常装着時には、主スプリングの付勢力のみによる弱い巻取力でシートベルトに張力を付与するようにしている。主スプリング及び付加スプリングの両スプリングの作動状態と、主スプリングのみの作動状態と、の切り替えは、メモリ手段を用いて制御するのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載されたテンションレデューサ（ＴＲＤ）機能を備えるシートベルトリトラクタでは、メモリ手段が、レバーを有してスピンドルとともに回転するブッシュシャフトと、ラチェットホイールに回転自在に配設され、レバーにより間欠駆動されるゼネバ歯車とで構成されている。ラチェットホイールのベルト巻取方向への回転が規制されたテンションレデューサ機能ＯＮでは、シートベルトが巻き取られる際、ラチェットホイールに対するスピンドル（ブッシュシャフト）の相対回転量がゼネバ歯車の回転数として記憶される。

特開２００６−３４７１９９号公報

しかしながら、特許文献１のシートベルトリトラクタは、テンションレデューサ機能解除時に、ベルト巻取方向への回転が規制されていたラチェットホイールが急速に回転し、このラチェットホイールの回転に伴ってゼネバ歯車が短時間で一気に回転するため、ゼネバ歯車のストッパがブッシュシャフトのレバーに当接する衝撃によって異音が発生する問題点があった。特に、このようなテンションレデューサ機能付きのシートベルトリトラクタが乗員の耳に近い位置にある場合、乗員に与える不快感が大きい。

また、メモリ手段をメモリーテープで構成し、ラチェットホイールに対するスピンドルとの相対回転量をメモリーテープの弛みとして記憶するようにしたシートベルトリトラクタもあるが、テンションレデューサ機能解除時に、弛んでいたメモリーテープが短時間で一気に全密着状態になるため、テープの巻き締め時の衝撃によって異音が発生する場合があった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、テンションレデューサの解除時、回転メモリ機構が急激に回転したことで発生する不快な異音を低減することができるシートベルトリトラクタを提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） シートベルトが巻き取り及び引き出し可能に巻回されるスピンドルと、
内端部が前記スピンドルに接続され、外端部が固定側部材に接続され、前記スピンドルに対してベルト巻取方向の付勢力を常時付与する、渦巻きバネで構成される主スプリングと、
前記主スプリングと並列に配置されるとともに、外端部が前記固定側部材に接続され、前記スピンドルに対してベルト巻取方向の付勢力を選択的に付与する、渦巻きバネで構成される副スプリングと、
前記副スプリングの内端部が接続され、前記スピンドルと同軸に回転自在に設けられ、外周部に複数のラチェット歯部を有するラチェットホイールと、
前記ラチェットホイールの前記ラチェット歯部に係合可能な爪部を備え、前記ラチェットホイールのベルト引出方向の回転を許容しベルト巻取方向の回転を規制する規制状態と、前記ラチェットホイールのベルト引出方向及びベルト巻取方向の両方向の回転を許容する解除状態と、に選択的に切り換える切換え装置と、
前記規制状態における前記ラチェットホイールに対する前記スピンドルの相対回転量を記憶する回転メモリ機構と、
を備えるシートベルトリトラクタであって、
一端部が前記ラチェットホイール、又は前記ラチェットホイールと共に回転する部材に固定されると共に、他端部が自由端であるリング状のフリクションスプリングを備え、
前記切換え装置による前記ラチェットホイールの規制状態が解除されたとき、前記ラチェットホイールの回転によって前記フリクションスプリングが拡径することで、前記フリクションスプリングが前記固定側部材に摺接し、前記フリクションスプリングと前記固定側部材との摩擦力により前記ラチェットホイールに制動力を付与することを特徴とするシートベルトリトラクタ。
（２） 前記フリクションスプリングの他端部には錘が固定され、
前記切換え装置による前記ラチェットホイールの規制状態が解除されたとき、前記ラチェットホイールの回転によって前記錘に作用する遠心力により前記フリクションスプリングが拡径することを特徴とする（１）に記載のシートベルトリトラクタ。
（３） 前記ラチェットホイールと共に回転する部材は、前記ラチェットホイールに取り付けられ、該ラチェットホイールと協働して前記回転メモリ機構を収容するカバーであり、
前記カバーの側面には、前記フリクションスプリングの前記一端部が固定されることを特徴とする（１）又は（２）に記載のシートベルトリトラクタ。
（４） 前記回転メモリ機構は、長尺の帯状部材が渦巻き状に巻回されて構成され、前記副スプリングと直列に配置されるとともに、その内端部が前記スピンドルに接続され、その外端部が前記ラチェットホイールに接続されたメモリ部材である（１）〜（３）のいずれかに記載のシートベルトリトラクタ。

なお、「スピンドルに接続される」とは、スピンドルに直接される場合や、スピンドルと一体回転する部材（例えば、本実施形態のリテーナやコネクタ）を介してスピンドルに接続される場合を含む。

本発明のシートベルトリトラクタによれば、テンションレデューサの解除時に、回転メモリ機構の回転速度の上昇を抑制して、回転メモリ機構が急激に回転することで発生する不快な異音を低減することができるシートベルトリトラクタを提供することができる。

本発明の一実施形態のシートベルトリトラクタの要部分解斜視図である。 第３ハウジングを外して示すシートベルトリトラクタの側面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。 ラチェットホイールに固定されたカバーの側面に配設されたフリクションスプリング及び錘の斜視図である。 （ａ）は第１変形例のフリクションスプリングの斜視図、（ｂ）は図５（ａ）のＶ−Ｖ矢視断面図である。 （ａ）は第２変形例のフリクションスプリングの斜視図、（ｂ）は図６（ａ）のＶＩ−ＶＩ矢視断面図である。 （ａ）は第３変形例のフリクションスプリングの斜視図、（ｂ）は図７（ａ）のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視断面図である。 ＴＲＤのＯＦＦ時におけるシートベルトリトラクタの作用説明のための模式図である。 ＴＲＤがＯＮした状態からシートベルトが更に引き出されるときの作用説明のための模式図である。 ＴＲＤのＯＮした状態でウェビングが巻き戻されるときの作用説明のための模式図である。 ＴＲＤがＯＮからＯＦＦに切り替えられたときの作用説明のための模式図である。 ＴＲＤがＯＦＦしてウェビングが巻き戻されるときの作用説明のための模式図である。 ＴＲＤがＯＮからＯＦＦに切り替えられたとき、ラチェットホイールの回転速度がフリクションスプリングの制動力により抑制される状態を示すグラフである。 回転メモリ機構の変形例として、ウォブルギヤ機構が使用される場合の要部斜視図である。 図１４の変形例に係るラチェットホイールを、図１４と反対側から見た斜視図である。

以下、本発明の一実施形態に係るシートベルトリトラクタを図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態のシートベルトリトラクタ１は、巻き取り及び引き出し可能にウェビングＢ（図８参照）が巻回されるスピンドル１０と、スピンドル１０を左右側壁８ａ、８ｂ間に回転自在に支持するフレーム８と、フレーム８の側壁８ａ側に設けられ、テンションレデューサ（ＴＲＤ）機能を備えた巻取機構２と、フレーム８の側壁８ｂ側に設けられ、車両衝突時等の車両に大きな減速度が生じた緊急時を検出してシートベルトの引き出しを阻止するセンサ機構５と、を有している。

巻取機構２は、スピンドル１０に対しベルト巻取方向ＲＡの付勢力を常時付与する主スプリング２１と、主スプリング２１と並列に配置され、スピンドル１０に対してベルト巻取方向ＲＡの付勢力を選択的に付与する副スプリング２２と、副スプリング２２と直列に配置され、長尺の帯状部材が渦巻き状に巻回されてなる、回転メモリ機構としてのメモリ部材２３と、ラチェットホイール４０と、カバー４８と、ラチェットホイール４０を選択的に一方向回転ロックするロックアーム６０と、ロックアーム６０をロック位置とロック解除位置に切り替え変位させる電磁ソレノイド７０と、を有する。また、巻取機構２は、テンションレデューサの解除時のメモリ部材２３の巻き締めによる異音を低減する機構として、リング状のフリクションスプリング５１と、錘５５と、後述する第３ハウジング３３の円形の内周面である摺接面３３ｃと、を有する。なお、テンションレデューサ（ＴＲＤ）は、以上の巻取機構２の要素のうち主スプリング２１を除いた要素で主に構成されている。

さらに、巻取機構２は、第１ハウジング３１と、第２ハウジング３２と、第３ハウジング３３と、を有している。これらのハウジング３１、３２、３３は、主スプリング２１、副スプリング２２、メモリ部材２３、ラチェットホイール４０、カバー４８、フリクションスプリング５１、錘５５を収容支持するもので、固定側部材として、フレーム８に対して直接または間接に固定されている。図３も参照して、これら第１ハウジング３１、第２ハウジング３２、第３ハウジング３３は、この順に、スピンドル１０の軸線方向の外側（フレーム８の左側壁８ａから遠い側）から内側（フレーム８の左側壁８ａに近い側）に向かって並んでいる。本実施形態では、第２及び第３ハウジング３２、３３は、第１ハウジング３１に嵌合固定され、第１ハウジング３１がフレーム８の側壁８ａに固定されている。

従って、主スプリング２１は、第１ハウジング３１と第２ハウジング３２との間に配置され、副スプリング２２、ラチェットホイール４０、メモリ部材２３、カバー４８、フリクションスプリング５１、錘５５は、第２ハウジング３２と第３ハウジング３３との間に配置されている。なお、図２に示すように、ロックアーム６０や電磁ソレノイド７０などは、第１ハウジング３１に一体に形成されたカバー部３１ｓと、第３ハウジング３３に一体に形成されたケース部３３ｓとによって収容されている。

スピンドル１０の軸端１１は、フレーム８の左側壁８ａに固定された第３ハウジング３３の中央孔３３ａを貫通しており、その軸端１１にリテーナ１２がスピンドル１０と一体回転するように結合されている。

図１及び図３に示すように、リテーナ１２には、ラチェットホイール４０を回転自在に支持する円筒支持部１２ａと、ラチェットホイール４０の中心孔を貫通してコネクタ１３の角孔に嵌合される角軸部１２ｂと、コネクタ１３を貫通して第１ハウジング３１の内面の軸受孔３１ａに回転自在に支持される先端突部１２ｃと、が設けられている。また、リテーナ１２の基部（第３ハウジング３３側）には、カバー４８の嵌合孔４８ｃに嵌合する大径円筒支持部１２ｅが設けられている。

主スプリング２１は、外端部２１ａが第１ハウジング３１に係止され、内端部２１ｂがコネクタ１３のバネ係止部１３ａに係止されている。コネクタ１３は、その角孔に角軸部１２ｂが嵌合するリテーナ１２を介してスピンドル１０と一体回転するように結合されている。これにより、主スプリング２１は、第１ハウジング３１を基準にした状態で、そのベルト巻取方向ＲＡの付勢力を、コネクタ１３及びリテーナ１２を介してスピンドル１０に常時付与している。

また、ラチェットホイール４０の軸線方向外側に配設された副スプリング２２は、外端部２２ａが第２ハウジング３２に係止され、内端部２２ｂがラチェットホイール４０のボス筒部４４のバネ係止部４５に係止されている（図３参照）。これにより、副スプリング２２は、第２ハウジング３２を基準にした状態で、そのベルト巻取方向ＲＡの付勢力を、ラチェットホイール４０に付与している。

主スプリング２１及び副スプリング２２は、渦巻き方向が同じ方向の渦巻きバネ（ゼンマイバネとも言われる）によって構成されている。主スプリング２１及び副スプリング２２の渦巻きバネは、巻き締め方向に巻かれることでエネルギー（トルク）を蓄え、巻き緩め方向（巻き締め方向と逆方向）にエネルギー（トルク）を解放する機能を有するものである。

主スプリング２１と副スプリング２２のトルク（回転付勢力）は、任意に設定することができ、例えば、互いに等しく設定してもよい。また、テンションレデューサのＯＮ／ＯＦＦ時に、スピンドル１０に加わる巻取力に大きな差を付与するため、副スプリング２２のトルクを、主スプリング２１のトルクより大きく設定してもよい。

ラチェットホイール４０の筒壁４２の内部に収容されたメモリ部材２３は、外端部２３ａがラチェットホイール４０に一体固定されたカバー４８のテープ固定部４８ｆに係止されている。即ち、メモリ部材２３の外端部２３ａは、カバー４８を介してラチェットホイール４０に連結さている。また、メモリ部材２３の内端部２３ｂは、リテーナ１２に形成された抜け止め溝１２ｄに係止されている。

メモリ部材２３は、例えば、耐衝撃性能の高いポリアミド（ＰＡ６）などの樹脂が延伸された長尺のテープ（帯状部材）であり、副スプリング２２と直列に配置されて、主スプリング２１及び副スプリング２２と同じ方向に渦巻き状に巻かれている。メモリ部材２３は、エネルギー（トルク）の蓄積機能は有しておらず、テンションレデューサのＯＦＦ時には、主スプリング２１及び副スプリング２２のばね力により、径方向に隣接するテープ同士が密着する巻き締められた形状となっている。また、テンションリデューサのＯＮ時には、巻き緩んだ状態となる。メモリ部材２３は、規制状態におけるラチェットホイール４０に対するスピンドル１０の相対回転量を記憶する。

ラチェットホイール４０は、円形基板４１の第３ハウジング３３側（内側）の側面に大径の筒壁４２を突設し、その筒壁４２の外周に、周方向に一定間隔でラチェット歯部４３を配列したものである。ラチェット歯部４３を外周に形成した筒壁４２の内部で、第３ハウジング３３側（内側）の側面には、カバー４８が取り付けられて、ラチェットホイール４０とカバー４８とでメモリ部材２３を収容する。また、ラチェットホイール４０の円形基板４１の反対側（外側）の側面の中央孔の周囲には、外周にバネ係止部４５の付いた小径のボス筒部４４が形成されている。

カバー４８は、円形基板４８ａの周囲に設けた複数の取付爪４８ｂを、ラチェットホイール４０の円形基板４１に形成した取付孔４６に係合させることで、ラチェットホイール４０と一体に固定されている。また、カバー４８の中心には、後述するリテーナ１２の大径円筒支持部１２ｅに嵌合する嵌合孔４８ｃが設けられている。

図４に示すように、カバー４８の円形基板４８ａの第３ハウジング３３側（内側）の側面には、第３ハウジング３３側に突出するボス部４８ｄが円形基板４８ａの外周側に設けられている。ボス部４８ｄには、フリクションスプリング５１が挿通される径方向孔４８ｅが形成されている。また、ボス部４８ｄから周方向（図４において反時計方向）に離間すると共に、ボス部４８ｄより径方向内径側に位置して、第３ハウジング３３側に突出するばね受け部４８ｇが形成されている。さらに、円形基板４８ａの外周側には、円形基板４８ａから第３ハウジング３３側に突出した後、径方向に外側に延設される断面略Ｌ字型の複数（本実施形態では、６個）のばね収容部４８ｈが周方向に離間して設けられている。断面略Ｌ字型のばね収容部４８ｈの外周側には、フリクションスプリング５１が装着される。

錘５５は、所定の質量を有する略長方体の部材であり、その長手方向の略中央には、フリクションスプリング５１が固定されるＵ字溝５６が形成されている。

そして、図４に示すように、フリクションスプリング５１は、その一端部５３が略クランク状に形成され、カバー４８のボス部４８ｄの径方向孔４８ｅに挿通された後、ばね受け部４８ｇで内径側から支持され、他端部５４に向かう円弧状の部分が、複数のばね収容部４８ｈの外周側に装着されている。また、フリクションスプリング５１の略Ｕ字状の他端部５４は、錘５５のＵ字溝５６に挿入されて弾性力により錘５５を挟持する。これにより、錘５５は、フリクションスプリング５１の外周面よりも内径寄りとなるようにフリクションスプリング５１の他端部５４に取付けられている。
したがって、フリクションスプリング５１の一端部５３は、カバー４８に対して固定された固定端であり、錘５５を挟持する他端部５４は、径方向に移動可能な自由端となる。

図３に示すように、ラチェットホイール４０の回転が停止している通常状態においては、フリクションスプリング５１は、ラチェットホイール４０のラチェット歯部４３と軸方向に離間し、第３ハウジング３３の摺接面３３ｃと対向する。フリクションスプリング５１と第３ハウジング３３の摺接面３３ｃとの間には、例えば、１．０ｍｍ以下の隙間Ｃが設けられている。

そして、ラチェットホイール４０の回転に伴ってカバー４８及びフリクションスプリング５１が回転すると、錘５５に作用する遠心力によりフリクションスプリング５１が拡径してフリクションスプリング５１が第３ハウジングの摺接面３３ｃに摺接する。そして、フリクションスプリング５１と第３ハウジングの摺接面３３ｃとの間に作用する摺動抵抗が、ラチェットホイール４０の回転速度の上昇を抑制する。

なお、フリクションスプリング５１と第３ハウジングの摺接面３３ｃとの摺動抵抗は、フリクションスプリング５１の半径、フリクションスプリング５１の弾性力、錘５５の質量の大きさ、ラチェットホイール４０の中心から錘５５までの半径等によって決定され、シートベルトリトラクタ１の仕様に応じて設計者が任意に設定することができる。

また、リング状のフリクションスプリング５１は、図５〜図７に示すように、ばね線材５２が２重巻きであってもよい。ばね線材５２の断面形状は、図５に示す円形であってもよいし、図６に示す稜線部（角部）５２ａがＲ面取りされた矩形であってもよく、図７に示す稜線部（角部）５２ａにＲ面取りが施されていない矩形であってもよい。但し、図６及び図７に示す断面矩形のばね線材５２が２重巻きされたフリクションスプリング５１を用いる事で、フリクションスプリング５１の拡径及び縮径時に平面同士が接触して、その動作が安定する。

また、第３ハウジング３３に設けられたアーム支持軸部３３ｂには、クランク形状のロックアーム６０の中央部が揺動自在に装着されている。ロックアーム６０は、先端に、ラチェット歯部４３と係合する爪部６２を有したもので、電磁ソレノイド７０により、ロック位置とロック解除位置とに選択的に切替変位させられる。

この場合、電磁ソレノイド７０のプランジャ７１にロックアーム６０の基端６３が連結され、プランジャ７１に配設した復帰スプリング７２の付勢力で、電磁ソレノイド７０が非通電状態にある時（ＯＦＦ時）、ロックアーム６０は、ロック解除位置（ロックアーム６０の爪部６２がラチェットホイール４０のラチェット歯部４３から離れる位置）に保持される。また、電磁ソレノイド７０が通電状態に切り替えられると（ＯＮ時）、プランジャ７１が復帰スプリング７２の付勢力に抗して引き込まれることで、ロックアーム６０が、ロック解除位置からロック位置（ロックアーム６０の爪部６２がラチェットホイール４０のラチェット歯部４３に係合する位置）に変位するようになっている。

ロックアーム６０の爪部６２は、ラチェットホイール４０のラチェット歯部４３と対向する。ロックアーム６０がロック位置に操作されることで、ロックアーム６０の爪部６２がラチェットホイール４０のラチェット歯部４３に係合する。その係合状態にあるとき、ロックアーム６０の爪部６２は、ラチェットホイール４０のベルト引出方向ＲＢの回転のみを許し、ベルト巻取方向ＲＡの回転を阻止する。つまり、ロックアーム６０の爪部６２とラチェットホイール４０のラチェット歯部４３によって、ラチェットホイール４０のベルト引出方向ＲＢのみの回転を許す一方向クラッチが構成されている。

ロックアーム６０及び電磁ソレノイド７０は、ラチェットホイール４０の状態を、ラチェットホイール４０のベルト引出方向ＲＢの回転を許容し、ベルト巻取方向ＲＡの回転を規制した規制状態（ＴＲＤ＝ＯＮの状態）と、ラチェットホイール４０のベルト引出方向ＲＢ及びベルト巻取方向ＲＡの両方向の回転を許容する解除状態（ＴＲＤ＝ＯＦＦの状態）と、に選択的に切り換える切換え装置８０を構成する。

即ち、電磁ソレノイド７０は、ロックアーム６０をロック解除位置に切り替えたとき、副スプリング２２によるベルト巻取方向ＲＡの付勢力のスピンドル１０への伝達を有効とし、ロックアーム６０をロック位置に切り替えたとき、副スプリング２２によるベルト巻取方向ＲＡの付勢力のスピンドル１０への伝達を無効とする。

また、電磁ソレノイド７０は、ウェビングＢのタング（図示せず）がバックルにロックされていないとき、ＴＲＤ＝ＯＦＦ、つまりロックアーム６０をロック解除位置に保持し、ウェビングＢのタングがバックルにロックされているとき、ＴＲＤ＝ＯＮ、つまりロックアーム６０をロック位置に保持する。この切り替え信号は、バックルに内蔵された不図示の検知スイッチの検知信号に応じて発せられる。即ち、バックルにタングが挿入されて係合されたとき、ＴＲＤ＝ＯＮとするべく電磁ソレノイド７０に通電信号（ＯＮ信号）が供給され、バックルにタングが挿入されてないとき、または係合が外れたとき、ＴＲＤ＝ＯＦＦとするべく電磁ソレノイド７０に非通電信号（ＯＦＦ信号）が供給される。

次に、図８〜図１３を参照してシートベルトリトラクタの作用について説明する。図８〜図１２は、各使用状況におけるシートベルトリトラクタの模式図である。

先ず、図８に示すように、ウェビングＢのタングがバックルに係合されていないときには、ＴＲＤ＝ＯＦＦであり、ラチェットホイール４０が何ら拘束されていない（回転規制されていない）ので、スピンドル１０には、主スプリング２１と副スプリング２２による合成付勢力ＦＡ＋ＦＢが作用する。

なお、メモリ部材２３は、カバー４８及びラチェットホイール４０を介して副スプリング２２と直列配置され、副スプリング２２と渦巻き方向を同一方向とし、自由状態において完全に巻き締められた形状となっている。このため、ＴＲＤ＝ＯＦＦの状態では、メモリ部材２３は完全に巻き締められた状態に保たれ、ラチェットホイール４０とリテーナ１２とは一体に回転する。したがって、ＴＲＤ＝ＯＦＦの状態では、副スプリング２２の付勢力ＦＢが、主スプリング２１の付勢力ＦＡに加算されて、スピンドル１０に作用する。また、ラチェットホイール４０及びカバー４８の回転が停止しているときには、フリクションスプリング５１は、第３ハウジングの摺動面３３ｃから離間して隙間Ｃが設けられており、フリクションスプリング５１と第３ハウジングの摺動面３３ｃとの摺動抵抗は、ラチェットホイール４０に作用していない。

従って、この状況でのウェビングＢの引き出しや巻き取りの際には、主スプリング２１と副スプリング２２による大きな合成付勢力ＦＡ＋ＦＢがベルト巻取方向に作用することになる。乗員が主スプリング２１及び副スプリング２２の合成付勢力ＦＡ＋ＦＢに抗してウェビングＢを引き出して行くと、スピンドル１０がベルト引出方向（矢印ＲＢ方向）に回転して、主スプリング２１及び副スプリング２２を巻き締めて行く（メモリ部材２３は完全に巻き締められた状態を維持したまま、主スプリング２１及び副スプリング２２がエネルギーを蓄えて行く）。また、ウェビングＢの巻き取りの際には、主スプリング２１及び副スプリング２２の合成付勢力ＦＡ＋ＦＢによって、スピンドル１０を迅速に回転させることができる。

ウェビングＢの引き出しや巻き取りによりスピンドル１０が回転すると、リテーナ１２、ラチェットホイール４０も回転するが、回転速度は緩やかであるので、フリクションスプリング５１は、第３ハウジングの摺動面３３ｃから離間した状態を維持する。従って、ウェビングＢの引き出しや巻き取り時にも、ラチェットホイール４０には、フリクションスプリング５１と第３ハウジングの摺動面３３ｃとの摺動抵抗による抵抗力は作用しない。

次に、乗員が、引き出したウェビングＢのタングをバックルに差込係合させると、バックルの検知スイッチからＯＮ信号が出て、図９に示すように、電磁ソレノイド７０がＯＮされ、電磁ソレノイド７０が復帰スプリング７２の付勢力に抗してプランジャ７１を引き込んで、ロックアーム６０を動かす。それにより、ロックアーム６０の爪部６２がラチェットホイール４０のラチェット歯部４３に係合して、ラチェットホイール４０が、ベルト巻取方向（矢印ＲＡ方向）に一方向回転規制される。つまり、この状態がＴＲＤ＝ＯＮの状態（規制状態）である。

そして、電磁ソレノイド７０がＯＮした状態（ＴＲＤ＝ＯＮ）から、ウェビングＢの弛みをとるべくベルト巻取方向（矢印ＲＡ方向）にウェビングＢを戻そうとすると、図１０に示すように、ラチェットホイール４０がベルト巻取方向に回転規制されているので、副スプリング２２の付勢力ＦＢのスピンドル１０への伝達が無効とされる。

さらに、ウェビングＢをベルト巻取方向に巻き戻すと、メモリ部材２３の内端部２３ｂが係止しているリテーナ１２がスピンドル１０と一体回転することで、巻き緩み始める。即ち、メモリ部材２３は、完全に巻き締められた状態から、スピンドル１０の巻取方向の回転により巻き緩められる。したがって、ＴＲＤ＝ＯＮの状態においてスピンドル１０に作用するベルト巻取方向の付勢力は、主スプリング２１のベルト巻取方向の付勢力ＦＡのみとなる。この状態は、乗員がフィットする位置にウェビングＢを巻き戻した状態に相当する。

このＴＲＤ＝ＯＮの状態において、ウェビングＢをベルト巻取方向に巻き戻す場合、ラチェットホイール４０は、ロックアーム６０の爪部６２がラチェット歯部４３に係合して回転が阻止されているので、フリクションスプリング５１と第３ハウジングの摺動面３３ｃとの隙間Ｃが維持される。また、ＴＲＤ＝ＯＮの状態において、ウェビングＢを引き出す場合、ラチェットホイール４０と共にカバー４８が回転するが、回転速度は緩やかであるので、フリクションスプリング５１と第３ハウジングの摺動面３３ｃとの間には隙間Ｃが存在する。従って、ウェビングＢの巻取り、引出しのいずれにおいてもフリクションスプリング５１の制動力は作用しない。

なお、ＴＲＤ＝ＯＮの状態でのウェビングＢの巻き取り、巻き戻しにおいてスピンドル１０に作用する付勢力は、副スプリング２２の付勢力ＦＢが無効化されて、主スプリング２１のベルト巻取方向の付勢力ＦＡであるので、副スプリング２２の付勢力ＦＢを主スプリング２１の付勢力ＦＡより大きく設定しておけば（ＦＢ＞ＦＡ）、ＴＲＤ＝ＯＮ時とＴＲＤ＝ＯＦＦ時とのウェビングＢの巻取力の差を大きく設定することができる。

従って、タングをバックルに差込係合させたときの力よりも弱い力で乗員が拘束されることになり、乗員の圧迫感が少なくなり、自由感が増す。このように、ＴＲＤ＝ＯＦＦ時（シートベルト装着のための巻取・引出時）とＴＲＤ＝ＯＮ時（シートベルトの通常装着時）の巻取力の差を大きく設定することができるので、それにより、ベルト装着時の乗員の快適性の向上が図れる。

次に、図１１に示すように、ウェビングＢのタングをバックルから抜くと、バックル内の検知スイッチのＯＦＦ信号に応答して、電磁ソレノイド７０がＯＦＦに切り替わる。その結果、プランジャ７１が復帰スプリング７２の付勢力により突出位置へと復帰し、ロックアーム６０が回転して、ラチェットホイール４０のラチェット歯部４３とロックアーム６０の爪部６２の係合が外れる。

これにより、ラチェットホイール４０は、副スプリング２２の付勢力ＦＢによりリテーナ１２に対して急速に回転する。同時に、ラチェットホイール４０に作用している副スプリング２２の付勢力ＦＢがメモリ部材２３に伝達されて、メモリ部材２３が巻き締められた形状に戻ろうとする。

このとき、図４に示すように、ラチェットホイール４０と一体に組み付けられたカバー４８、さらにはフリクションスプリング５１が急速に回転する。そして、フリクションスプリング５１の他端部５４に固定されている錘５５に作用する遠心力によって、フリクションスプリング５１が拡径する。そして、所定の回転速度より速くなると、フリクションスプリング５１が第３ハウジングの摺動面３３ｃに摺接して、フリクションスプリング５１と第３ハウジングの摺動面３３ｃとの摺動抵抗によって、ラチェットホイール４０の回転速度の上昇が抑制される。

ＴＲＤ＝ＯＮからＴＲＤ＝ＯＦＦになると、副スプリング２２の付勢力ＦＢがラチェットホイール４０を介してメモリ部材２３に伝達され、巻き緩められていたメモリ部材２３が巻き締められる。

図１３は、フリクションスプリングと第３ハウジングの摺動面との摺動抵抗によりラチェットホイールの回転速度の上昇が抑制される状態を示すグラフである。フリクションスプリング５１を備えない従来のシートベルトリトラクタは、曲線Ｓ１で示すように、ラチェットホイール４０の回転速度は、ＴＲＤ＝ＯＦＦして２００ｍｓ経過すると８０００ｒｐｍの高速に達し、メモリ部材２３が高速で一気に完全に巻き締められる。このため、巻き締め完了時の衝撃により不快な異音が発生する。

一方、曲線Ｓ２で示すフリクションスプリング５１を備える本実施形態のシートベルトリトラクタ１は、メモリ部材２３が巻き締められる方向にラチェットホイール４０が回転すると、フリクションスプリング５１と第３ハウジングの摺動面３３ｃとの摺動抵抗によりラチェットホイール４０に制動力が作用してＴＲＤ＝ＯＦＦして２００ｍｓ経過後の回転速度は３０００ｒｐｍに抑制され、メモリ部材２３が一気に巻き締められることがない。これにより、メモリ部材２３の巻き締めに伴う異音の発生が抑制され、乗員に与える不快感が大幅に軽減される。

そして、図１２に示すように、メモリ部材２３が完全に巻き締められた状態となると、ラチェットホイール４０の回転は、ウェビングＢを巻き取るときのリテーナ１２（スピンドル１０）と同じ回転速度まで遅くなる。そして、ラチェットホイール４０の回転速度が所定の回転速度以下になったとき、錘５５に作用する遠心力が低下して、フリクションスプリング５１が縮径し、フリクションスプリング５１と第３ハウジングの摺動面３３ｃとの摺接が自動的に解除されて、図８に示す元の状態に戻る。

なお、図９に示すＴＲＤ＝ＯＮの状態で、乗員が、ウェビングＢのタングをバックルに差込係合させた状態で、ウェビングＢを更に引き出して行く場合や、乗員が正常にベルト装着した後、大きく前傾姿勢をとったり、車をバックさせるために後方に大きく振り向く場合など、ウェビングＢの引き出し位置を超えてウェビングＢが引き出される場合がある。この場合、図９に示すように、メモリ部材２３は完全に巻き締められた状態で、ベルト引出方向に回転規制されていないラチェットホイール４０が、副スプリング２２を巻き締めながらベルト引出方向に回転する。この際、ロックアーム６０は、爪部６２とラチェット歯部４３が一方向クラッチを構成する関係で、ラチェットホイール４０のラチェット歯部４３から外れる方向に回転するので、ウェビングＢの引き出しを邪魔することはない。

そのときにスピンドル１０に作用する巻取力は、主スプリング２１のベルト巻取方向の付勢力ＦＡと副スプリング２２のベルト巻取方向の付勢力ＦＢの合成付勢力ＦＡ＋ＦＢとなる。

したがって、ラチェットホイール４０は、ロックアーム６０の爪部６２とのラチェット歯部４３の噛み合い位置が変わった状態で回転規制される。この場合でも、更新されたロックアーム６０とラチェットホイール４０の噛み合い位置からウェビングＢがベルト巻取方向に巻き戻されることで、主スプリング２１のベルト巻取方向の付勢力ＦＡがスピンドル１０に作用する。

以上説明したように、本実施形態のシートベルトリトラクタ１によれば、スピンドル１０と、スピンドル１０に対してベルト巻取方向の付勢力を常時付与する主スプリング２１と、主スプリング２１と並列に配置され、スピンドル１０に対してベルト巻取方向の付勢力を選択的に付与する副スプリング２２と、副スプリング２２の内端部２２ｂが接続され、複数のラチェット歯部４３を有するラチェットホイール４０と、スピンドル１０に一体回転可能に固定され、ラチェットホイール４０が嵌合するリテーナ１２と、ラチェットホイール４０を規制状態と解除状態とに選択的に切り換える切換え装置８０と、規制状態におけるラチェットホイール４０に対するスピンドル１０の相対回転量を記憶するメモリ部材２３と、を備える。さらに、シートベルトリトラクタ１は、一端部５３がラチェットホイール４０と共に回転するカバー４８に固定されると共に、他端部５４が自由端であるリング状のフリクションスプリング５１を備える。そして、切換え装置８０による規制状態が解除されてラチェットホイール４０がフリクションスプリング５１と共に高速で回転するとき、ラチェットホイール４０の回転に伴ってフリクションスプリング５１が拡径して、フリクションスプリング５１が第３ハウジングの摺動面３３ｃとの摺接し、フリクションスプリング５１と第３ハウジングの摺動面３３ｃとの摩擦力によりラチェットホイール４０に制動力が付与される。これにより、テンションレデューサの解除時にメモリ部材２３が急激に巻き締められることがなく、メモリ部材２３から発生する不快な異音を低減することができる。更に、メモリ部材２３の巻き締め完了時にメモリ部材２３に作用する荷重が軽減されて耐久性が向上する。

また、フリクションスプリング５１の他端部５４には錘５５が固定され、切換え装置８０によるラチェットホイール４０の規制状態が解除されたとき、ラチェットホイール４０の回転によって錘５５に作用する遠心力によりフリクションスプリング５１が拡径する。したがって、錘５５を用いることで、フリクションスプリング５１を確実に拡径することができる。

また、フリクションスプリング５１の一端部５３は、ラチェットホイール４０に取り付けられ、ラチェットホイール４０と協働してメモリ部材２３を収容するカバー４８の側面に固定されるので、テンションレデューサの解除時のメモリ部材２３の巻き締めによる異音を低減する機構がコンパクトに設計できる。

尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、上記実施形態においては、メモリ部材２３は、ポリアミド（ＰＡ６）などの樹脂が延伸された長尺のテープとして説明したが、本発明のメモリ部材は、長尺の帯状部材であればよく、渦巻ばねなどで構成することもできる。この場合もラチェットホイールに制動力を作用させることで、メモリ手段を構成する部材の当接を和らげることができ、本実施形態と同様の効果を奏する。

また、上記実施形態では、フリクションスプリング５１の他端部５４に錘５５を固定することで、ラチェットホイール４０が高速で回転したときに錘５５に作用する遠心力でフリクションスプリング５１を確実に拡径させている。しかしながら、本発明のフリクションスプリング５１は錘５５を別途用いずに構成されてもよく、フリクションスプリング５１自身に作用する遠心力によってフリクションスプリング５１を拡径させるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、規制状態におけるラチェットホイール４０に対するスピンドル１０の相対回転量を記憶する回転メモリ機構として、メモリ部材２３を用いているが、本発明のシートベルトリトラクタは、これに限定されない。即ち、回転メモリ機構としては、ゼネバ機構やウォブルギヤ機構も適用可能である。例えば、図１４及び図１５に示すように、回転メモリ機構としてのウォブルギヤ機構は、ラチェットホイール４０の内周部に形成された内歯部４９と、スピンドル１０の軸心に対して偏心する偏心軸に回転自在に設けられ、内歯部４９の歯数と異なる歯数を有し、外周部にラチェットホイール４０の内歯部４９と噛合する外歯部９３を有するウォブルギヤ９０と、を備え、ラチェットホイール４０の内歯部４９とウォブルギヤ９０の外歯部９３とは、ヘリカルギヤによって構成される。

また、ウォブルギヤ機構は、ラチェットホイール４０の内歯部４９の内径側で、円周方向の所定の位置に形成されたストッパ４７と、ウォブルギヤ９０のラチェットホイール側の側面に形成された突起部９７と、突起部９７に対して移動自在となるように突起部９７と嵌合する嵌合孔９８ａを有し、解除状態においてストッパ４７と当接し、規制状態においてストッパ４７から離間可能な当接部材９８と、をさらに備える。

そして、ラチェットホイール４０がベルト引出方向に回転した後、ベルト巻取方向の回転が規制された規制状態が解除されるとき、副スプリング２２の付勢力によりウォブルギヤ９０がベルト巻取方向に回転して当接部材９８がストッパ４７に当接する際に生じる衝撃力を、前述したフリクションスプリング５１と第３ハウジング３３の摺動面３３ｃとによって吸収する。

また、上記実施施形態では、ウェビングＢのタングをバックルに差込係合させたとき、バックルの検知スイッチから送出される検知信号により電磁ソレノイド７０を作動してＴＲＤ＝ＯＦＦ状態とＴＲＤ＝ＯＮ状態とに切換えるようにしたが、ＴＲＤ状態の切換え信号は、ドアの開閉に応じた検知信号により電磁ソレノイド７０を作動させるようにしてもよい。この場合、ドアが閉じられたときの検出信号によりＴＲＤ＝ＯＮ状態とし、ドアが開かれたときの検出信号によりＴＲＤ＝ＯＦＦ状態に切換える。

さらに、上記実施形態では、フリクションスプリング５１は、ラチェットホイール４０と共に回転するカバー４８に取り付けられているが、ラチェットホイール４０に取り付けられてもよい。

１ シートベルトリトラクタ
２ 巻取機構
１０ スピンドル
２１ 主スプリング
２１ａ 外端部
２１ｂ 内端部
２２ 副スプリング
２２ａ 外端部
２２ｂ 内端部
２３ メモリ部材（回転メモリ機構、帯状部材）
２３ａ 外端部
２３ｂ 内端部
３１ 第１ハウジング（固定側部材）
３２ 第２ハウジング（固定側部材）
３３ 第３ハウジング（固定側部材）
３３ｃ 摺接面
４０ ラチェットホイール
４３ ラチェット歯部
４８ カバー（ラチェットホイールと共に回転する部材）
５１ フリクションスプリング
５３ 一端部
５４ 他端部（自由端）
５５ 錘
６２ 爪部
８０ 切換え装置
Ｂ ウェビング（シートベルト）

Claims (1)

1. シートベルトが巻き取り及び引き出し可能に巻回されるスピンドルと、
   内端部が前記スピンドルに接続され、外端部が固定側部材に接続され、前記スピンドルに対してベルト巻取方向の付勢力を常時付与する、渦巻きバネで構成される主スプリングと、
   前記主スプリングと並列に配置されるとともに、外端部が前記固定側部材に接続され、前記スピンドルに対してベルト巻取方向の付勢力を選択的に付与する、渦巻きバネで構成される副スプリングと、
   前記副スプリングの内端部が接続され、前記スピンドルと同軸に回転自在に設けられ、外周部に複数のラチェット歯部を有するラチェットホイールと、
   前記ラチェットホイールの前記ラチェット歯部に係合可能な爪部を備え、前記ラチェットホイールのベルト引出方向の回転を許容しベルト巻取方向の回転を規制する規制状態と、前記ラチェットホイールのベルト引出方向及びベルト巻取方向の両方向の回転を許容する解除状態と、に選択的に切り換える切換え装置と、
   前記規制状態における前記ラチェットホイールに対する前記スピンドルの相対回転量を記憶する回転メモリ機構と、
   を備えるシートベルトリトラクタであって、
   前記回転メモリ機構は、長尺の帯状部材が渦巻き状に巻回されて構成され、前記副スプリングと直列に配置されるとともに、その内端部が前記スピンドルに接続され、その外端部が前記ラチェットホイールに接続されたメモリ部材であり、
   前記ラチェットホイールに取り付けられ、前記ラチェットホイールと共に回転し、該ラチェットホイールと協働して前記メモリ部材を収容するカバーの側面に一端部が固定されると共に、他端部が自由端であるリング状のフリクションスプリングを備え、
   前記フリクションスプリングの円弧状の部分は、前記カバーの円形基板の外周側で、該円形基板から前記スピンドルの軸線方向に突出した後、径方向の外側に延設された断面略Ｌ字型をそれぞれ有し、円周方向に離間して設けられる複数のばね収容部の外周側に装着され、
   前記フリクションスプリングの他端部には、前記フリクションスプリングの外周面よりも内径寄りとなるように錘が固定され、
   前記切換え装置による前記ラチェットホイールの規制状態が解除されたとき、前記ラチェットホイールの回転によって前記錘に作用する遠心力により前記フリクションスプリングが拡径することで、前記フリクションスプリングが前記固定側部材に摺接し、前記フリクションスプリングと前記固定側部材との摩擦力により前記ラチェットホイールに制動力を付与することを特徴とするシートベルトリトラクタ。