JP2019218041A - シートベルトリトラクタ - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＡ作動時のトーションバーのねじれ量が確保されるプリテンショナ付きシートベルトリトラクタを提供する。【解決手段】プリテンショナ６０の作動に伴ってウェビングのたるみが除去された後も、トーションバー７０に対してプリテンショナ６０からウェビング巻き取り方向に力が加えられ、これにより、トーションバー７０がねじれる。この段階では、プラネットギア１０１からサンギア８２に対し回転力が加えられず、サンギア８２は元位置に止まっている。トーションバー７０をねじりながらスプール２０が回転し、ウェビングが引き出される。これに伴って第２パウル１１０が突出して第２鋸歯１７ａに係合し、キャリア９０が停止し、プラネットギア１０１を介してサンギア８２が回転してスラスト移動する。【選択図】図１７

Description

本発明は自動車等の車両に用いられるプリテンショナ付きのシートベルトリトラクタに関するものであり、特にスプールにトーションバーが組み込まれたシートベルトリトラクタに関する。

プリテンショナ付きのシートベルトリトラクタとして、トーションバーをスプールの内孔に挿通し、該トーションバーの一端をスプールに固定可能とし、トーションバーの他端をシートベルトリトラクタのフレームに係止可能としたシートベルトリトラクタが公知である（特許文献１，２）。車両の衝突時等の緊急時には、スプールがプリテンショナによって回転駆動されてウェビングが巻き取られる。その後、該スプールに対しウェビング巻出し方向の力が加えられることによりトーションバーがねじられ、スプールが徐々に回転し、ウェビングが徐々に引き出される。これにより、乗員の身体に加えられる運動エネルギーの一部がトーションバーのねじりによって吸収され、衝撃が緩和される。

特許文献１には、トーションバーのねじり量を該トーションバーに螺合したストッパの移動によって制限することが記載されている。

特開平１１−２２２１００号公報 特開２０１７−１５４５２５号公報

特許文献１のプリテンショナ付きシートベルトリトラクタは、プリテンショナ作動時にトーションバーがねじられ、ストッパの位置がずれてしまい、トーションバーのねじれ量が制約されるおそれがあった。

本発明は、ＥＡ作動時のトーションバーのねじれ量が確保されるプリテンショナ付きシートベルトリトラクタを提供することを目的とする。

本発明のシートベルトリトラクタは、スプール及びロッキングベースを支持するフレームと、
ウェビングを巻き取る、第１内孔を有した筒状の該スプールと、
該スプールと同軸に隣接配置され、第２内孔を有し、トーションバーによってスプールと連結された該ロッキングベースと、
該スプールの第１内孔及びロッキングベースの第２内孔に挿通され、該スプールに対し一端側が回転不能に連結され、該ロッキングベースに対し他端側が回転不能に連結された該トーションバーと、
該ロッキングベースをウェビング巻き取り方向に回転させるプリテンショナと
を備え、
該ロッキングベースがロックされた状態においてウェビングに所定値以上の引張力が加えられると該トーションバーがねじり変形するシートベルトリトラクタであって、
前記ロッキングベースの外周面に雄ネジが設けられており、
該雄ネジにギアの内周面の雌ネジが螺合しており、
プリテンショナ駆動によってロッキングベースが回転し、かつスプールが回転を停止している時に、該ギアが前記ロッキングベースと一体に回転し、ＥＡ動作によってスプールが回転し、かつロッキングベースが回転を停止している時に、前記ギアが前記ロッキングベースに沿って螺進する。

本発明の一態様では、前記ギアはサンギアであり、
前記ロッキングベースは、フランジ部と、該フランジ部の中央部から突設された、前記内孔を有した筒状のシャフト部と、該シャフト部の突出方向先端側の外周面に設けられた前記雄ネジと、該シャフト部に設けられた、前記プリテンショナからの力を受ける受承部とを有しており、
該雄ネジに該サンギアの内周面の前記雌ネジが螺合しており、
前記スプールは、インターナルギアを有しており、
該インターナルギアと前記サンギアとの間にプラネットギアが配置されており、
前記スプールが回転し、かつロッキングベースが回転を停止する時に該プラネットギアの公転を停止させて該インターナルギアの回転力を該サンギアに伝達するための公転停止手段を備える。

本発明の一態様では、前記フレームは、正面壁と、該正面壁の左側辺から前方に延出した左側壁と、該正面壁の右側辺から前方に延出した第１右側壁と、該第１右側壁よりも左側において該正面壁から前方に延出する第２右側壁とを備えており、
該第１右側壁及び第２右側壁に開口が設けられ、該第２右側壁の開口の内周に第２鋸歯が設けられており、
前記公転停止手段として、前記第２鋸歯に係合して該プラネットギアの公転を停止するためのキャリアが設けられている。

本発明の一態様では、前記スプールは、ウェビングが巻き付けられる筒部と、該筒部の一端側から設けられた前記第１内孔と、該筒部の該一端側から拡開するフランジと、該フランジの外周縁から前記ロッキングベース側に張り出し、該フランジを周回する環状壁と、該環状壁の内周面に設けられた前記インターナルギアとを有している。

本発明の一態様では、前記ロッキングベースのシャフト部の先端が前記スプールの該一端に当接している。

本発明の一態様では、前記キャリアは、前記シャフト部を周回する環形円板状であり、
該キャリアに前記プラネットギアが自転自在に取り付けられており、
該キャリアの外周に、前記第２右側壁の前記第２鋸歯に係合して該キャリアのウェビング引き出し方向への回転を阻止する第２パウルが設けられている。

本発明の一態様では、前記第２パウルと第２鋸歯との係合は、前記キャリアのウェビング巻き取り方向への回転を許容する。

本発明の一態様では、前記第２パウルは、基端側が前記キャリアに回転自在に支持されており、該第２パウルの先端側を該キャリアの外周面から突出する方向に付勢するようにバネが設けられている。

本発明の一態様では、前記スプールの前記環状壁から、前記第２パウルを押さえるための凸壁が突設されており、該凸壁が第２パウル押え位置から移動することにより該第２パウルが前記キャリアの外周面から突出する。

本発明の一態様では、前記第２パウルの先端側に、前記環状部に向って突出する突起が設けられており、前記凸壁は、該突起を押えるように配置されている。

本発明の一態様では、前記サンギアは、車両衝突前の状態にあっては、前記シャフト部外周面の前記雄ネジのうち該シャフト部の基端側に位置しており、ＥＡ動作によって前記トーションバーがねじれながら前記スプールが回転し、かつロッキングベースが回転を停止している時に、該サンギアが該シャフト部の先端側に向って螺進する。

本発明の一態様では、前記プラネットギアは、前記キャリアの周方向等分位置に複数個設けられており、
該プラネットギアを挟んで該キャリアと反対側に円環形のリンクプレートが配置されており、
前記プラネットギアを該キャリアに回転可能に取り付けるピンが該リンクプレートのピン挿通孔に嵌合している。

本発明の一態様では、前記フレームの前記第１右側壁の開口の内周に第１鋸歯が設けられており、
所定値以上の加速度が検知されたときに該第１鋸歯に対し係合する第１パウルが設けられている。

本発明の一態様では、前記第１パウルと第１鋸歯との係合は、前記ロッキングベースのウェビング引き出し方向への回転を阻止し、ウェビング巻き取り方向への回転を許容する。

本発明の一態様では、前記ギアはストップギアであり、前記ロッキングベースは、フランジ部と、該フランジ部の中央部から突設された、前記内孔を有した筒状のシャフト部と、該シャフト部の突出方向先端側の外周面に設けられた雄ネジと、該シャフト部に設けられた、前記プリテンショナからの力を受ける受承部とを有しており、該雄ネジに該ストップギアの内周面の前記雌ネジが螺合しており、前記スプールの前記第１内孔の内部に前記ストップギアの少なくとも一部が配置されており、該第１内孔の内周面と該ストップギアとの間にウェッジパウルが配置されており、前記スプールが回転し、かつロッキングベースが回転を停止する時に該ウェッジパウルが該第１内孔の内周面に沿って移動して該内周面と該ストップギアとの間に噛み込まれ、該スプールの回転力が該ストップギアに伝達され、該ストップギアが螺進するよう構成されており、該ウェッジパウルを前記噛み込み方向と反対方向に付勢する付勢部材が設けられている。

本発明の一態様では、前記第１内孔の内周面に、前記スプールの軸心線と平行方向に延在するウェッジパウル保持溝が設けられており、前記ウェッジパウルは該ウェッジパウル保持溝に係合し、該第１内孔の内周面に沿って周方向移動可能となっている。

本発明の一態様では、前記ウェッジパウル保持溝は、それぞれ前記第１内孔の内周面から立ち下がる第１溝面及び第２溝面を有しており、前記ウェッジパウルは、該第１溝面に当接する第１背面と、該第２溝面に摺動自在に重なる第２背面と、前記ストップギアの外周面と噛合する歯部とを備えている。

本発明の一態様では、前記付勢部材は、前記第１背面を前記第１溝面に押し付けるように設けられている。

本発明の一態様では、前記ウェッジパウル保持溝は、前記スプールの一端側から前記軸心線方向と平行方向に延在しており、該ウェッジパウル保持溝の一端側に凹欠部が設けられ、該凹欠部と前記ウェッジパウルの一端とにそれぞれ突起が設けられ、これらの突起同士の間に、前記付勢部材としての引張コイルバネが架設されている。

本発明の一態様では、前記ストップギアの外周面に前記ウェッジパウルの前記歯部が係合する外向歯が設けられている。

本発明の一態様では、前記ロッキングベースの前記シャフト部の基端側に非円形部が設けられ、該非円形部に前記受承部としてパドルホイールが設けられており、
前記プリテンショナからの動力伝達部材が該パドルホイールの外周面に沿って移動することにより、前記ロッキングベース、トーションバー及びスプールがウェビング巻き取り方向に回転する。

本発明のシートベルトリトラクタでは、車両衝突等の緊急時（以下、車両衝突という。）前の状態においては、スプール、トーションバー及びロッキングベースが一体となって回転し、ウェビングの引き出し及び巻き取りが行われる。

車両衝突時には、プリテンショナが作動し、ロッキングベース、トーションバー及びスプールがウェビング巻き取り方向に回転し、ウェビングのたるみが解消される。ウェビングのたるみが解消した後も、プリテンショナはトーションバーに対しさらに巻き取り方向の力を加えるので、トーションバーが巻き取り方向に若干さらにねじれるが、この際はロッキングベースと共にギアも回転するので、ギアは螺進しない。

その後、乗員身体からウェビングに加えられる引き出し方向の力がプリテンショナから加えられる巻き取り方向の力以上になると、ロッキングベースはプリテンショナの保圧作用によって回転停止状態に保たれ、スプールがトーションバーをねじりながら回転し、ウェビングが引き出され、乗員のＥＡ（エネルギー吸収）が行われる。

また、この際のスプールの回転に伴ってギアが螺進し、やがてギアが所定位置まで螺進して停止し、スプールが停止する。

本発明の一実施形態にあっては、ＥＡ時のスプールの引き出し方向への回転開始に伴って、キャリアから突出した第２パウルが、第２右側壁の第２鋸歯に係合する。これにより、スプールの回転力がプラネットギアを介してサンギアに伝達され、サンギアが螺進する。サンギアが所定位置まで螺進すると、スプールが停止する。

本発明の別の一実施形態にあっては、ＥＡ時のスプールの引き出し方向への回転開始に伴って、ウェッジパウルがスプール内周面とストップギアとの間に噛み込まれ、これにより、スプールの回転力がストップギアに伝達され、ストップギアが螺進する。ストップギアが所定位置まで螺進すると、スプールが停止する。

実施の形態に係るシートベルトリトラクタの正面側からの分解斜視図である。 実施の形態に係るシートベルトリトラクタの背面側からの分解斜視図である。 実施の形態に係るシートベルトリトラクタの正面図である。 実施の形態に係るシートベルトリトラクタの左側面図である。 実施の形態に係るシートベルトリトラクタの右側面図である。 図４のVI−VI線断面図である。 図６のVII−VII線断面図である。 図６のVIII−VIII線断面図である。 図８のIX部の拡大図である。 図９のＸ−Ｘ線断面図である。 実施の形態に係るシートベルトリトラクタのプリテンショナ動作終了時の断面図である。 図１１のXII−XII線断面図である。 第３パウルのスプール軸心線方向の断面図である。 図１３のパウル係合時の断面図である。 スプールの正面図である。 図１５のXVI−XVI線断面図である。 スプールの軸心線方向の断面図である。 スプールの左側から見た分解斜視図である。 スプールの右側から見た分解斜視図である。 シートベルトリトラクタの経時的作動を示す説明図である。 第２の実施の形態に係るシートベルトリトラクタの正面側からの分解斜視図である。 第２の実施の形態に係るシートベルトリトラクタの背面側からの分解斜視図である。 スプールの左側から見た分解斜視図である。 スプールの右側から見た分解斜視図である。 スプールとウェッジパウルとの係合関係を示す分解斜視図である。 ウェッジパウルの作動を示す説明図である。 ウェッジパウルの作動を示す説明図である。 第２の実施の形態のスプール、トーションバー及びロッキングベースの組付け状態を示す軸心線方向の断面図である。

図１〜２０を参照して第１の実施の形態について説明する。

シートベルトリトラクタ１は、フレーム１０と、該フレーム１０に回転可能に保持されたスプール２０と、スプール２０をウェビング巻き取り方向に付勢するリターンスプリングユニット（ゼンマイバネユニット）３０と、スプール２０に同軸状に隣接配置され、トーションバー７０によってスプール２０に連結されたロッキングベース４０と、スプール２０のロックを起動させるロック起動ユニット５０と、プリテンショナ６０と、スプール２０とロッキングベース４０とを連結するようにスプール２０及びロッキングベース４０内に挿入されたトーションバー７０等を備えている。

フレーム１０は、正面壁１１と、該正面壁１１の左側辺から前方に延出する左側壁１２と、右側辺から前方へ延出する第１右側壁１３と、第１右側壁１３よりも所定距離だけ左側において前方へ延出する第２右側壁１４と、各側壁１２〜１４にそれぞれ設けられたスプール挿通穴１５，１６，１７等を有する。スプール挿通穴１５，１６，１７の内周面には、鋸歯１５ａ，１６ａ，１７ａが設けられている。鋸歯１６ａが第1鋸歯であり、鋸歯１７ａが第２鋸歯である。

リターンバネユニット３０は、ケース３１内にゼンマイバネ３２を収容したものであり、該ゼンマイバネ３２の一端はスプール２０の左端側の突軸２０ｔに連結されている。リターンバネユニット３０は、スペーサ３３を介してフレーム左側壁１２に取り付けられている。

ロック起動ユニット５０は、フレーム第１右側壁１３に保持された振り子５１（図２）が外周面に係合するロックアッシー５２とを有する。ロックアッシー５２の回転角加速度が所定値以上となったり、振り子５１がロックアッシー５２の外周面に係合したときにロックアッシー５２がロッキングベース４０の外周面から第１パウル４３を突出させて鋸歯１６ａに係合させる。

ロックアッシー５２及び振り子５１はカバー５５によって覆われている。

このロック起動ユニット５０は、周知構造のものである。

プリテンショナ６０は、車両衝突時にスプール２０をウェビング巻取り方向に大トルクにて巻取り、ウェビングの緩みを除去するためのものである。このプリテンショナ６０は、車両衝突時にガスを発生させるガス発生器６１と、ダクト６２と、ダクト６２内に装填された合成樹脂等よりなる動力伝達部材等を備えている。ガス発生器６１からのガス圧によって動力伝達部材が後述のパドルホイール８０の外周に周回方向に送り込まれ、スプール２０がウェビング巻き取り方向に回転する。この構成は、例えば特許文献２に記載のものとすることができる。

次に、スプール２０及びロッキングベース４０の構造について詳細に説明する。

図１５〜１９に明示の通り、スプール２０は、ウェビングが巻き掛けられる筒部２１と、筒部２１の左端側の左フランジ２２と、右端側の右フランジ２３とを有する。

右フランジ２３の外周縁からは右方すなわち筒部２１と反対方向に環状壁２４が突設されている。環状壁２４の内周面にはラック（インターナルギア）２４ａが全周にわたって設けられている。環状壁２４には、直径方向に対峙する２箇所から、右方すなわち筒部２１と反対方向に凸壁２４ｂが突設されている。凸壁２４ｂは、環状壁２４の周方向に所定長さだけ延在している。

スプール２０の左フランジ２２の外向き面には、第３パウル（ストッパパウル）２５を保持するピン２２ａが突設されている。図１３，１４にも示される通り、第３パウル２５は、基端側の小孔２５ａが該ピン２２ａに嵌合している。第３パウル２５の先端側は、スプリング２６によって左フランジ２２の外周から突出する方向に付勢されている。

左フランジ２２に、Ｃ字環形状のベアリングリング２７Ａを介してパウルウォール２７が装着されている。パウルウォール２７は、扇形であり、扇の要部分には、スプール２０の突軸２０ｔが挿通された小孔２７ａが設けられている。パネルウォール２７の外周縁には、パウル２５を押える（図１３参照）ための周壁部２７ｂが設けられている。周壁部２７ｂには切欠部２７ｃが設けられている。

この実施の形態では、スプール２０の筒部２１に、軸心線と平行方向に貫通するロッド挿通孔２８ａが設けられており、該ロッド挿通孔２８ａにプッシュロッド２８が挿通されている。プッシュロッド２８の長さは、スプール左フランジ２２の左端面から右フランジ２３の右端面までの距離よりも若干大きいものとなっている。

図１７等に明示の通り、スプール２０の筒部２１には、右端側すなわち環状壁２４側から左端側に向って第１内孔２９が設けられている。該内孔２９の最奥部すなわち左端側にセレーション部２９ａが設けられており、トーションバー７０の歯車形状部７１が該セレーション部２９ａに係合している。

スプール２０の右側に隣接して、筒部２１と同軸状となるようにロッキングベース４０が配置されている。ロッキングベース４０は、フランジ部４１と、該フランジ部４１の中央部に連なる筒状のシャフト部４２と、フランジ部４１に設けられた第１パウル４３等を有する。

シャフト部４２の内孔（第２内孔）先端側の内周面にセレーション４２ａが設けられており、トーションバー７０の右端の歯車形状部７２が該セレーション部４２ａに係合している。

ロッキングベース４０のシャフト部４２の基端側（フランジ４１側）外周に非円形部としての六角部４２ｂが設けられ、先端側の外周面に雄ネジ４２ｃが設けられている。雄ネジ４２ｃと六角部４２ｂとの間の外周面は平滑面となっている。

六角部４２ｂにパドルホイール８０の六角形の内孔８０ａが係合しており、パドルホイール８０がシャフト部４２に周方向回転不能に装着されている。

このパドルホイール８０の外周囲に、プリテンショナ６０のダクト６２から合成樹脂等よりなる動力伝達部材が供給されることにより、パドルホイール８０が回転し、ロッキングベース４０が回転する。

雄ネジ４２ｃにサンギア８２の中心孔内周面の雌ネジ８２ａが螺合している。サンギア８２は、該雄ネジ４２ｃに沿って螺進可能となっている。

サンギア８２は、プラネットギア１０１及び第２パウル１１０を保持するキャリア９０の円形の内孔９１内に配置されている。キャリア９０は、円環形の板状であり、その中央に該内孔９１が設けられている。キャリア９０には、周方向３等分位置に３個のピン孔９２が設けられている。各ピン孔９２にそれぞれプラネットギア１０１がピン１０２を介して保持されている。プラネットギア１０１は、図１６の通り、サンギア８２と前記インターナルギア２４ａとに噛合している。

キャリア９０の外周縁の２箇所には、凹部よりなるパウル収容部９３が設けられており、各パウル収容部９３内に第２パウル１１０が配置されている。パウル収容部９３には、第２パウル１１０の基端側のピン状軸部１１１（図１８）が差し込まれた小孔９４が設けられている。

パウル収容部９３の近傍に、突起９５（図１９）が設けられており、パウル１１０に装着されたループバネ１１２の一端が該突起９５に係止されている。ループバネ１１２の他端は、パウル１１０の先端側に係止されている。ループバネ１１２はパウル１１０のピン状突起１１３（図９，１９）に巻き掛けられている。

パウル１１０は、ループバネ１１３によって先端側がキャリア９０の外周から突出する方向に付勢されている。

パウル１１０の先端側からはフランジ２３側に向って突起１１５（図１０，１７〜１９）が突設されている。

前記スプール２０の環状壁２４から張り出した凸壁２４ｂは、図１０，１７の通り突起１１５の外周側に配置されている。

キャリア９０とフランジ２３との間に、リンクプレート１２０が配置されている。リンクプレート１２０は、サンギア８２よりも大径の内孔１２１を有した円環形の板状である。リンクプレート１２０には、周方向３等分位置にピン挿通孔１２２が設けられている。各ピン挿通孔１２２に嵌合したピン１０２がプラネットギア１０１に挿通され、キャリア９０のピン孔９２に差し込まれて固定されている。プラネットギア１０１は、ピン１０２に対して回転自在となっている。

上記のシートベルトリトラクタにおいて、通常時にはサンギア８２はロッキングベース４０の雄ネジ４２ｃの最も基端側（右側）に螺合している。通常時には、各パウル２５，４３，１１０は鋸歯１５ａ，１６ａ，１７ａに係合しておらず、ロッキングベース４０、トーションバー７０およびスプール２０は一体的に回転可能である。従って、ウェビングは乗員の体位に応じて引出し及び巻取りされる。

上記の通り、車両衝突前の状態では、サンギア８２は、雄ネジ４２ｃの最も右側に位置している。また、この状態では、キャリア９０の第２パウル１１０は、図８〜１０の通り、スプール２０の凸壁２４ｂで押え込まれており、スプール２０、トーションバー７０及びロッキングベース４０は一体的に回転する。また、この状態では、第２パウル１１０が鋸歯１７ａに係合しておらず、キャリア９０は第２側壁部１４からフリーとなっているので、プラネットギア１０１の公転に追随してキャリア９０が回転する。そのため、サンギア８２に対しプラネットギア１０１からは回転力は加えられず、サンギア８２は図１７に示す最右側位置に停止している。

車両衝突時には、振り子５１がロックアッシー５２の外周面に係合し、ロック起動ユニット５０が第１パウル４３をロッキングベース４０の外周面から突出させる。突出した第１パウル４３が第１右側壁１３の第１鋸歯１６ａに係合する。

また、車両衝突時には、プリテンショナ６０のガス発生器６１が作動し、パドルホイール８０を介してロッキングベース４０にウェビング巻き取り方向の強力なトルクが加えられ、ロッキングベース４０、トーションバー７０及びスプール２０が一体となってウェビング巻き取り方向に回転する。これにより、ウェビングがスプール２０に巻き取られ、ウェビングのたるみが除去される。

この状態にあっては、ロッキングベース４０は鋸歯１６ａに拘束されることなくウェビング巻き取り方向に回転する。また、スプール２０とロッキングベース４０とが一体となって同速度で回転するので、第２パウル１１０は環状壁２４の凸壁２４ｂによって押え込まれた状態のままとなっている。

従って、この状態では、第２パウル１１０が鋸歯１７ａに係合しておらず、キャリア９０は第２側壁部１４からフリーとなっているので、プラネットギア１０１の公転に追随してキャリア９０が回転する。そのため、サンギア８２に対しプラネットギア１０１からは回転力は加えられず、サンギア８２は図１７に示す最右側位置に停止している。

ウェビングの巻き取りが進行し、ウェビングのたるみが除去されると、スプール２０によるウェビングの巻き取りは停止する。このように、ウェビングのたるみが除去された後も、トーションバー７０に対してはプリテンショナ６０からウェビング巻き取り方向に力が加えられ、これにより、トーションバー７０がねじれる。また、スプール２０の凸壁２４ｂの位置が第２パウル１１０の突起１１５上から周方向にずれる。これにより、第２パウル１１０がキャリア９０の外周面から突出するが、第２右側壁１４の鋸歯１７ａに係合しないので、この段階では、キャリア９０は回転が拘束されておらず、プラネットギア１０１からサンギア８２に対し回転力が加えられないので、サンギア８２は元位置に止まっている。

その後、スプール２０に対しウェビングから加えられるウェビング引き出し方向の力によって、スプール２０がトーションバー７０をねじりながらウェビング引き出し方向に回転し始める（ＥＡ動作）。すなわち、スプール２０にトーションバー７０を介して連結されたロッキングベース４０は、プリテンショナ６０の保圧作用によって、ウェビング引き出し方向への回転が阻止される。この結果、トーションバー７０をねじりながらスプール２０が回転し、ウェビングが引き出される。トーションバー７０がねじれ変形することにより、乗員の前方移動の運転エネルギーが吸収される。

また、このようにロッキングベース４０が停止した状態で、スプール２０がウェビング引き出し方向に回転すると、キャリア９０がウェビング引き出し方向に回転するので、第２パウル１１０が、第２右側壁１４の鋸歯１７ａに係合する。図１２等に明示の通り、第２パウル１１０と鋸歯１７ａとの係合関係も、スプール２０のウェビング巻き取り方向への回転を許容し、ウェビング引き出し方向への回転を阻止するものであるので、第２パウル１１０が鋸歯１７ａに係合すると、キャリア９０が停止し、スプール２０の回転がプラネットギア１０１を介してサンギア８２に伝達され、サンギア８２が回転し、図１１に示すように左方向に螺進（スラスト移動）する。

サンギア８２が左方向に螺進すると、サンギア８２がプッシュロッド２８の右端に当接し、その後プッシュロッド２８が左方向に移動する。プッシュロッド２８の左端は、パウルウォール２７を押して左方向に移動させる。これにより、周壁部２７ｂが第３パウル２５から外れ、図１４の通り、第３パウル２５が左フランジ２２の外周面から突出し、左側壁１２の鋸歯１５ａに係合し、スプール２０のウェビング引き出し方向への回転を阻止する。これにより、乗員の前方移動が停止する。

図２０は、このシートベルトリトラクタの作動時におけるベルト（ウェビング）張力、スプール及びロッキングベースの回転、並びにサンギアの動きの経時変化を示すものである。図中ＰＴはプリテンション、Ｔ／Ｂはトーションバーを表わす。

以下、図２１〜２７を参照して第２の実施の形態について説明する。

シートベルトリトラクタ１Ａは、フレーム１０Ａと、該フレーム１０Ａに回転可能に保持されたスプール２０Ａと、スプール２０Ａをウェビング巻き取り方向に付勢するリターンスプリングユニット（ゼンマイバネユニット）３０と、スプール２０Ａに同軸状に隣接配置され、トーションバー７０によってスプール２０Ａに連結されたロッキングベース４０と、スプール２０Ａのロックを起動させるロック起動ユニット５０と、プリテンショナ６０と、スプール２０Ａとロッキングベース４０とを連結するようにスプール２０Ａ及びロッキングベース４０内に挿入されたトーションバー７０と、ロッキングベース４０に外嵌したベアリングプレート１７１（図２８参照。図２３，２４では図示略）等を備えている。

フレーム１０Ａは、正面壁１１と、該正面壁１１の左側辺から前方に延出する左側壁１２と、右側辺から前方へ延出する右側壁１３と、各側壁１２，１３にそれぞれ設けられたスプール挿通穴１５，１６等を有する。スプール挿通穴１６の内周面には、鋸歯１６ａが設けられている。スプール挿通孔１５の内周面は平滑であり、スプール２０Ａの左フランジ２２の外周面２２ｅが該スプール挿通孔１５の内周面に対面するように配置されている。

リターンバネユニット３０は、第１の実施の形態と同じく、ケース３１内にゼンマイバネを収容したものであり、該ゼンマイバネの一端はスプール２０Ａの左端側の突軸２０ｔに連結されている。リターンバネユニット３０は、フレーム左側壁１２に取り付けられている。

ロック起動ユニット５０は、フレーム右側壁１３に保持された振り子５１（図２２）が外周面に係合するロックアッシー５２を有する。ロックアッシー５２の回転角加速度が所定値以上となったり、振り子５１がロックアッシー５２の外周面に係合したときにロックアッシー５２がロッキングベース４０の外周面から第１パウル４３を突出させて鋸歯１６ａに係合させる。

ロックアッシー５２及び振り子５１はカバー５５によって覆われている。

このロック起動ユニット５０は、周知構造のものである。

プリテンショナ６０は、車両衝突時にスプール２０Ａをウェビング巻取り方向に大トルクにて巻取り、ウェビングの緩みを除去するためのものである。このプリテンショナ６０は、車両衝突時にガスを発生させるガス発生器６１と、ダクト６２と、ダクト６２内に装填された合成樹脂等よりなる動力伝達部材等を備えている。ガス発生器６１からのガス圧によって動力伝達部材がパドルホイール８０の外周に周回方向に送り込まれ、スプール２０Ａがウェビング巻き取り方向に回転する。この構成は、例えば特許文献２に記載のものとすることができる。

次に、スプール２０Ａ及びロッキングベース４０の構造について詳細に説明する。

スプール２０Ａは、ウェビングが巻き掛けられる筒部２１と、筒部２１の左端側の左フランジ２２と、右端側の右フランジ２３とを有する。

スプール２０Ａの左フランジ２２の外周面２２ｅは、スプール挿通孔１５の内周面に対面している。左フランジ２２の筒部２１側の外周縁には、放射方向に張り出す外向きの鍔部２２ｆが周設されている。鍔部２２ｆは、スプール挿通孔１５の周縁部に沿う側壁１２内面に摺動自在に接している。

スプール２０Ａと同様に、スプール２０Ａの筒部２１には、右端側から左端側に向って第１内孔２９が設けられている。該内孔２９の最奥部すなわち左端側にセレーション部２９ａ（図２８）が設けられており、トーションバー７０の歯車形状部７１が該セレーション部２９ａに係合している。この実施の形態では、左フランジ２２の軸心部を貫通する中心孔２０ｙに、トーションバー７０の先端に設けられた突軸２０ｔが挿通されている。

図２５，２８に明示の通り、スプール２０Ａの第１内孔２９には、該第１内孔２９の入口側から、段差面１４８までの範囲が大径となっている。この大径部分の内周面に、スプール２０Ａの軸心線と平行方向に延在するウェッジパウル保持溝１４０が設けられている。図２５の通り、この実施の形態では、ウェッジパウル保持溝１４０はスプール２０Ａの軸心を挟んで２条設けられている。ウェッジパウル保持溝１４０は、それぞれ第１内孔２９の内周面から立ち下がる第１溝面１４１と第２溝面１４２とを有した略々Ｖ字形の溝である。

図２５の通り、第１溝面１４１とフランジ部２３のフランジ面との交差部に凹欠部１４４が設けられている。この凹欠部１４４には、スプール２０Ａの軸心線と平行方向に起立する突起１４３が設けられている。

各ウェッジパウル保持溝１４０内にウェッジパウル１５０が配置されている。ウェッジパウル１５０は、第１溝面１４１に当接する第１背面１５１と、第２溝面１４２に摺動自在に重なっている第２背面１５２とを有する。ウェッジパウル１５０の一方の端面には、スプール２０Ａの軸心線と平行方向に起立する突起１５３が設けられている。

ウェッジパウル１５０には、ストップギア８２Ａの外向歯８２Ｔと係合する歯部１５４，１５５が設けられている。歯部１５４，１５５は、スプール２９Ａの軸心線と平行方向に延在している。

ウェッジパウル１５０は、前記一方の端面が凹欠部１４４と面一状となるようにウェッジパウル保持溝１４０に係合配置される。ウェッジパウル１５０の突起１５３と、スプール２０Ａの突起１４３との間に付勢部材としての引張コイルバネ１６０が架け渡される。該バネ１６０の一方のフック部１６１が突起１４３に係合され、他方のフック部１６２が突起１５３に係合されている。該バネ１６０によって引っ張られることにより、ウェッジパウル１５０は第１背面１５１が第１溝面１４１に押し付けられる方向に付勢されている。

スプール２０Ａの右側に隣接して、ロッキングベース４０が配置されている。ロッキングベース４０は、フランジ部４１と、該フランジ部４１の中央部に連なる筒状のシャフト部４２と、フランジ部４１に設けられた第１パウル４３等を有する。シャフト部４２の先端側がスプール２０Ａの内孔２９内に同軸状に差し込まれている。

シャフト部４２の内孔（第２内孔）の先端側の内周面にセレーション部４２ａ（図２８）が設けられており、トーションバー７０の右端の歯車形状部７２が該セレーション部４２ａに係合している。

ロッキングベース４０のシャフト部４２の基端側（フランジ４１側）外周に非円形部としての六角部４２ｂが設けられている。シャフト部４２の先端側の外周面に雄ネジ４２ｃが設けられている。

図２８の通り、六角部４２ｂにパドルホイール８０の六角形の内孔８０ａ及びベアリングプレート１７１の内孔１７１ａが係合しており、パドルホイール８０及びベアリングプレート１７１がシャフト部４２に周方向回転不能に装着されている。

このパドルホイール８０の外周囲に、プリテンショナ６０のダクト６２から合成樹脂等よりなる動力伝達部材が供給されることにより、パドルホイール８０が回転し、ロッキングベース４０が回転する。

雄ネジ４２ｃにストップギア８２Ａの内周面の雌ネジ８２ａが螺合している。ストップギア８２Ａは、該雄ネジ４２ｃに沿って螺進可能となっている。ストップギア８２Ａの外周面には、前述の通り、鋸歯状の外向歯８２Ｔが設けられている。外向歯８２Ｔは、該ストップギア８２Ａの外周面において、ストップギア８２Ａの軸心線と平行方向に延在している。外向歯８２Ｔは、ストップギア８２Ａの周方向の一方に向って傾斜する鋸歯状となっている。

上記のシートベルトリトラクタにおいて、通常時にはストップギア８２Ａはロッキングベース４０の雄ネジ４２ｃの最も先端側（左側）に螺合している。通常時には、パウル４３は鋸歯１６ａに係合しておらず、ロッキングベース４０、トーションバー７０およびスプール２０Ａは一体的に回転可能である。従って、ウェビングは乗員の体位に応じて引出し及び巻取りされる。

上記の通り、車両衝突前の状態では、ストップギア８２Ａは、雄ネジ４２ｃの最も左側に位置している。また、この状態では、ウェッジパウル１５０はバネ１６０によって引っ張られて第１溝面１４１に当接しており、ウェッジパウル１５０とストップギア８２Ａとは離反している。

なお、車両衝突以外の状態でウェビングが所定以上の加速度で引き出されてスプール２９Ａが所定角加速度以上で図２５のθ方向に回転すると、ウェッジパウル１５０は、その慣性力がバネ１６０の引張力に打ち勝って第１溝面１４１から離れる方向（反θ方向）に第２溝面１４２に沿って移動する。しかしながら、この場合、ストップギア８２Ａはスプール２０Ａと同方向に同一回転速度で回転しているので、ウェッジパウル１５０がストップギア８２Ａと第１内孔２９の内周面との間に噛み込まれることはない。そして、ウェビングの引出加速度（スプール２０Ａの回転角加速度）が小さくなる（ウェビング引出停止を含む）と、バネ１６０の引張力によってウェッジパウル１５０は第１溝面１４１に当接した状態（元の状態）に復帰する。

車両衝突時には、振り子５１がロックアッシー５２の外周面に係合し、ロック起動ユニット５０が第１パウル４３をロッキングベース４０の外周面から突出させる。突出した第１パウル４３が右側壁１３の鋸歯１６ａに係合する。

また、車両衝突時には、プリテンショナ６０のガス発生器６１が作動し、パドルホイール８０を介してロッキングベース４０にウェビング巻き取り方向の強力なトルクが加えられ、ロッキングベース４０、トーションバー７０及びスプール２０Ａが一体となってウェビング巻き取り方向に回転する。これにより、ウェビングがスプール２０Ａに巻き取られ、ウェビングのたるみが除去される。

この状態にあっては、ロッキングベース４０は鋸歯１６ａに拘束されることなくウェビング巻き取り方向に回転する。また、スプール２０Ａとロッキングベース４０とが一体となって同方向に同一回転速度で回転し、ストップギア８２Ａもロッキングベース４０と一体に同方向に同一回転速度で回転するので、ストップギア８２Ａは、図２８の通り、ロッキングベース４０最先端側に停止している。

ウェビングの巻き取りが進行し、ウェビングのたるみが除去されると、スプール２０Ａによるウェビングの巻き取りは停止する。このように、ウェビングのたるみが除去された後も、トーションバー７０に対してはプリテンショナ６０からウェビング巻き取り方向に力が加えられ、これにより、トーションバー７０がねじれる。この段階では、スプール２０Ａが停止しており、ウェッジパウル１５０はストップギア８２Ａから離反している。ストップギア８２Ａに対し回転力が加えられないので、ストップギア８２Ａは元位置に止まっている。

その後、スプール２０Ａに対しウェビングから加えられるウェビング引き出し方向の力によって、スプール２０Ａがトーションバー７０をねじりながらウェビング引き出し方向に回転し始める（ＥＡ動作）。スプール２０Ａにトーションバー７０を介して連結されたロッキングベース４０は、プリテンショナ６０の保圧作用によって、ウェビング引き出し方向への回転が阻止される。この結果、トーションバー７０をねじりながらスプール２０Ａが回転し、ウェビングが引き出される。トーションバー７０がねじれ変形することにより、乗員の前方移動の運転エネルギーが吸収される。

また、このようにロッキングベース４０が停止した状態で、スプール２０Ａがウェビング引き出し方向（図２５のθ方向）に回転すると、ウェッジパウル１５０は、それ自体の慣性力によって第１溝面１４１から離れる方向（反θ方向）に、第２溝面１４２に沿って移動する。これにより、歯部１５４，１５５がストップギア８２Ａの外向歯８２Ｔに係合し、ウェッジパウル１５０が第１内孔２９の内周面とストップギア８２Ａとの間に噛み込まれる。この結果、スプール２０Ａの回転がウェッジパウル１５０を介してストップギア８２Ａに伝達され、ストップギア８２Ａが回転する。このとき、ロッキングベース４０が停止しているので、ストップギア８２Ａは、ロッキングベース４０の基端側、すなわち図２８における右方向に螺進（スラスト移動）する。

ストップギア８２Ａが所定回数回転すると、ストップギア８２Ａがベアリングプレート１７１に当接し、それ以上の螺進が不能となる。これにより、スプール２９Ａはウェッジパウル１５０及びストップギア８２Ａを介してロッキングベース４０に回転阻止された状態となる。このように、スプール２０Ａのウェビング引き出し方向への回転が阻止されることにより、乗員の前方移動が停止する。

上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は上記以外の態様とされてもよい。

１，１Ａ シートベルトリトラクタ
１０，１０Ａ フレーム
１１ 正面壁
１２ 左側壁
１３ 第１右側壁
１４ 第２右側壁
１５ａ，１６ａ，１７ａ 鋸歯
２０，２０Ａ スプール
２２ 左フランジ
２３ 右フランジ
２４ 環状壁
２４ａ インターナルギア
２４ｂ 凸壁
２５ 第３パウル
２６ スプリング
２９ 内孔
３０ リターンスプリングユニット
４０ ロッキングベース
４１ フランジ部
４２ シャフト部
４２ｃ 雄ネジ
４３ 第１パウル
５０ ロック起動ユニット
５２ ロックアッシー
６０ プリテンショナ
７０ トーションバー
８０ パドルホイール
８２ サンギア
８２Ａ ストップギア
８２Ｔ 外向歯
９０ キャリア
１０１ プラネットギア
１１０ 第２パウル
１２０ リンクプレート
１４０ ウェッジパウル保持溝
１４１ 第１溝面
１４２ 第２溝面
１４３ 突起
１４４ 凹欠部
１５０ ウェッジパウル
１５１ 第１背面
１５２ 第２背面
１５３ 突起
１５４，１５５ 歯部
１６０ 引張コイルバネ
１７１ ベアリングプレート

Claims (21)

1. スプール及びロッキングベースを支持するフレームと、
   ウェビングを巻き取る、第１内孔を有した筒状の該スプールと、
   該スプールと同軸に隣接配置され、第２内孔を有し、トーションバーによってスプールと連結された該ロッキングベースと、
   該スプールの第１内孔及びロッキングベースの第２内孔に挿通され、該スプールに対し一端側が回転不能に連結され、該ロッキングベースに対し他端側が回転不能に連結された該トーションバーと、
   該ロッキングベースをウェビング巻き取り方向に回転させるプリテンショナと
   を備え、
   該ロッキングベースがロックされた状態においてウェビングに所定値以上の引張力が加えられると該トーションバーがねじり変形するシートベルトリトラクタであって、
   前記ロッキングベースの外周面に雄ネジが設けられており、
   該雄ネジにギアの内周面の雌ネジが螺合しており、
   プリテンショナ駆動によってロッキングベースが回転し、かつスプールが回転を停止している時に、該ギアが前記ロッキングベースと一体に回転し、ＥＡ動作によってスプールが回転し、かつロッキングベースが回転を停止している時に、前記ギアが前記ロッキングベースに沿って螺進するシートベルトリトラクタ。
2. 前記ギアはサンギアであり、
   前記ロッキングベースは、フランジ部と、該フランジ部の中央部から突設された、前記内孔を有した筒状のシャフト部と、該シャフト部の突出方向先端側の外周面に設けられた前記雄ネジと、該シャフト部に設けられた、前記プリテンショナからの力を受ける受承部とを有しており、
   該雄ネジに該サンギアの内周面の前記雌ネジが螺合しており、
   前記スプールは、インターナルギアを有しており、
   該インターナルギアと前記サンギアとの間にプラネットギアが配置されており、
   前記スプールが回転し、かつロッキングベースが回転を停止する時に該プラネットギアの公転を停止させて該インターナルギアの回転力を該サンギアに伝達するための公転停止手段を備えたことを特徴とする請求項１のシートベルトリトラクタ。
3. 前記フレームは、正面壁と、該正面壁の左側辺から前方に延出した左側壁と、該正面壁の右側辺から前方に延出した第１右側壁と、該第１右側壁よりも左側において該正面壁から前方に延出する第２右側壁とを備えており、
   該第１右側壁及び第２右側壁に開口が設けられ、該第２右側壁の開口の内周に第２鋸歯が設けられており、
   前記公転停止手段として、前記第２鋸歯に係合して該プラネットギアの公転を停止するためのキャリアが設けられていることを特徴とする請求項２のシートベルトリトラクタ。
4. 前記スプールは、ウェビングが巻き付けられる筒部と、該筒部の一端側から設けられた前記第１内孔と、該筒部の該一端側から拡開するフランジと、該フランジの外周縁から前記ロッキングベース側に張り出し、該フランジを周回する環状壁と、該環状壁の内周面に設けられた前記インターナルギアとを有していることを特徴とする請求項３のシートベルトリトラクタ。
5. 前記ロッキングベースのシャフト部の先端が前記スプールの該一端に当接していることを特徴とする請求項４のシートベルトリトラクタ。
6. 前記キャリアは、前記シャフト部を周回する環形円板状であり、
   該キャリアに前記プラネットギアが自転自在に取り付けられており、
   該キャリアの外周に、前記第２右側壁の前記第２鋸歯に係合して該キャリアのウェビング引き出し方向への回転を阻止する第２パウルが設けられていることを特徴とする請求項３〜５のいずれかのシートベルトリトラクタ。
7. 前記第２パウルと第２鋸歯との係合は、前記キャリアのウェビング巻き取り方向への回転を許容するものである請求項６のシートベルトリトラクタ。
8. 前記第２パウルは、基端側が前記キャリアに回転自在に支持されており、該第２パウルの先端側を該キャリアの外周面から突出する方向に付勢するようにバネが設けられていることを特徴とする請求項６又は７のシートベルトリトラクタ。
9. 前記スプールの前記環状壁から、前記第２パウルを押さえるための凸壁が突設されており、該凸壁が第２パウル押え位置から移動することにより該第２パウルが前記キャリアの外周面から突出する請求項８のシートベルトリトラクタ。
10. 前記第２パウルの先端側に、前記環状部に向って突出する突起が設けられており、前記凸壁は、該突起を押えるように配置されている請求項９のシートベルトリトラクタ。
11. 前記サンギアは、車両衝突前の状態にあっては、前記シャフト部外周面の前記雄ネジのうち該シャフト部の基端側に位置しており、
    ＥＡ動作によって、前記トーションバーがねじれながら前記スプールが回転し、かつロッキングベースが回転を停止している時に、該サンギアが該シャフト部の先端側に向って螺進することを特徴とする請求項３〜１０のいずれか１項のシートベルトリトラクタ。
12. 前記プラネットギアは、前記キャリアの周方向等分位置に複数個設けられており、
    該プラネットギアを挟んで該キャリアと反対側に円環形のリンクプレートが配置されており、
    前記プラネットギアを該キャリアに回転可能に取り付けるピンが該リンクプレートのピン挿通孔に嵌合していることを特徴とする請求項３〜１１のいずれか１項のシートベルトリトラクタ。
13. 前記フレームの前記第１右側壁の開口の内周に第１鋸歯が設けられており、
    所定値以上の加速度が検知されたときに該第１鋸歯に対し係合する第１パウルが設けられていることを特徴とする請求項３〜１２のいずれか１項のシートベルトリトラクタ。
14. 前記第１パウルと第１鋸歯との係合は、前記ロッキングベースのウェビング引き出し方向への回転を阻止し、ウェビング巻き取り方向への回転を許容するものである請求項１４のシートベルトリトラクタ。
15. 前記ギアはストップギアであり、
    前記ロッキングベースは、フランジ部と、該フランジ部の中央部から突設された、前記内孔を有した筒状のシャフト部と、該シャフト部の突出方向先端側の外周面に設けられた雄ネジと、該シャフト部に設けられた、前記プリテンショナからの力を受ける受承部とを有しており、
    該雄ネジに該ストップギアの内周面の前記雌ネジが螺合しており、
    前記スプールの前記第１内孔の内部に前記ストップギアの少なくとも一部が配置されており、
    該第１内孔の内周面と該ストップギアとの間にウェッジパウルが配置されており、
    前記スプールが回転し、かつロッキングベースが回転を停止する時に該ウェッジパウルが該第１内孔の内周面に沿って移動して該内周面と該ストップギアとの間に噛み込まれ、該スプールの回転力が該ストップギアに伝達され、該ストップギアが螺進するよう構成されており、
    該ウェッジパウルを前記噛み込み方向と反対方向に付勢する付勢部材が設けられていることを特徴とする請求項１のシートベルトリトラクタ。
16. 前記第１内孔の内周面に、前記スプールの軸心線と平行方向に延在するウェッジパウル保持溝が設けられており、
    前記ウェッジパウルは該ウェッジパウル保持溝に係合し、該第１内孔の内周面に沿って周方向移動可能となっていることを特徴とする請求項１５のシートベルトリトラクタ。
17. 前記ウェッジパウル保持溝は、それぞれ前記第１内孔の内周面から立ち下がる第１溝面及び第２溝面を有しており、前記ウェッジパウルは、該第１溝面に当接する第１背面と、該第２溝面に摺動自在に重なる第２背面と、前記ストップギアの外周面と噛合する歯部とを備えていることを特徴とする請求項１６のシートベルトリトラクタ。
18. 前記付勢部材は、前記第１背面を前記第１溝面に押し付けるように設けられていることを特徴とする請求項１７のシートベルトリトラクタ。
19. 前記ウェッジパウル保持溝は、前記スプールの一端側から前記軸心線方向と平行方向に延在しており、
    該ウェッジパウル保持溝の一端側に凹欠部が設けられ、
    該凹欠部と前記ウェッジパウルの一端とにそれぞれ突起が設けられ、
    これらの突起同士の間に、前記付勢部材としての引張コイルバネが架設されていることを特徴とする請求項１８のシートベルトリトラクタ。
20. 前記ストップギアの外周面に前記ウェッジパウルの前記歯部が係合する外向歯が設けられていることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか１項のシートベルトリトラクタ。
21. 前記ロッキングベースの前記シャフト部の基端側に非円形部が設けられ、該非円形部に前記受承部としてパドルホイールが設けられており、
    前記プリテンショナからの動力伝達部材が該パドルホイールの外周面に沿って移動することにより、前記ロッキングベース、トーションバー及びスプールがウェビング巻き取り方向に回転することを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項のシートベルトリトラクタ。

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