特開 2024-131116 シートベルト用リトラクタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024131116

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】シートベルト用リトラクタ

(51)【国際特許分類】

   B60R 22/44 20060101AFI20240920BHJP

   B60R 22/34 20060101ALI20240920BHJP

   F16D 41/12 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

B60R22/44 113

B60R22/34

F16D41/12 A

【審査請求】有

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023041190

(22)【出願日】2023-03-15

(71)【出願人】

【識別番号】503358097

【氏名又は名称】オートリブ ディベロップメント エービー

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】山崎 祐樹

(72)【発明者】

【氏名】ルゥン，ゴック アン

【テーマコード（参考）】

3D018

【Ｆターム（参考）】

3D018GA00

3D018LA05

(57)【要約】

【課題】モータの力でベルトを巻き取るモータ付きのシートベルト用リトラクタとしての機能を損なうことなく、シートベルトの巻き取り力を調整することを可能とする。
【解決手段】シートベルト用リトラクタ１であって、スピンドル１０と、モータ２０と、動力伝達機構３０と、第１回転ギア３３と、クラッチ機構３４と、シートベルト２を巻き取る方向にスピンドル１０に巻取り力を付勢するリターンスプリング４０と、リターンスプリング４０からスピンドル１０に作用する巻取り力の大きさを減少させる反巻取り力を蓄勢可能な巻取り力調整スプリング５０と、回転することにより巻取り力調整スプリング５０に反巻取り力を蓄勢させることが可能なハウジング５１と、モータ２０が第１の方向とは逆の第２の方向に回転するのに伴い第１回転ギア３３が所定方向に回転するとき、該第１回転ギア３３とハウジング５１とを連結させる連結機構６０と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両用のシートベルトを巻き取るように構成されたシートベルト用リトラクタであって、
前記シートベルトを巻き取るスピンドルと、
前記スピンドルを回転させる動力を発生するモータと、
前記モ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、
前記動力伝達機構を構成するギアであって、前記スピンドルの中心軸上に回転可能に配置された第１回転ギアと、
前記モータが第１の方向に回転するとき、前記モータから前記スピンドルへの動力の伝達を可能にする、前記動力伝達機構に設けられたクラッチ機構と、
前記シートベルトを巻き取る方向に前記スピンドルに巻取り力を付勢するリターンスプリングと、
前記スピンドルに接続され、前記リターンスプリングから前記スピンドルに作用する巻取り力の大きさを減少させる反巻取り力を蓄勢可能な巻取り力調整スプリングと、
前記スピンドルの中心軸上に回転可能に配置され、回転することにより前記巻取り力調整スプリングに前記反巻取り力を蓄勢させることが可能なハウジングと、
前記モータが前記第１の方向とは逆の第２の方向に回転するのに伴い前記第１回転ギアが所定方向に回転するとき、該第１回転ギアと前記ハウジングとを連結させる連結機構と、
を備える、シートベルト用リトラクタ。

【請求項2】

前記第１回転ギアが所定方向に回転するときの当該所定方向は、前記シートベルトを巻き取る方向とは逆の方向である、請求項１に記載のシートベルト用リトラクタ。

【請求項3】

前記連結機構は、前記第１回転ギアが前記シートベルトを巻き取る方向とは逆の方向に回転するときに係止した状態となり当該第１回転ギアと前記ハウジングとを連結させるラッチ機構で構成されている、請求項２に記載のシートベルト用リトラクタ。

【請求項4】

前記ラッチ機構は、前記ハウジングに形成されたラチェットギアと、前記第１回転ギアに回動可能に取り付けられ、当該第１回転ギアが前記シートベルトを巻き取る方向とは逆の方向に回転するときにのみ前記ラチェットギアに爪先を係止させるパウルと、を含む、請求項３に記載のシートベルト用リトラクタ。

【請求項5】

前記ラッチ機構は、前記パウルの爪先を前記ラチェットギアから離間する方向に付勢するパウルリターンスプリングと、前記第１回転ギアが前記シートベルトを巻き取る方向とは逆の方向に回転したときに前記パウルの爪先を前記ラチェットギアに近接させるガイドと、をさらに含む、請求項４に記載のシートベルト用リトラクタ。

【請求項6】

前記ガイドは、前記第１回転ギアと供回りする供回りリングに形成されている、請求項５に記載のシートベルト用リトラクタ。

【請求項7】

前記供回りリングに、前記第１回転ギアの突起が係合する長孔が形成されていて、当該供回りリングはこの長孔に対応したストローク幅で前記第１回転ギアに対して相対回転可能である、請求項６に記載のシートベルト用リトラクタ。

【請求項8】

前記第１回転ギアが前記シートベルトを巻き取る方向に少なくとも前記ストローク幅を超えるぶん回転すると、パウルリターンスプリングが、前記ラチェットギアから外れた前記パウルの爪先を当該ラチェットギアから離間させる、請求項７に記載のシートベルト用リトラクタ。

【請求項9】

前記リターンスプリングは、前記スピンドルの周囲に渦巻状に巻回されたぜんまいばねで構成されている、請求項１に記載のシートベルト用リトラクタ。

【請求項10】

前記巻取り力調整スプリングは、前記スピンドルの周囲に、前記リターンスプリングとは逆方向で渦巻状に巻回されたぜんまいばねで構成されている、請求項９に記載のシートベルト用リトラクタ。

【請求項11】

前記巻取り力調整スプリングは、その内側端部が前記スピンドルに固着され、外側端部が前記ハウジングに固着された状態となっている、請求項１０に記載のシートベルト用リトラクタ。

【請求項12】

前記巻取り力調整スプリングは、前記ハウジングに収容された状態となっている、請求項１１に記載のシートベルト用リトラクタ。

【請求項13】

前記第１回転ギアは、前記動力伝達機構を構成するギア列の終端に配置されたファイナルギアである、請求項１に記載のシートベルト用リトラクタ。

【請求項14】

前記クラッチ機構は、前記第１回転ギアと前記スピンドルとの間に設けられている、請求項１３に記載のシートベルト用リトラクタ。

【請求項15】

前記クラッチ機構は、ワンウェイクラッチを含む、請求項１４に記載のシートベルト用リトラクタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シートベルト用リトラクタに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両のシートベルト装置に設けられるリトラクタとして、スピンドルの回転によりシートベルトの巻き取りを行うとともに、車両衝突時にスピンドルの回転をロック機構によりロックしてシートベルトの引き出しを阻止するように構成されたもの等が提案されあるいは利用されている（例えば特許文献１～４参照）。

【0003】

また、モータの力でシートベルトを巻き取るモータ付きシートベルト（以下、「ＰＰ」(Pre-Pretensioner)という場合がある）用のモータ付きのリトラクタとしては、車両急減速状態（例えば衝突可能性がある場合）をセンサで検出した際には、モータによってスピンドルを巻き取り方向に回転させ、シートベルトを一定量巻き取って乗員を軽拘束し、また、車両衝突を検出した際には、火薬式のプリテンショナを作動させて、シートベルトを強制的に巻き取って乗員を確実に拘束するものが知られている。さらに、シートベルトを着用したときのたるみ解消のため、また、シートベルトを外したときの格納性向上のために、モータによってシートベルトの巻き取りを補助することも知られている。一般に、前者の車両急減速状態の検出時にシートベルトを軽く巻き取ることは「プリクラッシュ作動」と称され、また、後者の補助的にシートベルトを巻き取ることは「コンフォート作動」と称される。また、このようにベルト装着時は巻き取り力を弱くし、解除すると巻き取り力を強くするようにした装置は、テンションレデューサー(Tension reducer)等と呼ばれている。

【0004】

このようなモータ付きリトラクタでは、モ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クラッチが介在されている。プリクラッシュ作動及びコンフォート作動を実施する際には、モータを正転させてクラッチをつなぎ、シートベルトを巻き取る。そして、プリクラッシュ作動及びコンフォート作動の実施後には、モータを逆転させてクラッチを切り、シートベルトの通常の巻き取り及び引き出しが可能な状態としている。

【0005】

さて、上記のごとくモータの力でベルトを巻き取るモータ付きシートベルト（Pre-Pretensioner）においては、ベルト格納アシストをモータで行うため、リターンスプリング（シートベルト巻き取りのための付勢力を与える付勢手段）の巻き取り力を低く設定することができるといった利点がある。

【0006】

また、昨今では、リターンスプリングと並列にスピンドルに接続された巻き取り力調整用スプリング（ＦＡスプリング等と称呼される場合がある）を設けた、スプリング力調整機構が併設された装置が提案されてもいる。巻き取り力調整用スプリングは、リターンスプリングの力を強めたり弱めたりするためのもので、例えば、当該巻き取り力調整用スプリングのハウジングを回転させることで巻き数を変え、巻き取り力を調整するように構成される等している。ちなみに、慣性クラッチを用いたＰＰ(Pre-Pretensioner)のファイナルギアでハウジングを回転させるという構成の場合だと、ＰＰによる巻き取りはモータを高速で回してクラッチを結合させ、スピンドルへトルクを伝達させる一方、巻き取り力調整時はモータをゆっくりと回してクラッチを結合させず、モータのトルクがスピンドルに伝達しないようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００９－５１４７３１号公報

【特許文献2】特開２００５－０３５５３９号公報

【特許文献3】特開２０１３－１７３５１５号公報

【特許文献4】独国特許出願公開第１０２０２１１０２３８１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかし、上述のごとき従来の機構や装置のそれぞれには、以下に述べるような課題があると考えられる。

【0009】

まず、テンションレデューサーは、ベルト装着時は巻き取り力を弱くし、解除すると巻き取り力を強くするようにした装置であるものの、ユーザーがベルトを引き出す際の引き出し力は通常のシートベルトと変わらない。このため、従来のテンションレデューサーは、ベルト引き出し時にユーザーが必要とする引き出し力を弱めてあげることができない。

【0010】

次に、ＰＰ（モータの力でシートベルトを巻き取るモータ付きシートベルト）においては、モータによるシートベルト巻き取り動作がユーザーによる操作とバッティングすることがあり、そうなったとき、ユーザーに奇異な印象を与えてしまうことがある。

【0011】

また、スプリング力調整機構が併設された装置は、上記のように慣性クラッチを使っている場合、ゆっくり高い荷重でベルトを巻くような動作に不向きとなってしまう。ここで、例えば、横Ｇが作用するカーブ走行のとき乗員の身体を保持するためにベルト伸び出し抑制動作を実施することを想定してみると、ベルトが身体にフィットするまではユーザーに違和感を与えないようにゆっくりとベルトを巻き取る必要があり、一方で、乗員の身体を支えるための高い巻き取り力が必要となる。この点、慣性クラッチを使っているスプリング力調整機構はゆっくりとベルトを巻き取ることが困難であるためこのような動作に不向きであり、そうだとはいえ、スプリング力だけでは乗員を支えるだけの巻き取り力が発揮できない。

【0012】

そこで、本発明は、モータの力でベルトを巻き取るモータ付きのシートベルト用リトラクタとしての機能を損なうことなく、シートベルトの巻き取り力を調整することを可能とした構造のシートベルト用リトラクタを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の一態様は、車両用のシートベルトを巻き取るように構成されたシートベルト用リトラクタであって、
シートベルトを巻き取るスピンドルと、
スピンドルを回転させる動力を発生するモータと、
モータからの動力をスピンドルに伝達可能な動力伝達機構と、
動力伝達機構を構成するギアであって、スピンドルの中心軸上に回転可能に配置された第１回転ギアと、
モータが第１の方向に回転するとき、モータからスピンドルへの動力の伝達を可能にする、動力伝達機構に設けられたクラッチ機構と、
シートベルトを巻き取る方向にスピンドルに巻取り力を付勢するリターンスプリングと、
スピンドルに接続され、リターンスプリングからスピンドルに作用する巻取り力の大きさを減少させる反巻取り力を蓄勢可能な巻取り力調整スプリングと、
スピンドルの中心軸上に回転可能に配置され、回転することにより巻取り力調整スプリングに反巻取り力を蓄勢させることが可能なハウジングと、
モータが第１の方向とは逆の第２の方向に回転するのに伴い第１回転ギアが所定方向に回転するとき、該第１回転ギアとハウジングとを連結させる連結機構と、
を備える、シートベルト用リトラクタである。

【0014】

かかるシートベルト用リトラクタにおいては、反巻取り力を蓄勢可能な巻取り力調整スプリングによる反巻取り力の大きさを調整する（具体的には、増加させる）ことにより、リターンスプリングからスピンドルに作用する巻取り力の大きさを減少させ、ベルト引き出し時にユーザーが必要とする引き出し力を弱めてあげることが可能である。

【0015】

また、かかるシートベルト用リトラクタにおいては、反巻取り力を蓄勢可能な巻取り力調整スプリングによる反巻取り力の大きさを調整することで、リターンスプリングのみでシートベルトを適度な力で巻き取るようにすることができる。このため、このリトラクタによれば、ＰＰ（モータの力でシートベルトを巻き取るモータ付きシートベルト）の機構を備えつつも、ユーザーに奇異な印象（例えば上記したようにモータによってシートベルトを巻き取る動作中、ユーザーによる操作とバッティングしたときにユーザーが感じかねない奇異な印象など）を与えてしまうことを軽減することが可能である。

【0016】

さらに、かかるシートベルト用リトラクタにおいては、たとえば、ワンウェイクラッチといった、慣性を利用しないクラッチ機構を用いることで、従来の装置とは異なり、ゆっくり高い荷重でベルトを巻くような動作をすることが可能である。したがって、例えば横Ｇが作用するカーブ走行のとき乗員の身体を保持するためにベルト伸び出し抑制動作を実施するような場合、ユーザーに違和感を与えないようにゆっくりとベルトを巻き取り身体にフィットさせることが可能である。

【0017】

上記のごときシートベルト用リトラクタにおいて、第１回転ギアが所定方向に回転するときの当該所定方向は、シートベルトを巻き取る方向とは逆の方向であってもよい。

【0018】

上記のごときシートベルト用リトラクタにおいて、連結機構は、第１回転ギアがシートベルトを巻き取る方向とは逆の方向に回転するときに係止した状態となり当該第１回転ギアとハウジングとを連結させるラッチ機構で構成されていてもよい。

【0019】

上記のごときシートベルト用リトラクタにおいて、ラッチ機構は、ハウジングに形成されたラチェットギアと、第１回転ギアに回動可能に取り付けられ、当該第１回転ギアがシートベルトを巻き取る方向とは逆の方向に回転するときにのみラチェットギアに爪先を係止させるパウルと、を含むものであってもよい。

【0020】

上記のごときシートベルト用リトラクタにおいて、ラッチ機構は、パウルの爪先をラチェットギアから離間する方向に付勢するパウルリターンスプリングと、第１回転ギアがシートベルトを巻き取る方向とは逆の方向に回転したときにパウルの爪先をラチェットギアに近接させるガイドと、をさらに含むものであってもよい。

【0021】

上記のごときシートベルト用リトラクタにおいて、ガイドは、第１回転ギアと供回りする供回りリングに形成されていてもよい。

【0022】

上記のごときシートベルト用リトラクタにおいて、供回りリングに、第１回転ギアの突起が係合する長孔が形成されていて、当該供回りリングはこの長孔に対応したストローク幅で第１回転ギアに対して相対回転可能であってもよい。

【0023】

上記のごときシートベルト用リトラクタにおいて、第１回転ギアがシートベルトを巻き取る方向に少なくともストローク幅を超えるぶん回転すると、パウルリターンスプリングが、ラチェットギアから外れたパウルの爪先を当該ラチェットギアから離間させるように構成されていてもよい。

【0024】

上記のごときシートベルト用リトラクタにおいて、リターンスプリングは、スピンドルの周囲に渦巻状に巻回されたぜんまいばねで構成されていてもよい。

【0025】

上記のごときシートベルト用リトラクタにおいて、巻取り力調整スプリングは、スピンドルの周囲に、リターンスプリングとは逆方向で渦巻状に巻回されたぜんまいばねで構成されていてもよい。

【0026】

上記のごときシートベルト用リトラクタにおいて、巻取り力調整スプリングは、その内側端部がスピンドルに固着され、外側端部がハウジングに固着された状態となっていてもよい。

【0027】

上記のごときシートベルト用リトラクタにおいて、巻取り力調整スプリングは、ハウジングに収容された状態となっていてもよい。

【0028】

上記のごときシートベルト用リトラクタにおいて、第１回転ギアは、動力伝達機構を構成するギア列の終端に配置されたファイナルギアであってもよい。

【0029】

上記のごときシートベルト用リトラクタにおいて、クラッチ機構は、第１回転ギアと前記スピンドルとの間に設けられていてもよい。

【0030】

上記のごときシートベルト用リトラクタにおけるクラッチ機構は、ワンウェイクラッチを含むものであってもよい。

【発明の効果】

【0031】

本発明によれば、モータの力でベルトを巻き取るモータ付きのシートベルト用リトラクタとしての機能を損なうことなく、シートベルトの巻き取り力を調整することを可能とした構造のシートベルト用リトラクタを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】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を示す斜視図である。

【図2】シートベルト用リトラクタの分解斜視図である。

【図3】スピンドルの中心軸を通る断面におけるシートベルト用リトラクタの断面図である。

【図4】図３におけるファイナルギア（第１回転ギア）、リターンスプリング、ＦＡスプリング（巻取り力調整スプリング）の周辺を拡大して示す図である。

【図5】リターンスプリング等がある側からスピンドルの中心軸に沿って見たシートベルト用リトラクタの全体図である。

【図6】ファイナルギアが初期位置にある状態を示す図である。

【図7】ファイナルギアが初期位置から巻取り方向へ回転した状態を示す図である。

【図8】ファイナルギアが初期位置からクラッチ解除方向へ回転した状態を示す図である。

【図9】図８のファイナルギアがさらにクラッチ解除方向へ回転した状態を示す図である。

【図10】クラッチ解除方向へ回転したファイナルギアが途中で巻取り方向へ回転した状態を示す図である。

【図11A】フリクションリング、コイルスプリングおよびクラッチハウジングの分解斜視図である。

【図11B】フリクションリング、コイルスプリングおよびクラッチハウジングの組み合わされた状態での側面図である。

【図12】ユーザーがシートベルトを外した際の既存のモータ付きシートベルト用リトラクタにおける制御例を参考として示すフローチャートである。

【図13】（Ａ）ユーザーがシートベルトを外した際の既存のモータ付きシートベルト用リトラクタにおける制御例を示すフローチャートと、（Ｂ）フローチャート中の＜ｂ＞の動作中におけるＦＡスプリングのトルク（反巻取り力）の変化を示すグラフと、（Ｃ）フローチャート中の＜ｃ＞の動作中におけるＦＡスプリングのトルク（反巻取り力）の変化を示すグラフである。

【図14】モータ、動力伝達機構、ファイルギア、スピンドル等の分解斜視図である。

【図15】（Ａ）ワンウェイクラッチの初期状態を示す図と、（Ｂ）ワンウェイクラッチ用パウルの周辺を拡大して示す図である。

【図16】（Ａ）図１５の状態からファイナルギアが所定量回転した状態におけるワンウェイクラッチを示す図と、（Ｂ）ワンウェイクラッチ用パウルの周辺を拡大して示す図である。

【図17】（Ａ）図１６の状態からファイナルギアがさらに回転した状態におけるワンウェイクラッチを示す図と、（Ｂ）ワンウェイクラッチ用パウルの周辺を拡大して示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて説明する（図１～図１４参照）。

【0034】

＜シートベルト用リトラクタの構成＞
本発明にかかるシートベルト用リトラクタ１は、シートベルト２を巻き取るように構成された車両用の装置である。本実施形態のシートベルト用リトラクタ１は、筐体３に設けられたスピンドル１０、モータ２０、動力伝達機構３０、ファイナルギア（第１回転ギア）３３、クラッチ機構３４、リターンスプリング４０、ＦＡスプリング（巻取り力調整スプリング）５０、ＦＡハウジング５１、ラッチ機構（連結機構）６０等で構成されている（図１、図２等参照）。

【0035】

スピンドル１０は、シートベルト２を巻き取る部材であり、中心軸１０ｘを中心にして正逆回転可能な状態で筐体３に設けられている（図２等参照）。なお、本明細書では、便宜的に、スピンドル１０等の回転方向について、シートベルト２を巻き取るように正転する方向（図５においてＣＣＷと示す反時計回り）を「巻取り方向」、シートベルト２を送り出すように逆転する方向（図５においてＣＷと示す時計回り）を「クラッチ解除方向」と呼ぶことにする（図５等参照）。

【0036】

モータ２０は、スピンドル１０を回転させる動力を発生する動力源である（図１４参照）。本実施形態のモータ２０は、筐体３の例えば下部に設けられている（図１等参照）。
モータ２０を一の方向（本明細書では「第１の方向」という）に回転させたとき、クラッチ機構３４によって動力が伝達され、スピンドル１０は巻取り方向に回転する。また、モータ２０を第１の方向とは逆の第２の方向に回転させると、ファイナルギア３３はクラッチ解除方向に回転する（図１、図５等参照）。

【0037】

動力伝達機構３０は、モータ２０からの動力をスピンドル１０に伝達するための機構である。例えば本実施形態では、モータギア３１、伝達シャフト（中間ギア）３２、ファイナルギア３３、クラッチ機構３４を含む動力伝達機構３０を用いている（図２、図１４等参照）。モータギア３１は、モータ２０の出力軸２１に取り付けられているウォームで構成されている（図１４参照）。伝達シャフト３２は、モータ２０の動力をファイナルギア３３に伝達する部材である。この伝達シャフト３２には、モータギア３１と噛合する第１ヘリカルギア３２ａと、ファイナルギア３３と噛合する第２ヘリカルギア３２ｂとが設けられている（図２、図１４等参照）。

【0038】

ファイナルギア３３は、動力伝達機構３０を構成するギアのひとつであって、スピンドル１０の中心軸１０ｘ上に回転可能に配置された大径のヘリカルギアで構成されている（図２等参照）。本実施形態のファイナルギア３３は、動力伝達機構３０を構成するギア列の終端に配置されたギアである。ファイナルギア３３の外周には、伝達シャフト３２の第２ヘリカルギア３２ｂが噛合するはすば（斜歯）３３ａが形成されている。また、ファイナルギア３３には、筐体３がある側とは反対の側に突出する突起３３ｍ、ピン３３ｐ、突起３３ｔが設けられている（図２参照）。

【0039】

クラッチ機構３４は、ファイナルギア３３の回転をスピンドル１０に伝達しあるいは遮断して伝えないようにするための機構であり、これらファイナルギア３３とスピンドル１０の間に配置されている（図１、図２等参照）。本実施形態では、モータ２０を第１の方向に回転させたときに結合した状態となってファイナルギア３３の回転をスピンドル１０へ伝達し、その一方でモータ２０を第２の方向に回転させたときは結合しない、いわゆるワンウェイクラッチをこのクラッチ機構３４に用いている。ワンウェイクラッチ自体の構成は従前のシートベルト用リトラクタにおけるものと同様であるため本明細書でその詳細を説明することは省略するが、例えば、ファイナルギア３３が一方向に回転したときのみラチェットギア３５ａに係合するワンウェイクラッチ用パウル（ラッチ）３４ｂを備えたもの等が該当する（図１４参照）。

【0040】

本実施形態のクラッチ機構３４は、ワンウェイクラッチ用パウル３４ｂ、ワンウェイクラッチ用フリクションリング３４ｆ、クラッチハウジング３５等を備えたフリクション式ワンウェイクラッチ３４ａで構成されている（図１５～図１７）参照）。このフリクション式ワンウェイクラッチ３４ａにおける初期状態から係合状態になるまでの動作を簡単に説明する。初期状態では、ワンウェイクラッチ用パウル３４ｂはクラッチハウジング３５のラチェットギア３５ａに係合していない（図１５参照）。この初期状態から、モータ２０を第１の方向に回転させるとファイナルギア３３が図中、時計回りに回転する（なお、図１５～図１７においてはリターンスプリング４０等がある側でなく、それとは反対からスピンドル１０の中心軸１０ｘに沿って見た状態を示しているため、図１５～図１７では、この時計回りへの回転が「巻取り方向」に相当することに留意されたい）。このようにファイナルギア３３が図中の時計回り（つまりここでは巻取り方向）に回転したとき、ワンウェイクラッチ用フリクションリング３４ｆは、フリクションの作用により、供回りせずその場に留まろうとする（図１６参照）。そこからさらにファイナルギア３３が図中の時計回り（巻取り方向）に回転すると、ワンウェイクラッチ用フリクションリング３４ｆの爪３４ｇがワンウェイクラッチ用パウル３４ｂに当接し、ワンウェイクラッチ用パウル３４ｂがファイナルギア３３と供回りするのを阻止する（図１７参照）。そうすると、ワンウェイクラッチ用パウル３４ｂは、ガイド３４ｈに沿って外周方向へと誘導されて移動し、その後、その歯先３４ｃをクラッチハウジング３５のラチェットギア（内歯）３５ａに係止させる（図１７参照）。そうすると、フリクション式ワンウェイクラッチ３４ａは結合した状態となり、ファイナルギア３３の回転をスピンドル１０に伝達する。

【0041】

リターンスプリング４０は、シートベルト２を巻き取る方向（巻取り方向）へスピンドル１０に巻取り力を付勢する部材として設けられている（図１、図２等参照）。本実施形態では、スピンドル１０の周囲に渦巻状に巻回され、スプリングカセット４１に収容されたぜんまいばねでリターンスプリング４０を構成している（図２、図４参照）。ぜんまいばねで構成されるリターンスプリング４０は、その内側端部４０ｉがボス部材４０ｂを介してスピンドル１０に固着され、外側端部４０ｏがスプリングカセット４１に固着された状態となっており、スピンドル１０の回転量に応じた付勢力を蓄勢し、当該スピンドル１０に回転トルクを付与する（図２等参照）。本実施形態のリターンスプリング４０は、例えばユーザーによってシートベルト２が引き出されてスピンドル１０がクラッチ解除方向に回転すると、リターンスプリング４０が巻かれ、スピンドル１０の回転量に応じた付勢力を蓄勢し、スピンドル１０を巻取り方向に回転させる力（巻取り力）を付与するように付勢する（図１等参照）。

【0042】

ＦＡスプリング（巻取り力調整スプリング）５０は、スピンドル１０に接続され、リターンスプリング４０からスピンドル１０に作用する巻取り力の大きさを減少させる力（反巻取り力）を蓄勢可能な部材として設けられている（図１等参照）。本実施形態では、スピンドル１０の周囲に、リターンスプリング４０とは逆方向で渦巻状に巻回されたぜんまいばねでこのＦＡスプリング５０を構成している（図２等参照）。ＦＡスプリング５０は、その内側端部５０ｉがボス部材５０ｂを介してスピンドル１０に固着され、外側端部５０ｏが回転可能なＦＡハウジング５１に固着された状態で、当該ＦＡハウジング５１に収容された状態となっている（図２，図４等参照）。ＦＡハウジング５１が回転すると、ＦＡスプリング５０が巻かれてそのばね力（トルク）が変化する。

【0043】

ＦＡハウジング５１は、スピンドル１０の中心軸１０ｘ上に回転可能に配置された筒状の筐体である。中心軸１０ｘの周りでこのＦＡハウジング５１を一方向に回転させることにより、ＦＡスプリング５０に反巻取り力を蓄勢させることが可能となっている（図１等参照）。本実施形態のシートベルト用リトラクタ１では、このＦＡハウジング５１をクラッチ解除方向に回転させると、ＦＡスプリング５０が巻かれ、その回転量に応じた反巻取り力を蓄勢し、リターンスプリング４０が蓄勢している巻取り方向への巻取り力を打ち消して減少させる。

【0044】

ラッチ機構（連結機構）６０は、ファイナルギア３３が所定方向（本実施形態の場合はシートベルト２を巻き取る方向とは逆の方向、すなわち上述したクラッチ解除方向）に回転するとき、このファイナルギア３３とＦＡハウジング５１とを連結させて供回りさせるための機構である。本実施形態では、このようなラッチ機構６０として、ラチェットギア５９やパウル６１、フリクションリング（供回りリング）６３等で構成される機構を採用しており、ファイナルギア３３がクラッチ解除方向に回転するとパウル６１がラチェットギア５９に係止することでファイナルギア３３とＦＡハウジング５１が結合した状態となり、巻き取り方向に回転するとパウル６１がパウルリターンスプリング６２の力によって解除されることでファイナルギア３３とＦＡハウジング５１が分離した状態となるようにしている。

【0045】

ラチェットギア５９は、ＦＡハウジング５１の例えば外周面に形成された左右非対称形状の歯からなるギアである。本実施形態のラチェットギア５９は、ファイナルギア３３がクラッチ解除方向に回転するときにのみ、パウル６１が係止しうる形状に形成されている（図５、図８等参照）。

【0046】

パウル６１は、ファイナルギア３３がクラッチ解除方向に回転するときにのみラチェットギア５９にその爪先６１ｔを係止させることができるように設けられている部材である。本実施形態のパウル６はファイナルギア３３のピン３３ｐに回動可能に取り付けられていて、パウルリターンスプリング６２により、爪先６１ｔがラチェットギア５９から離間する方向（図５等において、当該パウル６１を反時計回りに回転させる方向）に付勢されている（図５、図６等参照）。パウルリターンスプリング６２は、ファイナルギア３３の突起３３ｍに取り付けられている（図２等参照）。なお、本明細書ではパウル６１のうちラチェットギア５９に係止する先端部分を「爪先」と称しているがこれは便宜的な名称にすぎず、ラチェットギア５９に係止するように形成されていればその名称や具体的形状がとくに限定されることがないことはいうまでもない。

【0047】

フリクションリング（供回りリング）６３は、ファイナルギア３３とＦＡハウジング５１との間に配置された円板状ないしは円環状の部材である（図２等参照）。このフリクションリング６３には、ファイナルギア３３の突起３３ｔが係合する長孔６３ｈが周方向に沿って形成されている（図２、図５、図１１Ａ等参照）。フリクションリング６３は、この長孔６３ｈに対応したストローク幅でファイナルギア３３に対して相対回転可能であり、そのストローク幅を超えてファイナルギア３３が回転すると当該ファイナルギア３３と供回りする。このフリクションリング６３とクラッチハウジング３５の間にはコイルスプリング３６が設けられている（図２、図１１Ａ、図１１Ｂ参照）。コイルスプリング３６は、フリクションリング６３とクラッチハウジング３５の間に摩擦を発生させる。この摩擦力によって、ファイナルギア３３が回転する際、フリクションリング６３は供回りせずその場に留まろうとする。さらに、このフリクションリング６３には、ガイド６３ｇが形成されている（図２等参照）。

【0048】

ガイド６３ｇは、ファイナルギア３３がクラッチ解除方向に回転したときにパウル６１の爪先６１ｔをラチェットギア５９に近接させるようにフリクションリング６３に形成されている（図５等参照）。本実施形態では、フリクションリング６３の外周の切れ込み部分に形成された傾斜した縁をガイド６３ｇとして機能させている（図１１Ａ等参照）。ガイド６３ｇは、パウル６１の爪先６１ｔをラチェットギア５９に近接させるように案内する（図８等参照）。

【0049】

＜シートベルト用リトラクタの動作＞
上記のような構成である本実施形態のシートベルト用リトラクタ１の動作について以下に説明する（図６～図１０等参照）。本実施形態のシートベルト用リトラクタ１においては、ファイナルギア３３に連動する形で他の部材が所定の動作をする構成になっているため、当該ファイナルギア３３の回転動作に伴いで他の部材がどう動くかという観点を中心にして説明することにする。

【0050】

［初期位置（図６）］
初期位置におけるシートベルト用リトラクタ１は図６に示す状態となっている。

【0051】

［ファイナルギア３３が初期位置から巻き取り方向へ回転する時（図７）］
モータ２０を第１の方向に回転させると、ファイナルギア３３が初期位置から巻き取り方向へ回転する。ファイナルギア３３に取り付けられているパウル６１は、ファイナルギア３３とともに巻き取り方向へ移動する。ファイナルギア３３上の突起３３ｔがフリクションリング６３の長孔６３ｈの図中向かって左端に当接すると、フリクションリング６３もファイナルギア３３とともに巻取り方向に回転する。また、クラッチ機構３４によって動力が伝達されていれば、スピンドル１０も巻取り方向に回転する。このとき、内側端部５０ｉがボス部材５０ｂを介してスピンドル１０に固着されているＦＡスプリング５０も巻取り方向に回転する。また、ＦＡハウジング５１も、蓄勢されずに中立状態のままのＦＡスプリング５０とともに巻き取り方向に回転する。

【0052】

［ファイナルギア３３が初期位置からクラッチ解除方向へ回転する時（図８）］
モータ２０を第２の方向に回転させると、ファイナルギア３３が初期位置からクラッチ解除方向へ回転する。ファイナルギア３３がクラッチ解除方向へ回転するとき、フリクションリング６３は、長孔６３ｈに対応したストローク幅のぶん、供回りせずにその場に留まろうとする。このようにフリクションリング６３が留まっている間、パウル６１の爪先６１ｔはフリクションリング６３のガイド６３ｇに当接し、案内されてスピンドル１０の軸方向へ落ち込み、ＦＡハウジング５１のラチェットギア５９に係止した状態となる。

【0053】

［さらにファイナルギア３３がクラッチ解除方向へ回転する時（図９）］
さらにファイナルギア３３がクラッチ解除方向へ回転すると、ファイナルギア３３上の突起３３ｔがフリクションリング６３の長孔６３ｈの図中向かって右端に当接し、それ以降、フリクションリング６３がファイナルギア３３とともにクラッチ解除方向へ供回りする。また、この時、ラチェットギア５９に係止しているパウル６１が、ＦＡハウジング５１をクラッチ解除方向へ回転させていく。ＦＡハウジング５１がクラッチ解除方向へ回転すると、ＦＡスプリング５０が巻かれ、反巻取り力が蓄勢され、ＦＡスプリング５０のトルクが増加する。そうすると、ベルト巻取り力（シートベルト用リトラクタ１の全体におけるシートベルト２を巻き取ろうとする力）は、リターンスプリング４０に蓄勢されているトルク（巻取り力）から、ＦＡスプリング５０に蓄勢されているトルク（反巻取り力）を引いた差分、つまり
ベルト巻取り力＝リターンスプリング４０のトルク－ＦＡスプリング５０のトルク
ということになり、反巻取り力が増加したぶん、ベルト巻取り力が減少し、巻き取り力が低い状態になる。

【0054】

［ファイナルギア３３が巻き取り方向に回転する時（図１０）］
図９に示した前述の状態から、ファイナルギア３３を巻き取り方向に回転させると、フリクションリング６３は供回りせずその場に留まろうとする。この時、リターンスプリング４０で付勢されているパウル６１の爪先６１ｔはフリクションリング６３のガイド６３ｇに沿ってＦＡハウジング５１のラチェットギア５９から外れて離れ、少なくともファイナルギア３３が長孔６３ｈの長さぶんのストローク幅を超えるぶん回転するまでの間に、ラチェットギア５９から外れたパウル６１の爪先６１ｔが当該ラチェットギア５９から離間し、係止している状態が解除される。パウル６１が外れたＦＡハウジング５１は、ＦＡスプリング５０に蓄勢されていたトルク（反巻取り力）によって巻取り方向に回転し、ＦＡスプリング５０のトルクが消失して中立状態となった時点で回転が止まる。このようにしてＦＡスプリング５０のトルクが消失すると、
ベルト巻取り力＝リターンスプリング４０のトルク－ＦＡスプリング５０のトルク(この時点で消失)
の関係から、ベルト巻取り力が増加する。このようにＦＡスプリング５０のトルクは消失してスピンドル１０に作用しないため、ベルト巻き取り力＝リターンスプリング４０のトルクとなり、巻取り力が最大の状態になる。

【0055】

＜シートベルト用リトラクタの制御＞
ユーザーがシートベルト２を外した際のシートベルト用リトラクタ１における制御について説明する（図１２、図１３参照）。なお、シートベルト２を外すというのは、特に図示はしないが、具体的にはユーザーがシートベルト２のタング（図示省略）をバックル（図示省略）から外してシートベルト装着状態を解除することを指す。シートベルト２が外されたことは、例えばバックルに内蔵されたバックルスイッチ（図示省略）で検出することができる。以下では、外されたシートベルト２に対し、シートベルト用リトラクタ１がどのような制御に従いシートベルト２を巻き取るか等について説明する。

【0056】

まず、参考までに、既存のモータ付きシートベルト用リトラクタにおける制御例を説明する（図１２参照）。ユーザーがシートベルトを外したことをバックルスイッチで検出すると（ステップＳＰ２１）、制御装置（図示省略）によりモータを第１の方向に回転させ、スピンドルを巻取り方向に回転させてシートベルト２を巻き取る（ステップＳＰ２２）。シートベルトを所定量巻き取って収容する動作が完了したら（ステップＳＰ２３にてＹｅｓ）、モータをいったん停止させ（ステップＳＰ２４）、モータを第２の方向に回転させ（ステップＳＰ２５）、停止させる（ステップＳＰ２６）。ここでは、シートベルトの巻取りがモータの力でのみ行われる。

【0057】

次に、本実施形態にかかるＦＡスプリング５０付きのシートベルト用リトラクタ１における制御例を説明する（図１３参照）。ユーザーがシートベルト２を外したことをバックルスイッチで検出すると（ステップＳＰ１１）、制御装置（図示省略）によりモータ２０を第１の方向に回転させる（ステップＳＰ１２）。モータ２０を第１の方向に回転させている間（図１３中では＜ｂ＞と表記している。これは短時間であってよい）、ラッチ機構６０が解除され、パウル６１が外れてＦＡハウジング５１が回転し、ＦＡスプリング（巻取り力調整スプリング）５０のトルク（反巻取り力）は弱くなる（図１３（Ｂ）参照）。ＦＡスプリング５０のトルク（反巻取り力）が消失して０（ゼロ）になったら、その後でモータ２０をいったん停止させる（ステップＳＰ１３）。なお、このＳＰ１３では、例えば、「ベルト巻き取り量＞収納判断閾値」という条件に基づき判断してもよい。ＦＡスプリング５０のトルク（反巻取り力）が消失することでベルト巻取り力が最大の状態になったら、リターンスプリング４０の巻取り力を利用してシートベルト２を所定量巻き取って収容する動作が完了したら（ステップＳＰ１４にてＹｅｓ）、モータ２０を第２の方向に回転させ（ステップＳＰ１５）、回転させている間（図１３中では＜ｃ＞と表記している）、ＦＡスプリング５０を巻き上げてトルク（反巻取り力）を蓄勢させる（図１３（Ｃ）参照）。ＦＡスプリング５０に所定のトルク（反巻取り力）を蓄勢させ、ベルト巻取り力が低い状態にする。

【0058】

既存のモータ付きシートベルト用リトラクタの場合には、リターンスプリングのトルク（巻取り力）をあらかじめ弱めに設定することでユーザーが感じる窮屈さを低減させつつ、シートベルトを確実に巻き取って収納するためにモータで巻取りをアシストする構成としている場合がある（図１２参照）。これに対し、本実施形態のごときシートベルト用リトラクタ１のようにＦＡスプリング５０を有している場合には、ＦＡスプリング５０の働きにより窮屈さを低減できることから、リターンスプリング４０のトルク（巻取り力）を通常通りの強さに設定することが可能となっている。したがって、ラッチ機構６０を解除してＦＡスプリング５０が作用しない状態にすれば、リターンスプリング４０に蓄勢されたトルク（巻取り力）によってシートベルト２を収納位置まで巻き取ることが可能である。上記に示した制御（図１３参照）は、このような構成に基づき、窮屈さを低減させつつシートベルト２を確実に巻き取るうえで好適である。しかも、本実施形態のごとくリターンスプリング４０に蓄勢されたトルク（巻取り力）を主に利用してシートベルト２を巻き取る構成とした場合には、
・ばねによる巻取りのほうが自然な感触である
・モータのみでベルトを巻き取る場合に比べて短い時間、駆動すればよく（モータ２０を第１の方向に短時間回転させることでラッチ機構６０を解除し、ＦＡスプリング５０のトルク（反巻取り力）を消失させることができる）、そのぶんモータ駆動時間が短いので、モータ駆動時の騒音や電気ノイズが低減され、省エネかつ低ノイズである
といった利点が得られる。

【0059】

さらに、本実施形態のシートベルト用リトラクタ１の利点として以下を挙げることができる。

【0060】

まず、本実施形態のシートベルト用リトラクタ１においては、反巻取り力を蓄勢可能なＦＡスプリング（巻取り力調整スプリング）５０による反巻取り力の大きさを調整する（具体的には、増加させる）ことにより、リターンスプリング４０からスピンドル１０に作用する巻取り力の大きさを減少させ、ベルト引き出し時にユーザーが必要とする引き出し力を弱めてあげることが可能である。

【0061】

また、本実施形態のシートベルト用リトラクタ１においては、反巻取り力を蓄勢可能なＦＡスプリング（巻取り力調整スプリング）５０による反巻取り力の大きさを調整することで、リターンスプリング４０のみでシートベルト２を適度な力で巻き取るようにすることができる。このため、このシートベルト用リトラクタ１によれば、ＰＰ（モータ２０の力でシートベルト２を巻き取るモータ２０付きシートベルト）の機構を備えつつ、ベルト装着中にＰＰ駆動が要求された場合（例えば、衝突可能性があるときのような車両急減速状態をセンサで検出した場合）、モータ２０を第１の方向に駆動してシートベルト２を巻き取り方向に駆動するが、この際、ラッチ機構６０を解除してＦＡスプリング５０の反巻取り力を消失させることで、ベルト巻取り力を瞬時的に増大させることができる。この場合、ベルト巻取り力が増大したとしても、モータ２０の力のほうがより強いため、ユーザーは違和感を抱きにくい。上記のＰＰ駆動が完了したら、モータ２０を第１の方向に駆動して駆動してＦＡスプリング５０の反巻取り力を蓄勢することでベルト巻取り力を再び弱い状態に設定することができる。このように、本実施形態のシートベルト用リトラクタ１によれば、従来のＰＰの機能を損なわずに、ベルト巻き取り力の調整を行うことができる。

【0062】

また、慣性クラッチを使っている従来の装置の場合、ＦＡハウジングを回転させる際の回転量の制約は解消されるものの、機構が複雑になるという点のほか、ゆっくりとモータの力でシートベルトを巻くというモードに対応できないという点が欠点となりうる。このモードは例えば、横Ｇが作用する急カーブ走行のとき乗員の身体を保持するためにベルト伸び出し抑制動作を実施する場合などで必要となるが、乗員を支えるためにはモータのトルクが必要である一方、奇異なフィーリングを与えないためにはゆっくりとシートベルトを巻き始めなければならない、という状況では慣性クラッチだと対応しきれない。この点、フリクション式ワンウェイクラッチ３４ａを含むクラッチ機構３４を備え、かつ、同一のモータ２０を動力としてシートベルト巻取り用のリターンスプリング４０の巻取り力を調整するためのＦＡスプリング（巻取り力調整スプリング）５０を備えた本実施形態のシートベルト用リトラクタ１においては、従来装置とは異なり、ゆっくり高い荷重でベルトを巻くというモードに対応することが可能である。したがって、例えば横Ｇが作用するカーブ走行のとき乗員の身体を保持するためにベルト伸び出し抑制動作を実施するような場合、ユーザーに違和感を与えないようにゆっくりとベルトを巻き取り身体にフィットさせることが可能である。しかも、本実施形態では、リターンスプリング４０のトルクの調整には、モータ２０を第２の方向（クラッチ解除方向）に駆動すると反巻取り力が蓄勢され、第１の方向（巻取り方向）に駆動すると解放される仕組みを用いることで、前述のフリクション式ワンウェイクラッチ３４ａを含むクラッチ機構３４のメカニズムと、スプリング力調整のメカニズムを両立させている。

【0063】

なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、特に図示してはいないが、上述したシートベルト用リトラクタ１において以下のような制御をすることもできる。すなわち、
・車両のエンジンオフ後、規定時間経過し、乗員が降車して停車状態にあると判断しうる場合
・車両ドアが開いた後で閉まったことを検出して乗員が降車したと判断しうる場合
のいずれか一方または両方が成立したとき、モータ２０を第２の方向に回転させＦＡスプリング５０を巻き上げてトルク（反巻取り力）を蓄勢させる。これにより、ベルト巻取り力は、ベルト引き出し～ベルト装着中も、モータが動作しない限り同じ状態で保たれるようになる。また、上記のように制御することで、ベルト収納後、ベルト巻取り力を再び弱くするためのモータ駆動を、乗員が降車したと推定される状況で行えるため、乗員に不快感を与えないようにすることができる。

【産業上の利用可能性】

【0064】

本発明は、車両用のシートベルトを巻き取るように構成されたシートベルト用リトラクタに適用して好適である。

【符号の説明】

【0065】

１…シートベルト用リトラクタ
２…シートベルト
３…筐体
１０…スピンドル
１０ｘ…中心軸
２０…モータ
２１…出力軸
３０…動力伝達機構
３１…モータギア
３２…伝達シャフト
３２ａ…第１ヘリカルギア
３２ｂ…第２ヘリカルギア
３３…ファイナルギア（第１回転ギア）
３３ａ…はすば
３３ｍ…突起
３３ｐ…ピン
３３ｔ…突起
３４…クラッチ機構
３４ａ…フリクション式ワンウェイクラッチ
３４ｂ…ワンウェイクラッチ用パウル
３４ｃ…ワンウェイクラッチ用パウルの歯先
３４ｆ…ワンウェイクラッチ用フリクションリング
３４ｇ…爪
３４ｈ…ガイド
３５…クラッチハウジング
３５ａ…ラチェットギア
３６…コイルスプリング
３７…ギアケース
３８…ギアカバー
４０…リターンスプリング
４０ｂ…ボス部材
４０ｉ…内側端部
４０ｏ…外側端部
４１…スプリングカセット
５０…ＦＡスプリング（巻取り力調整スプリング）
５０ｂ…ボス部材
５０ｉ…内側端部
５０ｏ…外側端部
５１…ＦＡハウジング（ハウジング）
５９…ラチェットギア
６０…ラッチ機構（連結機構）
６１…パウル
６１ｔ…パウルの爪先
６２…パウルリターンスプリング
６３…フリクションリング（供回りリング）
６３ｇ…ガイド
６３ｈ…長孔
ＣＣＷ…巻取り方向（第１の方向、シートベルトを巻き取る方向）
ＣＷ…クラッチ解除方向（シートベルトを巻き取る方向とは逆の方向）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】