【手続補正書】
【提出日】平成16年12月22日(2004.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  シートベルト巻取装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  モータによりシートベルトを巻き取る機構を有するシートベルト巻取装置であり、前記モータとシートベルトが巻回されたスプールと、結合時には前記スプールをシートベルト巻き取り方向にのみ回転させ、非結合時には前記スプールのいずれの方向への回転をも許容する動力伝達切替機構とを有してなり、かつ、シートベルトを急激に引き出すような力が働いたとき、シートベルトが巻き付けられているスプールのシートベルト引き出し方向への回転をトーションバーによる捩れ力に抗して行わせるフォースリミッタ機構と、衝突が検知されたときシートベルトを強制的に巻き取る火薬式プリテンショナを有するものであって、前記火薬式プリテンショナが作動したときに移動する火薬式プリテンショナの機構部の動きにより、前記動力伝達切替機構が非結合状態とされ、前記モータと前記スプールの機械的な結合が外れるようにされていることを特徴とするシートベルト巻取装置。
【請求項２】  請求項１に記載のシートベルト巻取装置であって、前記動力伝達切替機構はラチェット歯車を有し、前記モータのシートベルト巻き取り方向への回転力により駆動される係止部と前記ラチェット歯車との噛み合いの有無により、結合状態と非結合状態が切り替わるものであり、前記係止部は、火薬式プリテンショナが作動したときに移動する火薬式プリテンショナの機構部の動きにより、前記ラチェット歯車との係合を解除されるようにされていることを特徴とするシートベルト巻取装置。
【請求項３】  請求項２に記載のシートベルト巻取装置であって、前記モータの回転トルクで前記回動可能な制御レバーを備えており、当該制御レバーが前記係止部を駆動することにより係止部と前記ラチェット歯車との噛み合いが制御されるようにされていることを特徴とするシートベルト巻取装置。
【請求項４】  請求項２又は請求項３に記載のシートベルト巻取装置であって、前記モータの回転を減速して前記スプールに伝達する減速機構を備えており、この減速機構は、モータの回転が伝達されるサンギアと、回転可能に設けられ、外周にラチェット歯を有しかつ内周に内歯を有するリング状のインターナルギアと、これらのサンギアとインターナルギアとに噛合するプラネタリギアと、このプラネタリギアを自転可能に支持するとともにその公転を前記スプールに伝達するキャリヤとを有し、また、前記動力伝達切替機構は、更に、前記ラチェット歯に係合しない非係合位置と前記ラチェット歯に係合可能な係合位置との間で回動可能な係止レバーを備えており、前記制御レバーが回動しない通常時は前記係止レバーを非係合位置に設定して前記インターナルギアの回転を自由にし、前記制御レバーが回動したときは前記係止レバーを係合位置に設定して、前記ラチェット歯に前記係止レバーが係合することで前記インターナルギアの回転を禁止するようになっており、前記インターナルギアの回転が禁止されたときは、前記動力伝達切替機構が結合状態に設定され、前記インターナルギアの回転が自由であるときは、前記動力伝達切替機構が非結合状態に設定されるようになっていることを特徴とするシートベルト巻取装置。
【請求項５】  請求項２又は請求項３に記載のシートベルト巻取装置であって、前記モータの回転を減速して前記スプールに伝達する減速機構を備えており、この減速機構は、その回転をスプールに伝達するサンギアと、回転可能に設けられ、外周にラチェット歯を有しかつ内周に内歯を有するリング状のインターナルギアと、これらのサンギアとインターナルギアとに噛合するプラネタリギアと、このプラネタリギアを自転可能に支持するとともに前記モータの回転により前記プラネタリギアを公転させるキャリヤとを有し、また、前記動力伝達切替機構は、更に、前記ラチェット歯に係合しない非係合位置と前記ラチェット歯に係合可能な係合位置との間で回転可能な係止レバーを備えており、前記制御レバーが回動しない通常時は前記係止レバーを非係合位置に設定して前記インターナルギアの回転を自由にし、前記制御レバーが回動したときは前記係止レバーを係合位置に設定して、前記ラチェット歯に前記係止レバーが係合することで前記インターナルギアの回転を禁止するようになっており、前記インターナルギアの回転が自由であるときは、前記動力伝達切替機構が非結合状態に設定され、前記インターナルギアの回転が禁止されたときは、前記動力伝達切替機構が結合状態に設定されるようになっていることを特徴とするシートベルト巻取装置。
【請求項６】  請求項２から請求項５のうちいずれか１項に記載のシートベルト巻取装置であって、火薬プリテンショナが作動したときに火薬の力を直接又は間接的に受けて回転し、その回転力をスプールに伝える回転体の動きを直接的又は間接的に利用することにより、前記係止部の、前記ラチェット歯車との係合を解除するものであることを特徴とするシートベルト巻取装置。
【請求項７】  請求項６に記載のシートベルト巻取装置であって、火薬プリテンショナは、火薬の力をパイプ中に入れられたボールに伝達し、ボールの力を歯車の外歯に伝えることより歯車を回転させてその回転力をスプールに伝えるものであり、定常状態においては当該歯車の外歯によってその形状を決められ、前記歯車が回転するとスプリング力により異なった形状となる第１の弾性体と、定常状態においては第１の弾性体によってその形状を決められ、第１の弾性体が前記異なった形状となったとき、スプリング力により異なった形状となる第２の弾性体を有し、第２の弾性体が異なった形状となるときの付勢力により、前記係止部の、前記ラチェット歯車との係合を解除するものであることを特徴とするシートベルト巻取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータによってシートベルトを巻き取る機能を有するシートベルト巻取装置の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シートベルト巻取装置は、乗用車の衝突等の事故に際して乗員の安全を確保するために取り付けが義務付けられ、種々の方式のものが開発されている。そのうち最も構成が簡単なものの例を図１０に示す。
【０００３】
シートベルト巻取装置の一方の側の支持部であるスプリングカバー４１には、軸受部４１ａが設けられ、それにスプール４２の軸４２ａが嵌まりこんで回転すると同時に、スプリングにより巻き取り方向への付勢力を受けるようになっている。スプール４２にはシートベルトが巻きつけられるようになっている。
【０００４】
スプール４２の内側には凹状の嵌合部（図示せず）が設けられ、その中にトーションバー４３の一端が嵌まり込んでいる。トーションバー４３の他端は、ロッキングベース４４に設けられた凹状の嵌合部（図示せず）に嵌まりこんでいる。ロッキングベース４４の軸４４ａは、ロックギア４５の穴部４５ａを貫通し、シートベルト巻取装置の他の一方の側の支持部であるリテーナ４６の軸受部（図示せず）に嵌まりこんでいる。
【０００５】
このような機構により、スプール４２は、結局スプリングカバー４１とリテーナ４６にその回転軸を支持されたような形態となって回転し、スプリングの付勢力によりシートベルトを巻き取るようになっている。そして、スプリングカバー４１と、リテーナ４６は、ベースフレーム４８の両端に固定されており、スプール４２はベースフレーム４８の内部に収納されるようになっている。
【０００６】
これらの構成要素のうち、ロッキングベース４４とロックギア４５は、所定量の相対回転が可能になっており、スプリング４９によって、ロックギア４５がロッキングベース４４に対して相対的にシートベルトの引き出し方向に付勢されて、相対回転の限界に達するような状態になっている。
【０００７】
通常の状態でシートベルトが引き出されるときは、ロックギア４５の回転の抵抗となるものはないので、スプリング４９の付勢力に打ち勝つことができず、ロックギア４５はロッキングベース４４と一体となって回転する。
【０００８】
スプリングの力によりスプール４２が巻き取られ、それにつれてロッキングベース４４が巻き取り方向に回転しても、もともと、その回転方向には、前述のように、ロックギア４５がロッキングベース４４に対して相対回転の限界に達するような状態になっているので、ロックギア４５はロッキングベース４４と一体となって回転する。
【０００９】
衝突等により、急激なシートベルトの引き出しが発生すると、ロックギア４５の中に収納されているフライホイール５０がスプリング５１の付勢力に打ち勝って移動し、その結果、ロックギア４５がリテーナ４６に対して相対回転ができなくなり、回転が停止される。
【００１０】
すると、ロッキングベース４４がスプリング４９の付勢力に抗して、ロックギア４５に対して相対回転する。この相対回転によって、ロッキングベース４４に収納されているパウル５２が外側に飛び出すようにメカニズムが構成されており、外側に飛び出したパウル５２のギアがベースフレーム４８に形成されたギア部４８ａに係合し、これによりロッキングベース４４の回転も停止される。この機構を「ロック機構」と呼ぶ。
【００１１】
よって、トーションバー４３の回転も停止し、スプール４２はトーションバー４３の捩れに対応するだけの回転のみが許されることになる。従って、以後は、シートベルトは、トーションバーの捩れ力に起因する張力を受けつつ引き出される。この機構を、「フォースリミッタ機構」と呼ぶ。
【００１２】
以上の説明は、シートベルト巻取装置の概要を示したものであり、例えば、フライホイール５０の移動によりロックギア４５の回転を止める機構、パウル５２を外側に押し出す機構には複雑な機構が用いられているが、シートベルト巻取装置は周知・慣用のものであり、当業者にとってこれ以上の詳しい説明は不要と思われるし、本発明の主要部分と関係がない事項なので、これ以上の詳しい説明を省略する。
【００１３】
図１０に示すシートベルト巻取装置には、上述のような機構の他に、火薬式プリテンショナと呼ばれるシートベルト引き込み装置が付属されている。これは、衝突等が実際に発生した場合に、火薬の力により急速かつ強力にシートベルトを巻き取り、乗員をシートに拘束するものである。
【００１４】
以下、火薬式プリテンショナの構成を説明する。プリテンショナカバー６１とプリテンショナープレート６２の間には、パイプ６３が設けられており、そのパイプ６３の一端にはガス発生器６４が取り付けられている。そして、パイプ６３の内部にはストッパスプリング６５、ピストン６６、複数のボール６７が設けられている。パイプ６３の他の端近傍の側方は切り欠かれており、他端にはガイドブロック６８が嵌め込まれている。
【００１５】
プリテンションカバー６１には２つのピン６９が設けられており、それに、リングギア７０が嵌め込まれて保持されている。そして、リングギア７０の外歯とパイプ６３の切り欠かれていない内壁の間にボール６７の最先端のものが挟まって拘束されている。
【００１６】
一方、スプール４２においては、ギア７１にピニオン７２が嵌り込んでいる。通常の状態では、リングギア７０とピニオン７２は係合していないが、ガス発生器６４からガスが発生した場合には、その圧力により、ピストン６６を介してボール６７が押され、その力でピン６９が折れて、リングギア７０がフリーとなり、ピニオン７２と係合する。そして、その状態でボール６７にリングギア７０の外歯７１ａが押されてリングギア７０が回転し、ピニオン７２を介してスプール４２を回転させる。このようにしてシートベルトにプリテンションがかけられる。このような機構も周知のものであるので、これ以上の説明を省略する。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
発明者らは、このような従来のシートベルト巻取装置を改良し、衝突等の事故が実際に発生する前に、これらの発生が予想された段階で、モータによりシートベルトを巻き取り、シートベルトの弛みを取り除くと共に、ある程度の力で乗員をシートベルトに拘束する機能を有するシートベルト巻取装置の発明を行い、特願２００１−１２８８６号として特許出願した（以下、「第１先願発明」という）。
【００１８】
これは、モータによりシートベルトを巻き取る機構を有するシートベルト巻取装置であって、前記モータとシートベルトが巻回されたスプールと、結合時には前記スプールをシートベルト巻き取り方向にのみ回転させ、非結合時には前記スプールのいずれの方向への回転をも許容する動力伝達切替機構（ラチェット機構）とを有するものである。
【００１９】
以下、第１先願発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図４は、第１先願発明の実施の形態の１例であるシートベルト巻取装置の概要を示す分解斜視図である。なお、図４に示す実施の形態においても、図１０に示すようなロック機構、フォースリミッタ機構や、スプールを巻き取るスプリング（図示せず）等が設けられているが、先願発明と関係がないので説明を省略する。
【００２０】
図４に示すように、このシートベルト巻取装置１においては、フレーム２の中にシートベルト３を巻き取るスプール４が収納され、それを軸支するトーションバー５の一端がリテーナ６に嵌まり込み、他端はスプール４の内部に嵌合している。スプール軸４ａは、シートベルト巻き取り用スプリング（図示せず）が収納されたゼンマイユニット７の軸受に嵌まり込んでいる。リテーナ６とゼンマイユニット７はフレーム２に保持されており、これにより、スプール４が、リテーナ６とゼンマイユニット７に保持される形でフレーム２の中に収納されている。
【００２１】
モータ８は第２リテーナ９に保持され、その軸に結合されたモータギア１０が、コネクトギア１１に噛合し、コネクトギア１１が中間減速ギア１２を介して減速ギア１３と噛合している。減速ギア１３は、その外径部に中間減速ギア１２と噛合する大径歯部１３ａを有すると共に、その中心部にサンギア１３ｂを有している。
【００２２】
キャリアギア１４の中心孔（スプライン孔）１４ｃはスプール４のスプライン軸４ｂに嵌まり込んでおり、スプール４と一体に回転する。キャリアギア１４には３個のネジ孔１４ｄが設けられ、これにリダクションピン１５の先端がネジ込まれている。リダクションピン１５には、それぞれ１個づつのプラネタリギア１６が回転自在に軸支され、リダクションプレート１７により保持されている。
【００２３】
インターナルギア１８は図５に示すように円環状をしており、その外周部にはラチェット歯１８ａが、内周部にはプラネタリギア１６と噛合する内歯１８ｂが設けられている。すなわち、プラネタリギア１６は、サンギア１３ｂとインターナルギア１８の内歯１８ｂに挟まれて、リダクションピン１５を中心に自転が可能になっていると共に、キャリアギア１４の中心（スプール４の軸心）の周りに公転が可能とされている。
【００２４】
このように構成されたシートベルト巻取装置のスプール４とモータ８の動力伝達経路を入り切りするための機構として、係止レバー２１と、コネクトギア１１と一体に回転可能で係止レバー２１を保持するレバースプリング２２と、スプリング保持部材２３が設けられている。
【００２５】
図６に、この機構を詳細に示す。スプリング保持部材２３の軸方向側面には軸方向に延びる３本の突出ピン２３ａが設けられており、これらの突出ピン２３ａがコネクトギア１１の３個の軸方向孔１１ｃそれぞれ嵌合されることで、スプリング保持部材２３がコネクトギア１１に組み付けられる。また、スプリング保持部材２３の外周面には、径方向に延びる３個の突起２３ｂが周方向に等間隔に設けられている。そして、レバースプリング２２が、その湾曲部２２ａがスプリング保持部材２３の外周に位置するようにして配置されるとともに、この湾曲部２２ａがスプリング保持部材２３の２個の突起２３ｂとコネクトギア１１との間に、回転方向に所定の摩擦を有して扶持されることでスプリング保持部材２３に組み付けられる。
【００２６】
また、係止レバー２１は第２リテーナ９に設けられた溝に沿って平行移動し、平行移動によりインターナルギア１８のラチェット歯１８ａに接離可能に設けられている。そして、係止レバー２１は、その凹部２１ｂに嵌まり込んだレバースプリング２２によって、前記のように平行移動するように駆動される。
【００２７】
以下、モータ８とスプール４間の動力伝達のメカニズムと、動力伝達の入り切りのメカニズムについて、図７〜図９を用いて説明する。
これらの図に示されるように、モータ８の回転はモータギア１０から、コネクトギア１１の歯１１ａを介してコネクトギア１１に伝えられ、その歯１１ｂと、中間減速ギア１２の歯１２ａを介して中間減速ギア１２に伝えられる。そして、中間減速ギア１２の歯１２ｂと減速ギア１３の大径歯部１３ａを介して減速ギア１３に伝達される。減速ギア１３には、サンギア１３ｂがその中心軸を同じにして一体に取り付けられている。よって、モータ８が回転すると、これらのギア群が一体となって回転する。
【００２８】
一方、図４に示されるスプール４のスプライン軸４ｂには、前述のようにキャリアギア１４の中心孔（スプライン孔）１４ｃが嵌まり込んでいる。よって、スプール４が回転すると、キャリアギア１４が一体に回転し、それにより３個のプラネタリギア１６がスプール軸を中心として公転する。
【００２９】
これら、モータ８に結合された動力伝達系と、スプール４に連結された動力伝達系の連結を入り切りするのが、インターナルギア１８である。図７は、モータ８が回転していないときの様子を示す図である。このとき、レバースプリング２２により、係止レバー２１は、インターナルギア１８のラチェット歯車１８ａとは係合しないような位置となっている。よって、インターナルギア１８は完全にフリーな状態にあり、何の抵抗も受けずに回転できる。それに対し、サンギア１３ｂと減速ギア１３を回転させるためには、モータ８の回転抵抗に打ち勝たなければならない。
【００３０】
このような状態で、スプール４がどちらかの方向に回転すると、プラネタリギア１６が公転する。そのとき、インターナルギア１８の抵抗がないので、プラネタリギア１６は、自転しながらサンギア１３ａの周りを公転し、インターナルギア１８を回転させる。すなわち、サンギア１３ａは回転しない。よって、スプール４は、モータ８の回転抵抗を受けずに回転することができる。従って、特に、人間がシートベルトを引き出すとき、大きな抵抗力を受けることなく引き出しが可能となる(巻き取り用ゼンマイの力に抗するのみでよい)。
【００３１】
図８は、モータ８がシートベルト巻き取り方向に駆動されたときの様子を示す図である。すなわち、モータ８が図のＣＷ方向に回転すると、コネクトギア１１がＣＣＷ方向に減速されて回転する。すると、前述のようにレバースプリング２２の湾曲部２２ａがスプリング保持部材２３の突起２３ｂとコネクトギア１１との間に回転方向に所定の摩擦を有して保持されているので、このコネクトギア１１のＣＣＷ方向の回転で、レバースプリング２２も同方向に一緒に回転する。
【００３２】
これにより、係止レバー２１がインターナルギア１８に接近する方向に平行移動して、係止爪２１ａがインターナルギア１８のラチェット歯１８ａの外周に当接して係合可能な係合位置となる。係止爪２１ａがラチェット歯１８ａの外周に当接した後は、レバースプリング２２はそれ以上ＣＣＷ方向には回転できなくなる。しかし、コネクトギア１１とレバースプリング２２との間にすべりが生じてコネクトギア１１がレバースプリング２２に対して相対回転する。これにより、モータ８は回転を継続することができる。
【００３３】
同時に、コネクトギア１１の回転が中間減速ギア１２を介して減速されて減速ギア１３に伝達され、減速ギア１３がＣＣＷ方向に回転するので、サンギア１３ｂが同方向に減速ギア１３と同速度で回転する。このサンギア１３ｂの回転で各プラネタリギア１６がＣＷ方向に自転し、インターナルギア１８がＣＷ方向に回転する。このとき、インターナルギア１８が回転するため、各プラネタリギア１６は公転しない。
【００３４】
インターナルギア１８がＣＷ方向に回転すると、ラチェット歯１８ａと係止爪２１ａとが互いに係合し、インターナルギア１８の回転が停止する。
インターナルギア１８の回転が停止すると、前述のようにモータ８の駆動トルクで各プラネタリギア１６が自転しているので、各プラネタリギア１６はインターナルギア１８の内歯１８ｂに沿って、サンギア１３ｂのまわりをＣＣＷ方向に減速されて公転するようになる。
【００３５】
したがって、プラネタリギア１６を保持するキャリアギア１４が、各プラネタリギア１６の公転速度でＣＣＷ方向に回転するので、スプール４がシートベルト巻き取り方向に回転する。
【００３６】
図９は、モータ８がシートベルト引き出し方向に回転したときの様子を示す図である。モータ８が図のＣＣＷ方向に回転すると、コネクトギア１１がＣＷ方向に減速されて回転する。すると、前述のようにレバースプリング２２の湾曲部２２ａがスプリング保持部材２３の突起２３ｂとコネクトギア１１との間に回転方向に所定の摩擦を有して保持されているので、このコネクトギア１１のＣＷ方向の回転で、レバースプリング２２も同方向に一緒に回転する。これにより、係止レバー２１がインターナルギア１８から遠ざかる方向に平行移動して、係止爪２１ａとインターナルギア１８のラチェット歯１８ａの係合が外れる。すると、インターナルギア１８の回転が自由になる。
【００３７】
図８に示したと同じように、モータ８の回転により減速ギア１３とサンギア１３ａが駆動され、サンギア１３ａの回転がプラネタリギア１６に伝わってプラネタリギア１６を自転させる。しかし、インターナルギア１８が回転抵抗無く回転するので、プラネタリギア１６は公転を行うことが無く、従って、モータ８の回転はスプール４には伝達されない。
【００３８】
以上をまとめると、モータが巻き取り方向に回転したときは、その回転力によって駆動される係止レバーによってインターナルギアの回転が止められ、それによりモータとスプールとの間の動力伝達経路が結合される。その他の場合は、係止レバーとインターナルギアとの係合が無く、インターナルギアは自由に回転できるので、モータとスプールとの間の動力伝達経路は切り離される。
【００３９】
なお、以上の実施の形態においては、係止レバーの駆動をモータの動力を使用して行っていたが、例えばソレノイド等により電気的に駆動し、インターナルギアと係合させたり係合を解いたりするようにしてもよい。
【００４０】
以下、以上のように構成された第１先願発明の実施の形態であるシートベルト巻取装置の作動の例について説明する。この実施の形態においては、通常の状態では、動力伝達経路切替機構により、モータとスプール間の動力伝達経路をオフとしておく。シートベルトの巻き取りは、ゼンマイばねによって行われる。よって、乗員は、シートベルトを引き出す際に、ゼンマイばねの巻き取り力に抗する引き出し力のみで、シートベルトを引き出すことができる。
【００４１】
そして、衝突予測装置等より、衝突等の事故が発生する可能性のあることを示す信号が与えられたとき、シートベルト巻取制御装置が、モータをシートベルト巻き取り方向に駆動すると共に、動力伝達経路切替機構によりモータとスプール間の動力伝達経路を結合する。これは、前述の実施の形態では、モータを巻き取り方向に駆動することにより、自然に行われる。よって、スプールにモータの巻き取り力が伝達され、スプールによりシートベルトが巻き取られる。このシートベルトの巻き取りは、従来のように、実際に衝突が発生してから行われるのでなく、衝突が予測された時点から開始されるので、確実に乗員をシートに拘束することができる。
【００４２】
衝突等の発生が実際に起こらなかった場合は、モータの駆動を停止すると共に、前記動力伝達切替機構（ラチェット機構）の結合を解除することにより、スプールの回転が自由になり、人間が容易にシートベルトを引き出すことが可能となる。
【００４３】
なお、以上の第１先願発明の説明においては、図面が煩雑になるのを避けるため、あえて図に示された火薬式プリテンショナの図示を省略し、その説明も省略したが、火薬式プリテンショナが、図４における第２リテーナ９の右側に設置されており、その場合における火薬式プリテンショナの作動と役割は、図に示した従来技術と同じである。
【００４４】
また、第１先願発明においては、この他に、シートベルトをモータで巻き取った場合に、スプールがシートベルトの巻き取り方向にのみ回転し、引き出し方向には回転しないようにする機構が付属されているが、本願発明にはこの機構は関係ないのでその図示と説明を省略する。
【００４５】
しかしながら、先願発明において、火薬式プリテンショナを有するものにおいては、以下のような事象が発生する場合がある。
すなわち、従来技術においては、実際に衝突が起こって火薬式プリテンショナが作動し、乗員をシートに強力に拘束した後、火薬による力が消滅すると、シートベルトが引き出されるようになっていた。この際、前述した「フォースリミッタ機構」が働き、シートベルトはトーションバーの捩れ力による張力を受けながら引き出されるようにされていた。
【００４６】
ところが、第１先願発明の実施の形態を例にとると、火薬式プリテンショナが作動しても、ラチェット歯１８ａと係止爪２１ａとが互いに係合したままとなり、インターナルギア１８の回転が停止したままの状態に保たれる可能性があった。そのようなことが発生すると、実際に衝突が起こって火薬式プリテンショナが作動し、乗員をシートに強力に拘束した後、火薬による力が消滅し、シートベルトが引き出される際に、モータがスプールに機械的に結合された状態のままとなるので、モータがシートベルト引き出し力の負荷となる場合がある。
【００４７】
このような事象の発生を防止するために、本発明者等は、火薬式プリテンショナが作動するとほとんど同時に、モータ逆転させることによって、ラチェット歯１８ａと係止爪２１ａの係合を解除し、モータとスプールの機械的な結合（クラッチ機構）を解放することにより、「フォースリミッタ機構」作動時にモータが引き出し力の負荷となることを防止する方法を発明し、特願２００１−１３３９６７号として特許出願した（以下、「第２先願発明」という）。この方法は、電気的にモータとスプールの機械的な結合を解放するものである。
【００４８】
本発明は第２先願発明と目的を同じくするものであり、火薬式プリテンショナが作動した場合に、電気的手段を用いることなく、メカニズムにより、モータとスプールの機械的な結合（クラッチ機構）を解放することによって、「フォースリミッタ機構」を安定して作動させることができるシートベルト巻取装置を提供することを課題とする。
【００４９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第１の手段は、モータによりシートベルトを巻き取る機構を有するシートベルト巻取装置であり、前記モータとシートベルトが巻回されたスプールと、結合時には前記スプールをシートベルト巻き取り方向にのみ回転させ、非結合時には前記スプールのいずれの方向への回転をも許容する動力伝達切替機構とを有してなり、かつ、シートベルトを急激に引き出すような力が働いたとき、シートベルトが巻き付けられているスプールのシートベルト引き出し方向への回転をトーションバーによる捩れ力に抗して行わせるフォースリミッタ機構と、衝突が検知されたときシートベルトを強制的に巻き取る火薬式プリテンショナを有するものであって、前記火薬式プリテンショナが作動したときに移動する火薬式プリテンショナの機構部の動きにより、前記動力伝達切替機構が非結合状態とされ、前記モータと前記スプールの機械的な結合が外れるようにされていることを特徴とするシートベルト巻取装置（請求項１）である。
【００５０】
本手段においては、火薬式プリテンショナが作動したときに移動する火薬式プリテンショナの機構部の動きにより、前記動力伝達切替機構が非結合状態とされ、前記モータと前記スプールの機械的な結合が外れるようにされている（本明細書において、動力伝達切替機構が非結合状態とされているとは、モータとスプールとの機械的な動力伝達が働かないようにされていることであり、動力伝達切替機構が結合状態とされているとは、モータとスプールとの機械的な動力伝達が働くようにされていることである）。よって、火薬的プリテンショナが作動したとき、メカニズムのみにより、モータと前記スプールの機械的な結合を切り離し、その後に発生する「フォースリミッタ機構」作動時にモータが負荷となることを防止することができる。
【００５１】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、前記動力伝達切替機構はラチェット歯車を有し、前記モータのシートベルト巻き取り方向への回転力により駆動される係止部と前記ラチェット歯車との噛み合いの有無により、結合状態と非結合状態が切り替わるものであり、前記係止部は、火薬式プリテンショナが作動したときに移動する火薬式プリテンショナの機構部の動きにより、前記ラチェット歯車との係合を解除されるようにされていることを特徴とするもの（請求項２）である。
【００５２】
本手段においては、動力伝達切替機構の結合、非結合が、モータの回転力で駆動される係止部とラチェット歯車の係合により行われるようになっており、かつ、前記係止部は、火薬式プリテンショナが作動したときに移動する火薬式プリテンショナの機構部の動きにより、前記ラチェット歯車との係合を解除されるようにされているので、構造が簡単になる。
【００５３】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第２の手段であって、前記モータの回転トルクで前記回動可能な制御レバーを備えており、当該制御レバーが前記係止部を駆動することにより係止部と前記ラチェット歯車との噛み合いが制御されるようにされていることを特徴とするもの（請求項３）である。
【００５４】
本手段においては、モータが巻き取り方向に回転すると、そのトルクにより制御レバーが回動し、それにより係止部と前記ラチェット歯車とを噛み合わせて、モータとスプール間の動力の伝達を可能にする。モータが回転していない場合には、制御レバーは初期位置にあり、係止部と前記ラチェット歯車とを噛み合わせないので、モータとスプールは動力的に切り離され、スプールは自由に回転可能となる。よって、簡単な構成により、モータとスプール間の動力の伝達のオン・オフが可能となる。
【００５５】
前記課題を解決するための第４の手段は、前記第２の手段又は前記第３の手段であって、前記モータの回転を減速して前記スプールに伝達する減速機構を備えており、この減速機構は、モータの回転が伝達されるサンギアと、回転可能に設けられ、外周にラチェット歯を有しかつ内周に内歯を有するリング状のインターナルギアと、これらのサンギアとインターナルギアとに噛合するプラネタリギアと、このプラネタリギアを自転可能に支持するとともにその公転を前記スプールに伝達するキャリヤとを有し、また、前記動力伝達切替機構は、更に、前記ラチェット歯に係合しない非係合位置と前記ラチェット歯に係合可能な係合位置との間で回動可能な係止レバーを備えており、前記制御レバーが回動しない通常時は前記係止レバーを非係合位置に設定して前記インターナルギアの回転を自由にし、前記制御レバーが回動したときは前記係止レバーを係合位置に設定して、前記ラチェット歯に前記係止レバーが係合することで前記インターナルギアの回転を禁止するようになっており、前記インターナルギアの回転が禁止されたときは、前記動力伝達切替機構が結合状態に設定され、前記インターナルギアの回転が自由であるときは、前記動力伝達切替機構が非結合状態に設定されるようになっていることを特徴とするもの（請求項４）である。
【００５６】
本手段においては、係止レバーがラチェット歯に係合していないときは、インターナルギアは無負荷に近い状態で回転可能となっている。この状態でモータが回転すると、それによりサンギアが回転される。すると、インターナルギアが無負荷に近い状態で回転可能であり、一方、プラネタリギアの公転はスプールの負荷を受けているので、各プラネタリギアは公転せず自転して、インターナルギアを回転させる。よって、モータの動力はスプールには伝達されない。
【００５７】
この状態でスプールが回転すると、プラネタリギアは公転するが、サンギアにはモータの負荷がかかっているのに対し、インターナルギアは無負荷であるので、サンギアを回転させず、インターナルギアを回転させながら公転する。よって、スプールとモータの動力伝達は切られているので、シートベルトの引き出し、巻き取りは、モータの負荷をうけることなく自由に行われる。
【００５８】
係止レバーがラチェット歯に係合すると、インターナルギアの回転が阻止される。この状態でモータが回転すると、それにより減速ギアとサンギアが回転される。すると、インターナルギアが回転できないので、プラネタリギアはサンギアによって自転させられると共に、インターナルギアによって公転力を受け公転する。よって、プラネタリギアに結合されているスプールが駆動力を受けて回転する。このときは、スプールが回転した場合も、プラネタリギアの公転によってサンギアが回転力を受け、モータが回転力を受ける。すなわち、モータとスプールの間の動力伝達経路が結合されていることになる。
【００５９】
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第２の手段又は前記第３の手段であって、前記モータの回転を減速して前記スプールに伝達する減速機構を備えており、この減速機構は、その回転をスプールに伝達するサンギアと、回転可能に設けられ、外周にラチェット歯を有しかつ内周に内歯を有するリング状のインターナルギアと、これらのサンギアとインターナルギアとに噛合するプラネタリギアと、このプラネタリギアを自転可能に支持するとともに前記モータの回転により前記プラネタリギアを公転させるキャリヤとを有し、また、前記動力伝達切替機構は、更に、前記ラチェット歯に係合しない非係合位置と前記ラチェット歯に係合可能な係合位置との間で回転可能な係止レバーを備えており、前記制御レバーが回動しない通常時は前記係止レバーを非係合位置に設定して前記インターナルギアの回転を自由にし、前記制御レバーが回動したときは前記係止レバーを係合位置に設定して、前記ラチェット歯に前記係止レバーが係合することで前記インターナルギアの回転を禁止するようになっており、前記インターナルギアの回転が自由であるときは、前記動力伝達切替機構が非結合状態に設定され、前記インターナルギアの回転が禁止されたときは、前記動力伝達切替機構が結合状態に設定されるようになっていることを特徴とするもの（請求項５）である。
【００６０】
本手段においては、サンギアがスプール側に結合され、プラネタリギア側がモータ側に結合されている点が前記第４の手段と異なるだけであり、その作動は前記第４の手段と同じである。よって、前記第４の手段と同じ作用効果を奏する。
【００６１】
前記課題を解決するための第６の手段は、前記第２の手段から第５の手段のいずれかであって、火薬プリテンショナが作動したときに火薬の力を直接又は間接的に受けて回転し、その回転力をスプールに伝える回転体の動きを直接的又は間接的に利用することにより、前記係止部の、前記ラチェット歯車との係合を解除するものであることを特徴とするもの（請求項６）である。
【００６２】
通常の火薬プリテンショナには、その作動時に、火薬の力を直接又は間接的に受けて回転し、その回転力をスプールに伝える回転体が存在する。本手段においては、この回転体の動きを直接的又は間接的に利用することにより、前記係止部の、前記ラチェット歯車との係合を解除するようにしているので、構成が簡単になる。
【００６３】
前記課題を解決するための第７の手段は、前記第６の手段であって、火薬プリテンショナは、火薬の力をパイプ中に入れられたボールに伝達し、ボールの力を歯車の外歯に伝えることより歯車を回転させてその回転力をスプールに伝えるものであり、定常状態においては当該歯車の外歯によってその形状を決められ、前記歯車が回転するとスプリング力により異なった形状となる第１の弾性体と、定常状態においては第１の弾性体によってその形状を決められ、第１の弾性体が前記異なった形状となったとき、スプリング力により異なった形状となる第２の弾性体を有し、第２の弾性体が異なった形状となるときの付勢力により、前記係止部の、前記ラチェット歯車との係合を解除するものであることを特徴とするもの（請求項７）である。
【００６４】
本手段の作用については、後に実施の形態を例として詳細に説明する。
【００６５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の１例であるシートベルト巻取装置の本発明に関する要部を示す分解斜視図である。以下の図においては、前出の図に示された構成要素と同じ構成要素には原則的に同じ符号を付している。しかし、部品の設置位置や構成、形状が図４と少し変わっており、かつ、図１０と同じように火薬プリテンショナが設けられ、プリテンショナカバー６１とパイプ６３が図示されている。この火薬プリテンショナは、図１０で説明したものと同じである。
【００６６】
以下、図１に示される実施の形態について、図４と異なる点を中心に説明する。モータ５の出力は、モータギア１０から、２つの中間減速ギア１２ｃ、１２ｄを介してコネクトギア１１に伝えられる。コネクトギア１１の、図で裏側になっていて図示されない軸部にはレバースプリング２２が巻き付けてあり、コネクトギア１１と共に回転するようになっている。しかしながら、レバースプリング２２の回転を阻止するような一定以上の力が働くと、その力が、レバースプリング２２がコネクトギア１１に巻き付いているバネ力に打ち勝ち、レバースプリング２２はその位置で停止し、コネクトギア１１との間で相対回転が可能とされるようになっている。
【００６７】
図４の係止レバー２１に相当するクラッチパウル２１は、クラッチパウルピン２５により、第２リテーナ９に固定されているが、クラッチパウル２１と第２リテーナ９の間にはスプリング２６が配置され、クラッチパウル２１が、インターナルギア１８のラチェット歯車１８ａから離れるように、クラッチパウル２１を付勢している。
【００６８】
モータがシートベルト巻き取り方向に回転すると、レバースプリング２２がコネクトギア１１と共に図の反時計方向に回転し、後に詳しく説明するように、それにより、クラッチパウル２１を図の時計方向に回転させる。すると、クラッチパウル２１がインターナルギア１８のラチェット歯車１８ａに係合し、インターナルギア１８の回転を止める。
【００６９】
このようにすると、モータの回転力が、スプール４に伝達されるようになるメカニズムは図４〜図９において説明したものと同じである。ただし、図１に示す実施の形態においては、リテーナベアリング２３とキャリアベアリング２４が設けられているが、これは本発明と直接の関係はない。また、図４〜図９においては、キャリアギア１４には、その外周にラチェット歯が設けられているが、本実施の形態の図１においては、設けられておらず、単なるキャリア１４となっているが、これは本発明と直接の関係はない。
【００７０】
このように、図１に示す実施の形態では、インターナルギア１１を停止させる機構が図４と異なっているので、図２により、さらに詳しく説明する。図２において、クラッチパウル２１は第２リテーナ９に、クラッチパウルピン２５により固定されており、クラッチパウルピン２５の周りに回動可能とされている。クラッチパウル２１は穴２１ｄを有しており、この穴の中にレバースプリング２２の折れ曲がった先端部２２ｂが嵌り込んでいる。そして、クラッチパウル２１は、一部が見えているスプリング２６により、図の時計回りに付勢されており、通常は、インターナルギア１８のラチェット歯１８ａから離れている。
【００７１】
モータ５がシートベルト巻き取り方向に回転すると、インターナルギア１１は時計方向に回転し、これに伴い、レバースプリング２２が時計方向に回動する。すると、レバースプリング２２の先端部２２ｂが穴２１ｄの縁に当たり、スプリング２６の付勢力に逆らって、クラッチパウル２１を反時計回りに回動させる。すると、クラッチパウル２１の先端部がインターナルギア１８のラチェット歯１８ａに係合し、インターナルギア１８の回転を止める。
【００７２】
モータ５がシートベルト引き出し方向に回転すると、インターナルギア１１は反時計方向に回転し、これに伴い、レバースプリング２２が反時計方向に回動する。すると、レバースプリング２２の先端部２２ｂが穴２１ｄの縁に当たり、スプリング２６の付勢力と協働して、クラッチパウル２１を時計回りに回動させる。すると、クラッチパウル２１の先端部がインターナルギア１８のラチェット歯１８ａから離れて、インターナルギア１８の回転が自由となる。
【００７３】
また、本実施の形態においては、火薬プリテンショナが作動したとき、クラッチパウル２１をインターナルギア１８のラチェット歯１８ａから引き離すための機構として、ストッパ２８とリリーススプリング２９が図１の第２リテーナ９とプリテンショナカバー６１の間に設けられている。
【００７４】
以下、火薬プリテンショナが作動したときの動きを、図１〜図３を参照しながら説明する。図３は、火薬プリテンショナの作動に伴って作用する主要部の部品の構成を示したもので、説明に関係のない部品の図示を省略している。また、図３は、図１における第２リテーナ９とプリテンショナカバー６１の間にある部品を中心に示したもので、これらを実線で、図１においてプリテンショナカバー６１の奥（右側）にある部品を破線で、第２リテーナ９より手前（左側）にある部品を２点鎖線で示している。
【００７５】
図３において、バネ体であるストッパ２８が凸部３２に巻き付けられてプリテンショナカバー６１に固定されており、その先端部２８ａは図１に示すように折れ曲がり、プリテンショナカバー６１に設けられた弧状の長穴６１ａを貫通して、リングギア７０（図１０に示すものと同じもの）の外歯７１ａの片面に当接している。この状態でストッパ２８はその付勢力に対して押し縮められたようになっており、リングギア７０の外歯７１ａが、ストッパ２８が広がるのを妨げている。
【００７６】
このストッパ２８の先端部２８ａに、リリーススプリング２９の先端部が支えられている。リリースプリング２９は、板バネ部材で構成されており、プリテンショナカバー６１の凸部３０、３１に挟み込まれて固定されている。すなわち、ストッパ２８の折れ曲がった先端部２８ａの先端部は、前述のようにリングギア７０の外歯７１ａに当接しており、ストッパ２８の先端部２８ａの根本部には、リリースプリング２９が乗り上げるような形となっている。リリーススプリング２９は、図３で時計回りに付勢されているが、ストッパ２８の先端部２８ａのために、付勢力に抗して弾性的に曲げられた状態で固定されている。
【００７７】
図１０において説明したように、火薬プリテンショナが作動すると、リングギア７０がフリーとなり、ピニオン７２と係合する。そして、その状態でボール６７に押されてリングギア７０が回転し、ピニオン７２を介してスプール４２を回転させる。
【００７８】
このとき、リングギア７０は、図３において反時計回りに回転する。すると、ストッパ２８の先端部２８ａを固定していた外歯７０ａが移動し、ストッパ２８の先端部がフリーとなる。するとストッパ２８は、その付勢力により開き、先端部２８ａが長穴６１ａの他端にくるまで移動し、図の２８’のようになる。先端部は２８ａ’の位置まで移動する（２８’、２８ａ’のように、最初の位置から動くものは、第２リテーナ９とプリテンショナカバー６１の間にある部品であっても、動いた後の位置を２点鎖線で記述する）。
【００７９】
すると、リリーススプリング２９は、ストッパ２８の拘束を受けなくなり、その付勢力により、図３の時計回りに回動する。図１に示されるように、クラッチパウル２１は、ピン部２１ｃを有し、このピン部２１ｃは、第２リテーナ９に設けられた穴９ａを貫通して、リリーススプリング２９の位置まで達している。
【００８０】
リリースプリング２９が図３の時計回りに回動すると、リリーススプリング２９がこのピン部２１ｃに当接し、ピン部２１ｃを押し下げる。この力は、レバースプリング２２の力より大きくされている。よって、クラッチパウル２１は、クラッチパウルピン２５の周りに、図３で時計回りに回動し、図３の２１’の位置となって、クラッチパウル２１の先端部がインターナルギア１８のラチェット歯１８ａから離れて、インターナルギア１８の回転が自由となる。そのとき、リリーススプリングは２９’で示される位置、クラッチパウルのピン部は２１ｃ’で示される位置となる。
【００８１】
インターナルギア１８の回転が自由となれば、モータ８とスプール４間の機械的な結合が切り離されるのは、前述の通りであるので、モータの負荷が「フォースリミッタ機構」に影響を及ぼすことはない。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、メカニズムにより、火薬式プリテンショナが作動した場合に、「フォースリミッタ機構」の性能を安定して発揮させることができるシートベルト巻取装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施の形態の１例であるシートベルト巻取装置の本発明に関する要部を示す分解斜視図である。
【図２】
図１における、インターナルギアを停止させる機構を詳細に示す図である。
【図３】
火薬プリテンショナの作動に伴って作用する主要部の部品の構成を示す図である。
【図４】
第１先願発明の実施の形態の１例であるシートベルト巻取装置の概要を示す分解斜視図である。
【図５】
図４に示す実施の形態における動力伝達経路切替機構の要部を示す概要図である。
【図６】
図４に示す実施の形態における動力伝達経路切替機構の要部を示す概要図である。
【図７】
図４に示す実施の形態における動力伝達経路切替機構の作動を説明する図である。
【図８】
図４に示す実施の形態における動力伝達経路切替機構の作動を説明する図である。
【図９】
図４に示す実施の形態における動力伝達経路切替機構の作動を説明する図である。
【図１０】
従来のシートベルト巻取装置の概要を示す図である。
【符号の説明】
１…シートベルト巻取装置、２…フレーム、４…スプール、４ａ…スプール軸、４ｂ…スプライン軸、５…トーションバー、６…リテーナ、７…ゼンマイユニット、８…モータ、９…第２リテーナ、９ａ…長穴、９ｂ…長穴、９ｃ…案内部、１０…モータギア、１１…コネクトギア、１１ａ…歯、１１ｂ…歯、１１ｃ…軸方向孔、１２…中間減速ギア、１２ａ…歯、１２ｂ…歯、１２ｃ…中間減速ギア、１２ｄ…中間減速ギア、１３…減速ギア、１３ａ…大径歯部、１３ｂ…サンギア、１４…キャリア（キャリアギア）、１４ｃ…中心穴、１４ｄ…ネジ穴、１５…リダクションピン、１６…プラネタリギア、１７…リダクションプレート、１８…インターナルギア、１８ａ…ラチェット歯、１８ｂ…内歯、２１…係止レバー（クラッチパウル）、２１ａ…係止爪、２１ｂ…凹部、２２…レバースプリング、２２ａ…湾曲部、２２ｂ…先端部、２５…クラッチパウルピン、２６…スプリング、２７…カバー、２８…ストッパ、２８ａ…先端部、２９…リリーススプリング、３０…凸部、３１…凸部、３２…凸部、６１…プリテンショナカバー、６１ａ…長穴、６３…パイプ、７０…リングギア
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2003191819.tif 000001