(57)【要約】【課題】近年のニーズに対応し、エネルギー吸収特性を容易に最適化できるシートベルトのリトラクター装置及びシートベルト装置を提供する。【解決手段】リトラクター装置１は、シートベルト３を巻き取るスプール４と、捩れ変形可能な材料で構成されたトーションバー５と、スプール４の少なくともベルト引出方向の回転を阻止するロック機構７と、スプール４の軸端部の内周側に配置されたリング１９と、塑性変形可能なエネルギー吸収部材２０とが備えられている。エネルギー吸収部材２０は、断面が略円形に形成され、その一端側部分２０ａがリング１９の略円盤形状の外周部に適宜の手法で強固に固定され、その他端側部分２０ｂはスプール４の大径円筒部４ｂの内周部に離脱可能に係止されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートベルトを巻き取るための回転可能な略円筒部材と、
この略円筒部材の内周側に設けられ、軸方向一方側が前記略円筒部材と一体回転可能に接続される捩れ変形可能な軸部材と、
前記略円筒部材の軸端部の内周側に配置され、前記軸部材の軸方向他方側の外周部と一体回転可能に接続された取り付け部材と、
この取り付け部材のシートベルト引き出し方向の回転を阻止可能なロック機構と、
略円形の横断面形状を備える略線状に形成され、その一端側が前記取り付け部材の外周部に固定されるとともにその他端側が前記略円筒部材の前記軸端部の内周部に係止され、前記ロック機構の作動時にシートベルトに作用する衝撃荷重を吸収するエネルギー吸収部材と、
を有することを特徴とするシートベルトのリトラクター装置。
【請求項２】
シートベルトを巻き取るための回転可能な略円筒部材と、
この略円筒部材の内周側に設けられ、軸方向一方側が前記略円筒部材と一体回転可能に接続される捩れ変形可能な軸部材と、
前記略円筒部材の軸端部の内周側に配置され、前記軸部材の軸方向他方側の外周部と一体回転可能に接続された取り付け部材と、
この取り付け部材のシートベルト引き出し方向の回転を阻止可能なロック機構と、
隅部曲線状の略扁平形又は略楕円形の横断面形状を備える略線状に形成され、その一端側が前記取り付け部材の外周部に固定されるとともにその他端側が前記略円筒部材の前記軸端部の内周部に係止され、前記ロック機構の作動時にシートベルトに作用する衝撃荷重を吸収するエネルギー吸収部材と、
を有することを特徴とするシートベルトのリトラクター装置。
【請求項３】
請求項２記載のシートベルトのリトラクター装置において、
前記エネルギー吸収部材は、略円形の横断面形状を備える略線状の母材に対し所定の扁平化加工を施すことにより、前記隅部曲線状の略扁平形又は略楕円形の横断面形状を備える略線状に形成されていることを特徴とするシートベルトのリトラクター装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載のシートベルトのリトラクター装置において、
前記エネルギー吸収部材は、これによって得たいエネルギー吸収特性に対応して、前記略扁平形の扁平の程度又は前記楕円形の長径と短径との比率が定められていることを特徴とするシートベルトのリトラクター装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか1項記載のシートベルトのリトラクター装置において、
前記エネルギー吸収部材は、その先端に近づくほど肉厚が漸減するテーパー部を備えることを特徴とするシートベルトのリトラクター装置。
【請求項６】
請求項５記載のシートベルトのリトラクター装置において、
前記エネルギー吸収部材の前記テーパー部は、略一様な横断面形状を備える略線状の被加工材に対し所定の扁平化加工を施すことにより形成されていることを特徴とするシートベルトのリトラクター装置。
【請求項７】
搭乗者を拘束するためのシートベルトと、
このシートベルトの一方側を引き出し可能に巻き取るシートベルトのリトラクター装置と、
前記シートベルトに設けたタングと、
このタングと係合することにより、前記シートベルトを搭乗者に装着させるバックル装置とを有するシートベルト装置であって、
前記シートベルトのリトラクター装置が、請求項１乃至６のいずれか1項記載のシートベルトのリトラクター装置であることを特徴とするシートベルト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートベルトのウェビングを巻き取るシートベルトのリトラクター装置に係わり、特に、異常時にシートベルトをロックして乗員の移動を拘束する際に乗員に加わる慣性エネルギーを吸収するＥＡ機構を有するシートベルトのリトラクター装置及びシートベルト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の座席に設けられるシートベルト装置は、車両の衝突時に生じる加速度による乗員の急激な移動を拘束し、乗員の身体の安全を図る装置として不可欠な装置である。
【０００３】
このシートベルト装置は、一般に、ウェビング（ベルト）と、リトラクター装置と、バックル装置等とから構成される。
【０００４】
リトラクター装置は、ウェビングを巻取部材（ボビン、スプール）に巻回してバネ力により内部に引き込むとともに、衝撃が作用する衝突時にはウェビングの巻取部材からの引き出しをロックし、このロックされたウェビングにより前方に急激に移動する乗員の身体を拘束する。ところが、このように乗員の前方への移動が急激に拘束されると、乗員の胸部等には拘束された反作用による衝撃力がウェビングを介して作用する。この乗員へ加わる衝撃力を緩和するために、ロック直後にウェビングに一定以上の繰り出し抵抗をかけながらウェビングの所定引張荷重を保持し、その状態のままウェビングを所定長さだけ繰り出すようにして、これによって乗員に作用する衝突エネルギーを吸収する（Energy Absorption；以下適宜、「ＥＡ」という）手法が既に知られている(例えば、特許文献１参照)。
【０００５】
この従来技術では、ウェビングを巻き回すスプールの内部にシャフトを相対回転可能に配置するとともに、シャフトの回転を阻止することでウェビングの引き出しをロック可能なロック機構を設け、さらにスプールの内周部とシャフト外周部との間に塑性変形可能なエネルギー吸収部材（ＥＡプレート）を配置している。そして、緊急時にロック機構によりシャフトが回転不能にロックされる際、慣性力により前方に移動しようとする乗員を拘束するウェビングの張力が、ウェビングを巻き回すスプールのシャフトに対するウェビング引き出し方向の相対回転力となり、この相対回転力がある一定値以上となると、ＥＡプレートが塑性変形を起こしつつシャフトの外周にウェビング引き出し方向に巻き付けられていき、このときの塑性変形抵抗によって衝突エネルギーを吸収していく。これにより、ロック機構が効いているにもかかわらず、スプールは徐々に回転して、ウェビングにある一定以上の張力がかかりながらウェビングが繰り出され、ウェビングと乗員の身体の間に作用する力を緩和するようになっている。
【０００６】
【特許文献１】特許２８７５５０５号公報（段落番号５３〜６０、図７及び図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術には以下の課題が存在する。
【０００８】
一般に、衝突時の衝撃は車両それぞれの構造によって異なる。したがって、乗員の身体を十分に保護する為には、車両構造等の差異に応じて、例えばエネルギー吸収機構が作動開始する設定荷重（＝エネルギー吸収荷重：エネルギー吸収を開始するウェビング張力）や衝撃吸収時の変形量（＝ウェビングの伸出ストローク）等、エネルギー吸収特性を最適化する必要がある。この結果、リトラクター装置全体として、エネルギー吸収特性を変化できる柔軟性や設計自由度の高さが要求されるようになってきつつある。
【０００９】
上記従来技術では、ＥＡプレートにより吸収できる衝撃エネルギーを変化させることについて特に配慮されず、そのための具体的構成や主要について何ら開示されていない。この結果、上記のエネルギー吸収特性の最適化のニーズに対応することが困難であった。
【００１０】
また、ＥＡプレートは所定の幅を有しているため、これを組み付けるスプールの長さが大きくなり、装置コンパクト化の阻害要因となる。
【００１１】
本発明の目的は、近年のニーズに対応してエネルギー吸収特性を容易に最適化できるとともに、装置のコンパクト化を図れるシートベルトのリトラクター装置及びこれを用いたシートベルト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、第１の発明は、シートベルトを巻き取るための回転可能な略円筒部材と、この略円筒部材の内周側に設けられ、軸方向一方側が前記略円筒部材と一体回転可能に接続される捩れ変形可能な軸部材と、前記略円筒部材の軸端部の内周側に配置され、前記軸部材の軸方向他方側の外周部と一体回転可能に接続された取り付け部材と、この取り付け部材のシートベルト引き出し方向の回転を阻止可能なロック機構と、略円形の横断面形状を備える略線状に形成され、その一端側が前記取り付け部材の外周部に固定されるとともにその他端側が前記略円筒部材の前記軸端部の内周部に係止され、前記ロック機構の作動時にシートベルトに作用する衝撃荷重を吸収するエネルギー吸収部材とを有することを特徴とする。
【００１３】
緊急時において、ロック機構により取り付け部材のシートベルト引き出し方向の回転が阻止されると、慣性力により前方に移動しようとする乗員を拘束するシートベルト（ウェビング）の張力が、略円筒部材の軸部材に対するウェビング引き出し方向の相対回転力となる。ここで、本願第１発明では軸部材が捩れ変形可能であることから、例えば上記相対回転がある一定以上となると、まず軸部材が上記相対回転に基づく捩れ力によって塑性変形を起こし、このときの塑性変形抵抗によって衝突エネルギーを吸収していく。またこの動作とともに、相対回転する取り付け部材と略円筒部材との間に設けたエネルギー吸収部材が塑性変形を起こしつつ例えば取り付け部材の外周にウェビング引き出し方向に巻き付けられていき、このときの塑性変形抵抗によってもさらに衝突エネルギーを吸収していく。以上のようにして、軸部材の塑性変形とプレート部材の塑性変形との両方でエネルギー吸収機構として機能し、全体のエネルギー吸収荷重は、軸部材が捩り変形を起こすときのエネルギー吸収荷重とエネルギー吸収部材が取り付け部材の外周に巻き付くときのエネルギー吸収荷重との和となる。
【００１４】
このとき、軸部材の材質、太さ等を変化させることによって軸部材によるエネルギー吸収荷重の大きさやエネルギー吸収域を変化させることもできるが、特に、エネルギー吸収部材についてはさらに容易にそのエネルギー吸収荷重の大きさやエネルギー吸収域を変化させることが可能である。すなわち、(a)取り付け部材外周部の外径と略円筒部材軸端部内周部の内径との間に形成される環状空間の径方向寸法を大きくする（または小さくする）ことで荷重を小さくする（または大きくする）ことが可能であり、また(b)
エネルギー吸収部材の板厚を大きくする（または小さくする）ことで荷重を大きくする（または小さくする）ことが可能であり、(c) エネルギー吸収部材の他端側の略円筒部材軸端部内周部における係止位置を周方向に変化させることで、巻き付き時の相対回転ストローク特性を変化させ、これによって荷重特性を変化させることができる。
【００１５】
ここで、スプールの内周部とシャフト外周部との間にＥＡプレートを設ける従来構造において、ＥＡプレートに関し上記のような手法を用いて荷重を変化させようとした場合、実際上その適用は困難である。
【００１６】
すなわち、上記従来構造では、シャフトの軸方向中央側の外周部に直接ＥＡプレートを取り付ける構造であってシャフトとスプールとの間の限られたきわめて狭い空間にＥＡプレートを配置するようになっていることから、上記(a)のようにシャフト外径とスプール内径との間の環状空間の径方向寸法を大きくすることは困難である。      
【００１７】
これに対し、本願第１発明においては、前述のように、軸部材そのものでなく、軸部材の軸方向他方側の外周部に別途設けた取り付け部材の外周部にプレート部材の一端側を固定し、またプレート部材の他端側は、軸方向中央側でなく略円筒部材の軸端部の内周部に係止されることから、例えば取り付け部材の外径を比較的自由に大小させることで、軸部材の径とは別個独立して上記環状空間の径方向寸法を容易に変化させることができる。
【００１８】
また、上記従来構造では、上記のように環状空間自体をあまり大きくできないという制約上、上記（b）のようにＥＡプレートの板厚を大きくできる余地が少ない（狭い空間で板厚を大きくすると塑性変形しながらの巻き付き自体が困難となる）。これに対し、本願第１発明においては、上述のように環状空間の径方向寸法を自由に設定できるので、プレート部材の板厚を大きくすることも容易に可能である。
【００１９】
さらに、上記従来構造では、スプールの軸方向中央側においてその内周部にＥＡプレートを係止させているが、スプールの軸方向中央側はウェビングの巻き取りを行う部分であるため、スプールの周方向一部分の領域にはウェビング端部の係止構造が設けられている（公報図７参照）。このため、上記（c）のようにＥＡプレートのスプール内周部における係止位置を周方向に変化させようとしても、上記ウェビング端部の係止構造の設置領域以外の部分にしか設定できないという制約が生じる。これに対し、本願第１発明においては、前述のように略円筒部材の軸端部側にプレート部材を係止させる構造であるので、ウェビング係止構造とは軸方向に異なる位置となり、上記のような周方向位置の制約なく自由に設定することができる。
【００２０】
以上説明したように、本願第１発明によれば、例えば取り付け部材外径と略円筒部材内径との間の環状空間の径方向寸法、エネルギー吸収部材の板厚、エネルギー吸収部材の略円筒部材軸端部内周部における係止位置等を変化させることで、エネルギー吸収荷重の大きさやエネルギー吸収域を容易に変化させることが可能である。これにより、軸部材と略円筒部材とのエネルギー吸収分担態様の組み合わせと併せ、リトラクター装置全体によるエネルギー吸収特性を容易に変化させることができる。したがって、近年のニーズに対応して車両構造等の差異に応じてエネルギー吸収特性を容易に最適化し、乗員の身体を十分に保護することができる。
【００２１】
上記目的を達成するために、第２の発明は、シートベルトを巻き取るための回転可能な略円筒部材と、この略円筒部材の内周側に設けられ、軸方向一方側が前記略円筒部材と一体回転可能に接続される捩れ変形可能な軸部材と、前記略円筒部材の軸端部の内周側に配置され、前記軸部材の軸方向他方側の外周部と一体回転可能に接続された取り付け部材と、この取り付け部材のシートベルト引き出し方向の回転を阻止可能なロック機構と、隅部曲線状の略扁平形又は略楕円形の横断面形状を備える略線状に形成され、その一端側が前記取り付け部材の外周部に固定されるとともにその他端側が前記略円筒部材の前記軸端部の内周部に係止され、前記ロック機構の作動時にシートベルトに作用する衝撃荷重を吸収するエネルギー吸収部材とを有することを特徴とする。
【００２２】
点対称の略円形でなくこれを扁平化した略扁平形又は略楕円形とすることにより、その扁平の度合いや楕円形の長径と短径との比率の調整によって容易にさらに細かくエネルギー吸収特性を調整することが可能となる。
【００２３】
第３発明は、上記第２発明において、前記エネルギー吸収部材は、略円形の横断面形状を備える略線状の母材に対し所定の扁平化加工を施すことにより、前記隅部曲線状の略扁平形又は略楕円形の横断面形状を備える略線状に形成されていることを特徴とする。
【００２４】
母材を扁平加工することで、容易かつ確実に略扁平形又は略楕円形の横断面形状を実現することができる。
【００２５】
第４発明は、上記第２又は第３発明において、前記エネルギー吸収部材は、これによって得たいエネルギー吸収特性に対応して、前記略扁平形の扁平の程度又は前記楕円形の長径と短径との比率が定められていることを特徴とする。
【００２６】
これにより、確実に所望のエネルギー吸収特性を得ることができる。
【００２７】
第５発明は、上記第1乃至第４発明のいずれかにおいて、前記エネルギー吸収部材は、その先端に近づくほど肉厚が漸減するテーパー部を備えることを特徴とする。
【００２８】
テーパー部においてエネルギー吸収部材の強度が他の部分より小さくなることにより、エネルギー吸収部材が一端側から順次塑性変形して取り付け部材の外周に巻き付いていく際、このテーパー部が塑性変形するときには、それ以前に比べて塑性変形のために必要な荷重が小さくなる。これにより、エネルギー吸収荷重の大きさを、それまでよりも低くなり、エネルギー吸収特性を滑らかなものにすることができる。
【００２９】
第６発明は、上記第５発明において、前記エネルギー吸収部材の前記テーパー部は、略一様な横断面形状を備える略線状の被加工材に対し所定の扁平化加工を施すことにより形成されていることを特徴とする。
【００３０】
これにより、例えば略一様な横断面形状の略線状の加工材の先端部を切除して尖形（先細形状）とした場合よりも、確実に滑らかな形状とすることができ、エネルギー吸収特性を滑らかなものにすることができる。
【００３１】
上記目的を達成するために、第７の発明は、搭乗者を拘束するためのシートベルトと、このシートベルトの一方側を引き出し可能に巻き取るシートベルトのリトラクター装置と、前記シートベルトに設けたタングと、このタングと係合することにより、前記シートベルトを搭乗者に装着させるバックル装置とを有するシートベルト装置であって、前記シートベルトのリトラクター装置が、請求項１乃至６のいずれか1項記載のシートベルトのリトラクター装置であることを特徴とする。
【００３２】
本願第７の発明においては、上記本願第１発明と同様にして、例えば取り付け部材外径と略円筒部材内径との間の環状空間の径方向寸法、エネルギー吸収部材の板厚、エネルギー吸収部材の略円筒部材軸端部内周部における係止位置等を変化させることで、エネルギー吸収荷重の大きさやエネルギー吸収域を容易に変化させることが可能である。これにより、軸部材と略円筒部材とのエネルギー吸収分担態様の組み合わせと併せ、リトラクター装置全体によるエネルギー吸収特性を容易に変化させることができる。したがって、近年のニーズに対応して車両構造等の差異に応じてエネルギー吸収特性を容易に最適化し、乗員の身体を十分に保護することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、リトラクター装置全体によるエネルギー吸収特性を容易に変化させることができる。したがって、近年のニーズに対応して車両構造等の差異に応じてエネルギー吸収特性を容易に最適化し、乗員の身体を十分に保護することができる。また、断面が略円形のエネルギー吸収部材を使用することで、取り付け部材の肉厚を大きくする必要ななく、装置のコンパクト化を図れる効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００３５】
図１は、本実施形態のシートベルトのリトラクター装置の全体概略構造を表す縦断面図である。
【００３６】
図１において、このリトラクター装置１は、フレーム２と、シートベルト３を巻き取るスプール（略円筒部材）４と、捩れ変形可能な材料で構成されたトーションバー５（軸部材）と、緊急時に発生する大きな車両減速度を感知して作動する減速度感知手段６と、スプール４の少なくともベルト引出方向の回転を阻止するロック機構７と、スパイラルスブリング（図示せず）を備えたスプリング手段８と、緊急時に作動しベルト巻取りトルクを発生するプリテンショナー９と、プリテンショナー９のシートベルト巻き取りトルクをスプール４に伝達するブッシュ１０とを有している。
【００３７】
ロック機構７は、パウル１１を揺動可能に保持するロッキングベース１２と、ロックギヤ１３とを備えている。ロックギヤ１３は、公知の構成で足りるため詳細な構造の図示は省略するが、通常時はトーションバー５と一体回転する一方、緊急時は減速度感知手段６の作動で停止してトーションバー５との間に相対回転差を発生させ、これによってパウル１１をフレーム２の側壁の内歯１４に係合させる。この結果、ロッキングベース１２（言い換えればスプール４）のシートベルト引出方向の回転が阻止されるようになっている。なお、このとき、詳細な図示を省略するが、シートベルト３の急激な引出し時にも、ロック機構７のロッキングベース１２がロックギヤ１３に対してシートベルト引出し方向に相対回転するようになっており、これによって上記と同様にしてシートベルト３の引き出しが阻止されるようになっている。
【００３８】
トーションバー５は、スプール４の内周側（詳細には径方向中心側）に軸方向に貫通するように遊嵌配置されている。またこのトーションバー５は、その軸方向一方側（図１の左側）に位置しスプール４の軸方向他方側と相対回転不能に係合するトルク伝達部（第２トルク伝達部）１５と、その軸方向他方側（図１の右側）に位置しロッキングベース１２と相対回転不能に係合される（言い換えればロッキングベース１２に一体回転可能に支持される）トルク伝達部（第１トルク伝達部）１６とを備えており、スプール４とロック機構７とを回転的に連結する機能を果たす。
【００３９】
スプール４は、シートベルト３の巻き取りを行う本体円筒部４ａと、この本体円筒部３ａより大きな外径を備えた大径円筒部４ｂとを備えており、フレーム２の両側壁間に回転可能に支持されている。またスプール４は、スプリング手段８のスパイラルスプリングのばね力によリ、ブッシュ１７、トーションバー５、トーションバー５の第２トルク伝達部１５、及びブッシュ１０を介して常時シートベルト巻取方向に付勢されている。このような構造の結果、トーションバー５の軸方向一方側（図１の左側）はスプール４と一体回転可能に接続されている。また、プリテンショナー９の作動時には、プリテンショナー９で発生したベルト巻取りトルクがブッシュ１０を介してスプール４に伝達され、これによりスプール４はシートベルト３を所定量巻き取るようになっている。
【００４０】
なお、スプール４とロッキングベース１２の軸部１２ａとの間には、環状の相対回転ロック部材１８が配設されている。この相対回転ロック部材１８は、内周面に雌ねじ（図示せず）が形成されてロッキングベース軸部１２ａに形成された雄ねじ（図示せず）に螺合されるとともに、スプール４の軸方向孔に相対回転不能にかつ軸方向移動可能に嵌合されている。そして、スプール４がロッキングベース１２に対してベルト引き出し方向に相対回転すると、相対回転ロック部材１８がスプール４と一体回転して図１中右方に移動するようになっている。
【００４１】
ここで、本実施形態の最も大きな特徴として、スプール４の図１における右側軸端部の内周側に配置されたリング１９（取り付け部材）と、塑性変形可能なエネルギー吸収部材２０とが備えられている。
【００４２】
リング１９は、略円盤形状を備えており、その径方向中心側をトーションバー５に軸方向に貫通されるように遊嵌配置されている。またこのリング１９は、図１の右側（ロッキングプレート１２側）に設けた係合凹部１９ａが、ロッキングプレート１２の図１中左側に設けた係合凸部１２ｂと係合することにより、ロッキングプレート１２を介し、トーションバー５の軸方向他方側外周部と一体回転可能に接続されている。
【００４３】
図２は、エネルギー吸収部材２０の詳細取り付け構造を表す図１中II−II断面による横断面図である。図３は、エネルギー吸収部材２０を上記取り付け状態において抽出して示す斜視図である。
【００４４】
これら図２及び図３において、エネルギー吸収部材２０は、横断面が略円形の線状材を屈曲成形してなるもので、上記取り付け状態において、一端側部分２０ａ（リング１９及びスプール４の径方向内側）が、リング１９の略円盤形状の外周部に適宜の手法で強固に固定されている。一方、他端側部分２０ｂ（リング１９及びスプール４の径方向外側）は、スプール４の大径円筒部４ｂの内周部に（詳細にはこの例では内周から外周へと貫通するように）離脱可能（詳細は後述）に係止されている。
【００４５】
そして、一端側部分２０ａと他端側部分２０ｂとの間に位置する中間部分２０ｃは、図示の初期状態（後述のようにエネルギー吸収作動状態となる前の状態）では、一端側部分２０ａからリング１９の外周側に沿うようにシートベルト３巻き出し方向（図２中反時計回り）に延設される外周延設部（図２中Ｐ１部）を形成した後、リング１９の外径とスプール大径円筒部４ｂの内径との間に形成された径方向寸法Ａの環状空間Ｓで１８０°向きを変えて折り返す曲折部（図２中Ｐ２部）を形成する。向きを変えた後は、シートベルト３巻き取り方向（図２中時計回り）にスプール大径円筒部４ｂの内周面に沿うように延設される内周延設部（図２中Ｐ３部）を形成して、この例では、軸中心を挟んで一端側部分２０ａのほぼ正反対側（周方向になす角度が約１８０°）に位置する他端側部分２０ｂに至るようになっている。
【００４６】
なお、エネルギー吸収部材２０には、図４に示すように横断面が隅部曲線状の略扁平形や略楕円形のものを用いてもよい。このエネルギー吸収部材２０は例えば横断面略円形の母材に対し所定の扁平化加工（例えば一対のローラで押し潰す加工）を施したもので、この例では、平板部２０ａの両側に湾曲部２０ｂを備えたいわゆるトラック形状となっている。この場合、エネルギー吸収部材２０に付与したい所望のエネルギー吸収特性に対応して、当該略扁平形の扁平の程度（又は上記楕円形の長径と短径との比率）を定めることができる。そして、エネルギー吸収部材２０は平板部２０ａをリング１９の半径方向に向けてスプール大径円筒部４ｂの内周に沿って配置してある。
【００４７】
以上のように構成した本実施形態のリトラクター装置１の動作を以下に説明する。
【００４８】
（Ｉ）通常時
まず、シートベルト非装着時には、スプリング手段８の付勢力で、シートベルト３は完全に巻き取られている。そして、装着のためシートベルト３を通常の速度で引き出すと、スプール４がシートベルト引出し方向に回転し、シートベルト３はスムーズに引き出される。引き出したシートベルト３に摺動自在に設けた図示しないタングが車体に設けたバックル装置のバックル（図示せず）に挿入係止された後、余分に引き出されたシートベルト３がスプリング手段８の付勢力でスプール４に巻き取られ、シートベルト３は乗員に圧迫感を与えない程度にフイットされる。
【００４９】
（II）緊急時
緊急時においては、まず、プリテンショナー９が発生したシートベルト巻取りトルクがスプール４に伝達され、スプール４はシートベルト３を所定量巻き取り、乗員を迅速に拘束する。一方、緊急時に発生する大きな車両減速度によって減速度感知手段６が作動してロックギヤ１３のシートベルト引出し方向の回転が阻止され、ロック機構７のパウル１１が回動して、フレーム２の側壁の内歯１４に係合する。すると、ロッキングベース１２及びトーションバー５のシートベルト引出し方向の回転が阻止されるので、慣性力により前方に移動しようとする乗員を拘束するシートベルト３の張力が、スプール４のトーションバー５に対するシートベルト引き出し方向の相対回転力となり、トーションバー５が捩られつつスプール４のみがシートベルト引出し方向に相対回転する。
【００５０】
これ以後、相対回転がある一定以上となると、まずトーションバー５が上記相対回転に基づく捩れ力によって塑性変形を起こし、このときの塑性変形抵抗によって衝突エネルギーを吸収していく。またこの動作に伴い、ロッキングベース１２とともに回転するリング１９とこれに対し相対回転するスプール４との間に設けたエネルギー吸収部材２０が塑性変形を起こしつつ、リング１９の外周にシートベルト引き出し方向に巻き付けられていき、このときの塑性変形抵抗によってもさらに衝突エネルギーを吸収していく。
【００５１】
図５はこのときの挙動を表す図（但し理解の容易のためにトーションバー５の捩れ回転変位の図示は省略している）であり、図示するように、上記したスプール４のトーションバー５に対する相対回転（図中反時計回り）によるエネルギー吸収部材２０の巻き付けの進行とともに、一端側部分２０ａからリング１９の外周側に沿うようにシートベルト３巻き出し方向に形成される外周延設部（Ｐ１部）の長さが伸び、環状空間Ｓで折り返す曲折部（Ｐ２部）の位置が先の図２よりもシートベルト巻き出し方向に移動している。
【００５２】
言い換えれば最も大きな塑性変形を行う部分が順次シートベルト巻き出し方向に移動して行っていることになる。またこれに対応して、シートベルト３巻き取り方向にスプール大径円筒部４ｂの内周面に沿う内周延設部（Ｐ３部）の長さは短くなり、一端側部分２０ａと他端側部分２０ｂとが周方向になす角度が小さくなっている。
【００５３】
図６は、さらに相対回転が進んだ状態を表す図（同様にトーションバー５の捩れ回転変位の図示は省略）である。図示のように、スプール４のトーションバー５に対する相対回転（図中反時計回り）によるエネルギー吸収部材２０の巻き付けの進行によって、一端側部分２０ａからリング１９の外周側に沿うようにシートベルト３巻き出し方向に形成される外周延設部（Ｐ１部）の長さがさらに伸び、ついには他端側部分２０ｂのスプール大径円筒部４ｂの内周部への係合が外れ大径円筒部４ｂから離脱して自由端部（Ｐ４部）が生じている（曲折部Ｐ２部と内周延設部Ｐ３部は消滅）。
【００５４】
以上のようにして、本実施形態では、スプール４によるトーションバー５を捩りながらのシートベルト引出し方向への相対回転において、トーションバー５の塑性変形とエネルギー吸収部材２０の塑性変形との両方でエネルギー吸収機構（ＥＡ機構）として機能し、全体のエネルギー吸収荷重は、トーションバー５が捩り変形を起こすときのエネルギー吸収荷重とエネルギー吸収部材２０がリング１９（取り付け部材）の外周に巻き付くときのエネルギー吸収荷重との和となる。そして、トーションバー５の塑性変形時の捩りトルク及びエネルギー吸収部材２０の塑性変形によって、乗員の衝撃エネルギーが吸収緩和され、シートベルト３に加えられる荷重が制限される。
【００５５】
図７は、上記のようにしてエネルギー吸収を行うときのトーションバー５及びエネルギー吸収部材２０から構成されるＥＡ機構の制限荷重（以下適宜、「ＥＡ荷重」という）の挙動を表した図である。横軸には、スプール４のロッキングベース１２に対する相対回転のストロークをとって表している。
【００５６】
図７において、ＥＡ荷重の値はスプール４のロッキングベース１２に対する相対回転のストロークが０のときに０であり、その後前述の相対回転が始まってストロークが大きくなり始めると、前述したようにまずトーションバー５の捩れによるＥＡ荷重が比例的に大きくなる。その後、ストロークが増大しある大きさになると（図７中の点ａ）、前述したようにトーションバー５の捩れに加えてエネルギー吸収部材２０の塑性変形が開始される。これにより、全体のＥＡ荷重は、トーションバー５によるＥＡ荷重分（図７中ＮTで示す）とエネルギー吸収部材２０によるＥＡ荷重分（図７中ＮPで示す）との和になる。さらにストロークが増大するとそれら合計のリトラクター装置１全体のＥＡ荷重の値がある値以上増大しなくなり（図７中の点ｂ）、以降、ストロークが増大してもＥＡ荷重は一定値を維持する（図７中の点ｂ〜点ｃ）。先に図５に示した状態がこの状態に相当する。
【００５７】
さらに、ストロークが増大して前述したようにプレート部材他端側部分２０ｂのスプール大径円筒部４ｂへの係合が外れ離脱すると（先の図６参照）、エネルギー吸収部材２０によるＥＡ荷重が消滅してリトラクター装置１全体のＥＡ荷重はトーションバー５によるＥＡ荷重分ＮTのみに戻るため急落し（図７中の点ｃ→点ｄ）、これ以降はストロークが増大してもＥＡ荷重はその低下した値で略一定となる（図７中の点ｄより右側）。
【００５８】
なお、このとき、本実施形態では、前述の相対回転ロック部材１８によって上記のストロークには上限値を設けている。すなわち、ロッキングベース１２に対するスプール４のベルト引出し方向の相対回転につれて、相対回転ロック部材１８が図１において軸方向右方へ移動する。そして、相対回転ロック部材１８がロッキングベース１２の雄ねじの終わリまで移動するとそれ以上軸方向右方へは移動できないので回転がロックされロッキングベース１２に対して相対回転しなくなる。この結果、スプール４もロッキングベース１２に対して相対回転しなくなる。つまリ、スプール４のベルト引出し方向の回転がロックされ。シートベルト３は引き出されなくなり、乗員はシートベルト３によって慣性移動が阻止されて保護されるのである。
【００５９】
以上説明した本実施形態によれば、以下のような効果を得る。
【００６０】
（１）エネルギー吸収特性の最適化
本実施形態によれば、リトラクター装置１全体によるエネルギー吸収特性を容易に変化させることができ、近年のニーズに対応して車両構造等の差異に応じてエネルギー吸収特性を容易に最適化できる。以下、この効果を図８〜図１０を用いて詳細に説明する。
【００６１】
前述したように、本実施形態のリトラクター装置１では、スプール４によるトーションバー５を捩りながらのシートベルト引出し方向への相対回転において、全体のエネルギー吸収荷重は、トーションバー５が捩り変形を起こすときのエネルギー吸収荷重と、エネルギー吸収部材２０がリング１９（取り付け部材）の外周に巻き付くときのエネルギー吸収荷重との和となる。
【００６２】
このとき、トーションバー５の材質、太さ等を変化させることによってトーションバー５によるエネルギー吸収荷重の大きさやエネルギー吸収域を変化させることもできるが、特に、エネルギー吸収部材２０については、さらに容易にそのエネルギー吸収荷重の大きさやエネルギー吸収域を変化させることが可能である。その手法を順を追って説明する。
【００６３】
（Ａ）環状空間Ｓの径方向寸法設定
前述したスプールの内周部とシャフト外周部との間にＥＡプレートを設ける従来構造では、シャフトの軸方向中央側の外周部に直接ＥＡプレートを取り付ける構造であって、シャフトとスプールとの間の限られたきわめて狭い空間にＥＡプレートを配置するようになっていることから、例えばシャフト外径とスプール内径との間の環状空間の径方向寸法を大きくすることは困難である。
【００６４】
これに対し、本実施形態のリトラクター装置１では、トーションバー５そのものでなく、トーションバー５の軸方向他方側の外周部に別途設けたリング１９の外周部にエネルギー吸収部材２０の一端側部分２０ａを固定し、またエネルギー吸収部材２０の他端側部分２０ｂは、軸方向中央側でなくスプール４の軸端部に位置する大径円筒部４ｂに係止される。これにより、リング１９の外径を比較的自由に増減させる（なおスプール大径円筒部４ｂの内径を増減させてもよいことはいうまでもない）ことで、トーションバー５の径とは別個独立して、上記環状空間Ｓの径方向寸法Ａを容易に変化させることができる。例えば、環状空間Ｓの径方向寸法Ａを大きくする（または小さくする、以下かっこ内対応関係同じ）ことにより、上記相対回転によってエネルギー吸収部材２０を塑性変形させていくときの環状空間Ｓで折り返す曲折部（Ｐ２部）の曲率を大きくする（または小さくする）ことができるので、ＥＡ荷重を小さくする（または大きくする）ことが容易に可能である。
【００６５】
図８は、上記環状空間Ｓの径方向寸法Ａの設定の一例を表す図であり前述の図２に対応する図である。図２と同等の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。図８に示すように、この例では、リング１９は、その半径が他の部分より小さくなる凹部形状（または軸方向全寸法にわたって小径としてもよい）の小径巻き付き部１９Ａを備えている。小径巻き付き部１９Ａは、エネルギー吸収部材２０が巻き付いて行くにつれて、スプール大径円筒部４ｂとの距離がそれ以前より大きくなるため、ＥＡ荷重の大きさをそれまでよりも低くすることができる。
【００６６】
図９は、この場合のＥＡ荷重の挙動を表した図であり、前述の図７に対応する図である。図７と同等の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６７】
図９において、ＥＡ荷重の値は、エネルギー吸収部材２０が小径巻き付き部１９Ａに巻き付く前は図７と同様である（原点０→点ａ→点ｂ→点ｃ′）。ストロークが増大してエネルギー吸収部材２０が小径巻き付き部１９Ａに入り込み始め（点ｃ′）小径巻き付き部１９Ａに巻きついて行くと、ストロークが増大しエネルギー吸収部材２０が巻き付いて行くにつれてスプール大径円筒部４ｂとの距離がＡよりも大きい値に斬増していく（図８中のＡ′で示す）。このため、上記相対回転によってエネルギー吸収部材２０を塑性変形させていくときの曲折部（Ｐ２部）の曲率を徐々に大きくすることができるので、ＥＡ荷重を徐々に小さくすることができる（図９中の点ｃ′以降）。最終的には、エネルギー吸収部材２０の他端側部分２０ｂのスプール大径円筒部４ｂへの係合が外れた点ｄの状態に至る。
【００６８】
(Ｂ) エネルギー吸収部材２０の直径等の設定
前述した従来構造では、上記のように環状空間自体をあまり大きくできないという制約上、例えばＥＡプレートの板厚を大きくできる余地が少ない（狭い空間で板厚を大きくすると塑性変形しながらの巻き付き自体が困難となる）。
【００６９】
これに対し、本実施形態のリトラクター装置１では、上記（Ａ）で述べたように環状空間Ｓの径方向寸法Ａを自由に設定できるので、エネルギー吸収部材２０の直径（図４の場合は平板部２０ａの厚み方向寸法）を大きくし剛性を強めることでＥＡ荷重を大きくすることも、板厚を小さくし剛性を弱めることでＥＡ荷重を小さくすることも、容易に可能である。
【００７０】
なお、このような直径や板厚の設定による剛性制御と同様の手法として、エネルギー吸収部材２０を部分的に扁平にし、その肉厚を設定する方法がある。図１０は、そのようなエネルギー吸収部材２０の一例を示している。この例では、エネルギー吸収部材２０は、その他端側部分２０ｂの先端に近づくほど肉厚が漸減するテーパー部２０ｔを形成してある（図１１参照）。（これに対応して他端側部分２０ｂの板幅方向寸法も実質的に小さくなっている）。テーパー部２０ｔにおいては、エネルギー吸収部材２０の強度が他の部分より小さくなることにより、エネルギー吸収部材２０が一端側から先の図５に示したように順次塑性変形してリング１９の外周に巻き付いていく際、終盤に狭幅部２０Ａが塑性変形するときにはそれ以前に比べて塑性変形のために必要な荷重が小さくなる。これにより、ＥＡ荷重の大きさを、それまでよりも低くすることができる。
【００７１】
特に、この例では、図示のようにテーパー部２０ｔにおいては、板幅方向寸法Ｗは他端側部分２０ｂに向かって徐々に斬減している。このような形状は、例えば略一様な横断面形状を備える略線状の被加工材に対し所定の扁平化加工（例えば一対のローラで押し潰す加工）を施すことにより形成することができる。これにより、例えばＥＡ荷重特性を、先に述べた図９のように設定する（この場合図９中の点ｃ′〜点ｄがテーパー部２０ｔに相当する）ことができる。
【００７２】
(Ｃ)プレート部材他端側部分２０ｂの係止位置設定
前述した従来構造では、スプールの軸方向中央側においてその内周部にＥＡプレートを係止させているが、スプールの軸方向中央側はウェビングの巻き取りを行う部分であるため、スプールの周方向一部分の領域にはウェビング端部の係止構造が設けられている（公報図７参照）。このため、例えばＥＡプレートのスプール内周部における係止位置を周方向に変化させようとしても、上記ウェビング端部の係止構造の設置領域以外の部分にしか設定できないという制約が生じる。
【００７３】
これに対し、本実施形態のリトラクター装置１では、前述のようにスプール４の軸端部側の大径円筒部４ｂにエネルギー吸収部材２０を係止させる構造であるので、ウェビング係止位置とは軸方向に異なる位置となり、上記のような周方向位置の制約なく自由に設定することができる。したがって、例えばエネルギー吸収部材２０の他端側部分２０ｂの係止位置を図２中の矢印ア側にずらすことで巻き付き時の上記ストロークを小さくして先の図７や図９に示したエネルギー吸収域（横軸）を狭くしたり、逆にエネルギー吸収部材２０の他端側部分２０ｂの係止位置を図２中の矢印イ側にずらすことで巻き付き時の上記ストロークを大きくしてエネルギー吸収域を広くしたりして、ＥＡ荷重特性を変化させることができる。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態のリトラクター装置１によれば、上記（Ａ）〜（Ｃ）のようにしてＥＡ荷重の大きさやエネルギー吸収域を容易に変化させることが可能である。これにより、トーションバー５とスプール４とのエネルギー吸収分担態様の組み合わせと併せ、リトラクター装置１全体によるエネルギー吸収特性を容易に変化させることができる。したがって、近年のニーズに対応して車両構造等の差異に応じてエネルギー吸収特性を容易に最適化し、乗員の身体を十分に保護することができる。
【００７５】
なお、上記（Ａ）〜（Ｃ）の手法に加えエネルギー吸収部材２０の材質を変化させれば、さらに自由にエネルギー吸収特性を変化させることができることはいうまでもない。
【００７６】
（２）エネルギー吸収部材２０の係止離脱による効果
本実施形態のリトラクター装置１によれば、図６を用いて前述したように、衝突後期においてエネルギー吸収部材２０の他端側部分２０ｂが大径円筒部４ｂより離脱し、その後はエネルギー吸収部材２０による衝突エネルギー吸収がなくなる。この結果、図７に示したように、それ以降についてはトーションバー５の塑性変形によってのみエネルギー吸収を行うように設定することが可能となる。したがって、上記（１）の効果に加え、この意味でもリトラクター装置全体１による衝撃エネルギー吸収荷重の大きさやエネルギー吸収域をさらに自由自在に変化させて設定するでき、さらに柔軟に最適化を図ることができる。
【００７７】
この観点からは、さらに例えば図１２に示すように、スプール４の大径円筒部４ｂに径方向内周側へ突出する凸部３０を設け、エネルギー吸収部材２０の他端側部分２０ｂの端面をこの凸部３０に当接させるようにしてもよい。図１２の例では、エネルギー吸収部材２０の他端側部分２０ｂを上述のように略Ｌ字型に折れた形状とせず、通常のまっすぐな先端部形状としている。
【００７８】
そして、凸部３０は、その周方向一方側（図１２中左側、スプール４のトーションバー５に対する相対回転方向側）の側面に当接用の端面３０ａを備えており、エネルギー吸収部材２０の他端側部分２０ｂの端面をその端面３０ａに周方向から当接させている。これにより、エネルギー吸収部材２０は、上記相対回転が開始されると、先に図５を用いて説明したのと同様、他端側部分２０ｂの端部が上記端面３０ａによって上記相対回転方向に押し込まれ、塑性変形を起こしつつ、リング１９の外周にシートベルト引き出し方向に巻き付けられていく。そして、さらに相対回転が進んでいくと、ついには他端側部分２０ｂが端部の端面３０ａから離間して大径円筒部４ｂから離脱する。
【００７９】
このような構造では、図２等に示したようにエネルギー吸収部材２０の他端側部分２０ｂを略Ｌ字型形状にしかつスプール大径円筒部４ｂの内周から外周へと貫通するように配設する場合に比べ、より円滑に上記大径円筒部４ｂから離脱させそれ以降のエネルギー吸収部材２０による衝突エネルギー吸収をなくすことができる。
【００８０】
また、上記のようにして終盤のエネルギー吸収荷重の大きさを小さくすることは、以下のような意義もある。
【００８１】
すなわち、近年の車両は、緊急時に膨出して乗員の身体を受け止め身体保護を行うＳＲＳエアバッグシステムが装備され、シートベルト装置との協働で乗員の安全性を向上させるように図られている。このようなＳＲＳエアバッグシステムを備えた場合には、ＳＲＳエアバッグシステムの効果を安全かつ最大限に引き出すために、例えば、乗員が膨張したエアバックに接触するまでの衝突初期には大きなエネルギー吸収荷重を確保して乗員の移動を最小限に抑え、エアバッグが乗員を拘束しはじめた衝突後期はエネルギー吸収荷重を下げてエアバッグに乗員の保護を委ねるといった協働分担が行われることがある。
【００８２】
本変形例では、前述のように衝突後期のエネルギー吸収荷重の大きさを小さくするので、上記ＳＲＳエアバッグシステムとの役割分担に適しており、衝突後期において大きな荷重によってシートベルト３から乗員に必要以上の過大な拘束力が加わるのを防止することができる。
【００８３】
なお、本変形例におけるエネルギー吸収部材２０は、図１３（ａ）に示すように始端から終端まで略一様な略円形又は略楕円形断面形状としてもよいが、前述の図１０及び図１１に示した構造と同様、図１３（ｂ）に示すように、他端側部分２０ｂの先端に近づくほど肉厚が漸減するテーパー部２０ｔを形成してもよい。（これに対応して他端側部分２０ｂの板幅方向寸法も実質的に小さくなっている）。この場合、上記同様、テーパー部２０ｔにおいてエネルギー吸収部材２０の強度が他の部分より小さくなるので、終盤の塑性変形時にはそれ以前に比べて塑性変形のために必要な荷重が小さくなり、ＥＡ荷重の大きさをそれまでよりも低くできる効果を得る。
【００８４】
（３）コンパクト化
上記実施形態においては、エネルギー吸収部材２０は、その横断面が略円形（又は略扁平形・略楕円形等）である。これにより、取り付け部材であるリング１９の肉厚を大きくする必要ななく、装置のコンパクト化を図れる。
【００８５】
（４）その他
本実施形態のリトラクター装置１においては、上記（１）による効果を得るためにエネルギー吸収部材２０を係止配置する環状空間Ｓを形成するにあたり、スプール４の軸端部を大径円筒部４ｂとして、その内周側において略円盤状のリング１９の外周部との間に環状空間Ｓを形成する構造としている。これにより、リング１９及びエネルギー吸収部材２０の配置箇所以外の部分の径方向寸法の増大を防止し、装置全体をコンパクトに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の一実施形態によるシートベルトのリトラクター装置の全体概略構造を表す縦断面図である。
【図２】エネルギー吸収部材の詳細取り付け構造を表す図１中II−II断面による横断面図である。
【図３】エネルギー吸収部材を取り付け状態において抽出して示す斜視図である。
【図４】エネルギー吸収部材の変形例の端面を示す図である。
【図５】スプールとトーションバーとの相対回転によりプレート部材が塑性変形を起こしつつ衝突エネルギーを吸収していくときの挙動を表す図である。
【図６】スプールとトーションバーとの相対回転がさらに進みプレート部材がスプールから離脱したときの挙動を表す図である。
【図７】トーションバー及びプレート部材からなるＥＡ機構が衝突エネルギー吸収を行うときのＥＡ荷重の挙動を表した図である。
【図８】スプール大径円筒部とリングとの間の環状空間の径方向寸法Ａの設定の一例を表す図である。
【図９】図８に示した例においてトーションバー及びプレート部材からなるＥＡ機構が衝突エネルギー吸収を行うときのＥＡ荷重の挙動を表した図である。
【図１０】エネルギー吸収部材の変形例を示す斜視図である。
【図１１】図１０の点線枠Ａ内を拡大して示す図である。
【図１２】エネルギー吸収部材の係止構造に係わる変形例を表す図である。
【図１３】エネルギー吸収部材の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８７】
１              リトラクター装置
３              シートベルト
４              スプール（略円筒部材）
４ａ            本体円筒部
４ｂ            大径円筒部
５              トーションバー（軸部材）
７              ロック機構
１９            リング（取り付け部材）
１９Ａ          小径巻き付け部
２０            エネルギー吸収部材
２０ａ          一端側部分
２０ｂ          他端側部分
２０ｔ          テーパー部
３０ａ          エネルギー吸収部材の端面
【図１】
2006341711.tif 000003
【図２】
2006341711.tif 000004
【図３】
2006341711.tif 000005
【図４】
2006341711.tif 000006
【図５】
2006341711.tif 000007
【図６】
2006341711.tif 000008
【図７】
2006341711.tif 000009
【図８】
2006341711.tif 000010
【図９】
2006341711.tif 000011
【図１０】
2006341711.tif 000012
【図１１】
2006341711.tif 000013
【図１２】
2006341711.tif 000014
【図１３】
2006341711.tif 000015