(57)【要約】【課題】シートベルトの巻き取り負荷を抑制すること。【解決手段】シートベルトと、前記シートベルトに取り付けられたタングと、前記タングが挿抜されるバックルと、シートベルトリトラクタとを備え、前記シートベルトリトラクタは、前記シートベルトを巻き取るスプールと、前記スプールの回転に連動して発電するジェネレータと、前記タングが前記バックルから抜き取られたベルト非装着状態を検知する検知部と、前記シートベルトの引き出し方向への前記スプールの回転をロックするロック動作を行うロック機構と、前記ベルト非装着状態が前記検知部により検知されている場合、前記ジェネレータで発電した電力を使用して前記ロック動作をキャンセルするキャンセル機構とを有する、シートベルト装置。【選択図】図７
2019006348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートベルトと、
前記シートベルトに取り付けられたタングと、
前記タングが挿抜されるバックルと、
シートベルトリトラクタとを備え、
前記シートベルトリトラクタは、
前記シートベルトを巻き取るスプールと、
前記スプールの回転に連動して発電するジェネレータと、
前記タングが前記バックルから抜き取られたベルト非装着状態を検知する検知部と、
前記シートベルトの引き出し方向への前記スプールの回転をロックするロック動作を行うロック機構と、
前記ベルト非装着状態が前記検知部により検知されている場合、前記ジェネレータで発電した電力を使用して前記ロック動作をキャンセルするキャンセル機構とを有する、シートベルト装置。
【請求項２】
前記キャンセル機構は、前記ベルト非装着状態が前記検知部により検知されていない場合、前記ロック動作のキャンセルを解除する、請求項１に記載のシートベルト装置。
【請求項３】
前記キャンセル機構は、前記ベルト非装着状態が前記検知部により検知されていない場合、前記電力を使用せずに前記ロック動作のキャンセルを解除する、請求項２に記載のシートベルト装置。
【請求項４】
前記ロック機構は、
前記スプールの回転軸と共に回転するロックギアと、
前記ロックギアに揺動可能に支持されたフライホイールと
揺動した前記フライホイールと係合するリングギアとを有し、
回転が阻止された前記リングギアに前記フライホイールが係合することで前記ロックギアの回転を停止させることにより、前記ロック動作を行い、
前記キャンセル機構は、
前記電力を使用して前記リングギアの回転阻止を解除することによって、前記ロック動作をキャンセルする、請求項１から３のいずれか一項に記載のシートベルト装置。
【請求項５】
前記ロック機構は、
前記スプールの回転軸と共に回転するロックギアを有し、
車両の挙動変化に伴い前記ロックギアの回転を停止させることによって、前記ロック動作を行い、
前記キャンセル機構は、
前記電力を使用して前記ロックギアの回転停止を阻止することによって、前記ロック動作をキャンセルする、請求項１から３のいずれか一項に記載のシートベルト装置。
【請求項６】
前記キャンセル機構は、前記ベルト非装着状態が前記検知部により検知されている場合に前記電力が供給される通電部と、前記通電部の通電によって前記ロック動作をキャンセルする可動部とを有する、請求項１から５のいずれか一項に記載のシートベルト装置。
【請求項７】
前記通電部は、コイルである、請求項６に記載のシートベルト装置。
【請求項８】
前記スプールの回転と前記ジェネレータの回転との間のギア比は、２．５以上８以下である、請求項１から７のいずれか一項に記載のシートベルト装置。
【請求項９】
シートベルトを巻き取るスプールと、
前記シートベルトの巻き取り方向へ前記スプールが回転するように前記スプールを常時付勢する付勢機構と、
前記スプールと連結されているときに、前記スプールの回転に連動して発電するジェネレータと、
前記シートベルトの引き出し方向へ前記スプールが回転するとき、前記スプールと前記ジェネレータとを連結し、前記シートベルトの巻き取り方向へ前記スプールが回転するとき、前記スプールと前記ジェネレータとの連結を解除するクラッチ機構とを備える、シートベルトリトラクタ。
【請求項１０】
前記クラッチ機構は、
前記スプールと共に回転するシャフトと、
前記シャフトに形成されたクラッチパウルと、
前記スプールと前記ジェネレータとの間で回転を伝達するコネクトギアとを有し、
前記スプールが前記シートベルトの引き出し方向へ回転することにより前記クラッチパウルが前記コネクトギアと係合することで、前記スプールと前記ジェネレータとを連結する、請求項９に記載のシートベルトリトラクタ。
【請求項１１】
前記スプールの回転と前記ジェネレータの回転との間のギア比は、２．５以上８以下である、請求項９又は１０に記載のシートベルトリトラクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートベルト装置及びシートベルトリトラクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ウェビング収納時にウェビングの巻き取りをモータにより行うリトラクタを備えたシートベルト装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に開示されたモータは、ウェビングの引き出し時に無通電で回転させられて、発電機として機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平４−４８０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発電機（発電機としても機能させるモータも含む）を備えたシートベルトリトラクタでは、シートベルトの巻き取り時に発電機とスプールとが連結されている場合がある。しかしながら、シートベルトの巻き取り時に発電機とスプールとが連結されている場合、シートベルトの巻き取り負荷が大きくなりやすい。
【０００５】
そこで、本開示では、シートベルトの巻き取り負荷を抑制できる、シートベルト装置及びシートベルトリトラクタが提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様では、
シートベルトと、
前記シートベルトに取り付けられたタングと、
前記タングが挿抜されるバックルと、
シートベルトリトラクタとを備え、
前記シートベルトリトラクタは、
前記シートベルトを巻き取るスプールと、
前記スプールの回転に連動して発電するジェネレータと、
前記タングが前記バックルから抜き取られたベルト非装着状態を検知する検知部と、
前記シートベルトの引き出し方向への前記スプールの回転をロックするロック動作を行うロック機構と、
前記ベルト非装着状態が前記検知部により検知されている場合、前記ジェネレータで発電した電力を使用して前記ロック動作をキャンセルするキャンセル機構とを有する、シートベルト装置が提供される。
【０００７】
本開示の他の一態様によれば、
シートベルトを巻き取るスプールと、
前記シートベルトの巻き取り方向へ前記スプールが回転するように前記スプールを常時付勢する付勢機構と、
前記スプールと連結されているときに、前記スプールの回転に連動して発電するジェネレータと、
前記シートベルトの引き出し方向へ前記スプールが回転するとき、前記スプールと前記ジェネレータとを連結し、前記シートベルトの巻き取り方向へ前記スプールが回転するとき、前記スプールと前記ジェネレータとの連結を解除するクラッチ機構とを備える、シートベルトリトラクタが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、シートベルトの巻き取り負荷を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】シートベルト装置の構成の一例を示す図である。
【図２】シートベルト装置の構成の一例をより具体的に示す図である。
【図３】スプールの回転とジェネレータの回転との間のギア比を説明するための図である。
【図４】第１の実施形態に係るシートベルトリトラクタの構成の一例を示す分解斜視図である。
【図５】シートベルトリトラクタ及びバックルの回路構成の一例を示す図である。
【図６】ベルト装着状態でのロック機構及びキャンセル機構を示す図である。
【図７】ベルト非装着状態でのロック機構及びキャンセル機構を示す図である。
【図８】第２の実施形態に係るシートベルトリトラクタの構成の一例を示す図である。
【図９】第２の実施形態に係るシートベルトリトラクタのロック機構及びキャンセル機構を示す図である。
【図１０】スプールの回転がロックされることをロックパウルによってキャンセルするキャンセル機構の第１の構成例を示す図である。
【図１１】スプールの回転がロックされることをロックパウルによってキャンセルするキャンセル機構の第２の構成例を示す図である。
【図１２】第３の実施形態に係るシートベルトリトラクタのベルト引き出し時の動作状態の一例を示す図である。
【図１３】第３の実施形態に係るシートベルトリトラクタのベルト巻き取り時の動作状態の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示に係る実施形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、シートベルト装置の構成の一例を示す図である。図１に示されるシートベルト装置１０１は、車両に搭載されたシートベルト装置の一例である。シートベルト装置１０１は、例えば、シートベルト１０４と、リトラクタ１０３と、ショルダーアンカー１０６と、タング１０７と、バックル１０８とを備える。
【００１２】
シートベルト１０４は、車両のシート１０２に座る乗員１１１を拘束するシートベルトの一例であり、リトラクタ１０３に引き出し可能に巻き取られる帯状部材である。シートベルトは、ウェビングとも称される。シートベルト１０４の先端のベルトアンカー１０５は、シート１０２又はシート１０２の近傍の車体に固定される。
【００１３】
リトラクタ１０３は、シートベルト１０４の巻き取り又は引き出しを可能にするシートベルト巻き取り装置の一例である。リトラクタ１０３は、車両衝突時等の所定値以上の加減速度または車両角度が検知されると、シートベルト１０４がリトラクタ１０３から引き出されることを制限する。リトラクタ１０３は、シート１０２又はシート１０２の近傍の車体に固定される。リトラクタ１０３は、シートベルトリトラクタの一例である。
【００１４】
リトラクタ１０３は、モータ１０３ａの動力によりシートベルト１０４をスプールに巻き取る機能を備えてもよい。リトラクタ１０３は、例えば、車両衝突前に、ミリ波レーダー等のセンサからの信号に基づいてモータ１０３ａを作動してシートベルト１０４をスプールに巻き取り、シートベルト１０４にプリテンションを与えてシートベルト１０４による乗員拘束を迅速に行う。また、リトラクタ１０３は、例えば、タング１０７とバックル１０８との連結が解除された時にモータ１０３ａを作動してシートベルト１０４をスプールで巻き取る。リトラクタ１０３は、例えば、モータ１０３ａを作動してシートベルト１０４の張力をドライビングシチュエーション（車両の状態）に応じて調整することで、シートベルト１０４による乗員の拘束性やシートベルト１０４の装着時の快適性をそれぞれ向上させる。
【００１５】
車両の状態とは、例えば、シートベルト１０４の引き出しの有無、乗員１１１の有無、車両の走行速度、車両の加速度、ステアリング操作、アクセル操作、ブレーキ操作、バックル１０８の操作、ドア操作、乗員が操作可能な車載の選択スイッチの操作入力などを表す状態をいう。
【００１６】
ショルダーアンカー１０６は、シートベルト１０４が挿通するベルト挿通具の一例であり、リトラクタ１０３から引き出されたシートベルト１０４を乗員１１１の肩部の方へガイドする部材である。ショルダーアンカー１０６は、シート１０２又はシート１０２の近傍の車体に固定される。
【００１７】
タング１０７は、シートベルト１０４が挿通するベルト挿通具の一例であり、ショルダーアンカー１０６によりガイドされたシートベルト１０４にスライド可能に取り付けられた部品である。
【００１８】
バックル１０８は、シートベルト１０４に取り付けられるタング１０７の平面状の係止部が挿抜される部品であり、タング１０７が着脱可能に連結される。バックル１０８は、例えば、シート１０２又はシート１０２の近傍の車体に固定される。
【００１９】
タング１０７がバックル１０８に連結された状態で、ショルダーアンカー１０６とタング１０７との間のシートベルト１０４の部分が、乗員１１１の胸部及び肩部を拘束するショルダーベルト部１０９である。タング１０７がバックル１０８に連結された状態で、ベルトアンカー１０５とタング１０７との間のシートベルト１０４の部分が、乗員１１１の腰部を拘束するラップベルト部１１０である。
【００２０】
図２は、シートベルト装置の構成の一例をより具体的に示す図である。図２に示されるシートベルト装置１００は、シートベルト装置１０１（図１参照）の一例であり、車両に搭載される車載システムの一つである。シートベルト装置１００は、リトラクタ１３０及びバックル１８０を備える。
【００２１】
リトラクタ１３０は、リトラクタ１０３（図１参照）の一例である。リトラクタ１３０は、フレーム８と、スプール９と、カバー２１と、ジェネレータ７とを備える。
【００２２】
スプール９は、フレーム８に回転可能に支持されている。スプール９は、乗員１１１を拘束するシートベルト１０４を巻き取る回転部材である。スプール９は、フレーム８に固定されたカバー２１の中央部に回転可能に支持される回転軸を有する。
【００２３】
ジェネレータ７は、リトラクタ１３０に設けられ、スプール９の回転に連動して発電する発電機の一例である。ジェネレータ７は、スプール９と少なくとも一つのギアを介して連結している場合、シートベルト１０４がリトラクタ１３０のスプール９から引き出される又はリトラクタ１３０のスプール９に巻き取られることによって発電する。ジェネレータ７は、例えば、スプール９の回転軸の回転運動を電力に変換する。
【００２４】
ジェネレータ７は、例えば、スプール９を回転させる上述のモータ１０３ａである（つまり、モータ１０３ａを発電機としても使用する）。あるいは、ジェネレータ７は、モータ１０３ａとは別にリトラクタ１０３に設けられた発電機でもよい。あるいは、ジェネレータ７は、モータ１０３ａが設けられていないリトラクタ１３０に設けられた発電機でもよい。
【００２５】
バックル１８０は、バックル１０８（図１参照）の一例である。バックル１８０は、操作ボタン１８１を備える。操作ボタン１８１は、タング１０７とバックル１８０との連結を解除するプッシュ操作を乗員の手指から受ける操作部材の一例である。
【００２６】
リトラクタ１３０とバックル１８０とは、少なくとも一本の配線（図示の形態では、２本の配線５１，５２）を介して互いに接続されている。例えば、配線５１が電源ハーネスであり、配線５２がグランドハーネスである場合、ジェネレータ７で発電された電力は、配線５１を介してバックル１８０に入力される。なお、配線５２が無い形態では、リトラクタ１３０とバックル１８０とのそれぞれのグランドは、例えば、車体等のアース部に接続される。
【００２７】
ジェネレータ７で発電した電力は、例えば、バックル１８０に設けられた少なくとも一つの負荷デバイスに供給される。バックル１８０に設けられた負荷デバイスの具体例として、ランプ、センサ、無線送信機などが挙げられる。
【００２８】
バックル１８０に設けられたセンサの具体例として、タング１０７とバックル１８０との挿抜状態を検知するバックルスイッチ、車両のシート上の乗員を電磁波の送受により非接触で検知する乗員検知センサなどが挙げられる。バックル１８０に設けられた無線送信機は、バックル１８０に設けられたセンサによって検知された状態についての情報を無線送信する。
【００２９】
バックル１８０に設けられた少なくとも一つのランプ１８２は、ジェネレータ７で発電した電力を使用して、発光する。ランプ１８２が発光することにより、車室内が暗くても、乗員はバックル１０８の場所を容易に認識可能になる。例えば、シートベルト１０４がリトラクタ１３０のスプール９から乗員によって引き出されると、ランプ１８２は、その引き出しによってジェネレータ７で発電した電力を使用して発光する。シートベルト１０４の引き出し時にランプ１８２が発光するので、車室内が暗くても、乗員は、バックル１８０へのタング１０７の挿し込み操作を容易に行うことができる。
【００３０】
図３は、スプールの回転とジェネレータの回転との間のギア比を説明するための図である。スプール９の回転とジェネレータ７の回転との間のギア比ｇｒは、（スプール９と一体に回転するコネクトギア５の外歯５ａの歯数）÷（ジェネレータ７のジェネレータギア７ｂの外歯７ｃの歯数）で表される。
【００３１】
コネクトギア５は、スプール９の回転軸９ａに嵌合し、回転軸９ａと共に回転する。ジェネレータギア７ｂは、ジェネレータ７の回転軸に嵌合し、ジェネレータ７の回転軸と共に回転する。コネクトギア５とジェネレータギア７ｂとの間に、少なくとも一つのアイドルギア６（図示の形態では、一つのアイドルギア６）が噛み合っている。アイドルギア６の外歯６ａは、コネクトギア５の外歯５ａと噛み合い、且つ、ジェネレータギア７ｂの外歯７ｃと噛み合う。なお、アイドルギア６は、無くてもよい。
【００３２】
例えば、シートベルト１０４がスプール９から引き出される速度（引き出し速度ｖ）をモニタ可能な最低レベルは、０．８［ｍ／ｓ］程度であり、引き出し速度ｖは、平均的には１．３［ｍ／ｓ］程度である。スプール９の半径ｒは最大０．０４［ｍ］とすると、角速度ω（＝ｖ／ｒ）は、２０［ｒａｄ／ｓ］となり、スプール９の回転速度（スプール回転数）ｎ（＝ω／（２π））は、３．１８［ｓ−１］となる。
【００３３】
また、例えば、バックル１８０に設けられたランプ１８２を発光させるのに必要な最低電圧（発光可能電圧）は、１．４［Ｖ］であり、ランプ１８２の定格電圧は、３［Ｖ］である。ジェネレータ７の仕様は、例えば、公称電圧１２［Ｖ］、無負荷回転数６５［ｒｐｓ］、誘起電圧定数０．１８［Ｖ／ｒｐｓ］である。ジェネレータ７で発生する発電電力の電圧（発電電圧）は、ジェネレータ７の回転数と誘起電圧定数との積によって表される。また、ジェネレータ７の回転数は、スプール９の回転数とギア比ｇｒとの積によって表される。
【００３４】
よって、「発光可能電圧＝最低スプール回転数×最低必要ギア比×誘起電圧定数」という関係式に基づいて、上記の例示した値では、最低必要ギア比（ギア比ｇｒの最低値）は、２．５となる。つまり、ギア比ｇｒが２．５以上であれば、ランプ１８２を発光させることができる。ただし、ギア比ｇｒが大きすぎると、乗員がシートベルト１０４をスプール９から引き出す動作（ベルト引き出し動作）にかかる引き出し負荷が大きくなりすぎる。また、ギア比ｇｒが大きすぎると、リトラクタ１３０がシートベルト１０４をスプール９に巻き取る動作（ベルト巻き取り動作）にかかる巻き取り負荷が大きくなりすぎる。よって、シートベルトの巻き取り負荷や引き出し負荷を抑制するためには、ギア比ｇｒは、８以下であることが好ましい。
【００３５】
したがって、ランプ１８２の発光に必要な十分な発電と、ベルト引き出し動作又はベルト巻き取り動作によってスプール９が回転する時に発生する負荷の抑制とを両立させる点で、ギア比ｇｒは、２．５以上８以下であることが好ましい。
【００３６】
図４は、第１の実施形態に係るシートベルトリトラクタの構成の一例を示す分解斜視図である。リトラクタ１３０は、シートベルトリトラクタの一例である。リトラクタ１３０は、フレーム８、スプール９、スプリング機構１０、ロックギア１１、ウェビングセンサ１２、ビークルセンサ１３、カバー２１、ベアリングキャップ１６、リングギア１７及びキャンセル機構２２を有する。なお、図４では、ジェネレータ７の図示は省略されている。
【００３７】
フレーム８は、スプール９を回転可能に収容し、リトラクタ１３０の骨格を形成する筐体である。フレーム８は、例えば、対峙する一対の側面部８ｂ，８ｃと、側面部８ｂ，８ｃを連結する背面部８ａとを含んで構成されている。側面部８ｂの外側には、スプリング機構１０が配置されて固定されている。側面部８ｃの外側には、ロックギア１１、リングギア１７及びカバー２１が配置されている。一対の側面部８ｂ，８ｃは、それぞれ、円形状（略円形状を含む）の開口を有する。
【００３８】
スプール９は、フレーム８の一対の側面部８ｂ，８ｃの各開口と同心（略同心を含む）に且つ回転可能に配設され、シートベルト１０４を巻き取る巻き取り部材である。
【００３９】
スプリング機構１０は、シートベルト１０４がスプール９に巻き取られる方向（シートベルトの巻き取り方向）へスプール９が回転するように、スプール９を常時付勢する。スプリング機構１０は、シートベルト１０４の巻き取り方向へスプール９が回転するように、スプール９を常時付勢する付勢機構の一例である。
【００４０】
ロックギア１１は、スプール９の回転軸９ａと同心に回転軸９ａと共に回転し、且つ、回転軸９ａに嵌合支持された回転部材である。ロックギア１１は、所定の歯数のラチェット歯１１ａが形成された外周部を有する。
【００４１】
ウェビングセンサ１２は、シートベルト１０４がスプール９から引き出される方向（シートベルトの引き出し方向）に、所定の閾値を超える引き出し加速度で、シートベルト１０４がスプール９から急激に引き出されたことを検出する第１の検出機構の一例である。ウェビングセンサ１２は、例えば、ロックギア１１の円盤面に揺動可能に支持された慣性部材であるフライホイール１２ａと、フライホイール１２ａに設けられた係止爪１２ｂとを有する。
【００４２】
ビークルセンサ１３は、車両の挙動変化（具体的には、車両の挙動変化に伴って生ずる車両の加減速や傾きの急激な変化）を検出する第２の検出機構の一例である。ビークルセンサ１３は、内蔵された一つの球体１３ａと、球体１３ａの移動によって揺動するアクチュエータ１３ｂと、アクチュエータ１３ｂの揺動によってロックギア１１のラチェット歯１１ａに係止する係止爪１３ｃとを有する。
【００４３】
ビークルセンサ１３は、加減速や傾きの急激な変化が車体に生じると、球体１３ａが移動することにより、アクチュエータ１３ｂの先端部に形成された係止爪１３ｃが揺動するように構成されている。この揺動によって、アクチュエータ１３ｂは、ロックギア１１のラチェット歯１１ａに係止爪１３ｃで係止する。係止爪１３ｃがラチェット歯１１ａに係止することにより、シートベルトの引き出し方向へのロックギア１１の回転が阻止される。シートベルトの引き出し方向へのロックギア１１の回転が阻止されることにより、シートベルトの引き出し方向へのスプール９の回転も阻止される。
【００４４】
カバー２１は、ロックギア１１、ウェビングセンサ１２、ビークルセンサ１３及びリングギア１７を覆うように、フレーム８の側面部８ｃに固定される。ベアリングキャップ１６は、スプール９の回転軸９ａの先端部に一体回転可能に嵌合されるとともに、カバー２１に回転可能に支持される。つまり、スプール９の回転軸９ａは、フレーム８に固定されたカバー２１に回転可能に支持される。
【００４５】
リングギア１７は、カバー２１に回転可能に支持される。リングギア１７は、円環状の内歯１７ａが形成された内周面と、円環状のラチェット歯１７ｂが形成された外周面とを有する。内歯１７ａは、フライホイール１２ａの係止爪１２ｂが係合可能に形成されている。キャンセル機構２２により回転が阻止されたリングギア１７の内歯１７ａに、揺動したフライホイール１２ａの係止爪１２ｂが係合することで、ロックギア１１の回転が阻止される。
【００４６】
シートベルト装置１００は、シートベルト１０４の引き出し方向へのスプール９の回転をロックするロック動作を行うロック機構２０を備える。図示の形態では、ロック機構２０は、例えば、ロックギア１１、ウェビングセンサ１２、ビークルセンサ１３及びリングギア１７を含んで構成されている。
【００４７】
キャンセル機構２２は、タング１０７がバックル１０８から抜き取られたベルト非装着状態でロック機構２０がスプール９の回転をロックするロック動作を行うことを、ジェネレータ７で発電した電力を使用してキャンセルする。
【００４８】
図５は、シートベルトリトラクタ及びバックルの回路構成の一例を示す図である。リトラクタ１３０とバックル１８０とは、２本の配線５１，５２によって互いに接続されている。
【００４９】
リトラクタ１３０は、ジェネレータ７、整流部２４及びキャンセル機構２２を有する。バックル１８０は、バックルスイッチ３６を有する。
【００５０】
整流部２４は、ジェネレータ７から出力される交流電力を直流電力に変換し、直流電力（ジェネレータ７で発電した電力）をキャンセル機構２２に供給する。整流部２４は、４つのダイオード２５〜２８を有する。ダイオード２５は、ジェネレータ７の第１の電極側に接続されたアノードを有し、ジェネレータ７の第１の電極とキャンセル機構２２のコイル２２ａとの間の内部電源ラインに直列に挿入されている。ダイオード２６は、ジェネレータ７の第２の電極側に接続されるたカソードを有し、配線５２とジェネレータ７の第２の電極との間の内部グランドラインに直列に挿入されている。ダイオード２７は、ダイオード２６のアノードに接続されたアノードと、ダイオード２５のアノードに接続されたカソードとを有する。ダイオード２８は、ダイオード２６のカソードに接続されたアノードと、ダイオード２５のカソードに接続されたカソードとを有する。
【００５１】
キャンセル機構２２は、整流部２４と配線５１との間の電源ラインに直列に挿入されたコイル２２ａを有する。コイル２２ａは、ジェネレータ７で発電した電力が供給される通電部の一例である。
【００５２】
バックルスイッチ３６は、タング１０７がバックル１８０から抜き取られたベルト非装着状態（タング１０７とバックル１８０との間の非連結状態）を検知する検知部の一例である。バックルスイッチ３６は、タング１０７がバックル１８０に挿し込まれること又はタング１０７がバックル１８０から抜き出されることに伴って、スイッチ動作する。バックルスイッチ３６は、タング１０７とバックル１８０との挿抜状態を検知し、その挿抜状態を表すバックルスイッチ信号を出力する。
【００５３】
タング１０７がバックル１８０から抜き取られた状態であるとき、バックルスイッチ３６は、配線５１と配線５２との間の経路をオン状態にする。このように、タング１０７がバックル１８０から抜き取られたベルト非装着状態がバックルスイッチ３６により検知されている場合、ジェネレータ７で発電した電力は、キャンセル機構２２のコイル２２ａに供給される。当該電力がコイル２２ａに供給されることにより、コイル２２ａが通電する。
【００５４】
一方、タング１０７がバックル１８０に挿し込まれた状態であるとき、バックルスイッチ３６は、配線５１と配線５２との間の経路をオフ状態にする。このように、タング１０７がバックル１８０に挿し込まれたベルト装着状態がバックルスイッチ３６により検知されている場合、ジェネレータ７で発電した電力は、キャンセル機構２２のコイル２２ａに供給されない。言い換えれば、タング１０７がバックル１８０から抜き取られたベルト非装着状態がバックルスイッチ３６により検知されていない場合、ジェネレータ７で発電した電力は、キャンセル機構２２のコイル２２ａに供給されない。つまり、コイル２２ａは、非通電状態である。
【００５５】
図６は、ベルト装着状態でのロック機構及びキャンセル機構を示す図である。図６では、図面の視認性向上のため、リングギア１７は断面で表示されている。また、配線５３に直列に挿入される整流部２４の図示は省略されている。
【００５６】
ベルト装着状態では、バックルスイッチ３６はオフ状態であるので、スプール９がシートベルトの引き出し方向又は巻き取り方向に回転することによりジェネレータ７が回転しても、キャンセル機構２２のコイル２２ａには電力は供給されない。
【００５７】
ベルト装着状態において、ロック機構２０のビークルセンサ１３が車両衝突時等の所定値以上の加減速度または車両角度を検知した場合、アクチュエータ１３ｂは、点線で示す位置から実線で示す位置に揺動する。アクチュエータ１３ｂが実線の状態まで揺動すると、アクチュエータ１３ｂの係止爪１３ｃは、ロックギア１１のラチェット歯１１ａに噛み合う。アクチュエータ１３ｂの係止爪１３ｃがロックギア１１のラチェット歯１１ａに噛み合うと、ロックギア１１の回転が停止する。ロックギア１１の回転が停止すると、回転軸９ａの回転も停止するため、シートベルト１０４の引き出しがロックされる。このように、ロック機構２０は、車両の挙動変化に伴いロックギア１１の回転を停止させることによって、シートベルト１０４の引き出し方向へのスプール９の回転をロックするロック動作を行う。
【００５８】
一方、ベルト装着状態において、シートベルト１０４がスプール９から引き出されると、スプール９は、シートベルト１０４の引き出し方向に回転するとともに、回転軸９ａも、スプール９と共に同一方向に回転する。この時、シートベルト１０４の引き出し加速度が所定の閾値を超えた場合、フライホイール１２ａは、シートベルト１０４の急激な引き出しに対して慣性による遅れが生じ、回転軸９ａに対して外周側に揺動する。フライホイール１２ａが外周側に揺動すると、フライホイール１２ａの先端部に形成された係止爪１２ｂがリングギア１７の内歯１７ａに噛み合う。係止爪１２ｂが内歯１７ａに噛み合うと、リングギア１７も回転しようとする。
【００５９】
しかしながら、ベルト装着状態では、キャンセル機構２２の可動部２２ｂは、リングギア１７のラチェット歯１７ｂと係合することによって、シートベルト１０４の引き出し方向に対応する回転方向にリングギア１７が回転することを阻止している。したがって、可動部２２ｂにより回転が阻止されたリングギア１７の内歯１７ａに、外周側に揺動したフライホイール１２ａの係止爪１２ｂが係合することで、ロックギア１１の回転が停止する。ロックギア１１の回転が停止すると、回転軸９ａの回転も停止するため、シートベルト１０４の引き出しがロックされる。このように、ロック機構２０は、回転が阻止されたリングギア１７にフライホイール１２ａが係合することでロックギア１１の回転を停止させることにより、シートベルト１０４の引き出し方向へのスプール９の回転をロックするロック動作を行う。
【００６０】
図７は、ベルト非装着状態でのロック機構及びキャンセル機構を示す図である。図７では、図面の視認性向上のため、リングギア１７は断面で表示されている。また、配線５３に直列に挿入される整流部２４の図示は省略されている。
【００６１】
ベルト非装着状態では、バックルスイッチ３６はオン状態であるので、スプール９がシートベルトの引き出し方向又は巻き取り方向に回転することによりジェネレータ７が回転すると、キャンセル機構２２のコイル２２ａには電力が供給される。
【００６２】
ベルト非装着状態において、ビークルセンサ１３が車両衝突時等の所定値以上の加減速度または車両角度を検知した場合、アクチュエータ１３ｂが揺動しようとする。しかしながら、ベルト非装着状態では、バックルスイッチ３６はオン状態であるので、シートベルト１０４の引き出し又は巻き取り方向へのスプール９の回転によりジェネレータ７で発電した電力は、キャンセル機構２２のコイル２２ａに供給される。当該電力の供給によりコイル２２ａが通電することによって、キャンセル機構２２の可動部２２ｃは、アクチュエータ１３ｂの揺動を抑制する方向に動作する。つまり、可動部２２ｃは、点線で示す位置から実線で示す位置に移動して、アクチュエータ１３ｂの揺動を押さえ付ける。これにより、ロックギア１１は係止爪１３ｃと噛み合わずに回転可能なため、ロックギア１１の回転に連動する回転軸９ａの回転は止まらず、シートベルト１０４の引き出しはロックされない。このように、キャンセル機構２２は、ジェネレータ７で発電した電力を使用して可動部２２ｃを移動させて、ロックギア１１の回転停止を阻止することによって、シートベルト１０４の引き出し方向へのスプール９の回転をロックするロック動作をキャンセルする。
【００６３】
一方、ベルト非装着状態において、シートベルト１０４がスプール９から引き出されると、スプール９は、シートベルト１０４の引き出し方向に回転するとともに、回転軸９ａも、スプール９と共に同一方向に回転する。この時、シートベルト１０４の引き出し加速度が所定の閾値を超えた場合、フライホイール１２ａは、シートベルト１０４の急激な引き出しに対して慣性による遅れが生じ、回転軸９ａに対して外周側に揺動する。フライホイール１２ａが外周側に揺動すると、フライホイール１２ａの先端部に形成された係止爪１２ｂがリングギア１７の内歯１７ａに噛み合う。係止爪１２ｂが内歯１７ａに噛み合うと、リングギア１７も回転しようとする。
【００６４】
しかしながら、ベルト非装着状態では、バックルスイッチ３６はオン状態であるので、シートベルト１０４の引き出し又は巻き取り方向へのスプール９の回転によりジェネレータ７で発電した電力は、キャンセル機構２２のコイル２２ａに供給される。当該電力の供給によりコイル２２ａが通電することによって、キャンセル機構２２の可動部２２ｂは、フライホイール１２ａの係止爪１２ｂとリングギア１７の内歯１７ａとの噛み合いを解除する方向に動作する。つまり、可動部２２ｂは、点線で示す位置から実線で示す位置に移動して、リングギア１７のラチェット歯１７ｂから離れる。これにより、可動部２２ｂとリングギア１７のラチェット歯１７ｂとの係合は解除されるので、可動部２２ｂによるリングギア１７の回転阻止は解除され、リングギア１７は、フライホイール１２ａと共に回転する。これにより、ロックギア１１は可動部２２ｂと係合せずに回転可能なため、ロックギア１１の回転に連動する回転軸９ａの回転は止まらず、シートベルト１０４の引き出しはロックされない。このように、キャンセル機構２２は、ジェネレータ７で発電した電力を使用して可動部２２ｂを移動させて、リングギア１７の回転阻止を解除することによって、シートベルト１０４の引き出し方向へのスプール９の回転をロックするロック動作をキャンセルする。
【００６５】
このように、キャンセル機構２２は、ベルト非装着状態がバックルスイッチ３６により検知されている場合（図７参照）、ジェネレータ７で発電した電力を使用して、ロック機構２０によるロック動作をキャンセルする。これにより、ベルト非装着状態でベルト巻き取り動作又はベルト引き出し動作が行われても、スプール９の回転はロックされていないので、ベルト引き出し動作又はベルト巻き取り動作によってスプール９が回転する時に発生する負荷を抑制することができる。
【００６６】
一方、キャンセル機構２２は、ベルト非装着状態がバックルスイッチ３６により検知されていない場合（図６参照）、ジェネレータ７で発電した電力を使用せずに、ロック機構２０によるロック動作のキャンセルを解除する。これにより、ジェネレータ７で発電した電力を、キャンセル機構２２以外の負荷に利用することが可能となる。
【００６７】
図８は、第２の実施形態に係るシートベルトリトラクタの構成の一例を示す図である。リトラクタ１３１は、シートベルトリトラクタの一例である。第２の実施形態のうち上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。
【００６８】
第２の実施形態に係るリトラクタ１３１は、ベルト非装着状態がバックルスイッチ３６により検知されている場合、ジェネレータ７で発電した電力を使用して、ロックパウル１４を非ロック側に保持するキャンセル機構２２を備える。キャンセル機構２２は、ベルト非装着状態がバックルスイッチ３６により検知されている状態でロックパウル１４を非ロック側に保持することで、シートベルト１０４の引き出し方向へのスプール９の回転をロックするロック動作をキャンセルする。
【００６９】
キャンセル機構２２は、コイル２２ａと、ロックパウル１４とを有する。ロックパウル１４は、フレーム８の側面部８ｃに対して法線方向に延在するパウル回転軸１４ｂを中心に回転する。ロックパウル１４は、シャフト９ｅの外周面に形成されたラチェット歯９ｃと噛み合い可能に形成された係止爪１４ａを有する。シャフト９ｅは、スプール９の回転軸９ａと一体に回転する回転部材である。
【００７０】
図９は、第２の実施形態に係るシートベルトリトラクタのロック機構及びキャンセル機構を示す図である。
【００７１】
ベルト装着状態において、ロック機構２０のビークルセンサ１３が車両衝突時等の所定値以上の加減速度または車両角度を検知した場合、アクチュエータ１３ｂの係止爪１３ｃは、フライホイールギア３１の外周面に形成されたラチェット歯３１ａに噛み合う。一方、乗員の移動によりシートベルト１０４がスプール９から引き出されるので、回転軸９ａは回転し続けようとし、フック３２は、フック３２の外周面に形成された係止爪３２ａがロックリング３３の内歯３３ａと噛み込むまでスライドする（図９（ａ）参照）。係止爪３２ａが内歯３３ａに噛み込むと、ロックリング３３の回転に連動して、ロックパウル１４は、ロックリング３３の円盤面に形成されたカム孔に沿って移動して揺動する（図９（ｂ）参照）。ロックパウル１４の係止爪１４ａは、シャフト９ｅのラチェット歯９ｃと噛み合うことで、スプール９の回転をロックすることが完了する（図９（ｃ））。なお、シートベルトの急速な引き出しによるシャフト９ｅの回転では、第１の実施形態と同様に、フライホイールの慣性遅れを利用して、スプール９の回転がロックされる。
【００７２】
一方、ベルト非装着状態では、バックルスイッチ３６はオン状態であるので、シートベルト１０４の引き出し又は巻き取り方向へのスプール９の回転によりジェネレータ７で発電した電力は、キャンセル機構２２のコイル２２ａに供給される。当該電力の供給によりコイル２２ａが通電することによって、キャンセル機構２２のロックパウル１４は、係止爪１４ａがラチェット歯９ｃから離れるように動作して固定される。これにより、シャフト９ｅの回転停止を阻止することによって、シートベルト１０４の引き出し方向へのスプール９の回転をロックするロック動作がキャンセルされる（図９（ｄ）参照）。
【００７３】
図１０は、スプールの回転がロックされることをロックパウルによってキャンセルするキャンセル機構の第１の構成例を示す図である。キャンセル機構２２は、ロックパウル１４に連結された連結シャフト２２ｄと、連結シャフト２２ｄを動作させるコイル２２ａとを有する。コイル２２ａが通電することによって、連結シャフト２２ｄは、ロックパウル１４がラチェット歯９ｃから離れる方向に移動する。これにより、シートベルト１０４の引き出し方向へのスプール９の回転をロックするロック動作がキャンセルされる。
【００７４】
図１１は、スプールの回転がロックされることをロックパウルによってキャンセルするキャンセル機構の第２の構成例を示す図である。キャンセル機構２２は、コイル２２ａの通電により発生する磁界の力によって、ロックパウル１４を引き付ける。これにより、ロックパウル１４はラチェット歯９ｃから離れる方向に移動する。したがって、シートベルト１０４の引き出し方向へのスプール９の回転をロックするロック動作がキャンセルされる。
【００７５】
図１２は、第３の実施形態に係るシートベルトリトラクタのベルト引き出し時の動作状態の一例を示す図である。リトラクタ１３２は、シートベルトリトラクタの一例である。第３の実施形態のうち上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。
【００７６】
リトラクタ１３２は、スプール９、スプリング機構１０及びジェネレータ７を備える。スプール９、スプリング機構１０及びジェネレータ７の各構成は、上述の実施形態の場合と同様である。第３の実施形態に係るリトラクタ１３２は、スプール９とコネクトギア５との間にワンウェイのクラッチ機構１９を備える。クラッチ機構１９は、シャフト９ｅに形成された少なくとも一つ（図示の場合、３つ）のクラッチパウル９ｆと、コネクトギア５の内周面に形成されたラチェット内歯５ｂとを含んで構成されている。
【００７７】
シャフト９ｅは、スプール９の回転軸９ａと共に回転する。コネクトギア５は、図３に示したアイドルギア６の外歯６ａと噛み合う外歯５ａを有する。アイドルギア６の外歯６ａは、ジェネレータギア７ｂの外歯７ｃと噛み合う。コネクトギア５は、スプール９とジェネレータ７との間で回転を伝達する。
【００７８】
図１２において、シートベルト１０４の引き出し方向へスプール９が回転するとき、シャフト９ｅの回転に対してクラッチパウル９ｆには慣性遅れが生ずるので、クラッチパウル９ｆがシャフト９ｅから突出するように揺動する。これにより、クラッチパウル９ｆはラチェット内歯５ｂと係合するので、スプール９のシャフト９ｅとコネクトギア５とが連結する。スプール９のシャフト９ｅとコネクトギア５とが連結することにより、スプール９は、ジェネレータ７とコネクトギア５を介して連結する。したがって、ジェネレータ７は、シートベルト１０４の引き出しによるスプール９の回転に連動して発電可能となる。
【００７９】
図１３は、第３の実施形態に係るシートベルトリトラクタのベルト巻き取り時の動作状態の一例を示す図である。シートベルト１０４の巻き取り方向へスプール９が回転すると、クラッチ機構１９は作動しないので、スプール９は、コネクトギア５と切り離された状態に維持される。具体的には、シートベルト１０４の巻き取り方向へスプール９が回転すると、クラッチパウル９ｆは、揺動しないため、シャフト９ｅから突出しない。仮に、シートベルト１０４の巻き取り方向へスプール９が回転し、クラッチパウル９ｆが揺動してシャフト９ｅから突出しても、ラチェット内歯５ｂは、巻き取り方向への回転状態では、クラッチパウル９ｆと係合しないように形成されている。
【００８０】
このように、クラッチ機構１９は、シートベルト１０４の引き出し方向へスプール９が回転するとき、スプール９とジェネレータ７とを連結し、シートベルト１０４の巻き取り方向へスプール９が回転するとき、スプール９とジェネレータ７との連結を解除する。したがって、クラッチ機構１９によれば、シートベルト１０４の引き出し時にだけジェネレータ７を発電させる形態において、シートベルト１０４の巻き取り時に不要な巻き取り負荷が発生することを抑制することができる。
【００８１】
逆に、クラッチ機構１９は、シートベルト１０４の引き出し方向へスプール９が回転するとき、スプール９とジェネレータ７との連結を解除し、シートベルト１０４の巻き取り方向へスプール９が回転するとき、スプール９とジェネレータ７とを連結する構成でもよい。この場合、クラッチ機構１９によれば、シートベルト１０４の巻き取り時にだけジェネレータ７を発電させる形態において、シートベルト１０４の引き出し時に不要な巻き取り負荷が発生することを抑制することができる。
【００８２】
以上、シートベルト装置及びシートベルトリトラクタを実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
【００８３】
例えば、ジェネレータ７で発電した電力は、リトラクタに設けられた少なくとも一つの負荷デバイス（例えば、無線送信機）に供給されてもよい。リトラクタに設けられた無線送信機は、バックルに設けられたセンサ（バックルスイッチ、乗員検知センサなど）によって検知された状態についての情報を当該バックルから取得して、当該情報を無線送信する。また、ジェネレータ７で発電した電力は、バックル以外の外部負荷に設けられた少なくとも一つの負荷デバイスに供給されてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
５  コネクトギア
５ａ  外歯
６  アイドルギア
７  ジェネレータ
７ｂ  ジェネレータギア
７ｃ  外歯
８  フレーム
９  スプール
９ａ  回転軸
９ｃ  ラチェット歯
９ｅ  シャフト
９ｆ  クラッチパウル
１１  ロックギア
１２  ウェビングセンサ
１３  ビークルセンサ
１７  リングギア
１９  クラッチ機構
２０  ロック機構
２２  キャンセル機構
２２ａ  コイル
１００，１０１  シートベルト装置
１０３，１３０，１３１，１３２  リトラクタ
１０４  シートベルト
１０７  タング
１０８，１８０  バックル
【図１】
2019006348.tif 000003
【図２】
2019006348.tif 000004
【図３】
2019006348.tif 000005
【図４】
2019006348.tif 000006
【図５】
2019006348.tif 000007
【図６】
2019006348.tif 000008
【図７】
2019006348.tif 000009
【図８】
2019006348.tif 000010
【図９】
2019006348.tif 000011
【図１０】
2019006348.tif 000012
【図１１】
2019006348.tif 000013
【図１２】
2019006348.tif 000014
【図１３】
2019006348.tif 000015