(57)【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スプールと、
スプールの軸に嵌合したブッシュギアと、
前記ブッシュギアに対し、ばね部材を介さず歯車機構を介して作動連結されたモータギヤと、
前記モータギヤをモータ軸に固定し、シートベルトの巻き取り方向に回転可能なモータと、
バックルが係合されているか否かを判定する第１判定手段と、
前記第１判定手段によりバックルが係合されていると判定された場合に、衝突予測装置からの衝突予測信号が入力されたか否かを判定する第２判定手段と、
前記第２判定手段により前記衝突予測信号が入力されたと判定された場合に、当該衝突予測信号が入力された後の所定時間の間、あるいは、所定のテンションが前記シートベルトに付与されるまでの間、シートベルトを巻き取るように前記モータの駆動を制御する手段と、
前記第２判定手段により前記衝突予測信号が入力されたと判定された場合には、前記モータの駆動を制御する手段の制御により前記シートベルトの巻き取りが完了した後に、前記スプールのシートベルト巻き取り方向の回転をロックすることなく前記スプールのシートベルト引き出し方向の回転をロックし、かつ、前記第２判定手段により前記衝突予測信号が入力されたと判定されない場合には、前記スプールを自由に回転可能とする、ロック作動手段と、
を有することを特徴とするシートベルト巻き取り装置。
【請求項２】
シートベルトを巻き取るためのスプールと、
スプールの軸に嵌合したブッシュギアと、
前記ブッシュギアに対し、ばね部材を介さず歯車機構を介して作動連結されたモータギヤと、
前記モータギヤをモータ軸に固定し、シートベルトの巻き取り方向に回転可能なモータと、
バックルが係合されているか否かを判定する第１判定手段と、
前記第１判定手段によりバックルが係合されていると判定された場合に、衝突予測装置からの衝突予測信号が入力されたか否かを判定する第２判定手段と、
前記第２判定手段により前記衝突予測信号が入力されたと判定された場合に、当該衝突予測信号が入力された後の所定時間の間、あるいは、所定のテンションが前記シートベルトに付与されるまでの間、シートベルトを巻き取るように前記モータの駆動を制御する手段と、
前記第２判定手段により前記衝突予測信号が入力されたと判定された場合には、前記モータの駆動を制御する手段の制御による前記シートベルトの巻き取りの途中に、前記スプールのシートベルト巻き取り方向の回転をロックすることなく前記スプールのシートベルト引き出し方向の回転をロックし、かつ、前記第２判定手段により前記衝突予測信号が入力されたと判定されない場合には、前記スプールを自由に回転可能とする、ロック作動手段と、
を有することを特徴とするシートベルト巻き取り装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のシートベルト巻き取り装置において、
前記ロック作動手段は、
前記衝突予測信号の入力に対応して前記スプールのシートベルト引き出し方向の回転をロックした後、前記衝突予測装置により前記衝突予測信号が解除された場合には、前記スプールのシートベルト引き出し方向の回転のロックを解除し、前記スプールを自由に回転可能とする
ことを特徴とするシートベルト巻き取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車等において、乗員の安全を確保するために使用されるシートベルト巻き取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シートベルト巻き取り装置は、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４に示す。
【０００３】
シートベルト巻き取り装置の一方の側の支持部であるスプリングカバー２１には、軸受部２１ａが設けられ、それにスプール２２の軸２２ａが嵌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２２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２２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２３の一端が嵌り込んでいる。トーションバー２３の他端は、ロッキングベース２４に設けられた凹状の嵌合部（図示せず）に嵌りこんでいる。ロッキングベース２４の軸２４ａは、ロックギア２５の穴部２５ａを貫通し、シートベルト巻き取り装置の他の一方の側の支持部であるリテーナー２６の軸受部（図示せず）に嵌りこんでいる。
【０００５】
このような機構により、スプール２２は、結局スプリングカバー２１とリテーナー２６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２１と、リテーナー２６は、ベースフレーム２８の両端に固定されており、スプール２２はベースフレーム２８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２４とロックギア２５は、所定量の相対回転が可能になっており、スプリング２９によって、ロックギア２５がロッキングベース２４に対して相対的にシートベルトの巻き戻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】
通常の状態では、スプリングの力によりスプール２２が巻き取られ、それにつれてロッキングベース２４が巻き戻し方向に回転しても、もともと、その回転方向には、前述のように、ロックギア２５がロッキングベース２４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２５はロッキングベース２２と一体となって回転する。
【０００８】
また、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２５の回転の抵抗となるものはないので、スプリング２９の付勢力に打ち勝つことができず、ロックギア２５はロッキングベース２２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巻き戻しが発生すると、ロックギア２５の中に収納されているフライホイール３０がスプリング３１の付勢力に打ち勝って移動し、その結果、ロックギア２５がリテーナー２６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２４がスプリング２９の付勢力に抗して、ロックギア２５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２４に収納されているパウル３２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３２のギアがベースフレーム２３に形成されたギア部２８ａに係合し、これによりロッキングベース２４の回転も停止される。
【００１１】
よって、トーションバー２３の回転も停止し、スプール２２はトーションバー２３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、シートベルトは引き出されるにつれて増大する張力を受けながら回転する。以上説明したロック機構は、通常、「ウェブセンサによるロック機構」と呼ばれている。
【００１２】
以上の説明は、シートベルト巻き取り装置の概要を示したものであり、例えば、フライホイール３０の移動によりロックギア２５の回転を止める機構、パウル３２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、シートベルト巻き取り装置は周知・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】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、シートベルトの巻き取りにスプリングを利用し、シートベルトの着用中にシートベルトにテンションをかけているので、乗員に圧迫感を与えるという問題点があった。また、シートベルトの巻き取りにモータを使用しているものも開発されているが、やはり、シートベルトの着用中にシートベルトにテンションをかけているので、乗員に圧迫感を与えるという問題点は解決されなかった。
【００１４】
加えて、従来のシートベルトロック機構においては、実際にシートベルトが急激に引き出されてからロック機構が作動するので、ロック機構が作動するまでに遅れが生じることがあった。
【００１５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、着用中に乗員に圧迫感を与えず、かつ、緊急事態発生時には、確実に乗員をシートに拘束でき、迅速にロック機構を作動させるシートベルト巻き取り装置を提供することを課題とする。
【００１６】
【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、シートベルトを巻き取るためのスプールと、スプールの軸に嵌合したブッシュギアと、前記ブッシュギアに対し、ばね部材を介さず歯車機構を介して作動連結されたモータギヤと、前記モータギヤをモータ軸に固定し、シートベルトの巻き取り方向に回転可能なモータと、バックルが係合されているか否かを判定する第１判定手段と、前記第１判定手段によりバックルが係合されていると判定された場合に、衝突予測装置からの衝突予測信号が入力されたか否かを判定する第２判定手段と、前記第２判定手段により前記衝突予測信号が入力されたと判定された場合に、当該衝突予測信号が入力された後の所定時間の間、あるいは、所定のテンションが前記シートベルトに付与されるまでの間、シートベルトを巻き取るように前記モータの駆動を制御する手段と、前記第２判定手段により前記衝突予測信号が入力されたと判定された場合には、前記モータの駆動を制御する手段の制御により前記シートベルトの巻き取りが完了した後に、前記スプールのシートベルト巻き取り方向の回転をロックすることなく前記スプールのシートベルト引き出し方向の回転をロックし、かつ、前記第２判定手段により前記衝突予測信号が入力されたと判定されない場合には、前記スプールを自由に回転可能とする、ロック作動手段と、を有することを特徴とするシートベルト巻き取り装置（請求項１）である。
前記課題を解決するための第２の手段は、シートベルトを巻き取るためのスプールと、スプールの軸に嵌合したブッシュギアと、前記ブッシュギアに対し、ばね部材を介さず歯車機構を介して作動連結されたモータギヤと、前記モータギヤをモータ軸に固定し、シートベルトの巻き取り方向に回転可能なモータと、バックルが係合されているか否かを判定する第１判定手段と、前記第１判定手段によりバックルが係合されていると判定された場合に、衝突予測装置からの衝突予測信号が入力されたか否かを判定する第２判定手段と、前記第２判定手段により前記衝突予測信号が入力されたと判定された場合に、当該衝突予測信号が入力された後の所定時間の間、あるいは、所定のテンションが前記シートベルトに付与されるまでの間、シートベルトを巻き取るように前記モータの駆動を制御する手段と、前記第２判定手段により前記衝突予測信号が入力されたと判定された場合には、前記モータの駆動を制御する手段の制御による前記シートベルトの巻き取りの途中に、前記スプールのシートベルト巻き取り方向の回転をロックすることなく前記スプールのシートベルト引き出し方向の回転をロックし、かつ、前記第２判定手段により前記衝突予測信号が入力されたと判定されない場合には、前記スプールを自由に回転可能とする、ロック作動手段と、を有することを特徴とするシートベルト巻き取り装置（請求項２）である。
【００１７】
上記手段においては、衝突予測装置よりの衝突予測信号を受けたときのみ、シートベルトの巻き取りを行う。衝突予測装置は、前方車両との車間距離や車両速度、車両加速度等を検出して、実際に衝突が発生する前に衝突発生の可能性を予測して衝突予測信号を出すものである。よって、衝突予測信号を受けてからシートベルトの巻き取りを行っても、十分乗員をシートに拘束するまで、シートベルトを巻き取ることができる。よって、衝突予測信号が発生しない定常状態では、シートベルトの巻き取りを行わず、弛みを残したままにしておくことができ、乗員に圧迫感を与えることが無くなる。
【００１９】
また、衝突予測信号を受けてシートベルトが巻き取られるとき以外は、シートベルトがフリーとされ、スプールの回転負荷がシートベルトにかからないようになっている。よって、シートベルトが引き出される際の負荷となるものがなく、人間に拘束感を与えないようにすることができる。
【００２１】
また、シートベルト巻き取りを行った後又は巻き取りの途中で、シートベルトの引き出しをロックする機能を有しているので、実際に衝突が発生した場合に、従来の「ウェブセンサによるロック機構」のように、シートベルトがある程度引き出されることがない。よって、乗員の拘束を確実に行うことができる。
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１又は第２の手段であって、前記ロック作動手段は、前記衝突予測信号の入力に対応して前記スプールのシートベルト引き出し方向の回転をロックした後、前記衝突予測装置により前記衝突予測信号が解除された場合には、前記スプールのシートベルト引き出し方向の回転のロックを解除し、前記スプールを自由に回転可能とすることを特徴とするシートベルト巻き取り装置（請求項３）である。
これにより、実際には衝突が起こらず、衝突予測信号が解除された場合に、シートベルトに再び弛みを作ってやることができる。
【００３４】
【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。以下の実施の形態のいずれにおいても、シートベルト巻き取り部の基本的な構成は図４に示した従来例と同じであるので、図４と異なる部分のみの説明を行う。
【００３５】
まず、本発明の実施の形態のいずれにおいても、モーターによる巻き取り装置が付属しているので、この部分の例を図５以下を用いて説明する。
【００３６】
図５は、本発明の実施の形態の１例であるシートベルト巻き取り装置の、モーター部の分解斜視図、図６はその組立図である。図２、図３において、４１はリテーナー、４２はモーター、４３はモーターギア、４４はＬギア、４５はＳギア、４５ａはローラー保持部、４６は保持部材、４７はローラー、４８はコネクトギア、４９はブッシュギア、４９ａは摺動部、４９ｂはスプライン部、５０はリターンスプリング、５１はスプリングカバー、５２は回転方向検出スイッチ、５２ａはスイッチプレート、５２ｂはスイッチスプリング、５３はリミットスイッチ、５４はカバーである。図６（ａ）はカバー４４を外した状態でカバー５４側から見た正面図、（ｂ）は（ａ）における切断線Ａ−Ａ’に沿って切断した断面を示す。
【００３７】
図４に示すシートベルト巻き取り装置に図５、図６に示すモーター部を取り付けるには、図４のスプリングカバー２１を取り外し、その代わりに図５、図６に示される部材を取り付ければよい。
【００３８】
リテーナー４１に取り付けられたモーター４２の駆動力は、モーターギア４３からＬギア４４に伝達される。そして、後に述べるように、Ｓギア４５、保持部材４６、ローラー４７で構成されるクラッチ機構を介してＳギア４５に伝達され、Ｓギア４５からコネクトギア４８を介してブッシュギア４９に伝達される。図６に示されるように、ブッシュギア４９の回転軸にはリターンスプリング５０が結合されており、ブッシュギア４９の回転を、シートベルトの巻き取り方向に付勢している。そして、ブッシュギア４９のスプライン部４９ｂに、図４に示すスプール２２の軸２２ａが嵌まり込んでいる。なお、Ｌギア４４、Ｓギア４５、保持部材４６はリテーナー４１に設けられた回転軸に同軸状に保持され、コネクトギア４８はリテーナー４１に設けられた別の回転軸に保持されている。ブッシュギア４９はカバー５４に設けられた回転軸に保持されている。
【００３９】
ブッシュギア４９には摺動部４９ａが設けられ、その外周部に回転方向検出スイッチ５２のスイッチスプリング５２ｂが弾接している。そして、ブッシュギア４９の回転方向に応じて、スイッチプレート５２ａが時計回り又は反時計周りに回動する。ブッシュギア４９がシートベルトが引き出される方向に回転したとき、スイッチプレート５２ａのストライカー部がリミットスイッチ５３の接点をオンとするように作動させるようになっている。このリミットスイッチプレート５２ａも、リテーナー４１に保持されている。
【００４０】
モーター４２は１方向回転のモーターであり、シートベルトを巻き取る方向、すなわち、リターンスプリング５０の付勢方向と同一方向に駆動されるようになっている。
【００４１】
図７にＬギア４４の構造図を示す。以下の図面においても、前出の図面に表された部位には同じ符号を付してその説明を省略する。Ｌギア４４は外周にモーターギア４３と噛み合う歯車が切られたドーナツ型をしており、その内部に、Ｓギア４５、保持部材４６の一部とローラー４７を収納するようになっている。さらに詳しく説明すると、内径部の断面は図に示すようにＴ字型をしており、両側の内径の大きい部分に、それぞれＳギア４５と保持部材４６が嵌まり込み、中央部の径の小さい部分がローラー４７と接する部分となっている。
【００４２】
図８にＳギア４５の構造図を示す。図８において、４５ｂはギア部、４５ｃは拡径部である。Ｓギア４５は、コネクトギア４８と噛み合うギア部４５ｂと、それに隣接しＬギア４４の内径よりわずかに小さい外径を有する拡径部４５ｃを主要部としてなり、拡径部４５ｃには、３個のローラー保持部４５ａが設けられている。拡径部４５ｂがＬギア４の内径の大きな部分に内部に嵌まり込む。ローラー保持部４５ａにはローラー４７が嵌め込まれて、このローラー４７は、Ｌギア４４の内径の小さい部分と、後述する保持部材４６の切り欠き部との間に収納されるようになっている。さらに、ローラー保持部４５ａの先端は、後述する保持部材４６に設けられた円弧状の長穴に嵌まり込むようになっている。
【００４３】
図９に保持部材４６の構造図を示す。図９において、４６ａは切り欠き部、４６ｂは長穴、４６ｃは突出部である。保持部材４６の外径は、Ｌギア４４の内径の大きな部分の内径よりわずかに小さくされており、Ｌギア４４の内径の大きな部分中に嵌まり込むようになっている。さらにＳギア４５には、Ｌギア４４の内径の小さい部分の内径よりわずかに小さい外径を有する、扇風機の羽根状の突出部４６ｃが設けられている。そして、これにより、突出部４６ｃが設けられていない部分には、３個の切り欠き部４６ａが形成されている。切り欠き部４６ａには、円弧状の長穴４６ｂがそれぞれ形成されており、この長穴４６ｂには、前述のようにＳギア４４のローラー保持部４５ａが嵌まり込むようになっている。
【００４４】
Ｓギア５のローラー保持部４５ａに保持されたローラー４７は、Ｌギア４６の内径の小さい部分と切り欠き部４６ａの間に収納される。図９に示すように、切り欠き部４６ａの形状は、その１端（図では反時計回り側の端）では、Ｌギア４６の内径部と突出部４６ｃで挟まれる切り欠き部４６ａの空間が、ローラー４７の直径よりも小さくなり、他端（図では時計回り側の端）では、この空間がローラー４７の直径よりも大きくなるようになっている。
【００４５】
ローラー４７は、Ｓギア４５の回転に伴って、ローラー保持部４５ａに保持されて、保持部材４６の軸（Ｌギア４４とＳギア４５の軸でもある）を中心にして公転するが、この際、ローラー４７の外周部がＬギア４４の内径の小さい部分に当接して自転又は滑動しながら、ローラー４７が公転するように、ローラー保持部４５ａの位置が決定されている。
【００４６】
このように構成されたＳギア４５、保持部材４６、ローラー４７がＬギア４４の内部に収納されてクラッチ機構を構成するが、その作動を図２０を使用して説明する。図２０においては、説明を分かりやすくするために、断面図を除いて、各部品が透明であると仮定してその主要部を表している。図２０（ａ）は組立図を示すものである。Ｌギア４４の内径の大きな部分に、右側からＳギア４５が、左側から保持部材４６が嵌まり込み、ローラー保持部４５ａに回転自在に保持されたローラー４７が、Ｌギア４３の内径の小さい部分の内周に当接している。ローラー保持部４５ａは、保持部材４６に設けられた長穴４６ｂに嵌まり込んでいる。
【００４７】
モーター４２が駆動されず、かつシートベルトに引き出し力がかけられていない状態では、リターンスプリング５０の付勢力が働いてシートベルトを巻き取る。このときの巻き取り力が、人間に圧迫感を与えないような弱い力に設定されている。この付勢力によりブッシュギア４９が回転すると、その回転はＳギアに伝達され、Ｓギアが反時計回りに回転する。
【００４８】
すると、ローラー保持部４５ａに保持されたローラーがＬギア４４の内周面とのフリクションにより自転しながら、Ｓギア４５の軸を中心として公転して移動し、保持部材４６の突出部４６ｃにぶつかり、保持部材４６に反時計回りの回転力を与える。保持部材４６は、その軸に回転自在に保持されているため、ローラー４７から回転力を与えられるとほとんど抵抗なく回転する。
【００４９】
最終的には、ローラー４７がＬギア４４の内周部と保持部材４６の突出部４６ｃとの間に挟まることになるが、保持部材４６がほとんど抵抗なくＳギア４５と共に回転することになるので、ローラー４７とＬギア４４の内周面とのフリクションは増加しない。従って、Ｓギア４５が回転したとき、ローラー４７はＬギア４４の内周面に沿って滑動又は回転し、Ｌギア４４にはＳギア４５の回転力は伝達されない。逆にいえば、リターンスプリング５０のみによってシートベルトの巻き取りが行われているときには、モーター４２は、その負荷とならないことになる。よって、小さなトルクによって、シートベルトを巻き取ることが可能となる。
【００５０】
図２０（ｂ）は、外力によりシートベルトの引き出しが行われた場合の動作を示す図である。この場合、Ｓギア４５は、矢印のように反時計回りに駆動される。すると、ローラー保持部４５ａに保持されたローラーがＬギア４４の内周面とのフリクションにより自転しながら、Ｓギア４５の軸を中心として公転して移動し、保持部材４６の突出部４６ｃにぶつかり、保持部材４６に時計回りの回転力を与える。保持部材４６は、その軸に回転自在に保持されているため、ローラー４７から回転力を与えられるとほとんど抵抗なく回転する。
【００５１】
この場合は、前記（ａ）で説明した場合と異なり、ローラー４７は、Ｌギア４６の内径部と突出部４６ｃで挟まれる切り欠き部４６ａの空間が、ローラー４７の直径よりも大きくされている側で突出部４６ｃにぶつかる。よって、ローラー４７がＬギア４６の内径部と突出部４６ｃで挟まれることがないので、ローラー４７のフリクションが増すことがない。
【００５２】
従って、Ｓギア４５が回転したとき、ローラー４７はＬギア４４の内周面に沿って滑動又は回転し、Ｌギア４４にはＳギア４５の回転力は伝達されない。逆にいえば、外力によってシートベルトの引き出しが行われているときには、モーター４２は、その負荷とならないことになる。よって、人間がシートベルトを引き出す場合にも、モーター４２がその負荷とならないので、小さな力で引き出しが可能となる。また、上記の動作はモーター４２の駆動中でも行われるので、モーター４２の駆動中においても、容易にシートベルトを引き出すことができる。
【００５３】
図２０（ｃ）は、外部からシートベルトの引き出しが行われていない状態で、モーター４２による巻き取り駆動が行われている状態を示すものである。（ａ）で説明したように、初期状態においては、リターンスプリング５０の付勢力により、ローラー４７はＬギア４４の内周部と保持部材４６の突出部４６ｃとの間に、フリクションを増大させない状態で挟まっている。
【００５４】
この状態において、Ｌギア４４が矢印のように反時計方向に駆動されると、ローラー７をＬギア４４の内周部と保持部材４６の突出部４６ｃとの間にさらに挟み込むような力が作用する。この力はローラー４７を介して突出部４６ｃを押すことになるので、保持部材４６がＳギア４５に対して相対的に反時計回りに回転し、ローラー４７が挟み込まれる空間を広げようとする。しかしながら、Ｓギア４５のローラー保持部４５ａが保持部材４６の長穴４６ｂ中に嵌まり込んでいるため、Ｓギア５と保持部材４６との相対的な回転量は長穴４６ｂの寸法によって規制され、所定値以上にはならない。
【００５５】
よって、この相対的な回転量が最大値に達した状態で、ローラー４７がＬギア４４の内周部と保持部材４６の突出部４６ｃとの間に挟み込まれ、ローラー４７とＬギア４４の内周面とのフリクションが大きくなる。よって、ローラー４７は滑動も回転もできなくなり、Ｌギア４４の回転力がローラー４７とローラー保持部材４５ａを介してＳギア４５に伝達される。この回転力は最終的にはブッシュギア４９に伝達され、シートベルトの巻き取りが行われる。モーター４２のシートベルト巻き取り力は、リターンスプリング５０のシートベルト巻き取り力より大きく設定されているので、モーター４２を駆動したときは、大きな巻き取り力でシートベルトの巻き取りを行うことができる。
【００５６】
以上の説明をまとめると、このクラッチ機構は、外力によりシートベルトが引き出される方向に駆動されたとき、又はモーターがシートベルトを巻き取る方向に駆動されていないときには、モーターとシートベルトとの間の機械的な動力伝達経路を切り離す機能を有しているものである。すなわち、モーターが駆動されていないときには、モーターがシートベルト引き出しの際の負荷となったり、リターンスプリングの負荷となったりすることが無く、スムースにシートベルト巻き取り装置の駆動を行うことができる。
【００５７】
以上、図４と図５の構成部品を組み立てて構成されるシートベルト巻き取り装置を前提として、本発明の実施の形態であるロック機構の例を説明する。
図２は、本発明の実施の形態における第１のロック機構の例を示す概要図である。図２において、１はラチェット歯車、２は支持台、３は貫通穴、４はパウル、５は穴、６はレバー、７は回転体、８は溝、９はモーターである。
【００５８】
ラチェット歯車１はスプール２２の軸２２ａに取り付けてもよいし、ロッキングベース２４の軸２４ａに取り付けてもよい。さらには、ロックギア２５がそのまま利用できる場合には、それを利用してもよい。また、スプール２２の軸２２ａ、ロッキングベース２４の軸２４ａに取り付けられたギアに、ギア機構を介して結合させるようにしてもよい。いずれにしろ、ラチェット歯車１は、スプール２２と一体に回転するか、トーションバー２３を介して結合されて回転するようになっている。ラチェット歯車１の外周には、通常のラチェットに用いられる鋸歯状の歯が設けられている。
【００５９】
支持台２は、ベースフレーム２８に取り付けられるかベースフレーム２８の一部として構成され、その一部には貫通穴３が開けられ、この貫通穴３に、図に示すような鍵型のパウル４が嵌め込まれ、貫通穴３に沿って摺動可能なようになっている。パウル４には穴５が設けられており、これに弾性体であるレバー６が嵌りこんでいる。レバー６の他端側は、回転体７に設けられた溝８に沿って、３／４円周程度巻き付いており、その弾性力により、溝８を締め付けて、溝８との間に摩擦力を発生するようになっている。この摩擦力を超える力がレバー６と溝８との間に加わると、両者の間に滑りが生じる。すなわち、この部分がトルクリミッターを形成している。回転体７はモーター９により回転される。
【００６０】
通常状態では、パウル４とレバー６は２点鎖線で示されるような位置にあり、ラチェット歯車１の鋸歯状の歯とは噛み合わないようになっているので、シートベルト巻き取り装置は、図２に示す機構から何らの拘束を受けることなく作動する。
【００６１】
衝突予測装置から衝突予測信号が発せられると、モーター９が図２の反時計回り方向に回転し、それにより、レバー６を介してパウル４が上方に持ち上げられ、図２に実線で示すように、ラチェット歯車１の鋸歯状の歯と接する位置に移動する。この状態で、レバー６と回転体４の溝８との間に滑りが生じ、モーター９が回転していても、パウル４はその位置に止まる。
【００６２】
この状態で、シートベルトを巻き戻す方向への回転力がかかると、ラチェット歯車１が図２における反時計方向に回転しようとするが、ラチェット歯車１の鋸歯状の歯の段部とパウル４が接触し、パウル４は、貫通穴３によって、横方向への移動を拘束されているので、結局ラチェット歯車１は回転できない。一方、シートベルトを巻き取る方向への回転は、ラチェット歯車１の鋸歯状の歯の斜行部がパウル４を押し下げることによって行うことができる。すなわち、ラチェット歯車１の鋸歯状の歯とパウル４はラチェットを構成している。このとき、パウル４を押し下げる力が、レバー６と回転体４の溝８との間の摩擦力に打ち勝つようにしておくか、レバー６の弾性が、この押し下げを許容するようにしておく必要があることは言うまでもない。
【００６３】
図３は、本発明の実施の形態における第２のロック機構の例を示す概要図である。図３において、図２に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略する。図３において、１１は回動軸、１２はバネ材、１３はソレノイド、１４はソレノイドのピストンである。
【００６４】
図３において、ラチェット歯車１と支持台２の構成や取り付けについては、図２と同じである。パウル４は、図２と異なり図に示すような「へ」字型をしており、回動軸１１を中心として回動するようになっている。そして、パウル４の１端はラチェット歯車１の鋸歯状の歯と噛み合うようにされており、他の一端は、バネ材１２を介してソレノイド１３のピストン１４に結合されている。
【００６５】
定常状態では、ソレノイド１３のピストン１４は伸長状態にあり、パウル４は２点鎖線で示すように、ラチェット歯車１の鋸歯状の歯と噛み合わないようになっている。よって、図３に示すロック機構は、シートベルト巻き取り装置の作動には何の影響も与えない。
【００６６】
衝突予測装置から衝突予測信号が発せられると、ソレノイド１３が駆動され、そのピストン１４が縮退する。よれにより、バネ材１２を介して、パウル４が回動軸１１の回りに時計回りに回動し、図３に実線で示すように、その一端がラチェット歯車１の鋸歯状の歯と接する位置に移動する。
【００６７】
この状態で、シートベルトを巻き戻す方向への回転力がかかると、ラチェット歯車１が図３における反時計方向に回転しようとするが、ラチェット歯車１の鋸歯状の歯の段部とパウル４が接触し、パウル４は、回動軸１１によって、横方向への移動を拘束されているので、結局ラチェット歯車１は回転できない。一方、シートベルトを巻き取る方向への回転は、ラチェット歯車１の鋸歯状の歯の斜行部がパウル４を押し下げる用に働くので、パウル４が回動軸１１を中心に反時計回りに回動し、これによって回転が可能となる。すなわち、ラチェット歯車１の鋸歯状の歯とパウル４はラチェットを構成している。このとき、パウル４を押し下げる力は、バネ材１２が伸長することによって吸収される。
【００６８】
以下、本発明の実施の形態の第３の例であるロック機構について、再び図４に戻って説明する。この実施の形態は、従来の技術の欄において説明した「ウェブセンサによるロック機構」を利用したものである。
【００６９】
すなわち、ロック信号が発せられたとき、新たに取り付けたモーター（図示せず）により、ロックギア２５を強制的、かつ急激にシートベルト巻き取り方向に駆動するようにする。すると、ロックギア２５とロッキングベース２４との相対関係は、シートベルトが急に引き出されたときと同じとなり、先に説明したように、パウル３２が外側に飛び出し、パウル３２のギアがベースフレーム２３に形成されたギア部２８ａに係合し、これによりロッキングベース２４の回転も停止される。
【００７０】
以上のように構成されたシートベルト巻取装置の作動を以下に説明する。衝突予測装置から衝突予測信号が発せられると、図５に示すモーター４２が、シートベルトを巻き取る方向に回転し、シートベルトの弛みをとると共に、乗員を強力な力でシートに拘束する。この衝突予測信号は、実際に衝突が発生したときでなく、例えば急ブレーキが踏まれて大きな加速度がかかったとき、前方車両との車間距離が縮まって追突の危険が考えられるとき等、実際の衝突の発生の前に発生する。よって、十分な余裕を持って、乗員をシートに拘束することができる。このため、衝突予測信号が発生しない通常の状態においては、シートベルトを巻き取っておく必要が無いので、シートベルトを巻き取らず、弛んだままにしておくことができるので、乗員に圧迫感を与えることがない。
【００７１】
このようなシートベルト巻取装置の作動を図１のフローチャートにまとめて示す。まず、ステップＳ１１において、バックルが係合しているかどうかを判断する。これは、バックルスイッチの信号を検出することにより行われる。バックルが係合していないときにはステップＳ１２に移り、シートベルトが格納状態（格納済み）であるかどうかを判断し、格納状態で無ければ、ステップＳ１５に移って、シートベルトを格納状態になるまで巻き取る。シートベルトが格納状態のときは、ステップＳ１３に移り、スプールの回転をフリーとする。すなわち、モーターに巻取力を付加しないようにする。
【００７２】
バックルが係合しているときは、シートベルトの装着が行われていることを意味する。そのとき、ステップＳ１４に移り、衝突予測信号が入ったかどうかを判断し、入っていなければステップＳ１３に移り、スプールの回転をフリーとする。衝突予測信号が入ると、ステップＳ１５に移り、シートベルトの巻き取りを行う。
【００７３】
衝突予測信号が入った後、所定時間の間、又は所定のテンションがシートベルトにかかるまでモーターによる巻き取りを行った後、前述のロック機構を作動させて、シートベルト巻き取り装置の引き出し方向への回転をロックする（このとき、モーターによる巻き取りを停止してもよいが、ロック機構は巻き取り方向の回転はロックしないので、モーターの巻き取り中にロック機構を働かせ、モーターの巻き取りを続けるようにしてもよい）。よって、実際に衝突が発生したとき、シートベルトが引き出されなくてもロックが行われるので、乗員の拘束を確実に行うことができる。衝突が実際に起こらず、衝突予測信号が解除されたときは、ロック機構を解除することにより、シートベルトの引き出しが自由となる（ロック機構の解除と同時又はその前にモーターによる強制巻き取りを停止しておくことが望ましいが、ロック機構を解除してから停止してもよい）。
【００７４】
従来のフライホイールを使用したロック機構では、衝突の発生からロックがかかるまで２０〜４０ｍｓを要していたが、本発明においては衝突の発生前にロックを行うこともできる。
【００７５】
本発明を使用すれば、従来用いられてきた火薬式プリテンショナーを省略することができるが、安全のために火薬式プリテンショナーと併用してもよい。この場合、火薬式プリテンショナーは、従来と同じように、実際の衝突が検出されたときに作動させる。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、衝突予測装置から衝突予測信号が発せられた段階でシートベルトをモータにより巻き取ることにより、確実に乗員をシートに拘束できるので、通常の状態では、シートベルトに張力をかけて乗員をシートに拘束する必要がなく、念のためにシートベルトに張力を与える場合でも、弛みをとるだけで乗員をきつく拘束しない程度の張力で十分であるので、乗員に圧迫感を与えることがない。また、衝突が発生したとき、早期に乗員をシートに拘束することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シートベルト巻取シーケンスを示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施の形態における第１のロック機構の例を示す概要図である。
【図３】本発明の実施の形態における第２のロック機構の例を示す概要図である。
【図４】従来のシートベルト巻取装置の概要を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態の１例であるシートベルト巻き取り装置の、モーター部の分解斜視図である。
【図６】図５に示したモーター部の組立図である。
【図７】Ｌギアの構造図である。
【図８】Ｓギアの構造図である。
【図９】保持部材の構造図である。
【図１０】クラッチ機構の作動を示す概要図である。
【符号の説明】
１…ラチェット歯車
２…支持台
３…貫通穴
４…パウル
５…穴
６…レバー
７…回転体
８…溝
９…モーター
１１…回動軸
１２…バネ材
１３…ソレノイド
１４…ソレノイドのピストン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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