(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員がシートベルトを装着したときに乗員に圧迫感を与えない程度の弱い巻取力を発生するばね部材と、
シートベルトを巻き取るためのモーターと、
を有するシートベルト巻き取り装置であって、
タングとバックルとの係合が外れたときは、前記ばね部材よりも強い巻取力でシートベルトを巻き取る方向にのみ駆動力を与えるように、前記モーターを制御し、かつ、前記駆動力を与えているときにシートベルトが引き出されたときには当該駆動力の付与を停止するように、前記モーターを制御する手段を設け、
前記モーターを制御する手段は、前記駆動力の付与の停止後に前記シートベルトの引き出しが止んだ場合は、所定時間の経過後に、前記ばね部材よりも強い巻取力でのシートベルトを巻き取る方向への駆動力の付与を開始するように、前記モーターを制御す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、
前記モーターを制御する手段は、タングとバックルの係合が検知されてから所定時間、又は所定回転数だけ、巻取を行なうように、前記モーターを制御す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１又は請求項２に記載のシートベルト巻取装置であって、
シートベルトを巻きつけるスプールの回転方向を検知する検出器が設けら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１から請求項３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、
前記ばね部材と前記モーターの巻取力をシートベルトに伝達する動力伝達機構を有し、
当該動力伝達機構は、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、又は前記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、前記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クラッチ機構を有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５】
請求項４に記載のシートベルト巻取機構であって、
前記クラッチ機構が、モーターの駆動力をシートベルトに伝達する回転部材の内部に組み込ま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６】
請求項４又は請求項５に記載のシートベルト巻取装置であって、
クラッチ機構が、シートベルトを巻きつけるスプールに直結してい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】
本発明は自動車等の車両に装備されるシートベルト巻取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等に装備されるシートベルト巻取装置は、乗員が着席してシートベルトを引き出し、タングをバックル装置に締結した際に、その余分な引き出し分を吸収する機能を有している。この機能を実現するために、従来のシートベルト巻取装置においては単一のリターンスプリングが使用されている。シートベルトの装着の際には、人間がこのリターンスプリングの付勢力に抗してシートベルトを引き出し、タングをバックルに係合させてから手を離すと、リターンスプリングの力により、余分に引き出された部分が、人間の体にフィットするまでシートベルト巻取装置に引き込まれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、シートベルト巻取装置においては、
（１）余分に引き出されたシートベルトを、人間の体にフィットするまで確実に巻き取ること、また、人間が装着しない場合においては、引き出されたシートベルトを確実に収納部に収納するまで巻き取ること
（２）正常装着した状態で乗員の胸部等に不必要な圧追感を与えないようにすること
を同時に満足することが必要とされる。しかしながら、単一のリターンスプリングの付勢力を利用したシートベルト巻取装置においては、装着時における乗員の胸部への圧迫感を小さくするために付勢力の弱いスプリングを使用すると、ベルト巻取り時（収容時）の巻込み力が弱くなり、操作性、格納性が低下する。反対に、巻取り時に充分な巻取り力を発揮するために付勢力の強いスプリングを使用すると、正常装着時における乗員の胸部への圧追感が大きくなってしまうという問題があった。
【０００４】
また、従来のシートベルト巻取装置では、単一のリターンスプリングが内蔵されているので、シートベルトの引き出し量が増すにつれてリターンスプリングが巻回されてその付勢力が増大し、シートベルトの引き出し量が増すにつれて、引き出し力も増大するという問題もあった。
【０００５】
このような問題点を解決する１手段として、本出願人の出願に係る発明が、特開平３−５５２号公報に開示されている。これは、リターンスプリングとして、主スプリングと付加スプリングの２つのスプリングを使用し、シートベルトのタングとバックルが係合したことを検出器により検出し、タングとバックルが係合していない状態においては主スプリングと付加スプリングの両方の付勢力を、タングとバックルが係合している場合においては主スプリングのみの付勢力を、巻取機構に伝達することにより、ベルト巻取り時の巻き込み力を確保しながら、正常装着時における乗員の圧迫感を低減しようとするものである。
【０００６】
しかしながら、この場合においても、シートベルトの引き出し量が増すにつれて引き出し力が増大するという問題は避けられず、かつ、シートベルトを外すときに、タングとバックルの係合を外したとたんに急激に巻取り力が強くなり、乗員に対して違和感を与えるという、別の事象も発生していた。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、巻取り時には十分に大きな巻取力により確実にシートベルトを巻き取ると共に、正常装着時には人間に圧迫感を与えることがなく、かつ、巻取時に発生する違和感をなくすことができ、さらに、人間がシートベルトを引き出す際には、大きな力を要しないシートベルト巻取装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【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、乗員がシートベルトを装着したときに乗員に圧迫感を与えない程度の弱い巻取力を発生するばね部材と、シートベルトを巻き取るためのモーターと、を有するシートベルト巻き取り装置であって、タングとバックルとの係合が外れたときは、前記ばね部材よりも強い巻取力でシートベルトを巻き取る方向にのみ駆動力を与えるように、前記モーターを制御し、かつ、前記駆動力を与えているときにシートベルトが引き出されたときには当該駆動力の付与を停止するように、前記モーターを制御する手段を設け、前記モーターを制御する手段は、前記駆動力の付与の停止後に前記シートベルトの引き出しが止んだ場合は、所定時間の経過後に、前記ばね部材よりも強い巻取力でのシートベルトを巻き取る方向への駆動力の付与を開始するように、前記モーターを制御す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。
【０００９】
本手段においては、シートベルトが正常に装着されている場合には、ばね部材により巻取力を与えるようにし、タングとバックルが係合していない状態でのシートベルトの巻取時には、これにモーターによる巻取力を付加した巻取力又はモーター単独の巻取力をシートベルトに与えるようにすることができる。よって、正常装着時には人間に圧迫感を与えない巻取力で人間にシートベルトをフィットさせることができ、巻取時には大きな巻取力で巻き取ることができる。また、大きな巻取力をモーターにより発生させているので、タングとバックルの係合が外れた際に急に大きな巻取力がかかっても、タングが窓等にぶつかるような事態が発生しない。正常装着時か巻取時かの判断は、従来と同じように、タングとバックルの係合が解除されてから所定時間の間は巻取時とし、その他の場合は、シートベルトの引き出し時を含めて正常装着時とするような例が考えられる。
また、本手段においては、タングとバックルが係合していない状態においても、人間等により、シートベルトが引き出されたときには、モーターの駆動を停止している。よって、人間がシートベルトを引き出す場合に、モーターの駆動力に逆らって引き出す必要がないので、軽く引出すことができる。
【００１４】
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、前記モーターを制御する手段は、タングとバックルの係合が検知されてから所定時間、又は所定回転数だけ、巻取を行なうように、前記モーターを制御することを特徴とするもの（請求項２）である。
【００１５】
本手段においては、シートベルトが装着されてタングとバックルの係合が検知されてから所定時間、又は所定回転数だけモーターによる巻取を行なってほとんどの弛みを迅速にとることができる。その後は、モーターによる巻取でなく、ばね部材による巻取を行なうので、人間に圧迫感を与えることがない。
【００１６】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段又は第２の手段であって、シートベルトを巻きつけるスプールの回転方向を検知する検出器が設けられていることを特徴とするもの（請求項３）である。
【００１７】
本手段においては、例えば、手動でシートベルトを引き出した場合、その回転を検出して、モーターの回転を停止する等の制御を行なうことができる。
【００１８】
前記課題を解決するための第４の手段は、前記第１の手段から第３の手段のいずれかであって、前記ばね部材と前記モーターの巻取力をシートベルトに伝達する動力伝達機構を有し、当該動力伝達機構は、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、又は前記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、前記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クラッチ機構を有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４）である。
【００１９】
本手段においては、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には、クラッチ機構により、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が切り離される。よって、モーターが引き出し力の負荷とならないので、小さな力でシートベルトを引き出すことができる。また、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も、クラッチ機構により、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が切り離される。よって、モーターがばね部材による巻取力の負荷とならないので、ばね部材の付勢力が小さくても、シートベルトの弛みを確実に吸収することができる。
【００２０】
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第４の手段であって、前記クラッチ機構が、モーターの駆動力をシートベルトに伝達する回転部材の内部に組み込ま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５）である。
【００２１】
本手段においては、クラッチ機構が、モーターの駆動力をシートベルトに伝達する回転部材（例えばギア、プーリー）の内部に組み込まれているので、装置全体をコンパクトにすることができる。
【００２２】
前記課題を解決するための第６の手段は、前記第４の手段又は第５の手段であって、クラッチ機構が、シートベルトを巻きつけるスプールに直結していることを特徴とするもの（請求項６）である。
【００２３】
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、クラッチ機構によりモーターとシートベルト巻取器（スプール）との機械的な動力伝達経路が切り離される際に、部品間に若干の摩擦があるため、その摩擦抵抗により引き出し時のフィーリングが悪くなることがある。モーターとスプールの間の減速機構中にクラッチ機構を設置すると、スプール側から見たこの摩擦力が減速比に応じて大きなものとなり、フィーリングを特に悪くする。本手段においては、クラッチ機構をシートベルトを巻きつけるスプールに直結しているので、スプール側から見た摩擦力の影響は小さくなり、フィーリングの悪化を最低限に抑えることができる。
【００４２】
【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分解斜視図、図２はその組立図である。図１、図２において、１はリテーナー、２はモーター、３はモーターギア、４はＬギア（特許請求の範囲の第１の回転部材に相当）、５はＳギア（特許請求の範囲の第２の回転部材に相当）、５ａはローラー保持部、６は保持部材、７はローラー、８はコネクトギア、９はブッシュギア、９ａは摺動部、９ｂはスプライン部、１０はリターンスプリング、１１はスプリングカバー、１２は回転方向検出スイッチ、１２ａはスイッチプレート、１２ｂはスイッチスプリング、１３はリミットスイッチ、１４はカバーである。図２（ａ）はカバー１４を外した状態でカバー１４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。
【００４３】
リテーナー１に取り付けられたモーター２の駆動力は、モーターギア３からＬギア４に伝達される。そして、後に述べるように、Ｓギア５、保持部材６、ローラー７で構成されるクラッチ機構を介してＳギア５に伝達され、Ｓギア５からコネクトギア８を介してブッシュギア９に伝達される。図２に示されるように、ブッシュギア９の回転軸にはリターンスプリング１０が結合されており、ブッシュギア９の回転を、シートベルトの巻取方向に付勢している。なお、実際のシートベルト巻取装置においては、ブッシュギア９のスプライン部９ｂに、シートベルトを巻き付けるスプールが結合されているが、図１、図２においてはこの部分の図示を省略している。なお、Ｌギア４、Ｓギア５、保持部材６はリテーナー１に設けられた回転軸に同軸状に保持され、コネクトギア８はリテーナー１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９はカバー１４に設けられた回転軸に保持されている。
【００４４】
ブッシュギア９には摺動部９ａが設けられ、その外周部に回転方向検出スイッチ１２のスイッチスプリング１２ｂが弾接している。そして、ブッシュギア９の回転方向に応じて、スイッチプレート１２ａが時計回り又は反時計周りに回動する。ブッシュギア９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１２ａのストライカー部がリミットスイッチ１３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１２ａも、リテーナー１に保持されている。
モーター２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１０の付勢方向と同一方向に駆動されるようになっている。
【００４５】
図３にＬギア４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４は外周にモーターギア３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５、保持部材６の一部とローラー７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５と保持部材６が嵌まり込み、中央部の径の小さい部分がローラー７と接する部分となっている。
【００４６】
図４にＳギア５の構造図を示す。図４において、５ｂはギア部、５ｃは拡径部である。Ｓギア５は、コネクトギア８と噛み合うギア部５ｂと、それに隣接しＬギア４の内径よりわずかに小さい外径を有する拡径部５ｃを主要部としてなり、拡径部５ｃには、３個のローラー保持部５ａが設けられている。拡径部５ｂ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５ａにはローラー７が嵌め込まれて、このローラー７は、Ｌギア４の内径の小さい部分と、後述する保持部材６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５ａの先端は、後述する保持部材６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。
【００４７】
図５に保持部材６の構造図を示す。図５において、６ａは切り欠き部、６ｂは長穴、６ｃは突出部である。保持部材６の外径は、Ｌギア４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４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５には、Ｌギア４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６ｃが設けられている。そして、これにより、突出部６ｃが設けられていない部分には、３個の切り欠き部６ａが形成されている。切り欠き部６ａには、円弧状の長穴６ｂがそれぞれ形成されており、この長穴６ｂには、前述のようにＳギア４のローラー保持部５ａが嵌まり込むようになっている。
【００４８】
Ｓギア５のローラー保持部５ａに保持されたローラー７は、Ｌギア６の内径の小さい部分と切り欠き部６ａの間に収納される。図５に示すように、切り欠き部６ａの形状は、その１端（図では反時計回り側の端）では、Ｌギア６の内径部と突出部６ｃで挟まれる切り欠き部６ａの空間が、ローラー７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７の直径よりも大きくなるようになっている。
【００４９】
ローラー７は、Ｓギア５の回転に伴って、ローラー保持部５ａに保持されて、保持部材６の軸（Ｌギア４とＳギア５の軸でもある）を中心にして公転するが、この際、ローラー７の外周部がＬギア４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７が公転するように、ローラー保持部５ａの位置が決定されている。
【００５０】
このように構成されたＳギア５、保持部材６、ローラー７がＬギア４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６を使用して説明する。図６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６（ａ）は組立図を示すものである。Ｌギア４の内径の大きな部分に、右側からＳギア５が、左側から保持部材６が嵌まり込み、ローラー保持部５ａに回転自在に保持されたローラー７が、Ｌギア３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５ａは、保持部材６に設けられた長穴６ｂに嵌まり込んでいる。
【００５１】
モーター２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１０の付勢力が働いてシートベルトを巻き取る。このときの巻取力が、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９が回転すると、その回転はＳギア５に伝達され、Ｓギア５が反時計回りに回転する。
【００５２】
すると、ローラー保持部５ａに保持されたローラー７がＬギア４の内周面とのフリクションにより自転しながら、Ｓギア５の軸を中心として公転して移動し、保持部材６の突出部６ｃにぶつかり、保持部材６に反時計回りの回転力を与える。保持部材６は、その軸に回転自在に保持されているため、ローラー７から回転力を与えられるとほとんど抵抗なく回転する。
【００５３】
最終的には、ローラー７がＬギア４の内周部と保持部材６の突出部６ｃとの間に挟まることになるが、保持部材６がほとんど抵抗なくＳギア５と共に回転することになるので、ローラー７とＬギア４の内周面とのフリクションは増加しない。従って、Ｓギア５が回転したとき、ローラー７はＬギア４の内周面に沿って滑動又は回転し、Ｌギア４にはＳギア５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１０のみによってシートベルトの巻取が行われているときには、モーター２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。
【００５４】
図６（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５は、矢印のように時計回りに駆動される。すると、ローラー保持部５ａに保持されたローラー７がＬギア４の内周面とのフリクションにより自転しながら、Ｓギア５の軸を中心として公転して移動し、保持部材６の突出部６ｃにぶつかり、保持部材６に時計回りの回転力を与える。保持部材６は、その軸に回転自在に保持されているため、ローラー７から回転力を与えられるとほとんど抵抗なく回転する。
【００５５】
この場合は、前記（ａ）で説明した場合と異なり、ローラー７は、Ｌギア６の内径部と突出部６ｃで挟まれる切り欠き部６ａの空間が、ローラー７の直径よりも大きくされている側で突出部６ｃにぶつかる。よって、ローラー７がＬギア６の内径部と突出部６ｃで挟まれることがないので、ローラー７のフリクションが増すことがない。
【００５６】
従って、Ｓギア５が回転したとき、ローラー７はＬギア４の内周面に沿って滑動又は回転し、Ｌギア４にはＳギア５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２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２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２の駆動中でも行われるので、モーター２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。
【００５７】
図６（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２による巻取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１０の付勢力により、ローラー７はＬギア４の内周部と保持部材６の突出部６ｃ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。
【００５８】
この状態において、Ｌギア４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４の内周部と保持部材６の突出部６ｃ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７を介して突出部６ｃを押すことになるので、保持部材６がＳギア５に対して相対的に反時計回りに回転し、ローラー７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５のローラー保持部５ａが保持部材６の長穴６ｂ中に嵌まり込んでいるため、Ｓギア５と保持部材６との相対的な回転量は長穴６ｂの寸法によって規制され、所定値以上にはならない。
【００５９】
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７がＬギア４の内周部と保持部材６の突出部６ｃとの間に挟み込まれ、ローラー７とＬギア４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７は滑動も回転もできなくなり、Ｌギア４の回転力がローラー７とローラー保持部材５ａを介してＳギア５に伝達される。この回転力は最終的にはブッシュギア９に伝達され、シートベルトの巻取が行われる。モーター２のシートベルト巻取力は、リターンスプリング１０のシートベルト巻取力より大きく設定されているので、モーター２を駆動したときは、大きな巻取力でシートベルトの巻取を行なうことができる。
【００６０】
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。
【００６１】
このような動作を行なうクラッチ機構の別の例を図７に、その動作を図８に示す。これらの図において、２ａはモーター軸、１５はホールドスプリング、１５ａは端部、１５ｂ、１５ｃは支点部、１６はレバー、１７、１８はレバー１６に保持されたギアである。
【００６２】
図７に示すように、モーター２のモーター軸２ａには、それを両側から挟み込むようにホールドスプリング１５が当接しており、ホールドスプリングの１端部１５ｃは、リテーナー１に固定されている。レバー１６はモーター２と同心の回転軸を有し、支点部１５ｂ、１５ｃにおいて、リターンスプリング１５に結合されている。モーターギア３はギア１７に結合され、ギア１７は図示を省略した２つの歯車を介してギア１８に結合されている。
【００６３】
モーター２が駆動されていない状態においては、図７に示すように、ギア１８とブッシュギア９とが歯合しないように、ホールドスプリング１５がレバー１６を付勢している。よって、モーター２が駆動されていない状態では、モーター２とシートベルトとの間の機械的な動力伝達経路は切り離されており、モーター２は、リターンスプリングやシートベルトを引き出す力の負荷にはならない。
【００６４】
この状態で、モーター２が駆動され、時計方向に回転すると、図８（ａ）に示すように、モーター軸２ａより、ホールドスプリング１５が図に矢印で示すような時計回りの力を受ける。これにより、レバー１６も時計回りの力を受けて回転し、（ｂ）に示すように、ギア１８とブッシュギア９が歯合して、モータートルクがブッシュギア９に伝達され、シートベルトの巻取がモーター２により行われることになる。一度ギア１８とブッシュギア９が歯合すると、そのトルクは歯合を助長するように働くので、安定した動力の伝達が行われる。よって、最初の歯合を行なわせるためにホールドスプリング１５に与える力は、極弱いもので十分である。モーター２の回転が停止すると、再びホールドスプリング１５の付勢力によりレバー１６が反時計方向に回転し、ギア１８とブッシュギア９の歯合が外れる。
【００６５】
図８（ｃ）は、モーター２の回転中に外力によりシートベルトが引き出されたときの状態を示すものである。このとき、図に示すようにブッシュギア９は時計方向の回転力を受けるが、ギア１８も時計方向に駆動されており、両者の間に、ギア１８を反時計回りに押す力が発生する。前述のように、レバー１６を時計方向に回転させているモーター軸２ａからの力は極弱いものであるので、このような状態が発生したときには、レバー１６は反時計回りに回転し、ギア１８とブッシュギア９の歯合が外れる。よって、モーター２とシートベルトとの間の機械的な動力伝達経路は切り離され、モーター２がシートベルト引き出し力の負荷となることが防止される。
【００６６】
図９に、本発明の実施の形態の他の例であるシートベルト巻取装置の分解斜視図を示す。図９において、２１はブッシュシャフト、２２はホールドブロック、２３はクラッチスプリング、２４はローラー、２５はブッシュカバー、２６、２７はコネクトギアである。
【００６７】
この実施の形態においては、リターンスプリングはリテーナー１の右側（図示せず）に設けられるシートベルトを巻き取る部分側（スプール側）に設けられるようになっている。リテーナー１に取り付けられたモーター２の駆動力は、モーターギア３からコネクトギア２６、２７を介してＬギア４に伝達される。そして、後に述べるように、ブッシュシャフト２１、ホールドブロック２２、クラッチスプリング２３、ローラー２４、ブッシュカバー２５で構成されるクラッチ機構を介してブッシュシャフト２１に伝達される。ブッシュシャフト２１の中心部には、スプライン孔が設けられており、これに、リテーナー１の右側に設けられるシートベルト巻取部のスプラインシャフトが嵌合して回転するようになっている。スイッチプレート１２ａ、スイッチスプリング１２ｂ、リミットスイッチ１３の役割は、図1に示した実施の形態と同様である。
【００６８】
図１０にＬギア４の構造図を示す。Ｌギア４の外周の大きい部分には、コネクトギア２７と噛み合う歯車が切られており、その内周部は断面は図に示すようにＴ字型をしており、両側の内径の大きな部分にそれぞれブッシュシャフト２１とブッシュカバー２５が嵌まり込み、内径の小さな部分には、ホールドブロック２２、ローラー２４、およびクラッチスプリング２３が入るようになっている。
【００６９】
図１１にブッシュシャフト２１の構造図を示す。ブッシュシャフト２１は、中心部にスプラインシャフトが入る幅広部を有するシルクハット状の円板を基本形状としており、その片面に凸部２１ａが６個等間隔で設けられている。また、その中心部近くには、ホールドブロック２２を貫通してブッシュカバー２５の穴と嵌合する突起２１ｂが３個等間隔で設けられている。さらに、その中心部の、幅広部に対応する部分には、スプラインシャフトが嵌合するスプライン穴２１ｃが開けられている。
【００７０】
図１２にホールドブロック２２の構造図を示す。ホールドブロック２２は図に示すような構造をしており、等間隔に６個の突出部２２ａを有している。また、その中心部付近には、ブッシュシャフト２１の突起２１ｂが貫通する長穴２２ｂが、円周に沿って開けられている。また、突出部２２ａの反時計回り方向側には、突起部２２ａに沿って、クラッチスプリング２３を収納するための凹部２２ｃが設けられている。
【００７１】
ホールドブロック２２の突出部２２ａを除く周部２２ｄは、ホールドブロック２２の中心とは離れた位置に中心を有する円弧から形成されている。従って、周部２２ｄとホールドブロック２２の中心間の距離は、周部２２ｄの時計回り側で小さく、反時計回り側で大きくなるようになっている。
【００７２】
図１３にブッシュカバー２５の構造図を示す。ブッシュカバー２５は図に示すようにシルクハット状の形状をしており、その中心部付近には、ブッシュシャフト２１の突起２１ｂが嵌合して係止される孔２５ａが３個等間隔に開けられている。
【００７３】
図１４に、Ｌギア４、ブッシュシャフト２１、ホールドブロック２２、クラッチスプリング２３、ローラー２４、ブッシュカバー２５の組立図を示す。クラッチスプリング２３はホールドブロック２２の凹部２２ｃに収納され、その先端部はホールドブロック２２の周部２２ｄより飛び出すようになっている。ローラー２４は、ブッシュシャフト２１の凸部２１ａとホールドブロック２２の突出部２２ａの間に挟まるように配置され、クラッチスプリング２３により、反時計方向に付勢されるようになっている。
【００７４】
ホールドブロック２２、クラッチスプリング２３、ローラー２４をこのような状態でブッシュシャフト２１とブッシュカバー２５の間に挟みこんでＬギア４内に収納し、ブッシュシャフト２１の突起２１ｂを、ブッシュカバー２５の孔２５ａないに貫通させて係止し、クラッチ機構が完成する。
【００７５】
このようなクラッチ機構の作動を図１５に基づいて説明する。図１５において、(a)はＬギア４に反時計方向の回転力がかかった状態を示すもので、このような状態は、モーター２によりＬギア４が回転力を受けた状態に発生する。
【００７６】
前述のように、ローラー２４はクラッチスプリング２３で図の左方向に付勢されている。また、前述ように、ホールドブロック２２の周部２２ｄの中心からの距離は、図の左に行くほど大きくなっているので、ホールドブロック２２の周部２２ｄとＬギア４の内周との間隔は、図の左に行くほど狭くなっている。従って、ローラー２４は、クラッチスプリング２３の付勢力により、ホールドブロック２２の周部２２ｄとＬギア４の内周との間隔が、ローラー２４の直径に等しくなる位置まで図の左側に押し付けられている。
【００７７】
よって、Ｌギア４が反時計方向に回転しようとすると、Ｌギア４の内周とホールドブロック２２の周部２２ｄの間にローラー２４が挟み込まれ、Ｌギア４の回転は、ローラー２４をますます間隔の狭い部分に押すような力を与える。よって、ローラー２４が、Ｌギア４とホールドブロック２２の間で楔作用を生じ、Ｌギア４の回転力がローラー２４を介してホールドブロック２２に与えられるので、ホールドブロック２２とローラー２４は、Ｌギア４と共に回転する。
【００７８】
すると、ローラー２４がブッシュシャフト２１の凸部２１ａにぶつかり、凸部２１ａを反時計方向に押すので、ブッシュシャフト２１もＬギア４と共に回転する。ブッシュシャフト２１の中心部のスプライン穴２１ｃには、巻取部のスプランシャフトが嵌合しているので、この回転力は巻取部に伝達される。
【００７９】
(b)はブッシュシャフト２２に反時計回りの回転力がかかった場合の状態を示す図であり、このような状態は、モーター２が停止しており、リターンスプリングの力だけでシートベルトの巻取が行なわれている場合に発生する。ブッシュシャフト２２が反時計回りに回転しようとすると、図に示すように、その凸部２１ａがホールドブロックの突出部２２ａにぶつかり、ホールドブロック２２を反時計方向に回転させる。すると、ローラー２４は、クラッチスプリング２４の付勢力に抗して相対的にホールドブロック２２の右側に移動する。
【００８０】
前述のように、ホールドブロック２２の周部２２ｄとＬギア４の内周の間隔は、図の右側で広くなっているので、ローラー２４がホールドブロック２２の右側に移動すると、Ｌギア４の内周−ローラー２４−ホールドブロック２２の周部２４の間に隙間ができ、ローラー２４が楔としての役割を果たさなくなる。よって、ブッシュシャフト２１とホールドブロック２２は反時計回りに回転するが、その回転力はＬギア４には伝達されない。すなわち、Ｌギア４に結合されるモーター２が、この回転力の負荷となることはない。
【００８１】
(c)は、ブッシュシャフト２２に時計回りの回転力がかかった場合の状態を示す図であり、このような状態は、シートベルトが手動で引き出されているような場合に発生する。ブッシュシャフト２２が時計方向に回転すると、その凸部２１ａがローラー２４を押して、図の右側に移動させる。
【００８２】
ホールドブロック２２の周部２２ｄとＬギア４の内周の間隔は、図の右側で広くなっているので、ローラー２４がホールドブロック２２の右側に移動すると、Ｌギア４の内周−ローラー２４−ホールドブロック２２の周部２４の間に隙間ができ、ローラー２４が楔としての役割を果たさなくなる。よって、ブッシュシャフト２１とホールドブロック２２は反時計回りに回転するが、その回転力はＬギア４には伝達されない。すなわち、Ｌギア４に結合されるモーター２が、この回転力の負荷となることはない。
【００８３】
以上のいずれの実施の形態においても、モーターがシートベルト巻取方向に駆動されている時にベルトが外力により引き出された場合には、モーターとシートベルト巻取軸との機械的な動力伝達経路が断たれ、モーターの駆動力がシートベルト引き出しの妨げにならないようにされている。しかしながら、シートベルトの引き出し時には、モーターが停止するようにしておくことが好ましい。特に、図７、図８に示した実施の形態においては、モーターが回転していると、ギア１８とブッシュギア９を噛み合わせるような力が働いているので、最悪の場合、ギア同士が擦り合って磨耗する可能性がある。また、図６、図１５に示したような実施の形態の場合においても、引き出しが終わったとたんにモーターによる巻取が再開されてしまうので、操作性に問題がある。
【００８４】
これらの問題点を解消するために、モーターによる巻取が行われている間であっても、一旦、シートベルトの引き出しが検出された場合には、モーターによる巻取を停止することが好ましい。このために、図１に示される回転方向検出スイッチ１２とリミットスイッチ１３が用いられている。前述のように、回転方向検出スイッチ１２は、ブッシュギア９の回転方向に応じて、スイッチプレート１２ａが時計回り又は反時計周りに回動し、ブッシュギア９がシートベルトが引き出される方向に回転したとき、そのストライカー部がリミットスイッチ１３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。よって、モーター２が回転中であっても、リミットスイッチ１３の接点がオンとなった場合にはモーターの駆動を停止するようにすればよい。
【００８５】
また、シートベルトのタングとバックルが係合している場合には、人間がシートベルトを装着している状態であるとして、モーターは作動させず、リターンスプリングのみによる巻取を行なうことが好ましい。シートベルトのタングとバックルが係合しているかどうかは、公知のバックルスイッチにより検出することができる。
【００８６】
図１６に、このようなモーターの制御フローを示す。このルーチンは、スタートから開始し、エンドで終わった後、所定時間（例えば100ms）後に、再びスタートから開始する動作を繰り返している。まず、ステップＳ１において、バックルスイッチがオンとなっているか、すなわちタングとバックルが係合しているかどうかを判断する。バックルスイッチがオンとなっている場合には、タングとバックルが係合しているので、人間がシートベルトを装着しているものとみなして、何もしないで（モーターを駆動しないで）処理を終了する。
【００８７】
バックルスイッチがオフ場合は、ステップＳ２においてバックルスイッチの立下りかどうかを判断する。これは、このルーチンが直前に走ったときにバックルスイッチがオンであったかどうかで判断できる。バックルスイッチの立下りであるときは、バックルスイッチの係合が外れたことを意味するので、ステップＳ３に移行してモーターをオンとし、モーターによる巻取を開始する。
【００８８】
モーターがオンとされている途中で、シートベルト引き出しを検出するスイッチ（図１における回転方向検出スイッチ１２とリミットスイッチ１３の組み合わせに相当）がオンとなったとき、すなわちシートベルトが引き出されたときは、ステップＳ４よりステップＳ６に飛んで、モーターを直ちにオフとする。シートベルト引き出し検出スイッチがオフであれば、ステップＳ５でタイマー時間が経過したかを判断し、タイマー時間が経過していなければステップＳ３に戻ってモーターの駆動を続ける。タイマー時間が経過した場合は、ステップＳ６に移行してモーターをオフとする。
【００８９】
その後、ステップＳ７で、ベルト引き出し検出スイッチの立下りであるかどうかを判定する。これは、このルーチンが直前に走ったときのベルト引き出し検出スイッチの状態と現在のベルト引き出し検出スイッチの状態を比較することにより行なう。ベルト引き出し検出スイッチの立下りである場合には、ステップＳ８でタイマー時間（ステップＳ５のタイマー時間とは一致する必要はない）が経過するまで待機し、タイマー時間経過後、ステップＳ３に移行してモーターをオンとする。ベルト引き出し検出スイッチの立下りでない場合には、処理を終了する。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項１に係る発明においては、正常装着時には人間に圧迫感を与えない巻取力で人間にシートベルトをフィットさせることができ、巻取時には大きな巻取力で巻き取ることができる。また、タングとバックルの係合が外れた際に急に大きな巻取力がかかっても、タングが窓等にぶつかるような事態が発生しない。
【００９１】
請求項２に係る発明においては、これらの効果に加え、シートベルトの弛みの吸収と人間へのフィットは、ばね部材の付勢力のみによって行われるので、これらの過程において人間に圧迫感を与えることがない。
【００９２】
請求項３に係る発明においては、これらの効果に加え、人間がシートベルトを引き出す場合に、モーターの駆動力に逆らって引き出す必要がないので、軽く引出すことができる。
【００９３】
請求項４に係る発明においては、これらの効果に加え、ほとんどの弛みを迅速にとることができ、その後は、モーターによる巻取でなく、ばね部材による巻取を行なうので、人間に圧迫感を与えることがない。
【００９４】
請求項５に係る発明においては、これらの効果に加え、例えば、手動でシートベルトを引き出した場合、その回転を検出して、モーターの回転を停止する等の制御を行なうことができる。
【００９５】
請求項６に係る発明においては、これらの効果に加え、ばね部材の付勢力が小さくても、シートベルトの弛みを確実に吸収することができる。
請求項７に係る発明においては、これらの効果に加え、装置全体をコンパクトにすることができる。
請求項８に係る発明においては、ベルト引き出し時に、クラッチ機構の摩擦負荷の影響を最小にすることができる。
【００９６】
請求項９に係る発明、請求項１０に係る発明、請求項１１に係る発明においては、種々の回転モードに対して、動力や制御装置を必要とせず、自動的にクラッチの入り切りを行なうことができる。
【００９７】
請求項１２に係る発明においては、特別な制御や動力を用いることなく、モーターの回転力を巻取装置に伝達できると共に、モーターがばね部材やシートベルト引き出し時の負荷とならないようにすることができる。
【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分解斜視図である。
【図２】図１に示したシートベルト巻取装置の組立図である。
【図３】図１に示したＬギアの構造図である。
【図４】図１に示したＳギアの構造図である。
【図５】図１に示した保持部材の構造図である。
【図６】図１に示したクラッチ機構の動作を示す図である。
【図７】クラッチ機構の別の例を示す図である。
【図８】図７に示したクラッチ機構の動作を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態の他の例であるシートベルト巻取装置の分解斜視図である。
【図１０】図９に示したＬギアの構造図である。
【図１１】図９に示したブッシュシャフトの構造図である。
【図１２】図９に示したホールドブロックの構造図である。
【図１３】図９に示したブッシュカバーの構造図である。
【図１４】図９に示したクラッチ機構の組立図である。
【図１５】図１４に示したクラッチ機構の作動を示す図である。
【図１６】モーターの制御フローを示す図である。
【符号の説明】
１…リテーナー、２…モーター、２ａ…モーター軸、３…モーターギア、４…Ｌギア、５…Ｓギア、５ａ…ローラー保持部、５ｂ…ギア部、５ｃ…拡径部、６…保持部材、６ａ…切り欠き部、６ｂ…長穴、６ｃ…突出部、７…ローラー、８…コネクトギア、９…ブッシュギア、９ａ…摺動部、９ｂ…スプライン部、１０…リターンスプリング、１１…スプリングカバー、１２…回転方向検出スイッチ、１２ａ…スイッチプレート、１２ｂ…スイッチスプリング、１３…リミットスイッチ、１４…カバー、１５…ホールドスプリング、１５ａ…端部、１５ｂ、１５ｃ…支点部、１６…レバー、１７、１８…ギア、２１…ブッシュシャフト、２１ａ…凸部、２１ｂ…突起、２１ｃ…スプライン穴、２２…ホールドブロック、２２ａ…突出部、２２ｂ…長穴、２２ｃ…凹部、２２ｄ…周部、２３…クラッチスプリング、２４…ローラー、２５…ブッシュカバー、２５ａ…孔、２６、２７…コネクトギア
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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