(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に回転運動する物体間に配置されるエネルギー吸収装置であって、
一方の物体に接続されるとともに環状に形成された波形溝を有するベースプレートと、
前記ベースプレートに対向するように接続されるとともに前記ベースプレートの波形溝と同期した波形溝を有するカバープレートと、
一端が前記ベースプレートの波形溝に挿入され他端が前記カバープレートの波形溝に挿入された複数の駆動ピンと、
該駆動ピンの各中間部に配置された複数の質量体と、
前記駆動ピンが挿通されて前記質量体の両側に配置されるとともに他方の物体に接続される中間プレートと、
を有することを特徴とするエネルギー吸収装置。
【請求項２】
前記質量体は、回転軸に対して径方向に往復移動可能に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー吸収装置。
【請求項３】
前記質量体の移動を案内するガイドを有する、ことを特徴とする請求項２に記載のエネルギー吸収装置。
【請求項４】
前記駆動ピンは、前記質量体と一体に形成されている、前記質量体に圧入されている又は前記質量体に遊嵌状に挿通されている、ことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー吸収装置。
【請求項５】
乗員を拘束するウェビングの巻き取りを行うスプールと、該スプールの軸心に挿通されるシャフトと、該シャフトに接続され回転状態と非回転状態とに切り替え可能なロッキングベースと、を備えたシートベルトリトラクタにおいて、
前記スプールと前記ロッキングベースとの間に配置されたエネルギー吸収装置を備え、該エネルギー吸収装置は、請求項１〜４の何れか一項に記載のエネルギー吸収装置である、ことを特徴とするシートベルトリトラクタ。
【請求項６】
乗員をシートに拘束するウェビングと、該ウェビングの巻き取りを行うシートベルトリトラクタと、前記ウェビングを車体側に固定するベルトアンカーと、前記シートの側面に配置されたバックルと、前記ウェビングに配置されたトングと、を備えたシートベルト装置において、
前記シートベルトリトラクタは、請求項１〜４の何れか一項に記載のエネルギー吸収装置を有している、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、エネルギー吸収装置、シートベルトリトラクタ及びシートベルト装置に関し、特に、相対的に回転運動する物体間に配置されるエネルギー吸収装置、該エネルギー吸収装置を備えたシートベルトリトラクタ及び該シートベルトリトラクタを備えたシートベルト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、帯状や紐状の長尺物の巻き取り装置（巻き戻し機能も含む）において、長尺物を巻き取る巻胴（ドラムやスプールと称されることもある）は、該巻胴を回転可能に支持する支持手段に対して相対的に回転運動している。かかる相対回転運動をする装置において長尺物が伸びきった場合や巻き取り又は巻き戻し中に巻胴が停止した場合には、装置や長尺物に大きな荷重がかかることから、相対回転運動する物体間にエネルギー吸収装置を配置することが好ましい。かかる巻き取り装置の一例としては、シートベルト装置に使用されるシートベルトリトラクタが代表的である（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。
【０００３】
特許文献１には、相対的に回転運動する巻取ドラムとラチェットギヤとの間にトーションバーとワイヤとを配置したシートベルトリトラクタが開示されている。かかるシートベルトリトラクタによれば、トーションバーの捩り変形及びワイヤの摺動変形により巻取ドラムとラチェットギヤとの間に生じ得るエネルギーを吸収することができるとともに、ワイヤを摺動変形させるために必要な引き出し荷重を異ならせることによってエネルギー吸収特性を変化させることができる。
【０００４】
特許文献２には、相対的に回転運動する物体間にリングディスク（１，３）と揺動部材（２）とを配置した車両用フォースリミッタ装置が開示されている。かかる装置によれば、リングディスク（１，３）に対して揺動部材（２）が相対回転する際に、揺動部材（２）に形成された突起（５）がリングディスク（１，３）に形成された突起（７，８）に交互に揺動しながら接触することにより、相対的に回転運動する物体間に生じるエネルギーを吸収することができる。特に、本装置では、揺動部材（２）の回転速度によって運動エネルギーが変化し、揺動部材（２）の回転速度が増加するに連れてエネルギー吸収量を増大させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１８４５３８号公報
【特許文献２】国際公開２０１２／０５９１６６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した特許文献１や特許文献２に記載されたようなエネルギー吸収装置を備えたシートベルトリトラクタを有するシートベルト装置では、同一の車両であっても、男性や女性、大柄な体格の人や小柄な体格の人等、種々の体格を有する乗員がシートに着座することとなる。したがって、同一のシートベルト装置であっても、車両衝突時にウェビングやリトラクタにかかる荷重が変動することとなる。
【０００７】
この変動荷重に対応するためには、車両に乗員の体格を判断するセンサを配置したり、異なる荷重に対応可能なエネルギー吸収装置を配置したりしなければならない。なお、かかる事象は、シートベルトリトラクタに限定されるものではなく、例えば、厚さや種類の異なる長尺物（織物、甲板等）を巻き取る巻き取り装置においても生じ得る。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載されたエネルギー吸収装置では、ワイヤとトーションバーの二段階にエネルギー吸収特性を変更することができるものの、無段階にエネルギー吸収特性を変更することができない。
【０００９】
また、特許文献２に記載されたエネルギー吸収装置では、揺動部材の回転速度に応じてエネルギー吸収量を変更することができ、種々の体格の乗員に対応させることができるものの、揺動部材がリングディスク間を往復移動することから、揺動部材の全周に生じる荷重が不均一となった場合には、応力集中が生じて揺動部材が破損しやすいという問題がある。また、揺動部材が回転しながら揺動することから、リングディスクからの反力により撓みを生じる可能性があり、金属疲労が蓄積しやすく、耐久性に劣るという問題もある。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑み創案されたものであり、無段階にエネルギー吸収特性を変更することができるとともに、耐久性を向上させることができる、エネルギー吸収装置、シートベルトリトラクタ及びシートベルト装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、相対的に回転運動する物体間に配置されるエネルギー吸収装置であって、一方の物体に接続されるとともに環状に形成された波形溝を有するベースプレートと、前記ベースプレートに対向するように接続されるとともに前記ベースプレートの波形溝と同期した波形溝を有するカバープレートと、一端が前記ベースプレートの波形溝に挿入され他端が前記カバープレートの波形溝に挿入された複数の駆動ピンと、該駆動ピンの各中間部に配置された複数の質量体と、前記駆動ピンが挿通されて前記質量体の両側に配置されるとともに他方の物体に接続される中間プレートと、を有することを特徴とするエネルギー吸収装置が提供される。
【００１２】
前記質量体は、回転軸に対して径方向に往復移動可能に形成されていてもよい。また、前記質量体の移動を案内するガイドを有していてもよい。また、前記駆動ピンは、前記質量体と一体に形成されていてもよいし、前記質量体に圧入されていてもよいし、前記質量体に遊嵌状に挿通されていてもよい。
【００１３】
また、本発明によれば、乗員を拘束するウェビングの巻き取りを行うスプールと、該スプールの軸心に挿通されるシャフトと、該シャフトに接続され回転状態と非回転状態とに切り替え可能なロッキングベースと、を備えたシートベルトリトラクタにおいて、前記スプールと前記ロッキングベースとの間に配置されたエネルギー吸収装置を備え、該エネルギー吸収装置は、上述した本発明に係るエネルギー吸収装置である、ことを特徴とするシートベルトリトラクタが提供される。
【００１４】
また、本発明によれば、乗員を拘束するウェビングと、該ウェビングの巻き取りを行うシートベルトリトラクタと、前記ウェビングを車体側に固定するベルトアンカーと、前記シートの側面に配置されたバックルと、前記ウェビングに配置されたトングと、を備えたシートベルト装置において、前記シートベルトリトラクタは、上述した本発明に係るエネルギー吸収装置を有している、ことを特徴とするシートベルト装置が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
上述した本発明に係るエネルギー吸収装置、シートベルトリトラクタ及びシートベルト装置によれば、ベースプレート及びカバープレートと中間プレートとを共通の回転軸を中心にして相対的に回転運動させることにより、質量体を備えた駆動ピンを波形溝に沿って移動させることができ、駆動ピンに慣性力を作用させることができる。また、相対回転運動の加速度の増減によって駆動ピンの加速度も増減し、それに伴って慣性力も増減することとなる。したがって、相対的に回転運動する物体間において回転運動の加速度の増減に応じてエネルギー吸収量を変動させることができ、無段階にエネルギー吸収特性を変更することができる。
【００１６】
また、本発明では、相対的に回転運動する物体間に生じるエネルギーを、質量体を有する駆動ピンの移動によって生じる慣性力に転換して吸収するようにしたことから、軸方向に移動する物体がなく、構造的に強度を向上させやすく、エネルギー吸収装置の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一実施形態に係るシートベルトリトラクタを示す断面図である。
【図２】図１に示したシートベルトリトラクタのシャフトユニットを示す部品展開図である。
【図３】図１に示したエネルギー吸収装置を示す図であり、（Ａ）は回転軸を含む断面図、（Ｂ）は図３（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、（Ｃ）は図３（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面図、を示している。
【図４】図１に示したエネルギー吸収装置を示す図であり、（Ａ）は図３（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（Ｂ）は図３（Ａ）におけるＤ−Ｄ断面図、を示している。
【図５】エネルギー吸収装置の作用を示す図であり、（Ａ）は駆動ピンが波形溝の頂部にある状態、（Ｂ）は図５（Ａ）の状態における質量体の位置を示す図、（Ｃ）は駆動ピンが波形溝の底部にある状態、（Ｄ）は図５（Ｃ）の状態における質量体の位置を示す図、である。
【図６】図１に示したエネルギー吸収装置の変形例を示す図であり、（Ａ）は第一変形例、（Ｂ）は第二変形例、を示している。
【図７】図１に示したシートベルトリトラクタを示す概念図であり、（Ａ）は第一実施形態、（Ｂ）は変形例、を示している。
【図８】本発明の第一実施形態に係るシートベルトリトラクタの効果を示す図であり、（Ａ）は相対回転速度の時間経過、（Ｂ）はシャフト負荷荷重の時間経過、を示している。
【図９】本実施形態に係るシートベルト装置を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図１〜図９を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の第一実施形態に係るシートベルトリトラクタを示す断面図である。図２は図１に示したシートベルトリトラクタのシャフトユニットを示す部品展開図である。図３は、図１に示したエネルギー吸収装置を示す図であり、（Ａ）は回転軸を含む断面図、（Ｂ）は図３（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、（Ｃ）は図３（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面図、を示している。図４は、図１に示したエネルギー吸収装置を示す図であり、（Ａ）は図３（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（Ｂ）は図３（Ａ）におけるＤ−Ｄ断面図、を示している。
【００１９】
本発明の第一実施形態に係るシートベルトリトラクタ１は、例えば、図１及び図２に示したように、乗員を拘束するウェビングＷの巻き取りを行うスプール２と、スプール２の軸心に挿通されるシャフト３と、シャフト３に接続され回転状態と非回転状態とに切り替え可能なロッキングベース４と、を備え、スプール２とロッキングベース４との間に配置されたエネルギー吸収装置５を備えている。なお、図１において、説明の便宜上、ウェビングＷの図を省略してある。
【００２０】
図示したシートベルトリトラクタ１は、従来のシートベルトリトラクタと同様に、スプール２を回転可能に収容する断面角型Ｕ字形状のベースフレーム１１と、シャフト３の一端に配置されるスプリングユニット１２と、シャフト３の他端に配置されるロック機構１３と、車両の加速度を検知する加速度センサ１４と、車両衝突時等にスプール２を回転させてウェビングＷを巻き取って乗員とウェビングＷとの隙間を消失させるプリテンショナ１５と、を有している。なお、プリテンショナ１５は、必要に応じて省略することができる。また、シャフト３は、例えば、トーションバーによって構成される。
【００２１】
スプリングユニット１２は、図１に示したように、スパイラルスプリング（図示せず）の軸心を形成するスプリングコア１２ａと、スパイラルスプリングを収容するスプリングカバー１２ｂと、を有している。スプリングコア１２ａには、シャフト３の一端が接続されている。
【００２２】
ロック機構１３は、図１及び図２に示したように、シャフト３の端部に配置されるロッキングベース４と、ロッキングベース４に揺動可能に配置されたパウル１３ａと、ロッキングベース４の外側に隣接するようにシャフト３の端部に配置されるロックギア１３ｂと、ロックギア１３ｂに揺動可能に配置されたフライホイール１３ｃと、これらの部品を収容するとともにシャフト３を回転可能に支持するリテーナ１３ｄと、を有している。
【００２３】
加速度センサ１４は、図１に示したように、ロック機構１３と隣接して配置されており、車両の衝突等により車両に生じた加速度を検知するとロックギア１３ｂの外周に形成された歯と係合するアクチュエータ１４ａを有している。
【００２４】
加速度センサ１４が車両の衝突等により車両に生じた加速度を検知すると、アクチュエータ１４ａによりロックギア１３ｂの回転が規制される。また、ウェビングＷが急速に引き出された場合には、フライホイール１３ｃが慣性力により揺動してリテーナ１３ｄの内周面に形成された歯に係合し、ロックギア１３ｂの回転が規制される。ロックギア１３ｂの回転が規制されると、パウル１３ａが揺動してロッキングベース４の外径方向に突出し、ベースフレーム１１の開口部に形成された歯と係合する。このパウル１３ａの係合によって、ロッキングベース４はベースフレーム１１に固定（拘束）された状態となる。
【００２５】
ロック機構１３が作用した状態で、ウェビングＷを引き出す方向に荷重が負荷された場合であっても、シャフト３（トーションバー）に閾値以上の荷重が生じるまでは、スプール２はシャフト３（トーションバー）を介してロッキングベース４に接続されていることから、非回転状態に保持される。そして、シャフト３（トーションバー）に閾値以上の荷重が生じた場合には、シャフト３（トーションバー）が捻れることによって、スプール２がロッキングベース４に対して相対的に回転運動を生じ、ウェビングＷが引き出される。
【００２６】
シャフト３は、トーションバーの最大捻れ回転数を規定するストッパ３ａを有していてもよい。ストッパ３ａは、例えば、ロッキングベース４の軸部の外周に挿嵌される。かかるストッパ３ａにより、ウェビングＷの引き出し量が規制される。また、ストッパ３ａとスプール２との間にはガタツキ防止用のカラー３ｂが配置されていてもよい。
【００２７】
プリテンショナ１５は、例えば、図１に示したように、シャフト３に挿通され同心軸上に配置されたピニオン１５ａと、ピニオン１５ａと係合可能な内歯を有するリングギア１５ｂと、リングギア１５ｂに動力を付与する動力発生手段と、リングギア１５ｂの外周を覆うカバー１５ｃと、を有している。動力発生手段は、例えば、リングギア１５ｂの外周に係合して回転させる質量体（図示せず）と、質量体を放出可能に収容するパイプ１５ｄと、質量体に動力を付与するガスジェネレータ（図示せず）と、を有している。
【００２８】
通常時は、ピニオン１５ａとリングギア１５ｂとは離隔しており、車両衝突時にパイプ１５ｄから質量体が放出されると、質量体の移動によってリングギア１５ｂがピニオン１５ａと噛み合うとともに、リングギア１５ｂの回転によってピニオン１５ａが回転され、スプール２が回転される。
【００２９】
図２に示したように、ピニオン１５ａは、内側に延出されシャフト３に嵌合されるベアリング部１５ｅを有しており、ベアリング部１５ｅはスプール２に形成された開口部に嵌合される。したがって、シャフト３の一端は、ピニオン１５ａのベアリング部１５ｅを介してスプール２に接続されている。なお、ピニオン１５ａは、プッシュナット１５ｆにより軸方向の位置決めがなされている。
【００３０】
上述したシートベルトリトラクタ１の構成は、例えば、特開２０１２−３０６３６号等に記載された従来のシートベルトリトラクタと実質的に同様の構成を有しており、これ以上の詳細な説明を省略する。そして、本実施形態に係るシートベルトリトラクタ１は、図１及び図２に示したように、スプール２とロッキングベース４との間にエネルギー吸収装置５が配置されている。
【００３１】
エネルギー吸収装置５は、例えば、図１〜図４（Ｂ）に示したように、相対的に回転運動する物体間に配置されるエネルギー吸収装置であって、一方の物体（例えば、スプール２）に接続されるとともに環状に形成された波形溝５１ａを有するベースプレート５１と、ベースプレート５１に対向するように接続されるとともにベースプレート５１の波形溝５１ａと同期した波形溝５２ａを有するカバープレート５２と、一端がベースプレート５１の波形溝５１ａに挿入され他端がカバープレート５２の波形溝５２ａに挿入された複数の駆動ピン５３と、駆動ピン５３の各中間部に配置された複数の質量体５４と、駆動ピン５３が挿通されて質量体５４の両側に配置されるとともに他方の物体（例えば、ロッキングベース４）に接続される中間プレート５５と、を有している。
【００３２】
かかるエネルギー吸収装置５は、図１に示したように、ベースプレート５１がスプール２に固定されており、中間プレート５５が固定リング５６を介してロッキングベース４に固定されている。固定リング５６は、図２に示したように、中間プレート５５と係合可能な外歯を有する軸部５６ａと、軸部５６ａに嵌合されるフランジ部５６ｂと、によって構成されており、これらの中心部に形成された開口部にロッキングベース４が挿通されて固定される。なお、固定リング５６を軸部５６ａとフランジ部５６ｂとに分割したのは、製造上の理由によるものであり、軸部５６ａとフランジ部５６ｂは一体に形成されていてもよい。
【００３３】
ベースプレート５１は、例えば、図３（Ａ）に示したように、駆動ピン５３、質量体５４及び中間プレート５５を収容するケーシングを構成している。具体的には、ベースプレート５１は、環状の底面部５１１と、その外周を囲う壁面部５１２と、を有しており、図３（Ｂ）に示したように、底面部５１１の内側（壁面部５１２が形成された側）の面に波形溝５１ａが形成されている。波形溝５１ａは、円周方向に蛇行するように形成された溝である。
【００３４】
底面部５１１の内縁部には、図３（Ｂ）に示したように、スプール２に嵌合可能な凹凸を有する係合部５１３が形成されている。壁面部５１２の端部には、図２に示したように、カバープレート５２を嵌合可能な凹凸を有する係合部５１４が形成されている。カバープレート５２には、この係合部５１４に嵌合可能な凹凸を有する係合部５２１が形成されている。すなわち、カバープレート５２は、ベースプレート５１の開口部を覆う蓋体を形成している。
【００３５】
カバープレート５２は、環状の平板形状を有しており、図３（Ｃ）に示したように、カバープレート５２の内側（ベースプレート５１に嵌合された側）の面に波形溝５２ａが形成されている。カバープレート５２の中央部には開口部５２２が形成されており、この開口部５２２にはロッキングベース４が挿通される。ベースプレート５１の波形溝５１ａとカバープレート５２の波形溝５２ａとは同一の形状を有しており、ベースプレート５１にカバープレート５２を嵌合した状態で互いに対峙するように配置され、山谷が同期するように構成されている。なお、「同期」とは、本実施形態において、波形溝５１ａと波形溝５２ａとが同位相において同一の振幅を有していることを意味する。
【００３６】
駆動ピン５３は、図３（Ａ）に示したように、一端がベースプレート５１の波形溝５１ａに挿入され他端がカバープレート５２の波形溝５２ａに挿入されている。駆動ピン５３は、金属製であってもよいし、樹脂製であってもよい。本実施形態では、２８本の駆動ピン５３を使用しているが、駆動ピン５３は図示した構成に限定されるものではなく、必要なエネルギー吸収量に応じて、本数、素材、重量、太さ等の条件を任意に設計することができる。
【００３７】
質量体５４は、図３（Ａ）に示したように、各駆動ピン５３の中間部にそれぞれ配置される。質量体５４は、例えば、鉛や鉄等の金属によって構成される。また、質量体５４は、駆動ピン５３が波形溝５１ａ及び波形溝５２ａに沿って移動することによって、回転軸Ｌ（図２参照）に対して径方向に往復移動することとなることから、図４（Ａ）に示したように、放射状に配置される。質量体５４は、例えば、全体として内側が狭く外側が広く形成された略台形形状を有しており、内側に突出した突起部５４ａを有している。
【００３８】
また、質量体５４の径方向内方には、質量体５４の往復移動を案内するガイドとして機能するガイドリング５７を配置してもよい。ガイドリング５７は、固定リング５６の軸部５６ａに係合する内歯５７ａと、質量体５４の突起部５４ａを挿通可能な案内溝５７ｂと、を有する環状の部品である。案内溝５７ｂは、図示したように、ガイドリング５７の外縁に沿って形成された凹凸部である。この案内溝５７ｂに質量体５４の突起部５４ａを挿通することにより、質量体５４の径方向の往復移動を案内することができ、質量体５４の揺動による異音の発生や衝突による破損を抑制することができる。
【００３９】
図２に示したように、本実施形態では、駆動ピン５３と質量体５４とを別体に構成し、質量体５４に形成された貫通孔に駆動ピン５３が挿通されている。このとき、駆動ピン５３は、質量体５４の貫通孔に圧入されていてもよいし、質量体５４の貫通孔に遊嵌状に挿通されていてもよい。また、図示しないが、駆動ピン５３と質量体５４とはダイカスト等によって一体に形成されていてもよい。
【００４０】
駆動ピン５３を質量体５４に圧入した場合や駆動ピン５３と質量体５４とを一体に形成した場合には、駆動ピン５３を質量体５４に固定することができ、波形溝５１ａ及び波形溝５２ａを移動する駆動ピン５３の回転（自転）を抑制することができる。したがって、駆動ピン５３及び質量体５４の重量によって発生する慣性力に加えて、波形溝５１ａ及び波形溝５２ａを摺動する駆動ピン５３によって摩擦力を発生させることができ、かかる摩擦力によってもエネルギー吸収量を増大させることができる。
【００４１】
一方、駆動ピン５３を質量体５４に遊嵌状に挿通した場合には、駆動ピン５３が質量体５４に固定されていないことから、波形溝５１ａ及び波形溝５２ａを移動する際に駆動ピン５３の回転を許容することとなる。したがって、波形溝５１ａ及び波形溝５２ａを移動する駆動ピン５３の摩擦力の発生を抑制することができ、駆動ピン５３及び質量体５４の重量によって発生する慣性力のみによってエネルギー吸収することができる。摩擦力の数値は不安定であることから、このように慣性力のみを取り出すことによってエネルギー吸収量の制御をしやすくすることができる。
【００４２】
中間プレート５５は、図３（Ａ）に示したように、ベースプレート５１と質量体５４との間及びカバープレート５２と質量体５４との間に配置されている。このように２枚の中間プレート５５を配置することにより、駆動ピン５３にバランスよく荷重を付加させることができ、応力集中の発生を緩和することができる。中間プレート５５は、駆動ピン５３を挿通する複数の長孔５５ａと、固定リング５６の軸部５６ａに係合する内歯５５ｂと、を有する環状の部品である。長孔５５ａは、長径が径方向に沿って配置されており、その長さは波形溝５１ａ及び波形溝５２ａの振幅よりも大きくなるように設計されている。
【００４３】
ここで、上述したエネルギー吸収装置５の作用について、図５（Ａ）及び（Ｂ）を参照しつつ説明する。図５は、エネルギー吸収装置の作用を示す図であり、（Ａ）は駆動ピンが波形溝の頂部にある状態、（Ｂ）は図５（Ａ）の状態における質量体の位置を示す図、（Ｃ）は駆動ピンが波形溝の底部にある状態、（Ｄ）は図５（Ｃ）の状態における質量体の位置を示す図、である。なお、図５（Ａ）及び（Ｃ）では、説明の便宜上、波形溝５１ａ及び長孔５５ａを一点鎖線で図示している。
【００４４】
今、ロック機構１３が作用してロッキングベース４がベースフレーム１１に固定されているものとする。このとき、スプール２はシャフト３を介してロッキングベース４に接続されていることから、非回転状態に保持される。例えば、乗員が前方に移動してウェビングＷを引き出す方向に荷重が負荷された場合、本実施形態ではシャフト３がトーションバーによって構成されていることから、シャフト３に所定の閾値以上の荷重が生じるまでは、スプール２は非回転状態に保持される。
【００４５】
そして、シャフト３に所定の閾値以上の荷重が生じた場合には、シャフト３が捻れることによって、スプール２がロッキングベース４に対して相対的に回転運動を生じ、ウェビングＷが引き出される。このスプール２の相対的な回転運動によって、エネルギー吸収装置５のベースプレート５１及びカバープレート５２と中間プレート５５との間に相対的な回転運動を生じることとなり、駆動ピン５３が波形溝５１ａ及び波形溝５２ａに沿って移動することとなる。
【００４６】
図５（Ａ）に示したように、駆動ピン５３が波形溝５１ａの頂部を通過するとき、駆動ピン５３は最も径方向外側に移動した状態であり、図５（Ｂ）に示したように、質量体５４も最も径方向外側に移動した状態となる。一方、図５（Ｃ）に示したように、駆動ピン５３が波形溝５１ａの底部を通過するとき、駆動ピン５３は最も径方向内側に移動した状態であり、図５（Ｄ）に示したように、質量体５４も最も径方向内側に移動した状態となる。すなわち、質量体５４は、図５（Ｂ）に示した状態と図５（Ｄ）に示した状態との間で径方向に往復移動しつつ、駆動ピン５３と連動して回転（公転）することとなる。
【００４７】
駆動ピン５３の移動に伴って、ベースプレート５１及びカバープレート５２と中間プレート５５との間で相対的な回転運動を生じるが、このとき駆動ピン５３及び質量体５４によって生じる慣性力によって、スプール２から入力されたエネルギーが吸収される。一般に、慣性力はＦ＝ｍ・ａ（ｍは質量、ａは加速度）によって表されるところ、同じ加速度ａであれば質量ｍの大きさによって慣性力Ｆの大きさを調整することができる。したがって、駆動ピン５３及び質量体５４の質量は、ウェビングＷに生じる加速度ａの予測値に応じて任意に設計される。
【００４８】
また、車両衝突時等に乗員に生じる加速度、すなわち、ウェビングＷに生じる加速度ａは、時間の経過とともに上昇する傾向にあり、同じ質量ｍであれば加速度ａの大きさによって、スプール２から入力されたエネルギーの吸収量を変動させることができる。また、ウェビングＷに生じる加速度ａは、乗員の体格差（体重差）によっても変動することとなるが、この場合も加速度ａの大きさに応じてエネルギー吸収装置５のエネルギー吸収量を変動させることができる。
【００４９】
上述した本実施形態に係るエネルギー吸収装置５によれば、ベースプレート５１及びカバープレート５２と中間プレート５５とを共通の回転軸を中心にして相対的に回転運動させることにより、質量体５４を備えた駆動ピン５３を波形溝５１ａ及び波形溝５２ａに沿って移動させることができ、駆動ピン５３に慣性力を作用させることができる。また、相対回転運動の加速度の増減によって駆動ピン５３の加速度も増減し、それに伴って慣性力も増減することとなる。したがって、相対的に回転運動する物体間において回転運動の加速度の増減に応じてエネルギー吸収量を変動させることができ、無段階にエネルギー吸収特性を変更することができる。
【００５０】
また、本実施形態に係るエネルギー吸収装置５では、相対的に回転運動する物体間に生じるエネルギーを、質量体５４を有する駆動ピン５３の移動によって生じる慣性力に転換して吸収するようにしたことから、軸方向に移動する物体がなく、構造的に強度を向上させやすく、エネルギー吸収装置５の耐久性を向上させることができる。
【００５１】
また、上述した本実施形態に係るシートベルトリトラクタ１によれば、シャフト３に所定の閾値以上の荷重が負荷されるまでは、トーションバー（シャフト３）によりスプール２とロッキングベース４とが相対回転しないように保持することができる。したがって、車両衝突の初期段階であっても、トーションバー（シャフト３）によりエネルギー吸収装置５の作用を抑制することができ、乗員をシートに拘束しておくことができ、シートベルトリトラクタ１の拘束性を向上させることができる。
【００５２】
次に、上述したエネルギー吸収装置５の変形例について、図６（Ａ）及び（Ｂ）を参照しつつ説明する。ここで、図６は、図１に示したエネルギー吸収装置の変形例を示す図であり、（Ａ）は第一変形例、（Ｂ）は第二変形例、を示している。なお、図６（Ａ）は、図３（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図に相当し、図６（Ｂ）は、中間プレート５５の平面図を示している。
【００５３】
図６（Ａ）に示した第一変形例は、上述した第一実施形態における駆動ピン５３及び質量体５４の個数を減らしたものである。上述したように、エネルギー吸収装置５のエネルギー吸収量は駆動ピン５３及び質量体５４の質量ｍに依存するところ、図示したように、駆動ピン５３及び質量体５４を間引くことによって質量ｍを変更することができる。
【００５４】
かかる第一変形例によれば、エネルギー吸収装置５を規格品として量産しつつ、エネルギー吸収装置５を配置するデバイスに応じて質量ｍを変更することができ、エネルギー吸収装置５を搭載するデバイスに最適な質量ｍを設定することができる。なお、図６（Ａ）では、六個置きに駆動ピン５３及び質量体５４を間引くようにしたが、間引き方法は図示したものに限定されるものではない。
【００５５】
図６（Ｂ）に示した第二変形例は、中間プレート５５に質量体５４の移動を案内するガイドとして機能するガイド突起５８を形成したものである。かかるガイド突起５８を形成した場合には、ガイドリング５７を省略することができる。また、ガイド突起５８は、質量体５４の側面部を案内するものであることから、上述した第一実施形態に示した質量体５４の突起部５４ａを省略することができる。なお、図６（Ｂ）では、説明の便宜上、駆動ピン５３及び質量体５４を破線で図示している。
【００５６】
次に、上述した第一実施形態に係るシートベルトリトラクタ１のレイアウトについて、図７（Ａ）及び（Ｂ）を参照しつつ説明する。ここで、図７は、図１に示したシートベルトリトラクタを示す概念図であり、（Ａ）は第一実施形態、（Ｂ）は変形例、を示している。
【００５７】
図７（Ａ）に示したように、第一実施形態に係るシートベルトリトラクタ１は、トーションバーであるシャフト３とエネルギー吸収装置５とは概念的に並列に配置されている。ここで、「並列」とは動力伝達経路が並列であることを意味し、エネルギー吸収装置５は、実際には、図１及び図２に示したように、スプール２、シャフト３及びロッキングベース４と同心軸上に配置される。なお、トーションバーは後述する荷重調整部材６の一種である。
【００５８】
また、図７（Ｂ）に示したように、シャフト３は必ずしもトーションバーで構成する必要はなく、シャフト３と荷重調整部材６とに機能を分離することができる。荷重調整部材６は、二物体間に所定の閾値以上の荷重が生じて過負荷となった場合に、二物体間の縁を切断又は緩和し、荷重伝達を遮断又は低減する部品である。荷重調整部材６は、例えば、ロードリミッタやトルクリミッタである。ロードリミッタやトルクリミッタとしては、市販されている種々の形態のものを任意に選択して使用することができる。
【００５９】
ここで、上述した構成を有するシートベルトリトラクタ１の効果について、図８（Ａ）及び（Ｂ）を参照しつつ説明する。ここで、図８は、本発明の第一実施形態に係るシートベルトリトラクタの効果を示す図であり、（Ａ）は相対回転速度の時間経過、（Ｂ）はシャフト負荷荷重の時間経過、を示している。具体的には、図８（Ａ）は、スプール２とロッキングベース４との間に生じる相対回転速度の変化を示す図であり、横軸は時間（ｓｅｃ）、縦軸は相対回転速度（ｍ／ｓ）、を示している。また、図８（Ｂ）は、シャフト負荷荷重の変化を示す図であり、横軸は時間（ｓｅｃ）、縦軸はシャフト負荷荷重（ｋＮ）、を示している。
【００６０】
時間ｔ＝０において、ロッキングベース４が拘束され、シャフト３が非回転状態になったものとする。この状態で、ウェビングＷが引き出されると、スプール２からシャフト３にトルク（荷重）が伝達され、図８（Ｂ）に示したように、シャフト負荷荷重は徐々に増加する。このシャフト負荷荷重が閾値α未満の場合には、荷重調整部材６（トーションバー）が作用しないことから、スプール２とロッキングベース４との間における相対回転速度は、図２（Ａ）に示したように０のままである。すなわち、時間ｔ＝０〜ｔ１の範囲は、シャフト３が非回転状態であることから、ウェビングＷの引き出し（スプール２の回転）が抑制され、初期拘束領域Ｒが形成される。
【００６１】
そして、時間ｔ＝ｔ１において、シャフト負荷荷重が閾値αに達すると、荷重調整部材６（トーションバー）が作用し、スプール２とロッキングベース４との間に相対回転運動が生じ、図８（Ａ）に示したように、相対回転速度が徐々に増加する。この相対回転運動によって、エネルギー吸収装置５が作用し、図８（Ｂ）に示したように、シャフト負荷荷重は、相対回転速度の大きさに応じてエネルギー吸収される。すなわち、相対回転速度が遅い場合にはエネルギー吸収装置５のエネルギー吸収量は少なく、相対回転速度が速くなるに連れてエネルギー吸収装置５のエネルギー吸収量は大きくなる。
【００６２】
また、図８（Ａ）に示した相対回転速度の傾きは、乗員の体重や体格によって異なり、例えば、軽い乗員の場合には相対回転速度の傾きは小さく、重い乗員の場合には相対回転速度の傾きは大きくなる。そして、本実施形態におけるエネルギー吸収装置５によれば、この相対回転速度の傾きに応じて、エネルギー吸収量が自動的に変動することとなる。すなわち、図８（Ｂ）に示したシャフト負荷荷重の傾斜角度θが自動的に調整される。
【００６３】
上述した本実施形態によれば、シャフト３に閾値α以上の荷重が負荷されるまでは、荷重調整部材６（トーションバー）によりスプール２とロッキングベース４とが相対回転しないように保持することができる。したがって、車両衝突の初期段階であっても、荷重調整部材６（トーションバー）によりエネルギー吸収装置５の作用を抑制することができ、乗員をシートに拘束しておくことができ、シートベルトリトラクタ１の拘束性を向上させることができる。
【００６４】
また、シャフト３に閾値α以上の荷重が負荷された場合には、荷重調整部材６（トーションバー）が作用してスプール２とロッキングベース４との間に相対回転運動を生じることとなり、エネルギー吸収装置５が作用する。このとき、相対回転速度に応じてエネルギー吸収量を変動可能なエネルギー吸収装置５を使用することにより、エネルギー吸収特性を無段階に変動させることができるとともに、乗員の体格差等に応じて適切なエネルギー吸収を行うことができ、シートベルトリトラクタ１のエネルギー吸収特性を向上させることができる。
【００６５】
なお、図示しないが、エネルギー吸収装置５は、荷重調整部材６に対して概念的に直列に配置するようにしてもよい。ここで、「直列」とは動力伝達経路が直列であることを意味し、エネルギー吸収装置５は、実際には、スプール２、シャフト３及びロッキングベース４と同心軸上に配置される。
【００６６】
次に、上述したシートベルトリトラクタ１を備えたシートベルト装置１０１について、図９を参照しつつ説明する。ここで、図９は、本実施形態に係るシートベルト装置を示す全体構成図である。
【００６７】
図９に示したシートベルト装置１０１は、乗員（図示せず）をシートＳに拘束するウェビングＷと、ウェビングＷの巻き取りを行うシートベルトリトラクタ１と、車体側に設けられウェビングＷを案内するガイドアンカー１０２と、ウェビングＷを車体側に固定するベルトアンカー１０３と、シートＳの側面に配置されたバックル１０４と、ウェビングＷに配置されたトング１０５と、を備え、シートベルトリトラクタ１は、上述した第一実施形態（変形例を含む）に係るシートベルトリトラクタ１のいずれかである。
【００６８】
図示したシートベルト装置１０１は、いわゆる助手席用のシートベルト装置であり、シートＳと隣接した位置にピラーＰが配置されていることが多い。そして、例えば、シートベルトリトラクタ１はピラーＰ内に配置されており、ガイドアンカー１０２はピラーＰの表面に配置されている。かかるシートベルト装置１０１では、ウェビングＷを引き出してトング１０５をバックル１０４に嵌着することにより、ウェビングＷで乗員をシートＳに拘束することができる。
【００６９】
なお、シートベルト装置１０１のシートベルトリトラクタ１以外の構成については、従来のシートベルト装置と同様の構成であるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、シートベルト装置１０１は、助手席用のものに限定されず、運転席用のシートベルト装置であってもよいし、後部座席用のシートベルト装置であってもよい。後部座席用のシートベルト装置では、ガイドアンカー１０２を省略するようにしてもよい。
【００７０】
本発明は上述した実施形態に限定されず、例えば、上述したエネルギー吸収装置５はシートベルトリトラクタ１以外の相対的な回転運動をするデバイスに配置することができる等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００７１】
１  シートベルトリトラクタ
２  スプール
３  シャフト
３ａ  ストッパ
３ｂ  カラー
４  ロッキングベース
５  エネルギー吸収装置
６  荷重調整部材
１１  ベースフレーム
１２  スプリングユニット
１２ａ  スプリングコア
１２ｂ  スプリングカバー
１３  ロック機構
１３ａ  パウル
１３ｂ  ロックギア
１３ｃ  フライホイール
１３ｄ  リテーナ
１４  加速度センサ
１４ａ  アクチュエータ
１５  プリテンショナ
１５ａ  ピニオン
１５ｂ  リングギア
１５ｃ  カバー
１５ｄ  パイプ
１５ｅ  ベアリング部
１５ｆ  プッシュナット
５１  ベースプレート
５１ａ  波形溝
５２  カバープレート
５２ａ  波形溝
５３  駆動ピン
５４  質量体
５４ａ  突起部
５５  中間プレート
５５ａ  長孔
５５ｂ  内歯
５６  固定リング
５６ａ  軸部
５６ｂ  フランジ部
５７  ガイドリング
５７ａ  内歯
５７ｂ  案内溝
５８  ガイド突起
１０１  シートベルト装置
１０２  ガイドアンカー
１０３  ベルトアンカー
１０４  バックル
１０５  トング
５１１  底面部
５１２  壁面部
５１３，５１４，５２１  係合部
５２２  開口部
【図１】
0006401037.tif 000002
【図２】
0006401037.tif 000003
【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】
0006401037.tif 000009
【図９】
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