(57)【要約】【課題】緊急ロック機構の作動時の状況に応じて、適切なエネルギー吸収特性を得ることのできるシートベルト装置を提供する。【解決手段】ベルトリール１２に回転駆動力を付与するモータ１０を設け、モータ１０とベルトリール１２の間にクラッチを設ける。モータ１０とベルトリール１２の間に所定値を越えるトルクが作用したときに、動力伝達部の一部を所定抵抗をもって空転させて、モータ１０とベルトリール１２の間のトルクを制限するトルク制限手段を設ける。緊急ロック機構２２の作動後の乗員の挙動や予測挙動に応じてクラッチのオン・オフを制御することにより、緊急ロック機構２２の作動時におけるトルク制限手段によるエネルギー吸収機能の追加の有無を制御する吸収エネルギー制御手段６５を設ける。【選択図】図１
2012020641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートに着座した乗員を拘束するウェビングと、
前記ウェビングが巻回されるベルトリールと、
車両が緊急状態にあるときに前記ベルトリールの引き出し方向の回転をロックする緊急ロック機構と、
前記緊急ロック機構と前記ベルトリールの間に介装され、前記緊急ロック機構が作動したとき、前記緊急ロック機構と前記ベルトリールの間に作用する過大なトルクを吸収するエネルギー吸収手段と、
を備えたシートベルト装置において、
前記ベルトリールに回転駆動力を付与するモータと、
前記モータと前記ベルトリールの間の動力伝達部に設けられ、前記モータと前記ベルトリールの間の動力伝達を断接操作するクラッチと、
前記モータと前記ベルトリールの間に所定値を越えるトルクが作用したときに、前記動力伝達部の一部を所定抵抗をもって空転させて、前記モータと前記ベルトリールの間のトルクを制限するトルク制限手段と、
前記緊急ロック機構の作動後の乗員の挙動、若しくは、予測挙動に応じて前記クラッチのオン・オフを制御することにより、前記緊急ロック機構の作動時における前記トルク制限手段によるエネルギー吸収機能の追加の有無を制御する吸収エネルギー制御手段と、が設けられていることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項２】
前記吸収エネルギー制御手段は、緊急ロック機構の作動直後の前記ウェビングの引き出し速度が閾値速度よりも大きいときに、前記クラッチをオンにすることを特徴とする請求項１に記載のシートベルト装置。
【請求項３】
前記閾値速度は、緊急時に車両に作用する加速度の絶対値が大きいほど小さくなるように調整されることを特徴とする請求項２に記載のシートベルト装置。
【請求項４】
前記吸収エネルギー制御手段は、緊急時にエアバッグが展開しないときに、前記クラッチをオンにすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のシートベルト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シートに着座した乗員をウェビングによって拘束するシートベルト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のシートベルト装置として、緊急時に車両挙動が不安定になったとき等に、ウェビングの引き出しを機械的にロックする緊急ロック機構を備えたものが知られている。緊急ロック機構は、緊急時に急激にウェビングの引き出しをロックするため、乗員が慣性力によってシートからずれ動かされようとすると、乗員に作用するウェビングの張力が急激に増大してしまう。
このため、これに対処する手段として、ウェビングを巻回するベルトリールと緊急ロック機構の間に、トーションバーや塑性変形部材を介装し、それによってウェビングの張力の急激な増大を緩和するようにしたシートベルト装置が案出されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
引用文献１に記載のシートベルト装置は、ベルトリールと緊急ロック機構がトーションバーを介して連結されるとともに、ベルトリールと緊急ロック機構の間に、両者が相対的に回転するときに変形を生じる塑性変形部材が介装されている。このシートベルト装置の場合、緊急ロック機構の作動時には、トーションバーの捩れと塑性変形部材の変形によってウェビング張力の急増が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３４１７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この従来のシートベルト装置の場合、トーションバーや塑性変形部材は、製造時に一度組み付けられると、作動開始荷重やエネルギー吸収ストローク等の作動特性（エネルギー吸収特性）が一様に決まってしまい、必ずしも緊急時の状況に応じた特性が得られるとは限らない。
【０００６】
そこでこの発明は、緊急ロック機構の作動時の状況に応じて、適切なエネルギー吸収特性を得ることのできるシートベルト装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るシートベルト装置では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１に係る発明は、シートに着座した乗員を拘束するウェビング（例えば、実施形態のウェビング５）と、前記ウェビングが巻回されるベルトリール（例えば、実施形態のベルトリール１２）と、車両が緊急状態にあるときに前記ベルトリールの引き出し方向の回転をロックする緊急ロック機構（例えば、実施形態の緊急ロック機構２２）と、前記緊急ロック機構と前記ベルトリールの間に介装され、前記緊急ロック機構が作動したとき、前記緊急ロック機構と前記ベルトリールの間に作用する過大なトルクを吸収するエネルギー吸収手段（例えば、実施形態のトーションバー３０）と、を備えたシートベルト装置において、前記ベルトリールに回転駆動力を付与するモータ（例えば、実施形態のモータ１０）と、前記モータと前記ベルトリールの間の動力伝達部に設けられ、前記モータと前記ベルトリールの間の動力伝達を断接操作するクラッチ（例えば、実施形態のクラッチ２０）と、前記モータと前記ベルトリールの間に所定値を越えるトルクが作用したときに、前記動力伝達部の一部を所定抵抗をもって空転させて、前記モータと前記ベルトリールの間のトルクを制限するトルク制限手段（例えば、実施形態の大径ギヤ５６Ａ，小径ギヤ５６Ｂ，スプリングプレート５８）と、前記緊急ロック機構の作動後の乗員の挙動、若しくは、予測挙動に応じて前記クラッチをオン・オフ制御することにより、前記緊急ロック機構の作動時における前記トルク制限手段によるエネルギー吸収機能の追加の有無を制御する吸収エネルギー制御手段（例えば、実施形態の吸収エネルギー制御手段６５）と、が設けられていることを特徴とする。
これにより、緊急ロック機構が作動すると、そのときの乗員の実際の挙動や予測挙動に応じて、吸収エネルギー制御手段がクラッチのオン・オフを制御するようになる。緊急ロック機構の作動時にクラッチがオフである場合には、緊急ロック機構とベルトリールの間に介装されたエネルギー吸収手段が単独で機能するようになる。また、緊急ロック機構の作動時にクラッチがオンになると、エネルギー吸収手段に加えてモータ側のトルク制限手段によるエネルギー吸収機能が追加されるようになる。したがって、緊急ロック機構の作動時には、乗員の実際の挙動や予測挙動に応じてエネルギー吸収特性が切り換えられることになる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のシートベルト装置において、前記吸収エネルギー制御手段は、緊急ロック機構の作動直後の前記ウェビングの引き出し速度が閾値速度よりも大きいときに、前記クラッチをオンにすることを特徴とする。
これにより、緊急ロック機構の作動時に乗員の上体移動が速く、ウェビングが閾値速度よりも大きな速度で引き出されると、クラッチが吸収エネルギー制御手段によってオンに制御され、エネルギー吸収手段とトルク制限手段がともに機能するようになる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載のシートベルト装置において、前記閾値速度は、緊急時に車両に作用する加速度の絶対値が大きいほど小さくなるように調整されることを特徴とする。
これにより、緊急時に車両に作用する加速度の絶対値が大きい場合には、閾値加速度が小さくなり、ウェビングの引き出し速度が比較的遅い段階からトルク制限手段によるエネルギー吸収特性が追加されることになる。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のシートベルト装置において、前記吸収エネルギー制御手段は、緊急時にエアバッグが展開しないときに、前記クラッチをオンにすることを特徴とする。
これにより、緊急時にエアバッグが展開せず、乗員の挙動が大きくなるものと予測されるときには、クラッチが吸収エネルギー制御手段によってオンに制御され、エネルギー吸収手段とトルク制限手段がともに機能するようになる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、緊急ロック機構の作動時には、吸収エネルギー制御手段がそのときの乗員の実際の挙動や予測挙動に応じてクラッチのオン・オフを制御し、それによってエネルギー吸収手段の単独作動と、エネルギー吸収手段とトルク制限手段の同時作動を選択することができるため、緊急ロック機構の作動時の状況に応じて適切なエネルギー吸収特性を得ることができる。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、緊急時の乗員の上体移動が速く、緊急ロック機構の作動直後のウェビングの引き出し速度が閾値速度よりも大きいときには、クラッチをオンにしてエネルギー吸収手段とトルク制限手段を同時に作動させるため、乗員の上体移動に伴う大きなエネルギーをエネルギー吸収手段とトルク制限手段によって確実に吸収することができる。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、緊急時に車両に作用する加速度の絶対値が大きいほど、クラッチをオンに切り換える閾値加速度が小さくなるように調整されるため、車両挙動が急激に変化する状況ほどトルク制限手段によるエネルギー吸収機能の追加を早期に得ることができる。
【００１４】
請求項４に係る発明によれば、緊急時にエアバッグが展開せず、乗員の挙動が大きくなるものと予測されるときには、クラッチをオンにしてエネルギー吸収手段とトルク制限手段を同時に作動されるため、乗員の上体移動に伴う大きなエネルギーをエネルギー吸収手段とトルク制限手段によって確実に吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の第１の実施形態のシートベルト装置の概略構成図である。
【図２】この発明の第１の実施形態のシートベルト装置の緊急ロック機構の分解斜視図である。
【図３】この発明の第１の実施形態のシートベルト装置の第１プリテンショナの分解斜視図である。
【図４】この発明の第１の実施形態のシートベルト装置の図３のＡ矢視に対応する第１プリテンショナ内の正面図である。
【図５】この発明の第１の実施形態のシートベルト装置のクラッチ部分の図３のＡ矢視に対応する正面図である。
【図６】この発明の第１の実施形態のシートベルト装置の図３のＡ矢視に対応する第１プリテンショナ内の正面図である。
【図７】この発明の第１の実施形態のシートベルト装置の制御の流れを示すフローチャートである。
【図８】この発明の第１の実施形態のシートベルト装置の緊急ロック機構の作動時におけるエネルギー吸収特性を示すグラフである。
【図９】この発明の第２の実施形態のシートベルト装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１０】この発明の第２の実施形態のシートベルト装置のエネルギー吸収機構の分解斜視図である。
【図１１】この発明の第２の実施形態のシートベルト装置のエネルギー吸収機構の分解斜視図である。
【図１２】この発明の第２の実施形態のシートベルト装置のエネルギー吸収機構の正面図である。
【図１３】この発明の第２の実施形態のシートベルト装置の図１１のＢ−Ｂ部分で破断した斜視図である。
【図１４】この発明の第２の実施形態のシートベルト装置の図１１のＢ−Ｂ部分で破断した斜視図である。
【図１５】この発明の第２の実施形態のシートベルト装置の緊急ロック機構の作動時におけるエネルギー吸収特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、シートベルト装置１の概略構成を示す図であり、同図中２は、乗員３の着座する運転席側のシートである。
このシートベルト装置１は、所謂三点式のシートベルトであり、図示しないセンタピラーに取付けられたリトラクタ４からウェビング５が上方に引き出され、そのウェビング５がセンタピラーの上部側に支持されたスルーアンカ６に挿通されるとともに、ウェビング５の先端がシート２の車室外側寄りのアウタアンカ７を介して車体フロアに固定されている。そして、ウェビング５のスルーアンカ６とアウタアンカ７の間にはタングプレート８が挿通されており、そのタングプレート８は、シート２の車体内側寄りの車体フロアに固定されたバックル９に対して脱着可能となっている。
【００１７】
ウェビング５は、初期状態ではリトラクタ４に巻き取られており、乗員３が手で引き出してタングプレート８をバックル９に固定することにより、乗員３の主に胸部と腹部をシート２に対して拘束する。
また、このシートベルト装置１のリトラクタ４は、車両挙動が不安定になったとき等に電動式のモータ１０の駆動力を用いてウェビング５を巻き取る第１プリテンショナ５０と、図示しないガスジェネレータの推力を用いてウェビング５を巻き取る第２プリテンショナ７０とを備えている。第１プリテンショナ５０は、車両の急制動時や横滑り時、軽衝突時、衝突前の衝撃軽減時等に車両挙動が不安定になったときに乗員３をシート２に拘束するためにモータ１０によってウェビング５を引き込み、第２プリテンショナ７０は、車両の衝突時のように車両に大きな衝撃が入力されたときに乗員３を瞬時にシート２に拘束するためにガスジュネレータの推力によってウェビング５を引き込む。第１プリテンショナ５０のモータ１０の駆動と第２プリテンショナ７０のガスジェネレータの作動はコントローラ２１によって制御される。
【００１８】
リトラクタ４は、ケーシング１４に回転可能に支持されたベルトリール１２にウェビング５が巻回されている。ベルトリール１２は、後述する動力伝達機構１３（図１中、４９は動力伝達機構１３を収容するギヤケースを示す。）を介してモータ１０に連動可能に接続されている。また、リトラクタ４には、ベルトリール１２をウェビング巻取り方向に付勢する図示しない巻取りばねが設けられ、ベルトリール１２とモータ１０が後述するクラッチ２０によって切り離された状態において、巻取りばねによる張力がウェビング５に作用するようになっている。
【００１９】
コントローラ２１には、ベルトリール１２の回転位置を検出する回転センサ１１の信号が入力される他、ミリ波レーダー等の車両前方の物体の近接状態を検出する前方状態検出装置４８からの信号や、車両の加速度を検出する加速度センサ４０からの信号、エアバッグ（図示せず）の作動の有無を知らせるＳＲＳユニット４１からの信号、車速センサ４２、ブレーキセンサ４３、バックルスイッチ４４等からの信号が入力される。
コントローラ２１は、前方状態検出装置４８や加速度センサ４０、車速センサ４２、ＳＲＳユニット４１、ブレーキスイッチ４３、バックルスイッチ４４等からの入力信号を基にして緊急状態（車両挙動の不安定状態）を判定し、緊急状態であると判定したときには、ウェビング５を大きく引き込むように、或いは、間欠的に引き込むように第１プリテンショナ５０のモータ１０を通電制御し、緊急状態のうちでも車両が衝突中と判定したときには、第２プリテンショナ７０のガスジェネレータを作動させる。
【００２０】
また、リトラクタ４には、車両に所定値以上の減速度（加速度）が作用した場合（車両挙動が不安定になった場合）や、ウェビング５が急激に引き出されようとした場合等に、ベルトリール１２のウェビング引き出し方向の回転を機械的にロックする緊急ロック機構２２が設けられている。
【００２１】
図２は、リトラクタ４に設けられた緊急ロック機構２２の詳細を示すものである。
リトラクタ４のケーシング１４には一対の側壁１４Ａ，１４Ｂが設けられ、一方の側壁１４Ａには、前述した第１プリテンショナ５０や第２プリテンショナ７０が取り付けられ、他方の側壁１４Ｂには、後述するロック作動ドラム２３を支持するリテーナ２４が取り付けられている。また、両側の側壁１４Ａ，１４Ｂには略円形の孔２５が設けられ、他方の側壁１４Ｂの孔２５の内周にはウェビング巻取り方向に傾斜したロック溝２６が形成されている。
【００２２】
ベルトリール１２の内周側には、エネルギー吸収部材であるトーションバー３０が挿通されており、トーションバー３０の一端部はベルトール１２の軸方向一端側に固定され、トーションバー１２の他端部３０ａはベルトリール１２の軸方向の他端から外部に突出している。トーションバー３０の他端部３０ａにはロッキングベース２７が一体に固定され、そのロッキングベース２７を貫通したトーションバー３０の他端部３０ａにはロック作動ドラム２３が嵌合されている。ロック作動ドラム２３は、トーションバー３０の他端部３０ａに微小な摩擦抵抗をもって嵌合され、ベルトリール１２の通常回転時にはロックキングベース２７と一体に回転し、ロッキングベース２７とロック作動ドラム２３の間に大きな回転力が作用したとき等には、ロッキングベース２７に対して設定角度の範囲で相対回動する。また、ロッキングベース２７の回転中心から離間した位置には、ロック爪２８ａを有する揺動アーム２８が揺動可能に取り付けられている。
揺動アーム２８は、先端側のロック爪２８ａが径方向外側に揺動して突出したときに、そのロック爪２８ａがケーシング１４側のロック溝２６と噛合する。揺動アーム２８は、ウェビング巻取り方向に傾斜したロック溝２６と噛合することにより、ベルトリール１２の引き出し方向の回転をロックするとともに、ベルトリール１２の巻取り方向の回転を許容する。また、揺動アーム２８にはロック作動ドラム２３方向に突出するガイド突起２９が設けられている。
【００２３】
ロック作動ドラム２３は、外周面に複数のクラッチ歯３２が突設されるとともに、中央領域の円板面に法線方向に対して傾斜したカム孔３１が板厚方向に貫通して設けられている。このカム孔３１には揺動アーム２８のガイド突起２９が摺動自在に嵌入されている。
ガイド突起２９は、ベルトリール１２（ロッキングベース２７）がロック作動ドラム２３に対してウェビング引き出し方向に相対回動したときに、カム孔３１による案内作用によって揺動アーム２８のロック爪２８ａを径方向外側に突出させる。こうして、揺動アーム２８のロック爪２８ａが径方向外側に突出すると、そのロック爪２８ａがケーシング１４側のロック溝２６に噛合される（ロック状態とされる）。また、この状態からベルトリール１２がロック作動ドラム２３に対してウェビング巻取り方向に相対回動すると、同様にカム孔３１による案内作用によって揺動アーム２８のロック爪２８ａを径方向内側に引き戻す。こうして、揺動アーム２８のロック爪２８ａが径方向内側に所定量引き戻されると、ロック溝２６に対するロック爪２８ａの噛合が解除される（ロック状態が解除される）。
【００２４】
また、ロック作動ドラム２３の円板面には、遠心アーム３３が揺動可能に取り付けられている。遠心アーム３３は、遠心力の影響を大きく受ける質量体から成り、ロック作動ドラム２３の回転中心から離間した位置に揺動可能に取り付けられている。遠心アーム３３は、アーム先端側にロック爪３４が設けられ、ロック作動ドラム２３の回転に応じた遠心力を受け、ロック爪３４側を径方向外側に振り出すようになっている。また、ロック作動ドラム２３と遠心アーム３３の間には、遠心アーム３３のロック爪３４側を常時ロック作動ドラム２３の径方向内側方向に付勢する付勢スプリング３５が設けられている。
【００２５】
リテーナ２４は、その内部にロック作動ドラム２３の軸部を回転自在に支持する図示しない軸受構造が設けられるとともに、遠心アーム３３のロック爪３４の外周側に臨むように内歯構造の図示しないクラッチ歯が設けられている。このリテーナ２４のクラッチ歯には、遠心アーム３３が遠心力を受けて径方向外側に揺動したときに、遠心アーム３３のロック爪３４が噛合する。ロック作動ドラム２３はこれによって回転をロックされ、この状態からウェビング５が引き出されようとする（ベルトリール１２がウェビング引き出し方向に回転しようとする）と、前述のように揺動アーム２８のロック爪２８ａがケーシング１４側のロック溝２６と噛合される（緊急ロック機構２２がロックされる）。
【００２６】
また、リテーナ２４内のロック作動ドラム２３の下方位置には、車両の減速度（加速度）や傾斜を感知して係止爪３６を動作させるビークルセンサ３７が設けられている。このビークルセンサ３７は、センサケース３８とセンサキャップ３９によって囲われた収容部内にセンサウェイト４５が配置され、センサウェイト４５に係止爪３６が一体に取り付けられている。センサウェイト４５は、車両の加速度や傾斜に応じて揺動し、規定量以上揺動したときに係止爪３６をロック作動ドラム２３のクラッチ歯３２に噛合させる。
こうして、係止爪３６がクラッチ歯３２に噛合されると、ロック作動ドラム２３の回転がロックする。したがって、この状態でウェビング５が引き出されようとすると、揺動アーム２８のロック爪２８ａがケーシング１４側のロック溝２６と噛合される（緊急ロック機構２２がロックされる）。
【００２７】
ここで、上述のように緊急ロック機構２２がベルトリール１２のウェビング引き出し方向の回転をロックした後には、ベルトリール１２がウェビング巻取り方向に所定量以上回転操作されたときにロック状態が解除される。すなわち、ロック作動ドラム２３の回転が停止した状態で、ベルトリール１２がウェビング巻取り方向に回転すると、ベルトリール１２とロック作動ドラム２３の相対位置関係が初期位置に戻され、その結果、ガイド突起２９とカム孔３１とによる案内作用によって揺動アーム２８のロック爪２８ａが引き戻され、その結果、ロック爪２８しロック溝２との噛合が解除される（緊急ロック機構２２のロックが解除される）。
【００２８】
図３は、第１プリテンショナ５０の構成部品を示す分解斜視図であり、図４は、第１プリテンショナ５０の構成部品の概略配列を示す正面図である。
第１プリテンショナ５０は、図１に示すように、第２プリテンショナ７０を間に挟むかたちでハウジング１４の一方の側壁１４Ａ側に設置されている。動力伝達機構１３を収容するギヤケース４９は、図３に示すように、第２プリテンショナ７０に重ねて設置されるケース本体４９Ａと、ケース本体４９Ａの前面を覆うケースカバー４９Ｂとから成り、このギヤケース４９の一端側（図３中の下部側）にはモータ１０が設置され、ギヤケース４９内の他端側（図３中の上部側）にはラチェットギヤ５１が回転可能に収容されている。ラチェットギヤ５１は、第２プリテンショナ７０を貫通する図示しない連結軸を介してベルトリール１２の一端部に一体回転可能に結合され、外周部には後述するパウル５２が係合されるラチェット歯５１ａが形成されている。
【００２９】
また、ギヤケース４９内には、モータ１０の回転軸に結合されたピニオンギヤ５３と、ラチェットギヤ５１の外周側にラチェットギヤ５１と同軸に配置されたリングギヤ５４と、ピニオンギヤ５３とリングギヤ５４の間に介装されて、モータ１０の回転を減速してリングギヤ５４に伝達する第１〜第３の伝達ギヤ５５，５６，５７が収容されている。第１の伝達ギヤ５５は、ピニオンギヤ５３に噛合される大径ギヤ５５Ａと、大径ギヤ５５Ａよりも外径の小さい小径ギヤ５５Ｂとが同軸に一体に設けられている。
【００３０】
第２の伝達ギヤ５６は、第１の伝達ギヤ５５の小径ギヤ５５Ｂと噛合される大径ギヤ５６Ａと、第３のギヤ５７と噛合される小径ギヤ５６Ｂとを備えている。第２の伝達ギヤ５６の大径ギヤ５６Ａと小径ギヤ５６Ｂは別体部品によって構成され、大径ギヤ５６Ａは有底円筒状に形成され、小径ギヤ５６Ｂは、大径ギヤ５６Ａの内周側に収容される略円筒状の筒状壁５６Ｂａを備えている。筒状壁５６Ｂａの外周部には、屈曲突起５８ａを有する複数のスプリングプレート５８…が取り付けられ、そのスプリングプレート５８…は筒状壁５６Ｂａとともに大径ギヤ５６Ａの内周側に収容されている。大径ギヤ５６Ａの内周面には、スプリングプレート５８の屈曲突起５８ａと係合する複数の凹部５６Ａａが設けられている。
【００３１】
大径ギヤ５６Ａと小径ギヤ５６Ｂは、通常時は、スプリングプレート５８を介して一体に結合されているが、大径ギヤ５６Ａと小径ギヤ５６Ｂの間に所定値を超えるトルクが作用すると、スプリングプレート５８…の屈曲突起５８ａが大径ギヤ５６Ａの内周面に対して滑り、それによってトルクの伝達を所定値以下に制限する。なお、屈曲突起５８ａが大径ギヤ５６Ａの内周面を滑る間は大径ギヤ５６Ａと小径ギヤ５６Ｂは所定抵抗を持って空転する。この実施形態では、第２の伝達ギヤ５６の大径ギヤ５６Ａ、小径ギヤ５６Ｂ、スプリングプレート５８等がモータ１０とベルトリール１２の間のトルクを制限するトルク制限手段を構成している。以下では、このトルク制限手段を第２の伝達ギヤ５６によるトルク制限手段と呼ぶものとする。
【００３２】
ところで、ギヤケース４９内にラチェットギヤ５１と同軸に配置されるリングギヤ５４には、リングギヤ５４の底面を形成するようにリングプレート５９が取り付けられ、そのリングプレート５９に、前述のパウル５２の基部が径方向に揺動可能に支持されている。パウル５２の先端部は、パウル５２が径方向内側に揺動変位することで、ラチェットギヤ５１のラチェット歯５１ａに対して噛合可能とされている。なお、この噛合状態では、リングギヤ５４のウェビング巻き取り方向の回転はラチェットギヤ５１に伝達されるが、リングギヤ５４のウェビング引き出し方向の回転はラチェットギヤ５１に伝達されない。また、リングプレート５９とパウル５２の間にはリターンスプリング６０が設けられ、そのリターンスプリング６０によってパウル５２の先端部が常時径方向外側に付勢されている。
【００３３】
また、リングギヤ５４の内周側には、カムプレート６１を保持するガイドリング６２が相対回動可能に配置されている。カムプレート６１は、パウル５２の先端側に対峙して配置され、リングギヤ５４とガイドリング６２の相対回動に応じてパウル５２の揺動変位をガイドする。リングギヤ５４の内周と、ガイドリング６２の外周にはそれぞれ段差が設けられ、これらの段差が相互に当接することによって、リングギヤ５４とガイドリング６２の相対回動角度が所定角度範囲内に規制されている。また、ギヤケース４９のケース本体４９Ａには、拡径方向に弾発力を付与する略Ｃ字状のフリクションスプリング６３の両端部が固定されている。フリクションスプリング６３は、その外周面がガイドリング６２の内周面に所定の摩擦抵抗をもって当接している。
なお、この実施形態の場合、モータ１０とベルトリール１２の間の動力伝達を断接操作するクラッチ２０は、パウル５２、リターンスプリング６０、カムプレート６１、フリクションスプリング６３、ラチェットギヤ５１等によって構成されている。この実施形態のクラッチ２０は、後に作動を説明するように、モータ１０の正転方向（ベルトリール１２をウェビング巻き取り方向に回転させる方向）の回転によって動力伝達をオンにし、モータ１０の逆転方向の回転を契機として動力伝達をオフにする。
【００３４】
図５は、モータ１０が非作動状態のときの、リングギヤ５４の内部の状態を示す図である。
同図に示すように、モータ１０が非作動の状態では、リングギヤ５４の回転が停止して、パウル５２がリターンスプリング６０の力によって径方向外側に跳ね上げられており、パウル５２の先端部はラチェットギヤ５１に対して非係合状態とされている。したがって、このときベルトリール１２はモータ１０から完全に切り離され、クラッチ２０はオフの状態とされている。
【００３５】
この状態からモータ１０が正転方向（図４中の実線矢印参照）に駆動されると、ピニオンギヤ５３の回転が第１の伝達ギヤ５５、第２の伝達ギヤ５６、第３の伝達ギヤ５７を順次介してリングギヤ５４に伝達され、リングギヤ５４がウェビング巻き取り方向Ｍに回転するようになる。これにより、リングギヤ５４は、フリクションスプリング６３の摩擦抵抗によってギヤケース４９に係止されているガイドリング６２に対し相対回動することになる。こうして、リングギヤ５４がガイドリング６２に対して一方に回動すると、リングギヤ５４側のパウル５２がガイドリング６２側のカムプレート６１に当接し、パウル５２の先端部が径方向内側に案内されて、図４に示すように、パウル５２の先端部がラチェットギヤ５１のラチェット歯５１ａに噛合されるようになる。したがって、このときベルトリール１２はモータ１０に接続され、クラッチ２０はオン状態とされる。これにより、リングギヤ５４の正転方向の回転がラチェットギヤ５１を通してベルトリール１２に伝達され、ベルトリール１２がウェビング巻き取り方向Ｍに回転することになる。
【００３６】
こうして、クラッチ２０が一度オン状態とされると、モータ１０の駆動が停止した後にもパウル５２とラチェットギヤ５１の噛合状態が維持されるが、この状態からモータ１０が微小時間逆転方向（図４中の点線矢印参照）に駆動されると、ピニオンギヤ５３の回転が第１，第２，第３の伝達ギヤ５５，５６，５７を順次介してリングギヤ５４に伝達され、リングギヤ５４が逆転方向に回転するようになる。これにより、リングギヤ５４は、フリクションスプリング６３の摩擦抵抗によってギヤケース４９に係止されているガイドリング６２に対し、他方向に相対回動するようになる。こうして、リングギヤ５４がガイドリング６２に対して他方に回動すると、リングギヤ５４側のパウル５２がカムプレート６１から離反し、パウル５２の先端部とラチェットギヤ５１の噛合が外れ、パウル５２は、図５に示すように、リターンスプリング６０の力によって初期状態に戻される。これにより、クラッチ２０はオフ状態とされる。
【００３７】
ところで、緊急時にモータ１０が駆動されると、モータ１０の駆動力がベルトリール１２に伝達されてウェビング５が急激に巻き取られることがあるが、このときモータ１０とベルトリール１２の間に所定値を越えるトルクが作用すると、第２の伝達ギヤ５６によるトルク制限手段が機能して、大径ギヤ５６Ａと小径ギヤ５６Ｂが所定抵抗をもって空転する。
【００３８】
このシートベルト装置１の場合、緊急ロック機構２２の作動時に、乗員３の上体挙動とエアバッグの作動の有無に応じて第２の伝達ギヤ５６によるトルク制限手段が適宜作動するようになっている。
具体的には、コントローラ２１には、図１に示すように、緊急ロック機構２２の作動時に、ウェビング５の引き出し速度（ベルトリール１２の引き出し方向の回転速度）と、ＳＲＳユニット４１からのエアバッグ作動信号の有無に応じて、クラッチ２０のオン・オフ（モータ１０の運転）を制御することにより、第２の伝達ギヤ５６によるトルク制限手段のエネルギー吸収機能の追加の有無を制御する吸収エネルギー制御手段６５が設けられている。吸収エネルギー制御手段６５は、緊急ロック機構２２の作動時にエアバッグが作動しないときと、エアバッグが作動してもウェビング５の引き出し速度が閾値速度以上に大きいときに、トーションバー３０の捩れに伴うエネルギー吸収機能に、第２の伝達ギヤ５６によるトルク制限手段のトルク吸収機能を追加し、その他の条件下では、トーションバー３０によるエネルギー吸収機能を単独で作用させるようになっている。
なお、この実施形態の場合、ウェビング５の閾値速度は、緊急時に車両に作用する加速度の絶対値に応じて変化し、車両に作用する加速度の絶対値が大きいほど小さくなるように、つまり、より早い段階で吸収エネルギー制御手段６５がトルク制限手段によるエネルギー吸収機能を追加するように設定されている。
【００３９】
図６は、緊急ロック機構２２の作動時にクラッチ２０をオンにして、第２の伝達ギヤ５６によるトルク制限手段のエネルギー吸収機能を追加したときの第１プリテンショナ５０内のトルク伝達の様子を示す図である。
同図に示すように、緊急ロック機構２２の作動時にモータ１０を正転させると、前述と同様にリングギヤ５４の正転方向の回転に伴ってパウル５２がラチェットギヤ５１に噛合し、モータ１０とベルトリール１２が接続状態とされる。この状態で乗員３の上体移動に伴う反力トルク（ウェビング５が引き出される方向の力）がベルトリール１２とラチェットギヤ５１、パウル５２を通して、同図中の矢印Ｈで示すようにリングギヤ５４に伝達されると、そのトルクは第３の伝達ギヤ５７を介して第２の伝達ギヤ５６の小径ギヤ５６Ｂに入力される。一方、モータ１０のウェビング巻き取り方向のトルクはピニオンギヤ５３から第１の伝達ギヤ５５を介して第２の伝達ギヤ５６の大径ギヤ５６Ａに入力される。したがって、このとき第２伝達ギヤ５６の小径ギヤ５６Ｂに伝達される反力トルクが所定値を越えると、スプリングプレート５８を介して小径ギヤ５６Ｂと大径ギヤ５６Ａの間に所定抵抗を伴った空転が生じ、このときの抵抗を伴う空転によってウェビング５の引き出しエネルギーが一部吸収される。
【００４０】
つづいて、緊急ロック機構２２の作動時におけるコントローラ２１による制御の一例を図７のフローチャートにしたがって説明する。
ステップＳ１０１においては、前方状態検出装置４８と加速度センサ４０の信号を基にして車両衝突があったか否かを判定し、ここでＹｅｓの場合には、次のステップＳ１０２に進み、Ｎｏの場合には、リターンする。
ステップＳ１０２においては、ＳＲＳユニット４１からの信号に基づいてエアバッグが作動するか否かを判定し、ここでＹｅｓの場合には、ステップＳ１０３に進み、Ｎｏの場合には、ステップＳ１０４へと進む。エアバッグが作動しないものと判定してステップＳ１０４に進んだ場合には、乗員の上体の前方側への移動ストロークが大きくなるものと予測されるため、クラッチ２０をオンにする（モータ１０を正転駆動する）ことにより、ウェビング５からベルトリール１２に作用する力（乗員３の反力）をトーションバー３０の捩れと、第２の伝達ギヤ５６によるトルク制限手段のエネルギー吸収機能によって吸収する。
ステップＳ１０３では、ウェビング５の引き出し速度閾値Ｖａを現在車両に作用している加速度の絶対値に応じて設定し、その後に次のステップＳ１０５に進む。
ステップＳ１０５においては、現在のウェビング５の引き出し速度ＶがステップＳ１０５で設定した速度閾値Ｖａ以上であるか否かを判定し、ここでＹｅｓの場合には、ステップＳ１０６に進み、Ｎｏの場合にはリターンする。ここでリターンする場合には、第２の伝達ギヤ５６によるトルク制限手段のエネルギー吸収機能が付加されないため、ウェビング５からベルトリール１２に作用する力はトーションバー３０の捩れのみによって単独で吸収される。
一方、ウェビング５の引き出し速度Ｖが速度閾値Ｖａ以上でステップＳ１０６に進んだ場合には、乗員３の上体の移動速度が速いため、クラッチ２０をオンにする（モータ１０を正転駆動する）ことにより、ウェビング５からベルトリール１２に作用する力をトーションバー３０の捩れと、第２の伝達ギヤ５６によるトルク制限手段のエネルギー吸収機能によって吸収する。
【００４１】
図８は、このシートベルト装置１の緊急ロック機構２２の作動時における２種類のエネルギー吸収特性を（Ａ），（Ｂ）で示したグラフである。このシートベルト装置１においては、この２種類のエネルギー吸収特性が緊急ロック機構２２の作動の状況に応じて適宜選択される。
【００４２】
この実施形態のシートベルト装置１においては、緊急ロック機構２２の作動時における乗員３の実際の挙動（ウェビング５の引き出し速度）や乗員の予測挙動（シートバッグの作動の有無）に応じてクラッチ２０のオン・オフを制御して、トーションバー３０を単独で機能させるか、トーションバー３０とモータ１０側のトルク制限手段を併せて機能させるかを選択することができるため、緊急ロック機構２２の作動時の状況に応じて適切なエネルギー吸収特性を得ることができる。また、モータ１０側のトルク制限手段によるエネルギー吸収は、クラッチ２０の制御によって開始タイミングと終了タイミングを任意に制御することができるため、より適切なエネルギー吸収特性を容易に得ることができる。
【００４３】
そして、このシートベルト装置１では、緊急時の乗員３の上体移動が速く、緊急ロック機構２２の作動直後のウェビング５の引き出し速度が閾値速度Ｖａよりも大きいときに、トーションバー３０とモータ１０側のトルク制限手段を併せて機能させるため、乗員３の上体移動の大きなエネルギーを迅速に、かつ確実に吸収することができる。
【００４４】
特に、この実施形態では、閾値速度Ｖａが常に一定ではなく、車両に作用する加速度の絶対値が大きいほど、閾値加速度Ｖａが小さくなるように設定されるため、大きな衝突によって車両挙動が急激に変化する状況ほど、トルク制限手段によるエネルギー吸収機能を追加するタイミングを速め、大きなエネルギー吸収を速い段階で実行することができる。
【００４５】
さらに、このシートベルト装置１では、緊急時にエアバッグが作動せず、乗員３の挙動が大きくなるものと予測されるときに、トーションバー３０とモータ１０側のトルク制限手段を併せて機能させるため、乗員３の上体の移動ストロークの大きい状況下で、エネルギーを迅速に、かつ確実に吸収することができる。
【００４６】
つづいて、図９〜図１５に示す第２の実施形態について説明する。
この実施形態のシートベルト装置１０１は、緊急ロック機構２２の作動時に、トーションバー３０と並列に作用可能なエネルギー吸収機構８０が追加されている点が第１の実施形態と異なり、他の構成は第１の実施形態のものとほぼ同様とされている。したがって、以下では、追加されたエネルギー吸収機構８０を中心として説明し、第１の実施形態と同一部分に同一符号を付して、重複する説明を一部省略するものとする。
【００４７】
図９は、シートベルト装置１０１の全体の概略構成を示す図であり、図１０〜図１２は、エネルギー吸収機構８０の構成を示す図である。
図９に示すように、エネルギー吸収機構８０は、ケーシング１４の他方の側壁１４ｂ側に配置されている。エネルギー吸収機構８０は、ベルトリール１２が、ロック状態のロッキングベース２７に対して所定値以上のトルクで回転しようとしたときに、塑性変形することによってエネルギーを吸収する帯状のエネルギー吸収部材８１（以下、「ＥＡプレート８１」と呼ぶ。）と、緊急ロック機構２２の作動後の乗員の挙動やエアバッグ作動の有無や、乗員の体格（重量）等に応じてＥＡプレート８１の機能を無効化するキャンセル機構８２と、を備えている。
【００４８】
ベルトリール１２の軸方向の他端側（ロッキングベース２７と同側）には、段差状に拡径した筒状壁８３が設けられ、その筒状壁８３の内側に略円筒状の外枠ケース８４が回転可能に収容され、その外枠ケース８４の内側にロッキングベース２７に連結されたインナリング８５が配置されている。外枠ケース８４は、ベルトリール１２の筒状壁８３に対して後述するロックキー８６を介して連結されている。
【００４９】
外枠ケース８４とインナリング８５の間には、渦巻き状に形成された帯状のＥＡプレート８１が配置されている。ＥＡプレート８１の外側端は外枠ケース８４の内周面に固定されており、ＥＡプレート８１の内側端は略Ｕ字状に屈曲し、その端部８１ａがインナリング８５の係止突起８５ａ部分に固定されている。なお、ＥＡプレート８１の渦巻きの向きは、図１２に示すように、ロッキングベース２７がロックされた状態で外枠ケース８４が大きなトルクを受けて引き出し方向Ｈに回転したときに、略Ｕ字状の屈曲部位置を引き出し方向Ｈに進行させるように、ＥＡプレート８１が塑性変形するように設定されている。
したがって、この実施形態の場合、外枠ケース８４がロックキー８６を介してベルトリール１２に連結されているときには、緊急ロック機構２２の作動時にベルトリール１２がウェビング引き出し方向に回転しようとすると、トーションバー３０の捩れと併せてＥＡプレート８１によるエネルギー吸収作用が働く。
【００５０】
図１３，図１４は、ロックキー８６の設置部分を示す図である。
これらの図にも示すように、ベルトリール１２の筒状壁８３の付根部側には外向きフランジ８７が設けられ、この外向きフランジ８７から筒状壁８３にかけてはベルトリール１２の軸方向に沿うキー溝８８が形成されている。一方、外枠ケース８４の外周面には、ベルトリール１２側のキー溝８８に対応する同様のキー溝８９が形成されている。ロックキー８６はこれらのキー溝８８，８９に跨って係合することにより、ベルトリール１２と外枠ケース８４の相対回転を相互にロックする。
【００５１】
ベルトリール１２の筒状壁８３には、ロックキー８６をロック位置に保持する樹脂製のストッパー９０が取り付けられている。ストッパー９０は、一端側が筒状壁８３の前端部付近に固定され、他端側がロックキ８６ーに固定されており、この両固定部の間に肉薄の連結壁９０ａが設けられている。この連結壁９０ａは、ロックキー９０が軸方向に大きな力で押されたときに、図１４に示すように破断する。また、ロックキー８６には、筒状壁８３の外周面から外側に突出するトリガー片８６ａが突設され、そのトリガー片８６ａが外部から押圧操作されるようになっている。
【００５２】
また、ベルトリール１２の筒状壁８３の外周面には、図１０〜図１２に示すように、ロックキー８６のトリガー片８６ａを押圧操作するための操作リング９１が装着されている。操作リング９１は、図１１に示すように、径方向外側に延出するアーム部９２ａを有する駆動リング９２と、駆動リング９２に隣接して配置される従動リング９３とを備え、両者が円周方向に傾斜したカム面を有する凹部９２ｂと凸部９３ｂで係合されている。ただし、駆動リング９２に回転方向の外力が加えられた場合には、凹部９２ｂと凸部９３ｂがカム面で摺動し、このときのカム作用によって従動リング９３を軸方向に押圧移動させる。なお、従動リング９３は、筒状壁８３上でロックキー８６のトリガー片８６ａに隣接して配置され、駆動リング９２はケーシング１４の他方の側壁１４ｂによって軸方向の変位が規制されている。したがって、アーム部９２ａを通して駆動リング９２に回転方向の外力が入力されると、上記のカム作用によって従動リング９３が軸方向に移動し、このとき、ロックキー８６のトリガー片８６ａが軸方向に押圧される。この結果、ストッパー９０が破断し、ロックキー８６を介した筒状壁８３と外枠ケース８４の結合が解除され、ＥＡプレート８１の機能が無効化される。
【００５３】
また、駆動リング９２のアーム部９２ａに対向する位置には、ガスジェネレータ９４とピストン９５から成る駆動装置９６が配置されている。この駆動装置９６は、緊急ロック機構２２の作動後の乗員の挙動、エアバッグの作動の有無、乗員の体格等に応じてコントローラ（図示せず）によって制御される。
【００５４】
図１５は、この実施形態のシートベルト装置１０１の緊急ロック機構２２の作動時における３種類のエネルギー吸収特性を、（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）で示したグラフである。
このシートベルト装置１０１においては、例えば、緊急ロック機構２２の作動時にエアバッグが作動したときに（ＳＲＳユニットから作動信号を受けたときに）、キャンセル機構８２を作動させるようにすれば、緊急時にエアバッグが作動して乗員挙動（移動ストローク）が比較的小さいものと予測されるときに、ＥＡプレート８１のトルク吸収機能を無効化することができる。したがって、この場合には、ウェビング５の引き出し速度に応じて、図１５の（Ａ）と（Ｂ）のいずれかが選択される。また、緊急時にエアバッグが作動せずに乗員挙動（移動ストローク）が大きくなるものと予測されるときには、ＥＡプレート８１のトルク吸収機能を有効にすることができる。したがって、この場合には、ウェビングの引き出し速度に応じて、図１５の（Ａ）と（Ｃ）のいずれかが選択される。
すなわち、このシートベルト装置１０１においては、緊急ロック機構２２の作動時の状況に応じて３種類のエネルギー吸収特性のうちの適切なものを選択することができる。
【００５５】
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１，１０１…シートベルト装置
５…ウェビング
１０…モータ
１２…ベルトリール
２０…クラッチ
２２…緊急ロック機構
３０…トーションバー（エネルギー吸収手段）
５６Ａ…大径ギヤ（トルク制限手段）
５６Ｂ…小径ギヤ（トルク制限手段）
５８…スプリングプレート（トルク制限手段）
６５…吸収エネルギー制御手段
８１…ＥＡプレート（エネルギー吸収手段）
【図１】
2012020641.tif 000003
【図２】
2012020641.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012020641.tif 000006
【図５】
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【図６】
2012020641.tif 000008
【図７】
2012020641.tif 000009
【図８】
2012020641.tif 000010
【図９】
2012020641.tif 000011
【図１０】
2012020641.tif 000012
【図１１】
2012020641.tif 000013
【図１２】
2012020641.tif 000014
【図１３】
2012020641.tif 000015
【図１４】
2012020641.tif 000016
【図１５】
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