(57)【要約】【課題】  電気的要素を用いることなく安価に構成でき、乗員の体格に応じてＥＡ機能を適切に発揮させることで、衝突時における二次衝突を防止しながら、乗員を優しく拘束し、保護できるシートベルト装置を提供する。【解決手段】  本発明によるシートベルト装置３は、ウェビング５を巻き取るリール本体１３と、リール本体１３に部分的に回転不能に連結され、リール本体１３の両端から突出するリールシャフト１４と、リールシャフト１４の両端部を回転自在に支持するフレーム７と、ウェビング５の引出速度が所定値以上のときに、リールシャフト１４の一端部および他端部をそれぞれフレーム７にロックする第１ロック機構９および第２ロック機構１０と、ウェビング５の引出量が所定量以下のときに、第２ロック機構１０によるリールシャフト１４のロックを阻止し、リールシャフト１４を捩り変形させるロック阻止機構１１と、を備える。【選択図】  図５
2013086567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェビングを巻き取るリール本体と、
当該リール本体内に延び、当該リール本体に部分的に回転不能に連結されるとともに、当該リール本体の両端から突出するリールシャフトと、
当該リールシャフトをその両端部において回転自在に支持するフレームと、
当該リールシャフトの一端側に設けられ、前記ウェビングの引出速度が所定値以上のときに、前記リールシャフトの前記一端部を前記フレームにロックする第１ロック機構と、
前記リールシャフトの他端側に設けられ、前記ウェビングの引出速度が前記所定値以上のときに、前記リールシャフトの前記他端部を前記フレームにロックする第２ロック機構と、
当該第２ロック機構に設けられ、前記ウェビングの引出量が所定量以下のときに、前記第２ロック機構による前記リールシャフトのロックを阻止することによって、前記リールシャフトを変形させるロック阻止機構と、
を備えることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項２】
前記第２ロック機構は、
前記リールシャフトの前記他端部に連結され、当該リールシャフトと連動して回転するロック板と、
当該ロック板に回動自在に取り付けられ、前記ウェビングの引出速度が所定値以上のときに回動し、前記フレームに対して係止されることにより、前記リールシャフトの前記他端部を前記フレームにロックするためのフライホイールと、を有し、
前記ロック阻止機構は、
ガイド突起を有し、前記ロック板に取り付けられ、前記フライホイールを係止し、当該フライホイールの回動を阻止する係止位置と、前記フライホイールから退避し、当該フライホイールの回動を許容する退避位置との間で回動自在の切換レバーと、
当該切換レバーの前記ガイド突起が係合する所定の形状のカム溝を有し、前記リールシャフトと連動して回転するとともに、前記カム溝により前記ガイド突起を案内することによって、前記ウェビングの引出量が前記所定量以下のときに、前記切換レバーを前記係止位置に保持し、前記ウェビングの引出量が前記所定量を上回ったときに、前記切換レバーを前記退避位置に回動させるカム板と、を有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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両などに用いられ、着座した乗員をウェビングで拘束し、保護するためのシートベルト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用のシートベルト装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。このシートベルト装置は、車両の衝突などによる急減速時にウェビングに大きな荷重が作用したときに、リールシャフトをロックするとともに、捩りにより塑性変形させることによって、その変形量に応じたリールからのウェビングの引出を許容し、乗員を保護する、いわゆるＥＡ(Energy Absorption) 機能を発揮するＥＡ装置を備えたものである。
【０００３】
このシートベルト装置は、ウェビングを巻き取るリール本体と、リール本体に取り付けられた２本のリールシャフトを有する。リール本体には、その軸心を通り、長さ方向に貫通する断面六角形のシャフト挿入孔が形成されている。各リールシャフトの一端部には六角ナット状のストッパ部が設けられている。２本のリールシャフトは、各ストッパ部がリール本体の中央付近に位置するように、シャフト挿入孔に挿入されており、それにより、各一端部において、リール本体に対して回転不能に一体に連結されている。２本のリールシャフトの変形強度（塑性変形し始める荷重）は、互いに異なる所定値に設定されている。
【０００４】
リール本体から突出した各リールシャフトの他端部には、リールシャフトをロックするためのロック歯が形成され、各ロック歯の下方には、ロックアクチュエータ（以下「アクチュエータ」という）が配置されている。これらの２つのアクチュエータは、急減速時に慣性で転動するボールにより、パウルを上方に回動させ、ロック歯に係合させることによって、対応するリールシャフトを個別にロックするものである。
【０００５】
さらに、アクチュエータの上方には、リールシャフトと平行なストッパシャフトが設けられている。このストッパシャフトには、その長さ方向の所定位置に、２つのストッパ片が互いに間隔を隔てて設けられており、両ストッパ片の間隔は、２つのロックアクチュエータの間隔よりも若干大きい。また、ストッパシャフトは、その長さ方向に移動自在であり、ストッパシャフトに連結されたソレノイドの励磁をコントローラで制御することによって、位置決めされる。
【０００６】
このＥＡ装置では、着座した乗員の体格を、圧力センサや回転数センサなどから成る体格センサで検出するとともに、その検出結果に基づいて、コントローラが３段階で判定する。そして、判定した体格に応じて、ソレノイドの励磁を制御することにより、ストッパシャフトを、その一方のストッパ片がアクチュエータのパウルに係合不能な第１位置、他方のストッパ片がパウルに係合不能な第２位置、または両ストッパ片がパウルに係合不能な第３位置に位置決めする。これにより、車両の急減速時に、判定された乗員の体格に応じて、ストッパ片に邪魔されないアクチュエータにより、２つのリールシャフトの一方のみ、他方のみ、または両方をロックし、塑性変形させることによって、ＥＡ装置の作動開始荷重が変更され、例えば、乗員の体格が大きいほど、作動開始荷重はより大きく設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４２９１４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、この従来のシートベルト装置では、乗員の体格に応じてＥＡ装置の作動開始荷重が変更される。しかし、そのための構成要素として、２本のリールシャフトや、ロック歯、アクチュエータなどの機械的要素に加えて、圧力センサや回転数センサなどから成る体格センサやソレノイドなどの電気的要素を用い、それらをコントローラで制御しなければならず、装置のコストが高くなってしまう。
【０００９】
また、着座した乗員の体格をあらかじめ判定し、その結果に基づいてＥＡ装置の作動開始荷重をフィードフォワード的に設定するにすぎず、車両の衝突時における乗員の実際の動きは反映されない。このため、例えば車両の衝突時に、乗員の実際の移動量が大きくなり、車両内の設置物への二次衝突を有効に防止できないおそれがある。
【００１０】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、電気的要素を用いることなく安価に構成できるとともに、乗員の体格に応じてＥＡ機能を適切に発揮させ、それにより、衝突時における二次衝突を防止しながら、乗員を優しく拘束し、保護することができる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】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明によるシートベルト装置３は、ウェビング５を巻き取るリール本体１３と、リール本体１３内に延び、リール本体１３に部分的に回転不能に連結されるとともに、リール本体１３の両端から突出するリールシャフト１４と、リールシャフト１４をその両端部において回転自在に支持するフレーム７と、リールシャフト１４の一端側に設けられ、ウェビング５の引出速度が所定値以上のときに、リールシャフト１４の一端部をフレーム７にロックする第１ロック機構９と、リールシャフト１４の他端側に設けられ、ウェビング５の引出速度が所定値以上のときに、リールシャフト１４の他端部をフレーム７にロックする第２ロック機構１０と、第２ロック機構１０に設けられ、ウェビング５の引出量が所定量以下のときに、第２ロック機構１０によるリールシャフト１４のロックを阻止することによって、リールシャフト１４を捩り変形させるロック阻止機構１１と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、リールシャフトは、ウェビングを巻き取るリール本体内に延び、リール本体に部分的に回転不能に連結されるとともに、リール本体の両端から突出し、フレームに回転自在に支持されている。ウェビングの引出速度が所定値以上になると、第１ロック機構により、リールシャフトの一端部がフレームにロックされる。一方、ウェビングの引出速度が所定値以上であっても、ウェビングの引出量が所定量以下のときには、ロック阻止機構により、第２ロック機構によるリールシャフトの他端部のロックが阻止される。
【００１３】
以上のように、ウェビングの引出速度が所定値以上であっても、ウェビングの引出量が所定量に達するまでは、リールシャフトの一端部のみがロックされ、他端部のロックが阻止される。その結果、リール本体に部分的に回転不能に連結されたリールシャフトが、回転するリール本体によって捩られ、変形し、その変形量に応じてリール本体からウェビングが引き出されることによって、ＥＡ機能が得られる。
【００１４】
したがって、ウェビングの引出量が所定量に達するまでは、乗員の体格にかかわらず、ＥＡ機能を発揮させることができ、乗員を優しく拘束することができる。また、乗員が子供や体格が比較的小さな大人の場合には、通常の装着状態での引出量がもともと小さいため、その状態から衝突が発生したときの引出量を加えても、ウェビングの引出量が所定量に達しない場合があり、その場合には、衝突時の最初から最後まで、ＥＡ機能を発揮させ、乗員を優しく保護することができる。
【００１５】
一方、ウェビングの引出量が所定量を上回ると、ロック阻止機構によるロック阻止が行われなくなることで、第２ロック機構により、リールシャフトの他端部がフレームにロックされる。これにより、リールシャフトの両端部間の相対的な回転がなくなり、リールシャフトがそれ以上、捩られなくなることによって、ＥＡ機能が停止され、ウェビングが引出不能になる。したがって、通常の装着状態での引出量がもともと大きな、体格が比較的大きい乗員の場合には、衝突時の移動により車両内などの設置物に二次衝突するのを確実に防止することができる。
【００１６】
また、ウェビングの引出量に応じたＥＡ機能の発揮および停止とその切換を、機械的要素のみによって実現できるので、従来と異なり、体格センサやソレノイドなどの電気的要素やそれらの制御は不要であり、したがって、シートベルト装置を、そのコストを削減し、安価に構成することができる。
【００１７】
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、第２ロック機構１０は、リールシャフト１４の他端部に連結され、リールシャフト１４と連動して回転するロック板（実施形態におけるギヤ本体３８）と、ロック板に回動自在に取り付けられ、ウェビング５の引出速度が所定値以上のときに回動し、フレーム７に対して係止されることにより、リールシャフト１４の他端部をフレーム７にロックするためのフライホイール１８と、を有し、ロック阻止機構１１は、ガイド突起４６を有し、ロック板に取り付けられ、フライホイール１８を係止し、フライホイール１８の回動を阻止する係止位置と、フライホイール１８から退避し、フライホイール１８の回動を許容する退避位置との間で回動自在の切換レバー４３と、切換レバー４３のガイド突起４６が係合する所定の形状のカム溝４７を有し、リールシャフト１４と連動して回転するとともに、カム溝４７によりガイド突起４６を案内することによって、ウェビング５の引出量が所定量以下のときに、切換レバー４３を係止位置に保持し、ウェビング５の引出量が所定量を上回ったときに、切換レバー４３を退避位置に回動させるカム板４４と、を有することを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、第２ロック機構は、ロック板と、それに取り付けられたフライホイールを有しており、ウェビングの引出速度が所定値以上のときに、フライホイールが回動し、フレームに対して係止されることにより、リールシャフトの他端部をフレームにロックする。また、ロック阻止機構は、ガイド突起を有する切換レバーと、ガイド突起が係合するカム溝を有するカム板とを備えている。リールシャフトと連動してカム板が回転し、そのカム溝で切換レバーのガイド突起を案内することによって、切換レバーがウェビングの引出量に応じて駆動される。
【００１９】
具体的には、ウェビングの引出量が所定量以下のときには、切換レバーは、係止位置に保持され、それにより、フライホイールを係止し、その回動を阻止する。これにより、フライホイールがフレームに対して係止されることによって、リールシャフトの他端部がフレームにロックされる結果、ＥＡ機能が得られる。一方、ウェビング５の引出量が所定量を上回ったときには、切換レバーは、退避位置に回動し、それにより、フライホイールから退避し、その回動を許容する。これにより、フライホイールがフレームに対して係止されないことで、リールシャフトの他端部がフレームにロックされない結果、ＥＡ機能が停止される。以上のように、本発明によれば、ウェビングの引出量に応じたＥＡ機能の発揮および停止とその切換を、機械的要素のみによって具体的に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態による車両用のシートベルト装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】シートベルト装置のリトラクタの外観を示す斜視図である。
【図３】リトラクタのリールの縦断面を模式的に示す図である。
【図４】第１ロック機構をリールとともに示す分解斜視図である。
【図５】第２ロック機構およびロック阻止機構をリールとともに示す分解斜視図である。
【図６】第２ロック機構を、リテーナおよびカム板を取り除いた状態で示す側面図である。
【図７】カム板の斜視図である。
【図８】カム溝が形成されたカム板の内側面図である。
【図９】第２ロック機構を、リテーナを取り除いた状態で示す側面図である。
【図１０】リテーナの内側面図である。
【図１１】カム板を駆動するためのギヤセットを示す斜視図である。
【図１２】第２ロック機構およびロック阻止機構の動作を説明するための図である。
【図１３】第２ロック機構およびロック阻止機構の動作を説明するための、図１２と異なる状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態を適用したシートベルト装置３は、車両に用いられた、いわゆる３点式のものであり、運転者を運転席ＳＥに拘束するためのウェビング５と、ウェビング５を巻き取るためのリトラクタ６を有している。リトラクタ６は、車両ＶのセンタピラーＣＰの下部に取り付けられている。
【００２２】
ウェビング５は、リトラクタ６から上方に延びるとともに、センタピラーＣＰの上部に取り付けられたスルーアンカＴＡに通されており、ウェビング５の先端部は、センタピラーＣＰの下部に、アウタアンカＯＡを介して固定されている。ウェビング５は、運転者に装着されていない非装着状態では、センタピラーＣＰに沿って、上下方向に延びている。
【００２３】
また、ウェビング５には、スルーアンカＴＡとアウタアンカＯＡの間に、タングプレートＴＰが設けられている。このタングプレートＴＰは、ウェビング５の長さ方向に移動自在であるとともに、バックルＢＵに着脱可能になっている。バックルＢＵは、車両ＶのフロントフロアＦＦに固定されており、運転席ＳＥ付近の助手席寄りに配置されている。以上の構成のシートベルト装置３では、運転席ＳＥに着座した運転者が、ウェビング５をリトラクタ６から引き出し、タングプレートＴＰをバックルＢＵに係合させることによって、ウェビング５が運転者に装着される。
【００２４】
次に、図２〜図１１を参照しながら、リトラクタ６の構成を詳細に説明する。図２および図３に示すように、リトラクタ６は、フレーム７と、フレーム７に水平に回転自在に支持され、ウェビング５を巻き取り、繰り出すためのリール８と、リール８の左右の両側にそれぞれ設けられた第１ロック機構９および第２ロック機構１０などで構成され、第２ロック機構１０にはロック阻止機構１１（図５参照）が設けられている。
【００２５】
フレーム７は、センターピラーＣＰに固定されており、一対の側壁７ａ、７ａと、これらの一端間をつなぐ背壁（図示せず）で構成され、ほぼコ字状の平面形状を有している。図４および図５に示すように、各側壁７ａには円形の孔が形成され、この孔の周面にはラッチ状のロック歯１２が設けられている。
【００２６】
図３に示すように、リール８は、ウェビング５が巻回された円筒状のリール本体１３と、リール本体１３に同軸状に取り付けられたリールシャフト１４と、リールシャフト１４の両端部に取り付けられた支持フランジ１５、１５で構成されている。
【００２７】
リール本体１３は、剛性が高い金属で構成されており、その軸心には、長さ方向に貫通して延びるシャフト挿入孔１３ａが形成されている。このシャフト挿入孔１３ａの第２ロック機構１０側の端部は、拡幅され、六角孔部１３ｂになっている。
【００２８】
リールシャフト１４は、塑性を有する比較的軟らかい金属で構成されており、六角孔部１３ｂに対応する位置には、六角ナット１４ａが固定されている。リールシャフト１４は、シャフト挿入孔１３ａに挿入されるとともに、リール本体１３の両端部から突出している。また、六角ナット１４ａが六角孔部１３ｂに嵌合していることにより、リールシャフト１４は、この部分において、リール本体１３と一体に回転不能に連結されている。
【００２９】
各支持フランジ１５は、リール本体１３よりも若干大きな径を有する円板状のものであり、リール本体１３から突出したリールシャフト１４の各端部に一体に取り付けられている。
【００３０】
第１ロック機構９および第２ロック機構１０は、車両の衝突などの急減速時に、リールシャフト１４の一端部および他端部（以下、それぞれ「第１端部」および「第２端部」という）をそれぞれフレーム７に対してロックするためのものである。両者９、１０の基本的な構成は互いに同じであるので、以下、第１ロック機構９の構成についてまず説明する。
【００３１】
図４に示すように、第１ロック機構９は、パウル１６、ロックギヤ１７、フライホイール１８、リテーナ１９およびロックアクチュエータ２０などで構成されている。パウル１６は、一端部にピン孔１６ａを有し、他端部に外方に突出するガイド突起１６ｂを有する板状のものであり、支持フランジ１５の外面に回動自在に取り付けられるとともに、通常時には、フレーム７の側壁７ａのロック歯１２に近接した状態で対向している。
【００３２】
ロックギヤ１７は、円板状のものであり、外周面にラッチ状のロック歯２１を有している。ロックギヤ１７は、ボス孔１７ａを介し、支持フランジ１５から突出したリールシャフト１４の第１端部に嵌合した状態で、リールシャフト１４に取り付けられており、この嵌合部の摩擦抵抗は、所定の小さな値に設定されている。これにより、ロックギヤ１７は、リール８の通常の回転時には、リールシャフト１４と一体に回転する一方、リールシャフト１４との間に摩擦抵抗を上回る荷重が作用した場合には、リールシャフト１４に対して回転する。
【００３３】
ロックギヤ１７には、所定の形状をそれぞれ有する第１および第２カム孔１７ｂ、１７ｃが形成されている。第１カム孔１７ｂには、一端部にガイド片２２をを形成したピン２３が通されている。このピン２３は、パウル１６のピン孔１６ａに嵌合し、パウル１６に固定されるとともに、パウル１６から突出した他端部が、支持フランジ１５の孔１５ａに挿入され、回動自在に取り付けられている。また、第２カム孔１７ｃには、パウル１６のガイド突起１６ｂが係合している。
【００３４】
以上の構成により、リールシャフト１４がロックギヤ１７に対してウェビング５の引出方向（図４のＤ方向）に相対的に回転すると、ピン２３およびパウル１６のガイド突起１６ｂがそれぞれ第１および第２カム孔１７ｂ、１７ｃで案内されることによって、パウル１６が支持フランジ１５に対してピン２３を中心として回動する。これにより、パウル１６が、支持フランジ１５から径方向外方に突出し、フレーム７のロック歯１２に噛み込むことによって、リールシャフト１４の第１端部がフレーム７にロックされる。
【００３５】
フライホイール１８は、図４に示すような所定の形状を有するとともに、一端部にロック爪１８ａを有する板状のものであり、ロックギヤ１７の外面の所定位置に、ピン１７ｄを介して回動自在に取り付けられている。また、フライホイール１８とロックギヤ１７の間にはコイルばね２４（図６参照）が設けられており、フライホイール１８は、このコイルばね２４により、ロック爪１８ａ側が径方向内方に回動する方向（図４のＥ方向）に付勢されている。
【００３６】
リテーナ１９は、支持フランジ１５やロックギヤ１７などを覆った状態で、フレーム７の側壁７ａに固定されている。リテーナ１９の中央部には、リールシャフト１４の第１端部を回動自在に支持する軸孔１９ａが形成されている。また、リテーナ１９の内側には、軸孔１９ａと同心状に円形壁２５が形成され、その内周面にはラッチ状の内歯２６が設けられている（図１０参照）。この円形壁２５は、ロックギヤ１７のロック歯２１の内側に嵌合しており、通常時には、円形壁２５の内歯２６に、コイルばね２４で付勢されたフライホイール１８のロック爪１８ａが近接した状態で対向している。
【００３７】
ロックアクチュエータ２０は、車両の減速度に応答して、リールシャフト１４をロックするためのものであり、リテーナ１９の下部に形成されたアクチュエータ収容部１９ｂに収容されている。ロックアクチュエータ２０は、フレーム７の取付孔７ｂに嵌め込まれた取付具２７と、取付具２７に取り付けられたケース２８と、ケース２８内に転動自在に収容された金属製のボールから成るウェイト２９と、ケース２８に回動自在に取り付けられ、ウェイト２９を上方から覆うパウル３０で構成されている。パウル３０は上方に突出するロック爪３０ａを有しており、このロック爪３０ａは、通常時には、ロックギヤ１７のロック歯２１に近接した状態で対向している。
【００３８】
次に、上述した構成の第１ロック機構９の動作を説明する。ウェビング５を装着した状態で車両が衝突し、乗員が前方に移動すると、ウェビング５がリール８から引き出され、リール本体１３およびリールシャフト１４が回転する。このときのウェビング５の引出速度が所定値以上になると、ロックギヤ１７に取り付けたフライホイール１８が、慣性で取り残されることにより、コイルばね２４の付勢力に抗して、ロックギヤ１７に対して回動し、その先端のロック爪１８ｂがリテーナ１９の内歯２６に噛み込む。これにより、フライホイール１８およびこれを取り付けたロックギヤ１７がロックされ、リールシャフト１４だけが回転する。
【００３９】
このようにリールシャフト１４がロックギヤ１７に対して回転すると、前述したように、パウル１６が、第１および第２カム孔１７ｂ、１７ｃの案内により、ピン２３を中心として回動し、支持フランジ１５から径方向外方に突出することによって、フレーム７のロック歯１２に噛み込む。これにより、リールシャフト１４の第１端部がフレーム７にロックされる。以下、このようなウェビング５の引出速度に応じたリールシャフト１４のロックを「ベルト引出感知ロック」という。
【００４０】
また、車両が衝突に伴って減速されると、ロックアクチュエータ２０のウェイト２９が、慣性で転動し、パウル３０を押し上げる。そして、このときの車両の減速度が所定値以上になると、パウル３０の先端のロック爪３０ａがロックギヤ１７のロック歯２１に噛み込む。これにより、ロックギヤ１７がロックされ、リールシャフト１４だけが回転する。以後の動作は、上述したベルト引出感知ロックの場合と同じであり、パウル１６が、ピン２３を中心として回動し、支持フランジ１５から外方に突出することによって、フレーム７のロック歯１２に噛み込み、それにより、リールシャフト１４の第１端部がフレーム７にロックされる。以下、このような車両の減速度に応じたリールシャフト１４のロックを「車体減速感知ロック」という。
【００４１】
次に、図５〜図１１を参照しながら、第２ロック機構１０およびロック阻止機構１１の構成を説明する。前述したように、第２ロック機構１０は、第１ロック機構９と基本的に同じ構成を有しており、第１ロック機構９と比較し、ロックギヤ１７に対応するロックギヤ３７の構成と、ロックアクチュエータ２０が省略され、車体減速感知ロックが行われない点のみが異なる。したがって、第１ロック機構９と同じ第２ロック機構の構成要素については、同じ符号を付し、その詳細な説明を省略するとともに、以下、第２ロック機構１０のロックギヤ３７とそれに関連する構成について述べる。
【００４２】
第１ロック機構９のロックギヤ１７がロック歯２１付きの円板から成る単体の部品で構成されているのに対し、第２ロック機構１０のロックギヤ３７は、ギヤ本体３８、スライドリング３９および外歯リング４０から成る３つの部品で構成されている。
【００４３】
図５および図６に示すように、ギヤ本体３８は、円板状のものであり、第１ロック機構９のロックギヤ１７と同様、ボス孔３７ａを介して、リールシャフト１４に小さな摩擦抵抗をもった状態で取り付けられるとともに、第１および第２カム孔３７ｂ、３７ｃや、ピン３７ｄを中心として回動自在のフライホイール１８などが設けられている。また、ギヤ本体３８の外周部の所定位置には、径方向内方に突出する三角形状のストッパ片３８ａが設けられている。
【００４４】
スライドリング３９は、ギヤ本体３８の外側に、所定の回動範囲でスライド自在に嵌められている。スライドリング３９の内周面には、ギヤ本体３８のストッパ片３８ａに対向するように、三角形状の突起３９ａが設けられており、これらのストッパ片３８ａと突起３９ａの間に、フライホイール１８のロック爪１８ａが配置されている。また、スライドリング３９は、突起３９ａとギヤ本体３８の間に介在するコイルばね４１によって、図６の反時計方向に付勢されている。外歯リング４０は、スライドリング３９の外側にスライド自在に嵌められており、その外周面にはロック歯４２が設けられている。また、リテーナ１８の円形壁２５は、外歯リング４０の内側に嵌合しており、円形壁２５の内歯２６に、フライホイール１８のロック爪１８ａが近接した状態で対向している（図１２参照）。
【００４５】
ロック阻止機構１１は、ロックギヤ３７のギヤ本体３８に取り付けられた切換レバー４３と、ロックギヤ３７とリテーナ１９の間に配置されたカム板４４と、カム板４４を回転させるためのギヤセット４５などで構成されている。切換レバー４３は、ギヤ本体３８のフライホイール１８のロック爪１８ａと反対側に配置され、中央部において、ギヤ本体３８に回動自在に取り付けられている。切換レバー４３の一端部には、カム板４４側に突出するガイド突起４６が設けられており、このガイド突起４６は、カム板４４の後述するカム溝４７に係合している。
【００４６】
図７および図８に示すように、カム板４４は円板状のものであり、ボス孔４４ａを介して、リールシャフト１４に回転自在に取り付けられている。また、図９〜図１１に示すように、ギヤセット４５は、カム板４４の外面に固定された第１ギヤ４５ａと、上下２段の歯を有し、リテーナ１９の内面に回転自在に取り付けられた第２ギヤ４５ｂと、第１ギヤ４５ａに重なった状態で、リールシャフト１４に回転不能に一体に取り付けられた第３ギヤ４５ｃで構成されている。第３ギヤ４５ｃは第２ギヤ４５ｂの上段の歯と噛み合い、第２ギヤ４５ｂの下段の歯は第１ギヤ４５ａと噛み合っている。したがって、リールシャフト１４が回転すると、それと一体に第３ギヤ４５ｃが回転し、その回転が第２ギヤ４５ｂおよび第３ギヤ４５ｃを介してカム板４４に伝達されることによって、カム板４４は、リールシャフト１４と同じ方向に同じ角度、回転する。
【００４７】
図８に示すように、カム板４４の内面には、所定の渦巻形状のカム溝４７が形成されている。このカム溝４７は、カム板４４と同心状に始点Ａから延びる外周部４７ａと、その終点である切換点Ｂを介して、外周部４７ａの内側に終点Ｃまで延びる内周部４７ｂで構成されている。前述したように、このカム溝４７には、ギヤ本体３８に設けられた切換レバー４３のガイド突起４６が係合している。したがって、ウェビング５が引き出されるのに応じてカム板４４が回転するのに伴い、切換レバー４３は、ガイド突起４６がカム溝４７で案内されることによって、ウェビング５の引出量およびカム溝４７の形状に従って回動する。
【００４８】
また、切換レバー４３のガイド突起４６は、ウェビング５の引出量が０のとき（全収納時）には、カム溝４７の外周部４７ａの始点Ａに位置し、ウェビング５の引出量が所定量のときには、カム溝４７の切換点Ｂに位置するとともに、ウェビング５の引出量が１００％のとき（全引出時）には、カム溝４７の内周部４７ｂの終点Ｃに位置するように設定されている。なお、上記の所定量は、例えば、標準的な体格の乗員が着座している状態での通常時のウェビング５の引出量に、急減速時に許容される乗員の移動距離に対応する引出量を加算した値に設定されている。
【００４９】
以上の構成により、ウェビング５の引出量が所定量以下のときには、ガイド突起４６がカム溝４７の外周部４７ａに位置することで、切換レバー４３は、ギヤ本体３８の周方向に延び、フライホイール１８を係止する係止位置に保持される（図１２参照）。また、ウェビング５の引出量が所定量を上回ると、ガイド突起４６がカム溝４７の切換点Ｂを越えて内周部４７ｂに位置するようになることで、切換レバー４３は、ギヤ本体３８の径方向に延び、フライホイール１８から退避した退避位置に回動する（図１３参照）。
【００５０】
次に、図３、図１２および図１３を参照しながら、上述した第２ロック機構１０およびロック阻止機構１１を含むシートベルト装置３全体の動作を説明する。ウェビング５を装着した状態で車両が衝突し、乗員が前方に移動すると、前述した第１ロック機構９のベルト引出感知ロックまたは車体減速感知ロックによって、リールシャフト１４の第１端部がフレーム７にロックされる。
【００５１】
一方、第２ロック機構１０側では、ウェビング５の引出速度が大きくなるのに伴い、ロックギヤ３７に取り付けたフライホイール１８が、その慣性で図１２の時計方向に回動しようとする。この場合、前述したように、ウェビング５の引出量が所定量に達するまでは、ロック阻止機構１１の切換レバー４３が図１２に示す係止位置に保持され、フライホイール１８を係止することによって、フライホイール１８の回動が阻止される。その結果、フライホイール１８のロック爪１８ａはリテーナ１９の内歯２６に噛み合わないので、ロックギヤ１７のギヤ本体３８はロックされず、それに伴い、支持フランジ１５に取り付けたパウル１６もフレーム７のロック歯１２に噛み合わないため、リールシャフト１４の第２端部はフレーム７にロックされない。
【００５２】
以上のように、ウェビング５の引出量が所定量に達するまでは、図３の左側に示されるリールシャフト１４の第１端部のみがロックされ、右側の第２端部のロックが阻止される。その結果、リールシャフト１４は、第１端部側を固定端とし、六角ナット１４ｂの部分を荷重の作用点として、回転するリール本体１３によって捩られる。そして、その荷重がリールシャフト１４の塑性限界を超えると、リールシャフト１４が塑性変形し、その変形量に応じてリール本体１３からウェビング５が引き出されることによって、ＥＡ機能が得られる。
【００５３】
一方、上記の状態で、ウェビング５の引出量が所定量を上回った場合には、前述したように、切換レバー４３が図１３に示す退避位置に位置し、フライホイール１８から退避することによって、フライホイール１８の回動が許容される。このため、ウェビング５の引出速度が所定値以上の場合には、フライホイール１８がその慣性で図１３の時計方向に回動し、そのロック爪１８ａが、スライドリング３９の突起３９ａとギヤ本体３８のストッパ片３８ａとの間に挟み付けられた状態で、リテーナ１９の内歯２６に噛み込む。これにより、ロックギヤ３７のギヤ本体３８がロックされ、それに伴い、パウル１６がフレーム７のロック歯１２に噛み込むことによって、リールシャフト１４の第２端部がフレーム７にロックされる。
【００５４】
以上のように、ウェビング５の引出量が所定量に達した後には、図３のリールシャフト１４の第１端部および第２端部がいずれもロックされる結果、両端部間の相対的な回転がなくなり、リールシャフト１４がそれ以上、捩られなくなることで、ＥＡ機能が停止され、ウェビング５が引出不能になる。
【００５５】
以上のように、本実施形態によれば、ウェビング５の引出量が所定量に達するまでは、乗員の体格にかかわらず、リールシャフト１４の捩りによるＥＡ機能を発揮させることができ、乗員を優しく拘束することができる。また、乗員が子供や体格が比較的小さな大人の場合には、衝突時の最初から最後まで、ＥＡ機能を発揮させ、乗員を優しく保護することができる。
【００５６】
一方、ウェビング５の引出量が所定量に達した後には、ＥＡ機能が停止され、ウェビング５が引出不能になるので、体格が比較的大きな乗員が、衝突時の移動により車両内の設置物に二次衝突するのを確実に防止することができる。
【００５７】
また、上述したウェビング５の引出量に応じたＥＡ機能の発揮および停止とその切換を、機械的要素のみによって実現でき、従来と異なり、体格センサやソレノイドなどの電気的要素やそれらの制御は不要であるので、シートベルト装置３を、そのコストを削減し、安価に構成することができる。
【００５８】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、第１ロック機構９は、ウェビング５の引出速度に応じたベルト引出感知ロックに加えて、車両の減速度に応じた車体減速感知ロックを行うように構成されているが、後者を省略してもよい。
【００５９】
また、実施形態では、第２ロック機構１０のロックギヤ３７が、ギヤ本体３８、スライドリング３９および外歯リング４０から成る３つの部品で構成されているが、第１ロック機構９のロックギヤ１７と同様の単体の部品で構成してもよく、その場合、外周面のロック歯２１を省略してもよい。
【００６０】
さらに、実施形態では、ＥＡ機能の切換点であるウェビング５の引出量の所定量が、標準的な体格の乗員が着座している状態での通常時のウェビング５の引出量に、急減速時に許容される乗員の移動距離に対応する引出量を加算した値に設定されると説明したが、これはあくまで例示であり、他の適当な設定方法が可能である。
【００６１】
また、実施形態のシートベルト装置３は、車両の運転席用のものであるが、これに限らず、助手席または後部座席に用いられるものや、船舶や航空機、遊園地の遊戯施設などに用いられるものでもよい。また、このシートベルト装置３は、３点式であるが、２点式や４点式でもよいことは、もちろんである。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
３  シートベルト装置
５  ウェビング
７  フレーム
８  リール
９  第１ロック機構
１０  第２ロック機構
１１  ロック阻止機構
１２  ロック歯
１３  リール本体
１４  リールシャフト
１８  フライホイール
３７  ロックギヤ
３８  ギヤ本体（ロック板）
４３  切換レバー
４４  カム板
４６  ガイド突起
４７  カム溝
【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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