(57)【要約】【課題】ＥＡ時における抵抗トルクの安定化を図る。【解決手段】シートベルトを巻き取るための回転可能なスプール４の内側に同軸上に配置されてスプール４と一体回転可能に接続される捩れ変形可能なトーションバー５と、スプール４の軸端部に配置されてトーションバー５の軸方向他方側の外周部と一体回転可能に接続されたリング１９と、リング１９の外周面１９ｂとスプール４の内周面４ｃとに挟持されてスプール４の回転に伴って外周面１９ｂと内周面４ｃとの少なくとも一方に食い込みつつ転動することでスプール４の回転に抵抗トルクを付与する鋼球２０と、外周面１９ｂに設けられて外周面１９ｂと内周面４ｃとの挟持を解除すると同時に鋼球２０のそれ以上の転動を規制する規制部としての凹部１９ｃと、を備える。【選択図】図３
2013078975.tif 000002
【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回転可能な略円筒部材と、
前記略円筒部材の内周側に同軸上に配置され、軸方向一方側が前記略円筒部材と一体回転可能に接続される捩れ変形可能な軸部材と、
前記略円筒部材の軸端部に配置されて前記軸部材の軸方向他方側の外周部と一体回転可能に接続されたリング部材と、
前記リング部材のシートベルト引き出し方向の回転を阻止可能なロック機構と、
前記リング部材の外周面と前記略円筒部材の前記軸端部の内周面との間に挟持され、前記略円筒部材の回転に伴って前記外周面と前記内周面との少なくとも一方に食い込みつつ転動することで前記略円筒部材の回転に抵抗トルクを付与する転動部材と、
を有することを特徴とするリトラクタ装置。
【請求項２】
請求項１記載のリトラクタ装置において、
前記外周面に設けられ、前記略円筒部材の回転に伴う所定のタイミングで前記外周面と前記内周面との挟持を解除するとともに前記転動部材の当該所定のタイミング以降の転動を規制する規制部を
有することを特徴とするリトラクタ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のリトラクタ装置において、
前記転動部材の食い込み量よりも深さが小さくかつ前記転動部材の転動をガイドする案内溝を、前記外周面及び前記内周面の少なくともいずれか一方に設けた
ことを特徴とするリトラクタ装置。
【請求項４】
請求項３記載のリトラクタ装置において、
前記案内溝は、
前記転動部材の転動方向下流側に向って螺旋状に形成されている
ことを特徴とするリトラクタ装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のリトラクタ装置において、
前記規制部は、
前記外周面及び前記内周面の間における周方向複数個所に離間状態で配置されており、
前記転動部材は、
前記規制部の配置に対応した、前記外周面及び前記内周面の間における周方向複数個所に離間状態で配置されている
ことを特徴とするリトラクタ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のリトラクタ装置において、
前記２つの転動部材は、
それぞれの転動時の軌道が軸方向において互いに異なる位置となるように、配置されている
ことを特徴とするリトラクタ装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載のリトラクタ装置において、
前記転動部材は、
球状若しくは円筒状であることを特徴とするリトラクタ装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載のリトラクタ装置において、
前記転動部材の表面にローレット加工が施されている
ことを特徴とするリトラクタ装置。
【請求項９】
乗員を拘束するためのシートベルトと、
前記シートベルトの一方側を引き出し可能に巻き取るリトラクタ装置と、
前記シートベルトに設けたタングと、
前記タングと係合することにより、前記シートベルトを乗員に装着させるバックル装置とを有するシートベルト装置であって、
前記リトラクタ装置は、
シートベルトを巻き取るための回転可能な略円筒部材と、
前記略円筒部材の内周側に同軸上に配置され、軸方向一方側が前記略円筒部材と一体回転可能に接続される捩れ変形可能な軸部材と、
前記略円筒部材の軸端部に配置されて前記軸部材の軸方向他方側の外周部と一体回転可能に接続されたリング部材と、
前記リング部材のシートベルト引き出し方向の回転を阻止可能なロック機構と、
前記リング部材の外周面と前記略円筒部材の前記軸端部の内周面との間に挟持され、前記略円筒部材の回転に伴って前記外周面と前記内周面との少なくとも一方に食い込みつつ転動することで前記略円筒部材の回転に抵抗トルクを付与する転動部材と、
を有す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、シートベルトのウェビングを巻き取るシートベルトのリトラクタ装置及びこれを備えたシートベルト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の座席に設けられるシートベルト装置は、車両の衝突時に生じる加速度による乗員の急激な移動を阻止し、乗員の身体を拘束する装置として不可欠な装置である。
【０００３】
このシートベルト装置は、一般に、ウェビング（ベルト）と、リトラクタ装置と、バックル装置等とから構成される。
【０００４】
リトラクタ装置は、ウェビングを巻取部材（ボビン、スプール）に巻回してバネ力により内部に引き込むとともに、衝撃が作用する衝突時にはウェビングの巻取部材からの引き出しをロックし、このロックされたウェビングにより前方に急激に移動する乗員の身体を拘束する。ところが、このように乗員の前方への移動が急激に阻止されると、乗員の胸部等には拘束された反作用による力がウェビングを介して作用する。この乗員へ加わる力を緩和するために、ロック直後にウェビングに一定以上の繰り出し抵抗をかけながらウェビングの所定引張荷重を保持し、その状態のままウェビングを所定長さだけ繰り出すようにして、これによって乗員に作用する衝突エネルギを吸収する（Ｅｎｅｒｇｙ  Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ；以下適宜、「ＥＡ」という）手法が既に知られている(例えば、特許文献１参照)。
【０００５】
この従来技術では、ウェビングを巻き回すスプールの内部にシャフトを相対回転可能に配置するとともに、シャフトの回転を阻止することでウェビングの引き出しをロック可能なロック機構を設け、さらにスプールの内周部とシャフト外周部との間に塑性変形可能なエネルギ吸収部材（ＥＡプレート）を配置している。そして、緊急時にロック機構によりシャフトが回転不能にロックされる際、慣性力により前方に移動しようとする乗員を拘束するウェビングの張力が、ウェビングを巻き回すスプールのシャフトに対するウェビング引き出し方向の相対回転力となり、この相対回転力がある一定値以上となると、ＥＡプレートが塑性変形を起こし、これによって衝突エネルギを吸収していく。この結果、ロック機構が効いているにもかかわらず、スプールは徐々に回転して、ウェビングにある一定以上の張力がかかりながらウェビングが繰り出され、ウェビングと乗員の身体の間に作用する力を緩和するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許２８７５５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術では、衝突エネルギを吸収する際には、ＥＡプレートがシャフトの外周にウェビング引き出し方向に巻き付けられ塑性変形し、その変形抵抗によってエネルギ吸収を行う。このため、例えばシャフト外周への巻き付けられ始めの初期と、巻き付けられ終わりの末期と、初期と末期の間の中期とでは、抵抗トルクの値が均一とはならない。すなわち、例えば初期には比較的抵抗トルクの値が大きいが、巻き付けが進むにつれて抵抗トルクの値は小さくなる傾向となる。この結果、ＥＡ時において安定的な抵抗トルクの値を得ることは困難であった。
【０００８】
本発明の目的は、ＥＡ時において抵抗トルクの安定化を図れるリトラクタ装置及びこれを用いたシートベルト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本願第１発明は、シートベルトを巻き取るための回転可能な略円筒部材と、前記略円筒部材の内周側に同軸上に配置され、軸方向一方側が前記略円筒部材と一体回転可能に接続される捩れ変形可能な軸部材と、前記略円筒部材の軸端部に配置されて前記軸部材の軸方向他方側の外周部と一体回転可能に接続されたリング部材と、前記リング部材のシートベルト引き出し方向の回転を阻止可能なロック機構と、前記リング部材の外周面と前記略円筒部材の前記軸端部の内周面との間に挟持され、前記略円筒部材の回転に伴って前記外周面と前記内周面との少なくとも一方に食い込みつつ転動することで前記略円筒部材の回転に抵抗トルクを付与する転動部材と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本願第１発明においては、シートベルトを巻き取るための略円筒部材の内周側に捩れ変形可能な軸部材を配置し、さらに軸部材の外周部に一体回転可能に接続したリング部材の外周面と略円筒部材の軸端部の内周面との間に、転動部材を配置している。緊急時において、ロック機構によりリング部材のシートベルト引き出し方向の回転が阻止されると、慣性力により前方に移動しようとする乗員を拘束するシートベルト（ウェビング）の張力が、略円筒部材の軸部材に対するウェビング引き出し方向の相対回転力となる。ここで、本願第１発明では軸部材が捩れ変形可能であることから、例えば上記相対回転がある一定以上となると、まず軸部材が上記相対回転に基づく捩れ力によって塑性変形を起こし、このときの塑性変形抵抗によって衝突エネルギを吸収していく。またこの動作とともに、相対回転するリング部材と略円筒部材との間に設けた転動部材が略円筒部材の回転に伴って周方向に転動する。その転動の際には、上記リング部材の外周面及び略円筒部材の内周面の少なくとも一方を塑性変形させて食い込みつつ、転動を行う。その結果、上記転動時の食い込みによる塑性変形抵抗によって、さらに衝突エネルギが吸収される。以上のようにして、本願第１発明では、軸部材の塑性変形と転動部材の食い込みによるリング部材又は略円筒部材の塑性変形との両方で、エネルギ吸収機構として機能する。このときの全体のエネルギ吸収荷重は、軸部材が捩り変形を起こすときのエネルギ吸収荷重と、転動部材が上記食い込みを行いながら転動していくときのエネルギ吸収荷重との和となる。
【００１１】
そして、上記転動の際、転動部材は、略円筒部材の回転に伴って順次出現する未食い込みの外周面（内周面）に対し新たに食い込みを行いながら、転動を行うこととなる。したがって、発生する抵抗トルクは、どのタイミングにおいても、転動部材と未食い込みの外周面（内周面）との間の食い込み抵抗により得られることとなる。この結果、上記略円筒部材がどのような回転方向位置にあっても（言い換えればＥＡ開始後どのようなタイミングであっても）、均等な抵抗トルクを得ることが可能となるので、抵抗トルクの安定化を図ることができる。また、例えば外周面及び内周面の離間距離と前記転動部材の直径との差や、食い込まれ側の周面の硬度と転動部材の硬度との差によって、抵抗トルクを容易に所望の値に設定できる効果もある。
【００１２】
第２発明は、上記第１発明において、前記外周面に設けられ、前記略円筒部材の回転に伴う所定のタイミングで前記外周面と前記内周面との挟持を解除するとともに前記転動部材の当該所定のタイミング以降の転動を規制する規制部を有することを特徴とする。
【００１３】
これにより、必要以上に転動部材が転動しないよう、転動部材を規制することができる。
【００１４】
第３発明は、上記第１又は第２発明において、前記転動部材の食い込み量よりも深さが小さくかつ前記転動部材の転動をガイドする案内溝を、前記外周面及び前記内周面の少なくともいずれか一方に設けたことを特徴とする。
【００１５】
これにより、転動部材をガイドしながら、円滑に転動させることができる。この結果さらに抵抗トルクの安定性を向上することができる。
【００１６】
第４発明は、上記第３発明において、前記案内溝は、前記転動部材の転動方向下流側に向って螺旋状に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
これにより、転動部材が周方向に一周した時点での転動軌道は、もとの転動軌道と軸方向にずれており、一周を超えたさらなる転動が可能となるので、転動距離のロングストローク化を図ることができる。
【００１８】
第５発明は、上記第１乃至第４発明のいずれかにおいて、前記規制部は、前記外周面及び前記内周面の間における周方向複数個所に離間状態で配置されており、前記転動部材は、前記規制部の配置に対応した、前記外周面及び前記内周面の間における周方向複数個所に離間状態で配置されていることを特徴とする。
【００１９】
これにより、複数の転動部材を用いてより大きな抵抗トルクを得ることができるとともに転動部材の数に応じて抵抗トルクを増減可能となり、抵抗トルクのきめ細かな設定も可能となる。
【００２０】
第６発明は、上記第５発明において、前記２つの転動部材は、それぞれの転動時の軌道が軸方向において互いに異なる位置となるように、配置されていることを特徴とする。
【００２１】
これにより、２つの転動部材がどこまで転動しても互いの転動軌道が交差しないようにすることができるので、それぞれの転動距離を長くすることができる。
【００２２】
第７発明は、上記第１乃至第６発明のいずれかにおいて、前記転動部材は、球状若しくは円筒状であることを特徴とする。
【００２３】
これにより、円滑な転動を確保して安定的な抵抗トルクを得ることができる。
【００２４】
第８発明は、上記第１乃至第７発明のいずれかにおいて、前記転動部材の表面にローレット加工が施されていることを特徴とする。
【００２５】
これにより、転動時の滑りの発生を最小限に抑制することができる。
【００２６】
上記目的を達成するために、第９発明は、乗員を拘束するためのシートベルトと、前記シートベルトの一方側を引き出し可能に巻き取るリトラクタ装置と、前記シートベルトに設けたタングと、前記タングと係合することにより、前記シートベルトを乗員に装着させるバックル装置とを有するシートベルト装置であって、前記リトラクタ装置は、シートベルトを巻き取るための回転可能な略円筒部材と、前記略円筒部材の内周側に同軸上に配置され、軸方向一方側が前記略円筒部材と一体回転可能に接続される捩れ変形可能な軸部材と、前記略円筒部材の軸端部に配置されて前記軸部材の軸方向他方側の外周部と一体回転可能に接続されたリング部材と、前記リング部材のシートベルト引き出し方向の回転を阻止可能なロック機構と、前記リング部材の外周面と前記略円筒部材の前記軸端部の内周面との間に挟持され、前記略円筒部材の回転に伴って前記外周面と前記内周面との少なくとも一方に食い込みつつ転動することで前記略円筒部材の回転に抵抗トルクを付与する転動部材と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、ＥＡ時における抵抗トルクの安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態のリトラクタ装置を備えたシートベルト装置の全体構造を、乗員と共に表す正面図である。
【図２】リトラクタ装置の全体概略構造を表す縦断面図である。
【図３】図２中のＩＩ−ＩＩ断面による横断面図である。
【図４】鋼球の転動開始状態を表す横断面図である。
【図５】図４に示した状態から鋼球の転動がさらに進んだ状態を表す横断面図である。
【図６】図５に示した状態から鋼球の転動がさらに進んだ、鋼球の転動終了状態を表す断面図である。
【図７】鋼球の転動位置変化を説明するための、図３中Ａ方向から見た状態に相当する模式図、図４中Ｂ方向から見た状態に相当する模式図、図５中Ｃ方向から見た状態に相当する模式図、及び、図６中Ｄ方向から見た状態に相当する模式図である。
【図８】ＥＡ荷重の挙動を表すグラフである。
【図９】ガイド溝を設ける変形例を表す、図２中のＱ−Ｑ断面に相当する要部拡大断面図である。
【図１０】鋼球の転動位置変化を説明するための模式図である。
【図１１】ガイド溝を螺旋状に形成する変形例を表す模式図である。
【図１２】軸方向に複数の転動軌道を配置する変形例における模式図である。
【図１３】図１２（Ｃ）中Ｒ−Ｒ断面による横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、本発明を自動車のシートベルト装置に適用した例である。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態のリトラクタ装置を備えたシートベルト装置の全体構造を乗員と共に表す正面図である。図１において、シートベルト装置１００は、車両の車体１０８内に配置されており、乗員Ｍを座席Ｓに拘束するためのシートベルト３と、このシートベルト３の一方側を引き出し可能に巻き取る本実施形態のリトラクタ装置１と、シートベルト３に摺動可能に設けたタング１０４と、このタング１０４と係合するバックル装置１０５とを備えている。シートベルト３は、上記したようにその一方側がリトラクタ装置１により巻き取られると共に、途中でショルダアンカ１０６に通され、その他方側端部が止め具１０７により車体１０８側に回動可能に接続されている。
【００３１】
次に、本実施形態に係るリトラクタ装置１について、図２〜図８を用いて説明する。図２は、本実施形態のリトラクタ装置の全体概略構造を表す縦断面図である。
【００３２】
図２において、このリトラクタ装置１は、フレーム２と、シートベルト３を巻き取る略ボビン状のスプール（略円筒部材）４と、捩れ変形可能な材料で構成された略軸状のトーションバー（軸部材）５と、緊急時に発生する大きな車両減速度を感知して作動する減速度感知手段６と、スプール４の少なくともベルト引き出し方向の回転を阻止するロック機構７と、スパイラルスブリング（図示せず）を備えたスプリング手段８と、緊急時に作動しベルト巻き取りトルクを発生するプリテンショナ９と、プリテンショナ９のシートベルト巻き取りトルクをスプール４に伝達するブッシュ１０と、を有している。
【００３３】
ロック機構７は、パウル１１を揺動可能に保持するロッキングベース１２と、ロックギヤ１３とを備えている。ロックギヤ１３は、公知の構成で足りるため詳細な構造の図示は省略するが、通常時はトーションバー５と一体回転する一方、緊急時は減速度感知手段６の作動で停止してトーションバー５との間に相対回転差を発生させ、これによってパウル１１をフレーム２の側壁の内歯１４に係合させる。この結果、ロッキングベース１２（言い換えればスプール４）のシートベルト引き出し方向の回転が阻止される。なお、このとき、詳細な図示を省略するが、シートベルト３の急激な引き出し時にも、ロック機構７のロッキングベース１２がロックギヤ１３に対してシートベルト引き出し方向に相対回転するようになっており、これによって上記と同様にしてシートベルト３の引き出しが阻止される。
【００３４】
トーションバー５は、スプール４の内周側でかつ同軸上に位置すると共に軸方向に貫通するように遊嵌配置されている。またトーションバー５は、その軸方向一端側（図２の左側）に位置しスプール４の軸方向一端側に相対回転不能に係合する第２トルク伝達部１５と、その軸方向他端側（図２の右側）に位置しロッキングベース１２と相対回転不能に係合される（言い換えればロッキングベース１２に一体回転可能に支持される）第１トルク伝達部１６と、を備えている。
【００３５】
スプール４は、シートベルト３の巻き取りを行う本体円筒部４ａと、この本体円筒部４ａよりも大きな外径を備えた大径円筒部４ｂとを備えており、フレーム２の両側壁間に回転可能に支持されている。またスプール４は、スプリング手段８のスパイラルスプリングのばね力によリ、ブッシュ１７、トーションバー５、トーションバー５の第２トルク伝達部１５、及びブッシュ１０を介して常時シートベルト３の巻き取り方向に付勢されている。このような構造の結果、トーションバー５の軸方向一方側（図２の左側）はスプール４と一体回転可能に接続されている。また、プリテンショナ９の作動時には、プリテンショナ９で発生したベルト巻き取りトルクがブッシュ１０を介してスプール４に伝達され、これによりスプール４はシートベルト３を所定量巻き取る。
【００３６】
なお、スプール４とロッキングベース１２の軸部１２ａとの間には、環状の相対回転ロック部材１８が配設されている。この相対回転ロック部材１８は、内周面に雌ねじ（図示せず）が形成されてロッキングベース軸部１２ａに形成された雄ねじ（図示せず）に螺合されるとともに、スプール４の軸方向孔に相対回転不能にかつ軸方向移動可能に嵌合されている。そして、スプール４がロッキングベース１２に対してベルト引き出し方向に相対回転すると、相対回転ロック部材１８がスプール４と一体回転して図２中右方に移動するようになっている。
【００３７】
ここで、本実施形態の最も大きな特徴として、スプール４の図２における右側軸端部の内周側に配置されたリング１９（リング部材）と、鋼球２０（転動部材）とが設けられている。
【００３８】
リング１９は、略円盤形状を備えており、その径方向中心側をトーションバー５に軸方向に貫通されるように遊嵌配置されている。また、このリング１９は、図２の右側（ロッキングプレート１２側）に設けた係合凹部１９ａが、ロッキングプレート１２の図２の左側に設けた係合凸部１２ｂと係合することにより、ロッキングプレート１２を介し、トーションバー５の軸方向他方側外周部と一体回転可能に接続されている。
【００３９】
図３は、鋼球２０の詳細な取り付け構造を表す、図２のＩＩ−ＩＩ断面による横断面図である。図３に示すように、この例では、２個の鋼球２０，２０が、リング１９の外周面１９ｂとスプール４の大径円筒部４ｂの内周面４ｃとの間に挟持されている。このとき、外周面１９ｂと内周面４ｃとの径方向の離間距離は、鋼球２０の直径よりも短く設定されている。この例では、鋼球２０は、外周面１９ｂよりも硬度が高い材料により形成され、上記の寸法設定の結果、鋼球２０が後述のように転動した際に外周面１９ｂに食い込むように図られている。なお、鋼球２０を、内周面４ｃよりも硬度が高い材料により形成し、鋼球２０が転動時に内周面４ｃに食い込むようにしてもよい。あるいは、鋼球２０が外周面１９ｂと内周面４ｃとの両方に食い込むようにしてもよい。なお、鋼球２０に変えて円筒状のローラを用いても良い。この場合も、球状の鋼球と同様、円滑な転動を確保して安定的な抵抗トルク（後述）を得ることができる。また、鋼球２０（ローラを含む）の表面にローレット加工を施してもよい。これにより、転動時の滑りの発生を最小限に抑制することができる。
【００４０】
また、リング１９には、規制部として、凹部１９ｃと凸部１９ｄとが形成されている。この凹部１９ｃは、外周面１９ｂから凹んだ状態であり、内周面４ｃから鋼球２０を離間させるだけの量で凹んでいる。これにより、内周面４ｃの回転に伴って鋼球２０が転動を開始した後、鋼球２０が凹部１９ｃに位置するタイミングとなった際には、内周面４ｃと外周面１９ｂとの鋼球２０の挟持が解除され、
それ以降の鋼球２０の転動は停止する。また、凸部１９ｄは、凹部１９ｃに収納された鋼球２０が内周面４ｃの回転に伴って必要以上に転動しないように規制する。
【００４１】
なお、スプール４、リング１９、及び鋼球２０の材質や、スプール４の内周面４ｃとリング１９の外周面１９ｂとの離間距離や、鋼球２０の直径の寸法は、例えば車種等に応じ、鋼球２０の食い込み量を考慮して適宜採用される。
【００４２】
以上のように構成した本実施形態のリトラクタ装置１の動作を以下に説明する。
【００４３】
（Ｉ）通常時
まずシートベルト非装着時には、スプリング手段８の付勢力で、シートベルト３は完全に巻き取られている。そして、装着のためシートベルト３を通常の速度で引き出すと、スプール４の大径円筒部４ｂがシートベルト引き出し方向に回転し、シートベルト３はスムーズに引き出される。引き出したシートベルト３に摺動自在に設けたタング１０４が車体に設けたバックル装置１０５のバックルに挿入係止された後、余分に引き出されたシートベルト３がスプリング手段８の付勢力でスプール４に巻き取られ、シートベルト３は乗員に圧迫感を与えない程度にフイットされる。
【００４４】
（ＩＩ）緊急時
緊急時においては、まず、プリテンショナ９で発生したベルト巻き取りトルクがブッシュ１０を介してスプール４に伝達される。スプール４は、シートベルト３を所定量巻き取り、乗員を迅速に拘束する。
【００４５】
一方、緊急時に発生する大きな車両減速度によって減速度感知手段６が作動してロックギヤ１３のシートベルト引き出し方向の回転が阻止され、ロック機構７のパウル１１が回動して、フレーム２の側壁の内歯１４に係合する。すると、ロッキングベース１２及びトーションバー５のシートベルト引き出し方向の回転が阻止されるので、慣性力により前方に移動しようとする乗員を拘束するシートベルト３の張力が、スプール４のトーションバー５に対するシートベルト引き出し方向の相対回転力となり、トーションバー５が捩られれつつスプール４のみがシートベルト引き出し方向に相対回転する。
【００４６】
これ以後、相対回転がある一定以上となると、まずトーションバー５が上記相対回転に基づく捩れ力によって塑性変形を起こし、このときの塑性変形抵抗によって衝突エネルギを吸収していく。またこの動作に伴い、ロッキングベース１２とともに回転するリング１９の外周面１９ｂとこれに対し相対回転するスプール４の内周面４ｃとの間に設けた鋼球２０が外周面１９ｂに食い込んで外周面１９ｂに塑性変形を起こしつつ転動する。鋼球２０は、この転動時の外周面１９ｂの塑性変形によってスプール４の回転に対し抵抗トルクを付加する。したがって、上記外周面１９ｂの塑性変形抵抗によっても、さらに衝突エネルギが吸収される。
【００４７】
図４〜図６は、上述した鋼球２０の転動挙動を表している。すなわち、図４は、鋼球の転動開始状態を表す横断面図であり、図５は、図４に示した状態から鋼球の転動がさらに進んだ状態を表す横断面図であり、図６は、図５に示した状態から鋼球の転動がさらに進んだ、鋼球の転動終了状態を表す断面図である。また、図７は、鋼球の転動位置変化を説明するための、図３中Ａ方向から見た状態に相当する模式図、図４中Ｂ方向から見た状態に相当する模式図、図５中Ｃ方向から見た状態に相当する模式図、及び、図６中Ｄ方向から見た状態に相当する模式図である。
【００４８】
図４及び図７（Ｂ）に示すように、転動の初期においては、スプール４がトーションバー５に対する相対回転（図４中反時計回り）をすると共に、その回転に伴って鋼球２０が反時計回り方向（図７では図示右方向）に転動を開始する。
【００４９】
その後、上記相対回転に伴い、図５及び図７（Ｃ）に示すように、鋼球２０が外周面１９ｂに対し食い込み痕Ｐを形成して食い込みながら転動し、衝撃荷重を吸収する。
【００５０】
さらに、上記相対回転に伴い、図６及び図７（Ｄ）に示すように、鋼球２０が凹部１９ｃに位置すると、鋼球２０による外周面１９ｂの塑性変形力（荷重）が解除される。
【００５１】
図８は、上記のようにしてエネルギ吸収を行うときのトーションバー５及び鋼球２０から構成されるＥＡ機構の制限荷重（以下適宜、「ＥＡ荷重」という）の挙動を表した図である。横軸には、スプール４のロッキングベース１２に対する相対回転のストロークをとって表している。
【００５２】
図８において、ＥＡ荷重の値はスプール４のロッキングベース１２に対する相対回転のストロークが０のときに０であり、その後前述の相対回転が始まってストロークが大きくなり始めると前述したようにまずトーションバー５の捩れによるＥＡ荷重が比例的に大きくなる。その後、ストロークが増大しある大きさになると（図８中の点ａ）、前述したようにトーションバー５の捩れに加えて鋼球２０の転動による外周面１９ｂの塑性変形が開始される（図４及び図７（Ｂ）参照）。これにより、全体のＥＡ荷重は、トーションバー５によるＥＡ荷重分（図８中ＮＴで示す）と外周面１９ｂの塑性変形によるＥＡ荷重分（図８中ＮＰで示す）との和になる。さらにストロークが増大するとそれら合計のリトラクタ装置１全体のＥＡ荷重の値がある値以上増大しなくなり（図８中の点ｂ）、以降、ストロークが増大してもＥＡ荷重は一定値を維持する（図８中の点ｂ〜点ｃ。図５及び図７（Ｃ）参照））。さらにストロークが増大して前述したように鋼球２０が凹部１９ｃに進入すると（図６及び図７（Ｄ）参照）、鋼球２０の転動による外周面１９ｂの塑性変形によるＥＡ荷重が消滅してリトラクタ装置１全体のＥＡ荷重はトーションバー５によるＥＡ荷重分ＮＴのみに戻り（図８中の点ｃ→点ｄ）、これ以降はストロークが増大してもＥＡ荷重はその低下した値で略一定となる（図８中の点ｄより右側）。
【００５３】
以上のようにして、本実施形態では、トーションバー５の塑性変形時の捩りトルクと鋼球２０の転動による外周面１９ｂの塑性変形とによって、乗員の衝撃エネルギが吸収緩和され、シートベルト３に加えられる荷重が制限される。そして、本実施形態では、上記転動の際、鋼球２０は、スプール４０の回転に伴って順次出現する未食い込みの外周面１９ｂに対し新たに食い込みを行いながら、転動を行うこととなる。したがって、発生する上記抵抗トルクは、どのタイミングにおいても、鋼球２０と未食い込みの外周面１９ｂとの間の食い込み抵抗により得られることとなる。この結果、上記スプール４がどのような回転方向位置にあっても（言い換えればＥＡ開始後どのようなタイミングであっても）、均等な抵抗トルクを得ることが可能となるので、抵抗トルクの安定化を図ることができる。また、リング１９の外周面１９ｂ及びスプール４の内周面４ｂの離間距離と鋼球２０の直径との差や、食い込まれ側である外周面１９ｂの硬度と鋼球２０の硬度との差によって、上記抵抗トルクを容易に所望の値に設定できる効果もある。
【００５４】
また、本実施形態では特に、図３〜図６に示したように、複数組（上記の例では２組）の凹部１９ｃ及び凸部１９ｄが、周方向複数箇所（上記の例では２箇所）に離間状態で配置され、鋼球２０はそれら離間した配置に対応して、離間した凸部１９ｄどうしの間に１つずつ、複数個（上記の例では２個）が離間状態で配置されている。これにより、複数の鋼球２０を用いてより大きな抵抗トルクを得ることができるとともに鋼球２０の数に応じて抵抗トルクを増減可能となり、抵抗トルクのきめ細かな設定も可能となる。
【００５５】
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。なお、上記実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略又は簡略化する。
【００５６】
（１）ガイド溝を設ける場合
本変形例の要部構造を、図２中のＱ−Ｑ断面に相当する図９に示す。図９に示すように、本変形例では、外周面１９ｂ（詳細には鋼球２０が転動する軌道面）に、鋼球２０の転動をガイドする案内溝１９が設けられる。このとき、案内溝１９ｅの深さＨ２は、鋼球２０の食い込み量（食い込み深さ）Ｈ１よりも浅くなるように形成されている。これにより、図７（Ａ）〜（Ｄ）に対応する図１０（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、案内溝１９ａによって鋼球２０をガイドしながら鋼球２０を円滑に転動させ、食い込み痕Ｐを形成させつつ外周面１９ｂに確実に食い込ませることができる。この結果、さらに抵抗トルクの安定性を向上することができる。
【００５７】
またこのとき、上記図１０（Ｃ）に対応する図１１に示すように、外周面１９ｂにおいて、ガイド溝１９ｅ（この例では比較的幅狭のガイド溝の例を示す）を転動方向下流側（図１１中右側）に向かって螺旋状に形成してもよい。これにより、１つの鋼球２０に関してみた場合に、その鋼球２０が転動して周方向に一周した時点での転動軌道は、もとの転動軌道と軸方向（図１１中上下方向）にずれることとなる。この結果、一周を超えたさらなる転動が可能となるので、転動距離を長くすることができる。
【００５８】
なお、上記ガイド溝１９ｅの深さ（幅を含む）は、鋼球２０による外周面１９ｂへの食い込み荷重を低減する効果を同時に持たせることができる。したがって、抵抗トルクの設定時には、その食い込み荷重を考慮して設定される。また、ガイド溝１９ｅとして、鋼球２０を庇状に覆う（一部をオーバーラップ）ことにより鋼球２０のガイド性を確保すると同時に外周面１９ｂへの食い込み量はそのままとしても良い。また、前述のように鋼球２０が大径円筒部４ｂの内周面４ｃに食い込む構成の場合には、内周面４ｃ側に上記同様のガイド溝を形成しても良い。あるいは外周面１９ｂと内周面４ｃとの両方にガイド溝を設ける構成も考えられる。
【００５９】
（２）軸方向に複数の転動軌道を配置する場合
本変形例の要部構造を、上記図７（Ａ）〜（Ｄ）にそれぞれ相当する、図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示す。また、図１３は図１２（Ｃ）中Ｒ−Ｒ断面による横断面図である。図１２及び図１３に示すように、本変形例では、２つの転動部材２０Ａ，２０Ｂは、それぞれの転動時の軌道が軸方向（図中上下方向）において互いに異なる位置となるように、配置されている。これにより、２つの転動部材２０Ａ，２０Ｂが周方向にどこまで転動しても互いの転動軌道が交差しないので、それぞれの転動距離を長くすることができる。
【００６０】
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
【００６１】
その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【００６２】
１      リトラクタ装置
４      スプール（略円筒部材）
４ｃ    内周面
５      トーションバー（軸部材）
７      ロック機構
１９    リング（リング部材）
１９ｂ  外周面
１９ｃ  凹部（規制部）
１９ｄ  凸部（規制部）
１９ｅ  ガイド溝
２０    鋼球（転動部材）
Ｐ      食い込み痕
【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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