(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェビングが巻取り引出しされる筒状のスプールと、
前記スプールの一端側に前記スプールと同軸的でかつ相対回転可能に設けられたロックベースと、
前記ロックベースに接続して設けられ、所定の加速度が検知された際にフレームに係合して前記ロックベースのウェビング引出方向回転を阻止するロック手段と、
前記スプール内に前記スプールと同軸的に設けられ、一端が前記スプールに連結されると共に他端が前記ロックベースに連結され、通常は前記スプールと前記ロックベースとを一体に回転させ、前記ロック手段による前記ロックベースのウェビング引出方向回転阻止状態ではウェビング引張力により捩じれながら前記スプールを前記ロックベースに対してウェビング引出方向へ相対回転させる第１のトーションバーと、
を備えたウェビング巻取装置において、
外周部に歯を有し、前記スプールと同軸的でかつ常に前記スプールと一体に回転する第１の歯車と、
一端部が軸廻りの回転不能にフレームに接続され、所定の捩れ力を有する第２のトーションバーと、
外周部に前記第１の歯車と噛合い可能な歯を有し、前記第２のトーションバーの他端部に同軸的に連結された第２の歯車と、
前記第２の歯車に係合可能に配置され、通常は前記第２の歯車を前記第１の歯車と噛合わない状態とし、作動することで前記第２の歯車を前記第１の歯車と噛合い状態とする駆動手段と、
を備えたことを特徴とするウェビング巻取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェビング巻取装置に係り、特にウェビングの引出しを阻止するときに、ウェビングの引出しを許容してエネルギを吸収することができるウェビング巻取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウェビング巻取装置では、スプール（巻取軸）のウェビング引出方向の回転が車両急減速時にロックされて、ウェビングの引き出しが阻止される。このロック機構としては、スプールの一端側の装置フレーム近傍にロック手段が配置されており、車両急減速時にはこのロック手段が作動されることで、スプールのウェビング引出方向の回転が阻止される構成である。
【０００３】
また、このようなウェビング巻取装置において、ウェビングの引き出しを阻止する際に、ウェビングの引き出しを所定量許容して、エネルギの吸収を図ることが行われている。このエネルギ吸収機構としては、例えばスプールとこれと同軸的にトーションバーを配置した構成のものがある。一般的にトーションバーは、一端部をスプールに、他端部をロック手段に接続されたロックベースに、それぞれ相対回転しないように連結されている。通常は、スプールとロックベースとはトーションバーを介して一体に回転するが、車両急減速時にロックベースのウェビング引出方向の回転が阻止された状態では、スプールが、ウェビング引張力により、ロックベースに対してウェビング引出方向へ回転する。このとき、トーションバーが捩じられてエネルギが吸収され、スプールの所定量の回転が許容される構成である。このような吸収エネルギは、ウェビングに付加される荷重（フォースリミッタ荷重）とウェビング引出量（スプール回転量）の積で決まるものであり、ウェビング巻取装置では、フォースリミッタ荷重及びスプールの許容回転量（トーションバーの捩り限界）が与えられている。
【０００４】
しかしながら、このような従来のウェビング巻取装置では、エネルギ吸収時のフォースリミッタ荷重はトーションバーの材料物性値及び寸法形状に支配され、例えば、乗員の体重、体格及び衝突時の車両速度等をパラメータとする衝突エネルギ等の乗員の慣性エネルギに拘わらず一定の値しか採ることができなかった。
【０００５】
そこで、乗員の慣性エネルギに応じてフォースリミッタ荷重を変更できるウェビング巻取装置が考えられている（例えば、特開平１１−１９２９２４）。このような従来のウェビング巻取装置では、フォースリミッタ荷重を変更可能とするために例えば、歯車を介して連結されたトーションバーを複数本備え、歯車の噛合わせの変更によってエネルギを吸収するトーションバー若しくはその組合せを変更する構成である。
【０００６】
しかしながら、このような従来のウェビング巻取装置では、構造が複雑であり、しかも、常に何れかの歯車が噛合った状態であるため、乗員によるウェビング引出し操作の際に歯車の噛合いによる抵抗や振動などに起因する不快感が乗員に伝わり、操作感が悪いという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮し、構造が簡単でかつ乗員によるウェビング引出し時の操作感を損なうことなく、乗員の体格及び衝突形態に基づいた乗員の慣性エネルギに応じてフォースリミッタ荷重を変更することができるウェビング巻取装置を得ることが目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明のウェビング巻取装置は、ウェビングが巻取り引出しされる筒状のスプールと、前記スプールの一端側に前記スプールと同軸的でかつ相対回転可能に設けられたロックベースと、前記ロックベースに接続して設けられ、所定の加速度が検知された際にフレームに係合して前記ロックベースのウェビング引出方向回転を阻止するロック手段と、前記スプール内に前記スプールと同軸的に設けられ、一端が前記スプールに連結されると共に他端が前記ロックベースに連結され、通常は前記スプールと前記ロックベースとを一体に回転させ、前記ロック手段による前記ロックベースのウェビング引出方向回転阻止状態ではウェビング引張力により捩じれながら前記スプールを前記ロックベースに対してウェビング引出方向へ相対回転させる第１のトーションバーと、を備えたウェビング巻取装置において、外周部に歯を有し、前記スプールと同軸的でかつ常に前記スプールと一体に回転する第１の歯車と、一端部が軸廻りの回転不能にフレームに接続され、所定の捩れ力を有する第２のトーションバーと、外周部に前記第１の歯車と噛合い可能な歯を有し、前記第２のトーションバーの他端部に同軸的に連結された第２の歯車と、前記第２の歯車に係合可能に配置され、通常は前記第２の歯車を前記第１の歯車と噛合わない状態とし、作動することで前記第２の歯車を前記第１の歯車と噛合い状態とする駆動手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載のウェビング巻取装置では、スプールとロックベースとは第１のトーションバーを介して連結されており、通常は、これらが一体に回転してウェビングの巻取り引出しが自由とされる。このとき、第２の歯車は第１の歯車と噛合わない位置に保持されており、乗員がウェビング引出し操作を行う際に歯車の噛合いによる抵抗や振動などに起因する不快感が乗員に伝わることはないため、ウェビング引出し時の操作感が損なわれることはない。
【００１０】
ここで、例えば、車両衝突時等の車両急減速時に、乗員の体重、急減速直前の車両速度、加速度（減速度）等を検知して乗員の慣性エネルギに応じてフォースリミッタ荷重を変更する構成においては、乗員の慣性エネルギが小さい場合は、所定の加速度（減速度）が検知されるとロック手段が作動してフレームに係合することによりロックベースのウェビング引出方向の回転が阻止される。また、このとき、駆動手段は作動されず、第２の歯車は第１の歯車と噛合わない位置に保持される。これにより、ウェビング引張力がスプールを介して第１のトーションバーにウェビング引出し方向の回転力として作用する。このため、第１のトーションバーが捩れ、ウェビング（乗員）に作用する荷重を一定に保ちながら（一定のフォースリミッタ荷重が作用しながら）スプールがロックベースに対してウェビング引出方向へ回転されてウェビングが引出され、エネルギ吸収が果たされる。なお、駆動手段が作動されず、第２の歯車は第１の歯車と噛合わない位置に保持されているため、第２のトーションバーには荷重が作用することはない。
【００１１】
一方、乗員の慣性エネルギが大きい場合は、ロック手段と共に駆動手段が作動され、ロックベースのウェビング引出方向の回転が阻止される共に、第２の歯車が第１の歯車との噛合い位置に移動される。このとき、ウェビング引張力が、スプールを介して第１のトーションバーにウェビング引出し方向の回転力として作用すると共に、第１の歯車及び第２の歯車を介して第２のトーションバーにもウェビング引出し方向の回転力として作用する。このため、第１のトーションバーの捩れ荷重に加えて第２のトーションバーの捩れ荷重がフォースリミッタ荷重としてウェビングに作用しながら、スプールがロックベースに対してウェビング引出方向へ回転されてウェビングが引出され、エネルギ吸収が果たされる。すなわち、１本のトーションバーの捩り荷重のみによって得られるフォースリミッタ荷重よりも大きなフォースリミッタ荷重が得られ、ウェビング引出速度（スプール回転速度）を低く抑えて適切なエネルギ吸収が果たされる。
【００１２】
このように、請求項１記載のウェビング巻取装置では、構造が簡単でかつ乗員によるウェビング引出し時の操作感を損なうことなく、乗員の体格及び衝突形態に基づいた衝突エネルギに応じてフォースリミッタ荷重を変更することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。
【００１４】
図１及び図２には、本実施の形態に係るウェビング巻取装置１０の構成が示されている。
【００１５】
ウェビング巻取装置１０は、フレーム１２を備えている。フレーム１２は略コ字型であり、対向する一対の脚片及び各脚片を連結する背片から成り、背片部において車体に固定されている。
【００１６】
フレーム１２の対向する一対の脚片の間には、軸方向が脚片の対向方向とされた筒状のスプール１４が設けられている。このスプール１４にはウェビング３４の一端が係止され、スプール１４の回転により、ウェビング３４がスプール１４に対して巻取り引出し自在となる。
【００１７】
スプール１４の筒内には、一端（図１（Ａ）の左側端）部にロックベース１６が配置されている。ロックベース１６は、フレーム１２の脚片開口部にスプール１４と同軸的でかつ回転自在に支持されている。ロックベース１６にはロック手段を構成するロックプレート３６が接続され、図示しない加速度センサが所定の加速度（減速度）を検知した場合にロックプレート３６がフレーム１２に噛込むことによりロックベース１６の回転を阻止する構成となっている。
【００１８】
また、ロックベース１６には、スプール１４の筒内軸心部分に配置されたトーションバー２０の六角部が挿入されており、ロックベース１６が常にトーションバー２０の一端側六角部と一体に回転するように構成されている。
【００１９】
一方、スプール１４の筒内他端（図１（Ａ）の右側端）部には、スリーブ１８が配置されている。スリーブ１８は、スプライン状の歯（図示省略）が嵌合することでスプール１４と一体に連結されると共に、フレーム１２の脚片開口部にスプール１４と同軸的でかつ回転自在に支持されている。スリーブ１８の先端部は脚片から外方へ突出しており、さらに、その突出部端にはぜんまいばね（図示省略）が設けられている。これにより、スリーブ１８は常にウェビング３４を巻取る方向に回転付勢されている。
【００２０】
さらに、このスリーブ１８は、前述したトーションバー２０の他端六角部が挿入されることにより、ロックベース１６と連結されている。これにより、通常は、スプール１４、スリーブ１８、トーションバー２０、及びロックベース１６は一体に回転するよう構成されている。
【００２１】
また、スプール１４のスリーブ１８挿入側（図１（Ａ）の右側）端面には、歯車１４Ａがスプール１４と同軸的に固定された状態で設けられている。さらに、歯車１４Ａの外周部には、歯１４Ｂが設けられている。
【００２２】
歯車１４Ａの下方には、別の歯車２４が設けられている。また、歯車２４の外周部には、歯車１４Ａの歯１４Ｂと噛合い可能な歯２４Ａが設けられている。
【００２３】
歯車２４には、その回転軸を兼ねたトーションバー２２が歯車２４を貫通して連結されている。トーションバー２２は、その一端部２２Ａが軸廻りに回転不能でかつ一端部２２Ａを中心とした揺動可能にフレーム１２の一方（図１（Ａ）左側）の脚片に接続されている。また、トーションバー２２の他端部２２Ｂは、フレーム１２の他方の脚片に設けられた長孔１２Ａに通されると共に、後に説明するピストン２６上に載置される構成となっている。
【００２４】
さらに、トーションバー２２の端部２２Ｂの下部には、ピストン２６が水平に配置されている。ピストン２６は、上面が略凹曲線状に傾斜して形成され、薄肉の先端部２６Ｌ及び厚肉の中間部２６Ｈを有する構成となっている。このピストン２６はフレーム１２に固定されたシリンダ３０に挿入され、ピストン２６外周部に設けられたピストンリング２８（Ｏリング）によりシリンダ３０内部の気密が保たれている。シリンダ３０にはガス供給装置３２が直接または連通路を介して接続され、ガス供給装置３２作動時にはピストン２６がその先端方向に向かって押し出される構成となっている。
【００２５】
これにより、通常は、上述の通りトーションバー２２の端部２２Ｂがピストン２６の先端部２６Ｌの上面に載置され、この状態では、トーションバー２２は端部２２Ｂが低くなるようにスプール１４の軸に対して傾斜し歯車１４Ａと歯車２４とは噛合わない構成である（図１参照）。また、ガス供給装置３２作動時には、ピストン２６がシリンダ３０から押し出され、トーションバー２２の端部２２Ｂの載置位置がピストン２６の中間部２６Ｈへ移動されることにより、トーションバー２２の端部２２Ｂは長孔１２Ａ内で上方に移動され歯車２４が歯車１４Ａと噛合う構成となっている（図２参照）。なお、この状態では、トーションバー２２がスプール１４と平行になるようにピストン２６の高さ、歯車１４Ａ及び歯車２４の径、トーションバー２２の端部２２Ａのフレーム１２への接続位置などが決められている。
【００２６】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００２７】
上記構成のウェビング巻取装置１０では、スプール１４とロックベース１６とはトーションバー２０によって連結されているので、通常は、これらが一体に回転してウェビング３４の引出し巻取りが自由とされる。ここで、歯車２４は歯車１４Ａとは係合しない位置に保持されている（図１の状態）ので、乗員がウェビング引出し操作を行う際に歯車の噛合いによる抵抗力や振動が乗員に伝わることはなく、ウェビング引出し時の操作感が損なわれることはない。
【００２８】
車両急減速時には、急減速直前の乗員の慣性エネルギ（乗員の体重、体格、急減速直前の車両速度等をパラメータとする）に応じて作用が異なるので、乗員の慣性エネルギの大小の別に作用を説明する。
（乗員の慣性エネルギが小さい場合）
例えば、乗員の体重が小さい場合または急減速直前の車両速度が低い場合は、乗員の慣性エネルギが小さい。この場合、所定の加速度（減速度）が検知されるとロックプレート３６がフレーム１２に噛込み、ロックベース１６のウェビング引出方向の回転が阻止される。このとき、ウェビング引張力がスプール１４及びスリーブ１８を介してトーションバー２０にウェビング引出方向の回転力として作用する。
【００２９】
このため、トーションバー２０が捩じれ、ウェビング３４に作用する荷重を一定に保ちながら（一定のフォースリミッタ荷重が作用しながら）スプール１４がロックベース１６に対してウェビング３４引出方向へ回転されてウェビング３４が引出され、エネルギ吸収が果たされる。なお、ガス供給装置３２は作動されず、歯車２４は歯車１４Ａとは係合しない位置に保持されているので、トーションバー２２にウェビング引張力が作用することはない。
【００３０】
このときのウェビング引張力とスプール１４の回転量は、図３の破線で示される関係となり、所定のフォースリミッタ荷重（図２のＦ１）がウェビング３４に作用する。
（乗員の慣性エネルギが大きい場合）
一方、例えば、乗員の体重が大きい場合または急減速直前の車両速度が高い場合は、乗員の慣性エネルギが大きい。この場合、ロックベース１６がロック手段の作動によってウェビング引出方向の回転が阻止されると共に、ガス供給装置３２が作動し歯車２４が歯車１４Ａに噛合うことによりトーションバー２２がスプール１４と連結される（図２の状態）。
【００３１】
ここで、トーションバー２２は、一端部２２Ａを軸廻りの回転不能にフレーム１２に接続されているため、ウェビング引張力が作用するとトーションバー２０と共にトーションバー２２が捩じられる。このため、スプール１４がロックベース１６に対してウェビング引出方向へ回転されると、トーションバー２０の捩り荷重に加えてトーションバー２２の捩り荷重がフォースリミッタ荷重としてウェビング３４に作用する。
【００３２】
このときのウェビング引張力とスプール１４の回転量とは、図３の実線で示される関係となり、１本のトーションバー２０の捩り荷重のみによって得られるフォースリミッタ荷重（図３のＦ１）より大きなフォースリミッタ荷重（図３のＦ２）が得られるため、ウェビング引出速度（スプール１４回転速度）を低く抑えて適切なエネルギ吸収が果たされる。
【００３３】
また、例えば、トーションバー２２の捩り限界をトーションバー２０の捩り限界より小さくし、エネルギ吸収過程においてトーションバー２２を破断させることによって、図３の一点鎖線に示される如く、スプール１４が所定量回転した後にフォースリミッタ荷重を減少させる（図３の荷重Ｆ１）こともできる。ここで、トーションバー２２の捩り限界は、例えば、トーションバー２２の材料物性値、寸法形状及び歯車１４Ａと歯車２４とのギヤ比等により予め設定可能である。
【００３４】
このフォースリミッタ特性は、車両急減速の初期には荷重Ｆ２を付加して時間当りのエネルギ吸収量を大きくしてウェビング３４の引出量（乗員の移動量）を抑えて、所定のエネルギ吸収後はより小さい荷重Ｆ１を付加して時間当りのエネルギ吸収量を小さくすることによって乗員への負荷を軽減することができるため、望ましい特性である。特に、エアバッグ装置を備えた車両においては、エアバッグと乗員との接触直前にフォースリミッタ荷重を減少することによって乗員に作用する荷重を減じることが可能で乗員の傷害をさらに軽減することができる。
【００３５】
なお、荷重Ｆ２を保持するスプール１４の回転量は、トーションバー２２の捩り限界量を調節、すなわち、トーションバー２２の材料物性値及び寸法形状を調節することによって設定可能である。
【００３６】
したがって、図３に示される如く、車両急減速直前の乗員の慣性エネルギに応じて大小二のフォースリミッタ荷重特性（図３の破線及び実線または一点鎖線）を選択して適切なエネルギ吸収を果たすことができる。
【００３７】
なお、上述の実施の形態では、水平に配置され上面が傾斜したピストン２６を有する構成としたが、これに限られず、例えば、先端がトーションバー２２の端部２２Ｂに係合されて鉛直に配置されたピストンを有する構成としても良い。さらに、ピストン２６、シリンダ３０及びガス供給装置３２を有する構成に限られず、例えば、電磁的なアクチュエータを有する構成としても良い。
【００３８】
また、上述の実施の形態では、車両衝突時等の車両急減速時に、乗員の体重、急減速直前の車両速度、加速度（減速度）等を検知して乗員の慣性エネルギに応じたフォースリミッタ荷重を変更する構成としたが、例えば、乗員が着座した際に、乗員の体重等に応じて歯車１４Ａと歯車２４とを予め噛合わせる構成としても良い。この場合、車両急減速直前の車両速度や加速度（減速度）に応じて歯車１４Ａと歯車２４との噛合い状態を解除可能な構成とすることもできる。
【００３９】
このように、本実施の形態に係るウェビング巻取装置１０では、乗員によるウェビング３４引出し時の操作感を損なうことなく、かつ乗員の慣性エネルギに応じてフォースリミッタ荷重を変更することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明に係るウェビング巻取装置は、構造が簡単でかつ乗員によるウェビング引出し時の操作感を損なうことなく、かつ乗員の体格及び衝突形態に基づいた乗員の慣性エネルギに応じてフォースリミッタ荷重を変更することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の実施の形態に係るウェビング巻取装置の全体構成を示す断面図、（Ｂ）はフレーム内側から見た概略右側面図である。
【図２】（Ａ）は本発明の実施の形態に係るウェビング巻取装置のガス供給装置作動時における全体構成を示す断面図、（Ｂ）はフレーム内側から見た概略右側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るウェビング巻取装置のウェビング引張力（フォースリミッタ荷重）とスプールのウェビング引出方向回転量との関係を示す線図である。
【符号の説明】
１０    ウェビング巻取装置
１２    フレーム
１４    スプール
１４Ａ  歯車（第１の歯車）
１６    ロックベース
１８    スリーブ
２０    トーションバー（第１のトーションバー）
２２    トーションバー（第２のトーションバー）
２４    歯車（第２の歯車）
２６    ピストン（駆動手段）
３０    シリンダ（駆動手段）
３２    ガス供給装置（駆動手段）
３４    ウェビング
３６    ロックプレート（ロック手段）
【図１】
0004231185.tif 000002
【図２】
0004231185.tif 000003
【図３】
0004231185.tif 000004