(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の座席に座った乗員を保護するためのシートベルト装置であって、シートベルトと、該シートベルトを巻き取るためのスプールを有するリトラクタと、車両緊急時に該シートベルトを張力を加えたまま送り出し得る衝撃吸収機構とを備えてなるシートベルト装置において、
該衝撃吸収機構の前記張力を調節可能としてなり、
前記座席に座った乗員の体重を検知する体重検知手段が設けられており、前記衝撃吸収機構は該手段によって検知された体重に応じて前記張力を調節するものであり、
前記体重検知手段によって検知された体重が所定値以上であるときには、前記衝撃吸収機構によるシートベルトの送り出しを停止させることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項２】
請求項１において、前記衝撃吸収機構は、リールがロックされたときにシートベルトの引き出し力によって塑性変形する塑性変形部材を備えており、該塑性変形部材の塑性変形時の抗力が調節可能となっていることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項３】
請求項２において、塑性変形部材の変形部位を変えることにより前記抗力が調節可能となっていることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項４】
請求項３において、前記塑性変形部材は、小径部と大径部とを有したトーションバーであり、前記スプールに同軸状に挿通配置されていることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項５】
請求項２において、複数の塑性変形部材が設けられており、変形力が加えられる塑性変形部材又はその組み合わせを変えることにより前記抗力が調節可能となっていることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項６】
請求項５において、前記塑性変形部材は、前記スプールに同軸的に挿通配置されたトーションバー及びトーションカラムよりなることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項７】
請求項５において、前記塑性変形部材は、前記スプールに同軸的に挿通配置された第１のトーションバーと、該第１のトーションバーと平行に配置された第２のトーションバーよりなることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項８】
請求項１において、前記シートベルトの送り出しを停止させる機構として、前記スプールに設けられたギヤと、該ギヤと噛合して該スプールをロックするプランジャと、該プランジャを移動させるためのアクチュエータ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９】
請求項１ないし８のいずれか１項において、該シートベルト装置は車両緊急時にシートベルトを引き取るプリテンショナ機構を備えており、該プリテンショナ機構は、前記体重検出手段の検出体重値に応じてシートベルトの引き取り長さ又は引き取り力を増大させるものであることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項において、車両の衝突の規模を検知する衝突規模検知手段を備え、該衝突規模検知手段で検出される衝突規模に応じて前記張力を調節することを特徴とするシートベルト装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のシートベルト装置を備えた車両。
【請求項１２】
請求項１，８及び９のいずれか１項に記載のシートベルト装置を備え、さらにエアバッグ装置を備えた車両であって、該エアバッグ装置は、前記体重検知手段の検出体重値に応じてエアバッグ膨張用ガス発生器がガス発生量を調節されるものであることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車等の車両に用いられるシートベルト装置に関するものであり、特にトーションバーなどの衝撃吸収手段が組み込まれたシートベルト装置に関する。また、本発明は、このシートベルト装置を備えた車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両衝突時にシートベルトから乗員に加えられる衝撃を吸収する機構を備えたシートベルトリトラクタとして、トーションバーをスプール（シートベルト巻取用の筒状体）の内孔に挿通し、該トーションバーの一端をスプールに固定し、トーションバーの他端をクラッチによりシートベルトリトラクタのフレームに係止可能としたシートベルトリトラクタが公知である（例えば実公昭６１−１１０８５号公報）。
【０００３】
車両の衝突時等の緊急時には、このクラッチによりトーションバーの他端がフレームに対しロックされる。トーションバーの一端はスプールに固定されているため、該スプールに対しウェビング引出し方向の力が加えられることによりトーションバーが捻じられ、スプールが徐々に回転し、ウェビングが徐々に引き出される。これにより、乗員の身体に加えられる運動エネルギーの一部がトーションバーのねじりによって吸収され、衝撃が緩和される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のシートベルト装置においては、シートベルトに加えられる引き出し力が同一であるときには引き出しに抵抗する力（抗力）及び引き出し長さは同一となり、吸収される衝撃力は同一である。
【０００５】
本発明は、引き出し抗力あるいは引き出し長さを調節しうるシートベルト装置を提供することを目的とする。また、本発明はこのシートベルト装置を備えた自動車等の車両を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のシートベルト装置は、車両の座席に座った乗員を保護するためのシートベルト装置であって、シートベルトと、該シートベルトを巻き取るためのスプールを有するリトラクタと、車両緊急時に該シートベルトを張力を加えたまま送り出し得る衝撃吸収機構とを備えてなるシートベルト装置において、該衝撃吸収機構の前記張力を調節可能としてなり、前記座席に座った乗員の体重を検知する体重検知手段が設けられており、前記衝撃吸収機構は該手段によって検知された体重に応じて前記張力を調節するものであり、前記体重検知手段によって検知された体重が所定値以上であるときには、前記衝撃吸収機構によるシートベルトの送り出しを停止させることを特徴とするものである。
【０００７】
かかるシートベルト装置にあっては、例えば乗員の体重が大きくなるほど張力を大きくし、車両衝突時に乗員の身体とくに上半身が前方へ移動する移動量を所定範囲内に納めることができる。
【０００８】
本発明のシートベルト装置にあっては、乗員の体重が所定値以上であるときには、衝撃吸収機構によるシートベルトの送り出しを停止させる。
【０００９】
衝撃を吸収するための部材としては、リールに連動しうるトーションバー等の塑性変形部材が好適である。スプールがロックされたときにシートベルトの引出力によって該トーションバー等が塑性変形し、この変形時の抗力によって衝撃が吸収される。
【００１０】
この場合、一態様においてはトーションバー等の変形部位を変えることによりこの抗力が調節される。別の態様においてはトーションバー等が複数本設けられており、変形力が加えられるトーションバー等あるいはその組み合わせを変えることにより抗力が調節される。
【００１１】
本発明では、車両の衝突規模を検知し、この衝撃規模に応じて衝撃吸収機構のシートベルト送り出し時の張力を調節するようにしても良い。即ち、衝突規模（クラッシュシビアリティ）が大きいほど、衝撃吸収機構によるシートベルト送り出し時の張力を高めるように制御する。
【００１２】
本発明では、車両緊急時にシートベルトを引き取ってシートベルトの緩みを除去するプリテンショナ機構を備えても良い。このプリテンショナ機構は、体重検知手段により検出される乗員の体重に応じてシートベルトの引き取り長さ又は引き取り力を調節する（例えば、体重が大きくなるほどこの引き取り長さ又は引き取り力を大きくする）ものであっても良い。
【００１３】
また、この検出体重データに基づいてエアバッグ装置のエアバッグ膨張用ガス発生装置のガス発生量を制御しても良い。例えば、体重が大きくなるほど、エアバッグ発生装置のエアバッグ膨張用ガス発生装置のガス発生量を多くする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して実施の形態について説明する。第１図（ａ）は実施の形態に用いられるシートベルトリトラクタの断面図、第１図（ｂ）は同（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。第２図及び第３図はこのシートベルトリトラクタの動作時の断面図、第４図はこのシートベルトリトラクタの分解斜視図、第５図は第４図のスプール付近の拡大図、第６図はこのリトラクタを備えた車両の内部の側面図、第７図はこのシートベルト装置の制御ブロック図である。
【００１５】
第６、７図の通り、このリトラクタ１を備えた車両２の車室内の座席３のシートクッションには体重センサ４が設けられており、この体重センサ４の検出信号が制御回路５に入力されている。制御回路５には衝突センサ６の検出信号も入力されている。この衝突センサ６は加速度センサよりなる。この制御回路５は、後述のシートベルトＳを巻き取るリトラクタ１のアクチュエータ９６に作動信号を出力可能としている。
【００１６】
次に、このリトラクタ１の構成について第１〜５図を参照して説明する。
【００１７】
１対の側壁部１０ａ、１０ｂを有したフレーム１０に対しスプール２０が支持されている。この側壁部１０ａ、１０ｂには内歯付き開口１６とスプール枢支孔１８とが設けられている。
【００１８】
このスプール２０は、内孔２２（第４、５図）を備えた筒状のものであり、この内孔２２にトーションバー２４が挿通されている。このトーションバー２４の後端は第１の六角部２６となっており、この第１の六角部２６にパウルホルダ２８の内孔に設けられた六角部３０が係合している。
【００１９】
パウルホルダ２８に対しパウル３４が枢着されている。パウルホルダ２８に被さるようにしてトーションバー２４と同軸配置されたロックリング３６が配置されている。このロックリング３６にはロックスタータ３８及びバネ４０、４２等の部材が装着されており、車両の衝突時或いはスプール２０の回転角加速度が所定値以上のときにパウル３４をパウルホルダ２８の外周から突出させ、フレーム１０の内歯付き開口１６の該内歯に対しパウル３４を係止させる。
【００２０】
ロックリング３６はカバー４８で覆われている。このロックリング３６をロックさせるためのロック起動機構５０が前記フレーム１０に保持され、同様にカバー４８で覆われている。
【００２１】
このロック起動機構５０は、ホルダ５２に保持され、傾転可能とされた重り５４と、ホルダ５２に枢支されており、重り５４に重ね合わされたレバー５６を備えている。車両が傾いたり、車両に所定以上の加速度が生じると、重り５４が傾転し、レバー５６が跳ね上げられ、レバー５６の先端がロックリング３６の外周の外歯と係合し、ロックリング３６が回転停止状態となる。そして、これにより、パウル３４がパウルホルダ２８の外周から突出し、パウル３４がフレーム１０の内歯付き開口１６に係合するようになる。なお、このようなロック起動機構５０の構成は周知のものである。
【００２２】
トーションバー２４は、その長手方向の中間部にＨＬ（Ｈｉｇｈ  Ｌｏａｄ）ギヤ６０を備え、先端側にはＬＬ（Ｌｏｗ  Ｌｏａｄ）ギヤ６２及び六角部６４を備えている。ＨＬギヤ６０と後端側の六角部２６との間は大径部６６とされ、ＬＬギヤ６２とＨＬギヤ６０との間は小径部６８とされている。
【００２３】
この小径部６８の外周にはキーリング７０が配置されている。このキーリング７０は、トーションバー２４の軸心方向と平行方向に延在する複数の凸条よりなるキー７２を備えている。このキー７２がスプール２０の内孔２２の内周面に設けられたキー溝７４（第１図（ｂ）参照）に係合しており、キーリング７０はスプール２０と常に一体に回転する。このキー溝７４はスプール２０の軸心線と平行方向に延設されており、キーリング７０はスプール２０の軸心線方向に進退可能とされている。
【００２４】
このキーリング７０には、前記ＨＬギヤ６０に係合しうる内歯７６が設けられている。
【００２５】
このキーリング７０は第１図（ａ）及び第２図の如くコイルバネ７８によって常に図の左方に付勢されており、アクチュエータ９６が作動していないときには内歯７６とＨＬギヤ６０とは、第１図（ａ）の如く、噛合していない。
【００２６】
トーションバー２４のＬＬギヤ６２にはリングホルダ８０の中心孔内周面の内歯８２が噛合している。このリングホルダ８０には後に説明するプッシュリング８８のピン９０の挿通孔８４が穿設されている。このリングホルダ８０の外形は六角形であり、スプール２０に設けられた六角孔９１に係合している。従って、このリングホルダ８０はスプール２０と常に一体に回転する。
【００２７】
トーションバー２４の六角部６４にはロックギヤ８６の六角形の中心孔が係合している。このロックギヤ８６にはその外周に外歯が設けられている。
【００２８】
このロックギヤ８６の外周に前記プッシュリング８８が配置されている。このプッシュリング８８は前記リングホルダ８０の端面に周設された周回溝９２に挿入配置されている。
【００２９】
このプッシュリング８８からはトーションバー２４の軸心線と平行方向にピン９０が突設されており、このピン９０がリングホルダ８０の前記挿通孔８４に挿通されている。プッシュリング８８が第１図（ａ）の右方に移動すると、ピン９０がキーリング７０を押し、該キーリング７０が図の右方に移動し、その内歯７６がトーションバー２４のＨＬギヤ６０と噛合する。
【００３０】
このプッシュリング８８を右方に押圧移動させるために前記フレーム１０の側壁部１０ｂにアクチュエータ９６が設けられ、該アクチュエータ９６からプランジャ９８がトーションバー２４の軸心線と直交方向に突出可能とされている。このプランジャ９８の先端とプッシュリング９８の外周の端縁部とにそれぞれ斜面９８ａ、８８ａが設けられている。
【００３１】
プランジャ９８が第２図の如く突出すると、これら斜面９８ａ、８８ａが当接及び摺動し、プッシュリング８８が右方に移動する。なお、プランジャ９８がさらに突出作動したときには、プランジャ９８の先端が第３図の通りロックギヤ８６の外歯に係合する。
【００３２】
トーションバー２４の先端は非円形とされ、ゼンマイバネユニット１００の非円形の装着孔１０２に挿入されている。このゼンマイバネユニット１００は、スプール２０を常にシートベルト巻取り方向に付勢している。
【００３３】
次に、このシートベルトリトラクタの作動について説明する。車両が定常状態にありアクチュエータ９６が作動していないときには、第１図（ａ）の通りキーリング７０の内歯７６とＨＬギヤ６０とは噛合していない。また、この場合、ロック機構５０は作動しておらず、スプール２０はゼンマイバネユニット１００によって巻取り方向に付勢されている。シートベルトが引き出される時には、スプール２０はゼンマイバネユニット１００によって巻取り方向に付勢されながらシートベルト引出し方向に回転する。
【００３４】
車両衝突時には、ロック起動機構５０の重り５４が傾転し、ロックリング３６が該ロック起動機構５０のレバー５６によって係止され、パウル３４がパウルホルダ２８の外周から突出して内歯付き開口１６に係合し、パウルホルダ２８のシートベルト引出し方向への回転が阻止される。
【００３５】
車両衝突時には、車両の乗員は前方へ投げ出されるように身体が移動し、シートベルトには強い引出し方向の力が加えられる。
【００３６】
このリトラクタ１にあっては、通常の場合、次のようにシートベルト引き出し時にトーションバー２４が捻られ、乗員に加えられる衝撃が吸収されるのであるが、この衝撃吸収作動は体重センサ４によって検出される乗員体重値によって若干異なるので、次に乗員の体重別に衝撃吸収作動について説明する。
【００３７】
Ｉ．乗員の体重が小さいとき（例えば６０ｋｇ以下のとき）
〈ＬＬモード。第１図参照〉
この場合、アクチュエータ９６は作動せず、トーションバー２４の小径部６８が捻られて衝撃が吸収される。
【００３８】
即ち、第１図の通り、スプール２０のキー溝７４とキーリング７０のキー７２とが係合しているため、キーリング７０はスプール２０と常に一体に回転する。また、六角形のリングホルダ８０はスプール２０の六角孔９１に係合しているので、リングホルダ８０もスプール２０と常に一体に回転する。このリングホルダ８０の内歯８２とＬＬギヤ６２とは常に噛合している。
【００３９】
従って、第１図の如く、パウル３４が内歯付き開口１６に係合し、トーションバー２４の六角部２６の回転が阻止された状態においてシートベルトＳ（第６図）が引き出される方向に大きな荷重が加えられると、トーションバー２４は小径部６８が捻られ、スプール２０はシートベルト引出し方向に回転し、シートベルトが引き出される。このように、シートベルトＳがトーションバー２４の捻り塑性変形力に抗して引き出されるので、乗員に加えられる衝撃が吸収される。
【００４０】
この場合、小径部６８が捻られるため、大径部６６のみが捻られる場合に比べシートベルトの引き出し抗力は小さい。即ち、シートベルトに与えられる張力は次のIIのＨＬモード（体重が中位の場合）に比べ小さい。ただし、乗員の体重が小さいので、乗員の身体の前方移動量は所定量以下のものとなる。
【００４１】
II．乗員の体重が中位（例えば６０〜１００ｋｇ）の場合
〈ＨＬモード。第２図参照〉
この場合は、制御回路５からの信号によってアクチュエータ９６がプランジャ９８を一段だけ突出させる。そうすると、プランジャ９８の斜面９８ａがプッシュリング８８の斜面８８ａを押し、プッシュリング８８が第２図の如く右方に移動する。これにより、ピン９０がキーリング７０を第２図の右方に押圧し、キーリング７０が右方に移動し、キーリング７０の内歯７６がＨＬギヤ６０に噛合する。
【００４２】
このキーリング７０はスプール２０と常に一体に回転するものであるため、スプール２０のシートベルト引出し方向への回転に伴って大径部６６のみがキーリング７０を介して捻られる。この場合、ＨＬギヤ６０とＬＬギヤ６２との間の小径部６８は、両ギヤ６０、６２がスプール２０と一体に回るため捻られることはない。
【００４３】
このように大径部６６のみが捻られるため、小径部６８が捻られる前記Ｉ（体重が小さいＬＬモードの場合）に比べ、シートベルトの引き出し抗力が大きく、シートベルトに与えられる張力が大きい。従って、体重の大きな乗員であっても身体の前方への移動量が所定量以下となる。
【００４４】
III．乗員の体重がきわめて大きい場合（例えば１００ｋｇ超）
〈ＳＬモード。第３図参照〉
この場合、アクチュエータ９６が２段にわたってプランジャ９８を突出させ、プランジャ９８の先端がロックギヤ８６に係合する。このロックギヤ８６はトーションバー２４に対し六角部６４によって回転不能となっているため、スプール２０はＨＬギヤ６０、ＬＬギヤ６２、六角部６４及びロックギヤ８６並びにプランジャ９８、アクチュエータ９６を介してフレーム１０に直接係止される。従って、スプール２０は回転せず、トーションバー２４は全く捻られない。従って、体重がきわめて大きい乗員であっても身体の前方への移動量が所定量以下に納まる。
【００４５】
なお、スプール２０が回転しない場合でも、スプール２０に巻き付いたシートベルトが巻き締まることによりシートベルトが若干引き出され、乗員に加えられる衝撃が吸収される
第６図ではシートベルト装置は運転席に設けられているが、助手席や後席のシートベルト装置にも適用可能である。
【００４６】
第８図は、体重センサ４の検出体重データを利用してエアバッグ装置８のガス発生器（インフレータ）８Ａのガス発生量を制御するようにした実施の形態に係るシートベルト及びエアバッグシステムのブロック図である。検出体重が少ないときにはインフレータのガス発生量を少なくし、エアバッグ内圧（ガス圧）を低くし、体重が多くなるほどエアバッグ内圧を高めるようにインフレータ８Ａを作動させる。
【００４７】
このエアバッグ装置８はステアリング９Ａに設けられた運転席用のものであるが、インストルメントパネル９Ｂに設けられる助手席用あるいはシートバックに設けられる後席用のエアバッグ装置のインフレータも助手席や後席の乗員の体重に応じて制御されても良い。
【００４８】
上記の体重の境界値６０ｋｇ、１００ｋｇはあくまでも一例であり、他の値であっても良いことは明らかである。
【００４９】
上記体重センサ４はシートクッションに設けられているので、乗員の下脚部の重量は除外されているが、車両のフロアにも荷重センサを配置し、下脚部の重量も計測体重に加えられるようにしても良い。体重センサはシートクッションに設けられるものに限られず、座席を車体に取り付けるレール部材等に設けられても良い。
【００５０】
トーションバーの構成を異ならせた他の実施の形態について以下に説明する。
【００５１】
第９図はプランジャ９８を突出させないときにＨＬモードとなり、プランジャ９８を一段突出させることによりＬＬモードとなるシートベルトリトラクタの実施の形態を示す断面図である。
【００５２】
この実施の形態では、キーリング７０Ａの内歯７６Ａはアクチュエータ９６の非作動状態時にＨＬギヤ６０に噛合している。なお、ＬＬギヤ６２はリングホルダ８０に常に噛合している。
【００５３】
体重センサ４の検出体重が中位のときには、車両衝突時にアクチュエータ９６が作動せず、キーリング７０ＡとＨＬギヤ６０とが連動したＨＬモードの下で大径部６６のみが捻られる。
【００５４】
検出体重が小さいときには車両衝突時にアクチュエータ９６がプランジャ９８を一段だけ突出させ、ピン９０でキーリング７０Ａを押圧し、第９図の２点鎖線７０’Ａで示されるようにキーリング７０Ａを図の右方に移動させ、内歯７６ＡとＨＬギヤ６０との噛合を解除させる。これにより、スプール２０はリングホルダ８０及びＬＬギヤ６２のみを介してトーションバー２４と連動することになり、小径部６８が捻られるＬＬモードとなる。
【００５５】
体重センサ４で検出される乗員の体重が１００ｋｇ以上のときには、アクチュエータ９６がプランジャ９８を２段に突出させ、プランジャ９８をロックギヤ８６の外歯に噛合させる。これにより、第３図と同じく、スプール２０がフレーム１０に対し直接的に係止され、スプール２０の回転が阻止されたＳＬモードとなる。
【００５６】
第１０〜１５図を参照して別の実施の形態について説明する。第１０図はリトラクタのＬＬモードにおける全体断面図、第１１、１２図は第１０図のXI−XI線、XII−XII線に沿う断面図であり、第１３図はＨＬモードの作動図、第１４図はＳＬモードの作動図である。第１５図はピンプッシャの斜視図である。なお、第１０図は第１２図のＸ−Ｘ線に沿う断面図を示している。
【００５７】
スプール２０Ａ内にはトーションバー２４Ａと同軸的にトーションパイプ１１０とロックパイプ１２０とが配置されている。各パイプ１１０、１２０の図の右端側はパウルホルダ５８に対し回転不能に固定されている。各パイプ１１０、１２０の図の左端側の内周には周方向に間隔をおいて複数個（図では４個）の溝１１２、１２２が設けられている。
【００５８】
スプール２０Ａの内孔の左端側には円盤状のピンホルダ１３０が嵌着されている。このピンホルダ１３０は、第１１、１２図の通り外周に凸条１３２が設けられており、この凸条１３２がスプール２０Ａの内孔の内周面に設けられた凹条に係合することにより、該ピンホルダ１３０はスプール２０Ａに対し周方向回転不能に取り付けられている。
【００５９】
このピンホルダ１３０の中心孔にもスプラインが設けられており、このスプラインがトーションバー２４Ａの左端側の外周のスプライン１３４に係合することにより、該ピンホルダ１３０はトーションバー２４Ａに対しても周方向に回転不能に取り付けられている。なお、このピンホルダ１３０はフレーム１０の側壁部１０ｂのスプール枢支孔１８に嵌合している。
【００６０】
このピンホルダ１３０にはアウターピン１３６及びインナーピン１３８が４本ずつ進退自在に保持されている。４本のアウターピン１３６はピンホルダ１３０の中心に対し等半径位（半径ｒ1）にて配置され、４本のインナーピン１３８はピンホルダ１３０の中心に対し等半径位（半径ｒ2。なお、ｒ1、ｒ2は図中に図示なし。）にて配置されている。第１２図に明示の通り、ピン１３６はピン１３８よりも外周側に配置されている。即ち、ｒ1＞ｒ2である。
【００６１】
各ピン１３６はトーションパイプ１１０とロックパイプ１２０との間に進出して溝１２２に係合しうるように配置され、各ピン１３８はトーションパイプ１１０とトーションバー２４Ａの外周面とのあいだに進出して溝１１２に係合しうるように配置されている。
【００６２】
ピンホルダ１３０の外側面に対峙してピンプッシャ１４０、１５０が配置され、それぞれアクチュエータ１６０、１６２によってピンホルダ１３０に接近移動可能とされている。
【００６３】
第１５図の通り、ピンプッシャ１４０は外周部１４２によってアウターピン１３６を押すように配置され、ピンプッシャ１５０は、外周部１５２によってインナーピン１３８を押圧するように配置されている。
【００６４】
ピンプッシャ１４０は一対の脚片１４４、１４６と該脚片１４４、１４６の間に設けられた開口１４８とを有している。ピンプッシャ１５０は該開口１４８に挿通された脚片１５４を有している。脚片１４４、１４６がピンプッシャ１４０の押圧用のアクチュエータ１６０に連結され、脚片１５４がピンプッシャ１５０の押圧用のアクチュエータ１６２に連結されている。
【００６５】
アクチュエータ１６０、１６２はそれぞれ制御回路５からの信号によって作動する。このアクチュエータ１６０、１６２としてはインフレータと同様に推薬によって作動するものの他ソレノイドなどを用いることができる。なお、ピンプッシャ１４０、１５０に設けられた中心孔１４９、１５９に対しトーションバー２４Ａの左端側が挿通されている。このトーションバー２４Ａの左端側は、フレーム１０の側壁部１０ｂの外側に配置されたゼンマイバネユニットに連結される。
【００６６】
このリトラクタのその他の構成は前記の実施の形態と同様であり、同一符号は同一部分を示している。
【００６７】
このように構成された第１０〜１５図のリトラクタの作動についてモード毎に次に説明する。
【００６８】
〈乗員の体重が小さいＬＬモードの場合〉
この場合は、第１０図の状態にあり、ピンプッシャ１４０、１５０はいずれも後退し、ピン１３６、１３８は溝１１２、１２２に係合していない。ピンホルダ１３０はスプール２０Ａ及びトーションバー２４Ａの双方に回転不能に連結されている。
【００６９】
従って、車両衝突時にパウルホルダ５８のパウル３４がフレーム１０の側壁部１０ａの内歯付き開口１６に噛合しトーションバー２４Ａがロックした場合、スプール２０Ａに加えられるシートベルト引き出し力によってトーションバー２４Ａが捻れ、シートベルトが捻り抗力に抗して引き出され、乗員に対する衝撃が吸収される。この場合、トーションバー２４Ａのみが捻られるため、シートベルト２４Ａに加えられる張力は比較的小さい。
【００７０】
〈乗員の体重が大きいＨＬモードの場合〉
この場合は、第１３図のようにアクチュエータ１６２のみが作動し、ピンプッシャ１５０のみが前進しインナーピン１３８のみがトーションバー２４Ａとトーションパイプ１１０の内周との間に押し込まれる。このインナーピン１３８はトーションパイプ１１０の溝１１２に係合する。
【００７１】
従って、トーションバー２４Ａがパウル３４によってロックし、スプール２０Ａからシートベルトが引き出されるときには、トーションバー２４Ａとトーションパイプ１１０の双方が捻られる。このときの捻りに対する抗力はトーションバー２４Ａのみが捻られるＬＬモードの場合に比べて大きく、シートベルトに加えられる張力も大きなものとなる。このため、体重の大きな乗員の前方移動量も所定範囲内に納まる。
【００７２】
〈乗員の体重がきわめて大きいＳＬモードの場合〉
この場合には、第１４図の如くアクチュエータ１６０、１６２の双方が作動し、ピンプッシャ１４０、１５０の双方が前進し、ピン１３６、１３８がそれぞれ前進する。インナーピン１３８は溝１１２に係合し、アウターピン１３６はロックパイプ１２０の溝１２２に係合する。このロックパイプ１２０の剛性はきわめて高いものであり、パウルホルダ５８がパウル３４によってロックされた状態でスプール２０Ａからシートベルトが引き出されようとしてもスプール２０Ａは回転しない。
【００７３】
従って、シートベルトはスプール２０Ａに巻き付いたシートベルトの巻き締まりによるわずかの長さだけ引き出される。このため、きわめて体重の大きい乗員であっても、前方への身体移動量を所定範囲に納めることができる。
【００７４】
第１６〜１８図を参照してさらに別の実施の形態について説明する。
【００７５】
この実施の形態にあっては、ピン及びピンホルダの代りにクラッチリング１７０、１８０とクラッチホルダ１９０とを用いる。各リング１７０、１８０には、前縁側に歯部１７２、１８２が設けられ、後縁側に脚片１７４、１８４が設けられている。クラッチリング１７０はクラッチリング１８０よりも小径であり、該クラッチリング１８０内に配置されている。
【００７６】
クラッチリング１７０の歯部１７２は、トーションパイプ１１０の後端に設けられ歯部１１９に係合可能であり、リング１８０の歯部１８２は、ロックパイプ１２０の後端に設けられ歯部１２９に係合可能である。
【００７７】
クラッチホルダ１９０は底部１９２を有した有底円筒状であり、この底部１９２には上記の脚片１７４、１８４が挿通される開口１９４、１９６とスプライン付きの中心孔１９８とが設けられている。この中心孔１９８のスプラインはトーションバー２４Ａのスプライン１３４と係合しており、クラッチホルダ１９０はトーションバー２４Ａに回転不能に取り付けられている。
【００７８】
クラッチホルダ１９０の外周には凸条１９９が設けられており、この凸条１９９がスプール２０Ａ（第１６〜１８図では図示略）の内孔２２のスプラインに係合し、これによってクラッチホルダ１９０がスプール２０Ａに回転不能に取り付けられている。
【００７９】
このリトラクタのその他の構成は第１０〜１５図のリトラクタと同一である。
【００８０】
このように構成された第１６〜１８図のリトラクタの作動についてモード別に次に説明する。
【００８１】
〈乗員の体重が小さいＬＬモードの場合〉
この場合、アクチュエータ１６０、１６２のいずれも作動せず、スプール２０Ａはクラッチホルダ１９０を介してトーションバー２４Ａにのみ連結された状態となる。従って、トーションバー２４Ａがパウル３４によってロックされたときのトーションバー２４Ａの捻り効力は比較的小さく、シートベルトに加えられる張力も小さい。
【００８２】
〈乗員の体重が大きいＨＬモードの場合〉
この場合、アクチュエータ１６２のみが作動し、プッシャ１５０が前進しクラッチリング１７０が前進し、その歯部１７２がトーションバー１１０の歯部１１９に噛合する。このため、トーションバー２４Ａとトーションバー１１０とが捻られることになり、捻り効力が大きく、シートベルトに加えられる張力も大きい。
【００８３】
〈乗員の体重がきわめて大きいＳＬモードの場合〉
この場合は、アクチュエータ１６０、１６２の双方が作動し、プッシャ１４０、１５０の双方が前進し、クラッチリング１７０、１８０の歯部１７２、１８２がそれぞれトーションパイプ１１０の歯部１１９とロックパイプ１２０の歯部１２９に噛合する。このため、パウル３４によってトーションバー２４Ａがロックされた場合、スプール２０Ａはロックパイプ１２０によって回転が阻止される。
【００８４】
第１９〜２２図を参照してさらに別の実施の形態に係るリトラクタについて説明する。
【００８５】
このリトラクタのスプール２０Ｂの内孔には、両端面に軸受板２００、２１０が設けられており、軸受板２００には素孔２０２、２０４が設けられ、軸受板２１０には中心部及び非中心部にそれぞれスプライン付きの孔２１２、２１４が設けられている。なお、軸受板２１０はスプール２０Ｂに一体に設けられている。
【００８６】
孔２０２、２１２にトーションバー２４Ｂが挿通されている。このトーションバー２４Ｂの第１９図の右端側の六角部２６にはパウルホルダ５８が装着され、該パウルホルダ５８にフレーム１０の内歯付き開口１６に係合可能なパウル３４が配設されている。
【００８７】
トーションバー２４Ｂにはギヤ２２２と、前記孔２１２に係合したスプライン２２４と、プッシュプレート２２６のスプライン付き中心孔２２６ａが係合したスプライン２２８とが設けられている。スプライン２２４とスプライン付き孔２１２とが係合することにより、スプール２０Ｂは常にトーションバー２４Ｂと一体に回転しうるようになっている。
【００８８】
プッシュプレート２２６は、スプライン２２８に沿ってトーションバー２４Ｂの軸心線と平行方向に移動可能になっている。このプッシュプレート２２６の外周には歯部２２６ｂが設けられている。
【００８９】
このプッシュプレート２２６を第１９図の右方向に移動させるためのプランジャ２３２を有したアクチュエータ２３０がフレーム側壁部１０ｂに設けられている。このアクチュエータ２３０には、プッシュプレート２２６の歯部２２６ｂに係合しうるプランジャ２３４が設けられている。
【００９０】
スプール２０Ｂ内には、前記トーションバー２４Ｂと平行に第２のトーションバー２４０が配置されている。このトーションバー２４０の右端は前記軸受板２００の素孔２０４に回転自在に挿入されている。トーションバー２４０のこの右端近傍にはトーションバー２４Ｂのギヤ２２２と噛合しうるギヤ２４２が設けられている。
【００９１】
トーションバー２４０の第１９図の左端側にはスプライン２４４が設けられ、前記軸受板２１０のスプライン付きの孔２１４に係合している。従って、トーションバー２４０の左端側はスプール２０Ｂと一体の軸受板２１０に対し回転不能に支持されている。この２４０の左端側は軸受板２１０から突出しており、前記プッシュプレート２２６によって押圧されるよう構成されている。
【００９２】
なお、図示はしないが、ギヤ２４２と軸受板２００との間にはスプリングが配置され、トーションバー２４０を第１９図の左方へ付勢しており、アクチュエータ２３０のプランジャ２３２が突出しない限りギヤ２４２、２２２は噛合しないよう構成されている。
【００９３】
このリトラクタのその他の構成は、第１〜１８図のリトラクタと同一である。
【００９４】
このように構成された第１９〜２２図のリトラクタの作動についてモード別に次に説明する。
【００９５】
〈乗員の体重が小さいＬＬモードの場合〉
この場合、アクチュエータ２３０は作動せず、プランジャ２３２、２３４のいずれも後退したままとなっている。この場合、スプール２０Ｂは軸受板２１０及びスプライン２２４を介してトーションバー２４Ｂのみに連結された状態になる。従って、トーションバー２４Ｂがパウル３４によってロックされたときのトーションバー２４Ｂの捻り抗力は比較的小さく、シートベルトに加えられる張力も小さい。
【００９６】
〈乗員の体重が大きいＨＬモードの場合〉
この場合、第２１図の通りアクチュエータ２３０はプランジャ２３２のみを突出させるように作動し、プッシュプレート２２６が前進し、トーションバー２４０が右方に移動し、そのギヤ２４２がトーションバー２４Ｂのギヤ２２２に噛合する。このためトーションバー２４Ｂがパウル３４によってロックされた場合、トーションバー２４Ｂとトーションバー２４０とが捻られることになり、捻り抗力が大きく、シートベルトに加えられる張力も大きい。
【００９７】
〈乗員の体重がきわめて大きいＳＬモードの場合〉
この場合は、第２２図の通りアクチュエータ２３０はプランジャ２３２、２３４の双方を突出作動させる。これによりギヤ２４２、２２２が噛合すると共に、プランジャ２３４がプッシュプレート２２６の歯部２２６ｂに噛合する。このため、パウル３４によってトーションバー２４Ｂがロックされた場合、スプール２０Ｂは側壁部１０ｂに直接的に係止され、回転が阻止される。
【００９８】
第２３〜２４図を参照してさらに別の実施の形態に係るリトラクタについて説明する。
【００９９】
このリトラクタのスプール２０Ｃの内孔には第２３図の左端面に軸受板２５０が設けられており、この軸受板２５０にはスプライン付きの孔２５２が設けられている。なお、軸受板２５０はスプール２０Ｃと一体に設けられている。
【０１００】
孔２５２にトーションバー２４Ｃが挿通され、トーションバー２４Ｃに設けられたスプライン２５１が係合している。このトーションバー２４Ｃの第２３図の右端側の六角部２６にはパウルホルダ５８が設けられ、内歯付き開口１６に係合可能なパウル３４が配設されている。トーションバー２４Ｃの第２３図左端側は、フレーム１０の側壁部１０ｂから突出しており、この部分にギヤ２５２が固着されている。
【０１０１】
フレーム１０の側壁部１０ａ、１０ｂ間には別のトーションバー２６０が架け渡されている。このトーションバー２６０の右端側は、固定部材２６２によって側壁部１０ａに固定されている。トーションバー２６０の左端側は、側壁部１０ｂの開口（素孔）２６４に挿通されている。トーションバー２６０の左端にはギヤ２６６が固着されている。
【０１０２】
フレーム側壁部１０ｂの外面にはアクチュエータ２７０が固着され、プランジャ２７２、２７４が突出可能とされている。プランジャ２７２にはインターギヤ２８０が取り付けられている。このインターギヤ２８０は、プランジャ２７２が後退しているときにはギヤ２６６にのみ噛合しており、プランジャ２７２が突出しているときにはギヤ２６６、２５２の双方に噛合する。
【０１０３】
プランジャ２７４は、突出作動した時にギヤ２５２に噛合してトーションバー２４Ｃをロック可能としている。
【０１０４】
このリトラクタのその他の構成は前記のリトラクタと同一である。
【０１０５】
このように構成された第２３〜２４図のリトラクタの作動についてモード別に次に説明する。
【０１０６】
〈乗員の体重が小さいＬＬモードの場合〉
この場合、アクチュエータ２７０は作動せず、プランジャ２７２、２７４はいずれも後退している。この状態にあっては、スプール２０Ｃはスプライン２５１を介してトーションバー２４Ｃにのみ連結された状態となる。従って、トーションバー２４Ｃがパウル３４によってロックされたときのトーションバー２４Ｃの捻り抗力は比較的小さく、シートベルトに加えられる張力も小さい。
【０１０７】
〈乗員の体重が大きいＨＬモードの場合〉
この場合、アクチュエータ２７０はプランジャ２７２のみを突出作動させる。これによりインターギヤ２８０が前進し、ギヤ２６６に噛合する。このため、トーションバー２４Ｃがパウル３４によってロックされた場合、トーションバー２４Ｃとトーションバー２６０とが捻られることになり、捻り抗力が大きく、シートベルトに加えられる張力も大きい。
【０１０８】
〈乗員の体重がきわめて大きいＳＬモードの場合〉
この場合は、アクチュエータ２７０がプランジャ２７２、２７４の双方を突出作動させ、インターギヤ２８０がギヤ２６６、２５２に噛合すると共に、プランジャ２７４がギヤ２５２に噛合する。このため、パウル３４によってトーションバー２４Ｃがロックされた場合、スプール２０Ｃはギヤ２５２及びプランジャ２７４によって回転が阻止される。
【０１０９】
ところで、車両の衝突が検知されたときにプリテンショナによってシートベルトを所定長さだけ急速に巻き取ってシートベルトで乗員を強く拘束するプリテンショナ付きのシートベルトリトラクタが従来より用いられている。
【０１１０】
このプリテンショナは、シートベルトリトラクタのリールから突設された被動軸を駆動装置によって回転駆動することにより該リールをシートベルト巻取方向に回転させる。
【０１１１】
本発明のシートベルト装置は、このプリテンショナ機構を組み込んであっても良い。この場合、乗員の体重が小さいとき（前記ＬＬモードのとき）に比べ、この体重が多いとき（前記ＨＬモード又はＳＬモード）のときにプリテンショナによる巻き取り力を強くするよう構成しても良い。プリテンショナのシートベルトの引き取り強さ又は長さを大きくとると、車両の衝突時に乗員の上半身を座席のシートバッグに強く引き付けることができる。
【０１１２】
車両が衝突した場合、乗員の上半身は前方へ投げ出されようとする。シートベルトを装着していると、この上半身の前方への移動が制限される。シートベルト装置が本発明の衝撃吸収機構を備えているときには、シートベルトは所定の張力を保ったまま引き出され、乗員に加えられる衝撃が緩和される。
【０１１３】
体重が多い乗員の場合、体重が少ない乗員に比べ車両の衝突速度が等しいときでも、上半身の前方へ向かう慣性力が大きく、それだけ上半身が前方へ大きく移動する。そこで、体重が多い乗員の場合にプリテンショナの引き取り強さ又は長さを体重が少ない乗員の場合に比べて大きくすることにより、衝突事故時における上半身の前方への移動量を制限することができる。
【０１１４】
なお、体重センサの検出体重値が０又は所定値以下のときにはプリテンショナを作動させないようにしても良い。
【０１１５】
上記のプリテンショナの駆動装置としては、衝突発生を検知して火薬を点火し、発生したガス圧によって回転トルクを発生させるようにしたものがある（例えば米国特許第５，４５１，００８号、ドイツ特許公開公報第４，４４４，７７５号、実開平７−５９９２号）。このようにプリテンショナがガス発生手段を駆動動力源とするものであるときには、そのガス発生量を調節することによりプリテンショナの巻き取り強さを調節できる。この場合、ガス発生器を複数個設置し、作動するガス発生器の数を異ならせることにより、ガス発生量を調節できる。さらに、この場合、各ガス発生器のガス発生量を異ならせておくことにより、ガス発生量を多段階にわたって調節できる。
【０１１６】
第２５図は、このようなプリテンショナによるシートベルト巻取力を調節可能としたシートベルト装置の制御システムを示すブロック図である。
【０１１７】
このシートベルトリトラクタ１’にあっては、ガス発生器として小容量の（ガス発生量の少ない）ガス発生器Ａと大容量の（ガス発生量の多い）ガス発生器Ｂとが設けられている。このシートベルトリトラクタ１’のその他の構成は前記リトラクタ１と同一であり、制御回路５はガス発生器Ａ、Ｂにも作動信号を出力可能としている。
【０１１８】
このガス発生器Ａ、Ｂのガス発生量が異なるところから、このプリテンショナは次の３段階にわたってガス発生量を調節可能である。
【０１１９】
ガス発生量  少…ガス発生器Ａのみ作動
ガス発生量  中…ガス発生器Ｂのみ作動
ガス発生量  多…ガス発生器Ａ及びＢが作動
車両の衝突がセンサ６からの信号により検知された場合、体重センサ４の検出体重に応じて次のようなガス発生器Ａ及び／又はＢが作動される。
【０１２０】
体重が検出されない又はきわめて小さいとき…ガス発生器Ａ、Ｂのいずれをも作動させない
体重が少ないとき…ガス発生器Ａのみ作動
体重が中位のとき…ガス発生器Ｂのみ作動
体重が多いとき  …ガス発生器Ａ及びＢを作動
このようにガス発生器Ａ及び／又はＢを制御することにより、体重に応じてプリテンショナの巻き取り強さ及び量を調節することができる。即ち、体重が少ないときの巻き取り強さは小さく長さは短く、体重が中位のときの巻き取り強さ及び長さは中位であり、体重が多いときの巻き取り強さは大きく長さは長いものとなる。
【０１２１】
第２５図の如く、体重センサの検出値に応じてアクチュエータを作動させてシートベルトの衝撃吸収（ＥＡ）度合いを調節すると共に、プリテンショナの巻取力を調節することにより、体重に応じて乗員を保護することが可能となる。
【０１２２】
本発明では、衝突時の衝撃の大きさが大きくなるほどプリテンショナの引き取り強さ又は長さを大きくするように制御しても良い。この衝撃規模は衝突センサ（加速度センサ）６の検出加速度、波形から検出することができる。
【０１２３】
【発明の効果】
以上の通り、本発明のシートベルト装置及び車両によると、衝撃吸収機構によるシートベルト張力が調節可能であるため、例えば乗員の体重等に応じて車両衝突時の衝撃吸収度合いを調節することが可能となる。また、乗員の体重が所定値以上であるときには、衝撃吸収機構によるシートベルトの送り出しが停止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係るシートベルト装置の断面図である。
【図２】図１のシートベルト装置の作動説明図である。
【図３】図１のシートベルト装置の作動説明図である。
【図４】図１のシートベルト装置の分解斜視図である。
【図５】図４の一部の拡大図である
【図６】図１のシートベルト装置を備えた車両内部の側面図である。
【図７】実施の形態に係るシートベルトシステムのブロック図である。
【図８】実施の形態に係るシートベルトシステムのブロック図である。
【図９】実施の形態に係るシートベルト装置の断面図である。
【図１０】実施の形態に係るシートベルト装置の断面図である。
【図１１】図１０のXI−XI線に沿う断面図である。
【図１２】図１０のXII−XII線に沿う断面図である。
【図１３】図１０の装置の作動説明図である。
【図１４】図１０の装置の作動説明図である。
【図１５】図１０の装置の要部分解斜視図である。
【図１６】実施の形態に係るシートベルト装置の要部断面図である。
【図１７】図１６のXVII−XVII線に沿う断面図である。
【図１８】図１６の装置の要部の分解斜視図である。
【図１９】実施の形態に係るシートベルト装置の断面図である。
【図２０】図１９のXX−XX線に沿う断面図である。
【図２１】図１９の装置の作動説明図である。
【図２２】図１９の装置の作動説明図である。
【図２３】実施の形態に係るシートベルト装置の断面図である。
【図２４】図２３の装置の作動説明図である。
【図２５】シートベルト装置の制御システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
１、１’  シートベルトリトラクタ
３  座席
４  体重センサ
５  制御回路
６  衝突センサ
８  エアバック装置
１０  フレーム
２０  スプール
２４  トーションバー
３４  パウル
５８  パウルホルダ
６０  ＨＬギヤ
６２  ＬＬギヤ
６６  大径部
６８  小径部
７０  キーリング
８０  リングホルダ
８６  ロックギヤ
９０  ピン
９８  プランジャ
１１０  トーションパイプ
１２０  ロックパイプ
１３６  アウターピン
１３８  インナーピン
１４０、１５０  プッシャ
１９０  クラッチホルダ
２４０、２６０  トーションバー
【図１】
0003775046.tif 000002
【図２】
0003775046.tif 000003
【図３】
0003775046.tif 000004
【図４】
0003775046.tif 000005
【図５】
0003775046.tif 000006
【図６】
0003775046.tif 000007
【図７】
0003775046.tif 000008
【図８】
0003775046.tif 000009
【図９】
0003775046.tif 000010
【図１０】
0003775046.tif 000011
【図１１】
0003775046.tif 000012
【図１２】
0003775046.tif 000013
【図１３】
0003775046.tif 000014
【図１４】
0003775046.tif 000015
【図１５】
0003775046.tif 000016
【図１６】
0003775046.tif 000017
【図１７】
0003775046.tif 000018
【図１８】
0003775046.tif 000019
【図１９】
0003775046.tif 000020
【図２０】
0003775046.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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