JP5137005B2 - シートベルト用リトラクタ - Google Patents

Description

本発明は、シートベルト用リトラクタに関し、特に、モータを用いる電動アクチュエータを備えたシートベルト用リトラクタに関する。

従来のシートベルト用リトラクタでは、車両の急減速状態をセンサで検出し、モータによってスピンドルを巻取方向に回転させる。そして、衝突の可能性がある場合には、シートベルト（ウェビング）を一定量巻き取って乗員を軽拘束し、また、衝突時には、拘束力を増加させ、乗員を確実に保持する（例えば、特許文献１及び２参照）。

特許文献１及び２に記載のシートベルト用リトラクタでは、電動アクチュエータからの動力をスピンドルに伝達する動力伝達機構において、スピンドル側からの回転が電動アクチュエータに伝わることを防止するため、クラッチが介在されている。

特許文献１に記載のクラッチは、電動アクチュエータの回転が伝達されて回転するギヤホイール及びロータを備えている。ロータには、付勢部材によって常にスピンドルとの係合方向へ付勢されたパウルが支持されており、このパウルは、通常はロータに設けられた保持部材によってスピンドルとの係合解除位置に保持されている。そして、モータの駆動力によりロータが軸線周り一方へ回転すると、保持部材によるパウルの保持が解除され、パウルは付勢部材の付勢力によってスピンドルに係合する。これにより、ロータの回転がスピンドルに伝達されてスピンドルが回転する。一方、ロータが軸線周り他方へ回転すると、保持部材はパウルを付勢部材の付勢力に抗してスピンドルとの係合解除位置に移動させて保持するようになっている。

また、保持部材とパウルとは、ロータが停止した状態で互いの保持状態を維持するように、離間方向に抗力を発生する傾斜面を形成して、クラッチの誤結合を防止している。
特開２００６−１０３６５７号公報 特開２００４−４２７８２号公報

ところで、シートベルト用リトラクタでは、パウルは、トーションスプリングやリーフスプリングによりモータと結合する方向に付勢されて回動する。このため、外部から衝撃が加わると、この衝撃によってパウルへの付勢力が弱まり、作動が遅れて不具合を起こす可能性がある。また、当該クラッチは、部品点数も多く、組立作業が煩雑であるという問題もある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、少ない部品点数で、良好なクラッチ動作を行うことが可能なシートベルト用リトラクタを提供することにある。

本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
（１） シートベルトを巻き取るスピンドルと、
該スピンドルを回転する動力を発生する電動アクチュエータと、
前記電動アクチュエータからの動力を前記スピンドルに伝達可能な動力伝達機構と、
を備えるシートベルト用リトラクタであって、
前記動力伝達機構は、
前記電動アクチュエータの動力を伝達するファイナルギヤに直接、又は間接的に固定され、該ファイナルギヤと一体に回転するピン部材と、
前記スピンドルと共に回転する回転部材の周囲に配置され、一端が前記ピン部材に固定され、他端が回動時に抵抗力を発生するようにケース部材に保持されるフリクションスプリングと、
を有するクラッチを備え、
該クラッチのオフの状態では、前記フリクションスプリングと前記回転部材との間に隙間が確保されており、
該クラッチの動作時に、前記フリクションスプリングが前記ケース部材に対して相対的に回動することで発生する前記抵抗力により、前記フリクションスプリングの半径が前記クラッチの動作前よりも小さくなり、前記ファイナルギヤと前記回転部材とが前記フリクションスプリングを介して一体回転することを特徴とするシートベルト用リトラクタ。

（２） 前記クラッチ動作時に、前記フリクションスプリングは前記回転部材に巻き付く構造であることを特徴とする（１）に記載のシートベルト用リトラクタ。

（３） 前記フリクションスプリングは、コイルバネであることを特徴とする（１）又は（２）に記載のシートベルト用リトラクタ。

（４） シートベルトを巻き取るスピンドルと、
該スピンドルを回転する動力を発生する電動アクチュエータと、
前記電動アクチュエータからの動力を前記スピンドルに伝達可能な動力伝達機構と、
を備えるシートベルト用リトラクタであって、
前記動力伝達機構は、
前記スピンドルと共に回転する回転部材と、
前記電動アクチュエータの動力を伝達するファイナルギヤに直接、又は間接的に固定され、該ファイナルギヤと一体に回転するピン部材と、
ケース部材のボス部周面と前記回転部材の周面との間に配置され、一端が前記ピン部材に固定され、他端が回動時に抵抗力を発生するように前記ケース部材に保持されるフリクションスプリングと、
を有するクラッチを備え、
該クラッチのオフの状態では、前記フリクションスプリングと前記回転部材との間に隙間が確保されており、
該クラッチの動作時に、前記フリクションスプリングが前記ケース部材に対して相対的に回動することで発生する前記抵抗力により、前記フリクションスプリングの半径が前記クラッチの動作前の半径から変更され、前記フリクションスプリングが前記回転部材の周面と係合して、前記ファイナルギヤと前記回転部材とが前記フリクションスプリングを介して一体回転することを特徴とするシートベルト用リトラクタ。

本発明のシートベルト用リトラクタによれば、クラッチは、スピンドルと共に回転する回転部材の周囲に配置され、一端がピン部材に固定され、他端が回動時に抵抗力を発生するようにケース部材に保持されるフリクションスプリングを有し、クラッチ動作時に、フリクションスプリングがケース部材に対して相対的に回動することで発生する抵抗力により、フリクションスプリングの半径がクラッチ動作前よりも小さくなる。これにより、従来のパウルが不要となり、少ない部品点数で、良好なクラッチ動作を行うことが可能である。

また、本発明のシートベルト用リトラクタによれば、クラッチは、ケース部材のボス部周面と回転部材の周面との間に配置され、一端がピン部材に固定され、他端が回動時に抵抗力を発生するようにケース部材に保持されるフリクションスプリングと、を有し、クラッチの動作時に、フリクションスプリングがケース部材に対して相対的に回動することで発生する抵抗力により、フリクションスプリングの半径がクラッチの動作前の半径から変更され、フリクションスプリングが回転部材の周面と係合する。これによっても、従来のパウルが不要となり、少ない部品点数で、良好なクラッチ動作を行うことが可能である。

次に、本発明の一実施形態にかかるシートベルト用リトラクタについて図面を参照して詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態のシートベルト用リトラクタ１０は、シートベルト（図示せず）を巻き取るスピンドル１２と、スピンドル１２をシートベルトの巻き取り方向へ付勢する巻き取りバネ装置１３と、加速度センサ（図示せず）によって検出される加速度に応じてシートベルトの引出動作をロックするロック機構１４と、スピンドル１２を回転させる動力を発生する電動アクチュエータであるモータ３４と、モータ３４からの動力をスピンドル１２に伝達可能な動力伝達機構１７と、を有している。

スピンドル１２は、両端が支持フレーム１１によって回転可能に支持されている。また、スピンドル１２内には、エネルギー吸収機構を構成するトーションバー（図示せず）が設けられている。

また、支持フレーム１１の図中左側面には、ベアリングリング２４を介して、ケース部材であるロアカバー２５及びアッパーカバー５３がねじ２７によって取り付けられている。ロアカバー２５とそれに取り付けられるアッパーカバー５３との間には、動力伝達機構１７が収容される空間が形成される。

ロアカバー２５の下部、すなわち支持フレーム１１の下方位置には、モータアセンブリ１６が取り付けられている。モータアセンブリ１６は、リアキャップ３１、プリント基板３２、リアケース３３、モータ３４、Ｏ−リング３７、第１ギヤ３５、及びフロントケース３６から構成されている。なお、第１ギヤ３５はモータ３４の回転軸に取り付けられており、ロアカバー２５の内部に挿入されて、動力伝達機構１７に設けられているトルクリミッター機構１９の第２ギヤ５４と噛合する。

トルクリミッター機構１９は、第４ギヤ５８と噛合する第３小ギヤ５９と、第３小ギヤ５９に一体回転可能に取り付けられるスプリングホルダ５５と、スプリングホルダ５５に保持される複数のリミットスプリング５６と、第３小ギヤ５９と同軸に配置され、第２ギヤ５４と噛合する第３大ギヤ５７と、を有している。リミットスプリング５６は、スプリングホルダ５５に保持された状態で、一端部を第３大ギヤ５７の内周面に形成された凹凸面（図示せず）に係合させ、弾性変形することで第３大ギヤ５７の第３小ギヤ５９に対する相対回転を許容する。

このため、トルクリミッター機構１９では、通常状態では第３大ギヤ５７と第３小ギヤ５９は、リミットスプリング５６によって相対的な位相が保持されて同一方向に回転する。ここで、モータ３４の駆動による巻き取り時に、プリテンショナー機構１５が作動しないような軽衝突やブレーキングにより、第３大ギヤ５７と第３小ギヤ５９との間に所定値より大きなトルク差が生じた場合、リミットスプリング５６の一端部と第３大ギヤ５７の凹凸面との係合が解除され、弾性変形しながら滑り始める。この結果、モータ３４による過大なトルクの伝達が抑制され、ギヤ歯の破損が防止できるとともに、エネルギー吸収動作時における拘束性能への影響を低減することができる。なお、本実施形態では、第１ギヤ３５、第２ギヤ５４、第３小ギヤ５９、第３大ギヤ５７、第４ギヤ５８、後述のファイナルギヤ４７によってギヤアッセンブリを構成している。

さらに、ロアカバー２５とアッパーカバー５３間の上部には、動力伝達機構１７を構成するクラッチ５２が収容されている。クラッチ５２は、フリクションスプリング４２、プレート部材であるリングプレート４６、ファイナルギヤ４７、ピン部材４８、回転部材であるラッチリング５０、及びブッシュ５１とから構成される。

ラッチリング５０は、スピンドル１２に一体的に取り付けられるジョイント２２と内歯（図示せず）にて結合されてスピンドル１２と一体に回転し、また、フリクションスプリング４２の内周面と対向し、フリクションスプリング４２が縮径することで接触して係合する外周面５０ａを有する（図３参照。）。

ファイナルギヤ４７は、ラッチリング５０と同軸に配置され、モータ３４の回転軸とギヤ結合する。また、リングプレート４６は、ファイナルギヤ４７に取り付けられ、ファイナルギヤ４７と一体回転する。ピン部材４８は、リングプレート４６に形成されたピン孔４６ａ内に挿入固定され、ファイナルギヤ４７と一体に回転する。なお、ピン部材４８は、本実施形態のようにリングプレート４６を介して間接的にファイナルギヤ４７に固定されてもよいし、ファイナルギヤ４７に直接固定されてもよい。

フリクションスプリング４２は、ステンレス鋼線（本実施形態では、ＳＵＳ３０４−ＷＰＢ）等からなるコイルばねであり、一端４２ａが折り曲げられてピン部材４８に固定され、他端４２ｂがロアカバー２５に形成されたボス部２５ａの内周面に保持される。このフリクションスプリング４２の他端４２ｂは、フリー状態において、その胴部４２ｃが形成する円部分より外側に位置するように広がっており、ボス部２５ａの内周面内に巻締めて収容されることで、回動時に抵抗力を発生する。また、このクラッチオフの状態では、フリクションスプリング４２の胴部内周面とラッチリング５０の外周面５０ａとの間に隙間（本実施形態では、０．８ｍｍ）が確保されており、ベルトの巻き取り時にクラッチ５２の構成要素は影響を及ぼさない。なお、ロアカバー２５のボス部２５ａは、ケース側面から軸方向に突出し、ジョイント２２が貫通する中心孔２５ｂと同心に形成される。

したがって、フリクションスプリング４２は、ファイナルギヤ４７がシートベルト巻き取り方向に回転し始めから所定の角度範囲（本実施形態では、９°）まで回転する間は、ファイナルギヤ側のピン部材４８に固定された一端４２ａが巻き取り方向に移動することで、胴部４２ｃの所定半径が徐々に縮径し、胴部外周面がボス部２５ａの内周面から離間して、ラッチリング５０の外周面５０ａに巻き付けられるように構成されている。

そして、ファイナルギヤ４７が所定の角度範囲以上シートベルト巻き取り方向に回転すると、フリクションスプリング４２が縮径してラッチリング５０の外周面５０ａに巻き付いた状態で、ファイナルギヤ４７とラッチリング５０がフリクションスプリング４２を介して一体回転する。

次に、本実施形態のシートベルト用リトラクタ１０の作動について説明する。図示しない監視センサ等によって衝突の可能性が検出されると、図示しないＥＣＵによって衝突前にモータ３４を駆動して、動力伝達機構１７を介してスピンドル１２を回転させてシートベルトを巻き取る。また、衝突の可能性がなくなると、モータ３４を逆転させて、衝突前の状態に戻す。

ここで、クラッチ５２の作動について図３及び図４を参照して説明する。
まず、図３に示すように、モータ３４による巻き取りが行なわれていない場合は、フリクションスプリング４２は、ケース部材２５のボス部２５ａの内周面内に巻締めて保持され、ラッチリング５０から遠ざかった位置にあり、ラッチリング５０とフリクションスプリング４２とは非係合である。このため、スピンドル１１と一体のラッチリング５０のみ回転可能となり、シートベルトの通常の巻き取り及び引き出しが可能である。

図４に示すように、モータ３４が所定の角度だけ（本実施形態では、９°）巻き取り側に回転すると、モータ３４の回転軸にギヤ結合しているファイナルギヤ４７が反時計方向へ回転する。この際、ファイナルギヤ４７に固定されたピン部材４８に支持されたフリクションスプリング４２の一端４２ａも反時計方向へ回転するため、フリクションスプリング４２の胴部４２ｃの半径が弾性変形によってクラッチ動作前の所定の半径より小さくなり、ラッチリング５０の外周面５０ａに巻き付く。

そして、ファイナルギヤ４７がシートベルト巻き取り方向に所定の角度を越えてさらに回転すると、フリクションスプリング４２がラッチリング５０の外周面５０ａに巻き付いた状態で、ファイナルギヤ４７とラッチリング５０とを一体回転させ、モータ３４からの動力がスピンドル１２に伝達される。

なお、モータ３４が解除側に回転した場合には、ファイナルギヤ４７が時計回りに回転する。その場合、ピン部材４８に固定されたフリクションスプリング４２の一端も時計回りに戻り分のみ移動し、ラッチリング５０の外周面５０ａから離れて、ロアカバー２５のボス部２５ａの内周面に保持される。

以上、説明したシートベルト用リトラクタ１０によれば、クラッチ５２は、モータ３４の動力を伝達するファイナルギヤ４７に直接、又は間接的に固定され、ファイナルギヤ４７と一体に回転するピン部材４８と、スピンドル１２と共に回転するラッチリング５０の周囲に配置され、一端４２ａがピン部材４８に固定され、他端４２ｂが回動時に抵抗力を発生するようにロアカバー２５に保持されるフリクションスプリング４２と、を有する。そして、クラッチ５２の動作時に、フリクションスプリング４２がロアカバー２５に対して相対的に回動することで発生する抵抗力により、フリクションスプリング４２の半径がクラッチの動作前の所定の半径よりも小さくなる。これにより、フリクションスプリング４２がラッチリング５０の外周面５０ａに係合し、従来のパウルを設けずにフリクションスプリング４２を介してスピンドル１２にモータ３４の動力を伝達することができ、少ない部品点数で、良好なクラッチ動作を行うことが可能である。

また、クラッチ動作時に、フリクションスプリング４２はラッチリング５０に巻き付く構造であるので、クラッチ動作時に、より簡単な構造でスピンドル１２にモータ３４の動力を伝達することができる。

以上に説明したシートベルト用リトラクタは、本発明の好ましい例であって、これ以外の実施態様も、各種の方法で実施又は遂行できる。特に本願明細書中に限定される主旨の記載がない限り、この発明は、添付図面に示した詳細な部品の形状、大きさ、および構成配置等に制約されるものではない。また、本願明細書の中に用いられた表現および用語は、説明を目的としたもので、特に限定される主旨の記載がない限り、それに限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、フリクションスプリング４２は、ロアカバー２５のボス部２５ａの内周面に保持され、クラッチ動作時に縮径して、ラッチリング５０の外周面に巻きつけられる構造としているが、これに限定されるものでなく、ロアカバー２５のボス部２５ａ周面とラッチリング５０の周面との間に配置され、一端４２ａがピン部材４８に固定され、他端４２ｂが回動時に抵抗力を発生するようにロアカバー２５に保持され、クラッチの動作時に、フリクションスプリング４２がロアカバー２５に対して相対的に回動することで発生する抵抗力により、フリクションスプリング４２の半径がクラッチの動作前の半径から変更され、フリクションスプリング４２がラッチリング５０の周面と係合するものであればよい。

即ち、図５及び図６に示す変形例のように、フリクションスプリング４２´は、ロアカバー２５のボス部２５ａの外周面とラッチリング５０の内周面５０ｂとの間に配置され、一端４２ａがピン部材４８に固定され、他端４２ｂが回動時に抵抗力を発生するようにロアカバー２５のボス部２５ａの外周面に保持される。そして、クラッチ５２の動作時に、フリクションスプリング４２がロアカバー２５に対して相対的に回動することで発生する抵抗力により、フリクションスプリング４２の半径がクラッチ５２の動作前より大きくなり、フリクションスプリング４２がラッチリング５０の内周面５０ｂに張り付いて係合する。また、フリクションスプリング４２をより確実に拡径するために、端部に錘を取り付けたり、或いは、滑りを防止する手段を設けてもよい。

本発明にかかるシートベルト用リトラクタの分解斜視図である。 図１のギヤケース内の構成を示す断面図である。 モータからの動力を伝達するクラッチの非係合状態を説明するための図である。 モータからの動力を伝達するクラッチの係合状態を説明するための図である。 本発明の変形例にかかるシートベルト用リトラクタにおいて、モータからの動力を伝達するクラッチの非係合状態を説明するための図である。 図５のシートベルト用リトラクタにおいて、モータからの動力を伝達するクラッチの係合状態を説明するための図である。

符号の説明

１０ シートベルト用リトラクタ
１２ スピンドル
１７ 動力伝達機構
３４ モータ（電動アクチュエータ）
４２ フリクションスプリング
４６ リングプレート（プレート部材）
４８ ピン部材
５０ ラッチリング（回転部材）
５０ａ 外周面
５２ クラッチ

Claims (4)

1. シートベルトを巻き取るスピンドルと、
   該スピンドルを回転する動力を発生する電動アクチュエータと、
   前記電動アクチュエータからの動力を前記スピンドルに伝達可能な動力伝達機構と、
   を備えるシートベルト用リトラクタであって、
   前記動力伝達機構は、
   前記電動アクチュエータの動力を伝達するファイナルギヤに直接、又は間接的に固定され、該ファイナルギヤと一体に回転するピン部材と、
   前記スピンドルと共に回転する回転部材の周囲に配置され、一端が前記ピン部材に固定され、他端が回動時に抵抗力を発生するようにケース部材に保持されるフリクションスプリングと、
   を有するクラッチを備え、
   該クラッチのオフの状態では、前記フリクションスプリングと前記回転部材との間に隙間が確保されており、
   該クラッチの動作時に、前記フリクションスプリングが前記ケース部材に対して相対的に回動することで発生する前記抵抗力により、前記フリクションスプリングの半径が前記クラッチの動作前よりも小さくなり、前記ファイナルギヤと前記回転部材とが前記フリクションスプリングを介して一体回転することを特徴とするシートベルト用リトラクタ。
2. 前記クラッチ動作時に、前記フリクションスプリングは前記回転部材に巻き付く構造であることを特徴とする請求項１に記載のシートベルト用リトラクタ。
3. 前記フリクションスプリングは、コイルバネであることを特徴とする請求項１又は２に
   記載のシートベルト用リトラクタ。
4. シートベルトを巻き取るスピンドルと、
   該スピンドルを回転する動力を発生する電動アクチュエータと、
   前記電動アクチュエータからの動力を前記スピンドルに伝達可能な動力伝達機構と、
   を備えるシートベルト用リトラクタであって、
   前記動力伝達機構は、
   前記スピンドルと共に回転する回転部材と、
   前記電動アクチュエータの動力を伝達するファイナルギヤに直接、又は間接的に固定され、該ファイナルギヤと一体に回転するピン部材と、
   ケース部材のボス部周面と前記回転部材の周面との間に配置され、一端が前記ピン部材に固定され、他端が回動時に抵抗力を発生するように前記ケース部材に保持されるフリクションスプリングと、
   を有するクラッチを備え、
   該クラッチのオフの状態では、前記フリクションスプリングと前記回転部材との間に隙間が確保されており、
   該クラッチの動作時に、前記フリクションスプリングが前記ケース部材に対して相対的に回動することで発生する前記抵抗力により、前記フリクションスプリングの半径が前記クラッチの動作前の半径から変更され、前記フリクションスプリングが前記回転部材の周面と係合して、前記ファイナルギヤと前記回転部材とが前記フリクションスプリングを介して一体回転することを特徴とするシートベルト用リトラクタ。

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