JPH085360B2 - ラチェット式逆行防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、車輌用シートベルトなどの巻取収納装置、
或いは衝突事故などに際してシートベルトの緩みを自動
的に巻込むプリローダ装置など回転運動を伴う巻取装置
或いは直線運動を伴う相対移動装置に適用可能な逆行防
止装置に関する。

〈従来の技術〉 例えば自動車の座席には、衝突事故などに際して乗員
が前方に投げ出されることを防止すべく、乗員の移動を
拘束するシートベルトが設けられており、これらシート
ベルトには、通常の運転時の動作は拘束せず、急停止
時、或いは衝突時にのみシートベルトの巻取軸をロック
する緊急時自動ロック装置付リトラクタ装置（以下ELR
装置と略す）が設けられる場合がある。

このELR装置は、衝突時の減速度やシートベルトの急
激な繰り出しを検知して、極めて短時間のうちに巻取軸
をロックする形式のものが一般的であることから、特に
初期状態に於けるシートベルトの緩み量が大きい場合に
は、乗員の拘束力が不十分となることが考えられる。

このような観点に基づき、例えば特公昭53−21574号
公報、或いは実公昭53−25943号公報に衝突時にシート
ベルトの端部を急速に巻込むことによりシートベルトを
緊張させるプリローダ装置が開示されている。そしてこ
れらELR装置、或いはプリローダ装置は、通常はシート
ベルトの巻取、繰り出しが自由に行なえ、緊急時にのみ
ロックを行なう機構として、ラチェットホイールとラチ
ェットポールとからなる逆転防止装置が用いられてい
る。

ところで、車輌用シートベルトのような、ある程度幅
のある帯状物体の巻取軸をロックする際に、比較的大き
なトルクを受け止め、しかも巻取軸に捩れを生じさせな
いようにするには、巻取軸の両端にそれぞれラチェット
機構を設けることが強度上或いは信頼性向上の観点から
好ましいものと考えられる。また、このようなラチェッ
ト機構は、回転運動を伴うものに限らず、直線運動を伴
う巻取或いは引込装置等にも適用可能である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、ラチェットホイールの製造誤差、或い
は巻取軸に対する組付誤差などにより、両側のラチェッ
トホイールとラチェットポールとの係合が均一に行われ
ず、一方のラチェットのみが係合し、他方のラチェット
が未係合の状態となる場合が考えられる。その場合に
は、一方のラチェット機構にのみ荷重が集中し、２組の
ラチェット機構を設ける意味が失われてしまう。

このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の主な目
的は、常に両側のラチェット機構にて確実に荷重を支え
ることのできる逆行防止装置を提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 このような目的は、本発明によれば、第１の共通な部
材に互いに平行に固設された一対のラチェット歯列と、
前記各ラチェット歯列のラチェット歯に係合するべく第
２の共通な部材に設けられた一対のラチェットポールと
を有し、前記両部材間の前記歯列方向に沿う一方向の相
対運動を制限するためのラチェット式逆行防止装置であ
って、前記一対のラチェットポールのうちの一方がこれ
に対応する歯列のラチェット歯間空間に突入可能となる
歯列方向位置は、他方のラチェットポールがこれに対応
する歯列のラチェット歯間空間に突入可能となる歯列方
向位置に対して位相遅れを有し、かつ前記一方のラチェ
ットポールがこれに対応する歯列のラチェット歯に係合
するのに必要な突入量は、前記他方のラチェットポール
がこれに対応する歯列のラチェット歯に係合するのに必
要な突入量よりも小さいことを特徴とするラチェット式
逆行防止装置を提供することにより達成される。

〈作用〉 このようにすれば、位相進み側にある他方のラチェッ
トポールは、これに対応するラチェットポールに対し、
位相遅れ側にある一方のものよりも必ず先に係合可能な
状態になる。しかしながら、係合に必要な突入量は、一
方のラチェットポールよりも他方のラチェットポールの
方が大きいことから、一方のラチェットポールがラチェ
ットホイールとの係合を達成すれば、他方のラチェット
ポールもそのまま対応するラチェットホイールに係合す
るが、一方のラチェットポールがラチェットホイールに
係合し得なければ、他方も同じく係合することは無い。
即ち、遅れ側にある一方のラチェットポールと対応する
ラチェットホイールとの係合が達成されない限り、進み
側にある他方のラチェットポールは対応するラチェット
ホイールに係合し得ない。従って、いずれか一方のラチ
ェットポールのみが対応するラチェット歯に係合する不
都合を回避することができる。

〈実施例〉 以下、本発明の好適実施例を添附の図面を参照して詳
細に説明する。

第１図は本発明が適用されたシートベルト回りの構成
を示しており、車室内のセンタピラー１下部に固設され
たウェビング巻込装置２から上方に引き出されたシート
ベルト３は、センタピラー１の上方に取着されたスルー
リング４を通過した後、下向きに延出され、シート５の
後部側面にその端部６を取着している。そしてシートベ
ルト３のスルーリング４と端部６との間には、タングプ
レート７がシートベルト３に沿って移動自在なように設
けられている。

シート５に着座した乗員が、シートベルト３をウェビ
ング巻込装置２から引き出した後に、タングプレート７
をシートベルト端部６の固着点と反対側のシート側面に
取着されたバックル８に繋着することにより、乗員の肩
から胸、及び腰回りにかけてシートベルト３が掛け渡さ
れる。

第２図に示すように、ウェビング巻込装置２は、通常
使用の際にシートベルト３の巻取、繰り出しを行なうEL
R装置９と、衝突時にシートベルト３の緩みを緊張させ
るための牽引装置10と、牽引装置10に回転力を与える駆
動装置11と、衝突を検出する減速度センサ12とを備えて
いる。

ELR装置９は、内蔵されたばね手段により、シートベ
ルト３を巻取るウェビングドラム13に巻戻し回転力を与
え、同時に急減速時には、シートベルト３の繰り出しを
ラチェット機構により防止し得るようにされている。

駆動装置11は、火薬などの爆発力によりピストン体に
推力を与え、ピストン体に連結されたワイヤを介して牽
引装置10に回転力を与えるものであり、重錘と撃針とか
らなる減速度センサ12の作用により、着火、爆発がなし
得るようにされている。

第３図に良く示されるように、牽引装置10の筐体14
は、金属板を曲げ加工してなり、その内面に一対のラチ
ェットホイール15a、15bが第１の共通な部材としての貫
通軸16により回転自在なように軸支されている。これら
ラチェットホイール15a、15bと貫通軸16とは一体的に結
合しており、また筐体14の外側に突出した貫通軸16の一
方の端部には、プーリ17が固着されている。そしてプー
リ17には、一端を駆動装置11に連結され、他端をプーリ
17の適所に固着されたワイヤ18が懸回されており、前記
した駆動装置11により回転力が与えられるようにされて
いる。

第４図に併せて示すように、両ラチェットホイール15
a、15bの互いに対向する内面の外周側の適所には、概ね
半円形断面をなすクランプカム19が回転自在なように挾
設されている。そしてクランプカム19の下端縁部と貫通
軸16との互いの対向面には、互いに概ね補完的な形状を
なす複数のクランプ溝20a、20bがほぼ全長にわたって形
成されている。

筐体14の下方には、概ね短冊状をなす板材からなる第
２の共通な部材としてのラチェットポール部材21が、両
ラチェットホイール15a、15bの外周に摺接し得るよう
に、貫通軸16に対して平行に延設されている。ラチェッ
トポール部材21は、その両端を筐体14に切設された孔22
内に係合しており、その下縁を支点としてその両端部の
上縁に設けられた一対のラチェットポール25a、25bがラ
チェットホイール15a、15bに向けて接離可能なように傾
動し得るようにされている。またラチェットポール部材
21の両端と筐体14との間には、引張りコイルばね23が張
設されており、常時ラチェットポール部材21の上縁をラ
チェットホイール15a、15bに向けて付勢している（第５
図）。

ラチェットホイール15a、15bの外周部には、第６図及
び第７図に良く示すように、共に鋸歯状をなす第１、第
２ラチェット歯24a、24bがそれぞれ形成されている。こ
れら両ラチェット歯24a、24bは、同様の外径寸法とピッ
チ寸法と歯丈寸法とを有しており、両ラチェット歯24
a、24bの後縁28a、28bの基部は（２組のラチェット歯24
a、24bとラチェットポール25a、25bとが同時に係合した
状態にあると言う意味に於いて）歯列方向に沿って互い
に同位相位置にあり整合しているが、これらの歯の頂点
29a、29b間には、Ｐ寸法で示される位相差が設けられて
いる。本実施例の場合、この位相差は、第１ラチェット
歯24aの刃先角度を、第２ラチェット歯24bの刃先角度に
比してより鋭角とすることにより設けられている。即
ち、両ラチェット歯24a、24bの後縁28a、28bと前縁30
a、30bとの間の角度は、第２ラチェット歯24bの側が大
きな角度（α１＜α２）をなしている。

また、比較的小さな角度（α１）を有する第１ラチェ
ット歯24aに対応する一方のラチェットポールとしての
第１ラチェットポール25aが、第１ラチェット歯24aの後
縁28aの基部に対して概ね補完的な形状を有するのに対
し、比較的大きい角度（α２）を有する第２ラチェット
歯24bに対応する他方のラチェットポールとしての第２
ラチェットポール25bの刃先には、その頂点を切除した
上で、適度な面取部或いはテーパ面26が付されている。

ここで、第１ラチェットポール25aが頂点31aが、第１
ラチェット歯24aの前縁30aを経て、その頂点29aに整合
した時に、第１ラチェットポール25aが僅かでもラチェ
ット歯間空間内に突入すれば、ラチェットポールとラチ
ェット歯との間の係合が達成され、特に第１ラチェット
歯24aの後縁28aが、刃先が鋭角となるようにえぐりこま
れたアンダカット面となっていることから、ラチェット
ポールとラチェット歯との両部分に逆転方向の力が加わ
っても、両部分は完全に係合することとなる。

しかしながら、第２ラチェットポール25bの係合部に
はテーパ面26が設けられていることから、第１ラチェッ
トポール25aの頂点31aが第１ラチェット歯24aの頂点29a
に整合した時でも、第２ラチェットポール25bの頂点31b
は、第２ラチェット歯24bの頂点29bに対して半径方向に
Ｑ寸法により示されるように離隔しており、両部分間の
係合が達成されない。また、ラチェットポール部材21の
傾動等により、第２ラチェットポール25bが第２ラチェ
ット歯24bの歯間空間にやや突入したような場合であっ
ても、両部分間に逆転方向の力が加われば、頂点29bは
テーパ面26上を滑り最終的に完全な係合が達成されな
い。

かくして、第２ラチェットポール25bと第２ラチェッ
ト歯24bとの係合が達成されるのは、第１ラチェットポ
ール25a側の係合が達成されると同時に、第２ラチェッ
トポール25bの頂点31bが、第２ラチェット歯24bの前縁3
0bを経て、第２ラチェット歯24bの頂点29bを越えてラチ
ェット歯間空間内に突入したときである。このようにし
て初めて両ラチェットポールと両ラチェット歯との間の
係合が達成されるので、第１ラチェットポール25a及び
第１ラチェット歯24aの場合よりも、Ｑ寸法で表される
だけ大きな深さをもって第２ラチェットポール25bがラ
チェット歯間空間内に突入しなければ、両ラチェットポ
ールと両ラチェット歯との双方に逆転方向の力が加わっ
た場合に、双方の完全な係合を達成することができな
い。

次に第４図〜第９図を参照して上記実施例の作動要領
について説明する。

本実施例の装置は、通常第４図に示す状態にあり、貫
通軸16及びクランプカム19共にシートベルト３と何ら干
渉せず、シートベルト３は自由に繰り出し巻取が行なわ
れる。

衝突を検知してワイヤ18が矢印Ｐの方向に牽引される
と、プーリ17が矢印Ｂの方向に回動し、クランプカム19
の端縁部19aがシートベルト３に突き当る。これにより
クランプカム19はシートベルト３を押圧しつつ、第８図
に示すように矢印Ｃの方向に傾動し、両クランプ溝20
a、20bの間にシートベルト３を噛み込ませる。この時シ
ートベルト３は、端縁部19aにより矢印Ｄの方向に牽引
される。ワイヤ18は更に牽引され、クランプカム19の端
縁部19aはシートベルト３を更に引き込む（第９図）。

このように比較的大きなトルクが作用する巻込装置に
対するラチェット装置としては、回転軸の片側のみに設
けただけでは偏荷重が作用したり、軸捩りなどが生じ好
ましくない。しかしながら、２組のラチェット機構を設
けた場合でも、単に両ラチェットホイールを同一歯形、
同一位相にて製作した場合には、僅かでも両者の歯の位
置に角度誤差があると、一方のラチェットポールのみし
か係合できない事態が生ずる虞れがあり、つまり両ラチ
ェットホイールとラチェットポール間に１歯分のずれが
生じてしまうことが考えられる。そこで本発明によれ
ば、第６図及び第７図について前記したように、両ラチ
ェット歯24a、24bの形状をやや異なるものとすることに
より、両ラチェット歯24a、24bの頂点29a、29b同士と、
両ラチェットポール25a、25bの頂点31a、31b同士との間
に、相対的な位相差Ｐを設け、かつ係合を達成するのに
必要な両ラチェットポール25a、25bのラチェット歯間空
間への突入量に差Ｑを設けるようにしている。

さて、ラチェットポール部材21は、常に両ラチェット
ホイール15a、15bに向けてばね付勢されていることか
ら、両ラチェットホイール15a、15bの回転に応じて両ラ
チェットポール25a、25bは、両ラチェット歯24a、24bに
対して乗上げと落込みとを繰返す。

両ラチェット歯24a、24bの頂点29a、29b間に周方向に
ついてＰ寸法だけ偏差があることから、第６図及び第７
図の右側の第２ラチェットポール25bの方が先にラチェ
ット歯間空間に落込み可能となるが、第６図及び第７図
の左側の第１ラチェットポール25aが、依然第１ラチェ
ット歯24aの前縁30a上にあることから、実際にはラチェ
ット歯間空間に落込まない。また、例えば、ラチェット
ポール部材21の傾動等により、第１ラチェットポール25
aが先立って第２ラチェットポール25bがラチェット歯間
空間にやや突入するような場合であっても、ここで逆転
トルクがラチェットホイール15a、15bに作用すれば、第
２ラチェット歯24bの先端29bがテーパ面26に当接し、ラ
チェットポール25bが歯間空間から押し出されるため、
第２ラチェット歯24bと第２ラチェットポール25bとは係
合できず、１段手前のラチェット歯にて両ラチェットポ
ール25a、25bが共に係合することとなる。

第１ラチェットポール25aが歯間空間に落込み可能な
位置に到達した時には、第２ラチェットポール25bと第
２ラチェット歯24bとの先端同士の間にはＰ寸法の位相
差があるため、両ラチェットポール25a、25bが容易にラ
チェット歯間空間に落込み、共に完全な係合が可能とな
る。そして両ラチェットホイール15a、15bの互いの歯元
位置の位相が合致していることから、両ラチェットポー
ル25a、25bは確実に両ラチェット歯24a、24bの後縁28
a、28bに係合し、捩りなどを生ずることがない。

尚、上記実施例に於ては、両ラチェット歯24a、24bの
後縁28a、28bの基部を互いに一致させ、両頂点29a、29b
間にＰ寸法で示される位相差を設けるものとしたが、こ
れは、第10図に示すように、歯の頂点29a、29bの位置を
互いに一致させ、両ラチェットポール28a、28bの頂点の
相対位置にＰ寸法の位相差を設けるものとしても良い。

また、テーパ面26についても、対応するラチェット歯
の頂点に施しても良く、更に形状についても上記実施例
に限定されるものではなく、例えば、アール形状とした
り、ラチェットポールのラチェット歯との対向面全体を
切除したり、或いは一方のラチェットホイールの外周全
体を切除したものであっても良い。即ち、一方の歯及び
ポールの頂点同士が合致した時の、他方の歯及びポール
の頂点同士の間に、円周方向及び半径方向についての間
隙が形成されるようにするものであれば同様な効果を得
ることができ、場合によっては、ラチェットポールを僅
かに折曲したり、ラチェット歯の外周側を軸線方向に内
向き、或いは外向きに折曲するなどして上記と同様な間
隙を設けるものとしても、同様な効果を得ることを企図
し得る。

ところで、火薬のように瞬間的に大出力を発生する駆
動源を用いた場合には、起動時の衝撃的なトルクにより
ラチェットポール部材21が弾かれ、逆転防止機能に支障
をきたす虞れがある。そこで本実施例に於ては、ラチェ
ットホイール15a、15bの回転初期段階部分に、ラチェッ
ト歯を設けない円滑部27を形成している。これにより、
起動時にはラチェットポール部材21がラチェットホイー
ル15a、15bの外周面に円滑に沿って運動することがで
き、ラチェットポール部材21のおどりにより逆転防止機
能が損われることを回避し得る。

上記実施例はいずれも本発明を回転運動を伴う巻取機
構に於ける逆転防止装置に適用したものであったが、相
対的な直線運動を行う２つの部分間の逆行防止装置とし
て本発明を応用することもできる。第11図はこのような
実施例を単純化して示すもので、直線的に設けられた２
本のレール32a、32bにはそれぞれラチェット歯33a、33b
が設けられ、ラチェット歯に向けてばね付勢された１対
のラチェットポール35a、35bを有するラチェットポール
部材34が、ラチェット歯に対して接離する向きに傾動自
在に支持されている。

両ラチェット歯33a、33bは、歯元を基準として同位相
に形成されているが、ラチェット歯の頂点36a、36b同士
の間には、その後縁38a、38bのアンダカット形状の違い
によりＰ寸法により示される位相差が設けられている。
また、両ラチェットポール35a、35bは、その先端の尖鋭
度にやや違いがあるものの、いずれも前記実施例に於け
るようなテーパ面を有していない。しかしながら、両ラ
チェット歯33a、33bの歯丈（Ｈ、Ｈ−Ｑ）の間には寸法
Ｑにより示される差が設けられている。従って、前記実
施例と同様に、一方のラチェット機構が他方のラチェッ
ト機構の係合動作に従って係合することから、一方のラ
チェットポールのみがラチェット歯に係合する不都合を
回避することができる。

〈発明の効果〉 このように本発明によれば、製作精度を極度に高めな
くとも、その作動の確実性を確保することが可能とな
り、製作性の向上とラチェット装置の信頼性向上とを達
成する上に大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されたシートベルト回りの全体構
成図である。 第２図はウェビング巻込装置の全体図である。 第３図は本発明の１実施例を一部切除して示す上面図で
ある。 第４図は第３図のIV−IV線に沿う断面図である。 第５図は要部拡大斜視図である。 第６図及び第７図は本実施例のラチェット歯とラチェッ
トポールとの間の関係を示す説明図である。 第８図及び第９図は本実施例の作動経過を示す第４図と
同様な断面図である。 第10図は第２の実施例を示す第６図と同様な説明図であ
る。 第11図は第３の実施例を示す第７図と同様な説明図であ
る。 １……センタピラー、２……ウェビング巻込装置 ３……シートベルト、４……スルーリング ５……シート、６……端部 ７……タングプレート、８……バックル ９……ELR装置、10……牽引装置 11……駆動装置、12……減速度センサ 13……ウェビングドラム 14……筐体 15a、15b……ラチェットホイール 16……貫通軸、17……プーリ 18……ワイヤ、19……クランプカム 19a……端縁部 20a、20b……クランプ溝 21……ラチェットポール部材 22……孔、23……引張りコイルばね 24a、24b……ラチェット歯 25a、25b……ラチェットポール 26……テーパ面、27……円滑部 28a、28b……後縁29a、29b……頂点 30a、30b……前縁31a、31b……頂点 34……ラチェットポール部材 35a、35b……ラチェットポール 36a、36b、37a、37b……頂点 38a、38b……後縁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の共通な部材に互いに平行に固設され
   た一対のラチェット歯列と、前記一対のラチェット歯列
   の各ラチェット歯に係合するべく第２の共通な部材に設
   けられた一対のラチェットポールとを有し、前記両部材
   間の歯列方向に沿う一方向の相対運動を制限するための
   ラチェット式逆行防止装置であって、 前記一対のラチェットポールのうちの一方がこれに対応
   する歯列のラチェット歯間空間に突入可能となる歯列方
   向位置は、他方のラチェットポールがこれに対応する歯
   列のラチェット歯間空間に突入可能となる歯列方向位置
   に対して位相遅れを有し、かつ 前記一方のラチェットポールがこれに対応する歯列のラ
   チェット歯に係合するのに必要な突入量は、前記他方の
   ラチェットポールがこれに対応する歯列のラチェット歯
   に係合するのに必要な突入量よりも小さいことを特徴と
   するラチェット式逆行防止装置。
2. 【請求項２】前記一方のラチェットポールに対応するラ
   チェット歯は、前記他方のラチェットポールに対応する
   ラチェット歯よりも小さな刃先角度を有することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載のラチェット式逆行
   防止装置。
3. 【請求項３】前記一方のラチェットポールに対応するラ
   チェット歯は、前記他方のラチェットポールに対応する
   ラチェット歯よりも大きな歯丈を有することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載のラチェット式逆行防止
   装置。
4. 【請求項４】前記他方のラチェットポールのラチェット
   歯との係合部の端部にテーパ面が設けられていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
   に記載のラチェット式逆行防止装置。