JP2006327413A - シートベルトリトラクタ、シートベルト装置、シートベルト装置付車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両に搭載される合理的なシートベルト装置を構築するのに有効な技術を提供する。
【解決手段】 車両に搭載されるシートベルト装置１００は、シートベルト装着時において、シートベルトリトラクタ１のスプールを駆動するモータを、車両衝突前にシートベルト巻き取り方向へと駆動制御してシートベルト３に第１の張力を付与するとともに、車両衝突時にシートベルト巻き取り方向へと駆動制御してシートベルト３に第２の張力を付与する構成とされる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両に搭載されるシートベルト装置の構築技術に関するものである。

従来、自動車等の車両において、シートベルトによって車両乗員を拘束する種々の構成のシートベルト装置が知られている。この種のシートベルト装置では、車両衝突前及び車両衝突時においてシートベルト（ウェビング）の張力を高める構成が要請される。具体的には、車両衝突前にて車両衝突が予測される際に、車両乗員に危険を報知するためにシートベルト張力を高める構成、車両衝突前にて車両衝突が不可避の時に乗員拘束向上のためにシートベルト張力を高める構成、また車両衝突時にて乗員拘束向上のためにシートベルト張力を高める構成などが必要とされる。
そこで、例えば下記特許文献１には、車両衝突前及び車両衝突時においてシートベルト張力を高める可能性を備えたシートベルト装置が開示されている。この特許文献１に記載の技術では、車両衝突前にはバックル側に設けられた電動モータのような可逆的な機構によってシートベルトに第１の張力を発生させる一方、車両衝突時にはリトラクタ側に設けられた火薬式のような不可逆的な機構によってシートベルトに第２の張力を発生させる可能性が提示されている。
特開平６−２８６５８１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のようなシートベルト装置では、車両衝突前にシートベルト張力を高める第１の機構をバックル側に設け、車両衝突時にシートベルトの張力を高める第２の機構をリトラクタ側に設ける構成であり、しかもこれら第１及び第２の機構を異なる機構を用いて構成しているため、装置の小型化や軽量化、装置コスト低減を図るのに限界がある。
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、車両に搭載される合理的なシートベルト装置を構築するのに有効な技術を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明が構成される。本発明は、典型的には自動車の車両に搭載されるシートベルト装置に適用することができるが、自動車以外の車両、例えば飛行機、船舶、電車、バス等に搭載されるシートベルト装置の構築技術に対し本発明を応用し得る。

（本発明の第１発明）
前記課題を解決する本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりのシートベルトリトラクタである。
請求項１に記載のこのシートベルトリトラクタは、シートベルト装置（乗員拘束システムともいう）の構成要素として車両に搭載されるものであって、電動モータ、スプール、モータ減速機構、制御手段を少なくとも備える。

本発明の電動モータは電動式のモータであり、シートベルト巻き取り動作及びシートベルト巻き出し動作を行うスプールの駆動源とされる。本発明では、１または複数のモータを組み合わせて電動モータを構成することができる。本発明のスプールは、電動式の電動モータの駆動に伴って乗員拘束用のシートベルトの巻き取り動作及び巻き出し動作を行う部材として構成される。このスプールに対し巻き取り及び巻き出しされる乗員拘束用のシートベルトは、シートに着座した車両乗員に装着される長尺状のベルトであり、「ウェビング」とも称呼される。典型的には、車両シートに着座した車両乗員を、車両衝突などの乗員拘束時にシートベルトにより拘束することが可能とされる。なお、本発明では、電動モータの駆動軸とスプールとの間に、モータ減速機構が介在する構成になっている。このモータ減速機構は、複数のギアを介してモータ回転を減速する機構として構成される。これにより、電動モータのモータ回転はモータ減速機構を介して減速された状態でスプールに伝達される。

本発明の制御手段は、少なくとも電動モータの駆動制御を行う手段として構成され、電動モータの駆動方向、駆動時間、モータ出力等を制御する。この制御手段は、典型的にはＣＰＵ（演算処理装置）、入出力装置、記憶装置、周辺装置等によって構成される。この制御手段は、シートベルトリトラクタに専用の制御手段として設けられてもよいし、或いは当該シートベルトリトラクタのみならず、車両の駆動系や電装系を制御する制御手段として兼用とされてもよい。

特に本発明の制御手段は、シートベルトが車両乗員に装着されたシートベルト装着時において、第１の設定モード及び第２の設定モードを少なくとも有する。
制御手段の第１の設定モードでは、車両衝突前に電動モータがシートベルト巻き取り方向へと駆動制御され、シートベルトに第１の張力が付与される。具体的には、車両衝突前に電動モータをシートベルト巻き取り方向へと駆動制御することによって、車両衝突の予知や運転者の居眠りを乗員に報知する態様、車両衝突が不可避であるとき急制動などによる車両乗員の姿勢変化を拘束する態様、通常運転時に乗員に不快感を与えない程度に乗員を拘束する態様等が、第１の設定モードに包含される。これによって、車両衝突前に電動モータ及びモータ減速機構を介してスプールがシートベルト巻き取り動作を行い、シートベルトの張力が高められる。
一方、制御手段の第２の設定モードでは、車両衝突時に電動モータがシートベルト巻き取り方向へと駆動制御され、シートベルトに第２の張力が付与される。これによって、車両衝突時に電動モータ及びモータ減速機構を介してスプールがシートベルト巻き取り動作を行い、シートベルトの張力が高められる。具体的には、車両衝突が実際に発生したときの乗員の初期拘束を確実に行う態様が、第２の設定モードに包含される。この第２の設定モードにおける第２の張力は、第１の設定モードにおける第１の張力と合致してもよいし、異なってもよい。なお、本発明でいう「車両衝突時」には、実際に車両衝突が発生したのち、制御手段の制御信号の伝達によって電動モータが実際に駆動されてシートベルトの張力が高まるまでのタイミングが包含される。

このように本発明では、車両衝突前及び車両衝突時にシートベルトの張力を高める動作が、いずれもシートベルトリトラクタ側に設けられた同一の動力源（電動モータ）、同一の機構（モータ減速機構、スプール等）を用いて行われるようになっている。
従って、請求項１に記載のシートベルトリトラクタを用いれば、車両衝突前にシートベルトの張力を高める機構と、車両衝突時にシートベルトの張力を高める機構として別々の機構を用いる場合に比して、装置の小型化や軽量化、装置コスト低減を図るのに有効な合理的なシートベルト装置を構築することが可能となる。

（本発明の第２発明）
前記課題を解決する本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりのシートベルトリトラクタである。
請求項２に記載のこのシートベルトリトラクタでは、請求項１に記載の制御手段は、車両衝突前に車両衝突が予知された際、或いは車両衝突前に車両衝突が不可避であるとされた際に第１の設定モードとされ、車両衝突が発生した際に第２の設定モードとされるとともに、第２の張力が第１の張力よりも高くなるように電動モータを駆動制御する構成とされる。具体的には、第２の設定モードにおいて、電動モータの電流値（「制御電流値」ともいう）や電圧値（「印加電圧値」ともいう）を第１の設定モードよりも高める設定により、モータ出力、モータ回転数（回転速度）などを変更することによって、シートベルトの巻き取りに係る張力を相対的に高めることが可能となる。

このような構成によれば、車両衝突前に車両衝突が予知された際に、制御手段が第１の設定モードを遂行することによって、車両乗員に危険を報知するべくシートベルトを巻き取り、シートベルト張力を高めることが可能となる（報知ないし警報動作）。また、車両衝突前に車両衝突が不可避であるとされた際に、制御手段が第１の設定モードを遂行することによって、乗員拘束向上を図るべくシートベルトを巻き取り、シートベルト張力を高めることが可能となる（車両衝突前の乗員拘束動作）。一方、車両衝突が発生した際に、制御手段が第２の設定モードを遂行することによって、乗員の初期拘束向上を図るべくシートベルトを巻き取り、シートベルト張力を高めることが可能となる（車両衝突時の乗員拘束動作）。

（本発明の第３発明）
前記課題を解決する本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりのシートベルト装置である。
請求項３に記載のこのシートベルト装置は、車両に搭載される乗員拘束システムを構成する装置であって、シートベルト、電動モータ、スプール、モータ減速機構、制御手段、バックル、タング、検知センサを少なくとも備える。
本発明のシートベルトは、シートに着座した車両乗員に装着される長尺状のベルトであり、「ウェビング」とも称呼される。典型的には、車両シートに着座した車両乗員を、車両衝突などの乗員拘束時にシートベルトにより拘束することが可能とされる。本発明のバックルは、車両に対し固定される部材として構成される。本発明のタングは、シートベルトに設けられシートベルト装着時に、本発明のバックルに係合する部材として構成される。本発明の検知センサは、タングがバックルに係合したことを検知する手段として構成され、この検知情報に基づいてシートベルトが車両乗員に装着されたシートベルト装着状態であるか否かが判定されるようになっている。その他、本発明の電動モータ、スプール、モータ減速機構、制御手段は、請求項１に記載のシートベルトリトラクタの構成要素と実質的に同様の機能を有する。
従って請求項３に記載の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用効果と同様に、装置の小型化や軽量化、装置コスト低減を図るのに有効な合理的なシートベルト装置を構築することが可能となる。

（本発明の第４発明）
前記課題を解決する本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりのシートベルト装置である。
請求項４に記載のこのシートベルト装置では、請求項３に記載の制御手段は、車両衝突前に車両衝突が予知された際、或いは車両衝突前に車両衝突が不可避であるとされた際に第１の設定モードとされ、車両衝突が発生した際に第２の設定モードとされるとともに、第２の張力が第１の張力よりも高くなるように電動モータを駆動制御する構成とされる。
このような構成によれば、請求項２に記載の発明の作用効果と同様に、車両衝突前に車両衝突が予知された際に、制御手段が第１の設定モードを遂行することによって、車両乗員に危険を報知するべくシートベルトを巻き取り、シートベルト張力を高めることが可能となる（報知ないし警報動作）。また、車両衝突前に車両衝突が不可避であるとされた際に、制御手段が第１の設定モードを遂行することによって、乗員拘束向上を図るべくシートベルトを巻き取り、シートベルト張力を高めることが可能となる（車両衝突前の乗員拘束動作）。一方、車両衝突が発生した際に、制御手段が第２の設定モードを遂行することによって、乗員の初期拘束向上を図るべくシートベルトを巻き取り、シートベルト張力を高めることが可能となる（車両衝突時の乗員拘束動作）。

（本発明の第５発明）
前記課題を解決する本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりのシートベルト装置付車両である。
請求項５に記載のこのシートベルト装置付車両は、請求項３または請求項４に記載のシートベルト装置を少なくとも備える。本発明のシートベルト装置付車両は、当該シートベルト装置が、車両内の収容空間、例えばピラー内の収容空間、シート内の収容空間、あるいは車両内のその他の部位の収容空間に収容された構成とされる。
このような構成によれば、装置の小型化や軽量化、装置コスト低減を図るのに有効な合理的なシートベルト装置が車両内の収容空間に収容された構成の車両が提供される。

以上のように、本発明によれば、車両に搭載されるシートベルト装置につき、特に車両衝突前及び車両衝突時にシートベルトの張力を高める動作を、いずれも同一の動力源（電動モータ）、同一の機構（モータ減速機構、スプール等）を用いて行う構成によって、装置の小型化や軽量化、装置コスト低減を図ることが可能となった。

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、図１〜図９を参照しながら、本発明における「シートベルト装置」の一実施の形態であるシートベルト装置１００の構成を説明する。

本実施の形態のシートベルト装置１００の構成が図１に模式的に示される。
図１に示すように、本実施の形態のシートベルト装置１００は、本発明の「シートベルト装置付車両」である自動車車両に搭載される車両用のシートベルト装置であり、シートベルトリトラクタ１、シートベルト３、ショルダーガイドアンカー７０、タング（トング）７２、アウトアンカー７４、バックル７６、ＥＣＵ７８等を主体に構成されている。なお、ＥＣＵ７８をシートベルトリトラクタ１の構成要素とすることもできる。

また、車両には、当該車両の衝突予知や衝突発生に関する情報、当該車両の運転状態に関する情報、シートに着座している車両乗員の着座位置や体格に関する情報、周辺の交通状況に関する情報、天候や時間帯に関する情報などの各種の情報を検出して、その検出情報をＥＣＵ７８に対し入力する入力要素８０が搭載されている。この入力要素８０の検出情報が、常時又は所定時間毎にＥＣＵ７８に伝達され、シートベルト装置１００などの動作制御に用いられる。

特に、本実施の形態の入力要素８０には、車両の衝突予知や実際の衝突発生といった、車両衝突の関する情報を検知する車両衝突情報検知センサ８２が含まれている。この車両衝突情報検知センサ８２は、自車両に対する衝突対象物（別車両、障害物、歩行者など）との間の距離、相対速度、相対加速度や、自車両に作用する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向の加速度等の検出情報（検出信号）を検出（計測）可能なセンサとして構成される。この車両衝突情報検知センサ８２は、単一の検出センサとして構成されてもよいし、或いは単一の検出センサを複数組み合わせて構成されてもよい。具体的には、ミリ波レーダ、レーザーレーダ、加速度センサ、カメラセンサ等を用いて車両衝突情報検知センサ８２を構成することができる。

シートベルト３は、運転席である車両シート８４に着座した車両乗員Ｃ（「運転者」ともいう）の拘束または拘束解除に用いられる長尺状のベルト（ウェビング）である。このシートベルト３が、本発明における「乗員拘束用のシートベルト」に対応している。このシートベルト３は、車両に対し固定されたシートベルトリトラクタ１から引き出され、車両乗員Ｃの乗員肩部領域に設けられたショルダーガイドアンカー７０を経由し、タング（トング）７２を通ってアウトアンカー７４に連結されている。ショルダーガイドアンカー７０は、車両乗員Ｃの乗員肩部領域においてシートベルト３を係止しガイド（誘導）する機能を有する。そして、車体に対し固定されたバックル７６にタング７２が挿入される（係合する）ことによって、当該シートベルト３が車両乗員Ｃに対し装着状態となる。このタング７２が、本発明における「タング」に相当し、このタング７２が係合するバックル７６が、本発明における「バックル」に相当する。

なお、バックル７６にはバックルスイッチ７６ａが内蔵されており、バックル７６にタング（トング）７２が挿入されシートベルトバックル操作がなされたこと（実質的にはシートベルト装着状態になったこと）が、このバックルスイッチ７６ａによって検知される。このバックルスイッチ７６ａが検知した情報はＥＣＵ７８に伝達され、シートベルト装着状態であるか否かが判定されるようになっている。このバックルスイッチ７６ａが、本発明における「タングがバックルに係合したことを検知する検知センサ」に相当する。なお、シートベルト装着状態であるか否かを判定する機構としては、種々のセンサ類やスイッチ類を用いることができ、例えばこのバックルスイッチ７６ａに代えて、シートベルト３の引き出し量を検知し、引き出し量が所定量を上回ることを条件にしてートベルト装着状態であると判定するように構成することもできる。

シートベルトリトラクタ１は、後述するスプール５２及びモータ５３を介してシートベルト３の巻き取り動作及び巻き出し動作を可能とする装置であり、本発明における「シートベルトリトラクタ」に対応している。このシートベルトリトラクタ１は、図１に示す例では、車両のＢピラー８６内の収容空間に装着されている。

ＥＣＵ７８は、入力要素８０からの入力信号に基づいて、シートベルトリトラクタ１をはじめ、各種の動作機構に関する制御を行う機能を有し、ＣＰＵ（演算処理装置）、入出力装置、記憶装置、周辺装置等によって構成されている。特に本実施の形態の説明では、このＥＣＵ７８は、衝突／衝突不可避判定部７８ａ、モータ制御部７８ｂを少なくとも備える。このＥＣＵ７８が、本発明における「制御手段」を構成している。

衝突／衝突不可避判定部７８ａは、車両衝突情報検知センサ８２の検出情報に基づいて、実際の衝突発生や車両の衝突予知を判定する機能を有し、当該判定によって得られた情報は、後述する「リトラクタ制御」においてモータ５３の制御に用いられる。モータ制御部７８ｂは、モータ５３の駆動制御を行う手段として構成される。具体的には、モータ制御部７８ｂが、モータ５３の電磁コイルに供給される電流供給量や電流供給方向を制御することによって、モータシャフトの、回転速度、回転方向、回転時間、回転トルク（出力）などが可変とされる。

なお、本実施の形態のＥＣＵ７８は、シートベルトリトラクタ１に専用の制御手段として設けられてもよいし、或いは当該シートベルトリトラクタ１のみならず、車両の駆動系や電装系を制御する制御手段として兼用とされてもよい。

ここで、シートベルト装置１００を構成するシートベルトリトラクタとしては、図２及び図３に示す第１実施の形態のシートベルトリトラクタ１を用いることもできるし、或いは図４〜図９に示す第２実施の形態のシートベルトリトラクタ１’を用いることもできる。

（第１実施の形態）
まず、図２及び図３を参照しながら、第１実施の形態のシートベルトリトラクタ１の詳細な構成を説明する。図２には、図１中のシートベルトリトラクタ１の断面構造が示され、図３には、図２中のシートベルトリトラクタ１のＡ−Ａ線断面矢視図が示される。

図２に示すように、第１実施の形態のシートベルトリトラクタ１は、車体に取り付け固定されるベースフレーム（リトラクタ本体フレーム）５１の内部に、スプール（巻き取り軸）５２、モータ５３、ホールセンサ５４、磁気ディスク５５、内歯車５６、プラネタリギア５７、サンギア５８、キャリア５９、ベアリング６０，６１が装着される構成になっている。

シートベルトリトラクタ１のスプール５２は、ベースフレーム５１に対し回転動作可能に支持される構成とされる。このスプール５２は、単一のモータ５３の駆動に伴ってシートベルト３の巻き取り動作及び巻き出し動作を行う部材であり、本発明における「スプール」に相当する。具体的には、スプール５２は、固定側部材である内歯車５６との間に介在するベアリング６０及び、固定側部材であるモータ５３の本体部との間に介在するベアリング６１によって、固定側部材に対し回転動作可能な構成とされている。すなわち、スプール５２及びモータ５３のモータハウジング５３ａは、スプール外側面と内歯車内側面との間に介在するベアリング機構（ベアリング６０）と、スプール内周面とモータハウジング外周面との間に介在するベアリング機構（ベアリング６１）とによって相対的に軸支された構成になっている。このような構成によれば、モータハウジング５３ａに対するスプール５２の相対的な回転動作が、簡便な構成の軸支構造によって許容される。

このシートベルトリトラクタ１では、スプール５２のスプール外周面５２ａにシートベルト３が巻き取られ、あるいはこのスプール５２のスプール外周面５２ａからシートベルト３が巻き出されるようになっている。すなわち、スプール５２のスプール外周面５２ａは、シートベルト３の被着面（当接面）として構成される。詳細については後述するが、モータ５３のモータシャフト（駆動軸）が、一方の方向に回転動作することによってシートベルト３をスプール５２から巻き出す操作（巻き出し動作）がなされ、他方の方向に回転動作することによってシートベルト３をスプール５２に巻き取る操作（巻き取り動作）がなされる。

本実施の形態のように、スプール５２をモータ５３によって回転駆動する構成によれば、当該スプール５２をシートベルト巻き取り方向にバネ付勢するスプリング機構を省略することができる。このスプリング機構は、スプール５２のスプール幅方向に沿って当該スプールに隣接して配置されるのが一般的であるため、当該スプリング機構を省略することによって、スプール５２のスプール幅方向に関する長さを抑え、シートベルトリトラクタ１全体をより小型化することが可能となる。

このスプール５２は、一方の底面が有底で他方の底面が開口した円筒形状に形成されており、その円筒内の中空空間５２ｂに開口側からモータ５３が挿入され、収容（内蔵）される構成になっている。スプール５２内の中空空間５２ｂにモータ５３が収容されたこのモータ収容状態では、モータ５３のモータハウジング５３ａがスプール５２のスプール外周面５２ａの幅方向に沿った長軸方向に延在する。

このモータ収容状態では、モータ５３のモータハウジング５３ａの長軸方向の長さＬ１と、スプール５２のスプール外周面５２ａの幅方向の長さＬ２、更にはシートベルト３のシートベルト幅の３つが概ね合致するようになっている。すなわち、本実施の形態では、シートベルト３の規格幅に見合うように、モータハウジング５３ａの長軸方向の長さ、及びスプール外周面５２ａの幅方向の長さが設定される。また、図２に示すように、本実施の形態では、スプール５２全体としての幅方向の長さが、スプール外周面５２ａの幅方向の長さとほぼ同じであり、実質的にスプール５２全体としての幅方向の長さ、モータハウジング５３ａの長軸方向の長さＬ１、スプール外周面５２ａの幅方向の長さＬ２、シートベルト３のシートベルト幅の４つが概ね合致することとなる。

このような構成によれば、モータハウジング５３ａの長軸方向の大きさに見合うように、スプール５２のスプール幅を抑え、シートベルトリトラクタ１全体としての長軸方向に関する大きさを低減することができるため、車両に搭載されるシートベルトリトラクタ１及びシートベルト装置１００を小型化することが可能とされる。これにより、車両におけるシートベルトリトラクタ１及びシートベルト装置１００の配置場所の自由度が高まる。このとき、スプール５２のスプール幅の範囲内でモータハウジング５３ａを極力長軸方向に長くすることによって、より動力性能の高いモータを使用することが可能とされる。

また、本実施の形態のように、スプール５２の円筒内にモータ５３を収容する構成によれば、シートベルトリトラクタ１の小型化及び軽量化を図ることができるうえに、モータ駆動時における遮音性向上、モータ５３から生じる電磁波の遮断性向上を図ることが可能となる。

また、本実施の形態では、モータ５３のモータハウジング５３ａの外径（直径）Ｄ１と、スプール５２のスプール外周面５２ａの外径Ｄ２との比率（Ｄ１／Ｄ２）が０．８以下となるように構成されるのが好ましい。この比率（Ｄ１／Ｄ２）は、０．８以下の範囲において適宜設定可能である。例えば、モータ５３の外径Ｄ１を４０［ｍｍ］とし、スプール５２のスプール外周面５２ａの外径Ｄ２を５５［ｍｍ］とすることができる。この場合、比率（Ｄ１／Ｄ２）がおよそ０．７３となる。このような構成によれば、モータ５３の径方向の大きさに見合うように、スプール５２の径方向の大きさを抑えることができ、シートベルトリトラクタ１全体としての径方向に関する大きさを低減することが可能とされる。

更に、本実施の形態のスプール５２は、シートベルトリトラクタ１の実質的な外形を規定するとともに、少なくともモータ５３等の主要なスプール構成要素を収容する「シートベルトリトラクタ本体部（リトラクタハウジング）」を形成している。そして、本実施の形態では、モータ５３のモータハウジング５３ａの容積（モータハウジング５３ａの占める容積）Ｖ１と、スプール５２の円筒の容積Ｖ２と、シートベルトリトラクタ本体部内の収容容積Ｖ３との相関において、Ｖ３＜Ｖ１＋Ｖ２となるように設定されている。本構成において、スプール５２の容積Ｖ２は、シートベルトリトラクタ本体部内の収容容積Ｖ３と実質的に合致する。また、シートベルトリトラクタ本体部内の収容容積Ｖ３は、典型的には巻き取り状態のシートベルト内に形成される空間容積として規定される。容積に関するこのような設定範囲は、スプール及びモータに関する相対的な容積を勘案したうえで、シートベルトリトラクタの小型化を図るのに有効なリトラクタ小型化調整領域として規定される。より好ましくは、Ｖ３＜（Ｖ１＋Ｖ２）×Ｎであり、０．５＜Ｎ＜１となるように設定される。また、確実にリトラクタの小型化及び軽量化を図る上においては、Ｖ３＜（Ｖ１＋Ｖ２）×ＮにおけるＮの設定範囲に関し、更に好ましくは、０．５５＜Ｎ＜０．９５、更に好ましくは０．５５＜Ｎ＜０．８５、更に好ましくは０．５５＜Ｎ＜０．７５を採用することができる。

また、本実施の形態では、モータ５３のモータハウジング５３ａの容積（モータハウジング５３ａの占める容積）Ｖ１と、スプール５２の円筒の容積Ｖ２との比率（Ｖ１／Ｖ２）に関しては、当該比率（Ｖ１／Ｖ２）が４割（概ね０．４）以上で且つ１０割（概ね１）を下回るような、容積比率に関するリトラクタ小型化調整領域に設定されている。

上記のようなリトラクタ小型化調整領域は、本実施の形態のスプール５２及びモータ５３に関する相対的な容積を勘案したうえで、シートベルトリトラクタ１の小型化を図るのに有効な領域として規定される。具体的には、図２に示すように、シートベルトリトラクタ１の幅方向の長さは、モータハウジング５３ａの長軸方向の長さＬ１、及びスプール５２のスプール外周面５２ａの幅方向の長さＬ２と概ね合致しているため、実質的にスプール５２やモータ５３の径方向の相対的な長さを好適に定めることによって、上記リトラクタ小型化調整領域に対応した各容積の相対的な関係が設定されることとなる。このような構成により、リトラクタの小型化が図られる。特に、本実施の形態のような寸法構成のシートベルトリトラクタ１は、セダンタイプの自動車の後席シート用として車両内の比較的大きさの限られた空間領域に収容されることが可能であるが、後席シート用として小型化構造を有しているところ、もちろん前席シート用として車両内に収容することも可能である。

本実施の形態のモータ５３は、いわゆる「インナーロータ型のブラシレスモータ」と称呼されるタイプの単一の電動モータとして構成される。このモータ５３が、本発明における「電動モータ」を構成している。このモータ５３は、モータハウジング５３ａ内において、磁石をロータ（回転子）にして内側に収容するとともに、巻線をステータ（固定子）にして外側に配置し、ロータの回転に伴ってモータシャフトが回転するように構成されている。また、このモータ５３には、モータハウジング５３ａ側にホールセンサ（磁気位置検出センサ）５４が装着され、ロータ側に磁気ディスク５５が装着されている。当該ホールセンサ５４及び磁気ディスク５５の協働によって、ロータの位置が検出され、この検出情報から得られるシートベルト３の巻き出し量または巻き取り量に基づいて、モータ回転数やモータ負荷に関する制御が可能とされる。このように、本実施の形態では、モータ５３におけるロータの位置検出手段が、シートベルト３の巻き出し量または巻き取り量を検出する手段として兼用化されている。従って、このモータ５３のような構成のブラシレスモータを用いることによって、ロータの回転速度及び回転方向、シートベルト３の巻き出し量または巻き取り量などの検知する特別なセンサ類が必要とならず合理的である。また、このモータ５３のような構成のブラシレスモータは、本体の小型化、出力の向上、放熱性の向上を得るのに効果的である。

図２及び図３に示すように、このモータ５３のモータシャフト（駆動軸）は、サンギア５８を有する構成になっており、このサンギア５８の外周に３つのプラネタリギア５７が係合するように構成されている。このプラネタリギア５７は３つに限定されず、必要に応じて適宜設定可能である。更に、これらプラネタリギア５７の外周は、内歯車５６の内周に係合するように構成されている。すなわち、プラネタリギア５７は、内歯車５６とサンギア５８との間に介在する、いわゆる「遊星ギア」と称呼されるギアとして構成される。また、この内歯車５６にキャリア５９が止着されており、更にこのキャリア５９に対しスプール５２が連結されている。上記の内歯車５６、プラネタリギア５７、サンギア５８は、モータ５３の減速機構（本発明における「複数のギアを介してモータ回転を減速するモータ減速機構」に対応）を構成するものであり、本実施の形態では、このモータ減速機構がモータハウジング５３ａの長軸方向に沿って当該モータハウジング５３ａに隣接して配置されている。また、本実施の形態では、このモータ減速機構を構成する複数のギアが、モータシャフトの軸方向と直交する方向に面一状に並んで配置されている。
このような構成によれば、複数のギアの配置構造の工夫によってモータ減速機構の長軸方向に関する長さが抑えられることとなり、当該モータ減速機構まで含めたシートベルトリトラクタ１全体としての長軸方向に関する大きさを更に低減することができるため、車両に搭載されるシートベルトリトラクタ１及びシートベルト装置１００をより小型化することが可能とされる。

また、本実施の形態では、スプール外周面５２ａの幅方向に関する第１の長さと、モータハウジング５３ａの長軸方向に関する長さ及びモータ減速機構の長軸方向に関する長さを合わせた第２の長さ、更にはシートベルト３のシートベルト幅の３つが概ね合致するようになっている。すなわち、本実施の形態では、シートベルト３の規格幅に見合うように、第１の長さ及び第２の長さが設定される。また、図２に示すように、本実施の形態では、スプール５２全体としての幅方向の長さが、スプール外周面５２ａの幅方向の長さとほぼ同じであり、実質的にスプール５２全体としての幅方向の長さ、第１の長さ、第２の長さ、シートベルト３のシートベルト幅の４つが概ね合致することとなる。このような構成によれば、モータハウジング５３ａ及びモータ減速機構を合わせた長軸方向の大きさに見合うように、スプール５２のスプール幅を抑え、シートベルトリトラクタ全体としての長軸方向に関する大きさを低減することができる。

また、本実施の形態では、モータ５３の回転中心である駆動軸（モータシャフト）、スプール５２の回転中心であるスプール軸、減速機構を構成するサンギア５８の回転中心である減速軸は、スプール外周面５２ａの幅方向に沿って概ね同一直線上に並んで配置されている。このような構成によれば、モータ減速機構の簡素化及び小型化が図られるとともに、モータ５３、スプール５２、モータ減速機構の径方向に関する大きさが抑えられることとなり、シートベルトリトラクタ全体を小型化し軽量化することが可能とされる。

上記シートベルトリトラクタ１の構成において、モータ５３のモータシャフトが回転動作すると、サンギア５８に係合する３つのプラネタリギア５７は、サンギア５８の減速軸（モータ５３の駆動軸）の軸まわりに回転動作し、これによりキャリア５９を介してスプール５２が回転動作することとなる。例えば、図３において、サンギア５８が減速軸を中心にして右回りに回転動作するとき、３つのプラネタリギア５７は、サンギア５８とのギア外周と内歯車５６のギア内周との間において、左方向に自転しつつこのサンギア５８の周りを右回りに公転するように回転動作する。反対に、サンギア５８が減速軸を中心にして左回りに回転動作するとき、３つのプラネタリギア５７は、サンギア５８とのギア外周と内歯車５６のギア内周との間において、右方向に自転しつつこのサンギア５８の周りを左回りに公転するように回転動作する。このとき、モータ５３の回転数は数分の１に減速され、反対にトルクは強められてスプール５２に伝達される。スプール５２に伝達された回転力によって、当該スプール５２の外周面におけるシートベルト３の巻き取り動作または巻き出し動作がなされることとなる。このような構成によれば、モータ減速機構を簡素化することができ、リトラクタ全体の小型化及び軽量化を図ることが可能となる。

（第２実施の形態）
次に、図４〜図９を参照しながら、第２実施の形態のシートベルトリトラクタ１’の詳細な構成を説明する。このシートベルトリトラクタ１’は、後述するスプール４及びモータ６を介してシートベルト３の巻き取り動作及び巻き出し動作を可能とする装置であり、本発明における「シートベルトリトラクタ」に対応している。
図４に示すように、この例のシートベルトリトラクタ１’は、大きく分けてフレーム２と、必要時に乗員を拘束するシートベルト３と、このシートベルト３を巻き取るスプール４と、フレーム２の一側に配設され、衝突時等の所定減速度以上の大減速度時に作動してスプール４のベルト引出し方向αの回転を阻止するロック手段５と、スプール４に付与する回転トルクを発生する単一のモータ６と、モータ６の回転を比較的高い減速比で減速してスプール４に伝達する高減速比減速機構７ａとモータ６の回転を比較的低い減速比で減速してスプール４に伝達する低減速比減速機構７ｂとを有するとともに、第１動力伝達経路と第２動力伝達経路とが設定されて、モータ６の回転トルクをこれらの第１動力伝達経路および第２動力伝達経路のいずれか一方を選択的に介してスプール４に伝達する動力伝達機構８と、動力伝達機構８を第１動力伝達経路と第２動力伝達経路のいずれか一方に選択的に切り換え設定する動力伝達モード切換機構９とからなっている。

これら動力伝達機構８及び動力伝達モード切換機構９は、モータ６とスプール４との間に介在して、これらモータ６とスプール４とが接続された接続状態、及び当該接続状態が解除された接続解除状態を形成する機構（いわゆる「クラッチ」と称呼される機構）を構成するものであり、本発明における「複数のギアを介してモータ回転を減速するモータ減速機構」に対応している。この接続状態は、モータ６の動力をスプール４に伝達可能な状態であり、モータ６が駆動されることによって当該モータ６の動力がスプール４に伝達される。また、この接続状態においてモータ６が駆動停止されている場合には、スプール４に対し高い巻き出し抵抗が付与されるため、スプールからのシートベルトの巻き出し（引き出し）が規制された状態が形成される。これに対し、接続解除状態においては、スプール４に対し付与される巻き出し抵抗が低くなり、スプール４からシートベルト３を容易に巻き出す（引き出す）操作が可能となる。

フレーム２は、平行な一対の側壁２ａ,２ｂとこれらの側壁２ａ,２ｂを連結する背板２ｃとからなっている。このフレーム２内の両側壁２ａ,２ｂ間には、シートベルト３を巻き取るためのスプール４が回転可能に配設されている。このスプール４は、シートベルトリトラクタ１’において従来周知慣用のスプールを用いることができる。このスプール４は、単一のモータ６の駆動に伴ってシートベルト３の巻き取り動作及び巻き出し動作を行う部材であり、本発明における「スプール」に相当する。

一方の側壁２ａには、ロック手段５が取り付けられている。このロック手段５もシートベルトリトラクタにおいて従来周知慣用のロック手段を用いることができる。すなわち、ロック手段５は、車両に加えられる所定減速度以上の大減速度をヴィークルセンサ（減速度感知センサ）が感知して作動したとき、あるいはシートベルト３の所定速度以上の引出し速度をウェビングセンサ（ベルト引出し速度感知センサ）が感知して作動したとき作動して、スプール４の引出し方向αの回転を阻止するようになっている。

なお、図示しないがスプール４とロック手段５との間には、ロック手段５の作動によりシートベルト３の引出しが阻止されたとき、シートベルト３の荷重を制限する従来周知慣用のフォースリミッタ機構（エネルギ吸収機構：以下、ＥＡ機構ともいう）が設けられている。このＥＡ機構としては、例えば従来周知のトーションバーから構成することができ、ロック手段５の作動によりシートベルト３の引出しが阻止されたとき、このトーションバーがねじれ変形することで、シートベルト３の荷重が制限され、衝撃エネルギが吸収されるようになっている。

図４および図５（ａ）に示すように、モータ６は、フレーム２の他方の側壁２ｂに３個のねじ１０により取り付けられているリテーナ１１のフレーム２取付面側に、一対のねじ１２により取り付けられる。このモータ６のモータ回転軸６ａがリテーナ１１の貫通孔１１ａを貫通しており、リテーナ１１のフレーム２側と反対側に突出したモータ回転軸６ａに外歯を有するモータギヤ１３がモータ回転軸６ａと一体回転可能に取り付けられている。このモータ６は、スプール４の外部に配置された電動式のモータとして構成され、本発明における「電動モータ」に相当する。

図４に示すように、スプール４および前述のＥＡ機構（例えば、トーションバー）の両方と減速機構７ａ,７ｂとの間には、これらを回転方向に連結するコネクタ１４が設けられている。このコネクタ１４は、スプール４およびＥＡ機構の両方と回転方向に連結する第１回転連結部１４ａと、コネクタ側軸受け１５と回転方向に連結する第２回転連結部１４ｂと、スプライン状に形成されて減速機構７ａ,７ｂと回転方向に連結する第３回転連結部１４ｃとから構成されている。

第１回転連結部１４ａは、図４に明瞭に示されていないが多角筒状に形成されており、その外面側がスプール４にこのスプール４と一体回転可能に連結されるとともに、その内面側がＥＡ機構（例えば、トーションバー）にこのＥＡ機構と一体回転可能に連結されるようになっている（なお、コネクタ１４とスプール４およびＥＡ機構との一体回転可能な連結構造は従来周知であるので、その具体的な説明は省略する）。

第２回転連結部１４ｂの外周面が断面多角形状に形成されているとともに、コネクタ側軸受け１５の内周面が同じ断面多角形状に形成されている。そして、コネクタ側軸受け１５が第２回転連結部１４ｂに嵌合することで、コネクタ側軸受け１５はコネクタ１４に相対回転不能に取り付けられる。このコネクタ側軸受け１５が、リテーナ１１の孔１１ｂに相対回転不能に取り付けられるリテーナ側軸受け１６に相対回転可能に支持されることにより、コネクタ１４がリテーナ１１に回転可能に支持されている。
第３回転連結部１４ｃには、例えばスプライン溝のような軸方向に延びる所定数の係合溝が周方向に等間隔をおいて形成されている。

高減速比減速機構７ａは、環状のキャリヤギヤ１７と、このキャリヤギヤ１７に回転可能に取り付けられる所定数（図示例では３個）のプラネットギヤ１８と、円環状のリング部材１９と、サンギヤ部材２０とを備えている。
キャリヤギヤ１７の内周面１７ａのコネクタ１４側部分には、例えばスプライン溝のような軸方向に延びる所定数の係合溝が周方向に等間隔をおいて形成されている。この内周面１７ａの係合溝がコネクタ１４の第３回転連結部１４ｃの係合溝間の凸部に嵌合しかつ内周面１７ａの係合溝間の凸部がコネクタ１４の第３回転連結部１４ｃの係合溝に嵌合（スプライン嵌合と同様の嵌合）することで、キャリヤギヤ１７がコネクタ１４に相対回転不能に、つまりコネクタ１４と一体回転可能に連結される。また、このキャリヤギヤ１７の外周面には、外歯１７ｂが形成されている。

プラネットギヤ１８は減速プレート２１を介して減速ピン２２によりキャリヤギヤ１７に回転可能に取り付けられる。
リング部材１９は、内周面に形成されたインターナルギヤ１９ａと外周面に形成されたラチェット歯１９ｂとを備えており、これらのインターナルギヤ１９ａとラチェット歯１９ｂは互いに一体に回転するようになっている。

サンギヤ部材２０は、図６（ａ）および（ｂ）に示すように小径の外歯からなるサンギヤ２０ａと大径の外歯２０ｂを備えており、これらのサンギヤ２０ａと外歯２０ｂは互いに一体に回転するようになっている。
そして、キャリヤギヤ１７に支持された各プラネットギヤ１８がともにサンギヤ２０ａとインターナルギヤ１９ａとに常時噛合して、遊星機構が構成されている。これにより、減速機構７は、サンギヤ２０ａ入力でキャリヤギヤ１７出力の遊星歯車減速機構として構成される。

図４に示すように動力伝達機構８は、更に、コネクトギヤ２３と、一対のクラッチスプリング２４と、一対のプーリ２５と、外歯を有する下側コネクトギヤ２６と、外歯を有する上側コネクトギヤ２７と、ガイドプレート２８と、外歯を有するアイドルギヤ２９とを備えている。
コネクトギヤ２３は、リテーナ１１に立設された回転軸１１ｃに回転可能に支持され、大径の外歯からなる第１コネクトギヤ２３ａと小径の第２コネクトギヤ２３ｂを備えており、これらの第１および第２コネクトギヤ２３ａ,２３ｂは互いに一体に回転するようになっている。その場合、図５（ａ）および（ｂ）に示すように大径の第１コネクトギヤ２３ａはモータギヤ１３に常時噛合されている。

図４に示すように、下側コネクトギヤ２６の両側面には回転軸２６ａがそれぞれ突設されており（図４には、一方の回転軸２６ａのみ図示）、これらの回転軸２６ａを軸方向に貫通する貫通孔２６ｂが穿設されている。各回転軸２６ａには平坦部が形成されているとともに、各プーリ２５の長孔２５ａが平坦部の平面に沿うようにして嵌合されている。これにより、各プーリ２５がともに下側コネクトギヤ２６の両側面に下側コネクトギヤ２６と一体回転可能に支持されている。各プーリ２５には、それぞれクラッチスプリング２４が第１湾曲係止部２４ａが係止されている。更に、下側コネクトギヤ２６の一側の回転軸２６ａには上側コネクトギヤ２７が下側コネクトギヤ２６と一体回転可能に支持されている。そして、各プーリ２５、下側コネクトギヤ２６および上側コネクトギヤ２７がリテーナ１１に立設された回転軸１１ｄに回転可能に支持される。

ガイドプレート２８は、その一対の孔２８ａがリテーナ１１に立設された一対の支持軸１１ｅにそれぞれ嵌合支持された状態で、一対のねじ３０をガイドプレート２８の対応するねじ孔２８ｂを貫通させかつリテーナ１１に穿設された一対のねじ孔１１ｆに螺合することで、リテーナ１１に取り付けられている。このガイドプレート２８に立設された回転軸２８ｃに、アイドルギヤ２９が回転可能に支持されている。
図５（ａ）および（ｂ）に示すように、このアイドルギヤ２９は、サンギヤ部材２０の外歯２０ｂ、コネクトギヤ２３の小径の第２コネクトギヤ２３ｂおよび上側コネクトギヤ２７のいずれにも常時噛合されている。

そして、低減速比減速機構７ｂは、上側コネクトギヤ２７と、下側コネクトギヤ２６と、クラッチギヤ３１およびキャリヤギヤ１７とを備えている。
したがって、アイドルギヤ２９に伝達されたモータ６の回転トルクは、アイドルギヤ２９から低減速比減速機構７ｂを介してスプール４に伝達されるか、あるいはアイドルギヤ２９から高減速比減速機構７ａを介してスプール４に伝達されるようになる。

図４に示すように、動力伝達モード切換機構９は、外歯を有するクラッチギヤ３１と、回転軸３２と、クラッチアーム３３と、クラッチパウル３４と、抵抗スプリング３５と、スプリングストッパ３６とを備えている。
図８に示すようにクラッチギヤ３１は、このクラッチギヤ３１より大径のキャリヤギヤ１７の外歯１７ｂに噛合可能とされているとともに、図示しないが下側コネクトギヤ２６に常時噛合されている。回転軸３２は、クラッチギヤ３１の中心孔３１ａを貫通してこのクラッチギヤ３１を回転可能に支持している。

クラッチアーム３３は両側壁３３ａ,３３ｂと底部（不図示）とからなる断面コ字状に形成されている。両側壁３３ａ,３３ｂの一端側は底部が突出しており、これらの突出部に直線状の支持溝３３ｃが形成されている。そして、両側壁３３ａ,３３ｂの両突出部の間にクラッチギヤ３１が配置され、クラッチギヤ３１の両側面から突出する回転軸３２がそれぞれ対応する支持溝３３ｃにこれらの支持溝３３ｃに沿って移動可能に支持されている。更に、回転軸３２の両側壁３３ａ,３３ｂから突出する突出部分に各クラッチスプリング２４の第２湾曲係止部２４ｂが係止されている。更に、回転軸３２の一端側は、リテーナ１１に穿設されたガイド孔１１ｇに嵌合支持されている。このガイド孔１１ｇは、回転軸１１ｄを中心とした円の円弧として形成されている。したがって、回転軸３２はガイド孔１１ｇにガイドされて、回転軸１１ｄを中心とした円の円周に沿って移動可能となっている。

また、両側壁３３ａ,３３ｂの他端側には、それぞれ長孔３３ｄが穿設されているとともにほぼ円弧状の係合部３３ｅが突設されている。更に、両側壁３３ａ,３３ｂの長手方向中央部には、それぞれ支持孔３３ｆが穿設されている。クラッチアーム３３は、これらの支持孔３３ｆがリテーナ１１に立設された支持軸１１ｈに嵌合されて回動可能に支持され、Ｅリング３７を支持軸１１ｈに組み付けることで抜け止めされている。

クラッチパウル３４は、一端側に支持孔３４ａが穿設されているとともに、他端側に係止爪３４ｂが形成されている。また、クラッチパウル３４の他端側つまり係止爪３４ｂ側には、係合ピン３４ｃが立設されている。係合ピン３４ｃはクラッチアーム３３の長孔３３ｄに嵌合されていて、クラッチアーム３３に対して相対回動可能にかつ長孔３３ｄに沿って相対移動可能とされている。図７に示すように、クラッチパウル３４は、パウルピン３８を支持孔３４ａに貫通させかつリテーナ１１のピン孔１１ｉに挿入係止させることで、リテーナ１１に回動可能に取り付けられる。そして、図９に示すように係止爪３４ｂがリング部材１９の時計回り（スプール４のベルト引出し方向αに対応）の回転に対してラチェット歯１９ｂに係止可能となっており、係止爪３４ｂがラチェット歯１９ｂに係止したときは、リング部材１９の時計回りの回転が阻止される。

抵抗スプリング３５は帯状の板ばねから構成されており、下端部がＬ字状に形成された支持部３５ａとされているとともに、長手方向中央より上方位置にコ字状の凹部３５ｂが形成されている。この凹部３５ｂより下方の支持部３５ａまでが平面とされているとともに、凹部３５ｂより上端までが湾曲面とされている。
この凹部３５ｂには、クラッチアーム３３の係合部３３ｅが係脱可能とされている。図７に示すように、この係合部３３ｅが凹部３５ｂに係合した状態では、支持溝３３ｃの延設方向がガイド孔１１ｇの円弧の接線方向となり、回転軸３２がガイド孔１１ｇから支持溝３３ｃへおよび逆の支持溝３３ｃからガイド孔１１ｇへ移動可能となっている。

スプリングストッパ３６はＬ字状に形成されており、このスプリングストッパ３６とリテーナ１１に形成されたスプリング取付部１１ｊとの間に支持部３５ａが挟持されることで、抵抗スプリング３５がリテーナ１１に上端を自由端とした片持ち支持で取り付けられている。
前述の減速機構７、動力伝達機構８および動力伝達モード切換機構９の各構成要素が、リテーナ１１のフレーム２取付側と反対側の面に形成された凹部内に組み付けられた状態で、この面にリテーナカバー３９が所定数（図示例では４個）のねじ４０で取り付けられて、これらの構成要素がカバーされる。

このように構成された動力伝達機構８および動力伝達モード切換機構９は、ＥＣＵ７８によって次の３つのモードに切り換え制御される。これら３つのモードを図７〜図９を参照しながら説明する。ここで、図７は、図４に示す例のシートベルトリトラクタ１’における動力伝達遮断モードの状態を、構成要素の一部を除いて示す左側面図である。また、図８は、図４に示す例のシートベルトリトラクタ１’における低減速比動力伝達モードの状態を、構成要素の一部を除いて示す左側面図である。また、図９は、図４に示す例のシートベルトリトラクタ１’における高減速比動力伝達モードの状態を、構成要素の一部を除いて示す左側面図である。

（１）動力伝達遮断モード（フリーモード）
図７に示すように、動力伝達遮断モードでは動力伝達モード切換機構９におけるクラッチアーム３３の係合部３３ｅが抵抗スプリング３５の凹部３５ｂに係合した状態にされる。また、係合部３３ｅが凹部３５ｂに係合した状態では、クラッチパウル３４の係止爪３４ｂがリング部材１９のラチェット歯１９ｂに係合されなく、リング部材１９は回転自由となっている。これにより、サンギヤ部材２０とキャリヤギヤ１７との間のトルク伝達経路（後述するように、低速かつ高トルク伝達経路）は遮断される。

一方、回転軸３２がガイド孔１１ｇの右端に当接してクラッチギヤ３１は最右位置に設定される。この最右位置では、クラッチギヤ３１はキャリヤギヤ１７の外歯１７ｂから離れている。これにより、クラッチギヤ３１とキャリヤギヤ１７との間のトルク伝達経路（後述するように、高速かつ低トルク伝達経路）が遮断される。
したがって、動力伝達遮断モードはスプール４とモータ６が接続されず、モータ６の回転トルクがスプール４へ伝達されない、かつ、スプール４の回転トルクもモータ６へ伝達されない動力伝達モードである。すなわち、この動力伝達遮断モードは、スプール４と動力伝達機構８との物理的な接続状態（本発明における「動力伝達機構の接続状態」に対応）が解除された接続解除状態（本発明における「動力伝達機構の接続解除状態」に対応）として規定される。この状態では、スプール４が動力伝達機構８側（モータ６側）から完全に切り離されることで動力伝達機構８によりスプール４に対し付与される巻き出し抵抗が低くなり、スプール４の回転動作が容易とされるため、モータ６の駆動及び駆動停止に関わらず、当該スプール４に巻き取られているシートベルト３の引き出し操作（巻き出し操作）が容易となる。

（２）低減速比動力伝達モード
図８に示すように、低減速比動力伝達モードでは、動力伝達遮断モードと同様にクラッチアーム３３の係合部３３ｅが抵抗スプリング３５の凹部３５ｂに係合した状態にされる。また、係合部３３ｅが凹部３５ｂに係合した状態では、クラッチパウル３４の係止爪３４ｂがリング部材１９のラチェット歯１９ｂに係合されなく、リング部材１９は回転自由となっている。これにより、サンギヤ部材２０とキャリヤギヤ１７との低速かつ高トルク伝達経路は遮断される。

一方、回転軸３２がガイド孔１１ｇの中央の最高位置（スプール４の回転軸に最も接近した位置）に設定され、クラッチギヤ３１も最高位置（スプール４の回転軸に最も接近した位置）に設定される。この最高位置では、クラッチギヤ３１はキャリヤギヤ１７の外歯１７ｂに噛合する。これにより、クラッチギヤ３１とキャリヤギヤ１７との間の高速かつ低トルク伝達経路が接続される。すなわち、モータ６は、モータギヤ１３、コネクトギヤ２３、アイドルギヤ２９、上側コネクトギヤ２７、下側コネクトギヤ２６、クラッチギヤ３１、キャリヤギヤ１７およびコネクタ１４を介してスプール４に接続されている。したがって、低減速比の動力伝達経路が設定される。また、回転軸３２の最高位置では、回転軸３２はクラッチアーム３３の支持溝３３ｃ内に進入してクラッチアーム３３に当接して
いる。

このように、この低減速比動力伝達モードは低減速比で、高速かつ低トルク伝達経路が設定される動力伝達モードである。この低減速比動力伝達モードでは、モータ６の駆動により迅速なベルト巻取りが可能となる。この低減速比動力伝達モード及び後述の高減速比動力伝達モードは、いずれもスプール４と動力伝達機構８とが物理的に接続され、モータ６の動力を動力伝達機構８を介してスプール４に伝達可能な接続状態として規定される。
特に、モータ６が駆動され動力伝達機構８が低減速比動力伝達モード或いは後述の高減速比動力伝達モードに設定されている状態は、モータ６の動力が動力伝達機構８を介してスプール４に伝達される状態である。また、モータ６が駆動停止され動力伝達機構８が低減速比動力伝達モード或いは後述の高減速比動力伝達モードに設定されている状態は、スプール４と物理的な接続状態にある動力伝達機構８によって、スプール４に対し高い巻き出し抵抗が付与され、スプール４からシートベルト３を巻き出し（引き出し）にくい状況、或いは巻き出し（引き出し）が不能とされた状況が形成される状態である。

（３）高減速比動力伝達モード
図９に示すように、高減速比動力伝達モードでは、クラッチアーム３３の係合部３３ｅが抵抗スプリング３５の凹部３５ｂから脱出し、抵抗スプリング３５の凹部３５ｂより上方の湾曲部に位置した状態にされる。また、このように係合部３３ｅが凹部３５ｂから脱出した状態では、クラッチパウル３４の係止爪３４ｂがリング部材１９のラチェット歯１９ｂに時計回りに係合し、リング部材１９は時計回りの回転が阻止されている。これにより、サンギヤ部材２０とキャリヤギヤ１７との低速かつ高トルク伝達経路が接続される。すなわち、モータ６は、モータギヤ１３、コネクトギヤ２３、アイドルギヤ２９、サンギヤ部材２０の外歯２０ｂ、サンギヤ２０ａ、プラネットギヤ１８、キャリヤギヤ１７およびコネクタ１４を介してスプール４に接続されている。したがって、遊星機構により高減速比の動力伝達経路が設定される。

一方、回転軸３２がガイド孔１１ｇの左端に当接してクラッチギヤ３１は最左位置に設定される。この最左位置では、クラッチギヤ３１はキャリヤギヤ１７の外歯１７ｂから離れている。これにより、クラッチギヤ３１とキャリヤギヤ１７との間の高速かつ低トルク伝達経路が遮断される。
このように、この高減速比動力伝達モードは高減速比で、低速かつ高トルク伝達経路が設定される動力伝達モードである。この高減速比動力伝達モードでは、モータ６の駆動により高ベルト張力でのベルト巻取りが行われる。

これらの動力伝達遮断モード、低減速比動力伝達モード、高減速比動力伝達モード間の動力伝達モード切換は、動力伝達モード切換機構９によって行われる。例えば、以下に示す３つの態様にしたがって各モードの切り換えが遂行される。

（１）動力伝達遮断モード→低減速比動力伝達モードの動力伝達モード切換
図７に示す動力伝達遮断モードの状態から、モータ６が正回転（図７においてモータ回転軸６ａが時計回り：スプール４のベルト巻取り方向（図４中の方向β）の回転に対応）すると、モータギヤ１３、コネクトギヤ２３、アイドルギヤ２９および上側クラッチギヤ２７を介して下側コネクトギヤ２６とプーリ２５とがそれぞれスプール４のベルト巻取り方向βに対応した方向に回転する。すると、クラッチギヤ３１はキャリヤギヤ１７の外歯１７ｂに噛合していないので空転するとともに、回転軸３２が抵抗を受けないのでクラッチスプリング２４がプーリ２５と同方向に回動する。これにより、クラッチギヤ３１および回転軸３２がガイド孔１１ｇに沿って左方に移動し、図８に示すように回転軸３２がクラッチアーム３３に当接する。

この回転軸３２がクラッチアーム３３に当接した位置では、図８に示すようにクラッチギヤ３１および回転軸３２が前述の最高位置に設定されて、クラッチギヤ３１がキャリヤギヤ１７の外歯１７ｂに噛合する。これにより、クラッチギヤ３１の回転がキャリヤギヤ１７に伝達され、キャリヤギヤ１７が回転する。このとき、シートベルト３にスラックがあると、このキャリヤギヤ１７の回転でシートベルト３がスプール４に巻き取られる。このスラックが除去されると、スプール４が回転しなくなるので、キャリヤギヤ１７も回転しなくなる。このため、クラッチギヤ３１もキャリヤギヤ１７から抵抗を受けて回転しなくなる。

しかし、モータ６の回転トルクにより下側コネクトギヤ２６が回転しようとするので、下側コネクトギヤ２６の回転トルクにより、回転軸３２に前述の最左位置方向に向かう力が加えられる。このとき、回転軸３２がクラッチアーム３３に当接しているので、この力により回転軸３２がクラッチアーム３３を押圧する。しかし、このときシートベルト３の張力が所定値以下であるので、回転軸３２の押圧力によるクラッチアーム３３を時計回りに回転させようとするモーメントが、係合部３３ｅと凹部３５ｂとの係合力による、この時計回りのモーメントに対向するモーメントより小さい。したがって、係合部３３ｅが凹部３５ｂから脱出しなく、クラッチアーム３３は回動しなく、回転軸３２がこのクラッチアーム３３に当接した位置に停止する。

この回転軸３２の停止により、クラッチギヤ３１および回転軸３２が図８に示す前述の最高位置に保持される。クラッチギヤ３１が最高位置に保持されることで、クラッチギヤ３１とキャリヤギヤ１７の外歯１７ｂとの噛合が保持され、クラッチギヤ３１とキャリヤギヤ１７との高速かつ低トルク伝達経路の接続が保持される。また、クラッチアーム３３が回動しないので、クラッチパウル３４も回動しなく、係止爪３４ｂはラチェット歯１９ｂに係合しない位置に保持される。これにより、リング部材１９が自由となり、サンギヤ部材２０とキャリヤギヤ１７との低速かつ高トルク伝達経路の遮断が保持される。
こうして、動力伝達機構８の動力伝達遮断モードから低減速比動力伝達モードへの動力伝達モード切換が行われ、動力伝達機構８は低減速比動力伝達モードに設定される。

（２）低減速比動力伝達モード→高減速比動力伝達モードの動力伝達モード切換
高減速比動力伝達モードはモータ６の比較的高い回転トルクにより設定される。その場合、高減速比動力伝達モードは、動力伝達遮断モードから低減速比動力伝達モードを介して設定される。
動力伝達遮断モードから低減速比動力伝達モードの動力伝達モード切換は前述と同じである。しかし、高減速比動力伝達モードの設定ではシートベルト３の張力が所定値より大きいので、図８に示す低減速比動力伝達モードの状態で、回転軸３２の押圧力によりクラッチアーム３３に加えられるモーメントが、係合部３３ｅと凹部３５ｂとの係合力による、この時計回りのモーメントに対向するモーメントより大きくなる。このため、係合部３３ｅが凹部３５ｂから脱出可能となる。

したがって、クラッチスプリング２４が反時計回りに更に回動すると、回転軸３２がクラッチアーム３３をその支持軸１１ｈを中心に時計回りに回動させながら、ガイド孔１１ｇに沿って左方へ移動する。これにより、クラッチギヤ３１も更に左方へ移動する。回転軸３２がガイド孔１１ｇの左端に当接すると、それ以上の移動が阻止され、クラッチギヤ３１、回転軸３２およびクラッチスプリング２４が停止する。これにより、図９に示すようにクラッチギヤ３１および回転軸３２は前述の最左位置に設定される。この最左位置では、クラッチギヤ３１がキャリヤギヤ１７の外歯１７ｂから外れ、クラッチギヤ３１とキャリヤギヤ１７との高速かつ低トルク伝達経路は遮断される。

一方、クラッチアーム３３の回動に連動して、クラッチパウル３４がクラッチパウルピン３８を中心に反時計回りに回動し、図９に示すようにその係止爪３４ｂがラチェット歯１９ｂに係止可能な位置に設定される。このとき、モータ６の回転トルクでサンギヤ部材２０が回転してリング部材１９も時計回りに回転しているので、ラチェット歯１９ｂが係止爪３４ｂに係止する。これにより、リング部材１９の回転が停止し、サンギヤ部材２０とキャリヤギヤ１７との低速かつ高トルク伝達経路が接続される。
こうして、動力伝達機構８の低減速比動力伝達モードから高減速比動力伝達モードへの動力伝達モード切換が行われ、動力伝達機構８は高減速比動力伝達モードに設定される。

（３）高減速比動力伝達モード→（低減速比動力伝達モード）→動力伝達遮断モードの動力伝達モード切換
図９に示す高減速比動力伝達モードの状態で、モータ６が逆回転（図７においてモータ回転軸６ａが反時計回り：スプール４のベルト引出し方向（図４中の方向α）の回転に対応）すると、下側コネクトギヤ２６およびプーリ２５も前述と逆回転する。すると、クラッチスプリング２４も同様に前述と逆方向に回動するので、クラッチギヤ３１および回転軸３２がクラッチアーム３３を反時計回りに回動させながらガイド孔１１ｇに沿って右方へ移動する。

クラッチアーム３３の反時計回りの回動に連動してクラッチパウル３４が時計回りに回動するので、クラッチパウル３４はラチェット歯１９ｂと係合しない非係合位置となる。これにより、リング部材１９が回転自由になり、低速かつ高トルク伝達経路が遮断される。

クラッチギヤ３１および回転軸３２が前述の最高位置になったとき、クラッチギヤ３１がキャリヤギヤ１７の外歯１７ｂに噛合して一時的に図８に示す低減速比動力伝達モードとなるが、クラッチギヤ３１および回転軸３２の右方への移動が継続しているので、すぐにクラッチギヤ３１は外歯１７ｂから外れ、空転する。これにより、高速かつ低トルク伝達経路は一時的接続されるがすぐに遮断される。なお、高速かつ低トルク伝達経路が一時的接続されたとき、モータ６が逆回転しているので、スプール４はベルト引出し方向αに一時的に回転するが、すぐに停止する。

回転軸３２がガイド孔１１ｇの右端に当接すると、それ以上の移動が阻止され、クラッチギヤ３１、回転軸３２およびクラッチスプリング２４が停止する。これにより、クラッチギヤ３１および回転軸３２は前述の図７に示す最右位置に設定される。
こうして、動力伝達機構８の高減速比動力伝達モードから動力伝達遮断モードへの動力伝達モード切換が行われ、動力伝達機構８は動力伝達遮断モードに設定される。

このように本実施の形態において、動力伝達機構８の設定はモータ６の回転制御によって切り換る。
具体的には、低減速比動力伝達モードに関しては、モータ６が正回転方向に回転制御されることによって動力伝達遮断モードから低減速比動力伝達モードへと切り換り当該低減速比動力伝達モードが継続される一方、モータ６が逆回転方向に回転制御されることによって低減速比動力伝達モードから動力伝達遮断モードへと切り換り当該低減速比動力伝達モードが解除される。このとき、動力伝達機構８を接続状態（低減速比動力伝達モード）から接続解除状態（動力伝達遮断モード）へと切り換えるべく、モータ６が逆回転方向へ回転制御されると、スプール４に対するモータ６の回転速度差によって動力伝達機構８が接続状態（低減速比動力伝達モード）から接続解除状態（動力伝達遮断モード）に切り換るように構成されている。
また、高減速比動力伝達モードに関しては、モータ６が逆回転方向に制御されることによって低減速比動力伝達モードから高減速比動力伝達モードへと切り換り当該高減速比動力伝達モードが継続される一方、モータ６が正回転方向に制御されることによって高減速比動力伝達モードから低減速比動力伝達モードへと切り換り当該高減速比動力伝達モードが解除される。

ここで、上記構成のシートベルト装置１００において、第１実施の形態のシートベルトリトラクタ１ないし第２実施の形態のシートベルトリトラクタ１’のモータの駆動制御は、車両乗員に対する拘束または拘束解除を行う際に用いられ、図１中の入力要素８０からの各種の入力信号の基づき、ＥＣＵ７８により適宜実施される。すなわち、本実施の形態のシートベルト装置１００は、入力要素８０からの入力信号に基づいてＥＣＵ７８がモータの動作を制御し、これによってシートベルト３の張力を調節し、車両乗員の拘束状態を調節する機能を有しており、車両における「乗員拘束システム」を構成するものである。本実施の形態では、上記シートベルト３の状態に関し次の７つの具体的なシートベルト設定モードを設定することが可能であり、予め設定されたこれらのシートベルト設定モードに基づいてＥＣＵ７８によるシートベルトリトラクタの制御を遂行することができる。

（１）シートベルト格納用巻取りモード
シートベルト格納用巻取りモードは、シートベルト３の装着を解除するために、タング（図１中のタング（トング）７２）をバックルから抜き出し、バックルスイッチ（図１中のバックルスイッチ７６ａ）がＯＦＦとなったとき、シートベルト３を格納状態にするために完全に巻き取る設定モードである。
第１実施の形態のシートベルトリトラクタ１におけるこのシートベルト格納用巻取りモードでは、一旦引き出されたシートベルト３をスプール５２に迅速に巻き取るようにモータ５３がベルト巻取り方向に駆動制御される。そして、シートベルト３が完全に巻き取られて、ごく弱い所定のベルト張力が生じたときにモータ５３が停止されることで、シートベルト３はごく弱いベルト張力が生じているベルト格納モードとなる。
一方、第２実施の形態のシートベルトリトラクタ１’におけるこのシートベルト格納用巻取りモードでは、モータ６が比較的低い回転トルクでベルト巻取り方向に駆動されて、動力伝達機構８が低減速比動力伝達モードに設定される。したがって、一旦引き出されたシートベルト３は低トルクで迅速に巻き取られる。そして、シートベルト３が完全に巻き取られて、ごく弱い所定のベルト張力が生じたときにモータ６が停止されることで、シートベルト３はごく弱いベルト張力が生じているベルト格納モードとなる。

（２）シートベルト装着モード
シートベルト装着モードは、シートベルト装着の際、シートベルト３がスプールから引き出される設定モードである。
第１実施の形態のシートベルトリトラクタ１におけるこのシートベルト装着モードでは、車両乗員がバックル７６にトング（タング）７２を装着する操作において、車両乗員がシートベルト３或いはトング（タング）７２を掴み易くするように、モータ５３の動作をベルト巻き出し方向に制御する。これにより、シートベルト装着時の負荷と動作を軽減することが可能となる。
一方、第２実施の形態のシートベルトリトラクタ１’におけるこのシートベルト装着モードでは、車両乗員がシートベルト３或いはトング（タング）７２を掴み易くするように、モータ６の動作をベルト巻き出し方向に制御し、かつ動力伝達機構８が低減速比動力伝達モードに設定される。これにより、シートベルト装着時の負荷と動作を軽減することが可能となる。

（３）フィッティング用シートベルト巻取りモード
フィッティング用シートベルト巻取りモードは、シートベルト３を引き出してタング（図１中のタング（トング）１２）をバックルに挿入係合してバックルスイッチ（図１中のバックルスイッチ１６ａ）がＯＮした後、シートベルト３を車両乗員にフィットさせるために、余分に引き出されたシートベルト３を巻き取る状態、およびシートベルト３の通常装着状態（このとき、バックルスイッチはＯＮ状態となっている）で、車両乗員が動いてシートベルト３が所定量引き出された後、車両乗員が再び正規位置に着座したとき、引き出されたシートベルト３を巻き取る設定モードである。
第１実施の形態のシートベルトリトラクタ１におけるこのフィッティング用シートベルト巻取りモードでは、シートベルトリトラクタ１のモータ５３がベルト巻取り方向に駆動されて、シートベルト３に所定の張力が作用するように制御される。従って、シートベルト３は車両乗員にフィットした状態で装着される。これにより、シートベルト引き出し時に生じた弛みをなくすことが可能となる。また、必要に応じて、モータ５３の動作をシートベルト巻き取り方向またはシートベルト巻き出し方向に微調整制御することによって、シートベルト装着中のフィット感を調整することができる。
一方、第２実施の形態のシートベルトリトラクタ１’におけるこのフィッティング用シートベルト巻取りモードでは、モータ６がベルト巻取り方向に駆動され、かつ動力伝達機構８が低減速比動力伝達モードに設定される。したがって、シートベルト３は低トルクで迅速に巻き取られ、ごく弱い所定のベルト張力が生じたときモータ６が停止することで、シートベルト３は乗員にフィットした状態で装着される。これにより、シートベルト引き出し時に生じた弛みをなくすことが可能となる。また、必要に応じて、モータ６の動作をシートベルト巻き取り方向またはシートベルト巻き出し方向に微調整制御することによって、シートベルト装着中のフィット感を調整することができる。

（４）通常装着モード（コンフォートモード）
通常装着モード（コンフォートモード）は、フィッティング用シートベルト巻取りモード終了後に設定される、シートベルト３の通常装着状態の設定モードである。
第１実施の形態のシートベルトリトラクタ１におけるこの通常装着モードでは、モータ５３は、シートベルト３にごく弱いベルト張力が生じるように制御される。これにより車両乗員はシートベルト３が装着されても圧迫感を抱くことはない。
一方、第２実施の形態のシートベルトリトラクタ１’におけるこの通常装着モードでは、動力伝達機構８が低減速比動力伝達モードに設定された状態で、モータ６は、シートベルト３にごく弱いベルト張力が生じるように制御される。これにより車両乗員はシートベルト３が装着されても圧迫感を抱くことはない。

（５）警報モード（報知モード）
警報モードは、通常装着モードで車両走行中に、自車両周辺の障害物や運転手の居眠り等を検知して、シートベルト３の巻取りを所定回数繰り返すことで、運転者に警報を発する設定モードである。
第１実施の形態のシートベルトリトラクタ１におけるこの警報モードでは、自車両周辺の障害物（別車両、障害物、歩行者など）が所定範囲内にあると判定した場合や、当該障害物に自車両が衝突する可能性が高いと判定した場合、或いは運転者が居眠りをしていると判定した場合に、モータ５３がシートベルト巻き取り方向及びシートベルと巻き出し方向へ繰り返し駆動される。したがって、シートベルト３に比較的強いベルト張力（後述する緊急モードのベルト張力より弱い）と、ごく弱いベルト張力とが車両乗員に繰り返し加えられるので、運転者は自車両周辺の障害物の接近や居眠りに対して注意を促される。
一方、第２実施の形態のシートベルトリトラクタ１’におけるこの警報モードでは、動力伝達機構８が低減速比動力伝達モードに設定された状態で、モータ６がシートベルト巻き取り方向及びシートベルと巻き出し方向へ繰り返し駆動される。
この警報モードは、シートベルト装着時において、車両衝突前にモータをシートベルト巻き取り方向へと駆動制御してシートベルト３に第１の張力を付与する設定モードであり、本発明における「第１の設定モード」に相当する。

（６）車両衝突前拘束モード
車両衝突前拘束モードは、通常装着モードで車両走行中に、或いは上記警報モードに引き続いて、自車両が障害物等に衝突するおそれがきわめて高い場合（衝突不可避と判定した場合）に設定される設定モードである。
第１実施の形態のシートベルトリトラクタ１におけるこの車両衝突前拘束モードでは、シートベルト装着状態において、シートベルト３に強めの張力が作用するように、モータ５３の動作がシートベルト巻き取り方向に制御される。これにより、急制動などによる車両乗員の姿勢変化を拘束することが可能とされる。
一方、第２実施の形態のシートベルトリトラクタ１’におけるこの車両衝突前拘束モードでは、シートベルト装着状態において、シートベルト３に強めの張力が作用するように、動力伝達機構８が低減速比動力伝達モードに設定された状態で、モータ６の動作がシートベルト巻き取り方向に制御される。これにより、急制動などによる車両乗員の姿勢変化を拘束することが可能とされる。
この車両衝突前拘束モードは、シートベルト装着時において、車両衝突前にモータをシートベルト巻き取り方向へと駆動制御してシートベルト３に第１の張力を付与する設定モードであり、本発明における「第１の設定モード」に相当する。

（７）車両衝突時拘束モード
車両衝突時拘束モードは、車両走行中に自車両が実際に障害物等に衝突したと判定した場合に設定される設定モードである。
第１実施の形態のシートベルトリトラクタ１におけるこの車両衝突時拘束モードでは、シートベルト装着状態において、シートベルト３に、上述の警報モード時や車両衝突前拘束モード時よりも強め（高め）の張力が作用するように、モータ５３の動作がシートベルト巻き取り方向に制御される。これにより、車両衝突の際の車両乗員の姿勢変化を拘束する初期拘束を確実に行うことが可能とされる。
一方、第２実施の形態のシートベルトリトラクタ１’におけるこの車両衝突前拘束モードでは、シートベルト装着状態において、シートベルト３に、上述の警報モード時や車両衝突前拘束モード時よりも強め（高め）の張力が作用するように、動力伝達機構８が高減速比動力伝達モードに設定された状態で、モータ６の動作がシートベルト巻き取り方向に制御される。これにより、シートベルト３は高トルクで巻き取られて、きわめて強いベルト張力で乗員が拘束される。
この車両衝突時拘束モードは、シートベルト装着時において、実際の車両衝突時にモータをシートベルト巻き取り方向へと駆動制御してシートベルト３に第２の張力を付与する設定モードであり、本発明における「第２の設定モード」に相当する。

ここで、上記構成のシートベルトリトラクタ１の制御に関し、上述の警報モード、車両衝突前拘束モード及び車両衝突後拘束モードの詳細な制御内容を、図１０及び図１１を参照しながら具体的に説明する。シートベルトリトラクタ１におけるこの制御は、図１中のＥＣＵ７８によって遂行される。

本実施の形態のシートベルトリトラクタ１におけるリトラクタ制御処理のフローチャートが図１０に示される。
図１０に示すように、このリトラクタ制御処理では、まずステップＳ１０によって、シートベルト装着状態であるか否かを判定する。具体的には、図１中のバックルスイッチ１６ａがバックル１６にタング（トング）１２が挿入されたことを検知した場合に、シートベルト装着状態であると判定し、バックルスイッチ１６ａがタング１２の挿入解除を検知した場合に、シートベルト装着解除状態であると判定する。このステップＳ１０においてシートベルト装着状態であると判定した場合（ステップＳ１０のＹＥＳ）に、ステップＳ２０にすすむ。

図１０中のステップＳ２０では、シートベルト３による警報条件が成立しているか否かを判定する処理を行う。具体的には、図１中の車両衝突情報検知センサ８２によって検知された情報に基づいて、自車両周辺の障害物（別車両、障害物、歩行者など）が所定範囲内にあると判定した場合や、当該障害物に自車両が衝突する可能性が高と判定した場合、若しくはシートベルト３に作用する張力変化を検出するセンサによって検知された情報に基づいて、運転者が居眠りをしていると判定した場合に、警報条件の成立とされる。このステップＳ２０において警報条件が成立した場合（ステップＳ２０のＹＥＳ）に、ステップＳ３０にすすむ。

図１０中のステップＳ３０では、前述の警報モードによる制御を行う。この制御では、シートベルト３に作用する張力を増減させる動作（張力を一時的に高める動作）を複数回繰り返すようにモータを駆動制御することで、車両乗員（運転者）に対し注意を促す警報動作を行う。その後、ステップＳ４０にすすむ。

図１０中のステップＳ４０では、自車両の衝突不可避を判定する処理を行う。具体的には、図１中の車両衝突情報検知センサ８２によって検知された情報に基づいて、車両乗員の衝突回避操作によっても自車両の衝突が回避できない（自車両が障害物等に衝突するおそれがきわめて高い）ことを示す衝突不可避信号を検出した場合に、衝突不可避と判定する。このステップＳ４０において衝突不可避である場合（ステップＳ４０のＹＥＳ）に、ステップＳ５０にすすむ。

図１０中のステップＳ５０では、前述の車両衝突前拘束モードによる制御を行う。具体的には、図１中の車両衝突情報検知センサ８２によって検知された情報に基づいて、車両衝突前において自車両の衝突が回避できないと判定した場合に、シートベルト３に強めの張力が作用するように、モータの動作をシートベルト巻き取り方向に制御する。

更に、図１０中のステップＳ６０では、自車両の実際の衝突発生を判定する処理を行う。具体的には、図１中の車両衝突情報検知センサ８２によって検知された情報に基づいて、自車両の衝突が実際に発生したことを示す衝突発生信号を検出した場合に、衝突発生と判定される。このステップＳ６０において衝突発生とした場合（ステップＳ４０のＹＥＳ）に、ステップＳ７０にすすむ。

図１０中のステップＳ７０では、前述の車両衝突後拘束モードによる制御を行う。具体的には、図１中の車両衝突情報検知センサ８２によって検知された情報に基づいて、実際に衝突が発生したと判定した場合に、シートベルト３に、警報モード時や車両衝突前拘束モード時よりも強め（高め）の張力が短時間で作用するように、モータの動作をシートベルト巻き取り方向に制御する。

ここで、図１０に示すリトラクタ制御処理におけるシートベルト張力の経時変化の一例が図１１に示される。図１１では、図１０中のステップＳ４０以降のシートベルト張力の経時変化を示している。このシートベルト張力をシートベルト巻き取り力に置き換えることもできる。

図１１に示すように、ＥＣＵ７８は、図１０中のステップＳ４０において衝突不可避信号を検出すると、シートベルト張力を時間Δｔ１の間に初期値Ｐ０（通常はゼロ）から張力Ｐ１へと増加させるように、モータのモータ出力を制御する。このときのシートベルト張力の変化量ΔＰ１は（Ｐ１−Ｐ０）であり、このときのシートベルト巻取り速度Ｖ１は、（ΔＰ１／Δｔ１）に比例する。この車両衝突前にて、シートベルト３に作用する、張力Ｐ０から張力Ｐ１までの範囲内の張力が、本発明における「第１の張力」に相当する。

その後、ＥＣＵ７８は、図１０中のステップＳ６０において衝突発生信号を検出すると、シートベルト張力を時間Δｔ２の間に第１のモータ出力Ｐ１から第２のモータ出力Ｐ２へと増加させるように、モータのモータ出力を制御する。このときのシートベルト張力の変化量ΔＰ２は（Ｐ２−Ｐ１）であり、このときのシートベルト巻取り速度Ｖ２は、（ΔＰ２／Δｔ２）に比例する。この車両衝突時にて、シートベルト３に作用する、張力Ｐ１から張力Ｐ２までの範囲内の張力が、本発明における「第２の張力」に相当する。

本実施の形態では、シートベルト張力の変化量に関し、衝突発生前の変化量ΔＰ１よりも衝突発生時の変化量ΔＰ２の方が大きくなり、且つシートベルト巻取り速度に関し、衝突発生前のシートベルト巻取り速度Ｖ１よりも衝突発生時のシートベルト巻取り速度Ｖ２の方が大きくなるように設定されている。このときのモータのモータ出力は、電流値（「制御電流値」ともいう）と電圧値（「印加電圧値」ともいう）との積であることから、電流値や電圧値を適宜変化させて、モータ出力、モータ回転数（回転速度）などを変更することによって、衝突発生前及び衝突発生時のシートベルト張力やシートベルト巻取り速度が所望の範囲の制御することができる。このような設定にしたがってモータを駆動制御することによって、衝突発生時における車両乗員の初期拘束性能を向上させるのにとりわけ効果的である。

このように本実施の形態のシートベルト装置１００は、車両衝突前及び車両衝突時にシートベルト３の張力を高める動作を、いずれもシートベルトリトラクタ側に設けられた同一の動力源（モータ）、同一の機構（モータ減速機構、スプール等）を用いて行う構成であるため、車両衝突前にシートベルトの張力を高める機構と、車両衝突時にシートベルトの張力を高める機構として別々の機構を用いる場合に比して、装置の小型化や軽量化、装置コスト低減を図るのに有効である。

また、本実施の形態のシートベルト装置１００によれば、特に図１０に示すリトラクタ制御処理を、図１１に示すような制御態様にしたがって遂行することによって、車両衝突後拘束モード時には、警報モード時や車両衝突前拘束モード時よりも強め（高め）のシートベルト張力が短時間で作用するようにでき、とりわけ乗員の初期拘束向上を図ることが可能となる。

また、本実施の形態のシートベルト装置１００において、第１実施の形態のシートベルトリトラクタ１を用いれば、スプール５２の円筒内に電動モータ５３を収容する構成によって、シートベルトリトラクタ１全体の小型化及び軽量化を図ることができるうえに、モータ駆動時における遮音性向上、モータ５３から生じる電磁波の遮断性向上を図るのに有効である。

また、本実施の形態のシートベルト装置１００において、第１実施の形態のシートベルトリトラクタ１を用いれば、スプール５２とモータ５３との間に介在する複数のギアの配置構造の工夫によってモータ減速機構の長軸方向に関する長さが抑えられることとなり、当該モータ減速機構まで含めたシートベルトリトラクタ１全体としての長軸方向に関する大きさを更に低減することができる。

また、本実施の形態のシートベルト装置１００において、第２実施の形態のシートベルトリトラクタ１’を用いれば、動力伝達機構８に高速かつ低トルク動力伝達経路からなる低減速比動力伝達モードと低速かつ高トルク動力伝達経路からなる高減速比動力伝達モードとの２つの動力伝達経路を設定しているので、低減速比動力伝達モードによる、シートベルト３のスラック除去のための迅速なベルト巻取りと、高減速比動力伝達モードによる、乗員拘束のための高トルクでのベルト巻取りという２つの巻取り性能を実現することができる。

しかも、これらの２つの動力伝達経路が設定されることで、モータ６の回転トルクを効率よくスプール４に伝達することができるので、限られた消費電力でこれらの２つの巻取り性能を確実に発揮することができる。特に、乗員拘束のための高トルクでのベルト巻取りを低速かつ高トルク動力伝達経路で実現されるので、モータ６の回転トルクを従来に比して小さくすることができる。これにより、モータ６の消費電力を低減させることができるとともに、より小型のモータを使用することができ、その分、シートベルトリトラクタ１’をコンパクトにできる。
また、前述の２つの巻取り性能を実現できることで、シートベルトリトラクタ１’にモータ６の回転トルクによるプリテンショニング機能を持たせることができる。したがって、従来のシートベルトリトラクタにおける反応ガスを用いたプリテンショナーを不要にできるので、コストを削減することができる。

（他の実施の形態）
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

上記実施の形態では、シートベルト３の状態に関し７つのシートベルト設定モードを設定する場合について記載したが、本発明における設定モードの数については必要に応じて適宜変更可能である。本発明のシートベルトリトラクタないしシートベルト装置は、シートベルト装着時であって衝突発生前及び衝突発生時に、同一の電動モータ、モータ減速機構、スプールを用いてシートベルト張力を高めることが可能な、少なくとも２つの設定モードを有してればよい。

また、上記実施の形態では、衝突発生前及び衝突発生時におけるシートベルト巻き取り動作を単一のモータを用いて行う場合について記載したが、本発明では衝突発生前におけるシートベルト巻き取り動作と、衝突発生時におけるシートベルト巻き取り動作を、シートベルトリトラクタ側に設けた異なるモータによって行うように構成することもできる。

また、上記実施の形態では、運転席に着座する車両乗員に対し使用され、Ｂピラー内の収容空間に収容されるシートベルトリトラクタ１ないしシートベルトリトラクタ１’について記載したが、助手席をはじめ後部座席に着座する車両乗員に対し使用されるシートベルトリトラクタの構造に本発明を適用することもできる。本発明のシートベルトリトラクタの構造を後部座席に着座する車両乗員に対し用いる場合、当該シートベルトリトラクタは、２列シート配列の自動車の車両においてはＣピラー内の収容空間に収容され、３列シート配列の自動車の車両においてはＣピラーやＤピラー内の収容空間に収容される。特に、ＣピラーやＤピラー内の収容空間は車両前後方向の大きさが制限されることがあり、このような場合には、第１実施の形態のシートベルトリトラクタ１のように幅方向の大きさに関しコンパクト化されたシートベルトリトラクタは、とりわけ効果的である。

また、上記実施の形態では、シートベルトリトラクタ１ないしシートベルトリトラクタ１’を車両ピラー内の収容空間に収容する場合について記載したが、本発明では、車両内の各部位のうち、車両ピラー以外の収容空間にシートベルトリトラクタを収容するように構成することもできる。例えば、前席（前列）の運転席シートや助手席シート、また前席よりも後ろの列の乗員シートにつき、これらシートの内部に収容空間を設け、この収容空間に本実施の形態のシートベルトリトラクタ１ないしシートベルトリトラクタ１’を収容する構成が可能である。当該シートは、車両ピラーと同様に車両前後方向の大きさが制限されることがあり、このような場合には、第１実施の形態のシートベルトリトラクタ１のように幅方向の大きさに関しコンパクト化されたシートベルトリトラクタは、とりわけ効果的である。

また、上記実施の形態では、自動車に装着されるシートベルト装置１００の構成について記載したが、本発明のシートベルト装置の構成は、例えば自動車、飛行機、船舶、電車、バス等の車両乗員を乗せて移動する車両に装備されるシートベルト装置に好適に利用され得る。

本実施の形態のシートベルト装置１００の構成を模式的に示す図である。 図１中のシートベルトリトラクタ１の断面構造を示す図である。 図２中のシートベルトリトラクタ１のＡ−Ａ線断面矢視図である。 別の実施の形態のシートベルトリトラクタ１’を示す分解斜視図である。 図４に示す例のシートベルトリトラクタ１’をリテーナカバーを外した状態で示し、図中（ａ）は斜視図、図中（ｂ）は左側面図である。 図４に示す例のシートベルトリトラクタ１’に用いられるサンギヤ部材を示し、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるIIIＢ方向から見た斜視図である。 図４に示す例のシートベルトリトラクタ１’における動力伝達遮断モードの状態を、構成要素の一部を除いて示す左側面図である。 図４に示す例のシートベルトリトラクタ１’における低減速比動力伝達モードの状態を、構成要素の一部を除いて示す左側面図である。 図４に示す例のシートベルトリトラクタ１’における高減速比動力伝達モードの状態を、構成要素の一部を除いて示す左側面図である。 本実施の形態のシートベルトリトラクタ１ないしシートベルトリトラクタ１’におけるリトラクタ制御処理のフローチャートである。 図１０に示すリトラクタ制御処理におけるシートベルト張力の経時変化の一例を示す図である。

符号の説明

１，１’ シートベルトリトラクタ
３ シートベルト
４，５２ スプール
６，５３ モータ
７ 減速機構
７ａ 高減速比減速機構
７ｂ 低減速比減速機構
８ 動力伝達機構
９ 動力伝達モード切換機構
１３ モータギヤ
１７ キャリヤギヤ
１８ プラネットギヤ
１９ リング部材
１９ａ インターナルギヤ
１９ｂ ラチェット歯
２０ サンギヤ部材
２０ａ サンギヤ
２３ コネクトギヤ
２４ クラッチスプリング
２５ プーリ
２６ 下側コネクトギヤ
２７ 上側コネクトギヤ
２９ アイドルギヤ
３１ クラッチギヤ
３２ 回転軸
３３ クラッチアーム
３３ｃ 支持溝
３３ｅ 係合部
３４ クラッチパウル
３４ｂ 係止爪
３５ 抵抗スプリング
３５ｂ 凹部
４０ ねじ
５１ ベースフレーム
５４ ホールセンサ
５５ 磁気ディスク
５６ 内歯車
５７ プラネタリギア
５８ サンギア
５９ キャリア
６０，６１ ベアリング
７０ ショルダーガイドアンカー
７２ タング（トング）
７４ アウトアンカー
７６ バックル
７６ａ バックルスイッチ
７８ ＥＣＵ
７８ａ 衝突／衝突不可避判定部
７８ｂ モータ制御部
８０ 入力要素
８２ 車両衝突情報検知センサ
８４ 車両シート
８６ Ｂピラー
１００ シートベルト装置

Claims (5)

1. 車両に搭載されるシートベルトリトラクタであって、
   電動モータと、前記電動モータの駆動に伴って乗員拘束用のシートベルトの巻き取り動作及び巻き出し動作を行うスプールと、前記電動モータの駆動軸と前記スプールとの間にて複数のギアを介してモータ回転を減速するモータ減速機構と、前記電動モータの駆動制御を行う制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記シートベルトが車両乗員に装着されたシートベルト装着時において、車両衝突前に前記電動モータをシートベルト巻き取り方向へと駆動制御して前記シートベルトに第１の張力を付与する第１の設定モードと、車両衝突時に前記電動モータをシートベルト巻き取り方向へと駆動制御して前記シートベルトに第２の張力を付与する第２の設定モードを有することを特徴とするシートベルトリトラクタ。
2. 請求項１に記載のシートベルトリトラクタであって、
   前記制御手段は、車両衝突前に車両衝突が予知された際、或いは車両衝突前に車両衝突が不可避であるとされた際に前記第１の設定モードとされ、車両衝突が発生した際に前記第２の設定モードとされるとともに、前記第２の張力が前記第１の張力よりも高くなるように前記電動モータを駆動制御することを特徴とするシートベルトリトラクタ。
3. 車両に搭載されるシートベルト装置であって、
   車両乗員に対し装着される乗員拘束用のシートベルトと、電動モータと、前記電動モータの駆動に伴って乗員拘束用のシートベルトの巻き取り動作及び巻き出し動作を行うスプールと、前記電動モータの駆動軸と前記スプールとの間にて複数のギアを介してモータ回転を減速するモータ減速機構と、前記電動モータの駆動制御を行う制御手段と、車両に対し固定されたバックルと、前記シートベルトに設けられシートベルト装着時に前記バックルに係合するタングと、前記タングが前記バックルに係合したことを検知する検知センサと、を備え、
   前記制御手段は、前記検知センサの検知情報に基づいて前記シートベルトが車両乗員に装着されたシートベルト装着状態であると判定した場合において、車両衝突前に前記電動モータをシートベルト巻き取り方向へと駆動制御して前記シートベルトに第１の張力を付与する第１の設定モードと、車両衝突時に前記電動モータをシートベルト巻き取り方向へと駆動制御して前記シートベルトに第２の張力を付与する第２の設定モードとを有することを特徴とするシートベルト装置。
4. 請求項３に記載のシートベルト装置であって、
   前記制御手段は、車両衝突前に車両衝突が予知された際、或いは車両衝突前に車両衝突が不可避であるとされた際に前記第１の設定モードとされ、車両衝突が発生した際に前記第２の設定モードとされるとともに、前記第２の張力が前記第１の張力よりも高くなるように前記電動モータを駆動制御することを特徴とするシートベルト装置。
5. 請求項３または４に記載のシートベルト装置が、車両内の収容空間に収容された構成のシートベルト装置付車両。

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