JP5676346B2

JP5676346B2 - ウェビング巻取装置

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Publication number: JP5676346B2
Application number: JP2011081555A
Authority: JP
Inventors: 堀　誠司; 誠司堀
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2011-04-01
Filing date: 2011-04-01
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2031-04-01
Also published as: JP2012214159A

Description

本発明は、巻取軸の径方向内側にエネルギー吸収部材を備えたウェビング巻取装置に関する。

下記特許文献１に記載のシートベルト装置では、リトラクタベースに可動ラッチング及び凹リングが回転可能に設けられており、凹リングが回転することで、線材が凹リングに巻付けられる。また、ボビンの外側には第２ポールが設けられており、ボビンの回転速度が所定値以上の際に、第２ポールが可動ラッチングに噛合して、可動ラッチング及び凹リングがボビンに連動する。

車両の緊急時には、ロック機構が作動されて、ロック機構のロッキングベースの引出方向への回転が阻止される。この状態でボビンに引出方向の荷重がさらに付加されると、ボビン内に設けられたねじり棒の変形部が捩られて、ボビンがロッキングベースに対して相対回転する。これにより、変形部が捩れ変形することで、乗員に作用するエネルギーが吸収される。この際には、ウェビングにフォースリミッタ荷重が付加される。

さらに、ボビンの回転速度が所定値以上になると、第２ポールが可動ラッチングに噛合して、可動ラッチング及び凹リングがボビンに連動して回転することで、線材が凹リングに巻付けられる。これにより、ねじり棒の変形部の捩れ変形に伴うエネルギー吸収に線材の塑性変形に伴うエネルギー吸収が上乗せされる。したがって、フォースリミッタ荷重の荷重値がさらに大きくなって、衝撃荷重の衝撃の大きさに応じて、フォースリミッタ荷重の荷重値を段階的に上げることができる。

特開２００１−２０６１９３号公報

しかしながら、このシートベルト装置では、第２ポール、可動ラッチング、凹リング、線材がボビンの軸方向外側に配置されているため、シートベルト装置がボビン軸方向に大型化するという問題がある。

本発明は、上記事実を考慮し、巻取軸の軸方向における大型化を抑制しつつ、フォースリミッタ荷重の荷重値を段階的に上げることができるウェビング巻取装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載のウェビング巻取装置は、乗員拘束用のウェビングが引出されることで引出方向へ回転される巻取軸と、前記巻取軸の軸方向一端側に設けられ、車両急減速時及び前記巻取軸が急激に引出方向へ回転した時の少なくも一方の時に前記巻取軸の前記引出方向への回転を阻止させるロック機構と、前記巻取軸の径方向内側に前記巻取軸に対して同軸上に設けられ、軸方向一端側で前記ロック機構に連結されたロック機構連結部と軸方向他端側で前記巻取軸と一体回転可能に連結された巻取軸連結部とを有すると共に、前記ロック機構連結部と前記巻取軸連結部との間に係合部を有し、前記係合部より軸方向一端側の部分の機械的強度が前記係合部より軸方向他端側の部分の機械的強度に比して大きく設定されたエネルギー吸収部材と、前記巻取軸に設けられ、前記係合部に対して接離可能に構成され、前記係合部に係合することで前記巻取軸の引出方向の回転を前記エネルギー吸収部材に伝達する回転伝達部と、前記巻取軸内に設けられると共に、ウェイト部を含んで構成され、前記巻取軸が第１速度以上で引出方向へ回転することで遠心力によって前記巻取軸の径方向外側へ回動されて前記回転伝達部を前記巻取軸の径方向内側へ回動させ且つ前記係合部に係合させる速度検出部と、を備えている。

請求項１に記載のウェビング巻取装置では、エネルギー吸収部材の軸方向一端側にロック機構連結部が設けられており、ロック機構連結部にはロック機構が連結されている。また、エネルギー吸収部材の軸方向他端側には、巻取軸連結部が設けられており、巻取軸連結部には、巻取軸がエネルギー吸収部材と一体回転可能に連結されている。これにより、巻取軸がエネルギー吸収部材を介してロック機構と連結されている。エネルギー吸収部材は、ロック機構連結部と巻取軸連結部との間において、係合部を有しており、係合部より軸方向一端側の部分の機械的強度が、係合部より軸方向他端側の部分の機械的強度に比して大きく設定されている。

ウェビングが急激に引出されて巻取軸が引出方向へ急激に回転した時や車両の急減速時には、ロック機構によって巻取軸の引出方向への回転が阻止される。このため、エネルギー吸収部材の回転もロック機構によって阻止される。これにより、乗員の慣性エネルギーによってウェビング及び巻取軸を介してエネルギー吸収部材に捩れ荷重が付与される。この捩れ荷重が、エネルギー吸収部材の係合部より軸方向他端側の部分の機械的強度より大きい場合には、エネルギー吸収部材が、主に係合部と巻取軸連結部との間において捩られる。したがって、エネルギー吸収部材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すると共に、巻取軸が引出方向へ回転して、乗員に作用するエネルギーを吸収できる。

また、巻取軸が第１速度以上で引出方向へ回転する際には、速度検出部が、遠心力によって巻取軸の径方向外側へ回動されて、回転伝達部を巻取軸の径方向内側へ回動させ且つ係合部に係合させる。これにより、回転伝達部が巻取軸の引出方向への回転をエネルギー吸収部材に伝達するため、巻取軸の引出方向への回転力が、エネルギー吸収部材の係合部より軸方向一端側の部分を介してロック機構に伝達される。この際に、乗員の慣性エネルギーによってウェビング及び巻取軸を介してエネルギー吸収部材に付与される捩れ荷重が、エネルギー吸収部材の係合部より軸方向一端側の部分の機械的強度より大きい場合には、エネルギー吸収部材が、係合部とロック機構連結部との間において捩られる。このため、エネルギー吸収部材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すると共に、巻取軸が引出方向へ回転して、乗員に作用するエネルギーを吸収できる。この際には、エネルギー吸収部材の係合部より軸方向一端側の部分の機械的強度が、エネルギー吸収部材の係合部より軸方向他端側の部分の機械的強度に比して大きく設定されているため、ウェビングに付加されるフォースリミッタ荷重が大きくなる。これにより、巻取軸の引出方向の回転速度に応じて、フォースリミッタ荷重の荷重値を段階的に上げることができる。

ここで、ウェイト部を含んで構成された速度検出部が巻取軸内に設けられており、巻取軸の径方向内側に設けられたエネルギー吸収部材の係合部に回転伝達部が係合される。このため、巻取軸の回転速度に応じて速度検出部が回転伝達部を係合部に係合させることができる。

請求項２に記載のウェビング巻取装置は、請求項１に記載のウェビング巻取装置において、前記係合部は、第１係合部と、前記第１係合部と前記ロック機構連結部との間に配置された第２係合部と、を有し、前記回転伝達部は、前記第１係合部に係合する第１回転伝達部と、前記第２係合部に係合する第２回転伝達部と、を有し、前記速度検出部は、前記巻取軸が前記第１速度以上で引出方向へ回転することで前記第１回転伝達部を前記第１係合部に係合させる第１速度検出部と、前記巻取軸が前記第１速度より速い第２速度以上で引出方向へ回転することで前記第２回転伝達部を前記第２係合部に係合させる第２速度検出部と、を有し、前記エネルギー吸収部材は、前記巻取軸連結部と前記第１係合部との間に設けられた第１変形部と、前記第１係合部と前記第２係合部との間に設けられた第２変形部と、前記第２係合部と前記ロック機構連結部との間に設けられた第３変形部と、を有し、前記第２変形部の機械的強度が前記第１変形部の機械的強度に比して高く設定されると共に前記第３変形部の機械的強度が前記第２変形部の機械的強度に比して高く設定されている。

請求項２に記載のウェビング巻取装置では、第１変形部の機械的強度が第２変形部及び第３変形部の機械的強度に比して低く設定されている。このため、ウェビングが急激に引出されて巻取軸が引出方向へ急激に回転した時や車両の急減速時に、ロック機構によって巻取軸の引出方向への回転が阻止されて、エネルギー吸収部材に付与される捩れ荷重が、第１変形部の機械的強度より大きい場合には、主に第１変形部が捩られる。これにより、第１変形部の捩れ変形に伴うフォースリミッタ荷重がウェビングに付加されると共に、巻取軸が引出方向へ回転して、乗員に作用するエネルギーを吸収できる。

また、巻取軸が第１速度以上で引出方向へ回転する際には、第１速度検出部が第１回転伝達部を第１係合部に係合させる。これにより、第１回転伝達部が巻取軸の引出方向の回転をエネルギー吸収部材に伝達するため、巻取軸の引出方向の回転力が第２変形部及び第３変形部を介してロック機構に伝達される。この状態で、エネルギー吸収部材に付与される捩れ荷重が、第２変形部の機械的強度より大きい場合には、第２変形部の機械的強度が第３変形部の機械的強度に比して低いため、主に第２変形部が捩られる。これにより、第２変形部の捩れ変形に伴うフォースリミッタ荷重がウェビングに付加される。この際には、第２変形部の機械的強度が第１変形部の機械的強度に比して大きく設定されているため、フォースリミッタ荷重を大きくできる。

さらに、巻取軸が第１速度より速い第２速度以上で引出方向へ回転する際には、第２速度検出部が第２回転伝達部を第２係合部に係合させる。これにより、第２回転伝達部が巻取軸の引出方向の回転をエネルギー吸収部材に伝達するため、巻取軸の引出方向の回転力が第３変形部を介してロック機構に伝達される。この状態で、エネルギー吸収部材に付与される捩れ荷重が、第３変形部の機械的強度より大きい場合には、第３変形部が捩られる。これにより、第３変形部の捩れ変形に伴うフォースリミッタ荷重がウェビングに付加される。この際には、第３変形部の機械的強度が第２変形部の機械的強度に比して大きく設定されているため、フォースリミッタ荷重をさらに大きくできる。以上により、巻取軸の引出方向の回転速度に応じて、フォースリミッタ荷重の荷重値を３段階に設定できる。

請求項３に記載のウェビング巻取装置は、請求項２に記載のウェビング巻取装置において、前記第１変形部、前記第２変形部、及び前記第３変形部がシャフト状に一体に設けられ、前記第２変形部の外径寸法が前記第１変形部の外径寸法に比して大きく設定されると共に前記第３変形部の外径寸法が前記第２変形部の外径寸法に比して大きく設定されている。

請求項３に記載のウェビング巻取装置では、第１変形部、第２変形部、及び第３変形部が、一体に設けられており、それぞれの外径寸法が、第１変形部、第２変形部、第３変形部の順に大きく設定されている。このため、第１変形部、第２変形部、及び第３変形部の外径寸法をそれぞれ設定することで、第１変形部、第２変形部、及び第３変形部のそれぞれの機械的強度を容易に設定できる。

請求項４に記載のウェビング巻取装置は、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のウェビング巻取装置において、前記回転伝達部と前記速度検出部とが一体に設けられている。

請求項４に記載のウェビング巻取装置では、回転伝達部と前記速度検出部とが一体に設けられているため、部品点数の増加を抑制できる。

請求項１に記載のウェビング巻取装置によれば、巻取軸の軸方向におけるウェビング巻取装置の大型化を抑制しつつ、フォースリミッタ荷重を段階的に上げることができる。

請求項２に記載のウェビング巻取装置によれば、フォースリミッタ荷重の荷重値の設定自由度を向上できる。

請求項３に記載のウェビング巻取装置によれば、フォースリミッタ荷重の荷重値を容易に設定できる。

請求項４に記載のウェビング巻取装置によれば、部品点数の増加を抑制でき、コストアップを抑制できる。

本発明の実施の形態に係るウェビング巻取装置の構成を示す車幅方向外側かつ車両前後方向一側から見た分解斜視図である。図１に示されるウェビング巻取装置に用いられるスプール、トーションバー、第１パウル、及び第２パウルを示す断面図である。（Ａ）は、図１に示されるウェビング巻取装置に用いられる第１パウルの第１係合歯がトーションバーの第１ギヤ部の外歯から離間されている状態を示す断面図である（図２の３−３線断面図）。（Ｂ）は、第１パウルの第１係合歯がトーションバーの第１ギヤ部の外歯に噛合されている状態を示す断面図である（図２の３−３線断面図）。（Ａ）は、図１に示されるウェビング巻取装置に用いられる第２パウルの第２係合歯がトーションバーの第２ギヤ部の外歯から離間されている状態を示す断面図である（図２の４−４線断面図）。（Ｂ）は、第２パウルの第２係合歯がトーションバーの第２ギヤ部の外歯に噛合されている状態を示す断面図である（図２の４−４線断面図）。（Ａ）は、図１に示されるウェビング巻取装置に用いられるスプールの引出方向の回転速度を表す概念図であり、（Ｂ）は、図５（Ａ）に示されるスプールの回転速度に対応したウェビングに付加されるフォースリミッタ荷重を表す概念図である。

図１には、本発明の実施の形態に係るウェビング巻取装置１０が車幅方向外側かつ車両前後方向一側から見た分解斜視図にて示されており、なお、図面では、車幅方向外側を矢印ＯＵＴで示し、車両前後方向一側を矢印ＬＯで示し、上方を矢印ＵＰで示す。

この図に示すように、本実施の形態に係るウェビング巻取装置１０には、平断面視で略Ｕ字形に形成されたフレーム１２が設けられている。フレーム１２には、車幅方向内側の背板１２Ａと、車両前後方向一側の脚板１２Ｂと、車両前後方向他側の脚板１２Ｃと、が設けられている。フレーム１２は、背板１２Ａにおいて、車両に固定されており、これにより、ウェビング巻取装置１０が車両に設置されている。

脚板１２Ｂ及び脚板１２Ｃには、それぞれ略円形状の配置孔１４及び配置孔１６が同軸上に貫通形成されており、配置孔１４と配置孔１６とは、互いに対向されている。フレーム１２の脚板１２Ｂ（配置孔１４）と脚板１２Ｃ（配置孔１６）との間には、略円筒状のスプール２０が設けられており、スプール２０には、長尺帯状のウェビング２２が基端側から巻取られている。スプール２０が巻取方向（図１の矢印Ａ方向）へ回転されることで、ウェビング２２がスプール２０に巻取られると共に、ウェビング２２がスプール２０から引出されることで、スプール２０が引出方向（図１の矢印Ｂ方向）へ回転される。

図２、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、スプール２０の径方向内側（筒内）には、後述する第１パウル６４及び第１トーションスプリング７２を収容する第１収容部２４が設けられている。第１収容部２４には、底面２４Ａが設けられており、底面２４Ａはスプール２０の軸線方向に対して直交する方向に配置されている。第１収容部２４には、スプール２０の軸線方向一側（図２の矢印Ｃ側）から見て、断面略半円形状の第１支持部２６が設けられると共に、第１支持部２６の上方において、第１凹部２８が設けられている。また、第１収容部２４には、第１支持部２６の第１凹部２８とは反対側において、断面略半円状の第１当接部３０が設けられており、第１当接部３０はスプール２０の径方向内側へ突出されている。さらに、第１収容部２４には、下方において、略矩形柱状の第１係止部３２が設けられており、第１係止部３２は底面２４Ａからスプール２０の軸線方向一側に向けて突出されている。

図２、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、スプール２０の径方向内側（筒内）には、後述する第２パウル７４及び第２トーションスプリング８２を収容する第２収容部３４が設けられている。第２収容部３４には、底面３４Ａが設けられており、底面３４Ａはスプール２０の軸線方向に対して直交する方向に配置されている。第２収容部３４には、スプール２０の軸線方向一側から見て、断面略半円形状の第２支持部３６が設けられると共に、第２支持部３６の上方において、第２凹部３８が設けられている。また、第２収容部３４には、第２支持部３６の第２凹部３８とは反対側において、断面略半円状の第２当接部４０が設けられており、第２当接部４０はスプール２０の径方向内側へ突出されている。さらに、第２収容部３４には、下方において、略矩形柱状の第２係止部４２が設けられており、第２係止部４２は底面３４Ａからスプール２０の軸線方向一側に向けて突出されている。

図１及び図２に示すように、スプール２０の径方向内側（筒内）には、フォースリミッタ機構を構成するエネルギー吸収部材としての略シャフト状のトーションバー４４が同軸上に挿入されている。トーションバー４４の軸方向一端部（図２の矢印Ｃ方向の端部）には、略円柱状の支軸部４６が設けられており、支軸部４６は、スプール２０の軸方向一端部から突出して、フレーム１２の脚板１２Ｂに取付けられた図示しない支持部材によって回転可能に支持されている。

トーションバー４４の軸方向他端部（図２の矢印Ｄ方向の端部）には、巻取軸連結部としてのスプライン状の歯４８が設けられている。歯４８はスプール２０の脚板１２Ｃ側の端部に嵌合すると共に、スクリュー５０によって抜け止めされている。これにより、トーションバー４４の軸方向他端部がスプール２０に相対回転不能に固定（連結）されており、トーションバー４４はスプール２０と一体に回転可能に構成されている。また、トーションバー４４の支軸部４６の軸方向他側（図２の矢印Ｄ方向側）には、ロック機構連結部としてのスプライン状の歯５２が一体に設けられており、歯５２は後述するロックギヤ８４に相対回転不能に固定（連結）されている。また、歯５２には、トーションバー４４の軸方向一側において、円板状のフランジ５２Ａが一体に形成されている。

トーションバー４４の歯４８と歯５２との間には、第１係合部としての略円柱状の第１ギヤ部５４が設けられている。第１ギヤ部５４は支軸部４６と同軸上に配置されており、第１ギヤ部５４の外周全体には外歯５４Ａが形成されている。また、トーションバー４４の第１ギヤ部５４と歯５２との間には、第２係合部としての略円柱状の第２ギヤ部５６が設けられている。第２ギヤ部５６は第１ギヤ部５４と同軸上に配置されており、第２ギヤ部５６の外周全体には外歯５６Ａが形成されている。

トーションバー４４の歯４８と第１ギヤ部５４との間には、第１変形部としてのシャフト状の第１捩れ変形部５８が掛け渡されており、第１捩れ変形部５８は、支軸部４６と同軸上に配置されて、歯４８及び第１ギヤ部５４と一体に設けられている。第１捩れ変形部５８は、所定値以上の捩れ荷重を付与されることで捩れ変形可能に構成されている。

トーションバー４４の第１ギヤ部５４と第２ギヤ部５６との間には、第２変形部としてのシャフト状の第２捩れ変形部６０が掛け渡されており、第２捩れ変形部６０は第１ギヤ部５４及び第２ギヤ部５６と一体に設けられている。また、第２捩れ変形部６０は第１捩れ変形部５８と同軸上に配置されており、第２捩れ変形部６０の外径寸法が、第１捩れ変形部５８の外径寸法に比して大きく設定されている。これにより、第２捩れ変形部６０の機械的強度が第１捩れ変形部５８の機械的強度に比して大きく設定されている。したがって、第１捩れ変形部５８が捩れ変形する荷重より大きい捩れ荷重が、第２捩れ変形部６０に付与されることで、第２捩れ変形部６０が捩れ変形可能に構成されている。

トーションバー４４の第２ギヤ部５６と歯５２との間には、第３変形部としてのシャフト状の第３捩れ変形部６２が掛け渡されており、第３捩れ変形部６２は第２ギヤ部５６及び歯５２と一体に設けられている。また、第３捩れ変形部６２は第２捩れ変形部６０と同軸上に配置されており、第３捩れ変形部６２の外径寸法が、第２捩れ変形部６０の外径寸法に比して大きく設定されている。これにより、第３捩れ変形部６２の機械的強度が第２捩れ変形部６０の機械的強度に比して大きく設定されている。したがって、第２捩れ変形部６０が捩れ変形する荷重より大きい捩れ荷重が、第３捩れ変形部６２に付与されることで、第３捩れ変形部６２が捩れ変形可能に構成されている。

図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、スプール２０の第１収容部２４には、第１回転伝達部としての略Ｃ字形板状の第１パウル６４が設けられている。第１パウル６４の略中央部には断面略半円状の第１軸部６６が設けられており、第１軸部６６は、スプール２０の第１支持部２６内に配置されて、第１支持部２６に回動可能に支持されている。

第１パウル６４の一端部には、第１速度検出部としての断面略矩形状の第１ウェイト部６８が一体に設けられており、第１ウェイト部６８はスプール２０の第１凹部２８内に配置されている。第１パウル６４の他端部には、第１係合歯７０が設けられており、第１係合歯７０は前述したトーションバー４４の第１ギヤ部５４の外歯５４Ａに対応している。

第１収容部２４には、第１トーションスプリング７２が配置されている。第１トーションスプリング７２の一端部は前述した第１係合歯７０に係止されて、他端部は第１係止部３２とスプール２０の内周面との間で係止されており、第１トーションスプリング７２は第１パウル６４を第１軸部６６の軸回りに巻取方向（図３（Ｂ）の矢印Ｆ方向）側へ付勢している。これにより、第１パウル６４が第１当接部３０に当接されている（図３（Ａ）に示す状態である）。第１係合歯７０は、第１パウル６４が第１軸部６６の軸回りに引出方向（図３（Ａ）の矢印Ｅ方向であり、この方向を「第１ロック起動方向」という）へ回動することで、第１ギヤ部５４の外歯５４Ａに対して接近して、外歯５４Ａに噛合される。これにより、スプール２０の引出方向の回転力が第１パウル６４を介してトーションバー４４に伝達される（図３（Ｂ）に示す状態である）。この状態から第１パウル６４が巻取方向（図３（Ｂ）の矢印Ｆ方向）に回動した際には、第１係合歯７０が第１ギヤ部５４の外歯５４Ａから離間するように構成されている。

図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、スプール２０の第２収容部３４には、第２回転伝達部としての略Ｃ字形板状の第２パウル７４が設けられている。第２パウル７４の略中央部には、断面略半円状の第２軸部７６が設けられており、第２軸部７６は、スプール２０の第２支持部３６内に配置されて、第２支持部３６に回動可能に支持されている。

第２パウル７４の一端部には、第２速度検出部としての断面略矩形状の第２ウェイト部７８が一体に設けられており、第２ウェイト部７８はスプール２０の第２凹部３８内に配置されている。また、第２ウェイト部７８の外形の大きさは、第１ウェイト部６８の外形の大きさに比して小さく設定されている。このため、第２ウェイト部７８の重量は第１ウェイト部６８の重量に比して小さく設定されている。第２パウル７４の他端部には、第２係合歯８０が設けられており、第２係合歯８０は前述したトーションバー４４の第２ギヤ部５６の外歯５６Ａに対応している。

第２収容部３４には、第２トーションスプリング８２が配置されている。第２トーションスプリング８２の一端部は前述した第２係合歯８０に係止されて、他端部は第２係止部４２とスプール２０の内周面との間で係止されており、第２トーションスプリング８２は第２パウル７４を第２軸部７６の軸回りに巻取方向（図４（Ｂ）の矢印Ｈ方向）側へ付勢している。これにより、第２パウル７４が第２当接部４０に当接されている（図４（Ａ）に示す状態である）。また、第２トーションスプリング８２の付勢力は第１トーションスプリング７２の付勢力と同じに設定されている。第２係合歯８０は、第２パウル７４が第２軸部７６の軸回りに引出方向（図４（Ａ）の矢印Ｇ方向であり、この方向を「第２ロック起動方向」という）へ回動することで、第２ギヤ部５６の外歯５６Ａに対して接近して、外歯５６Ａに噛合される。これにより、スプール２０の引出方向の回転力が第２パウル７４を介してトーションバー４４に伝達される（図４（Ｂ）に示す状態である）。この状態で、第２パウル７４が巻取方向（図４（Ｂ）の矢印Ｈ方向）に回動した際には、第２係合歯８０が第２ギヤ部５６の外歯５６Ａから離間するように構成されている。

図１及び図２に示すように、スプール２０の脚板１２Ｂ側（一端側）には、ロック機構を構成する略円盤状のロックギヤ８４が設けられている。ロックギヤ８４の中央部には、断面スプライン状の嵌合孔８４Ａが貫通形成されており、嵌合孔８４Ａにトーションバー４４の歯５２が嵌合することで、ロックギヤ８４がトーションバー４４に相対回転不能に固定（連結）されている。これにより、ロックギヤ８４は、トーションバー４４と一体に回転可能に構成されている。また、ロックギヤ８４の外周全体には、ラチェット歯８４Ｂ（外歯）が形成されている。

フレーム１２の脚板１２Ｃ外側には、付勢手段としての付勢機構（図示省略）が設けられており、付勢機構は、スプール２０に連結されて、スプール２０に巻取方向への付勢力を作用させている。

図１に示すように、フレーム１２の脚板１２Ｂには、配置孔１４の近傍において、ロック機構を構成する略板状のロックプレート８６（広義には、「規制部材」として把握される要素である）が、回動可能に支持されており、ロックプレート８６には、ロック歯８６Ａが形成されている。ロックプレート８６は、図示しない規制機構（広義には、「規制手段」として把握される要素である）に連絡されている。ウェビング２２が急激に引出されてスプール２０が引出方向へ所定速度以上で回転した時や車両の急減速時（以下、「車両の緊急時」という）には、規制機構が作動されることで、ロックプレート８６が回動されて、ロック歯８６Ａがロックギヤ８４のラチェット歯８４Ｂに噛合（係合）される。これにより、ロックギヤ８４の引出方向への回転が規制（阻止）されて、スプール２０の引出方向への回転が規制される（スプール２０の巻取方向への回転は許容される）。

ここで、スプール２０が引出方向へ第１速度としての第１係合速度（前述した所定速度より速い速度）以上で回転する際には、第１パウル６４の第１ウェイト部６８に作用する遠心力によって、第１パウル６４が第１トーションスプリング７２の付勢力に抗してスプール２０に対して相対的に第１ロック起動方向へ回動される。これにより、第１パウル６４の第１係合歯７０がトーションバー４４の外歯５４Ａに接近して噛合される。

この状態でスプール２０の引出方向への回転速度が、第１解除速度（所定速度より速く、第１係合速度速より遅い速度）以下になった際には、第１パウル６４が、第１トーションスプリング７２の付勢力によって、巻取方向へ回動されて、外歯５４Ａから離間される。これにより、第１パウル６４の第１係合歯７０とトーションバー４４の外歯５４Ａとの噛合が解除される。なお、第１解除速度が第１係合速度に比して遅いのは、第１パウル６４の第１係合歯７０がトーションバー４４の外歯５４Ａに噛合することで、第１係合歯７０と外歯５４Ａとの間に抵抗力が作用するからである。

また、スプール２０が引出方向へ第２速度としての第２係合速度（第１係合速度より速い速度）以上で回転する際には、第２パウル７４の第２ウェイト部７８に作用する遠心力によって、第２パウル７４が第２トーションスプリング８２の付勢力に抗してスプール２０に対して相対的に第２ロック起動方向へ回動される。これにより、第２パウル７４の第２係合歯８０がトーションバー４４の外歯５６Ａに接近して噛合される。

この状態でスプール２０の引出方向への回転速度が、第２解除速度（第１係合速度より速く、第２係合速度速より遅い速度）以下になった際には、第２パウル７４が、第２トーションスプリング８２の付勢力によって、巻取方向へ回動されて、外歯５６Ａから離間される。これにより、第２パウル７４の第２係合歯８０とトーションバー４４の外歯５６Ａとの噛合が解除される。なお、第２解除速度が第２係合速度に比して遅いのは、上述と同様に、第２パウル７４の第２係合歯８０がトーションバー４４の外歯５６Ａに噛合することで、第２係合歯８０と外歯５６Ａとの間に抵抗力が作用するからである。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

以上の構成のウェビング巻取装置１０では、車両のシートに着座した乗員にウェビング２２が装着された際に、付勢機構がスプール２０に巻取方向への付勢力を作用させることで、ウェビング２２の緩みが除去される。

最初に、車両の緊急時（ウェビング２２が急激に引出されてスプール２０が引出方向へ所定速度以上で回転した時や車両の急減速時）に、スプール２０が引出方向へ所定速度〜第１係合速度で回転する場合について説明する。この場合は、例えば、着座した乗員の体重が軽い場合や低速度で車両が衝突した場合等である。

車両の緊急時には、規制機構が作動されることで、ロックプレート８６のロック歯８６Ａがロックギヤ８４のラチェット歯８４Ｂに噛合される。これにより、ロックギヤ８４の引出方向への回転が規制されて、スプール２０の引出方向への回転が規制される。このため、ウェビング２２のスプール２０からの引出しが規制されて、ウェビング２２が乗員を拘束する。この際には、乗員に作用する慣性エネルギーによってウェビング２２に付加される荷重が徐々に上がる。

さらに、ウェビング２２の引出しが規制された状態では、乗員に作用する慣性エネルギーによってウェビング２２及びスプール２０を介してトーションバー４４に捩れ荷重が付与される。トーションバー４４の第１捩れ変形部５８の機械的強度は第２捩れ変形部６０及び第３捩れ変形部６２の機械的強度に比して低く設定されているため、この捩れ荷重が第１捩れ変形部５８の機械的強度以上になると、主に第１捩れ変形部５８が捩れ変形する。このため、スプール２０がロックギヤ８４に対して引出方向へ相対回転する。これにより、ウェビング２２が引出されて、ウェビング２２から乗員に作用する荷重（エネルギー）が吸収される。すなわち、トーションバー４４の第１捩れ変形部５８の捩り変形に伴う捩り荷重がフォースリミッタ荷重としてウェビング２２を介して乗員に作用しながら、スプール２０がロックギヤ８４に対して引出方向へ回転されて、エネルギー吸収が果たされる。この際のフォースリミッタ荷重の荷重値はＦ１となる（図５（Ｂ）にて示される一点鎖線参照）。

次に、車両の緊急時に、スプール２０が引出方向へ第１係合速度〜第２係合速度で回転する場合について説明する。この場合は、例えば、着座した乗員が大人の標準体格である場合や中速度で車両が衝突した場合等である。

上述のように、車両の緊急時に、規制機構が作動されることで、ロックギヤ８４の引出方向への回転が規制されて、スプール２０の引出方向への回転が規制される。このため、乗員に作用する慣性エネルギーによってウェビング２２が引張られてウェビング２２に付加される荷重が徐々に上がる。

また、乗員に作用する慣性エネルギーによってトーションバー４４にウェビング２２及びスプール２０を介して付与される捩れ荷重が、第１捩れ変形部５８の機械的強度以上になると、第１捩れ変形部５８が捩れ変形する。これにより、フォースリミッタ荷重の荷重値がＦ１となる（図５（Ｂ）に示される２点鎖線参照）。

さらに、スプール２０の引出方向への回転速度が第１係合速度以上になると、第１パウル６４の第１ウェイト部６８に作用する遠心力によって、第１パウル６４が第１トーションスプリング７２の付勢力に抗してスプール２０に対して相対的に第１ロック起動方向へ回動される。これにより、第１パウル６４の第１係合歯７０がトーションバー４４の第１ギヤ部５４の外歯５４Ａに接近して噛合される。

この際には、スプール２０の引出方向への回転力が第１パウル６４によってトーションバー４４の第１ギヤ部５４に伝達されて、当該回転力がトーションバー４４の第２捩れ変形部６０及び第３捩れ変形部６２を介してロックギヤ８４に伝達される。第２捩れ変形部６０の機械的強度は第１捩れ変形部５８の機械的強度に比して大きく設定されているため、トーションバー４４に付与される捩れ荷重が、第２捩れ変形部６０の機械的強度以上になるまでは、第２捩れ変形部６０が捩れ変形しないため、ウェビング２２に付加される荷重が徐々に上がる。

さらに、トーションバー４４に付与される捩れ荷重が、第２捩れ変形部６０の機械的強度以上になると、主にトーションバー４４の第２捩れ変形部６０が捩れ変形すると共に、ウェビング２２が引出されて、ウェビング２２から乗員に作用する荷重（エネルギー）が吸収される。この際のウェビング２２に付加されるフォースリミッタ荷重の荷重値はＦ２となる（図５（Ｂ）に示される２点鎖線参照）。

また、ウェビング２２の引出方向への速度が第１解除速度まで下がると、第１パウル６４が、第１トーションスプリング７２の付勢力によって、巻取方向に回転されて、トーションバー４４の第１ギヤ部５４の外歯５４Ａから離間される。このため、第１パウル６４の第１係合歯７０とトーションバー４４の外歯５４Ａとの噛合が解除される。これにより、ウェビング２２に付加されるフォースリミッタ荷重の荷重値がＦ２からＦ１へ下がり、この状態でウェビング２２が引出されて、ウェビング２２から乗員に作用する荷重（エネルギー）が吸収される。

このように、スプール２０の引出方向への回転速度に応じて、ウェビング２２に付加されるフォースリミッタ荷重の荷重値をＦ１からＦ２に上げることができ、フォースリミッタ荷重の荷重値をＦ２からＦ１に下げることができる。

次に、車両の緊急時に、スプール２０が引出方向へ第２係合速度以上で回転する場合について説明する。この場合は、例えば、着座した乗員の体重が重い場合や高速度で車両が衝突した場合等である。

上述のように、車両の緊急時に規制機構が作動されることで、ロックギヤ８４の引出方向への回転が規制されて、スプール２０の引出方向への回転が規制される。このため、乗員に作用する慣性エネルギーによってウェビング２２が引張られてウェビング２２に付加する荷重が徐々に上がる。

また、乗員に作用する慣性エネルギーによってトーションバー４４にウェビング２２及びスプール２０を介して付与される捩れ荷重が、第１捩れ変形部５８の機械的強度以上になると、第１捩れ変形部５８が捩れ変形する。これにより、ウェビング２２に付加するフォースリミッタ荷重の荷重値がＦ１となる（図５（Ｂ）に示される実線参照）。

さらに、スプール２０の引出方向への回転速度が第１係合速度以上になると、第１パウル６４の第１ウェイト部６８に作用する遠心力によって、第１パウル６４が第１トーションスプリング７２の付勢力に抗してスプール２０に対して相対的に第１ロック起動方向へ回動される。これにより、第１パウル６４の第１係合歯７０がトーションバー４４の外歯５４Ａに接近して噛合される。この際には、スプール２０の引出方向への回転力が第１パウル６４によってトーションバー４４の第１ギヤ部５４に伝達されて、当該回転力がトーションバー４４の第２捩れ変形部６０及び第３捩れ変形部６２を介してロックギヤ８４に伝達される。第２捩れ変形部６０の機械的強度は第１捩れ変形部５８の機械的強度に比して大きく設定されているため、トーションバー４４に付与される捩れ荷重が、第２捩れ変形部６０の機械的強度以上になるまでは、第２捩れ変形部６０が捩れ変形しないため、ウェビング２２に付加する荷重が徐々に上がる。

この状態で、トーションバー４４に付与される捩れ荷重が第２捩れ変形部６０の機械的強度以上になると、主に第２捩れ変形部６０が捩れ変形すると共に、ウェビング２２が引出されて、ウェビング２２から乗員に作用する荷重（エネルギー）が吸収される。この際のウェビング２２に付加するフォースリミッタ荷重の荷重値はＦ２となる（図５（Ｂ）に示される実線参照）。

さらに、スプール２０の引出方向への回転速度が第２係合速度以上になると、第２パウル７４の第２ウェイト部７８に作用する遠心力によって、第２パウル７４が第２トーションスプリング８２の付勢力に抗してスプール２０に対して相対的に第２ロック起動方向へ回動される。これにより、第２パウル７４の第２係合歯８０がトーションバー４４の第２ギヤ部５６の外歯５６Ａに接近して噛合される。この際には、スプール２０の引出方向への回転力が第２パウル７４によってトーションバー４４の第２ギヤ部５６に伝達されて、当該回転力がトーションバー４４の第３捩れ変形部６２を介してロックギヤ８４に伝達される。第３捩れ変形部６２の機械的強度は第２捩れ変形部６０の機械的強度に比して大きく設定されているため、トーションバー４４に付与される捩れ荷重が、第３捩れ変形部６２の機械的強度以上になるまでは、第３捩れ変形部６２が捩れ変形しないため、ウェビング２２に付加する荷重が徐々に上がる。

この状態で、トーションバー４４に付与される捩れ荷重が第３捩れ変形部６２の機械的強度以上になると、トーションバー４４の第３捩れ変形部６２が捩れ変形すると共に、ウェビング２２が引出されて、ウェビング２２から乗員に作用する荷重（エネルギー）が吸収される。この際のウェビング２２に付加するフォースリミッタ荷重の荷重値はＦ３となる（図５（Ｂ）に示される実線参照）。

また、ウェビング２２の引出方向への回転速度が第２解除速度以下になると、第２パウル７４が、第１トーションスプリング７２の付勢力によって、巻取方向へ回動されて、トーションバー４４の第２ギヤ部５６の外歯５６Ａから離間される。このため、第２パウル７４の第２係合歯８０とトーションバー４４の外歯５６Ａとの噛合が解除される。これにより、フォースリミッタ荷重の荷重値がＦ３からＦ２へ下がり、この状態でウェビング２２が引出されて、ウェビング２２から乗員に作用する荷重（エネルギー）が吸収される。

さらに、ウェビング２２の引出方向への回転速度が第１解除速度以下になると、第１パウル６４が、第１トーションスプリング７２の付勢力によって、巻取方向へ回動されて、トーションバー４４の第１ギヤ部５４の外歯５４Ａから離間される。このため、第１パウル６４の第１係合歯７０とトーションバー４４の外歯５４Ａとの噛合が解除される。これにより、フォースリミッタ荷重の荷重値がＦ２からＦ１へ下がり、この状態でウェビング２２が引出されて、ウェビング２２から乗員に作用する荷重（エネルギー）が吸収される。

このように、スプール２０の引出方向への回転速度に応じて、ウェビング２２に付加されるフォースリミッタ荷重の荷重値をＦ１からＦ２へ、Ｆ２からＦ３へ上げることができ、ウェビング２２に付加されるフォースリミッタ荷重の荷重値をＦ３からＦ２へ、Ｆ２からＦ１へ下げることができる。

さらに、スプール２０が高速度で引出方向へ回転する場合には、第１パウル６４の第１係合歯７０のトーションバー４４の外歯５４Ａへの噛合と第２パウル７４の第２係合歯８０のトーションバー４４の外歯５６Ａへの噛合とが、略同時にされる。これにより、例えば、フォースリミッタ荷重の荷重値をＦ１からＦ３へ一気に上げることができる。

ここで、スプール２０には、第１パウル６４及び第２パウル７４が設けられており、スプール２０の径方向内側（筒内）に設けられたトーションバー４４の外歯５４Ａ及び外歯５６Ａにそれぞれ第１パウル６４の第１係合歯７０及び第２パウル７４の第２係合歯８０が噛合される。このため、スプール２０の径方向内側（筒内）において、第１パウル６４及び第２パウル７４を設けて、スプール２０の回転速度に応じて、トーションバー４４の外歯５４Ａ及び外歯５６Ａにそれぞれ第１パウル６４の第１係合歯７０及び第２パウル７４の第２係合歯８０を噛合できる。これにより、スプール２０の軸方向におけるウェビング巻取装置１０の大型化を抑制しつつ、フォースリミッタ荷重を段階的に上げることができる。

また、上述のように、スプール２０の引出方向への回転速度によって、フォースリミッタ荷重の荷重値がＦ１、Ｆ２、及びＦ３の内の何れかの荷重値となる。したがって、スプール２０の回転速度に応じて、フォースリミッタ荷重の荷重値を３段階に設定できる。これにより、フォースリミッタ荷重の荷重値の設定自由度を向上できる。

さらに、第１捩れ変形部５８、第２捩れ変形部６０、及び第３捩れ変形部６２が、シャフト状に一体に設けられており、第２捩れ変形部６０の外径寸法が第１捩れ変形部５８の外径寸法に比して大きく設定されると共に、第３捩れ変形部６２の外径寸法が第２捩れ変形部６０の外径寸法に比して大きく設定されている。このため、第１捩れ変形部５８、第２捩れ変形部６０、及び第３捩れ変形部６２の外径寸法をそれぞれ設定することで、第１捩れ変形部５８、第２捩れ変形部６０、及び第３捩れ変形部６２のそれぞれの機械的強度を容易に設定できる。これにより、フォースリミッタ荷重の荷重値を容易に設定できる。

また、第１パウル６４に第１ウェイト部６８が一体に設けられており、第２パウル７４に第２ウェイト部７８が一体に設けられている。このため、部品点数の増加を抑制でき、コストアップを抑制できる。

なお、本実施の形態では、フォースリミッタ荷重の荷重値が３段階に設定されているが、フォースリミッタ荷重の荷重値を４段階以上に設定してもよい。例えば、フォースリミッタ荷重の荷重値を４段階にする場合には、トーションバー４４に機械的強度の異なる捩れ変形部を４つ設ける。また、各捩れ変形部の間にギヤ部を設ける。さらに、スプール２０の引出方向への回転速度に応じて、それぞれのギヤ部に係合するパウルを設けてもよい。

また、本実施の形態では、第１捩れ変形部５８、第２捩れ変形部６０、及び第３捩れ変形部６２が一体に設けられており、第１捩れ変形部５８、第２捩れ変形部６０、及び第３捩れ変形部６２のそれぞれの外径寸法を設定することで、機械的強度が設定されている。これに替えて、第１捩れ変形部５８、第２捩れ変形部６０、及び第３捩れ変形部６２をそれぞれ別部材に構成して、第１捩れ変形部５８、第２捩れ変形部６０、及び第３捩れ変形部６２の機械的強度を設定してもよい。

さらに、本実施の形態では、第１パウル６４に第１ウェイト部６８が一体に設けられており、第２パウル７４に第２ウェイト部７８が一体に設けられている。これに替えて、第１ウェイト部６８及び第２ウェイト部７８をそれぞれ第１パウル６４及び第２パウル７４と別体に設けてもよい。この場合には、例えば、第１ウェイト部６８をスプール２０の引出方向の回転速度に応じて第１パウル６４に係合解除可能に構成にして、第１ウェイト部６８が第１パウル６４に係合することで、第１パウル６４がトーションバー４４の外歯５４Ａに噛合する構成にしてもよい。

また、本実施の形態では、第１パウル６４の第１ウェイト部６８の重量が第２パウル７４の第２ウェイト部７８の重量に比して大きく設定されており、スプール２０が第１係合速度以上の際に第１パウル６４がトーションバー４４の外歯５４Ａに噛合し、スプール２０が第２係合速度以上の際に第２パウル７４がトーションバー４４の外歯５６Ａに噛合する。これに替えて、第１ウェイト部６８の重量と第２ウェイト部７８の重量とを同じに設定して、第１トーションスプリング７２の付勢力を第２トーションスプリングの付勢力に比して小さく設定してもよい。これにより、スプール２０が第１係合速度以上の際に第１パウル６４がトーションバー４４の外歯５４Ａに噛合し、スプール２０が第２係合速度以上の際に第２パウル７４がトーションバー４４の外歯５６Ａに噛合できる。

１０ウェビング巻取装置
２０スプール巻取軸
４４トーションバー（エネルギー吸収部材）
４８歯（巻取軸連結部）
５２歯（ロック機構連結部）
５４第１ギヤ部（第１係合部）
５６第２ギヤ部（第２係合部）
５８第１捩れ変形部（第１変形部）
６０第２捩れ変形部（第２変形部）
６２第３捩れ変形部（第３変形部）
６４第１パウル（第１回転伝達部）
６８第１ウェイト部（第１速度検出部）
７４第２パウル（第２回転伝達部）
７８第２ウェイト部（第２速度検出部）
８４ロックギヤ（ロック機構）

Claims

乗員拘束用のウェビングが引出されることで引出方向へ回転される巻取軸と、
前記巻取軸の軸方向一端側に設けられ、車両急減速時及び前記巻取軸が急激に引出方向へ回転した時の少なくも一方の時に前記巻取軸の前記引出方向への回転を阻止させるロック機構と、
前記巻取軸の径方向内側に前記巻取軸に対して同軸上に設けられ、軸方向一端側で前記ロック機構に連結されたロック機構連結部と軸方向他端側で前記巻取軸と一体回転可能に連結された巻取軸連結部とを有すると共に、前記ロック機構連結部と前記巻取軸連結部との間に係合部を有し、前記係合部より軸方向一端側の部分の機械的強度が前記係合部より軸方向他端側の部分の機械的強度に比して大きく設定されたエネルギー吸収部材と、
前記巻取軸に設けられ、前記係合部に対して接離可能に構成され、前記係合部に係合することで前記巻取軸の引出方向の回転を前記エネルギー吸収部材に伝達する回転伝達部と、
前記巻取軸内に設けられると共に、ウェイト部を含んで構成され、前記巻取軸が第１速度以上で引出方向へ回転することで遠心力によって前記巻取軸の径方向外側へ回動されて前記回転伝達部を前記巻取軸の径方向内側へ回動させ且つ前記係合部に係合させる速度検出部と、
を備えたウェビング巻取装置。
前記係合部は、第１係合部と、前記第１係合部と前記ロック機構連結部との間に配置された第２係合部と、を有し、
前記回転伝達部は、前記第１係合部に係合する第１回転伝達部と、前記第２係合部に係合する第２回転伝達部と、を有し、
前記速度検出部は、前記巻取軸が前記第１速度以上で引出方向へ回転することで前記第１回転伝達部を前記第１係合部に係合させる第１速度検出部と、前記巻取軸が前記第１速度より速い第２速度以上で引出方向へ回転することで前記第２回転伝達部を前記第２係合部に係合させる第２速度検出部と、を有し、
前記エネルギー吸収部材は、前記巻取軸連結部と前記第１係合部との間に設けられた第１変形部と、前記第１係合部と前記第２係合部との間に設けられた第２変形部と、前記第２係合部と前記ロック機構連結部との間に設けられた第３変形部と、を有し、前記第２変形部の機械的強度が前記第１変形部の機械的強度に比して高く設定されると共に前記第３変形部の機械的強度が前記第２変形部の機械的強度に比して高く設定された請求項１に記載のウェビング巻取装置。
前記第１変形部、前記第２変形部、及び前記第３変形部がシャフト状に一体に設けられ、前記第２変形部の外径寸法が前記第１変形部の外径寸法に比して大きく設定されると共に前記第３変形部の外径寸法が前記第２変形部の外径寸法に比して大きく設定された請求項２に記載のウェビング巻取装置。
前記回転伝達部と前記速度検出部とが一体に設けられた請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のウェビング巻取装置。