JP2000016242A - シートベルト巻取装置におけるエネルギー吸収機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 構造が簡単で小さなスペースに納めることの
できるシートベルト巻取装置におけるエネルギー吸収機
構。 【解決手段】 フレーム２内に回転自在に支持されてい
る巻き取りリール４と、リールの側面41周縁に取り付け
られたパウル42と、パウルと噛合し得る内歯ギア５とを
具備し、一端がリールに巻き取られたシートベルトに引
き出し方向の大きな加速度が発生した際に、パウルが内
歯ギアの歯に噛合することにより、シートベルト引き出
し方向の回転が阻止されるが、シートベルトの引き出し
方向の張力が所定以上の大きさになった場合に、内歯ギ
アがシートベルト引き出し方向に回転し、シートベルト
の乗員に対する圧力を緩和するシートベルト巻取装置１
におけるエネルギー吸収機構において、内歯ギアを、ギ
アケース７内に収容するとともに、ギアケース７内に収
容したバネ材６によってフレーム又はギアケース内面に
押圧し回転抵抗力を付与する。

Description

【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
おけるシートベルト巻取装置のエネルギー吸収機構に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】シートベルト巻取装置にあっては、乗員
の乗り降りに伴うシートベルトの脱着を容易にすべく、
通常時には該シートベルトは引き出し易くなっている
が、衝突時又は急減速時には、慣性力によって車両前方
へ移動しようとする乗員を拘束するために、該シートベ
ルトの引き出しをロックする必要がある。しかしなが
ら、該シートベルトのロックを完全なものにしてしまう
と、衝突時等に乗員が非常に大きな圧力で該シートベル
トによる圧迫を受けることとなり、それが原因で乗員が
負傷することがある。そこで、従来より、エネルギー吸
収機構を有するシートベルト巻取装置が使用されてい
る。

【０００３】従来のエネルギー吸収機構を有するシート
ベルト巻取装置の一部を図７〜図11に示す。該シートベ
ルト巻取装置１Ｐにおけるフレーム２Ｐは、一対の対向
する側面板21Ｐと該側面板21Ｐ相互を連結する連結板23
Ｐとからなる。各側面板21Ｐには円形の開口部24Ｐが設
けられており、各側面板21Ｐの内側にはストッパー突起
25Ｐが形成されている。また、該連結板23Ｐの内側に
は、ストッパー爪26Ｐが取り付けられている。

【０００４】該フレーム２Ｐ内にはシートベルト３Ｐを
巻き取るリール４Ｐが位置し、該リール４Ｐの側面41Ｐ
周縁には、先端部にピン421 Ｐを有するパウル42Ｐが取
り付けられている。該フレーム２Ｐの側面板21Ｐの開口
部24Ｐには、該パウル42Ｐと噛合し得る内歯ギア５Ｐが
回転自在に取り付けられている。該内歯ギア５Ｐには、
ストッパー突起52Ｐ及びワイヤー先端保持部53Ｐが設け
られており、該内歯ギア５Ｐの外周面にはワイヤー収容
溝54Ｐが形成されている。該内歯ギア５Ｐのワイヤー先
端保持部53Ｐによって先端が保持されたワイヤー８Ｐ
は、該フレーム２Ｐ下側に設けられたワイヤーハウジン
グ９Ｐにおけるガイドロール91Ｐとガイド突起92Ｐとの
間及び該ガイド突起92Ｐとワイヤーリール93Ｐとの間を
蛇行するようにして該ワイヤーハウジング９Ｐ内に収容
されるとともに、他端がつる巻き状にされて該ワイヤー
リール93Ｐに巻き取られている。

【０００５】このような従来のシートベルト巻取装置１
Ｐにおいては、通常時には図８に示すようにリール４Ｐ
の側面41Ｐ周縁に設けられたパウル42Ｐが内歯ギア５Ｐ
の歯51Ｐに噛合していないため、該リール４Ｐはシート
ベルト巻き取り方向及び引き出し方向のいずれの方向に
も回転することができる。該シートベルト巻取装置１Ｐ
に大きな加速度が発生した場合には、図示しないアクチ
ュエーター及びロックギアの作用によりピン421 Ｐを介
してパウル42Ｐが変位し、該パウル42Ｐが内歯ギア５Ｐ
の歯51Ｐに噛合して、該リール４Ｐのシートベルト引き
出し方向の回転が規制される。

【０００６】ここで、該シートベルト３Ｐの引き出し方
向の張力が所定以上の大きさである場合には、上記内歯
ギア５Ｐのストッパー突起52Ｐが各側面板21Ｐ内側のス
トッパー突起25Ｐを折損し、該内歯ギア５Ｐが回転し始
め、それに応じてシートベルト３Ｐが引き出される（図
10）。このとき、該内歯ギア５Ｐはワイヤー８Ｐをワイ
ヤー収容溝54Ｐに巻き付けながら回転するが、該ワイヤ
ー８Ｐはワイヤーハウジング９Ｐ内においてワイヤーリ
ール93Ｐとガイド突起92Ｐとの間及び該ガイド突起92Ｐ
とガイドロール91Ｐとの間を蛇行しながら引き出される
ため、該内歯ギア５Ｐは、該ワイヤー８Ｐの変形抵抗と
摩擦力による負荷とを受けて回転することとなる。そし
て、図11に示すように、該内歯ギア５Ｐのストッパー突
起52Ｐがフレーム２Ｐの連結板23Ｐに取り付けられたス
トッパー爪26Ｐに当接すると、該内歯ギア５Ｐの回転、
即ちシートベルト３Ｐの引き出しは停止する。

【０００７】このように、負荷を与えながら内歯ギア５
Ｐを回転させてシートベルト３Ｐを引き出し、該シート
ベルト３Ｐが乗員に及ぼす圧力を緩和（エネルギーを吸
収）することによって、乗員の安全性を確保している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のエネルギー吸収機構は非常に複雑であるため製造コ
ストの上昇を招き、またワイヤ８Ｐの動きを規制するハ
ウジング９Ｐを要するため、シートベルト巻取装置１Ｐ
として大きくなり、小型化を図ることが困難であった。

【０００９】従って、本発明の課題は、構造が簡単で製
造コストの低減を図ることができ、また小さなスペース
に納めることのできるシートベルト巻取装置におけるエ
ネルギー吸収機構を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、フレーム（２）と、該フレーム（２）内
に回転自在に支持されているシートベルト（３）の巻き
取りリール（４）と、該リール（４）の側面（41）周縁
に取り付けられたパウル（42）と、該フレーム（２）に
固設され該リール（４）のパウル（42）と噛合し得る内
歯ギア（５）とを具備し、シートベルト巻取装置（１）
に大きな加速度が発生した際に、該パウル（42）が該内
歯ギア（５）の歯（51）に噛合することにより、該リー
ル（４）のシートベルト引き出し方向の回転が阻止され
るが、該シートベルト（３）の引き出し方向の張力が所
定以上の大きさになった場合に、該内歯ギア（５）がシ
ートベルト引き出し方向に回転し、該シートベルト
（３）の乗員に対する圧力を緩和する該シートベルト巻
取装置（１）におけるエネルギー吸収機構であって、該
内歯ギア（５）が、該フレーム（２）に取り付けられる
ギアケース（７）内に収容されるとともに、該ギアケー
ス（７）内に収容されたバネ材（６）によって該フレー
ム（２）又は該ギアケース（７）内面に押圧され回転抵
抗力を付与されていることを特徴とするシートベルト巻
取装置（１）におけるエネルギー吸収機構を提供するも
のである。

【００１１】上記シートベルト巻取装置（１）に大きな
加速度が発生し、その張力が所定以上の大きさとなった
場合には、リール（４）及びパウル（42）を介して内歯
ギア（５）がシートベルト引き出し方向に回転し始める
が、該内歯ギア（５）は板バネ（６）によって該フレー
ム（２）又は該ギアケース（７）内面に押圧されてお
り、大きな摩擦力が発生しているため、該内歯ギア
（５）は該摩擦力によって負荷を受けながら回転する。
該内歯ギア（５）の負荷を受けながらの回転に応じて、
該パウル（42）及びリール（４）を介してシートベルト
（３）が引き出されることにより、該シートベルト
（３）の乗員に対する圧力が緩和され、乗員の安全性が
確保される。

【００１２】上記バネ材（６）は、リング状の板バネで
あるのが好ましい。構造が簡単でかつ確実に該内歯ギア
（５）を押圧することができるからである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。本発明の一実施形態によるエネルギー吸
収機構を備えたシートベルト巻取装置の一部を図１に示
す。本シートベルト巻取装置１のフレーム２は、一対の
対向する側面板21，22と該側面板21，22相互を連結する
連結板23とからなり、平面視コの字状の形状を有する。
各側面板21，22には、円形の開口部24が設けられてい
る。該フレーム２内には、シートベルト３を巻き取るリ
ール４が回転自在に支持されており、該リール４の両端
部（両側面）41は、各側面板21，22の開口部24内側に位
置する。

【００１４】該リール４の側面41周縁には、パウル42が
揺動自在に取り付けられており、該パウル42の先端部に
はピン421 が設けられている。該ピン421 は、図示しな
いロックギアのカム穴に遊嵌されている。

【００１５】該フレーム２の側面板21，22には、該リー
ル４のパウル42と噛合し得る内歯ギア５とリング状の板
バネ６とを収容したリング状のギアケース７が、該ギア
ケース７周縁に設けられたフランジ71を介してリベット
72によってかしめられている。該ギアケース７内で、該
内歯ギア５は、波打っている該板バネ６によって該側面
板21，22における開口部24の周囲に押圧され、回転抵抗
力を付与されている（図２）。この板バネ６による押圧
力は、シートベルト３の引き出し方向の張力が約400 〜
500 kgf を超えたときに、リール４及びパウル42を介し
て内歯ギア５が回転し始めるように設定するのが乗員の
安全性の点から好ましい。

【００１６】上記シートベルト巻取装置１において、リ
ール４は図示しないスプリングによってシートベルト巻
き取り方向に付勢されており、該シートベルト巻取装置
１に加速度が生じていない通常の状態では、該リール４
がシートベルト巻き取り方向に回転する際も、該リール
４に巻き取られたシートベルト３が引き出される際も、
上記パウル42は上記内歯ギア５の歯51に噛合しないよう
になっている。一方、該シートベルト巻取装置１に大き
な加速度（例えば6.86m/s²以上）が発生した際には、図
示しないアクチュエーターの作用によりロックギアがロ
ックされ、該ロックギアのカム穴に遊嵌されているピン
421 を介してパウル42が変位し内歯ギア５の歯51に噛合
した後、該パウル42（ピン421 ）の変位によりカム穴を
介して該ロックギアのロックが解除されるようになって
いる。本発明において、これらの動作を行うための機構
は特に限定されるものではない。

【００１７】上記シートベルト巻取装置１においては、
従来の複雑なエネルギー吸収機構と異なり、ワイヤーや
ワイヤーハウジングを要さず、また内歯ギア５にワイヤ
ー収容溝を形成する必要もないため、低コストで製造す
ることができ、また小型化を図ることができる。

【００１８】次に、上記シートベルト巻取装置における
エネルギー吸収機構の動作を図３〜図６を参照して説明
する。乗員がシートベルト３を装着した際における上記
シートベルト巻取装置１の状態を図３に示す。このと
き、リール４の側面41周縁に設けられたパウル42は、内
歯ギア５の歯51に噛合していないため、該リール４はシ
ートベルト巻き取り方向及び引き出し方向のいずれの方
向にも回転することができる。

【００１９】衝突又は急減速等によって該シートベルト
巻取装置１に大きな加速度が発生した場合には、図４に
示すように該パウル42が変位し該内歯ギア５の歯51に噛
合するが、該内歯ギア５は板バネ６によってフレーム２
の側面板21，22に押圧されており、内歯ギア５−側面板
21，22間及び内歯ギア５−板バネ６−ギアケース７間に
大きな摩擦力が発生しているため、該リール４のシート
ベルト引き出し方向の回転には抵抗が発生する。

【００２０】ここで、該シートベルト３の引き出し方向
の張力が所定（例えば400 〜500 kgf ）以上の大きさに
なった場合には、上記摩擦力によって負荷を受けながら
内歯ギア５が回転し始め（図５）、それに応じてパウル
42及びリール４を介してシートベルト３が引き出され
る。なお、このときロックギアのロックは解除されてい
るため、該リール４の回転は可能である。該シートベル
ト３の張力が低下すると、上記摩擦力によって該内歯ギ
ア５の回転は停止する（図６）。

【００２１】慣性力によって車両前方へ移動しようとす
る乗員は、上記リール４のシートベルト引き出し方向の
回転の制限によって該シートベルト４によって拘束され
るとともに、上記内歯ギア５の負荷を受けながらの回転
に応じたシートベルト３の引き出しにより、該シートベ
ルト３の乗員に対する圧力が緩和され、乗員の安全性が
確保される。

【００２２】以上、図面を用いて本発明を説明したが、
本発明はこれらに限定されることなく、本発明の思想を
逸脱しない限り、種々の変更を施すことができる。例え
ば、上記実施形態における内歯ギア５と板バネ６との位
置は逆であってもよいし、該板バネ６の代わりに、コイ
ルスプリングを複数有するリング状のプレートを用いて
もよい。更には、上記内歯ギア５、板バネ６、ギアケー
ス７及びパウル42からなるエネルギー吸収機構は、両方
の側面板21，22でなく、一方の側面板21（又は側面板2
2）のみに設けられていてもよい。

【００２３】

【発明の効果】本発明のエネルギー吸収機構を備えたシ
ートベルト巻取装置は、構造が簡単で低コストで製造す
ることができ、またワイヤーハウジング等を要しないた
め小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態によるエネルギー吸収機構
を備えたシートベルト巻取装置（一部）の分解斜視図で
ある。

【図２】図１におけるシートベルト巻取装置のＡ−Ａ断
面図である。

【図３】図１におけるシートベルト巻取装置のエネルギ
ー吸収動作（通常時）を示す説明図である。

【図４】図１におけるシートベルト巻取装置のエネルギ
ー吸収動作（ロック状態）を示す説明図である。

【図５】図１におけるシートベルト巻取装置のエネルギ
ー吸収動作（エネルギー吸収開始状態）を示す説明図で
ある。

【図６】図１におけるシートベルト巻取装置のエネルギ
ー吸収動作（エネルギー吸収終了状態）を示す説明図で
ある。

【図７】従来のエネルギー吸収機構を備えたシートベル
ト巻取装置の分解斜視図である。

【図８】図７におけるシートベルト巻取装置のエネルギ
ー吸収動作（通常時）を示す説明図である。

【図９】図７におけるシートベルト巻取装置のエネルギ
ー吸収動作（ロック状態）を示す説明図である。

【図１０】図７におけるシートベルト巻取装置のエネル
ギー吸収動作（エネルギー吸収開始状態）を示す説明図
である。

【図１１】図７におけるシートベルト巻取装置のエネル
ギー吸収動作（エネルギー吸収終了状態）を示す説明図
である。

【符号の説明】

１…シートベルト巻取装置 ２…フレーム ３…シートベルト ４…リール 41…側面 42…パウル ５…内歯ギア 51…歯 ６…バネ材 ７…ギアケース

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレームと、該フレーム内に回転自在に
   支持されているシートベルトの巻き取りリールと、該リ
   ールの側面周縁に取り付けられたパウルと、該フレーム
   に固設され該リールのパウルと噛合し得る内歯ギアとを
   具備し、シートベルト巻取装置に大きな加速度が発生し
   た際に、該パウルが該内歯ギアの歯に噛合することによ
   り、該リールのシートベルト引き出し方向の回転が阻止
   されるが、該シートベルトの引き出し方向の張力が所定
   以上の大きさになった場合に、該内歯ギアがシートベル
   ト引き出し方向に回転し、該シートベルトの乗員に対す
   る圧力を緩和する該シートベルト巻取装置におけるエネ
   ルギー吸収機構であって、 該内歯ギアが、該フレームに取り付けられるギアケース
   内に収容されるとともに、該ギアケース内に収容された
   バネ材によって該フレーム又は該ギアケース内面に押圧
   され回転抵抗力を付与されていることを特徴とするシー
   トベルト巻取装置におけるエネルギー吸収機構。
2. 【請求項２】 該バネ材は、リング状の板バネである請
   求項１記載のシートベルト巻取装置におけるエネルギー
   吸収機構。