JP2001206194A - シートベルト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部材の複雑化を回避しつつ、回転軸の捻れ動
作を妨げないプリテンショナ機構を備えたシートベルト
装置を提供する。 【解決手段】 パイプ(70)内に配置された移動体(36)を
一方向に押出す高圧力を発生するガス発生装置(32)と、
パイプを固定しているケース(26)と、リトラクタシャフ
ト(24)と同軸に配置されて、外周が一方向に回転する
と、リトラクタシャフトと連結するクラッチ(44)と、ク
ラッチ部の外周に一端側が巻回され、他端側が移動体を
経由してケースに形成された収納部(26a)内にて係止さ
れるワイヤ(40)と、を備え、移動体がその初期の配置位
置から他方向に移動したときに、ワイヤの他端側の係止
(46)が解除される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両等の乗員をウ
ェビングによって座席に拘束し、衝突の際等の安全を図
るシートベルト装置に関し、特に、緊急の際にウェビン
グを強制的に巻取る機能を備えるリトラクタの改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】車両等には、乗員の安全を図るためにシ
ートベルト装置が使用される。このシートベルト装置に
は、例えば、引出されたウェビング（ベルト）を巻戻す
と共に緊急の際にウェビングの引出しを阻止（巻取りは
可能）するロック機構を備えたリトラクタが設けられ
る。このリトラクタに、更に、プリテンショナと捻れ軸
（トーションバー）とを組合わせたものもある。プリテ
ンショナは、衝突の際にウェビングを強制的にリールに
巻取ってウェビングの弛みを除去する。捻れ軸はリール
の回転軸に用いられている。衝突後に生ずる乗員の前方
移動によってウェビングに所定値を超える力が作用する
と、一端側がロック機構によってロックされ、他端側が
リールに結合された回転軸が塑性（捻れ）変形してリー
ルを回転させてウェビング引出しを可能とし、乗員に加
わる力を抑制するようにしている。この回転軸の捻れ動
作をプリテンショナ機構が妨げないようにする工夫も提
案されており、例えば、特開平１０−２２６３１３号に
は、そのような例が記載されている。この例では、プリ
テンショナの作動によってウェビングの巻取りが終り、
その後にウェビングが引出されると、プリテンショナの
巻取り力をリール回転軸に伝達するクラッチが一部破断
し、リール回転を妨げないようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、部材が
破断し、リールの回転軸（捻れ軸）をフリーにする機構
を採用した場合には、部材を破断させることを考慮した
特別の形状に形成する必要があり、部材の複雑化を避け
難い。

【０００４】よって、本発明は、部材の複雑化を回避し
つつ、回転軸の捻れ動作を妨げないプリテンショナ機構
を備えたシートベルト装置を提案することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のシートベルト装置は、パイプ内に移動可能に配
置される移動体と、上記パイプに取付けられ、上記移動
体を一方向に押出す高圧力を発生するガス発生装置と、
上記パイプを固定しているケースと、リトラクタシャフ
トと同軸に配置されて、外周が一方向に回転すると、上
記リトラクタシャフトと連結するクラッチと、上記クラ
ッチ部の外周に一端側が巻回され、他端側が上記移動体
を経由して上記ケースに形成された収納部内にて係止さ
れるワイヤと、を備え、上記移動体がその初期の配置位
置から他方向に移動したときに、上記ワイヤの係止が解
除される。

【０００６】かかる構成とすることによって、移動体が
初期位置よりもパイプに潜り込んだときワイヤの一端が
外れるので、部材を破断せずとも、ワイヤがリトラクタ
シャフトの回転を妨げない構造を得ることが可能とな
る。

【０００７】このリトラクタシャフトを、ある値以上の
力を受けると塑性変形して衝撃を吸収する捻れ軸とする
ことによって、捻れ軸の機能確保を図ることが出来る。

【０００８】好ましくは、ワイヤの他端側にはかしめ玉
が形成され、上記収納部はかしめ玉収納空間であり、該
かしめ玉が、かしめ玉収納部内のＵ字溝に係止される。
また、収納空間はパイプの出口近傍に設けられる。移動
体は、その初期位置ではかしめ玉収納部外へのワイヤ移
動（あるいはかしめ玉移動）を制限する扉として機能
し、初期位置よりも下がった位置ではワイヤ他端（ある
いはかしめ玉）を開放する。上記移動体は、例えば、ロ
ッドや転動体であり、この移動体が初期位置よりもパイ
プに潜り込んだとき、ワイヤの末端が外れて、捻れ軸の
回転を妨げない。

【０００９】好ましくは、収納部の出口あるいはかしめ
玉に近接して剪断ピンを配置し、かしめ玉位置を安定さ
せる。

【００１０】好ましくは、ロッドの移動路に沿ってかし
め玉収納空間が設けられる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。各図において、対応する部
分には同一符号を付し、重複説明を省略する。

【００１２】図１は、プリテンショナを備えたシートベ
ルト装置用リトラクタをその軸方向側面から見た状態で
示す説明図であり、図２に示すＢ−Ｂ方向（プリテンシ
ョナ部）における一部断面図にて示している。図２は、
図１に示すリトラクタのＡ−Ａ方向（プリテンショナ
部）における断面図である。図３は、クラッチ部の構成
を説明する説明図である。図４及び図５は、クラッチの
動作を説明する説明図である。図１及び図２に示すよう
に、シートベルト装置のリトラクタ１０は、ウェビング
（図示せず）を巻き取るリトラクタ本体１３と、このリ
トラクタ本体１３の右端側部に設けられた緊急ロック機
構１４と、左端側に設けられたプリテンショナ１２及び
巻き取りばね装置１１を備える。

【００１３】リトラクタ本体１３は、ウェビングを巻き
取りまたは引き出し自在な巻き取りリール２２を備え
る。リール２２は後述のスリーブ４４ａを介して巻取軸
であるリトラクタシャフト２４に連結される。リール２
２はリトラクタシャフト２４の左端側に連結された巻取
りバネ装置１１によりウェビングが巻き取られる方向に
常時付勢されている。リトラクタシャフト２４の右端側
に設けられた緊急ロック機構１４は、加速度センサが所
定値を超える減速度を検出したとき、あるいはウェビン
グが所定値以上の加速度で引き出されるときに作動し、
リトラクタシャフト２４のベルト引出し方向の回転を阻
止する。それにより、リール２２からウェビングが引出
されることを防止し、乗員の前方移動を阻止する。

【００１４】なお、ロック機構１４はロック状態となっ
た場合でもリトラクタシャフト２４のウェビング巻取り
方向の回転を許容し、衝突の際のプリテンショナ１２に
よるウェビング巻取り（弛み除去）を可能としている。

【００１５】リトラクタシャフト２４の巻き取りリール
２２内に収納された部分は捻れシャフト２４ａとされて
いる。捻れシャフト（トーションバー）をリトラクタに
用いる例は、例えば、特開昭４６−７７１０号に示され
ている。緊急ロック機構１４の作動後にウェビングに過
大な引出し力が加わると、リール２２に回転力が作用す
る。右端側がロックされ、左端側がスリーブを介して相
対回転不能にリールに結合された捻れシャフト２４ａは
ねじられて塑性変形し、ウェビングの引出しを可能とす
る。

【００１６】プリテンショナ１２は、円筒部７２と角筒
状部７４によって構成されるＬ型パイプ７０、ガス発生
装置３２、押出し部材、ロッド、ワイヤ、クラッチ機構
などによって構成される。Ｌ型パイプ７０は、くびれ部
７６を介して円筒部７２と角筒状部７４とが連結されて
形成される。くびれ部７６は、上部側が深くくびれ、そ
の下部側は緩やかなテーパ部となっている。ガス発生装
置３２は、円筒部７２の開口部に嵌挿され、該開口部を
かしめて取付けられる。ガス発生装置３２は、図示しな
い、電極と、点火装置と、高圧ガス発生剤とを備える。
電極には、車両の衝突時に発生する急激な加速度を検出
する図示しないショックセンサからの信号を伝える点火
信号伝達用ハーネスが接続されている。ショックセンサ
から点火信号が電極に伝えられると、点火装置が高圧ガ
ス発生剤を発火させて高圧ガスを瞬時に発生させる。な
お、ガス発生装置３２の取付けは螺合やキャップによる
取付けであっても良い。

【００１７】角筒部７４の内部の所定位置には、押出し
部材４２と移動体としてのロッド３６が収納配置され
る。押出し部材４２は、図１４に示すような、シール機
能（ガス漏れ防止）を有する耐熱性の弾性体であり、発
生ガスの圧力によって角筒部７４内を移動し、ロッド３
６の後端を押上げる。

【００１８】押出し部材４２は、例えば、断面四角形の
シリンダ７４に対応して四角形の、ピストン４２ｂ、シ
ール部材４２ｃ、によって構成することが出来る。ピス
トン４２ｂの中央には穴４２ａが形成されている。シー
ル部材４２ｃは、ゴム、樹脂等の可塑性のものが使用さ
れる。ピストン４２ｂは、鉄、硬質プラスチック等のシ
ール部材４２ｃよりも堅いもの（剛体）が選択される。

【００１９】ロッド３６及び押出し部材４２の初期位置
（配置位置）は、押出し部材４２と角筒部７４内壁間の
摩擦により、あるいは、図１５に示すような、角筒部７
４内壁の複数の小突起７０ａによって保持される。

【００２０】図１２に示す例では、押出し部材４２は、
角筒部７４の中心軸方向において、円筒状に穴４２ａが
形成されている。この中空部４２ａとロッド３６に形成
された円筒状のガス抜き穴３６ｂとが、ロッド３６底部
に形成された細管３６ａ（図１５及び図１６参照）によ
って連通される。細管３６ａは、急激な膨張ガスに対し
ては比較的に通し難いが、ロッド３６が下る際にはパイ
プ内のガスのガス抜き（圧力抜き）穴として機能し、ロ
ッド３６の戻りを容易にする。細管３６ａは、例えば、
内径１ｍｍ、長さ５〜８ｍｍ程度に形成される。

【００２１】ロッド３６の先端部は半円筒形をしてお
り、ワイヤ４０と滑り可能に接している。ワイヤ４０
は、その一端部にかしめ玉４６が取付けられ、他端側は
クラッチ機構４４のプーリ４４ｃに巻回され、このプー
リ４４ｃにフック、溶接、ねじ止等によって固定され
る。かしめ玉４６は、ケース２６のストッパ部２６ｂ、
ロアケース部２６ｄ、角筒部７４及びロッド３６によっ
て画定される空間（かしめ玉収納空間）２６ａに収納配
置される。プリテンショナ作動前の初期状態では、ロッ
ド３６によってかしめ玉収納空間２６ａとケース２６内
部空間との連通口（出口）２６ｅが閉じられており、か
しめ玉４６は、ストッパ部２６ｂに突き当って係止され
ている。

【００２２】図７は、図２のＣ−Ｃ方向において上方を
見た断面図であり、かしめ玉４６は、ストッパ部２６ｂ
の壁に形成された「Ｕ」字状の溝にワイヤ４０を通し、
かしめ玉４６の端部をストッパ部２６ｂの壁に当てて係
止している。このような、一部がケース２６の内部空間
側に開放した「Ｕ」字溝を使用することによってかしめ
玉４６が容易に外れるようにしている。

【００２３】ケース２６内部には、角筒部７４内壁の延
長方向において、好ましくは、角筒部７４内壁と面一と
なるように、ロッド３６の移動を案内する案内面２６ｃ
が形成されている。

【００２４】クラッチ機構４４は、例えば、図３に示す
ような構成となっており、同心に配置される、スリーブ
４４ａと、プレート４４ｂと、プーリ４４ｃと、を備え
ている。プレート４４ｂには、軸方向に折曲げられた複
数の突起（爪）４４bbが形成される。

【００２５】スリーブ４４ａは、図１及び図２に示すよ
うに、リトラクタシャフト２４の左端側に取付けられか
つリール２２と相対回転不能に連結されている。スリー
ブ４４ａのプーリ４４ｃと対向する面には軸（リトラク
タシャフト２４）を一周する多数の溝山（ローレット
目）４４ａａが軸方向に形成され、プレート４４ｂの突
起４４bbが接触すると噛合力を発生する。

【００２６】プーリ４４ｃは、その外周面にワイヤ４０
が取付けられ、内周面にカム面が形成される。このカム
面は、プレート４４ｂの突起４４bbを介してスリーブ４
４ａの溝山部と対向する。プーリ４４ｃは剪断ピン２６
ｃａが孔４４ｃａに嵌合するによってケース２６に保持
される。

【００２７】図４及び図５は、クラッチ装置４４の動作
を説明する説明図である。図４に示す初期状態におい
て、ロッド３６が移動してワイヤ４０を押上げると、プ
ーリ４４ｃが反時計方向に回転する。それにより、プー
リ４４ｃを保持する剪断ピン２６ｃａが折られる。この
とき、プレート４４ｂは自身の慣性により、プーリ４４
ｃの回転に追従できず、プーリ４４ｃとプレート４４ｈ
との間に回転位相差が生ずる。このため、プーリ４４ｃ
のカム面により突起４４bbが軸心側に曲げられてスリー
ブ４４ａの溝山４４ａａに突き当る。そして、図５に示
すように、プーリ４４ｃの内面とスリーブ４４ａの溝山
との間にプレート４４ｂの突起４４bbが介在することと
なり、クラッチの結合状態となる。プーリ４４ｃの回転
が、突起４４bb及びスリーブ４４ａを介してリトラクタ
シャフト２４に伝達される。それにより、リール２２が
回転してウェビングの巻取りが可能となる。

【００２８】クラッチ４４のプーリ４４ｃの外径はリー
ル２２の外径よりも小径となっている。プーリ４４ｃに
は、ワイヤ４０がほぼ２回巻き付けられており、ワイヤ
とブーリ２２によって、いわゆる「つるべ方式」による
増速機構が構成される。

【００２９】次に、この実施形態の動作について説明す
る。まず、乗員が車両に乗り、着座してウェビングを装
着した初期状態では、プリテンショナ１２は、図２及び
図４に示す初期状態にある。この初期状態の場合、両図
に示すように、プレート４４ｂの突起部４４bbとスリー
ブ４４ａは離間しているので、クラッチ装置４４はプリ
テンショナ１２には何ら関与せず（非結合状態）、リト
ラクタシャフト２４は、ウェビング引出し方向に回動自
在である。

【００３０】この初期状態において、車両に衝突時等の
急激な速度減が生じたとする。これにより、ロック機構
１４が作動してリトラクタシャフト２４のウェビング引
出し方向の回転を阻止する。また、ガス発生装置３２は
瞬時に加圧ガスを発生し、この加圧ガスが圧力室（円筒
部７２内）に放出される。これにより、押出し部材４２
に下方から急激な押圧力が作用し、角筒部７４に収納さ
れたロッド３６全体が上方に向かって瞬時のうちに押し
出される。

【００３１】この押し出しの力は初期状態においてロッ
ド３６の先端を押えているワイヤ４０の力に優る。ロッ
ド３６は、図５及び図６に示すように、ワイヤ４０の中
間部を押しながら案内面２６ｃに沿って直進移動する。

【００３２】このときワイヤ４０は、その一端がクラッ
チ４４のプーリ４４ｃの外周に固定され、他端はプーリ
４４ｃに１回以上巻回した上でストッパ部２６ｂに係止
されている。このため、ロッド３６によって押出された
ワイヤ４０は、引出された分、すなわちロッドの移動距
離の２倍の長さ分だけクラッチ４４のプーリ４４ｃに巻
回されたワイヤ部分を引出す。これにより、プーリ４４
ｃがその引出し量に対応した角度だけ回転する。つま
り、前述したように、ワイヤ４０は、いわゆる「つる
べ」方式で２倍の増速作用を発揮し、クラッチ外周とな
るプーリ４４ｃをその増速状態で図６の矢印方向に回転
させる。

【００３３】これにより、プーリ４４ｃとプレート４４
ｂとにズレが生じ、プーリ４４ｃ内周の複数のカム面が
それぞれプレート４４ｂの複数の突起部４４bbを変形し
て内方に押出し、突起部４４bbはスリーブ４４ａに噛込
まれ、クラッチ装置４４が噛み合う（図５参照）。これ
により、ワイヤ４０、プーリ４４ｃで代表される増速機
構とリトラクタシャフト２４とが結合し、プリテンショ
ナ１２によって駆動されるクラッチ装置４４の回転と一
体にリトラクタシャフト２４も矢印Ａ方向に回転する。
リトラクタシャフト２４の回転に伴ってリール２２はウ
ェビングの巻取り方向に回転し、ウェビングの弛みを除
去するように作用して、乗員を座席に拘束する。ウェビ
ングは極めて短時間の内にリール２２に巻き取られる。

【００３４】ウェビングの巻取が終り、その後、衝突時
の乗員の慣性移動によりウェビングに引出し力が加わ
る。この引出し力は、ウェビング、巻取りリール２２、
スリーブ４４aを介してリトラクタシャフト２４に伝達
される。前述したように、緊急ロック機構１４がリトラ
クタシャフト２４の右端側でリトラクタシャフト２４の
ウェビング引出し方向の回転を阻止しているので、引出
し力が所定値を超えると、リトラクタシャフト（捻れ
軸）２４aが塑性変形し、捻れて回転する。その分、リ
ール２２からウェビングの引出しが許容される。

【００３５】リトラクタシャフト２４がウェビング引出
し方向に回転すると、リトラクタシャフト２４に結合し
ているプーリ４４ｃが逆方向に回転して、ワイヤ４０を
プーリ４４ｃの外周に巻上げ（巻付け）、図８に示すよ
うに、ワイヤ４０を介してロッド３６を初期位置方向に
押戻す。

【００３６】ロッド３６が、図９乃至図１１に示される
ように、ロッド３６の初期位置よりも更に押戻される
と、ロッド３６によって閉じられていたかしめ玉収納空
間２６ａの連通口２６ｅが開き、かしめ玉４６がケース
の内部空間に移動可能となる。クラッチ４４の回転によ
ってワイヤ４０が更に巻取られ、かしめ玉４６がかしめ
玉収納空間２６ａから引出される。かしめ玉４６がスト
ッパ部２６ｂから外れ、ワイヤ４０の係止状態の解除と
なる。

【００３７】なお、ロッド３６がパイプに内に戻る際に
は、既述図１２に示したように、押出し部材の中空部４
２ａ、ロッドの細管３６ａ、ガス抜き穴３６ｂによって
残留ガスがパイプ７０内のシリンダ空間から抜けること
によって、ロッド３６の戻りの円滑が図られる。

【００３８】ワイヤ４０がストッパ部２６ｂから外れる
と、図１３に示すように、クラッチ４４の回転を制限す
るものがなくなり、クラッチ４４に結合したリトラクタ
シャフト２４の更なる捻れ回転が許容される。

【００３９】従って、シートベルト装置は、過大な加速
度が検出されると、ウェビングを短時間で締め上げて乗
員を座席に拘束し、その後、乗員の慣性移動によって乗
員に所定値を超える荷重が加わると軸の捻れによってウ
ェビングの引出しを許容し、乗員に加わる荷重を抑制す
ることが可能となる。また、この際に、プリテンショナ
は捻れ軸の作動を妨げない。

【００４０】図１７は、本発明の他の実施の形態を示し
ている。この例では、かしめ玉４６の横に剪断ピン２６
ｃｃを設けて、かしめ玉４６の初期配置状態を安定させ
ている。ワイヤ４０がプーリ４４ｃに巻取られてかしめ
玉４６がストッパ部２６ｂから外れようとするとき、か
しめ玉４６が剪断ピン２６ｃｃを折ってストッパ部２６
ｂから外れる。

【００４１】図１８は、本発明の他の実施の形態を示し
ている。この例では、ロッド３６の初期位置を固定する
ために、ケースに形成された剪断ピン２６ｃｂを使用し
ている。剪断ピン２６ｃｂをロッド３６の穴３６ｃに挿
入することによってロッドの初期位置が定る。なお、剪
断ピン２６ｃｂ、２６ｃｃは、例えば、クラッチ部４４
の剪断ピン２６ｃａと同時に鋳込み型で形成される。そ
れにより、特別の部品を不要とする。

【００４２】なお、本発明のワイヤ解除方式は、本実施
形態の捻れ軸（トーションバー）方式に限らず、各種タ
イプのエネルギ吸収機構（装置）と組合わせることが可
能である。本実施例に限定されるものではない。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のシートベ
ルト装置は、リトラクタシャフトが捻れ軸として回転す
るときに、プリテンショナが該回転の妨げとならない構
造を複雑な部品を使用することなく実現するので好都合
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシートベルト装置のリトラクタを一部
断面で示す説明図である。

【図２】図１に示すリトラクタのＡ−Ａ方向における断
面図である。

【図３】図１に示すリトラクタのクラッチ部を説明する
斜視図である。

【図４】クラッチ部の動作（非結合状態）を説明する説
明図である。

【図５】クラッチ部の動作（結合状態）を説明する説明
図である。

【図６】プリテンショナの作動後の状態を示す説明図で
ある。

【図７】図２に示すプリテンショナ部のＣ−Ｃ方向にお
ける断面図である。

【図８】ストッパ部からかしめ玉が外れる様子（かしめ
玉の係止状態）を説明する説明図である。

【図９】ストッパ部からかしめ玉が外れる様子（ロッド
の戻り）を説明する説明図である。

【図１０】ストッパ部からかしめ玉が外れる様子（かし
め玉の係止解除）を説明する説明図である。

【図１１】ストッパ部からかしめ玉が外れる様子（かし
め玉の外れ）を説明する説明図である。

【図１２】リールの回転軸が捻れる衝撃吸収動作のとき
に、ロッド細管からガスが抜ける様子を説明する説明図
である。

【図１３】ストッパ部からかしめ玉が外れた後の状態
（空転）を説明する説明図である。

【図１４】押出し部材を説明する斜視図である。

【図１５】パイプ内の突起によって押出し部材を保持
し、ロッドを初期位置に保持する例を説明する説明図で
ある。

【図１６】ロッドを底部側から見た説明図である。

【図１７】剪断ピンによってかしめ玉を係止部に保持す
る例を説明する説明図である。

【図１８】剪断ピンによってロッドを初期位置に保持す
る例を説明する斜視図である。

【符号の説明】

１１ ばね機構 １２ プリテンショナ １４ ロック機構 ２４ 捻れ軸 ２６ ケース ２６ａ かしめ玉収納空間 ２６ｂ ストッパ部 ２６ｅ 連通口 ３２ ガス発生装置 ３６ ロッド ４４ クラッチ パイプ ７０ 円筒状部 ７２ 角筒状部 ７４

フロントページの続き (72)発明者 川崎 修司 神奈川県藤沢市桐原町12番地 日本精工株 式会社内 (72)発明者 松木 培 神奈川県藤沢市桐原町12番地 日本精工株 式会社内 Ｆターム(参考） 3D018 DA07 MA02

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パイプ内に移動可能に配置される移動体
   と、 前記パイプに取付けられ、前記移動体を一方向に押出す
   高圧力を発生するガス発生装置と、 前記パイプを固定しているケースと、 リトラクタシャフトと同軸に配置されて、外周が一方向
   に回転すると、前記リトラクタシャフトと連結するクラ
   ッチと、 前記クラッチ部の外周に一端側が巻回され、他端側が前
   記移動体を経由して前記ケースに形成された収納部内に
   て係止されるワイヤと、を備え、 前記移動体がその初期の配置位置から他方向に移動した
   ときに、前記ワイヤの他端側の係止が解除される、シー
   トベルト装置。