JP2001260810A - ウェビング巻取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡単でかつウェビング引出時の操作感
を損なうことなく、車両急減速時のフォースリミッタ荷
重を変更可能なウェビング巻取装置を得る。 【解決手段】 スプール１４はトーションバー２０を介
してロックベース１６と連結され、これらは通常一体に
回転する。トーションバー２２は、所定の場合にのみ歯
車１４Ａ及び歯車２４を介してスプール１４と連結され
る構成であり、ウェビング引出操作時に歯車の噛合いに
よる不快感が乗員に伝わることはない。一方、車両急減
速時にはガス供給装置３２の作動の有無により、トーシ
ョンバー２０の捩り荷重またはこれにトーションバー２
２の捩り荷重を加えた荷重をフォースリミッタ荷重とし
て選択可能である。したがって、構造が簡単でかつウェ
ビング引出時の操作感を損なうことなく、フォースリミ
ッタ荷重を変更できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェビング巻取装
置に係り、特にウェビングの引出しを阻止するときに、
ウェビングの引出しを許容してエネルギを吸収すること
ができるウェビング巻取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ウェビング巻取装置では、スプール（巻
取軸）のウェビング引出方向の回転が車両急減速時にロ
ックされて、ウェビングの引き出しが阻止される。この
ロック機構としては、スプールの一端側の装置フレーム
近傍にロック手段が配置されており、車両急減速時には
このロック手段が作動されることで、スプールのウェビ
ング引出方向の回転が阻止される構成である。

【０００３】また、このようなウェビング巻取装置にお
いて、ウェビングの引き出しを阻止する際に、ウェビン
グの引き出しを所定量許容して、エネルギの吸収を図る
ことが行われている。このエネルギ吸収機構としては、
例えばスプールとこれと同軸的にトーションバーを配置
した構成のものがある。一般的にトーションバーは、一
端部をスプールに、他端部をロック手段に接続されたロ
ックベースに、それぞれ相対回転しないように連結され
ている。通常は、スプールとロックベースとはトーショ
ンバーを介して一体に回転するが、車両急減速時にロッ
クベースのウェビング引出方向の回転が阻止された状態
では、スプールが、ウェビング引張力により、ロックベ
ースに対してウェビング引出方向へ回転する。このと
き、トーションバーが捩じられてエネルギが吸収され、
スプールの所定量の回転が許容される構成である。この
ような吸収エネルギは、ウェビングに付加される荷重
（フォースリミッタ荷重）とウェビング引出量（スプー
ル回転量）の積で決まるものであり、ウェビング巻取装
置では、フォースリミッタ荷重及びスプールの許容回転
量（トーションバーの捩り限界）が与えられている。

【０００４】しかしながら、このような従来のウェビン
グ巻取装置では、エネルギ吸収時のフォースリミッタ荷
重はトーションバーの材料物性値及び寸法形状に支配さ
れ、例えば、乗員の体重、体格及び衝突時の車両速度等
をパラメータとする衝突エネルギ等の乗員の慣性エネル
ギに拘わらず一定の値しか採ることができなかった。

【０００５】そこで、乗員の慣性エネルギに応じてフォ
ースリミッタ荷重を変更できるウェビング巻取装置が考
えられている（例えば、特開平１１−１９２９２４）。
このような従来のウェビング巻取装置では、フォースリ
ミッタ荷重を変更可能とするために例えば、歯車を介し
て連結されたトーションバーを複数本備え、歯車の噛合
わせの変更によってエネルギを吸収するトーションバー
若しくはその組合せを変更する構成である。

【０００６】しかしながら、このような従来のウェビン
グ巻取装置では、構造が複雑であり、しかも、常に何れ
かの歯車が噛合った状態であるため、乗員によるウェビ
ング引出し操作の際に歯車の噛合いによる抵抗や振動な
どに起因する不快感が乗員に伝わり、操作感が悪いとい
う問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮し、構造が簡単でかつ乗員によるウェビング引出し時
の操作感を損なうことなく、乗員の体格及び衝突形態に
基づいた乗員の慣性エネルギに応じてフォースリミッタ
荷重を変更することができるウェビング巻取装置を得る
ことが目的である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明のウ
ェビング巻取装置は、ウェビングが巻取り引出しされる
筒状のスプールと、前記スプールの一端側に前記スプー
ルと同軸的でかつ相対回転可能に設けられたロックベー
スと、前記ロックベースに接続して設けられ、所定の加
速度が検知された際にフレームに係合して前記ロックベ
ースのウェビング引出方向回転を阻止するロック手段
と、前記スプール内に前記スプールと同軸的に設けら
れ、一端が前記スプールに連結されると共に他端が前記
ロックベースに連結され、通常は前記スプールと前記ロ
ックベースとを一体に回転させ、前記ロック手段による
前記ロックベースのウェビング引出方向回転阻止状態で
はウェビング引張力により捩じれながら前記スプールを
前記ロックベースに対してウェビング引出方向へ相対回
転させる第１のトーションバーと、を備えたウェビング
巻取装置において、外周部に歯を有し、前記スプールと
同軸的でかつ常に前記スプールと一体に回転する第１の
歯車と、一端部が軸廻りの回転不能にフレームに接続さ
れ、所定の捩れ力を有する第２のトーションバーと、外
周部に前記第１の歯車と噛合い可能な歯を有し、前記第
２のトーションバーの他端部に同軸的に連結された第２
の歯車と、前記第２の歯車に係合可能に配置され、通常
は前記第２の歯車を前記第１の歯車と噛合わない状態と
し、作動することで前記第２の歯車を前記第１の歯車と
噛合い状態とする駆動手段と、を備えたことを特徴とし
ている。

【０００９】請求項１に記載のウェビング巻取装置で
は、スプールとロックベースとは第１のトーションバー
を介して連結されており、通常は、これらが一体に回転
してウェビングの巻取り引出しが自由とされる。このと
き、第２の歯車は第１の歯車と噛合わない位置に保持さ
れており、乗員がウェビング引出し操作を行う際に歯車
の噛合いによる抵抗や振動などに起因する不快感が乗員
に伝わることはないため、ウェビング引出し時の操作感
が損なわれることはない。

【００１０】ここで、例えば、車両衝突時等の車両急減
速時に、乗員の体重、急減速直前の車両速度、加速度
（減速度）等を検知して乗員の慣性エネルギに応じてフ
ォースリミッタ荷重を変更する構成においては、乗員の
慣性エネルギが小さい場合は、所定の加速度（減速度）
が検知されるとロック手段が作動してフレームに係合す
ることによりロックベースのウェビング引出方向の回転
が阻止される。また、このとき、駆動手段は作動され
ず、第２の歯車は第１の歯車と噛合わない位置に保持さ
れる。これにより、ウェビング引張力がスプールを介し
て第１のトーションバーにウェビング引出し方向の回転
力として作用する。このため、第１のトーションバーが
捩れ、ウェビング（乗員）に作用する荷重を一定に保ち
ながら（一定のフォースリミッタ荷重が作用しながら）
スプールがロックベースに対してウェビング引出方向へ
回転されてウェビングが引出され、エネルギ吸収が果た
される。なお、駆動手段が作動されず、第２の歯車は第
１の歯車と噛合わない位置に保持されているため、第２
のトーションバーには荷重が作用することはない。

【００１１】一方、乗員の慣性エネルギが大きい場合
は、ロック手段と共に駆動手段が作動され、ロックベー
スのウェビング引出方向の回転が阻止される共に、第２
の歯車が第１の歯車との噛合い位置に移動される。この
とき、ウェビング引張力が、スプールを介して第１のト
ーションバーにウェビング引出し方向の回転力として作
用すると共に、第１の歯車及び第２の歯車を介して第２
のトーションバーにもウェビング引出し方向の回転力と
して作用する。このため、第１のトーションバーの捩れ
荷重に加えて第２のトーションバー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しながら、スプ
ールがロックベースに対してウェビング引出方向へ回転
されてウェビングが引出され、エネルギ吸収が果たされ
る。すなわち、１本のトーションバーの捩り荷重のみに
よって得られるフォースリミッタ荷重よりも大きなフォ
ースリミッタ荷重が得られ、ウェビング引出速度（スプ
ール回転速度）を低く抑えて適切なエネルギ吸収が果た
される。

【００１２】このように、請求項１記載のウェビング巻
取装置では、構造が簡単でかつ乗員によるウェビング引
出し時の操作感を損なうことなく、乗員の体格及び衝突
形態に基づいた衝突エネルギに応じてフォースリミッタ
荷重を変更することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１及び図
２に基づいて説明する。

【００１４】図１及び図２には、本実施の形態に係るウ
ェビング巻取装置１０の構成が示されている。

【００１５】ウェビング巻取装置１０は、フレーム１２
を備えている。フレーム１２は略コ字型であり、対向す
る一対の脚片及び各脚片を連結する背片から成り、背片
部において車体に固定されている。

【００１６】フレーム１２の対向する一対の脚片の間に
は、軸方向が脚片の対向方向とされた筒状のスプール１
４が設けられている。このスプール１４にはウェビング
３４の一端が係止され、スプール１４の回転により、ウ
ェビング３４がスプール１４に対して巻取り引出し自在
となる。

【００１７】スプール１４の筒内には、一端（図１
（Ａ）の左側端）部にロックベース１６が配置されてい
る。ロックベース１６は、フレーム１２の脚片開口部に
スプール１４と同軸的でかつ回転自在に支持されてい
る。ロックベース１６にはロック手段を構成するロック
プレート３６が接続され、図示しない加速度センサが所
定の加速度（減速度）を検知した場合にロックプレート
３６がフレーム１２に噛込むことによりロックベース１
６の回転を阻止する構成となっている。

【００１８】また、ロックベース１６には、スプール１
４の筒内軸心部分に配置されたトーションバー２０の六
角部が挿入されており、ロックベース１６が常にトーシ
ョンバー２０の一端側六角部と一体に回転するように構
成されている。

【００１９】一方、スプール１４の筒内他端（図１
（Ａ）の右側端）部には、スリーブ１８が配置されてい
る。スリーブ１８は、スプライン状の歯（図示省略）が
嵌合することでスプール１４と一体に連結されると共
に、フレーム１２の脚片開口部にスプール１４と同軸的
でかつ回転自在に支持されている。スリーブ１８の先端
部は脚片から外方へ突出しており、さらに、その突出部
端にはぜんまいばね（図示省略）が設けられている。こ
れにより、スリーブ１８は常にウェビング３４を巻取る
方向に回転付勢されている。

【００２０】さらに、このスリーブ１８は、前述したト
ーションバー２０の他端六角部が挿入されることによ
り、ロックベース１６と連結されている。これにより、
通常は、スプール１４、スリーブ１８、トーションバー
２０、及びロックベース１６は一体に回転するよう構成
されている。

【００２１】また、スプール１４のスリーブ１８挿入側
（図１（Ａ）の右側）端面には、歯車１４Ａがスプール
１４と同軸的に固定された状態で設けられている。さら
に、歯車１４Ａの外周部には、歯１４Ｂが設けられてい
る。

【００２２】歯車１４Ａの下方には、別の歯車２４が設
けられている。また、歯車２４の外周部には、歯車１４
Ａの歯１４Ｂと噛合い可能な歯２４Ａが設けられてい
る。

【００２３】歯車２４には、その回転軸を兼ねたトーシ
ョンバー２２が歯車２４を貫通して連結されている。ト
ーションバー２２は、その一端部２２Ａが軸廻りに回転
不能でかつ一端部２２Ａを中心とした揺動可能にフレー
ム１２の一方（図１（Ａ）左側）の脚片に接続されてい
る。また、トーションバー２２の他端部２２Ｂは、フレ
ーム１２の他方の脚片に設けられた長孔１２Ａに通され
ると共に、後に説明するピストン２６上に載置される構
成となっている。

【００２４】さらに、トーションバー２２の端部２２Ｂ
の下部には、ピストン２６が水平に配置されている。ピ
ストン２６は、上面が略凹曲線状に傾斜して形成され、
薄肉の先端部２６Ｌ及び厚肉の中間部２６Ｈを有する構
成となっている。このピストン２６はフレーム１２に固
定されたシリンダ３０に挿入され、ピストン２６外周部
に設けられたピストンリング２８（Ｏリング）によりシ
リンダ３０内部の気密が保たれている。シリンダ３０に
はガス供給装置３２が直接または連通路を介して接続さ
れ、ガス供給装置３２作動時にはピストン２６がその先
端方向に向かって押し出される構成となっている。

【００２５】これにより、通常は、上述の通りトーショ
ンバー２２の端部２２Ｂがピストン２６の先端部２６Ｌ
の上面に載置され、この状態では、トーションバー２２
は端部２２Ｂが低くなるようにスプール１４の軸に対し
て傾斜し歯車１４Ａと歯車２４とは噛合わない構成であ
る（図１参照）。また、ガス供給装置３２作動時には、
ピストン２６がシリンダ３０から押し出され、トーショ
ンバー２２の端部２２Ｂの載置位置がピストン２６の中
間部２６Ｈへ移動されることにより、トーションバー２
２の端部２２Ｂは長孔１２Ａ内で上方に移動され歯車２
４が歯車１４Ａと噛合う構成となっている（図２参
照）。なお、この状態では、トーションバー２２がスプ
ール１４と平行になるようにピストン２６の高さ、歯車
１４Ａ及び歯車２４の径、トーションバー２２の端部２
２Ａのフレーム１２への接続位置などが決められてい
る。

【００２６】次に、本実施の形態の作用を説明する。

【００２７】上記構成のウェビング巻取装置１０では、
スプール１４とロックベース１６とはトーションバー２
０によって連結されているので、通常は、これらが一体
に回転してウェビング３４の引出し巻取りが自由とされ
る。ここで、歯車２４は歯車１４Ａとは係合しない位置
に保持されている（図１の状態）ので、乗員がウェビン
グ引出し操作を行う際に歯車の噛合いによる抵抗力や振
動が乗員に伝わることはなく、ウェビング引出し時の操
作感が損なわれることはない。

【００２８】車両急減速時には、急減速直前の乗員の慣
性エネルギ（乗員の体重、体格、急減速直前の車両速度
等をパラメータとする）に応じて作用が異なるので、乗
員の慣性エネルギの大小の別に作用を説明する。 （乗員の慣性エネルギが小さい場合）例えば、乗員の体
重が小さい場合または急減速直前の車両速度が低い場合
は、乗員の慣性エネルギが小さい。この場合、所定の加
速度（減速度）が検知されるとロックプレート３６がフ
レーム１２に噛込み、ロックベース１６のウェビング引
出方向の回転が阻止される。このとき、ウェビング引張
力がスプール１４及びスリーブ１８を介してトーション
バー２０にウェビング引出方向の回転力として作用す
る。

【００２９】このため、トーションバー２０が捩じれ、
ウェビング３４に作用する荷重を一定に保ちながら（一
定のフォースリミッタ荷重が作用しながら）スプール１
４がロックベース１６に対してウェビング３４引出方向
へ回転されてウェビング３４が引出され、エネルギ吸収
が果たされる。なお、ガス供給装置３２は作動されず、
歯車２４は歯車１４Ａとは係合しない位置に保持されて
いるので、トーションバー２２にウェビング引張力が作
用することはない。

【００３０】このときのウェビング引張力とスプール１
４の回転量は、図３の破線で示される関係となり、所定
のフォースリミッタ荷重（図２のＦ１）がウェビング３
４に作用する。 （乗員の慣性エネルギが大きい場合）一方、例えば、乗
員の体重が大きい場合または急減速直前の車両速度が高
い場合は、乗員の慣性エネルギが大きい。この場合、ロ
ックベース１６がロック手段の作動によってウェビング
引出方向の回転が阻止されると共に、ガス供給装置３２
が作動し歯車２４が歯車１４Ａに噛合うことによりトー
ションバー２２がスプール１４と連結される（図２の状
態）。

【００３１】ここで、トーションバー２２は、一端部２
２Ａを軸廻りの回転不能にフレーム１２に接続されてい
るため、ウェビング引張力が作用するとトーションバー
２０と共にトーションバー２２が捩じられる。このた
め、スプール１４がロックベース１６に対してウェビン
グ引出方向へ回転されると、トーションバー２０の捩り
荷重に加えてトーションバー２２の捩り荷重がフォース
リミッタ荷重としてウェビング３４に作用する。

【００３２】このときのウェビング引張力とスプール１
４の回転量とは、図３の実線で示される関係となり、１
本のトーションバー２０の捩り荷重のみによって得られ
るフォースリミッタ荷重（図３のＦ１）より大きなフォ
ースリミッタ荷重（図３のＦ２）が得られるため、ウェ
ビング引出速度（スプール１４回転速度）を低く抑えて
適切なエネルギ吸収が果たされる。

【００３３】また、例えば、トーションバー２２の捩り
限界をトーションバー２０の捩り限界より小さくし、エ
ネルギ吸収過程においてトーションバー２２を破断させ
ることによって、図３の一点鎖線に示される如く、スプ
ール１４が所定量回転した後にフォースリミッタ荷重を
減少させる（図３の荷重Ｆ１）こともできる。ここで、
トーションバー２２の捩り限界は、例えば、トーション
バー２２の材料物性値、寸法形状及び歯車１４Ａと歯車
２４とのギヤ比等により予め設定可能である。

【００３４】このフォースリミッタ特性は、車両急減速
の初期には荷重Ｆ２を付加して時間当りのエネルギ吸収
量を大きくしてウェビング３４の引出量（乗員の移動
量）を抑えて、所定のエネルギ吸収後はより小さい荷重
Ｆ１を付加して時間当りのエネルギ吸収量を小さくする
ことによって乗員への負荷を軽減することができるた
め、望ましい特性である。特に、エアバッグ装置を備え
た車両においては、エアバッグと乗員との接触直前にフ
ォースリミッタ荷重を減少することによって乗員に作用
する荷重を減じることが可能で乗員の傷害をさらに軽減
することができる。

【００３５】なお、荷重Ｆ２を保持するスプール１４の
回転量は、トーションバー２２の捩り限界量を調節、す
なわち、トーションバー２２の材料物性値及び寸法形状
を調節することによって設定可能である。

【００３６】したがって、図３に示される如く、車両急
減速直前の乗員の慣性エネルギに応じて大小二のフォー
スリミッタ荷重特性（図３の破線及び実線または一点鎖
線）を選択して適切なエネルギ吸収を果たすことができ
る。

【００３７】なお、上述の実施の形態では、水平に配置
され上面が傾斜したピストン２６を有する構成とした
が、これに限られず、例えば、先端がトーションバー２
２の端部２２Ｂに係合されて鉛直に配置されたピストン
を有する構成としても良い。さらに、ピストン２６、シ
リンダ３０及びガス供給装置３２を有する構成に限られ
ず、例えば、電磁的なアクチュエータを有する構成とし
ても良い。

【００３８】また、上述の実施の形態では、車両衝突時
等の車両急減速時に、乗員の体重、急減速直前の車両速
度、加速度（減速度）等を検知して乗員の慣性エネルギ
に応じたフォースリミッタ荷重を変更する構成とした
が、例えば、乗員が着座した際に、乗員の体重等に応じ
て歯車１４Ａと歯車２４とを予め噛合わせる構成として
も良い。この場合、車両急減速直前の車両速度や加速度
（減速度）に応じて歯車１４Ａと歯車２４との噛合い状
態を解除可能な構成とすることもできる。

【００３９】このように、本実施の形態に係るウェビン
グ巻取装置１０では、乗員によるウェビング３４引出し
時の操作感を損なうことなく、かつ乗員の慣性エネルギ
に応じてフォースリミッタ荷重を変更することができ
る。

【００４０】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係るウェビ
ング巻取装置は、構造が簡単でかつ乗員によるウェビン
グ引出し時の操作感を損なうことなく、かつ乗員の体格
及び衝突形態に基づいた乗員の慣性エネルギに応じてフ
ォースリミッタ荷重を変更することができるという優れ
た効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の実施の形態に係るウェビング
巻取装置の全体構成を示す断面図、（Ｂ）はフレーム内
側から見た概略右側面図である。

【図２】（Ａ）は本発明の実施の形態に係るウェビング
巻取装置のガス供給装置作動時における全体構成を示す
断面図、（Ｂ）はフレーム内側から見た概略右側面図で
ある。

【図３】本発明の実施の形態に係るウェビング巻取装置
のウェビング引張力（フォースリミッタ荷重）とスプー
ルのウェビング引出方向回転量との関係を示す線図であ
る。

【符号の説明】

１０ ウェビング巻取装置 １２ フレーム １４ スプール １４Ａ 歯車（第１の歯車） １６ ロックベース １８ スリーブ ２０ トーションバー（第１のトーションバー） ２２ トーションバー（第２のトーションバー） ２４ 歯車（第２の歯車） ２６ ピストン（駆動手段） ３０ シリンダ（駆動手段） ３２ ガス供給装置（駆動手段） ３４ ウェビング ３６ ロックプレート（ロック手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角屋敷 晃 愛知県丹羽郡大口町豊田三丁目260番地 株式会社東海理化電機製作所内 Ｆターム(参考） 3D018 DA07 MA02

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェビングが巻取り引出しされる筒状の
   スプールと、前記スプールの一端側に前記スプールと同
   軸的でかつ相対回転可能に設けられたロックベースと、 前記ロックベースに接続して設けられ、所定の加速度が
   検知された際にフレームに係合して前記ロックベースの
   ウェビング引出方向回転を阻止するロック手段と、 前記スプール内に前記スプールと同軸的に設けられ、一
   端が前記スプールに連結されると共に他端が前記ロック
   ベースに連結され、通常は前記スプールと前記ロックベ
   ースとを一体に回転させ、前記ロック手段による前記ロ
   ックベースのウェビング引出方向回転阻止状態ではウェ
   ビング引張力により捩じれながら前記スプールを前記ロ
   ックベースに対してウェビング引出方向へ相対回転させ
   る第１のトーションバーと、 を備えたウェビング巻取装置において、 外周部に歯を有し、前記スプールと同軸的でかつ常に前
   記スプールと一体に回転する第１の歯車と、 一端部が軸廻りの回転不能にフレームに接続され、所定
   の捩れ力を有する第２のトーションバーと、 外周部に前記第１の歯車と噛合い可能な歯を有し、前記
   第２のトーションバーの他端部に同軸的に連結された第
   ２の歯車と、 前記第２の歯車に係合可能に配置され、通常は前記第２
   の歯車を前記第１の歯車と噛合わない状態とし、作動す
   ることで前記第２の歯車を前記第１の歯車と噛合い状態
   とする駆動手段と、 を備えたことを特徴とするウェビング巻取装置。