JP2002053007A - シートベルト装置 - Google Patents

シートベルト装置

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JP2002053007A
JP2002053007A JP2000216054A JP2000216054A JP2002053007A JP 2002053007 A JP2002053007 A JP 2002053007A JP 2000216054 A JP2000216054 A JP 2000216054A JP 2000216054 A JP2000216054 A JP 2000216054A JP 2002053007 A JP2002053007 A JP 2002053007A
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光輝 小張
Tomoharu Igarashi
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Takamitsu Kato
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リトラクターのコンパクト化を犠牲にするこ
となくエネルギー吸収性能を向上させることができるエ
ネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターを備え
たシートベルト装置を提供すること。 【解決手段】 ロッキングベース15及びボビン13の
双方に係合する線材21を有してロッキングベース15
とボビン13との相対回転の際にエネルギーを吸収する
エネルギー吸収手段20を装備した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の乗員等を座
席に拘束するシートベルト装置に関し、詳しくは、エネ
ルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターを備えた
シートベルト装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、車両の乗員等を座席に保持するた
めのシートベルト装置においては、急な加速、衝突又は
減速に反応する慣性感知手段によって駆動されてウェビ
ングの引き出しを物理的にロックする緊急ロック機構を
備えて乗員を効果的及び安全に拘束するようにした緊急
ロック式リトラクターが用いられている。
【0003】このような緊急ロック式リトラクターとし
ては、例えば特公昭59−21624号公報等に開示さ
れたシートベルト用リトラクターのように、ウェビング
を巻装する巻取軸の一端に配設された係合部材が車両緊
急時にリトラクターベースの被係合部に係合して前記巻
取軸のウェビング引き出し方向の回転を阻止することが
できるロック手段を備えたものがある。
【0004】そして、前記ロック手段においては、巻取
軸が貫通するリトラクターベースの巻取軸貫通穴に形成
された係止噛合部や、その巻取軸貫通穴に併設された内
歯プレートに形成されたラチェット歯が被係合部として
用いられる。巻取軸と共に回転するロックプレートや係
止爪が係合部材として用いられる。車両緊急時にそれら
係合部材と被係合部とが係合して巻取軸のウェビング引
き出し方向の回転を阻止するように構成されている。
【0005】しかしながら、衝突による衝撃力が大きい
ときには、衝突後の時間の経過とともにウェビング張力
が増大するため、乗員の身体に急激な減速度を生じるこ
とになり、ウェビングから乗員にかかる負荷が大きくな
る。そこで、ウェビングに作用する荷重が予め設定した
所定値以上となった際、ウェビングを所定量繰出させる
ことにより、乗員の身体に生じる衝撃を吸収するエネル
ギー吸収機構を備え、乗員の身体をより確実に保護する
ようにしたシートベルト用リトラクターも種々提案され
ている。このような構成のシートベルト用リトラクター
としては、特開昭46−7710号公報に記載された、
「とくに安全ベルト用のエネルギー吸収装置」が知られ
ている。
【0006】前記エネルギー吸収機構は、ウェビングが
巻装される略筒状のボビンと、該ボビンの中心を挿通す
ると共に一端側が前記ボビンに一体的に結合されてリト
ラクターベースに回転自在に支持される巻取軸と、この
巻取軸の他端側に一体的に結合されるロッキングベース
と、車両緊急時に前記ロッキングベースをリトラクター
ベースに係合させて前記ボビンのウェビング引き出し方
向への回転を阻止する緊急ロック手段とを備えている。
そして、前記緊急ロック手段の作動時に前記ボビンに作
用するウェビング引き出し方向の荷重が所定以上になる
と、前記巻取軸が捩り変形を起こすことで前記ボビンの
ウェビング引き出し方向の回転を許容して衝撃エネルギ
ーの吸収を行う。すなわち、ボビンの中心を挿通する巻
取軸は、所謂、トーションバー(捩り棒)で、ボビンに
作用するウェビング引き出し方向の荷重が所定以上にな
ると、該トーションバー自体が軸回りに捩れる。この捩
れによってボビンがウェビング引き出し方向へ回転する
分だけ、ウェビングの引き出しを許容し、ウェビングに
よる乗員拘束力を緩めて、ウェビングから乗員に作用す
る衝撃を緩和する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、衝突時
の衝撃は車両構造によって異なる。したがって、乗員の
身体を十分に保護する為には、例えば、エネルギー吸収
機構が作動開始する設定荷重(所謂、エネルギー吸収荷
重と呼ばれるもので、実際には、エネルギー吸収を開始
するウェビング張力)や、衝撃吸収時の変形量(実際に
は、ウェビングの伸出量)を、車両構造等に合わせて設
計変更することが要求される。
【0008】また、エネルギー吸収機構によってウェビ
ングが引き出されると、その分、乗員に衝突方向の移動
が生じる。その際に、乗員の身体が車室内壁等に衝突す
る事を防止するために、最近の車両では、車両緊急時に
乗員と車室内壁等との間に膨出して乗員の身体を受け止
めることで乗員の身体保護を図るSRSエアバッグシス
テムを装備し、シートベルト装置との協働で乗員の安全
性を向上させる対応がなされている。そして、このよう
なSRSエアバッグシステムを備えた場合には、SRS
エアバッグシステムの効果を安全かつ最大限に引き出す
ことから、エネルギー吸収機構の特性に変化を持たせる
ことが要求されている。例えば、乗員が膨張したエアバ
ックに接触するまでの衝突初期には、大きなエネルギー
吸収荷重を確保して乗員の移動を最小限に抑え、エアバ
ッグが乗員を拘束しはじめた衝突後期はエネルギー吸収
荷重を下げて、エアバッグシステムに乗員の保護を委ね
るといった要求である。
【0009】以上の、車両構造の差異に応じたエネルギ
ー吸収荷重の最適化や、SRSエアバッグシステムとの
役割分担等の観点から、エネルギー吸収機構には、エネ
ルギー吸収荷重等の特性に変化を持たせることのできる
柔軟性や設計自由度の高さが要求されるようになってき
た。
【0010】巻取軸の捩り変形によって衝撃エネルギー
の吸収を行う場合、巻取軸の捩り変形量の増加に従って
巻取軸が硬くなっていき、エネルギー吸収荷重は高くな
っていく。つまり、巻取軸のみによってエネルギー吸収
を行う場合にも、例えば衝突初期と衝突後期との間でエ
ネルギー吸収特性に若干の変化が見られる。しかし、こ
のような必然的なエネルギー吸収特性の変化ではなく、
エネルギー吸収特性を柔軟かつ容易に、積極的に変化さ
せることができるような改善が求められている。また、
エネルギー吸収域の拡大を容易に行えるような改善も求
められている。
【0011】本発明の目的は上記課題を解消することに
あり、シートベルト用リトラクターのエネルギー吸収機
構に作動途中でエネルギー吸収荷重が変化するエネルギ
ー吸収特性を持たせることができ、しかも、リトラクタ
ーのコンパクト化を犠牲にすることなく、エネルギー吸
収荷重をより高く設定することや、エネルギー吸収域を
より広く設定することが容易にできて、シートベルト装
置の小型化と、エネルギー吸収特性の向上による乗員の
安全性向上を図ることのできるエネルギー吸収機構付シ
ートベルト用リトラクターを備えたシートベルト装置を
提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、ウ
ェビングが巻装されるボビンと、該ボビンの中心を挿通
すると共に一端側が前記ボビンに一体的に結合されてリ
トラクターベースに回転自在に支持される巻取軸と、こ
の巻取軸の他端側に一体的に結合されるロッキングベー
スと、車両緊急時に前記ロッキングベースを前記リトラ
クターベースに係合させて前記ボビンのウェビング引き
出し方向への回転を阻止する緊急ロック手段とを備え、
前記緊急ロック手段の作動時に前記ボビンに作用するウ
ェビング引き出し方向の荷重が所定以上になると、前記
巻取軸が捩り変形を起こすことで前記ボビンのウェビン
グ引き出し方向の回転を許容して衝撃エネルギーの吸収
を行うエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクタ
ーを備えたシートベルト装置であって、前記ロッキング
ベース及びボビンの双方に係合する線材を有して前記ロ
ッキングベースとボビンとの相対回転の際にエネルギー
を吸収するエネルギー吸収手段を備えたことを特徴とす
るエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターを
備えたシートベルト装置により達成される。エネルギー
吸収手段は、詳しくは、ロッキングベースとボビンとの
回転位相差を積極的に利用して、ロッキングベース及び
ボビンの少なくとも一方と線材との係合状態を変化させ
たり線材を変形させたりすることで、エネルギー吸収を
行う。なお、線材は直線状のものに限定されず、折れ曲
がったものでもよいし、環状に形成されたものでもよ
い。
【0013】そして、上記構成によれば、緊急ロック手
段の作動時にボビンに作用するウェビング引き出し方向
の荷重が所定以上になると、巻取軸とエネルギー吸収手
段との双方が、それぞれエネルギー吸収機構として作動
して、車両緊急時の衝撃エネルギーを吸収する。したが
って、リトラクター全体でのエネルギー吸収荷重は、巻
取軸が捩り変形を起こす時のエネルギー吸収荷重と、エ
ネルギー吸収手段によるエネルギー吸収荷重との総和と
なり、エネルギー吸収手段による吸収分だけエネルギー
吸収荷重の増大が図れ、高いエネルギー吸収荷重の確保
が容易になる。
【0014】また、巻取軸の捩り変形によるエネルギー
吸収域に対し、エネルギー吸収手段によるエネルギー吸
収域は、独自に設定することができる。例えば、エネル
ギー吸収手段によるエネルギー吸収域を巻取軸の捩り変
形によるエネルギー吸収域の一部に重なるように設定す
ることで、巻取軸の捩り変形によるエネルギー吸収域の
一部では、双方のエネルギー吸収荷重の総和による高い
エネルギー吸収荷重を確保すると共に、双方のエネルギ
ー吸収域が重ならない範囲では、巻取軸の捩り変形によ
るエネルギー吸収作用だけで、低いエネルギー吸収荷重
に設定することができる。このように、シートベルト用
リトラクターのエネルギー吸収機構に作動途中でエネル
ギー吸収荷重が変化するエネルギー吸収特性を持たせる
ことができる。また、線材の長さの変更等により、エネ
ルギー吸収手段のエネルギー吸収域の増減を容易に調整
できる。こうして、車種毎に最適なエネルギー吸収特性
を提供できる。
【0015】さらに、リトラクター全体でのエネルギー
吸収荷重の調整は、巻取軸の軸径や材料の変更だけでな
く、エネルギー吸収手段のエネルギー吸収を起こす部位
の寸法、形状、材質の変更までもが関連し、多種の要素
が関連する。例えば、巻取軸の軸径の拡大や材料の変更
等に頼らずとも、残りの要素の設計変更で、所望のエネ
ルギー吸収荷重を実現することも可能である。すなわ
ち、リトラクターの巻取軸やボビンの径の縮減によるリ
トラクターのコンパクト化を犠牲にすることなく、エネ
ルギー吸収荷重を設定することが容易にできる。そし
て、巻取軸及びエネルギー吸収手段の双方の寸法や材料
を変更可能な場合には、双方でエネルギー吸収荷重の調
整やエネルギー吸収域の調整を行うことで、車両構造の
差異等に応じた特異なエネルギー吸収特性の要求にも容
易に対応可能で、多様なニーズにも柔軟に対応可能にな
る。
【0016】したがって、リトラクターの巻取軸やボビ
ンの径の縮減によるリトラクターのコンパクト化を犠牲
にすることなくエネルギー吸収性能を向上させて、シー
トベルト装置の小型化を図ることができ、また、エネル
ギー吸収特性の向上による乗員の安全性向上を図ること
ができる。
【0017】また、好ましくは、上記のエネルギー吸収
機構付シートベルト用リトラクターを備えたシートベル
ト装置において、前記エネルギー吸収手段は、前記ロッ
キングベース及びボビンの双方に係合する線材と、前記
ロッキングベースとボビンとの相対回転の際に自身に対
する前記線材の相対移動を許容しつつその線材に当接す
る線材係合部とを、ロッキングベースとボビンとの間に
有する構成とするとよい。こうすれば、巻取軸の捩り変
形によるエネルギー吸収域に、エネルギー吸収手段によ
るエネルギー吸収域を、独自にかつ柔軟に設定できる。
例えば、ロッキングベースとボビンとの相対回転の際に
線材を線材係合部上で摺動させる場合、線材と線材係合
部との摺動域を増減させることで、エネルギー吸収域を
増減できる。このエネルギー吸収域の調整と、線材及び
線材係合部の係合力の調整とを組み合せれば、車種毎に
最適なエネルギー吸収特性を提供できる。
【0018】また、好ましくは、上記のエネルギー吸収
機構付シートベルト用リトラクターを備えたシートベル
ト装置において、前記エネルギー吸収手段は、前記ボビ
ンの内部に装着された管部材と、前記管部材の管路に挿
入されており一端に前記管路より大きい断面形状の管路
拡大部を備えると共に他端を前記ロッキングベースに係
合された線材とを有する構成とするとよい。ここで「管
路より大きい断面形状の管路拡大部」とは、断面積が管
路より大きい管路拡大部の他に、管路の断面形状の縁部
の一部から外方に突出する部分を備えた断面形状を持つ
管路拡大部等も含む。上記構成によれば、ロッキングベ
ースとボビンとの相対回転の際に線材が管部材から引き
抜かれることで、巻取軸とは別個にエネルギー吸収がな
される。線材が管部材から引き抜かれる際に、管路拡大
部が管路を押し広げる。また、管部材から引き抜かれた
線材は屈曲される。こうして、リトラクターのコンパク
ト化を犠牲にすることなく、高いエネルギー吸収荷重を
得ることができる。また、エネルギー吸収特性を決定す
るために多種の要素が間連しているため、車両構造の差
異等に応じた特異なエネルギー吸収特性の要求にも容易
に対応できる。
【0019】また、上記のエネルギー吸収機構付シート
ベルト用リトラクターを備えたシートベルト装置におい
て、前記エネルギー吸収手段は、一端を前記ボビンに設
けられた係合孔を介してボビン内部に挿入されると共に
他端を前記ロッキングベースに係合された線材を有する
構成とするとよい。こうすれば、ロッキングベースとボ
ビンとの相対回転の際に線材の一端がボビンから引き抜
かれて係合孔の内周面と線材の外周面とが摺接すること
と、ボビンから引き抜かれた線材が屈曲されることとに
より、巻取軸とは別個にエネルギー吸収がなされる。係
合孔は、ボビンの端面に設けることが好ましい。こうし
て、少ない部品点数で且つリトラクターのコンパクト化
を犠牲にすることなく、高いエネルギー吸収荷重を得る
ことができる。
【0020】また、上記のエネルギー吸収機構付シート
ベルト用リトラクターを備えたシートベルト装置におい
て、前記エネルギー吸収手段は、前記ロッキングベース
及びボビンの一方に係合された環状の線材と、前記ロッ
キングベース及びボビンの他方に係合されると共に引き
裂き案内部を介して周方向に沿って前記線材に接続され
た補助線材とを、ロッキングベースとボビンとの間に有
する構成とするとよい。ここで「引き裂き案内部」とし
ては、溝等を例示できる。上記構成によれば、補助線材
の長さや引き裂き案内部の強度を調節すること等により
エネルギー吸収手段によるエネルギー吸収域を独自にか
つ柔軟に設定できると共に、高いエネルギー吸収荷重を
得ることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明のシートベルト装置
の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明に係るシートベルト装置に使用されるエネ
ルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターの第1実
施形態の正面縦断面図であり、図2は図1に示したシー
トベルト用リトラクターの要部分解斜視図であり、図3
は図2のロッキングベース15を軸方向反対側から見た
斜視図である。
【0022】図1に示すエネルギー吸収機構付シートベ
ルト用リトラクター10は、ウェビングが巻装される略
円筒状のボビン13と、ボビン13の中心を挿通すると
共に一端側(図1では、左端側)がそのボビン13に一
体的に結合されてリトラクターベース11に回転自在に
支持される巻取軸12と、巻取軸12の他端側に一体的
に結合される略円盤状のロッキングベース15と、車両
緊急時にロッキングベース15をリトラクターベース1
1に係合させてボビン13のウェビング引き出し方向へ
の回転を阻止する緊急ロック手段60と、ロッキングベ
ース15とボビン13との間に装備されたエネルギー吸
収手段20とを備えている。本実施形態は、エネルギー
吸収機構として、捩り変形によって衝撃エネルギーの吸
収を行う巻取軸12と、この巻取軸12とは別に衝撃エ
ネルギーの吸収を行うエネルギー吸収手段20とを備え
ている。車両緊急時の衝撃エネルギーの吸収を、これら
巻取軸12とエネルギー吸収手段20とで行う。
【0023】リトラクターベース11は、車体に固定さ
れる背板11cの両側から左右の側板11a,11bが
立ち上がり、略コ字状の断面を有するように金属板をプ
レス成形したものである。左右の側板11a,11bの
対向位置には、ボビン13と組み合された巻取軸12が
回転自在に橋架されている。リトラクターベース11の
一方の側板11aの外側には、車両緊急時に乗員を拘束
するウェビングの緩みを除去するようにボビン13を回
転させてウェビングを緊張させるプリテンショナー70
と、ボビン13をウェビング巻き取り方向に常時付勢す
る巻き取りばね装置80とが装備されている。
【0024】図2に示すように、巻取軸12の一端側に
は、ボビン13と一体回転可能な結合を果たすボビン結
合部12aが形成され、他端側には、ロッキングベース
15と一体回転可能な結合を果たすロッキングベース結
合部12bが形成されている。ボビン結合部12aは、
断面六角形状を呈していて、スリーブ14の断面六角形
の挿通穴14aに嵌挿される。スリーブ14は、ボビン
13の一端側に形成された断面三角形状の嵌合凹部(図
示せず)に嵌合される。これにより、巻取軸12はボビ
ン13と一体回転可能に結合される。
【0025】ロッキングベース結合部12bは、断面六
角形状を呈していて、図3に示すロッキングベース15
のボビン側の面に突設された円筒状のボス部18の断面
六角形の挿通穴18aに嵌挿される。これにより、巻取
軸12はロッキングベース15と一体回転可能に結合さ
れる。ロッキングベース15のボビン側の面には、前記
エネルギー吸収手段20の一部を収納するための収納凹
部15aが設けられている。収納凹部15aは、ボス部
18の外周に設けられたリング状溝である。収納凹部1
5aの底面の所定箇所には、後述する線材の一端が挿入
される係合穴15bが設けられている。ここでは係合穴
15bが、ボス部18の外周面近傍に配置されている。
【0026】一方、図2に示すように、ボビン13のロ
ッキングベース15側の端面にも、前記エネルギー吸収
手段20の一部を収納するための略円形の収納凹部13
aが設けられている。さらに、収納凹部13aの中央に
は、前記ロッキングベース15のボス部18を受容する
嵌合凹部19が設けられている。収納凹部13aの底面
の、嵌合凹部19より外周側における所定箇所には、線
材係合部としての係合ピン23が設けられている。ここ
では、3個の係合ピン23が、周方向に沿って収納凹部
13aの底面に一体的に突設されている。3個の係合ピ
ン23のうち両側の2個の係合ピンは、ほぼ同一円周上
に配置されている。真中の1個の係合ピン23は、他の
係合ピンより外周側にオフセットして配置されている。
係合ピン23の材質としては、鉄、ステンレス等を例示
できる。
【0027】ロッキングベース15の収納凹部15a
(図3参照)と、ボビン13の収納凹部13aとによっ
て、収納空間が区画される。この収納空間に、線材21
が、ロッキングベース15及びボビン13の周方向に沿
って曲げられた状態で、配設される。ここでは線材21
が、略C字状に湾曲されている。線材21の一端は、ロ
ッキングベース15の係合穴15b(図3参照)に挿入
できるように、ロッキングベース15の軸方向に向かう
ように折り曲げられて、ロッキングベース係合部21a
とされている。ロッキングベース係合部21aは、ロッ
キングベース15に一体的に結合される。線材21のロ
ッキングベース係合部21a近傍の箇所は、3個の係合
ピン23間を蛇行するようにボビン13に係合されてい
る。すなわち線材21は、3個の係合ピン23のうち両
側の2個の係合ピンに、ボビン13の外周側から摺動可
能に当接し、真中の1個の係合ピン23に、ボビン13
の内周側から摺動可能に当接する。
【0028】図4に、ボビン13の収納凹部13a内に
線材21が配置された様子を示す。線材21の、最もロ
ッキングベース係合部21a側に配置された係合ピン2
3aに当接している箇所から、線材20の他端までが、
ボビン13に(詳しくは係合ピン23に)係合して摺動
抵抗を発揮するボビン係合部となる。ボビン係合部は、
ボビン13に一体的に結合されない。ロッキングベース
係合部21aは、ロッキングベースのボス部18が嵌挿
される嵌合凹部19の外周縁に隣接配置されている。線
材21の材質としては、鉄、ステンレス、銅等を例示で
きる。
【0029】図1に戻る。ボビン13とロッキングベー
ス15との間に区画された収納空間22内に、線材21
と係合ピン23とからなるエネルギー吸収手段が収納さ
れている。巻取軸12は、緊急ロック手段60の作動時
にボビン13に作用するウェビング引き出し方向の荷重
が所定以上になり、これに伴い、結合部12a,12b
間に所定以上の回転トルクが作用すると、これらの結合
部12a,12b間が捩り変形を起こす。こうして巻取
軸12は、ボビン13のウェビング引き出し方向の回転
を許容して乗員に作用する衝撃エネルギーの吸収を行う
エネルギー吸収機構として機能する。
【0030】緊急ロック手段60の具体的な構成は、公
知の種々の物を採用することができる。例えば、本実施
形態の場合は、図2に示すように、ロッキングベース1
5に立設した支軸17に、先端に係止歯16aを備えた
ポール16が回動可能に軸支されている。また、リトラ
クターベース11の側板11bの外側には、ポール16
の係止歯16aが噛合可能な係合内歯25を内周に備え
た内歯ラチェット26が併設されている。車両緊急時に
は、ポール16の係止歯16aを内歯ラチェット26の
係合内歯25に噛合させることで、ロッキングベース1
5のウェビング引き出し方向への回転を阻止する。
【0031】次に、本実施形態のシートベルト用リトラ
クター10の作動について説明する。衝突等の車両緊急
時に緊急ロック手段60が作動すると、まず、巻取軸1
2の他端に結合されているロッキングベース15のウェ
ビング引き出し方向への回転が阻止される。そして、ウ
ェビングに作用する荷重によって所定以上の回転トルク
がボビン13を介して巻取軸12の一端側に作用する
と、巻取軸12の捩り変形が始まり、巻取軸12の捩り
変形量の分だけ、ボビン13がウェビング引き出し方向
に回転することで衝撃エネルギーの吸収がなされる。ま
た、巻取軸12の捩り変形の開始によって、ボビン13
とロッキングベース15との間に相対回転が発生する時
に、エネルギー吸収手段20による衝撃エネルギーの吸
収も開始される。
【0032】すなわち、図4に示した初期状態(ボビン
13がロッキングベースに対して相対回転していない状
態)から、ボビン13がウェビング引き出し方向(図4
では反時計回り方向)に回転されていき、図5に示す状
態となり、ついには図6に示す状態となる。この間、線
材21のロッキングベース係合部21aはロッキングベ
ースに結合されて移動せず、ボビン13に一体形成され
た係合ピン23a〜23cは回転していくため、係合ピ
ン23a〜23cの間で線材21がしごかれていく。換
言すれば、係合ピン23a〜23c上を線材21が相対
的に摺動する。線材21は、係合ピン23a〜23c間
を蛇行するように係合ピン23a〜23cに係合してお
り、係合ピン23a〜23c上を線材21が相対的に摺
動する際には、高い摺動抵抗及び線材の屈曲抵抗が生じ
る。この摺動抵抗及び屈曲抵抗により、衝撃エネルギー
の吸収がなされる。
【0033】つまり、車両緊急時に緊急ロック手段60
が作動して、ボビン13に作用するウェビング引き出し
方向の荷重が所定以上になると、巻取軸12とエネルギ
ー吸収手段と20との双方が、それぞれエネルギー吸収
機構として作動して、車両緊急時の衝撃エネルギーを吸
収する。なお図6は、線材21と係合ピン23との係合
が解除される直前の様子を示す。線材21は、そのロッ
キングベース係合部21aがロッキングベースのボス部
18(図3参照)の外周近傍に固定されているため、ボ
ビン13のロッキングベースに対する相対回転に伴っ
て、線材21はロッキングベースのボス部18の外周面
に巻回されていく。そして、図6に示す状態を経て、線
材21と係合ピン23との係合が解除された後も、線材
21はロッキングベースのボス部18の外周面に巻回さ
れた状態を保つ。
【0034】以上のようなシートベルト用リトラクター
10によれば、エネルギー吸収手段20が、ボビン13
に設けられた収納凹部13aとロッキングベース15に
設けられた収納凹部15aとによって区画される収納空
間22内に収納されている。したがって、巻取軸12と
は別個にエネルギー吸収を行うためのエネルギー吸収手
段20を備えたにも拘わらず、リトラクター10の軸方
向への寸法拡大がなく、コンパクト化が犠牲にされてい
ない。また、エネルギー吸収手段20を構成する線材2
1及び係合ピン23は、ともに簡単な構成であり、製造
が容易である。そして、部材の塑性変形によるエネルギ
ー吸収に比較して、このエネルギー吸収手段20による
エネルギー吸収は、製造誤差等に起因するばらつきが少
ない。したがって、安定したエネルギー吸収性能を得る
ことができる。
【0035】リトラクター10全体でのエネルギー吸収
荷重は、図7(a)に示すように、巻取軸12が捩り変
形を起こす時のエネルギー吸収荷重f1と、エネルギー
吸収手段20によるエネルギー吸収荷重f2の総和f3
となる。例えば、図7(b)に示すように巻取軸12の
捩り変形だけで車両緊急時のエネルギー吸収を行ってい
た従来のものと比較すると、エネルギー吸収手段20の
吸収分だけ、エネルギー吸収荷重の増大が図れ、高いエ
ネルギー吸収荷重の確保が容易になる。
【0036】また、図7(a)に示すように、巻取軸1
2の捩り変形によるエネルギー吸収域A1に対し、エネ
ルギー吸収手段20の摺動抵抗によるエネルギー吸収域
A2は、独自に設定することができる。例えば、エネル
ギー吸収手段20によるエネルギー吸収域A2を巻取軸
12の捩り変形によるエネルギー吸収域A1の一部に重
なるように設定することで、巻取軸12の捩り変形によ
るエネルギー吸収域の一部では、双方のエネルギー吸収
荷重の総和による高いエネルギー吸収荷重を確保でき
る。また、双方のエネルギー吸収域が重ならない範囲で
は、巻取軸12の捩り変形によるエネルギー吸収作用だ
けで、低いエネルギー吸収荷重に設定することができ
る。このように、シートベルト用リトラクターのエネル
ギー吸収機構に作動途中でエネルギー吸収荷重が変化す
るエネルギー吸収特性を持たせることもできる。
【0037】さらに、リトラクター全体でのエネルギー
吸収荷重の調整は、巻取軸12の軸径や材料の変更だけ
でなく、エネルギー吸収手段20の寸法、形状、材質の
変更までもが関連し、多種の要素が関連する。例えば、
巻取軸12の軸径の拡大や材料の変更等に頼らずとも、
残りの要素の設計変更で、所望のエネルギー吸収荷重を
実現することも可能である。すなわち、リトラクターの
巻取軸12やボビン13の径の縮減によるリトラクター
のコンパクト化を犠牲にすることなく、エネルギー吸収
荷重をより高く設定することが容易にできる。そして、
巻取軸12及びエネルギー吸収手段20の双方の寸法や
材料を変更可能な場合には、双方でエネルギー吸収荷重
の調整やエネルギー吸収域の調整を行うことで、車両構
造の差異等に応じた特異なエネルギー特性の要求にも容
易に対応可能で、多様なニーズにも柔軟に対応可能にな
る。
【0038】なお、線材21と係合ピン23との摺動抵
抗の調整は、それぞれの接触面の粗さや、接触面積の広
さ等、多種の要素から設定する構成とするとよい。この
ように多種の要素から摺動抵抗を設定する構成とする
と、例えば、寸法等の制限で一部の要素の変更が困難に
なっても、他の要素の変更によって、確保する摺動抵抗
を要求される任意値に比較的容易に調整することが可能
になる。
【0039】図8は本発明に係るシートベルト装置に使
用されるエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラク
ターの第2実施形態の要部を示す図である。なお、以下
に説明する実施形態において、既に説明した部材等と同
様な構成・作用を有する部材等については、図中に同一
符号又は相当符号を付すことにより、説明を簡略化或い
は省略する。
【0040】図8に示すように、ボビン13の、図示し
ないロッキングベース側の端面に形成された収納凹部1
3a内に、線材41が、ボビン13の周方向に沿って曲
げられた状態で、配設されている。この線材41は、第
1実施形態の線材21より長く、略O字状に湾曲されて
いる。線材41の一端は、ロッキングベースの係合穴に
挿入できるように、ロッキングベースの軸方向に向かう
ように折り曲げられて、ロッキングベース係合部41a
とされている。線材41の一端のロッキングベース係合
部41aは、ロッキングベースのボス部が嵌挿される嵌
合凹部19の外周縁に隣接配置されている。線材41の
他端は、ロッキングベース係合部41aの外周側に配置
されている。
【0041】上記第2実施形態の、リトラクター全体で
のエネルギー吸収荷重は、図9に示すように、巻取軸が
捩り変形を起こす時のエネルギー吸収荷重f1と、エネ
ルギー吸収手段40によるエネルギー吸収荷重f2の総
和f3となる。そして、エネルギー吸収手段40による
エネルギー吸収域A2が、図7(a)に示す第1実施形
態におけるエネルギー吸収手段20によるエネルギー吸
収域A2より広くなっている。本発明は、この第2実施
形態のように、ボビン13の構造に変更を加えることな
く、長い線材41を用いるのみでも、エネルギー吸収域
A2を広げることができる。
【0042】図10は本発明に係るシートベルト装置に
使用されるエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラ
クターの第3実施形態の要部分解斜視図であり、図11
はそのシートベルト用リトラクターの正面縦断面図であ
る。シートベルト用リトラクター110は、ボビン11
3の内部に装着された円筒状の管部材122と、管部材
122を挿通した線材121とを備えている。これら管
部材122及び線材121により、エネルギー吸収手段
が構成されている。
【0043】管部材122はボビン113と同等の軸方
向寸法を有している。管部材122は、ボビン113の
中心から半径方向にオフセットした位置に設けられた貫
通孔123内に挿着されている。こうして管部材122
は、ボビン113軸方向に対して平行に配設されてい
る。管部材122の材質としては、軟鋼等を採用でき
る。線材121は、一端に(図10では左端に)管路拡
大部121aを備え、他端にロッキングベース係合部1
21bを備えている。管路拡大部121aは、ここでは
円錐台状に形成されている。ロッキングベース係合部1
21bは、ロッキングベース115に加締められて一体
的に固定される。ここではロッキングベース115に、
線材121が貫通される貫通孔115aが設けられてい
る。線材121の材質としては、SWRH等を採用でき
る。
【0044】なお、初期状態において、線材121の軸
方向延長線上からオフセットした位置でロッキングベー
ス係合部121bをロッキングベース115に固定して
おくことが好ましい。すなわち、線材121のボビン1
13から突出した部分を一度或いは二度屈曲させた状態
で、その屈曲部先端のロッキングベース係合部121b
をロッキングベース115に固定する。こうすれば、後
述する線材121の屈曲変形を起こし易くできると共
に、線材121がせん断により切断されることを防止で
きる。
【0045】図11に示すように、管部材122の内周
面の一端(図11では左端)は、線材121の管路拡大
部121aに対応したテーパ形状になっている。管路拡
大部121aは、管部材122の内部に装着されてお
り、管部材122の端部から突出していない。管部材1
22の外径D3は、管路拡大部121aの最大外径(こ
こでは管路拡大部121aの端面における外径)D2よ
り大きい。管路拡大部121aの最大外径D2は、線材
121の外径D1より大きい。管部材122の内径(管
路径)は、線材121の外径D1にほぼ等しい。
【0046】次に、本実施形態のシートベルト用リトラ
クター110の作動について説明する。衝突等の車両緊
急時に緊急ロック手段60が作動してロッキングベース
115のウェビング引き出し方向への回転が阻止される
と、ウェビングに作用する荷重によって巻取軸12の捩
り変形が始まり、巻取軸12による衝撃エネルギーの吸
収がなされる。また、巻取軸12の捩り変形の開始によ
って、ボビン113とロッキングベース115との間に
相対回転が発生する時に、エネルギー吸収手段による衝
撃エネルギーの吸収も開始される。
【0047】すなわち、図11に示した初期状態から、
ボビン113がウェビング引き出し方向に回転されてい
くことで、図12に示すように、線材121及び管路拡
大部121aが管部材121の管路内を相対移動されて
いく。この際、管路拡大部121aは、管部材121の
管路を放射方向に押し広げながら、管路内を移動する。
ここでは、管路拡大部121aが管部材121を塑性変
形させている。またこの時、ボビン113の端面を示す
図13(a)、及び図13(a)におけるB−B断面図
である図13(b)に示すように、線材121はボビン
113の端面に沿って屈曲されつつ管部材122から引
き抜かれていく。こうして、巻取軸12とは別個に、エ
ネルギー吸収手段による衝撃エネルギーの吸収がなされ
る。
【0048】以上のようなシートベルト用リトラクター
110によれば、管路拡大部121aが管部材122の
管路を押し広げて塑性変形させることと、線材121が
屈曲変形されることとにより、エネルギー吸収手段によ
る衝撃エネルギーの吸収がなされる。したがって、リト
ラクター110のコンパクト化を犠牲にすることなく、
高いエネルギー吸収荷重を得ることができる。
【0049】図14は本発明に係るシートベルト装置に
使用されるエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラ
クターの第4実施形態の要部分解斜視図である。このシ
ートベルト用リトラクター130は、ボビン133に設
けられた係合孔143と、係合孔143を通して一端を
ボビン133内に挿入された線材141とを備えてい
る。これら係合孔143と線材141とにより、エネル
ギー吸収手段が構成されている。
【0050】係合孔143は、ボビン133の一方側
(ロッキングベース135側)の端面における、その端
面の中心から半径方向にオフセットした位置に設けられ
ている。線材141は、一端に(図14では右端に)線
材141より外径が大きいロッキングベース係合部14
1bを備えている。ここではロッキングベース135
に、線材141の貫通は許容するがロッキングベース係
合部141bの貫通は許容しない貫通孔135aが設け
られている。なお図示しないが、ボビン133の他方側
にも係合孔を設けて、線材141の他端(先端)を貫通
させてもよい。
【0051】円形状の係合孔143の径は、円柱状の線
材141の外径と同等か若干大きい。線材141の材質
としては、SUS等を採用できる。本実施形態において
も、初期状態において、線材141の軸方向延長線上か
らオフセットした位置でロッキングベース係合部141
bをロッキングベース135に固定しておくことが好ま
しい。すなわち、線材141のボビン133から突出し
た部分を一度或いは二度屈曲させた状態で、その屈曲部
先端のロッキングベース係合部141bをロッキングベ
ース135に固定する。
【0052】次に、本実施形態のシートベルト用リトラ
クター130の作動について説明する。巻取軸12の捩
り変形の開始によって、ボビン133とロッキングベー
ス135との間に相対回転が発生する時に、エネルギー
吸収手段による衝撃エネルギーの吸収も開始される。す
なわち、ボビン133がウェビング引き出し方向に回転
されていくことで、係合孔143の内周面上を線材14
1の外周面が、所定の摺動抵抗に抗して摺動されてい
く。またこの時、第3実施形態のときと同様に(図13
(a)、(b)参照)、線材141はボビン133の端
面に沿って屈曲されつつボビン133から引き抜かれて
いく。こうして、巻取軸12とは別個に、エネルギー吸
収手段による衝撃エネルギーの吸収がなされる。
【0053】以上のようなシートベルト用リトラクター
130によれば、係合孔143の内周面と線材141の
外周面とが摺接することと、線材141が屈曲変形され
ることとにより、エネルギー吸収手段による衝撃エネル
ギーの吸収がなされる。したがって、リトラクター13
0のコンパクト化を犠牲にすることなく、高いエネルギ
ー吸収荷重を得ることができる。また、本実施形態によ
れば、ボビン133に新たな部品を付加することなくエ
ネルギー吸収手段の役割の一部を担わせたことで、部品
点数の削減と共に、リトラクター130の更なる軽量化
及び小型化が可能になる。
【0054】図15は本発明に係るシートベルト装置に
使用されるエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラ
クターの第5実施形態の要部分解斜視図である。このシ
ートベルト用リトラクター150は、ロッキングベース
155とボビン153との間に、エネルギー吸収手段と
なる環状のエネルギー吸収部材161を収納してなる。
【0055】エネルギー吸収部材161は、線材として
の略円環状の環状部161aと、環状部161aの一部
が軸方向に延長されてなる補助線材としての円弧部16
2とを有している。環状部161の外周面と円弧部16
2の外周面との間には、切り裂き用の溝162aが設け
られている。すなわち、円弧部162が溝162aが形
成された範囲にわたって環状部161aに接続されてい
る。なお図示しないが、溝162aは、環状部161の
内周面と円弧部162の内周面との間に設けてもよい。
このエネルギー吸収部材161は、プレス加工等によっ
て形成される。ここではプレス加工により、環状部16
1と円弧部162とは一部材から形成されている。
【0056】図16は、エネルギー吸収部材161を軸
方向に見た図(平面図)である。環状部161aとし
て、ここでは線材を略C字状に湾曲形成したものが用い
られている。すなわち、環状部161aには切欠161
cが設けられている。その切欠161cの両側に配置さ
れた環状部161aの端部の一方には、前記ボビン15
3に係合するボビン側フック部161bが設けられてい
る。環状部161aの他方の端部からその環状部161
aに沿って円弧部162が設けられている。円弧部16
2の切欠161c側とは反対側の端部には、前記ロッキ
ングベース155に係合するベース側フック部162b
が設けられている。
【0057】図17は、ロッキングベース155を軸方
向反対側から見た斜視図である。ロッキングベース15
5の前記ボビン153側の面には、エネルギー吸収部材
161の一部を収納するための収納凹部155aが設け
られている。収納凹部155aは、ボス部158の外周
に設けられたリング状溝であり、このリング状溝の外周
縁の一部に、エネルギー吸収部材161のベース側フッ
ク部162bの形状に対応した形状の係合切欠(係合
部)155bが設けられている。図15に戻る。ボビン
153のロッキングベース155側の端面にも、エネル
ギー吸収部材161の一部を収納するための収納凹部1
53aが設けられている。収納凹部153aの中央に
は、前記ロッキングベース155のボス部158を受容
する嵌合凹部159が設けられている。そして、嵌合凹
部159の周縁部の一部に、エネルギー吸収部材161
のボビン側フック部161bの形状に対応した形状の係
合切欠(係合部)163が設けられている。
【0058】図18は、本第5実施形態のシートベルト
用リトラクターの正面縦断面図である。エネルギー吸収
部材161は、ボビン153とロッキングベース155
との間に区画された収納空間152内に収納されてい
る。
【0059】次に、本実施形態のシートベルト用リトラ
クター150の作動について説明する。緊急ロック手段
60の作動によりロッキングベース155の回転が阻止
されて、ボビン153とロッキングベース155との間
に相対回転が発生する時に、エネルギー吸収部材161
による衝撃エネルギーの吸収も開始される。図19
(a)に、初期状態におけるボビン153の端面を示
す。先ず、ロッキングベースの回転が阻止されること
で、エネルギー吸収部材161の円弧部162のベース
側フック部162bが不動となる。次に、ボビン153
がロッキングベースに対して相対回転するのに伴って、
図19(b)に示すように、ボビン側フック部161b
が回転(周方向に移動)されていく。この時、ベース側
フック部162bが設けられた側を始点として、円弧部
162が溝162a(図15参照)に沿って環状部16
1aから切り裂かれていく。すなわち、円弧部162が
折り返されていく。円弧部162の折り返された部分で
は、初期状態において内周面だった部分が外周面となっ
ていく。そして、ベース側フック部162bとボビン側
フック部161bとが軸方向に見て重なった状態を経
て、ついには図19(c)に示すように、円弧部162
が環状部161aから完全に切り離される。この時、エ
ネルギー吸収部材161によるエネルギー吸収は終了す
る。図19(c)に示す状態において、円弧部162の
初期状態において内周面だった部分が全て、外周面とな
っている。
【0060】以上のようなシートベルト用リトラクター
150によれば、エネルギー吸収部材161の円弧部1
62の長さを変更すること等により、エネルギー吸収域
を容易に変更できる。また、エネルギー吸収部材161
の硬さ、厚さ、材質、溝の深さ等の変更により、エネル
ギー吸収荷重の設定も容易に変更できる。したがって、
車種毎に最適なエネルギー吸収特性を容易に提供でき
る。
【0061】なお、本発明は、前述した実施形態に限定
されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能であ
る。例えば、第1、第2実施形態では線材係合部とし
て、係合ピンをボビンに一体的に突設していたが、別体
の係合ピンを後付けしてもよい。係合ピンをロッキング
ベースに設けてもよい。係合ピンの代わりに、回転トル
クが所定値以上になったときに回転する係合ローラを線
材係合部として用いてもよい。また、第2実施形態で
は、O字状に湾曲した長い線材を用いることでエネルギ
ー吸収手段40によるエネルギー吸収域A2を広くして
いたが、より長い線材を用いてエネルギー吸収域を拡大
することも可能である。例えば、係合ピンをボビン内周
側に配置して、その係合ピンとボビン外周縁との間に線
材の余長部分を配置するようにしてもよい。例えば、線
材を、折り曲げた状態で収納空間内に配設してもよい。
【0062】また、第3実施形態では、管部材を塑性変
形させていたが、塑性変形をさせずに管部材の管路内で
管路拡大部を摺動させることのみによってエネルギー吸
収を行ってもよい。第3、第4実施形態において、ボビ
ンから引き出した線材にその線材の摺動を許容しつつ当
接する係合ピンをボビンに設けてもよい。すなわち、こ
れら実施形態と第1実施形態とを組み合せてもよい。ま
た、第5実施形態では、環状部をC字状としていたが、
切欠を有しない完全に環状のものを用いてもよい。
【0063】
【発明の効果】本発明のエネルギー吸収機構付シートベ
ルト用リトラクターを備えたシートベルト装置によれ
ば、線材の長さの変更等により、エネルギー吸収手段の
エネルギー吸収域の増減を容易に調整できる。また、高
いエネルギー吸収荷重の確保が容易になる。したがっ
て、車種毎に最適なエネルギー吸収特性を提供できる。
また、リトラクターが大型化することもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るシートベルト装置に使用されるエ
ネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターの第1
実施形態の正面縦断面図である。
【図2】図1に示したシートベルト用リトラクターの要
部分解斜視図である。
【図3】図2のロッキングベース15を軸方向反対側か
ら見た斜視図である。
【図4】図2のボビン13に線材21を配設した様子を
示す側面図である。
【図5】図4に示した初期状態からのエネルギー吸収手
段の作動を説明する図である。
【図6】図4に示した初期状態からのエネルギー吸収手
段の作動を説明する図である。
【図7】(a)は図1に示したシートベルト用リトラク
ターのエネルギー吸収特性図、(b)はエネルギー吸収
機構として巻取軸のみが装備されたシートベルト用リト
ラクターのエネルギー吸収特性図である。
【図8】本発明に係るエネルギー吸収機構付シートベル
ト用リトラクターの第2実施形態の要部を示す側面図で
ある。
【図9】第2実施形態のエネルギー吸収特性図である。
【図10】本発明に係るシートベルト装置に使用される
エネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターの第
3実施形態の要部斜視図である。
【図11】第3実施形態のシートベルト用リトラクター
の正面縦断面図である。
【図12】第3実施形態のシートベルト用リトラクター
の作動を説明する図である。
【図13】第3実施形態のシートベルト用リトラクター
の作動を説明する図である。
【図14】本発明に係るシートベルト装置に使用される
エネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターの第
4実施形態の要部斜視図である。
【図15】本発明に係るシートベルト装置に使用される
エネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターの第
5実施形態の要部斜視図である。
【図16】第5実施形態のエネルギー吸収部材を示す平
面図である。
【図17】第5実施形態のロッキングベースを示す斜視
図である。
【図18】第5実施形態の正面縦断面図である。
【図19】第5実施形態のシートベルト用リトラクター
の作動を説明する図である。
【符号の説明】
10,110,130,150エネルギー吸収機構付シ
ートベルト用リトラクター 11 リトラクターベース 12 巻取軸(トーションバー) 13,113,133,153 ボビン 15,115,135,155 ロッキングベース 20,40 エネルギー吸収手段 21,41 線材 23,43 線材係合部 121,141 線材 122 管部材(線材係合部) 143 係合孔(線材係合部) 161 エネルギー吸収部材
(線材)
フロントページの続き (72)発明者 五十嵐 智治 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 加藤 貴光 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 HC04 HD04

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウェビングが巻装されるボビンと、該ボ
    ビンの中心を挿通すると共に一端側が前記ボビンに一体
    的に結合されてリトラクターベースに回転自在に支持さ
    れる巻取軸と、この巻取軸の他端側に一体的に結合され
    るロッキングベースと、車両緊急時に前記ロッキングベ
    ースを前記リトラクターベースに係合させて前記ボビン
    のウェビング引き出し方向への回転を阻止する緊急ロッ
    ク手段とを備え、 前記緊急ロック手段の作動時に前記ボビンに作用するウ
    ェビング引き出し方向の荷重が所定以上になると、前記
    巻取軸が捩り変形を起こすことで前記ボビンのウェビン
    グ引き出し方向の回転を許容して衝撃エネルギーの吸収
    を行うエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクタ
    ーを備えたシートベルト装置であって、 前記ロッキングベース及びボビンの双方に係合する線材
    を有して前記ロッキングベースとボビンとの相対回転の
    際にエネルギーを吸収するエネルギー吸収手段を備えた
    ことを特徴とするエネルギー吸収機構付シートベルト用
    リトラクターを備えたシートベルト装置。
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