JP2002059810A - シートベルト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多段エネルギー吸収特性を有するリトラクタ
ーを備えたシートベルト装置の提供 【解決手段】 ウェビングが巻装されるボビン３と、車
両緊急時にロッキングベース７をリトラクターベース１
０と連結させてウェビング引き出し方向の回転を阻止す
る緊急ロック機構と、一端５ａがボビン３に連結され他
端５ｂがロッキングベース７に連結される捻り棒５とを
備え、緊急ロック機構の作動時にボビン３へ作用するウ
ェビング引き出し方向の荷重が所定値以上になると、捻
り棒５が捩り変形を起こすことでボビン３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
行うリトラクターを備えたシートベルト装置において、
捻り棒５が、一端５ａ及び他端５ｂの間にてボビン３に
連結する少なくとも１つの中間連結部５ｆを有し、捻り
棒５の直径が、中間連結部５ｆを境として一端５ａ側が
他端５ｂ側よりも小さく、中間連結部５ｆは、捻り棒５
の捻り変形の途中で、ボビン３との連結が解除される構
成であるシートベルト装置。

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安全に保持
するためのシートベルト装置では、一般に、ウェビング
を引き出し可能に巻装するシートベルト用リトラクター
として、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を使用してい
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
グを巻装する捻り棒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
捻り棒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、捻り
棒が貫通するリトラクターベースの捻り棒貫通孔に形成
された係止噛合部や、その捻り棒貫通孔に併設された内
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
用いられる一方、捻り棒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ており、車両緊急時
にそれら係合部材と被係合部材とが係合して捻り棒のウ
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装置では、ウェビング
が巻装される略筒状のボビンと、このボビンの中心を挿
通すると共に一端側が前記ボビンに一体的に連結されて
リトラクターベースに回転自在に支持される捻り棒と、
この捻り棒の他端側に一体的に連結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機構とを備え、前
記緊急ロック機構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値以上になると、前記
捻り棒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。

【０００７】すなわち、ボビンの中心を挿通する捻り棒
は、ボビンに作用するウェビング引き出し方向の荷重が
所定値以上になると、この捻り棒自体が軸回りに捩れ
て、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。

【０００８】

【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ためには、例えば、エネルギー吸
収機構が作動開始する設定荷重（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。

【０００９】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普及している。

【００１０】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グ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。

【００１１】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ている。

【００１２】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、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。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、ウェビ
ングが巻装される略筒状のボビンと、車両緊急時にロッ
キングベースをリトラクターベースと連結させてウェビ
ング引き出し方向の回転を阻止する緊急ロック機構と、
一端が前記ボビンに連結され他端が前記ロッキングベー
スに連結される捻り棒とを備え、前記緊急ロック機構の
作動時に前記ボビンへ作用するウェビング引き出し方向
の荷重が所定値以上になると、前記捻り棒が捩り変形を
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リトラクター
を備えたシートベルト装置において、前記捻り棒が、前
記一端及び前記他端の間にて前記ボビンに連結される少
なくとも１つの中間連結部を有し、前記捻り棒の直径
が、前記中間連結部を境として前記一端側が前記他端側
よりも小さく、前記中間連結部は、前記捻り棒の前記捻
り変形の途中で、前記ボビンとの連結が解除される構成
であることを特徴とするシートベルト装置によって達成
される。

【００１４】本発明において、中間連結部における捻り
棒とボビンとの連結は、ボビンの回転に応じて自動的に
解除されることが好ましい。この様な構成としては、例
えば、ボビンとともに中間連結部が回転し、且つこの回
転に応じて中間連結部を構成する部材が回転軸線方向に
移動し、回転回数が一定量を超えると中間連結部におけ
るボビンと捻り棒との連結が解除される構成が考えられ
る。

【００１５】本発明においては、車両緊急時に緊急ロッ
ク機構をもってリトラクターベースとロッキングベース
とを係合させて、このロッキングベースの回転を阻止
し、これによって、ロッキングベースと一端において連
結した捻り棒の回転を阻止し、また、これによって、こ
の捻り棒が他端及び中間連結部において連結しているボ
ビンの回転を阻止する。このとき、ボビンへ作用するウ
ェビング引き出し方向の荷重が所定値以上になると、捻
り棒が捻り変形を生じ、この結果、ボビンの回転が許容
される。

【００１６】捻り棒の捻り変形によるボビンの回転の初
期段階においては、捻り棒がその一端及び中間連結部に
てボビンと連結しているので、この一端と中間連結部と
の間（以下、この間の領域を第１領域と記載）において
は捻れが生じず、捻り棒は中間連結部とその他端との間
（以下、この間の領域を第２領域と記載）において捻じ
れ変形する。

【００１７】そして、捻り変形によるボビンの回転の後
期段階においては、中間連結部における捻り棒とボビン
との連結が解除され、この結果、捻り棒はその一端（ボ
ビンとの連結部）とその他端（ロッキングベースとの連
結部）との間、すなわち第１領域及び第２領域において
捻じれ変形する。

【００１８】捻り棒の直径は、中間連結部を境にして第
１領域の方が小さくなっているので、その捻り剛性は、
第１領域よりも第２領域の方が高い。したがって、捻り
棒の捻り剛性は、中間連結部が連結状態であって第２領
域のみが捻じり変形する回転の初期段階の方が、中間連
結部が解除状態であって第１領域及び第２領域が捻り変
形する回転の後期段階よりも高く、ウェビングから伝わ
る衝撃エネルギーを捻り棒にてより多く吸収することが
できる。これに対して、回転の後期段階においては、直
径の小さい第１領域も捻じれることができ、この第１領
域の方が比較的直径の大きい第２領域に比べて捻れ易い
ことから主に第１領域が捻れ、捻り変形によるエネルギ
吸収性が初期段階に比べて小さくなっている。

【００１９】本発明は、以上のように構成されているの
で、ウェビングの張力を段階的に低減させることが可能
である。例えば、エアバッグが作動していない緊急ロッ
クの初期段階においては、ウェビングの繰出し量を少な
くし、この結果、ウェビングが乗員を十分に拘束し、そ
して、エアバッグが作動して乗員がこのエアバッグに接
触した後には、拘束力を比較的低く抑えるといったこと
ができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るシートベルト
装置の好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明す
る。

【００２１】まず、図１〜図３を用いて本発明の実施形
態の構成を説明する。図１は本発明の一実施形態におけ
るシートベルト用リトラクターの部分的な分解斜視図で
あり、図２及び図３は図１におけるＡ−Ａ断面図であ
る。

【００２２】図１に示すように、シートベルト用リトラ
クター１はリトラクターベース１０を備えている。リト
ラクターベース１０は、車体に固定される背板１０ｃの
両側から左右の側板１０ａ，１０ｂを立ち上げて略コ字
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１０ａ，１０ｂには、貫通孔１３，
１４が設けられている。一方（図中左方）の側板１０ａ
の貫通孔１３の周縁部には、周方向に間隔を隔てて内歯
１３ａが形成されている。側板１０ａの外側（他方の側
板１０ｂと相対する側とは反対側）には、プリテンショ
ナー３０及び巻取りバネ装置３５が併設されている。

【００２３】巻取りバネ装置３５は、リトラクターベー
ス１０の側板１０ａに相対するロアケース３５ａと、ロ
アケース３５ａと組み合わされて相互間に収納空間を形
成するアッパケース３５ｂとを備えている。

【００２４】リトラクターベース１０には、ウェビング
が巻装される略円筒状のボビン３と、ボビン３を挿通し
てリトラクターベース１０の側板１０ａ，１０ｂに回転
可能に支持される略円柱状のエネルギー吸収部材として
の捻り棒５とが取り付けられている。捻り棒５はボビン
３の回転軸となる。

【００２５】捻り棒５の一方（図中左端側）には、連結
部材としてのスリーブ８を介してボビン３と一体回転可
能な連結を果たす突起５ａが設けられ、他方（図中右端
側）には、ロック部材の一部である円盤状のロッキング
ベース７のボス部７ｃの内周に形成された角部７ｄと一
体回転可能な連結を果たす突起５ｂが設けられている。
突起５ａと突起５ｂとの間には中間突起５ｆが設けられ
ている。これらの突起５ａ，５ｂ，５ｆは、断面形状を
六角形に形成したものである。

【００２６】リトラクターベース１０の側板１０ａ，１
０ｂ間に橋架された捻り棒５の、一方の側板１０ａを挿
通した先端部５ｄは、巻取りバネ装置３５によって、ボ
ビン３をウェビング巻取り方向に回転させるように常時
付勢されている。

【００２７】捻り棒５の突起５ａは、ボビン３の一端側
に形成された断面略三角形の穴（図示せず）に嵌合する
スリーブ８に形成された断面六角形の挿通孔８ａに嵌合
することで、ボビン３と一体回転可能に連結されてい
る。スリーブ８の軸部８ｂは巻取りバネ装置３５に支持
されている。

【００２８】図２を参照する。捻り棒５は、ボビン３に
挿通するとともに、セットスクリュー２９にも挿通して
いる。セットスクリュー２９は、外周部がスプラインと
なっているヘッド部分２９ａと、ロッキングベース７の
ボス部７ｃの内周に形成された雌ねじ部７ｂに螺合する
雄ねじ部２９ｂとを有し、且つその中央部には断面六角
形状の挿通孔２９ｃが形成されいる。

【００２９】セットスクリュー２９は、中間連結部材と
して機能するために、ヘッド部分２９ａにおいてボビン
３の内周部とスプライン係合してボビン３と一体回転
し、また、挿通孔２９ｃにおいて捻り棒５の中間突起５
ｆと係合して捻り棒５とも一体回転している。したがっ
て、セットスクリュー２９を介してボビン３と捻り棒５
とが連結している。

【００３０】また、セットスクリュー２９は、雄ねじ部
２９ｂによってロッキングベース７とも係合している。
雄ネジ部２９ｂはロッキングベース７のボス部７ｃの内
周に形成された雌ねじ部７ｂと螺合しており、セットス
クリュー２９がロッキングベース７に対して相対回転す
ることでこの螺合が進み、セットスクリュー２９が回転
軸線の方向に移動するようになっている。

【００３１】捻り棒５は、連結部５ａ，５ｂ間に所定値
以上の回転トルクが作用して、これら連結部５ａ，５ｂ
間の変形部５ｃがねじれて塑性変形を起こすことによ
り、乗員の身体に作用する衝撃エネルギーを吸収するよ
うに構成されたエネルギー吸収手段である。

【００３２】緊急ロック手段は、車両緊急時（事故等に
よって急な減速が発生したときや、ウェビングが急激に
引出されるとき等）に、ロッキングベース７とリトラク
ターベース１０とを連結し、ロッキングベース７のウェ
ビング引出方向の回転を阻止することで、ウェビング引
出し方向へのボビン３の回転を阻止するものである。緊
急ロック手段の具体的な構成は、公知の種々のものを採
用することができる。

【００３３】本実施形態の緊急ロック手段は、図１に示
すように、ロッキングベース７のピン７ａに回転可能に
支持され、先端に係止歯９ａを備えた係止部材（ロック
部材の一部）としての第１ポール９と、リトラクターベ
ース１０の側板１０ｂに併設され、第１ポール９の係止
歯９ａが噛合可能な内歯１５ｇが形成されたラッチプレ
ート１５とを含んでいる。この緊急ロック手段は、車両
緊急時に第１ポール９の係止歯９ａを側板１０ｂに固定
されたラッチプレート１５の内歯１５ｇに噛合させるこ
とで、ロッキングベース７とリトラクターベース１０と
を連結し、ロッキングベース７のウェビング引出し方向
の回転を阻止する。

【００３４】次に、図２及び図３を参照しながら、第１
実施形態のシートベルト用リトラクター１の動作につい
て説明する。衝突等の車両緊急時に緊急ロック手段が作
動すると、まず、捻り棒５の他端に連結されているロッ
キングベース７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
所定値以上の回転トルクがボビン３を介して捻り棒５の
一端側に作用すると、捻り棒５の捩れ変形が始まり、捻
り棒５の捩れ変形量の分だけ、ボビン３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。

【００３５】捻り棒５の捻り変形によるボビン３の回転
の初期段階においては、捻り棒５がそのボビン連結部５
ａにおいてボビン３と連結しているとともに、中間突起
５ｆにてセットスクリュー２９を介してボビン３と連結
しているので、このボビン連結部５ａと中間突起５ｆと
の間（以下、この間の領域を第１領域５ｇと記載）にお
いては捻れが生じず、捻り棒５は中間突起５ｆとロッキ
ングベース連結部５ｂとの間（以下、この間の領域を第
２領域５ｈと記載）において捻り変形する。そして、捻
り変形によるボビン３の回転の後期段階においては、中
間突起５ｆにおける捻り棒５とボビン３との連結が解除
され、この結果、捻り棒５はそのボビン連結部５ａとロ
ッキングベース連結部５ｂとの間、すなわち第１領域５
ｇ及び第２領域５ｈにおいて捻じれ変形する。なお、セ
ットスクリュー２９とボビン３との間の連結解除につい
ては後に説明する。

【００３６】捻り棒５の直径は、中間突起５ｆを境にし
て第１領域５ｇの方が小さくなっているので、その捻り
剛性は、第１領域５ｇよりも第２領域５ｈの方が高い。
したがって、捻り棒５の捻り剛性は、中間突起５ｆがボ
ビン３と連結状態であって第２領域５ｈのみが捻じり変
形する回転の初期段階の方が、中間突起５ｆが解除状態
であって第１領域５ｇ及び第２領域５ｈが捻り変形する
回転の後期段階よりも高く、ウェビングから伝わる衝撃
エネルギーを捻り棒５にてより多く吸収することができ
る。これに対して、回転の後期段階においては、直径の
小さい第１領域５ｇも捻じれることができ、この第１領
域５ｇの方が比較的直径の大きい第２領域５ｈに比べて
捻れ易いことから主に第１領域５ｇが捻れ、捻り変形に
よるエネルギ吸収性が初期段階に比べて小さくなってい
る。

【００３７】上述のように、初期状態においては、中間
突起５ｆとボビン３とがセットスクリュー２９を介して
連結している。そして、衝突等の車両緊急時に緊急ロッ
ク手段が作動すると、ロッキングベース７の回転は阻止
される。このとき、ボビン３からの回転トルクが、捻り
棒５のボビン連結部５ａに伝達されるとともに、ボビン
３に対してスプライン係合しているセットスクリュー２
９にも伝達されてこのセットスクリュー２９が回転し、
この回転トルクが中間突起５ｆに伝達されることで捻り
棒５が捻れる。

【００３８】そして、セットスクリュー２９の雄ねじ部
２９ｂは、ロッキングベース７の雌ねじ部７ｂと螺合し
ているので、セットスクリュー２９がロッキングベース
７に対して相対回転すると、雄ねじ部２９ｂと雌ねじ部
７ｂとの螺合が進む。これによってセットスクリューが
図２中右方に移動していき、ついにはセットスクリュー
２９と中間突起５ｆとの係合が解かれ、図３に示される
ような状態となる。図３の状態となった場合は、中間突
起５ｆ（すなわち中間連結部）におけるボビン３と捻り
棒５との連結が解除されるので、前述のように捻り棒５
が第１領域５ｇ及び第２領域５ｈにおいて捻れることと
なる。

【００３９】本発明は、以上のように構成されているの
で、図４（ａ）に示すように、ウェビングの張力を段階
的に低減させることが可能である。エネルギー吸収の初
期段階においてはウェビング張力ｆ２にてエネルギー吸
収を行い、捻れ棒５がある程度捻れてウェビングが伸び
出した状態である後期段階においては、ウェビング張力
ｆ２よりも小さいウェビング張力ｆ１にてエネルギー吸
収を行う。これによって、例えば、エアバッグが作動し
ていない状態のような緊急ロックの初期段階において
は、ウェビングの繰出し量を少なくしてウェビングが乗
員を十分に拘束し、そして、エアバッグが作動して乗員
がこのエアバッグに接触した後には、拘束力を比較的低
く抑えて乗員に対する負担を減らすといったことができ
る。これに対して、図４（ｂ）に示された従来型のリト
ラクタのエネルギー吸収においては、捻れ棒の直径が多
段でないため、単一のウェビング張力ｆ３のみでしかエ
ネルギー吸収を行えない。

【００４０】また、本発明は、リトラクターにおける捻
り棒５の直径が段階的となっており、車両緊急時の初期
段階において、高い捻り剛性を有する第２領域５ｈで捻
り棒を捻り変形をさせて、より多くの衝撃エネルギをリ
トラクターに吸収させることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、本発明のシートベルト装
置は、リトラクターの捻り棒が、一端及び他端の間にて
ボビンに連結する少なくとも１つの中間連結部を有し、
前記捻り棒の直径が、前記中間連結部を境として前記一
端側が前記他端側よりも小さく、前記中間連結部は、前
記捻り棒の捻り変形の途中で、前記ボビンとの連結が解
除される構成であることを特徴とするので、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、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。

【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
実施形態の分解斜視図である。

【図２】図１に示したシートベルト用リトラクターのＡ
−Ａ断面図である。

【図３】図１に示したシートベルト用リトラクターのＡ
−Ａ断面図である。

【図４】（ａ）は本発明のシートベルト装置のエネルギ
ー吸収特性であり、（ｂ）は本発明のシートベルト装置
のエネルギー吸収特性である。

【符号の説明】

１ エネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクター ３ ボビン ５ 捻り棒（トーションバー） ７ ロッキングベース １０ リトラクターベース ２９ セットスクリュー

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

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略筒状のボビン
   と、車両緊急時にロッキングベースをリトラクターベー
   スと連結させてウェビング引き出し方向の回転を阻止す
   る緊急ロック機構と、一端が前記ボビンに連結され他端
   が前記ロッキングベースに連結される捻り棒とを備え、
   前記緊急ロック機構の作動時に前記ボビンへ作用するウ
   ェビング引き出し方向の荷重が所定値以上になると、前
   記捻り棒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
   収を行うリトラクターを備えたシートベルト装置におい
   て、 前記捻り棒が、前記一端及び前記他端の間にて前記ボビ
   ンに連結される少なくとも１つの中間連結部を有し、 前記捻り棒の直径が、前記中間連結部を境として前記一
   端側が前記他端側よりも小さく、 前記中間連結部は、前記捻り棒の前記捻り変形の途中
   で、前記ボビンとの連結が解除される構成であることを
   特徴とするシートベルト装置。