JP2003527997A - シートベルトリトラクタ - Google Patents

シートベルトリトラクタ

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JP2003527997A JP2001568770A JP2001568770A JP2003527997A JP 2003527997 A JP2003527997 A JP 2003527997A JP 2001568770 A JP2001568770 A JP 2001568770A JP 2001568770 A JP2001568770 A JP 2001568770A JP 2003527997 A JP2003527997 A JP 2003527997A
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Abstract

(57)【要約】 シートベルトリトラクタは、フレーム（１）上に回転可能に取付けられたベルトリール（２）を有している。駆動スプリング（３）がベルトリールを巻き取り方向に付勢している。電気駆動装置（４）が駆動スプリングのばね力を調整する。電気駆動装置とベルトリールの間に設けられているクラッチ（５）が電気駆動装置によって掛けられるトルクをベルトリールに伝達する。このクラッチは、トルクによって変形させることができる、変形した時にクラッチを係合状態にするスプリング（６）を有している。緩衝装置（２９）がベルトリール（２）と電気駆動装置（４）との間に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明はシートベルトリトラクタに関する。
【０００２】 独国特許出願公開第４１１２６２０号明細書には、シートベルトのウェビング
に常時力を掛ける駆動スプリングを備えたシートベルトリトラクタが開示されて
いる。駆動スプリングのスプリングケースが、シートベルトリトラクタ内の電気
モータによって、乗物の使用者の快適性を改善するために、シートベルトのウェ
ビングにかかる引き込み力を変化させるように調整される。引き込み力は駆動ス
プリングの外側の固定点を回転させて調整することによって変更される。引き込
み力は、シートベルトがバックルで留められたときに弱められる。シートベルト
が取り外された時、駆動スプリングの外部の固定点は、駆動スプリングがウェビ
ングに、より強い引き込み力を掛けるように調整できる。
【０００３】 シートベルトリトラクタに、プリテンショナーとロードリミッタを設けること
も知られている。１つのタイプのプリテンショナーでは、ベルトリールを回転さ
せるクラッチが用いられている。このタイプのプリテンショナーは独国特許出願
公開第２９６０５２００号明細書に開示されている。シートベルトリトラクタに
は、ベルトリールがロックされている間、乗物の乗員に掛かる負荷を制限し、す
なわち低くするロードリミッタを設けることもできる。
【０００４】 本発明は、請求項１に記載のようにして、プリテンショナーによってシートベ
ルトウェビングの緩みが迅速に取り除かれるようにする。
【０００５】 発明の詳細な説明 図１はシートベルトリトラクタのスプリング側の断面図である。シートベルト
リトラクタはフレーム１上に回転可能に搭載されているベルトリール２を有して
いる。ベルトリールはシートベルトを巻き取ったり巻き戻したりするのに用いら
れるが詳細は図示していない。ベルトリールは駆動スプリング３によって巻き取
り方向に付勢されている。駆動スプリングは、駆動スプリングの付勢力をベルト
リール２に伝達するスプリングコア３０をその内側に有している。駆動スプリン
グはスプリングカートリッジ２８に外側の固定点３２で固定されている。電気モ
ータであることが好ましい電気駆動装置４によってばね力が調整される。電気駆
動装置４の出力軸はウオームギア３３上のウオーム２７を経てスプリングカート
リッジ２８に働く。
【０００６】 ウェビングに掛かる引き出し力の強さは、シートベルトが使用されているか否
かによって変化させられる。バックルセンサ２３が、シートベルトが使用中であ
ることを検知すると、快適性コントローラ２０が電気駆動装置４に駆動スプリン
グ３の付勢力を弱めるように信号を出力する。それによって、乗物の乗員によっ
て知覚されるシートベルトの快適性のレベルが改善される。この快適性の調整は
速度が比較的遅い。シートベルトがバックルから外されると、バックルが開かれ
たのがバックルセンサ２３によって検知され、電気駆動装置４は、駆動スプリン
グ３の付勢力を強めるように快適性コントローラ２０によって制御される。その
結果、シートベルトは、より強い付勢力によって完全に引き込まれた位置へとベ
ルトリール２上に巻き取られる。
【０００７】 図示の実施の形態では、電気駆動装置４によって生成されるトルクは駆動スプ
リング３のばね力を調整するのに用いられるだけでなく、シートベルトにプリテ
ンションを掛けるのにも用いられている。乗物の通常の運行時に外されているク
ラッチ５が出力軸、すなわちウオームギア２７とベルトリール２との間に設けら
れている。クラッチが外されている時には、駆動スプリングの付勢力は、前に詳
細に述べたようにベルトリールに作用する。クラッチは、電気駆動装置によって
生成されるトルクをベルトリールに伝達する。クラッチは、トルクによって変形
させることができる、変形させた時にクラッチが接続状態になるスプリング６を
有している。
【０００８】 もし、高い確率で衝突することが乗物のセンサシステム２２によって検知され
た時には、電気駆動装置４と作動装置３５が、センサシステムに接続されたプリ
テンショナーコントローラ２１によって始動される。プリテンショナーコントロ
ーラ２１は、快適性コントローラ２０と共に、中央コントローラ１９の一部であ
ってよい。図１に示す実施の形態では、作動装置３５は、衝突の可能性が高い時
にプリテンショナーコントローラ２１から供給される信号によって電気的に作動
させられる。調整部材用の作動装置は、ベルトリールとスプリングの側面の間を
嵌め合わせによって係合させ、それが保持されるように調整される。作動装置は
機械的、電気的、あるいは電磁的に動作させることができる。調整部材はベルト
リールの軸線に対して半径方向に動くことが望ましい。このために、リフティン
グマグネットを調整部材に働かせてもよい。作動装置が作動させられ、電気駆動
装置４が始動された時に、クラッチ５は、電気駆動装置によって生成されるトル
クが直接ベルトリール２に伝達されるように係合させられる。
【０００９】 クラッチ５が係合させられた時に、電気駆動装置４によって生成されるトルク
は、シートベルトに逆戻し可能にプリテンションを掛けるようにベルトリール２
に伝達される。クラッチが係合させられている間、電気駆動装置によって生成さ
れるトルクは、巻き取り軸に働くように維持される。もし衝突が起きなかった時
には、作動装置は停止され、その結果、スプリングの一側面とベルトリールの間
を嵌め合わせによって係合しているクラッチロック機構は係合を外される。
【００１０】 図示の実施の形態では、クラッチ５は、変形した時にクラッチを係合状態にす
る変形可能なスプリング６を有している。このスプリングは、電気駆動装置４に
よって生成されるトルクによって変形させられる。このトルクは、ベルトリール
の軸線３１と同軸でその周りに回転可能な、ベルトリール２の軸方向の突出部３
４の周囲を回転可能に取付けられた駆動部１４に緩衝装置２９を経て任意に伝達
される。駆動部１４は電気駆動装置と、スプリングの、トルクが伝達される側の
間に配置することができる。クラッチを作動させるために電気駆動装置によって
生成されるトルクは最初にスプリングを変形させるので、電気駆動装置からベル
トリールに急激にトルクが伝達されるのが回避される。
【００１１】 駆動スプリング３の付勢力はベルトリールの軸方向のこの突出部３４によって
ベルトリール２に伝達することもできる。駆動部１４はスプリング６の一端に強
固に連結されている。このスプリングのこの端部は、図示の実施の形態において
は、スプリングアーム９である。図示の実施の形態においては、このスプリング
はラップスプリングであり、特に、螺旋コイル状のラップスプリングである。こ
のラップスプリングは、方形の断面を有する、駆動部１４の円筒部１５の周囲を
円筒形のスプリング領域８で巻いているスプリングワイヤから形成されている。
この円筒部はスプリング６のスプリング心棒として働く。ラップスプリングの一
端は電気駆動装置に連結され、スプリングの他端はベルトリールに連結されてい
る。スプリングの、ベルトリールに連結された一端はクラッチロック機構によっ
て適切にロックすることができる。クラッチロック機構は、ベルトリールに嵌め
合わせによって係合されるように作動装置によって動かされる。スプリングの一
端を、トルクが発生している間にロックすると、スプリングをスプリングの他端
に働くトルクによって変形させることが可能になる。クラッチはこの変形によっ
て係合させられる。
【００１２】 スプリングがラップスプリングである場合、円筒形のスプリング領域は半径方
向に変形させられ、ベルトリールまたはベルトリールに対して回転できないよう
に連結された部品に対して直接、係合することなく接触させられ、特に摩擦を生
じるように接触させられる。電気駆動装置によって生成されるトルクは、この係
合することのない接触によって直接ベルトリールに伝達される。
【００１３】 負荷を伝達する部品が、トルクを緩衝装置２９によってシートベルトリトラク
タに伝達している間に破壊される可能性は本発明によって低減される。電気駆動
装置と駆動部との間に配置されるのが望ましい緩衝装置は、駆動部と電気駆動装
置との間の過負荷、特に、電気駆動装置の出力部のウオームギアと駆動部の組に
おける過負荷を補償する。この緩衝装置は負荷を掛けられた状態の間にエネルギ
ーを蓄積するのが望ましい。このエネルギーは、ベルトリールが、通常の使用状
態においてウェビングを減速させずに引き出せる状態になるように、ベルトリー
ルのロックを解除するのに用いることもできる。
【００１４】 スプリングアーム１０の形態の、スプリングの他端は、駆動部１４の円筒部１
５に同様に回転可能に取付けられている軸受部品１３に強固に連結されている。
図示の実施の形態では、ベアリング部品は環状である。
【００１５】 スプリング６の円筒形のスプリング領域８は、駆動部１４の円筒部１５と、ベ
ルトリール２に回転できないように連結された中空シリンダ１６の間に形成され
た環状のスペース内に位置している。中空シリンダ１６はその外周に歯２５を有
している。また、環状の軸受部品１３もその外周に歯２６を有している。この２
組の歯２５，２６は相互に揃えられており、すなわち両者は同じ半径上に位置し
ている。
【００１６】 クラッチロック機構１２は、調整部材７上で、中空シリンダ１６と環状の軸受
部品１３の周りに回転可能に取付けられている。クラッチロック機構１２は、シ
ートベルトリトラクタの通常の動作時には自由に回転できるように取付けられて
いる。クラッチロック機構１２は、中空シリンダ１６および軸受部品１３の歯２
５，２６と同時に係合せることができる内側の歯２４をその内周上に有している
。このために、調整部材７は作動装置３５の作動時に図１に矢印で示されている
ようにベルトリールの軸線３１に対して半径方向に動かされる。クラッチロック
機構１２上の内側の歯２４は、所定の周角度範囲内で中空シリンダ１６および軸
受部品１３上の２組の歯２５，２６と係合する。クラッチロック機構１２は中空
シリンダ１６と軸受部品１３に対して偏心した位置に位置する。クラッチロック
機構は環状の構成であるのが望ましく、回転可能に取付けられている。このため
、作動装置３５は、作動させられると調整部材７をベルトリールの軸線３１に対
して半径方向に移動させるリフティングマグネットであってよい。一方、調整部
材７を慣性質量による慣性力や遠心力に基づいて調整して移動させることも可能
である。
【００１７】 駆動部１４を経て電気駆動装置４によって伝達されたトルクはスプリングアー
ム９に掛かる。他のスプリングアーム１０は、ベルトリール２に連結されている
軸受部品１３に連結されている。スプリング６の一端がクラッチロック機構１２
によってロックされ、トルクがスプリング６の他端に伝達されると、スプリング
の円筒形のスプリング領域８は変形させられ、その直径が、中空シリンダ１６の
内壁１７と摩擦を生じるように接触するまで大きくなる。電気駆動装置４とベル
トリール２の間が摩擦を生じるように接触させられ、それによってトルクはベル
トリールに伝達される。このトルクはベルトを巻き取る方向に掛かり、その結果
、シートベルトにプリテンションが掛けられる。シートベルトのプリテンション
は、運行するのに危険であり、衝突の可能性が高い状況だけでなく、衝突中にプ
リテンションが必要な場合にも掛けられる。
【００１８】 もし衝突が発生せず、しかし、プリテンションが、衝突の可能性のためにセン
サシステムによって始められていた場合には、電気駆動装置４によって維持され
ていたトルクは所定の時間の後に弱められ、すなわち停止される。スプリング６
はその復元力によって最初の位置に戻る。円筒形のスプリング領域８と中空シリ
ンダ１６の内壁１７の間の、摩擦を生じる接触が、このようにして解除される。
この後、電気駆動装置４は駆動スプリング３の快適性制御へと元に切換られる。
スプリングの復元力は、ベルトリールからブロック用の歯止めを外すのにも用い
ることができる。
【００１９】 実施の形態が図２から図５に示されている緩衝装置２９は、負荷が掛かったと
きにエネルギーを蓄積するように構成されている。負荷が掛かった状態は、トル
クが電気駆動装置４からベルトリール２に伝達されている時にプリテンションが
行われている間に発生する。緩衝装置２９は、弾性的に変形可能なトルク伝達手
段を備えており、このトルク伝達手段はその変形によってエネルギーを蓄積する
状態になる。これは、弾性を有する緩衝部材の、トルク伝達中における弾性変形
の結果として生じる。
【００２０】 図２および３に示す実施の形態において、トルクを伝達する変形可能な緩衝部
材は、５０から９０のショア硬度を有するのが望ましい弾性材料からなる回転体
３６である。図２に示す実施の形態では、３個の回転体３６が用いられており、
図３に示す実施の形態では、５個の回転体３６が用いられている。しかしながら
、弾性を有する緩衝部材としてただ1個の回転体を用いることもできる。奇数個
の回転体３６を用いるのが望ましい。
【００２１】 弾性的に変形可能な回転体３６は入れ子式の２個のリング４０，４１の間に配
置されている。転がり用の軸線３９の周りにある転がり通路が各回転体用にこれ
らのリングの間に形成されている。転がり用の軸線３９の周りにある転がり通路
は２つの転がり面３７，３８の間に形成されている。内側の転がり面３８は円筒
形の形状となっており、内側のリング４１の外面によって形成されている。外側
の転がり面３７は外側のリング４０の内側に形成されている。図２および３に示
すように、２つの転がり面３７，３８の間の距離は、転がり通路の軸線３９の周
りにある、回転体３６の経路に沿って変化している。弾性的に変形可能な各回転
体３６が、トルクを伝達する時にスタート位置から動いた場合、各回転体３６は
転がり面３７，３８上を転がり、２つの転がり面の間の距離が短くなっている領
域へと移動する。このようにして、各回転体３６の弾性材料は圧縮される。トル
クがやわらげられて伝達されるのに加えて、これによって、既に述べたように、
回転体内がより高いエネルギー状態になる。
【００２２】 図４および５に示す実施の形態では、回転体４３は例えばスチールのような固
い材料から形成されており、２つの転がり面の１つ、望ましくは外側の転がり面
４４を形成する材料４５が弾性材料から構成されている。あるいは、図４および
５の、緩衝装置の２つの実施の形態の構成は、図２および３の実施の形態と同じ
であってもよい。
【００２３】 図１において、外側のリング４０はウオームギア３３に回転できないように連
結されている。回転体３６，４３は駆動部１４上の軸受４２に回転可能に取付け
られている。
【００２４】 ウェビングにプリテンションを掛けるために外側のリング４０を駆動している
間、外側のリングは駆動スプリング３の快適性の調整よりも速い速度で駆動され
る。駆動の動きをやわらげるために、回転体３６，４３は、２つのリング４０、
４１の間の、転がり面３７または４４と３８の間の距離が短くなっている領域へ
と移動する。次に、回転体３６，４３は転がり面の間の距離が短くなっている領
域内の一定の位置に保持され、外側のリング４０の回転運動が駆動部１４に伝達
される。その後、クラッチ５は、既に述べたように係合され、プリテンション用
のトルクがベルトリール２に伝達される。蓄積されたエネルギーは、詳細は示さ
れていないブロック用の歯止めを、ベルトリールを元に戻すために、ベルトリー
ルにブロックするように係合しているのから外すのに任意に用いることができる
。
【００２５】 もし、ベルトリールが引き出されるのが衝突の際にロードリミッタ１８によっ
て減速された場合、回転運動は、係合されたクラッチを経て駆動部１４に、した
がって回転体３６に伝達される。前方に移動させられる、乗物の乗員の体によっ
て生じた力の大きさに応じて１回から５回の回転を生じることができる。回転体
３６，４３は、転がり通路の軸線３９の周りをそれらの軌道に沿って回転し、こ
の逆戻りの段階における新しいスタート位置に達する。ウオームギア３３とウオ
ームとの組への損傷はこのようにして防止される。引き続いて衝突が起きた場合
にシートベルトウェビングにプリテンションを、既に述べたように掛けることも
可能である。
【００２６】 内側のリング４１は転がり通路の軸線３９を取り囲むフリーホイールリングで
あるのが好ましい。転がり通路の軸線は図示の実施の形態においてはベルトリー
ルの軸線３１と同軸である。内側のリング４１の、転がり面３８を形成する円筒
形の表面は、スリップを避けるために、例えばわずかにぎざぎざにして、相応に
粗い構成にしてもよい。
【００２７】 回転体３６または転がり面４４に適した、弾性を有するポリマーはエチレンポ
リピレンエラストマー、例えばＥＰＤＭ（エチレン／プロピレン／ジエンターポ
リマー）であってよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 シートベルトリトラクタのスプリング側の断面図と制御装置のブロック構成図
である。
【図２】 第１の実施の形態の緩衝装置を示す図である。
【図３】 第２の実施の形態の緩衝装置を示す図である。
【図４】 第３の実施の形態の緩衝装置を示す図である。
【図５】 第４の実施の形態の緩衝装置を示す図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１４年９月２０日（２００２．９．２０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＡＴ，Ａ Ｕ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＮ，ＪＰ，ＫＲ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＵ，ＳＥ，ＴＲ，ＹＵ，ＺＡ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）フレーム（１）上に回転できないように取付けられた
    ベルトリール（２）と、 （ｂ）前記ベルトリールを巻き取り方向に付勢する駆動スプリング（３）と、 （ｃ）前記駆動スプリングのばね力を調整する電気駆動装置（４）と、 （ｄ）前記電気駆動装置と前記ベルトリールとの間に設けられた、前記電気駆
    動装置によって生成されたトルクを前記ベルトリールに伝達するクラッチ（５）
    であって、前記トルクによって変形させることができ、変形した際に前記クラッ
    チを係合状態にするスプリング（６）を備えたクラッチ（５）と、 （ｅ）前記ベルトリール（２）と前記電気駆動装置（４）との間に配置された
    緩衝装置（２９）とを備えるシートベルトリトラクタ。
  2. 【請求項２】 前記スプリング（６）の第１の端部が前記電気駆動装置（４
    ）に取付けられており、前記スプリングの第２の端部が、乗物センサ（２２）か
    らの信号に応答して作動装置（３５）によって移動させることができる調整部材
    （７）を経て前記ベルトリールに、嵌め合わせによる係合によって連結される、
    請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
  3. 【請求項３】 前記スプリング（６）と前記ベルトリール（２）の間の嵌め
    合わせによる係合が、前記調整部材によって前記ベルトリールに係合させて連結
    させることが可能であり、さらに、前記スプリングが２つの端部の一方で連結さ
    れた軸受（４２）を備えるクラッチロック機構によって行われる、請求項２に記
    載のシートベルトリトラクタ。
  4. 【請求項４】 前記スプリング（６）の変形領域を、トルクを伝達するため
    に前記ベルトリールに摩擦を生じるように接触させることが可能であり、前記ス
    プリングは前記電気駆動装置（４）によって駆動される駆動部と前記ベルトリー
    ル（２）の間に位置している、請求項１から３のいずれか１項に記載のシートベ
    ルトリトラクタ。
  5. 【請求項５】 前記スプリング（６）は、方形の断面を有するラップスプリ
    ングであり、該ラップスプリングは、一方が前記電気駆動装置（４）に連結され
    ており、他方が調整部材を経て前記ベルトリール（２）に連結されている、端部
    のアームを有している、請求項１から４のいずれか１項に記載のシートベルトリ
    トラクタ。
  6. 【請求項６】 前記クラッチ（５）の係合状態は、前記電気駆動装置（４）
    によって生成されるトルクによって維持される、請求項１から５のいずれか１項
    に記載のシートベルトリトラクタ。
  7. 【請求項７】 前記緩衝装置（２９）は、ロードリミッタが動作した時に前
    記ベルトリール（２）と前記電気駆動装置（４）との間の相対的な動きを補償す
    る、請求項１から６のいずれか１項に記載のシートベルトリトラクタ。
  8. 【請求項８】 前記緩衝装置（２９）は、負荷を掛けられた状態の間にエネ
    ルギーを蓄積し、前記緩衝装置によって蓄積された前記エネルギーは、ベルトの
    引き出しを阻止しているのを解除するために、係合された前記クラッチ（５）を
    経て前記ベルトリール（２）に伝達することができる、請求項１から７のいずれ
    か１項に記載のシートベルトリトラクタ。
  9. 【請求項９】 前記緩衝装置（２９）は、固い材料からなる２つの転がり面
    （４４）の間を転がり通路の軸線（３９）の周りに転がるように案内された弾性
    的に変形可能な材料からなる少なくとも1個の回転体（４３）を有し、２つの前
    記転がり面の間の距離は前記回転体を弾性的に変形させるために前記転がり通路
    に沿って変化している、請求項１から８のいずれか１項に記載のシートベルトリ
    トラクタ。
  10. 【請求項１０】 ２つの前記転がり面（４４）は入れ子式の２個のリング（
    ４０，４１）上に構成され、外側の前記リング（４０）と前記回転体（４３）と
    の間でトルクが伝達される、請求項９に記載のシートベルトリトラクタ。
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