JP2004249968A

JP2004249968A - シートベルトリトラクタ

Info

Publication number: JP2004249968A
Application number: JP2003206807A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Shiotani; 塩谷昌広; Tetsuya Hamagami; 濱上哲也
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】エネルギ吸収効果をより安定させて乗員の衝撃エネルギを可能な限りより効果的にかつより適切に吸収することができるようにしつつ、簡単な構成で安価に形成できるシートベルトリトラクタを提供する。
【解決手段】緊急時に、スプール４がシートベルト引出方向にロッキングベース１４に対して相対回転すると、トーションバー７のねじり変形により衝撃エネルギが吸収されて、シートベルト３に制限されたＥＡ荷重が発生する。同時に、スプール４の回転力で切り裂き用突起２２がともに回動してエネルギ吸収部材２１をけがき線２１ｄに沿って連続して切り裂く。このエネルギ吸収部材２１の切裂きによりシートベルト３に制限されたＥＡ荷重が発生し、衝撃エネルギが吸収される。エネルギ吸収部材２１がけがき線２１ｄのすべてにおいて切り裂けると、トーションバー７による衝撃エネルギ吸収のみとなる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シートベルトを巻取引出し可能に巻き取るシートベルトリトラクタの技術分野に属し、特に、シートベルト装着状態で衝突時等の車両に大きな車両減速度が作用した場合のような緊急時にシートベルトの引出しを阻止する際、シートベルトによって、慣性移動しようとする乗員に作用される衝撃のエネルギを吸収するエネルギ吸収機構（以下、ＥＡ機構ともいう）を備えているシートベルトリトラクタの技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から自動車等の車両に装備されているシートベルト装置は、前述の緊急時に、シートベルトで乗員を拘束することにより乗員のシートからの飛び出しを阻止し、乗員を保護している。
このようなシートベルト装置においては、シートベルトを巻き取るシートベルトリトラクタを備えている。このシートベルトリトラクタは、シートベルトは非装着時にはスプールに巻き取られているが、装着時には引き出されて乗員に装着される。そして、シートベルトリトラクタは、前述のような緊急時にロック機構が作動してスプールの引出し方向の回転を阻止することにより、シートベルトの引出しが阻止される。これにより、緊急時にシートベルトは乗員を確実に拘束し、保護するようになる。
【０００３】
ところで、この従来のシートベルト装置のシートベルトリトラクタにおいては、車両衝突等の緊急時にシートベルトが乗員を拘束保護するとき、大きな車両減速度が生じるため、乗員が大きな慣性により前方へ移動しようとする。このため、シートベルトには大きな荷重が加えられるとともに、乗員はこのシートベルトから大きな衝撃を受けるようになる。乗員に対してこの衝撃は特に問題ではないが、できれば、そのエネルギを吸収して衝撃力を制限することが望ましい。
【０００４】
そこで、シートベルトリトラクタにおいては、従来、トーションバーを設けて、シートベルト装着状態での前述の緊急時に、衝撃エネルギを吸収してシートベルトにかかる荷重を制限するようにしたものが開発されている。
図８は、このようなトーションバーを備えたシートベルトリトラクタの一例を示す縦断面図である。図中、１はシートベルトリトラクタ、２はコ字状のフレーム、３はシートベルト、４はコ字状のフレーム２の両側壁間に回転可能に支持され、シートベルト３を巻き取るスプール、５は前述の緊急時に発生する大きな車両減速度を感知して作動する減速度感知手段、６は減速度感知手段５によって作動して少なくともスプール４のベルト引出方向の回転を阻止するロック機構、７はこのスプール４の中心に軸方向に遊嵌、貫通され、かつスプール４とロック機構６とを回転的に連結するトーションバー、８はスパイラルスプリング９のばね力によりブッシュ１０を介してスプール４を常時ベルト巻取方向に付勢するスプリング手段、１１は前述の緊急時に作動してベルト巻取トルクを発生するプリテンショナー、１２はプリテンショナー１１のシートベルト巻取トルクをスプール４に伝達するブッシュである。
【０００５】
ロック機構６は、トーションバー７の後述する第１トルク伝達軸１７に一体回転可能に支持されかつパウル１３を揺動可能に保持するロッキングベース（本発明のロッキング部材に相当）１４を備えている。また、トーションバー７には、通常時はこのトーションバー７と一体回転し緊急時に減速度感知手段５の作動で停止してトーションバー７との間に相対回転差を発生させてパウル１３をフレーム２の側壁の内歯１９に係合させることで、ロッキングベース１４つまりはスプール４のシートベルト引出方向の回転を阻止するロックギヤ６ａを備えている。
【０００６】
また、トーションバー７には、ロッキングベース１４と相対回転不能に係合する第１トルク伝達部１７が形成されているとともに、スプール４と相対回転不能に係合する第２トルク伝達部１８が形成されている。
更に、スプール４とロッキングベース１４の軸部１４ａとの間に、環状の相対回転ロック部材１５が配設されている。この相対回転ロック部材１５は内周面に雌ねじ１５ａが形成されてロッキングベース１４の軸部１４ａに形成された雄ねじ１４ｃに螺合されているとともにスプール４の軸方向孔に相対回転不能にかつ軸方向移動可能に嵌合されている。そして、スプール４がロッキングベース１４に対してベルト引出し方向に相対回転すると、相対回転ロック部材１５はスプール４と一体回転して図８において右方へ移動するようになっている。
【０００７】
スプリング手段８のばね力により、スプール４はブッシュ１０、トーションバー７、トーションバー７の第２トルク伝達部１８およびブッシュ１２を介して常時シートベルト巻取方向に付勢されている。また、プリテンショナー１１の作動時、プリテンショナー１１で発生したベルト巻取トルクがブッシュ１２を介してスプール４に伝達され、これによりスプール４はシートベルト３を所定量巻き取るようになっている。
【０００８】
このように構成された従来のシートベルトリトラクタ１においては、シートベルト非装着時には、スプリング手段８の付勢力で、シートベルト３が完全に巻き取られている。そして、装着のためシートベルト３を通常の速度で引き出すと、スプール４がシートベルト引出方向に回転し、シートベルト３はスムーズに引き出される。シートベルト３に摺動自在に設けられた図示しないタングを車体に固定されたバックルに挿入係止した後、余分に引き出されたシートベルト３がスプリング手段８の付勢力でスプール４に巻き取られ、シートベルト３は乗員に圧迫感を与えない程度にフィットされる。
【０００９】
前述の緊急時にはプリテンショナー１１が発生したシートベルト巻取トルクはスプール４に伝達され、スプール４はシートベルト３を所定量巻き取り、乗員を迅速に拘束する。一方、緊急時に発生する大きな車両減速度で減速度感知手段５が作動してロック機構６が作動する。すなわち、減速度感知手段５の作動により、ロックギヤ６ａのシートベルト引出方向の回転が阻止され、ロック機構６のパウル１３が回動して、フレーム２の側壁の内歯１９に係合する。すると、ロッキングベース１４のシートベルト引出方向の回転が阻止されるので、トーションバー７がねじられ、スプール４のみがシートベルト引出方向にロッキングベース１４に対して相対回転する。これ以後、スプール４がトーションバー７をねじりつつシートベルト引出方向に回転することになり、このトーションバー７のねじりトルクによって、乗員の衝撃エネルギが吸収緩和されてシートベルト３に加えられる荷重が制限される。そして、このトーションバー７によってＥＡ機構が構成されており、このときのＥＡ機構の制限荷重（以下、ＥＡ荷重ともいう）の特性は、トーションバー７により制限されたＥＡ荷重が図２に示すようにスプール４のロッキングベース１４に対する相対回転のストロークが大きくなるにしたがって徐々に大きくなり、その後一定値となる特性である。
【００１０】
ところで、ロッキングベース１４に対するスプール４のベルト引出方向の相対回転で、相対回転ロック部材１５が図８において軸方向右方へ移動する。そして、相対回転ロック部材１５はロッキングベース１４の雄ねじの終わりまで移動するとそれ以上軸方向右方へは移動しないので回転がロックされ、相対回転ロック部材１５はロッキングベース１４に対して相対回転しなくなる（なお、相対回転ロック部材１５はロッキングベース１４のフランジ状部１４ｂの側面に当接することで、それ以上の軸方向右方への移動が阻止される場合もある）。
したがって、スプール４もロッキングベース１４に対して相対回転しなくなる。つまり、スプール４のベルト引き出し方向の回転がロックされ、シートベルト３は引き出されなくなり、乗員はシートベルト３によって慣性移動が阻止されて保護される。
【００１１】
また、この従来にシートベルトリトラクタ１は、シートベルトの急激な引出時にも、ロック機構６のロッキングベース１４がロックギヤ６ａに対してシートベルト引出方向に相対回転するようになっており、これにより前述と同様にロック機構６のパウル１３がフレーム２の側壁の内歯１９に係合して、ロッキングベース１４の回転が阻止されるため、トーションバー７を介してスプール４の引出方向の回転が阻止され、シートベルトの引出が阻止される。
【００１２】
ところで、このような従来のシートベルトリトラクタ１においては、トーションバー７のみにより１つのＥＡ荷重が設定されており、この１つのＥＡ荷重のみによって乗員の衝撃エネルギが吸収されるようになっている。このＥＡ荷重は乗員への衝撃負荷をなるべく小さくなるようにするため、乗員の衝撃エネルギを吸収できる最小かつ一定のＥＡ荷重に選定されている。
このような従来からのトーションバー７でも、緊急時の乗員の衝撃エネルギを吸収できるが、この乗員の衝撃エネルギは可能な限り効果的にかつ適切に吸収できるようにすることが望ましい。
【００１３】
そこで、従来、ロッキングベースとスプールとの間に線材からなるエネルギ吸収手段を設けるとともに、この線材をスプールに設けた３つの係合ピンに係合させ、ロッキングベースとスプールとの相対回転時に、スプールの３つの係合ピンが線材を変形することにより、衝撃エネルギを吸収することが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【００１４】
また、ロッキングベースとスプールとの間に、円筒状部とフランジ部とを有する筒状部材からなるエネルギ吸収手段を設けるとともに、円筒状部の切り離し部をロッキングベースの係止部に係合させ、かつフランジ部をスプールに相対回転不能に係合させて、ロッキングベースとスプールとの相対回転時に、ロッキングベースの係止部が円筒状部を内側に塑性変形することにより、衝撃エネルギを吸収することが提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【００１５】
これらの特許文献１および２に開示されているシートベルト装置では、前述の図８に示すトーションバー７と同様の回転軸のねじり変形によるエネルギ吸収と、前述のエネルギ吸収手段によるエネルギ吸収とを組み合わせることで、乗員の衝撃エネルギをより効果的にかつより適切に吸収できる。
【００１６】
更に、図８に示すトーションバー７と同様のものが設けられず、エネルギ吸収手段のみで乗員の衝撃エネルギを吸収することも提案されている。このエネルギ吸収手段は、湾曲部でＵ字状に折り返され、それぞれ円弧部に形成された平板素材から形成されている。また、リトラクタのフレームに回転可能に支持された回転軸に、スプールをこの回転軸に対して相対回転可能に支持し、更に回転軸とスプールとの間に、この平板素材からなるエネルギ吸収手段を軸方向に延設するようにして介在させる。そして、Ｕ字状に折り返された平板素材の一端縁を回転軸に係合させ、かつ平板素材の他端縁をスプールに係合させて、回転軸とスプールとの相対回転時に、スプールが平板素材を変形することにより、衝撃エネルギを吸収することが提案されている（例えば、特許文献３を参照）。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００２−５３００７号公報（段落番号［００２９］、［要約］、［図４］、［図５］）
【特許文献２】
特開２００２−５３００８号公報（段落番号［００３０］、［００３１］、［００３２］、［図３］ないし［図５］）
【特許文献３】
特開平１０−２５８７０２号公報（段落番号［００３８］、［００３９］、［００４７］、［００５３］、［００５４］、［図１］、［図３］、［図５］、［図６］）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の特許文献１に開示のエネルギ吸収手段では、線材を３つの係合ピンのすべてに蛇行させながら係合させなければならないばかりでなく、このように線材を３つの係合ピンに係合させつつ、ロッキングベースに形成された孔に線材の一端を挿入しなければならず、構成が複雑でその組立に多くの手間と多くの時間がかかるという問題がある。しかも、所望のエネルギ吸収効果を安定して得るためには、３つの係合ピンをスプールの所定位置に立設しなければならない。そして、このようなことから、このエネルギ吸収手段は比較的高価になるという問題もある。
【００１９】
また、前述の特許文献２に開示のエネルギ吸収手段では、円筒状部を内側に塑性変形することでエネルギを吸収するようになっているが、円筒状部を内側に一定に塑性変形させることは難しいため、所望のエネルギ吸収効果を安定して得ることが難しいという問題がある。また、エネルギ吸収手段は、円筒状部とフランジ部とからなり、かつ円筒状部に切欠凹部からなる切り離し部を形成しなければならないため、構成が複雑で加工が比較的面倒であり、その分コストがかかってしまうという問題がある。しかも、円筒状部によりリトラクタの軸方向寸法が長くなるという問題もある。
【００２０】
更に、前述の特許文献３に開示のエネルギ吸収手段では、湾曲部でＵ字状に折り返され、かつそれぞれ円弧部に形成された平板素材を内側に回転軸に巻き付くように変形することでエネルギを吸収するようになっているが、湾曲部でＵ字状に折り返された平板素材を一定に変形させることは難しいため、所望のエネルギ吸収効果を安定して得ることが難しいという問題がある。また、エネルギ吸収手段は、湾曲部でＵ字状に折り返された平板素材を回転軸とスプールとの間に軸方向に延設するようにして介在させなければならないため、構成が複雑で組立が比較的面倒であり、その分コストがかかってしまうという問題がある。
【００２１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、エネルギ吸収効果をより安定させて乗員の衝撃エネルギを可能な限りより効果的にかつより適切に吸収することができるようにしつつ、簡単な構成で安価に形成できるシートベルトリトラクタを提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明は、シートベルトを巻き取るスプールと、通常時前記シートベルトと一体的に回転しかつ緊急時にシートベルト引出し方向の回転が阻止されるロッキング部材を有するロック機構と、前記スプールと前記ロッキング部材との間に設けられ、緊急時に前記スプールが前記ロッキング部材に対してシートベルト引出方向に相対回転するとき、乗員の衝撃エネルギを吸収するエネルギ吸収機構とを少なくとも備えているシートベルトリトラクタにおいて、前記エネルギ吸収機構が、前記スプールおよび前記ロッキング部材のいずれか一方に設けられた板状のエネルギ吸収部材と、前記スプールおよび前記ロッキング部材のいずれか他方に設けられた、前記エネルギ吸収部材を変形するための変形手段とからなり、緊急時に前記ロッキング部材に対して前記スプールがシートベルト引出し方向に相対回転するとき、前記変形手段が前記エネルギ吸収部材に対して相対回転して前記エネルギ吸収部材を変形することで、前記シートベルトにかかる荷重を制限して前記衝撃エネルギを吸収することを特徴としている。
【００２３】
また、請求項２の発明は、前記変形手段が前記エネルギ吸収部材を切り裂き変形するための切り裂き手段であり、緊急時に前記ロッキング部材に対して前記スプールがシートベルト引出し方向に相対回転するとき、前記切り裂き手段が前記エネルギ吸収部材を切り裂くことで、前記シートベルトにかかる荷重を制限して前記衝撃エネルギを吸収することを特徴としている。
【００２４】
更に、請求項３の発明は、前記エネルギ吸収部材が環状円板で構成されているとともにこのエネルギ吸収部材にけがき線が形成されており、緊急時に前記エネルギ吸収部材がこのけがき線に沿って切り裂かれることを特徴としている。
更に、請求項４の発明は、前記エネルギ吸収部材が前記スプールの軸方向に切り裂かれることを特徴としている。
更に、請求項５の発明は、前記エネルギ吸収部材が前記スプールの径方向に切り裂かれることを特徴としている。
【００２５】
更に請求項６の発明は、前記エネルギ吸収部材が環状円板で構成されているとともにこのエネルギ吸収部材に所定幅の環状の孔が形成されており、前記変形手段が前記環状の孔を拡開する拡開ピンであり、緊急時における前記スプールの前記相対回転時に、前記拡開ピンにより前記環状の孔が拡開されて前記エネルギ吸収部材が変形されることで、前記シートベルトにかかる荷重を制限して前記衝撃エネルギを吸収することを特徴としている。
【００２６】
更に、請求項７の発明は、前記拡開ピンが径方向に移動可能に設けられており、この拡開ピンが緊急時における前記スプールの前記相対回転に伴って回転中心から離れる方向に移動することで、前記エネルギ吸収部材の前記環状の孔より外周側部分が外方に向けて変形するようになっていることを特徴としている。
更に、請求項８の発明は、前記スプールと前記ロッキング部材とが、これらの相対回転時にねじり変形するトーションバーで回転方向に連結されていることを特徴としている。
【００２７】
【作用】
このように構成された請求項１ないし８の発明にかかるシートベルトリトラクタにおいては、エネルギ吸収部材が単純な板状に形成されており、しかもこの板状のエネルギ吸収部材は軸方向に単純に組み付けられる。そして、ロッキング部材に対してスプールがシートベルト引出し方向に相対回転するとき、変形手段がエネルギ吸収部材に対して相対回転することでこのエネルギ吸収部材を連続して変形する。これにより、シートベルトにかかる荷重が制限されて衝撃エネルギが効果的に吸収される。このように、エネルギ吸収機構は乗員の衝撃エネルギをより効果的に吸収しながら、しかも、簡単な構成で安価に形成されるようになる。
【００２８】
特に、請求項２の発明においては、切り裂き手段によりエネルギ吸収部材が切り裂かれることで、シートベルトにかかる荷重が制限される。これにより、乗員の衝撃エネルギが更に一層効果的に吸収される。
また、請求項３の発明においては、エネルギ吸収部材は環状円板で構成されかつけがき線が形成されていることから、ロッキング部材に対してスプールがシートベルト引出し方向に相対回転するとき、切り裂き手段により、エネルギ吸収部材がこのけがき線に沿って連続して一定に切り裂かれるようになる。したがって、エネルギ吸収部材のエネルギ吸収効果がより安定したものとなり、乗員の衝撃エネルギが可能な限りより効果的にかつより適切に吸収されるようになる。
【００２９】
更に、請求項４の発明においては、エネルギ吸収部材がスプールの軸方向に切り裂かれるようになることから、径方向の寸法が大きくなることはない。
更に、請求項５の発明においては、エネルギ吸収部材がスプールの径方向に切り裂かれるようになることから、軸方向の寸法が大きくなることはない。
【００３０】
更に、請求項６の発明においては、拡開ピンによりエネルギ吸収部材の環状の孔が拡開されてエネルギ吸収部材が変形されることで、シートベルトにかかる荷重が制限される。これにより、乗員の衝撃エネルギが更に一層効果的に吸収される。
更に、請求項７の発明においては、拡開ピンが回転中心から離れる方向に移動するようになるので、拡開ピンによるエネルギ吸収部材の変形が強制的に行われるようになる。これにより、シートベルトにかかる荷重が制限されて衝撃エネルギが効果的に吸収されるようになる。
【００３１】
更に、請求項８の発明においては、トーションバーのねじれ変形によるシートベルトのＥＡ荷重とエネルギ吸収部材の切り裂きによるシートベルトのＥＡ荷重とを合わせることで比較的大きなＥＡ荷重と、トーションバーのねじれ変形によるシートベルトのＥＡ荷重のみの比較的小さなＥＡ荷重とが得られるようになる。
したがって、シートベルトのＥＡ荷重が２段階特性となり、このＥＡ荷重の２段階特性を有効に利用することにより、制限荷重が柔軟に種々調整可能となる。
これにより、乗員の衝撃エネルギがより効果的にかつより適切に吸収されるようになる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明にかかるシートベルトリトラクタの実施の形態の第１例を示し、（ａ）は前述の図８に示すシートベルトリトラクタのスプール、トーションバーおよびロッキングベースとそれぞれ対応するようにこれらを部分的に示す断面図、（ｂ）はこの第１例のシートベルトリトラクタに用いられているエネルギ吸収機構を模式的に示す斜視図である。なお、本発明の実施の形態の各例の説明において、前述の図８に示すシートベルトリトラクタの構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付すことで、その詳細な説明は省略するとともに、図１（ａ）においてシートベルトリトラクタの図１に記載されていない構成要素は、図８に示すシートベルトリトラクタの構成要素と同じである。
【００３３】
図１（ａ）に示すように、この第１例のシートベルトリトラクタ１は、図８に示すシートベルトリトラクタと同様にトーションバー７が設けられているとともに、スプール４とロッキングベース１４との間に、エネルギ吸収機構２０が設けられている。このエネルギ吸収機構２０は、緊急時にシートベルト３にかかる荷重を制限して乗員の衝撃エネルギを吸収するエネルギ吸収手段であり、環状円板からなるエネルギ吸収部材２１と、スプール４の右側｛図１（ａ）において｝のフランジ部４ａに設けられ、エネルギ吸収部材２１を切り裂き変形するための切り裂き用突起（本発明の切り裂き手段に相当）２２とから構成されている。
【００３４】
図１（ｂ）に示すように、エネルギ吸収部材２１の中心孔２１ａには所定数の係合凹部｛図１（ｂ）には、一例として２個の係合凹部２１ｂ，２１ｃを図示；以下、（２１ｂ，２１ｃ）と表記する｝が径方向に延びるようにして形成されている。また、ロッキングベース１４の軸部１４ａには、これらの係合凹部（２１ｂ，２１ｃ）に対応して同数の係合突起｛図１（ａ）には、１個の係合突起１４ｄのみ図示；以下、（１４ｄ）と表記する｝が径方向に延びるようにして形成されている。
【００３５】
そして、図１（ａ）に示すようにエネルギ吸収部材２１は、その中心孔２１ａがロッキングベース１４の軸部１４ａに軸方向に嵌合されることで組み付けられる。このとき、各係合凹部（２１ｂ，２１ｃ）が対応する係合突起（１４ｄ）に係合されることで｛図１（ａ）に、係合凹部２１ｂと係合突起１４ｄとの係合のみ図示｝、エネルギ吸収部材２１はロッキングベース１４に対して相対回転不能とされ、ロッキングベース１４とともに回転するようになっている。また、スプール４、トーションバー７、ロッキングベース１４およびエネルギ吸収部材２１が組み立てられた状態では、エネルギ吸収部材２１はスプール４とロッキングベース１４とにより軸方向に挟持されるようになる（もちろん、エネルギ吸収部材２１は必ずしも挟持されることはなく、スプール４とロッキングベース１４との間に単に介在させることもできる）。
【００３６】
更に、図１（ｂ）に示すようにエネルギ吸収部材２１の内周縁と外周縁との間には、円環状のけがき線（ノッチ）２１ｄが形成されており、エネルギ吸収部材２１のけがき線２１ｄ形成部は、薄肉部となっている。このけがき線２１ｄの形成位置は、図１（ａ）に示すようにエネルギ吸収部材２１がスプール４とロッキングベース１４とにより軸方向に挟持された状態で、ロッキングベース１４のフランジ状部１４ｂの外周縁より外側の位置（エネルギ吸収部材２１がロッキングベース１４のフランジ状部１４ｂに挟持されない位置）に設定されている。なお、けがき線２１ｄの形成位置は、ロッキングベース１４のフランジ状部１４ｂの外周縁にできるだけ接近した位置に設定することが、後述するけがき線２１ｄに沿った、せん断によるエネルギ吸収部材２１の切り裂きをより効果的に行ううえで望ましい。
【００３７】
そして、エネルギ吸収部材２１がロッキングベース１４に図１（ａ）に示すように組み付けられたときは、円環状のけがき線２１ｄはロッキングベース１４の回転中心と実質的に同心（同心またはほぼ同心）となるようにされている。
更に、図１（ｂ）に示すようにエネルギ吸収部材２１には、組み立てられる前の例えばけがき線２１ｄの形成時等に、けがき線２１ｄより外周縁側の一部を面と直交する方向（組立状態でスプール４に軸方向）に切り裂いた予切裂き部２１ｅが予め形成されている。
このように構成されたエネルギ吸収部材２１は、鉄板等の板材をプレス成形することによって簡単かつ安価に製造することができる。
【００３８】
一方、切り裂き用突起２２はスプール４におけるフランジ状部４ａの、エネルギ吸収部材２１のけがき線２１ｄより外周縁側に対向する位置に設けられている。この切り裂き用突起２２は、ロッキングベース１４に対するスプール４のベルト引出方向の相対回転方向｛図１（ｂ）に矢印で示す｝に向かって、その突出量が小さくなるように傾斜して周方向に沿う断面がほぼ三角形の楔状に形成されている。切り裂き用突起２２は、図１（ａ）に示すようにスプール４と別部材で形成してスプール４に一体的に固定するようにしてもよいし、スプール４と同じ単一部材で形成してもよい。
そして、前述のようにエネルギ吸収部材２１が組み立てられた状態では、図１（ｂ）に示すようにエネルギ吸収部材２１の予切裂き部２１ｅが切り裂き用突起２２の位置となるようにされている。
【００３９】
このように構成された第１例のシートベルトリトラクタ１においては、前述の従来のリトラクタ１と同様に緊急時に乗員の慣性移動により引き出されようとするシートベルト３からの荷重でスプール４およびロッキングベース１４がともにベルト引出方向に回転を始めるが、この緊急時にはロック機構６が作動することにより、すぐにロッキングベース１４がベルト引出方向の回転が阻止されたロック状態になる。しかし、スプール４には引き続きシートベルト３からベルト引出方向の荷重が加えられるので、スプール４がロッキングベース１４に対して相対回転しようとする。すると、前述の図８に示すリトラクタの場合と同様にトーションバー７がねじられ、スプール４および相対回転ロック部材１５がシートベルト引出方向にロッキングベース１４に対して相対回転する。
【００４０】
相対回転ロック部材１５のロッキングベース１４に対する相対回転により、前述のようにこの相対回転ロック部材１５はフランジ状部１４ｂの方へ向かって軸方向右｛図１（ａ）において｝に移動する。
そして、トーションバー７のねじり変形により衝撃エネルギが吸収されて、シートベルト３にかかる荷重として、制限されたＥＡ荷重が発生する。
【００４１】
また同時に、スプール４の回転力でスプール４の切り裂き用突起２２が予切り裂き部２１ｅを図１（ｂ）において押し上げる方向｛図１（ａ）においては右方向｝に押圧し、この押圧力は突起の楔効果で大きくなる。
このため、エネルギ吸収部材２１のけがき線２１ｄ部分に大きなせん断力が加えられ、このせん断力により予切り裂き部２１ｅに隣接するまだ切り裂かれていない未切り裂き部が切り裂かれる。そして、ロッキングベース１４に対するスプール４のベルト引出し方向の相対回転により、切り裂き用突起２２が回動してエネルギ吸収部材２１をけがき線２１ｄに沿って連続して切り裂くようになる。このエネルギ吸収部材２１の切裂きにより、シートベルト３にかかる荷重として制限されたＥＡ荷重が発生し、衝撃エネルギが吸収される。
【００４２】
ロッキングベース１４の回転ロック後、スプール４がロッキングベース１４に対してほぼ１回転すると、エネルギ吸収部材２１がけがき線２１ｄのすべてにおいて切り裂けると、エネルギ吸収部材２１の切裂きによる衝撃エネルギ吸収が消滅し、衝撃エネルギ吸収は、トーションバー７のねじり変形による衝撃エネルギ吸収のみとなり、ＥＡ荷重はトーションバー７のねじり変形によるのみのものとなる。
【００４３】
そして、前述のように相対回転ロック部材１５が軸方向右方へ移動しなくなると、この相対回転ロック部材１５の相対回転がロックされ、スプール４もロッキングベース１４に対して相対回転しなくなる、つまりスプール４のベルト引き出し方向の回転がロックされ、シートベルト３は引き出されなくなり、乗員はシートベルト３によって慣性移動が阻止されて保護される。
【００４４】
このようにして、この例のシートベルトリトラクタ１によれば、図２に実線で示すようにロッキングベース１４の回転ロック後、最初、トーションバー７のねじれ変形によるシートベルト３のＥＡ荷重とエネルギ吸収部材２１の切り裂きによるシートベルト３のＥＡ荷重とを合わせることで比較的大きなＥＡ荷重が得られ、次いで、トーションバー７のねじれ変形によるシートベルト３のＥＡ荷重のみの比較的小さなＥＡ荷重が得られるようになる。これにより、シートベルト３のＥＡ荷重を２段階特性に設定でき、乗員の衝撃エネルギをより効果的にかつより適切に吸収できるようになる。
【００４５】
その場合、エネルギ吸収部材２１を単純形状の環状円板から構成するとともにけがき線２１ｄを形成し、エネルギ吸収部材２１の切り裂きをこのけがき線２１ｄに沿って連続して一定に行うことができるので、エネルギ吸収部材２１のエネルギ吸収効果がより安定したものにできる。特に、エネルギ吸収部材２１を実質的に一定幅（エネルギ吸収部材２１の径とけがき線２１ｄの径との差）で切り裂くようになるので、エネルギ吸収効果が更に安定したものにできる。
【００４６】
また、エネルギ吸収部材２１が環状円板の単純形状であり、しかもこのエネルギ吸収部材２１を軸方向に組み付けるだけであるから、エネルギ吸収部材２１のロッキングベース１４への組み付けおよびエネルギ吸収部材２１が組み付けられたロッキングベース１４のスプール４への組み付けが容易となる。したがって、エネルギ吸収機構２０を簡単な構成で安価に形成できる。
更に、エネルギ吸収部材２１がスプール４の軸方向に切り裂かれることから、径方向の寸法が大きくなることを阻止できる。
この第１例のシートベルトリトラクタ１の他の構成および他の作用効果は前述の図８に示す従来のシートベルトリトラクタ１と同じである。
【００４７】
図３は、本発明にかかるシートベルトリトラクタの実施の形態の第２例におけるエネルギ吸収部材および突起を模式的に示す図である。
前述の図１（ｂ）で示す第１例では、エネルギ吸収部材２１によるエネルギ吸収動作時、切り裂き用突起２２によりエネルギ吸収部材２１をロッキングベース１４の軸方向に切り裂くようにしているが、図３に示すようにこの第２例では、エネルギ吸収部材２１によるエネルギ吸収動作時、スプール４とともにシートベルト引出し方向に回動する切り裂き用突起２２により環状円板からなエネルギ吸収部材２１をその径方向（つまり、スプール４の径方向）に切り裂くようにしている。
【００４８】
その場合、図１（ａ）に示すスプール４におけるフランジ状部４ａ外周縁に軸方向に突出して形成された環状突起４ｂを省略するか、あるいはこの環状突起４ｂの内周縁とエネルギ吸収部材２１の外周縁との間に、エネルギ吸収部材２１をその径方向に切り裂き可能にする程度の間隔を設定することで、エネルギ吸収部材２１の径方向の切り裂きを容易にすることが好ましい。
また、エネルギ吸収部材２１がスプール４の径方向に切り裂かれることから、軸方向の寸法が大きくなることを阻止できる。
この第２例のシートベルトリトラクタ１の他の構成および作用効果は前述の第１例と実質的に同じである。
【００４９】
図４は、本発明にかかるシートベルトリトラクタの実施の形態の第３例を示す、図１と同様の断面図である。
前述の第１例では、スプール４とロッキングベース１４との相対回転をロックする相対回転ロック部材１５が設けられているが、この第３例のシートベルトリトラクタ１は、この相対回転ロック部材１５を備えていない。
したがって、この第３例のシートベルトリトラクタ１では、ロッキングベース１４に対するスプール４の相対回転は、シートベルト３の引出し力によるスプール４を相対回転させる回転トルクが抵抗となるトーションバー７のねじりトルクと等しくなったときに停止するようになっている。
【００５０】
この第３例のシートベルトリトラクタ１によれば、相対回転ロック部材１５が設けられないので、部品点数が削減できるとともに、リトラクタ１の構造が前述の各例に比べて簡単になる。
この第３例のシートベルトリトラクタ１の他の構成および作用効果は前述の第１例と実質的に同じである。
【００５１】
図５は、本発明にかかるシートベルトリトラクタの実施の形態の第４例を示す、図１と同様の断面図である。
前述の第３例では、トーションバー７が設けられているが、この第４例のシートベルトリトラクタ１は、このトーションバー７を備えていない。すなわち、前述のトーションバー７に代えて、フレーム２に回転可能に支持された回転軸２３が設けられている。この回転軸２３には、スプール４と回転軸２３との間でトルク伝達を可能にする前述の第２トルク伝達部１８が形成されている。したがって、スプール４と回転軸２３とは前述のブッシュ１２を介して回転方向に連結され、互いに一体的に回転するようになっている。
【００５２】
一方、回転軸２３には、ロッキングベース１４と回転軸２３との間でトルク伝達を可能にする前述の第１トルク伝達部１７が形成されていなく、ロッキングベース１４は回転軸２３に相対回転自在に支持されている。そして、スプール４とロッキングベース１４との間では、環状円板からなるエネルギ吸収部材２１を介して回転トルクが伝達されるようになっている。
【００５３】
この第４例のシートベルトリトラクタ１によれば、前述の各例と同様にエネルギ吸収部材２１の切り裂きによりエネルギが吸収されて、トーションバーによるＥＡ荷重が発生するが、トーションバーによるエネルギ吸収はなく、トーションバーによるＥＡ荷重は発生しない。
また、単なる回転軸２３を用いるだけでトーションバーを用いていないばかりでなく、第１トルク伝達部１７が形成されていないので、前述の各例のリトラクタに比べて安価になる。
この第４例のシートベルトリトラクタ１の他の構成および作用効果は前述の第３例と実質的に同じである。
【００５４】
なお、前述の各例では、切り裂き用突起２２をスプール４に設けるとともに、エネルギ吸収部材２１をロッキングベース１４に設けているが、逆に、切り裂き用突起２２をロッキングベース１４に設けるとともに、エネルギ吸収部材２１をスプール４に設けることもできる。
【００５５】
また、前述の各例では、いずれも、切り裂き用突起２２によりエネルギ吸収部材２１をそのけがき線２１ｄに沿って切り裂くようにしているが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、エネルギ吸収部材２１を、例えば比較的靱性のある金属あるいはゴムや樹脂等の弾性体で形成して、図６に示すようにスプール４とロッキングベース１４との相対回転時に、切り裂き用突起２２と同様の突起（本発明の変形手段に相当）２２′でこのエネルギ吸収部材２１を切り裂かずに伸び変形させることで、ＥＡ荷重を発生させて衝撃エネルギを吸収することもできる。図６に示すエネルギ吸収部材２１では、前述の例の環状のけがき線２１ｄと対応する環状の薄肉部２１ｄ′を設けて、エネルギ吸収部材２１を伸び変形し易くしている。その場合、薄肉部２１ｄ′の厚みを適宜設定することで、発生するＥＡ荷重の大きさを調整することができる。また、この薄肉部２１ｄ′は必ずしも設ける必要はなく、省略することもできる。図６に示す例のエネルギ吸収部材２１の取付およびこの例のシートベルトリトラクタ１の他の構成は前述の各例と同じである。この例の作用効果は前述の各例と実質的に同じである。
【００５６】
更に、エネルギ吸収部材２１は必ずしも環状円板に形成されることはなく、板状でありさえすればよい。しかし、エネルギ吸収効果を安定して得るためには、前述の実施例のように環状円板で形成することが好ましい。
更に、エネルギ吸収部材２１に形成されるけがき線２１ｄも必ずしも設ける必要はない。しかし、エネルギ吸収効果を安定して得るためには、前述の実施例のようにけがき線２１ｄを設けることが好ましい。
【００５７】
図７は、本発明の実施の形態の第５例を示し、（ａ）は図１（ａ）と同様の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
図７に示すようにこの第５例シートベルトリトラクタ１にも、薄肉環状円板からなるエネルギ吸収部材２１が用いられている。このエネルギ吸収部材２１は、その組付状態でスプール４の軸方向に貫通するほぼ環状の一定幅の孔２１ｆが形成されている。その場合、この環状の孔２１ｆはスプール４の回転軸と同心またはほぼ同心に形成されているとともに、その終端でエネルギ吸収部材２１の外周に開放されている。また、ロッキングベース１４には、係合凹部２１ｂ，２１ｃに対応してそれぞれ２つの係合凸部１４ｄ（他の１つ図示省略）が形成されている。そして、エネルギ吸収部材２１は、係合凹部２１ｂ，２１ｃが対応する係合凸部１４ｄに軸方向に嵌合することで、ロッキングベース１４と一体回転するように組み付けられる。
【００５８】
一方、スプール４の右側フランジ部４ａには、長溝４ａ_１が径方向に対してスプール４の中心側から外周側に向かってシートベルト引出方向の下流側に延びるように形成されている。その場合、長溝４ａ_１の中心側端は、スプール４にロッキングベース１４とエネルギ吸収部材２１とが組み付けられた状態でエネルギ吸収部材２１の孔２１ｆの始端に位置するように設定されている。
この長溝４ａ_１には、円柱状の拡開ピン２４が軸方向に突出しかつ長溝４ａ_１に沿って摺動可能に設けられている。この拡開ピン２４は本発明の変形手段を構成している。図示しないが、拡開ピン２４の長溝４ａ_１への取付構造は、突出ピンを長溝に摺動可能に設ける従来の任意の構造を用いることができる。孔２１ｆの幅ｔは拡開ピン２４の直径ｄより若干小さく設定されている。
【００５９】
この第５例のシートベルトリトラクタ１では、緊急時にスプール４がロッキングベース１４に対してシートベルト引出方向に相対回転すると、拡開ピン２４が孔２１ｆに沿ってその開放端に向けて、その直径より小さな幅ｔの孔２１ｆを拡開してエネルギ吸収部材２１を変形しながら移動する。このとき、拡開ピン２４は孔２１を拡開することによる摺動抵抗でＥＡ荷重を発生する。しかも、スプール４がロッキングベース１４に対してシートベルト引出方向に相対回転することに伴って、拡開ピン２４が長溝４ａ_１の外周側端に向かって（スプール４の回転中心から離れる方向に）移動するようになるので、エネルギ吸収部材２１の孔２１ｆより外周側部分２１ｄは、孔２１ｆの幅ｔが次第に大きくなるように外方に向けて変形される。このように、外周側部分２１ｄが次第に大きくなるように外方に向けて変形することで、拡開ピン２４の摺動抵抗が大きくなり、その結果ＥＡ荷重も次第に大きくなる。
この第５例では、エネルギ吸収部材２１と拡開ピン２４とを用いているだけであるので、シートベルトリトラクタ１の軸方向の寸法をコンパクトにできる。
この第５例の他の構成および他の作用効果は前述の第１例と同じである。
【００６０】
なお、エネルギ吸収部材２１はスプール４側に、また拡開ピン２４はロッキングベース１４側に設けることもできる。
また、前述の各例では、プリテンショナー１１を一体的に設けたシートベルトリトラクタ１に適用しているが、プリテンショナー１１が設けられないシートベルトリトラクタ１にも適用できる。その場合には、ブッシュ１２は省略され、スプール４と第２トルク伝達部１８とが直接回転方向に連結される。
【００６１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１ないし５の発明にかかるシートベルトリトラクタによれば、エネルギ吸収部材を単純な板状に形成しているので、こ板状のエネルギ吸収部材を軸方向に簡単に組み付けることができる。そして、ロッキング部材に対するスプールのシートベルト引出し方向の相対回転時、変形手段がエネルギ吸収部材に対して相対回転することでこのエネルギ吸収部材を変形することで、シートベルトにかかる荷重を制限して衝撃エネルギを吸収できる。このように、本発明のエネルギ吸収機構により乗員の衝撃エネルギをより効果的に吸収できつつ、エネルギ吸収機構を簡単な構成で安価に形成できようになる。
【００６２】
特に、請求項２の発明によれば、切り裂き手段によりエネルギ吸収部材を切り裂くようにしているので、シートベルトにかかる荷重が制限される。これにより、乗員の衝撃エネルギを更に一層効果的に吸収できる。
また、請求項３の発明によれば、エネルギ吸収部材を環状円板で構成しかつけがき線を形成しているので、切り裂き手段によるエネルギ吸収部材の切り裂きをけがき線に沿って連続して一定に行うことができる。したがって、エネルギ吸収部材のエネルギ吸収効果をより安定したものにでき、乗員の衝撃エネルギを可能な限りより効果的にかつより適切に吸収できるようになる。
【００６３】
更に、請求項４の発明によれば、エネルギ吸収部材をスプールの軸方向に切り裂くようにしているので、径方向の寸法の増大を阻止できる。
更に、請求項５の発明によれば、エネルギ吸収部材をスプールの径方向に切り裂くようにしているので、軸方向の寸法の増大を阻止できる。
【００６４】
更に、請求項６の発明によれば、拡開ピンによりエネルギ吸収部材の環状の孔を拡開してエネルギ吸収部材を変形させているので、シートベルトにかかる荷重が制限される。これにより、乗員の衝撃エネルギを更に一層効果的に吸収することができる。しかも、エネルギ吸収部材と拡開ピンとを用いているだけであるので、シートベルトリトラクタの軸方向の寸法をコンパクトにできる。
更に、請求項７の発明によれば、拡開ピンが回転中心から離れる方向に移動するようにしているので、拡開ピンによるエネルギ吸収部材の変形を強制的に行うことができるようになる。これにより、乗員の衝撃エネルギを更に一層効果的に吸収できる。
【００６５】
更に、請求項８の発明によれば、トーションバーのねじれ変形によるシートベルトのＥＡ荷重とエネルギ吸収部材の切り裂きによるシートベルトのＥＡ荷重とで、シートベルトのＥＡ荷重を２段階特性とすることができる。そして、このＥＡ荷重の２段階特性を有効に利用することにより、制限荷重を柔軟に種々調整できるようになる。これにより、乗員の衝撃エネルギをより効果的にかつより適切に吸収できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるシートベルトリトラクタの実施の形態の第１例を模式的にかつ部分的に示し、（ａ）はその断面図、（ｂ）は（ａ）に示す第１例のシートベルトリトラクタに用いられているエネルギ吸収部材および切り裂き用突起を模式的に示す斜視図である。
【図２】ＥＡ荷重を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態の第２例のエネルギ吸収部材および切り裂き用突起を模式的に示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態の第３例を模式的にかつ部分的に示す、図１と同様の断面図である。
【図５】本発明の実施の形態の第４例を模式的にかつ部分的に示す、図１と同様の断面図である。
【図６】本発明の変形例を模式的にかつ部分的に示す図である。
【図７】本発明の実施の形態の第５例を示し、（ａ）は図１（ａ）と同様の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【図８】従来のトーションバーを備えたシートベルトリトラクタの一例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１…シートベルトリトラクタ、２…フレーム、３…シートベルト、４…スプール、５…減速度感知機構、６…ロック機構、７…トーションバー、８…スプリング手段、１４…ロッキングベース、２０…エネルギ吸収機構、２１…エネルギ吸収部材、２１ｄ…けがき線、２１ｆ…孔、２２…切り裂き用突起、２４…拡開ピン

Claims

シートベルトを巻き取るスプールと、通常時前記シートベルトと一体的に回転しかつ緊急時にシートベルト引出し方向の回転が阻止されるロッキング部材を有するロック機構と、前記スプールと前記ロッキング部材との間に設けられ、緊急時に前記スプールが前記ロッキング部材に対してシートベルト引出方向に相対回転するとき、乗員の衝撃エネルギを吸収するエネルギ吸収機構とを少なくとも備えているシートベルトリトラクタにおいて、
前記エネルギ吸収機構は、前記スプールおよび前記ロッキング部材のいずれか一方に設けられた板状のエネルギ吸収部材と、前記スプールおよび前記ロッキング部材のいずれか他方に設けられた、前記エネルギ吸収部材を変形するための変形手段とからなり、
緊急時に前記ロッキング部材に対して前記スプールがシートベルト引出し方向に相対回転するとき、前記変形手段が前記エネルギ吸収部材に対して相対回転して前記エネルギ吸収部材を変形することで、前記シートベルトにかかる荷重を制限して前記衝撃エネルギを吸収することを特徴とするシートベルトリトラクタ。
前記変形手段は前記エネルギ吸収部材を切り裂き変形するための切り裂き手段であり、
緊急時に前記ロッキング部材に対して前記スプールがシートベルト引出し方向に相対回転するとき、前記切り裂き手段が前記エネルギ吸収部材を切り裂くことで、前記シートベルトにかかる荷重を制限して前記衝撃エネルギを吸収することを特徴とする請求項１記載のシートベルトリトラクタ。
前記エネルギ吸収部材が環状円板で構成されているとともにこのエネルギ吸収部材にけがき線が形成されており、緊急時に前記エネルギ吸収部材がこのけがき線に沿って切り裂かれることを特徴とする請求項２記載のシートベルトリトラクタ。
前記エネルギ吸収部材は前記スプールの軸方向に切り裂かれることを特徴とする請求項３記載のシートベルトリトラクタ。
前記エネルギ吸収部材は前記スプールの径方向に切り裂かれることを特徴とする請求項３記載のシートベルトリトラクタ。
前記エネルギ吸収部材が環状円板で構成されているとともにこのエネルギ吸収部材に所定幅の環状の孔が形成されており、
前記変形手段は前記環状の孔を拡開する拡開ピンであり、
緊急時における前記スプールの前記相対回転時に、前記拡開ピンにより前記環状の孔が拡開されて前記エネルギ吸収部材が変形されることで、前記シートベルトにかかる荷重を制限して前記衝撃エネルギを吸収することを特徴とする請求項１記載のシートベルトリトラクタ。
前記拡開ピンは径方向に移動可能に設けられており、この拡開ピンが緊急時における前記スプールの前記相対回転に伴って回転中心から離れる方向に移動することで、前記エネルギ吸収部材の前記環状の孔より外周側部分が外方に向けて変形するようになっていることを特徴とする請求項７記載のシートベルトリトラクタ。
前記スプールと前記ロッキング部材とが、これらの相対回転時にねじり変形するトーションバーで回転方向に連結されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１記載のシートベルトリトラクタ。