JP2004249988A - シートベルト締付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車事故が生じると、乗員はその運動エネルギーに依ってシートベルトにのめり込んで大きな拘束力が乗員にかかり、受傷の可能性があるが、拘束力を制限出来るシートベルト締付装置を提供する。
【解決手段】シートベルト締付装置は、事故の際に、シートベルトが所定の程度降伏可能となるように構成することによって、シートベルト５によって保護される者に作用する拘束力を制限する少なくとも１つのベルト力制限装置を有する。ベルト力制限装置は、シートベルト５に所定の張力が加わると、ワイヤ１００、１１０の内少なくとも１本のワイヤを引出すことが可能なワイヤ引出装置を有する。また、シートベルト５の一方端が少なくとも１本のワイヤに間接的又は直接的に連結されていて、シートベルトによって乗員にかかる拘束力が所定の張力以上になると、ただちに少なくとも１本のワイヤがワイヤ引出装置から引出されるように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、シートベルト締付装置に関する。

この種の従来のシートベルト締付装置が、ドイツ特許DE１９７８０５８３C１号（本明細書に引用する）に開示されている。この従来の締付装置は、ベルト力制限装置を有するベルト巻取装置である。ベルト力制限装置は、トーションバーとトーションスリーブによって従来のベルト巻取装置に形成されている。ベルト巻取装置の作用は次のようである。自動車事故が起こると、乗員は、運動エネルギーによってシートベルトに「のめり込む」。このようにのめり込むことによって、ロックしたシートベルトに張力が突然加わる。シートベルトが降伏不能であると、かなりの拘束力が乗員にかかる結果、受傷の可能性がある。これを防ぐために、従来のベルト巻取装置には、トーションバーとトーションスリーブが設けられ、そのねじりによってシートベルトが引出されてシートベルトが伸びる。更に引出すと拘束力が低減し、シートベルトによる怪我が回避される。
ドイツ特許DE１９７８０５８３C１号

本発明の一実施形態によるシートベルト締付装置は、シートベルトが所定量だけ降伏可能に構成することによって、シートベルトによって保護される者に作用する拘束力を制限する少なくとも１つのベルト力制限装置を有する。このベルト力制限装置は、所定の張力が加わると少なくとも１本のワイヤを引出すことが可能なワイヤ引出装置を有する。また、シートベルトの一方端が少なくとも１本のワイヤに間接的又は直接的に連結されていて、シートベルトによって乗員にかかる拘束力が所定の張力に達すると、少なくとも１本のワイヤが直ちにワイヤ引出装置から引出されるように構成されている。

上記の上位概念的な記載、および以下の詳細な説明は例示的かつ説明用のものであり、特許請求の範囲に記載された発明の範囲を制限するものではない。

図１は、ベルト巻取装置１５のスピンドル１０に巻き取られるベルトストラップ５を示す。スピンドル１０は、軸２０回りに回転可能に取付けられている。スピンドル１０は、外縁部に爪部３０を有し、爪部３０は、スピンドル１０が急に加速すると解除されて、ラチェットリング５０の内ロック歯４０に当接する。ラチェットリング５０も、軸２０回りに回転可能に取付けられているが、ラチェットリング５０は、爪部３０がラチェットリング５０の内ロック歯４０によってロックされた時にのみ回転する。

ラチェットリング５０は、外縁部にワイヤマガジン７０を有する。図1に示されているように、第１ワイヤ１００と第２ワイヤ１１０の２本のワイヤがラチェットリング５０のワイヤマガジン７０に巻き付けられている。更に、２本のワイヤ１００，１１０は、ワイヤリール１１５に巻き付けられている。

第１切換ロッカー１２０である第１偏向ローラ１２２，第２偏向ローラ１２４および第３偏向ローラ１３０が、ワイヤリール１１５とワイヤマガジン７０の間に設けられている。ラチェットリング５０が回転することによって、第１ワイヤ１００が、ワイヤリール１１５から引き出されると同時に、ラチェットリング５０のワイヤマガジン７０に巻き付けられる。この際、ワイヤリール１１５は、軸１６０回りに回転する。

更に、第２ワイヤ１１０は、第２切換ロッカー２００である第４偏向ローラ２０２、第５偏向ローラ２０４および第６偏向ローラ２２０を介して、ワイヤリール１１５に巻き付けられている。ラチェットリング５０が回転すると、第２ワイヤ１１０は、ワイヤリール１１５から引き出され、ラチェットリング５０のワイヤマガジン７０に巻き付けられる。

２つの切換ロッカー１２０，２００は、それぞれ図１に矢印３００，３１０で示すように折り畳み可能に構成されている。
例えば、第１切換ロッカー１２０が折り畳まれると、第１切換ロッカー１２０の第１偏向ローラ１２２が、第１位置３５０から第２位置３６０に移動する。その結果、ワイヤの案内態様が変更される。即ち、第１ワイヤ１００は、ワイヤリール１１５からラチェットリング５０のワイヤマガジン７０までの間に３回偏向されるのではなく、第３偏向ローラ１３０によって１回偏向されるだけとなる。これは、第１切換ロッカー１２０が第１位置３５０から第２位置３６０に折り畳まれた後の第１ワイヤ１００を示す点線４００で図１に示されている。

更に、図１は、第２切換ロッカー２００も切換可能であることを示している。第２切換ロッカー２００の第４偏向ローラ２０２は、（図１の参照番号５２０で示されている）第１位置から（参照番号５３０で示されている）第２位置に折り畳むことができる。この際、第２切換ロッカー２００の第５偏向ローラ２０４の位置は変らない。
このように第２切換ロッカー２００が第１位置５２０から第２位置５３０に折り畳まれる時に、第２ワイヤ１１０も影響を受ける。第２切換ロッカー２００が折り畳まれた後、第２ワイヤ１１０は、第６偏向ローラ２２０によって１回屈曲されるだけとなる。これは、第２切換ロッカー２００が第１位置５２０から第２位置５３０に折り畳まれた後の第２ワイヤ１１０を示す点線５５０で図１に示されている。この第２位置５３０では、第４偏向ローラ２０２が第１位置５２０にある場合のように、第２ワイヤ１１０が第２切換ロッカー２００によって更に２回偏向すなわち屈曲されることはない。

６つの偏向ローラ１２２，１２４，１３０，２０２，２０４，２２０、ワイヤリール１１５、ワイヤマガジン７０は、ベルト巻取装置１５に作用するワイヤ引出装置６００を構成する。ベルト巻取装置１５とワイヤ引出装置６００とは、シートベルトすなわちベルトストラップ５の締付装置を形成する。

次に図１による締付装置の作用を図２と合わせて説明する。
自動車事故の際、図１による締付装置のベルトストラップ５すなわちシートベルト５によって固定された乗員が、ベルトストラップ５に張力を作用させる。この場合、爪部３０がスピンドル１０を起動させて、スピンドル１０が、回転可能に取付けられたラチェットリング５０にロックされる。これによって、相当の張力がシートベルトに加わるとともに、同時にラチェットリング５０が回転する。ラチェットリング５０の回転によって、第１ワイヤ１００と第２ワイヤ１１０が、ラチェットリング５０のワイヤマガジン７０に引き込まれる。

第１切換ロッカー１２０と第２切換ロッカー２００は、最初は、それぞれ第１位置３５０，５２０に位置している。すなわち２本のワイヤ１００，１１０が、図１に実線で示されているように渡される。

２つの切換ロッカー１２０，２００がそれぞれ第１位置に位置しているため、２本のワイヤ１００，１１０は、それぞれ３回偏向すなわち屈曲された状態とされている。従って第１ワイヤ１００は、ワイヤリール１１５から第３偏向ローラ１３０、第２偏向ローラ１２４、第１偏向ローラ１２２と掛け渡されて案内されてからワイヤマガジン７０に渡される。第２ワイヤ１１０についても同じく、第６偏向ローラ２２０、第５偏向ローラ２０４、第４偏向ローラ２０２に掛け渡され案内されてからワイヤマガジン７０に渡される。

このようにそれぞれ３回偏向するということは、ワイヤの相当程度の変形、すなわちワイヤの相当程度の屈曲を要することになり、大きな作動力を要する。
この場合、ワイヤ１００，１１０は、適宜の張力にてワイヤマガジン７０に引き込まれる。ワイヤ引出装置６００による反力はほぼ一定である。反力は、自動車事故の際に、ベルトストラップ５が乗員に作用させるベルト拘束力に相当する。この反力すなわちベルト拘束力には、図２のグラフで参照番号Ｆ１が付されている。

ベルト拘束力Ｆ１は、例えば、第１切換ロッカー１２０ないし第２切換ロッカー２００を切り換えることによって低減することが可能である。
例えば、第１切換ロッカー１２０が第１位置から第２位置に移動すると、ベルト拘束力が図２に示されているようにF２に低減する。
第１切換ロッカー１２０ではなく、第２切換ロッカー２００が切り換えられた場合は、ベルト拘束力が図２に示されているようにF３に低減する。２つの切換ロッカー１２０，２００が切り換えられた場合は、ベルト拘束力がF４に低減する。
従って、第１切換工程では、ベルト拘束力は、F１からF２、Ｆ３、Ｆ４のうち１つに切り換え可能である。ベルト拘束力F２またはＦ３に切り換えられた場合、第２切換工程では、ベルト拘束力は、更にＦ４まで低減可能である。
その結果として、図１による締付装置によればシートベルト５の拘束力を適宜設定することが可能である。２つの切換ロッカー１２０，２００の切換位置を設定することによって、４つの異なるベルト拘束力のうち１つを選択して予め設定可能であるとともに、衝突や事故の際にベルト拘束力を段階的に低減可能である。

図１による締付装置の場合、偏向ローラ１２２，１２４，１３０，２０２，２０４，２２０が、２本のワイヤ１００，１１０を屈曲するために設けられているが、偏向ローラの代わりに、偏向ロッドを使用してもよい。さらに偏向ロッドと偏向ローラを適宜に組み合せたり、同時に使用してもよい。

図１による締付装置の場合、更に多くの段階で力の制限を行おうとする場合には、２つの切換ロッカーの代わりに、更に多数の切換ロッカーを使用してもよい。反対に、ベルト拘束力が２つの異なる段階のみで十分である場合には、締付装置は、１つの切換ロッカーと１本のワイヤを有するのみでよい。
また、図１による２本のワイヤ以外に、更に他のワイヤを使用してもよい。
ベルト拘束力が単一の力で十分であると考えられる場合は、切換ロッカーを完全に省いてもよい。ベルト拘束力は、ワイヤを屈曲してベルト拘束力を規定する１つまたは複数の屈曲部材によって設定できる。屈曲部材は、例えば、ロッドないし偏向ローラによって形成可能である。

以上、本発明の目的は、広い範囲内にてベルト拘束力を概ね所望の状態に設定可能とされたシートベルト締付装置の提供にある。拘束力は、例えば乗員の体重や、事故の程度等によって影響され得る。

本発明のベルト力制限装置は、所定の張力が加わるとワイヤが引出される少なくとも１つのワイヤ引出装置を有する。そのため、シートベルトの少なくとも一方端がワイヤに間接的又は直接的に連結されている場合、事故の際に、シートベルトによって保護される者（基本的には乗員）がシートベルトに相応の張力を加えるとすぐに、ワイヤがワイヤ引出装置から引出される。

本発明による締付装置の利点は、実際の「ベルトシステム」と「ベルト力制限システム」とが分離されていることである。例えば、トーションバーが直接ベルト巻取機構の一部となっている従来のベルト巻取装置の場合とは異なり、ベルト力制限システムとしてのワイヤ引出装置が、１本または数本のワイヤを介してのみ連結されているので、単独で最適化することが可能である。従って、ベルトは、ワイヤ引出装置内の対応する装置によって、力と偏向との関係により容易に制動等の解除が可能であり、そのため、所望の拘束力制限特性が得られる。例えば、ワイヤ偏向、またはワイヤ引出装置からのワイヤの引出が、摩擦力ないし変形力（屈曲力）、すなわち、制動力の分離によって一層容易とされることにより、低コストにて２段階式または多段階式の低減力制限を達成可能である。

長年使用してもベルト力制限が確実に機能するようにするため、利用に供される制動力が、変形力すなわち屈曲力のみであると有利である。摩擦力は、互いにこすり合わせる物の表面構成に大きく左右され、例えば、腐食などによって変化する可能性がある。従って、少なくとも１本のワイヤが、引き出される際に少なくとも１回屈曲されると有利である。
少なくとも１つの偏向ローラ及び／又は偏向ロッドによって、特に容易に、従って有利に、少なくとも１本のワイヤが、引き出される際に屈曲されうる。

本発明に係るシートベルト用締付装置は、ベルト巻取装置に組み込まれていると有利である。これは、ベルト巻取装置のスピンドルによって容易かつ有利に達成可能である。このスピンドルは、ワイヤ引出装置の少なくとも１本のワイヤと間接的または直接的に相互作用して、ベルトの巻取ないし引出を行う。

ラチェットリングが、爪部を介してスピンドルに回転可能に固定して連結できるように締付装置に設けられていると、特に容易に、従って有利に、ワイヤ引出装置の少なくとも１本のワイヤに連結可能である。スピンドルとラチェットリングが爪部によって連結されると、直ちにワイヤ引出装置から引き出されたワイヤがラチェットリングのワイヤマガジンに巻き付けられる。

更に、ワイヤ引出装置が少なくとも２つの異なる張力、すなわちベルト拘束力を提供するように構成すると有利である。これは、ワイヤをワイヤ引出装置から引き出すのに要する張力を再調整または変更する切換ロッカーによって、特に容易に、従って有利に達成可能である。この種の切換ロッカーは、２つの位置を有すると有利である。この切換ロッカーは、一方の位置にある場合、他方の位置にある場合よりもワイヤを引き出す張力が大きくなるように構成される。従って、この種の切換ロッカーを用いて、シートベルトの２つの異なる拘束力を比較的容易に設定可能である。
従って、切換ロッカーが一方の位置にある場合に、他方の位置にある場合よりもワイヤを引き出すのに大きな張力を要するように設定する場合、この切換ロッカーの一方の位置において、ワイヤが、引出される際に少なくとも１回偏向されることによって特に容易に達成可能である。

特に容易に、従って有利に、切換ロッカーは、一方の位置から他方の位置へ火薬を用いて切換可能である。火薬式再調整の大きな利点は、非常に迅速に再調整されることにある。
しかし、火薬式切換の難点は、火薬材が危険物であることである。このような危険物の使用を避けるならば、切換ロッカーは、電磁石によって非常に容易に一方の位置から他方の位置へ切り換えることもできる。これは、切換ロッカーが、その配置のために自動的に切り換わろうとするからであり、すなわち電磁石によるブロッキングロックが容易に解除できるということである。従って、切換ロッカーは、ブロッキングロックを解除するだけで一方の位置から他方の位置へ切り換えできる。

切換ロッカーの位置が、急に切り換わるのではなく、連続的または概ね連続的に切り換わるようにするために、切換ロッカーが、一方の位置から他方の位置へ移動する際に変形するように構成されていると有利である。

優先権主張の基礎として２００３年２月２０日に出願されたドイツ特許出願ＤＥ１０３０８１６７．４号の内容が引用される。

本発明の開示により、当業者は、本発明の趣旨の範囲内において上記以外の変更例を構築し得る。かかる変更例は、上記各種の実施形態以外の更なる実施形態として本明細書に包含し得る。発明の権利範囲は特許請求の範囲に基づいて定められなければならない。

シートベルト締付装置の実施形態を示す図である。 時間経過に対するシートベルトの拘束力を示すグラフであり、拘束力の切換態様を示している。

Claims (13)

1. シートベルトが所定の程度降伏可能となるようにすることにより、当該シートベルトによって保護すべき乗員に作用する拘束力を制限するベルト力制限装置を具備し、
   前記ベルト力制限装置が、所定の張力が加わるとワイヤを引出すことが可能なワイヤ引出装置を有するとともに、前記シートベルトの一方端が前記ワイヤに間接的または直接的に連結され、前記シートベルトによって乗員に作用する拘束力が所定の張力に達すると前記ワイヤが前記ワイヤ引出装置から引出されるように構成されていることを特徴とするシートベルト締付装置。
2. 前記ワイヤが前記ワイヤ引出装置から引出される際に屈曲するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記ワイヤが偏向ローラによって屈曲されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記ワイヤが偏向ロッドによって屈曲されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
5. 更に、前記シートベルトの巻取および引出を行い、前記ワイヤ引出装置のワイヤと間接的又は直接的に相互作用するスピンドルを有するベルト巻取装置を具備することを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 更に、爪部を介してスピンドルに回転可能に固定して連結されるラチェットリングを具備し、当該ラチェットリングは、前記ワイヤ引出装置から引き出されたワイヤが巻き付けられるワイヤマガジンを有することを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 前記ワイヤ引出装置が、前記ワイヤを案内する切換ロッカーを有し、前記切換ロッカーが、第１位置と第２位置を有し、前記切換ロッカーが第１位置にある場合と第２位置にある場合とでは、ワイヤを引き出す張力が異なるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
8. 前記切換ロッカーが第１位置にある場合に、前記ワイヤが、前記ワイヤ引出装置から引出される際に偏向されるように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記切換ロッカーが、前記第１位置から第２位置へと火薬を用いて切換されることを特徴とする請求項７に記載の装置。
10. 前記切換ロッカーが、前記第１位置から第２位置へと、電磁石によって切換されることを特徴とする請求項７に記載の装置。
11. 前記切換ロッカーが、前記第１位置から第２位置へ移動する際に変形するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
12. シートベルト巻取装置と、
    偏向ローラ、ワイヤリールおよびワイヤマガジンを有するワイヤ引出装置を具備し、
    前記ワイヤ引出装置が、前記シートベルト巻取装置に作用し、シートベルトシステムによって保護される乗員に作用する拘束力を制限するように構成されていることを特徴とするシートベルトシステム。
13. 更に、所定の張力がワイヤに加わると前記ワイヤリールから繰り出されるように構成されたワイヤを具備することを特徴とする請求項１２に記載の装置。

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