JP2005320002A - シートベルトリトラクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 エネルギー吸収を効率よく確実に行うことができ、更に、構造を簡単化・小型化し製作コストの低減を図れるシートベルトリトラクタを提供する。
【解決手段】 ウエビングを巻取る巻取りドラム101 と、車両緊急時に巻取りドラム101 の回転をロックする緊急ロック機構４と、緊急ロック機構４のロック動作に連動してウエビングの途中部をクランプし且つウエビングに第１所定値以上の荷重が作用する際にはウエビングの引出しを許容し摩擦を介してエネルギー吸収を行うクランプ機構８と、車両緊急時に基端部が緊急ロック機構４で回転拘束されるとともに先端部が巻取りドラム101 と一体的に回転するトーションバー102 であって、ウエビングに第１所定値よりも大きな第２所定値以上の荷重が作用する際には捩じり変形してエネルギー吸収を行うトーションバー102 とを備える。
【選択図】 図１７

Description

本発明はシートベルトリトラクタに関し、特に、車両緊急時、先ずクランプ機構によりウエビングをクランプしその滑り摩擦を介してエネルギー吸収を行い、その後更にクランプ機構によるエネルギー吸収と並行してエネルギー吸収機構によりエネルギー吸収を行うようにしたシートベルトリトラクタに関する。

従来、自動車に装備されるシートベルトリトラクタにおいては、巻取りドラムから引出されたウエビングを、シートに着座している乗員の腰部や胸部等にセットするようになっており、車両衝突等による車両緊急時には、緊急ロック機構により巻取りドラムが回転不能にロックされて、巻取りドラムからのウエビングの引出しが阻止され、そのウエビングにより乗員がステアリングホイールやフロントウインド等へ２次衝突しないように拘束される。

しかし、車両緊急時において、車両の減速度が非常に大きく乗員に作用する慣性力が非常に大きくなる場合には、乗員がウエビングから受ける荷重が非常に大きくなり望ましくない。そこで、最近のシートベルトリトラクタにおいては、緊急ロック機構により巻取りドラムの回転がほぼロックされ、ウエビングに作用する荷重が大きくなると、エネルギーを吸収しつつウエビングを徐々に引出し、乗員に作用する荷重を緩和するようにしたものが多い。

例えば、シートベルトリトラクタにおいて、緊急ロック機構の他に、巻取りドラムを収容するハウジング内においてウエビングの通過経路付近に固定的に設けられたプレート部材、プレート部材と協働してウエビングをクランプするクランプ部材、当初はクランプ部材をプレート部材に対して接近・離隔させる方向へガイドし且つウエビングをクランプした状態ではクランプ部材のウエビング引出し方向への移動を阻止するガイド部材、巻取りドラムの胴部の外周側に設けられた変形部材等を備えた構造のものがある（例えば、特許文献１参照。）。

車両緊急時には、緊急ロック機構により巻取りドラムの回転がロックされるとともに、クランプ部材とプレート部材により、クランプ部材に形成された複数の突起がウエビングに食込んだ状態で、ウエビングがクランプされる。その後、ウエビングに作用する荷重が大きくなると、先ず、クランプ部材がウエビングと一体にウエビング引出し方向へ移動してガイド部材を塑性変形させ、エネルギー吸収が行われる。

クランプ部材がウエビング引出し方向へ所定距離移動すると、クランプ部材がガイド部材の先端部の規制部に当接しその移動が規制され、更にウエビングに作用する荷重が大きくなると、次に、クランプ部材の突起が破断又は変形して、ウエビングがクランプ解除され、続いて、巻取りドラムにおいてウエビングの巻締まりが生じてウエビングが引出された後、ウエビングと巻取りドラムの胴部とで変形部材が挟圧されて縮径方向へ塑性変形してエネルギー吸収が行われる。

このように、ウエビングを繰出しつつエネルギー吸収を２段階的に行うこの種のシートベルトリトラクタにおいては、エネルギー吸収量も多いことから、車両緊急時、特に、車両の減速度が非常に大きくなる場合等、乗員に大きな荷重を作用させることなく、エネルギー吸収を行えるという面で優れている。

特開平７−２８５４１６号公報

しかし、特許文献１に開示のシートベルトリトラクタでは、クランプ部材のウエビング引出し方向への移動によりガイド部材を変形させてエネルギー吸収を行った後、クランプ部材の突起の破断又は変形によりウエビングがクランプ解除されてから、巻取りドラムの外周部側に設けられた変形部材が更に変形するため、変形する部材が２部材必要になる。

更に、このシートベルトリトラクタでは、クランプ部材のウエビング引出し方向への移動により塑性変形するガイド部材を設けなければならないこと、クランプ解除の為にクランプ部材に複数の突起を形成しなければならないこと等により、構造が複雑化し製作コストが高価になるという問題があるし、クランプ部材をウエビング引出し方向へ移動させる為の移動スペースを設けなければならないため、シートベルトリトラクタが大型化するという問題がある。

本発明の目的は、シートベルトリトラクタにおいて、エネルギー吸収を効率よく確実に行うこと、更に、構造を簡単化・小型化し製作コストを低減することである。

前記課題を解決するため、請求項１のシートベルトリトラクタでは、ウエビングを巻取る巻取りドラムと、車両緊急時に巻取りドラムの回転をロックする緊急ロック機構と、前記緊急ロック機構のロック動作に連動してウエビングの途中部をクランプし且つウエビングに第１所定値以上の荷重が作用する際にはウエビングの引出しを許容し摩擦を介してエネルギー吸収を行うクランプ機構と、車両緊急時に基端部が緊急ロック機構で回転拘束されるとともに先端部が巻取りドラムと一体的に回転するトーションバーであって、ウエビングに第１所定値よりも大きな第２所定値以上の荷重が作用する際には捩じり変形してエネルギー吸収を行うトーションバーと、を備えた点にある。

また、請求項２のシートベルトリトラクタでは、請求項１に記載のシートベルトリトラクタにおいて、前記クランプ機構は、このクランプ機構によりウエビングに作用する荷重が第１所定値よりも増大しないように、ウエビング挟持力を制限する挟持力制限機構を有する点にある。

請求項１に記載のシートベルトリトラクタによれば、ウエビングを巻取る巻取りドラムと、車両緊急時に巻取りドラムの回転をロックする緊急ロック機構と、緊急ロック機構のロック動作に連動してウエビングの途中部をクランプし且つウエビングに第１所定値以上の荷重が作用する際にはウエビングの引出しを許容し摩擦を介してエネルギー吸収を行うクランプ機構と、車両緊急時に基端部が緊急ロック機構で回転拘束されるとともに先端部が巻取りドラムと一体的に回転するトーションバーであって、ウエビングに第１所定値よりも大きな第２所定値以上の荷重が作用する際には捩じり変形してエネルギー吸収を行うトーションバーと、を備えた構造とされているため、車両緊急時、緊急ロック機構により巻取りドラムの回転をロックした後、先ず、クランプ機構により、ウエビングの途中部をクランプし、ウエビングに第１所定値以上の荷重が作用する際に、ウエビングの引出しを許容し摩擦を介してエネルギー吸収を行い、次に、ウエビングに第２所定値以上の荷重が作用する際に、トーションバーを捩じり変形させてエネルギー吸収を行うことができる。

尚、トーションバーの捩じり変形量が所定値になったときに、トーションバーの先端部の回転もロックするように構成することで、トーションバーの捩じり変形量が所定値になると、巻取りドラムの回転が拘束され、ウエビングが繰出されなくなり、ウエビングで乗員が強固に拘束される。

つまり、クランプ機構によりウエビングの摩擦を介してエネルギー吸収を継続的に行いつつ、トーションバーを捩じり変形させてエネルギー吸収を行うことができるため、ウエビングに作用する荷重が全く低下する虞がなくなり、エネルギー吸収を非常に効率よく確実に行うことができる。更に、前記トーションバー以外には、エネルギー吸収の為の部材を必要とせず、又、クランプ機構の作動も従来通りシンプルであるため、構造を簡単化・小型化でき製作コストを低減することができる。

また、請求項２に記載のシートベルトリトラクタによれば、クランプ機構は、このクランプ機構によりウエビングに作用する荷重が第１所定値よりも増大しないように、ウエビング挟持力を制限する挟持力制限機構を有する構造とされているため、ウエビングに第１所定値以上の荷重が作用する際に、クランプ機構によりウエビングの引出しを確実に許容し摩擦を介してエネルギー吸収を行うことができ、また、挟持力制限機構により、ウエビング挟持力を調整することにより、第１所定値を所望の値に設定することが可能になる利点がある。

以下、提案例としての実施形態について図面を参照しながら説明する。但し、図１における前後左右を前後左右として説明する。

図１〜図３に示すように、シートベルトリトラクタ１は、車体に固定される金属製のハウジング２、ハウジング２に回転自在に支持された巻取軸３、巻取軸３を常時巻取り方向へ回動付勢する回動付勢機構（図示略）、車両衝突等の車両緊急時に巻取軸３の回転をロックする緊急ロック機構４、ハウジング２内において巻取軸３に外嵌装着されウエビングＷを巻取る合成樹脂製の巻取りドラム５、巻取りドラム５の胴部５１，６１の外周側に設けられた合成樹脂製の変形部材６、巻取りドラム５側に設けられ変形部材６が変形したことを報知する報知部材７（図５参照）、緊急ロック機構４のロック動作に連動して巻取りドラム５から延びるウエビングＷの途中部をクランプするクランプ機構８等で構成されている。

図１に示すように、ハウジング２は、左側壁１０と、右側壁１１と、左側壁１０と右側壁１１の後上部を連結する後上壁部１２と、左側壁１０と右側壁１１の後下部を連結する後下壁部１３とを一体形成してなり、後上壁部１２と後下壁部１３とがボルト等で車体に固定される。左側壁１０と右側壁１１の前端部は、左右方向向きのバー部材１４により連結され補強されている。

左側壁１０と右側壁１１には、巻取りドラム５よりも小径の円形開口１５，１６が同心状に形成され、その上側に枢支孔１７，１８が同心状に形成されている。右側壁１１には、枢支孔１８の後下側に湾曲状の軸挿通孔１９が形成され、右面下部に緊急ロック機構４のパウル３５とホルダ４２が装着されている。後上壁部１２と後下壁部１３の間には矩形状の開口２ａが形成され、図示していないが、巻取りドラム５にウエビングＷが殆ど巻取られると、径が大きくなるウエビングＷの後端部分が開口２ａ内に達し、ハウジング２と相互干渉しないようになっている。

図３に示すように、巻取軸３は、巻取りドラム５の略矩形断面の挿通孔５３，６３（図４、図５参照）に挿通可能に形成され、その右端部分に緊急ロック機構４のラチェットホイール３０が一体形成され、その右端部に連結軸部２１が一体形成されている。巻取軸３にはウエビング挿通孔２０が形成され、このウエビング挿通孔２０にウエビングＷの基端部分が挿通され、ウエビングＷの基端部のループ部に内嵌された被係止部材が、ウエビング挿通孔２０に挿通不能になり巻取軸３に係止され固定される。巻取軸３の先端部には１対の係合溝２２が形成されている。

前記緊急ロック機構４について説明する。図１〜図３に示すように、緊急ロック機構４は、車両緊急時に巻取軸３を介して巻取りドラム５の回転をロックし、巻取りドラム５の回転によるウエビングＷの引出しを阻止する機構で、巻取軸３に一体形成されたラチェットホイール３０と、ウエビングＷの急激な引出しに感応してラチェットホイール３０の回転をロックする第１ロック機構と、車両の急減速に感応してラチェットホイール３０の回転をロックする第２ロック機構を有する。尚、緊急ロック機構４は、ハウジング２の右側壁１１に固定されるカバー部材４ａでカバーされる。

第１ロック機構は、ハウジング２の右側壁１１に固着の軸部３６に回動可能に枢支され且つラチェットギヤ３０ａに係合可能なパウル３５と、巻取軸３の連結軸部２１に枢支されパウル３５をラチェットギヤ３０ａに対して係合・係合解除方向に案内するガイド部３７ａが形成されたクラッチ部材３７と、連結軸部２１に連結されクラッチ部材３７の筒部３７ｂに収容されたロックアームベース４５と、このロックアームベース４５に揺動可能に支持されクラッチ部材３７の筒部３７ｂの内部に形成された内歯３７ｃに係合する突起３８ａが形成され且つ通常時はこの突起３８ａが内歯３７ｃに係合しない方へ付勢されたロックアーム３８と、連結軸部２１に枢支されリベット４１で抜け止めされたロッキンクギヤ４０と、ロックアーム３８に当接しロッキングギヤ４０に摩擦結合されたロックアームガイド（図示略）等で構成されている。

通常状態において、パウル３５は、捩じりバネ３９によりラチェットギヤ３０ａに係合しない非係合位置に回動付勢され、急激にウエビングＷが引出され連結軸部２１が回動すると、ロックアームベース４５に対してロッキングギヤ４０の回転遅れが生じ、ロックアームガイドも回転遅れが生じる。その結果、ロックアーム３８はバネ力に抗して回転し、その突起３８ａが内歯３７ｃに係合する。すると、クラッチ部材３７が回動し、クラッチ部材３７のガイド部３７ａにガイドされパウル３５が捩じりバネ３９の付勢力に抗して回動してラチェットギヤ３０ａに係合し、ラチェットホイール３０とともに巻取軸３を介して巻取りドラム５の回転がロックされる。

第２ロック機構は、第１ロック機構と共通のパウル３５及びクラッチ部材３７及びロックアームベース４５及びロックアーム３８及びロックアーム３８の右側において連結軸部２１に枢支されリベット４１で抜け止めされたロッキングギヤ４０と、ハウジング２の右側壁１０に固定されたホルダ４２と、ホルダ４２に収容された球状の慣性質量体４３と、ホルダ４２に揺動可能に連結され且つロッキングギヤ４０に係合可能な揺動レバー４４を有する。

通常状態において、ロッキングギヤ４０は摩擦力を介して巻取軸３の連結軸部２１と一体的に回動し、車両が急減速すると、ホルダー４２に収容されている慣性質量体４３が移動し、揺動レバー４４が揺動してロッキングギヤ４０に係合し、ロッキングギヤ４０の回転がロックされる。すると、ロッキングギヤ４０のロックアームガイドに対するロックアーム３８の相対回転によりその突起３８ａが内歯３７ｃに係合してクラッチ部材３７が回動し、前記同様、ラチェットホイール３０とともに巻取軸３を介して巻取りドラム５の回転がロックされる。

尚、前記回動付勢機構は、ハウジング２の左側に設けられ、巻取軸３を介して巻取りドラム５を回動付勢するように構成してあるが、周知のものであるためその詳細な説明を省略する。

前記巻取りドラム５、変形部材６、報知部材７について説明する。図４〜図９に示すように、巻取りドラム５は、その軸心方向の途中部で約１：２に分割された巻取りドラム左分割体５０と巻取りドラム右分割体６０からなり、各巻取りドラム分割体５０，６０の胴部５１，６１の外周部に、変形部材６に対応する変形部材分割部７０，７５が夫々一体形成されている。尚、巻取りドラム左分割体５０と巻取りドラム右分割体６０の分割位置、つまりそれらの長さに関しては、適宜変更することが可能である。

図６、図７に示すように、巻取りドラム左分割体５０は、胴部５１とその左端部に一体形成されたフランジ５２を有し、胴部５０には、巻取軸３が挿通する挿通孔５３と、胴部５０の全長に亙って挿通孔５３に外周側から連通する開口５４，５５が対向状に形成されている。胴部５１の右端部には、右方へ突出する１対のピン部５６と、１対の係合部５７が形成されている。

また、胴部５１には、外周側から挿通孔５３の端部に直交状に連通するピン孔５１ａが形成され、挿通孔５３に巻取軸３の左部を挿通した状態で、ピン状の杭５１ｂをピン孔５１ａに圧入し巻取軸３の係合溝２２に係合させることで、巻取りドラム左分割体５０に対して巻取軸３が抜止めされる。フランジ５２には、報知部材７が軸方向へ伸長するとき報知部材７の左端部により破断可能な脆弱部５８が形成され、その脆弱部５８には報知部材７の左端部の１対の爪部８１が係合する１対の係合孔５９が形成されている。

一方、図８、図９に示すように、巻取りドラム右分割体６０は、胴部６１とその右端部に一体形成されたフランジ６２を有し、胴部６１には、巻取軸３の右部が挿通する挿通孔６３と、胴部６１の全長に亙って挿通孔６３に外周側から連通する開口６４，６５が対向状に形成されている。胴部６１の左端部には、突出する１対の係合爪６６と、１対のピン孔６７が形成されている。フランジ６２には、報知部材７が軸方向へ伸長するとき報知部材７の右端部により破断可能な脆弱部６８が形成され、その脆弱部６８には報知部材７の右端部の１対の爪部８１が係合する１対の係合孔６９が形成されている。

巻取りドラム左分割体５０の１対のピン部５６が、巻取りドラム右分割体６０の１対のピン孔６７に挿入され、巻取りドラム右分割体６０の１対の係合爪６６が、巻取りドラム左分割体５０の１対の係合部５７に係合して、巻取りドラム左分割体５０と巻取りドラム右分割体６０が一体的に連結され、胴部５１，６１、挿通孔５３，６３、開口５４，６４、開口５５，６５が夫々連結状態になる。

図４〜図９に示すように、前記変形部材６は、巻取りドラム５に巻付けられたウエビングＷの内側に位置するように巻取りドラム５の胴部５１，５２の外周側に設けられ、ウエビングＷに第１所定値Ｆ１よりも大きな第２所定値Ｆ２以上の荷重が作用する際にはウエビングＷと巻取りドラム５の胴部５１，５２とで挟圧されて縮径方向へ変形してエネルギー吸収を行う部材であり、巻取りドラム分割体５０，６０に夫々一体形成された変形部材左分割部７０と変形部材右分割部７５からなる。ここで、前記第１所定値Ｆ１については、後述するクランプ機構８により、クランプされたウエビングＷの引出しを摩擦を介して許容する荷重である。

図６、図７に示すように、変形部材左分割部７０は、巻取りドラム左分割体５０の胴部５１の外周部からほぼ径方向外側へ延びる矩形板状の複数の起立部７１ａ〜７１ｉと、２対の起立部７１ｂ，７１ｃ、７１ｄ，７１ｅの先端部を夫々連結する部分円筒状の架橋部７２ａ，７２ｂを有し、１対の起立部７１ｂ，７１ｃと架橋部７２ａの内側に、報知部材７の左部を収容する収容部７３が形成され、収容部７３の左端に前記脆弱部５８が位置している。

図８、図９に示すように、変形部材右分割部７５は、巻取りドラム右分割体６０の胴部６１の外周部からほぼ径方向外側へ延びる矩形板状の複数の起立部７６ａ〜７６ｊと、４対の起立部７６ｂ，７６ｃ、７１ｄ，７１ｅ、７６ｆ，７６ｇ、７６ｈ，７６ｉの先端部を夫々連結する部分円筒状の架橋部７７ａ〜７７ｄを有し、１対の起立部７６ｂ，７６ｃと架橋部７７ａの内側に、報知部材７の右部を収容する収容部７８が形成され、収容部７８の右端に前記脆弱部６８が位置している。

図６、図８に示すように、変形部材左分割部７０の起立部７１ｂ〜７１ｅ，７１ｇ〜７１ｉと、変形部材右分割部７５の起立部７６ｂ〜７６ｊは、巻取りドラム５の径方向に対して矢印で示すウエビング引出し方向へ約１０度傾斜している。巻取りドラム左分割体５０と巻取りドラム右分割体６０が一体的に連結されると、変形部材左分割部７０と変形部材左分割部７５の対応する起立部及び架橋部等が略連続的になる。

尚、起立部７１ａ，７１ｆは、巻取りドラム５の径方向に対して矢印で示すウエビング引出し方向へ傾斜していないが、前記起立部同様に傾斜させることも可能である。尚、変形部材６の設計如何により、前記第２所定値Ｆ２を適宜設定することが可能である。

図５、図１０、図１１に示すように、前記報知部材７は、巻取りドラム５の胴部５１，６１と変形部材６の間に設けられ、変形部材６の縮径方向への変形により巻取りドラム５を貫いて突出してハウジング２の１０，１１側壁に当接し、変形部材６が変形したことを報知するように構成されている。

前記報知部材７は、アルミニウム板のバー部材からなり、この報知部材７は、変形部材６の縮径方向への変形により伸長する２つの屈曲状の伸長部８０を有し、前記変形部材６の収容部７３，７８に収容され巻取りドラム５の軸心方向向きに配設されている。報知部材７は巻取りドラム５の胴部５１，６１と略同じ長さを有し、報知部材７の左右両端部には、１対の爪部８１が夫々形成され、収容部７３，７８に収容された報知部材７の１対の爪部８１は前記脆弱部５８，６８が形成された１対の係合孔５９，６９に夫々係合されている。

前記クランプ機構８について説明する。クランプ機構８は、緊急ロック機構４のロック動作に連動してウエビングＷの途中部をクランプし且つウエビングＷに第１所定値Ｆ１以上の荷重が作用する際にはウエビングＷの引出しを許容し摩擦を介してエネルギー吸収を行う機構である。

図１、図２、図１２〜図１５に示すように、クランプ機構８は、ハウジング２の１対の側壁１０，１１にそれらの間において一端部が枢支されたアーム９０と、アーム９０の他端部に回動可能に連結された可動クランプ部材９１と、ハウジング２の後上壁部１２の前面に沿って上下動可能でクランプ部材９１と協働してウエビングＷを挟持可能なベースクランプ部材９２と、緊急ロック機構４に作動的に連結され且つその上端部がアーム９０の他端部に回動可能に連結された作動部材９３と、クランプ部材９１，９２によりウエビングＷに作用する荷重が第１所定値Ｆ１よりも増大しないようにウエビング挟持力を制限する挟持力制限機構９５等を有する。

アーム９０の一端部には枢支軸９０ａが挿通され、その枢支軸９０ａの端部がアーム９０の端部から突出し、ハウジング２の１対の側壁１０，１１の枢支孔１７，１８に回動可能に枢支されている。アーム９０の他端部には右方へ突出する軸部９０ｂが固着され、この軸部９０ｂが右側壁１１の軸挿通孔１９を挿通して右方へ延び、その右端部分に作動部材９３の上端部が枢支されている。

ベースクランプ部材９２は第１ガイド部材９７に固着されており、この第１ガイド部材９７に、可動クランプ部材９１がベースクランプ部材９２に対して接近・離隔させ方向（前後方向）へ移動自在にガイド支持されている。また、第１ガイド部材９７は、ハウジング２の後上壁部１２の前面に固着された第２ガイド部材９８に、上下に移動自在にガイド支持されている。

通常状態では、作動部材９３がコイルバネ９４により付勢され、ベースクランプ部材９２と可動クランプ部材９１の間に隙間があるが、車両緊急時、緊急ロック機構４が作動すると、作動部材９３がコイルバネ９４の付勢力に抗して上方へ移動して、アーム９０が可動クランプ部材９１とともに枢支軸９０ａ回りに右側面視にて反時計回りに揺動し、可動クランプ部材９１とベースクランプ部材９２とでウエビングＷがクランプされる。

挟持力制限機構９５は、第２ガイド部材９８の上端部分に形成された係止部９６を有し、この係止部９６で第１ガイド部材９７の上端部を係止することにより、ウエビング挟持力を制限している。即ち、可動クランプ部材９１は、アーム９０の枢支軸９０ａの高さ位置に至る間において上方へ移動する程ベースクランプ部材９２側へ接近し、ウエビング挟持力は増大するが、係止部９６で第１ガイド部材９７を係止し、第１ガイド部材９７とともに可動クランプ部材９１の上方への移動を規制することで、クランプ部材９１，９２によりウエビングＷに作用する荷重が第１所定値Ｆ１よりも増大しないようにウエビング挟持力を制限するように構成してある。

前記シートベルトリトラクタ１の作動について、図１２〜図１５及び図１６のウエビングの荷重特性を参照しながら説明する。

通常の状態では、緊急ロック機構４が作動せず、図１２に示すように、クランプ機構８により巻取りドラム５から延びるウエビングＷの途中部がクランプされず、ウエビングＷを巻取りドラム５から自由に引出すことができる。

ウエビングＷを乗員の胸部や腰部等にセットした状態において、車両衝突等の車両緊急時、先ず、緊急ロック機構４により、巻取軸３を介して巻取りドラム５の回転がロックされると、その直後に、図１３に示すように、第１ガイド部材９７とともに可動クランプ部材９１とベースクランプ部材９２とが僅かに上方へ移動し、クランプ機構８により、巻取りドラム５から延びるウエビングＷの途中部がクランプされる。

その後、ウエビング挟持力を増大させながら、第１ガイド部材９７とともに可動クランプ部材９１とベースクランプ部材９２とが更に上方へ移動し、図１４に示すように、第１ガイド部材９７の上端部が挟持力制限機構９５の係止部９６に係止され、ウエビングＷに作用する荷重が上昇して第１所定値Ｆ１以上になると、クランプ機構８によりクランプされたウエビングＷが、クランプ部材９１，９２から作用する挟持摩擦力に抗して滑り出してエネルギーが吸収される。

車両緊急時直後、緊急ロック機構４により巻取りドラム５の回転はロックされているため、この間のウエビングＷの引出しは、巻取りドラム５におけるウエビングＷの巻締まりによるものであるが、ウエビングＷがＬ１（例えば、Ｌ１＝４cm）繰出されウエビングＷの巻取締まりが略完了するまで、クランプ機構８により、ウエビングＷの引出しが許容され摩擦を介してエネルギー吸収が行われ、乗員に作用する衝撃が緩和される。

その後、ウエビングＷの荷重が上昇して第２所定値Ｆ２以上になると、変形部材６がウエビングＷと胴部５１，６１とで挟圧されて縮径方向へ変形し、ウエビングＷを引出しながらエネルギー吸収が行われ、乗員に作用する衝撃が緩和される。その後、図１５に示すように、変形部材６が縮径方向へ完全に変形し、ウエビングＷがＬ２（例えば、Ｌ２＝３０cm）引出された後には、ウエビングＷが殆ど引出されなくなり、ウエビングＷで乗員が強固に拘束される。

ここで、図１０の状態から、変形部材６がウエビングＷと巻取りドラム５の胴部５１，６１とで挟圧されて縮径方向へ変形すると、その変形により報知部材７の２つの伸長部８０が塑性変形して伸長し、報知部材７の長さが長くなるため、図１１に示すように、報知部材７の両端部が巻取りドラム５の１対の脆弱部５８，６８を破断し、巻取りドラム５のフランジ５２，６２を貫いて突出してハウジング２の側壁１０，１１に強力に当接する。

変形部材６が縮径方向へ一旦変形すると、その後は報知部材７の両端部がハウジング２の側壁１０，１１に強力に当接した状態が保持され、報知部材７と側壁１０，１１の間に作用する摩擦力により巻取りドラム５が回動しにくくなり、ウエビングＷの巻取りドラム５からの引出し、ウエビングＷの巻取りドラム５への巻取りがスムースにいかなくなるため、或いは、巻取りドラム５が回動する際に異音が発生するため、変形部材６が変形したことを簡単且つ確実に確認でき、その結果、シートベルトリトラクタの交換の要否を容易に判断することができる。

このシートベルトリトラクタ１によれば、車両緊急時、緊急ロック機構４により巻取りドラム５の回転をロックした後、先ず、クランプ機構８により、ウエビングＷの途中部をクランプし、ウエビングＷに第１所定値Ｆ１以上の荷重が作用する際に、ウエビングＷの引出しを許容し摩擦を介してエネルギー吸収を行い、次に、ウエビングＷに第２所定値Ｆ２以上の荷重が作用する際に、エビングＷと巻取りドラム５の胴部５１，６１とで変形部材６を挟圧して縮径方向へ変形させてエネルギー吸収を行うことができる。

つまり、クランプ機構８によりウエビングＷの摩擦を介してエネルギー吸収を継続的に行いつつ、ウエビングＷと巻取りドラム５の胴部５１，６１とで変形部材６を挟圧して縮径方向へ変形させてエネルギー吸収を行うことができるため、ウエビングＷに作用する荷重が全く低下する虞がなくなり、エネルギー吸収を非常に効率よく確実に行うことができる。

更に、変形部材６以外には、エネルギー吸収の為の部材を必要とせず、又、クランプ機構８の作動も従来通りシンプルであるため、構造を簡単化・小型化でき製作コストを低減することができる。しかも、クランプ機構８は、このクランプ機構８によりウエビングＷに作用する荷重が第１所定値Ｆ１よりも増大しないように、ウエビング挟持力を制限する挟持力制限機構８５を有するので、ウエビングＷに第１所定値Ｆ１以上の荷重が作用する際に、クランプ機構８によりウエビングＷの引出しを確実に許容し摩擦を介してエネルギー吸収を行うことができ、また、挟持力制限機構８５により、ウエビング挟持力を調整することにより、第１所定値Ｆ１を所望の値に設定することが可能になる。

次に、本発明に係る第１の実施形態について説明する。尚、前記実施形態と同じものには同一符号を付して説明する。但し、図１７における前後左右を前後左右として説明する。

図１７、図１８に示すように、シートベルトリトラクタ１Ａは、車体に固定される金属製のハウジング100 、ハウジング100 に装着されウエビングＷを巻取る巻取りドラム101 と、巻取りドラム101 に挿通するように配設されて左端部が巻取りドラム101 に相対回転不能に係合されたトーションバーとしてのスピンドル軸102 、巻取ドラムり101 を常時巻取り方向へ回動付勢する回動付勢機構（図示略）、車両緊急時にスピンドル軸102 の右端近傍部を回転不能にロックする緊急ロック機構４、緊急ロック機構４のロック動作に連動して巻取りドラム５から延びるウエビングＷの途中部をクランプするクランプ機構８、車両緊急時にスピンドル軸102 の左端部の右端近傍部に対する捩じり変形回転量が所定値になるまでスピンドル軸102 の捩じり変形を許し、且つ前記捩じり変形回転量が所定値に達したときスピンドル軸102 の右端近傍部と巻取りドラム101 とを相対回転不能に締結する締結機構103 （図２１〜２３参照）等で構成されている。

図１７に示すように、ハウジング100 の左側壁１０と右側壁１１には、前記実施形態のハウジング２の円形開口１５，１６よりも若干大きめで、しかも巻取りドラム101 よりも小径の円形開口１５Ａ，１６Ａが同心状に形成されている。このハウジング100 について、その他の構造は前記実施形態のハウジング２と同様であるので説明を省略する。

図１７、図１９〜図２３に示すように、巻取りドラム101 は、外周部にウエビングＷが巻付けられる胴部110 と、左鍔部111 と、右鍔状部112 を有し、その軸心部分にスピンドル軸102 が挿通する左右方向向きの挿通孔113 が形成されている。左鍔部111 には、スプライン穴114 が形成され、また、巻取りドラム101 の左端部分には、挿通孔113 とスプライン穴114 に連通し且つ挿通孔113 よりも大径の挿入穴115 が形成されている。

右鍔状部112 は左右幅広に形成され、その中央部分には、挿通孔113 に連通し且つ挿通孔113 よりも大径のスプライン状の嵌合穴116 が形成され、この嵌合穴116 に、締結機構103 のリング部材130 が相対回転不能に且つ左右に相対移動可能に内嵌されている。また、胴部110 には、ウエビングＷの基端を嵌合固定する為のウエビング挿通開口117 が形成されている。

図１７〜図２３に示すように、スピンドル軸102 は、ウエビングＷに第１所定値Ｆ１よりも大きな第２所定値Ｆ２以上の荷重が作用する際に捩じり変形してエネルギー吸収を行うトーションバー部120 と、トーションバー部120 の左端側のローレット軸部121 と、トーションバー部120 の右端側のスプライン軸部122 と、スプライン軸部122 の右端側の連結軸部123 とを一体形成したものであって、ローレット軸部121 が、キャップ部材125 を介して巻取りドラム101 の左端部に相対回転不能に係合され、スプライン軸部122 に緊急ロック機構４のラチェットホイール３０Ａが相対回転不能に外嵌され連結されている。

キャップ部材125 は、スプライン状の係合部126 と、係合部126 から右方へ延びる筒部127 と、筒部127 の内部に形成されたローレット穴部128 とを有し、係合部126 が巻取りドラム101 のスプライン穴114 に係合され、筒部127 が挿入穴115 に内嵌挿入され、ローレット穴部128 にスピンドル軸102 のローレット軸部121 が係合されている。また、キャップ部材125 には係合部126 から左方へ延びる断面正方形状の連結軸部129 が一体形成され、この連結軸部129 が回動付勢機構に作動的に連結されている。

尚、図示していないが、スピンドル軸102 のトーションバー部120 に、ウエビングＷの基端部の筒状部が外嵌され、ウエビングＷはトーションバー部120 から、巻取りドラム101 の胴部110 のウエビング挿通開口117 を貫通して延び、胴部110 に巻付けられている。

尚、回動付勢機構については、周知技術であるためその説明を省略し、緊急ロック機構４とクランプ機構８の構造及び作用については、前記実施形態と同様であるので説明を省略する。但し、前記実施形態のラチェットホイール３０が巻取軸３に一体形成されているのに対して、本実施形態のラチェットホイール３０Ａはスピンドル軸102 と別体である。尚、ラチェットホイール３０Ａの円筒状のガイド部119 が、ハウジング100 の円形開口１６Ａにリング状の低摩擦部材119aを介して内嵌され回転自在に支持されている。

前記締結機構103 について説明する。図１９、図２１〜図２３に示すように、締結機構103 は、スピンドル軸102 のスプライン軸部122 に相対回転不能に連結されたラチェットホイール３０Ａの筒部118 に螺合機構135 を介して外嵌螺合されたリング部材130 を有する。このリング部材130 は、巻取りドラム101 の嵌合穴116 に内嵌され、巻取りドラム101に対して相対回転不能に且つその軸心方向（左右方向）へ相対移動可能に設けられている。

前記螺合機構135 は、リング部材130 の内周に形成された雌ネジ部136 と、ラチェットホイール３０Ａの筒部118 の外周に形成され雌ネジ部136 に螺合した雄ネジ部137 とからなり、筒部118 の雄ネジ部137 及びリング部材130 の雌ネジ部136 は正ネジに形成され、リング部材130 が筒部118 に対して、図２１に矢印Ａで示す方向へ回動すると、図１９、図２２に矢印Ｂで示す右方向へ移動し、図２３に示すように、リング部材130 の右端面がラチェットホイール３０Ａのガイド部119 の左端面に当接し、リング部材130 と筒部118 とが一体化され相対回転不能になる。

この締結機構103 においては、車両緊急時に、スピンドル軸102 のローレット軸部121 のスプライン軸部122 に対する捩じり変形回転量が、前記リング部材130 が回転不能になる所定値になるまでスピンドル軸102 のトーションバー部120の捩じり変形を許し、且つ前記捩じり変形回転量が所定値に達したときスピンドル軸102 のスプライン軸部122 と巻取りドラム101 とを、リング部材130 とラチェットホイール３０Ａを介して相対回転不能に締結するように構成してある。

ここで、リング部材130 の右端面がガイド部119 の左端面に当接するまでにリング部材130 が筒部118 に対して回転可能な回転数、つまり前記捩じり変形回転量は、リング部材130 の組付け時、リング部材130 の右端面をガイド部119 の左端面に当接させた状態から、リング部材130 を前記と逆方向へ所望の回転数だけ回転させることにより簡単に設定できる。尚、この場合、リング部材130 を容易に回動させないように、筒部118 に樹脂コーティングを施し、筒部118 とリング部材130 間に摩擦力をある程度作用させておくのが望ましい。

次に、シートベルトリトラクタ１Ａの作動について説明する。尚、前記実施形態と同じ動作については簡単に説明する。また、ウエビングＷに作用する荷重特性も図１６と略同様であるので、この図を参照して説明する。

通常状態においては、緊急ロック機構４が作動しないため、巻取りドラム101からウエビングＷを自由に引出し、シートに着座している乗員の腰部や胸部等にセットすることができる。

ウエビングＷを乗員の胸部や腰部等にセットした状態において、車両衝突等の車両緊急時、先ず、緊急ロック機構４により、スピンドル軸102 のスプライン軸部122 が回転不能にロックされ、スピンドル軸102 を介して巻取りドラム101 の回転もロックされると、その直後に、クランプ機構８により、巻取りドラム101から延びるウエビングＷの途中部がクランプされる。その後、ウエビングＷに作用する荷重が上昇して第１所定値Ｆ１以上になると、クランプ機構８によりクランプされたウエビングＷが、クランプ部材９１，９２から作用する挟持摩擦力に抗して滑り出してエネルギーが吸収される。

その後、ウエビングＷがＬ１繰出されウエビングＷの巻取締まりが略完了するまで、クランプ機構８により、ウエビングＷの引出しが許容され摩擦を介してエネルギー吸収が行われ、乗員に作用する衝撃が緩和される。その後、ウエビングＷの荷重が上昇して第２所定値Ｆ２以上になると、スピンドル軸102 のトーションバー部120 が捩じり変形してエネルギー吸収が行われる。

この場合、スピンドル軸102 のトーションバー部120 が捩じり変形し、スピンドル軸102 のロックされたスプライン軸部122 に対してローレット軸部121 が巻取りドラム101 とともに回動し、ウエビングＷが繰出されていく。このとき、巻取りドラム101 とともに回動するリング部材130 は、図１９の状態から図２２の状態を経て右側へ移動していく。

通常、ウエビングＷの繰出し量がＬ２になるまでの間に全ての運動エネルギーが吸収される。しかし、万一スピンドル軸102 のトーションバー部120 の前記捩じり変形回転量が所定値に達すると、図２３に示すように、リング部材130 の右端面がガイド部119 の左端面に当接して、リング部材130 がラチェットホイール３０Ａと一体化し、スプライン軸部123 がラチェットホイール３０Ａとリング部材130 を介して巻取りドラム101 と相対回転不能に締結され、トーションバー部120 の破断を防止する。こうして、巻取りドラム101 が完全に回転拘束され、ウエビングＷの繰出しが阻止され、ウエビングＷで乗員が確実に拘束される。

このシートベルトリトラクタ１Ａによれば、車両緊急時、緊急ロック機構４により巻取りドラム100 の回転をロックした後、先ず、クランプ機構８により、ウエビングＷの途中部をクランプし、ウエビングＷに第１所定値以上の荷重が作用する際に、ウエビングＷの引出しを許容し摩擦を介してエネルギー吸収を行い、次に、ウエビングＷに第２所定値以上の荷重が作用する際に、トーションバー部120 を捩じり変形させてエネルギー吸収を行うことができる。

つまり、クランプ機構８によりウエビングＷの摩擦を介してエネルギー吸収を継続的に行いつつ、トーションバー部120 を捩じり変形させてエネルギー吸収を行うことができるため、前記実施形態同様に、ウエビングＷに作用する荷重が全く低下する虞がなくなり、エネルギー吸収を非常に効率よく確実に行うことができる。

また、締結機構103 を設けたので、緊急ロック機構４の作動後にスピンドル軸102 のローレット軸部121 のスプライン軸部132 に対するウエビング引出し方向への捩じり変形回転量が所定値になるまでトーションバー部120 の捩じり変形を許し、前記捩じり変形回転量が所定値に達したときスピンドル軸102 のスプライン軸部122 と巻取りドラム101 とを相対回転不能に締結することができる。

その結果、車両緊急時にウエビングＷに大きな荷重が作用した場合や、車両が一度に複数回衝突してスピンドル軸102 が繰返し捩じり変形した場合でも、乗員の運動エネルギーを吸収するとともに、スピンドル軸102 の破断を確実に防止し、最終的には乗員をウエビングＷで確実に拘束できるため、乗員がステアリングホイールやフロントウインド等に２次衝突するのを確実に防止して、乗員の安全性を確保することができる。その他前記実施形態と同様の作用・効果を奏する。

次に、前記第１の実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。但し、前記実施形態と同じものには同一符号を付して説明する。

１〕変形例１・・・図２４参照
このシートベルトリトラクタ１Ｂは、締結機構103Bにおいて、巻取りドラム101Bに形成された雌ネジ部141 とスピンドル軸102 の右端近傍部に相対回転不能に連結されたラチェットホイール３０Ｂに形成され雌ネジ部141 と螺合した雄ネジ部142 とを有する螺合機構140 を備え、ラチェットホイール３０Ｂと巻取りドラム101Bとを当接させることにより、ラチェットホイール３０Ｂを介して、スピンドル軸102 のスプライン軸部122 と巻取りドラム101Bとを締結するように構成したものである。

巻取りドラム101Bの右鍔状部112 には、その中央部分に嵌合穴143 が形成され、その嵌合穴143 の周面部に雌ネジ141 が形成され、ラチェットホイール３０Ｂにはガイド部144 が一体形成され、そのガイド部144 の左部に雄ネジ部142 が形成され、嵌合穴143 の内端面とガイド部144 の左端面が当接可能になっている。

２〕変形例２・・・図２５参照
このシートベルトリトラクタ１Ｃは、締結機構103Cにおいて、巻取りドラム101Cに形成された雌ネジ部151 とスピンドル軸102Cの他端近傍部に形成され雌ネジ部152 に螺合した雄ネジ部152 とを有する螺合機構150 を備え、スピンドル軸102Cとラチェットホイール３０Ｃとを一体形成し、スピンドル軸102Cの右端近傍部と巻取りドラム101Cとを当接させることによりスピンドル軸102Cの右端近傍部と巻取りドラム101Cとを締結するように構成したものである。

巻取りドラム101Cの右鍔状部112 には、その中央部分に嵌合穴153 が形成され、その嵌合穴153 の周面部に雌ネジ151 が形成され、スピンドル軸102Cの右端部分にガイド部154 が一体形成され、そのガイド部154 の左部に雄ネジ部152 が形成され、嵌合穴153 の内端面とガイド部154 の左端面が当接可能になっている。尚、ラチェットホイール３０Ｃは、ガイド部154 の右側においてスピンドル軸102Cと一体形成されている。

次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、前記第１の実施形態のクランプ機構８のクランプ部材９１，９２の形状を変更したものである。

第２の実施形態のクランプ機構８Ｄにおいて、可動クランプ部材９１Ｄ及びベースクランプ部材９２Ｄの相対向する面のうちウエビング通過方向（上下方向）の両端部分に左右に長い１対の挟持部160,165 が設けられ、１対の挟持部160,165 同士間に非挟持部169 が設けられている。

下側の挟持部160 は、可動クランプ部材９１Ｄに形成され且つ上下方向に狭幅の凸部161 と、ベースクランプ部材９２Ｄに形成され且つ前記凸部161 に係合する凹部162 とからなり、上側の挟持部165 は、可動クランプ部材９１Ｄに形成され且つ上下方向に狭幅の凹部166 と、ベースクランプ部材９２Ｄに形成され且つ前記凹部161 に係合する凸部167 とからなり、各凸部161,167 と凹部162,166 及びその近傍部には、非常に複数の微小突起が形成されている。

つまり、このクランプ機構８Ｄにおいては、可動クランプ部材９１Ｄ及びベースクランプ部材９２Ｄの上下両端部分に１対の挟持部160,165 を設け、１対の挟持部160,165 同士間に非挟持部169 を設けたので、１対の挟持部160,165 全体から均等にクランプ力をウエビングＷに作用させることができ、更に、各挟持部160,165 において、凹部162,166 と凸部161,167 の係合によりウエビングＷをクランプするため、クランプ機構８Ｄの性能を高めることができ、前記第１所定値Ｆ１も設定し易くなる。このクランプ機構８Ｄによれば、１対の挟持部160,165 の各挟持部でエネルギー吸収を行うものであるので、通常のクランプ機構よりも高いエネルギー吸収が行える。

そして、クランプ機構８Ｄが実際に作動したときには、両挟持部160,165 が同時にウエビングＷを挟持するのであるが、ウエビングＷに第１所定値の荷重が作用すると、先ず引出し側の挟持部165 がウエビングＷの引出しを許容し非挟持部169 のウエビング部分が伸ばされつつ摩擦を解してエネルギー吸収を行い、次に第２所定値の荷重が作用すると挟持部160 もウエビングＷの引出しを許容する。従って、両挟持部160,165 によってエネルギー吸収が行われるため、一方の挟持部に荷重が集中することがないので、ウエビングＷに対する損傷を防止できる。

尚、本発明に係るシートベルトリトラクタは、前記各実施形態で説明したものに限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を付加して、種々の形式のシートベルトリトラクタに適用することができる。

提案例の実施形態に係るシートベルトリトラクタの分解斜視図である。 シートベルトリトラクタの右側面図である。 緊急ロック機構の分解斜視図である。 巻取りドラムの斜視図である。 巻取りドラムの分解斜視図である。 巻取りドラム左分割体の右側面図である。 図６のVII −VII 矢視図である。 巻取りドラム右分割体の左側面図である。 図８のIX−IX矢視図である。 巻取りドラムの部分断面図である。 巻取りドラムの部分断面図である。 シートベルトリトラクタの作動説明図である。 シートベルトリトラクタの作動説明図である。 シートベルトリトラクタの作動説明図である。 シートベルトリトラクタの作動説明図である。 ウエビングに作用する荷重特性を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るシートベルトリトラクタの分解斜視図である。 シートベルトリトラクタの要部斜視図である。 シートベルトリトラクタの要部断面図である。 図１９のXX−XX線断面図である。 図１９のXXI −XXI 線断面図である。 シートベルトリトラクタの要部断面図である。 シートベルトリトラクタの要部断面図である。 第１の実施形態の変形例のシートベルトリトラクタの断面図である。 第１の実施形態の変形例のシートベルトリトラクタの断面図である。 第２の実施形態におけるクランプ機構の側面図である。 図２６のXXVII −XXVII 矢視図である。 図２６のXXVIII−XXVIII矢視図である。

符号の説明

Ｗ ウエビング
１，１Ａ〜１Ｃ シートベルトリトラクタ
４ 緊急ロック機構
５，101 ，101B，101C 巻取りドラム
６ 変形部材
８，８Ｄ クランプ機構
５１，６１ 胴部
９５ 挟持力制限機構
９１，９１Ｄ 可動クランプ部材
９２，９２Ｄ ベースクランプ部材
102 スピンドル軸（トーションバー）
160,165 挟持部
169 非挟持部
161,167 凸部
162,166 凹部

Claims (2)

1. ウエビングを巻取る巻取りドラムと、
   車両緊急時に巻取りドラムの回転をロックする緊急ロック機構と、
   前記緊急ロック機構のロック動作に連動してウエビングの途中部をクランプし且つウエビングに第１所定値以上の荷重が作用する際にはウエビングの引出しを許容し摩擦を介してエネルギー吸収を行うクランプ機構と、
   車両緊急時に基端部が緊急ロック機構で回転拘束されるとともに先端部が巻取りドラムと一体的に回転するトーションバーであって、ウエビングに第１所定値よりも大きな第２所定値以上の荷重が作用する際には捩じり変形してエネルギー吸収を行うトーションバーと、
   を備えたことを特徴とするシートベルトリトラクタ。
2. 請求項１に記載のシートベルトリトラクタにおいて、
   前記クランプ機構は、このクランプ機構によりウエビングに作用する荷重が第１所定値よりも増大しないように、ウエビング挟持力を制限する挟持力制限機構を有することを特徴とするシートベルトリトラクタ。
   

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