JP2005527427A - 予備緊張装置を持つ安全ベルト巻取り機 - Google Patents

Abstract

車両及び／又はベルトに感応する拘束システム、及び乗客の可逆予備緊張を行うためベルト軸に作用する緊張装置を持ち、ベルト軸が緊張駆動装置としての電動機に中間接続される伝動装置を介して連結可能である。特に自動車において使用するための安全ベルト巻取り機は、ベルト軸（１２）を伝動機（１６）に結合する伝動装置として、ベルト軸（１２）の外歯にかみ合うウォーム歯（１９）が設けられ、ベルト軸（１２）にベルト引出し方向（矢印４０）に作用する荷重によって行われるウォーム歯（１９）の回転方向において、ベルト軸（１２）から及ぼされるトルクを吸収するためウォーム回転の阻止が行われる。

Description

発明の詳細な説明

本発明は、特に自動車において使用するための安全ベルト巻取り機であって、車両及び／又はベルトに感応して始動される拘束システム、及びベルト軸に作用して乗客の可逆的予備緊張を行う緊張装置を持ち、ベルト軸が、中間接続される伝動装置を介して、緊張駆動装置としての電動機に連結可能であるものに関する。

前記の特徴を持つ安全ベルト巻取り機は欧州特許出願公告第０８９３３１３号明細書から公知である。ベルト巻取り機のベルト軸には、ベルト巻戻し方向及びベルト巻取り方向に回転可能な電動機が連結可能であり、中間接続される伝動装置を介してこの電動機により、特定の走行状況に応じて調節可能なトルクを、ベルト軸に作用させることができる。その際伝動装置の所定の切換え位置において、ベルト緊張のため電動機から供給されるトルクをベルト軸へ伝達することができる。このような緊張は、公知の安全ベルト巻取り機では、いわゆる予備緊張と動力緊張とが区別されている。いわゆる予備緊張の範囲では、事故の際動力緊張の開始にとって重要な開始閾値より下の速度変化又は減速度値の生じた際、ベルトを締めている乗客は、電動機の減少されたトルクで、通常のすわり位置へ引張られ、ベルトのゆるんだ状態で安全ベルトから出される。速度変化の終了の際予備緊張が終了され、引続く適当な走行状況が生じると、可逆過程として再び開始されるので、ベルトを締めている乗客には、積極的な安全性の感じが伝えられる。事故の際動力緊張のための開始閾値を超過すると、適当な大きさのトルクで電動機が動作する。

安全ベルトの予備緊張に関連して、予備緊張を介して安全ベルトシステムからすべてのベルトゆるめが行われ、ベルトを締めている人間の体に安全ベルトがきつく接し、走行状況に応じて予備緊張過程の終わりに、ベルトを締めている人間の体の僅かな前方移動を介して、ベルト巻取り機側拘束システムの阻止円板がハウジング部分と荷重伝達係合を行うように制御されることによって、安全ベルトの自己拘束の不利な状況が生じる可能性がある。阻止円板のこの阻止位置において、阻止円板をその荷重伝達位置から出すため、ベルト引込み方向へベルト軸の逆回転が必要な場合、可逆予備緊張の終了後も、予備緊張におけるより少し大きい力で付加的な再緊張を不利に行わねばならず、それによりシステムの望ましくない負荷又は乗客の支持快適さの低下が生じる。

従って本発明の基礎になっている課題は、最初に述べた特徴を持つ安全ベルト巻取り機において、拘束システムの早すぎる応答を回避して、自己拘束をなくすことである。

この課題の解決策は、発明の有利な構成及び展開を含めて、この説明の前に置かれている特許請求の範囲の内容から明らかになる。

本発明は、その基本思想において、ベルト軸を電動機に接続する伝動装置として、ベルト軸の外歯にかみ合うウォーム歯が設けられ、ウォーム歯が定置支持体に支持されて、ベルト引出し方向にベルト軸へ作用する荷重によりウォーム歯が支持体へ向かって軸線方向に負荷される際、支持力により、ベルト軸から及ぼされるトルクを吸収するためウォーム回転の阻止が行われるようにしている。

本発明が、電動機の駆動運動をベルト軸へ伝達する伝動装置段としてウォーム歯を提案する場合、本発明の思想は、ウォーム歯の適当な設計によるか又は他の手段により、ベルト巻取り方向へのベルト軸の回転を伴う緊張運動に続いて、ベルト軸の逆回転を許すことなく、ベルト軸に由来するトルクを受止めるまで、適当な回転方向におけるウォーム歯の回転を阻止することによって、ベルト巻戻し方向にベルト軸に作用する荷重によるベルト軸の逆回転を阻止することも含んでいる。それにより拘束システムの応答が有利に阻止される。ウォーム歯の一方の回転方向即ち緊張方向に相当するベルト巻取り方向において、伝動装置効率が安全に利用可能であり、逆回転方向即ちベルト巻戻し方向において、ウォーム歯が定置支持体に支持されて、ベルト軸により支持体へ向けられる軸線方向負荷の際、支持力によりウォーム歯の阻止が行われるようにすることによって、ウォーム歯の阻止が行われる。即ち予備緊張の実施に続いて、ベルト軸からトルクがウォーム歯に作用する場合、これによりウォーム歯の軸線方向負荷が行われ、この負荷が支持カム変換可能である。

欧州特許出願公告第０８９３３１３号明細書により、衝突の場合動力緊張も考慮されている場合、電動機が適当なトルクを生じるようになっていると、ウォーム歯として構成される伝動装置を持つ電動機の使用は、動力緊張のためにも排除されない。しかし動力緊張は、ベルト軸に作用する別の緊張駆動装置を介するか、又は安全ベルトシステムの他の範囲に設けられるバックル緊張器のような別の緊張装置を介しても行うことができる。

本発明の実施例によれば、ウォーム歯が、角形伝動装置により、電動機の駆動軸に連結されている。これにより安全ベルト巻取り機の特に場所を節約する構造が得られる。なぜならば、電動機を安全ベルト巻取り機の軸部分の上に設けることが可能だからである。

本発明の実施例により、角形伝動装置がクラウン歯車伝動装置として構成されている場合、製造技術上の利点が生じる。しかしその代わりに、傘歯車伝動装置を設けることも考えられ、多量生産の場合傘歯車伝動装置の公差状態は高い費用によってのみ抑制可能であろう。しかし本発明を実現するため傘歯車伝動装置の使用は排除されない。

本発明の実施例によれば、ウォーム歯が保持軸に形成され、保持軸が角形伝動装置に結合されている。

本発明の実施例によれば、支持体とウォーム歯の第１のねじ山との間に、摩擦を増大する部材が設けられていることによって、ウォーム回転の阻止が行われる。本発明の実施例によれば、摩擦を増大する部材は、非線形摩擦係数を持つ材料から成る中間円板として構成することができる。即ち特にエラストマが使用可能であり、力の作用の増大と共に指数関数的に増大する摩擦力が生じる。

その代わりに、荷重の増大と共に軸線方向に弾性変形可能な支持円板を設けることができるので、ウォーム歯の第１のねじ山が、支持力の作用で、支持力の作用しない場合より大きい直径で支持体内で回転する。

本発明の別の実施例では、ウォーム歯に近い方にある支持体の面が円錐状凹所を持ち、保持軸上に、形状を適当に形成された弾性材料製円錐状摩擦体が設けられている。この場合凹所及び摩擦体の円錐形状と弾性変形とにより、摩擦力の増大が行われる。

別の実施例では、支持体とウォーム歯との間に圧縮ばねが設けられ、保持軸の軸線方向移動の際、保持軸及び支持体が、互いに係合する係止部を持っている。圧縮ばねの代わりに、保持軸の対応する端部に引張りばねを設けることもできる。

本発明の実施例によれば、ウォーム回転の阻止を行うため、保持軸が端面で、電動機の駆動軸の軸部に支持されているので、適当な制動トルクが発生される。

その代わりに、電動機の駆動軸と保持軸との間で作用するクラウン歯車伝動装置のクラウン歯が、保持軸の軸線方向負荷の際クラウン歯車伝動装置の変速比を変化し、こうしてウォーム歯を持つ保持軸の回転のための制動トルクを発生するように、多段に構成されている。

ウォーム回転を阻止するための構造的手段がまだ充分でない場合、ベルト軸に由来するトルクを更に吸収するため、電動機が、ウォーム歯の阻止の援助に用いられる保持トルクを生じるための別の出力範囲を持つように設計されているので、電動機によるウォーム回転の阻止に加えて、ベルトの巻戻し方向に応じてウォーム歯の逆回転の拘束が、適当な保持素子を介して行われる。

しかしウォーム歯の逆回転を阻止する手段により、既に充分なトルクを受止めることができるので、保持素子の発生に用いられる出力範囲を持つ電動機の設計は、最初にあげた種類の安全ベルト巻取り機において付加的に設けられる力限定段階中に、制御される保持トルクを設定し、それにより例えば１段又は多段に構成されるねじり棒と共に適合力限定を行う可能性を付加的に与える。このため電動機の保持トルクが、ベルト引出し方向にベルト軸へ作用する荷重に関係して電動機制御により調節可能であるようにすることができる。

ウォーム歯の配置に関して本発明の実施例によれば、ウォーム歯を保持する保持軸が角形伝動装置とは反対側の端部で軸受に保持され、ウォーム歯と角形伝動装置との間の範囲で、軸受ハウジングにより包囲される付加的な推力軸受に支持されている。

その際推力軸受を球欠軸受として構成するのが有利である。なぜならば、僅かな角だけ軸線方向初期位置から保持軸の偏向が可能になり、それにより本発明の意味における伝動装置摩擦の増大が同様に調節可能だからである。

付加的な軸受ハウジング内における保持軸の支持を行う場合、本発明の実施例によれば、軸受ハウジングがウォーム歯用支持体を形成しているようにしている。

図面に本発明の実施例が示されており、以下に説明される。

図１からわかる安全ベルト巻取り機１０はＵ字状ハウジング１１を持ち、このハウジングのＵ脚辺にベルト軸１２が公知のように支持されている。ベルト軸１２は、ばね箱１３内に設けられる巻取りばねの作用を受けており、安全ベルトを外す際ベルト軸１２からの図示しないベルトの巻戻し後、巻取りばねがベルト軸１２へのベルトの再巻取りを行う。図１には示してないがばね蓋１３の取付け部とは反対にあるハウジング１１のシステム側には、詳細を示してないが公知であると仮定されるベルト巻取り機の拘束システムが、覆い蓋１４の内側に設けられ、ベルト又は車両に感応して作用する制御システムにより始動可能である。

ばね蓋１３を持つハウジングの側に、更に符号１５で予備緊急装置ハウジングが示され、緊張駆動装置として電動機１６がこの予備緊張装置ハウジングに付属している。

このため図２及び３からわかるように、電動機１６の駆動軸３４は、クラウン歯車伝動装置１７を介して、ベルト軸１２に対して接線方向に設けられた保持軸１８に作用し、この保持軸上にウォーム歯１９が設けられて、ベルト軸１２上にある外歯２０にかみ合っている。保持軸１８は、端部軸受２１及びウォーム歯１９とクラウン歯車伝動装置１７との間に設けられた球欠軸受２２に支持され、球欠軸受２２は、図２及び３には示してないが図４〜８からわかる軸受ハウジング２３内に設けられている。

図示した実施例では、ウォーム歯１９は非可逆ウォームとして構成されていないので、予備緊張に続いてベルト軸１２に荷重がベルト引出し方向（矢印４２）に作用する際、ベルト軸４２からウォーム歯１９従って保持軸１８に及ぼされる軸線方向力（矢印４０）が、摩擦を増大する支持力に変換されるので、これによりウォーム歯１９の回転運動の阻止が行われる。

摩擦力の増大を行うための実施例が図４〜８に示され、図４に示す実施例では、ウォーム歯１９の第１のねじ山と球欠軸受２２の軸受ハウジング２３との間に、非線形摩擦係数を持つ材料から成る中間円板２５が設けられている。この材料は適当なエラストマとすることができ、作用する軸線方向力の増大と共に摩擦力が指数関数的に増大する。

図５によりウォーム歯１９と軸受ハウジング２３との間に設けられる支持円盤２６も同じように作用し、軸線方向力（矢印４０）の作用で、ウォーム歯が、軸受内で通常の荷重を受けるより大きい直径で回転する。

図６に示す実施例では、軸受ハウジング２３は円錐状凹所２７を持ち、形状の一致する円錐状の弾性材料製摩擦体２８がこの凹所へ係合するので、円錐形状及び摩擦体２８の弾性変形により、ウォーム歯１９と軸受ハウジング２３との間の摩擦力が増大される。

同じように図７に示す実施例では、ウォーム歯１９と軸受ハウジング２３との間に薄円板２９が設けられて、力の作用で弾性変形するので、摩擦力が高められ、摩擦抵抗が増大する。ここでその代わりに、いわゆるクナックフロシュ（Ｋｎａｃｋｆｒｏｓｃｈ）溶液も実現可能であろう。

図８に示す実施例では、軸受ハウジング２３とウォーム歯１９との間に圧縮ばね３０が設けられ、軸受ハウジング２３とウォーム歯１９の第１のねじ山との間に付加的にはまり合い部３１が設けられているので、力の作用する際（矢印４０）ばね３０が圧縮され、それからはまり合い部３１が互いに係止する。

図９には、保持軸１８に軸線方向力が作用する際、保持軸が球欠軸受２２内で僅かな角だけ傾斜することにより、ウォーム歯１９とベルト軸１２の外歯２０との間の摩擦力を高める可能性が示されている。

図１０には、保持軸１８が端面で電動機１６の駆動軸３４の軸部３３上に支持され、これにより適当な制動トルクが発生される可能性が示されている。

図１１では、電動機１６の駆動軸３４と保持軸１８との間に作用するクラウン歯車伝動装置１７のクラウン歯車の歯が多段に構成されて、保持軸の軸線方向負荷の際（矢印４０）、クラウン歯車伝動装置の変速比が高速から低速に変化し、その代わりに又はそれに加えて、クラウン歯車伝動装置１７の段における歯効率の低下を行うことができる。

特許請求の範囲、発明の詳細な説明、要約及び図面に開示されたこの書類の対象の特徴は、個々でも任意の組合わせでも、本発明を種々の実施形態で実現するために重要である。

予備緊張装置を持つ安全ベルト巻取り機を全体図で示す。 図１による安全ベルト巻取り機を、予備緊張装置を持つ緊張器側の側面図で示す。 図１及び２による予備緊張装置の細部を側面図で示す。 軸受ハウジングへのウォーム歯の支持によるウォーム回転の阻止の第１実施例を原理図で示す。 図４の対象の別の実施例を示す。 図４の対象の別の実施例を示す。 図４の対象の別の実施例を示す。 図４の対象の別の実施例を示す。 保持軸の支持部における半径方向力の利用によるウォーム回転の阻止を原理図で示す。 電動機の駆動軸への保持軸の支持によるウォーム回転の阻止を示す。 クラウン歯車伝動装置における保持軸の支持によるウォーム回転の阻止を示す。

Claims (16)

1. 特に自動車において使用するための安全ベルト巻取り機（１０）であって、車両及び／又はベルトに感応して始動される拘束システム、及びベルト軸（１２）に作用して乗客の可逆的予備緊張を行う緊張装置を持ち、ベルト軸（１２）が、中間接続される伝動装置を介して、緊張駆動装置としての電動機（１６）に連結可能であるものにおいて、ベルト軸（１２）を電動機（１６）に接続する伝動装置として、ベルト軸（１２）の外歯（２０）にかみ合うウォーム歯（１９）が設けられ、ウォーム歯（１９）が定置支持体（２３）に支持されて、ベルト引出し方向（矢印４０）にベルト軸（１２）へ作用する荷重によりウォーム歯（１９）が支持体（２３）へ向かって軸線方向に負荷される際、支持力により、ベルト軸（１２）から及ぼされるトルクを吸収するためウォーム回転の阻止が行われるようにしていることを特徴とする、安全ベルト巻取り機。
2. ウォーム歯（１９）が、角形伝動装置（１７）により、電動機（１６）の駆動軸（３４）に連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の安全ベルト巻取り機。
3. 角形伝動装置がクラウン歯車伝動装置（１７）として構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の安全ベルト巻取り機。
4. ウォーム歯（１９）が保持軸（１８）に形成され、保持軸（１８）が角形伝動装置（１７）に結合されていることを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載の安全ベルト巻取り機。
5. 支持体（２３）とウォーム歯（１９）の第１のねじ山との間に、摩擦を増大する部材（２５，２６，２８，３０）が設けられていることを特徴とする、請求項１〜４の１つに記載の安全ベルト巻取り機。
6. 非線形摩擦係数を持つ材料から成る中間円板（２５）が設けられていることを特徴とする、請求項５に記載の安全ベルト巻取り機。
7. 荷重の増大と共に軸線方向に弾性変形可能な支持円板（２６）が設けられていることを特徴とする、請求項５に記載の安全ベルト巻取り機。
8. ウォーム歯（１９）に近い方にある支持体（２３）の面が円錐状凹所を持ち、保持軸（１８）上に、形状を適当に形成された弾性材料製円錐状摩擦体（２８）が設けられていることを特徴とする、請求項５に記載の安全ベルト巻取り機。
9. 支持体（２３）とウォーム歯（１９）との間に圧縮ばね（３０）が設けられ、保持軸（１８）の軸線方向移動の際、保持軸（１８）及び支持体（２３）が、互いに係合する係止部（３１）を持っていることを特徴とする、請求項５に記載の安全ベルト巻取り機。
10. 保持軸（１８）が端面で、電動機（１６）の駆動軸（３４）の軸部（３３）に支持されていることを特徴とする、請求項１に記載の安全ベルト巻取り機。
11. 電動機（１６）の駆動軸（３４）と保持軸（１８）との間で作用するクラウン歯車伝動装置（１７）のクラウン歯が、保持軸（１８）の軸線方向負荷の際クラウン歯車伝動装置（１７）の変速比を変化するように、多段に構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の安全ベルト巻取り機。
12. 電動機（１６）が、ウォーム歯（１９）の阻止の援助に用いられる保持トルクを生じるための別の出力範囲を持つように設計されていることを特徴とする、請求項１〜１１の１つに記載の安全ベルト巻取り機。
13. 電動機（１６）の保持トルクが、ベルト引出し方向にベルト軸（１２）へ作用する荷重に関係して電動機制御により調節可能であることを特徴とする、請求項１２に記載の安全ベルト巻取り機。
14. ウォーム歯（１９）を保持する保持軸（１８）が角形伝動装置（１７）とは反対側の端部で軸受（２１）に保持され、ウォーム歯（１９）と角形伝動装置（１７）との間の範囲で、軸受ハウジング（２３）により包囲される付加的な推力軸受（２２）に支持されていることを特徴とする、請求項１〜１３の１つに記載の安全ベルト巻取り機。
15. 推力軸受が球欠軸受（２２）として構成されていることを特徴とする、請求項１４に記載の安全ベルト巻取り機。
16. 軸受ハウジング（２３）がウォーム歯（１９）用支持体を形成していることを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の安全ベルト巻取り機。

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