JP2006213199A - ウエビング巻取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 プリテンショナ機構の作動時に加速度検出機構に影響が及ぶことを防止できるウエビング巻取装置を得る。
【解決手段】 ウエビング巻取装置１０では、プリテンショナ機構５６のカバープレート８０と加速度検出機構８２のセンサホルダ８４とは、非接触状態で互いに独立してフレーム１２の一側壁１２Ａに取り付けられており、カバープレート８０とセンサホルダ８４との間には隙間１１４が形成されている。このため、プリテンショナ機構５６の作動時においても加速度検出機構８２に影響が及ぶことが防止される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用のシートベルト装置を構成するウエビング巻取装置に関する。

ウエビング巻取装置としては、フレームと、ウエビングが巻き取られるスプールと、車両の緊急時にスプールにウエビングを巻き取るプリテンショナ機構と、車両の加速度及びスプールからのウエビングの引出加速度を検出する加速度検出機構と、を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

このウエビング巻取装置では、フレームの一側にプリテンショナ機構が配置される一方、フレームの他側に加速度検出機構が配置されて、フレームの一側と他側とで機構の配置バランス（スペース上のバランス）が良好にされている。

ところで、このようなウエビング巻取装置に、例えば車両の衝突が予測された際にウエビングを巻き取るモータリトラクタ機構等のある程度配置スペースが必要な他の機構を追加する場合がある。この場合、例えば、当該他の機構をフレームの一側に配置し、プリテンショナ機構と加速度検出機構とを共にフレームの他側に配置することで、機構の配置バランスを良好にできる。しかしながら、このような構成の場合、プリテンショナ機構の作動時においても加速度検出機構に影響が及ばないような何らかの対策が必要である。
特開平８−１３３０１５号公報

本発明は上記事実を考慮し、プリテンショナ機構の作動時に加速度検出機構に影響が及ぶことを防止できるウエビング巻取装置を得ることを目的とする。

請求項１に係る発明のウエビング巻取装置は、フレームと、乗員拘束用のウエビングが巻取り引出し可能に巻き回される巻取軸と、所定の機会に前記巻取軸を巻取方向へ回転させるプリテンショナ機構と、装置の移動加速度及び前記巻取軸の回転加速度の少なくとも一方を検出する加速度検出機構と、を備え、かつ、前記プリテンショナ機構と前記加速度検出機構とを非接触状態で独立して前記フレームの一側に取り付けた、ことを特徴としている。

請求項１記載のウエビング巻取装置では、プリテンショナ機構が所定の機会に巻取軸を巻取方向へ回転させることで、ウエビングが巻き取られる。また、加速度検出機構が巻取軸の移動加速度及び回転加速度の少なくとも一方を検出する。

ここで、プリテンショナ機構と加速度検出機構とは、非接触状態で独立してフレームの一側に取り付けられている。このため、プリテンショナ機構の作動時においても加速度検出機構に影響が及ぶことを防止できる。

請求項２に係る発明のウエビング巻取装置は、フレームと、乗員拘束用のウエビングが巻取り引出し可能に巻き回される巻取軸と、前記フレームの一側に配置されてプリテンショナ機構を構成し、作動源の作動時に前記巻取軸を巻取方向へ回転させる回転部材を支持するカバープレートと、前記カバープレートに対して前記フレームとは反対側に配置されて加速度検出機構を構成し、装置の移動加速度を検出する移動加速度検出器及び巻取軸の回転加速度を検出する回転加速度検出器の少なくとも一方を保持するセンサホルダと、を備え、かつ、前記カバープレートと前記センサホルダとを非接触状態で独立して前記フレームの一側に取り付けた、ことを特徴としている。

請求項２記載のウエビング巻取装置では、フレームの一側にはプリテンショナ機構を構成するカバープレートが配置されている。このカバープレートには回転部材が支持されており、作動源の作動時にこの回転部材が巻取軸を巻取方向へ回転させることで、ウエビングが巻き取られる。また、カバープレートに対してフレームとは反対側には加速度検出機構を構成するセンサホルダが配置されている。このセンサホルダには移動加速度検出器及び回転加速度検出器の少なくとも一方が保持されており、当該少なくとも一方の検出器が装置の移動加速度及び巻取軸の回転加速度の少なくとも一方を検出する。

ここで、カバープレートとセンサホルダとは、非接触状態で独立してフレームの一側に取り付けられている。このため、カバープレートに支持された回転部材が作動源によって作動した状態（プリテンショナ機構の作動時）においても、加速度検出機構を構成するセンサホルダに支持された前記少なくとも一方の検出器に影響が及ぶことを防止できる。

以上説明した如く、本発明に係るウエビング巻取装置では、プリテンショナ機構の作動時に加速度検出機構に影響が及ぶことを防止できる。

図２には、本発明の実施の形態に係るウエビング巻取装置１０の構成が分解斜視図にて示されている。

本実施の形態に係るウエビング巻取装置１０は、上面視コ字形板状のフレーム１２を備えており、フレーム１２は、車室内に固定されている。フレーム１２の一側壁１２Ａ上端と他側壁１２Ｂ上端との間には連結片１４が架け渡されており、連結片１４は、車室内に固定されると共に、挿通孔１６が形成されている。また、フレーム１２の一側壁１２Ａには、略円形の貫通孔１５が形成されており、他側壁１２Ｂには、円形の貫通孔１３が形成されている。

フレーム１２の一側壁１２Ａと他側壁１２Ｂとの間には、巻取軸としての円筒状のスプール１８が回転自在に支持されている。スプール１８には、長尺帯状の乗員拘束用ウエビング２０の基端部が、円柱状のシャフト２２によって係止されており、スプール１８をその軸線周り一方（以下、この方向を「巻取方向」と称する）へ回転させると、ウエビング２０がその基端側からスプール１８の外周部に巻き取られる。一方、ウエビング２０をその先端側から引っ張れば、これに伴いスプール１８が回転しながらウエビング２０が引き出される（以下、ウエビング２０を引き出す際のスプール１８の回転方向を「引出方向」と称する）。

スプール１８の軸心部には、フォースリミッタ機構を構成するトーションシャフト２４（エネルギー吸収部材）が配置されている。トーションシャフト２４は、鉄等の金属材料によって形成されており、所定値以上の捩れ荷重を付与されることで捩れ変形可能な捩れ変形部２３と、捩れ変形部２３の一端部（図２では左側の端部）に同軸的かつ一体的に設けられた支軸部２５とを備えている。この支軸部２５は、一側壁１２Ａの貫通孔１５を非接触状態で貫通してフレーム１２の外側（一側）へ突出している。

また、捩れ変形部２３の他端部（図２では右側の端部）には、ネジ部材２６が螺合されており、このネジ部材２６によって、捩れ変形部２３の他端部とスプール１８の他端部（図２では右側の端部）とが一体的に連結されている。これにより、トーションシャフト２４はスプール１８と一体に回転する。

スプール１８の一側（図２では左側）には、フォースリミッタ機構を構成するロックギヤ２８が設けられている。ロックギヤ２８は、一側壁１２Ａの貫通孔１５内に配置されて、捩れ変形部２３の一端部に係止されており、捩れ変形部２３が捩れ変形された際以外には、ロックギヤ２８はトーションシャフト２４及びスプール１８と一体に回転する。ロックギヤ２８の外周には、ラチェット歯３０が形成されている。さらに、ロックギヤ２８の中心部には円形のローレット孔３２が形成されており、ローレット孔３２は他側へ開放されると共に、ローレット孔３２の内周面全体にはローレット加工が施されてローレット面３４が形成されている。

フレーム１２の他側（図２では右側）には、付勢機構３６が設けられている。付勢機構３６はスプリングシート３８を有しており、スプリングシート３８はフレーム１２の他側壁１２Ｂの外側に取り付けられている。スプリングシート３８は、ネジ部材２６を他側へ突出させた状態で、スプール１８の他側面を被覆している。スプリングシート３８の他側はスプリングカバー４０に被覆されており、スプリングカバー４０はフレーム１２の他側壁１２Ｂの外側に取り付けられている。スプリングカバー４０には略円柱状の凹部４２が形成されており、凹部４２は一側へ開口している。

スプリングカバー４０の凹部４２内には、渦巻きスプリング４４が設けられており、渦巻きスプリング４４の外側端は凹部４２の内周面に固定されている。渦巻きスプリング４４の内側端はネジ部材２６に固定されており、渦巻きスプリング４４は、ネジ部材２６を介して、トーションシャフト２４、スプール１８及びロックギヤ２８を巻取方向へ付勢している。

フレーム１２の一側壁１２Ａと他側壁１２Ｂとの間には、ロック部材４６が架け渡されており、ロック部材４６の一端部（図２では左側の端部）にはロックプレート４８が設けられている。ロックプレート４８は一端において下記ギヤケース５２の下部に回動自在に支持されており、ロックプレート４８はロックギヤ２８の斜め下方に配置されている。ロックプレート４８の他端にはロック歯５０が形成されており、ロックプレート４８は、ロック歯５０がロックギヤ２８のラチェット歯３０から離間した位置と、ロック歯５０がロックギヤ２８のラチェット歯３０に噛合した位置との間で回動可能とされている。

ここで、ロックプレート４８のロック歯５０がロックギヤ２８のラチェット歯３０に噛合した状態では、ロックギヤ２８、トーションシャフト２４、及びスプール１８の引出方向への回転が阻止されるようになっている。しかもこのロック状態では、ウエビング２０からスプール１８に作用する荷重は、トーションシャフト２４、ロックギヤ２８、及びロックプレート４８（ロック部材４６）を介してフレーム１２に伝達されるようになっている。すなわち、上記ロック状態では、スプール１８に作用する荷重は、フレーム１２で支持される構成である。なお、ロックプレート４８は、通常はロック歯５０がロックギヤ２８のラチェット歯３０から離間した位置に配置されている。

フレーム１２の一側壁１２Ａの外側には、ギヤケース５２が設けられており、ギヤケース５２はロックギヤ２８の一側を被覆している。ギヤケース５２の中央部には円孔５４が形成されており、円孔５４は、ロックギヤ２８のローレット孔３２を露出させている。また、この円孔５４は、トーションシャフト２４の支軸部２５よりも充分に大径に形成されており、支軸部２５はこの円孔５４を同軸的に貫通している。

フレーム１２の一側壁１２Ａの外側（スプール１８とは反対側）には、プリテンショナ機構５６が設けられている。プリテンショナ機構５６は、ギヤケース５２の一側に配置されて回転部材を構成するピニオン５８を有している。ピニオン５８は、鉄等の金属材料によって形成されており、外周部にピニオン歯が形成されたギヤ部６０を有している。

ギヤ部６０の他側には、円筒状のカム部６２が同軸的かつ一体的に設けられており、カム部６２の外周には凹凸が交互に形成されている。カム部６２は、ギヤケース５２の円孔５４を介してローレット孔３２内に挿入されると共に、ローレット面３４に接触しておらず、ロックギヤ２８はピニオン５８と独立して回転可能とされている。このカム部６２は、後述するクラッチプレート６４に対応している。

また、ギヤ部６０の一側には、円筒状の回転支軸部６１が同軸的かつ一体的に設けられている。回転支軸部６１は、後述するカバープレート８０に形成された円孔８１を貫通すると共にスナップリング８３によって係止されており、ピニオン５８はカバープレート８０によって回転可能に支持されている。

さらに、ピニオン５８（ギヤ部６０、カム部６２、及び回転支軸部６１）の軸心部には、軸線方向に沿って貫通する円形の孔部６３が形成されており、トーションシャフト２４の支軸部２５が同軸的に貫通している。

図１に示す如く、ピニオン５８の孔部６３の内径寸法は、トーションシャフト２４の支軸部２５の外径寸法に比べて、充分に大きく形成されており、孔部６３の内周面と支軸部２５の外周面との間には、環状の隙間が形成されている。すなわち、支軸部２５は、孔部６３を非接触状態で貫通している（なお、図１では、後述する作動源６７、センサカバー８６、回転センサ９９、及びギヤセンサ１０６等の図示を省略してある）。

一方、プリテンショナ機構５６は、回転部材を構成するクラッチプレート６４を有しており、クラッチプレート６４はギヤケース５２とピニオン５８との間に配置されている。クラッチプレート６４の中心側には複数の噛合爪６６が形成されており、各噛合爪６６はクラッチプレート６４から他側へ突出している。各噛合爪６６は前述したカム部６２の各凹部に嵌合されており、これにより、クラッチプレート６４がピニオン５８に取り付けられている。各噛合爪６６は、カム部６２と共にギヤケース５２の円孔５４を介してローレット孔３２内に挿入されると共に、ローレット面３４に接触しておらず、ロックギヤ２８はクラッチプレート６４と独立して回転可能とされている。

また、プリテンショナ機構５６は、作動源６７を備えている。作動源６７は略Ｌ字形円筒状のシリンダ６８を有しており、シリンダ６８はピニオン５８の下方においてフレーム１２の一側壁１２Ａの外側に固定されている。シリンダ６８の下側端には、ガス発生器７０が設けられると共に、有底円筒状のジェネレータキャップ７２が固定されており、ガス発生器７０は、ジェネレータキャップ７２が被せられた状態でシリンダ６８の下側端を閉塞している。

作動源６７は、ピストン７４を有しており、ピストン７４は、シリンダ６８の上端から内部に挿入されている。ピストン７４の下端にはＯリング７６が設けられており、Ｏリング７６はピストン７４の下端とシリンダ６８との間をシールしている。さらに、ピストン７４の下端以外の部位には、ラック７８が形成されている。

さらに、プリテンショナ機構５６は、金属材料によって略三角柱容器状に形成されたカバープレート８０を有しており、カバープレート８０は一側壁１２Ａの外側に複数のネジ７９によって固定されている。前述の如く、カバープレート８０の円孔８１には、ピニオン５８が回転可能に支持されており、ピニオン５８の孔部６３を貫通した支軸部２５が、カバープレート８０の一側へ突出している。このカバープレート８０の他側面及び下面は開口されており、カバープレート８０は、内部にピニオン５８、クラッチプレート６４、及び、ピストン７４の上部を収容すると共に、一側壁１２Ａとの間で、ギヤケース５２を狭持している。

プリテンショナ機構５６（カバープレート８０）の一側（カバープレート８０に対してフレーム１２とは反対側）には、加速度検出機構８２が設けられている。加速度検出機構８２は、他側が開口された箱状のセンサホルダ８４を有している。センサホルダ８４は、樹脂材料によって形成されており、開口側の外周部に形成された係止爪９１（図１参照）及び図示しない係止爪が、一側壁１２Ａの外周部に形成された係止突起９３及び図示しない係止突起に嵌合係止することで、一側壁１２Ａのスプール１８とは反対側に前記カバープレート８０と非接触状態で取り付けられている。

また、図１に示す如く、センサホルダ８４の底壁には、円形の軸受孔８５が形成されており、ピニオン５８の孔部６３を非接触状態で貫通した支軸部２５の一端部（トーションシャフト２４の一端部）が、この軸受孔８５によって回転自在に支持されている。すなわち、トーションシャフト２４の一端部は、ピニオン５８とは独立して支持されている。

一方、センサホルダ８４の一側は、他側が開口された箱状のセンサカバー８６に被覆されており、センサカバー８６は、センサホルダ８４及びフレーム１２の一側壁１２Ａに固定されている。

センサホルダ８４の下部には移動加速度検出器としての加速度センサ８８が保持されており、加速度センサ８８はセンサホルダ８４とセンサカバー８６との間の隙間内に配置されている。加速度センサ８８は、載置部９０を有している。載置部９０の上面には略逆円錐状の凹部が形成されており、載置部９０の凹部には球体９２が載置されている。球体９２の上方には可動爪９４が回動自在に支持されており、可動爪９４は球体９２上に載置されている。

センサホルダ８４とセンサカバー８６との間の隙間内には、Ｖギヤ９６が設けられており、Ｖギヤ９６は、支軸部２５の一端部に一体的に連結されて、トーションシャフト２４と一体に回転する。また、Ｖギヤ９６の外周にはラチェット歯９８が形成されている。

また、センサホルダ８４とセンサカバー８６との間の隙間内には、Ｖギヤ９６の一側において、回転加速度検出器としての回転センサ９９が設けられている。回転センサ９９は、Ｖギヤ９６に回動可能に支持されたＷパウル１００を備えており、Ｗパウル１００にはＷマス１０２が固定されている。Ｖギヤ９６とＷパウル１００との間にはセンサスプリング１０４が架け渡されており、センサスプリング１０４はＷパウル１００に対してＶギヤ９６を巻取方向へ付勢している。

さらに、センサホルダ８４とセンサカバー８６との間の隙間内には、回転センサ９９の一側において、略円盤状のギヤセンサ１０６が設けられており、ギヤセンサ１０６は、支軸部２５の一端部に回転可能に支持されている。ギヤセンサ１０６には、センサカバー８６の内面との間でコイルスプリング１０８が架け渡されており、コイルスプリング１０８はギヤセンサ１０６を巻取方向へ付勢している。

ギヤセンサ１０６の下部には、一側において係合爪１１０が回転可能に支持されており、係合爪１１０は、回転中心軸がトーションシャフト２４の軸方向に平行にされると共に、Ｖギヤ９６のラチェット歯９８に噛合可能とされている。さらに、ギヤセンサ１０６の下部には、他側において押圧片１１２が形成された構成である。

ここで、本実施の形態に係るウエビング巻取装置１０では、図１に示す如く、加速度検出機構８２のセンサホルダ８４とプリテンショナ機構５６のカバープレート８０との間には所定の隙間（空隙）１１４が形成されている。すなわち、センサホルダ８４とカバープレート８０とは、非接触状態で互いに独立してフレーム１２の一側壁１２Ａに取り付けられており、加速度検出機構８２の前記各構成部材は、プリテンショナ機構５６の前記各構成部材に対して何れも非接触状態で配置されている。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

上記構成のウエビング巻取装置１０では、付勢機構３６の渦巻きスプリング４４が、ネジ部材２６を介して、トーションシャフト２４、スプール１８及びロックギヤ２８を巻取方向へ付勢することで、ウエビング２０がスプール１８へ巻き取られる方向へ付勢されている。

加速度検出機構８２の加速度センサ８８は、車両の加速度（スプール１８の移動加速度）が所定加速度以上であることを検出する。すなわち、車両の加速度が所定加速度以上である際（例えば車両の急減速時）には、加速度センサ８８の球体９２が載置部９０の凹部を反加速度方向側へ移動して上昇し可動爪９４を押し上げる。これにより、可動爪９４がギヤセンサ１０６の係合爪１１０を回転させてＶギヤ９６のラチェット歯９８に噛合させることで、ギヤセンサ１０６がＶギヤ９６と連結された状態となる。

加速度検出機構８２の回転センサ９９は、ウエビング２０の引出加速度（スプール１８の引出方向への回転加速度）が特定加速度以上であることを検出する。すなわち、ウエビング２０の引出加速度が特定加速度以上である際には、スプール１８及びトーションシャフト２４を介して引出方向へ回転されるＶギヤ９６に対して、回転センサ９９のＷパウル１００及びＷマス１０２が慣性により引出方向への回転を抑制されることで、Ｗパウル１００及びＷマス１０２がＶギヤ９６に対して回動される。これにより、Ｗパウル１００がギヤセンサ１０６の係合爪１１０を回転させてＶギヤ９６のラチェット歯９８に噛合させることで、ギヤセンサ１０６がＶギヤ９６と連結された状態となる。

以上の如くギヤセンサ１０６がＶギヤ９６と連結された状態となった際には、乗員からウエビング２０への引出荷重によって、スプール１８及びトーションシャフト２４を介してＶギヤ９６及びギヤセンサ１０６が引出方向へ幾分回転する。なお、この場合、Ｗパウル１００及びＷマス１０２の慣性により増加したセンサスプリング１０４の付勢力によってＶギヤ９６及びギヤセンサ１０６の回転力が低減される。

このようにギヤセンサ１０６が引出方向へ幾分回転されることで、ギヤセンサ１０６の押圧片１１２がロック部材４６のロックプレート４８をロックギヤ２８側へ回動させる。これにより、乗員からウエビング２０へ引出荷重が付与されて、スプール１８、トーションシャフト２４及びロックギヤ２８に引出方向へ回転力が付与されることで、ロックプレート４８のロック歯５０がロックギヤ２８のラチェット歯３０に噛合して、ロックギヤ２８の引出方向への回転が阻止され、ウエビング２０の引き出しが阻止される。

さらに、このようにウエビング２０の引き出しが阻止された状態において、乗員からウエビング２０及びスプール１８を介してトーションシャフト２４へ付与される捩れ荷重が所定値以上である際には、フォースリミッタ機構が作動されて、トーションシャフト２４の捩れ変形部２３が捩れ変形されることで、スプール１８がロックギヤ２８と独立して引出方向へ回転される。これにより、ウエビング２０が引き出されて、ウエビング２０から乗員へ作用する荷重（エネルギ）が吸収される。

また、車両の緊急時（例えば急減速時等の所定の機会）には、プリテンショナ機構５６のガス発生器７０がガスを発生することで、ピストン７４がＯリング７６と共にシリンダ６８内を上昇されて、ピストン７４のラック７８がピニオン５８のギヤ部６０に噛合し、ピニオン５８が巻取方向へ回転される。このため、ピニオン５８がクラッチプレート６４に対して相対回転されて、ピニオン５８のカム部６２の各凸部にクラッチプレート６４の各噛合爪６６が嵌合されることで、クラッチプレート６４の各噛合爪６６が、クラッチプレート６４の径方向外側へ移動されて、ロックギヤ２８のローレット面３４に噛合する（ピニオン５８とロックギヤ２８が連結される）。これにより、ピニオン５８と一体にクラッチプレート６４及びロックギヤ２８が巻取方向へ回転されることで、ロックギヤ２８と一体にトーションシャフト２４及びスプール１８が巻取方向へ回転されて、ウエビング２０が巻き取られる。

ここで、プリテンショナ機構５６のカバープレート８０と加速度検出機構８２のセンサホルダ８４とは、非接触状態で互いに独立してフレーム１２の一側壁１２Ａに取り付けられており、カバープレート８０とセンサホルダ８４との間には隙間１１４が形成されている。このため、プリテンショナ機構５６の作動時においても加速度検出機構８２に影響が及ぶことが防止され、例えば、プリテンショナ機構５６の作動時の振動等により加速度センサ８８や回転センサ９９が誤作動することを防止できる。

以上説明した如く、本発明の実施の形態に係るウエビング巻取装置１０では、プリテンショナ機構５６の作動時に加速度検出機構８２に影響が及ぶことを防止できる。

本発明の実施の形態に係るウエビング巻取装置の主要部の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るウエビング巻取装置の構成を示す分解斜視図である。

符号の説明

１０ ウエビング巻取装置
１２ フレーム
１８ スプール（巻取軸）
２０ ウエビング
５６ プリテンショナ機構
５８ ピニオン（回転部材）
６４ クラッチプレート（回転部材）
６７ 作動源
８０ カバープレート
８２ 加速度検出機構
８４ センサホルダ
８８ 加速度センサ（移動加速度検出器）
９９ 回転センサ（回転加速度検出器）

Claims (2)

1. フレームと、
   乗員拘束用のウエビングが巻取り引出し可能に巻き回される巻取軸と、
   所定の機会に前記巻取軸を巻取方向へ回転させるプリテンショナ機構と、
   装置の移動加速度及び前記巻取軸の回転加速度の少なくとも一方を検出する加速度検出機構と、
   を備え、
   かつ、前記プリテンショナ機構と前記加速度検出機構とを非接触状態で独立して前記フレームの一側に取り付けた、
   ことを特徴とするウエビング巻取装置。
2. フレームと、
   乗員拘束用のウエビングが巻取り引出し可能に巻き回される巻取軸と、
   前記フレームの一側に配置されてプリテンショナ機構を構成し、作動源の作動時に前記巻取軸を巻取方向へ回転させる回転部材を支持するカバープレートと、
   前記カバープレートに対して前記フレームとは反対側に配置されて加速度検出機構を構成し、装置の移動加速度を検出する移動加速度検出器及び巻取軸の回転加速度を検出する回転加速度検出器の少なくとも一方を保持するセンサホルダと、
   を備え、
   かつ、前記カバープレートと前記センサホルダとを非接触状態で独立して前記フレームの一側に取り付けた、
   ことを特徴とするウエビング巻取装置。

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