JP2006507963A - シートベルトリトラクタ - Google Patents

Abstract

リトラクタのフレーム（８）に回転するように取り付けられ、シートベルトリトラクタが、スプールの回転方向に依存してシートベルトのウェビングを引き込みまたは繰り出すスプール（１）を有している。スプールは、衝突が検知された時に回転しないようにロックされる。スプールのシャフトがロックされた後、シートベルトのウェビングが、力制限機構によって、乗員の、前方への運動量の作用でさらに繰り出せるようにされる。力制限機構は、スプールとスプールの回転軸の間の力経路に取り付けられたトーションバー（２）の形態の一次荷重制限機構と二次荷重制限機構（６）を含んでいる。機構が、スプールとスプールの回転軸の間の、力経路に二次荷重制限機構を選択的に連結する。選択機構が、制御信号に応答して連結手段を選択的に作動させる。

Description

本発明はシートベルトリトラクタに関する。

シートベルトリトラクタは、円形の断面を有する円筒状のボビン、すなわちスプールを一般的に有している。シートベルトのウェビングが、スプールに取り付けられ、スプールの周りに巻き付けられており、スプールは、シートベルトリトラクタのスプールのシャフト上に取り付けられている。スプールは、リトラクタのばねの作用の下でウェビングを巻き取り、例えば、ラジオまたはウインドの制御装置を作動させるために前方に手を延ばし、または物入れやドアポケットに手を延ばすような、乗員に関する通常の移動を許すために、乗員の、前方へ向かう比較的緩やかな移動の作用でウェビングを繰り出すように回転可能である。衝突時には、衝突センサーが、乗員の、比較的過度の運動量によって作動させられ、衝突センサーによって、スプールが回転しないようにロックされ、したがって、乗員の、前方への移動が阻止される。

衝突時にシートベルトのスプールが急にロックされることそれ自体によって、ベルトウェビングによる胴への急な衝撃のために、時には乗員が負傷する場合がある。これは、激しい衝突の時に当てはまる。この問題が近年認知され、幾つかの解決策が提案されている。

１つの解決策は、荷重制限効果を生じさせるのに、大きな荷重の下でのウェビングの自然な伸びと、スプール上に巻き付けられたウェビングの、大きな荷重の下での自然な締め付けによって引き起こされるスプールフィルム効果に頼っている。

他の提案が特許文献１に開示されており、この提案では、力の制限が、力経路、例えばスプールと、ベルトウェビングの、元も内側に巻かれた部分の間に塑性的または弾性的に変形可能な部材を介在させることによって生じさせられている。大きなトルクが加えられた時にねじれ、壊れないまま７から８回まで回転することができる、鋼製のトーションバーが一般的な一例である。ウェビングの繰り出しは、乗員の、衝突が検知された瞬間の運動量に一般に比例する。この繰り出しによって、乗物の速い速度の時の、特に、衝突初期の短時間の間の、繰り出しがなければ非常に大きな、乗員の拘束力が弱められる。
米国特許第５０１４９２７号明細書

しかしながら、トーションバーによって荷重を制限されたシートベルトリトラクタを、様々な乗員のために調節する直接的な方法が現在はない。乗員の重さと大きさおよび衝突の激しさが、トーションバーによる荷重制限器の振る舞いに影響し、荷重制限を、乗員により密接に合うように調節するのが好ましい。

本発明によって、リトラクタのフレームに回転するように取り付けられ、スプールの回転方向に依存してシートベルトのウェビングを引き込みまたは繰り出すスプールと、衝突が検知された時にスプールを回転しないようにロックする手段と、スプールのシャフトがロックされた後に、乗員の、前方への運動量の作用でシートベルトのウェビングをさらに繰り出せるようにする力制限手段とを有し、力制限手段は、（ａ）スプールとスプールの回転軸の間の力経路に取り付けられたトーションバーの形態の一次荷重制限機構と、（ｂ）二次荷重制限機構、および二次荷重制限機構をスプールとスプールの回転軸の間の力経路に選択的に位置させる連結手段と、（ｃ）制御信号の制御下で連結手段を選択的に作動させる手段とを有する、シートベルトリトラクタが提供される。

図１および２は、スプールの軸線に沿って取り付けられ、図２に最も良く示されているように、多機能片１５に取り付けられたロックリング３に、スプール１の一端の所で固定された、荷重を制限するトーションバー２を備える、リトラクタの、円筒状のスプール１を示している。トーションバーは一次荷重制限機構として機能する。スプール１はフレーム８に回転するように取り付けられている。本発明の一実施形態によれば、トーションバーは、分割したスプールの各半分にそれぞれ連結された２つの端部を有している。スプールの、第１の半分がロックリングを有し、荷重制限の間、回転しないように固定される。第２の半分、すなわちスプールのボディが、特定の荷重制限の荷重の時に回転してトーションバーをねじる。

衝突時、ロックリング３の外面上の歯に係合してスプールの回転を阻止し、スプールをロックするプロセスを開始させるロックバー１０を有するロック機構がセンサーによって作動させられる。トーションバー２の他端は、図１に示すようにスプール１に連結されている。シートベルトリトラクタの、この側において、巻き戻しばね組立体５がスプール１に取り付けられている。巻き戻しばね組立体５は、ウェビングが巻き戻される状態へとスプールを付勢する、クロックタイプの、巻かれたばねを有している。

衝突が検知されると、ロックバー１０はロックホイール、すなわちロックリング３上の歯に係合し、トーションバー２のねじれのためにさらに運動させられるが、スプール１をさらに回転しないようにロックする。衝突力が大きい場合、トーションバー２は、トーションバー２への力によってねじられ、スプール１は、トーションバーの特性によって制御された状態下で回転する。通常、スプールは、さらに２回転まで回転し、したがって、トーションバー２は、衝突力が消散する前に２回転だけねじれる。通常のトーションバーは、壊れる前に５から６回転までねじれることができる。

本発明によれば、二次荷重制限機構６を、スプール１およびトーションバー２の、ばねが付けられた端部に、ソレノイドまたは火工品装置のような駆動機構（不図示）によって作動させられるヨーク７によって選択的に連結可能である。この二次荷重制限機構６は、ばね機構組立体、すなわちばね組立体５内の、固定されたポスト９の周りに曲げられ、ヨーク７の周りに巻かれたワイヤを有している。駆動機構は、荷重制限のしきい値を高くすることが求められる時、例えば通常より重いまたは大きい乗員の場合に作動させられる。制御信号が、乗員の重さと大きさの少なくとも１つの値を検知する手段に応答して電子制御ユニットによって供給されてよく、この制御信号によって、検知された値が所定の値を超えた場合に駆動機構が作動させられる。あるいは、制御信号は、乗員が、自分の重さおよび／または大きさが所定の値を超えていることを示す信号を手動で入力することによって供給されてもよい。

巻かれたワイヤ６は、トーションバーの荷重に重ねられる追加の荷重を加えるために、トーションバーまたはスプールのボディの端部の周りに巻かれている。追加の荷重は、固定されたポストの周りのワイヤを引き出すのに必要なエネルギに依存し、これは、１つまたは複数のワイヤの太さ、長さ、および構成をカスタマイズすることによって乗物の衝突の基準に合うように調整することができる。ワイヤは、乗物の中央処理装置であってよい電子制御ユニットからの信号によって作動させられる、例えばソレノイドまたは火工品装置によってトーションバーに選択的に連結することができる。

ワイヤ６は、通常、約１．５から３ｋＮの範囲でエネルギを吸収するように構成されている。このワイヤは、スプリングワイヤ製であってよく、約１．５ｍｍの太さを有している。

ヨーク７がスプール１およびトーションバー２に係合する前の配置が図３および５に示されており、ヨーク７がスプールから離れているのが分かる。重い乗員のために駆動装置が作動させられると、ヨークは、ヨーク上の、内側を向いたぎざぎざ１２が、図１に最も良く示すようにスプール１の端面上に立てられたリング１３の、ぎざぎざ１２に対応する大きさの切れ込みに係合するように、矢印１１によって示す方向に移動させられる。これが、図４および６に示す係合位置であり、この段階で、スプールが回転するためのしきい値が高められる。トーションバー２がねじれて、スプールがさらに回転することによって、ヨーク７が回転させられ、ワイヤ６がペグ、すなわちポスト９を通ってヨーク７の周りにさらに引き出される。これは、図７および８に示されている。図７において、ヨーク７はスプール１にちょうど係合したところである。図８において、スプールは約３分の２回転だけ回転し、ワイヤ６がバー、すなわちポスト９を通ってヨーク７の周りにさらに巻きつけられて、ワイヤ６の端部１４が約３分の２回転だけ時計回りに引っ張られている。

図９から１４は、本発明による第２の実施形態のシートベルトリトラクタを示している。この実施形態において、ばね５は、解除ピン１６によってスプールとの係合から離して保持され、ワイヤ６の端部１７はスプールの端部から離され、立てられたリング１３の切れ込みに係合するのを阻止されている。解除ピン１６は図１１に示されており、ワイヤ６の、折られた端部１７は、立てられたリング１３から離されている。図１２において、解除ピン１６は、重い乗員のような特定の状態を示す信号または動作に応答して引っ込められ、切断され、または他の方法で除去される。折られた端部１７は、リング１３の、最も近い切れ込みに係合し、このようにして、ワイヤ６はスプール１に連結される。その後、スプールは、図１３および１４に示すように、時計回り方向に回転し、ワイヤをリング１３の周りに約４分の３回転だけ引っ張る。図１４において、ワイヤ６は、リング１３上にほとんど全部引き出され、ペグ、すなわちポスト９から外れている。この時点で、乗員への荷重は小さくなり、これは、乗員がエアバッグに当たる時点であるのが理想的である。

図１５は、二次機構の効果を示すグラフである。これは、乗員が受ける衝突力を時間に対して曲線で示したグラフである。この力は、Ｔ₀から、トーションバーがねじれ始める（線Ａ参照）しきい値に達するＴ₁の時点まで一定して大きくなっているのが分かる。その後、力がトーションバーによって吸収され、その結果、線Ａは横ばいになり、これは、乗員が受ける力がほぼ一定に留まることを示している。これは、平均より軽い乗員に適している。トーションバーと二次機構の両方を用いることによって、しきい値が高くなり、これは、線Ｂによって示すように、衝突力が、より遅い時刻Ｔ₂まで荷重制限器によって吸収され始めないことを意味している。これは、比較的大きな衝突力に順応性のある見込みがより高く、比較的長い間拘束されなければ、大きな運動量のために、荷重制限が行われている段階の間に乗物の内面部分に衝突する場合があるので、比較的長い間拘束する必要がある重い乗員に、より適している。

本発明の一実施形態による、第１の実施形態のシートベルトリトラクタの分解斜視図である。 図１のシートベルトリトラクタの、反対側から見た分解斜視図である。 図１および２のシートベルトリトラクタの一部の、側方から見た断面図である。 図１および２のシートベルトリトラクタの一部の、側方から見た断面図である。 図１および２のシートベルトリトラクタの一部の、側方から見た部分斜視図である。 図１および２のシートベルトリトラクタの一部の、側方から見た部分斜視図である。 図１のシートベルトリトラクタの端面図である。 図１のシートベルトリトラクタの端面図である。 本発明の他の実施形態による、第２の実施形態のシートベルトリトラクタの分解斜視図である。 図９のシートベルトリトラクタの、他端から見た分解斜視図である。 図９および１０のシートベルトリトラクタの、動作を順に示す端面図である。 図９および１０のシートベルトリトラクタの、動作を順に示す端面図である。 図９および１０のシートベルトリトラクタの、動作を順に示す端面図である。 図９および１０のシートベルトリトラクタの、動作を順に示す端面図である。 公知のシートベルトリトラクタと本発明によるシートベルトリトラクタの両方について、荷重が、衝突時に時間にわたってどのように変化するかを示すグラフである。

Claims (10)

1. リトラクタのフレーム（８）に回転するように取り付けられ、スプールの回転方向に応じてシートベルトのウェビングを引き込みまたは繰り出すスプール（１）と、
   衝突が検知された時に前記スプール（１）を回転しないようにロックする手段と、
   前記スプールのシャフトがロックされた後、乗員の、前方への運動量の作用でシートベルトの前記ウェビングをさらに繰り出せるようにする力制限手段と、
   を有し、
   前記力制限手段は、
   （ａ）前記スプールと該スプールの回転軸の間の力経路に取り付けられたトーションバー（２）の形態の一次荷重制限機構と、
   （ｂ）二次荷重制限機構（６）、該二次荷重制限機構を前記スプールと該スプールの回転軸の間の力経路に選択的に位置させる連結手段と、
   （ｃ）制御信号の制御で前記連結手段を選択的に作動させる手段とを有する、
   シートベルトリトラクタ。
2. 前記二次荷重制限機構はワイヤ（６）を有する、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
3. 前記ワイヤ（６）は前記トーションバー（２）に選択的に連結可能である、請求項２に記載のシートベルトリトラクタ。
4. 前記二次荷重制限機構は、前記トーションバー（２）に固定された端部の所で前記スプールに連結される、巻かれたワイヤ（６）を有する、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
5. 前記トーションバー（２）は、荷重制限の間、回転しないように固定されるロックリングに連結された端部と、荷重が所定の値を超えた時に回転して前記トーションバーをねじるようになっている前記スプール（１）に連結された他端部とを有する、請求項１から４のいずれかに記載のシートベルトリトラクタ。
6. 前記ワイヤ（６）は、リトラクタの前記スプール（１）の、前記ウェビングを前記スプール上に巻き取られたままになるように付勢ばねに連結された端部の所で前記トーションバー（２）に連結される、請求項１から５のいずれかに記載のシートベルトリトラクタ。
7. 前記二次荷重制限機構（６）を選択的に作動させる前記手段はソレノイドを有している、請求項１から６のいずれかに記載のシートベルトリトラクタ。
8. 前記二次荷重制限機構（６）を選択的に作動させる前記手段は火工品装置を有している、請求項１から６のいずれかに記載のシートベルトリトラクタ。
9. 前記制御信号は電子制御ユニットによって供給される、請求項１から８のいずれかに記載のシートベルトリトラクタ。
10. 前記制御信号は手動で供給される、請求項１から８のいずれかに記載のシートベルトリトラクタ。

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