JP2007038901A - シートベルトリトラクタおよびこれを備えたシートベルト装置 - Google Patents

シートベルトリトラクタおよびこれを備えたシートベルト装置 Download PDF

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Abstract

【課題】スプールに係合保持されるシートベルトの基端部の厚みをできるだけ小さくしてスプールaの外径を小さくすることで、小型コンパクト化を効果的に図ることのでき、しかも作業性を向上することのできるシートベルトリトラクタを提供する。
【解決手段】スプール13は、スプール本体16と、スプール本体16内に挿入される円筒状部材17とからなる。スプール本体16に円弧状の胴体部16fが設けられており、円筒状部材17がスプール本体16内に挿入された状態で、胴体部16fの内周面16f1と円筒状部材17の外周面との間の間隙がシートベルト6の厚みとほぼ同じに設定されている。シートベルト6が胴体部16fと円筒状部材との間に挟持され、かつシートベルト6の端部が折り返されて形成されたシートベルト6の基端部6aが、胴体部16fの縁16f2に係合されている。
【選択図】 図3

Description

本発明は、自動車等の車両に装備され、シートベルトにより乗員を拘束保護するためのシートベルト装置に用いられて、スプールによりシートベルトの巻取り、引出しを行うシートベルトリトラクタおよびこれを備えたシートベルト装置の技術分野に関する。
従来から自動車等の車両に装備されているシートベルト装置は、車両衝突時等の車両に大きな減速度が作用した緊急時にシートベルトで乗員を拘束して乗員のシートからの慣性移動を阻止することにより、乗員を保護している。このシートベルト装置には、スプールによりシートベルトの巻取り、引出しを行うとともに、緊急時にシートベルトの引出しを阻止するシートベルトリトラクタが設けられている。
このようなシートベルトリトラクタにおいて、従来、シートベルトの巻取りおよび引出しをモータにより行うシートベルトリトラクタが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に開示のシートベルトリトラクタは、ベルトリール(以下、スプールともいう)の軸方向一側に電動モータがベルトリールと同軸上に直列に配置されていて、電動モータの回転が遊星歯車減速機構からなる減速機構を介して減速されてベルトリールに伝達されるようになっている。そして、電動モータの回転によりベルトリールがベルト巻取り方向あるいはベルト引出し方向に回転することで、シートベルトがベルトリールに巻き取られあるいはベルトリールから引き出される。
特表2003−507252号公報
ところで、特許文献1に開示されているシートベルトリトラクタを始め、従来一般的なシートベルトリトラクタにおいては、図8に示すようにスプールaの胴体部(シートベルトbを巻き取る部分)cに貫通した貫通孔dにシートベルトbを貫通させるとともに、シートベルトbの基端部eをスプールaの胴体部に係合保持している。その場合、基端部eをスプールaの胴体部cに堅固に係合させるために、スプールaに係合保持されるシートベルトbの基端部eは、所定の厚みを有するピン等の軸状部材fを囲むようにしてシートベルトbの端部gを曲げてシートベルトbの対向部分hに密着積層させて縫合することで形成している。このため、シートベルトbの基端部eは塊状となってその厚みが大きいものとなっている。
しかしながら、このように塊状となって大きな厚みとなっている基端部eを胴体部cに堅固に係合させようとした場合、貫通孔dの基端部eが収容される部分の高さ(貫通孔dの胴体部c径方向の寸法)をある程度大きく設定せざるを得ない。また、シートベルトbの端部gとシートベルトbの対向部分hとの密着積層部分が貫通孔d内に収容されなければならないので、貫通孔dのこの部分の高さもある程度大きくせざるを得ない。
このため、スプールaの外径を大きくする必要があるが、スプールaの外径を大きくすると、スプールaが大きくなり、その結果、シートベルトリトラクタも大型になっているという問題がある。特に、モータ駆動によるシートベルトリトラクタにおいては、シートベルトリトラクタの小型コンパクト化のためにモータを筒状に形成したスプールa内にモータを収容することが考えられるが、このような場合には、スプールaの外径を大きくすることは、シートベルトリトラクタの小型コンパクト化に大きな問題となる。
更に、シートベルトbをスプールaに係合保持させるために、このシートベルトbを細長い貫通孔dに挿入しなければならないので、作業性が良好ではないという問題もある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、スプールに係合保持されるシートベルトの基端部の厚みをできるだけ小さくしてスプールaの外径を小さくすることで、小型コンパクト化を効果的に図ることのでき、しかも作業性を向上することのできるシートベルトリトラクタを提供することである。
また、本発明の他の目的は、シートベルトリトラクタの小型コンパクト化を図ることで、車両内に対する配置レイアウトの自由度を向上することのできるシートベルト装置を提供することである。
前述の課題を解決するために、請求項1の発明のシートベルトリトラクタは、シートベルトの巻取りおよび引出しを行うスプールを少なくとも備えるシートベルトリトラクタにおいて、前記スプールが、筒状に形成されてシートベルトを巻き取るスプール本体と、スプール本体内に挿入される円筒状部材とからなり、前記スプール本体に円弧状の胴体部が設けられており、前記胴体部の内周面の径が前記円筒状部材の外径より大きく設定されているとともに前記円筒状部材が前記スプール本体内に挿入された状態で、前記胴体部の内周面と前記円筒状部材の外周面との間の間隙が前記シートベルトの厚みとほぼ同じに設定されており、前記スプールに係合保持される前記シートベルトの基端部が、前記シートベルトの端部を折り返されてその折り返し部全体が前記シートベルトの対向部分に密着されることで形成されており、前記シートベルトが前記胴体部の内周面と前記円筒状部材の外周面との間に挟持されているとともに、前記シートベルトの基端部が前記胴体部の縁に係合されていることを特徴としている。
また、請求項2の発明のシートベルトリトラクタは、前記シートベルトの基端部における前記折り返し部が前記円筒状部材側に配置されていることを特徴としている。
更に、請求項3の発明のシートベルトリトラクタは、前記スプールを回転するモータが前記円筒状部材内に収容されていることを特徴としている。
更に、請求項4の発明のシートベルト装置は、乗員を拘束するシートベルトと、このシートベルトを引出し可能に巻き取るシートベルトリトラクタと、前記シートベルトに摺動可能に支持されたタングと、このタングが係脱可能に係合されるバックルとを少なくとも備えているシートベルト装置において、前記シートベルトリトラクタが、請求項1ないし3のいずれか1記載のシートベルトリトラクタであることを特徴としている。
このように構成された請求項1ないし3の発明に係るシートベルトリトラクタによれば、スプールを、円弧状の胴体部を有するスプール本体と、このスプール本体に挿入されかつ外周面が胴体部の内周面との間にシートベルトの厚みとほぼ同じ大きさの間隙を形成する円筒状部材との2部材で構成し、シートベルトを胴体部の内周面と円筒状部材の外周面との間に挟持させるとともに、シートベルトの端部を折り返しその折り返し部をシートベルトの対向部分に密着させることで形成された基端部を胴体部の縁に係合させているので、シートベルトの基端部をスプールに堅固に係合保持させることができる。
また、スプールに係合保持されるシートベルトの基端部が、シートベルトの端部を単に折り返してその折り返し部をシートベルトの対向部分に密着させているだけであるので、基端部はシートベルトの厚みのほぼ2倍だけの厚みに抑制することができる。したがって、スプールの胴体部つまりベルト巻取り部の径を小さくすることができる。そして、スプールの外径を小さくできる分、シートベルトリトラクタの全体を小型コンパクトに形成することができる。
更に、シートベルトをスプール本体にあてがった状態で、円筒状部材をスプール本体内に挿入するだけで、シートベルトをスプールに係合保持させることができるので、シートベルトをスプールに簡単に装着することができ、作業性を向上することができる。
特に、請求項2の発明によれば、シートベルトの基端部における折り返し部を円筒状部材側に配置しているので、シートベルトの基端部が胴体部の縁に係合しても、折り返し部がシートベルトの対向部分から剥がれることはなく、長期にわたってシートベルトの基端部をスプールに確実に係合保持することができる。
また、請求項3の発明によれば、筒状に形成したスプール内にモータを収容しているが、このようにスプール内にモータを収容した場合には、より効果的にシートベルトリトラクタを小型コンパクトに形成することができる。
更に、本発明のシートベルトリトラクタを備えた請求項4の発明のシートベルト装置によれば、シートベルトリトラクタの小型コンパクト化を図ることができるので、車両内に対する配置レイアウトの自由度を向上することができる。
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図1は、本発明にかかるシートベルトリトラクタの実施の形態の一例を備えたシートベルト装置の一例を模式的に示す図である。なお、以下の説明において、左および右は、それぞれその説明で用いられている図において左および右をいう。
図1に示すように、この例のシートベルト装置1は、車体のBピラー2等に固定されかつモータにより駆動されるシートベルトリトラクタ3、このシートベルトリトラクタ3から引き出されるとともに先端のベルトアンカー4が車体の床あるいは車両シート5に固定されるシートベルト6、例えばセンターピラー等の車体に設けられてシートベルトリトラクタ3から引き出されたシートベルト6を乗員Cのショルダーの方へガイドするガイドアンカー7、このガイドアンカー7からガイドされてきたシートベルト6に摺動自在に支持されたタング8、車体の床あるいは車両シートに固定されかつタング8が係脱可能に挿入係合されるバックル9、シートベルトリトラクタ3のモータを駆動制御する電子制御装置(ECU)10、およびECU10がモータを制御するための種々の入力信号をECU10に送る、例えば衝突検知手段や物体検出手段等の入力手段11から構成されている。
図2は、この例のシートベルトリトラクタを模式的にかつ部分的に示す断面図である。
図2に示すように、シートベルトリトラクタ3は、ベースフレーム12と、シートベルト6を巻き取るスプール13と、このスプール13を回転させる電動モータ14と、この電動モータ14の回転駆動力を減速してスプール13に伝達する減速機構15とを備えている。
図2および図3に示すように、スプール13は、スプール本体16と円筒状部材17との2部材からなっている。スプール本体16は、右端が開放されかつ左端に底部16aを有する有底円筒状に形成されているとともに、両端にそれぞれフランジ16b,16cを有している。底部16aには、円筒状の回転軸16dが左方へ突設されており、この回転軸16dは第1支持部材18の開口18aを貫通している。
また、図4(a)および(b)に示すように、スプール13のスプール本体16は、左右のフランジ16b,16cを連結するとともにシートベルト6を巻き取る4個の円弧状の第1ないし第4胴体部16e,16f,16g,16hを有している。第1および第3胴体部16e,16gは、その内周面の径が右側のフランジ16cに形成された内周孔16iの径と同じに設定されかつ内周孔16iと同軸に互いに対向して配置されている。そして、第1胴体部16eの幅(周方向長さ)は、第3胴体部16gの幅(周方向長さ)より短く設定されている。
第2および第4胴体部16f,16hは、それらの内周面16f1,16h1の径が内周孔16iの径より大きく設定されかつ内周孔16iと同軸に互いに対向して配置されている。したがって、第2および第4胴体部16f,16hの内周面16f1,16h1は内周孔16iより外側に位置している。その場合、内周面16f1,16h1と内周孔16iとの径方向の距離sはシートベルト6の厚みとほぼ同じに設定されている。また、第2および第4胴体部16f,16hの幅(周方向長さ)は互いに同じに設定されている。
第1ないし第4胴体部16e,16f,16g,16hはそれぞれを周方向に所定の間隙α,β,γ,δを置いて円筒状に配置されている。その場合、第1および第2胴体部16e,16fの間の間隙αの周方向幅が最も大きく設定されているとともに、他の3つの間隙β,δ,γの周方向幅が最も大きく設定されている
円筒状部材17は、その外径がフランジ16cに形成された内周孔16iの径より若干小さく設定されていて、内周孔16iおよび内に円筒状に配置された第1ないし第4胴体部16e,16f,16g,16h内に嵌入可能となっている。
シートベルト6の基端部6aは、シートベルト6の端部を1回折り返しその折り返し部6a1の全体をシートベルト6の対向部分6a2に密着させてその密着部を堅固に縫合されて構成されている、したがって、基端部6aの厚みは、シートベルト6の圧みの2倍に設定されている。また、基端部6aのベルト長手方向の長さは、間隙αの周方向幅よりシートベルト6のほぼ厚み分だけ短く設定されている。
そして、図3に示すように、シートベルト6の基端部6aが、その折り返し部6a1が内側になるようにして間隙αに配置されるとともに、基端部6aから延びるシートベルト6が第2胴体部16fの内周面16f1に沿って配置され、更に間隙βを貫通した後、第3胴体部16gの外周面16に沿って配置され、更に間隙γを貫通した後、第4胴体部16hの内周面16h1に沿って配置され、更に間隙δを貫通した後、第1胴体部16eの外周面16に沿って配置される。この状態で、円筒状部材17がフランジ16cの内周孔16iから円筒状に配置された第1ないし第4胴体部16e,16f,16g,16h内に挿入される。このように円筒状部材17が挿入された状態では、基端部6aが円筒状部材17の外周面に沿って配置されるとともに、シートベルト6が第2胴体部16fの内周面16f1と円筒状部材17の外周面との間および第4胴体部16hの内周面16h1と円筒状部材17の外周面との間にそれぞれ挟持される。なお、図示しないが、円筒状部材17はスプール本体16に対して適宜の抜け止め手段によって軸方向に抜け止めされるか、スプール本体16に適宜の固着手段によって固着されている。
このようにシートベルト6がスプール本体16と円筒状部材17との間に挟持された状態では、第2胴体部16fの内周面16f1と円筒状部材17の外周面との間および第4胴体部16hの内周面16h1と円筒状部材17の外周面との間の隙間が、それぞれシートベルト6の厚みとほぼ同じ前述の距離sで設定されているので、シートベルト6が引っ張られたとき、シートベルト6の厚みの2倍に設定されている基端部6aが第2胴体部16fの縁16f2に押さえ付けられて係合されている。このため、基端部6aは第2胴体部16fの内周面16f1と円筒状部材17の外周面との間隙内に進入してこの間隙をすり抜けることはない。これにより、シートベルト6の基端部6aはスプール13に堅固に係合保持されるようになる。その場合、基端部6aにおけるベルト折り返し部6a1が内側つまり円筒状部材17側に位置し、第2胴体部16f側に位置していないので、基端部6aが第2胴体部16fの縁16f2に押さえ付けられたとき、この折り返し部6a1が密着しているシートベルト6から剥がれるようなことはない。そして、スプール13に1周巻かれたシートベルト6は従来のスプールと同様に巻かれたシートベルト6の上に積層されて巻かれるようになる。
電動モータ14は、従来公知のインナーロータ型のブラシレスモータとして構成されている。この電動モータ14は、図示しないがモータハウジング21内に固定されかつ巻線から成る筒状のステータと、磁石から成るとともにこのステータ内を軸方向に貫通しかつステータによって回転されるロータから成っている。ロータの右端には磁気ディスク22が設けられており、この磁気ディスク22はロータと一体に回転可能となっている。スプール13の円筒状部材17内に収容されている。
また、モータハウジング21にはホールセンサ23が設けられており、磁気ディスク22とホールセンサ23とによって電動モータ14の回転量を検出する回転量検出センサ24が構成されている。この回転量検出センサ24は入力手段11の1つであり、回転量検出センサ24によって検出された電動モータ14の回転量検出信号がECU10に供給されるようになっている。
モータハウジング21の右端には取付フランジ21aが形成されている。そして、この電動モータ14がスプール13内に右方から軸方向に挿入され、取付フランジ21aに形成された環状段部21bが第2支持部材25の開口25aに嵌合支持されるとともに、取付フランジ21aが図示しない固着具によって第2支持部材25に固定される。
図2および図6に示すように、減速機構15は遊星歯車減速機構として構成されている。この遊星歯車減速機構は、電動モータ14のロータの左端に設けられかつロータと一体に回転可能なサンギヤ26と、第1支持部材18の開口18aに嵌合固定されたインターナルギヤ27と、これらのサンギヤ26とインターナルギヤ27との両方に噛合する所定数(図6に示す例では、3個)のプラネタリギヤ28と、これらのプラネタリギヤ28を回転自在に支持するキャリヤ29とから構成されている。キャリヤ29はスプール13に取り付けられてスプール13と一体回転するようにされているとともに、スプール13の左端側がキャリヤ29およびプラネタリギヤ28を介してサンギヤ26に径方向に支持されている。また、スプール13は、その左端側がインターナルギヤ27にスラストベアリング(符号は不図示)を介して軸方向(スラスト方向)に回転可能に支持されているとともに、その右端側がモータハウジング21にスラストベアリングおよびラジアルベアリング(符号はいずれも不図示)を介して径方向と軸方向に回転可能に支持されている。
このように構成されたこの例のシートベルトリトラクタ3においては、電動モータ14のロータの回転がサンギヤ26を介してプラネタリギヤ28に伝達され、プラネタリギヤ28が自転する。すると、プラネタリギヤ28はその自転によりサンギヤ26の周りを公転するので、キャリヤ29を介してスプール13が減速されて回転する。その場合、回転量検出センサ24からの回転量検出信号に基づいて、ECU10が電動モータ14の回転を制御する。
このように、この例のシートベルトリトラクタ3は、スプール13と電動モータ14とが減速機構15を介して直結されており、電動モータ14の回転によってスプール13が回転するようになっている。その場合、電動モータ14の回転を正転または逆転に制御することによってスプール13がベルト巻取り方向またはベルト引出し方向に回転する。そして、種々のセンシングされた入力手段11からの入力信号に基づいて、ECU10が、乗員拘束やシートベルト6の格納のためベルト巻取りやベルト装着時のベルト引出しアシストのベルト引出し等のための電動モータ14の回転を制御する。
この例のシートベルトリトラクタ3によれば、スプール13を、周方向に間隙α,β,γ,δを設けて円筒状に配置された円弧状の第1ないし第4胴体部16e,16f,16g,16hを有するスプール本体16と、このスプール本体16に挿入されかつ外周面が第2および第4胴体部16f,16hの内周面16f1,16h1との間にシートベルト6の厚みとほぼ同じ大きさの間隙を形成する円筒状部材17との2部材で構成し、シートベルト6を第2および第4胴体部16f,16hの内周面16f1,16h1と円筒状部材17の外周面との間に挟持させるとともに、シートベルト6の端部を折り返しその折り返し部6a1をシートベルト6aの対向部分6a2に密着させて縫合することで形成された基端部6aを第2胴体部16fの縁16f2で係合させているので、シートベルト6の基端部6aをスプール3に堅固に係合保持させることができる。
また、スプール3に係合保持されるシートベルト6の基端部6aが、シートベルト6の端部を単に折り返してその折り返し部6a1をシートベルト6の対向部分6a2に密着させているだけであるので、基端部6aはシートベルト6の厚みのほぼ2倍だけの厚みに抑制することができる。したがって、スプール3のベルト巻取り部(胴体部)の径を小さくすることができる。すなわち、図7に示すように電動モータ14が収容されるこの例のスプール13の内径L1(つまり、円筒状部材17の内径)と図8に示す従来例のスプール13の内径とが同じ内径L1であるとした場合(つまり、同じ電動モータ14を使用した場合)、この例のスプール13の最大外径L2は従来例のスプール13の外径L3より小さく設定することができる。そして、スプール13の外径を小さくできる分、シートベルトリトラクタ3の全体を小型コンパクトに形成することができる。特に、筒状に形成したスプール13内に電動モータ14を収容する場合には、より効果的にシートベルトリトラクタ3を小型コンパクトに形成することができる。
更に、シートベルト6をスプール本体16にあてがった状態で、円筒状部材17をスプール本体16内に挿入するだけで、シートベルト6をスプール13に係合保持させることができるので、シートベルト6をスプール13に簡単に装着することができ、作業性が向上する。
更に、この例のシートベルトリトラクタ3を備えたシートベルト装置1によれば、シートベルトリトラクタ3の小型コンパクト化を図ることができるので、車両内に対する配置レイアウトの自由度を向上することができる。
なお、前述の例では、電動モータ14がスプール13内に収容されるものとしているが、前述の特許文献1のように電動モータ14をスプール13の外にこのスプール13の軸方向に沿って設けることもできるし、また、電動モータ14をスプール13の外にこのスプール13と並列に設けることもできる。
本発明のシートベルトリトラクタは、電動モータ14を備えない従来一般的なシートベルトリトラクタ3にも適用することができることは言うまでもない。
本発明のシートベルトリトラクタおよびこれを備えたシートベルト装置は、自動車等の車両に装備され、シートベルトにより乗員を拘束保護するためのシートベルト装置に用いられて、スプールによりシートベルトの巻取り、引出しを行うシートベルトリトラクタおよびこれを備えたシートベルト装置に好適に利用することができる。
本発明にかかるシートベルトリトラクタの実施の形態の一例を備えたシートベルト装置の一例を模式的に示す図である。 図1に示すシートベルト装置に用いられるシートベルトリトラクタを模式的にかつ部分的に示す断面図である。 図2におけるIII−III線に沿う断面図である。 図2に示すスプール本体を示し、(a)は正面図、(b)は(a)におけるIVB−IVB線に沿う断面図である。 図2に示す円筒状部材を示し、(a)は正面図、(b)は左側面図である。 図2におけるVI−VI線に沿う断面図である。 本発明のスプールと従来のスプールとの大きさの比較を説明する図である。 従来のスプールを示す断面図である。
符号の説明
1…シートベルト装置、3…シートベルトリトラクタ、6…シートベルト、6a…基端部、13…スプール、14…電動モータ、16…スプール本体、16f…第2胴体部、16f1…内周面、16f2…縁、17…円筒状部材

Claims (4)

  1. シートベルトの巻取りおよび引出しを行うスプールを少なくとも備えるシートベルトリトラクタにおいて、
    前記スプールは、筒状に形成されてシートベルトを巻き取るスプール本体と、スプール本体内に挿入される円筒状部材とからなり、
    前記スプール本体に円弧状の胴体部が設けられており、
    前記胴体部の内周面の径が前記円筒状部材の外径より大きく設定されているとともに前記円筒状部材が前記スプール本体内に挿入された状態で、前記胴体部の内周面と前記円筒状部材の外周面との間の間隙が前記シートベルトの厚みとほぼ同じに設定されており、
    前記スプールに係合保持される前記シートベルトの基端部が、前記シートベルトの端部を折り返されてその折り返し部全体が前記シートベルトの対向部分に密着されることで形成されており、
    前記シートベルトが前記胴体部の内周面と前記円筒状部材の外周面との間に挟持されているとともに、前記シートベルトの基端部が前記胴体部の縁に係合されていることを特徴とするシートベルトリトラクタ。
  2. 前記シートベルトの基端部における前記折り返し部が前記円筒状部材側に配置されていることを特徴とする請求項1記載のシートベルトリトラクタ。
  3. 前記スプールを回転するモータが前記円筒状部材内に収容されていることを特徴とする請求項1または2記載のシートベルトリトラクタ。
  4. 乗員を拘束するシートベルトと、このシートベルトを引出し可能に巻き取るシートベルトリトラクタと、前記シートベルトに摺動可能に支持されたタングと、このタングが係脱可能に係合されるバックルとを少なくとも備えているシートベルト装置において、
    前記シートベルトリトラクタは、請求項1ないし3のいずれか1記載のシートベルトリトラクタであることを特徴とするシートベルト装置。
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