JP2008174049A - シートベルト用リトラクタ - Google Patents

Abstract

【課題】フォースリミッタ機構のエネルギー吸収荷重が低く設定されても、プリテンショナーの引き込み性能を確保することができ、トーションバーを介してプリテンショナーの力をスピンドルに伝えて、ベルトを瞬時に引き込むことができるシートベルト用リトラクタを提供する。
【解決手段】シートベルト用リトラクタ１０は、スピンドル６１とプリテンショナー１５との間の力伝達経路に配置され、捻れトルクの異なる第１及び第２トーションバー６５，６６と、上記力伝達経路を第１及び第２トーションバー６５，６６間で切り替える切替え装置２０と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、シートベルト用リトラクタに関し、より詳細には、プリテンショナー、フォースリミッタ機構付きのシートベルト用リトラクタに関する。

近年のシートベルト用リトラクタは、衝突時にベルトを瞬時に巻き上げ、乗員の身体を効果的に拘束するプリテンショナーと、設定以上の荷重がベルトに加わった場合にエネルギーを吸収しながらベルトを繰り出し、乗員の胸部への負担を軽減するフォースリミッタ機構とが付加されているものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のシートベルト用リトラクタでは、トーションバー（ねじり棒）が捻れて塑性変形することでエネルギー吸収しベルトを所定量繰り出すフォースリミッタ機構が設けられている。また、プリテンショナー（ベルト予張力装置）は、トーションバー（ねじり棒）を介してスピンドル（ベルトドラム）に結合されており、プリテンショナーによる引き込み荷重はトーションバーを介してスピンドルに伝達され、ベルトを瞬時に引き込む。このように構成されることで、プリテンショナー駆動後にフォースリミッタ機構を作動するためのスピンドルの引き出し方向の回転は、プリテンショナーの動作に影響されることなく行なわれている。
特許第２５１９３８６号公報

ところで、フォースリミッタ機構のエネルギー吸収荷重、即ち、エネルギー吸収機構が作動開始する荷重は、より安全性能を高めるために車種毎に設定され、車種によっては低いエネルギー吸収荷重が望ましい場合もある。しかしながら、特許文献１に記載のような、トーションバーを介してプリテンショナーの力を伝達するシートベルト用リトラクタの場合、エネルギー吸収荷重がプリテンショナーによる引き込み荷重より低いと、プリテンショナーの引き込み荷重によりトーションバーが捻れてしまい、ベルトの引き込みが十分に出来なくなってしまう虞がある。即ち、低いエネルギー吸収荷重を設定しようとすると、適切な乗員拘束効果を発揮出来なくなるという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、フォースリミッタ機構のエネルギー吸収荷重が低く設定されても、プリテンショナーの引き込み性能を確保することができ、トーションバーを介してプリテンショナーの力をスピンドルに伝えて、ベルトを瞬時に引き込むことができるシートベルト用リトラクタを提供することにある。

本発明の目的は、下記の構成によって達成される。
（１） ベルトを巻きつけるスピンドルと、
該スピンドルに作用して前記ベルトを引き込むプリテンショナーと、
前記スピンドルと前記プリテンショナーとの間の力伝達経路に配置され、捻れトルクの異なる複数の軸部分を有するトーションバーと、
前記力伝達経路としての前記トーションバーの複数の軸部分を切り替える切替え装置と、を有することを特徴とするシートベルト用リトラクタ。
（２） 前記トーションバーの複数の軸部分と結合し、前記切替え装置によって前記スピンドルと一体回転又は相対回転するように切り替えられるトルクチューブをさらに備えることを特徴とする（１）に記載のシートベルト用リトラクタ。
（３） 前記スピンドルと前記トルクチューブとを連結し、前記切替え装置によって前記スピンドルと前記トルクチューブが相対回転を開始したときにエネルギー吸収を行なうように塑性変形可能なトルクパイプをさらに備えることを特徴とする（２）に記載のシートベルト用リトラクタ。
（４） 前記トーションバーは、第１の軸部分と、該第１の軸部分より前記捻れトルクの小さい第２の軸部分とを備え、
前記第１の軸部分は、その一端部にて前記プリテンショナーからの力が入力されるトレッドヘッドと結合されると共に、その他端部にて前記トルクチューブと結合され、
前記第２の軸部分は、その一端部にて前記トルクチューブと結合されると共に、その他端部にて前記スピンドルと結合されており、
前記トルクチューブと前記スピンドルが一体回転するとき、前記力伝達経路は前記第１の軸部分を介して伝達され、
前記トルクチューブと前記スピンドルが相対回転するとき、前記力伝達経路は前記第１の軸部分と前記第２の軸部分を介して伝達されることを特徴とする請求項２又は３に記載のシートベルト用リトラクタ。
（５） 前記スピンドルと前記トレッドヘッドとの間に配置され、前記スピンドルと前記トレッドヘッドが相対回転する際にエネルギー吸収を行なう塑性変形部材をさらに備えることを特徴とする（４）に記載のシートベルト用リトラクタ。
（６） 前記トーションバーは、前記プリテンショナー作動により発生するトルクより大きな捻れトルクを有する第１の軸部分と、該第１の軸部分より前記捻れトルクの小さい第２の軸部分とを備えることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載のシートベルト用リトラクタ。
（７） 前記塑性変形部材により発生するトルクは、前記第１の軸部分の捻れトルクとの合計トルクが前記プリテンショナー作動により発生するトルクより大きくなるように設定されることを特徴とする（５）に記載のシートベルト用リトラクタ。

本発明のシートベルト用リトラクタによれば、プリテンショナーがトーションバーを介してスピンドルと結合する力伝達経路を構成し、トーションバーは、捻れトルクの異なる複数の軸部分を有し、また、力伝達経路としてのトーションバーの複数の軸部分を切替え装置によって切り替える構成としたので、フォースリミッタ機構のエネルギー吸収荷重が低く設定されても、プリテンショナーの引き込み性能を確保することができ、トーションバーを介してプリテンショナーの力をスピンドルに伝えて、ベルトを瞬時に引き込むことができる。

以下、本発明の各実施形態に係るシートベルト用リトラクタについて図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
第１実施形態のシートベルト用リトラクタ１０は、図１に示すように、リトラクタフレーム１１に回転可能に支持され、シートベルト（図示せず）を巻き取るスピンドル組立体１２と、スピンドル組立体１２をシートベルトの巻き取り方向に付勢する巻取りばね装置１７と、車両の水平方向の加速度を検出する加速度センサ１３と、加速度センサ１３によって検出される加速度に応じてシートベルトの引出動作をロックするロック機構１４と、車両衝突時にスピンドル組立体１２に作用してシートベルトを引き込むプリテンショナー１５と、設定以上の荷重がシートベルトに加わった場合にエネルギーを吸収しながらシートベルトを繰り出すフォースリミッタ機構１６と、を備える。

巻取りばね装置１７は、スピンドル組立体１２の軸方向一端側に配置され、リトラクタフレーム１１に取り付けられる。一方、加速度センサ１３、ロック機構１４及びプリテンショナー１５は、スピンドル組立体１２の軸方向他端側に配置され、リトラクタフレーム１１に取り付けられるドライブカバー１８及びシステムカバー１９内に収容される。

加速度センサ１３は、球状のセンサウェイト２１と、センサウェイト２１を収容するセンサケース２２とを備え、センサケース２２にはセンサレバー２２ａが回転可能に取り付けられる。

ロック機構１４は、公知の種々の構成を採用することができる。本実施形態の場合には、ロック機構１４は、ベアリング板３１とシステムカバー１９との間に回転可能に支持され、慣性体３４と連動してベアリング板３１の内歯３１ａと係合可能なＷＳレバー３２と、ＷＳレバー３２と係合するステアリングホイール３３と、ステアリングホイール３３内に配置される慣性体３４と、ステアリングホイール３３と慣性体３４との間に設けられるスプリング３５と、ステアリングディスク３６によってステアリングホイール３３と一体に取り付けられるラチェットホイール３７と、を有する。

そして、車両衝突等で水平方向の加速度が所定値より大きいとき、加速度センサ１３のセンサウェイト２１が移動し、センサレバー２２ａを上方に回動する。続いてセンサレバー２２ａが上方に回動して、ステアリングホイール３３と係合する。そして、ステアリングホイール３３の引き出し方向の回転が阻止された状態でシートベルトがリトラクタ１０から引き出されると、ステアリングホイール３３がスピンドル１２に対して回転遅れを生じ、ステアリングホイール３３に回動可能に取り付けられた後述するロック片６７が径方向外方に移動して回転不能とされた状態の後述のプリテンションリング４２と係合し、スピンドル１２によるシートベルトの引き出し動作がロックされる。

プリテンショナー１５は、リトラクタフレーム１１とドライブカバー１８との間に、大径リング４１、プリテンションリング４２、小径リング４３、ロッキングレバー４４、シンクロリング４５、ディスタンス板４６、ボール案内板４７、レバー部材４８、及びボールストップ４９を備えると共に、プリテンションリング４２の周囲に駆動装置５１を備える。

駆動装置５１は、リトラクタフレーム１１に取り付けられる管ハウジング５２と、管ハウジング５２内に設けられるガス発生器５３、スプリング５４、ピストン５５、及び質量体としての玉５６と、を備える。管ハウジング５２は、一端をキャップ５７によって閉口される。そして、ガス発生器５３の点火によるガス圧上昇により、ピストン５５を介して玉５６が押し出され、これらの玉５６がプリテンションリング４２の溝部に入り込んで、プリテンションリング４２を回転させる。なお、スプリング５４は、通常の玉５６のがたつきによる異音の発生を防止している。

プリテンションリング４２は、大径リング４１と小径リング４３によってリトラクタフレーム１１とドライブカバー１８との間で回転可能に支持されている。プリテンションリング４２の外周側には、駆動装置５１の玉５６が収容される溝部４２ａと、ロッキングレバー４４と噛合可能で、且つ、シンクロリング４５の周囲に内向きに形成された爪部４５ａが係止可能な外歯４２ｂが形成されている。また、プリテンションリング４２の内周側には、ロック片６７と噛合可能な内歯４２ｃが形成されている。さらに、プリテンションリング４２の側面には、レバー部材４８を挿入案内する窓穴４２ｄ（図２参照）が形成される。

ロッキングレバー４４の側面には突部４４ａ（図２参照）が形成されており、この突部はシンクロリング４５のカム孔４５ｂに案内される。ロッキングレバー４４は、プリテンションリング４２の回転によりシンクロリング４５が回転することで外歯４２ｂと係脱し、外歯４２ｂと噛合することでプリテンションリング４２のベルト引き出し方向の回転を止める。

また、スピンドル組立体１２は、スピンドル６１と、その一端側開口を塞ぐトレッドヘッド６２と、スピンドル本体６１内に配置されるトルクパイプ６３、トルクチューブ６４、捻じれトルクの異なる軸部分を構成する第１及び第２トーションバー６５，６６と、トレッドヘッド６２の外周面に案内されるロック片６７と、スピンドル６１に形成された一対の貫通孔６１ａ内で回動可能に取り付けられるロッキングエレメント６８と、スピンドル６１の他端側からその周囲に装着されるエンドピース６９及びスピンドルリング７０と、を備える。なお、図１中、符号７１はドラムリングであり、７２はオメガスプリングである。

さらに、リトラクタフレーム１１とカバーケース１７との間には、スイッチハウジング８１と、スイッチピストン８２とが配置され、スイッチハウジング８１には、経路切替え用ガス発生器８３が取り付けられている。本実施形態では、ロッキングエレメント６８、エンドピース６９、スピンドルリング７０、スイッチハウジング８１、スイッチピストン８２、経路切替え用ガス発生器８３が、スピンドル６１とプリテンショナー１５との間の力伝達経路を切り替える切替え装置２０を構成する。

第１トーションバー６５は第２トーションバー６６よりも軸径が太く形成されており、各トーションバーの両端部６５ａ，６５ｂ，６６ａ，６６ｂは、トルクス（登録商標）形状に形成されている。本実施形態では、軸径の細い第２トーションバー６６が、フォースリミッタ機構１６として作用し、また、第１トーションバー６５は、プリテンショナー１５の作動により発生するトルクよりも大きな捻れトルクを有するように太さや硬さが設計されている。

トレッドヘッド６２の内周面にはトルクス形状の孔部６２ａが形成されており、第１トーションバー６５の一端部６５ａが嵌合される。また、トルクチューブ６４の内周面にも、トルクス形状の環状溝６４ａがトレッドヘッド側から軸方向中間部を越えて設けられており、第１トーションバー６５の他端部６５ｂ及び第２トーションバーの一端部６６ａが嵌合される。また、第２トーションバー６６の他端部６６ａは、スピンドル６１の他端側の内周面に形成されたトルクス形状の凹部６１ｂに嵌合固定されている。これにより、第１及び第２トーションバー６５，６６は、スピンドル６１とプリテンショナー１５の間の力伝達経路に配置されている。

トルクパイプ６３は、その両端部外周面に複数の凸部６３ａ，６３ｂを有し、一端側の凸部６３ａをトルクチューブ６４の他端部内周面に形成された凹部６４ｂに、他端側の凸部６３ｂをスピンドル６１の他端側の内周面に形成された凹部６１ｃに嵌合固定した状態で、第２トーションバー６６の周囲に配置される。

また、ロッキングエレメント６８は、スピンドル６１に形成された貫通孔６１ａ内に取り付けられており、トルクチューブ６４の端部に形成された連結凹部６４ｃ内に進退するように回動する。ロッキングエレメント６８がスピンドルリング７０の内周面に押さえつけられている状態では、図６（ａ）に示すように、トルクチューブ６４の連結凹部６４ｃ内に進出して回動が抑制されている。これにより、トルクチューブ６４は一対のロッキングエレメント６８を介してスピンドル６１と結合され、スピンドル６１とトルクチューブ６４は一体的に回転する。また、エンドピース６９は樹脂製であり、スピンドルリング７０をスピンドル６１に対して位置決め固定している。

次に、本実施形態のシートベルト用リトラクタ１０のプリテンショナー１５及びフォースリミッタ機構１６の動作について説明する。

プリテンショナー１５では、車両側からの作動のための電流を受け、駆動装置５１のガス発生器５３の点火によるガス圧上昇により玉５６が管ハウジング５２内を移動する。そして、移動した玉５６は、管ハウジング５２からプリテンションリング４２の溝部４２ａ内に入り込み、プリテンションリング４２を回転させる。

プリテンションリング４２が回転すると、図３（ａ）に示す状態から、その外歯４２ｂと係合していたロッキングレバー４４が外側へ弾き出される。同時に、ロッキングレバー４４の突部４４ａは、カム孔４５ｂを引き連れてシンクロリング４５を回動させる（図３（ｂ）参照）。その後、ロックレバー４４は、リトラクタフレーム１１上に設けられた切り起し板（図示せず）に当接して回動を止められ、シンクロリング４５も突部４４ａを案内するカム孔４５ｂを介して回動を止める。

但し、図４に示すように、シンクロリング４５に形成された爪部４５ａは、プリテンションリング４２の外歯４２ｂとプリテンションリング４２の回転を許容するようにラチェット係合するので、プリテンションリング４２は外歯４２ｂで爪部４５ｂを弾きながら回転し続ける。

併せて、プリテンションリング４２が回転すると、その窓穴４２ｄに案内されたレバー部材４８が回動し、レバー部材４８の先端がラチェットホイール３７と噛合する。

さらに、プリテンションリング４２が回転して、レバー部材４８がさらに回動すると、ラチェットホイール３７及びステアリングディスク３６を回転させる。なお、この状態では、トレッドヘッド６２に力は伝達されていない。

これにより、ステアリングディスク３６のカム孔３６ａ内にピン６７ａが支持された（図２参照）ロック片６７がトレッドヘッド６２に案内されながらステアリングディスク３６の回転により駆動され、プリテンションリング４２の内歯４２ｃと噛合する（図３（ｃ）参照）。

さらに、プリテンションリング４２が玉５６に押されて回転すると、ロック片６７がプリテンションリング４２の内歯４２ｃと噛合しているので、プリテンションリング４２の回転がトレッドヘッド６２、第１トーションバー６５、トルクチューブ６４、ロッキングエレメント６８を介してスピンドル６１に伝達されて、スピンドル６１に固定されているシートベルトを巻き込む。これにより、プリテンショナー１５が作動することになる。

このとき、トルクチューブ６４とスピンドル６１とは一体となって回転するので、両端がトルクチューブ６４とスピンドル６１に嵌合されている第２トーションバー６６には、捻じる力はかからない。これにより、プリテンショナー作動時の力で、軸径の細い第２トーションバー６６が捻れてしまい、シートベルトの引き込みが十分に出来なくなるという不都合が排除される。また、第１トーションバー６５は、プリテンショナー１５の作動により発生するトルクよりも大きな捻れトルクを有する、即ち、プリテンショナー１５の力では捻られない（塑性変形しない）太さ、硬さに設定されているので、プリテンショナー１５の力をスピンドル６１に確実に伝える。

一方、フォースリミッタ機構１６では、ガス発生器５３を作動させてプリテンショナー１５による引き込みが開始されたのち、適切なタイミングで切替え装置２０を作動させる。切替え装置２０の作動タイミングは車両・シートベルトの特性等から予め適切に設定しておく。例えば、プリテンショナー作動後、所定時間（ｍｓ）後に切替え装置２０を作動という設定をすることも可能である。

切替え装置２０は、経路切替え用の電流を受けて経路切替え用ガス発生器８３が点火する。経路切替え用ガス発生器８３によるガスの圧力により、スイッチピストン８２が図５の矢印ｘ方向に押され、スピンドルリング７０もスイッチピストン８２に押されて矢印ｘ方向にずれる。

スピンドルリング７０が矢印ｘ方向に移動すると、ロッキングエレメント６８は、スピンドル６１の連結孔６１ａ内で、スピンドル６１の径方向に回動自在となる。このため、プロフィールがロッキングエレメント６８を外に押し出すように形成されたトルクチューブ６４の連結凹部６４ｃによって、トルクチューブ６４の連結凹部６４ｃ内から外側に移動する（図６（ｂ）参照）。これにより、スピンドル６１とトルクチューブ６４とが相対回転可能となる。但し、この状態では、スピンドル６１とトルクチューブ６４とはトルクパイプ６３によって連結されているため、相対回転は行なわれない。よって、トレッドヘッド６２とスピンドル６１の間の力伝達経路は、トレッドヘッド６２、第１トーションバー６５、トルクチューブ６４、第２トーションバー６６及びトルクパイプ６３、スピンドル６１の順となる。

その後、プリテンショナー１５の玉５６の移動が完了し、スピンドル６１の巻き取り方向の回転が停止されると、乗員の前方への移動によりベルトが引き出される。ベルト引き出し方向に働く力（力伝達経路）は、スピンドル６１、第２トーションバー６６及びトルクパイプ６３、トルクチューブ６４、第１トーションバー６５、トレッドヘッド６２、プリテンショニングリング４２へと伝わる。

プリテンションリング４２がベルト引き出し方向に回転すると、シンクロリング４５の爪部４５ａはプリテンションリング４２の外歯４２ｂと係合しているので、シンクロリング４５も一体的に回転する。このとき、シンクロリング４５に形成されたカム孔４５ｂはロッキングレバー４４の突部を押してロッキングレバー４４を内側に誘導し、ロッキングレバー４４とプリテンショニングリング４２の外歯４２ｂを係合させる。これにより、プリテンショニングリング４２の引き出し方向の回転が止められる。

更にベルト引き出し方向の力が加わり、ベルト荷重が第２トーションバー６６の捻じれ荷重に達すると、力伝達経路で軸径の細い第２トーションバー６６が塑性変形しながら捻れ、スピンドル６１が回転し、シートベルトが引き出される。第２トーションバー６６が捻じれると同時にトルクパイプ６３も捻られるが、トルクパイプ６３は捻れ変形するときに荷重を発生し、所定の回転を終えた段階で捻じ切られる。従って、フォースリミッタ作動初期においては、第２トーションバー６６が捻られ始めの荷重に加えて、トルクパイプ６３の荷重を上乗せすることができ、トルクパイプ６３は、第２トーションバー６６の捻られ始めの荷重を補う役割を果たす。なお、トルクパイプ６３は、発生荷重と捻じ切れる回転数を予め設定している。

トルクパイプ６３が捻じ切れた後は、スピンドル６１に作用する引き出し方向の力は、第２トーションバー６６によってエネルギー吸収を行ないながら、第２トーションバー６６を介して、トルクチューブ６４、第１トーションバー６５、トレッドヘッド６２、プリテンショニングリング４２へと伝達される。

従って、本実施形態のシートベルト用リトラクタ１０によれば、スピンドル６１とプリテンショナー１５との間の力伝達経路に配置され、捻れトルクの異なる第１及び第２トーションバー６５，６６と、上記力伝達経路を第１及び第２トーションバー６５，６６で切り替える切替え装置２０と、を備えるので、力伝達経路の切り替えを、プリテンショナー１５の引き込み終了後、ベルト張力が所定の荷重に上昇する前に行うことで、プリテンショナー１５の引き込み性能を下げることなく、低いエネルギー吸収荷重設定との両立が実現できる。また、第２トーションバー６６はフォースリミッタ作動時にだけ捻られる機構としたので、第２トーションバー６６の低いエネルギー吸収荷重はプリテンショナー作動に影響しない。

なお、第１及び第２トーションバー６５，６６は、捻りトルクが異なる軸部分を構成するものであればよく、図７に示すように一体に形成されてもよい。また、第１トーションバー６５の断面形状は、プリテンショナーの力で捻られない形状であれば円形でなくてもよく、図８に示すように、軸方向両端部に亘ってトルクス形状であってもよい。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態のシートベルト用リトラクタについて図面を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一部分については、同一符号を付して説明を省略或は簡略化する。

本実施形態のシートベルト用リトラクタは、スピンドル組立体の構成において第１実施形態のものと異なる。即ち、図９及び図１０に示すように、スピンドル組立体１２ａは、塑性変形部材であるベンディングエレメント９１とフックインサート９２とをさらに備え、ベンディングエレメント９１とフックインサート９２はスピンドル６１とトレッドヘッド６２の軸方向対向面間に配置されている。

ベンディングエレメント９１は、その凸部９１ａをトレッドヘッド６２に形成された孔６２ｂに嵌合させることで、トレッドヘッド６２に固定されている。一方、フックインサート９２は、図１１に示すように、スピンドル６１に設けられた凹部６１ｄに嵌合されて、スピンドル６１に固定されている。フックインサート９２には長手方向に並んで３つの突起部９２ａ，９２ｂ，９２ｃが設けられており、ベンディングエレメント９１は、円周方向の一部に形成された湾曲部９１ｂが隣り合う突起部９２ａ，９２ｂ，９２ｃ間を通過するようにして、フックインサート９２と嵌合する。

また、本実施形態では、ベンディングエレメント９１のエネルギー吸収荷重は、第１トーションバー６５のねじれ荷重との合計がプリテンショナー１５の引き込み荷重より大きくなるように設定されており、第１及び第２トーションバー６５，６６及びベンディングエレメント９１がフォースリミッタ機構１６として作用する。即ち、ベンディングエレメント９１により発生するトルクが、第１トーションバー６５の捻れトルクとの合計トルクがプリテンショナー１５作動により発生するトルクより大きくなるように設定されることで、第１トーションバー６５の捻れトルクをより低く設定することが可能となる。
その他の構成は第１実施形態のものと同様である。

このように構成される本実施形態のシートベルト用リトラクタ１０では、プリテンショナー作動時には、第１実施形態と同様、駆動装置５１によりプリテンションリング４２が回転し、ロック片６７によりプリテンションリング４２とトレッドヘッド６２が係合する。このプリテンショニングリング４２の回転は、トレッドヘッド６２、第１トーションバー６５、トルクチューブ６４、ロッキングエレメント６８、スピンドル６１の経路と、トレッドヘッド６２、ベンディングエレメント９１、フックインサート９２、スピンドル６１の経路の２つの伝達経路でスピンドル６１に伝えられ、シートベルトを巻き込む。

このとき、トルクチューブ６４とスピンドル６１は一体となって回転するので、両端がトルクチューブ６４とスピンドル６１に嵌合されている第２トーションバー６６には、捻じる力はかからない。一方、第１トーションバー６５とベンディングエレメント９１は、プリテンショナー１５の力では変形しない（塑性変形しない）設定とされており、プリテンショナー１５の力をスピンドル６１に確実に伝える。

また、プリテンショナー１５作動後、乗員が前方に移動することでベルトが引き出されると、フォースリミッタ機構１６が作動する。第１実施形態と同様に、プリテンションリング４２の引き出し方向の回転により、シンクロリング４５が回動し、ロッキングレバー４４をプリテンションリング４２の外歯４２ｂと係合させて、プリテンショニングリング４２のベルト引き出し方向の回転を止める。

そして、更にベルト引き出し方向の力が加わると、第１トーションバー６５が塑性変形しながら捻られ、同時に、スピンドル６１とトレッドヘッド６２が相対回転することで、フックインサート９２の突起部９２ａ，９２ｂ，９２ｃによってベンディングエレメント９１の湾曲部９１ｂがしごかれながら変形する。このように、第１トーションバー６５とベンディングエレメント９１を変形させる力で、エネルギー吸収荷重を発生させながら、シートベルトが引き出される。

これにより、ベンディングエレメント９１がフックインサート９２から抜けるまでは、ベンディングエレメント９１はしごかれることで荷重を発生し、フォースリミッタ機構作動初期においては、第１トーションバー６５を変形させる荷重にベンディングエレメント９１を変形させる荷重が上乗せされることになる。

さらに、第１トーションバー６５によって所定のエネルギー吸収荷重を吸収した後、適切なタイミングで切替え装置を作動させて、スピンドル６１とトルクチューブ６４とを相対回転可能とする。これにより、ベルト引き出し方向に働く力（力伝達経路）は、スピンドル６１、第２トーションバー６６及びトルクパイプ６３、トルクチューブ６４、第１トーションバー６５、トレッドヘッド６２、プリテンショニングリング４２と伝わる。そして、第２トーションバー６６が塑性変形しながら捻れ、スピンドル６１が回転して、シートベルトが引き出される。これにより、要求される低いエネルギー吸収荷重でフォースリミッタ機構を作動させることができる。

また、本実施形態においても、第２トーションバー６６が捻じれると同時にトルクパイプ６３も捻られるが、トルクパイプ６３は捻れ変形するときに荷重を発生し、所定の回転を終えた段階で捻じ切られる。これにより、トルクパイプ６３の荷重は、第１トーションバー６５の高いエネルギー吸収荷重から第２トーションバー６６の低いエネルギー吸収荷重に切り替える場合、荷重の急激な変化に伴って表れる荷重の落ち込みを補い、荷重特性を調整している。

従って、本実施形態のシートベルト用リトラクタによれば、スピンドル６１とトレッドヘッド６２が相対回転する際にエネルギー吸収を行なうベンディングエレメント９１をさらに備え、第１及び第２トーションバー６５，６６とベンディングエレメント９１によってフォースリミッタ機構１６を構成したので、プリテンショナー１５の引き込み性能を下げることなく、低いエネルギー吸収荷重設定との両立が実現できる。さらに、ＥＣＵ等からの切り替え信号を用いることで、衝突形態に応じたフォースリミッタ特性の調整による拘束性能を向上することができる。

本発明のシートベルト用リトラクタは、切替え装置２０を用いることで、フォースリミッタ機構の特性を調節することが可能になる。例えば、ベンディングエレメント９１と切替え装置２０を組合せ、切替え装置の切替えタイミングによって、図１２に示すような様々なフォースリミッタの特性を望むことができる。なお、図中、Ａは、第１トーションバー６５によるエネルギー吸収荷重を、Ｂは第２トーションバーによるエネルギー吸収荷重を、Ｃはベンディングエレメントによるエネルギー吸収荷重を表しており、矢印は切り替えタイミングを表している。

即ち、図１２（ａ）に示す第２実施形態のように、ベンディングエレメント９１によるしごき荷重の完了後に、第１及び第２トーションバー６５，６６間で力伝達経路を変更してもよく、図１２（ｂ）に示すように、ベンディングエレメント９１によるしごき荷重の途中で、第１及び第２トーションバー６５，６６間で力伝達経路を変更してもよい。勿論、図１２（ｃ）に示すように、第１及び第２トーションバー６５，６６間での力伝達経路の切り替えを行なわなくてもよいし、図１２（ｄ）に示すように、ベンディングエレメント９１によるしごき荷重が発生する前に、例えば、プリテンショナー１５の作動前に、切り替えを完了してもよい。このように、切替え装置の作動タイミングは、車両に搭載された各種のセンサにより、衝突の厳しさ、衝突の形態、乗員の体格、ベルト荷重などを検知し、それぞれの衝突に応じて、適切なタイミングで切り替え作動をさせても良い。或は、切替え装置の作動タイミングは、プリテンショナー１５の作動から所定時間経過後として予め設定することも可能である。

なお、本発明は、上記実施形態のものに限定されるものでなく、適宜、改良または変形などが可能である。

本発明の第１実施形態のシートベルト用リトラクタを示す分解斜視図である。 図１のプリテンショナーを示す斜視図である。 プリテンショナーの作動状態を示す概略図であり、（ａ）は作動前の状態、（ｂ）は作動開始時にロックレバーとプリテンションリングとの係合が解除される状態、（ｃ）は作動後ロック片がプリテンションリングと係合する状態を示す。 プリテンションリングの外歯とシンクロリングの爪部の係合状態を示す要部拡大図である。 図１のシートベルトリトラクタの断面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図であり、（ａ）は切替え装置による切り替え前の状態であり、（ｂ）は切り替え後の状態である。 トーションバーの第１変形例を示す斜視図である。 トーションバーの第２変形例を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態のシートベルト用リトラクタのスピンドル組立体の分解斜視図である。 第２実施形態のシートベルト用リトラクタの断面図である。 第２実施形態のベンディングエレメントとフックインサートを示す斜視図である。 本発明で調整可能なフォースリミッタ特性を示すグラフである。

符号の説明

１０ シートベルト用リトラクタ
１５ プリテンショナー
２０ 切替え装置
６１ スピンドル
６２ トレッドヘッド
６３ トルクパイプ
６４ トルクチューブ
６５ 第１トーションバー
６６ 第２トーションバー
９１ ベンディングエレメント（塑性変形部材）
１００ トーションバー

Claims (7)

1. ベルトを巻きつけるスピンドルと、
   該スピンドルに作用して前記ベルトを引き込むプリテンショナーと、
   前記スピンドルと前記プリテンショナーとの間の力伝達経路に配置され、捻れトルクの異なる複数の軸部分を有するトーションバーと、
   前記力伝達経路としての前記トーションバーの複数の軸部分を切り替える切替え装置と、を有することを特徴とするシートベルト用リトラクタ。
2. 前記トーションバーの複数の軸部分と結合し、前記切替え装置によって前記スピンドルと一体回転又は相対回転するように切り替えられるトルクチューブをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシートベルト用リトラクタ。
3. 前記スピンドルと前記トルクチューブとを連結し、前記切替え装置によって前記スピンドルと前記トルクチューブが相対回転を開始したときにエネルギー吸収を行なうように塑性変形可能なトルクパイプをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のシートベルト用リトラクタ。
4. 前記トーションバーは、第１の軸部分と、該第１の軸部分より前記捻れトルクの小さい第２の軸部分とを備え、
   前記第１の軸部分は、その一端部にて前記プリテンショナーからの力が入力されるトレッドヘッドと結合されると共に、その他端部にて前記トルクチューブと結合され、
   前記第２の軸部分は、その一端部にて前記トルクチューブと結合されると共に、その他端部にて前記スピンドルと結合されており、
   前記トルクチューブと前記スピンドルが一体回転するとき、前記力伝達経路は前記第１の軸部分を介して伝達され、
   前記トルクチューブと前記スピンドルが相対回転するとき、前記力伝達経路は前記第１の軸部分と前記第２の軸部分を介して伝達されることを特徴とする請求項２又は３に記載のシートベルト用リトラクタ。
5. 前記スピンドルと前記トレッドヘッドとの間に配置され、前記スピンドルと前記トレッドヘッドが相対回転する際にエネルギー吸収を行なう塑性変形部材をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のシートベルト用リトラクタ。
6. 前記トーションバーは、前記プリテンショナー作動により発生するトルクより大きな捻れトルクを有する第１の軸部分と、該第１の軸部分より前記捻れトルクの小さい第２の軸部分とを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のシートベルト用リトラクタ。
7. 前記塑性変形部材により発生するトルクは、前記第１の軸部分の捻れトルクとの合計トルクが前記プリテンショナー作動により発生するトルクより大きくなるように設定されることを特徴とする請求項５に記載のシートベルト用リトラクタ。

Images