JP2008504160A - 電気モータを備えたシートベルト巻き取り装置 - Google Patents

Abstract

乗り物のシートベルト用の巻き取り装置は、シートベルト（１）を巻き取る巻き取り軸（２）を有している。駆動ばね（３）が、巻き取り軸（２）をシートベルトの巻き取り方向に付勢している。電気モータ（４）が、ばね力を変化させるために駆動ばね（３）に伝達することができるトルクを発生する。スイッチカプリング（５）が、シートベルト（１）を巻き取るために電気モータのトルクを巻き取り軸（２）に伝達する。ギア（１３）は、電気モータのトルクを巻き取り軸（２）または駆動ばね（３）に伝達する。駆動ばね（３）、カプリング（５）およびギア（１３）は、シートベルト巻き取り装置の一方の側に備えられている。ギア（１３）は、巻き取り軸（２）に回転可能にかつ同軸に連結されている軸（８）に回転可能に取り付けられており、かつ駆動ばね（３）の外側のばね端部（１０）に固定回転接続部（１５）によって回転可能に連結されている駆動輪（１１）を有している。カプリング（５）の第１のクラッチ係合面（１８）は、固定回転接続部（１５）に固定して連結されている構成部材（２３）に復元力に抗して移動可能に取り付けられており、かつ軸（８）を中心として回転可能である。カプリング（５）の第２のクラッチ係合面（１９）は、軸（８）に連結され、かつ軸（８）と共に回転する。

Description

本発明は、乗り物のシートベルト巻き取り装置の巻き取り軸にトルクを伝達する電気モータを有している乗り物のシートベルト巻き取り装置に関する。

特許文献１は、駆動手段の低回転時にばね力を変えるためにトルクが駆動ばねに伝達されるシートベルト巻き取り装置を教示している。この公知の装置は、シートベルトを巻き取るために、駆動手段によって供給されるトルクを巻き取り軸に高回転時に伝達するカプリングを有している。トルクの伝達は、ウォーム歯車によって行うことができる。駆動ばねに加えて、駆動手段のトルクを巻き取り軸に伝達する伝達手段が、巻き取り装置、すなわち巻き取り軸の一方の側に設けられている。

特許文献２は、シートベルトを事前に締め付けるために、プリクラッシュ状態で発生する信号によって、電気モータによって供給されるトルクをベルトリールに伝達するスイッチカプリングを備えたシートベルト巻き取り装置を教示している。ギアを電気モータの出力軸と巻き取り軸との間に設けることも可能であり、それによって、ギアと、ばね力も電気モータ駆動手段によって調節可能な駆動ばねとは、シートベルト巻き取り装置、すなわち巻き取り軸の一方の側に配置されている。

公知のシートベルト巻き取り装置では、駆動ばねのばね力と、したがってシートベルトの装着者が感じる快適性とを、通常の運転状態の間に調節することが可能である。さらに、シートベルトの取り外し中は、シートベルトを収納形態になるように引き込むためにばね力を増大させることができる。さらに、電気モータ駆動手段によって回転数が高められたときにベルトリールに伝達されるトルクを、衝突の危険性が高い運転状況においてシートベルトを事前に締め付けるために使用することができる。
独国特許発明第１００１３８６９号明細書 独国特許発明第１９９２７７３１号明細書

請求項１による本発明は、カプリングのギア及び駆動ばねの簡単な取付けが、巻き取り装置のコンパクトな構成と共に実現されている、前述の種類のシートベルト巻き取り装置を提供している。電気モータ駆動手段と火薬式の締め付け装置とが、乗り物の構造部に固定される共通のシートベルト巻き取り装置フレームに固定されていることが有利であり、それによって、電気モータ駆動手段と火薬式の締め付け装置の駆動によって発生する反力が、乗り物の構造部のシートベルト巻き取り装置フレームによって支持され、すなわち受け止められる。

１つの図面を参照し、一実施形態によって本発明をより詳細に説明する。

図に示している本発明の実施形態は、乗り物、特に自動車に組み込み可能なシートベルト１用のシートベルト巻き取り装置である。このシートベルト巻き取り装置は、シートベルト１を巻き取る巻き取り軸２と、シートベルト１の巻き取り方向に巻き取り軸２を付勢する駆動ばね３とを有している。直流モータであることが好ましい電気モータ４は、駆動ばね３のばね力を変化させ、かつ、特にプリクラッシュ状態で、巻き取り軸１を駆動するのに使用される駆動手段である。

駆動手段４が発生したトルクを駆動ばね３と巻き取り軸２とに伝達するために、以下により詳細に説明するギア１３とカプリング５とが用いられている。カプリング５はスイッチカプリングを有していることが好ましく、それによって、カプリング５は、第２の作動面との係合位置に電気信号、特に電磁信号、または慣性力によって移動することができる。

ギア１３とカプリング５と駆動ばね３とは、予め組み立てられたユニットであることが好ましい。ギア１３、歯車装置を有していてもよい。この目的で、歯車装置は、たとえば前側ねじ歯車対またはウォーム歯車を備えたスクリュー歯車を有していてもよい。電気モータ４は、このユニットに後で固定したり、このユニットの構成部材として予め組み立てることができる。図からわかるように、このユニットは、シートベルト巻き取り装置のいわゆる機構側に取り付けられている。シートベルト巻き取り装置の機構側は、ベルトウェビング検知センサ装置に加えて、乗り物の検知センサ装置を従来のように有している。これら２つのセンサ装置は、公知のように構成されており、図にはセンサ装置１４として模式的に示している。センサ装置１４の乗り物検知部は、乗り物の過度の加速や制動に反応して、巻き取り軸２を止める。センサ装置１４のベルトウェビング検知部は、巻き取り軸２の過度の回転加速度に反応して、同様に巻き取り軸２を止める。

ギア１３は駆動輪１１を有しており、駆動輪１１は、巻き取り軸２に回転可能に連結されている軸８に回転可能に取り付けられており、かつ駆動ばね３の外側のばね端部１０に固定回転連結部によって回転可能に連結されている。軸８は、巻き取り軸２の軸方向の延長部分である。駆動手段４が発生したトルクは、前側ねじ歯車１２またはウォームホイールなどの他のギア部分によって駆動輪１１に伝達される。このトルク伝達は、図示しているような、駆動手段の出力軸１６が軸８の軸線に対して垂直に延びている駆動手段の構成に適している。駆動手段４の出力軸１６が平行に構成されている場合、力伝達ギア部分は、駆動ベルト又はギアホイール又はギアホイール対であってもよい。ギア、カプリングおよび駆動ばねは、乗り物およびベルトウェビングの検知センサが設けられているシートベルト巻き取り装置の側に配置されていることが好ましい。

少なくとも力つまりトルクの伝達中は固定されている回転接続部１５は、駆動輪１１から駆動ばね３への力つまりトルクの伝達のために設けられている。この固定回転接続部１５は、常に設けられていることができるのが好ましい。その場合、駆動輪１１は、駆動ばね３の外側のばね端部１０に回転可能に連結されている。固定回転接続部１５は、軸８を中心として回転可能に取り付けられている。固定回転接続部１５は、たとえば、駆動ばね３が内部に配置されているばねハウジング２０に固定して連結することができる。

カプリング５は、駆動輪１１に回転可能に連結されている構成部材に、復元しようとするばね（詳細には示していない）の力に抗して移動可能に取り付けられている第１の作動面１８を有している。図示した実施形態では、第１の作動面１８は、ばねハウジング２０上に移動可能に取り付けられているカプリング部２１上に配置されている。カプリング５の第２の作動面１９は、軸８に回転可能に接続されている。この目的で、図示した実施形態では第２のカプリング部２２が設けられており、第２カプリング部２２上には第２の作動面１９が配置されており、第２カプリング部２２はたとえばスプラインである締結点２３において軸８に回転可能に接続されている。このように、カプリング５の第２の作動面１９と巻き取り軸２との間の回転連結が実現されている。公知のように、カプリング５の２つの作動面１８および１９は、カプリング係合中に互いに係合する２つの歯車、２つの摩擦面、またはその他の構成であってもよい。適切なカプリング手段は、たとえば、独国特許発明第１９８４４０９２号明細書に記載されているようなカプリングであってもよい。カプリング係合は、特に電磁スイッチ信号または慣性力によって行わせることができる。

図示した実施形態では、カプリング５の構成部材は、駆動輪１１と駆動ばね３、特にばねハウジング２０との間に配置されている。この場合、カプリング５の複数の構成部材が、固定回転接続部１５によって掛け渡されている。このようにして、ギア１３とカプリング５と駆動ばね３とを有するユニット１７の特にコンパクトな構造が実現され、これは、共通のハウジング内に収容できることが好ましい。さらに、ギア１３とカプリング５と駆動ばね３とで構成される構成部材は、順番に、かつユニット１７に対して平坦な構成に予め組み立てておいて、シートベルト巻き取り装置の機構側で軸８に取り付けることができる。さらに、ユニット１７の構成部材を機構側から突出している軸８上に簡単なやり方で順番に組み立て、それから、それらを共通のハウジング内に配置することができる。

駆動輪１１とカプリング５と駆動ばね３とで構成されるサンドイッチ構造の軸方向の順番も、組み立ての条件に従って入れ換えることができる。たとえば、内側の駆動輪１１またはカプリング５の複数の部品を外側に配置して、駆動ばね３を駆動輪１１とカプリング５との間に配置することができる。しかしながら、複数の構成要素の任意の他の軸方向の順番も考えられる。

コンパクトな構成を有する動力締め付け機能をさらにシートベルト巻き取り装置に備える場合、動力締め付け装置は、図からわかるように、シートベルト巻き取り装置、すなわち巻き取り軸２の他方の側に火薬式の締め付け装置６の形態に構成できることが好ましい。この目的で、巻き取り軸２に回転可能に連結されている駆動輪２４が設けられている。駆動輪２４は、締め付けを目的として、係合可能なカプリングを介して巻き取り軸２に連結することもできる。締め付け駆動部は公知のやり方で構成することができ、それによって、例えば欧州特許第０６２９５３１号明細書から公知の歯付きラック駆動部、例えば英国特許第２，３２５，８９６号明細書から公知のガイド通路内に順番に配置された駆動体、または独国特許出願公開第１９６０２５４９号明細書から公知の複数の球状の駆動体が駆動輪２４の役割を果たすことができる。

図示した本実施形態の動作モードは下記の通りである。

駆動ばね３のばね力を調節または変化させるために、電気モータ駆動手段４は低回転でトルクを発生させ、そのトルクは駆動輪１１から固定回転接続部１５を介して、駆動ばね３の外側のばね端部１０に伝達される。駆動手段４の出力軸１６の回転方向に外側のばね端部１０をねじることによって、駆動ばね３のばね力が増減する。たとえば、シートベルト１が、シートベルトが外された後に収納形態に戻るときには、駆動ばね３の復元力をそれに応じて増大させることができる。シートベルト１の装着時には、装着者が感じる快適性を増大させるように、駆動ばね３の復元力を減少させることができる。さらに、シートベルトの装着後、シートベルトを乗り物の乗員の体に完全な状態で装着させるように、増大した復元力を駆動ばね３によって生じさせることができる。その後、駆動ばね３の前述した減少した復元力を、通常の運転状態中の装着の快適性を調節するように調節することができる。

駆動手段４の駆動トルクを巻き取り軸２に伝達するために、カプリング５がその係合位置に動かされる。カプリング５は、例えばプリクラッシュ駆動状態で対応する電気パルスによって係合位置に動かすことができるスイッチカプリングであってもよい。スイッチカプリング５は、慣性力または遠心力によって駆動手段４の回転数が上昇したときに自動的に係合位置に動くことができるように構成することができる。この目的で、カプリング装置５は、米国特許第６，１９６，４８７号明細書に教示された種類に従って構成することができる。

駆動手段４によって発生させられた駆動力は、軸８を介して巻き取り軸２に逆方向に伝達することができる。プリクラッシュ状態の後に続いて衝突が発生しない場合、たとえば駆動手段４を逆方向にわずかに回転させることによってカプリング５を解除することができ、通常の運転状態で生じるシートベルトのベルトウェビング装着力が、駆動ばね３の復元力の対応する調節によって回復する。

衝突が発生した場合、高い巻き取り力によるリテンション動作によって、乗り物の乗員が後方に引かれて乗り物の座席に保持されるように、火薬式締め付け装置６が作動する。

乗り物の乗員が所定の時間を超えて定位置から外れているときにも、電気モータ駆動手段４を作動させることができる。その場合には、乗り物の乗員は駆動手段４によってもたらされる復元力によって、正常な着座位置に戻される。

ユニット１７だけでなく火薬式締め付け装置も、共通のフレーム、特に、乗り物の構造に固定されるベルト巻き取り装置フレーム７に固定されていることが好ましい。

発生させたトルクが巻き取り装置、すなわち巻き取り軸２の他方の側へ伝達される電気モータ駆動手段４が、駆動ばね３および巻き取り軸２に組み合わせられることによって、巻き取り装置のコンパクトな構成が実現され、駆動手段の低回転時にばね力を変化させることによってシートベルトの装着者に確実に快適性がもたらされるだけでなく、プリクラッシュ状態中における回転数の上昇時に駆動手段のトルクを巻き取り軸２へ伝達することによってベルトを事前に締め付けることが確実になされる。この事前締め付け機能は、電気モータ駆動手段の補助によって作動するカプリングによって、元に戻すことができるように実現することができる。コンデンサなどの例えば繰り返し充電可能な電気メモリのエネルギーを、電気モータ駆動手段、特に電気モータの作動用に使用することができる。上述したように、巻き取り装置は、衝突が発生した時の動力締め付け機能をさらに備えている。巻き取り装置の他方の側の火薬式締め付け装置が、この目的で用いられている。これによって、従来の方法で組み立てられたシートベルト巻き取り装置に、駆動ばねのばね力の調節手段のみならず、特にプリクラッシュ状態でシートベルトを事前に締め付ける電気モータ駆動手段を備えることができるという利点がもたらされる。

このようにして、駆動ばねのばね力の調節と、プリクラッシュ状態での事前締め付け機能と、衝突時の動力締め付け機能とがコンパクトな構成にまとめられた、シートベルト巻き取り装置が実現される。

本発明の好ましい実施形態の模式図である。

Claims (10)

1. 乗り物のシートベルト用の巻き取り装置であって、
   シートベルト（１）を巻き取るシートベルト巻き取り装置の巻き取り軸（２）と、
   前記巻き取り軸（２）を前記シートベルトの巻き取り方向に付勢する駆動ばね（３）と、
   ばね力を変えるためにトルクを前記駆動ばね（３）に伝達可能な電気モータ（４）と、
   前記シートベルト（１）を巻き上げるために前記電気モータ（４）の前記トルクを前記巻き取り軸（２）に伝達するスイッチカプリング（５）と、
   前記電気モータ（４）の前記トルクを前記巻き取り軸（２）または前記駆動ばね（３）に伝達するギア（１３）と、
   を有し、それによって、前記駆動ばね（３）と前記カプリング（５）と前記ギア（１３）とが前記シートベルト巻き取り装置の一方の側に備えられており、
   前記ギア（１３）は、前記巻き取り軸（２）に回転可能にかつ同軸に連結されている軸（８）に回転可能に取り付けられており、かつ前記駆動ばね（３）の外側のばね端部（１０）に固定回転接続部（１５）によって回転可能に連結されている駆動ホイール（１１）を有しており、
   前記カプリング（５）の第１の作動面（１８）が、前記固定回転接続部（１５）に固定して連結されている構成部材（２５）に復元力に抗して移動可能に取り付けられており、かつ前記軸（８）を中心として回転可能であり、
   前記カプリング（５）の第２の作動面（１９）が前記軸（８）に回転可能に連結されている、
   乗り物のシートベルト用の巻き取り装置。
2. 前記カプリング（５）の前記第１の作動面（１８）は、前記第２の作動面（１９）との係合位置に電気信号、特に電磁信号、または慣性力によって移動可能である、請求項１に記載の巻き取り装置。
3. 前記電気モータ（４）と前記駆動ばね（３）と前記カプリング（５）とは、前記軸（８）に取り付け可能なユニット（１７）である、請求項１または２に記載の巻き取り装置。
4. 前記ギア（１３）は歯車装置である、請求項１から３のいずれか１項に記載の巻き取り装置。
5. 前記ギア（１３）は、特に前側ねじ歯車対またはウォーム歯車を備えたねじ歯車である、請求項１から４のいずれか１項に記載の巻き取り装置。
6. 前記ギア（１３）と前記カプリング（５）と前記駆動ばね（３）とは、前記シートベルト巻き取り装置（２，７）の、乗り物およびベルトウェビングの検知センサ装置（１４）が備えられている側に配置されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の巻き取り装置。
7. 前記シートベルト巻き取り装置（２，７）の他方の側には、前記シートベルトの動力締め付けのために前記巻き取り軸（２）を前記巻き取り方向に駆動する火薬式の締め付け装置（６）が配置されている、請求項１から６のいずれか１項に記載の巻き取り装置。
8. 前記電気モータ（４）はプリクラッシュセンサの信号によって作動させられ、前記火薬式の締め付け装置（６）はクラッシュセンサの信号によって作動させられる、請求項１から７のいずれか１項に記載の巻き取り装置。
9. 前記電気モータ（４）および前記火薬式の締め付け装置（６）は、共通のシートベルト巻き取り装置フレーム（７）に固定されている、請求項１から８のいずれか１項に記載の巻き取り装置。
10. 前記ギア（１３）と前記カプリング（５）と前記駆動ばね（３）とを有するユニット（１７）も共通のシートベルト巻き取り装置フレーム（７）に固定されている、請求項１から９のいずれか１項に記載の巻き取り装置。

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