JP2010023754A - ウェビング巻取装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】巻取部材に変形部材が1箇所で連結された構成にされた場合でも変形部材の剛性を低く設定できかつ付与手段がウェビングによる乗員の拘束力を適切に増加させる。
【解決手段】ウェビング巻取装置10では、プリテンショナ機構38が作動された際に、ロックギヤ24、トーションシャフト22及びスプール14が巻取方向へ回転される。さらに、トーションシャフト22、ロックギヤ24及びスプール14が下側へ移動されて、ロックギヤ24及びスプール14が伝達ギヤ34に噛合される。このため、トーションシャフト22の他端22Bがスプール14に連結されるのみならず、トーションシャフト22の嵌合部22Cがロックギヤ24及び伝達ギヤ34を介してスプール14に連結される。これにより、トーションシャフト22が嵌合部22Cと他端22Bとの間で相対回転されて捩れ変形されることを防止できる。
【選択図】図1

Description

本発明は、車両の緊急時に付与手段が変形部材を介して巻取部材に巻取方向への回転力を伝達するウェビング巻取装置に関する。
ウェビング巻取装置を構成するスプールの内側でスプールに対して略同軸状に設けられるトーションバーは、一般的に、その軸方向一端側でスプールに一体的に連結されており、トーションバーの軸方向他端側に設けられたプリテンショナが作動した際には、プリテンショナからの回転力をトーションバーがその軸方向他端側で受けてスプールを巻取方向に回転させる。
これに対し、下記特許文献1に開示されたウェビング巻取装置(シートベルト巻取装置)では、トーションバーの軸方向他端側にロッキングベースが設けられている。このロッキングベースは、スプールに同軸的かつ相対回転可能に装着されると共に、トーションバーの軸方向他端部が一体的に結合され、プリテンショナからの回転力は、ロッキングベースを介してトーションバーの軸方向他端部に伝わる。
但し、この特許文献1の構成では、上記のロッキングベースがシェアピンによりスプールに連結されており、ロッキングベースに対するスプールの相対回転でシェアピンが破断するまでは、プリテンショナからの回転力をロッキングベースからトーションバーを介さずにスプールへ伝えることができる。これにより、プリテンショナ作動時におけるトーションバーの軸方向一端部と他端部との間での捩れ変形の発生を抑制でき、トーションバーの剛性を、プリテンショナ作動時に発生するトーションバーの捩れ変形に抗するような大きさに設定しなくてもよい(すなわち、トーションバーの剛性を低く設定できる)。
特開2006−298247公報
ところで、一般的に、ウェビング巻取装置は、トーションバーが1箇所においてスプールに一体回転可能に連結された構成にされている。このため、このような構成であっても、トーションバーの剛性を低く設定でき、しかも、プリテンショナの作動時に、トーションバーが捩れ変形することを抑制できて、乗員の拘束力を適切に増加させることができるのが好ましい。
本発明は、上記事実を考慮し、巻取部材に変形部材が1箇所で連結された構成にされた場合でも変形部材の剛性を低く設定できかつ付与手段がウェビングによる乗員の拘束力を適切に増加できるウェビング巻取装置を得ることが目的である。
請求項1に記載のウェビング巻取装置は、車両の乗員に装着されるウェビングと、巻取方向へ回転されることで前記ウェビングが巻き取られると共に、前記ウェビングが引き出されることで引出方向へ回転される巻取部材と、第1部位において前記巻取部材に連結されて巻取部材に回転力を伝達可能にされ、第1部位の第1部位以外の部位に対する相対変位により変形可能にされた変形部材と、車両の緊急時に前記変形部材に巻取方向への回転力を付与する付与手段と、前記付与手段から前記変形部材に巻取方向への回転力が付与される際に前記変形部材の第2部位を前記巻取部材に連結して前記付与手段から前記変形部材に付与される巻取方向への回転力を前記巻取部材に伝達する伝達手段と、を備えている。
請求項2に記載のウェビング巻取装置は、請求項1に記載のウェビング巻取装置において、前記付与手段は、前記変形部材に巻取方向への回転力を付与する際に前記巻取部材及び前記変形部材を移動可能にされ、かつ、前記伝達手段は、前記付与手段が前記巻取部材及び前記変形部材を移動させることで前記変形部材の第2部位を前記巻取部材に連結可能にされる。
請求項3に記載のウェビング巻取装置は、請求項1又は請求項2に記載のウェビング巻取装置において、車両の緊急時に前記変形部材の第1部位以外の部位において前記変形部材の引出方向への回転を規制する規制部材を備え、かつ、前記伝達手段は、車両の緊急時に前記規制部材が前記変形部材の引出方向への回転を規制した状態で乗員から前記ウェビングを介して前記巻取部材に荷重が作用して前記巻取部材及び前記変形部材が移動されることで前記変形部材の第2部位の前記巻取部材への連結を解除可能にされる。
請求項1に記載のウェビング巻取装置では、車両の乗員にウェビングが装着される。また、巻取部材が巻取方向へ回転されることで、ウェビングが巻き取られると共に、ウェビングが引き出されることで、巻取部材が引出方向へ回転される。さらに、変形部材が第1部位において巻取部材に連結されて巻取部材に回転力を伝達可能にされており、変形部材は、第1部位の第1部位以外の部位に対する相対変位により変形可能にされている。
また、車両の緊急時に、付与手段が、変形部材に巻取方向への回転力を付与して、変形部材の第1部位を介して巻取部材に巻取方向への回転力を伝達する。
さらに、付与手段から変形部材に巻取方向への回転力が付与される際には、伝達手段が、変形部材の第2部位を巻取部材に連結して、付与手段から変形部材に付与される巻取方向への回転力を巻取部材に伝達する。
このため、付与手段が変形部材の第1部位と第2部位とを介して巻取部材に巻取方向への回転力を伝達するため、変形部材が第1部位と第2部位との間において相対変位されることが抑制されて、変形部材が第1部位と第2部位との間において変形されることが抑制される。
ここで、上述の如く、付与手段から変形部材に巻取方向への回転力が付与される際には、伝達手段が変形部材の第2部位を巻取部材に連結する。
これにより、巻取部材に変形部材が第1部位のみで連結された構成にされた場合でも、付与手段が変形部材に巻取方向への回転力を付与する際には、変形部材の変形を抑制することができる。したがって、変形部材の剛性を低く設定できる。しかも、付与手段が変形部材に巻取方向への回転力を付与する際には、巻取部材を巻取方向へ適切に回転させることができ、ウェビングによる乗員の拘束力を適切に増加させることができる。
請求項2に記載のウェビング巻取装置では、付与手段が、変形部材に巻取方向への回転力を付与する際に、巻取部材及び変形部材を移動させることで、伝達手段が変形部材の第2部位を巻取部材に連結する。このため、簡単な構成で、変形部材の第2部位を巻取部材に連結することができる。
請求項3に記載のウェビング巻取装置では、車両の緊急時に、規制部材が、変形部材の第1部位以外の部位において、変形部材の引出方向への回転を規制する。
さらに、車両の緊急時に、規制部材が変形部材の引出方向への回転を規制した状態で、乗員からウェビングを介して巻取部材に荷重が作用して、巻取部材及び変形部材が移動されることで、伝達手段が変形部材の第2部位の巻取部材への連結を解除する。このため、乗員からウェビングを介して巻取部材に作用する引出方向への回転力によって、変形部材が第1部位と規制部材による回転規制部位との間において相対変位できて、変形部材が第1部位と当該回転規制部位との間において変形することができる。これにより、巻取部材が引出方向へ回転することができて、ウェビングを巻取部材から引き出すことができる。
図1には、本発明の実施の形態に係るウェビング巻取装置10が車幅方向内側から見た断面図にて示されており、図2には、ウェビング巻取装置10が車両前後方向一側から見た側面図にて示されている。さらに、図3には、ウェビング巻取装置10が車幅方向内側かつ車両前後方向一側から見た分解斜視図にて示されている。なお、図面では、車幅方向内側を矢印INで示し、車両前後方向一側を矢印LOで示し、上方を矢印UPで示す。
本実施の形態に係るウェビング巻取装置10には、断面U字形板状のフレーム12が設けられており、フレーム12には、車幅方向内側の背板12Aと、車両前後方向一側の脚板12Bと、車両前後方向他側の脚板12Cと、が設けられている。フレーム12は、背板12Aにおいて、車両に固定されており、これにより、ウェビング巻取装置10が車両に設置されている。
図1及び図3に示す如く、フレーム12の脚板12Bと脚板12Cとの間には、巻取部材としての略円筒状のスプール14が回転可能に配置されている。スプール14の脚板12B側の一端には、伝達手段を構成する受け部としてのスプールギヤ16が一体に設けられており、スプールギヤ16の外周全体には、スプール歯16A(外歯)が形成されている。
スプール14には、長尺帯状のウェビング18(ベルト)が基端側から巻き取られており、ウェビング18は、フレーム12から上側へ延出されて、車両のシート(図示省略)に着座した乗員に装着される。また、スプール14が巻取方向(図3等の矢印A方向)へ回転されることで、ウェビング18がスプール14に巻き取られると共に、ウェビング18がスプール14から引き出されることで、スプール14が引出方向(図3等の矢印B方向)へ回転される。
スプール14内には、中心軸に沿って、フォースリミッタ機構20を構成する変形部材(エネルギー吸収部材)としてのトーションシャフト22が挿入されている。トーションシャフト22の脚板12B側の一端22Aは、スプール14の一端面から突出されて、フレーム12の脚板12B外側へ突出されている。トーションシャフト22の脚板12C側の他端22B(第1部位)は、スプール14の脚板12C側の他端に一体回転可能に装着(連結)されており、トーションシャフト22は、スプール14と一体に回転可能にされている。また、トーションシャフト22の一端22A近傍には、連絡部としての嵌合部22C(第2部位)が設けられている。
スプール14の一端には、伝達手段を構成する連絡部材としてのロックギヤ24が取り付けられている。
ロックギヤ24は、スプール14の一端内に回転可能に装着されている。ロックギヤ24は、トーションシャフト22の嵌合部22Cが一体回転可能に嵌合されている。
ロックギヤ24のスプール14とは反対側の面には、円柱状の凹部28が形成されている。
ロックギヤ24のスプール14とは反対側の部分には、センサギヤ30が設けられており、センサギヤ30の外周全体には、ラチェット歯30A(外歯)が形成されている。ロックギヤ24のセンサギヤ30よりスプール14側の部分には、伝達部としての連絡ギヤ32が設けられており、連絡ギヤ32の外周全体には、連絡歯32A(外歯)が形成されている。なお、センサギヤ30のラチェット歯30Aの設置間隔(ピッチ)は、連絡ギヤ32の連絡歯32Aの設置間隔(ピッチ)に比し大きくされており、連絡ギヤ32の連絡歯32Aの設置間隔(ピッチ)は、上記スプールギヤ16のスプール歯16Aの設置間隔(ピッチ)と等しくされている。
スプール14のスプールギヤ16及びロックギヤ24の連絡ギヤ32の下側には、伝達手段を構成する伝達部材としての伝達ギヤ34が設けられており、伝達ギヤ34は、フレーム12の脚板12B内側に配置されて、脚板12Bに回転自在に支持されている。伝達ギヤ34の外周全体には、伝達歯34A(外歯)が形成されており、伝達ギヤ34(伝達歯34A)は、スプールギヤ16(スプール歯16A)及び連絡ギヤ32(連絡歯32A)に対し、下側に離間されて、噛合(係合)されていない。伝達ギヤ34の下側部分は、受け部材としての略半円筒状のギヤ受け36内に回転可能に嵌合されており、ギヤ受け36は、脚板12Bに固定されている。
図1〜図3に示す如く、フレーム12の脚板12B外側には、付与手段としてのラック&ピニオン方式によるプリテンショナ機構38が設けられている。
プリテンショナ機構38には、付与部材としてのピニオン40が設けられており、ピニオン40には、トーションシャフト22の一端22Aが回転可能に貫通されている。ピニオン40の脚板12Bとは反対側の部分には、歯車42が設けられている。ピニオン40の脚板12Bとは反対側の端部には、円筒状の支持軸44が設けられている。
ピニオン40の脚板12B側の部分には、柱状のクラッチ部46が設けられており、クラッチ部46は、ロックギヤ24の凹部28内に回転可能に収容されている。クラッチ部46の外周には、所定数(本実施の形態では5つ)の凸部46Aが形成されており、所定数の凸部46Aは、クラッチ部46の周方向へ等間隔で配置されると共に、それぞれ突出高さが引出方向へ向かうに従い徐々に高くされている。クラッチ部46の外周と凹部28の外周との間には、各凸部46Aの巻取方向側部分において、クラッチ部材としての円柱状のローラ48が収容されている。
ピニオン40の上側には、収容部材としてのシリンダ50が設けられており、シリンダ50は、上下方向に沿って配置されている。シリンダ50は、フレーム12の脚板12Bに固定されており、シリンダ50の下端は、ピニオン40の歯車42の上側近傍において開口されている。
シリンダ50内の上端(底部)は、略円筒状の連通筒52の一端内に連通されている。連通筒52の他端には、ガス発生装置54が固定されており、ガス発生装置54は、連通筒52の他端を閉塞している。車両の緊急時(衝突時)には、プリテンショナ機構38が作動されることで、ガス発生装置54が高圧のガスを瞬時に発生して連通筒52を介してシリンダ50内の上端に供給可能にされている。
シリンダ50内には、移動部材としてのピストン56が設けられており、ピストン56は、シリンダ50内を上下方向へ移動可能にされている。ピストン56には、矩形柱状のラック58が設けられており、ラック58の背板12Aとは反対側部分には、ラック歯58Aが形成されている。
図4及び図5に示す如く、車両の緊急時には、ガス発生装置54からシリンダ50内の上端へ供給された高圧のガスの圧力をピストン56が上側から受けて、ピストン56が下側へ移動される。これにより、ピストン56のラック58(ラック歯58A)がピニオン40の歯車42に噛合(係合)されて、ピニオン40が巻取方向へ回転される。
図3に示す如く、プリテンショナ機構38の外周には、支持部材としての板状のカバー60が設けられており、カバー60は、フレーム12の脚板12Bに固定されている。カバー60には、支持孔62が貫通形成されており、支持孔62は、上下方向に長尺にされている。支持孔62には、トーションシャフト22の一端22A及びピニオン40の支持軸44が回転可能に貫通されている。支持孔62の下端と支持軸44との間には、付勢手段としての弾性体(図示省略)が配置されており、弾性体は、弾性を有して、支持軸44を上側へ付勢している。これにより、支持孔62の上部にピニオン40(支持軸44)が回転可能に支持されている。
図2及び図3に示す如く、フレーム12には、脚板12Bと脚板12Cとの間において、規制部材としての略U字形棒状のロック体64が回動可能に配置されており、ロック体64は、スプール14の下側かつ背板12A側に配置されている。
ロック体64の脚板12B側の一端には、規制部としての板状のロックプレート66が一体に設けられており、ロックプレート66は、ロックギヤ24のセンサギヤ30の下側かつ背板12A側に配置されている。ロックプレート66のセンサギヤ30側部分には、ロック歯66Aが所定数(本実施の形態では2つ)形成されており、ロック歯66Aは、センサギヤ30のラチェット歯30Aから離間されている。
プリテンショナ機構38のスプール14とは反対側には、センサ機構(図示省略)が設けられている。図5に示す如く、車両の緊急時(急減速時)には、センサ機構がロック体64(ロックプレート66)を上側(センサギヤ30側)へ回動させることで、ロックプレート66のロック歯66Aがセンサギヤ30のラチェット歯30Aに噛合(係合)されて、ロックギヤ24の引出方向への回転が規制(ロック)される。
次に、本実施の形態の作用を説明する。
以上の構成のウェビング巻取装置10では、車両の緊急時に、センサ機構がロック体64(ロックプレート66)を上側へ回動させることで、ロックプレート66のロック歯66Aがロックギヤ24(センサギヤ30)のラチェット歯30Aに噛合されて、ロックギヤ24の引出方向への回転が規制される。これにより、トーションシャフト22及びスプール14の引出方向への回転が規制されることで、スプール14からのウェビング18の引き出しが規制されて、ウェビング18に乗員が拘束される。
また、車両の緊急時には、プリテンショナ機構38が作動されることで、ガス発生装置54が高圧のガスを瞬時に発生して連通筒52を介してシリンダ64内の上端に供給する。このため、当該高圧のガスの圧力をピストン56が上側から受けて、ピストン56が下側へ移動される。これにより、ピストン56のラック58(ラック歯58A)がピニオン40の歯車42に噛合されて、ピニオン40が巻取方向へ回転される。
ピニオン40が巻取方向へ回転された際には、ピニオン40のクラッチ部46外周とロックギヤ24の凹部28外周との間のローラ48が、ピニオン40の巻取方向への回転によって、クラッチ部46の凸部46Aの巻取方向側位置から引出方向側位置に移動される。このため、ローラ48がクラッチ部46(凸部46A)とロックギヤ24(凹部28の外周面)との間に噛み込まれて(係合されて)、ピニオン40とロックギヤ24とが一体回転可能にされる。これにより、ピニオン40と一体にロックギヤ24、トーションシャフト22及びスプール14が巻取方向へ回転されて、スプール14にウェビング18が巻き取られることで、ウェビング18による乗員の拘束力が増加される。
ここで、図4及び図5に示す如く、プリテンショナ機構38が作動された際には、ピストン56の下側へ移動によって、ピニオン40が下側(一側)へ移動される。このため、トーションシャフト22、ロックギヤ24及びスプール14が下側へ移動されることで、ロックギヤ24の連絡ギヤ32(連絡歯32A)及びスプール14のスプールギヤ16(スプール歯16A)が伝達ギヤ34(伝達歯34A)に噛合される。これにより、ピストン56の下側へ移動によるピニオン40及びロックギヤ24(連絡ギヤ32)の巻取方向への回転によって、伝達ギヤ34が回転されると共に、伝達ギヤ34の回転によってスプール14(スプールギヤ16)が巻取方向へ回転される。
これにより、トーションシャフト22が他端22Bにおいてスプール14に連結されるのみならず、トーションシャフト22が嵌合部22Cにおいてもロックギヤ24及び伝達ギヤ34を介してスプール14に連結される。このため、ピニオン40の巻取方向への回転力が、ロックギヤ24及びトーションシャフト22を介してトーションシャフト22の他端22Bからスプール14に伝達されるのみならず、トーションシャフト22の嵌合部22C(ロックギヤ24の連絡ギヤ32)から伝達ギヤ34を介してスプール14(スプールギヤ16)に伝達される。したがって、トーションシャフト22が嵌合部22Cと他端22Bとの間で相対回転されることが防止されつつ、ロックギヤ24、トーションシャフト22及びスプール14が巻取方向へ一体に回転することができる。
このため、プリテンショナ機構38が作動された際(ロックギヤ24の連絡ギヤ32及びスプール14のスプールギヤ16が伝達ギヤ34に噛合された際)に、乗員からウェビング18を介してスプール14に引出方向への回転力が作用しても、トーションシャフト22が嵌合部22Cと他端22Bとの間において捩れ変形されることを防止できる。
したがって、トーションシャフト22が他端22Bのみにおいてスプール14に連結された構成にされても、プリテンショナ機構38の作動時にはトーションシャフト22の捩れ変形を防止できる。
これにより、トーションシャフト22の剛性(耐捩れ変形剛性)を低く設定できる。さらに、プリテンショナ機構38の作動によってスプール14を巻取方向へ適切に回転させることができ、ウェビング18による乗員の拘束力を適切に増加させることができる。しかも、プリテンショナ機構38の作動時におけるトーションシャフト22の捩れ変形を考慮することなくトーションシャフト22の剛性を設定することができ、トーションシャフト22の剛性の設定を容易にすることができる。
また、カバー60の支持孔62下端とピニオン40の支持軸44との間に配置された弾性体が、支持軸44を上側へ付勢している。このため、プリテンショナ機構38が作動された際には、ピストン56の下側へ移動によって支持軸44を弾性体の付勢力に抗して支持孔62の下部側へ移動させつつピニオン40を下側へ移動させることができる。これにより、トーションシャフト22、ロックギヤ24及びスプール14を下側へ適切に移動させることができて、連絡ギヤ32(連絡歯32A)及びスプールギヤ16(スプール歯16A)が伝達ギヤ34(伝達歯34A)に適切に噛合することができる。
さらに、プリテンショナ機構38が作動された際には、ロックギヤ24(連絡ギヤ32)及びスプール14(スプールギヤ16)から伝達ギヤ34へ作用する下側への移動力が、ギヤ受け36に受け止められて、伝達ギヤ34の下側への移動が抑制される。これにより、連絡ギヤ32(連絡歯32A)及びスプールギヤ16(スプール歯16A)が伝達ギヤ34(伝達歯34A)に適切に噛合することができ、伝達ギヤ34が連絡ギヤ32からの回転力をスプールギヤ16に適切に伝達することができる。
また、プリテンショナ機構38が作動された後に、ロックプレート66がロックギヤ24の引出方向への回転を規制した状態で、乗員からウェビング18を介してスプール14に上側(他側)への荷重が作用することで、スプール14、トーションシャフト22、ロックギヤ24及びピニオン40が上側へ移動されて、連絡ギヤ32(連絡歯32A)及びスプールギヤ16(スプール歯16A)の伝達ギヤ34への噛合が解除される。このため、トーションシャフト22の嵌合部22Cのロックギヤ24及び伝達ギヤ34を介してのスプール14への連結が解除されて、トーションシャフト22の嵌合部22Cと他端22Bとの間での相対回転(相対変位)が許可される。
これにより、フォースリミッタ機構20が作動でき、乗員からウェビング18を介してスプール14に作用する引出方向への回転力によって、トーションシャフト22が嵌合部22Cと他端22Bとの間において捩れ変形することができる。したがって、スプール14が引出方向へ回転できて、ウェビング18をスプール14から引き出すことができ、乗員の運動エネルギーを吸収することができる。
本発明の実施の形態に係るウェビング巻取装置を示す車幅方向内側から見た断面図である。 本発明の実施の形態に係るウェビング巻取装置を示す車両前後方向一側から見た側面図である。 本発明の実施の形態に係るウェビング巻取装置を示す車幅方向内側かつ車両前後方向一側から見た分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係るウェビング巻取装置におけるプリテンショナ機構作動時を示す車幅方向内側から見た断面図である。 本発明の実施の形態に係るウェビング巻取装置におけるプリテンショナ機構作動時を示す車両前後方向一側から見た側面図である。
符号の説明
10 ウェビング巻取装置
14 スプール(巻取部材)
16 スプールギヤ(伝達手段)
18 ウェビング
22 トーションシャフト(変形部材)
22B 他端(第1部位)
22C 嵌合部(第2部位)
24 ロックギヤ(伝達手段)
34 伝達ギヤ(伝達手段)
38 プリテンショナ機構(付与手段)
64 ロック体(規制部材)

Claims (3)

  1. 車両の乗員に装着されるウェビングと、
    巻取方向へ回転されることで前記ウェビングが巻き取られると共に、前記ウェビングが引き出されることで引出方向へ回転される巻取部材と、
    第1部位において前記巻取部材に連結されて前記巻取部材に回転力を伝達可能にされ、第1部位の第1部位以外の部位に対する相対変位により変形可能にされた変形部材と、
    車両の緊急時に前記変形部材に巻取方向への回転力を付与する付与手段と、
    前記付与手段から前記変形部材に巻取方向への回転力が付与される際に前記変形部材の第2部位を前記巻取部材に連結して前記付与手段から前記変形部材に付与される巻取方向への回転力を前記巻取部材に伝達する伝達手段と、
    を備えたウェビング巻取装置。
  2. 前記付与手段は、前記変形部材に巻取方向への回転力を付与する際に前記巻取部材及び前記変形部材を移動可能にされ、かつ、前記伝達手段は、前記付与手段が前記巻取部材及び前記変形部材を移動させることで前記変形部材の第2部位を前記巻取部材に連結可能にされた請求項1記載のウェビング巻取装置。
  3. 車両の緊急時に前記変形部材の第1部位以外の部位において前記変形部材の引出方向への回転を規制する規制部材を備え、かつ、前記伝達手段は、車両の緊急時に前記規制部材が前記変形部材の引出方向への回転を規制した状態で乗員から前記ウェビングを介して前記巻取部材に荷重が作用して前記巻取部材及び前記変形部材が移動されることで前記変形部材の第2部位の前記巻取部材への連結を解除可能にされた請求項1又は請求項2記載のウェビング巻取装置。
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