JP2010241250A - Seat belt device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a seat belt device capable of suitably restraining an occupant according to the status of a vehicle. <P>SOLUTION: The seat belt device for restraining the occupant of the vehicle includes a spool 30 for rolling-up the seat belt 10; a shaft 32 arranged at an inner side of the spool 30 relatively rotatably with the spool 30; a plurality of outer plates 36 integrally provided on an inner periphery of the spool 30; and a plurality of inner plates 38 integrally provided on an outer periphery of the shaft 32. The outer plate 36 and the inner plate 38 are alternately arranged in an axial X direction. An operation chamber C is formed between the inner periphery of the spool 30 and the outer periphery of the shaft 32, and a viscous fluid is filled in the operation chamber C. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両の乗員を拘束するシートベルト装置に関する。   The present invention relates to a seat belt device that restrains a vehicle occupant.

一般に、車両には、衝突時の衝撃から乗員を保護するため、シートベルト装置が設けられている。このシートベルト装置は、車両の乗員を座席に拘束するシートベルトと、シートベルトを巻き取るスプールと、所定の条件下で作動してシートベルトの引き出しを規制するロック機構とを備える。   In general, a vehicle is provided with a seat belt device in order to protect an occupant from an impact at the time of a collision. The seat belt device includes a seat belt that restrains an occupant of the vehicle to the seat, a spool that winds up the seat belt, and a lock mechanism that operates under predetermined conditions to regulate the withdrawal of the seat belt.

ロック機構は、例えばシートベルトが引き出される加速度が閾値以上の場合、又は車両の減速度が閾値以上の場合に作動する。ロック機構は、作動すると、シートベルトを巻き取るスプールの引き出し方向への回転を規制して、シートベルトの引き出しを規制する。   The lock mechanism operates when, for example, the acceleration at which the seat belt is pulled out is greater than or equal to a threshold, or when the vehicle deceleration is greater than or equal to the threshold. When activated, the lock mechanism regulates the rotation of the spool that winds up the seat belt in the pull-out direction, thereby regulating the pull-out of the seat belt.

車両の前面衝突時(即ち、急減速時)には、乗員を車両前方に移動させる慣性力が生じ、乗員を拘束しているシートベルトが引っ張られるが、ロック機構が作動すると、シートベルトの引き出しが規制される。これにより、車両の前面衝突時(即ち、急減速時)に乗員を確実に拘束することができる。   At the time of a frontal collision of the vehicle (that is, sudden deceleration), an inertial force that moves the occupant forward is generated, and the seat belt that restrains the occupant is pulled. Is regulated. Thereby, a passenger | crew can be restrained reliably at the time of the front collision of a vehicle (namely, at the time of sudden deceleration).

従来から、ロック機構の作動時に乗員の身体に過度な負荷が加わることを防止するため、ロック機構の作動状態でシートベルトに加わる荷重(張力)が基準値に達するとシートベルトの引き出しを許容するフォースリミッタ機構を備えるシートベルト装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, in order to prevent an excessive load from being applied to the occupant's body during the operation of the lock mechanism, the seat belt can be pulled out when the load (tension) applied to the seat belt reaches the reference value in the operation state of the lock mechanism. A seat belt device provided with a force limiter mechanism is known (see, for example, Patent Document 1).

フォースリミッタ機構は、トーションバー(シャフト)を備える。トーションバーは、スプールの内側に同軸的に配置されており、例えばスプールの軸方向一端部にてスプールに一体に連結されている。この場合、スプールの軸方向他端側には、上述のロック機構が設けられている。ロック機構は、作動すると、トーションバーの軸方向他端部の回転を規制して、トーションバーに連結されたスプールの引き出し方向への回転を規制する。   The force limiter mechanism includes a torsion bar (shaft). The torsion bar is coaxially arranged inside the spool, and is integrally connected to the spool, for example, at one axial end portion of the spool. In this case, the above-described locking mechanism is provided on the other axial end side of the spool. When actuated, the lock mechanism restricts rotation of the other end portion in the axial direction of the torsion bar and restricts rotation of the spool coupled to the torsion bar in the pull-out direction.

車両の前面衝突時(即ち、急減速時)には、車両の衝突速度(即ち、車両の減速度)に応じた慣性力で乗員が車両前方に移動しようとし、乗員を拘束しているシートベルトが引っ張られる。この引っ張り力に応じた引き出し方向への回転力は、スプールを介してトーションバーとの連結部分、即ちトーションバーの軸方向他端部に入力される。このとき、ロック機構が作動してトーションバーの軸方向一端部の回転を規制していると、基本的にトーションバーが回転することはない。   At the time of a frontal collision of the vehicle (that is, when suddenly decelerating), the occupant tries to move forward by the inertia force according to the collision speed of the vehicle (that is, the deceleration of the vehicle) and restrains the occupant Is pulled. The rotational force in the pull-out direction according to the pulling force is input to the connecting portion with the torsion bar, that is, the other axial end portion of the torsion bar via the spool. At this time, if the lock mechanism is activated to restrict the rotation of the one end portion in the axial direction of the torsion bar, the torsion bar does not basically rotate.

しかしながら、トーションバーの軸方向他端部に入力される引き出し方向の回転力が基準値に達すると、トーションバーの軸方向他端部とロック機構により回転が規制された軸方向一端部との間で塑性的に捩り変形する。この捩り変形によって、トーションバーに連結されたスプールが引き出し方向に回転し、シートベルトの引き出しが許容される。従って、ロック機構の作動時に、シートベルトに加わる荷重(張力)が基準値を超えることを抑制することができ、乗員の身体に過剰な負荷が加わることを抑制することができる。   However, when the pulling direction rotational force input to the other axial end portion of the torsion bar reaches a reference value, the axial direction other end portion of the torsion bar and the one axial end portion whose rotation is restricted by the lock mechanism Torsionally deform plastically. Due to this torsional deformation, the spool connected to the torsion bar rotates in the pulling direction, and the seat belt is allowed to be pulled out. Accordingly, it is possible to suppress the load (tension) applied to the seat belt from exceeding the reference value when the lock mechanism is operated, and it is possible to suppress an excessive load from being applied to the occupant's body.

特開2008−238997号公報JP 2008-238997 A

しかしながら、上記従来のシートベルト装置では、シートベルトに加わる荷重(張力)の基準値がトーションバーの機械的強度にて定まり、車両の状況に応じて変化しない。従って、車両の状況に応じて乗員を適切に拘束することができない場合も考えられる。   However, in the above conventional seat belt device, the reference value of the load (tension) applied to the seat belt is determined by the mechanical strength of the torsion bar, and does not change according to the situation of the vehicle. Therefore, there may be a case where the occupant cannot be restrained appropriately according to the vehicle situation.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車両の状況に応じて乗員を適切に拘束することができるシートベルト装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a seat belt device capable of appropriately restraining an occupant depending on the situation of the vehicle.

前記目的を達成するため、本発明は、
車両の乗員を拘束するシートベルトと、
前記シートベルトを巻き取るスプールと、
前記スプールの内側に前記スプールと相対回転可能に配置されるシャフトと、
前記スプールの内周に一体に設けられる複数のアウタープレートと、
前記シャフトの外周に一体に設けられ、前記複数のアウタープレートと交互に配置される複数のインナープレートとを備え、
前記スプールの内周と前記シャフトの外周との間には作動室が形成され、作動室に粘性流体が封入されたシートベルト装置である。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A seat belt to restrain the vehicle occupant;
A spool for winding the seat belt;
A shaft disposed inside the spool so as to be rotatable relative to the spool;
A plurality of outer plates integrally provided on the inner periphery of the spool;
A plurality of inner plates provided integrally with an outer periphery of the shaft, and arranged alternately with the plurality of outer plates;
A seat belt device in which a working chamber is formed between an inner periphery of the spool and an outer periphery of the shaft, and a viscous fluid is sealed in the working chamber.

本発明によれば、車両の状況に応じて乗員を適切に拘束することができるシートベルト装置が得られる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the seatbelt apparatus which can restrain a passenger | crew appropriately according to the condition of a vehicle is obtained.

本発明の第1実施形態に係るシートベルト装置の構成を示す一部断面図である。1 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration of a seat belt device according to a first embodiment of the present invention. 図1のA−A線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the AA line of FIG. 車両の前面衝突時のシートベルトの引き出し量と張力との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the pull-out amount of a seatbelt at the time of front collision of a vehicle, and tension | tensile_strength. 本発明の第2実施形態に係るシートベルト装置の構成を示す一部断面図である。It is a partial cross section figure which shows the structure of the seatbelt apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. プリテンショナ機構50の構成及び動作を説明するための図であって、プリテンショナ機構50の作動前の状態を示す図である。It is a figure for demonstrating the structure and operation | movement of the pretensioner mechanism 50, Comprising: It is a figure which shows the state before the action | operation of the pretensioner mechanism 50. FIG. プリテンショナ機構50の構成及び動作を説明するための図であって、プリテンショナ機構50の作動中の状態を示す図である。It is a figure for demonstrating the structure and operation | movement of the pretensioner mechanism 50, Comprising: It is a figure which shows the state in operation | movement of the pretensioner mechanism 50. FIG. プリテンショナ機構50の構成及び動作を説明するための図であって、プリテンショナ機構50の作動後の状態を示す図である。It is a figure for demonstrating the structure and operation | movement of the pretensioner mechanism 50, Comprising: It is a figure which shows the state after the action | operation of the pretensioner mechanism 50. FIG. 車両の前面衝突時のシートベルトの引き出し量と張力との関係の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the relationship between the pull-out amount of the seatbelt at the time of front collision of a vehicle, and tension | tensile_strength. 本発明の第3実施形態に係るシートベルト装置の構成を示す要部図である。It is a principal part figure which shows the structure of the seatbelt apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 車両の前面衝突時のシートベルトの引き出し量と張力との関係の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the relationship between the pull-out amount of the seatbelt at the time of front collision of a vehicle, and tension | tensile_strength.

以下、図面を参照し、本発明を実施するための形態について説明する。尚、本実施形態では、運転席に着座した乗員(運転者)を拘束するシートベルト装置について説明するが、本発明はいずれの座席に着座した乗員を拘束するシートベルト装置に適用されてもよい。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a seat belt device that restrains an occupant (driver) seated in a driver's seat will be described, but the present invention may be applied to a seat belt device that restrains an occupant seated in any seat. .

図1は、本発明の第1実施形態に係るシートベルト装置の構成を示す断面図である。図2は、図1のA−A線に沿った断面図である。シートベルト装置は、乗員を車両の座席に拘束するシートベルト10を備える。シートベルト10は、樹脂製であって、長尺帯状に形成されている。シートベルト10は、乗員の身体に掛け回され、シートベルト10に設けられたタングプレート(図示せず)が座席に設けられたバックル(図示せず)に着脱可能に嵌合されることで、乗員を車両の座席に拘束する。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a seat belt device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. The seat belt device includes a seat belt 10 that restrains an occupant to a seat of a vehicle. The seat belt 10 is made of resin and is formed in a long band shape. The seat belt 10 is hung around the occupant's body, and a tongue plate (not shown) provided on the seat belt 10 is detachably fitted to a buckle (not shown) provided on the seat. Restrain an occupant to a vehicle seat.

シートベルト装置は、図1に示すように、フレーム20、スプール30、及びシャフト32を含み構成されている。これら、フレーム20、スプール30、及びシャフト32は、クロムモリブデン鋼や鉄鋼等の金属材料を機械加工して製造されている。   As shown in FIG. 1, the seat belt device includes a frame 20, a spool 30, and a shaft 32. The frame 20, the spool 30, and the shaft 32 are manufactured by machining a metal material such as chromium molybdenum steel or steel.

フレーム20は、ボルト等により車体に連結される部材である。フレーム20には、互いに対向する一対の脚板22a、22bが一体に形成されている。この一対の脚板22a、22bの間には、スプール30が配置されている。   The frame 20 is a member connected to the vehicle body by bolts or the like. The frame 20 is integrally formed with a pair of leg plates 22a and 22b facing each other. A spool 30 is disposed between the pair of leg plates 22a and 22b.

スプール30は、軸方向が一対の脚板22a、22bを結ぶ方向と平行になるよう配置されており、フレーム20に対して自らの軸周りに回転可能とされている。スプール30は、渦巻きバネ(図示せず)により一方の回転方向R1(以下、「巻き取り方向R1」という)に付勢されている。   The spool 30 is arranged so that its axial direction is parallel to the direction connecting the pair of leg plates 22a, 22b, and is rotatable about its own axis with respect to the frame 20. The spool 30 is biased in one rotational direction R1 (hereinafter referred to as “winding direction R1”) by a spiral spring (not shown).

スプール30の外周には、図2に示すように、シートベルト10の長手方向基端部が係止されている。スプール30が巻き取り方向R1に回転すると、スプール30の外周にシートベルト10が巻き取られる。一方、スプール30が巻き取り方向R1と反対方向R2(以下、「引き出し方向R2」という)に回転すると、シートベルト10がスプール30から引き出される。シートベルト10は、スプール30から引き出された状態で、乗員の身体に掛け回される。   As shown in FIG. 2, the longitudinal base end portion of the seat belt 10 is locked to the outer periphery of the spool 30. When the spool 30 rotates in the winding direction R1, the seat belt 10 is wound around the outer periphery of the spool 30. On the other hand, when the spool 30 rotates in the direction R2 opposite to the winding direction R1 (hereinafter referred to as “drawing direction R2”), the seat belt 10 is pulled out from the spool 30. The seat belt 10 is drawn around the occupant's body while being pulled out of the spool 30.

シャフト32は、スプール30の内側に同軸的に回転可能に配置されている。シャフト32は、各脚板22a、22bに設けた挿通孔24a、24bに挿通されている。一対の挿通孔24a、24bの内周面により、シャフト32の軸線X方向両端部が回転可能に支持されている。このようにして、シャフト32は、フレーム20に対して自らの軸周りに回転可能とされている。   The shaft 32 is coaxially arranged inside the spool 30 so as to be rotatable. The shaft 32 is inserted into insertion holes 24a and 24b provided in the leg plates 22a and 22b. Both ends of the shaft 32 in the direction of the axis X are rotatably supported by the inner peripheral surfaces of the pair of insertion holes 24a and 24b. In this way, the shaft 32 is rotatable about its own axis with respect to the frame 20.

スプール30の軸方向両端面には、環状のカバー34がそれぞれ一体に固定されている。各カバー34は、金属板をプレス等により打ち抜き加工したものが用いられる。各カバー34は、スプール30と同軸的に配置されている。各カバー34の外径は、スプール30の外径よりも大きく設定されている。各カバー34は、スプール30の回転に伴うシートベルト10の移動をガイドする。各カバー34の内径は、シャフト32の外径よりも僅かに大きく設定されている。各カバー34の内周面は、シャフト32の外周面に摺動可能に当接している。   Annular covers 34 are integrally fixed to both end surfaces of the spool 30 in the axial direction. Each cover 34 is formed by punching a metal plate with a press or the like. Each cover 34 is arranged coaxially with the spool 30. The outer diameter of each cover 34 is set larger than the outer diameter of the spool 30. Each cover 34 guides the movement of the seat belt 10 as the spool 30 rotates. The inner diameter of each cover 34 is set slightly larger than the outer diameter of the shaft 32. The inner peripheral surface of each cover 34 is slidably in contact with the outer peripheral surface of the shaft 32.

このようにして、スプール30とシャフト32とは、一対のカバー34を介して、軸線X方向の周りに相対回転可能に構成されている。そして、スプール30とシャフト32と一対のカバー34とにより取り囲まれる環状の空間に作動室Cが形成されている。作動室Cには、粘性流体としてのシリコンオイルLが封入されている。尚、各カバー34の内周面とシャフト32の外周面との間には、Oリング等のシール部材が介装されていてもよい。   In this way, the spool 30 and the shaft 32 are configured to be relatively rotatable about the axis X direction via the pair of covers 34. A working chamber C is formed in an annular space surrounded by the spool 30, the shaft 32, and the pair of covers 34. In the working chamber C, silicon oil L as a viscous fluid is sealed. A seal member such as an O-ring may be interposed between the inner peripheral surface of each cover 34 and the outer peripheral surface of the shaft 32.

作動室Cには、図1に示すように、複数のアウタープレート36、及び複数のインナープレート38が配置される。各アウタープレート36、及び各インナープレート38は、金属製の薄板をプレス等により打ち抜き加工したものが用いられる。   As shown in FIG. 1, a plurality of outer plates 36 and a plurality of inner plates 38 are arranged in the working chamber C. Each outer plate 36 and each inner plate 38 are made by punching a metal thin plate with a press or the like.

各アウタープレート36は、環状に形成され、スプール30の内周に一体に設けられている。スプール30の内周には、各アウタープレート36の外周がスプライン嵌合されている。各アウタープレート36の内周には、周方向に所定間隔で複数のスリット(図示せず)が形成されている。各アウタープレート36の内径は、シャフト32の外径よりも大きく設定されている。   Each outer plate 36 is formed in an annular shape and is integrally provided on the inner periphery of the spool 30. The outer periphery of each outer plate 36 is spline fitted to the inner periphery of the spool 30. A plurality of slits (not shown) are formed at predetermined intervals in the circumferential direction on the inner circumference of each outer plate 36. The inner diameter of each outer plate 36 is set larger than the outer diameter of the shaft 32.

各インナープレート38は、環状に形成され、シャフト32の外周に一体に設けられている。シャフト32の外周には、各インナープレート38の内周がスプライン嵌合されている。各インナープレート38の外周には、周方向に所定間隔で複数のスリット(図示せず)が形成されている。各インナープレート38の外径は、スプール30の内径よりも小さく設定されている。   Each inner plate 38 is formed in an annular shape and is integrally provided on the outer periphery of the shaft 32. The inner periphery of each inner plate 38 is splined to the outer periphery of the shaft 32. A plurality of slits (not shown) are formed at predetermined intervals in the circumferential direction on the outer periphery of each inner plate 38. The outer diameter of each inner plate 38 is set smaller than the inner diameter of the spool 30.

アウタープレート36とインナープレート38とは、軸線X方向に交互に配置されている。隣り合うアウタープレート36の間における、インナープレート38の外周側には、スペーサリング(図示せず)がそれぞれ配置されている。各スペーサリングの内径は、インナープレート38の外径よりも大きく設定されている。このスプレーサリングにより、隣り合うアウタープレート36の軸線X方向の間隔が所定値に維持されている。   The outer plate 36 and the inner plate 38 are alternately arranged in the axis X direction. Spacer rings (not shown) are arranged on the outer peripheral side of the inner plate 38 between the adjacent outer plates 36. The inner diameter of each spacer ring is set larger than the outer diameter of the inner plate 38. By this spray saling, the interval between the adjacent outer plates 36 in the axis X direction is maintained at a predetermined value.

シートベルト装置は、図1に示すように、ロック機構40を含み構成されている。ロック機構40は、所定の条件下で作動してシャフト32の引き出し方向R2への回転を規制する。ロック機構40は、例えばシートベルト10が引き出される加速度が基準値以上の場合、又は車両の減速度が基準値以上の場合に作動する。   As shown in FIG. 1, the seat belt device includes a lock mechanism 40. The lock mechanism 40 operates under a predetermined condition and regulates the rotation of the shaft 32 in the pull-out direction R2. The lock mechanism 40 operates, for example, when the acceleration at which the seat belt 10 is pulled out is greater than or equal to a reference value, or when the vehicle deceleration is greater than or equal to a reference value.

ロック機構40は、一方の脚板22aの外側に、即ち、一方の脚板22aを基準として他方の脚板22bと反対側に配置されている。ロック機構40は、シャフト32に一体に連結されたラチェットホイール42を有する。ラチェットホイール42は、円板状に形成され、シャフト32と同軸的に設けられている。ロック機構40は、作動すると、ラチェットホイール42の引き出し方向R2への回転を規制することで、ラチェットホイール42に連結されたシャフト32の引き出し方向R2への回転を規制する。尚、ロック機構40の構成及び動作は、周知であるので、詳細な説明は省略する。   The lock mechanism 40 is disposed outside the one leg plate 22a, that is, on the opposite side of the other leg plate 22b with respect to the one leg plate 22a. The lock mechanism 40 has a ratchet wheel 42 that is integrally connected to the shaft 32. The ratchet wheel 42 is formed in a disc shape and is provided coaxially with the shaft 32. When the lock mechanism 40 is operated, the rotation of the ratchet wheel 42 in the pull-out direction R2 is restricted, thereby restricting the rotation of the shaft 32 connected to the ratchet wheel 42 in the pull-out direction R2. The configuration and operation of the lock mechanism 40 are well known, and detailed description thereof is omitted.

次に、上記構成とされたシートベルト装置の動作について説明する。先ず、シートベルト10が巻き取られる場合について説明し、続いて、シートベルト10が引き出される場合について説明する。   Next, the operation of the seat belt device having the above-described configuration will be described. First, the case where the seat belt 10 is wound will be described, and then the case where the seat belt 10 is pulled out will be described.

シートベルト10が巻き取られる場合、スプール30が巻き取り方向R1に回転する。スプール30とシャフト32との間に回転速度差がある場合、スプール30に一体化された各アウタープレート36とシャフト32に一体化された各インナープレート38との間に回転速度差が生じる。この回転速度差に応じてシリコンオイルLに剪断応力が発生し、スプール30の回転トルクがシャフト32に伝達され、シャフト32が巻き取り方向R1に回転する。その結果、スプール30とシャフト32との間に回転速度差がなくなると、スプール30のトルクがシャフト32に伝達されなくなる。   When the seat belt 10 is wound, the spool 30 rotates in the winding direction R1. When there is a rotational speed difference between the spool 30 and the shaft 32, a rotational speed difference is generated between each outer plate 36 integrated with the spool 30 and each inner plate 38 integrated with the shaft 32. A shearing stress is generated in the silicon oil L in accordance with this rotational speed difference, the rotational torque of the spool 30 is transmitted to the shaft 32, and the shaft 32 rotates in the winding direction R1. As a result, when there is no difference in rotational speed between the spool 30 and the shaft 32, the torque of the spool 30 is not transmitted to the shaft 32.

シートベルト10が引き出される場合、スプール30が引き出し方向R2に回転する。スプール30とシャフト32との間に回転速度差ΔVがある場合、その回転速度差ΔVに応じてシリコンオイルLに剪断応力Fが発生する。   When the seat belt 10 is pulled out, the spool 30 rotates in the pulling direction R2. When there is a rotational speed difference ΔV between the spool 30 and the shaft 32, a shear stress F is generated in the silicon oil L according to the rotational speed difference ΔV.

この剪断応力Fは、以下の数式1に示すように、スプール30とシャフト32との間の回転速度差ΔVの他、アウタープレート36とインナープレート38との隙間ΔX(図1参照)、アウタープレート36とインナープレート38との軸線X方向に環状に重なり合う面積S(図1参照)、及びシリコンオイルLの粘度μにて定まる。回転速度差ΔV以外の各パラメータΔX、S、μは、車種等に応じて予め最適化されている。   As shown in the following Equation 1, the shear stress F includes a rotation speed difference ΔV between the spool 30 and the shaft 32, a gap ΔX (see FIG. 1) between the outer plate 36 and the inner plate 38, an outer plate, It is determined by the area S (see FIG. 1) that overlaps in the direction of the axis X between the inner plate 38 and the inner plate 38 and the viscosity μ of the silicon oil L. The parameters ΔX, S, and μ other than the rotational speed difference ΔV are optimized in advance according to the vehicle type and the like.

Figure 2010241250
ロック機構40の非作動時に、シリコンオイルLに剪断応力Fが発生すると、スプール30の回転トルクがシャフト32に伝達され、シャフト32が引き出し方向R2に回転する。その結果、スプール30とシャフト32との間の回転速度差ΔVがなくなると、スプール30のトルクがシャフト32に伝達されなくなる。
Figure 2010241250
When shearing stress F is generated in the silicon oil L when the lock mechanism 40 is not operated, the rotational torque of the spool 30 is transmitted to the shaft 32, and the shaft 32 rotates in the pulling direction R2. As a result, when the rotational speed difference ΔV between the spool 30 and the shaft 32 disappears, the torque of the spool 30 is not transmitted to the shaft 32.

一方、ロック機構40の作動時に、シリコンオイルLに剪断応力Fが発生すると、シャフト32の引き出し方向R2への回転が規制されているので、シャフト32が引き出し方向R2に回転する代わりに、スプール30が巻き取り方向R1に回転しようとする。これにより、シートベルト10に張力Tが発生し、乗員の車両前方への移動を抑制することができる。   On the other hand, when shearing stress F is generated in the silicon oil L during the operation of the lock mechanism 40, the rotation of the shaft 32 in the pulling direction R2 is restricted, so that instead of the shaft 32 rotating in the pulling direction R2, the spool 30 Tries to rotate in the winding direction R1. Thereby, the tension | tensile_strength T generate | occur | produces in the seatbelt 10 and it can suppress a passenger | crew's movement to the vehicle front.

図3は、車両の前面衝突時のシートベルトの引き出し量と張力との関係の一例を示す図である。ここでは、乗員としてダミー人形を用いた。図3において、車両の衝突速度が大きい場合の関係を実線で示し、車両の衝突速度が小さい場合の関係を二点鎖線で示す。尚、図3において、シートベルト10の引き出し量は、ロック機構40の作動開始時からの引き出し量である。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the relationship between the pull-out amount of the seat belt and the tension at the time of a frontal collision of the vehicle. Here, a dummy doll was used as an occupant. In FIG. 3, the relationship when the vehicle collision speed is high is indicated by a solid line, and the relationship when the vehicle collision speed is low is indicated by a two-dot chain line. In FIG. 3, the pull-out amount of the seat belt 10 is the pull-out amount from the start of operation of the lock mechanism 40.

車両の前面衝突時(即ち、車両の急減速時)には、車両の衝突速度(即ち、車両の減速度)に応じた慣性力で乗員が車両前方に移動しようとし、乗員を拘束しているシートベルト10が引っ張られる。この引っ張り力によりシートベルト10が引き出されると、シートベルト10の引き出し速度に応じた回転速度にて、スプール30が引き出し方向R2に回転する。   At the time of a frontal collision of the vehicle (that is, when the vehicle is suddenly decelerated), the occupant tries to move forward by the inertial force according to the collision speed of the vehicle (that is, the deceleration of the vehicle) and restrains the occupant. The seat belt 10 is pulled. When the seat belt 10 is pulled out by this pulling force, the spool 30 rotates in the pull-out direction R2 at a rotation speed corresponding to the pull-out speed of the seat belt 10.

このとき、ロック機構40によりシャフト32の引き出し方向R2への回転が規制されていると、シャフト32とスプール30との間に、シートベルト10の引き出し速度に応じた回転速度差ΔVが生じる。この回転速度差ΔVに応じて、シリコンオイルLに剪断応力Fが発生し、シートベルト10に張力Tが発生する。従って、シートベルト10の引き出し速度が大きくなるほど、シートベルト10の張力Tが大きくなる。その結果、車両の前面衝突時の衝突速度(即ち、車両の減速度)が大きくなるほど、乗員を強く拘束することができる。従って、車両の状況に応じて、乗員を適切に拘束することができる。   At this time, if the rotation of the shaft 32 in the pull-out direction R2 is restricted by the lock mechanism 40, a rotational speed difference ΔV corresponding to the pull-out speed of the seat belt 10 is generated between the shaft 32 and the spool 30. In accordance with this rotational speed difference ΔV, a shear stress F is generated in the silicon oil L, and a tension T is generated in the seat belt 10. Therefore, the tension T of the seat belt 10 increases as the pull-out speed of the seat belt 10 increases. As a result, the occupant can be restrained more strongly as the collision speed at the time of frontal collision of the vehicle (that is, the deceleration of the vehicle) increases. Therefore, the occupant can be restrained appropriately according to the situation of the vehicle.

また、シートベルト10に張力Tが加わると、乗員の車両前方への移動が抑制されるので、シートベルト10の引き出し速度が減速する。そうすると、スプール30の引き出し方向R2の回転が減速し、スプール30とシャフト32との間の回転速度差ΔVが小さくなる。これにより、シリコンオイルLの剪断応力Fが低下し、図3に示すように、シートベルト10に加わる張力Tが低下する。従って、ロック機構40の作動時に、シートベルト10に過剰な張力Tが加わることを抑制することができ、乗員の身体に過剰な負荷が加わることを抑制することができる。   Further, when the tension T is applied to the seat belt 10, the movement of the occupant to the front of the vehicle is suppressed, so the pulling speed of the seat belt 10 is reduced. Then, the rotation of the spool 30 in the pulling direction R2 is decelerated, and the rotational speed difference ΔV between the spool 30 and the shaft 32 becomes small. As a result, the shear stress F of the silicon oil L decreases, and the tension T applied to the seat belt 10 decreases as shown in FIG. Therefore, it is possible to suppress an excessive tension T from being applied to the seat belt 10 during the operation of the lock mechanism 40, and it is possible to suppress an excessive load from being applied to the occupant's body.

仮に、従来例の如く、スプール30とシャフト32とが連結されており、ロック機構40の作動時にシャフト32が塑性変形する場合、使用後にシャフト32を含むシートベルト装置を交換する必要がある。   If the spool 30 and the shaft 32 are connected as in the conventional example and the shaft 32 is plastically deformed when the lock mechanism 40 is operated, it is necessary to replace the seat belt device including the shaft 32 after use.

一方で、本実施形態では、スプール30とシャフト32とが相対的に回転可能とされており、ロック機構40の作動時にシャフト32が塑性変形しないので、使用後のシャフト32の交換が不要となる。   On the other hand, in the present embodiment, the spool 30 and the shaft 32 are relatively rotatable, and the shaft 32 is not plastically deformed when the lock mechanism 40 is operated. Therefore, it is not necessary to replace the shaft 32 after use. .

以上、説明したように、本実施形態によれば、シートベルト10の引き出し速度が大きくなるほどシートベルト10の張力Tが大きくなるので、車両の前面衝突時の衝突速度(即ち、車両の減速度)が大きくなるほど乗員を強く拘束することができる。従って、車両の状況に応じて、乗員を適切に拘束することができる。   As described above, according to the present embodiment, the tension T of the seat belt 10 increases as the pull-out speed of the seat belt 10 increases. Therefore, the collision speed at the time of frontal collision of the vehicle (that is, deceleration of the vehicle). The larger the is, the stronger the occupant can be restrained. Therefore, the occupant can be restrained appropriately according to the situation of the vehicle.

尚、本実施形態では、シャフト32はフレーム20に対して自らの軸周りに回転可能とされており、ロック機構40は所定の条件下で作動してシャフト32の所定方向(引き出し方向R2)への回転を規制するとしたが、本発明はこれに限定されない。   In the present embodiment, the shaft 32 is rotatable about its own axis with respect to the frame 20, and the lock mechanism 40 operates under a predetermined condition to move in a predetermined direction of the shaft 32 (drawing direction R2). However, the present invention is not limited to this.

例えば、シャフト32は、フレーム20に対して常時固定されていてもよい。この場合も、シャフト32とスプール30との間に、シートベルト10の引き出し速度に応じた回転速度差ΔVが生じるので、シートベルト10の引き出し速度が大きくなるほどシートベルト10の張力Tが大きくなる。この場合、ロック機構40が不要となる。   For example, the shaft 32 may be constantly fixed with respect to the frame 20. Also in this case, since a rotational speed difference ΔV corresponding to the pulling speed of the seat belt 10 is generated between the shaft 32 and the spool 30, the tension T of the seat belt 10 increases as the pulling speed of the seat belt 10 increases. In this case, the lock mechanism 40 becomes unnecessary.

これに対し、本実施形態では、ロック機構40が所定の条件下で作動してシャフト32の引き出し方向R2への回転を規制するので、ロック機構40の非作動時に、シートベルト10を容易に引き出すことができる。従って、乗員に煩雑感を与えることを抑制することができる。   On the other hand, in the present embodiment, the lock mechanism 40 operates under a predetermined condition to restrict the rotation of the shaft 32 in the pull-out direction R2, so that the seat belt 10 can be easily pulled out when the lock mechanism 40 is not operated. be able to. Therefore, it can suppress giving a passenger a complicated feeling.

図4は、本発明の第2実施形態に係るシートベルト装置の構成を示す一部断面図である。図4は、プリテンショナ機構50の作動時の状態を示す一部断面図である。図4に示すシートベルト装置は、プリテンショナ機構50を更に備える。その他の構成は、図1に示すシートベルト装置の構成と同一であるので、同一の符号を付して説明を省略する。   FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the seat belt device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a state when the pretensioner mechanism 50 is in operation. The seat belt device shown in FIG. 4 further includes a pretensioner mechanism 50. Other configurations are the same as the configuration of the seat belt device shown in FIG.

プリテンショナ機構50は、車両の緊急時にシートベルト10を巻き取る機構である。プリテンショナ機構50は、スプール30を基準としてロック機構40と反対側に配置されている。例えば、プリテンショナ機構50は、他方の脚板22bの外側に、即ち、他方の脚板22bを基準として一方の脚板22aと反対側に配置されている。   The pretensioner mechanism 50 is a mechanism that winds up the seat belt 10 in an emergency of the vehicle. The pretensioner mechanism 50 is disposed on the opposite side of the lock mechanism 40 with respect to the spool 30. For example, the pretensioner mechanism 50 is disposed on the outer side of the other leg plate 22b, that is, on the side opposite to the one leg plate 22a with respect to the other leg plate 22b.

プリテンショナ機構50は、第1及び第2のピニオン52、54、ラック56、並びにインフレータ58を有する。   The pretensioner mechanism 50 includes first and second pinions 52 and 54, a rack 56, and an inflator 58.

第1のピニオン52は、カバー34を介してスプール30に連結され、外周には周方向に所定間隔で複数の第1の外歯52aが形成されている。第1のピニオン52は、スプール30と同軸的に配置されている。   The first pinion 52 is connected to the spool 30 via the cover 34, and a plurality of first external teeth 52a are formed on the outer periphery at predetermined intervals in the circumferential direction. The first pinion 52 is disposed coaxially with the spool 30.

第2のピニオン54は、シャフト32に一体に連結され、外周には周方向に所定間隔で複数の第2の外歯54aが形成されている。第2のピニオン54は、シャフト32と同軸的に配置されている。   The second pinion 54 is integrally connected to the shaft 32, and a plurality of second external teeth 54a are formed on the outer periphery at predetermined intervals in the circumferential direction. The second pinion 54 is disposed coaxially with the shaft 32.

このようにして、第1及び第2のピニオン52、54は、同軸的に配置され、相対回転可能とされている。本実施形態において、第1及び第2のピニオン52、54の外径は、略同一に設定されている。また、隣り合う第1の外歯52aの間隔と、隣り合う第2の外歯54aの間隔とは略同一に設定されている。   In this way, the first and second pinions 52 and 54 are arranged coaxially and are relatively rotatable. In the present embodiment, the outer diameters of the first and second pinions 52 and 54 are set to be substantially the same. Further, the interval between the adjacent first external teeth 52a and the interval between the adjacent second external teeth 54a are set to be substantially the same.

ラック56は、複数の第1及び第2の外歯52a、54aに噛合可能な複数の内歯56aを有する。複数の内歯56aは、ラック56の先端部に形成されている。ラック56の基端部は、シリンダ60に摺動可能に挿入されている。ラック56の基端面と、シリンダ60の内壁面とにより取り囲まれる空間にガス室62が形成されている。   The rack 56 has a plurality of internal teeth 56a that can mesh with the plurality of first and second external teeth 52a, 54a. The plurality of internal teeth 56 a are formed at the tip of the rack 56. A base end portion of the rack 56 is slidably inserted into the cylinder 60. A gas chamber 62 is formed in a space surrounded by the base end surface of the rack 56 and the inner wall surface of the cylinder 60.

インフレータ58は、点火装置及びガス発生剤を有する。インフレータ58は、車載ネットワークを介して、電子制御ユニット(図示せず)と接続されている。電子制御ユニットは、車両の緊急時(例えば、車両に加えられる加速度の時間積分値が閾値を超えた時)に点火信号をインフレータ58に送信する。インフレータ58は、電子制御ユニットから点火信号を受信すると、点火装置によりガス発生剤を燃焼させてガスを発生させる。発生したガスは、ガス室62に供給される。   The inflator 58 has an ignition device and a gas generating agent. The inflator 58 is connected to an electronic control unit (not shown) via an in-vehicle network. The electronic control unit transmits an ignition signal to the inflator 58 in an emergency of the vehicle (for example, when a time integral value of acceleration applied to the vehicle exceeds a threshold value). When the inflator 58 receives the ignition signal from the electronic control unit, the inflator 58 generates gas by burning the gas generating agent by the ignition device. The generated gas is supplied to the gas chamber 62.

次に、プリテンショナ機構50の動作について、図5〜図7を参照して説明する。図5〜図7において、(A)はラック56と第1のピニオン52との関係を示す図であり、(B)はラック56と第2のピニオン54との関係を示す図である。   Next, the operation of the pretensioner mechanism 50 will be described with reference to FIGS. 5-7, (A) is a figure which shows the relationship between the rack 56 and the 1st pinion 52, (B) is a figure which shows the relationship between the rack 56 and the 2nd pinion 54. In FIG.

図5に示すように、プリテンショナ機構50の作動前には、ラック56と第1及び第2のピニオン52、54とは噛合しておらず、第1及び第2のピニオン52、54は回転可能な状態をとり、スプール30及びシャフト32は回転可能な状態をとる。   As shown in FIG. 5, before the operation of the pretensioner mechanism 50, the rack 56 is not engaged with the first and second pinions 52 and 54, and the first and second pinions 52 and 54 are rotated. The spool 30 and the shaft 32 are in a rotatable state.

図6に示すように、プリテンショナ機構50の作動時には、インフレータ58がガスをガス室62に供給し、ガス室62の内圧が上昇し、ラック56がシリンダ60から突出する方向に移動する。   As shown in FIG. 6, when the pretensioner mechanism 50 is operated, the inflator 58 supplies gas to the gas chamber 62, the internal pressure of the gas chamber 62 increases, and the rack 56 moves in a direction protruding from the cylinder 60.

このラック56の移動に連動して、ラック56と第1及び第2のピニオン52、54とが噛合し、第1及び第2のピニオン52、54が巻き取り方向R1に略同一の回転速度で回転する。これにより、スプール30とシャフト32とが巻き取り方向R1に同一の回転速度で回転し、シートベルト10が巻き取られるので、車両の緊急時にシートベルト10の緩みを除去することができる。   In conjunction with the movement of the rack 56, the rack 56 and the first and second pinions 52, 54 mesh with each other, and the first and second pinions 52, 54 are at substantially the same rotational speed in the winding direction R1. Rotate. As a result, the spool 30 and the shaft 32 rotate at the same rotational speed in the winding direction R1 and the seat belt 10 is wound, so that looseness of the seat belt 10 can be removed in the event of a vehicle emergency.

尚、本実施形態では、プリテンショナ機構50は、第1及び第2のピニオン52、54を有するとしたが、本発明はこれに限定されない。プリテンショナ機構50は、第1及び第2のピニオン52、54のいずれか一方のみを有するとしてもよい。   In the present embodiment, the pretensioner mechanism 50 has the first and second pinions 52 and 54, but the present invention is not limited to this. The pretensioner mechanism 50 may have only one of the first and second pinions 52 and 54.

例えば、第1変形例として、プリテンショナ機構50が第2のピニオン54のみを有する場合、ラック56の移動に連動して、ラック56と第2のピニオン54とが噛合し、第2のピニオン54が巻き取り方向R1に回転する。これにより、スプール30とシャフト32との間に回転速度差ΔVが発生し、この回転速度差ΔVに応じてシリコンオイルLに剪断応力Fが発生し、シャフト32の回転トルクがスプール30に伝達され、スプール30が巻き取り方向R1に回転する。従って、シートベルト10が巻き取られるので、車両の緊急時にシートベルト10の緩みを除去することができる。しかしながら、シャフト32の回転トルクがスプール30に伝達される際に、伝達損失が発生すると、スプール30の回転不足につながる。従って、シートベルト10の緩みを十分に除去することができない可能性がある。   For example, as a first modification, when the pretensioner mechanism 50 has only the second pinion 54, the rack 56 and the second pinion 54 mesh with the movement of the rack 56, and the second pinion 54 Rotates in the winding direction R1. As a result, a rotational speed difference ΔV is generated between the spool 30 and the shaft 32, a shear stress F is generated in the silicon oil L in accordance with the rotational speed difference ΔV, and the rotational torque of the shaft 32 is transmitted to the spool 30. The spool 30 rotates in the winding direction R1. Therefore, since the seat belt 10 is wound up, it is possible to remove the looseness of the seat belt 10 in an emergency of the vehicle. However, if a transmission loss occurs when the rotational torque of the shaft 32 is transmitted to the spool 30, the spool 30 is insufficiently rotated. Therefore, there is a possibility that the looseness of the seat belt 10 cannot be sufficiently removed.

また、第2変形例として、プリテンショナ機構50が第1のピニオン52のみを有する場合、ラック56の移動に連動して、ラック56と第1のピニオン52とが噛合し、第1のピニオン52が巻き取り方向R1に回転する。これにより、第1のピニオン52に連結されたスプール30が巻き取り方向R1に回転し、シートベルト10が巻き取られるので、車両の緊急時にシートベルト10の緩みを除去することができる。   As a second modification, when the pretensioner mechanism 50 has only the first pinion 52, the rack 56 and the first pinion 52 mesh with each other in conjunction with the movement of the rack 56, and the first pinion 52 Rotates in the winding direction R1. As a result, the spool 30 connected to the first pinion 52 rotates in the winding direction R1 and the seat belt 10 is wound, so that looseness of the seat belt 10 can be removed in the event of a vehicle emergency.

図7に示すように、プリテンショナ機構50の作動後には、ラック56が停止し、停止位置でシリンダ60に対して固定される。この状態では、ラック56と第1のピニオン52との噛合が解除され、第1のピニオン52は回転可能な状態となり、スプール30は回転可能な状態となる。また、この状態では、ラック56と第2のピニオン54との噛合が維持され、第2のピニオン54は回転不能な状態となり、シャフト32は回転不能な状態となる。   As shown in FIG. 7, after the pretensioner mechanism 50 is actuated, the rack 56 is stopped and fixed to the cylinder 60 at the stop position. In this state, the engagement between the rack 56 and the first pinion 52 is released, the first pinion 52 becomes rotatable, and the spool 30 becomes rotatable. In this state, the engagement between the rack 56 and the second pinion 54 is maintained, the second pinion 54 becomes non-rotatable, and the shaft 32 becomes non-rotatable.

このようにして、プリテンショナ機構50の作動後の状態では、スプール30は回転可能な状態となり、シャフト32は回転不能な状態となる。そうすると、プリテンショナ機構50の作動後の状態では、ロック機構40の作動時と同様に、シャフト32の引き出し方向R2への回転が規制されているので、シャフト32とスプール30との間に、シートベルト10の引き出し速度に応じた回転速度差ΔVが生じる。   Thus, in a state after the pretensioner mechanism 50 is actuated, the spool 30 is rotatable and the shaft 32 is not rotatable. Then, in the state after the operation of the pretensioner mechanism 50, as in the operation of the lock mechanism 40, the rotation of the shaft 32 in the pull-out direction R2 is restricted, so that the seat 32 is interposed between the shaft 32 and the spool 30. A rotational speed difference ΔV corresponding to the pulling speed of the belt 10 is generated.

この回転速度差ΔVに応じて、シリコンオイルLに剪断応力Fが発生し、シートベルト10に張力Tが生じる。従って、シートベルト10の引き出し速度が大きくなるほど、シートベルト10の張力Tが大きくなる。その結果、車両の前面衝突時の衝突速度(即ち、車両の減速度)が大きくなるほど、乗員を強く拘束することができる。従って、車両の状況に応じて、乗員を適切に拘束することができる。   In accordance with this rotational speed difference ΔV, a shear stress F is generated in the silicon oil L, and a tension T is generated in the seat belt 10. Therefore, the tension T of the seat belt 10 increases as the pull-out speed of the seat belt 10 increases. As a result, the occupant can be restrained more strongly as the collision speed at the time of frontal collision of the vehicle (that is, the deceleration of the vehicle) increases. Therefore, the occupant can be restrained appropriately according to the situation of the vehicle.

シートベルト10に張力Tが加わると、乗員の車両前方への移動が抑制されるので、シートベルト10の引き出し速度が減速する。そうすると、スプール30の引き出し方向R2の回転が減速し、スプール30とシャフト32との間の回転速度差ΔVが小さくなる。これにより、シリコンオイルLの剪断応力Fが低下し、シートベルト10に加わる張力Tが低下する。従って、プリテンショナ機構50の作動後に、シートベルト10に過剰な張力Tが加わることを抑制することができ、乗員の身体に過剰な負荷が加わることを抑制することができる。   When the tension T is applied to the seat belt 10, movement of the occupant to the front of the vehicle is suppressed, so that the pull-out speed of the seat belt 10 is reduced. Then, the rotation of the spool 30 in the pulling direction R2 is decelerated, and the rotational speed difference ΔV between the spool 30 and the shaft 32 becomes small. As a result, the shear stress F of the silicon oil L decreases, and the tension T applied to the seat belt 10 decreases. Therefore, after the pretensioner mechanism 50 is actuated, it is possible to suppress an excessive tension T from being applied to the seat belt 10, and it is possible to suppress an excessive load from being applied to the occupant's body.

図8は、車両の前面衝突時のシートベルトの引き出し量と張力との関係の別の例を示す図である。ここでは、乗員としてダミー人形を用いた。図8において、第2実施形態における関係を実線で示し、第2実施形態の第1変形例における関係を二点鎖線で示し、第1実施形態における関係を点線で示す。尚、図8において、シートベルト10の引き出し量は、ロック機構40の作動開始時からの引き出し量である。   FIG. 8 is a diagram illustrating another example of the relationship between the pull-out amount of the seat belt and the tension at the time of a frontal collision of the vehicle. Here, a dummy doll was used as an occupant. In FIG. 8, the relationship in 2nd Embodiment is shown as a continuous line, the relationship in the 1st modification of 2nd Embodiment is shown with a dashed-two dotted line, and the relationship in 1st Embodiment is shown with a dotted line. In FIG. 8, the pull-out amount of the seat belt 10 is the pull-out amount from the start of the operation of the lock mechanism 40.

第1実施形態では、プリテンショナ機構50がなく、ロック機構40の作動開始時にシートベルト10の緩みが予め除去されていないので、点線で示すように、シートベルト10の引き出し量に対して、シートベルト10の張力Tが比較的緩やかに上昇する。   In the first embodiment, since the pretensioner mechanism 50 is not provided and the slack of the seat belt 10 is not removed in advance when the operation of the lock mechanism 40 is started, as shown by the dotted line, the seat belt 10 is retracted with respect to the pulling amount. The tension T of the belt 10 increases relatively slowly.

一方で、第2実施形態では、プリテンショナ機構50の作動後であってロック機構40の作動開始時にシートベルト10の緩みが予め除去されているので、実線で示すように、シートベルト10の引き出し量に対してシートベルト10の張力Tが比較的急激に上昇する。これにより、車両の緊急時に乗員を迅速に拘束することができる。   On the other hand, in the second embodiment, the slack of the seat belt 10 is removed in advance after the pretensioner mechanism 50 is actuated and when the lock mechanism 40 is actuated. The tension T of the seat belt 10 increases relatively rapidly with respect to the amount. Thereby, a passenger | crew can be restrained rapidly at the time of emergency of a vehicle.

これに対し、第2実施形態の第1変形例では、第2実施形態と比較して、プリテンショナ機構50によりシートベルト10の緩みが十分に除去されていないので、二点鎖線で示すように、シートベルト10の引き出し量に対してシートベルト10の張力Tが比較的緩やかに上昇している。   On the other hand, in the first modified example of the second embodiment, the looseness of the seat belt 10 is not sufficiently removed by the pretensioner mechanism 50 as compared with the second embodiment. The tension T of the seat belt 10 increases relatively gradually with respect to the amount of withdrawal of the seat belt 10.

以上、説明したように、本実施形態のシートベルト装置によれば、車両の緊急時にプリテンショナ機構50によりシートベルト10の緩みを除去することができる。   As described above, according to the seat belt device of the present embodiment, the slack of the seat belt 10 can be removed by the pretensioner mechanism 50 in the event of an emergency of the vehicle.

尚、本実施形態では、プリテンショナ機構50の作動後にロック機構40が作動するとしたが、本発明はこれに限定されない。プリテンショナ機構50の作動後には、スプール30は回転可能な状態となり、シャフト32は回転不能な状態となるので、ロック機構40が作動しなくとも、ロック機構40が作動した場合と同様の効果が得られる。   In the present embodiment, the lock mechanism 40 is activated after the pretensioner mechanism 50 is activated, but the present invention is not limited to this. After the pretensioner mechanism 50 is operated, the spool 30 is in a rotatable state and the shaft 32 is in a non-rotatable state. Therefore, even when the lock mechanism 40 is not operated, the same effect as when the lock mechanism 40 is operated is obtained. can get.

図9は、本発明の第3実施形態に係るシートベルト装置の構成を示す要部図である。以下、図9に示すシートベルト装置の構成について説明するが、図1に示すシートベルト装置と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。   FIG. 9 is a main part diagram showing the configuration of the seat belt device according to the third embodiment of the present invention. Hereinafter, the configuration of the seat belt apparatus shown in FIG. 9 will be described. The same components as those of the seat belt apparatus shown in FIG.

図9に示すシートベルト装置は、シートベルト10、スプール30、ロック機構40、トーションバー70、及び慣性ウェイト80を含み構成されている。トーションバー70及び慣性ウェイト80は、クロムモリブデン鋼や鉄鋼等の金属材料を機械加工して製造されている。   The seat belt device shown in FIG. 9 includes a seat belt 10, a spool 30, a lock mechanism 40, a torsion bar 70, and an inertia weight 80. The torsion bar 70 and the inertia weight 80 are manufactured by machining a metal material such as chromium molybdenum steel or steel.

先ず、トーションバー70の構成について説明する。   First, the configuration of the torsion bar 70 will be described.

トーションバー70は、図1及び図2に示すシャフト32と同様に、スプール30の内側に同軸的に配置されており、例えばスプール30の軸方向一端部にてスプール30に一体に連結されている。この場合、スプール30の軸方向他端側には、上述のロック機構40が設けられている。ロック機構40は、作動すると、トーションバー70の軸方向他端部の回転を規制して、スプール30の引き出し方向R2への回転を規制する。   Similar to the shaft 32 shown in FIGS. 1 and 2, the torsion bar 70 is coaxially disposed inside the spool 30, and is integrally connected to the spool 30, for example, at one axial end portion of the spool 30. . In this case, the above-described lock mechanism 40 is provided on the other axial end side of the spool 30. When actuated, the lock mechanism 40 restricts rotation of the other axial end portion of the torsion bar 70 and restricts rotation of the spool 30 in the pull-out direction R2.

次に、トーションバー70の動作について説明する。   Next, the operation of the torsion bar 70 will be described.

車両の前面衝突時(即ち、車両の急減速時)には、車両の衝突速度(即ち、車両の減速度)に応じた慣性力で乗員が車両前方に移動しようとし、乗員を拘束しているシートベルト10が引っ張られる。この引っ張り力に応じた引き出し方向R2への回転力は、スプール30を介してトーションバー70との連結部分、即ちトーションバー70の軸方向一端部に入力される。このとき、ロック機構40が作動してトーションバー70の軸方向他端部の回転を規制していると、基本的にトーションバー70が回転することはない。   At the time of a frontal collision of the vehicle (that is, when the vehicle is suddenly decelerated), the occupant tries to move forward by the inertial force according to the collision speed of the vehicle (that is, the deceleration of the vehicle) and restrains the occupant. The seat belt 10 is pulled. The rotational force in the pulling direction R2 according to the pulling force is input to the connecting portion with the torsion bar 70 via the spool 30, that is, one axial end portion of the torsion bar 70. At this time, if the lock mechanism 40 is actuated to restrict the rotation of the other axial end portion of the torsion bar 70, the torsion bar 70 basically does not rotate.

しかしながら、トーションバー70の軸方向一端部に入力される引き出し方向R2の回転力が基準値に達すると、トーションバー70の軸方向一端部とロック機構40により回転が規制された軸方向他端部との間で塑性的に捩り変形する。この捩り変形によって、トーションバー70に連結されたスプール30が引き出し方向R2に回転し、シートベルト10の引き出しが許容される。従って、シートベルト10に過剰な張力Tが加わることを抑制することができ、乗員の身体に過剰な負荷が加わることを抑制することができる。   However, when the rotational force in the pulling direction R2 input to one axial end portion of the torsion bar 70 reaches a reference value, the axial one end portion of the torsion bar 70 and the other axial end portion whose rotation is restricted by the lock mechanism 40. And torsionally deform plastically. Due to this torsional deformation, the spool 30 connected to the torsion bar 70 rotates in the pull-out direction R2, and the seat belt 10 is allowed to be pulled out. Therefore, it is possible to suppress an excessive tension T from being applied to the seat belt 10, and it is possible to suppress an excessive load from being applied to the occupant's body.

次に、慣性ウェイト80の構成について説明する。   Next, the configuration of the inertia weight 80 will be described.

慣性ウェイト80は、スプール30に同軸的に配置されている。慣性ウェイト80は、例えば、円板状に形成され、スプール30の軸方向一端側に配置されている。スプール30と慣性ウェイト80との間には、ワンウェイクラッチ機構(図示せず)が介装されている。   The inertia weight 80 is disposed coaxially with the spool 30. The inertia weight 80 is formed in a disk shape, for example, and is disposed on one axial end side of the spool 30. A one-way clutch mechanism (not shown) is interposed between the spool 30 and the inertia weight 80.

ワンウェイクラッチ機構は、引き出し方向R2への慣性ウェイト80の回転を許容し、巻き取り方向R1への慣性ウェイト80の回転を制限する機構である。ワンウェイクラッチ機構は、周知の構成であってよく、例えば、慣性ウェイト80側に形成されたラチェット歯又はラチェット爪と、スプール30側に形成されたラチェット爪又はラチェット歯とから構成される。   The one-way clutch mechanism is a mechanism that allows the inertia weight 80 to rotate in the pull-out direction R2 and restricts the rotation of the inertia weight 80 in the winding direction R1. The one-way clutch mechanism may have a well-known configuration, and includes, for example, a ratchet tooth or ratchet pawl formed on the inertia weight 80 side and a ratchet pawl or ratchet tooth formed on the spool 30 side.

次に、慣性ウェイト80の動作について説明する。   Next, the operation of the inertia weight 80 will be described.

車両の前面衝突時(即ち、車両の急減速時)には、車両の衝突速度(即ち、車両の減速度)に応じた慣性力で乗員が車両前方に移動しようとし、乗員を拘束しているシートベルト10が引っ張られる。この引っ張り力に応じた引き出し方向R2の回転力は、スプール30及びワンウェイクラッチ機構を介して慣性ウェイト80に入力される。従って、慣性ウェイト80が引き出し方向R2に受動的に回転し始める。   At the time of a frontal collision of the vehicle (that is, when the vehicle suddenly decelerates), the occupant tries to move forward by the inertial force according to the collision speed of the vehicle (that is, the deceleration of the vehicle) and restrains the occupant. The seat belt 10 is pulled. The rotational force in the pulling direction R2 corresponding to the pulling force is input to the inertia weight 80 via the spool 30 and the one-way clutch mechanism. Accordingly, the inertia weight 80 starts to passively rotate in the pulling direction R2.

その後、シートベルト10の張力Tが小さくなり、シートベルト10の引き出し速度が遅くなると、スプール30の引き出し方向R2の回転速度が慣性ウェイト80の引き出し方向R2の回転速度よりも遅くなる。そうすると、ワンウェイクラッチ機構によるスプール30と慣性ウェイト80との係合状態が解除されるので、シートベルト10の張力Tが慣性ウェイト80に入力されなくなる。   Thereafter, when the tension T of the seat belt 10 decreases and the pulling speed of the seat belt 10 decreases, the rotational speed of the spool 30 in the pulling direction R2 becomes slower than the rotating speed of the inertia weight 80 in the pulling direction R2. Then, the engagement state between the spool 30 and the inertia weight 80 by the one-way clutch mechanism is released, so that the tension T of the seat belt 10 is not input to the inertia weight 80.

図10は、車両の前面衝突時のシートベルトの引き出し量と張力との関係の別の例を示す図である。ここでは、乗員としてダミー人形を用いた。図10において、車両の衝突速度が大きい場合の第3実施形態における関係を実線で示し、車両の衝突速度が小さい場合の第3実施形態における関係を二点鎖線で示し、慣性ウェイト80及びワンウェイクラッチ機構が無い従来例における関係を点線で示す。尚、図10において、シートベルト10の引き出し量は、ロック機構40の作動開始時からの引き出し量である。   FIG. 10 is a diagram illustrating another example of the relationship between the pull-out amount of the seat belt and the tension at the time of a frontal collision of the vehicle. Here, a dummy doll was used as an occupant. In FIG. 10, the relationship in the third embodiment when the vehicle collision speed is high is indicated by a solid line, the relationship in the third embodiment when the vehicle collision speed is low is indicated by a two-dot chain line, and the inertia weight 80 and the one-way clutch The relationship in the conventional example without a mechanism is shown by a dotted line. In FIG. 10, the pull-out amount of the seat belt 10 is the pull-out amount from the start of the operation of the lock mechanism 40.

従来例では、車両の衝突速度(即ち、車両の減速度)に関わらず、シートベルト10の張力Tが基準値T0に達すると、トーションバー70が塑性変形するので、図10に点線で示すように、シートベルト10の張力Tが基準値T0を超えない。従って、乗員の身体に過剰な負荷が加わることを抑制することができる。   In the conventional example, the torsion bar 70 is plastically deformed when the tension T of the seat belt 10 reaches the reference value T0 regardless of the collision speed of the vehicle (that is, the deceleration of the vehicle). In addition, the tension T of the seat belt 10 does not exceed the reference value T0. Therefore, it can suppress that an excessive load is added to a passenger | crew's body.

一方で、第3実施形態では、シートベルト10の張力Tがトーションバー70の他に慣性ウェイト80にも入力されるので、シートベルト10の張力Tが基準値T0に達してもトーションバー70が塑性変形しない。従って、図10に実線及び一点鎖線で示すように、トーションバー70が塑性変形するまで、シートベルト10の張力TはT0を超えて増加する。このため、シートベルト10の引き出し量に対してトーションバー70の塑性変形量が比較的小さく、トーションバー70の捩切れ寸法に余裕ができる。   On the other hand, in the third embodiment, since the tension T of the seat belt 10 is input to the inertia weight 80 in addition to the torsion bar 70, even if the tension T of the seat belt 10 reaches the reference value T0, Does not plastically deform. Therefore, as shown by the solid line and the alternate long and short dash line in FIG. 10, the tension T of the seat belt 10 increases beyond T0 until the torsion bar 70 is plastically deformed. For this reason, the amount of plastic deformation of the torsion bar 70 is relatively small with respect to the amount by which the seat belt 10 is pulled out, and a torsional dimension of the torsion bar 70 can be provided.

一般に、慣性ウェイト80に入力される回転トルクは、慣性ウェイト80の角加速度に比例して大きくなる。車両の衝突速度(即ち、車両の減速度)が大きい場合、小さい場合に比較して、シートベルト10の引き出し加速度が大きいので、慣性ウェイト80の引き出し方向R2の角加速度が大きい。従って、車両の衝突速度(即ち、車両の減速度)が大きい場合、小さい場合に比較して、慣性ウェイト80に大きな回転トルクが加わることになるので、図10に実線及び一点鎖線で示すように、シートベルト10の張力Tが大きくなる。   In general, the rotational torque input to the inertia weight 80 increases in proportion to the angular acceleration of the inertia weight 80. When the vehicle collision speed (that is, the vehicle deceleration) is large, the pull-out acceleration of the seat belt 10 is large as compared with the case where the vehicle collision speed is small. Therefore, the angular acceleration in the pull-out direction R2 of the inertia weight 80 is large. Therefore, when the vehicle collision speed (that is, the vehicle deceleration) is large, a large rotational torque is applied to the inertia weight 80 as compared with the case where the vehicle collision speed is small, so that the solid line and the alternate long and short dash line in FIG. The tension T of the seat belt 10 is increased.

このように、シートベルト10の引き出し加速度が大きくなるほどシートベルト10の張力Tが大きくなるので、車両の前面衝突時の衝突速度(即ち、車両の減速度)が大きくなるほど乗員を強く拘束することができる。従って、車両の状況に応じて、乗員を適切に拘束することができる。   In this manner, the tension T of the seat belt 10 increases as the pull-out acceleration of the seat belt 10 increases, so that the occupant can be strongly restrained as the collision speed (ie, vehicle deceleration) at the time of a frontal collision of the vehicle increases. it can. Therefore, the occupant can be restrained appropriately according to the situation of the vehicle.

その後、シートベルト10の張力Tが小さくなり、シートベルト10の引き出し速度が遅くなると、スプール30の引き出し方向R2の回転速度が慣性ウェイト80の引き出し方向R2の回転速度よりも遅くなる。そうすると、ワンウェイクラッチ機構によるスプール30と慣性ウェイト80との係合状態が解除されるので、シートベルト10の張力Tが慣性ウェイト80に入力されなくなる。このとき、シートベルト10の張力Tは、図10に実線及び一点鎖線で示すように、基準値T0となる。   Thereafter, when the tension T of the seat belt 10 decreases and the pulling speed of the seat belt 10 decreases, the rotational speed of the spool 30 in the pulling direction R2 becomes slower than the rotating speed of the inertia weight 80 in the pulling direction R2. Then, the engagement state between the spool 30 and the inertia weight 80 by the one-way clutch mechanism is released, so that the tension T of the seat belt 10 is not input to the inertia weight 80. At this time, the tension T of the seat belt 10 becomes the reference value T0 as shown by the solid line and the alternate long and short dash line in FIG.

以上、本発明の実施形態について詳説したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions are made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. be able to.

10 シートベルト
30 スプール
32 シャフト
36 アウタープレート
38 インナープレート
40 ロック機構
10 Seat belt 30 Spool 32 Shaft 36 Outer plate 38 Inner plate 40 Lock mechanism

Claims (2)

車両の乗員を拘束するシートベルトと、
前記シートベルトを巻き取るスプールと、
前記スプールの内側に前記スプールと相対回転可能に配置されるシャフトと、
前記スプールの内周に一体に設けられる複数のアウタープレートと、
前記シャフトの外周に一体に設けられ、前記複数のアウタープレートと交互に配置される複数のインナープレートとを備え、
前記スプールの内周と前記シャフトの外周との間には作動室が形成され、作動室に粘性流体が封入されたシートベルト装置。
A seat belt to restrain the vehicle occupant;
A spool for winding the seat belt;
A shaft disposed inside the spool so as to be rotatable relative to the spool;
A plurality of outer plates integrally provided on the inner periphery of the spool;
A plurality of inner plates provided integrally with an outer periphery of the shaft, and arranged alternately with the plurality of outer plates;
A seat belt device in which a working chamber is formed between an inner periphery of the spool and an outer periphery of the shaft, and a viscous fluid is sealed in the working chamber.
所定の条件下で作動して前記シャフトの所定方向への回転を規制するロック機構を更に備える請求項1記載のシートベルト装置。   The seat belt device according to claim 1, further comprising a lock mechanism that operates under a predetermined condition to restrict rotation of the shaft in a predetermined direction.
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