JP2016101793A - ウェビング巻取装置 - Google Patents

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Kenji Fukuda
顕司 福田
室町 哲史
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哲史 室町
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Abstract

【課題】ロック部が大型化することを抑制する。【解決手段】ウェビング巻取装置10は、ウェビング12と、スプール14と、ロック部16と、回転制限ナット36と、を備えている。また、ウェビング巻取装置10は、一部がスプール14に結合されていると共に、他の一部がロック部16と結合されたトーションシャフト34を備えている。さらに、トーションシャフト34とロック部16とは、スプール14の軸方向一方側の端に対してスプール14の軸方向一方側から他方側に掛けて結合されている。また、スプール14のロック部16に対する回転が回転制限ナット36によって制限された状態で、ウェビング12が引出方向へ引張られた際に、該ウェビング12からスプール14及び回転制限ナット36を介してロック部16に伝達された荷重をトーションシャフト34の第2セレーション部34Bで受けることができる。【選択図】図3

Description

本発明は、ウェビング巻取装置に関する。
下記特許文献1には、車両の緊急時にウェビングから乗員に作用される荷重を低減するフォースリミッタ機構を備えたウェビング巻取装置が開示されている。この文献に記載されたウェビング巻取装置は、ウェビングが巻装されるスプールと、当該スプールと一体回転可能に設けられていると共に車両の緊急時にウェビングの引出方向への回転が制限されるロック部(ロック用シャフト部)と、一端部がロック部にセレーションを介して一体回転可能に結合されていると共に他端部がスプールにセレーションを介して一体回転可能に結合されたトーションシャフトと、を備えている。そして、車両緊急時に、ロック機構がロック部の回転をロックして、ウェビングに大きな張力が負荷されると、トーションシャフトが捻じれながら、スプールがロック部に対して回転される。これにより、乗員の運動エネルギーがトーションシャフトの変形によって吸収されて、ウェビングから乗員に作用される荷重が低減されるようになっている。
また、下記特許文献1に記載されたウェビング巻取装置は、車両の緊急時におけるスプールのロック部に対する回転角度が所定の回転角度となるように制限する回転量制限装置を備えている。
しかしながら、上記特許文献1に記載されたようなウェビング巻取装置では、スプールのロック部に対する回転が回転量制限装置によって制限された状態で、ウェビングが引出方向へ引張られると、ウェビングに入力された荷重がスプール及び回転量制限装置の一部を構成する欠環リングを介してロック部に伝達される。これにより、ロック部の応力が高くなることが考えられる。そのため、当該応力を低減するために、ロック部における上記部位を大径化させることが考えるが、この場合、ロック部が大型化する。
特開平11−157416号公報
本発明は上記事実を考慮し、ロック部が大型化することを抑制することが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記載のウェビング巻取装置は、乗員に装着されるウェビングが巻取られ、前記ウェビングが引出されることで引出方向へ回転されるスプールと、前記スプールの軸方向一方側に設けられ、車両の緊急時に引出方向への回転が制限されるロック部と、前記スプールと前記ロック部との間に設けられていると共に、前記スプールの前記ロック部に対する回転数を所定の回転数に制限する回転制限部と、一部が前記スプールに結合されていると共に、他の一部が前記スプールの軸方向一方側の端に対して前記スプールの軸方向一方側から他方側に掛けて前記ロック部と結合又は当接され、前記ロック部の回転が制限された際に前記スプールの前記ロック部に対するフォースリミッタ荷重以上での引出方向への回転を許容するトーションシャフトと、を備えている。
請求項2記載のウェビング巻取装置は、請求項1記載のウェビング巻取装置において、前記ロック部は、外周部に雄螺子部が形成された筒状部を備えており、前記回転制限部の外周部が前記スプールに係合されることによって、前記回転制限部が前記スプールと一体回転可能とされていると共に、前記雄螺子部と螺合する雌螺子部が前記回転制限部の内周部に形成されていることによって、前記スプールが前記ロック部に対して引出方向へ回転された際に、前記回転制限部が前記筒状部の軸方向に沿って前記ロック部側に移動可能に構成されており、前記スプールが前記ロック部に対して所定の回転数回転された際に、前記回転制限部が前記スプールと前記トーションシャフトとの結合部における前記スプールの軸方向一方側の端よりも前記スプールの軸方向他方側の部位の径方向外側に配置され、前記回転制限部の一部が前記ロック部に当接することによって前記スプールの前記ロック部に対する回転数が所定の回転数に制限される。
請求項1記載のウェビング巻取装置では、乗員に装着されるウェビングがスプールに巻取られており、スプールからウェビングが引出されることで、スプールが引出方向へ回転される。また、車両の緊急時にロック部の引出方向への回転が制限された際に、トーションシャフトが、スプールのフォースリミッタ荷重以上での引出方向への回転を許容する。さらに、スプールがロック部に対して所定の回転数回転されると、スプールのロック部に対する回転が回転制限部によって制限される。これにより、車両の緊急時にウェビングが所定の引出し量を超えて引出されないようになる。
ここで、本発明では、トーションシャフトとロック部との結合部又は当接部が、スプールの軸方向一方側の端に対してスプールの軸方向一方側から他方側に掛けて存在している。すなわち、本発明の構成では、トーションシャフトにおけるスプールの軸方向一方側の端よりもスプール側の部位及びロック部側の部位の両方で、ウェビングからスプール及び回転制限部を介してロック部に伝達された荷重を受けることができる。これにより、スプールのロック部に対する回転が回転制限部によって制限された状態でウェビングが引出方向へ引張られた際にロック部に生じるせん断応力を低減させることができる。また、本発明の構成では、当該せん断応力を低減するためにロック部が大径化することを抑制することができる。
請求項2記載のウェビング巻取装置では、車両の緊急時にロック部の引出方向への回転が制限された状態で、スプールが回転制限部と共にロック部に対して引出方向へ回転されると、回転制限部が筒状部の軸方向に沿ってロック部側に向けて移動する。そして、スプールが回転制限部と共にロック部に対して所定の回転数回転されると、回転制限部の一部がロック部に当接して、スプールのロック部に対する回転が制限される。またこの時、回転制限部がスプールとトーションシャフトとの結合部におけるスプールの軸方向一方側の端よりもスプールの軸方向他方側の部位の径方向外側に配置される。
ここで、本発明では、スプールのロック部に対する回転が回転制限部によって制限された状態でウェビングが引出方向へ引張られると、当該ウェビングに入力された荷重の一部は回転制限部を介しての筒状部に伝達される。すると、回転制限部の雌螺子部と筒状部の雄螺子部との螺合部(特に螺子の谷の部分)の応力が高まる。しかしながら、本発明では、トーションシャフトにおいてロック部と結合される部位が、回転制限部の雌螺子部と筒状部の雄螺子部との螺合部の径方向内側に存在していることにより、回転制限部から筒状部に入力される荷重をトーションシャフトによって受け止めることができる。これにより、筒状部の変形が抑制され、回転制限部の雌螺子部と筒状部の雄螺子部との螺合部(特に螺子の谷の部分)に生じる応力を低減することができる。
ウェビング巻取装置を示す正面図である。 図1に示されたウェビング巻取装置の一部を構成するスプール、回転制限ナット、ロック部及びトーションシャフトを示す分解斜視図である。 図1に示された3−3線に沿って切断したスプール、回転制限ナット、ロック部及びトーションシャフトを示す拡大断面図である。
図1〜図3を用いて、本発明の実施形態に係るウェビング巻取装置について説明する。なお、図中に適宜示す矢印Z方向、矢印R方向及び矢印C方向は、スプールの軸方向、径方向及び周方向をそれぞれ示すものとする。また以下、単に軸方向、径方向、周方向を示す場合は、特に断りのない限り、スプールの軸方向、径方向、周方向を示すものとする。
図1及び図2に示されるように、本実施形態のウェビング巻取装置10は、乗員に装着されるウェビング12が巻取られ、ウェビング12が引出されることで引出方向へ回転されるスプール14と、スプール14と一体回転可能に設けられていると共に、車両の緊急時に引出方向への回転が制限(規制)されるロック部16を有するロック機構18と、を備えている。また、ウェビング巻取装置10は、ロック部16の回転が制限された際にスプール14のロック部16に対するフォースリミッタ荷重以上での引出方向への回転を許容するフォースリミッタ機構20と、スプール14とロック部16との間に設けられていると共に、スプール14がロック部16に対して所定の回転数(回転角度)回転された際にスプール14のロック部16に対する引出方向への回転を制限する回転制限機構22と、を備えている。
(スプール14の構成)
図2に示されるように、スプール14は、略円柱状に形成されていると共にウェビング14が巻取られる巻取部14Aを備えている。この巻取部14Aには、ウェビング12が挿通される挿通孔14Bが形成されており、この挿通孔14Bは、径方向外側から見て軸方向を長手方向とする矩形状に形成されている。また、ウェビング12が挿通孔14Bに挿通されて、当該ウェビング14の長手方向の端部に図示しないストッパ部材が取付けられることで、当該ウェビング14の長手方向の端部がスプール14に固定されている。そして、図1に示されるように、ウェビング12は、スプール4が回転可能に支持されたフレーム24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可能にされるようになっている。図2に示されるように、スプール14が周方向他方側(矢印C方向とは反対方向)へ回転されることで、ウェビング12がスプール14に巻取られると共に、ウェビング12がスプール14から引出されることで、スプール14が周方向一方側(矢印C方向)へ回転される、すなわち、スプール14が引出方向へ回転されるようになっている。
また、スプール14の軸方向他方側(矢印Z方向とは反対方向)の端部には、車両緊急時にスプール14を強制的にウェビング12の巻取方向へ回転させるプリテンショナ機構26(図1参照)の一部を構成する係合歯部14Cが設けられている。
図3に示されるように、スプール14の軸心部には、後述するトーションシャフト34が挿入されるトーションシャフト挿入孔14Dが形成されている。また、トーションシャフト挿入孔14Dの閉止端側には(軸方向他方側には)、トーションシャフト34の軸方向他方側の端部に形成された第1セレーション部34A(図2参照)が係合する図示しない第1セレーション部係合部が形成されている。そして、トーションシャフト34の第1セレーション部34Aが第1セレーション部係合部に係合することによって、トーションシャフト34の軸方向他方側の端部とスプール14とが一体回転可能に結合されるようになっている。なお、トーションシャフト34の第1セレーション部34Aと第1セレーション部係合部との結合は、スプールに取付けられた図示しない支持部材によって外れないようになっている。
スプール14の軸心部かつ当該スプール14の軸方向一方側の端部には、後述する回転制限ナット36(図2参照)が格納される回転制限ナット格納孔14Eが形成されている。回転制限ナット格納孔14Eの内縁部は、軸方向一方側から見て回転制限ナット36の外縁部の形状に対応する六角形状に形成されている。これにより、回転制限ナット格納孔14Eに挿入された回転制限ナット36とスプール14とが一体に回転することが可能となっている。回転制限ナット格納孔14Eのスプール14の軸方向一方側の端14Fから他方側への深さDは、回転制限ナット36の厚みTに比して深く設定されている。これにより、回転制限ナット36が、回転制限ナット格納孔14Eに沿って軸方向に移動することが可能となっている。
(ロック機構18の構成)
図1及び図2に示されるように、ロック機構18は、スプール14の軸方向一方側に設けられたロック部16と、ロック部16に取付けられたロック片32と、を含んで構成されている。
図2に示されるように、ロック部16は、軸方向を厚み方向とする略円板状に形成された円板部28と、円板部28と同軸上に配置されていると共に当該円板部28の軸方向他方側の端面28Aから軸方向他方側へ突出する筒状部30と、を含んで構成されている。
円板部28には、車両の緊急時(車両の衝突時等におけるウェビング12のスプール14からの急激な引出し時や車両の急減速時)にフレーム(図1参照)等に設けられた図示しないラチェット歯に係合する第1被係合歯28Bが形成されており、またロック片32には、上記ラチェット歯に係合する第2被係合歯32Aが形成されている。また、図3に示されるように、ウェビング巻取装置10が組立てられた状態において、円板部28の軸方向他方側の端面28Aが、スプール14の軸方向一方側の端14Fに当接するようになっている。なお、円板部28の軸方向他方側の端面28Aとスプール14の軸方向一方側の端14Fとが当接している部分を通り、かつ、軸方向と直交する方向に延在する面を、スプール14とロック部16との当接面Sというものとする。
筒状部30は、略円筒状に形成されていると共に円板部28と一体に形成されており、この筒状部30の外周部には、軸方向に沿って雄螺子部30Aが形成されている。また、ウェビング巻取装置10が組立てられた状態において、筒状部30は、スプール14とロック部16との当接面Sに対してスプール14側(軸方向他方側)に配置されていると共に、スプール14の軸心部に形成された回転制限ナット格納孔14E内に配置されるようになっている。
図2に示されるように、ロック部16の軸心部には、すなわち、円板部28及び筒状部30の軸心部には、後述するトーションシャフト34の軸方向一方側の端部に形成された第2セレーション部34Bが係合する第2セレーション部係合孔16Aが形成されている。この第2セレーション部係合孔16Aは、ロック部16の軸心部を軸方向に貫通しており、また第2セレーション部係合孔16Aの内縁部は、軸方向一方側から見て第2セレーション部34Bの外縁部の形状に対応する形状に形成されている。そして、トーションシャフト34の第2セレーション部34Bが第2セレーション部係合孔16Aに係合されることによって、トーションシャフト34の軸方向一方側の端部とロック部16とが一体回転可能に結合されるようになっている。
(フォースリミッタ機構20の構成)
フォースリミッタ機構20は、略円柱状に形成されたトーションシャフト34を含んで構成されており、このトーションシャフト34の軸方向他方側の端部には、スプール14に設けられた図示しない第1セレーション部係合部に係合する第1セレーション部34Aが形成されている。また、トーションシャフト34の軸方向一方側の端部には、ロック部16に設けられた第2セレーション部係合孔16Aに係合する第2セレーション部34Bが形成されている。なお、トーションシャフト34において第2セレーション部34Bよりも軸方向一方側には、図示しない支持部材に支持される被支持部34Cが設けられており、また被支持部34Cと第2セレーション部34Bとの境目には、第2セレーション部34Bよりも大径とされたフランジ部34Dが設けられている。
また、図3に示されるように、本実施形態では、第2セレーション部34Bが第2セレーション部係合孔16Aに係合されていると共にウェビング巻取装置10が組立てられた状態において、第2セレーション部34Bと第2セレーション部係合孔16Aとが、スプール14とロック部16との当接面Sに対して軸方向一方側から他方側に掛けて係合されるように、第2セレーション部34Bの長さLが設定されている。
(回転制限機構22の構成)
図2に示されるように、回転制限機構22は、スプール14とロック部16との間に設けられた回転制限部としての回転制限ナット36と、ロック部16の筒状部30の外周部に形成された雄螺子部30Aと、を含んで構成されている。
回転制限ナット36は、外縁部の形状が六角形状に形成された六角ナットであり、この回転制限ナット36の内周部には、ロック部16の筒状部30に形成された雄螺子部30Aと螺合する雌螺子部36Aが形成されている。これにより、スプール14が回転制限ナット36と共にロック部16に対して引出方向に回転された際に、回転制限ナット36が筒状部30に沿ってロック部16側(軸方向一方側に)に移動することが可能となっている。また、図3に示されるように、ウェビング巻取装置10が組立てられた状態において、回転制限ナット36は筒状部30の軸方向他方側の端部に位置している(二点鎖線で示された位置に位置している)。すなわち、ウェビング巻取装置10が組立てられた状態において、回転制限ナット36は、ロック部16の円板部28の軸方向他方側の端面28Aと離間している。そして、スプール14がロック部16に対して引出方向へ所定の回転数回転されて、回転制限ナット36がロック部16の円板部28の軸方向他方側の端面28Aに当接することによって、スプール14のロック部16に対する回転数が所定の回転数に制限されるようになっている。
(本実施形態の作用並びに効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
図1に示されるように、本実施形態のウェビング巻取装置10では、ウェビング12が、スプール14から引出されて、図示しない車両のシートに着座した乗員に装着される。
図1〜図3に示されるように、車両の緊急時(車両の衝突時等)には、ロック機構18が作動されることで、ロック部16の引出方向への回転が規制される。これにより、スプール14のロック部16に対する引出方向への回転がトーションシャフト34を介して制限されることで、ウェビング12のスプール14からの引出しが制限されて、ウェビング12によって乗員が拘束される。
また、スプール14のロック部16に対する引出方向への回転がトーションシャフト34によって制限された状態において、ウェビング12から乗員に作用される荷重(乗員からウェビング12に作用される荷重)が所定値(フォースリミッタ荷重)以上となった際に、トーションシャフト34が捩れ変形されて、スプール14のロック部16に対するフォースリミッタ荷重以上での引出方向への回転が許容される。これにより、乗員の運動エネルギーがトーションシャフト34の変形によって吸収されて、ウェビング12から乗員に作用される荷重が低減される。
ここで、本実施形態では、スプール14が回転制限ナット36と共にロック部16に対して引出方向へ回転し始めると、図3に示されるように、回転制限ナット36が筒状部30に沿ってロック部16の円板部28側に向けて(軸方向一方側に向けて)移動する。そして、スプール14が回転制限ナット36と共にロック部16に対して所定の回転数回転されると、当該回転制限ナット36の軸方向一方側の端面36Bが円板部28の軸方向他方側の端面28Aに当接する。これにより、スプール14のロック部16に対する回転数が所定の回転数に制限される。またこの時、回転制限ナット36が、トーションシャフト34の第2セレーション部34Bとロック部16の第2セレーション部係合孔16Aとの係合部における当接面Sよりもスプール14側の部位A1の径方向外側に配置される。
ここで、トーションシャフト34の第2セレーション部34Bとロック部16の第2セレーション部係合孔16Aとの係合部が、スプール14とロック部16との当接面Sに対してロック部16側にのみ存在している構成について説明する。すなわち、トーションシャフト34の第2セレーション部34Bとロック部16の第2セレーション部係合孔16Aとが符号A2で示された領域でのみ係合している構成について説明する。当該構成においては、スプール14のロック部16に対する回転が回転制限ナット36によって制限された状態でウェビング12が引出方向(径方向外側)へ引張られると、当該ウェビング12に入力された荷重は、回転制限ナット36を介してロック部16の筒状部30に伝達される。ここで、当該構成では、トーションシャフト34の第2セレーション部34Bとロック部16の第2セレーション部係合孔16Aとの係合部が回転制限ナット36の径方向内側に存在しないため、回転制限ナット36を介してロック部16の筒状部30に伝達された上記荷重を筒状部30の内側で支持することができない。
これに対して、本実施形態では、トーションシャフト34の第2セレーション部34Bとロック部16の第2セレーション部係合孔16Aとの係合部が、スプール14とロック部16との当接面Sに対して軸方向一方側から他方側に掛けて存在している。そのため、回転制限ナット36を介してロック部16の筒状部30に伝達された上記荷重を当該筒状部30の内側からトーションシャフト34の第2係合部によって支持させることができる。これにより、スプール14のロック部16に対する回転が回転制限ナット36によって制限された状態でウェビング12が引出方向へ引張られた際にロック部16の筒状部30に生じるせん断応力を低減させることができる。また、本実施形態の構成では、当該せん断応力を低減するために筒状部30を大径化させることが抑制されることにより、ウェビング巻取装置10の一部を構成するロック部16の径方向への大型化を抑制することができる。
また、本実施形態では、ウェビング12に入力された荷重が、回転制限ナット36を介してロック部16の筒状部30に伝達されると、回転制限ナット36の雌螺子部36Aと筒状部30の雄螺子部30Aとの螺合部(特に螺子の谷の部分)の応力が高まる。しかしながら、本実施形態では、トーションシャフト34の第2セレーション部34Bとロック部16の第2セレーション部係合孔16Aとの係合部が、回転制限ナット36の雌螺子部36Aと筒状部30の雄螺子部30Aとの螺合部の径方向内側に存在していることにより、回転制限ナット36から筒状部30に入力される荷重をトーションシャフト34の第2セレーション部34Bによって受け止めることができる。これにより、筒状部30の変形が抑制され、回転制限ナット36の雌螺子部36Aと筒状部30の雄螺子部30Aとの螺合部(特に螺子の谷の部分)に生じる応力を低減することができる。
なお、本実施形態では、ロック部16の筒状部30に形成された雄螺子部30Aと螺合する回転制限ナット36を用いてウェビング巻取装置10を構成した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、スプール14がロック部16に対して所定の回転数(回転角度)回転された際にスプール14のロック部16に対する引出方向への回転を制限することができる他の構成の回転制限部を用いてウェビング巻取装置を構成してもよい。
また、本実施形態では、トーションシャフト34の第2セレーション部34Bとロック部16の第2セレーション部係合孔16Aとの係合部が、スプール14とロック部16との当接面Sに対して軸方向一方側から他方側に掛けて存在している例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、スプール14とロック部16との当接面Sに対して軸方向一方側において、トーションシャフト34の第2セレーション部34Bとロック部16の第2セレーション部係合孔16Aとを係合させて、スプール14とロック部16との当接面Sに対して軸方向他方側において、トーションシャフト34に取付けられると共に当該トーションシャフト34の一部を構成する別部材の筒状部材と第2セレーション部係合孔16Aの内周面とを当接させた構成としてもよい。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
10 ウェビング巻取装置
12 ウェビング
14 スプール
14F スプールの軸方向一方側の端14F
16 ロック部
30 筒状部
30A 雄螺子部
34 トーションシャフト
36 回転制限ナット(回転制限部)
36A 雌螺子部
Z スプールの軸方向

Claims (2)

  1. 乗員に装着されるウェビングが巻取られ、前記ウェビングが引出されることで引出方向へ回転されるスプールと、
    前記スプールの軸方向一方側に設けられ、車両の緊急時に引出方向への回転が制限されるロック部と、
    前記スプールと前記ロック部との間に設けられていると共に、前記スプールの前記ロック部に対する回転数を所定の回転数に制限する回転制限部と、
    一部が前記スプールに結合されていると共に、他の一部が前記スプールの軸方向一方側の端に対して前記スプールの軸方向一方側から他方側に掛けて前記ロック部と結合又は当接され、前記ロック部の回転が制限された際に前記スプールの前記ロック部に対するフォースリミッタ荷重以上での引出方向への回転を許容するトーションシャフトと、
    を備えたウェビング巻取装置。
  2. 前記ロック部は、外周部に雄螺子部が形成された筒状部を備えており、
    前記回転制限部の外周部が前記スプールに係合されることによって、前記回転制限部が前記スプールと一体回転可能とされていると共に、前記雄螺子部と螺合する雌螺子部が前記回転制限部の内周部に形成されていることによって、前記スプールが前記ロック部に対して引出方向へ回転された際に、前記回転制限部が前記筒状部の軸方向に沿って前記ロック部側に移動可能に構成されており、
    前記スプールが前記ロック部に対して所定の回転数回転された際に、前記回転制限部が前記スプールと前記トーションシャフトとの結合部における前記スプールの軸方向一方側の端よりも前記スプールの軸方向他方側の部位の径方向外側に配置され、前記回転制限部の一部が前記ロック部に当接することによって前記スプールの前記ロック部に対する回転数が所定の回転数に制限される請求項1記載のウェビング巻取装置。
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