JP2023011518A - シートベルトの保持力を調整する流体ダンパ - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、シートベルトの保持力を調整する流体ダンパに関する。【解決手段】流体ダンパは、外側シリンダと、外側シリンダ内の内側シリンダとを備える。内側シリンダは内部空間を取り囲む。流体ダンパは、内部空間内でシリンダの長手方向軸にシフト可能なピストンを備える。流体ダンパはダクトを備える。ダクトは、長手方向軸に沿ってピストンの前方の減衰流体の前側流体チャンバを、長手方向軸に沿ってピストンの後方の後側流体チャンバに、及び/又は減衰流体のリザーバに伝導的に接続する。ダクトは、外側シリンダのシェル壁内の外側ダクト部分と内側シリンダのシェル壁内の内側ダクト部分とを備える。内側シリンダは長手方向軸にピストンに作用する力によって、静止位置から外側シリンダに対して偏向可能であり、この偏向により、力の大きさに応じて外側ダクト部分と内側ダクト部分の重なりが調節される。【選択図】図1

Description

本発明は、シートベルトの保持力を調整する流体ダンパに関する。流体ダンパは、外側シリンダと、共通の長手方向軸に対して同軸で外側シリンダ内に配置された内側シリンダとを備え、内側シリンダは、減衰流体が充填された内部空間を取り囲み、流体ダンパは、内部空間内で長手方向軸に沿ってストローク長さをシフト可能なピストンを備え、流体ダンパは、少なくとも1つのダクトを備え、少なくとも1つのダクトは、減衰流体のために、長手方向軸に沿ってピストンの前方に配置された前側流体チャンバを、長手方向軸に沿ってピストンの後方に配置された後側流体チャンバに、及び/又は内部空間の外側に配置された減衰流体のリザーバに伝導的に接続する。
本発明は更に、流体ダンパを備えるベルト・フォース・リミッタに関する。
現代の車では、様々な安全システムが、衝突の際に乗員を保護するために効力を発揮する。その中には、例えば、シートベルト・テンショナ、エアバッグ、又はベルト・フォース・リミッタがある。ここで、まずシートベルト・テンショナは、装着が緩すぎる可能性があるベルトが初期張力で乗員にかかることを確実にする。乗員の肩周りを保護し、それと同時にエアバッグの効果を最大限利用するため、ベルト・フォース・リミッタは、特定の時間及び特定の距離の後で乗員の頭部が意図的にエアバッグにぶつかり、ベルトが乗員を保持する保持力を制限することによって、肩周りに対する臨界荷重を超えないことを確実にする。
ここで、知られているシステムは、異なる乗員の重量に応答しない、又は追加のセンサ・システムの影響下でしか異なる乗員の重量に応答しないので、保持力は、乗員の重量又は車両の衝撃速度に対して最適に適応されない。したがって、体重が重い乗員が、保持力が不十分であることにより、高速の衝撃速度でエアバッグにぶつかる前に適切に減速されないことがあり、又は体重が軽い乗員が、低速の衝撃速度で肩周りの大きすぎる保持力によって引き戻されることがある。両方の場合において、結果として重傷に至ることがある。
特許出願DE10113502A1は、油圧ベルト・フォース・リミッタを備えるベルト・リトラクタを記載している。例えば、ベルト・リトラクタのスピンドルは、スロットル穴を有するナットを、油圧流体が充填されたキャビティを通して移動させる。油圧式フォース・ミッタを使用することにより、DE10113502A1によれば、シートベルトの巻き出し長さは自動車の衝撃速度に依存しない。しかしながら、DE10113502A1は、巻出し長さが固定された人の質量に依存するという問題を解決していない。
特許出願DE102012004603A1は、粒状体で移動する変位部材を含むフォース・リミッタを備えるベルト・リールを記載している。DE102012004603A1によれば、粒状体を使用することには、シートベルトの引出し速度が増加するとフォース・リミッタによって発生する抵抗が増加し、それによって、保持された人の質量にかかわらず同じ前方変位が得られるという効果がある。
実用新案DE29880147U1は、人の変位に応じて変わるように保持力を適応させることによって、保持された人の質量に対して荷重制限を自動的に適応させる、車両乗員保持システムを記載している。この目的のため、保持システムは、例えば、シリンダに沿って幅が増加する剪断可能又は圧縮可能な内側リブを有するシリンダを備える、ピストン・シリンダ手段を備える。それにより、リブは、ピストンに対してシリンダに沿って増加する移動抵抗を発生させる。このように、体重が軽い人はピストンをわずかしかシフトさせないので、受ける保持力が体重が重い人よりも小さくなる。しかしながら、この概念の不利な点は、ピストン・シリンダ手段のストロークが最適に使用されず、高い最大値の保持力が不均一に進む点である。
保持力を適応させるための知られているシステムは、乗員の質量に対して限定された適応しかもたらさず、複雑な構成を有し、及び/又はシートとエアバッグとの間の利用可能な制動距離に沿って乗員がスムーズに減速されることが確保されず、したがって乗員に対する荷重ピークが生じ、それによって負傷することがある。
本発明の目的は、できるだけコスト効率が良く、設計が単純であり、寿命が長く、シートベルトによって、乗員の乗員体重及び/又は車両の衝撃速度に適応して乗員を減速させることを可能にする、デバイスを提供することである。
本発明の主題は、技術的目的を解決する、請求項1に記載の流体ダンパを提供する。同様に、その目的は、請求項13に記載のベルト・フォース・リミッタによって解決される。有利な実施形態は従属請求項によってもたらされる。
本発明による流体ダンパは、シートベルトの保持力を調整するように設計される。流体ダンパはまた、他の用途に、例えば自己調節型ストップ・ダンパとして使用されてもよく、その減衰力は、例えば車両のフラップなどのストップ・ダンパに衝突する物体の衝撃エネルギーに自動的に適応する。
流体ダンパは、外側シリンダと、共通の長手方向軸に対して同軸で外側シリンダ内に配置された内側シリンダとを備え、内側シリンダは、減衰流体が充填された内部空間を備える。外側シリンダ及び内側シリンダはともに、流体ダンパのシリンダを形成する。減衰流体は、例えば減衰液体、特に作動油である。外側シリンダ及び内側シリンダは、好ましくは、それぞれ実質的に中空シリンダの形態を有する。
流体ダンパは、内部空間内で長手方向軸に沿って、特にストローク長さの後端部分からストローク長さの前端部分まで、また好ましくはその逆でもシフト可能なピストンを備える。ピストンは、好ましくは、長手方向軸に対して回転対称である。
ピストンは、例えば、外側シリンダ及び内側シリンダから長手方向軸に沿って引き出されたピストン・ロッドに固着される。ピストン・ロッドならびに外側シリンダ及び/又は内側シリンダは、ピストン・ロッドをシートベルトに結合し、シリンダを車両の座席又はシャーシに結合する、あるいはその逆の、結合要素を備えてもよい。このように、ピストンは、座席又はシャーシに対してシートベルトを引き出す動きによって、内部空間内でストローク長さに沿ってシフトすることができる。ここで、引き出す動きは流体ダンパの減衰力によって減衰される。
流体ダンパは、少なくとも1つのダクトを備え、少なくとも1つのダクトは、減衰流体のために、長手方向軸に沿ってピストンの前方に配置された前側流体チャンバを、長手方向軸に沿ってピストンの後方に配置された後側流体チャンバに、及び/又は内部空間の外側に配置された減衰流体のリザーバに伝導的に接続する。前者の場合、減衰流体の少なくとも1つのダクトはバイパスを形成し、そこを通して減衰流体が、ピストンを回って前側流体チャンバから後側流体チャンバ内へと、またその逆に流れることができる。
ピストンは、好ましくは、特に減衰流体を封止する形で、内部空間を、長手方向軸に沿ってピストンの前方にある前側流体チャンバと、長手方向軸に沿ってピストンの後方にある後側流体チャンバとに分割する。
ダクトが、減衰流体の前側流体チャンバを内部空間の外側に位置するリザーバに伝導的に接続する場合、ピストンは、例えば、長手方向軸に沿ってピストンの前方にある前側流体チャンバのみが存在し、長手方向軸に沿ってピストンの後方にある後側流体チャンバは存在しないように構成されてもよい。内部空間は、この実施形態では、例えば、ピストン、及び/又は長手方向軸に沿った前側流体チャンバとは反対側にあるピストンの側のピストン・ロッドによって、完全に塞がれてもよい。
ピストンが、シートベルトを引き出す動きによってストローク長さに沿ってシフトすると、減衰流体は、少なくとも1つのダクトを通って前側流体チャンバから後側流体チャンバ内へ、及び/又はリザーバ内へ、又はその逆に流れる。したがって、流体ダンパが引き出す動きを減衰させるのに用いられる減衰力は、実質的に、少なくとも1つのダクトを通る減衰流体の流れと反作用する流動抵抗によって決定される。
少なくとも1つのダクトは、好ましくは、外側シリンダ内の外側ダクト部分と、内側シリンダ内の内側ダクト部分とを備える。内側ダクト部分が、減衰流体のダクトとして外側ダクト部分とともに相互作用するために、内側ダクト部分及び外側ダクト部分は、外側シリンダのシェル表面及び内側シリンダのシェル表面に沿って重なる。内側ダクト部分と外側ダクト部分との間の境界面におけるダクト部分の重なりは、ダクト部分の重なりと呼ばれる。
内側シリンダの外側シェル表面は、好ましくは、外側シリンダの内側シェル表面に当接して減衰流体を封止する。これは、減衰流体が内側シリンダと外側シリンダとの間を通ることができないように、内側シリンダが外側シリンダ内に配置されることを意味する。
内側シリンダは、好ましくは、長手方向軸に沿ってピストンに作用する力によって、静止位置から外側シリンダに対して偏向可能であって、内側シリンダの偏向により、力の大きさに応じてシェル表面に沿って外側ダクト部分及び内側ダクト部分の重なりが調節される。偏向は、長手方向軸に沿った線形偏向、及び/又は長手方向軸を中心にした回転偏向であってもよい。流体ダンパの環境に対して、内側シリンダ及び/又は外側シリンダは偏向によって移動してもよい。流体ダンパが構造的に単純な設計のため、好ましくは、内側シリンダのみが周辺範囲に対して移動する。
ダクト部分の重なりが減少すると、ダクトを通る減衰流体の流動抵抗と、結果として得られる流体ダンパの減衰力は増加する。したがって、内側シリンダの偏向によって、ピストンに作用する力の大きさに応じて、流体ダンパの減衰力が自動調節される。
重なりは、例えば、ピストンに作用する力がないか又は小さい力のみが作用する場合、静止位置において最大であり、力の増加によって内側シリンダが静止位置から偏向されると、減少してもよい。この実施形態では、ピストンに作用する力によって、流体ダンパの減衰力が自動的に増加し、ピストンに対する力は内側シリンダの偏向によって増加する。このことは、乗員が大きな力をシートベルトに掛け、したがって、その乗員の大きい質量により、又は高速の衝撃速度により、大きな力がピストンに掛かった場合、乗員は、より体重が軽い乗員又は衝撃速度が遅い事故の場合の乗員よりも、大きい減衰力で引き戻されることを意味する。減衰力は、したがって、乗員の質量及び衝撃速度に自動的に適応して、一方では、シートベルトによって乗員に掛かる荷重をできるだけ低く保つことができ、他方では、乗員が過剰な運動エネルギーでエアバッグにぶつからないように、保持力が十分に大きい。
内側シリンダは、好ましくは、長手方向軸に沿ってピストンに作用する力によって、静止位置から長手方向軸に沿って線形的に偏向可能であって、内側シリンダの線形偏向により、力の大きさに応じてシェル表面に沿って外側ダクト部分及び内側ダクト部分の重なりが調節される。
長手方向軸に沿って作用する力が、内側シリンダを長手方向軸に沿って偏向させた場合、これは、力を別の方向に向け直す必要がないため、流体ダンパが特に単純な設計を有することができるという点で有利である。
内側シリンダの最大偏向は、好ましくは、ストローク長さの長さよりも実質的に小さいので、シートベルトの引出し長さは偏向によって実質的に変化しない。
流体ダンパは、好ましくは、ばね要素を備える。例えば、ばね要素はらせん状の圧縮ばねを含む。
ばね要素は、静止位置からの外側シリンダに対する内側シリンダの偏向に反作用する。ばね要素のばね力及び/又はばね特性は、したがって、ピストンに作用する力の大きさと内側シリンダの偏向との間の相互関係を、すなわち流体ダンパの減衰力を決定する。適切なばね要素を選択することによって、したがって、流体ダンパの減衰力がピストンに作用する力にどのように応答するかを調節することが可能である。他の点では同一の実施形態では、したがって、ばね要素を交換することによって、流体ダンパを単純な形で異なる要件に対して適応させることができる。
ばね要素は、好ましくは、内側シリンダを外側シリンダに対して静止位置に向かって、特に長手方向軸に沿って付勢する。付勢によって、内側シリンダが、流体ダンパの誤動作につながることがある小さい力によっても、意図せずに偏向されないことが確保される。
内側シリンダは、好ましくは、外側シリンダに対して長手方向軸に沿って行われるピストンのシフトによって、外側シリンダに対して移動可能であり、例えば、長手方向軸に沿って線形的に移動可能であるか、又は長手方向軸を中心にして回転移動可能であって、内側シリンダの移動によって、ストローク長さに沿ったピストンの位置に応じて、シェル表面に沿った外側ダクト部分及び内側ダクト部分の重なりが調節される。流体ダンパの環境に対して、内側シリンダ及び/又は外側シリンダはその移動によって移動してもよい。流体ダンパが構造的に単純な設計のため、好ましくは、内側シリンダのみが周囲に対して移動する。
ダクト部分の重なりが減少すると、ダクトを通る減衰流体の流動抵抗、及び結果として得られる流体ダンパの減衰力は増加する。したがって、内側シリンダの移動によって、ストローク長さに沿ったピストンの位置に応じて、流体ダンパの減衰力が自動調節される。
好ましくは、ピストンがストローク長さの2つの端部部分の一方にあるときの方が、ピストンが端部部分の間に位置するストローク長さの中央部分にあるときよりも、外側ダクト部分及び内側ダクト部分の重なりは少なくなる。この実施形態では、内側シリンダの移動によって、ピストンが端部部分にある状態において、ピストンが中央部分にある状態と比較して、ダクトを通る減衰流体の流動抵抗が増加する。
事故の場合、シートベルトの引出し速度は最初に大きく増加し、次に、シートベルトの保持力によって、ならびに場合によっては乗員とエアバッグとの接触によって、引き出す動きが完全に静止するまで再び低下する。流体力学により、シートベルトに結合された従来技術による流体ダンパの減衰力も、引出し速度に伴って最初に大きく増加し、次に再び低下するであろう。これは、引き出す動きの中央部分におけるシートベルトの過剰な保持力による、乗員に対する過剰な荷重につながることがある。
ピストンが2つの端部部分にあるときのダクト部分の重なりが、ピストンが中央部分にあるときよりも小さいとき、このことにより、中央部分におけるシートベルトの引出し速度に伴う減衰力の過剰な増加が妨げられる。
好ましくは、ダクト部分の重なりは、ストローク長さに沿ったピストンの位置に応じて継続的に変化して、乗員に対する均一な荷重が確保される。
ストローク長さに沿ったピストンの位置に応じたダクト部分の重なりの進行は、好ましくは、引出し速度の予期される進行において、流体ダンパの減衰力がストローク長さに沿って一定であるように選択される。この目的のため、ストローク長さに沿ったピストンの位置に応じた重なりの進行は、例えば、ストローク長さに沿ったピストンの位置に応じた引出し速度の進行に比例する。
好ましくは、ピストンが中央部分にあるとき、ダクト部分の重なりは完全であり、及び/又はピストンが端部部分の一方にあるとき、ダクト部分は互いに重ならない。このように、重なりの特に高い可変性が達成されるので、引出し速度が高い可変性を有する場合であっても、一定の減衰力を得ることができる。
ダクト部分が重ならない場合、減衰流体は、ダクトを通って前側流体チャンバから後側流体チャンバ及び/又はリザーバ内へと、又はその逆に流れることができない。このことは、流体ダンパが、前側流体チャンバを後側流体チャンバ及び/又はリザーバに接続する減衰流体のダクトを他に備えていない場合、ピストンは、重なりが存在しない状態で前側ピストンにおいてシフト方向で減衰流体をピストンが圧縮することによってしか、シフトさせることができないことを意味する。
好ましくは、内側シリンダは、外側シリンダに対して長手方向軸を中心にしてピストンをシフトすることによって回転移動可能なので、内側シリンダの回転移動によって、ストローク長さに沿ったピストンの位置に応じて、シェル表面に沿った外側ダクト部分及び内側ダクト部分の重なりが調節される。
外側シリンダに対する内側シリンダの回転は、相互干渉なしに減衰力を乗員の質量又は衝撃速度に適応させるため、長手方向軸に沿った外側シリンダに対する内側シリンダのシフトと組み合わせることができるという点で有利である。
内側シリンダは、好ましくは、スライド・ガイドを介してピストンによって、長手方向軸を中心にして外側シリンダに対して回転可能である。例えば、外側シリンダに対する内側シリンダの回転は、ピストンの突起が内側シリンダのガイド溝に係合することによって達成することができる。
好ましくは、少なくとも1つのダクトは、前側流体チャンバから内側シリンダのシェル壁及び外側シリンダのシェル壁を通って長手方向軸に対して径方向に減衰流体を通すための径方向ダクト、例えば径方向ノズルを含むか、又はそのようなダクトである。径方向ダクトは、例えば長手方向軸に沿った外側シリンダに対する内側シリンダの線形偏向による、ストローク長さに沿ったピストンの位置に応じて、ならびに例えば長手方向軸を中心にした外側シリンダに対する内側シリンダの回転移動による、ピストンに作用する力に応じて、ダクトの特に単純な幾何学形状に伴って、特に、内側シリンダ及び外側シリンダそれぞれを通る丸穴もしくは細長い穴に伴って、径方向ダクトを用いて、ダクト部分の重なりの調節を実現することができるという点で有利である。このように、ストローク長さに沿って一定であるとともに、乗員の質量又は衝撃速度に適応された、シートベルトの保持力は、特に単純な形で流体ダンパによって達成することができる。
径方向ダクトは、例えば、前側流体チャンバから、内部空間の外側に位置する減衰流体のリザーバ内へ、又はバイパスを介して、例えば外側シリンダと外側シリンダの周りに配置された別のシリンダとの間を介して、後側流体チャンバ内へとつながってもよい。
リザーバは、減衰流体を収容する固定の容積を有してもよく、又は例えば弾性バルーンを備えるリザーバによって、収容された減衰流体の量に容積が適応するように構成されてもよい。リザーバは、流体ダンパの環境に対して減衰流体のために閉止又は開放されてもよい。流体ダンパの特に単純な実施形態では、リザーバは、流体ダンパの一部ではないことがあるが、例えば、流体ダンパが使用される車両の内部空間又は部分内部空間であってもよい。この実施形態では、減衰流体は、好ましくは人間との接触に対して安全であり、減衰流体は、例えば窒素、空気、又は水である。
好ましくは、少なくとも1つのダクトは、ピストンを過ぎて減衰流体を前側流体チャンバから後側流体チャンバ内へとガイドするため内側シリンダ及び外側シリンダのシェル壁の溝を備えるか、又は溝である。溝は、減衰流体がシリンダ内に留まることができるので、ダクトの部分も減衰流体のリザーバもシリンダの外部にある必要がないという点で有利である。このように、流体ダンパは、特に空間効率が良い設計を有することができる。
シェル壁は、長手方向軸に沿って、及び/又は長手方向軸を中心にした円周方向で、互いに離間された複数の溝を備えてもよい。好ましくは、シェル壁は正確に1つの溝を備え、このようにすると、シリンダを特に単純な形で作製することができ、シートベルトの保持力の特にスムーズな進行を達成することができる。
本発明の意味の中で、溝の底によって定義される深さを有する構成要素の凹部、及び、構成要素を通る完全な開口部との両方が「溝」と呼ばれる。シェル壁を溝が完全に貫通している場合、シリンダからの減衰流体の無制限の漏れを防止するために、シリンダは、少なくとも1つの溝の周囲で、減衰流体に対して密な方法でスリーブによって囲まれていなければならない。
好ましくは、溝は細長く、即ち、少なくとも1つの溝は、長さに直交する幅よりも実質的に長い長さを有する。
好ましくは、少なくとも1つの溝は、減衰流体が通る断面積を有し、断面積は、ストローク長さに沿って可変であってもよく、例えば、ストローク長さの2つの端部部分では、2つの端部部分の間に配置されたストローク長さの中央部分よりも小さい。
減衰流体の流動抵抗、したがってダンパの減衰力は、主に、減衰流体の所定の流速において、ピストンに隣接した少なくとも1つの溝の断面積によって決定される。したがって、小さい断面積は大きい流動抵抗、したがって大きい減衰力をもたらし、一方で大きい断面積は小さい流動抵抗、したがって小さい減衰力をもたらす。
ピストンに隣接する断面積が、ストローク長さの2つの端部部分の方が中央部分よりも小さいとき、このことにより、中央部分におけるシートベルトの引出し速度に伴う減衰力の過剰な増加が妨げられる。
好ましくは、断面積は、乗員に対する均一な荷重を確保するために、ストローク長さに応じて連続的に変化する。
好ましくは、ストローク長さに応じた一連の断面積は、ストローク長さに沿った引出し速度の予期される進行において、流体ダンパの減衰力が一定であるように選択される。この目的のため、ストローク長さに応じた一連の断面積は、例えば、ストローク長さに沿った引出し速度の進行に比例する。
好ましくは、少なくとも1つの溝は、長手方向軸を中心にした円周方向の幅を有し、幅はストローク長さに沿って可変であり、幅は好ましくは、ストローク長さの2つの端部部分の方がストローク長さの中央部分よりも小さい。可変の幅を有する溝は、長手方向軸に対して径方向で一定の深さを有することができ、それにより、特に小さいものであるようにシェル壁の厚さを選択することができるという点で有利である。このように、流体ダンパは、例えば、引抜き管からシリンダを作製することによって、特に材料を削減した軽量の形で作製することができる。
好ましくは、少なくとも1つの溝は、長手方向軸に対して径方向の深さを有し、深さはストローク長さに沿って可変であり、深さは好ましくは、ストローク長さの2つの端部部分の方がストローク長さの中央部分よりも小さい。可変の深さを有する溝は、長手方向軸を中心にして円周方向で一定の幅を有することができ、それにより、特に単純な形で作製することができるという点で有利である。例えば、かかる溝は、単一の作業ステップでシェル内にフライス加工することができる。
好ましくは、少なくとも1つの溝は、長手方向軸をらせん状に取り囲み、溝のピッチは長手方向軸に沿ってストローク長さで可変であり、ピッチは好ましくは、ストローク長さの2つの端部部分の方がストローク長さの中央部分よりも大きい。可変のピッチを有するらせん状の溝は、長手方向軸に対して径方向で一定の深さを有することができ、それにより、特に小さいものであるようにシェル壁の厚さを選択することができる。更に、かかる溝は、作製が特に単純であり、例えば、シェル内にフライス加工もしくはレーザー切断するか、単一の作業ステップで成形工具を使用して作製することができる。
本発明の意味の中で、「らせん状」という用語は、少なくとも1つの溝が、少なくとも部分的に、長手方向軸を中心にした円周方向と長手方向軸に沿った軸方向との間の方向で、延在することを意味する。ここで、溝は、好ましくは、長手方向軸を中心として少なくとも1回完全に回転し、特に、長手方向軸を中心として1回以上完全に回転する。完全な回転よりも多い回転は、流体ダンパのばね挙動に対して好ましい効果を有し得る。
少なくとも1つの溝は、好ましくは、外側シリンダ内の外側溝セクションと、内側シリンダ内の内側溝セクションとを備える。内側溝セクションが少なくとも1つの溝を外側溝セクションとともに形成する場合、内側溝セクションは、内側シリンダを通る開口部である。外側溝セクションは、溝底を有してもよく、又は外側シリンダを通る開口部であってもよい。
長手方向軸に沿って行われる外側シリンダに対するピストンのシフトによって、内側シリンダが外側シリンダに対して移動可能である場合、内側シリンダの移動によって、好ましくは、ストローク長さに沿ったピストンの位置に応じて、シェル表面に沿った外側溝セクション及び内側溝セクションの重なりが調節され、外側溝セクション及び内側溝セクションは、好ましくは、ピストンがストローク長さの2つの端部部分のうちの一方にあるときの方が、ピストンがストローク長さの中央部分にあるときよりも重なりが小さい。
結果として、外側及び内側溝セクションの重なりが小さいとき、溝は長手方向軸に対して径方向で減衰流体を通過させるのに有効な浅い深さを有し、したがって減衰流体を通過させる小さい断面積を有する。したがって、内側シリンダの移動によるピストンのシフトによって、ピストンが端部部分にあるときの方が、ピストンが中央部分にあるときよりも断面積が小さくなる。
長手方向軸に沿ってピストンに作用する力によって、内側シリンダが外側シリンダに対して静止位置から変位された場合、内側シリンダの偏向によって、好ましくは、力の大きさに応じて、シェル表面に沿った外側溝セクション及び外側溝セクションの重なりが調節され、外側溝セクション及び内側溝セクションは、特に、内側シリンダが静止位置にあるときの方が、内側シリンダが静止位置から変位されたときよりも大きい重なりを有する。
したがって、内側シリンダの偏向によって、ピストンに作用する力は、力が増加すると、したがって減衰力が増加すると、ピストンに隣接した減衰流体を通過させる溝の断面積を減少させる。このことは、乗員が大きな力をシートベルトに掛け、したがって、その乗員の大きい質量又は高速の衝撃速度により、大きな力がピストンに掛かった場合、乗員は、より体重が軽い乗員又は衝撃速度が遅い事故の場合の乗員よりも、大きい減衰力で引き戻されることを意味する。そのため、減衰力は、したがって、乗員の質量及び衝撃速度に自動的に適応して、一方では、シートベルトによって乗員に掛かる荷重をできるだけ低く保つことができ、他方では、乗員が過剰な運動エネルギーでエアバッグにぶつからないように、保持力が十分に大きい。
好ましくは、少なくとも1つの溝は、内側シリンダの静止位置からの偏向の偏向方向に沿った高さを有し、高さはストローク長さに沿って一定である。このように、内側シリンダの所定の偏向によって、ストローク長さに沿ったピストンの位置にかかわらず、減衰力の同じ相対変化を引き起こすことが確保される。したがって、乗員の質量又は衝撃速度に対する減衰力の適応は、ストローク長さ全体に沿って均等に行われて、乗員は、シートベルトの引出し長さ全体にわたって、乗員の質量又は衝撃速度に対して均等に適用された保持力を受ける。
本発明は、シートベルトの保持力を調整するための本発明による流体ダンパを備える、シートベルト用のベルト・フォース・リミッタに関する。
例えば、流体ダンパのピストンは、流体ダンパのシリンダの長手方向軸に沿ったシリンダから引き出されたピストン・ロッドに固定される。ピストン・ロッドは、結合要素を介してシートベルトに結合されてもよく、シリンダは、車両の座席もしくはシャーシに結合する、あるいはその逆の、別の結合要素を備えてもよい。このように、ピストンは、座席又はシャーシに対してシートベルトを引き出す動きによって、ストローク長に沿ってシリンダ内又はシリンダ外に移動することができる。その際、引き出す動きは流体ダンパの減衰力によって減衰されて、その結果、流体ダンパに関連して上述の利点及び設計の選択肢がもたらされる。
本発明の更なる利点、目的、及び特徴は、本発明による例示的な主題が例証される、以下の説明及び添付図面に基づいて説明される。ここで、図面中の機能に関して少なくとも実質的に同一の特徴は、同じ参照番号で指定されてもよく、これらの特徴は必ずしも、全ての図面で番号を付され説明されるものではない。
本発明による流体ダンパを示す概略図である。
図1の流体ダンパにおける溝の詳細を示す図である。
図1の流体ダンパのシリンダにおけるシェル壁の詳細を示す概略縦断面図である。
重い乗員重量に対する状態における図1の流体ダンパの詳細を示す概略縦断面図である。
軽い乗員重量に対する状態における図1の流体ダンパの詳細を示す別の概略縦断面図である。
本発明による流体ダンパのピストンに隣接した断面積の例示的な進行を示す概略図である。
17.6kgの上半身質量を有する乗員の場合における、本発明による流体ダンパのピストンに隣接した断面積の例示的な進行を示す図である。
32.5kgの上半身質量を有する乗員の場合における、本発明による流体ダンパのピストンに隣接した断面積の例示的な進行を示す図である。
17.6kgの上半身質量を有する乗員の場合における、ストローク長さに沿ったピストンの位置に応じた、本発明による流体ダンパの減衰力の進行の例示的なシミュレーションを示す図である。
32.5kgの上半身質量を有する乗員の場合における、ストローク長さに沿ったピストンの位置に応じた、本発明による流体ダンパの減衰力の進行の例示的なシミュレーションを示す図である。
25kgの上半身質量を有する乗員の場合における、ストローク長さに沿ったピストンの位置に応じた、本発明による流体ダンパの減衰力の進行の例示的なシミュレーションを示す図である。
軽い乗員重量に対する状態における本発明による別の流体ダンパを示す概略図である。
重い乗員重量に対する状態における図12の流体ダンパを示す概略図である。
図1
図1は、シートベルト(図示せず)の保持力を調整する、本発明による流体ダンパ100の概略図を示している。
図示される流体ダンパ100は、減衰流体(図示せず)が充填された内部空間111を有するシリンダ110と、内部空間111内でシリンダ110の長手方向軸LAに沿って、ストローク長さHSの後端部分HEBからストローク長さHSの前端部分VEBまでシフト可能なピストン(図示せず)とを備える。
ピストンは、内部空間111を、長手方向軸LAに沿ってピストンの前方にある前側流体チャンバ(図示せず)と、長手方向軸LAに沿ってピストンの後方にある後側流体チャンバ(図示せず)とに分割する。
ピストンは、例えば、シリンダ110から長手方向軸LAに沿って引き出されるピストン・ロッド121に固定される。
シリンダ110のシェル壁114は、溝132として構成されたダクト130を備え、溝132は、減衰流体のために、前側流体チャンバと後側流体チャンバとを伝導的に接続する。
見やすくするために、溝132は、シェル壁114を通る開口部として示されている。この場合、シリンダ110は、内部空間111から溝132を通じて減衰流体が漏れるのを防止するスリーブ(図示せず)で囲まれている必要がある。あるいは、溝132は、長手方向軸LAに対して径方向に溝132の深さを定義する、溝底を有してもよい。
図示される例では、溝132は、長手方向軸LAを中心としてらせん状に延在し、長手方向軸LAに沿った溝132のピッチは、ストローク長さHSの中央部分ZBよりもストローク長さHSの二つの端部部分HEB、VEBにおいて大きい。
このように、溝132は、長手方向軸LAを中心とする周方向の幅を有し、この幅は、ストローク長さHSの2つの端部部分HEB、VEBにおいて、ストローク長さHSの中央部分ZBよりも小さい。
このように、減衰流体を通す溝132は断面積を有し、この断面積は、ストローク長さHSの2つの端部部分HEB、VEBにおいて、2つの端部部分HEB、VEBの間に位置するストローク長さHSの中央部分ZBよりも小さい。
図示される例では、シリンダ110は、外側シリンダ115と内側シリンダ116とを備え、外側シリンダ115及び内側シリンダ116は長手方向軸LAと同軸で配置され、内側シリンダ116の外側シェル表面は、減衰流体のために、外側シリンダ115の内側シェル表面に密封して当接する。
図示される流体ダンパ100は、ばね要素140、例えばらせん状の圧縮ばねを備える。図示される例では、ばね要素140は、内側シリンダ116を外側シリンダ115に対して長手方向軸LAに沿って静止位置へと付勢し、内側シリンダ116は、長手方向軸LAに沿ってピストンに作用する力によって、外側シリンダ115に対して長手方向軸LAに沿って、ばね要素140のばね力に対抗して静止位置から線形的に偏向可能である。
図2
図2は、図1の流体ダンパにおける溝132の、ストローク長さHSの後端部分HEB及び中央部分ZBの詳細を概略的に示している。図示される溝132は、長手方向軸LAを中心とする周方向に、ストローク長さHSの中央部分ZBの方が後端部分HEBよりも大きい幅bを有するように形成される。
溝132は、好ましくは、ストローク長さHS全体に沿って、長手方向軸LAに沿って一定の高さhを有するように形成される。
図3
図3は、図1の流体ダンパのシリンダ110におけるシェル壁114の詳細の、長手方向軸LAに沿った概略縦断面図を示している。
図3では、シリンダ110が、外側シリンダ115とその中に配置された内側シリンダ116とを備え、内側シリンダ116が、外側シリンダ115に対して長手方向軸LAに沿って線形的に偏向可能であること(矢印によって図示)を明らかに見てとることができる。
シリンダ110のシェル壁114の溝132は、外側シリンダ115の外側溝セクションとして構成された外側ダクト部分135と、内側シリンダ116の内側溝セクションとして構成された内側ダクト部分136とを備える。内側ダクト部分136は、内側シリンダ116を通る開口部である。図3に示される実施形態では、外側ダクト部分135は、長手方向軸LAに対して径方向の溝底によって定義される深さを有する。
内側シリンダ116が、例えば、長手方向軸LAに沿って流体ダンパのピストン(図示せず)に作用する力によって、長手方向軸LAに沿って外側シリンダ115に対して線形的に変位されると、2つのダクト部分135、136の重なり、したがって減衰流体を通すのに有効な溝132の深さが、それによって長手方向軸LAに対して径方向に変化することになる。
図3に示される内側シリンダ116及び外側シリンダ115の互いに対する相対位置では、2つのダクト部分135、136は、例えば、約50%の重なりを有する。このように、外側ダクト部分135の深さは、溝132全体の有効深さの約50%のみに寄与する。
図4
図4は、重い乗員重量又は高速の衝撃速度の場合の状態における、図1の流体ダンパ100の詳細の長手方向軸LAに沿った概略縦断面図を示している。
図4では、流体ダンパ100のピストン120は、流体ダンパ100のシリンダ110の内部空間111を、長手方向軸LAに沿って前側流体チャンバ112と後側流体チャンバ113とに分割することを見てとることができる。
更に、減衰流体のダクト130としてのシリンダ110のシェル壁114における溝132は、前側流体チャンバ112を後側流体チャンバ113に伝導的に接続し、したがって、ピストン120の周りに減衰流体のバイパスを形成することを見てとることができる。
溝132は、外側シリンダ115の外側溝セクションとして構成された外側ダクト部分135と、内側シリンダ116の内側溝セクションとして構成された内側ダクト部分136とを備える。内側ダクト部分136は、内側シリンダ116を通る開口部である。見やすくするために、外側ダクト部分135は、図4では、外側シリンダ115を通る開口部として示される。あるいは、外側ダクト部分135は、長手方向軸LAに対して径方向の溝底によって定義される深さを有してもよい。
図4に示される内側シリンダ116及び外側シリンダ115の互いに対する相対位置では、2つのダクト部分135、136は最小の重なりを有する。このように、外側ダクト部分135の深さは、溝132全体の有効な深さに最小限寄与する。結果として、減衰流体を溝132に通すための断面積は最小となり、流体ダンパ100の減衰力は最大となる。
外側シリンダ115に対して、内側シリンダ116は、したがって、流体ダンパ100がそのために設計される最大質量を有する乗員及び/又は最大衝撃速度での事故によって、図4に示される位置へと変位されることが好ましく、それによって乗員は、流体ダンパ100に結合されたシートベルト(図示せず)の最大保持力を受ける。
図5
図5は、軽い乗員重量又は低速の衝撃速度の場合の状態における、図1の流体ダンパ100の詳細の長手方向軸LAに沿った別の概略縦断面図を示している。
図5は、図5に示される内側シリンダ116及び外側シリンダ115の互いに対する相対位置において、2つのダクト部分135、136が最大の重なりを有するという点で、図4とは異なる。このように、外側ダクト部分135の深さは、溝132全体の有効深さに最大限寄与する。結果として、減衰流体を溝132に通す断面積は最大であり、流体ダンパ100の減衰力は最小である。
したがって、内側シリンダ116は、流体ダンパ100がそのために設計される最小質量を有する乗員及び/又は最小衝撃速度での事故によって、外側シリンダ115に対して図5に示される位置へと変位されることが好ましく、それによって乗員は、流体ダンパ100に結合されたシートベルト(図示せず)による最小保持力を受ける。
図5に示される内側シリンダ116及び外側シリンダ115の互いに対する相対位置は、内側シリンダ116が流体ダンパ100のばね要素(図示せず)によって付勢される、内側シリンダ116の静止位置と一致してもよい。
図6
図6は、本発明による流体ダンパのピストンに隣接した流体ダンパのシリンダのシリンダ・シェルにおける溝の断面積Qが、ピストンのストローク長さHSに沿ったピストンの位置に応じて、例示的な進行を概略的に示している。
ピストンに隣接した断面積Qは、ストローク長さHSの2つの端部部分HEB、VEBの方が、2つの端部部分HEB、VEBの間に位置するストローク長さHSの中央部分ZBよりも小さい。
好ましくは、断面積Qの進行は、ストローク長さHSに沿ったピストンの速度の予期される進行に対応する。ピストンの速度の進行は、例えば、流体ダンパが配備された車両の個々の衝突挙動に応じて決まってもよい。流体ダンパの減衰力は、断面積の進行の適切な設計によって、ピストンの速度の不均一な進行に合わせて適応させることができる。
図7
図7は、ピストンのストローク長さHSに沿ったピストンのmm単位の位置に応じた、本発明による流体ダンパのピストンに隣接した流体ダンパのシリンダのシリンダ・シェルにおける溝のmm2単位の断面積Qの例示的な進行を示している。
図7では、流体ダンパの内側シリンダが、最大断面積、したがって最小減衰力が得られるように、内側溝セクション及び外側溝セクションの重なりが最大である静止位置にある状態が示されている。この状態は、例えば、流体ダンパに結合されたシートベルトが、衝突速度50km/hで上半身質量17.6kgの有する乗員を質量1572kgの車両内で保持している場合に生じる。
シートベルトの保持力の規定に関して、乗員の頭部質量、腕質量、胴体質量を有する保持された乗員の上半身質量のみが関連する。乗員の下半身は通常、ラップ・ベルトによって座席にきつく固着されるので、下半身は座席に対する実質的な加速を受けず、そのため、下半身の質量はシートベルトの保持力とは無関係である。
図8
図8は、ピストンのストローク長さHSに沿ったピストンのmm単位の位置に応じた、本発明による流体ダンパのピストンに隣接した流体ダンパのシリンダのシリンダ・シェルにおける溝のmm2単位の断面積Qの例示的な進行を示している。
図8では、流体ダンパの内側シリンダが静止位置から最大限変位され、それによって内側溝セクション及び外側溝セクションの重なりが最小となり、それにより、最小断面積、したがって最大減衰力が得られる状態が示されている。この状態は、例えば、流体ダンパに結合されたシートベルトが、衝突速度50km/hで上半身質量32.5kgの乗員を質量1572kgの車両内で保持している場合に生じる。
図9
図9は、流体ダンパに結合されたシートベルトが、衝突速度50km/hで上半身質量17.6kgの乗員を質量1572kgの車両内で保持している場合の、ピストンのストローク長さHSに沿ったピストンのmm単位の位置に応じた、本発明による流体ダンパにおけるkN単位の減衰力Fの進行の例示的なシミュレーションを示している。
この場合、流体ダンパの内側シリンダは、内側溝セクション及び外側溝セクションの重なりが最大である静止位置にあり、それにより、最大断面積及びしたがって最小減衰力が得られる。減衰力は、例えば、合計約2.5kNになり、ストローク長さHSに沿って実質的に一定である。
図10
図10は、流体ダンパに結合されたシートベルトが、衝突速度50km/hで上半身質量32.5kgの乗員を質量1572kgの車両内で保持している場合の、ピストンのストローク長さHSに沿ったピストンのmm単位の位置に応じた、本発明による流体ダンパにおけるkN単位の減衰力Fの進行の例示的なシミュレーションを示している。
この場合、流体ダンパの内側シリンダは静止位置から最大限変位され、それによって内側溝セクション及び外側溝セクションの重なりが最小となり、それにより、最小断面積、したがって最大減衰力が得られる。減衰力は、例えば、合計約4.5kNになり、ストローク長さHSに沿って実質的に一定である。
図11
図11は、流体ダンパに結合されたシートベルトが、衝突速度50km/hで上半身質量25kgの乗員を質量1572kgの車両内で保持している場合の、ピストンのストローク長さHSに沿ったピストンのmm単位の位置に応じた、本発明による流体ダンパにおけるkN単位の減衰力Fの進行の例示的なシミュレーションを示している。
この場合、流体ダンパの内側シリンダは、静止位置とそこからの最大変位との間の中間位置にあるので、減衰力はその最小値と最大値との間であり、例えば合計約3.5kNになり、好ましくは、ストローク長さHSに沿って実質的に一定である。
減衰力Fの進行は、内側シリンダの質量及び流体力学的減衰に応じて決まる。図9~図11に示される減衰力Fの進行においては、275gの質量及び500Ns/mの減衰が仮定されている。
図12
図12は、軽い乗員重量又は低速の衝撃速度の場合の状態における、シートベルト(図示せず)の保持力を調整する、本発明による別の流体ダンパ100の概略図を示している。
図12に示される流体ダンパ100は、ダクト130が溝としてではなく径方向ダクト131として形成されるという点で、図1~図5の流体ダンパ100とは異なる。径方向ダクト131は、流体ダンパ100の前側流体チャンバ(符号なし)を、例えば、流体ダンパ100の内部空間(符号なし)の外側に位置する減衰流体のリザーバ(図示せず)に接続する。径方向ダクト131は、流体ダンパ100の外側シリンダ115を通る外側ダクト部分135と、内側シリンダ(符号なし)を通る内側ダクト部分136とを備える。例えば、ダクト部分135、136はそれぞれ細長い穴として構成され、特に、シリンダ110のシェル壁114に沿って同一の断面積を有するように構成される。
例えば内側シリンダ116の静止位置に対応する、図12に示される状態では、例えば、ダクト部分135、136は、長手方向軸LAに対して径方向で互いに一致して重畳する。このように、減衰流体は、径方向ダクト131内で小さい流動抵抗を受け、それによって流体ダンパ100は、例えば、体重が軽い乗員又は低速の衝撃速度に対するシートベルトの保持力として適した、小さい減衰力を提供する。
内側シリンダは、例えば長手方向軸LAに沿って線形的にピストン120に作用する力によって、長手方向軸LAに沿って、外側シリンダ115に対して静止位置から偏向可能であって、内側シリンダの偏向により、力の大きさに応じて、外側シリンダ115及び内側シリンダ116のシェル表面に沿った、外側ダクト部分135及び内側ダクト部分136の重なりが調節される。
加えて、内側シリンダは、好ましくは、ピストン120を長手方向軸LAに沿ってシフトすることによって、特に、長手方向軸LAを中心にして回転するように、外側シリンダ115に対して長手方向軸LAに沿って移動可能であって、内側シリンダ116の移動により、ストローク長さHSに沿ったピストン120の位置に応じて、外側シリンダ115及び内側シリンダ116のシェル表面に沿った、外側ダクト部分135及び内側ダクト部分136の重なりが調節される。この目的のため、ピストン120は、例えばスライド・ガイド117を介して、内側シリンダに接続される。
図13
図13は、重い乗員重量又は高速の衝撃速度の場合の状態における、図12の流体ダンパ100の概略図を示している。
重い乗員重量又は高速の衝撃速度は、シートベルトを介して、流体ダンパ100のピストン120の長手方向軸LAに沿って大きい力を生じる。したがって、内側シリンダ116は、ばね要素140のばね力に対抗して、静止位置から長手方向軸LAに沿って(図13の上方向に)外側シリンダ115に対して線形的に変位される。このように、外側ダクト部分135及び内側ダクト部分136の重なりが低減されるので、径方向ダクト131内の減衰流体に作用する流動抵抗は増加する。このように、流体ダンパ100は、図13に示される状態の方が、図12に示される状態よりも大きい減衰力を提供する。
図12と比較して、流体ダンパ100のピストン120は、図13では長手方向軸LAに沿って、例えば、ストローク長さHSの中央部分ZBからストローク長さHSの後端部分HEBへとシフトされる。この変位により、内側シリンダ116は、例えば、ピストン120と内側シリンダ116との間のスライド・ガイド117によって、長手方向軸LAを中心にして外側シリンダ115に対して回転するように動かされる。内側シリンダ116の回転移動によって、図12と比較して、図13では、外側ダクト部分135及び内側ダクト部分136の重なりが減少される。
重なりの減少は、径方向ダクト131を通る減衰流体の流動抵抗を増加し、それにより、ピストンが長手方向軸LAに沿って、ストローク長さHSの端部部分VEB、HEBの方がストローク長さHSの中央部分ZBよりもゆっくり移動すると、流体ダンパ100の減衰力の減少を防止する。
100 流体ダンパ
110 シリンダ
111 内部空間
112 前側流体チャンバ
113 後側流体チャンバ
114 シェル壁
115 外側シリンダ
116 内側シリンダ
117 スライド・ガイド
120 ピストン
121 ピストン・ロッド
130 ダクト
131 径方向ダクト
132 溝
135 外側ダクト部分
136 内側ダクト部分
140 ばね要素
b 幅
F 減衰力
H 高さ
HEB 後端部分
HS ストローク長さ
LA 長手方向軸
Q 断面積
VEB 前端部分
ZB 中央部分

Claims (13)

  1. シートベルトの保持力を調整する流体ダンパ(100)であって、
    a.前記流体ダンパ(100)が、外側シリンダ(115)と、共通の長手方向軸(LA)に対して同軸に前記外側シリンダ(115)内に配置された内側シリンダ(116)とを備え、
    b.前記内側シリンダ(116)が、減衰流体が充填された内部空間(111)を取り囲み、
    c.前記流体ダンパ(100)が、前記内部空間(111)内で前記長手方向軸(LA)に沿ってストローク長さ(HS)をシフト可能なピストン(120)を備え、
    d.前記流体ダンパ(100)が少なくとも1つのダクト(130)を備え、
    e.前記少なくとも1つのダクト(130)が、前記減衰流体のために、前記長手方向軸(LA)に沿って前記ピストン(120)の前方に配置された前側流体チャンバ(112)を、前記長手方向軸(LA)に沿って前記ピストン(120)の後方に配置された後側流体チャンバ(113)に、及び/又は前記内部空間(111)の外側に配置された前記減衰流体のリザーバに伝導的に接続し、
    f.前記少なくとも1つのダクト(130)が、前記外側シリンダ(115)のシェル壁内の外側ダクト部分(135)と、前記内側シリンダ(116)のシェル壁内の内側ダクト部分(136)とを備え、
    g.前記内側シリンダ(116)の外側シェル表面が、前記外側シリンダ(115)の内側シェル表面に当接して前記減衰流体を封止し、
    h.前記長手方向軸(LA)に沿って前記ピストン(120)に作用する力によって、前記内側シリンダ(116)が、前記外側シリンダ(115)に対して静止位置から偏向可能であって、前記内側シリンダ(116)の前記偏向が、前記力の大きさに応じて、前記シェル表面に沿った、前記外側ダクト部分(135)及び前記内側ダクト部分(136)の重なりの調節を引き起こすことを特徴とする、流体ダンパ(100)。
  2. 前記内側シリンダ(116)は、前記長手方向軸(LA)に沿って前記ピストン(120)に作用する前記力によって、前記静止位置から前記長手方向軸(LA)に沿って線形的に偏向可能であって、前記内側シリンダ(116)の線形的な前記偏向が、前記力の大きさに応じて、前記シェル表面に沿った、前記外側ダクト部分(135)及び前記内側ダクト部分(136)の前記重なりの調節を引き起こすことを特徴とする、請求項1記載の流体ダンパ(100)。
  3. 前記流体ダンパ(100)がばね要素(140)を備え、前記ばね要素(140)が、前記静止位置からの前記外側シリンダ(115)に対する前記内側シリンダ(116)の前記偏向に反作用することを特徴とする、請求項1記載の流体ダンパ(100)。
  4. 前記内側シリンダ(116)が、前記長手方向軸(LA)に沿って前記ピストン(120)をシフトすることによって前記外側シリンダ(115)に対して移動可能であって、前記内側シリンダ(116)の移動により、前記ストローク長さ(HS)に沿った前記ピストンの位置に応じて、前記シェル表面に沿って前記外側ダクト部分(135)及び前記内側ダクト部分(136)の前記重なりが調節されることを特徴とする、請求項1記載の流体ダンパ(100)。
  5. 前記内側シリンダ(116)が、前記ピストン(120)をシフトすることによって、前記外側シリンダ(115)に対して前記長手方向軸(LA)を中心にして回転移動可能であって、前記内側シリンダ(116)の前記回転移動によって、前記ストローク長さ(HS)に沿った前記ピストンの位置に応じて、前記シェル表面に沿った前記外側ダクト部分(135)及び前記内側ダクト部分(136)の前記重なりが調節されることを特徴とする、請求項4記載の流体ダンパ(100)。
  6. 前記内側シリンダ(116)が、スライド・ガイド(117)を介して前記ピストン(120)によって、前記長手方向軸(LA)を中心にして前記外側シリンダ(115)に対して回転可能であることを特徴とする、請求項5記載の流体ダンパ(100)。
  7. 前記少なくとも1つのダクト(130)が、前記減衰流体を、前記前側流体チャンバ(112)から前記長手方向軸(LA)に対して径方向に、前記内側シリンダ(116)及び前記外側シリンダ(115)の前記シェル壁を通って通過させる、径方向ダクト(131)を備えることを特徴とする、請求項1記載の流体ダンパ(100)。
  8. 前記少なくとも1つのダクト(130)は、前記内側シリンダ(116)及び前記外側シリンダ(115)の前記シェル壁に、前記減衰流体を、前記ピストン(120)を過ぎて前記前側流体チャンバ(112)から前記後側流体チャンバ(113)内へと導く溝(132)を備えることを特徴とする、請求項1記載の流体ダンパ(100)。
  9. a.前記減衰流体を通す前記溝(132)が断面積(Q)を有し、
    b.前記断面積(Q)は、前記ストローク長さ(HS)の2つの端部部分(HEB、VEB)において、前記2つの端部部分(HEB、VEB)の間に位置する前記ストローク長さ(HS)の中央部分(ZB)よりも小さいことを特徴とする、請求項8記載の流体ダンパ(100)。
  10. a.前記溝(132)が、前記長手方向軸(LA)を中心とする周方向の幅(b)を有し、
    b.前記幅(b)は、前記ストローク長さ(HS)の前記2つの端部部分(HEB、VEB)において、前記ストローク長さ(HS)の前記中央部分(ZB)よりも小さいことを特徴とする、
    請求項9記載の流体ダンパ(100)。
  11. a.前記溝(132)が、前記長手方向軸(LA)をらせん状に取り囲み、
    b.前記長手方向軸(LA)に沿った前記溝(130)のピッチが、前記ストローク長さ(HS)の前記2つの端部部分(HEB、VEB)において、前記ストローク長さ(HS)の前記中央部分(ZB)よりも大きいことを特徴とする、請求項10記載の流体ダンパ(100)。
  12. a.前記溝(132)が、前記内側シリンダ(116)の前記静止位置からの前記偏向の偏向方向に沿った高さ(h)を有し、
    b.前記高さ(h)が、前記ストローク長さ(HS)に沿って一定であることを特徴とする、請求項11記載の流体ダンパ(100)。
  13. シートベルトのためのベルト・フォース・リミッタであって、
    前記シートベルトの保持力を調整する、請求項1から12のいずれか一項に記載の流体ダンパ(100)を備えることを特徴とする、ベルト・フォース・リミッタ。
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Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1430398A1 (de) * 1962-11-16 1968-11-28 Glanzstoff Ag Sicherungsvorrichtung fuer Auto- und Flugzeuginsassen sowie fuer Fallschirmabspringer
US3750856A (en) 1971-12-09 1973-08-07 G Kenworthy Adjustable, pressure compensating shock absorber/buffer
US3942819A (en) * 1972-05-12 1976-03-09 Volkswagenwerk Aktiengesellschaft Safety belt tensioning device
JPS49125430U (ja) * 1973-02-26 1974-10-26
FR2268993B1 (ja) 1974-04-23 1976-12-17 Poudres & Explosifs Ste Nale
DE2624942C2 (de) * 1976-06-03 1985-12-12 Boge Gmbh, 5208 Eitorf Vorrichtung zum Spannen und gesteuerten Wiedernachgeben von Sicherheitsgurten
DE4117405C3 (de) * 1991-05-28 1998-07-09 Schroth Gmbh Carl F Sicherheitsgurt
GB2330335A (en) * 1997-10-14 1999-04-21 Alliedsignal Ltd Load limiting seat belt restraint
GB9725902D0 (en) 1997-12-05 1998-02-04 Breed Automotive Tech Safety restraint
DE10113502A1 (de) 2001-03-20 2002-09-26 Takata Petri Gmbh Ulm Gurtaufroller
DE102004045864A1 (de) * 2004-09-20 2006-03-23 Suspa Holding Gmbh Gurtstraffer für ein Fahrzeug-Sicherheitsgurt-System
JP5473322B2 (ja) * 2008-12-29 2014-04-16 テイ・エス テック株式会社 車両用シート
DE102012004603B4 (de) 2012-03-07 2014-05-28 Key Safety Systems, Inc. Gurtaufroller für einen Fahrzeugsicherheitsgurt
US9133902B2 (en) 2013-01-22 2015-09-15 Kyntec Corporation Shock absorber with variable damping profile
DE102019208718B4 (de) * 2019-06-14 2022-06-09 Volkswagen Aktiengesellschaft Gurtkraftbegrenzer für ein Kraftfahrzeug sowie eine Gurtschloss-Einheit und ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Gurtkraftbegrenzer sowie ein Verfahren zum Betreiben des Gurtkraftbegrenzers
DE102020113961A1 (de) * 2020-05-25 2021-11-25 Stabilus Gmbh Selbstregulierende dämpfereinheit

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