JP3610365B2 - シートベルトリトラクタ - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、シートベルトリトラクタに関する。
【０００２】
（背景技術）
ドイツ特許出願ＤＥ １９９ ２７ ７３１ Ａ１に記載されているシートベルトリトラクタにおいては、ロータは、電動モータのトルクをベルトリールと荷重制限装置の少なくともいずれか一方に伝達する。ロータは、電動モータとベルトリール又は力制限装置との間に接続された遊星歯車装置のプラネット歯車キャリアである。このロータについての適切な取付けは、ドイツ特許出願ＤＥ １９９ ４０ ０３４ Ａ１に記載されており、ロータは、枠に固定接続された取付けフランジに形成される円筒状外側軸受中に、その外側に軸受カラーを設けて取り付けられている。内側については、ロータは、リール軸線と同軸に延びる軸受ジャーナル上に取り付けられている。
【０００３】
ドイツ特許出願ＤＥ １９９ ５０ ８５５ Ａ１には、ロータが、慣性力により生じるトルクをベルトリールと荷重制限装置の少なくともいずれか一方へ伝達する働きをするようになったシートベルトリトラクタが記載されている。
【０００４】
この形式のシートベルトリトラクタでは、特に衝突の場合に、ロータからカップリングを通して、ベルトリール又は荷重制限装置へ大きい力が伝達される。
【０００５】
従って、本発明の目的は、大きい力を伝達する間に、完全な連結機能を達成する、最初で述べた形式のシートベルトリトラクタを提供することである。
【０００６】
本発明によれば、この目的は請求項１で特定する特徴によって達成される。
【０００７】
例えば、ドイツ特許出願ＤＥ １９９ ４０ ０３４ Ａ１に記載されているように、ロータは、枠に対して回転不能に接続された取付けフランジに形成される円筒状外側軸受中に外側が取り付けられている。ロータは、リール軸線と同軸に延びる軸受ジャーナル上に内側を取り付けられる。カップリング要素を解除位置と係合位置との間で案内するために使用される環状キャリアは、ロータの軸受カラーの周りに同軸に配置され、また、軸方向に移動しないように少なくとも取付けフランジに支持される。この支持は、環状キャリアと取付けフランジとの間の相互噛み合い接続によって達成されることが好ましい。この目的のため、環状キャリアを、長く延ばし、取付けフランジの対応する凹部中へ貫入させることができる。取付けフランジは、固定手段、例えば両頭ニードルによってこの凹部中に固定保持されることができる。環状キャリアは、荷重制限装置が作用している間に同じように回転可能であるスプールに対して、単一部品の状態で一体的に接続できる。環状キャリアは、外側が硬化されているのが好ましい。回転可能なスプールと一体的に接続する代わりに、環状キャリアは、例えば圧入などによって、スプールに対して回転不能に接続してもよい。
【０００８】
環状キャリアは、軸方向移動しないように、一側をベルトリールと荷重制限装置の少なくともいずれか一方によって固定され、また、他側を取付けフランジによって固定されるのが好ましい。
【０００９】
更に、都合の良いことには、ロータは、軸方向移動しないように取付けフランジの両側で支持されている。例えば、ロータは、１つのロータ面で取付けフランジの一側に、また、固定ディスクを介して取付けフランジの他側に当接できる。
【００１０】
圧入などによりベルトリールに対して回転不能に接続された環状キャリアは、ベルトリールの端面と荷重制限装置、好ましくはトーションバーの周辺支持ショルダ部の少なくともいずれか一方に対して当接できる。
【００１１】
電動モータは、ブラシレス直流モータであることが好ましい。ドイツ特許出願ＤＥ ４３ ０２ ０４２ Ａ１に説明されているように、電動モータは、平形モータであることが好ましい。この平形モータの実施形態においては、外側ロータの代わりに内側ロータを電動ロータとして使用できる。内側ロータは、永久磁石としてそのロータ極を有した状態で、ステータ極をもつ界磁巻線の半径方向内側に配置される。このステータ極は、好ましくは取付けフランジに締結された環状ステータキャリア上に形成される。
【００１２】
駆動ばねは、取付けフランジ又は取付けフランジに締結されたケーシングに電動ロータを介して支持できる。この目的のため、駆動ばねの外側固定点は、電動ロータに固定接続され、また、駆動ばねは、そのばね芯によって、軸受ジャーナルを介してベルトリールと荷重制限装置の少なくともいずれか一方に作用することが好ましい。
【００１３】
電動ロータの機械的な、好ましくは弾性のあるセレーションはまた、取付けフランジに支持されることができる。この機械的セレーションは、電動ロータが特定の回転角度位置で停止され、該位置においてロータ及びステータ極の分割比により電動モータの始動が常に保証されるような寸法形状配置になっている。
【００１４】
ホールセンサがまた、取付けフランジ上に設けられることができ、該センサは、それぞれのロータ極の界磁によって影響を受け、ブラシレス電動モータの切換えをプローブ信号の関数として制御することができる。従って、電動ロータのそれぞれの回転角度位置を走査することも可能であり、その結果、ホールセンサは、電子的に制御される調節によって駆動ばねのばね力を調節する場合に使用することができる。
【００１５】
（発明の詳細な説明）
本発明の実施形態を、図面を参照して、より詳細に説明する。
本実施形態に示すシートベルトリトラクタは、リール軸線４の周りで回転可能にリトラクタ枠３に取り付けられたベルトリール１を有する。車両の正常運転時、ベルトリール１は、以下に詳細に説明するように、駆動ばね１９によってベルト巻き取り方向に付勢されている。シートベルト５（図２）は、ベルトリール１上に巻き取られる。
【００１６】
ベルトリール１は、図２に概略的に示すように、本体上にシートベルト５が巻き取られる回転可能なスプール１０を含む。ベルトリール１は、その２つの端面に、周辺にブロック歯２７を持つブロックディスク４１を有する。それによってブロックディスク４１がリトラクタ枠３に回転不能に支持されるブロック手段、例えばブロックラッチが、ブロック歯２７と噛み合いの状態にされ、ベルトリール１がそれ以上回転するのを阻止することができる。
【００１７】
この阻止は、例えば衝突の場合に、センサにより誘起される。阻止されたベルトリール１によって固定されるシートベルト５の、ベルト着用した人物の身体へかかる荷重を制限するために、トーションバーの形態をした荷重制限装置１１が中空のリール本体の内部を貫いて延びている。荷重制限装置１１は、固定軸受２８を介して左側ブロックディスク４１に対して回転不能に接続される。その右端部において、荷重制限装置１１は、例えば溝付き歯などとして設計できる接続点３０を介してスプール１０に対して回転不能に接続される。左側には、スプール１０と荷重制限装置１１との間に可動軸受２９がある。従って、スプール１０は、例えば衝突の場合に、車両搭乗者の身体の前方への移動により対応する荷重がかかる間、固定軸受２８の領域に対して回転できる。荷重制限装置の変形により荷重制限装置（トーションバー）１１でエネルギを吸収する。従って、シートベルト５によって車両搭乗者の身体上にかかる荷重が軽減される。
【００１８】
加減することによってこの荷重制限機能に影響を与える目的で、カップリング９を介して回転可能なスプール１０又は荷重制限装置１１にトルクを加えることができる。シートベルト５にプレテンション又はパワーテンション或はその両方からなるようなテンション機能を与えるために、ベルトリール１、特に回転可能なスプール１０にカップリング９を介してトルクを伝達することも可能である。トルクがカップリング９を介して荷重制限装置１１とベルトリール１、特に回転可能なベルト部品１０の少なくともいずれか一方に伝達されている間のこのタイプの過程は、ドイツ特許出願ＤＥ １９９ ２７ ７３１ Ａ１、ＤＥ １９９ ４０ ０３４ Ａ１、ＤＥ １９９ ５０ ８５５ Ａ１及びドイツ特許ＤＥ １９７ ３１ ６８９ Ｃ２に記載されている。
【００１９】
伝達されるトルクは、ロータ２によってカップリングの他側に供給される。このロータ２は軸受ジャーナル１４に回転可能に取り付けられる。軸受ジャーナル１４はスプール１０に対して回転不能に接続されている。図示する実施形態において、軸受ジャーナル１４は、トーションバーである荷重制限装置１１の軸方向延長部で構成されている。ロータ２は軸受カラー１５を有する。軸受カラーは、軸受ジャーナル１４に回転可能に取り付けられる。軸受カラー１５は、その外部側で、取付けフランジ１３中の内部孔によって形成される円筒状外側軸受１２中に回転可能に取り付けられる。取付けフランジ１３は、固定点３９においてリトラクタ枠３に固定接続される。
【００２０】
また、ロータ２には半径方向に延びる平坦なロータ面４３が設けられている。このロータ面４３は、相互噛み合い嵌合により、リール軸線４に対して半径方向に延びて、対応するように設計されたフランジ１３の接触面４４に当接する。図１の実施形態のロータ２が軸方向両側へ軸方向移動をしないように固定することが、図１に示す実施形態においては、固定リング４５（図１）によって保証される。固定リングは、軸受ジャーナル１４に支持されるか、もしくは、後で詳細に説明するが、ケーシング２０に、従って、取付けフランジ１３に支持される。図２に示す実施形態においては固定ディスク３２が設けられる。この固定ディスク３２は取付けフランジ１３の接触面４６に当接する。接触面４６は取付けフランジ１３の接触面４４（図２）と反対側の側面に位置している。
【００２１】
軸受ジャーナル１４は、外側固定ディスク３１によって、取付けフランジ１３に固定接続されたケーシング２０の外部側に支持される（図２及び図３）。３つの実施形態において、軸受ジャーナル１４は、荷重制限装置１１に接続され、荷重制限装置へ一体的に同化する端部に、周辺ショルダ部の形態をした周辺ストッパ１７を有する。図１の実施形態において、ロータ２は、固定ディスク４５と周辺ストッパ１７との間で軸方向に固定され、軸受ジャーナル１４に保持される。回転可能なスプール１０は、接続点３０を介して軸受ジャーナル１４に、また、リール軸線４に対して半径方向に延びる平坦な接触面４６に接続され、取付けフランジ１３の接触面４４の反対側の側面に当接するので、ベルトリール１もまた軸方向に固定され、取付けフランジ１３に支持される。
【００２２】
図１に示す実施形態においては、カップリング要素７を解除位置と係合位置との間で案内する環状キャリア６が設けられている。この環状キャリア６は、スプール１０の端面に一体形状とされている。環状キャリア６は、カップリングを形成する上で必要とされる幅を超えて延長されており、対応する形状にされた取付けフランジ１３の凹部内へ突出している。延長された環状キャリア６は、この凹部中に回転可能に取り付けられる。軸方向には、キャリアは、両頭ニードル３３によって相互噛み合い方式で固定される。この目的のため、周方向半円形溝が環状キャリア６の延長部に形成される。ニードルの他の半分は、取付けフランジ１３中に形成された直線状穴に差し込まれる。
【００２３】
取付けフランジ１３中の半円形溝又は穴は、延長されたキャリア６中の周方向半円形溝に向い合っており、その結果、固定用の両頭ニードル３３を挿入する間、両軸方向に摩擦のない相互噛み合い接続が得られる。その結果、トルク伝達の間にカップリングに作用し、また、カップリングの所望の位置における変化を生じさせる可能性がある力の完全な支持と導入が、取付けフランジ１３によって、かつ取付けフランジ内において達成される。
【００２４】
図２に示す実施形態において、カップリング要素７の環状キャリア６は、圧入によってスプール１０に接続される。この目的のため、環状キャリア６は、押圧力でスプール１０の貫通孔内へ挿入される、円錐形状の周辺圧入部分４７を有する。接続点３０は、例えばウェッジ歯などによって、圧入部品４７とトーションバーである荷重制限装置１１との間に設けられる。図１の実施形態におけると同様に、軸受ジャーナル１４は、特に荷重制限装置１１への移行領域において、対して環状キャリア６が当接する周辺ストッパ面１７を含む。ベルトリール１と、荷重制限装置１１と、環状キャリア６、従ってカップリング９と軸受ジャーナル１４とを含むユニットの軸方向の固定は、一方向においてはケーシング２０に支持される固定ディスク３１によって行われる。ケーシング２０は、取付けフランジ１３に締結されているので、ユニットは、一つの軸方向には取付けフランジ１３に支持される。ユニットは、もう一方の軸方向には取付けフランジの接触面４６に支持される。カップリング要素７の環状キャリア６は、この接触面４６に当接する。従って、図１の実施形態におけると同様に、トルク伝達の間にカップリング９に作用し、カップリング９の位置の変化を生じさせるおそれがある力は、両軸方向において取付けフランジ１３に均一に支持される。任意選択的に、ロータ２は、追加の固定ディスク３２によって取付けフランジ１３の接触面４６に支持することができる。取付けフランジ１３の他側において、ロータ２は、半径方向に延びる面で取付けフランジ１３の接触面４４に当接する。従って、固定ディスク３２と協働して、ロータ２は、半径方向にまた両軸方向に、取付けフランジ１３に支持される。
【００２５】
図３に示す実施形態において、ロータ２の軸受カラー１５は、カップリング９を超えてスプール１０の方向に延びる。ロータ２は、一方の軸方向に、軸受ジャーナル１４上の周辺接触面１７と、軸受ジャーナル１４から荷重制限装置１１への移行部と、スプール１０上に設けられた別の周辺接触面４８の少なくとも１つによって支持される。図２の実施形態におけると同様に、軸受ジャーナル１４は、取付けフランジ１３に固定接続されたケーシング２０に支持される。カップリング要素７の環状キャリア６は、スプール１０に一体的に形成され、また、ベルトリール１に面する取付けフランジ１３の側面上の接触面４６に均一に当接する。図１及び図２の実施形態におけると同様に、ベルトリール1と、荷重制限装置１１と、軸受ジャーナル１４と、その環状キャリア６を備えるカップリング９とを含むユニットは、両側で取付けフランジに支持される。両側で取付けフランジ１３にロータ２を支持するために、追加の固定ディスク３２は、ベルトリール１に向かって凹設された接触面４６に当接し、環状キャリア６と図２の実施形態におけると同様に設けることができる接触面４６との間に任意に配置される。
【００２６】
図１及び図２の実施形態において、ロータ２からスプール１０又は荷重制限装置１１に伝達されるトルクは、電動モータ２２、好ましくはドイツ特許出願ＤＥ ４３ ０２ ０４２ Ａ１に詳細に記載された形式のブラシレス直流モータによって発生させられる。
【００２７】
これら２つの実施形態におけるこの電動モータ２２は、ステータ極２６がステータキャリア２１に、内側に配置され、また、ロータ極２５が、空隙４０を形成して、フード形状の電動ロータ（外側ロータ）８に、外側に配置されている、外側ロータ式電動モータである。ステータキャリア２１は、取付けフランジ１３に締結され、環状に設計されている。ステータキャリア内部に遊星歯車装置を形成するためのリング歯車３４の歯が環状ステータキャリアの内部に設置される。環状ステータキャリア２１と取付けフランジ１３との間の回転不能な接続は、図１から図３に示すように、歯をリング歯車３４の歯延長部と噛み合い係合させることによって得ることができる。
【００２８】
遊星歯車装置を構成するために、ロータ２は、プラネット歯車３５が回転可能に配置されるプラネット歯車キャリアとなる。このプラネット歯車３５は、リング歯車３４と噛み合い、またフード形状の電動ロータ８の軸受カラー５１に形成された太陽歯車３６と噛み合う。図１に示すように、この形式の設計では、ロータ２は、歯車部品と、ピボット軸受３８によってケーシング２０の内側に支持されているフード形状の電動ロータ８とを介して、ケーシング２０に、例えばケーシング２０の内部に支持することができる。
【００２９】
図３に示す実施形態において、ロータ極２５は、内側電動ロータ１８上に固定される。ステータキャリア２１に設けられるステータ極２６は、外側に配置されている。図１、図２及び図３に示す電動モータ２２の実施形態において、電動ロータに設けられるロータ極２５は永久磁石であり、また、ステータ極２６は界磁巻線であることが好ましい。ブラシレス電動モータが使用されるのが好ましい。
【００３０】
衝突の危険（衝突の可能性）が発生した場合に、シートベルトに可逆プレテンショニンを与えるために、実施形態における電動モータ２２によってトルクを発生させ、加減することによって荷重制限装置１１に影響を及ぼし、駆動ばね１９によって発生される付勢力の快適度を調節することができる。既に説明したように、駆動ばね１９は、軸受ジャーナル１４に対して回転不能に接続されるばね芯３７を介して、また接続点３０を介して、ベルトリール１に作用する。
【００３１】
電動モータの力ではなくて、慣性力により生じるトルクも、ロータ２及びカップリング９を介してベルトリール１に伝達できる。この目的のため、ロータ２は、慣性質量とすることができ、もしくは、例えばドイツ特許出願ＤＥ １９９ ５０ ８５５ Ａ１に記載されるように、慣性質量に回転可能に連結できる。
【００３２】
それによって電動ロータ８又は１８のそれぞれの回転角度位置を走査できるホールセンサ２４を、取付けフランジ１３に設けることができる。これらのホールセンサ２４は、それらがそれぞれのロータ極２５の磁界によって影響を受けるように配置される。ホールセンサ２４は、ブラシレス直流モータ２２の切換えを制御するために使用できるのが好ましい。また、駆動ばね１９によって形成される付勢力を調節する場合に、ホールセンサ２４からの信号を評価し、その信号を用いて駆動ばね力を制御することも可能である。駆動ばね力は、電動ロータ８又は１８に対して回転不能に接続できる駆動ばね１９の外側固定点を移動させることによる既知の方法で調節される。
【００３３】
取付けフランジ１３に支持され、また、設計的に弾性のあるものとすることができる機械的セレーション２３もまた、電動ロータ８又は１８と取付けフランジ１３との間に設けることができる。従って、駆動ばね１９を電動ロータを介して取付けフランジ１３へ固定取り付け配置することを、達成することができる。電動ロータ８又は１８はまた、各場合においてロータ極とステータ極との分割比によって予め定められる最適始動位置に固定することができる。
【００３４】
カップリング９の作動モードは、以下の通りである。例えば衝突の際など、ブロックラッチ（詳細に図示せず）がブロック歯２７に噛み合うことで、それ以上回転しないようにブロックディスク４１、４２が固定される場合、また、ベルト着用した車両搭乗者の身体の前方への移動により、スプール１０がベルト引き出し方向に回転する場合に、カップリング要素７は、スプール１０又はキャリア６と固定ブロックディスク４２との間の相対的な回転により、図４に示すその正常位置から半径方向内方に移動させられる。カップリング要素７は、ロータ２の軸受カラー１５に設けられた係合凹部１６内へ、半径方向内方に移動させられる。従って、ロータ２は、キャリア６によって回転可能なスプール１０に対して連結される。適切なカップリングは、例えばドイツ特許出願ＤＥ １９６ ４７ ８４１ Ａ１により知られている。
【００３５】
図５に示す実施形態において、粘性減衰手段、例えば油を備える減衰装置５０が、電動モータの外側ロータ８と取付けフランジ１３との間に設けられている。ロータの一部が、粘性減衰手段内へ突出しており、その結果ロータが回転可能なスプール１０又は荷重制限装置１１に対して伝達する初期トルクは、減衰された状態で作用するようになっている。図示の実施形態においては、減衰装置５０は、取付けフランジ１３又は環状ステータキャリア２１と、電動ロータ８との間に配置される。電動モータの代わりに、ドイツ特許出願ＤＥ １９９ ５０ ８５５ Ａ１に記載されているように、ロータ８はまた、慣性質量として回転可能なスプール１０又は荷重制限装置１１に作用させることができる。粘性減衰媒体の外に、減衰装置５０中に電磁的もしくは機械的減衰媒体を使用してもよい。
【００３６】
図５に示す実施形態において、ロータ８はまた、取付けフランジ１３の軸受カラー４９に設けられた外側軸受１２によって、本質的に回転可能に取り付けられる。カップリング９、及び特にカップリングの環状キャリア６は、軸方向には取付けフランジ１３の接触面４６に支持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】シートベルトリトラクタの第１の実施形態の断面図である。
【図２】シートベルトリトラクタの第２の実施形態の断面図である。
【図３】シートベルトリトラクタの第３の実施形態の断面図である。
【図４】上の図に示すシートベルトリトラクタの実施形態において使用できるカップリングについての設計を示す図である。
【図５】シートベルトリトラクタの第４の実施形態の断面図である。

Claims (11)

1. シートベルト（５）用のシートベルトリトラクタであって、
   リール軸線（４）の周りで回転可能にリトラクタ枠（３）に取り付けられ、駆動ばね（１９）によって付勢されたベルトリール（１）と、
   そのベルトリール（１）の回転可能なスプール（１０）に回転不能に接続される荷重制限装置（１１）と、
   カップリング（９）によって前記ベルトリールと前記荷重制限装置（１１）の少なくともいずれか一方に連結されることができるロータ（２、８）とを備え、
   前記カップリング（９）が、環状キャリア（６）を含み、その環状キャリア（６）は、 前記ベルトリール（１）と前記荷重制限装置（１１）の少なくともいずれか一方に回転不能に接続され、
   カップリング要素（７）を解除位置と係合位置の間で案内し、そして、
   前記ロータ（２）に設けられた軸受カラー（１５）の周りに同軸に配置され、かつ、
   軸方向移動しないように取付けフランジ（１３）に支持されることを特徴とするシートベルトリトラクタ。
2. 前記回転可能なスプール（１０）と、前記荷重制限装置（１１）と、軸受ジャーナル（１４）と、解除位置と係合位置との間で前記カップリング要素（７）を案内するための前記キャリア（６）とは、前記取付けフランジ（１３）の両側に支持される回転不能に相互接続されたユニットを形成することを特徴とする請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
3. 前記係合位置における前記カップリング要素（７）のための係合凹部（１６）が、前記環状キャリア（６）と重なった前記ロータ（２）の前記軸受カラー（１５）の軸方向領域中に設けられ、前記ロータ（２）と前記環状キャリア（６）は、前記係合位置において前記カップリング要素（７）によって回転不能に接続されることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載のシートベルトリトラクタ。
4. 前記環状キャリア（６）は、前記回転可能なスプール（１０）上の、もしくは、トーションバーとして設計された前記荷重制限装置（１１）とその荷重制限装置に対して一体的に接続された前記軸受ジャーナル（１４）との間の移行領域における、周辺ストッパ（１７、４８）の少なくとも１つに支持されることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のシートベルトリトラクタ。
5. 前記ロータ（２）は、電動モータ（２２）が発生するトルクを伝達することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のシートベルトリトラクタ。
6. 前記電動モータ（２２）の電動ロータ（８又は１８）は、前記軸受ジャーナル（１４）上に回転可能に取り付けられ、外側ロータ又は内側ロータであることを特徴とする請求項５に記載のシートベルトリトラクタ。
7. 前記電動ロータ（８又は１８）と前記取付けフランジ（１３）との間に、その取付けフランジ（１３）に支持され、それによって前記電動ロータが停止されることができる機械的セレーション（２３）が設けられることを特徴とする請求項６に記載のシートベルトリトラクタ。
8. 前記電動ロータ（８又は１８）は、前記機械的セレーション（２３）によって特定の回転角度位置に停止させられ、その位置でロータ極とステータ極（２５、２６）の分割比により前記電動モータ（２２）の始動が保証されることを特徴とする請求項６又は請求項７のいずれか１項に記載のシートベルトリトラクタ。
9. 前記電動モータ（２２）は、ブラシレス直流モータであることを特徴とする請求項５から請求項８までのいずれか１項に記載のシートベルトリトラクタ。
10. それぞれの前記ロータ極（２５）の磁界によって影響を受け、前記ブラシレス直流モータ（２２）の切換えを制御するホールセンサ（２４）が、前記取付けフランジ（１３）上に配置されることを特徴とする請求項５から請求項９までのいずれか１項に記載のシートベルトリトラクタ。
11. 前記駆動ばね（１９）の付勢力又は復帰力は、前記駆動ばね（１９）の外側固定点に作用する前記電動ロータ（８又は１８）によって、前記ホールセンサ（２４）の回転角度信号の関数として調節可能であることを特徴とする請求項１０に記載のシートベルトリトラクタ。

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