JP3640284B2 - 車両用安全ベルト装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体に回転軸の周りに回転可能に固定されるとともに、スプリングで駆動される巻取り機構によりベルト巻取り方向に付勢されているベルトリールと、このベルトリールの周りに多少とも巻かれる少なくとも１つの安全ベルトと、この安全ベルトが急速に引き出されることおよび／または車両の大減速度が発生したときに、安全ベルトが更に引き出されることをそれぞれ阻止する引出し阻止機構とからなる車両用安全ベルト装置の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的な自動車等の車両に装備される安全ベルト装置は、安全ベルトの非装着時にはスプリングで駆動される巻取り機構により、安全ベルトがベルトリールに巻き取られるとともに、通常の引出しを自由に行うことができるようになっているので、安全ベルトの装着のためにこの安全ベルトを容易に引き出すことができるようになっている。
【０００３】
また、車両に大きな減速度が作用した場合のような緊急時には、この減速度が感知されることによりベルトリールの回転が阻止されるので、安全ベルトの引出しが防止されて、乗員が安全ベルトにより拘束されるので、乗員の慣性による前方移動が防止されるようになっている。
【０００４】
更に、安全ベルトの装着時に、安全ベルトが急激に引き出されようとした場合にも、安全ベルトの引出しが防止されて、乗員がいたずらに安全ベルトを引き出すことにより、安全ベルトが拘束保護機能を発揮し難くなるのを防止するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば子供が車両内でこのような安全ベルト装置を着用した状態で車両が走行している場合に、走行中に子供が遊びで安全ベルトを更に引き出すことにより、前述と同様に安全ベルトが拘束保護機能を発揮し難くなるということが考えられる。また、大人であっても、走行中にときどき気晴らし等のために、必要な拘束保護が確保できる許容量以上に安全ベルトを、更に引出してしまうことも考えられる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、乗員が装着した後に安全ベルトの更なる引出しは防止するが、次の安全ベルトの引出しの際には、安全ベルトを巻き取られた位置から何ら支障なくかつ完全に引き出すことのできる、シンプルでかつコンパクトな車両用安全ベルト装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、請求項１の発明は、車体に回転軸の周りに回転可能に固定されるとともに、スプリングで駆動される巻取り機構によりベルト巻取り方向に付勢されているベルトリールと、このベルトリールの周りに多少とも巻かれる少なくとも１つの安全ベルトと、前記安全ベルトが急速に引き出されることおよび／または車両の大減速度が発生したときに前記安全ベルトが更に引き出されることをそれぞれ阻止する引出し阻止機構とからなり、ラチェットホイールが前記ベルトリールに回転可能にかつ相対回転不能に連結されているとともに、ハウジングに設けられたラッチパウルと協働し、前記ラチェットホイールが、前記ラッチパウルが前記ラチェットホイールに係合したとき、前記スプリング巻取り機構による前記ベルトリールの巻取りは可能にするが、前記安全ベルトの引出しは不能にするように係合可能または離脱可能とされており、更に、前記ラッチパウルが、カムリングからなる作動部材によって、前記ラッチパウルが、前記安全ベルトが少なくとも完全またはほぼ完全に引き込まれたときに離脱するとともに前記安全ベルトが少なくとも完全またはほぼ完全に引き出されたときに係合するように、前記ラチェットホイールに減速機構を介して係合可能および離脱可能とされており、前記カムリングが、ハウジングの中空軸受け突起に回転可能に取り付けられており、この中空軸受け突起は、容器状に形成されかつ前記回転軸と同心に設けられ、前記軸受け部材が、前記ハウジングの内部空間において前記ベルトリールと同心でかつ前記ベルトリールに相対回転不能に連結されて係合しているとともに前記突起に摺動可能に支持されており、更に、前記軸受け部材より大きな径の偏心中空軸受けが前記軸受け部材に配置されており、この偏心中空軸受けは前記コントロールギヤの中心部において摺動可能に軸受け孔に延在していることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２の発明は、前記減速機構が、ハウジングに設けられ、前記回転軸と同心の内歯リングと、前記内歯に噛合するとともに、前記内歯リング上を離れて転動できるようにより小さい径を有し、更に前記内歯リングの歯数と比較してより少ない異なる数の歯を有するコントロールギヤとを有し、前記カムリング上に周方向に間隔を置いて設けられた２つのアバトメントが、前記安全ベルトが少なくともほぼ完全に引き出されたときに前記カムリングが引出し阻止位置となり、前記安全ベルトが少なくともほぼ完全に巻き取られたときに前記カムリングが引出し解除位置となるように、前記コントロールギヤ上の対応するアバトメントと協働することを特徴としている。
【０００９】
更に請求項３の発明は、前記内歯リングおよび前記コントロールギヤが、前記安全ベルトが完全に引き出されたとき、前記コントロールギヤが約半回転するように形成されていることを特徴としている。
【００１０】
更に請求項４の発明は、前記対応するアバトメントを形成するピンが、前記回転軸から径方向に離れた位置で前記カムリングから、前記カムリングの周方向のスロット内に軸方向に延設されており、前記スロットが、前記ピンが前記コントロールギヤの回転で前記スロット内で径方向に自由に移動することのできるような大きさの幅を有しているとともに、前記周方向のスロットの周方向両端が前記アバトメントを形成していることを特徴としている。
【００１１】
更に、請求項５の発明は、偏心平軸受けが、前記ベルトリールの前記回転軸から偏心されている前記コントロールギヤの中心軸と前記ベルトリールの前記回転軸との間に設けられていることを特徴としている。
【００１２】
更に請求項６の発明は、偏心中空軸受け部材が、前記ベルトリールの回転軸に対して偏心して前記ベルトリールとともに回転可能に、本体部分から軸方向に前記コントロールギヤの中心軸受け孔内へ延びていることを特徴としている。
【００１３】
更に請求項７の発明は、前記ベルトリールに、回転可能にかつ相対回転不能に連結されている前記ラチェットホイールが、外側から径方向に前記ラチェットホイールに係合しかつスプリングによって係合位置の方へ付勢されている前記ラッチパウルとともに、前記ベルトリールの回転軸上に配置されていることを特徴としている。
【００１４】
更に請求項８の発明は、更にコントロール突起が前記ラッチパウルに設けられているとともに、前記カムリングの外周と協働するようになっていることを特徴としている。
【００１５】
更に請求項９の発明は、係合凹部が前記カムリングの外周に設けられており、前記ラッチパウルが、前記コントロール突起が前記係合凹部に係合したとき、ラチェットホイールのラチェット歯と係合する位置にされ、また前記ラッチパウルが、前記コントロール突起が前記係合凹部の領域外の、前記カムリングの正規の外周面上に位置されたとき、ラチェットホイールのラチェット歯から離脱する位置にされることを特徴としている。
更に請求項１０の発明は、前記係合凹部が、前記カムリングの傾斜面を経て前記正規の外周面に移行されることを特徴としている。
【００１６】
更に、請求項１１の発明は、発信機が前記カムリングまたは前記コントロールギヤと前記ハウジングとのいずれか一方に設けられ、またこの発信機と協働する受信機が前記カムリングまたは前記コントロールギヤと前記ハウジングとのいずれか他方に設けられているとともに、前記受信機がベルト巻取り表示装置に連結されていることを特徴としている。
【００１７】
更に、請求項１２の発明は、前記引出し阻止機構が、前記ベルトリールの方向において、径方向に、外方にかつ軸方向にハウジングから延びている中空の筒状突起を有しているとともに、この筒状突起内にベルトセンサ質量体が設けられ、このベルトセンサ質量体は前記筒状突起と径方向外方に協働するとともに前記軸受け部材と径方向内方に協働することを特徴としている。
【００１８】
更に、請求項１３の発明は、前記引出し阻止装置が加速度センサを有し、この加速度センサが前記ベルトリールに回転可能にかつ相対回転不能に連結されているラチェットホイールからなる部分と、大減速度が発生したとき、更なる前記安全ベルトのそれ以上の引出しを阻止するように、パウル機構を介して協働することを特徴としている。
【００１９】
更に、請求項１４の発明は、前記ラチェットホイールが容器状に形成されているとともに、このラチェットホイールの壁が前記ラチェット歯を有し、更に前記ラチェットホイールが、中空の筒状突起と径方向にかつ外方にオーバラップしていることを特徴としている。
【００２０】
更に、請求項１５の発明は、車体に回転軸の周りに回転可能に固定されるとともに、スプリングで駆動される巻取り機構によりベルト巻取り方向に付勢されているベルトリールと、このベルトリールの周りに多少とも巻かれる少なくとも１つの安全ベルトと、前記安全ベルトの急速な引出しおよび／または車両の大減速度を伴う前記安全ベルトの急速な引出しが発生したときに前記安全ベルトが更に引き出されることをそれぞれ阻止する引出し阻止機構とを有する請求項１ないし１４のいずれか１記載の安全ベルト装置であって、コントロールギヤが偏心伝動装置を介して前記ベルトリールに連結されており、前記コントロールギヤが、その周方向に波形状に歯切りされた歯部材を有しており、この歯部材が、前記ハウジングに固定された内歯リングによって囲まれており、この内歯リングは、前記コントロールギヤの歯部材より大きな径を有しかつ前記歯部材と対応する内歯の歯部材を有し、前記コントロールギヤが制限された周方向領域において前記内歯リングと部分的に噛み合い状態に設定されるとともにこの噛み合い部分と直径方向に関して反対側に位置において前記内歯リングと互いに接触していない状態に設定されることで前記内歯リング上を転動可能とされており、更に、前記コントロールギヤの瞬間的な角度位置が前記安全ベルトの引出し量の測定に用いられるようになっていることを特徴としている。
【００２１】
更に、請求項１６の発明は、前記安全ベルト瞬間的な引出し位置が、前記受信機と前記発信機との相対位置を決定することにより決定されることを特徴としている。
【００２２】
更に、請求項１７の発明は、車体に回転軸の周りに回転可能に固定されるとともに、スプリングで駆動される巻取り機構によりベルト巻取り方向に付勢されているベルトリールと、このベルトリールの周りに多少とも巻かれる少なくとも１つの安全ベルトと、前記安全ベルトが急速に引き出されることおよび／または車両の大減速度が発生したときに前記安全ベルトが更に引き出されることをそれぞれ阻止する引出し阻止機構とからなり、ラチェットホイールが前記ベルトリールに回転可能にかつ相対回転不能に連結されているとともに、ハウジングに設けられたラッチパウルと協働し、前記ラチェットホイールが、前記ラッチパウルが前記ラチェットホイールに係合したとき、前記スプリング巻取り機構による前記ベルトリールの巻取りは可能にするが、前記安全ベルトの引出しは不能にするように係合可能または離脱可能とされており、更に、前記ラッチパウルが、カムリングからなる作動部材によって、前記ラッチパウルが、前記安全ベルトが少なくとも完全またはほぼ完全に引き込まれたときに離脱するとともに前記安全ベルトが少なくとも完全またはほぼ完全に引き出されたときに係合するように、前記ラチェットホイールに減速機構を介して係合可能および離脱可能とされており、コントロールギヤが偏心伝動装置を介して前記ベルトリールに連結されており、前記コントロールギヤが、その周方向に波形状に歯切りされた歯部材を有しており、この歯部材が、前記ハウジングに固定された内歯リングによって囲まれており、この内歯リングが、前記コントロールギヤの歯部材より大きな径を有しかつ前記歯部材と対応する内歯の歯部材を有し、前記コントロールギヤが制限された周方向領域において前記内歯リングと部分的に噛み合い状態に設定されるとともにこの噛み合い部分と直径方向に関して反対側に位置において前記内歯リングと互いに接触していない状態に設定されることで前記内歯リング上を転動可能とされており、更に、前記コントロールギヤの瞬間的な角度位置が前記安全ベルトの引出し量の測定に用いられるようになっており、発信機が前記コントロールギヤおよび前記ハウジングのいずれか一方に設けられ、また受信機が前記コントロールギヤおよび前記ハウジングのいずれか他方に設けられており、更に、前記安全ベルトの瞬間的な引出し位置が、前記受信機と前記発信機との相対位置を決定することにより決定されることを特徴としている。
【００２３】
更に、請求項１８の発明は、前記コントロールギヤに設けられるアバトメントの周方向および／または径方向位置が前記安全ベルトの引出し量の測定に用いられることを特徴としている。
【００２４】
【作用】
このように構成された本発明の安全ベルトのベルトガイドにおいては、その基礎となる概念は、次の通りである。安全ベルトが少なくとも実質的に完全に引き出されたとき、切替動作が起動されて、安全ベルトの巻取りのみが許容されるが、再度引出しは許容されない。乗員が安全ベルトを外した後、スプリング駆動巻取り機構により安全ベルトが停止位置までほぼ履き取られると、別の切替動作が可能となる。この別の切替動作は、安全ベルトの引出しを阻止する障害を解除して、再度安全ベルトの完全な引出しを可能とする。換言すると、安全ベルトの極限位置、つまり完全引出し位置と完全巻取り位置が、逆の切替動作を起動するために利用されている。逆の切替動作とは、かなりまたはわずかでも引き出された安全ベルトの更なる引出しを阻止することと、安全ベルトを再度引き出すことができるようにすることの２つの動作である。
【００２５】
大きな減速率の減速機構とともにカムリングを使用することにより、特にコンパクトでかつ操作上信頼性のある装置が構成される。減速機構もまた、安全ベルトの全引出し量が減速機構の出力シャフトの１回転よりも小さくなるように、本発明によって構成される必要がある。
【００２６】
製造が簡単であり、特に有利には構造上コンパクトな安全ベルト装置が、請求項２によって構成される。ここでは、要求される動きの実質的な減速を行うために、また特にエレガントな構造にするために、ハーモニックトランスミッションが用いられる。本発明の更に有利な構成は、請求項３ないし１０によって特徴付けられる。
【００２７】
請求項１１の発明によれば、発信機がカムリングまたはコントロールギヤとハウジングとのいずれか一方に設けられ、またこの発信機と協働する受信機がカムリングまたはコントロールギヤとハウジングとのいずれか他方に設けられている。
【００２８】
受信機に接続されたディスプレイ装置においては、安全ベルトが自由に引き出される位置と、安全ベルトの新たな引出しが阻止される位置とを識別できるようになっている。このようにして、支障のないベルト装着のためにディスプレイ装置が、ドライバーあるいは車両の他の乗員に利用可能となる。最後の例は、本発明の新たな引出し阻止作用とともに確実にかつ好ましく用いられるが、この例のもの自身で用いられてもよく、もちろん本発明のハーモニックトランスミッションとともに用いられてもよい。またこの例は、種々の請求項で特徴付けられる構成を有していてもよい。
【００２９】
請求項１２の発明によれば、安全ベルトが急激に引き出された際に起動する引出し阻止機構の特にコンパクトな装置が構成される。
請求項１３の発明によれば、本発明のラチェットホイールは、事故等により大減速度が発生した場合に必要な引出し阻止作用を同時に実行することができる。このことは、乗員が安全ベルトを装着する前に安全ベルトを十分に引出していない場合、新たな引出しを阻止する作用がオンになっていないため、重要である。
請求項１４の発明によってもまた、コンパクトな装置が構成される。
【００３０】
本発明の別の概念が、請求項１５および１７の発明から分かる。これらの請求項１５および１７によれば、ハーモニックトランスミッション減速機構が、安全ベルトが多少とも引き出された位置を決定するために用いられる。安全ベルトが引き出される度合を多様な方法で表示するため、および／または安全ベルトが引き出される度合に応じて切替動作を起動させるために、コントロールギヤの角度位置が用いられる。例えば、表示機能および／またはスイッチ機能を起動する特定の角度位置においてスイッチが作動される。実際の例は、請求項１６および１８の発明によって構成される。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明による車両用安全ベルト装置の実施の形態の一例におけるベルト巻取り装置を示す部分断面図である。
【００３２】
図１および図２に示すように、本発明のこの例による安全ベルト装置は、車体１４に固定され、回転軸１２を中心に回転可能なベルトリール１３を備えている。このベルトリール１３は、２つのガイドフランジ１３′を有している。矢印Ｆの方向に引出し可能な安全ベルト１１は、ベルトリール１３に多少とも巻き取られるようになっている。概略的に示されたスプリング駆動巻取り機構１５が、ベルトリール１３の一端側に設けられていて、ベルトリール１３に巻取りトルクを常時付与している。
【００３３】
車体に固定された実質的に容器状のハウジング３３が、スプリング駆動巻取り機構１５から離れた、ベルトリール１３の端側に設けられており、このハウジング３３は隣接したフランジ１３′に向かって開口している。回転軸１２と同軸のベルトリール１３の中央の軸受け部材３４がハウジング３３内まで延設されている。中空の軸受け突起３２がハウジング３３の内側の壁に設けられ、ベルトリール１３から離れた側の、軸受け部材３４の端部を収容している。中空の軸受け軸受け突起３２の内側の空間が同様に回転軸１２と同軸とされており、ベルトリール１３に相対回転不能に固定された軸受け部材３４を摺動可能に受けている。偏心ディスク３９が、軸受け部材３４から直接軸受け突起３２の外側へ径方向に延設されており、この偏心ディスク３９の周縁で、ハウジング３３に向かう方向に延在する中空の偏心軸受け部材２７を保持している。偏心中空軸受け部材２７の中心軸２６は、回転軸１２と平行にかつ回転軸１２からわずかに偏心して延在している。
【００３４】
偏心中空軸受け部材２７は、接触しないかまたは周縁位置のみで接触して、軸受け突起３２と軸方向にわたって係合し、これにより円形リング状のディスク形コントロールギヤ２１の中心軸受け孔２８内まで摺動可能に延在している。コントロールギヤ２１は、偏心軸受け部材２７の中心軸２６と一致する中心軸を有し、その外周に波形状の歯部材４０を備えている。この波形状の歯部材４０は、全周にわたって均一に形成された全部で１７の波形状の歯を有している。
【００３５】
ハウジング３３に固定された、コントロールギヤ２１より大きな径を有する内歯リング２０がコントロールギヤ２１の周りに延在しており、コントロールギヤ２１の外歯の歯部材４０と対となる波形状の歯部材４１を有している。波形状の歯部材４１の歯は、全部で１８個だけ形成されている。周縁の一部においては、コントロールギヤ２１と内歯リング２０とはそれぞれ噛み合った状態にされており、したがってこの噛み合い部分と直径方向に関して反対側に位置する波形状の歯部材４０,４１は互いに接触していない。これにより、コントロールギヤ２１は偏心中空軸受け部材２７によって駆動されるとき、内歯リング２０上を転動することができるようになっている。
【００３６】
ディスク状のカムリング１８が、コントロールギヤ２１とハウジング３３の平面との間に、コントロールギヤ２１に平行にかつ軸受け突起３２に対して回転可能に取り付けられている。図２に示すように、カムリング１８は、回転軸１２と同軸に約１８０゜にわたって延在する周方向のスロット２５を有している。この周方向のスロット２５の径方向の幅は、中心軸２６の偏心度に対応して設定されている。ディスク状のカムリング１８は、軸受け突起３２上の回転取付台を介して、回転軸１２を中心に回転可能となっている。
【００３７】
また、図２に示すように、カムリング１８は円形の外周面１８″を有している。この外周面１８″は、半径方向に内側に凹んだ係合凹部１８′によって周縁の一部において欠如されている。この係合凹部１８′の最も深い点と正規の外周面１８″との間には、カムトラック状の傾斜した面１８′″が設けられている。
【００３８】
ラッチパウル１７が、係合凹部１８′の実質的に半径方向外側に、回転軸に平行に延在する枢軸４２を中心にハウジング３３に旋回可能に設けられている。ラッチパウル１７は、図２に示すカムリング１８の回転位置において係合凹部１８′と噛み合うコントロール突起１７′を有している。ラッチパウル１７は、図２に示すようにラチェットホイール２９のラチェット歯３０とかみ合うラッチングエッジ１７″を有している。ラチェットホイール２９は、ベルトリール１３に、これと同軸でベルトリール１３とともに回転可能にかつベルトリール１３に相対回転不能に接続されている。ラチェット歯３０は、図２に示された噛み合い位置からは安全ベルト１１の巻き取りのみを許容し、安全ベルトの引き出しは許容しないような形状に形成されている。
【００３９】
開口した容器状に形成されたラチェットホイール２９は、コントロールギヤ２１に向かって開口している。回転軸１２と同心の、内歯リング２０の、つまりハウジング３３の、中空円筒状の突起４４が、開口側からラチェットホイール２９に向かって突出するようにして設けられている。ベルトセンサ質量体４３が、中空円筒状の突起４４と軸受け部材３４との間で作動し、通常より非常に急激に安全ベルトが引き出された場合に安全ベルトの更なる引出しを阻止するようになっている。この構成によって、特に安全ベルト装置をコンパクトに形成することができる。
【００４０】
ディスク状のコントロールギヤ２１は、ラチェットホイール２９から離れた側の、ベルトセンサ質量体４３の端面と接触しているとともに、ハウジング３３の平らな側面と協働して、薄いディスクとして形成されたカムリング１８を収容している。このような図１および２に示す構成により、安全ベルト装置の構造がよりシンプルでかつよりコンパクトになる。
ラッチパウル１７は、巻き取られたスプリング３１によってラチェットギヤ２９およびカムリング１８の外周面に向かって弾性的に付勢されている。
【００４１】
図１に示すように、コントロール突起１７′およびラッチングエッジ１７″を有するラッチパウル１７は、ラチェットホイール２９およびカムリング１８との相互の協働作用を説明する目的で単に概略的に示されている。
【００４２】
図１および図２に示すように、カウンターアバットメントを構成するピン２４が、ディスク状のコントロールギヤ２１からカムリング１８の周方向スロット２５内に延在している。周方向のスロット２５の端部は、ほぼ半径方向に延びており、ピン２４が当接するアバットメント２２,２３として機能するようになっている。
【００４３】
図２に示すように、単に概略的に示されたパウル機構３８′を備える加速度センサ３８も設けられている。パウル機構３８″は、安全ベルト１１の引出しを防止するために、事故等による大減速度が生じた場合にラチェット歯３０とかみ合うようになっている。したがって、ラチェットホイール２９は、この例では２つの目的で利用されている。
【００４４】
この例の安全ベルト装置の更なる特徴は、図１、図２、図３ａ、図３ｂ、図３ｃおよび図３ｄとともに次の機能の説明から明らかとなる。
【００４５】
図３ａは、矢印の方向へ安全ベルト１１が完全に引き出された状態の安全ベルト装置を示している。この位置では、ピン２４は、時計回りにスロット２５のアバットメント２３に当接し、これによりカムリング１８は、ラッチパウル１７のコントロール突起１７′がカムリング１８の外周面で係合凹部１８′に噛み合うまで、時計回りに回転されている。このようにして、ラッチパウル１７のラッチングエッジ１７″は、ラチェットホイール２９のラチェット歯３０の領域内へ入っている。
【００４６】
安全ベルト１１が乗員に巻き回され、ベルトロックにその自由端部が固定されているときは、スプリング駆動巻取り機構１５（図１）は、安全ベルト１１が乗員に所望の態様で接触するまで、図３ｂの矢印の方向にベルトリール１３を回転することにより安全ベルト１１を巻き取るようになっている。この間、偏心軸受け部材２７は時計回りに回り、この偏心軸受け部材２７に回転可能に設けられたコントロールギヤ２１が内歯リング２０上を転動するので、回転軸１２を中心とした多くの回転を行う。コントロールギヤ２１の歯の数が内歯リング２０の歯の数よりも少ないことにより、コントロールギヤ２１は、回転軸１２に対して反時計回りに徐々に回転し、これによってピン２４が図３ａの位置からスタートして、周方向のスロット２５内で反時計回りに、たとえば図３ｂの位置へ、ゆっくりと移動する。図３ｂの位置に部分的に引き出された場合では、安全ベルト１１は乗員に十分かつぴったりと装着され、よって安全ベルト１１の更なる引出しが阻止される。
【００４７】
いまこの状態で、乗員が図３ｂにおいて矢印方向と逆方向に安全ベルト１１を引き出そうとすると、この安全ベルト１１の引出しは、ラチェット歯３０の１つに係合するラッチパウル１７によって阻止される。
【００４８】
しかし、安全ベルト１１が乗員によって解放されると、ラッチパウル１７のラッチの端１７″が対応した形状のラチェット歯３０を飛び越えることにより、スプリング駆動巻取り機構１５が安全ベルト１１を図３ｂの矢印方向に更に巻き取ることができる。この装置においては、ピン２４が図３ｂに示す位置からスタ−トして、安全ベルトが最終的にほとんど完全に巻き取られる図３ｃに示すカムリング１８のアバットメント２２の端面に当接する位置まで反時計回りに更に回動することにより、コントロールギヤ２１は内歯リング２０上を更に回転し、その後、ピン２４はカムリング１８とともに図３ｄに示す位置に周方向に回動する。この間、コントロール突起１７′が係合凹部１８′から外れ、その傾斜面１８′″に沿って摺動し、かつ径方向に更に外方に配置されたカムリング１８の通常の周方向面１８″に当接する位置に来る。ラッチングエッジ１７″がラチェットホイール２９のラッチ歯３０との係合から外れ、矢印Ｆの方向に安全ベルト１１の再度の引出しが、ラッチパウル１７によって阻止されることなく可能となる。この引出しは、ピン２４が周方向のスロット２５の反対側のアバットメント２３に到達するまで行われる。カムリング１８は、ラッチパウル１７のコントロール突起１７′が係合凹部１８′に進入し、ラッチングエッジ１７″がラチェット歯３０と再び係合するまで、ピン２４によって時計回りに逆回転される。しかしながら、安全ベルト１１の途中での引出しはできなく、安全ベルト１１の巻取りは可能となる。
【００４９】
図２に示すように、ホールスイッチ３６がハウジング３３に設けられており、このホールスイッチ３６は、カムリング１８に設けられた磁気層あるいは磁気ライニング３７と協働するようになっている。図１に示すようにホールスイッチ３６はライン３５によって単に模式的に示されているディスプレイ装置１６に接続されている。また、磁気層３７はコントロールギヤ２１上に設けることもできる。これらの磁気層３７とホールスイッチ３６とは信号変換器と受信器として見なすことができる。
【００５０】
図３ａないし図３ｃから明らかなように、ホールスイッチ３６および磁気層３７は、ラッチパウル１７が係合凹部１８″に係合されているとき、互いに整合された位置にされ、本発明の安全ベルト装置が安全なスイッチ位置にあることを乗員に示す信号がディスプレイ装置１６に出力され、この位置では、安全ベルト１１の巻取りのみが可能であるが安全ベルトの引出しは不能であることを乗員に示す信号がディスプレイ装置１６に出力される。
【００５１】
図３ｄに示すように、安全ベルト１１が完全に巻き取られた状態では、ホールスイッチ３６および磁気層３７は互いに整合する位置から外れる。ホールスイッチ３６は他のスイッチ位置に切り換えられ、この時点ではディスプレイ装置１６は信号も入力されないし、安全ベルト装置がその位置から引き出すことができない安全なスイッチ位置にないことを乗員に示す異なった信号も入力されない。
【００５２】
しかしながら、ディスプレイ装置１６がカムリング１８とともに使用されているとしても、またディスプレイ装置１６はカムリング１８なしで設けることができる、すなわち本発明によって用いられるハーモニックトランスミッションが、またスイッチを作動するために、直接すなわちカムリング１８なしで用いられる。実質的な減速比を確保するハーモニックトランスミッションが、ベルトリール１３と指示装置あるいは解除機構との間に設けられている。
【００５３】
カムリング１８の最大回動角は、図３ｃと図３ｄとの比較からわかるように約２５°に設定されている。また、１０°と３０°との間で他の角度に設定することもできる。
【００５４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の車両用安全ベルト装置によれば、安全ベルトの完全引出し位置と完全巻取り位置により、多少でも引き出された安全ベルトの更なる引出しを阻止する動作と、安全ベルトを再度引き出すことができるようにする動作とを切り替えるようにしているので、乗員が装着した後に安全ベルトの更なる引出しを阻止できるとともに、次の安全ベルトの引出しの際には、安全ベルトを巻き取られた位置から何ら支障なくかつ完全に引き出すことができるようになる。これにより、ベルト装着後の不必要なベルト引出しが防止できる。
【００５５】
また、大きな減速率のハーモニックトランスミッションとともにカムリングを使用しているので、コンパクトでかつ操作上信頼性のある装置を構成できる。 更に、ディスプレイ装置により、安全ベルトが自由に引き出される位置と、安全ベルトの新たな引出しが阻止される位置とを識別できるようにしているので、ドライバおよび他の乗員は支障なくベルト装着を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による車両用安全ベルト装置の実施の形態の一例におけるベルト巻取り装置を部分的に断面をとって示す正面図である。
【図２】 図１に示す例のベルト巻取り装置を部分的に断面をとって示す側面図である。
【図３ａ】 図１に示す例のベルト巻取り装置において、矢印の方向へ安全ベルトが完全に引き出された状態を示す図である。
【図３ｂ】 図３ａに示す状態から安全ベルトが巻き取られる状態を示す図である。
【図３ｃ】 図３ｂに示す状態から安全ベルトが完全に巻き取られた状態を示す図である。
【図３ｂ】 図３ｃに示す状態から安全ベルトが引き出される状態を示す図である。
【符号の説明】
１１…安全ベルト、１２…回転軸、１３…ベルトリール、１３′…ガイドフランジ、１４…車体、１５…スプリング駆動巻取り機構、１６…表示装置、１７…ラッチパウル、１７′…コントロール突起、１７″…ラッチエッジ、１８…カムリング、１８′…係合凹部、１８″…外周面、１８′″…傾斜面、１９…減速機構、２０…内歯リング、２１…コントロールギヤ、２２,２３…アバトメント、２４…カウンタ−アバトメント（ピン）、２５…スロット、２６…中心軸、２７…偏心中空軸受け部材、２８…軸受け孔、２９…ラチェットホイール、３０…ラチェット歯、３１…スプリング、３２…軸受け突起、３３…ハウジング、３４…軸受け部材、３５…ライン、３６…ホールスイッチ、３７…磁気層、３８…加速度センサ、３８′…パウル機構、３９…偏心ディスク、４０,４１…歯部材、４２…回動軸、４３…ベルトセンサ質量体、４４…突起

Claims (18)

1. 車体（１４）に回転軸（１２）の周りに回転可能に固定されるとともに、スプリングで駆動される巻取り機構（１５）によりベルト巻取り方向に付勢されているベルトリールと、このベルトリールの周りに多少とも巻かれる少なくとも１つの安全ベルト（１１）と、前記安全ベルト（１１）が急速に引き出されることおよび／または車両の大減速度が発生したときに前記安全ベルト（１１）が更に引き出されることをそれぞれ阻止する引出し阻止機構（３８,４３）とからなり、
   ラチェットホイール（２９）が前記ベルトリール（１３）に回転可能にかつ相対回転不能に連結されているとともに、ハウジングに設けられたラッチパウル（１７）と協働し、
   前記ラチェットホイール（２９）は、前記ラッチパウル（１７）が前記ラチェットホイール（２９）に係合したとき、前記スプリング巻取り機構（１５）による前記ベルトリール（１３）の巻取りは可能にするが、前記安全ベルト（１１）の引出しは不能にするように係合可能または離脱可能とされており、
   更に、前記ラッチパウル（１７）は、カムリング（１８）からなる作動部材によって、前記ラッチパウル（１７）が、前記安全ベルトが少なくとも完全またはほぼ完全に引き込まれたときに離脱するとともに前記安全ベルトが少なくとも完全またはほぼ完全に引き出されたときに係合するように、前記ラチェットホイール（２９）に減速機構（１９）を介して係合可能および離脱可能とされており、
   前記カムリング（１８）は、ハウジング（３３）の中空軸受け突起（３２）に回転可能に取り付けられており、この中空軸受け突起は、容器状に形成されかつ前記回転軸（１２）と同心に設けられ、
   前記軸受け部材（３４）が、前記ハウジング（３３）の内部空間において前記ベルトリール（１３）と同心でかつ前記ベルトリールに相対回転不能に連結されて係合しているとともに前記突起（３２）に摺動可能に支持されており、
   更に、前記軸受け部材（３４）より大きな径の偏心中空軸受け（２７）が前記軸受け部材（３４）に配置されており、この偏心中空軸受け（２７）は前記コントロールギヤ（２１）の中心部において摺動可能に軸受け孔（２８）に延在していることを特徴とする車両用安全ベルト装置。
2. 前記減速機構は、ハウジングに設けられ、前記回転軸（１２）と同心の内歯リング（２０）と、前記内歯に噛合するとともに、前記内歯リング（２０）上を離れて転動できるようにより小さい径を有し、更に前記内歯リング（２０）の歯数と比較してより少ない異なる数の歯を有するコントロールギヤ（２１）とを有し、前記カムリング（１８）上に周方向に間隔を置いて設けられた２つのアバトメント（２２,２３）が、前記安全ベルト（１１）が少なくともほぼ完全に引き出されたときに前記カムリング（１８）が引出し阻止位置となり、前記安全ベルト（１１）が少なくともほぼ完全に巻き取られたときに前記カムリング（１８）が引出し解除位置となるように、前記コントロールギヤ（２１）上の対応するアバトメント（２４）と協働することを特徴とする請求項１記載の車両用安全ベルト装置。
3. 前記内歯リング（２０）および前記コントロールギヤ（２１）は、前記安全ベルトが完全に引き出されたとき、前記コントロールギヤ（２１）が約半回転するように形成されていることを特徴とする請求項２記載の車両用安全ベルト装置。
4. 前記対応するアバトメントを形成するピン（２４）が、前記回転軸（１２）から径方向に離れた位置で前記カムリング（１８）から、前記カムリング（１８）の周方向のスロット（２５）内に軸方向に延設されており、前記スロット（２５）は、前記ピン（２４）が前記コントロールギヤ（２１）の回転で前記スロット（２５）内で径方向に自由に移動することのできるような大きさの幅を有しているとともに、前記周方向のスロット（２５）の周方向両端が前記アバトメント（２２,２３）を形成していることを特徴とする請求項２または３記載の車両用安全ベルト装置。
5. 偏心平軸受け（２７,２８）が、前記ベルトリール（１３）の前記回転軸（１２）から偏心されている前記コントロールギヤ（２１）の中心軸（２６）と前記ベルトリール（１３）の前記回転軸（１２）との間に設けられていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１記載の車両用安全ベルト装置。
6. 偏心中空軸受け部材（２７）が、前記ベルトリール（１３）の回転軸に対して偏心して前記ベルトリール（１３）とともに回転可能に、本体部分（３９）から軸方向に前記コントロールギヤ（２１）の中心軸受け孔（２８）内へ延びていることを特徴とする請求項５記載の車両用安全ベルト装置。
7. 前記ベルトリール（１３）に、回転可能にかつ相対回転不能に連結されている前記ラチェットホイール（２９）は、外側から径方向に前記ラチェットホイール（２９）に係合しかつスプリング（３１）によって係合位置の方へ付勢されている前記ラッチパウル（１７）とともに、前記ベルトリール（１３）の回転軸（１２）上に配置されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１記載の車両用安全ベルト装置。
8. 更にコントロール突起（１７′）が前記ラッチパウル（１７）に設けられているとともに、前記カムリング（１８）の外周と協働するようになっていることを特徴とする請求項７記載の車両用安全ベルト装置。
9. 係合凹部（１８′）が前記カムリング（１８）の外周に設けられており、前記ラッチパウル（１７）は、前記コントロール突起（１７′）が前記係合凹部（１８′）に係合したとき、ラチェットホイール（２９）のラチェット歯（３０）と係合する位置にされ、また前記ラッチパウル（１７）は、前記コントロール突起（１７′）が前記係合凹部（１８′）の領域外の、前記カムリング（１８）の正規の外周面（１８″）上に位置されたとき、ラチェットホイール（２９）のラチェット歯（３０）から離脱する位置にされることを特徴とする請求項８記載の車両用安全ベルト装置。
10. 前記係合凹部は、前記カムリング（１８）の傾斜面（１８′″）を経て前記正規の外周面（１８″）に移行されることを特徴とする請求項９記載の車両用安全ベルト装置。
11. 発信機が前記カムリング（１８）または前記コントロールギヤ（２１）と前記ハウジング（３３）とのいずれか一方に設けられ、またこの発信機と協働する受信機が前記カムリング（１８）または前記コントロールギヤ（２１）と前記ハウジング（３３）とのいずれか他方に設けられているとともに、前記受信機がベルト巻取り表示装置（１６）に連結されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１記載の車両用安全ベルト装置。
12. 前記引出し阻止機構は、前記ベルトリール（１３）の方向において、径方向に、外方にかつ軸方向にハウジング（３３）から延びている中空の筒状突起（４４）を有しているとともに、この筒状突起（４４）内にベルトセンサ質量体（４３）が設けられ、このベルトセンサ質量体（４３）は前記筒状突起（４４）と径方向外方に協働するとともに前記軸受け部材（３４）と径方向内方に協働することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１記載の車両用安全ベルト装置。
13. 前記引出し阻止装置は加速度センサを有し、この加速度センサは前記ベルトリールに回転可能にかつ相対回転不能に連結されているラチェットホイール（２９）からなる部分と、大減速度が発生したとき、更なる前記安全ベルト（１１）のそれ以上の引出しを阻止するように、パウル機構（３８′）を介して協働することを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１記載の車両用安全ベルト装置。
14. 前記ラチェットホイール（２９）は容器状に形成されているとともに、このラチェットホイール（２９）の壁が前記ラチェット歯（３０）を有し、更に前記ラチェットホイール（２９）が、中空の筒状突起（４４）と径方向にかつ外方にオーバラップしていることを特徴とする請求項１２または１３記載の車両用安全ベルト装置。
15. 車体（１４）に回転軸（１２）の周りに回転可能に固定されるとともに、スプリングで駆動される巻取り機構（１５）によりベルト巻取り方向に付勢されているベルトリール（１３）と、このベルトリールの周りに多少とも巻かれる少なくとも１つの安全ベルト（１１）と、前記安全ベルト（１１）の急速な引出しおよび／または車両の大減速度を伴う前記安全ベルト（１１）の急速な引出しが発生したときに前記安全ベルト（１１）が更に引き出されることをそれぞれ阻止する引出し阻止機構（３８,４３）とを有する請求項１ないし１４のいずれか１記載の安全ベルト装置であって、
    コントロールギヤ（２１）が偏心伝動装置（３４,２７,２８）を介して前記ベルトリール（１３）に連結されており、前記コントロールギヤ（２１）は、その周方向に波形状に歯切りされた歯部材（４０）を有しており、この歯部材（４０）は、前記ハウジングに固定された内歯リング（２０）によって囲まれており、この内歯リング（２０）は、前記コントロールギヤ（２１）の歯部材（４０）より大きな径を有しかつ前記歯部材（４０）と対応する内歯の歯部材（４１）を有し、
    前記コントロールギヤ（２１）は制限された周方向領域において前記内歯リング（２０）と部分的に噛み合い状態に設定されるとともにこの噛み合い部分と直径方向に関して反対側に位置において前記内歯リング（２０）と互いに接触していない状態に設定されることで前記内歯リング２０上を転動可能とされており、
    更に、前記コントロールギヤ（２１）の瞬間的な角度位置が前記安全ベルト（１１）の引出し量の測定に用いられるようになっていることを特徴とする車両用安全ベルト装置。
16. 前記安全ベルト（１）の瞬間的な引出し位置が、前記受信機と前記発信機との相対位置を決定することにより決定されることを特徴とする請求項１５記載の車両用安全ベルト装置。
17. 車体（１４）に回転軸（１２）の周りに回転可能に固定されるとともに、スプリングで駆動される巻取り機構（１５）によりベルト巻取り方向に付勢されているベルトリール（１３）と、このベルトリールの周りに多少とも巻かれる少なくとも１つの安全ベルト（１１）と、前記安全ベルト（１１）が急速に引き出されることおよび／または車両の大減速度が発生したときに前記安全ベルト（１１）が更に引き出されることをそれぞれ阻止する引出し阻止機構（３８,４３）とからなり、
    ラチェットホイール（２９）が前記ベルトリール（１３）に回転可能にかつ相対回転不能に連結されているとともに、ハウジングに設けられたラッチパウル（１７）と協働し、
    前記ラチェットホイール（２９）は、前記ラッチパウル（１７）が前記ラチェットホイール（２９）に係合したとき、前記スプリング巻取り機構（１５）による前記ベルトリール（１３）の巻取りは可能にするが、前記安全ベルト（１１）の引出しは不能にするように係合可能または離脱可能とされており、
    更に、前記ラッチパウル（１７）は、カムリング（１８）からなる作動部材によって、前記ラッチパウル（１７）が、前記安全ベルトが少なくとも完全またはほぼ完全に引き込まれたときに離脱するとともに前記安全ベルトが少なくとも完全またはほぼ完全に引き出されたときに係合するように、前記ラチェットホイール（２９）に減速機構（１９）を介して係合可能および離脱可能とされており、
    コントロールギヤ（２１）が偏心伝動装置（３４,２７,２８）を介して前記ベルトリール（１３）に連結されており、前記コントロールギヤ（２１）は、その周方向に波形状に歯切りされた歯部材（４０）を有しており、この歯部材（４０）は、前記ハウジングに固定された内歯リング（２０）によって囲まれており、この内歯リング（２０）は、前記コントロールギヤ（２１）の歯部材（４０）より大きな径を有しかつ前記歯部材（４０）と対応する内歯の歯部材（４１）を有し、
    前記コントロールギヤ（２１）は制限された周方向領域において前記内歯リング（２０）と部分的に噛み合い状態に設定されるとともにこの噛み合い部分と直径方向に関して反対側に位置において前記内歯リング（２０）と互いに接触していない状態に設定されることで前記内歯リング（２０）上を転動可能とされており、
    更に、前記コントロールギヤ（２１）の瞬間的な角度位置が前記安全ベルト（１１）の引出し量の測定に用いられるようになっており、
    発信機が前記コントロールギヤ（２１）および前記ハウジングのいずれか一方に設けられ、また受信機が前記コントロールギヤ（２１）および前記ハウジングのいずれか他方に設けられており、更に、前記安全ベルト（１）の瞬間的な引出し位置が、前記受信機と前記発信機との相対位置を決定することにより決定されることを特徴とする車両用安全ベルト装置。
18. 前記コントロールギヤ（２１）に設けられるアバトメント（２４）の周方向および／または径方向位置が前記安全ベルト（１１）の引出し量の測定に用いられることを特徴とする請求項１５ないし１７のいずれか１記載の車両用安全ベルト装置。

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