JP3723423B2

JP3723423B2 - シートベルト装置

Info

Publication number: JP3723423B2
Application number: JP2000216054A
Authority: JP
Inventors: 岩太日端; 光輝小張; 智治五十嵐; 貴光加藤
Original assignee: エヌエスケー・オートリブ株式会社
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2000-07-17
Publication date: 2005-12-07
Anticipated expiration: 2020-07-17
Also published as: JP2002053007A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の乗員等を座席に拘束するシートベルト装置に関し、詳しくは、エネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターを備えたシートベルト装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の乗員等を座席に保持するためのシートベルト装置においては、急な加速、衝突又は減速に反応する慣性感知手段によって駆動されてウェビングの引き出しを物理的にロックする緊急ロック機構を備えて乗員を効果的及び安全に拘束するようにした緊急ロック式リトラクターが用いられている。
【０００３】
このような緊急ロック式リトラクターとしては、例えば特公昭５９−２１６２４号公報等に開示されたシートベルト用リトラクターのように、ウェビングを巻装する巻取軸の一端に配設された係合部材が車両緊急時にリトラクターベースの被係合部に係合して前記巻取軸のウェビング引き出し方向の回転を阻止することができるロック手段を備えたものがある。
【０００４】
そして、前記ロック手段においては、巻取軸が貫通するリトラクターベースの巻取軸貫通穴に形成された係止噛合部や、その巻取軸貫通穴に併設された内歯プレートに形成されたラチェット歯が被係合部として用いられる。巻取軸と共に回転するロックプレートや係止爪が係合部材として用いられる。車両緊急時にそれら係合部材と被係合部とが係合して巻取軸のウェビング引き出し方向の回転を阻止するように構成されている。
【０００５】
しかしながら、衝突による衝撃力が大きいときには、衝突後の時間の経過とともにウェビング張力が増大するため、乗員の身体に急激な減速度を生じることになり、ウェビングから乗員にかかる負荷が大きくなる。そこで、ウェビングに作用する荷重が予め設定した所定値以上となった際、ウェビングを所定量繰出させることにより、乗員の身体に生じる衝撃を吸収するエネルギー吸収機構を備え、乗員の身体をより確実に保護するようにしたシートベルト用リトラクターも種々提案されている。このような構成のシートベルト用リトラクターとしては、特開昭４６−７７１０号公報に記載された、「とくに安全ベルト用のエネルギー吸収装置」が知られている。
【０００６】
前記エネルギー吸収機構は、ウェビングが巻装される略筒状のボビンと、該ボビンの中心を挿通すると共に一端側が前記ボビンに一体的に結合されてリトラクターベースに回転自在に支持される巻取軸と、この巻取軸の他端側に一体的に結合されるロッキングベースと、車両緊急時に前記ロッキングベースをリトラクターベースに係合させて前記ボビンのウェビング引き出し方向への回転を阻止する緊急ロック手段とを備えている。そして、前記緊急ロック手段の作動時に前記ボビンに作用するウェビング引き出し方向の荷重が所定以上になると、前記巻取軸が捩り変形を起こすことで前記ボビンのウェビング引き出し方向の回転を許容して衝撃エネルギーの吸収を行う。
すなわち、ボビンの中心を挿通する巻取軸は、所謂、トーションバー（捩り棒）で、ボビンに作用するウェビング引き出し方向の荷重が所定以上になると、該トーションバー自体が軸回りに捩れる。この捩れによってボビンがウェビング引き出し方向へ回転する分だけ、ウェビングの引き出しを許容し、ウェビングによる乗員拘束力を緩めて、ウェビングから乗員に作用する衝撃を緩和する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、衝突時の衝撃は車両構造によって異なる。したがって、乗員の身体を十分に保護する為には、例えば、エネルギー吸収機構が作動開始する設定荷重（所謂、エネルギー吸収荷重と呼ばれるもので、実際には、エネルギー吸収を開始するウェビング張力）や、衝撃吸収時の変形量（実際には、ウェビングの伸出量）を、車両構造等に合わせて設計変更することが要求される。
【０００８】
また、エネルギー吸収機構によってウェビングが引き出されると、その分、乗員に衝突方向の移動が生じる。その際に、乗員の身体が車室内壁等に衝突する事を防止するために、最近の車両では、車両緊急時に乗員と車室内壁等との間に膨出して乗員の身体を受け止めることで乗員の身体保護を図るＳＲＳエアバッグシステムを装備し、シートベルト装置との協働で乗員の安全性を向上させる対応がなされている。
そして、このようなＳＲＳエアバッグシステムを備えた場合には、ＳＲＳエアバッグシステムの効果を安全かつ最大限に引き出すことから、エネルギー吸収機構の特性に変化を持たせることが要求されている。
例えば、乗員が膨張したエアバックに接触するまでの衝突初期には、大きなエネルギー吸収荷重を確保して乗員の移動を最小限に抑え、エアバッグが乗員を拘束しはじめた衝突後期はエネルギー吸収荷重を下げて、エアバッグシステムに乗員の保護を委ねるといった要求である。
【０００９】
以上の、車両構造の差異に応じたエネルギー吸収荷重の最適化や、ＳＲＳエアバッグシステムとの役割分担等の観点から、エネルギー吸収機構には、エネルギー吸収荷重等の特性に変化を持たせることのできる柔軟性や設計自由度の高さが要求されるようになってきた。
【００１０】
巻取軸の捩り変形によって衝撃エネルギーの吸収を行う場合、巻取軸の捩り変形量の増加に従って巻取軸が硬くなっていき、エネルギー吸収荷重は高くなっていく。つまり、巻取軸のみによってエネルギー吸収を行う場合にも、例えば衝突初期と衝突後期との間でエネルギー吸収特性に若干の変化が見られる。しかし、このような必然的なエネルギー吸収特性の変化ではなく、エネルギー吸収特性を柔軟かつ容易に、積極的に変化させることができるような改善が求められている。
また、エネルギー吸収域の拡大を容易に行えるような改善も求められている。
【００１１】
本発明の目的は上記課題を解消することにあり、シートベルト用リトラクターのエネルギー吸収機構に作動途中でエネルギー吸収荷重が変化するエネルギー吸収特性を持たせることができ、しかも、リトラクターのコンパクト化を犠牲にすることなく、エネルギー吸収荷重をより高く設定することや、エネルギー吸収域をより広く設定することが容易にできて、シートベルト装置の小型化と、エネルギー吸収特性の向上による乗員の安全性向上を図ることのできるエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターを備えたシートベルト装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、ウェビングが巻装されるボビンと、該ボビンの中心を挿通すると共に一端側が前記ボビンに一体的に結合されてリトラクターベースに回転自在に支持される巻取軸と、前記ボビンに隣接する状態で前記巻取軸の他端側に一体的に結合されるロッキングベースと、車両緊急時に前記ロッキングベースを前記リトラクターベースに係合させて前記ボビンのウェビング引き出し方向への回転を阻止する緊急ロック手段とを備え、
前記緊急ロック手段の作動時に前記ボビンに作用するウェビング引き出し方向の荷重が所定量以上になると、前記巻取軸が捩り変形を起こすことで前記ボビンのウェビング引き出し方向の回転を許容して衝撃エネルギーの吸収を行うエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターを備えたシートベルト装置であって、
前記ボビン及びロッキングベースの少なくとも一方の対向面に、前記巻取軸の回転方向に湾曲した線材を受容する収納凹部が区画され、前記収納凹部に臨む前記ボビンまたはロッキングベースの一方には複数の線材係合部を有し、前記線材は、前記線材係合部の間を蛇行するように配設されるとともに、その一端が前記ボビンまたはロッキングベースの他方に結合され、前記ボビンと前記ロッキングベースとが相対回転するとき、前記線材は、結合された前記ボビンまたはロッキングベースの回転に伴って、前記線材係合部に摺接しながら蛇行して進行することにより摺接抵抗を発生し、前記線材が、前記線材係合部との係合が外れるまで、エネルギーを吸収するエネルギー吸収手段として作用することを特徴とするシートベルト装置により達成される。
【００１３】
上記構成によれば、緊急ロック手段の作動時にボビンに作用するウェビング引き出し方向の荷重が所定以上になると、巻取軸と線材から成るエネルギー吸収手段との双方が、それぞれエネルギー吸収機構として作動して、車両緊急時の衝撃エネルギーを吸収する。
したがって、リトラクター全体でのエネルギー吸収荷重は、巻取軸が捩り変形を起こす時のエネルギー吸収荷重と、エネルギー吸収手段によるエネルギー吸収荷重との総和となり、エネルギー吸収手段による吸収分だけエネルギー吸収荷重の増大が図れ、高いエネルギー吸収荷重の確保が容易になる。
【００１４】
また、巻取軸の捩り変形によるエネルギー吸収域に対し、エネルギー吸収手段によるエネルギー吸収域は、独自に設定することができる。例えば、エネルギー吸収手段によるエネルギー吸収域を巻取軸の捩り変形によるエネルギー吸収域の一部に重なるように設定することで、巻取軸の捩り変形によるエネルギー吸収域の一部では、双方のエネルギー吸収荷重の総和による高いエネルギー吸収荷重を確保すると共に、双方のエネルギー吸収域が重ならない範囲では、巻取軸の捩り変形によるエネルギー吸収作用だけで、低いエネルギー吸収荷重に設定することができる。このように、シートベルト用リトラクターのエネルギー吸収機構に作動途中でエネルギー吸収荷重が変化するエネルギー吸収特性を持たせることができる。また、線材の長さの変更等により、エネルギー吸収手段のエネルギー吸収域の増減を容易に調整できる。このエネルギー吸収域の調整と、線材及び線材係合部の係合力の調整とを組み合わせれば、車種毎に最適なエネルギー吸収特性を提供できる。
【００１５】
さらに、リトラクター全体でのエネルギー吸収荷重の調整は、巻取軸の軸径や材料の変更だけでなく、エネルギー吸収手段のエネルギー吸収を起こす部位の寸法、形状、材質の変更までもが関連し、多種の要素が関連する。例えば、巻取軸の軸径の拡大や材料の変更等に頼らずとも、残りの要素の設計変更で、所望のエネルギー吸収荷重を実現することも可能である。すなわち、リトラクターの巻取軸やボビンの径の縮減によるリトラクターのコンパクト化を犠牲にすることなく、エネルギー吸収荷重を設定することが容易にできる。
そして、巻取軸及びエネルギー吸収手段の双方の寸法や材料を変更可能な場合には、双方でエネルギー吸収荷重の調整やエネルギー吸収域の調整を行うことで、車両構造の差異等に応じた特異なエネルギー吸収特性の要求にも容易に対応可能で、多様なニーズにも柔軟に対応可能になる。
【００１６】
したがって、リトラクターの巻取軸やボビンの径の縮減によるリトラクターのコンパクト化を犠牲にすることなくエネルギー吸収性能を向上させて、シートベルト装置の小型化を図ることができ、また、エネルギー吸収特性の向上による乗員の安全性向上を図ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のシートベルト装置の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係るシートベルト装置に使用されるエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターの第１実施形態の正面縦断面図であり、図２は図１に示したシートベルト用リトラクターの要部分解斜視図であり、図３は図２のロッキングベース１５を軸方向反対側から見た斜視図である。
【００２２】
図１に示すエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクター１０は、ウェビングが巻装される略円筒状のボビン１３と、ボビン１３の中心を挿通すると共に一端側（図１では、左端側）がそのボビン１３に一体的に結合されてリトラクターベース１１に回転自在に支持される巻取軸１２と、巻取軸１２の他端側に一体的に結合される略円盤状のロッキングベース１５と、車両緊急時にロッキングベース１５をリトラクターベース１１に係合させてボビン１３のウェビング引き出し方向への回転を阻止する緊急ロック手段６０と、ロッキングベース１５とボビン１３との間に装備されたエネルギー吸収手段２０とを備えている。
本実施形態は、エネルギー吸収機構として、捩り変形によって衝撃エネルギーの吸収を行う巻取軸１２と、この巻取軸１２とは別に衝撃エネルギーの吸収を行うエネルギー吸収手段２０とを備えている。車両緊急時の衝撃エネルギーの吸収を、これら巻取軸１２とエネルギー吸収手段２０とで行う。
【００２３】
リトラクターベース１１は、車体に固定される背板１１ｃの両側から左右の側板１１ａ，１１ｂが立ち上がり、略コ字状の断面を有するように金属板をプレス成形したものである。左右の側板１１ａ，１１ｂの対向位置には、ボビン１３と組み合された巻取軸１２が回転自在に橋架されている。リトラクターベース１１の一方の側板１１ａの外側には、車両緊急時に乗員を拘束するウェビングの緩みを除去するようにボビン１３を回転させてウェビングを緊張させるプリテンショナー７０と、ボビン１３をウェビング巻き取り方向に常時付勢する巻き取りばね装置８０とが装備されている。
【００２４】
図２に示すように、巻取軸１２の一端側には、ボビン１３と一体回転可能な結合を果たすボビン結合部１２ａが形成され、他端側には、ロッキングベース１５と一体回転可能な結合を果たすロッキングベース結合部１２ｂが形成されている。ボビン結合部１２ａは、断面六角形状を呈していて、スリーブ１４の断面六角形の挿通穴１４ａに嵌挿される。スリーブ１４は、ボビン１３の一端側に形成された断面三角形状の嵌合凹部（図示せず）に嵌合される。これにより、巻取軸１２はボビン１３と一体回転可能に結合される。
【００２５】
ロッキングベース結合部１２ｂは、断面六角形状を呈していて、図３に示すロッキングベース１５のボビン側の面に突設された円筒状のボス部１８の断面六角形の挿通穴１８ａに嵌挿される。これにより、巻取軸１２はロッキングベース１５と一体回転可能に結合される。
ロッキングベース１５のボビン側の面には、前記エネルギー吸収手段２０の一部を収納するための収納凹部１５ａが設けられている。収納凹部１５ａは、ボス部１８の外周に設けられたリング状溝である。
収納凹部１５ａの底面の所定箇所には、後述する線材の一端が挿入される係合穴１５ｂが設けられている。ここでは係合穴１５ｂが、ボス部１８の外周面近傍に配置されている。
【００２６】
一方、図２に示すように、ボビン１３のロッキングベース１５側の端面にも、前記エネルギー吸収手段２０の一部を収納するための略円形の収納凹部１３ａが設けられている。さらに、収納凹部１３ａの中央には、前記ロッキングベース１５のボス部１８を受容する嵌合凹部１９が設けられている。
収納凹部１３ａの底面の、嵌合凹部１９より外周側における所定箇所には、線材係合部としての係合ピン２３が設けられている。ここでは、３個の係合ピン２３が、周方向に沿って収納凹部１３ａの底面に一体的に突設されている。３個の係合ピン２３のうち両側の２個の係合ピンは、ほぼ同一円周上に配置されている。真中の１個の係合ピン２３は、他の係合ピンより外周側にオフセットして配置されている。
係合ピン２３の材質としては、鉄、ステンレス等を例示できる。
【００２７】
ロッキングベース１５の収納凹部１５ａ（図３参照）と、ボビン１３の収納凹部１３ａとによって、収納空間が区画される。この収納空間に、線材２１が、ロッキングベース１５及びボビン１３の周方向に沿って曲げられた状態で、配設される。ここでは線材２１が、略Ｃ字状に湾曲されている。線材２１の一端は、ロッキングベース１５の係合穴１５ｂ（図３参照）に挿入できるように、ロッキングベース１５の軸方向に向かうように折り曲げられて、ロッキングベース係合部２１ａとされている。ロッキングベース係合部２１ａは、ロッキングベース１５に一体的に結合される。
線材２１のロッキングベース係合部２１ａ近傍の箇所は、３個の係合ピン２３間を蛇行するようにボビン１３に係合されている。すなわち線材２１は、３個の係合ピン２３のうち両側の２個の係合ピンに、ボビン１３の外周側から摺動可能に当接し、真中の１個の係合ピン２３に、ボビン１３の内周側から摺動可能に当接する。
【００２８】
図４に、ボビン１３の収納凹部１３ａ内に線材２１が配置された様子を示す。線材２１の、最もロッキングベース係合部２１ａ側に配置された係合ピン２３ａに当接している箇所から、線材２０の他端までが、ボビン１３に（詳しくは係合ピン２３に）係合して摺動抵抗を発揮するボビン係合部となる。ボビン係合部は、ボビン１３に一体的に結合されない。
ロッキングベース係合部２１ａは、ロッキングベースのボス部１８が嵌挿される嵌合凹部１９の外周縁に隣接配置されている。
線材２１の材質としては、鉄、ステンレス、銅等を例示できる。
【００２９】
図１に戻る。ボビン１３とロッキングベース１５との間に区画された収納空間２２内に、線材２１と係合ピン２３とからなるエネルギー吸収手段が収納されている。
巻取軸１２は、緊急ロック手段６０の作動時にボビン１３に作用するウェビング引き出し方向の荷重が所定以上になり、これに伴い、結合部１２ａ，１２ｂ間に所定以上の回転トルクが作用すると、これらの結合部１２ａ，１２ｂ間が捩り変形を起こす。こうして巻取軸１２は、ボビン１３のウェビング引き出し方向の回転を許容して乗員に作用する衝撃エネルギーの吸収を行うエネルギー吸収機構として機能する。
【００３０】
緊急ロック手段６０の具体的な構成は、公知の種々の物を採用することができる。例えば、本実施形態の場合は、図２に示すように、ロッキングベース１５に立設した支軸１７に、先端に係止歯１６ａを備えたポール１６が回動可能に軸支されている。また、リトラクターベース１１の側板１１ｂの外側には、ポール１６の係止歯１６ａが噛合可能な係合内歯２５を内周に備えた内歯ラチェット２６が併設されている。
車両緊急時には、ポール１６の係止歯１６ａを内歯ラチェット２６の係合内歯２５に噛合させることで、ロッキングベース１５のウェビング引き出し方向への回転を阻止する。
【００３１】
次に、本実施形態のシートベルト用リトラクター１０の作動について説明する。
衝突等の車両緊急時に緊急ロック手段６０が作動すると、まず、巻取軸１２の他端に結合されているロッキングベース１５のウェビング引き出し方向への回転が阻止される。そして、ウェビングに作用する荷重によって所定以上の回転トルクがボビン１３を介して巻取軸１２の一端側に作用すると、巻取軸１２の捩り変形が始まり、巻取軸１２の捩り変形量の分だけ、ボビン１３がウェビング引き出し方向に回転することで衝撃エネルギーの吸収がなされる。
また、巻取軸１２の捩り変形の開始によって、ボビン１３とロッキングベース１５との間に相対回転が発生する時に、エネルギー吸収手段２０による衝撃エネルギーの吸収も開始される。
【００３２】
すなわち、図４に示した初期状態（ボビン１３がロッキングベースに対して相対回転していない状態）から、ボビン１３がウェビング引き出し方向（図４では反時計回り方向）に回転されていき、図５に示す状態となり、ついには図６に示す状態となる。この間、線材２１のロッキングベース係合部２１ａはロッキングベースに結合されて移動せず、ボビン１３に一体形成された係合ピン２３ａ〜２３ｃは回転していくため、係合ピン２３ａ〜２３ｃの間で線材２１がしごかれていく。換言すれば、係合ピン２３ａ〜２３ｃ上を線材２１が相対的に摺動する。線材２１は、係合ピン２３ａ〜２３ｃ間を蛇行するように係合ピン２３ａ〜２３ｃに係合しており、係合ピン２３ａ〜２３ｃ上を線材２１が相対的に摺動する際には、高い摺動抵抗及び線材の屈曲抵抗が生じる。この摺動抵抗及び屈曲抵抗により、衝撃エネルギーの吸収がなされる。
【００３３】
つまり、車両緊急時に緊急ロック手段６０が作動して、ボビン１３に作用するウェビング引き出し方向の荷重が所定以上になると、巻取軸１２とエネルギー吸収手段と２０との双方が、それぞれエネルギー吸収機構として作動して、車両緊急時の衝撃エネルギーを吸収する。
なお図６は、線材２１と係合ピン２３との係合が解除される直前の様子を示す。線材２１は、そのロッキングベース係合部２１ａがロッキングベースのボス部１８（図３参照）の外周近傍に固定されているため、ボビン１３のロッキングベースに対する相対回転に伴って、線材２１はロッキングベースのボス部１８の外周面に巻回されていく。そして、図６に示す状態を経て、線材２１と係合ピン２３との係合が解除された後も、線材２１はロッキングベースのボス部１８の外周面に巻回された状態を保つ。
【００３４】
以上のようなシートベルト用リトラクター１０によれば、エネルギー吸収手段２０が、ボビン１３に設けられた収納凹部１３ａとロッキングベース１５に設けられた収納凹部１５ａとによって区画される収納空間２２内に収納されている。したがって、巻取軸１２とは別個にエネルギー吸収を行うためのエネルギー吸収手段２０を備えたにも拘わらず、リトラクター１０の軸方向への寸法拡大がなく、コンパクト化が犠牲にされていない。
また、エネルギー吸収手段２０を構成する線材２１及び係合ピン２３は、ともに簡単な構成であり、製造が容易である。そして、部材の塑性変形によるエネルギー吸収に比較して、このエネルギー吸収手段２０によるエネルギー吸収は、製造誤差等に起因するばらつきが少ない。したがって、安定したエネルギー吸収性能を得ることができる。
【００３５】
リトラクター１０全体でのエネルギー吸収荷重は、図７（ａ）に示すように、巻取軸１２が捩り変形を起こす時のエネルギー吸収荷重ｆ１と、エネルギー吸収手段２０によるエネルギー吸収荷重ｆ２の総和ｆ３となる。例えば、図７（ｂ）に示すように巻取軸１２の捩り変形だけで車両緊急時のエネルギー吸収を行っていた従来のものと比較すると、エネルギー吸収手段２０の吸収分だけ、エネルギー吸収荷重の増大が図れ、高いエネルギー吸収荷重の確保が容易になる。
【００３６】
また、図７（ａ）に示すように、巻取軸１２の捩り変形によるエネルギー吸収域Ａ１に対し、エネルギー吸収手段２０の摺動抵抗によるエネルギー吸収域Ａ２は、独自に設定することができる。例えば、エネルギー吸収手段２０によるエネルギー吸収域Ａ２を巻取軸１２の捩り変形によるエネルギー吸収域Ａ１の一部に重なるように設定することで、巻取軸１２の捩り変形によるエネルギー吸収域の一部では、双方のエネルギー吸収荷重の総和による高いエネルギー吸収荷重を確保できる。また、双方のエネルギー吸収域が重ならない範囲では、巻取軸１２の捩り変形によるエネルギー吸収作用だけで、低いエネルギー吸収荷重に設定することができる。このように、シートベルト用リトラクターのエネルギー吸収機構に作動途中でエネルギー吸収荷重が変化するエネルギー吸収特性を持たせることもできる。
【００３７】
さらに、リトラクター全体でのエネルギー吸収荷重の調整は、巻取軸１２の軸径や材料の変更だけでなく、エネルギー吸収手段２０の寸法、形状、材質の変更までもが関連し、多種の要素が関連する。例えば、巻取軸１２の軸径の拡大や材料の変更等に頼らずとも、残りの要素の設計変更で、所望のエネルギー吸収荷重を実現することも可能である。すなわち、リトラクターの巻取軸１２やボビン１３の径の縮減によるリトラクターのコンパクト化を犠牲にすることなく、エネルギー吸収荷重をより高く設定することが容易にできる。
そして、巻取軸１２及びエネルギー吸収手段２０の双方の寸法や材料を変更可能な場合には、双方でエネルギー吸収荷重の調整やエネルギー吸収域の調整を行うことで、車両構造の差異等に応じた特異なエネルギー特性の要求にも容易に対応可能で、多様なニーズにも柔軟に対応可能になる。
【００３８】
なお、線材２１と係合ピン２３との摺動抵抗の調整は、それぞれの接触面の粗さや、接触面積の広さ等、多種の要素から設定する構成とするとよい。
このように多種の要素から摺動抵抗を設定する構成とすると、例えば、寸法等の制限で一部の要素の変更が困難になっても、他の要素の変更によって、確保する摺動抵抗を要求される任意値に比較的容易に調整することが可能になる。
【００３９】
図８は本発明に係るシートベルト装置に使用されるエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターの第２実施形態の要部を示す図である。なお、以下に説明する実施形態において、既に説明した部材等と同様な構成・作用を有する部材等については、図中に同一符号又は相当符号を付すことにより、説明を簡略化或いは省略する。
【００４０】
図８に示すように、ボビン１３の、図示しないロッキングベース側の端面に形成された収納凹部１３ａ内に、線材４１が、ボビン１３の周方向に沿って曲げられた状態で、配設されている。この線材４１は、第１実施形態の線材２１より長く、略Ｏ字状に湾曲されている。線材４１の一端は、ロッキングベースの係合穴に挿入できるように、ロッキングベースの軸方向に向かうように折り曲げられて、ロッキングベース係合部４１ａとされている。線材４１の一端のロッキングベース係合部４１ａは、ロッキングベースのボス部が嵌挿される嵌合凹部１９の外周縁に隣接配置されている。線材４１の他端は、ロッキングベース係合部４１ａの外周側に配置されている。
【００４１】
上記第２実施形態の、リトラクター全体でのエネルギー吸収荷重は、図９に示すように、巻取軸が捩り変形を起こす時のエネルギー吸収荷重ｆ１と、エネルギー吸収手段４０によるエネルギー吸収荷重ｆ２の総和ｆ３となる。そして、エネルギー吸収手段４０によるエネルギー吸収域Ａ２が、図７（ａ）に示す第１実施形態におけるエネルギー吸収手段２０によるエネルギー吸収域Ａ２より広くなっている。
本発明は、この第２実施形態のように、ボビン１３の構造に変更を加えることなく、長い線材４１を用いるのみでも、エネルギー吸収域Ａ２を広げることができる。
【００４２】
図１０は本発明に係るシートベルト装置に使用されるエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターの第３実施形態の要部分解斜視図であり、図１１はそのシートベルト用リトラクターの正面縦断面図である。
シートベルト用リトラクター１１０は、ボビン１１３の内部に装着された円筒状の管部材１２２と、管部材１２２を挿通した線材１２１とを備えている。これら管部材１２２及び線材１２１により、エネルギー吸収手段が構成されている。
【００４３】
管部材１２２はボビン１１３と同等の軸方向寸法を有している。管部材１２２は、ボビン１１３の中心から半径方向にオフセットした位置に設けられた貫通孔１２３内に挿着されている。こうして管部材１２２は、ボビン１１３軸方向に対して平行に配設されている。管部材１２２の材質としては、軟鋼等を採用できる。
線材１２１は、一端に（図１０では左端に）管路拡大部１２１ａを備え、他端にロッキングベース係合部１２１ｂを備えている。管路拡大部１２１ａは、ここでは円錐台状に形成されている。ロッキングベース係合部１２１ｂは、ロッキングベース１１５に加締められて一体的に固定される。ここではロッキングベース１１５に、線材１２１が貫通される貫通孔１１５ａが設けられている。線材１２１の材質としては、ＳＷＲＨ等を採用できる。
【００４４】
なお、初期状態において、線材１２１の軸方向延長線上からオフセットした位置でロッキングベース係合部１２１ｂをロッキングベース１１５に固定しておくことが好ましい。すなわち、線材１２１のボビン１１３から突出した部分を一度或いは二度屈曲させた状態で、その屈曲部先端のロッキングベース係合部１２１ｂをロッキングベース１１５に固定する。
こうすれば、後述する線材１２１の屈曲変形を起こし易くできると共に、線材１２１がせん断により切断されることを防止できる。
【００４５】
図１１に示すように、管部材１２２の内周面の一端（図１１では左端）は、線材１２１の管路拡大部１２１ａに対応したテーパ形状になっている。管路拡大部１２１ａは、管部材１２２の内部に装着されており、管部材１２２の端部から突出していない。管部材１２２の外径Ｄ３は、管路拡大部１２１ａの最大外径（ここでは管路拡大部１２１ａの端面における外径）Ｄ２より大きい。管路拡大部１２１ａの最大外径Ｄ２は、線材１２１の外径Ｄ１より大きい。管部材１２２の内径（管路径）は、線材１２１の外径Ｄ１にほぼ等しい。
【００４６】
次に、本実施形態のシートベルト用リトラクター１１０の作動について説明する。
衝突等の車両緊急時に緊急ロック手段６０が作動してロッキングベース１１５のウェビング引き出し方向への回転が阻止されると、ウェビングに作用する荷重によって巻取軸１２の捩り変形が始まり、巻取軸１２による衝撃エネルギーの吸収がなされる。
また、巻取軸１２の捩り変形の開始によって、ボビン１１３とロッキングベース１１５との間に相対回転が発生する時に、エネルギー吸収手段による衝撃エネルギーの吸収も開始される。
【００４７】
すなわち、図１１に示した初期状態から、ボビン１１３がウェビング引き出し方向に回転されていくことで、図１２に示すように、線材１２１及び管路拡大部１２１ａが管部材１２１の管路内を相対移動されていく。この際、管路拡大部１２１ａは、管部材１２１の管路を放射方向に押し広げながら、管路内を移動する。ここでは、管路拡大部１２１ａが管部材１２１を塑性変形させている。
またこの時、ボビン１１３の端面を示す図１３（ａ）、及び図１３（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である図１３（ｂ）に示すように、線材１２１はボビン１１３の端面に沿って屈曲されつつ管部材１２２から引き抜かれていく。
こうして、巻取軸１２とは別個に、エネルギー吸収手段による衝撃エネルギーの吸収がなされる。
【００４８】
以上のようなシートベルト用リトラクター１１０によれば、管路拡大部１２１ａが管部材１２２の管路を押し広げて塑性変形させることと、線材１２１が屈曲変形されることとにより、エネルギー吸収手段による衝撃エネルギーの吸収がなされる。したがって、リトラクター１１０のコンパクト化を犠牲にすることなく、高いエネルギー吸収荷重を得ることができる。
【００４９】
図１４は本発明に係るシートベルト装置に使用されるエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターの第４実施形態の要部分解斜視図である。
このシートベルト用リトラクター１３０は、ボビン１３３に設けられた係合孔１４３と、係合孔１４３を通して一端をボビン１３３内に挿入された線材１４１とを備えている。これら係合孔１４３と線材１４１とにより、エネルギー吸収手段が構成されている。
【００５０】
係合孔１４３は、ボビン１３３の一方側（ロッキングベース１３５側）の端面における、その端面の中心から半径方向にオフセットした位置に設けられている。
線材１４１は、一端に（図１４では右端に）線材１４１より外径が大きいロッキングベース係合部１４１ｂを備えている。ここではロッキングベース１３５に、線材１４１の貫通は許容するがロッキングベース係合部１４１ｂの貫通は許容しない貫通孔１３５ａが設けられている。
なお図示しないが、ボビン１３３の他方側にも係合孔を設けて、線材１４１の他端（先端）を貫通させてもよい。
【００５１】
円形状の係合孔１４３の径は、円柱状の線材１４１の外径と同等か若干大きい。線材１４１の材質としては、ＳＵＳ等を採用できる。
本実施形態においても、初期状態において、線材１４１の軸方向延長線上からオフセットした位置でロッキングベース係合部１４１ｂをロッキングベース１３５に固定しておくことが好ましい。すなわち、線材１４１のボビン１３３から突出した部分を一度或いは二度屈曲させた状態で、その屈曲部先端のロッキングベース係合部１４１ｂをロッキングベース１３５に固定する。
【００５２】
次に、本実施形態のシートベルト用リトラクター１３０の作動について説明する。
巻取軸１２の捩り変形の開始によって、ボビン１３３とロッキングベース１３５との間に相対回転が発生する時に、エネルギー吸収手段による衝撃エネルギーの吸収も開始される。
すなわち、ボビン１３３がウェビング引き出し方向に回転されていくことで、係合孔１４３の内周面上を線材１４１の外周面が、所定の摺動抵抗に抗して摺動されていく。
またこの時、第３実施形態のときと同様に（図１３（ａ）、（ｂ）参照）、線材１４１はボビン１３３の端面に沿って屈曲されつつボビン１３３から引き抜かれていく。
こうして、巻取軸１２とは別個に、エネルギー吸収手段による衝撃エネルギーの吸収がなされる。
【００５３】
以上のようなシートベルト用リトラクター１３０によれば、係合孔１４３の内周面と線材１４１の外周面とが摺接することと、線材１４１が屈曲変形されることとにより、エネルギー吸収手段による衝撃エネルギーの吸収がなされる。したがって、リトラクター１３０のコンパクト化を犠牲にすることなく、高いエネルギー吸収荷重を得ることができる。また、本実施形態によれば、ボビン１３３に新たな部品を付加することなくエネルギー吸収手段の役割の一部を担わせたことで、部品点数の削減と共に、リトラクター１３０の更なる軽量化及び小型化が可能になる。
【００５４】
図１５は本発明に係るシートベルト装置に使用されるエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターの第５実施形態の要部分解斜視図である。
このシートベルト用リトラクター１５０は、ロッキングベース１５５とボビン１５３との間に、エネルギー吸収手段となる環状のエネルギー吸収部材１６１を収納してなる。
【００５５】
エネルギー吸収部材１６１は、線材としての略円環状の環状部１６１ａと、環状部１６１ａの一部が軸方向に延長されてなる補助線材としての円弧部１６２とを有している。環状部１６１の外周面と円弧部１６２の外周面との間には、切り裂き用の溝１６２ａが設けられている。すなわち、円弧部１６２が溝１６２ａが形成された範囲にわたって環状部１６１ａに接続されている。なお図示しないが、溝１６２ａは、環状部１６１の内周面と円弧部１６２の内周面との間に設けてもよい。
このエネルギー吸収部材１６１は、プレス加工等によって形成される。ここではプレス加工により、環状部１６１と円弧部１６２とは一部材から形成されている。
【００５６】
図１６は、エネルギー吸収部材１６１を軸方向に見た図（平面図）である。環状部１６１ａとして、ここでは線材を略Ｃ字状に湾曲形成したものが用いられている。すなわち、環状部１６１ａには切欠１６１ｃが設けられている。その切欠１６１ｃの両側に配置された環状部１６１ａの端部の一方には、前記ボビン１５３に係合するボビン側フック部１６１ｂが設けられている。環状部１６１ａの他方の端部からその環状部１６１ａに沿って円弧部１６２が設けられている。円弧部１６２の切欠１６１ｃ側とは反対側の端部には、前記ロッキングベース１５５に係合するベース側フック部１６２ｂが設けられている。
【００５７】
図１７は、ロッキングベース１５５を軸方向反対側から見た斜視図である。ロッキングベース１５５の前記ボビン１５３側の面には、エネルギー吸収部材１６１の一部を収納するための収納凹部１５５ａが設けられている。収納凹部１５５ａは、ボス部１５８の外周に設けられたリング状溝であり、このリング状溝の外周縁の一部に、エネルギー吸収部材１６１のベース側フック部１６２ｂの形状に対応した形状の係合切欠（係合部）１５５ｂが設けられている。
図１５に戻る。ボビン１５３のロッキングベース１５５側の端面にも、エネルギー吸収部材１６１の一部を収納するための収納凹部１５３ａが設けられている。収納凹部１５３ａの中央には、前記ロッキングベース１５５のボス部１５８を受容する嵌合凹部１５９が設けられている。そして、嵌合凹部１５９の周縁部の一部に、エネルギー吸収部材１６１のボビン側フック部１６１ｂの形状に対応した形状の係合切欠（係合部）１６３が設けられている。
【００５８】
図１８は、本第５実施形態のシートベルト用リトラクターの正面縦断面図である。エネルギー吸収部材１６１は、ボビン１５３とロッキングベース１５５との間に区画された収納空間１５２内に収納されている。
【００５９】
次に、本実施形態のシートベルト用リトラクター１５０の作動について説明する。
緊急ロック手段６０の作動によりロッキングベース１５５の回転が阻止されて、ボビン１５３とロッキングベース１５５との間に相対回転が発生する時に、エネルギー吸収部材１６１による衝撃エネルギーの吸収も開始される。
図１９（ａ）に、初期状態におけるボビン１５３の端面を示す。先ず、ロッキングベースの回転が阻止されることで、エネルギー吸収部材１６１の円弧部１６２のベース側フック部１６２ｂが不動となる。
次に、ボビン１５３がロッキングベースに対して相対回転するのに伴って、図１９（ｂ）に示すように、ボビン側フック部１６１ｂが回転（周方向に移動）されていく。この時、ベース側フック部１６２ｂが設けられた側を始点として、円弧部１６２が溝１６２ａ（図１５参照）に沿って環状部１６１ａから切り裂かれていく。すなわち、円弧部１６２が折り返されていく。円弧部１６２の折り返された部分では、初期状態において内周面だった部分が外周面となっていく。
そして、ベース側フック部１６２ｂとボビン側フック部１６１ｂとが軸方向に見て重なった状態を経て、ついには図１９（ｃ）に示すように、円弧部１６２が環状部１６１ａから完全に切り離される。この時、エネルギー吸収部材１６１によるエネルギー吸収は終了する。図１９（ｃ）に示す状態において、円弧部１６２の初期状態において内周面だった部分が全て、外周面となっている。
【００６０】
以上のようなシートベルト用リトラクター１５０によれば、エネルギー吸収部材１６１の円弧部１６２の長さを変更すること等により、エネルギー吸収域を容易に変更できる。また、エネルギー吸収部材１６１の硬さ、厚さ、材質、溝の深さ等の変更により、エネルギー吸収荷重の設定も容易に変更できる。したがって、車種毎に最適なエネルギー吸収特性を容易に提供できる。
【００６１】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、第１、第２実施形態では線材係合部として、係合ピンをボビンに一体的に突設していたが、別体の係合ピンを後付けしてもよい。係合ピンをロッキングベースに設けてもよい。係合ピンの代わりに、回転トルクが所定値以上になったときに回転する係合ローラを線材係合部として用いてもよい。
また、第２実施形態では、Ｏ字状に湾曲した長い線材を用いることでエネルギー吸収手段４０によるエネルギー吸収域Ａ２を広くしていたが、より長い線材を用いてエネルギー吸収域を拡大することも可能である。例えば、係合ピンをボビン内周側に配置して、その係合ピンとボビン外周縁との間に線材の余長部分を配置するようにしてもよい。例えば、線材を、折り曲げた状態で収納空間内に配設してもよい。
【００６２】
また、第３実施形態では、管部材を塑性変形させていたが、塑性変形をさせずに管部材の管路内で管路拡大部を摺動させることのみによってエネルギー吸収を行ってもよい。
第３、第４実施形態において、ボビンから引き出した線材にその線材の摺動を許容しつつ当接する係合ピンをボビンに設けてもよい。すなわち、これら実施形態と第１実施形態とを組み合せてもよい。
また、第５実施形態では、環状部をＣ字状としていたが、切欠を有しない完全に環状のものを用いてもよい。
【００６３】
【発明の効果】
本発明のエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターを備えたシートベルト装置によれば、線材の長さの変更等により、エネルギー吸収手段のエネルギー吸収域の増減を容易に調整できる。また、高いエネルギー吸収荷重の確保が容易になる。したがって、車種毎に最適なエネルギー吸収特性を提供できる。また、リトラクターが大型化することもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシートベルト装置に使用されるエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターの第１実施形態の正面縦断面図である。
【図２】図１に示したシートベルト用リトラクターの要部分解斜視図である。
【図３】図２のロッキングベース１５を軸方向反対側から見た斜視図である。
【図４】図２のボビン１３に線材２１を配設した様子を示す側面図である。
【図５】図４に示した初期状態からのエネルギー吸収手段の作動を説明する図である。
【図６】図４に示した初期状態からのエネルギー吸収手段の作動を説明する図である。
【図７】（ａ）は図１に示したシートベルト用リトラクターのエネルギー吸収特性図、（ｂ）はエネルギー吸収機構として巻取軸のみが装備されたシートベルト用リトラクターのエネルギー吸収特性図である。
【図８】本発明に係るエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターの第２実施形態の要部を示す側面図である。
【図９】第２実施形態のエネルギー吸収特性図である。
【図１０】本発明に係るシートベルト装置に使用されるエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターの第３実施形態の要部斜視図である。
【図１１】第３実施形態のシートベルト用リトラクターの正面縦断面図である。
【図１２】第３実施形態のシートベルト用リトラクターの作動を説明する図である。
【図１３】第３実施形態のシートベルト用リトラクターの作動を説明する図である。
【図１４】本発明に係るシートベルト装置に使用されるエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターの第４実施形態の要部斜視図である。
【図１５】本発明に係るシートベルト装置に使用されるエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターの第５実施形態の要部斜視図である。
【図１６】第５実施形態のエネルギー吸収部材を示す平面図である。
【図１７】第５実施形態のロッキングベースを示す斜視図である。
【図１８】第５実施形態の正面縦断面図である。
【図１９】第５実施形態のシートベルト用リトラクターの作動を説明する図である。
【符号の説明】
１０，１１０，１３０，１５０
エネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクター
１１リトラクターベース
１２巻取軸（トーションバー）
１３，１１３，１３３，１５３ボビン
１５，１１５，１３５，１５５ロッキングベース
２０，４０エネルギー吸収手段
２１，４１線材
２３，４３線材係合部
１２１，１４１線材
１２２管部材（線材係合部）
１４３係合孔（線材係合部）
１６１エネルギー吸収部材（線材）

Claims

ウェビングが巻装されるボビンと、該ボビンの中心を挿通すると共に一端側が前記ボビンに一体的に結合されてリトラクターベースに回転自在に支持される巻取軸と、前記ボビンに隣接する状態で前記巻取軸の他端側に一体的に結合されるロッキングベースと、車両緊急時に前記ロッキングベースを前記リトラクターベースに係合させて前記ボビンのウェビング引き出し方向への回転を阻止する緊急ロック手段とを備え、
前記緊急ロック手段の作動時に前記ボビンに作用するウェビング引き出し方向の荷重が所定量以上になると、前記巻取軸が捩り変形を起こすことで前記ボビンのウェビング引き出し方向の回転を許容して衝撃エネルギーの吸収を行うエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターを備えたシートベルト装置であって、
前記ボビン及びロッキングベースの少なくとも一方の対向面に、前記巻取軸の回転方向に湾曲した線材を受容する収納凹部が区画され、前記収納凹部に臨む前記ボビンまたはロッキングベースの一方には複数の線材係合部を有し、前記線材は、前記線材係合部の間を蛇行するように配設されるとともに、その一端が前記ボビンまたはロッキングベースの他方に結合され、前記ボビンと前記ロッキングベースとが相対回転するとき、前記線材は、結合された前記ボビンまたはロッキングベースの回転に伴って、前記線材係合部に摺接しながら蛇行して進行することにより摺接抵抗を発生し、前記線材が、前記線材係合部との係合が外れるまで、エネルギーを吸収するエネルギー吸収手段として作用することを特徴とするシートベルト装置。
請求項１に記載のシートベルト装置であって、前記線材の前記一端は、前記巻取軸の軸線方向に折り曲げられ、前記収納凹部に臨む前記ボビンまたはロッキングベースの一方に設けられる係合孔に挿入され、前記ボビンまたはロッキングベースに結合されるシートベルト装置。
請求項 1 に記載のシートベルト装置であって、前記収納凹部に配設される前記線材がＣ字状に湾曲しているシートベルト装置。
請求項 1 に記載のシートベルト装置であって、前記収納凹部に配設された前記線材が前記巻取軸の周りを 1 周以上取り巻いているシートベルト装置。