JP3805982B2 - エネルギー処理安全ベルトリトラクタ - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、一般に、自動車用の安全ベルト拘束システムに関する。より正確には、本発明は、衝突時にリトラクタにエネルギーを伝達することが可能なエネルギー処理機構と、このエネルギー処理機構によって吸収されるエネルギーの量が最大許容限界を超えた時にリトラクタを本質的に無効化することが可能なモード切換機構とを有する安全ベルトリトラクタに関する。
【０００２】
自動車で広く使用されている乗員拘束システムの一部として、乗員の快適性の向上および／または異なる機能モードを提供する、幾つかの異なったタイプの安全ベルトリトラクタが利用可能である。例えば、非常用ロッキングリトラクタ（ＥＬＭ）と呼ばれることが多いタイプの安全ベルトリトラクタは、安全ベルトの繰り出し（payout）を阻止するために、ある高加速状態に応答して自動的に起動されるラッチ機構を含む。一般的に、このラッチ機構は、車両がある減速レベルを受けた時に慣性感知アクチュエータによって起動され、および／または、指定されたレベルを超える割合でスプールから安全ベルトが引き出された時にウェブ感知アクチュエータによって起動される。自動ロッキングリトラクタ（ＡＬＲ）と一般に呼ばれている別のタイプの安全ベルトリトラクタは、安全ベルトの予め決められた長さが引き出されることによって選択的に起動されるラッチ機構を含む。安全ベルトの予め決められた長さが一旦引き出されると、このラッチ機構は安全ベルトの引っ込みを可能にするが、安全ベルトがさらに繰り出されることを阻止する。この後で、予め決められた量の安全ベルトがその収容位置に引っ込むことに応答して、この自動ロッキング機能が解除される。さらに別の変形例として、幾つかのデュアルモード安全ベルトリトラクタがあり、この安全ベルトリトラクタは、通常はＥＬＲリトラクタとして動作するが、例えば可搬式チャイルドシートを車両座席に固定する必要がある時には、ＡＬＲリトラクタとして動作するように選択的に切り換えることが可能である。これらのリトラクタはＥＬＲ／ＡＬＲリトラクタと呼ばれることが多い。
【０００３】
これらの異なる安全ベルトリトラクタは、さらに、衝突時に安全ベルトから座席上の乗員に伝達されるエネルギー（すなわち、衝撃荷重）の一部を吸収する役割を果たすエネルギー処理機構を含んでもよい。例えば、エネルギー処理リトラクタの中には、スプールに固定された第１の端部を有するねじり棒を含むものがある。衝突時にはラッチ機構がねじり棒の第２の端部に係合する。このようにして、座席上の乗員により安全ベルトに及ぼされる衝撃力がスプールに伝わり、ねじり棒が、ラッチ止めされた第２の端部に対して相対的にねじれることになる。こうしたねじり棒のねじれ降伏の結果として、スプールが制御されて余分な回転量だけ回転し、このスプールの余分な回転によって、次々に、この余分な回転に対応する安全ベルトの余分な長さがリトラクタから引き出されることになる。安全ベルトに対する荷重に応答して余分な安全ベルトの繰り出しが制御されることにより、座席上の乗員に伝わる衝撃エネルギーの量が効果的に減少し、乗員の前方移動が抑制される。ねじり棒の物理的寸法と材料特性とは、そのねじり棒の降伏率を規定するように、かつ、予め決められたねじれ回数だけねじり棒が回転可能なように選択される。より正確には、この予め決められたねじれ回数は、１回の激しい衝突または複数回の比較的軽度の衝突の累積効果に耐えるためにねじり棒に要求されるねじれ回数よりも多くなるように選択される。
【０００４】
本発明の目的は、１回以上の衝突時に衝撃エネルギーの一部をリトラクタに伝達することが可能なエネルギー処理機構と、このエネルギー処理機構によって吸収されるエネルギーの量に応じて衝突の激しさを判定することが可能なモード切換機構とを有する、安全ベルトリトラクタを提供することである。
【０００５】
本発明の別の目的は、エネルギー処理機構によって吸収されるエネルギーの量が最大許容限界を超えた時に安全ベルトリトラクタを無効化することが可能なモード切換機構を提供することである。
【０００６】
本発明のさらに別の目的は、モード切換機構を非常用ロッキングリトラクタの自動ロッキング機構と一体化することである。
【０００７】
（発明の詳細な説明）
下記の詳細な説明と添付図面との分析から、本発明がより充分に理解できるだろう。
【０００８】
図面を参照すると、これらの図には、自動車で一般的に使用されているタイプの安全ベルト拘束システムと共に使用される安全ベルトリトラクタ１０が示されている。詳細に後述するように、リトラクタ１０はエネルギー処理機構１２を含む。このエネルギー処理機構１２は、自動車の衝突時に座席上の乗員が安全ベルトに及ぼす衝撃エネルギーの一部を、この座席上の乗員に対して及ぼされる反作用荷重の一部を効果的に吸収する（すなわち、減衰させる）ための降伏可能な構造に伝達する働きをする。リトラクタ１０は、さらに、ベルト感知式の非常用ロッキング機構１４と、車両感知式の非常用ロッキング機構１６とを含み、これらは両方とも公知であり、ベルトまたは車両の加速／減速条件が予め決められたレベルを上回る時に、安全ベルトの繰り出しを阻止する働きをする。最後に、リトラクタ１０は、自動ロッキング機構１８を含み、この自動ロッキング機構は、例えば自動車座席への可搬式チャイルドシートの固定に使用するため、加速状態の有無または度合いとは無関係に、安全ベルトの繰り出しを阻止するように選択的に起動されることが可能である。したがって、この自動ロッキング機構１８は、リトラクタ１０をＥＬＲモード及びＡＬＲモードのどちらかで動作可能とする働きをする。本発明によれば、自動ロッキング機構１８は、さらに、エネルギー処理機構１２によって吸収されたエネルギーの合計量が最大許容限界を超えた時に安全ベルトがその収容状態から繰り出されることを阻止し、それによりリトラクタ１０を無効にし、リトラクタ１０を交換すべきであるという表示を行うロックアウトモードを確立する働きをする。
【０００９】
図１に最も明瞭に示されているように、リトラクタ１０は、座席アセンブリまたは車両の適切なフレーム構造に固定されるように適合されたフレーム２２を含み、このフレーム２２は、対応する開口２６Ａ，２６Ｂをそれぞれに備え横方向に所定の間隔を介して配置された１対の壁２４Ａ，２４Ｂを有する。リトラクタ１０はスプール２８も含み、このスプール２８は、管状の軸部分３０と、スプール２８の両端部にそれぞれ固定されている１対の円板状のエンドプレートまたはフランジ３２，３４とを有する。孔３６は、スプール２８の軸部分３０とエンドプレート３２，３４とを貫通するように形成されており、エンドプレート３２の付近に形成されている内側のスプライン３８を含む。この図から明らかなように、スプールは複数の部分から形成された構造、または、一体状のアルミニウム部品として形成されるような単一の構造とすることが可能である。この図に示しているように、安全ベルト４０の一方の端部がスプール２８の軸部分３０に公知の形で固定されている。図には示していないが、安全ベルト上にスライド自在に取り付けられ自動車座席に対して人間または可搬式チャイルドシートを固定するためにベルトバックルに着脱自在にラッチ止めされる舌状プレートを使用する、公知の３点式安全ベルトを構成するように、安全ベルト４０の他方の端部が従来通りの方法で固定されている。
【００１０】
フレーム２２にスプール２８を回転自在に取り付けるために、ねじり棒４４の第１の端部部分４２は、ねじり棒４４の外側のスプライン４６が内側のスプライン３８と噛み合うように、壁２４Ｂ内の開口２６と、スプール２８を貫通する孔３６と、壁２４Ｂ内の開口２４Ａとを貫通している。このように、ねじり棒４４は、スプール２８と共に回転するように取り付けられている。つめロック車４８は、ねじり棒４４の第２の端部部分５０の付近に取り付けられている。これに加えて、巻き戻しばね５２は、壁２４Ａの外側表面の付近に備えられており、その中央がねじり棒４４の第１の端部部分４２またはエンドプレート３２に固定されており、かつ、その外側の端部がフレーム２２に固定されている。巻き戻しばね５２は、通常、スプール２８が第１の方向またはベルト巻き戻し方向（すなわち、図では時計回り方向）に回転するようにスプール２８を付勢（bias）し、かつ、スプール２８上でのベルト４０の巻き付きを補助する引き込み力をベルト４０に対して及ぼす働きをする。
【００１１】
続けて図１を参照すると、リトラクタ１０は、例えば開口５８の中にスナップ留めされたポスト５６によって、フレーム２２の壁２４Ｂに固定されたハウジング５４を含む形で示されている。ハウジング５４は、ベルト感知式の非常用ロッキング機構１４と車両感知式の非常用ロッキング機構１６とが内部に配置されている密閉空間を、壁２４Ｂと共に画定する。車両感知式の非常用ロッキング機構１６は、従来通りの機構であり、第１のロックつめ６０がつめ車４８の歯６２から外れている第１の位置とつめ車４８上の歯６２と噛み合う第２の位置との間を移動するように、つめ車４８に作動的に組み合わされている。第１のロックつめ６０は、フレーム２２の壁２４Ｂから延びるポスト６４上に回転自在に支持されており、通常はその第１の位置に付勢されている。第１のロックつめ６０がその第１の位置にある時には、ベルト感知式の非常用ロッキング機構１４の解除モードを設定するように、スプール２８の双方向の回転が可能となる。ベルト感知式の非常用ロッキング機構１４は、さらに、ベルト４０の急速な引き出しによって生じるスプール２８の加速が予め決められた加速度値を超えた時に、第１のロックつめ６０をその第２の位置に移動させるように働くことも可能である。第１のロックつめ６０がその第２の位置にある時には、スプール２８が第２の回転方向またはベルト繰り出し方向（すなわち、図では反時計回り方向）に回転することが阻止され、それにより安全ベルト４０の繰り出しが阻止される。しかしながら、スプール２８は依然としてそのベルト巻き戻し方向に回転可能である。したがって、第１のロックつめ６０のその第２の位置への移動により、ベルト感知式の非常用ロッキング機構１４のロックモードが設定される。ベルト感知式の非常用ロッキング機構１４の具体的な構造は本発明にとって重要ではないが、図には、このベルト感知式の非常用ロッキング機構１４は、ロックリングまたはロックカップ６６、慣性リング６７およびつめ車６８を含む形で示されている。つめ車４８の第２の端部部分５０から軸方向に延びるポスト７０は、ロックリング６６、慣性リング６７およびつめ車６８の内部に形成されている開口を貫通して延びている。駆動リング７２は、ポスト７０内に形成されているキー溝開口７４内に保持される第１のキー（不図示）を有する。駆動リング７２は、さらに、ハウジング５４内に形成されている開口７８内を通過する第２のキー７６を含む。ベルト４０が十分に早い速度で引き出される時には、慣性リング６７が移動してつめ車６８をロックリング６６に結合させる。ベルト４０がさらに引き出されると、スプール３８の回転のためにロックリング６６が回転し、それにより第１のロックつめ６０が移動してつめ車またはロック車４８の歯６６とロック係合する。明らかなように、上記のウェブベルト感知機構の代わりに、他のウェブベルト感知機構を使用することが可能である。
【００１２】
車両感知式の非常用ロッキング機構１６も従来通りの機構であり、仮想線で示してある慣性塊体を含む。この慣性塊体は、車両（およびリトラクタ１０）が予め決められた加速レベルを超えるレベルの（正または負の）加速を受けると、第２のロックまたはつめ（不図示）を、つめ車６８のつめ歯９０から外れている第１の位置から、つめ車６８上のつめ歯９０に係合している第２の位置に移動させる。第２のロックつめがその第１の位置にある時には、スプール２８は双方向に回転することが可能になり、それにより車両感知式の非常用ロッキング機構１６の解除モードが設定される。対照的に、第２のロックつめがその第２の位置に移動することによって、つめ車６８の回転が阻止され、それにより慣性リング６７の相対移動が引き起こされ、さらに、ロックリング６６がスプール３８に結合することによって、第１のロックつめ６０が歯６６に係合してリトラクタをロックし、それにより車両感知式の非常用ロッキング機構１６のロックモードが設定される。こうしたウェブベルトおよび車両感知ロッキング機構の一例が、欧州特許出願第０，２２８，７２９Ａ１号に開示されている。この車両感知機構の代わりに、他の車両感知機構を使用することが可能である。
【００１３】
自動ロッキング機構１８は、非ラッチ止め位置とラッチ止め位置との間のピボット運動のために、ロックリング６６から延びるピン８２（図２参照）の上に取り付けられている第３のロックつめ８０を含む形で示されている。第３のロックつめ８０は、ラッチ部分８４と加動部分８６とを含む。第１のねじりばねまたは付勢ばね８８は、通常は第３のロックつめ８０をその非ラッチ止め位置に向けて付勢するように、第３のロックつめ８０とロックリング６６との間で作用する。第３のロックつめ８０がその非ラッチ止め位置にある時には、ラッチ部分８４はつめ車またはロック車４８上の歯６２から外れている。後述するように、自動ロッキング機構１８は、第３のロックつめ８０をその非ラッチ止め位置からラッチ止め位置に移動させてリトラクタ１０を非常用ロッキングリトラクタ（ＥＬＲ）モードでの動作から自動ロッキングリトラクタ（ＡＬＲ）モードに切り換えるために、選択的に起動されることが可能なモード切換機構である。同様に、このモード切換機構は、第３のロックつめ８０をそのラッチ止め位置から非ラッチ止め位置に移動させてリトラクタ１０をそのＡＬＲモードからＥＬＲモードに切り換えることによって、選択的に作動解除されることが可能である。
【００１４】
リトラクタ１０をそのＥＬＲモードとＡＬＲモードとの間で切り換えるための手段を提供するために、自動ロッキング機構１８はカムアセンブリ９２（図１および図２〜図４参照）を含む。このカムアセンブリ９２は、ベルト４０の予め決められた長さがスプール２８から繰り出された後に、第１のねじりばね８８の付勢に抗して第３のロックつめ８０をその非ラッチ止め位置からラッチ止め位置に選択的に移動させる働きをする。これに加えて、カムアセンブリ９２は、ベルト４０の予め決められた長さがその後でスプール２８上に巻き戻された後に、第１のねじりばね８８が第３のロックつめ８０をそのラッチ止め位置から非ラッチ止め位置に移動させることを可能にする働きもする。図示した実施形態によれば、カムアセンブリ９２は、中央の開口９８及びアーチ形の空動きスロット１００を具備するカム車９６と、ハウジング５４から延びるポスト１０４の上に回転自在に支持されているカム従動子１０２とを含む。カム従動子１０２は、第１の脚部１０６と、ハウジング５４内に形成されている穴１１０を通って延びる第２の脚部１０８とを含む。第２のねじりばね１１２は、第１の脚部１０６を付勢してカム車９６の外周エッジの一部と連続的に係合させるように、ハウジング５４とカム従動子１０２との間で働く。特に、カム車９６の外周エッジはカム表面１１４を画定し、このカム表面１１４の輪郭は、カム従動子１０２の第２の脚部１０８が第３のロックつめ８０の加動部分８６に係合するか否かを制御する。
【００１５】
自動ロッキング機構１８は、さらに、ベルト４０の予め決められた長さがスプール２８から繰り出されたかまたはスプール２８上に引っ込められたかどうかに基づいてカムアセンブリ９２の駆動を制御するベルトカウンタまたはタイミングアセンブリ９４を含む。特に、タイミングアセンブリ９４は、スプール２８上に巻き付けられているベルト４０の長さに応じてカム従動子１０２の第１の脚部１０６とカム表面１１４との係合を制御する働きをするジェロータ（gerotor）タイプの減速機構を含む。タイミングアセンブリ９４は、駆動リング７２の第２のキー７６を回転不能な形で受ける中央キー溝開口（不図示）を具備する偏心リング１２０を含む。これに加えて、偏心軸支ピン１２２が偏心リング１２０から外方に延び、カム車９６の中央開口９８内に支持されるようになっている。タイミングアセンブリ９４は、さらに、ハウジング５４内に一体に形成されているリングギア１２４を含む。固定子リング１２６は、リングギア１２４の内側のギア歯１３０と噛み合っている外側のギア歯１２８を有する。固定子リング１２６は、さらに、偏心リング１２０が内部で回転自在に支持されている中央開口１３２を含む。駆動リング７２が偏心リング１２０に結合してスプール２８と共に回転するため、および、軸支ピン１２２がカム車９６の中央開口９８内に保持されているため、スプール２８の回転により、偏心リング１２０が偏心回転し、さらには、次々に、固定子リング１２６が低下した比率でかつスプール２８に対して反対方向にリングギア１２４の内周を偏心回転する。カバープレート１３４は、カムアセンブリ９２とタイミングアセンブリ９４とをハウジング５４内に閉じこめるように、ハウジング５４に取り付けられている。
【００１６】
次に、図２から図８を参照して、安全ベルトリトラクタ１０を利用可能な動作モードについて説明する。特に、図２は、自動ロッキング機構１８が非起動モードにあり、かつ、安全ベルト４０がスプール２８上に巻き付けられ元の位置または収容位置に完全に引っ込められている時の、カムアセンブリ９２及びタイミングアセンブリ９４に関連した構成要素の位置を示している。この非起動モードでは、リトラクタ１０は、ベルト４０の自由な引き出しと引き込みとを可能にするようにそのＥＬＲモードで動作する。図に示すように、第３のロックつめ８０は、非ラッチ止め位置に第１のねじりばね８８によって保持されており、一方、カム従動子１０２の第１の脚部１０６は、カム車９６のカム表面１１４に形成されている第１の移動止め１４０との係合位置に、第２のねじりばね１１２によって付勢されている。第１の移動止め１４０の深さは、カム従動子１０２の第２の脚部１０８を第３のロックつめ８０の加動部分８６から離れた位置にて維持するように選択されている。これに加えて、固定子リング１２６から延びるカムポスト１４２は、カム車９６の空動きスロット１００の第１の末端部１４４の付近においてこの空動きスロット１００内に位置している形で示されている。安全ベルト４０がその収容位置から引き出されるにつれて、スプール２８とつめ車４８とが反時計回り方向に回転し、それにより、固定子リング１２６が時計回り方向にかつ低下した割合で偏心回転するとともに、次々に、カムポスト１４２が空動きスロット１００内を移動してその第１の末端部１４４から離れる。
【００１７】
図３は、自動ロッキング機構１８が依然としてその非起動モードにあり、かつ、カム従動子１０２の第１の脚部１０６が第１の移動止め１４０との係合状態に維持されると同時に、カムポスト１４２をスロット１００の第２の末端部１４６の付近に位置させるようにベルト４０の長さが引き出される時の、カムアセンブリ９２及びタイミングアセンブリ９４の構成要素を示している。したがって、カムポスト１４２が図２に示される位置と図３に示される位置との間を移動するように、スプール２８を十分に回転させるための必要なベルト４０の長さは、その非起動モード内で自動ロッキング機構１８を維持するためにスプール２８から引き出すことが可能な最大の長さである。
【００１８】
リトラクタ１０をそのＡＬＲモードに切り換える必要がある場合には、カムポスト１４２が空動きスロット１００の第２の末端部１４６に係合して、カム車９６が図４に示した位置に時計回り方向に回転するのに十分なベルト４０の長さをリトラクタ１０から引き出すことによって、自動ロッキング機構１８をその起動モードに切り換える。こうしたカム車９６の回転により、カム従動子１０２の第１の脚部１０６が第１の移動止め１４０を出て、カム表面１１４内に形成されたロック移動止め１４８の中に入ることになる。カム従動子１０２の第１の脚部１０６が第２のねじりばね１１２によってロック移動止め１４８との係合状態に付勢されている時には、カム従動子１０２の第２の脚部１０８が第３のロックつめ８０の加動部分８６に係合し、その結果として第１のねじりばね８８の付勢に逆らって第３のロックつめ８０をその非ラッチ止め位置からラッチ止め位置に強制的に移動させ、それにより自動ロッキング機構１８をその非起動モードから起動モードに切り換える。さらに明確に述べると、上記の動作は、ロックリング６６をスプールに結合させ、それにより、上述したようにベルト引き出し方向にロックリング６６がスプールと共に回転することになる。ロックリング６６の動きが、ロックつめを動かしてロック車４８とロック係合させる。第２のねじりばね１１２の付勢力が第１のねじりばね８８の付勢力よりも大きいため、カム従動子１０２は第３のロックつめ８０をそのラッチ止め位置に保持する。上述したように、第３のロックつめ８０がそのラッチ止め位置に移動することにより、ラッチ部分８４をつめ車４８上の歯６２との係合状態に移動させてベルト４０がさらに繰り出されることを阻止し、これと同時に、その後のベルト４０の引き込みを可能にする。カムポスト１４２が図２に示される位置から図４に示される位置に移動するように、スプール２８を十分に回転させるための必要なベルト４０の長さは、自動ロッキング機構１８をその起動モードに切り換えるためにスプール２８から引き出されなければならない安全ベルト４０の予め決められた長さに規定する。上述したように、自動ロッキング機構１８がその起動モードにある時には、リトラクタ１０はそのＡＬＲモードで動作する。
【００１９】
リトラクタ１０をそのＥＬＲモードでの動作に戻す必要がある場合には、ベルト４０をその収容位置に完全に引っ込めることにより、自動ロッキング機構１８をその非起動モードに切り換える。このようにベルト４０を完全に引っ込めることにより、スプール２８及びつめ車４８の時計回りの回転と、これに対応する固定子リング１２６の反時計回りの回転とが生じる。固定子リング１２６のこの反時計回りの回転により、カムポスト１４２が空動きスロット１００内を移動して空動きスロット１００の第１の末端部１４４と係合し、それにより、図２に示した位置に向けてカム車９６が反時計回り方向に回転する。カム車９６のこの回転により、カム従動子１０２の第１の脚部１０６がロック移動止め１４８の外で第１の移動止め１４０と係合し、それにより、カム従動子１０２の第２の脚部１０８が第３のロックつめ８０の加動部分８６から外れた位置に移動する。したがって、第１のねじりばね８８は、第３のロックつめ８０をその非ラッチ止め位置に向けて付勢し、それにより自動ロッキング機構１８をその起動モードから非起動モードに切り換える。
【００２０】
本発明によれば、自動ロッキング機構１８は、さらに、エネルギー処理機構１２が指定可能な最大許容量のエネルギーを吸収した後で、ベルト４０がその収容位置から繰り出されることを阻止するためのロックアウトモードで動作することも可能である。ここで説明する実施形態では、自動ロッキング機構１８をそのロックアウトモードに切り換えることを目的として、エネルギー処理機構１２によって吸収されなければならない最大許容量のエネルギーを、ねじり棒４４のねじり降伏の最大許容量として規定している。したがって、予め決められたねじれ回数よりも多くねじり棒４４がねじれた場合には、ロック車４８に対するねじり棒４４のねじり降伏の結果として生じるスプール２８の余分な回転を、車両衝突事故の後にベルト４０がその収容位置に戻ることに応答して自動ロッキング機構１８をその非起動モードからロックアウトモードに切り換えるために利用する。特に、このロックアウトの特徴は、衝突後にベルト４０の余分な長さをスプール２８上に巻き付けることによって生じる固定子リング１２６の余分な回転（すなわち、過剰な動き）を利用して、カム従動子１０２の第１の脚部１０６がカム表面１１４のロックアウト部分と係合する位置へとカム車９６を回転させ、第３のロックつめ８０をそのラッチ止め位置に動かすことにある。
【００２１】
次に、図５から図８を参照して、ロックアウトの特徴をさらに詳細に説明する。特に、図５は、ベルト４０の長さがリトラクタ１０から引き出されて座席上の乗員の胴体上を横切る形でラッチ止めされており、かつ、自動ロッキング機構１８がその非起動モードで動作している時の、カムアセンブリ９２及びタイミングアセンブリ９４に関連した構成要素の位置を示している。車両衝突の発生時には、非常用ロッキング機構１４，１６の少なくとも一方が起動され、そのロックモードに切り換えられる。エネルギー処理機構１２がリトラクタ１０内に組み込まれているため、衝撃時に座席上の乗員によってベルト４０に対して及ぼされる荷重により、スプール２８とねじり棒４４の第１の端部部分４２とが、動かないようにラッチ止めされたつめ車またはロック車４８に対して相対的に反時計回り方向にねじれ降伏する（すなわち、ねじれる）。このねじれによって、制御された方法でベルト４０の余分な長さがリトラクタ１０から繰り出され、座席上の乗員に及ぼされる衝撃荷重の一部を吸収することが可能になる。衝突後のベルト４０の解除時には、ベルト４０の元の長さの引き込みに加えて余分な長さの引き込みにより、これに対応する量の固定子リング１２６の反時計回り方向の余分な回転が生じる。固定子リング１２６のこの過剰な動きにより、カムポスト１４２が空動きスロット１００の第１の末端部１４４と係合してカム車９６が反時計回り方向に強制的に回転し、それにより、カム従動子１０２の第１の脚部１０６が第１の移動止め１４０（図６参照）から出てカム表面１１４のドウェル部分１５０に噛み合うことになる。固定子リング１２６の過剰な動きの許容限界を規定する第２の移動止め１５２（図７参照）が、ドウェル部分１５０の反対側に形成されている。したがって、移動止め１４０と移動止め１５２との間のドウェル部分１５０の長さは、ねじり棒４４のねじれによって生じる固定子リング１２６の予め決められた量の過剰な動きに適合するように選択される。
【００２２】
特に図６を参照すると、この図には、対応する量のねじり棒４４のねじれによって生じたある固定子リング１２６の過剰な動きの結果、カム表面１１４のドウェル部分１５０に係合するカム従動子１０２の第１の脚部１０６が示されている。これを直接比較するために、図７には、対応するより多くの量のねじり棒４４のねじれによって生じたより多くの量の固定子リング１２６の過剰な動きの結果、第２の移動止め１５２に係合するカム従動子１０２の第１の脚部１０６が示されている。図７に示した過剰な動きは、単一の激しい事故の結果でもあり得るし、あるいは、その代わりに、ねじり棒４４の余分な降伏を生じさせた１つ以上の追加の事故が累積された図６に示した過剰な動きを生じさせた事故の結果でもあり得る。どちらの場合にも、ドウェル部分１５０の輪郭と第２の移動止め１５２とが第１の移動止め１４０と共に働いて、カム従動子１０２の第２の脚部１０８が第３のロックつめ８０の加動部分８６から外れている位置にカム従動子１０２を維持することで、第３のロックつめ８０をその非ラッチ止め位置に維持し、それにより、自動ロッキング機構１８をその非起動モードに保持する。リトラクタ１０の連続使用を可能にするためには、カム表面１１４上の第２の移動止め１５２の位置を、予め決められた回数のねじり棒４４のねじれによって生じる固定子リング１２６の過剰な動きの量に対応するように選択することが好ましい。
【００２３】
図８に示されているように、カム表面１１４は、第２の移動止め１５２の付近に形成されている細長いロックアウト移動止め１５６を含む。このロックアウト移動止め１５６の深さは、カム従動子１０２の第２の脚部１０８が第３のロックつめ８０の加動部分８６に係合して第３のロックつめ８０をそのラッチ止め位置に強制的にピボット運動させる位置にて、カム従動子１０２がピボット運動するように選択される。動作時には、衝突後にベルト４０がその収容位置に引っ込められ、かつ、エネルギー処理機構１２の降伏によってスプール２８の上に巻き付けられるベルト４０の余分な長さが、予め決められた回数を超えてねじり棒のねじれ回数に相当する時には、固定子リング１２６の過剰な動きにより、カムポスト１３２が空動きスロット１００の第１の端部１４４と係合してカム車９６を反時計回り方向に回転させ、それにより、カム従動子１０２の第１の脚部１０６がロックアウト移動止め１５６内に入ることになる。カム従動子１０２の第１の脚部１０６がこのようにロックアウト移動止め１５６と係合することによって、自動ロッキング機構１８がその非起動モードからロックアウトモードに切り換えられる。このロックアウトモードでは、自動ロッキング機構１８は、ベルト４０がその収容位置から引き出されることを阻止し、それにより、リトラクタ１０を無効化し、ウェブベルトが引き出されることを阻止し、リトラクタ１０の交換が必要であることを示す。この場合にも同様に、予め決められたねじり回数を超えてねじり棒４４をねじるために必要なエネルギーの合計は、単一の激しい事故または複数の比較的軽度の事故の合計の累積的結果とすることが可能である。したがって、リトラクタ１０によって吸収された累積エネルギーが予め決められたねじり回数を超えた後に、（このエネルギーをねじり棒４４のねじり回数を単位として測定した場合に）ベルト４０はその収容位置に引っ込められることが可能であるが、第３のロックつめ８０のラッチ部分８４がつめ車４８の歯６２と係合しているため、その後でベルト４０を引き出すことは不可能である。したがって、ロックアウトの特徴は、リトラクタ１０がさらに使用されることを不可能にして、リトラクタ１０の交換が必要であることを明確に示すことにある。最初に非起動モードで動作する自動ロッキング機構１８を示す図５から図８を参照してロックアウトの特徴について説明してきたが、このロックアウトの特徴は、自動ロッキング機構１８が最初にその起動モードで動作している時にも機能するということを理解されたい。
【００２４】
次に図９を参照すると、この図には、モード切換機構１８’の構成要素が、ロック移動止め１４８が取り除かれていることと、空動きスロット１００の円弧長さが増大していることとを除いて、自動ロッキング機構１８の構成要素と本質的に同様であることが示されている。モード切換機構１８は、例えば前部運転者側座席のような、ＡＬＲモードが不要な車両座席用途で使用するための安全ベルトリトラクタ１０内に装着されることが可能である。したがって、モード切換機構１８’は、エネルギー処理機構１２によって吸収された累積エネルギーが最大許容限界を超えた時に、リトラクタ１０をＥＬＲモードからロックアウトモードに切り換える働きをする。モード切換機構１８をそのＥＬＲモードからロックアウトモードに切り換えるために必要とされる事象のシーケンスの説明に関しては、図５から図８に関連して提示した上記の説明を参照することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による安全ベルトリトラクタの分解斜視図である。
【図２】 ＥＬＲモードとＡＬＲモードとの間で切り換えるように自動ロッキング機構を選択的に起動するための、安全ベルトリトラクタの様々な構成要素の位置を示す図である。
【図３】 ＥＬＲモードとＡＬＲモードとの間で切り換えるように自動ロッキング機構を選択的に起動するための、安全ベルトリトラクタの様々な構成要素の位置を示す図である。
【図４】 ＥＬＲモードとＡＬＲモードとの間で切り換えるように自動ロッキング機構を選択的に起動するための、安全ベルトリトラクタの様々な構成要素の位置を示す図である。
【図５】 ＥＬＲモードとＡＬＲモードとの間で切り換えるように自動ロッキング機構を選択的に起動するための、安全ベルトリトラクタの様々な構成要素の位置を示す図である。
【図６】 自動ロッキング機構をロックアウトモードに切り換えるための、安全ベルトリトラクタの様々な構成要素の位置を示す図である。
【図７】 自動ロッキング機構をロックアウトモードに切り換えるための、安全ベルトリトラクタの様々な構成要素の位置を示す図である。
【図８】 自動ロッキング機構をロックアウトモードに切り換えるための、安全ベルトリトラクタの様々な構成要素の位置を示す図である。
【図９】 ＥＬＲモードとロックアウトモードとの間でモード切換機構を切り換えるための非常用ロッキングリトラクタの構成要素の位置を示す説明図であり、図２と同様であるが一部が変更されている。

Claims (10)

1. スプール（２８）と、
   前記スプール（２８）上に巻き付けられているベルト（４０）と、
   つめ車（４８）と、
   通常は前記ベルト（４０）の繰り出しを可能にする解除モードで動作可能であり、かつ、予め決められた加速状態の発生に応答して前記ベルト（４０）の繰り出しを阻止するように前記つめ車（４８）の回転をロックするロックモードに自動的に切り換えられる非常用ロッキング機構（１４）と、
   前記つめ車（４８）を前記スプール（２８）に連結し、かつ、前記つめ車（４８）が回転しないようにロックされた時に前記ベルト（４０）に及ぼされる荷重に応答して降伏するエネルギー処理機構（４４）と、
   通常は前記非常用ロッキング機構（１４）の動作を可能にする非起動モードで動作可能であり、かつ、前記エネルギー処理機構（４４）上に前記ベルト（４０）によって及ぼされる荷重により、前記エネルギー処理機構（４４）が、指定可能な許容限界を超えて降伏した時に、前記スプール（２８）上に指定可能な量だけ前記ベルト（４０）が巻き付けられることに応答して、前記つめ車（４８）の回転をロックして前記ベルト（４０）の繰り出しを阻止するようにロックアウトモードに自動的に切り換えられるモード切換機構（１８’）とを有する安全ベルトリトラクタ。
2. 前記モード切換機構（１８’）は、
   前記つめ車（４８）上の歯（６２）との係合から外れている非ラッチ止め位置と前記つめ車（４８）上の歯（６２）に係合しているラッチ止め位置との間を移動可能なロックつめ（８０）と、
   前記非ラッチ止め位置に向けて前記ロックつめ（８０）を付勢する第１のばね（８８）と、
   カム表面（１１４）を備えるカム部材（９６）と、前記カム表面（１１４）に係合するように第２のばね（１１２）によって付勢されたカム従動子（１０２）とを含むカムアセンブリ（９２）であって、前記カム表面（１１４）は、前記ロックつめ（８０）から外れた位置に前記カム従動子（１０２）を位置させる第１の部分（１４０，１５０，１５２）と、前記カム従動子（１０２）を前記ロックつめ（８０）との係合位置に位置させ、前記ロックつめ（８０）をそのラッチ止め位置に移動させる第２の部分（１５６）とを具備する、カムアセンブリ（９２）と、
   前記エネルギー処理機構（４４）の降伏の量に比例して前記カム部材（９６）を移動させるように前記つめ車（４８）によって駆動されるタイミング部材（１２６）であって、前記エネルギー処理機構（４４）の降伏の量が最大の前記許容限界を超えた時に、前記ベルト（４０）が前記スプール（２８）上に完全な巻き付け位置に巻き付くことに応答した、前記タイミング部材（１２６）の移動により、前記カム部材（９６）は、前記カム従動子（１０２）を前記カム表面（１１４）の前記第１の部分（１４０，１５０，１５２）との係合から前記カム表面（１１４）の前記第２の部分（１５６）との係合に移行させるように移動させられる、タイミング部材（１２６）とを有する、請求項１に記載の安全ベルトリトラクタ。
3. 前記エネルギー処理機構（４４）の降伏により、前記スプール（２８）が前記つめ車（４８）に対してベルト巻出方向に回転するのに起因して、余分な長さの前記ベルト（４０）の、制限された繰り出しが生じ、かつ、前記ベルト（４０）の前記余分な長さが予め決められた長さを超えた時に、続いて、前記スプール（２８）が、前記スプール（２８）上への前記ベルト（４０）の完全な巻き付けに応答してベルト巻き付け方向に回転することにより、前記タイミング部材（１２６）が、前記カム従動子（１０２）を前記カム表面（１１４）の前記第２の部分（１５６）と係合させるように前記カム部材（９６）を動かし、それにより、前記ロックつめ（８０）がそのラッチ止め位置に移動さ せられ、前記つめ車（４８）と前記スプール（２８）とが前記ベルト巻出方向に回転することを阻止して前記ベルト（４０）の繰り出しを阻止する、請求項２に記載の安全ベルトリトラクタ。
4. 前記カム部材（９６）は、回転するように支持され、前記タイミング部材（１２６）は、前記つめ車（４８）によって回転自在に駆動されて、前記カム部材（９６）上に形成された第２のカム表面（１４４）に係合し、それによって、前記エネルギー処理機構（４４）の降伏により、前記スプール（２８）が前記つめ車（４８）に対してねじれる結果として、前記スプール（２８）上への前記ベルト（４０）の完全な巻き戻しにより、前記タイミング部材（１２６）が前記第２のカム表面（１４４）に係合して前記カム部材（９６）を回転させる、請求項２に記載の安全ベルトリトラクタ。
5. スプール（２８）と、
   前記スプール（２８）上に巻き付けられているベルト（４０）と、
   つめ車（４８）と、
   前記スプール（２８）に固定されている第１の端部（４６）と前記つめ車（４８）に固定されている第２の端部（５０）とを具備するねじり棒（４４）と、
   高加速状態に応答して起動され、前記つめ車（４８）をベルト繰り出し方向に回転しないように、解除可能にロックする非常用ロッキング機構（１４）であって、前記つめ車（４８）のこうしたロッキングにより、前記ねじり棒（４４）が、前記スプール（２８）上に前記ベルト（４０）によって及ぼされる荷重の関数としてねじれ、これに対応して前記スプール（２８）が前記つめ車（４８）に対してベルト繰り出し方向に回転させられることができるようにする、非常用ロッキング機構（１４）と、
   前記つめ車（４８）から外れている非ラッチ止め位置と前記つめ車（４８）と係合して、前記ベルト繰り出し方向への前記つめ車（４８）の回転を阻止するラッチ止め位置との間を移動することが可能なロックつめ（８０）と、
   前記ロックつめ（８０）をその非ラッチ止め位置に向けて付勢するばね（８８）と、
   前記ベルト（４０）が前記スプール（２８）上にその完全引き込み位置に巻き付けられた時に、前記スプール（２８）がベルト巻き戻し方向に回転する量を判定するように動作可能なモード切換機構（１８’）であって、さらに、前記ねじり棒（４４）のねじれによって生じる、前記スプールの余分な回転の量が最大許容限界を超えた時に、前記ロックつめ（８０）をその非ラッチ止め位置からラッチ止め位置に移動させるように動作可能である、モード切換機構（１８’）とを有する安全ベルトリトラクタ。
6. 前記モード切換機構（１８’）は、
   カム表面（１１４）を備えるカム部材（９６）と、前記カム表面（１１４）に係合するように第２のばね（１１２）によって付勢されたカム従動子（１０２）とを含むカムアセンブリ（９２）であって、前記カム表面（１１４）は、前記ロックつめ（８０）から外れた位置に前記カム従動子（１０２）を位置させる第１の部分（１４０，１５０，１５２）と、前記カム従動子（１０２）を前記ロックつめ（８０）との係合位置に位置させ、前記ロックつめ（８０）をそのラッチ止め位置に移動させる第２の部分（１５６）とを具備する、カムアセンブリ（９２）と、
   前記ねじり棒（４４）の降伏の量に比例して前記カム部材（９６）を移動させるように前記つめ車（４８）によって駆動されるタイミング部材（１２６）であって、前記ねじり棒（４４）の降伏の量が最大許容限界を超えた時に、前記ベルト（４０）が前記スプール（２８）上に完全な巻き付け位置に巻き付くことに応答した、前記タイミング部材（１２６）の移動により前記カム部材（９６）が移動させられ、この移動が、前記カム従動子（１０２）を前記カム表面（１１４）の前記第１の部分（１４０，１５０，１５２）との係合から前記カム表面（１１４）の前記第２の部分（１５６）との係合に移行させる、タイミング部材（１２６）とを有する請求項５に記載の安全ベルトリトラクタ。
7. 前記ねじり棒（４４）の降伏により、前記スプール（２８）が前記つめ車（４８）に対して前記ベルト繰り出し方向に回転することにより、余分な長さの前記ベルト（４０）の、制限された繰り出しが生じ、かつ、前記ベルト（４０）の前記余分な長さが予め決められた長さを超えた時に、続いて、前記スプール（２８）が、前記スプール（２８）上への前記ベルト（４０）の完全な巻き付けに応答して前記ベルト巻き戻し方向に回転することにより、前記タイミング部材（１２６）が、前記カム従動子（１０２）を前記カム表面（１１４）の前記第２の部分（１５６）と係合させるように前記カム部材（９６）を動かし、それにより、前記ロックつめ（８０）がそのラッチ止め位置に移動し、前記つめ車（４８）と前記スプール（２８）とが前記ベルト繰り出し方向に回転することを阻止して前記ベルト（４０）の繰り出しを阻止する、請求項６に記載の安全ベルトリトラクタ。
8. 前記カム部材（９６）は、回転するように支持され、前記タイミング部材（１２６）は、前記つめ車（４８）によって回転自在に駆動され、かつ、前記カム部材（９６）上に形成された第２のカム表面（１４４）に係合し、それによって、前記ねじり棒（４４）の降伏により、前記スプール（２８）が前記つめ車（４８）に対して回転する結果として、前記スプール（２８）上への前記ベルト（４０）の完全な巻き戻しにより、前記タイミング部材（１２６）が前記第２のカム表面（１４４）に係合して前記カム部材（９６）を回転させる、請求項６に記載の安全ベルトリトラクタ。
9. スプール（２８）と、
   前記スプール（２８）上に巻き付けられているベルト（４０）と、
   つめ車（４８）と、
   前記つめ車（４８）を前記スプール（２８）に連結し、かつ、前記つめ車（４８）が回転しないようにロックされた時に前記ベルト（４０）に及ぼされる荷重に応答して降伏するエネルギー処理機構（４４）と、
   通常は前記ベルト（４０）の繰り出しを可能にする解除モードで動作可能であり、かつ、予め決められた加速状態の発生に応答して前記ベルト（４０）の繰り出しを阻止するように前記つめ車（４８）の回転をロックするロックモードに自動的に切り換えられる非常用ロッキング機構（１４）と、
   通常は前記非常用ロッキング機構（１４）の動作を可能にする非起動モードで動作可能であり、かつ、前記スプール（２８）から予め決められた長さの前記ベルト（４０）が繰り出されるのに応答して、前記ベルト（４０）の繰り出しを阻止するように前記つめ車（４８）の回転をロックする起動モードに選択的に切り換えることが可能なモード切換機構（１８）であって、続いて、前記予め決められた長さの前記ベルト（４０）が、前記スプール（２８）上に巻き付けられるのに応答して、前記つめ車（４８）をその起動モードから解除する非起動モードに切り換えられ、かつ、前記エネルギー処理機構（４４）上に前記ベルト（４０）によって及ぼされる荷重により、前記エネルギー処理機構（４４）が最大許容限界を超えて降伏した時に、衝突事故の後に前記ベルト（４０）が前記スプール（２８）上に完全に巻き付けられることに応答して、前記ベルト（４０）の繰り出しを阻止するように前記つめ車（４８）の回転をロックするためにロックアウトモードに自動的に切り換えられる、モード切換機構（１８）とを有する安全ベルトリトラクタ。
10. 前記モード切換機構（１８）は、
    前記つめ車（４８）との係合から外れている非ラッチ止め位置と前記つめ車（４８）に係合しているラッチ止め位置との間を移動可能なロックつめ（８０）と、
    前記非ラッチ止め位置に向けて前記ロックつめ（８０）を付勢する第１のばね（８８）と、
    第１のカム表面（１５０）および第２のカム表面（１５６）を備えるカム部材（９６）と、前記カム表面（１５０，１５６）の一方に係合するように第２のばね（１１２）によって付勢されたカム従動子（１０２）とを含むカムアセンブリ（９２）であって、前記第１のカム表面（１５０）は、前記ロックつめ（８０）から外れた位置に前記カム従動子（１０２）を位置させ、前記第２のカム表面（１５６）は、前記カム従動子（１０２）を前記ロックつめ（８０）との係合位置に位置させ、前記ロックつめ（８０）をそのラッチ止め位置に移動させる、カムアセンブリ（９２）と、
    前記エネルギー処理機構（４４）の降伏の量に比例して前記カム部材（９６）を移動させるように前記つめ車（４８）によって駆動されるタイミング部材（１２６）であって、それによって、前記エネルギー処理機構（４４）の降伏の量が前記最大許容限界を超えた時に、前記ベルト（４０）が前記スプール（２８）上に完全な巻き付け位置に巻き付くことに応答した、前記タイミング部材（１２６）の移動により、前記カム部材（９６）が移動させられ、この移動が、前記カム従動子（１０２）を前記第１のカム表面（１５０）との係合から前記第２のカム表面（１５６）との係合に移行させる、タイミング部材（１２６）とを有する請求項９に記載の安全ベルトリトラクタ。

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