JP4278818B2 - Webbing retractor and vehicle - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両急減速時にウェビングを乗員拘束方向へ緊張させるウェビング巻取装置に係り、特にウェビングの引出しを阻止するときに、ウェビングの引出しを許容してエネルギを吸収することができるウェビング巻取装置に関する。
【0002】
また、本発明は、このウェビング巻取装置を備えた車両に関する。
【0003】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ウェビング巻取装置では、スプール(巻取軸)のウェビング引出方向の回転が車両急減速時にロックされて、ウェビングの引き出しが阻止される。このロック機構としては、スプールの一端側の装置フレーム近傍にロック手段が配置されており、車両急減速時にはこのロック手段が作動されることで、スプールのウェビング引出方向の回転が阻止される構成である。
【0004】
また、このようなウェビング巻取装置において、ウェビングの引き出しを阻止する際に、ウェビングの引き出しを所定量許容して、エネルギーの吸収を図ることが行われている。このエネルギー吸収機構としては、例えばスプールとこれと同軸的にトーションバーを配置した構成のものがある。一般的にトーションバーは、一端部をスプールに、他端部をロック手段に接続されたロックベースに、それぞれ相対回転しないように連結されている。通常は、スプールとロックベースとはトーションバーを介して一体に回転するが、車両急減速時にロックベースのウェビング引出方向の回転が阻止された状態では、スプールが、ウェビング引張力により、ロックベースに対してウェビング引出方向へ回転する。このとき、トーションバーが捩じられてエネルギが吸収され、スプールの所定量の回転が許容される構成である。このような吸収エネルギは、ウェビングに付加される荷重(フォースリミッタ荷重)とウェビング引出量(スプール回転量)の積で決まるものであり、ウェビング巻取装置では、フォースリミッタ荷重及びスプールの許容回転量(トーションバーの捩り限界)が与えられている。
【0005】
しかしながら、このような従来のウェビング巻取装置では、エネルギ吸収時のフォースリミッタ荷重はトーションバーの材料物性値及び寸法形状に支配され、例えば、乗員の体重、体格及び衝突時の車両速度等をパラメータとする衝突エネルギ等の乗員の慣性エネルギに拘わらず一定の値しか採ることができなかった。また、エネルギ吸収の開始から終了までの間においても一定の値しか与えることができなかった。すなわち、従来のウェビング巻取装置では、車両急減速前及びエネルギ吸収過程の何れにおいても、異なるフォースリミッタ荷重を選択することができなかった。
【0006】
ところで、エネルギ吸収過程においてスプールが所定量回転した後にフォースリミッタ荷重を低減させる(小さなフォースリミッタ荷重を選択する)ことができれば、車両急減速の初期には大きなフォースリミッタ荷重を作用させてスプール回転量(ウェビング引出量)当りのエネルギ吸収量を大きくすることにより、ウェビング引出量(乗員の移動量)を抑えることができる。一方、所定のエネルギ吸収後は、フォースリミッタ荷重を低減させることにより、乗員に作用する負荷(荷重)を低減することができる。
【0007】
特に、エアバッグ装置を備えた車両においては、エアバッグと乗員との接触直前にフォースリミッタ荷重を低減することによって乗員に作用する総荷重を減じることが可能で乗員の傷害をさらに軽減することができる。
【0008】
そこで、乗員の慣性エネルギに応じて異なるフォースリミッタ荷重を選択できるウェビング巻取装置が考えられているが、このような従来のウェビング巻取装置では、フォースリミッタ荷重を変更可能とするために例えば、トーションバーを複数本備えエネルギを吸収するトーションバー若しくはその組合せを変更する、または、異径のトーションバーを同軸的に組合せてそのエネルギ吸収位置を変更する、構成であるため、構造が複雑であった。
【0009】
本発明は係る事実を考慮し、構造が簡単で、かつ異なるフォースリミッタ荷重を選択できるウェビング巻取り装置を得ることが第1の目的である。
【0010】
また、本発明は、上記のウェビング巻取装置及びエアバッグ装置を備え、乗員に作用する荷重を減じることができる車両を得ることが第2の目的である。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記第1の課題を解決するために、請求項1の発明に係るウェビング巻取装置は、ウェビングが巻取り引出しされる筒状のスプールと、前記スプールの一端側に前記スプールと同軸的でかつ相対回転可能に設けられたロックベースと、前記ロックベースに接続して設けられ、所定の加速度が検知された際にフレームに係合して前記ロックベースのウェビング引出方向回転を阻止するロック手段と、前記スプール内に前記スプールと同軸的に設けられ、一端が前記スプールに連結されると共に他端が前記ロックベースに連結され、通常は前記スプールと前記ロックベースとを一体に回転させ、前記ロック手段による前記ロックベースのウェビング引出方向回転阻止状態ではウェビング引張力により捩じれながら前記スプールを前記ロックベースに対してウェビング引出方向へ相対回転させるトーションバーと、前記スプールに係合可能に設けられたピストンと、前記フレームに固定され前記ピストンが挿入されたシリンダと、前記シリンダに連通され前記シリンダ内にガスを供給可能なガス供給手段と、を有し、車両急減速時には前記ガス供給装置が作動され、前記ピストンが前記シリンダ内でスライド移動することにより前記スプールを強制的に回転させて前記ウェビングを乗員拘束方向へ緊張させるプリテンショナ機構と、前記シリンダに供給されたガスを排出可能なガス排出手段と、を備えたウェビング巻取装置において、前記ガス排出手段を、前記シリンダに設けた孔と、前記孔を閉塞可能なカバー部材と、前記カバー部材と係合可能に配置され、前記カバー部材を移動させることにより前記孔を開閉可能な駆動手段と、で構成したことを特徴としている。
【0012】
請求項1に記載のウェビング巻取装置では、スプールとロックベースとはトーションバーを介して連結されており、通常はこれらが一体に回転する。また、プリテンショナ機構では、通常は、ピストンとスプールとは非係合状態とされ、ピストンがスプールの回転の障害となることがない。このため、通常は、ウェビングの巻取り引出しが自由とされる。
【0013】
車両が急減速状態に至ると、プリテンショナ機構のガス供給装置が作動され、シリンダ内にガスが供給される。このガスの圧力により、ピストンがスプールと係合しながらスライド移動することによりスプールが強制的にウェビング巻取方向へ回転され、ウェビングの緩みが除去されて乗員に緊密に装着される(プリテンショナ機構の作動が終了する)。
【0014】
プリテンショナ機構作動後、乗員の慣性エネルギによるウェビング引張力が作用すると、所定量のウェビング引出しが許容するエネルギ吸収段階に移行する。
【0015】
このとき、既に車両急減速時の所定の加速度(減速度)が検知されているため、ロック手段が作動しフレームに係合し、ロックベースのウェビング引出方向の回転が阻止されている。
【0016】
ここで、例えば、車両衝突時等の車両急減速時に、乗員の体重、急減速直前の車両速度、加速度(減速度)等を検知して乗員の慣性エネルギに応じてフォースリミッタ荷重を変更する構成においては、乗員の慣性エネルギが小さい場合は、プリテンショナ機構作動直後にガス排出手段が作動され、シリンダ内のガスが排出される。
【0017】
このとき、乗員の慣性移動に伴うウェビング引張力がスプールを介してトーションバーにウェビング引出し方向の回転力として作用する。ここで、スプールがウェビング引出方向へ回転されるとピストンが初期位置復帰方向へ移動されるが、シリンダ内のガスが排出されているため、ピストンの移動に伴う抵抗力は発生しない。
【0018】
このため、トーションバーが捩れ、ウェビング(乗員)に作用する荷重を一定に保ちながら(トーションバーの捩れ荷重のみが一定のフォースリミッタ荷重として作用しながら)スプールがロックベースに対してウェビング引出方向へ回転されてウェビングが引出され、エネルギ吸収が果たされる。
【0019】
一方、乗員の慣性エネルギが大きい場合は、プリテンショナ機構作動直後にガス排出手段は作動されない。このため、ガスの圧縮荷重またはガス漏洩の圧力損失による荷重(シリンダ内外の圧力差とピストン断面積との積で与えられる荷重)がピストンの初期位置復帰方向への移動に伴って発生する。
【0020】
このとき、ウェビング引張力が作用すると、前述のトーションバーの捩り荷重に加えてガスの圧縮荷重またはガス漏洩の圧力損失による荷重がフォースリミッタ荷重としてウェビング(乗員)に作用する。すなわち、トーションバーの捩り荷重のみによって得られるフォースリミッタ荷重よりも大きなフォースリミッタ荷重が得られ、ウェビング引出速度(スプール回転速度)を低く抑えて適切なエネルギ吸収が果たされる。
【0021】
したがって、ガス排出手段の作動の有無によって異なるフォースリミッタ荷重を選択することができる。
【0022】
また、エネルギ吸収過程においてスプールが所定量回転した後にスプールとピストンとの係合が解除される構成とすると(例えば、ピストンがスプールと係合して移動する長さをウェビングの許容引出量に対応する長さより短く設定しておけば)、上述の乗員の慣性エネルギが大きくガス排出手段が作動されない場合に、エネルギ吸収過程においてフォースリミッタ荷重を減少することができる。すなわち、スプールが所定量回転するまでの間は上述の大きなフォースリミッタ荷重が作用し、第1次のエネルギ吸収が果たされる。一方、スプールが所定量回転されると、スプールとピストンとの係合が解除されるため、ウェビング引張力はトーションバーの回転力としてのみ作用し、ガスの圧縮荷重またはガス漏洩の圧力損失による荷重の分だけフォースリミッタ荷重が減少する。このとき、トーションバーの捩り荷重のみがフォースリミッタ荷重として作用しながら第2次のエネルギ吸収が果たされる。
【0023】
さらに、必要に応じて、第1次のエネルギ吸収の過程においてガス排出手段を作動させることにより、任意の時期にフォースリミッタ荷重を減少させ、第2次のエネルギ吸収過程に移行することができる。
【0024】
このように、請求項1に係る発明のウェビング巻取装置では、構造が簡単で、かつ異なるフォースリミッタ荷重を選択することができる。
【0026】
また、請求項1記載のウェビング巻取装置では、プリテンショナ機構作動時にカバー部材がシリンダに設けられた孔を閉塞することにより、ピストンがガス圧力により正常にスライド移動される。一方、必要に応じてシリンダ内のガスを排出する場合は、駆動手段がカバー部材を移動させることによりシリンダに設けられた孔が開放される。これにより、シリンダ内のガスが確実に排出され、小さなフォースリミッタ荷重が選択される。
【0027】
このように、請求項1に記載のウェビング巻取装置では、構造が一層簡単で、かつ異なるフォースリミッタ荷重を確実に選択することができる。
【0028】
また、請求項2の発明に係るウェビング巻取装置は、請求項1記載のウェビング巻取装置において、前記孔を前記シリンダの胴に設け、前記カバー部材を、前記孔に対応する孔が形成され、前記シリンダ外周部に配置され、前記シリンダに対して相対回転可能なリング部材としたことを特徴としている。
【0029】
請求項2記載のウェビング巻取装置では、プリテンショナ機構作動時にリング部材がシリンダの胴に設けられた孔を閉塞することにより、ピストンがガス圧力により正常にスライド移動される。一方、必要に応じてシリンダ内のガスを排出する場合は、駆動手段がリング部材をシリンダ外周部で回転させる。これにより、リング部材に設けられた孔の位置がシリンダに設けられた孔の位置と一致されるとシリンダに設けられた孔が開放され、シリンダ内のガスが確実に排出されて小さなフォースリミッタ荷重が選択される。
【0030】
このように、請求項2に記載のウェビング巻取装置では、構造がより一層簡単で、かつ異なるフォースリミッタ荷重を一層確実に選択することができる。
【0031】
さらに、請求項3の発明に係るウェビング巻取装置は、請求項1又は請求項2記載のウェビング巻取装置において、前記シリンダ内のガスを排出可能な小孔を設けたことを特徴としている。
【0032】
請求項3記載のウェビング巻取装置では、プリテンショナ機構作動後のエネルギ吸収時においてガス排出手段を作動させない場合に、ウェビング引張力がスプールを介してピストンの移動力として作用すると、シリンダ内に残留するガスを小孔から確実に排出しながら(ガス圧力を小孔から逃がしながら)ピストンが初期位置復帰方向へ移動される。これにより、不安定な挙動を示すガスの圧縮に伴う荷重の影響を受けず、ガス排出に伴う圧力損失による安定した荷重(シリンダ内外の圧力差とピストン断面積との積で与えられる荷重)のみがフォースリミッタ荷重として作用する。
【0033】
このように、請求項3に記載のウェビング巻取装置では、構造がより一層簡単で、かつ異なるフォースリミッタ荷重をより一層確実に選択することができる。
【0034】
上記第2の課題を解決するために、請求項4の発明に係る車両は、請求項1〜請求項3の何れか1項記載のウェビング巻取装置を備え、かつエアバッグ装置を備えた車両であって、エアバッグと乗員との接触直前に前記ガス排出手段が作動されることを特徴としている。
【0035】
請求項4記載の車両では、エアバッグと乗員との接触直前に、前記ガス排出手段が作動されることによりフォースリミッタ荷重が減少するため、エアバッグと乗員との接触前においては、大きなフォースリミッタ荷重を付加して時間当りのエネルギ吸収量を大きくしてウェビング引出量(乗員の移動量)を抑えることができる。一方、エアバッグと乗員との接触後は、より小さいフォースリミッタ荷重を付加して外部から人体に作用する力を軽減することにより、乗員の傷害をさらに軽減することができる。
【0036】
このように、請求項4記載の車両は、上記のウェビング巻取装置及びエアバッグ装置を備え、乗員に作用する荷重を減じることができる。
【0037】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図1から図3に基づいて説明する。
【0038】
図1には、本実施の形態に係るウェビング巻取装置10の全体構成が示されている。
【0039】
ウェビング巻取装置10は、フレーム12を備えている。フレーム12は、対向する一対の脚片12A、脚片12Bと各脚片を連結する背片12Cとを有し、略コ字型に形成されている。背片12Cは下方に延出されており、その下端部が車体にボルト止めされて固定されている。
【0040】
フレーム12の対向する脚片12A、12Bの間には、軸方向が脚片12A、12Bの対向方向とされた筒状のスプール14が設けられている。このスプール14にはウェビング26の一端が係止され、スプール14の回転により、ウェビング26がスプール14に対して巻取り引出し自在となる。
【0041】
スプール14の筒内には、脚片12A側の端部にロックベース16が配置されている。ロックベース16は、フレーム12の脚片12Aの開口部にスプール14と同軸的でかつ回転自在に支持されている。ロックベース16にはロック手段を構成するロックプレート24が接続され、図示しない加速度センサが所定の加速度(減速度)を検知した場合にロックプレート24がフレーム12に噛込むことによりロックベース16の回転を阻止する構成となっている。
【0042】
また、ロックベース16には、スプール14の筒内軸心部分に配置されたトーションバー20の六角部が挿入されており、ロックベース16が常にトーションバー20の一端側六角部と一体に回転するように構成されている。
【0043】
一方、スプール14筒内の脚片12B側端部には、スリーブ18が配置されている。スリーブ18は、スプライン状の歯20が嵌合することでスプール14と一体に連結されると共に、脚片12Bの開口部にスプール14と同軸的でかつ回転自在に支持されている。スリーブ18の先端部は脚片から外方へ突出しており、さらに、その突出部端にはぜんまいばね(図示省略)が設けられている。これにより、スリーブ18は常にウェビング34を巻取る方向に回転付勢されている。
【0044】
さらに、このスリーブ18は、前述したトーションバー20の他端六角部が挿入されることにより、ロックベース16と連結されている。これにより、通常は、スプール14、スリーブ18、トーションバー20、及びロックベース16は一体に回転するよう構成されている。
【0045】
また、ウェビング巻取装置10は、プリテンショナ機構30を備えており、プリテンショナ機構30はピニオン32を備えている。ピニオン32は、スリーブ18のスプール14外側端に連結されており、スリーブ18を介してスプール14と常に一体となって回転するようになっている。このため、ピニオン18が回転することによりスプール14が回転し、ウェビング26の巻取りまたは巻き戻しができる構成となっている。
【0046】
また、脚片12Bにはシリンダ34が固定されている。シリンダ34は円筒状に形成されており、上端がピニオン32の近傍で開口している。このシリンダ34内には、ピストン38が設けられている。ピストン38の底部は円盤状に形成されており、シリンダ34内をスライド移動可能とされている。ピストン38の底部にはシール保持部42が連結されており、シール保持部42の外周にはシリンダ34の内壁との間をシールするためのOリング44が嵌合されている。
【0047】
一方、シリンダ34の底部には、凹部36が一体に形成されている。この凹部36はシリンダ内径より小径とされ、シリンダ34と凹部36とは段付きとされている。この段部にOリング44が係合することにより、ピストン38が底付きしない構成となっている。また、Oリング44がこの段部に係合する位置がピストン38の初期位置とされている。
【0048】
また、シリンダ34にはガス供給装置46が接続され、また、ガス供給装置46には制御手段48が接続されている。これにより、車両急減速時には、制御手段48がガス供給装置46を作動させ、供給されるガス圧力によりピストン38が図2(A)の矢印Aの方向へ移動される構成となっている。
【0049】
さらに、図2に示される如く、シリンダ34には、その胴を貫通して孔34Aが設けられている。また、シリンダ34の外周部にはリング50が設けられている。リング50は、孔34Aに対応する孔50Aを有し、シリンダ34に対して相対回転可能に設置されている。さらに、リング50には駆動手段52が接続されている。駆動手段52は、リング50をシリンダ34廻りに回転駆動できるようになっている。これにより、通常は、孔34Aはリング50によって閉塞されており、駆動手段作動時には、孔34Aと孔50Aの位置を合わせることによりシリンダ内のガスを排出可能な構成となっている。
【0050】
なお、駆動手段は、ソレノイドまたはガスジェネレータ等を有する直線運動をするアクチュエータであっても、回転運動をするモータ等であっても良い。
【0051】
一方、ピストン38の先端部にはラック40が一体に設けられている。このラック40は前述したピニオン32に対応しており、通常はピニオン32から所定の隙間を有して位置している(非係合状態とされている)。これにより、ラック40がピストン38と共にシリンダ34内をピストン38の先端方向(図1の上方向)へスライド移動すると、ラック40がピニオン32に噛み合ってピニオン32をウエビング26巻取方向へ回転させるようになっている。
【0052】
また、ピストン38の底部には、小孔38Aが設けられている。この小孔38Aは、シリンダ34の内外を連通しており、ピストン38の移動時にシリンダ内のガスを排出する構成となっている。なお、孔38Aの寸法は、プリテンショナ機構30の作動時にピストン38が正常に移動することを妨げないように決められている。
【0053】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【0054】
上記構成のウェビング巻取装置10では、スプール14とロックベース16とはトーションバー20によって連結されているので、通常は、これらが一体に回転する。また、ピストン38に設けられたラック40はピニオン32と非係合状態とされ、ラック40がスプール14の回転の障害となることがない。このため、通常は、ウェビング26の巻取り引出しが自由とされる。
【0055】
車両が急減速状態に至ると、まず、プリテンショナ機構30が作動する。すなわち、ガス供給装置46が作動することによりシリンダ34内に供給されたガスの圧力によってピストン38がその先端方向へスライド移動され、ラック40がピニオン32に噛み合いながら移動することでピニオン32がウェビング巻取方向へ回転される。これによって、スプール14が強制的にウエビング巻取方向へ回転され、ウエビング26の緩みが除去されて乗員に緊密に装着される。
【0056】
プリテンショナ機構30の作動後、ウェビング26の所定量の引出を許容するエネルギ吸収段階に移行する。
【0057】
ここで、図示しない制御手段によって予めまたは車両急減速直前に異なるフォースリミッタ荷重が選択される。この選択は、例えば、乗員の体格及び衝突形態に基づく乗員の慣性エネルギに応じて行われるため、乗員の慣性エネルギの大小の別に作用を説明する。
【0058】
なお、この時点では、プリテンショナ機構30の作動時に既に車両急減速時の所定の加速度(減速度)が検知されているため、ロック手段の作動によりロックプレート24がフレーム12に係合し、ロックベース16のウェビング引出方向の回転が阻止されている。
(乗員の慣性エネルギが小さい場合)
例えば、乗員の体重が小さい場合または急減速直前の車両速度が低い場合は、乗員の慣性エネルギが小さい。
【0059】
この場合、プリテンショナ機構30の作動終了直後に駆動手段52によってリング50が回転され、孔50Aの位置が孔34Aの位置と一致される(図3(B)参照)ことにより、シリンダ34内のガスが排出される。
【0060】
このとき、乗員の慣性移動に伴うウェビング引張力は、スプール14を介してトーションバー22にウェビング引出し方向の回転力として作用する。一方、スプール14がウェビング引出方向へ回転されるとピニオン32を介してピストン38が初期位置復帰方向へ移動されるが、シリンダ34内のガスが排出されているため、ピストン38の移動に伴う抵抗力は発生しない。
【0061】
これにより、トーションバー22が捩れ、図4に破線で示される如く、ウェビング26(乗員)に作用する荷重を一定に保ちながら(トーションバー22の捩れ荷重のみが一定のフォースリミッタ荷重として作用しながら)スプール14がロックベース16に対してウェビング引出方向へ回転されてウェビング26が引出され、エネルギ吸収が果たされる。
(乗員の慣性エネルギが大きい場合)
一方、例えば、乗員の体重が大きい場合または急減速直前の車両速度が高い場合は、乗員の慣性エネルギが大きい。この場合、プリテンショナ機構30の作動直後にはガス排出手段は作動されず、孔34Aは、リング50によって閉塞された状態が保持される(図3(A)参照)。
【0062】
このため、シリンダ34内にガスが残留し、ウェビング引張力が作用しスプール14を介してピニオン32が逆回転されると(図4に示すスプール回転量Cに達した後)、シリンダ34内に残留するガスの圧力をピストン38に設けられた小孔38Aから確実に逃がしながらピストン38が初期位置まで移動される。これにより、ピストン38が初期位置まで移動される間において、ガス排出に伴う圧力損失による安定した荷重(シリンダ34の内外の圧力差とピストン38の断面積との積で与えられる荷重)がフォースリミッタ荷重として作用する。
【0063】
したがって、ウェビング引張力が作用すると、前述のトーションバー22の捩り荷重に加えてガス排出に伴う圧力損失による荷重がフォースリミッタ荷重としてウェビング(乗員)に作用する。すなわち、トーションバー22の捩り荷重のみによって得られるフォースリミッタ荷重(図4のF1)よりも大きなフォースリミッタ荷重(図4のF2)が得られ、ウェビング引出速度(スプール回転速度)を低く抑えて第1次のエネルギ吸収が果たされる(図4に示す領域A)。
【0064】
また、スプール14がさらに回転(図4に示すスプール回転量D)されピストン38が初期位置まで移動されると、ピニオン38とラック40との係合が解かれるため、ウェビング引張力はトーションバー22の回転力としてのみ作用する。このため、図4に実線で示される如く、ガス排出に伴う圧力損失による荷重の分だけフォースリミッタ荷重が減少する。したがって、トーションバー22の捩り荷重のみがフォースリミッタ荷重(図4のF1)として作用しながら第2次のエネルギ吸収が果たされる(図4に示す領域B)。
【0065】
なお、エネルギ吸収時に許容するウェビング引出量の方がプリテンショナ機構30によるウェビング巻取り量より大きくされているため、図4に実線で示されるフォースリミッタ荷重特性が得られる。
【0066】
また、必要に応じて、第1次のエネルギ吸収の過程において駆動手段52によってリング50を回転させ、孔50Aの位置を孔34Aの位置と一致させることにより、任意の時期(例えば、図4に示すスプール回転量Xとなる時期)に図4に一点鎖線で示される如くフォースリミッタ荷重を減少させ、第2次のエネルギ吸収過程に移行することができる。
【0067】
なお、本実施の形態に係るウェビング巻取装置10では、ピストン38に小孔38Aを設けた構成としたが、小孔をシリンダに設けた構成としても良い。また、孔34Aの一部を開放することにより、ガス排出に伴う圧力損失による荷重を得る構成としても良い。この場合、孔34Aの開放面積を調整することにより第1次のエネルギ吸収時のフォースリミッタ荷重を調整することもできる。さらに、リング50に孔50Aとは別個に小孔を設け、この小孔の位置を孔34Aの位置と一致させる構成としても良い。
【0068】
さらに、本実施の形態に係るウェビング巻取装置10では、プリテンショナ機構30の作動前または作動中にシリンダ34に設けた孔を開放することにより、プリテンショナ機構30によるウェビングの巻取力を調整することも可能である。このウェビング巻取力の調整は、例えば、リング50に設けられた孔50Aをシリンダ34に設けられた孔34Aの位置と若干ずらした位置に停止させ、孔34Aの開放面積を調整することにより行うことができる。また、上述のようにリング50に別個に小孔を設け、この小孔の位置を孔34Aの位置と一致させることによりウェビング巻取力を調整することもできる。
【0069】
このように、本実施の形態に係るウェビング巻取装置10では、構造が簡単で、かつ異なるフォースリミッタ荷重を選択することができる。
【0070】
また、上記実施の形態に係るウェビング巻取装置10は、エアバッグ装置を備えた車両に適用することができる。
【0071】
この車両では、乗員とエアバッグ前面の位置をそれぞれ検知するセンサ及び制御手段を備えていることが望ましい。
【0072】
この場合、プリテンショナ機構30の作動後、孔34Aが開放されずに第1次のエネルギ吸収が行われている際に、前記のセンサが乗員とエアバッグとが接触する直前であることを検知すると、制御手段が駆動手段52を作動させリング50が回転される。これにより、孔50Aの位置が孔34Aの位置と一致すると、シリンダ34内のガスが排出され、ガス排出に伴う圧力損失による荷重の分だけフォースリミッタ荷重が減少する。
【0073】
したがって、エアバッグと乗員との接触前においては、大きなフォースリミッタ荷重を付加してスプール14の回転量当りのエネルギ吸収量を大きくすることにより、ウェビング引出量(乗員の移動量)を抑えることができる。一方、エアバッグと乗員との接触後は、一方、エアバッグと乗員との接触後は、フォースリミッタ荷重が低減されているため、乗員に作用する総荷重が低減され、乗員の傷害の程度を軽減することができる。
【0074】
このように、上記実施の形態に係るウェビング巻取装置10を適用し、エアバッグ装置を備えた車両は、乗員に作用する荷重を減じることができる。
【0075】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明に係るウェビング巻取装置は、構造が簡単で、かつ異なるフォースリミッタ荷重を選択することができるという優れた効果を有する。
【0076】
さらに、本発明に係る車両は、上記のウェビング巻取装置及びエアバッグ装置を備え、乗員に作用する荷重を減じることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は、本発明の実施の形態に係るウェビング巻取り装置の側面図、(B)は、全体構成を示す断面図である。
【図2】(A)は、本発明の実施の形態に係るウェビング巻取り装置を構成するシリンダ及びリングの組立前の状態を示す斜視図、(B)は、シリンダに設けた孔の閉塞状態を示す斜視図、(C)は、シリンダに設けた孔の開放状態を示す斜視図である。
【図3】(A)は、本発明の実施の形態に係るウェビング巻取装置を構成するプリテンショナ機構のシリンダに設けた孔の閉塞状態を示す断面図、(B)は、シリンダに設けた孔の開放状態を示す断面図である。
【図4】本発明の実施の形態に係るウェビング巻取装置のウェビング引張力(フォースリミッタ荷重)とスプールのウェビング引出方向回転量との関係を示す線図である。
【符号の説明】
10 ウェビング巻取装置
12 フレーム
14 スプール
16 ロックベース
18 スリーブ
22 トーションバー
24 ロックプレート(ロック手段)
26 ウェビング
30 プリテンショナ機構
32 ピニオン
34 シリンダ
34A 孔(排出手段)
38 ピストン
38A 小孔
40 ラック
46 ガス供給装置
50 リング(排出手段、カバー部材)
50A 孔
52 駆動手段(排出手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a webbing take-up device that tensions a webbing in the direction of occupant restraint when a vehicle is suddenly decelerated. In particular, when preventing webbing withdrawal, the webbing take-up allows the webbing withdrawal to absorb energy. Relates to the device.
[0002]
The present invention also relates to a vehicle provided with this webbing take-up device.
[0003]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
In the webbing take-up device, the rotation of the spool (winding shaft) in the webbing take-out direction is locked when the vehicle suddenly decelerates, and the webbing take-out is prevented. As this lock mechanism, a lock means is arranged in the vicinity of the device frame on one end side of the spool, and the lock means is activated during sudden deceleration of the vehicle, thereby preventing the spool from rotating in the webbing pull-out direction. is there.
[0004]
In such a webbing take-up device, when the webbing is prevented from being pulled out, a predetermined amount of the webbing is allowed to be absorbed so as to absorb energy. As this energy absorption mechanism, for example, there is a structure in which a torsion bar is arranged coaxially with a spool. In general, the torsion bar is coupled to a lock base having one end connected to a spool and the other end connected to a lock means so as not to rotate relative to each other. Normally, the spool and the lock base rotate together via a torsion bar.However, when the rotation of the lock base in the webbing pull-out direction is prevented during sudden deceleration of the vehicle, the spool is moved to the lock base by the webbing tension. On the other hand, it rotates in the webbing pull-out direction. At this time, the torsion bar is twisted to absorb the energy, and a predetermined amount of rotation of the spool is allowed. Such absorbed energy is determined by the product of the load applied to the webbing (force limiter load) and the webbing withdrawal amount (spool rotation amount). In the webbing take-up device, the force limiter load and the allowable rotation amount of the spool (Torsion limit of torsion bar) is given.
[0005]
However, in such a conventional webbing take-up device, the force limiter load at the time of energy absorption is governed by the material property values and dimensions of the torsion bar. For example, the weight of the occupant, the physique, the vehicle speed at the time of collision, etc. are parameters. It was possible to take only a constant value regardless of the passenger's inertial energy such as the collision energy. Further, only a constant value can be given from the start to the end of energy absorption. That is, in the conventional webbing take-up device, it is not possible to select different force limiter loads either before the vehicle sudden deceleration or in the energy absorption process.
[0006]
By the way, if the force limiter load can be reduced (select a small force limiter load) after the spool has rotated by a predetermined amount in the energy absorption process, a large force limiter load is applied at the initial stage of the vehicle sudden deceleration to cause the spool rotation amount. By increasing the energy absorption amount per (webbing withdrawal amount), the webbing withdrawal amount (occupant movement amount) can be suppressed. On the other hand, after the predetermined energy absorption, the load (load) acting on the occupant can be reduced by reducing the force limiter load.
[0007]
In particular, in a vehicle equipped with an airbag device, it is possible to reduce the total load acting on the occupant by reducing the force limiter load immediately before the contact between the airbag and the occupant, thereby further reducing occupant injury. it can.
[0008]
Therefore, a webbing take-up device that can select different force limiter loads depending on the inertial energy of the occupant is considered, but in such a conventional webbing take-up device, in order to be able to change the force limiter load, for example, The structure is complex because it has multiple torsion bars and the energy absorption position is changed by changing the torsion bar or its combination that absorbs energy, or by combining the torsion bars of different diameters coaxially. It was.
[0009]
In consideration of such facts, the first object of the present invention is to obtain a webbing take-up device that has a simple structure and that can select different force limiter loads.
[0010]
A second object of the present invention is to provide a vehicle that includes the webbing take-up device and the airbag device described above, and that can reduce a load acting on an occupant.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the first problem, a webbing take-up device according to the invention of claim 1 includes a cylindrical spool from which the webbing is taken up and pulled out, and is coaxial with the spool at one end side of the spool. A lock base provided so as to be rotatable relative to the lock base; and a lock means that is connected to the lock base and engages with the frame to prevent rotation of the lock base in the webbing pull-out direction when a predetermined acceleration is detected. The spool is provided coaxially with the spool, and one end is connected to the spool and the other end is connected to the lock base. Usually, the spool and the lock base are rotated together to form the lock. In the state where the rotation of the lock base in the webbing pull-out direction is prevented by the means, the spool is twisted by the webbing tension while the spool is A torsion bar that rotates relative to the webbing pull-out direction, a piston that can be engaged with the spool, a cylinder that is fixed to the frame and into which the piston is inserted, and a gas that is communicated with the cylinder and is contained in the cylinder. Gas supply means capable of supplying the gas, and when the vehicle suddenly decelerates, the gas supply device is operated, and the piston slides in the cylinder to forcibly rotate the spool to occupy the webbing A pretensioner mechanism that tensions in the restraining direction; ,in front Gas discharge means that can discharge the gas supplied to the cylinder When, With Tau Webbing take-up device The gas discharge means is arranged to be engageable with the hole provided in the cylinder, a cover member capable of closing the hole, and the cover member, and the hole can be opened and closed by moving the cover member And configured with It is characterized by that.
[0012]
In the webbing take-up device according to the first aspect, the spool and the lock base are connected to each other via a torsion bar, and these usually rotate integrally. Further, in the pretensioner mechanism, the piston and the spool are normally in a non-engaged state, and the piston does not become an obstacle to the rotation of the spool. For this reason, usually, the webbing can be freely taken out.
[0013]
When the vehicle suddenly decelerates, the gas supply device of the pretensioner mechanism is activated to supply gas into the cylinder. Due to the pressure of this gas, the piston slides while engaging with the spool, so that the spool is forcibly rotated in the webbing take-up direction, loosening of the webbing is removed, and the occupant is closely attached (pretensioner mechanism). Is finished).
[0014]
After the pretensioner mechanism is actuated, when a webbing tensile force due to the inertial energy of the occupant acts, the process proceeds to an energy absorption stage that allows a predetermined amount of webbing withdrawal.
[0015]
At this time, since the predetermined acceleration (deceleration) at the time of sudden deceleration of the vehicle has already been detected, the locking means is activated and engaged with the frame, and the rotation of the lock base in the webbing pull-out direction is prevented.
[0016]
Here, for example, when the vehicle suddenly decelerates at the time of a vehicle collision or the like, the weight of the occupant, the vehicle speed immediately before the sudden deceleration, the acceleration (deceleration), etc. are detected, and the force limiter load is changed according to the occupant's inertial energy When the inertia energy of the occupant is small, the gas discharge means is operated immediately after the pretensioner mechanism is operated, and the gas in the cylinder is discharged.
[0017]
At this time, the webbing tensile force accompanying the inertial movement of the occupant acts as a rotational force in the webbing pull-out direction on the torsion bar via the spool. Here, when the spool is rotated in the webbing pull-out direction, the piston is moved in the initial position return direction. However, since the gas in the cylinder is discharged, no resistance force is generated due to the movement of the piston.
[0018]
For this reason, while the torsion bar is twisted and the load acting on the webbing (occupant) is kept constant (only the torsion load of the torsion bar acts as a constant force limiter load), the spool moves in the webbing pull-out direction with respect to the lock base. The webbing is pulled out and the energy is absorbed.
[0019]
On the other hand, when the inertia energy of the occupant is large, the gas discharge means is not operated immediately after the pretensioner mechanism is operated. For this reason, a gas compression load or a load due to pressure loss due to gas leakage (a load given by the product of the pressure difference inside and outside the cylinder and the cross-sectional area of the piston) is generated as the piston moves in the initial position return direction.
[0020]
At this time, when the webbing tensile force is applied, in addition to the torsional load of the torsion bar described above, a load due to a gas compression load or a gas loss pressure loss acts on the webbing (occupant) as a force limiter load. That is, a force limiter load larger than the force limiter load obtained only by the torsion load of the torsion bar is obtained, and appropriate energy absorption is achieved by suppressing the webbing pull-out speed (spool rotation speed).
[0021]
Therefore, a different force limiter load can be selected depending on whether or not the gas discharge means is activated.
[0022]
Further, when the spool is rotated by a predetermined amount during the energy absorption process, the spool and the piston are disengaged (for example, the length of the piston that engages and moves with the spool corresponds to the allowable pulling amount of the webbing). If the inertial energy of the occupant is large and the gas discharging means is not operated, the force limiter load can be reduced in the energy absorption process. That is, until the spool rotates by a predetermined amount, the large force limiter load described above acts and primary energy absorption is achieved. On the other hand, when the spool is rotated by a predetermined amount, the engagement between the spool and the piston is released, so the webbing tensile force acts only as the rotational force of the torsion bar, and the load due to the compression loss of gas or the pressure loss of gas leakage The force limiter load is reduced by this amount. At this time, secondary energy absorption is performed while only the torsional load of the torsion bar acts as a force limiter load.
[0023]
Furthermore, if necessary, by operating the gas discharging means in the first energy absorption process, the force limiter load can be reduced at any time and the process can proceed to the second energy absorption process.
[0024]
Thus, in the webbing retractor according to the first aspect of the present invention, the structure is simple and different force limiter loads can be selected.
[0026]
Claims 1 In the described webbing take-up device, the piston is normally slid by the gas pressure when the cover member closes the hole provided in the cylinder when the pretensioner mechanism is operated. On the other hand, when the gas in the cylinder is discharged as necessary, the driving means moves the cover member to open the hole provided in the cylinder. Thereby, the gas in a cylinder is discharged | emitted reliably and a small force limiter load is selected.
[0027]
Thus, the claim 1 In the webbing take-up device described in 1), the structure is simpler, and different force limiter loads can be reliably selected.
[0028]
Claims 2 The webbing take-up device according to the invention of claim 1 In the webbing take-up device described above, the hole is provided in the cylinder body, the cover member is formed with a hole corresponding to the hole, and is disposed on the outer peripheral portion of the cylinder, and is rotatable relative to the cylinder. It is characterized by being a ring member.
[0029]
Claim 2 In the described webbing take-up device, when the pretensioner mechanism is operated, the ring member closes the hole provided in the cylinder body, so that the piston is normally slid by the gas pressure. On the other hand, when the gas in the cylinder is discharged as necessary, the driving means rotates the ring member on the outer periphery of the cylinder. As a result, when the position of the hole provided in the ring member coincides with the position of the hole provided in the cylinder, the hole provided in the cylinder is opened, and the gas in the cylinder is surely discharged so that a small force limiter load is applied. Is selected.
[0030]
Thus, the claim 2 In the webbing take-up device described in 1), the structure is much simpler, and different force limiter loads can be selected more reliably.
[0031]
And claims 3 The webbing take-up device according to the present invention is the first aspect. Or Claim 2 The webbing take-up device described above is characterized in that a small hole capable of discharging the gas in the cylinder is provided.
[0032]
Claim 3 In the described webbing take-up device, if the gas discharging means is not operated when energy is absorbed after the pretensioner mechanism is activated, if the webbing tensile force acts as a moving force of the piston via the spool, the gas remaining in the cylinder is removed. The piston is moved in the initial position return direction while reliably discharging from the small hole (releasing the gas pressure from the small hole). As a result, only a stable load (a load given by the product of the pressure difference inside and outside the cylinder and the cross-sectional area of the piston) due to the pressure loss due to gas discharge is not affected by the load due to the compression of gas that shows unstable behavior. Acts as a force limiter load.
[0033]
Thus, the claim 3 In the webbing take-up device described in 1), the structure is much simpler, and different force limiter loads can be selected more reliably.
[0034]
In order to solve the second problem, a claim is provided. 4 The vehicle according to the present invention is the first aspect. ~ Claim 3 A vehicle including the webbing take-up device according to any one of the above, and an airbag device, wherein the gas discharge means is operated immediately before contact between the airbag and an occupant.
[0035]
Claim 4 In the vehicle described above, the force limiter load is reduced by operating the gas discharge means immediately before the contact between the airbag and the occupant. Therefore, a large force limiter load is applied before the contact between the airbag and the occupant. Thus, the amount of energy absorbed per hour can be increased to suppress the webbing withdrawal amount (occupant movement amount). On the other hand, after the contact between the airbag and the occupant, the injury to the occupant can be further reduced by applying a smaller force limiter load to reduce the force acting on the human body from the outside.
[0036]
Thus, the claim 4 The described vehicle includes the webbing take-up device and the airbag device described above, and can reduce the load acting on the occupant.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0038]
FIG. 1 shows an overall configuration of a webbing take-up
[0039]
The webbing take-up
[0040]
Between the
[0041]
In the cylinder of the spool 14, a
[0042]
Further, the
[0043]
On the other hand, a
[0044]
Further, the
[0045]
The webbing take-up
[0046]
A
[0047]
On the other hand, a
[0048]
A
[0049]
Further, as shown in FIG. 2, the
[0050]
The driving means may be a linear motion actuator having a solenoid or a gas generator, or a rotational motion motor.
[0051]
On the other hand, a
[0052]
A
[0053]
Next, the operation of the present embodiment will be described.
[0054]
In the webbing take-up
[0055]
When the vehicle suddenly decelerates, first, the
[0056]
After the
[0057]
Here, a different force limiter load is selected in advance by a control means (not shown) or immediately before the vehicle suddenly decelerates. This selection is performed according to the occupant's inertial energy based on, for example, the occupant's physique and collision type, and therefore the operation will be described separately depending on the magnitude of the occupant's inertial energy.
[0058]
At this time, since the predetermined acceleration (deceleration) at the time of sudden deceleration of the vehicle is already detected when the
(When the passenger's inertial energy is small)
For example, when the weight of the occupant is small or the vehicle speed immediately before sudden deceleration is low, the inertia energy of the occupant is small.
[0059]
In this case, immediately after the operation of the
[0060]
At this time, the webbing tensile force accompanying the inertial movement of the occupant acts as a rotational force in the webbing pull-out direction on the
[0061]
As a result, the
(When the passenger's inertial energy is large)
On the other hand, for example, when the weight of the occupant is large or when the vehicle speed immediately before sudden deceleration is high, the inertia energy of the occupant is large. In this case, immediately after the
[0062]
For this reason, when gas remains in the
[0063]
Therefore, when the webbing tensile force acts, in addition to the torsional load of the
[0064]
Further, when the spool 14 is further rotated (spool rotation amount D shown in FIG. 4) and the
[0065]
In addition, since the webbing withdrawal amount permitted at the time of energy absorption is larger than the webbing take-up amount by the
[0066]
Further, if necessary, the
[0067]
In the
[0068]
Further, in the webbing take-up
[0069]
Thus, in the webbing take-up
[0070]
Moreover, the
[0071]
In this vehicle, it is desirable to include a sensor and a control means for detecting the positions of the occupant and the front surface of the airbag.
[0072]
In this case, after the
[0073]
Therefore, before the contact between the airbag and the occupant, a large force limiter load is applied to increase the energy absorption amount per rotation amount of the spool 14, thereby suppressing the webbing withdrawal amount (occupant movement amount). it can. On the other hand, after the contact between the airbag and the occupant, on the other hand, after the contact between the airbag and the occupant, the force limiter load is reduced, so the total load acting on the occupant is reduced and the degree of injury to the occupant is reduced. Can be reduced.
[0074]
As described above, a vehicle including the airbag device to which the webbing take-up
[0075]
【The invention's effect】
As described above, the webbing take-up device according to the present invention has an excellent effect that the structure is simple and different force limiter loads can be selected.
[0076]
Furthermore, the vehicle according to the present invention includes the webbing take-up device and the airbag device described above, and has an excellent effect that the load acting on the occupant can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a side view of a webbing take-up device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view showing the overall configuration.
FIG. 2A is a perspective view showing a state before assembly of a cylinder and a ring constituting the webbing take-up device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a closed state of a hole provided in the cylinder. (C) is a perspective view which shows the open state of the hole provided in the cylinder.
3A is a cross-sectional view showing a closed state of a hole provided in a cylinder of a pretensioner mechanism constituting the webbing take-up device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 3B is provided in the cylinder. It is sectional drawing which shows the open state of a hole.
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the webbing tension (force limiter load) of the webbing take-up device according to the embodiment of the present invention and the amount of rotation of the spool in the webbing withdrawal direction.
[Explanation of symbols]
10 Webbing take-up device
12 frames
14 Spool
16 Lock base
18 sleeve
22 Torsion bar
24 Lock plate (locking means)
26 Webbing
30 Pretensioner mechanism
32 pinion
34 cylinders
34A hole (discharge means)
38 piston
38A small hole
40 racks
46 Gas supply device
50 ring (discharge means, cover member)
50A hole
52 Drive means (discharge means)
Claims (4)
前記スプールの一端側に前記スプールと同軸的でかつ相対回転可能に設けられたロックベースと、
前記ロックベースに接続して設けられ、所定の加速度が検知された際にフレームに係合して前記ロックベースのウェビング引出方向回転を阻止するロック手段と、
前記スプール内に前記スプールと同軸的に設けられ、一端が前記スプールに連結されると共に他端が前記ロックベースに連結され、通常は前記スプールと前記ロックベースとを一体に回転させ、前記ロック手段による前記ロックベースのウェビング引出方向回転阻止状態ではウェビング引張力により捩じれながら前記スプールを前記ロックベースに対してウェビング引出方向へ相対回転させるトーションバーと、
前記スプールに係合可能に設けられたピストンと、前記フレームに固定され前記ピストンが挿入されたシリンダと、前記シリンダに連通され前記シリンダ内にガスを供給可能なガス供給手段と、を有し、車両急減速時には前記ガス供給装置が作動され、前記ピストンが前記シリンダ内でスライド移動することにより前記スプールを強制的に回転させて前記ウェビングを乗員拘束方向へ緊張させるプリテンショナ機構と、
前記シリンダに供給されたガスを排出可能なガス排出手段と、
を備えたウェビング巻取装置において、
前記ガス排出手段を、
前記シリンダに設けた孔と、
前記孔を閉塞可能なカバー部材と、
前記カバー部材と係合可能に配置され、前記カバー部材を移動させることにより前記孔を開閉可能な駆動手段と、
で構成したことを特徴とするウェビング巻取装置。 A cylindrical spool on which the webbing is taken up and pulled out;
A lock base provided coaxially with the spool and rotatably relative to one end of the spool;
Lock means connected to the lock base and engaged with a frame to prevent rotation of the lock base in the webbing pull-out direction when a predetermined acceleration is detected;
The spool is provided coaxially with the spool, one end is connected to the spool and the other end is connected to the lock base. Usually, the spool and the lock base are rotated together, and the locking means A torsion bar that rotates the spool relative to the lock base in the webbing pull-out direction while being twisted by a webbing tensile force in the webbing pull-out direction rotation prevention state of the lock base by
A piston provided so as to be engageable with the spool; a cylinder fixed to the frame and having the piston inserted therein; and a gas supply means communicating with the cylinder and capable of supplying gas into the cylinder. A pretensioner mechanism that activates the gas supply device during a sudden deceleration of the vehicle, and forcibly rotates the spool by sliding the piston in the cylinder to tension the webbing in the occupant restraint direction;
Gas discharge means capable of discharging the gas supplied to the cylinder ;
In c Ebingu winding device provided with,
The gas discharging means;
A hole provided in the cylinder;
A cover member capable of closing the hole;
Drive means arranged to be engageable with the cover member and capable of opening and closing the hole by moving the cover member;
A webbing take-up device characterized by comprising:
前記カバー部材を、前記孔に対応する孔が形成され、前記シリンダ外周部に配置され、前記シリンダに対して相対回転可能なリング部材とした、
ことを特徴とする請求項1記載のウェビング巻取装置。 Providing the hole in the cylinder body;
A hole corresponding to the hole is formed in the cover member, and the cover member is disposed on the outer periphery of the cylinder, and is a ring member that can rotate relative to the cylinder.
Webbing retractor according to claim 1, wherein the this.
エアバッグと乗員との接触直前に前記ガス排出手段が作動されることを特徴とする車両。A vehicle characterized in that the gas discharge means is actuated immediately before contact between an airbag and an occupant.
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