JP4526631B2 - シートベルト装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、緊急ロック手段、エネルギー吸収手段及び第２ロック手段を有するリトラクターを備えたシートベルト装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の乗員等を座席に安全に保持するためのシートベルト用リトラクターとして、急加速、衝突又は急減速に反応する慣性感知手段によってリトラクターを物理的にロックする緊急ロック機構を備え、乗員を効果的及び安全に拘束するシートベルト用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機構を備えたシートベルト用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るように、緊急ロック機構として、ウェビングを巻装する巻取軸の一端に配設された係止部材を、車両緊急時にリトラクターベースの被係止部に噛合させることにより、巻取軸のウェビング引出し方向の回転を阻止するロック手段を備えたものがある。
【０００４】
前記ロック手段においては、リトラクターベースの巻取軸貫通孔に形成された係止歯、及び巻取軸貫通孔に併設されたラッチプレートに形成された係止歯が、被係止部として用いられる。また、巻取軸とともに回転するロックプレート及びポールが、係止部材として用いられる。車両緊急時には、係止部材と被係止部とが噛合されることにより、巻取軸のウェビング引出し方向の回転が阻止される。
【０００５】
上述した緊急ロック機構を備えたシートベルト用リトラクターにおいて、例えば衝突による衝撃力が極めて大きい場合には、緊急ロック機構作動後、時間の経過とともにウェビング張力が増大する。このため、乗員の身体に減速度を生じることになり、ウェビングから乗員の身体にかかる負荷が大きくなる。
【０００６】
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り出させる（ウェビングの引出しを許容する）ことにより、乗員の身体に作用する衝撃を吸収するエネルギー吸収機構を備えたシートベルト用リトラクターも種々提案されている。
【０００７】
緊急ロック機構に加えてエネルギー吸収機構を備えた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吸収装置」が知られている。
エネルギー吸収装置は、巻取部材（ボビン）とホルダ（リトラクターベース）との間に、トーションバー（ねじり棒）を設けられており、トーションバーと巻取部材とは予め回転不能に結合される。
【０００８】
そして車両緊急時には、トーションバーの一端部に設けられた歯車（ロッキングベース）が、緊急ロック機構の係止レバーによって係止され、ホルダとウェビング引出し方向に回転不能に連結される。
この状態（緊急ロック機構の作動状態）で、巻取部材に更にウェビング引出し方向のトルクが作用すると、トーションバーがねじられて塑性変形する。これにより、ウェビングから乗員の身体に作用する衝撃エネルギーが、トーションバーの変形仕事として吸収される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような緊急ロック機構及びエネルギー吸収装置を備えた従来のシートベルト装置では、車両緊急時、緊急ロック機構の作動状態でウェビングから乗員の身体に作用する衝撃エネルギーを、エネルギー吸収装置のトーションバーの塑性変形に伴うウェビング引出しの許容によって吸収する。
この際のトーションバーの塑性変形は、車両緊急時にウェビングによって拘束される乗員のマスや、衝突の激しさに関係なく、所定のねじれトルクによって生じる。
【００１０】
すなわち、車両緊急時にウェビングによって拘束される乗員のマスが小さければ、又は衝突の衝撃が小さければ、ウェビングに作用する荷重は小さくなり、トーションバーの塑性変形量（ねじれ量）も小さい。
【００１１】
一方、乗員のマスが大きければ、又は衝突の衝撃が大きければ、ウェビングに作用する荷重は大きくなり、トーションバーの塑性変形量（ねじれ量）も大きい。
この場合、ウェビングの繰出量（引出量）が増大するため、ウェビング引出しに伴う乗員の身体移動量の増大も避けられない。
【００１２】
本発明は、車両緊急時、乗員の身体拘束に伴ってウェビングに作用する張力を、拘束される乗員のマス、又は衝突等の衝撃の大きさ等に応じて変更することができるシートベルト装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、リトラクターベースと、前記リトラクターベースに回転可能に支持され、ウェビングを巻装されるボビンと、前記リトラクターベースに対して相対回転可能に設けられたロッキングベースと、前記リトラクターベースに対するウェビング引出し方向の前記ロッキングベースの回転を、車両緊急時に阻止する緊急ロック手段と、一端側を前記ボビンと一体的に結合されるとともに、他端側を前記ロッキングベースと一体的に結合され、前記ロッキングベースが前記緊急ロック手段によってリトラクターベースに対するウェビング引出し方向の回転を阻止された状態で、更なるウェビング引出しに伴うボビンの回転を許容するエネルギー吸収手段と、前記リトラクターベースに設けられた連結手段と、前記リトラクターベースと前記連結手段との間に設けられたエネルギー吸収部と、前記ボビンに揺動可能に設けられ、エネルギー吸収手段の作動時、リトラクターベースに対するウェビング引出し方向のボビンの回転に伴って、所定値以上の遠心力を受けた際、前記連結手段と係合する第２ロック手段とを有し、前記第２ロック手段が前記連結手段と係合した際、前記連結手段は前記ボビンの回転に連動して回転し、前記エネルギー吸収部がエネルギー吸収を行ないながら前記ボビンと前記ロッキングベースとの間に生じる相対回転を許容し、前記エネルギー吸収手段に伴うエネルギー吸収に前記エネルギー吸収部のエネルギー吸収を上乗せすることを特徴とするリトラクターを備えたシートベルト装置によって達成される。
【００１４】
本発明によれば、車両緊急時、緊急ロック手段が、リトラクターベースに対するウェビング引出し方向のロッキングベースの回転を阻止する。
この状態から、更なるウェビング引出しに伴うボビンの回転によって、ボビンとロッキングベースとの間に相対回転が生じると、当該相対回転を、エネルギー吸収手段が許容する。
【００１５】
エネルギー吸収手段の作動に伴って、ロッキングベースに対するボビンの相対回転が許容され、リトラクターベースに対するウェビング引出し方向のボビンの回転に伴って、第２ロック手段が所定値以上の遠心力を受けると、第２ロック手段は、連結手段と係合する。そして、リトラクターベースと連結手段との間に設けられたエネルギー吸収部が、エネルギー吸収を行いながら、ボビンとロッキングベースとの間に生じる相対回転を許容する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図示実施形態により、本発明を説明する。
図１から図６を参照すると、シートベルト用リトラクター１０は、リトラクターベース１１、ボビン２０、ロッキングベース３０、車両緊急時にロッキングベース３０の回転を停止させる緊急ロック機構４０、緊急ロック機構４０作動後のボビン２０の回転を、塑性変形により許容するエネルギー吸収手段であるねじり棒５０、ボビン２０の回転を停止させる第２ロック機構７０、及び第２ロック機構７０作動後のボビン２０の回転を塑性変形により許容する塑性変形部材である線材８０を有する。
【００１７】
リトラクターベース１１は、図示しない車体に固定される背板１２の両側から左右の側板１３，１４を立ち上げた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。リトラクターベース１１は、ボビン２０を挿通されたねじり棒５０を、左右の側板１３，１４の対向位置に回動自在に支持する。
【００１８】
ボビン２０は、軽量化を図る等の目的で、ダイカスト鋳造法により製造されており、アルミ又は亜鉛等からなるダイカスト製品である。ボビン２０は、外周面にウェビングを巻装される略円筒状の胴部２１と、ウェビングの巻乱れを防止するフランジ部２２，２３とを備える。
胴部２１には、ねじり棒５０を挿通されるねじり棒貫通孔２４が、軸方向に沿って略中央に穿設されるとともに、レバー７１を挿通されるレバー貫通孔２５が、軸方向に沿って穿設される。
【００１９】
ロッキングベース３０は、リトラクターベース１１及びボビン２０に対して相対回転可能に設けられる。ロッキングベース３０は、ボス部に形成された略六角形状の挿通孔３２に、ねじり棒５０のロッキングベース結合部５３を嵌合される。これによりロッキングベース３０は、ねじり棒５０を介して、ボビン２０と一体回転可能に連結される。
【００２０】
緊急ロック機構４０は、車両緊急時（すなわち衝突等による急減速時、又はウェビングの急激な引出し時等）を検知する検知手段（図示しない）、第１ポール４１及び固定ラッチリング４２を有しており、車両緊急時、ロッキングベース３０をリトラクターベース１１に機械的に連結させる。
【００２１】
第１ポール４１は、ロッキングベース３０に突設されたピン３３に揺動可能に支持されており、先端に係止歯４３を有する。
固定ラッチリング４２は、リトラクターベース１１の側板１４に固定される。
固定ラッチリング４２は、側板１４の貫通孔１５に合わせた内径を有する開口部４４に、第１ポール４１の係止歯４３と噛合可能な内歯４５を形成される。
【００２２】
緊急ロック機構４０は、車両緊急時、第１ポール４１の係止歯４３を、固定ラッチリング４２の内歯４５に噛合させる。これにより緊急ロック機構４０は、ロッキングベース３０のウェビング引出し方向の回転を阻止する。
【００２３】
ねじり棒５０は、ボビン２０のねじり棒貫通孔２４に挿通された状態で、リトラクターベース１１に回転可能に支持される。ねじり棒５０は、塑性変形可能に形成された変形部５１の図２中左端部近傍にボビン結合部５２を、変形部５１の図２中右端部にロッキングベース結合部５３をそれぞれ形成される。
【００２４】
ボビン結合部５２は、断面六角形状に形成されており、スリーブ６０を介してボビン２０に一体的に結合される。すなわちボビン結合部５２は、スリーブ６０に形成された断面略六角形状の挿通孔６１に嵌合されており、スリーブ６０がボビン２０の一端側に形成された断面略六角形の穴（図示しない）に嵌合されることで、スリーブ６０を介してボビン２０と一体回転する。
【００２５】
ロッキングベース結合部５３は、断面六角形状に形成されており、ロッキングベース３０に一体的に結合される。すなわちロッキングベース結合部５３は、ロッキングベース３０のボス部の挿通孔３２に嵌合されており、ロッキングベース３０と一体回転する。
【００２６】
ねじり棒５０は、ボビン結合部５２及びロッキングベース結合部５３間に所定以上の回転トルクが作用した際、変形部５１のねじれ変形により、ボビン２０のウェビング引出し方向への回転を許容し、乗員の身体に作用する衝撃エネルギーの吸収を行う。
【００２７】
ねじり棒５０の図２中左端部には、公知の巻取りバネ装置（図示せず）が装備される。巻取りバネ装置は、ねじり棒５０を介して、ボビン２０をウェビング巻取り方向に常時付勢する。
第２ロック機構７０は、ボビン２０のレバー貫通孔２５に挿通されるレバー７１、及びレバー７１の図１中左端部に嵌合される第２ポール７２を有する。
【００２８】
レバー７１は、断面四角形状の結合部７３と、アーム部７４と、レバー貫通孔２５を貫通する軸部７５とを有する樹脂製射出成形品である。
レバー７１の結合部７３は、第２ポール７２の四角孔７６に嵌合された状態で、ねじ７７によって第２ポール７２に固定される。
【００２９】
レバー７１のアーム部７４は、ボビン２０のフランジ部２３における図１中手前側の側面に設けられた凹部２６に嵌合されており、ボビン２０に対して回転不能である。
第２ポール７２は、ボビン２０のフランジ部２２における図１中奥側の側面（図示しない）に設けられた凹部に格納される。
【００３０】
第２ポール７２は、緊急ロック機構４０の作動後、更なるウェビング引出し方向への荷重によって、ボビン２０がロッキングベース３０に対して相対回転、すなわち図４中時計方向に所定の回転速度以上で回転し始めた際、遠心力によって係止歯７８をロッキングベース３０の放射方向外側に突出するように、軸部７５をねじりながら図５中矢印方向に揺動される。揺動された第２ポール７２は、係止歯７８を後述する可動ラッチリング８１の内歯８３に噛合され、可動ラッチリング８１及び後述する凹リング８２を、ボビン２０に連動して同方向に回転させる。
【００３１】
連結手段である可動ラッチリング８１は、リトラクターベース１１の側板１３に形成された貫通孔１６に回転可能に支持されており、リトラクターベース１１に対して相対回転可能に設けられる。可動ラッチリング８１は、内周面に周方向に沿う内歯８３を有しており、内歯８３には、遠心力により図５中矢印方向に揺動された第２ポール７２の係止歯７８が噛合される。
【００３２】
同じく連結手段である凹リング８２は、可動ラッチリング８１の外周に、リトラクターベース１１の側板１３を挟んで例えば圧入により固定されており、可動ラッチリング８１に一体回転可能である。凹リング８２と可動ラッチリング８１との固定は、圧入の他、溶接でも加締めでもよい。凹リング８２は、外周面に周方向に沿う凹状溝８４を有する。
【００３３】
凹状溝８４には、エネルギー吸収部である線材８０の折り返された一端部（図２中上端部）が嵌合固定される。凹状溝８４への線材８０の固定方法は何でもよいが、例えば凹状溝８４における線材８０の嵌合部分を局部的に潰すことにより、加締め固定する。
【００３４】
線材８０は、塑性変形可能な例えばスチール製であり、螺旋状に巻回されたロール部８５を有する。リトラクターベース１１の側板１３に圧入により固定された圧入ピン８６に、このロール部８５が嵌挿される。線材８０の他端（図２中下端部）はリトラクターベース１１に対しフリーとされている。
【００３５】
線材８０は、ボビン２０にウェビング引出し方向への更なる荷重が加わり、ねじり棒５０の変形部５１のねじれに伴って、ボビン２０がロッキングベース３０に対して相対回転し始めた際、すなわちボビン２０が図４中時計方向に所定の回転速度以上で回転し始め、第２ポール７２を介して、可動ラッチリング８１及び凹リング８２がボビン２０に連動して同方向に回転し始めた際、凹リング８２の凹状溝８４に巻き付けられる。
【００３６】
すなわち線材８０は、凹リング８２の回転トルクにより、ロール部８５を解かれるように塑性変形しながら引き出され、凹リング８２の凹状溝８４に巻き付けられる。このときの線材８０の塑性変形により、エネルギーが吸収される。つまり、ねじり棒５０の変形部５１の塑性変形に伴う回転エネルギー吸収に、線材８０の塑性変形に伴うエネルギー吸収が上乗せされる。
【００３７】
本実施形態の作用を説明する。
シートベルト用リトラクター１０においては、車両緊急時、緊急ロック機構４０が検知手段により作動され、ロッキングベース３０のウェビング引出し方向への回転を阻止する。
【００３８】
すなわち緊急ロック機構４０において、第１ポール４１が、係止歯４３をロッキングベース３０の放射方向外側に突出するように、検知手段により揺動される。揺動された第１ポール４１の係止歯４３は、固定ラッチリング４２の内歯４５に噛合される。
【００３９】
したがって、ロッキングベース３０は、第１ポール４１及び固定ラッチリング４２を介して、リトラクターベース１１の側板１４に連結された状態となり、ウェビング引出し方向への回転を阻止される。
【００４０】
図１及び図４を参照すると、この際、可動ラッチリング８１及び凹リング８２は、リトラクターベース１１に対して回転フリーであるが、凹リング８２が線材８０を介してリトラクターベース１１に連結されているため、回転しない。
【００４１】
次に、ボビン２０にウェビング引出し方向への更なる荷重が加わり、ねじり棒５０の変形部５１のねじれに伴って、ボビン２０がロッキングベース３０に対して相対回転し始めると、すなわちボビン２０が図４中時計方向に回転し始めると、ねじり棒５０の変形部５１の塑性変形に伴うエネルギー吸収が行われる。
このときのウェビング張力とウェビング繰出量の関係を、図７に示す。
【００４２】
更に、図１及び図５を参照すると、ボビン２０の回転速度が所定値以上となると、第２ポール７２が、遠心力によって係止歯７８をロッキングベース３０の放射方向外側に突出するように、軸部７５をねじりながら図５中矢印方向に揺動される。揺動された第２ポール７２は、係止歯７８を可動ラッチリング８１の内歯８３に噛合される。
【００４３】
これにより可動ラッチリング８１及び凹リング８２は、第２ポール７２を介して、ボビン２０に連動して同方向に回転し始める。可動ラッチリング８１及び凹リング８２の回転により、線材８０が凹リング８２の凹状溝８４に巻き付けられる。
【００４４】
すなわち、凹リング８２の回転によって、線材８０がロール部８５を解かれるように塑性変形しながら引き出され、凹リング８２の凹状溝８４に巻き付けられる。この際、線材８０の塑性変形により、エネルギーが吸収される。つまり、ねじり棒５０の変形部５１の塑性変形に伴うエネルギー吸収に、線材８０の塑性変形に伴うエネルギー吸収が上乗せされる。
【００４５】
このときのウェビング繰出量とウェビング張力の関係を、図８に示す。
図８において、破線は、ねじり棒５０の変形部５１の塑性変形のみに伴うエネルギー吸収を示しており、破線部分に上乗せされた斜線部分が、線材８０の塑性変形に伴うエネルギー吸収分を示す。
ウェビング張力が大きいということは、小さいウェビング繰出量でより多くのエネルギーを吸収することを意味している。
【００４６】
なお、ねじり棒５０の変形部５１のねじれに伴うロッキングベース３０に対するボビン２０の相対回転の速度、すなわちボビン２０の図４中時計方向への回転速度が、途中から所定値以上となった場合には、図９に示すように、その時点から線材８０の塑性変形に伴うエネルギー吸収分が上乗せされる（図９中斜線部分）。
【００４７】
以上のように上記実施形態によれば、ねじり棒５０の変形部５１の塑性変形に伴うエネルギー吸収時、リトラクターベース１１に対するウェビング引出し方向のボビン２０の回転に伴って、第２ポール７２が所定値以上の遠心力を受けた際には、ねじり棒５０の変形部５１の塑性変形に伴うエネルギー吸収に、線材８０の塑性変形に伴うエネルギー吸収を上乗せすることができる。
【００４８】
したがって、乗員の身体拘束に伴ってウェビングに作用する張力に対するウェビング繰出量（引出量）を、拘束される乗員のマス、又は衝突等の衝撃の大きさ等に応じて変更することができる。
【００４９】
なお上記実施形態では、線材８０の塑性変形によるエネルギー吸収の例を挙げたが、これに代えて、摺動抵抗、塑性変形及び摺動抵抗の組み合わせ等も考えられる。
すなわち例えば、可動ラッチリング８１及び凹リング８２が、リトラクターベース１１の側板１３の貫通孔１６に対して相対回転する際の摺動抵抗を、エネルギー吸収に利用する構成（摺動部がエネルギー吸収部を構成する）が挙げられる。
【００５０】
また、線材８０の他端部（凹リング８２と連結される側でない端部）はリトラクターベース１１に対し、フリーとされているが、この他端部をリトラクターベース１１に固定してもよい。この場合、所定値以上の遠心力を受けた第２ポール７２は、ボビン回転方向に揺動されて可動ラッチリング８１の内歯８３に係合され、可動ラッチリング８１、凹リング８２及び線材８０を介して、リトラクターベース１１の側板１３と連結された状態となる。これにより第２ポール７２は、線材８０の塑性変形に伴って、ボビン２０とロッキングベース３０との間に生じる相対回転を所定量許容するとともに、線材８０の塑性変形後、リトラクターベース１１に対するウェビング引出し方向のボビン２０の回転を阻止する。
【００５１】
また例えば、線材８０の塑性変形量を０に等しく設定することにより、線材８０によるエネルギー吸収をほとんど行わない構成とすることもできる。
すなわち例えば、リトラクターベース１１に対するウェビング引出し方向のボビン２０の急激な回転に伴って、第２ポール７２が所定値以上の遠心力を受けた際、つまりリトラクターベース１１に対するウェビング引出し方向のボビン２０の回転が急激に生じた際、第２ポール７２、可動ラッチリング８１、凹リング８２及び線材８０によって、ボビン２０の回転を即時に停止させることもできる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、エネルギー吸収手段の作動時、リトラクターベースに対するウェビング引出し方向のボビンの回転に伴って、第２ロック手段が所定値以上の遠心力を受けると、第２ロック手段は、連結手段と係合する。そして、リトラクターベースと連結手段との間に設けられたエネルギー吸収部が、エネルギー吸収を行いながら、ボビンとロッキングベースとの間に生じる相対回転を許容する。
【００５３】
したがって、車両緊急時、乗員の身体拘束に伴ってウェビングに作用する張力に対するウェビング繰出量（引出量）を、拘束される乗員のマス、又は衝突等の衝撃の大きさ等に応じて変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるシートベルト装置を示す部分分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態であるシートベルト装置を示す部分分解斜視図である。
【図３】図２のシートベルト装置のリトラクターベースへの可動ラッチリング及び凹リングの取付状態を示す断面図である。
【図４】リトラクターベース、スリーブ、第２ポール、可動ラッチリング、凹リング及び線材を示す側面図であり、第２ポール揺動前の状態を示す。
【図５】リトラクターベース、スリーブ、第２ポール、可動ラッチリング、凹リング及び線材を示す側面図であり、第２ポール揺動に伴う線材の塑性変形時の状態を示す。
【図６】リトラクターベース、スリーブ、第２ポール、可動ラッチリング、凹リング及び線材を示す側面図であり、第２ポール揺動後の状態を示す。
【図７】ねじり棒のみによるボビンの回転エネルギー吸収時のウェビング張力に対するウェビング繰出量変化を示すグラフである。
【図８】ねじり棒及び線材によるボビンの回転エネルギー吸収時のウェビング張力に対するウェビング繰出量変化を示すグラフである。
【図９】初期にはねじり棒のみで、途中からねじり棒及び線材によるボビンの回転エネルギー吸収時のウェビング張力に対するウェビング繰出量変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ シートベルト用リトラクター
１１ リトラクターベース
１３ 側板
１４ 側板
２０ ボビン
３０ ロッキングベース
３４ 凹溝
４０ 緊急ロック機構
４１ 第１ポール
４２ 固定ラッチリング
５０ ねじり棒
５１ 変形部
５２ ボビン結合部
５３ ロッキングベース結合部
６０ スリーブ
７０ 第２ロック手段（第２ロック機構）
７１ レバー
７２ 第２ポール
７３ 結合部
７４ アーム部
７５ 軸部
８０ 線材
８１ 連結手段（可動ラッチリング）
８２ 連結手段（凹リング）
８３ 内歯
８４ 凹状溝
８５ ロール部
８６ 圧入ピン

Claims (1)

1. リトラクターベースと、
   前記リトラクターベースに回転可能に支持され、ウェビングを巻装されるボビンと、
   前記リトラクターベースに対して相対回転可能に設けられたロッキングベースと、
   前記リトラクターベースに対するウェビング引出し方向の前記ロッキングベースの回転を、車両緊急時に阻止する緊急ロック手段と、
   一端側を前記ボビンと一体的に結合されるとともに、他端側を前記ロッキングベースと一体的に結合され、前記ロッキングベースが前記緊急ロック手段によってリトラクターベースに対するウェビング引出し方向の回転を阻止された状態で、更なるウェビング引出しに伴うボビンの回転を許容するエネルギー吸収手段と、
   前記リトラクターベースに設けられた連結手段と、
   前記リトラクターベースと前記連結手段との間に設けられたエネルギー吸収部と、
   前記ボビンに揺動可能に設けられ、エネルギー吸収手段の作動時、リトラクターベースに対するウェビング引出し方向のボビンの回転に伴って、所定値以上の遠心力を受けた際、前記連結手段と係合する第２ロック手段とを有し、
   前記第２ロック手段が前記連結手段と係合した際、前記連結手段は前記ボビンの回転に連動して回転し、前記エネルギー吸収部がエネルギー吸収を行ないながら前記ボビンと前記ロッキングベースとの間に生じる相対回転を許容し、前記エネルギー吸収手段に伴うエネルギー吸収に前記エネルギー吸収部のエネルギー吸収を上乗せすることを特徴とするリトラクターを備えたシートベルト装置。

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