JP4716559B2 - シートベルト装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用、特に自動車用のシートベルト装置であって、ベルト巻取機構及びベルト引込機構とを備えたシートベルト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１本または２本以上の駆動ベルトによって作動するベルト引込装置はＥＰ０５８１２８８Ｂ１及びＤＥ４４４４７７５Ａ１から公知である。これらの公知のベルト引込装置においては、駆動ベルトを密閉したハウジングの内部に収容し、これを出力軸とは反対側の端部で、密閉的にハウジングに対して固定する必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は上述した種類の、特に簡単でかつ安全確実に作動する構造のシートベルト装置を創出することである。
【０００４】
【問題を解決するための手段】
本発明において、駆動ベルトの他端も出力軸に固定され、前記駆動ベルトが他端から発して、前記一端から前記駆動ベルトと同じく、前記出力軸に部分的に巻き付けられることで、前記駆動ベルトが、前記出力軸上の二つの接点の間に延在して閉じたループを形成し、さらにハウジングに固定されたモーメント吸収手段が、少なくともガス発生器の点火に際し、前記駆動ベルトと接触して前記駆動ベルトの一部を支持することにより、前記駆動ベルトが、静止している前記出力軸から巻き解き方向に動くことが回避されるようにしたことにより、上述の目的が達成される。
【０００５】
このような構成の結果として前記駆動ベルトは、好ましくは平面の、互いに平行な２枚の壁で仕切られるだけでよく、全面的に閉じられた気密のハウジングに前記駆動ベルトの端部を固定する必要はなくなる。前記駆動ベルトの両端が出力軸に固定され、出力軸に同じ方向に巻き付けられ、前記駆動ベルトの閉じられたループが形成され、これを適当な場所で、ハウジングに固定されたもので支持すれば、駆動ベルトの両端が出力軸から巻き出されることはない。
【０００６】
前記ガス発生器のガス吐出孔が、対応して形成されたループの内側にあるようにした実施例において、ループを拡張させる圧力は、例えばガス発生器により壁の内部に発生されるが、該壁はループの側縁部と接触してこれと協働する。ループの拡張と、モーメント吸収手段による駆動ベルトの支持とにより、出力軸との接点のベルト領域に張力がかかり、これが出力軸に駆動トルクを発生させる。
【０００７】
駆動ベルトの二つの接点の間で出力軸上に生じるループに、最初から部分的に丸い形状を取らせるために、ループの内側に配置されたループ形成部材が、出力軸とは反対の側でループの変曲点に接続するループ部分を形成し、かつ前記部材がモーメント吸収手段をなすようにすることが便宜である。
【０００８】
その他の有利な発展形態として、短い距離をおいて出力軸に隣接する位置にあるループ形成部材を備え、前記出力軸と前記ループ形成部材とは、前記ループに、少なくともほぼハート形の形状を与え、該ハート形の側部の二つのふくらみは、少なくともループが拡張された状態において、前記出力軸の外周面上で、またはその近傍で合流することが好ましい。また、前記出力軸、前記ガス発生器、及びループ形成部材のそれぞれの軸が、二等辺三角形、特に正三角形の偶角に配置されるようにすることが好ましい。さらに、前記ガス発生器は、ループの未拡張状態、またはわずかに拡張された状態において、ハート形の丸くなった先端の領域に配置されることが好ましい。
【０００９】
特に有利な構造上の実施例は、前記駆動ベルトの側縁部と接触する壁が、互いの間に対応する間隔をおいて配置された２枚のプレートとして形成され、さらにこれらのプレートは、ボルト及びスペーサーで互いに連結され、前記プレート間の固定手段によって、ループの最大範囲を決定することができる。これにより、圧力発生のために必要な圧力室は、平行平面として配置された二つのプレートと、駆動ベルトのループ内部の空間とによって形成される。
【００１０】
ガス発生器の有利な取り付け方法として、固定手段によって、プレートの一つに取り付けられることが好ましい。
【００１１】
発明のその他の有利な実施例は、前記駆動ベルトが、ハウジングに固定されたホルダーの周囲を通り、該ベルトが重なり合う二つの部分を形成しており、該二つの部分は、まとめて一方の側から前記ガス発生器の圧力ガスの作用を受け、かつ壁の間で他方の側へ一様に拡張し、このとき前記ホルダーは、前記出力軸の外周の近傍に配置されることが好ましい。また、このとき前記ガス発生器の単数または複数のガス吐出孔は、前記ホルダーと出力軸の外周の間の中間の空間に位置することが好ましい。そして、その側面で前記壁と気密的に接触する密閉ベルトが、前記駆動ベルトの二つの部分の間に配置されるようにすることが好ましく、さらに、単一の複層駆動ベルトが、駆動ベルトの二つの部分によって形成されるが、これら二つの層の間に密閉ベルトを具備することが特に好ましい。
【００１２】
前記カップリングは、ＤＥ１９９０７９６２Ａ１に従って形成及び配置されることが好ましい。
【００１３】
前記ベルトローラーは、略Ｃ字形状をしたフレームに配置され、該フレームの開いた側はベルト引込機構で閉じられており、巻取駆動装置及びベルトブロック機構は、ハウジングに納められて前記フレームの閉じた側に配置され、前記ベルト引込機構のサンドイッチ状の構成の結果として、該ベルト引込機構はベルトローラーを取り付けるフレームを補完するのに適している。
【００１４】
駆動ベルトの好ましい実施例として、前記可撓性を有する駆動ベルトは、併せて弾性的に形成され、バネ鋼製ベルトとして形成されることが好ましい。
【００１５】
他の発展形態は、二つの基本的な実施例にとって特に好ましいものである。この場合駆動ベルトは、どこかで、好ましくは内側からハウジングに固定されたもので支持されることが必要である。これによって駆動ベルトが出力軸から自然に巻き解かれることが避けられると同時に、駆動ベルトは二つの壁の間で、少なくともベルト引き締めがほぼ完全に達成されるまで、完全に自由に拡張することができる。このようにして理想的な応力分布とトルク発生が達成される。
【００１６】
本発明は好ましくは、同時に提出された、同一出願人による「ベルト巻取機構及びベルト巻取機構用フレーム」と題する特許出願（参照番号Ｔ３０２０）の、一つまたは二つ以上の特徴を有することが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
【００１８】
以下において本発明を、例示的に図面を参照しつつ説明する。
図１，図２によれば、本発明によるベルト引込機構１６は、２枚のプレート３０，３１を有し、これらのプレートは間隔をあけて配置され、互いに平行に延在し、また鋼またはアルミニウム製からなる。プレート３０，３１は四隅に配置されたボルト３２及びスペーサー３３で互いに連結されている。
【００１９】
図１及び図２中の一対のプレート３０，３１の下方の領域において、出力軸１７が２枚のプレート３０，３１の間に回転可能に軸支され、図２によれば、ここから出力短軸１７’が同軸に延在している。この出力短軸１７’はカップリングを介してベルト巻取機構のベルトローラーに、後述するような方法によって、共回り可能に連結されている。
【００２０】
回転可能に軸支された出力軸１７の上方にはガス発生器２４がプレート３０にボルト２９で取り付けられ、ガス吐出孔２６はプレート３０，３１の間に開口している。
【００２１】
可撓性の駆動ベルト１９は、側縁部２０，２１がプレート３０，３１の内壁２２，２３に気密的に接触し、駆動ベルト１９はガス発生器２４の周囲を通っている。ガス発生器２４は円筒形に形成され、円筒軸線４１は出力軸１７の回転軸４２と平行に延在している。このような構成の結果として、駆動ベルト１９の面もまた回転軸４２と平行に、すなわちプレート３０，３１の壁２２，２３に対して直角に延在する。
【００２２】
駆動ベルト１９の両端は、ガス発生器２４から出力軸１７の外周上の固定点３５，３５’にそれぞれ到達し、円筒形の出力軸１７の外周に堅固に取り付けられる。固定点３５’と固定点３５とは互いに１８０°ずれていることが好ましい。
【００２３】
図１によれば、駆動ベルト１９の端部領域は、出力軸１７上に僅かしか巻き付いていない。しかしながら、原理的には駆動ベルト１９の端部領域は出力軸１７の外周に数回巻き付けられても良い。
【００２４】
固定点３５に取り付けられた、駆動ベルト１９の端部領域は出力軸１７から、基本的に同じ湾曲方向でガス発生器２４に移行しているが、出力軸１７に巻き付いて固定点３５’に固定された駆動ベルト１９の端部領域と、ガス発生器２４の周囲を通る反対の湾曲方向の領域との間には、変曲点２８が存在する。
【００２５】
このような構成の結果として、駆動ベルト１９は、図１による待機位置において、出力軸１７上の接点３６，３７の間に小さな閉じたループ２５を形成している。
【００２６】
ガス発生器２４のガス吐出孔２６は、ループ２５の内部に位置している。
【００２７】
示されたベルト引込機構の動作は以下の通りである。図１及び図２によれば、事故に起因する加速度の結果としてガス発生器２４が点火されると、ガス噴流はガス吐出孔２６からループ２５の内部に流入する。するとループ２５が出力軸１７に矢印方向のトルクをかけながら拡張し、最終的には、一例として概略的に表現された図３に示したような形状になり、駆動ベルト１９は出力軸１７から完全に巻き解かれる。ループ２５が拡張する間、駆動ベルト１９の側縁部２０，２１は、プレート３０，３１の壁２２，２３と密接して滑りながら、気密を保持し、この結果ループ２５（図２）の内部には必要な圧力が発生する。重要なのは駆動ベルト１９がハウジングに固定されたガス発生器２４の周囲を通っており、これによって駆動ベルト１９が拡張する間、図３に示したように部分４３においてガス発生器２４の支持を受けられることである。この支持は、駆動ベルト１９が拡張する際に発生する反力モーメントを、ベルト引込機構１６のハウジングに伝達するために必要である。この支持がなければ、駆動ベルト１９は出力軸１７を回転させることなく、出力軸から巻き解かれてしまうであろう。
【００２８】
出力軸１７の回転にともなって出力短軸１７’が回転し、この回転はカップリング１８（図６）を介してベルトローラー１４に伝わる。ベルトローラー１４はカップリング１８を介して、後述するような仕方で巻取方向にある量だけ回転し、これによって当初バックルをかけた乗員に緩く接触していたシートベルトが乗員を確実に保持するように引き込まれる。
【００２９】
図４（ａ）から図４（ｅ）まで、及び図５（ａ），図５（ｂ）によれば、出力軸１７の他に、ほぼ十字型の断面形状をしたループ形成部材２７がプレート３０，３１の間に配置されている。図４（ａ），図５（ａ）によれば、ループ形成部材２７は、ベルト引込機構１６の待機状態において変曲点２８に続くループ部分２５’に、出力軸１７に巻き付いているループ部分２５”に対してほぼ対称となる形となる。このようにして図４（ａ）に見られるような、その後の拡張に対して理想的に適合したループ２５の形状がベルト引込機構１６の待機状態において得られる。同時にループ形成部材２７はモーメント吸収手段をなし、駆動ベルト１９の拡張によって生じる反力のモーメントをプレート３０に、すなわちハウジングに伝達する。
【００３０】
出力軸１７，ガス発生器２４，及びループ形成部材２７のそれぞれの軸３８，３９，４０は、二等辺三角形の頂点である。
【００３１】
次いで図４（ｂ），図４（ｃ）及び図４（ｄ）に、ガス発生器の点火後、ループ２５が連続的に拡張する過程で、出力軸１７を反時計方向に回転させる様子が示されている。最終的にループ形状は図４（ｅ）及び図５（ｂ）に示したように最大に達し、駆動ベルト１９はスペーサー３３と接触する。ガス発生器２４の充填量は、図４（ｅ）及び図５（ｂ）に示したループ２５の形状が達成された段階でちょうど使い果たされるように調節される。
【００３２】
ループ２５が図４（ａ），図５（ａ）の位置から図４（ｅ），図５（ｂ）の位置まで拡張する間に、出力軸１７には所望のトルクが矢印方向に作用する。この間駆動ベルト１９は、少なくともハウジングに固定されたスペーサー３３に接触する（図４（ｅ））まではループ形成部材２７によって支持される。
【００３３】
図６の左側に、サンドイッチ構造に組み立てられた状態のベルト引込機構１６が示されている。図７及び図８からわかるように、Ｃ字形状のフレーム３４の開放側は、ベルト引込機構１６によって閉じられる。
【００３４】
この構成の具体的な構造は、同じ出願人による「ベルト巻取機構及びベルト巻取機構用フレーム」と題する特許出願（参照番号Ｔ３０２０）に記載されており、この資料は同時に提出されている。したがって関連出願の内容は、この参照によって、また本出願の主題事項と見なされる。
【００３５】
図６及び図８によれば、シートベルト１１が多少とも巻き付いたベルトローラー１４がＣ字形状フレーム３４の閉じた側と、ベルト引込機構１６との間に配置されている。 Ｃ字形状フレーム３４は、概略的にのみ図示されている自動車車体１２に、適当な方法で取り付けられる。
【００３６】
図６によれば、カップリング１８はベルトローラー１４のベルト引込機構１６側の端面に配置されるが、これはＤＥ１９９０７９６２Ａ１に記載されている通りである。本明細書の開示内容は、この参照によってまた本出願の記載に取り入れられる。
【００３７】
ベルトローラー１４の、ベルト引込機構１６とは反対側の端面にはハウジング１５が配置され、ハウジング１５はベルトローラー１４にベルト巻取方向の付勢力をかける通常の渦巻きバネ装置と、ベルトが急速に引き出されようとしたとき、及び加速度がかかったとき、特に事故が起こったときに、ベルトの引き出しを阻止するブロック機構を収容している。この全体の構成はＤＥ１９９０７９６２Ａ１の記載と同様である。ベルトローラー１４上の外歯４４及びこれと協働するＣ字形状フレーム３４上の内歯４５はブロック機構の一部である。
【００３８】
図６，図８に示された各要素は、併せてベルト巻取機構１３を形成する。
【００３９】
ガス発生器２４及び／またはループ形成部材２７で形成されるモーメント吸収手段は、ループ２５の内側に配置されることが好ましい。原理的には反力モーメントの支持を、ループの外側の適当な位置に置かれたモーメント吸収手段によって実現することもできる。
【００４０】
図９によれば、出力軸１７の周りを、二重の層状をなして通る駆動ベルト１９は、重なり合った二つの部分１９’，１９”となって、ホルダー４６に導かれている。このホルダーは壁２２，２３の間に延在しており、少なくとも近似的に円形の断面を有する。二つの部分１９’，１９”はホルダー４６を回ったところで一体となっている。製造の際は、部分１９’が固定点４８において出力軸１７に取り付けられ、出力軸１７の周りを回ってホルダー４６に導かれ、次いでホルダー４６をほぼ１８０°だけ回って第二の部分１９”を形成して、出力軸１７に戻される。次いで出力軸１７の周りを回って固定点４９に達するが、この点は部分１９’の固定点４８とは角度的にずれているので、部分１９”は外側から半径方向に接近することができる。第二の部分１９”は固定点４９で取り付けられることにより、固定点４８とホルダー４６間において複層の駆動ベルト１９が実現する。
【００４１】
図１１によれば、密閉ベルト４７が二つの部分１９’，１９”の間に挿入されており、壁２２，２３と気密的に接触している。密閉ベルト４７はその一端が出力軸１７の外周上で、固定点４８，４９の間の５０に固定され、他端がホルダー４６に導かれ、固定されるか、または−図９及び図１０に示されるように−その周りを回ってある程度伸びている。
【００４２】
ホルダー４６は出力軸１７から短い距離のところに配置されている。ガス吐出孔２６を有するガス発生器２４は、ガス吐出孔２６がホルダー４６と出力軸１７の外周との間の空間に位置するように配置されている。適切な密閉手段５１が、ガス発生器と出力軸１７の外周またはホルダー４６との間にそれぞれ設けられ、これが側壁２２，２３と協働して出力軸１７、ホルダー４６、及びガス発生器２４の間の空間を気密化している。
【００４３】
図９〜図１１までによれば、本実施例の動作は以下の通りである。
【００４４】
待機状態において、説明された実施例の各構成要素は、図９に示したような位置を取っており、駆動ベルト１９は出力軸１７に最大限巻き取られている。
【００４５】
事故が発生した際はガス発生器２４が発火し、高圧ガスがガス吐出孔２６を通って出力軸１７，駆動ベルト１９，密閉手段５１，及び壁２２，２３で形成される圧力室５２に流入し、駆動ベルト１９の側面に圧力をかけ、これを出力軸１７とホルダー４６の間に展開させる。この際駆動ベルト１９は拡張しつつ出力軸１７を反時計回りに図１０に示される位置まで回転させることにより、所望のベルト引き締めを起こさせる。起動の初期においてカップリング１８は、はじめに説明した実施例と同様に、出力軸１７及びベルトローラーと係合する。
【００４６】
すべての実施例において、壁２２，２３のためのホルダーは、駆動ベルト１９が−単層であると複層であるとに拘わらず−ほぼ自由に、ハウジング要素によって妨げられることなく拡張できるように、配置及び形成されるべきである。このようにして、駆動ベルト１９にかかる応力に最大の注意を払いつつ、理想的なトルク発生が保証される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるベルト引込機構の原理を説明する概略図（待機状態）。
【図２】図１のII−II線概略断面図。
【図３】図１と同様の概略図（ガス発生器起動後の駆動ベルトのループ拡張状態）。
【図４】本発明による好ましい他の開発態様を示す概略図（待機状態及び駆動ベルトのループの拡張の各段階）。
【図５】本発明によるベルト引込機構を開放した斜視図（駆動ベルトのループの待機状態及び完全拡張状態）。
【図６】本発明によるベルト引込機構付きベルト巻取機構の分解側面図。
【図７】本発明によるベルト引込機構付きＣ字形状フレームの斜視図（Ｃ字形状フレームの開いた側面を覆うベルト引込機構は取り外された状態で Ｃ字形状フレームの他の装置は図示省略）。
【図８】ベルト引込機構が組み付けられたベルト巻取機構の斜視図。
【図９】本発明の他の実施の形態による概略側面図（待機状態）。
【図１０】図９と同様の側面図（ガス発生器点火後、駆動ベルトの拡張状態）。
【図１１】図１０のXI‐XI断面線に沿って示した概略拡大断面図。
【符号の説明】
１１ シートベルト
１２ 自動車車体
１３ ベルト巻取機構
１４ ベルトローラー
１５ ハウジング
１６ ベルト引込機構
１７ 出力軸
１７’ 出力短軸
１８ カップリング
１９ 可撓性の駆動ベルト
２０，２１ 側縁部
２２，２３ 壁
２４ ガス発生器
２５ ループ
２５’，２５” ループの部分
２６ ガス吐出孔
２７ ループ形成部材
２８ 変曲点
２９ ボルト
３０，３１ プレート
３２ ボルト
３３ スペーサー
３４ フレーム
３５，３５’ 固定点
３６，３７ 接点
３８，３９，４０ 軸
４１ 円筒軸線
４２ 回転軸
４３ 支持点
４４ 外歯
４５ 内歯
４６ ホルダー
４７ 密閉ベルト
４８，４９，５０ 固定点
５１ 密閉手段
５２ 圧力室

Claims (10)

1. 自動車用のシートベルト装置であって、該シートベルト装置は、バックル結合できるように配置されたシートベルト（１１）と、
   自動車車体（１２）に固定され、多少ともシートベルト（１１）を巻き取り、駆動装置、渦巻きバネによってベルト巻取方向に付勢力を受け、事故に起因する加速度が生じたとき、またはシートベルトが急速に引き出されようとしたときに、ベルト巻き解き方向の回転を阻止されるベルトローラー（１４）とを有するベルト巻取機構（１３）と、ベルト巻取機構（１３）に、係合自在なカップリング（１８）を介して少なくとも実質的に共回り可能にベルトローラー（１４）に結合されて、ベルトローラー（１４）を所定量だけベルト巻取方向に回転可能な出力軸（１７）と、出力軸（１７）に取り付けられた可撓性の駆動ベルト（１９）とを有し、
   駆動ベルト（１９）は、その一端が出力軸（１７）の外周に固定され、前記一端から発して部分的に出力軸（１７）に巻き付き、駆動ベルト（１９）の側縁部（２０，２１）は、間隔をあけて互いに平行に伸びる固定された壁（２２，２３）に接し、駆動ベルト（１９）が、一方の側から、ガス発生器（２４）から生ずる拡張用ガスの作用を受けることで、駆動ベルト（１９）に張力が働き、該張力が出力軸（１７）をベルト巻取方向に回転させるベルト引込機構（１６）とを備えたシートベルト装置において、
   駆動ベルト（１９）の他端も出力軸（１７）に固定され、駆動ベルト（１９）が他端から発して、前記一端から駆動ベルト（１９）と同じく、出力軸（１７）に部分的に巻き付けられることで、駆動ベルト（１９）が、出力軸（１７）上の二つの接点（３６，３７）の間に延在して閉じたループ（２５）を形成し、さらにハウジングに固定されたモーメント吸収手段（２４，２７）が、少なくともガス発生器（２４）の点火に際し、駆動ベルト（１９）と接触して駆動ベルト（１９）の一部を支持することにより、駆動ベルト（１９）が、静止している出力軸（１７）から巻き解き方向に動くことが回避されるようにしたことを特徴とするシートベルト装置。
2. ガス発生器（２４）のガス吐出孔（２６）は、対応して形成されたループ（２５）の内側にあることを特徴とする請求項１に記載のシートベルト装置。
3. ループ形成部材（２７）は、ループ（２５）の内側に配置され、該部材は、出力軸（１７）とは反対の側でループ（２５）の変曲点（２８）に接続するループ部分（２５’）を形成し、かつ前記部材はモーメント吸収手段をなしていることを特徴とする請求項１に記載のシートベルト装置。
4. 出力軸（１７），ガス発生器（２４），及びループ形成部材（２７）のそれぞれの軸（３８，３９，４０）は、二等辺三角形の頂点に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシートベルト装置。
5. 駆動ベルト（１９）の側縁部（２０，２１）と接触する壁（２２，２３）は、互いの間に対応する間隔をあけて配置される２枚のプレート（３０，３１）として形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のシートベルト装置。
6. 駆動ベルト（１９）はハウジングに固定されたホルダー（４６）の周囲を通り、該ベルトは重なり合う二つの部分（１９’，１９”）を形成し、該二つの部分はまとめて一方の側からガス発生器（２４）の圧力ガスの作用を受け、かつ壁（２２，２３）の間で他方の側へ一様に拡張することを特徴とする請求項１に記載のシートベルト装置。
7. ガス発生器（２４）の単数または複数のガス吐出孔（２６）は、ホルダー（４６）と出力軸（１７）の外周の間の中間的な空間にあることを特徴とする請求項６に記載のシートベルト装置。
8. その側面で壁（２２，２３）と気密的に接触する密閉ベルト（４７）は、駆動ベルト（１９）の二つの部分（１９’，１９”）の間に配置されることを特徴とする請求項６または請求項７に記載のシートベルト装置。
9. ベルトローラー（１４）はほぼＣ字形状のフレーム（３４）に配置され、該フレームの開放側はベルト引込機構（１６）で閉じられ、巻取駆動装置及びベルトブロック機構は、ハウジングに納められて前記フレームの閉じた側に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のシートベルト装置。
10. 壁（２２，２３）間に自由な空間が形成され、駆動ベルト（１９）はガス作用を受けたとき前記空間を自由に移動可能で、かつ前記空間の配置及び寸法によって、壁（２２，２３）間の駆動ベルト（１９）は、少なくともハウジングに固定された装置に妨げられるまでは、静圧と動圧の関係によって決まる形状を、自由に取ることができることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のシートベルト装置。

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