JP4785246B2 - シートベルト装置 - Google Patents

Description

【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は自動車用のシートベルト装置であって、シートベルトが渦巻きバネ等によって巻取り方向に付勢され、及び／またはシートベルトの急激な引き出し、事故による加速度等を検知しシートベルトの更なる引き出しを阻止するベルト引出し阻止機構を備えたベルトリールを備えたシートベルト装置に関する。
【従来の技術】
【０００２】
ベルトリールが段差伝達機構を介してカムリングを駆動するシートベルト装置は、ＧＢ２１３１２７９Ａから公知である。径方向突起によって、カムリングは、シートベルトが完全に引き出されたとき、ラチェットホイールと協働するものであるラッチパウルをラチェットホイールに噛み合わせ、またシートベルトが完全に巻き取られたとき、ラッチパウルをラチェットホイールから外すものである。このようにして、シートベルトが完全に引き出されたあとは、シートベルトは最初は引込みのみ可能である。この動作法はＡＬＲ動作（オートマチックロッキングリトラクタ動作）と呼ばれる。ベルトが完全に引き込まれると、ラッチパウルはラチェットホイールから外され、ベルトの自由な引き出しが可能になる。引出し阻止機能は、ベルトが急激に引き出された時や事故発生によって加速度が生じたときにのみ作動する。この動作法はＥＬＲ動作（Emergency Locking Retractor動作）と呼ばれる。
【０００３】
この公知の装置においては、急激なベルトの引き出しによって、２つの回転阻止パウルがハウジングに対して固定された歯付きの外周リングへ移動する。ベルトリールとラチェットホイールとの間には回転方向のクリアランスが設けられており、そのクリアランスは引き出しが所定の回転加速度を越えるまではベルトリールとラチェットホイールとの間に作用するバネによって取り除かれているが、所定の回転加速度を越えると、ベルトリールの回転より遅れてラチェットホイールを回転させる。これによって回転阻止パウルは移動し噛み合う。既知の引出し阻止機構の作動の前提条件は、歯付きのラチェットホイールが所定の回転加速度を越えてベルトリールに対し遅れて回転することである。引出し阻止機構の設計において問題なのは、阻止パウルがハウジングに固定された内歯リングに向かって移動する相対角度位置が前もって設定できないということである。万一阻止パウルの歯と内側に配置された歯とがその噛み合い動作中、当ってしまうような場合には、パウルの歯は内歯リングの歯の谷に係合することができない。よって、阻止パウルの内歯リングの歯の谷への係合は、ベルトリールが比較的早いスピードで回転するために、要求されるような確実性が保証されない。
【０００４】
ＥＰ０２９８１２３Ａ１は、カムリングに作用する伝達機構が、サイクロイド伝達機構として構成されたシートベルト装置を記述しており、このような伝達機構はＵＳ−ＰＳ５，５１８，１９７から知られるシートベルト装置にも用いられている。
【０００５】
この種の伝達機構は、請求の範囲第１項の前文部分（ＤＥ１９６４８５１５Ａ１）に記載された種類の自動車のシートベルトに備えられ、阻止パウルをラチェットホイールに係合したり、係合から外したりするためにちょうど足りるだけの、制御ホイールの端部位置における小さな角度だけ回転されるカムリングを有する。この既知の装置においては、内歯リング及び制御ホイールは、ベルトが完全に巻きこまれた状態から完全に引き出された状態まで制御ホイールが半回転するように構成されるのが好ましい。
【０００６】
切替カムリングを有する既知のすべてのシートベルト装置においては、切替カムリングは好ましくは弾性撓み可能な阻止パウルをベルトリールに接続されたラチェットホイールに係合させたり、外したりする役割を有する。
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、特にカムリングがより良く利用された頭書の種類のシートベルト装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、段差伝達機構としての制御ホイールが、阻止パウルの係合及び解離を目的とする第１の角度領域に沿う切替手段と、少なくとも１回の更なるベルト引出しによる切替動作を目的とする第２の角度領域に沿う少なくともひとつの切替要素とを有するカムリングと共回りするように連結されながらも、その偏心動作に応じて半径方向に変位可能であるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の基礎となる概念は、画定された方法によって弾性撓み可能な阻止パウルをラチェットホイールに係合及び解離させる機能に加えて、少なくともひとつの更なる切替機能がカムリングに加えられるということである。
【００１０】
これは、カムリングの外周が複数の領域、好ましくは２つの領域、に分割されることによって成し遂げられる。２つの領域とは、つまり、ひとつは阻止パウル切替機能を行ない、もうひとつは更なる切替機能を起動するために用いられるものである。本発明によれば、カムリングの阻止パウル切替に利用される角度領域は約１８０°またはそれ以上（約２００°まで）であり、カムリングの外周の領域の一部は、阻止パウル切替の目的以外に利用可能である。カムリングの外周の残りの部分は、例えば、磁気、電気及び／または機械的な要素で、カムリングの回転の特定角度でひとつ以上の更なる切替機能が起動されるように設計可能である。この目的のため、機械的、電気的または磁気的に起動するスイッチなどの変動しない要素が、外周面の関連部分に半径方向に対向するように設けられ、カムリングの関連要素と協働する。
【００１１】
前記切替要素が、切替カム軌道であって、十分に引き込まれた状態からシートベルトを所定量だけ引き出した後、ベルトテンショナを作動できるようにするため、ハウジングに対して固定されたマイクロスイッチを作動させるようにした実施例では、カムリング上の追加的な外周面によってベルトテンショナの駆動を制御する装備が得られる。これは、すなわちベルトが引き込まれている状態では、ベルトテンショナは駆動できないようにされ、所定の量引き出された時点で始めて駆動できるようにされる。所定の量とは、保護される乗員に掛け回されるには足らない量である。このようにして、保護される乗員に掛け回された後では、ベルトテンショナが確実に作動することが確保できる。本発明によれば、既に阻止パウルの係合及び解離動作のための働きを行なえる同じカムリングによって、この駆動の制御が実施可能である。
【００１２】
本発明の概念の好ましい実用上の実現は、前記カムリングが、第１の角度領域に沿って部分正円筒外周面を有し、その円周方向の端部には、好ましくは半径方向外側に突出する基台段部が設けられ、該基台段部は、揺動要素の切替アームと協働して阻止パウルを２つの過死点位置に作用させ、すなわちひとつの基台段部が、切替アームにぶつかることで、阻止パウルをラチェットホイールに係合させる位置に揺動要素を回動させ、他方の基台段部が、切替アームにぶつかることで、阻止パウルをラチェットホイールとの係合から外す位置に揺動要素を回動させることから理解し得る。揺動要素の使用は、反対力が揺動要素に作用するまで、一度設定された阻止パウルの位置が保持されるという利点をもたらす。
【００１３】
本発明のさらなる改良利点は、ベルト引き込み時に作用する基台段部は、シートベルトが十分に引き込まれないうちに揺動要素の切替アームにぶつかり、続いて切替アームは、基台段部の高さ分だけ大きい半径を有する部分正円筒外周面に隣接もしくは反対側に位置することが好ましく、その際、基台段部は、１２０°から１６０°、好ましくは１３０°から１５０°、特には１４０°の角度をなす離隔を有することが好ましく、さらには第１の角度領域は、１８０°から２２０°、好ましくは１９０°から２１０°、特には２００°であることが好ましく、加えて第２の角度領域は、１４０°から１８０°、好ましくは１５０°から１７０°、特には１６０°であることが好ましい。その際、カムリングは、中心孔を有し、ハウジングに対して固定された中心中空支持差込部に回転可能に軸受けされ、好ましくは差込部内に偏心ディスクのハブが回転可能に軸受けされ、また好ましくはベルトリールと同軸的に配置された。
【００１４】
カムリングに対して制御ホイールが共に回転し且つ同時に半径方向に変位するという連結は、駆動ピンが、カムリングから制御ホイールの駆動孔まで延在し、該駆動孔が円周方向において駆動ピンに補完的であり、制御ホイールの偏心移動の際、駆動ピンが駆動孔内を半径方向に変位自在であり、前記駆動ピンを制御ホイールに設け、前記駆動孔をカムリングに設けることによりもたらされる。
【００１５】
本発明の更なる実用上の実施例は、マイクロスイッチの作動プランジャーは、切替カム軌道と協働し、シートベルトが引き込まれているとき、及びそれに隣接する限定された引出し範囲上のとき、マイクロスイッチをベルトテンショナが作動しないようにし、限定された引出し範囲を越えた引出しによって、ベルトテンショナが作動するようにすることが好ましい。このとき、シートベルトが引き込まれているとき、作動プランジャーはバネ力に抗して切替カム軌道によって半径方向外側に押され、及び限定された引出し範囲の先側では、作動プランジャーは半径方向内側に引込んだ切替カム軌道にバネ力によってシフトされるようにすることが好ましい。また前記ベルトテンショナは、ベルトが４００ｍｍ〜８００ｍｍ、好ましくは５００ｍｍ〜７００ｍｍ、特に約６００ｍｍ引き出された後、マイクロスイッチによって作動するようにしたことが好ましく、さらにベルトが完全に引き出された状態から、４００ｍｍ〜８００ｍｍ、好ましくは５００ｍｍ〜７００ｍｍ、特には約６００ｍｍ引き出された状態まで引き込まれるときには、ベルトの引き込みのみが許容され、ベルトの引き出しは許容されず、ほとんどベルトが引き込まれると、阻止パウルがラチェットホイールとの係合から外され、これと同時にベルトテンショナが作動しないようにすることが好ましい。
【００１６】
ＧＢ２１３１２７９Ａの引出し阻止機構に関する欠点をなくすために、本発明は、前記引出し阻止機構が、ベルトリール軸に平行に延在するピボット軸に関して回動可能な回転加速レバーを有し、該回転加速レバーの一端には少なくともひとつの阻止歯が備えられ、該阻止歯は回転加速レバーの回動によって、歯付きリングサポート部材の内歯配列に係合または解離可能であり、歯付きリングサポート部材は、ラチェットホイールと好ましくは同軸的にハウジングに対して固定され、回転加速レバーは、通常、復帰バネによって内歯配列に係合しないように保持されているが、所定の回転加速度限界値を越えたベルトの引き出し方向の回転加速度によって内歯配列に阻止係合することを特徴とする。
そのさらなる好ましい改良点は、回転加速レバーが、２つのレバーアームを有し、一方に阻止歯が設けられ、他方はベルト引出し方向の回転加速度によって阻止方向のトルクを回転加速レバーにかけるようにピボット軸に対して配置され、これが所定の回転加速度限界値を超えたとき、阻止方向のバネの力に抗して回転加速レバーを回転させることである。
また、回転加速レバーの２つのアームは、回転速度によってでなく、回転加速度によってのみ回転加速レバーにトルクを付与するように形状と質量とが決められるようにすることが好ましい。また、基台が、回転加速レバーの旋回運動を規制することが好ましい。
さらに、ラチェットホイールには、円周方向の成分を持ってほぼ半径方向に延在する湾曲長孔が設けられ、該湾曲長孔は、係合パウルの軸と同心のガイド差込部を収容し、係合パウルは、好ましくはガイド差込部の半径方向内側に、ベルトリールの軸に平行に延在する軸に関してベルトリールに回転可能に設けられるようにすることが好ましい。内歯配列の歯の数及び配列と、内歯リングの歯の数及び配列は、相対的に選択され、内歯配列への阻止歯の係合によってラチェットホイールの回転が阻止されると、ベルトリールと静止したラチェットホイールとの相対回転によって、問題なく歯の谷へ歯が噛み合うことが確保されるように、係合パウルの歯は、円周方向に歯の谷と配列されるようにすることが好ましい。
加えて、回転方向クリアランスバネは、ベルト引出し方向へのベルトリールの通常生じる回転加速度では、ラチェットホイールがベルトリールの回転と同じ速度で駆動されるような強度に設定され、また回転方向のクリアランスは、阻止歯が内歯配列に係合したとき、はじめて回転クリアランスバネの力に抗して乗り越えるようにすることが好ましい。
この方法では、ラチェットホイールが阻止歯によって停止される角度と係合パウルの位置との間に固定された所定の角度関係が存在するため、問題なく係合パウルの歯が外周内歯リングの歯へ移動することが確保される。本発明の特徴のひとつは、係合パウルが係合する正確な動作の前提条件がベルトリールが所定の加速度限界値を超えることであり、通常のベルト引出し加速度では、ラチェットホイールの回転がベルトリールの回転に遅れることはない。このようにして、外周内歯配列への係合パウルの不確実な係合は確実に回避される。事故によって極度に大きいベルト引出し加速度が生じると、ラチェットホイールの回転はラチェットホイールのために一般的に設けられた阻止機構によって確実に停止される。この一般的に設けられた阻止機構とは、車両の著しい加速度または減速度、及び水平位置からの車両の大きな傾きに対応するものである。この場合、ベルト引出し阻止機構は必要ない。
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。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１，図２によれば、シートベルト１１は、シャフト１３’と回転軸１２とを有する、その一部が図示されたベルトリール１３上に巻き取られている。ハウジング３３は自動車のシャシ１４に概略的に示された方法で固定されている。
【００１８】
歯付きのラチェットホイール２９は、その外周にラチェット歯３０を有し、このラチェット歯３０は図２〜図６にその一部が示されている。ラチェットホイール２９は、図１におけるシャフト１３’の右側端部上に約１５°の回転方向のクリアランスを持って嵌合し、ラチェットホイールの平面は、回転軸１２に垂直に延在している。
【００１９】
図１，図８及び図９によれば、係合可能に移動可能なパウル６１は、回転軸１２に平行に延在する軸６２を有するガイド差込部６２’によって、その半径の約２／３の位置でラチェットホイール２９の円弧状の細長いスロット７６に回転及び移動可能に取りつけられている。
【００２０】
図１及び図９によれば、係合パウル６１は、ガイド差込部６２’の半径方向内側に回転軸１２に平行に延在する軸６３に関して回動可能にベルトリール１３に取り付けられ、ベルトが巻き取られる際の回転方向と反対の円周方向にいくらか偏心している。係合パウル６１は、またベルトリール１３の円周切欠き７８内で制限された旋回運動をすることができる。
【００２１】
鋼板６６上に形成された内歯リングが、係合パウル６１の領域において、ベルトリール１３を取り囲んでいる。内歯リングの歯の谷６５は、係合パウル６１の半径方向外側に設けられたパウルアーム６４の歯６４’に補完的である。係合パウル６１は、図示しないバネによって阻止しない方向に軽く付勢されている。
【００２２】
図８によれば、制限された回転方向のクリアランスがベルトリール１３のシャフト１３’とラチェットホイール２９との間に存在し、このときラチェットホイール２９は渦巻きバネ６７によってシャフト１３’に相対してベルト引き出し方向に付勢され、シャフト１３’の基台７９は回転方向のクリアランス７７の一端にベルト引き出し方向にラチェットホイール２９を保持している。渦巻きバネ６７は、通常のベルト引き出し加速度では、ラチェットホイール２９がベルトリール１３の回転に遅れて回転することはないような強度に構成されている。
【００２３】
図８によれば、回転加速レバー３８は回転軸１２に平行に且つ離れて延在するピボット軸６８に関して回動可能にラチェットホイール２９に接続され、２つのレバーアーム３８’及び３８”を有する。復帰バネ７０は、通常図８に実線で示される位置に回転加速レバー３８を保持し、この位置で回転加速レバー３８が各基台７１，７２，７３に接触する。回転加速レバー３８は、望ましい速度では作動せず、所定の回転加速度閾値を越えたとき、ベルト引き出し方向の回転加速によって、図８において時計回りの方向にピボット軸６８に関して回動するように形成及び構成されている。復帰バネ７０はこれに対応するように寸法が決められている。
【００２４】
レバーアーム３８’上では、回転加速レバー３８は、阻止歯６９を有し、この阻止歯６９は、回転加速レバー３８が所定の回転加速度閾値を越えたベルト引き出し方向の回転加速によって回動するとき、図８に実線で示す位置から基台７１，７４，７５によって規定される破線で示した位置へラチェット歯３０の配列と同心的に突出するリングキャリア部材２５の内歯部２６の歯と協働可能である。
【００２５】
阻止歯６９が内歯２６と係合すると、すぐにラチェットホイール２９は停止し、一方ベルトリール１３がバネ６７のさらなる付勢のもとで回転方向のクリアランス７７内の量だけ更に回転できる。この間、回転軸１２に関した回転軸６３の移動とガイド差込部６２’の移動とによって、図９に示すように、係合パウル６１のパウルアーム６４は、図９に破線で示す位置へ旋回及び移動され、ここでパウルアーム６４の歯６４’は内歯リング６５の歯の谷６５’に噛み合う。この噛み合いによって、ベルトリール１３のベルト引き出し方向へのさらなる回転が阻止される。
【００２６】
ラチェットホイール２９のラチェット歯３０は、阻止パウル１７と協働し、この阻止パウルは、図２〜図７に示され、ハウジング３３上にラチェットホイール２９の外周より外側に設けられている。ラチェットホイール２９のラチェット歯３０に噛み合うと、阻止パウル１７はベルト引き出し方向の回転に対してラチェットホイール２９を阻止する。これによって、シートベルト１１のさらなる引き出しが行なわれると、ベルトリール１３とラチェットホイール２９との間に回転方向のクリアランスの範囲内で、よって約１０〜１５°の相対回転が起き、これによってパウルアーム６４が内歯リング６５に噛み合わされる。この結果、ベルトリール１３の回転が阻止され、かくしてシートベルトのさらなる引き出しが阻止される。
【００２７】
ポット形状のラチェットホイール２９は、図１によれば、ほぼ円形の環状リングサポート部材２５に軸方向に嵌合し、このリングサポート部材２５は、ハウジングに固定され、回転加速レバー３８と協働する内周面に歯２６を有する。回転加速レバー３８はラチェットホイール２９に共に回転するように接続され、シートベルト１１の急激な引き出しによって、さらなる引き出しを阻止するように内歯２６と噛み合う。
【００２８】
図２〜図６によれば、ハウジングに固定的に配された加速度阻止手段５５は、ラチェットホイール２９の外周領域に配置され、阻止パウル５７と同様に通常の水平配置から車両姿勢の逸脱に応答する加速度センサー５６を有する。阻止パウル５７は、引き込んだ状態では、ラチェットホイール２９の歯３０との係合からはずれ、突出した状態では、ラチェットホイール２９の歯３０と係合する。通常、阻止パウル５７は、図２〜図６に示される引き込み状態に位置している。加速度センサーが、例えば事故の場合など、所定の値を超えた車両の加速度を測定した場合や、車両姿勢の重大な逸脱を検知した場合、阻止パウル５７はラチェットホイール２９の方向に移動し、ラチェットホイール２９と係合し、これによって制御パウル６１を内歯リング６５に係合させることにより、それ以後のシートベルト１１の更なる引き出しが阻止される。
【００２９】
車両が加速するのを終えるとすぐに、渦巻きバネ１５によってラチェットホイール２９はわずかに逆回転し、阻止パウル５７はラチェットホイール２９から再度はずれる。よって、ベルトリール１３とラチェットホイール２９、すなわち制御パウル６１間に作用するバネ力は、ベルト引き出し方向に延在する回転方向のクリアランスの端部に到達するまで、ラチェットホイールをシャフト１３’に対して逆回転させ、このようにしてパウルアーム６４を内歯リング６５から外し、シートベルト１１をさらに引き出せるようにする。
【００３０】
さらに、リングサポート部材２５は、軸方向に内歯２６と隣接してほぼ波形の内歯リング２０を有し、この内歯リング２０は半径方向内側に突出する歯４１を有する。制御ホイール２１は、内歯リング２０内に位置し、より小さな径と、より少ない数の歯４０を有する。図示の実施例では、内歯リング２０は２７個の歯を有し、制御ホイール２１はそれとは違って２６個のみの歯を有する。制御ホイール２１の径は、内歯リング２０の径よりも小さく、それは制御ホイールの一部で歯４０，４１とが係合し、径方向逆側において内歯リング２０と制御ホイール２１との間に小さな半径方向の隙間が残るように径が小さくなっている。
【００３１】
制御ホイール２１は中心軸受孔２８を有し、この中心軸受孔２８に偏心ディスク２７が嵌合する。また、この偏心ディスク２７はシャフト１３に共回りするように軸受けされている。偏心ディスク２７はシートベルト１１の引き出しによって図２中、矢印方向に回転されると、制御ホイール２１は内歯リング２０上を反時計回りに転動する。制御ホイール２１と偏心ディスク２７とを軸方向に直接連結するものは、その内側に中心孔１９を有するカムリング１８である。カムリング１８は、ベルトリール１３から離れた側でハウジングに対して固定されたハウジングの中空軸受差込部１６の外周に回転可能に配置されている。駆動ピン２４は、カムリング１８から制御ホイール２１の方向に向かって、制御ホイール２１の駆動孔２３の中まで突出する。駆動ピン２４と駆動孔２３の半径方向縁部との間では円周方向の隙間がない。これによって、カムリング１８と制御ホイール２１とは共に回転するように接続されている。しかし、半径方向においては、駆動孔２３は、制御ホイール２１がリング２０上で偏心的に回転移動する際に、カムリング１８と制御ホイール２１との半径方向の相対移動を許容するように延在している。また、駆動ピンが制御ホイールに設けられ、駆動孔がカムリングに設けられてもよい。
【００３２】
図２によれば、カムリング１８は、その円周において、第１の角度領域４５と第２の角度領域４８とを有する。ここで、第１の角度領域４５は約２００°の角度にわたり、第２の角度領域は約１６０°の角度となっている。
【００３３】
図２の上方位置にある角度領域４５の開始点には、カムリング１８上に半径方向に延在する基台段部４６が存在する。この基台段部４６は、反時計回りに部分正円筒外周面５１と一体化している。約１４０°より後には外周面５１が基台段部４７に反時計回りに接している。この基台段部４７は基台段部４６よりもいくらか小さく半径方向外側に突出し、外周面５１よりも大きな直径の部分正円筒外周面５４と一体化している。
【００３４】
時計回りにかつ円周方向において、部分的な正円筒カム面４９は、まず基台段部４６に接し、さらに約６０°行ったところから傾斜フランク３２を経て外周面５４のへりに向かい、半径方向内方に向けて縮径されている。
【００３５】
図２によれば、ハウジングに堅固に取り付けられた揺動要素５３の切替アーム５２は、外周面５４に対抗する下部領域に半径方向外側に存在し、軸１２に平行に延びる揺動軸４４を軸として揺動可能である。揺動要素５３は揺動軸４４に平行に延在する作動ピン４３を有する。作動ピン４３は、阻止パウル１７を動かす二腕レバー３９の半径方向スロット４２に係合している。Ｕ字形バネ３１は、阻止パウル１７をラチェットホイール２９との係合から外れた状態に維持する位置に揺動要素５３を保持している。揺動要素５３は、阻止パウル１７がラチェットホイール２９と係合した状態となる第２の過死点位置を有する。
【００３６】
阻止パウル１７は、ラチェットホイール２９のラチェット歯３０に外側から半径方向に噛み合うように、ベルトリール１３の方向において軸方向に突出している。阻止パウル１７は、図２，図３及び図６においてラチェット歯３０から外れた状態で示され、図４及び図５においてラチェット歯３０と係合した状態で示されている。
【００３７】
マイクロスイッチ５０は、揺動要素５３と径方向のほぼ対向位置のハウジングに取り付けられ、図１に破線で簡単に示されたコントロールラインを介して図１に概略的に示されたベルトテンショナ３５の駆動を制御する。ベルトテンショナ３５は、事故によって生じる車両の加速度によって作動して、同時に係合したクラッチ３６によって、続いてベルトリール１３を、ベルト１１が乗員にしっかりと接触するようにベルト巻取り方向に回転させる。
【００３８】
シートベルト１１が装着されていない場合は、ベルトテンショナ６０は、事故によって加速度が生じても作動しないので、シートベルト１１がコントロールライン３７を介して引き込まれることはない。
【００３９】
図２〜図６によれば、作動プランジャー２２（図２，図３の白抜き矢印を参照）は、マイクロスイッチ５０から半径方向内側に延在し、バネ５９のバネ力によって切替カム面４９と接触する位置に付勢されている。図３に示された状態では、マイクロスイッチ５０はコントロールライン３７（図１）を介してベルトテンショナ３５を駆動できるように作動されている。
【００４０】
しかしながら、カム面４９が図２に示された位置にある場合は、作動プランジャー２２は、白抜き矢印によって強調された位置に半径方向外側に押圧され、マイクロスイッチ５０はコントロールライン３７を介してベルトテンショナ３５を駆動させないように作動している。
【００４１】
図２に示されたシートベルト１１が完全に巻き取られた位置においては、切替アーム５２は大きな径の外周面５４に接触もしくは近接している。この位置では、阻止パウル１７はラチェットホイール２９との係合から外れている。ベルトリール１３から離れたカムリング１８側には、図１に示されたように渦巻きバネ１５がハウジング内に配されている。ベルトリール１３のシャフト１３’にはベルト巻取り方向のトルクがかけられており、よってベルトは装着する乗員に対して常に少なくともゆるく接触しているか、非装着時には完全に引き込まれている。
【００４２】
ここで、図２の完全に引き込まれた位置からベルト１１を引き出すと（図３）、偏心ディスク２７が時計回りに回転し、制御ホイール２１が反時計回りに回転する。この間、カムリング１８は同様に反時計回りに駆動される。例えばベルトが６００ｍｍ引き出された領域では、プランジャー２２はバネ５９の付勢力を受けた状態で、半径方向外側にかなり突出したカム面４９から、カム面４９に対して斜めに延在するフランク３２を経て外周面５４まで通過し、マイクロスイッチ５０を作動位置に切り替える。この動作の間に、切替アーム５２は、外周面５４を離れるが、バネ３１の作用によって、阻止パウル１７をラチェットホイール２９との係合から外す過死点位置に留まっている。
【００４３】
シートベルト１１が完全に引き出されるとすぐに、図４に示されるように、基台段部４６は、切替アーム５２に接触し、これによって、揺動要素５３を時計回りに回動させて、もう一方の過死点位置に移動させる。この移動によって、阻止パウル１７を反時計回りに回動させ、ラチェットホイール２９の歯３０に係合させる（図４の白抜き矢印）。
【００４４】
続いてシートベルト１１の引き出し力が低下すると、偏心ディスク２７は、渦巻きバネ１５の作用によって、図５に示すように反時計回りに回転する。制御ホイール２１は今度は時計回りに移動する。基台段部４６は、切替アーム５２から持ち上がる。しかしながら、切替アーム５２は、揺動要素５３が過死点位置にあるため、阻止パウル１７はラチェットホイール２９と係合する位置のままである（図５の白抜き矢印）。ベルトが約６００ｍｍ引き出されている限り、切替アーム５２の位置また作動プランジャー２２の位置は保たれる。すなわち、作動プランジャー２２は延びた状態にあり、マイクロスイッチ５０は上述したようにベルトテンショナ３５を作動できるようにしている。
【００４５】
ベルト引き出し量が６００ｍｍ以下になったときは、図６に示すように、基台段部４７が切替アーム５２に接触して、揺動要素５３を反時計回りに回動させ、反対側の過死点位置に移動させ（図６の白抜き矢印）、阻止パウル１７をラチェットホイールとの係合から外す。同時に作動プランジャー２２は半径方向に盛上ったフランク及び切替カム面４９によって半径方向外側に押し上げられる。これによって、マイクロスイッチ５０は、コントロールライン３７（図１）を介してベルトテンショナ３５を作動させない位置に切り替わる。切替パウル１７及び作動プランジャー２２のこの位置は、ベルトが図２の位置に最終的に完全に巻き取られる場合にはもう変化しない。
【００４６】
よって、本発明によれば、単に１８０°強の角度範囲を、阻止パウルを切り替えるために用いる角度範囲の規制によって残りの約１６０°の角度領域をマイクロスイッチ５０を切り替えるため、さらに別の切替プロセスを左右するために用いることが可能になる。
【００４７】
図７では、本発明の重要な要素である本発明のベルト巻取り機構の構成要素が分解図に示されている。バネ付勢要素４０は、組み立て補助として機能する。トルク伝達部材６０は、カムディスク２７に、すなわちベルトリールのシャフト１３に、渦巻きバネ１５のトルクを伝達するために設けられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるベルト巻取り機構の概略部分断面図。
【図２】図１のII−II線の断面図（シートベルトが完全に巻き取られた休止位置に位置した状態）。
【図３】図２と同様断面図（シートベルトが約６００ｍｍ引き出された状態）。
【図４】図２と同様断面図（シートベルトが完全に引き出された状態）。
【図５】図２と同様断面図（最初に完全に引き出されたシートベルトが完全引き出し状態と６００ｍｍ引き出された状態との間の領域に位置した状態）。
【図６】図２と同様断面図（シートベルトが６００ｍｍだけ引き出された状態）。
【図７】本発明によるベルト巻取り機構の切替及び駆動部分の概略分解斜視図。
【図８】図１のおおよそVIII−VIII線に沿った概略断面図。
【図９】図１のおおよそIX−IX線に沿った概略断面図。
【符号の説明】
１１ シートベルト
１２ 回転軸
１３ ベルトリール
１３’ シャフト
１４ 車両のシャシ
１５ 渦巻きバネ
１６ 中空差込部
１７ 阻止パウル
１８ カムリング
１９ 中心孔
２０ 内歯リング
２１ 制御リング
２２ 作動ピン
２３ 駆動孔
２４ 駆動ピン
２５ リングサポート部材
２６ 歯
２７ 偏心ディスク
２８ 軸受孔
２９ ラチェットホイール
３０ ラチェット歯
３１ バネ
３２ フランク
３３ ハウジング
３４ 回転軸
３５ ベルトテンショナ
３６ クラッチ
３７ コントロールライン
３８ 回転加速レバー
３８’，３８” レバーアーム
３９ レバー
４０ バネ付勢要素
４１ 歯
４２ 半径方向スロット
４３ 作動ピン
４４ 揺動軸
４５ 第１の角度領域
４６，４７ 基台段部
４８ 第２の角度領域
４９ カム面
５０ マイクロスイッチ
５１ 外周面
５２ 切替アーム
５３ 揺動要素
５４ 外周面
５５ 加速度阻止手段
５６ 加速度センサー
５７ 阻止パウル
５８ ハブ
５９ バネ
６０ トルク伝達部材
６１ 制御パウル
６２，６３ 軸
６４ パウルアーム
６４’ 歯
６５ 内歯リング
６５’ 歯の谷
６６ 鋼板
６７ 渦巻きバネ
６８ ピボット軸
６９ 阻止歯
７０ 復帰バネ
７１，７２，７３，７４，７５，７９ 基台
７６ 細長いスロット
７７ 回転方向のクリアランス
７８ 切欠き

Claims (20)

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、ベルトリール（１３）上に多少とも巻き取られる少なくとも１本のシートベルト（１１）を有し、
   前記ベルトリール（１３）が、回転軸（１２）に関して回転可能に車両のシャシ（１４）に取り付けられ、渦巻きバネ（１５）によって、ベルト巻取り方向に付勢され、またはシートベルト（１１）の急激な引き出し、または事故による加速度または車両の通常の水平位置からの車両姿勢の逸脱によって、シートベルト（１１）の更なる引き出しを阻止するベルト引出し阻止機構（２６，３８；５５，５６，５７）を有し、該ベルト引出し阻止機構は、小さな回転方向のクリアランスをとりながらベルトリール（１３）に共回りするように連結され、ハウジングに固定された阻止パウル（１７）と協働して、阻止パウル（１７）が動いてラチェットホイール（２９）に係合するように、係合及び解離可能であり、スプリング巻取り機構（１５）がベルトリール（１３）の巻取り動作は行なえるが、シートベルト（１１）の引出し動作は行えないラチェットホイール（２９）を有するものであって、
   阻止パウル（１７）が、ラチェットホイール（２９）と係合する位置にあるとき、該ラチェットホイールが、前記回転方向のクリアランスの内でベルトリール（１３）に対してバネ力に抗して回転可能であり、ベルトリール（１３）に取り付けられた制御パウル（６１）をハウジングに固定された歯付きリング（６５）に係合させ、
   阻止パウル（１７）が、段差伝達機構（２０，２１，２７，２８）を経てベルトリールの回転軸（１２）と同心のカムリング（１８）によってラチェットホイール（２９）に対して係合及び解離可能であることにより、
   阻止パウル（１７）が、シートベルト（１１）が多少とも引き込まれ、少なくとも十分に引き込まれることによって解離し、シートベルト（１１）が一層引き出され、引き出されることによって係合するものであって、
   段差伝達機構としての制御ホイール（２１）が、偏心伝達機構（２７，２８）を介してベルトリール（１３）に接続され、外周に波状の歯（４０）を有し、より大きな径ハウジングに固定され、歯（４０）より少ない歯数、あるいは多い歯数の補完歯（４１）を有する内歯リング（２０）に囲まれることにより、
   制御ホイール（２１）が、限られた外周範囲において内歯リング（２０）と噛み合い、径方向の反対側で歯（４０，４１）間に半径方向の隙間を有し、
   制御ホイール（２１）が、ベルトリール（１３）の回転によって内歯リング（２０）上を転動するものであって、
   シートベルト（１１）の引出し全長が、制御ホイール（２１）の回転軸（１２）に対する回転角度３６０°以下に相当するようなシートベルト装置において、
   制御ホイール（２１）は、阻止パウル（１７）の係合及び解離を目的とする第１の角度領域（４５）に沿う切替手段（４６，４７）と、少なくとも１回の更なるベルト引出しによる切替動作を目的とする第２の角度領域（４８）に沿う少なくともひとつの切替要素（４９）とを有するカムリング（１８）と共回りするように連結されながらも、その偏心動作に応じて半径方向に変位可能であることを特徴とするシートベルト装置。
2. 切替要素は、切替カム軌道（４９）であって、十分に引き込まれた状態からシートベルト（１１）を所定量だけ引き出した後、ベルトテンショナ（３５）を作動できるようにするため、ハウジングに対して固定されたマイクロスイッチ（５０）を作動させ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. カムリング（１８）は、第１の角度領域（４５）に沿って部分正円筒外周面（５１）を有し、その円周方向の端部には、半径方向外側に突出する基台段部（４６，４７）が設けられ、該基台段部（４６，４７）は、揺動要素（５３）の切替アーム（５２）と協働して阻止パウルを２つの過死点位置に作用させ、すなわちひとつの基台段部（４６）が、切替アーム（５２）にぶつかることで、阻止パウル（１７）をラチェットホイール（２９）に係合させる位置に揺動要素（５３）を回動させ、他方の基台段部（４７）が、切替アーム（５２）にぶつかることで、阻止パウル（１７）をラチェットホイール（２９）との係合から外す位置に揺動要素（５３）を回動させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシートベルト装置。
4. ベルト引き込み時に作用する基台段部は、シートベルト（１１）が十分に引き込まれないうちに揺動要素（５３）の切替アーム（５２）にぶつかり、続いて切替アーム（５２）は、基台段部（４７）の高さ分だけ大きい半径を有する部分正円筒外周面（５４）に隣接もしくは反対側に位置することを特徴とする請求項３に記載のシートベルト装置。
5. 基台段部（４６，４７）は、１２０°から１６０°の角度をなす離隔を有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載のシートベルト装置。
6. 第１の角度領域（４５）は、１８０°から２２０°であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のシートベルト装置。
7. 第２の角度領域（４８）は、１４０°から１８０°であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のシートベルト装置。
8. カムリング（１８）は、中心孔（１９）を有し、ハウジングに対して固定された中心中空支持差込部（１６）に回転可能に軸受けされ、差込部（１６）内に偏心ディスク（２７）のハブ（５８）が回転可能に軸受けされ、ベルトリール（１３）と同軸的に配置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のシートベルト装置。
9. 駆動ピン（２４）は、カムリング（１８）から制御ホイール（２１）の駆動孔（２３）まで延在し、該駆動孔（２３）は円周方向において駆動ピン（２４）に補完的であり、制御ホイール（２１）の偏心移動の際、駆動ピン（２４）が駆動孔（２３）内を半径方向に変位自在であり、また前記駆動ピンを制御ホイールに設け、前記駆動孔をカムリングに設けた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. マイクロスイッチ（５０）の作動プランジャー（２２）は、切替カム軌道（４９）と協働し、シートベルト（１１）が引き込まれているとき、及びそれに隣接する限定された引出し範囲上のとき、マイクロスイッチ（５０）をベルトテンショナ（３５）が作動しないようにし、限定された引出し範囲を越えた引出しによって、ベルトテンショナが作動するようにしたことを特徴とする請求項２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。
11. シートベルト（１１）が引き込まれているとき、作動プランジャー（２２）はバネ力（５９）に抗して切替カム軌道（４９）によって半径方向外側に押され、及び限定された引出し範囲の先側では、作動プランジャー（２２）は半径方向内側に引込んだ切替カム軌道（４９）にバネ力（５９）によってシフトされたことを特徴とする請求項１０に記載のシートベルト装置。
12. 前記ベルトテンショナは、ベルトが４００ｍｍ〜８００ｍｍ引き出された後、マイクロスイッチ（５０）によって作動するようにしたことを特徴とする請求項２乃至請求項１１のいずれか１項に記載のシートベルト装置。
13. ベルトが完全に引き出された状態から引き出された状態まで引き込まれるときには、ベルトの引き込みのみが許容され、ベルトの引き出しは許容されず、ほとんどベルトが引き込まれると、阻止パウル（１７）がラチェットホイール（２９）との係合から外され、これと同時にベルトテンショナが作動しないようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載のシートベルト装置。
14. 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、ベルトリール（１３）上に多少とも巻き取られる少なくともひとつのシートベルト（１１）を有し、
    前記ベルトリール（１３）は、回転軸（１２）に関して回転可能に車両のシャシ（１４）に取り付けられ、渦巻きバネ（１５）によって、ベルト巻取り方向に付勢され、シートベルト（１１）の急激な引き出しよって、シートベルト（１１）の更なる引き出しを阻止し、ラチェットホイール（２９）を有するベルト引出し阻止機構（２６，３８）を有し、該ラチェットホイール（２９）が、小さな回転方向のクリアランス（７７）を持ってベルトリール（１３）に共回りするように連結され、回転方向のクリアランス（７７）の端部において付勢方向に位置するようにベルトリール（１３）の回転のベルト引出し方向にバネ付勢され、
    ベルトが引き出されたとき、阻止機構（２６，３８）が有効になり、張力がシートベルト（１１）に保持され、ベルトリール（１３）に設けられた係合パウル（６１）をハウジングに固定された歯付きリング（６５）に噛み合わせることにより、シートベルト（１１）の更なる引出しが阻止される、請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載のシートベルト装置において、
    前記引出し阻止機構はベルトリール軸（１２）に平行に延在するピボット軸（６８）に関して回動可能な回転加速レバー（３８）を有し、該回転加速レバー（３８）の一端には少なくともひとつの阻止歯（６９）が備えられ、該阻止歯（６９）は回転加速レバー（３８）の回動によって、歯付きリングサポート部材（２５）の内歯配列（２６）に係合または解離可能であり、歯付きリングサポート部材（２５）は、ラチェットホイール（２９）と同軸的にハウジングに対して固定され、
    回転加速レバー（３８）は、通常、復帰バネ（７０）によって内歯配列（２６）に係合しないように保持されているが、所定の回転加速度限界値を越えたベルトの引き出し方向の回転加速度によって内歯配列（２６）に阻止係合することを特徴とするシートベルト装置。
15. 回転加速レバー（３８）は、２つのレバーアーム（３８’、３８”）を有し、一方に阻止歯（６９）が設けられ、他方はベルト引出し方向の回転加速度によって阻止方向のトルクを回転加速レバーにかけるようにピボット軸（６８）に対して配置され、これが所定の回転加速度限界値を超えたとき、阻止方向のバネ（７０）の力に抗して回転加速レバー（３８）を回転させることを特徴とする請求項１４に記載のシートベルト装置。
16. 回転加速レバー（３８）の２つのアーム（３８’，３８”）は、回転速度によってでなく、回転加速度によってのみ回転加速レバー（３８）にトルクを付与するように形状と質量とが決められたことを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載のシートベルト装置。
17. 基台（７１，７２，７３，７４，７５）は、回転加速レバー（３８）の旋回運動を規制することを特徴とする請求項１４乃至請求項１６のいずれか１項に記載のシートベルト装置。
18. ラチェットホイール（２９）には、円周方向の成分を持ってほぼ半径方向に延在する湾曲長孔（７６）が設けられ、該湾曲長孔（７６）は、係合パウル（６１）の軸（６３）と同心のガイド差込部（６２’）を収容し、係合パウル（６１）はガイド差込部６２’の半径方向内側に、ベルトリール（１３）の軸（１２）に平行に延在する軸（６３）に関してベルトリール（１３）に回転可能に設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項１７のいずれか１項に記載のシートベルト装置。
19. 内歯配列（２６）の歯の数及び配列と、内歯リング（６５）の歯の数及び配列は、相対的に選択され、内歯配列（２６）への阻止歯（６９）の係合によってラチェットホイール（２９）の回転が阻止されると、ベルトリール（１３）と静止したラチェットホイール（２９）との相対回転によって、問題なく歯の谷（６５’）へ歯（６４’）が噛み合うことが確保されるように、係合パウル（６１）の歯（６４’）は、円周方向に歯の谷（６５’）と配列されたことを特徴とする請求項１乃至請求項１８のいずれか１項に記載のシートベルト装置。
20. 回転方向クリアランスバネ（６７）は、ベルト引出し方向へのベルトリール（１３）の通常生じる回転加速度では、ラチェットホイール（２９）がベルトリール（１３）の回転と同じ速度で駆動されるような強度に設定され、また回転方向のクリアランス（７７）は、阻止歯（６９）が内歯配列（２６）に係合したとき、はじめて回転クリアランスバネ（６７）の力に抗して乗り越えることを特徴とする請求項１乃至請求項１９のいずれか１項に記載のシートベルト装置。

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