JP4837562B2 - 安全装置 - Google Patents

Description

本発明は安全装置に関し、より詳細には車両シートベルトと共に使用される安全装置に関する。

自動車において使用されるシートベルトならびに空気バッグを配備し、事故状況の間にシート占有者を拘束することが提案されてきた。車両のフロント・シートに対しては、シートの前方に在るダッシュボードまたはハンドルに対してシート占有者が事故の間において到達することをシートベルトおよび／またはエアバッグが抑制し得るならば、シート占有者に対する負傷の可能性は最小限とされ得る。

任意の事故状況において、シート占有者がダッシュボードに到達するのを抑制するためにシートベルトおよび／またはエアバッグにより吸収されるべきエネルギは、事故の過酷さ、換言すると、車室が遭遇する減速の度合い、シート占有者の体重などの、多数の異なる要因に依存する。任意の特定の事故状況において、シートが軽量の対象者により占有されたときよりも、重量の対象者によれば更に多くのエネルギが吸収されるべきことは明らかである。同様に、穏やかな低速での事故におけるよりも過酷な高速での事故において、更に多くのエネルギが吸収されねばならない。

シート占有者に対してシートベルトと組み合わされたフォース・リミッタ(force limiter)を利用することが提案されており、該フォース・リミッタは、該フォース・リミッタにより吸収されるエネルギが調節され得る様に調節可能な力レベルを有している。たとえば上記フォース・リミッタは力レベルまたはエネルギ吸収レベルを有し得るが、該レベルは、事故状況の開始後の制御時点において高レベルから低レベルへと変更され得るか、または、特定の事故の過酷さを表す信号に応じて変更され得る。

概略的に述べると、重量の対象者は軽量の対象者よりも相当に高いエネルギ吸収レベルに耐え得ることは理解される。但し、任意のシート占有者に対して付与されるエネルギ吸収レベルを可及的に低く維持することが、常に望ましい。もし高エネルギ吸収レベルが必要であれば、その高エネルギ吸収レベルが使用されるのは可及的に短時間とされるべきである。

シート占有者の体重を決定する体重センサであって制御ユニットに対して信号を提供し、次に該制御ユニットはフォース・リミッタのエネルギ吸収レベルを選択的に調節するという体重センサを用いて上記フォース・リミッタのエネルギ吸収レベルを制御することが提案されている。上記制御ユニットは、シート占有者の体重だけでなく事故の過酷さにも依存してエネルギ吸収レベルを制御することで非常に精巧な構成物(arrangement)を提供できる。しかし、かかる構成物を実現することは非常に高コストである。

本発明は、改良された安全装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、安全装置であって、この安全装置が、安全ベルトの繰り出しがエネルギの吸収により制限されることを許容するフォース・リミッタであって、第１の比較的に高いエネルギ吸収レベルおよび第２の比較的に低いエネルギ吸収レベルを有するフォース・リミッタを包含すると共に、衝突関連の電気信号に応じて上記エネルギ吸収レベルの一方を選択すべく作用可能な第１機構と、所定力を超える初期ベルト力により引き起こされる前記安全装置の２個の構成要素間の相対運動に応じる機械的構成物であって、前記第１機構が一方のエネルギ吸収レベルを選択することを直接的に抑制する機械的構成物と、を備える安全装置が提供される。

好適には、上記第１機構は上記第２の比較的に低いエネルギ吸収レベルを選択すべく作用可能であり、且つ、初期ベルト力に応じる上記構成物は上記第２の比較的に低いエネルギ吸収レベルの実効的選択を抑制すべく作用する。上記機械的構成物は一切の電気制御信号の生成および処理なしで上記エネルギ吸収レベルの一方の実効的選択を直接的に抑制することから、非常に迅速な作用動作が比較的に低コストにて達成され得る。

好適には、上記装置はシートベルト・リトラクタの形態である。

好適には、上記構成物は上記リトラクタ内の二重部分式スピンドルを含み、上記スピンドルの第１部分は繋止されるように適合され、上記スピンドルの第２部分は自身上に安全ベルトが巻回され、上記構成物は、上記所定力を超える初期ベルト力が付与されたときに上記スピンドルの上記第２部分が上記第１部分に対して運動し得るようにされ、上記スピンドルの上記固定された第１部分に対する該スピンドルの上記第２部分の運動は、上記各エネルギ・レベルの内の上記一方のエネルギ・レベルを抑制する上記構成物を起動する。

好適には、上記スピンドルの上記第２部分は、上記第１の比較的に高いエネルギ吸収レベルを提供すべく作用する第１区画、および、上記第２の比較的に低いエネルギ吸収レベルを提供すべく作用する第２区画という２つの区画を有するエネルギ吸収トーションバーにより上記スピンドルの上記第１部分に対して接続される。

好適には、上記機構は係止要素および抑制要素を包含し、上記抑制要素は上記トーションバーの上記第１および第２区画間において該トーションバーの一部分に係合し、上記係止要素は、最初は上記抑制要素と上記スピンドルの上記第２部分とに対して係合することで上記抑制要素を上記スピンドルの上記第２部分に対して固着し、上記係止要素は、該係止要素が上記抑制要素を上記スピンドルの上記第２部分に対して固着しないという解除位置へと移動可能である。

好適には、上記係止要素は径方向に移動可能な係止要素であり、上記係止要素は、最初は該係止要素の一端の近傍に配置された封鎖要素により係合位置に保持され、上記機構は、上記衝突関連の電気信号に応じて上記封鎖要素を解除位置へと移動させるべく構成される。

好適には、上記封鎖要素はリングの形態である。

好適には、上記封鎖要素は発熱用小型火管による気体の生成に応じて移動可能である。

代替的に、上記発熱用小型火管は上記封鎖要素に対して直接的に気体を導向すべく位置される。

好適には、当該装置は制御要素を備え、上記小型火管は、上記制御要素の移動により上記封鎖要素が上記解除位置へと移動する様に上記制御要素に対して気体を導向して該制御要素を移動させるべく位置される。

好適には、上記発熱用小型火管は、上記スピンドルの上記第１部分に形成された少なくとも一本の気体ダクトと、上記スピンドルの上記第２部分における少なくとも一本の気体ダクトとに対して組み合わされ、上記二本の気体ダクトは最初は共整列されることから、気体の流れは両方の気体ダクトを流れて上記封鎖要素の移動を引き起こすことが可能であり、上記スピンドルの上記第１部分は、所定値を超える上記初期ベルト力に応じて該スピンドルの上記第２部分に対して運動することで上記各気体流ダクトをオフセットさせて気体の流れを阻止し得る。

好適には、上記装置は、上記スピンドルの上記第１部分における複数本の上記気体ダクトと、上記スピンドルの上記第２部分における対応する複数本の上記気体流ダクトを備えて成る。

好適には、上記封鎖要素は停止部の近傍に配置され、上記封鎖要素はひとつの配向においては上記停止部を通過して移動可能であり、上記封鎖要素は、他の一切の配向においては、上記停止部を通過して移動可能ではなく、上記封鎖要素の上記配向は、上記スピンドルの上記第２部分に対して取付けられることで、上記スピンドルの該第２部分と共に運動可能である。

好適には、上記封鎖要素はリングの形態であり、上記リングは、内方に向けられた少なくとも一個のフィンガを備え、上記フィンガは、上記スピンドルの上記第２部分の外側領域に形成されて軸心方向に延在する溝内に受容される。

好適には、上記停止部は上記スピンドルの上記第１部分上に形成される。

好適には、直径方向に対置されると共に各々が所定構成である２個の停止部が配備され、且つ、上記リング形状とされた封鎖要素は、対応する形状および構成の２個の切欠を備える。

好適には、上記電気信号を供給するために複数本の配線が配備され、少なくとも一本の配線の一部分は、上記スピンドルの上記第１部分から該スピンドルの上記第２部分へと延在し、上記配線の上記一部分は、上記第１部分に対する上記スピンドルの上記第２部分の相対運動時に破断されるべく構成される。

好適には、上記抑制要素は、上記スピンドルの第１部分に対する該スピンドルの上記第２部分の相対運動に応じて変形されるべく構成された変形可能部分を備え、上記変形可能部分は、上記スピンドルの上記第２部分の対応構成部分と協働して上記各エネルギ・レベルの内の上記一方のエネルギ・レベルの実効的選択を抑制するために上記スピンドルの上記第２部分に対して該変形可能部分を係合させるべく位置される。

好適には、上記変形可能部分は変形可能フィンガの形態であり、上記フィンガは、上記スピンドルの上記第２部分の一部分に配備された形状化凹所内へと変形される。

本発明が更に容易に理解され得る様に、且つ、本発明の更なる特徴が認識され得る様に、本発明は添付図面を参照して例示的に記述される。

本発明の記述実施例においてはシートベルト・リトラクタの形態の安全装置が提供され、該リトラクタはスピンドル本体およびスピンドル・ヘッドから形成されたスピンドルを有し、該スピンドルは回転するよう取付けられると共に該スピンドルの回りにはシートベルトの一部分が巻回される。上記スピンドル・ヘッドには、事故が起きた場合にシャーシの一部分に対して該スピンドル・ヘッドを繋止する役割を果たす係止部材が組み合わされる。上記スピンドル・ヘッドと上記スピンドル本体との間にはトーションバー構成物が延在することから、上記スピンドル・ヘッドが繋止されたときにはエネルギが上記トーションバーにより吸収されながら上記スピンドル本体は上記スピンドル・ヘッドに対して回転し得る。

上記トーションバーは２つの区画を備え、一方の区画は非常に強靱であることから高いエネルギ吸収度を提供すると共に、他方の部分は比較的に柔軟であることから適切なエネルギ吸収度を提供する。衝突センサからの電気信号などの信号に応じて解除可能である係止要素が配備され、該係止要素は、最初は上記トーションバーの柔軟区画の有効動作を抑制する役割を果たす。上記衝突センサは、乗員車室を形成する車両の一部分の加速度に応答し得る。上記センサは過酷な衝突においては、穏やかなまたは弱い衝突よりも更に早期の時点で信号を提供する。該信号は、検知された加速度が所定閾値を超えるときに提供される。上記係止要素は、事故状況の間における所定時点にて上記トーションバーの上記柔軟区画の有効動作を許容すべく解除され得る。但し、事故状況の初期段階の間に、すなわち上記衝突センサが信号を生成する前に、上記ベルトに対して付与される力が、上記スピンドルのヘッドに対して該スピンドルの本体を所定量だけ回転させるのに十分であれば、上記係止要素の解除は抑制され又は別体の繋止構成物が起動されることから、かかる状況においては、上記トーションバーの比較的に強靱部分のみが作用する。

シート占有者が高重量であるとき、または、衝突が過酷な衝突であるとき、上記ベルトに対しては大きな力が付与される。この大きな力は、上記衝突センサの閾値加速度を適切に選択することにより、高重量のシート占有者に対してのみ、衝突の過酷さに関わらず、上記センサが信号を生成する前に上記ベルトにより知覚される。平均的なまたは軽量のシート占有者は、過酷な衝突において、該衝突の比較的に後期においてのみ大きな力を提供する。故に、上記トーションバーの強靱部分は高重量のシート占有者に対してのみ作用する。

最初に添付図面の図１を参照すると、リトラクタのスピンドルの作用部分が断面で示される。上記リトラクタは、安全ベルト２の一部分が巻回されるスピンドル１を含んでいる。スピンドル１は、離間されて径方向に延在するフランジ４，５を備えたスピンドル本体３を含んでおり、該フランジは異なるサイズであるが、該フランジの間にシートベルト２を受容する谷部６を画成する。スピンドル本体３の一端はトラニオン７を画成し、該トラニオンによれば上記スピンドルは回転可能に支持され、またトラニオン７に対してはスピンドル１を付勢する螺旋状または“クロック”スプリング８が組み合わされる。スピンドル本体３の他端には第２トラニオン１０を画成するスピンドル・ヘッド９が配備され、該トラニオンにより上記スピンドルは回転可能に支持される。上記スピンドル・ヘッドは、上記リトラクタの通常動作の間においてはスピンドル本体３と共回転すべく、該スピンドル本体３に対して取付けられる。

スピンドル・ヘッド９に対しては、事故状況または可能性のある事故状況に応答して車両のシャーシ１２の一部分に対してスピンドル・ヘッド９を繋止することで該スピンドル・ヘッドの回転を抑制して安全ベルト２の自由な繰り出しを抑制するという係止部材１１が組み合わされる。

スピンドル１の内部はキャビティ１３を画成する。キャビティ１３内には、軸心方向に延在するトーションバー１４が収容される。トーションバー１４は周縁キー溝もしくは突出部を備えた拡大端部領域１５を有し、該端部領域１５はスピンドル・ヘッド９の内部に配備された対応構成の凹所１６内に受容されることから、トーションバー１４の端部領域１５はスピンドル・ヘッド９に対して確実に且つ回転不能に接続される。故に、スピンドル・ヘッド９が係止部材１１によりシャーシ１２に対して繋止されたとき、トーションバー１４のヘッド１５は回転し得ないことが理解される。

上記トーションバーのヘッド１５からは、該トーションバーの比較的に強靱な第１領域１７が延在し、該領域は高エネルギ吸収レベルを提供する。トーションバー１４の略々中心点には、周縁キー溝もしくは突出部を有する拡径部分１８が配備される。トーションバー１４の中央部分１８からは第２トーションバー領域１９が延在し、このトーションバーは、強靱トーションバー領域１７よりも小径でありまたは更に柔軟な材料であることから、トーションバー領域１９は“柔軟”領域である。この領域は、更に低いエネルギ吸収レベルを提供する。上記トーションバーの第２領域１９は拡大端部２０をもって終端し、該端部２０は周縁キー溝または凹所を備え、また該端部２０は、トラニオン７に隣接してスピンドル本体３に配備された対応構成の凹所２１内に受容される。故に、トーションバー１４の端部２０はスピンドル本体３と共回転することは理解される。

トーションバー１４の中央領域１８の外側部は、トーションバー１４の第１または強靱部分１７を囲繞する管２３の対応構成の端部２２に対して係合される。管２３は、上記トーションバーの第２領域１９の有効動作を抑制し得る抑制要素として作用する。上記管の他端２４は拡大されると共に該他端は径方向に移動可能な係止要素２５に係合すべく構成された外側表面を有し、該係止要素２５は、キャビティ１３を囲繞するスピンドル本体３のフランジ５の一部分に配備されたボアを径方向に貫通する。２個以上の係止要素２５が配備され得る。管２３の端部２４および係止要素２５の径方向の最内側端部の構成は、係止要素２５の内側端部が管２３の端部２４に係合するときに管２３がスピンドル本体３に対して回転し得ないようにされる。但し繋止部材２５は外径方向に移動し得るので、該係止要素２５が管２３の端部２４から係合解除されると、管２３がスピンドル本体３に対して回転することが許容される。係止要素２５は外径方向にスプリング付勢されても良く、または代替的に、管２３の端部２４とスピンドル本体３との間の相対回転により上記係止要素が外径方向に駆動されて管２３の端部２４から係合解除される如く係止要素２５の内径方向端部２５は管２３の端部２４の周縁部に形成された凹所であって少なくとも一個の傾斜壁部を有する凹所内に収容され得る。

スピンドル本体３上に配備されたフランジ５の外径方向最外側部分を貫通して係止要素２５が突出する箇所にて、最初は該係止要素の外径方向最外側端部の直近に配置されるように封鎖リング２６が配備される。封鎖リング２６は、最初は係止要素２５が管２３の端部２４から係合解除されるという解除位置へと該係止要素２５が外径方向に移動することを該封鎖リングが抑制するように位置決めされる。

封鎖リング２６に対しては発熱用小型火管(pyrotechnic squib)２７が組み合わされ、該小型火管２７に対しては、最初に封鎖リング２６の近傍に配置された制御リング２９に対して該小型火管からの気体を導向するための気体導向管２８が組み合わされる。上記小型火管の起動時に、気体は案内部材２８を通り流れると共に、封鎖リング２６をその初期位置から変位させるべく制御リング２９を移動させることから、係止要素２５が解除位置へと外径方向に移動し得ることは理解される。

小型火管２７はコントローラ３０から各配線３１を通る制御信号により制御される。各配線３１の内の一方は、スピンドル・ヘッド９の一部分およびスピンドル本体３の一部分を貫通延在するループ３２を有する。スピンドル本体３がスピンドル・ヘッド９に対して運動するとループ３２が破断されることから、コントローラ３０により制御信号が生成されたとしても発熱用小型火管２７の起動が抑制されることは理解される。

図１に示されたリトラクタの通常動作においてスピンドル１はスプリング８の影響下でシートベルト２を巻き取る傾向であることが想起される。通常、上記ベルトは上記リトラクタから引き出され得ると共に、スプリング８により提供される付勢効果の下で上記リトラクタ内に巻き戻される。車両が減速すると係止部材１１は繋止されることから、スピンドル・ヘッド９はシャーシ１２に対して繋止され得る。

重大な事故が起きた場合、係止部材１１はスピンドル・ヘッド９をシャーシ１２に対して繋止する。シート占有者は前方へと投げ出され、シートベルト２に対して力が加わる。
この力はスピンドル１を回転させようとするが、該スピンドルの自由回転は係止部材１１により提供される繋止効果により抑制される。高重量のシート占有者に対しては、上記衝突センサにより信号１が生成される前に衝突の早期の時点にて上記トーションバーの強靱部分のトルク・レベルに対応して、高い力レベルが上記シートベルトにおいて生成される。この力は、繋止されたスピンドル・ヘッド９に対してスピンドル本体３を回転させる傾向であることからトーションバー１４の強靱部分はエネルギを吸収して僅かに“ねじられる”。なぜなら、係止要素２５により行われるフランジ５と管２３の端部２４との間の係合によれば管２３がスピンドル本体３と同時に回転することが確実とされることから、トーションバー１４の拡径中央部分１８がスピンドル本体３と共に回転することが確実とされるからである。故に、上記トーションバーの比較的に強靱部分１７はねじられる。スピンドル本体３と繋止されたスピンドル・ヘッド９との間における相対運動の結果として、配線のループ３２は破断される。事故の間において引き続く段階にて制御ユニット３０により信号が生成されたとしても、小型火管２７は起動されない。故に、上記トーションバーの比較的に強靱部分のみが作用する。

他方、事故が比較的に“穏やか”な事故であるか、または、過酷な事故においてシート占有者が平均体重または軽量であれば、上記衝突センサが信号を生成する前に事故の初期段階の間においてシート占有者によりベルト２に対して付与される力は、上記トーションバーの強靱部分のトルク・レベルより小さい。上記力は繋止されたスピンドル・ヘッド９に対してスピンドル本体３を回転させるに十分でないことから、ループ３２は上記衝突センサが信号を作用させるときに破損していない。

事故の間における引き続く段階においてコントローラ３０は、配線３１により小型火管２７へと受け渡される制御信号を生成する。小型火管２７は点火され、案内部材２８により制御リング２９へと導向される気体を生成する。制御リング２９は移動し、封鎖リング２６を変位させる。封鎖リング２６が変位されることから、係止要素２５は、スプリング付勢が提供されているならばかかるスプリング付勢により外方に移動し得るか、または、少なくとも外方への移動が自由である。係止要素２５は外方移動し得るため、また管２３はもはやトーションバー１４の中央拡径部分１８をスピンドル本体３に対する固定位置に保持する様には作用しない。結果として、スピンドル本体３と繋止されたスピンドル・ヘッド９との間の唯一の有効接続は上記トーションバーの全長である。なぜなら、上記トーションバーの一方の拡大端部１５はスピンドル・ヘッド９に対して接続され且つトーションバー１４の他方の拡大端部２０はスピンドル本体３に対して接続されているからである。故に、スピンドル本体３に対して付与される一切の回転力は、上記トーションバーの比較的に小径のまたは比較的に柔軟な区画１９をねじる傾向があり、これにより、比較的に低レベルにおいてのみエネルギが吸収される。

故に、本発明の記述実施例においてシート占有者が高重量であるなら、安全ベルト２に対して最初に付与される力によれば、事故の引き続く各段階の間において上記トーションバーの比較的に柔軟なまたは小径の区画１９の実使用が効果的に禁止または抑制されることが確実とされることは理解される。但し、シート占有者が平均体重または軽量であれば、上記トーションバーの比較的に柔軟なまたは小径の区画１９は作用的となり得る。

次に添付図面の図２を参照すると、本発明の改変例が示される。図１の上記実施例においては固定されたスピンドル・ヘッド９に対するスピンドル本体３の回転により配線ループが破断されたが、多くの点で図１の実施例に酷似する図２の実施例において、発熱用小型火管からの気体流路は固定されたスピンドル・ヘッド９に対する上記スピンドル本体の回転の結果として閉鎖されることから、上記小型火管が起動されたときに該小型火管からの気体が上記封鎖リングを解除位置へと移動させることが抑制される。

図２乃至図４を参照すると、フランジ５の設計態様が改変され且つ発熱用小型火管の箇所も変更されたことは別として、スプール１は概略的に図１の実施例において記述されたものと同様であることに注目されたい。

図２に示された実施例の要素１乃至２６は、図１の対応要素に直接的に対応することから、これらの要素は此処で再記述はされない。

図２の実施例においては、適切なコントローラから配線４１に沿い信号を受信する発熱式気体生成器４０が配備されることに注目されたい。該発熱用小型火管は、スピンドル・ヘッド９に配備された複数個の気体流路４４に繋がる気体吐出ダクト４３を備える。気体流路４４は、スピンドル・ヘッド９の略円筒状部分４５まで延在し、且つ、円筒状部分４５の側壁に配備されて交互配置かつオフセットされた一連の気体流開口４６として出現する。

フランジ５を担持するスピンドル本体３の端部が改変されると共に該端部は対応する複数個の気体流路４７を含み、該気体流路４７は、スピンドル本体３の概略的に筒状の終端部分であってスピンドル・ヘッド９の円筒状部分４９上に摺動的に取付けられた終端部分に形成された開口にて終端する。気体流路４７は封鎖リング２６の直近にて終端し、該封鎖リング２６は係止要素２５の軸心方向移動を抑制する役割を果たすことが理解され得る。

故に、固定されたスピンドル・ヘッド９に対してスピンドル本体３が初期位置に在るときに各気体流路４４は気体流路４７と夫々整列されると共に、スピンドル１をこの状態として発熱用小型火管４０が起動されたなら、気体は気体案内部４３および共整列された気体流路４４および４７を通り流れることから、気体は封鎖リング２６に付与され、該封鎖リングを図２に示された初期封鎖位置から、係止要素２５が外径方向に移動し得る解除位置へと移動させることは理解される。

但し、事故の初期段階の間において、固定かつ繋止されたスピンドル・ヘッド９に関してスピンドル本体３が僅かに回転すると共に、かかる一切の運動が、トーションバー１４の比較的に強靱部分１７により提供される抵抗力に抗するのであれば、気体流路４４は気体流路４７からオフセットされると共に、発熱用小型火管４０の起動時において気体は気体流路４７を流れないことから、封鎖リング２６はその最初状態に留まることは理解される。

故に本発明のこの実施例の動作において、占有者が比較的に軽量であるという任意の事故状況において、スピンドル・ヘッド９の初期繋止の後においてベルト２によりスピンドル本体３に対して付与される力のレベルは、衝突センサが信号を生成する前におけるトーションバー１４の強靱部分１７に対応するレベルに到達しない。故に、繋止されたスピンドル・ヘッド９に対してスピンドル本体３は運動せず、且つ、気体流路４４および４７は共整列したままである。そのときに発熱用小型火管４０に対して信号が提供されたなら、該発熱用小型火管からの気体は封鎖リング２６を解除位置へと移動させる。

但し、更に高重量の占有者に関しては、スピンドル・ヘッド９の初期繋止の直後に、且つ、衝突センサが信号を生成する前に、更に大きな力がベルト２に対して付与される。上記力はトーションバー１４の強靱部分１７のトルクを超えることから、スピンドル本体３は固定されたスピンドル・ヘッド９に対して回転し、比較的に強靱なトーションバー１７によりエネルギが吸収される。結果として、気体流路４４は気体流路４７からオフセットされる。故に、上記小型火管の起動時に封鎖リング２６に対して気体は流れず、最終結果は、封鎖リング２６は解除位置へと移動されず、且つ、トーションバー１４の比較的に強靱な区画１７のみが作用的である。

図５乃至図９は、図１乃至図４に関して上述された各実施例に再び酷似する本発明の別実施例を示している。図５乃至図９の実施例においてスプール１は再び上述の設計態様と酷似しており、且つ、該実施例の要素１乃至２６は此処でも図１の実施例において記述されたものと同様である。

図５乃至図９の実施例においては、スピンドル本体３と共回転するために封鎖リングが僅かに改変されていることに注目されたい。該封鎖リングは停止用構成物の近傍に配置されると共に、最初に採用されるひとつの所定相対位置に在るときにのみ該停止用構成物を通過移動し得る。故に、スピンドル本体３と繋止されたスピンドル・ヘッド９との間において相対回転が生ずると同時に、上記封鎖リングはもはや上記解除位置へと移動され得ない。

図５乃至図９の実施例を更に詳細に参照すると、封鎖リング２６は概略的に環状形態であるが、内径方向に向けられたフィンガ５０であって、固定されたスピンドル・ヘッド９の近傍にてスピンドル本体３の端部に配備されたフランジ５に形成された軸心方向溝５１内に摺動可能に凹状収容されたフィンガ５０を備える。故に封鎖リング２６はスピンドル本体３の軸心方向に移動し得る一方、封鎖リング２６とスピンドル本体２３との間の相対回転は軸心方向溝５１に対するフィンガ５０の係合により抑制される。

但し封鎖リング２６は、該環状リング２６の内側円形壁に形成された切欠５３、５４も備える。切欠５３は比較的に浅底かつ比較的に広幅である一方、切欠５４は比較的に狭幅であるが比較的に深い。

スピンドル・ヘッド９は、外径方向に向けられた停止フランジ５５、５６を備える。停止フランジ５５は比較的に短寸であり且つ比較的に広幅であることから切欠５３の構成に対応する構成を有する一方、停止フランジ５６は比較的に狭幅であり且つ比較的に長寸であることから切欠５４の形態に対応する。

発熱ユニット５７は、当該制御リング５９が封鎖リング２６をスピンドル本体３の軸心方向に変位させる傾向であるという位置へと該制御リング５９が移動される如く、気体を制御リング５９に向けて導向するという気体案内部５８を備えることを理解すべきである。

図５および図６に示された如く、スプール・ヘッド９と比較してスピンドル本体３を第１相対位置とすると、封鎖リング２６は軸心方向において初期封鎖位置から離間移動し得ることは理解される。故に、前述の各実施例におけるのと同様に、上記スピンドル本体に対してそれほどの力が付与されなければ、上記封鎖リングは解除位置へと移動されて上記トーションバーの柔軟部分１９を作用的とし得る。スピンドル・ヘッド９の繋止の後でスピンドル本体３に大きな力が付与された結果としてトーションバー１４の比較的に強靱な区画１７によりエネルギが吸収されながら、固定されたヘッド９に対してスピンドル本体３が回転したとき、切欠５３および５４は(図８に示された如く)封鎖フランジ５５および５６からオフセットされるため、且つ、封鎖リング２６は解除位置へと移動し得ずにトーションバー１４の強靱部分１７のみが作用的である。

故にこの実施例において、事故の発端段階の間に衝突センサが信号を生成する前に高重量のシート占有者によりシートベルト２に対して非常に大きな力が付与されたなら、スピンドル本体３は繋止されたスピンドル・ヘッド９に対して運動すると共に、封鎖リング２６上の切欠５３および５４は停止フランジ５５、５６と整列されたままとはならない。

但し、たとえば小さな事故において又は軽量のシート占有者の場合に衝突センサが信号を生成する前に上記トーションバーの強靱区画１４のトルクより小さな力が生成されたならば、スピンドル本体３は固定されたスピンドル・ヘッド９に対して回転されず、その場合に上記発熱用小型火管は起動されて封鎖リング２６を解除位置へと移動させることで、トーションバー１４の比較的に柔軟な区画１９を有効とさせ得る。

次に図１０乃至図１２を参照すると、本発明の更なる改変例が示される。前述の各実施例におけるのと同様に、この実施例において要素１乃至２６は図１に記述されたものと概略的に同様である。

本発明のこの実施例においてはトーションバー１４の拡径中央部分１８に係合する管を繋止するための２つの機構が在り、一方は、封鎖リング２６を移動することで上述の如く解除可能とされて係止要素２５が解除位置に移動することを可能とし、且つ、他方は、繋止された上記スピンドル・ヘッドに対する上記スピンドル本体の所定移動に応じて起動可能である。

先ず図１０を参照すると、トーションバー１４の全長を管６０が囲繞する。管６０の中央部分は、トーションバー１４の拡径中央部分１８の周縁部と係合すべく構成される。

スプリング８に近い方の端部である管６０の端部６１は、封鎖リング２６と組み合わされて径方向に移動可能な繋止部材２５と組み合わされる。封鎖リング２６の近傍には、配線６３上の信号を受信すべく構成された発熱用小型火管６２が配備される。小型火管６２に対しては該小型火管からの気体を制御リング６５へと案内する役割を果たす気体案内部６４が組み合わされることから、制御リング６５は移動することで封鎖リング２６を初期封鎖位置から変位させることで係止要素２５を解除し得る。

管６０の他端６６は、スピンドル・ヘッド９の内側部上に形成されて軸心方向に向けられた環状フランジ６７を囲繞する。フランジ６７は、トーションバー１４の端部１５を受容する凹所１６を囲繞する。

フランジ６７の外径方向の最外側における外側部は、直径方向に対置された二つの部分的に円筒状の凹所６８、６９を備える。これらの部分的に円筒状の凹所は、上記フランジの軸心方向に延在する。

上記管の端部６６は、直径方向に対置された変形可能な２個のフィンガ７０a、７０bを画成する役割を果たす部分的に円周方向の平行なスリット対を備え、上記フィンガは各々、環状フランジ６７の外周のまさに１８０°未満に対して外接している。各フィンガは内方に凹状形成された領域７１、７２を夫々備え、該内方に凹状形成された領域の各々は最初は、図１１に示された如く部分的に円筒状の凹所６８、６９内に夫々受容される。以下の記述から明らかとなる如く、フィンガ７０a、７０bは塑性的に形成可能である。本発明のこの実施例におけるフランジ５は、フランジ６７と管６０の端部６６との組み合わせを囲繞する筒状形態であると見做され得る。筒状フランジ５の内側部はフィンガ７０a、７０bの上側に位置する凹所７３、７４を備え、各凹所は径方向深度が増大している。各凹所の端部には、径方向に延在する平面内に在る当接壁７５、７６が配置される。

図１０乃至図１２に示された実施例の動作時にシート占有者が高重量であることから、スピンドル・ヘッド９が繋止された後でスピンドル本体３に対して相当の力が付与されたなら、管６０の端部６１に係合する係止要素２５に対しては回転力が付与され且つ管６０も回転する傾向であることを理解すべきである。管６０はトーションバー１４の中央拡径部分１８に対して接続されることから、上記トーションバーの柔軟部分１９は動作することが効果的に抑制され、且つ、力は上記トーションバーの比較的に強靱な区画１７に対して付与される。上記力が十分に大きければ、上記トーションバーの強靱部分はねじれてエネルギを吸収する傾向である。

上記トーションバーの強靱部分がねじられるにつれ、スピンドル・ヘッド９上に配備されて軸心方向に延在するフランジ６７とスピンドル本体３上に配備された概略的に筒状のフランジ５との間に効果的に捕捉される端部６６を含め、管６０の全体が回転する。上記管の端部６６が回転するにつれて、フィンガ７０a、７０bに形成されて内方に凹状形成された領域７１、７２は部分的に円筒状の凹所６８、６９から外方へ乗り出すことから、フィンガ７０a、７０bを塑性的に変形させて該フィンガを夫々の凹所７３、７４内へと外方移動させる。

もし、事故状況における後期の時点にて小型火管６２が起動されたことから封鎖リング２６が解除位置へと移動されることで係止要素２５が外方移動されて上記スピンドル本体が管６０の端部６１から解除されたなら、安全ベルトを更に繰り出そうとする一切の試みによれば、スピンドル本体３が回転されると共に、当接壁７５、７６は、凹所７３、７４内へと移動して変形されたフィンガ７０a、７０bの近傍端部と係合される。故に、スピンドル本体３が回転して安全ベルト２を繰り出すにつれて管６０は該スピンドル本体３と共回転し、且つ、管６０はトーションバー１４の拡径区画１８に接続されていることから該トーションバーの比較的に強靱部分１７は有効であり且つエネルギを吸収する。

他方、スピンドル・ヘッド９の初期繋止の後でスピンドル本体３に対してそれほどの力が付与されなければ、フィンガ７０a、７０bは変形されず、且つ、上記スピンドルの円筒状部分５は管６０の端部６６の回りで自由に回転し得る。かかる状況において、封鎖リング２６が解除位置へと移動されたとき、スピンドル本体３と管６０との間に有効接続は無く、その場合にスピンドル本体３と繋止されたスピンドル・ヘッド９との間の唯一の有効接続はトーションバー１４である。故に、スピンドル本体３に対して付与される任意の力は、比較的に低いエネルギ吸収度をもって、上記トーションバーの柔軟部分１９を変形させる傾向である。

本発明の各記述実施例において上記スピンドル・ヘッドが最初に繋止され且つ上記スピンドル本体に対して力が付与されたとき、その力が所定閾値より小さければ有効な変化は無く、また適切な電気信号が生成され且つ上記係止要素が解除位置へと移動されたときに上記トーションバーの柔軟部分は有効となるが、所定閾値を超える力が最初に上記スピンドル本体に対して付与されるならば、上記スピンドル本体とスピンドル・ヘッドとの間には相対運動が在り、この相対運動は上記トーションバーの柔軟区画の動作を抑制すべく作用する機械的抑制構成物を起動することは理解される。

図１３は、時間に対してプロットされた力および加速度を示すグラフ図である。

力Fは２つのレベルF１およびF２でマークされ、F１は上記トーションバーの強靱区画１７に関連する比較的に大きな力であり、且つ、F２は上記トーションバーの柔軟区画１９に関連する小さな力である。

加速度は下方へと伸びており、且つ、閾値加速度a１が示される。これは、上記信号を生成する上記センサにより検知される閾値加速度である。

図１３においてライン８０により示された最初の事故においては上記センサにより知覚される加速度が示されるが、該加速度は事故の過酷さの故に相当であることから時点t１にて閾値a１を通る。

上記事故の開始時と時点t１との間の期間において、ライン８１により表される高重量のシート占有者は、シートベルト８１に対して付与される力が非常に急速にトーションバーの強靱部分１７の力のレベルまで上昇する如き様式で、シートベルトに関して前方に投げ出されている。上記ベルトにより知覚される力は、時点t１の以前に、上記トーションバーの強靱部分に関連するレベルF１に到達する。結果として、上記トーションバーの強靱部分は作用的となり、該トーションバーの柔軟部分の動作が抑制される。それ故にライン８１はレベルF１にて継続し、事故の引き続く時期の間においてエネルギは該レベルにてトーションバーにより吸収されることが示される。

但し、上記の大きな事故においてシート占有者がライン８２により表された如く軽量のシート占有者であれば、事故の開始時と時点t１との間においてシートベルト上のシート占有者により及ぼされる力は力F２を僅かに超えるのみである。時点T１において上記力はF１を超えていないことから、上記トーションバーの“柔軟”部分１９の動作は抑制されておらず、故に、時点t１において上記トーションバーの柔軟部分は作用的となり且つ力は力レベルF２にて吸収される。

図１３は、弱いまたは穏やかな事故も示している。かかる事故において上記センサにより知覚される加速度はライン８３により示された如く、上記の過酷な事故に対して知覚される加速度よりも相当に小さい。ライン８３は、時点t１の相当に後時である時点t２にて上記閾値に到達するにすぎない。

それでもなお、この事故の間において高重量のシート占有者により安全ベルトに対して付与される力はライン８４により示された如く依然として上昇し、時点t２に達する前に、上記トーションバーの強靱部分に関連する値F１に到達する。同様に、ライン８５により示された如く、この事故において軽量占有者により安全ベルトに対して付与される力は時点t２においてさえもレベルF１を超えていない。示された如く、上記力はレベルF２を超えたが、時点t２に到達すると直ちに、上記トーションバーの柔軟部分は作用的となることでエネルギがエネルギ・レベルF２にて吸収されることが可能とされる。

図１４は、図１３に対応するが、上記トーションバーと上記管との間に一定の遊びが在るという本発明の一実施例において存在する状況を示している。本発明のこの実施例において、高重量占有者が過酷な事故に巻き込まれたときにシートベルトにより上記リトラクタに対して付与される力は、レベルF２へと迅速に上昇する。上記システムにおいては一定の遊びが在ることから、この時点で、この遊びが吸収されるにつれて上記トーションバーの柔軟部分は僅かにねじられる。故に、力F２により一定のエネルギが吸収される。この運動によれば低いエネルギ・レベルの選択が防止され、且つ、ベルトにより及ぼされる力は、時点t１を過ぎて、上記トーションバーの強靱部分がエネルギを吸収するときに力レベルF１に到達するまで、上昇し続ける。

対照的に、ライン８２により示された如く過酷な事故に巻き込まれた軽量のシート占有者に対し、上記ベルトにより及ぼされる力は時点t１までにはレベルF２に到達していない。故に、ライン８２により及ぼされる力は、レベルF２に到達してそのときにエネルギが上記トーションバーにより吸収されるまで、上昇し続ける。この便宜策を使用することにより、軽量占有者はF２を超える力に委ねられることは決してないことが認められる。

ライン８４および８５は、過酷な事故において同様の状況が存在することを示している。

此処で再び、上記システムにおける“遊び”の故に、高重量占有者によれば時点t２の前に上記トーションバーの柔軟部分はねじられることから、該トーションバーの柔軟部分の実効的選択は抑制される。同様に、軽量のシート占有者は時点t２の後まで力レベルF２に等しい力を及ぼさないことから、此処でも、力F２より大きな力に委ねられることは決してない。

記述実施例の全てにおいて、スピンドル本体３の一切の初期運動は、トーションバー１４の比較的に強靱部分１７により提供されるエネルギ吸収効果に抗して行われることは理解される。本発明の代替実施例において、もし最初に、トーションバー１４の拡径中央区画１８と管２３との間、または、上記管と上記係止要素との間に一定の“ゆとり”または“遊び”が在ると、固定されたヘッド９に対してスピンドル本体３の初期運動が行われ得ると共に、エネルギはトーションバー１７の比較的に柔軟な部分１９により吸収される。
このことは、上記トーションバーの柔軟部分の動作が抑制されるべきことを比較的に小さな初期力だけで表すという本発明の一定の実施例において好適であり得る。

本発明はベルト・リトラクタに対するスピンドルに関して記述されたが、本発明は、シートベルトのバックルまたはシートベルトのプリテンショナに関連して吸収されるエネルギにおいても具現され得る。

本明細書において、“〜を備える”とは“〜を含む、または、〜から成る”ことを意味し、且つ、“〜備えている”とは“〜を含んでいる、または、〜から成っている”ことを意味する。

本発明に係る安全装置を形成するリトラクタ・スピンドルの一実施例の部分的に断面とされた部分的概略図である。 本発明の改変例を示す図１に対応する図である。 図２のIII-III線に沿う断面図であると共に、図２の断面を形成するII-II線を示している。 図２に示されたリトラクタ・スピンドルの構成要素の側面図である。 本発明の更なる実施例を示す図１に対応する図である。 図５のVI-VI線に沿う断面図であると共に、図５の断面を形成するV-V線を示している。 図５に対応するが、僅かに異なる断面とされ、シートベルトがリトラクタから引き出された後に存在する状況を示す図である。 図７のVIII-VIII線に沿う断面図であると共に図７の断面線VII-VIIを示している。 図７のIX-IX線に沿う断面図である。 本発明の一実施例を構成するリトラクタの更なる実施例のスピンドルの断面図である。 第１状態における図１０のスピンドルのXI-XI線に沿う断面図である。 第２状態における上記スピンドルを示す図１１に対応する図である。 説明目的で提供されたグラフ図である。 対応するグラフ図である。

a１ 閾値加速度
F 力
F１ 力レベル
F２ 力レベル
t１ 時点
t２ 時点
１ スピンドル
２ シートベルト
３ スピンドル本体
４ フランジ
５ フランジ
６ 谷部
７ トラニオン
８ クロック・スプリング
９ スピンドル・ヘッド
１０ 第２トラニオン
１１ 係止部材
１２ シャーシ
１３ キャビティ
１４ トーションバー
１５ 拡大端部
１６ 凹所
１７ 強靱部分
１８ 中央拡径部分
１９ 柔軟部分
２０ 拡大端部
２１ 凹所
２２ 端部
２３ 管
２４ 端部
２５ 係止要素
２６ 封鎖リング
２７ 発熱用小型火管
２８ 気体導向管
２９ 制御リング
３０ 制御ユニット
３１ 配線
３２ ループ
４０ 発熱用小型火管
４１ 配線
４３ 気体案内部
４４ 気体流路
４５ 略円筒状部分
４６ 気体流開口
４７ 気体流路
４９ 円筒状部分
５０ フィンガ
５１ 軸心方向溝
５３ 切欠
５４ 切欠
５５ 停止フランジ
５６ 停止フランジ
５７ 発熱ユニット
５８ 気体案内部
５９ 制御リング
６０ 管
６１ 端部
６２ 発熱用小型火管
６３ 配線
６４ 気体案内部
６５ 制御リング
６６ 端部
６７ 環状フランジ
６８, ６９ 部分的に円筒状の凹所
７０a, ７０b フィンガ
７１, ７２ 内方に凹状形成された領域
７３, ７４ 凹所
７５, ７６ 当接壁
８０ ライン
８１ ライン
８２ ライン
８３ ライン
８４ ライン
８５ ライン

Claims (20)

1. 安全装置であって、
   この安全装置が、安全ベルトの繰り出しがエネルギの吸収により制限されることを許容するフォース・リミッタであって、第１の比較的に高いエネルギ吸収レベルおよび第２の比較的に低いエネルギ吸収レベルを有するフォース・リミッタを包含すると共に、
   衝突関連の電気信号に応じて上記エネルギ吸収レベルの一方を選択すべく作用可能な第１機構と、
   所定力を超える初期ベルト力により引き起こされる前記安全装置の２個の構成要素間の相対運動に応じる機械的構成物であって、前記第１機構が一方のエネルギ吸収レベルを選択することを直接的に抑制する機械的構成物と、を備える、安全装置。
2. 前記第１機構は前記第２の比較的に低いエネルギ吸収レベルを選択すべく作用可能であり、且つ、初期ベルト力に応じる前記機械的構成物は上記第２の比較的に低いエネルギ吸収レベルの実効的選択を抑制すべく作用する、請求項１記載の安全装置。
3. シートベルト・リトラクタの形態である、請求項１記載の安全装置。
4. 前記機械的構成物は前記リトラクタ内の二重部分式スピンドルを含み、
   上記スピンドルの第１部分は繋止可能であり、上記スピンドルの第２部分は自身上に安全ベルトが巻回され、
   上記機械的構成物は、前記所定力を超える初期ベルト力が付与されたときに上記スピンドルの上記第２部分が上記第１部分に対して運動し得る如きであり、
   上記スピンドルの上記固定された第１部分に対する該スピンドルの上記第２部分の運動は、上記各エネルギ・レベルの内の上記一方のエネルギ・レベルを抑制する上記機械的構成物を起動する、請求項３記載の安全装置。
5. 前記スピンドルの前記第２部分は、前記第１の比較的に高いエネルギ吸収レベルを提供すべく作用する第１区画、および、前記第２の比較的に低いエネルギ吸収レベルを提供すべく作用する第２区画という２つの区画を有するエネルギ吸収トーションバーにより上記スピンドルの前記第１部分に対して接続される、請求項４記載の安全装置。
6. 前記第１機構は係止要素および抑制要素を包含し、
   上記抑制要素は前記トーションバーの前記第１および第２区画間において該トーションバーの一部分に係合し、
   上記係止要素は、最初は上記抑制要素と上記スピンドルの上記第２部分とに対して係合することで上記抑制要素を上記スピンドルの上記第２部分に対して固着し、
   上記係止要素は、該係止要素が上記抑制要素を上記スピンドルの上記第２部分に対して固着しないという解除位置へと移動可能である、請求項５記載の安全装置。
7. 前記係止要素は径方向に移動可能な係止要素であり、
   上記係止要素は、最初は該係止要素の一端の近傍に配置された封鎖要素により係合位置に保持され、
   前記第１機構は、前記衝突関連の電気信号に応じて上記封鎖要素を解除位置へと移動させるべく構成される、請求項６記載の安全装置。
8. 前記封鎖要素はリングの形態である、請求項７記載の安全装置。
9. 前記封鎖要素は発熱用小型火管による気体の生成に応じて移動可能である、請求項７または８に記載の安全装置。
10. 前記発熱用小型火管は前記封鎖要素に対して直接的に気体を導向すべく位置される、請求項９記載の安全装置。
11. 上記安全装置は制御要素を備え、
    前記小型火管は、上記制御要素の移動により前記封鎖要素が前記解除位置へと移動する様に上記制御要素に対して気体を導向して該制御要素を移動させるべく位置される、請求項９記載の安全装置。
12. 前記発熱用小型火管は、前記スピンドルの前記第１部分に形成された少なくとも一本の気体ダクトと、上記スピンドルの前記第２部分における少なくとも一本の気体ダクトとに対して組み合わされ、
    上記二本の気体ダクトは、最初は共整列されることから、気体の流れは両方の気体ダクトを流れて前記封鎖要素の移動を引き起こすことが可能であり、
    上記スピンドルの上記第１部分は、所定値を超える前記初期ベルト力に応じて該スピンドルの上記第２部分に対して運動することで上記各気体流ダクトをオフセットさせて気体の流れを阻止し得る、請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の安全装置。
13. 上記安全装置は、前記スピンドルの前記第１部分における複数本の前記気体ダクトと、上記スピンドルの前記第２部分における対応する複数本の前記気体流ダクトを備えて成る、請求項１２記載の安全装置。
14. 前記封鎖要素は停止部の近傍に配置され、
    上記封鎖要素はひとつの配向においては上記停止部を通過して移動可能であり、
    上記封鎖要素は、他の一切の配向においては、上記停止部を通過して移動可能ではなく、
    上記封鎖要素の上記配向は、前記スピンドルの前記第２部分に対して取付けられることで、上記スピンドルの該第２部分と共に運動可能である、請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の安全装置。
15. 前記封鎖要素はリングの形態であり、
    上記リングは、内方に向けられた少なくとも一個のフィンガを備え、
    上記フィンガは、前記スピンドルの前記第２部分の外側領域に形成されて軸心方向に延在する溝内に受容される、請求項１４記載の安全装置。
16. 前記停止部は前記スピンドルの前記第１部分上に形成される、請求項１４または１５に記載の安全装置。
17. 直径方向に対置されると共に各々が所定構成である２個の停止部が配備され、且つ、
    前記リング形状とされた封鎖要素は、対応する形状および構成の２個の切欠を備える、請求項１４乃至１５のいずれか一項に記載の安全装置。
18. 前記電気信号を供給するために複数本の配線が配備され、
    少なくとも一本の配線の一部分は、前記スピンドルの前記第１部分から該スピンドルの前記第２部分へと延在し、
    上記配線の上記一部分は、上記第１部分に対する上記スピンドルの上記第２部分の相対運動時に破断されるべく構成される、請求項４乃至１１のいずれか一項に記載の安全装置。
19. 前記抑制要素は、前記スピンドルの第１部分に対する該スピンドルの前記第２部分の相対運動に応じて変形されるべく構成された変形可能部分を備え、
    上記変形可能部分は、上記スピンドルの上記第２部分の対応構成部分と協働して前記各エネルギ・レベルの内の前記一方のエネルギ・レベルの実効的選択を抑制するために上記スピンドルの上記第２部分に対して該変形可能部分を係合させるべく位置される、請求項６乃至１１のいずれか一項に記載の安全装置。
20. 前記変形可能部分は変形可能フィンガの形態であり、
    上記フィンガは、前記スピンドルの前記第２部分の一部分に配備された形状化凹所内へと変形される、請求項１９記載の安全装置。

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