JP5139751B2 - シートベルト装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般に自動車のシートベルト拘束装置の分野に関する。特に、本発明は、シートベルト装置のシートベルトリトラクタで使用される連続可変エネルギー吸収機構に関する。

現シートベルトエネルギー吸収設計は、乗員荷重に対して一定レベルの抵抗を有する。抵抗のレベルは、切換可能である場合、ウェビング引抜きの量か、または乗員の体重および／または衝突の激しさを検出する外部センサからの外部信号によって決まる。不都合なことに、これら設計に対する欠点は、それらはコストがかかるということである。

既知のエネルギー吸収機構の一例は、（特許文献１）（参照によりその開示内容がすべて本明細書に援用される）に開示されており、それは、負荷制限媒体(a load limiting medium)に回転ベーン(rotary vanes)を有し、各ベーンが流路を有するロータを備えたベルトリアクタを開示している。衝突事故時、ロータはベルトリールとともに回転し、それにより、負荷制限媒体が流路内をベーンの一方の側から他方の側に流れる。この流体流により、エネルギーが消費され、シートベルトと乗員との間の作用する力が制限される。

（特許文献２）（参照によりその開示内容がすべて本明細書に援用される）は、流体が充填された円形チャンバにパドルを有するスピンドルの形態の負荷制限装置を備えたベルトリトラクタを開示している。衝突時にシートベルトウェビングが緊張状態にある場合、スピンドルが回転し、それによってチャンバ内の流体が開口を介して負荷制限アセンブリ内に押し流される。負荷制限アセンブリを流れる流体流が、衝突の力の幾分かを吸収する。

（特許文献３）（参照によりその開示内容がすべて本明細書に援用される）は、流体回路に取り付けられる液圧ポンプ(a hydraulic pump)の形態のロードリミッタを備えるベルトリトラクタを開示している。衝突事故の間、乗員の前方の変位により、ベルトリールおよびベルトリールに結合された駆動装置が回転する。駆動装置は、液圧ポンプを回転させ、それにより、液圧ポンプは非圧縮性液体を閉回路内に運び、それによってエネルギーが吸収される。

米国特許第６，７８６，５１１号明細書 米国特許第６，１２９，３８５号明細書 米国特許第６，２９０，１５９号明細書 米国特許第６，０１９，３９２号明細書

本発明の一実施形態によれば、シートベルト装置は、乗員拘束のためのシートベルトウェビングと、シートベルトウェビングに連結されかつベースフレームによって回転可能に支持される回転可能スプールと、ロック機構と、回転可能スプールの一端に連結される少なくとも１つの可変エネルギー吸収機構と、を備えてもよい。可変エネルギー吸収機構は、流体が充填されるように構成されるチャンバと、チャンバ内の回転可能スプールの外周に取り付けられる可撓性部材と、を備えてもよい。ロック機構は、衝突事故の間にチャンバの回転を防止する。

本発明の別の実施形態によれば、シートベルト装置は、回転可能スプールと、可変エネルギー吸収機構と、を備えてもよい。可変エネルギー吸収機構は、回転可能スプールの周囲面に取り付けられかつ流体が充填されるチャンバ(a chamber filled with fluid)内部に配置される可撓性部材を備えてもよい。衝突事故の間、流体を通る可撓性部材の抗力によりかつ可撓性部材の変形により、エネルギーが吸収され得る。

本発明の別の実施形態によれば、シートベルト装置は、衝突事故の間に車両乗員の抵抗エネルギー吸収力を調整するように構成される可変エネルギー吸収機構と、シートベルトウェビングに連結されるように構成されかつベースフレームによって回転可能に支持される回転可能スプールと、を備えてもよい。エネルギー吸収機構は、車両乗員に対する衝撃エネルギーを吸収することができる。

上述した概略的な説明および以下の詳細な説明はともに、単に例示的なものであり、特許請求の範囲に記載されているような発明を限定するものではない、ということが理解されるべきである。

本発明の特徴、態様および利点は、以下の説明と、下に簡単に説明する図面に示されている添付の例示的な実施形態と、から明らかとなろう。

概略的には、本発明の一実施形態によるシートベルト装置は、回転可能スプールに連結されたエネルギー吸収（ＥＡ）機構を組み込むことができる。ＥＡ機構は、回転可能スプールに対する対応する力により、シートベルトウェビングに与えられる乗員荷重に基づいて、抵抗エネルギー吸収力を自動的に調整することができる。ＥＡ機構は、液圧動作および／またはばね動作を使用して、シートベルト負荷が増大すると回転可能スプールの抵抗を増大させシートベルト負荷が低減すると抵抗を低減させてもよく、それにより、シートベルトウェビングによる乗員の速度または加速度がより一定になるかまたは安定する。

このエネルギー吸収機構を、回転可能スプールの回転が１回以下であるように制限してもよく、または回転可能スプールで利用可能なウェビングの限界まで動作の範囲を提供してもよい。この機構を、トーションバー等の一定エネルギー吸収機構とともに使用してもよく、またはかかる機構なしに使用してもよい。

図１は、本発明の一実施形態を示す。図１のシートベルト装置１は、シートベルトウェビング５と、ベースフレーム２と、ベースフレームによって回転可能に支持される回転可能スプール３と、ベルト引込機構２０２と、車両乗員に対して作用するウェビングの衝撃エネルギーを吸収する可変ＥＡ機構４と、を備えてもよい。

シートベルトウェビング５は、本技術分野において既知であるいかなる種類であってもよく、図５に示すように、車両シート１０２に着座する運転者または同乗者等の車両乗員１００を拘束するために使用される。ウェビングは、スプール３（たとえば車両１０１のセンターピラー（中柱）に配置してもよい）に巻き取られる長いベルトであってもよい。スプール３から、ウェビング５は、車両乗員の肩の周りに位置するショルダアンカ１０４を通され、乗員１００の上半身の周りを横切り、トング１０６を通され、乗員１００のひざ（ｌａｐ）を横切り、車両１０１の床の上かまたは車両シート１０２の側部等、車両に取り付けられる外側アンカ１０８において固定される。トングは、本技術分野において既知であるようにバックル１１０に嵌合することにより、シートベルトウェビングを乗員に固定する。

ベースフレーム２は、車両の内部に連結してもよく、回転可能スプール３の回転を可能にしてもよい。ベースフレーム２を、車両中柱内に配置してもよく、もしくは乗員運転者、同乗者または後部車両シートに隣接して配置してもよい。たとえば、図５は、ベースフレーム２が車両中柱に前部乗員シートに隣接して配置される実施形態を示す。通常動作中、回転可能スプール３は、ベースフレーム２を中心に、乗員が使用するために適当な長さのウェビングを巻き取るかまたは巻き出すように、シートベルトウェビング５の制限長さまで自由に回転してもよい。ベースフレームは、２つの側壁５０および５２を含んでもよく、回転可能スプール３がそれらの上で回転してもよい。さらに、ベースフレームは、図５に示すように、側壁５０および５２を互いに対して固定された位置に維持するために、かつシートベルト装置を車両に取り付けるために、２つの側壁５０および５２を連結する後壁５４を含んでもよい。

回転可能スプール３は、本技術分野において既知であるいかなる種類のスプールであってもよく、ベースフレーム２の２つの側壁の間に支持されてもよい。スプール３は、通常、中央部１３、一組のフランジ１４および少なくとも１つの突起１５を含んでもよい。中央部１３は、略円柱状であってもよく、シートベルトウェビング５をそれに巻回させてもよい。スプールは、たとえばリールスプールであってもよい。

回転可能スプール３を、チャンバ１０に当接する、フランジ１４の表面に位置するせん断変形可能ピン(shearable pins)１７において、可変ＥＡ機構４のチャンバ１０に取り付けてもよい。ピン１７は、フランジ１４に一体であってもよく、またはフランジ１４の凹部に嵌合する別個のピンであってもよい。ピン１７はまた、フランジ１４に当接するチャンバ１０の表面に位置する凹部１８内に嵌合する。ピン１７により、シートベルト装置の通常動作中、チャンバ１０が回転可能スプール３とともに回転することができる。２つのピン１７のみを示すが、１つ、２つ、３つまたはそれより多くのピン等、任意の適当な数のピンを使用してもよい。

回転可能スプール３では、突起１５がフランジ１４の中心から突出する。突起１５がチャンバ１０と一体化することにより、衝突事故の間のエネルギー吸収が容易になる。回転可能スプール３の突起１５は、キャビティ２０に至るチャンバ１０の開口１９内に嵌合する。キャビティ２０は、チャンバ１０の外壁２２内に収容され、ＥＡ機構の動作を維持するために適当な厚さで構成される。通常動作中、突起１５は、回転可能スプール３およびチャンバ１０と一列に並んで回転する。衝突事故時、エネルギー吸収装置は、突起１５を介して回転を制限することができる。

ベースフレーム２の側壁のうちの１つ５２において、ベルト引込機構２０２を採用してもよい。ベルト引込機構は、衝突事故の発生が検出された時かまたは衝突事故が差し迫っていると判断された時に、車両乗員の周りでシートベルトウェビングを堅く締めるように回転可能スプールを回転させる、本技術分野において既知である動力伝達機構およびモータであってもよい。ベルト引込機構２０２を動作させるために、電子計算装置（ＥＣＵ）２０４を使用してもよい。ＥＣＵ２０４は、１つまたは複数のセンサ２０６から信号を受け取る。これらセンサは、衝撃センサ、急速な減速を検出するセンサ等であってもよい。ＥＣＵは、これらセンサからの信号を処理し、衝突が差し迫っているかまたは発生していると判断されると、スプール３を回転させるようにベルト引込機構２０２のモータを動作させ、ベルトウェビングが車両乗員の周りで堅く締まるようにスプールに巻き取られるようにする。別の実施形態によれば、ベルト引込機構は、巻戻しばねまたは他のタイプのベルト引込機構であってもよい。

ベースフレーム２の側壁のうちの別の方５０には、可変ＥＡ機構４が取り付けられる。可変ＥＡ機構４は、衝突事故の後にシートベルトウェビング５に対して作用する車両乗員の慣性力に反応して巻き取られるシートベルトウェビング５の長さを制限することができる。可変ＥＡ機構４は、図１および図２に示すように、流体が充填されるように構成されるチャンバ１０と、チャンバ１０内で回転可能スプール３の外周の少なくとも１つの突起１５に取り付けられる可撓性部材１１と、カバー１２と、ロック機構９と、を有してもよい。通常動作中、チャンバ１０は、回転可能スプール３とともに回転することにより、シートベルトウェビングに対する車両乗員の衝撃力によってシートベルトウェビング５を巻き出す。巻き出されるシートベルトウェビング５の量は、ウェビング５の制限長さまで達してもよい。

チャンバ１０は、外壁２２と、流体が充填され得るキャビティ２０と、を有してもよい。外壁は、２つの平坦壁３０２および３０４と、１つの周囲壁３０６と、を有してもよい。外壁は、合わせて一体的に形成されてもよく、かつ／または接着剤、蝋付け、溶接、Ｏリングによる互いのボルト止め等により、漏液しないように互いに取り付けられる分離した別個の部品であってもよい。チャンバ１０を、任意の適当な材料から作製してもよいが、キャビティ２０内部に収容される流体と相容性がなければならない。チャンバ１０はまた、スプール３の突起１５をキャビティ２０内に挿入することができるように平坦壁のうちの１つ３０２に開口１９を有し、シートベルト装置の通常動作中にチャンバ１０が回転可能スプール３とともに回転することが可能になるように、せん断変形可能ピン１７を収容する１つまたは複数の凹部１８を有する。

チャンバ１０は、キャビティ２０内に突出する内壁２４を有してもよい。内壁２４は、流体が可撓性部材を通過して流れる必要があるように流体に対して十分な抵抗を提供するために使用される。内壁２４は、回転可能スプール３の突出部１５に当接しないが、可撓性部材１１が壁２４と接触する場合、回転可能スプール３の回転を妨げることができる。内壁２４を、キャビティ２０の内部に沿った任意の場所に配置してもよい。この場合、スプールの回転を、衝突事故の最初における可撓性部材１１の開始位置に対する内壁２４の位置に応じて、１回以下の回転に対して行ってもよい。このように、エネルギー吸収機構を、回転可能スプール３の回転が１回以下であるように制限してもよい。たとえば、可撓性部材１１は、回転可能スプール３の回転方向に近接する側において内壁２４に直接隣接して位置する時、内壁２４の反対側に当接する前に１回の完全な回転を可能にすることができる。他の任意の位置に配置されると、可撓性部材１１は、回転を回転可能スプール３の１回未満の回転に制限する。当然ながら、内壁２４がない場合、スプールの回転は、２回、３回、４回またはそれより多くの回転等、１回より多い回転であってもよい。このため、ＥＡ機構４内に内壁を配置することにより、衝突後に回転可能スプール３の回転を１回以下の回転に制限してもよく、もしくは内壁なしで、回転可能スプール３が、回転可能スプールに取り付けられたシートベルトウェビングの制限長さまで回転してもよい。

チャンバ１０のキャビティ２０内部に、少なくとも１つの可撓性部材１１および流体が配置される。図２に示すように、可撓性部材１１を、キャビティ２０内に位置する回転可能スプール３の突起１５の外周に取り付けてもよい。可撓性部材１１は、湾曲形状であるベーンであってもよく、その場合、可撓性部材１１は、回転する回転可能スプール３の回転方向Ａに向かって撓曲し、その方向は、回転可能スプールが、衝突事件の間に限られた長さのシートベルトウェビング５が巻き出されるのを可能にするように回転する方向である。可撓性部材に対する適当な材料は、プラスチック（ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、シリコーン、ポリウレタン、ナイロン、および他のアクリル樹脂、ポリマーまたはエラストマー）または金属（ステンレス鋼、アルミニウム、真鍮、銅等）等、任意の適当な可撓性材料を含んでもよい。金属厚さを、使用される可撓性材料によって変更してもよい。たとえば、材料厚さは、約０．１ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲、好ましくは約１ｍｍであってもよい。また、可撓性部材は、任意の適当な形状であるように厚さが不均一であってもかつ／または幅が不均一であってもよい。本発明のさまざまな実施形態によれば、回転可能スプール３の突起１５に、２つ以上の可撓性部材を取り付けてもよい。たとえば、１つ、２つ、３つ、４つまたはそれより多くの可撓性部材を使用してもよい。

本発明の一実施形態によれば、流体は、水、鉱油、または適当な粘度の他の任意の流体等、作動流体(a hydraulic fluid)であってもよい。流体がキャビティ２０から出ないように、開口１９内かまたは開口１９近くにシールがあってもよい。たとえば、突起１５の外周であるが開口１９の径の内側にＯリング２１を配置してもよい。本発明の代替実施形態によれば、後述するように、流体はレオロジー流体(a rheological fluid)であってもよい。

カバー１２は、任意の適当な締結機構により側壁５０等、ベースフレーム２の１つの側壁に取り付けられる。カバー１２は、シートベルトの通常動作中にチャンバがカバー１２内で回転可能スプール３とともに回転し得るように、チャンバ１０上に配置される。カバーの中心位置２３に開口が配置され、それにより、チャンバ１０がカバー１２によって回転可能に支持されるように突起が開口内に嵌合することができる。

ロック機構９は、カバー１２の外面に取り付けられるかまたはそれを通して突出する。ロック機構９は、衝突事故の間にチャンバ１０が回転するのを防止するように構成される。図４に示すように、ロック機構は、衝突事故の間にカバー１２の開口４０４を通して突出することによりチャンバ１０の周囲壁３０６と接触するように構成される爪４００であってもよい。外側周囲壁３０６は、衝突事故時に、チャンバ１０がスプール３とともに回転しないように、爪４００と係合する外歯４０３を有してもよい。爪４００がカバー１２の開口４０４から出てチャンバ１０の外歯に係合するようにするために、爪４００を、ばね機構、点火装置等の作動装置４０６によって起動してもよい。あるいは、チャンバ１０の周囲壁３０６は、図２に示すように平滑であってもよい。かかる場合、ロック機構は、刃部４０２を備えた爪４００を有してもよく、刃部４０２は、周囲壁３０６に切り込み摩擦により回転を停止させることによりチャンバ１０の回転を防止する。

爪４００をチャンバ１０の周囲面に接触させる作動装置４０６を、ＥＣＵ２０４が、発生しているか差し迫ってきている衝突事故に関する情報をセンサ２０６から受け取った時に起動してもよい。作動装置４０６を、ベルト引込機構２０２の動作中または動作後に起動してもよい。

ここで、シートベルト装置の動作について説明する。シートベルトの通常動作中、スプールはベースフレーム２に回転可能に支持されるため、シートベルトウェビング５を、回転可能スプール３の中央部１３から容易に巻き出すことができる。乗員が、シートベルトウェビング５に対し、引っ張る、押す、もたれかかる、または他の任意の物理的移動により圧力を加えると、ウェビングは回転可能スプール３から巻き出される。乗員が緊張を緩めると、ウェビングは、ベルト引込機構２０２を使用して回転可能スプール３上に巻き戻される。

衝突事故の間、車両センサ２０６は、車両の突然の減速かまたは衝突の衝撃自体を検出してもよい。センサによって検出される信号は、ＥＣＵ２０４（コントローラ等）によって処理され、ＥＣＵ２０４は、シートベルトウェビング５をスプール３に巻き上げるようにベルト引込機構２０２をトリガし(trigger)、チャンバ１０の回転をロックするようにロック機構９をトリガする。しかしながら、回転可能スプール３は、前方に移動しかつウェビング５に作用する車両乗員の慣性力により依然として回転する（すなわち、中心位置２３を中心にトルク力を加える）可能性がある。回転可能スプールが回転しチャンバが移動しないことにより、ピン１７がせん断変形する。しかしながら、チャンバ１０が衝突事故の間にエネルギー吸収を容易にするように、可撓性部材１１がキャビティ２０内の流体を通して移動するため、シートベルトウェビング５の解放が制御される。可変エネルギー吸収機構４は、巻き出されるウェビング５の長さがウェビング５の制限長さ以下であるように、回転可能スプール３の回転を制限してもよい。巻き出されるウェビングの量を、シートベルトウェビングに対する乗員の抵抗力に応じてさらに自動的に調整してもよい。

シートベルトウェビングに低負荷状態が作用している場合（たとえば、わずかな衝撃または小さい車両乗員負荷）、可撓性部材１１は単に、回転している回転可能スプール３の方向Ａと反対方向に撓曲することなく流体内を移動することができる。図２の参照数字１１Ａは、この低負荷状態における可撓性部材１１を示す。この実施形態では、可撓性部材は湾曲形状である。低負荷下で、エネルギー吸収機構の結果としての抵抗は、シートベルトウェビングに対し乗員が加える圧力に対応する。

シートベルトウェビングに高負荷状態が作用している場合（たとえば激しい衝撃かまたは大きい車両乗員負荷）、可撓性部材１１は、作動流体内を移動する際に後方に撓曲する可能性がある。図２の参照数字１１Ｂは、この高負荷位置にある可撓性部材を示す。可撓性部材の材料および／または構造を、可撓性部材が単に直線状になるためだけに十分に撓曲するようように（図２の位置１１Ｂに示すように）選択してもよい。高負荷下では、エネルギー吸収機構の結果としての抵抗は、乗員がシートベルトウェビングに対して加える圧力に対応する。さらに、可撓性部材１１は、その可撓性および撓曲により、可撓性部材が低負荷状態下で位置１１Ａにあり続ける場合より、チャンバ１０の内壁２４に接触する前に回転可能スプール３を中心により大きい距離移動することができる。

流体を通る可撓性部材の移動は、シートベルトウェビング５の繰出しを制御する。それは、可撓性部材１１がスプール３内で回転し内壁２４に当接すると、回転可能スプール３がそれ以上回転することができないためである。可撓性部材を、流体の力によりそれが参照番号１１Ｂの方向に撓曲することができるが、内壁２４に接触すると撓曲しないように、十分剛性な材料から構成してもよい。

さらに、乗員の力がシートベルトウェビング５に作用する結果としての車両乗員に対する深刻な負傷を、（１）流体内を移動する可撓性部材１１の抗力と、（２）可撓性部材に作用する抗力によってもたらされる可撓性部材のその撓曲形状からの変形と、によって衝撃エネルギーが吸収されることにより、低減することができる。したがって、可撓性部材１１がキャビティ２０を通して流体に逆らって移動することにより、乗員の力がシートベルトウェビング５に作用することによって回転がもたらされる回転可能スプール３の運動量が吸収される。

図５は、乗員１００および車両１０１に対するシートベルト装置１を示す。可変エネルギー吸収機構４を、スプール３、ベースフレーム２およびベルト引込機構２０２とともに車両ガーニッシュまたはトリムの後方に隠すことができるように、車両１０１の中柱４１内に配置してもよい。シートベルトウェビング５は、回転可能スプール３に巻回されてもよく、バックル１１０に取り付けることにより乗員１００を固定することができる。外側アンカ１０８は、乗員のひざを横切ってシートベルトウェビング５を固定することができる。回転可能スプール３およびエネルギー吸収機構４は、ベースフレーム２によって車両に取り付けられてもよい。衝突事故の間、エネルギー吸収機構４は、上述したように機能することにより、乗員が矢印ＦＲの方向を前方に投げ出される際にシートベルトウェビング５に対する乗員の衝撃エネルギーを吸収する。エネルギー吸収機構４は、乗員の力負荷がシートベルトウェビング５のラップ部に対して加えられても肩ストラップ部に対して加えられても機能することができる。

シートベルト装置１の別の実施形態では、回転可能スプール３およびエネルギー吸収機構４を、通常動作中かつ／または衝突事故の間のシートベルトウェビングの適当な巻取りおよび巻出しを可能にするように、外側アンカ１０８にまたは車両内の他の任意の適当な位置に取り付けてもよい。

図３に示すようなシートベルト装置の別の実施形態では、エネルギー吸収機構は、トーションバー３０等、１つまたは複数の他のエネルギー吸収機構とともに機能してもよい。トーションバー３０が使用される場合、エネルギー吸収機構４は、上述したものと実質的に同じように動作する。しかしながら、シートベルト装置は、回転可能スプール３の中央通路３１にトーションバー３０をさらに備える。トーションバー３０の一端５０４は、回転可能スプール３のエネルギー吸収機構４がある側の近くに従来のように（たとえばスプライン結合）取り付けられる。トーションバー３０の他端５０２は、ロックベース５００に取り付けられ、それは、回転可能スプール３の反対側でベースフレーム２の対向する側壁５２の内側で回転する。ロックベースは、衝突事故の間にスプール３のチャンバ１０が取り付けられている側とは反対側の端部における回転を防止するロック機構９に供給されてもよくまたはそれに関連してもよい。

通常動作時、トーションバー３０、ベルト引込機構２０２およびロックベース５００は、単一ユニットとして回転する。衝突事故の間、第２ロック機構５０６は、ロックベース５００が回転しないようにし、それにより、ロックベース５００に取り付けられたトーションバー３０の一方の側５０２が回転しなくなる。回転可能スプール３に取り付けられるトーションバー３０の他方の側５０４は、衝突事故の間、車両乗員の慣性力がシートベルトウェビング５に対して作用するために依然として自由に回転することができる。そして、トーションバー３０がねじれ、そのため、乗員がシートベルトウェビング５に対して作用する力に対応する衝撃の幾分かのエネルギーを吸収する。

同時に、カバー１２に取り付けられるかまたはカバーを通して突出するロック機構９は、チャンバ１０の回転を防止する。回転可能スプールが回転する結果として、可撓性材料１１は、キャビティ２０内の流体を通して移動し、かつ／または回転可能スプール３の回転と反対の方向に撓曲し（図２に示すように）、それによりさらなるエネルギーが吸収される。

図６に示す別の実施形態は、使用してもよい２つのＥＡ機構４および４’を示す。このように、回転可能スプール３のいずれの側にもエネルギー吸収機構がある。衝突事故の間、エネルギー吸収機構４および４’の対応するチャンバ１０、１０’の一方または両方が、ロック機構９および９’によって適所にロックされる。スプール３の突起１５’は、追加のＥＡ機構４’のチャンバ１０’およびカバー１２’に通され、ベルト引込機構２０２に連結される。キャビティ２０’内部の流体が漏れないように、追加のシール１９’が必要であってもよい。第２のＥＡ機構４’は、ＥＡ機構４と本質的に同様に作用する。チャンバ１０’がロック機構９’によってロックされると、ピン１７’がせん断変形するため、回転可能スプール３は依然として自由に回転することができる。チャンバ１０’内の流体を通る可撓性部材１１’の移動は、回転可能スプール３の回転をさらに妨げ、衝突中にシートベルトに対する乗員の衝撃を自動的に吸収することができる。

図７に示すような本発明のさらに別の実施形態では、作動流体はレオロジー流体であってもよく、それは、その粘度を、電流を印加するかまたは磁界を導入することによって制御することができる流体である。このため、流体の粘度を、車両乗員または他の設計考慮事項に応じて調整することができる。言い換えれば、レオロジー流体は、チャンバ１０内の流体のその粘度が微調整されるかまたは特定の車両乗員にカスタマイズされることを可能にする。たとえば、レオロジー流体は、マグネトレオロジー(magnetorheological)（ＭＲ）流体かまたはエレクトロレオロジー(electrorheological)（ＥＲ）流体であってもよい。ＭＲ流体は、油等、キャリア流体におけるマイクロメータサイズ磁性粒子の懸濁液を含む。磁界にさらされると、流体はその粘度を大幅に上昇させる。ＥＲ流体は、電気的に絶縁する流体における極めて微細な非導電性粒子（５０マイクロメータまで）の懸濁液である。電界にさらされると、このタイプの流体の粘度は変化する。これらのタイプの流体のうちの１つが使用される場合、シートベルト装置は、図７に示すように、作動装置６００の使用を含んでもよい。

作動装置６００は、ＭＲ流体がチャンバ１０内の流体である場合に磁界を形成する、本技術分野において既知である装置であってもよい。たとえば、１つのかかる作動装置は、電磁石かまたは本技術分野で既知である他の任意の磁界生成／変更装置であってもよい。適当な流体および作動装置の一例は、参照により本明細書に援用される（特許文献４）に記載されている。あるいは、ＥＲ流体が使用される場合、作動装置は、電界を生成する本技術分野において既知であるいかなる装置であってもよい。たとえば、１つのかかる作動装置は、電界発生器であってもよい。

作動装置６００を、作動装置がＥＣＵ２０４からの信号に基づいて磁界または電界を変更し得るように、ＥＣＵ２０４によって制御してもよい。ＥＣＵ２０４は、たとえば車両乗員の体重を確定するセンサ６０２から信号を受け取る。ＥＣＵは、乗員の体重を確定すると、乗員の体重に基づいて流体の粘度を変更するように、作動装置にコマンドを送信してもよい。たとえば、乗員が小さい子供である場合、子供に対する不要な負傷を防止するように、流体の粘度を低下させてもよい。

単に作動流体が使用されるかまたは作動装置６００を使用せずにレオロジー流体が使用される場合、開示したシートベルト装置は、シートベルト装置に乗員サイズおよび／または衝突の激しさを検出するために外部センサに頼らない可変ＥＡ機構を提供してもよい。設計は、乗員サイズおよび衝突の激しさに関連するため乗員拘束性能を向上させることができ、その上、それを大幅に低減したコストで行うことができる。このため、衝突事故の間のシートベルトウェビングに対する車両乗員の力の可変吸収が、外部センサが乗員のサイズおよび／または衝突の激しさを検出する必要なしに達成される。

本発明の一実施形態によれば、シートベルト装置は、シートベルト装置の回転可能スプールの周囲面に取り付けられかつ流体が充填されるチャンバ内に配置される可撓性部材を備える、可変ＥＡ機構を有してもよい。エネルギー吸収機構のチャンバ内の流体としてレオロジー流体または作動流体を使用してもよい。衝突事故の間、エネルギー吸収機構を、ロック機構により適所にロックしてもよく、（１）作動流体を通して移動する可撓性部材の抗力と、（２）抗力が可撓性部材に作用していることによってもたらされる可撓性部材のその撓曲形状からの変形と、により、衝突の幾分かのエネルギーが吸収される。

本発明の開示により、当業者は、本発明の範囲および趣旨の中で他の実施形態および変更形態があり得ることを理解するであろう。したがって、本発明の範囲および趣旨の中で本開示から当業者が達成可能なすべての変更形態が、本発明のさらなる実施形態として包含される。本発明の範囲は、冒頭の特許請求の範囲に示されるように定義される。

本発明の一実施形態によるシートベルト装置の概略図である。 図１に示す線ＩＩ−ＩＩに沿った可変エネルギー吸収機構の断面図である。 本発明の別の実施形態によるシートベルト装置の概略図である。 本発明の別の実施形態による図１に示す線ＩＩ−ＩＩに沿った可変エネルギー吸収機構の断面図である。 車両の内部および乗員に関連する本発明の一実施形態によるシートベルト装置の概略図である。 本発明の別の実施形態によるシートベルト装置の概略図である。 本発明の別の実施形態によるシートベルト装置の可変エネルギー吸収装置の概略図である。

符号の説明

１ シートベルト装置
２ ベースフレーム
３ 回転可能スプール
４、４’ 可変エネルギー吸収機構
５ シートベルトウェビング
９、９’ ロック機構
１０、１０’ チャンバ
１１、１１’ 可撓性部材
１２、１２’ カバー
１３ 中央部
１４ フランジ
１５、１５’ 突起
１７、１７’ せん断変形可能ピン
１８ 凹部
１９ 開口
１９’ シール
２０、２０’ キャビティ
２１ Ｏリング
２２ 外壁
２３ 中心位置
２４ 内壁
３０ トーションバー
３１ 中央通路
４１ 中柱
５０、５２ 側壁
５４ 後壁
１００ 車両乗員
１０１ 車両
１０２ 車両シート
１０４ ショルダアンカ
１０６ トング
１０８ 外側アンカ
１１０ バックル
２０２ ベルト引込機構
２０４ 電子計算装置
２０６、６０２ センサ
３０２、３０４ 平坦壁
３０６ 周囲壁
４００ 爪
４０２ 刃部
４０３ 外歯
４０４ 開口
４０６、６００ 作動装置
５００ ロックベース
５０２ 他端
５０４ 一端
５０６ 第２ロック機構

Claims (18)

1. シートベルト装置であって、
   乗員拘束のためのシートベルトウェビングと、
   該シートベルトウェビングに連結されかつベースフレームによって回転可能に支持される回転可能スプールと、
   該回転可能スプールの一端に連結される少なくとも１つの可変エネルギー吸収機構であって、
   流体が充填されるように構成され、通常動作中は回転可能スプールと共に回転することでシートベルトウェビングを巻き戻すように構成されるチャンバと、
   該チャンバ内の該回転可能スプールの外周に取り付けられる可撓性部材と、
   を備える可変エネルギー吸収機構と、
   衝突事故の間に該チャンバの回転を防止するロック機構と、
   を備える、シートベルト装置。
2. 一端に前記回転可能スプールが連結され、かつ衝突事故の間に前記ロック機構によって固定位置にロックされるように構成される一定エネルギー吸収機構をさらに備える、請求項１に記載のシートベルト装置。
3. 前記一定エネルギー吸収機構がトーションバーである、請求項２に記載のシートベルト装置。
4. 前記可撓性部材がベーン(vane)である、請求項１に記載のシートベルト装置。
5. 前記可撓性ベーンが湾曲している、請求項４に記載のシートベルト装置。
6. 前記可変エネルギー吸収機構の前記可撓性部材が、前記回転可能スプールの回転が１回以下であるように制限される、請求項１に記載のシートベルト装置。
7. 前記チャンバ内の流体をさらに備え、該流体が作動流体(hydraulic fluid)かまたはレオロジー流体(rheological fluid)である、請求項１に記載のシートベルト装置。
8. シートベルト装置であって、
   回転可能スプールと、
   可変エネルギー吸収機構であって、
   該回転可能スプールの周囲面に取り付けられかつ流体が充填されるチャンバ(a chamber filled with fluid)内部に配置される可撓性部材
   を備える可変エネルギー吸収機構と、
   を備え、
   衝突事故の間、該流体を通る該可撓性部材の抗力によりかつ該可撓性部材の変形により、前記スプールの回転方向に対して後方に撓曲することで、エネルギーが吸収される、シートベルト装置。
9. 前記チャンバが作動流体またはレオロジー流体で充填される、請求項８に記載のシートベルト装置。
10. 前記チャンバ内部に突出する内壁をさらに備え、該内壁が前記可撓性部材と係合し、前記回転可能スプールの回転を１回以下の回転に制限する、請求項８に記載のシートベルト装置。
11. 可撓性部材が湾曲形状である、請求項８に記載のシートベルト装置。
12. ロック機構をさらに備え、前記チャンバが衝突事故の間に該ロック機構によって適所にロックされる、請求項８に記載のシートベルト装置。
13. 衝突事故の間に車両乗員の抵抗エネルギー吸収力を調整するように構成される可変エネルギー吸収機構と、
    シートベルトウェビングに連結されるように構成されかつベースフレームによって回転可能に支持される回転可能スプールと、
    を備え、
    該エネルギー吸収機構が車両乗員に対する衝撃エネルギーを吸収することができる、シートベルト装置であって、
    該可変エネルギー吸収機構がチャンバと可撓性部材とを備え、
    該チャンバ内部に突出する内壁をさらに備え、該可撓性部材が該回転可能スプールに取り付けられ、該内壁が該回転可能スプールの回転を１回以下の回転に制限する、
    シートベルト装置。
14. 前記可変エネルギー吸収機構が、前記回転可能スプールの抵抗を増大または低減するように液圧動作(a hydraulic action)を使用する、請求項１３に記載のシートベルト装置。
15. 前記可変エネルギー吸収機構が、所望の長さのシートベルトウェビングが衝突事故の後に該シートベルトウェビングに作用する前記車両乗員の衝撃エネルギーに応じて巻き出され得るようにする、請求項１３に記載のシートベルト装置。
16. 前記可変エネルギー吸収機構がカバーおよび流体をさらに備え、そして、該流体が作動流体またはレオロジー流体である、請求項１３に記載のシートベルト装置。
17. 衝突事故の間に車両乗員の抵抗エネルギー吸収力を調整するように構成される可変エネルギー吸収機構と、
    シートベルトウェビングに連結されるように構成されかつベースフレームによって回転可能に支持される回転可能スプールと、
    を備え、
    該エネルギー吸収機構が車両乗員に対する衝撃エネルギーを吸収することができる、シートベルト装置であって、
    該可変エネルギー吸収機構がチャンバと可撓性部材とを備え、該可撓性部材が湾曲形状である、シートベルト装置。
18. 第２可変エネルギー吸収機構をさらに備える、請求項１３に記載のシートベルト装置。

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