JP5210125B2 - ウエビング巻取装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の緊急時に付与手段が変形部材を介して巻取部材に巻取方向への回転力を付与するウエビング巻取装置に関する。

ウエビング巻取装置としては、巻取ドラムの一端部にトーションバーの一端部が一体回転可能に連結されると共に、トーションバーの他端側にプリテンショナ機構及び緊急ロック動作機構が設けられたものがある（例えば、特許文献１参照）。

このウエビング巻取装置では、車両の緊急時に、プリテンショナ機構が作動されてトーションバーの他端部に巻取方向への回転力を付与することで、トーションバー及び巻取ドラムが巻取方向へ回転されて、巻取ドラムがウエビングを巻き取る。

さらに、緊急ロック動作機構がトーションバーの他端部の引出方向への回転を規制すると共に、乗員からウエビングを介して巻取ドラムに引出方向への回転力が作用して、トーションバーが一端部を他端部に対し引出方向へ相対回転されることで、トーションバーが捩れ変形されて、ウエビングの巻取ドラムからの引き出しが許容される。

ここで、このウエビング巻取装置において、プリテンショナ機構がトーションバーの他端部に付与する巻取方向への回転力を大きくしたとする。または、ウエビングの巻取ドラムからの引き出しが許容されるための荷重を小さくするために、トーションバーが捩れ変形されるための荷重を小さくしたとする。

この場合、プリテンショナ機構が作動される際に、トーションバーが他端部を一端部に対し巻取方向へ相対回転されて（一端部を他端部に対し引出方向へ相対回転されて）、トーションバーが捩れ変形される可能性がある。これにより、ウエビングの巻取ドラムからの引き出しが許容される際に、トーションバーの捩れ変形量が少なくなる可能性がある。

また、プリテンショナ機構が作動される際にトーションバーが捩れ変形されることを抑制するために、仮に、巻取ドラムの他端部とトーションバーの他端部とをトーションバー以外のエネルギー吸収部材によって連結したとする。この場合、ウエビングの巻取ドラムからの引き出しが許容されるための荷重が、トーションバーが捩れ変形されるための荷重と当該エネルギー吸収部材が変形されるための荷重とを合わせた荷重になってしまう。
特開２００６−１５９９８６公報

本発明は、上記事実を考慮し、巻取部材と変形部材の他端側とを変形部材以外のエネルギー吸収部材によって連結しなくても、付与手段が作動される際に変形部材の変形を抑制できるウエビング巻取装置を得ることが目的である。

請求項１に記載のウエビング巻取装置は、車両の乗員に装着されるウエビングを巻取方向へ回転されることで巻き取ると共に、前記ウエビングが引き出されることで引出方向へ回転される巻取部材と、一端側において前記巻取部材に一体回転可能に連結され、一端側と他端側との間の相対回転によって変形可能にされた変形部材と、車両の緊急時に作動されて前記変形部材の他端側に巻取方向への回転力を付与する付与手段と、車両の緊急時に前記変形部材の他端側の引出方向への回転を規制する規制手段と、前記巻取部材と前記変形部材の他端側との間に設けられ、前記変形部材の他端側が回転される際に遠心力によって前記巻取部材と前記変形部材の他端側とを一体回転可能に連結する連結手段と、を備えている。

請求項２に記載のウエビング巻取装置は、請求項１に記載のウエビング巻取装置において、前記連結手段は、前記変形部材の他端側が回転される際に遠心力によって移動されて前記巻取部材と前記変形部材の他端側とを一体回転可能に連結する移動部材を有している。

請求項３に記載のウエビング巻取装置は、請求項２に記載のウエビング巻取装置において、前記連結手段は、前記移動部材を付勢して前記移動部材の遠心力による移動を制限する付勢手段を有している。

請求項１に記載のウエビング巻取装置では、車両の乗員に装着されるウエビングを、巻取部材が巻取方向へ回転されることで巻き取る一方、ウエビングが引き出されることで巻取部材が引出方向へ回転される。さらに、巻取部材に変形部材の一端側が一体回転可能に連結されており、変形部材は、一端側と他端側との間の相対回転によって、変形可能にされている。

また、車両の緊急時に、付与手段が、作動されて、変形部材の他端側に巻取方向への回転力を付与する。このため、変形部材及び巻取部材が巻取方向へ回転されることで、巻取部材がウエビングを巻き取る。

さらに、車両の緊急時に、規制手段が変形部材の他端側の引出方向への回転を規制する。このため、付与手段が作動された後には、変形部材の他端側の引出方向への回転が規制されると共に、乗員からウエビングを介して巻取部材に引出方向への回転力が作用して、変形部材が一端側を他端側に対し引出方向へ相対回転されることで、変形部材が変形されて、ウエビングの巻取部材からの引き出しが許容される。

ここで、巻取部材と変形部材の他端側との間に設けられた連結手段が、変形部材の他端側が回転される際に、遠心力によって巻取部材と変形部材の他端側とを一体回転可能に連結する。このため、巻取部材と変形部材の他端側とを変形部材以外のエネルギー吸収部材によって連結しなくても、付与手段が作動される際に変形部材の変形を抑制できる。

請求項２に記載のウエビング巻取装置では、連結手段が移動部材を有しており、変形部材の他端側が回転される際に、移動部材が、遠心力によって移動されて、巻取部材と変形部材の他端側とを一体回転可能に連結する。このため、簡単な構成で、巻取部材と変形部材の他端側とを一体回転可能に連結できる。

請求項３に記載のウエビング巻取装置では、連結手段が付勢手段を有しており、付勢手段は、移動部材を付勢して、移動部材の遠心力による移動を制限する。このため、変形部材の他端側が回転される際に、移動部材が、遠心力によって付勢手段の付勢力に抗して移動できて、巻取部材と変形部材の他端側とを一体回転可能に連結できる。一方、変形部材の他端側が回転されない際に、移動部材の移動を付勢手段の付勢力によって抑制できて、巻取部材と変形部材の他端側とが一体回転可能に連結されることを抑制できる。

図１には、本発明の実施の形態に係るウエビング巻取装置１０が車幅方向内側から見た断面図にて示されており、図２には、ウエビング巻取装置１０が車両前後方向一側から見た側面図にて示されている。さらに、図３には、ウエビング巻取装置１０の主要部が車両前後方向一側から見た断面図（図１の３−３線断面図）にて示されている。なお、図面では、車幅方向内側を矢印ＩＮで示し、車両前後方向一側を矢印ＬＯで示し、上方を矢印ＵＰで示す。

図１及び図２に示す如く、本実施の形態に係るウエビング巻取装置１０には、断面Ｕ字形板状のフレーム１２が設けられており、フレーム１２には、車幅方向内側の背板１２Ａと、車両前後方向一側の脚板１２Ｂと、車両前後方向他側の脚板１２Ｃと、が設けられている。フレーム１２は、背板１２Ａにおいて、車両に固定されており、これにより、ウエビング巻取装置１０が車両に設置されている。

フレーム１２の脚板１２Ｂと脚板１２Ｃとの間には、巻取部材としての略円筒状のスプール１４が回転可能に配置されている。スプール１４には、長尺帯状のウエビング１６（ベルト）が基端側から巻き取られており、ウエビング１６は、フレーム１２から上側へ延出されて、車両のシート（図示省略）に着座した乗員に装着される。また、スプール１４が巻取方向（図２等の矢印Ａの方向）へ回転されることで、スプール１４がウエビング１６を巻き取ると共に、ウエビング１６がスプール１４から引き出されることで、スプール１４が引出方向（図２等の矢印Ｂの方向）へ回転される。

スプール１４内には、中心軸に沿って、フォースリミッタ機構１８を構成する変形部材（エネルギー吸収部材）としてのトーションシャフト２０が挿入されている。トーションシャフト２０の脚板１２Ｃ側の一端２０Ａは、スプール１４の脚板１２Ｃ側の他端に一体回転可能（相対回転不能）に連結されており、トーションシャフト２０は、スプール１４と一体に回転可能にされている。

トーションシャフト２０の脚板１２Ｂ側の他端２０Ｂは、回転部材としてのロックギヤ２２のスプール１４側の一側部２４に一体回転可能（相対回転不能）に連結されており、ロックギヤ２２は、トーションシャフト２０及びスプール１４と一体に回転可能にされている。

ロックギヤ２２の一側部２４は、ロックギヤ２２のスプール１４とは反対側の他側部２６に比し、径が小さくされており、ロックギヤ２２の一側部２４は、スプール１４の脚板１２Ｂ側の他端内に配置されている。

ロックギヤ２２の他側部２６の外周全体には、ラチェット歯２６Ａ（外歯）が形成されており、ロックギヤ２２の他側部２６の中心部分には、略円状のクラッチ孔２８が形成されている。

図３に詳細に示す如く、ロックギヤ２２の一側部２４の外周には、連結手段を構成する移動部材としての板状の遠心クラッチ３０（パウル）が所定数（本実施の形態では２つ）設けられており、遠心クラッチ３０は、ロックギヤ２２の一側部２４の外周に沿って湾曲されている。遠心クラッチ３０の周方向（ロックギヤ２２及びスプール１４の周方向と同一方向）一端は、ロックギヤ２２の他側部２６に回動可能に支持されており、遠心クラッチ３０は、ロックギヤ２２と一体に回転可能にされると共に、周方向一端を中心としてロックギヤ２２の径方向外側へ回動可能にされている。

ロックギヤ２２の一側部２４を挟んで対向する一対の遠心クラッチ３０間には、連結手段を構成する付勢手段としての引張コイルスプリング３２が架け渡されており、引張コイルスプリング３２は、ロックギヤ２２の一側部２４を貫通されている。引張コイルスプリング３２は、遠心クラッチ３０をロックギヤ２２の一側部２４側へ向けて付勢しており、これにより、遠心クラッチ３０がスプール１４他端の内周面から離間している。

図１及び図２に示す如く、フレーム１２の脚板１２Ｂ外側には、付与手段としてのラック＆ピニオン方式によるプリテンショナ機構３４が設けられている。

プリテンショナ機構３４には、付与部材としてのピニオン３６が設けられており、ピニオン３６は、ロックギヤ２２のスプール１４とは反対側に配置されている。

ピニオン３６のロックギヤ２２側の部分には、柱状のクラッチ部３８が設けられており、クラッチ部３８は、ロックギヤ２２のクラッチ孔２８内に回転可能に収容されている。クラッチ部３８の外周には、所定数（本実施の形態では５つ）の凸部３８Ａが形成されており、所定数の凸部３８Ａは、クラッチ部３８の周方向へ等間隔で配置されると共に、それぞれ突出高さが引出方向へ向かうに従い徐々に高くされている。クラッチ部３８の外周とクラッチ孔２８の外周との間には、各凸部３８Ａの巻取方向側部分において、クラッチ部材としての円柱状のローラ４０が収容されている。

ピニオン３６のロックギヤ２２とは反対側の部分には、歯車４２が設けられており、歯車４２の外周全体には、ピニオン歯４２Ａ（外歯）が形成されている。

ピニオン３６の下側には、収容部材としてのシリンダ４４が設けられており、シリンダ４４は、上下方向に沿って配置されている。シリンダ４４は、フレーム１２の脚板１２Ｂに固定されており、シリンダ４４の上端は、ピニオン３６の歯車４２の下側近傍において開口されている。

シリンダ４４内の下端（底部）は、略円筒状の連通筒４６の一端内に連通されている。連通筒４６の他端には、ガス発生装置４８が固定されており、ガス発生装置４８は、連通筒４６の他端を閉塞している。車両の緊急時（衝突時）には、プリテンショナ機構３４が作動されることで、ガス発生装置４８が高圧のガスを瞬時に発生して連通筒４６内を介してシリンダ４４内の下端に供給可能にされている。

シリンダ４４内には、駆動部材としてのピストン５０が設けられており、ピストン５０は、シリンダ４４内を上下方向へ移動可能にされている。ピストン５０には、矩形柱状のラック５２が設けられており、ラック５２の背板１２Ａ側の部分には、ラック歯５２Ａが形成されている。

図４及び図５に示す如く、車両の緊急時には、ガス発生装置４８からシリンダ４４内の下端へ供給された高圧のガスの圧力をピストン５０が下側から受けて、ピストン５０が上側へ移動される。これにより、ピストン５０のラック５２（ラック歯５２Ａ）がピニオン３６の歯車４２（ピニオン歯４２Ａ）に噛合（係合）されて、ピニオン３６が巻取方向へ回転される。

図２に示す如く、フレーム１２の脚板１２Ｂと脚板１２Ｃとの間には、規制手段を構成する規制部材としての略Ｕ字形棒状のロック体５４が回動可能に配置されており、ロック体５４は、スプール１４の下側かつ背板１２Ａ側に配置されている。

ロック体５４の脚板１２Ｂ側の一端には、規制部としての板状のロックプレート５６が一体に設けられており、ロックプレート５６は、ロックギヤ２２の他側部２６の下側かつ背板１２Ａ側に配置されている。ロックプレート５６のロックギヤ２２側部分には、ロック歯５６Ａが所定数（本実施の形態では２つ）形成されており、ロック歯５６Ａは、ロックギヤ２２のラチェット歯２６Ａから離間されている。

プリテンショナ機構３４のフレーム１２とは反対側には、規制手段を構成する検出手段としてのセンサ機構（図示省略）が設けられている。図５に示す如く、車両の緊急時（急減速時）には、センサ機構がロック体５４（ロックプレート５６）を上側（ロックギヤ２２側）へ回動させることで、ロックプレート５６のロック歯５６Ａがロックギヤ２２のラチェット歯２６Ａに噛合（係合）されて、ロックギヤ２２の引出方向への回転が規制（ロック）される（ロックギヤ２２の巻取方向への回転は許可される）。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

以上の構成のウエビング巻取装置１０では、図５に示す如く、車両の緊急時に、センサ機構がロック体５４（ロックプレート５６）を上側へ回動させることで、ロックプレート５６のロック歯５６Ａがロックギヤ２２のラチェット歯２６Ａに噛合されて、ロックギヤ２２の引出方向への回転が規制される。これにより、トーションシャフト２０及びスプール１４の引出方向への回転が規制されることで、スプール１４からのウエビング１６の引き出しが規制されて、ウエビング１６に乗員が拘束される。

また、図４及び図５に示す如く、車両の緊急時には、プリテンショナ機構３４が作動されることで、ガス発生装置４８が高圧のガスを瞬時に発生して連通筒４６内を介してシリンダ４４内の下端に供給する。このため、当該高圧のガスの圧力をピストン５０が下側から受けて、ピストン５０が上側へ移動される。これにより、ピストン５０のラック５２（ラック歯５２Ａ）がピニオン３６の歯車４２（ピニオン歯４２Ａ）に噛合されて、ピニオン３６が巻取方向へ回転される。

ピニオン３６が巻取方向へ回転された際には、ピニオン３６のクラッチ部３８外周とロックギヤ２２のクラッチ孔２８外周との間のローラ４０が、ピニオン３６の巻取方向への回転によって、クラッチ部３８の凸部３８Ａの巻取方向側位置から引出方向側位置に移動される。このため、ローラ４０がクラッチ部３８（凸部３８Ａ）とロックギヤ２２（クラッチ孔２８の外周面）との間に噛み込まれて（係合されて）、ピニオン３６と一体にロックギヤ２２が巻取方向へ回転可能にされる。これにより、ピニオン３６と一体にロックギヤ２２、トーションシャフト２０及びスプール１４が巻取方向へ回転されて、スプール１４がウエビング１６を巻き取ることで、ウエビング１６による乗員の拘束力が増加される。

ロックギヤ２２が巻取方向へ回転される際には、図６に示す如く、所定数の遠心クラッチ３０がロックギヤ２２と一体に巻取方向へ回転されて、所定数の遠心クラッチ３０が遠心力によって引張コイルスプリング３２の付勢力に抗してロックギヤ２２の径方向外側へ回動される。このため、所定数の遠心クラッチ３０が、スプール１４他端の内周面に係合されて、ロックギヤ２２（トーションシャフト２０の他端２０Ｂ）とスプール１４の他端とを一体回転可能（相対回転不能）に連結する。

プリテンショナ機構３４の作動が終了して、ロックギヤ２２の巻取方向への回転が停止した際には、図３及び図７に示す如く、所定数の遠心クラッチ３０の巻取方向への回転が停止されて、所定数の遠心クラッチ３０が引張コイルスプリング３２の付勢力によってロックギヤ２２の径方向内側へ回動される（ロックギヤ２２の径方向外側への回動を解除される）。このため、所定数の遠心クラッチ３０が、スプール１４他端の内周面から離間されて、ロックギヤ２２とスプール１４の他端との連結を解除することで、ロックギヤ２２（トーションシャフト２０の他端２０Ｂ）とスプール１４との相対回転が可能になる。

また、上述の如く、ロックプレート５６のロック歯５６Ａがロックギヤ２２のラチェット歯２６Ａに噛合されて、ロックギヤ２２（トーションシャフト２０の他端２０Ｂ）の引出方向への回転が規制されている。

これにより、移動力（慣性力等）が作用する乗員からウエビング１６を介してスプール１４に引出方向へフォースリミッタ荷重以上の荷重（回転力）作用した際には、フォースリミッタ機構１８が作動されて、トーションシャフト２０が一端２０Ａを他端２０Ｂに対して引出方向へ相対回転されることで、トーションシャフト２０が捩れ変形（捻回変形）される。このため、スプール１４が引出方向へ回転されて、ウエビング１６のスプール１４からの引き出しが許容されることで、ウエビング１６から乗員へ作用する荷重が低減されると共に、乗員の運動エネルギーが吸収される。

ここで、上述の如く、プリテンショナ機構３４が作動されて、ロックギヤ２２が巻取方向へ回転される際には、トーションシャフト２０の一端２０Ａがスプール１４の一端に一体回転可能に連結されるのみならず、トーションシャフト２０の他端２０Ｂがロックギヤ２２及び所定数の遠心クラッチ３０を介してスプール１４の他端に一体回転可能に連結される。

このため、ピストン５０からピニオン３６を介して付与されるロックギヤ２２の巻取方向への回転力によって、トーションシャフト２０が、他端２０Ｂを一端２０Ａに対して巻取方向へ相対回転されて（一端２０Ａを他端２０Ｂに対して引出方向へ相対回転されて）、捩れ変形されることを防止できる。

これにより、大人等の体重が大きい乗員に対応するために、プリテンショナ機構３４がロックギヤ２２（トーションシャフト２０の他端２０Ｂ）に付与する巻取方向への回転力を大きくしたり、子供や老人等の体重が小さい乗員に対応するために、トーションシャフト２０が捩れ変形されるための荷重を小さくして、ウエビング１６のスプール１４からの引き出しが許容されるための荷重（フォースリミッタ荷重）を小さくしても、プリテンショナ機構３４が作動された際にトーションシャフト２０の捩れ変形を防止できる。

したがって、プリテンショナ機構３４が作動される際に、スプール１４が充分に巻取方向へ回転できて、ウエビング１６による乗員の拘束力を充分に増加できる。さらに、フォースリミッタ機構１８が作動される際（ウエビング１６のスプール１４からの引き出しが許容される際）に、トーションシャフト２０の捩れ変形量が少なくなることを防止でき、トーションシャフト２０が乗員の運動エネルギーを充分に吸収できる。

しかも、スプール１４とトーションシャフト２０の他端２０Ｂ（ロックギヤ２２）とをトーションシャフト２０以外のエネルギー吸収部材によって連結する必要をなくすことができる。このため、ウエビング１６のスプール１４からの引き出しが許容されるための荷重（フォースリミッタ荷重）が当該エネルギー吸収部材に影響を受けることを防止できる。

また、車両の通常時（緊急時以外）には、スプール１４、トーションシャフト２０及びロックギヤ２２は、一体に回転される。このため、スプール１４、トーションシャフト２０及びロックギヤ２２と一体に所定数の遠心クラッチ３０が回転されて、仮に所定数の遠心クラッチ３０がロックギヤ２２とスプール１４の他端とを一体回転可能に連結しても、不都合が生じることはない。

さらに、遠心クラッチ３０が、ロックギヤ２２に回動可能に支持されると共に、引張コイルスプリング３２によってロックギヤ２２の径方向内側へ向けて付勢されている。このため、ロックギヤ２２が回転された際には、遠心クラッチ３０が、遠心力によって引張コイルスプリング３２の付勢力に抗してロックギヤ２２の径方向外側へ回動できて、スプール１４とロックギヤ２２とを一体回転可能に連結できる。一方、ロックギヤ２２が回転されない際には、遠心クラッチ３０の回動を引張コイルスプリング３２の付勢力によって防止できて、スプール１４とロックギヤ２２とが連結されることを防止できる。これにより、簡単な構成でスプール１４とロックギヤ２２とを確実に連結状態及び非連結状態にできる。

なお、本実施の形態では、遠心クラッチ３０及び引張コイルスプリング３２をロックギヤ２２に設けた構成としたが、遠心クラッチ３０及び引張コイルスプリング３２をトーションシャフト２０の他端２０Ｂ側部分に設けた構成としてもよい。

本発明の実施の形態に係るウエビング巻取装置を示す車幅方向内側から見た断面図である。 本発明の実施の形態に係るウエビング巻取装置を示す車両前後方向一側から見た側面図である。 本発明の実施の形態に係るウエビング巻取装置の主要部を示す車両前後方向一側から見た断面図（図１及び図７の３−３線断面図）である。 本発明の実施の形態に係るウエビング巻取装置におけるプリテンショナ機構の作動時を示す車幅方向内側から見た断面図である。 本発明の実施の形態に係るウエビング巻取装置におけるプリテンショナ機構の作動時を示す車両前後方向一側から見た側面図である。 本発明の実施の形態に係るウエビング巻取装置におけるプリテンショナ機構の作動時を示す車両前後方向一側から見た断面図（図４の６−６線断面図）である。 本発明の実施の形態に係るウエビング巻取装置におけるフォースリミッタ機構の作動時を示す車幅方向内側から見た断面図である。

符号の説明

１０ ウエビング巻取装置
１４ スプール（巻取部材）
１６ ウエビング
２０ トーションシャフト（変形部材）
３０ 遠心クラッチ（連結手段、移動部材）
３２ 引張コイルスプリング（連結手段、付勢手段）
３４ プリテンショナ機構（付与手段）
５４ ロック体（規制手段）

Claims (3)

1. 車両の乗員に装着されるウエビングを巻取方向へ回転されることで巻き取ると共に、前記ウエビングが引き出されることで引出方向へ回転される巻取部材と、
   一端側において前記巻取部材に一体回転可能に連結され、一端側と他端側との間の相対回転によって変形可能にされた変形部材と、
   車両の緊急時に作動されて前記変形部材の他端側に巻取方向への回転力を付与する付与手段と、
   車両の緊急時に前記変形部材の他端側の引出方向への回転を規制する規制手段と、
   前記巻取部材と前記変形部材の他端側との間に設けられ、前記変形部材の他端側が回転される際に遠心力によって前記巻取部材と前記変形部材の他端側とを一体回転可能に連結する連結手段と、
   を備えたウエビング巻取装置。
2. 前記連結手段は、前記変形部材の他端側が回転される際に遠心力によって移動されて前記巻取部材と前記変形部材の他端側とを一体回転可能に連結する移動部材を有する請求項１記載のウエビング巻取装置。
3. 前記連結手段は、前記移動部材を付勢して前記移動部材の遠心力による移動を制限する付勢手段を有する請求項２記載のウエビング巻取装置。

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