JP5437024B2 - プリテンションがかけられたリトラクタ - Google Patents

Description

本願は、２００８年１１月１２日付けで出願された米国暫定特許出願第６１／１９３，２５３号、および２００９年３月３１日付けで出願された米国特許出願第１２／３８５，１４８号に基づく優先権を主張し、その全体を参照することにより本明細書に組み込む。

本開示は、一般に、車両などのシートシステムの乗員を拘束するためのシートベルト（ウェビング）をスプールするためのシートベルトリトラクタの分野に関する。より詳細には、本開示は、複数のそれぞれ独立したトルク伝達システムまたはトルク吸収システムを有するリトラクタに関する。

車両内で使用するためのシートベルトデバイスは、典型的には車両の動的衝撃事象から生じる急加速の際に、乗員の動きを拘束することにより、乗員に安全性を提供する。典型的なシートベルトデバイスは、ウェビングまたはベルト、バックル、バックルに係合するためのタング部材、リトラクタおよびアンカー部材を含む。リトラクタはスプールを含み、たいていの場合はばねによって発生する力を使用してスプールの周りにウェビングを巻き付ける。車両の動的衝撃事象中に、リトラクタは引き出しつまり巻き出しからウェビングを係止し、それによって乗員の動きを拘束する。

プリテンショナおよびロッキング機構を含むリトラクタを構成することが知られている。プリテンショナは、車両の動的事象中に気体を急激に発生させて、ラック、ボールベアリングまたは歯メッシュを介してピニオンギヤに結合することができる任意の他の部材を駆動させ得るピストンを動かすための圧力を生成する装薬を含む。ピニオンは、直接的にあるいは部材またはハブを介して間接的に、スプールに結合されたトーションシャフトに結合し、それによってピニオンの回転によりトルクをトーションシャフトを介してスプールに伝達し、ウェビングを巻き取るためのトルクを生成することができる。シートベルトに加えられたこのプリテンションは、ウェビングと乗員の間の弛みを取り除き、したがって動的衝撃事象中に乗員が経験し得る動きが低減される。プリテンショナは、車両に搭載されたセンサが、衝撃事象を検出したときに使用することができ、典型的には高速の衝撃時に使用するように設計される。ロッキング機構は、ばねまたは慣性の力によって駆動され、低速の衝撃でフレーム部材の歯とかみ合う歯を有する係止爪を含む。このようにして、スプールが回転しないように、またシートベルトが引き出されないようにすることができる。係止爪は、その他の部材を介して間接的にトーションバーに結合することができる。トーションバーは、車両が加速する際に乗員の質量によって与えられる、荷重時のエネルギーを吸収して、動的衝撃事象中に乗員にかかる拘束力を低減するために、所定のトルクを受けたときに捻じれるように変形するように設計される。それにより、より高い安全性が乗員に提供される。

従来のリトラクタがプリテンショナおよび従属的に結合されたスプールを有する場合、自動ロック式巻取り装置（ＡＬＲ）ゾーンは、プリテンショナが発火しない低速動的衝撃事象中に乗員の加速から発生する高いトルクからのトーションバーの撓みに起因してシフトすることができる。この結果、ＡＬＲゾーンはもはや使用できなくなる。このＡＬＲゾーンのシフトは、ロッキング機構がリトラクタを係止するのを妨げ、ベルトウェビングの引き出しを可能にし、それによりチャイルドシートまたは乗員を拘束するためのシートベルトシステムの能力を低減させる場合がある。それに加えて、これらの従来のリトラクタのスプールは、展開後にプリテンショナに結合されたままになる。こうした結合により、シートベルトシステムのエネルギー管理の遅延または可変性能を有するような望ましくない影響が生じるが、これはトーションバーを介してトルクを伝達するために乗員を拘束することにより起こるトルクがプリテンショナのエネルギー（すなわちトルク）を克服しなければならないからである。

したがって、本開示の目的は、ＡＬＲゾーンのシフトをなくし、さらにシートベルトシステムの効果的なエネルギー管理を提供するために独立して結合された、プリテンショナおよびロッキング機構を含む、費用効果の高いリトラクタ機構を提供することである。

１つの例示的実施形態は、車両のシートベルトデバイス用のシートベルトリトラクタに関連する。このリトラクタは、フレームと、ウェビングをスプールの周りに巻き付けることができるようにウェビングの一端に固定されるように構成されたスプールとを備える。スプールは、フレームに両端で回転可能に装着され、ウェビング引き出し方向およびウェビング巻き取り方向に回転するように構成される。リトラクタはさらに、スプール内に設置されたトーションバーを備える。トーションバーの第１の端部はトーションバーカムに結合され、トーションバーの第２の端部はピニオンに接続される。トーションバーカムは、スプールに係合するように構成される。リトラクタはさらに、トーションバーの第２の端部にピニオンを介して結合されたプリテンショナを備える。車両の加速度が所定の高い加速度よりも大きいことに応答してプリテンショナを作動させるとき、プリテンショナはウェビング巻き取り方向にピニオンを回転させるように構成される。リトラクタはまた、スプール内のキャビティに位置決めされ、車両の加速度が低い加速度よりも大きいが、所定の高い加速度よりも小さいことに応答して、スプールの回転を防止するためにスプールをロッキング機構に接続する、少なくとも１つの連結爪を含む。ロッキング機構は、スプールの回転を防止するように構成される。車両の加速度が所定の高い加速度を超え、プリテンショナを作動させるとき、スプールがロッキング機構に接続せず、それによりスプールがロッキング機構に対して回転するように、少なくとも１つの連結爪が枢動するように構成される。

上述の全体的な説明および以下の詳細な説明はともに、例示的かつ説明的なものに過ぎず、特許請求の範囲に記載される本発明を制限するものではないことを理解されたい。

上述の全体的な説明および以下の詳細な説明はともに、例示的かつ説明的なものに過ぎず、特許請求の範囲に記載される本発明を制限するものではないことを理解されたい。

本発明のこれらのおよびその他の特徴、態様および利点は、以下の説明、添付の特許請求の範囲および図面に示された以下の例示的諸実施形態から明らかになろう。次に、図面について簡単に説明する。

一例示的実施形態によるリトラクタを含むシートベルトシステムを示す、車両の側面図である。 車両内で使用するための、プリテンションがかけられたスプールを備えるリトラクタの一例示的実施形態の断面図である。 図２のリトラクタの分解図である。 図２のリトラクタの一部分の分解図である。 図２のリトラクタの一部分の分解図である。 図２のリトラクタ内で使用するためのスプールアセンブリの斜視図である。 プリテンショナが発火しないときの荷重経路を示す、プリテンションがかけられたスプールを備えるリトラクタの断面斜視図である。 スプールと係止ベースの間に係合された連結爪を示す、図７の線８−８に沿った断面斜視図である。 連結爪をスプールに係合させることができるようにするトーションバーカムを示す、図７の線９−９に沿った断面斜視図である。 プリテンショナが発火するときの荷重経路を示す、プリテンションがかけられたスプールを備えるリトラクタの断面斜視図である。 係止ベースから外された連結爪を示す、図１０の線１１−１１に沿った断面斜視図である。 スプールに接触するトーションバーカムを示す、図１１の線１２−１２に沿った断面斜視図である。 剪断前の、トーションバーカムに係合する係止ベースのシアピンを示す断面斜視図である。 剪断前の、スプールに係合する各連結爪のシアピンを示す断面斜視図である。 トーションバーカムから延びるシアピンを通って切り取られた、別の例示的実施形態によるリトラクタ用のスプールアセンブリの断面図である。 連結爪を通って切り取られた、図１５のスプールアセンブリの断面図である。 車両の加速に起因して係止ベース爪をフレームに係合させる機構を示す図である。

本開示の一実施形態によると、リトラクタは、トルクを伝達または吸収するためのそれぞれ独立した２つの機構を備える。低加速度事象の場合、ウェビングが引き出されるのを防止するためにトルクを吸収して乗員の動きを抑制することにより、安全性が改善される。ウェビングの引き出しは、スプールとロッキング機構の間の少なくとも一つの連結爪を装着することにより、スプールの引き出し方向への回転を係止することによって防止される。ロッキング機構は、連結爪に接触する係止ベースと、フレームの歯に係合し、それによってロッキング機構が回転しないようにする歯を有する係止爪とを含む。高加速度事象の場合、シートベルトシステムのウェビングを巻き取ってウェビングと乗員の間の隙間を取り除くためのプリテンショナによってトルクを発生させて乗員の動きを抑制することにより、安全性が改善される。プリテンショナは、ピニオンに枢動可能に結合され、それによってピニオンを（ウェビング巻き取り方向に）回転させることができる。このピニオンもまた、トーションバーに枢動可能に結合され、それによって回転がトーションバーに伝達される。トーションバーは、トーションバーカムにも枢動可能に結合され、それによりトルクがトーションバーカムに伝達される。このトーションバーカムは連結爪にも接触し、この連結爪はスプールに接触し、それによってスプールのウェビング引き出し方向への回転が防止される。プリテンショナは不可逆であり、そのため発火後は、ウェビング引き出し方向に回転しないようにされ、トーションバーの第２の端部を係止する役割を果たす。トーションバーの第１の端部は、トーションバーカムを介してスプールに係止され、次いで、減速される乗員のウェビングへの力により生じるウェビング引き出し方向のトルクがかかる。それにより、トーションバーは、乗員からのこのトルクを吸収し、乗員からのエネルギーを管理して乗員に再び伝達される合成力を軽減するために、所定のトルクで弾性的かつ可塑的に変形するように設計される。トーションバーを介して乗員にかかる力を軽減することにより、安全性が改善される。

図１を参照すると、一例示的実施形態にしたがって、シートベルトシステム１０が示されている。シートベルトシステム１０は、典型的には車両の動的衝撃事象から生じる急加速の際に、乗員１１の動きを拘束するのを助けるために、車両内で使用される。「加速度」という用語は、負の加速（たとえば減速）または正の加速にかかわらず、車両が経験する加速度の絶対値を指す。シートベルトシステム１０は、ウェビングまたはベルト１２、バックル１４、バックル１４に係合するためのタング部材１６、アンカー部材１８およびリトラクタ２０を含む。車両の動的衝撃事象中に、リトラクタ２０は、ウェビングを引き出し、つまり巻き出しから係止し、それにより乗員の動きが拘束される。シートベルトシステム１０は、車両の急加速を検出するように構成された１つまたは複数のセンサ（図示せず）を含む。１つまたは複数のセンサは、信号をリトラクタ２０用のコントローラ（図示せず）に送って、センサが低加速度事象を検出するかあるいは高加速度事象を検出するかに応じて適切にリトラクタ２０を作動させるように構成されている。

図２〜図６を参照すると、プリテンショナ２２、フレーム２４およびスプールアセンブリ２８を含むリトラクタ２０が示されている。スプールアセンブリ２８は、ピニオン３０、スプール４０、少なくとも一つの連結爪５０、トーションバー６０、トーションバーカム７０、係止ベース８０および係止爪９０を備える。ピニオン３０、トーションバー６０、トーションバーカム７０、係止ベース８０およびスプール４０は、実質的に共通のピボット軸１００を共有している（図６）。このピボット軸１００を中心にして、シートベルトシステム１０のウェビング１２を引き出しまたは巻き取ることができる。プリテンショナ２２は既知の方法にしたがって構成することができ、プリテンショナの展開の際にピニオン３０に回転運動を駆動させるための連結部材を含む。また、プリテンショナ２２は不可逆であり、したがってシートベルトシステム１０のウェビング１２を巻き取るためにプリテンショナ２２が展開されると、プリテンショナ２２はウェビング引き出し方向Ｄ１（図８参照）には回転できなくなる場合がある。

ピニオン３０は、プリテンショナ２２によって発生する高いトルクを伝達するのに十分な強さのスチールまたは任意の他の材料から作成することができ、従来の方法（たとえば、鍛造する、ブローチ削りする、機械加工する）によって作成することができる。ピニオン３０は第１の端部および第２の端部を含み、第１の端部を歯メッシュ３２によってプリテンショナ２２に枢動可能に結合することができ、それにより展開する際にプリテンショナ２２によって発生するトルクがピニオン３０へ伝達される。雌型キー部３４を有するピニオンの第２の端部を、雄型キー部６４を有するトーションバー６０の第２の端部に枢動可能に結合することができる。雌型キー部３４は、所定のトルクを伝達する任意の形状（たとえば、星形、多角形）とすることができる。また、ピニオン３０の第２の端部は、ピニオン３０とトーションバー６０とスプール４０を実質的に同心状に配置してスプールアセンブリの回転を滑らかにするために、スプールの第２の端部の内側表面４２と結合することができるベアリング面３６をその外径に含むことができる。ピニオン３０の構造は上記に開示されたものに限定されず、求められるトルクを別の部材に伝達する任意の幾何学形状で構築してもよい。たとえば、その他の実施形態によると、ピニオン３０の第２の端部は、トーションバー６０の第２の端部に枢動可能に結合することができる雄型キー部を有してもよく、トルクを伝達するための雌型キー部またはその他の有用な形状を有してもよい。

トーションバー６０は、スチールまたはプリテンショナ２２によって発生する高いトルクを伝達するのに十分な強さの任意の他の材料から作成することができ、従来の方法（たとえば、鍛造する、ブローチ削りする、機械加工する）によって作成することができる。トーションバー６０は第１の端部および第２の端部を含み、雄型キー部６２を有する第１の端部を、雌型キー部７２を有するトーションバーカム７０の第１の端部に枢動可能に結合することができる。雄型キー部６４を有するトーションバー６０の第２の端部を、雌型キー部３４を有するピニオン３０の第２の端部に結合することができる。トーションバー６０は所定のトルクを伝達および吸収するために両端で枢動可能に結合することができ、それにより車両の衝撃事象中に減速されている乗員の力により生じるベルトを引き出す力によって生成されるトルクでトーションバー６０が撓むにつれて、まず弾性変形を通じて、次に可塑性変形により、エネルギー管理が提供される。トーションバー６０の構造は上記に開示されたものに限定されず、求められるトルクを別の部材に伝達する任意の幾何学形状で構築してもよい。たとえば、その他の実施形態によると、トーションバー６０の第１の端部は、トーションバーカム７０の第１の端部に枢動可能に結合することができる雌型キー部を有してもよく、トルクを伝達するための雄型キー部またはその他の有用な形状を有してもよい。

トーションバーカム７０は、スチールまたはトーションバー６０を介してプリテンショナ２２から伝達される高いトルクを伝達するのに十分な強さのその他の材料（たとえば、亜鉛）から作成することができ、従来の方法（たとえば、鋳造する、鍛造してからブローチ削りする、機械加工する）によって作成することができる。トーションバーカム７０は第１の端部および第２の端部を含み、雌型キー部７２を有する第１の端部を、雄型キー部６２を有するトーションバー６０の第１の端部に枢動可能に結合することができる。トーションバーカム７０の第２の端部は、ベアリング面７４をその外径に含むことができ、そのベアリング面７４は係止ベース８０の第１の端部の内側ベアリング面８４に接触する。トーションバーカム７０の第２の端部はさらに、少なくとも１つのシアピンホール７５を含んで係止ベース８０のシアピン８６と接続することができる。１つまたは複数のシアピン８６は低いトルクで剪断するように構築され、それによりプリテンショナ２２の展開の際にトーションバーカム７０と係止ベース８０の間の相対的回転ができるようになる。それに加えて、トーションバーカム７０は、第１の端部のベアリング面７４から半径方向に外向きに延びる複数の突起７６を含む。各突起７６は、トーションバーカム７０の第１の端部の立ち上がり面を同一平面上で始まるように構築されてよく、あるいはトーションバーカム７０の第１の端部と第２の端部の間に位置決めされてよい。各突起７６は接触面７７を含むことができ、この接触面７７はプリテンショナの展開の際に回転してスプール４０上の対合する接触面４４と接触する。それにより、接触面７７および４４を介してトルクが伝達される。またトーションバーカム７０は、カム表面７８を有する少なくとも１つの突起７６を含み、図示される例示的実施形態によると、１つの連結爪５０を回転させるためにそれぞれ設けられた２つのカム表面７８を含む。

図示された例示的実施形態によると、プリテンショナ２２の展開によって発生するようなトーションバーカム７０に入力されたトルクは、１つまたは複数のシアピン８６を係止ベース８０から剪断し、それにより、接触面７７がスプール４０の接触面４４に接触するまで、図５に示すように、トーションバーカム７０を反時計回り（ウェビング巻き取り方向Ｄ１）に回転させることができるようになる。この反時計回りの回転の間、トーションバーカム７０のカム表面７８は、連結爪５０を半径方向に外向きに駆動させ、それにより連結爪５０の接触面５４を係止ベース８０の対合する接触面８５から外すことができる場合がある。連結爪５０を外すことにより、スプール４０は、プリテンショナ２２が発火したときに係止ベース８０から独立して動けるようになり、トーションバー６０を介して荷重を伝えることによって、スムーズで制御されたエネルギー管理が生成される。

係止ベース８０は、スチールまたはプリテンショナ２２が発火しない低加速度事象中に係止ベース８０を介して伝達されるトルクを伝達するのに十分な強さのその他の材料（たとえば、亜鉛）から作成することができ、従来の方法（たとえば、鋳造する、冷間鍛造する、機械加工する）によって作成することができる。係止ベース８０は第１の端部および第２の端部を含み、第１の端部は、内側ベアリング面８４とさらに接触面８５を有する凸状部分８２をさらに含み、この凸状部分８２は連結爪５０に接触してスプール４０が低加速度事象中にウェビング引き出し方向Ｄ１に回転しないようにする。係止ベース８０の第１の端部は少なくとも１つのシアピン８６を含み、このシアピン８６は所定のトルクで剪断するように設計されて、プリテンショナ２２が発火する高加速度事象中にトーションバーカム７０が係止ベース８０に対して回転できるようなる。第２の端部は、取り付けおよびそれを中心に枢動するための係止爪９０用の枢動面８８を含み、係止爪９０がその中で回転するガイド面８９をさらに含む（図６）。

係止または係止爪９０は、スチールまたは係止爪９０を介して低加速度事象から伝達されるトルクを伝達するのに十分な強さのその他の材料（たとえば、亜鉛）から作成することができ、従来の方法（たとえば、鋳造する、鍛造してからブローチ削りする、機械加工する）によって作成することができる。係止爪９０は、係止爪を係止ベース８０に枢動可能に結合するピボット９３を備える。係止爪はさらに、低加速度事象中にフレーム２４の歯２６に係合して、シートベルトシステム１０のウェビングが引き出されないようにするために、外側に形成された歯９２を備える。係止爪９０の歯９２がフレーム２４の歯２６に係合すると、係止ベース８０がウェビング引き出し方向Ｄ１に回転できなくなり、これによりスプール４０がウェビング引き出し方向Ｄ１に回転できなくなる。別の実施形態によると、係止爪９０を、ピボットに対向する端部に形成された歯を有するフレーム２４に枢動可能に結合することができ、この歯はシートベルトシステム１０のウェビング１２が引き出されないようにするために低加速度事象中に係止ベースの歯に係合することができる。係止爪９０の歯が係止ベース８０の歯に係合すると、係止ベース８０がウェビング引き出し方向Ｄ１に回転できなくなり、それによりスプール４０がウェビング引き出し方向Ｄ１に回転できなくなる。加速度センサによって受信された情報に基づいて、係止爪９０を回転させて、歯９２をフレーム２４の歯２６に係合させたり、歯９２をフレーム２４の歯２６から外したりする。係止爪９０は、車両の加速に起因して動く。図１７にも、フレーム２４に係合するための係止爪９０の動きが示されている。

図７〜図９を参照すると、プリテンションがかけられたスプール４０を有するリトラクタ１０が示されている。プリテンショナ２２が発火しない低加速度衝撃中に、乗員１１がシートベルトウェビング１２に及ぼす力によって加えられた荷重経路Ｐが示されている。この荷重経路Ｐは、ベルト１２から、スプール４０へ、連結爪５０へ、係止ベース８０へ、係止爪９０へ、次いでフレーム２４へと続く。ウェビング１２はスプール４０に固定され、次いでスプールがそのピボット軸を中心に回転するにつれてスプール４０の周りに巻き付けられる。荷重は、図８に示すように、スプール４０から連結爪５０を介して、さらに係止ベース８０へと伝達される。図８に示すように、スプール４０は、各連結爪５０を収容するための複数のキャビティ４６を備え、連結爪５０は連結爪５０のノーズ５２がキャビティ４６から離れるように枢動し、それにより連結爪５０の接触面５４が係止ベース８０の接触面８５に係合することができる。力（たとえば、ばね、慣性など）は、連結爪５０を付勢してキャビティ４６から出し、係止ベース８０に係合または荷重を加えることができる。係止ベース８０は係止爪９０によって固定された状態に保持されるので、係止ベース８０はスプール引き出し方向Ｄ１に回転できない。係止爪９０は、フレーム２４の歯２６を係合するために半径方向に外向きに延びる歯９２を有し得る。フレームの歯２６は固定され、それにより係止爪９０が歯９２の歯２６との係合によって固定され、さらにこの係合が係止ベース８０を固定する。したがって、プリテンショナ２２が発火しない低加速度衝撃中、シートベルトアセンブリ１０のウェビング１２は引き出せなくなり、それにより拘束されている乗員１１の動きが制限される。プリテンショナ２２が発火しない状態（たとえば、低加速度衝撃）では、トーションバーカム７０は回転せず、それにより、図９に示すように、連結爪５０が係止ベース８０に係合した位置にとどまることができるようになる。

図１０〜１２は、プリテンションがかけられたスプール４０を有するリトラクタ２０を示し、プリテンショナ２２が発火した高加速度衝撃中に、乗員１１がシートベルトウェビング１２に及ぼす力によって得られた荷重経路Ｐを示している。この荷重経路Ｐは、ベルト１２から、スプール４０へ、トーションバーカム７０へ、トーションバー６０へ、ピニオン３０へ、次いでプリテンショナ２２へと続く。ウェビング１２はスプール４０に固定され、次いでスプール４０がピボット軸１００を中心に回転するにつれてスプール４０の周りに巻き付けられる。荷重は、図１２に示すように、スプール４０から接触面４４および７７を介してトーションバーカム７０に直接伝達される。プリテンショナ２２によって発生したトルクは、ピニオン３０を引き出し方向Ｄ１とは反対の方向Ｄ２（たとえば、図１２に関しては反時計方向）に回転させ、それによりトーションバーを引き出し方向Ｄ１とは反対の方向に回転させる。トーションバー６０とトーションバーカム７０の間のこのトルクは、１つまたは複数のシアピン８６を係止ベース８０から剪断し、それによりトーションバーカム７０は、係止ベース８０に対してトーションバーカム７０の接触面７７がスプールの接触面４４に接触するまで回転できるようになる（この状態は図１２に示されている）。このトルクは次いで、（引き出し方向Ｄ１とは反対の）ベルトを巻き取る方向へのスプール４０の回転を引き起こしてベルト１２と乗員１１の間の弛みを取り除き、それにより、高加速度事象中に、初期の許容可能な乗員１１の偏向または動きが抑制される。プリテンショナ２２が最初に転換された後、乗員１１の減速によって発生した力は、シートベルトシステム１０のウェビング１２に、スプール引き出し方向Ｄ１の力をかける。この力は、スプール４０からトーションバーカム７０を介してトーションバー６０に伝達されるトルクを発生させる。トーションバー６０の第２の端部は、ピニオン３０によって（たとえば、雌型キー部３４と雌型キー部６４の係合を介して）固定された状態に保持され、プリテンショナ２２が不可逆なのでプリテンショナ２２によって固定された状態に保持される。トーションバー６０の第１の端部は、トーションバー６０の固定された第２の端部に対して所定のトルクで回転し、次いでトーションバー６０は弾性的に変形し、撓んだ後に、可塑性的変形することができる。この変形によって、スプール４０がトーションバーカム７０とともに回転できるようになり、したがってウェビング１２をある特定の量を引き出し、加速事象中に乗員１１にかかる力を緩和できるようになる。このように乗員１１にかかる力を緩和すると、エネルギー管理の方法がスムーズになり、乗員１１の安全性が改善される。

また、図１１および図１２を参照すると、トーションバーカム７０の時計回り方向Ｄ２の回転により、連結爪５０はキャビティ４６側に駆動され、係止ベース８０との係合から外れる。各連結爪５０は、トーションバーカム７０上の対合するカム表面７８によって駆動することができ、対合するカム表面７８はランプのように作用し、それによってカム７８が表面から外れるまで爪５０はランプを上がって行くが、これはスプール４０のキャビティ４６に収容されている状態に対応する。トーションバーカム７０はまた、カム表面７８の後に、スプール４０とトーションバーカム７０の間で荷重を加えて爪５０をキャビティ４６に保持するための平坦な表面７９を含む。爪４０が係止ベース８０から外れ、トーションバーカム７０がスプール４０に接触している状態では、トーションバー６０が変形するにつれて、スプール４０はウェビング引き出し方向Ｄ１に回転することができる。この構成は、係止爪９０および係止ベース８０から影響を受けることなく、トーションバー６０を介して直接荷重を加えることによりエネルギー管理方法をスムーズにすることによって、乗員の安全性を改善する。

図１３を参照すると、例示的実施形態にしたがって、トーションバーカム７０のシアピンホール７５に係合している、係止ベース８０の複数のシアピン８６が示される。係止ベース８０のシアピン８６は、２つの主な目的に寄与する。第１に、トーションバーカム７０のカム表面７８が、プリテンショナ２２が発火するときに係止ベース８０との係合から外れて対応する連結爪５０に接触し回転させるための定位置に置かれるように、リトラクタ２０内におけるトーションバーカム７０を確実に正しく配向する組立て方法を提供することによって、シアピン８６の製造性が改善され、機能性が促進される。第２に、シアピン８６は、トーションバーカム７０と係止ベース８０の間の相対運動を実質的になくし、プリテンショナ２２が発火する前に、エンドユーザまたは顧客が知覚する可能性がある不要で不快なノイズの潜在性を緩和する。係止ベース８０のシアピン８６は、プリテンショナ２２が発火するときにトーションバーカム７０が受けるトルクよりも小さな所定のトルクで剪断するように設計される。

図１４を参照すると、別の例示的実施形態にしたがって、連結爪５０は、スプール４０内の対応するシアピンホール４８に係合する複数のシアピン５８を備えることができる。連結爪５０のシアピン５８は、２つの主な目的に寄与する。第１に、連結爪５０とスプール４０の間に確実な係合機能を提供し、それによってリトラクタ２０の組立ての際に連結爪５０が定位置に適切に保持されることによって、シアピン５８の製造性が改善される。第２に、シアピン５８は、トーションバーカム７０が連結爪５０を駆動して係止ベース８０との係合から外すときに連結爪５０がそれを中心にして回転する回転軸を有することによって、機能を改善する。別の実施形態によると、シアピンは、スプール４０から突き出し、連結爪５０の対応するシアピンホールに係合し、各ピンのサイズを所定の剪断応力に調整することができる。

次に図１５および図１６を参照すると、スプールアセンブリ１２８の断面図が別の例示的実施形態にしたがって示されている。スプールアセンブリ１２８は、スプールアセンブリ２８と機能において同様であるが、概ね円筒形の壁部（すなわち、図５に示す係止ベース８０の凸状部分８２）ではなく、中実の軸頭である凸状部分１８２を有する係止ベース１８０を備える。したがって、トーションバーカム１７０は、凸状部分１８２によって少なくとも一部が囲まれているのではなく、凸状部分１８２の表面に対向して配置される。トーションバーカム１７０は、トーションバーカム１７０の第２の端部から突き出す１つまたは複数のシアピン１７５を備え、係止ベース１８０内に形成された対応するシアピンホール１８６に係合する。シアピン１７５およびシアピンホール１８６は、先に記載した実施形態のシアピン８６およびシアピンホール７５と機能において類似しており、シアピン１７５が所定の剪断応力（たとえば、プリテンショナ２２が発火するときにトーションバーカム１７０が受けるトルクよりも小さな所定のトルク）で剪断するように調整されたサイズを有する。

本明細書で利用される場合、用語「およそ」、「約」、「実質的に」および同様の用語は、通常の知識に即して広い意味をもち、本開示の主題が属する技術分野の当業者によって慣用表現であると認められることが意図される。記載され特許請求されたある特定の特徴の説明が、これらの特徴の範囲を提供された精確な数値範囲に限定することなく可能になるように、これらの用語は意図されるものであることを、本開示を検討する当業者には理解されたい。したがって、これらの用語は、記載され特許請求された主題に関する実質的でないまたは重要でない修正形態または代替形態は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に属するとみなされることを示すものと解釈されるべきである。

なお、本明細書で様々な実施形態について使用される用語「例示的な」は、かかる実施形態が、可能な実施形態の可能な例、表現および／または例証であることを示すことが意図される（また、この用語は、かかる実施形態が特別または最良の例でなければならないことを暗示することを意図するものではない）ことに留意されたい。

用語「結合された」「接続された」および本明細書で使用される類似の用語は、２つの部材を直接的にまたは間接的に互いに接合することを意味する。このような接合は、固定式（たとえば、永続的）でも可動式（たとえば、取外し可能または解除可能）でもよい。このような接合は、２つの部材または２つの部材と任意の追加の中間部材で単一の単体構造として互いに一体的に形成され、あるいは２つの部材または２つの部材と任意の追加の中間部材で互いに取り付けられて、実現することができる。

本明細書における要素の位置（たとえば、「頂部」、「底部」、「上に」、「下に」など）の参照は、各図面における様々な要素の向きを述べるために使用されるに過ぎない。なお、様々な要素の向きは、その他の例示的諸実施形態に応じて変わり、このようなバリエーションは本開示に包含されることが意図されることに留意されたい。

様々な例示的諸実施形態で示されたようなプリテンションがかけられたスプールを有するリトラクタの構造および配置は、例示的なものに過ぎないことを十分に留意されたい。いくつかの実施形態のみを本開示で詳細に説明してきたが、多くの修正形態（たとえば、サイズ、寸法、構造、様々な要素の形状および比率、パラメータの値、設置の向き、使用される材料、色、向きなどにおけるバリエーション）が、本明細書に記載された主題の新規な教示および利点から実質的に逸脱することなく可能であることを、本開示を検討する当業者であれば容易に理解するであろう。たとえば、一体的に形成されたように示されている要素は、複数の部品または要素で構成してもよく、要素の位置は、逆であってもまたは変化してもよく、別個の要素の性質または個数あるいは位置は、変更または変化してもよい。任意のプロセスまたは方法ステップの順序または配列は、代替的諸実施形態に応じて変えたり、配列しなおしたりしてもよい。また、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な例示的実施形態の設計、操作条件および配置において、その他の置き換え、改変、変更および省略を行うことができる。

Claims (20)

1. 車両のシートベルトデバイス用のシートベルトリトラクタであって、
   フレームと、
   ウェビングをスプールの周りに巻き付けることができるように前記ウェビングの一端に固定されるように構成されたスプールであって、前記フレームに両端で回転可能に装着され、ウェビング引き出し方向およびウェビング巻き取り方向に回転するように構成されたスプールと、
   前記スプールに位置決めされたトーションバーであって、前記トーションバーの第１の端部はトーションバーカムに結合され、前記トーションバーの第２の端部はピニオンに接続され、前記トーションバーカムが前記スプールに係合するように構成されたトーションバーと、
   前記トーションバーの前記第２の端部に前記ピニオンを介して結合されたプリテンショナであって、前記車両の加速度が所定の高い加速度よりも大きいことに応答して前記プリテンショナを作動させるとき、ウェビング巻き取り方向に前記ピニオンを回転させるように構成されたプリテンショナと、
   前記スプール内のキャビティに位置決めされ、前記車両の加速度が低い加速度よりも大きいが、前記所定の高い加速度よりも小さいことに応答して、前記スプールの回転を防止するために前記スプールをロッキング機構に接続する少なくとも１つの連結爪であって、前記ロッキング機構が前記スプールの回転を防止するように構成された少なくとも１つの連結爪とを備え、
   前記車両の加速度が前記所定の高い加速度を超え、前記プリテンショナを作動させるとき、前記スプールが前記ロッキング機構に接続せず、それにより前記スプールが前記ロッキング機構に対して回転するように、前記少なくとも１つの連結爪が枢動するように構成される、シートベルトリトラクタ。
2. 前記ロッキング機構が、前記スプール引き出し方向への前記係止ベースの回転を防止するために、枢動して前記フレームの歯と係合するように構成された係止爪を含む、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
3. 前記ピニオンが、前記プリテンショナが発火するときに前記第２の端部で前記トーションバーを保持するように構成され、前記トーションバーの前記第１の端部が、前記第２の端部に対して回転し、前記より高い加速度事象からの力を吸収するために変形するように構成される、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
4. 前記プリテンショナは不可逆であり、発火後に、前記プリテンショナを前記ウェビング引き出し方向に回転しないようにし、トーションバーの前記第２の端部を係止するように構成される、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
5. 前記ピニオンが第１の端部と第２の端部を含み、前記第１の端部が、歯メッシュによって前記プリテンショナに枢動可能に結合され、第２の端部は前記トーションバーの前記第２の端部に枢動可能に結合される、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
6. 前記ピニオンの前記第２の端部が、前記トーションバーの雄型キー部に結合するように構成された雌型キー部を含む、請求項５に記載のシートベルトリトラクタ。
7. トーションバーの前記第１の端部が、前記トーションバーカムを介して前記スプールに係止するように構成される、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
8. 前記少なくとも１つの連結爪がシアピンを含む、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
9. 前記少なくとも１つの連結爪の前記シアピンが前記スプールの窪みに係合する、請求項８に記載のシートベルトリトラクタ。
10. 前記トーションバーカムが前記少なくとも１つの連結爪を駆動して前記係止ベースとの係合から外すとき、前記少なくとも１つの連結爪が前記シアピンを中心に回転するように構成される、請求項９に記載のシートベルトリトラクタ。
11. 前記ロッキング機構がシアピンを備える係止ベースを含む、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
12. 前記係止ベースのシアピンが、前記トーションバーカムの第２の端部上でキャビティと係合するように構成される、請求項１１に記載のシートベルトリトラクタ。
13. 前記プリテンショナを作動させるとき、前記係止ベースのシアピンが、前記トーションバーカムにかかるトルクよりも低い所定のトルクで剪断されるように構成される、請求項１２に記載のシートベルトリトラクタ。
14. 前記係止ベースのシアピンが剪断されたとき、前記トーションバーカムの接触面が前記スプールの接触面に接触するまで、前記トーションバーカムが前記係止ベースに対して回転するように構成される、請求項１２に記載のシートベルトリトラクタ。
15. 前記トーションバーカムが第１の方向に回転するとき、前記トーションバーカムが前記少なくとも１つの連結爪を駆動して、前記スプールの前記キャビティへ入れかつ前記係止ベースとの係合から外すように、前記トーションバーカムが構成される、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
16. 前記トーションバーカムが、カム表面および平坦な表面を含み、前記少なくとも１つの連結爪が、前記スプールの前記キャビティに位置決めされるまで前記カム表面を上に向かって移動する、請求項１５に記載のシートベルトリトラクタ。
17. 前記スプールと前記トーションバーカムとの間に荷重を与える間、前記平坦な表面が、前記少なくとも１つの連結爪を前記キャビティ内に保持するように構成される、請求項１６に記載のシートベルトリトラクタ。
18. 前記トーションバーカムが前記プリテンショナを作動させるときにのみ回転するように、前記トーションバーが構成される、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
19. 前記ピニオン、前記トーションバー、前記トーションバーカム、前記係止ベースおよび前記スプールが、実質的に共通の回転軸を有する、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
20. 前記ロッキング機構が係止ベースと係止爪とを含み、前記スプールがプリテンショナに近接した第１の端部とそれに対向する第２の端部を含み、前記ロッキング機構が前記プリテンショナに対向する前記スプールの前記第２の端部に近接して位置決めされる、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。