JP5497215B2 - 安全ベルトシステム用のベルト巻取装置 - Google Patents

Description

本発明は、ベルト帯紐を受け取るためにフレームに回転可能に取り付けられているベルトスプールと、モーターを有する可逆のベルト張力調整ユニットと、不可逆のベルト張力調整ユニットと、連結ディスクと連結ディスク用の制動要素とを有する連結機構と、を備えており、可逆のベルト張力調整ユニットは、連結機構を介してベルトスプールと連結させることができるようになっている、安全ベルトシステム用のベルト巻取装置に関する。

現代のベルト巻取装置では、車両の状態が危機的であると分類される状態になると、安全ベルトの弛みを無くして車両の乗員を直立姿勢とするために、ベルトスプールを巻き取り方向に駆動するのに、可逆のベルト張力調整ユニットと不可逆のベルト張力調整ユニットの両方が使用されている。可逆のベルト張力調整ユニットは、ここでは、危機的車両状況が事故に至らない場合に、ベルトスプールをその初期位置に再び復帰させるプリテンショナ装置として構成されている。他方、不可逆のベルト張力調整ユニットは、後でベルト張力調整装置全体を交換することが必要になる実際の事故においてのみ作動する。

また、現在のベルト巻取装置は、ベルトスプールが動きを止められているにもかかわらず、規定された力がベルト帯紐に作用した時点から開始してベルト帯紐の一定の引き出しを許容することにより、ベルトが車両乗員の身体に及ぼす最大の力を制限する力制限システムを有している。可逆のベルト張力調整ユニットがベルトスプールとなお連結されている間に、不可逆のベルト張力調整ユニットが作動すると、その後の力制限の際に力制限システムにより与えられる抵抗に打ち勝たねばならないだけでなく、更に、可逆のベルト張力調整ユニットは、その作用方向と反対の方向に逆転しなければならない。その結果、力制限システムが設計上要求又は意図している力よりも大きな力が安全ベルトに生じる。

本発明は、引き締め動作後の力制限が不可逆のベルト張力調整ユニットによって実行された場合に、可逆のベルト張力調整ユニットがベルトスプールから確実に分離されるベルト巻取装置を提供している。

このために、最初に述べた型式のベルト巻取装置では、本発明により、不可逆のベルト張力調整ユニットが作動する時に制動要素を機能停止状態にするという条件が設定されている。制動要素は、連結ディスクを少なくとも一時的に固定し、而して、モーターで駆動されるホイールに対する連結ディスクの相対回転を引き起こすことによって、連結機構を機能させる上で不可欠である。回転の結果、ホイールとベルトスプールとの間の連結は、例えば、ホイール上に設けられた爪が回転してベルトスプールの歯と噛み合うことにより実現される。制動要素を機能停止にすることにより、連結ディスクは制動要素によってもはや制動されることはなく、従ってホイールと共に自由に回転することができ、又はホイールに対する初期の非回転位置を取ることができるようになるので、可逆のベルト張力調整ユニットとベルトスプールとの間の連結機構全体が機能停止になる。これにより、可逆のベルト張力調整ユニットは、ベルトスプールから分離され、そのため、次の力制限では、ベルト帯紐の引き出しに必要な力に何らの影響も及ばない。

具体的には、不可逆のベルト張力調整ユニットが作動すると、制動要素を、制動要素が連結ディスクに作用しない受動位置に至らせる機能停止要素が提供されている。この様な展開は、その単純性ひいてはコスト面での優位性によって際立っている。

或る展開によれば、機能停止要素は、フレームに回転可能に取り付けられ、不可逆のベルト張力調整ユニットが作動しているときに回転するレバーである。
不可逆のベルト張力調整ユニットが作動しているときに、機能停止要素を回転させるはめ歯歯車が提供されている。これは、制動要素を受動位置に入れることによって、可逆のベルト張力調整ユニットをベルトスプールから連結解除する。具体的には、この目的のために、機能停止要素の一方の端部は、はめ歯歯車の歯と噛み合い、同時に機能停止要素の他方の端部は回転動作中の制動要素と噛み合う。

不可逆のベルト張力調整ユニットが作動しているときに作動し、機能停止要素に対応した動きをさせる、機能停止要素のためのアクチュエータが提供されているのが望ましい。
具体的には、アクチュエータは、応答時間の短さが際立つ起爆式駆動部を備えている。代わりに、アクチュエータは、磁石、例えば吊上又は回転磁石、又は小型電気モーターを有していてもよい。

起爆式駆動部が不可逆のベルト張力調整ユニットの駆動装置である点で、特に望ましく信頼性の高い展開が生み出されている。而して、これにより、ベルト帯紐の不可逆的引き締め動作が起動されると同時に、制動要素が機能停止にされる。

跳ね返りなどの過程により制動要素の逆回転が確実に起こらないようにするため、制動要素は、受動位置に到達した後は、例えばクランプなどによって受動位置に固定される。
本発明の或る実施形態によれば、制動要素はフレーム上に回転可能に配置されている。
制動要素は、初期には、連結ディスクと作動的に接続されており、可逆のベルト張力調整ユニットをベルトスプールに連結するために、制動要素は、連結ディスクが回転するのを防ぎ、又は少なくとも回転を制動する。不可逆のベルト張力調整ユニットが作動すると、制動要素は、連結ディスクにもはや作用しないように回転される。

機能停止要素は、制動要素が解放されるとこれを回転させる、予圧の掛かったばねアームを有している。この展開では、機能停止要素は、受動位置に到達した後は弾性力によって保持される。

代わりの展開では、制動要素は、作動ホイール上に配置されており、モーターによって駆動され、ここでも、不可逆のベルト張力調整ユニットが作動すると機能停止にされる。この展開では、制動要素は、可逆のベルト張力調整ユニットが作動しているときだけ、連結ディスクを制動し、モーターが接続解除された後、即ち、予引き締めが起きた後は、ベルト帯紐に対する牽引により連結ディスクとの噛係合が解除されるので、モーターは、ここでは一方向に、つまりベルト帯紐を巻き取る方向に回るだけで充分である。これにより、価格的に好都合な展開が生み出される。

本発明の第１の実施形態によるベルト巻取装置の図を示している。 図１のベルト巻取装置のベルト張力調整ユニット側の上面図を示している。 図２と同様のベルト張力調整ユニット側の上面図であるが、ハウジングカバーの無い状態で示している。 図１のベルト巻取装置の可逆及び不可逆のベルト張力調整ユニットの機能的に関連している各部品の斜視図を示している。 可逆及び不可逆のベルト張力調整ユニットの機能的に関連している各部品の、不可逆のベルト張力調整ユニットが作動する前の状態の上面図を示している。 図５と同様の、但し不可逆のベルト張力調整ユニットが作動した後の上面図を示している。 本発明の第２の実施形態によるベルト巻取装置に使用されている可逆及び不可逆のベルト張力調整ユニットの機能的に関連している各部品の、不可逆のベルト張力調整ユニットが作動する前の状態の斜視図を示している。 図７と同様の、但し不可逆のベルト張力調整ユニットが作動した後の斜視図を示している。

本発明のこの他の特徴及び利点は、添付図面を参照しながら、以下の幾つかの好適な実施形態の説明を読んで頂ければ明らかとなるであろう。
図１と図２は、フレーム２に回転可能に取付けられ、ベルト帯紐６（図３参照）を受け取る役目を果たすベルトスプール４を有する、本発明によるベルト巻取装置を示している。ベルト巻取装置１は、ベルトスプール４の動きを止めるために図１で右側に配置されている係止システム８を備えており、更に、モーター１０を有し不可逆のベルト張力調整ユニットと共にハウジング１２内に配置されている可逆のベルト張力調整ユニットを備えている。駆動ばね用のハウジングは、符号１４で示している。不可逆のベルト張力調整ユニットは、シリンダー１５（図２）内に配置され、起爆式駆動部１７により生成される圧縮ガスによってシリンダー１５に沿って加速されるピストン１６を有している。

図３は、可逆のベルト張力調整ユニットを詳細に示している。これは、ハウジング１２内に配置されているギヤ２０を介して、モーター１０の駆動ピニオン２４と接続されるホイール１８（図４も参照）を備えている。外歯を有するピニオン２２は、ベルトスプール４（又は、ベルトスプール４と連結されている、例えば、捩り棒の様な力制限部）と接続されて、相対回転しないように係止される。外歯は、駆動モーメントをホイール１８からベルトスプール４に伝達することのできる連結機構の一部である。

ホイール１８は、数個の爪２８が軸回転可能に取付けられている支持部分２６にしっかりと接続されている。爪２８と協働できるように支持部分２６の中に突き出ている制御突起３２が設けられた連結ディスク３０は、ホイール１８に隣接して軸方向に配置されている。少なくとも１つの復元ばね３４が連結ディスク３０と支持部分２６の間に設けられている。

連結ディスク３０は、更に、スリップクラッチを介して、連結ディスク３０上に配置され周囲に制動歯３８を有する制動ホイール３６に連結されている。
レバーの形をした軸回転可能な制動要素４２は、モーター１０に接続されているギヤ２０のはめ歯歯車（コグホイール）である、作動ホイール４０（特に、図４参照）上に配置されており、従ってモーター１０によって駆動される。このレバーは、同様にして、図示の展開（図４）ではホイール１８と噛み合う作動ホイール４０と、予圧の掛かった復元ばね３４により形成されているスリップクラッチを介して、接続されている。

支持部分２６、復元ばね３４、爪２８、連結ディスク３０（制御突起３２とスリップクラッチを含む）、制動ホイール３６、及び制動要素４２が、ピニオン２２の外歯と共に、上記連結機構を形成している。

また、機能停止要素４４は、フレーム２或いはフレーム２と接続されているハウジング１２に軸回転可能に取り付けられている（図４と図５も参照）２本のアームを持つレバーの形で設けられている。機能停止要素４４は、図示の展開では（図３の図示方向に関して）角度の付いた形状を有しており、作動ホイール４０の下に伸びている。機能停止要素４４の第１端部４６は、制動要素４２とホイール１８或いは制動ホイール３６との間に伸びている。機能停止要素４４の第２端部４８は、不可逆のベルト張力調整ユニットのピストン１６によって駆動することのできる、段付はめ歯歯車５２の第１歯５０に噛み込んでいる。段付はめ歯歯車５２の第２歯５４は、ここでは示していないやり方でベルトスプール４に連結されている。

連結機構の、モーター１０とギヤ２０とによって形成される可逆のベルト張力調整ユニット、並びに不可逆のベルト張力調整ユニットの動作モードを以下に説明する。危機的であると分類される車両の状況では、モーター１０が作動し、（残りのギヤ２０と共に）作動ホイール４０を時計回りに回転させ、それによりホイール１８は反時計回りに駆動される。作動ホイール４０の回転によって、制動要素４２は、軸回転し案内されて制動ホイール３６の制動歯３８に嵌る。このようにして、制動ホイール３６は停止する（図５）。

復元ばね３４により加えられる復元力よりも強い摩擦接続が、制動ホイール３６と連結ディスク３０との間に存在し、そのため連結ディスク３０は、初期には同様に固定され、一方で、ホイール１８と、従って支持部分２６とは、反時計回りに回転する。これによって、爪２８は、制御突起３２の上に進み、案内されてピニオン２２の外歯に嵌る。爪２８がピニオン２２の歯の底に達すると、ホイール１８はベルトスプール４と連結されるので、モーター１０は、ベルト帯紐６の巻き取り方向にベルトスプール４を駆動する。爪２８が完全に案内されると、連結ディスク３０と支持部分２６或いはホイール１８との間の回転は最大可能回転に達し、これにより、なお固定されている制動ホイール３６は、この時点でホイール１８と同期して回転する連結ディスク３０上を更に滑って回転する。

予引き締め動作が完了した後に事故が起きなければ、モーター１０は切り離される。車両の乗員によってベルト帯紐６に加えられる牽引力が、このとき、ベルトスプール４、従ってピニオン２２の、ベルト帯紐６の引き出し方向、即ち引き締め方向とは逆の方向への回転を一時的に引き起こす。爪２８がピニオン２２の歯になお噛み合っているために、ギヤ２０全体は、一定の距離だけ逆回転する。作動ホイール４０は、ここでは反時計回りに回転し、制動要素４２を軸回転させて初期位置に戻し、それによって制動ホイール３６、従って連結ディスク３０が解放される。

復元ばね３４が連結ディスク３０に加える復元力によって、（恐らくは、駆動ばねによって、ベルトスプール４又はピニオン２２がベルト帯紐６の巻取方向に僅か回転した後で）爪２８は、軸回転してピニオン２２の歯から外れる。ベルトスプール４と可逆のベルト張力調整ユニットの間の接続は、これにより、モーター１０が積極的に逆回転を起こすこと無く解除される。システムは、ここで、次の予引き締め動作の準備が整った状態となる。

しかしながら、予引き締め動作の間又は直後に、可逆のベルト張力調整ユニットが解除されず、むしろ不可逆のベルト張力調整ユニットが作動した場合は、起爆式駆動部１７が圧縮ガスを発生させ、ピストン１６をシリンダー１５に沿って加速させる。これが起こると、ピストン１６の歯は、段付はめ歯歯車５２の歯５０と噛み合い、その回転が第２歯５４を介してベルトスプール４へ伝えられる。ベルトスプール４は、これによって同様に、可逆のベルト張力調整ユニットによるのと同じく、但し遙かに速い速度で、ベルト帯紐６の巻き取り方向に駆動される。この早い速度のせいで、可逆のベルト張力調整ユニットの連結機構は、ベルトスプール４に「追い越される」。ピニオン２２は、ベルトスプール４又はベルトスプール４に関係付けられた力制限部としっかり連結されているので、爪２８は、ピニオン２２の各歯の後方側を越えて押し出される。そのため、可逆のベルト張力調整ユニットの連結機構は、最初は機能が停止している。可逆的引き締め機能を改善するため歯にアンダーカットが設けられていても、ピニオン２２が事実上連結機構を追い越すため、爪２８の分離が妨げられることはない。

しかしながら、不可逆的引き締め動作が完了した後にモーター１０が立ち遅れないこと、又は連結機構がピニオン２２と再び噛み合わないこと、が保証されているわけではないので、連結解除は永久的に提供されねばならない。可逆のベルト張力調整ユニットのこの永久的な連結解除は、機能停止要素４４によって実現され、即ち、追い越し過程が起こると同時に、即ち不可逆のベルト張力調整ユニットが作動した直後に、歯５５が機能停止要素４４の第２端部４８に作用することにより機能停止要素４４が反時計回りに軸回転することで実現される。機能停止要素４４の第１端部４６は、これにより制動要素４２を図５で右方向に向けて押して受動位置に入れ、それによって制動歯３８は解放される（図６）。その結果、可逆のベルト張力調整ユニットの連結更新は阻止される。

跳ね返りなどによって制動要素４２が軸回転して戻ることのないようにするため、制動要素４２は、到達した受動位置に固定、例えばクランプ留めされる。不可逆的引き締め過程に続く係止システム８による力制限では、可逆のベルト張力調整ユニットの影響が一切生じないことが、制動要素４２の機能停止化によって保証される。

図示の実施形態では、不可逆締めユニットの起爆式駆動部１７は、同時に機能停止要素４４のアクチュエータを形成している。代わりに、不可逆のベルト張力調整ユニットが起爆式駆動部を有していない場合は、機能停止要素４４を、無論、別体の起爆式駆動部、吊上又は回転磁石、又は小型電気モーターで駆動してもよい。

図７と図８は、本発明によるベルト巻取装置１の代わりの実施形態を示しており、図では同一又は機能が同一の構成要素は同じ符号を付して示し、既に説明した実施形態と相違するもののみを追記している。図７と図８のベルト巻取装置１は、２本のアームを有するレバーとして構成されている制動要素４２が、フレーム２又はハウジング１２に軸回転可能に取り付けられ、可逆のベルト張力調整ユニットが作動する前の初期位置で制動ホイール３６の制動歯３８と既に噛み合っている点で、これまで説明したものと異なっている。この展開によって、予引き締め動作が完了した後に、不可逆のベルト張力調整ユニットが作動しない場合は、連結機構を解除するためにモーター１０は逆回転せねばならない。

機能停止要素４４は、ここでは、ループばね５６を介して制動要素４２に取り付けられた予圧の掛かったばねアームにより形成されている。ばねアームが、歯５０によって下向きに押されるか、はめ歯歯車５２の回転と同時にそれらから解放されると、ばねアームは制動要素４２の第１レバーアーム５７に作用して第１レバーアーム５７を軸回転させ、その結果第２レバーアーム５８が制動歯３８（図８）から外れるよう案内される。

２ フレーム
４ スプール
６ ベルト帯紐
１０ モーター
１７ 起爆式駆動部
３０ 連結ディスク
４０ 作動ホイール
４２ 制動要素
４４ 機能停止要素
５２ はめ歯歯車

Claims (11)

1. 安全ベルトシステム用のベルト巻取装置において、
   ベルト帯紐を受け取るためにフレーム（２）に回転可能に取り付けられているベルトプール（４）と、
   モーター（１０）を有する可逆のベルト張力調整ユニットと、
   不可逆のベルト張力調整ユニットと、
   連結ディスク（３０）と、前記連結ディスク（３０）用の制動要素（４２）とを有する連結機構と、を備えており、
   前記可逆のベルト張力調整ユニットは、前記連結機構を介して前記ベルトスプール（４）に連結されており、
   前記制動要素（４２）は、前記可逆のベルト張力調整ユニットが作動する前の初期位置で既に機能しており、前記不可逆のベルト張力調整ユニットが作動しているときには、機能停止される、ことを特徴とするベルト巻取装置。
2. 請求項１に記載のベルト巻取装置であって、
   前記不可逆のベルト張力調整ユニットが作動すると、前記制動要素（４２）を、前記制動要素が前記連結ディスク（３０）に働きかけない受動位置に至らせる、機能停止要素（４４）が設けられていることを特徴とする、ベルト巻取装置。
3. 請求項２に記載のベルト巻取装置であって、
   前記機能停止要素（４４）は、前記フレーム（２）に軸回転可能に取り付けられているレバーであることを特徴とする、ベルト巻取装置。
4. 請求項３に記載のベルト巻取装置であって、
   前記不可逆のベルト張力調整ユニットが作動しているときは、前記機能停止要素（４４）を軸回転させる、はめ歯歯車（５２）が設けられていることを特徴とする、ベルト巻取装置。
5. 請求項２から４の何れかに記載のベルト巻取装置であって、
   前記不可逆のベルト張力調整ユニットが作動するときに作動するアクチュエータが、前記機能停止要素（４４）用に設けられていることを特徴とする、ベルト巻取装置。
6. 請求項５に記載のベルト巻取装置であって、
   前記アクチュエータは、起爆式駆動部（１７）を備えていることを特徴とする、ベルト巻取装置。
7. 請求項６に記載のベルト巻取装置であって、
   前記起爆式駆動部（１７）は、前記不可逆のベルト張力調整ユニットの駆動部であることを特徴とする、ベルト巻取装置。
8. 請求項２から７の何れかに記載のベルト巻取装置であって、
   前記制動要素（４２）は、前記受動位置に到達後、該受動位置に固定されることを特徴とする、ベルト巻取装置。
9. 請求項１乃至８の何れかに記載のベルト巻取装置であって、
   前記制動要素（４２）は、前記フレーム（２）に軸回転可能に配置されていることを特徴とする、ベルト巻取装置。
10. 請求項２から９の何れかに記載のベルト巻取装置であって、
    前記機能停止要素（４４）は、予圧の掛かったばねアームを有することを特徴とする、ベルト巻取装置。
11. 請求項１乃至１０の何れかに記載のベルト巻取装置であって、
    前記制動要素（４２）は、前記モーター（１０）によって駆動される作動ホイール（４０）上に配置されていることを特徴とする、ベルト巻取装置。

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