JP5519671B2 - シートベルト用リトラクタおよびシートベルト用リトラクタのスピンドル組付方法 - Google Patents

シートベルト用リトラクタおよびシートベルト用リトラクタのスピンドル組付方法 Download PDF

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Description

本発明は、シートベルト用リトラクタおよびシートベルト用リトラクタのスピンドル組付方法に関するものである。
従来から車両の座席にはシートベルト装置が装着されていて、車両の急停止や衝突等、車両に大きな減速度が作用した緊急時に乗員を拘束し、乗員が慣性力によって前方へ飛び出してしまうことを抑止している。シートベルト装置は、シートバック後方またはシートバック内に配置されたリトラクタを備える。リトラクタは、緊急時に乗員を拘束するウェビング(ベルト)の自由な引き出しを可能にしつつ、ウェビングを回転力によって巻き取る。したがって平常時は乗員の動きに拘らずウェビングは弛まず、常に乗員の体に密着する。
実際にウェビングを巻き取るのはリトラクタに配置されたスピンドルである。スピンドルは軸周りに回動自在に支持されていて、リトラクタに配置された巻取バネ装置や電動モータ等のバネの力等を用いてウェビングを巻き取る。衝突等の強い衝撃を車両が受けると、リトラクタに設けられたプリテンショナ装置がウェビングの引き出しをロックし、乗員が拘束される。
しかし急激に乗員の身体を拘束すると、ウェビングを介して乗員の体に強い負荷が作用するおそれがある。かかる過負荷を緩和するために、リトラクタにはロードリミッタ機構がさらに備えられている。ロードリミッタ機構は、衝突時にロックされたウェビングの張力を検知する。張力が増大して一定値を超えると、ロードリミッタ機構に備えられたエネルギー吸収部材が変形することで、スピンドルの軸がウェビング引出方向(弛む方向)に回転する。これにより自動的にウェビングが引き出され、乗員に作用する負荷が軽減される。
通常、リトラクタを組み立てる際には、図6(a)に例示するように、リトラクタフレーム12の側壁に設けられた円形貫通孔14にスピンドル16を外側から挿通して組付けていた。しかし上述のロードリミッタ機構17(図6(b)参照)のような、スピンドル16より直径が大きな追加部品がスピンドル16の端に取り付けられるようになった。そのため、スピンドル16をリトラクタフレーム12の円形貫通孔14に外側から挿通することが不可能となった。
かかる問題の解決策として、単純には、リトラクタフレーム12の円形貫通孔の直径を大きくし、スピンドル16を挿通可能にすることが考えられる。しかし、リトラクタフレーム12の外部にはピニオン18が配置されていて、スピンドル16の軸と略一致して回転動作する。この回転動作により、ピニオン18は、図7に例示するように、リトラクタフレーム12外部に接触して摺動する。
ウェビング(不図示)に一定以上の繰り出し抵抗をかけながら所定長さ繰り出すエネルギー吸収(Energy Absorption; EA)機構(不図示)の作動時には、図7の矢印19の方向へウェビングが引っ張られ、ピニオン18はリトラクタフレーム12に形成された荷重受け20A(図6(a))に対して摺動する。一方、プリテンショナ装置26の作動時には、ピニオン18は図7の矢印21の方向へ引っ張られ、図6(a)の荷重受け20Bに対して摺動する。
このようにリトラクタフレーム12には、ピニオン18からの力を受ける荷重受け20A、20Bを形成する必要があるため、円形貫通孔14を大きくすることができない。図8に例示するように、仮に大きくした円形貫通孔34を有するリトラクタフレーム32を用いた場合、ピニオン18の摺動径に合致する小さな円形貫通孔44を有する追加部品(プレート40)が必要となる。ピニオン18はプレート40に設けられた荷重受け40A、40Bに対して摺動することとなる。
また、通常のスピンドル16は、スピンドル端部16aおよび16bがリトラクタフレーム12の円形貫通孔14で支持され、リトラクタフレーム12の外部の機構と接続される。換言すれば、円形貫通孔14はスピンドル16の軸受を兼ねている。このため、リトラクタフレーム12の円形貫通孔を大きくすると、スピンドル16端部をリトラクタフレーム12の円形貫通孔14で支持するためのさらなる追加部品(例えばスピンドル端部16aおよび16bの軸受等)が必要となり、コストの面からも問題となる。
その他の解決策として、例えば特許文献1には、U字形のケーシングの側壁を角度的に拡開させ、かつ拡開された側壁を互いに平行な位置関係に戻すための底板を切欠いて形成した変形部を設けた安全ベルト巻取器が開示されている。
特許文献1に記載の安全ベルト巻取器によれば、ベルトリールおよびベルト軸を一体のベルト支持体として製作し、当該ベルト支持体を底板の変形により互いにV字状に拡開されたケーシングの両側壁間へ孔の高さまで挿入する。次いで底板を平らに塑性変形させて両側壁を互いに平行な位置へ移すことにより、安全ベルト巻取器を製造できるとしている。
実公平7−35805号公報
特許文献1に記載の安全ベルト巻取器の組付方法は、ベルトリール(スピンドル)を外側から挿通するのではなく、U字形のケーシング(リトラクタフレーム)の内側から挿通する方法である。したがって、ケーシングに力を加えて変形させ、ベルトリールを挿通するという作業工程が増加してしまう。
本発明は、このような課題に鑑み、ロードリミッタ機構など、スピンドルより直径が大きな追加部品がスピンドルに取り付けられた場合であっても、リトラクタフレームの変形や追加部品を要せず、作業工程も増加しないシートベルト用リトラクタとそのスピンドル組付方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明にかかるシートベルト用リトラクタの代表的な構成は、ウェビングを巻き取る円筒表面に凹部を有するスピンドルと、スピンドルを支持する平板状の2つの側壁であって、間隔Aをおいて平行に設けられ、スピンドルを挿通するための高さCの貫通孔を少なくとも一方が有する2つの側壁を含むリトラクタフレームとを備え、凹部の最深部から距離Dの範囲にスピンドルの一端の要素は内包され、凹部の最深部から距離Bの範囲にスピンドルの他端の要素は内包され、距離Dが高さC未満であり、距離Bが間隔A未満であることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明にかかるシートベルト用リトラクタの他の代表的な構成は、ウェビングを巻き取る円筒表面に凹部を有するスピンドルと、スピンドルを支持する平板状の2つの側壁であって、間隔Aをおいて平行に設けられ、スピンドルを挿通するための高さCの貫通孔を少なくとも一方が有する2つの側壁を含むリトラクタフレームとを備え、スピンドルの一端から円筒表面までの部分は、前記凹部の最深部から距離Dの範囲内に含まれ、スピンドルの他端から円筒表面までの部分は、前記凹部の最深部から距離Bの範囲内に含まれ、距離Dが前記高さC未満であり、前記距離Bが前記間隔A未満であることを特徴とする。
かかる構成によれば、スピンドルの他端近傍に、スピンドルより直径が大きいロードリミッタ機構などの部品を配置した場合であっても、リトラクタフレームの内側からスピンドルを挿通可能である。すなわち、スピンドルの一端(部品がついていない側)を、2つの側壁の間から、一方の側壁の貫通孔に挿通する。スピンドルは、それを支持する2つの側壁間の間隔より長いため、挿通時に傾斜させる必要がある。この傾斜姿勢のため、本来であれば、スピンドルは貫通孔を通らず、挿通不能である。しかしスピンドルの円筒表面に設けられた凹部の最深部を貫通孔の縁に当接させることにより、傾斜させても貫通孔にスピンドルを挿通可能となっている。このように、リトラクタフレームを変形させることなく、スピンドルの挿通が可能となる。
スピンドルの凹部は、貫通孔に一端から傾斜姿勢で挿通されたスピンドルが貫通孔と干渉することなく傾斜姿勢を解消可能な形状を有するとよい。あるいは、スピンドルの凹部は、2つの側壁の間から貫通孔に一端から傾斜姿勢で挿通されたスピンドルが貫通孔と干渉することなく傾斜姿勢を解消可能な形状を有するとよい。貫通孔がいかなる形状であっても、かかる条件を満たせば貫通孔にスピンドルを挿通可能だからである。
また上記構成によれば、多くの場合、スピンドルをわずかに軸まわりに回転させて位置合わせするか、全く位置合わせしなくとも、凹部の最深部を貫通孔の縁に当接させることが可能である。仮に凹部が狭小な範囲にしか設けられていない場合には、位置合わせのため、スピンドルを大幅に回転させる必要がある場合が多く、作業が煩雑になる。これに対し、本発明ではリトラクタフレームの内側から貫通孔へのスピンドルの挿通が容易である。
スピンドルに凹部を設けたことで、ウェビングに凹み跡が生じたり、ウェビング巻き径が所定の径より小さくなったりすると、ウェビングのスムーズな引出を阻害するおそれがある。このためスピンドルの凹部の軸方向の幅は、スピンドルに巻き取られるウェビングの幅の1/2未満であるとよい。これにより、ウェビングに凹み跡が生じることなく、凹部のないスピンドルと同様のウェビング巻き径を確保することが可能となる。
上記課題を解決するために、本発明にかかるシートベルト用リトラクタのスピンドル組付方法の代表的な構成は、平行に設けられそれぞれ貫通孔を有する、スピンドルを支持する平板状の第1および第2の側壁を含むリトラクタフレームに、ウェビングを巻き取るスピンドルを組付けるスピンドル組付方法であって、スピンドルの一端を、第1および第2の側壁の間から、第1の側壁の貫通孔に挿通し、スピンドルの円筒表面に設けられた凹部の最深部を、第1の側壁の貫通孔の縁に当接させ、スピンドルを、スピンドルの軸と第1および第2の側壁の貫通孔の中心を通る中心線とが略平行になるように、凹部の最深部を回転中心として回転させ、スピンドルをリトラクタフレームの所定の組付位置まで略平行移動することを特徴とする。
上述したシートベルト用リトラクタにおける技術的思想に対応する構成要素やその説明は、当該シートベルト用リトラクタのスピンドル組付方法にも適用可能である。
本発明によれば、ロードリミッタ機構など、スピンドルより直径が大きな追加部品がスピンドルに取り付けられた場合であっても、リトラクタフレームを変形や追加部品を要せず、作業工程も増加しないシートベルト用リトラクタとそのスピンドル組付方法を提供することが可能である。
本実施形態にかかるシートベルト用リトラクタを備えたシートベルト装置を例示する図である。 図1のシートベルト用リトラクタを例示する図である。 図2のスピンドルに設けられた凹部を例示する図である。 図3の凹部の詳細を例示する図である。 図3のスピンドルの組付方法を例示する図である。 比較例であるシートベルト用リトラクタを例示する図である。 図6(a)のシートベルト用リトラクタを別の方向から見た部分断面図である。 図6(a)を変形した他のシートベルト用リトラクタを例示する図である。
12 …リトラクタフレーム
14 …円形貫通孔
16 …スピンドル
17 …ロードリミッタ機構
100 …シートベルト装置
120 …ウェビング
122 …タング
124 …バックル
140 …センターピラー
142 …スルーリング
160 …座席
200 …リトラクタ
240 …リトラクタフレーム
242a …第1側壁
242b …第2側壁
244a …第1円形貫通孔
244b …第2円形貫通孔
246 …中心線
260 …プリテンショナ装置
280 …ロードリミッタ機構
300 …スピンドル
302 …貫通穴
304 …一端
306 …他端
320 …凹部
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
(シートベルト装置)
図1は、本実施形態にかかるシートベルト用リトラクタを備えたシートベルト装置を例示する図である。図1において、シートベルト装置100は、乗員拘束用のウェビング120と、ウェビング120の着脱装置としてのバックル124と、ウェビング120を巻き取る、あるいは引き出すリトラクタ200とを備え、ウェビング120により乗員(図示は省略)を拘束する。
リトラクタ200は、ウェビング120の巻取装置および引出装置であり、車内のセンターピラー140に配置される。リトラクタ200の配置場所は任意であり、座席160のシートバック後方に限らず、シートバック内に配置してもよい。リトラクタ200から車体上方へ繰り出されたウェビング120は、センターピラー140上部に配置されたスルーリング142に挿通され、車体の下方に向けて折り返される。そして、ウェビング120の先端部はセンターピラー140と座席160の間に設けられたアンカープレート(図示省略)に固定される。
ウェビング120のスルーリング142とアンカープレートとの間の部分には、タング122がウェビング120を挿通するように配置されている。また、座席160を挟んだアンカープレートの反対側にはバックル124が配置される。タング122は当該バックル124に着脱され、乗員を拘束する。
(シートベルト用リトラクタ)
図2は、図1のシートベルト用リトラクタを例示する図である。リトラクタ200は、スピンドル300と、リトラクタフレーム240と、プリテンショナ装置260とを備える。
スピンドル300は、その円筒面でウェビング120を巻き取るものであり、リトラクタフレーム240に軸支され、回動自在に支持されている。スピンドル300は、その一端304側に配置された巻取バネ装置360や電動モータ等(図示せず)の力を用いてウェビング120を巻き取る。
衝突等の強い衝撃を車両が受けると、プリテンショナ装置260が作動する。この際、プリテンショナ装置260の作動には通常火薬を用い、火薬が爆発する際に発生するガスの力で、スピンドル300の回転が制限されてリトラクタ200からのウェビング120の引出がロックされ、さらには弛んだウェビング120を瞬時に巻き取る。これにより慣性力によって前方に飛び出そうとする乗員の身体を拘束する。しかし、急激に乗員の身体を拘束すると、ウェビング120を介して、乗員の体に強い負荷が作用するおそれがある。
この過負荷を緩和するために、リトラクタ200には、ロードリミッタ機構280がさらに配置されている。ロードリミッタ機構280は、スピンドル300の他端306近傍に取り付けられている。衝突時の衝撃によりプリテンショナ装置260が作動し、ウェビング120の張力が所定の荷重に達すると、ロードリミッタ機構280内部に備えられたエネルギー吸収部材が変形し、スピンドル300の軸がウェビング引出方向(弛む方向)に回転する。これにより自動的にウェビング120が数cm程度引き出され、乗員に作用する過負荷が緩和される。
(スピンドルの凹部)
本実施形態の特徴は、図2に例示するように、スピンドル300の外周に凹部320を設けていることである。以下、凹部320を設けた理由について説明する。図3は図2のスピンドル300に設けられた凹部320を例示する図である。リトラクタフレーム240は、スピンドル300を支持する平板状の第1の側壁(以下第1側壁と称する)242aおよび第2の側壁(以下第2側壁と称する)242bを有し、第1側壁242aおよび第2側壁242bは平行に設けられている。さらに第1側壁242aおよび第2側壁242bは、それぞれ第1の側壁の円形貫通孔(以下第1円形貫通孔と称する)244aおよび第2の側壁の円形貫通孔(以下第2円形貫通孔と称する)244bを有する。
スピンドル300は、軸受として機能する第1円形貫通孔244aによって軸支されるため、第1円形貫通孔244aの直径と実質的に等しい直径を有する。しかしスピンドル300の他端306近傍に取り付けられたロードリミッタ機構280は、スピンドル300より直径が大きい。したがって、スピンドル300をリトラクタフレーム240に組付ける際、図6(a)で通常のスピンドルの組付の際に行ったように、スピンドル300を、例えば第1円形貫通孔244aの外側から挿通することはできない。
そこで本実施形態では、図3に例示するように、凹部320を設けた。凹部320の最深部から距離Dの範囲にスピンドル300の一端304の要素は内包される。言い換えれば、スピンドル300の一端304から円筒表面までの部分(円筒よりも大径の部位も含む)は、凹部320の最深部から距離Dの範囲内に含まれる。また、凹部320の最深部から距離Bの範囲にスピンドル300の他端306の要素は内包される。言い換えれば、スピンドル300の他端306から円筒表面までの部分(円筒よりも大径のロードリミッタ機構280も含む)は、凹部320の最深部から距離Bの範囲内に含まれる。距離Dは第1円形貫通孔244aの高さ(直径C)未満であり、距離Bは第1の側壁242aおよび第2の側壁242bの間隔A未満である。凹部320の最深部は、図3に例示するように、1点ではなく、軸方向の所定の幅にわたっている。この最深部全体がD<CかつB<Aという条件を満たす必要はなく、本条件を満たす点が最深部に1箇所でもあればよい。
図3に例示するように、スピンドル300の一端304(ロードリミッタ機構280がついていない側)を、2つの側壁の間から、一方の側壁の第1円形貫通孔244aに挿通する。スピンドル300の軸方向の長さは、それを支持する第1側壁242aおよび第2側壁242bの間隔Aより長いため、挿通時に図3のように傾斜させる必要がある。この傾斜姿勢のため、本来であれば、スピンドル300は、第1円形貫通孔244aに挿通不能である。
しかし本実施形態のようにスピンドル300の円筒表面に設けられた凹部320の最深部を第1円形貫通孔244aの縁に当接させることにより、傾斜させても第1円形貫通孔244aにスピンドル300を挿通可能となっている。挿通時にリトラクタフレーム240を変形させる必要もない。スピンドル300の他端306近傍に設けられる部品は、ロードリミッタ機構280に限られない。スピンドル300より直径が大きないかなる部品がスピンドル300の他端306近傍に設けられていても、リトラクタフレーム240に組付可能である。
図4は、図3の凹部320の詳細を例示する図である。図4(a)は正面図、図4(b)は図4(a)のA−A断面図である。図4(b)に例示するように、スピンドル300の凹部320は、スピンドル300の軸の周りに所定の角度αにわたって設けられている。
凹部320が仮にピンポイント的に狭小な範囲にしか設けられていない場合、スピンドル300を組付ける際に、スピンドル300を大幅に軸周りに回転させる必要が生じ、作業が煩雑なものとなる。しかし、本実施形態のように凹部320が所定の角度αにわたって設けられていれば、スピンドル300をわずかに軸まわりに回転させて位置合わせするか、全く位置合わせしなくとも、凹部320の最深部を円形貫通孔244の縁に当接させることが可能になる。
本実施形態では、第1円形貫通孔244aのような円形の貫通孔にスピンドル300を挿通しているが、貫通孔は円形以外のいかなる形状としてもよい。その場合、スピンドル300の凹部320は、貫通孔に一端304から傾斜姿勢で挿通されたスピンドル300(図5(a)(b))が貫通孔と干渉することなく傾斜姿勢を解消可能(図5(c))な形状であれば、いかなる形状としてもよい。
上記の条件を満たす凹部320は、スピンドル300の強度を確保できる範囲で深さの上限を定めてよく、深さの下限は限りなくゼロに近くしてよい。
スピンドル300に凹部320を設けたことで、ウェビング120に凹み跡が生じたり、ウェビング120の巻き径が所定の径より小さくなったりすると、ウェビング120のスムーズな引出を阻害するおそれがある。このため、図4(a)に例示するように、凹部320の軸方向の幅βは、スピンドル300に巻き取られるウェビング120の幅γの1/2未満とした。凹部320をかかる幅βとすれば、ウェビング120に凹部320による凹み跡が生じることがなく、従来と同様のウェビング巻き径を確保可能となる。
(スピンドル組付方法)
図5は図3のスピンドルの組付方法を例示する図である。上述のスピンドル300をリトラクタフレーム240に組付ける際には、まずスピンドル300の一端をリトラクタフレーム240の第1側壁242aと第2側壁242bの間から、図5(a)に例示するように、第1側壁242aの第1円形貫通孔244aに傾斜させた状態で挿通し、スピンドル300の円筒表面に設けられた凹部320の最深部を、第1円形貫通孔244aの縁に当接させる。
次に、図5(b)に例示するように、第1円形貫通孔244aの縁に当接させた凹部320の最深部を回転中心とし、スピンドル300の軸と、第1円形貫通孔244aと第2円形貫通孔244bの中心を通る中心線246とが略平行になるように回転させる。
さらに、図5(c)に例示するように、スピンドル300を、リトラクタフレーム240の所定の組付位置まで略平行移動させ、リトラクタフレーム240に組付ける。
上述のようにスピンドル300をリトラクタフレーム240に組付けることで、リトラクタフレーム240の内側から円形貫通孔244へのスピンドルの挿通が容易になり、他の部品や組立工程の増加も生じることもない。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、以上に述べた実施形態は、本発明の好ましい例であって、これ以外の実施態様も、各種の方法で実施または遂行できる。特に本願明細書中に限定される主旨の記載がない限り、この発明は、添付図面に示した詳細な部品の形状、大きさ、および構成配置等に制約されるものではない。また、本願明細書の中に用いられた表現および用語は、説明を目的としたもので、特に限定される主旨の記載がない限り、それに限定されるものではない。
したがって、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明は、シートベルト用リトラクタおよびシートベルト用リトラクタのスピンドル組付方法に利用することができる。

Claims (5)

  1. ウェビングを巻き取る円筒表面に凹部を有するスピンドルと、
    前記スピンドルを支持する平板状の第1側壁および第2側壁を備え、該2つの側壁は間隔Aをおいて平行に設けられ、該スピンドルを組付ける際に挿通するための高さCの貫通孔を少なくとも一方が有する2つの側壁を含むリトラクタフレームとを備え、
    前記凹部の最深部の一ヵ所から半径Dの範囲に前記スピンドルの一端の要素は内包され、
    前記凹部の最深部の一ヵ所から半径Bの範囲に前記スピンドルの他端の要素は内包され、
    前記凹部は、前記スピンドルを前記第1側壁および第2側壁の間から組付ける際に前記スピンドルを軸まわりに回転させて位置合わせするか、位置合わせしなくとも、前記凹部の前記最深部が前記貫通孔の縁に当接可能となるように、前記スピンドルの軸の周りに所定の角度にわたって設けられ、
    前記貫通孔は、前記ウェビングに一定以上の繰り出し抵抗をかけながら所定長さを繰り出すエネルギー吸収機構の作動時に、前記ウェビングが引っ張られることによる荷重を前記スピンドルが受ける軸受を兼ねていることを特徴とするシートベルト用リトラクタ。
  2. 前記スピンドルの凹部は、前記貫通孔に前記一端から傾斜姿勢で挿通された該スピンドルが該貫通孔と干渉することなく該傾斜姿勢を解消可能な形状を有することを特徴とする請求項1に記載のシートベルト用リトラクタ。
  3. ウェビングを巻き取る円筒表面に凹部を有するスピンドルと、
    前記スピンドルを支持する平板状の第1側壁および第2側壁を備え、該2つの側壁は間隔Aをおいて平行に設けられ、該スピンドルを組付ける際に挿通するための高さCの貫通孔を少なくとも一方が有する2つの側壁を含むリトラクタフレームとを備え、
    前記スピンドルの一端から円筒表面までの部分は、前記凹部の最深部の一ヵ所から半径Dの範囲内に含まれ、
    前記スピンドルの他端から円筒表面までの部分は、前記凹部の最深部の一ヵ所から半径Bの範囲内に含まれ、
    前記凹部は、前記スピンドルを前記第1側壁および第2側壁の間から組付ける際に前記スピンドルを軸まわりに回転させて位置合わせするか、位置合わせしなくとも、前記凹部の前記最深部が前記貫通孔の縁に当接可能となるように、前記スピンドルの軸の周りに所定の角度にわたって設けられ、
    前記貫通孔は、前記ウェビングに一定以上の繰り出し抵抗をかけながら所定長さを繰り出すエネルギー吸収機構の作動時に、前記ウェビングが引っ張られることによる荷重を前記スピンドルが受ける軸受を兼ねていることを特徴とするシートベルト用リトラクタ。
  4. 前記スピンドルの凹部は、前記2つの側壁の間から前記貫通孔に前記一端から傾斜姿勢で挿通された該スピンドルが該貫通孔と干渉することなく該傾斜姿勢を解消可能な形状を有することを特徴とする請求項3に記載のシートベルト用リトラクタ。
  5. 前記スピンドルの凹部の軸方向の幅は、該スピンドルに巻き取られるウェビングの幅の1/2未満であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のシートベルト用リトラクタ。
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