JP5748713B2 - シートベルト装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両内の乗員を保護するためのシートベルト装置に係り、特にシートベルトリトラクタをリクライニング式シートのシートバックに組み込むようにしたシートベルト装置に関する。
車両に搭載されるシートベルト装置は、シートベルトリトラクタから引き出されたシートベルトによって、シートに着座する乗員を拘束して車両衝突時等に乗員を保護するためのものである。シートベルトリトラクタは、車両衝突時等に水平方向に所定値より大きな加速度が作用した際に、この加速度を加速度センサで検出して、シートベルトのロック機構を作動させ、これによりシートベルトを引き出し不能にする。加速度センサに使用される慣性体としては、ボールを使用したものや自立慣性体を使用したものが知られている。
ところで、リクライニング式シートのシートバックに、この種の加速度センサを備えたシートベルトリトラクタを装備した場合、シートバックのリクライニング角度(傾き角度)によって、シートベルトリトラクタの姿勢が変化してしまうため、そのままでは適正に加速度を検出できなくなる。そこで、シートバックのリクライニング角度によらず、適正に加速度を検出できるようにした加速度センサを装備したシートベルト装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載のシートベルト装置は、シートクッションから突設されたシートバック支持アームとリクライニング回転軸との連結部分に、シートバックの傾き角度に応じた長さだけケーブルを進退させるケーブル進退機構を配置し、シートバックが前後に傾動した際に、ケーブル進退機構とシートベルトリトラクタとの間に架け渡されたケーブルにより、加速度センサのセンサ基準線を常に鉛直方向に向けるように制御して、加速度を適正に検出可能としている。
また、特許文献1では、加速度センサを保持するホルダケース内に、ケーブルの上端側が巻きつけられたホイール(プーリ)が回転可能に設けられている。ホイールの外周面には、ケーブルを巻き付けるためのケーブル巻付溝が設けられ、また、ホイールには、ケーブルの上端側のエンドブロックが挿入されるエンドブロック挿入孔(孔部)が設けられている。
特開平10−226312号公報(第10図、第11図)
ところで、特許文献1に記載のシートベルト装置によれば、ケーブルの端部に設けられたエンドブロックをエンドブロック挿入孔に真横から押し込む必要があり、該挿入作業が煩雑となるため、組み付け性の改善が求められる。
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ケーブルの端部に設けられたエンドブロックを孔部に容易に組み付けることができ、生産性を向上することができるシートベルト装置を提供することにある。
本発明の上記目的は、下記の構成によって達成される。
(1) リクライニング式シートのシートバックに取り付けられ、必要時にシートベルトを巻き取るシートベルトリトラクタと、
前記リクライニング式シートのシートバックとシートクッションの連結部に配置され、前記シートバックが車両前後方向に傾動する時の傾き角度を検出し、当該傾き角度を前記シートベルトリトラクタに伝えるためのケーブルを有するケーブル進退機構と、
を備えるシートベルト装置であって、
前記ケーブル進退機構は、
前記シートバックの前記傾き角度に対応する距離を、前記ケーブルの長さ方向に、前記ケーブルが前進または後進するものであり、
前記シートベルトリトラクタが、
前記シートバックに固定されるリトラクタフレームと、
前記リトラクタフレームにより支持され、前記シートベルトを巻き取るためのスピンドルと、
前記リトラクタフレームに取り付けられ、車両前後方向における加速度を検出する加速度センサと、
該加速度センサによって検出される車両前後方向の加速度に応じて、シートベルトの引き出し動作をロックするロック機構と、
前記加速度センサのセンサ基準面を水平に保つ姿勢制御機構と、を有し、
前記ケーブル進退機構と前記姿勢制御機構の少なくとも一方は、前記ケーブルが巻き掛けられるプーリを備え、
前記プーリは、
該プーリの回転中心と外周面との中間部に形成された孔部と、
該孔部から前記外周面に向けて連続的に延び、前記プーリの板厚方向の一方の側面に形成された連結溝部と、
該連結溝部から繋がって、前記外周面に形成されるケーブル巻き付け溝と、
を有し、
前記連結溝部の延出方向に直交する断面において、前記孔部の断面積は、前記連結溝部の断面積より大きく、
前記孔部は、前記プーリの板厚方向に貫通しており、前記ケーブルの端部に設けられたエンドブロックを係止し、
前記孔部には、前記プーリの一方の側面側に設けられ、前記プーリの一方の側面側から見て、前記孔部に配置された前記エンドブロックの反ケーブル側端部とオーバーラップする浮き防止部が形成されることを特徴とするシートベルト装置。
(2) 前記エンドブロックは略円柱状に形成され、
前記孔部は、前記浮き防止部のケーブル寄り側面によって、前記プーリの一方の側面側の開口部が部分的に構成されており、
前記開口部は、前記エンドブロックの外径形状よりも大きく形成され、
前記ケーブル寄り側面は、前記連結溝部の延出方向と直交する前記孔部の幅方向の中間部から側方に向かって徐々に前記連結溝部に近づくように形成されることを特徴とする(1)に記載のシートベルト装置。
(3) 前記エンドブロックのケーブル側端面が当接する前記孔部の当接面は、前記プーリの回転中心と該当接面の幅方向中間部を通る仮想線に対して傾斜しており、
前記当接面の幅方向中間部から該当接面と直交して前記プーリの外周面まで延びる第1の線分は、前記当接面の幅方向中間部から前記仮想線と直交して前記プーリの外周面まで延びる第2の線分よりも長いことを特徴とする(1)または(2)に記載のシートベルト装置。
(4) 前記プーリは前記姿勢制御機構に設けられており、
前記姿勢制御機構は、前記プーリをケーブルの巻き取り方向に回転付勢するばねをさらに有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のシートベルト装置。
なお、本発明の「水平」または「水平方向」とは、水平(水平方向)を含み、当該水平から少し変化しても、製造上で発生する誤差や、製品を設計する場合に本発明の効果を生じることができる範囲を含む。
本発明のシートベルト装置によれば、プーリは、プーリの回転中心と外周面との中間部に形成された孔部と、孔部から外周面に向けて連続的に延び、プーリの板厚方向の一方の側面に形成された連結溝部と、連結溝部から繋がって、外周面に形成されるケーブル巻き付け溝と、を有し、連結溝部の延出方向に直交する断面において、孔部の断面積は、連結溝部の断面積より大きく、孔部は、プーリの板厚方向に貫通しており、ケーブルの端部に設けられたエンドブロックを係止する。これにより、ケーブルの端部に設けられたエンドブロックを孔部に容易に組み付けることができ、生産性を向上することができる。
また、孔部には、プーリの一方の側面側に設けられ、プーリの一方の側面側から見て、孔部に配置されたエンドブロックの反ケーブル側端部とオーバーラップする浮き防止部が形成されるので、ケーブルが進退する際に、エンドブロックが孔部から浮き上がるのを防止することができる。
さらに、エンドブロックは略円柱状に形成され、孔部は、浮き防止部のケーブル寄り側面によって、プーリの一方の側面側の開口部が部分的に構成されており、開口部は、エンドブロックの外径形状よりも大きく形成されており、ケーブル寄り側面は、連結溝部の延出方向と直交する孔部の幅方向の中間部から側方に向かって徐々に連結溝部に近づくように形成される。これにより、エンドブロックの孔部への挿入容易性を確保しつつ、エンドブロックが孔部に配置された際に浮き防止部とオーバーラップする面積を稼ぐことができる。
また、エンドブロックのケーブル側端面が当接する孔部の当接面は、プーリの回転中心と当接面の幅方向中間部を通る仮想線に対して傾斜しており、当接面の幅方向中間部から当接面と直交してプーリの外周面まで延びる第1の線分は、当接面の幅方向中間部から仮想線と直交してプーリの外周面まで延びる第2の線分よりも長い。これにより、連結溝部からケーブル巻き付け溝へとケーブルを巻き掛け易くすることができる。
さらに、プーリは姿勢制御機構に設けられており、姿勢制御機構は、プーリをケーブルの巻き取り方向に回転付勢するばねをさらに有し、エンドブロックは略円柱状に形成され、エンドブロックの外周面は、孔部を構成する壁面と摺接可能な状態で、孔部に係止されるので、ケーブルがばねによって緩むことなく引っ張られ、ニップルエンドが孔部に確実に係止される。
(a)は、本発明の実施形態に係るシートベルト装置を備えたリクライニング式シートの側面図、(b)は、同リクライニング式シートの左座席の後面図であり、(c)は、同リクライニング式シートの右座席の後面図である。 (a)は、左側に所定角度θだけ傾けて取り付けられる右座席用のシートベルトリトラクタを車両前方側から見た断面図、(b)は、右側に所定角度θだけ傾けて取り付けられる左座席用のシートベルトリトラクタを車両前方側から見た断面図である。 同シートベルトリトラクタの分解斜視図である。 同シートベルトリトラクタの加速度センサと姿勢制御機構の分解斜視図である。 (a)は、同加速度センサと姿勢制御機構の組立状態を示す斜視図、(b)はその側面図である。 図5(b)のVI−VI矢視断面図で、シートベルトリトラクタが右側に所定角度θだけ傾いて取り付けられているときの状態を示す図である。 (a)は、左座席用のシートベルトリトラクタに用いられるセンサハウジングの構成を示す斜視図、(b)は、右座席用のシートベルトリトラクタに用いられるセンサハウジングの構成を示す斜視図である。 (a)は、シートベルトリトラクタが車幅方向(右方向)に傾斜して取り付けられていることを示す側面図で、(b)は、姿勢制御機構のアジャストギヤ(回転部材)の回転軌道面(鉛直面に対して傾いた面)に垂直な方向からアジャストギヤのピンの移動軌跡を示す図、(c)は、センサハウジングの回転軌道面(鉛直面)に垂直な方向(水平方向)からアジャストギヤのピンの移動軌跡を示す図、(d)は、センサハウジングの回転軌道面(鉛直面)に垂直な方向(水平方向)からスリットの移動軌跡を示す図、(e)は、(c)と(d)の移動軌跡の合成図である。 (a)は、左座席用シートベルトリトラクタに使用する姿勢制御機構のプーリの斜視図、(b)は、その断面図、(c)は、(b)のIXc−IXc矢視断面図、(d)は、右座席用シートベルトリトラクタに使用する姿勢制御機構のプーリの斜視図、(e)は、その断面図、(f)は、(e)のIXf−IXf矢視断面図である。 プーリのケーブル巻き付け溝の回転中心からの半径〔図9(c)、(f)のケーブル巻き付け溝73bの半径r〕の変化を示す図である。 シートバックの傾き角度ごとのシートベルトリトラクタとケーブル進退機構の状態を示す側面図で、(a)は、後ろ倒し15°のときの状態、(b)は、後ろ倒し95°のときの状態、(c)は、前倒し75°のときの状態を示す。 ケーブル進退機構を示す分解斜視図である。 同ケーブル進退機構の状態を示す側面図で、(a)はシートバックが後ろ倒し15°のときの状態、(b)はシートバックが後ろ倒し95°のときの状態、(c)はシートバックが前倒し75°のときの状態を示す。 (a)は、第2プーリケース及びトーションスプリングを取り外した状態の姿勢制御機構の側面図であり、(b)は、(a)のXIV部拡大図である。 (a)は、図14のXV−XV線に沿った断面図であり、(b)は、(a)のXV´−XV´線に沿った断面図であり、(c)は、XV´´−XV´´線に沿った、エンドブロックを外した状態の断面図である。 (a)は、プーリにケーブルを挿入する過程を説明するための図であり、(b)は、(a)のXVI−XVI線に沿った断面図である。 プーリにニップルエンドが挿入された状態を示すプーリの部分拡大図である。
以下、本発明に係るシートベル装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1(a)〜(c)に示すように、シートベルト装置10は、リクライニング式シート15のシートバック16に取り付けられ、必要時にシートベルト19を巻き取るシートベルトリトラクタ11と、リクライニング式シート15のシートバック16とシートクッション17の連結部18に配置され、シートバック16の傾き角度に応じた距離だけケーブル13を進退させることで、シートバック16の傾動動作をケーブル13を介してシートベルトリトラクタ11に伝えるケーブル進退機構80と、を備え、車両内の乗員をリクライニング式シート15に対して拘束する。通常、ケーブル13は、後述する外装チューブにより覆われており、外装チューブの両端がシートベルトリトラクタ11とケーブル進退機構80のケーシング等に固定され、内部に収容されたケーブル13が、外装チューブに対してスムーズにスライドできるように構成されている。
シートベルトリトラクタ11は、シートバック16のリクライニング角度に応じて、車両の前後方向に任意の角度で傾動する。また、車両の幅方向(車両左右方向)においては、シートベルトリトラクタ11からシートベルト19を滑らかに繰り出し可能とするため、車種やシート仕様によってそれぞれ異なる所定角度θで取り付けられる。ここでは、シートベルトリトラクタ11の基準取付姿勢は、車両の後方に略15°傾斜している(後ろ倒し15°)と共に、車両の幅方向に所定角度θ(=15°)だけ傾斜した姿勢で、シートバック16に取り付けられている。つまり、図1(b)に示すように、左座席の場合は、後ろ側から見て左側に所定角度θ(=15°)だけ傾斜して取り付けられており、図1(c)に示すように、右座席の場合は、後ろ側から見て右側に所定角度θ(=15°)だけ傾斜して取り付けられている。
図2及び図3に示すように、シートベルトリトラクタ11は、シートバック16の左右方向の中心を上下方向に延びる直線に対して車両の左右方向に傾斜してシートバック16に固定されるリトラクタフレーム21を備えており、リトラクタフレーム21には、シートベルト19を巻き取るためのスピンドル22が回転可能に支持されている。
スピンドル22の軸方向の一端側には、スピンドル22をシートベルト19の巻き取り方向に回転付勢するリトラクタスプリング23が連結され、リトラクタスプリング23は、カバー23aに収容されている。
スピンドル22の軸方向の他端側には、シートベルト19の引き出し動作をロックするロック機構24の一構成要素であるステアリングホイール25と、車両に作用する前後方向の加速度を検出し、検出された加速度に応じてロック機構24を作動させる加速度センサ30と、シートバック16の傾き角度によらず、加速度センサ30のセンサ基準面(後述する慣性体支持面33)を水平に保つ姿勢制御機構70とが設けられている。
ステアリングホイール25は、スピンドル22と一体回転するように結合されると共に、外周面に、後述する作動部材(第1センサレバー36)の上部爪部36bと係合する周方向に所定の間隔で並んだ複数の係合爪25aを有しており、ステアリングホイールカバー27の内部に収容されている。また、加速度センサ30を含むシートベルトリトラクタ11の他端側の側面全体が、リトラクタカバー29によって覆われている。
図3及び図4に示すように、加速度センサ30は、シートバック16と一体的に車両前後方向に傾動するようリトラクタフレーム21の外側面に固定されたセンサカバー31と、車両左右方向に沿った揺動軸L1(図6参照)を中心としてセンサカバー31に対して車両前後方向揺動自在に支持され、シートバック16の傾動時に、姿勢制御機構70によりセンサカバー31に対して車両前後方向に回動させられることで、車両前後方向においてセンサ基準面としての慣性体支持面33を水平な状態に保持するセンサハウジング32と、センサハウジング32の慣性体支持面33上に支持されて所定値以上の車両前後方向の加速度が作用したとき中立位置から変位する慣性体としての鉄製のボール35と、ボール35が車両前後方向に変位した際に連動してロック機構24をロック側へ作動させる作動部材である第2センサレバー37と、を有している。
具体的には、図6にも示すように、センサカバー31の一対の支持孔31a、31bに、センサハウジング32の外側面に突設した一対のボス部32a、32bがそれぞれ嵌合されることにより揺動軸L1が構成されており、センサハウジング32は、この揺動軸L1を中心に車両前後方向に揺動可能である。また、図4に示すように、センサハウジング32の一対のブラケット32c、32dに形成されたレバー支持孔32e、32fに第2センサレバー37の一対の回動突起37a、37bが嵌合され、第2センサレバー37は、センサハウジング32に対して車両前後方向に回動可能に支持されている。
センサハウジング32は、下方に凹むすり鉢状の凹面である慣性体支持面33を上側の内底面に備えており、その慣性体支持面33上にボール35が載置されている。慣性体であるボール35は、所定以上の車両前後方向の加速度を受けたとき、中立位置から変位して車両(即ち、シートベルトリトラクタ11)に作用する加速度を検知する。なお、前述した慣性体支持面33が水平な状態とは、慣性体支持面33の基準面(例えば、慣性体支持面33の上面)が水平であることを言う。
第1センサレバー36は、図3に示すように、基端部に嵌合孔が設けられたボス部36aを有し、先端部が、ステアリングホイール25に当接する上部爪部36b及び第2センサレバー37に当接する下部爪部36cが設けられた略Y字型に形成されている。第1センサレバー36は、ステアリングホイール25の下方に配されており、ボス部36aの嵌合孔が、リトラクタフレーム21に固定された支持軸(図示略)に回動自在に嵌合している。そして、嵌合孔を有するボス部36aを中心として上方に回動することで、上部爪部36bがステアリングホイール25の係合爪25aに係合して、ステアリングホイール25の回転を規制する。従って、ステアリングホイール25と第1センサレバー36とにより、ロック機構24が構成されている。
第2センサレバー37は、図3及び図4に示すように、基端部に形成された回動突起37a、37bと、先端側に形成されてボール35の上面に被さる椀部37cと、椀部37cの上面に形成されたリブ37dと、を備えている。回動突起37a、37bは、センサハウジング32のレバー支持孔32e、32fに回動自在に嵌合されている。第2センサレバー37は、椀部37cがボール35の上側に接触すると共に、リブ37dの上面に第1センサレバー36の下部爪部36cが当接している。そして、加速度によってボール35が中立位置から変位すると、上側に回動して下部爪部36cを介して第1センサレバー36を上方に押し上げ、ステアリングホイール25の係合爪25aに上部爪部36bを係合させて、ステアリングホイール25をロックする。なお、第1センサレバー36と第2センサレバー37とは、ボール35が変位した際に、反対方向に回動するようにボール35の中心から見て回動軸線の位置が互いに逆方向に設定されている。
また、図4に示すように、センサハウジング32の前後方向の姿勢を制御する姿勢制御機構70は、リトラクタフレーム21の側板の内側に配された第1プーリケース71及び第2プーリケース72と、それら第1プーリケース71及び第2プーリケース72を合わせることで形成された内部空間の中に収容された樹脂製のプーリ(第1プーリ)73と、アジャストギヤ74と、プーリ73を回転付勢するトーションスプリング(コイルばね)75と、アジャストギヤ74の回転を加速度センサ30のセンサハウジング32に伝達する回転伝達機構76と、から構成されている。
プーリ73は、第1プーリケース71に設けられた支持軸71c(プーリ73の回転中心C1)を中心に、第1プーリケース71及び第2プーリケース72に回転自在に支持されており、ケーブル進退機構80によるケーブル13の進退の動きを回転運動に変換し、ケーブル13の進退の動きに応じた角度だけシートバック16の傾動方向と同方向に回転する。このプーリ73には、ケーブル13を巻き取るためのケーブル巻き付け溝73bが外周面に設けられており、ケーブル13の一端部(上端部)が金属製のエンドブロック(ニップルエンド)13aを介してプーリ73に固定されている。なお、プーリ73へのエンドブロック13aの組み付けについては、図14〜図17を参照して後述する。ケーブル13は、外装チューブ13b内に通されており、外装チューブ13bの一端が第1プーリケース71及び第2プーリケース72に固定されている。
トーションスプリング75(図3参照)は、プーリ73をケーブル13の巻き取り方向に回転付勢している。また、アジャストギヤ74は、プーリ73の側部に形成されたギヤ73aに噛み合って、シートバック16の傾動方向と逆方向に同一回転角度で同期回転する回転部材であり、図6に示すように、一方の軸突起74aを第1プーリケース71に形成した支持孔71aに嵌め、先端が球状になった他方の軸突起74bを、第1プーリケース71の開口窓71b(図4参照)を通して、センサハウジング32のボス部32bの端面の球面穴32gに嵌めることにより、アジャストギヤ74は、回動軸L2を中心にして回動できるように支持されている。この場合、球面穴32gと球状の軸突起74bの嵌合により、アジャストギヤ74の回動軸L2とセンサハウジング32の揺動軸L1は、任意の角度を持った状態で軸突起74bの中心で1点で交差している。
回転伝達機構76は、アジャストギヤ74の回転をセンサハウジング32に伝達して、センサハウジング32を揺動させることで、加速度センサ30のセンサ基準線S1(中立位置にあるボール35の中心点を通るセンサ基準面に対して垂直な線)を車両前後方向において鉛直方向に指向させて、センサ基準線S1に垂直なセンサ基準面としての慣性体支持面33を水平に保持するものである。このような回転伝達機構76は、アジャストギヤ74とセンサハウジング32にそれぞれ形成された、揺動軸L1および回動軸L2から半径方向に離れた位置に配されて互いに係合するピン74cとスリット32hの組み合わせによって構成されている。
ここでは、ピン74cがアジャストギヤ74側に形成され、スリット32hがセンサハウジング32側に形成されているが、逆に形成されていてもよい。なお、スリット32hは、センサハウジング32の側部下方に突設したアーム32iに形成されている。このアーム32iは、スリット32hとピン74cとが確実に係合でき、しかも、他の部分と干渉をしない必要がある。そのため、図7(a)に示すような左座席用のシートベルトリトラクタに使用するセンサハウジング32L(32)と、図7(b)に示すような右座席用のシートベルトリトラクタに使用するセンサハウジング32R(32)とで、アーム32iの形状に若干違いを設けている。
このようなシートベルトリトラクタ11は、車種やシート仕様ごとに異なる基準取付姿勢、例えば、車両の後方に略15°傾斜すると共に車両の幅方向(左右方向)にθ=15°傾斜した状態でシートバック16に取り付けられる。シートベルトリトラクタ11が、車種やシート仕様によって車幅方向で異なる傾き方向や角度で取り付けられるのは、スピンドル22の車幅方向の傾きをシートベルト19の引き出し方向と一致させることにより、滑らかな引き出しを可能とするためである。
従って、図6に示すように、リトラクタフレーム21を右側に所定角度θ(=15°)だけ傾けて取り付けることで、姿勢制御機構70のプーリ73やアジャストギヤ74の回動軌道面が鉛直面に対して右側に所定角度θだけ傾く場合と、この逆に、図示はしないが、リトラクタフレーム21を左側に所定角度θだけ傾けて取り付けることで、姿勢制御機構70のプーリ73やアジャストギヤ74の回動軌道面が鉛直面に対して左側に所定角度θだけ傾く場合との2つの取付姿勢がある。
このような取付姿勢から、本実施形態では、アジャストギヤ74の回動軸L2が車両左右方向に沿った水平方向に対して所定角度θだけ傾斜していることを前提としており、そのようにアジャストギヤ74の回動軸L2が水平に対して傾いている場合でも、加速度センサ30のセンサハウジング32の揺動軸L1が水平に保たれて加速度センサ30のセンサ基準線S1が鉛直方向を指向するように、センサカバー31が左右座席用ごとのタイプ別にそれぞれ用意されている。そのため、水平に対して傾斜したアジャストギヤ74の回動軸L2と水平に保たれたセンサハウジング32の揺動軸L1は、所定角度θを持って交差した関係に設定され、その上で、前述のピン74cとスリット32hの組み合わせによって回転伝達機構76が構成されている。
ここで、シートバック16の傾き角度(リクライニング角度)とセンサハウジング32の回転角度(シートバック16の傾動方向と反対向きの回転角度)は精度よく同期する必要がある。シートバック16の回転角度とセンサハウジング32の回転角度が精度よく同期していないと、慣性体支持面33が精度よく水平に保たれず、それにより、加速度センサ30が正確に反応することができない。
ところが、上記の構成のように、スリット32hとピン74cによってアジャストギヤ74からセンサハウジング32に回転を伝える場合に、プーリ73やアジャストギヤ74の回転軌道面とセンサハウジング32の回転軌道面が互いに非平行であると、それに起因して、アジャストギヤ74とセンサハウジング32の間に回転角度ズレが発生する。
即ち、例えば、アジャストギヤ74とセンサハウジング32の両者の回転軌道面が互いに平行であって、両者の軸(回動軸L2と揺動軸L1)が同一直線上にあると仮定した場合は、アジャストギヤ74とセンサハウジング32が回転した際に、ピン74cとスリット32hの力の伝達のための接触点の位置が一定で変化しないので、その接触点の軌道は真円となるのであるが、アジャストギヤ74とセンサハウジング32の両者の回転軌道面が互いに非平行である場合は、接触点の位置が回転角度に応じて半径方向に変化することになるため、接触点の回転軌道が非円形(楕円形状)となる。
以下、図8を用いて詳しく説明する。センサハウジング32のスリット32hの回転軌道K1は、図8(d)に示すように、センサハウジング32の回転軌道面(鉛直面)に垂直な水平方向から見ると真円になる。しかしながら、アジャストギヤ74のピン74cの回転軌道K2は、図8(b)に示すように、アジャストギヤ74の回転軌道面(鉛直面)に垂直な水平方向から見ると真円になるが、図8(c)に示すように、センサハウジング32の回転軌道面(鉛直面)に垂直な水平方向から見ると楕円となる。
そのため、前記接触点の位置が回転角度に応じて半径方向に変化し、接触点の軌道が図8(e)に示すように真円からずれて非円形(楕円形のピン74cの軌道と一致)となる。それにより、アジャストギヤ74とセンサハウジング32との間に回転角度ズレが発生するようになる。例えば、アジャストギヤ74が60°回動したときに、センサハウジング32が58°や62°回動するようなことが生じる。そうすると、シートバック16の傾き角度とセンサハウジング32の回転角度が同期しない状態となって、センサハウジング32の慣性体支持面33が正確に水平に保持されなくなる。
姿勢制御機構70の傾き方向が図8(a)の場合と逆の場合も、回転角度に応じてピン74cとスリット32hの接触点の位置が半径方向に変化することによって、接触点の軌道が楕円状になる。但し、姿勢制御機構70の傾き方向の違いによって楕円の形は異なる。
そこで、そのような回転角度ズレを補償するための補償手段が、ケーブル進退機構80から姿勢制御機構70までの間に設けられている。そして、シートバック16の傾き角度を、回転角度ズレを見込んだ角度だけ修正しながらセンサハウジング32に伝えるようにしている。これにより、回転角度ズレが補償された状態でセンサハウジング32が回動することになるため、シートバック16の傾き角度にほぼ同期するようにセンサハウジング32を回動させることができるようになる。
具体的には、ケーブル進退機構80から延びるケーブル13の進退の動きが、シートバック16の傾き角度を正確に反映しているとして、補償手段は、姿勢制御機構70のプーリ73に設ける。即ち、姿勢制御機構70には、ケーブル13の進退の動きを回転運動に変換しアジャストギヤ74に回転を伝えるプーリ73が設けられており、そのプーリ73のケーブル巻き付け溝73bの周方向の経路を非真円のスプライン曲線状に形成することで、ケーブルの巻き付け溝73bの半径rをプーリ73の回転角度に応じて変化するように設定する。すなわち、補償手段は、このスプライン曲線状に形成したプーリ73の半径の変化するケーブル巻き付け溝73bによって構成される。
ケーブル巻き付け溝73bのプロフィール(スプライン曲線)は、計算や実測により得たアジャストギヤ74とセンサハウジング32の回転角度ズレのデータに基づいて設定される。図9(a)〜(c)は左座席用シートベルトリトラクタに使用するプーリ(便宜上「L15°プーリ」と称す)の構成図であり、(d)〜(f)は右座席用シートベルトリトラクタに使用するプーリ(便宜上「R15°プーリ」と称す)の構成図である。また、図10は、L15°プーリ73LとR15°プーリ73Rのケーブル巻き付け溝73bのプロフィール(回転中心からの半径rの変化)を真円プーリと比較して示す図である。
いずれのプーリ73L、73Rも、アジャストギヤ74とセンサハウジング32の回転角度ズレを補償することができるプロフィールでケーブル巻き付け溝73bの半径rが決められている。従って、これらのプーリ73L、73Rを姿勢制御機構70に組み込むことによって、シートバック16の傾き角度とセンサハウジング32の回転角度を精度よく同期させることができ、センサ基準面である慣性体支持面33を、任意なシートバック傾き角度においても、精度よく水平に保つことができて、加速度センサ30の精度向上を図ることができる。
なお、ケーブル13の下端側を連結するケーブル進退機構80は、シートバックのリクライニング角度に応じて、ケーブル進退機構80から延びるケーブル13を精度よく進退させ得るものであれば特にタイプや仕様は限定されない。
ここでのケーブル進退機構80は、図12に示すように、レバー81と、ケーシング82と、カバー83と、プーリ(第2プーリ)85と、ケーブルアジャスタ86とを有している。レバー81は、アーム81aと、アーム81aの基端部に一体化されたリング部81bと、リング部81bの中央に形成された円形孔81cと、リング部81bの周部に突設されたレバー突起81dとを有し、アーム81aがシートクッション17に固定されている。
ケーシング82は、外周壁82aの内側に環状凹部82cを介して円筒状のボス部82bを形成したもので、外周壁82aの一部にケーブル引出部82dを備えており、ボス部82bをシートクッション17とシートバック16を回動自在に連結する連結部18(図1参照)に位置決めした状態で、カバー183と共にシートバック16に固定されている。また、レバー81の円形孔81cにケーシング82のボス部82bを嵌めることで、ケーシング82は、レバー81に対しボス部82bを中心として回動可能に連結されている。
プーリ85は、リング部85aの中央に円形孔85cを形成すると共に、リング部85aの周方向の一部の外周部に扇形状のカム部85bを形成し、そのカム部85bの外周面にケーブル巻き付け溝85dを形成したもので、ケーシング82のボス部82bに回動可能に嵌まることで、ケーシング82の環状凹部82c内に収容されている。
プーリ85のリング部85aの周方向の一部には、扇形状のカム部85bに隣接してアジャスタ収容凹部85eが設けられており、姿勢制御機構70のプーリ73(図4及び図6参照)に先端が巻き付けられたケーブル13の基端が、エンドブロック13a及びアジャスタ収容凹部85eに収容されたケーブルアジャスタ86を介して、プーリ85に固定されている。そして、プーリ73のカム部85bのケーブルの巻き付け溝85dに、ケーシング82のケーブル引出部82dを通してケーシング82内に導入されたケーブル13の基端側が、1/4周程度ではあるが、巻き付けられている。なお、ケーブル13の外装チューブ13bの下端は、ケーシング82のケーブル引出部82dに固定されており、内装されたケーブル13だけを外装チューブ13bに対してスライドさせて、姿勢制御機構70に向けて進退させることができる。
カバー83は、プーリ85やレバー81のリング部81bをケーシング82に収容した状態で、ケーシング82の開口面を覆うようにケーシング82にボルト止めされている。
このケーブル進退機構80は、シートバック16が傾動した際に、ケーブル13をシートバック16の傾き角度に対応する距離を、ケーブル13の長さ方向に、前進または後進する。例えば、図13(a)に示す基準姿勢から図13(b)に示す位置までシートバック16が傾動した場合、レバー81のレバー突起81dにプーリ85のカム部85bの一端が突き当たることで、プーリ85は移動できない状態となるが、ケーシング82はシートバック16と共に回動するので、ケーブル13の外装チューブ13bはケーシング82と共に移動する。これにより、外装チューブ13bに対してケーブル13の基端側が引き出されることになるので、ケーブル13には引き込み動作(プーリ85のカム溝85dにとっては巻き取り動作に相当)が与えられ、それが姿勢制御機構70に伝えられる。
また、反対に、図13(b)に示す位置から図13(a)に示す位置までシートバック16が戻された場合、ケーシング82が逆方向に回転することにより、外装チューブ13bがケーブル13の基端側に戻されるので、姿勢制御機構70のトーションスプリング75によって引っ張られたケーブル13が外装チューブ13bの中に戻る形になり、ケーブル13には押し出し動作(プーリ85のカム溝85dにとっては引き出し動作に相当)が与えられ、それが姿勢制御機構70に伝えられる。
なお、図13(a)に示す位置から図13(c)に示す位置へシートバック16が折り畳まれる場合には、ケーシング82がシートバック16と共に回動し、ケーシング82がプーリ85のカム部85bの一端と当接した後は、プーリ85もケーシング82とともに回動するので、ケーブル13の外装チューブ13bに対する引き込み動作は行われない。 また、他のケーブル進退機構80としては、例えば、ピニオンとラックを組み合わせた方式などを採用することができる。
以下、本実施形態の作用について説明する。
図11はシートバックの傾き角度ごとのシートベルトリトラクタとケーブル進退機構の状態を示す図で、(a)は後ろ倒し15°のときの状態、(b)は後ろ倒し95°のときの状態、(c)は前倒し75°のときの状態をそれぞれ示す側面図である。
通常、加速度センサ30の有効使用範囲は、(a)の後ろ倒し15°を基準にした所定の傾き角度範囲であるから、その範囲にあることを前提として作用を説明する。
シートバック16のリクライニング角度が調節されると、そのリクライニング角度に応じた距離だけケーブル13が進退し、ケーブル13の進退に応じて姿勢制御機構70のプーリ73が回転する。プーリ73がシートバック16の傾動方向と同方向に回転すると、アジャストギヤ74がプーリ73と同じ角度だけ逆方向に回動し、その回動がピン74cとスリット32hによってセンサハウジング32に伝えられ、センサハウジング32がシートバック16の傾き角度と同角度だけ反対方向に回動して、センサハウジング32の慣性体支持面33が水平に保持される。
この際、上述したように、アジャストギヤ74とセンサハウジング32の回転角度位置によって回転角度ズレが発生することになるが、その回転角度ズレは、ケーブル巻き付け溝73bの半径の変化によってその回転角度ズレを補償するようにプーリ73が回転することによって修正されるので、シートバック16の傾き角度とセンサハウジング32の回転角度とが精度よく同期する。その結果、センサハウジング32の慣性体支持面33が、シートバック16のリクライニング角度に拘わらず、常に精度よく水平に保持される。
この状態で、車両の衝突などにより、加速度センサ30に所定値より大きな水平方向の加速度が作用すると、慣性体支持面33上に載せられている慣性体であるボール35が中立位置から変位する。これにより、第2センサレバー37が回動し、この回動が第1センサレバー36に伝達され、第1センサレバー36が回動することで、上部爪部36bがステアリングホイール25の係合爪25aに係合して、ステアリングホイール25の回転を規制し、シートベルト19の繰り出しを阻止して乗員を拘束する。
このように、センサハウジング32は、車両前後方向における傾きが常に水平状態で維持されるので、加速度センサ30は、車両進行方向に対して緩やかな減速度が作用した場合や、緩減速から急減速に移行した場合など、いずれの場合であっても加速度を適正に検出して、シートベルト19のロック遅れを生じることなく、シートベルト19の引き出しをロックする。
ここで、図14〜図17に示すように、姿勢制御機構70のプーリ73は、プーリ73の回転中心C1と外周面との中間部に形成された孔部73cと、孔部73cから外周面に向けて連続的に延び、プーリ73の板厚方向の一方の側面に形成された連結溝部73d(図16(a)参照)と、連結溝部73dから繋がって、外周面に形成されるケーブル巻き付け溝73b(図4参照)と、を有する。なお、図16(a)に示すように、本実施形態では、連結溝部73dは、孔部73cから直線状に延出した後、途中で湾曲してから外周面に向けて直線状に延出する形状を有している。
孔部73cは、プーリ73の板厚方向に貫通しており、図15(c)に示すように、連結溝部73dの延出方向に直交する断面において、孔部73cの断面積は、連結溝部73dの断面積より大きく形成される。これにより、図14(b)に示すように、ケーブル13の端部に略円柱状に形成されエンドブロック13aは、そのケーブル側端面13a1を、連結溝部73dとの境界である孔部73cの当接面73c1に当接させて係止される。
また、孔部73cには、プーリ73の一方の側面側、即ち、連結溝部73dを有する側で、当接面73c1側に向けて延出する浮き防止部73eが形成されており、プーリ73の一方の側面側から見て、エンドブロック13aの反ケーブル側端部13a2とオーバーラップするように形成されている(図14(b)の斜線部T参照。)。この浮き防止部73eは、図15(b)に示すように、連結溝部73dの延出方向と直交する断面において、エンドブロック13aと所定の隙間を確保した状態で、孔部73cの幅方向の中間部C2から側方に向かって徐々に板厚が増加するように湾曲して形成されている。また、浮き防止部73eでは、図14(b)に示すように、ケーブル寄り側面73e1は、連結溝部73dの延出方向と直交する孔部73cの幅方向の中間部C2から側方に向かって徐々に連結溝部73dに近づくように湾曲して形成され、これにより、浮き防止部73eは、エンドブロック13aと通常時は干渉せず、また、ケーブル13が進退する際に、エンドブロック13aが孔部73cから浮き上がるのを防止することができる。
また、孔部73cのプーリ73の一方の側面側の開口部73fは、浮き防止部73eのケーブル寄り側面73e1によって部分的に構成される。この開口部73fは、エンドブロック13aの外径形状よりも大きく形成されており、エンドブロック13aを孔部73cに挿入する際には、反ケーブル側端部13a2の側からエンドブロック13aを開口部73fからプーリ73に対して垂直(図17参照)又はプーリ73に対して斜め(図16(b)参照)に孔部73cに挿入し、ニップルエンド13aとケーブル13を徐々に、プーリ73の側面に沿うように回転させ、ケーブル13を連結溝部73dに収容させる。
また、図17に示すように、孔部73cの当接面73c1は、プーリ73の回転中心C1と当接面73c1の幅方向中間部73c2を通る仮想線Qに対して傾斜しており、当接面73c1の幅方向中間部73c2から当接面73c1と直交してプーリ73の外周面まで延びる第1の線分T1は、当接面73c1の幅方向中間部73c2から仮想線Qと直交してプーリ73の外周面まで延びる第2の線分T2よりも長くなる。これにより、連結溝部73dからケーブル巻き付け溝73bへとケーブル13を巻き掛け易くしている。
上記したように、本実施形態のシートベルト装置10によれば、プーリ73は、プーリ73の回転中心C1と外周面との中間部に形成された孔部73cと、孔部73cから外周面に向けて連続的に延び、プーリ73の板厚方向の一方の側面に形成された連結溝部73dと、連結溝部73dから繋がって、外周面に形成されるケーブル巻き付け溝73bと、を有し、連結溝部73dの延出方向に直交する断面において、孔部73cの断面積は、連結溝部73dの断面積より大きく、孔部73cは、プーリ73の板厚方向に貫通しており、ケーブル13の端部に設けられたエンドブロック13aを係止する。これにより、ケーブル13の端部に設けられたエンドブロック13aを孔部73cに容易に組み付けることができ、生産性を向上することができる。
また、孔部73cには、プーリ73の一方の側面側に設けられ、プーリ73の一方の側面側から見て、孔部73cに配置されたエンドブロック13aの反ケーブル側端部13a2とオーバーラップする浮き防止部73eが形成されるので、ケーブル13が進退する際に、エンドブロック13aが孔部73cから浮き上がるのを防止することができる。
さらに、エンドブロック13aは略円柱状に形成され、孔部73cは、浮き防止部73eのケーブル寄り側面73e1によって、プーリ73の一方の側面側の開口部73fが部分的に構成されており、開口部73fは、エンドブロック13aの外径形状よりも大きく形成され、ケーブル寄り側面73e1は、連結溝部73dの延出方向と直交する孔部73cの幅方向の中間部C2から側方に向かって徐々に連結溝部73dに近づくように形成される。これにより、エンドブロック13aの孔部73cへの挿入容易性を確保しつつ、エンドブロック13aが孔部73cに配置された際に浮き防止部73eとオーバーラップする面積を稼ぐことができる。
また、エンドブロック13aのケーブル側端面13a1が当接する孔部73cの当接面73c1は、プーリの回転中心C1と当接面73c1の幅方向中間部73c2を通る仮想線Qに対して傾斜しており、当接面73c1の幅方向中間部73c2から当接面73c1と直交してプーリ73の外周面まで延びる第1の線分T1は、当接面73c1の幅方向中間部73c2から仮想線Qと直交してプーリ73の外周面まで延びる第2の線分T2よりも長い。これにより、連結溝部73dからケーブル巻き付け溝73bへとケーブル13を巻き掛け易くすることができる。
さらに、プーリ73は姿勢制御機構70に設けられており、姿勢制御機構70は、プーリ73をケーブル13の巻き取り方向に回転付勢するトーションスプリング75をさらに有し、エンドブロック13aは略円柱状に形成され、エンドブロック13aの外周面は、孔部73cを構成する壁面と摺接可能な状態で、孔部73cに係止されるので、ケーブル13がトーションスプリング75によって緩むことなく引っ張られ、ニップルエンド13aが孔部73cに確実に係止される。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
上記実施形態では、本発明のプーリの構成が姿勢制御機構のプーリに適用されているが、ケーブル進退機構のプーリに適用されてもよい。
10 シートベルト装置
11 シートベルトリトラクタ
13 ケーブル
13a エンドブロック
15 リクライニング式シート
16 シートバック
18 シートバックとシートクッションの連結部
19 シートベルト
21 リトラクタフレーム
22 スピンドル
24 ロック機構
30 加速度センサ
31 センサカバー
32 センサハウジング
32h スリット(回転伝達機構)
33 慣性体支持面(センサ基準面)
35 ボール(慣性体)
36 第1センサレバー(作動部材)
37 第2センサレバー(作動部材)
70 姿勢制御機構
73 プーリ(第1プーリ)
73b ケーブル巻き付け溝
73c 孔部
73d 連結溝部
73e 抜け防止部
73f 開口部
74 アジャストギヤ(回転部材)
74c ピン
75 トーションスプリング
76 回転伝達機構
80 ケーブル進退機構
85 プーリ(第2プーリ)
85d ケーブル巻き付け溝
S1 センサ基準線
L1 揺動軸
L2 回動軸

Claims (4)

  1. リクライニング式シートのシートバックに取り付けられ、必要時にシートベルトを巻き取るシートベルトリトラクタと、
    前記リクライニング式シートのシートバックとシートクッションの連結部に配置され、前記シートバックが車両前後方向に傾動する時の傾き角度を検出し、当該傾き角度を前記シートベルトリトラクタに伝えるためのケーブルを有するケーブル進退機構と、
    を備えるシートベルト装置であって、
    前記ケーブル進退機構は、
    前記シートバックの前記傾き角度に対応する距離を、前記ケーブルの長さ方向に、前記ケーブルが前進または後進するものであり、
    前記シートベルトリトラクタが、
    前記シートバックに固定されるリトラクタフレームと、
    前記リトラクタフレームにより支持され、前記シートベルトを巻き取るためのスピンドルと、
    前記リトラクタフレームに取り付けられ、車両前後方向における加速度を検出する加速度センサと、
    該加速度センサによって検出される車両前後方向の加速度に応じて、シートベルトの引き出し動作をロックするロック機構と、
    前記加速度センサのセンサ基準面を水平に保つ姿勢制御機構と、を有し、
    前記ケーブル進退機構と前記姿勢制御機構の少なくとも一方は、前記ケーブルが巻き掛けられるプーリを備え、
    前記プーリは、
    該プーリの回転中心と外周面との中間部に形成された孔部と、
    該孔部から前記外周面に向けて連続的に延び、前記プーリの板厚方向の一方の側面に形成された連結溝部と、
    該連結溝部から繋がって、前記外周面に形成されるケーブル巻き付け溝と、
    を有し、
    前記連結溝部の延出方向に直交する断面において、前記孔部の断面積は、前記連結溝部の断面積より大きく、
    前記孔部は、前記プーリの板厚方向に貫通しており、前記ケーブルの端部に設けられたエンドブロックを係止し、
    前記孔部には、前記プーリの一方の側面側に設けられ、前記プーリの一方の側面側から見て、前記孔部に配置された前記エンドブロックの反ケーブル側端部とオーバーラップする浮き防止部が形成されることを特徴とするシートベルト装置。
  2. 前記エンドブロックは略円柱状に形成され、
    前記孔部は、前記浮き防止部のケーブル寄り側面によって、前記プーリの一方の側面側の開口部が部分的に構成されており、
    前記開口部は、前記エンドブロックの外径形状よりも大きく形成され、
    前記ケーブル寄り側面は、前記連結溝部の延出方向と直交する前記孔部の幅方向の中間部から側方に向かって徐々に前記連結溝部に近づくように形成されることを特徴とする請求項に記載のシートベルト装置。
  3. 前記エンドブロックのケーブル側端面が当接する前記孔部の当接面は、前記プーリの回転中心と該当接面の幅方向中間部を通る仮想線に対して傾斜しており、
    前記当接面の幅方向中間部から該当接面と直交して前記プーリの外周面まで延びる第1の線分は、前記当接面の幅方向中間部から前記仮想線と直交して前記プーリの外周面まで延びる第2の線分よりも長いことを特徴とする請求項1または2に記載のシートベルト装置。
  4. 前記プーリは前記姿勢制御機構に設けられており、
    前記姿勢制御機構は、前記プーリをケーブルの巻き取り方向に回転付勢するばねをさらに有することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載のシートベルト装置。
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