JP5791135B2 - 旋回可能なセンサハウジングを備えた慣性センサを有する安全ベルト巻取り器 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提項の構成要件を有する、旋回可能なセンサハウジングを備えた慣性センサを有する安全ベルト巻取り器に関する。

慣性センサは安全ベルト巻取り器において、たとえば事前設定された車両減速を超過したとき、ブロック装置を制御するために利用される。慣性センサそのものは、そのためにセンサハウジングに支承された慣性質量体を有しており、この慣性質量体は、慣性質量体の支承と慣性質量体の質量とによって規定される事前設定された車両減速が生じたときに、センサハウジングで外に偏向する。慣性質量体は偏向したときにブロックレバーを持ち上げ、このブロックレバーは、ブロック装置を制御するために、安全ベルト巻取り器のベルトシャフトに回転可能に支承された外歯をもつ制御ディスクに係合して、制御ディスクがベルトシャフトに対して押し当てられる。安全ベルト巻取り器がブロックされなければならない、事前設定された車両減速あるいは慣性センサの反応閾値は、安全ベルト巻取り器の１つの安全性関連の主要な機能基準であり、したがって法律で定められている。安全ベルト巻取り器が法律の要求事項を満たすようにするために、反応閾値はいかなる場合にも、事前設定された車両減速よりも上方で初めて安全ベルト巻取り器がベルト引出し方向でブロックされる程度まで変化してはならない。

原則として、旋回可能なセンサハウジングを備えた慣性センサを有する安全ベルト巻取り器は、たとえば車両シートの背もたれのような自動車の傾斜調節可能な構造部に安全ベルト巻取り器が配置されるべきである場合に、あるいは一般に、さまざまに異なる角度の向きで機能が果たされるべきである場合に、必ず使用されている。旋回可能なセンサハウジングにより、慣性センサは安全ベルト巻取り器に対してさまざまに異なる角度位置へと旋回することができ、その結果、安全ベルト巻取り器の傾斜に関わりなく、車両に対して、ないしは重力の方向に対して、定義された角度の向きを有している。

このような旋回可能なセンサハウジングを備えた慣性センサの１つの問題は、センサハウジングそのものが、たとえば自動車に強い制動がかかったときに、安全ベルト巻取り器に対して旋回することがあり、そのために、このケースでは慣性センサの反応閾値が変化する場合があることである。慣性質量体はセンサハウジングの旋回運動を一緒に行い、そのために遅れて偏向するからである。

上述した問題によって反応閾値が意図せず変わらないようにするために、たとえば特許文献１より、ベルト引出し運動中にセンサハウジングをブロック部材により固定することが知られている。ブロック部材は安全ベルト巻取り器のハウジングに旋回可能に支承されており、センサハウジングをブロックする位置のとき、センサハウジングの外歯に係合する。ブロックレバーの運動は、この解決法では、ベルトシャフトに摩擦接合式に連結された制御レバーによって制御され、この制御レバーはブロックレバーの制御輪郭部に係合するとともに、ベルト引込運動中にはセンサハウジングの歯からブロックレバーを係合解除する。さらにブロック部材は、安全ベルト巻取り器のハウジングに支持されるばねによって、センサハウジングの歯への係合位置の方向にばね付勢されており、その結果、ブロック部材はベルト引込運動の終了後には再び自動的にセンサハウジングの歯に係合して、センサハウジングを固定する。ブロック部材の復帰運動は、この場合には特に、静止摩擦係数に対して高い滑り摩擦係数を有する摩擦クラッチにより、制御レバーがベルトシャフトに連結されていることによって可能となる。

全体として、このシステムの設計には、ブロック部材のばね付勢と制御レバーの連結とを、ベルトシャフトに合わせて微調整することが必要であり、さらには、ブロック部材の制御輪郭部における制御レバーの非常に正確な案内が必要である。

ドイツ特許第１０２００５０２９４８７Ｂ４号明細書

本発明の課題は、設計的に簡素に設計されるとともに機能が確実なセンサハウジングの固定がなされる、当分野に属する安全ベルト巻取り器を提供することにある。

この課題は本発明によると、請求項１の構成要件を備える安全ベルト巻取り器によって解決される。本発明のその他の好ましい実施形態は、従属請求項、図面、および付属の説明から明らかとなる。

本発明の基本思想によると、ベルトシャフトの回転によって駆動可能である、長手方向で変化する幅をもつ長尺状の切欠きの形態の強制案内部が安全ベルト巻取り器に設けられており、ブロック部材は突起によってこの切欠きに係合することが提案される。

本発明の解決法により、ブロック部材の運動は、ベルトシャフトへの摩擦接合式の連結のほか、これに加えて強制案内部を通じても制御されるが、変化する幅をもつ長尺状の切欠きの形態の強制案内部によって運動そのものが制御されるのではなく、ベルトシャフトへのブロック部材の摩擦接合式の連結により強制される運動がブロックされるか、または可能にされるにすぎない。強制案内部はベルトシャフトの回転によって駆動されるので、強制案内部に対する突起の相対的な位置も変化し、その結果、突起およびこれに伴ってブロック部材を、切欠きの幅に依存して決まる特定のベルト引出し長のときに、突起がそのつど存在している個所で動かすことができ、または複数の位置のうちの１つへと押しやられる。したがってブロック部材の位置は、ベルトが現在引き出されているか引き込まれているかにだけ依存して決まるのではなく、強制案内部がそれぞれの個所における幅の設定により運動を可能にするか、それとも妨げるかにも依存して決まる。切欠きの幅が、切欠きに対して横向きの突起の運動を可能にしないとき、突起およびこれに伴ってブロック部材を、切欠きの形状によって定義される運動をするように強制することさえできる。このとき強制案内部の駆動に基づき、わずかに可動ではあるがベルトシャフトの回転運動に対しては定置であるとみなされる突起の運動を制御することが可能となる。

さらに切欠きは、安全ベルトがほとんど巻き取られているときに突起を通過する狭隘個所を有していることが提案され、ブロック部材は、狭隘個所にある突起によって第２の位置へと押しやられる。それによりブロック部材は、ベルトを装着するときに非常に短いベルト引出し長で、旋回可能なセンサハウジングが固定されない第２の位置へと少なくとも一時的に押しやられる。それによってセンサハウジングを、固定前に後続のベルト引出し運動で一時的にアライメントすることができ、それにより、引き続いて機能にとって正しいアライメント状態となる。

さらにこのケースでは、切欠きは狭隘個所によって幅の広い第１の区域と幅の狭い第２の区域とに区分されており、第１の区域は、突起が第１の区域にあるとき位置ＩとＩＩとの間のブロック部材の運動を可能にする横方向運動を行えるように設定されており、第２の区域は、突起が横方向運動を行うことができず、それにより、ブロック部材が第１または第２の位置ＩまたはＩＩのいずれかへ押しやられる位置へと強制されるように設定されていることが提案される。第１の区域は、安全ベルトの正常な装着中に突起が動く区域に相当しており、それに対して第２の区域はベルトを外すときに、非常に短いベルト引出し長を超えて突起が駐車位置へと動く区域に相当している。

さらに慣性センサは、慣性質量体によりブロック装置の制御のために偏向可能なブロックレバーを含んでおり、ブロックレバーを固定するために、事前設定されたベルト引出し長のときにブロックレバーに当接する制御輪郭部を備える、ベルトシャフトによって駆動される制御ディスクが設けられており、切欠きは制御ディスクに配置されていることが提案される。制御ディスクによってブロックレバーが固定されることで、ベルト引込のときに事前設定されたベルト引出し長を超えると車両感応式のセンサを不作動化することができ、その結果、慣性センサはセンサハウジングの位置および作用する加速度に関わりなく、ブロック装置を制御することがない。それにより慣性センサは事実上オフになる。慣性センサのオフは、ベルトシャフトにより駆動される制御ディスクによって、ベルト引出し長に依存して行われるので、このケースでは、ベルトシャフトにより駆動される制御ディスクは、そこに配置された切欠きによって同時に、上で説明した突起の強制案内のためにも利用することができる。

さらに制御輪郭部は、事前設定されたベルト引出し長のときに当接することによってブロックレバーを固定するカムを有しており、カムは、ブロックレバーが固定されるベルト引出し長が、狭隘個所にある突起によってブロック部材が第２の位置へと押しやられるベルト引出し長と等しくなるように位置決めされていることが提案される。提案される解決法により、慣性センサはブロックレバーの固定によって、およびそれと同時に旋回可能なセンサハウジングの解放によって、定義されたベルト引出し長のときに同時に不作動化し、その結果、旋回可能なセンサハウジングをこのベルト引出し長のときにアライメントすることができ、その際に、慣性センサのブロックレバーの偏向によってブロック装置が制御されることはあり得ない。

次に、添付の図面を参照しながら、好ましい実施形態を用いて本発明を説明する。図面は次のものを示している：

ベルト引出し運動中およびベルト引込運動中のさまざまに異なるベルト引出し長のときの、旋回可能なセンサハウジングとブロック部材とを備えた安全ベルト巻取り器である。 ベルト引出し運動中およびベルト引込運動中のさまざまに異なるベルト引出し長のときの、旋回可能なセンサハウジングとブロック部材とを備えた安全ベルト巻取り器である。 ベルト引出し運動中およびベルト引込運動中のさまざまに異なるベルト引出し長のときの、旋回可能なセンサハウジングとブロック部材とを備えた安全ベルト巻取り器である。 ベルト引出し運動中およびベルト引込運動中のさまざまに異なるベルト引出し長のときの、旋回可能なセンサハウジングとブロック部材とを備えた安全ベルト巻取り器である。 駐車位置Ｐと完全なベルト引出しＺとの間で旋回可能なセンサハウジングと慣性センサとのブロック状態を示す模式図である。 駐車位置Ｐと完全なベルト引出しＺとの間で旋回可能なセンサハウジングと慣性センサとのブロック状態を示す模式図である。

図１には、図示しない安全ベルトを巻き取るための、本発明に基づいて構成された安全ベルト巻取り器１を側面図で見ることができる。安全ベルト巻取り器１はハウジング２を有しており、ハウジングにはベルトシャフト３が回転可能に支承されており、このベルトシャフトに安全ベルトを巻取り可能である。ハウジング２には、旋回可能なセンサハウジング５に支承された慣性質量体６を含む慣性センサ４が設けられている。慣性質量体６は、慣性センサ４に旋回可能に支承されたブロックレバー１６に当接しており、このブロックレバーは、事前設定された減速値を超過したとき、それによって偏向する慣性質量体６によって旋回させられ、図示しないブロック装置を制御するために、同じく図示しない外歯をもつ制御ディスクに係合する。

センサハウジング５はハウジング２に旋回可能に支承されており、それにより、ハウジング２の傾斜角が変化したときに重力操作式にアライメントすることができ、このことは、たとえばシート内蔵式の安全ベルト巻取り器の場合に必要となる。さらに、旋回可能なセンサハウジング５は外側の歯７を備えており、この歯によってセンサハウジング５を、以下にまた説明するとおり固定することができる。

慣性センサ４のブロックレバー１６を固定するために、伝動装置８を介してベルトシャフト３と連結された外側の制御輪郭部１１をカムの形態で備える制御ディスク９が設けられている。それによって制御ディスク９は、ベルトシャフト３の回転運動に対して減速された回転運動を行い、その間にカムによってブロックレバー１６に当接し、それにより、カムの寸法設定により事前設定されるベルト引出し長の範囲内で、ブロックレバー１６の偏向を妨げる。慣性センサ４を事実上オフにすることができる。

さらに、歯１８を備えたラジアルアーム１３を有する、リングばね１５を介して摩擦接合式にベルトシャフト３に連結されたブロック部材１０が設けられている。ブロック部材１０の摩擦接合式の連結により、ブロック部材はベルトシャフト３の回転方向に依存して時計回りまたは時計と反対回りに連行され、その際に、第１の位置Ｉでは歯１８によってセンサハウジング５の歯７に係合し、それによってひいてはセンサハウジング５が固定される。時計回りにベルトシャフト３が回転したときには、すなわちベルト引込のときには、ブロック部材１０が時計回りに第２の位置ＩＩへと動き、この位置では歯１８および７が互いに噛み合うことがなく、それによってセンサハウジング５が解放される。ブロック部材１０の第１の位置Ｉは図１に見ることができ、第２の位置ＩＩは図２に見ることができる。

以上の限りにおいて、安全ベルト巻取り器１は従来技術に相当している。

制御ディスク９には、長手方向に沿って幅が変わっていく円弧状の切欠き１２の形態の強制案内部が追加的に設けられており、その中で、ブロック部材１０に配置されたピンの形態の突起１４が案内されている。制御ディスク９はベルトシャフト３により伝動装置８を介して駆動されるので、切欠き１２も突起１４に対して運動する。このことが特に好ましい理由は、突起が、その旋回可能性を度外視すれば、ベルトシャフト３の回転に対して定置であるとみなせるからである。切欠き１２の幅は、長手方向でのその形状に沿って、上に説明したブロック部材１０の運動が、切欠き１２における突起１４の相対的な配置に依存して、許容されるか制約されるかのいずれかとなるように設定されている。

切欠き１２は、基本的に、図２に見られるように狭隘個所１７によって相互に分離された、第１の区域１２ａと第２の区域１２ｂとに区分することができる。第１の区域１２ａは突起１４の２倍から３倍の幅を有しているのに対して、狭隘個所１７および第２の区域１２ｂは、突起１４よりわずかに広いだけの幅を有している。

図１では、駐車位置Ｐから安全ベルトがわずかに引き出された後の制御ディスク９の位置を見ることができ、この位置では、突起１４は第２の区域１２ｂで狭隘個所１７のすぐ前に位置している。突起１４は、第２の区域１２ｂにおける切欠き１２の幅が狭いことに基づき、ブロック部材１０がラジアルアーム１３の端部にある歯１８でセンサハウジングの歯７に係合し、それによってセンサハウジング５を固定する位置へと強制される。それと同時に、制御ディスク９はカムによって慣性センサ４のブロックレバー１６に当接し、それによってブロックレバー１６をブロックする。それにより慣性センサ４は事実上オフになっている。安全ベルトがさらに引き出されると、制御ディスク９が時計回りにさらに回転し、その際に、突起１４がちょうど狭隘個所１７にある図２に示す位置へと到達する。狭隘個所１７の領域における切欠き１２の形状に基づき、このとき突起１４は外方に向かって押しやられ、その結果、ブロック部材１０が歯１８によってセンサハウジング５の歯７から出るように旋回して、センサハウジング５を解放する。このとき狭隘個所１７は、突起１４が狭隘個所１７にあるときのベルト引出し長が、ブロックレバー１６がそばを通過するカムによってちょうど再び解放されるときのベルト引出し長と同一になるように位置決めされている。

ベルトシャフト５が引出し方向へさらに回転すると、制御ディスク９もさらに時計回りに回転し、その結果、突起１４は切欠き１２の幅の広い第１の区域１２ａに入り、ブロックレバー１６は、制御輪郭部１１のカムが当接しなくなることによって、自由に可動となる。第１の区域１２ａの広い幅に基づき、突起１４は、図３と図４に見られるとおり、切欠き１２に対して横向きの運動を行うことができる。

突起１４がこの位置にあるとき、ブロック部材１０はベルトシャフト３への摩擦接合式の連結に基づき、ベルトシャフト３の回転方向に依存して、ベルト引込方向Ｐ１またはベルト引出し方向Ｐ２のいずれかに連行され、それによって歯１８で歯７に係合し（図３参照）、または、これに代えてセンサハウジング５を解放する（図４参照）。

図５と図６には、駐車位置Ｐと完全に引き出されたベルト引出し長Ｚとの間の切換状態を模式的に見ることができる。

図５の図面は、上に説明した切換手順に相当している。慣性センサ（ＣＳ−Ｓｅｎｓｏｒ）４は、駐車位置Ｐから切換点ＳＰまで、ブロックレバー１６の固定によってオフになっており（ＣＳ ＯＦＦ）、それに対してセンサハウジング５は同時に、歯１８によって歯７に係合するブロック部材１０により固定されている（ＳＡＭＳ ＯＦＦ）。突起１４は、この領域では第２の区域１２ｂの中で動く。

切換点ＳＰから安全ベルトの完全な引出しＺまで、慣性センサ４は用途に即してブロックレバー１６の解放により機能準備が整っており（ＣＳ ＯＮ）、ブロック部材１０は、ベルトシャフト３の回転方向に応じてセンサハウジング５が固定または解放される程度に可動である（ＳＡＭＳ ＯＮ）。切換点ＳＰと完全な引出しＺとの間の領域は、切欠き１２が区域１２ａによって突起１４に通過される領域に相当する。

図６には、区域１２ｂのブロック部材１０が下位区域１２ｂｂで一時的にのみ、歯１８によってセンサハウジング５の歯７に入るように強制される（ＳＡＭＳ ＯＦＦ）、さらに発展させた切換メカニズムを見ることができる。さらなるベルト引込運動中に、係合している突起１４が下位区域１２ｂａで外方に向かって押しやられ、ブロック部材１０が歯１８によって歯７から外に出る（ＳＡＭＳ ＯＮ）。ブロック部材１０の運動は、第２の区域１２ｂでのみ、下位区域１２ｂａおよび１２ｂｂの形状によって制御され、特に、ベルトシャフト３の回転方向Ｐ１またはＰ２には左右されない。

Claims (4)

1. 安全ベルト巻取り器（１）において、
   シート内蔵形式で自動車に設置される、傾斜調節可能な車両感応式の慣性センサ（４）と、
   前記安全ベルト巻取り器（１）のベルトシャフト（３）のベルト引出し運動をブロックするために前記慣性センサ（４）により制御可能なブロック装置とを備え、
   前記慣性センサ（４）は前記安全ベルト巻取り器（１）のハウジング（２）に旋回可能に支承された歯（７）を備えるセンサハウジング（５）を有し、
   前記ハウジング（２）には旋回可能に支承されるとともに摩擦接合式に前記ベルトシャフト（３）に連結されたブロック部材（１０）が設けられ、該ブロック部材は第１の位置（Ｉ）では前記センサハウジング（５）を固定するために前記歯（７）に係合するとともに、前記ベルトシャフト（３）との摩擦接合式の結合によってシートベルト引込運動のときに前記第１の位置（Ｉ）から前記歯（７）に係合しない第２の位置（ＩＩ）へと旋回する、そのような安全ベルト巻取り器において、
   長手方向の幅（Ｂ）が変化する長尺状の切欠き（１２）としての制限された案内部が前記安全ベルト巻取り器（１）に設けられ、当該案内部は前記ベルトシャフト（３）の回転によって駆動可能である、
   前記ブロック部材（１０）は突起（１４）によって前記切欠き（１２）に係合し、前記ベルトシャフト（３）の回転中に前記切欠き（１２）の長手方向に相対運動を行う構造であり、
   前記切欠き（１２）は安全ベルトがほとんど巻き取られたときに前記突起（１４）を通過する狭隘個所（１７）を有しており、
   前記ブロック部材（１０）は前記狭隘個所（１７）にある前記突起（１４）によって前記第２の位置（ＩＩ）へと押しやられることを特徴とする安全ベルト巻取り器（１）。
2. 前記切欠き（１２）は前記狭隘個所（１７）によって幅の広い第１の区域（１２ａ）と幅の狭い第２の区域（１２ｂ）とに区分されており、
   前記第１の区域（１２ａ）は、前記突起（１４）が前記第１の区域（１２ａ）にあるときに前記位置ＩとＩＩとの間の前記ブロック部材（１０）の運動を可能にする横方向運動を行えるように設定されており、前記第２の区域（１２ｂ）は、前記突起（１４）が横方向運動を行うことができず、それにより前記ブロック部材（１０）が前記第１の位置（Ｉ）または前記第２の（ＩＩ）のいずれかへ押しやられる位置へと強制されるように設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の安全ベルト巻取り器。
3. 前記慣性センサ（４）は前記ブロック装置を制御するために慣性質量体（６）により偏向可能なブロックレバー（１６）を含んでおり、
   前記ブロックレバー（１６）を固定するために、事前設定されたベルト引出し長のときに前記ブロックレバー（１６）に当接する制御輪郭部（１１）を備える、前記ベルトシャフト（３）により駆動される制御ディスク（９）が設けられており、
   前記切欠き（１２）は前記制御ディスク（９）に配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の安全ベルト巻取り器（１）。
4. 前記制御輪郭部（１１）は、事前設定されたベルト引出し長のときに当接することによって前記ブロックレバー（１６）を固定するカムを有しており、前記カムは、前記ブロックレバー（１６）が固定されるベルト引出し長が、前記狭隘個所（１７）にある前記突起（１４）によって前記ブロック部材（１０）が前記第２の位置（ＩＩ）へと押しやられるベルト引出し長と等しくなるように位置決めされていることを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一項に記載の安全ベルト巻取り器。

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