JP5941456B2 - シートベルト用リトラクタ - Google Patents

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Description

本発明は、シートベルト用リトラクタに関し、より詳細には、ロック機構を備えたシートベルト用リトラクタの改良に関する。
従来、ウェビングが巻装されるスピンドルの両端に設けられたジャーナルを、弾性変形自在な要素に結合されたベアリングで回転自在に支承した安全ベルト用巻き取り装置が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。この安全ベルト用巻き取り装置では、スピンドルを回転自在に支持するベアリングが、フレームの外側に配置された弾性要素に結合されており、スピンドルが、回転自在、且つ軸心に対して直角方向への運動が自由に支持されている。したがって、車両が予め決められた値を越える減速度で減速したり、ウェビングが急速に引き出されると、スピンドルが軸心に対して直角方向へ変位して、スピンドルの外歯とフレームの内歯とが噛合してスピンドルの回転が拘束され、ウェビングの引き出しが阻止される。
特開昭64−78950号公報
ところで、特許文献1に記載の安全ベルト用巻き取り装置では、弾性要素によりスピンドルがフレームの外側からプリロードを受ける構成であるが、運搬時や取扱い時にカバーに作用する圧迫や衝撃、外部からの熱による変形など、外的要因の影響を受け易く、リトラクタの動作が不安定となる虞があり、改善の余地があった。
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、スピンドルの軸方向ガタを抑制し、走行時などの振動により発生する振動音や異音を防止すると共に、外的要因に影響されることなく安定して動作することができるシートベルト用リトラクタを提供することにある。
前述した目的を達成するため、本発明に係るシートベルト用リトラクタは、下記(1)〜(8)を特徴としている。
(1) フレームに回転自在に支持され、ウェビングが巻装されるスピンドルと、
前記スピンドルのウェビング引き出し方向の回転をロックする緊急ロック機構と、
前記スピンドルを前記ウェビングの巻き取り方向に付勢する巻き取り装置と、
を備えるシートベルト用リトラクタであって、
前記巻き取り装置は、
巻き取りばねと、
前記巻き取りばねの一端を固定するばね固定部と、前記ばね固定部から径方向外方に突出して形成された鍔部とを有し、前記スピンドルと同軸に設けられ、且つ前記スピンドルと一体回転するリテーナと、
前記フレームに固定され、前記巻き取りばね及び前記リテーナを保持するスプリングカセットと、
を備え、
前記リテーナの前記鍔部は、前記スプリングカセットと前記スピンドルを軸方向に付勢する弾性部材を備えることを特徴とするシートベルト用リトラクタ。
(2) 前記リテーナは、円筒状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用リトラクタ。
(3) 前記鍔部の前記弾性部材は、前記ばね固定部の軸方向一端部の平面から突出することを特徴とする(1)に記載のシートベルト用リトラクタ。
(4) 前記弾性部材は、前記リテーナの前記鍔部に一体形成された板ばねであ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用リトラクタ。
(5) 前記スプリングカセットは、前記リテーナを支持するスプリングハウジングと、前記スプリングハウジングを覆うようにして前記フレームに固定されるスプリングケースとを備え、
前記リテーナは、前記弾性部材を前記スプリングハウジングに当接させることで、前記ばね固定部によって前記スピンドルを軸方向に付勢することを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載のシートベルト用リトラクタ。
(6) 前記緊急ロック機構は、前記フレームに係合するロック部材と、前記スピンドルに相対回転可能に支持されると共に、前記スピンドルに対して回転遅れを生じることにより前記ロック部材を作動するステアリングホイールと、を備え、
前記リテーナが配置される側と反対側の前記スピンドルの軸部は、前記ステアリングホイールを覆うカバー部材で回転自在に支承されると共に、前記カバー部材によって軸方向に位置決めされていることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載のシートベルト用リトラクタ。
(7) 前記スピンドルの軸部は、前記軸部の端部に嵌合するブッシュを介して、前記カバー部材で回転自在に支承され、
互いに対向する前記ブッシュの軸方向端面と前記カバー部材の軸方向端面は、いずれか一方に設けられた軸方向に突出する突起部によって、互いに当接することを特徴とする(6)に記載のシートベルト用リトラクタ。
本発明のシートベルト用リトラクタによれば、巻き取り装置は、スピンドルと同軸に設けられたリテーナと、巻き取りばね及びリテーナを収容してフレームに固定されるスプリングカセットとを備え、リテーナの鍔部に形成された弾性部材が、スプリングカセットとスピンドルを軸方向に付勢するので、スピンドルの軸方向ガタを抑制して、走行時などに発生する振動音や異音を防止することができ、且つ外的要因に影響されることなく安定して動作させることができる。
シートベルト用リトラクタの外観を示す正面図である。 図1に示すシートベルト用リトラクタの分解斜視図である。 フレームの一方の側板側のシートベルト用リトラクタの要部拡大断面図である。 フレームの他方の側板側のシートベルト用リトラクタの要部拡大断面図である。 フレームの一方の側板側から見たシートベルト用リトラクタのステアリングホイール周辺をシステムカバーを取り外した状態で示す側面図である。 (a)はスプリングコアの左側面図、(b)は正面図、(c)は右側面図である。 巻き取り装置の組付け手順を示す斜視図である。 巻き取りばねを予巻きして組み付ける手順を示す斜視図である。
以下、本発明に係るシートベルト用リトラクタの一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明に係るシートベルト用リトラクタの外観図、図2は図1に示すシートベルト用リトラクタの分解斜視図である。図1及び図2に示すように、シートベルト用リトラクタ10は、不図示のウェビングが巻装される金属製(例えば、アルミ合金製)のスピンドル20と、スピンドル20を回転自在に支持する金属製のコ字状のフレーム11と、フレーム11の一方の側板11Aの外側に配置され、ウェビングの引き出しを機械的にロックする緊急ロック機構14と、フレーム11の他方の側板11Bの外側に配置され、スピンドル20をウェビングの巻き取り方向に回転付勢するバネ式の巻き取り装置30と、を備える。
フレーム11の一対の側板11A、11Bは、スピンドル20の軸方向の中央部分を挟んで互いに対向する。また、フレーム11の側板11Aの円形開口の内周には、後述するロックドッグ50の爪51が噛合する多数の内歯12が形成されている。
スピンドル20は、ウェビングが巻回される胴部27と、胴部27の軸方向両側に設けられた一対の鍔部22から軸方向外側に延出する一対の軸部21、25と、を有する(図3及び図4参照)。また、スピンドル20の一方の端面側で、鍔部22と軸部21との間には、所定の肉厚の略円盤状の側壁部23が設けられている。ロックドッグ50は、この側壁部23を略扇状に部分的に切欠いたロックドッグ収容空間24に変位自在に収容されている。
緊急ロック機構14は、ロック部材としての金属製(例えば、鉄製)のロックドッグ50と、樹脂製のステアリングホイール60と、ウェビングの急激な引き出しを感知してスピンドル20のウェビング引き出し方向の回転を阻止するウェビング加速度感知手段70を構成するWSレバー71及びWSスプリング75と、車両の急減速状態を感知してスピンドル20のウェビング引き出し方向の回転を阻止する車体加速度感知手段としての加速度センサ80と、を備え、フレーム11に固定されるシステムカバー90によって覆われている。
また、システムカバー90内には、樹脂製のブッシュ55と、ステアリングホイール60とブッシュ55との間に介在するラッチスプリング59と、が収容されている。ブッシュ55は、ステアリングホイール60の中心孔61を貫通するスピンドル20の軸部21を覆うキャップ状部57を有し、スピンドル20と一体回転する。また、ブッシュ55は、キャップ状部57から半径方向に延出して、ラッチスプリング59の一端を支持するスプリング支持部56が設けられている(図5参照)。
ステアリングホイール60は、スピンドル20に相対回転可能に支持され、スピンドル20に対して回転遅れを生じることによりロックドッグ50を作動する。ステアリングホイール60は、図5に示すように、ラッチスプリング59の一端を支持するばね受け部62と、ロックドッグ50のカムピン52が係合するカム孔63と、WSレバー71の軸孔72に嵌まることでWSレバー71を揺動自在に支持する凸軸64と、WSスプリング75の一端を支持する突片65と、外周面に形成された複数の係合爪66と、を有している。
なお、ばね受け部62、凸軸64、及び突片65は、システムカバー90と対向する側のステアリングホイール60の側面に形成されている。
ばね受け部62とブッシュ55のスプリング支持部56との間には、ラッチスプリング59が装着されて、ステアリングホイール60をスピンドル20に対して反時計回りに付勢している。
したがって、カムピン52がカム孔63に挿入されたロックドッグ50は、ラッチスプリング59の付勢力により、爪51が内歯12から離れるロック解除方向に保持される。また、ラッチスプリング59の付勢力に抗して、ステアリングホイール60がスピンドル20に対して時計回りに相対的に回転する(実際には、スピンドル20が回転する)時には、カムピン52がカム孔63に沿って作動し、爪51を径方向外方に進出させる。そして、径方向外方に進出した爪51を、フレーム11の内歯12に噛み合わせることにより、スピンドル20をフレーム11の内歯12にロックさせ、ウェビング引き出し方向の回転を機械的にロックする。
図3に示すように、システムカバー90には、側板部91の内側に円筒壁92が突設されており、円筒壁92の内周には、WSレバー71と噛み合い可能な内歯93が設けられている。
WSレバー71は、慣性体としての機能も併せ持つように金属製で構成されており、システムカバー90の内歯93に係合可能な爪73を備え、ステアリングホイール60の凸軸64に嵌合している。軸孔72に対して爪73と反対側の腕74とステアリングホイール60の突片65との間には、WSスプリング75が装着されて爪73を内方に退避させる方向(システムカバー90の内歯93から離間する方向)にWSレバー71を回転付勢している。従って、通常時には、爪73がシステムカバー90の内歯93と係合しない非作動位置に保持される。
これにより、乗員の急な移動によりウェビングがウェビングガイド13に案内されて引き出されると、WSレバー71が慣性力によって回動し、WSレバー71の爪73が外方に突き出されて、システムカバー90の内歯93に噛合する。これにより、ウェビング加速度感知手段70は、ステアリングホイール60のウェビング引き出し方向の回転を阻止する。
図2に示すように、加速度センサ80は、センサホルダ81と、センサホルダ81に取り付けられるボールカバー82と、ボールカバー82内に格納されて水平方向の加速度に応じて変位するボール83と、加速度センサレバー84とを備え、システムカバー90のセンサカバー94に収容されている。
そして、車体加速度に応じてボール83が移動することにより、加速度センサレバー84が揺動して爪85が持ち上がり、ステアリングホイール60の外周に設けられた係合爪66に係合して、ステアリングホイール60のウェビング引き出し方向の回転を阻止する。
また、図3に示すように、システムカバー90には、側板部91から軸方向外側に突設し、支持孔96を形成するボス95が設けられている。ブッシュ55は、そのキャップ状部57をボス95の支持孔96に嵌合させることで、ボス95に対して回転可能に支持されている。
また、システムカバー90の側板部91の内壁面97には、ブッシュ55のキャップ状部57の軸方向端面57aが対向する支持孔96内の位置に、ブッシュ55に向かって突出する突起部98が形成されている。この突起部98は、後述するスプリングコア32によってスピンドル20が軸方向に付勢された際、ブッシュ55の軸方向端面57aと当接して、スピンドル20を軸方向に位置決めする。
さらに、ボス95と側板部91との間には、強度補強のための複数のリブ99が形成されてボス95の剛性が強化されている。これにより、スピンドル20の一端側の軸部21によって負荷されるスラスト荷重を確実に受けることができる。
図2及び図4に示すように、巻き取り装置30は、円筒状に形成されたリテーナとしてのスプリングコア32と、巻き取りばね33と、スプリングカセット34とを備える。スプリングカセット34は、スプリングコア32を支持するスプリングハウジング35と、スプリングハウジング35を軸方向及び径方向から覆うようにして、フレーム11の他方の側板11Bに固定されるスプリングケース31と、によって構成され、スプリングコア32及び巻き取りばね33を保持する。
スプリングケース31の内壁面には、スピンドル20の他端側の軸部25と対向する位置に、該軸部25を回転自在に支持する支持孔36が形成されている。
スプリングコア32は、図6に示すように、円筒状のばね固定部41と、ばね固定部41の軸方向一端部から径方向外方に突出して形成された鍔部42と、を有する。ばね固定部41には、その中心に形成され、軸部25の基部側に形成された二平面を有する非円形軸部26に嵌合する非円形孔43と、巻き取りばね33の内周端部33aを固定するための固定溝44と、後述する巻き取りばね33を予巻きする際に、巻き取りばね33の弾性力に抗してスプリングコア32の回転を拘束するためのピン孔45と、が設けられている。
鍔部42の径方向中間には、片持ち梁状に周方向に延びる弾性部材である3本の板ばね46が、鍔部42と一体に形成されている。板ばね46の長手方向(周方向)中間部は、ばね固定部41方向に突出して湾曲形成されている。
巻き取りばね33は、帯板状のばね素材を渦巻状に巻いたものであり、外周端部がスプリングハウジング35に固定されると共に、内周端部33aがスプリングコア32の固定溝44に固定されてスプリングハウジング35に収容されており、スピンドル20を常時、巻き取り方向に付勢している。
スプリングハウジング35は、円筒状部37と、この円筒状部37の軸方向中間に設けられた円環状の壁部38と、を有し、壁部38の中心には貫通孔38aが形成されており、貫通孔38aの周縁には、スプリングコア32を固定するための係止部40が周方向に3ヶ所設けられている。
図4及び図7に示すように、巻き取り装置30は、巻き取りばね33をスプリングハウジング35の円筒状部37内に収容した後、スプリングコア32のばね固定部41を貫通孔38aに挿入する。そして、巻き取りばね33の内周端部33aをスプリングコア32の固定溝44に挿入し、鍔部42の外周縁を3個の係止部40で係止して、スプリングコア32をスプリングハウジング35に組み付ける。
次いで、スプリングハウジング35の円筒状部37をスプリングケース31で覆い、ウェビングに張力を付与するように巻き取りばね33を予巻きした状態で、スプリングコア32の非円形孔43に、スピンドル20の他端側の非円形軸部26を嵌合させる。これにより、スプリングコア32は、スピンドル20と同軸で、且つスピンドル20と一体回転する。
なお、ウェビングに巻取り方向の張力を付与するため、巻き取りばね33に加えられる予巻きは、図8に示すように、巻き取り装置30が組み立てられた状態で、スプリングコア32を回転させることで巻き取りばね33に所定量の捩じりを加えた後、スプリングケース31に設けられた作業孔31aから固定ピン100を挿入してスプリングコア32のピン孔45に係合して、巻き取りばね33の捩じりが戻るのを防止する。
そして、巻き取りばね33が予巻きされた巻き取り装置30は、スピンドル20の他端側の軸部25及び非円形軸部26に、それぞれスプリングケース31の支持孔36、及びスプリングコア32の非円形孔43を嵌合させ、スプリングケース31をフレーム11の側板11Bに固定する。これにより、巻き取り装置30が組み立てられた状態で、予巻きが行われる。
また、スプリングケース31がフレーム11の側板11Bに固定されると、スプリングコア32のばね固定部41とスピンドル20の側面とが当接する。このとき、スプリングハウジング35の壁部38と当接するスプリングコア32の3本の板ばね46は、弾性変形し、この弾性力によりスピンドル20を軸方向(図4において右方向)に押圧する。これにより、スピンドル20の一端側の軸部21に嵌合するブッシュ55のキャップ状部57の軸方向端面57aが、システムカバー90の内壁面97に設けられた突起部98に当接して、スピンドル20の軸方向ガタが吸収されると共に軸方向に位置決めされる(図3参照)。
なお、スピンドル20の回転は、キャップ状部57の軸方向端面57aと、内壁面97の突起部98とが当接した状態で行われるが、軸方向端面57aと突起部98との接触面積は小さいので、作動トルクも小さくなる。
以下、本実施形態のシートベルト用リトラクタ10の作用について説明する。本実施形態のシートベルト用リトラクタ10は、通常の速度でウェビングがウェビングガイド13を介して引き出されると、システムカバー90及びスプリングケース31で支持されるスピンドル20が回転して、巻装されたウェビングの引き出しを許容する。
また、図5に示すように、ウェビングが設定された所定の速度より早い速度でシートベルト用リトラクタ10から引き出されると、ステアリングホイール60と共に回転するWSレバー71が、慣性力によりWSスプリング75の弾性力に抗して図5中、時計方向に回動して、WSレバー71の爪73が、システムカバー90の内歯93に噛合してステアリングホイール60のウェビング引き出し方向の回転を阻止する。
ステアリングホイール60が停止した状態で、更にウェビングが引き出されてスピンドル20がステアリングホイール60に対して相対的に回転すると、カムピン52がステアリングホイール60のカム孔63に嵌合しているロックドッグ50は、爪51が外方に押し出され、フレーム11の内歯12に噛合してスピンドル20の回転がロックされ、ウェビングの引き出しが阻止されて乗員を保護する。
また、車両に大きな加速度が作用すると、ボールカバー82内に格納されたボール83が移動することで加速度センサレバー84が揺動し、爪85がステアリングホイール60の係合爪66に係合して、ステアリングホイール60のウェビング引き出し方向の回転を阻止する。そして、ウェビングの引き出しによりスピンドル20がステアリングホイール60に対して相対的に回転すると、上記と同様に、ロックドッグ50の爪51がフレーム11の内歯12に噛合してウェビングの引き出しが阻止される。
ここで、スピンドル20は、ウェビング加速度感知手段70、及び加速度センサ80の作動の有無に係わらず、スプリングコア32の板ばね46が、スピンドル20を軸方向に付勢しているので、スピンドル20の軸方向ガタが抑制され、車両の走行に伴う振動音や異音の発生が防止される。また、外的要因に影響されることなくスピンドル20が安定して動作する。
以上説明したように、本実施形態のシートベルト用リトラクタ10によれば、巻き取り装置30は、巻き取りばね33と、スピンドル20と同軸に設けられたスプリングコア32と、巻き取りばね33及びスプリングコア32を保持してフレーム11に固定されるスプリングカセット34とを備え、スプリングコア32の鍔部42に形成された板ばね46が、スプリングカセット34とスピンドル20を軸方向に付勢するので、常にスピンドル20の軸方向ガタを抑制することができ、走行時などに発生する振動音や異音を防止することができ、且つ外的要因に影響されることなく安定して動作させることができる。
また、鍔部42の板ばね46は、スプリングコア32の軸方向一端部の平面に配設されるので、スプリングハウジング35の狭いスペース内にスプリングコア32を効率的に収容することができる。
また、弾性部材は、スプリングコア32の鍔部42に一体形成された板ばね46であるので、巻き取り装置30の軸方向長さを短縮することができ、シートベルト用リトラクタ10が小型化される。
また、スピンドル20の一端側の軸部21は、嵌合するブッシュ55を介してシステムカバー90で回転自在に支承されると共に、スプリングコア32の鍔部42に一体形成された板ばね46の弾性力によりブッシュ55のキャップ状部57の軸方向端面57aとシステムカバー90の内壁面97の突起部98とが当接する。このとき、キャップ状部57の軸方向端面57aと、内壁面97の突起部98との接触面積は小さいので、スピンドル20の回転時の作動トルクを低減しつつ、スピンドル20を軸方向に位置決めすることができる。
尚、本発明は、前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。
例えば、スプリングコア32の弾性部材は、板ばね46に限定されず、コイルばねなどであってもよい。
また、上記実施形態では、スプリングコア32のばね固定部は円筒状に形成されているが、4角形や5角形などの角柱状に形成することもできる。
さらに、上記実施形態では、スプリングコア32の鍔部42は、ばね固定部41の軸方向一端部から突出しているが、これに限らず、軸方向中間部から突出してもよい。
10 シートベルト用リトラクタ
11 フレーム
20 スピンドル
21、25 軸部
30 巻き取り装置
31 スプリングケース
32 スプリングコア(リテーナ)
33 巻き取りばね
33a 内周端部(巻き取りばねの一端)
34 スプリングカセット
35 スプリングハウジング
41 ばね固定部
42 鍔部
46 板ばね(弾性部材)
55 ブッシュ
56 スプリング支持部
57a 軸方向端面
59 ラッチスプリング
50 ロックドッグ(ロック部材)
60 ステアリングホイール
70 ウェビング加速度感知手段
71 WSレバー(係止手段)
90 システムカバー(カバー部材)
97 内壁面(カバー部材の軸方向端面)
98 突起部

Claims (7)

  1. フレームに回転自在に支持され、ウェビングが巻装されるスピンドルと、
    前記フレームに係合するロック部材を有し、前記スピンドルのウェビング引き出し方向の回転をロックする緊急ロック機構と、
    前記スピンドルを前記ウェビングの巻き取り方向に付勢する巻き取り装置と、
    を備えるシートベルト用リトラクタであって、
    前記巻き取り装置は、
    巻き取りばねと、
    前記巻き取りばねの一端を固定するばね固定部と、前記ばね固定部から径方向外方に突出して形成された鍔部とを有し、前記スピンドルと同軸に設けられ、且つ前記スピンドルと一体回転するリテーナと、
    前記フレームに固定され、前記巻き取りばね及び前記リテーナを保持するスプリングカセットと、
    を備え、
    前記リテーナの前記鍔部は、前記スプリングカセットと前記スピンドルを軸方向に付勢する弾性部材を備えることを特徴とするシートベルト用リトラクタ。
  2. 前記リテーナは、円筒状に形成され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. 前記鍔部の前記弾性部材は、前記ばね固定部の軸方向一端部の平面から突出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。
  4. 前記弾性部材は、前記リテーナの前記鍔部に一体形成された板ばねであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のシートベルト用リトラクタ。
  5. 前記スプリングカセットは、前記リテーナを支持するスプリングハウジングと、前記スプリングハウジングを覆うようにして前記フレームに固定されるスプリングケースとを備え、
    前記リテーナは、前記弾性部材を前記スプリングハウジングに当接させることで、前記ばね固定部によって前記スピンドルを軸方向に付勢することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のシートベルト用リトラクタ。
  6. 前記緊急ロック機構は、前記フレームに係合するロック部材と、前記スピンドルに相対回転可能に支持されると共に、前記スピンドルに対して回転遅れを生じることにより前記ロック部材を作動するステアリングホイールと、を備え、
    前記リテーナが配置される側と反対側の前記スピンドルの軸部は、前記ステアリングホイールを覆うカバー部材で回転自在に支承されると共に、前記カバー部材によって軸方向に位置決めされていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のシートベルト用リトラクタ。
  7. 前記スピンドルの軸部は、前記軸部の端部に嵌合するブッシュを介して、前記カバー部材で回転自在に支承され、
    互いに対向する前記ブッシュの軸方向端面と前記カバー部材の軸方向端面は、いずれか一方に設けられた軸方向に突出する突起部によって、互いに当接することを特徴とする請求項6に記載のシートベルト用リトラクタ。
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