JP7008820B2 - 質量体駆動装置を有するベルト締付具 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１に記載のプリアンブルの特徴を有する、質量体駆動装置を有するベルト締付具に関する。

一般的なタイプのベルト締付具は、例えば独国特許公開第１９６ ０２ ５４９（Ａ１）号から既知である。ベルト締付具は、シートベルトを巻くことができるベルトシャフトを有する。ベルトシャフトは、車両に固定可能なフレーム内に回転可能に取り付けられる。このベルト締付具では、駆動装置は、締付チューブ内で誘導される緩く隣接する質量体のチェーンから形成され、かつ火工式ガス発生器によって生成され得る圧力によって駆動され得る。ガス発生器が点火されると、質量体のチェーンが加速されて、ベルトシャフトに回転不能に結合され、質量体の形状に対応する凹部を有する締付駆動ホイールと係合される。この実施形態では、凹部は、半径方向に向けられた突出する本体縁部によって互いに分離されたドーム形状のハーフシェルによって形成される。質量体は、締付駆動ホイールの前で締付チューブ内の圧力の結果として互いに当接し、質量体がドーム形状のハーフシェルに連続して係合するので、締付駆動ホイールとチェーンのように係合する。締付駆動ホイールが係合解除されると、締付駆動ホイールの前で、締付駆動ホイールによって及ぼされる反力が存在しないため、質量体は互いに接触しない可能性がある。締付作業が完了した後、力制限ベルトストラップ伸長運動を通して、シートベルトの移動の逆転に起因して、締付駆動ホイールの移動方向が逆転され、その場合、質量体が締付駆動ホイールの出口の臨界位置に配置される可能性があり、そのような本体は、締付駆動ホイールの逆回転中に、ハーフシェルを分離する本体縁部と締付チューブ又は締付ハウジングの壁との間に締め付けられ、それによって締付駆動ホイール、したがって更にベルトシャフトを、ベルト伸長方向に少なくとも一時的にブロックする。次いで、締付駆動ホイール及びベルトシャフトのブロックは、力制限レベルの望ましくない増加をもたらす可能性があり、これは特に低い力制限レベルで、不必要に大きい乗員荷重をもたらす。

独国特許公開第１０ ２００９ ０３９ ５３３（Ａ１）号は、締付駆動ホイールから質量体の出口領域に配置されたばね要素が設けられることを更に提案している。締付駆動ホイールから出ると、質量体は、ばね要素上に次々に乗るようになり、ばね要素は、それぞれ隣接する質量体に力を及ぼし、それによって質量体が締付駆動ホイールから離れて移動されるか、又は質量体がばね要素上に配置される位置に応じて、締付駆動ホイールの凹部の方向に押し戻される。ばね要素によって及ぼされる力のために、質量体は、締付駆動ホイールから出た後に、臨界領域から外れて能動的に移動される。質量体が臨界領域に入る前に、質量体上にばね要素によって及ぼされる力は凹部の方向に作用し、その結果、質量体が臨界領域に入ることが遅延される。このようにして、ばね要素からの力に打ち勝つために、後ろから押す質量体からより大きい力が、質量体上に作用するはずであり、ばね要素の反力に打ち勝った後に、臨界領域から外へ質量体を追加的に加速させる。したがって、より長い期間、質量体は、締付駆動ホイール又はベルトシャフトの逆回転中に、それらは直ちに凹部の１つの中に戻って受けられる位置にある。

本発明の目的は、質量体駆動装置を有する代替のベルト締付具を生成することであり、それによって引き起こされる質量体の詰まり及びベルトシャフトのブロックの可能性が少なくとも低減される。

その目的は、請求項１に記載の特徴を有するベルト締付具によって達成される。本発明の更なる好ましい実施形態は、従属請求項、説明、及び関連する図面の中に見つけることができる。

本発明の基本的な考えは、ベルトシャフトの取付けが、半径方向でハウジングの開口部において可撓性であるように設計されることである。ベルトシャフトの可撓性のある取付けにより、質量体が締め付けられるようとするか、又は締め付けられ、それによって、締付駆動ホイール及びベルトシャフト上に半径方向の力を及ぼす場合に、ベルトシャフトは、その上に回転不能に保持された締付駆動ホイールと共に半径方向に移動することができる。その結果、ベルトシャフトは、締付駆動ホイールと共に回避運動を実行し、それによってブロックされるか、又はまさにブロックされようとする質量体が解放される。次いで、質量体は、締付駆動ホイールの凹部に再び入るか、又は締付駆動ホイールから出ることができる。非常に大きい半径方向の力でのみベルトシャフトの移動が可能になるような方法で、ベルトシャフトの移動範囲（取付けの可撓性）は意図的に設計されており、一方、通常の半径方向の力に対して、ベルトシャフトの移動（取付けが弾性変形せずにこれらの力）を吸収することができるので、ベルト締め付け及びベルトストラップ伸長運動中に、ベルトシャフトは任意の半径方向に移動（の運動を意図的に実行）できない。

この場合、開口部の周囲に沿ったベルトシャフトの移動範囲（取付けの可撓性）は、好ましくは、多様に設計されることができ、その結果、ベルトシャフトが好ましい方向に移動することができるか、又は好ましい方向から作用する半径方向の力に対抗して移動可能に支持される。

この場合、ベルトシャフトの移動範囲（取付けの可撓性）は、締付駆動ホイールの凹部から質量体の出口点まで少なくとも９０度の角度で始まる開口部の弾性部で最大であることが好ましい。質量体の切迫した締め付け中の力は、締付駆動ホイール及びベルトシャフト上で半径方向内側に出口点において、そのような本体によって常に及ぼされる。提案された弾性部の開始の配置により、質量体が締め付けられる際に、又は質量体が締め付けられる直前に、ベルトシャフトが全ての想定される荷重事例での移動を保証でき、その配置に起因して、弾性部が常に、応力の少なくとも１つのベクトル部分を受け、その結果、その弾性特性のために当該力に対して移動するからである。

この場合、弾性部は、出口点に対して最大２７０度の角度で終わることが更に提案されている。提案された弾性部の最大範囲の結果として、それを最大限に利用することができるが、一方、より高い剛性を有する残りの部分における取付けは、通常の使用中に同時に重要である軸受特性に関して、不必要に弱化されることはない。

ベルトシャフトの移動範囲（可撓性）は、開口部の縁部の１つ又は複数の自由空間によって、構造的に特に単純な様式で実現され得る。したがって、ベルトシャフトの移動（可撓性）を実現するために、異なる材料又は特別な材料を用意する必要はない。ベルトシャフトの移動（可撓性）は、取付け開口部の縁部の領域における材料の弱化のみに起因し、自由空間によって低減された壁厚は、取付けの壁が偏向することを可能にする。

この場合、開口部の縁部上に配置され、半径方向に移動し、ベルトシャフトがその上に乗る舌部によって、可撓性は特に単純な様式で形成され得る。舌部は、一方の側のみでハウジングに結合され、したがって特に顕著に動く。更に、移動の方向は、それにより特に明確に規定され、又は実現される偏向運動に関して特に良好に移動の方向を設計することが可能である。

この場合、舌部は、好ましくは一定の厚さを有することができ、その結果、可能な限り均一かつ連続的なベルトシャフトの回避運動が、力ピークを克服する必要なく可能となる。

ハウジングは、ベルト締付具のフレームに締結されたストラップカバーによって形成されることが更に提案されている。締め付具カバーによって形成されたハウジングは、締め付け駆動装置を外側に覆う壁を形成する。次いで、締付具カバーのこの壁は、好ましくは、寸法上安定する軸受点として使用され得る。締め付けプロセス中に吸収される力のために、締め付具カバーは一定の強度を有しなければならないため、好ましくはベルトシャフトを取付けるためにカバーは追加的に使用され得る。締付具カバーは、ベルト締付具が車両に取り付けられるフレームに固定的に結合されており、その結果、ベルト締付具が車両に取り付けられる際に、締付具カバーもやはり車両に固定されると考えることができる。締付駆動装置がフレームの外側に締結され、したがって、締付具カバーもまたフレームの外側に締結される場合、これによってまた、以前に使用されていたフレームのリム内でベルトシャフトの取付けに対して、ベルトシャフトの２つの軸受点の間隔をまた提供することができ、それによって、より安定した取付けを全体的に実現することができる。

ベルトシャフトの移動範囲は、開口部を好ましい方向に広げる凹部によって形成されることが更に提案されている。凹部を通して、ハウジング内の開口部は、楕円形に拡張され、ベルトシャフトは、凹部の方向に半径方向の偏向運動を実行することができる。ベルトシャフトは、更なる軸受点で移動可能に取り付けられるが、しかしこれは、締め付けられた質量体、又は締め付けられようとしている質量体の荷重が発生した場合に、作用する半径方向力の下で意図的に破壊され、その結果、ベルトシャフトは凹部の方向に移動することができ、質量体は再び解放される。これにより、凹部は、ベルトシャフトがどの方向に移動することができるかを限定し、好ましくは、締付駆動ホイールから質量体の出口点に対して６０度～２７０度の角度で配置され、その結果、ベルトシャフトは、各場合においてこの方向に作用する締付力のベクトル成分に起因して撓み、質量体を解放する。

ここで、更なる軸受点におけるベルトシャフトの意図的な可動性又は破壊可能な取付けと組み合わせて、凹部は、ベルトシャフトの方向付けられた偏向の可能性を生成する。

添付の図面を参照しながら、本発明を２つの好ましい実施形態に基づいて以下に説明する。
本発明によるベルト締付具の断面図である。 締付駆動装置を通る断面方向のベルト締付具の断面図である。 第１の実施形態による、開口部を有する締付具カバーの図である。 第２の実施形態による、締付具カバーを有するベルト締付具の片側の図である。 第３の実施形態による、ベルト締付具のハウジングの片側の図である。

図１は、フレーム１１がＵ字形であり、２つのリム１２及び１３がベースプレートから突出している、車両に対して可撓性であるフレーム１１を有する本発明によるベルト締付具１を示す。ベルトシャフト３は、フレーム１１内に設けられ、ねじり棒７を介してプロファイルヘッド６に結合されている。その結果、ベルトシャフト３は、プロファイルヘッド６と共に、ねじり棒７の塑性変形限界まで回転可能に固定された結合を形成する。プロファイルヘッド６は、フレーム１１の右手（図では）のリム１３の開口部１７を通過し、車両固定方式のブロック装置５によって、フレーム１１にブロックされ得る。その後、ブロックされたベルトシャフト３は、ねじり棒７の塑性変形下でのみベルトストラップ伸長方向に更に回転し続けることができる。ねじり棒７は、ここでは、事故における乗員の拘束中の乗員荷重を低減するための証明された力制限装置として機能する。

ベルト締付具１の左側（図では）リム１２の左側に締付駆動装置２が設けられ、締付駆動装置２は、もはや回避されることができない事故の早期段階で起動中にベルトシャフト３を巻き方向に突然駆動し、それによって、依然として存在するベルトたるみをシートベルトから引き出す。その結果、乗員はより早く車両減速度に連結されるので、利用可能な前方変位距離を増加させることができ、最大の乗員荷重が更に低減され得る。

締付駆動装置２は、図２にも見られるように、歯車システムを介してベルトシャフト３の第１の軸方向延長部９上に回転可能に固定されて保持されている締付駆動ホイール２４を備える。締付駆動ホイール２４は、その半径方向外側に、互いに隣接する複数のドーム形状の凹部１８を備える。更に、締付チューブ１０は、互いに当接する複数の質量体１９が配置された締付チューブ１０の端部に固定されたガス発生器を備え付ける。締付チューブ１０は、締付駆動ホイール２４に対して自由出口側で接線方向に方向付けられる。

更に、ベルトシャフト３は、第１の延長部９から突出し、より小さい直径を有する第２の延長部８を有する。第２の延長部８はまた、ばねカセット４の駆動ばねの内側ばね端部、いわゆるばねカラーが締め付け締結される、３つの半径方向に突出するばねアーム２２を有する。駆動ばねは、ベルトシャフト３を巻き方向に予荷重を加え、ベルトのバックル解除動作中にシートベルトを巻き上げる働きをするか、又は乗員がバックルで締められた場合に、シートベルト上に小さな後退力を及ぼす働きをする。

締付駆動装置２全体は、ハウジング１４又は更に締付ハウジングによって、外側に向かって覆われ、固定される。ハウジング１４内には、開口部１５が設けられており、開口部１５内に、ベルトシャフト３が、２つの延長部９と８との間に配置された円筒状の軸受部２５によって取り付けられている。

ガス発生器が点火されると、そこで直ちに、ガス発生器と第１の質量体１９との間の締付チューブ１０の圧力室の中に非常に大量のガスを急に導入して、ピストンとして作用するので、締付駆動装置２が作動される。そのピストンは、駆動ガス圧によって、隣接する質量体１９からなる質量体チェーンを締付駆動ホイール２４の方向に駆動する。その結果として、質量体１９は、連続して締付駆動ホイール２４の凹部１８と係合するようになり、それによって、締付駆動ホイール２４を駆動して、図２の例示では反時計回りに回転させる。これにより、締付駆動ホイール２４に回転不能に結合されたベルトシャフト３が、シートベルトの巻き方向に駆動され、シートベルトが締め付けられる。

ここで、質量体１９が、生成されたガス圧によって駆動され、互いに当接する質量体１９によるチェーンの形態で、締付駆動ホイール２４の凹部１８内に運ばれることで、駆動運動が伝達される。ここで、質量体１９は、締付チューブ１０内で誘導される。締付チューブ１０を出て凹部１８に入ると、質量体１９は、ハウジング１４の壁部によって横方向に支持され、その結果、それらは、凹部１８内へ進入する際、及び締め付け運動中に横方向に逃げることができない。質量体１９が締付駆動ホイール２４を駆動した後、質量体１９は、出口点Ａで締付駆動ホイール２４の凹部１８から出て、収納容器又はキャビティ内に放出される。質量体１９はもはやガス流によって駆動されないため、又は、締付駆動ホイール２４によって生成された反力が存在しないため、もはや互いに当接する必要はなく、すなわち極端な場合には互いに接触しない可能性があり、互いに対してより容易により自由な移動を実行することができる。極端な場合では、それによって、質量体１９がハウジング１４の壁、又は締付チューブ１０の内壁と、２つの凹部１８の間の仕切り壁の先端との間に締め付けられるようになり、締付駆動ホイール２４をブロックすることが起こり得る。これは、ベルトシャフト３が、締め付け運動に続く力制限ベルトストラップ伸長運動によって回転方向を逆転させ、質量体１９が依然として締付駆動ホイール２４の出口領域に存在する場合に特に問題となり、この場合、締付駆動ホイール２４の放出運動もまた一時的に停止され、逆転されるためである。質量体１９は、締付駆動ホイール２４に半径方向内向きの締付力Ｆを及ぼす。可能な締付領域又は臨界出口点Ａは、球状質量体１９の場合には、質量体１９の直径のほぼ半分の円周断面を有する。

このため、力制限ベルトストラップの伸長運動中に、放出されずにブロックされた質量体１９によって、締め付け運動に続くベルトシャフト３の逆回転運動がブロックされ得る。ブロックされた質量体１９がその後、作用力の下で再び自動的に緩む場合であっても、ベルトシャフト３の短時間のブロックでさえ、ベルト力、すなわち、力制限ベルトストラップ伸長運動中の力ピークが、それに応じて増加した乗員荷重と共に少なくとも増加するという結果をもたらす。ブロックされた質量体１９が自動的に緩まない場合、力制限ベルトストラップ伸長運動が完全にブロックされる危険性さえも存在する。

ベルトシャフト３をブロックする可能性を低減するために、ハウジング１４の開口部１５内へのベルトシャフト３の取付けは、意図的に可撓性であるように設計され、その結果、この場合、ベルトシャフト３は、締付駆動ホイール２４と共に移動することができる。締付駆動ホイール２４及びベルトシャフト３の撓み運動が生じた結果、ブロックされた質量体１９は、自動的に再び緩むことができ、又は、ベルトシャフト３は、質量体１９の締め付け運動の初期段階において既に、締付駆動ホイール２４と共に移動することができて、その結果、質量体１９は最初に締め付けられることがない。

開口部１５の領域におけるベルトシャフトの移動範囲がどのように好ましく形成され得るかについて、本発明の２つの異なる実施形態が図３及び図４に見られる。ベルト締付具１の配向は、開口部１５を見ることができるようにここでハウジング２４が配置されていたことを除いて、図２のベルト締付具１の配向に相当する。したがって、締付チューブ１０及び締付駆動ホイール２４は、図２に従って、頭の中で加えることができる。

各場合において、ベルトシャフトの可動性は、開口部１５の縁部に１つ又は複数の自由空間２１及び弾性舌部２０によって形成され、各場合の舌部２０は、開口部１５に相当する半径を有する、部分的に円形の半径方向内側軸受面２３を有する。自由空間２１及び舌部２０は共に、ベルトシャフト３の標的方向の移動を好ましい方向に可能にする弾性部を形成する一方で、開口部１５の残りの領域における取付けは、意図的に可動であるように設計されていない。舌部２０の軸受面２３は、開口部１５の半径に相当する半径を有する。更に、舌部は、舌部２０の軸受面２３、及び弾性部の外側の開口部１５の残りの縁部が、ベルトシャフト３の回転軸に垂直な断面において仮想軸受円を形成するように配置され、配向される。

自由空間２１及び舌部２０によって形成された、ベルトシャフト３が移動可能な可動領域は、図２に見られる、締付駆動ホイール２４から外れる質量体１９の出口点Ａから始まる少なくとも６０度の角度Ｂで反時計回りに開始するように配置され、寸法決めされる。また、可動領域は、１８０度以下の円周方向角度Ｃにわたって、すなわち、質量体１９の出口点Ａから２４０度の角度まで延在する。

ブロックされた質量体１９、又はブロックされた位置にまさに移動している質量体１９の場合、当該質量体は、締付駆動ホイール２４及びベルトシャフト３上に、半径方向内向きの締付力Ｆを及ぼし、締付力Ｆは、常に質量体１９の出口点Ａに対して６０度～２４０度の方向に方向付けられた少なくとも１つのベクトル部分を有する。したがって、可動領域の提案された配置により、ベルトシャフト３は、ブロックされた質量体１９の全ての考えられる条件下で、作用締付力Ｆの下で移動することができ、質量体１９は任意の場合に、ベルトシャフト３又は締付駆動ホイール２４の移動の結果として自動的に緩むことができ、又は質量体１９は、事前に撓む前に、ベルトシャフト３及び締付駆動ホイール２４によって、ベルトシャフト３をブロックする位置に到達することを防止され得る。

図３では、舌部２０は、円周方向に対して一定の幅又は厚さを有するストリップによって形成される。舌部２０は、開口部１５の縁部で一端部に保持され、円周方向に延在する。この場合、舌部２０は、豆の形態の自由空間２１によって開口部１５の縁部の残りの材料から分離され、一端部のみで締結することにより、その特性を使用して、自由空間２１の中で移動することができる。舌部２０が、端面に配置された軸受面２３を有するフックの形態である、図４に示される実施形態にも同様のことが当てはまる。フックは、自由空間２１によってハウジング１４の材料から自由に切断され、ハウジング１４上の一端部に保持される。締め付けられた質量体１９の場合、舌部２０は、やはり後部自由空間２１の中へと跳ね返り、すなわち撓むことができ、これにより、ベルトシャフト３の偏向運動が可能になり、質量体１９が再び解放される。

図５は、第３の実施形態のハウジング１４を示す。開口部１５は、凹部２５によって出口点Ａまで直径方向に拡張されて、楕円形を形成する。図１に見られるように、ベルトシャフト３は、ばねカセット４の軸受開口部において軸受点２６及び２７に取り付けられているが、しかしそれらは非常に小さい力に対してのみ設計されている。ばねカセット４自体は、駆動ばねが収容されたプラスチックハウジングから形成され、ハウジング１４に締結され、次いでハウジング１４は、フレーム１１に締結され、その結果、ベルト締付具１の締結位置においてばねカセット４の軸受点２６及び２７が、ベルトシャフト３の車両固定取付けを形成する。ばねカセットのハウジングは、比較的薄い壁厚を有し、プラスチックで作製され、その結果、ベルトシャフト３は、軸受点２６及び２７内の特定の制限内で意図的に弾性的に支持される。吸収軸受力を超えると、軸受点２６及び２７内の取付けが破壊され、ベルトシャフト３が凹部２５の方向に半径方向の偏向運動を実行することができる。

ベルトシャフト３の取付けの可動性は、凹部２５によって又は可動領域によってもまた生成される偏向可能性と併せて、軸受点２６及び２７内に基本的に非常に簡単な取付けから生じる。

Claims (8)

1. 力制限装置を有する車両のシートベルトのための質量体駆動装置を有するベルト締付具（１）であって、
   前記車両に固定されたハウジング（１４）と；
   前記ハウジング（１４）の開口部（１５）に回転可能に取り付けられ、その周囲にシートベルトを巻き付けられたベルトシャフト（３）と；
   前記ベルトシャフト（３）に回転不能に結合され、かつ円周上に規則的な間隔で分配された凹部（１８）を有する、締付駆動ホイール（２４）と、を備え、
   前記質量体駆動装置が、締付チューブ（１０）と、当該締付チューブ（１０）内を移動可能な複数の質量体（１９）とを備え、
   前記ベルトシャフト（３）は、前記質量体（１９）を、前記締付駆動ホイール（２４）の前記凹部（１８）内に係合させることによって前記シートベルトの巻き取り方向に駆動することができ、
   前記ハウジング（１４）の前記開口部（１５）内において、前記ベルトシャフト（３）が軸に対して放射方向に移動可能に構成されていることを特徴とする、ベルト締付具（１）。
2. 前記ベルトシャフト（３）の移動範囲が可変であることを特徴とする、請求項１に記載のベルト締付具（１）。
3. 前記移動範囲が、出口点（Ａ）に対して最大２４０度の角度（Ｄ）で終わることを特徴とする、請求項２に記載のベルト締付具（１）。
4. 前記ベルトシャフト（３）が、前記開口部（１５）の内縁部の凹状領域（２１）によって移動可能に構成されていることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載のベルト締付具（１）。
5. 前記開口部（１５）の内縁部に配置され、前記ベルトシャフト（３）が上に乗る舌部（２０）を更に備え、
   前記ベルトシャフト（３）が、前記舌部（２０）によって移動可能に構成されていることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載のベルト締付具（１）。
6. 前記舌部（２０）が、一定の厚さを有すことを特徴とする、請求項５に記載のベルト締付具（１）。
7. 前記ハウジング（１４）が、前記ベルト締付具（１）のフレーム（１１）に締結された締付具カバーによって形成されることを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載のベルト締付具（１）。
8. 前記ベルトシャフト（３）の移動が、前記開口部（１５）を拡張する拡張凹部（２５）によって達成されることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載のベルト締付具（１）。

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