JP7151364B2 - シートベルトリトラクタ - Google Patents

Description

本発明は自動車等の車両に用いられるＥＡストップ機構付きのシートベルトリトラクタに関するものであり、特にスプールにトーションバーが組み込まれたシートベルトリトラクタに関する。

プリテンショナ付きのシートベルトリトラクタとして、トーションバーをスプールの内孔に挿通し、該トーションバーの一端をスプールに固定可能とし、トーションバーの他端をシートベルトリトラクタのフレームに係止可能としたシートベルトリトラクタが公知である（特許文献１，２）。車両の衝突時等の緊急時には、スプールがプリテンショナによって回転駆動されてウェビングが巻き取られる。その後、該スプールに対しウェビング巻出し方向の力が加えられることによりトーションバーがねじられ、スプールが徐々に回転し、ウェビングが徐々に引き出される。これにより、乗員の身体に加えられる運動エネルギーの一部がトーションバーのねじりによって吸収され、衝撃が緩和される。

特許文献１には、トーションバーのねじり量を該トーションバーに螺合したストッパの移動によって制限することが記載されている。

特開平１１－２２２１００号公報 特開２０１７－１５４５２５号公報

特許文献１のシートベルトリトラクタは、ストッパの位置がずれてしまい、トーションバーのねじれ量が目的量から乖離するおそれがあった。即ち、特許文献１においては、ロッキングベースとストッパのネジ部の位相管理については考慮されておらず、ロッキングベースのフランジ部とストッパを所定の離隔距離になるように組み付けた場合、ストッパのギア部のロッキングベースに対する位相（角度）は規制できない。一方、ロッキングベースに対するスプールの位相は、両端をそれぞれロッキングベース・スプールに多角形形状で嵌合するトーションバーにより規制される。このため、ロッキングベース・ストッパ・スプール・トーションバーの４部品を組み付ける際、ストッパをスプールに嵌合できる位置までいずれかの方向に回転させる必要があり、その際ストッパが螺進することでロッキングベースのフランジ部から離隔距離にズレ・バラつきが生じる。トーションバー端部が六角形の場合、最大６０度（３６０度÷６）のバラつきが生じる。

本発明は、ＥＡ作動時のトーションバーのねじれ量が正確に目的量となるＥＡストッパ付きシートベルトリトラクタを提供することを目的とする。

本発明のシートベルトリトラクタは、スプール及びロッキングベースを支持するフレームと、ウェビングを巻き取る、第１内孔を有した筒状の該スプールと、該スプールと同軸に隣接配置され、第２内孔を有し、トーションバーによってスプールと連結された該ロッキングベースと、該スプールの第１内孔及びロッキングベースの第２内孔に挿通され、該スプールに対し一端側が回転不能に連結され、該ロッキングベースに対し他端側が回転不能に連結された該トーションバーと、該ロッキングベースがロックされた状態においてウェビングに所定値以上の引張力が加えられると該トーションバーがねじり変形するシートベルトリトラクタであって、前記ロッキングベースの外周面に雄ネジが設けられており、該雄ネジにストップギア及び位置決め部材の内周面の雌ネジがそれぞれ螺合しており、該ストップギアは、外周から突設された凸部を有しており、該凸部が前記第１内孔の内周面にスプールの軸心線方向と平行方向に延設された溝に係合し、該ストップギアが前記スプールと常に一体に回転するように構成されており、該位置決め部材は前記スプールに対し非係合となっており、車両衝突前の状態にあっては、該ストップギアと該位置決め部材とは所定距離離隔しており、ＥＡ動作によって該スプールが回転し、かつ該ロッキングベースが回転を停止している時に、前記ストップギアが該スプールと共に回転して該ロッキングベースに沿って前記位置決め部材に向って螺進する。

本発明の一態様では、前記ロッキングベースの前記雄ネジと前記位置決め部材との摺動部に摺動抵抗を持つ。

本発明の一態様では、前記位置決め部材は、車両衝突前において、前記スプールに当接しない。

本発明の一態様では、前記ロッキングベースは、フランジ部と、該フランジ部の中央部から突設された、前記第２内孔を有した筒状のシャフト部と、該シャフト部の突出方向先端側の外周面に設けられた前記雄ネジとを有しており、該雄ネジに前記ストップギア及び位置決め部材の内周面の前記雌ネジがそれぞれ螺合している。

本発明の一態様では、前記ストップギアは、車両衝突前の状態にあっては、前記シャフト部外周面の前記雄ネジのうち該シャフト部の基端側に位置しており、前記位置決め部材は該ストップギアよりも該シャフト部の先端側に位置しており、ＥＡ動作によって、前記トーションバーがねじれながら前記スプールが回転し、かつロッキングベースが回転を停止している時に、該ストップギアが該位置決め部材に向って螺進して位置決め部材に当接する。

本発明の一態様では、前記ストップギアは、外周面の周方向の複数個所に前記凸部が設けられており、前記スプールの前記内孔には複数条の前記溝が設けられている。

本発明の一態様では、前記トーションバーの前記一端は、多角形、または歯車形状部となっており、前記第１内孔の奥部に設けられたセレーション部に係合している。

本発明のシートベルトリトラクタでは、車両衝突等の緊急時（以下、車両衝突という。）前の状態においては、スプール、トーションバー及びロッキングベース並びにストップギア及び位置決め部材が一体となって回転し、ウェビングの引き出し及び巻き取りが行われる。

その後、乗員身体からウェビングに加えられる引き出し方向の力がトーションバーで設定されている荷重以上になると、ロッキングベースはロック機構の作用によって回転停止状態に保たれ、スプールがトーションバーをねじりながら回転し、ウェビングが引き出され、乗員のＥＡ（エネルギー吸収）が行われる。

その際、スプールの回転に伴って、ストップギアがスプールと共に回転して螺進し、位置決め部材に当接してスプールが停止する。

本発明では、シートベルトリトラクタの製作時に、ストップギアを規定位置に配置するとともに、該ストップギアから規定距離離れた位置に位置決め部材を配置した状態で、ロッキングベース及びトーションバーをスプールに差し込み、そのまま直進させてスプールと一体化させることができる。このため、ロッキングベースにおけるストップギアと位置決め部材との距離を正確に規定距離とすることができる。

実施の形態に係るシートベルトリトラクタの正面側からの分解斜視図である。 実施の形態に係るシートベルトリトラクタの背面側からの分解斜視図である。 実施の形態に係るシートベルトリトラクタの正面図である。 実施の形態に係るシートベルトリトラクタの左側面図である。 実施の形態に係るシートベルトリトラクタの右側面図である。 スプールを左側から見たスプール、トーションバー及びロッキングベースの分解斜視図である。 スプールを右側から見たスプール及びロッキングベースの分解斜視図である。 パドルを取り外した状態におけるスプール及びロッキングベースの正面図である。 図８の軸心線方向の断面図である。 位置決め部材にストップギアが当接した状態のスプール及びロッキングベースの断面図である。

図面を参照して実施の形態について説明する。

シートベルトリトラクタ１は、フレーム１０と、該フレーム１０に回転可能に保持されたスプール２０と、スプール２０をウェビング巻き取り方向に付勢するリターンスプリングユニット（ゼンマイバネユニット）３０と、スプール２０に同軸状に隣接配置され、トーションバー７０によってスプール２０に連結されたロッキングベース４０と、スプール２０のロックを起動させるロック起動ユニット５０と、プリテンショナ６０と、スプール２０とロッキングベース４０とを連結するようにスプール２０及びロッキングベース４０内に挿入されたトーションバー７０等を備えている。

フレーム１０は、正面壁１１と、該正面壁１１の左側辺から前方に延出する左側壁１２と、右側辺から前方へ延出する右側壁１３と、各側壁１２，１３にそれぞれ設けられたスプール挿通穴１５，１６等を有する。図２の通り、スプール挿通穴１６の内周面には、鋸歯１６ａが設けられている。

リターンバネユニット３０は、ケース３１内にゼンマイバネを収容したものであり、該ゼンマイバネの一端はスプール２０の左端側の中心孔２０ｙから突出する突軸２０ｔに連結されている。この実施の形態では、突軸２０ｔはトーションバー７０の左端から突設されているが、スプール２０から突設されてもよい。

ロック起動ユニット５０は、フレーム右側壁１３に保持された振り子５１（図２）が外周面に係合するロックアッシー５２を有する。ロックアッシー５２の回転角加速度が所定値以上となったり、振り子５１がロックアッシー５２の外周面に係合したときにロックアッシー５２がロッキングベース４０の外周面からパウル４３（図２）を突出させて鋸歯１６ａに係合させる。

ロックアッシー５２及び振り子５１はカバー５５によって覆われている。

このロック起動ユニット５０は、周知構造のものである。

プリテンショナ６０は、車両衝突時にスプール２０をウェビング巻取り方向に大トルクにて巻取り、ウェビングの緩みを除去するためのものである。このプリテンショナ６０は、車両衝突時にガスを発生させるガス発生器６１と、ダクト６２と、ダクト６２内に装填された合成樹脂等よりなる動力伝達部材等を備えている。ガス発生器６１からのガス圧によって動力伝達部材が後述のパドルホイール８０の外周に周回方向に送り込まれ、スプール２０がウェビング巻き取り方向に回転する。この構成は、例えば特許文献２に記載のものとすることができる。

次に、スプール２０及びロッキングベース４０の構造について詳細に説明する。

図６～１０に明示の通り、スプール２０は、ウェビングが巻き掛けられる筒部２１と、筒部２１の左端側の左フランジ２２と、右端側の右フランジ２３とを有する。

スプール２０の左フランジ２２の外周面２２ｅは、スプール挿通孔１５の内周面に対面している。左フランジ２２の筒部２１側の外周縁には、放射方向に張り出す外向きの鍔部２２ｆが周設されている。鍔部２２ｆは、スプール挿通穴１５の周縁部に沿う側壁１２内面に摺動自在に接している。

スプール２０の筒部２１には、右端側から左端側に向って第１内孔２９が設けられている。該内孔２９の最奥部すなわち左端側にセレーション部２９ａ（図９，１０）が設けられており、トーションバー７０（図７，９，１０では図示略）の歯車形状部７１が該セレーション部２９ａに係合している。

図９，１０に明示の通り、スプール２０の第１内孔２９は、該第１内孔２９の入口側から、段差面１０８までの範囲が大径となっている。この大径部分の内周面に、スプール２０の軸心線と平行方向に延在する係止部としての溝１１０が設けられている。この溝１１０にストップギア８２の外周面の係合部としての凸部８２ｂが該軸心線と平行方向に摺動自在に係合している。この実施の形態では、溝１１０は、内孔２９の直径方向に対峙して２条設けられている。ストップギア８２には、各溝１１０にそれぞれ係合するように２個の凸部８２ｂが直径方向に対峙して設けられている。

スプール２０の右側に隣接して、ロッキングベース４０が配置されている。ロッキングベース４０は、フランジ部４１と、該フランジ部４１の中央部に連なる筒状のシャフト部４２と、フランジ部４１に設けられたパウル４３等を有する。シャフト部４２の先端側がスプール２０の内孔２９内に同軸状に差し込まれている。

シャフト部４２の内孔（第２内孔）の先端側の内周面にセレーション部４２ａ（図９，１０）が設けられており、トーションバー７０の右端の歯車形状部７２（図６）が該セレーション部４２ａに係合している。

ロッキングベース４０のシャフト部４２の基端側（フランジ４１側）外周に非円形部としての六角部４２ｂが設けられている。六角部４２ｂ以外のシャフト部４２の外周面に雄ネジ４２ｃが設けられている。

図６の通り、六角部４２ｂにパドルホイール８０（図７～１０では図示略）の六角形の内孔８０ａが係合しており、パドルホイール８０がシャフト部４２に周方向回転不能に装着されている。

このパドルホイール８０の外周囲に、プリテンショナ６０のダクト６２から合成樹脂等よりなる動力伝達部材が供給されることにより、パドルホイール８０が回転し、ロッキングベース４０が回転する。

雄ネジ４２ｃにストップギア８２及び位置決め部材８６の内周面の雌ネジ８２ａ，８６ａが螺合している。ストップギア８２及び位置決め部材８６は、該雄ネジ４２ｃに沿って螺進可能となっている。ストップギア８２の外周面には、前述の通り、凸部８２ｂが設けられている。この実施の形態では、ストップギア８２はシャフト部４２の基端側に位置し、位置決め部材８６はそれよりも先端側に位置している。

位置決め部材８６は、円環形であり、スプール２０の内孔２９の内周面には係合していない。

トーションバー７０を介してロッキングベース４０をスプール２０に組み付ける。この組み付けを行うに際しては、パドルホイール８０をロッキングベース４０の六角部４２ｂに外嵌装着し、ストップギア８２及び位置決め部材８６を雄ネジ４２ｃに螺嵌させる。この際、ストップギア８２を雄ネジ４２ｃの基端側に位置させる。また、位置決め部材８６をストップギア８２にほぼ当接するように位置させる。

次いで、このロッキングベース４０のシャフト部４２にトーションバー７０の右端側（歯車形状部７２側）を挿入し、該歯車形状部７２をセレーション部４２ａに係合させる。

次いで、トーションバー７０の歯車形状部７１とスプール２０のセレーション部２９ａとの位相を合致させる。具体的には、トーションバー７０を内孔２９に挿入してそのまま内孔２９の奥まで直進させたならば、歯車形状部７１がスプール２０のセレーション部２９ａにそのまま（すなわち、周方向の位相調整を行うことなく）差し込まれる位相となるように、トーションバー７０及びロッキングベース４０の位相を合わせる。

次いで、この状態で、ストップギア８２の凸部８２ｂの位相がスプール２０の溝１１０の位相に合致するようにストップギア８２の位相を調整する。次いで、ストップギア８２と位置決め部材８６との間に隙間があいていれば、位置決め部材８６を回転させてストップギア８２に当接させる。

次いで、このようにストップギア８２に当接した状態の位置決め部材８６を規定回数だけ回転させてストップギア８２から規定距離だけ離反させる。

しかる際、このように位相決め及び位置決めされたロッキングベース４０、パドルホイール８０、ストップギア８２、位置決め部材８６及びトーションバー７０の組み付け体をストップギア２０の内孔２９に差し込み、ストップギア８２の凸部８２ｂ，８２ｂを溝１１０，１１０に係合させながら、該組み付け体をそのまま直進させ、トーションバー７０の歯車形状部７１をセレーション部２９ａに係合させる。

これにより、位置決め部材８６とストップギア８２とが規定距離だけ離反した状態にてロッキングベース４０及びトーションバー７０等とスプール２９とが一体化される。

このように、ロッキングベース４０及びトーションバー７０等が組み付けられたスプール２０を備えたシートベルトリトラクタ１において、通常時にはストップギア８２はロッキングベース４０の雄ネジ４２ｃの基端側に位置し、位置決め部材８６は該ストップギア８２から前記規定距離だけ先端側に離反している。通常時には、歯車形状部７１とセレーション部２９ａとの係合により、前述の通り、トーションバー７０及びロッキングベース４０と、ロッキングベース４０に螺着されたストップギア８２及び位置決め部材８６は、常にスプール２０と一体的に回転する。

ウェビングの引出し及び巻取りに伴ってスプール２０が回転する場合、スプール２０、トーションバー７０、ロッキングベース４０、ストップギア８２及び位置決め部材８６がすべて一体的に回転するので、ストップギア８２と位置決め部材８６との間の距離は変化しない。

通常時におけるウェビングの引き巻き回転時の慣性力で位置決め部材８６が動かないようにするために、位置決め部材８６とロッキングベース４２の雄ネジ４２ｃとの摺動部に摺動抵抗剤が塗られている。

車両衝突時には、振り子５１がロックアッシー５２の外周面に係合し、ロック起動ユニット５０がパウル４３をロッキングベース４０の外周面から突出させる。突出したパウル４３が右側壁１３の鋸歯１６ａに係合する。

衝突時の車両減速度が小さい軽衝突時には、プリテンショナ６０は作動しない。バウル４３と鋸歯１６ａとの係合によりスプール２０の回転が阻止され、乗員がウェビングによって拘束される。また、この軽衝突時には、上記の通り、スプール２０が回転しない。そして、プリテンショナ６０が作動しないからロッキングベース４０も回転しない。この結果、ストップギア８２及び位置決め部材８６も回転せず、ストップギア８２及び位置決め部材８６は元位置に停止している。

車両減速度が所定値以上となる規模の車両衝突時には、プリテンショナ６０のガス発生器６１が作動し、パドルホイール８０を介してロッキングベース４０にウェビング巻き取り方向の強力なトルクが加えられ、ロッキングベース４０、トーションバー７０及びスプール２０が一体となってウェビング巻き取り方向に回転する。これにより、ウェビングがスプール２０に巻き取られ、ウェビングのたるみが除去される。

この状態にあっては、ロッキングベース４０は鋸歯１６ａに拘束されることなくウェビング巻き取り方向に回転する。また、スプール２０とロッキングベース４０とがトーションバー７０を介して一体となって同方向に同一回転速度で回転する。この場合、ストップギア８２及び位置決め部材８６もロッキングベース４０と一体に同方向に同一回転速度で回転するので、ストップギア８２及び位置決め部材８６は、ロッキングベース４０の雄ネジ４２ｃ上の元の位置にそれぞれ位置している。

ウェビングの巻き取りが進行し、ウェビングのたるみが除去されると、スプール２０が一旦停止し、スプール２０によるウェビングの巻き取りは停止する。その後、スプール２０に対しウェビングから加えられるウェビング引き出し方向の力によって、スプール２０がトーションバー７０をねじりながらウェビング引き出し方向に回転し始める（ＥＡ動作）。スプール２０にトーションバー７０を介して連結されたロッキングベース４０は、プリテンショナ６０の保圧作用によって、ウェビング引き出し方向への回転が阻止される。この結果、トーションバー７０をねじりながらスプール２０が回転（ＥＡ回転）し、ウェビングが引き出される。トーションバー７０がねじれ変形することにより、乗員の前方移動の運転エネルギーが吸収される。

また、このようにロッキングベース４０が停止した状態で、スプール２０がウェビング引き出し方向にＥＡ回転すると、ストップギア８２は凸部８２ｂ及び溝１１０を介してスプール２０と一体的に回転し、位置決め部材８６に向って螺進する。スプール２０がＥＡ回転しても位置決め部材８６は回転せず、停止している。この結果、ストップギア８２と位置決め部材８６との距離が次第に小さくなる。

やがてストップギア８２が所定回数回転すると、図１０の通り、ストップギア８２が位置決め部材８６に当接し、それ以上の螺進が不能となる。これにより、スプール２０はストップギア８２及び位置決め部材８６を介してロッキングベース４０に回転阻止された状態となる。このように、スプール２０の回転が阻止されることにより、それ以上のウェビング引き出し（ＥＡ引き出し）が停止する。

この実施の形態では、ストップギア８２が位置決め部材８６に当接するまでの螺進距離は、予め設定したストップギア８２と位置決め部材８６間の距離に正確に合致したものとなる。

上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は上記以外の態様とされてもよい。

上記実施の形態では、位置決め部材８６がストップギア８２よりもシャフト部４２の先端側に配置されているが、両者を逆に配置し、ＥＡ作動時に先端側のストップギア８２が基端側の位置決め部材８６に向って螺進するように構成してもよい。

１ シートベルトリトラクタ
１０ フレーム
１６ａ 鋸歯
２０ スプール
２２ 左フランジ
２３ 右フランジ
２９ 第１内孔
２９ａ セレーション部
３０ リターンスプリングユニット
４０ ロッキングベース
４１ フランジ部
４２ シャフト部
４２ａ セレーション部
４２ｂ 六角部
４２ｃ 雄ネジ
４３ パウル
５０ ロック起動ユニット
５２ ロックアッシー
６０ プリテンショナ
７０ トーションバー
７１，７２ 歯車形状部
８０ パドルホイール
８２ ストップギア
８６ 位置決め部材
１１０ 溝

Claims (7)

1. スプール及びロッキングベースを支持するフレームと、
   ウェビングを巻き取る、第１内孔を有した筒状の該スプールと、
   該スプールと同軸に隣接配置され、第２内孔を有し、トーションバーによってスプールと連結された該ロッキングベースと、
   該スプールの第１内孔及びロッキングベースの第２内孔に挿通され、該スプールに対し一端側が回転不能に連結され、該ロッキングベースに対し他端側が回転不能に連結された該トーションバーと、
   該ロッキングベースがロックされた状態においてウェビングに所定値以上の引張力が加えられると該トーションバーがねじり変形するシートベルトリトラクタであって、
   前記ロッキングベースの外周面に雄ネジが設けられており、
   該雄ネジにストップギア及び位置決め部材の内周面の雌ネジがそれぞれ螺合しており、
   該ストップギアは、外周から突設された凸部を有しており、
   該凸部が前記第１内孔の内周面にスプールの軸心線方向と平行方向に延設された溝に係合し、該ストップギアが前記スプールと常に一体に回転するように構成されており、
   該位置決め部材は前記スプールに対し非係合となっており、
   車両衝突前の状態にあっては、該ストップギアと該位置決め部材とは所定距離離隔しており、
   ＥＡ動作によって該スプールが回転し、かつ該ロッキングベースが回転を停止している時に、前記ストップギアが該スプールと共に回転して該ロッキングベースに沿って前記位置決め部材に向って螺進するシートベルトリトラクタ。
2. 前記ロッキングベースの前記雄ネジと前記位置決め部材との摺動部に摺動抵抗を持つことを特徴とする請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
3. 前記位置決め部材は、車両衝突前において、前記スプールに当接しな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リトラクタ。
4. 前記ロッキングベースは、フランジ部と、該フランジ部の中央部から突設された、前記第２内孔を有した筒状のシャフト部と、該シャフト部の突出方向先端側の外周面に設けられた前記雄ネジとを有しており、
   該雄ネジに前記ストップギア及び位置決め部材の内周面の前記雌ネジがそれぞれ螺合していることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のシートベルトリトラクタ。
5. 前記ストップギアは、車両衝突前の状態にあっては、前記シャフト部外周面の前記雄ネジのうち該シャフト部の基端側に位置しており、
   前記位置決め部材は該ストップギアよりも該シャフト部の先端側に位置しており、
   ＥＡ動作によって、前記トーションバーがねじれながら前記スプールが回転し、かつロッキングベースが回転を停止している時に、該ストップギアが該位置決め部材に向って螺進して位置決め部材に当接することを特徴とする請求項４に記載のシートベルトリトラクタ。
6. 前記ストップギアは、外周面の周方向の複数個所に前記凸部が設けられており、
   前記スプールの前記内孔には複数条の前記溝が設けられている請求項１～５のいずれか１項に記載のシートベルトリトラクタ。
7. 前記トーションバーの前記一端は、多角形、または歯車形状部となっており、前記第１内孔の奥部に設けられたセレーション部に係合していることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載のシートベルトリトラクタ。

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