JP7301219B2 - 車両センサを有するシートベルトリトラクタ - Google Patents

Description

本発明は、シートベルトリトラクタに関し、より具体的には、車両の加速度の変化を検出する車両センサを有し、車両の減速中にシートベルトが引き出されるのを防止するシートベルトリトラクタに関する。

一般に、車両は、乗員の安全性を確保するためにシートベルト安全装置をシートに備えている。シートベルト安全デバイスは、乗員を拘束するためにストリップ形状のシートベルトをスプールに巻き取ったり、シートベルトを引き出したりするように構成されたリトラクタと、シートベルトの一端に固定された舌部が着脱可能に挿入されるバックルとを含む。

リトラクタは、車両事故によって引き起こされる突然の停止又は急速な加速中に、シートベルトを着用した乗員が駆動慣性によって前方に放り出される、又はシートから引き離されることを防止する。そのようなリトラクタは、乗員がシートベルトを着用するときの通常の状態におけるシートベルトの引き出しを許容するが、車両衝突などによってシートベルト引き出しの加速が検出されるとシートベルトの更なる引き出しを抑制するロッキング装置を含む。

例えば、以下の特許文献１及び特許文献２では、シートベルトの巻き取り及び巻き戻し動作を制御するためのリトラクタ技術が開示されている。

一方、車両衝突が発生したときなど、所定の値を超える加速度がリトラクタに水平方向に印加された場合、加速度を検出する車両センサが動作して、シートベルトのロッキング装置を動作させることによりシートベルトが引き出されることを防止する。

慣性部材又は独立した慣性部材としてボールを使用する車両センサが、一般に当該技術分野で既知である。

車両センサは、車両の通常の減速度よりも高い減速度が車両に印加された危険な状況で動く慣性部材と、慣性部材に動かされてシートベルトリトラクタのスプールと共に回転する、制御ディスクの外歯と相互作用するセンサレバーとを含む。

そのようなシートベルトリトラクタは、車両のセンターピラー、シートの背もたれ、リアピラーなどの車両本体に組み付けられ得る。したがって、シートベルトリトラクタの組み付け姿勢は、センターピラー、シートの背もたれ、リアピラーなどの構造に従って種々に変化し得る。すなわち、シートベルトリトラクタは、常に水平状態に組み付けられるのではなく、水平状態から左右方向又は前後方向に所定の角度で傾斜した状態で組み付けられ得る。

上記のように、シートベルトリトラクタの姿勢が特定の範囲を超えて変化すると、加速度を適切に検出することができない。

例えば、車両センサを有するリトラクタが水平状態から特定の範囲を超えて傾斜した姿勢を有する場合、制御ディスクと車両センサのセンサレバーとの間の距離が過度に近くなり、その結果、センサレバーが敏感に動作するためロッキング動作が適切に実行されない可能性がある。

更に、例えば、車両センサを有するリトラクタがシートの背もたれに組み付けられ、シートの背もたれが車両の前方に傾斜していると、車両センサのセンサレバーが制御ディスクの外歯に引っ掛かり、スプールの回転を制限する。

このため、乗員がシートベルトを着用したいとき、スプールの回転が制限されるためにシートベルトを着用できない場合がある。

上記の問題を解決するために、本発明の出願人は、以下の特許文献３における、固定構造が改善された車両センサを有するシートベルトリトラクタを開示する特許出願を提出しており、ここに登録される。

（特許文献０００１）米国特許第６，４９９，５５４号（２００２年１２月３１日に登録）
（特許文献０００２）米国特許第６，４４３，３８２号（２００２年９月３日に登録）
（特許文献０００３）韓国特許登録第１０－１７６６８４４号（２０１７年８月９日発行）

一方で、車両が走行している間、道路表面又はエンジンから様々な振動が発生する。

上記のように車両で発生した振動がシートベルトリトラクタに伝達されると、車両センサが加速度を正確に測定することは困難である。

加えて、シートベルトリトラクタに適用される様々な部品のうち、プラスチックなどの合成樹脂材料を使用して製造された部品は、そこに振動が伝達されると振動を増幅し、それにより動作時にノイズを生じる。

本発明の目的は、上記の問題を解決し、車両に発生する振動が車両センサに伝達されるのを防止できる車両センサを有するシートベルトリトラクタを提供することである。

本発明のもうひとつの目的は、車両センサの固定構造を簡素化することができる車両センサを有するシートベルトリトラクタを提供し、それによって組み立て作業中の作業性を改善し、製造コストを削減することである。

上記の目的を達成するために、本発明の車両センサを有するシートベルトリトラクタは、
車両本体に接続された固定フレームと、
所定の方向に配置されたシャフトの周りを回転可能であるように固定フレーム上に組み付けられ、シートベルトが巻き取られるスプールと、
スプールがその周りを回転するシャフトに接続されてスプールと共に回転し、かつ外歯を有する制御ディスクと、
慣性部材の揺れ動きによって車両の加速度の変化を検出して、制御ディスクが回転することを防止する車両センサユニットと、
固定フレームの１つの側壁に結合されたハウジングに結合された取付部材と、を備え、
車両センサユニットは、取付部材に直接かつ回転可能に結合されている。

本発明の効果

上述のように、本発明の車両センサを有するシートベルトリトラクタによれば、車両センサユニットが取付部材に直接結合されて従来のセンサアダプタは除去されるため、車両センサユニットを取り付けるための部品数を減らすことができ、それによって、組み立て作業中の作業性が改善され、製造コストが削減される。

また、本発明によれば、取付部材の外周面に所定の角度で形成される固定用フランジを用いることによって、取付部材をハウジングの取付角度に応じて回転させて、車両センサユニットを備えた取付部材を取り付けることができる。

したがって、本発明によれば、カバーの外周面及び取付部材の内周面に歯を形成するための作業を行う必要がないという効果がある。

更に、本発明によれば、車両センサユニットが取付部材を介してハウジングに直接結合されているため、車両内で発生した振動が合成樹脂材料で形成された部品を介して増幅されることを防止でき、振動及び動作ノイズを最小化することができる。

車両センサを有するシートベルトリトラクタの斜視図である。 図１に示すリトラクタの分解斜視図である。 車両センサユニットの拡大斜視図である。 本発明の第１の実施形態によるシートベルトリトラクタに適用された車両センサユニットの組立構造を示す分解斜視図である。 固定フレームの取付角度に従って車両センサユニットが取り付けられた状態を示す図である。 固定フレームの取付角度に従って車両センサユニットが取り付けられた状態を示す図である。 本発明の第２の実施形態によるシートベルトリトラクタに適用された車両センサユニットの連結構造を示す分解斜視図である。

以下、本発明の好ましい実施形態による車両センサを有するシートベルトリトラクタついて、添付図面を参照して詳細に説明する。

以下の説明では、「左」、「右」、「前」、「後」、「上方」、及び「下方」などの方向を示す用語は、車両の左、右、前、後、上方、及び下方の方向に対応する方向を指す。

まず、図１～図３を参照して、車両センサを有するシートベルトリトラクタの全体的な構成を簡単に説明する。

図１は、車両センサを有するシートベルトリトラクタの斜視図であり、図２は、図１に示すリトラクタの分解斜視図であり、図３は、車両センサユニットの拡大斜視図である。

図１及び図２に示すように、車両センサを有するシートベルトリトラクタ１０は、固定フレーム２０、スプール３０、巻ばねユニット４０、ロッキングユニット５０、車両センサユニット６０、アンチロッキングユニット７０、及び左右のハウジング８０及び９０を含み得る。

固定フレーム２０は、スプール３０、巻ばねユニット５０、ロッキングユニット５０、車両センサユニット６０、アンチロッキングユニット７０、及び左右のハウジング８０及び９０が組み付けられる部分であってもよい。これは、背が組み付けられる場所である。固定フレーム２０は、センターピラー、リアピラー、及びシートの背もたれなどの車両本体に組み付けられた基部壁２１、並びにスプール３０が回転可能に取り付けられる側壁２２及び２３の両方を含み得る。

スプール３０は、シートベルトが巻き取られる部分であり得る。スプール３０は、固定フレーム２０に対して回転可能に動作する円筒形本体３１と、円筒形本体３１の両側の中心から突出するスプールシャフト３３及び３５とを含み得る。２つのスプールシャフト３３及び３５は、固定フレーム２０の両側壁２２及び２３に固定されたハウジング８０及び９０の中心に直接又は間接的に回転可能に結合され得る。

巻ばねユニット４０は、左ハウジング８０に収容されたねじりばね４１と、引き出されたシートベルトを巻き上げるための復元力を生成するために固定フレーム２０の側部１３と接触するばねシート４３とを含み得る。

ロッキングユニット５０は、シートベルトの引き出し加速度が所定の値以上の値を有する場合、スプール３０の回転を停止し得る。ロッキングユニット５０は、制御ディスク５１、ラッチ５３、及びロッキングアーム５５を含み得る。

制御ディスク５１は、ブッシュ５２を介してスプール３０のスプールシャフト３３に結合され得、スプール３０と共に回転し得、外歯５２が制御ディスク５１の外周面上に形成され得る。

ラッチ５３は、スプール３０と制御ディスク５１との間に枢動可能に取り付けられ得、通常の状態でスプール３０及び制御ディスク５１と共に回転することができる。ラッチ５３は、車両の急速な減速時に枢動し、固定フレーム２０上に形成された歯部２４に引っ掛かるラッチ歯部５４を含み得る。

ロッキングアーム５５は、制御ディスク５１と共に回転するように制御ディスク５１の他方の側に取り付けられ得、車両の急速な減速時に慣性質量として作用することができ、その結果、ロッキングアーム５５は、ハウジング９０の内側に形成されたロッキングカラム９１でロックされ得る。

車両センサユニット６０は、車両の急速な減速時に動作する間に、制御ディスク５１を拘束することによってスプール３０の回転を防止する機能を有し得る。

この目的で、車両センサユニット６０は、図２及び図３に示されるように、キャリア部分６１、慣性部材６３、及びセンサレバー６５を含み得る。

慣性部材６３は、キャリア部分６１の接触面上に直立して配置され得、車両の急速な減速時にキャリア部分６１内に傾き得る。

センサレバー６５は、外形をぴったり合わせる方法によって慣性部材６３と結合され得、制御ディスク５１の外歯５２に引っ掛かるロッキング先端６６を有し得る。キャリア部分６１は、センサアダプタ６７を介してハウジング９０の内側に結合され得る。

すなわち、車両センサユニット６０は、センサアダプタ６７を介して右ハウジング（以下、「ハウジング」と呼ばれる）９０の所定の位置に固定的に結合され得る。

例えば、図３に示すように、センサアダプタ６７は、車両センサユニット６０が結合された連結部材６８と、連結部材６８に結合されて連結部材６８に負荷を印加する重量部材６９とを含み得る。センサアダプタ６７は、ハウジング９０の外面に結合されたカプラ９２とカプラ９２の外面を遮蔽するためのカバー９２との間に固定的に結合され得る。

したがって、センサアダプタ６７は、カバー９３の内側壁によって画定された取付空間に挿入され、カバー９３内に固定され得る。カバー９３とカプラ９２が互いに結合されている状態で、カプラ９２とハウジング９０が互いに結合されているので、センサアダプタ６７は、ハウジング９０の外側に配置され得る。

キャリア部分６１の後端に形成された連結突起が連結部材６８に形成された連結穴に結合されるので、車両センサユニット６０は、センサアダプタ６７に結合されることができ、車両センサユニット６０の取付角度は、連結突起を中心に回転させることによって調整され得る。

連結部材６８は、プラスチックなどの合成樹脂材料で形成され得、重量部材６９は、車両内で発生する振動による影響を低減するために所定の重量を有する金属材料で形成され得る。

すなわち、従来は、車両内で発生する振動の影響は、センサアダプタ６７に重量部材６９を設けて、車両センサユニット６０に一定した荷重を印加することによって低減される。

上記のように、先行技術によるシートベルトリトラクタでは、車両内で発生する振動の影響を低減するために、合成樹脂製の連結部材と金属製の重量部材とを含むセンサアダプタがハウジングの外側に結合されている。センサアダプタは、カバー及び取付部材に取り付けられている。

したがって、関連技術によるシートベルトリトラクタは、部品数が不必要に増加し、それにより製造コストが増加し、組み立て作業中の作業性が悪化するという問題を有する。

加えて、関連技術によるシートバルブリトラクタは、振動の影響を除去するために重量部材の負荷のみを使用するため、車両内で発生する振動の影響を除去する上での限界を有する。

上記の問題を解決するために、本発明によれば、センサアダプタは除去され、車両センサユニットは、ハウジングの外面に取り付けられたカバーとは別にハウジングに直接結合され、それによって車両内で発生する振動の影響を最小限に抑える。

以下、本発明による車両センサが適用されるシートベルトリトラクタの構成を、図４を参照して詳細に説明する。

図４は、本発明の第１の実施形態によるシートベルトリトラクタに適用された車両センサユニットの組立構造を示す分解斜視図である。

図４に示すように、車両センサユニット６０は、ハウジング９０の外面に取り付けられた取付部材１００に結合されてもよく、取付部材１００は、実質的にリング状に形成されてもよい。

すなわち、本実施形態によれば、従来のセンサアダプタ６７を除去することができ、リング形状の取付部材１００をハウジング９０に結合して、車両センサユニット６０の組立構造を簡素化することができる。

この目的で、取付壁１０１は、取付部材１００の外面から突出してもよく、車両センサユニット６０は、キャリア部分の一端に形成された連結突起６２を取付壁１０１に形成された取付穴１０２に結合することによって、取付部材１００に固定的に結合されてもよい。

取付部材１００の外周面に予め設定される角度で固定用フランジ１０３が形成されてもよく、固定用フランジ１０３のそれぞれに凹溝１０４を形成し、凹状溝１０４内に、ハウジング９０の外面から突出する又はハウジング９０の外面を貫通する固定用突出部９４を配置してもよい。

車両センサユニット６０を回転させて取り付けるために予め設定される角度を設定でき、それにより固定フレーム２０及びハウジング９０の取付角度に応じて、車両センサユニット６０が水平状態を維持することができる。

予め設定される角度を、例えば約９０°又は１８０°に設定できる。

図５及び図６は、固定フレームの取付角度に応じて車両センサユニットが取り付けられた状態を示す図である。

図５は、固定フレーム２０の基部壁２１が垂直に取り付けられている状態を示し、図６は、基部壁２１が水平に取り付けられるように、基部壁２１が反時計回り方向に約９０°回転された状態を示している。

図５及び図６に示すように、予め設定される角度が９０°に設定されたとき、本発明は、固定フレームの取付角度に応じて取付部材を回転させることによって、車両センサユニットを水平に維持することができる。

しかしながら、本発明は必ずしもそれに限定されず、予め設定される角度は、４５°若しくは３０°に設定されてもよく、又は固定フレームの取付角度に応じて５°若しくは１０°などに細分化されてもよい。

再び図４を参照すると、カバー９３は、内面が開放され取付部材１００と接触する略円筒形状であってもよく、実質的に円形のフランジ部９５をカバー９３の外周面に形成し、かつ固定用突出部９４に結合される複数の連結穴９６を、予め設定される角度でフランジ部９５に形成してもよい。

しかしながら、本発明は必ずしもそれに限定されない。例えば、固定用突出部９４の前端は、フランジ部分９５と一体的に形成され得、固定用突出部９４の後端は、ハウジング９０に結合されるフック形状を有し得る。

上述のように、本発明によれば、取付部材の構造を単に変更し、車両センサユニットを取付部材に直接結合することによって従来のセンサアダプタを除去してもよく、その結果、車両センサユニットを取り付けるための部品数を減らすことができ、それにより作業性を改善し、製造コストを削減することができる。

また、本発明によれば、取付部材の外周面に予め設定される角度で形成された固定用フランジを用いることによって、取付部材をハウジングの取付角度に応じて回転させて、車両センサユニットを備えた取付部材を取り付けることができる。

したがって、本発明によれば、カバーの外周面及び取付部材の内周面に歯を形成するための従来の作業を行う必要はない。

また、本発明によれば、車両センサユニットを、取付部材を介してハウジングに直接取り付けることができるため、車両内で発生する振動が合成樹脂材料で形成された部品を介して伝達されるときに増幅されることを防止でき、それによって振動及び動作ノイズを最小化することができる。

一方、第１の実施形態において、取付部材は、リング形状を有するものとして説明されているが、本発明はこれに限定されない。

図７は、本発明の第２の実施形態によるシートベルトリトラクタに適用された車両センサユニットの組立構造を示す分解斜視図である。

本発明の第２の実施形態では、図７に示すように、取付部材１００は、リング形状の一部に対応する円弧形状に形成され得る。

すなわち、本実施形態では、取付部材１００は、円弧状に形成され、取付部材１００に固定用突出部９４が結合される貫通穴１０５が形成され、それによって取付部材１００をハウジング９０に固定することができる。

上述のように、本発明によれば、円弧形状を有する取付部材に車両センサユニットを取り付けることによって取付部材及び車両センサユニットの組立構造を簡略化することができ、それによってリトラクタの組み立て作業中の作業性を改善し、部品数を減らすことにより製造コストが低減される。

一方、第１の実施形態では、取付部材１００及びカバー９３がハウジング９０に形成される、又はハウジング９０を介して結合された固定用突出部９４によって一緒に固定されることが説明されているが、本発明は必ずしもそれに限定されない。

本実施形態によれば、カバー９３が取付部材１００から分離された状態で、固定用突出部９４を複数のフランジ部９５に形成された連結穴９６に連結することによってカバー９３がハウジング９０に結合される。

例えば、道路上、特に砂利敷きの悪路又は未舗装路で車両を運転するときに、振動がエンジン及び路面から発生する可能性があり、合成樹脂材料で形成された部品は、温度などの外部条件によって著しく変形することがあり、それによって振動が増幅され得る。

しかしながら、本実施形態によれば、車両センサユニット６０を備えた円弧状の組付部材１００と、合成樹脂材料で形成されたカバー９３とは、別々にハウジング９０に取り付けられ、その結果、車両内で発生した振動が、カバー９３を介して増幅されて車両センサユニット６０に伝達されることが完全に阻止され得る。

したがって、本発明は、車両内で発生する振動の車両センサへの伝達を阻止することによって、振動による車両センサの機能不全を防止でき、動作ノイズを最小化することができる。

本発明者らによる本発明を上記実施形態を参照して詳細に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の範囲内で様々に変更され得る。

本発明は、シートベルトリトラクタ内に車両センサを取り付けるための部品数を減らした車両センサを有するシートベルトリトラクタの技術に適用することができ、それによって、組み立て作業中の作業性を改善し、製造コストを削減することができる。

１０：車両センサを有するシートベルトリトラクタ
２０：固定フレーム ２１：基部壁
２２，２３：側壁 ２４：歯部
３０：スプール ３１：本体
３３，３５：スプールシャフト ４０：巻ばねユニット
４１：ねじりばね ４２：ばねシート
５０：ロッキングユニット ５１：制御ディスク
５２：外歯 ５３：ラッチ
５４：ラッチ歯部 ５５：ロッキングアーム
６０：車両センサユニット ６１：キャリア部分
６２：連結突起 ６３：慣性部材
６５：センサレバー ６６：ロッキング先端
６７：センサアダプタ ６８：連結部材
６９：重量部材 ７０：アンチロッキングユニット
８０，９０：左右のハウジング ９１：ロッキングカラム
９２：カプラ ９３：カバー
９４：固定用突出部 ９５：フランジ部
９６：連結穴
１００：取付部材 １０１：取付壁
１０２：取付穴 １０３：固定用フランジ
１０４：凹溝 １０５：貫通穴

Claims (7)

1. 車両センサを有するシートベルトリトラクタであって、
   車両本体に接続された固定フレームと、
   所定の方向に配置されたシャフトの周りを回転可能であるように前記固定フレーム上に組み付けられ、シートベルトが巻き取られるスプールと、
   前記スプールがその周りを回転する前記シャフトに接続されて前記スプールと共に回転し、かつ外歯を有する制御ディスクと、
   慣性部材の揺れ動きによって車両の加速度の変化を検出して、前記制御ディスクが回転することを防止する車両センサユニットと、
   前記固定フレームの１つの側壁に結合されたハウジングに結合された取付部材と、を備え、
   前記車両センサユニットは、前記取付部材に直接かつ回転可能に結合され、
   前記ハウジングに取り付けられる前記取付部材の取付角度が前記固定フレームの取付角度に基づいて調整可能であるように、前記取付部材には、複数の固定用フランジが設けられていることを特徴とするシートベルトリトラクタ。
2. 取付壁が、前記取付部材の外面に設けられており、
   前記車両センサユニットは、
   前記車両センサユニットの取付角度が調整可能であるように、前記取付壁に回転可能に結合されたキャリア部分と、
   前記キャリア部分の接触面上に直立して設置され、前記車両の突然の減速時に前記キャリア部分内に傾く前記慣性部材と、
   前記慣性部材に結合され、前記制御ディスクの前記外歯にラッチされるロッキング先端を有するセンサレバーと、
   を備える、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
3. 前記取付部材がリング形状を有し、
   前記複数の固定用フランジが所定の角度で設けられていることを特徴とする請求項２に記載のシートベルトリトラクタ。
4. 前記取付部材が、円弧形状を有することを特徴とする請求項２に記載のシートベルトリトラクタ。
5. 前記取付部材の外面を遮蔽するためのカバーを更に備え、
   前記カバーは、前記ハウジングの外面から突出する、又は前記ハウジングを貫通する固定用突出部によって前記ハウジングに結合される、請求項１～４のいずれか一項に記載のシートベルトリトラクタ。
6. 前記取付部材は、前記固定用突出部によって前記カバーと共に前記ハウジングに結合される、請求項５に記載のシートベルトリトラクタ。
7. 前記取付部材は、前記カバーを前記ハウジングに結合する固定用突出部とは別個の固定用突出部によって前記ハウジングに結合されて、前記車両から発生する振動が前記カバーを通して前記車両センサユニットに伝達されるのを防止する、請求項５に記載のシートベルトリトラクタ。

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