JP7402772B2 - ウェビング巻取装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転部材が回転されることによってスプールが巻取方向へ回転されるウェビング巻取装置に関する。

例えば、下記特許文献１に開示されているウェビング巻取装置は、ガスジェネレータが作動されることで発生したガスがシリンダ内に供給されると、ガス圧によって合成樹脂製のラックがシリンダの軸方向先端側へ移動される。シリンダの軸方向先端からシリンダの外側へ移動されたラックがピニオンの歯へ食込み、ピニオンを巻取方向へ回転させる。ピニオンは、スプールへ連結されており、ピニオンが巻取方向へ回転されると、スプールが巻取方向へ回転されてウェビングがスプールに巻取られる。

ところで、ラックがピニオンの歯へ食込んだ際に、ピニオンが回転しないとラックが削れ、これにより、削りカスが生ずる。この削りカスは、ピニオンの回転方向に互いに隣合うピニオンの歯の間の歯溝に溜まる。

特開２０１４－２０１１５４号公報

本発明は、上記事実を考慮して、回転部材の歯溝に移動部材の削りカスが溜まることを抑制できるウェビング巻取装置を得ることが目的である。

本発明の第１の態様のウェビング巻取装置は、巻取方向へ回転されることによってシートベルト装置のウェビングが巻取られるスプールと、軸方向先端側が開口された筒状のシリンダと、前記シリンダの軸方向基端側に設けられ、車両緊急時に前記シリンダの内側に流体を供給する流体供給手段と、互いに対向されると共に同軸上で回転される一対のフランジ部の一方に他方の側へ向けて歯が形成され、一側への回転によって前記スプールが巻取方向へ回転される回転部材と、前記シリンダの内側に設けられ、前記流体の圧力によって前記シリンダの軸方向先端側へ移動され、前記回転部材の歯が係合した状態で移動されることで前記回転部材を一側へ回転させる移動部材と、前記回転部材の回転中心側に設けられ、前記回転部材の歯が前記移動部材に係合した際に生じる削りカスを排出可能な排出部と、を備えている。

本発明の第１の態様のウェビング巻取装置では、流体供給手段がシリンダの軸方向基端側に設けられ、車両緊急時に流体供給手段が作動されると、流体がシリンダの内側に供給される。これによってシリンダの内圧が上昇されると、シリンダの内側に設けられた移動部材がシリンダの軸方向先端側へ移動される。移動部材がシリンダの軸方向先端側へ移動されて、シリンダの軸方向先端側の開口から移動部材が抜出ると、移動部材が回転部材の歯へ係合される。これによって、回転部材が一側へ回転される。回転部材が一側へ回転されると、スプールが巻取方向へ回転され、これによってシートベルト装置のウェビングがスプールに巻取られる。

一方、移動部材が回転部材の歯へ係合された際に回転部材が回転しないと、これによって、移動部材が削れて削りカスが生じる。この削りカスは、回転部材の回転中心側に設けられた排出部から排出される。これによって、回転部材の回転方向に互いに隣合う歯の間の歯溝に削りカスが溜まることを抑制できる。

本発明の第２の態様のウェビング巻取装置は、本発明の第１の態様のウェビング巻取装置において、前記歯は、前記一対のフランジ部における回転中心とは反対側よりも前記一対のフランジ部における回転中心側で前記一対のフランジ部の間の中央側に配置される請求項１に記載のウェビング巻取装置。

本発明の第２の態様のウェビング巻取装置では、回転部材のフランジ部に形成された歯は、一対のフランジ部における回転中心とは反対側よりも一対のフランジ部における回転中心側で一対のフランジ部の間の中央側に配置されている。このため、移動部材は、回転部材の歯に大きく係合される。

本発明の第３の態様のウェビング巻取装置は、本発明の第２の態様のウェビング巻取装置において前記移動部材の軸方向に対して直交する方向に切った前記移動部材の断面形状を円形とし、前記歯は、前記一対のフランジ部の回転径方向外側を曲率の中心として湾曲している。

本発明の第３の態様のウェビング巻取装置では、移動部材の軸方向に対して直交する方向に切った移動部材の断面形状を円形とされている。また、回転部材のフランジ部に形成された歯は、一対のフランジ部の回転径方向外側を曲率の中心として湾曲している。このため、移動部材の軸方向に対して直交する方向に切った移動部材の断面形状のうち、回転部材のフランジ部の中心側の大部分が回転部材の歯に係合される。

以上、説明したように、本発明に係るウェビング巻取装置では、回転部材の歯溝に移動部材の削りカスが溜まることを抑制できる。

第１の実施の形態に係るウェビング巻取装置の分解斜視図である。 車両前後方向に対して直交する方向に切った断面図である。 移動部材がストッパへ当接した状態を示す車両前側からカバープレートの内側を見た側面図である。 第２の実施の形態を示す図２に対応する断面図である。 第２の実施の形態を示す図３に対応する断面図である。

次に、図１から図５の各図に基づいて本発明の各実施の形態について説明する。なお、各図において矢印ＦＲは、本ウェビング巻取装置１０が適用された車両の前側を示し、矢印ＯＵＴは、車幅方向外側を示し、矢印ＵＰは、車両上側を示す。また、各図において矢印Ａは、スプール１８がウェビング２０を巻取る際のスプール１８の回転方向である巻取方向を示し、矢印Ｂは、巻取方向とは反対の引出方向を示す。

＜第１の実施の形態の構成＞
図１に示されるように、本実施の形態に係るウェビング巻取装置１０は、フレーム１２を備えている。フレーム１２は、車両の車体としてのセンターピラー（図示省略）の車両下側部分に固定されている。

また、フレーム１２にはスプール１８が設けられている。スプール１８は、略円筒形状に形成されており、中心軸線周り（図１の矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向）に回転可能とされている。スプール１８には、長尺帯状のウェビング２０の長手方向基端部が係止されており、スプール１８が巻取方向（図１の矢印Ａ方向）へ回転されると、ウェビング２０は、長手方向基端側からスプール１８に巻取られる。また、ウェビング２０の長手方向先端側は、スプール１８から車両上側へ延び、フレーム１２の車両上側でセンターピラーに支持されたスルーアンカ（図示省略）に形成されたスリット孔を通って車両下側へ折返されている。

さらに、ウェビング２０の長手方向先端部は、アンカプレート（図示省略）に係止されている。アンカプレートは、鉄等の金属板材によって形成されており、車両の床部（図示省略）又は本ウェビング巻取装置１０に対応するシート（図示省略）の骨格部材等に固定されている。

また、本ウェビング巻取装置１０が適用された車両用のシートベルト装置は、バックル装置（図示省略）を備えている。バックル装置は、本ウェビング巻取装置１０が適用されるシート（図示省略）の車幅方向内側に設けられている。シートに着座した乗員の身体にウェビング２０が掛回された状態で、ウェビング２０に設けられたタング（図示省略）がバックル装置に係合されることによって、ウェビング２０が乗員の身体に装着される。

また、図１に示されるように、フレーム１２の車両後側には、スプリングハウジング２２が設けられている。スプリングハウジング２２の内側には、ぜんまいばね等のスプール付勢手段（図示省略）が設けられている。スプール付勢手段は、スプール１８に直接又は間接的に係合され、スプール１８は、スプール付勢手段の付勢力によって巻取方向（図１の矢印Ａ方向）へ付勢されている。

さらに、本ウェビング巻取装置１０は、フォースリミッタ機構を構成するトーションバー２４を備えている。トーションバー２４の車両後側部分は、スプール１８の内側に配置され、スプール１８に対する相対回転が制限された状態でスプール１８に繋がっている。これに対して、トーションバー２４の車両前側部分は、フレーム１２に形成された孔を通ってフレーム１２の外側（車両前側）へ延びている。

フレーム１２の車両前側には、プリテンショナ２６の回転部材２８が設けられている。回転部材２８は、スプール１８に対する同軸上に配置されている。回転部材２８には、トーションバー２４の車両前側部分が連結されており、回転部材２８は、トーションバー２４の車両前側部分に対する相対回転が制限されている。また、回転部材２８は、車両前後方向に互いに対向する一対のフランジ部３０Ａ、３０Ｂを備えている。図２に示されるように、一対のフランジ部３０Ａ、３０Ｂのうち、相対的に車両前側に配置されたフランジ部３０Ａには、複数の歯３２Ａが設けられている。

これらの歯３２Ａは、フランジ部３０Ａのフランジ部３０Ｂ側の面に、フランジ部３０Ａの回転中心周りに所庭の角度をおいて放射状に配置されており、歯３２Ａの長手方向は、フランジ部３０Ａの回転半径方向に沿っている。また、これらの歯３２Ａのフランジ部３０Ａからの突出寸法は、フランジ部３０Ａの回転半径方向外側で小さく、フランジ部３０Ａの回転半径方向中央側で大きい。

特に、フランジ部３０Ａの回転半径方向中央側では、歯３２Ａは、歯３２Ａの形成位置よりもフランジ部３０Ａの回転半径方向外側を曲率の中心として湾曲されている。本実施の形態では、フランジ部３０Ａの回転半径方向中央側での歯３２Ａの曲率半径は、後述する移動部材６４の軸方向に対して直交する方向に切った断面形状の半径寸法よりも小さい。

一方、フランジ部３０Ｂには、複数の歯３２Ｂが設けられている。これらの歯３２Ｂは、フランジ部３０Ｂのフランジ部３０Ａ側の面に、フランジ部３０Ｂの回転中心周りに所庭の角度をおいて放射状に配置されており、歯３２Ｂの長手方向は、フランジ部３０Ｂの回転半径方向に沿っている。また、これらの歯３２Ｂのフランジ部３０Ｂからの突出寸法は、フランジ部３０Ｂの回転半径方向外側で小さく、フランジ部３０Ｂの回転半径方向中央側で大きい。

特に、フランジ部３０Ｂの回転半径方向中央側では、歯３２Ｂは、歯３２Ｂの形成位置よりもフランジ部３０Ｂの回転半径方向外側を曲率の中心として湾曲されている。本実施の形態では、フランジ部３０Ｂの回転半径方向中央側での歯３２Ｂの曲率半径は、後述する移動部材６４の軸方向に対して直交する方向に切った断面形状の半径寸法よりも小さい。歯３２Ｂの数は、歯３２Ａと同数とされ、歯３２Ａと歯３２Ｂとは、フランジ部３０Ａとフランジ部３０Ｂとの対向方向に互いに対向している。

歯３２Ａと歯３２Ｂとの間には、排出部３６が設けられている。排出部３６は、回転部材２８の回転半径方向中央側に設けられており、排出部３６を介して巻取方向側の歯溝と、引出方向側の歯溝とが繋がっている。

また、フランジ部３０Ａは、ロック機構４２のロックベース４４とされている。ロックベース４４は、ロックパウル４８を備えている。ロックパウル４８は、ロックベース４４に形成されたボス４６によって支持されており、ボス４６を中心に回動可能とされている。

一方、フレーム１２の車両前側の脚板１２Ａには、ロック機構４２及びプリテンショナ２６の双方を構成するカバープレート５０が固定されている。カバープレート５０は、車両後側へ開口されており、カバープレート５０の底板５２は、フレーム１２から車両前側へ離れた状態でフレーム１２に対向されている。底板５２には、ラチェット孔５４が形成されている。ラチェット孔５４の内周部には、ラチェット歯が形成されており、ロックベース４４のロックパウル４８がボス４６周りの一方へ回動されると、ロックパウル４８の先端部がラチェット孔５４のラチェット歯に噛合う。これによって、ロックベース４４の引出方向（図１の矢印Ｂ方向）への回転が制限され、スプール１８の引出方向への回転が間接的に制限される。

また、カバープレート５０の車両前側には、ロック機構４２のセンサホルダ５６が設けられている。センサホルダ５６は、車両後側へ開口されており、直接又はカバープレート５０を介して間接的にフレーム１２に固定されている。センサホルダ５６の内側には、車両の緊急状態を検出するセンサ機構を構成する各部品が収容されており、車両緊急時にセンサホルダ５６内のセンサ機構が作動されると、ロック機構４２のロックベース４４の引出方向へ回転に連動してロックベース４４のロックパウル４８がボス４６周りの一方へ回動される。

一方、ウェビング巻取装置１０は、プリテンショナ２６を構成する筒状部材としてのシリンダ５８を備えている。シリンダ５８は、円筒形状に形成されており、軸方向中間部で適宜に曲げられている。このシリンダ５８の軸方向基端側に挿入された流体供給手段としてのマイクロガスジェネレータ６０（以下、「マイクロガスジェネレータ６０」を「ＭＧＧ６０」と略して称する）は、制御手段としてのＥＣＵを介して車両に設けられた衝突検知センサ（何れも図示省略）に電気的に接続されており、車両衝突時の衝撃が衝突検知センサによって検知されると、ＭＧＧ６０がＥＣＵによって作動され、ＭＧＧ６０において発生された流体の一態様であるガスが、シリンダ５８の内側へ供給される。

プリテンショナ２６のシリンダ５８の軸方向基端側の内側には、ピストンとしてのシールボール６２が配置されている。シールボール６２は、合成樹脂材によって形成されており、シールボール６２に荷重が付与されていない状態でのシールボール６２の形状は、略球形状とされている。シリンダ５８の内部空間は、シールボール６２によってシールボール６２よりも軸方向基端側とシールボール６２よりも軸方向先端側とに仕切られている。ＭＧＧ６０が作動されると、ＭＧＧ６０で発生されたガスがシリンダ５８におけるＭＧＧ６０とシールボール６２との間に供給される。これによって、シリンダ５８におけるＭＧＧ６０とシールボール６２との間で内圧が上昇されると、シールボール６２は、シリンダ５８の軸方向先端側へ移動されると共にシリンダ５８の軸方向に圧縮されて変形される。

また、プリテンショナ２６のシリンダ５８の内側には、移動部材６４が配置されており、移動部材６４の長手方向基端部は、シリンダ５８の内側に配置されている。移動部材６４は、合成樹脂材によって形成されており、外力を受けることによって変形可能とされている。移動部材６４は、シールボール６２よりもシリンダ５８の軸方向先端側に配置されており、シールボール６２がシリンダ５８の軸方向先端側へ移動されると、移動部材６４は、シールボール６２に押圧されてシリンダ５８の軸方向先端側へ移動される。

移動部材６４がシリンダ５８の軸方向先端に到達した状態で移動部材６４がシールボール６２によって更に押圧されて移動されると、移動部材６４は、シリンダ５８の軸方向先端から車両下側へ出て、カバープレート５０の内側に入る。この状態で移動部材６４が更に車両下側へ移動されると、図３に示されるように、移動部材６４の長手方向先端部は、回転部材２８の歯３２Ａ、３２Ｂに当接される。この状態で、歯３２Ａ、３２Ｂが移動部材６４によって車両下側へ押圧されることによって、回転部材２８は、移動部材６４からの巻取方向への回転力が付与される。これによって、回転部材２８は、巻取方向へ回転され、移動部材６４は、シールボール６２からの圧力によって更に車両下側へ移動される。

このように、移動部材６４が車両下側へ移動され、回転部材２８が巻取方向へ回転されることによって、回転部材２８の歯３２Ａ、３２Ｂは、移動部材６４に突刺さり、この状態で、移動部材６４が更に車両下側へ移動されることにより、回転部材２８には、更に巻取方向への回転力が付与され、回転部材２８は、更に巻取方向へ回転される。

一方、図１及び図２に示されるように、カバープレート５０は、底板５２を備えている。底板５２は、板状とされ、底板５２の厚さ方向は、概ね、車両前後方向（図１及び図２の矢印ＦＲ方向及びその反対方向）側とされている。また、カバープレート５０は、側壁７２を備えている。側壁７２は、カバープレート５０の底板５２の外周部に沿って設けられており、図２及び図３に示されるように、回転部材２８は、側壁７２の内側に配置される。また、図３に示されるように、カバープレート５０の内側には、ガイド部材８２が設けられている。回転部材２８よりも車両下側へ下がった移動部材６４は、カバープレート５０の側壁７２とガイド部材８２とに案内されて回転部材２８よりも車幅方向外側を上昇する。

回転部材２８の車両上側には、ストッパ９２が配置されている。回転部材２８よりも車幅方向外側を上昇した移動部材６４は、ストッパ９２よりも車両上側で且つ車幅方向外側からストッパ９２を押圧する。移動部材６４に押圧されたストッパ９２は、車両下側で且つ車幅方向内側へ移動され、移動部材６４の長手方向基端側へ係合する。これによって移動部材６４の進行が停止する。

＜第１の実施の形態の作用、効果＞
次に、本実施の形態の作用並びに効果について説明する。

本ウェビング巻取装置１０では、車両緊急時の一態様である車両衝突時に、ＥＣＵによってプリテンショナ２６のＭＧＧ６０が作動されると、ＭＧＧ６０からシリンダ５８の内側へ高圧のガスが瞬時に供給される。このガスの圧力によってシールボール６２がシリンダ５８の軸方向先端側へ移動されると、移動部材６４がシールボール６２に押圧されて移動部材６４がシリンダ５８の軸方向先端側へ移動される。

移動部材６４が軸方向先端側へ移動されることによって、移動部材６４がシリンダ５８の軸方向先端から車両下側へ出て、移動部材６４が回転部材２８の歯３２Ａ、３２Ｂへ当接される。これによって、回転部材２８の歯３２Ａ、３２Ｂが移動部材６４によって車両下側へ押圧されることによって、回転部材２８は、移動部材６４からの巻取方向（図３の矢印Ａ方向）への回転力が付与される。これによって、回転部材２８が巻取方向へ回転される。

さらに、回転部材２８の複数の歯３２Ａ、３２Ｂのうち、移動部材６４に押圧された歯３２Ａ、３２Ｂよりも引出方向側（図２の矢印Ｂ方向側）の歯３２Ａ、３２Ｂは、回転部材２８の巻取方向への回転によって移動部材６４の外周面から移動部材６４の径方向中央側へ食込み又は突刺さる（係合する）。

このように、歯３２Ａ、３２Ｂが食込み又は突刺さった移動部材６４が車両下側へ移動されることによって、回転部材２８には、更に巻取方向への回転力が付与され、回転部材２８は、回転部材２８が更に巻取方向へ回転される。回転部材２８の巻取方向への回転は、トーションバー２４を介してスプール１８に伝わり、スプール１８が巻取方向へ回転される。これによって、ウェビング２０がスプール１８に巻取られて、ウェビング２０による乗員の拘束力が増加される。

一方、移動部材６４がシールボール６２に押圧されることによって、移動部材６４が回転部材２８よりも車両下側へ移動されると、移動部材６４は、カバープレート５０の側壁７２、ガイド部材８２に案内されて車両上側へ移動される。この状態で、移動部材６４がシールボール６２によって更に押圧されると、移動部材６４の軸方向先端がストッパ９２の車両上側で且つ車幅方向外側に位置する。この状態から移動部材６４がシールボール６２によって更に押圧されると、移動部材６４は、車両上側で且つ車幅方向外側からストッパ９２を押圧する。これによって、ストッパ９２が車両下側で且つ車幅方向内側へ移動され、移動部材６４の回転部材２８との係合部分よりも軸方向基端側へ係合される。これによって、移動部材６４がシリンダ５８から全て抜出ることを防止でき、シールボール６２がシリンダ５８から抜出ることを防止できる。

ところで、プリテンショナ２６が作動する前の状態で、ウェビング２０を装着した乗員の身体が車両急減速時の加速度（減速度）によって車両前側へ移動する等の場合には、ウェビング２０に引出方向への荷重が付与される。このように引出方向への荷重がウェビング２０に付与されていると、回転部材２８は、引出方向へ回転される。このとき、移動部材６４の軸方向先端側がシリンダ５８から抜け出て移動部材６４が回転部材２８の歯３２Ａ、３２Ｂに食込み又は突刺さると、回転部材２８の引出方向への回転が停止され、次いで、回転部材２８は、引出方向とは反対の巻取方向へ回転される。

このように、移動部材６４が回転部材２８の歯３２Ａ、３２Ｂに食込み又は突刺さった際に回転部材２８が回転しないと、移動部材６４の一部が剥がれ落ち、削りカスとなって回転部材２８の周方向に隣合う歯３２Ａ、３２Ｂの間の歯溝に残る。ここで、本実施の形態では、歯３２Ａと歯３２Ｂとの間に排出部３６が設けられており、回転部材２８の周方向に隣合う歯３２Ａ、３２Ｂの間の歯溝が互いに繋がっている。削りカスは、この排出部３６を通って隣合う歯３２Ａ、３２Ｂの間の歯溝へ移動する。これによって、削りカスが回転部材２８の周方向に隣合う歯３２Ａ、３２Ｂの間の歯溝に溜まることを抑制できる。

このように、削りカスが回転部材２８の周方向に隣合う歯３２Ａ、３２Ｂの間の歯溝に溜まることを抑制できることによって、回転部材２８の歯３２Ａ、３２Ｂの移動部材６４への食込み量又は突刺さり量を確保できる。また、これによって、回転部材２８の歯３２Ａ、３２Ｂが移動部材６４へ食込み又は突刺さることなく移動することを抑制できる。

さらに、フランジ部３０Ａ、３０Ｂの回転半径方向中央側での歯３２Ａ、３２Ｂの曲率半径は、移動部材６４の軸方向に対して直交する方向に切った断面形状の半径寸法よりも小さい。このため、歯３２Ａ、３２Ｂの移動部材６４への噛込みは、浅いが、歯３２Ａ、３２Ｂは、移動部材６４の外周部の半分程度に噛込む。このため、歯３２Ａ、３２Ｂが移動部材６４に食込み又は突刺さった際の歯３２Ａ、３２Ｂの曲げ応力を分散できる。

＜第２の実施の形態＞
図４及び図５に示されるように、本実施の形態では、歯３２Ａのフランジ部３０Ａとは反対側の端部の位置がフランジ部３０Ａの半径方向中央側とフランジ部３０Ａの半径方向外側とで等しい。また、歯３２Ｂのフランジ部３０Ｂとは反対側の端部の位置がフランジ部３０Ｂの半径方向中央側とフランジ部３０Ｂの半径方向外側とで等しい。このため、歯３２Ａ、３２Ｂを介して隣合う歯溝は、互いに連通しており、この連通部分が排出部３６とされている。

このような本実施の形態でも、基本的に前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、ロックベース４４のロックパウル４８がボス４６周りの一方へ回動され、ロックパウル４８の先端部がラチェット孔５４のラチェット歯に噛合いスプール１８の引出方向への回転がロックされると、ロックベース４４の中心軸がロックベース４４の中心軸方向に対して交差する方向へずれる。このロックベース４４の中心軸は、フランジ部３０Ａの中心軸であるため、回転部材２８の中心軸が回転部材２８の中心軸に対して交差する方向へずれる。

ここで、本実施の形態では、歯３２Ａは、フランジ部３０Ａのフランジ部３０Ｂ側の面に形成され、歯３２Ｂは、フランジ部３０Ｂのフランジ部３０Ａ側の面に形成されている。このため、回転部材２８が回転部材２８の中心軸に対して交差する方向へずれたとしても、歯３２Ａ、３２Ｂの移動部材６４への食込み又は突刺さりへの影響を抑制できる。

１０・・・ウェビング巻取装置、１８・・・スプール、２０・・・ウェビング、２８・・・回転部材、３２Ａ、３２Ｂ・・・歯、３６・・・排出部、６４・・・移動部材

Claims (3)

1. 巻取方向へ回転されることによってシートベルト装置のウェビングが巻取られるスプールと、
   軸方向先端側が開口された筒状のシリンダと、
   前記シリンダの軸方向基端側に設けられ、車両緊急時に前記シリンダの内側に流体を供給する流体供給手段と、
   互いに対向されると共に同軸上で回転される一対のフランジ部の一方に他方の側へ向けて歯が形成され、一側への回転によって前記スプールが巻取方向へ回転される回転部材と、
   前記シリンダの内側に設けられ、前記流体の圧力によって前記シリンダの軸方向先端側へ移動され、前記回転部材の歯が係合した状態で移動されることで前記回転部材を一側へ回転させる移動部材と、
   前記回転部材の回転中心側に設けられ、前記回転部材の歯が前記移動部材に係合した際に生じる削りカスを排出可能な排出部と、
   を備えるウェビング巻取装置。
2. 前記歯は、前記一対のフランジ部における回転中心とは反対側よりも前記一対のフランジ部における回転中心側で前記一対のフランジ部の間の中央側に配置される請求項１に記載のウェビング巻取装置。
3. 前記移動部材の軸方向に対して直交する方向に切った前記移動部材の断面形状を円形とし、前記歯は、前記一対のフランジ部の回転径方向外側を曲率の中心として湾曲している請求項２に記載のウェビング巻取装置。