JPH0578658U - シートベルトのリトラクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】パウルを２枚歯構成にすることで、リトラクタ
を小型化すると共にロック性能を向上させる。 【構成】一対の側板を有し車体に取り付けられるフレー
ムと、フレームの両側板に回転可能に支持される巻取軸
１５と、巻取軸１５と一体回転するラチェットホイール
１６と、ガイド孔２０を有し巻取軸１５と同軸的に回動
可能なロックプレート１７と、フレームの一側板に支承
されると共にガイド孔２０により案内されてラチェット
ホイール１６に係合可能な２枚の歯を有するパウル３２
とを備える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、車両衝突時の急激な加速度の変化を感知して、ウエビングの巻取軸 の回転をロックしてウエビングの引き出しをロックする緊急ロック機構を備えた シートベルトのリトラクタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

車両等の座席に装着されるシートベルト装置は、ウエビングが緊急ロック機構 付のリトラクタに巻き取られるようになっている。そして、衝突時には、その衝 撃力による加速度変化を感知して緊急ロック機構が作動し、ウエビングの巻回さ れた巻取軸の回転を停止させることでウエビングの引き出しを停止し、乗員を拘 束して保護するようになっているものが一般的である。

【０００３】 この種のシートベルトのリトラクタとして、例えば、特公平３−２９６２２号 公報に記載のものが知られている。 このものは、フレームの両側板に回転可能に支持された巻取軸と、巻取軸に同 軸的に取り付けられたラチェットホイールと、ガイド孔を有し巻取軸に同軸的に かつ相対運動可能に取り付けられたロックプレートと、フレームの一側板に支承 されると共にガイド孔により案内されてラチェットホイールに係合可能なパウル とを備えたものである。 そして、このパウルは、１個の爪状の歯により構成されたものである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

シートベルトのリトラクタは、安全性を確保するため、ＪＩＳによりその強度 条件が決められている。 従来の１個の歯を有するパウルを使用する機構では、その強度条件をクリアー するには、ラチェットホイールをこれ以上小さくすることができなかった。それ ゆえ、リトラクタの小型化を図ることが困難であった。 ところが、近年、乗用車の後部座席にもリトラクタ付３点式シートベルトが多 く使用されるようになってきており、リトラクタの取付スペースの関係からも、 リトラクタの小型化の要求が強まってきている。

【０００５】 本考案は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり 、その目的とするところは、リトラクタを小型にすることのできるシートベルト のリトラクタを提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案におけるシートベルトのリトラクタは、一 対の側板を有し車体に取り付けられるフレームと、フレームの両側板に回転可能 に支持される巻取軸と、巻取軸と一体回転するラチェットホイールと、ガイド孔 を有し巻取軸と同軸的に回動可能なロックプレートと、フレームの一側板に支承 されると共にガイド孔により案内されてラチェットホイールに係合可能な２枚の 歯を有するパウルとを備えてある。 また、パウルの歯間隔とラチェットホイールの歯間隔とを微少量異ならしめて ある。 さらに、ガイド孔がパウルに立設した支持ピンと係合し、パウルの２枚の歯を ラチェットホイールの歯先円位置まで急速に接近させた後、パウルの動きを減速 してラチェットホイールに係合させる湾曲した形状に形成してある。 さらにまた、パウルとラチェットホイールが係合する位置におけるガイド孔の 部位を大孔部としてある。

【０００７】

【実施例】

実施例について図面を参照して説明する。 １１は、断面コ字状を呈するフレームである。 フレーム１１は、車体に取り付ける背板１２の両側縁部より、互いに相対向す るように側板１３，１３を折曲延成して形成してある。

【０００８】 フレーム１１の両側板１３，１３の中央部には、ウエビング１４を巻き取る巻 取軸１５が回転可能に支持せしめられている。この巻取軸１５は、ウエビング１ ４を外周に巻回する方向に回転付勢されている。 １６は、側板１３の外方に臨出する巻取軸１５の基端部に固着され、巻取軸１ ５と一体回転するラチェットホイールである。

【０００９】 側板１３の外方に臨出する巻取軸１５の端部には、巻取軸１５と同軸的に回動 可能なロックプレート１７が軸支されている。ロックプレート１７には、内歯ラ チェット１８を一体に設けてある。 ロックプレート１７の外周縁の左下部には、側板１３に平行に案内片１９を延 出形成してある。案内片１９には、ガイド孔２０を設けてある。このガイド孔２ ０は、巻取軸１５と離反する方向に湾曲する形状に構成してあり、図示するよう に、ガイド孔２０の上半分を大きく形成して大孔部２０ａを設けてある。

【００１０】 ２１は、巻取軸１５と一体回転するように、巻取軸１５端部に軸支されたプレ ートである。プレート２１にはピン２２を立設してある。 ２３は、前記ピン２２により揺動可能に支持せしめられたロック部材である。 ロック部材２３は、プレート２１とロック部材２３との間に介在させたばね２４ により、ロック部材２３の爪部２５が内歯ラチェット１８と係合しない方向に付 勢されている。

【００１１】 ２６は、ロックプレート１７の外側に、巻取軸１５と同軸的に回転可能に軸支 されたラッチギヤである。 ２７は、フレーム１１の側板１３に取り付けられた車体検知機構である。車体 検知機構２７は、車体に加わる加速度或いは車体の異常傾斜等の作用により、こ れを検知して傾斜するペンジュラム２８と、このペンジュラム２８の傾斜に伴っ て起立するアクチュエータ２９を備えている。そして、このアクチュエータ２９ は、起立時にラッチギヤ２６と係合する。

【００１２】 ラッチギヤ２６のロックプレート１７側には、慣性ウエイト３０を巻取軸１５ と同軸的に回転可能に取り付けてあり、慣性ウエイト３０とラッチギヤ２６とは 摩擦結合されている。 慣性ウエイト３０には、ロックプレート１７側に突起３１を突設してある。そ して、この突起３１は、アクチュエータ２９とラッチギヤ２６との係合によって 慣性ウエイト３０の回転が止められると、ロック部材２３の爪部２５を内歯ラチ ェット１８と係合させるように作用する。

【００１３】 ３２はパウルであり、その基端部がフレーム１１の側板１３に支持軸３３によ り回動可能に軸支されている。 パウル３２の先端部には、２枚の歯を形成してある。この２枚の歯の間隔は、 ラチェットホイール１６の歯間隔と同じであってもよいし、微小量異ならしめて もよい。パウル３２の歯間隔とラチェットホイール１６の歯間隔とを微少量異な らしめると、低荷重の場合は片方の歯のみがラチェットホイール１６と係合し、 高荷重の場合は弾性変形により２枚歯共ラチェットホイール１６と係合して荷重 を支えるようになり、パウル３２の歯間隔とラチェットホイール１６の歯間隔と が等間隔の場合に比べて、パウル３２とラチェットホイール１６の係合が１枚歯 のときと同様スムーズに離れる。

【００１４】 また、パウル３２は、ラチェットホイール１６と係合しない方向にばね付勢し てある。 さらに、パウル３２に立設した支持ピン３４をロックプレート１７に設けたガ イド孔２０に挿入してある。そして、ロックプレート１７の回転によりパウル３ ２の歯部がガイド孔２０に案内されて、パウル３２がラチェットホイール１６と 係合するようにしてある。

【００１５】 そして、緊急ロック機構作動時には、巻取軸１５と一体的に回転するロックプ レート１７により、ガイド孔２０内を案内されてパウル３２がラチェットホイー ル１６と係合する方向に回動し、パウル３２はラチェットホイール１６の歯先円 位置まで急速に接近せしめられた後、ガイド孔２０の大孔部２０ａにおいてパウ ル３２の動きは減速せしめられてラチェットホイール１６に係合する。 かくして、車体検知機構２７により車体に加わる加速度或いは車体の異常傾斜 等が検知されると、慣性作動力によりロックプレート１７は巻取軸１５と連結さ れることになる。

【００１６】 次に、パウルを２枚歯構成にしたことにより、リトラクタを小型化することが できることについて説明する。 単純化するために、歯幅は一定とする。歯の強度については、ラチェットホイ ールの場合、歯元にかかる剪断力が主要なものとする。歯型については、それに よって歯の諸寸法が決定されるインボリュート歯車におけるモジュールと同様の 係数を導入して検討を進める。

【００１７】 パウルが１歯方式のときのトルク負荷能力をＴ₁ 、歯型係数（インボリュート 歯車におけるモジュールに相当）をｍ₁ 、ラチェットホイールの外径をＤ₁ とす ると、 Ｄ₁ ＝Ｔ₁ ・ｍ₁ ……（１） となる。 歯の応力を比較するために、歯幅を一定として、剪断応力のみを考慮して、応 力に関係する数値をτ₁ 、歯にかかる接戦方向の荷重をＰ₁ とすると、 τ₁ ＝Ｐ₁ ／ｍ₁ ＝｛Ｔ₁ ／（Ｄ₁ ／２）｝・（１／ｍ₁ ） ＝２Ｔ₁ ／（Ｄ₁ ・ｍ₁ ） ……（２） となる。

【００１８】 同様に、パウルが２枚歯方式のときは、ラチェットホイールの歯数をＺ₂ とす ると、 Ｄ₂ ＝ｍ₂ ・Ｚ₂ ……（３） となり、応力は歯２枚に分散するので、 τ₂ ＝（１／２）・｛Ｔ₁ ／（Ｄ₂ ／２）｝・（１／ｍ₂ ） ＝Ｔ₁ ／（Ｄ₂ ・ｍ₂ ） ……（４） となる。

【００１９】 ここで、歯数は係数ｂを導入して、 Ｚ₂ ＝ｂ・Ｚ₁ ……（５） とする。 また、歯の大きさに関係する係数ａを導入して、 ｍ₂ ＝ａ・ｍ₁ ……（６） とする。

【００２０】 （３）式に（５）式及び（６）式を代入すると共に、（１）式により、 Ｄ₂ ＝（ａ・ｍ₁ ）・（ｂ・Ｚ₁ ） ＝ａ・ｂ・Ｄ₁ ……（７） となる。 外径Ｄ₂ はＤ₁ より小さくしたいので、 Ｄ₂ ＜Ｄ₁ となり、（７）式より、 ａ・ｂ・Ｄ₁ ＜Ｄ₁ となる。どの数も正の数ばかりなので上式は、 ０＜ａ・ｂ＜１ ……（８） となる。

【００２１】 一方、歯数Ｚ₂ はＺ₁ と同じか又はより多くしたいので、 Ｚ₂ ≧Ｚ₁ となり、（５）式により、 ｂ・Ｚ₁ ≧Ｚ₁ ｂ≧１ ……（９） となる。したがって、外径をより小さくして歯数を同じか増やすと、その結果、 歯は小型になる。 また、（８）式及び（９）式より、 ０＜ａ＜１ ……（１０） となる。

【００２２】 さらに、外径をより小さく、歯数を同じかより多く、しかも強度（応力）は変 わらないか、または強く（応力は低く）すると、 τ₁ ≧τ₂ となり、（２）式及び（４）式により、 ２Ｔ₁ ／（Ｄ₁ ・ｍ₁ ）≧Ｔ₁ ／（Ｄ₂ ・ｍ₂ ） となる。（６）式及び（７）式により、 ２Ｔ₁ ／（Ｄ₁ ・ｍ₁ ）≧Ｔ₁ ／（ａ・ｂ・Ｄ₁ ・ａ・ｍ₁ ） ２ａ² ・ｂ≧１ ……（１１） となり、（８）式より、 ａ＞１／２ ……（１２） となり、（１０）式と（１２）式をあわせて、 １＞ａ＞１／２ ……（１３） となり、（１３）式と（８）式で、 ２≧ｂ≧１ ……（１４） となる。

【００２３】 よって、（１３）式と（１４）式の範囲のａ、ｂのなかで、（８）式及び（１ １）式を満足するａ、ｂの値の組合せを選べば、（５）式と（７）式で歯数と外 径が決定できる。 そして、このラチェットホイールは２枚歯のパウルと係合する方式にすると、 １枚歯のパウルに比べて、トルク負荷能力（強度）を下げずに、ラチェットホイ ールの外径を小さくし、歯数を同じか又は増やすことが可能となる。

【００２４】 また、歯数を同じ（ｂ＝１）にすると、ラチェットホイールの外径を一番小さ くでき、 （８）式より、 １＞ａ＞０ （１１）式より、 ２ａ² ≧１ となり、 ａ≧０．７０ となり、ａを最低値にすると、 （７）式より、 Ｄ₂ ＝０．７０Ｄ₁ となり、ラチェットホイールの外径を７０％にすることができる。

【００２５】

【作用】

衝突時の大きな加速度又は減速度が働くと、車体検知機構２７がこれを検知し て、ペンジュラム２８が傾斜してアクチュエータ２９が起立し、ラッチギヤ２６ と係合する。 そして、ラッチギヤ２６とこれに摩擦結合している慣性ウエイト３０の突起３ １の回転が止められる。このとき、巻取軸１５と巻取軸１５の端部に固着された プレート２１は更に図２における反時計方向に回転しようとするので、プレート ２１に立設したピン２２に揺動可能に支持されたロック部材２３も回転しようと するが、突起３１が停止しているため突起３１に沿って動かされ、ロック部材２ ３の爪部２５が内歯ラチェット１８と係合する。 こうして、慣性作動機構が作動して巻取軸１５とロックプレート１７とが連結 される。

【００２６】 ロック部材２３と内歯ラチェット１８とが係合すると、ロックプレート１７が 巻取軸１５と一体となって回転するので、支持ピン３４がガイド孔２０内を摺動 し、パウル３２が図３における時計方向に回動して、パウル３２とラチェットホ イール１６とが係合する。 かくして、巻取軸１５のウエビング１４引き出し方向の回転が阻止される。

【００２７】 パウル３２とラチェットホイール１６の係合に際し、パウル３２は２枚歯構成 にしてあるので、夫々の歯にかかる荷重は分散され、１歯当たりにかかる荷重は 、１枚歯のパウルが係合する場合に比べて半分となる。したがって、１枚歯のパ ウルの場合に比べて、２倍のトルクに耐える強度を有することになる。 そして、歯数を変えずにラチェットホイール１６の外径を小さくした場合、リ トラクタのロック性能を低下させずに、約７０％小型化を図ることができる。 さらに、ラチェットホイール１６の小型化を少し控えめにして、トルク強度を １枚歯のパウルの場合と同じにすれば、ラチェットホイール１６の歯数が増える こととなり、リトラクタのロック性能を向上させることができる。

【００２８】 また、パウル３２とラチェットホイール１６の係合時に、パウル３２は、ガイ ド孔２０内を案内されてラチェットホイール１６と係合する方向に回動し、ラチ ェットホイール１６の歯先円位置まで急速に接近せしめられた後、ガイド孔２０ の大孔部２０ａにおいてパウル３２の動きは減速せしめられてラチェットホイー ル１６に係合する。 したがって、パウル３２は、タイミングよく確実にラチェットホイール１６と 係合する。 また、係合状態において、ガイド孔２０に大孔部２０ａを形成することにより 遊びを設けてあるので、製造誤差等に基づく無理な力がガイド孔２０等にかかる ことがない。

【００２９】

【考案の効果】

本考案は、上述のとおり構成されており、パウルを２枚歯構成にすることによ り、ラチェットホイールの外径を小さくすることができ、リトラクタを小型にす ることができる。 また、従来例よりもリトラクタを小型にしても、ラチェットホイールの歯数を 増やすことができるので、緊急ロック機構の作動時に、巻取軸がロックされるま での巻取軸の回転角度を小さくすることができ、ロック性能を向上させることが できる。 さらに、パウルとラチェットホイールの係合をタイミングよく迅速確実に行う ことができ、無理な力がかからない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るリトラクタの側面図である。

【図２】ロックプレート内の要部側断面図である。

【図３】巻取軸ロック移行状態のロックプレート内の要
部側断面図である。

【図４】巻取軸ロック状態のロックプレート内の要部側
断面図である。

【符号の説明】

１１ フレーム １３ 側板 １５ 巻取軸 １６ ラチェットホイール １７ ロックプレート ２０ ガイド孔 ２０ａ 大孔部 ３２ パウル ３４ 支持ピン

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の側板を有し車体に取り付けられる
   フレームと、フレームの両側板に回転可能に支持される
   巻取軸と、巻取軸と一体回転するラチェットホイール
   と、ガイド孔を有し巻取軸と同軸的に回動可能なロック
   プレートと、フレームの一側板に支承されると共にガイ
   ド孔により案内されてラチェットホイールに係合可能な
   ２枚の歯を有するパウルとを備えたことを特徴とするシ
   ートベルトのリトラクタ。
2. 【請求項２】 パウルの歯間隔とラチェットホイールの
   歯間隔とが微少量異なっていることを特徴とする請求項
   １記載のシートベルトのリトラクタ。
3. 【請求項３】 ガイド孔がパウルに立設した支持ピンと
   係合し、パウルの２枚の歯をラチェットホイールの歯先
   円位置まで急速に接近させた後、パウルの動きを減速し
   てラチェットホイールに係合させる湾曲した形状に形成
   してあることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
   シートベルトのリトラクタ。
4. 【請求項４】 パウルとラチェットホイールが係合する
   位置におけるガイド孔の部位を大孔部としたことを特徴
   とする請求項３記載のシートベルトのリトラクタ。