JPS6055333B2 - 慣性力センサアセンブリ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、慣性応答シートベルト巻き取り装置に関する
。

特に本発明は、慣性力センサとし懸垂振り子を利用して
いる慣性応答巻き取り装置に関する。懸垂振り子犬の慣
性応答シートベルト巻き取り装置とは、最近の乗物にお
いて乗客を固定させるために使用されている周知のシー
トベルト巻き取り装置のことである。一般に懸垂振り子
式巻き取り装置は、振り子が懸垂されている懸垂面また
はその支承面を有する振り子犬サドルを備えている。

これらの振り子は、頚部をもつて頭部を接続したおもり
を有している。頭部は、おもりが垂直に懸垂されている
振・り子犬サドルに支持されるか、またはそこから懸垂
されている。乗物の正常な動作中には、おもりは、振り
子の頭部の真下に懸垂されたままである。乗物の速度が
、事故などにより極端に減速を起こすような大きな変化
が生じる場合おもりは、振り子サドルの下に懸垂されて
いたその垂直な位置から揺動する。おもりが揺動するに
つれて、頭部は、振り子サドルと係合している位置の周
りに揺動する。この揺動により、適当に配設されている
つめは、つめ車と係合するべく持ち上げられ、それによ
つて、巻き取り装置を巻き戻し運動に対してロックする
。このように、巻き取り装置のベルトホィールは、おも
りが速度の変化に応答して揺動し、それによつてつめを
ロック状態に係合させる場合を除いて、常にそのばねの
偏移力に抗して自由に回動する。懸垂振り子式巻き取り
装置の適切な動作中における重要な要件は、振り子が、
その頭部を揺動させることなく、垂直に懸垂されて、ロ
ックのつめを不本意に作動させることのないように、振
り子サドルを適切に取付けることである。

自己調節装置を得るために、多くのさまざまな機械装置
が、振り子サドルを取付ける位置を決める際に生じる誤
差を補償するために考えられてきた。

これらの装置は、ボールベアリングおよびユニバーサル
取付具を利用している。複雑な遊動軸アセンブリを特徴
とする自己調節式振り子センサアセンブリを提供するた
めのこのような従来技術の試みの例としては、ステフエ
ンソン氏その他に１９７６年２月１７日に許可された米
国特許第３，９３８，７５５号がある。このステフエン
ソン氏その他の特許は、振り子サドルに関して、それ自
体のスイベル軸上の２方向に枢動するようになつている
トラニオンアセンブリを使用している、自己調節式振り
子センサアセンブリを開示している。他の２つの先行特
許（米国特許第３，９３８，７５４及び第．３，９０１
，４６１号）も、ステフエンソン氏その他に対し付与さ
れたものであつて、同じ様に、振り子サドルが多様な取
り付け位置方向に傾斜された時に、さまざまな補償位置
へ枢動し得るように、振り子アセンブリを枢動可能に取
り付けた、自己調１節型慣性力検知装置を開示している
。異なる振り子サドルの方向を補償するための自己調節
装置を備える他の試みは、１９７詳３月７日にラフオン
ト氏に対して付与された米国特許第４，０７７，５８４
号に示されている。

ラフオント氏の特許は、懸垂式振り子を基礎としないで
、ベルトリールをロックするため、つめを順番に作動さ
せるレバーを作動させる速度が変化している間、ボール
ベアリングが中の凹んだ表面の回りを回転させるように
なつている。この装置は、標準的な振り子慣性力センサ
アセンブリの新機軸であり、振り子式サドルの異なつた
方向に対して補償をする手段を提供するものであるが、
ボールベアリング１や関連するボールジョイントやデイ
ツシユジヨイント、さらにソケットジョイントは、単純
で信頼性のある懸垂式の振り子型慣性力センサほどには
重要でない。上記の自己調節式振り子慣性力センサアセ
ンブリは、それ自体意図された目的には適・切なもので
あるが、これ等のセンサアセンブリは、初期の標準形振
り子慣性力センサアセンブリに比較して、多くの複雑な
部品を末だに有している。標準形の振り子アセンブリで
は、振り子の頭部・は、振り子の頚部に対して直角に取
付けられており、振り子の頚部とおもりは、振り子の頭
部の中心の真下に重心を有するようになつている。

振り子式サドルが、水平に取付けられている場合には、
振り子の頭部は振り子式サドルに置かれており、おもり
は下に垂直に懸垂されている。標準形の振り子慣性力セ
ンサアセンブリの簡潔さと信頼性をもつとともに振り子
式サドルによつて可能な非水平方向における応答調節を
行うような特徴を有する慣性力センサアセンブリを提供
することが望まれている。発明の概要 したがつて本発明の目的は、複雑なトラニオンやボール
ベアリングアセンブリを必要とせずに、振り子サドルの
非水平方向の運動を、自動的に調節する、簡単な慣性力
センサアセンブリを開示し提供することにある。

本発明の他の目的は、乗物の積荷の移動および他の要因
によつてもたらされる異なる振り子サドルの位置方向を
、自動的に補償する慣性力センサアセンブリを開示し、
提供することである。上記の目的および他の目的は、本
発明によつて達成される。

本発明は、予め定められた一定量以上で速度が変化して
いる間、ベルトリールが巻き戻るのを防止するため、つ
めを作動させ、ベルトリールに係合させるように改良し
た、慣性力センサアセンブリである。この改良された慣
性力センサアセンブリは、横向きに傾斜した環状の振り
子懸垂面を有する振り子式サドルを備えており、更に、
おもりとおもりに付属している頑丈な頚部を有する振り
子を備えている。振り子の頚部の他端には、振り子の頭
部が付属している。振り子の頭部は、振り子のサドルの
真下に頚部とおもりを懸垂するための環状のサドル当接
面を有する。標準形の振り子センサアセンブリと同じよ
うに、予め定められた一定量以上の速度変化に応じて、
おもりがその通常の垂直位置から揺動すると、おもりの
頭部を、下垂させ傾斜した振り子の懸垂面について揺動
させ、それによつてつめを作動させて、ベルトリールを
ロックする。振り子の頭部のサドル当接面が、傾斜した
振り子懸垂面に適正に支承されるように、振り子の頭部
を、頚部に上向きに取付けるための手段が、本発明によ
つて提供されており、それによつてサドルの当接面が、
振り子懸垂面に支承され、前記のおもりが真下に懸垂さ
れ、そのために振り子のサドルの前後の傾斜によつて、
上向きのサドル当接面が、振り子懸垂面上を支承状態を
保ち乍ら回転し、それによつて、おもりを振り子サドル
の真下に保持するようになつている。本発明のもう１つ
の特徴は、互いに接触する振り子懸垂面とサドル当接面
との間の摩擦力を小さくして、振り子サドルが水平方向
に移動している際に、おもりが重力によつて容易に垂直
姿勢をとりうるように前記振り子懸垂面をサドル当接面
を、低摩擦の材料からなるものとしたことにある。

添付の図面と発明の詳細な説明を参照すれば、本発明は
より良く理解され、かつ本発明による振り子式慣性力セ
ンサアセンブリの改良、及び本発明の上記した以外の特
徴およびそれに付随する新点が、自ずと明らかになると
思う。

好適実発明の詳細な説明 第１図は、本発明の慣性力センサの好適実施例を示すも
ので、センサは、符号１０で示す標準的なシートベルト
巻き取り装置内に設けられている。

この巻き取り装置１０は、ベルトリール１４を取り付け
るためのフレーム１２を備えている。ベルトリール１４
は、軸１６によつて巻き取り装置のフレーム１２に取り
付けられている。ベルトリール１４の両側には、ラチエ
ツトホイール１８，２０が設けられている。

これらのラチエツトホイール１８，２０には、第２図に
示すように、歯２２か切られている。これらの両側のラ
チエツトホイール１８，２０は、シートベルト２４を巻
き取つたり巻き戻したりする際に、それをガイドして、
ベルトリール１４の中央に保持させる。このシートベル
ト巻き取り装置１０は、シートベルト２４を巻き取る方
向に、常時バネが付勢している周知の形式のものである
。

ベルトリール１４は、ラチエツトホイールの歯２２がつ
め２６に係止してロックされている時以外は、いつでも
、バネの力に抗して自由に回動することができる。ラチ
エツトホイールの歯２２は、つめ２６が係合している時
、巻き戻し方向への動きのみを阻止しうるように、その
形状が定められている。つめ２６がラチエツトホイール
の歯２２と接触しても、ベルトリール１４の巻き取り運
動は妨げられない。つめ２６は、振子式サドル２８に固
着されている。

この振子式サドル２８は、横片３４を支持しているサイ
ドアーム３０，３２を備えている。各サイドアーム３０
，３２には、それぞれ、振子式サドル２８を巻き取り装
置の軸１６に取付けるための取付け孔３６，３８があけ
られている。また、振子式サドル２８が軸１６のまわり
を回転しないように、サイドアーム３０，３２の上端部
４４，４６には、それぞれ小突起４０，４２を設けてあ
る。この小突起４０，４２は、それぞれ、巻き取り装置
のフレーム側板５２，５４における孔４８，５０に係合
している。第２図に示すように、巻き取り装置１０のフ
レーム１２は、取り付け孔によつて、乗物における垂直
な支持面５５に取り付けられている。

巻き取り装置のフレーム１２が取り付けられているこの
垂直な支持面は、支持柱や構造的に強化されたサイドパ
ネル等、乗物における丈夫な垂直面であれば、どこでも
よい。この取付面は、大部分の乗物においては、側面に
位置するので、巻き取り装置のフレーム１２をその上に
取り付けると、それは、乗物の動きに応じて、前方ある
いは後方に傾動する。

支持面５５に対するフレーム１２の傾動は左右方向に生
じることもある。支持面５５が乗物の側面でない場合に
も、以後の説明において、この傾動を前後方向の運動と
呼ぶことにする。更に、巻き取り装置のフレーム１２を
乗物の側壁にしつかりと取付けた時、横壁から外方向へ
は傾動できない。この外方向の傾動は、以下、横向き傾
動と称することにする。というのは、巻き取り装置のフ
レーム１２を側壁に取り付けると、乗物に対しては横向
きになるからである。第１図に示すように、巻き取り装
置のフレーム１２は、乗物の側面たる支持面５５に、垂
直方向に、即ち上下方向にまつすぐに取付けられる。

しかし、多くの場合、巻き取り装置のフレーム１２を、
＋ベータ角度等の一定の傾きをもつて前方向に傾斜させ
るか、あるいはーベータ度のような傾きをもつて、後方
向へ傾斜させて取付けるのが望ましい。第４図は、巻き
取り装置のフレーム１２を、乗物の垂直支持面に対し、
＋ベータ角度で前方向に傾斜させて取付けた状態を示す
。

本発明によれば、振り子式サドルおよび振り子を、垂直
に対して、プラスあるいはマイナスベータ度傾斜させ、
巻き取り装置のフレームのいかなる動きに対しても、振
り子を自動的に調節することができるように改変するこ
とができる。

第２図に示すように、横片３４には、隆起している環状
リブ５８等よりなる環状振り子懸垂面が設けられている
。

第３図及び第６図に明示するように、環状リブ５８は、
振り子頚部６２を貫通し．うる孔６０を画定している。
振り子の頭部６４の上面には、つめを作動させるピン６
８を支持する凹部６６が形成されている。更に振り子頭
部６４の下面には、サドル当接面７０が形成されている
。当接面７０は、下側に付設された下向傾斜す．る環状
溝７２の上端面をなしている。環状溝７２は、当接面７
０が環状リブ５８の上面に絶えず接触するように、十分
に大きくしてある。振り子サドルの横片３４及びその中
に組み込まれている隆起したリブ５８は、第２図及び第
５図に示すよう一に、標準の水平状態ではなく傾いてい
る。隆起したリブ５８によつて定められている平面は水
平からアルファ角度傾動している。ＰＰ平面である。振
り子の頚部６２から下がつているおもり７４は、重力に
左右されるので、おもりは、その重力の中心７６を常に
垂直方向に保持しようとする。もしも、標準的な振り子
がそうであるように、頚部６２が振り子の当接面７０か
ら垂直に延びるていると、おもり７４が第１図に示され
ている位置にある時は、頭部６４は、隆起したリブ５８
から外れ、つめ２６をラチエツトホイールの歯２２に係
合させる。つめ２６の不要の作動を防止するため、本発
明・によつて特に考案された手段が設けられている。

これは、振り子の頭部を、隆起したリブ５８の傾きの角
度と同じ角度で、傾けてある。詳しく云うと、振り子の
頭部６４の下部８０は、振り子の頭部を頚部６２に対し
て直角に取付ける代わりに、振り子の頭部６４が垂直位
置からアルファ角度で傾けるように形が定められる。第
２図に示すように、振り子頭部６４を、隆起したリブ５
８が傾いていると同じ角度で傾かせてあるため、おもり
７４は、その重心を垂直状態にしたままで下向きに懸垂
されている間、当接面７０が、隆起しているリブ５８上
に支承されるということになる。巻き取り装置のフレー
ム１２が、第１図及び第２図に示すように取付けられて
いる時、本発明の振り子の慣性力センサアセンブリは、
標準の振り子型慣性力応答巻き取り装置として機能する
。ベルトリール１４は、おもり７４が、予め定められた
量以上の速度変化に応じて、垂直位置から外れて揺動す
る時以外は、巻き取りバネの力に抗して、常時自由に回
動する。おもり７４が揺れると、振り子の頭部６４は、
隆起したリブの表面５８上を揺動し、そのためにつめ２
６を傾動させて、ラチエツトホイールの歯２２に係合さ
せる。乗物に事故が生じた際、ベルトリール１４及びベ
ルトにかかる極度に強い力に対してつめ２６を補強する
ために、フレーム１２上に停止タブ８２が付いている。
振り子の支持サドル２８は、巻き取り装置が係合してい
る間、つめを補強するために設計されたものでもなく、
そのように意図されたものでもない。第４図に示すよう
に、巻き取り装置のフレーム１２がベータ角度前方に傾
動すると、重心を再び垂直位置に保とうとして、おもり
７４も前方に動く。

振り子の頭部６４とサドル当接面７０は、頚部６２に対
して直角てはないので、当接面７０は、フレームが前あ
るいは後に傾動している角度と同じ角度で、隆起したリ
ブ５８のまわりを傾動する。振り子の頭部が、隆起した
リブ５８上で傾動している時、当接面７０は、つめ２６
が不要に作動させないように、隆起したリブ５８のまわ
りに止まつている。第３図にフレームが直立している状
態の振り子の頭部６４を示す。第６図は、第４図に示さ
れているフレーム１２の傾動のためにアルファ角度回転
したあとの振り子の頭部６４を示す。

振り子の頭部６４の傾動は、第７図にも示されている。
第７図は、フレームが直立している時、頚部が、振り子
の頭部６４の中心に対して、どのような位置関係にある
かを示す。点線で示した部分８４は、フレーム１２が傾
動している間、おもり７４の動きに対応して、頭部６４
が傾動した後の頚部の位置関係を示す。本発明は、公知
の装置の複雑なトラニオン、及びボールベアリングの大
幅な改良であるということは、以下の説明から自ずと明
らかになると思つＯ隆起したリブ５８を水平に対してて
傾動させ、従つて、それと同じ角度で、振り子の頭部６
４を上向きにそらせるだけで、即ち、傾動させるだけで
、簡単な自動調節振り子センサが得られる。

しかし、巻き取り装置のフレーム１２の傾きの角度（＋
あるいはーベータ）は、隆起したリブ５８の傾き角度（
アルファ）に必然的に限定されるということに注意しな
ければならない。例えば、振り子の頭部６４は、巻き取
り装置のフレーム１２の前あるいは後方向への傾動に対
応して、＋あるいはーアルファの角度て隆起したリブ５
８のまわりを傾動する。振り子のフレームが前あるいは
後方向へ限界を超えて傾動した場合には、振り子の頭部
の傾動による調節の限界を超えてしまう。この場合には
、振り子の頭部６４は、アルファ角度の限界まて傾動し
、それから下垂し、隆起したリブ５８上の支承位置から
揺れて外れてしまう。以上、本発明の好適実施例として
垂直に取付けられた巻き取り装置のフレームを示したが
、本発明の原理は、振り子が垂直に懸垂されるように位
置を決められた振り子式サドルを備えた、水平に取付け
られた巻き取り装置のフレームにも、同様に適用される
。このようにして、本発明の自動調節式振り子センサは
、傾斜している取付け面上で、前あるいは後方向の取付
けの傾きを自動的に調節し、また乗物の積荷の移動によ
る前あるいは後方向の傾きに対しても、自動的に調節を
行い得る。本発明は、前後および横方向の傾きに対して
は、振り子の自動心合わせは行なわない。

たとえば、第１図に示されている振り子慣性力センサは
、前あるいは後方向の傾きだけは補償するが、乗物の垂
直面５５上の巻き取り装置のフレーム１２の取付位置か
らフレームが傾動することに対しては、補償、即ち、自
動的に心合わせを行なわない。しかし、小突起４０，４
２を、係合している孔４８，５０から動かし、（小突起
は、振り子サドルを、所要の位置にしつかりと位置づけ
るため、すばやく適当な孔に立ち戻るのであるが）、そ
れによつて、隆起したリブ５８を、水平より傾いた所要
の角度まで傾動させるだけで、振り子サドル２８は、軸
のまわりを回転することができる。

このようにして、振り子サドルは、実際は垂直でない種
々の乗物の表面に対しても、最初に調節することができ
る。しかし、振り子サドル２８は、最初の調節の後は、
側面から側面への取付表面の傾きに対しては、自動心合
わせ、即ち、自動補償を行なわない。本発明による振り
子アセンブリは、前後の傾きに対してのみ自動的に補償
するが、横方向の傾きに関しては、振り子アセンブリは
、公知の標準的な、直角に結合された振り子の頭部と同
じように・応答する。

振り子サドル２８は、ラチエツトホイールの歯２２と係
合している時、つめ２６を補強する必要がないので、軽
金属あるいはプラスチック等の適当な軽い材料で作るこ
とができる。

隆起したリブ，５８は、滑かなプラスチックまたは他の
滑かな材料等の比較的滑かな摩擦のない材料て作るのが
望ましい。また隆起したリブ５８上の当接面の傾動が比
較的摩擦のないように、即ち、それによつて振り子の頭
部６４の傾動を妨げる原因を少なくすフるように、振り
子の頭部６４の底面の支承面もプラスチック等の滑かで
摩擦のない適当な材料で作るべきである。傾動時、更に
摩擦を少くするために、隆起したリブ５８と当接面７０
に潤滑油を加えてもよい。以上本発明を、典型的な実施
例について説明したが、これまでの説明は、単なる実施
例に関するものであつて、本発明をいささかも限定する
ものではない。

本発明の技術的範囲内において、種々の変更、改造、修
正ができることは云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、振り子サドルを傾斜しない状態での慣性力セ
ンサアセンブリの好適実施例の正面図である。 第２図は、第１図の■一■面についての側面図である。
第３図は、第２図の■−■面についての、振り子の頭部
と振り子の懸垂面の詳細な正面図である。第４図は、第
１図に示されている巻き取り装置と慣性力センサアセン
ブリの正面図であるが、巻き取り装置は、第１図と異な
り、傾斜して取り付けられている。第５図は、第４図の
■一■面についての部分側面図である。第６図は、第５
図の■−■面についての、振り子の頭部と振り子の懸垂
面の詳細図である。第７図は、第３図の■一■面につい
ての図である。１０・・・・・・巻き取り装置、１２・
・・・・・フレーム、１４・・・・・・ベルトリール、
１６・・・・・・軸、１８，２０・・・・・・ラチエツ
トホイール、２２・・・・・・歯、２４・・・・・ウー
トベルト、２６・・・・・・つめ、２８・・・・・・振
子式サドル、３０，３２・・・・・・サイドアーム、３
４・・・・・・横片、３６，３８・・・・・・取付け孔
、４０，４２・・・・・・小突起、４４，４６・・・・
・・上端部、４８，５０・・・・・・孔、５２，５４・
・・・・・フレーム側板、５５・・・・・・支持面、５
８・・・・・・環状リブ、６０・・・・・・孔、６２・
・・・・・振り子頚部、６４・・・・・・振り子頭部、
６６・・・・・・凹部、６８・・・・・ゼン、７０・・
・・・・当接面、７２・・・・・・環状溝、７４・・・
・・・おもり、７６・・・・・・中心、８０・・・・・
・下部、８２・・・・・・停止タブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シートベルトが巻かれたベルトリールと、前記ベル
   トリールの両端に設けられ、かつ歯を有するラチエツト
   ホイールと、その下に、一端が可動なように水平方向に
   延び、下部にピンを突設したつめと、普通の状態で、こ
   のピンと接した凹部を上面に有し、下面に環状溝を有し
   、水平方向に対し一定角度で傾いた振り子頭部、この頭
   部の下に垂直方向に延びる頚部、及び前記頚部により吊
   りさげられたおもりよりなる振り子と、前記頭部と同一
   角度で傾き、前記環状溝内の当接面を支承するための振
   り子懸垂面を有するリブを備える振り子式サドルとを備
   え、車体の速度変化が所定量以上になつた際に、前記お
   もりが揺れ、前記つめの可動な一端が上向きに作動し、
   前記ラチエツトホイールの前記歯と係合することにより
   前記シートベルトの巻き戻しが阻止されるようになつて
   いることを特徴とする慣性力センサアセンブリ。 ２ ベルトリールがリール軸に枢着され、このリール軸
   が、水平方向にフレームに取り付けられていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の慣性力センサア
   センブリ。 ３ フレームが垂直面に取り付けられ、また、傾斜した
   振り子懸垂面が、前記垂直面から、外側に傾斜するよう
   に、振り子式サドルが、前記フレームの中に取り付けら
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
   の慣性力センサアセンブリ。 ４ 振り子懸垂面及びサドル当接面が、互いに接しつつ
   回転する際の摩擦力を減少させるべく、ともに低摩擦材
   料でつくられていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の慣性力センサアセンブリ。