WO2007122824A1 - シートベルトリトラクタ及びシートベルト装置 - Google Patents

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WO2007122824A1
WO2007122824A1 PCT/JP2007/050209 JP2007050209W WO2007122824A1 WO 2007122824 A1 WO2007122824 A1 WO 2007122824A1 JP 2007050209 W JP2007050209 W JP 2007050209W WO 2007122824 A1 WO2007122824 A1 WO 2007122824A1
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WO
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spool
seat belt
locking
pawl
vehicle
Prior art date
Application number
PCT/JP2007/050209
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Koji Hiramatsu
Yasushi Kanamori
Miwa Morimoto
Original Assignee
Takata Corporation
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Filing date
Publication date
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Priority to US12/226,450 priority patent/US20090096201A1/en
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60R22/34Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/46Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up
    • B60R22/4676Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up comprising energy-absorbing means operating between belt reel and retractor frame
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R2022/286Safety belts or body harnesses in vehicles incorporating energy-absorbing devices using deformation of material
    • B60R2022/287Safety belts or body harnesses in vehicles incorporating energy-absorbing devices using deformation of material of torsion rods or tubes

Definitions

  • the present invention relates to a seat belt retractor that winds up a seat belt, and in particular, a seat having an EA mechanism that absorbs inertia energy applied to an occupant when the seat belt is locked to restrain the movement of the occupant during an abnormality.
  • the present invention relates to a belt retractor and a seat belt device including the belt retractor.
  • a seat belt device provided in a vehicle seat is an indispensable device as a device for restraining a passenger's rapid movement due to acceleration caused by a vehicle collision and for ensuring the safety of the passenger's body.
  • This seat belt device is generally composed of a seat belt (webbing), a seat belt retractor, a knock device, and the like.
  • a retractor winds a seat belt around a take-up member (spool) and pulls it into the interior by panel force, and normally houses the seat belt in the retracted state.
  • the seat belt is retracted by pulling the tongue plate provided at the end opposite to the seat belt retracting side, and the seat belt is placed beside the seat.
  • the retractor configured as described above locks the pull-out of the seat belt from the towing member at the time of a collision in which an impact acts, and restrains the occupant's body moving rapidly forward by the locked seat belt.
  • a pretensioner and a lock mechanism are usually provided in order to restrain the occupant's body more strongly, particularly during sudden deceleration of the vehicle.
  • the pretensioner removes the slack of the seat belt when the acceleration sensor detects that the vehicle has suddenly decelerated, and improves the restraint force of the seat belt.
  • a gas generating means force gas is generated according to the detection signal of the acceleration sensor, and the bag-like body expands to remove the slack of the seat belt by shortening the overall length in the longitudinal direction, or , Piston inside the cylinder by gas from the gas generating means
  • the locking mechanism includes a locking member (locking base) that rotates together with the spool. Then, in response to the detection signal of the acceleration sensor, the locking member (pawl) provided on the locking base is locked to the internal teeth (lattice teeth) provided on the vehicle fixed side member (retractor frame, etc.). And the rotation of the locking base and spool in the pull-out direction is restricted! /.
  • a plastically deformable shaft (torsion bar) is arranged inside the spool around which the seat belt is wound, and at this time, one side of the torsion bar is connected to the spool side and the other side is a locking base. It is connected to the side.
  • the locking base is locked in a non-rotatable state by the above locking mechanism during sudden deceleration of the vehicle in an emergency, etc.
  • the tension force of the seat belt that restrains the occupant trying to move forward by inertial force
  • the relative rotational force exceeds a certain value, the torsion bar undergoes plastic deformation, and the impact energy is absorbed by the plastic deformation resistance at this time.
  • the spool is gradually rotated in the direction in which the seat belt is pulled out, even though the locking mechanism is in effect, and the seat belt is fed out while a certain level of tension is applied to the seat belt. It is designed to relieve the forces acting between the bodies.
  • the seat belt retractor including the pretensioner, the lock mechanism, and the EA mechanism as described above, the seat of the spool as described above when the EA mechanism is operated.
  • the pretensioner is also rotationally connected to the spool and is operating in the seat belt retracting direction (ie, the reverse direction).
  • Patent Document 1 JP 2002-120693 A
  • the pre-loading is performed as described above. Even if the lock mechanism locks the rotation of the torsion bar on the other side of the torsion bar after the tensioner has been actuated in the spool take-off direction, the EA mechanism will rotate the one side of the torsion bar relative to the other side and rotate relative to it.
  • the action of the pretensioner acts in the opposite direction to its relative rotational direction and inhibits it. In other words, the operation of the EA mechanism is affected by the operation of the pretensioner, making it difficult to ensure stable operation.
  • An object of the present invention is to provide a seat belt retractor that can secure a stable EA operation without being affected by the operation of a pretensioner, and a seat belt device using the seat belt retractor.
  • a seat belt retractor is a spool that winds up a seat belt, and is disposed on the radially inner side of the spool, and one axial side thereof is coupled to the spool.
  • a torsion bar that is torsionally deformed by the relative displacement between the one side in the axial direction and the other side in the axial direction and can absorb the kinetic energy of the occupant;
  • a pretensioner that generates a rotational driving force for rotating the spool in the seat belt winding direction and a rotation of the spool in the seat belt pull-out direction in a normal state are suppressed.
  • the switching locking mechanism first suppresses the rotation of the spool in the pull-out direction of the seat belt during normal times (including when the vehicle is slowly decelerated. The same applies hereinafter).
  • the pretensioner operates in response to the sudden deceleration, and the rotation driving force causes the spool to rotate through the torsion bar in the seat belt scooping direction.
  • the occupant's body pulls the seat belt with a force greater than a predetermined force due to the inertia at the time of sudden deceleration of the vehicle, and the force in the pulling out direction of the seat belt acts on the spool.
  • the spool in other words, one side in the axial direction of the torsion bar
  • the other side in the axial direction of the torsion bar is locked to the fixed side member.
  • the one side of the torsion bar and the spool connected thereto are rotationally displaced relative to the other side in the axial direction, and occupant kinetic energy can be absorbed by the torsional deformation of the torsion bar (EA mechanism).
  • EA mechanism torsional deformation of the torsion bar
  • the spool connected to one side in the axial direction of the torsion bar is normally locked, and the other side in the axial direction of the torsion bar due to torsional deformation during sudden deceleration of the vehicle. Only one of them can be locked, and one side in the axial direction and the spool connected thereto can be released. Therefore, stable EA operation can be secured without being affected by pretensioner operation.
  • a second invention according to the first invention further comprising: a locking member located on the other axial side of the spool and connected to the other axial side of the torsion bar, wherein the pretensioner In a vehicle suddenly decelerating state, a rotational driving force for rotating the spool in the seat belt scraping direction is applied to the locking member, and the switching is performed.
  • the locking mechanism includes a first locking member for locking the locking member to a stationary member of the vehicle.
  • the pretensioner applies a rotational driving force to the locking member, whereby the spool can be rotated in the seat belt winding direction via the locking member and the torsion bar. Further, since the switching locking mechanism includes the first locking member, the locking member can be locked to a fixed member of the vehicle such as a frame.
  • a third invention is the above-mentioned second invention, wherein the first locking member is rotatably provided on the locking member, and a relative rotational displacement occurs between the locking member and the spool. Further, the pawl is for performing a locking operation of the locking member.
  • a fourth invention is the above-mentioned third invention, wherein one of the rotation shaft of the first locking member and the spool is locked to the other to restrain the rotation of the rotation shaft.
  • the first locking member is pivotable when the shear breaking portion is broken, and the rocking member is rotated by a spring.
  • the pawl is urged in the locking direction of the locking member to perform the locking operation.
  • a pawl biased by a spring is provided as a first locking member, and the pivot shaft and the spool of the pawl are locked with each other at a shear fracture portion.
  • the pawl becomes rotatable only when the shear fracture portion breaks and the pawl is rotated by the biasing force of the spring.
  • the locking member can be locked by rotating in the locking direction.
  • the spring is attached with the pawl only when the locking member is rotated in the seat belt winding direction by the rotational driving force of the pretensioner. It is characterized by
  • the pretensioner generates a rotational driving force, and the locking member rotates the seat belt.
  • the spring does not urge the pawl until it is rotated to the right, so that an unnecessary load is not applied to the shear fracture portion that is locked between the pawl rotation shaft and the spool, and the spring is broken at an appropriate timing. be able to.
  • the switching locking mechanism includes a second locking member for locking the spool to a stationary member of the vehicle. It is characterized by.
  • the spool can be locked to a fixed member of the vehicle such as a frame by the second locking member provided in the switching locking mechanism.
  • the second locking member is rotatably provided on one side of the spool in the axial direction, and the spool of the spool according to the deceleration of the vehicle. It is a pawl that performs a locking operation.
  • the pawl By providing the pawl as the second locking member, the pawl can be rotated in accordance with the signal from the sensor, for example, according to the deceleration of the vehicle, and the spool can be locked.
  • the locking member has a cam body on the outer peripheral side of the torsion bar, and the second locking member extends its rotational axial force.
  • a camshaft and a cam head provided on the other side of the camshaft in the axial direction.
  • the shape of the cam body is such that a relative rotational displacement occurs between the spool and the locking member.
  • the second locking member allows the cam head to turn so that the spool can be locked and unlocked, and a relative rotational displacement occurs between the spool and the hooking member. In this case, the cam head is brought into contact with the second locking member so as to forcefully release the lock operation of the spool.
  • the pawl can be rotated in response to the deceleration of the vehicle, for example, in response to the signal from the sensor, so that the spool locking operation and the locking operation can be switched, and the vehicle suddenly decelerates.
  • the pretensioner applies a rotational driving force to the locking member and a relative rotational displacement occurs between the locking member and the spool, the spool is unlocked by the pawl, and one side of the torsion bar is moved to the other side. To allow relative rotation It can be done.
  • a ninth invention is characterized in that, in the above-mentioned eighth invention, the second locking portion is formed in a shape such that the center of gravity is positioned in the vicinity of the rotation center.
  • the center of gravity of the second locking portion is located in the vicinity of the center of rotation, the center of rotation is caused by the centrifugal force applied to the center of gravity of the second locking portion even when the spool is rotated.
  • the rotational moment generated around the rotation can be kept small, that is, even when the spool is rotated, the second locking part is hardly affected by the centrifugal force and can stabilize the movement around the rotation center.
  • a tenth aspect of the present invention is a spool for winding a seat belt, and is disposed on the radially inner side of the spool, and one side in the axial direction is coupled to the spool.
  • the pretensioner that transmits to the shaft and its rotating shaft are rotatably provided on the locking base, and are usually formed by a part of the rotating shaft.
  • the shearing fracture portion is locked to the spool and the rotation is restrained; and when the relative rotation displacement is generated between the locking base and the spool by the operation of the pretensioner, the shear fracture is performed.
  • a first pawl that locks the locking base to a stationary member of the vehicle by the bias of a spring, and is pivotally provided on one side in the axial direction of the spool.
  • the spool is locked to the stationary member of the vehicle according to the deceleration of the vehicle; and when a relative rotational displacement occurs between the locking base and the spool due to the operation of the pretensioner And a second pawl provided with a cam mechanism for releasing the lock operation of the spool, and the cam mechanism extends the rotational axial force of the second pawl.
  • Shaft and said second engaging through the cam shaft when the relative rotational displacement is caused between the spool along the shape of the cam body formed on said locking King base and the locking base A cam head that pivots a portion of the spool, and the spool is unlocked in a state in which the spool is relatively displaced relative to the locking member in the direction in which the seat belt bow I protrudes.
  • the second pawl is rotated so as to do so.
  • the shear fracture portion in a normal state, is not substantially fractured and is in an unbroken state, and the first pawl is in an unlocked state in which the locking base is not locked to the stationary member of the vehicle. Yes.
  • the second pawl locks the spool to the stationary member of the vehicle according to the deceleration of the vehicle, the rotation of the spool in the pull-out direction of the seat belt is suppressed.
  • the pretensioner operates as the first step, and the locking base, the torsion bar and the spool rotate in the seat belt retracting direction by the rotational driving force, and the restraint force of the occupant by the seat belt is Improve.
  • the rotational displacement of the locking base that precedes the seat belt retracting direction relative to the spool occurs, that is, the rotational displacement that the spool precedes the seat belt retracting direction relative to the locking member. Therefore, the cam mechanism releases the 2nd pawl from the spool clogging.
  • a relative rotational displacement is generated between the locking base and the spool, so that the shear fracture portion is broken, and the first pawl locks the locking base to the fixed member of the vehicle by the spring force.
  • one axial side of the torsion bar connected to the spool is rotationally displaced relative to the other axial side (fixed to the locking base locked by the first pawl as described above).
  • the torsional deformation of this torsion bar can absorb occupant kinetic energy (EA mechanism).
  • EA mechanism occupant kinetic energy
  • a seatbelt device includes a seatbelt for restraining a passenger, a seatbelt retractor that winds up one side of the seatbelt so that it can be pulled out, and A seat belt, and a buckle device for engaging the seat belt with a passenger by engaging with the seat belt;
  • the tractor is disposed on the inner side in the radial direction of the spool, the spool winding the seat belt, and one axial side of the spool is connected to the spool, and the one side in the axial direction and the other side in the axial direction
  • a torsion bar that is torsionally deformed by the relative displacement of the occupant and absorbs the kinetic energy of the occupant, and is positioned on the other side in the axial direction of the spool to rotate the spool in the seat belt winding direction in a vehicle suddenly decelerated state
  • a pretensioner that generates a rotational driving force of the vehicle, and, in
  • the seat belt on the other side in the axial direction of the torsion bar And a switching locking mechanism that locks to the stationary member so as to suppress rotation in the pull-out direction.
  • the switching locking mechanism provided in the seat belt retractor first suppresses the rotation of the spool in the pull-out direction of the seat belt.
  • the pretensioner operates in response to the sudden deceleration, and the rotation driving force causes the spool to rotate through the torsion bar in the seatbelt catching direction.
  • the occupant's body pulls the seat belt with a force greater than a predetermined force due to the inertia at the time of sudden deceleration of the vehicle, and the force in the pulling out direction of the seat belt acts on the spool.
  • the spool in other words, one side in the axial direction of the torsion bar
  • the spool is unlocked to the fixed side member, while being locked to the fixed side member on the other side in the axial direction of the torsion bar.
  • the one side of the torsion bar and the spool connected thereto are rotationally displaced relative to the other side in the axial direction, and occupant kinetic energy can be absorbed by the torsional deformation of the torsion bar (EA mechanism).
  • EA mechanism torsional deformation of the torsion bar
  • the spool connected to one side in the axial direction of the torsion bar is normally locked, and the other side in the axial direction of the torsion bar due to torsional deformation during sudden deceleration of the vehicle. Only one of them can be locked, and one side in the axial direction and the spool connected thereto can be released. Therefore, stable EA operation can be secured without being affected by pretensioner operation.
  • FIG. 1 is a front view showing the entire structure of a seat belt apparatus including the seat belt retractor of the first embodiment together with the occupant.
  • a seat belt device 100 is disposed in a vehicle body 108 of a vehicle.
  • a seat belt 3 for restraining a passenger M to a seat S and one side of the seat belt 3 are pulled out.
  • the seat belt retractor 1 that winds up as possible, a tander 104 that is slidably provided on the seat belt 3, and a buckle device 105 that engages with the tander 104.
  • the seat belt 3 is wound on one side by the seat belt retractor 1 and passed through the shoulder anchor 106 in the middle, and the other end on the vehicle body 108 side by the stopper 107. It is connected so that it can rotate!
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the overall schematic structure of the seat belt retractor 1 of the embodiment.
  • the seat belt retractor 1 has a U-shaped frame 2 (fixed side member) having two parallel side walls 2L and 2R and a back wall (not shown) joined so as to pass between them. And a spool 4 that is rotatably supported between both side walls 2L and 2R of the frame 2 and winds up a seat belt 3 (not shown in FIG. 2), and a gentle vehicle looseness caused by a light vehicle collision.
  • Deceleration sensing means (not shown) that operates by sensing deceleration, and at least the rotation of the spool 4 in the belt drawing direction that is actuated by the deceleration sensing means.
  • the lock activation mechanism 6 and the spool 4 are loosely fitted and penetrated in the axial direction on the radial inner side, and one side (right side in FIG. 2) of the axial direction is connected to the spool 4, and one side and the other side in the axial direction.
  • the torsion bar 7 that can twist and deform to absorb the kinetic energy of the occupant
  • the spiral spring 5 that constantly biases the spool 4 in the belt take-up direction
  • the axial direction of the spool 4 A main pawl 12 (second pawl, second locking member) that is held on one side (right side in Fig.
  • the spool 4 is always urged in the direction of the seat belt 3 by the spring force of the spiral spring 5.
  • the other side of the spool 4 in the axial direction is connected to the locking base 14 via a sub pawl pivot shaft 16 of the sub pawl 13 (see FIG. 5 described later). Since the spool 4 and the locking base 14 rotate together while the shear fracture portion 16a does not break, the locking base 14 also forms a “spool means” that winds and pulls out the seat belt 3 together with the spool 4. It can be said that there is.
  • FIG. 3 is a view for explaining the configuration of the main pawl 12 on the spool 4 side
  • Fig. 3 (a) shows the main pawl 12 in the locked state
  • Fig. 3 (b) shows the locked state
  • FIG. 3C is a diagram showing the main pawl 12 in the unlocked state
  • FIG. 3C is a diagram showing the main pawl 12 in the unlocked state. Note that the cylindrical portion of the spool 4 is omitted in order to avoid the complexity of the illustration.
  • the spool 4 is fixedly connected to one side in the axial direction of the torsion bar 7 (upper side in FIG. 3), while the other side in the axial direction of the torsion bar 7 (see FIG. 3).
  • Locking base 14 is fixedly connected to the lower side of 3).
  • the main pawl 12 includes a main pawl head 12b and a balance portion 12c with the main pawl rotating shaft 12d interposed therebetween, and the main pawl head 12b has a main pawl head 12b on the side facing the lock starting mechanism 6.
  • An operating pin 12a is provided on the surface, and the camshaft 15 extending from the main pawl rotating shaft 12d has an axial end on the other side (the lower side in FIG. 3) at the radial direction of the camshaft 15.
  • a cam head 15a is formed so as to protrude from the top.
  • a substantially cylindrical cam body 14a is formed on the surface of the locking base 14 on the spool 4 side so as to surround the outer periphery of the torsion bar 7.
  • a pull-in groove 14b is formed on a part of the outer peripheral side surface of the cam body 14a. Is formed.
  • the shear fracture portion 16a of the sub pawl rotation shaft 16 is not broken, and there is no relative rotational displacement between the locking base 14 and the spool 4, and a normal relative rotational positional relationship is established, That is, when the locking base 14 and the spool 4 are in the relative rotational position shown in FIG. 3 (a), the pull-in groove 14b of the cam body 14a and the cam shaft 15 are aligned at the circumferential position around the axis of the torsion bar 7. I'm doing it. In this state, the bow I recess groove 14b of the cam body 14a is formed in an arc shape that partially coincides with the rotation trajectory of the cam head 15a when the camshaft 15 is rotated.
  • the camshaft 15 and the main pawl 12 are freely rotatable by the same rotation angle as the arc angle. Then, as described above, when the shear fracture portion 16a of the sub pawl rotating shaft 16 breaks and a relative rotational displacement occurs between the locking base 14 and the spool 4 as described above, the cam head 15a is moved to a position other than the retracting groove 14b. The camshaft 15 and the main pawl 12 are rotated in accordance with the outer peripheral side surface of the cam main body 14a, and the main pawl head 12b is rotated toward the inner peripheral side of the spool 4.
  • the locking base 14 and the spool 4 normally have the relative rotational positional relationship shown in Fig. 3 (a). Since the main pawl 12 is rotatable as described above, a lock shape that causes the main pawl head 12b to jump out to the outer peripheral side of the spool 4 by operating the operating pin 12a.
  • the state (the state shown in FIG. 3 (a)) and the unlocked state in which the spool 4 is housed on the inner peripheral side can be freely switched (the unlocked state in this case is not shown).
  • the lock starting mechanism 6 is the same as that already known as this type, and the operating pin 12a shown in Fig. 3 is moved to the outer peripheral side by the operation of the deceleration sensing means at the time of slow deceleration of the vehicle.
  • the main pawl head 12b is locked out by protruding from the spool 4 to the outer periphery, whereby the main pawl head 12b is engaged (engaged) with the internal teeth (not shown) of the side wall 2R of the frame 2, and the spool 4 Seat belt 3 is designed to suppress rotation in the pull-out direction.
  • the lock starting mechanism 6 returns the operating pin 12a to the inner peripheral side to unlock the main pawl head 12b.
  • the cam head 15a enters the pull-in groove 14b of the cam body 14a and the main pawl head 12b protrudes from the spool 4 to the outer peripheral side.
  • the operation of the pretensioner 11 during sudden deceleration causes the shear fracture 16a of the sub pawl rotating shaft 16 to break and the spool 4 to move relative to the locking base 14.
  • the cam head 15a is disengaged from the retracting groove 14b as shown in Fig. 3 (b).
  • the main pawl head 12b is rotated to the inner peripheral side of the spool 4 by contacting the outer peripheral side surface of the cam body 14a on the outer peripheral side.
  • the main pawl head 12b is completely moved to the inner peripheral side of the spool 4 as shown in FIG. It can be stored in a non-locked state.
  • the main pawl 12 can be freely locked and unlocked by operating the operating pin 12a by the mouth starting mechanism 6 during normal times (including when the vehicle is slowly decelerating, and so on).
  • the shear breaking part 16a of the sub-pull rotating shaft 16 is broken to cause a relative rotational displacement between the locking base 14 and the spool 4.
  • the main pawl 12 can be unlocked and the spool 4 can be unlocked with respect to the frame 2! /.
  • FIG. 4 shows the end face and the frame on one side in the axial direction of the spool 4 as viewed from the direction of arrow A in FIG. It is a figure showing an external appearance.
  • an inner tooth 2Ra that can be engaged with the locked main pawl head 12b is formed on the side wall 2R of the frame 2 that supports one axial side of the spool 4.
  • the entire main pawl 12 is formed in a substantially arc shape, and as described above, the main pawl head 12b and the balance portion 12c are provided on both sides of the main pawl rotating shaft 12d supported by the spool 4. Yes.
  • the center of gravity position Pg of the main pawl 12 as a whole is located in the vicinity of the rotation center position Pr of the main pawl rotation shaft 12d. Therefore, even when the spool 4 is rotated, the rotational moment generated around the rotation center due to the centrifugal force applied to the center of gravity position Pg of the main pawl 12 can be suppressed to a small value, that is, the spool 4 is rotated quickly.
  • the main pawl 12 as a whole is almost unaffected by the centrifugal force and can stabilize the movement around its center of rotation.
  • the center of gravity position Pg can be made more stable by bringing the center of gravity Pg closer to the line connecting the rotation center O of the spool 4 and the rotation center position Pr of the main pawl 12. If the main pawl head 12b is positioned closer to the balance portion 12c, the main pawl head 12b can be easily pulled in the inner diameter direction of the spool 4 and an unnecessary locked state can be avoided.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view illustrating the configuration around the locking base 14 located on the other axial side of the spool 4. Note that the torsion bar 7 is omitted in order to avoid the complexity of the illustration.
  • the locking base 14 includes a disk portion 14c and a shaft portion 14d integrally formed at the center of the other axial side surface (left front side in FIG. 5) of the disk portion 14c.
  • the end of the torsion bar 7 on the other side in the axial direction is coaxially fixed to the back side of the shaft portion 14d (the right rear side not shown in FIG. 5).
  • both the rectangular fitting hole 4a formed on the end surface on the other axial side of the spool 4 and the circular rotation hole 14e formed in the disk portion 14c of the locking base 14 rotate the sub pawl.
  • the shaft 16 is fitted and held between the spool 4 and the locking base 14.
  • the sub pawl rotating shaft 16 is formed by integrally forming a rectangular parallelepiped shear fracture portion 16a that fits into the fitting hole 4a of the spool 4 and a D-shaped shaft portion 16b in which a flat key is formed.
  • the shear fracture portion 16a is fitted in the fitting hole 4a of the spool 4 and is fitted in the rotation hole 14e of the shaft portion 16b force-locking base 14.
  • the shaft portion 16b The end face force on the other side in the axial direction of the kicking base 14 also protrudes, and the sub pawl 13 is fixedly connected by fitting the protruding portion of the sub pawl rotating shaft 16 through the same D-shaped connecting hole 13a.
  • the sub pawl pivot shaft 16 can be pivoted while the shaft portion 16b is fitted in the circular pivot hole 14e.
  • the sub pawl 13 connected to the shaft portion 16b is in an unlocked state in which the sub pawl 13 is drawn into the inner peripheral side of the locking base 14.
  • a ring spring (spring) 19 having a substantially circular arc portion 19a and a biasing portion 19b whose one end portion also extends in the radial direction is fitted to the outer periphery of the shaft portion 14d of the locking base 14. Further, the fixing ring 20 is fitted into the shaft portion 14d to fix the ring spring 19 to the shaft portion 14d. The biasing portion 19b of the ring spring 19 abuts against the sub pawl 13! /
  • a ratchet groove is radially formed on the end surface of the fixing ring 20 on the back side (the right rear side in FIG. 5). The ratchet groove S-ring spring 19 is pushed against the arc portion 19a. In contact therewith, no urging force is applied to the ring spring 19 in the rotation in the R direction in the figure, while an urging force is applied to the reverse rotation in the L direction.
  • the ring spring 19 does not urge the sub pawl 13 until the pretensioner 11 generates a rotational driving force and the locking base 14 is rotated in the seat belt 3 winding direction.
  • Force S Unbreakable load can be applied to the shear fracture portion 16a that is locked to the spool 4, and it can be broken at an appropriate timing.
  • the shear breakage portion 16a of the sub pawl rotating shaft 16 is broken because the pretensioner 11 is operated during sudden deceleration of the vehicle in an emergency or the like to rotate the spool 4 in the winding direction of the seat belt 3. Only when a rotational driving force is transmitted to the locking base 14 and then a relative rotational displacement occurs between the locking base 14 and the spool 4.
  • Sub pawl The shear fracture portion 16a of the rotary shaft 16 is made of a material and a shape that can be broken in response to an applied load, and is not broken when the ring spring 19 is biased. For attachments with more than the rotational driving force, the breaking strength is set in advance.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the sub pawl 13 when the locking base 14 and the frame are viewed from the arrow B in FIG. 5, and FIG. 6 (a) shows the sub pawl 13 in the unlocked state.
  • FIG. 6 (b) is a diagram showing the sub pawl 13 in an intermediate state between the unlocked state and the locked state, and
  • FIG. 6 (c) is a diagram showing the sub pawl 13 in the locked state.
  • the pretensioner 11 is actuated when the vehicle suddenly decelerates, and the rotational driving force for rotating the spool 4 in the seat belt 3 winding direction is the locking base 14 Is transmitted to.
  • the shear fracture portion 16a (not shown in FIG. 6) of the sub pawl rotating shaft 16 is broken, and in this state, a biasing force is generated in the ring spring 19 to rotate the sub pawl 13 to the outer peripheral side.
  • the sub pawl rotating shaft 16 resists the urging force of the ring spring 19 so that the sub pawl 13 is accommodated on the inner peripheral side of the locking base 14. Is maintained.
  • the shear fracture portion 16a of the sub pawl rotating shaft 16 breaks and breaks. Therefore, the sub pawl 13 is rotatable and is rotated to the outer peripheral side of the locking base 14 by the urging of the ring spring 19 as shown in FIG. 6 (b). Then, as shown in FIG. 6 (c), the sub pawl 13 can be brought into a locked state where the sub pawl 13 is engaged with the inner teeth 2La of the side wall 2L on the outer peripheral side of the locking base 14.
  • the vehicle is locked to the stationary member of the vehicle so as to suppress the rotation of the seat belt 3 in the pulling direction; while the vehicle is suddenly decelerated, the lock of the spool 4 to the stationary member is released.
  • the pretensioner 11 When the pretensioner 11 generates a rotational driving force, the other axial direction of the torsion bar 7 is displaced relative to the spool 4 relative to the spool 4 in the seat belt winding direction.
  • a switching locking mechanism that locks the fixed side member so as to suppress rotation of the side seat belt 3 in the pull-out direction is configured.
  • FIGS. 7 and 8 indicate the route to which the load is applied.
  • Fig. 7 is a diagram for explaining the operation and action and effect of the seatbelt retractor 1 in a normal state.
  • the camshaft 15 is positioned in the vicinity of the retracting groove 14b of the cam body 14a, but the cam head 15a comes out of the retracting groove 14b and the main pawl 12 is unlocked.
  • the shear breaking portion 16a of the sub pawl rotating shaft 16 is not broken and is not broken, and the sub pawl 13 is also unlocked, the locking base 14, the torsion bar 7 and the spool 4 can be freely integrated. It can be rotated.
  • the seat belt 3 is not attached, the seat belt 3 is completely wound by the urging force of the spiral spring 5.
  • the spool 4 rotates in the direction in which the seat belt 3 is pulled out, and the seat belt 3 is pulled out smoothly.
  • a seat belt 3 (not shown) slidably provided on the seat belt 3 is inserted and locked into a buckle fixed to the vehicle body, and then the extra seat belt 3 is wound around the spool 4 by the urging force of the spiral spring 5.
  • the seat belt 3 is fitted to such an extent that it does not give the passenger a feeling of pressure.
  • the deceleration sensing means When the seat belt 3 is to be pulled out suddenly, the deceleration sensing means operates with a large deceleration generated at this time, and the lock activation is performed as described above by the operation of the deceleration sensing means.
  • the mechanism 6 rotates the main pawl 12 to engage with the inner teeth of the side wall 2R of the frame 2.
  • the cam head 15a enters the retracting groove 14b of the cam body 14a. Therefore, the main pawl 12 is allowed to rotate.
  • the spool 4 is locked to the frame 2 (see (B) in FIG. 7), and the rotation of the seat belt 3 in the pull-out direction is suppressed.
  • only the spool 4 is locked, and no load is applied to the locking base 14 and the torsion bar 7 and only the spool 4 is stopped.
  • Fig. 8 is a diagram for explaining the operation and effects of the seat belt retractor 1 at the time of sudden deceleration of the vehicle.
  • the pretensioner 11 operates in response to the sudden deceleration, and the rotational driving force is transmitted to the locking base 14 via the pinion 17.
  • This rotational driving force is transmitted to the spool 4 via the torsion bar 7 (see (B) in FIG. 8 (a)), and the spool 4 is attached to the seat belt 3 (see FIG. 8A). It rotates in the winding direction (see (C) in Fig. 8 (a)), and the restraint force of the occupant by the seat belt 3 is improved.
  • the sub pawl 13 can rotate freely and is rotated to the outer peripheral side of the locking base 14 by the urging force of the ring spring 19 to be engaged with the inner teeth 2La of the side wall 2L (FIG. 6 ( c)), the locking base 14 is locked to the side wall 2L so as to suppress the rotation of the seat belt 3 in the pull-out direction.
  • the pretensioner 11 is located on the other axial side of the spool 4 (left side in FIGS. 8 (a) and 8 (b)) and connected to the locking base 14 as described above.
  • EA mechanism in which one side of the torsion bar 7 (right side in Fig. 8 (a) (b)) 7R is twisted relative to the other side (left side in Fig. 8 (a) (b)) 7L This operation can ensure a stable operation without being affected by the operation of the pretensioner 11.
  • the spool 4 connected to one side in the axial direction of the torsion bar 7 is locked at the normal time, and the torsion bar 7 is torsionally deformed at the time of sudden deceleration of the vehicle. Therefore, only the other axial side of the torsion bar 7 is locked, and the axial one side and the spool 4 connected thereto can be released. Therefore, stable EA operation can be secured without being affected by the operation of the pretensioner 11.
  • FIG. 1 is a view showing an entire structure of a seat belt device according to an embodiment of the present invention together with a passenger.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an overall schematic structure of a seat belt retractor.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of a main pawl on the spool side.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an appearance of the end surface and the frame on one side in the axial direction of the spool as viewed from an arrow A in FIG.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view illustrating a configuration around a locking base located on the other axial side of the spool.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the operation and effects of the seat belt retractor in a normal state.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the operation and effects of the seat belt retractor during sudden deceleration of the vehicle.

Abstract

【課題】プリテンショナの動作の影響を受けない安定的なEA動作を確保する。 【解決手段】軸方向の一方側がスプール4と連結され、軸方向の一方側と軸方向の他方側との相対変位によりねじれ変形可能なトーションバー7と、スプール4の軸方向他方側に位置し、車両急減速状態においてスプール4をシートベルト3の巻き取り方向へ回転させるプリテンショナ11と、スプール4の軸方向一方側にメインパウル12を設け、トーションバー7の軸方向他方側にサブパウル13を設け、通常時において、メインパウル12を作動させてスプール4のシートベルト3の引き出し方向への回転を抑制するようにロックするとともに;車両急減速状態において、メインパウル12によるスプール4のロックを解除する一方でサブパウル13を作動させてトーションバー7の軸方向他方側のシートベルト3の引き出し方向への回転を抑制する。

Description

明 細 書
シートベルトリトラクタ及びシートベルト装置
技術分野
[0001] 本発明は、シートベルトを巻き取るシートベルトリトラクタに係わり、特に、異常時に シートベルトをロックして乗員の移動を拘束する際に乗員に加わる慣性エネルギを吸 収する EA機構を有するシートベルトリトラクタ及びこれを備えたシートベルト装置に関 する。
背景技術
[0002] 車両の座席に設けられるシートベルト装置は、車両の衝突時に生じる加速度による 乗員の急激な移動を拘束し、乗員の身体の安全を図る装置として不可欠な装置であ る。
[0003] このシートベルト装置は、一般に、シートベルト(ゥヱビング)と、シートベルトリトラクタ と、ノ ックル装置等とから構成される。
[0004] リトラクタは、シートベルトを卷取部材 (スプール)に卷回してパネ力により内部に引 き込み、通常はその引き込んだ状態でシートベルトを収容している。乗員がシートべ ルトを装着する時には、シートベルトの巻き取り側と反対側一端に設けたタングプレ ートを引つ張ることで上記収容されたシートベルトを引き出し、これを座席の傍らに設 けた上記バックル装置に係合させることで、シートベルトを装着するようになって!/、る。
[0005] このように構成されたリトラクタは、衝撃が作用する衝突時にはシートベルトの卷取 部材からの引き出しをロックし、このロックされたシートベルトにより前方に急激に移動 する乗員の身体を拘束する。ここで、特に車両急減速時等において一層強力に乗員 の身体を拘束するため、通常、プリテンショナとロック機構が設けられる。
[0006] プリテンショナは、車両が急減速状態になったことを加速度センサが検知したときに シートベルトの弛みを除去し、シートベルトによる拘束力を向上するものである。例え ば上記加速度センサの検知信号に応じてガス発生手段力 ガスを発生させ、袋状体 が膨張することにより膨張構造体の長手方向全長の短縮によってシートベルトの弛 みを除去する方式や、あるいは、ガス発生手段からのガスによりシリンダ内をピストン が摺動し、ピ-オンを介しスプールを巻き取り方向に回転させ、シートベルトの弛みを 除去する方式等がある。
[0007] ロック機構は、スプールとともに回転するロッキング部材 (ロッキングベース)を備え ている。そして、上記加速度センサの検知信号に応じて、ロッキングベースに設けら れた係止部材 (パウル)が車両の固定側部材 (リトラクタのフレーム等)に設けられた 内歯(ラチヱット歯)に係止され、引き出し方向へのロッキングベース及びスプールの 回転を規制するようになって!/、る。
[0008] 一方、車両急減速時等において上記のように乗員の前方への移動が急激に拘束 されると、乗員の胸部等には拘束された反作用による衝撃力がシートベルトを介して 作用する。この乗員へカ卩わる衝撃力を緩和するために、ロック直後にシートベルトに 一定以上の繰り出し抵抗をかけながらシートベルトの所定引張荷重を保持し、その状 態のままシートベルトを所定長さだけ繰り出すようにして、これによつて乗員に作用す る衝突エネルギーを吸収する機構 (Energy Absorption;以下適宜、「EA」機構という) 手法が既に知られている。
[0009] この手法では、シートベルトを巻き回す上記スプールの内部に塑性変形可能なシャ フト(トーシヨンバー)を配置し、この際そのトーシヨンバーの一方側をスプール側に連 結するとともに他方側はロッキングベース側に連結している。そして、緊急時等の車 両急減速時に上記ロック機構によりロッキングベースが回転不能にロックされる際、慣 性力により前方に移動しょうとする乗員を拘束するシートベルトの張力力 トーシヨン バーの一方側の他方側に対するシートベルト引き出し方向の相対回転力となり、この 相対回転力がある一定値以上となるとトーシヨンバーが塑性変形を起こし、このときの 塑性変形抵抗によって衝突エネルギを吸収していく。これにより、ロック機構が効いて いるにもかかわらず、スプールは徐々にシートベルト引き出し方向に回転し、シートべ ルトにある一定以上の張力が力かりながらシートベルトが繰り出され、シートベルトと 乗員の身体の間に作用する力を緩和するようになっている。
[0010] ここで、例えば特許文献 1に記載のように、以上のようなプリテンショナ、ロック機構、 EA機構を備えたシートベルトリトラクタにおいて、 EA機構作動時に上述のようにスプ ールの上記シートベルト引き出し方向への若干の回転が許容される際、上述のように プリテンショナも既にスプールと回転連結されてシートベルト卷取方向(すなわち逆方 向)へ作動している。
特許文献 1 :特開 2002— 120693号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0011] し力しながら、上記従来技術には、以下の課題が存在する。
[0012] すなわち、もし、スプールのうちトーシヨンバーに連結される一方側部分をプリテン ショナに連結し、トーシヨンバーの他方側にロック機構によりロックされるロックベース を連結する構成とすると、上記のようにプリテンショナがスプールの卷取方向に作動 した後、ロック機構がトーシヨンバー他方側の卷取方向回転をロックしたとしても、 EA 機構でトーシヨンバーの一方側が他方側に対してねじれて相対回転するときに、上記 プリテンショナの動作がその相対回転方向と逆向きになりこれ阻害するように作用す る。すなわち、 EA機構の動作が上記プリテンショナの動作の影響を受けることとなり、 安定的な動作を確保するのが難しくなる。
[0013] 本発明の目的は、プリテンショナの動作の影響を受けな 、安定的な EA動作を確保 できるシートベルトリトラクタ及びこれを用いたシートベルト装置を提供することにある
課題を解決するための手段
[0014] 上記目的を達成するために、本願第 1発明のシートベルトリトラクタは、シートベルト を巻き取るスプールと、このスプールの径方向内側に配置されてその軸方向の一方 側が前記スプールと連結され、前記軸方向の前記一方側と前記軸方向の他方側と の相対変位によりねじれ変形し乗員の運動エネルギを吸収可能なトーシヨンバーと、 前記スプールの前記軸方向他方側に位置し、車両急減速状態にぉ 、て前記スプー ルを前記シートベルトの巻き取り方向へ回転させるための回転駆動力を発生するプリ テンショナと、通常時において、前記スプールの前記シートベルトの引き出し方向へ の回転を抑制するように前記車両の固定側部材へロックするとともに;車両急減速状 態において、前記スプールの前記固定側部材へのロックを解除する一方で、前記プ リテンショナが前記回転駆動力を発生することにより前記トーシヨンバーの前記軸方 向他方側が前記スプールに対して相対的に前記シートベルト巻き取り方向に先行す る回転変位が生じた際に前記トーシヨンバーの前記軸方向他方側の前記シートベル トの引き出し方向への回転を抑制するように前記固定側部材へロックする切換係止 機構とを有することを特徴とする。
[0015] 本願第 1発明においては、通常時 (車両緩減速時を含む。以下同様)において、切 換係止機構はまず、スプールのシートベルトの引き出し方向への回転を抑制する。
[0016] 一方、車両急減速時には、その急減速に対応してプリテンショナが作動し、その回 転駆動力によってトーシヨンバーを介しスプールがシートベルト卷取方向へ回転し、 シートベルトによる乗員の拘束力を向上させる。その後、車両急減速時における慣性 で乗員の身体が所定以上の大きな力でシートベルトを引っ張り、スプールに対しシー トベルト引き出し方向への力が大きく作用するが、上記切換係止機構は、この車両急 減速時にはスプール (言い換えればトーシヨンバーの軸方向一方側)の固定側部材 へのロックを解除する一方でトーシヨンバーの軸方向他方側を上記固定側部材へロ ックする。これにより、トーシヨンバーの軸方向他方側に対してその一方側及びそこに 連結するスプールは相対的に回転変位し、このトーシヨンバーのねじり変形によって 乗員運動エネルギを吸収することができる(EA機構)。またプリテンショナはスプール の他方側に位置しているため、上記のようにしてトーシヨンバーの一方側が他方側に 対してねじれて相対回転する EA機構の動作は、上記プリテンショナの動作の影響を 受けることなぐ安定的な動作を確保することができる。
[0017] 以上のようにして、本願第 1発明においては、通常時にはトーシヨンバーの軸方向 一方側に連結するスプールのロックを行うとともに、車両急減速時にはトーシヨンバー ねじり変形のためにトーシヨンバーの軸方向他方側のみをロックし軸方向一方側及び そこに連結するスプールを解放することができる。したがって、プリテンショナの動作 の影響を受けな ヽ安定的な EA動作を確保できる。
[0018] 第 2発明は、上記第 1発明において、前記スプールの軸方向他方側に位置して前 記トーシヨンバーの前記軸方向他方側に連結されたロッキング部材を有し、前記プリ テンショナは、前記車両急減速状態にお!、て前記スプールを前記シートベルトの卷 き取り方向へ回転させるための回転駆動力を前記ロッキング部材に与え、前記切換 係止機構は、前記ロッキング部材を前記車両の固定側部材にロックするための第 1 係止部材を備えることを特徴とする。
[0019] 車両急減速時に、プリテンショナがロッキング部材に回転駆動力を与えることにより 、このロッキング部材及びトーシヨンバーを介しスプールをシートベルト巻き取り方向 に回転させることができる。また切換係止機構は第 1係止部材を備えることにより、上 記ロッキング部材をフレーム等の車両の固定側部材にロックすることができる。
[0020] 第 3発明は、上記第 2発明において、前記第 1係止部材は、前記ロッキング部材に 回動可能に設けられ、前記ロッキング部材と前記スプールとの間に相対回転変位が 生じた際に前記ロッキング部材のロック動作を行うパウルであることを特徴とする。
[0021] 第 1係止部材としてパウルが備えられることにより、車両急減速時にプリテンショナ 力 Sロッキング部材に回転駆動力を与えてロッキング部材とスプールとの間に相対回転 変位が生じた際に当該パウルを回動させ、ロッキング部材のロック動作を行うことがで きる。
[0022] 第 4発明は、上記第 3発明において、前記第 1係止部材の回動軸と前記スプール のいずれか一方には、その他方に係止して前記回動軸の回動を拘束するよう設けら れるとともに、作用する荷重に応じて破断するせん断破断部を有し、前記第 1係止部 材は、前記せん断破断部が破断した際に回動自在となつてばねにより前記ロッキン グ部材のロック方向へ付勢されてロック動作を行うパウルであることを特徴とする。
[0023] 第 1係止部材としてばねに付勢されるパウルが備えられ、当該パウルの回動軸とス プールとが相互にせん断破断部で係止されていることにより、車両急減速時にプリテ ンショナがロッキング部材に回転駆動力を与えてロッキング部材とスプールとの間に 相対回転変位が生じた際にせん断破断部が破断してはじめてパウルが回動自在と なり、当該ばねの付勢力でパウルをロック方向へ回動させ、ロッキング部材のロック動 作を行うことができる。
[0024] 第 5発明は、上記第 4発明において、前記ばねは、前記ロッキング部材が前記プリ テンショナの前記回転駆動力により前記シートベルトの巻き取り方向へ回転させられ た際にだけ前記パウルを付勢することを特徴とする。
[0025] プリテンショナが回転駆動力を発生しロッキング部材がシートベルトの巻き取り方向 へ回転させられるまでは、ばねがパウルを付勢することがなぐそのためパウルの回 動軸とスプールとの間に係止するせん断破断部に不要な荷重を作用させず適切なタ イミングで破断させることができる。
[0026] 第 6発明は、上記第 2乃至第 5発明のいずれかにおいて、前記切換係止機構は、 前記スプールを前記車両の固定側部材にロックするための第 2係止部材を備えるこ とを特徴とする。
[0027] 切換係止機構に備えられた第 2係止部材により、スプールをフレーム等の車両の固 定側部材にロックすることができる。
[0028] 第 7発明は、上記第 6発明において、前記第 2係止部材は、前記スプールの前記軸 方向の一方側に回動可能に設けられ、前記車両の減速度に応じて前記スプールの ロック動作を行うパウルであることを特徴とする。
[0029] 第 2係止部材としてパウルが備えられることにより、車両の減速度に応じ例えばセン サからの信号に対応して当該パウルを回動させ、スプールのロック動作を行うことが できる。
[0030] 第 8の発明は、上記第 7の発明において、前記ロッキング部材は、前記トーシヨンバ 一の外周側にカム本体を有し、前記第 2係止部材は、その回動軸力 延設するカム シャフトと、前記カムシャフトの前記軸方向の他方側に設けたカムヘッドとを有し、前 記カム本体の形状は、前記スプールと前記ロッキング部材との間に相対回転変位が 生じて 、ない間は前記第 2係止部材が前記スプールのロック動作とロック動作の解除 とを切り換え可能に前記カムヘッドの回動を許容するとともに、前記スプールと前記口 ッキング部材との間に相対回転変位が生じた際には前記第 2係止部材に強制的に 前記スプールのロック動作の解除を行わせるよう前記カムヘッドを当接させる形状で あることを特徴とする。
[0031] これにより、通常時には車両の減速度に応じ例えばセンサからの信号に対応して 当該パウルを回動させ、スプールのロック動作とロック動作の解除とを切り換えること ができ、また車両急減速時にプリテンショナがロッキング部材に回転駆動力を与えて ロッキング部材とスプールとの間に相対回転変位が生じた際にはパウルによるスプー ルのロックを解除して、トーシヨンバーの一方側を他方側に対して相対回転可能とす ることがでさる。
[0032] 第 9の発明は、上記第 8の発明において、前記第 2係止部は、重心が回動中心の 近傍に位置させる形状に形成されていることを特徴とする。
[0033] 第 2係止部の重心がその回動中心の近傍に位置していることで、スプールを回転さ せても第 2係止部の重心に付加される遠心力によってその回動中心周りに生じさせ る回転モーメントを小さく抑えることができ、すなわちスプールを回転させた場合でも 第 2係止部は遠心力の影響をほとんど受けずにその回動中心周りの動きを安定させ ることがでさる。
[0034] 上記目的を達成するために、第 10の発明は、シートベルトを巻き取るスプールと、 このスプールの径方向内側に配置されてその軸方向の一方側が前記スプールと連 結され、前記軸方向の前記一方側と前記軸方向の他方側との相対変位によりねじれ 変形し乗員の運動エネルギを吸収可能なトーシヨンバーと、前記スプールの軸方向 他方側に位置して前記トーシヨンバーの前記軸方向他方側に連結されたロッキング ベースと、前記スプールの前記軸方向他方側に位置し、車両急減速状態において 前記スプールを前記シートベルトの巻き取り方向へ回転させるための回転駆動力を 発生し、前記ロッキングベースに伝達するプリテンショナと、その回動軸が前記ロッキ ングベースに回動可能に設けられ、通常時には前記回動軸の一部で形成したせん 断破断部が前記スプールに係止されて回動が拘束されているとともに;前記プリテン ショナの作動によって前記ロッキングベースと前記スプールとの間に相対回転変位が 生じた際には前記せん断破断部を破断させて回動自在となりばねの付勢により前記 ロッキングベースを前記車両の固定側部材にロックする第 1パウルと、前記スプール の前記軸方向の一方側に回動可能に設けられ、通常時には前記車両の減速度に応 じて前記スプールを前記車両の固定側部材にロックするとともに;前記プリテンショナ の作動によって前記ロッキングベースと前記スプールとの間に相対回転変位が生じ た際には前記スプールのロック動作を解除させるカム機構を備えた第 2パウルとを有 し、前記カム機構は、前記第 2パウルの回動軸力 延設するカムシャフトと、前記ロッ キングベースに形成されたカム本体の形状にならって前記スプールと前記ロッキング ベースとの間に相対回転変位が生じた際に前記カムシャフトを介して前記第 2係止 部を回動させるカムヘッドとを備え、前記スプールが前記ロッキング部材に対して相 対的に前記シートベルト弓 Iき出し方向に先行する回転変位が生じて 、る状態で前記 スプールのロック動作を解除するよう前記第 2パウルを回動させることを特徴とする。
[0035] 本願第 10発明においては、通常時において、せん断破断部はほぼ破断されない 未破断状態にあり、第 1パウルはロッキングベースを車両の固定側部材にロックしな い非ロック状態となっている。このとき、車両の減速度に応じて第 2パウルがスプール を車両の固定側部材にロックすると、スプールのシートベルトの引き出し方向への回 転が抑制される。
[0036] 一方、車両急減速時には、その第 1段階としてプリテンショナが作動し、その回転駆 動力によってロッキングベース、トーシヨンバー及びスプールがシートベルト巻き取り 方向へ回転し、シートベルトによる乗員の拘束力を向上させる。このときに、ロッキン グベースがスプールに対して相対的にシートベルト巻き取り方向に先行する回転変 位が生じ、すなわちスプールがロッキング部材に対して相対的にシートベルト引き出 し方向に先行する回転変位が生じるため、カム機構により第 2パウルはスプールの口 ック動作を解除する。そしてさらなるプリテンショナの作動により、ロッキングベースとス プールとの間に相対回転変位が生じることでせん断破断部が破断されてばねの付勢 により第 1パウルがロッキングベースを車両の固定側部材にロックする。
[0037] この結果、スプールに連結されたトーシヨンバーの軸方向一方側が軸方向他方側( 前述のように第 1パウルによってロックされたロッキングベースに固定されている)に対 し相対的に回転変位し、このトーシヨンバーのねじり変形によって乗員運動エネルギ を吸収することができる(EA機構)。このときプリテンショナはスプールの軸方向他方 側に位置してロッキングベースに連結されているため、上記のようにしてトーシヨンバ 一の一方側が他方側に対してねじれて相対回転する EA機構の動作は、上記プリテ ンショナの動作の影響を受けることなぐ安定的な動作を確保することができる。
[0038] 上記目的を達成するために、本願第 11発明のシートベルト装置は、搭乗者を拘束 するためのシートベルトと、このシートベルトの一方側を引き出し可能に巻き取るシー トベルトリトラクタと、前記シートベルトに設けたタンダと、このタンダと係合することによ り、前記シートベルトを搭乗者に装着させるバックル装置とを有し、前記シートベルトリ トラクタは、前記シートベルトを巻き取るスプールと、このスプールの径方向内側に配 置されてその軸方向の一方側が前記スプールと連結され、前記軸方向の前記一方 側と前記軸方向の他方側との相対変位によりねじれ変形し乗員の運動エネルギを吸 収可能なトーシヨンバーと、前記スプールの前記軸方向他方側に位置し、車両急減 速状態において前記スプールを前記シートベルトの巻き取り方向へ回転させるため の回転駆動力を発生するプリテンショナと、通常時において、前記スプールの前記シ ートベルトの引き出し方向への回転を抑制するように前記車両の固定側部材へロック するとともに;車両急減速状態にぉ 、て、前記スプールの前記固定側部材へのロック を解除する一方で、前記プリテンショナが前記回転駆動力を発生することにより前記 トーシヨンバーの前記軸方向他方側が前記スプールに対して相対的に前記シートべ ルト卷き取り方向に先行する回転変位が生じた際に前記トーシヨンバーの前記軸方 向他方側の前記シートベルトの引き出し方向への回転を抑制するように前記固定側 部材へロックする切換係止機構とを有することを特徴とする。
[0039] 本願第 11発明においては、通常時において、シートベルトリトラクタに備えられた切 換係止機構はまず、スプールのシートベルトの引き出し方向への回転を抑制する。
[0040] 一方、車両急減速時には、その急減速に対応してプリテンショナが作動し、その回 転駆動力によってトーシヨンバーを介しスプールがシートベルト卷取方向へ回転し、 シートベルトによる乗員の拘束力を向上させる。その後、車両急減速時における慣性 で乗員の身体が所定以上の大きな力でシートベルトを引っ張り、スプールに対しシー トベルト引き出し方向への力が大きく作用するが、上記切換係止機構は、この車両急 減速時にはスプール (言い換えればトーシヨンバーの軸方向一方側)の固定側部材 へのロックを解除する一方でトーシヨンバーの軸方向他方側の上記固定側部材へロ ックする。これにより、トーシヨンバーの軸方向他方側に対してその一方側及びそこに 連結するスプールは相対的に回転変位し、このトーシヨンバーのねじり変形によって 乗員運動エネルギを吸収することができる(EA機構)。またプリテンショナはスプール の他方側に位置しているため、上記のようにしてトーシヨンバーの一方側が他方側に 対してねじれて相対回転する EA機構の動作は、上記プリテンショナの動作の影響を 受けることなぐ安定的な動作を確保することができる。 [0041] 以上のようにして、本願第 11発明においては、通常時にはトーシヨンバーの軸方向 一方側に連結するスプールのロックを行うとともに、車両急減速時にはトーシヨンバー ねじり変形のためにトーシヨンバーの軸方向他方側のみをロックし軸方向一方側及び そこに連結するスプールを解放することができる。したがって、プリテンショナの動作 の影響を受けな ヽ安定的な EA動作を確保できる。
発明の効果
[0042] 本発明によれば、プリテンショナの動作の影響を受けな 、安定的な EA動作を確保 することができる。
発明を実施するための最良の形態
[0043] 以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、本発明を 自動車のシートベルト装置に適用した例である。
[0044] 図 1は、第 1実施形態のシートベルトリトラクタを備えたシートベルト装置の全体構造 を搭乗者と共に表す正面図である。
[0045] この図 1において、シートベルト装置 100は、車両の車体 108内に配置されており、 搭乗者 Mを座席 Sに拘束するためのシートベルト 3と、このシートベルト 3の一方側を 引き出し可能に巻き取るシートベルトリトラクタ 1と、シートベルト 3に摺動可能に設け たタンダ 104と、このタンダ 104と係合するバックル装置 105とを備えている。
[0046] シートベルト 3は、上記したようにその一方側がシートベルトリトラクタ 1により巻き取ら れると共に、途中でショルダアンカ 106に通され、その他方側端部が止め具 107によ り車体 108側に回動可能に接続されて!ヽる。
[0047] 以下、本発明による一実施形態のシートベルトリトラクタについて説明する。
[0048] 図 2は、実施形態のシートベルトリトラクタ 1の全体概略構造を表す縦断面図である 。この図 2において、シートベルトリトラクタ 1は、 2つの並行な側壁 2L, 2Rとそれらの 間を渡すように結合する背面壁(図示せず)を有するコ字状のフレーム 2 (固定側部 材)と、このフレーム 2の両側壁 2L, 2R間に回転可能に支持され、シートベルト 3 (図 2中では図示せず)を巻き取るスプール 4と、車両の軽衝突時などに生じる緩やかな 車両緩減速度を感知して作動する減速度感知手段(図示せず)と、この減速度感知 手段によって作動し少なくともスプール 4のベルト引出方向の回転を抑制するための ロック起動機構 6と、スプール 4の径方向内側に軸方向に遊嵌、貫通され、その軸方 向の一方側(図 2中右側)がスプール 4に連結され、軸方向の一方側と他方側(図 2 中左側)との相対変位によりねじれ変形し乗員の運動エネルギを吸収可能なトーショ ンバー 7と、スプール 4を常時ベルト卷取方向に付勢するスパイラルスプリング 5と、ス プール 4の軸方向一方側(図 2中右側)に揺動可能に保持され車両の減速度に応じ てスプール 4をフレーム 2にロックするためのメインパウル 12 (第 2パウル、第 2係止部 材)と、トーシヨンバー 7及びスプール 4の他方側(図 2中左側)においてフレーム 2に 回転可能に支持され、トーシヨンバー 7の軸方向他方側(図 2中左側)に固定された口 ッキングベース 14 (ロッキングベース、ロッキング部材)と、このロッキングベース 14に 揺動可能に保持され、車両急減速時にロッキングベース 14をフレーム 2の側壁 2Lに ロックするためのサブパウル 13 (第 1パウル、第 1係止部材)と、トーシヨンバー 7及び スプール 4の軸方向他方側(図 2中左側)に位置し、緊急時等の車両急減速時に作 動してスプール 4をシートベルト 3の巻き取り方向へ回転させるための回転駆動力を 発生し、ロッキングベース 14に伝達するプリテンショナ 11と、メインパウル 12の回動 軸から延設してスプール 4を貫通しロッキングベース 14近傍まで達するカムシャフト 1 5とを有して!/ヽる。
[0049] スプール 4は、上記スパイラルスプリング 5のばね力により、常時シートベルト 3卷取 方向に付勢されている。なお、スプール 4の軸方向他方側は、サブパウル 13のサブ パウル回動軸 16を介してロッキングベース 14と連結しており(後述の図 5参照)、後 述するようにサブパウル回動軸 16のせん断破断部 16aが破断しない間はスプール 4 とロッキングベース 14とが一体に回転することから、これらロッキングベース 14もスプ ール 4とともにシートベルト 3を巻き取り'引き出す「スプール手段」を構成しているとも いえる。
[0050] 図 3は、スプール 4側のメインパウル 12の構成を説明する図であり、図 3 (a)はロック 状態となっているメインパウル 12を示す図、図 3 (b)はロック状態と非ロック状態の中 間にあるメインパウル 12を示す図、図 3 (c)は非ロック状態となっているメインパウル 1 2を示す図である。なお、図示の煩雑を避けるためにスプール 4の円筒部分は省略し ている。 [0051] この図 3において、上述したようにトーシヨンバー 7の軸方向一方側(図 3中の上側) にはスプール 4が固定的に連結されている一方で、トーシヨンバー 7の軸方向他方側 (図 3中の下側)にはロッキングベース 14が固定的に連結されて 、る。
[0052] そして、メインパウル 12は、メインパウル回動軸 12dを挟んでメインパウルヘッド 12b とバランス部 12cを備えており、メインパウルヘッド 12bにお ヽてロック起動機構 6に対 向する側の面には作動ピン 12aが設けられており、またメインパウル回動軸 12dから 延設するカムシャフト 15の軸方向他方側(図 3中の下側)の端部にはカムシャフト 15 の径方向に突出するカムヘッド 15aが形成されている。一方、ロッキングベース 14の スプール 4側の面にはトーシヨンバー 7の外周を囲む配置で略円筒形状のカム本体 1 4aが形成されており、そのカム本体 14aの外周側面の一部に引き込み溝 14bが形成 されている。
[0053] そして、上記サブパウル回動軸 16のせん断破断部 16aが破断しておらずロッキン グベース 14とスプール 4との間に相対回転変位が生じていない通常時の相対回転 位置関係にある状態、すなわちロッキングベース 14とスプール 4とが図 3 (a)に示す 相対回転位置関係にある状態では、カム本体 14aの引き込み溝 14bとカムシャフト 1 5とがトーシヨンバー 7の軸周りの周方向位置で一致している。この状態でカム本体 1 4aの弓 Iき込み溝 14bは、カムシャフト 15を回転させた際のカムヘッド 15aの回転軌道 と部分的に一致する円弧形状に形成されているため、その引き込み溝 14bの円弧角 度と同じ回転角度分だけカムシャフト 15及びメインパウル 12は自由に回動可能とな つている。そしてその状態から上述したようにサブパウル回動軸 16のせん断破断部 1 6aが破断してロッキングベース 14とスプール 4との間に相対回転変位が生じた際に は、カムヘッド 15aが引き込み溝 14b以外のカム本体 14aの外周側面にならってカム シャフト 15及びメインパウル 12を回動させ、メインパウルヘッド 12bをスプール 4の内 周側へ回動させるようになって!/、る。
[0054] このメインパウル 12の回動について具体的に説明すると、まず通常時にはロッキン グベース 14とスプール 4とが図 3 (a)に示す相対回転位置関係となっており、この状 態では上述したようにメインパウル 12が回動自在となっているため、作動ピン 12aを 操作することでメインパウルヘッド 12bをスプール 4の外周側に飛び出させるロック状 態(図 3 (a)の状態)と、スプール 4の内周側に収納させる非ロック状態とを自由に切り 替えることができる(この場合における非ロック状態については不図示)。
[0055] ロック起動機構 6は、この種のものとして既に公知のものと同様であり、車両緩減速 時に上記減速度感知手段の作動により図 3中に示した作動ピン 12aを外周側に移動 させて、メインパウルヘッド 12bをスプール 4より外周に飛び出させたロック状態とし、 これによりメインパウルヘッド 12bをフレーム 2の側壁 2Rの内歯(不図示)に係合(嚙 合)させ、スプール 4のシートベルト 3引出方向の回転を抑制するようになっている。そ して、その後に車両が停止して安定した状態となった際には、ロック起動機構 6が作 動ピン 12aを内周側に戻してメインパウルヘッド 12bのロックを解除する。
[0056] さらに、図 3 (a)に示すようにカムヘッド 15aがカム本体 14aの引き込み溝 14bに入 つてメインパウルヘッド 12bをスプール 4より外周側に飛び出させているロック状態か ら、後述する車両急減速時のプリテンショナ 11の作動によりサブパウル回動軸 16の せん断破断部 16aが破断してスプール 4がロッキングベース 14に対して相対的にシ ートベルト 3引き出し方向に先行する回転変位(図 3中においてロッキングベース 14 を固定側とした場合にスプール 4を反時計方向に回転させる相対回転変位)を生じさ せた際には、図 3 (b)に示すように、カムヘッド 15aが引き込み溝 14bからそれより外 周側のカム本体 14aの外周側面に当接し、メインパウルヘッド 12bをスプール 4の内 周側へ回動させる。そして、スプール 4がロッキングベース 14に対してシートベルト 3 引き出し方向に十分な相対回転変位をなした際には、図 3 (c)に示すようにメインパ ウルヘッド 12bをスプール 4の内周側に完全に収納させて非ロック状態とすることがで きる。
[0057] 以上のようにメインパウル 12は、通常時 (車両緩減速時を含む。以下同様)には、口 ック起動機構 6による作動ピン 12aの操作によってロック状態と非ロック状態とを自由 に切り替えられるとともに、車両急減速時のプリテンショナ 11作動時には、サブパゥ ル回動軸 16のせん断破断部 16aを破断させてロッキングベース 14とスプール 4との 間に相対回転変位を生じさせることで強制的にメインパウル 12を非ロック状態とし、フ レーム 2に対するスプール 4のロックを解除できるようになって!/、る。
[0058] 図 4は、スプール 4の軸方向一方側の端面及びフレームを図 3中の矢視 Aから見た 外観を表す図である。この図 4において、スプール 4の軸方向一方側を支持するフレ ーム 2の側壁 2Rには、ロック状態のメインパウルヘッド 12bが係合可能な内歯 2Raが 形成されている。そしてメインパウル 12全体は略円弧形状に形成されており、上述し たようにスプール 4に軸支されるメインパウル回動軸 12dを挟んでその両側にメインパ ウルヘッド 12bとバランス部 12cとを備えている。このような形状により、メインパウル 1 2全体の重心位置 Pgはメインパウル回動軸 12dの回動中心位置 Prの近傍に位置し ている。そのため、スプール 4を回転させた場合でもメインパウル 12の重心位置 Pgに 付加される遠心力によってその回動中心周りに生じさせる回転モーメントを小さく抑 えることができ、すなわちスプール 4を早く回転させてもメインパウル 12全体は遠心力 の影響をほとんど受けずにその回動中心周りの動きを安定させることができる。
[0059] なお、重心位置 Pgはスプール 4の回転中心 Oとメインパウル 12の回動中心位置 Pr とを結ぶ線上に近づけるよう位置させる方がメインパウル 12をより安定させることがで き、さらにそれよりも少しバランス部 12cの方へ近づけるよう位置させた場合にはメイン パウルヘッド 12bをスプール 4の内径方向に引き込ませ易くして不要なロック状態を 回避することができる。
[0060] 図 5は、スプール 4の軸方向他方側に位置するロッキングベース 14の周囲の構成を 説明する分解斜視図である。なお、図示の煩雑を避けるためにトーシヨンバー 7は省 略している。この図 5において、ロッキングベース 14はディスク部 14cと、そのディスク 部 14cの軸方向他方側(図 5中の左手前側)の面の中央に一体に形成されたシャフト 部 14dを備えており、図示しないトーシヨンバー 7の軸方向他方側の端部はシャフト部 14dの裏側(図 5中の図示しない右奥側)に同軸的に固定される。
[0061] そしてスプール 4の軸方向他方側の端面に形成されている長方形の嵌合孔 4aと、 ロッキングベース 14のディスク部 14cに形成されている円形の回動孔 14eの両方に サブパウル回動軸 16が嵌合し、スプール 4とロッキングベース 14の間に挟まれて保 持される。このサブパウル回動軸 16はスプール 4の嵌合孔 4aに嵌合する直方体形 状のせん断破断部 16aと、平キーが形成された断面 D字型の軸部 16bとが一体に形 成されたものであり、せん断破断部 16aがスプール 4の嵌合孔 4aに嵌合し、軸部 16b 力 ッキングベース 14の回動孔 14eに嵌合している。そしてこの状態で軸部 16bは口 ッキングベース 14の軸方向他方側の端面力も突出しており、サブパウル 13は同じ D 字型形状の連結孔 13aでこのサブパウル回動軸 16の突出部分を嵌合させて固定的 に連結している。サブパウル回動軸 16は、せん断破断部 16aが破断していない状態 (破断については後に詳述する)では、軸部 16bが円形の回動孔 14eに嵌合してい ながらその中で回動できずに固定されており、この状態で軸部 16bに連結したサブ パウル 13はロッキングベース 14の内周側に引き込んだ非ロック状態となっている。
[0062] また、略円形の円弧部分 19aとその一方の端部カも径方向に伸びる付勢部分 19b とを有するリングばね(ばね) 19がロッキングベース 14のシャフト部 14dの外周に嵌合 し、さらに固定リング 20がシャフト部 14dに嵌合してリングばね 19をシャフト部 14dに 固定して 、る。このリングばね 19の付勢部分 19bはサブパウル 13に当接して!/、る。 そして、特に図示しないが、固定リング 20の裏側(図 5中の右奥側)の端面には放射 状にラチェット溝が形成されており、このラチエツト溝カ Sリングばね 19の円弧部分 19a に押接して 、ることで、リングばね 19に対して図中の R方向の回転には何ら付勢力を 与えない一方で、逆の L方向の回転には付勢力を与えるようになつている。
[0063] これは、後述するプリテンショナ 11からのシートベルト巻き取り方向の回転駆動力が 付加された場合にだけリングばね 19に付勢力を与えて、サブパウル 13をスプール 4 の外周側に回動させるよう作動させるものである。しかし、このリングばね 19の付勢力 がサブパウル ]_ 3に与えられても、上述したようにサブパウル回動軸 16のせん断破断 部 16aが破断しない限りサブパウル回動軸 16の軸部 16b及びサブパウル 13は拘束 されて回動できないようになっている。これにより、プリテンショナ 11が回転駆動力を 発生しロッキングベース 14がシートベルト 3の巻き取り方向へ回転させられるまでは、 リングばね 19がサブパウル 13を付勢することがなぐそのためサブパウル回動軸 16 力 Sスプール 4に係止するせん断破断部 16aに不要な荷重を作用させず適切なタイミ ングで破断させることができる。
[0064] このサブパウル回動軸 16のせん断破断部 16aが破断するのは、緊急時等の車両 急減速時にプリテンショナ 11が作動してスプール 4をシートベルト 3の巻き取り方向へ 回転させるための回転駆動力がロッキングベース 14に伝達され、その後にロッキング ベース 14とスプール 4との間に相対回転変位が生じた場合だけである。サブパウル 回動軸 16のせん断破断部 16aは、作用する荷重に応じて破断する材質、形状となつ ており、リングばね 19の付勢に対しては破断せずに上記のプリテンショナ 11による口 ッキングベース 14の回転駆動力以上の付カ卩に対しては破断する破断強度に予め設 定されている。
[0065] 図 6は、ロッキングベース 14及びフレームを図 5中の矢視 Bから見てサブパウル 13 の動作を説明する図であり、図 6 (a)は非ロック状態となっているサブパウル 13を示 す図、図 6 (b)は非ロック状態とロック状態の中間にあるサブパウル 13を示す図、図 6 (c)はロック状態となっているサブパウル 13を示す図である。
[0066] この図 6において、ロッキングベース 14を支持するフレーム 2の側壁 2Lには、ロック 状態のサブパウル 13が係合可能な内歯 2Laが形成されている。また、ロッキングべ ース 14には、トルク伝達用のピ-オン 17が固定され(図 2参照)、このピ-オン 17に 対しプリテンショナ 11の回転駆動トルクが伝達されるようになっている。
[0067] そして、サブパウル 13の挙動について具体的に説明すると、まず車両急減速時に プリテンショナ 11が作動してスプール 4をシートベルト 3の巻き取り方向へ回転させる ための回転駆動力がロッキングベース 14に伝達される。このとき、サブパウル回動軸 16のせん断破断部 16a (図 6中では図示せず)が破断されて ヽな 、状態では、リング ばね 19に付勢力が発生してサブパウル 13を外周側へ回動させようとするものの、図 6 (a)に示すようにサブパウル回動軸 16がリングばね 19の付勢力に抗してサブパゥ ル 13をロッキングベース 14の内周側に収納させた非ロック状態を維持している。その 状態から、プリテンショナ 11の回転駆動力がロッキングベース 14に付加されたままシ ートベルト 3の引き出し力がさらに付加された際にはサブパウル回動軸 16のせん断 破断部 16aが破断して折損し、そのためサブパウル 13は回動自在となって図 6 (b)に 示すようにリングばね 19の付勢によりロッキングベース 14の外周側へ回動させられる 。そして、図 6 (c)に示すように、サブパウル 13をロッキングベース 14より外周側の側 壁 2Lの内歯 2Laに係合させるロック状態とすることができる。
[0068] なお、以上において、メインパウル 12、サブパウル 13、引き込み溝 14bを含むカム 本体 14a、カムヘッド 15aを含むカムシャフト 15、せん断破断部 16aを含むサブパゥ ル回動軸 16及びリングばね 19と力 各請求項記載の、通常時において、スプール 4 のシートベルト 3の引き出し方向への回転を抑制するように車両の固定側部材へロッ クするとともに;車両急減速状態にぉ 、て、スプール 4の前記固定側部材へのロック を解除する一方で、プリテンショナ 11が回転駆動力を発生することによりトーシヨンバ 一 7の軸方向他方側がスプール 4に対して相対的にシートベルト巻き取り方向に先行 する回転変位が生じた際にトーシヨンバー 7の軸方向他方側のシートベルト 3の引き 出し方向への回転を抑制するように固定側部材へロックする切換係止機構を構成す る。
[0069] 以上のように構成した本実施形態のシートベルトリトラクタ 1の動作及び作用効果を 図 7及び図 8を用いて以下に説明する。なお図 7、図 8において示す矢印は、荷重が 付加される順路を表して 、る。
[0070] 図 7は、通常時におけるシートベルトリトラクタ 1の動作及び作用効果を説明する図 である。この図 7に示すように、通常時においては、カムシャフト 15がカム本体 14aの 引き込み溝 14b近傍に位置しているもののカムヘッド 15aが引き込み溝 14bの外に 出てメインパウル 12が非ロック状態となり、またサブパウル回動軸 16のせん断破断部 16aは破断されない略未破断状態となっていてサブパウル 13も非ロック状態となって いるため、ロッキングベース 14、トーシヨンバー 7及びスプール 4は一体となって自由 に回転可能となっている。シートベルト 3の非装着時には、スパイラルスプリング 5の付 勢力で、シートベルト 3が完全に巻き取られている。
[0071] 装着のためにシートベルト 3を通常の速度で引き出すと(図 7中(A)参照)、スプー ル 4がシートベルト 3引出方向に回転し、シートベルト 3はスムーズに引き出される。シ ートベルト 3に摺動自在に設けられた図示しないタンダを車体に固定されたバックル に挿入係止した後、余分に引き出されたシートベルト 3がスパイラルスプリング 5の付 勢力でスプール 4に巻き取られ、シートベルト 3は乗員に圧迫感を与えない程度にフ イットされる。
[0072] シートベルト 3を急激に引出そうとした時には、このときに発生する大きな減速度で 上記減速度感知手段が作動し、この減速度感知手段の作動により、前述したようにし て上記ロック起動機構 6がメインパウル 12を回動させ、フレーム 2の側壁 2Rの内歯に 係合させる。このとき、カムヘッド 15aはカム本体 14aの引き込み溝 14b内に入り込む ため、メインパウル 12の回動が許容される。このようなメインパウル 12の係合動作によ りスプール 4がフレーム 2にロックされ(図 7中(B)参照)、シートベルト 3の引き出し方 向への回転が抑制される。なお、この際にはスプール 4のみがロックされるだけであり 、ロッキングベース 14及びトーシヨンバー 7には何ら荷重が付加されず停止している だけとなる。
[0073] 図 8は、車両急減速時におけるシートベルトリトラクタ 1の動作及び作用効果を説明 する図である。この図 8に示すように、緊急時等、車両急減速時においては、その急 減速に対応してプリテンショナ 11が作動し、ピ-オン 17を介してロッキングベース 14 にその回転駆動力が伝えられ(図 8 (a)中(A)参照)、この回転駆動力がトーシヨンバ 一 7を介しスプール 4に伝達されて(図 8 (a)中(B)参照)、スプール 4がシートベルト 3 の巻き取り方向へ回転し(図 8 (a)中(C)参照)、シートベルト 3による乗員の拘束力を 向上させる。
[0074] この車両急減速直後の第 1段階では、プリテンショナ 11の回転駆動によりリングば ね 19に付勢に付勢力が発生するものの、サブパウル回動軸 16のせん断破断部 16a が略未破断状態であるためサブパウル 13は回動せず非ロック状態を維持し、またメ インパウル 12も非ロック状態を維持している。
[0075] その後、第 2段階では、車両急減速時における慣性で車両の乗員の身体が所定以 上の大きな力でシートベルト 3を引っ張り(図 8 (b)中(D)参照)、スプール 4に対しシ ートベルト 3の引き出し方向への力が大きく作用した際(図 8 (b)中(E)参照)には、サ ブパウル回動軸 16のせん断破断部 16aが破断して折損し、ロッキングベース 14とス プール 4との間に相対的な回転変位が生じる。これにより、サブパウル 13は回動自在 となって上記リングばね 19による付勢力によりロッキングベース 14の外周側へ回動さ せられて側壁 2Lの内歯 2Laに係合するロック状態となり(図 6 (c)参照)、ロッキングべ ース 14はシートベルト 3の引き出し方向への回転を抑制するように側壁 2Lにロックさ れる。
[0076] またこれと同時にカムヘッド 15aがカム本体 14aにならつて外周側へ押し出されるこ とでカムシャフト 15を回転させ、メインパウル 12をスプール 4の内周側へ引き込ませ て非ロック状態となる(図 3 (c)参照)。このため、スプール 4に連結されたトーシヨンバ 一 7の軸方向一方側(図 8 (a) (b)中右側)部分 7Rが軸方向他方側(図 8 (a) (b)中左 側)部分 7L (=この時点で前述のようにサブパウル 13によってロックされたロッキング ベース 14に固定されて 、る(図 8 (b)中(G)参照))に対し相対的に回転変位し、この トーシヨンバー 7のねじり変形(ねじりトルク)によって乗員運動エネルギを吸収し(図 8 (b)中 (F)参照)シートベルト 3に加えられる荷重を制限することができる (EA機構)。
[0077] このとき、プリテンショナ 11は前述のようにスプール 4の軸方向他方側(図 8 (a) (b) 中左側)に位置してロッキングベース 14に連結されているため、上記のようにしてトー シヨンバー 7の一方側(図 8 (a) (b)中右側)部分 7Rが他方側(図 8 (a) (b)中左側)部 分 7Lに対してねじれて相対回転する EA機構の動作は、上記プリテンショナ 11の動 作の影響を受けることなぐ安定的な動作を確保することができる。
[0078] 以上のようにして、本実施形態のシートベルトリトラクタ 1においては、通常時にはト ーシヨンバー 7の軸方向一方側に連結するスプール 4のロックを行うとともに、車両急 減速時にはトーシヨンバー 7ねじり変形のためにトーシヨンバー 7の軸方向他方側の みをロックし軸方向一方側及びそこに連結するスプール 4を解放することができる。し たがって、プリテンショナ 11の動作の影響を受けな 、安定的な EA動作を確保できる
[0079] 上述した実施形態の具体的な構成は、本発明の内容を厳密に限定するものではな ぐ細部に関しては本発明の趣旨に沿って多様に変更できることはもちろんである。 図面の簡単な説明
[0080] [図 1]本発明の実施形態のシートベルト装置の全体構造を搭乗者とともに示す図であ る。
[図 2]シートベルトリトラクタの全体概略構造を表す縦断面図である。
[図 3]スプール側のメインパウルの構成を説明する図である。
[図 4]スプールの軸方向一方側の端面及びフレームを図 3中の矢視 Aから見た外観 を表す図である。
[図 5]スプールの軸方向他方側に位置するロッキングベースの周囲の構成を説明す る分解斜視図である。
[図 6]ロッキングベース及びフレームを図 5中の矢視 Bから見てサブパウルの動作を説 明する図である。
[図 7]通常時におけるシートベルトリトラクタの動作及び作用効果を表す図である。
[図 8]車両急減速時におけるシートベルトリトラクタの動作及び作用効果を表す図で ある。
符号の説明
1 シートベルトリトラクタ
2 フレーム(固定側部材)
2L 側壁
2R 側壁
3 シートべノレト
4 スプーノレ
6 ロック起動機構
7 トーンヨンバー
11 プリテンショナ
12 メインパウル (第 2パウル、第 2係止部材、切換係止機構)
13 サブパウル (第 1パウル、第 1係止部材、切換係止機構)
14 ロッキングベース(ロッキング部材)
14a カム本体 (切換係止機構)
14b 引き込み溝 (切換係止機構)
15 カムシャフト (切換係止機構)
15a カムヘッド (切換係止機構)
16 サブパウル回動軸 (切換係止機構)
16a せん断破断部 (切換係止機構)
19 リングばね(ばね、切り換え係止機構)
M 搭乗者

Claims

請求の範囲
[1] シートベルトを巻き取るスプールと、
このスプールの径方向内側に配置されてその軸方向の一方側が前記スプールと連 結され、前記軸方向の前記一方側と前記軸方向の他方側との相対変位によりねじれ 変形し乗員の運動エネルギを吸収可能なトーシヨンバーと、
前記スプールの前記軸方向他方側に位置し、車両急減速状態にぉ ヽて前記スプ ールを前記シートベルトの巻き取り方向へ回転させるための回転駆動力を発生する プリテンショナと、
通常時において、前記スプールの前記シートベルトの引き出し方向への回転を抑 制するように前記車両の固定側部材へロックするとともに;車両急減速状態にぉ ヽて 、前記スプールの前記固定側部材へのロックを解除する一方で、前記プリテンショナ が前記回転駆動力を発生することにより前記トーシヨンバーの前記軸方向他方側が 前記スプールに対して相対的に前記シートベルト巻き取り方向に先行する回転変位 が生じた際に前記トーシヨンバーの前記軸方向他方側の前記シートベルトの引き出 し方向への回転を抑制するように前記固定側部材へロックする切換係止機構と を有することを特徴とするシートベルトリトラクタ。
[2] 請求項 1記載のシートベルトリトラクタにおいて、
前記スプールの軸方向他方側に位置して前記トーシヨンバーの前記軸方向他方側 に連結されたロッキング部材を有し、
前記プリテンショナは、前記車両急減速状態にお!、て前記スプールを前記シート ベルトの巻き取り方向へ回転させるための回転駆動力を前記ロッキング部材に与え、 前記切換係止機構は、前記ロッキング部材を前記車両の固定側部材にロックする ための第 1係止部材
を備えることを特徴とするシートベルトリトラクタ。
[3] 請求項 2記載のシートベルトリトラクタにおいて、
前記第 1係止部材は、前記ロッキング部材に回動可能に設けられ、前記ロッキング 部材と前記スプールとの間に相対回転変位が生じた際に前記ロッキング部材のロッ ク動作を行うパウルであることを特徴とするシートベルトリトラクタ。
[4] 請求項 3記載のシートベルトリトラクタにおいて、
前記第 1係止部材の回動軸と前記スプールの 、ずれか一方には、その他方に係止 して前記回動軸の回動を拘束するよう設けられるとともに、作用する荷重に応じて破 断するせん断破断部を有し、
前記第 1係止部材は、前記せん断破断部が破断した際に回動自在となつてばねに より前記ロッキング部材のロック方向へ付勢されてロック動作を行うパウルであることを 特徴とするシートベルトリトラクタ。
[5] 請求項 4記載のシートベルトリトラクタにおいて、
前記ばねは、前記ロッキング部材が前記プリテンショナの前記回転駆動力により前 記シートベルトの巻き取り方向へ回転させられた際にだけ前記パウルを付勢すること を特徴とするシートベルトリトラクタ。
[6] 請求項 2乃至 5のいずれか 1項記載のシートベルトリトラクタにおいて、
前記切換係止機構は、前記スプールを前記車両の固定側部材にロックするための 第 2係止部材を備えることを特徴とするシートベルトリトラクタ。
[7] 請求項 6記載のシートベルトリトラクタにおいて、
前記第 2係止部材は、前記スプールの前記軸方向の一方側に回動可能に設けら れ、前記車両の減速度に応じて前記スプールのロック動作を行うパウルであることを 特徴とするシートベルトリトラクタ。
[8] 請求項 7記載のシートベルトリトラクタにおいて、
前記ロッキング部材は、前記トーシヨンバーの外周側にカム本体を有し、 前記第 2係止部材は、その回動軸力 延設するカムシャフトと、前記カムシャフトの 前記軸方向の他方側に設けたカムヘッドとを有し、
前記カム本体の形状は、前記スプールと前記ロッキング部材との間に相対回転変 位が生じて 、な 、間は前記第 2係止部材が前記スプールのロック動作とロック動作の 解除とを切り換え可能に前記カムヘッドの回動を許容するとともに、前記スプールと 前記ロッキング部材との間に相対回転変位が生じた際には前記第 2係止部材に強制 的に前記スプールのロック動作の解除を行わせるよう前記カムヘッドを当接させる形 状であることを特徴とするシートベルトリトラクタ。
[9] 請求項 6乃至 8のいずれ力 1項記載のシートベルトリトラクタにおいて、 前記第 2係止部は、重心が回動中心の近傍に位置させる形状に形成されているこ とを特徴とするシートベルトリトラクタ。
[10] シートベルトを巻き取るスプールと、
このスプールの径方向内側に配置されてその軸方向の一方側が前記スプールと連 結され、前記軸方向の前記一方側と前記軸方向の他方側との相対変位によりねじれ 変形し乗員の運動エネルギを吸収可能なトーシヨンバーと、
前記スプールの軸方向他方側に位置して前記トーシヨンバーの前記軸方向他方側 に連結されたロッキングベースと、
前記スプールの前記軸方向他方側に位置し、車両急減速状態にぉ ヽて前記スプ ールを前記シートベルトの巻き取り方向へ回転させるための回転駆動力を発生し、前 記ロッキングベースに伝達するプリテンショナと、
その回動軸が前記ロッキングベースに回動可能に設けられ、通常時には前記回動 軸の一部で形成したせん断破断部が前記スプールに係止されて回動が拘束されて V、るとともに;前記プリテンショナの作動によって前記ロッキングベースと前記スプー ルとの間に相対回転変位が生じた際には前記せん断破断部を破断させて回動自在 となりばねの付勢により前記ロッキングベースを前記車両の固定側部材にロックする 第 1パウルと、
前記スプールの前記軸方向の一方側に回動可能に設けられ、通常時には前記車 両の減速度に応じて前記スプールを前記車両の固定側部材にロックするとともに;前 記プリテンショナの作動によって前記ロッキングベースと前記スプールとの間に相対 回転変位が生じた際には前記スプールのロック動作を解除させるカム機構を備えた 第 2パウルとを有し、
前記カム機構は、前記第 2パウルの回動軸力 延設するカムシャフトと、前記ロッキ ングベースに形成されたカム本体の形状にならって前記スプールと前記ロッキングべ ースとの間に相対回転変位が生じた際に前記カムシャフトを介して前記第 2係止部を 回動させるカムヘッドとを備え、前記スプールが前記ロッキング部材に対して相対的 に前記シートベルト引き出し方向に先行する回転変位が生じて 、る状態で前記スプ ールのロック動作を解除するよう前記第 2パウルを回動させることを特徴とするシート ベルトリトラクタ。
搭乗者を拘束するためのシートベルトと、
このシートベルトの一方側を引き出し可能に巻き取るシートベルトリトラクタと、 前記シートベルトに設けたタンダと、
このタンダと係合することにより、前記シートベルトを搭乗者に装着させるバックル装 置とを有し、
前記シートベルトリトラクタは、
前記シートベルトを巻き取るスプールと、
このスプールの径方向内側に配置されてその軸方向の一方側が前記スプールと連 結され、前記軸方向の前記一方側と前記軸方向の他方側との相対変位によりねじれ 変形し乗員の運動エネルギを吸収可能なトーシヨンバーと、
前記スプールの前記軸方向他方側に位置し、車両急減速状態にぉ ヽて前記スプ ールを前記シートベルトの巻き取り方向へ回転させるための回転駆動力を発生する プリテンショナと、
通常時において、前記スプールの前記シートベルトの引き出し方向への回転を抑 制するように前記車両の固定側部材へロックするとともに;車両急減速状態にぉ ヽて 、前記スプールの前記固定側部材へのロックを解除する一方で、前記プリテンショナ が前記回転駆動力を発生することにより前記トーシヨンバーの前記軸方向他方側が 前記スプールに対して相対的に前記シートベルト巻き取り方向に先行する回転変位 が生じた際に前記トーシヨンバーの前記軸方向他方側の前記シートベルトの引き出 し方向への回転を抑制するように前記固定側部材へロックする切換係止機構と を有することを特徴とするシートベルト装置。
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