JP4514362B2

JP4514362B2 - シートベルト装置

Info

Publication number: JP4514362B2
Application number: JP2001153970A
Authority: JP
Inventors: 貞徳大隅
Original assignee: オートリブ株式会社
Priority date: 2001-05-23
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2021-05-23
Also published as: JP2002347573A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の乗員等を座席に拘束するシートベルト装置に関し、詳しくは、エネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターを備えたシートベルト装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の乗員等を座席に保持するためのシートベルト装置においては、急な加速、衝突又は減速に反応する慣性感知手段によって駆動されてウェビングの引き出しを物理的にロックする緊急ロック機構を備えて乗員を効果的及び安全に拘束するようにした緊急ロック式リトラクターが用いられている。
【０００３】
このような緊急ロック式リトラクターとしては、例えば特公昭５９−２１６２４号公報等に開示されたシートベルト用リトラクターのように、ウェビングを巻装する巻取軸の一端に配設された係合部材が車両緊急時にリトラクターベースの被係合部に係合して前記巻取軸のウェビング引き出し方向の回転を阻止することができるロック手段を備えたものがある。
【０００４】
そして、前記ロック手段においては、巻取軸が貫通するリトラクターベースの巻取軸貫通孔に形成された係止噛合部や、その巻取軸貫通孔に併設された内歯プレートに形成されたラチェット歯が被係合部として用いられる。巻取軸と共に回転するロックプレートや係止爪が係合部材として用いられる。車両緊急時にそれら係合部材と被係合部とが係合して巻取軸のウェビング引き出し方向の回転を阻止するように構成されている。
【０００５】
しかしながら、衝突による衝撃力が大きいときには、衝突後の時間の経過とともにウェビング張力が増大するため、乗員の身体に急激な減速度を生じることになり、ウェビングから乗員にかかる負荷が大きくなる。そこで、ウェビングに作用する荷重が予め設定した所定値以上となった際、ウェビングを所定量繰出させることにより、乗員の身体に生じる衝撃を吸収するエネルギー吸収機構を備え、乗員の身体をより確実に保護するようにしたシートベルト用リトラクターも種々提案されている。このような構成のシートベルト用リトラクターとしては、特開昭４６−７７１０号公報に記載された、「とくに安全ベルト用のエネルギー吸収装置」が知られている。
【０００６】
前記エネルギー吸収機構は、ウェビングが巻装される略筒状のボビンと、該ボビンの中心を挿通すると共に一端側が前記ボビンに一体的に結合されてリトラクターベースに回転自在に支持される巻取軸と、この巻取軸の他端側に一体的に結合されるロッキングベースと、車両緊急時に前記ロッキングベースをリトラクターベースに係合させて前記ボビンのウェビング引き出し方向への回転を阻止する緊急ロック手段とを備えている。そして、前記緊急ロック手段の作動時に前記ボビンに作用するウェビング引き出し方向の荷重が所定以上になると、前記巻取軸が捩り変形を起こすことで前記ボビンのウェビング引き出し方向の回転を許容して衝撃エネルギーの吸収を行う。
すなわち、ボビンの中心を挿通する巻取軸は、所謂、トーションバー（捩り棒）で、ボビンに作用するウェビング引き出し方向の荷重が所定以上になると、該トーションバー自体が軸回りに捩れる。この捩れによってボビンがウェビング引き出し方向へ回転する分だけ、ウェビングの引き出しを許容し、ウェビングによる乗員拘束力を緩めて、ウェビングから乗員に作用する衝撃を緩和する。
【０００７】
ただし、この場合のトーションバーの捩れ量（エネルギー吸収ストローク）は、規制されていない。捩れ量が規制されていないと、車室内スペースが小さな車両等においては、ウェビング繰出し量が多すぎたとき、乗員がいわゆるニ次衝突を引き起こす可能性がある。したがって、捩れ量を制限することが望ましい場合もある。
【０００８】
特開平１１−５９３３０号公報には、トーションバーの捩れ量を所定以下に制限するストッパ部材を備えたシートベルト用リトラクターが開示されている。このリトラクターは、円盤状の係止爪ホルダーの、ボビンの端面に対向する面に、ボビン軸方向に沿って延びた円筒部を備えている。円筒部は、トーションバーが挿通されたボビンの孔に装着され、トーションバーの外周側に配置される。この円筒部の外周面にはねじが切られていて、その外周面上にストッパ部材が螺着されている。ストッパ部材は、初期状態において、係止爪ホルダーの円盤部から離れている。ストッパ部材の外周面には、径方向に突出する突起が設けられている。ストッパ部材の突起は、トーションバーが挿通されたボビンの孔の内面に設けられた凹部に嵌合している。
係止爪ホルダーがリトラクターベースに対して固定された状態でボビンがウェビング引き出し方向に回転されると、ストッパ部材は、ボビンと一体的に回転されると共に、係止爪ホルダーの円筒部外周面上を軸方向に移動される。このとき、トーションバーが捩られていくが、ストッパ部材が係止爪ホルダーの円盤部に当接してそれ以上回転・移動されなくなると、トーションバーもそれ以上捩られなくなる。こうして、ストッパ部材によってトーションバーの捩れ量を制限している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平１１−５９３３０号公報に開示されたシートベルト用リトラクターでは、ストッパ部材の突起が径方向に突出していたため、ボビン径が大きくなり、リトラクターが大型化する傾向があった。リトラクターの小型化のために、ストッパ部材の突起の突出量を小さくすると、ストッパ部材が係止爪ホルダーの円盤部に当接した状態でボビンにトルクが作用した際に、ボビンの凹部と係合突起との間の接触面積が小さいために両者間の当接圧力が過大になり、ボビンがその当接圧力に耐えられずに変形する可能性が生じる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、大型化を招くことなく、エネルギー吸収ストロークを確実に制限できるリトラクターを備えたシートベルト装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、ウェビングが巻装されるボビンと、該ボビンの中心に装着されると共に一端側が前記ボビンに一体的に結合されてリトラクターベースに回転自在に支持される巻取軸と、該巻取軸の他端側に一体的に結合されるロッキングデバイスと、車両緊急時に前記ロッキングデバイスを前記リトラクターベースに係合させて前記ボビンのウェビング引き出し方向への回転を阻止する緊急ロック手段とを備え、
前記緊急ロック手段の作動時に前記ボビンに作用するウェビング引き出し方向の荷重が所定以上になると、前記巻取軸が捩り変形を起こすことで前記ボビンのウェビング引き出し方向の回転を許容して衝撃エネルギーの吸収を行うエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターを備えたシートベルト装置であって、前記ロッキングデバイスが、前記ボビンの軸方向に沿って延びて外周面にはねじが切られた円筒部と、該円筒部の外周面上に螺着されて、回転することで前記円筒部軸方向に移動可能なストッパ部材とを有し、該ストッパ部材は、前記円筒部に螺着された本体と、該本体から少なくとも軸方向に突出した係合突起とを有し、前記ボビンには、前記係合突起が嵌合する軸方向穴が設けられたことを特徴とするエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターを備えたシートベルト装置によって達成される。
【００１１】
以上のようなシートベルト装置によれば、ストッパ部材の本体から軸方向に突出した係合突起が、ボビンに設けられた軸方向穴に十分な長さをもって嵌合している。すなわち、ストッパ部材の係合突起とボビンの軸方向穴との間の、ボビン回転方向の接触面積が大きい。したがって、ストッパ部材の回転・移動が阻止された状態でボビンにトルクが作用した際に、ストッパ部材の係合突起とボビンの軸方向穴との間の当接圧力が過大にないため、ボビンの変形もなく、エネルギー吸収ストロークを確実に制限できる。
また、このシートベルト装置によれば、ストッパ部材の係合突起の径方向突出量を増大することなく、係合突起とボビンとの間の、ボビン回転方向の接触面積を増すことができるので、リトラクターの大型化を招くことがない。
【００１２】
なお、前記構成において、前記ボビンの軸方向穴が、前記ボビンの、前記ウェビングの端部を固定するために該端部を挿入されるスリットが設けられた位置とは異なる周方向位置に設けられていることが好ましい。
このような構成によれば、ボビンのデッドスペースにストッパ部材の係合突起を収容する軸方向穴を設けることで、デッドスペースを有効活用して、リトラクターの小型化を図ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターの分解斜視図であり、図２は図１のリトラクターの組立状態における要部断面図である。
図１に示すように、リトラクター１０は、リトラクターベース１１と、ウェビングが巻装される略円筒状のボビン１３と、ボビン１３内に装着されてボビン１３の軸中心に沿って延びると共に一端側がそのボビン１３に一体的に結合された巻取軸１２と、巻取軸１２の他端側に一体的に結合されたロッキングデバイス１５とを備えている。
【００１４】
リトラクターベース１１は、車体に固定される背板１１ｃの両側から左右の側板１１ａ，１１ｂが立ち上がり、略コ字状の断面を有するように金属板をプレス成形したものである。左右の側板１１ａ，１１ｂの対向位置には、ボビン１３と組み合された巻取軸１２が回転自在に橋架される、貫通孔１１ｄ，１１ｅが設けられている。
リトラクターベース１１の一方の側板１１ａの外側には、乗員を拘束するウェビングの緩みを除去するようにボビン１３を回転させて衝突等の車両緊急時（すなわち事故等によって急な減速が発生したとき、或いはウェビングが急激に引き出されるとき等）にウェビングを緊張させる図示しないプリテンショナーと、ボビン１３をウェビング巻取方向に常時付勢する図示しない巻取バネ装置とが装備される。リトラクターベース１１の他方の側板１１ｂの外側には、車両緊急時にロッキングデバイス１５をリトラクターベース１１に係合させてボビン１３のウェビング引き出し方向への回転を阻止する緊急ロック手段６０が装備される。緊急ロック手段６０には、車両加速度検出手段やウェビング引き出し加速度検出手段等の、車両緊急時を検出するためのセンサが搭載されている。
【００１５】
ボビン１３は、鋳造、ダイキャスト又は射出成形により形成される。部品が大きいことから、鉄系の材料を使用すると重量が重くなるため、アルミダイキャストによって形成するのが一般的である。
ボビン１３の周方向所定箇所には、ウェビングの端部を固定するためにウェビングの端部が挿入されるスリット１３ｃが設けられている。
【００１６】
ロッキングデバイス１５は、ボビン１３の端面に相対した円盤部１５ａを備えている。円盤部１５ａのボビン１３に相対する側とは反対側の面には、係合部材としてのポール１６が装着される。
リトラクターベース１１の側板１１ｂの貫通孔１１ｅ周縁部には、ポール１６の係止歯１６ａが係合可能な内歯１１ｆが形成されている。
緊急ロック手段６０は、車両緊急時に、ポール１６を回転させてポール１６の係止歯１６ａをリトラクターベース１１の内歯１１ｆに係合させる。こうして、ロッキングデバイス１５の回転を拘束して、ウェビング引き出し方向へのボビン１３の回転を阻止する。
【００１７】
巻取軸１２の一端側には、ボビン１３と一体回転可能な結合を果たすボビン結合部１２ａが形成され、他端側には、ロッキングデバイス１５と一体回転可能な結合を果たすロッキングデバイス結合部１２ｂが形成されている。巻取軸１２は、前記結合部１２ａ，１２ｂ間に所定以上のトルクが作用した際に、これら結合部１２ａ，１２ｂ間の変形部１２ｃが捩れ変形を起こすことにより、乗員の身体に作用する衝撃エネルギーの吸収を行うように構成されたエネルギー吸収手段である。
【００１８】
ロッキングデバイス結合部１２ｂは、トルクス形状（外周に凹凸が形成されたもので図示例では凹凸が６箇所ずつ）を呈していて、図２に示すように、ロッキングデバイス１５のボビン１３側の面に突設された円筒部１５ｂのトルクス形状挿通穴１８に嵌挿される。これにより、巻取軸１２はロッキングデバイス１５と一体回転可能に結合される。
ロッキングデバイス１５の円筒部１５ｂは、ボビン１３の端面に形成された収納凹部１３ａ内に配置されている。
【００１９】
ロッキングデバイス１５の円筒部１５ｂの外周面には、ねじが切られていて、ストッパ部材１７が螺着されている。ストッパ部材１７は、円筒部１５ｂに螺着された円筒状の本体１７ａと、本体１７ａの外周部に周方向に間隔をあけて１又は複数設けられ、本体１７ａから径方向及び軸方向に突出した係合突起１７ｂとを備えている。
ストッパ部材１７の本体１７ａは、その軸方向寸法が、円筒部１５ｂの軸方向寸法より小さい。係合突起１７ｂは、その軸方向寸法が、本体１７ａの軸方向寸法より大きく、ここでは約２倍になっている。係合突起１７ｂの軸方向寸法を、本体１７ａの軸方向寸法の２倍程度ないしはそれ以上にすることもできる。
【００２０】
ボビン１３の収納凹部１３ａの外周側の、周方向に間隔をあけた所定箇所（ストッパ部材１７の係合突起１７ｂに対応する箇所）には、係合突起１７ｂを受容する軸方向穴１３ｂが設けられている。軸方向穴１３ｂは、径方向に見て収納凹部１３ａに連通している。軸方向穴１３ｂは、軸方向に見て収納凹部１３ａより深い。軸方向穴１３ｂは、巻取軸１２が装着されるボビン１３の孔（軸中心孔）から径方向に間隔をあけた箇所に設けられている。軸方向穴１３ｂは、図１に示したスリット１３ｃが設けられた位置とは異なるボビン１３の周方向位置に設けられている。
図２に示すように、巻取軸１２が捩られていない初期状態においては、ストッパ部材１７は、ロッキングデバイス１５の円筒部１５ｂの先端部に螺着している。この時、ストッパ部材１７と、ロッキングデバイス１５の円盤部１５ａとの間には隙間があいている。ストッパ部材１７の係合突起１７ｂは、ボビン１３の軸方向穴１３ｂに多少のガタをもって嵌合されており、ストッパ部材１７はボビン１３に対する相対回転を規制されている。ストッパ部材１７の係合突起１７ｂの軸方向に突出した部分は、ボビン１３の軸方向穴１３ｂの、収納凹部１３ａより深い部分に嵌合している。
【００２１】
図３（Ｂ）は、ストッパ部材１７の平面図である。本実施形態では、円筒状の本体１７ａから径方向及び軸方向に突出した係合突起１７ｂが、本体１７ａの外周部の対向する位置に２個設けられている。図３（Ａ）は、図３（Ｂ）におけるＡ−Ａ断面図である。
図３（Ｃ）は、ロッキングデバイス１５の円盤部１５ａ及び円筒部１５ｂを示す断面図である。ロッキングデバイス１５は、堅固なロックを可能とするため、鋼材で形成され、場合によっては熱処理で強化されている。
ストッパ部材１７も、鋼材で形成することが可能である。
【００２２】
以下、本実施形態の作用について説明する。車両緊急時を検出する図示しないセンサがスイッチングされると、図１に示した緊急ロック手段６０が、ポール１６を回転させてポール１６の係止歯１６ａをリトラクターベース１１の内歯１１ｆに係合させ、ロッキングデバイス１５の回転を阻止する。この時、ボビン１３も、巻取軸１２を介してウェビング引き出し方向への回転を阻止される。しかし、ウェビングを引く力が増加すると、巻取軸１２の変形部１２ｃが捩れて、ボビン１３が回転され、ウェビングが伸び出されていく。この時、ロッキングデバイス１５の回転は阻止されたままである。
【００２３】
すると、図２に示したストッパ部材１７が、ボビン１３とともに回転され、ロッキングデバイス１５の円筒部１５ｂ上を、図中右方向に（ロッキングデバイス１５の円盤部１５ａに向かう方向に）螺進する。この時、巻取軸１２の変形部１２ｃが更に捩れていく。
【００２４】
そして、ストッパ部材１７が、ロッキングデバイス１５の円盤部１５ａに当接すると、それ以上ストッパ部材１７が回転・螺進されなくなる。一方ボビン１３は、ウェビングを引く力に応じたトルクが作用しているので、更に回転しようとする。この時、ボビン１３の軸方向穴１３ｂ内面とストッパ部材１７の係合突起との間の、回転方向当接部分で、ウェビングを引く力に応じたトルクを受けることになる。
【００２５】
本実施形態によれば、ストッパ部材１７の係合突起１７ｂが、本体１７ａより軸方向に突出した十分な長さをもって、ボビン１３の軸方向穴１３ｂ内面と当接するので、当接箇所において圧力が過大にならない。係合突起１７ｂは、広い接触面積で、トルクを垂直に受ける。したがって、ボビン１３が軸方向穴１３ｂを起点として、ストッパ部材１７によってこじられることがない。つまり、ストッパ部材１７の回転が停止された後は、巻取軸１２が更に捩られることはなく、巻取軸１２の捩れ量を確実に規制できる。
また、本実施形態によれば、ストッパ部材１７の係合突起１７ｂを、径方向に大きく突出させる代わりに、径方向と軸方向とに突出量を分散して突出させているので、ボビン１３の大径化及びリトラクターの大型化を招くことがない。
【００２６】
また、本実施形態においては、ボビン１３の軸方向穴１３ｂが、スリット１３ｃが設けられた位置とは異なる周方向位置であって、巻取軸１２が装着されるボビン１３の孔から径方向に間隔をあけた位置に設けられている。こうして、ボビン１３のデッドスペースに、ストッパ部材１７の係合突起１７ｂを収容する軸方向穴１３ｂを設けて、デッドスペースを有効活用することで、リトラクターのボビン軸方向寸法を小さくしている。
【００２７】
図４に、本発明の第２実施形態に係るロッキングデバイスを示す。図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本実施形態のストッパ部材３７は、平面視六角形状の本体３７ａと、本体３７ａの複数の（ここでは３個の）角部に設けられて本体３７ａから軸方向に突出した係合突起３７ｂとを備えている。この係合突起３７ｂは、本体３７ａから径方向には突出していない。ここでは、本体３７ａの、一つおきの角部に係合突起３７ｂが設けられている。
本実施形態のストッパ部材３７は、図３に示した第１実施形態のストッパ部材１７に比較して、径方向の最大寸法を小さくできる。ロッキングデバイス３５の円盤部３５ａ及び円筒部３５ｂの構造は、第１実施形態のロッキングデバイス１５と同様とすることができる。
図５は、第２実施形態に係るリトラクター３０の組立状態における要部断面図である。本実施形態では、ボビン３３に設けられた収納凹部３３ａの底面に、ストッパ部材３７の係合突起３７ｂが嵌合する軸方向穴３３ｂが設けられている。
【００２８】
なお、本発明は前述した実施形態及び実施例に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、ストッパ部材がロッキングデバイスの円盤部に到達する以前に、そのストッパ部材の移動を止めるような部材（ワッシャー状のシム等）を、ロッキングデバイスの円盤部とストッパ部材の間に設けてもよい。こうすることで、設計変更等に伴う、エネルギー吸収ストロークの調整を容易に行える。
例えば、ストッパ部材の係合突起が嵌合するボビンの軸方向穴は、ボビンを軸方向に貫通していてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、大型化を招くことなく、エネルギー吸収ストロークを確実に制限できるリトラクターを備えたシートベルト装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るリトラクターを示す分解斜視図である。
【図２】図１のリトラクターの組立状態における要部断面図である。
【図３】ロッキングデバイスを説明する図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るリトラクターのロッキングデバイスを説明する図である。
【図５】第２実施形態に係るリトラクターの組立状態における要部断面図である。
【符号の説明】
１０，３０シートベルト用リトラクター
１１リトラクターベース
１２巻取軸
１３ボビン
１３ａ収納凹部
１３ｂ軸方向穴
１５ａ，３５ａ円盤部
１５ｂ，３５ｂ円筒部
１７，３７ストッパ部材
１７ａ，３７ａ本体
１７ｂ，３７ｂ係合突起

Claims

ウェビングが巻装されるボビンと、該ボビンの中心に装着されると共に一端側が前記ボビンに一体的に結合されてリトラクターベースに回転自在に支持される巻取軸と、該巻取軸の他端側に一体的に結合されるロッキングデバイスと、車両緊急時に前記ロッキングデバイスを前記リトラクターベースに係合させて前記ボビンのウェビング引き出し方向への回転を阻止する緊急ロック手段とを備え、
前記緊急ロック手段の作動時に前記ボビンに作用するウェビング引き出し方向の荷重が所定以上になると、前記巻取軸が捩り変形を起こすことで前記ボビンのウェビング引き出し方向の回転を許容して衝撃エネルギーの吸収を行うエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターを備えたシートベルト装置であって、前記ロッキングデバイスが、前記ボビンの軸方向に沿って延びて外周面にはねじが切られた円筒部と、該円筒部の外周面上に螺着されて、回転することで前記円筒部軸方向に移動可能なストッパ部材とを有し、該ストッパ部材は、前記円筒部に螺着された本体と、該本体から少なくとも軸方向に突出した係合突起とを有し、前記ボビンには、前記係合突起が嵌合する軸方向穴が設けられたことを特徴とするエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターを備えたシートベルト装置。
前記ボビンの軸方向穴が、前記ボビンの、前記ウェビングの端部を固定するために該端部を挿入されるスリットが設けられた位置とは異なる周方向位置に設けられた請求項１に記載のエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターを備えたシートベルト装置。