(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、ベルトシャフト（１０）と、前記ベルトシャフト（１０）と結合された力制限装置（７０）と、前記ベルトシャフト（１０）と回転不能に連結されたテンショナ駆動輪（２０）とを有するベルトテンショナにおいて、
前記テンショナ駆動輪（２０）に、円周方向で解除可能な結合部を介して固定された連結部材（６０）が配置されており、該連結部材はブロッキング装置（９０）によりシートベルト引出し方向でハウジング固定してブロッキング可能であり、
前記ベルトシャフト（１０）を前記テンショナ駆動輪（２０）と結合するためにプロフィル体（５０）が設けられており、該プロフィル体は軸方向を向くテーパ状の係合区域（５１）により前記ベルトシャフト（１０）または前記テンショナ駆動輪（２０）の対応する切欠き（１２）に係合するとともに、前記連結部材（６０）によって前記テンショナ駆動輪（２０）に円周方向で固定されており、
前記連結部材（６０）と前記テンショナ駆動輪（２０）との間の解除可能な結合は、前記連結部材（６０）のハウジング固定されたブロッキングと、シートベルト引出し方向への前記ベルトシャフト（１０）の回転とによって解除可能であり、それによって前記テンショナ駆動輪（２０）および／または前記ベルトシャフト（１０）に対する前記プロフィル体（５０）の相対回転運動が可能となり、該相対回転運動がテーパ状の前記係合区域（５１）によって軸方向運動と重ね合わされ、それによって前記係合区域（５１）が前記切欠き（１２）から係合解除されて、前記テンショナ駆動輪（２０）と前記ベルトシャフト（１０）との間の嵌合式の結合を解消可能であることを特徴とするベルトテンショナ。
【請求項２】
前記テンショナ駆動輪（２０）および／または前記ベルトシャフト（１０）には前記プロフィル体（５０）が相対回転運動の実行中に案内される案内構造（２１）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のベルトテンショナ。
【請求項３】
前記連結部材（６０）は前記テンショナ駆動輪（２０）に固定された位置のときに前記プロフィル体（５０）をスライドしないように軸方向に止めることを特徴とする、先行請求項のうちいずれか１項に記載のベルトテンショナ。
【請求項４】
前記連結部材（６０）はシートベルト引出し方向を向く噛み合い部（６２）を有しており、前記ブロッキング装置（９０）は前記ベルトテンショナの作動によって前記噛み合い部（６２）に係合させることが可能な係合区域（９１）を有していることを特徴とする、先行請求項のうちいずれか１項に記載のベルトテンショナ。
【請求項５】
前記ブロッキング装置（９０）はばねによって構成されており、前記ベルトテンショナには前記係合区域（９１）の運動をシートベルト引出し方向で制限する前記係合区域（９１）に付属するストッパ（１１０）が設けられていることを特徴とする、請求項４に記載のベルトテンショナ。
【請求項６】
前記ベルトテンショナは、前記ベルトテンショナの作動時に直径を減らしながら前記テンショナ駆動輪（２０）に摩擦接合式に当接する、前記テンショナ駆動輪（２０）に巻き掛けられたベルト（１００）を含んでおり、前記ブロッキング装置（９０）は支持区域（９２）により前記ベルト（１００）の外面に支持されるばねによって構成されていることを特徴とする、先行請求項のうちいずれか１項に記載のベルトテンショナ。
【請求項７】
前記連結部材（６０）は前記テンショナ駆動輪（２０）と、これら両方の部品を嵌合式に相互に結合する破断ラグ（２２）を介して結合されていることを特徴とする、先行請求項のうちいずれか１項に記載のベルトテンショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提項の構成要件を備えるベルトテンショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
冒頭に述べた種類のベルトテンショナは自動車で採用されており、事故の開始時に生じる場合があるベルトの緩みを、安全ベルトの巻取りによって取り除き、乗員をできるだけ早期に車両の減速に追随させる目的に資するものである。乗員を早期に追随させることで、乗員に作用する負荷が、前方移動のできる限り長い経路に分散されることによって軽減される。利用できる前方移動の経路を全面的に活用できるようにするために、ベルトテンショナはさらに力制限装置を備えており、この力制限装置によって力制限式のシートベルト引出しが可能となる。力制限式の前方移動中における乗員の負荷は、力制限装置の設計によって規定され、複数の力制限部材をさまざまな順序で組み合わせることで、さまざまに異なる力制限過程を設定することができる。
【０００３】
しかしこのようなシステムの欠点は、ベルト引き締め中および力制限中におけるベルトシャフトの連続する反対方向の回転運動に基づき、巻取り運動に後続するシートベルト引出し運動が、ベルトテンショナから及ぼされてまだ残っている引き締め力によって妨げられる場合があることである。こうした不都合な力制限の妨げは、それによって力制限過程の開始時に一時的なピークにつながることがある。
【０００４】
特許文献１より、当分野に属するベルトテンショナが公知であり、この場合、ベルトシャフトにテンショナ駆動輪を連結するための止め部材が設けられており、この止め部材は、シートベルト引出し方向へのベルトシャフトの回転によって、引き締め運動の完了後に解除可能である。このときテンショナ駆動輪とベルトシャフトは、止め部材の解除後にベルトシャフトに対するテンショナ駆動輪の軸方向運動を生成するランプ輪郭部を介して、相互に連結されている。止め部材は、たとえば引き締め運動の作動によって、ハウジング固定された噛み合い部にスプリングアームで係合する準備位置へと移動するスプリングワッシャによって構成されている。開始される力制限式のシートベルト引出し運動により、ハウジング固定された噛み合い部にベルト引出し方向で固定された止め部材が解除運動を行い、それにより、ベルトシャフトに対するテンショナ駆動輪の軸方向運動を可能にし、それによってテンショナ駆動輪とベルトシャフトの係合が解除される。
【０００５】
上に記載した解決法の１つの欠点は、止め部材が引き締め運動によって、ハウジングに対してシートベルト引出し方向で固定される準備位置へとまず移されなくてはならないことである。さらに、止め部材はテンショナ駆動輪を軸方向力の作用によってベルトシャフトに連結しており、したがって、作用する力を受け止めるためにある程度の形状安定性を有していなくてはならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００９／１１８０８８Ａ１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、上に挙げた欠点が回避されるベルトテンショナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の課題は、請求項１の構成要件を備えるベルトテンショナによって解決され、好ましい発展例は従属請求項に記載されている。本発明の基本思想は、テンショナ駆動輪に、円周方向で解除可能な結合部を介して固定された連結部材が配置されており、この連結部材はブロッキング装置によりシートベルト引出し方向でハウジング固定してブロッキング可能であり、ベルトシャフトをテンショナ駆動輪と結合するためにプロフィル体が設けられており、このプロフィル体は軸方向を向くテーパ状の係合区域によりベルトシャフトまたはテンショナ駆動輪の対応する切欠きに係合するとともに、連結部材によってテンショナ駆動輪に円周方向で固定されており、連結部材とテンショナ駆動輪との間の解除可能な結合は、連結部材のハウジング固定されたブロッキングと、シートベルト引出し方向へのベルトシャフトの回転とによって解除可能であり、それによってテンショナ駆動輪および／またはベルトシャフトに対するプロフィル体の相対回転運動が可能となり、この相対回転運動がテーパ状の係合区域によって軸方向運動と重ね合わされ、それによって係合区域が切欠きから係合解除されて、テンショナ駆動輪とベルトシャフトとの間の嵌合式の結合を解消可能であるという点に見ることができる。
【０００９】
本発明による解決法の利点は、テンショナ駆動輪に固定され、プロフィル体がすでに引き締め運動中に相対回転運動を行うのを妨げる連結部材も、ハウジング固定されたブロッキングおよびベルト引出し方向へのベルトシャフトの回転のみによって、テンショナ駆動輪から自動的に外れるという点に見ることができる。このとき、従来技術で知られている解決法の場合に必要であるような、テンショナ駆動輪との結合の解除前に連結部材を準備位置へ移行させることは必要ない。さらに、連結部材そのものは軸方向ではるかに小さい負荷しか受けないので、連結部材の強度に関する要求事項が低くなり、小さい外力の影響のもとで解除運動を惹起することができる。
【００１０】
次に、好ましい実施例を参照しながら本発明について詳しく説明する。図面には個々に次のものが示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（Ａ），（Ｂ）は、係合位置および係合解除位置にあるプロフィル体とともにベルトテンショナを示す横断面図である。
【図２】テンショナ駆動輪およびプロフィル体とともにベルトシャフトを示す分解図である。
【図３】図３（Ａ）−（Ｃ）は、さまざまな位置にあるブロッキング装置とともにベルトテンショナを示す側面図である。
【図４】図４（Ａ），（Ｂ）は、さまざまな位置にあるベルトおよびこれに当接するばねとともにベルトテンショナを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１ａおよび図１ｂには、ベルトシャフト１０と、図示しないハウジングに対して車両固定によりロック可能なプロフィル体３０と、ベルトシャフト１０およびプロフィル体３０に固定的に挟み込まれたトーションロッドの形態の力制限装置７０とを有する本発明のベルトテンショナを見ることができる。さらに、ベルト引き締めの目的のために作動時にテンショナ駆動輪２０およびプロフィル体５０を介してベルトシャフト１０を巻取り方向へ駆動するテンショナ駆動装置４０を見ることができる。テンショナ駆動輪２０はベルトシャフトピン１１を含んでおり、止めディスク８０によってこのベルトシャフトピンに止められている。プロフィル体５０は、図１ａでは、あとでまた詳しく説明するテーパ状の係合区域５１により、ベルトシャフト１０の対応する切欠き１２に係合し、それによってテンショナ駆動輪２０とベルトシャフト１０との間の嵌合式の結合を成立させる位置にある。
【００１３】
図２には、テンショナ駆動装置４０から及ぼされる引き締め力をベルトシャフト１０へ伝達するためのクラッチ機構を、分解図として見ることができる。このクラッチ機構は、テンショナ駆動輪２０と、プロフィル体５０と、連結部材６０とを含んでいる。クラッチ機構をベルトシャフトピン１１に止めるために、開口部８２と、半径方向内方に向かって開口部８２へ突き出す弾性作用のあるクランプ舌部８１とを有する止め輪８０が設けられており、止め輪８０は、クラッチ機構および特にテンショナ駆動輪２０を、クランプ舌部８１の楔固定によってベルトシャフトピン１１に止める。テンショナ駆動輪２０は、その半径方向内面に案内構造２１をポケットの形態で備えるとともに、外方に向かって屹立する破断ラグ２２を備えている。プロフィル体５０は、軸方向を向く複数のテーパ状の係合区域５１およびこれに後続する細いフィンガ５２を有しており、係合区域５１からフィンガ５２への移行部には、片側のアンダーカット５３がそれぞれ設けられている。連結部材６０は噛み合いリングの形態で構成されており、半径方向外方を向く噛み合い部６２と、開口部６５へ半径方向内側に向かって突入する複数の突起６４とを有しており、これらの突起の間には相応の自由空間６１が形成されている。各々の自由空間６１には、溝６３が突起６４と等間隔にそれぞれ設けられている。
【００１４】
クラッチ機構が組み立てられるとき、破断ラグ２２が溝６３のうちの１つに係合して連結部材６０が円周方向で固定されるようなアライメントで、連結部材６０がテンショナ駆動輪２０の端面に装着される。次いで、プロフィル体５０がフィンガ５２により、各突起６４の間の自由空間６１を通して、テンショナ駆動輪２０の案内構造２１へ挿入される。このときプロフィル体５０の挿入運動は、プロフィル体５０がアンダーカット５３により連結部材６０の突起６４に当接することによって制限される。連結部材６０とテンショナ駆動輪２０は破断ラグ２２により円周方向で相互に固定されているので、プロフィル体５０はこの位置のとき、一方の側では案内構造２１へのフィンガ５２の当接によって、また他方では突起６４への当接によって、同じく円周方向で固定される。さらにプロフィル体５０は、アンダーカット５３に当接する突起６４によって追加的に軸方向で止められており、その結果、プロフィル体５０が高い力のせいで意図せずテンショナ駆動輪２０に押し込まれることがない。そして、テンショナ駆動輪２０、プロフィル体５０、および連結部材６０からなるこの複合体が、ベルトシャフトピン１１に装着されて止め輪８０により止められる。
【００１５】
図３ａ−３ｃには、引き締め運動を行う前、途中、および後のさまざまな位置で、本発明によるベルトテンショナを見ることができる。ベルトテンショナのハウジング１２０には、一方の端部でフック９３をなすように成形され、このフックによりハウジング１２０の収容部に懸架される、湾曲したばねの形態のブロッキング装置９０が設けられている。ばねの他方の自由端は、フック状の係合区域９１をなすように成形されており、ベルトテンショナが作動する前の位置のとき、図３ａに見られるように、連結部材６０の噛み合い部６２の外面に当接する。
【００１６】
図３ｂに示す位置のとき、ベルトテンショナはベルトシャフト１０を巻取り方向へ駆動し、係合区域９１が噛み合い部６２に入る。巻取り方向へのベルトシャフト１０の駆動中、テンショナ駆動輪２０およびこれに伴って連結部材６０は時計まわりに回転するので、係合区域９１は噛み合い部６２に沿って動き、回転運動を妨げることがない。引き締め運動の完了後、ベルトシャフト１０は、力制限装置７０により定義される力制限レベルを超えたときに、ベルト引出し方向すなわちこの図面では時計と反対まわりに回転し始める。このときベルトシャフト１０の回転運動は、プロフィル体５０のテーパ状の係合区域５１を介して、テンショナ駆動輪２０および連結部材６０へと伝達され、その際に時計と反対まわりに生成される連結部材６０の回転運動は、ブロッキング装置９０の係合する係合区域９１によって妨げられ、その結果、テンショナ駆動輪２０にある破断ラグ２２が折れて、テンショナ駆動輪２０に対する連結部材６０の固定が解消される。ベルトテンショナのハウジング１２０には、そのためにストッパ１１０が設けられており、ブロッキング装置９０は係合区域９１に接する区域によってこのストッパに当接し、その結果、いかなる場合にも時計と反対まわりへの連結部材６０のそれ以上の回転は阻止され、連結部材６０とテンショナ駆動輪２０との間の結合は解消される。ブロッキング装置９０および特に係合区域９１が相応の固有剛性を有している場合には、ストッパ１１０を省略することもできる。
【００１７】
図３ｃに見られるとおり、連結部材６０はプロフィル体に対してブロッキングに基づきわずかに円周方向に回転しており、その結果、突起６４はもはやプロフィル体５０のアンダーカット５３の後ろに位置していない。ベルトシャフト１０がシートベルト引出し方向へさらに回転すると、プロフィル体５０は係合区域５１のテーパ状の成形に基づき、ベルトシャフト１０の対応する切欠き１２から図１ｂに示す位置へと押し出され、その結果、ベルトシャフト１０とテンショナ駆動輪２０との間の結合が解消される。テンショナ駆動輪２０とベルトシャフト１０との間の結合は、それによって力制限式のシートベルト引出し運動により解除直接され、連結部材６０の解除のために円周力だけが作用する。このとき係合区域９１のテーパ状の成形は、ベルトシャフト１０の回転運動によってプロフィル体５０の軸方向運動が強制され、この軸方向運動により、テンショナ駆動輪２０とベルトシャフト１０との間の結合が解消されるという帰結をもたらす。
【００１８】
図４ａおよび４ｂには、ブロッキング装置９０の作用形態のより良い理解のために、テンショナ駆動輪２０、連結部材６０、およびプロフィル体５０なしでベルトテンショナが示されている。ベルトテンショナは、ベルト１００の当接区域１０１に当接するピストン４１を備えるテンショナ駆動装置４０を含んでいる。ベルト１００はこの後の過程で巻き取られて、固定装置１３０および１４０により位置固定された、複数の巻回からなる巻き掛け区域１０２となる。巻き掛け区域１０２の外面には、ブロッキング装置９０が支持区域１０２によってばね初期応力を及ぼしながら当接する。
【００１９】
図４ａに示す位置では、ベルトテンショナはまだ作動していないので、ベルト１００は比較的大きい直径で固定装置１３０および１４０によって固定されており、ブロッキング装置９０は、図３ａにも示すような係合区域９１を備える成形に基づき、噛み合い部６２に係合していない。ベルトテンショナの作動により、ピストン４１が当接区域１０１を介してベルト１００に応力をかけ、その結果、巻き掛け区域１０２が固定装置１３０および１４０から外されて、比較的小さい直径になるように圧縮される。このような巻き掛け区域１０２の直径の縮小に基づき、これに当接するブロッキング装置９０の支持区域９２も、同じく半径方向内方を向く運動を行い、この運動により、図３ｂにも示すように、係合区域９１が噛み合い部６２に係合する。
【００２０】
本発明に基づいて施工されたブロッキング装置９０の利点は、当初は図４ａに示す組立位置で保持され、成形と巻き掛け区域１０２への当接に基づき、ベルトテンショナが作動すると自動的にブロッキング位置へ旋回し、その結果、力制限式のシートベルト引出し運動の開始時に、ベルト引出し方向への引き締め運動に引き続いて連結部材６０がブロッキングされることがいかなる場合にも保証され、これに続いて、テンショナ駆動輪２０とベルトシャフト１０との間の結合が、シートベルト引出し方向へのベルトシャフト１０の回転運動によって自動的に解消されるという点に見ることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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