(57)【要約】【課題】二段階負荷制限式のシートベルトリトラクタにおいて、より一定のレベルの負荷制限を生じさせることができるようにする。【解決手段】スプール１の一端には、衝突が検知されたときに回転しないようにロックされるロックリング９が取り付けられている。ロックリング９がロックされた後、シートベルトウェビングにかかる負荷を所定のレベルに制限するようにスプール１を回転させる負荷制限動作を生じさせる二次負荷制限部材１５が、負荷制限動作時の、スプール１とロックリング９の間の相対的な回転によって所定の長さの部分が変形するように構成されている。二次負荷制限部材１５は、端部から離れて位置する少なくとも１つの切り欠き２１の部分で断面積が小さくなっている。【選択図】  図３
2006027604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）スプール（１）の回転方向に応じてシートベルトウェビングを引き込むかまたは繰り出すように回転可能に取り付けられたスプール（１）と、
（ｂ）前記スプール（１）の一端に取り付けられたロックリング（９）、および衝突状態が検知されたときに前記ロックリング（９）を回転しないようにロックする手段と、
（ｃ）前記スプール（１）と前記ロックリング（９）の間の力の経路中に連結され、前記ロックリング（９）がロックされた後に、乗物の乗員の前方への運動量の作用によって前記シートベルトウェビングをさらに繰り出せるようにする力制限手段と、
を有し、
前記力制限手段は、
（ｉ）一次力制限手段（１１）と、
（ｉｉ）負荷制限の第１の段階の間に、所定の長さの変形可能な部材（１５）が前記スプール（１）と前記ロックリング（９）の間の相対的な回転によって変形させられるように構成された細長い変形可能な部材（１５）を有する二次力制限手段であって、前記変形可能な部材（１５）の断面積が、前記所定の長さの大部分にわたって一様であり、かつ前記変形可能な部材（１５）の初期の曲げモーメントを小さくするように、前記変形可能な部材（１５）の湾曲部の領域内で前記変形可能な部材（１５）の端部から離れて位置する少なくとも１つの小部分にわたって小さくなっている、二次力制限手段と、
を有する、
シートベルトリトラクタ。
【請求項２】
前記の、断面積が小さくなった部分（２１）は湾曲した横方向溝を有する、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
【請求項３】
前記の、断面積が小さくなった部分（２１）はＶ字形の横方向溝を有する、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
【請求項４】
前記変形可能な部材（１５）の、一方の前記端部（３１）に配置された、断面積が小さくなった他の部分を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載のシートベルトリトラクタ。
【請求項５】
前記変形可能な部材はワイヤ（１５）である、請求項１から４のいずれか１項に記載のシートベルトリトラクタ。
【請求項６】
前記一次力制限手段はトーションバー（１１）を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載のシートベルトリトラクタ。
【請求項７】
前記スプール（１）は、前記変形可能な部材（１５）の、一方の前記端部が入るように構成された細長いくぼみ（１３）を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載のシートベルトリトラクタ。
【請求項８】
前記スプール（１）は、前記変形可能な部材（１５）の他方の端部が入るように構成された細長い他のくぼみ（１３）を有する、請求項７に記載のシートベルトリトラクタ。
【請求項９】
前記ロックリング（９）は、前記変形可能な部材（１５）の中央部分が入るように構成された溝（１７）を有する、請求項１から８のいずれか１項に記載のシートベルトリトラクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートベルトリトラクタに関し、特に、負荷制限機能を有するシートベルトリトラクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のシートベルトリトラクタは、シートベルトウェビングが巻かれる概ね円筒形のスプールを有している。スプールは、回転方向に応じて、シートウェビングを巻き取るかまたは繰り出すように長手方向軸線を中心として回転可能に取り付けられている。スプールは、シートベルトが乗物の乗員を乗物のシートに快適な仕方で引き戻そうとするが、乗員が前方に移動して、例えば乗物のラジオを調整したり、乗物内の小物入れに手を届かせたりできるように、乗員に対して比較的低レベルの力を維持するように、時計ばねによって巻き取り方向に付勢されている。乗物が衝突すると、衝突センサが作動し、スプールが回転しないようにロックされて乗物の乗員の、前方への運動が阻止される。
【０００３】
シートベルトリトラクタが急にロックされると、特に、乗物の、高速での衝突時に、乗物の乗員に過度の力がかかることがあることが分かったため、近年のシートベルトは負荷制限機能を有している。すなわち、この現象を軽減するために、近年のシートベルトリトラクタは、完全にロックする前にベルトウェビングの、制御されたいくらかの繰り出しを可能にしている。
【０００４】
特に衝突の最初の瞬間に有効な公知の１つの負荷制限装置が、塑性的または弾性的に変形可能な部材を力の経路に介在させることによって機能している。例えば、トーションバーがリトラクタのスプールに組み込まれる場合がある。トーションバーは、トルクがかけられたときにそれ自体の軸線を中心としてねじれるスチールから作られており、破壊されないままで７回または８回まで回転し、乗物の乗員が受ける衝突力を軽減することができる。
【０００５】
衝突時に乗物の乗員にかかる変化する力、特に、衝突の最初の瞬間の比較的強い力に、より厳密に合った負荷制限を行うには、二段階負荷制限式のシートベルトリトラクタを使用することができる。このようないわゆるディグレッシブ負荷制限式のシートベルトリトラクタは、所定の時間または距離の間、比較的高いレベルの負荷制限を生じさせる。衝突の最初の段階の間、負荷制限の第１の段階では、トーションバーのねじれと、追加の負荷制限動作、たとえばワイヤが湾曲するか、ねじれるか、あるいはスプール内のハウジングから引き出されて衝撃力を吸収する動作との両方が行われる。（使用されている機構に応じて）ワイヤが完全に湾曲させられ、ねじられ、または延ばされると、その後、より低いレベルの第２の負荷制限段階が、トーションバーのみによって生じさせられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、公知のシートベルトリトラクタにおけるワイヤ部材の歪が不均一な負荷制限効果を生じさせることが分かった。負荷が、ワイヤ部材が最初に湾曲する時、および負荷制限の第１段階から第２段階への移行時に、短時間の間、大きくなる。本発明は、より一定のレベルの負荷制限を生じさせることができるシートベルトリトラクタを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のシートベルトリトラクタは、（ａ）スプールの回転方向に応じてシートベルトウェビングを引き込むかまたは繰り出すように回転可能に取り付けられたスプールと、（ｂ）スプールの一端に取り付けられたロックリング、および衝突状態が検知されたときにロックリングを回転しないようにロックする手段と、（ｃ）スプールとロックリングの間の力の経路中に連結され、ロックリングがロックされた後に、乗物の乗員の前方への運動量の作用によってシートベルトウェビングをさらに繰り出せるようにする力制限手段と、を有し、力制限手段は、（ｉ）一次力制限手段と、（ｉｉ）負荷制限の第１の段階の間に、所定の長さの変形可能な部材がスプールとロックリングの間の相対的な回転によって変形させられるように構成された細長い変形可能な部材を有する二次力制限手段であって、変形可能な部材の断面積が、所定の長さの大部分にわたって一様であり、かつ変形可能な部材の初期の曲げモーメントを小さくするように、変形可能な部材の湾曲部の領域内で、変形可能な部材の端部から離れて位置する少なくとも１つの小部分にわたって小さくなっている、二次力制限手段と、を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、当業者によく知られている従来のシートベルトリトラクタに使用することができる。このような公知のシートベルトリトラクタが図１に示されており、フレーム３内の軸、すなわちトーションバー１１を中心として回転してウェビング（不図示）を巻き取り、また繰り出すように取り付けられた、リトラクタの、円筒状のスプール１を有している。
【０００９】
衝突時、５に位置するセンサによって、ロック爪７が作動させられ、スプール１の一端に固定された歯付きロックリング９に係合させられ、ロックリング９の回転が阻止されて、スプールロックプロセスが開始される。スプール１の他端は、スプール１を、ウェビングがスプール１に巻かれた状態へと付勢する時計型のコイルばねである巻き取りばねに連結されている。
【００１０】
従来の負荷制限式のシートベルトリトラクタでは、トーションバー１１であってよい軸は、スプール軸線に沿って取り付けられ、一端の所でロックリング９に固定され、他端の所でスプール１のばね端部に固定されている。ロックリング９が衝突時にロック爪７によってロックされた時、乗物の乗員の運動量によって、ウェビングは引き続きスプールから引き出され、スプールは、ロックリング９をスプール１に連結するトーションバー１１の力に抗して引き続き回転する。所定の限界を超えると、トーションバー１１は衝突力によって自身の軸線を中心としてねじれ、それによって、スプール１は、トーションバー１１の特性によって決められた条件下で回転することができ、したがって、衝突パルスの、シートベルトウェビングを介しての、乗物の乗員に対する影響を軽減する負荷制限機能が実行される。
【００１１】
図２から６は、本発明の一実施形態を示している。トーションバー１１が一次負荷制限部材であり、二次負荷制限部材１５がスプール１のボディのくぼみに入れられている。二次負荷制限部材１５は、図９に示されている形をとっていてよいワイヤのようなある長さの変形可能な部材を有している。図６は、スプール１のボディ内の2つの通路１３の各々の中に延びているワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５の各端部３１を示している。各通路１３はトーションバー１１に対して平行に延びており、ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５の両端部３１をロックリング９の穴を通して通路１３内に挿入できるようにロックリング９の穴と揃った開口端部を有している。溝１７が、ロックリング９の両穴の間およびトーションバー１１の端部３１の周囲に延びている。図９のワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５は、ワイヤの端部３１が通路１３内に完全に挿入された時に、二次負荷制限部材１５の中央部分が溝１７に嵌る形状を有している。
【００１２】
図２は、スプール１およびロックリング９が自由に回転できるような、負荷制限を行う前の、通路１３内のワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５の配置を示している。
【００１３】
断面積が小さくなった少なくとも１つの部分、すなわち切り欠き２１をワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５の長さの途中に設けると、その部分２１が、変形可能な部材を変形させるのに必要な曲げモーメントを小さくする働きをするので有利である。断面積が小さくなった部分は、負荷制限時の特異点（specific point）に一致するように変形可能な部材の長さの途中に位置させることができ、そのようにするのが有利である。
【００１４】
図３は、ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５の、スプール１とロックリング９の間に形成されたくぼみ１９の所の部分の形状をより詳しく示す図である。ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５の断面積は、ワイヤの表面に不連続部分を形成している、ワイヤの起伏、すなわち切り欠き２１によって、くぼみ１９の領域において変化させられている。図３において、切り欠き２１は弧形状の横方向の溝である。
【００１５】
ロックリング９が衝突時にロックされると、スプール１に対するさらなる力によってスプール１がロックリング９に対して動かされ、その結果、ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５がスプール１内の通路１３から引き出される。ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５は、くぼみ１９内に、スプール１の軸線を中心とした円形の経路に引き出され、その結果、ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５は変形させられ、トーションバー１１またはロックリング９の周りに巻かれ、負荷制限の第１の段階の間、追加の負荷制限作用を生じさせる。トーションバー１１と負荷制限用ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５を組み合せることによって初期の負荷制限しきい値が大きくなり、トーションバー１１のみの場合よりも高い組合せ負荷制限レベルが得られる（すなわち、乗物の乗員が受ける衝突力がトーションバー１１のみの場合よりも弱くなる）。
【００１６】
図４、５、および１１は、負荷制限の開始時のワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５の湾曲を示している。ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５は、スプール１の角部２３およびロックリング９の角部２５の周りで湾曲させられる。修正されていないワイヤでは、これによって、図１１の、力と時間との関係のグラフ上の第１の負荷急増部Ｔ１によって示されているように、比較的大きい初期の曲げモーメントが短時間の間生じる。切り欠き２１によって、ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５の初期の曲げモーメントが小さくなり、第１の負荷急増部Ｔ１がかなり小さくなり、または無くなり、図１２に示されているように、よりなだらかな負荷の増大が負荷制限の最初の瞬間の、時間Ｔ３の所に生じている。
【００１７】
ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５は、その長さが限られているために、スプール１が所定の回転数だけ回転した後の、負荷制限の第１段階の終了時に、スプール１内の通路１３から出る。ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５が通路１３から一旦完全に出ると、乗物の乗員の運動量は、時間Ｔ５から先の、負荷制限の第２の段階の間、トーションバー１１のみによって吸収される。
【００１８】
負荷制限レベルのこの低下は、乗物の乗員がエアバッグに当接し、その結果、シートベルトのみではなくエアバッグとシートベルトの組み合せによって支持されるのと一致するようにすることができる。
【００１９】
修正されていないワイヤの曲げモーメントは、ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５の端部３１が通路１３の端部に近づくにつれて、通路１３内に残っているワイヤの長さが短くなるために大きくなる。これによって、図１１のＴ２の所の負荷増大部によって例示されているように、ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５を取り外す際、短時間の間、望ましくない負荷の増大が生じる。
【００２０】
図７、８、１０Ａ〜１０Ｅ、および１２は、ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５の端部３１の形状が修正されている、本発明の他の実施形態を示している。図７では、ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５の端部３１が先細になっている。ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５の断面積は、ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５の端部部分に亘ってワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５の端部３１に向かって小さくなっている。先細になった部分が通路１３から引き出され、角部２３の周りで変形させられると、ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５の断面積が小さくなっているために曲げモーメントが小さくなる。Ｔ２の所の望ましくない負荷増大部が小さくなるかまたは無くなり、その結果、負荷制限が第１の段階から第２の段階に移行する際の、図１２のＴ４の所の勾配の変化がよりなだらかになっている。
【００２１】
同様の効果を、全てが、ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５の遠位の端部３１の近傍での断面の変化、すなわち‘Ｉ’断面を示す図１０Ａから１０Ｃの他のワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５の端部３１によって実現することができる。より小さい断面積を、湾曲形状またはＶ字形の横方向溝、すなわち切り欠きのような、部材の表面の不連続部分によって得ることができる。
【００２２】
Ｖ字形の横方向溝を中心として曲げモーメントをかけると、有利なことに変形可能な部材のせん断が起こる。せん断負荷が直角の角部の周りでかけられた時に、変形可能な材料のせん断を生じさせる特に確実な点がＶ字形溝の頂点によって形成される。
【００２３】
図１０Ｄおよび１０Ｅは、ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５の端部３１の近くのＶ字形の横方向溝の形を取った、ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５の切れ込み３３を示している。切れ込み３３が通路１３から引き出され、角部２３の周りで湾曲させられると、かけられた負荷によって、ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５が切れ込み３３の所でせん断され、それによって、Ｔ２の所での曲げモーメントの増大が回避され、材料のスラグが通路１３の端部に残される。ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５の、端部３１の近くでの断面積を小さくすることによって、負荷制限の第１の段階と第２の段階の間の移行時の曲げモーメントが小さくなり、ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５が外れる際に、よりなだらかな負荷の減少が起こる。
【００２４】
負荷増大部Ｔ１またはＴ２については、ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５の断面積または縦方向断面積を小さくすることによって、変形が促進され、干渉が軽減され、ワイヤ、すなわち二次負荷制限部材１５はスプール１内の通路１３からより円滑に出ることができる。
【００２５】
上述の実施形態では、２段階負荷制限式のシートベルトリトラクタの１つの段階としてトーションバーを使用しているが、本発明の原理は、負荷制限の１つの段階を実現する任意の負荷制限手段、例えば変形可能なワイヤを使用するあらゆるシートベルトリトラクタにおいて効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】スプールを含む標準的な従来技術のシートベルトリトラクタの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態によるスプール・ロック組立体装置の部分破断平面図である。
【図３】負荷制限を行う前の、図２の円で囲んだ領域の拡大図である。
【図４】負荷制限を開始した直後の、図２のスプール・ロック組立体の部分破断平面図である。
【図５】図４の円で囲んだ領域の拡大図である。
【図６】図４のスプール・ロック組立体の部分破断平面図である。
【図７】ワイヤが外れる直前の、図４のスプール・ロック組立体の右側部分の拡大図である。
【図８】ワイヤが外れている時の、図４のスプール・ロック組立体の右側部分の拡大図である。
【図９】本発明によるワイヤの斜視図である。
【図１０Ａ】本発明の他の実施形態によるワイヤ端部の斜視図である。
【図１０Ｂ】本発明の他の実施形態によるワイヤ端部の斜視図である。
【図１０Ｃ】本発明の他の実施形態によるワイヤ端部の斜視図である。
【図１０Ｄ】本発明の他の実施形態によるワイヤ端部の斜視図である。
【図１０Ｅ】本発明の他の実施形態によるワイヤ端部の斜視図である。
【図１１】公知のシートベルトリトラクタの衝突曲線の様々な段階を示す、力と時間との関係のグラフである。
【図１２】本発明によるシートベルトリトラクタの衝突曲線の様々な段階を示す、力と時間との関係のグラフである。
【符号の説明】
【００２７】
１    スプール
３    フレーム
７    ロック爪
９    ロックリング
１１    トーションバー
１３    通路
１５    二次負荷制限部材
１７    溝
１９    くぼみ
２１    切り欠き
２３，２５    角部
３１    端部
３３    切れ込み
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006027604.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
2006027604.tif 000013
【図１０Ｃ】
2006027604.tif 000014
【図１０Ｄ】
2006027604.tif 000015
【図１０Ｅ】
2006027604.tif 000016
【図１１】
2006027604.tif 000017
【図１２】
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