(57)【要約】【課題】シートベルト装置におけるウェビングに作用する張力を可変に制限可能な範囲を広くする。【解決手段】リトラクター２が、ウェビング１を巻き取るスプール２１と、スプール２１の軸方向一端側に回転可能に配設されたロックホイール２２と、予め定められた条件の下でロックホイール２２の回転を阻止するロックホイールロック部材２８とを含み、スプール２１の一方の外端部２１１がフリクションプレート接触部２１１ｂを有し、ロックホイール２２が一方の外端部２１１が挿入される筒状部２２１を有し、一方の外端部２１１の外周面と筒状部２２１の内周面との間に、フリクションプレート３１及びスプリング３２と、ＥＬＲ機構作動後にスプール２１の回転に伴って軸方向に移動しつつフリクションプレート３１及びスプリング３２と協働してスプール２１の回転エネルギーを吸収するナット２６とを備えるようにした。【選択図】図２
2019166900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員をシートに拘束するウェビングと、前記ウェビングの引出量を調整可能なリトラクターとを備えるシートベルト装置において、
前記リトラクターが、
車体に固定されたリトラクターフレームに回転可能に支持されて前記ウェビングを巻き取る第一の回転体と、
前記第一の回転体の軸方向一端側に配設されて前記第一の回転体と共に前記リトラクターフレームに回転可能に支持された第二の回転体と、
予め定められた条件の下で前記第二の回転体の回転を阻止するロック装置と
を含み、
前記第二の回転体は、前記第一の回転体の軸方向一端側を挿入する筒状部を有し、
前記第一の回転体と前記筒状部との間に設けられ径方向に沿って延びる接触部と、
前記第一の回転体と前記筒状部との間に介在すると共に前記接触部の軸方向端面に対向して配置され、前記ロック装置により前記第二の回転体の回転が阻止された状態で前記第一の回転体に回転方向の力が作用したときに前記接触部に対して相対回転する当接部材と、
前記第一の回転体の軸方向一端側の外周面と前記筒状部の内周面との間に介在し、前記ロック装置により前記第二の回転体の回転が阻止された状態で前記第一の回転体に回転方向の力が作用したときに前記第一の回転体の回転に伴って軸方向に移動する摺動部材と、
軸方向に対して弾性力を有し、少なくとも前記第二の回転体が回転可能であるときに収縮した状態で前記当接部材と前記摺動部材との間に介装される弾性体と、
を備える
ことを特徴とするシートベルト装置。
【請求項２】
前記接触部が、前記第一の回転体に形成され、
前記当接部材が、前記筒状部に回転方向の移動を規制された状態で支持されている
ことを特徴とする請求項１に記載のシートベルト装置。
【請求項３】
前記第一の回転体の軸方向一端側の外周面に形成された第一のネジ部と、
前記摺動部材の内周面に形成されて前記第１のネジ部に螺合する第二のネジ部と
を備え、
前記摺動部材が前記筒状部に対して回転方向の移動を規制されている
ことを特徴とする請求項２に記載のシートベルト装置。
【請求項４】
前記摺動部材が前記筒状部に一体的に回転可能かつ軸方向に移動可能に支持されたナットであり、
前記ナットが、前記第一の回転体の軸方向一端側の外周面に形成された第一のネジ部に締結されることにより前記弾性体を前記当接部材側へ押圧し、前記ロック装置により前記第二の回転体の回転が阻止された状態で前記第一の回転体に回転方向の力が作用したときに前記第一の回転体の回転に伴って前記当接部材から離反する方向へ移動する
ことを特徴とする請求項３に記載のシートベルト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に装備されるシートベルト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シートベルト装置は、乗員のシートからの飛び出しを阻止して乗員を保護する安全装置であり、乗員をシートに拘束するウェビングと、ウェビングの一部または全部を収納してウェビングが引き出される長さ（ウェビング引出量）を調整可能なリトラクターとを含んで構成されている。
【０００３】
リトラクターには、ウェビングの引き出しをロックするＥＬＲ（Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ  Ｌｏｃｋｉｎｇ  Ｒｅｔｒａｃｔｏｒ）機構が備えられている。ＥＬＲ機構は、車体に大きな加速度または減速度が加わったとき（例えば、車両の衝突時）に、ウェビングの引き出しをロックすることにより、乗員のシートからの飛び出しを阻止して乗員を保護するものである。
【０００４】
また、リトラクターには、ＥＬＲ機構作動時にウェビングに作用する張力（ウェビング張力）を制限するＥＡ（Ｅｎｅｒｇｙ  Ａｂｓｏｒｂｅｒ）機構が備えられている。ＥＡ機構は、ウェビング張力（乗員を拘束するウェビングの張力）が所定値を超えないようにウェビングの引き出しを許容し、所定のウェビング張力で当該ウェビングがリトラクターから引き出されるようにする（ウェビングの引き出しを制限する）ことにより、その間の運動エネルギーを吸収して乗員に作用する衝撃荷重を軽減するものである。
【０００５】
さらに、近年では、ＥＬＲ機構作動時における多様なエネルギー吸収特性を実現するために、ウェビング張力を可変に制限する可変ＥＡ機構が開発されている（例えば、特許文献１−６参照）。可変ＥＡ機構は、上述したＥＡ機構（第一のＥＡ機構）に加えて別途の機構（第二のＥＡ機構）を追設したものであり、第一のＥＡ機構によって所定のウェビング張力でリトラクターから引き出されるウェビングに対して、第二の機構によって更なる一時的な負荷を与えてウェビング張力を一時的に増加させる（ウェビングの引き出しを更に制限する）ことにより、運動エネルギーをさらに吸収して乗員に作用する衝撃荷重を更に軽減するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−５３００７号公報
【特許文献２】特開２０００−８５５２７号公報
【特許文献３】特開２００２−５３００８号公報
【特許文献４】特開平１０−２５８７０２号公報
【特許文献５】特開２００１−１０６０２５号公報
【特許文献６】特開２００２−５９８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来技術においては、第一のＥＡ機構によって引き出されるウェビング引出量に対して、第二のＥＡ機構によってウェビング張力を増加可能な範囲（ウェビング引出量）が短いため、多様なエネルギー吸収特性を実現するには十分でない。例えば、特許文献１−６に記載された従来技術においては、その構成上、ＥＬＲ機構作動後にウェビングの引き出しが開始されてからスプール（ウェビングの巻き取り部）が約一回転するまでの範囲（ウェビング引出量）だけでしかウェビング張力を増加させる（可変とする）ことができない。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、シートベルト装置におけるウェビングに作用する張力を可変に制限可能な範囲を広くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための第１の発明に係るシートベルト装置は、乗員をシートに拘束するウェビングと、前記ウェビングの引出量を調整可能なリトラクターとを備えるシートベルト装置において、前記リトラクターが、車体に固定されたリトラクターフレームに回転可能に支持されて前記ウェビングを巻き取る第一の回転体と、前記第一の回転体の軸方向一端側に配設されて前記第一の回転体と共に前記リトラクターフレームに回転可能に支持された第二の回転体と、予め定められた条件の下で前記第二の回転体の回転を阻止するロック装置とを含み、前記第二の回転体は、前記第一の回転体の軸方向一端側を挿入する筒状部を有し、前記第一の回転体と前記筒状部との間に設けられ径方向に沿って延びる接触部と、前記第一の回転体と前記筒状部との間に介在すると共に前記接触部の軸方向端面に対向して配置され、前記ロック装置により前記第二の回転体の回転が阻止された状態で前記第一の回転体に回転方向の力が作用したときに前記接触部に対して相対回転する当接部材と、前記第一の回転体の軸方向一端側の外周面と前記筒状部の内周面との間に介在し、前記ロック装置により前記第二の回転体の回転が阻止された状態で前記第一の回転体に回転方向の力が作用したときに前記第一の回転体の回転に伴って軸方向に移動する摺動部材と、軸方向に対して弾性力を有し、少なくとも前記第二の回転体が回転可能であるときに収縮した状態で前記当接部材と前記摺動部材との間に介装される弾性体と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第２の発明に係るシートベルト装置は、第１の発明において、前記接触部が、前記第一の回転体に形成され、前記当接部材が、前記筒状部に回転方向の移動を規制された状態で支持されたことを特徴とする。
【００１１】
また、第３の発明に係るシートベルト装置は、第２の発明において、前記第一の回転体の軸方向一端側の外周面に形成された第一のネジ部と、前記摺動部材の内周面に形成されて前記第１のネジ部に螺合する第二のネジ部とを備え、前記摺動部材が前記筒状部に対して回転方向の移動を規制されていることを特徴とする。
【００１２】
また、第４の発明に係るシートベルト装置は、第３の発明において、前記摺動部材が前記筒状部に一体的に回転可能かつ軸方向に移動可能に支持されたナットであり、前記ナットが、前記第一の回転体の軸方向一端側の外周面に形成された第一のネジ部に締結されることにより前記弾性体を前記当接部材側へ押圧し、前記ロック装置により前記第二の回転体の回転が阻止された状態で前記第一の回転体に回転方向の力が作用したときに前記第一の回転体の回転に伴って前記当接部材から離反する方向へ移動することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るシートベルト装置によれば、シートベルト装置におけるウェビングに作用する張力を可変に制限可能な範囲を広くすることができると共に、エアバッグと協働して乗員を拘束する際に乗員胸部拘束力を低く抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るシートベルト装置の要部を一部破断して示す正面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図１のIII−III部を模式的に示す断面図である。
【図４】図１のIV−IV部を模式的に示す断面図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態におけるシートベルト装置の可変ＥＡ機構作動時の動作を示す説明図である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態におけるシートベルト装置の可変ＥＡ機構作動時の図５Ａに続く動作を示す説明図である。
【図５Ｃ】本発明の実施形態におけるシートベルト装置の可変ＥＡ機構作動時の図５Ｂに続く動作を示す説明図である。
【図６Ａ】本実施形態に係るシートベルト装置による乗員前方偏位と乗員胸部拘束力との関係を示すグラフである。
【図６Ｂ】従来のトーションバーのみを用いたＥＡ機構を備えたシートベルト装置による乗員前方偏位と乗員胸部拘束力との関係を示すグラフである。
【図６Ｃ】従来の可変ＥＡ機構を備えたシートベルト装置による乗員前方偏位と乗員胸部拘束力との関係を示すグラフである。
【図７】本発明に係るシートベルト装置の他の例の要部を一部破断して示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図１から図７を用いて本発明に係るシートベルト装置の一実施形態について説明する。
【００１６】
図１に示す本実施形態に係るシートベルト装置は、自動車等の車両に装備され、乗員のシートからの飛び出しを阻止して乗員を保護する安全装置であり、乗員をシートに拘束するウェビング１と、ウェビング１の引出量を調整可能な巻き取り装置であるリトラクター２とを含んで構成されている。
【００１７】
本実施形態においてリトラクター２は、図１から図４に示すように、スプール２１と、ロックホイール２２と、ＥＬＲホイール２３とを含んで構成されている。
【００１８】
スプール２１は、概ね円筒状に形成されて、車体に固定されたリトラクターフレーム２５に回転可能に支持されている。スプール２１は、軸方向両端がウェビング１を巻き取る部分に比較して大径に形成されている。以下、この大径に形成された部分を外端部２１１，２１２と称する。
【００１９】
本実施形態において、一方の外端部２１１は他方の外端部２１２に比較して外径が小さくなっている。この一方の外端部２１１は、第一のネジ部としての雄ネジ部２１１ａを有しているとともに、雄ネジ部２１１ａの軸方向内側の端部に周方向にわたって形成され径方向外側へ突出する接触部としてのフランジ部（以下、フリクションプレート接触部と称する）２１１ｂを有している。
【００２０】
雄ネジ部２１１ａは、当接部材としてのフリクションプレート３１及び弾性体としてのスプリング（バネ）３２に順に挿通されている。また雄ネジ部２１１ａには、摺動部材としてのナット２６が螺着されている。
【００２１】
フリクションプレート３１は、外周形状が断面視六角形状であり、内周形状が断面視円形状となっている。フリクションプレート３１の内径はフリクションプレート接触部２１１ｂの外径よりも小さく、フリクションプレート３１は軸方向内側の端面がフリクションプレート接触部２１１ｂに当接するように構成されている。
【００２２】
スプリング３２は、軸方向に対して伸縮可能に（弾性力を有するように）配設されている。スプリング３２は、その直径がフリクションプレート３１の内径よりも大きく且つ外径よりも小さく、フリクションプレート３１の軸方向外側の端面に当接するように構成されている。
【００２３】
ナット２６は、外周形状がフリクションプレート３１とほぼ同一の断面視六角形状であり、第二のネジ部としての雌ネジ部２６ａの最大の直径（谷部の直径）が、雄ネジ部２１１ａの最大の直径（ネジ山の直径）とほぼ等しく、雄ネジ部２１１ａに対して円滑に螺合するようになっている。
【００２４】
このナット２６は、スプール２１が当該ナット２６に対してウェビング引き出し方向へ相対的に回転すると、雄ネジ部２１１ａに案内されて軸方向外側へ移動するものとし、通常時においては、フリクションプレート３１側へ締め込まれているものとする。つまり、通常時において、スプリング３２は収縮しており、フリクションプレート３１はスプリング３２の弾性力によってフリクションプレート接触部２１１ｂに押し付けられた状態となっている。
【００２５】
ロックホイール２２は、有底筒状に形成されてスプール２１の軸方向一端側（図１及び図２では左側）に配設され、リトラクターフレーム２５に回転可能に支持されている。ロックホイール２２は、ベルト引出加速度検知部２７によりベルト引出加速度が所定値を超えたことが検知されたとき、及び、当該ロックホイール２２にＥＬＲホイール２３に対するウェビング引き出し方向の相対的な回転力が生じたときに、ロックホイールロック部材２８により回転を阻止されるように構成されている。
【００２６】
ロックホイール２２の筒状部２２１は、外周面が断面視円形状、内周面がフリクションプレート３１及びナット２６の外周形状とほぼ同一の断面視六角形状となっている。一方の外端部２１１は、上述したフリクションプレート３１、スプリング３２、及びナット２６と共に、この筒状部２２１の中空部に挿入される。ここで、筒状部２２１の内周面と、ナット２６及びフリクションプレート３１の外周形状とがほぼ同一の六角形状であることから、ナット２６及びフリクションプレート３１は、筒状部２２１に対して軸方向に移動可能である一方、回転方向に対しては移動を規制された状態（換言すると、筒状部２２１に一体的に回転可能に支持された状態）となる。つまり、リトラクター２においては、ナット２６によりスプリング３２を介してフリクションプレート３１をフリクションプレート接触部２１１ｂに押し付けていることにより、スプール２１とロックホイール２２との間で、フリクションプレート３１を介して回転運動（回転力）の伝達がなされるようになっている。
【００２７】
ＥＬＲホイール２３は、概ね円盤状に形成されてロックホイール２２の軸方向一端側に配設され、リトラクターフレーム２５に、ロックホイール２２と共に回転可能に支持されている。ＥＬＲホイール２３は、車体加速度検知部２９により車体加速度が所定値を超えたことが検知されたときに、ＥＬＲホイールロック部材３０により回転を阻止されるように構成されている。
【００２８】
ここで、本実施形態においては、ロックホイール２２，ＥＬＲホイール２３，ベルト引出加速度検知部２７，ロックホイールロック部材２８，車体加速度検知部２９およびＥＬＲホイールロック部材３０等によりＥＬＲ機構が構成される。また、スプール２１，ロックホイール２２，ナット２６，フリクションプレート３１，及びスプリング３２等により可変ＥＡ機構が構成される。
【００２９】
以下、本実施形態に係るシートベルト装置の動作について説明する。
【００３０】
まず、例えば車両に大きな減速度が加わった場合、車体加速度検知部２９により車両の急減速が検知されると、ＥＬＲホイールロック部材３０によりＥＬＲホイール２３の回転が阻止される。このとき、乗員は慣性により車体に対して相対的に移動しようとし、その運動エネルギーが乗員を拘束しているウェビング１に作用して、ウェビング１に引き出し方向の荷重がかかる。
【００３１】
ＥＬＲホイール２３の回転が阻止された状態でウェビング１に引き出し方向の荷重がかかると、この荷重がスプール２１及びフリクションプレート３１を介してロックホイール２２に伝達され、ロックホイール２２に、ＥＬＲホイール２３に対するウェビング引き出し方向の相対的な回転力が生じて、ロックホイールロック部材２８によりロックホイール２２のウェビング引き出し方向の回転が阻止される。
【００３２】
このように、ロックホイール２２のウェビング引き出し方向の回転が阻止されると、これに伴って、筒状部２２１に対して回転方向の移動を規制されているフリクションプレート３１が回転を阻止され、この回転しないフリクションプレート３１がスプリング３２によってフリクションプレート接触部２１１ｂに押し付けられた状態となる一方、スプール２１（フリクションプレート接触部２１１ｂ）は回転可能な状態を維持することとなる。
【００３３】
そのためＥＬＲホイール２３及びロックホイール２２の回転が阻止された状態でウェビング１にさらに大きな引き出し方向の荷重がかかると、回転しようとするフリクションプレート接触部２１１ｂと回転しないフリクションプレート３１との間に発生する摩擦力に抗してスプール２１が回転し始める。
【００３４】
スプール２１が回転し始めると、図５Ａに示すように、ナット２６が雄ネジ部２１１ａに案内されて軸方向へ移動し始める。ナット２６が軸方向へ移動すると、スプリング３２によるフリクションプレート３１への押圧力が徐々に低減し（図５Ｂ参照）、これに伴ってフリクションプレート接触部２１１ｂとフリクションプレート３１との間の摩擦力が徐々に低減する。そして、図５Ｃに示すように、スプリング３２が自由長となる位置までナット２６が移動すると、フリクションプレート接触部２１１ｂとフリクションプレート３１との間の摩擦力はゼロとなる。
【００３５】
従って、本実施形態に係るシートベルト装置によれば、ＥＬＲ機構作動後にスプール２１がウェビング引き出し方向へ回転し始めると、フリクションプレート接触部２１１ｂとフリクションプレート３１との間に生じる摩擦力により、スプール２１が約二回転する間、ナット２６と、フリクションプレート３１と、スプリング３２とが協働してスプール２１の回転に抵抗（負荷）を付与し、スプール２１の回転エネルギーを吸収することができ、ウェビング１に作用する張力を可変に制限可能な範囲を従来に比較して広くすることができる。
【００３６】
さらに、車両の衝突時などにおいて、乗員（特に乗員の胸部）はウェビング１と図示しないエアバッグとの協働により拘束されるため、乗員の胸部にかかる荷重（乗員胸部拘束力）はウェビング張力とエアバッグ反力の和となる。エアバッグは線形のバネとなることが多く、一般的なシートベルト装置では乗員が前方に変位するほどウェビング１による拘束力が高くなり、乗員の傷害発生確率が高くなることが知られている。
【００３７】
これに対し、本実施形態では、図６Ａに示すように、フリクションプレート接触部２１１ｂとフリクションプレート３１との間に生じる摩擦力が、スプール２１の回転に伴って徐々に低減するようにしたことにより、乗員の前方変位が大きくなるにしたがって増加するエアバッグの反力Ｆ２に対し、ウェビング張力Ｆ１を乗員の前方変位が大きくなるにしたがって低下させることができ、これにより乗員胸部拘束力Ｆ３を低く抑えることが可能となり、傷害発生確率を低減させることができる。
【００３８】
一方、従来のトーションバーを利用したＥＡ機構や、上記特許文献１〜６に記載されているような可変ＥＡ機構では、それぞれ図６Ｂ、図６Ｃに示すように、乗員胸部拘束力Ｆ３の最大値が本実施形態の場合に比較して大きくなるため、本実施形態に比較して傷害発生確率が高くなる可能性がある。
【００３９】
なお、ナット２６、フリクションプレート３１、及びスプリング３２によるウェビング引き出しの制限は、適用する車両の特性（ハンドルの位置やエアバッグの構造等）に応じて設定すればよい。
【００４０】
例えば、スプリング３２の弾性力を小さくすれば増加させるウェビング張力の量を少なくすることができ、スプリング３２の弾性力を大きくすれば増加させるウェビング張力の量を多くすることができる。
【００４１】
また、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【００４２】
例えば、ナット２６及びフリクションプレート３１は、筒状部２２１に対して軸方向に移動可能である一方、回転方向に対して移動を規制することができれば外周形状が六角形状でなくともよい。
【００４３】
また、上述した実施形態では、一方の外端部２１１の外径が他方の外端部２１２の外径よりも小さい例を示したが、一方の外端部２１１の外径は他方の外端部２１２の外径と同一又は他方の外端部２１２の外径よりも大きくても構わない。
【００４４】
また、上述した実施形態では、ナット２６及びフリクションプレート３１を筒状部２２１に支持させる例を示したが、図７に示すように、筒状部２２１の内周面の軸方向内側に雌ネジ部２２１ａを追加すると共にこの雌ネジ部２２１ａの軸方向外側に周方向に沿って径方向内側へ延びるフリクションプレート接触部２２１ｂを形成し、外端部２１１に一体的に回転可能且つ軸方向へ移動可能に環状の部材３３及びフリクションプレート３１を支持させ、環状の部材３３の外周に雄ネジ部３３ａを形成すると共に、環状の部材３３とフリクションプレート３１との間にスプリング３２を介装するようにしてもよい。このような構成とした場合であっても、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４５】
また、上述した実施形態では、スプール２１の回転に伴ってナット２６が軸方向外側へ摺動する例を示したが、ナット２６はスプール２１の回転に伴って軸方向内側へ摺動するようにしてもよい。ただし、この場合、ナット２６が筒状部２２１から飛び出すことのないように部材を追加する等とする必要がある。
【００４６】
また、図１中に一点鎖線で示すように、スプール２１に挿通され、一端がロックホイール２２の底部２２２に固定されると共に、他端がスプール２１の他方の外端部２１２に固定されたトーションバーを追加してもよい。
【００４７】
また、上述した実施形態では、弾性体としてスプリング３２を用いる例を示したが、弾性体としてはスプリング３２に限らず、ナット２６を締め付けることによりフリクションプレート３１をフリクションプレート接触部２１１ｂに押し付けることができれば他の部材であってもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１  ウェビング
２  リトラクター
２１  スプール
２２  ロックホイール
２３  ＥＬＲホイール
２５  リトラクターフレーム
２６  ナット
２６ａ  雌ネジ部
２７  ベルト引出加速度検知部
２８  ロックホイールロック部材
２９  車体加速度検知部
３０  ＥＬＲホイールロック部材
３１  フリクションプレート
３２  スプリング
３３  環状の部材
３３ａ  雄ネジ部
２１１，２１２  外端部
２１１ａ  雄ネジ部
２１１ｂ  フリクションプレート接触部
２２１  筒状部
２２１ａ  雌ネジ部
２２１ｂ  フリクションプレート接触部
２２２  底部
【図１】
2019166900.tif 000003
【図２】
2019166900.tif 000004
【図３】
2019166900.tif 000005
【図４】
2019166900.tif 000006
【図５Ａ】
2019166900.tif 000007
【図５Ｂ】
2019166900.tif 000008
【図５Ｃ】
2019166900.tif 000009
【図６Ａ】
2019166900.tif 000010
【図６Ｂ】
2019166900.tif 000011
【図６Ｃ】
2019166900.tif 000012
【図７】
2019166900.tif 000013