(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、一端側がロックホイール２２に一体的に回転可能に支持されると共に、他端側がスプール２１に一体的に回転可能に支持されたトーションバー２４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、ロックホイール２２が、スプール２１の一方の外端部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、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スプール２１の回転エネルギーを吸収するＥＡナット２６を備えるようにした。【選択図】図２
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【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、
軸方向一端側が前記第二の回転体に一体的に回転可能に支持されると共に、軸方向他端側が前記第一の回転体に一体的に回転可能に支持された棒状体と、
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、
前記第二の回転体が、前記第一の回転体の軸方向一端側が挿入される筒状部を有すると共に、
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、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しつつ前記第一の回転体の回転エネルギーを吸収するエネルギー吸収部材を設けた
ことを特徴とするシートベルト装置。
【請求項２】
前記第一の回転体が、前記軸方向一端側の外周面に形成された第一のネジ部を有し、
前記エネルギー吸収部材が、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ると共にその内周面に前記第一のネジ部に螺合する第二のネジ部を有するナットであり、
前記第一のネジ部が、当該第一のネジ部のネジ山の直径が前記第二のネジ部の谷部の直径に比較して大きく形成された負荷部を有する
ことを特徴とする請求項１記載のシートベルト装置。
【請求項３】
前記第一のネジ部の強度が、前記第二のネジ部の強度に比較して小さい
ことを特徴とする請求項２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、軸方向一端側が前記第二の回転体に一体的に回転可能に支持されると共に、軸方向他端側が前記第一の回転体に一体的に回転可能に支持された棒状体と、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、前記第二の回転体が、前記第一の回転体の軸方向一端側が挿入される筒状部を有すると共に、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、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しつつ前記第一の回転体の回転エネルギーを吸収するエネルギー吸収部材を設けたことを特徴とする。
【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、前記第一の回転体が、前記軸方向一端側の外周面に形成された第一のネジ部を有し、前記エネルギー吸収部材が、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ると共にその内周面に前記第一のネジ部に螺合する第二のネジ部を有するナットであり、前記第一のネジ部が、当該第一のネジ部のネジ山の直径が前記第二のネジ部の谷部の直径に比較して大きく形成された負荷部を有することを特徴とする。
【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、前記第一のネジ部の強度が、前記第二のネジ部の強度に比較して小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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部をフレームを省略して模式的に示す断面図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態におけるシートベルト装置のＥＡ機構作動時の動作を示す説明図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態におけるシートベルト装置のＥＡ機構作動時の図４Ａに続く動作を示す説明図である。
【図４Ｃ】本発明の実施形態におけるシートベルト装置のＥＡ機構作動時の図４Ｂに続く動作を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係るシートベルト装置の特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図１から図５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。
【００１５】
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。
【００１６】
本実施形態においてリトラクター２は、図１から図３に示すように、第一の回転体としてのスプール２１と、第二の回転体としてのロックホイール２２と、ＥＬＲホイール２３と、棒状体としてのトーションバー２４とを含んで構成されている。
【００１７】
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。
【００１８】
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。雄ネジ部２１１ａは、軸方向外側の所定距離Ｄの部分（以下、負荷部）Ａの最大の直径（ネジ山の直径）Ｒ１が、これよりも軸方向内側の部分（以下、非負荷部）Ｂの最大の直径（ネジ山の直径）Ｒ２に比較して大きくなっている。
【００１９】
この雄ネジ部２１１ａにはエネルギー吸収部材としてのＥＡナット２６が螺着されている。
ＥＡナット２６は、外周形状が断面視六角形状となったいわゆる六角ナットであり、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の負荷部Ａの最大の直径Ｒ１よりも小さく（即ち、負荷部Ａの雄ネジ部２１１ａのネジ山の直径＞雌ネジ部２６ａの谷部の直径）、非負荷部Ｂの最大の直径Ｒ２とほぼ等しくなっている。すなわち、ＥＡナット２６は、雄ネジ部２１１ａの非負荷部Ｂに対して円滑に螺合するようになっている一方、雄ネジ部２１１ａの負荷部Ａに対しては螺合する際に負荷が掛かるようになっている。
また、ＥＡナット２６は、雄ネジ部２１１ａの強度が雌ネジ部２６ａの強度よりも小さく（即ち、雄ネジ部２１１ａの強度＜雌ネジ部２６ａの強度）なっている。
【００２０】
このＥＡナット２６は、スプール２１が当該ＥＡ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、非負荷部Ｂ側であって負荷部Ａの手前（軸方向内側）で係止されているものとする。
【００２１】
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、ロック装置としての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。
【００２２】
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ＥＡ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ＥＡ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、ＥＡナット２６の外周形状とがほぼ同一の六角形状であることから、ＥＡナット２６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。
【００２３】
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。
【００２４】
トーションバー２４は、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に当該底部２２２に対して回転方向の移動を規制された状態で（ロックホイール２２と一体的に回転可能に）支持されると共に、他端がスプール２１の他方の外端部２１２に当該外端部２１２に対して回転方向の移動を規制された状態で（スプール２１と一体的に回転可能に）支持されている。つまり、リトラクター２においては、スプール２１とロックホイール２２（およびＥＬＲホイール２３）との間で、トーションバー２４を介した回転運動（回転力）の伝達がなされるようになっている。
【００２５】
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，トーションバー２４およびＥＡナット２６等により可変ＥＡ機構が構成される。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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及びトーションバー２４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。
【００２９】
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、トーションバー２４は、ロックホイール２２に支持された一端側が回転を阻止された状態となる一方、スプール２１に支持された他端側は回転可能な状態を維持することとなる。
【００３０】
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、この荷重がスプール２１を介してトルクとなり、トーションバー２４に伝達され、トーションバー２４が捩れ始める。
【００３１】
トーションバー２４が捩れ始めると、スプール２１がウェビング引き出し方向へ回転し始め、スプール２１が回転し始めると、ＥＡナット２６が雄ネジ部２１１ａに案内されて軸方向へ移動しようとする。このとき、雄ネジ部２１１ａの最大の直径が雌ネジ部２６ａの最大の直径に比較して大きく、且つ、雄ネジ部２１１ａの強度が雌ネジ部２６ａの強度に比較して小さいことから、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、ＥＡナット２６は雄ネジ部２１１ａの負荷部Ａを削りながら（又は潰しながら）軸方向外側へと移動する。その後、図４Ｃに示すように、ＥＡナット２６がスプール２１の回転に伴って一方の外端部２１１の軸方向端部まで移動すると、ネジが噛み合わなくなり、スプール２１の回転に対するＥＡナット２６による抵抗はなくなる。ＥＡナット２６による抵抗がなくなると、トーションバー２４によるウェビング引き出しの制限のみが継続される。
【００３２】
従って、本実施形態に係るシートベルト装置によれば、トーションバー２４が捩れ始めてスプール２１が回転すると同時に、スプール２１のウェビング引き出し方向への回転に、トーションバー２４が捩れることによる抵抗（負荷）に加えて、雄ネジ部２１１ａをＥＡナット２６で削ることによる抵抗（負荷）を付与することができる。これにより、図５に示すように、ＥＬＲ機構作動後に、スプール２１の回転エネルギーを十分に吸収し、トーションバー２４のみによりウェビング張力を制限する場合（図５中に破線で示す値）に比較して、ウェビング１の引き出しが開始されてからスプール２１が約二回転する間、ウェビング張力を増加させることが可能となる（なお、図５中に示す二点鎖線は、従来技術における、スプール２１が約一回転する間の範囲でウェビング張力を増加させた場合の値の一例を示している）。
【００３３】
すなわち、本実施形態に係るシートベルト装置によれば、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。これにより、例えば車両の前面衝突時等において、衝突直後に乗員が前方へ移動する距離をより抑制して、乗員が膨張するエアバッグに接する位置をよりシート側とすることができ、乗員にかかる拘束力が大きくなり過ぎないように制御する等ということを実現しやすくなる。
【００３４】
なお、ＥＡナット２６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。
【００３５】
例えば、負荷部Ａの軸方向の長さＤを短くすればウェビング張力を増加可能な範囲（ウェビング引出量）を短くすることができ、反対に負荷部Ａの軸方向の長さＤを長くすればウェビング張力を増加可能な範囲（ウェビング引出量）を長くすることができる。すなわち、ウェビング張力を増加可能な範囲（ウェビング引出量）の設定は、一方の外端部２１１にＥＡナット２６を締め込む量で調整することができる（より詳しくは、上述した実施形態であれば、ＥＡナット２６として六角ナットを用いているため、６０°毎に設定することができる）。
【００３６】
さらに、負荷部Ａの雄ネジ部２１１ａの高さ又は硬度を低くすれば、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、負荷部Ａの雄ネジ部２１１ａの高さ又は硬度を高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。
【００３７】
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。
【００３８】
例えば、ＥＡナット２６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六角ナットでなくともよい。
【００３９】
また、上述したＥＡナット２６に代えて、外周面に押すネジ部を有し、一方の外端部２１１と一体的に回転可能且つ軸方向へ移動可能な円環状の部材を採用し、筒状部２２１の内周面に雌ネジ部を形成して、負荷部Ａについて、円環状の部材の雄ネジ部の最大の直径に比較して筒状部２２１に設ける雌ネジ部の最大の直径を小さくし、スプール２１の回転に従って円環状の部材がロックホイール２２の雌ネジ部を削りながら（又は、筒状部２２１に設ける雌ネジ部が円環状の部材を削りながら）軸方向に移動するようにしてもよい。
【００４０】
また、上述した実施形態では雄ネジ部２１１ａの最大の直径が負荷部Ａと非負荷部Ｂとで異なる例を示したが、スプール２１の製造段階では雄ネジ部２１１ａの最大の直径を全て一定に（又は軸方向内側の端部のみ雄ネジ部２１１ａの最大の直径を小さく）しておき、ＥＡナット２６を一方の外端部２１１に螺着させる際に、このＥＡナット２６を負荷部Ａの手前まで螺合させ、この状態で、ＥＡナット２６及び一方の外端部２１１を筒状部２２１に挿入するようにしてもよい。
【００４１】
また、上述した実施形態では負荷部Ａの雄ネジ部２１１ａのネジ山の直径を全て同一とする例を示したが、負荷部Ａの雄ネジ部２１１ａのネジ山の直径は用途に応じて徐々に小さく、又は徐々に大きくするなど、異なっていてもよい。例えば、上述した実施形態では雌ネジ部２６ａの強度が雄ネジ部２１１ａの強度よりも大きい例を示したが、雄ネジ部２１１ａのネジ山の直径を軸方向外側へ向かうにしたがって大きくなるように構成すると共に雄ネジ部２１１ａの強度を雌ネジ部２６ａの強度よりも大きくしてＥＡナット２６が雄ネジ部２１１ａにより削られつつ軸方向外側へ移動するようにしてもよい。
【００４２】
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。
【００４３】
また、上述した実施形態では、一方の外端部２１１の負荷部Ａを非負荷部Ｂよりも軸方向外側に形成し、スプール２１の回転に伴ってＥＡナット２６が軸方向外側へ移動しながら雄ネジ部２１１ａの負荷部Ａを削る例を示したが、負荷部Ａを非負荷部Ｂよりも軸方向内側に形成すると共にＥＡナット２６がスプール２１の回転に伴って軸方向内側へ移動しながら負荷部Ａを削るようにしてもよい。ただし、この場合、ＥＡ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必要がある。
【符号の説明】
【００４４】
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
２４  トーションバー
２５  リトラクターフレーム
２６  ＥＡ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
２１１  一方の外端部
２１１ａ  雄ネジ部
２１２  他方の外端部
２２１  筒状部
２２２  底部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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