(57)【要約】  自動車の危険事態において相対運動する２つの部分の間に生じる力の吸収を調整するための自動車用フォースリミッタであって、該フォースリミッタは、運動エネルギー吸収装置を備え、該運動エネルギー吸収装置は、危険事態において前記相対運動する２つの部分の所与のプロフィルの速度差に対して、様々なフォースリミットレベルが、運動部分の質量及び危険事態において引起こされる運動量の関数として実現可能となるように設計されていることを特徴とするフォースリミッタ。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の危険事態において相対運動する２つの部分の間に生じる力の吸収を調整するための自動車用フォースリミッタであって、
該フォースリミッタは、運動エネルギー吸収装置を備え、
該運動エネルギー吸収装置は、危険事態において前記相対運動する２つの部分の所与のプロフィルの速度差に対して、様々なフォースリミットレベルが、運動部分の質量及び危険事態において引起こされる運動量の関数として実現可能となるように設計されていることを特徴とするフォースリミッタ。
【請求項２】
前記フォースリミッタが、危険事態において所与の揺動振動数をもって揺動する質量系（１６、４０、５９）により形成されており、該質量系が、少なくとも１つの前記運動部分（１３、５６）の運動を前記揺動振動数により設定された速度で制御することを特徴とする、請求項１に記載のフォースリミッタ。
【請求項３】
相対運動する前記部分が、車両安全装置の要素であり、
該車両安全装置は、衝突の事態においてベルトを締めた乗員を保持するベルトを、揺動する前記質量系（１６、４０）の揺動振動数により限定された速度で引き出すように制御し、車両固定側のフレーム（１１）に対して回転するベルトスプールを備えることを特徴とする、請求項２に記載のフォースリミッタ。
【請求項４】
危険事態におけるベルトの引き出しの発生により、前記質量系（１６、４０）がその揺動振動数に達するように励起させられ、ベルトの前記引き出しが、作用するベルト引出し力の持続時間の関数として決められていることを特徴とする、請求項３に記載のフォースリミッタ。
【請求項５】
前記ベルト引出しが、機械的に協働する要素（１２、１３）により前記質量系の揺動励起へ変換可能であることを特徴とする、請求項４に記載のフォースリミッタ。
【請求項６】
外部駆動体が、前記質量系（１６、４０）をその揺動振動数に達するように励起し、
前記外部駆動体は、危険事態において起動され、所与の時間において作動することを特徴とする、請求項２又は３に記載のフォースリミッタ。
【請求項７】
前記外部駆動体が予応力式ばね質量系として形成されることを特徴とする、請求項６に記載のフォースリミッタ。
【請求項８】
前記質量系（１６、４０、５９）が所定時間にわたって一定の揺動振動数に設定されていることを特徴とする、請求項２〜７のいずれか１項に記載のフォースリミッタ。
【請求項９】
前記質量系（１６、４０、５９）が所定時間にわたって逓減する揺動振動数に設定されていることを特徴とする、請求項２〜７のいずれか１項に記載のフォースリミッタ。
【請求項１０】
前記質量系（１６、４０、５９）が所定時間にわたって逓昇する揺動振動数に設定されていることを特徴とする、請求項２〜７のいずれか１項に記載のフォースリミッタ。
【請求項１１】
所定時間の終わりに有効になり、前記質量系（１６、４０、５９）を静止させる揺動遮断機能が設けられていることを特徴とする、請求項２〜１０のいずれか１項に記載のフォースリミッタ。
【請求項１２】
ハウジングに装着されベルトを保持するベルトシャフトを備えたセルフロック式ベルトリトラクタのためのフォースリミッタであって、
前記ベルトシャフトの巻きほどき方向の回転に応答する前記質量系が、複数の２アーム形ペンドラム（１６）から成り、
該ペンドラム（１６）は、前記ベルトシャフトの全周にわたって分布するように配置され、ハウジングに固定された軸受中心点（１７）を中心として揺動可能に支承され、その振り子運動の両端位置においてその両端に配置された歯を使用して歯付きリング（１３）の外歯列と噛み合い、
該外歯列は危険事態において前記ベルトシャフトにつながれ、これと共に回転し、
該噛み合いは、
前記歯付きリング（１３）が前記ペンドラム（１６）に対して回転するとき、前記ペンドラム（１６）に形成された歯（１８）の歯面が前記歯付きリング（１３）の外歯列（１５）の歯面を滑ることにより各ペンドラム（１６）の揺動を生じさせるように、なされていることを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載のフォースリミッタ。
【請求項１３】
対称配置で互いに向き合う２個のペンドラム（１６）が配置されていることを特徴とする、請求項１２に記載のフォースリミッタ。
【請求項１４】
対称配置で互いに向き合う４個のペンドラム（１６）が配置されていることを特徴とする、請求項１２に記載のフォースリミッタ。
【請求項１５】
対称配置で互いに向き合う６個のペンドラム（１６）が配置されていることを特徴とする、請求項１２に記載のフォースリミッタ。
【請求項１６】
前記ペンドラム（１６）は、その運動が互いに補償するように配列および形成されていることを特徴とする、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載のフォースリミッタ。
【請求項１７】
前記ペンドラム（１６）の外周と係合しているリングばね（２０）が、突起を備え、
該突起は、前記ペンドラム（１６）の歯（１９）の上方領域において当接していることを特徴とする、請求項１２〜１６のいずれか１項に記載のフォースリミッタ。
【請求項１８】
複数の前記ペンドラム（１６）が前記歯付きリング（１３）と完全に係合しその外端で互いに重なり合うように配列されていることを特徴とする、請求項１２〜１７のいずれか１項に記載のフォースリミッタ。
【請求項１９】
前記ペンドラム（１６）がその一端で、前記ペンドラム（１６）の揺動を制御する追加のばね（２５）と結合していることを特徴とする、請求項１２〜１８のいずれか１項に記載のフォースリミッタ。
【請求項２０】
前記ばね（２５）の他端が静止位置で固定されていることを特徴とする、請求項１９に記載のフォースリミッタ。
【請求項２１】
前記ペンドラム（１６）のばね掛け部とばね固定部の間にある前記ばね（２５）の中に、追加の質量体（３２）が設置されていることを特徴とする、請求項２０に記載のフォースリミッタ。
【請求項２２】
前記ばね（２５）の他端が、旋回自在に支承された２アーム形レバー（２７）で固定され、その他方のアーム（３０）に、前記歯付きリング（１３）と結合した切換えカム（３１）が前記歯付きリング（１３）の回転時に当接するようになっていることを特徴とする、請求項１９に記載のフォースリミッタ。
【請求項２３】
前記ばね（２５）の他端が、前記ペンドラム（１６）に取り付けられたアーム（３３）で固定され、ペンドラム（１６）のばね掛け部とアーム（３３）のばね掛け部の間にある前記ばね（２５）の中に追加の慣性質量体（３２）が挿入されていることを特徴とする、請求項１９に記載のフォースリミッタ。
【請求項２４】
前記ペンドラム（１６）に、その揺動を制動するブレーキエレメント（３４、３５、３６）が当接するようになっていることを特徴とする、請求項１２〜１８のいずれか１項に記載のフォースリミッタ。
【請求項２５】
前記ブレーキエレメントが、前記ペンドラム（１６）に横から当接するブレーキシュー（３４）からなることを特徴とする、請求項２４に記載のフォースリミッタ。
【請求項２６】
前記ペンドラム（１６）に、その揺動を減衰させる減衰エレメント（３５）が当接するようになっていることを特徴とする、請求項１２〜１８のいずれか１項に記載のフォースリミッタ。
【請求項２７】
前記減衰エレメント（３５）が、油圧で働くピストン／シリンダシステムからなることを特徴とする、請求項２６に記載のフォースリミッタ。
【請求項２８】
前記ペンドラム（１６）の揺動が電気機械的に働く制御装置（３６）を使って制御できることを特徴とする、請求項１２〜１８のいずれか１項に記載のフォースリミッタ。
【請求項２９】
ハウジングに装着されベルトを保持するベルトシャフトを備えたセルフロック式ベルトリトラクタのためのフォースリミッタであって、
前記ベルトシャフト（７０）の巻きほどき方向の回転に応答する前記質量系が、中空に形成された、内空部（７２）を有するベルトシャフト（７０）の内部に配置されていることを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載のフォースリミッタ。
【請求項３０】
前記ベルトシャフト（７０）の前記内空部（７２）の中に、少なくとも１個の揺動可能に支承された２アーム形ペンドラム（１６）が、その外端の各々に配置された１つの歯（１９）を有して、
その歯（１９）が、前記ペンドラム（１６）の振り子運動の両端位置において、ロッドエレメント（７３）の外歯列（１５）と噛み合い、
該ロッドエレメント（７３）は、前記ベルトシャフト（７０）の内空部（７２）の中を軸方向に延び、ベルトリトラクタ側のロッキング装置の一部としてのプロフィールヘッド（７１）と回転不能に結合され、
前記噛み合いは、
前記ペンドラム（１６）を備える前記ベルトシャフト（７０）が前記ロッドエレメント（７３）に対して回転するとき、前記ペンドラム（１６）に形成された歯（１９）の歯面が前記ロッドエレメント（７３）の外歯列（１５）の歯面を滑ることにより各ペンドラム（１６）の揺動を生じさせるように、なされていることを特徴とする、請求項２９に記載のフォースリミッタ。
【請求項３１】
ハウジングに装着されベルトを保持するベルトシャフトを備えたセルフロック式ベルトリトラクタのためのフォースリミッタであって、
前記質量系が、前記ハウジングに支承され制御ピン（４４）を持つ前記ペンドラム（４０）から成り、
該制御ピン（４４）は、危険事態において連続的制御カーブ（４７）と係合し、これによりペンドラム（４０）の揺動を制御し、
前記制御カーブは制御ホイール（４５）に形成されており、該制御ホイール（４５）は危険事態において前記ベルトシャフトにつながれ、これと共に回転し、
前記制御ホイール（４５）が前記制御ピン（４４）に対して回転するとき、前記ペンドラム（４０）で支えられた前記制御ピン（４４）が前記制御カーブ（４７）の中を移動することにより前記ペンドラム（４０）の揺動を生じさせるように、前記制御カーブが形成されていることを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載のフォースリミッタ。
【請求項３２】
前記制御カーブ（４７）が、前記ペンドラム（４０）に一定の揺動振動数を与える一様なコースを有することを特徴とする、請求項３１に記載のフォースリミッタ。
【請求項３３】
前記制御カーブ（４７）が、前記ペンドラム（４０）に揺動振動数を変更する交番的なコースを有することを特徴とする、請求項３１に記載のフォースリミッタ。
【請求項３４】
前記制御カーブ（４７）が、その端に、前記制御ピン（４４）が前記ペンドラム（４０）を固定するための停止凹部（５１）を、有することを特徴とする、請求項３１〜３３のいずれか１項に記載のフォースリミッタ。
【請求項３５】
追加の質量体（４２）がギヤ装置（４３）を介して前記ペンドラム（４０）につながれていることを特徴とする、請求項３１〜３３のいずれか１項に記載のフォースリミッタ。
【請求項３６】
前記相対運動する部分が、自動車と固定的に結合した部分（５５）、及び、自動車の直線運動可能な要素として衝突の事態に直線的に移動可能なステアリングコラム（５６）であることを特徴とする、請求項２に記載のフォースリミッタ。
【請求項３７】
前記相対運動する部分が、自動車と固定的に結合した部分（５５）、及び、自動車の直線運動可能な要素として衝突の事態に移動可能な車両フレーム部分であることを特徴とする、請求項２に記載のフォースリミッタ。
【請求項３８】
前記相対運動する部分が、自動車と固定的に結合した部分、及び、自動車の直線運動可能な要素として衝突の事態に移動可能なボディ部分であることを特徴とする、請求項２に記載のフォースリミッタ。
【請求項３９】
前記相対運動する部分が、フィッティング部品を備えた直線的に作動する車両安全装置の要素であり、
前記フィッティング部品は、前記ベルトを保持し、車両に固定された要素（５５）に対して直線的に移動し、この移動により前記ベルトが引き出されることを制限できることを特徴とする、請求項２に記載のフォースリミッタ。
【請求項４０】
前記車両に固定された要素（５５）が円筒形をなし、これに対して移動する要素が前記円筒の中を移動できる管（５６）であり、前記円筒（５５）がその内壁に歯列（６２）を備え、
少なくとも１個のペンドラム（５９）が、前記管（５６）の中をそれぞれの停止位置まで振り子運動するように円筒壁面で支承されており、
前記ペンドラム（５９）が前記管の中に配置されており、互いに向かい合わせで形成された歯（６１）により、その両端位置においてそれぞれ前記円筒（５５）の歯列（６２）と噛み合い、
前記管（５６）が前記円筒壁面に対して縦移動するとき、前記ペンドラム（５９）に形成された歯（６１）の歯面が前記円筒（５５）の歯列（６２）の歯面を滑ることにより前記ペンドラム（５９）の揺動を生じさせ、
前記管（５６）の移動が、前記振り子運動の前記揺動振動数により設定された送り速度で制御されることを特徴とする、請求項３６〜３９のいずれか１項に記載のフォースリミッタ。
【請求項４１】
前記管（５６）の中で互いに反対に回転しながら振り子運動を行う複数のペンドラム（５９）が配置されていることを特徴とする、請求項４０に記載のフォースリミッタ。
【請求項４２】
前記円筒（５５）内の前記管（５６）が、その初期位置において、ばね（６３）により予応力を掛けられていることを特徴とする、請求項４０又は４１に記載のフォースリミッタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の危険事態において相対運動する２つの部分の間に生じる力の吸収を調整するための自動車用フォースリミッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のフォースリミッタは、特に車両安全装置で使用されており、衝突の事態において車両安全装置内部に生じるベルト引出し力の吸収を可能にする。その事態では、フォースリミッタが、ベルトを保持する要素に対してベルトが引き出されるのを制限する。この種のフォースリミッタは、回転式に働く車両安全装置においても、セルフロック式のシートベルトリトラクタの形で、テンショナと組み合わされたシートベルトリトラクタの形で、又は、純然たるテンショニング装置の形、例えばエンドフィッティング・テンショナの形で使用されるが、ベルトをフィッティング部品で保持した状態で直線的に働く車両安全装置、例えば、制御されながら引き出されるベルトを引締めるか調整するかどちらかを行う目的でピストン／シリンダ装置を使って直線的に移動可能な車両安全装置においても使用される。
【０００３】
しかしながら、衝突に伴う自動車の２つの部分の相対運動を利用するために、フォースリミッタを自動車の別の場所にも組み込むこともまた望ましい。自動車の２つの部分とは、例えば車両フレームとバンパである。
【０００４】
車両安全装置の一部としてシートベルトリトラクタに設けられたフォースリミッタは、例えば欧州特許公告第１２２２０９７号が知られている。ここでは、フォースリミッタは、一端がベルトシャフトと連結されていて、他端が危険事態において適当なロック装置を使ってハウジングに固定できるトーションバーからなる。事故の場合、生じる車両加速ないしは車両減速の結果、ベルトを締めた乗員がのけぞり、それでベルトシャフトにベルト引出し力が作用すると、ベルトシャフトが特定量だけ回転する。と同時にトーションバーがねじれ、その結果、ベルトシャフトの回転した分以上にベルトが引き出されることになる。これにより、前のめりになったときの乗員を引留める力は吸収される。公知のベルトリトラクタでは、ベルトシャフトに結合でき、トーションバーの作用に応答して重層的に作用する慣性質量の形の第２のフォースリミッタが設けられている。ベルトを締めた乗員が前のめりになる速度に応じて、また、ベルトを締めた乗員の身体データに応じて、ベルトシャフトにより回転させられる慣性質量の慣性力は効果を果たし、これにより、追加的にエネルギーを消失させるフォースリミッタが有効になる。
【０００５】
公知のシートベルトリトラクタおよびそのフォースリミッタには、フォースリミッタの効果が、その時々で、ベルトを締めた乗員、特に当人の身体サイズ、体重、及び、車内の座る位置により異なり、また、事故の軽重、危険事態において乗員に加えられる運動量、それに続いて生じる加速力によっても異なるという欠点がある。従って、フォースリミッタの効果に関しては制限すべき力のレベルが実に様々であり、事故時に掛かる乗員への過大な応力をシートベルトシステムにより回避するために、かかる力のレベルを個々の乗員に合わせて制御しようとすると、厖大な手間と費用がかかってしまうことになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
よって、本発明の課題は、冒頭に挙げた種類のフォースリミッタを、これが事故の境界条件に関係なく応答し、効果的に働くように形成することである。特にこの種のフォースリミッタを、乗員を保護する車両安全装置に適用する場合、フォースリミッタは、乗員の身体及び座る位置に関するデータとは独立して一層効果的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題の解決は、本発明の有利な形態及び更に進んだ有利な形態を含めて、明細書本文に付記する請求項の内容から明らかとなる。
【０００８】
本発明は、その根本思想において、危険事態において相対運動する２つの部分が所与のプロフィルの速度差に関して、様々なフォースリミットレベルが運動する部分の質量及び危険事態において生じる運動量の関数として実現可能となるような設計の運動エネルギー吸収器をフォースリミッタが備えることである。
【０００９】
これで、本発明は先ず、公知のフォースリミッタの基礎にある考え方、すなわち、事故の確認された境界条件に応じて、自動車安全装置の場合は特に乗員により引き出されるベルト引出し力にも応じてフォースリミッタの制御を行うとする考え方から解放される。本発明は、むしろ先ず、事故発生時に生じる加速力ないしは減速力の影響が限定時間、平均して約７０ミリ秒持続するという経験を活用する。これで、フォースリミッタシステムは、発明に基づいて、この持続時間働き続け、これに呼応して当該部分の最大限の相対運動が限定されるように設計することができる。フォースリミッタの設計については、相対運動の速度を、例えばそれぞれ異なる車両構成ごとに個々別々に決めることができる。部分相互の可能な相対運動は、その設定された運動速度とフォースリミッタの機能持続時間により限定されているので、相対運動は、生じる加速ないしは運動量の大きさに関係なく実行され、単に、本発明の実施例の通り設計上設定可能な、又は、事故発生時に実際に生じる加速力ないしは減速力の影響時間により決定されるだけである。換言すれば、自動車のフォースリミッタ機能に役立つ部分の相対運動は、フォースリミッタの所与の構造に応じて進行し、事故の軽重により決定されるその時々の加速度ないしは減速度がどのように働くかということには左右されない。
【００１０】
フォースリミッタが、乗員を保護し、車両と固定連結されたフレームに対して回転するベルトスプールを具備する車両安全装置で使用されるならば、事故のとき、車両の減速と乗員の減速が時間をずらして生じる。これは、例えば車両安全装置に存在する弾性とシート構造に存在する弾性との差異によるもので、それゆえ不可避ないしは加減不可能である。この時間をずらした減速の結果、車両の移動と乗員の移動の間に速度差が生じることになり、これは、相当する実験を通して車両別に求めることができる。本発明の考えを適用すれば、ベルトスプールからベルトが引出される速度は一定の値にプリセットされるので、これにより、車両の移動と乗員の移動の間の速度差を一定に設定することができ、結果として、ベルト引出し中に生じる追加の速度差から追加の加速は生じ得ず、乗員の絶対減速度は車両の絶対減速度に合致することになる。これで、フォースリミッタは、乗員が衝突進行中に当該車両において有用な所与の前のめり距離の分だけ移動できるように、それも、これ以外の外部パラメータに関係なく移動できるように精密に設計することができる。ベルト引出し速度がプリセットされることで、乗員が例えばエアバッグに衝突する速度もおおよそ分かり、従って、例えばエアバッグの膨張挙動が設定可能となる。車両安全装置がスライド式のステアリングコラムを包含する場合は、ステアリングコラムの沈み込み深さも乗員の衝突速度に合わせて設定でき、そうすることにより、全体として乗員にかかる負荷が最小限に抑えられることになる。
【００１１】
従って、このように適用すると、衝突の事態においてベルトを締めた乗員を保持するベルトの引き出しが制御下で制限され、ベルト引出し力の減衰が生じると共に、ベルトは、揺動する質量系の振動数により限定された速度で引き出されるだけとなる。
【００１２】
これについて、本発明の第１の実施形態では、危険事態において生じるベルト引出しにより質量系が自らの揺動振動数に到達すべく励起され、そこで生じるベルト引出し力の持続時間に応じてベルトが引き出される。ここで、ベルト引出しが機械的に協働する要素により質量系の揺動励起に変換可能である。つまり、この実施例の基本原理は、事故の始まりに生じるベルト引出しが、これに伴うベルトシャフトのベルト引出し方向の回転を介して質量系の揺動を励起することに基づいている。
【００１３】
また、発明に基づいたフォースリミッタの考えられるすべての使用例を対象として、危険事態において起動でき、所与の時間にわたって有効な外部駆動体により質量系が自らの揺動振動数に到達すべく励起されてもよい。これは、例えば時計仕掛けにおいて与えられている通りである。これについて、本発明の一実施例では、外部駆動体が予応力式ばね質量系として形成される。この場合、駆動される質量系は、歯列の各歯が確実に噛み合いし続けるように駆動される可動部分を備えた形に作る。
【００１４】
揺動振動数が質量系の構造設計を介して加減可能であれば、本発明の実施例に従い、質量系がその機能の所定時間にわたって一定の揺動振動数に設定されてよい。しかし、質量系の揺動振動数を逓減の揺動振動数又は逓増の揺動振動数に設定し、それで、事故発生時に生じるフォースリミットの程度の変化をプリセットできるようにすることも可能である。
【００１５】
また、望みのベルト引出しの程度を決定ないしは制限するために、所定時間の終わりに有効になり、質量系を静止させる揺動遮断機能が設けられてもよい。
【００１６】
個別的には、一般に採用し得る前記発明原理を、ベルトを保持するベルトシャフトがハウジングに装着された形のセルフロック式ベルトリトラクタに適用し、ベルトシャフトの巻きほどき方向の回転に応答する質量系が、ベルトシャフトの全周にわたって分布するように配置され、ハウジングに固定された軸受中心点を中心として揺動可能に支承された複数の２アーム形ペンドラムからなり、その振り子運動の両端位置においてその両端に配置された歯を使用して歯付きリングの外歯列と噛み合い、外歯列は危険事態において前記ベルトシャフトにつながれ、これと共に回転し、該噛み合いは、前記歯付きリング（１３）が前記ペンドラム（１６）に対して回転するとき、前記ペンドラム（１６）に形成された歯（１８）の歯面が前記歯付きリング（１３）の外歯列（１５）の歯面を滑ることにより各ペンドラム（１６）の揺動を生じさせるように、なされている。この滑りを確実にするため、平歯列を、あるいは可能性として丸歯列を、歯面の滑りという思想において選択することができる。
【００１７】
ここで、それぞれ代替の実施形態では、対称配置で互いに向き合う２個、４個又は６個のペンドラムを配置する。但し、本発明は、特定の数のペンドラムに限られていない。ペンドラムの振り子運動において不釣合いが生じるのを回避するため、ペンドラムは、その運動が互いに補償するように設計し、配置する。
【００１８】
本発明の一実施例に従い、ペンドラムの外周と係合しており、ペンドラムの歯の上方領域において当接している突起を備えるリングばねを設ければ、このリングばねを介して予応力が作られる。これにより、ペンドラムが作動を始めるときの応答閾値が決定され、リングばねを付けたペンドラムは、歯付きリングを付けたベルトシャフトの回転から発する初期力を超えたときに初めて揺動することになる。
【００１９】
本発明の一実施例では、複数のペンドラムが、歯付きリングと完全に係合しその外端で互いに重なり合うように配列されている。個々のペンドラムの運動が互いに伝達される利点が生まれ、これにより、揺動振動数はより良く守られることになる。
【００２０】
本発明の更なる実施例では、質量系に追加的に１つ以上のばねを割り当て、それで１つの振動系を作り、これを使って、１つ以上のばねが質量系ないしはペンドラムの固有振動を減衰させることによる時間制御が実現できるようにする。
【００２１】
そこで、これに関連する本発明の第１の実施例では、ペンドラムがその一端で、ペンドラムの揺動を制御する追加のばねと結合する。加えて、一実施例では、そのばねの他端が静止位置で固定される。
【００２２】
上で述べた時間制御は、ペンドラムに作用するばね系を、同じく減衰作用を持つ追加の質量体で補完することにより改善できる。こうして揺動時間を揺動振動数と同様に加減できるようになれば、発明に基づいたフォースリミッタを様々な車両の様々な減速特性にも適合させることができる。その場合、ばね質量系は、固有共振時にペンドラムに作用する減衰力が必ず、車両可動部分の動き、例えば歯付きリングを付けたベルトシャフトの回転運動を介して供給されるエネルギーより大きくなるように設計するのが望ましい。ペンドラムは、約２０００Ｈｚ以下の高い揺動振動数で振動するものとするので、極めて硬いばねの使用が必要である。
【００２３】
こうして、第１の実施形態では、ばねのペンドラムのばね掛け部とばね固定部の間のばねの中に追加の質量体が設置される。追加質量体の設置により、揺動振動数ないしは揺動時間の変化を調整することができるので、質量系を様々な車両の減速特性に適合させることが可能となる。
【００２４】
更なる実施形態では、ばねの他端が、旋回自在に支承された２アーム形レバーで固定され、その他方のアームに、歯付きリングと結合した切換えカムが歯付きリング回転時に当接する。
【００２５】
また、ばねの他端が、ペンドラムに取り付けられたアームで固定され、ばねのペンドラムのばね掛け部とアームのばね掛け部の間のばねの中に追加の慣性質量体が挿入される。
【００２６】
本発明の実施例では、ペンドラムに、振動する質量系の一部としてその振動を制動するブレーキエレメントを当接させ、そこで、相当する制動ないしは減衰が乗員の座る位置の関数として調整できるようにする。ばね質量系は、固有共振時のペンドラムの制動力が必ず、供給されるエネルギーより大きくなるように設計するのが望ましい。そうすれば、固有振動数が常に、ベルトの引き出される所要時間を決定することにもなる。
【００２７】
本発明の実施例では、ブレーキエレメントが、ペンドラムに横から当接するブレーキシューから、又は、ペンドラムの振動を減衰させる減衰エレメントからなってよく、又は、ペンドラムの振動が電気機械的に働く制御装置を使って制御ないしは制動できる。
【００２８】
本発明の一実施形態では、ベルトシャフトの巻きほどき方向の回転に応答する質量系が、中空に形成された、１つの内空部を有するベルトシャフトの内部に配置されていてもよい。そのために設けられた実施例では、
ベルトシャフトの内空部の中に、少なくとも１個の揺動可能に支承された２アーム形ペンドラムが、その外端の各々に配置された１つの歯を有して、ベルトシャフトの内空部の中に、少なくとも１個の揺動可能に支承された２アーム形ペンドラムが、その外端の各々に配置された１つの歯を有して、その歯が、ペンドラムの振り子運動の両端位置において、ロッドエレメントの外歯列と噛み合い、ロッドエレメントは、ベルトシャフトの内空部の中を軸方向に延び、ベルトリトラクタ側のロッキング装置の一部としてのプロフィールヘッドと回転不能に結合され、噛み合いは、ペンドラムを備える前記ベルトシャフトがロッドエレメントに対して回転するとき、ペンドラムに形成された歯の歯面がロッドエレメントの外歯列の歯面を滑ることにより各ペンドラムの揺動を生じさせるように、なされている。
【００２９】
ベルトを保持するベルトシャフトがハウジングに装着された形のセルフロック式ベルトリトラクタに本発明を適用する代替の実施形態では、質量系が、ハウジングに支承され制御ピンを持つペンドラムから成り、制御ピンは、危険事態において連続的制御カーブと係合し、これによりペンドラムの揺動を制御し、制御カーブは制御ホイールに形成されており、制御ホイールは危険事態においてベルトシャフトにつながれ、これと共に回転し、制御ホイールが制御ピンに対して回転するとき、ペンドラムで支えられた制御ピンが制御カーブの中を移動することによりペンドラムの揺動を生じさせるように、制御カーブが形成されている。
【００３０】
これにより、制御カーブの設計を通じて揺動振動数及び揺動時間が調整できるようになるという利点が生まれる。そこで、本発明の代替実施例では、制御カーブが、ペンドラムに一定の揺動振動数を与える一様なコースを有するか、あるいはペンドラムに可変の揺動振動数を与える交番的なコースを有する。
【００３１】
更に、様々な車両の減速特性に適合できるようにするため、追加の質量体がギヤ装置を介してペンドラムにつながれる。
【００３２】
フォースリミッタの新しい機能原理を車両安全装置の一部としてのベルトシャフトに採用するほか、本発明の考え方は、この機能原理を自動車内部の他の箇所に適用することにも及ぶ。例えば、本発明の一実施例では、相対運動する部分が、自動車と固定的に結合した部分、及び、自動車の直線運動可能な要素として衝突の事態において直線的に移動可能なステアリングコラムである。つまり、ステアリングホイールが、これを支持するステアリングコラムと共に柔軟に配置されていてよいのであれば、ステアリングコラムが車両固定部分に入り込む運動が減衰させられる。
【００３３】
また、相対運動する部分が、自動車と固定的に結合した部分、及び、自動車の直線運動可能な要素として衝突の事態において移動できる車両フレーム部分である。前面衝突又は後面衝突の際、車両フレームの一部分が車両フレームの他の部分に対して変位可能に配列されてよく、その際の変位が発明に基づいた機能原理に従って減衰可能となる。
【００３４】
衝突の衝撃をより軽く受け止めるために今日すでにバンパが車両に対して移動可能に配置されていれば、このようなバンパの動きが衝突の事態において移動するボディ部分として、フォースリミッタ機能を果たすべく利用することができる。この点で、本発明の実施例において、相互に移動する部分は、車両に固定接続された部分と、車両の直線移動要素としての、衝突時に動くボディ部分とである。
【００３５】
本発明はまた、更なる実施例において、車両に固定配置された要素に対して、ベルトを保持し、ベルトの引き出されるのを制限できるように直線運動するフィッティング部品を備えた、直線的に働く車両安全装置に新しいフォースリミッタ方式を採用する。
【００３６】
この種の直線移動可能なフィッティング部品の場合、フォースリミッタの構造上の作りに関しては、本発明の一実施例に従い、車両に固定された要素が円筒形をなし、これに対して移動する要素が円筒の中を移動できる管であり、円筒がその内壁に歯列を備え、少なくとも１個のペンドラムが、管の中をそれぞれの停止位置まで振り子運動するように円筒壁面で支承されており、ペンドラムが管の中に配置されており、互いに向かい合わせで形成された歯により、その両端位置においてそれぞれ円筒の歯列と噛み合い、管が円筒壁面に対して縦移動するとき、ペンドラムに形成された歯の歯面が円筒の歯列の歯面を滑ることによりペンドラムの揺動を生じさせ、管の移動が、振り子運動の揺動振動数により設定された送り速度で制御される。
【００３７】
そして、管の中で互いに反対に回転しながら振り子運動を行う複数のペンドラムが配置されている。
【００３８】
応答閾値を確立するため、円筒内の管が、その初期位置において、ばねにより予応力を掛けられている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の実施例を添付図面に則して詳細に説明する。
【００４０】
本発明の基礎にある基本的考えを、先ずもう一度、図１及び２に示した線図に則して説明する。
【００４１】
図１の線図から、事故事象が事故の境界条件と独立して狭い時間窓の中で進行し、先に挙げた７０ミリ秒を時間窓の平均値とみなしてよいことが分かる。図１には、車両減速度“ａ”が、当該車両部分の変形距離“ｓ”と事故持続時間“ｔ”にわたって記されている。自動車を使った相当する衝突実験によれば、実験結果は本質的に、点で描かれた面の中にあり、そこから特に、車両の変形（変形距離ｓ）が運動量の関数に応じて、すなわち、生じる車両加速度、正確には、生じる車両減速度に応じて狭い時間窓の中で進行することが明らかとなる。従って、点描の面で表された測定結果は、衝突の力学が基礎的な関係（数１）に従う。すなわち、衝突時間はほぼ一定に保持されて、変形距離が増すにつれてより強い運動量が生じることを確認している。
【００４２】
【数１】
2008535729.tif 000003
【００４３】
図２には、車両加速度“ａ”と、肩ベルトの範囲内で作用する乗員の（胸部）質量（ｍ）と肩ベルト上で作用するベルト力（ｆ）の間の関係が描かれている。数学的に、ベルト力は質量×加速度の積（ｆ＝ｍ・ａ）として得られる。しかしながら、この単純な数学的関係は、図に描かれた通り、従来技術において知られたフォースリミッタには当てはまらない。なぜなら、乗員の減速が車両と比べて時間的に遅れて生じるため、自動車の動きと乗員の動きの間に速度差が生じ、これが、図２に“Ａ”で表された車両加速度の可変追加量をもたらすからである。従って、このケースに数学的関係ｆ＝ｍ・ａは有効でない。
【００４４】
従来技術において知られたフォースリミッタが、一定値、例えば３０００Ｎに設定された力を採用しているのであれば、加速度（ａ）と質量（ｍ）の様々な組み合わせは、三次元座標系において基礎平面に平行な１つの平面の中にしか存在し得ない。これに対し、図２の線図の中で張り渡された面は、本発明が使用されたとき、車両加速度（ａ）と質量（ｍ）の関数に応じて適用される様々な保持力（ｆ）を示している。例えば、真ん中の点Ａは、クロスベルトに質量１４ｋｇが作用し、３５０ｍ／ｓ2の加速度（約３５ｇに相当）が生じ、これに対し約５０００Ｎの保持力が生じる荷重ケースに当てはまる。この場合、乗員の全質量は、２つのベルトセクションと車内の３つの締結点に分配される。図２において想定された質量は、クロスベルトの上方点に作用する質量である。発明に基づいて、車両と乗員の間の速度差が避けられる限り、車両加速度ないしは車両減速度は、乗員データの異なる他の乗員の場合でも同じままである。その結果、クロスベルトに作用する質量が１０ｋｇの小人（点Ｂに相当）の場合、３５ｇの同じ車両加速度において約３５００Ｎの保持力が確認できることになる。同様に、クロスベルトに作用する（胸部）質量が２０ｋｇの乗員（点Ｃ）の場合は、相当する高い保持力、約６５００Ｎが生じる。ここで、点描の矢印は、乗員の（胸部）質量が同じ状態で車両加速度（ａ）が下がる、つまり、衝突が小さいときに生じる保持力を示す。この場合、保持力（ｆ）は直線的に減少することになる。
【００４５】
本発明の構造上の実施例に関して、図３には、例えば従来技術をベースにしたセルフロック式シートベルトリトラクタが描かれている。このシートベルトリトラクタは、Ｕ字形のフレーム１１を持つハウジング１０を具備し、その中に、不図示のベルトシャフトが上にベルトを巻き付けたサポートとして回転自在に支承されている。シートベルトリトラクタないしはハウジング１０のロッキング側（図１に平面図で描かれている）では、不図示のベルトシャフトに歯付きワッシャ１２が半径方向に外側に揺動自在に支承されている。ワッシャ１２を、ハウジング１０に回転自在に支承された、内歯列１４を持つ歯付きリング１３が、包囲している。ここで、歯付きワッシャ１２の歯列と歯付きリング１３の内歯列１４は、ベルトシャフトが矢印２１のベルト引出し方向に回転したとき、歯付きワッシャ１２が歯付きリング１３の内歯列１４と噛み合い、それで歯付きリング１３も一緒に矢印２１の方向に回転させられるように設計されている。
【００４６】
歯付きリング１３は、外側に外歯列１５を有している。更に、歯付きリング１３は、その外周に対称形に配置された６個のペンドラム（ pendulum 、振り子）１６で包囲され、囲繞されている。ここで、ペンドラム１６は各々、中心に配置された回転軸受１７を使ってハウジング１０に支承されている。これにより、各ペンドラム１６が、矢印２２で表された回転軸受１７を中心とする振り子運動を実行できる。ペンドラム１６はそれぞれ、回転軸受１７の両側をアーム１８が延びる２アーム形に作られている。ここで、アーム１８の外端にそれぞれ歯１９が配列されていて、この歯により、各ペンドラムはその振り子運動の両端位置において歯付きリング１３の外歯列１５と噛み合う。ここで、外歯列１５の歯とペンドラム１６の歯１９はそれぞれ、歯付きリング１３が矢印２１の回転方向に回転すると、関連する歯面同士が滑り、回転する歯付きリング１３によりペンドラム１６が振り子運動させられ、ペンドラムの一方の側の歯１９が歯付きリング１３の外歯列１５と噛み合う一方、反対側の歯１９が歯付きリング１３との噛み合いから外れることにより振り子運動状態に保たれるように設計されている。そこで、歯付きリング１３が該ペンドラムに対して更に回転すると、最初噛み合っていたペンドラム１６の歯１９が外れ、それにより、反対側の歯１９が歯付きリング１３の外歯列１５と噛み合いに入るようにペンドラム１６が揺動させられる。歯付きリング１３が該ペンドラムに対して回転し続けると、運動は逆転する。その結果、歯付きリング１３が回転すると、その外歯１９の噛み合いの交替によりペンドラム１６は振り子運動状態に保たれる。しかし、ペンドラム１６の歯１９の噛み合いの交替は同時に、歯付きリング１３が妨げられずに回転するのを許さず、その代わり、振り子運動の揺動振動数の関数として歯付きリング１３の可能な回転速度が確立される。
【００４７】
事故の場合、図示されていないが、セルフロック式ベルトリトラクタで周知のベルト感応型及び／又は車両感応型の制御システムを介して、歯付きロックワッシャ１２は、歯付きリング１３の内歯列１４と噛み合った状態から外される。当初、質量系を作動させる応答閾値を確立するために、歯付きリング１３が不図示のせん断ピンにより固定されているならば、所定の力を超えた後、歯付きリング１３は矢印２１の方向に回転する。そこで、すでに述べた通り、歯付きリング１３の外歯列１５が、その外周に配置されたペンドラム１６の一方の側の歯１９とそれぞれ噛み合い、ペンドラム１６の他方の側の歯１９が再び外歯列１５と噛み合うことにより、該ペンドラムは押し出される。このプロセスの間、個々のペンドラム１６は交互に加速、減速させられ、これによりエネルギーは消失する。このとき、ペンドラムに作用する加速力が大きければ大きいほど、同時にその振り子運動に基づいて生じる減速力も大きい。従って、歯付きリングと（それは、歯付きワッシャ１２を介してこれとつながっているから）ベルトシャフトは、規則的に振動するペンドラムにより許される回転速度でしか回転できない。その結果、ベルトシャフトが巻きほどき方向に回転することによるベルト引出しは、ベルトシャフトの回転運動により開始される質量系の揺動のみで単独に決められており、ベルトに作用するベルト引出し力とは独立している。
【００４８】
従来技術では、ベルトの引出される長さは、大体、例えばフォースリミッタとして採用されたトーションバーを多かれ少なかれねじるベルト力の大きさにより決められていた。これに対し、発明に基づいて採用される質量系では、ベルトの引出される長さないしは、ベルトの引出し可能な長さは、質量系が働いている時間の長さのみに左右されるだけである。経験に基づいて、事故事象が約７０ミリ秒後に終結するのであれば、質量系は、その機能がほぼその時間の後に終了し、さらなるベルト引出しが行われず、静止状態の減速リングがベルトをハウジングに固定する。詳細は説明しないが、設定された時間の終わりに有効になり、質量系を静止させる揺動遮断装置が設けられていてよい。
【００４９】
図示された実施例では、ペンドラム１６からなる質量系は、ベルトリトラクタのハウジング１０に配置されている。この質量系をこれに関連するベルトシャフト自体の正面側に配置することも可能である。
【００５０】
図４に示した実施例は、歯付きリング１３の全周にわたって分布するように配置されたペンドラム１６が矢印２１の回転方向において重なり合う点で、先に述べた実施例と異なる。つまり、１個のペンドラム１６が、回転方向において突き出るオーバラップ突起２３が形成されていて、これが、回転方向において隣接するペンドラム１６に形成されたオーバラップ突起２４上で静止する。これで、オーバラップ突起の下に歯１９を作るのを省略することができる。従って、個々のペンドラム１６の振り子運動を追加して同期化することも可能である。
【００５１】
図５に示した実施例は、図３に則して述べた実施形態に対応する。図３に則して述べたせん断ピンの代わりに、図５に示した実施例では、ペンドラムの外側を包囲し、全部のペンドラムに一律の予応力をかけるリングばね２０が設けられている。このリングばねを使って、質量系が働き始める前に克服しなければならない初期力を限定する。そうすれば、ベルト引出し力によりベルトシャフトに負荷がかけられても、それは、リングばね２０により限定された応答閾値を下回って取るに足らぬほどであるから、歯付きリング１３が回転するに至らない。従って、質量系のペンドラム１６が振り子運動を起こすに至らない。同時に、各歯列及びリングばね２０は、次のように形成および固定されている。すなわち、質量系が静止してフォースリミットプロセスが終了するときに、ロッキング歯列が常に静止し、セルフロック式ベルトリトラクタの制御エレメントがベルト感応型及び／又は車両感応型のロッキングと同期化する。これにより、質量系により惹起されるフォースリミッタ機能を繰返し連続して利用することが可能である。
【００５２】
更に、複数のペンドラムを使用する場合、これが同期で作動するか、非同期で作動するかどちらかである。これにより、個々のケースにおいてフォースリミットの程度は加減される。
【００５３】
ペンドラム１６の運動を、特に意図した時間制御に注目して追加的に加減することは、有利となりうる。そこで、ペンドラムの振動時間及び／又は揺動振動数を加減するために、１つ以上のペンドラム１６にばね系、ばね質量系又は他のブレーキエレメント又は減衰エレメントを付け加えることができる。その場合、追加の制御エレメントは、ペンドラム質量により許される歯付きリング１３の回転により決められるベルトの引き出される程度が車両運動量に対して可変的に調整できる。
【００５４】
図６に示した最も単純な実施形態では、一端が関連するペンドラム１６のアーム１８で固定され、他端がハウジング固定側の固定サポート２６で固定されたばね２５が設けられている。ペンドラム１６の一方の方向の振り子運動においてばね２５の力を克服することがさらに必要な場合、これが振り子運動の時間を制限する。
【００５５】
図７に示した実施例では、ばね２５の関連する端は、ハウジング固定側の回転点２８を中心として回転自在に配置された別個のレバー２７で固定されている。レバー２７は、ばね２５のためのストッパとしての第１アーム２９と第２アーム３０を備えた２アーム形に作られており、ここで、第２アーム３０が歯付きリング１３の回転範囲の中まで達し、そこで、歯付きリング１３に形成されたカム３１に接する。歯付きリング１３が回転すると、所与の時点でカム３１がレバー２７をたたくことによりばね２５の力は変えられ、それにより、関連するペンドラム１６の振り子挙動は加減される。
【００５６】
図８及び９に示した実施例では、図６のばね系が追加の質量体３２が付加されており、これで、関連するペンドラム１６の揺動振動数及び振動時間を同じく加減するばね質量系が出来上がる。加えて、図８に示した実施例では、ばね２５の中に追加の質量体３２が挿入されている。ばね２５は、２部品で形成されている。
【００５７】
図９に示した実施例では、ばね２５は、質量体３２を含めて、一端がペンドラム１６で固定され、他端がペンドラム１６に位置する保持アーム３３で固定されている。
【００５８】
更に、図１０に示す通り、矢印３４ａで表された制動力をペンドラム１６に加えるブレーキエレメント３４（斜線で表されている）がペンドラム１６に作用する場合、振り子運動の制御が可能である。
【００５９】
図１１に示した実施例では、機械的に働く減衰エレメント３５が設けられており、これが例えばピストン／シリンダユニットとして形成されてもよい。
【００６０】
図１２に示した実施例では、ペンドラム１６に電気機械的に働く減衰エレメント３６が割当てられている。
【００６１】
図１３は、フォースリミッタとして働く質量系がシートベルトリトラクタのベルトシャフトの内部に収納されている状態を表している。ここで、質量系は、図３〜５に則して述べた質量系と同様の構造を有する。従来技術において知られたシートベルトリトラクタの関連するベルトシャフト７０が、正面側で、引外し時にハウジング固定側にロックすべきプロフィールヘッド７１と結合していれば、それも、フォースリミットの目的のためにベルトシャフト７０がロックされたプロフィールヘッド７１に対してさらに回転可能に結合していれば、ベルトシャフト７０は、内空部７２を持つ中空体として形成され、ベルトシャフト７０の内壁にその全周にわたって分布するように歯１９を付けた相当するペンドラム１６が支承されていてよい。これは、図３に則して述べた通りである。歯１９を付けたペンドラム１６と噛み合う関連する外歯列１５は、軸方向にペンドラム１６の内空部７２の中まで延びるロッドエレメント７３に形成されている。これが、プロフィールヘッド７１と固定連結され、このプロフィールヘッド７１で支持されている。ロッキングが起きたとき、プロフィールヘッド７１がロックされると、ベルトシャフト７０に巻き取られたベルトにベルト張力がかかる。その結果、ベルトシャフト７０はプロフィールヘッド７１に対して、また、これと固定連結されたロッドエレメント７３に対して回転し続ける。このベルトシャフトの更なる回転により、内空部７２の中に配置されたペンドラム１６は、その歯１９がそれぞれロッドエレメント７３の外歯列１５上でスライドする。その結果、フォースリミットのために使われるペンドラム１６の振り子運動が生じることになる。
【００６２】
詳細には説明しないが、ペンドラムを駆動させるために、ベルト力から引き起こされた歯付きリングの回転を使うことは必要ではない。むしろ、時計仕掛けの方式で働く外部駆動体、例えば、ペンドラムの運動を所与の時間にわたって励起ないしは制御する予応力式ばね質量系の形の外部駆動体を設けることも可能である。この場合、ペンドラムと外部駆動体の間に、セルフロック式でも非セルフロック式でもよいギヤ装置を配置することができる。
【００６３】
図１４に示した実施例は、図３及び４に示した実施例に本質的に対応するが、ベルトシャフトの回転運動を関連するペンドラムの振り子運動に導入する方法が違っている。この実施例では、唯一のペンドラム４０がハウジング固定側の回転点４１を中心として振り子運動を行うように配置されているだけで、ペンドラム４０の自由端に追加の質量体４２が装着され、ギヤ装置４３を介してペンドラム４０に接続されている。これで、ペンドラム４０の質量慣性は、中間接続されたギヤ装置４３を考慮した上で全体的に高められる。ペンドラム４０は、それから突き出ている制御ピン４４をもってベルトリトラクタのハウジング１０に回転自在に配置された制御ホイール４５と係合する。この制御ホイール４５は、歯付きリング１３と同様に内歯列４６を付けており、これと、外向き調節可能な歯付きワッシャ１２が、ベルトシャフトの矢印２１の方向の回転運動を制御ホイール４５の回転運動に変換し得るように噛み合うことができる。
【００６４】
制御ホイール４５には、制御ホイール４５の正面側に溝の形に作られた、螺旋状に走る制御カーブ４７が設けられ、これがペンドラム４０の制御ピン４４を案内している。所与の制御カーブ４７は、追加の質量体４２を付けたペンドラム４０に回転点４１を中心とする相当する振り子運動を起こさせるようなコースを有する。制御カーブ４７は、その区域４９が明らかに他より平らに作られており、この領域において単位時間当たりベルトの引き出される長さは大きく、ベルト力はその分低下する。制御カーブ４７は、制御カーブ４７の端部領域５０において、より大きく減速し、その後凹部５１で停止できるよう、より急峻なコースを有する。停止位置に達すると、制御ピン４４の側でペンドラム４０に更なる振り子運動は終了し、従って、ベルトの引き出されるのも終了する。制御カーブ４７はそのデザインを変更できるので、制御された所与のベルトが引き出され方を車両のそれぞれの減速特性に適合させることが可能となる。
【００６５】
最後に、図１５及び１６には、衝突の事態において生じる要素相互の相対運動をフォースリミットに変換すべく直線的に働く装置が描かれている。これは、例えば、ステアリングホイールのサポートとして車両固定側部分に押し込むことのできるステアリングコラムであってよい。特に、図１５にある通り、シリンダ５５として形成された車両固定側部分が設けられており、これが内歯列６２を付けている。シリンダ５５の中を、ステアリングホイール５７の支持体としての管形ステアリングコラム５６が移動自在に案内されている。その中に、実施例では、２個のペンドラム５９が固定回転点６０を中心として振り子運動できるように配置されている。ステアリングコラム５６は互いに向き合う通路５８を有し、ペンドラム５９に付けられた歯６１は、ペンドラム５９の相当する振り子運動をしながらシリンダ５５の内歯列６２と噛み合うまで該通路を通過することができる。この運動の流れは、図３に則して述べたように以下の通りである。ステアリングコラム５６がシリンダ５７に挿入されたとき、ペンドラム５９の歯６１がシリンダ５５の一方の側で内歯列６２を滑り出て、自由になり、同時にその振り子運動により今度はシリンダ５５の反対側で内歯列６２と噛み合う。挿入運動を支えるため、シリンダ５５の中に別のばね６３が配置されており、これが、克服すべき初期力を設定すると同時に、フォースリミットプロセス終了後にステアリングコラム５６を元の位置に戻す働きもする。これは、基本的に図３及び５に則して述べた実施例から分かる通りである。
【００６６】
図１６に描かれた実施例も、基本的に同じ状況を表しているが、ここでは、図１５に描かれた２個のペンドラム５９の代わりに４個のペンドラム５９が設けられ、ステアリングコラム５６の縦方向に延び、各アームに歯６１を付けた２アーム形に作られている。その限りでは、図１に則して述べたペンドラム１６の機能を基本的に図１６の実施例に移すことができる。
【００６７】
詳細には説明しないが、この種の装置は、例えばステアリングコラム５６の代わりにフィッティング部品がシートベルトのサポートとしてシリンダ５５に挿入するようにすることで、直線的に作用するシートベルトシステムにも適用可能である。そうすれば、そこでは、例えばバンパなどの可動車両部分又は車両サイドビームの一部領域の相対運動が、車両固定側部分としてのシリンダ５５の中で起きることもできる。
【００６８】
先に述べた実施例の通り時間制御及び速度制御のもとでベルトが引き出される方法は、図１７において再度説明することができる。シート８０に座っている乗員８１は、ベルト８２が制御下で引き出されることにより可能な前のめり距離の端に達し、そこで、乗員８１の頭部は膨らむエアバッグ８３に衝突する。エアバッグ８３は、そのとき、褶動可能な作りのステアリングコラム８６の上にあるステアリングホイール８４から開き終わっている。ベルト８２がベルトリトラクタ（不図示）から引き出される速度はプリセットされているので、エアバッグ８３の膨らむ速度ないしは流通速度は、ステアリングコラム８６の褶動速度と同様、相応に設定することができ、そのとき、エアバッグに関連する速度とステアリングコラムに関連する速度の総和がベルトの引き出される速度に一致するのが望ましい。そのように設計すれば、全体として乗員８１にかかる負荷を最小限に抑えることができる。
【００６９】
以上の説明、特許請求の範囲、要約、及び図面において開示された本発明の対象の特徴は、個々においても、互いに任意に組み合わされた形でも、本発明をその多様な実施形態において実現させる上で本質的なものであり得る。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】車両加速度ａと車両変形距離ｓと事故持続時間ｔの間の関係を表す線図である。
【図２】車両加速度ａと乗員の有効質量ｍと肩ベルトにかかる保持力ｆの間の関係を表す線図である。
【図３】本発明に係るフォースリミッタとしての質量系を備えたシートベルトリトラクタのロッキング側の平面図である。
【図４】図３の対象の他の実施形態を示す。
【図５】図３の対象の更なる実施形態を示す。
【図６】図３に示した質量系の、追加ばねを備えた個別ペンドラムの概観図である。
【図７】図６の対象の他の実施形態を示す。
【図８】図３に示した質量系の、追加ばね質量系を備えた個別ペンドラムの概観図である。
【図９】図８の対象の他の実施形態を示す。
【図１０】追加減衰手段を備えた質量系の個別ペンドラムの概観図である。
【図１１】図１０の対象の他の実施形態を示す。
【図１２】図１０の対象の更なる実施形態を示す。
【図１３】フォースリミッタとしての質量系を内部に配置したシートベルトリトラクタのベルトシャフトを示す。
【図１４】図３ないしは図４の対象の、制御カーブを含む更なる実施形態を示す。
【図１５】直線的に作動する装置として配置された質量系を備えたフォースリミッタの平面図である。
【図１６】図１５の対象の他の実施形態を示す。
【図１７】フォースリミッタが乗員用車両安全装置と協働する様子の概観図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０    ハウジング
１１    フレーム
１２    歯付きワッシャ
１３    歯付きリング
１４    内歯列
１５    外歯列
１６    ペンドラム
１７    回転軸受
１８    アーム
１９    歯
２０    リングばね
２３    オーバラップ突起
２５    ばね
２６    固定サポート
２７    レバー
２８    回転点
２９    第１アーム
３０    第２アーム
３１    カム
３２    質量
３３    保持アーム
３５    減衰エレメント
３６    減衰エレメント
４０    ペンドラム
４１    回転点
４２    質量
４３    ギヤ装置
４４    制御ピン
４５    制御ホイール
４６    内歯列
４７    制御カーブ
５１    凹部
５５    シリンダ
５６    ステアリングコラム
５７    ステアリングホイール
５９    ペンドラム
６０    回転点
６１    歯
６２    内歯列
６３    ばね
７０    ベルトシャフト
７１    プロフィールヘッド
７２    ベルト
７３    ロッドエレメント
【図１】
2008535729.tif 000004
【図２】
2008535729.tif 000005
【図３】
2008535729.tif 000006
【図４】
2008535729.tif 000007
【図５】
2008535729.tif 000008
【図６】
2008535729.tif 000009
【図７】
2008535729.tif 000010
【図８】
2008535729.tif 000011
【図９】
2008535729.tif 000012
【図１０】
2008535729.tif 000013
【図１１】
2008535729.tif 000014
【図１２】
2008535729.tif 000015
【図１３】
2008535729.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年12月18日(2007.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７】
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【国際調査報告】
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