(57)【要約】シートベルトリトラクタが、リトラクタに回転するように取り付けられ、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みまたは繰り出すスプール（１）を有している。ロックリング（８）が、スプールの一端部に取り付けられている。ロックリングは、衝突が検知された時に、ロックバーによって回転しなようにロックされる。荷重制限器が、スプールがロックされた後に、前方への乗員の運動量の作用でシートベルトウェビングがさらに繰り出されるのを可能にしている。荷重制限器は、一端部の所でロックリングに取り付けられ、他端部の所でスプールに取り付けられたトーションバー（２）と、スプールとロックリングの間の力経路に、外すことができるように連結されたワイヤである。弾力機構、すなわちワイヤ（４）は、トーションバーの、所定の回数の回転後、自身で外れる。ワイヤの太さ、長さ、組成、およびワイヤの数を、乗物の衝突の基準に合うように選択することができる。
2006507167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム（８）に回転可能に取り付けられ、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みまたは繰り出すスプール（１）と、
前記スプールの一端部に取り付けられたロックリング（８）と、
衝突が検知された時に前記ロックリングを回転しないようにロックする手段（１０）と、
前記スプールがロックされた後に、前方への乗員の運動量の作用で前記シートベルトウェビングがさらに繰り出されるのを可能にする荷重制限手段と、
を有し、
前記荷重制限手段は、
一端部の所で前記ロックリングに取り付けられ、他端部の所で前記スプールに取り付けられたトーションバー（２）と、
前記スプールと前記ロックリングの間の力経路に、外すことができるように連結された弾力機構（４；４１，４ｂ）と、
前記トーションバーの、所定の回数の回転後に前記弾力機構を外す手段と、
を有する、
シートベルトリトラクタ。
【請求項２】
前記弾力機構は、前記スプール（１）と前記ロックリング（８）の間に、外すことができるように連結されたワイヤ（４）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】
前記ワイヤ（４）は、前記スプールに、外すことができるように連結されている、請求項１または２に記載のシートベルトリトラクタ。
【請求項４】
前記ワイヤ（４）は、前記スプールのボディの凹部に入れられ、該凹部から、荷重制限の間に展開される、請求項１から３のいずれかに記載のシートベルトリトラクタ。
【請求項５】
前記ワイヤ（４）は、荷重制限の間に前記トーションバー（２）上に引き出される、請求項１から４のいずれかに記載のシートベルトリトラクタ。
【請求項６】
前記ワイヤ（４）は、荷重制限の間に前記ロックリング（８）上に引き出される、請求項１から４のいずれかに記載のシートベルトリトラクタ。
【請求項７】
前記ワイヤ（４）の太さ、長さ、および組成が、乗物の衝突の基準に合うように選択されている、請求項１から６のいずれかに記載のシートベルトリトラクタ。
【請求項８】
複数のワイヤ（４ａ，４ｂ）を有する、請求項１から７のいずれか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、多レベルの荷重制限を行うシートベルトリトラクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
シートベルトリトラクタは、一般に、円形の断面を有する円筒形のボビン、すなわちスプールを有している。シートベルトウェビングがスプールに取り付けられその周りに巻かれており、スプールは、リトラクタばねの作用でウェビングを巻き取り、例えば、（ラジオまたはウィンドウの）車内制御装置を作動させるために前方に手を延ばし、または物入れまたはドアポケットに手を延ばすような、乗員に関する通常の移動を可能にするために、乗員の、前方への比較的穏やかな移動の作用でウェビングを繰り出すように、リトラクタ内で回転可能なスプールシャフト上に取り付けられている。衝突時には、衝突センサが、乗員の、比較的過度の運動量によって作動させられ、衝突センサによって、スプールが回転しないようにロックされ、したがって、前方への乗員の移動が阻止され、乗員が、ステアリングホイール、ダッシュボード、またはウィンドスクリーンのような、乗物の内部構造に衝突することによる負傷が防がれる。
【０００３】
しかしながら、衝突時にシートベルトのスプールが急にロックされることによって、ベルトウェビングによる胴への急な衝撃のために、時には乗員が負傷する場合がある。これは、特に、激しい衝突の時に当てはまる。この問題が近年認知され、幾つかの解決策が提案されている。
【０００４】
公知の１つの提案が特許文献１に記載されており、この提案では、力の制限が、力経路、例えばスプールと、ベルトウェビングの、元も内側に巻かれた部分の間に塑性的または弾性的に変形可能な部材を介在させることによって生じさせられている。大きなトルクが加えられた時にねじれ、壊れないまま７から８回まで回転することができる、鋼製のトーションバーを用いるのが、現在、特に一般的である。ウェビングの繰り出しは、乗員の、衝突が検知された瞬間の運動量に概ね比例する。この繰り出しによって、乗物が速い速度の時の、特に、衝突初期の短時間の間の、繰り出しがなければ非常に大きな、乗員の拘束力が弱められる。
【特許文献１】米国特許第５０１４９２７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、トーションバーを用いた公知のシートベルトシステムでは、吸収される力が一定であり、すなわち、小さな軽い乗員で遅い速度の場合の力が、大きな乗員で速い速度の場合と同じであり、力は、荷重制限の全期間にわたって一定である。力が比較的大きい衝突初期における大きな荷重を吸収し、乗員がエアバグと接触した時に荷重制限のレベルを下げるように荷重制限を調整するのが好ましい。荷重制限レベルをこのように下げることによって、乗員の胸部の負傷が低減され、衝突シミュレーション時に計測される、胸部の変位が低減される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、フレームに回転可能に取り付けられ、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みまたは繰り出すスプールと、スプールの一端部に取り付けられたロックリングと、衝突が検知された時にロックリングを回転しないようにロックする手段と、スプールがロックされた後に、前方への乗員の運動量の作用でシートベルトウェビングがさらに繰り出されるのを可能にする荷重制限手段とを有し、荷重制限手段は、一端部の所でロックリングに取り付けられ、他端部の所でスプールに取り付けられたトーションバーと、スプールとロックリングの間の力経路に、外すことができるように連結された弾力機構と、トーションバーの、所定の回数の回転後に弾力機構を外す手段とを有する、シートベルトリトラクタが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の構成は、当業者によく知られた従来のシートベルトリトラクタに用いられる。そのようなシートベルトリトラクタが、図１に概して示されており、フレーム８に回転するように取り付けられ、シートベルトウェビング（不図示）を巻き取り、繰り出す、リトラクタの、円筒状のスプール１を有している。
【０００８】
衝突時、概して３０の所に位置しているが、具体的には示していないセンサによって、ロック機構が作動させられて、ロックバー１０が移動させられ、スプール１の一端部に固定されたロックリング３上の複数の歯に係合する。したがって、スプール１は、荷重制限装置のためにさらに移動させられるが、回転しないようにロックされる。スプール１の他端部は、スプール１を、ウェビングを巻き取る状態へと付勢する、クロックタイプの、巻かれたばねを有する巻き取りばね機構５に連結されている。
【０００９】
図２は、図１の従来技術のシートベルトリトラクタと断面が合っている、本発明によるスプール１を示し、また、スプールの軸線に沿って取り付けられ、複数のスプライン３２が、ロックリング３の、スプライン３２に対応する形状の穴３３（図３に、より明瞭に示されている）に係合することによって一端部の所でロックリング３に固定された、荷重を制限するトーションバー２を示している。ワイヤ４が、凹部３１内においてスプール１の周りに巻かれて複数の巻き線６を形成しており、トーションバー２の、ロックリング３に連結された端部の所でトーションバー２に固定されている。図３に示すように、トーションバー２の他端部３４は、リトラクタの、巻き取りばね機構５がスプール１に取り付けられた側においてスプール１に連結されている。
【００１０】
衝突の間、ロックリング３は、回転しないように固定される。荷重が、トーションバーのねじり抵抗によって決まる、荷重制限の、所定の荷重値を越え、荷重によって、スプールのボディが回転させられてトーションバーがねじられると、荷重制限が行われる。
【００１１】
衝突力が所定の値よりも大きい場合、トーションバー２上の力によって、トーションバー２がねじられ、スプール１は、トーションバー２の特性によって制御された条件下で回転する。スプール１は、衝突力が消散するまでに、通常、さらに３から４回転し、それによってトーションバー２がねじれる。トーションバー２は、破壊する前に、通常６から８回転までねじれることができる。図４に示すように、ワイヤ４は、スプールのボディの、ガイドとなるガイドピン３５の周りを通っている。ワイヤ４は二次荷重制限機構を形成している。
【００１２】
言い換えれば、二次荷重制限機構は、ワイヤ４、例えば、トーションバー２の、ロックリング３に連結された端部の所でトーションバー２に連結されたワイヤを有していてよく、あるいは、ワイヤ４はロックリングに直接連結されていてもよい。このワイヤは、外すことができるようにスプールに連結されており、例えば、ワイヤは、スプールのボディの凹部内に入れられていてよく、巻かれていてよいが、巻かれている必要はなく、そこから、ワイヤは、荷重制限の間に展開され、または巻きをほどかれ、トーションバー、ロックリング、またはスプール上に、例えばそれらに巻かれることによって、引っ張られる。あるいは、ワイヤはロックリングに蓄えられ、スプールに固定されていてもよい。荷重制限の間、様々な部品が互いに相対的に移動し、その結果、ワイヤは、一方から他方へ、または他方から一方へ移し換えられてよい。
【００１３】
衝突のエネルギを吸収するための追加の弾力がワイヤ４によってトーションバー２に加えられる。この追加の弾力は、ワイヤの向きをスプールからトーションバーまたはロックリング上に変えるのに必要なエネルギに依存しており、また、トーションバー／ロックリングの周りのワイヤの特徴を示しており、この弾力は、ワイヤの太さ、長さ、および組成、またはワイヤの数をカスタマイズすることによって、乗物の衝突の基準に合うように調整することができる。
【００１４】
ワイヤによってなされる仕事は、トーションバーの周りにワイヤを配置し、ワイヤの向きを、蓄えられていた状態から変えるのに消費されるエネルギである。
【００１５】
トーションバーが所定の回数回転して、全てのワイヤが、スプールからトーションバーまたはロックリング上に移されると、ワイヤが、もはや、トーションバーまたはロックリング上に配置される時のように変化しないので、荷重のレベルが低下する。
【００１６】
トーションバー２と二次荷重制限機構４の、多レベル荷重制限器としての組み合わせによって、荷重制限を、単独のトーションバー２よりも高い、組み合わされたレベルにする初期荷重制限しきい値が生じる。しかしながら、トーションバーがねじれると、図４に示すように、ワイヤ４の端部がスプール１から完全に外れるまで、ワイヤは、凹部３１内の巻き線６からほどかれ、スプール１のボディからガイドピン３５を通過して徐々に引き出され、トーションバー２上に巻き付き、荷重制限を行うのにトーションバー２のみが残される。したがって、これによって、２段階の荷重制限器が提供される。低レベルの第２の段階は、乗員が、膨張させられたエアバッグに接触するのと一致するように構成するのが好ましい。
【００１７】
図５は、本発明の第２の実施形態によるシートベルトリトラクタ用のスプールの、一部を切り欠いた断面図である。この実施形態では、ワイヤ４は、一端部３６の所でトーションバー２に連結され、他端部３７は、スプールの凹部３１内に縦方向に挿入されている。トーションバーが、荷重制限の間にねじれると、ワイヤ４は凹部３１から引き出され、端部３７が凹部３１から完全に引き出され、全部がトーションバー２上に巻かれるまで、図６に示すように、トーションバー２上に完全に巻き付けられる。本実施形態における荷重制限作用は、ワイヤをトーションバー上に巻くのに必要なエネルギによって生じる。
【００１８】
図７および８は、２つのワイヤ４ａ，４ｂがスプール１のボディの凹部３１ａ，３１ｂ内にそれぞれ配置されている、本発明の第３の実施形態を示している。荷重制限の間に、ワイヤ４ａ，４ｂは凹部３１ａ，３１ｂから引き出され、図８に示すように、スプール１の端面の突出部３８の周りに巻き付けられる。本実施形態における荷重制限作用は、２つのワイヤをスプールのボディ上に巻くのに必要なエネルギによって生じる。
【００１９】
図９は、第１の実施形態によって行われる２段階の荷重制限の作用を示すグラフである。Ｔ0において、衝突のパルスが始まり、衝突力は、荷重を制限するトーションバー２が、二次機構、すなわち巻き線６と共に機能し、荷重のいくらかが吸収され、そのようにして、乗員の受ける力が弱められて安定するＴ1まで一定して大きくなる。Ｔ2において、二次機構、すなわち巻き線６が外れ、トーションバー２のみによって、荷重制限Ｔ3が行われる。Ｔ3において、トーションバーは最大回転数だけねじられ、その結果、トーションバーの、さらに荷重を制限する能力の限界となっている。乗員が、その胴への力を弱められてエアバッグに当たるのが、この事象シーケンスの、１つの結末である。
【００２０】
あるいは、トーションバー２は、荷重制限機能をまったく果たさない普通の棒によって置き換えることができる。この場合、ワイヤが、唯一の荷重制限部材である。ワイヤの直径、組成、硬さが、および、ワイヤが巻かれる棒の直径も、本発明の構成の荷重制限特性に影響を与える。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に適応せることができる公知のシートベルトリトラクタの斜視図である。
【図２】図１のシートベルトリトラクタに適応させることができる、本発明によるスプールの、荷重制限前の断面図である。
【図３】図１および２のシートベルトリトラクタの一部の分解図である。
【図４】図２のスプールの、荷重制限後の斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態によるシートベルトリトラクタ用のスプールの、荷重制限前の、部分的に切り欠いた斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態によるシートベルトリトラクタ用のスプールの、荷重制限後の、部分的に切り欠いた斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施形態によるシートベルトリトラクタ用のスプールの、荷重制限前の分解図である。
【図８】本発明の第３の実施形態によるシートベルトリトラクタ用のスプールの、荷重制限後の分解図である。
【図９】全ての実施形態によって行われる２段階の荷重制限の作用を示すグラフである。
【図１】
2006507167.tif 000003
【図２】
2006507167.tif 000004
【図３】
2006507167.tif 000005
【図４】
2006507167.tif 000006
【図５】
2006507167.tif 000007
【図６】
2006507167.tif 000008
【図７】
2006507167.tif 000009
【図８】
2006507167.tif 000010
【図９】
2006507167.tif 000011
【国際調査報告】
2006507167.tif 000012
2006507167.tif 000013