(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に自動車用の安全ベルト装置であって、安全ベルト（１１）の一端がベルトロック（１２）を介して自動車車体（１３）に、他端が自動車車体（１３）に取り付けられたベルト巻取装置（１４）に連結され、ベルト巻取装置（１４）が、横断軸（１６）に関して回転可能で、多少ともベルト（１１）が巻き取られているベルトローラ（１５）を有し、
該ベルトローラ（１５）は、バネ機構（１７）によってベルト巻き取り方向に付勢され、かつベルトテンショナー（１８）に連結され、かつ、ベルトが急速に引き出されようとしたとき及び／または事故に起因する加速度が生じたときに、遅くともベルトローラ（１５）が一定限度回転した後にベルトのそれ以後の引き出しを阻止する引き出し阻止装置（１９）にも連結され、
さらに、ベルトテンショナー（１８）とベルトローラ（１５）との間に位置し、入力部（２２）、出力部（２４）及びこれらの間で動作するカップリング部材（２５）からなるカップリング（２０）と、カップリング（２０）に対してベルトローラ（１５）と反対側に位置し、周状をなし、前記入力部（２２）の軸部が装着される内周部（２８’’）とその外周にリングディスク（２８’）とを有するラチェット機構（２８）とを備えた安全ベルト装置において、
前記ラチェット機構（２８）は内周部（２８’’）とリングディスク（２８'）との間に所定の回転遊びを有するように形成され、前記カップリング（２０）は、通常は解除され、ベルトテンショナー（１８）が起動されて回転を始めたときにベルトテンショナー（１８）に入力部（２２）が固定連結され、ベルトローラ（１５）が急速に巻き取り方向に駆動され、巻き取り方向にあるベルトローラ（１５）に作用する引き出し方向トルクが、ベルトテンショナー（１８）から加えられている巻き取り方向トルクを越えたときに、前記所定の回転遊びの範囲内で、内周部（２８’’）とリングディスク（２８'）とが相対運動して、前記カップリング（２０）のカップリング部材（２５）の前記出力部（２４）に対する係合が解除されることを特徴とする安全ベルト装置。
【請求項２】
カップリング（２０）は、当初ベルト引き込み方向に回転するベルトローラ（１５）の回転方向が逆転されることによって係合が解除されることを特徴とする請求項１に記載の安全ベルト装置。
【請求項３】
カップリング（２０）は、ベルトテンショナー（１８）と同軸連結された、ラチェット機構（２８）の内周部（２８''）の逆回転によって係合が解除されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の安全ベルト装置。
【請求項４】
カップリング（２０）は、ベルトテンショナー（１８）の回転開始によってベルト引き込み方向に連結されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の安全ベルト装置。
【請求項５】
リングディスク（２８'）は、内周部（２８''）を取り囲み、かつ内周部（２８''）と同軸形状をなすことを特徴とする請求項１に記載の安全ベルト装置。
【請求項６】
リングディスク（２８'）は、ベルトテンショナー（１８）と同軸連結された、ラチェット機構（２８）の内周部（２８''）に関して弾性的に偏向され、これにより休止位置ではカップリング（２０）の解離が保証され、起動の初期において、内周部（２８''）がリングディスク（２８'）に関して所定量だけ回転可能で、これによりカップリング（２０）が係合され、また、起動後にベルトテンショナー（１８）の駆動力が消滅し、かつベルト張力が存在しないときは、内周部（２８''）がリングディスク（２８'）に関してベルト引き込み方向と反対方向に所定量だけ回転し、これによりカップリング（２０）が解離されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の安全ベルト装置。
【請求項７】
カップリング（２０）は、入力部としてディスク（２２）を有し、ディスク（２２）はベルトテンショナー（１８）と同軸連結された、ラチェット機構（２８）の内周部（２８''）と共に回転するように固定連結され、半径方向に可動のカップリング部材（２５）を収容するための、半径方向外側に向かって開口した切欠（２３）を有し、カップリング（２０）が、出力部としてベルトローラ（１５）のリング部（２４）を有し、該リング部がディスク（２２）を取り囲むことにより、カップリング部材（２５）がリング部（２４）の内壁及びディスク（２２）と連結係合することができ、リング部（２４）とベルトローラ（１５）は同軸であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の安全ベルト装置。
【請求項８】
カップリング部材（２５）は、カップリング部材（２５）上に半径方向及び外側方向が係止され、リングディスク（２８'）に保持された導入係止部（２６）及び導出係止部（２７）と協働することを特徴とする請求項７に記載の安全ベルト装置。
【請求項９】
リングディスク（２８'）は、ラチェット機構（２８）に設けられ、該ラチェット機構がシャフト（２１）と同軸で、かつリングディスク（２８'）にカップリング（２０）を係合または係合解除するのに十分な回転遊びが吸収された後は、ベルトテンショナー（１８）の内周部（２８''）と共に回転するように固定連結され、内周部（２８''）とともにベルト引き込み方向に、段階的に回転し、ベルト引き込み方向と反対方向の回転に対して阻止されるようにしたことを特徴とする請求項８に記載の安全ベルト装置。
【請求項１０】
ラチェット機構（２８）は、その周縁に半径方向内側に向かって弾性的に屈曲可能な外歯（２９）を有し、該外歯がハウジングに固定された内歯冠（３０）と協働することを特徴とする請求項９に記載の安全ベルト装置。
【請求項１１】
ラチェット機構（２８）は、外歯（２９）と、導入係止部（２６）及び導出係止部（２７）を有するリングディスク（２８'）に加え、ベルトテンショナー（１８）と同軸をなす内周部（２８''）及び、リングディスク（２８'）と内周部（２８''）との間に配置されたバネ部（２８'''）を有することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の安全ベルト装置。
【請求項１２】
内歯冠（３０）は、ラチェット機構（２８）の外歯（２９）の２倍数の内歯（３１）を有することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の安全ベルト装置。
【請求項１３】
カップリング部材は、爪（２５）であり、該爪が半径方向内側において、ディスク（２２）の切欠（２３）内に、シャフト（２１）と平行に延在する軸（３２）に関して回動可能に軸支され、かつ半径方向外側に係止歯（３３）を有し、該係止歯がベルト引き込み時に軸（３２）に関して回転方向に変位することを特徴とする請求項７乃至請求項１２のいずれか１項に記載の安全ベルト装置。
【請求項１４】
バネ機構（１７）及び引き出し阻止機構（１９）は、ベルトローラ（１５）の前面側と反対側に備えられ、カップリング（２０）、リングディスク（２８'）を有する連結駆動部（３４）及びベルトテンショナー（１８）は、軸方向に並んで前記前面側の端面に設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の安全ベルト装置。
【請求項１５】
カップリング（２０）は、ベルトローラ（１５）の前面側において、外側に向かって開口した切欠部（３５）に収容されたことを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の安全ベルト装置。
【請求項１６】
切欠部（３５）は、リング部（２４）に囲まれ、該リングがベルトローラ（１５）に強固に連結され、特にベルトローラと一体であることを特徴とする請求項１５に記載の安全ベルト装置。
【請求項１７】
連結駆動部（３４）は、ベルトローラ（１５）と反対側で切欠部（３５）を覆い、切欠部（３５）より相当程度半径方向に突出したことを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の安全ベルト装置。
【請求項１８】
ベルトローラ（１５）と引き出し阻止装置（１９）との間に限定された回転遊びが設けられ、これにより、急速なベルト引き出しや事故に起因する加速度によってベルトに張力が発生したときに、引き出し阻止装置（１９）が係合した後でも、ベルト張力の影響のもとにベルトローラ（１５）が一定量、例えば数回転、回転できることを特徴とする請求項１乃至請求項１７のいずれか１項に記載の安全ベルト装置。
【請求項１９】
ベルトローラ（１５）の後面側に位置する引き出し阻止装置（１９）は、トーションバー（３７）を介して、前面側の前壁（３８）に共に回転するように固定連結され、前記トーションバーがベルトローラ（１５）と同軸であり、ベルトローラ（１５）の、関連する前記後面側を向いて解放された中空部（３６）を通り、引き出し阻止装置（１９）とベルトローラ（１５）との間の回転遊びを保証することを特徴とする請求項１８に記載の安全ベルト装置。
【請求項２０】
トーションバー（３７）は、事故の際、ベルト（１１）に倒れ込む乗客によって１〜５回転、特に２〜４回転捩られるように塑性変形可能であることを特徴とする請求項１９に記載の安全ベルト装置。
【請求項２１】
引き出し阻止装置（１９）は、阻止位置に移った直後のトーションバー（３７）の捩り力が当初は増加し、その後のトーションバー（３７）の捩り過程では、少なくともほぼ一定に保持されることを特徴とする請求項１９または請求項２０に記載の安全ベルト装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、安全ベルト及び請求項１の前文によるベルトテンショナーを有する、特に自動車のための安全ベルト装置に関するものである。ここにいう安全ベルトとは２点式ベルトまたは３点式ベルトであってもよく、自動車車体からロックを介してベルト巻取装置に導かれる一つのベルト部を有し、さらに解放可能のロック部から自動車車体へ伸びる連結要素を有している。
【従来の技術】
【０００２】
ベルト巻取装置の目的は、ベルトローラにバネ機構によって巻き取り方向への回転力を及ぼし、かくして、バックルが装着されていない状態においては、安全ベルトをほぼ巻き取り、バックルが装着された状態においては、乗員への安全ベルトの当たりが緩すぎないようにすることにある。引き出し阻止装置の目的は、ベルトが急速に引き出されようとしたとき、あるいは事故に起因する加速度が生じたときに、ベルトローラが少し回転した後、ベルトがそれ以上引き出されるのを阻止することにある。ベルトテンショナーはベルト巻取装置に備えられ、その目的は事故に起因する加速度が生じたときに、ベルトローラを急速にある回転数だけ巻き取り方向に回転させて、それまでは自動車の乗員に緩く触れていたベルトを引き込み、その結果、乗員が緩い巻き取り状態にあるベルトに倒れ込んで、負傷することがないようにすることにある。
【０００３】
本発明の目的に特に適したベルトテンショナーは、ＥＰ  ５８１  ２８８  Ｂ１及びＵＳ−ＰＳ  ５  ５５３  ８０３によって既に知られている。
【０００４】
ベルトテンショナーは、通常はカップリングによってベルトローラから切り放されているが、作動時にはベルトの引き込みを開始することができるように、急速にベルトローラに結合される。課題は、運転者が事故後により容易にベルトの拘束から解放されるようにするために、ベルト引き込みが完了した後、作動を終わったベルトテンショナーからベルトを抵抗なく引き出せるようにする必要があることと、ベルト引き出し阻止装置がロックされてもなお、ベルトを引き出す時に、少量回転可能なベルトローラの場合には、正確には乗員の前方への動きを弱める程度の限定された回転運動が可能となるようにする必要がある点である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、以上に挙げたこの種のベルトテンショナーを有する安全ベルト装置において、例えば火薬を使用して起動されて動作するベルトテンショナーが、起動及びそれに続くベルト引き込みの後に、ベルトローラの望ましい動作に何も不利な影響を及ぼさないような、安全ベルト装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明は、ベルトテンショナーとベルトローラとの間に位置し、入力部、出力部、及びこれらの間で動作するカップリング部材からなるカップリングと、該カップリングに対してベルトローラと反対側に位置し、周状をなし、前記入力部の軸部が装着される内周部とその外周にリングディスクとを有するラチェット機構とを備えた安全ベルト装置において、前記ラチェット機構は内周部とリングディスクとの間に所定の回転遊びを有するように形成され、前記カップリングは、通常は解除され、ベルトテンショナーが起動されて回転を始めたときにベルトテンショナーに入力部が固定連結され、ベルトローラが急速に巻き取り方向に駆動され、巻き取り方向にあるベルトローラに作用する引き出し方向トルクが、ベルトテンショナーから加えられている巻き取り方向トルクを越えたときに、前記所定の回転遊びの範囲内で、内周部とリングディスクとが相対運動して、前記カップリングのカップリング部材の前記出力部に対する係合が解除されることを特徴とする。
【０００７】
また、ベルト引き込みに際し、ベルトテンショナーのシャフトと共に回転するように固定結合されて、巻き取り方向に回転するベルトローラが、ベルト引き込みの完了後に、ベルトの張力がベルトテンショナーの引き込み力を越えた場合は、ベルトテンショナーから解離され、事故後において望ましいベルトローラの一定の引き出し方向への回転運動が、作動中あるいは作動を終わったベルトテンショナーによって妨げられないようにすることが好ましい。
【０００８】
カップリングが、当初ベルト巻き取り方向に回転するベルトローラの回転方向が逆転されることによって、係合解除される。詳しくは、カップリングが、内周部の逆転によって係合解除されるようにした特徴により、ベルトローラ及び／またはベルトテンショナー駆動軸の回転方向の逆転が、カップリングを容易に解放する。
【０００９】
ベルトテンショナーの回転開始によってベルト巻き取り方向にカップリングされる。つまり、カップリングの結合あるいは係合は、起動直後のベルトテンショナーの回転を利用して連結駆動によって行われる。
【００１０】
ベルトテンショナーの内周部とリングディスクとの間に一定の回転遊びがあり、係合または係合解除が、前記回転遊びの範囲内におけるリングディスクと内周部との間の相対運動により実現するようにし、また前記リングディスクがリングディスクとして設計され、これが内周部を取り囲み、かつ内周部と同軸位置にあること、及びリングディスクがベルトテンショナーの内周部に関して弾性的に偏向され、これにより休止位置ではカップリングの解放が保証され、起動の初期においてベルトテンショナーの内周部がリングディスクに関して所定量だけ回転可能で、これによりカップリングが係合される。起動後にベルトテンショナーの駆動力が消滅し、かつベルト張力が存在しないときは、内周部がリングディスクに関してベルト巻き取りと反対方向に所定量だけ回転し、これによりカップリングが切り離されるようにしたことにより、特に動作の確実な、理想的なカップリングの作動を保証する。
【００１１】
特にスペース節約において有利な実施態様は、以下の通りである。カップリングは、入力部としてディスクを有し、ディスクはベルトテンショナーの内周部と共に回転するように固定連結され、半径方向に可動のカップリング部材を収容するための、半径方向外側に向かって開口した切欠を有する。さらに、前記カップリングは、出力部としてベルトローラのリング部も有し、該リング部がディスクを取り囲むことにより、カップリング部材がリング部の内壁及びディスクと連結的係合に入ることができ、リング部とベルトローラは同軸であるという特徴に述べられている。ディスク及びカップリング部材とリング部が、非常に平坦に設計され、これによって軸方向のスペースが節約される。
【００１２】
カップリング部材が、リングディスクに設けられた導入係止部及び導出係止部と協働し、導入係止部または導出係止部にカップリング部材が半径方向及び外側方向に押しつけられるようにしたという特徴に、カップリング部材の導入及び導出のための、特に単純で構造的な有利点が述べられている。
【００１３】
さらに有利な実施態様として、リングディスクは、ラチェットホイールに設けられる。該ラチェットホイールは、シャフトと同軸で、かつリングディスクにカップリングを係合または係合解除するのに十分な回転遊びが吸収された後は、ベルトテンショナーの内周部と共に回転するように固定連結される。また、ラチェットホイールは、内周部とともにベルト巻き取り方向に、好ましくは段階的に回転し、ベルト巻き取り方向と反対方向の回転に対して阻止されるようにした点がある。導入及び導出のための係止部が起動に際してはカップリングとともに回転するが、起動の始めと終わりにはしっかりと保持されることが、ラチェットホイールによって保証され、かくして、ディスクの正転及び逆転に関連して、カップリング部材の導入及び導出が確実に行われる。
【００１４】
ラチェットホイールが、その周縁に半径方向内側に弾性的に屈曲可能な外歯を有し、該外歯がハウジングに固定された内歯冠と協働することにより、構造的に有利で動作が確実な手段が得られる。これによって一方ではラチェットギヤが、抵抗が制限された状態で、巻き取り方向に回転することが可能になり、他方ではラチェットギヤの逆転が完全に防止される。
【００１５】
ラチェットホイールの有利な実施態様として、ラチェットホイールが、外歯と、導入係止部及び導出係止部を有するリングディスクに加えて、ベルトテンショナーの内周部をなす内周部及びリングディスクと内周部との間に配置されたバネ部を有し、また内歯冠が、ラチェットホイールの外歯の２倍数の内歯を有する構成にあるように、特に重要なのは回転遊びを与えるのに有効な回転方向のバネ部である。
【００１６】
カップリング部材は、爪であり、該爪が半径方向内側において、ディスクの切欠内に、シャフトと平行に延在する軸に関して回動可能に軸支され、かつ半径方向外側に係止歯を有し、該係止歯がベルト巻き取り時に軸に関して回転方向に変位するように、設計されている。
【００１７】
バネ機構及び引き出し阻止機構が、ベルトローラの後面側に備えられ、カップリング、リングディスクを有する連結駆動部及びベルトテンショナーが軸方向に並んで前面側の端面に設けられた特徴により、各種構成要素を両端部に分けることができ、特に便宜である。
【００１８】
カップリングが、ベルトローラ前面側において、外側に向かって開口した切欠部に収容された構成により、スペースを節約しつつ収容される。この場合、カップリングの出力部材をなすリング部は、切欠部を囲んでいる。該リング部は、ベルトローラに強固に連結され、特にベルトローラと一体であるという構成によってベルトローラに一体化されている。
【００１９】
連結駆動部が、ベルトローラと反対側で切欠部を覆い、好ましくは切欠部より相当程度半径方向に突出した構成からなる。該連結駆動部は、好ましくはラチェットホイールとそれに取り付けられた部品から形成されている。
【００２０】
ベルトローラと引き出し阻止装置との間に限定された回転遊びが設けられ、これにより、急速なベルト引き出しや事故に起因する加速度によってベルトに張力が発生したときに、引き出し阻止装置が係合した後でも、ベルト張力の影響のもとにベルトローラが一定量、例えば数回転、回転できる。これは以下の構成による。ベルトローラの後面側に位置する引き出し阻止装置は、トーションバーを介して、前面側の前壁と共に回転するように固定連結される。前記トーションバーは、ベルトローラと同軸であり、ベルトローラ後面側を向いて解放された中空部を通る。トーションバーは、事故の際、ベルトに倒れ込む乗客によって１〜５回転、特に２〜４回転捩られるように塑性変形可能である。詳しくは、引き出し阻止装置が、阻止位置に移った直後のトーションバーの捩り力が当初は増加し、その後の捩り過程では、少なくともほぼ一定に保持されるような構成とした。前記トーションバーは、塑性的にすなわち永久的に変形する。これにより、特にトーションバーによってもたらされる限定された回転遊びが、引き出し阻止装置とベルトローラとの間に存在し、これが、事故に起因する張力が安全ベルトに働くときに、ベルトローラが数回、特に３ないし４回回転することを可能にしており、かくして、乗員が膨張したエアバッグに倒れ込む動きが弱められる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図面を参照しつつ、以下において本発明を説明する。
図１によれば、３点式安全ベルト１１は、一端が自動車車体１３に取り付けられたベルト巻取装置１４のベルトローラ１５に部分的に巻き取られており、他端が単に１点鎖線で示されたベルトロック１２を介して、自動車車体１３に導かれている。解離自在なベルトロック１２'は同様に引張部材１１'を介して自動車車体に連結されている。
【００２２】
ベルトローラ１５は、横断軸１６に関して共に回転するように、車体に固定されたハウジング４０に軸支されている。このベルトローラ１５は中空部３６を有し、中空部３６は図左側（後面側）は解放され、右側（前面側）は前壁３８によって閉塞されている。この中空部において、トーションバー３７が、ベルトローラ１５の左端部に備えられた引き出し阻止装置１９のラチェットホイール４１から、右端部に近い前壁３８まで延在している。トーションバー３７の右側端部は、ベルトローラ１５と一体の前壁３８に、ベルトローラ１５と共に回転するように固定連結されている。ラチェットホイール４１は１個または２個以上のパウル４２と協働しており、パウル４２は、ベルト１１が急速に引き出されようとしたとき、あるいは事故に起因する自動車の加速度が生じたときは、適当な制御手段４３によってラチェット４１と係合して、ベルト引き出し方向へのラチェットホイール４１の回転を阻止する。
【００２３】
ラチェットホイール４１に隣接して、一端がハウジング４０に、他端がラチェットホイール４０に定着されたバネ機構１７があり、安全ベルト１１の巻き取り方向のトルクがトーションバー３７すなわちベルトローラ１５に加えられるようになっている。
【００２４】
ベルトローラ１５の、バネ機構１７及び引き出し阻止装置１９と反対側の端部位置のハウジング４０端部には、ベルトテンショナー１８がある。ベルトテンショナー１８は事故に起因する加速度が生じたときに、好ましくは火薬を使用して起動されて動作し、その出力シャフト２１に、安全ベルト１１を巻き取る方向に働くトルクを生じさせる。この出力シャフトは例えば多角形スリーブとして設計されている。
【００２５】
シャフト２１は、ベルトローラ１５の方向を向いて開口するほぼ三角形断面の同軸中空部を有し、この中空部内にはまり合う断面（図１、図６、図７）を有するカップリング２０の短軸４４が、ベルトローラ１５の側から共に回転するように固定嵌合している。図１によれば、短軸４４もまた中空状に設計され、ベルトローラ１５の方向を向いて開口している。この円形の中空部にベルトローラ１５のシャフト端部４５が回転可能に嵌合し、また小径の端部ピン４５'は中空部内に設けられた軸受ソケット５３内に延在している。
【００２６】
図１，図６及び図７によれば、カップリング２０よりも著しく大きな外径を有するラチェットホイール２８が、カップリング２０とは反対面側で短軸４４に嵌着している。ラチェットホイール２８及びそれに取り付けられた部品が連結駆動部３４を表している。
【００２７】
図１及び図３〜図７によれば、カップリング２０は円形のディスク２２からなっている。ディスク２２は短軸４４のベルトローラ側端部に取り付けられ、その周縁に配置された３個の、部分的に円形状の半径方向内側端を有する切欠２３を有し、切欠２３の中にカップリング部材２５が配置されている。カップリング部材２５は特に図３に示されるような形状の爪として設計されており、ベルトローラの軸１６と平行に伸びる軸３２に関して限定された範囲で回動できるようになっている。このためにカップリング部材２５は、半径方向内側において切欠２３と同形に設計されている。
【００２８】
カップリング部材２５は、半径方向外側の周囲のリング部２４の内壁と協働する係止歯３３を有している。このリング部２４は、図１によれば、ベルトテンショナー１８と向かい合うベルトローラ１５の前端部から軸方向に突出したベルトローラ１５と一体の部分である。ラチェットホイール２８もまた、図１及び図７によれば、カップリング２０のディスク２２のローラ１５とは反対側の側面に接触するほぼ平坦な円形状のディスクとして設計されている。
【００２９】
ラチェットホイール２８のベルトローラ１５に向いた表面から３個の係止要素４６（図３〜図５）が、ベルトローラ１５の方向へ突出している。これらの係止要素４６は、ほぼ円弧状に設計され、それぞれ軸１６の周囲に所定の角度にわたって延在し、各隣接する２個の係止要素４６間には、それぞれ１個のカップリング部材２５が、円周方向の遊びを残して入り込めるような隙間４７が残されている。各係止要素４６の両端部は導入係止部２６及び導出係止部２７を有し、そのどちらかが選択的にカップリング部材２５の半径方向外側部と接触する。係止要素４６はその外周側が横断軸１６と同軸の円弧状に設計されているが、その内周側には導出係止部２７の側に引込部５４が設けられている。このように空間を節約したカップリング部材２５の収容がディスク２２内において可能になる。
【００３０】
ラチェットホイール２８は、その外周に、それぞれ軸１６に平行な軸に関して弾性的に回動可能で、またハウジング４０に形成された内歯冠３０の内歯３１の間の谷部４８に弾性的に係合する外歯２９を有している。内歯冠の内歯３１の歯数は、外歯２９の歯数の２倍で、したがってラチェットホイール２８の外歯２９は内歯冠３０の歯谷部４８に一つおきに係合する。
【００３１】
もっとも重要なのは、ラチェットホイール２８の外歯２９が半径方向内側においてどのように形成されるかと、ラチェットホイール２８がどのように短軸４４に軸支されるかである。図６によれば、ラチェットホイール２８はほぼ円形ディスク状のリングディスク２８'と、短軸４４と共に回転するように固定嵌合し、事実上ベルトテンショナー１８の出力駆動軸を表す内周部２８''と、これら二つの部分２８'，２８''間に延在するバネ部２８'''とからなり、これら三つの部分は円周上に分布して配置されている。
【００３２】
リングディスク２８'、内周部２８''と一体となっているバネ部２８'''は、内周部２８''から、まず十分半径方向外側に伸びて外側にあるリングディスク２８'の対応する切欠４９に達し、さらに内側に１８０°よりわずかに少ない程度に、ベルト引き込み方向に曲がり、傾斜したウェブ３９及び別の湾曲部５５を経て、外側のリングディスク２８'から切欠４９内へ半径方向内側に突出したウェブ５０に最終的に合流する。
【００３３】
バネ部２８'''のバネ定数は、外歯２９のバネ定数との比較において、次のように選ばれる。すなわち、短軸４４が図６の矢印５１の方向に回転されるときは、最初はラチェットホイール２８の内周部２８''のみが回転し、この間、バネ部２８'''をアコーディオンのように部分的に圧縮するが、リングディスク２８'は質量慣性と歯谷部４８（図３）に係合した外歯２９とによって、回転しないように保持される。リングディスク２８'にあらかじめ設定されたトルクが作用するまでバネ部２８'''が変形されると、外歯２９が噛合している歯谷部４８からはずれ、それぞれ次の歯谷部と噛合する。
【００３４】
係止要素４６は、ラチェットギヤのリングディスク２８'に位置しており、したがってバネ部２８'''が部分的に圧縮されるまでの、短軸４４の回転運動の第一段階においては、カップリング２０のディスク２２は当然に図３の矢印５１の方向へ回転するが、ラチェットホイール２８のリングディスク２８'は当初は動かないままであることが強調されるべきである。動作のこの段階において、カップリング部材２５の外側部は導入係止部２６に接近し、最終的にこれに当接する（図５）。ディスク２２と外側のリングディスク２８'との間で、さらに相対的回転が進むと、カップリング部材２５は軸３２に関しリング部２４の内壁に向かう方向に回動し、最終的に係止歯３３がリング部２４と固く噛み込む。短軸４４がさらに回転すれば、カップリング部材２５はただちにリング部２４とベルトローラ１５をともに矢印５１方向に回転させる。
【００３５】
リングディスク２８'も短軸４４の回転に関与しているから、バネ部２８'''が部分的に圧縮されると、カップリング部材２５がリング部２４と係合した状態で、ディスク２２及びラチェットホイール２８がただちに一体に回転し、あらかじめ設定されたベルト張力に到達するか、ベルトテンショナー１８の所定薬量の火薬が使い果たされるまで回転する。
【００３６】
このようにしてカップリング２０は、例えばベルトに倒れ込んだ乗員によって生じたようなベルト張力によって、ベルトローラ１５に生じるトルクが、ベルトテンショナー１８のトルクを越えるまで、係合したまま保持される。ベルトローラ１５に生じるトルクがベルトテンショナーのトルクを越えると、リング部２４がトーションバー３７に打ち勝ちながら、カップリング部材２５を介してディスク２２をベルト引き出し方向に共回りさせ、その過程でカップリング部材２５は、ラチェットホイール２８が動かない状態において、導入係止部２６から解放され、導出係止部２７との係合に入り、その結果、カップリング２０は係合解除される。するとベルトは引き出し阻止装置１９及びトーションバー３７の制動の影響を受けながら、なお一定限度まで引き出されることができる。
【００３７】
ベルトテンショナー１８が動作している間にベルトに張力が働かない限り、短軸４４にかかるトルクは減少し、最終的には完全に消滅する。すると当初圧縮されていたバネ部２８'''は緩むことができ、リングディスク状をなす伝導部２８'が外歯２９と歯谷部４８との噛合によって、矢印５１と反対の方向への回転に対して強固に保持された状態で（図３）、図６の内周部２８''は矢印５１と反対方向へ所定量だけ回転でき、それによってカップリング部材２５が導入係止部２６から解放されて円周方向反対側にある導出係止部２７と接触し（図３，図４）、その過程でカップリング部材２５が軸３２に関して回動され（図３、時計回り）、係止歯３３がリング部２４の内壁との係合から解放される。するとベルトローラ１５は作動の終わったベルトテンショナー１８によって妨げられることなく、バネ機構１７（図１）、引き出し阻止機構１９、トーションバー３７及び安全ベルト１１に生じる張力が許す範囲において回転することができる。
【００３８】
カップリング２０は図３のように、ベルトローラ１５の前面の切欠部３５の中に収容されており、図１、図２及び図７のように、ベルトローラ１５の前面に取り付けられたカバープレート５２によって覆われている。
【００３９】
説明された安全ベルト装置の機能は以下の通りである。ベルトテンショナー１８が起動されていない限り、カップリング部材２５は図３、図４のように係合解除位置にある。この場合、ベルトローラ１５はバネ機構１７、引き出し阻止機構１９、及び安全ベルト１１にかかる張力の影響如何によって、抵抗なく回転されたり、固く保持されたりする。
【００４０】
もし事故に際してベルトテンショナー１８が起動されると、まずラチェットホイール２８の内周部２８''及びカップリング２０のディスク２２（図３）のみが、矢印５１の方向に回転し、リングディスク２８'は不動の状態に保持される。このときカップリング部材２５は導入係止部２６に係止するようになり、図３及び図４による係合解除位置からはずれて図５による係合位置に移行し、その係止歯３３でリング部２４の内壁に力伝達方式において噛み合う。カップリング２０はただちに連結駆動部３４により機能する。
【００４１】
ベルトテンショナー１８がさらに回転すると、カップリング部材２５がリング部２４すなわちベルトローラ１５を巻き取り方向に共回りさせる。バネ部２８'''（図６）が圧縮されて、バネ部がリングディスク２８'に十分なトルクを伝達できるようになると、ラチェットホイール２８のリングディスク２８'が回転運動に関与し、外歯２９は連続的に音を立てて内歯冠３０の後続の歯谷部４８に次々に噛合する。
【００４２】
事故に起因したベルトの引き込みにおいて、ベルトに支持された乗員は原則としてベルトにもたれ掛かり、それに応じて増加する張力がベルトに生じ、結果としてベルトローラ１５に引き出し方向のトルクを生じさせる。このトルクがベルトテンショナー１８によって発生されている逆向きのトルクを越えると、リング部２４はまずこれに同調して所定量だけ引き出し方向に回転し、このときカップリング部材２５、ディスク２２及び内周部２８''を回転させる。これに追従してバネ部２８'''は徐々に除荷されるが、リングディスク２８'はカップリング部材２５が導出係止部２７に係止し、次いでリング部２４から解放されるまでは、不動状態が保持される。
【００４３】
事故の場合、引き出し阻止装置１９もまた阻止位置となるので、ベルトローラ１５の回転方向の逆転は、トーションバー３７がベルトローラと引き出し阻止装置１９の間に介在して、一定の相対回転遊びを許容することによってのみ可能になる。
【００４４】
カップリング２０はただちに係合解除され、ベルトに倒れ込んだ乗員はトーションバー３７が捻られ続ける間、おだやかに捕捉される。通常この状況において、乗員は、一般的にあるような膨張したエアバッグに対して同時に倒れ込んでいる。
【００４５】
もし何らかの理由で、ベルトテンショナー１８の所定薬量の火薬が使い果たされるまでに、ベルトに顕著な張力が発生しない場合は、ベルトテンショナー１８から発生したトルクがバネ部２８'''の回復トルクより小さくなると同時に、バネ部２８'''は図６に示される位置に弛む。これによって内周部２８''と、それに伴って短軸４４は、矢印５１の反対方向に回転する。この場合もまたカップリング部材２５は、図５のような係合位置からはずれ、図３、図４のような係合解除位置に移行し、かくしてベルトローラ１５は、適当な条件のもとでは回転を妨るべき作動を終わったベルトテンショナー１８の影響を免れる。
【００４６】
本発明の実質的な利点は、ベルトテンショナー１８による引き込み過程でカップリング２０が解放されることによって、ベルト力が、始動時において比較的均一に増加した後、ほぼ一定になり、飛び抜けたピークを有しないで推移するという点にある。
【００４７】
他の利点は、カップリングは荷重が作用した状態においても、問題なく解放されるという点にある。そのためにラチェットホイールがいくつもの機能を果たしている。
【００４８】
カップリング２０が解放されるためには、引き出し阻止装置１９とベルトローラ１５との間に約１５°の回転遊びが与えられるべきである。言い換えれば、特定のベルト張力の影響のもとで、ベルトローラ１５は引き出し阻止装置１９の阻止に対して、この角度だけ回転することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、事故等によって安全ベルトがベルトテンショナーにより急激に巻き取られた後に、作動を終わったベルトテンショナーから安全ベルトを抵抗なく引き出せるようにでき、乗員が事故後に、より容易にベルトから脱出することができる。また、引き出しを阻止するための引き出し阻止装置に対しても、さらにベルトを引き出すような場合に、限定された引き出しを可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】安全ベルト、ロック部材、及び引張部材は鎖線で概念的に示された、本発明による安全ベルト装置の概念的な縦断面図。
【図２】本発明によるベルト巻取装置の主な構成要素の分解斜視図。
【図３】本発明による連結及びその軸方向後面側に配置された連結駆動部の側面図。
【図４】カップリング部材が図３と同様に係合解除位置に押された状態を、図３に示した部位から内歯冠とリングとを外して縮小して示した側面図。
【図５】ラチェットホイールの外歯が、ハウジングの内歯冠によって半径方向内側に押された位置に表現され、カップリング部材が係止位置に押し込まれた状態を示した図４と同様の側面図。
【図６】外歯が図４と図５の位置の中間の位置にある状態を、図４、図５と反対方向から見た側面図。
【図７】図６に示した部位の平面図。
【符号の説明】
１１    安全ベルト
１１'    引張部材
１２    ベルトロック
１３    自動車車体
１４    ベルト巻取装置
１５    ベルトローラ
１６    横断軸
１７    バネ機構
１８    ベルトテンショナー
１９    引き出し阻止装置
２０    カップリング
２１    シャフト
２２    ディスク
２３    切欠
２４    リング
２５    カップリング部材（爪）
２６    導入係止部
２７    導出係止部
２８    ラチェットホイール
２８'    リングディスク
２８''  内周部
２８'''  バネ部
２９    外歯
３０    内歯冠
３１    内歯
３２    軸
３３    係止歯
３４    連結駆動部
３５    切欠部
３６    中空部
３７    トーションバー
３８    前壁
３９    傾斜したウェブ
４０    ハウジング
４１    ラチェットホイール
４２    パウル
４３    制御手段
４４    短軸
４５    シャフト端部
４５'    端部ピン
４６    係止要素
４７    隙間
４８    歯谷部
４９    切欠
５０    ウェブ
５１    矢印
５２    カバープレート
５３    軸受ソケット
５４    引込部
５５    湾曲部
【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】
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