(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェビングが巻装される略筒状のボビンと、車両緊急時にロッキングベースをリトラクターベースと連結させてウェビング引き出し方向の回転を阻止する緊急ロック機構と、一端が前記ボビンに連結され他端が前記ロッキングベースに連結される捻り棒とを備え、前記緊急ロック機構の作動時に前記ボビンへ作用するウェビング引き出し方向の荷重が所定値以上になると、前記捻り棒が捩り変形を起こすことで前記ボビンのウェビング引き出し方向の回転を許容して衝撃エネルギーの吸収を行うリトラクターを備えたシートベルト装置において、
前記捻り棒が、前記一端及び前記他端の間にて前記ボビンに連結される少なくとも１つの中間連結部を有し、
前記捻り棒の直径が、前記中間連結部を境として前記一端側が前記他端側よりも小さく、
前記中間連結部は、前記捻り棒の前記捻り変形の途中で、前記ボビンとの連結が解除される構成であることを特徴とするシートベルト装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の乗員等を座席に拘束するシートベルト装置に関し、詳しくは、エネルギー吸収機構付リトラクターを備えたシートベルト装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の乗員等を座席に安全に保持するためのシートベルト装置では、一般に、ウェビングを引き出し可能に巻装するシートベルト用リトラクターとして、急な加速、衝突又は減速に反応する慣性感知手段によってウェビングの引き出しを物理的にロックする緊急ロック機構を備えて乗員を効果的及び安全に拘束するようにした緊急ロック式リトラクターを使用している。
【０００３】
このような緊急ロック式リトラクターとしては、例えば、特公昭５９−２１６２４号公報等に開示されたシートベルト用リトラクターのように、ウェビングを巻装する捻り棒の一端に配設された係合部材が車両緊急時にリトラクターベースの被係合部に係合して前記捻り棒のウェビング引き出し方向の回転を阻止することができるロック手段を備えたものがある。
【０００４】
そして、前記ロック手段においては、捻り棒が貫通するリトラクターベースの捻り棒貫通孔に形成された係止噛合部や、その捻り棒貫通孔に併設された内歯プレートに形成されたラチェット歯が被係合部として用いられる一方、捻り棒と共に回転するロックプレートや係止爪が係合部材として用いられており、車両緊急時にそれら係合部材と被係合部材とが係合して捻り棒のウェビング引き出し方向の回転を阻止するように構成されている。
【０００５】
しかしながら、衝突による衝撃力が大きいときには、衝突後の時間の経過とともにウェビング張力が増大するため、乗員の身体に急激な減速度を生じることになり、ウェビングから乗員にかかる負荷が大きくなる。そこで、ウェビングに作用する荷重が予め設定した所定値以上となった際、ウェビングを所定量繰出させることにより、乗員の身体に生じる衝撃を吸収するエネルギー吸収機構を備え、乗員の身体をより確実に保護するようにしたシートベルト用リトラクターも種々提案されている。このような構成のシートベルト用リトラクターとしては、特開昭４６−７７１０号公報に記載された、「とくに安全ベルト用のエネルギー吸収装置」が知られている。
【０００６】
前記エネルギー吸収装置では、ウェビングが巻装される略筒状のボビンと、このボビンの中心を挿通すると共に一端側が前記ボビンに一体的に連結されてリトラクターベースに回転自在に支持される捻り棒と、この捻り棒の他端側に一体的に連結されるロッキングベースと、車両緊急時に前記ロッキングベースをリトラクターベースに係合させて前記ボビンのウェビング引き出し方向への回転を阻止する緊急ロック機構とを備え、前記緊急ロック機構の作動時に前記ボビンに作用するウェビング引き出し方向の荷重が所定値以上になると、前記捻り棒が捩り変形を起こすことで前記ボビンのウェビング引き出し方向の回転を許容して衝撃エネルギーの吸収を行う。
【０００７】
すなわち、ボビンの中心を挿通する捻り棒は、ボビンに作用するウェビング引き出し方向の荷重が所定値以上になると、この捻り棒自体が軸回りに捩れて、この捩れによってボビンがウェビング引き出し方向へ回転する分だけ、ウェビングの引き出しを許容し、ウェビングによる乗員拘束力を緩めて、ウェビングから乗員に作用する衝撃を緩和する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、衝突時の衝撃は車両構造によって異なる。したがって、乗員の身体を十分に保護するためには、例えば、エネルギー吸収機構が作動開始する設定荷重（エネルギー吸収荷重と呼ばれるもので、実際には、エネルギー吸収を開始するウェビング張力）や、衝撃吸収時の変形量（実際には、ウェビングの伸出量）を、車両構造等に合わせて設計変更することが要求される。
【０００９】
また、エネルギー吸収機構によってウェビングが引き出されると、その分、乗員に衝突方向の移動が生じる。その際に、乗員の身体が車室内壁等に衝突する事を防止するために、最近の車両では、車両緊急時に乗員と車室内壁等との間に膨出して乗員の身体を受け止めることで乗員の身体保護を図るＳＲＳエアバッグシステムを装備し、シートベルト装置との協働で乗員の安全性を向上させる対応が普及している。
【００１０】
そして、このようなＳＲＳエアバッグシステムを備えた場合には、ＳＲＳエアバッグシステムの効果を安全かつ最大限に引き出すことから、エネルギー吸収機構の特性に変化を持たせることが要求されている。例えば、乗員が膨張したエアバッグに接触するまでの衝突初期には、大きなエネルギー吸収荷重を確保して乗員の移動を最小限に抑え、エアバッグが乗員を拘束しはじめた衝突後期はエネルギー吸収荷重を下げて、エアバッグシステムに乗員の保護を委ねるといった要求である。
【００１１】
以上の車両構造の差異に応じたエネルギー吸収荷重の最適化や、ＳＲＳエアバッグシステムとの役割分担等の観点から、エネルギー吸収機構には、エネルギー吸収荷重等の特性に変化を持たせることのできる柔軟性や設計自由度の高さが要求されている。
【００１２】
本発明の目的は上記課題を解消することにあり、シートベルト用リトラクターのエネルギー吸収機構に作動途中でエネルギー吸収荷重が変化するエネルギー吸収特性を持たせることができ、エネルギー吸収特性の向上による乗員の安全性向上を図ることのできるエネルギー吸収機構付リトラクターを備えたシートベルト装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、ウェビングが巻装される略筒状のボビンと、車両緊急時にロッキングベースをリトラクターベースと連結させてウェビング引き出し方向の回転を阻止する緊急ロック機構と、一端が前記ボビンに連結され他端が前記ロッキングベースに連結される捻り棒とを備え、前記緊急ロック機構の作動時に前記ボビンへ作用するウェビング引き出し方向の荷重が所定値以上になると、前記捻り棒が捩り変形を起こすことで前記ボビンのウェビング引き出し方向の回転を許容して衝撃エネルギーの吸収を行うリトラクターを備えたシートベルト装置において、
前記捻り棒が、前記一端及び前記他端の間にて前記ボビンに連結される少なくとも１つの中間連結部を有し、前記捻り棒の直径が、前記中間連結部を境として前記一端側が前記他端側よりも小さく、前記中間連結部は、前記捻り棒の前記捻り変形の途中で、前記ボビンとの連結が解除される構成であることを特徴とするシートベルト装置によって達成される。
【００１４】
本発明において、中間連結部における捻り棒とボビンとの連結は、ボビンの回転に応じて自動的に解除されることが好ましい。この様な構成としては、例えば、ボビンとともに中間連結部が回転し、且つこの回転に応じて中間連結部を構成する部材が回転軸線方向に移動し、回転回数が一定量を超えると中間連結部におけるボビンと捻り棒との連結が解除される構成が考えられる。
【００１５】
本発明においては、車両緊急時に緊急ロック機構をもってリトラクターベースとロッキングベースとを係合させて、このロッキングベースの回転を阻止し、これによって、ロッキングベースと一端において連結した捻り棒の回転を阻止し、また、これによって、この捻り棒が他端及び中間連結部において連結しているボビンの回転を阻止する。このとき、ボビンへ作用するウェビング引き出し方向の荷重が所定値以上になると、捻り棒が捻り変形を生じ、この結果、ボビンの回転が許容される。
【００１６】
捻り棒の捻り変形によるボビンの回転の初期段階においては、捻り棒がその一端及び中間連結部にてボビンと連結しているので、この一端と中間連結部との間（以下、この間の領域を第１領域と記載）においては捻れが生じず、捻り棒は中間連結部とその他端との間（以下、この間の領域を第２領域と記載）において捻じれ変形する。
【００１７】
そして、捻り変形によるボビンの回転の後期段階においては、中間連結部における捻り棒とボビンとの連結が解除され、この結果、捻り棒はその一端（ボビンとの連結部）とその他端（ロッキングベースとの連結部）との間、すなわち第１領域及び第２領域において捻じれ変形する。
【００１８】
捻り棒の直径は、中間連結部を境にして第１領域の方が小さくなっているので、その捻り剛性は、第１領域よりも第２領域の方が高い。したがって、捻り棒の捻り剛性は、中間連結部が連結状態であって第２領域のみが捻じり変形する回転の初期段階の方が、中間連結部が解除状態であって第１領域及び第２領域が捻り変形する回転の後期段階よりも高く、ウェビングから伝わる衝撃エネルギーを捻り棒にてより多く吸収することができる。これに対して、回転の後期段階においては、直径の小さい第１領域も捻じれることができ、この第１領域の方が比較的直径の大きい第２領域に比べて捻れ易いことから主に第１領域が捻れ、捻り変形によるエネルギ吸収性が初期段階に比べて小さくなっている。
【００１９】
本発明は、以上のように構成されているので、ウェビングの張力を段階的に低減させることが可能である。例えば、エアバッグが作動していない緊急ロックの初期段階においては、ウェビングの繰出し量を少なくし、この結果、ウェビングが乗員を十分に拘束し、そして、エアバッグが作動して乗員がこのエアバッグに接触した後には、拘束力を比較的低く抑えるといったことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るシートベルト装置の好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
まず、図１〜図３を用いて本発明の実施形態の構成を説明する。図１は本発明の一実施形態におけるシートベルト用リトラクターの部分的な分解斜視図であり、図２及び図３は図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【００２２】
図１に示すように、シートベルト用リトラクター１はリトラクターベース１０を備えている。リトラクターベース１０は、車体に固定される背板１０ｃの両側から左右の側板１０ａ，１０ｂを立ち上げて略コ字状の断面を有するように、金属板をプレス成形したものである。左右の側板１０ａ，１０ｂには、貫通孔１３，１４が設けられている。一方（図中左方）の側板１０ａの貫通孔１３の周縁部には、周方向に間隔を隔てて内歯１３ａが形成されている。側板１０ａの外側（他方の側板１０ｂと相対する側とは反対側）には、プリテンショナー３０及び巻取りバネ装置３５が併設されている。
【００２３】
巻取りバネ装置３５は、リトラクターベース１０の側板１０ａに相対するロアケース３５ａと、ロアケース３５ａと組み合わされて相互間に収納空間を形成するアッパケース３５ｂとを備えている。
【００２４】
リトラクターベース１０には、ウェビングが巻装される略円筒状のボビン３と、ボビン３を挿通してリトラクターベース１０の側板１０ａ，１０ｂに回転可能に支持される略円柱状のエネルギー吸収部材としての捻り棒５とが取り付けられている。捻り棒５はボビン３の回転軸となる。
【００２５】
捻り棒５の一方（図中左端側）には、連結部材としてのスリーブ８を介してボビン３と一体回転可能な連結を果たす突起５ａが設けられ、他方（図中右端側）には、ロック部材の一部である円盤状のロッキングベース７のボス部７ｃの内周に形成された角部７ｄと一体回転可能な連結を果たす突起５ｂが設けられている。突起５ａと突起５ｂとの間には中間突起５ｆが設けられている。これらの突起５ａ，５ｂ，５ｆは、断面形状を六角形に形成したものである。
【００２６】
リトラクターベース１０の側板１０ａ，１０ｂ間に橋架された捻り棒５の、一方の側板１０ａを挿通した先端部５ｄは、巻取りバネ装置３５によって、ボビン３をウェビング巻取り方向に回転させるように常時付勢されている。
【００２７】
捻り棒５の突起５ａは、ボビン３の一端側に形成された断面略三角形の穴（図示せず）に嵌合するスリーブ８に形成された断面六角形の挿通孔８ａに嵌合することで、ボビン３と一体回転可能に連結されている。スリーブ８の軸部８ｂは巻取りバネ装置３５に支持されている。
【００２８】
図２を参照する。捻り棒５は、ボビン３に挿通するとともに、セットスクリュー２９にも挿通している。セットスクリュー２９は、外周部がスプラインとなっているヘッド部分２９ａと、ロッキングベース７のボス部７ｃの内周に形成された雌ねじ部７ｂに螺合する雄ねじ部２９ｂとを有し、且つその中央部には断面六角形状の挿通孔２９ｃが形成されいる。
【００２９】
セットスクリュー２９は、中間連結部材として機能するために、ヘッド部分２９ａにおいてボビン３の内周部とスプライン係合してボビン３と一体回転し、また、挿通孔２９ｃにおいて捻り棒５の中間突起５ｆと係合して捻り棒５とも一体回転している。したがって、セットスクリュー２９を介してボビン３と捻り棒５とが連結している。
【００３０】
また、セットスクリュー２９は、雄ねじ部２９ｂによってロッキングベース７とも係合している。雄ネジ部２９ｂはロッキングベース７のボス部７ｃの内周に形成された雌ねじ部７ｂと螺合しており、セットスクリュー２９がロッキングベース７に対して相対回転することでこの螺合が進み、セットスクリュー２９が回転軸線の方向に移動するようになっている。
【００３１】
捻り棒５は、連結部５ａ，５ｂ間に所定値以上の回転トルクが作用して、これら連結部５ａ，５ｂ間の変形部５ｃがねじれて塑性変形を起こすことにより、乗員の身体に作用する衝撃エネルギーを吸収するように構成されたエネルギー吸収手段である。
【００３２】
緊急ロック手段は、車両緊急時（事故等によって急な減速が発生したときや、ウェビングが急激に引出されるとき等）に、ロッキングベース７とリトラクターベース１０とを連結し、ロッキングベース７のウェビング引出方向の回転を阻止することで、ウェビング引出し方向へのボビン３の回転を阻止するものである。緊急ロック手段の具体的な構成は、公知の種々のものを採用することができる。
【００３３】
本実施形態の緊急ロック手段は、図１に示すように、ロッキングベース７のピン７ａに回転可能に支持され、先端に係止歯９ａを備えた係止部材（ロック部材の一部）としての第１ポール９と、リトラクターベース１０の側板１０ｂに併設され、第１ポール９の係止歯９ａが噛合可能な内歯１５ｇが形成されたラッチプレート１５とを含んでいる。この緊急ロック手段は、車両緊急時に第１ポール９の係止歯９ａを側板１０ｂに固定されたラッチプレート１５の内歯１５ｇに噛合させることで、ロッキングベース７とリトラクターベース１０とを連結し、ロッキングベース７のウェビング引出し方向の回転を阻止する。
【００３４】
次に、図２及び図３を参照しながら、第１実施形態のシートベルト用リトラクター１の動作について説明する。衝突等の車両緊急時に緊急ロック手段が作動すると、まず、捻り棒５の他端に連結されているロッキングベース７のウェビング引き出し方向への回転が阻止される。そして、ウェビングに作用する荷重によって所定値以上の回転トルクがボビン３を介して捻り棒５の一端側に作用すると、捻り棒５の捩れ変形が始まり、捻り棒５の捩れ変形量の分だけ、ボビン３がウェビング引き出し方向に回転することで衝撃エネルギーの吸収がなされる。
【００３５】
捻り棒５の捻り変形によるボビン３の回転の初期段階においては、捻り棒５がそのボビン連結部５ａにおいてボビン３と連結しているとともに、中間突起５ｆにてセットスクリュー２９を介してボビン３と連結しているので、このボビン連結部５ａと中間突起５ｆとの間（以下、この間の領域を第１領域５ｇと記載）においては捻れが生じず、捻り棒５は中間突起５ｆとロッキングベース連結部５ｂとの間（以下、この間の領域を第２領域５ｈと記載）において捻り変形する。そして、捻り変形によるボビン３の回転の後期段階においては、中間突起５ｆにおける捻り棒５とボビン３との連結が解除され、この結果、捻り棒５はそのボビン連結部５ａとロッキングベース連結部５ｂとの間、すなわち第１領域５ｇ及び第２領域５ｈにおいて捻じれ変形する。なお、セットスクリュー２９とボビン３との間の連結解除については後に説明する。
【００３６】
捻り棒５の直径は、中間突起５ｆを境にして第１領域５ｇの方が小さくなっているので、その捻り剛性は、第１領域５ｇよりも第２領域５ｈの方が高い。したがって、捻り棒５の捻り剛性は、中間突起５ｆがボビン３と連結状態であって第２領域５ｈのみが捻じり変形する回転の初期段階の方が、中間突起５ｆが解除状態であって第１領域５ｇ及び第２領域５ｈが捻り変形する回転の後期段階よりも高く、ウェビングから伝わる衝撃エネルギーを捻り棒５にてより多く吸収することができる。これに対して、回転の後期段階においては、直径の小さい第１領域５ｇも捻じれることができ、この第１領域５ｇの方が比較的直径の大きい第２領域５ｈに比べて捻れ易いことから主に第１領域５ｇが捻れ、捻り変形によるエネルギ吸収性が初期段階に比べて小さくなっている。
【００３７】
上述のように、初期状態においては、中間突起５ｆとボビン３とがセットスクリュー２９を介して連結している。そして、衝突等の車両緊急時に緊急ロック手段が作動すると、ロッキングベース７の回転は阻止される。このとき、ボビン３からの回転トルクが、捻り棒５のボビン連結部５ａに伝達されるとともに、ボビン３に対してスプライン係合しているセットスクリュー２９にも伝達されてこのセットスクリュー２９が回転し、この回転トルクが中間突起５ｆに伝達されることで捻り棒５が捻れる。
【００３８】
そして、セットスクリュー２９の雄ねじ部２９ｂは、ロッキングベース７の雌ねじ部７ｂと螺合しているので、セットスクリュー２９がロッキングベース７に対して相対回転すると、雄ねじ部２９ｂと雌ねじ部７ｂとの螺合が進む。これによってセットスクリューが図２中右方に移動していき、ついにはセットスクリュー２９と中間突起５ｆとの係合が解かれ、図３に示されるような状態となる。図３の状態となった場合は、中間突起５ｆ（すなわち中間連結部）におけるボビン３と捻り棒５との連結が解除されるので、前述のように捻り棒５が第１領域５ｇ及び第２領域５ｈにおいて捻れることとなる。
【００３９】
本発明は、以上のように構成されているので、図４（ａ）に示すように、ウェビングの張力を段階的に低減させることが可能である。エネルギー吸収の初期段階においてはウェビング張力ｆ２にてエネルギー吸収を行い、捻れ棒５がある程度捻れてウェビングが伸び出した状態である後期段階においては、ウェビング張力ｆ２よりも小さいウェビング張力ｆ１にてエネルギー吸収を行う。これによって、例えば、エアバッグが作動していない状態のような緊急ロックの初期段階においては、ウェビングの繰出し量を少なくしてウェビングが乗員を十分に拘束し、そして、エアバッグが作動して乗員がこのエアバッグに接触した後には、拘束力を比較的低く抑えて乗員に対する負担を減らすといったことができる。これに対して、図４（ｂ）に示された従来型のリトラクタのエネルギー吸収においては、捻れ棒の直径が多段でないため、単一のウェビング張力ｆ３のみでしかエネルギー吸収を行えない。
【００４０】
また、本発明は、リトラクターにおける捻り棒５の直径が段階的となっており、車両緊急時の初期段階において、高い捻り剛性を有する第２領域５ｈで捻り棒を捻り変形をさせて、より多くの衝撃エネルギをリトラクターに吸収させることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明のシートベルト装置は、リトラクターの捻り棒が、一端及び他端の間にてボビンに連結する少なくとも１つの中間連結部を有し、前記捻り棒の直径が、前記中間連結部を境として前記一端側が前記他端側よりも小さく、前記中間連結部は、前記捻り棒の捻り変形の途中で、前記ボビンとの連結が解除される構成であることを特徴とするので、シートベルト用リトラクターのエネルギー吸収機構に、作動途中でエネルギー吸収荷重が変化するエネルギー吸収特性を持たせることができ、エネルギー吸収特性の向上による乗員の安全性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシートベルト装置に使用されるエネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクターの第１実施形態の分解斜視図である。
【図２】図１に示したシートベルト用リトラクターのＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１に示したシートベルト用リトラクターのＡ−Ａ断面図である。
【図４】（ａ）は本発明のシートベルト装置のエネルギー吸収特性であり、（ｂ）は本発明のシートベルト装置のエネルギー吸収特性である。
【符号の説明】
１  エネルギー吸収機構付シートベルト用リトラクター
３  ボビン
５  捻り棒（トーションバー）
７  ロッキングベース
１０  リトラクターベース
２９  セットスクリュー
【図１】
0004357721.tif 000002
【図２】
0004357721.tif 000003
【図３】
0004357721.tif 000004
【図４】
0004357721.tif 000005