(57)【要約】【課題】危険な状況時にシートベルト２を引き締めるためのリバーシブルなプリクラッシュ・シートベルトテンショナーを改良して、簡単かつ安価な構造を有していて、しかも特に非常にコンパクトに構成されたものを提供する。【解決手段】シートベルト２に結合されたばねエレメント３と、前記ばねエレメント３に結合され、かつ該ばねエレメント３にプリロードを加えるプリロード装置４と、第１の係止装置５と、を有しており、前記第１の係止装置５が、前記ばねエレメント３を直接又は間接的にプリロードをかけた状態で保持するようになっており、前記第１の係止装置５は、危険な状況時に前記ばねエレメント３を解放し、それによって、プリロードをかけられた前記ばねエレメント３が緩められ、前記シートベルト２の引き締めを実施するために、前記シートベルト２を所定の行程Ｗだけ移動させるようにした。【選択図】図１
2009269602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
危険な状況時にシートベルト（２）を引き締めるためのリバーシブルな装置において、
シートベルト（２）に結合されたばねエレメント（３）と、
前記ばねエレメント（３）に結合され、かつ該ばねエレメント（３）にプリロードを加えるプリロード装置（４）と、
第１の係止装置（５）と、
を有しており、前記第１の係止装置（５）が、前記ばねエレメント（３）を直接又は間接的にプリロードをかけた状態で保持するようになっており、前記第１の係止装置（５）は、危険な状況時に前記ばねエレメント（３）を解放し、それによって、プリロードをかけられた前記ばねエレメント（３）が緩められ、前記シートベルト（２）の引き締めを実施するために、前記シートベルト（２）を、所定の行程（Ｗ）だけ移動させることを特徴とする、リバーシブルな装置。
【請求項２】
前記ばねエレメント（３）を緩めた状態で保持する第２の係止装置（６）が設けられている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
ばねエレメント（３）の一端部に結合されたプレート（７）が設けられており、該プレート（７）が前記シートベルト（２）及び前記プリロード装置（０４）に堅固に結合されている、請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
前記プリロード装置（４）が、テンションワイヤ（８）と、巻き上げドラム（９）と駆動装置（１０）とを有しており、前記駆動装置（１０）が、記テンションワイヤ（８）を巻き上げるために前記巻き上げドラム（９）を駆動するようになっており、この場合、前該テンションワイヤ（８）が前記プレート（７）に堅固に結合されている、請求項３記載の装置。
【請求項５】
円筒形のハウジング（１３）が設けられており、該ハウジング（１３）内に前記ばねエレメント（３）が配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のリバーシブルな装置。
【請求項６】
前記プリロード装置（４）が、前記駆動装置（１０）と巻き上げドラム（９）との間に配置された伝動装置（９ａ，１２）を有している、請求項４又は５記載の装置。
【請求項７】
前記プリロード装置（４）が前記ハウジング（１３）の隣に配置されていて、駆動装置（１０）の長手方向軸線が、前記ハウジング（１３）の長手方向軸線に対して平行である、請求項５又は６記載の装置。
【請求項８】
第２のばねエレメント（１５）と、第２のプレート（１４）と、第３の係止装置（１６）とが設けられており、前記第２のばねエレメント（１５）が前記第２のプレート（１４）に結合されていて、前記第３の係止装置（１６）が、プリロードをかけられた状態で前記第２のばねエレメント（１５）の位置を保持し、この場合、前記第２のばねエレメント（１５）が前記第１のばねエレメント（３）と一緒に、又は第１のばねエレメント（３）の後で解除可能である、請求項３記載の装置。
【請求項９】
前記第１のばねエレメント（３）が前記第２のばねエレメント（１５）内に配置されている、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記第２のプレート（１４）がリング状に構成されていて、前記第１のプレート（７）に固定されたシートベルト（２）が、前記リング状の第２のプレート（１４）の開口を通ってガイドされている、請求項８又は９記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、危険な状況時、特に事故直前若しくは事故中に、自動車のシートベルトを引き締めるための、リバーシブルな装置、特にプリクラッシュ・シートベルトテンショナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術によれば、事故の際にシートベルトの最適な作用を得るために、事故直前若しくは事故中に、シートベルトを乗員にできるだけ密着させることができるような、シートベルトテンショナーが公知である。ドイツ連邦共和国特許公開第１０２００５０１４３０６号明細書によれば、スライドスリーブによって錠止可能なコイルスプリングを備えたシートベルトテンショナーを有する、セーフティシートベルト装置が公知である。しかしながらこのシステムは、比較的複雑な構造及び多数の個別部品を有しているので、製造費用が比較的高価である、という欠点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許公開第１０２００５０１４３０６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、上記のような従来技術における欠点を取り除くことである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題を解決した本発明の、危険な状況時にシートベルトを引き締めるための、リバーシブルな装置によれば、シートベルトに結合されたばねエレメントと、前記ばねエレメントに結合され、かつばねエレメントにプリロード（予備荷重）を加えるプリロード装置と、第１の係止装置とを有しており、前記第１の係止装置が、前記ばねエレメントを直接又は間接的にプリロードをかけた状態で保持するようになっており、前記第１の係止装置は、危険な状況時に前記ばねエレメントを解放し、それによって、プリロードをかけられた前記ばねエレメントが緩められ、前記シートベルトの引き締めを実施するために、前記シートベルトを、所定の行程だけ移動させることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
以上のような特徴を有する本発明による、シートベルトを引き締めるためのリバーシブルな装置は、簡単かつ安価な構造を有していて、しかも特に非常にコンパクトに構成されている。これによって、本発明による装置は、特にＢピラーに非常に小さいスペースしか有していない自動車にも組み込むことができる。この場合、本発明によるシートベルトを引き締めるためのリバーシブルな装置、つまりシートベルトテンショナーは、シートベルトに直接又は間接的に結合されたばねエレメントと、前記ばねエレメントに結合され、かつ該ばねエレメントにプリロードを加えるプリロード装置と、第１の係止装置とを有しており、前記第１の係止装置が、前記ばねエレメントをプリロードをかけた状態で保持するか、若しくは解放するようになっている。シートベルトはばねエレメントに結合されているので、前記第１の係止装置がばねエレメントを解放すると、シートベルトは、ばねエレメントの緊張解除過程によって一緒に移動し、車両の乗員に密着するようになっている。ばねエレメントを使用したことによって、プリクラッシュ時若しくはクラッシュ時に、非常に僅かなエネルギがバッテリ回路から必要とされるだけである。シートベルトテンショナーは完全にリバーシブルであるので、例えば事故又はこれに近い事態が発生することがまだ確実ではなく、単に危険な状況が存在するだけである場合に、シートベルトの密着（引き締め）のための作動限界値を低くすることも可能である。さらにまた、作動のために火薬技術を使用すれば有利である。
【０００７】
従属請求項には本発明の有利な実施態様が示されている。
【０００８】
本発明による装置は、有利には、ばねエレメントを緩めた状態で保持するための第２の係止装置を有している。第２の係止装置は、クラッシュ時に、乗員を介してシートベルトに作用する慣性力によってシートベルトが逆方向に引っ張られて、ばねエレメントが再び圧縮されるのを阻止するために、ばねエレメントを緊張解除した状態で保持し、これによって乗員に対するシートベルトの密着機能が再び解消される。選択的に、第２の係止装置の代わりに、シートベルトの引き戻しを阻止する非常に強いばね力を有するばねエレメントを使用してもよい。
【０００９】
有利な形式で、リバーシブルな装置はさらに、ばねエレメントの第１の端部に結合されたプレートを有している。このプレートはさらにシートベルト及びプリロード装置に結合されている。これによって、シートベルトは、前記プレートを介して操作されるか、若しくは前記プリロード装置が前記プレートを介してばねエレメントを操作する。これによって、特に簡単な構造が実現され、またシートベルト及びプリロード装置をプレートに簡単に固定することができる。
【００１０】
また有利には、プリロード装置が、テンションワイヤと、このテンションワイヤが巻き上げられる巻き上げドラムと、巻き上げドラムにテンションワイヤを巻き上げるための駆動装置とを有している。この場合、テンションワイヤは前記プレートに結合されているので、テンションワイヤが巻き上げドラムに巻き上げられると、プレートが移動せしめられるようになっている。これによって、例えばばねエレメントにプリロード（予備荷重）をかける作業が実施される。
【００１１】
また有利には、リバーシブルな装置はシリンダ（円筒体）を有しており、該シリンダ内にばねエレメント、並びにリバーシブルな装置のその他の部材も配置されている。これによって、特にコンパクトな構成が実現され、リバーシブルな装置を別個の構造群として設けることができる。シリンダは、有利な形式で、車両フレーム、特に車両のＢピラーに固定されている。
【００１２】
本発明の別の有利な実施態様によれば、プリロード装置が、前記駆動装置と巻き上げドラムとの間に配置された伝動装置を有している。駆動装置として有利には電動モータが設けられており、この電動モータはウォームを駆動する。ウォームは巻き上げドラムに設けられたウォーム歯車と噛み合っている。ばねエレメントとして有利な形式で円筒形のコイルばねが設けられている。
【００１３】
さらに有利には、駆動装置はシリンダの隣に配置されており、この場合、駆動装置の長手方向軸線はシリンダの長手方向軸線に対して平行に配置されている。
【００１４】
電動モータとして、有利には安価な標準的なモータが使用される。この標準的なモータは、例えばウィンドレギュレータモータとして、又は電動式のスライディングルーフ用の駆動装置として用いられる。
【００１５】
本発明の有利な実施態様によれば、リバーシブルな装置が、第２のばねエレメントと第２のプレートと第３の係止装置とを有している。この場合、第２のばねエレメントは、前記第２のプレートに結合されていて、前記第３の係止装置が、プリロードをかけられた状態で前記第２のばねエレメントの位置を保持するようになっている。この場合、前記第２のばねエレメントが前記第１のばねエレメントと一緒に、又は第１のばねエレメントの後で解除可能である。これによって、例えばプリクラッシュ時に第１のばねエレメントが解除されることによって、シートベルトを引き締めることができ、次いでクラッシュ時に第２のばねエレメントによってシートベルトをもう一度引き締めることができる。
【００１６】
できるだけコンパクトな構造を得るために、第１のばねエレメントが前記第２のばねエレメント内に配置されている。また有利には、第２のばねエレメントは、第１のばねエレメントよりも大きいばね定数を有している。
【００１７】
有利な形式で、第２のプレートがリング（環）状に構成されていて、前記第１のプレートに固定されたシートベルトが、前記リング状の第２のプレートの開口を通ってガイドされている。これによって、２つのプレートは直接重ね合わせて配置することができ、リバーシブルな装置がコンパクトかつ簡単な構造を有することができる。
【００１８】
有利には、第１のプレートの直ぐ隣に位置する第２のプレートを保持する第３の係止装置を介して、第１のプレートの運動を可能する切欠が、第１のプレートに設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施例による、リバーシブルなシートベルトテンショナーの概略的な側面図である。
【図２】図１の実施例で使用されたプリロード装置の概略的な側面図である。
【図３】図１に示したシートベルトテンショナーの、シートベルトを引き締めた後の状態における概略的な側面図である。
【図４】本発明の第２実施例によるシートベルトテンショナーの概略的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に図１乃至図３を用いて、プリクラッシュ（衝突直前）状態においてシートベルト２に引き締めるためのシートベルトテンショナー１について詳しく説明する。
【００２１】
図１に示されているように、シートベルトテンショナー１は、ばねエレメント３とプリロード装置４とを有している。プリロード装置４は、プレート７を介してばねエレメント３に接続されている。これは、プリロード装置４がテンションワイヤ８を有していて、このテンションワイヤ８がプレート７に固定されていることによって実現されている。ばねエレメント３は、同様にプレート７に固定されている。プリロード装置４は、さらに巻き上げドラム９（この巻き上げドラム９にテンションワイヤ８が巻き上げられている）と、駆動装置１０（図示の実施例では電動モータ）とを有している。駆動装置１０は、ウォーム歯車１２及び歯車９ａ（図２に示されているように巻き上げドラム９に設けられている）を介して巻き上げドラム９に接続されている。これによって、駆動装置１０を操作することによって、テンションワイヤ８は巻き上げドラム９に巻き上げられる。
【００２２】
図１に示されているように、シートベルト２は同様にプレート７に固定されている。図示の実施例では、シートベルト２及びテンションワイヤ８は、プレート７の中央に固定されており、プレート７は図示の実施例では円形のディスクとして構成されている。シートベルトテンショナー１はさらに変向ローラ１１と、図示の実施例ではシリンダとして構成されたハウジング１３とを有しており、前記変向ローラ１１を介してテンションワイヤ８が、プレート７から巻き上げドラム９に向かって９０°変向される。さらに、第１の係止装置５と第２の係止装置６とが設けられている。係止装置５，６は、ハウジング１３に配置されている。第１の係止装置５は、傾斜面を備えた係止突起５ａと、該係止突起５ａを操作するための電動モータ５ｂとを有している。係止突起５ａは半径方向で移動せしめられるだけであるので、電動モータ５ｂは非常に小型に構成することができる。この場合、電動モータ５ｂは、係止突起５ａが半径方向内方へも、また半径方向外方へも移動できるように設けられている。第２の係止装置６は第１の係止装置５と同様に、係止突起６ａと電動モータ６ｂとを備えている。図１に示されているように、第２の係止装置６は、第１の係止装置５に対して１８０°ずらした位置に配置されている。これは、第１の係止装置５が、ばねエレメント３を図１に示したプリロード（予備荷重）をかけられた位置で保持し、これに対して第２の係止装置６がばねエレメント３を図３に示した緩められた位置で保持するためである。選択的に第１及び第２の係止装置５，６は、係止突起５ａ，６ａがばね付勢されていて、駆動装置が係止突起を引き戻すためだけに構成されていて、引き戻した後でばねが係止突起を再び前進させるように、構成されていてもよい。
【００２３】
この場合、本発明によるシートベルトテンショナー１の機能は次の通りである。図１は、シートベルトテンショナー１の通常状態を示しており、この通常状態においてシートベルトテンショナー１は非作動状態、つまり自動車の乗員は通常の状態でシートベルトによって拘束されていて、危険な状況にはない。図１に示されているように、ばねエレメント３がプリロード装置４によってプリロードをかけられていて、ばねエレメント３はこの位置において、第１の係止装置５によって保持されたプレート７を介して、このプリロードをかけられた位置で保持される。円筒形に構成されたばねエレメント３の内部でガイドされたシートベルト２は、通常状態で緊張されていて、プリロード装置４のテンションワイヤ８は、緊張されていない緩い状態にある。ばねエレメント３は、図１に矢印Ｆで示されているように、所定のプリロード力でプレート７を、ひいては係止装置５を押し付けている。
【００２４】
例えば差し迫った事故等の危険な状況が発生すると、乗員の安全を保証するために、図示していない制御ユニットによって、シートベルトが引き締められて乗員の身体にできるだけ密着するようになっている。これによって、いわゆるプリセーフティー機能が得られるので、事故が発生した時に、別の乗員保護システム例えばエアバッグその他が乗員を最適に保護するように作用する。これによって、制御ユニットが第１の係止装置５を解放し、ばねエレメント３がばね力Ｆの方向でプレート７を下方に移動させる。プレート７はシートベルト２に結合されているので、シートベルト２は、戻り移動可能な行程Ｗに沿って移動せしめられ、それによってシートベルト２の引き締めが実施される。この場合、緩いテンションワイヤ８は、連行されるだけであるか若しくは巻き上げドラム９から繰り出される。シートベルト２及びテンションワイヤ８は、それぞれ矢印Ｂの方向で移動せしめられる。この場合、歯車９ａ及びウォーム１２を介して駆動装置１０と巻き上げドラム９との間に配置された伝動装置によって、テンションワイヤ８のロックを阻止するために、例えばフリーホイール又はこれと類似のものを設けてもよい。シートベルトの戻り行程Ｗは例えば１０ｃｍである。
【００２５】
これによって、ばねエレメント３はプレート７を図３に示した位置に押し付け、この際に、プレート７が第２の係止装置６の後ろに移動せしめられて、このシートベルト２の位置が維持される。それによって、シートベルト２が引き締められた後で、実際に発生した事故において乗員がシートベルトに押し付けられて、シートベルトがばねエレメント３のばね力に抗して再びハウジング１３から引き出されることは避けられる。これによって第２の係止装置６は、シートベルト２が乗員に密着した状態に維持されるように、保証する。この場合、ハウジング１３は、事故の際に場合によっては発生する力を吸収するように、自動車に固定されている。
【００２６】
従って、本発明によるシートベルト１は、別個のシステムとして使用することができる。この場合、火薬技術を必要とすることはなく、危険な状況においてシートベルトテンショナー１を作動させるためには、バッテリ回路からの僅かなエネルギだけで、つまり第１の係止装置を解除させるために僅かなエネルギを必要とするだけである。これによって特に、プリクラッシュの場合にバッテリ回路の負荷を減少させることができる。さらに本発明によるシートベルトテンショナー１は、作動後に再びその機能を発揮することができる。リバーシブル性（可逆性）は任意の頻度で構成することができるので、特に本発明によるシートベルトテンショナー１を作動させるための作動限界値を低くすることができ、これによって乗員のためのより高いパッシブセーフティが得られる。
【００２７】
さらに、プレート７は、選択的に所望の減衰特性を提供するためにも使用することができる。このために例えば、プレート７とハウジング１３との間で意図的な摩擦を提供することができ、この場合、ハウジングに対してプレート７をシールすることによって、及びプレート７に設けられた小さい開口によって、シートベルトテンショナーの作動時にプレート７の開口を通って適切に空気を貫流させることができる。これによって、プリクラッシュ・セーフティのためのシートベルト２の運動を適切にガス減衰することができるので、乗員の身体にシートベルト２が急激に当て付けられることは避けられる。また選択的に、プレート７とハウジング１３との間の摩擦を適切に調節することができる。例えば、プレート７の代わりに、軸方向に長いピストンを使用することができる。このピストンの外周面に、例えば摩擦を生ぜしめるための複数のリールリングが設けられている。
【００２８】
以下に、図４を用いて本発明の第２実施例による、リバーシブルなシートベルトテンショナー１の詳細について説明する。同じ部材若しくは機能的に同じ部材には、前記実施例と同じ符号が付けられている。
【００２９】
図４に示されているように、第２実施例によるシートベルトテンショナー１は、プリクラッシュ時のための第１のばねエレメント３と、クラッシュ時のための第２のばねエレメント１５とを有している。この場合、第１のばねエレメント３は、第２のばねエレメント１５よりも小さく構成されていて、第２のばねエレメント１５の内部に配置されている。第１のばねエレメント３のばね力も、第２のばねエレメント１５のばね力よりも小さい。第２実施例のシートベルトテンショナー１は、第１のプレート７と第２のプレート１４とを有している。図４に示されているように、第１のプロエーと７は、図４に示した、プリロードをかけられた位置で、第１の係止装置５によって保持される。シートベルト２とプリロード装置４のテンションワイヤ８とは、第１実施例では第１のプレート７に固定されている。第１のプレート７に切欠７ａが設けられており、この切欠７ａ内に第３の係止装置１６の係止突起１６ａが配置されている。第３の係止装置１６は、第１の係止装置５若しくは第２の係止装置６と同様に構成されていて、電動モータ１６ｂによって駆動される。第３の係止装置１６は、図４に示されているように、第２のプレート１４の位置を保持するために用いられる。この場合、第２のばねエレメント１５は、第２のプレート１４に結合されている。第２のプレート１４は、同様に切欠１４ａを有しており、この切欠１４ａは、ハウジングの外周面に配置されていて、この切欠１４ａが配置された箇所において、第１の係止装置５もハウジング１３に位置決めされている。この第２のプレート１４の切欠１４ａが設けられていることによって、第１の係止装置５の位置とは無関係に、第２のプレート１４を運動させることができる。
【００３０】
第２実施例によるシートベルトテンショナー１の機能は次の通りである。プリクラッシュ時には、図示していない制御ユニットが第１の係止装置５を解除し、第１のプレート７が第１のばねエレメント３のばね力によって矢印Ｃで示したように、下方に移動せしめられる。この場合、第３の係止装置１６は、その図４に示した位置に残るので、第２のリング状のプレート１４は移動しない。シートベルト２は第１のプレート７に固定されているので、このシートベルト２は、第１のプレート７及び、緊張されていないテンションワイヤ８と一緒に移動せしめられる。第１のプレート７の解除直後にクラッシュが検出されると、第３の係止装置１６も解放されるので、第２のプレート１４は、第２のばねエレメント１５のばね力によって、同様に下方に移動せしめられる。この場合、第２のプレート１４の運動は特に、事故の際に乗員の身体によってシートベルト２に作用する力が、シートベルト２をハウジング１３からそれ以上引き出すことがないようにする。従って、第２のばねエレメント１５のばね力は非常に大きく、例えば２５００ｋＮに選定されている。これによって、第１のプレート７は底部に保持される。第２実施例では、予備のために第２の係止装置６が設けられており、この第２の係止装置６は、解除後の第１のプレート７の運動を阻止する。しかしながら、第２のばねエレメント１５のばね力が相応に強く選定されていれば、第２の係止装置６を省いてもよい。
【００３１】
それ以外については、この第２実施例は前記第１実施例と同じであるので、前記第１実施例が参照される。
【符号の説明】
【００３２】
１  シートベルトテンショナー、  ２  シートベルト、  ３  ばねエレメント、  ４  プリロード装置、  ５  第１の係止装置、  ５ａ，６ａ  係止突起、  ６  第２の係止装置、  ５ｂ  電動モータ、  ７  プレート、  ８  テンションワイヤ、  ９  巻き上げドラム、  ９ａ  歯車、  １０  駆動装置、  １１  変向ローラ、  １２  ウォーム歯車、  １３  ハウジング、  １４  第２のプレート、  １４ａ  切欠、  １５  ばねエレメント、  １６  第３の係止装置、  １６ａ  係止突起
【図１】
2009269602.tif 000003
【図２】
2009269602.tif 000004
【図３】
2009269602.tif 000005
【図４】
2009269602.tif 000006