JP3616811B2

JP3616811B2 - シートベルトリトラクタ

Info

Publication number: JP3616811B2
Application number: JP2002209814A
Authority: JP
Inventors: パリサーマーティン
Original assignee: Joyson Safety Systems Inc
Current assignee: Joyson Safety Systems Inc
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2002-07-18
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2022-07-18
Also published as: EP1279575A1; EP1279575B1; DE60123035D1; US6631865B2; US20030015616A1; KR20030009164A; KR100841887B1; JP2003048508A; DE60123035T2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗物の乗員の安全装置に関し、特にシートベルトリトラクタ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シートベルトリトラクタは、現代の自動車において一般に使用されている形態の安全拘束装置である。従来のシートベルトリトラクタでは、乗員はある程度自由に動くことができるが、緊急事態を示す所定の大きさを超える加速を検出するセンサが設けられている。緊急事態を示す所定の大きさを超える加速が検出されると、リトラクタはロックされ、乗員が移動するのを引き止める。これは、乗員がダッシュボード上の操作部に手を届かせようとして過度に素早く身を乗り出した時にも起こる場合がある。動きを可能にするシートベルトが、そのようなシートベルトは、緊急事態の際に乗員を拘束するが、普通に運転している状態の間は、適度に自由に動くことを可能にするため快適であるので、成人の乗員用に望ましい。しかし、チャイルドシートに座らせた小児を運ぶ場合、チャイルドシートは固定する必要があるが、リトラクタが、期待される快適さを成人に与える通常の慣性リトラクタとして働くことも望まれるため、安全上の特有の問題が生じる。
【０００３】
これはよく知られた問題であり、特に、チャイルドシートと共に使用できるように、チャイルドシート用の固定モードと成人用の自動モードの間で切り換えを行う、自動車用の安全ベルト機構について記載した米国特許第６１０９５５６号のような、いくつかの解決策が提案されている。このようなリトラクタはチャイルドホールドアウトメカニズム（ＣＨＯＭ）として知られている。
【０００４】
米国特許第６１０９５５６号において、切り換え手段は、減速ギア機構を介してスプールに連結されたカムとカム従動子を有している。この減速ギア機構は、内側のギアリングと、所定の半径の位置に配置された駆動ペグを有するギア機構とを有している。この駆動ペグは、ギアが回転するときにサイクロイド状に運動してカムを回転させるようになっている。このサイクロイド状の運動のために、このギア機構は多くの場合「ウォッブル」ギアと呼ばれる。
【０００５】
カム従動子はピボット運動可能に取り付けられており、カム面に継続的に接触するようになっている。カムが所定の回転方向に回転すると、カム従動子は、スプールをロックしてウェッビングが延びるのをロックするように、センサレバーをスプールに固定された歯付きラチェットホイールに係合させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＣＨＯＭリトラクタに特有の問題は、多数の部品が必要であり、このため半径方向のパケットサイズが大きくなることである。競争の激しいシートベルトリトラクタ産業では、通常、低いユニットコストで大量生産が行われており、したがって、部品数を減らしたり、必要な材料の量を減らしたりすることによって生産単価をわずかに節約することによってでも、利益を著しく増やすことができる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、長手軸の周りに回転可能に取り付けられ、ウェッビングを巻き取る方向に付勢された、シートベルトのウェッビングを保持するスプールと、スプールと共に回転するようにスプールに固定して取り付けられた、歯付きのラチェットホイールと、乗物の緊急事態を検出するセンサと、緊急事態の時にセンサに応答してピボット運動し、ラチェットホイールに係合するセンサレバーと、センサレバーがラチェットホイールに係合するのに応答して、ウェッビングが繰り出されないようにスプールをロックする手段とを有しており、シートベルトリトラクタは、通常、スプールがロックされず、ウェッビングを繰り出し、巻き取るように回転させることができ、緊急事態の際にセンサレバーがラチェットホイールに係合することによってスプールが、ウェッビング（２１）が繰り出されないようにロックされるエマージェンシロックモードである第１のモードで動作するようになっているリトラクタが提供される。オートマチックロックモードである第２のモードでは、スプールは、常時、ウェッビングが繰り出されないようにロックされ、シートベルトリトラクタは、第１のモードと第２のモードとを切り換える手段をさらに有しており、この切り換え手段は、スプールに連結された減速ギア機構と、減速ギア機構を介してスプールに連結され、ウエッビングの繰り出し量に依存して回転させられ、カム面を外周に有するカムと、ピボット運動可能に取り付けられ、カムと協働するカム従動子として働く作動レバーと、作動レバーがカム（１２）と協働するカム従動子として働くように、作動レバーをカム面に向かって回転付勢するばねとを有しており、この作動レバーは、カム従動子としてカム面と協働し、作動レバーがセンサレバーを動かさず、シートベルトリトラクタが第１のモードになる第１の位置と、作動レバーがセンサレバーを動かし、シートベルトリトラクタが第２のモードになる第２の位置の間でピボット運動することによって、シートベルトリトラクを第１のモードと第２のモードの間で切り換え、センサレバーの一部分がセンサと協働するようになっており、他の部分がラチェットホイールに係合するようになっており、センサレバーのピボット点が、前記の両部分の間に位置している。
【０００８】
これによって、全体のパケットサイズが比較的小さいリトラクタを作製することができる。
【０００９】
センサレバーはラチェットホイールに係合するように構成された唯一のレバーであることが好ましい。これによって、パケットサイズを、ラチェットに係合する追加のレバーを使用する、この種の公知のリトラクタよりもかなり小さくすることができる。
【００１０】
カム面は、作動レバーに係合する、カム面に対して実質的に半径方向に延びる傾斜部および段状部を含むくぼみを有するのが有利である。この作動レバーは、くぼみにぴったり嵌る部分を有し、カム面のくぼみに係合していない時に、カム面のくぼみに係合している時と比べて、カムのカム面との接触面積が小さくなる。
【００１１】
一実施態様において、減速ギアは、この分野において一般にウォッブルギアとして知られているサイクロイドギア機構である。しかし、他の減速ギアを使用することができる。
【００１２】
乗物加速センサは、所定の大きさを超える、乗物の加速／減速を検出し、この加速／減速を検出した時に、センサレバーをラチェットホイール上の少なくとも１つの歯に向かって付勢するように構成されたスタンディングマンセンサであってよい。
【００１３】
一実施態様において、乗物加速センサレバーは、シートベルトリトラクタが第１のモードで動作している時に取付け部材上のピボット点の周りに自由に動くことができる。
【００１５】
リトラクタを第１のモードから第２のモードに切り換えるためにスプールから引き出す必要があるウェッビングの量が、ウェッビングのほぼ全量であり、リトラクタを第２のモードから第１のモードに切り換えるためにスプール上に引っ込める必要があるウェッビングの量が、ウェッビングのほぼ全量であることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
図１には、シートベルトのウェッビング２１が、フレーム２に取り付けられたスプール１からほぼ完全に延ばされた状態の、乗物用のシートベルトリトラクタが示されている。したがって、この機構の個々の部品を比較的明確に見ることができる。各図に亘って同じ参照符号を使用しており、部品には、ロックバー３と、ピボット運動可能な取付け部材４と、偏心カム駆動部材５と、乗物加速センサ６と、ピボット点７ｂの周りにピボット運動可能な乗物加速センサレバー７と、内側のギアリング８と、ウォッブルギア９と、ピン１０と、偏心カム１１と、作動用のカム１２と、作動用のカム１２のカム面の傾斜部１３ａおよび段状部１３ｂを含むくぼみ１３と、窓１４と、作動レバー１５と、作動レバーピボット１６と、作動レバーばね１７と、取付け部材ばね１８と、ラチェットホイール１９と、ロックギア２０と、固定取付け部材２２と、取付け突出部２３が含まれている。
【００１８】
各図のリトラクタは２つの異なるモード、すなわち、エマージェンシロックリトラクタ（ＥＬＲ）モードである第１のモードと、オートマチックロックリトラクタ（ＡＬＲ）モードである第２のモードで動作する。ＥＬＲモードでは、ウェッビング２１をスプール１上に巻き取り、スプール１から引き出すことができる。これによって、乗物の乗員は自由に動いて、例えば、乗物のダッシュボード上のラジオや操作部を調整することができる。しかし、例えば、乗物が急激に減速することによって起こる、所定の大きさよりも大きな加速度での急激な動きによって、リトラクタはロックされる。これによって、ウェッビング２１がさらに繰り出されるのが阻止され、乗物の乗員は拘束される。乗物の大抵の乗員はリトラクタをＥＬＲモードで使用する。
【００１９】
ＡＬＲモードでは、ウェッビング２１をスプール１上に引っ込めることはできるが、スプール１から引き出すことはできない。このモードは、乗物内にチャイルドシートを拘束する場合に用いられる。
【００２０】
ＡＬＲモードに切り換えるためには、所定量のウェッビング２１をスプール１から引き出す。これによって、ウェッビング２１がそれ以上繰り出されないようにスプール１をロックする機構が作動する。
【００２１】
通常、この切り換えは、ウェッビング２１のほぼ全部を引っ込ませ、例えば、スプール１上に巻き取らせたときに行われる。スプール１は、ウェッビング２１を引っ込める方向に付勢されている。
【００２２】
図１には、リトラクタの部分分解図がウェッビング２１の無い状態で示されている。この図には、内側のギアリング８と、偏心カム駆動部材５と、ウォッブルギア９と、ウォッブルギア９上に位置するピン１０と、偏心カム１１と、作動用のカム１２に切り抜かれた窓１４を備える作動用のカム１２と、作動レバー１５が明瞭に示されている。
【００２３】
窓１４は、作動用のカム１２の前面に切り抜かれた、カムの中心からそれぞれ所定の半径のところにあり、各々が所定の弧の長さを有している内側の壁および外側の壁を有している同心の弧状のスロットから構成されている。図示されている特定の実施形態では、弧状のこのスロットは、１８０^０よりもわずかに小さい角度に亘って延びている。
【００２４】
ピン１０はウォッブルギア９上の所定の半径のところに位置している。
【００２５】
ピン１０の、窓１４内での位置は、スプール１から引き出されたウェッビング２１の量によって決められる。
【００２６】
作動レバー１５は、ピボット運動可能な取付け部材４のピボット点、すなわち作動レバーピボット１６にピボット運動可能に取り付けられている。作動レバー１５の一部が、作動レバーばね１７によって作動用のカム１２のカム面に向かって付勢されている。図示した実施形態では、作動レバーばね１７は圧縮されたコイルばねであり、作動レバー１５を作動用のカム１２の回転方向にかかわりなく作動用のカム１２のカム面に接触させたままにしている。
【００２７】
固定取付け部材２２が、フレーム２に固定して取り付けられている。固定取付け部材２２はプラスチック材料から作製することができ、フレーム２は金属から作製することができる。
【００２８】
乗物加速センサレバー７は、ピボット運動可能な取付け部材４のピボット点７ｂにピボット運動可能に取り付けられている。当該技術分野でよく知られたスタンディングマンセンサである乗物加速センサ６は、同様に、ピボット運動可能な取付け部材４上に取り付けられている。乗物加速センサ６は他の形態であってもよい。内側のギアリング８は、ピボット運動可能な取付け部材４に固定して取り付けられている。偏心カム駆動部材５と、偏心カム１１と、ウォッブルギア９と、作動用のカム１２は全て、ピボット運動可能な取付け部材４に対して相対的に移動することができる。
【００２９】
偏心カム駆動部材５には、ラチェットホイール１９およびロックギア２０が固定して取り付けられている（図８参照）。乗物加速センサ６は、所定の値を超える加速／減速を検出する。ピボット点７ｂの周りにピボット運動可能な乗物加速センサレバー７は、加速／減速が所定の大きさよりも小さい時には、ラチェットホイール１９に係合しない。このため、スプール１、したがって偏心カム駆動部材５、ラチェットホイール１９、およびロックギア２０は、ウェッビング２１を引き出す方向と引っ込める方向の両方に回転させることができる。乗物加速センサ６が所定の大きさを超える加速／減速を検出した時には、乗物加速センサレバー７は、ピボット点７ｂの周りにピボット運動し、ラチェットホイール１９上の少なくとも１つの歯に係合する。スプール１、したがって偏心カム駆動部材５、ラチェットホイール１９、およびロックギア２０の、ウェッビング２１を繰り出す方向へのそれ以上の回転は、乗物加速センサレバー７によって、取付け部材ばね１８を含むピボット運動可能な取付け部材４に伝達され、それによって、取付け部材４は、スプール１と同じ方向に回転させられ、フレーム２上にピボット運動可能に取り付けられたロックバー３はロックギア２０に係合させられ、スプール１の回転は完全に阻止される。これは、乗物の衝突の間と、乗員がシートベルトのウェッビング２１を過度に急激に引いた時に行われる。
【００３０】
図３から図１１には、ＥＬＲモード（図３から図６）からＡＬＲモード（図７から図１０）に切り換わり、ＥＬＲモード（図１１）に戻る時のリトラクタの動作が示されている。
【００３１】
図３には、ウェッビング２１がスプール１から上向きに矢印Ａの方向に引かれているのが示されている。スプール１、偏心カム駆動部材５、および偏心カム１１は、矢印Ｂの方向（時計回り）に回転しているのが示されている。ウォッブルギア９は、矢印Ｃで示すように反時計回りに、スプール１と反対の方向に回転している。作動用のカム１２は、ウォッブルギア９上の突出部であるピン１０が窓１４を通って移動しており、窓１４のいずれの端部にも接触していないので静止している。作動用のカム１２は、ピン１０が窓１４の一端に隣接し、ウォッブルギア９が回転している時にのみ回転する。ここでは、作動レバー１５と乗物加速センサレバー７は接触しておらず、乗物加速センサ７とラチェットホイール１９も接触していない。乗物加速センサ７は、ピボット点７ｂの周りに自由に動くことができ、ラチェットホイール１９は、矢印Ｂで示されている、スプール１と同じ方向に時計回りに回転する。作動レバー１５は、作動用のカム１２のカム面に接触しているが、くぼみ１３には係合していない。
【００３２】
図４では、ウェッビング２１が延ばされ、ピン１０は窓１４の端部にちょうど接触したところである。作動用のカム１２はまだ回転し始めていない。
【００３３】
図５には、作動用のカム１２も今や反時計回り方向に回転しており、ピン１０によって駆動されている、わずかに後のリトラクタが示されている。作動レバー１５の一部は作動用のカム１２のカム面に接触している。作動レバー１５はくぼみ１３にまだ係合しておらず、作動レバー１５と乗物用センサレバー７も、乗物加速センサレバー７とラチェットホイール１９も接触していない。
【００３４】
図６には、作動レバー１５の一部が傾斜部１３ａにある程度降りた状態のリトラクタが示されている。作動レバー１５と乗物加速センサレバー７の間の距離は短くなっているが、これらは接触していない。乗物加速センサレバー７はピボット点７ｂの周りに自由に動くことができる。
【００３５】
図７には、作動レバー１５の上方の端部が、作動用のカム１２のカム面上のくぼみ１３に完全に係合し、段状部１３ｂに隣接しているのが示されている。作動レバー１５の下方の端部は、乗物加速センサレバー７に接触し、それをラチェットホイール１９上の少なくとも１つの歯に係合させている。これによって、ピボット運動可能な取付け部材４はスプール１に連結されている。ウェッビング２１は、ピボット運動可能な取付け部材４が、ウェッビング２１を繰り出す方向に数度だけ回転させられてロックバー３をロックギア２０に係合させ、それによってスプール１は回転するのを完全にはばまれているので、スプール１からさらに繰り出されるのを阻止されている。リトラクタはＥＬＲモードからＡＬＲモードに切り換えられており、ウェッビング２１はスプール１上にほとんど残っていない。この時点では、ウェッビング２１は、スプール１が反時計回りにしか回転できないので、スプール１上に戻すことしかできない。
【００３６】
図８は、オートマチックロックリトラクタ（ＡＬＲ）モードで動作している時の、乗物加速センサレバー７と作動レバー１５の相対的な位置、および乗物加速センサレバー７の、ラチェットホイール１９に対する相対的な位置をより明瞭に示す、リトラクタのセンサ機構の拡大図である。作動レバー１５は乗物加速センサレバー７に接触しており、したがって、乗物加速センサレバー７はラチェットホイール１９の方へ付勢され、ラチェットホイール１９上の歯に完全に係合している。
【００３７】
図９には、ウェッビング２１が矢印Ｄの方向にスプール１上に引き戻されているＡＬＲモードが示されている（スプール１は、ウェッビング２１をスプール１上に巻き取るこの方向に付勢されている）。
【００３８】
図１０には、リトラクタがＡＬＲモードからＥＬＲモードに戻る時の状態が示されている。ウェッビング２１はスプール１上に巻き取られている（ウェッビング２１は、乗物加速センサレバー７がまだ係合しているのでスプール１から引き出すことはできない）。したがって、スプール１および偏心カム５は反時計回りにのみ回転し、ウォッブルギア９および作動用のカム１２は反対方向に回転する。作動用のカム１２は、窓１４の一端に隣接するピン１０によって駆動されている。作動用のカム１２が回転すると、作動レバー１５は、作動用のカム１２のカム面上のくぼみ１３から部分的に外れ、作動レバー１５は段状部１３ｂから離れて傾斜部１３ａを上る。作動レバー１５は、傾斜部１３ａを滑り上がるにつれてピボット点１６の周りにピボット運動し、それによって、作動レバー１５は乗物加速センサレバー７に接触しなくなる。したがって、乗物加速センサレバー７は付勢されて、ラチェットホイール１９に接触しなくなる。
【００３９】
図１１には、エマージェンシロックリトラクタ（ＥＬＲ）モードに戻されたリトラクタが示されている。作動レバー１５は、くぼみ１３から完全に外れており、乗物加速センサレバー７に接触していない。乗物加速センサレバー７は、今やラチェットホイール１９から完全に外されており、ピボット点７ｂの周りに自由に動くことができ、その結果、ウェッビング２１は、関連する部品が両方向に移動できるので、スプール１上に巻き取り、またはスプール１から引き出すことができる。
【００４０】
このリトラクタの特有の利点は、乗物加速センサレバー７が２つの働きをすることである。すなわち、乗物加速センサレバー７は、乗物加速センサ６によって所定の大きさよりも大きな加速／減速が検出された時にリトラクタをロックし、また、オートマチックロックリトラクタ（ＡＬＲ）モードで動作している時にスプール１がウェッビング２１を繰り出す方向に回転するのも阻止する。したがって、これらの働きのうちの一方を実行する別個の構成要素が必要にはならず、必要な部品の数が減らされる。さらに、作動レバー１５の、乗物加速センサレバー７に対する大きさ、位置、および向きのために、リトラクタの半径方向のパッケージサイズが小さくなり、したがって、より小形のリトラクタが提供される。この機構によって、生産単価を著しく節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるリトラクタの部分分解斜視図である。
【図２】一部を他の要素を明確に示すために取り除いた、図１のリトラクタの部分的に切り取った側面図である。
【図３】第１のモードにおける、ウェッビングの、ある引出し段階での、図１および図２のリトラクタの側面図である。
【図４】第１のモードにおける、ウェッビングの他の引出し段階での、図１および図２のリトラクタの側面図である。
【図５】第１のモードにおける、ウェッビングの他の引出し段階での、図１および図２のリトラクタの側面図である。
【図６】第１のモードにおける、ウェッビングの他の引出し段階での、図１および図２のリトラクタの側面図である。
【図７】第２のモードにおける、ウェッビングの、ある引出し段階での、図１および図２のリトラクタの側面図である。
【図８】図７のリトラクタの一部の拡大図である。
【図９】第２のモードにおける、ウェッビングの他の引出し段階での、図１および図２のリトラクタの側面図である。
【図１０】第２のモードにおける、ウェッビングの他の引出し段階での、図１および図２のリトラクタの側面図である。
【図１１】第１のモードに戻された、図１および図２のリトラクタの側面図である。
【符号の説明】
１スプール
２フレーム
３ロックバー
４取付け部材
５偏心カム駆動部材
６センサ
７センサレバー
７ｂピボット点
８ギアリング
９ウォッブルギア
１０ピン
１１偏心カム
１２作動用のカム
１３くぼみ
１３ａ傾斜部
１３ｂ段状部
１４窓
１５作動レバー
１６作動レバーピボット
１７作動レバーばね
１８取付け部材ばね
１９ラチェットホイール
２０ロックギア
２１ウェッビング
２２固定取付け部材
２３取付け突出部

Claims

シートベルトリトラクタであって、
シートベルトのウェッビング（２１）を保持し、長手軸の周りに回転可能に取り付けられ、前記ウェッビング（２１）を巻き取る方向に付勢されているスプール（１）と、
前記スプール（１）と共に回転するように前記スプール（１）に固定して取り付けられた、歯付きのラチェットホイール（１９）と、
乗物の緊急事態を検出するセンサ（６）と、
緊急事態の際に前記センサ（６）に応答してピボット運動し、前記ラチェットホイール（１９）に係合するセンサレバー（７）と、
前記センサレバー（７）が前記ラチェットホイール（１９）に係合するのに応答して、前記スプール（１）を前記ウェッビング（２１）が繰り出されないようにロックする手段とを有しており、
前記シートベルトリトラクタは、
通常、前記スプール（１）がロックされず、前記ウェッビング（２１）を繰り出し、巻き取るように回転することができ、緊急事態の際に前記センサレバー（７）が前記ラチェットホイール（１９）に係合することによって前記スプールが、前記ウェッビング（２１）が繰り出されないようにロックされるエマージェンシロックモードである第１のモードと、前記スプール（１）が、常時、前記ウェッビング（２１）が繰り出されないようにロックされるオートマチックロックモードである第２のモードとで動作するようになっており、
前記第１のモードと前記第２のモードとを切り換える手段をさらに有しており、
該切り換え手段は、
前記スプール（１）に連結された減速ギア機構（８，９）と、
該減速ギア機構（８，９）を介して前記スプール（１）に連結され、前記ウェッビングの繰り出し量に依存して回転させられ、カム面を外周に有するカム（１２）と、
ピボット運動可能に取り付けられ、前記カム（１２）と協働するカム従動子として働く作動レバー（１５）と、
前記作動レバー（１５）が前記カム（１２）と協働するカム従動子として働くように、前記作動レバー（１５）を前記カム面に向かって回転付勢するばね（１７）と、
を有しており、
前記作動レバー（１５）は、前記カム従動子として前記カム面と協働し、前記作動レバーが前記センサレバー（７）を動かさず、前記シートベルトリトラクタが前記第１のモードになる第１の位置と、前記作動レバーが前記センサレバー（７）を動かし、前記シートベルトリトラクタが前記第２のモードになる第２の位置の間でピボット運動することによって、前記シートベルトリトラクを前記第１のモードと前記第２のモードの間で切り換え、
前記センサレバー（７）の一部分が前記センサ（６）と協働するようになっており、他の部分が前記ラチェットホイール（１９）に係合するようになっており、前記センサレバー（７）のピボット点（７ｂ）が、前記の両部分の間に位置している、
シートベルトリトラクタ。
前記センサレバー（７）は前記ラチェットホイール（１９）に係合するように構成された唯一のレバーである、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
前記カム面は、前記第１のモードと前記第２のモードとの切換え時に前記作動レバー（１５）に係合する、前記カム面に対して実質的に半径方向に延びているくぼみ（１３）および段状部（１３ｂ）を含んでいる、請求項１または２に記載のシートベルトリトラクタ。
前記作動レバー（１５）は、前記くぼみ（１３）にぴったり嵌る部分を有している、請求項３に記載のシートベルトリトラクタ。
前記センサレバー（７）は、前記シートベルトリトラクタが前記第１のモードで動作している時に取付け部材（４）上で前記ピボット点（７ｂ）の周りにピボット運動するようになっている、請求項１から４のいずれか１項に記載のシートベルトリトラクタ。
前記センサレバー（７）は、実質的にその中心の周りにピボット運動させられる、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
前記減速ギア機構（８，９）は、偏心カム（１１）を有するサイクロイド機構である、請求項１から６のいずれか１項に記載のシートベルトリトラクタ。