JP4621281B2 - シートベルトプリテンショナー - Google Patents

Description

本発明は、シートベルトプリテンショナーに関する。

典型的なシートベルトは、車両の荷重支持部に３点で結合された、ある長さを有するベルトウェビングを含んでいる。一般的に、ウェビングの一端はベルトアンカーに取り付けられており、ベルトアンカーは、シートの、シートと近接したドアの間の側にある、縦方向に延びた荷重を支持するシャーシ部材にボルト止めされている。ウェビングは、座席の乗員の腰部を横切って、シートの反対側で車両に固定されたバックル機構まで行き、そこから座席の乗員の胴体を対角線状に交差し、ウェビングガイドを通って、ドアに近接したＢピラーに取り付けられたリトラクタに至るように配置されている。バックル機構は、ウェビングに滑らせる形で取り付けられたバックルタングと係合している。

ウェビングのピラー側の端部に取り付けられたリトラクタは、ウェビングが比較的小さな限られた負荷で引き出せることで、ベルトに拘束された座席の乗員の快適性を向上させている。このため、拘束された座席の乗員は、たとえば車内のエンターテイメント制御機器や収納用仕切りに手を伸ばすといった、体の動きが可能となる。リトラクタは、座席の乗員の周りにウェビングを比較的ピンと張った状態に維持するように付勢されている。また、衝突の兆候である急速な加速または減速が車にかかったことを加速センサーが検知した場合に、ウェビングの引き出しに対してリトラクタをロックする、ロック要素が含まれている。

近年では、衝突が起こった際に乗員のベルトを締め付けるために、ある長さのウェビングを急速に引き込むプリテンショナーが導入されている。これにより、ベルトの弛みを吸収して、乗員をより正確な座席位置に置くことができ、シートベルトによって提供される座席の乗員の保護や、エアバッグのような二次的な安全拘束具による保護が最大限に高められる。

プリテンショナーは、発火装置的に作動するガス発生器のようなフォースリザーバを使用して、短時間の間に、理想的には衝突のパルスの影響が完全に出る前に、ベルトを締めるために十分な強さの推進力を提供している。

プリテンショナーは通常、ある長さのウェビングを引き込むために、ウェビングのリトラクタ側に配置されており、一般的には、そこでリトラクタ機構を巻き戻している。またプリテンショナーは、バックル機構を後方へ引くためにバックル留め具にも使用されてきた。バックルプリテンショナーには、バックル単一の運動によって乗員を横切っているウェビングの膝上と肩の両方の部分が同時に引き込まれるので、同じプリテンション機構の並進運動に対して２倍の長さのウェビングを効果的に引き込むという利点がある。しかし、車両のバックル留め具周辺のスペースは限られており、特に高度に調整可能なシートを有する新型車の場合には、バックルが小さくなったり、バックルの柄が短くなったりする傾向にある。これにより、バックルプリテンショナーの性能が制限されている。

米国特許第６５６５１２１号明細書は、車両のシートに固定されたベルト締め付け装置を備えた自動車のフロントシート用３点式シートベルトシステムについて教示している。ベルト締め付け装置のピストンシリンダアセンブリは、車両に対して縦方向に延ばすことができる。

最近、近接したドアシル周辺にある、ウェビングのベルトアンカー側の端部で、プリテンショナーが使用されている。こうしたいわゆるシルプリテンショナーのプリテンション性能は、車両でのこの部分のスペースが限られるため、極めて制限されており、これまでシルプリテンショナー単独では、安全基準を満たすほどの十分なベルトウェビングの弛みを吸収することはできなかった。以前は、シルプリテンショナーは、単にリトラクタおよびバックルプリテンショナーを補完するためにのみ使用されていた。米国特許出願公開第２００５／０２０６１５３号明細書では、３ドア車において、スライダーバーと併用してシルプリテンショナーを使用することが提案されている。

公知のプリテンション装置はかさばる傾向にあり、衝突時に十分な長さのシートベルトウェビングを引き込む能力を損なうことなく、プリテンション装置を小型化してスペースを節約することが望まれている。

この課題は、請求項１に記載の本発明によって解決される。本発明によれば、車両に搭載された３点式シートベルトにおいて、端部がドアシルとシートベースの両方の近傍に設けられているシートベルトウェビングにプリテンションを与えるプリテンション装置は、シートベースに近接し、シートベースに対して定位置にあるシリンダと、シリンダの内部にあってシリンダに沿って移動可能であり、細長い部材の第１の端部と結合し、シートベルトウェビングと結合している細長い部材を介してシートベルトウェビングと結合しているピストンと、衝突時に、車両の後部方向にピストンを移動させ、シリンダの後方に位置しているシートベルトウェビングガイドと協働して、シートベルトウェビングを車両の前部方向に移動させる移動手段とを備えている。

この明細書本文および特許請求の範囲において使用されているように、「前方」や「後方」、「前部」や「後部」のような用語、および類似の用語は、本発明のシートベルトプリテンション装置が搭載されている車両の前部および後部に対する方向を指す。同様に、「上」や「下」、「高」や「低」のような用語は、本発明のシートベルトプリテンション装置が搭載されている車両の客室の上端および下端の通常の方向に対してとられている。

全ての図に、公知の方法でシートベルトを備え付けられた、車のシート１を示す。シートベルトはシートベルトウェビング２を含み、その一端は車両の荷重支持部に取り付けられているか、または荷重支持手段３で結合されている。シートベルトは、車両の床の一部であるシャーシ部材やドアシル、あるいはシート１の一部やシートフレームが摺動可能に取り付けられるシートレールの一部に固定することができる。シリンダ７は、シートレールのようなシートの荷重支持部に、ほぼ平行に固定されるのが好ましい。ウェビング２はＤ−リングのようなウェビングガイド５を経由して、車両のＢピラーに通常は取り付けられているリトラクタ４に至っている。プリテンションユニットは番号６で示してあり、このユニットは、よく知られているように、一般的にはピストンシリンダユニットを含んでいる。ピストンシリンダユニットでは、衝突発生時に、通常は発火装置の手段によってピストン１３がシリンダ７に沿って駆動される。ピストン１３は、ケーブル９を介してウェビング２に結合されている。シリンダ７の前方には、前方に延びたケーブル９をシートベルトウェビング２のある後方に方向転換させるために、プーリー１５が設けられている。ここで、ケーブル９はベルトウェビング２にループ状に巻き回されて示してある。

シートベルトを締め付けるためにシリンダ内で駆動されるピストンを有するシートベルトプリテンショナーが、たとえば米国特許第６１１３１４５号明細書、米国特許第６１３１９５１号明細書、米国特許第６１４９０９５号明細書、米国特許第６１５５５１２号明細書、米国特許第６１８６５４９号明細書、米国特許第６２３７９５８号明細書、米国特許第６２３８００３号明細書、米国特許第６４５０４３５号明細書、米国特許第６５６５１２１号明細書、米国特許第６８４０５４４号明細書、および米国特許第６６８２０９７号明細書で開示されている。それぞれの明細書は、そのようなピストンシリンダ装置を教示する目的で参照でき、そこでは、本発明の実施において使用できるピストンシリンダ装置を、単独で、あるいは１つかそれ以上のその他の引用公報と組み合わせて教示している。

ピストン１３は固定部材であるシリンダ７の内部に収納され、かつその内部に沿って移動可能な部材１３であるため、ピストンは車両の正常な進行方向、すなわちシート１を車両に固定するシートレールにほぼ平行である車両の前後線にほぼ平行な方向に移動することが好ましい。最も好ましいのは、ピストン１３がほぼ水平な後方方向に移動して、シートベルトウェビング２を前方方向に引っ張ることである。ピストンをシリンダに沿って移動させる手段は、発火装置的に作動するガス発生器を含んでいて良い。これにより装置を特に小型化することができる。

シリンダ、プーリーまたはコーンのようなウェビングガイド１１がシート１に固定され、バックルポイント８から延びた破線の間として概略的に図示したいわゆるＲ１４ゾーン１２の近傍である、プリテンションユニットのシリンダの後方に位置している。Ｒ１４ゾーンは、国際的に認知されている安全基準の仕様において、ウェビングのシル側の支持部として推奨されている場所である。

図１から図３および図５に示す第１の実施形態において、ウェビング２のシル側の端部は、ベルトアンカー３を介して、シートレールに荷重支持手段で固定されている。

図１に未装着状態のシートベルトを示す。これはシートベルトが車両のシート２を横切って締められていないことを意味している。したがってウェビング２は、図示したように、ベルトアンカー３からＤ−リングのようなウェビングガイド５へ、ドアに近接したシート２の側面をほぼ垂直に通っている。ここでプリテンションユニット６は作動していない。

図２に装着した状態のシートベルトを示す。これは、シートベルトが、シート２を横切って、ベルトアンカー３から見てシートの反対側にある番号８として概略的に示したバックルポイントで固定されていることを意味している。このバックルポイントとは、ベルトウェビングを座席の乗員に締め付けるためにバックルタングとロックするときの、バックルの位置のことである。ここでもプリテンションユニット６は作動していない。

図３に、プリテンションユニット６が作動してプリテンションが与えられた状態のシートベルトを示す。ピストン１３が矢印Ｐの方向に移動し、ケーブル９を矢印Ａの方向に引っ張っている。ケーブルはベルトアンカー３付近にあったウェビング２にループ１０状に巻き回されて、それによって、ウェビング２のこの部分を矢印Ａの方向に引っ張り、矢印ＢおよびＣで示す経路に沿ってウェビングの弛みを引き寄せている。プリテンションユニットは、衝突センサーが高加速や高減速を検出する衝突時に作動する。また、センサーは、ウェビングがさらに引き出されないように、当業者には周知の方法でリトラクタ４もロックする。

ラチェットか、あるいはプリテンション装置の作動後に移動可能な部材がプリテンションを弱める方向へ動くのを防止する、その他の形式の反転防止機構が、公知の方法でプリテンションユニット６に直接組み込まれている。このように、反転の動きに対してプリテンショナーをロックすると、シートベルトの張力が失われない。たとえばラチェット歯のような鋸歯形の突起物をシリンダ７の内壁に組み込み、また共働する歯をピストンに取り付けて、ピストンがプリテンションを与える方向Ａに動けるようにすることができるが、この方向は、こうした特徴を教示する目的で引用することができる米国特許第６１１３１４５号明細書に開示されているような反対方向ではない。ピストンシリンダには、こうした特徴を教示する目的で引用することができる米国特許第６２３７９５８号明細書で開示されているような反転防止機構として、少なくとも１つのロック用ブロックを採用できる。ラチェット機構は、さまざまなシートベルト拘束アプリケーションとして知られているため、本発明のプリテンショナーは、標準的な部品や製造プロセスを利用して有利に構成することができるので、比較的廉価なロック機構を提供している。

図に示すように、ベルトアンカー３およびウェビングガイド１１は、現在はＲ１４の仕様として公知の「車両固定引っ張り試験」の基準によるＲ１４ゾーンとして知られている、１２のラベルを付けた領域に位置している。この仕様では、シートベルトが、少なくとも１５ｋＮの荷重に耐えうるだけの十分な強度があることが要求されている。Ｒ１４の仕様は、「欧州経済共同体」の加盟国における自動車の安全ベルトの固定に関する規則を定めたＥＥＣ指令７６／１１５に記載されている。

ケーブル９は、図５で明示しているように、ウェビング２の上に巻き付けた二重のケーブルとなっていても良い。

図中の番号１０で示すケーブルループは、ウェビング２に沿ってより滑らせやすくするために、またウェビングの繊維がケーブルで傷まないようにするために、プラスチック材料で覆うか、あるいはプラスチックチューブに入れておいてもよい。

シート１に固定され、荷重を支持するウェビングガイド１１は、プリテンション装置の性能を向上させている。それは、このガイドが、プリテンションユニット６によってもたらされる力線により平行かつ接近した経路に沿って、ケーブル９を移動させるからである。ケーブルがプリテンションユニット６の力線に対して３０度以下の角度となるように配置することが好ましい。この性能の向上は、より短いプリテンションユニット６で同一のプリテンション効果が達成できる、すなわち同じ長さのウェビングの弛みを引き込むことができることを意味している。

ウェビングガイド１１はウェビング２の方向を変えるとともに、プリテンションユニット６をシートクッションのベースに沿って配置することを可能にする。それによって同ユニットがシート自体の深さと同程度になることが可能となる。以前のシルプリテンショナーの場合、プリテンションユニット自体をベルトアンカーの背後に効率的に配置しなければならず、そのためシート背後の貴重なスペースがふさがれ、さらにプリテンションユニットの大きさが制限されることでプリテンションの能力も制限されていた。このことは特に、米国特許出願公開第２００５／０２０６１５３号明細書に記載されているスライダーバー式シルプリテンショナーの場合に当てはまっている。

移動可能な手段であるピストン１３は、たとえばウェビングにループ１０状に巻き回されるか、あるいは迅速な取り付け装置で結合可能にすることによって、ウェビングガイド１１とベルトアンカー３の間のシートベルトウェビング２と結合するか、あるいは結合可能にすることが好ましい。この位置関係は、ピストンが動く距離に対して引き込まれるウェビングの全長が２倍になるという利点を有しており、これにより、公知のシルプリテンショナーと比べて、プリテンショナーがより小型、かつより効率的となる。

図４に代替の実施形態を示す。ここでは、ウェビング２のベルトアンカー側の端部がケーブル９を介してプリテンションユニット６のピストン１３に直接連結されている。この実施形態の場合、ウェビングガイド１１は、シート１の構造体の若干低い位置にあって、ケーブル９の配線に近接した有効な荷重支持固定点となっている。シートベルトウェビングをケーブルの端部に取り付ける構造を教示する目的で、米国特許第６２３８００３号明細書が引用可能である。

図５は、図１から図３における実施形態をより詳細に図示しており、特に、ベルトアンカー３直上のウェビング２を取り囲むループ１０でケーブル９をベルトウェビング２に取り付ける一つの方法を示している。ケーブル９はプリテンションユニット６のピストン１３に取り付けられており、このピストンが矢印Ｐの方向に移動することで、ケーブルを引き込み、ウェビングガイド１１と係合するようにウェビング２を矢印Ａの方向に動かして、ウェビング２の弛みを取り去っている。

本発明のシートベルトプリテンショナーは、非常に小型でシートの足もとに設置できるため、４または５ドア車だけでなく、３ドア車にも使用できる。したがって、３ドア車のフロントシートに取り付けた場合には、リアシートへのアクセスを制限することはなく、またいずれの車両のリアシートに取り付けた場合でも、収納のスペースを取ることはない。

シートベルトが座席の乗員を拘束していない未装着状態での、本発明の第１の実施形態におけるプリテンション装置を示す概略側面図である。 シートベルトが座席の乗員を拘束している装着状態での、図１のプリテンション装置を示す概略側面図である。 シートベルトが座席の乗員を拘束しているプリテンション状態での、図１および図２のプリテンション装置を示す概略側面図である。 図１から図３のプリテンショナーの代替の実施形態を示す概略側面図である。 図１のプリテンショナーの一部を拡大して示した概略側面図である。

Claims (5)

1. 車両に搭載された３点式シートベルトのシートベルトウェビング（２）の端部が、ドアシルとシートベース（１）の両方の近傍で、車両の床の一部であるシャーシ部材、ドアシル、シートの一部、あるいはシートフレームが摺動可能に取り付けられたシートレールの一部にベルトアンカー（３）で固定され、前記シートベルトが、前記ベルトアンカー（３）から見てシートの反対側にバックル留め（８）された、前記シートベルトウェビング（２）にプリテンションを与えるプリテンション装置（６）であって、
   前記シートベルトウェビングが固定されている位置の前方で、前記シートの、前記ベルトアンカー（３）と同じ側に位置する定位置であって、前記ドアシルと前記シートベース（１）との両方の近傍にある定位置に設けられたシリンダ（７）と、
   前記シリンダ（７）の内部に収容され、該シリンダ（７）に沿って、車両の正常な移動方向とほぼ反対方向の、車両の正常な移動方向にほぼ平行な線上をほぼ水平に移動可能なピストン（１３）と、
   前記ピストン（１３）を前記シリンダ（７）に沿って駆動させる発火装置の手段と、
   一方の端部では、前記ピストン（１３）に接続され、他方の端部では、前記ベルトアンカー（３）の領域で、前記シートベルトウェビング（２）にループ状に巻き回されているか、前記シートベルトウェビング（２）に機械的な取付部材によって取り付けられた細長い部材（９）と、
   前記シリンダ（７）の前方に位置し、前記細長い部材（９）が延びる方向を、前方から前記シートベルトウェビング（２）に向かって後方へと方向転換させるプーリー（１５）と、
   プリテンション状態で前記シートベルトウェビング（２）の前記ベルトアンカー（３）側の端部から離れた位置での有効な固定点となるように、前記シートベルトウェビングの前記ベルトアンカー側の端部に隣接した前記シートの側面で、前記シートベース（１）に固定され、それにより、前記ピストンが車両の正常な移動方向とほぼ反対方向に移動する際に、前記シートベルトウェビング（２）が、衝突センサーからの信号に応じてプリテンションを与えられる方向に移動することができる、シリンダ状、プーリー状、またはコーン状のウェビングガイド（１１）と、
   を備え、
   前記ウェビングガイドは、前記シートベルトウェビングが引かれるべき方向を効果的に反転させ、ウェビングの緩みを引き締めるように配置されている、
   プリテンション装置。
2. 前記細長い部材（９）が金属ケーブルを含む、請求項１に記載のプリテンション装置。
3. 前記シリンダ（７）が、前記車両シート（１）の荷重支持部に固定されている、請求項１または２に記載のプリテンション装置。
4. 前記シリンダ（７）が、プリテンションを与えない方向への前記ピストン（１３）の動きを拘束する拘束手段を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載のプリテンション装置。
5. 前記シリンダ（７）の、プリテンションを与えない方向への前記ピストン（１３）の動きを防止する前記拘束手段が、前記シリンダ（７）に設けられたラチェット歯と、前記ピストン（１３）に設けられた少なくとも１つの共働する歯と、を含む、請求項４に記載のプリテンション装置。

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