JP4806693B2 - 車両のシートベルト装置 - Google Patents

Description

この発明は、緊急時に乗員拘束用のウェビングを引き込む機能を備えた車両のシートベルト装置に関するものである。

車両のシートベルト装置として、緊急時に、アクチュエータによってウェビングを引き込むことにより、ウェビングによる乗員の拘束を強めるものが知られている。このシートベルト装置は、作動信号の入力を受けて瞬時に高圧ガスを発生するガス発生器と、ガス発生器で発生したガス圧を受けてベルトリールを回転させるアクチュエータを備え、緊急時にガス発生器が高圧ガスを発生すると、アクチュエータがガス圧によってウェビングを瞬時に引き込むようになっている。

ところが、この種のシートベルト装置の場合、ガス発生器によって得られる大きな駆動力は瞬間的なものであるため、ウェビングによる乗員の拘束力を持続させることがむずかしい。
このため、これに対処するものとして、ガス圧を用いるアクチュエータの回転軸にフライホイールを連結し、ガス圧が急低下した後にもフライホイールの慣性回転によって拘束力を持続し得るようにしたものが案出されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−２５９５５号公報

しかし、この従来のシートベルト装置においては、フライホイールを用いることによってウェビングによる拘束力を持続し得るようになるものの、ウェビングによる確実な乗員拘束を持続するためにはフライホイールを大型化せざるを得ず、装置全体の大型化を招くことか懸念される。

そこで、この発明は、装置全体の大型化を招くことなく、緊急時に乗員拘束力を充分に持続することのできる車両のシートベルト装置を提供しようとするものである。

上記の課題を解決する請求項１に記載の発明は、乗員を拘束するウェビング（例えば、後述の実施形態におけるウェビング４）が巻回されるベルトリール（例えば、後述の実施形態におけるベルトリール１１）と、緊急時に発生ガスによって瞬発的な回転駆動力を発生するアクチュエータ（例えば、後述の実施形態におけるアクチュエータ１３）と、このアクチュエータによる回転駆動力によって回転するフライホイール（例えば、後述の実施形態におけるフライホイール１８）と、を備え、前記アクチュエータによる回転駆動力によって前記ベルトリールをウェビング引き込み方向に回転させる車両のシートベルト装置であって、前記フライホイールの内側に収容配置され、前記アクチュエータの回転を増速して前記フライホイールに伝達する増速機構（例えば、後述の実施形態における増速機構１７）と、前記フライホイールの回転時に、前記増速機構の低速回転側と前記ベルトリールを接続する断接手段（例えば、後述の実施形態における遠心クラッチ１９）と、を設けたことを特徴とする。
これにより、緊急時に、発生ガスによってアクチュエータが回転駆動されると、フライホイールが内側の増速機構を介して回転する。こうしてフライホイールが回転すると、断接手段が増速機構の低速回転側とベルトリールを接続し、フライホイールの回転力がベルトリールに伝達される。フライホイールはアクチュエータの回転力が低下した後にも回転を継続する。また、フライホイールには増速機構を介してアクチュエータの回転が伝達されるため、フライホイールを小型・軽量化しても充分な慣性エネルギーがフライホイールに蓄えられるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両のシートベルト装置において、前記増速機構は、前記フライホイールの内側の中空部内に配置されて前記フライホイールと一体に回転する外歯歯車（例えば、後述の実施形態における外歯歯車２７）と、前記アクチュエータと断接手段に接続されるとともに前記中空部内で前記外歯歯車に噛合される内歯歯車（例えば、後述の実施形態における内歯歯車２８）と、によって構成し、前記フライホイールの回転軸（例えば、後述の実施形態における回転軸Ｐ１）と前記ベルトリールの回転軸（例えば、後述の実施形態における回転軸Ｐ２）をオフセットさせたことを特徴とする。
これにより、緊急時に、アクチュエータが回転駆動されると、フライホイールの内側の中空部内で内歯歯車が回転し、このとき、内歯歯車に噛合している外歯歯車が増速して回転し、フライホイールも外歯歯車と一体に回転する。また、フライホイールは、ベルトリールの回転軸に対してオフセットして配置されるため、ベルトリールのフライホイールと同側の側方にはスペース的な余裕ができる。

請求項１に記載の発明によれば、ガス圧によるアクチュエータの回転力を、増速機構を介してフライホイールに蓄え、フライホイールの回転を、断接手段を介してベルトリールに伝達することができ、しかも、増速機構がフライホイールの内側に収容配置されることから、装置全体の大型化を招くことなく、緊急時の乗員拘束力の充分な持続を得ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、フライホイールの内側に外歯歯車と内歯歯車によってコンパクトに増速機構を構成することができるうえ、フライホイールをベルトリールの回転軸に対してオフセット配置することで、ベルトリールのフライホイールと同側の側方にスペース的な余裕を作ることができるため、装置全体のさらなる小型化と部品配置の自由度を高めることができる。

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この発明にかかるシートベルト装置１の概略構成を車両とともに示した図であり、同図中２は、乗員ｍの着座するシートである。このシートベルト装置１は、リトラクタ３が図示しないセンターピラーに固定され、リトラクタ３から引き出されたウェビング４にタングプレート５が取り付けられるとともに、そのタングプレート５が車体フロア側のバックル６に対して脱着可能となっている。ウェビング４は、初期状態ではリトラクタ３に巻き取られており、乗員ｍが手で引き出し、タングプレート５をバックル６に固定することによって乗員ｍの主に胸部と腹部をシート２に対して拘束するようになる。

図２は、シートベルト装置１のリトラクタ３部分を示す斜視図であり、図３は、シートベルト装置１のリトラクタ３部分を中心とする概略的な縦断面図である。
シートベルト装置１は、ウェビング４の引き出しと巻き取りを行うリトラクタ３に、ウェビング４の急激な引き出しを規制するロック機構７と、緊急時に、ウェビング４の引き込みを行うプリテンショナ８が設けられている。

リトラクタ３は、リトラクタフレーム１０に、ウェビング４を巻回するベルトリール１１が回転可能に支持され、ベルトリール１１の軸方向の一端側に上記ロック機構７と、ベルトリール１１をウェビング巻き取り方向に付勢する巻き取りばね１２が配置されるとともに、ベルトリール１１の軸方向の他端側にプリテンショナ８の主要な構成が配置されている。

プリテンショナ８は、ガス圧を駆動源として回転力を発生するアクチュエータ１３と、ミリ波レーダー等の緊急状態検知手段１４と、緊急状態検知手段１４から検知信号を受けてアクチュエータ１３に作動指令を出力するコントローラ１５（制御手段）と、アクチュエータ１３にワンウェイクラッチ１６を介して接続された増速機構１７と、増速機構１７の高速回転側に接続されたフライホイール１８と、増速機構１７の低速回転側とベルトリール１１を接続状態と切断状態に切り換える遠心クラッチ１９（断接手段）と、を備えている。

図４は、プリテンショナ８のアクチュエータ１３部分の断面を示すものである。
同図に示すように、アクチュエータ１３は、コントローラ１５からの作動指令を受けて瞬時に反応ガスを発生するガス発生器２０と、ハウジング２１内に回転可能に設けられ、外周に複数の羽根部２２ａを有するロータ２２と、ガス発生器２０からロータ２２の羽根部２２ａに向かう湾曲したガイド通路を形成する誘導パイプ２３と、誘導パイプ２３に充填された複数のスチールボール２４を備えている。このアクチュエータ１３は、誘導パイプ２３内の複数のスチールボール２４がガス発生器２０で発生する反応ガスのガス圧を受けてロータ２２の羽根部２２ａに向かって連続的に打ち出され、このときスチールボール２４がロータ２２を連続的に回転させる。
また、この実施形態の場合、図２，図３に示すようにガス発生器２０には分岐パイプ２５を介してアキュムレータ２６が接続され、アキュムレータ２６の蓄圧機能によってガス圧供給の持続時間の延長が図られている。

フライホイール１８は、軸方向の一端側が開口する有底円筒状の中空構造とされている。そして、フライホイール１８は、一端側の開口がアクチュエータ１３側に向くようにアクチュエータ１３に隣接して配置され、アクチュエータ１３のハウジング２１に図示しない軸受を介して回転可能に支持されている。

図５は、フライホイール１８と増速機構１７部分を切断した断面図である。
この図５と図２に示すように、フライホイール１８の中空部１８ａ内に臨む軸心（回転軸Ｐ１）位置には小径の外歯歯車２７がフライホイール１８と一体に設けられ、外歯歯車２７の歯面には、フライホイール１８の中空部１８ａ内に収容配置された有底円筒状の内歯歯車２８が噛合されている。外歯歯車２７と内歯歯車２８は増速機構１７を構成し、内歯歯車２８の回転を歯数比に応じた比率に増速し、外歯歯車２７（フライホイール１８）に伝達するようになっている。

内歯歯車２８は、アクチュエータ１３のロータ２２にワンウェイクラッチ１６を介して接続されている。ワンウェイクラッチ１６は、アクチュエータ１３（ロータ２２）から増速機構１７（内歯歯車２８）へのウェビング引き込み方向の回転動力の伝達を許容し、増速機構１７（内歯歯車２８）からアクチュエータ１３（ロータ２２）への動力の伝達を遮断するようになっている。

また、内歯歯車２８には連結軸２８ａが一体に設けられ、この連結軸２８ａが遠心クラッチ１９を介してベルトリール１１に対して断接可能にされている。遠心クラッチ１９は、連結軸２８ａの回転が停止している間は内歯歯車２８とベルトリール１１を切断状態に維持しており、フライホイール１８の回転に応じて連結軸２８ａが回転すると、そのときの遠心力によって内歯歯車２８とベルトリール１１を接続状態にする。

ところで、内歯歯車２８の連結軸２８ａはベルトリール１１の回転軸Ｐ２に対して同軸に配置され、内歯歯車２８は、フライホイール１８の中空部１８ａ内において、外歯歯車２７に噛合されている。したがって、フライホイール１８の回転軸Ｐ１は、ベルトリール１１の回転軸Ｐ２に対して径方向にオフセットして配置されている。

以上の構成において、車両の走行時に緊急状態検知手段１４が緊急状態を検知して、コントローラ１５からアクチュエータ１３のガス発生器２０に作動信号が出力されると、ガス発生器２０が瞬時に高圧の反応ガスを発生し、スチールボール２４がロータ２２を瞬発的に回転させる。こうしてロータ２２が回転すると、その回転はワンウェイクラッチ１６を介して増速機構１７の内歯歯車２８に伝達され、このときの内歯歯車２８の回転は、遠心クラッチ１９を作動させてベルトリール１１をウェビング巻き取り方向に回転させるとともに、外歯歯車２７を介して増速した回転としてフライホイール１８に伝達される。これにより、ガス圧によるアクチュエータ１３の駆動力によってウェビング４が引き込まれるとともに、アクチュエータ１３の回転エネルギーがフライホイール１８に蓄えられる。

そして、この直後にスチールボール２４の打ち込みの終了によってアクチュエータ１３が減速すると、ワンウェイクラッチ１６の機能によって増速機構１７からアクチュエータ１３が切り離され、フライホイール１８がアクチュエータ１３の影響を受けずに回転を継続するようになる。これにより、アクチュエータ１３の減速後にも、フライホイール１８の慣性エネルギーによってベルトリール１１によるウェビング４の引き込みが継続される。

このため、緊急状態検知手段１４による緊急状態の検知直後に車両の衝突が起きた場合には、乗員が前方に移動しようとする間、アクチュエータ１３とフライホイール１８によるウェビング４の引き込みが継続されることになる。したがって、このシートベルト装置１では、衝突時における乗員の慣性エネルギーを効率良く吸収することができる。

また、このシートベルト装置１においては、アクチュエータ１３の回転を増速機構１７で増速してフライホイール１８に回転力を伝達するため、フライホイール１８の小型・軽量化を図ることができる。さらに、このシートベルト装置１では、増速機構１７がフライホイール１８の内側の中空部１８ａ内に配置されるため、装置全体の小型化を図ることができる。

また、特に、この実施形態のシートベルト装置１においては、増速機構１７が、フライホイール１８に同軸に設けられた外歯歯車２７と、中空部１８ａ内で外歯歯車２７に噛合する内歯歯車２８によって構成されているため、増速機構１７を小型で簡素な構造にすることができ、しかも、フライホイール１８が、その回転軸Ｐ１をベルトリール１１の回転軸Ｐ２に対して径方向にオフセットさせるように配置されることから、リトラクタ３のフライホイール１８と同側の側方にスペース的な余裕を作ることができる。したがって、部品配置の自由度が高まり、装置全体を小型化するうえでもさらに有利となる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

この発明の一実施形態のシートベルト装置の概略構成図。 同実施形態のシートベルト装置のリトラクタ部分の斜視図。 同実施形態のシートベルト装置のリトラクタ部分を中心とする模式的な縦断面図。 図３のＡ−Ａ断面に対応する断面図。 図３のＢ−Ｂ断面に対応する断面図。

符号の説明

１…シートベルト装置
４…ウェビング
１１…ベルトリール
１３…アクチュエータ
１７…増速機構
１８…フライホイール
１９…遠心クラッチ（断接手段）
２７…外歯歯車
２８…内歯歯車
Ｐ１，Ｐ２…回転軸

Claims (2)

1. 乗員を拘束するウェビングが巻回されるベルトリールと、
   緊急時に発生ガスによって瞬発的な回転駆動力を発生するアクチュエータと、
   このアクチュエータによる回転駆動力によって回転するフライホイールと、を備え、
   前記アクチュエータによる回転駆動力によって前記ベルトリールをウェビング引き込み方向に回転させる車両のシートベルト装置であって、
   前記フライホイールの内側に収容配置され、前記アクチュエータの回転を増速して前記フライホイールに伝達する増速機構と、
   前記フライホイールの回転時に、前記増速機構の低速回転側と前記ベルトリールを接続する断接手段と、を設けたことを特徴とする車両のシートベルト装置。
2. 前記増速機構は、
   前記フライホイールの内側の中空部内に配置されて前記フライホイールと一体に回転する外歯歯車と、
   前記アクチュエータと断接手段に接続されるとともに前記中空部内で前記外歯歯車に噛合される内歯歯車と、によって構成し、
   前記フライホイールの回転軸と前記ベルトリールの回転軸をオフセットさせたことを特徴とする請求項１に記載の車両のシートベルト装置。

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