JP4189015B2 - 安全ベルトリトラクターのトーションバー支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、安全ベルトリトラクターのトーションバー支持構造に関し、より詳細には、安全ベルトリトラクターのガイドドラムに挿入されるトーションバーを安定に支持することによって、ウェビングが解けたり巻き戻すことを円滑にする安全ベルトリトラクターのトーションバー支持構造に関する。

車両には、運転手及び搭乗者を事故から安全に保護するために、安全ベルト（シートベルト）またはエアーバックなどが設置されている。

このような安全ベルトは、車両の正面衝突、側面衝突、転覆などの事故発生時に作動し、運転手だけでなく搭乗者を最大限保護するように設置されていて、車両に基本的に装着される安全装置の１つである。

このような安全ベルトは、搭乗者（以下、“運転手”を含む）の腰を取り囲んで保護する腰ベルトと、肩及び胸部位を取り囲む肩ベルトとからなる３点式安全ベルトが主に使われる。このような前記肩ベルトには、ガイドプーリが結合され、車両のセンターピラー部には、ベルトを外したり、巻くリトラクターが設置され、前記腰ベルトは、ロッカーパネルに装着される。

また、ベルトの中間部分には、タング（Tongue）が結合され、前記タングは、車両のフロアー部に固定されているバックルとワンタッチで結合または分離されるように設置されている。

更に、前記安全ベルトを巻いたり外すリトラクターは、非ロック式リトラクター （ＮＬＲ：Non Locking Retractor）、緊急ロック式リトラクター （ＥＬＲ：Emergency Locking Retractor）、ウェブロック式リトラクター（ＷＬＲ：Web Locking Retractor）の３つが使われている。

前記非ロック式リトラクターは、肩、腰ベルトの長さを調整した状態でロックされるのに対し、緊急ロック式リトラクターは、車両の停車中や走行状態でベルトが自由に伸縮されるので、身体の動きが自由になり、車両の衝突時、車両に大きい減速度が加えられた場合だけでなく、ベルトの引出速度が速い場合には、ベルトの解けが阻止され、ベルトをロックするようになっている。

更に、ウェブロック式リトラクターは、車両の衝突時、クランプが直接ベルトを把持するようになり、ベルトの引出量をなくすので、乗客の姿勢が前方に急激に片寄って、大きい傷害を負うことを防止するようになる。

一方、特許文献１に「安全ベルトリトラクター」が開示されており、これを簡略説明する。

前記安全ベルトリトラクターは、ウエビングを巻取する巻取ドラムと、一端部が巻取りドラムに相対回転不能に係合されトーションバーとして機能するスピンドル軸とを備え、車両緊急時にスピンドル軸の捩じり変形によりエネルギー吸収を行うようにしたシートベルトリトラクタにおいて、車両緊急時にスピンドル軸の一端部の他端近傍部に対する捩じり変形回転量が所定値になるまでスピンドル軸の捩じり変形を許し、且つ前記捩じり変形回転量が所定値に達したときスピンドル軸の他端近傍部と巻取りドラムとを相対回転不能に締結する締結機構を具備する。

一方、特許文献２に「ウェビング巻取装置」が開示されており、これを簡略に説明する。

このようなウェビング巻取装置は、互いに対向する一対の脚板を有するフレームと、装着状態において車両搭乗者の身体を拘束する長尺帯状のウェビングベルトの一端が係止されると共に、前記ウェビングベルトを巻き取る方向へ付勢され、且つ、軸方向に沿って前記ウェビングベルトが係止された部分の両側で前記一対の脚板に保持される巻取軸と、を有する。

また、ウェビング巻取装置は、前記一対の脚板の各々の幅方向の一端を連結して一体にすると共に、車体に固定された固定部を有し、且つ、各々が孔状或いは薄肉で前記ウェビングベルトを引き出す際に前記巻取軸及び前記一対の脚板を介して作用する引張力の作用方向に沿って連続的或いは断続的に形成されると共に前記引張力の作用方向に沿って互いに平行に形成された複数の肉抜部が設けられた連結部をフレームに設けた。

このようなウェビング巻取装置は、ウェビングベルトの引出時に、フレーム連結部に作用する引張力の作用方向に対して均一な引張力が作用し、連結部の弾性変形量が均一になるという利点があるが、脚板間に回転自在に設置されるスプールを支持するトーションバーにウェビング巻取装置の荷重が作用するので、トーションバーの変形が発生することはもちろん、ウェビングが解けたり巻き戻す場合、円滑な回転がなされないという問題点があった。

また、特許文献３に「安全ベルトリトラクター」が開示されており、これを簡略に説明する。

このような安全ベルトリトラクターは、一方向に回動付勢されてウェビングを巻き取るためのスプールと、前記スプールとともに回転するラチェットホイールと、慣性感知手段による緊急検知に反応してそのラチェットホイールに噛み合わされ、当該ラチェットホイールを介して前記スプールをロック状態となすパウル（Hermann Paul）とを備えた緊急ロック機構が備えられる。

更に、前記スプールとラチェットホイールとの間には、一端がスプールに結合され、かつ、他端がラチェットホイールに結合され、前記緊急ロック機構の作動状態でウェビングに引出し方向への力が作用したときにねじれ変形して衝撃を吸収するトーションバーが設けられる。

また、トーションバーは、ラチェットホイールに対する結合部が多角形状に形成され、前記ラチェットホイールにはその多角形状の結合部を嵌入した多角形状嵌入孔が形成されているとともに、この多角形状嵌入孔の内面には、ウェビングの引出時にトーションバーが回転する向きに当該トーションバーを嵌入孔内で偏寄させて互いの面をその向きに圧接させるためのリブ状の突起がトーションバーの軸方向に沿って形成されている。

このような安全ベルトリトラクターは、トーションバーとラチェットホイールとが一定の角度で組立され、組立瑕疵が発生しない利点があるが、トーションバーの両方の端部が多角形からなるので、製造が難しいだけでなく、製造コストが上昇し、トーションバーの両端を支持する支持部材が設置されないため、トーションバーの回転が円滑でなく、トーションバーの両端にリトラクターの荷重及びトーションバーの回転によるモーメントによりトーションバーが変形されるという問題点があった。

また、特許文献４に「安全ベルトリトラクター」が開示されており、これを簡略に説明する。

このような安全ベルトリトラクターは、ウェビングが巻装された巻取ドラムと、巻取ドラムに嵌挿されてその一端部が巻取ドラムの一端部に相対回転不能に結合されると共にウェビング巻取方向に回動付勢されたトーションバーと、車両緊急時に作動してトーションバーの他端部のウェビング引出方向の回転を阻止する緊急ロック機構とが備えられる。

更に、安全ベルトリトラクターは、巻取ドラムの他端部側面に近接する巻取部を有すると共にトーションバーの他端部に相対回転不能に結合されたプレート体と、前記プレート体に一端が取り付けられると共にその中間部が巻取ドラムの他端部側面に設けられた屈曲路に沿って配置されたワイヤーとを備える。

また、車両緊急時の緊急ロック機構作動後、所定値以上の引出力が前記ウェビングに作用した際、前記トーションバーがねじれ変形と、前記プレート体と巻取ドラムとの相対回転による前記屈曲路からの前記ワイヤーの引出抵抗とによる衝撃エネルギーを吸収する。

前記プレート体と前記巻取ドラムとの相対回転により前記屈曲路から引き出された前記ワイヤーを巻き取るプレート体の巻取部の外径がワイヤーの引出抵抗が減少するように巻き付け開始時より漸次変化されている。

このような前記安全ベルトリトラクターは、ワイヤーがトーションバーの反り変形を吸収する利点はあるが、トーションバーの両端を固定させる支持部材がないため、トーションバーの回転が円滑でなく、リトラクターの荷重及びトーションバーの回転モーメントによりトーションバーが変形されるだけでなく、重量が重い金属材質の多数部品で組立され、リトラクターの製造コストが上昇するという問題点があった。

また、特許文献５に「プリテンショナー装置」が開示されており、このようなプリテンショナー装置は、係合歯が形成されたピニオンには、カムの円周方向の他側に突出する第１突起を有し、クラッチプレートの噛合爪は、カム部の円周方向の片側の端面が前記第１突起に対向する第２突起を有する。

このような従来技術は、金属材質の多数部品が組立されることによって、重量が重くなり、トーションバーの両端を支持する支持部材の結合なく組立され、金属の摩耗またはリトラクター荷重による変形が発生し、リトラクターの組立が難しくて、組立時間が長くかかるという問題点があった。

また、従来技術は、安全ベルトリトラクターの組立が難しいため、組立時間が長くかかるようになり、組立効率が低下し、安全ベルトリトラクターをなす構成品の形状が複雑なので、製作が難しく、製造コストが上昇し、安全ベルトリトラクターのウェビングが巻き戻す場合、ウェビングが巻き戻さないようになり、搭乗者が安全ベルトの故障として認識するようになるという問題点があった。

日本国特開１９９９−２２２１００号明細書 日本国特開２０００−３０２００８号明細書 日本国特開２０００−３０９２４９号明細書 日本国特開２００３−３４１４７３号明細書 日本国特開２００６−２１３１１２号明細書

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、回転するトーションバーの両端に支持部材を結合させて、トーションバーの回転が円滑になされると共に、トーションバーに作用するモーメントによる変形が生じないようにすることが可能な、新規かつ改良された安全ベルトリトラクターのトーションバー支持構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、本発明に係る安全ベルトリトラクターのトーションバー支持構造は、安全ベルトリトラクターの本体を構成するハウジングと、前記ハウジングに回転自在に結合されるガイドドラムと、前記ガイドドラムに挿入されるトーションバーと、前記ハウジングの一側に固定されるベース部材と、前記ハウジングの他側に設置されるロッキング部材と、前記ベース部材に結合されたギア部材を回転させるピストンが内蔵されたシリンダーとを備えた安全ベルトリトラクターのトーションバー支持構造であって、前記ギア部材には、ベアリング挿入溝が形成され、前記ベアリング挿入溝には、前記トーションバーを回転可能に支持し、前記トーションバーの塑性変形時に前記トーションバーの位置変化を防止するベアリング部材が設置され、前記ロッキング部材は、一端に突出形成されたカバー固定軸を有し、前記カバー固定軸の端部にはキャップが結合され、前記トーションバーの軸方向に加えられるモーメントの作用時、前記トーションバーの一端は前記ベアリング部材により支持され、前記トーションバーの他端はロッキング部材を介在したキャップにより支持されることを特徴とする。

また、前記ギア部材は、円板の一側面に突出形成されたピニオンギアと、前記円板の他側面に突出形成された傾斜ギアとからなり、前記傾斜ギアの内径には、前記ベアリング部材が挿入されるベアリング挿入溝が形成されることを特徴とする。

また、前記キャップは、前記カバー固定軸に嵌着されるように形成された挿入溝と、前記ロッキング部材の一側に固定されるメカニズムカバーの内側中央に形成されている溝に嵌着され固定される第１突出部とが一体に形成されることを特徴とする。

また、前記ロッキング部材は、ガイドドラムの一側に設置されるロッキングベースと、前記ロッキングベースの一側面に固定されるロッキングクラッチと、前記ロッキングクラッチの一側面に結合されたロッカーアームとから構成され、前記カバー固定軸は、前記ロッキングベースの一側に形成されていることを特徴とする。

また、前記トーションバー支持構造は、ローラ転動部と、前記ローラ転動部の一側に延長され、前記トーションバーに固定されるトーションバー結合管とが形成されたコネクタをさらに備え、前記ベース部材には、クラッチローラが設置されていて、前記クラッチローラが前記ローラ転動部の内周面に形成された内歯ギアに噛み合うことを特徴とする。

また、前記ベース部材は、中央内径の周りに形成されたフランジの一側面から延長突出された係止部と、前記係止部の表面に突出するように形成された突起とを含み、前記突起は、前記ローラ転動部の内側面に密着され、前記トーションバーを軸方向に支持することを特徴とする。

また、前記ベアリング部材及び前記キャップは、合成樹脂材質からなることを特徴とする。

本発明によれば、ベアリング部材及びキャップによりトーションバーが回転支持されるので、軸方向に円滑に回転し、軸方向にモーメントが作用しても、トーションバーの位置変化または形状的な変形がない。
また、トーションバーの回転時、コネクタは、ベースの突起との接触抵抗が小さいため、トーションバーの回転が円滑になされるようになる。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施例を説明する。 図１は、本発明の安全ベルトリトラクターを示す分解斜視図であり、図２は、本発明のトーションバー支持構造を示す分解斜視図であり、図３は、本発明のトーションバー支持構造を示す分解斜視図であり、図４は、本発明のトーションバー支持構造を示す断面図である。

図１乃至図４に示されたように、本発明の安全ベルトリトラクターのトーションバー支持構造は、安全ベルトリトラクターの本体を構成するハウジング１００と、前記ハウジング１００に回転自在に結合されるガイドドラム２００と、前記ガイドドラム２００に挿入されるトーションバー２５０とが備えられる。

更に、本発明の安全ベルトリトラクターのトーションバー支持構造は、前記ハウジング１００の一側に固定されるベース部材５００と、前記ハウジング１００の他側に設置されるロッキング部材７００と、前記トーションバー２５０の一側に設置されるベアリング部材４５０と、前記ロッキング部材７００の一側に設置されるキャップ８００と、前記トーションバー２５０の先端に固定されるメカニズムカバー９００と、を含む。

前記ガイドドラム２００には、搭乗者を拘束するウェビングが巻き取られ、ガイドドラム２００の中央には、トーションバー２５０が挿入される。このようなトーションバー２５０は、ガイドドラム２００と共に回転するもので、ウェビングが拘束された状態でガイドドラム２００に作用する回転モーメントにより塑性変形され、安全ベルトリトラクターに加えられるエネルギーを吸収して減殺させる役目をする。

このようなトーションバー２５０は、前記ガイドドラム２００より長い長さを有し、その一側には、コネクタ４００が設置され、他側には、ロッキング部材７００が設置される。

前記コネクタ４００は、トーションバー２５０に嵌着されるトーションバー結合管４１０と、このトーションバー結合管４１０から一体に延長形成されるローラ転動部４２０とで構成される。

このようなコネクタ４００は、前記ガイドドラム２００の一側に配置され、トーションバー２５０と共に回転する。

前記ロッキング部材７００は、ガイドドラム２００の一側に設置されるロッキングベース７１０と、前記ロッキングベース７１０の一側面に固定されるロッキングクラッチ７２０と、前記ロッキングクラッチ７２０の一側面に結合されたロッカーアーム７３０とで構成される。

更に、トーションバー結合管４１０は、トーションバー２５０の一側に嵌着され、ローラ転動部４２０は、前記ベース部材５００に結合されているクラッチローラ５４０を取り囲む形態で設置される。

すなわち、ローラ転動部４２０には、内周面に内歯ギア４２２が形成され、前記内歯ギア４２２は、前記トーションバー結合管４１０より大きい直径で構成されていて、トーションバー結合管４１０と内歯ギア４２２との間に垂直の内側面４２３が形成される。

また、ベース部材５００に結合されたクラッチローラ５４０には、その表面に鋸歯が形成されており、前記ベース部材５００には、クラッチローラ５４０が安定した状態で固定されるように係止部５１０が形成される。

このような係止部５１０は、ベース部材５００の中央内径５０１に沿って一側面に突出するように形成され、その表面には、半球形状に突出された突起５１３ａが形成される。このような突起５１３ａは、前記コネクタ４００の内側面４２３と密着される。

更に、ベース部材５００には、前記クラッチローラ５４０を回転させるギア部材５５０が結合される。前記ギア部材５５０は、円板の一側面にピニオンギア５５２が突出形成され、他側面には、前記クラッチローラ５４０と接触する傾斜ギア５５３が形成された構成となっている。

前記ギア部材５５０には、前記トーションバー２５０が貫通するように結合され、傾斜ギア５５３の内側には、ベアリング部材４５０が挿入されるベアリング挿入溝５５３ａが形成されている。

すなわち、前記ベアリング部材４５０は、ベアリング挿入溝５５３ａに嵌着され固定され、前記トーションバー２５０が回転自在に結合される。このようなベアリング部材４５０は、金属材質からなるトーションバー２５０とギア部材５５０との間に位置するので、トーションバー２５０の回転時、騷音や摩擦による摩耗が発生しないように合成樹脂材質からなることが好ましい。

また、ギア部材５５０には、ピストン６３０を内蔵したシリンダー６００が設置されていて、前記ピストン６３０の上昇により、これに噛み合うピニオンギア５５２が回転することができるように構成される。

更に、ガイドドラム２００の他側には、ガイドドラム２００の回転を阻止させるロッキング部材７００が設置され、これらのうち、ロッキングベース７１０がガイドドラム２００に嵌着され設置される。

前記ロッキングベース７１０及びロッキングクラッチ７２０は、ガイドドラム２００と共に回転し、ガイドドラム２００が急速に作動する場合に、ロッキングベース７１０に結合されているポールがハウジング１００のラッチに係止し、ガイドドラム２００の回転を停止させるようになる。

また、ロッキングベース７１０は、その一側面にガイドドラム２００に嵌着されるドラム固定軸７１５が形成され、他側面には、メカニズムカバー９００に結合されるカバー固定軸７１６が形成される。

このようなカバー固定軸７１６には、合成樹脂材質からなるキャップ８００が被覆され、このキャップ８００の一側には、メカニズムカバー９００の溝に回転自在に挿入される第１突出部８２０が形成され、第１突出部８２０の反対面には、カバー固定軸７１６に固定される挿入溝８２５が形成される。

このような構成からなる本発明による安全ベルトリトラクターのトーションバー支持構造は、搭乗者がウェビングを引っ張って解いたり、ウェビングが巻き戻す作動が行われるようになる。

このようにウェビングを解いたり巻き戻す平常の作動時、ガイドドラム２００及びトーションバー２５０が回転し、トーションバー２５０の両端は、ハウジング１００の両側に 設置されているギア部材５５０及びロッキング部材７００により各々支持された状態で回転するようになる。

このようなトーションバー２５０の回転は、ギア部材５５０に設置されているベアリング部材４５０と、ロッキングベース７１０に設置されているキャップ８００により回転が円滑になされるようになる。

すなわち、トーションバー２５０とギア部材５５０との間には、ベアリング部材４５０が嵌着されていて、摩擦や摩耗なく回転がなされるようになり、ロッキングベース７１０とメカニズムカバー９００との間には、キャップ８００が嵌着されていて、摩擦や摩耗なく回転がなされ、トーションバー２５０の回転が円滑になされる。

更に、ウェビングが急速に引っ張られることによって、ウェビングが緊張した状態で固定される場合、すなわちウェビングの解けが阻止された状態で、ウェビングに強い引張力が作用するようになり、このような引張力は、回転体であるガイドドラム２００及びトーションバー２５０に伝達されるようになる。

この時、ガイドドラム２００は、ハウジング１００に固定された状態になるので、ガイドドラム２００に伝達された回転力は、トーションバー２５０に伝達され、このトーションバー２５０でウェビングの引張力を受けて、歪み変形または回転モーメントが作用するようになる。

これにより、トーションバー２５０は、その自体の強度により回転力による変形なく設置された状態を維持するようになるが、トーションバー２５０に加えられる回転力がトーションバー２５０自体の強度より強い場合には、トーションバー２５０の塑性変形が発生するようになる。

このようなトーションバー２５０の塑性変形がなされる場合、トーションバー２５０は、その設置された状態を維持しなければならないが、トーションバー２５０の一端は、ギア部材５５０に固定されているベアリング部材４５０により設置された状態を維持しながら回転がなされるようになる。

また、トーションバー２５０の他端は、ロッキングベース７１０に固定されている状態で回転がなされるようになるので、トーションバー２５０は、位置変化なくもとの場所で塑性変形がなされるようになる。

この時、トーションバー２５０に作用する回転モーメントは、ベアリング部材４５０とキャップ８００を通る線上に作用するようになり、トーションバー２５０の形状的な変形は発生しなくなる。

また、ベース部材５００の突起５１３ａは、コネクタ４００の内側面４２３に接触していて、軸方向に作用するモーメントによりトーションバー２５０の回転が円滑になされるようになる。

本発明の安全ベルトリトラクターを示す分解斜視図である。 本発明のトーションバー支持構造を示す分解斜視図である。 本発明のトーションバー支持構造を示す分解斜視図である。 本発明のトーションバー支持構造を示す断面図である。

符号の説明

１００ ハウジング
２００ ガイドドラム
２５０ トーションバー
４００ コネクタ
４１０ トーションバー結合管
４２０ ローラ転動部
４２３ 内側面
４５０ ベアリング部材
５００ ベース部材
５１０ 係止部
５１３ａ 突起
５４０ クラッチローラ
６００ シリンダー
７００ ロッキング部材
８００ キャップ
９００ メカニズムカバー

Claims (7)

1. 安全ベルトリトラクターの本体を構成するハウジングと、前記ハウジングに回転自在に結合されるガイドドラムと、前記ガイドドラムに挿入されるトーションバーと、前記ハウジングの一側に固定されるベース部材と、前記ハウジングの他側に設置されるロッキング部材と、前記ベース部材に結合されたギア部材を回転させるピストンが内蔵されたシリンダーとを備えた安全ベルトリトラクターのトーションバー支持構造であって、
   前記ギア部材には、ベアリング挿入溝が形成され、
   前記ベアリング挿入溝には、前記トーションバーを回転可能に支持し、前記トーションバーの塑性変形時に前記トーションバーの位置変化を防止するベアリング部材が設置され、
   前記ロッキング部材は、一端に突出形成されたカバー固定軸を有し、前記カバー固定軸の端部にはキャップが結合され、
   前記トーションバーの軸方向に加えられるモーメントの作用時、前記トーションバーの一端は前記ベアリング部材により支持され、前記トーションバーの他端はロッキング部材を介在したキャップにより支持されることを特徴とする、安全ベルトリトラクターのトーションバー支持構造。
2. 前記ギア部材は、円板の一側面に突出形成されたピニオンギアと、前記円板の他側面に突出形成された傾斜ギアとからなり、
   前記傾斜ギアの内径には、前記ベアリング部材が挿入されるベアリング挿入溝が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の安全ベルトリトラクターのトーションバー支持構造。
3. 前記キャップは、前記カバー固定軸に嵌着されるように形成された挿入溝と、前記ロッキング部材の一側に固定されるメカニズムカバーの内側中央に形成されている溝に嵌着され固定される第１突出部とが一体に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の安全ベルトリトラクターのトーションバー支持構造。
4. 前記ロッキング部材は、ガイドドラムの一側に設置されるロッキングベースと、前記ロッキングベースの一側面に固定されるロッキングクラッチと、前記ロッキングクラッチの一側面に結合されたロッカーアームとから構成され、前記カバー固定軸は、前記ロッキングベースの一側に形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の安全ベルトリトラクターのトーションバー支持構造。
5. 前記トーションバー支持構造は、ローラ転動部と、前記ローラ転動部の一側に延長され、前記トーションバーに固定されるトーションバー結合管とが形成されたコネクタをさらに備え、
   前記ベース部材には、クラッチローラが設置されていて、
   前記クラッチローラが前記ローラ転動部の内周面に形成された内歯ギアに噛み合うことを特徴とする、請求項１に記載の安全ベルトリトラクターのトーションバー支持構造。
6. 前記ベース部材は、中央内径の周りに形成されたフランジの一側面から延長突出された係止部と、前記係止部の表面に突出するように形成された突起とを含み、
   前記突起は、前記ローラ転動部の内側面に密着され、前記トーションバーを軸方向に支持することを特徴とする、請求項５に記載の安全ベルトリトラクターのトーションバー支持構造。
7. 前記ベアリング部材及び前記キャップは、合成樹脂材質からなることを特徴とする、請求項６に記載の安全ベルトリトラクターのトーションバー支持構造。

Images