JP4460715B2 - シートベルト装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の衝突等の際に乗員をウェビングによって座席に拘束し、乗員の安全を図るシートベルト装置に関し、特に、衝突等の際の乗員の前方移動によってウェビング荷重が増加することを抑制するエネルギ吸収機構を備えたシートベルト装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シートベルト装置には、衝突などの衝撃が作用したときにボビンからのウェビングの引出しをロックして乗員を拘束する機構（ＥＬＲ）を備えたリトラクタを使用するものがある。ウェビングの引出しをロックすると、衝突による乗員の前方移動がウェビングによって拘束されるので、乗員の胸部にウェビング荷重が作用する。この衝撃を緩和するためにエネルギ吸収機構を設け、ロック機構（ＥＬＲ）によってウェビング引出しをロックした後、ウェビング引出し力が所定値を超えると、ウェビング引出し力を一定に保持しながらボビンからのウェビング引出しを可能とする。
【０００３】
例えば、特開平１１−２３５９６７号記載のシートベルト装置では、更にウェビング張力を明確に段階的に低減させてエネルギ吸収を行う構成を提案している。このために、同装置はフレームの開口部とボビンの回転を阻止するロック機構間に介在し、ロック機構に係合してウェビング引出し力が所定値を超えると所定位置まで相対回転するリング部材を設けている。このリング部材に該リング部材の所定の回転区間内において第１の抵抗力を作用する第１の抵抗部材と該リング部材の全回転区間に第２の抵抗力を作用する第２の抵抗部材とを更に設けてウェビング引出し力を明確に２段階に低減するものであり、両抵抗部材の材質を選定あるいは回転区間を選定することでウェビング引出し荷重特性の設定を行っている。このようなシートベルト装置を用いれば、ウェビング荷重を段階的に減らして乗員への衝撃を低減することが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車両事故は多様であり、各事故毎に車両衝突の衝撃程度が異なり、乗員体重等の個人差もある。上述したような固定されたウェビング引出し荷重特性のリトラクタではいわば平均的な対応しか出来ない。また、エネルギ吸収荷重特性の設定は抵抗部材の材質選定や回転区間設定で行うので、ウェビング引出し荷重特性を変える場合、新たな材料選定を行わなければならない。
【０００５】
このため、実際の車両事故で乗員に作用するウェビング荷重に対応して臨機応変にウェビング引出し荷重特性を設定し、車両衝突時における衝撃の大きさや乗員体重等の個人差に応じてエネルギ吸収荷重を設定することが望まれる。
【０００６】
よって、本発明は、乗員が実際にウェビングから受ける引出し荷重に対応した広範囲なエネルギ吸収動作とウェビング引出し量の設定を行うことを可能としたシートベルト装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のシートベルト装置は、乗員をウェビングによって座席に拘束して車両衝突から保護するシートベルト装置において、上記ウェビングを巻取るボビンと、上記乗員の慣性移動によって上記ウェビングに加わる引出し荷重を緩和するために使用される線材と、通過する部材に通過抵抗を与える線材通過部と、上記線材を上記線材通過部を介して巻取る巻取りプーリと、上記引出し荷重によって上記ボビンに生じた回転力を上記巻取りプーリに伝達するロック機構と、上記引出し荷重に応じて前記線材通過部の通過抵抗を調整する通過抵抗調整部と、を備える。
【０００８】
かかる構成とすることによって、車両衝突の際の、衝突の衝撃程度及び／又は乗員体重等の体格要因の信号を受けてエネルギ吸収荷重を変更するための線材の通過抵抗を、例えば、線材径の塑性変形量を変更する等により、任意の複数のエネルギ吸収荷重を設定することができ、線材の長さによりウェビング引出し長さも任意に設定可能となる。
【０００９】
好ましくは、上記線材通過部は、線材が挿通する貫通口が形成された通過台である。この貫通口内には、線材径よりも僅かに狭い部分や線材にこすれる部分を設けて通過抵抗を与えることが可能である。例えば、上記通過抵抗は前記線材のしごきによって与えられる。通過抵抗の程度は上記線材の線材径方向における塑性変形量によって与えられる。また、線材の通過抵抗は線材通路の径の実質的な減少、通路の傾き、曲り、捻れ、摩擦等、によって与えることも可能である。乗員の慣性移動が生ずるのは、例えば、所定値を超える車両の加速度若しくは減速度又は所定値を超える前記ウェビングの引出し加速度である。また、車両の衝突を検出する衝突センサの出力によって判別することも可能である。上記線材は可塑性の線材である。上記通過抵抗調整部は、例えば、最大の通過抵抗からこれを減少する方向に調整する。それにより、制御部のエラーや電源異常に対するリトラクタ動作の安全を確保可能となる。また、通過抵抗調整部は、衝突の衝撃に対応した段階的あるいは連続的な調整を行う。
【００１０】
上記通過抵抗調整部は、通過台に螺合し、線材に先端部がくい込む１つ又は複数のＥＡボルト、これ等のＥＡボルトを線材の径方向において移動するアクチュエータ等、を含んで構成される。制御部は、時間経過と共に通過抵抗調整部を調整することによって、エネルギ吸収パターンを適宜に設定することが可能である。
【００１１】
上記ロック機構は、上記衝突等の程度が所定値を超えないと上記ボビンとプーリを連結しない。該所定値は剪断ピンによって設定される。
【００１２】
上記プーリは、例えば、ロック機構の外周に設けられたラッチプレートである。また、上記プーリは、ロック機構と連動するドラムである。
【００１３】
上記ウェビングの引出し荷重は、例えば、制御部が衝突の際の減速度（あるいは加速度）と乗員の体重に基づいて計算する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
（全体構成）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１６は、シートベルト装置の構成を示している。乗員を座席２に拘束するウェビング４は、その一端側がリトラクタ３によって巻取り収納され、他端側はアンカープレート５を介して車体６にボルトで取付けられている。ウェビング４はセンターピラー上部に取付けられたターンバックル８で折返される。このウェビング４には、ウェビング４を挿通するタングプレート７が設けられ、このタングプレート７を座席２の腰部側方に支持部材１０によって支持されたバックル１１と係合させることによって、シートベルト装着が行われる。リトラクタ３は、概略、ウェビングをボビンに巻取る巻取り収納部３ａ、衝突などの際にボビンの回転軸をロックしてウェビング引出し方向の回転を阻止するロック機構を備えるロック部３ｂ、衝突の際にウェビングの弛みを除くためにボビンをウェビングの巻取り方向に強制的に回転させるプリテンショナ部３ｃ、ウェビング装着の解除の際の巻取りや装着したウェビングの弛みを除くための付勢力をボビンに与えるテンションを与えるスパイラルスプリング部３ｄ、等によって構成される。ロック部３ｂには、後に詳述するように、エネルギ（衝撃）吸収機構が設けられている。車両の図示しない、ハンドルやダッシュボードには、エアバッグ装置２４が設けられる。
【００１６】
図１７に示すように、車両には、上述したシートベルト装置の動作を制御する制御装置２３が設けられている。座席２の底部には、乗員の体重を検出する体重センサ２１が設けられており、体重センサ２１の出力は制御部２３に供給される。また、車両に取付けられて衝突や加減速度を検出する衝突センサ２２の出力が制御部２３に供給される。
【００１７】
制御部２３は、車載コンピュータであり、衝突の際にプリテンショナ２５を作動させ、強制的にウェビングを巻取って弛みを除去し、乗員を座席に拘束する。また、制御部２３は、体重センサ２１及び衝突センサ２２の出力によって乗員の体重、減速（加速）度を判別し、乗員に作用するウェビングの引出し荷重を計算する。この引出し荷重に応じて、後述の第１及び第２アクチュエータ３２３及び３２４の動作をそれぞれ制御する。それにより、エネルギ機構の衝撃吸収動作を選択する。すなわち、衝突による乗員の慣性移動によってウェビング４に作用する引出し荷重に応じた衝撃吸収動作を可能とする。制御部２３は、衝突の衝撃が所定レベル以上の場合には、エアバック装置２４も作動させる。
【００１８】
かかるシートベルト装置の動作の概略を説明する。車両が障害物に衝突すると、衝突センサ２２が衝突を検出し、制御部２３はプリテンショナ３ｃを動作させ、ボビンをウェビングの巻取り方向に回転させてウェビング４の弛みを除去し、乗員を座席２に拘束する。また、減速度やウェビング４の急な引出しによってロック機構３ｂが作動し、ボビンの回転軸の一方端側をロックし、ウェビング引出し方向の回転を阻止する。更に、衝突の衝撃が所定値を超えると、エアバック装置２４が作動してバッグを展開する。
【００１９】
乗員が慣性によって前方に移動し、引出しがロックされたウェビングに引出し力（荷重）が作用する。制御部２３は計算した引出し荷重がエネルギ吸収機構を作動させるべき値を超えていると、引出し荷重に応じたエネルギ吸収動作を選択すべくアクチュエータ３２３及び３２４を制御する。後述のように、エネルギ吸収機構はＥＡ荷重線材のしごき程度を調整することによって、ＥＡ荷重線材の塑性変型の程度を設定することが可能である。制御部２３がこの設定を計算した引出し荷重に基づいて適宜に行うことによって、乗員がウェビングによって受ける胸部荷重は緩和される。乗員が前方に移動することによる、ハンドル等への二次衝突は、エアバッグによっても防止され得る。このようにして、車両衝突の際の乗員安全が図られる。
【００２０】
（実施例１）
本発明のシートベルト装置の第１の実施例について図１乃至図４を参照して説明する。図１は、リトラクタ３に形成されたエネルギ吸収機構（通常状態）を正面側から見た例を示しており、既述スパイラルスプリング部３ｄ、プリテンショナ部３ｃは省略されている。図２は、図１に示すリトラクタ３をその右側面方向から見た例を示している。図３は、ＥＡ荷重が「中」に設定されたときのエネルギ吸収機構を説明する説明図である。図４は、図３に示すリトラクタの側面図である。
【００２１】
図１において、略「コ」の字状に形成されたリトラクタベース（フレーム）３０１の両側壁には２つの開口が設けられ、該開口部分でウェビングを巻取るボビン３０２を回転自在に支持する構造となっている。ボビン３０２は略筒状であり、その軸中心にボビン軸３０３が配置されている。ボビン３０２とボビン軸３０３とは両側面側にそれぞれ位置するａ部及びｂ部で嵌合して、常時一体に回転する。ボビン軸３０３の左端部は、リトラクタベース３０１の側壁開口部によって回転自在に支持され、この外方に延在している。該延在部分には、図示しない、プリテンショナ部３ｃ及びスパイラルスプリング部３ｄが配置される。ボビン軸３０３の右端部には、固定ねじ３１１によってラッチ部３ｄのロッキングベース３１２が取付けられる。ロッキングベース３１２は、ボビン３０２、ボビン軸３０３と共に回転する。
【００２２】
ロッキングベース３１２には、ポール３１３が回転可能に取付けられている。このポール３１３は、車体の減速度（あるいは加速度）が所定値を超えたとき及び／又はウェビングの引出し加速度が所定値を超えたときに反時計方向に回転して、内周に内歯が形成されたラッチプレート３１４と係合する。ラッチプレート３１４は剪断ピン３１５を介してリトラクタベース３０１に固定されている。このラッチプレート３１４は、外周に線材３２１を巻取るべく巻取りプーリが形成され、プーリの両側面にガイド３１６が設けられている。このガイド３１６の一部に線材３２１の一端部を係合するＵ溝３１７が形成される。
【００２３】
ラッチプレート３１４は、後述するように、通常状態は、剪断ピン３１５によって回転が阻止されている。車両の加減速度やウェビングの引出し加速度が所定値を超えると、ポール３１３が固定されたラッチプレート３１４に係合し、ボビン３０２の回転を阻止してウェビングの引出しを防止しようとする。このとき、ウェビングの引出しトルクが剪断ピン３１５の破壊力よりも小さい場合には、ボビン３０２の回転が阻止される。また、ウェビングの引出しトルクが剪断ピン３１５の破壊力よりも大きい場合には、剪断ピン３１５は破壊され、ラッチプレート３１４は回転可能となり線材３２１を巻取る。この線材の他端部３２１はしごき機構３２０を経由して収納軸３２２に所要量巻回されている。
【００２４】
線材３２１の他端部は収納軸３２２に所要量が巻回されている。収納軸３２２はリトラクタベース３０１の左右側壁によって回転可能に支持され、右側壁から外部に延在した部分に線材３２１の巻回部を有している。リトラクタベース３０１の右側壁の両側にはそれぞれ第１のアクチュエータ３２３及び第２のアクチュエータ３２４が取付けられている。各アクチュエータはそれぞれ動作指令信号に応じて伸張するアクチュエータピン３２５及び３２６を備えている。また、リトラクタベース３０１の右側壁のラッチプレート３１４及び収納軸３２２間にしごき機構３３０が取付けられている。
【００２５】
しごき機構３３０は、線材通過部としての通過台３３１、通過抵抗を設定する第１のエネルギ吸収（ＥＡ）ボルト３３２、第２のＥＡボルト３３３、ワッシャ３３４及び３３５等によって構成される。
【００２６】
通過台３３１は、線材３２１が通過する貫通口３３１ａと、この貫通口３３１ａの延在方向に対して直角な方向から貫通口３３１ａを両側から挟持するように対向して形成された２つの雌ねじ穴３３１ｂ及び３３１ｃと、貫通口３３１ａの一部の内径を他よりも狭く形成した第１のしごき部３３１ｄとを有し、ねじによってリトラクタベースに取付けられる。雌ねじ穴３３１ｂにはワッシャ３３４を介してＥＡボルト３３２が螺合される。雌ねじ穴３３１ｃにはワッシャ３３５を介してＥＡボルト３３３が螺合される。ワッシャ３３４及び３３５は両ＥＡボルトの通常位置の位置決め（ＥＡ荷重「大」を設定する線材のつぶし代）の調整に使用されている。ＥＡボルト３３２及び３３３のねじの先端は円錐状になっており、それぞれ線材３２１を塑性変型させる第２のしごき部３３２ａ及び第３のしごき部３３３ａとなっている。ＥＡボルト３３２及び３３３の各頭にはそれぞれレバー３３２ｂ及び３３３ｂが形成され、それぞれアクチュエータピン３２５及び３２６によって回転駆動される。アクチュエータが作動すると、ＥＡねじを弛める方向に作用し、線材の塑性変型の程度が減少する。線材３２１は、例えば、塑性変型可能な鋼線であり、同等のものを使用することが可能である。従って、ＥＡねじ３３２及び３３３の締め加減によって、ウェビング引出し荷重の程度が調整され、線材の長さによってウェビング引出し許容量が設定可能である。
【００２７】
次に、上述したシートベルト装置による衝撃エネルギ吸収の動作について説明する。
【００２８】
制御部２３は、衝突センサ２２の出力によって衝突を検知したとき等に、前述した体重センサ２１による体重、衝突センサ２２による衝突程度等の制御データに基づいて衝突の際の乗員の前方移動によるウェビングの引出し力を総合的に判断し、エネルギ吸収機構に設定すべきエネルギ吸収程度を判断する。例えば、エネルギ吸収機構の設定荷重（通過台３３１の可塑性線材のしごき荷重）を「小」、「中」、「大」のいずれかに設定する。
【００２９】
例えば、乗員体重が軽い場合（例えば、５０ｋｇ未満）、衝突程度が小さい場合、乗員体重は重いが衝突程度は非常に小さいのでウェビング引出し力が小さい場合等には、制御部２３はエネルギ吸収機構の設定荷重を「小」と判断する。乗員体重が中程度（例えば、５０ｋｇ以上１００ｋｇ未満）の場合、衝突程度が中程度である場合、乗員体重は重いが、衝突程度が小さくウェビング引出し力は中程度である場合等には、制御部２３はエネルギ吸収機構の設定荷重を「中」と判断する。乗員体重が重い（例えば、１００ｋｇ以上）の場合、衝突程度が大である場合、乗員体重は中程度であるが衝突程度は非常に大きいため、衝突の際の乗員移動によるウェビング引出し力が大である場合等には、制御部２３はエネルギ吸収機構の設定荷重を「大」と判断する。
【００３０】
（通常状態の場合）
衝突等の車両に衝撃が発生しない「通常の状態」では、ボビン３０２、ボビン軸３０３、ロッキングベース３１２は、一体に回転している。線材３２１は、第１のしごき部３３１ｄ、第２のしごき部３３２ａ、第３のしごき部３３３ａで線径を縮小（塑性変形）させられてラッチプレート３１４に取付けられている。また、制御部２３はアクチュエータ３２３及び３２４を作動させない。両アクチュエータが作動しない状態では、第２のしごき部３３２ａ及び第３のしごき部３３３ａ相互間は最も狭い隙間となっている。「第１しごき部の線径＞第２及び第３しごき部線径」であり、線材３２１に大きい塑性変型を与え得る。エネルギ吸収荷重（線材の引出し抗力）が「大」に設定された状態でもある。
【００３１】
（緊急状態の場合）
ロック機構３ｂが車両の所定値を超える加減速及び／又は所定値を超えるウェビングの引出し加速度を感知する「車両緊急時」では、ロック機構３ｂはロッキングベース３１２に設けられたポール４２を回転させ、剪断ピン３１５によって固定されているラッチプレート３１４の内歯に係合させる。「ウェビング引出しトルク＜ピン破壊トルク」であるとき、ロッキングベース３１２の回転が阻止され、ボビン３０２の回転も阻止される。ボビン３０２からのウェビングの引出し方向の繰出しが阻止され、乗員を座席に拘束することが可能になる。
【００３２】
（設定荷重「小」の場合）
制御部２３は発生するウェビング引出し力を計算し、エネルギ吸収機構に設定すべき荷重を「小」と判断すると、第１のアクチュエータ、第２のアクチュエータを作動させ、第１のＥＡボルト、第２のＥＡボルトを共に移動させる。第２のしごき部３３２ａ、第３のしごき部３３３ａでのしごき（抗力）がなくなり、ウェビング引出しに要する力は第１のしごき部３３１ｄの抗力ｆ１となる。このとき、ボビン３０２に作用するウェビング引出し力は「ウェビング引出しトルク＞ピン破壊トルク」のため、剪断ピン３１５は折れ、ラッチプレート３１４は線材３２１を力ｆ１に抗して巻取るように回転する。第１のしごき部３３１ｄでの抗力ｆ１に対応した比較的に低いウェビング引出し荷重によってボビン３０２はウェビング引出し方向に回転し、ウェビングの引出しが可能となる。
【００３３】
（設定荷重「中」の場合）
制御部２３は発生するウェビング引出し力を計算し、エネルギ吸収機構に設定すべき荷重を「中」と判断すると、図３及び図４に示すように、第１のアクチュエータ３２３を作動させる。第１のＥＡボルト３３２を線材径外周付近まで移動することにより、第２のしごき部３３２ａがなくなり、ウェビング引出し可能な力は第１のしごき部３３１ｄと第３のしごき部３３３ａでの合計の抗力ｆ２となる。ボビン３０２に作用するウェビング引出し力は「ウェビング引出しトルク＞ピン破壊トルク」のため、剪断ピン３１５は折れ、ラッチプレート３１４は線材３２１を力ｆ２に抗して巻取るように回転する。「第１のしごき部線径＞第３のしごき部線径」となってしごきの抗力ｆ２（＞ｆ１）は中程度の荷重である。抗力ｆ２に対応したウェビングの引出力によってボビン３０２からのウェビングの引出しが可能となる。
【００３４】
（設定荷重「大」の場合）
制御部２３は発生するウェビング引出し力を計算し、エネルギ吸収機構に設定すべき荷重を「大」と判断すると、第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータを作動させない。ウェビング引出しに要する力は第１のしごき部３３１ｄ、第２のしごき部３３２ａ、第３しごき部３３３ａの各抗力の合計抗力ｆ３となる。ボビン３０２に作用するウェビング引出し力は「ウェビング引出しトルク＞ピン破壊トルク」のため、剪断ピン３１５は折れ、ラッチプレート３１４は線材３２１を力ｆ３に抗して巻取るように回転する。「第１のしごき部線径＞第２及び第３のしごき部間線径」となってしごきの抗力ｆ３（＞ｆ２）は大なる荷重である。抗力ｆ３に対応したウェビングの引出力によってボビン３０２からのウェビングの引出しが可能となる。
【００３５】
なお、しごき部の抗力ｆｎの設定方法は線材材質及び線径縮小（塑性変形）量によって定めることが可能である。また、第１のしごき部３３１ｄの抗力は穴径の変更により調整可能である。第２及び第３のしごき部の抗力「大」のときはワッシャ厚３３４、３３５を調整する。第２及び第３のしごき部の抗力がそれぞれ「小」、「中」であるときは、第１及び第２のＥＡボルト３３２及び３３３の回転角、第１及び第２のＥＡボルトのねじピッチ、ねじ条数、によって調整可能である。
【００３６】
（実施例２）
本発明の第２の実施例について図５乃至図９を参照して説明する。図５は、第２の実施例のリトラクタ３に形成されたエネルギ吸収機構を正面側から見た例を示している。図６は、図５に示すリトラクタ３をその右側面方向から見た例を示している。図７は、ＥＡ荷重が「大」に設定されたときのエネルギ吸収機構を説明する説明図である。図８は、ＥＡ荷重が「中」に設定されたときのエネルギ吸収機構を説明する説明図である。図９は、ＥＡ荷重が「小」に設定されたときのエネルギ吸収機構を説明する説明図である。各図おいて第１の実施例と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
【００３７】
第２の実施例においては、図５に示すように、第１の実施例ではアクチュエータが２個であったの対し、第２の実施例ではアクチュエータは１個である。また、第１の実施例では線材のしごき部分が３箇所であったの対し、第２の実施例では線材のしごき部分は１箇所である。
【００３８】
図５及び図６に示すように、アクチュエータ４０１はリトラクタベース３０１の右壁外側に設けられており、そのアクチュエータピン４０２を初期位置から２段階に突出することが出来る。線材３２１を巻回収納した収納軸３２２とラッチプレート３１４相互間にしごき機構３３０が配置される。このしごき機構３３０は、１つのＥＡボルト３３２、ワッシャ３３４、通過台４１０、取付けねじ等によって構成される。通過台４１０は、線材３２１を通す貫通口４１０ａ、この貫通口４１０ａの延在方向と直角な方向において貫通口４１０ａと対向するように形成された雌ねじ部４１０ｂを有する。この雌ねじ部４１０ｂにＥＡボルト３３２が螺合されている。他の構成は第１の実施例と同様である。
【００３９】
図７（ａ）及び同（ｂ）は、通常状態（及びエネルギ荷重「大」状態）のアクチュエータ４０１の動作を示している。この状態では、アクチュエータピン４０２は初期位置にある。ＥＡボルト３３２が締め込まれてしごき部３３２ａが線材を押込み、つぶし代が最大（エネルギ荷重）に設定されている。
【００４０】
図８（ａ）及び同（ｂ）は、エネルギ荷重「中」状態のアクチュエータ４０１の動作を示している。この状態では、アクチュエータピン４０２は第１の位置に移動している。アクチュエータピン４０２が突出することによってＥＡボルト３３２が弛み方向に回動され、しごき部３３２ａが線材径の外方に移動して線材のつぶし代が「中」程度に設定されている。
【００４１】
図９（ａ）及び同（ｂ）は、エネルギ荷重「小」状態のアクチュエータ４０１の動作を示している。この状態では、アクチュエータピン４０２は第１の位置よりも更に外方の第２の位置に移動している。アクチュエータピン４０２が更に突出することによってＥＡボルト３３２が弛み方向により回動され、しごき部３３２ａが線材径の外方に移動して線材のつぶし代が「小」程度に設定されている。
【００４２】
このように、アクチュエータ４０１のアクチュエータピン４０２を段階的に移動することによって１つのＥＡボルトによって複数段階の抗力（荷重）を設定することが可能となる。前述した制御部２３がエネルギ吸収機構に設定すべき荷重の「大」、「中」、「小」に応じてアクチュエータ４０１を３段階に制御することによって、実施例１と同様に機能させることが出来る。
【００４３】
（実施例３）
本発明の第３の実施例について図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は、第３の実施例のリトラクタに形成されたエネルギ吸収機構を正面側から見た例を示している。図１１は、図１０に示すリトラクタ３をその右側面方向から見た例を示している。
【００４４】
この第３の実施例では、第２の実施例のリニア動作（往復動）のアクチュエータ４０１を回転動作のアクチュエータ５０１としている。アクチュエータ５０１は例えばモータであり、回転軸にウォームギア５０２が取付けられている。ＥＡボルトの頭部の外周には歯車５０３が形成されており、ウォームギア５０２と噛合している。制御部２３によってエネルギ吸収機構に設定すべき荷重の「大」、「中」、「小」に応じてアクチュエータ４０１の回転量を３段階に制御し、ＥＡボルトのつぶし代を調整する。従って、実施例１と同様に機能させることが出来る。好ましくは、ＥＡボルト５１０の初期状態は、ボルト先端のしごき部５２１ａが荷重の「大」に対応した線材の３２１つぶし代を与えるように設定しておく。
【００４５】
（実施例４）
本発明の第４の実施例を図１２乃至図１４を参照して説明する。図１２は、第４の実施例のエネルギ吸収機構が形成されたリトラクタを説明する正面図である。図１３は、図１２に示されたラッチプレートとドラムギアの動作を説明する説明図である。図１４は、図１２に示された線材のしごき機構を説明する説明図である。
【００４６】
この第４の実施例では、エネルギ吸収機構に塑性変型する線材を複数用い、ウェビング引出し力に対応した信号によって塑性変型する線材の係合を選択的に解除するようにしている。
【００４７】
図１２に示されるように、略「コ」の字状に形成されたリトラクタベース６０１の左側壁６０２と右側壁６０３には、上下方向に２組の開口部が設けられている。下方の一組の開口部はボビン軸６０４を回転自在に支持する。このボビン軸には、略筒状のボビン６０６が嵌合され、ボビン軸６０４と一体に回転する。このボビン６０４の両側には、それぞれボビン軸６０４に対してフリーに回転する収納ドラム６０７及び６０８が設けられる。収納ドラム６０７及び６０８の各外周にはそれぞれ線材６０９及び６１０が巻回収納されている。線材６０９及び６１０は、後述するように、異なる材質・硬度であっても良い。ボビン軸６０４の右端部には、図示しないプリテンショナ部３ｃ、ウェビング巻取りばね部３ｄが設けられる。ボビン軸６０４の左端部には、取付けねじによってロック部３ｂが取付けられ、そのロッキングベース６１１がボビン軸６０４に嵌合される。ロッキングベース６１１はボビン軸６０４と一体に回転する。
【００４８】
図１３に示すように、ロッキングベース６１１には回転可能にポール６１２が設けられている。ロック部３ｂは車両に所定値以上の加速度（あるいは減速度）が作用したとき及び／又はウェビングの引出し加速度が所定値を超えたときにポール６１２を係合方向に回転させる。ポール６１２が係合方向に回転すると、環状のラッチプレート６１３の内周に形成された内歯に係止し、ラッチプレート６１３を回転させる。ラッチプレート６１３は外周に歯山が形成され、歯車となっている。
【００４９】
リトラクタベース６０１に形成された上方の一組の開口部はドラム軸６０５を回転自在に支持する。ドラム軸６０５上の、収納ドラム６０７及び６０８にそれぞれ対応した位置に巻取りプーリに相当する第１のドラム６１４及び第２のドラム６１５が嵌合される。ドラム６１４の内側部にはドラム軸６０５に嵌合しドラム６１４と一体に回転する側板６２１が配置されている。側板６２１は線材６０９の一端をドラム６１４に係止し、ドラム６１４の回転によってその外周に線材６０９を巻取れるようにする。図１４に示すように、側板６２１には、線材６０９の係合部６２１ａを間に含むように２つのスリットが形成されている。これ等スリットに挟まれた弾性部分には、アクチュエータ６２３のアクチュエータピン６２４が係合している。アクチュエータ６２３が作動すると、該弾性部分が湾曲してドラム軸方向に移動する。それにより、係合部６２１ａから線材６０９の先端部が外れ、係合が解除される。なお、線材６０９の端部に係合部材を取付けて該部材によって係合部６２１ａに係合することとしても良い。ドラム６１５の内側部にもドラム軸６０５に嵌合しドラム６０４と一体に回転する側板６２２が配置されている。側板６２２は線材６１０の一端をドラム６１５に係止し、ドラム６１５の回転によってその外周に線材６１０を巻取れるようにする。側板６２２には、線材６１０の係合部６２２ａを間に含むように２つのスリットが形成されている。このスリットに挟まれた弾性部分には、アクチュエータ６２５のアクチュエータピン６２６に係合している。アクチュエータ６２５が作動すると、該弾性部分が湾曲してドラム軸方向に移動する。それにより、係合部６２２ａから線材６１０の先端部が外れ、係合が解除される。
【００５０】
ドラム軸６１４の左端部にはラッチプレート６１３と噛合するドラムギア６１６が嵌合される。ドラムギア６１６は、ラッチプレート６１３によって所定値を超えるトルクが作用すると破断する剪断ピン６１７によって左側壁６０２に固定されている。ドラム軸６０５、第１のドラム６１４、第２のドラム６１５及びドラムギア６１６は一体に回転する。
【００５１】
ボビン軸６０４及ドラム軸６０５相互間に通過台６３０が設けられる。通過台には円錐台状の２つの通過穴、すなわち、線材６０９をしごく第１の通過穴６３１と線材６１０をしごく第２の通過穴６３２が形成される。収納ドラム６０７に巻回された線材６０９は通過穴６３１を通ってドラム６１４に巻取られる。収納ドラム６０８に巻回された線材６１０は通過穴６３２を通ってドラム６１５に巻取られる。通過穴６３１及び６３２の各最狭径部分は線材を径方向に塑性変型させるしごき部となっている。
【００５２】
各しごき部におけるしごき荷重（線材を通過させるに要する力）は、線材の材質、硬度、線径、通過穴径、等を適宜に定めることにより行える。例えば、第１の通過穴６３１におけるしごき荷重ｆ１と、第２の通過穴６３２におけるしごき荷重ｆ２とを、荷重ｆ１＜荷重ｆ２に設定する。
【００５３】
次に、上記第４の実施例のエネルギ吸収機構の動作について説明する。
【００５４】
（通常動作の場合）
ロック機構３ｂが動作しない通常状態では、ボビン６０６、ボビン軸６０４、ロッキングベース６１１が一体回転し、ウェビングの引出し、巻取りが行われる。
収納ドラム６０７及び６０８、ドラム６１４及び６１５はそれぞれボビン軸６０４及びドラム軸６０５に対してフリーとなっており、ボビン６０６からのウェビングの引出し、スパイラルスプリング部３ｄの付勢力によるボビン６０６へのウェビング巻取り動作には影響を与えない。
【００５５】
（緊急状態の場合）
ロック機構３ｂが所定値を超える車体の加減速度及び／又は所定値を超えるウェビングの引出し速度を感知すると、ポール６１２を作動方向（反時計方向）に回転させ、ラッチプレート６１３の内歯と係合させる。ウェビングが引出されるとボビン６０６と一体に回転するロッキングベース６１１はポール６１２を介してラッチプレート６１３を回転する。ラッチプレート６１３の回転は歯車構成によってドラムギア６１６に伝達される。ドラムギア６１６は剪断ピン６１７によってロッキングベース６０１に固定されているので、ウェビングをボビン６０６から引出す力が剪断ピン６１７が破壊するトルクを超えるまで、ウェビングの引出しは阻止される。剪断ピン６１７が破壊しない限り、ウェビングの引出し阻止を繰返して行うことが可能である。
【００５６】
（設定荷重「小」の場合）
制御部２３は、衝突センサ２２の出力によって車両衝突を検出すると、体重センサ２１の乗員の体重出力及び衝突センサ２２の減速度（あるいは加速度）出力に基づいて乗員移動によって生ずるウェビング引出し力を計算する。この引出し力に基づいて、前述したように、引出し力「大」、「中」、「小」を判断する。前述したように、第１の線材６０９のしごき荷重ｆ１＜第２の線材６１０のしごき荷重ｆ２に予め設定されている。
【００５７】
制御部２３が乗員移動によるウェビング引出し力を「小」と判断すると、第２のアクチュエータ６２５を作動させ、第２の線材６１０の先端部とドラム６１５との係合を解除する。エネルギ吸収機構の設定荷重は、第１の線材６０９のしごき荷重ｆ１によって設定される。
【００５８】
衝突によって乗員の前方移動が生じ、ボビン６０６からのウェビング引出し力がドラムギア６１６の剪断ピン６１７の破壊力を超えると、剪断ピン６１７が折れ、第１のドラム６１４が回転して第１の線材６０９を巻取るように回転する。線材６０９は通過台６３０の通過穴６３１でしごかれ、径方向に塑性変型してドラム６１４に巻取られる。巻取られている間、ウェビングは引出し可能となり衝撃エネルギが吸収される。
【００５９】
（設定荷重「中」の場合）
制御部２３が乗員移動によるウェビング引出し力を「中」と判断すると、第１のアクチュエータ６２５を作動させ、第１の線材６０９の先端部とドラム６１４との係合を解除する。エネルギ吸収機構の設定荷重は、第２の線材６１０のしごき荷重ｆ２によって設定される。
【００６０】
衝突によって乗員の前方移動が生じ、ボビン６０６からのウェビング引出し力がドラムギア６１６の剪断ピン６１７の破壊力を超えると、剪断ピン６１７が折れ、第２のドラム６１５が回転して第２の線材６１０を巻取るように回転する。線材６１０は通過台６３０の通過穴６３２でしごかれ、径方向に塑性変型してドラム６１５に巻取られる。巻取られている間、ウェビングは引出し可能となり衝撃エネルギが吸収される。
【００６１】
（設定荷重「大」の場合）
制御部２３が乗員移動によるウェビング引出し力を「大」と判断すると、第１のアクチュエータ６２３及び第２のアクチュエータ６２５を作動させない。第１の線材６０９及び第２の線材６１０の各先端部はドラム６１４及び６１５にそれぞれ係合している。エネルギ吸収機構の設定荷重ｆ３は、第１の線材６０９のしごき荷重ｆ１及び第２の線材６１０のしごき荷重ｆ２の合成力によって設定される。
【００６２】
衝突によって乗員の前方移動が生じ、ボビン６０６からのウェビング引出し力がドラムギア６１６の剪断ピン６１７の破壊力を超えると、剪断ピン６１７が折れ、第１のドラム６１４が回転して第１の線材６０９を巻取るように回転する。また、第２のドラム６１５が回転して第２の線材６１０を巻取るように回転する。線材６０９及び６１０はそれぞれ通過台６３０の通過穴６３４及び６３２でしごかれ、径方向に塑性変型してドラム６１４及び６１５に巻取られる。巻取られている間、ウェビングは引出し可能となり衝撃エネルギが吸収される。
【００６３】
（実施例５）
上述した実施例１、２及び４においては、アクチュエータの作動位置は特定の段階的な位置であるため、エネルギ吸収荷重を特定値に設定した後は、一定荷重で、ウェビングは引出される。
【００６４】
しかし、実施例３に示すように、連続的に引出し荷重を設定できるアクチュエータを使用することによって、アクチュエータの移動量、回転角度を任意に変更可能である。塑性変型させる線材のしごき量（つぶし量）を経時的に変えることにより、例えば、図１５に示すように、アクチュエータに供給する印加電圧を変えることによって衝突後の乗員移動中のエネルギ吸収荷重を随時変更でき、乗員に負担の少ないエネルギ荷重パターンや乗員移動による二次衝突を回避可能なエネルギ荷重パターンを得ることが可能となる。
【００６５】
なお、上述した実施例では、線材のしごき加減によって線材の通過台の通過抵抗を調整するようにしているが、通過路の曲げ、捻り、摩擦、実質的な通路径の変更等によって線材の通過抵抗を調整しても良い。
【００６６】
このように、本発明の実施例によれば、従来のトーション（捻れ）軸、トーションパイプを使用するエネルギ吸収機構では衝突時の乗員移動によるウェビング引出し量が軸及び／又はパイプの捻り破断が限界であったが、本本実施例ではウェビングの引出し量は、線材の長さによって自由に調節可能である。また、トーション軸及びトーションパイプの場合には、軸の外径、軸とパイプの隙間、パイプの内径と肉厚の関係など、トーションパイプ軸やトーションパイプの個々の設定には限界があり、自由に荷重設定が出来ないが、線材の場合には、荷重設定は線材と通過穴の関係であり、自由に設定可能である。
【００６７】
また、本発明の実施例では、通常の状態では、エネルギ吸収荷重が「大」に設定されているため、例えば、電気的障害によってアクチュエータが作動しない場合であっても、確実に乗員を拘束し、乗員からウェビングに作用する荷重によりウェビングを所定量繰出させ、乗員への衝撃を減少させることが可能である。
【００６８】
また、エネルギ荷重を「大」から「中」又は「小」へと切換えることにより、切換え時に乗員の胸部に大きな荷重が加わられない。
【００６９】
エネルギ吸収加工が回転部材に係合する機構ではなく、静止状態の部材を作動させ切換えるため、確実に切換が可能となる。
【００７０】
エネルギ吸収荷重を「大」、「中」、「小」のように、設定荷重を任意に設定可能であり、ウェビング引出し長さも自由に設定することが可能となる。
【００７１】
エネルギ吸収荷重を時間経過に従って制御し、車両衝突時の乗員移動初期から最後までの全ての範囲で最も乗員に適した拘束荷重を容易に得ることが出来る。
【００７２】
車両衝突時の衝突の大きさ及び／又は乗員体重等の体格要因の信号で乗員に適した拘束荷重を容易に得ることが出来る。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のシートベルト装置は、エネルギ吸収荷重を「大」、「中」、「小」のように、設定荷重を任意に設定可能であり、ウェビング引出し長さも自由に設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１の実施例のエネルギ吸収機構（通常状態、エネルギ荷重「大」の場合）を説明する説明図である。
【図２】図２は、第１の実施例のエネルギ吸収機構を説明する側面図である。
【図３】図３は、第１の実施例のエネルギ吸収機構（エネルギ荷重「中」の場合）を説明する説明図である。
【図４】図４は、第１の実施例のエネルギ吸収機構（エネルギ荷重「中」の場合）を説明する側面図である。
【図５】図５は、第２の実施例のエネルギ吸収機構を説明する説明図である。
【図６】図６は、第２の実施例のエネルギ吸収機構を説明する側面図である。
【図７】図７は、第２の実施例のエネルギ吸収機構（通常状態、エネルギ荷重「大」の場合）を説明する説明図である。
【図８】図８は、第２の実施例のエネルギ吸収機構（通常状態、エネルギ荷重「中」の場合）を説明する説明図である。
【図９】図９は、第２の実施例のエネルギ吸収機構（通常状態、エネルギ荷重「小」の場合）を説明する説明図である。
【図１０】図１０は、本発明の第３の実施例を示す説明図である。
【図１１】図１１は、第３の実施例を説明する側面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第４の実施例を説明する説明図である。
【図１３】図１３は、第４の実施例を説明する左側面図である。
【図１４】図１４は、第４の実施例のしごき機構を説明する説明図である。
【図１５】図１５は、本発明の第５の実施例の制御態様を説明するグラフである。
【図１６】図１６は、シートベルト装置を説明する説明図である。
【図１７】図１７は、シートベルト装置の制御経系を説明するブロック図である。
【符号の説明】
３ リトラクタ
２１ 体重センサ
２２ 衝突センサ
２３ 制御部
３２１ 線材
３２３，６２３ 第１のアクチュエータ
３２４，６２５ 第２のアクチュエータ
４０１，５０１ アクチュエータ
３２１ 可塑性線材
３３０ しごき機構
３３１ 通過台

Claims (2)

1. 乗員をウェビングによって座席に拘束して車両衝突から保護するシートベルト装置であって、
   フレームに回転自在に支持されて前記ウェビングを巻取るボビンと、
   前記フレームに設けられた収納軸又は収納ドラムに巻回される可塑性の線材と、
   前記ボビンと連動可能に構成されて前記巻回された可塑性の線材を引き出して巻取る巻取りプーリと、
   前記ウェビングに作用する引出し荷重が所定値を超えると前記ボビンに生じた回転力を前記巻取りプーリに伝達するロック機構と、
   前記巻取りプーリと前記収納軸又は収納ドラムとの間に配置されて、前記可塑性の線材を挟持して引き出される線材に通過抵抗を与える線材通過部と、
   供給される信号に応じて前記線材通過部の狭持力を設定して前記線材に塑性変形を与えその変形量により前記通過抵抗を設定する通過抵抗調整部と、
   を備えるシートベルト装置。
2. 乗員をウェビングによって座席に拘束して車両衝突から保護するシートベルト装置であって、
   フレームに回転自在に支持されて前記ウェビングを巻取るボビンと、
   前記フレームに設けられた収納軸又は収納ドラムに巻回される可塑性の線材と、
   前記ボビンと連動可能に構成されて前記巻回された可塑性の線材を引き出して巻取る巻取りプーリと、
   前記ウェビングに作用する引出し荷重が所定値を超えると前記ボビンに生じた回転力を前記巻取りプーリに伝達するロック機構と、
   前記巻取りプーリと前記収納軸又は収納ドラムとの間に配置されて、前記可塑性の線材を挟持して引き出される線材に通過抵抗を与える線材通過部と、
   供給される信号に応じて前記線材通過部の狭持力を設定して前記線材に塑性変形を与えその変形量により前記通過抵抗を設定する通過抵抗調整部と、
   車両衝突の際に乗員の移動による前記ウェビングの引出し力を判断して前記通過抵抗調整部に設定すべきエネルギー吸収の程度を決定して前記信号を供給する制御部と、を備え、
   前記制御部は、衝突後に前記線材の塑性変形量を経時的に変えて衝突の際のウェビング引出荷重特性の経時的パターンを設定する、シートベルト装置。

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