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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Sitzgurtaufrollvorrichtung,
welche einen Sitzgurt zurückzieht,
um einen Insassen in einem Fahrzeug, wie z.B. einem Automobil, zu
halten und zu schützen,
und insbesondere betrifft sie eine Sitzgurtaufrollvorrichtung, welche
den Gurtzug des Sitzgurtes steuert, indem eine Spule mit einer Motorleistung
gedreht wird, und welche einen Energie absorbierenden Mechanismus (im
Folgenden auch als einen EA-Mechanismus bezeichnet) aufweist, welcher
eine Stoßenergie
absorbiert, welche auf einen Insassen einwirkt und durch den Sitzgurt
verursacht wird, wenn der Sitzgurt gehindert wird, sich abzuwickeln,
zum Beispiel, wenn ein Fahrzeug eine große Geschwindigkeitsabnahme aufgrund
eines Zusammenstoßes
oder ähnlichem
erfährt.
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Stand der
Technik
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Eine
Sitzgurtvorrichtung, welche an einem Sitz in einem Fahrzeug, wie
z.B. einem Automobil, angebracht ist, umfasst eine Sitzgurtaufrollvorrichtung,
welche einen Sitzgurt mit einer Spule aufrollt. Als solche Aufrollvorrichtungen
sind eine Vielzahl von im Unfall verriegelnden Aufrollvorrichtungen
(im Folgenden auch als ELRs bezeichnet) entwickelt worden. In einem
Unfall, wenn eine große
Geschwindigkeitsabnahme bei einem Fahrzeug aufgrund eines Fahrzeugzusammenstoßes oder ähnlichem
auftritt, wird, da die ELR die Geschwindigkeitsabnahme erfasst und
ein Verriegelungsmechanismus eine Spule an einer Drehung in der
einen Gurt abwickelnden Richtung hindert, ein Sitzgurt an einem
Abwickeln gehindert, welches durch einen Insassen verursacht wird,
welcher sich voraussichtlich aufgrund seiner oder ihrer Trägheitskraft
nach vorn bewegt. Daher hält
und schützt
die ELR den Insassen zuverlässiger.
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Weiterhin
nimmt bei einer solchen ELR, wenn der Verriegelungsmechanismus die
Spule an einer Drehung in der den Gurt abwickelnden Richtung hindert,
so dass der Sitzgurt einen Insassen hält und schützt, der Insasse einen großen Stoß von dem Sitzgurt
auf. Obwohl dieser Stoß kein
besonders großes
Problem gegenüber
dem Insassen verursacht, ist es erstrebenswert, wenn möglich, die
Stoßenergie,
welche durch den Stoß verursacht
wird, zu absorbieren, um so ihre stoßartige Kraft zu beschränken.
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Dies
berücksichtigend
ist eine ELR mit einer Struktur, bei welcher ein Energie absorbierender
Mechanismus (EA-Mechanismus) derart angeordnet ist, dass er eine
Stoßenergie
absorbiert und eine Belastung beschränkt, welche auf den Sitzgurt bei
einem vorwärts
gerichteten Unfall in einem Zustand, in welchem ein Sitzgurt getragen
wird, ausgeübt
wird, entwickelt worden. Eine Sitzgurtaufrollvorrichtung mit dem
EA-Mechanismus und einem Drehstab, welcher zwischen der Spule und
dem Verriegelungsmechanismus angeordnet ist, ist vorgeschlagen worden (siehe
zum Beispiel die japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der
Veröffentlichungs-Nr.
7-47923). Bei der Sitzgurtaufrollvorrichtung, welche in der japanischen
ungeprüften
Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr.
7-47923 offenbart ist, ist ein Ende des Drehstabes an der Spule
befestigt, um so zusammen mit derselben drehbar zu sein, und das
andere Ende des Drehstabes ist an einem eine Klaue tragenden Teil
(im Folgenden wird es als etwas bezeichnet, was gewöhnlicherweise
Verriegelungsbasis genannt wird), welches eine Klaue des Verriegelungsmechanismus
trägt,
befestigt, um so zusammen mit demselben drehbar zu sein.
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Daher
wird bei dem vorwärts
gerichteten Unfall, obwohl die Klaue des Verriegelungsmechanismus
mit einem Rahmen in Eingriff kommt, um so die Verriegelungsbasis
an einer Drehung in der den Gurt abwickelnden Richtung zu hindern,
da sich die Spule ebenso in der den Gurt abwickelnden Richtung aufgrund
einer Trägheitskraft
eines Insassen dreht, der Drehstab torsionsartig verformt und die
vorab erwähnte
Stoßenergie
daher absorbiert.
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Inzwischen
ist eine Motor angetriebene ELR, welche eine Struktur aufweist,
bei welcher der Sitzgurt aufgewickelt wird, indem die Spule mit
der Kraft des Motors gedreht wird, vorgeschlagen worden (siehe zum
Beispiel die japanische ungeprüfte
Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr.
2000-95064). Da die ELR, welche in der japanischen ungeprüften Patentanmeldung
mit der Veröffentlichungs-Nr. 2000-95064 offenbart
ist, den Zug des Sitzgurtes steuert, indem der Sitzgurt mit dem
Motor aufgewickelt wird, wird ein Insasse durch den Sitzgurt gemäß einer
Fahrsituation angemessen gehalten und so weiter.
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Darüber hinaus
ist eine andere Sitzgurtaufrollvorrichtung mit einer Struktur, bei
welcher die vorab erwähnte
mit einem Motor angetriebene ELR bei einer ELR mit dem vorab erwähnten Drehstab
angewendet wird, vorgeschlagen worden (siehe zum Beispiel die japanische
ungeprüfte
Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr.
2001-163179). Bei der ELR, welche in der japanischen ungeprüften Patentanmeldung
mit der Veröffentlichungs-Nr. 2001-163179
offenbart ist, wird, wenn ein Risiko eines Fahrzeugzusammenstoßes existiert,
der Zug des Gurtes erhöht,
indem vorher der Motor vor einer Aktivierung des Verriegelungsmechanismus
der ELR betrieben wird, um so einen Insassen zu halten, und dann,
wenn der Verriegelungsmechanismus aktiviert wird, wird der Drehstab
torsionsartig verformt, wie es vorab beschrieben ist, um so eine
Stoßenergie
zu absorbieren. Mit dieser Struktur kann bei einem Unfall ein Insasse
effektiver gehalten und geschützt
werden, ohne einen großen
Stoß zu
erleiden.
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Von der Erfindung
zu lösende
Probleme
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Nachteiligerweise
nimmt bei der Sitzgurtaufrollvorrichtung, welche bei der vorab erwähnten japanischen
ungeprüften
Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 2001-163179 offenbart
ist, da der Motor über
sein Leistungsübertragungssystem
direkt mit der Spule verbunden ist, wie es vorab beschrieben ist,
nachdem der Verriegelungsmechanismus aktiviert ist, wenn sich die
Spule in der den Gurt abwickelnden Richtung dreht, und der Torsionsstab
torsionsartig verformt wird, die Spule einen gewissen Umfang eines
mechanischen Widerstands von dem Motor und seinem Leistungsübertragungssystem
auf. Obwohl die Stoßenergie
in einem Umfang, welcher dem mechanischen Widerstand entspricht,
einigermaßen
selten auf den Drehstab übertragen
wird, vermindert dies nicht besonders einen die Stoßenergie absorbierenden
Effekt des Drehstabes, wobei ein zufriedenstellender die Stoßenergie
absorbierender Effekt erzielt wird. Trotzdem ist es erstrebenswert, wenn
möglich
einen solchen mechanischen Widerstand so stark wie möglich zu
vermindern, um so einen zufriedenstellenderen die Stoßenergie
absorbierenden Effekt zu erzielen.
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Die
WO 05/71394 A1, welche als der nächstliegende
Stand der Technik betrachtet wird, zeigt eine ähnliche Sitzgurtaufrollvorrichtung,
welche alle Merkmale des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 1 aufweist.
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Die
vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die vorab genannten Probleme
gemacht worden, und dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Sitzgurtaufrollvorrichtung bereitzustellen, bei
welcher die Stoßenergie
effektiver durch einen Drehstab absorbiert wird, welcher sich in einer
mit einem Motor angetriebenen ELR befindet.
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Mittel zur
Lösung
der Probleme
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch eine Sitzgurtaufrollvorrichtung, wie sie in Anspruch
1 definiert ist, gelöst.
Die abhängigen
Ansprüche
definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Um
die vorab erwähnten
Probleme zu lösen, umfasst
eine erfindungsgemäße Sitzgurtaufrollvorrichtung
mindestens eine Spule, welche einen Sitzgurt aufwickelt; einen Verriegelungsmechanismus mit
einem Verriegelungsteil, welches sich zusammen mit der Spule unter
normalen Bedingungen dreht und welches an einer Drehung in der den
Sitzgurt abwickelnden Richtung bei einem Unfall gehindert wird; einen
Energie absorbierenden Mechanismus, welcher zwischen der Spule und
dem Verriegelungsteil angeordnet ist, um eine Stoßenergie
zu absorbieren, welche auf einen Insassen ausgeübt wird, wenn sich die Spule
in der den Sitzgurt abwickelnden Richtung relativ zu dem Verriegelungsteil
bei einem Unfall dreht; einen Motor, welcher eine Leistung erzeugt, um
die Spule zu drehen; und einen Leistungsübertragungsmechanismus, welcher
die Leistung des Motors auf die Spule überträgt. Der Leistungsübertragungsmechanismus
ist mit dem Verriegelungsteil verbunden, und die Leistung des Motors
wird durch den Leistungsübertragungsmechanismus,
das Verriegelungsteil und den Energie absorbierenden Mechanismus
auf die Spule übertragen.
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Gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
wird der Energie absorbierende Mechanismus von einem Drehstab ausgebildet,
welcher die Spule und das Verriegelungsteil miteinander verbindet
und welcher torsionsartig verformt wird, wenn sich diese Komponenten
relativ zueinander drehen.
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Gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform
weist der Leistungsübertragungsmechanismus
einen Drehmomentbegrenzungsmechanismus auf, welcher darin angeordnet
ist und verhindert, dass eine Drehmomentbelastung, welche nicht
kleiner als ein vorbestimmter eingestellter Wert ist, auf den Motor übertragen
wird.
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Darüber hinaus
wird gemäß einer
dritten bevorzugten Ausführungsform
der Drehmomentbegrenzungsmechanismus durch eine Kupplung ausgebildet,
welche eine Leistungsübertragung
zu dem Leistungsübertragungsmechanismus
unter bricht, wenn eine Drehmomentbelastung, welche nicht kleiner
als der vorbestimmte eingestellte Wert ist, auf denselben übertragen
wird.
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Vorteile
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Gemäß den erfindungsgemäßen Sitzgurtaufrollvorrichtungen,
welche die Strukturen aufweisen, wie sie vorab beschrieben sind,
kann, da der Leistungsübertragungsmechanismus
mit dem Verriegelungsteil verbunden ist, um so die Leistung des
Motors durch den Leistungsübertragungsmechanismus, das
Verriegelungsteil und den Energie absorbierenden Mechanismus auf
die Spule zu übertragen,
die Spule gedreht werden, ohne einen mechanischen Widerstand von
dem Motor und dem Leistungsübertragungsmechanismus
aufzunehmen. Daher kann eine Stoßenergie leicht auf den Energie
absorbierenden Mechanismus übertragen
werden, wodurch der Energie absorbierende Mechanismus effektiver
aktiviert werden kann. Mit dieser Struktur kann die Stoßenergie,
welche auf einen Insassen ausgeübt
wird, zufriedenstellender absorbiert und vermindert werden.
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Der
Motor und der Leistungsübertragungsmechanismus
können
auch dicht an dem Verriegelungsmechanismus des EA-Mechanismus angeordnet
werden, wodurch sich die Anpassungsfähigkeit von möglichen
Ausführungsmerkmalen
und Entwurfsmerkmalen der Aufrollvorrichtung einschließlich einem
Entwurfmerkmal einer bekannten Sitzgurtaufrollvorrichtung, bei welcher
der Motor und der Leistungsübertragungsmechanismus
dicht bei der Spule des EA-Mechanismus angeordnet sind, vergrößert.
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Insbesondere
gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform
wird der EA-Mechanismus
aus dem Drehstab ausgebildet, wodurch die Struktur des EA-Mechanismus einfach
ausgeführt
ist.
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Da
der Drehmomentbegrenzungsmechanismus vorhanden ist, verhindert der
Drehmomentbegrenzungsmechanismus auch gemäß der zweiten und dritten bevorzugten
Ausführungsform
während der
elektrische Motor angetrieben wird, um den Gurt aufzuwickeln, wenn
eine Drehmomentbelastung, welche nicht kleiner als ein eingestellter
Wert ist, ebenso auf den Leistungsübertragungsmechanismus zum
Beispiel aufgrund des Gurtzugs des Sitzgurtes übertragen wird, welcher auftritt,
wenn eine Geschwindigkeitsabnahme eines Fahrzeugs aufgrund eines
leichten Zusammenstoßes
oder ähnlichem
verursacht wird, dass die Drehmomentbe lastung auf den Leistungsübertragungsmechanismus ausgeübt wird.
Daher ist es nicht erforderlich, dass Komponenten, wie z.B. Zahnräder des
Leistungsübertragungsmechanismus,
hohe zu tolerierende Festigkeiten aufweisen. Darüber hinaus kann eine Drehmomentbelastung,
welche auf den Elektromotor einwirkt, beschränkt werden.
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Des
Weiteren wird gemäß der dritten
bevorzugten Ausführungsform
der Drehmomentbegrenzungsmechanismus aus der Kupplung ausgebildet, wodurch
die Struktur des Drehmomentbegrenzungsmechanismus einfach ausgeführt ist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Querschnittsdarstellung einer beispielhaften Sitzgurtaufrollvorrichtung
gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform.
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2 ist
eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche schematisch die
beispielhafte Sitzgurtaufrollvorrichtung, welche in 1 dargestellt
ist, darstellt.
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3 ist
eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche einen Teil der
beispielhaften Sitzgurtaufrollvorrichtung, welche in 1 dargestellt
ist, im Detail darstellt.
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4 stellt
eine Verriegelungsbasis dar, welche für die beispielhafte Sitzgurtaufrollvorrichtung, welche
in 1 dargestellt ist, verwendet wird, wobei (a) eine
Perspektivdarstellung ist, welche von einem Verriegelungsgetriebe
betrachtet wird, und (b) eine Perspektivdarstellung ist, welche
in der Richtung IVB betrachtet wird, die in (a) bezeichnet ist.
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5 ist
eine Perspektivdarstellung der beispielhaften Sitzgurtaufrollvorrichtung,
welche in 1 dargestellt ist, in einem
Zustand, in welchem ein Gehäuse
einer Motorantriebseinheit entfernt ist.
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6 ist
eine Perspektivdarstellung der beispielhaften Sitzgurtaufrollvorrichtung,
welche in 1 dargestellt ist, in einem
Zustand, in welchem alle Zahnräder
eines Leistungsübertragungsmechanismus
entfernt sind.
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7 stellt
ein Verbindungszahnrad dar, welches für die beispielhafte Sitzgurtaufrollvorrichtung,
welche in 1 dargestellt ist, verwendet
wird, wobei (a) eine Perspektivdarstellung ist, welche von dem Gehäuse der
Motorantriebeinheit betrachtet wird, und (b) eine Perspektivdarstellung
ist, welche in der Richtung VIIB betrachtet wird, die in (a) bezeichnet
ist.
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8 stellt
einen Drehmomentbegrenzungsmechanismus der beispielhaften Sitzgurtaufrollvorrichtung,
welche in 1 dargestellt ist, dar, wobei (a)
eine perspektivische Explosionsdarstellung ist, (b) eine schematische
Darstellung eines Zustandes ist, in welchem die Leistung des Drehmomentbegrenzungsmechanismus übertragen
werden kann, und (c) eine Darstellung eines Zustandes ist, in welchem die Übertragungsleistung
des Drehmomentbegrenzungsmechanismus unterbrochen ist.
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Die beste
Art und Weise zur Ausführung
der Erfindung
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Die
beste Art und Weise zur Verwirklichung der vorliegenden Erfindung
wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine schematische Querschnittsdarstellung einer beispielhaften Sitzgurtaufrollvorrichtung
gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform; 2 ist
eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche schematisch die
beispielhafte Sitzgurtaufrollvorrichtung, welche in 1 dargestellt
ist, darstellt; und 3 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung,
welche einen Teil der beispielhaften Sitzgurtaufrollvorrichtung,
die in 1 dargestellt ist, im Detail darstellt.
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Wie
in 1 bis 3 dargestellt ist, ist eine beispielhafte
Sitzgurtaufrollvorrichtung 1 eine ELR und wird hauptsächlich ausgebildet
durch einen C-förmigen
Rahmen 2; einen Sitzgurt 3; eine Spule, welche
drehbar zwischen beiden Seitenwänden
des C-förmigen
Rahmens 2 gehalten wird, und den Sitzgurt 3 aufwickelt;
ein eine Geschwindigkeitsabnahme erfassendes Mittel 5,
welches aktiviert wird, wenn eine große Geschwindigkeitsabnahme
des Fahrzeugs bei einem vorwärts
gerichteten Unfall auftritt; einen Verriegelungsmechanismus 6,
welcher durch das die Geschwindigkeitsabnahme erfassende Mittel 5 aktiviert
wird und zumindest die Spule 4 an einer Drehung in der
den Gurt abwickelnden Richtung hindert; einen Drehstab 7,
welcher lose in und durch die Mitte der Spule 4 in der
axialen Richtung davon eingepasst ist und drehbar die Spule 4 und
den Verriegelungsmecha nismus 6 miteinander verbindet; einen Vorspanner 8,
welcher ein den Gurt zurückziehendes Moment
auf die Spule 4 mittels eines reaktiven Gases aufbringt,
welches bei dem vorwärts
gerichteten Unfall erzeugt wird; eine Federeinheit 11,
welche die Spule immer in der den Gurt zurückziehenden Richtung mit der
Federkraft einer Spiralfeder 9 durch eine Hülse 10 vorspannt;
und eine Motorantriebseinheit 13, welche die Leistung eines
Elektromotors 12 auf die Spule 4 aufbringt.
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Wie
in 3 und 6 dargestellt ist, ist das die
Geschwindigkeitsabnahme erfassende Mittel 5 eine herkömmlich bekannte
Komponente, welche aus einer Trägheitskugel 5a,
die entsprechend einer Geschwindigkeitsabnahme des Fahrzeugs aktiviert wird,
welche bei einem Unfall auftritt, und einer zurückhaltenden Sperrvorrichtung 5b,
welche durch die Aktivierung der Trägheitskugel 5a aktiviert
wird, ausgebildet ist. Die detaillierte Beschreibung davon wird ausgelassen.
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Der
Verriegelungsmechanismus 6 umfasst ein Verriegelungszahnrad 14,
welches drehbar durch ein rechtes Ende 7a des Drehstabes 7 gehalten
wird, das rechts von der Seitenwand des Rahmens 2 hervorragt,
wie es in 1 dargestellt ist, um so bezüglich des
Drehstabes 7 relativ drehbar zu sein; und eine Verriegelungsbasis
(welche einem Verriegelungsteil gemäß der vorliegenden Erfindung
entspricht) 17, welche durch einen ersten Drehmomentübertragungsabschnitt 15 gehalten
wird, um so zusammen mit demselben drehbar zu sein, welcher später beschrieben
wird, und welche eine Klaue 16 drehend hält. Das
Verriegelungszahnrad 14 weist Sperrzähne 14a auf, welche
entlang des äußeren Umfangs
davon ausgebildet sind. Unter normalen Bedingungen dreht sich das
Verriegelungszahnrad 14 zusammen mit dem Drehstab 7,
und bei dem vorwärts
gerichteten Unfall wird es, da die Trägheitskugel 5a des
die Geschwindigkeitsabnahme erfassenden Mittels 5 aktiviert
wird, an einer Drehung in der den Gurt abwickelnden Richtung gehindert,
und die zurückhaltende
Sperrvorrichtung 5b kommt mit den Sperrzähnen 14a in
Eingriff.
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Wie
in 4(a) und (b) dargestellt ist, weist die
Verriegelungsbasis 17 einen zylindrischen Wellenabschnitt 17a auf,
und der Wellenabschnitt 17a weist ein Außengewinde 17b auf,
welches darauf ausgebildet ist. Darüber hinaus weist der Wellenabschnitt 17a einen
kreisförmigen
scheibenförmigen Flanschabschnitt 17c auf,
welcher an einem Ende davon und mit diesem ganzheitlich angeordnet
ist, und der Flanschabschnitt 17c weist äußere Zähne 17d auf,
welche entlang des äußeren Umfangs
davon ausgebildet sind.
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Der
Drehstab 7 weist den ersten Drehmomentübertragungsabschnitt 15,
welcher darin ausgebildet ist und sich mit der Verriegelungsbasis 17 in Eingriff
befindet, um so nicht bezüglich
derselben relativ drehbar zu sein, und auch einen zweiten Drehmomentübertragungsabschnitt 18 auf,
welcher darin derart ausgebildet ist, dass er mit einem vorbestimmten
Abstand von dem ersten Drehmomentübertragungsabschnitt 15 beabstandet
ist und sich mit der Spule 4 in Eingriff befindet, um nicht
bezüglich
derselben relativ drehbar zu sein.
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Darüber hinaus
weisen die Spule 4 und der Wellenabschnitt 17a der
Verriegelungsbasis 17 ein kreisförmiges, eine relative Drehung
blockierendes Teil 19 auf, welches dort dazwischen angeordnet
ist. Das die relative Drehung blockierende Teil 19 weist ein
Innengewinde 19a auf, welches auf der inneren Umfangsfläche davon
ausgebildet ist, um mit dem Außengewinde 17b,
welches auf dem Wellenabschnitt 17a der Verriegelungsbasis 17 ausgebildet
ist, zusammen geschraubt zu werden, und wird in die axiale Lochung
der Spule 4 eingepasst, um so bezüglich derselben nicht relativ
drehbar und axial bewegbar zu sein. Wenn sich die Spule 4 in
der den Gurt abwickelnden Richtung relativ zu der Verriegelungsbasis 17 dreht,
dreht sich das die relative Drehung blockierende Teil 19 zusammen
mit der Spule 4 und bewegt sich in der nach rechts gerichteten
Richtung axial relativ zu der Spule 4 und der Verriegelungsbasis 17,
wenn es in 1 betrachtet wird.
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Der
Vorspanner 8 ist eine herkömmlich bekannte Komponente.
Wenn der Vorspanner 8 in einer frühen Phase eines Unfalls aktiviert
wird und reaktives Gas hervorbringt, wird ein den Gurt zurückziehendes
Drehmoment, welches abhängig
von dem reaktiven Gas erzeugt wird, durch eine Hülse 20 auf die Spule 4 übertragen,
wodurch die Spule 4 den Sitzgurt 3 in einer frühen Phase
eines Unfalls um einen vorbestimmten Umfang zurückzieht.
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Wie
in 5 und 6 dargestellt ist, umfasst die
Motorantriebseinheit 13 einen Leistungsübertragungsmechanismus 21,
welcher die Leistung des Motors 12 auf die Verriegelungsbasis 17 bei
einer abbremsenden Betriebsart überträgt. Der
Leistungsübertragungsmechanismus 21 ist
ausgebildet durch ein Motorzahnrad 22 mit einem kleinen
Durchmesser, welches an der sich drehenden Welle des Elektromotors 12 befestigt
ist, um zusammen mit derselben drehbar zu sein; ein erstes Mitläuferzahnrad 23,
welches sich immer mit dem Motorzahnrad 22 in Eingriff
befindet und einen größeren Durchmesser als
denjenigen des Motorzahnrads 22 aufweist; ein zweites Zwischenzahnrad 24,
welches sich immer mit dem ersten Zwischenzahnrad 23 in
Eingriff befindet und denselben Durchmesser wie denjenigen des ersten
Zwischenzahnrads 23 aufweist; ein erstes Begrenzungszahnrad 25,
welches sich immer mit dem zweiten Zwischenzahnrad 24 in
Eingriff befindet; ein zweites Begrenzungszahnrad 26, welches
sich koaxial und neben dem ersten Begrenzungszahnrad 25 befindet
und einen kleineren Durchmesser als denjenigen des ersten Begrenzungszahnrads 25 aufweist; ein
Verbindungszahnrad 27, welches sich immer mit dem zweiten
Begrenzungszahnrad 26 in Eingriff befindet, einen größeren Durchmesser
als denjenigen des Motorzahnrads 22 und denselben Durchmesser wie
denjenigen der äußeren Zähne 17d der
Verriegelungsbasis 17 aufweist und durch das rechte Ende 7a des
Drehstabes 7 gehalten wird, um so bezüglich demselben relativ drehbar
zu sein; und ein Ritzel 28, welches sich immer sowohl mit
dem Verbindungszahnrad 27 als auch mit den äußeren Zähnen 17d der
Verriegelungsbasis 17 in Eingriff befindet und einen kleineren
Durchmesser als diejenigen des Verbindungszahnrads 27 und
des äußeren Zahnrads 17d aufweist.
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Wie
in 7(a) und (b) dargestellt ist, ist
das Verbindungszahnrad 27 aus einer Scheibe ausgebildet,
welche eine Lochung 27a an der Mitte davon aufweist, durch
welche sich das rechte Ende 7a des Drehstabes 7 erstreckt,
und weist eine Hülse 27b auf, welche
mit der Lochung 27a ausgerichtet ist, um so axial von dem
Mittelteil davon hervorzuragen.
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8 stellt
einen Drehmomentbegrenzungsmechanismus der beispielhaften Sitzgurtaufrollvorrichtung,
welche in 1 dargestellt ist, dar, wobei (a)
eine perspektivische Explosionsdarstellung ist, (b) eine schematische
Darstellung eines Zustandes ist, in welchem die Leistung des Drehmomentbegrenzungsmechanismus übertragen
werden kann, und (c) eine Darstellung eines Zustandes ist, in welchem die
Leistungsübertragung
des Drehmomentbegrenzungsmechanismus unterbrochen ist.
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Wie
in 8(a) dargestellt ist, sind das
erste und das zweite Begrenzungszahnrad 25 und 26 derart
angeordnet, dass sie im Bezug zueinander relativ drehbar sind, und
das zweite Begrenzungszahnrad 26 ist derart angeordnet,
dass es axial bewegbar ist, so dass es in Kontakt mit dem ersten
Begrenzungszahnrad 25 kommt oder sich aus diesem löst. Das erste
Begrenzungszahnrad 25 weist äußere Zähne 25a auf, welche
entlang des äußeren Umfangs
davon ausgebildet sind, befindet sich immer mit dem zweiten Zwischenzahnrad 24 in
Eingriff und weist Sperrzähne 25b auf,
welche an dem Mittelteil davon und dicht an dem Motor ausgebildet
sind. Auch das zweite Begrenzungszahnrad 26 weist äußere Zähne 26a auf,
welche entlang des äußeren Umfangs
davon ausgebildet sind, befindet sich immer mit dem Verbindungszahnrad 27 in
Eingriff und weist Sperrzähne 26b auf,
welche an dem Mittelteil davon und dicht an dem Drehstab (das heißt, dicht
an der Spule 4) ausgebildet sind. Daher wird das zweite
Begrenzungszahnrad 26 immer durch eine Begrenzungsfeder 29, welche
zwischen einem Gehäuse 13a der
Motorantriebseinheit 13 und dem zweiten Begrenzungszahnrad 26 gespannt
ist, in eine Richtung gedrängt,
um dichter zu dem ersten Begrenzungszahnrad 25 zu kommen.
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Mit
dieser Struktur befinden sich unter normalen Bedingungen, wobei
eine Drehmomentbelastung, welche in der den Gurt abwickelnden Richtung auf
das zweite Begrenzungszahnrad 26 übertragen wird, kleiner als
ein vorbestimmter Wert ist, welcher gemäß einer eingestellten Belastung
der Begrenzungsfeder 29 eingestellt ist, wie es in 8(b) dargestellt ist, die Sperrzähne 25b und 26b miteinander in
Eingriff und die Leistung des Motors 12, welche durch den
in der Figur gezeigten Pfeil dargestellt ist, wird auf das erste
Begrenzungszahnrad 25 und dann auf das zweite Begrenzungszahnrad 26 übertragen. In
diesem Zustand zieht sich, obwohl die Sperrzähne 26b einer axialen
Kraft unterliegen, um aus den Sperrzähnen 25b zu kommen,
da die vorab erwähnte Drehmomentbelastung
kleiner als der eingestellte Wert ist, die Begrenzungsfeder 29 nicht
zusammen, wodurch die Sperrzähne 25b und 26b in
einem Eingriff miteinander gehalten werden.
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Wenn
die vorab ausgeführte
Drehmomentbelastung nicht geringer als der vorab erwähnte eingestellte
Wert ist, wie es in 8(c) dargestellt
ist, gleiten die Sperrzähne 25b auf
der Schräge
der Sperrzähne 26b und
drehen sich relativ zu denselben. Durch die relative Drehung der
Sperrzähne 25b bezüglich der
Sperrzähne 26b bewegt
sich das zweite Begrenzungszahnrad 26 axial in die nach
rechts gerichtete Richtung, um so aus dem ersten Begrenzungszahnrad 25 zu
kommen während
die Begrenzungsfeder 29 zusammengedrückt wird. Dementsprechend lösen sich
die Sperrzähne 25b und 26b aus
ihrem Eingriff voneinander, und das zweite Begrenzungszahnrad 26 unterliegt
daher nicht einer Drehmomentbelastung, welche gleich oder größer als
ein eingestellter Wert ist. Mit dieser Struktur wird eine Drehmomentbelastung,
welche auf den Elektromotor 12 ausgeübt wird, auf einen kleineren
Wert beschränkt
als ihr eingestellter Wert und wird dement sprechend vor einer übermäßigen Drehmomentbelastung
geschützt.
Wie vorab beschrieben ist, ist ein erfindungsgemäßer Drehmomentbegrenzungsmechanismus
aus einer Kupplung ausgebildet, welche durch die Sperrzähne 25b und 26b und
die Begrenzungsfeder 29 ausgebildet ist.
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Als
Nächstes
wird ein Betrieb der beispielhaften Sitzgurtaufrollvorrichtung 1 beschrieben.
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Wenn
der Sitzgurt 3 nicht getragen wird, wird er durch eine
drängende
Kraft der Federeinheit 11 vollständig zurückgezogen. Auch der Elektromotor 12 befindet
sich im Stillstand, und eine Federkraft der Begrenzungsfeder 29 bewirkt,
dass die Sperrzähne 26b des
zweiten Begrenzungszahnrad 26 in einer Stellung liegen,
wo sie mit den Sperrzähnen 25b des ersten
Begrenzungszahnrads 25 in Eingriff bringbar sind.
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Wenn
der Sitzgurt 3 mit einer normalen Geschwindigkeit herausgezogen
wird, um getragen zu werden, dreht sich die Spule 4 in
der den Sitzgurt abwickelnden Richtung, so dass der Sitzgurt 3 vollständig herausgezogen
wird. Nachdem eine Zunge (nicht dargestellt), welche gleitend an
dem Sitzgurt 3 angebracht ist, in ein Gurtschloss (nicht
dargestellt), welches an einem Fahrzeugkörper befestigt ist, eingeführt und
zusammen mit diesem verriegelt ist, wird ein überschüssig herausgezogener Abschnitt
des Sitzgurtes 3 durch die Spule 4 mit einer drängenden Kraft
der Federeinheit 11 zurückgezogen,
so dass ein Insasse den Sitzgurt 3 trägt, so dass er oder sie nicht ein
Gefühl
eines Druckes erleidet. Wenn die Zunge in das Gurtschloss eingeführt und
zusammen mit diesem verriegelt ist, wird ein Gurtschlossschalter
(nicht dargestellt) eingeschaltet, was zu einem Zustand des Elektromotors 12 führt, wobei
dieser bereit ist, um angetrieben zu werden.
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In
einer frühen
Phase des vorab erwähnten Unfalles
zieht, da das den Sitzgurt zurückziehende Moment,
welches durch den Vorspanner 8 erzeugt wird, auf die Spule 4 übertragen
wird, die Spule 4 den Sitzgurt 3 um einen vorbestimmten
Umfang zurück, um
so einen Insassen rasch zu halten. Weiterhin bewirkt eine große Geschwindigkeitsabnahme
des Fahrzeugs, welche bei einem Unfall auftritt, dass das die Geschwindigkeitsabnahme
erfassende Mittel 5 aktiviert wird, so dass der Verriegelungsmechanismus 6 aktiviert
wird, wie vorab beschrieben ist. Das heißt, die Aktivierung des die
Geschwindigkeitsabnahme erfassenden Mittels verhindert eine Drehung des
Verriegelungszahnrads 14 in der den Sitzgurt abwickelnden Richtung
und ermöglicht,
dass die Klaue 16 des Verriegelungsmechanismus 6 mit
inneren Zähnen 30,
welche auf der Seitenwand des Rahmens 2 ausgebildet sind,
in Eingriff kommt.
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Daher
wird die Verriegelungsbasis 17 an einer Drehung in der
den Sitzgurt abwickelnden Richtung gehindert. Da der Sitzgurt 3 einer
abwickelnden Kraft aufgrund einer Trägheitskraft eines Insassens unterliegt,
welche bewirkt, dass sich die Spule 4 in der den Gurt abwickelnden
Richtung dreht, wird der Drehstab 7 verdrillt; als Ergebnis
dreht sich nur die Spule 4 in der den Sitzgurt abwickelnden
Richtung relativ zu der Verriegelungsbasis 17. Da die Motorantriebseinheit 13 dicht
bei dem Verriegelungsmechanismus 6 des Drehstabes 7 angeordnet
ist, dreht sich bei diesem Ereignis die Spule 4, ohne einen
mechanischen Widerstand von der Motorantriebseinheit 13 aufzunehmen.
Dementsprechend wird eine Stoßenergie
leicht auf den Drehstab 7 übertragen. Da sich die Spule 4 in
der den Sitzgurt abwickelnden Richtung dreht, während sich der Drehstab 7 verdrillt,
wird von dann an mit dem Drehmoment des Drehstabes 7 die
Stoßenergie,
welche auf einen Insassen einwirkt, zufriedenstellender absorbiert
und vermindert, und eine Belastung, welche auf den Sitzgurt 3 ausgeübt wird,
wird dementsprechend begrenzt.
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Die
relative Drehung der Spule 4 bezüglich der Verriegelungsbasis 17 in
der den Gurt abwickelnden Richtung bewirkt, dass sich das die relative
Drehung blockierende Teil 19 axial in der nach rechts gerichteten
Richtung bewegt, wenn man es in 8 betrachtet.
Dann, nachdem es sich zu dem Ende des Außengewindes der Verriegelungsbasis 17 bewegt hat,
bewegt sich das die relative Drehung blockierende Teil 19 nicht
weiter axial in der nach rechts gerichteten Richtung, und eine Drehung
wird blockiert, wodurch sich das die relative Drehung blockierende
Teil 19 nicht relativ zu der Verriegelungsbasis 17 dreht (weiterhin
wird, nachdem es in einen Kontakt mit der Seitenfläche des
Flanschabschnitts 17c der Verriegelungsbasis 17 gekommen
ist, das die relative Drehung blockierende Teil 19 daran
gehindert, sich weiter axial in der nach rechts gerichteten Richtung
zu bewegen).
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Daher
wird auch die Spule 4 an einer relativen Drehung bezüglich der
Verriegelungsbasis 17 gehindert. Das heißt, die
Drehung der Spule 4 in der den Gurt abwickelnden Richtung
wird blockiert, wodurch verhindert wird, dass der Sitzgurt 3 herausgezogen
wird, und der Sitzgurt 3 verhindert ein Trägheitsmoment
eines Insassen, um ihn oder sie so zu schützen.
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Die
beispielhafte Sitzgurtaufrollvorrichtung 1 weist auch eine
Struktur auf, bei welcher, da ein Trägheitsteil 31 (dargestellt
in 1 und 3) sogar für den Fall eines abrupten Herausziehens
des Sitzgurtes aktiviert wird, sich die Verriegelungsbasis 17 des Verriegelungsmechanismus 6 in
der den Gurt abwickelnden Richtung relativ zu dem Verriegelungszahnrad 14 dreht
(da die Aktivierung des Trägheitsteils 31 herkömmlich bekannt
ist, und es sich um kein kennzeichnendes Teil der vorliegenden Erfindung handelt,
wird auf die detaillierte Beschreibung davon verzichtet). Mit dieser
Struktur, welche ebenfalls oben beschrieben ist, kommt die Klaue 16 des
Verriegelungsmechanismus 6 mit den inneren Zähnen 30, welche
auf der Seitenwand des Rahmens 2 ausgebildet sind, in Eingriff,
um so die Verriegelungsbasis 17 an einer Drehung zu hindern,
wodurch die Spule 4 an einer Drehung in der abwickelnden
Richtung durch den Drehstab 7 gehindert wird, und es wird
verhindert, dass der Sitzgurt herausgezogen wird.
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Weiterhin
wird, in einem normalen Zustand, in welchem der Sitzgurt getragen
wird, wenn der Elektromotor 12 in einer Richtung angetrieben
wird, welche der den Gurt zurückziehenden
Richtung der Spule 4 entspricht, um den Gurtzug des Sitzgurt 3 zu steuern,
die Drehkraft davon durch das Motorzahnrad 22, das erste
und das zweite Zwischenzahnrad 23 und 24, das
erste und das zweite Begrenzungszahnrad 25 und 26,
das Verbindungszahnrad 27, das Ritzel 28, die
Verriegelungsbasis 17, den Drehstab 7 und die
Hülse 20 auf
die Spule 4 übertragen,
und daher dreht sich die Spule 4 in der den Gurt zurückziehenden
Richtung. Mit dieser Struktur wird der Sitzgurt 3 zurückgezogen
und der Gurtzug erhöht.
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Wenn
der Elektromotor 12 umgekehrt in einer Richtung angetrieben
wird, welche der den Gurt abwickelnden Richtung der Spule 4 entspricht,
wird die Drehkraft davon ähnlich
auf die Spule 4 übertragen
und daher dreht sich die Spule 4 in der den Gurt abwickelnden
Richtung. Daher wird der Sitzgurt 3 abgewickelt und der
Gurtzug verringert.
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Weiterhin
wird, während
der Sitzgurt 3 durch den Elektromotor 12 zurückgezogen
wird, wenn eine große
Drehmomentbelastung auf das zweite Begrenzungszahnrad 26 ausgeübt wird,
aufgrund einer Ursache irgendeiner Art, welche von dem zweiten Begrenzungszahnrad 26 auf
die Spule 4 erfolgt, zum Beispiel durch den Gurtzug des
Sitzgurtes 3, wenn eine Geschwindigkeitsabnahme des Fahrzeugs
aufgrund eines Zusammenstoßes
oder ähnlichem
auftritt, welcher derart leicht ist, dass er nicht bewirkt, dass
der Verriegelungsmechanismus 6, welcher als ein ELR-Mechanismus
dient, verriegelt wird, die Leistung des Elektromotors 12 übertragen,
wodurch die Drehmomentbelastung des ersten Begrenzungszahnrads 25 und
die Belastung des Elektromotor 12 jeweils ansteigt, um
das zweite Begrenzungszahnrad 26 zu drehen. Wenn jedoch
die Drehmomentbelastungen des ersten und des zweiten Begrenzungszahnrads 25 und 26 gleich
oder größer als
die entsprechend eingestellten Werte werden, wie es in der vorab
genannten 8(c) dargestellt ist, lösen sich die
Sperrzähne 25b und 26b aus
ihrem Eingriff voneinander, wobei die Kupplung in einen Zustand
AUS geschaltet wird und daher die Leistungsübertragung unterbrochen wird.
Daher wird eine Drehmomentbelastung, welche gleich oder größer als
ein entsprechend eingestellter Wert ist, nicht auf jede Komponente
des Leistungsübertragungsmechanismus 21 ausgeübt, und
die Drehmomentbelastung, welche auf den Elektromotor 12 ausgeübt wird,
wird derart beschränkt,
dass sie einen eingestellten Wert nicht überschreitet, wodurch eine übermäßige Drehmomentbelastung
bei dem Elektromotor 12 verhindert wird.
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Gemäß der beispielhaften
Sitzgurtaufrollvorrichtung 1, welche die Struktur aufweist,
wie sie vorab beschrieben ist, ist, da die Motorantriebseinheit 13 (das
heißt,
der Elektromotor 12 und der Leistungsübertragungsmechanismus 21)
dicht bei dem Verriegelungsmechanismus 6 des Drehstabes 7 angeordnet
ist, die Spule 4 drehbar, ohne einen mechanischen Widerstand
von der Motorantriebseinheit 13 aufzunehmen. Daher kann
eine Stoßenergie
leicht auf den Drehstab 7 übertragen werden, wodurch der Drehstab 7 effektiver
torsionsartig verformt wird. Mit dieser Struktur kann eine Stoßenergie,
welche auf einen Insassen einwirkt, zufriedenstellender absorbiert und
verringert werden.
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Die
Motorantriebseinheit 13 kann auch dicht bei dem Verriegelungsmechanismus 6 des
Drehstabes 7 angeordnet werden, wodurch die Anpassungsfähigkeit
von möglichen
Entwurfs- und Ausführungsmerkmalen
der Aufrollvorrichtung einschließlich eines Entwurfmerkmals
einer bekannten Aufrollvorrichtung, bei welcher die Motorantriebseinheit 13 dicht bei
der Spule 4 des Drehstabes 7 angeordnet ist, erhöht wird.
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Darüber hinaus
wird der EA-Mechanismus aus dem Torsionsstab 7 ausgebildet,
wodurch die Struktur des EA-Mechanismus einfach ausgeführt ist.
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Da
der Drehmomentbegrenzungsmechanismus vorhanden ist, während der
Elektromotor 12 angetrieben wird, um den Gurt zurückzuziehen,
verhindert, wenn eine Drehmomentbelastung, welche nicht geringer
als ein eingestellter Wert ist, auf den Leistungsübertragungsmechanismus 21 zu übertragen ist,
zum Beispiel aufgrund des Gurtzugs des Sitzgurtes 3, was
erfolgt, wenn eine Geschwindigkeitsabnahme des Fahrzeugs aufgrund
eines Zusammenstoßes
oder ähnlichem
erfolgt, welche derart leicht ist, dass sie nicht verursacht, dass
der Verriegelungsmechanismus, welcher als der ELR-Mechanismus dient,
verriegelt wird, darüber
hinaus der Drehmomentbegrenzungsmechanismus, dass die Drehmomentbelastung
auf den Leistungsübertragungsmechanismus 21 ausgeübt wird.
Daher ist es nicht erforderlich, dass Komponenten, wie z.B. Zahnräder des Leistungsübertragungsmechanismus 21,
so hohe zu tolerierende Festigkeiten aufweisen. Darüber hinaus kann
eine Drehmomentbelastung, welche auf den Elektromotor 12 ausgeübt wird,
beschränkt
werden, wodurch der Elektromotor 12 vor einer übermäßigen Drehmomentbelastung
geschützt
wird.
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Der
Drehmomentbegrenzungsmechanismus ist aus der Kupplung ausgebildet,
welche durch die Sperrzähne 25b dicht
bei dem Motor, die Sperrzähne 26b dicht
bei der Spule und die Begrenzungsfeder 29 ausgebildet ist,
wodurch die Struktur des Drehmomentbegrenzungsmechanismus insbesondere
einfach ausgeführt
ist.
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Obwohl
der Drehstab 7 als der EA-Mechanismus bei dem vorab stehenden
Beispiel verwendet wird, kann anstelle des Drehstabs 7 ein
anderer bekannter EA-Mechanismus
verwendet werden, wobei zum Beispiel ein Energie absorbierendes
Teil zerbrochen und verformt wird oder ein bandähnliches Energie absorbierendes
Teil gequetscht wird, oder eine Kombination des Drehstabs 7 und
eines anderen bekannten EA-Mechanismus kann verwendet werden.
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Obwohl
der Vorspanner 8 und das die relative Drehung blockierende
Teil 19 bei dem vorab stehenden Beispiel vorhanden sind,
werden diese Komponenten nicht immer benötigt und können weggelassen werden. Obwohl
die Leistung des Elektromotors 12 bei dem vorab stehenden
Beispiel durch das Verbindungszahnrad 27 und das Ritzel 28 auf
die Verriegelungsbasis 17 übertragen wird, kann die Leistung
des Elektromotors 12 abhängig von der Struktur der Aufrollvorrichtung 1 auch
auf die Verriegelungsbasis 17 übertragen werden, ohne über diese Zahnräder 27 und 28 zu
laufen. In solch einem Fall können
das Verbindungszahnrad 27 und das Ritzel 28 weggelassen
werden.
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Darüber hinaus
wird der Drehmomentbegrenzungsmechanismus, welcher durch das erste Begrenzungszahnrad 25,
das zweite Begrenzungszahnrad 26 und die Begrenzungsfeder 29 ausgebildet
ist, nicht immer benötigt
und kann weggelassen werden. Um jedoch zu verhindern, dass übermäßige Belastungen
auf den Elektromotor 12 und den Leistungsübertragungsmechanismus 21 ausgeübt werden,
ist der Drehmomentbegrenzungsmechanismus vorzugsweise vorhanden.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Die
erfindungsgemäße Sitzgurtaufrollvorrichtung
ist für
eine Verwendung bei einer Sitzgurtvorrichtung geeignet, welche an
einen Sitz in einem Fahrzeug, wie z.B. einem Automobil, angebracht
ist, um einen Insassen zu halten und zu schützen.