CN101492038B - 预张紧器和安全带装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供预张紧器和安全带装置，该预张紧器不采用卡定爪的铆接而将密封部件固定在壳体内，通过使壳体采用铝合金压铸等可以实现壳体的轻量化。所述壳体具有将金属丝通过引导孔向汽缸方向引导的托架，内部具有把来自气体发生器的气体供给到汽缸的气室和位于气室的汽缸侧的相反侧的密封收纳部。配置于壳体内的保护密封体一体地形成有位于气室中并保护金属丝免受高温气体影响的保护部件和位于密封收纳部中并对气室和引导孔之间进行密封的密封部件。止动圈的环部嵌合于保护部件上，与密封部件的端面抵接，将止动圈压入到壳体内，使环部周围的突片与壳体的内壁面抵接，通过弹力将密封部件固定于壳体内。

Description

预张紧器和安全带装置

技术领域

本发明涉及在车辆紧急减速时等拉入安全带的预张紧器和安全带装置。

背景技术

以往，车辆用座椅上设有在车辆紧急停止时或者产生碰撞等冲击时，用于抑制乘员因惯性力而向前方移动的乘员限制用安全带装置。这样的安全带装置通常具有紧急自动锁定式卷收器(以下略称为ELR)，其在通常驾驶时不会限制乘员的动作，仅在车辆产生冲击时锁定安全带的卷绕轴，以阻止安全带被继续拉出。该ELR在检测到预定值以上的减速度时，在极短的时间内锁定卷绕轴，从而使安全带不会被继续拉出。

然而，若如上述的ELR那样仅锁定卷绕轴，则在限制了乘员的状态下安全带被松弛地卷绕在卷绕轴上的情况下，即使卷绕轴被锁定，也能够将安全带拉出一些。此外，即使安全带并不是松弛地卷绕，从检测到预定值以上的减速度到锁定卷绕轴为止的时间内，安全带还是会被拉出。

因此，作为在一定程度上抵消这种安全带的松弛状态以及因将卷绕轴锁定之前的时间差而产生的安全带拉出状态的装置，已知有在检测出预定减速度时拉入安全带带扣的预张紧器(例如参照专利文献1)。

专利文献1所公开的预张紧器的一端部与安全带带扣连接，另一端具有固定于汽缸内的活塞上的金属丝和被该金属丝贯穿并保持汽缸的壳体，在检测出车辆的减速度时，通过向形成于壳体内的气室喷射高压气体，使活塞移动，从而拉入金属丝。

在壳体的与汽缸相反的一侧安装有托架，该托架具有用于向汽缸方向引导金属丝的引导孔，在壳体内的气室中以覆盖金属丝外周面的方式配置用于保护金属丝的保护部件(护管)，在壳体内的保护部件的汽缸侧的相反侧配置有用于对气室和托架的引导孔之间进行密封的密封部件。

专利文献1：日本特开2003-146184号公报(图2和图4)

在预张紧器工作时，为了防止上述密封部件由于金属丝的拉入而被拉伸，将上述密封部件固定在壳体内。一般将密封部件固定于壳体内时，是在壳体的内壁面的周向的多个位置设置通过金属模具成型形成的卡定爪，通过对这些爪进行铆接而保持密封部件。

然而，在壳体为铝合金压铸形成的情况下，虽然能够使壳体轻量化，然而材料的延展性减小，因此不能对卡定爪充分进行铆接以保持密封部件，很难通过爪的铆接将密封部件固定于壳体内。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种预张紧器和安全带装置，不采用卡定爪的铆接，而是通过将密封部件简单地固定在壳体内，从而可以使壳体采用铝合金压铸这样的延展性小但轻量化的材料，可以实现壳体的轻量化。

为了实现上述目的，第一发明的预张紧器，用于在车辆发生碰撞时拉入安全带，从而利用安全带限制乘员，其特征在于，该预张紧器具有：一端部与安全带连接的金属丝；用于拉入上述金属丝的活塞，其与上述金属丝的另一端部连接；汽缸，其可滑动地收纳上述活塞；壳体，上述金属丝贯穿该壳体，并且在该壳体的一端部保持上述汽缸；托架，其具有引导孔，上述引导孔用于向上述汽缸的方向引导设于上述壳体的另一端部上的上述金属丝；气体发生器，其将用于使上述活塞工作的气体通过设于上述壳体内的气室供给到上述汽缸内；用于保护上述金属丝的保护部件，其配置于上述壳体内的上述气室中，以覆盖上述金属丝的外周面的至少上述气体发生器侧；以及密封部件，其配置于上述壳体内的上述保护部件的上述汽缸侧的相反侧，用于对上述气室和上述托架的引导孔之间进行密封，并且上述金属丝贯穿该密封部件；止动圈被压入到上述壳体内，利用该止动圈将上述密封部件固定到上述壳体的内壁面上，该止动圈具有与上述密封部件的上述保护部件侧的端面抵接的环部，在该环部周围向径向外侧突出地设置有压接于上述壳体的内壁面上的多个突片。

在车辆紧急停止或者发生碰撞等情况下，为了提高安全带对乘员的限制力，使预张紧器动作，使来自气体发生器的高压气体通过壳体内的气室供给到汽缸，汽缸内的活塞移动并拉入金属丝，随之拉入安全带。为了防止密封部件随着该金属丝的移动而被拖动，将密封部件固定在壳体内，以防止密封部件移动，然而如通过由金属模型成型在壳体上的卡定爪的铆接而将密封部件固定于壳体内时那样，壳体采用铝合金压铸这样的延展性小的材料制造的情况下，对密封部件的固定是比较困难的。

根据第一发明，由于使用止动圈将密封部件固定于壳体内，因此即使如通过由金属模型成型在壳体上的卡定爪的铆接而将密封部件固定于壳体内时那样，壳体采用铝合金压铸这样的延展性小的材料制造的情况下，也不会产生难以固定密封部件的问题。因此，通过使壳体采用铝合金压铸这样的延展性小的轻量材料，能够实现壳体的轻量化，进而实现预张紧器的轻量化。

此外，由于止动圈是使多个突片在厚度较薄的环部周围向径向外侧突出的形状的弹性金属制固定部件，因此密封部件的固定部件的结构简单。此外，通过止动圈固定密封部件时，将止动圈的环部抵接于密封部件的位于保护部件一侧的端面，将止动圈压入到气室内，借助与分隔成气室的壳体的内壁面压接的突片的弹性变形所产生的弹力，将止动圈卡定于壳体的内壁面上即可，因此密封部件的固定简单。

第二发明的特征在于，上述保护部件与上述密封部件形成为一体的保护密封体的形式，通过使上述止动圈与该保护部件的外周面嵌合，将该保护密封体保持于该止动圈上，并通过该止动圈将该保护密封体固定到上述壳体的内壁面上。

密封部件也可以不是与保护部件分体的独立部件，如第二发明所述，密封部件与保护部件可以形成为一体的保护密封体的形式。在这种情况下，密封部件以直径大于保护部件的端面连接到该保护部件上，止动圈与保护部件的外周面嵌合，将保护密封体保持在止动圈上，止动圈的环部抵接于密封部件的位于保护部件一侧的端面，将止动圈压入气室内，借助与分隔成气室的壳体的内壁面压接的突片因弹性变形所产生的弹力，将止动圈卡定于壳体的内壁面上，由此能够将密封部件与保护部件一起固定到壳体的内壁面上。

根据第二发明，由于密封部件和保护部件形成为一体，因此与密封部件和保护部件分别独立形成的情况相比，具有部件个数减少、材料成本和组装成本降低的效果。

第三发明的特征在于，上述保护部件的外周面上设有多个能够扩散上述气体的贯穿孔。

由此，能够把来自气体发生器的高温气体通过贯穿孔送入到保护部件内，使其在保护部件内沿金属丝的股线外周面的槽流动。由此，高温气体与金属丝的接触面积增大，在保护金属丝以避免其局部性地温度上升的同时，能够大幅度地冷却高温气体的温度，可靠地防止从壳体喷出高温气体的火焰。

第四发明的特征在于，上述壳体由铝合金压铸而成。

由此，能够使壳体轻量化，进而使预张紧器轻量化。

第五发明的安全带装置具有：安全带；卷绕该安全带的卷收器；设于上述安全带上的锁舌；以及预张紧器，其用于在车辆发生碰撞时拉入上述安全带，从而利用上述安全带限制乘员；该预张紧器的特征在于，该预张紧器具有：一端部与安全带连接的金属丝；用于拉入上述金属丝的活塞，其与上述金属丝的另一端部连接；汽缸，其可滑动地收纳上述活塞；壳体，上述金属丝贯穿该壳体，并且在该壳体的一端部保持上述汽缸；托架，其具有引导孔，上述引导孔用于向上述汽缸的方向引导设于上述壳体的另一端部上的上述金属丝；气体发生器，其将用于使上述活塞工作的气体通过设于上述壳体内的气室供给到上述汽缸内；用于保护上述金属丝的保护部件，其配置于上述壳体内的上述气室中，以覆盖上述金属丝的外周面的至少上述气体发生器侧；以及密封部件，其配置于上述壳体内的上述保护部件的上述汽缸侧的相反侧，用于对上述气室和上述托架的引导孔之间进行密封，并且上述金属丝贯穿该密封部件，止动圈被压入到上述壳体内，利用该止动圈将上述密封部件固定到上述壳体的内壁面上，该止动圈具有与上述密封部件的上述保护部件侧的端面抵接的环部，在该环部周围向径向外侧突出地设置有压接于上述壳体的内壁面上的多个突片。

在这种安全带装置中，通过设置上述预张紧器，能够使预张紧器轻量化。

根据本发明，采用止动圈将密封部件固定于预张紧器的壳体内，上述止动圈在环状的环部周围向径向外侧突出地设置有多个突片，因此固定部件的结构简单。而且，能够简单地将密封部件固定在壳体内。此外，由于固定密封部件不通过卡定爪的铆接，所以能够使壳体采用铝合金压铸这样的延展性小的轻量材料，能够使壳体轻量化。

附图说明

图1是表示具有本发明一个实施方式的预张紧器的安全带装置的立体图。

图2是图1的预张紧器的纵向剖视图。

图3是设于图1的预张紧器上的保护密封体的立体图。

图4是保护密封体的纵向剖视图。

图5是表示用于安装保护密封体的止动圈的主视图(a)以及垂直剖视图(b)。

图6是表示采用图5的止动圈固定保护密封体的方法的横向剖视图。

图7是表示采用图5的止动圈固定保护密封体的方法的纵向剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明中的预张紧器和安全带装置的优选实施方式进行详细说明。

图1为表示具有本发明一个实施方式的预张紧器的安全带装置的立体图。

在图1中，安全带装置1具有从卷收器2拉出的用于限制乘员的安全带3。卷收器2为卷绕安全带3的装置，固定设置于车室内侧的中柱4的下部。从卷收器2向车体上方拉出的安全带3穿过安装于中柱4的上部的贯穿环5，并向车体下方折回。并且，安全带3的前端部固定于设在中柱4和座椅6之间的固定板7上。

安全带3的贯穿环5和固定板7之间的部分设有锁舌8，安全带3从上述锁舌8中穿过。锁舌8可与安全带带扣9扣合或分离，上述安全带带扣9配置在隔着座椅6而与固定器定板7相反的一侧。

安全带带扣9上保持有本实施方式的预张紧器10。预张紧器10是在车辆紧急停止时或者碰撞等产生冲击时通过安全带带扣9拉入安全带3而以安全带3限制乘员的装置。

预张紧器10具有：与安全带带扣9连接的金属丝11；被金属丝11贯穿的壳体12；保持于该壳体12的一端部的汽缸14；以及托架13，其设于壳体12的另一端部上，并且具有以使金属丝11的一部分弯曲的方式向汽缸14的方向引导该金属丝11的引导部13a和引导孔13b(参照图2)。预张紧器10例如将壳体12直接或者经由支架(未图示)等固定于车体(座椅)上。

图2为预张紧器10的纵向剖视图。在图2中，金属丝11的一端保持在安全带带扣9中(参照图1)，金属丝11的另一端部保持在活塞15中。活塞15可滑动地收纳于汽缸14内。

活塞15具有被金属丝11贯穿的活塞主体部16和与该活塞主体部16的前端结合并将金属丝11的另一端部固定的金属丝保持部17。活塞主体部16的基端部的外周面形成有环状槽部18，环状槽部18上配置有对活塞主体部16和汽缸14的内壁面之间进行密封的O型圈19。

此外，在活塞主体部16的比环状槽部18靠近前端侧(线路保持部17侧)的外周面上形成有直径朝向前端逐渐扩大的锥形部20。该锥形部20和汽缸14的内壁面之间配置有滚珠环21和多个滚珠22。由此，容许活塞15向前端侧(图示A侧)移动，并且阻止活塞15向基端侧(图示B侧)移动。

在保持汽缸14的壳体12上还设有气体发生器23，上述气体发生器23产生用于使活塞15向朝向汽缸14的图示A侧移动的高压气体。气体发生器23具有未图示的气体发生部和点火部，例如通过传感器检测出车辆紧急减速后，向点火部发送点火信号，使点火部工作，气体发生部将高温高压的气体喷射到壳体12内的气室24。

在壳体12的内部形成有上述气室(气体流路)24和密封收纳部25，上述气室24用于把自气体发生器23喷射出的高压气体供给到汽缸14中，上述密封收纳部25设于气室24的与汽缸14相反的一侧且与气室24连通，密封收纳部25形成直径朝向托架13逐渐减小的前端变细的空洞部。

如图3的立体图所示，壳体12内配置有保护部件27和密封部件30一体构成的保护密封体26，如后文所述，并通过止动圈40固定于壳体12内。如图2所示，保护部件27位于气室24内，并至少保护金属丝11的位于气体发生器23一侧的外周面免受来自气体发生器23的高温气体的影响。在本例中，保护部件27形成圆筒状，其延伸至与气室24的活塞主体部16的基端面16a隔开很小间隙的位置，并覆盖气室24内的金属丝1的大致全长部分，保护其外周面的全周。另外，保护部件27也可以设为延伸至与气室24的活塞主体部16的基端面16a相接的位置。

保护密封体26的密封部件30一体地设置在保护部件27的与汽缸17相反一侧的端部上。如图2所示，该密封部件30位于密封收纳部25中，用于对气室24和托架13的引导孔13b之间进行密封。密封部件30由被金属丝11贯穿的圆锥台状的环状体构成，以直径比保护部件27大的端面与保护部件27连接。密封部件30的外径与密封收纳部25的内径对应而朝向托架13以前端变细的方式逐渐减小，密封部件30的位于保护部件27一侧的端部具有从密封收纳部25稍微露出的长度。由这些保护部件27和密封部件30构成的保护密封体26以含有各种添加物的合成橡胶等橡胶材料一体成型。

如图3所示，保护密封体26的保护部件27的外周面上设有多个贯穿孔29。在保护部件27的周向的多个位置处(本例中为四个)，沿保护部件27的长度方向成列地排列有多个贯穿孔29(本例中为四个)。如果利用具有这样的贯穿孔29的保护部件27覆盖气室24内的金属丝11的至少位于气体发生器23一侧的外周面，则能够使来自气体发生器23的高温气体通过贯穿孔29送入到保护部件27内，高温气体在保护部件27内沿金属丝11的股线的外周面的槽流动。由此，能够保护金属丝以避免其局部性地温度上升，同时使高温气体与金属丝11的接触面积增大，使高温气体的温度大幅度地冷却，其结果是，能够可靠地防止从壳体12中喷出高温气体的火焰。

图4是保护密封体的纵向剖视图。如图4所示，使保护密封体26的保护部件27的内径D1比金属丝11的外径稍大，从而在保护部件27和金属丝11之间确保了来自气体发生器23的高温气体穿过保护部件27的贯穿孔29的流路。为了使密封部件30相对于金属丝11保持气密性并且使金属丝11可滑动地贯穿，保护密封体26的密封部件30的内径D2被设定为与金属丝11的外径大致相等或略小。

然后，预张紧器10中，在车辆发生紧急停止或者发生碰撞等情况下，的传感器检测到例如车辆的急剧减速度后，向气体发生器23的点火部发送点火信号，从气体发生器23喷射出高温高压气体。并且，该高压气体通过壳体12内的气室24供给到汽缸14，由此，使活塞15向朝向图2的汽缸14的A方向移动，拉入金属丝11，随之通过安全带带扣9拉入安全带3，从而提高了安全带3对乘员的限制力。

此时，随着金属丝11的移动会拖动密封部件30。为了防止这种情况发生，将密封部件30即保护密封体26固定于壳体12内，以防止密封部件30移动，然而在本实施方式中，是通过止动圈40将该保护密封体26固定到壳体12内。

如图5所示，止动圈40是弹性金属制的结构简单的固定部件，其在厚度较薄的环部41的周围等间隔地设有向径向外侧突出的多个突片42，在本例中为六个。突片42朝向环部41的轴线方向的一侧前倾。环部41的内径D3具有与保护密封体26的保护部件27的外周面嵌合的尺寸，环部41的外径D4被设定为与密封部件30的基端部(保护部件27侧)的环状的端面30a的外径大致相同的尺寸或者相差无几的尺寸。此外，止动圈40的相对的突片42的前端之间的距离D5被设定为比壳体12的气室24的内径稍大的尺寸。

图6是保护密封体的固定方法的横向剖视图，表示出图7的A-A剖面。图7是表示保护密封体的固定方法的纵向剖视图。如图6和图7所示，将保护密封体26固定于壳体12内时，以使止动圈40的环部41周围的突片42朝向后方的姿势，将环部41嵌合于保护密封体26的保护部件27的外周面上，环部41的环状面与密封部件30的保护部件27侧的环状的基端面30a抵接，将保护密封体26保持在止动圈40中。并且，在该状态下，将止动圈40向密封收纳部25的方向按压并压入到气室24内，使环部41周围的突片42与分隔成气室24的壳体12的内壁面12a压接。由此，通过止动圈40的按压，使密封部件30以紧贴状态嵌合到密封收纳部25内，突片42发生弹性变形，借助所产生的弹力将止动圈40卡定在壳体12的内壁面12a上，通过止动圈40将保护密封体26即密封部件30和保护部件27固定于壳体12内。

本实施方式的预张紧器10如上所述构成，由于通过止动圈40将具有密封部件30的保护密封体26固定于壳体12内，因此即使像通过壳体内的由金属模型成型的卡定爪的铆接来将密封部件固定于壳体内那样，壳体采用铝合金压铸这样的延展性小的材料制造的情况下，也不会产生固定密封部件比较困难的问题。因此，通过使壳体12采用铝合金压铸这样延展性较小的轻量材料，能够实现壳体12的轻量化，乃至预张紧器10的轻量化。

此外，止动圈40由在厚度较薄的环部41周围向径向外侧突出地设置有多个突片42的弹性金属片构成，因而能够简化固定部件的结构。并且，如果通过使环部41嵌合于保护部件27中来保持保护密封体26，将保持该保护密封体26的止动圈40向密封收纳部25的方向压入到气室24内，则可以借助与分隔成气室24的壳体12的内壁面12a压接的突片42因弹性变形所产生的弹力，将止动圈40卡定于壳体12的内壁面12a上，能够固定保护密封体26以及密封部件30，因此能够容易地固定密封部件30。

在以上实施方式中，由于密封部件30和保护部件27形成为一体的形式，因此与密封部件30和保护部件27分别独立形成的情况相比，具有部件个数减少、材料成本和组装成本降低的效果。

然而，本发明也并不排除将密封部件30和保护部件27分别独立地形成的。在密封部件30和保护部件27独立形成的情况下，通过止动圈40仅将密封部件30固定于壳体12的内壁面12a上即可，其他方面与上述实施方式基本相同。即，止动圈40的环部41与密封部件30的位于保护部件27一侧的端面抵接，将止动圈40向密封收纳部25的方向压入到气室24内，借助与分隔成气室24的壳体12的内壁面12a压接的突片42因弹性变形所产生的弹力，将止动圈40卡定于壳体12的内壁面12a上，从而固定密封部件30即可。

此外，以上虽然表示了将预张紧器10设于安全带带扣上的带扣预张紧器的情况，但是也可以是设置在将安全带3的前端侧(腰带部)固定到车辆地板等上的固定器部件上的腰部预张紧器。

Claims (6)

1.一种预张紧器，用于在车辆发生碰撞时拉入安全带，从而利用安全带限制乘员，其特征在于，

该预张紧器具有：

一端部与安全带连接的金属丝；

用于拉入所述金属丝的活塞，其与所述金属丝的另一端部连接；

汽缸，其可滑动地收纳所述活塞；

壳体，所述金属丝贯穿该壳体，并且在该壳体的一端部保持所述汽缸；

托架，其具有引导孔，所述引导孔用于向所述汽缸的方向引导设于所述壳体的另一端部上的所述金属丝；

气体发生器，其将用于使所述活塞工作的气体通过设于所述壳体内的气室供给到所述汽缸内；

用于保护所述金属丝的保护部件，其配置于所述壳体内的所述气室中，以覆盖所述金属丝的外周面的至少所述气体发生器侧；以及

密封部件，其配置于所述壳体内的所述保护部件的所述汽缸侧的相反侧，用于对所述气室和所述托架的引导孔之间进行密封，并且所述金属丝贯穿该密封部件；

止动圈被压入到所述壳体内，利用该止动圈将所述密封部件固定到所述壳体的内壁面上，该止动圈具有与所述密封部件的所述保护部件侧的端面抵接的环部，在该环部周围向径向外侧突出地设置有压接于所述壳体的内壁面上的多个突片。

2.根据权利要求1所述的预张紧器，其特征在于，

所述保护部件与所述密封部件形成为一体的保护密封体的形式，通过使所述止动圈与该保护部件的外周面嵌合，将该保护密封体保持于该止动圈上，并通过该止动圈将该保护密封体固定到所述壳体的内壁面上。

3.根据权利要求1或者2所述的预张紧器，其特征在于，

所述保护部件的外周面上设有多个能够扩散所述气体的贯穿孔。

4.根据权利要求1或2所述的预张紧器，其特征在于，

所述壳体由铝合金压铸而成。

5.根据权利要求3所述的预张紧器，其特征在于，

所述壳体由铝合金压铸而成。

6.一种安全带装置，其特征在于：

该安全带装置具有：

安全带；

卷绕该安全带的卷收器；

设于所述安全带上的锁舌；以及

预张紧器，其用于在车辆发生碰撞时拉入所述安全带，从而利用所述安全带限制乘员；

该预张紧器的特征在于，

该预张紧器具有：

一端部与安全带连接的金属丝；

用于拉入所述金属丝的活塞，其与所述金属丝的另一端部连接；

汽缸，其可滑动地收纳所述活塞；

壳体，所述金属丝贯穿该壳体，并且在该壳体的一端部保持所述汽缸；

托架，其具有引导孔，所述引导孔用于向所述汽缸的方向引导设于所述壳体的另一端部上的所述金属丝；

气体发生器，其将用于使所述活塞工作的气体通过设于所述壳体内的气室供给到所述汽缸内；

用于保护所述金属丝的保护部件，其配置于所述壳体内的所述气室中，以覆盖所述金属丝的外周面的至少所述气体发生器侧；以及

密封部件，其配置于所述壳体内的所述保护部件的所述汽缸侧的相反侧，用于对所述气室和所述托架的引导孔之间进行密封，并且所述金属丝贯穿该密封部件，

止动圈被压入到所述壳体内，利用该止动圈将所述密封部件固定到所述壳体的内壁面上，该止动圈具有与所述密封部件的所述保护部件侧的端面抵接的环部，在该环部周围向径向外侧突出地设置有压接于所述壳体的内壁面上的多个突片。

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