JP2000309250A

JP2000309250A - プリテンショナ

Info

Publication number: JP2000309250A
Application number: JP11117566A
Authority: JP
Inventors: Isamu Mizuno; 勇水野; Hiroki Takehara; 弘樹竹原; Hikari Kameyoshi; 光亀好
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 1999-04-26
Filing date: 1999-04-26
Publication date: 2000-11-07

Abstract

(57)【要約】【課題】シートベルトの巻取軸により確実に回転トル
クを発生させることができるプリテンショナを提供す
る。【解決手段】プリテンショナ１０のベース１１に掘り
込まれた外側の渦巻き溝１４Ａにはパイプ２１が嵌め込
まれている。内側の渦巻き溝１４Ｂはピストン２０が走
行するレール溝である。ベース１１の上部において、レ
ール溝１４Ｂの内部分に連通した凹領域１４Ｄが掘り込
まれ、側端面１４Ｅが形成されている。ベルト巻取軸１
３には、クラッチ３２を介してレバー３１が取り付けら
れている。レバー３１は、固定部３０に固着した基部３
１ｂと、この基部３１ｂに噛合・分離可能な先端部３１
ａからなる。レバー３１の先端部３１ａは、回転してベ
ース１１の凹領域１４Ｄに至ったとき、側端面１４Ｅに
当たるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乗員を車両等のシ
ートに拘束するシートベルト装置に組み込まれて、シー
トベルトの巻取軸を緊急に巻き取り方向に回転させるプ
リテンショナに関する。特には、シートベルトの巻取軸
により確実に回転トルクを発生させ、ベルトを的確に巻
き取ることができるプリテンショナに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】自動車
等の車両に装備されるシートベルト装置においては、近
年、プリテンショナを備えたものが増えている。このプ
リテンショナは、車両の衝突時に、シートベルトを巻回
するリール（巻取軸）を瞬時に巻き取り方向に回転さ
せ、ベルトの巻きだるみを取るとともにベルトに張力を
与えるものである。このプリテンショナを駆動させる装
置は、一般的に、車両の衝突時に発信される検知信号に
基づき火薬に点火し、これにより発生したガス圧によっ
てリール回転機構を駆動する。

【０００３】このようなプリテンショナの従来例として
は、例えば特開平１０−８６７９１号公報や、ＰＣＴ国
際公開ＷＯ９５／２７６３８に開示されているものを挙
げることができる。特開平１０−８６７９１号公報のプ
リテンショナは、ベルトを巻回するリールに突設された
被動軸を備えている。この被動軸には、クラッチ機構を
介して回転リングが同軸的に配置されている。この回転
リングの周囲には、スチール製のテープが取り付けられ
ている。このテープは収容室に収容されており、収容室
内にはガス発生器によりガスが供給されるようになって
いる。そして、車両の衝突時にガス発生器が点火作動す
ると、ガス圧が収容室内に供給されて、このガスの押圧
力がテープを押すように作用する。すると、このテープ
を介して回転リングが回転し、クラッチが噛み合い、回
転リングと被動軸が連結される。ガスの押圧力がテープ
に作用し、回転リングが回転すると、同リングの回転が
クラッチを介して被動軸に伝達され、ベルトが巻取方向
に巻き取られる。

【０００４】このプリテンショナは、内部（テープの収
容室）のほとんど全域に亘ってガスタイトな気密構造と
しなければならないため、構造が複雑且つ堅固とならざ
るをえない。そのため、コストが高くなっていた。

【０００５】一方、ＰＣＴ国際公開ＷＯ９５／２７６３
８のプリテンショナは次のようなものである。図１２
（ａ）はこのプリテンショナの分解斜視図であり、図１
２（ｂ）はドライブホイルの詳細図である。このプリテ
ンショナは、図１２（ａ）に示すように、シートベルト
の巻取軸１０１に取り付けられた一対のドライブホイル
片１０３、１０４を備えている。一方のドライブホイル
片１０４は巻取軸１０１に固着されている。他方のドラ
イブホイル片１０３はギア１０６を介して巻取軸１０１
に組み付けられている。両ドライブホイル片１０３、１
０４が対向して配置されることにより、図１２（ｂ）に
示すようなドライブホイル１０５が構成される。ドライ
ブホイル片１０３、１０４の対向面には、周方向に沿っ
て複数の凹部１０３ａ、１０４ａが形成されている。こ
れら凹部１０３ａ、１０４ａは、両ドライブホイル片１
０３、１０４が対向したとき、カップ状（ほぼ半球面
状）の凹部１００と溝１１０を構成する。

【０００６】ドライブホイル片１０３、１０４の間には
ソードボックス１１４が設けられている。同ソードボッ
クス１１４は、カップ（ケーシング）１１２とともにリ
トラクタハウジング（図示されず）に取り付けられてい
る。ソードボックス１１４には、突片状のガイド１１
６、１１７が形成されている。同ガイド１１６、１１７
は、ドライブホイル１０５の溝１１０内に位置するよう
になっている。

【０００７】カップ１１２の内側には、Ｕ字状のチュー
ブ１１８が設けられている。同チューブ１１８は、ソー
ドボックス１１４の外周を囲うように位置する。このチ
ューブ１１８には、ガイド１１６、１１７間の空間と向
かい合う位置に、開口１１８ａが形成されている。チュ
ーブ１１８の一端部（基端部）にはガスジェネレータ１
１５が設けられている。また、チューブ１１８の他端部
（先端部）は、カップ１１２に形成されたスロート部１
１９に係合される。そして、このチューブ１１８内に
は、ドライブホイル１０５を駆動するためのマスボール
１２０が収納されている。同マスボール１２０は、複数
の連なった球状体からなる。マスボール１２０の基端部
（ガスジェネレータ１１５に近い側の端部）には、ピス
トン１２１が設けられている。

【０００８】このプリテンショナの作用と課題を図１
２、１２を参照して説明する。図１３（ａ）はプリテン
ショナの作動前の状態を示す説明図であり、図１３
（ｂ）はプリテンショナの正常作動時の状態を示す説明
図であり、図１３（ｃ）はプリテンショナの異常作動時
の状態を示す説明図である。図１３（ａ）の状態（プリ
テンショナの作動前）からガスジェネレータ１１５が作
動すると、発生したガスによりチューブ１１８内のピス
トン１２１とマスボール１２０が押される。これによ
り、まず最先端のマスボール１２０が、図１３（ｂ）に
示すように、開口１１８ａから突き出てドライブホイル
１０５の凹部１００（歯１０１の頂部Ｘ）に当たる。こ
のとき、マスボール１２０の力は、ドライブホイル１０
５に対してベクトルαの方向に作用する。

【０００９】凹部１００はマスボール１２０の寸法に対
応する半球状をしているため、凹部１００と複数のマス
ボール１２０とが順次噛み合うことにより、ドライブホ
イル１０５が回転する。このドライブホイル１０５の回
転と同時に巻取軸１０１も回転し、ベルトが巻取方向に
巻き取られる。

【００１０】ところが、上記プリテンショナにおいて
は、ドライブホイル１０５及び巻取軸１０１の回転が正
確に行われない場合がある。すなわち、図１３（ｃ）に
示すように、押し出されたマスボール１２０が、隣り合
う凹部１００間の歯１０１の頂部Ｘの真上に当たる場合
がある。このとき、マスボール１２０からドライブホイ
ル１０５への力はベクトルβの方向（すなわちドライブ
ホイル１０５の軸心に向かう方向）に作用する。この場
合には、マスボール１２０の力がドライブホイル１０５
の回転トルクとして作用しないことになる。したがっ
て、ベルトが確実に巻き取られない可能性がある。

【００１１】本発明は、このような課題を解決するため
になされたもので、シートベルトの巻取軸により確実に
回転トルクを発生させることができるプリテンショナを
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のプリテンショナは、緊急時にシートベルト
の巻取軸を巻き取り方向に回転させてベルトにプリテン
ションを与えるプリテンショナであって；上記巻取軸
の外周に設けられたクラッチと、上記巻取軸を上記ク
ラッチを介して回転駆動するレバーと、該レバーの端
部を押して回転駆動する屈曲可能なピストンと、該ピ
ストンを上記レバーの周囲で案内するレールと、該ピ
ストンを押すガス圧を発生するガスジェネレータと、
先端が上記レールに接続され、基端に上記ガスジェネレ
ータが取り付けられた、上記ピストンを繰り出し可能に
収納する屈曲したパイプと、を備えることを特徴とす
る。

【００１３】ガスジェネレータをパイプの基端に直接的
に取り付けるため、ベース（ケーシング）は気密構造で
なくてもよい。また、ガスジェネレータの取り付けも確
実になる。レール及びパイプが曲がっているので、直線
状のものに比べて寸法が小さくて済む。したがって、装
置全体としてコンパクトな構成になる。クラッチが存在
するので、プリテンショナの未作動時においてもピスト
ンの先端がレバーに接触した状態にしておける。したが
って、従来のプリテンショナのようなロック現象のおそ
れがなく、プリテンショナの作動がより確実になる。

【００１４】本発明においては、上記レールが上記レバ
ー回転中心の周囲に一周以上設けられており、上記レ
バーが上記ピストンに押され、上記レールに案内されて
一回転以上回転し、上記レバーの端部が二回転目以降
において上記レールの側壁と干渉しないように処理する
干渉回避手段を備えることができる。これにより、巻取
軸を１回転以上回すことができる。したがって、十分な
シートベルトのスラグ（巻き緩み）取りを行うことがで
き、さらにベルトに十分な予備張力を与えることができ
る。

【００１５】また、本発明においては、上記干渉回避手
段として、上記レバーの先端が分離可能になっているこ
とが好ましい。レバーの一回転目後に先端を分離させる
ことで、二回転目以降にレバーがピストンを干渉しない
ようにできる。あるいは、上記干渉回避手段として、上
記レバーが回転軸の半径方向に没入可能になっているこ
ととしてもよい。さらに、上記干渉回避手段として、上
記レバーの先端部が上記レールの側壁と接して削られる
軟らかい部材からなることとしてもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ説明す
る。図１〜８は、本発明の第１実施例を示す図である。
図１は本実施例に係るプリテンショナの分解斜視図であ
る。図２はプリテンショナの作動前の状態を示す正面断
面図である。図３はプリテンショナの作動中の状態を示
す正面断面図である。図４はプリテンショナの作動後の
状態を示す正面断面図である。図５は図３のＡ−Ａ線断
面図である。図６はプリテンショナのベースを示す図で
あり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。図７は
ガスジェネレータ保持部の詳細を示す拡大図であり、
（ａ）は正面図、（ｂ）は分解図である。図８はレバー
の詳細を示す拡大正面図である。

【００１７】図１に示すように、この例のシートベルト
リトラクタ１はベルト巻取装置２やプリテンショナ１０
を備えている。ベルト巻取装置２は、ベルト３が巻回さ
れたリール５、リール５を回転可能に支持するフレーム
７等を有する。リール５には、軸心に沿って巻取軸１３
が貫通している。同巻取軸１３は、リール５と同期回転
する。巻取軸１３の手前側端部は、リターンスプリング
４と連結されており、同スプリング４により巻取軸１３
はベルト巻き取り方向に付勢されている。リターンスプ
リング４は、プリテンショナ１０のベースカバー１２に
取り付けられている。ベルト巻取装置２やリターンスプ
リング４は、従来公知のものであってよい。

【００１８】図１〜６に示すように、プリテンショナ１
０はベース１１を備えている。同ベース１１は、アルミ
ニウム等のダイカスト部材（一例）からなる。ベース１
１内側には、溝１４が彫り込まれている。この溝１４
は、図６に最も良く示すように、ベース１１の左側下端
部（図６（ａ））からベース１１中心に向けて、ほぼ２
重の渦巻状に形成されている。外側の渦巻き溝１４Ａに
は後述するパイプが嵌め込まれ、内側の渦巻き溝１４Ｂ
はピストンが走行するレール溝である。溝１４の渦巻き
中心には、上記巻取軸１３が貫通する貫通孔１４Ｃが形
成されている。また、ベース１１の上部において、レー
ル溝１４Ｂの内部分に連通した凹領域１４Ｄが掘り込ま
れている。この凹領域１４Ｄの内側左端（図２〜４の左
側）には、側端面１４Ｅが形成されている。

【００１９】図２〜５に示すように、外側の溝１４Ａに
はパイプ２１が嵌め込まれている。同パイプ２１は鉄製
（一例）である。このパイプ２１は、溝１４Ａの形状に
合わせて湾曲されている。

【００２０】図７に最も良く示すように、パイプ２１の
基端（図における下端左側部）には、ガスジェネレータ
１５が装備されている。このガスジェネレータ１５は、
車両の衝突時に発信される検知信号に基づき火薬に点火
し、プリテンショナ駆動用のガス圧を供給するものであ
る。同ガスジェネレータ１５は、パイプ２１内部にガス
ジェネレータ１５を内装した後、パイプ２１を外側から
かしめることにより固定するのが一般的である。しか
し、図７（ｂ）に示すように、パイプ２１端部外面にめ
ねじ２１ａを形成し、このめねじ２１ａに螺合可能なリ
ング状のキャップ２２を用いて、ガスジェネレータ１５
を固定することもできる。

【００２１】図２に示すように、パイプ２１内には、ピ
ストン２０が装備されている。同ピストン２０は、屈曲
可能な部材（一例樹脂材）からなる。ピストン２０の内
側部分（パイプ２１の内周部分に接する部分）には、複
数の切れ目２０ａが切り込まれている。この切れ目２０
ａがあるため、ピストン２０は屈曲し易くなっている。
図９（ａ）〜（ｂ）はそれぞれピストンの変形例を示す
図である。図９（ａ）は屈曲自在な樹脂製の棒状体であ
る。図９（ｂ）はコイル状の密着バネである。図９
（ｃ）はアルミニウム又は樹脂等の棒状体の外面に、複
数の切り込みを形成したものである。この棒状体は、切
り込みが形成された部分において、屈曲可能である。図
９（ｄ）はワイヤである。図９（ｅ）は複数個のボール
である。これらボールは、数珠状に連結されたものでも
よいし、別体ものでもよい。

【００２２】巻取軸１３には、クラッチ３２を介してレ
バー３１が取り付けられている。レバー３１には、図８
に最も良く示すように、巻取軸１３に固定される環状の
固定部３０が一体に設けられている。レバー３１は、固
定部３０に固着した基部３１ｂと、この基部３１ｂに噛
合・分離可能な先端部３１ａからなる。基部３１ｂと先
端部３１ａとは、互いの接合面が山状に形成されてい
る。この接合面の形状により、先端部３１ａは、図８の
矢印ｘ方向から力が作用したときに分離し、同ｙ方向か
ら力が作用したときは噛合したままである。図３に最も
良く示すように、レバー３１の固定部３０中心から基部
３１ｂ先端までの長さｓは、ベース１１における貫通孔
１４Ｃ中心から２周目のレール溝の外側壁までの半径よ
りも小さくなっている。レバー３１の先端部３１ａの長
さｔの部分は、回転してベース１１の凹領域１４Ｄに至
ったとき、側端面１４Ｅに当たるようになっている。

【００２３】クラッチ３２は、巻取軸１３外周面とレバ
ー３１の固定部３０内側との間に設けられている。同ク
ラッチ３２は、プリテンショナ１０の作動時にのみ、レ
バー３１の回転を巻取軸１３へと伝達するものであり、
従来公知の構造（特開平１０−８６７９１号公報や特公
平２−１０７４３号公報に開示されている構造等）を採
用できる。

【００２４】次に、上記の構成からなるプリテンショナ
１０の作用について図２〜４を参照しつつ説明する。車
両の衝突が検知されると、ガスジェネレータ１５に検知
信号が送信される。この検知信号に応じてガスジェネレ
ータ１５が発火し、パイプ２１内にガス圧を供給する。
このガス圧によりパイプ２１内のピストン２０が押さ
れ、溝１４Ｂに沿って繰り出される。なお、ガスジェネ
レータ１５はパイプ２１の基端に直接取り付けられてい
るので、ベース１１が気密構造でなくてもガス漏れは生
じない。

【００２５】ピストン２０が押されると、このピストン
２０によりレバー３１が図２のＸ方向に回転する。レバ
ー３１が回転すると、クラッチ３２が噛み合って巻取軸
１３も回転し始める。この回転開始時点では、図２に示
すように、レバー３１の先端部３１ａと基部３１ｂは一
体である。レバー３１の回転が進むと、図３に示すよう
に、レバー先端部３１ａがベース凹部１４Ｄの側端面１
４Ｅに当たり、先端部３１ａが基部３１ｂから分離す
る。

【００２６】レバー３１の固定部３０中心から基部３１
ｂ先端までの長さｓは、ベース１１における貫通孔１４
Ｃ中心から２周目のレール溝の外側壁までの半径よりも
小さくなっている。したがって、レバー３１は、二回転
目以降に内周側のレール溝の側壁に当たらない。この実
施例では、このメカニズムがレバーの干渉回避手段を構
成している。レバー３１の二回転目以降においては、図
４に示すように、ピストン２０は溝の内周側の溝部分１
４Ｂ’にガイドされつつ、レバー３１を押していく。

【００２７】このように、本発明では、巻取軸１３を１
回転以上回すことができるので、十分なシートベルトの
スラグ（巻き緩み）取りを行うことができる。さらに、
ベルトに十分な予備張力を与えることができる。したが
って、ベルトに与えるプリテンションがより適切にな
る。

【００２８】なお、レバー３１は、二回転目以降にピス
トン２０を干渉しないようにするため、以下のように構
成することもできる。図１０の例では、レバー３１が固
定部３０の中にスライドして没入するように構成されて
いる。この場合は、レバー３１は、先端側がベース１１
の溝１４Ｂの内周面に沿って押されることで、徐々にス
ライドして退避する。したがって、二回転目以降にも溝
側壁に干渉しない。

【００２９】次に、図１１に示すように、ベース１１に
形成した溝１４Ｂの内面を強固な部材（例えば鉄）で補
強し、レバー３１の先端を柔らかい部材（例えばアルミ
ニウム）で形成する。レバー３１先端は、溝１４Ｂの内
面に接するように、滑らかな形状に加工されている。レ
バー３１が回転するに伴い、溝１４Ｂの内面によってレ
バー３１の先端が徐々に削り取られていく。したがっ
て、この場合も、二回転目以降にレバー３１が溝側壁に
干渉しない。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は以下の効果を発揮する。（１）巻取軸を１回転以上回すことができる。したがっ
て、十分なシートベルトのスラグ（巻き緩み）取りを行
うことができ、さらにベルトに十分な予備張力を与える
ことができる。（２）パイプ、ピストンを曲げることで、装置の外形寸
法を低減させることができる。また、進行通路が直線状
に限るものに比べて、設計自由度を向上させることがで
きる。（３）ベルトにより確実にプリテンションを与えること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプリテンショナの分解斜視図であ
る。

【図２】プリテンショナの作動前の状態を示す正面断面
図である。

【図３】プリテンショナの作動中の状態を示す正面断面
図である。

【図４】プリテンショナの作動後の状態を示す正面断面
図である。

【図５】図３のＡ−Ａ線断面図である。

【図６】プリテンショナのベースを示す図であり、
（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。

【図７】ガスジェネレータ保持部の詳細を示す拡大図で
あり、（ａ）は正面図、（ｂ）は分解図である。

【図８】レバーの詳細を示す拡大正面図である。

【図９】図９（ａ）〜（ｂ）はそれぞれピストンの変形
例を示す図である。

【図１０】レバーの変形例を示す正面図である。

【図１１】レバーの変形例を示す正面図である。

【図１２】従来のプリテンショナの一例を示す図であ
る。図１２（ａ）は従来のプリテンショナの分解斜視図
であり、図１２（ｂ）はドライブホイルの詳細図であ
る。

【図１３】図１３（ａ）は図１２のプリテンショナの作
動前に状態を示す説明図であり、図１３（ｂ）はプリテ
ンショナの正常作動時の状態を示す説明図であり、図１
３（ｃ）はプリテンショナの異常作動時の状態を示す説
明図である。

【符号の説明】

２ベルト巻取装置３ベルト５リール１０プリテンシ
ョナ１１ベース１３巻取軸１４Ｂレール溝１５ガスジェネ
レータ２０ピストン２１パイプ３０固定部３１レバー３１ａ先端部３１ｂ基部３２クラッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者亀好光東京都港区六本木１丁目４番30号タカタ株式会社内Ｆターム(参考） 3D018 MA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】緊急時にシートベルトの巻取軸を巻き取
り方向に回転させてベルトにプリテンションを与えるプ
リテンショナであって；上記巻取軸の外周に設けられた
クラッチと、上記巻取軸を上記クラッチを介して回転駆動するレバー
と、該レバーの端部を押して回転駆動する屈曲可能なピスト
ンと、該ピストンを上記レバーの周囲で案内するレールと、該ピストンを押すガス圧を発生するガスジェネレータ
と、先端が上記レールに接続され、基端に上記ガスジェネレ
ータが取り付けられた、上記ピストンを繰り出し可能に
収納する屈曲したパイプと、を備えることを特徴とするプリテンショナ。
【請求項２】上記レールが上記レバー回転中心の周囲
に一周以上設けられており、上記レバーが上記ピストンに押され、上記レールに案内
されて一回転以上回転し、上記レバーの端部が二回転目以降において上記レールの
側壁と干渉しないように処理する干渉回避手段を備える
ことを特徴とする請求項１記載のプリテンショナ。
【請求項３】上記干渉回避手段として、上記レバーの
先端が分離可能になっていることを特徴とする請求項２
記載のプリテンショナ。
【請求項４】上記干渉回避手段として、上記レバーが
回転軸の半径方向に没入可能になっていることを特徴と
する請求項２記載のプリテンショナ。
【請求項５】上記干渉回避手段として、上記レバーの
先端部が上記レールの側壁と接して削られる軟らかい部
材からなることを特徴とする請求項２記載のプリテンシ
ョナ。