JP2001225723A - シートベルト装置用プリテンショナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シートベルト装置用プリテンショナがベルト
に与える初期張力を調整可能にする。 【解決手段】 乗員をシートに拘束するベルトと一体の
タング装置が結合されるバックル装置を牽引するワイヤ
ー２７は、シリンダ２４に摺動自在に嵌合するピストン
２６に接続されており、車両の衝突時にガス発生装置２
５が発生する高圧ガスでピストン２６を矢印Ａ方向に移
動させ、ワイヤー２７、バックル装置およびタング装置
を介してベルトを牽引して初期張力を発生させる。乗員
の体重や衝突時の加速度に応じて積層圧電素子３６への
通電量を変化させて制御弁３４の開度を制御することに
より、シリンダ２４に連なるガス排出口２３ｂから前記
制御弁３４を経て外部に排出されるガスの流量を制御し
てベルトの初期張力を最適に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乗員をシートに拘
束するベルトの端部を、車両の衝突時にガス発生装置が
発生したガスの圧力で牽引して前記ベルトに初期張力を
与えるシートベルト装置用プリテンショナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】かかるシートベルト装置用プリテンショ
ナーは、特開平５−３４５５５７号公報により公知であ
る。このプリテンショナーは、ベルトの端部に設けられ
たタング装置が着脱自在に結合されるバックル装置を備
えており、車両の衝突時にガス発生装置が発生したガス
の圧力でワイヤーを牽引して前記バックル装置を引き込
むことにより、このバックル装置に結合されたタング装
置を移動させてベルトに初期張力を与え、ベルトによる
乗員の拘束力を高めるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のものは、ガス発生装置が発生したガスの圧力でプーリ
を駆動するロータリアクチュエータを回転させ、プーリ
に巻き付けたワイヤーでバックル装置を引き込むように
なっているため、ガス発生装置の容量によってベルトに
与えられる初期張力が一義的に決まってしまう問題があ
る。従って、衝突時の加速度や乗員の体重に応じてベル
トに与える初期張力を調整することができず、乗員を適
切な拘束力で拘束できない場合があった。

【０００４】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、シートベルト装置用プリテンショナがベルトに与え
る初期張力を調整可能にすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載された発明によれば、乗員をシート
に拘束するベルトの端部を、車両の衝突時にガス発生装
置が発生したガスの圧力で牽引して前記ベルトに初期張
力を与えるシートベルト装置用プリテンショナーにおい
て、ガス発生装置が発生したガスを大気に排出するガス
排出口と、このガス排出口の開度を制御するアクチュエ
ータとを備えたことを特徴とするシートベルト装置用プ
リテンショナーが提案される。

【０００６】上記構成によれば、ガス発生装置が発生し
たガスを大気に排出するガス排出口の開度をアクチュエ
ータで制御するので、アクチュエータでガス排出口の開
度を増加させればガスの圧力が低下してベルトの初期張
力が減少し、アクチュエータでガス排出口の開度を減少
させればガスの圧力が増加してベルトの初期張力が増加
する。これにより衝突時の加速度や乗員の体重に応じて
ベルトに最適な初期張力を与えて乗員を適切な拘束力で
拘束することが可能となる。

【０００７】また請求項２に記載された発明によれば、
請求項１の構成に加えて、前記制御弁は圧電素子により
弁体を作動させて前記ガス排出口の開度を制御すること
を特徴とするシートベルト装置用プリテンショナーが提
案される。

【０００８】上記構成によれば、制御弁は圧電素子によ
り弁体を作動させてガス排出口の開度を制御するので、
制御弁を小型軽量化することができる。

【０００９】また請求項３に記載された発明によれば、
請求項１の構成に加えて、ガス発生装置が発生したガス
の圧力を検出する圧力検出手段を設け、この圧力検出手
段で検出したガスの圧力に基づいて制御弁の作動を制御
することを特徴とするシートベルト装置用プリテンショ
ナーが提案される。

【００１０】上記構成によれば、乗員の体重や衝突時の
加速度に応じて圧力検出手段が検出するガスの圧力が変
化するので、その検出した圧力に応じて制御弁の作動を
制御することにより、乗員の体重や衝突時の加速度に応
じてベルトに一層適切な初期張力を与えて乗員を効果的
に拘束することが可能となる。尚、実施例のショルダー
ベルト６およびラップベルト７は本発明のベルトに対応
し、実施例の積層圧電素子３６…は本発明の圧電素子に
対応する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

【００１２】図１〜図５は本発明の一実施例を示すもの
で、図１は車両のフロントシート部の側面図、図２は図
１の２方向矢視図、図３はシートベルト装置の部分斜視
図、図４は図３の４−４線拡大断面図、図５は図３の５
−５線拡大断面図である。

【００１３】図１〜図３に示すように、乗員（実施例で
はドライバー）を前部右側シート１に拘束するシートベ
ルト装置は、センターピラー２の下部に設けられたショ
ルダーベルト用リトラクタ３と、このショルダーベルト
用リトラクタ３の下側に設けられたラップベルト用リト
ラクタ４と、ショルダーベルト用リトラクタ３から引き
出され、センターピラー２の上部に設けたスリップガイ
ド５を経由して延びるショルダーベルト６と、ラップベ
ルト用リトラクタ４から引き出されるラップベルト７
と、ショルダーベルト６およびラップベルト７の端部に
固定されたタング装置８と、シートフレームあるいはス
ライドレールよりなるシートベース１０に固定されて前
記タング装置８が結合されるバックル装置９とを備え
る。タング装置８に接続されるショルダーベルト６およ
びラップベルト７は合成繊維の平織ベルトから構成され
る 公知のショルダーベルト用リトラクタ３およびラップベ
ルト用リトラクタ４は、それぞれショルダーベルト６お
よびラップベルト７を引き出し可能に巻き取るもので、
図示せぬ加速度センサが所定値以上の加速度を検出して
いない通常時には、前記両ベルト６，７を引き出し可能
にして乗員の身体の移動を許容し、車両の衝突時に前記
加速度センサが所定値以上の加速度を検出すると、両ベ
ルト６，７を引き出し不能にロックして乗員を拘束する
ようになっている。尚、加速度センサはエアバッグ装置
の作動を制御するためのものを兼用することができる。

【００１４】次に、図３〜図５に基づいて、プリテンシ
ョナーを備えたバックル装置９の構造を詳述する。

【００１５】バックル装置９はタング装置８が着脱自在
に結合されるバックル本体１１を備えており、このバッ
クル本体１１にはタング装置８の結合を解除するリリー
スボタン１２が設けられる。バックル装置９はシートベ
ース１０に２本のボルト１３，１３で固定されたアクチ
ュエータ１４と、このアクチュエータ１４に２本のボル
ト１５，１５で固定されて上方に延びる角筒状のガイド
部材１６と、このガイド部材１６の内部に摺動自在に支
持されたスライダ１７と、このスライダ１７に下端をピ
ン１８で接続されて上端が前記バックル本体１１に接続
された連結ロッド１９とを備える。

【００１６】図４から明らかなように、ガイド部材１６
の内側の一側面にはラチェット歯１６ａ…が形成されて
おり、このラチェット歯１６ａ…に噛合可能なラチェッ
ト爪２０がスライダ１７にピン２１で枢支されてスプリ
ング２２でラチェット歯１６ａ…に噛合する方向に付勢
される。従って、スライダ１７はラチェット歯１６ａ…
に対してラチェット爪２０がスリップすることにより図
中下方（ガイド部材１６の内部に引き込まれる方向）へ
の移動は可能であるが、図中上方（ガイド部材１６の内
部から引き出される方向）への移動を規制される。尚、
ガイド部材１６の内部には、スライダ１７の下面に当接
して破断可能なストッパ１６ｂが設けられており、通常
時にスライダ１７を図示した位置に保持している。

【００１７】図５から明らかなように、シートベース１
０に固定されたアクチュエータ１４は、ブロック状の本
体部２３と、この本体部２３に対して傾斜して取り付け
られたシリンダ２４とを備えており、推薬２５ａの燃焼
により高圧ガスを発生するガス発生装置２５がシリンダ
２４の基部に収納される。シリンダ２４の内部に摺動自
在に支持されたピストン２６に一端を結合されたワイヤ
ー２７は、ガス発生装置２５の内部を貫通し、更に本体
部２３の空間２３ａを通って他端が前記スライダ１７の
下面に結合される（図４参照）。ワイヤー２７は本体部
２３の空間２３ａの入口および出口にそれぞれ設けたワ
イヤーガイド２８，２９にガイドされ、かつ空間２３ａ
の内部に支軸３０で回転自在に支持したプーリ３１の外
周にガイドされて略１２０°方向を変えている。

【００１８】ガス発生装置２５は、発生したガスの圧力
を検出する圧力検出手段３２と、ガス発生装置２５を点
火するスクイブ３３と、シリンダ２４の内部のガスを外
部に排出する制御弁３４と、開弁した制御弁３４を通過
したガスを本体部２３の外部に逃がすガス出口３５…と
を備える。制御弁３４はシリンダ２４の基端部から延び
るガス排出口２３ｂと、ガス通排出口２３ｂに連なるコ
ーン状の弁座２３ｃとを備えており、積層圧電素子３６
…（または単体の圧電素子を複数個積層したもの）の先
端に前記弁座２３ｃに着座可能なコーン状の弁体３７が
固定される。積層圧電素子３６…は本体部２３にねじ込
まれた支持部材３８の中央に固定されており、この支持
部材３８を貫通するように前記ガス出口３５…が形成さ
れる。

【００１９】積層圧電素子３６…への通電が行われない
とき、制御弁３４の弁体３７は弁座２３ｃから離反して
おり、制御弁３４は僅かに開弁した状態になっている。
そして制御弁３４の積層圧電素子３６…に正電圧を印加
すると、積層圧電素子３６…が伸長して弁体３７が弁座
２３ｃに接近し、制御弁３４の開度が減少する。逆に、
制御弁３４の積層圧電素子３６…に負電圧を印加する
と、積層圧電素子３６…が収縮して弁体３７が弁座２３
ｃから離反し、制御弁３４の開度が増加する。

【００２０】次に、前述の構成を備えた本発明の実施例
の作用を説明する。

【００２１】通常時、図５においてシートベルト装置の
プリテンショナーの制御弁３４は、その弁体３７が弁座
２３ｃに着座してガス排出口２３ｂを閉塞している。車
両が衝突して所定値以上の加速度が検出されると、ガス
発生装置２５のスクイブ３３に通電されて推薬２５ａが
燃焼し、シリンダ２４の内部に高圧ガスが放出される。
高圧ガスの圧力を受けたピストン２６はシリンダ２４の
内部を矢印Ａ方向に移動し、ピストン２６にワイヤー２
７を介して接続されたスライダ１７がガイド部材１６の
内部を矢印Ｂ方向に移動する（図４参照）。スライダ１
７がガイド部材１６の内部を矢印Ｂ方向に移動すると
き、ガイド部材１６のストッパ１６ｂが破断してスライ
ダ１７の移動を許容し、かつラチェット爪２０がガイド
部材１６のラチェット歯１６ａ…上をスリップしてスラ
イダ１７の移動を許容する。このようにしてスライダ１
７がガイド部材１６の内部に引き込まれると、スライダ
１７に連結されたロッド１９、バックル本体１１および
タング装置８を介してショルダーベルト６およびラップ
ベルト７が牽引されて初期張力が発生し、ショルダーベ
ルト６およびラップベルト７が乗員をシートに確実に拘
束する。

【００２２】ところで、車両の衝突時に乗員が前方に移
動しようとする慣性力の大きさは乗員の体重や衝突時の
加速度により変化し、乗員の体重や衝突時の加速度が大
きい場合には大きな慣性力が作用してワイヤー２７がピ
ストン２６を前方に強く引くため、圧力検出手段３２で
検出されるガスの圧力は大きくなる。一方、乗員の体重
や衝突時の加速度が小さい場合には小さい慣性力が作用
してワイヤー２７がピストン２６を前方に弱く引くた
め、圧力検出手段３２で検出されるガスの圧力は小さく
なる。

【００２３】従って、圧力検出手段３２で検出した圧力
が大きい場合（つまり乗員の体重や衝突時の加速度が大
きい場合）には、制御弁３４の積層圧電素子３６…に正
電圧を印加して積層圧電素子３６…を伸長させ、弁体３
７を弁座２３ｃに接近させて制御弁３４の開度を減少さ
せる。その結果、シリンダ２４からガス排出口２３ｂを
経て排出されるガスの流量が減少し、ショルダーベルト
６およびラップベルト７の初期張力が大きくなる。逆に
圧力検出手段３２で検出した圧力が小さい場合（つまり
乗員の体重や衝突時の加速度が小さい場合）には、制御
弁３４の積層圧電素子３６…に負電圧を印加して積層圧
電素子３６…を収縮させ、弁体３７を弁座２３ｃから離
反させて制御弁３４の開度を増加させる。その結果、シ
リンダ２４からガス排出口２３ｂを経て排出されるガス
の流量が増加し、ショルダーベルト６およびラップベル
ト７の初期張力が小さくなる。

【００２４】尚、ガイド部材１６の内部に引き込まれた
スライダ１７は、ラチェット爪２０がガイド部材１６の
ラチェット歯１６ａ…に係合することによりロックさ
れ、ショルダーベルト６およびラップベルト７の張力で
スライダ１７がガイド部材１６から引き出されるのを防
止する。

【００２５】このように、乗員の体重や衝突時の加速度
に応じて制御弁３４の開度を制御するだけで、ショルダ
ーベルト６およびラップベルト７に最適な初期張力を与
えて乗員を適切な拘束力で拘束することが可能となる。
特に、制御弁３４の弁体３７を積層圧電素子３６…で作
動させることにより、制御弁３４の小型化に寄与するこ
とができる。

【００２６】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は前記実施例に限定されるものでなく、種々の設計変
更を行うことができる。

【００２７】例えば、実施例では制御弁３４の弁体３７
を積層圧電素子３６…で駆動しているが、積層圧電素子
３６…に代えて単体の圧電素子、ソレノイド、モータ等
を採用することができる。また実施例ではバックル装置
９を移動させてショルダーベルト６およびラップベルト
７に初期張力を与えているが、ショルダーベルト用リト
ラクタ３やラップベルト用リトラクタ４を移動させてベ
ルトに初期張力を与えても良い。また実施例では通常時
に制御弁３４が僅かに開弁した状態にしているが、それ
を完全に閉弁した状態にしておき、必要時に積層圧電素
子３６…への通電によりガス排出口２３ｂを任意の開度
で開放することも可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載された発明
によれば、ガス発生装置が発生したガスを大気に排出す
るガス排出口の開度をアクチュエータで制御するので、
アクチュエータでガス排出口の開度を増加させればガス
の圧力が低下してベルトの初期張力が減少し、アクチュ
エータでガス排出口の開度を減少させればガスの圧力が
増加してベルトの初期張力が増加する。これにより衝突
時の加速度や乗員の体重に応じてベルトに最適な初期張
力を与え、乗員を適切な拘束力で拘束することが可能と
なる。

【００２９】また請求項２に記載された発明によれば、
制御弁は圧電素子により弁体を作動させてガス排出口の
開度を制御するので、制御弁を小型軽量化することがで
きる。

【００３０】また請求項３に記載された発明によれば、
乗員の体重や衝突時の加速度に応じて圧力検出手段が検
出するガスの圧力が変化するので、その検出した圧力に
応じて制御弁の作動を制御することにより、乗員の体重
や衝突時の加速度に応じてベルトに一層適切な初期張力
を与えて乗員を効果的に拘束することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両のフロントシート部の側面図

【図２】図１の２方向矢視図

【図３】シートベルト装置の部分斜視図

【図４】図３の４−４線拡大断面図

【図５】図３の５−５線拡大断面図

【符号の説明】

１ シート ６ ショルダーベルト（ベルト） ７ ラップベルト（ベルト） ２３ｂ ガス排出口 ２５ ガス発生装置 ３２ 圧力検出手段 ３４ 制御弁 ３６ 積層圧電素子（圧電素子） ３７ 弁体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乗員をシート（１）に拘束するベルト
   （６，７）の端部を、車両の衝突時にガス発生装置（２
   ５）が発生したガスの圧力で牽引して前記ベルト（６，
   ７）に初期張力を与えるシートベルト装置用プリテンシ
   ョナーにおいて、 ガス発生装置（２５）が発生したガスを大気に排出する
   ガス排出口（２３ｂ）と、このガス排出口（２３ｂ）の
   開度を制御する制御弁（３４）とを備えたことを特徴と
   するシートベルト装置用プリテンショナー。
2. 【請求項２】 前記制御弁（３４）は圧電素子（３６）
   により弁体（３７）を作動させて前記ガス排出口（２３
   ｂ）の開度を制御することを特徴とする、請求項１に記
   載のシートベルト装置用プリテンショナー。
3. 【請求項３】 ガス発生装置（２５）が発生したガスの
   圧力を検出する圧力検出手段（３２）を設け、この圧力
   検出手段（３２）で検出したガスの圧力に基づいて制御
   弁（３４）の作動を制御することを特徴とする、請求項
   １に記載のシートベルト装置用プリテンショナー。