JP2004500266A - バックルプレテンショナ - Google Patents

Abstract

シートベルトバックル（１５）は、事故時に作動するテンショニング機構（１１）に連結されている。テンショニング機構（１１）は、このテンショニング機構（１１）内に係留されてバックル（１５）及びプーリ（１４）の周囲を通って第２ループ（１３）まで延びた第１ケーブルループ（１３）を有する。第２ループ（１３）は、ピストン（２５）内を通り、テンショニング機構（１１）内に係留されている。第１ケーブルループ（１３）は、エネルギ吸収シース内に収納されている。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の分野】
本発明は、車両シャシに固定可能な安全ベルトシステム用のプレテンショナ、特に、シートベルトシステムから緩みを取り除くために撓み部材を引き込むための動力作動式装置を有するプレテンショナに関する。
【０００２】
【発明の背景】
シートベルトシステム用のプレテンショナが、本発明の譲受人に譲渡されている米国特許第５，５８８，６７７号に開示されており、このプレテンショナでは、三点式シートベルトシステムのバックル部品が細長いワイヤケーブルの形の撓み引き込み部材に連結されている。ワイヤケーブルは、バックル部品に固定されたローラの周りに掛けられたループ部分を有する。ループ部分の一端部は、固定され、ループ部分の他方部分は、動力作動式装置によって下方に引張られる。好適な動力作動式装置は、水平方向に移動して取り付け水平方向ケーブル部分を水平方向に引張り、これによってループの他方部分及び取り付けられているバックル部品を引き下ろすことができるようにするピストンを含む。ループ部分は、バックル部品に加えられている力をループ部分の各半分で半分に、例えば約１１７７．８ｋｇ（２６００ｌｂｓ．）に分割するが、このループ部分ではケーブルの移動距離をバックル部品の下方移動量の２倍にする必要がある。
【０００３】
一般的に、動力作動式装置は、シートベルトシステムから緩みを取り除くためにピストンを必要な距離だけ移動させる火工式ガス発生器である。そのようなシリンダは、一般的にシート上またはその周囲に配置されている。場合によっては、そのように長いシリンダを取り付けるための充分な空間がなく、この種類でよりコンパクトなプレテンショナを提供することが望まれている。
【０００４】
ピストンがシリンダの全長を移動して緩みを取り除いた時、プレテンショナが人をシートに引き下ろし、その後、人と取り付けられているシートベルトシステムとが上向きのリバウンドを開始する。乗員がリバウンドしてシートベルトシステムが再び緩んでしまうのを防止するために、一方向ロック機構がケーブルのリバウンド移動を阻止するのに有効になる。ワイヤケーブルの戻り移動のそのような自動ロックは、１９９４年３月１７日に公開されたドイツ公開第４２３０６６３号に開示されている。
【０００５】
バックル部品に加わるプレテンショナの引張り力は、非常に大きく、バックル部品が押しボタンで作動するロック機構を有するバックルである場合、押しボタンがラッチプレートを解除するように移動することを防止するためにブロック位置へ移動するラッチまたはブロック部材を有することが望ましい。１９９３年６月２９日に公開された欧州公開特許第０５５７０７３号は、ばねによって常に非ブロック位置に押し付けられて、ガス発生器によってばね付勢力に逆らってブロック位置へ回動するように回動可能に取り付けられたブロック部材を開示している。ブロック位置では、ブロック部材は、押しボタン部材に係合してその解除方向への移動を阻止する。このため、プレテンショナがシートベルトシステムから緩みを取り除いている時、ガス発生器は、バックル部品のブロックを解除する。 【０００６】
加速度センサがプレテンショナを作動させると、それは運転席側プレテンショナと助手席側プレテンショナの両方を作動させる。プレテンショナの作動時に運転者または助手席乗員がシートベルトシステムを着用していない場合、バックル部品が非常に高速で下方移動し、そのバックルハウジングがプレテンショナハウジングと相当に激しく衝突するため、バックルハウジングに亀裂が入ったり破損する可能性がある。シートベルトシステムを着用していない人がそれを着用していたと主張し、また、破損しているバックルハウジングを証拠としてシートベルトバックルが故障していたと主張する損害賠償責任請求を避けるために、エネルギを吸収してバックルの衝突を減衰することによってバックルハウジングが破損しないようにするエネルギ吸収装置または部材を適用することが望ましいであろう。これによって、潜在的な損害賠償責任請求を避けることができるであろう。
【０００７】
【発明の概要】
本発明によれば、短くしたピストンストロークを使用して、シートベルトシステムから緩みを取り除くために必要なバックル部分及び取り付けられたシートベルトの変位が行われる。これは、シリンダの内部にケーブルのループを形成し、ループをピストンに連結することによって達成される。バックル周りのケーブルループ及びピストン周りのケーブルが等しく、それらの比が約１：１であるのが好ましい。このため、ピストンの各移動に随伴してバックル部品が同じ量だけ移動する。ここでは、ケーブルがピストン内の転向部材の周りに掛けられ、ケーブルループの半分の係留部分の一端部がプレテンショナの固定部分に固定され、シリンダから延出したループの半分の他方伸縮部分がバックル部品用のケーブル部分に連結されている。
【０００８】
好ましくは、プレテンショナがエネルギ吸収装置を備える。バックル部品が動力作動式装置によって加速される時、エネルギ吸収装置がバックル部品と衝突して、バックル部品がプレテンショナの方に引き寄せられる時、エネルギ吸収装置がその破損を防止する。好適なエネルギ吸収装置は、シートベルトバックルに連結されたケーブルループ部分の周囲に設けられた低コストのプラスチック管の形をしている。バックル部品が管を変形して撓ませ、これによってエネルギを消散させる。
【０００９】
【好適な実施形態の詳細な説明】
次に、図面を参照しながら本発明を例示によって説明する。
【００１０】
説明のために図面に示されているように、本発明は、ラッチプレート（図示せず）または押しボタン１５ａ及びハウジング１５ｂを含む図示のバックル１５のいずれか一方であることができるバックル部品に連結されたワイヤケーブル１３などの撓み部材を有するプレテンショナ５０で実現されている。ワイヤケーブル１３は、加速度センサ５２（図７）に接続されてそれによって作動する動力作動式装置１１に連結されている。動力作動式装置は、様々な形をとることができ、ばねや圧縮ガスによって作動することができ、または図示の好適な動力作動式装置は、加速度センサ５２から電気リード線またワイヤ５３で送られた電気信号によって火工式に作動し、ピストン及びシリンダユニット５１を含む。図示の動力作動式装置１１は、シリンダ２６内を摺動可能なピストン２５を有する（図３）。ピストン及びシリンダユニット５１の、ピストン２５から遠い方の端部の後シリンダ空間２７には、大気に連通した開口２８が設けられているのに対して、ピストン２５の前方に位置するシリンダ空間２９は、ワイヤ５３によって図示の加速度センサ５２に接続することができる火工式圧力発生装置３０につながっている。事故の際に、加速度センサ５２が火工式圧力発生装置３０内に位置する装薬３２を点火させ、高圧ガスが急激にシリンダ空間２９内に蓄積し、それによってピストン２５が矢印Ｆ（図３）の方向に後方変位する。
【００１１】
ワイヤケーブル１３は、ピストン２５の中央にしっかりと接続されており、シリンダ２６の前端部の密閉内孔に挿通されてから直線状チャネル３４内を案内される。直線状チャネルの領域で、引き戻し阻止装置３５がワイヤケーブル１３の周囲に配置されている。
【００１２】
次に、図４を参照しながらケーブル１３の他端部を説明すると、ワイヤケーブル１３は、締着ヘッドすなわちフェルール２４（図４）によってプレテンショナハウジング上の当接カラー３９に固定された第１端部５５を有する。ケーブルは、この固定された第１端部５５から転向または偏向部材１４の周りを上向きに進み、バックル１５に固定された偏向ローラ２３まで延在してその周りに掛けられている。ケーブルは、偏向ローラ２３の周りに掛けられて、ループ部分５６ａ及び５６ｂを有する第１のバックルループ５６を形成しており、これらのループ部分はバックル部品に巻装されている。ループ部分５６ｂは、下向きに偏向ローラ１４まで延在している。図４及び図５に示されているように、ピストン２５が取り付けケーブルを引張って右方向に移動する時、このバックルループ５６が短くなり、偏向ローラ２３が下方移動するのに伴って、ループ部分１３ｂが下方移動し、ループ部分１３ａも短くなる。このため、米国特許第５，５８８，６７７号に開示されているシステムでは、緩みを取り除くための所望の下向き移動距離を得るために比較的長いシリンダを必要とすることがわかるであろう。
【００１３】
本発明によれば、ピストンの移動及びシリンダ２６の長さを大幅に減少させて、たとえばピストンの移動長さとバックル１５の下方移動距離との比を約１：１にすることができる。これは、ワイヤケーブル１３に第２のピストンループ５８を形成し、動力作動式装置がバックルループ５６を短くするのに伴ってピストンループ５８を長くすることによって達成される。本発明の図示の実施形態では、ピストンループに係留脚部すなわちループ部分５８ａと、伸縮脚部すなわちループ部分５８ｂ（図３）とが設けられている。ここでは、係留ループ部分５８ａは、拡大締着ヘッドすなわちフェルール６２によって穿孔部材６０に係留されている。
【００１４】
好ましくは、ピストンループ５８は、ピストン２５内の中空室すなわち中空部分６６内に取り付けられた転向部材、たとえば円筒形のピン６４の周囲に形成される。ピストンが図３において左方向に移動すると、それはケーブル１３をさらにシリンダに引き込み、ケーブルが入って脚部５８ａ及び５８ｂを長くし、ピストンがシリンダ内を移動するにつれ、これらの脚部は長さが延び続ける。ピストンがシリンダの内孔の全長を移動した時、ピンは、ピストンループ５８を大幅に長くしている一方、約１：１の比でバックルループ５６を引き下ろして短くしている。
【００１５】
次に図２及び図３を参照すると、ピストン２５は、ヘッド部分を含み、これに設けられたＯリングシール７６がシリンダの内孔壁と密着することによって、ガスがピストンヘッド部分の周囲を通過するのを防止している。
【００１６】
固定穿孔部材６０は、膨張ガスがピストンの中空内部室６６に流入できるようにする幾つかの穿孔６７を有している。フェルール６２は、ケーブル端部を挿通した細長スロット６８でプレートに当接している。穿孔プレート６０は、プレテンショナハウジングのねじ付き内孔７０の端部の環状肩部７３に当接して着座する外周縁部を有する金属製のディスクである。シリンダの端部のねじ７５をねじ付き内孔にねじ込み、端部壁７２が固定ディスク６０に当接することによってそれを所定位置に固定する。
【００１７】
また、プレテンショナハウジングの内部には、乗員のリバウンド中に加えられるワイヤケーブル１３の張力がピストン２５を引き戻し、バックルループ５６の伸長に伴って緩みが戻ることを防止する一方向ロック装置が設けられている。１９９４年３月１７日に公開されたドイツ公開特許第４２３０６６３号に開示されているように、ケーブルグリッパ８０は、交互配置ラグ８２を備えたスロット部分と、ハウジング室の傾斜円錐壁８６によって下向きに噛み合う（ｃａｍｍｅｄ ｄｏｗｎｗａｒｄｌｙ）ことができる円錐形の前端部８４とを有する。ケーブルグリッパが噛み合ってケーブルグリッパに挿通されたケーブル１３をさらに緊縛把持するにつれ、前端部８４の上部分の空間８８を押し潰すことができる。ピストンが膨張ガスによって押し進められる時、ケーブルは、ケーブルグリッパ内を自由に摺動する。しかし、乗員のリバウンド時にケーブル１３が逆方向に引張られる間、回転式ローレットピン９２がケーブルによって転動してケーブルグリッパ内のランプ９４を上り、ケーブルとランプとの間に押し込まれる。ピン９２が押し込まれた時、ケーブルの張力とケーブル１３のリバウンド移動が押し込み状態のピン及びランプ９４を介して作用して、ケーブルグリッパをさらに深くソケットに引き込み、そこで傾斜円錐壁８６によって交互配置部分が下向きに押し込まれてケーブル１３を緊縛状に把持し、それによってケーブルグリッパ及びケーブル１３がリバウンド方向にそれ以上移動できないようにする。ローレットピン９２は、ばね９８によってケーブルに係合するように押しつけられている。ピストンが膨張ガスで移動している時、ローレットピンは、ケーブルによって移動してばね９８をさらに圧縮し、ローレットピンが傾斜ランプ９４から離れる。反対に、リバウンド方向に移動する時、ケーブルは、ばね９８によって補助されてランプ９４を上り、ケーブルとランプ９４との間に押し込まれる。小さいばねリテーナ９９は、ばね９８を適当な位置に保持している。
【００１８】
ケーブルの移動をさらに詳細に説明すると、それは、偏向部材１４の周囲を移動し、この偏向部材１４は、大径の偏向部分１４”と、上部のさらに大径のヘッドガイド部分１４””とを有する。
【００１９】
プレート状突出部２０は、動力作動式装置１１の前端部から偏向部材１４を越える位置まで一体状に延出している。それは、上部３７に丸みが付けられ、そこから傾斜部分２１に移行し、傾斜部分２１は、斜め上方に向かい、これも同様にプレート状構造にすることができる。
【００２０】
特に図５から分かるように、突出部２０は、車両シャシ１２に設けられたねじ付き内孔１８の部分に幾分大径の貫通穴１９を有し、偏向部材１４のねじ付きボルト部分１４’がその貫通穴１９にねじ込まれて貫通している。それを行う際に、ボルト部分１４’と偏向部分１４”との間に位置する水平方向リング形段差部分１４””が突出部２０の貫通穴１９の周囲の表面と接触し、このため突出部２０を車両シャシ１２に押しつけることによって、一体成形された動力作動式装置１１及び傾斜部分２１を含む突出部２０が車両シャシ１２に固定的に締着される。ボルト部分１４’の代わりに、下向きに開口した雌ねじ付きスリーブを設けて、車両シャシ１２に溶接などで固定されたねじ付きボルトにねじ付けることによって、突出部２０を同様に車両シャシ１２に押しつけることもできる。
【００２１】
次に、図８〜図１５を参照しながら、変更形ピストンアセンブリ１００を説明する。シリンダ２６及びプレテンショナ５０のその他の部分の構造は、前述のものとほぼ同一のままであるので、ここではさらに詳細に説明しない。図２〜図５でピストン２５に関して説明したように、ケーブルのピストンループ５８は、ピストン室６６内に横方向に取り付けられたピン６４の周りに掛けられて、プレテンショナが作動してピストン２５が押し進められてシリンダ２６内を摺動する時、ケーブル１３を引張る。プレテンショナの作動によってピストンに大きい負荷及び力が加えられるため、ピストンが押し進められてケーブル１３がその周囲を移動する時、ケーブル１３とピストン２５に固定されたピン６４との間の接合面に大きい摩擦すれ及び摩耗が発生する。
【００２２】
従って、変更形ピストンアセンブリ１００は、ケーブルのピストンループ５８を周りに掛けたプーリ部材１０２の形の回転式支承部材を組み込んでいる。このため、ピストン１０４がシリンダ２６内を推進される時、ケーブル１３は、プーリ部材１０２によって引張られるが、ケーブル１３がプーリ部材１０２の周囲を移動してケーブル部分５８ａ及び５８ｂが長くなる時、プーリ部材１０２は、回転する。プーリ部材１０２の回転によって、ケーブル１３に、特にケーブル１３及び部材１０２間に発生する摩擦は、ピストンが押し進められるときに固定式のピン６４で発生する摩擦より小さい。摩擦の減少によってケーブル１３の摩耗及び疲労が低減し、その早期破損の可能性が低下する。
【００２３】
図９〜図１５を参照しながら、変更形ピストンアセンブリ１００をさらに詳細に説明すると、ピストン１０４は、中実のヘッド端部１０６を含み、これに設けられた環状溝１０８に弾性Ｏリングシール部材１１０の形のシールが嵌まってシリンダ壁２６の内側に沿って摺動する。シール部材１１０は、プレテンショナの作動時に、膨張ガスがピストンヘッド１０６を通過するのを防止する。
【００２４】
ピストン１０４の他端部には、ピストン１０４の端面１１４に開口して直径方向にそれを横切って延在し、ピストン１０４の環状表面１１６に沿って開放した細長スロット１１２が設けられている。図示のように、スロット１１２は、ピストン１０４の長さに沿って中点を越えるまで延在し、湾曲した壁部分１１８で終端をなしており、スロット１１２の各側部は、平行な側部壁部分１２０及び１２２によって画成されている。
【００２５】
側壁１２０及び１２２は、それらの間にプーリ部材１０２をその各側部にわずかな隙間を保ちながら収容して、プレテンショナの作動時にスロット１１２内で回転できるようにする間隔を有する。ピストンは、また、スロット１１２がピストンの環状表面１１６に開口する位置から約９０度離れた地点で、環状表面１１６に開口する横穴１２４を有する。横孔１２４は、ピストンスロット１１２のスロット側壁１２０及び１２２にも開口して、横孔１２４に密着状に収容されたピン１２６の中央部分１２６ａがスロット１１２内に露出するようにしている。
【００２６】
プーリ部材１０２は、ピン１２６が貫通する中央開口１２８を有する環状形である。開口１２８は、ピン１２６の直径に対して充分に大きいため、プーリ部材１０２は、それを中心に回転することができる。ピストンループ５８を周りに掛けることができるようにするために、プーリ部材１０２の外周面１３０にほぼ凹状の窪み１３２が付けられて、その内部を移動するケーブル１３との接触表面を大きくしている。最後になるが、プーリ部材１０２の直径は、ピストン１０４の直径より小さく、その周りにケーブルループ５８を掛けた状態でケーブル１３がピストン１０４の表面１１６から突出しないように寸法が定められている。
【００２７】
以上の説明から、本発明は、プレテンション作動中のバックル部品の破損を防止するエネルギ吸収装置を提供していることがわかるであろう。さらに、ピストンのストローク及びシリンダの長さが減少することによって、より小型でよりコンパクトなプレテンショナが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施形態によるプレテンショナの分解図である。
【図２】ピストン内のピンの周りにケーブルを掛けた状態にあるピストン及び固定プレートの拡大図である。
【図３】図１のプレテンショナの拡大断面図である。
【図４】車両シャシに取り付けられた本発明のベルトテンショナの一部断面図で示した概略側面図である。
【図５】図５の５−５線に沿った概略断面図である。
【図６】図７のプレテンショナの平面図である。
【図７】図６のプレテンショナの側面図である。
【図８】ピストンに回転可能に取り付けられたプーリ部材の周りにケーブルを掛けた状態を示す、図３と同様な断面図である。
【図９】プーリ部材及びピストンの分解斜視図である。
【図１０】図９のピストンの側面図である。
【図１１】図９のピストンの端面図である。
【図１２】図１１の１２−１２線に沿った断面図である。
【図１３】図１１の１３−１３線に沿った断面図である。
【図１４】図９のプーリ部材の立面図である。
【図１５】図１４の１５−１５線に沿った断面図である。

Claims (18)

1. 慣性センサによって作動して乗員の周囲に安全ベルトシステムを締め付けるための所定距離だけバックル部品を引張る安全ベルトテンショナであって、
   前記バックル部品に連結されて、短くなる時に該バックル部品を引張って移動させる第１ループを有する撓み部材と、
   前記慣性センサによって作動し、作動時に前記バックル部品を引張るように前記撓み部材に連結された動力作動式装置とを備え、
   前記撓み部材の第２ループは、前記動力作動式装置に連結された第１及び第２ループ部分を有し、前記第１ループが短くなるときに伸長するようになっている安全ベルトテンショナ。
2. 前記動力作動式装置は、シリンダと、該シリンダ内を移動するピストンとを含み、前記撓み部材の前記第２ループは、該ピストンに連結されている請求項１記載の安全ベルトテンショナ。
3. 前記ピストンは、ガスによって押し進められ、さらに、前記撓み部材の前記第２ループの一端部を係留するために、前記シリンダに穿孔部材が設けられており、前記ガスが該穿孔部材を通過して前記ピストンに流れることができるようにした請求項２記載の安全ベルトテンショナ。
4. 前記ピストン内に転向部材が設けられており、前記第２ループの前記第１及び第２ループ部分は、該転向部材に達して且つ周囲を通って前記第２ループの固定端部まで戻る請求項２記載の安全ベルトテンショナ。
5. 前記ピストンは、中空部分を有しており、前記転向部材は、前記ピストンの該中空部分内の円筒形のピンである請求項４記載の安全ベルトテンショナ。
6. 前記バックル部品に取り付けられた前記撓み部材の前記第１ループと、前記ピストンに取り付けられた前記撓み部材の前記第２ループとは、移動距離の比が約１：１である請求項２記載の安全ベルトテンショナ。
7. 前記バックル部品用のハウジングの破損を避けるために、前記第１ループの引張りによる移動中の前記バックル部品が衝突するエネルギ吸収装置を備えた請求項１記載の安全ベルトテンショナ。
8. さらに、プレテンショナハウジングを備え、前記エネルギ吸収装置は、前記バックル部品と該プレテンショナハウジングとの間に配置されている請求項７記載の安全ベルトテンショナ。
9. 前記エネルギ吸収装置は、エネルギ吸収中に前記バックル部品によって押し潰される中空管を前記第１ループの一部分の周囲に有する請求項８記載の安全ベルトテンショナ。
10. 前記動力作動式装置は、前記慣性センサによって作動する火工式ガス発生器を含む請求項２記載の安全ベルトテンショナ。
11. 穿孔を有する固定プレートが前記シリンダ内に配置されており、前記ガス発生器によって発生したガスが該穿孔を通過して前記ピストンを押し進めることができ、さらに、固定装置が前記撓み部材の一端部を前記穿孔付きの前記固定プレートに固定する請求項１０記載の安全ベルトテンショナ。
12. 前記撓み部材は、前記固定プレートの前記穿孔を通って突出した２つのループ部分を有するワイヤケーブルを含み、さらに、前記固定装置は、該ワイヤケーブルに固定された、前記プレートの前記穿孔より大きい寸法のフェルールを含む請求項１０記載の安全ベルトテンショナ。
13. 慣性センサによって作動して乗員の周囲に安全ベルトシステムを締め付けるための所定距離だけバックル部品を引張る安全ベルトテンショナであって、
    前記バックル部品に連結されて、該バックル部品を引張って移動させることによって締め付けを行うことができる撓み部材と、
    前記慣性センサによって前記安全ベルトシステムを作動し、作動時に前記バックル部品を引張るように前記撓み部材に連結された動力作動式装置と、
    該動力作動式装置の作動後に前記バックル部品と衝突することによって、エネルギを吸収して前記バックル部品の変形量を抑えるエネルギ吸収装置とを備えた安全ベルトテンショナ。
14. さらに、プレテンショナハウジングを備え、前記エネルギ吸収装置は、前記バックル部品と該プレテンショナハウジングとの間に配置されている請求項１３記載の安全ベルトテンショナ。
15. 前記エネルギ吸収装置は、エネルギ吸収中に前記バックル部品によって押し潰される中空管部材を前記撓み部材の周囲に有する請求項１３記載の安全ベルトテンショナ。
16. 前記動力作動式装置は、前記慣性センサによって作動する火工式ガス発生器を含む請求項１５記載の安全ベルトテンショナ。
17. 前記ピストンが前記シリンダ内を移動する間の前記撓み部材の摩擦を減少させるために、前記ピストンは、前記第２ループを周りに掛けた回転式支承部材を含む請求項２記載の安全ベルトテンショナ。
18. 前記ピストンは、スロットを含み、前記回転式支承部材は、該ピストンの該スロット内に回転可能に取り付けられたプーリ部材である請求項１７記載の安全ベルトテンショナ。