JP2010036651A - プリテンショナー、これを有するシートベルトリトラクタおよびこれを備えたシートベルト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の力伝達部材の押圧力を効果的にリングギアに伝達させつつ、組み付け作業性を良好にするとともにより小型コンパクトにかつより安価に形成する。
【解決手段】緊急時にガスジェネレータ１４からのガス圧でパイプ１０内の複数のボール１２ａが押圧される。第１のボール１２ａがレバー１７を押圧し、かつ第１のボール１２ａ以降のボール１２ａがその後のレバー１８を順次押圧するので、リングギヤ１６が回転しつつ右方へ移動する。リングギヤ１６の内歯１６ａがスプール側の回転軸１９に取り付けられたピニオン２０の外歯２０ａに歯合する。したがって、ピニオン２０が回転してスプールがシートベルトを巻き取る。第１のボール１２ａがパイプ１０のボールストッパ部１０ｄに当接して各ボール１２ａの移動が停止し、各ボール１２ａのほとんどが円弧状の移動通路に位置する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、シートベルトを巻き取るシートベルトリトラクタに設けられ複数のボールを用いたプリテンショナーの技術分野、シートベルトリトラクタの技術分野、および車両のシートベルト装置の技術分野に属するものである。

従来、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、プリテンショナーを備えたシートベルトリトラクタ種々開発されている。このプリテンショナーは、車両の衝突時等の通常の減速度より大きな減速度が車両に加えられた緊急時の初期に、ガスジェネレータで発生した反応ガスによりシートベルトリトラクタのスプールをシートベルト巻き取り方向に回転させて、このスプールによりシートベルトを巻き取る。これにより、シートベルトのたるみを迅速に除去するとともにシートベルトに張力を付与して、乗員の拘束力を高めるようになっている。

従来のプリテンショナの一例として、パイプ内にボールからなる複数の力伝達部材を収容し、これらの力伝達部材が緊急時に反応ガスのガス圧を受けてパイプ内に沿って移動してリングギアの複数の被押圧部を押圧し、このリングギアでスプールをシートベルト巻きと方向に回転させるプリテンショナーが知られている（例えば、特許文献１および２参照）。

また、パイプ内にボールからなる複数の力伝達部材を収容し、これらの力伝達部材が緊急時に反応ガスのガス圧を受けてパイプ内に沿って移動してリングギアの１つの被押圧部を押圧し、このリングギアでスプールをシートベルト巻き取り方向に回転させるプリテンショナーも知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００１−２３３１７２号公報。 特開２００５−３０６１１１号公報。 英国特許公開第２３２３０１６号公報（ＧＢ２３２３０１６Ａ）。

ところで、特許文献１および２に記載されているプリテンショナーでは、リングギアの回転駆動を終了してこの回転駆動力が実質的に消滅したボールは、パイプの切欠部から脱出しかつリングギアから離間して、プリテンショナーに設けられた専用のボール収納室に収納されるようになっている。このようにボール収納室が設けられると、プリテンショナーが大型になるため、必然的にシートベルトリトラクタも大型になってしまう。
また、ボールがボール収納室に収納されることから、ボールの個数が比較的多くなっているため、高価なパイプの長さが長くなっている。このため、従来のプリテンショナーはその分コストが高いものとなっている。しかも、パイプの長さをある程度長くする必要があるため、ガスジェネレータをシートベルトリトラクタの下方に配設せざるを得ず、ガスジェネレータの取り付け作業が煩雑になる。そこで、ガスジェネレータを無理にシートベルトリトラクタの上方に配設しようとすると、パイプの配管の取り回しが難しく、シートベルトリトラクタは大型になってしまう。

一方、特許文献３に記載されているプリテンショナーでは、リングギアの外周近傍に設けられた移動通路に沿って複数のボールが１つ被押圧部を押圧しながら移動し、リングギアの回転が停止することで、複数のボールがこの移動通路内に停止するようになっている。これにより、専用のボール収納室を設けなくても済むようになっている。

そこで、特許文献１および２に記載されているプリテンショナーに、特許文献３に記載されているプリテンショナーを適用することで専用のボール収納室を省略することが考えられる。

しかしながら、この特許文献３に記載のプリテンショナーでは、複数のボールが押圧するリングギアの被押圧部が１つしかないため、複数のボールの押圧力が効果的にリングギアに伝達されないという問題がある。このため、プリテンショナーの作動時にシートベルトを効果的に巻き取ることが難しい。また、リングギアが外歯を有するとともに、この外歯にピニオンが歯合しているため、プリテンショナー作動時でのリングギアの回転量を大きく設定することができない。しかも、リングギアとピニオンとの外歯による歯合であるため、被押圧部をリングギアの外周に複数設けることができない。このため、特許文献３に記載のプリテンショナーを特許文献１および２に記載のプリテンショナーに適用することはできない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、複数の力伝達部材の押圧力を効果的にリングギアに伝達させつつ、組み付け作業性を良好にするとともに、より小型コンパクトにかつより安価に形成することができるプリテンショナー、これを有するシートベルトリトラクタおよびこれを備えたシートベルト装置を提供することである。

前述の課題を解決するために、本発明のプリテンショナーは、パイプと、前記パイプ内に移動可能に設けられるとともにスプールをシートベルト巻き取り方向に回転させるための力を伝達する複数の力伝達部材と、緊急時にガスを発生するガスジェネレータと、少なくとも回転可能に設けられるとともに、内周に複数の内歯を有しかつ外周に複数の被押圧部を有するリングギアと、スプール側部材に設けられるとともに、前記内歯に歯合する外歯を有しかつ前記スプールを回転させるピニオンとを備え、緊急時に、前記パイプに設けられた力伝達部で前記力伝達部材が前記リングギアの被押圧部を押圧することで前記スプールをシートベルト巻き取り方向に回転させるプリテンショナーにおいて、前記ピニオンの回転中心と同心または略同心の円弧状に設けられかつ前記力伝達部材が移動可能な移動通路を備え、作動終了時に前記力伝達部材が移動可能な円弧状の移動通路内に位置するようになっていることを特徴としている。

また、本発明のプリテンショナーは、力伝達部材ストッパ部を有し、前記複数の力伝達部材のうち、最初の力伝達部材が前記力伝達部材ストッパ部に当接することで、前記力伝達部材の移動が停止されることを特徴としている。
更に、本発明のプリテンショナーは、前記力伝達部材ストッパ部は、前記プリテンショナーの構成要素であることを特徴としている。

更に、本発明のプリテンショナーは、プリテンショナーの構成要素が、前記力伝達部の近傍の前記パイプの部分であることを特徴としている。
更に、本発明のプリテンショナーは、ケースを有し、前記プリテンショナーの構成要素は、前記ケースに設けられた突部であることを特徴としている。
更に、本発明のプリテンショナーは、前記スプール側部材と前記ピニオンとが単一部材で一体に形成されていることを特徴としている。

更に、本発明のシートベルトリトラクタは、シートベルトと、前記シートベルトを巻き取るスプールと、緊急時に前記スプールをシートベルト巻き取り方向に回転させるプリテンショナーとを少なくとも有し、前記プリテンショナーが前述の本発明のプリテンショナーであることを特徴としている。
更に、本発明のシートベルト装置は、前記シートベルトを巻き取るシートベルトリトラクタと、シートベルトに摺動可能に支持されたタングと、車体に設けられるとともに前記タングが係脱可能に係止されるバックルとを少なくとも有し、前記シートベルトリトラクタが前述の本発明のシートベルトリトラクタであることを特徴としている。

このような構成をした本発明のプリテンショナーおよびシートベルトリトラクタによれば、スプール側部材に設けられたピニオンの外歯とリングギアの内歯とを歯合させるとともに、リングギアに設けられた複数の被押圧部を順次パイプ内を移動する力伝達部材によって押圧してリングギアを回転させることで、スプールを回転させてシートベルトを巻き取るとともに、リングギアを回転させる力が消滅した力伝達部材を、ピニオンと同心円の円弧状の移動通路に収納させているので、従来のプリテンショナーのような力伝達部材収納室を設けてなく済むようになる。したがって、複数の力伝達部材のリングギアの回転力を効率よく活かしつつ、プリテンショナーを小型コンパクトに形成することが可能となる。

また、最初の力伝達部材をプリテンショナーの構成要素からなる力伝達部材ストッパ部に当接させることで、複数の力伝達部材を効果的に停止させることが可能となる。その場合、力伝達部材ストッパ部をプリテンショナーの構成要素で構成することにより、専用の力伝達部材ストッパ部を設ける必要がなく、コストを低減することができる。

特に、力伝達部材ストッパ部を、パイプの力伝達部の近傍部分に設けることにより、リングギヤをほぼ１回転させることができる。これにより、スプールによるシートベルトの巻き取り量をより多く設定することができる。その場合、リングギアの内歯とピニオンの外歯のギア比を適宜設定することで、リングギヤの略１回転でシートベルトを効果的に巻き取ることが可能となる。

更に、リングギヤを略１回転で済むようにしているので、力伝達部材の数を低減することができる。これにより、比較的高価なパイプの長さを効果的に短くでき、コストを効果的に低減することが可能となる。

そして、パイプの長さを短くできることから、パイプの配管取り回しを、パイプの先端部が最下位置となるように設定するとともにこの先端部から上方に直線状に延設し、更に、フレームのベース部の略上端で略直角に曲げて車室外側に向かって直線状にかつ略水平に延設するとともに、ベース部の略車室外側端で略直角に曲げて車両前後方向に延設し、更に、ベース部の略車両前後端で略直角に曲げて車室内側に向かって水平に対して若干上向きに延設している。したがって、圧力容器の開口端およびガスジェネレータを車室内側で若干上向きに設定することができる。これにより、パイプ内へ力伝達部材の挿入作業および圧力容器へのガスジェネレータの組み付け作業をより一層簡単にすることができる。しかも、このようなパイプの配管の取り回しで、プリテンショナーを有するシートベルトリトラクタを全体的により一層効果的にコンパクトにすることが可能となる。

スプール側部材とピニオンとを単一部材で一体に形成することもできる。その場合には、ピニオンを鍛造でより小さく形成することが可能となる。したがって、その分、リングギアとピニオンとのギア比を大きく設定することが可能となり、前述のように力伝達部材
の個数を低減しても、プリテンショナーによるスプールの回転量をより大きく設定することができる。これにより、パイプの長さを短くしつつ、シートベルトの巻き取り量をより効果的に大きくすることができる。

更に、本発明のシートベルトリトラクタを備えたシートベルト装置によれば、シートベルトリトラクタがよりコンパクトに形成できることから、シートベルトリトラクタの車体への設置スペースを小さくできる。したがって、シートベルトリトラクタの車体への設置自由度を大きくすることができる。これにより、シートベルトリトラクタを車体に柔軟に取り付けることができるので、シートベルト装置１の利便性を向上することができる。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は本発明にかかるシートベルトリトラクタの実施の形態の一例を備えたシートベルト装置を模式的に示す図である。

図１に示すように、この例のシートベルト装置１は、基本的には従来公知の三点式シートベルト装置と同じである。図中、１はシートベルト装置、２は車両シート、３は車両シート２の近傍に配設されたシートベルトリトラクタ、４はシートベルトリトラクタ４に引き出し可能に巻き取られかつ先端のベルトアンカー４ａが車体の床あるいは車両シート２に固定されるシートベルト、５はシートベルトリトラクタ３から引き出されたシートベルト４を乗員のショルダーの方へガイドするガイドアンカー５、このガイドアンカー５からガイドされてきたシートベルト４に摺動自在に支持されたタング６、車体の床あるいは車両シートに固定されかつタング６が係脱可能に挿入係合されるバックル７である。
このシートベルト装置１におけるシートベルト４の装着操作および装着解除操作も、従来公知のシートベルト装置と同じである。

この例のシートベルトリトラクタ３は従来公知の緊急ロック式シートベルトリトラクタ（ＥＬＲ）または従来公知の自動ロック式シートベルトリトラクタ（ＡＬＲ）である。そして、このシートベルトリトラクタ３はプリテンショナーを備えている。このプリテンショナーは従来公知のプリテンショナーと同様に、車両衝突時等の、通常走行時の減速度よりはるかに大きな減速度が車両に加えられたときに作動して、シートベルトリトラクタ３のスプールをシートベルト巻き取り方向に回転させ、シートベルト４を所定両巻き取り乗員の拘束力を高めるものである。

図２（ａ）ないし（ｄ）、および図３は、この例のプリテンショナーを備えるシートベルトリトラクタを示す図である。
図２（ａ）ないし（ｄ）に示すように、この例のプリテンショナー８は、シートベルトリトラクタ３のフレーム９に支持されている。フレーム９は、シートベルトリトラクタ３の車体取り付け時に車室内側に位置するスティ９ａと車室外側に位置するコ字状のベース部９ｂとからなる。スティ９ａは車体に着脱可能に取り付けられるとともに、ベース部９ｂはスティ９ａに着脱可能に取り付けられる。そして、ベース部９ｂに、スプールやロック機構等のシートベルトリトラクタ３の構成部品が取り付けられる。このように、フレーム９をスティ９ａとベース部９とに分割構成することで、シートベルトリトラクタ３の種類にかかわらずスティ９ａを共通化して、ベース部のみをシートベルトリトラクタ３の種類に応じて変えるようにすることができる。これにより、車種に応じた種類のシートベルトリトラクタ３を柔軟に取り付けることができるようにしている。

図３に示すように、プリテンショナー８はパイプ１０を有しており、このパイプ１０の先端部１０ａが閉塞栓１１で閉じられている。これらのパイプ１０の先端部１０ａおよび閉塞栓１１はボルト等の固着具２４によってベース部９ｂの側壁９ｃに設けられたパイプ
取り付け部９ｄに固定されている。

パイプ１０内には、鉄あるいはアルミニウム等の金属製の複数のボール１２ａおよびガス圧を受けてボール１２ａを押圧する図示しないピストンからなる複数の力伝達部材１２が移動可能にかつ互いに接触して配設されている。その場合、この例のプリテンショナー８では、ボール１２ａの個数が従来のプリテンショナーに比べて、少なく設定されている（例えば、従来のプリテンショナーのボールの個数が１６個であるのに対して、この例のプリテンショナー８のボールの個数は、後述する図６（ｃ）に示すように１３個に設定される）。また、パイプ１０の基端部１０ｂにはパイプ状の圧力容器１３が接続されている。この圧力容器１３には、ガスジェネレータ１４が設けられている。

プリテンショナー８はケース８ａを有し、このケース８ａは側壁９ｃに取り付けられている。また、ケース８ａ内には、リングギア１６が回転可能にかつ図３において右方へ移動可能に配設されている。このリングギア１６は内周面に形成された複数の内歯１６ａを有している。リングギア１６は、その一部がパイプ１０の先端部の切欠部１０ｃからパイプ１０内に侵入可能になっている。

このリングギア１６の外周面には、通常時（プリテンショナー８の非作動時）に最初の第１のボール１２ａが当接する１つのレバー１７（本発明の被押圧部に相当）と、複数（図示例では、６個）のレバー１８（本発明の被押圧部に相当）が突設されている。その場合、最初のレバー１７とこれに隣接するレバー１８との間の周方向の間隔は、１個のボール１２ａの一部が収容可能な大きさに設定されている。また、複数のレバー１８は互いに隣接する２個のレバー１８,１８間の周方向の間隔は、後述するように互いに接触する２個のボール１２ａのそれぞれの一部が収容可能な大きさに設定されている。

シートベルトリトラクタ３のロッキングベースの回転軸１９（本発明のスプール側部材に相当）には、ピニオン２０がこの回転軸１９と一体回転可能に取り付けられている（なお、ピニオン２０は、図示しないがスプールの回転軸に一体回転可能に取り付けることもできる）。なお、ロッキングベースは従来公知のＥＬＲやＡＬＲに設けられるものであり、通常時はシートベルト４を巻き取るシートベルトリトラクタ３のスプールと一体回転し、車両衝突時等の車両に大きな減速度が加えられた緊急時にはその回転がロックされることでロック機構を作動してスプールのシートベルト引き出し方向の回転を阻止するものである。複数のボールを用いたプリテンショナーおよびロッキングベースを有するＥＬＲとして、例えば前述の特許文献１に記載されたＥＬＲがあり、この特許文献１を参照すればロッキングベースの作動を理解することができるので、その詳細な説明は省略する。

ピニオン２０は複数の外歯２０ａを有している。このピニオン２０の外歯２０ａにリングギア１６の内歯１６ａが噛合可能となっている。その場合、この例のプリテンショナー８では、ピニオン２０の歯先円の直径が従来のプリテンショナーに比べて、小さく設定されている（例えば、従来のプリテンショナーのピニオンの歯先直径がφ２４.６ｍｍであるのに対して、この例のプリテンショナー８のピニオン２０の歯先直径がφ１９ｍｍに設定される）。そして、プリテンショナー８の作動時に、各ボール１２ａはパイプ１０の切欠部１０ｃからパイプ１０内に進入している各レバー１７,１８にリングギア１６の回転駆動力を加えるとともに、リングギア１６にピニオン２０の方へ直進移動力を加えるようになっている。したがって、パイプ１０の切欠部１０ｃは、ボール１２ａによる力伝達部材１２がリングギア１６に回転駆動力および直進移動力を伝達する力伝達部を構成している。

そして、この例のプリテンショナー８では、パイプ１０の配管の取り回し（パイピング）は、プリテンショナー８が車体に取り付けられた状態で、その先端部１０ａが最下位置
とし、先端部１０ａから上方に直線状に延設されて、切欠部１０ｃの力伝達部がピニオン２０（つまり、スプール）の回転点中心の略水平方向となるようにされている。これにより、各ボール１２ａは力をリングギア１６にリングギア１６の略接線方向に沿ってシートベルト巻き取り方向に伝達する。その結果、各ボール１２ａは力をリングギア１６に最も効率よくリングギア１６に伝達するようになる。

更に、パイプ１０はフレーム９のベース部９ｂの略上端で略直角に曲げられて車室外側に向かって直線状にかつ略水平に延設されるとともに、ベース部９ｂのスティ９ａと反対側の端近傍で略直角に曲げられて車両前後方向に直線状にかつ略水平に延設され、更に、ベース部９ｂの車両前後方向端近傍で略直角に曲げられて車室内側に向かって直線状にかつ水平方向に対して若干上向きに傾斜して延設される。したがって、圧力容器１３およびガスジェネレータ１４がベース部９ｂの上方で車室内側に向かって若干上向きに配設されている。

ケース８ａには、ボール１２ａをガイドするガイド溝２１が形成されている。このガイド溝２１は、リングギア２０が図３において右方へ移動してリングギア２０の内歯１６ａがピニオン２０の外歯２０ａに噛合した状態でのリングギア２０の中心と同心の円の円弧に形成されている。また、ガイド溝２１とパイプ１０との接続部において、閉塞栓１１のパイプ内側端が、ボール１２ａをパイプ１０からガイド溝２１に円滑にガイドする円弧状のガイド面１１ａとされている。その場合、ガイド面１１ａの円弧の径はガイド溝２１の外径側の径とほぼ同じ大きさに設定されている。

また、図４（ａ）に示すように、ケース８ａには、断面台形状の突部８ｂがガイド溝２１の終端側（図３において上端側）に位置して形成されている。
このケース８ａはその一部がカバーによって覆われるようになっている。図５（ａ）ないし（ｃ）に示すように、このカバー２２はケース８ａの２つのカバー取り付け部８ｃ,８ｄにそれぞれ取り付けられる取り付け部２２ａ,２２ｂを有しているとともに、側壁９ｃのパイプ取り付け部９ｄに係止する係止部２２ｃを有している。そして、カバー２２は、図５（ｃ）に示す合わせ面２２ｄがケース８の合わせ面８ｆ（図３に図示）に合わされるとともに係止部２２ｃがパイプ取り付け部９ｄに係止されて位置決めされた状態で、ボルトが取り付け部２２ａ,２２ｂのボルト挿通孔にそれぞれ挿通されてカバー取り付け部８ｃ,８ｄの雌ねじに螺合されることで、ケース８に取り付けられる。カバー２２がケース８に取り付けられた状態では、ケース８ａとカバー２２との間に、ボール１２ａが移動する移動通路が形成される。この円弧状の移動通路は、ピニオン２０と同心円の円弧状に形成される。

図５（ｃ）に示すように、このカバー２２は比較的大きな円弧状の凹部２３を有している。この凹部２３内をボール１２ａが移動可能となっている。凹部２３はほぼ半円に形成されているとともに、その外周側の内周壁面２３ａがボール１２ａを凹部２３に沿って移動するようにガイドするガイド面とされている。また、図５（ａ）および（ｃ）に示すように、凹部２３の終端側（図５（ａ）において凹部２３の上端側）には、円弧状のガイド溝２４が設けられている。カバー２２がケース８ａに取り付けられた状態では、図４（ａ）に示すようにこのガイド溝２４はケース８ａの突部８ｂに対向するようになっている。ガイド溝２４は、パイプ１０の近傍位置まで延設されている。

これにより、ケース８ａとカバー２２との間に形成されるボール１２ａの移動通路は、突部８ｂ越えてパイプ１０の近傍位置まで延設される。そして、パイプ１０を移動して来たボール１２ａは閉塞栓１１のガイド面１１ａによってガイドされてパイプ１０の切欠部１０ｃからケース８ａとカバー２２との間の移動通路内に進入するとともに、この移動通路に沿って移動するようになる。その場合、この移動通路を移動するボール１２ａは、ガ
イド溝２１、凹部２３の内周壁面２３ａ、凹部２３の底面２３ｂ（ケース８ａの対向面）、突部８ｂ、およびガイド溝２４にガイドされながら移動する。そして、後述するように最初の第１のボール１２ａが切欠部１０ｃの近傍のパイプ１０に当接することで、各ボール１２ａの移動が停止するようになっている。したがって、パイプ１０のボール当接部はボールストッパ部１０ｄを構成している。

このように構成されたこの例のプリテンショナー８の作動について説明する。
この例のプリテンショナー８の作動は、基本的には、車両衝突時等の車両に大きな減速度が加えられた緊急時に作動してシートベルトリトラクタ３のスプールをシートベルト巻き取り方向に回転させるまでは、従来の複数のボールを用いたプリテンショナーの作動と同じである。

すなわち、図６（ａ）に示すように、プリテンショナー８の非作動時には、最初の第１のボール１２ａがレバー１７に当接した状態に保持されるとともに、これ以後のボール１２ａは順次互いに隣接するボール１２ａどうしが当接した状態にされている。このとき、ガスジェネレータ１４がガスを発生しなく、ボール１２ａがレバー１７を実質的に押圧しない。したがって、リングギア１６はその内歯１６ａがピニオン２０の外歯２０ａに歯合しない状態に保持されている。

前述の緊急時には、ガスジェネレータ１４が作動してガスを発生し、発生したガスによってボール１２ａに大きな押圧力が加えられる。すると、図２（ａ）においてリングギア１６が第１のボール１２ａを介した押圧力で右方へ移動するとともに反時計回りに回転する。そして、図６（ｂ）に示すようにリングギア１６の内歯１６ａがピニオン２０の外歯２０ａに歯合し、ピニオン２０がリングギア１６と同方向に回転開始する。これにより、回転軸１９つまりスプールがシートベルト巻き取り方向に回転開始し、乗員に装着されているシートベルト４が巻き取り開始される。

第１のボール１２ａがレバー１７,１８の間に収容されるとともに、次の第２のボール１２ａが、レバー１７と時計回りに隣接するレバー１８に当接すると、この第２のボール１２ａを介するレバー１８への押圧力で、リングギア１６およびピニオン２０がともに反時計回りに更に回転する。このとき、第１のボール１２ａによるレバー１７への押圧力は、実質的に消滅している。レバー１８とこのレバー１８に時計回りに隣接する次のレバー１８との間に２個の第２および第３ボール１２ａが収容されるとともに、第３のボール１２ａの次の第４のボール１２ａが次のレバー１８に当接すると、この第４のボール１２ａを介する次のレバー１８への押圧力で、リングギア１６およびピニオン２０がともに反時計回りに更に回転する。このとき、第２及び第３のボール１２ａによるレバー１８への押圧力は、実質的に消滅している。

ここまでのプリテンショナー８の作動は従来のプリテンショナーの作動と実質的に同じである。従来のプリテンショナーでは、レバーへの押圧力が実質的に消滅したボールは、パイプの切欠部から脱出しかつレバーから離間して、プリテンショナーに設けられたボール収納室に収納される。一方、この例のプリテンショナー８においては、ボール収納室が設けられておらず、レバー１７,１８への押圧力が実質的に消滅した第１ないし第３ボール１２ａは、閉塞栓１１の円弧状のガイド面１１ａにガイドされてパイプ１０の切欠部１０ｃから脱出して、ケース８ａとカバー２２との間に形成された円弧状の移動通路に移動する。

第４以降のボール１２ａによる順次時計回りに隣接するレバー１８への押圧力で、リングギア１６およびピニオン２０がともに反時計回りに回転し続ける。図６（ｃ）に示すように、移動通路に移動しかつ押圧力が実質的に消滅したボール１２ａはリングギア１６の
レバー１７,１８によって、リングギア１６の回転とともに移動通路に沿って移動する。図４（ａ）に示すようにボール１２ａが突部８ｂに到達すると、この突部８ｂによりボール１２ａがカバー２２側に押圧される。このとき、カバー２２にはガイド溝２４が突部８ｂに対向して設けられているので、突部８ｂにより押圧されたボール１２ａはこのガイド溝２４内に移動して突部８ｂを乗り越える。その場合、突部８ｂが台形に形成されているので、ボール１２ａは台形の側壁の斜面によりスムーズに移動する。そして、図４（ａ）および図６（ｃ）に示すように、突部８ｂを乗り越えた第１のボール１２ａがパイプ１０のボールストッパ部１０ｄに当接すると、第１のボール１２ａが停止するので、リングギア６の回転が停止する。これにより、ピニオン２０も回転も停止し、スプールのシートベルト４の巻き取りが終了する。このプリテンショナー８によるシートベルト４の巻き取りにより、シートベルト４による乗員の拘束力が高められる。

リングギア６の回転が停止することで、第２以降のボール１２ａの移動も停止する。このとき、パイプ１０内に発生したガスのガス圧は低圧となっている。このように、各ボール１２ａが停止した状態では、各ボール１２ａのほとんどが、ケース８ａとカバー２２の間の移動通路に位置している。すなわち、プリテンショナー８の作動終了時にはほとんどのボール１２ａがこの移動通路に位置するようになる。
この例のプリテンショナー８の他の作動は、従来の複数のボールを用いたプリテンショナーの作動と実質的に同じである。また、この例のシートベルトリトラクタ３の他の作動も、従来のＥＬＲあるいはＡＬＲの作動と実質的に同じである。

この例のプリテンショナー８によれば、リングギア１６に設けられた複数のレバー１６ａを順次ボール１２ａによって押圧してリングギア１６を回転させることで、スプールを回転させてシートベルト４を巻き取るとともに、リングギア１６を回転させる力が消滅したボール１２ａを、プリテンショナー８のケース８ａとカバー２２との間の円弧状の移動通路に収納させているので、従来のプリテンショナーのようなボール収納室を設けてなく済むようになる。したがって、複数のボール１２ａのリングギア１６の回転力を効率よく活かしつつ、プリテンショナー８を小型コンパクトに形成することが可能となる。

また、最初のボール１２ａをプリテンショナー８の構成要素でパイプ１０からなる力伝達部材ストッパ部に当接させることで、複数のボール１２ａを効果的に停止させることが可能となる。その場合、力伝達部材ストッパ部をプリテンショナー８の構成要素で構成することにより、専用の力伝達部材ストッパ部を設ける必要がなく、コストを低減することができる。

更に、第１のボール１２ａをパイプ１０の切欠部１０ｃにおける力伝達部の近傍に設けたボールストッパ部１０ｄで移動停止するようにしているので、リングギヤ１６をほぼ１回転させることができる。これにより、スプールによるシートベルトの巻き取り量をより多く設定することができる。特に、リングギア１６の内歯１６ａとピニオン２０の外歯２０ａのギア比を適宜設定することで、リングギヤ１６の略１回転でシートベルトを効果的に巻き取ることが可能となる。

更に、リングギヤ１６を略１回転で済むようにしているので、ボール１２ａの数を低減することができる。これにより、比較的高価なパイプ１０の長さを効果的に短くでき、コストを効果的に低減することが可能となる。

そして、パイプ１０の長さを短くできることから、パイプ１０の配管取り回しを、パイプ１０の先端部１０ａが最下位置となるように設定するとともにこの先端部１０ａから上方に直線状に延設し、更に、フレーム９のベース部９ｂの略上端で略直角に曲げて車室外側に向かって直線状にかつ略水平に延設するとともに、ベース部９ｂの略車両前後端で略
直角に曲げて車室内側に向かって水平に対して若干上向きに延設している。したがって、圧力容器１３の開口端およびガスジェネレータ１４を車室内側で若干上向きに設定することができる。これにより、パイプ１０内へボール１２ａの挿入作業および圧力容器１３へのガスジェネレータ１４の組み付け作業をより一層簡単にすることができる。しかも、このようなパイプ１０の配管の取り回しで、プリテンショナー８を有するシートベルトリトラクタ３を全体的により一層効果的にコンパクトにすることが可能となる。
更に、この例のシートベルトリトラクタ３を備えたシートベルト装置１によれば、シートベルトリトラクタ３がよりコンパクトに形成できることから、シートベルトリトラクタ３の車体への設置スペースを小さくできる。したがって、シートベルトリトラクタ３の車体への設置自由度を大きくすることができる。これにより、シートベルトリトラクタ３を車体に柔軟に取り付けることができるので、シートベルト装置１の利便性を向上することができる。

図４（ｂ）および（ｃ）は、ボールストッパ部の変形例を示す図である。
前述の例では、ボールストッパ部１０ｄをパイプ１０の切欠部１０ｃの力伝達部の近傍に設けるものとしているが、図４（ｂ）に示すようにこのボールストッパ部をプリテンショナー８の構成要素であるケース８ａの突部８ｂを利用してこの突部８ｂで構成することもできる。また、図４（ｃ）に示すようにこのボールストッパ部を、ケース８ａに設けた専用の突起８ｅで構成することもできる。

なお、本発明に係るシートベルトリトラクタは、前述の例に限定されることはなく、種々の設計変更が可能である。例えば、前述の実施の形態の例では、ピニオン２０をロッキングベースの回転軸１９と別体に形成してこの回転軸１９に一体回転可能に取り付けているが、ピニオン２０をロッキングベースと単一部材で一体に形成することもできる。その場合には、ピニオン２０を鍛造でより小さく形成することが可能となる。したがって、その分、リングギア１６とピニオン２０とのギア比を大きく設定することが可能となり、前述のようにボール１２ａの個数を低減しても、プリテンショナー８によるスプールの回転量をより大きく設定することができる。これにより、パイプ１０の長さを短くしつつ、シートベルト４の巻き取り量をより効果的に大きくすることができる。
その他、本発明は特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々設計変更が可能である。

本発明のプリテンショナー、シートベルトリトラクタおよびシートベルト装置は、シートベルトを巻き取るシートベルトリトラクタに設けられ複数のボールを用いたプリテンショナー、シートベルトリトラクタ、および車両のシートベルト装置に好適に利用することができる。

本発明にかかるシートベルトリトラクタの実施の形態の一例を備えたシートベルト装置を模式的に示す図である。 本発明にかかるシートベルトリトラクタの実施の形態の一例を示し、（ａ）は車室外側から見た図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は上面図である。 図２に示す例におけるシートベルトリトラクタのプリテンショナーのカバーをとって示す左側面図である。 （ａ）は、図３におけるIVA−IVA線に沿う部分断面図、（ｂ）は変形例を示す（ａ）と同様の部分断面図、（ｃ）は他の変形例を示す（ａ）と同様の部分断面図である。 プリテンショナーのカバーを示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は下面図でである。 プリテンショナーの作動を説明し、（ａ）は被作動状態を示す図、（ｂ）は作動開始直後の状態を示す図、（ｃ）は作動終了状態を示す図である。

符号の説明

１…シートベルト装置、３…シートベルトリトラクタ、４…シートベルト、６…タング、７…バックル、８…プリテンショナー、８ｂ…突部、９…フレーム、９ａ…スティ、９ｂ…ベース部、１０…パイプ、１０ｃ…切欠部、１０ｄ…ボールストッパ部、１２…力伝達部材、１２ａ…ボール、１３…圧力容器、１４…ガスジェネレータ、１６…リングギア、１６ａ…内歯、１７,１８…レバー、１９…回転軸、２０…ピニオン、２０ａ…外歯、２１…ガイド溝、２２…カバー、２３…、２４…ガイド溝

Claims (9)

1. パイプと、前記パイプ内に移動可能に設けられるとともにスプールをシートベルト巻き取り方向に回転させるための力を伝達する複数の力伝達部材と、緊急時にガスを発生するガスジェネレータと、少なくとも回転可能に設けられるとともに、内周に複数の内歯を有しかつ外周に複数の被押圧部を有するリングギアと、スプール側部材に設けられるとともに、前記内歯に歯合する外歯を有しかつ前記スプールを回転させるピニオンとを備え、緊急時に、前記パイプに設けられた力伝達部で前記力伝達部材が前記リングギアの被押圧部を押圧することで前記スプールをシートベルト巻き取り方向に回転させるプリテンショナーにおいて、
   前記ピニオンの回転中心と同心または略同心の円弧状に設けられかつ前記力伝達部材が移動可能な移動通路を備え、作動終了時に前記力伝達部材が移動可能な円弧状の移動通路内に位置するようになっていることを特徴とするプリテンショナー。
2. 力伝達部材ストッパ部を有し、前記複数の力伝達部材のうち、最初の力伝達部材が前記力伝達部材ストッパ部に当接することで、前記力伝達部材の移動が停止されることを特徴とする請求項１に記載のプリテンショナー。
3. 前記力伝達部材ストッパ部は、前記プリテンショナーの構成要素であることを特徴とする請求項２に記載のプリテンショナー。
4. 前記プリテンショナーの構成要素は、前記力伝達部の近傍の前記パイプの部分であることを特徴とする請求項３に記載のプリテンショナー。
5. ケースを有し、前記プリテンショナーの構成要素は、前記ケースに設けられた突部であることを特徴とする請求項３に記載のプリテンショナー。
6. 前記スプール側部材と前記ピニオンとが単一部材で一体に形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１に記載のプリテンショナー。
7. 前記パイプは前記シートベルトリトラクタのフレームに取り付けられ、前記パイプの先端部が最下位置となるように設定するとともにこの先端部から上方に直線状に延設し、更に、前記フレームのベース部の略上端で略直角に曲げて車室外側に向かって直線状にかつ略水平に延設するとともに、前記ベース部の略車室外側端で略直角に曲げて車両前後方向に延設し、更に、前記ベース部の略車両前後端で略直角に曲げて車室内側に向かって延設するように、前記パイプが配設されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１に記載のプリテンショナー。
8. シートベルトと、前記シートベルトを巻き取るスプールと、緊急時に前記スプールをシートベルト巻き取り方向に回転させるプリテンショナーとを少なくとも有し、
   前記プリテンショナーが請求項１ないし６のいずれか１に記載のプリテンショナーであることを特徴とするシートベルトリトラクタ。
9. 前記シートベルトを巻き取るシートベルトリトラクタと、シートベルトに摺動可能に支持されたタングと、車体に設けられるとともに前記タングが係脱可能に係止されるバックルとを少なくとも有し、
   前記シートベルトリトラクタが請求項８に記載のシートベルトリトラクタであることを特徴とするシートベルト装置。

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