JP2529783B2

JP2529783B2 - 自動車安全ベルト抑止装置の緊張手段の駆動機構

Info

Publication number: JP2529783B2
Application number: JP3083772A
Authority: JP
Inventors: フェールアルツル
Original assignee: ティーアールダブリュレパゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング
Priority date: 1990-04-17
Filing date: 1991-04-16
Publication date: 1996-09-04
Anticipated expiration: 2011-09-04
Also published as: JPH05105030A; DE9010727U1; EP0467321A1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車における安全ベル
ト抑止装置の緊張手段またはガスバッグ抑止装置のため
の駆動機構に関し、この機構はハウジング内に枢動可能
または直動変位可能に取付けられた車体感応式の慣性質
量と、抑止装置に作動結合している駆動要素とを有す
る。

【０００２】

【従来の技術】車両における安全ベルト抑止装置の緊張
手段またはガスバッグ抑止装置を駆動するには、解放な
いし引き金装置が必要である。特に効率的であるのは電
気的駆動装置であり、この装置は車両の減速を計算する
複雑な電子機構を含んでいる。衝突時に車両に生じる減
速値は、車両の形式によって著しく異なる。各車両は当
該車両独自の「衝突曲線」をもっていて、その曲線が時
間に対する減速値のプロフィールを表している。偶然に
よる引き金装置の起動を防止するには、例えば４ｇの所
定閾値を超える減速値のみが考慮に入れられる。急激な
動揺などによって生じ得る瞬間的な減速値ピークが引き
金装置の起動を招いてはならないのである。このため、
測定された減速値は時間に関して積分される。起動は、
車両ごとに異なる所定の積分値においてのみ起こる。電
子回路によれば、何らの困難を伴うことなく、正確に在
る特定の積分値において引き金装置の起動を行うことが
できる。また、在る電子回路の起動規準を異なる環境や
車両形式に適合させることにも、何の困難も伴わない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、電気的に制御
される各緊張装置ないしガスバッグ抑止装置に対して、
独立した電気配線が必要であり、これには材料及び組立
てに関して相当な費用を要する。

【０００４】機械的な駆動装置は、空間的な配置や機能
に関して各緊張手段やガスバッグ抑止装置と個々に組み
合わすことができ、費用の面で有利である。しかし、従
来の機械的な駆動装置はそれらの起動規準に関して制御
が非常に困難であり、信頼性のある再現可能な態様で、
または十分な長期間安定性をもって特定の使用条件に適
合させることがほとんど不可能である。

【０００５】本発明は、電子的な引き金起動装置と同様
に容易に、正確に且つ長期間再現可能性をもって特定条
件に適合し得る駆動規準を備えた、自動車における安全
ベルト抑止装置の緊張手段またはガスバッグ抑止装置の
ための駆動ないし起動機構を提供する課題に基づいてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明の駆動
機構により達成され、この駆動機構は本文の冒頭に言及
した形式のものであって、前述のハウジング内に枢動可
能に取付けられ且つ駆動要素の方向にばね荷量を加えら
れた撃片が該駆動要素を起動するために設けられ、ハウ
ジング内に解放要素が可動に取付けられ、該解放要素に
前述の慣性質量が係合し撃片がカム面に沿って容易に運
動し得るように該撃片に取付けられたローラを介して解
放要素に当接し、このカム面の形状、ばね荷重を加えら
れた撃片の枢動中のローラの運動経路及び解放要素の運
動方向が下記のように互いに適合されることを特徴とす
る。すなわち、（イ）所定値を超える減速力が慣性質量
に生じないかぎり、撃片が駆動要素から離された安定起
動即応位置に保持され、（ロ）所定値を超える減速力が
慣性質量に生じると、ローラが撃片へ働いているばね作
用とは反対方向に解放要素のカム面に沿って転動し、こ
の減速力が減少すると、ローラが逆の方向にカム面上を
転動することによって撃片が安定起動即応位置へ再び復
帰し、（ハ）所定値を超える大きさと、所定速度損失を
与える時間についての積分値とを有する減速力が慣性質
量に作用すると、ローラがカム面上で一点を越え、この
一点を過ぎると解放要素が突然に撃片を釈放して駆動要
素を起動させる死点越え効果が生じる。

【０００７】本発明による駆動機構を電子的な引き金起
動装置と比較すると、減速力の所定値は、電子装置内で
積分が始まる閾値に相当する。電子装置は、所定の速度
損失と、生じている減速度から、引き金起動時点を計算
する。一方、本発明の機構では、所定の減速値と所定速
度損失を、専らカム面の輪郭で定めることができる。カ
ム面の一方の端部に端部制限部を設けて、撃片のローラ
を起動即応位置で端部制限部へ当接させることが好適で
ある。端部制限部に続いて湾曲表面ないしカム面の第１
の部分を設け、この第１の部分にて、所定値に相当する
抵抗をローラに与えて、ローラがさらにカム面の次続部
分を移動するためには、慣性質量に生じている減速力の
影響下で、この抵抗に打ち勝たねばならないようにする
ことが好ましい。カム面の次続部分は、所定値を超える
減速力が作用している場合にのみローラがさらに移動す
るが、減速力が所定値以下に低下すると、ローラが起動
即応位置の方向へ転がり戻ることを特色とする。カム面
のこの部分の急峻度は小さく、ローラがほぼ一定ないし
漸増する抵抗に逆らって更に移動し、減少する減速力の
下ではカム面に沿って転動復帰するように寸法を定め
る。実施例ではカム面が急な跳躍後転部をもって終端
し、ローラがこの部分に達した時にのみ、死点越え効果
が生じる。

【０００８】ローラが更に移動する際に遭遇するほぼ一
定の抵抗は、枢動可能な駆動要素を備えた実施例では、
小ピッチのアルキメデスの螺線に相当するカム面によっ
て得られる。

【０００９】ローラ、撃片および解放要素を一層容易に
動き得るように、且つ正確に装着することにより、本発
明による駆動機構の解放規準を一層正確に設定すること
ができる。従って、好適な実施例では、これらの構成要
素をころがり軸受に取付けるようにする。さらに、駆動
機構のハウジングは大部分を密封状に封じて、１０年以
上の長期間にわたる装着が構成要素の容易な運動性へ及
ぼす影響を排除することが好ましい。

【００１０】従属請求項が、本発明の有利な実施態様を
幾つか記している。

【００１１】本発明のその他の特徴および利点は、以下
に述べる実施例の説明と、添付図面から明らかになるで
あろう。

【００１２】

【実施例】図１及び図２に示す緊張手段のための駆動機
構の実施例では、外に対して密閉状に封じたハウジング
１０内に、車体感応式の慣性質量１２が軸線１６を中心
としてころがり軸受１４上で容易に枢動するよう装着さ
れている。慣性質量１２の重心Ｓは、垂直方向に作用す
る衝撃による影響を十分に排除するために、ハウジング
１０の据付け状態において軸線１６の概ね垂直方向上方
に位置する。さらに、ハウジング１０内には、双腕レバ
ーの形態の撃片１８が、ころがり軸受２０によって枢動
状に装着される。撃片１８は慣性質量１２に面している
該撃片のレバー腕の自由端にローラ２４を設けられ、こ
のローラは容易に回転運動するようにころがり軸受２２
を介して取付けられる。ローラ２４はその周縁が慣性質
量１２の湾曲面即ちカム面２６に当接する。撃片１８の
他方のレバー腕は発火ピン３０に向かう方向へ圧力ばね
２８によって押圧される。発火ピン３０はハウジング１
０の孔３２内に変位自在に据付けられており、ハウジン
グ１０の密閉はＯリング３４によって保証される。発火
ピン３０はハウジング１０の内部に突出している。ここ
に図示した実施例では、発火ピンが火薬作動式ガス発生
装置３８の衝撃点火器３８と協働する。火薬作動式ガス
発生装置３８は、緊張手段（図示せず）を作動させるた
めに設置されている。図示実施例において、慣性質量１
２はもどしばね４０の作用を受け、もどしばね４０はハ
ウジング１０の孔４２に収容され、押し部材４４を押圧
する。押し部材４４はその丸頭部によって、該丸頭部の
向かい側の慣性質量１２の面に当接する。水分を吸収す
る吸湿性物質４６がハウジング１０の内側の凹所に配置
される。図１に示す状態において、慣性質量１２は安定
起動即応位置にあり、ハウジング１０の孔５０で案内さ
れそして被覆ケーブル５２を介して作動される摺動片４
８によって、この安定起動即応位置に保持されている。
摺動片４８の作用による起動即応位置への慣性質量１２
の拘束は、特定の作動状態においてのみ有効である。例
えば、図１に示す駆動機構は車両の座席に直接配置して
座席へ一体状に組込まれた緊張装置を駆動することがで
きるが、座席調整時には、相当な強さで動揺を生じる可
能性がある。もし摺動片４８が被覆ケーブル５２を介し
て座席調整レバーに連結されれば、慣性質量１２は起動
即応位置に確保され、緊張手段を偶然に起動させてしま
う恐れなしに座席調整を可能にする。外に対する密閉
は、ハウジング１０内への被覆ケーブル５２の導入区域
においても採用されている。

【００１３】図２に示す如く、摺動片４８が慣性質量１
２を解放する位置へ動いても、慣性質量１２は安定起動
即応位置に止どまる。これは、ローラ２４に当接してい
るカム面２６が、慣性質量１２を（第１図で）時計回り
に枢動させようとするような傾斜を、撃片１８により向
きを変えて伝えられる圧力ばね２８の力に関連して有す
るらである。この傾斜はもどしばね４０によってさらに
促進される。しかし、カム面２６が急峻な端部制限部を
備え、この制限部の面が撃片１８の長手方向軸線を越え
て延びているので、慣性質量１２が実際に時計回りに枢
動することはない。

【００１４】さて、車両の減速作用下で慣性力が図１に
矢印Ｆで示すように慣性質量１２の重心Ｓに働く際に、
これら慣性力が所定値を超えると、慣性質量１２はもど
しばね４０と圧力ばね２８の作用に抗して逆時計回りに
枢動し始め、ローラ２４はカム面２６に沿ってほぼ一定
の抵抗を受けつつ転動する。もし所定の速度損失が生じ
るまで減速力が続くならば、ローラ２４はカム面２６に
沿って動き、該カム面が軸線１６の方向への急な跳躍後
転部を形成している端部位置に達する。次いで、ローラ
２４の死点越え（跳躍後転部越え）が起こって、ローラ
２４は突然に解放され、撃片１８が何らの妨害を受ける
ことなく圧力ばね２８によって加速される。適切に強力
であるように寸法設定した圧力ばね２８は、撃片１８が
高運動エネルギーを以て発火ピン３０に衝突して、該発
火ピンを火薬作動式ガス発生装置３８の衝撃点火器３６
内へ進入させるまで、撃片１８を数度の角度の枢動経路
に沿って加速する。

【００１５】しかし、この作動間に減速力が所定値より
も低下するならば、ローラ２４は安定起動即応位置の方
向へカム面２６に沿って転がり戻る。

【００１６】説明した駆動機構の実施例では、ローラ２
４がカム面２６に沿ってころがり運動し始める前に超え
なければならない特定閾値は、もどしばね４０の存在と
カム面２６の急峻度によって限定される。しかし、その
ようなばねは、カム面２６の形状を好適な態様に定める
ことによって省略できる。そのようなばねを省き得る様
々の実施例を、図８−図１０を参照して次に説明する。

【００１７】図１と図２の実施例は、慣性質量１２が解
放ないし引き金要素を兼ね、それにより駆動機構全体の
コンパクトな構成を得ている。しかし、この実施例によ
ると、空間内におけるハウジング１０の設置位置は狭い
範囲に限定されてしまう。

【００１８】このような制限は図３と図４の実施例には
ない。この実施例では、慣性質量が、低質量の多腕レバ
ーとして形成されている解放ないし引き金要素６０から
離して設けられる。慣性質量（図示せず）は容易に直動
変位及び枢動するように任意の好適な方法で案内され、
被覆ケーブル６４を介して解放要素６０の一つの腕６２
と係合する。かくして、ケーブル６４は、慣性質量に働
く力の方向を変更して解放要素６０へ伝達し得る偏向要
素として作用する。その点を除いて、この実施例におけ
る配置と作動様式は図１および図２の実施例と同様であ
る。ハウジング１０はほとんどの任意の所望の設置位置
に据付けることができる。

【００１９】上述の２つの実施例は、ハウジング１０の
密封と、吸湿性物質４６の水分吸収作用とによって、引
き金起動基準の設定に関して長期間の高不変性が得られ
る。従って、すべての重要な機能部品の容易な運動と精
密な取付けは、汚損や腐食などによって損なわれない。

【００２０】次に、図５及び図６を参照して、所望の引
き金起動作用の設定に関連するカム面２６の形状につい
て、詳細に説明する。

【００２１】図５は、カム面２６が形成されている慣性
質量１２の部分を拡大して示す。カム面２６は一端にロ
ーラ２４のための端部制限部２６ａを有する。この端部
制限部２６ａに続いてカム面の凹面部分２６ｂがある。
カム面２６は、慣性質量１２の枢動軸線１６から半径ｒ
１の距離にある点から、アルキメデスの螺線によって画
成される部分２６ｃとなる。この部分２６ｃに沿ったす
べての点において、カム面２６は対応半径の円の接線に
対してほぼ同じ大きさの角度αを成す。アルキメデスの
螺線の任意の点において半径ベクトルと極角度とは互い
に比例することが想起さるべきである。従って、軸線１
６を中心とする慣性質量１２の一様な回転は、カム面２
６の部分２６ｃに沿って半径方向へのローラ２４の一様
な運動を生じさせる。ローラ２４は、従って、慣性質量
１２が増大する減速力の下で逆時計回りに回転すると、
少しずつ漸増する抵抗に逆らってカム面２６に沿って動
く。しかし、対応半径の円の接線に対してカム面２６の
各点に存在する傾斜には、慣性質量１２の重心に作用し
ている慣性力が減少すると同時にローラ２４を安定した
元の位置へ転がり戻そうとする効果がある。

【００２２】ローラ２４がカム面の部分２６ｃの端部に
達した場合にのみ、ローラ２４の死点越え効果が生じ、
カム面２６がローラ２４から離れ、そして圧力ばね２８
によって加速されたローラの枢動を可能にする。

【００２３】図６は代表的な“衝突曲線”、即ち車両衝
突時に生じる減速値の時間的変動を単純化した形で示し
ている。時点ｔ_１までは、減速の大きさは値ａ_１以下で
ある。慣性質量１２が対応慣性力の作用下で枢動を開始
するのは、減速値がａ _１以上のときのみである。この減
速値ａ_１はカム面２６の急峻度と、恐らく加えてもどし
ばね４０（図１及び図２）とによって設定される。慣性
質量１２の逆時計回りの枢動は、減速の大きさが値ａ_１
を超えている限り続く。もし減速の大きさが値ａ_１以下
に低下すると、慣性質量１２は反対方向へ枢動する。し
かし、減速の大きさが時点ｔ_２まで依然として値ａ_１以
上であるならば、所定の速度損失Δｖが生じ、慣性質量
１２は死点位置を越えるまで枢動される。速度損失Δｖ
は、所定値ａ_１を超える減速の時間に関する積分値であ
る。この所定値は、車両の型式次第ではあるが、典型的
には０．５−１．０ｍ／秒である。

【００２４】ローラ２４がカム面の部分２６ｃに沿って
ころがり運動している間、撃片１８には極めて小さい枢
動が生じるに過ぎない。従って、ローラ２４は圧力ばね
２８による概ね一定の力でカム面に押し付けられる。カ
ム面２６の勾配によって、この概ね一定の加圧力は同様
に概ね一定のもどし力に転換され、このもどし力が慣性
質量１２を休止位置へ枢動復帰させようとする。しか
し、慣性質量１２の重心Ｓに働く慣性力がもどし力に打
ち勝つや否や、そしてもどし力に打ち勝っている限り、
慣性質量１２は逆時計回りに枢動される。

【００２５】図７に示す実施例においては、円筒形の質
量体８０と解放要素８２が棒８４に結合され、この棒
は、二つの同軸の孔と孔内に配置したころがり軸受要素
８８，９０によって、駆動機構のハウジング８６内で容
易に運動し且つ精密な直動変位可能であるように案内さ
れる。解放要素８２の外周にはカム面９２が形成され、
このカム面にローラ９４が当接する。ローラ９４は撃片
９６の自由端に回転自在に取付けられている。撃片９６
は、ローラ９４がカム面９２に押し付けられるように、
圧力ばね９８によって荷重をかけられる。カム面９２は
切頭円錐体を形成している。かくして、カム面９２はロ
ーラ９４に対して一定の勾配を有する。この実施例の駆
動機構における引き金起動作用は、従って、前に説明し
た実施例のものと同等である。

【００２６】図８から図１０は異なった構造変更例を概
略的に示し、これらの例では慣性質量の枢動を始める所
定減速値がカム面の形状によって定まっている。

【００２７】図８によれば、カム面は凹所１００を有
し、この凹所の形状はローラ２４の外周に概ね適合して
いる。図９によれば、カム面にはローラの運動方向を横
切って延在するエッジ１０２が形成される。図１０によ
れば、カム面には二つのエッジによって画成される凹所
１０４が設けられる。これら構成のすべてに共通するこ
とは、特定の減速閾値を超えるまでは慣性質量１２の枢
動が生じないことである。

【００２８】以上説明した実施例は、制御カムが慣性質
量ないし引き金要素に形成され、またローラが撃片に取
付けられるものとしている。しかし基本的には、制御カ
ムを撃片に形成し、ローラを慣性質量ないし引き金要素
に取付けることも可能である。さらに、発火ピン３０と
して説明した駆動要素を介して任意の所望の装置、例え
ば純粋に機械的に作動する緊張手段も駆動できるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】起動即応状態にある本発明の第１実施例による
駆動機構の概略断面図。

【図２】起動された状態にある図１の駆動機構の概略断
面図。

【図３】起動即応状態にある本発明の第２実施例による
駆動機構の概略断面図。

【図４】起動された状態にある図３の駆動機構の概略断
面図。

【図５】本発明の駆動機構における慣性質量ないし引き
金要素上の制御湾曲部即ちカムの拡大概略図。

【図６】本発明の実施例における代表的な衝突曲線を示
す線図。

【図７】起動即応状態にある本発明の第３実施例による
駆動機構の概略断面図。

【図８】本発明の駆動機構の構造変更例を示す概略部分
断面図。

【図９】本発明の駆動機構の構造変更例を示す概略部分
断面図。

【図１０】本発明の駆動機構の構造変更例を示す概略部
分断面図。

【符号の説明】

１０ハウジング１２慣性質量１８撃片２４ローラ２６カム面２８圧力ばね３０発火ピン３８火薬作動式ガス発生装置６０解放要素８０慣性質量８２解放要素８６ハウジング９２カム面９４ローラ９６撃片

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】自動車における安全ベルト抑止装置の緊
張手段またはガスバッグ抑止装置のための駆動機構であ
って、ハウジング内に枢動可能ないし直動変位可能に取
付けられた車体感応式の慣性質量と、前記抑止装置に作
動連結されている駆動要素とを有する駆動機構におい
て、前記ハウジング（１０；８６）内に枢動可能に取付けら
れ且つ駆動要素（３０）の方向にばね荷重を加えられた
撃片（１８；９６）が該駆動要素を起動するために設け
られ、前記ハウジング（１０）内に解放要素（６０；８
２）が可動に取付けられ、該解放要素に前記慣性質量
（１２；８０）が係合し、前記撃片（１８；９６）がカ
ム面（２６；９２）に沿って容易に運動し得るように該
撃片に取付けられたローラ（２４；９４）を介して前記
解放要素に当接し、前記カム面（２６；９２）の形状、
前記ばね荷重を加えられた撃片（１８；９６）の枢動中
の前記ローラ（２４；９４）の運動経路及び前記解放要
素（６０；８２）の運動方向が、 − 所定値（ａ_１）を超える減速力が前記慣性質量（１
２；８０）に生じないかぎり、前記撃片（１８；９６）
が前記駆動要素（３０）から離された安定起動即応位置
に保持され； − 所定値（ａ_１）を超える減速力が前記慣性質量（１
２；８０）に生じると、前記ローラ（２４；９４）が前記撃片（１８；９６）へ
働いているばね作用とは反対方向に前記解放要素（６
０；８２）のカム面（２６；９２）に沿って転動し、前
記減速力が減少すると、前記ローラ（２４；９４）が逆
の方向に前記カム面（２６；９２）上を転動するこよに
よって前記撃片（１８；９６）が安定起動即応位置へ再
び復帰し； − 所定値（ａ_１）を超える大きさと、所定速度損失
（Δｖ）を与える時間についての積分値とを有する減速
力が前記慣性質量（１２；８０）に作用すると、前記ロ
ーラ（２４；９４）が前記カム面（２６；９２）上で一
点を越え、この一点を過ぎると前記解放要素（６０；８
２）が突然に前記撃片（１８；９６）を釈放して前記駆
動要素（３０）を起動させる死点越え効果が生じるよう
に互いに適合されることを特徴とする駆動機構。
【請求項２】請求項１に記載の駆動機構において、前
記慣性質量（１２）が前記解放要素と一体に形成される
駆動機構。
【請求項３】請求項１に記載の駆動機構において、前
記慣性質量が偏向要素を介して前記解放要素（６０）へ
力鎖錠状に連結され、該解放要素（６０）が低質量のレ
バー部材として形成されて少なくも概ねその重心におい
て取付けられる駆動機構。
【請求項４】請求項２に記載の駆動機構において、前
記慣性質量が被覆ケーブル（６４）を介して前記解放要
素（６０）へ連結される駆動機構。
【請求項５】請求項１から請求項４の何れか一項に記
載の駆動機構において、前記ローラ（２４）がころがり
軸受（２２）を介して回転自在に前記撃片（１８）へ取
付けられる駆動機構。
【請求項６】請求項１から請求項５の何れか一項に記
載の駆動機構において、前記解放要素（６０）または慣
性質量（１２）が前記ハウジング（１０）内にころがり
軸受（１４）を介して枢動可能に取付けられる駆動機
構。
【請求項７】請求項１から請求項６の何れか一項に記
載の駆動機構において、前記ハウジング（１０；８６）
がほぼ密閉状に封止される駆動機構。
【請求項８】請求項７に記載の駆動機構において、水
分を吸収する吸湿性物質（４６）が前記ハウジング（１
０）内に配置される駆動機構。
【請求項９】請求項１から請求項８の何れか一項に記
載の駆動機構において、減速時に前記慣性質量に生じて
前記解放要素へ伝達される力に対抗するばね（４０）が
該解放要素（６０）または慣性質量（１２）に係合する
駆動機構。
【請求項１０】請求項１から請求項９の何れか一項に
記載の駆動機構において、前記カム面（２６）が平坦あ
るいは僅かに中高に湾曲した部分（２６ｃ）を有し、該
部分はころがり運動の方向に延在し、前記撃片（１８）
が前記平坦あるいは僅かに中高に湾曲した部分に係合し
ている際には、すべての点において該撃片（１８）の長
手方向軸線に垂直である平面に対して傾斜している駆動
機構。
【請求項１１】請求項１０に記載の駆動機構におい
て、前記カム面（２６）と前記平面との間の傾斜角
（α）が前記部分（２６ｃ）の範囲に亙ってほぼ一定で
ある駆動機構。
【請求項１２】請求項１０または請求項１１に記載の
駆動機構において、前記カム面（２６）は、前記ローラ
（２４）の動きを制限する端部制限部（２６ａ）を前記
部分（２６ｃ）の一方の側に、また該部分（２６ｃ）の
他方の側に急な跳躍後転部を有する駆動機構。
【請求項１３】請求項１から請求項１２の何れか一項
に記載の駆動機構において、前記カム面（２６）は前記
撃片（１８）の起動即応位置に対応する該カム面の区域
に凹所（１００；１０４）を有し、この凹所の深さが所
定減速値（ａ_１）に対応する減速閾値を定めている駆動
機構。
【請求項１４】請求項１３に記載の駆動機構におい
て、前記凹所が前記ローラ（２４）の運動方向を横切る
ように向いたエッジ（１０２）を有する駆動機構。