JP2809320B2 - 安全ベルト自動巻取装置の巻取軸回転駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、センサ手段によりトリッガーされるエネル
ギー貯蔵装置と、パワー貯蔵手段により回転される回転
部材と、回転部材を巻取軸と係合させるクラッチとを有
する安全ベルト自動巻取装置の巻取軸回転駆動装置に関
する。

目的は、かかる装置により、例えばクラッシュ事故に
おける過度の速度変化の場合のような緊急状態におい
て、巻取軸がブロック（block）される前に、巻取軸に
弛んで重ねられたベルト層や乗客の身体上の安全ベルト
部分のベルト弛みを除去することである。かくして、乗
客身体の前方向変位の危険が除去される。

本発明の目的は、小さい占有容積でベルト巻取装置に
収容され得る装置を提供することである。

本発明に従えば本目的は、回転部材がケーシング内に
回転可能に収容され、回転部材とケーシングの内壁との
間に、回転部材の回転によって軸回りに回転する少なく
とも１個の爆発室、より詳しくはインペラまたは回転ピ
ストンの形態の爆発室が存在し、また、爆発室の回転軌
道に沿って推進ガス充填部の形態のエネルギー貯蔵手段
が設けられ、回転部材の回転中に爆発室が推進ガス充填
部の各位置に到達すると直ちに前記推進ガス充填部がト
リッガーされることにより達成される。爆発室はインペ
ラ形態の場合、一定容積の圧力室として、回転ピストン
形態の場合、膨張可能な圧力空間として形成される。

かくして、離したパワー貯蔵手段内に生成された力
が、最短かつ最も直接的な経路を通り巻取軸に伝達され
る。さらに、推進ガス充填部が順次点火されるようにす
れば、回転部材に加わる力が次第に増加するように駆動
力を調整することが可能になる。かくして、回転開始時
に、回転部材から加えられるトルクが突然の態様で巻取
軸に伝達されるということが回避される。本発明の場合
は、利用できる短い時間内において連続的に増加するト
ルクが巻取軸に加えられる。

推進ガス充填部は同時に点火されてもよい。

好適には、推進ガス充填部が順次点火される、より詳
しくは、爆発室が推進ガス充填部の各位置に到達する度
に点火される。本目的のため、各推進ガス充填部は、回
転部材の回転により制御、点火される点火手段と組み合
わされている。推進ガス充填部は、前段階で点火された
推薬ガスの温度により自動的に点火されるように順次に
配置されることが有利である。かくして、各独立の推進
ガス充填部が順次点火されることが可能になる。回転部
材を回転させることにより、推進ガス充填部を順次機械
的に点火させることも可能である。

回転部材内にクラッチ作動手段が設けられる。クラッ
チ要素がクラッチ係合位置へ移動され、そこで、回転部
材と巻取軸との間の摩擦係合がクラッチ要素とクラッチ
操作手段とを用いて達成される。クラッチ操作手段は、
クラッチ要素のクラッチ係合位置への移動が回転部材の
回転に従って行われるように設計されている。

本発明をさらに、付図を参照し実際例を使用して説明
する。

第１図は、インペラの態様で駆動される回転部材を有
する実施例の略図、 第２図は、回転ピストンを有する駆動手段の透視図、 第３〜７図は、第２図の回転ピストン駆動手段の種々
の作動位置における側面図、 第８図は他の実施例、 第９図は、回転ピストンを巻取軸に係合させるクラッ
チ手段を有する回転ピストン駆動手段の実施例、 第10図は、第９図に示す実施例の側面図である。

第１図の実施例において、インペラ原理に従って駆動
される回転部材７が、ケーシング８の円筒形空所内に回
転可能に搭載されている。回転部材７は円筒形内壁11
に、周辺において支持されて回転可能に搭載されてい
る。図示の実施例において、回転部材７は巻取軸線12と
同心に搭載されている。図示の実施例において、爆発室
３を形成する３個の凹所が回転部材７の周辺に設けられ
ている。円筒形内壁11の周囲に沿って推薬充填部２、５
が回転方向（矢印Ｄ）に配置されている。推薬充填物
２、５はそれぞれ円筒形内壁11に対し鋭角をなして延び
る空所に収容されている。推薬充填部２は点火手段１を
備えている。この点火手段は例えば既知の態様で点火さ
れる。点火手段１を有する推薬充填部２に回転方向に追
随して、推薬充填部５が設けられている。推薬充填部５
は爆発室３内の温度により点火される。図示の実施例に
おいては、各ケースにおいて、３組の推薬充填部が設け
られている。この配置の代わりに、１個の点火手段をも
つ単一の推薬充填部２が設けられ、それに適当な距離を
置いて、爆発室３内の温度により自動点火する推薬充填
部５が続いてもよい。このような推薬充填部５が円筒形
内壁11の周囲全体にわたり分布される。図示の実施例で
は、推薬充填部２を同時に点火させることも可能であ
る。推薬充填部を順次点火させることも可能である。特
に爆発室が１個だけのときは、回転中、爆発室３が各推
薬充填部の位置に到達する毎に、各推薬充填部が順次点
火される。爆発室３は巻取軸線12の回りに円形軌道を描
いて動く。この円形軌道は外方においては円筒形内壁11
により制限されている。回転中に爆発室の大きさが増大
する。

推薬充填部５は閉止プラグ６により閉止されていても
よい。閉止プラグ６は回転中に、回転部材７の周辺の剥
ぎ取り縁23により剥ぎ取られ、爆発室３内の温度が推薬
充填部に作用し自動点火を起こさせる。縁23はまた、推
薬充填部５の機械的点火を起こさせるように働くことも
出来る。

回転部材７は中空形状をなす。中空内部にクラッチが
設けられている。クラッチは案内リング９を有する。案
内リング内に球形状のクラッチ要素14が正常位置に保持
されている。回転部材７の空所の内側に向いた面は、ラ
ンプ（傾斜路）状に延びる面形状のクラッチ操作手段13
を有している。回転部材７が回転するに従い、ランプ状
の面がクラッチ要素と係合し、クラッチ操作手段13とし
て作用し、クラッチ要素を半径方向内方に押圧し、クラ
ッチ要素が巻取軸10の軸方向に延びる延長部材と係合す
る。この軸方向運動の間、クラッチ要素14は案内リング
９により案内されている。その結果、巻取軸10と回転部
材７との間の摩擦係合がクラッチ要素14により確立され
る。球の代わりに、クラッチ要素として掴み顎（grippi
ng jaw）も使用可能である。

回転部材７の回転運動は推薬充填部２の点火により行
われる。回転部材７の前方回転の間に、次の充填部５が
自動点火により点火され、回転部材７の回転方向Ｄの連
続駆動が行われる。前述したように、ケース内部の全周
辺にわたり分布された複数個の推薬充填部５が順次段階
的に設けられてもよい。点火手段１の点火は、詳細に示
されていないが、自動車速度の過度の変化を感知して慣
性的に反応するセンサ装置の作動により進行する。

巻取軸と回転部材との間に摩擦係合が生じると直ち
に、詳細には示していない固定手段、すなわち、正常運
転時の案内リング９をケース８に対して静止状態に保持
する所定の破砕式位置決め具が解放される。かくて、巻
取軸10が駆動されるとき案内リング９が一緒に回転す
る。

第２図に示す実施例において、回転部材は回転ピスト
ン４の形態をとっている。ケーシング８の内壁15はトロ
コイド形状をしている。第３〜７図に見るように、回転
ピストンは各ケースにおいて内壁15と３位置で接触して
おり、ピストンが回転するに従い、爆発室３が膨張し、
推進ガスが膨張する膨張空間が形成され、回転ピストン
の回転を生じさせる。ケーシング８はカバー19により被
覆されている。

回転ピストンの回転はガス発生器内の推薬充填部２の
点火、特に電気点火によりトリッガーされる（第３
図）。回転ピストン４が回転するに従い、後続する推薬
充填部５がガス発生器内で機械的手段により機械的に点
火される。膨張空間３内の推進ガス温度の結果として自
動点火を生じさせることも可能である。第４図に示すよ
うに最大膨張容積を達成した後、ガス発生器５の一つが
第５図に示す膨張室の第２爆発室内で点火され、回転ピ
ストンの回転駆動が継続される。最大膨張容積を達成し
た後、第５、７図に示すように、排出路22を通り各膨張
室からガスが排出される。ガス発生器５を順次駆動作動
させることにより、回転ピストンが適切に数回転する。

回転ピストンが回転するに従い、球状のクラッチ要素
14が第１図の実施例に見るように、半径方向内側に動か
され、内歯リング歯車21と摩擦係合される。内歯リング
歯車21は、巻取軸10に回転不能に結合された駆動ピニオ
ン20と係合している。かくて、回転ピストン４の回転運
動が、ベルトを引っ張るために巻取軸へと伝達される。
内歯リング歯車と駆動ピニオン20との間の歯車比によ
り、回転ピストンの１回転が巻取軸の多数回転をもたら
す。この歯車比原理は、第１図の実施例にも適用されて
もよい。

第８図の実施例は、回転ピストンとして作用する円形
断面の回転ピストン25を有する。回転ピストン25は、39
で示す回転方向に駆動されるとき、中心軸24の回りに回
転する。回転ピストン25内に、半径方向に移動可能な翼
26（図示の実施例では４個）が搭載されている。翼の最
外側端はケース８のトロコイド内面に押圧されている。
本目的のため、翼26は最内側端において膨張可能な爆発
室３内の推進ガス圧力により供給される圧力を受けてい
る。本圧力は圧力通路27を通り各膨張可能な爆発室３か
ら次の爆発圧力空間28、29、30、31へと伝えられ、そこ
で、翼の内側端がピストン態様で案内される。翼26のた
めに、各膨張可能な爆発室３（図示の実施例では２個の
爆発室が設けられている）は、回転ピストン25から半径
方向に突出する翼部分と、円形回転ピストンの外面の一
部と、ケーシング８のトロコイド内面の一部とにより限
定される。同様な膨張可能な圧力空間28、30が、２個の
圧力通路27を通り膨張可能な爆発室３と連通している。

２個の点火通路40が膨張可能な爆発室３内へと向けら
れている。これら点火通路40を通り、１個または１個以
上の推進ガス発生器５により生成された推進ガス圧力が
導かれる。爆発室３がピストン回転中膨張している間、
翼26は、圧力空間28、30内のガス圧力のため外方に押圧
されている。これが、翼25の半径方向外側端がケーシン
グ８のトロコイド内面に緊密に衝接することを保証して
いる。

各ケースにおいて、翼26の後方に、減少する容積の圧
縮室41がある。圧縮室41内の消費された推進ガスが排出
孔42を通り追い出される。圧力空間29、31内のガスに同
様に排出され、ガスはピストン状に設計された内側翼端
により圧力空間27を通り各関連圧縮室41内へと押し出さ
れる。各ケースにおいて、２個の翼27は、膨張運動の間
は半径方向外方の位置へと動き、圧縮運動の間内側圧力
空間28内で半径方向最内方の位置へと動く。

第８図の実施例においては、各ケースにおいて、推進
ガス発生器５の推進ガスが導かれる２個の膨張可能な爆
発室３が形成されている。次の点火サイクルにおいて、
推進ガスが推進ガス通路40を通り、ピストン回転の間に
形成された２個の膨張可能な爆発室３内へと導かれる。

第９、10図に、駆動される回転ピストン４により供給
されるトルクを巻取軸10を通して伝達するためのクラッ
チ機構の実施例が示されている。巻取軸10は、駆動ばね
46を収容するばねカセット45内に置かれた踵軸受（toe
bearing）44内の軸方向枢動ピンを介して搭載されて
いる。内方端をばね芯に連結された駆動ばね46が、ばね
バイアスを巻取軸の軸受ピン43に作用させる。ばねカセ
ット45はハウジングカバー32に固定され、該カバーは回
転ピストン駆動装置のハウジング８に堅く固定されてい
る。

軸受ピン43に、偏心軸43が回転可能に、また、ケーシ
ング８に対しても回転可能に搭載されている。偏心軸34
は偏心円板33に回転不可能に結合されている。偏心軸33
上に、回転ピストン４が偏心軸線48回りに回転可能に搭
載されている。偏心軸34の回転軸線と巻取軸線12とは同
心関係にある。偏心軸線48は、回転ピストン４が回転す
るとき、巻取軸線12の回りに円を描いて回転する。

回転ピストン４が、第１推薬充填部２と次の推薬充填
部５との推進ガスにより回転されると、偏心軸34がそれ
と共に回転される。クラッチローラ35が偏心軸34のクラ
ッチ箱36内に収容されている。偏心軸34の回転中に、ク
ラッチローラ35は半径方向外側に動かされ、巻取軸10上
に形成されたクラッチ対抗面49と力伝達係合する。かく
て、回転ピストン４の回転運動が巻取軸10に伝達され
る。

第１推薬充填部に続く次の２個の推薬充填部５の点火
は、圧力により作動する点火手段37により生じる。これ
らはそれぞれ、点火箱内をピストン状に動く衝撃点火器
38を有している。各衝撃点火器38は点火通路50を通り膨
張可能な爆発室３内の圧力を受け、ガス発生器５の点火
器に衝撃を与える。点火推進ガスは次いで推進ガス通路
51を通り膨張可能な爆発室３内へと運ばれる。回転ピス
トン４の回転によって、正しい瞬間に各推薬充填部５が
順次点火され、引っ張り操作の間ピストンが前進駆動さ
れる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−127066（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−127065（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−309205（ＪＰ，Ａ)

Claims (20)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】センサ手段によりトリッガーされるエネル
   ギー貯蔵装置と、パワー貯蔵手段により回転される回転
   部材と、駆動された該回転部材を巻取軸と係合させるク
   ラッチとを有する安全ベルト自動巻取装置の巻取軸回転
   駆動装置において、前記回転部材（4,7）がケーシング
   （８）内に回転可能に収容され、該回転部材と該ケーシ
   ング（８）の内壁（11）との間に、ピストンの回転によ
   って軸（12）の回りに回転する少なくとも１個の爆発室
   （３）が存在し、また、該爆発室（３）の回転軌道に沿
   って推進ガス充填部（2,5）の形態の複数のエネルギー
   貯蔵手段が設けられ、これら複数の推進ガス充填部（2,
   5）は前記ケーシング（８）の内壁（11）の周囲全体に
   わたって分布されており、前記回転部材（４、７）の回
   転中に前記爆発室（３）が前記推進ガス充填部（２、
   ５）の各位置に到達すると直ちに前記推進ガス充填部
   （2,5）がトリッガーされることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】請求の範囲第１項に記載の装置において、
   回転部材（4,7）の回転運動の開始点において爆発室
   （３）内へ向けられた推進ガス充填部（２）が、点火手
   段（１）により点火されることを特徴とする装置。
3. 【請求項３】請求の範囲第１項または第２項に記載の装
   置において、爆発室（３）の回転経路にそって第１推進
   ガス充填部（２）に続く推進ガス充填部（５）が、爆発
   室（３）内の推進ガス温度により、または、機械的に回
   転部材（７）により点火されることを特徴とする装置。
4. 【請求項４】請求の範囲第１項または第２項に記載の装
   置において、第１推進ガス充填部（２）に続く推進ガス
   充填部（５）が、点火手段（１）により点火されること
   を特徴とする装置。
5. 【請求項５】請求の範囲第１〜４項のいずれか１項に記
   載の装置において、連接する推進ガス充填部（2,5）の
   間の距離が、回転方向における爆発室（３）の長さより
   小さいことを特徴とする装置。
6. 【請求項６】請求の範囲第１〜５項のいずれか１項に記
   載の装置において、推進ガス充填部（2,5）が順次点火
   されることを特徴とする装置。
7. 【請求項７】請求の範囲第１〜６項のいずれか１項に記
   載の装置において、推進ガス充填部（2,5）が順次配置
   されているため、回転部材（７）に推進力が順次作用さ
   れることを特徴とする装置。
8. 【請求項８】請求の範囲第１〜７項のいずれか１項に記
   載の装置において、回転部材（4,7）の内部に沿ってク
   ラッチ操作手段（13）が設けられていることを特徴とす
   る装置。
9. 【請求項９】請求の範囲第１〜８項のいずれか１項に記
   載の装置において、回転部材（4,7）の回転運動により
   クラッチ要素（14）がクラッチ係合位置内へ動かされ、
   該位置で巻取軸（10）と回転部材（4,7）との間の摩擦
   力伝達が行われることを特徴とする装置。
10. 【請求項１０】請求の範囲第１〜９項のいずれか１項に
    記載の装置において、巻取軸（10）と回転部材（７）と
    の間の摩擦係合がクラッチ要素（14）により確立される
    まで、クラッチ要素（14）の案内手段（９）が、回転中
    の回転部材（4,7）に対して静止状態に保持されている
    ことを特徴とする装置。
11. 【請求項１１】請求の範囲第１〜10項のいずれか１項に
    記載の装置において、回転部材（4,7）が回転軸の回り
    に凹所を有し、該凹所内にクラッチ要素（14）が収容さ
    れ、また、該凹所内へ、巻取軸（10）に回転不能に連結
    されたクラッチ要素（14）のための係合部材が突出して
    いることを特徴とする装置。
12. 【請求項１２】請求の範囲第１〜11項のいずれか１項に
    記載の装置において、回転部材が回転ピストン（４）形
    態を有することを特徴とする装置。
13. 【請求項１３】請求の範囲第１〜11項のいずれか１項に
    記載の装置において、回転部材がインペラ（７）の形態
    を有することを特徴とする装置。
14. 【請求項１４】請求の範囲第１〜11項のいずれか１項に
    記載の装置において、回転部材（７）がケーシング
    （８）の円筒状内壁（11）に対し周辺方向に枢動可能に
    搭載され、また、少なくとも１個の爆発室（３）が回転
    部材（７）の周縁に設けられていることを特徴とする装
    置。
15. 【請求項１５】請求の範囲第14項に記載の装置におい
    て、回転部材（７）がケーシング（８）内において巻取
    軸（10）に対し回転可能に同軸に搭載されていることを
    特徴とする装置。
16. 【請求項１６】請求の範囲第１〜15項のいずれか１項に
    記載の装置において、爆発室（３）が回転部材（4,7）
    の回転中に膨張することを特徴とする装置。
17. 【請求項１７】請求の範囲第１〜16項のいずれか１項に
    記載の装置において、巻取軸回転駆動装置が、トロコイ
    ド内面形状をもつケーシング（８）を有し、回転部材が
    中心軸（24）回りに回転する円形回転ピストン（25）で
    あり、回転ピストン（25）上に半径方向外側に動き得る
    翼（26）が搭載され、該翼が各爆発室（３）を画定する
    ためにケーシング（８）の内面に衝接し、また、ピスト
    ン内部において、関連圧力通路（27）を介して爆発室
    （３）内で発生された推進ガス圧力に曝され、半径方向
    外側に向く運動を受けることを特徴とする装置。
18. 【請求項１８】請求の範囲第17項に記載の装置におい
    て、ピストン内部に、推進ガス圧力に曝された各翼の内
    側端部がピストン状の運動をするように案内される膨張
    可能な圧力室が形成されていることを特徴とする装置。
19. 【請求項１９】請求の範囲第17項または第18項に記載の
    装置において、偶数個の翼（26）が回転ピストン（25）
    に搭載されており、点火された推進ガスが、翼（26）
    と、回転ピストン（25）の外面と、ケーシング（８）の
    トロコイド内面とにより画定され、ピストンの回転の間
    に膨張する２個の爆発室（３）へ順次導かれることを特
    徴とする装置。
20. 【請求項２０】請求の範囲第１〜19項のいずれか１項に
    記載の装置において、第１推進ガス充填部（２）に続く
    推進ガス充填部（５）の点火が、ピストン回転中に各爆
    発室（３）内に形成された推進ガス圧力により点火され
    る圧力感知点火手段（37）によって生じることを特徴と
    する装置。