JP3135685B2 - シートベルト装置のバックルプリテンショナ - Google Patents

シートベルト装置のバックルプリテンショナ

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はシートベルト装置に関
し、特に、該装置のバックルを引下げてベルトを緊張さ
せるプリテンショナに関する。
【0002】
【従来の技術】自動車等の車両には、その衝突等により
所定の値を超える加速度が作用した時に、慣性力による
乗員の身体の移動に先立って、装着されたベルトを引き
締め、シートベルト装置による拘束効果を向上させるべ
く、シートベルト装置中にプリテンショナを組込んだも
のがある。そして、プリテンショナとしては、シートベ
ルト装置への組込み部位に応じて種々の形式のものが提
案されている。
【0003】これらの中、ベルト装着時にベルトウェビ
ングの屈曲部を引下げるものは、乗員の腰部と胸部とに
均等にテンションを付与できる点で優れているため、ベ
ルトウェビングを挿通されたタングをバックルを介して
引下げる形式のバックルプリテンショナがある。
【0004】ところで、バックルプリテンショナにおい
て、バックルを引下げる駆動手段として、直動形のガス
圧シリンダ(特開平1−119455号公報参照)や圧
縮コイルスプリング(特開平2−256550号公報参
照)を用いるものが提案されている。これらの駆動手段
は、案内ローラ又は案内面で方向転換されるケーブルを
介してバックルに連結されている。
【0005】他方、駆動手段として、渦巻きばねを用い
るものも提案されている(特開平1−164651号公
報参照)。この駆動手段は、基端をバックル支持部材に
係止した渦巻きばねの作動端をクランプレバーに係止
し、クランプレバーとバックルとの間にクランプレバー
の回転力をバックルの直線又は疑似直線的な引下げ力に
変換させるための力伝達機構が介装されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前2者
の形式における駆動手段は、バックル支持部材から駆動
手段がバックルの延在方向とは異なる方向に長く突出し
たV字形の特異な形態となるため、突き出た駆動手段を
シートの側部に沿わせて配置せざるを得ず、近傍に位置
するシフト装置との位置関係や形状を工夫する等の考慮
が必要となり、車両へのレイアウトの面で著しい制約を
うける。逆に言えば、車両設計の自由度を制限する。
【0007】これに対して、後者の配置における駆動手
段は渦巻きばねであるため、バックル支持部材から大き
く突き出るような形態とはならず、前2者のようなレイ
アウト上の制約は緩和されるが、渦巻きばね即ち駆動手
段の径方向寸法が大きくなり、且つ、回転力を引下げ力
に変換する力伝達機構も複雑で伝達ロスの大きなものと
なる。
【0008】本発明は、上述のような事情に鑑み案出さ
れたものであって、駆動手段及び該手段とバックルとの
連結機構を改善することにより、バックル引込み方向以
外の方向への大きな張出をなくし、しかも駆動手段の動
力をロス無くバックルの引込み力に利用することができ
るシートベルト装置のバックルプリテンショナを提供す
ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成する
ために、本発明は、バックルと、該バックルをその移動
軸線方向に引下げ移動可能に支持する支持部材と、該支
持部材に支持されて前記バックルを引下げ駆動する駆動
手段と、前記バックルと前記駆動手段とを連結する連結
手段と、前記支持部材と前記バックルとに亘り配設され
てバックルの戻り移動を阻止するロック機構とを備える
シートベルト装置のバックルプリテンショナにおいて、
前記駆動手段は、ロータリアクチュエータと、該ロータ
リアクチュエータに作動ガスを供給するガスジェネレー
タとから成り、前記連結手段は、ロータリアクチュエー
タの回転駆動力の接線力を前記バックルの移動軸線に沿
引下げ引張力として前記バックルに伝達すべく、ロー
タリアクチュエータに連結された回転部材と、該回転部
材に係合し、その接線方向にバックルの移動軸線に沿っ
て延び、バックルに連結された力伝達部材を有すること
を構成とする。
【0010】
【作用】 上記構成よりなる本発明では、ガスジェネレ
ータからの作動ガスの供給でロータリアクチュエータが
回転動作し、その回転駆動力が連結手段の回転部材とそ
れに係合する力伝達部材により引張力に変換されてバッ
クルに伝達され、バックルは支持部材の移動軸線に沿い
引下げられる。このとき、ロータリアクチュエータの駆
動力は、その回転部材の接線力を力伝達部材を介して完
全にバックルの引下げ移動軸線方向の駆動力に変換され
るため、駆動力のロスを最小限に抑えることができる。
このようなバックルの引下げ動作で、それに係止された
シートベルト装置のタングが引下げられ、タングに挿通
されたベルトウェビングがその屈曲部を牽引される結
果、装着されたベルトにテンションが付与される。つい
で、身体に作用する慣性力で、逆にベルトウェビングが
引戻されようとすると、上記と逆の力の伝達で、バック
ルが引戻されようとするが、この動作はロック機構の働
きで阻止され、ベルトに付与されたテンションの抜けが
防止される。
【0011】
【実施例】 次に、本発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。図1〜図3は、第1実施例を示すもので、
このプリテンショナPは、バックル1と、それをその移
動軸線方向に引下げ移動可能に支持する支持部材2と、
支持部材2に支持されてバックル1を引下げ駆動する駆
動手段3と、バックル1と駆動手段3とを連結する連結
手段4と、バックル支持部材2とバックル1とに亘り配
設されてバックル1の戻り移動を阻止するロック機構5
とを備えている。そして、駆動手段3は、ロータリアク
チュエータ31と、それに作動ガスを供給するガスジェ
ネレータ32とから構成されている。さらに、連結手段
4は、ロータリアクチュエータ31の回転駆動力の接線
力をバックル1の移動軸線に沿う引下げ引張力としてバ
ックル1に伝達すべく、ロータリアクチュエータ31
連結された回転部材41Aと、回転部材41Aに係合
し、その接線方向にバックルの移動軸線に沿って延
び、バックルに連結された力伝達部材42Aから成る
力伝達機構41を有する。この例では、回転部材41A
は、ロータリアクチュエータ31に軸止めされ、引下げ
移動軸線Lを接線とするプーリ41Aとされ、力伝達部
材42Aは、プーリ41Aに一端をピン43止めされた
ワイヤロープ42Aとで構成されている。
【0012】さらに、各部の構成について詳述すると、
図1に示すように、バックル1は、図示しないタングと
の係脱機構とそのカバーから成るバックル本体11と、
係脱機構のフレームからカバーを通して下方に延びる帯
板状のバックルベース12とを備えており、バックルベ
ース12の下端部は、該部に形成されたボルト孔に挿通
したボルト13を介して支持部材2に引下げ移動自在に
支持されている。
【0013】支持部材2は、細長い板状に構成されてお
り、その下端部に車両のシート側部に取付けるためのボ
ルト挿通孔21が穿設され、該孔21に隣接する駆動手
段3の取付け部を除く長手方向ほぼ全長に亘り直線状の
スリット22が形成されている。このスリット22は、
バックル1を引下げ移動可能に支持するガイドとして機
能するもので、スリット22中には、前記ボルト13の
軸部が挿通されている。
【0014】バックル1を引下げ駆動する駆動手段3
は、支持部材2の下端側面に取付けられたロータリアク
チュエータ31で構成されている。図2を参照してわか
るように、ロータリアクチュエータ31は、角柱状のシ
リンダブロック311と、ロータリピストン312と、
シリンダブロック311の開放端側を塞ぐリッド313
とで構成されている。シリンダブロック311は、その
軸線方向中央部を隔壁で区画されてシリンダ室Sとプー
リ収容室Rとを形成されている。隔壁の径方向中央には
軸通し孔が形成され、この孔を取巻いて環状鍔311a
がシリンダ室S側に突設されている。図1に示すよう
に、シリンダ室Sは、その一部が欠円部とされた円筒形
とされ、欠円部には予備室Uが形成されている。予備室
Uとシリンダ室Sとは、ガス導入孔311bで連通して
いる。そして、予備室Uは、シリンダブロック311の
側壁を貫通する開口311cを介してガスジェネレータ
32のガス発生室321に連通している。シリンダ室S
は排気孔311dにより大気に開放されている。なお、
シリンダブロック311は、その4隅をリッド313と
共に支持部材2にネジ止め固定されている。リッド31
3の内面側には、前記環状鍔311aと向合う環状鍔3
13aが突設されている。ロータリピストン312は、
その回転支持部として機能するリング部312aと、リ
ング部312aから径方向に延びるベーン部312bと
を有し、リング部312aの中央には角孔が形成され、
両側面から所定の深さ凹入して円筒形の凹部が形成さ
れ、該凹部の周面がそれぞれ両環状鍔311a,313
aに回転自在に支持されている。
【0015】連結手段4は、この例では主としてプーリ
41A、ワイヤロープ42A及びロック機構5の一方の
部材を兼ねるパウル52で構成されている。プーリ41
Aは、その回転軸411と、ワイヤロープ42Aの巻掛
け溝412aを外周に形成されたフランジ412とを備
え、回転軸411のシリンダ室部分は角軸411aとさ
れている。そして、回転軸411の一方側は支持部材2
に直接支持され、他方側は角軸411aで前記ロータリ
ピストン312のリング部312a中央の角孔に嵌合連
結され、ロータリピストン312及びシリンダブロック
311並びにリッド313を介して支持部材2に間接的
に支持され、前記プーリ収容室R内に配設されている。
ワイヤロープ42Aは、その一端部にかしめ止めされた
止めピン43を介して前記端部をプーリ41Aのフラン
ジ部412に止着され、そこからシリンダブロック31
1の導出孔を経て支持部材2のスリット22内に導か
れ、スリット22に沿って延び、パウル52内に入り、
連結ピン45の横孔を通って他端部にかしめ止めされた
エンドブロック44の直後で終端している。
【0016】ロック機構5は、支持部材2の一側縁に形
成された鋸歯状の一連の逆止めノッチ51と、それらに
係脱するパウル52とで構成されている。パウル52
は、支持部材2の両側面に沿い且つ支持部材2のスリッ
ト22に被さる添接部521と、ノッチ51が形成され
た側縁に被さる係脱部522とから成る鞍状に構成され
ている。両添接部521には、スリット22と同方向に
延びる長孔531と、その延長上のボルト挿通孔とが形
成されており、両添接部521は、それらの内側面と支
持部材2の両側面との間に介挿された合成樹脂製のベア
リング板15を介して支持部材2の両側面に添着されて
いる。そして、バックルベース12の孔に挿入され、ヘ
ッド部を平ワッシャ14を介してバックルベース12に
当て着けられたボルト13の軸部は、パウル52の一方
の添接部521のボルト挿通孔と、一方のベアリング板
15の長孔、更に支持部材2のスリット22を通って支
持部材2の他側に延び、他方のベアリング板15の長孔
を通って他方の添接部521の切欠きに達している。ボ
ルト13の軸端には、平ワッシャ16が嵌められ、その
外側にナット17がねじ込まれている。このようにし
て、バックルベース12とパウル52とは相対回転自在
に連結された状態で支持部材2のスリット22に沿い移
動可能に支持されている。長孔531内には前記連結ピ
ン45とエンドブロック44とが嵌込まれており、連結
ピン45は長孔531の下端に係合している。なお、支
持部材2の上縁には止めスプリング53がその基部をネ
ジ止めして取付けられている。このスプリング53は、
非作動時にパウル52を最上位置のノッチ51に係合付
勢してバックル1の下降を阻止する機能を果たす。
【0017】次に、上記のように構成された第1実施例
の作動を図1及び図3を参照しながら説明する。通常、
プリテンショナPは図1に示す状態にある。いま、車両
が所定値以上の加速度を受け、それが車両の適宜の位置
に配設されたセンサにより検知されると、それからの電
気信号でガスジェネレータ32が作動し、それによる生
成ガスが開口311cを経て予備室Uに供給される。予
備室Uを所定圧で満たしたガスは、ガス導入孔311b
を経てシリンダ室Sの加圧室側に噴出する。この加圧室
側に供給されたガス圧は、ベーン部312bにかかり、
それによりロータリピストン312が図示時計回りに回
転する。このとき、作動の妨げとなる背圧室側の空気の
圧縮は、排気孔311dからの排気で防がれる。このロ
ータリピストン312の回転は、角軸411aを介して
プーリ41Aに伝達され、そのフランジ412の溝41
2a内に止着されたワイヤロープ42Aがプーリ41A
の接線方向に引っ張られる。この力は、ワイヤロープ4
2Aからエンドブロック44、連結ピン45を介してパ
ウル52に伝達され、さらに、ボルト13及びバックル
ベース12を介してバックル本体11に伝達される。こ
のとき、ロータリアクチュエータ3の駆動力は、力伝達
機構であるプーリ41Aとワイヤロープ42Aを介して
完全にバックル1の引下げ移動軸線L方向即ちプーリ4
1Aに対する接線方向の駆動力に変換されるため、駆動
力のロスを最小限に抑えることができる。
【0018】この引下げ動作の際に、ボルト13の軸部
は、支持部材2のスリット22に沿って案内されるた
め、それに連結されたバックル1もまたスリット22に
沿って引下げられる。このとき、パウル52はボルト1
3の軸回りに回転可能であるため、ピン45を介して軸
線L方向の力を受けながらも、ボルト13の軸回りに鋸
歯状の一連の逆止めノッチ51を乗り越える図示反時計
回りの回転を許容されて軸線Lに沿い引下げられるた
め、ワイヤロープ42Aはプーリ41Aの溝412aに
巻付けられる。やがて、図3に示す最下方位置に達する
と、ロータリピストン312はその回転ストロークの限
界に達して停止し、加圧室側のガス圧は排気孔311d
から排出され、バックル1の引下げが終了し、パウル5
2の係脱部522は下方の適宜の逆止めノッチ51に係
合する。このようなバックル1の引下げ動作で、それに
係止されたシートベルト装置の図示しないタングが引下
げられ、タングに挿通されたベルトウェビングがその屈
曲部を牽引される結果、装着されたベルトにテンション
が付与される。
【0019】このようなプリテンション付与動作の後、
今度は、乗員の身体の慣性力による車両前方への移動で
バックル1が逆に引戻し方向に力を受ける。この力は、
ボルト13を介してパウル52を引上げようとするが、
この方向への移動は、係脱部522の逆止めノッチ51
への係合により阻止される。したがって、ベルトに付与
されたテンションの抜けが防止される。特にこの実施例
のプリテンショナでは、連結手段4がプーリ41Aとそ
れに巻付けられるワイヤロープ42Aで構成されている
ため、プリテンショナP下方にバックル引込みのための
スペースを必要としない利点が得られる。
【0020】 次に本発明の第2実施例について説明す
る。図4〜図7に示すように、この例は、上述の第1実
施例のものと本質的に同様のものであるが、主として連
結手段4の構成が異なる。この例では、連結手段4の回
転部材と力伝達部材は、ピニオン41Bとそれに係合す
ラック42Bとで構成されている。ラック42Bはバ
ックルベース12Bの一側縁に多数のラック歯421B
を形成した形態でバックルベース12Bと一体構成さ
れ、このラック歯421Bに噛合うピニオン41Bの角
軸411Baがロータリピストン312に嵌合連結され
ている。そして、バックルベース12Bの他側縁には、
一連の逆止めノッチ51Bが形成されている。逆止めノ
ッチ51Bに係脱するパウル52Bは、支持部材2Bに
回転自在に支持され、同じく支持部材2Bにネジ止めさ
れたスプリング54により係合方向に付勢されている。
【0021】この例では、支持部材2Bとバックルベー
ス12Bの支持関係が第1実施例のものとは逆に構成さ
れており、支持部材2Bに一対のガイドピン13B,1
9Bが植設され、バックルベース12Bに両ピン13
B,19Bを挿通するスリット22Bが形成されてい
る。スリット22Bは、バックルベース12Bのほぼ全
長に及んでいる。一方のガイドピン13Bは、支持部材
2Bのピン孔に挿通させてナットで抜止めされている
が、他方のガイドピン19Bは、ロータリアクチュエー
タ31のシリンダブロック311Bとリッド313とを
支持部材2Bに固定するボルトの軸部に嵌められた段付
スリーブ191Bで構成されている。なお、このスリー
ブ191Bは、ピニオン収容室Vの軸方向幅を所定の値
に保つスペーサをも兼ねている。
【0022】上記以外の各構成については、第1実施例
のものと同様なので、対応する部材に同じ参照符合を付
して説明に代える。なお、図4及び図6における符合5
3Bは、シェアピンを示し、これは機能的には前記第1
実施例のスプリング53に相当するもので、通常時にバ
ックル1を所定位置に設定し、プリテンショナ作動時に
切断されてバックル1の引込み移動を可能とする機能を
果たす。
【0023】この実施例では、第1実施例の場合と同様
の経過でロータリピストン312が回転すると、ピニオ
ン41Bの回転でそれと噛合うラック歯421Bの噛合
位置が変わり、ラック即ちバックルベース12Bが引下
げられる。この動作中、バックルベース12Bは2本の
ガイドピン13B,19Bにスリット22Bを案内され
て移動し、ラック42Bとピニオン41Bの円滑な噛合
い状態を維持する。他方、パウル52Bは、逆止めノッ
チ51Bの山部に蹴られて押退けられる。
【0024】バックル1が図7に示す最下方位置に達し
た後の逆止作動は、逆止めノッチ51Bにスプリング5
4の付勢力により噛み合わされたパウル52Bのロック
作用により成される。
【0025】以上、本発明を2つの実施例に基づき詳述
したが、本発明は上述の実施例のみに限定されることな
く特許請求の範囲に記載の事項の範囲内で種々に各部の
具体的構成を変更して実施可能なものである。
【0026】
【発明の効果】 以上詳述したように、本発明のプリテ
ンショナによれば、ロータリアクチュエータの使用によ
り、駆動手段の軸方向及び径方向寸法を共に小さなもの
とすることができ、その結果、バックル引込み方向以外
の方向への大きな突起物のない形態を実現することがで
きる。加えて、このプリテンショナによれば、ロータリ
アクチュエータの駆動力の接線力をバックルの引下げ移
動軸線方向と一致させて完全にバックルの引下げ駆動力
に変換されることができるため、連結部材での駆動力の
ロスを最小限に抑えた効率の良いプリテンション付与動
作を行なわせることができるようになり、この駆動力伝
達特性の良さを利用してロータリアクチュエータの小型
化を図ることも可能となり、支持部材をも含めた全体構
成のコンパクト化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の全体構成を一部断面で示
す側面図である。
【図2】図1のII−II断面図である。
【図3】第1実施例のバックル引下げ状態を示す図1と
同様の側面図である。
【図4】本発明の第2実施例の全体構成を一部断面で示
す側面図である。
【図5】図4のV−V断面図である。
【図6】図5のVI−VI断面図である。
【図7】第2実施例のバックル引下げ状態を示す図4と
同様の側面図である。
【符号の説明】
1 バックル 2 支持部材 3 駆動手段 4 連結手段 5 ロック機構 31 ロータリアクチュエータ 32 ガスジェネレータ41A プーリ(回転部材) 41B ピニオン(回転部材) 42A ワイヤロープ(力伝達部材) 42B ラック(力伝達部材) P プリテンショナ L 引下げ移動軸線

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バックルと、該バックルをその移動軸線
    方向に引下げ移動可能に支持する支持部材と、該支持部
    材に支持されて前記バックルを引下げ駆動する駆動手段
    と、前記バックルと前記駆動手段とを連結する連結手段
    と、前記支持部材と前記バックルとに亘り配設されてバ
    ックルの戻り移動を阻止するロック機構とを備えるシー
    トベルト装置のバックルプリテンショナにおいて、 前記駆動手段は、ロータリアクチュエータと、該ロータ
    リアクチュエータに作動ガスを供給するガスジェネレー
    タとから成り、前記連結手段は、ロータリアクチュエー
    タの回転駆動力の接線力を前記バックルの移動軸線に沿
    引下げ引張力として前記バックルに伝達すべく、ロー
    タリアクチュエータに連結された回転部材と、該回転部
    材に係合し、その接線方向にバックルの移動軸線に沿っ
    て延び、バックルに連結された力伝達部材を有すること
    を特徴とするシートベルト装置のバックルプリテンショ
    ナ。
  2. 【請求項2】 前記回転部材は、ロータリアクチュエー
    タに取付けられたプーリとされ、力伝達部材は、プーリ
    に一端を固定して該プーリに巻き掛けられたワイヤロー
    プとされた、請求項1記載のシートベルト装置のバック
    ルプリテンショナ。
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