JP3490630B2 - プリテンショナー - Google Patents

プリテンショナー

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JP3490630B2
JP3490630B2 JP10968099A JP10968099A JP3490630B2 JP 3490630 B2 JP3490630 B2 JP 3490630B2 JP 10968099 A JP10968099 A JP 10968099A JP 10968099 A JP10968099 A JP 10968099A JP 3490630 B2 JP3490630 B2 JP 3490630B2
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shaft
webbing
piston
sleeve
rack
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誠司 堀
智紀 永田
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Tokai Rika Co Ltd
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60R22/34Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/46Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up
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    • B60R2022/468Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up characterised by clutching means between actuator and belt reel

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、乗員拘束用のウエ
ビングを巻取軸に層状に巻取るウエビング巻取装置に一
体化され、ラックアンドピニオン式の駆動機構により車
両急減速時に瞬時に巻取軸をウエビング巻取回転方向へ
所定量回転させるプリテンショナーに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、車両急減速時に瞬時に巻取軸
をウエビング巻取回転方向へ所定量回転させることによ
り、ウエビングによる乗員拘束性能を向上させる所謂プ
リテンショナーが使用されている。
【0003】かかるプリテンショナーの駆動機構として
は種々のものが検討され、実用化されてきた。以下にお
いては、特開平7−156751号公報に開示されたラ
ックアンドピニオン式の駆動機構によるプリテンショナ
ーについて説明することにする。
【0004】この公報に開示されたプリテンショナーで
は、ウエビング巻取装置の側部に取り付けられたハウジ
ングに円筒状のシリンダ管が装着されている。シリンダ
管の内部には中空のピストンが軸方向移動可能に挿入さ
れており、当該ピストンの内部には火薬及び点火装置が
配設されている。さらに、ピストンの外周部の所定位置
にはその軸方向に沿ってラック歯が形成されており、ピ
ストン自体がラックバーとして機能するようになってい
る。
【0005】また、シリンダ管の軸方向の所定位置には
切欠が形成されており、この切欠を通してピニオン歯が
ラック歯と噛み合い可能にシリンダ管内へ進入されてい
る。ピニオンにはこれよりも大径とされた第1歯車が同
軸上に連結されており、更に第1歯車には第2歯車が噛
み合っている。第2歯車はクラッチとして機能するカッ
プリング輪と一体化されており、このカップリング輪を
介して第2歯車はウエビング巻取装置の巻取軸の軸端と
連結されている。
【0006】上記構成によれば、車両急減速時になる
と、点火装置によって火薬が発火され、その際の発火推
力によってピストン(ラックバー)がシリンダ管内を軸
方向移動する。これにより、ピストンのラック歯と噛み
合っているピニオンがその軸線回りに回転し、第1歯車
及び第2歯車を回転させる。第2歯車には巻取軸の軸端
と連結されたカップリングが一体化されているため、第
2歯車が回転すると、カップリングを介して巻取軸がウ
エビング巻取方向回転される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成による場合、駆動起点となるピストン(ラックバー)
と駆動終点となる巻取軸との間にピニオンだけでなく第
1歯車及び第2歯車といった中間ギヤを介しているた
め、プリテンショナーのハウジングにこれらの中間ギヤ
の設置スペースを確保しなければならない。このため、
プリテンショナーが全体的に径方向及び軸方向に大型化
するという問題がある。
【0008】本発明は上記事実を考慮し、装置全体を小
型化することができるプリテンショナーを得ることが目
的である。
【0009】
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明
は、乗員拘束用のウエビングを巻取軸に層状に巻取るウ
エビング巻取装置に一体化され、ラックアンドピニオン
式の駆動機構により車両急減速時に瞬時に巻取軸をウエ
ビング巻取回転方向へ所定量回転させるプリテンショナ
ーであって、前記駆動機構は、シリンダ内に軸方向移動
可能に配置されると共にラックバーとして構成され、車
両急減速時に移動するピストンと、このピストンのラッ
ク歯と噛み合うように配置され、車両急減速時にのみ巻
取軸と連結されるクラッチを介して巻取軸の軸端と直結
されたピニオンと、を含んで構成されており、さらに、
前記ピニオンは、前記ラック歯とのみ噛み合うピニオン
歯が形成された歯部と、この歯部と同軸かつ一体に形成
され、内周側に前記クラッチを備えたクラッチ部と、を
含み一部品として構成されており、前記巻取軸は、前記
ウエビングを層状に巻き取るスプールと、このスプール
の軸芯部のシャフト挿通孔に挿入状態で配置されたトー
ションシャフトと、略円筒形状に形成されると共に前記
シャフト挿通孔の一端部に形成された略凹部状のスリー
ブ受け入れ部に嵌合されて前記スプールと一体に回転す
るスリーブと、を有し、さらに、前記スリーブは、前記
スリーブ受け入れ部に嵌合されると共に軸芯部に前記ト
ーションシャフトの一端部が嵌合される嵌合孔が形成さ
れた基部と、この基部に隣接して形成されると共に外周
面にローレット加工が施された中間部と、この中間部の
軸芯部から突出されると共に前記スプールをウエビング
巻取回転方向へ回転付勢する付勢手段が係止される小径
部と、によって構成されている、ことを特徴としてい
る。請求項2記載の本発明に係るプリテンショナーは、
乗員拘束用のウエビングを巻取軸に層状に巻取るウエビ
ング巻取装置に一体化され、ラックアンドピニオン式の
駆動機構により車両急減速時に瞬時に巻取軸をウエビン
グ巻取回転方向へ所定量回転させるプリテンショナーで
あって、前記駆動機構は、シリンダ内に軸方向移動可能
に配置されると共にラックバーとして構成され、車両急
減速時に移動するピストンと、このピストンのラック歯
と噛み合うように配置され、車両急減速時にのみ巻取軸
と連結されるクラッチを介して巻取軸の軸端と直結され
たピニオンと、を含んで構成されており、前記巻取軸
は、前記ウエビングを層状に巻き取るスプールと、この
スプールの軸芯部のシャフト挿通孔に挿入状態で配置さ
れたトーションシャフトと、略円筒形状に形成されると
共に前記シャフト挿通孔の一端部に形成された略凹部状
のスリーブ受け入れ部に嵌合されて前記スプールと一体
に回転するスリーブと、を有し、さらに、前記スリーブ
は、前記スリーブ受け入れ部に嵌合されると共に軸芯部
に前記トーションシャフトの一端部が嵌合される嵌合孔
が形成された基部と、この基部に隣接して形成されると
共に外周面にローレット加工が施された中間部と、この
中間部の軸芯部から突出されると共に前記スプールをウ
エビング巻取回転方向へ回転付勢する付勢手段が係止さ
れる小径部と、によって構成されている、ことを特徴と
している。請求項3記載の本発明に係るプリテンショナ
ーは、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前
記クラッチは、前記クラッチ部の内周側に形成されると
共に周方向に相互に連通され、各々幅広部と狭幅部を有
する凹部と、当該凹部の幅広部に収容されると共に、前
記スリーブの中間部の外周面と噛み合うように外周面に
ローレット加工が施されたローラと、によって構成され
ている、ことを特徴としている。
【0011】 請求項4記載の本発明に係るプリテンシ
ョナーは、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の発
明において、前記ピストンは、ガス圧を受けるピストン
部と、このピストン部の中心からオフセットした位置に
立設されたラック部と、を含んで構成されており、前記
ラック部は、前記クラッチ部の外径寸法を超えない範囲
で軸方向移動するように配置されている、ことを特徴と
している。
【0012】請求項1記載の本発明によれば、車両急減
速時になると、ウエビング巻取装置に一体化されたプリ
テンショナーが作動する。具体的には、シリンダ内に配
置されかつラックバーとして構成されたピストンが軸方
向移動する。ピストンが軸方向移動すると、ピストンの
ラック歯と噛み合うように配置されたピニオンがその軸
線回りに回転される。本発明におけるピニオンは車両急
減速時にのみ巻取軸と連結されるクラッチを介して巻取
軸の軸端と直結されているため、ピニオンがその軸線回
りに回転すると、クラッチを介して巻取軸がウエビング
巻取回転方向へ回転される。これにより、乗員拘束用の
ウエビングは瞬時にピストンの移動ストロークに応じた
量だけ巻き取られ、ウエビングによる乗員拘束性能が向
上される。
【0013】ここで、本発明では、ラックバーとして構
成されたピストンの駆動力を受けて回転するピニオンを
巻取軸の軸端にクラッチを介して直結させたので、従来
技術のような中間ギヤは不要となる。このため、プリテ
ンショナーにこれらの中間ギヤの設置スペースを設ける
必要がなくなる。従って、プリテンショナーを全体的に
軸方向及び径方向に小型化することができる。
【0014】 さらに、本発明によれば、ピニオンが両
者一体化された歯部及びクラッチ部を含み一部品として
構成されているため、(ピニオンのラック歯とのみ噛み
合う)歯部とクラッチ部とを別個独立に設定する場合に
比し、設置スペースを更に削減することができると共に
部品点数も削減することができる。加えて、本発明によ
れば、巻取軸はスプール、トーションシャフト、及びス
リーブを有している。スプールの軸芯部にはシャフト挿
通孔が形成されており、その一端部に形成された略凹部
状のスリーブ受け入れ部に略円筒形状に形成されたスリ
ーブの基部が嵌合されてスプールと一体に回転される。
また、スリーブの基部の軸芯部には嵌合孔が形成されて
おり、この嵌合孔にはトーションシャフトの一端部が嵌
合される。さらに、スリーブには基部に隣接して外周面
にローレット加工が施された中間部が形成されていると
共に、当該中間部の軸芯部からは小径部が突出されてス
プールをウエビング巻取回転方向へ回転付勢する付勢手
段が係止される。請求項2記載の本発明によれば、請求
項1記載の発明と同様に、車両急減速時になると、ウエ
ビング巻取装置に一体化されたプリテンショナーが作動
する。具体的には、シリンダ内に配置されかつラックバ
ーとして構成されたピストンが軸方向移動する。ピスト
ンが軸方向移動すると、ピストンのラック歯と噛み合う
ように配置されたピニオンがその軸線回りに回転され
る。本発明におけるピニオンは車両急減速時にのみ巻取
軸と連結されるクラッチを介して巻取軸の軸端と直結さ
れているため、ピニオンがその軸線回りに回転すると、
クラッチを介して巻取軸がウエビング巻取回転方向へ回
転される。これにより、乗員拘束用のウエビングは瞬時
にピストンの移動ストロークに応じた量だけ巻き取ら
れ、ウエビングによる乗員拘束性能が向上される。ここ
で、本発明では、ラックバーとして構成されたピストン
の駆動力を受けて回転するピニオンを巻取軸の軸端にク
ラッチを介して直結させたので、従来技術のような中間
ギヤは不要となる。このため、プリテンショナーにこれ
らの中間ギヤの設置スペースを設ける必要がなくなる。
従って、プリテンショナーを全体的に軸方向及び径方向
に小型化することができる。また、本発明によれば、
求項1記載の発明と同様に、巻取軸はスプール、トーシ
ョンシャフト、及びスリーブを有している。スプールの
軸芯部にはシャフト挿通孔が形成されており、その一端
部に形成された略凹部状のスリーブ受け入れ部に略円筒
形状に形成されたスリーブの基部が嵌合されてスプール
と一体に回転される。また、スリーブの基部の軸芯部に
は嵌合孔が形成されており、この嵌合孔にはトーション
シャフトの一端部が嵌合される。さらに、スリーブには
基部に隣接して外周面にローレット加工が施された中間
部が形成されていると共に、当該中間部の軸芯部からは
小径部が突出されてスプールをウエビング巻取回転方向
へ回転付勢する付勢手段が係止される。請求項3記載の
本発明によれば、クラッチは、クラッチ部の内周側に形
成された凹部と、当該凹部の幅広部に収容されかつ外周
面にローレット加工が施されたローラとによって構成さ
れている。プリテンショナーの作動時にはローラが凹部
の幅広部から狭幅部へ移動し、同じくローレット加工が
施されたスリーブの中間部と噛み合うことで、クラッチ
が結合状態となる。
【0015】 請求項4記載の本発明によれば、ピスト
ンがピストン部とラック部とを含んで構成されており、
当該ラック部はピストン部の中心からオフセットした位
置に立設され、かつクラッチ部の外径寸法を超えない範
囲で軸方向移動するように配置されているため、ラック
アンドピニオン式の駆動機構が径方向に膨らむのを回避
することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図1〜図13を用いて、本
発明の一実施形態に係るプリテンショナー100が一体
化されたウエビング巻取装置10について説明する。
【0017】最初にウエビング巻取装置10のスプール
12及びこれに一体化される部品構成について説明し、
次いでロック構造等について説明し、その後本実施形態
の要部であるプリテンショナー100の構成について説
明することにする。〔スプール12及びこれに一体化さ
れる部品構成〕図1には、本実施形態に係るウエビング
巻取装置10の全体構成を示す縦断面図が示されてい
る。この図に示されるように、ウエビング巻取装置10
は平面視で略コ字形に形成されたフレーム14を備えて
おり、当該フレーム14が車体側に固定されている。フ
レーム14は互いに平行に延出された第1脚板16と第
2脚板18とを備えており、これらの第1脚板16、第
2脚板18間にダイカストによって製作されたスプール
12が回転可能に軸支されている。
【0018】スプール12は、円筒形状に形成されて軸
芯部を構成すると共に乗員拘束用のウエビング126
(図10参照)の一端部が係止されたスプール軸12A
と、このスプール軸12Aの両端部に略円板形状にそれ
ぞれ形成された一対のフランジ部(以下、第1脚板16
側に配置されるフランジ部を「第1フランジ部12B」
と称し、第2脚板18側に配置されるフランジ部を「第
2フランジ部12C」と称す)とによって構成されてお
り、全体としては鼓形状をなしている。
【0019】スプール軸12Aの軸芯部には、シャフト
挿通孔20が形成されている。シャフト挿通孔20にお
ける第1フランジ部12B側には、シャフト挿通孔20
よりも大径とされた凹部状のベースロック受入れ部22
が同軸上に形成されている。ベースロック受入れ部22
は、その大半を占める凹部本体22Aと、当該凹部本体
22Aよりも大径とされた凹部端末部22Bとからな
る。
【0020】このベースロック受入れ部22には、ダイ
カストによって製作されたベースロック24が抜け止め
された状態で装着されている。なお、ベースロック24
の装着の仕方は、ベースロック受入れ部22内へベース
ロック24を挿入した後に、正面視でコ字形に形成され
た図示しないストッパ(抜止め部材)を軸直角方向から
圧入するという手法が採られている。また、本実施形態
では、ベースロック24をダイカストによって製作して
いるが、必ずしもダイカストによる必要はなく、後述す
る作用並びに効果から明らかなように、車両急減速時に
ラチェット歯38Aに圧接された際に塑性変形により当
該ラチェット歯38Aに係合可能な材質で構成されてい
ればよい。
【0021】ベースロック24は鍔付き円筒形状に形成
されており、ベースロック受入れ部22の凹部本体22
Aに嵌合される基部24Aと、基部24Aよりも大径と
されかつベースロック受入れ部22の凹部端末部22B
に嵌合される中間部24Bと、中間部24Bよりも大径
とされかつ第1フランジ部12Bの外側面に当接状態で
配置される保持部24Cとによって構成されている。ま
た、ベースロック24における軸芯部外端を除いた部分
には六角穴形状の嵌合孔26が形成されており、更に当
該軸芯部外端には嵌合孔26の軸芯部と相互に連通され
かつこれよりも小径とされた小孔28が形成されてい
る。
【0022】一方、スプール軸12Aのシャフト挿通孔
20における第2フランジ部12C側には、シャフト挿
通孔20よりも大径とされた凹部状のスリーブ受入れ部
30が形成されている。このスリーブ受入れ部30に
は、スリーブ34がセレーション嵌合又はスプライン嵌
合されている。スリーブ34は、略円筒形状に形成され
かつ軸芯部に六角穴形状の嵌合孔32が形成された基部
34Aと、この基部34Aに隣接して形成されかつ外周
面に平目のローレット加工が施された中間部34Bと、
この中間部34Bの軸芯部から突出された小径部34C
とによって構成されている。スリーブ34の小径部34
Cには、スプール12をウエビング巻取回転方向へ回転
付勢する付勢手段(ぜんまいばね)の内端が図示しない
アダプタを介して係止されている。
【0023】上述したベースロック24とスリーブ34
とは、トーションシャフト36によって相互に連結され
ている。図4にも示されるように、トーションシャフト
36は、その主部を構成する軸部36Aと、軸部36A
の一端部に形成された六角形状の頭部36Bと、軸部3
6Aの他端部に形成された六角形状の嵌合部36Cと、
嵌合部36Cの軸芯部から軸部36Aと同軸上に延出さ
れた小径部36Dと、小径部36Dからテーパ面を経て
縮径された後に環状に拡径されたギヤ保持部36Eと、
このギヤ保持部36Eから更に同軸上に延出されてキー
が形成された先端部36Fとによって構成されている。
図1に戻り、トーションシャフト36の頭部36Bはス
リーブ34に形成された六角穴形状の嵌合孔32へ嵌合
されており、又トーションシャフト36の嵌合部36C
はベースロック24に形成された六角穴形状の嵌合孔2
6へ嵌合されている。これにより、トーションシャフト
36は、ベースロック24及びスリーブ34を介してス
プール軸12Aと一体化されている。なお、上記構成の
トーションシャフト36は、車両急減速時に所定値以上
のウエビング張力がスプール12に作用することによ
り、捩じれ変形してエネルギー吸収を行うフォースリミ
ッタの主要構成部品である。
【0024】また、上記構成において、スプール12、
ベースロック24、スリーブ34、及びトーションシャ
フト36が本発明における「巻取軸」に相当する。 〔ロック構造等〕図2及び図3にも示されるように、上
述したフレーム14の第1脚板16の上部側には、内歯
ラチェット38が打ち抜きにより形成されている。内歯
ラチェット38のラチェット歯38Aは高強度に設定さ
れている。
【0025】この内歯ラチェット38の内側には、ベー
スロック24の保持部24Cが配置されている。なお、
保持部24Cの軸芯部に形成された前述した小孔28内
へは、トーションシャフト36の小径部36Dが挿入さ
れている。この保持部24Cの正面側には、小孔28周
りに周方向に形成された凹状の収容部40(図2、図
3、図5参照)が形成されている。収容部40の一端部
は閉止されているが、収容部40の他端部は開放されて
いる。なお、ベースロック24における保持部24Cの
収容部40の他端部側は、次述するロックプレート42
の内歯ラチェット38への係合動作を阻害しないように
面取りされている。この収容部40には、略円弧板形状
をなす単一のロックプレート42(図2、図3、図6参
照)が収容されている。さらに、ベースロック24の保
持部24Cにおける外側面には、ロックプレート42の
脱落防止用に薄肉円板形状のロックカバー44が回り止
めされた状態で取り付けられている。
【0026】図6等に示されるように、ロックプレート
42は、略円弧板形状をなす金属製のプレート本体42
Aと、このプレート本体42Aの一端部から張り出され
た矩形状の突起部42Bと、プレート本体42Aの他端
部の外周部に形成されかつ第1脚板16の内歯ラチェッ
ト38のラチェット歯38Aと噛み合う高強度のロック
歯42Cと、同じくプレート本体42Aの他端部から立
設されたガイドピン42Dとによって構成されている。
なお、プレート本体42Aの幅と突起部42Bの突出長
さとを足した長さは、ベースロック24の収容部40の
幅広部40A(図2、図3参照)の幅と概略一致してい
る。
【0027】上述したベースロック24に隣接する位置
には、これよりも大径に形成された略円板形状のVギヤ
46が配置されている。図7にも示されるように、Vギ
ヤ46の軸芯部には円筒状のボス48が形成されてお
り、トーションシャフト36のギヤ保持部36Eに追従
回転可能に軸支されている。また、Vギヤ46には
「へ」の字形状のガイド孔50が形成されており、当該
ガイド孔50へはロックプレート42から立設されたガ
イドピン42Dが挿入されている。さらに、Vギヤ46
の外周部には、ロック歯46Aが一体に形成されてい
る。
【0028】Vギヤ46の下方側には、図8に示される
VSIR用の周知の加速度センサ52が配設されてい
る。なお、図1では加速度センサ52の図示を省略して
いる。車両急減速時には、加速度センサ52のボール5
4がセンサハウジング56上を転動してセンサレバー5
8を揺動させ、当該センサレバー58のロック爪58A
がVギヤ46のロック歯46Aに係合されるようになっ
ている。
【0029】図1に戻り、上述した加速度センサ52
は、樹脂製のセンサホルダ60によって保持されてい
る。センサホルダ60の外側にはセンサホルダ60と似
た形状の樹脂製のセンサカバー62が配設されており、
センサホルダ60及びセンサカバー62は両者一体とな
ってフレーム14の第1脚板16に固定されている。さ
らに、センサホルダ60の軸芯部には短い円筒状のボス
60Aが一体に形成されており、当該ボス60Aにはト
ーションシャフト36の先端部36Fが軸支されてい
る。すなわち、センサホルダ60にはトーションシャフ
ト36の軸受としての機能が付与されている。
【0030】なお、上述したセンサホルダ60の内周部
には、前述したVギヤ46に軸支された図示しないWS
IR用のパウルと係合可能な内歯が一体に形成されてい
る。〔プリテンショナー100の構成〕図9〜図11に
示されるように、上述したウエビング巻取装置10の第
2脚板18側には、プリテンショナー100が一体化さ
れている。
【0031】具体的に説明すると、スプール12の第2
脚板18側に装着されたスリーブ34の中間部34B及
び小径部34Cは、第2脚板18の外側へ突出して配置
されている。これらの中間部34B及び小径部34Cの
外周側には、ピニオン102が被嵌されている。ピニオ
ン102は、スリーブ34の小径部34Cを覆うと共に
外周部にピニオン歯104Aが形成された歯部104
と、スリーブ34の中間部34Bを覆うと共に歯部10
4に隣接して一体形成されたクラッチ部106とを含ん
で構成されている。
【0032】図12に示されるように、クラッチ部10
6の内周側には、120度間隔で三つの凹部108が形
成されている。これらの凹部108は周方向に相互に連
通されており、各凹部108の幅広部にはローラ110
がそれぞれ収容されている。図13に示されるように、
ローラ110の外周面には、スリーブ34の中間部34
Bと同様構成の平目のローレット加工が施されている。
なお、これらの凹部108及びローラ110が本発明の
「クラッチ」に相当する。
【0033】上述したピニオン102のピニオン歯10
4Aの近傍には、カートリッジ112(図11参照)の
シリンダ114内に軸方向移動可能に収容されかつラッ
クバーとして構成されたピストン116が配置されてい
る。このピストン116は、ガス圧を受ける円板状のピ
ストン部118と、このピストン部118から立設され
たラック部120とを含んで構成されている。ピストン
部118の下方には、ピストンリング122が装着され
るようになっている。また、ラック部120の片面に
は、ピニオン歯104Aと噛み合うラック歯120Aが
形成されている。さらに、ラック部120はピストン部
118の中心からオフセットした位置に立設されてお
り、クラッチ部106の外径寸法を超えない範囲で軸方
向移動可能に配置されている。
【0034】なお、上述したピストン116を収容する
シリンダ114の下端部には、図示しないガス発生剤等
が収容されたガスジェネレータ124(図11参照)が
接続されている。
【0035】次に、本実施形態の作用並びに効果につい
て説明する。
【0036】乗員がウエビング126に挿通された図示
しないタングプレートを持ってぜんまいばねの付勢力に
抗してウエビング126をスプール12から引き出し、
当該タングプレートを図示しないバックル装置に係合さ
せることにより、乗員は三点式シートベルト装置のウエ
ビング装着状態となる。すなわち、センタピラーの上部
に配設された図示しないショルダアンカからタングプレ
ートまでのウエビング126がショルダ側のウエビング
となり、タングプレートからバックル装置までのウエビ
ング126がラップ側のウエビングとなる。
【0037】この状態から車両走行状態となった場合に
おいて車両急減速時になると、プリテンショナー100
が作動する。すなわち、点火装置が作動し、カートリッ
ジ112のガスジェネレータ124内に収容されたガス
発生剤が燃焼してガスが発生する。発生したガスは、ガ
スジェネレータ124からシリンダ114の下端部へ供
給される。このため、シリンダ114内に収容されたピ
ストン116が軸方向移動する。ピストン116が軸方
向移動すると、ピストン116のラック部120のラッ
ク歯120Aがピニオン102の歯部104のピニオン
歯104Aと噛み合って、これをウエビング巻取回転方
向へ回転させる。このため、ピニオン102の歯部10
4と一体化されたクラッチ部106も同方向へ回転され
る。
【0038】これにより、クラッチ部106の凹部10
8内に保持されたローラ110が幅広部から狭幅部へ相
対移動し、凹部108の裏面側の側面とスリーブ34の
中間部34Bの外周面との間に挟み込まれる。スリーブ
34の中間部34Bの外周面及びローラ110の外周面
にはいずれも平目のローレット加工が施されているた
め、両者は噛み合い状態となる。これにより、クラッチ
部106を介してピニオン102とスリーブ34とが連
結された状態となり、ピニオン102の回転力がスリー
ブ34に直接伝達される。
【0039】スリーブ34の基部34Aとスプール12
のスプール軸12Aとはセレーション嵌合又はスプライ
ン嵌合されているため、スリーブ34がウエビング巻取
回転方向へ回転すると、スプール12もウエビング巻取
回転方向へ回転される。その結果、ピストン116の移
動ストロークに応じた量だけ、ウエビング126が巻き
取られて乗員を緊密に拘束する。
【0040】またこれと同時に、車両急減速状態が加速
度センサ52によって検出される。すなわち、加速度セ
ンサ52のボール54がセンサハウジング56上を転動
してセンサレバー58を揺動させる。これにより、セン
サレバー58のロック爪58AがVギヤ46のロック歯
46Aに係合され、Vギヤ46のウエビング引出方向回
転が阻止される。
【0041】一方、スプール12は、乗員から受けるウ
エビング張力によってウエビング引出方向回転しようと
する。このため、ウエビング引出方向回転しようとする
スプール12とウエビング引出方向回転が阻止されたV
ギヤ46との間で相対回転が生じる。両者の間に相対回
転が生じると、図2と図3の対比から判るように、ベー
スロック24の保持部24Cに形成された収容部40に
保持されたロックプレート42のガイドピン42DがV
ギヤ46のガイド孔50にガイドされて、ベースロック
24の略半径方向外側へ移動される。これにより、ロッ
クプレート42のロック歯42Cがフレーム14の第1
脚板16に設けられた内歯ラチェット38のラチェット
歯38Aと噛み合う。
【0042】さらに、ロックプレート42のロック歯4
2Cが内歯ラチェット38のラチェット歯38Aと噛み
合うと、その際の反力がベースロック24の保持部24
Cに作用する。この反力は車両急減速時に高強度のロッ
ク歯42Cとラチェット歯38Aとが噛み合ったことに
よって生じるものなのでかなり大きく、そのためベース
ロック24の軸芯部を貫通するトーションシャフト36
にも当然に作用する。さらに、トーションシャフト36
の先端部36Fは樹脂製のセンサホルダ60のボス60
Aに軸支されているため、当該反力はトーションシャフ
ト36の先端部36Fからセンサホルダ60のボス60
Aに作用し、センサホルダ60のボス60Aを反力の作
用方向側、つまりロックプレート42の係合位置と反対
方向側へ弾性変形させる。このため、ベースロック24
の保持部24Cの外周一部(図3のP線矢視部を中心と
した範囲)がフレーム14の内歯ラチェット38のラチ
ェット歯38Aに強く押し付けられる。ベースロック2
4はダイカストによって製作されており、比較的軟質で
あるため、ラチェット歯38Aに圧接されると、塑性変
形して当該ラチェット歯38Aに食い込み、直接的に係
合される。これにより、スプール12のウエビング引出
方向回転が阻止されロック状態とされる。
【0043】以上が本実施形態に係るウエビング巻取装
置10及びプリテンショナー100の基本的な作動であ
るが、この作動説明からも判るように、本実施形態で
は、ラックアンドピニオン式の駆動機構を採用したプリ
テンショナー100において、ラックバーとして構成さ
れたピストン116の駆動力を受けて回転するピニオン
102をスリーブ34の軸端にクラッチ部106を介し
て直結させたので、従来技術のような中間ギヤは不要と
なる。このため、プリテンショナー100にこれらの中
間ギヤの設置スペースを設ける必要がなくなる。従っ
て、プリテンショナー100を全体的に軸方向及び径方
向に小型化することができる。
【0044】特に、本実施形態では、歯部104とクラ
ッチ部106とが一体化されてピニオン102が構成さ
れているため、歯部104とクラッチ部106とを別個
独立に設定する場合に比し、設置スペースを更に削減す
ることができる。従って、プリテンショナー100の装
置全体の更なる小型化を図ることができる。加えて、部
品点数も削減されるため、構造の簡素化を図ることがで
きる。
【0045】さらに、本実施形態では、ピストン116
がピストン部118とラック部120とを含んで構成さ
れており、当該ラック部120がピストン部118の中
心からオフセットした位置に立設され、かつクラッチ部
106の外径寸法を超えない範囲で軸方向移動するよう
に配置されているため、ラックアンドピニオン式の駆動
機構が径方向に膨らむのを回避することができる。その
結果、本実施形態によれば、プリテンショナー100の
装置全体を非常にコンパクトにすることができる。
【0046】また、本実施形態では、上記の如く、ピニ
オン102が巻取軸の一部を構成するスリーブ34に直
結されているため、駆動始点となるピストン116(ラ
ックバー)から駆動終点(スリーブ34)までの駆動力
伝達経路が短くなる。このため、プリテンショナー10
0の応答速度を速くすることができる。
【0047】なお、本実施形態では、プリテンショナー
100及びフォースリミッタを兼備したウエビング巻取
装置10に対して本発明を適用したが、これに限らず、
フォースリミッタを備えていないウエビング巻取装置に
対して本発明に係るプリテンショナーを適用してもよ
い。
【0048】
【0049】 さらに、本実施形態では、ラック部12
0をピストン部118の中心に対してオフセットして配
置することにより、クラッチ部106の外径寸法を超え
ない範囲でラック部120が軸方向移動するように構成
したが、請求項1乃至請求項3記載の本発明との関係に
おいては、ラック部をピストン部の中心に同軸上に配置
した構成も含まれる。
【0050】また、本実施形態では、ローラ110を使
ったクラッチを使用したが、これに限らず、ローラ11
0の替わりにボールを使ったクラッチ等、種々のクラッ
チ構成を採用可能である。
【0051】
【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の本発
明に係るプリテンショナーは、シリンダ内に軸方向移動
可能に配置されると共にラックバーとして構成され、車
両急減速時に移動するピストンと、このピストンのラッ
ク歯と噛み合うように配置され、車両急減速時にのみ巻
取軸と連結されるクラッチを介して巻取軸の軸端と直結
されたピニオンと、を含んでラックアンドピニオン式の
駆動機構を構成したので、従来使用されてきた中間ギヤ
を廃止することができ、その結果、装置全体を軸方向及
び径方向に小型化することができるという優れた効果を
有する。
【0052】さらに、請求項1記載の本発明に係るプリ
テンショナーは、ラック歯とのみ噛み合うピニオン歯が
形成された歯部と、この歯部と同軸かつ一体に形成さ
れ、内周側にクラッチを備えたクラッチ部と、を含む
述したピニオンを一部品で構成したので、歯部とクラッ
チ部とを別個独立に設定する場合に比し、設置スペース
を更に削減することができると共に部品点数も削減する
ことができ、その結果、装置全体の更なる小型化及び構
造の簡素化を図ることができるという優れた効果を有す
る。
【0053】 請求項4記載の本発明に係るプリテンシ
ョナーは、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の発
明において、ガス圧を受けるピストン部と、このピスト
ン部の中心からオフセットした位置に立設されたラック
部と、を含んで前述したピストンを構成し、クラッチ部
の外径寸法を超えない範囲で軸方向移動するようにラッ
ク部を配置したので、ラックアンドピニオン式の駆動機
構が径方向に膨らむのを回避することができ、その結
果、装置全体を非常にコンパクトにすることができると
いう優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係るウエビング巻取装置の全体構
成を示す縦断面図である。
【図2】本実施形態に係るウエビング巻取装置の非ロッ
ク状態を示す側面図である。
【図3】本実施形態に係るウエビング巻取装置のロック
状態を示す側面図である。
【図4】図1に示されるトーションシャフトの正面図で
ある。
【図5】図1に示されるベースロックの側面図である。
【図6】図1に示されるロックプレートの正面図であ
る。
【図7】図1に示されるVギヤの背面図である。
【図8】図1においては図示を省略した加速度センサの
側面図である。
【図9】ウエビング巻取装置に一体化されたプリテンシ
ョナーの要部を拡大して示す断面図である。
【図10】プリテンショナーのラックアンドピニオン式
の駆動機構を示す斜視図である。
【図11】プリテンショナーが一体化されたウエビング
巻取装置の概略側面図である。
【図12】図9に示されるピニオンを矢印Q方向から見
た裏面図である。
【図13】(A)は図9に示されるローラの正面図であ
り、(B)は当該ローラの平面図である。
【符号の説明】
10 ウエビング巻取装置 12 スプール(巻取軸)20 シャフト挿通孔 24 ベースロック(巻取軸)30 スリーブ受け入れ部 32 嵌合孔 34 スリーブ(巻取軸)34A 基部 34B 中間部 34C 小径部 36 トーションシャフト(巻取軸) 100 プリテンショナー 102 ピニオン 104 歯部 104A ピニオン歯 106 クラッチ部 108 凹部(クラッチ) 110 ローラ(クラッチ) 114 シリンダ 116 ピストン 118 ピストン部 120 ラック部 120A ラック歯 126 ウエビング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60R 22/46 B60R 22/28 B60R 22/34

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 乗員拘束用のウエビングを巻取軸に層状
    に巻取るウエビング巻取装置に一体化され、ラックアン
    ドピニオン式の駆動機構により車両急減速時に瞬時に巻
    取軸をウエビング巻取回転方向へ所定量回転させるプリ
    テンショナーであって、 前記駆動機構は、 シリンダ内に軸方向移動可能に配置されると共にラック
    バーとして構成され、車両急減速時に移動するピストン
    と、 このピストンのラック歯と噛み合うように配置され、車
    両急減速時にのみ巻取軸と連結されるクラッチを介して
    巻取軸の軸端と直結されたピニオンと、 を含んで構成されており、 さらに、前記ピニオンは、前記ラック歯とのみ噛み合う
    ピニオン歯が形成された歯部と、この歯部と同軸かつ一
    体に形成され、内周側に前記クラッチを備えたクラッチ
    部と、を含み一部品として構成されており、 前記巻取軸は、前記ウエビングを層状に巻き取るスプー
    ルと、このスプールの軸芯部のシャフト挿通孔に挿入状
    態で配置されたトーションシャフトと、略円筒形状に形
    成されると共に前記シャフト挿通孔の一端部に形成され
    た略凹部状のスリーブ受け入れ部に嵌合されて前記スプ
    ールと一体に回転するスリーブと、を有し、 さらに、前記スリーブは、前記スリーブ受け入れ部に嵌
    合されると共に軸芯部に前記トーションシャフトの一端
    部が嵌合される嵌合孔が形成された基部と、この基部に
    隣接して形成されると共に外周面にローレット加工が施
    された中間部と、この中間部の軸芯部から突出されると
    共に前記スプールをウエビング巻取回転方向へ回転付勢
    する付勢手段が係止される小径部と、によって構成され
    ている、 ことを特徴とするプリテンショナー。
  2. 【請求項2】 乗員拘束用のウエビングを巻取軸に層状
    に巻取るウエビング巻取装置に一体化され、ラックアン
    ドピニオン式の駆動機構により車両急減速時に瞬時に巻
    取軸をウエビング巻取回転方向へ所定量回転させるプリ
    テンショナーであって、 前記駆動機構は、 シリンダ内に軸方向移動可能に配置されると共にラック
    バーとして構成され、車両急減速時に移動するピストン
    と、 このピストンのラック歯と噛み合うように配置され、車
    両急減速時にのみ巻取軸と連結されるクラッチを介して
    巻取軸の軸端と直結されたピニオンと、 を含んで構成されており、 前記巻取軸は、前記ウエビングを層状に巻き取るスプー
    ルと、このスプールの軸芯部のシャフト挿通孔に挿入状
    態で配置されたトーションシャフトと、略円筒形状に形
    成されると共に前記シャフト挿通孔の一端部に形成され
    た略凹部状のスリーブ受け入れ部に嵌合されて前記スプ
    ールと一体に回転するスリーブと、を有し、 さらに、前記スリーブは、前記スリーブ受け入れ部に嵌
    合されると共に軸芯部に前記トーションシャフトの一端
    部が嵌合される嵌合孔が形成された基部と、この基部に
    隣接して形成されると共に外周面にローレット加工が施
    された中間部と、この中間部の軸芯部から突出されると
    共に前記スプールをウエビング巻取回転方向へ回転付勢
    する付勢手段が係止される小径部と、によって構成され
    ている、ことを特徴とするプリテンショナー。
  3. 【請求項3】 前記クラッチは、 前記クラッチ部の内周側に形成されると共に周方向に相
    互に連通され、各々幅広部と狭幅部を有する凹部と、 当該凹部の幅広部に収容されると共に、前記スリーブの
    中間部の外周面と噛み合うように外周面にローレット加
    工が施されたローラと、 によって構成されている、 ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のプリテン
    ショナー。
  4. 【請求項4】 前記ピストンは、ガス圧を受けるピスト
    ン部と、このピストン部の中心からオフセットした位置
    に立設されたラック部と、を含んで構成されており、 前記ラック部は、前記クラッチ部の外径寸法を超えない
    範囲で軸方向移動するように配置されている、 ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記
    載のプリテンショナー。
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