JP3617859B2 - シートベルト装置のプリテンショナ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両衝突時に、乗員が着用するシートベルトのウエビングを引き締めてその弛みを取り、乗員の前方への移動を最小限に抑制するシートベルト装置のプリテンショナに係り、特に、ガス圧によりシートベルト・リトラクタの巻取軸を巻取方向に回転させて、ウエビングの弛みを巻取軸上に巻き取って除去するシートベルト装置のプリテンショナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用シートベルト装置は、車両衝突時に、ウエビングで乗員を拘束するようになっている。そして、このウエビングの巻取装置は、ウエビングによる圧迫感を乗員へ与えないようにするため、その巻取力を比較的弱くしてある。その結果、シートベルトの使用状態では、ウエビングと乗員との間に若干の隙間が存在するようになる。
それゆえ、車両衝突時に巻取装置からのウエビングの引き出しが停止されても、乗員がウエビングで確実に拘束されるまでに、乗員がこの隙間分だけ衝突方向へ移動することが予想される。
【０００３】
そこで、車両衝突時にウエビングを引き締めて弛みを除去するシートベルト装置のプリテンショナが提供されている。
従来、この種のプリテンショナには、緊急時にガス発生器を作動させて、このガス圧によりシートベルト・リトラクタの巻取軸を巻取方向に回転させ、ウエビングの弛みをリトラクタの巻取軸上に巻き取って除去するものがある。
かかるプリテンショナとして、特開平１−３０６３４５号公報に記載のものが知られている。このものは、ガス発生器の作動により牽引される牽引ワイヤが数回挿巻されたドライブプーリと、ドライブプーリ内に一対の噛合爪が枢動自在に偏心して取り付けられた緊張用回転駆動手段と、噛合爪に対向した内歯を有しウエビング巻取軸と一体的に回転する噛合リングとを備え、ガス発生器の作動によるドライブプーリの回転により、遠心力により噛合爪が枢動して噛合リングと噛合し、ウエビングの弛みを巻取軸に巻き取る構成のものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例においては、ガス圧伝達機構が、牽引ワイヤによりドライブプーリを回転させる構成のものであり、シリンダ内のピストンに連結した牽引ワイヤを火薬による爆発力を利用して引き出す方法を用いたものであった。
そのため、ピストンを収納するシリンダを設ける必要上、シリンダが寸法的に大きなものとなっていた。また、牽引ワイヤには、大きな引っ張り力を要するために、太く剛性の高いものが必要とされていた。更に、牽引ワイヤを挿巻するドライブプーリも小径のものを使用することができず、所定の引き込み量を確保するためには、火薬量の増大と共に、装置の寸法も大きくなるという欠点を有していた。
【０００５】
また、緊張用回転駆動手段として、ドライブプーリ内に枢動自在に偏心して取り付けた一対の噛合爪を設け、いずれか一方の噛合爪が噛合リングと噛合するように構成して、緊急時だけ巻取軸と連結するクラッチ機構を設けてある。
しかしながら、噛合爪と噛合リングとの同期設定が難しく、いずれか一方の噛合爪と噛合リングとの噛合のタイミングが遅れたり、両方の噛合爪とも噛合リングと噛合しなかったりするおそれがあった。また、作動時の回転速度が非常に高いため、噛合爪と噛合リングの歯先同士の衝突により、噛合爪が跳ね返されて、噛合爪が噛合リングと噛合しなかったりするおそれもあった。
【０００６】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、小型化が図られ、巻取軸と巻取軸の駆動手段との同期を取る必要がなく、緊急時に充分な量のウエビング巻き取りを行えるシートベルト装置のプリテンショナを提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明におけるシートベルト装置のプリテンショナは、ウエビング巻取方向に回転付勢された巻取軸と、
ガス発生器から吐出されるガスの流入口と前記流入口から連続する経路とを形成したケーシングと、
ケーシング内に配置されると共に巻取軸と一体的に回転し且つ外周に歯状突起を形成した回転体と、
前記経路内において初期状態では回転体と係合しない位置に配設されると共に前記ガス発生器のガス圧により前記経路に沿って移動して回転体と係合する作動体と、
作動体の一側部に固着される変形部材と、を備え、
ガス発生器の作動により作動体が経路に沿って移動するとき、作動体に固着された変形部材が回転体の歯状突起と係合して変形部材に回転体の歯状突起が食い込むことで、作動体と回転体とが係合して、回転体が回転することにより、ウエビングを巻き取るようにしてある。
【０００８】
また、変形部材を中空円筒形状に形成してある。
更に、作動体に変形部材を設け、この作動体の下端部に変形部材の端部と当接する係止突片を形成してある。
また、作動体の係合面と反対側の側部に凹欠部を形成し、この凹欠部とケーシングの側面壁との間にローラを介在させてある。
更にまた、ケーシング及び作動体を回転体側に湾曲する断面円弧形状に形成してある。
【０００９】
【作用】
緊急時にガス発生器が作動すると、ガスがガス流入口よりケーシング内に供給される。そして、このガス圧により作動体がケーシング内を移動し、回転体と係合する。
作動体と回転体とは、その間に介在させた変形部材が変形することによって、いかなる状態においても確実に係合し、回転体が回転する。そして、回転体の回転により、回転体と連結している巻取軸が回転し、ウエビングを確実に引き締めることができる。
【００１０】
そして、回転体と作動体との一方の係合面に歯状突起を形成し、他方の係合面に硬質樹脂又は変形可能な金属材料から成る変形部材を設けると、歯状突起が変形部材に食い込むので、作動体と回転体とはより確実に係合する。
また、変形部材を中空円筒形状に形成すると、その中央部が回転体と近接しており、係合初期において小さな力で確実に係合すると共に、つぶれによる変形部材の外部への張り出しを減少させることができる。
更に、作動体に変形部材を設け、この作動体の下端部に変形部材の端部と当接する係止突片を形成すると、変形部材に働く剪断力は係止突片で受け止められる。この係止突片が回転体と係合することにより作動体の移動が停止し、作動体の飛び出しが防止できる。
また、回転体と作動体との係合により、作動体の係合面と反対側の側部はケーシング側面壁に押しつけられるが、作動体の該側部に凹欠部を形成し、この凹欠部とケーシングの側面壁との間にローラを介在させると、作動体の摺動抵抗を軽減させることができる。
更にまた、ケーシング及び作動体を回転体側に湾曲する断面円弧形状に形成すると、装置全体の寸法を小さくすることができると共に、回転力をより確実に伝達するための回転体との係合する距離を大きくすることができる。
【００１１】
【実施例】
実施例について図面を参照して説明する。
図１は本装置の内部の正面図、図２は本装置の要部の側面断面図、図３は本装置の要部の分解斜視図、図４は本装置内部における初期状態の正面図、図５はウエビング引き締め完了時における本装置の内部の正面図である。
【００１２】
１０は、断面コ字状を呈するハウジングである。ハウジング１０は、車体に取り付ける背板１１と、相対向する両側板１２，１２とを有する。
１３は、両側板１２，１２の中央部に回転可能に支持せしめられた、シートベルトのウエビング１４を巻き取る巻取軸である。この巻取軸１３は、ウエビング１４を外周に巻回する方向に回転付勢されている。巻取軸１３の一端部は、角軸形状に形成してある。
【００１３】
２０は、ハウジング１０に取り付けられるケーシングである。ケーシング２０は、背面壁２１と、背面壁２１の周縁部より立設形成した側面壁２２と、ケーシングカバー２３とより成っている。
背面壁２１の中央部には、透孔２４を設けてある。また、背面壁２１の下端部には、ガス発生器３０から吐出されるガスをケーシング２０内に流入させるため、ガス流入口２５を形成してある。
ケーシング２０の上端部の側面壁２２には、ガス抜きのために、ガス抜き孔２６を形成してある。
【００１４】
４０は、ケーシング２０に回転可能に支持される回転体である。
回転体４０は、その円柱状の基端部４１をケーシング２０の透孔２４に嵌入してある。そして、回転体４０は、基端部４１に設けた角孔（図示せず）に角軸状に形成した巻取軸１３の一端部を嵌入させることにより巻取軸１３に連結してあり、巻取軸１３と一体的に回転する。
【００１５】
回転体４０の中央部はケーシング２０内に配置される部位であり、その外周には歯状突起４２が形成されている。
また、回転体４０の先端部４３は円柱形状に形成してあり、ケーシングカバー２３に設けた透孔２７に嵌入してある。そして、ケーシングカバー２３より臨出する回転体４０の先端部４３には角軸部４４を形成してあり、この角軸部４４は巻取軸１３をウエビング１４巻取方向に回転付勢するゼンマイバネユニット１５に嵌合させてある。
【００１６】
５０は、ケーシング２０内に配置され、ガス圧により移動して回転体４０と係合する作動体である。
５１は、回転体４０との係合面と反対側の作動体５０の一側部に形成した凹欠部である。この凹欠部５１の一側面とケーシング２０の中央部の側面壁２２に形成した止突起２８との間には、ガス発生器３０の作動により作動体５０を円滑に移動させるために、複数個のローラ５２を配設してある。
【００１７】
回転体４０と作動体５０との間には、変形部材を介在させてある。
本実施例においては、凹欠部５１と反対側の作動体５０の一側部（回転体４０との係合面）に、容易に変形しないウレタン、エラストマー等の硬質樹脂より成る変形部材５３を固着してある。
この変形部材５３に用いる硬質樹脂は、ショアーＡ硬度７０以上のものが好ましく、より好ましくは８５以上である。
【００１８】
５４は、変形部材５３を剥がれにくくするために、作動体５０の一側部に形成した突起である。この突起５４は、変形部材５３により、歯先が見えないように埋没している。
尚、作動体５０及び変形部材５３の幅は、ケーシング２０の側面壁２２間の幅より若干小さく形成すればよい。
【００１９】
そして、図１及び図４に示すように、初期状態において、作動体５０は、回転体４０と係合しない位置に配設してある。
作動体５０と回転体４０とが係合しやすくするように、作動体５０及び変形部材５３の先端部は傾斜して形成すると、係合時に係合が徐々に増加して行くので好ましい。
【００２０】
ガス発生器３０が作動すると、図５に示すように、ガス流入口２５より流入するガスの圧力により、破線の位置から実線の位置へ作動体５０が移動する。
このとき、変形部材５３が回転体４０の歯状突起４２と係合して変形しつつ回転体４０を回転させる。その結果、回転体４０と連結した巻取軸１３が回転し、ウエビング１４が引き締められることとなる。
この間、作動体５０は、回転体４０により側面壁２２に押しつけられるが、ローラ５２が介在しているので、円滑に移動することができる。
【００２１】
上記実施例においては、回転体４０に歯状突起４２を形成したが、作動体５０に固着した変形部材５３との間で充分な摩擦力が得られれば、歯状突起４２を形成しなくてもよい。
また、上記実施例において、作動体５０に変形部材５３を固着したものを例示したが、作動体５０に変形部材５３を固着せず、回転体４０に変形部材を固着したものであってもよい。
また、回転体４０と作動体５０の両者に変形部材を固着したものであってもよい。
更に、回転体４０や作動体５０自体を変形部材で形成してもよい。
【００２２】
次に、本発明に係る第２実施例について図面を参照して説明する。
図６は第２実施例の分解斜視図、図７は他の実施例の作動体の正面図、図８は初期状態における第２実施例要部の断面図、図９はウエビング引き締め完了時における第２実施例要部の断面図である。
ハウジング１０、ガス発生器３０、及び回転体４０は、第１実施例と同様に構成すればよい。
【００２３】
ハウジング１０に取り付けられるケーシング２００は、背面壁２０１と、側面壁２０２と、ケーシングカバー２０３とより成っている。
背面壁２０１及びケーシングカバー２０３の中央部には、夫々透孔２０４，２０７を設けてある。
また、背面壁２０１の下端部には、ガス発生器３０から吐出されるガスをケーシング２００内に流入させるため、ガス流入口２０５を形成してある。
【００２４】
回転体４０は、その基端部４１を透孔２０４に、その先端部４３を透孔２０７に夫々嵌入してあり、ケーシング２００に回転可能に支持されている。
そして、回転体４０は、その基端部４１を巻取軸１３に連結すると共に、先端部４３に形成した角軸部４４をゼンマイバネユニット１５に嵌合させてあり、巻取軸１３と一体的に回転する。
【００２５】
ケーシング２００内に配置される作動体５００には、回転体４０との係合面側に、縦方向に凹溝５０５を形成してある。
また、作動体５００の下端部には、気密性を確保するために、凹溝５０５側に係止突片５０６を突出形成してある。
【００２６】
凹溝５０５には、回転体４０の歯状突起４２と係合する変形部材５０３を係止してある。変形部材５０３の下端部は、係止突片５０６に当接して支持されている。
変形部材５０３は、硬質樹脂、又は銅、アルミニウム、鉛等の変形可能な金属材料等の素材より作製してある。
【００２７】
この変形部材５０３は、中空円筒形状に形成してある。
また、変形部材５０３の先端部に傾斜部５０７を形成すると、回転体４０と係合しやすくなると共に、係合時に係合が徐々に増加して行くので好ましい。
【００２８】
また、図７に示すように、作動体５００は、回転体４０との係合側部及びその内部に、蜂の巣状凹部５０８を形成したものであってもよい。
このように作動体５００を形成すると、歯状突起４２との係合に応じて作動体５００も変形して噛合することとなる。この場合には、作動体５００が変形部材として作用する。
【００２９】
ガス発生器３０が作動すると、図９に示すように、ガス流入口２０５より流入するガスの圧力により、作動体５００及び変形部材５０３が移動する。
このとき、変形部材５０３が回転体４０の歯状突起４２と係合して変形しつつ回転体４０を回転させる。その結果、回転体４０と連結した巻取軸１３が回転し、ウエビング１４が引き締められることとなる。
また、作動体５００の下端部の係止突片５０６は、回転体４０と係合して作動体５００の移動を停止させる。
【００３０】
次に、本発明に係る第３実施例について図面を参照して説明する。
図１０は初期状態における第３実施例要部の断面図、図１１はウエビング引き締め完了時における第３実施例要部の断面図である。
第３実施例は、ケーシング２１０、作動体５１０、及び変形部材５１３を、断面円弧形状とした以外は、第２実施例と同様に構成してある。
【００３１】
即ち、ケーシング２１０は、背面壁２１１と、回転体４０側に円弧形状に湾曲させた側面壁２１２と、ケーシングカバー（図示略）とより成っている。
背面壁２１１及びケーシングカバーの中央部には、夫々透孔（図示略）を設けてある。
また、背面壁２１１の下端部には、ガス発生器３０から吐出されるガスをケーシング２１０内に流入させるため、ガス流入口２１５を形成してある。
【００３２】
回転体４０は、その基端部４１を透孔２１４に、その先端部をケーシングカバーの透孔に夫々嵌入してあり、ケーシング２１０に回転可能に支持されている。そして、回転体４０は、その基端部を巻取軸１３に連結すると共に、先端部４３に形成した角軸部をゼンマイバネユニット１５に嵌合させてあり、巻取軸１３と一体的に回転する。
【００３３】
ケーシング２１０内に配設される作動体５１０は、側面壁２１２の曲率と同じに円弧形状に回転体４０側に湾曲させて形成してある。そして、作動体５１０には、回転体４０との係合面側に、縦方向に凹溝５１５を形成してある。
また、作動体５１０の下端部には、気密性を確保するために、凹溝５１５側に係止突片５１６を突出形成してある。
【００３４】
凹溝５１５には、回転体４０の歯状突起４２と係合する変形部材５１３を係止してある。変形部材５１３も、側面壁２１２の曲率と同じに円弧形状に回転体４０側に湾曲させて形成してある。そして、変形部材５１３の下端部は、係止突片５１６に当接して支持されている。
【００３５】
変形部材５１３は、硬質樹脂、又は銅、アルミニウム、鉛等の変形可能な金属材料等の素材より作製してある。
そして、変形部材５１３は、中空円筒形状に形成すると、係合時に歯状突起４２と接触する面積が徐々に大きくなり、好ましい。
また、変形部材５１３の先端部に傾斜部５１７を形成すると、回転体４０と係合しやすくなると共に、係合時に係合が徐々に増加して行くので好ましい。
【００３６】
ガス発生器３０が作動すると、図１１に示すように、ガス流入口２１５より流入するガスの圧力により、作動体５１０及び変形部材５１３が移動する。
このとき、変形部材５１３が回転体４０の歯状突起４２と係合して変形しつつ回転体４０を回転させる。変形部材５１３は円弧形状に湾曲させて形成してあるので、回転体４０との係合する距離が増加し、また、第２実施例と同じ接触距離にすると装置自体を小型化することができる。
変形部材５１３と回転体４０との係合により、回転体４０と連結した巻取軸１３が回転し、ウエビング１４が引き締められることとなる。
【００３７】
かくして、本発明においては、ギアとギアとの噛合によることなくウエビング巻き取りを行えるので、同期設定や噛合のタイミングを考慮することなく、シートベルト装置のプリテンショナを簡単に製造することができる。
尚、ウエビング１４の巻き締め後は、公知のＥＬＲ（緊急ロックリトラクタ）やＡＬＲ（自動ロックリトラクタ）のロック機構により、ウエビング１２の引き出しを阻止すればよい。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は、上述のとおり構成されており、回転体と作動体との係合部に変形部材を介在させることにより、変形部材が回転体の形状に応じて変形するので、いかなる状態においても確実な係合を確保することができる。
また、回転体と作動体との一方の係合面に歯状突起を形成し、他方の係合面に変形部材を設けると、歯状突起が変形部材に食い込んで、作動体と回転体とをより確実に係合させることができる。
そして、作動体と回転体とのいずれか一方の係合面に変形部材として硬質樹脂又は金属材料を固着すると、これらの材料が変形しながら係合するので、作動体と回転体とはいかなる状態においても係合を確実に行うことができ、ウエビングを確実に引き締めることができる。
また、変形部材を中空円筒形状に形成すると、その中央部が回転体と近接しており、係合初期において小さな力で確実に係合すると共に、つぶれによる変形部材の外部への張り出しを減少させることができる。
更に、作動体に変形部材を設け、この作動体の下端部に変形部材の端部と当接する係止突片を形成すると、変形部材に働く剪断力は係止突片で受け止められる。また、この係止突片が回転体と係合することにより作動体の移動が停止し、作動体の飛び出しが防止できる。
また、回転体との係合面と反対側の作動体の側部とケーシングの側面壁との間にローラを介在させることにより、作動体の摺動抵抗を軽減させることができる。
更にまた、ケーシング及び作動体を回転体側に湾曲する断面円弧形状に形成すると、装置全体の寸法を小さくすることができると共に、回転力をより確実に伝達するための回転体との係合する距離を大きくすることができる。
【００３９】
このように、本発明によれば、作動体と回転体との係合はギアとギアとの噛合によらないので、同期設定や噛合のタイミングを考慮することなく、シートベルト装置のプリテンショナを簡単に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本装置の内部の正面図である。
【図２】本装置の要部の側面断面図である。
【図３】本装置の要部の分解斜視図である。
【図４】本装置内部における初期状態の正面図である。
【図５】ウエビング引き締め完了時における本装置の内部の正面図である。
【図６】第２実施例の分解斜視図である。
【図７】他の実施例の作動体の正面図である。
【図８】初期状態における第２実施例要部の断面図である。
【図９】ウエビング引き締め完了時における第２実施例要部の断面図である。
【図１０】初期状態における第３実施例要部の断面図である。
【図１１】ウエビング引き締め完了時における第３実施例要部の断面図である。
【符号の説明】
１３ 巻取軸
１４ ウエビング
２０、２００、２１０ ケーシング
２２、２０２、２１２ ケーシング側面壁
２５、２０５、２１５ ガス流入口
３０ ガス発生器
４０ 回転体
４２ 歯状突起
５０、５００、５１０ 作動体
５１ 凹欠部
５２ ローラ
５３、５０３、５１３ 変形部材
５０６、５１６ 係止突片

Claims (5)

1. ウエビング巻取方向に回転付勢された巻取軸と、
   ガス発生器から吐出されるガスの流入口と前記流入口から連続する経路とを形成したケーシングと、
   ケーシング内に配置されると共に巻取軸と一体的に回転し且つ外周に歯状突起を形成した回転体と、
   前記経路内において初期状態では回転体と係合しない位置に配設されると共に前記ガス発生器のガス圧により前記経路に沿って移動して回転体と係合する作動体と、
   作動体の一側部に固着される変形部材と、を備え、
   ガス発生器の作動により作動体が経路に沿って移動するとき、作動体に固着された変形部材が回転体の歯状突起と係合して変形部材に回転体の歯状突起が食い込むことで、作動体と回転体とが係合して、回転体が回転することにより、ウエビングを巻き取るようにしたことを特徴とするシートベルト装置のプリテンショナ。
2. 変形部材を中空円筒形状に形成したことを特徴とする請求項１記載のシートベルト装置のプリテンショナ。
3. 作動体に変形部材を設け、この作動体の下端部に変形部材の端部と当接する係止突片を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のシートベルト装置のプリテンショナ。
4. 作動体の係合面と反対側の側部に凹欠部を形成し、この凹欠部とケーシングの側面壁との間にローラを介在させたことを特徴とする請求項１、２又は３記載のシートベルト装置のプリテンショナ。
5. ケーシング及び作動体を回転体側に湾曲する断面円弧形状に形成したことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のシートベルト装置のプリテンショナ。

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