JP4189126B2 - シートベルトのプリテンショナ装置 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、自動車のシートベルトの緊張力を自動的に増強させるためのプリテンショナ装置に関するものである。
背景技術
自動車の座席には、衝突事故などに際して乗員が前方へ投げ出されることを防止するために、乗員の移動を拘束するためのシートベルトが設けられているが、このシートベルトには、通常の運転時には乗員の動作を拘束せず、急停止時、あるいは衝突時にのみシートベルトの巻取軸をロックする緊急時自動ロック装置付リトラクタ装置（以下ＥＬＲ装置と略す）が設けられることが通例である。このＥＬＲ装置は、所定値以上の減速度を検知して極めて短時間のうちに巻取軸をロックし、これによってシートベルトがそれ以上繰り出されないようにしている。
一方、巻取軸をロックするだけであると、巻き締まる分だけＥＬＲ装置からシートベルトが引き出されることは防止できない。そこで、例えばシートベルトを繋着したバックルを急速にシートベルトの緊張方向に移動させて更にシートベルトの拘束力を増大させるようにしたプリテンショナ装置が提案されている（米国特許第４，７０５，２９６号等参照）。また、一度移動させたバックルがすぐに戻ってしまわないように、上記プリテンショナ装置にはラチェットや一方向クラッチのような逆止装置が上記ＥＬＲ装置のものとは別に設けられている。
上記逆止装置にあっては、ラチェットを用いるものやワンウェイクラッチを用いるものがあり、ワンウェイクラッチを用いるものは、例えば本願と同一出願人による特願平８−３５０７０２号明細書にボールワンウェイクラッチを用いるものが記載されている。
上記ボールワンウェイクラッチを用いる場合、インナレースとアウタレースとの間に画定され、周方向一方に向けて徐々に狭くなる複数の空室を画定し、各空室にボールを受容し、このボールを空室の狭くなる方向にばねをもって付勢するようになっている。
通常、上記ばねには圧縮コイルばねを用いるが、上記各空室毎にボールとばねとが必要となることからその部品点数が多くなり、管理が厄介であるばかりでなく、特にインナレース及び／またはアウタレースがプリテンショナ装置の他の部分と一体をなすような場合など、逆止装置をサブアッセンブリ化できないような場合に多数の小さな空室内にボール及びばねを受容して上記プリテンショナ装置に組み付ける作業が厄介になるという問題があった。
発明の開示
本発明は、このような従来技術に課せられた問題点を解消するべく案出されたものであり、その目的は、部品点数を削減してその管理を容易にすると共に組み付け作業をも容易にすることが可能なシートベルトのプリテンショナ装置を提供することにある。
上記した目的は、シートベルトのバックルを通常位置とシートベルトが緊張する位置との間で移動可能に支持し、かつ衝撃発生時に動力発生装置をもって緊張側に移動させ、逆止装置によりバックルが緊張位置から戻ることを防止するようになっているプリテンショナ装置に於いて、逆止装置が、インナレースとアウタレースとの間に、周方向一方に向けて徐々に狭くなるように画定された複数の空室にボール及びこのボールを狭くなる方向にばね付勢するボールワンウェイクラッチからなり、略円盤状をなすと共にその周縁部に複数の突片が形成された１枚の板材の各突片を波状に曲げ加工して上記各ばねを構成することにより達成される。
これにより多数のばねが１部材で構成でき、その位置決めも一度にできるようになる。
発明を実施するための最良の形態
以下に添付の図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明が適用されたシート回りを示している。図１において、車室内のセンタピラー１下部に固設されたＥＬＲ装置２から上方へ引出されたシートベルト３は、センタピラー１の上部に取付けられたスルーリング４を通過した後下向きに延出され、シート５の後部側面にその端部６が固定されている。そしてシートベルト３におけるスルーリング４と端部６との間の部分には、シートベルト３に沿って移動自在なようにタングプレート７が設けられている。また、シートベルト端部６の固着点と反対側のシート側面には、本発明によるプリテンショナ装置Ｐを介してバックル８が取付けられている。
シート５に着座した乗員が、ＥＬＲ装置２からシートベルト３を引き出し、バックル８にタングプレート７を繋着することにより、乗員の肩から胸、及び腰回りにかけてシートベルト３が掛け渡される。
プリテンショナ装置Ｐは、車両衝突事故などに際してシートベルト３の緊張力を自動的に増強させるためのものであり、第２図〜第５図に示すように、シート５の側面に装置全体を固定するためのベースプレート１１と、ベースプレート１１に一端が枢着し、かつ他端がバックル８のアンカ部８ａに連結されたアーム１２と、ベースプレート１１に実質的に固定された動力発生装置としての直線駆動アクチュエータ１３と、直線駆動アクチュエータ１３の作動端に一端が連結され、かつアーム１２の枢着端側の枢着中心から適宜な半径方向距離を置いた位置に他端が連結されたリンク部材１４と、アーム１２の回動方向を一方のみに規定するための逆止装置１５とを有している。
ベースプレート１１には、アーム１２を支持するセンタシャフト１６が回動可能に取付けられている。アーム１２は、その中間部が逆止装置１５の後記する固定側アウタレース３２に対して回動自在に支持されると共に、その遊端には環状ボス１７が形成され、バックル８のアンカ部８ａが、この環状ボス（突条）１７に回動可能に支持されている。
ここで、第５図に示すように、センタシャフト１６は中空シャフトとなっており、その内孔１６ａにボルト１８を通し、シート５に締結することにより、プリテンショナ装置Ｐをシート５に固定するようになっている。また、内孔１６ａには拡径部１６ｂが形成され、この拡径部１６ｂにボルト１８の頭部が受容され、隠れるようになっている。その締め付けは、例えばソケットレンチにより行う。尚、通常の六角ボルトに代えて例えば六角孔ボルト等を用いても良い。これにより、第５図に於ける左右方向の幅を薄くでき、即ちプリテンショナ装置Ｐ全体の幅を薄くできる。
また、第６図に示すように、バックル８を支持するための環状ボス１７の内孔１７ａにはねじ溝が形成されている。バックル８のアンカ部８ａを環状ボス１７の外周に嵌合し、ボルト１９を環状ボス１７の内孔に締結することにより、バックル８が抜け止めされる。これによっても従来のボルト・ナットによる締結に比較して第６図に於ける左右方向の幅を薄くでき、即ちプリテンショナ装置Ｐ全体の幅を薄くできる。
リンク部材１４の一端はアクチュエータ１３の作動端、即ち後記するアクチュエータ１３のピストンロッド２２ｂの遊端部に相対回動自在に連結され、他端近傍はアーム１２に相対回動自在に連結されている。また、リンク部材１４の他端のＣ字状部分１４ａは、ピン２０に係合し、不用意にアーム１２を回転させないためのヒューズをなしている。
第７図に示すように、アクチュエータ１３は、ベースプレート１１に固定されたシリンダ２１と、その内孔２１ａの作動端側に受容されたピストン本体２２ａと、ピストン本体２２ａに係合して作動端側から突出するピストンロッド２２ｂと、基端側に受容されたガス発生装置２５とを有している。ピストン本体２２ａとガス発生装置２５との間にはシリンダ２１を外部からかしめることにより位置決め保持されたカラー２３が介在している。
尚、シリンダ２１の作動端開口２１ｂは、ピストンロッド２２ｂの中間部外周面が摺接するようにスウェージング（絞り）加工等により縮径されている。上記アクチュエータ１３を組み立てるには、まず、シリンダ２１の作動端開口と相反する側、即ち基端側開口から、ピストン本体２２ａ、圧縮コイルばね２４及びカラー２３を挿入し、カラー２３を位置決めした状態でシリンダ２１をその外周面側からかしめて保持する。そして、ガス発生装置２５及びシールを兼ねる押さえ板を挿入してシリンダ２１の基端側開口部分をかしめる。このように組み立て方向を統一できるため、組み立て容易性が向上している。
尚、この時点ではピストンロッド２２ｂはアクチュエータ１３に組み付けず、別部品として扱う。これにより、例え何らかの原因でガス発生装置２５が作動してしまった場合でもシリンダ２１内にてピストン本体２２ａが移動するのみであるのでその取り扱いが容易になっている。また、ピストン本体２２ａは軽いことからシリンダ２１の作動端開口２１ｂには強固なキャップを設ける必要がなく、単に開口を絞るのみで良いことから径方向に嵩張らず、しかも軽量化されている。これによりプリテンショナ装置の一層の薄型化が可能となり、装置の配置自由度、組み付け容易性が向上している。更に、キャップを設けるための切削加工も必要ないことからシリンダの製造容易性も向上している。
そして、このアクチュエータ１３をプリテンショナ装置Ｐに組み付ける際、シリンダ２１をベースプレート１１に固定し、ピストンロッド２２ｂをシリンダ２１の作動端開口２１ｂから挿入し、その遊端部をリンク部材１４にピン２７をもって連結する。
このとき、ピストンロッド２２ｂの遊端部とリンク部材１４との組み付け位置をピストン本体２２ａが作動方向にやや移動した位置に設定しておくことで、プリテンショナ装置の構成部品の寸法誤差、或いは組み付け時のリンク部材の位置ずれ等が或る程度大きくても、それを吸収でき、しかも圧縮コイルばね２４によりこれらが作動方向に付勢されていることからがたを生じる心配がない。また、ピストン本体２２ａがカラー２３の端面から離間していることで、ピストン本体２２ａがカラー２３の端面に密着している場合に比較して受圧面積が増え、より小さな推力で所望の作動が可能となることからシリンダ強度を低く、即ちシリンダの肉厚を薄くでき、装置が軽量化されている。
一方、第４図、第５図及び第８図に良く示すように、逆止装置１５は、センターシャフト１６、即ちアーム１２と一体的に回動するインナレース３１と、ベースプレート１１と一体をなす固定側アウタレース３２との間に、周方向一方に向けて徐々に狭くなる複数の空室３３を画定し、各空室３３にボール３４を受容し、ボール３４を後記するばねプレート３５の各ばね部３５ａにより各空室３３の狭くなる方向に付勢したボールワンウェイクラッチからなる。
ここで、第９図に示すように、ばねプレート３５は、略円盤状をなすと共にその周縁部に複数の突片３５ｂが形成された１枚の板材からなり、その各突片３５ｂを破線の位置で９０°曲げ、更に波状に曲げ加工することにより各ばね３５ａが形成されている。
また、第５図に示すように、アウタレース３２が、各空室３３を覆い、インナレース３１に同軸的に形成された環状の突条３１ａにその全周に亘り摺接している。これにより各空室３３の寸法精度が向上し、各ボール３４の作動が安定してその作動信頼性が向上している。
以下に、本実施形態の作動要領について説明する。まず、減速度センサ（図示せず）によって衝撃の発生を感知すると、ガス発生装置２５の推薬に着火され、この際に発生する燃焼ガス圧で押し出されたピストン部材２２の推力がリンク部材１４を介してアーム１２に伝達され、アーム１２の回動力に変換されると同時にリンク部材１４の他端のＣ字状部分１４ａが変形し、アーム１２の回動を許容し、実際にアーム１２が回動してバックル８が引き込まれ（第１０図参照）、シートベルト３に張力が加わって乗員の拘束力を増強する。この際、燃焼ガス圧が消失しても逆止装置１５がアーム１２の逆転を阻止するので、燃焼ガス圧が消失した後にシートベルト３が緩むことが防止される。
第２図及び第１０図に示すように、リンク部材１４の他端のＣ字状部分１４ａが係合するピン２０は、通常の状態でアーム１２の基端部に当接し、バックル８が引き込まれた状態（第１０図）でアーム１２の中間部遊端側に当接することにより、アーム１２の回動範囲を規定するピンを兼ねている。
第１１図〜第１３図は、本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置の別の実施形態を示す第２図〜第４図と同様な図であり、第２図と同様な部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。本実施形態では、ベースプレート４１に形成された円弧状スロット４１ａにアーム４２に突設されたピン４３が係合し、アーム４２の回動範囲を規定するようになっている。
また、一端がアクチュエータ１３の作動端、他端がアーム４２に相対回動自在に連結されたリンク部材４４に加えて、これとベースプレート４１を挟むように相反する側に配置され、一端がアクチュエータ１３の作動端、他端がアーム４２と一体をなすサブアーム４５に相対回動自在に連結されたリンク部材４６が設けられている。
更に、ヒューズ部材４７がピン４３とアウタレース３２との間に設けられている。ヒューズ部材４７の一端はアウタレース３２から一体的に突出するダボ（突起：図示せず）に環装され、このダボの遊端をかしめることにより固定されている。従って、本構成でもヒューズ部材に係合するピン４３がアーム４２の回動範囲を規定するピンを兼ねている。
本実施形態の作動要領については、概ね上記実施形態と同様であるが、アーム４２が回動する際にヒューズ部材４７が破断する点、及びピン４３が円弧状スロット４１ａの端部に当接してアーム４２の回動が制限される点が異なる（第１４図）。それ以外は上記実施形態と同様である。
産業上の利用可能性
このように本発明によれば、ボールワンウェイクラッチの各ボールを付勢するばねを、略円盤状をなすと共にその周縁部に複数の突片が形成された１枚の板材の各突片を波状に曲げ加工して構成することにより、多数のばねが１部材で構成でき、その位置決めも一度にできるようになることから、部品管理が容易になると共にボールワンウェイクラッチのサブアッセンブリ化が困難な構成であっても容易に組み付けができ、その作業性が向上する。
また、インナレースに同軸的に形成された環状の突条に、アウタレースがその全周に亘り摺接することで、ボールワンウェイクラッチのボールを受容する空室の寸法精度を向上することができ、その作動信頼性が向上する。
また、通常バックルに加わる力は動力発生装置の駆動力よりも小さいことから、ヒューズ部材を設けることで、不用意にバックルが移動せず、しかもラッチでバックルの移動を制限し、これを機械的、または電気的に作動させるものに比較して噛み込みがないことからその信頼性が向上する。
また、バックルを支持するべく、ベース部材に回動可能に支持されたアーム部材の遊端に、内部にねじ溝が螺設された環状の突条を直接形成し、この突条によりバックルを支持することで、別の締結部品を用いるのに比較して部品点数が削減されると共に、例えばボルト・ナットを用いた場合よりも幅方向に薄くできる。
更に、ヒューズ部材の係合するピンが、アームの回動範囲を規定するピンを兼ねていることにより、部品点数が一層削減できると共にアームの位置決めを１本のピンに対して行えば良いことからその作業が簡便になる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明が適用されたシート回りの斜視図。
第２図は、本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置の側面図。
第３図は、本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置の底面図。
第４図は、本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置の分解斜視図。
第５図は、第２図のＶ−Ｖ線について見た要部拡大断面図。
第６図は、第２図のＶＩ−ＶＩ線について見た要部拡大断面図。
第７図は、本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置の動力発生装置の構造を示す断面図。
第８図は、本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置の逆止装置の構造を示す第５図のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線について見た図。
第９図は、本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置のばねプレートの形成手順を示す図。
第１０図は、本発明装置の作動要領を説明する図。
第１１図は、本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置の別の実施形態を示す第２図と同様な図。
第１２図は、本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置の別の実施形態を示す第３図と同様な図。
第１３図は、本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置の別の実施形態を示す第４図と同様な図。
第１４図は、本発明装置の作動要領を説明する第１０図と同様な図。

Claims (4)

1. 車両衝突などの衝撃発生時にシートベルトの緊張力を自動的に増強させるべく、シートベルトのバックルを移動可能に支持すると共に動力発生装置をもって該バックルを緊張側に移動させ、移動させたバックルが緩むことを逆止装置により防止するようになっているプリテンショナ装置であって、
   前記逆止装置は、固定ベース部材と、前記固定ベース部材より回転可能に支持されたセンターシャフトと、前記センターシャフトに相対回転不能に軸支されたインナレースと、前記固定ベース部材に固定され、前記インナレースとの協働して周方向一方に向けて徐々に狭くなる複数の空室を画定するアウタレースと、前記各空室に受容されたボールと、各空室の前記ボールを前記空室の狭くなる側に付勢するばねとを有し、
   前記インナレースは、当該インナレースの回転中心と同軸状に形成された環状突条を有し、当該環状突条が前記アウタレースの中心開口に摺接可能に係合し、当該インナレースは、前記固定ベース部材と前記アウタレースとに挟まれ、
   前記空室の一方の側面は前記固定ベース部材により塞がれ、前記空室の他方の側面は前記アウタレースにより塞がれ、
   更に、前記インナレースとは前記アウタレースを隔てた位置の前記センターシャフトに相対回転不能に軸支されたアームを有し、当該アームの先端側に前記バックルが結合され、当該アームに前記動力発生装置が連結されていることを特徴とするシートベルトのプリテンショナ装置。
2. 前記センターシャフトは、プリテンショナ装置をシートに固定する締結手段を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載のシートベルトのプリテンショナ装置。
3. 車両衝突などの衝撃発生時にシートベルトの緊張力を自動的に増強させるべく、シートベルトのバックルを移動可能に支持すると共に動力発生装置をもって該バックルを緊張側に移動させ、移動させたバックルが緩むことを逆止装置により防止するようになっているプリテンショナ装置であって、
   前記逆止装置は、固定ベース部材と、前記固定ベース部材より回転可能に支持されたセンターシャフトと、前記センターシャフトに相対回転不能に軸支されたインナレースと、前記固定ベース部材に固定され、前記インナレースとの協働して周方向一方に向けて徐々に狭くなる複数の空室を画定するアウタレースと、前記各空室に受容されたボールと、各空室の前記ボールを前記空室の狭くなる側に付勢するばねとを有し、
   前記インナレースは、当該インナレースの回転中心と同軸状に形成された環状突条を有し、当該環状突条が前記アウタレースの中心開口に摺接可能に係合し、当該インナレースは、前記固定ベース部材と前記アウタレースとに挟まれ、
   前記インナレースとは前記アウタレースを隔てた位置の前記センターシャフトに相対回転不能に軸支されたアームを有し、当該アームの先端側に前記バックルが結合され、当該アームに前記動力発生装置が連結されており、
   前記センターシャフトは、プリテンショナ装置をシートに固定する締結手段を兼ねていることを特徴とするシートベルトのプリテンショナ装置。
4. 前記アームと前記固定ベース部材また当該固定ベース部材に固定された前記アウタレースとにピンによって連結され、所定の力よりも大きな力を与えることにより破断または変形して前記アームに結合されている前記バックルの前記緊張側への移動を許容するヒューズ部材を有し、当該ヒューズ部材が係合する前記ピンが、前記アームの回動範囲を規定するピンを兼ねていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のシートベルトのプリテンショナ装置。

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