JP4528536B2 - ウエビング巻取装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両等のシートベルト装置を構成するウエビング巻取装置に関する。

車両の座席に着座した乗員の身体を長尺帯状のウエビングベルトで拘束するシートベルト装置は、座席の側方で車体に固定されたウエビング巻取装置を備えている。ウエビング巻取装置は、例えば、軸方向が略車両前後方向に沿ったスプールを備えており、このスプールにウエビングベルトの長手方向基端側が係止されている。スプールはその外周部にウエビングベルトを層状に巻き取った状態で収容している。

また、ウエビング巻取装置には、ウエビングベルトを巻き取る巻取方向へスプールを付勢する捩じりコイルスプリング等の付勢部材が設けられており、この付勢部材の付勢力でウエビングベルトを巻き取って収容すると共に、乗員の身体にウエビングベルトを装着した状態では、付勢部材の付勢力でウエビングベルトの弛み等を除去している。この種のウエビング巻取装置では、付勢部材の付勢力に抗してウエビングベルトの長手方向中間部に設けられたタングプレートを引っ張ることでスプールに巻き取られたウエビングベルトを引き出し、この状態でタングプレートをウエビング巻取装置とは反対側の座席側方に設けられたバックル装置に保持させることでウエビングベルトを装着できる構造となっている。

一方、車両急減速時等において一層強力に乗員の身体を拘束するために、通常、プリテンショナが設けられており、その一例が下記特許文献１に開示されている（特許文献１ではプリテンショナをベルト予引込装置と称している）。

特許文献１に開示されたベルト予引込装置（プリテンショナ）は、シリンダの内部に摺動可能に設けられたピストンを備えている。ピストンには引張ケーブルの一端が係止されている。引張ケーブルの他端側はプーリの外周部に巻き掛けられている。プーリはベルトドラム（スプール）がベルト（ウエビングベルト）を巻き取る際の回転方向（以下、便宜上、この回転方向を「巻取方向」と称する）に回転することで、間接的にではあるがベルトドラムに同軸的に連結され、巻取方向への回転力をスプールに付与できる構造となっている。

また、ベルト予引込装置はガス発生装置を備えている。ガス発生装置は作動することでガスを発生させ、更に、発生したガスをシリンダに供給する。シリンダにガスが供給されてシリンダの内圧が上昇すると、ピストンが摺動して引張ケーブルが引っ張られる。これにより、引張ケーブルの他端側が巻き掛けられたプーリは巻取方向に回転し、ベルトドラムに連結される。

さらに、プーリの巻取方向の回転力は間接的にベルトドラムに伝えられて、ベルトドラムを巻取方向に回転させる。これにより、ベルトドラムにベルトが巻き取られ、ベルトの緩み（弛み）が解消されると共に、通常時よりも大きな拘束力で乗員の身体を拘束できる構造となっている。

一方、特許文献１に開示されたベルト引込装置（ウエビング巻取装置）のベルトドラムは中空の筒状に形成されており、その内側には捩じり棒（トーションシャフト）が配置されている。

捩じり棒はベルトドラムに対して同軸的に配置されており、捩じり棒の一端（プーリとは反対側の端部）にはロレットが形成されたキャップ片が固定されている。キャップ片のロレットはベルトドラムの内周部に噛み合った状態で一体的に固定されており、これにより、捩じり棒は一端にてベルトドラムに一体的に連結されている。

捩じり棒の他端側（プーリ側）には、締付ローラ結合機構及び締付ローラロック機構が設けられており、上記のようにプーリが巻取方向に回転すると締付ローラ結合機構の締付ローラが円筒形結合ヘッドに係合し、更に、プーリと捩じり棒の他端に設けられた結合ヘッドとの間に締付ローラが押し込まれる。これにより、プーリが捩じり棒を介してベルトドラムに連結され、更に、締付ローラロック機構のロックローラによりプーリが軸受リング上に固定され、巻取方向とは反対の引出方向へのプーリの回転が防止される。

上記のように、ベルト予引込装置が作動した後、例えば、車両急減速時の慣性により乗員の身体が略車両前方側へ移動しようとして、ベルトが引っ張られ、これにより、引出方向への高いトルクがベルトドラムに付与されると、ベルトドラムを介して捩じり棒の一端に引出方向へのトルクが付与される。

この状態では、捩じり棒の他端は締付ローラによりプーリに連結されており、しかも、ロックローラにより引出方向へのプーリの回転が防止されている。したがって、上記のように、捩じり棒の一端に引出方向へのトルクが付与されると捩じり棒の一端が他端に対して引出方向に捩じれて塑性変形する。

このように捩じり棒が塑性変形することでベルトに生ずるエネルギーが消費（吸収）されながらも僅かにウエビングベルトの引き出しが許容され、ウエビングベルトが乗員の身体に付与する力を吸収して軽減する。
特開平６−１５６８８４号公報

ところで、上記のように捩じり棒を塑性変形させるためには、捩じり棒の他端を固定しなくてはならない。このため、特許文献１に開示された構造では、締付ローラロック機構を設けている。しかしながら、このように、特別なロック機構を設けることで部品点数が増加してコスト高になってしまい、また、装置全体の構造が複雑化、大型化するという問題もある。

一方で、上記のように車両急減速時においてベルトドラムをロックしてベルトの引き出しを規制するロック機構を備えるウエビング巻取装置もあり、このロック機構で捩じり棒の他端部をロックして間接的にベルトドラムをロックする構成とすることで、捩じり棒が塑性変形する際の捩じり棒の他端部の固定機能をロック機構に付加することも充分に可能である。

しかしながら、この種のロック機構は、通常、ベルトドラムが所定の速さ以上で所定量引出方向に回転しないと作動しないため、車両が急減速状態になり乗員の身体がベルトを引っ張ってからロック機構が作動するまで僅かながらも時間がかかってしまう。

本発明は、上記事実を考慮して、車両急減速状態等に通常時よりも大きな拘束力で乗員の身体を拘束でき、しかも、格別なロック機構を設けなくてもトーションシャフトにてエネルギー吸収が可能なウエビング巻取装置を得ることが目的である。

請求項１に記載の本発明に係るウエビング巻取装置は、長尺帯状のウエビングベルトの長手方向基端部がスプールに係止され、前記スプールの軸周り方向の一方である巻取方向へ前記スプールを回転させることで前記ウエビングベルトを基端側から前記スプールに巻き取らせて前記ウエビングベルトを収納するウエビング巻取装置であって、前記スプールの軸方向に対して略同方向を軸方向とする略棒状に形成されて前記スプールの内側で前記スプールに対して同軸的に相対回転可能に設けられると共に、軸方向中間部よりも一端側の所定部位で前記スプールに一体的に連結されたトーションシャフトと、開口端及びガス流入部を有し、全体的に内気の漏洩が不能なシリンダと、前記シリンダの内側で前記シリンダの開口端側を密閉すると共に、少なくとも前記シリンダの開口端側へ所定量摺動することで前記トーションシャフトの他端部に直接又は間接的に連結され、当該連結状態で前記シリンダの開口端側へ摺動することで前記トーションシャフトの他端部を巻取方向に強制的に回転させると共に、前記シリンダの開口端側とは反対側への外力に対して前記シリンダの内圧によりロックされるピストンと、車両の急減速状態を含む所定の条件下でガスを発生させると共に、発生した前記ガスを前記シリンダ内に供給し、前記ガスの圧力で前記ピストンを前記開口端側に摺動させ、且つ、この摺動方向とは反対側への前記ピストンの移動を規制させるガス発生手段と、を備えることを特徴としている。

請求項１に記載の本発明に係るウエビング巻取装置では、スプールに巻き取られたウエビングベルトをその先端側へ引っ張って、ウエビングベルトを引き出し、更に、引き出したウエビングベルトを乗員が身体に装着することでウエビングベルトにより乗員の身体が拘束される。

また、本ウエビング巻取装置では、ウエビングベルトの装着状態で走行している車両が、例えば、急減速状態になると、ガス発生手段が作動してガス発生手段からガスが発生される。ガス発生手段にて発生したガスはシリンダ内に供給される。シリンダの内部はガス発生手段にて発生したガスが供給されることで、内圧が上昇する。

このシリンダの内圧の上昇により、シリンダに設けられたピストンがシリンダの開口端側へ摺動する。ピストンは少なくともシリンダの開口端側へ所定量摺動すると、トーションシャフトの他端部に直接又は間接的に連結される。さらに、このようにトーションシャフトの他端部に連結された状態でシリンダの内圧の上昇によりピストンが更にシリンダの開口端側へ摺動すると、ピストンはトーションシャフトの他端部を巻取方向に強制的に回転させる。

トーションシャフトは、スプールに対して同軸的に相対回転可能ではあるが、その軸方向中間部よりも一端側にてスプールに一体的に連結されているため、トーションシャフトの他端部が巻取方向に回転すると、この回転力はトーションシャフトとスプールとの連結部分を介してスプールに伝えられる。これにより、スプールが強制的に巻取方向に回転させられる。

スプールが巻取方向に強制的に回転させられることで、ウエビングベルトが基端側からスプールに巻き取られる。これにより、ウエビングベルトの僅かな緩み（弛み）であるスラックが除去されると共に、通常時よりも強い拘束力で乗員の身体がウエビングベルトに保持される。

さらに、車両急減速時における慣性で、乗員の身体が略車両前方側へ慣性移動しようとすると、乗員の身体を拘束しているウエビングベルトが乗員の身体に引っ張られる。ウエビングベルトは引っ張られることでスプールを引出方向に回転させようとする。

上記のように、トーションシャフトの軸方向中間部よりも一端側でトーションシャフトがスプールに一体的に連結されているため、スプールの引出方向への回転力はトーションシャフトのスプールとの連結部分に伝えられ、トーションシャフトを引出方向に回転させようとする。

ここで、この状態では、トーションシャフトの他端部にはピストンが直接又は間接的に連結されているため、トーションシャフトの引出方向への回転力はシリンダの内圧が上昇した際のピストンの摺動方向とは反対側へピストンを摺動させるように作用する。しかしながら、シリンダは全体的に内気の漏洩が不能に密閉され、また、シリンダの開口端もピストンにより内気の漏洩が不能に密閉されているため、シリンダの内圧が上昇した際のピストンの摺動方向とは反対側へ摺動しようとするピストンをシリンダの内部のガス圧が支持し、これにより、シリンダの内圧が上昇した際のピストンの摺動方向とは反対側へのピストンの摺動が規制され、言わば、ピストンのロック状態になる。

このように、ピストンがロック状態になることで、ピストンに直接又は間接的に連結されているトーションシャフトの他端部はロックされ、引出方向の回転が基本的に不能になる。さらに、トーションシャフトがロックされてトーションシャフトの引出方向の回転が規制されることで、トーションシャフトに一体的に連結されているスプールがロックされ、引出方向の回転が基本的に不能になる。

これにより、ウエビングベルトの引き出しが規制され、車両急減速時における乗員の身体の慣性移動が効果的に防止又は抑制される。

この状態で、車両急減速時の慣性で略車両前方側へ移動する乗員の身体が、ウエビングベルトを引っ張り、この引張力に基づいてスプールに付与される引出方向の回転力が、トーションシャフトの剛性を上回ると、この引出方向の回転力がトーションシャフトとスプールとの連結部分に作用する。

この状態では、上記のようにピストンがロックされてトーションシャフトの他端部がロックされているため、本来であれば、トーションシャフトは引出方向に回転することができない。したがって、この状態でトーションシャフトの剛性を上回る引出方向への回転力がトーションシャフトのスプールとの連結部分に作用すると、トーションシャフトの他端と上記の連結部分との間で相対回転が生じ、トーションシャフトが変形する。このトーションシャフトの変形により、ウエビングベルトが乗員の身体に付与する拘束力が弱まる。

このように、本発明に係るウエビング巻取装置では、シリンダに供給されたガスの圧力でピストンがスプールを強制的に巻取方向に回転させてウエビングベルトを巻き取ることでウエビングベルトによる拘束力を増加させ、更に、シリンダに供給されたガスの圧力でピストンをロックしてスプールの引出方向への回転を規制する。しかも、ガスの圧力でピストンをロックすることで、トーションシャフトの他端をロックし、上記のようにトーションシャフトに変形を生じさせることができる。

ここで、シリンダに供給されたガスの圧力でピストンを摺動させ、これにより、スプールを巻取方向に回転させる構造としては、所謂「プリテンショナ」が存在する。しかしながら、本発明に係るウエビング巻取装置に適用されたピストン−シリンダ機構は、全体的にシリンダの内気の漏洩が不能であり、しかも、シリンダの開口端もピストンにより内気の漏洩が不能に密閉される。このため、作動終了後にシリンダの内部に供給されたガスを、ピストンからの圧力で外部に排出できる構造を有する従来のプリテンショナとは根本的に異なり、ガス発生手段にて発生してシリンダの内部に供給されたガスがシリンダの外部に漏洩しない。これにより、本発明に係るウエビング巻取装置では、シリンダの内部のガス圧によりピストンをロックでき、ひいては、トーションシャフトの他端をロックできる。

したがって、スプールをロックするためにプリテンショナとは別に設けられていたロック機構が本発明に係るウエビング巻取装置では不要になる。このため、本発明に係るウエビング巻取装置は全体的に構造を簡素化でき、小型化が可能でコストも安価になる。

また、スプールをロックするための従来のロック機構では、スプールが所定量引出方向に回転しないとロック機構が作動しない構成である。これに対して、本発明に係るウエビング巻取装置では、シリンダに供給されたガスの圧力でピストンがロックされることでトーションシャフトがロックされる。このため、従来のロック機構とは異なり、トーションシャフトやスプールが引出方向に回転しなくてもトーションシャフトを介してスプールをロックできる。このため、従来のロック機構とは異なり、スプールに引出方向の回転力が付与されてからスプールがロックされるまでの時間を短くできる。

以上説明したように、本発明に係るウエビング巻取装置では、車両急減速状態等に通常時よりも大きな拘束力で乗員の身体を拘束でき、しかも、格別なロック機構を設けなくてもトーションシャフトを変形させて過剰な引出方向への回転力のエネルギーを吸収させることができる。

＜本実施の形態の構成＞
図１には本発明の一実施の形態に係るウエビング巻取装置１０の全体構成が縦断面図によって示されている。

この図に示されるように、本ウエビング巻取装置１０はフレーム１２を備えている。フレーム１２は平板状の基部１４を備えており、基部１４が車体の所定位置にボルト等の締結手段を含む固定手段により固定されることで本ウエビング巻取装置１０が車体に取り付けられる構成となっている。

基部１４の幅方向一端からは脚板１６が延出されていると共に、基部１４の幅方向他端からは脚板１８が脚板１６と同方向で且つ脚板１６に対して平行に延出されている。これらの脚板１６、１８の間には、スプール２０が配置されている。

スプール２０は脚板１６、１８の対向方向に沿って軸方向の略円筒形状に形成されている。スプール２０には、長尺帯状のウエビングベルト２２の長手方向基端部が係止されており、スプール２０が自らの軸心周り一方の巻取方向に回転することで、ウエビングベルト２２をその基端側から外周部に巻き取り、また、この巻取状態でウエビングベルト２２をその先端側へ引っ張ることでスプール２０に巻き取られたウエビングベルト２２が引き出される構成となっている。

スプール２０にはシャフト挿通孔２４がスプール２０に対して同軸的に形成されている。シャフト挿通孔２４の内部には、略円柱形状のトーションシャフト２８がスプール２０に対して同軸的且つ相対回転可能に収容されている。また、シャフト挿通孔２４の脚板１６側の端部はスプール２０に対して同軸的に形成されたスリーブ挿通孔３０の内底部にて開口している。スリーブ挿通孔３０は、内径寸法がシャフト挿通孔２４よりも充分に大きく、その脚板１６側の端部はスプール２０の脚板１６側の端部にて開口している。

シャフト挿通孔２４に収容されたトーションシャフト２８の軸方向脚板１６側は、スリーブ挿通孔３０に入り込んでおり、更に、トーションシャフト２８の軸方向脚板１６側の端部は、スリーブ挿通孔３０に挿通されたスリーブ３２に一体的に連結されている。スリーブ３２はスリーブ挿通孔３０に挿通された状態でスプール２０に機械的且つ一体的に連結されており、したがって、トーションシャフト２８は、その軸方向脚板１６側にてスプール２０に対して機械的且つ一体的に連結されている。

スプール２０及びトーションシャフト２８に連結されているスリーブ３２は、脚板１６に形成された円孔３４を貫通して脚板１６の外側に突出している。また、円孔３４を貫通したスリーブ３２に対応して脚板１６の外側にはスプリングケース３６が脚板１６に固定されている。スプリングケース３６は、全体的に略箱形状に形成されており、その内側には渦巻きばね３８が収容されている。

渦巻きばね３８は、その渦巻き方向内側の端部がスリーブ３２の本体部分から同軸的に延出された係止部４０に一体的に固定されている。また、渦巻きばね３８の渦巻き方向外側の端部はスプリングケース３６に一体的に固定されている。渦巻きばね３８は、スリーブ３２をその軸周り一方である巻取方向に付勢しており、渦巻きばね３８の付勢力がスリーブ３２を介してスプール２０に伝えられ、この付勢力によりウエビングベルト２２がスプール２０に巻き取られる構成となっている。

一方、シャフト挿通孔２４の脚板１８側の端部はスプール２０に対して同軸的に形成されたスリーブ挿通孔４２の内底部にて開口している。スリーブ挿通孔４２は、内径寸法がシャフト挿通孔２４よりも充分に大きく、その脚板１８側の端部はスプール２０の脚板１８側の端部にて開口している。

シャフト挿通孔２４に収容されたトーションシャフト２８の軸方向脚板１８側は、スリーブ挿通孔４２に入り込んでおり、更に、トーションシャフト２８の軸方向脚板１８側の端部は、スリーブ挿通孔４２に挿通されたスリーブ４４に一体的に連結されている。但し、スリーブ４４はスリーブ３２とは異なりスリーブ挿通孔４２に挿通された状態でスプール２０に連結されているものの、スリーブ４４はスプール２０に対して同軸的に相対回転可能である。

一方、脚板１８の外側には、プリテンショナ５０が設けられている。

図１及び図２に示されるように、プリテンショナ５０はハウジング５２を備えている。ハウジング５２は金属若しくは硬質の合成樹脂材によって形成されており、上記の脚板１８に固定されている。

ハウジング５２には回転部材としてのピニオン５４が収容されている。ピニオン５４は軸方向が上記の脚板１６、１８の対向方向とされている。ピニオン５４の軸方向脚板１８側には、ピニオン５４よりも大径の圧接部７０が設けられている。

圧接部７０は外周形状がピニオン５４と同軸の円形とされて軸方向脚板１８側が開口した浅底の皿状（若しくは軸方向寸法が短い有底筒状）に形成されている。図３（Ａ）に示されるように、圧接部７０の内周形状は、引出方向（図３の矢印Ａとは反対方向）へ向けて漸次圧接部７０の軸心部分へ接近する湾曲面が、圧接部７０の軸心周りに略１２０度毎に形成されている。

さらに、圧接部７０の内側には、回転部７２が圧接部７０に対して同軸的に設けられている。回転部７２は略円板形状とされており、脚板１８に形成された円孔５８を貫通してハウジング５２内へ突出したスリーブ４４に同軸的且つ一体的に形成されている。

また、図３（Ａ）に示されるように、回転部７２の外周部と圧接部７０の内周部との間には、３個の圧接ローラ７４が略１２０度毎に配置されている。図３（Ａ）に示されるように、これらの圧接ローラ７４は、外径寸法が圧接部７０の内径寸法の最大値と回転部７２の外径寸法の差よりも充分に小さく、且つ、外径寸法が圧接部７０の内径寸法の最小値と回転部７２の外径寸法の差よりも充分に大きい。

これらの圧接ローラ７４の各々は、通常、圧接部７０の内径寸法が最大となる部分に配置され、ハウジング５２から突出された支持シャフト７６に支持されている。上記のように、圧接ローラ７４の外径寸法は、圧接部７０の内径寸法の最大値と回転部７２の外径寸法の差よりも充分に小さい。このため、圧接ローラ７４の外周部は回転部７２の外周部から離間しており、圧接ローラ７４が回転部７２に干渉することはない。

しかしながら、圧接部７０が巻取方向（図３の矢印Ａ方向）に回転することで、漸次内径寸法が小さくなる圧接部７０の内周部が圧接ローラ７４を圧接部７０の軸心側に押圧して支持シャフト７６を破断すると、圧接部７０からの押圧力で圧接ローラ７４が圧接部７０の軸心側に変位する。図３（Ｂ）に示されるように、上記の圧接ローラ７４の変位により圧接ローラ７４が回転部７２の外周部に圧接した状態では、圧接部７０の内周部もまた圧接ローラ７４に圧接している。

このため、圧接部７０と回転部７２とが圧接ローラ７４を介して機械的に連結され、巻取方向への圧接部７０の回転力が回転部７２に伝えられ、回転部７２が巻取方向へ回転する構成となっている。上記のように、回転部７２はスリーブ４４に同軸的且つ一体的に連結されているため、回転部７２に付与された巻取方向への回転力は、スリーブ４４、トーションシャフト２８、及びスリーブ３２を介してスプール２０に伝えられる構成となっている。

さらに、このように圧接部７０と回転部７２とが圧接ローラ７４を介して機械的に連結された状態では、圧接部７０が巻取方向へ回転した際の圧接部７０の回転力を回転部７２に伝えられることができるため、これとは逆に、回転部７２が巻取方向とは反対の引出方向に回転した際の回転力を圧接部７０に伝えることもできる。

一方、ピニオン５４の側方には、角棒状のラックバー６０が配置されている。ラックバー６０は上記のフレーム１２の高さ方向に沿って長手方向とされており、その幅方向一端部にはピニオン５４に噛合可能なラック歯が形成されている。

ラックバー６０のラック歯は、通常、ピニオン５４に噛み合っていないが、上方向へスライドすることでピニオン５４にラック歯を噛み合わせることができるように配置されている。

また、プリテンショナ５０はシリンダ６２を備えている。シリンダ６２は上端の開口部６３（特許請求の範囲で言うところの「開口端」に相当）を除いて全体的に内気の漏洩が不能にした有底筒形状に形成されている。また、シリンダ６２の内部にはピストン６４が上下方向に摺動自在に収容されており、シリンダ６２の開口部６３側は、ピストン６４により密閉され、開口部６３からの内気の漏洩はピストン６４によって防止されている。ピストン６４は、その上側の端部に上記のラックバー６０が一体的に連結されており、ピストン６４がシリンダ６２の内部で上下に摺動することで、ラックバー６０が上下にスライドする。

さらに、シリンダ６２の底部近傍にはジェネレータ収容部６６が設けられている。ジェネレータ収容部６６はシリンダ６２の軸方向に対して軸方向が傾斜した略筒形状に形成されており、その軸方向一端部はシリンダ６２の底部近傍でシリンダ６２へ一体的に連結され、しかも、シリンダ６２の底部近傍における内部と連通している（シリンダ６２の底部近傍のジェネレータ収容部６６との連結部分が特許請求の範囲で言うところの「ガス流入部」に相当）。なお、このジェネレータ収容部６６とシリンダ６２との連結部分には、ジェネレータ収容部６６側からシリンダ６２側への気体の流入を許容するがシリンダ６２側からジェネレータ収容部６６側への気体の流入は遮断する逆止弁を設けてもよい。

また、ジェネレータ収容部６６の内部にはガス発生手段としてのガスジェネレータ６８が収容されている。ガスジェネレータ６８は全体的に外径寸法がジェネレータ収容部６６の内径寸法よりも極僅かに小さな円柱形状とされており、その内部には燃焼することにより瞬時に所定量のガスを発生するガス発生剤や、このガス発生剤を着火する点火装置等（何れも図示省略）が収容されている。

点火装置は別途設けられた加速度センサへ直接或いはコンピュータ等の制御装置（何れも図示省略）を介して間接的に接続されており、加速度センサが車両急減速状態を検出することで点火装置が作動するとガス発生剤が燃焼して瞬時にガスが発生し、ガスジェネレータ６８の軸方向一端部（シリンダ６２側の端部）からシリンダ６２の内部にガスが供給される構造となっている。

＜本実施の形態の作用、効果＞
次に、本実施の形態の作用並びに効果について説明する。

乗員がウエビングベルト２２に挿通された図示しないタングプレートを持ち、渦巻きばね３８の付勢力に抗してウエビングベルト２２をスプール２０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り、乗員の身体がウエビングベルト２２により拘束される。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ベルト２２がショルダ側のウエビングベルト２２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ベルト２２がラップ側のウエビングベルト２２となる。

一方、上記のウエビングベルト２２を装着した状態で、プリテンショナ５０の加速度センサにより車両の急減速状態が検知されると、加速度センサから出力された信号が直接、或いは、制御手段を介して間接的にガスジェネレータ６８の点火装置に入力される。加速度センサからの信号が入力された点火装置は、ガスジェネレータ６８のガス発生剤を燃焼させて瞬時にガスを発生させる。

ガスジェネレータ６８内にて発生したガスはジェネレータ収容部６６からシリンダ６２内に供給される。シリンダ６２内にガスが供給されることでシリンダ６２内の内圧が上昇し、この内圧の上昇によりピストン６４がシリンダ６２の上方開口端側へ向けて押し出される。このようにしてピストン６４が移動することでピストン６４と一体のラックバー６０がピニオン５４へ噛み合い、ピニオン５４を巻取方向へ回転させる。

巻取方向へのピニオン５４の回転によって圧接部７０が巻取方向に回転すると圧接部７０の内周部が圧接ローラ７４を押圧して支持シャフト７６を破断させ、更に、圧接ローラ７４を回転部７２の外周部に圧接させて回転部７２を巻取方向に回転させる（図３（Ｂ）参照）。上述したように、回転部７２に付与された巻取方向への回転力は、スリーブ４４、トーションシャフト２８、及びスリーブ３２を介してスプール２０に伝えられる。

このため、このように回転部７２が急激且つ強制的に巻取方向へ回転させられると、スプール２０が急激に巻取方向に回転してウエビングベルト２２を巻き取る。これによって、ウエビングベルト２２による乗員の身体の拘束力が増加して、乗員の身体がウエビングベルト２２によってそれまで（すなわち、通常時）よりも強く拘束される。

また、このような車両の急減速状態では、乗員の身体が略車両前方側へ慣性移動しようとする。乗員の身体が略車両前方側へ慣性移動しようとすると、乗員の身体を拘束するウエビングベルト２２が引っ張られ、これにより、スプール２２に引出方向への回転力が付与される。

このスプール２２に付与された引出方向の回転力は、スリーブ３２、トーションシャフト２８、及びスリーブ４４を介して回転部７２に付与される。この状態では、図３（Ｂ）に示されるように、回転部７２が圧接ローラ７４を介して圧接部７０に連結されているため、回転部７２に付与された引出方向への回転力は圧接ローラ７４を介して圧接部７０に伝えられ、更に、圧接部７０に伝えられた引出方向の回転力はピニオン５４に伝えられる。ピニオン５４は引出方向の回転力が付与されることで、ピニオン５４に噛み合ったラックバー６０を下降させようとする。

ここで、上述したように、シリンダ６２は開口部６３を除いて全体的に内気の漏洩が不能であり、しかも、シリンダ６２の開口部６３側は、ピストン６４により密閉され、開口部６３からの内気の漏洩はピストン６４によって防止されている。このため、ガスジェネレータ６８からシリンダ６２の内部に供給されたガスはシリンダ６２の外部に漏れ出ることができない。

したがって、引出方向の回転力が付与されたピニオン５４によりラックバー６０、ひいてはピストン６４が下降しようとすると、シリンダ６２の内部のガス圧（内圧）がピストン６４の下降を妨げるように作用し、結果的に、ピストン６４がシリンダ６２内のガス圧により下方から支持され、下降しようとするピストン６４、ひいては、ラックバー６０がロックされる。

このように、ラックバー６０がロックされてラックバー６０の下降が規制されることで、ピニオン５４の引出方向の回転が基本的に不能になる（すなわち、ピニオン５４がロック状態になる）。これにより、圧接部７０、回転部７２、トーションシャフト２８の引出方向の回転が規制され、結果的にスプール２０の引出方向の回転が規制されてロック状態になる。

このように、スプール２０の引出方向への回転が規制されることで基本的にスプール２０に巻き取られているウエビングベルト２２の引き出しが不能になる。このため、略車両前方側へ慣性移動しようとする乗員の身体によりウエビングベルト２２が引っ張られても、基本的にはウエビングベルト２２が引き出されることはなく、略車両前方側への乗員の身体の慣性移動がウエビングベルト２２により効果的に抑制又は防止される。

次いで、このような状態から略車両前方側へ慣性移動しようとする乗員の身体が更に大きな力でウエビングベルト２２を引っ張ろうとすると、トーションシャフト２８の一端に引出方向の大きな回転力が作用する。しかしながら、この状態では、上記のように、ピストン６４がシリンダ６２内のガス圧により下方から支持され、下降しようとするピストン６４、ひいては、ラックバー６０がロックされるており、これにより、トーションシャフト２８の他端では引出方向の回転が不能である（すなわち、トーションシャフト２８はロックされている）。

このため、大きな引出方向の回転力がトーションシャフト２８の剛性を上回っていれば、トーションシャフト２８の一端が他端に対して相対回転し、トーションシャフト２８にはその軸心周りに捩じり変形（塑性変形）が生じる。このトーションシャフト２８の捩じり変形によって過剰な引出方向への回転力が吸収される。これにより、ウエビングベルト２２が乗員身体に与える圧力を軽減できる。

ここで、本ウエビング巻取装置１０のプリテンショナ５０は、上記のように、ガスジェネレータ６８からシリンダ６２に供給されたガスの圧力でピストン６４を摺動させ、これにより、スプール２０を巻取方向に回転させる構造である。したがって、この点に関して言えば、従来周知のプリテンショナと同様の機能を有している。

しかしながら、本ウエビング巻取装置１０に適用されたプリテンショナ５０のシリンダ６２は、全体的に内気の漏洩が不能であり、しかも、シリンダ６２の開口端もピストン６４により内気の漏洩が不能に密閉されている。これにより、ガスジェネレータ６８からシリンダ６２に供給されたガスは、シリンダ６２の外部に漏れ出ることはなく、このガス圧によりピストン６４をロックでき、ひいては、スプール２０をロックできる。

すなわち、本ウエビング巻取装置１０に適用されたプリテンショナ５０は、作動することでスプール２０を強制的に巻取方向に回転させてスプール２０にウエビングベルト２２を巻き取らせ、ウエビングベルト２２の拘束力を増加させるという従来のプリテンショナの機能の他に、スプール２０をロックして引出方向へのスプール２０の回転を規制し、これにより、ウエビングベルト２２の引き出しを規制したり、トーションシャフト２８を捩じり変形させる際にトーションシャフト２８の他端部をロックするという従来のロック機構の機能をも併せ持つ。

但し、このように従来のロック機構の機能を併せ持つにも関わらず、ロック機構としての機能専用の構造を別途設けなくてもよい。このため、従来のプリテンショナとロック機構の双方の機能を有するにも関わらず、部品点数を少なくできて構造を簡素化でき、装置全体の小型化を実現できるうえ、コストも軽減できる。

また、本ウエビング巻取装置１０に適用されたプリテンショナ５０が、ロック機構としての機能を発揮する際には、従来のロック機構とは異なりスプール２０の引出方向の回転が不要である。すなわち、本ウエビング巻取装置１０では、上記のように、ガスジェネレータ６８からシリンダ６２に供給されたガスの圧力でピストン６４をシリンダ６２の底部側から支持してロックし、これによって、トーションシャフト２８の他端部、ひいてはスプール２０をロックする構造である。

したがって、ガスジェネレータ６８からシリンダ６２にガスが供給されて、このガス圧でピストン６４が上昇し、ピニオン５４が巻取方向に回転して圧接ローラ７４により圧接部７０と回転部７２とが連結された状態では、既にトーションシャフト２８の他端部、ひいては、スプール２０の引出方向への回転規制されている。

これにより、プリテンショナ５０が作動してスプール２０にウエビングベルト２２を巻き取らせた状態で時間をおかずに素早くトーションシャフト２８の他端部、ひいては、スプール２０をロックできるという従来のロック機構よりも優れた効果を得ることができる。

本発明の一実施の形態に係るウエビング巻取装置の縦断面図である。 本発明の一実施の形態に係るウエビング巻取装置のプリテンショナの構成を示す側面断面図である。 プリテンショナにおける圧接部と回転部との連結機構（クラッチ機構）の構成を示す側断面図で、（Ａ）が通常の状態を示し、（Ｂ）が連結状態を示す。

符号の説明

１０ ウエビング巻取装置
２０ スプール
２２ ウエビングベルト
２８ トーションシャフト
６２ シリンダ
６４ ピストン
６８ ガスジェネレータ（ガス発生手段）

Claims (1)

1. 長尺帯状のウエビングベルトの長手方向基端部がスプールに係止され、前記スプールの軸周り方向の一方である巻取方向へ前記スプールを回転させることで前記ウエビングベルトを基端側から前記スプールに巻き取らせて前記ウエビングベルトを収納するウエビング巻取装置であって、
   前記スプールの軸方向に対して略同方向を軸方向とする略棒状に形成されて前記スプールの内側で前記スプールに対して同軸的に相対回転可能に設けられると共に、軸方向中間部よりも一端側の所定部位で前記スプールに一体的に連結されたトーションシャフトと、
   開口端及びガス流入部を有し、全体的に内気の漏洩が不能なシリンダと、
   前記シリンダの内側で前記シリンダの開口端側を密閉すると共に、少なくとも前記シリンダの開口端側へ所定量摺動することで前記トーションシャフトの他端部に直接又は間接的に連結され、当該連結状態で前記シリンダの開口端側へ摺動することで前記トーションシャフトの他端部を巻取方向に強制的に回転させると共に、前記シリンダの開口端側とは反対側への外力に対して前記シリンダの内圧によりロックされるピストンと、
   車両の急減速状態を含む所定の条件下でガスを発生させると共に、発生した前記ガスを前記シリンダ内に供給し、前記ガスの圧力で前記ピストンを前記開口端側に摺動させ、且つ、この摺動方向とは反対側への前記ピストンの移動を規制させるガス発生手段と、
   を備えることを特徴とするウエビング巻取装置。

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