JP4680421B2 - シートベルト装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、車両等の乗員をウエビングによって座席に拘束し、衝突の際等の安全を図るシートベルト装置に関し、特に、緊急の際にウエビングを強制的に巻取る機能を備えるリトラクタの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両等には、乗員の安全を図るためにシートベルト装置が使用される。このシートベルト装置には、例えば、引出されたウエビング（ベルト）を巻戻すと共に緊急の際にウエビングの引出しを阻止（巻取りは可能）するロック機構を備えたリトラクタが設けられている。また、このリトラクタに、更に、プリテンショナと捻れ軸（トーションバー）とを組合わせたものもある。プリテンショナは、衝突の際にウエビングを強制的にリールに巻取ってウエビングの弛みを除去する。捻れ軸はリールの回転軸に用いられており、衝突後に生ずる乗員の前方移動によってウエビングに所定値を超える力が作用すると、一端側がロック機構によってロックされ、他端側がリールに結合された回転軸が塑性（捻れ）変形してリールを回転させてウエビング引出しを可能とし、乗員に加わる力を抑制するようにしている。
【０００３】
前記プリテンショナは、一般的に、パイプ等の圧力保持容器内に移動可能に配置されるピストンと、前記圧力保持容器に取付けられ、前記ピストンを一方向に押出す高圧力を発生するガス発生装置を備えており、このプリテンショナが作動した際には、前記ガス発生装置から生じるガス圧によってピストンを一方向に移動させてウエビングを巻き込み、プリテンショナの作動が終了した後には、フォースリミッタが作動して当該プリテンショナを逆作動し、前記ピストンが逆方向に押し戻されて、圧力保持容器内のガスをさらに圧縮し、フォースリミッタの作動する荷重が、フォースリミッタ単体で設定している荷重よりも高くなってしまう。
【０００４】
そこで、このプリテンショナが逆作動により圧縮されたガスを圧力保持容器内から開放する工夫が提案されており、例えば、特開平９−１８８２２３号公報には、そのような例が記載されている。この公報に記載されたベルト緊急引締め装置用リニア駆動装置は、圧力保持容器（円筒チューブ）に、外部と連通する開口を形成し、この開口に吹抜けパッチを取り付けた構成を備えている。このリニア駆動装置では、前記圧力保持容器内の圧力が高くなった際に、当該圧力によって吹抜けパッチを破るあるいは吹抜けパッチごと外すことで、圧力保持容器内で圧縮されたガスを外部に開放している。あるいは、さらに吹抜けパッチに細管を設け、この細管によって、圧力の調整を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、特開平９−１８８２２３号公報に記載されているような構造では、圧力保持容器内の圧力を外部に、必ずしも十分に開放することができない場合がある虞れがある。
【０００６】
本発明は、このような従来のリトラクタを改良することを課題とするものであり、圧力保持容器内が、ガス圧によって圧力が大きく上昇する前に、当該圧力保持容器内の圧力を低下させることができるリトラクタを備えたシートベルト装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明は、圧力保持容器内に移動可能に配置される移動体と、前記圧力保持容器に取付けられ、前記移動体を一方向に押出す高圧力を発生するガス発生装置と、を備え、前記圧力保持容器は、前記一方向に押出された移動体がその初期の位置に戻る際に変形して、当該圧力保持容器外部に連通する隙間を形成するシートベルト装置を提供するものである。
【０００８】
この構成を備えたシートベルト装置は、一方向に押出された移動体がその初期の位置に戻ることにより圧力保持容器内のガスを圧縮すると、この時に生じる圧力によって、当該圧力保持容器が変形して外部に連通する隙間を形成することができる。したがって、圧力保持容器内のガスが当該隙間から外部に放出される（開放される）ため、圧力保持容器内の圧力を低下させることができる。
【０００９】
前記圧力保持容器は、前記移動体の移動方向に対し略垂直な断面形状が四角形を有し、前記一方向に押出された移動体がその初期の位置に戻る際に当該圧力保持容器の平面部が変形し、前記移動体との間に前記隙間を形成するよう構成することができる。
【００１０】
また、前記圧力保持容器は、その側壁部の一部が、他の部分の厚みより薄く形成された薄肉部からなり、前記一方向に押出された移動体がその初期の位置に戻る際に当該薄肉部が変形し、前記移動体との間に前記隙間を形成するよう構成することもできる。
【００１１】
そしてまた、前記圧力保持容器は、前記一方向に押出された移動体がその初期の位置に戻る際に、当該圧力保持容器の内容積が増加するよう変形させることもできる。この構成により、前記圧力容器内のガスが前記隙間から放出されることによる圧力低下と、当該圧力保持容器の内容積の増加による圧力低下の両方を達成することができる。したがって、圧力保持容器内の圧力をより効率よく低下させることができる。
【００１２】
また、前記圧力保持容器は、その側壁部の一部が伸縮可能に構成され、前記一方向に押出された移動体がその初期の位置に戻る際に、その初期の状態より伸び、当該圧力保持容器の内容積を増加させるよう構成することもできる。
【００１３】
さらにまた本発明は、圧力保持容器内に移動可能に配置される移動体と、前記圧力保持容器に取付けられ、前記移動体を一方向に押出す高圧力を発生するガス発生装置と、を備え、前記圧力保持容器は、前記一方向に押出された移動体がその初期の位置に戻る際に、当該圧力保持容器の内容積が増加するよう変形するシートベルト装置を提供するものである。
【００１４】
この構成を備えたシートベルト装置は、一方向に押出された移動体がその初期の位置に戻ることにより圧力保持容器内のガスを圧縮すると、この時に生じる圧力によって、当該圧力保持容器の内容積が増加するよう変形するため、圧力保持容器内の圧力を低下させることができる。
【００１５】
前記圧力保持容器は、その側壁部の一部が伸縮可能に構成され、前記一方向に押出された移動体がその初期の位置に戻る際に、その初期の状態より伸び、当該圧力保持容器の内容積を増加させるよう構成することができる。
【００１６】
また、本発明にかかるシートベルト装置は、前記圧力保持容器を固定するケースと、リトラクタシャフトと同軸に配置されて、外周が一方向に回転すると、前記リトラクタシャフトと連結するクラッチ部と、前記クラッチ部の外周に一端側が巻回され、他端側が前記移動体を経由して前記ケースに形成された収納部内にて係止されるワイヤと、をさらに備え、前記移動体がその初期の配置位置から他方向に移動したときに、前記ワイヤの他端側の係止が解除されるよう構成することもできる。
【００１７】
この構成により、移動体が初期位置よりも圧力保持容器に潜り込んだときワイヤの一端が外れるので、部材を破断せずとも、ワイヤがリトラクタシャフトの回転を妨げない構造を得ることが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図において、対応する部分には同一符号を付し、重複説明を省略する。
（実施の形態１）
図１は、プリテンショナを備えたシートベルト装置用リトラクタをその軸方向側面から見た状態で示す説明図であり、図２に示すＩ−Ｉ線に沿った（プリテンショナ部における）一部断面図にて示している。図２は、図１に示すリトラクタのII−II線に沿った（プリテンショナ部における）断面図である。図３は、クラッチ部の構成を説明する説明図である。図４及び図５は、クラッチの動作を説明する説明図、図６及び図７は、図２に示す角筒状部付近を拡大して示す断面図である。
【００１９】
図１及び図２に示すように、シートベルト装置のリトラクタ１０は、ウエビング２を巻き取るリトラクタ本体１３と、このリトラクタ本体１３の右端側部に設けられた緊急ロック機構１４と、左端側に設けられたプリテンショナ１２及び巻き取りばね装置１１を備える。
【００２０】
リトラクタ本体１３は、ウエビング２を巻き取りまたは引き出し自在な巻き取りリール２２を備える。リール２２は後述のスリーブ４４ａを介して巻取軸であるリトラクタシャフト２４に連結される。リール２２はリトラクタシャフト２４の左端側に連結された巻取りバネ装置１１によりウエビング２が巻き取られる方向に常時付勢されている。リトラクタシャフト２４の右端側に設けられた緊急ロック機構１４は、加速度センサが所定値を超える減速度を検出したとき、あるいはウエビング２が所定値以上の加速度で引き出されるときに作動し、リトラクタシャフト２４のベルト引出し方向の回転を阻止する。それにより、リール２２からウエビング２が引出されることを防止し、乗員の前方移動を阻止する。
【００２１】
なお、緊急ロック機構１４はロック状態となった場合でもリトラクタシャフト２４のウエビング巻取り方向の回転を許容し、衝突の際のプリテンショナ１２によるウエビング巻取り（弛み除去）を可能としている。
【００２２】
リトラクタシャフト２４の巻き取りリール２２内に収納された部分は捻れシャフト２４ａとされている。捻れシャフト（トーションバー）をリトラクタに用いる例は、例えば、特開昭４６−７７１０号公報や特開平９−２８６３０２号公報に示されている。緊急ロック機構１４の作動後にウエビング２に過大な引出し力が加わると、リール２２に回転力が作用する。右端側がロックされ、左端側がスリーブを介して相対回転不能にリールに結合された捻れシャフト２４ａは、ねじられて塑性変形し、ウエビング２の引出しを可能とする。
【００２３】
プリテンショナ１２は、後に詳述するが、円筒部７２と角筒状部７４によって構成される圧力保持容器としてのＬ型パイプ７０と、Ｌ型パイプ７０に取付けられ、ロッド３６を一方向（図１でいう上方）に押出す高圧力を発生するガス発生装置３２と、ロッド３６と、ロッド３６の下端に設けられた押出し部材４２と、ワイヤ４０、クラッチ機構４４などによって構成される。
【００２４】
なお、本実施の形態では、ロッド３６と押出し部材４２とで、本発明でいう移動体を構成している。
【００２５】
Ｌ型パイプ７０は、くびれ部７６を介して円筒部７２と角筒状部７４とが連結されて形成されている。くびれ部７６は、上部側が深くくびれ、その下部側は緩やかなテーパ部となっている。角筒状部７４の下端側の平面部５１は、特に図６に示すように、ロッド３６が押し下げられてＬ型パイプ７０内の圧力が所定以上になった際に変形可能となっており、この変形によって押出し部材４２と角筒状部７４との間に隙間５２を形成する。そして、この隙間５２からＬ型パイプ７０内のガスを外部に逃がし、Ｌ型パイプ７０内の圧力を低下させる。
【００２６】
ガス発生装置３２は、円筒部７２の開口部に嵌挿され、該開口部をかしめて取付けられる。ガス発生装置３２は、図示しない、電極と、点火装置と、高圧ガス発生剤とを備える。電極には、車両の衝突時に発生する急激な加速度を検出する図示しないショックセンサからの信号を伝える点火信号伝達用ハーネスが接続されている。ショックセンサから点火信号が電極に伝えられると、点火装置が高圧ガス発生剤を発火させて高圧ガスを瞬時に発生させる。なお、ガス発生装置３２の取付けは螺合やキャップによる取付けであってもよい。
【００２７】
角筒状部７４の内部の所定位置には、押出し部材４２と移動体としてのロッド３６が収納配置される。押出し部材４２は、特に図７に拡大して示すように、シール機能（ガス漏れ防止）を有する耐熱性の弾性体であり、発生ガスの圧力によって角筒状部７４内を移動し、ロッド３６の後端を押上げる。
【００２８】
この押出し部材４２は、例えば、断面四角形の角筒状部７４（シリンダ）に対応して四角形のピストン４２ｂ及びシール部材４２ｃによって構成することができる。ピストン４２ｂの中央には穴４２ａが形成されている。この穴４２ａは、急激に膨張するガス（例えば、ガス発生装置３２から発生するガス）に対しては比較的に通し難いが、ロッド３６が下る際にはＬ型パイプ７０内のガス抜き（圧力抜き）穴として機能する。この穴４２ａは、例えば、内径１ｍｍ、長さ３〜６ｍｍ程度に形成される。シール部材４２ｃは、ゴム、樹脂等の可塑性のものが使用される。ピストン４２ｂは、鉄、硬質プラスチック等のシール部材４２ｃよりも堅いもの（剛体）が選択される。
【００２９】
ロッド３６及び押出し部材４２の初期位置（配置位置）は、押出し部材４２と角筒状部７４の内壁との間の摩擦により、あるいは、角筒状部７４内壁の複数の小突起（図示せず）などによって保持される。
【００３０】
ロッド３６は、中空パイプ部材から構成されており、その上部にワイヤ４０と滑り可能に接するローラ３６ａが配設されている。ワイヤ４０は、その一端部にかしめ玉４６が取付けられ、他端側はクラッチ機構４４のプーリ４４ｃに巻回され、このプーリ４４ｃにフック、溶接、ねじ止などによって固定される。かしめ玉４６は、ケース２６のストッパ部２６ｂ、ロアケース部２６ｄ、角筒状部７４及びロッド３６によって画定される空間（かしめ玉収納空間）２６ａに収納配置される。プリテンショナ作動前の初期状態では、ロッド３６によって、かしめ玉収納空間２６ａとケース２６内部空間との連通口（出口）２６ｅが閉じられており、かしめ玉４６は、ストッパ部２６ｂに突き当って係止されている。
【００３１】
図８は、図２のVIII−VIII線に沿った拡大断面図であり、かしめ玉４６は、ストッパ部２６ｂの壁に形成された「Ｕ」字状の溝にワイヤ４０を通し、かしめ玉４６の端部をストッパ部２６ｂの壁に当てて係止している。このような、一部がケース２６の内部空間側に開放した「Ｕ」字溝を使用することによってかしめ玉４６が容易に外れるようにしている。
【００３２】
クラッチ機構４４は、例えば、図３に示すような構成となっており、同心に配置される、スリーブ４４ａと、プレート４４ｂと、プーリ４４ｃと、を備えている。プレート４４ｂには、軸方向に折曲げられた複数の突起（爪）４４bbが形成される。
【００３３】
スリーブ４４ａは、図１及び図２に示すように、リトラクタシャフト２４の左端側に取付けられかつリール２２と相対回転不能に連結されている。スリーブ４４ａのプーリ４４ｃと対向する面には軸（リトラクタシャフト２４）を一周する多数の溝山（ローレット目）４４ａａが軸方向に形成され、プレート４４ｂの突起４４bbが接触すると噛合力を発生する。
【００３４】
プーリ４４ｃは、その外周面にワイヤ４０が取付けられ、内周面にカム面が形成される。このカム面は、プレート４４ｂの突起４４bbを介してスリーブ４４ａの溝山部と対向する。プーリ４４ｃは剪断ピン２６ｃａが孔４４ｃａに嵌合するによってケース２６に保持される。
【００３５】
図４及び図５は、クラッチ機構４４の動作を説明する説明図である。図４に示す初期状態において、ロッド３６が移動してワイヤ４０を押上げると、プーリ４４ｃが反時計方向に回転する。それにより、プーリ４４ｃを保持する剪断ピン２６ｃａが折られる。このとき、プレート４４ｂは自身の慣性により、プーリ４４ｃの回転に追従できず、プーリ４４ｃとプレート４４ｂとの間に回転位相差が生ずる。このため、プーリ４４ｃのカム面により突起４４bbが軸心側に曲げられてスリーブ４４ａの溝山４４ａａに突き当る。そして、図５に示すように、プーリ４４ｃの内面とスリーブ４４ａの溝山との間にプレート４４ｂの突起４４bbが介在することとなり、クラッチの結合状態となる。プーリ４４ｃの回転が、突起４４bb及びスリーブ４４ａを介してリトラクタシャフト２４に伝達される。それにより、リール２２が回転してウエビング２の巻取りが可能となる。
【００３６】
クラッチ機構４４のプーリ４４ｃの外径はリール２２の外径よりも小径となっている。プーリ４４ｃには、ワイヤ４０がほぼ２回巻き付けられており、ワイヤとブーリ２２によって、いわゆる「つるべ方式」による増速機構が構成される。
【００３７】
次に、実施の形態１にかかるリトラクタを備えたシートベルト装置の動作について、図面を参照して説明する。
【００３８】
まず、乗員が車両に乗り、着座してウエビング２を装着した初期状態では、プリテンショナ１２は、図２及び図４に示す初期状態にある。この初期状態の場合、両図に示すように、プレート４４ｂの突起部４４bbとスリーブ４４ａは離間しているので、クラッチ機構４４はプリテンショナ１２には何ら関与せず（非結合状態）、リトラクタシャフト２４は、ウエビング引出し方向に回動自在である。
【００３９】
この初期状態において、車両に衝突時等の急激な速度減が生じたとする。これにより、緊急ロック機構１４が作動してリトラクタシャフト２４のウエビング引出し方向の回転を阻止する。また、ガス発生装置３２は、瞬時に加圧ガスを発生し、この加圧ガスが圧力室（円筒部７２内）に放出される。これにより、押出し部材４２に下方から急激な押圧力が作用し、図９に示すように、角筒状部７４に収納されたロッド３６全体が上方に向かって瞬時のうちに押し出される。
【００４０】
この押し出しの力は、初期状態においてロッド３６の先端を押えているワイヤ４０の力に優るので、ロッド３６は、ワイヤ４０の中間部を押しながら上方に移動する。
【００４１】
このときワイヤ４０は、その一端がクラッチ機構４４のプーリ４４ｃの外周に固定され、他端はプーリ４４ｃに１回以上巻回した上でストッパ部２６ｂに係止されている。このため、ロッド３６によって押出されたワイヤ４０は、引出された分、すなわちロッドの移動距離の２倍の長さ分だけクラッチ機構４４のプーリ４４ｃに巻回されたワイヤ部分を引出す。これにより、プーリ４４ｃがその引出し量に対応した角度だけ回転する。つまり、前述したように、ワイヤ４０は、いわゆる「つるべ」方式で２倍の増速作用を発揮し、クラッチ外周となるプーリ４４ｃをその増速状態で図９でいう反時計回りに回転する。なお、この時点では、プーリ４４ｃとプレート４４ｂは、剪断ピン２６ｃａで固定されている。
【００４２】
これにより、プーリ４４ｃとプレート４４ｂとにズレが生じ、プーリ４４ｃ内周の複数のカム面がそれぞれプレート４４ｂの複数の突起４４bbを変形して内方に押出し、突起４４bbはスリーブ４４ａに噛込まれ、クラッチ機構４４が噛み合う（図５参照）。これにより、ワイヤ４０、プーリ４４ｃで代表される増速機構とリトラクタシャフト２４とが結合し、プリテンショナ１２によって駆動されるクラッチ機構４４の回転と一体にリトラクタシャフト２４も反時計回りに回転する。リトラクタシャフト２４の回転に伴ってリール２２はウエビング２の巻取り方向に回転し、ウエビング２の弛みを除去するように作用して、乗員を座席に拘束する。ウエビング２は極めて短時間の内にリール２２に巻き取られる。
【００４３】
ウエビング２の巻取りが終り（プリテンショナ１２の作動終了）、その後、衝突時の乗員の慣性移動によりウエビング２に引出し力が加わる。この引出し力は、ウエビング２、巻取りリール２２、スリーブ４４aを介してリトラクタシャフト２４に伝達される。前述したように、緊急ロック機構１４がリトラクタシャフト２４の右端側でリトラクタシャフト２４のウエビング引出し方向の回転を阻止しているので、引出し力が所定値を超えると、リトラクタシャフト（捻れ軸）２４aが塑性変形し、捻れて回転する（エネルギー吸収開始）その分、リール２２からウエビング２の引出しが許容される。
【００４４】
リトラクタシャフト２４がウエビング引出し方向に回転すると、リトラクタシャフト２４に結合しているプーリ４４ｃが逆方向に回転して、ワイヤ４０をプーリ４４ｃの外周に巻上げ（巻付け）、図１０に示すように、ワイヤ４０を介してロッド３６を初期位置方向に向けて押戻す。この時、ロッド３６がＬ型パイプ７０内に戻ることにより、Ｌ型パイプ７０内のガスが圧縮され、圧力が上昇する。この圧力によって、角筒状部７４の下端側の平面部５１が、図６に示すように外側に向けて膨らむように変形し、押出し部材４２と角筒状部７４との間に隙間５２を形成する。圧縮されたガスは、この隙間５２を介して、ロッド３６と角筒状部７４との間の間から外部に放出される。これと同時に、押出し部材の穴４２ａからもガスが抜ける。これによって、Ｌ型パイプ７０内の圧力を低下させることができると共に、ロッド３６が円滑に戻る。
【００４５】
ロッド３６が、図１１及び図１２に示されるように、その初期位置よりも更に押戻されると、ロッド３６によって閉じられていたかしめ玉収納空間２６ａの連通口２６ｅが開き、かしめ玉４６がケースの内部空間に移動可能となる。クラッチ機構４４の回転によってワイヤ４０が更に巻取られ、かしめ玉４６がかしめ玉収納空間２６ａから引出される。かしめ玉４６がストッパ部２６ｂから外れ、ワイヤ４０の係止状態の解除となる。
【００４６】
ワイヤ４０がストッパ部２６ｂから外れると、クラッチ機構４４の回転を制限するものがなくなり、クラッチ機構４４に結合したリトラクタシャフト２４の更なる捻れ回転が許容される。
【００４７】
したがって、シートベルト装置は、過大な加速度が検出されると、ウエビングを短時間で締め上げて乗員を座席に拘束し、その後、乗員の慣性移動によって乗員に所定値を超える荷重が加わると軸の捻れによってウエビングの引出しを許容し、乗員に加わる荷重を抑制することが可能となる。また、この際に、プリテンショナは捻れ軸の作動を妨げない。
【００４８】
なお、実施の形態１では、Ｌ型パイプ７０の上部を、断面四角形の角筒状部７４から構成した場合について説明したが、これに限らず、断面形状は円形、楕円形、多角形等、所望により決定してよい。
【００４９】
また、実施の形態１では、圧力保持容器としてのＬ型パイプ７０を、円筒部７２と角筒状部７４によって構成した場合について説明したが、これに限らず、圧力保持容器は、一本のパイプ等によって構成してもよい。
【００５０】
そしてまた、実施の形態１では、Ｌ型パイプ７０の平面部５１を変形可能にし、この変形によって、押出し部材４２との間に隙間５２を形成することで、Ｌ型パイプ７０内のガスを外部に放出する場合について説明したが、これに限らず、Ｌ型パイプ７０は、ロッド３６がその初期の位置に戻る際に変形して、外部に連通する隙間を形成することが可能であれば、他の構成を備えていてもよい。
【００５１】
次に、実施の形態１にかかるシートベルト装置について、ウエビングにかかる張力と、時間との関係について調査した。また、比較として、角筒状部が変形しない以外は、実施の形態１と同様の構成を備えた従来のシートベルト装置についても同様の調査を行った。この結果を図１８に示す。
【００５２】
図１８から、実施の形態１にかかるシートベルト装置は、従来のシートベルト装置に比べ、エネルギー吸収機構作動範囲において、ウエビングにかかる張力が滑らかになっていることが判る。この結果から、実施の形態１にかかるシートベルト装置はエネルギー吸収荷重（フォースリミッタの作動する荷重）の安定化を図ることができることが立証された。
（実施の形態２）
図１３〜図１５は、実施の形態２にかかるシートベルト装置の角筒状部付近を示す拡大図断面図であり、図１３は、プリテンショナ作動時を、図１４は、プリテンショナ作動完了時を、図１５は、ロッドが初期位置方向に向けて押戻される時を示している。
【００５３】
なお、実施の形態２では、実施の形態１で説明した部材に対応する部材には、同一の符号を付し、重複説明を省略する。
【００５４】
図１３〜図１５に示すように、実施の形態２にかかるシートベルト装置の、実施の形態１にかかるシートベルト装置との異なる点は、角筒状部７４の側壁部の一部が、他の部分の厚みより薄く形成された薄肉部１５１から構成され、Ｌ型パイプ７０の内の圧力が所定値以上高くなった際に、この薄肉部１５１が外部に膨張するように変形し、押出し部材４２と角筒状部７４との間に、Ｌ型パイプ７０の内部と外部を連通させる隙間５２を形成するよう構成されている点である。
【００５５】
次に、実施の形態２にかかるリトラクタを備えたシートベルト装置の動作について説明する。
【００５６】
実施の形態１と同様に、乗員が車両に乗り、着座してウエビングを装着した初期状態では、プリテンショナ１２は、図２及び図４に示す初期状態にある。
【００５７】
この初期状態において、車両に衝突時等の急激な速度減が生じると、実施の形態１と同様にロッド３６全体が上方に向かって瞬時のうちに押し出される（図１３参照）。これにより、ウエビング２の弛みが除去されて、乗員を座席に拘束する。
【００５８】
ウエビング２の巻取りが終り、衝突時の乗員の慣性移動によりウエビング２に引出し力が加わった後、実施の形態１と同様にリトラクタシャフト２４がウエビング引出し方向に回転すると、ワイヤ４０を介してロッド３６を初期位置方向に向けて押戻す。この時、ロッド３６がＬ型パイプ７０内に戻ることにより、Ｌ型パイプ７０内のガスが圧縮され、圧力が上昇する。この圧力によって、角筒状部７４の薄肉部１５１が、図１４に示すように外側に向けて膨らむように変形し始める。
【００５９】
さらに、ロッド３６が押戻されると、図１５に示すように、薄肉部１５１の変形により押出し部材４２と角筒状部７４との間に隙間５２が形成される。圧縮されたガスは、この隙間５２を介して、ロッド３６と角筒状部７４との間の間から外部に放出される。これと同時に、押出し部材の穴４２ａからもガスが抜ける。これによって、Ｌ型パイプ７０内の圧力を低下させることができると共に、ロッド３６の戻りの円滑が図られる。
【００６０】
その後、実施の形態１と同様に、かしめ玉４６がストッパ部２６ｂから外れ、ワイヤ４０の係止状態の解除となり、クラッチ機構４４の回転を制限するものがなくなり、クラッチ機構４４に結合したリトラクタシャフト２４の更なる捻れ回転が許容される。
【００６１】
次に、実施の形態２にかかるシートベルト装置について、実施の形態１と同様に、ウエビングにかかる張力と、時間との関係について調査したところ、図１８に示す結果と同様の結果が得られた。これより、実施の形態２にかかるシートベルト装置も、実施の形態１にかかるシートベルト装置と同様に、エネルギー吸収荷重の安定化を測ることができることが立証された。
（実施の形態３）
図１６及び図１７は、実施の形態３にかかるシートベルト装置の角筒状部付近を示す拡大図断面図であり、図１６は、プリテンショナ作動時を、図１７は、ロッドが初期位置方向に向けて押戻される時を示している。
【００６２】
なお、実施の形態３では、実施の形態１で説明した部材に対応する部材には、同一の符号を付し、重複説明を省略する。
【００６３】
図１６及び図１７に示すように、実施の形態３にかかるシートベルト装置の、実施の形態１にかかるシートベルト装置との異なる点は、角筒状部７４の側壁部の一部が、伸縮可能な蛇腹部２５１から構成され、Ｌ型パイプ７０の内の圧力が所定値以上高くなった際に、蛇腹部２５１が初期の状態より伸び、Ｌ型パイプ７０内容積を増加させるよう構成されている点である。
【００６４】
次に、実施の形態３にかかるリトラクタを備えたシートベルト装置の動作について説明する。
【００６５】
実施の形態１と同様に、乗員が車両に乗り、着座してウエビング２を装着した初期状態において、車両に衝突時等の急激な速度減が生じると、ロッド３６全体が上方に向かって瞬時のうちに押し出される（図１６参照）。これにより、ウエビング２の弛みが除去されて、乗員を座席に拘束する。
【００６６】
ウエビング２の巻取りが終り、実施の形態１と同様にリトラクタシャフト２４がウエビング引出し方向に回転すると、ワイヤ４０を介してロッド３６を初期位置方向に向けて押戻す。この時、ロッド３６がＬ型パイプ７０内に戻ることにより、Ｌ型パイプ７０内のガスが圧縮され、圧力が上昇する。この圧力によって、角筒状部７４の蛇腹部２５１が、図１７0に示すように伸びて変形し、Ｌ型パイプ７０内の内容積を増加させる。これと同時に、押出し部材の穴４２ａからもガスが抜ける。これによって、Ｌ型パイプ７０内の圧力を低下させることができると共に、ロッド３６の戻りの円滑が図られる。
【００６７】
その後、実施の形態１と同様に、かしめ玉４６がストッパ部２６ｂから外れ、ワイヤ４０の係止状態の解除となり、クラッチ機構４４の回転を制限するものがなくなり、クラッチ機構４４に結合したリトラクタシャフト２４の更なる捻れ回転が許容される。
【００６８】
次に、実施の形態３にかかるシートベルト装置について、実施の形態１と同様に、ウエビングにかかる張力と、時間との関係について調査したところ、図１８に示す結果と同様の結果が得られた。これより、実施の形態３にかかるシートベルト装置も、実施の形態１にかかるシートベルト装置と同様に、エネルギー吸収荷重の安定化を測ることができることが立証された。
【００６９】
なお、実施の形態３では、蛇腹部２５１が伸びることにより、Ｌ型パイプ７０内の内容積を増大させてＬ型パイプ７０内の圧力を低下させる場合について説明したが、これに限らず、押出された押出し部材４２が、その初期の位置に戻る際に、Ｌ型パイプ７０の内容積が増加するよう変形可能であれば、他の構成を備えていてもよいことは勿論である。
【００７０】
また、実施の形態３にかかる構成は、実施の形態１及び２で説明した構成と組み合わせることもできる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかるシートベルト装置は、圧力保持容器内の圧力がガス圧によって大きく上昇する前に、該圧力保持容器内の圧力を低下させることができるリトラクタを備えているため、移動体を円滑に元の位置に戻すことができる。また、フォースリミッタ作動時におけるプリテンショナの逆作動力の影響を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるプリテンショナを備えたシートベルト装置用リトラクタをその軸方向側面から見た状態で示す説明図であり、図２に示すＩ−Ｉ線に沿った（プリテンショナ部における）一部断面図である。
【図２】図１に示すリトラクタのII−II線に沿った（プリテンショナ部における）断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかるプリテンショナを備えたシートベルト装置用リトラクタのクラッチ部の構成を説明する説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかるプリテンショナを備えたシートベルト装置用リトラクタのクラッチの動作を説明する説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１にかかるプリテンショナを備えたシートベルト装置用リトラクタのクラッチの動作を説明する説明図である。
【図６】図２に示す角筒状部付近を拡大して示す断面図である。
【図７】図２に示す角筒状部付近を拡大して示す断面図である。
【図８】図２のVIII−VIII線に沿った拡大断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１にかかるプリテンショナを備えたシートベルト装置用リトラクタの動作を説明する図である。
【図１０】本発明の実施の形態１にかかるプリテンショナを備えたシートベルト装置用リトラクタの動作を説明する図である。
【図１１】本発明の実施の形態１にかかるプリテンショナを備えたシートベルト装置用リトラクタの動作を説明する図である。
【図１２】本発明の実施の形態１にかかるプリテンショナを備えたシートベルト装置用リトラクタの動作を説明する図である。
【図１３】本発明の実施の形態２にかかるシートベルト装置の角筒状部付近を示す拡大図断面図であり、プリテンショナ作動時を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態２にかかるシートベルト装置の角筒状部付近を示す拡大図断面図であり、プリテンショナ作動完了時を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態２にかかるシートベルト装置の角筒状部付近を示す拡大図断面図であり、ロッドが初期位置方向に向けて押戻される時を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態３にかかるシートベルト装置の角筒状部付近を示す拡大図断面図であり、プリテンショナ作動時を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態３にかかるシートベルト装置の角筒状部付近を示す拡大図断面図であり、ロッドが初期位置方向に向けて押戻される時を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態１にかかるシートベルト装置について、ウエビングにかかる張力と、時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
２ ウエビング
１０ リトラクタ
１２ プリテンショナ
１３ リトラクタ本体
１４ 緊急ロック機構
３２ ガス発生装置
３６ ロッド
４２ 押出し部材
４６ かしめ玉
５２ 隙間
７０ Ｌ型パイプ
７２ 円筒部
７４ 角筒状部
１５１ 薄肉部
２５１ 蛇腹部
【発明が属する技術分野】
本発明は、車両等の乗員をウエビングによって座席に拘束し、衝突の際等の安全を図るシートベルト装置に関し、特に、緊急の際にウエビングを強制的に巻取る機能を備えるリトラクタの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両等には、乗員の安全を図るためにシートベルト装置が使用される。このシートベルト装置には、例えば、引出されたウエビング（ベルト）を巻戻すと共に緊急の際にウエビングの引出しを阻止（巻取りは可能）するロック機構を備えたリトラクタが設けられている。また、このリトラクタに、更に、プリテンショナと捻れ軸（トーションバー）とを組合わせたものもある。プリテンショナは、衝突の際にウエビングを強制的にリールに巻取ってウエビングの弛みを除去する。捻れ軸はリールの回転軸に用いられており、衝突後に生ずる乗員の前方移動によってウエビングに所定値を超える力が作用すると、一端側がロック機構によってロックされ、他端側がリールに結合された回転軸が塑性（捻れ）変形してリールを回転させてウエビング引出しを可能とし、乗員に加わる力を抑制するようにしている。
【０００３】
前記プリテンショナは、一般的に、パイプ等の圧力保持容器内に移動可能に配置されるピストンと、前記圧力保持容器に取付けられ、前記ピストンを一方向に押出す高圧力を発生するガス発生装置を備えており、このプリテンショナが作動した際には、前記ガス発生装置から生じるガス圧によってピストンを一方向に移動させてウエビングを巻き込み、プリテンショナの作動が終了した後には、フォースリミッタが作動して当該プリテンショナを逆作動し、前記ピストンが逆方向に押し戻されて、圧力保持容器内のガスをさらに圧縮し、フォースリミッタの作動する荷重が、フォースリミッタ単体で設定している荷重よりも高くなってしまう。
【０００４】
そこで、このプリテンショナが逆作動により圧縮されたガスを圧力保持容器内から開放する工夫が提案されており、例えば、特開平９−１８８２２３号公報には、そのような例が記載されている。この公報に記載されたベルト緊急引締め装置用リニア駆動装置は、圧力保持容器（円筒チューブ）に、外部と連通する開口を形成し、この開口に吹抜けパッチを取り付けた構成を備えている。このリニア駆動装置では、前記圧力保持容器内の圧力が高くなった際に、当該圧力によって吹抜けパッチを破るあるいは吹抜けパッチごと外すことで、圧力保持容器内で圧縮されたガスを外部に開放している。あるいは、さらに吹抜けパッチに細管を設け、この細管によって、圧力の調整を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、特開平９−１８８２２３号公報に記載されているような構造では、圧力保持容器内の圧力を外部に、必ずしも十分に開放することができない場合がある虞れがある。
【０００６】
本発明は、このような従来のリトラクタを改良することを課題とするものであり、圧力保持容器内が、ガス圧によって圧力が大きく上昇する前に、当該圧力保持容器内の圧力を低下させることができるリトラクタを備えたシートベルト装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明は、圧力保持容器内に移動可能に配置される移動体と、前記圧力保持容器に取付けられ、前記移動体を一方向に押出す高圧力を発生するガス発生装置と、を備え、前記圧力保持容器は、前記一方向に押出された移動体がその初期の位置に戻る際に変形して、当該圧力保持容器外部に連通する隙間を形成するシートベルト装置を提供するものである。
【０００８】
この構成を備えたシートベルト装置は、一方向に押出された移動体がその初期の位置に戻ることにより圧力保持容器内のガスを圧縮すると、この時に生じる圧力によって、当該圧力保持容器が変形して外部に連通する隙間を形成することができる。したがって、圧力保持容器内のガスが当該隙間から外部に放出される（開放される）ため、圧力保持容器内の圧力を低下させることができる。
【０００９】
前記圧力保持容器は、前記移動体の移動方向に対し略垂直な断面形状が四角形を有し、前記一方向に押出された移動体がその初期の位置に戻る際に当該圧力保持容器の平面部が変形し、前記移動体との間に前記隙間を形成するよう構成することができる。
【００１０】
また、前記圧力保持容器は、その側壁部の一部が、他の部分の厚みより薄く形成された薄肉部からなり、前記一方向に押出された移動体がその初期の位置に戻る際に当該薄肉部が変形し、前記移動体との間に前記隙間を形成するよう構成することもできる。
【００１１】
そしてまた、前記圧力保持容器は、前記一方向に押出された移動体がその初期の位置に戻る際に、当該圧力保持容器の内容積が増加するよう変形させることもできる。この構成により、前記圧力容器内のガスが前記隙間から放出されることによる圧力低下と、当該圧力保持容器の内容積の増加による圧力低下の両方を達成することができる。したがって、圧力保持容器内の圧力をより効率よく低下させることができる。
【００１２】
また、前記圧力保持容器は、その側壁部の一部が伸縮可能に構成され、前記一方向に押出された移動体がその初期の位置に戻る際に、その初期の状態より伸び、当該圧力保持容器の内容積を増加させるよう構成することもできる。
【００１３】
さらにまた本発明は、圧力保持容器内に移動可能に配置される移動体と、前記圧力保持容器に取付けられ、前記移動体を一方向に押出す高圧力を発生するガス発生装置と、を備え、前記圧力保持容器は、前記一方向に押出された移動体がその初期の位置に戻る際に、当該圧力保持容器の内容積が増加するよう変形するシートベルト装置を提供するものである。
【００１４】
この構成を備えたシートベルト装置は、一方向に押出された移動体がその初期の位置に戻ることにより圧力保持容器内のガスを圧縮すると、この時に生じる圧力によって、当該圧力保持容器の内容積が増加するよう変形するため、圧力保持容器内の圧力を低下させることができる。
【００１５】
前記圧力保持容器は、その側壁部の一部が伸縮可能に構成され、前記一方向に押出された移動体がその初期の位置に戻る際に、その初期の状態より伸び、当該圧力保持容器の内容積を増加させるよう構成することができる。
【００１６】
また、本発明にかかるシートベルト装置は、前記圧力保持容器を固定するケースと、リトラクタシャフトと同軸に配置されて、外周が一方向に回転すると、前記リトラクタシャフトと連結するクラッチ部と、前記クラッチ部の外周に一端側が巻回され、他端側が前記移動体を経由して前記ケースに形成された収納部内にて係止されるワイヤと、をさらに備え、前記移動体がその初期の配置位置から他方向に移動したときに、前記ワイヤの他端側の係止が解除されるよう構成することもできる。
【００１７】
この構成により、移動体が初期位置よりも圧力保持容器に潜り込んだときワイヤの一端が外れるので、部材を破断せずとも、ワイヤがリトラクタシャフトの回転を妨げない構造を得ることが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図において、対応する部分には同一符号を付し、重複説明を省略する。
（実施の形態１）
図１は、プリテンショナを備えたシートベルト装置用リトラクタをその軸方向側面から見た状態で示す説明図であり、図２に示すＩ−Ｉ線に沿った（プリテンショナ部における）一部断面図にて示している。図２は、図１に示すリトラクタのII−II線に沿った（プリテンショナ部における）断面図である。図３は、クラッチ部の構成を説明する説明図である。図４及び図５は、クラッチの動作を説明する説明図、図６及び図７は、図２に示す角筒状部付近を拡大して示す断面図である。
【００１９】
図１及び図２に示すように、シートベルト装置のリトラクタ１０は、ウエビング２を巻き取るリトラクタ本体１３と、このリトラクタ本体１３の右端側部に設けられた緊急ロック機構１４と、左端側に設けられたプリテンショナ１２及び巻き取りばね装置１１を備える。
【００２０】
リトラクタ本体１３は、ウエビング２を巻き取りまたは引き出し自在な巻き取りリール２２を備える。リール２２は後述のスリーブ４４ａを介して巻取軸であるリトラクタシャフト２４に連結される。リール２２はリトラクタシャフト２４の左端側に連結された巻取りバネ装置１１によりウエビング２が巻き取られる方向に常時付勢されている。リトラクタシャフト２４の右端側に設けられた緊急ロック機構１４は、加速度センサが所定値を超える減速度を検出したとき、あるいはウエビング２が所定値以上の加速度で引き出されるときに作動し、リトラクタシャフト２４のベルト引出し方向の回転を阻止する。それにより、リール２２からウエビング２が引出されることを防止し、乗員の前方移動を阻止する。
【００２１】
なお、緊急ロック機構１４はロック状態となった場合でもリトラクタシャフト２４のウエビング巻取り方向の回転を許容し、衝突の際のプリテンショナ１２によるウエビング巻取り（弛み除去）を可能としている。
【００２２】
リトラクタシャフト２４の巻き取りリール２２内に収納された部分は捻れシャフト２４ａとされている。捻れシャフト（トーションバー）をリトラクタに用いる例は、例えば、特開昭４６−７７１０号公報や特開平９−２８６３０２号公報に示されている。緊急ロック機構１４の作動後にウエビング２に過大な引出し力が加わると、リール２２に回転力が作用する。右端側がロックされ、左端側がスリーブを介して相対回転不能にリールに結合された捻れシャフト２４ａは、ねじられて塑性変形し、ウエビング２の引出しを可能とする。
【００２３】
プリテンショナ１２は、後に詳述するが、円筒部７２と角筒状部７４によって構成される圧力保持容器としてのＬ型パイプ７０と、Ｌ型パイプ７０に取付けられ、ロッド３６を一方向（図１でいう上方）に押出す高圧力を発生するガス発生装置３２と、ロッド３６と、ロッド３６の下端に設けられた押出し部材４２と、ワイヤ４０、クラッチ機構４４などによって構成される。
【００２４】
なお、本実施の形態では、ロッド３６と押出し部材４２とで、本発明でいう移動体を構成している。
【００２５】
Ｌ型パイプ７０は、くびれ部７６を介して円筒部７２と角筒状部７４とが連結されて形成されている。くびれ部７６は、上部側が深くくびれ、その下部側は緩やかなテーパ部となっている。角筒状部７４の下端側の平面部５１は、特に図６に示すように、ロッド３６が押し下げられてＬ型パイプ７０内の圧力が所定以上になった際に変形可能となっており、この変形によって押出し部材４２と角筒状部７４との間に隙間５２を形成する。そして、この隙間５２からＬ型パイプ７０内のガスを外部に逃がし、Ｌ型パイプ７０内の圧力を低下させる。
【００２６】
ガス発生装置３２は、円筒部７２の開口部に嵌挿され、該開口部をかしめて取付けられる。ガス発生装置３２は、図示しない、電極と、点火装置と、高圧ガス発生剤とを備える。電極には、車両の衝突時に発生する急激な加速度を検出する図示しないショックセンサからの信号を伝える点火信号伝達用ハーネスが接続されている。ショックセンサから点火信号が電極に伝えられると、点火装置が高圧ガス発生剤を発火させて高圧ガスを瞬時に発生させる。なお、ガス発生装置３２の取付けは螺合やキャップによる取付けであってもよい。
【００２７】
角筒状部７４の内部の所定位置には、押出し部材４２と移動体としてのロッド３６が収納配置される。押出し部材４２は、特に図７に拡大して示すように、シール機能（ガス漏れ防止）を有する耐熱性の弾性体であり、発生ガスの圧力によって角筒状部７４内を移動し、ロッド３６の後端を押上げる。
【００２８】
この押出し部材４２は、例えば、断面四角形の角筒状部７４（シリンダ）に対応して四角形のピストン４２ｂ及びシール部材４２ｃによって構成することができる。ピストン４２ｂの中央には穴４２ａが形成されている。この穴４２ａは、急激に膨張するガス（例えば、ガス発生装置３２から発生するガス）に対しては比較的に通し難いが、ロッド３６が下る際にはＬ型パイプ７０内のガス抜き（圧力抜き）穴として機能する。この穴４２ａは、例えば、内径１ｍｍ、長さ３〜６ｍｍ程度に形成される。シール部材４２ｃは、ゴム、樹脂等の可塑性のものが使用される。ピストン４２ｂは、鉄、硬質プラスチック等のシール部材４２ｃよりも堅いもの（剛体）が選択される。
【００２９】
ロッド３６及び押出し部材４２の初期位置（配置位置）は、押出し部材４２と角筒状部７４の内壁との間の摩擦により、あるいは、角筒状部７４内壁の複数の小突起（図示せず）などによって保持される。
【００３０】
ロッド３６は、中空パイプ部材から構成されており、その上部にワイヤ４０と滑り可能に接するローラ３６ａが配設されている。ワイヤ４０は、その一端部にかしめ玉４６が取付けられ、他端側はクラッチ機構４４のプーリ４４ｃに巻回され、このプーリ４４ｃにフック、溶接、ねじ止などによって固定される。かしめ玉４６は、ケース２６のストッパ部２６ｂ、ロアケース部２６ｄ、角筒状部７４及びロッド３６によって画定される空間（かしめ玉収納空間）２６ａに収納配置される。プリテンショナ作動前の初期状態では、ロッド３６によって、かしめ玉収納空間２６ａとケース２６内部空間との連通口（出口）２６ｅが閉じられており、かしめ玉４６は、ストッパ部２６ｂに突き当って係止されている。
【００３１】
図８は、図２のVIII−VIII線に沿った拡大断面図であり、かしめ玉４６は、ストッパ部２６ｂの壁に形成された「Ｕ」字状の溝にワイヤ４０を通し、かしめ玉４６の端部をストッパ部２６ｂの壁に当てて係止している。このような、一部がケース２６の内部空間側に開放した「Ｕ」字溝を使用することによってかしめ玉４６が容易に外れるようにしている。
【００３２】
クラッチ機構４４は、例えば、図３に示すような構成となっており、同心に配置される、スリーブ４４ａと、プレート４４ｂと、プーリ４４ｃと、を備えている。プレート４４ｂには、軸方向に折曲げられた複数の突起（爪）４４bbが形成される。
【００３３】
スリーブ４４ａは、図１及び図２に示すように、リトラクタシャフト２４の左端側に取付けられかつリール２２と相対回転不能に連結されている。スリーブ４４ａのプーリ４４ｃと対向する面には軸（リトラクタシャフト２４）を一周する多数の溝山（ローレット目）４４ａａが軸方向に形成され、プレート４４ｂの突起４４bbが接触すると噛合力を発生する。
【００３４】
プーリ４４ｃは、その外周面にワイヤ４０が取付けられ、内周面にカム面が形成される。このカム面は、プレート４４ｂの突起４４bbを介してスリーブ４４ａの溝山部と対向する。プーリ４４ｃは剪断ピン２６ｃａが孔４４ｃａに嵌合するによってケース２６に保持される。
【００３５】
図４及び図５は、クラッチ機構４４の動作を説明する説明図である。図４に示す初期状態において、ロッド３６が移動してワイヤ４０を押上げると、プーリ４４ｃが反時計方向に回転する。それにより、プーリ４４ｃを保持する剪断ピン２６ｃａが折られる。このとき、プレート４４ｂは自身の慣性により、プーリ４４ｃの回転に追従できず、プーリ４４ｃとプレート４４ｂとの間に回転位相差が生ずる。このため、プーリ４４ｃのカム面により突起４４bbが軸心側に曲げられてスリーブ４４ａの溝山４４ａａに突き当る。そして、図５に示すように、プーリ４４ｃの内面とスリーブ４４ａの溝山との間にプレート４４ｂの突起４４bbが介在することとなり、クラッチの結合状態となる。プーリ４４ｃの回転が、突起４４bb及びスリーブ４４ａを介してリトラクタシャフト２４に伝達される。それにより、リール２２が回転してウエビング２の巻取りが可能となる。
【００３６】
クラッチ機構４４のプーリ４４ｃの外径はリール２２の外径よりも小径となっている。プーリ４４ｃには、ワイヤ４０がほぼ２回巻き付けられており、ワイヤとブーリ２２によって、いわゆる「つるべ方式」による増速機構が構成される。
【００３７】
次に、実施の形態１にかかるリトラクタを備えたシートベルト装置の動作について、図面を参照して説明する。
【００３８】
まず、乗員が車両に乗り、着座してウエビング２を装着した初期状態では、プリテンショナ１２は、図２及び図４に示す初期状態にある。この初期状態の場合、両図に示すように、プレート４４ｂの突起部４４bbとスリーブ４４ａは離間しているので、クラッチ機構４４はプリテンショナ１２には何ら関与せず（非結合状態）、リトラクタシャフト２４は、ウエビング引出し方向に回動自在である。
【００３９】
この初期状態において、車両に衝突時等の急激な速度減が生じたとする。これにより、緊急ロック機構１４が作動してリトラクタシャフト２４のウエビング引出し方向の回転を阻止する。また、ガス発生装置３２は、瞬時に加圧ガスを発生し、この加圧ガスが圧力室（円筒部７２内）に放出される。これにより、押出し部材４２に下方から急激な押圧力が作用し、図９に示すように、角筒状部７４に収納されたロッド３６全体が上方に向かって瞬時のうちに押し出される。
【００４０】
この押し出しの力は、初期状態においてロッド３６の先端を押えているワイヤ４０の力に優るので、ロッド３６は、ワイヤ４０の中間部を押しながら上方に移動する。
【００４１】
このときワイヤ４０は、その一端がクラッチ機構４４のプーリ４４ｃの外周に固定され、他端はプーリ４４ｃに１回以上巻回した上でストッパ部２６ｂに係止されている。このため、ロッド３６によって押出されたワイヤ４０は、引出された分、すなわちロッドの移動距離の２倍の長さ分だけクラッチ機構４４のプーリ４４ｃに巻回されたワイヤ部分を引出す。これにより、プーリ４４ｃがその引出し量に対応した角度だけ回転する。つまり、前述したように、ワイヤ４０は、いわゆる「つるべ」方式で２倍の増速作用を発揮し、クラッチ外周となるプーリ４４ｃをその増速状態で図９でいう反時計回りに回転する。なお、この時点では、プーリ４４ｃとプレート４４ｂは、剪断ピン２６ｃａで固定されている。
【００４２】
これにより、プーリ４４ｃとプレート４４ｂとにズレが生じ、プーリ４４ｃ内周の複数のカム面がそれぞれプレート４４ｂの複数の突起４４bbを変形して内方に押出し、突起４４bbはスリーブ４４ａに噛込まれ、クラッチ機構４４が噛み合う（図５参照）。これにより、ワイヤ４０、プーリ４４ｃで代表される増速機構とリトラクタシャフト２４とが結合し、プリテンショナ１２によって駆動されるクラッチ機構４４の回転と一体にリトラクタシャフト２４も反時計回りに回転する。リトラクタシャフト２４の回転に伴ってリール２２はウエビング２の巻取り方向に回転し、ウエビング２の弛みを除去するように作用して、乗員を座席に拘束する。ウエビング２は極めて短時間の内にリール２２に巻き取られる。
【００４３】
ウエビング２の巻取りが終り（プリテンショナ１２の作動終了）、その後、衝突時の乗員の慣性移動によりウエビング２に引出し力が加わる。この引出し力は、ウエビング２、巻取りリール２２、スリーブ４４aを介してリトラクタシャフト２４に伝達される。前述したように、緊急ロック機構１４がリトラクタシャフト２４の右端側でリトラクタシャフト２４のウエビング引出し方向の回転を阻止しているので、引出し力が所定値を超えると、リトラクタシャフト（捻れ軸）２４aが塑性変形し、捻れて回転する（エネルギー吸収開始）その分、リール２２からウエビング２の引出しが許容される。
【００４４】
リトラクタシャフト２４がウエビング引出し方向に回転すると、リトラクタシャフト２４に結合しているプーリ４４ｃが逆方向に回転して、ワイヤ４０をプーリ４４ｃの外周に巻上げ（巻付け）、図１０に示すように、ワイヤ４０を介してロッド３６を初期位置方向に向けて押戻す。この時、ロッド３６がＬ型パイプ７０内に戻ることにより、Ｌ型パイプ７０内のガスが圧縮され、圧力が上昇する。この圧力によって、角筒状部７４の下端側の平面部５１が、図６に示すように外側に向けて膨らむように変形し、押出し部材４２と角筒状部７４との間に隙間５２を形成する。圧縮されたガスは、この隙間５２を介して、ロッド３６と角筒状部７４との間の間から外部に放出される。これと同時に、押出し部材の穴４２ａからもガスが抜ける。これによって、Ｌ型パイプ７０内の圧力を低下させることができると共に、ロッド３６が円滑に戻る。
【００４５】
ロッド３６が、図１１及び図１２に示されるように、その初期位置よりも更に押戻されると、ロッド３６によって閉じられていたかしめ玉収納空間２６ａの連通口２６ｅが開き、かしめ玉４６がケースの内部空間に移動可能となる。クラッチ機構４４の回転によってワイヤ４０が更に巻取られ、かしめ玉４６がかしめ玉収納空間２６ａから引出される。かしめ玉４６がストッパ部２６ｂから外れ、ワイヤ４０の係止状態の解除となる。
【００４６】
ワイヤ４０がストッパ部２６ｂから外れると、クラッチ機構４４の回転を制限するものがなくなり、クラッチ機構４４に結合したリトラクタシャフト２４の更なる捻れ回転が許容される。
【００４７】
したがって、シートベルト装置は、過大な加速度が検出されると、ウエビングを短時間で締め上げて乗員を座席に拘束し、その後、乗員の慣性移動によって乗員に所定値を超える荷重が加わると軸の捻れによってウエビングの引出しを許容し、乗員に加わる荷重を抑制することが可能となる。また、この際に、プリテンショナは捻れ軸の作動を妨げない。
【００４８】
なお、実施の形態１では、Ｌ型パイプ７０の上部を、断面四角形の角筒状部７４から構成した場合について説明したが、これに限らず、断面形状は円形、楕円形、多角形等、所望により決定してよい。
【００４９】
また、実施の形態１では、圧力保持容器としてのＬ型パイプ７０を、円筒部７２と角筒状部７４によって構成した場合について説明したが、これに限らず、圧力保持容器は、一本のパイプ等によって構成してもよい。
【００５０】
そしてまた、実施の形態１では、Ｌ型パイプ７０の平面部５１を変形可能にし、この変形によって、押出し部材４２との間に隙間５２を形成することで、Ｌ型パイプ７０内のガスを外部に放出する場合について説明したが、これに限らず、Ｌ型パイプ７０は、ロッド３６がその初期の位置に戻る際に変形して、外部に連通する隙間を形成することが可能であれば、他の構成を備えていてもよい。
【００５１】
次に、実施の形態１にかかるシートベルト装置について、ウエビングにかかる張力と、時間との関係について調査した。また、比較として、角筒状部が変形しない以外は、実施の形態１と同様の構成を備えた従来のシートベルト装置についても同様の調査を行った。この結果を図１８に示す。
【００５２】
図１８から、実施の形態１にかかるシートベルト装置は、従来のシートベルト装置に比べ、エネルギー吸収機構作動範囲において、ウエビングにかかる張力が滑らかになっていることが判る。この結果から、実施の形態１にかかるシートベルト装置はエネルギー吸収荷重（フォースリミッタの作動する荷重）の安定化を図ることができることが立証された。
（実施の形態２）
図１３〜図１５は、実施の形態２にかかるシートベルト装置の角筒状部付近を示す拡大図断面図であり、図１３は、プリテンショナ作動時を、図１４は、プリテンショナ作動完了時を、図１５は、ロッドが初期位置方向に向けて押戻される時を示している。
【００５３】
なお、実施の形態２では、実施の形態１で説明した部材に対応する部材には、同一の符号を付し、重複説明を省略する。
【００５４】
図１３〜図１５に示すように、実施の形態２にかかるシートベルト装置の、実施の形態１にかかるシートベルト装置との異なる点は、角筒状部７４の側壁部の一部が、他の部分の厚みより薄く形成された薄肉部１５１から構成され、Ｌ型パイプ７０の内の圧力が所定値以上高くなった際に、この薄肉部１５１が外部に膨張するように変形し、押出し部材４２と角筒状部７４との間に、Ｌ型パイプ７０の内部と外部を連通させる隙間５２を形成するよう構成されている点である。
【００５５】
次に、実施の形態２にかかるリトラクタを備えたシートベルト装置の動作について説明する。
【００５６】
実施の形態１と同様に、乗員が車両に乗り、着座してウエビングを装着した初期状態では、プリテンショナ１２は、図２及び図４に示す初期状態にある。
【００５７】
この初期状態において、車両に衝突時等の急激な速度減が生じると、実施の形態１と同様にロッド３６全体が上方に向かって瞬時のうちに押し出される（図１３参照）。これにより、ウエビング２の弛みが除去されて、乗員を座席に拘束する。
【００５８】
ウエビング２の巻取りが終り、衝突時の乗員の慣性移動によりウエビング２に引出し力が加わった後、実施の形態１と同様にリトラクタシャフト２４がウエビング引出し方向に回転すると、ワイヤ４０を介してロッド３６を初期位置方向に向けて押戻す。この時、ロッド３６がＬ型パイプ７０内に戻ることにより、Ｌ型パイプ７０内のガスが圧縮され、圧力が上昇する。この圧力によって、角筒状部７４の薄肉部１５１が、図１４に示すように外側に向けて膨らむように変形し始める。
【００５９】
さらに、ロッド３６が押戻されると、図１５に示すように、薄肉部１５１の変形により押出し部材４２と角筒状部７４との間に隙間５２が形成される。圧縮されたガスは、この隙間５２を介して、ロッド３６と角筒状部７４との間の間から外部に放出される。これと同時に、押出し部材の穴４２ａからもガスが抜ける。これによって、Ｌ型パイプ７０内の圧力を低下させることができると共に、ロッド３６の戻りの円滑が図られる。
【００６０】
その後、実施の形態１と同様に、かしめ玉４６がストッパ部２６ｂから外れ、ワイヤ４０の係止状態の解除となり、クラッチ機構４４の回転を制限するものがなくなり、クラッチ機構４４に結合したリトラクタシャフト２４の更なる捻れ回転が許容される。
【００６１】
次に、実施の形態２にかかるシートベルト装置について、実施の形態１と同様に、ウエビングにかかる張力と、時間との関係について調査したところ、図１８に示す結果と同様の結果が得られた。これより、実施の形態２にかかるシートベルト装置も、実施の形態１にかかるシートベルト装置と同様に、エネルギー吸収荷重の安定化を測ることができることが立証された。
（実施の形態３）
図１６及び図１７は、実施の形態３にかかるシートベルト装置の角筒状部付近を示す拡大図断面図であり、図１６は、プリテンショナ作動時を、図１７は、ロッドが初期位置方向に向けて押戻される時を示している。
【００６２】
なお、実施の形態３では、実施の形態１で説明した部材に対応する部材には、同一の符号を付し、重複説明を省略する。
【００６３】
図１６及び図１７に示すように、実施の形態３にかかるシートベルト装置の、実施の形態１にかかるシートベルト装置との異なる点は、角筒状部７４の側壁部の一部が、伸縮可能な蛇腹部２５１から構成され、Ｌ型パイプ７０の内の圧力が所定値以上高くなった際に、蛇腹部２５１が初期の状態より伸び、Ｌ型パイプ７０内容積を増加させるよう構成されている点である。
【００６４】
次に、実施の形態３にかかるリトラクタを備えたシートベルト装置の動作について説明する。
【００６５】
実施の形態１と同様に、乗員が車両に乗り、着座してウエビング２を装着した初期状態において、車両に衝突時等の急激な速度減が生じると、ロッド３６全体が上方に向かって瞬時のうちに押し出される（図１６参照）。これにより、ウエビング２の弛みが除去されて、乗員を座席に拘束する。
【００６６】
ウエビング２の巻取りが終り、実施の形態１と同様にリトラクタシャフト２４がウエビング引出し方向に回転すると、ワイヤ４０を介してロッド３６を初期位置方向に向けて押戻す。この時、ロッド３６がＬ型パイプ７０内に戻ることにより、Ｌ型パイプ７０内のガスが圧縮され、圧力が上昇する。この圧力によって、角筒状部７４の蛇腹部２５１が、図１７0に示すように伸びて変形し、Ｌ型パイプ７０内の内容積を増加させる。これと同時に、押出し部材の穴４２ａからもガスが抜ける。これによって、Ｌ型パイプ７０内の圧力を低下させることができると共に、ロッド３６の戻りの円滑が図られる。
【００６７】
その後、実施の形態１と同様に、かしめ玉４６がストッパ部２６ｂから外れ、ワイヤ４０の係止状態の解除となり、クラッチ機構４４の回転を制限するものがなくなり、クラッチ機構４４に結合したリトラクタシャフト２４の更なる捻れ回転が許容される。
【００６８】
次に、実施の形態３にかかるシートベルト装置について、実施の形態１と同様に、ウエビングにかかる張力と、時間との関係について調査したところ、図１８に示す結果と同様の結果が得られた。これより、実施の形態３にかかるシートベルト装置も、実施の形態１にかかるシートベルト装置と同様に、エネルギー吸収荷重の安定化を測ることができることが立証された。
【００６９】
なお、実施の形態３では、蛇腹部２５１が伸びることにより、Ｌ型パイプ７０内の内容積を増大させてＬ型パイプ７０内の圧力を低下させる場合について説明したが、これに限らず、押出された押出し部材４２が、その初期の位置に戻る際に、Ｌ型パイプ７０の内容積が増加するよう変形可能であれば、他の構成を備えていてもよいことは勿論である。
【００７０】
また、実施の形態３にかかる構成は、実施の形態１及び２で説明した構成と組み合わせることもできる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかるシートベルト装置は、圧力保持容器内の圧力がガス圧によって大きく上昇する前に、該圧力保持容器内の圧力を低下させることができるリトラクタを備えているため、移動体を円滑に元の位置に戻すことができる。また、フォースリミッタ作動時におけるプリテンショナの逆作動力の影響を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるプリテンショナを備えたシートベルト装置用リトラクタをその軸方向側面から見た状態で示す説明図であり、図２に示すＩ−Ｉ線に沿った（プリテンショナ部における）一部断面図である。
【図２】図１に示すリトラクタのII−II線に沿った（プリテンショナ部における）断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかるプリテンショナを備えたシートベルト装置用リトラクタのクラッチ部の構成を説明する説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかるプリテンショナを備えたシートベルト装置用リトラクタのクラッチの動作を説明する説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１にかかるプリテンショナを備えたシートベルト装置用リトラクタのクラッチの動作を説明する説明図である。
【図６】図２に示す角筒状部付近を拡大して示す断面図である。
【図７】図２に示す角筒状部付近を拡大して示す断面図である。
【図８】図２のVIII−VIII線に沿った拡大断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１にかかるプリテンショナを備えたシートベルト装置用リトラクタの動作を説明する図である。
【図１０】本発明の実施の形態１にかかるプリテンショナを備えたシートベルト装置用リトラクタの動作を説明する図である。
【図１１】本発明の実施の形態１にかかるプリテンショナを備えたシートベルト装置用リトラクタの動作を説明する図である。
【図１２】本発明の実施の形態１にかかるプリテンショナを備えたシートベルト装置用リトラクタの動作を説明する図である。
【図１３】本発明の実施の形態２にかかるシートベルト装置の角筒状部付近を示す拡大図断面図であり、プリテンショナ作動時を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態２にかかるシートベルト装置の角筒状部付近を示す拡大図断面図であり、プリテンショナ作動完了時を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態２にかかるシートベルト装置の角筒状部付近を示す拡大図断面図であり、ロッドが初期位置方向に向けて押戻される時を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態３にかかるシートベルト装置の角筒状部付近を示す拡大図断面図であり、プリテンショナ作動時を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態３にかかるシートベルト装置の角筒状部付近を示す拡大図断面図であり、ロッドが初期位置方向に向けて押戻される時を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態１にかかるシートベルト装置について、ウエビングにかかる張力と、時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
２ ウエビング
１０ リトラクタ
１２ プリテンショナ
１３ リトラクタ本体
１４ 緊急ロック機構
３２ ガス発生装置
３６ ロッド
４２ 押出し部材
４６ かしめ玉
５２ 隙間
７０ Ｌ型パイプ
７２ 円筒部
７４ 角筒状部
１５１ 薄肉部
２５１ 蛇腹部
Claims (8)
- 圧力保持容器内に移動可能に配置される移動体と、
前記圧力保持容器に取付けられ、前記移動体を一方向に押出す高圧力のガスを発生するガス発生装置と、を備え、
前記移動体は、前記圧力保持容器の内壁と密接するシール部材を有し、
前記圧力保持容器は、前記一方向に押出された移動体がその初期の位置方向に向けて押し戻される際に、外側に向けて膨らむように変形して、当該圧力保持容器外部に連通する隙間を、前記シール部材との間に形成するシートベルト装置。 - 前記圧力保持容器は、前記移動体の移動方向に対し略垂直な断面形状が略四角形となるように形成され、前記一方向に押出された移動体がその初期の位置方向に向けて押し戻される際に、前記略四角形を構成する平面部が外側に向けて膨らむように変形し、前記シール部材との間に前記隙間を形成する請求項１記載のシートベルト装置。
- 前記圧力保持容器は、その側壁部の一部が、他の部分の厚みより薄く形成された薄肉部からなり、前記一方向に押出された移動体がその初期の位置方向に向けて押し戻される際に、当該薄肉部が外側に向けて膨らむように変形し、前記シール部材との間に前記隙間を形成する請求項１または請求項２記載のシートベルト装置。
- 前記圧力保持容器は、前記一方向に押出された移動体がその初期の位置方向に向けて押し戻される際に、当該圧力保持容器の内容積が増加するよう変形する請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のシートベルト装置。
- 前記圧力保持容器は、その側壁部の一部が伸縮可能に構成され、前記一方向に押出された移動体がその初期の位置方向に向けて押し戻される際に、その初期の状態より伸び、当該圧力保持容器の内容積を増加させる請求項４記載のシートベルト装置。
- 圧力保持容器内に移動可能に配置される移動体と、
前記圧力保持容器に取付けられ、前記移動体を一方向に押出す高圧力のガスを発生するガス発生装置と、を備え、
前記移動体は、前記圧力保持容器の内壁と密接するシール部材を有し、
前記圧力保持容器は、前記一方向に押出された移動体がその初期の位置方向に向けて押し戻される際に、外側に向けて膨らむように変形して、当該圧力保持容器の内容積が増加するよう変形するシートベルト装置。 - 前記圧力保持容器は、その側壁部の一部が伸縮可能に構成され、前記一方向に押出された移動体がその初期の位置方向に向けて押し戻される際に、その初期の状態より伸び、当該圧力保持容器の内容積を増加させる請求項６記載のシートベルト装置。
- 前記圧力保持容器を固定するケースと、
リトラクタシャフトと同軸に配置されて、外周が一方向に回転すると、前記リトラクタシャフトと連結するクラッチ部と、
前記クラッチ部の外周に一端側が巻回され、他端側が前記移動体を経由して前記ケースに形成された収納部内にて係止されるワイヤと、をさらに備え、
前記移動体がその初期の配置位置から他方向に移動したときに、前記ワイヤの他端側の係止が解除される請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載のシートベルト装置。
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