JP4708643B2 - 動力発生装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダ内で発生させたガスの圧力によりピストンを移動させ、その動力を利用する動力発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両衝突時に作動して、乗員の拘束性の向上を目的とするシートベルトプリテンショナ、サブマリン現象を防止するために乗員シート前部を持ち上げる装置等の動力を得るために、高圧ガスを発生させ、その圧力を利用する動力発生装置がある（例えば特開平１０−３５４１２号公報、特開平１１−２０８４１５号公報、特開平１１−２４０４１２号公報等参照）。
【０００３】
例えば、シリンダ内にガス発生装置を受容し、そのガス発生装置で発生したガス圧によりピストンを移動させ、その動力を利用する動力発生装置にあっては、金属製のシリンダ（ケーシング）内にガス発生装置を受容した状態でその基端開口を内向きにかしめてフランジ状にしてガス発生装置に係合させることでこれを保持する構造としたり、特開平１１−２０８４１５号公報に開示されているように、ケーシングの基端開口近傍の外周にねじを形成し、ケーシング内にガス発生装置を受容した状態で内向きフランジを有するねじ付きキャップを締結し、この内向きフランジをガス発生装置に係合させることでこれをシリンダ内に保持するようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記動力発生装置にあっては、車両衝突時（あるいは衝突感知時）に作動する安全装置は、更なる早期拘束性の向上等を目的として、作動速度を上げたり、作動力を上げることが望まれており、そのため、ガス発生装置のガス発生剤量を増やして圧力を高くして使用することが望まれる場合がある。
【０００５】
しかしながら、ガス発生時の内圧上昇によって受ける反力（ガス発生装置が抜ける方向に働く力）は、上記内向きのフランジ内面のみで受けているため、ガス発生装置の発生圧力を大きくすると、その反力も大きくなり、面圧を下げるために受け面積を大きくしたり、内向きフランジの板圧を厚くしなければならず、結果的に装置全体が大型化したり重量化する。また、材料強度を上げることも考えられるが、加工性が悪くなったり、コストが高騰するという問題もあるため、あまり現実的ではない。
【０００６】
本発明は上記した従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、圧力上昇時に入力する反力に対しても十分な強度が得られることにより、より大きな作動速度、作動力を発生することができ、しかも大型化・重量化することのない高圧ガスによる動力発生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】
上記した目的は、シリンダ内に受容されたガス発生装置で発生させたガスの圧力によりピストンを移動させ、その動力を利用する動力発生装置であって、前記シリンダ内周に形成されたねじと、前記ガス発生装置の筐体外周に形成されたねじとを螺合させて、前記シリンダ内にその一端開口から前記ガス発生装置を挿入し、受容した状態で前記シリンダ及び／または前記ガス発生装置の一部を変形させて前記シリンダに対して前記ガス発生装置を抜け止めし、かつ回り止めしたことを特徴とする動力発生装置を提供することにより達成される。このようにすれば、反力は、高い強度を確保可能なねじ部分で受けるようになり、位置決め後変形させることで回り止めして位置ずれ及びねじのゆるみを防止することができる。特に前記変形させる側と相反する側に、前記変形した部分に係合する対応係合部を有することで、所望の回転位置で確実に位置決め・回り止めすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
図１は、シートベルトプリテンショナ装置に用いるための本発明が適用された第１の実施形態に於ける動力発生装置を示す断面図である。この動力発生装置１は、シリンダ２と、該シリンダ２の内孔２ａ内に軸線方向に移動可能に受容されたピストン本体３と、基端がピストン本体３に係合し、遊端がシリンダ外に突出して作動端４ａをなすピストンロッド４と、ピストン本体３の基端側に受容されたガス発生装置５とを有している。図３に併せて示すように、ガス発生装置５の基端部には外部コネクタＣに接続するための接続ピン６が設けられ、この接続ピン６はシリンダ２の基端部から露出している。ピストン本体３とガス発生装置５との間には弾性を有するシール部材７及び圧縮コイルばね８が介在し、ピストン本体３を作動方向（突出方向）に常に付勢している。シール部材７は軸線方向に弾性を有し、かつガス発生時に確実にその漏れを防止できるものであれば良い。
【００１０】
ガス発生装置５の筐体５ａの外周面にはねじ５ｂが設けられている。また、シリンダ２の内孔２ａの基端側部分にもねじ２ｂが形成されている。このねじ２ｂにねじ５ｂを螺合させることによりガス発生装置５をシリンダ２の内孔２ａ内に挿入し、これを受容している。螺合させる際にはガス発生装置５の基端縁部に形成された面取り状係合部５ｃに工具を係合させて作業する。そして、図２及び図３に併せて示すように、シリンダ２の外周面に於ける、内周面でねじ５ｂが螺合する部分をかしめて没入させ、複数のかしめ部２ｃを形成し、ねじ２ｂのみ、またはねじ２ｂ及びねじ５ｂを部分的に変形させて潰すことによりガス発生装置５がシリンダ２に対して回り止めされ、即ち抜け止めされている。かしめ部２ｃは、シリンダ２の軸線を中心として対照位置に形成するようにすれば、別途押さえるための治具を必要とせず、そのかしめ作業が容易になる。また、ガス発生装置５の管理を容易にする目的で、動力発生装置１を組み付けた後にガス発生装置５を組み付ける場合にも、特にシリンダ２を別途治具で保持せずともかしめ作業を容易に行うことができる。
【００１１】
ここで、単に回り止めするためには、ねじの締結トルクを管理することも考えられるが、接続ピン６に対応する外部コネクタＣとの関係から接続ピン６の角度がある程度限定される。従って、停止角度を制御し難いトルク管理は不向きであり、本構成では、かしめる前の状態ではガス発生装置５はシリンダ２に対して回転するようになっている。そして、ガス発生装置５の角度を決めてかしめることにより、接続ピン６の角度を正確に定めることができる。
【００１２】
このような動力発生装置１を図示されないベルトプリテンショナ装置に使用する場合、これを例えばシートに固定し、バックルまたはシートベルト自体を引き込むために作動端４ａを直接またはリンク機構等を介してこれらに接続し、接続ピン６及び外部コネクタＣを介して制御することとなる。また、ピストンロッド４が作動後に戻ってしまうことを防止するためのワンウェイロック機構やピストンロッド４が通常時に突出しないように初期荷重を設定する構造を別途設けると良い。
【００１３】
上記構造により、シリンダの基端開口を内向きにかしめてフランジ状にしてガス発生装置に係合させる従来構造のようにガス発生装置の押さえ板を必要とすることもなく、部品点数が削減される。また、ガス発生装置の基端面が上記フランジ状部分に覆われないのでその露出面積が増え、刻印等の表示がし易くなる。また、単なるねじ止めと異なり、ユーザ等が不用意に分解することがなく、作動信頼性が向上する。加えて、シリンダの基端開口を内向きにかしめる構造やケーシング内にガス発生装置を受容した状態で内向きフランジを有するねじ付きキャップを締結する構造に比較してガス発生時の反力に対する強度が向上するため、過圧時のガス抜き構造（リリーフ構造）を必要とせず、構造が簡単になると共にガス発生時の衝撃音も低減する。
【００１４】
図４に上記構成の変形例を示す。本構成ではシリンダ２の基端面部分をかしめて没入させ、複数のかしめ部２ｃを形成し、ねじ２ｂのみ、またはねじ２ｂ及びねじ５ｂを例えば１／２ピッチ分程度変形させて潰すことによりガス発生装置５がシリンダ２に対して回り止めされ、即ち抜け止めされている。それ以外の構造は第１の実施形態と同様である。
【００１５】
尚、図４の構造はかしめる際、軸線方向に対する押さえ治具を必要とするが、図１〜図３の構造は、ガス発生装置５の管理を容易にする目的で、動力発生装置１を組み付けた後にガス発生装置５を組み付ける際に別途治具を必要としないためその作業が容易になっている。
【００１６】
図５は、本発明が適用された第２の実施形態に於ける動力発生装置の要部を示す斜視図、図６はその断面図、図７はシリンダ１２の基端側開口部を示す斜視図である。本構成では、シリンダ１２の基端側開口部がテーパ状をなし、その部分にねじ１２ｂよりも内側に突出しない高さのセレーション状の凹凸が多数形成され、凹凸部１２ｃをなしている。実際にはこの凹凸部１２ｃは、図８に示すように、段部側面に形成しても良い。
【００１７】
また、ガス発生装置１５の基端部にシリンダ１２の基端側開口縁部まで覆うフランジ１５ｃが形成されている。このフランジ１５ｃの縁部にはシリンダ１２のねじ１２ｂへガス発生装置１５のねじ１５ｂを螺合する作業の際に工具を係合させるための面取り状係合部１５ｄが形成されている。
【００１８】
シリンダ１２にガス発生装置１５を組み込むには、ねじ１２ｂにねじ１５ｂを螺合させることによりガス発生装置１５をシリンダ１２の内孔１２ａ内に挿入し、接続ピンの位置を決定した状態でガス発生装置１５のフランジ１５ｃの端面の一部をかしめて没入させて凹凸部１２ｃに係合させることにより、複数のかしめ部１５ｅを形成し、ガス発生装置１５をシリンダ１２に対して回り止めし、即ち抜け止めする。本構成では、フランジ１５ｃの端面の一部をかしめることでかしめ作業の際、厳密な管理をせずともガス発生装置１５の内部構造や接続ピン等に影響を及ぼす心配がない。それ以外の構造は第１の実施形態と同様である。
【００１９】
図９に上記第２の実施形態の変形例を示す。本構成では段部状係合部１５ｄがフランジ１５ｃを部分的に薄肉とした段部からなり、この薄肉部分の一部をかしめて没入させて凹凸部１２ｃに係合させることにより、複数のかしめ部１５ｅを形成している。薄肉部分をかしめることによりかしめ作業が容易になっている。それ以外の構造は第２の実施形態と同様である。
【００２０】
図１０は、本発明が適用された第３の実施形態に於ける動力発生装置の要部を示す斜視図、図１１はその断面図、図１２はガス発生装置２５を示す斜視図である。本構成ではガス発生装置２５の基端部にシリンダ２２の基端側開口縁部まで覆うフランジ２５ｃが形成されている。このフランジ２５ｃの縁部には複数の係合凹部２５ｅが形成されている。また、図１３に併せて示すように、フランジ２５ｃのシリンダ２２の基端側開口縁部との対向面にビード２５ｆが突設されている。
【００２１】
シリンダ２２にガス発生装置２５を組み込むには、工具を面取り状係合部２５ｄに係合させてねじ２２ｂにねじ２５ｂを螺合させることによりガス発生装置２５をシリンダ２２の内孔２２ａ内に挿入し、接続ピン位置を決定した状態でシリンダ２２の外周面に於ける、内周側で係合凹部２５ｅが位置する部分をかしめて没入させて係合凹部２５ｅに係合させることにより、複数のかしめ部２２ｃを形成し、ガス発生装置２５をシリンダ２２に対して回り止めし、即ち抜け止めする。その際、上記ビード２５ｆがシリンダ２２の基端側開口縁部に食い込み、がたを吸収すると共にゆるみ止めとして機能する。それ以外の構造は第１及び第２の実施形態と同様である。
【００２２】
図１４に上記第３の実施形態の変形例を示す。本構成ではフランジ２５ｃの縁部がテーパ状をなし、その部分にセレーション状の凹凸が多数形成され凹凸部２５ｇをなしている。そのため、第３の実施形態に比較してかしめる位置の自由度が高くなっている。それ以外の構造は第３の実施形態と同様である。
【００２３】
尚、上記各構成にあっては、シリンダ２、１２、２２とガス発生装置５、１５、２５との間のねじを通常のねじとしたが、例えば台形ねじの山、谷をＲでつないだ丸ねじ形状等でも良い。また、積極的にねじを渋く設計し、回り難くすれば、位置の仮止め等に有利である。また、ねじ表面にゆるみ止めとシール性を兼ねたシールテープを巻き付けたもの、あるいは硬化性樹脂シール、ゆるみ止めコーティング等を付けても良い。
【００２４】
【発明の効果】
以上、本発明による動力発生装置によれば、動力発生装置のシリンダ内周に形成されたねじと、ガス発生装置の筐体外周に形成されたねじとを螺合させて、シリンダ内にその一端開口からガス発生装置を挿入し、受容した状態でこのシリンダ及び／またはガス発生装置の一部を変形させてシリンダに対してガス発生装置を抜け止めし、かつ回り止めすることで、ガス発生時の反力は、ねじ部分で受けるようになり、受圧面積が大きくなり、高い強度を確保することが可能となる。そしてその状態で変形させて回り止めすることで確実に位置ずれ及びねじのゆるみを防止することができる。また、構造も単純であり、複雑化・大型化することもない。特に変形させる側と相反する側に、変形した部分に係合する対応係合部を有することで、所望の回転位置で確実に位置決めでき、また強固に回り止めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シートベルトプリテンショナ装置に用いるための本発明が適用された第１の実施形態に於ける動力発生装置を示す断面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線について見た断面図。
【図３】本発明が適用された第１の実施形態に於ける動力発生装置の要部斜視図。
【図４】本発明が適用された第１の実施形態の変形例を示す図３と同様な図。
【図５】本発明が適用された第２の実施形態に於ける動力発生装置の要部を示す斜視図。
【図６】図５の断面図。
【図７】シリンダの基端側開口部を示す斜視図。
【図８】本発明が適用された第２の実施形態の変形例を示す図７と同様な斜視図。
【図９】第２の実施形態の変形例を示す図５と同様な斜視図。
【図１０】本発明が適用された第３の実施形態に於ける動力発生装置の要部を示す斜視図。
【図１１】図１０の断面図。
【図１２】ガス発生装置を示す斜視図。
【図１３】図１２の要部断面図。
【図１４】第３の実施形態の変形例を示す図１２と同様な斜視図。
【符号の説明】
１ 動力発生装置
２ シリンダ
２ａ 内孔
２ｂ ねじ
２ｃ かしめ部
３ ピストン本体
４ ピストンロッド
４ａ 作動端
５ ガス発生装置
５ａ 筐体
５ｂ ねじ
５ｃ 面取り状係合部
６ 接続ピン
７ シール部材
８ 圧縮コイルばね
１２ シリンダ
１２ａ 内孔
１２ｂ ねじ
１２ｃ 凹凸部
１５ ガス発生装置
１５ａ 筐体
１５ｂ ねじ
１５ｃ フランジ
１５ｄ 段部状係合部
１５ｅ かしめ部
２２ シリンダ
２２ａ 内孔
２２ｂ ねじ
２２ｃ かしめ部
２５ ガス発生装置
２５ａ 筐体
２５ｂ ねじ
２５ｃ フランジ
２５ｄ 面取り状係合部
２５ｅ 係合凹部
２５ｆ ビード
２５ｇ 凹凸部
Ｃ 外部コネクタ

Claims (2)

1. シリンダ内に受容されたガス発生装置で発生させたガスの圧力によりピストンを移動させ、その動力を利用する動力発生装置であって、
   前記シリンダは、その内周にシリンダ側ねじを有するとともに、その開口端部の内周に前記シリンダ側ねじよりも内側に突出しない複数の凹凸部を有し、
   前記ガス発生装置の筐体は、その外周に前記シリンダ側ねじに螺合するガス発生装置側ねじと、前記シリンダの開口縁部を覆うフランジとを有し、
   前記シリンダ内に前記筐体を挿入し、前記シリンダ側ねじと前記ガス発生装置側ねじとを螺合させた状態で、前記フランジを前記シリンダの軸線方向にかしめて前記凹凸部に係合させ、前記シリンダに対して前記ガス発生装置を回り止めし、かつ抜け止めしたことを特徴とする動力発生装置。
2. 前記シリンダの開口端部の内周は、端部に向かうほど拡径するようにテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の動力発生装置。

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