JP5198983B2

JP5198983B2 - プリテンショナ及びプリテンショナ製造方法

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Publication number: JP5198983B2
Application number: JP2008226937A
Authority: JP
Inventors: 拓山田
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2008-09-04
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2013-05-15
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Description

本発明は、車両急減速状態等に車両のシートベルト装置を構成するウエビングベルトの張力を増加させるプリテンショナ及びこのようなプリテンショナを製造するためのプリテンショナ製造方法に関する。

下記特許文献１に開示されたシートベルト装置では、プリテショナを構成する筒状のシリンダ（特許文献１では「パイプ」と称している）の一端に加圧ガス発生装置が装着されており、加圧ガス発生装置が作動することでシリンダの内圧が上昇すると、この上昇した内圧によりシリンダ内で一列に並んだ状態で収容された複数の転動体が順番にパイプの他端から押し出される。押し出された転動体は線状又は帯状の引っ張り媒体を押圧する。

これにより、引っ張り媒体が巻き回されたクラッチのプーリが巻取方向に回転させられると、クラッチがリトラクタシャフト（スプール）に連結され、リトラクタシャフトが巻取方向に回転する。このようにしてリトラクタシャフトが巻取方向に回転することでウェビング（ウエビングベルト）がリトラクタシャフトに巻き取られると、ウェビングの張力が増加し、ウェビングにより乗員の身体を強く拘束できる。
特開２０００−３１３３１３の公報

ところで、上記特許文献１に開示されたような構成のプリテンショナにおいて、加圧ガス発生装置やガスジェネレータ等と称されるガス発生手段が装着され、更に、このガス発生手段にて発生したガスの圧力で移動する転動体やピストンを収容するシリンダ（特許文献１では上記のように「パイプ」と称している）には、一般的にステンレス鋼管等のパイプ材が用いられている。

上記のように、シリンダにはガス発生手段が装着されることから、シリンダにおいてガス発生手段を位置決めするためにシリンダを変形させている。

しかしながら、このようなシリンダに用いられるパイプ材は、材料として比較的高価であるうえ、上記のような位置決め用にパイプ材を変形させることで更にコスト高になっている。

本発明は、上記事実を考慮して、シリンダに装着されるガス発生手段を位置決めするための規制部の形成を含めて安価なコストでシリンダを形成できるプリテンショナ及びこのようなプリテンショナを製造するためのプリテンショナ製造方法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プリテンショナは、作動することでガスを発生させるガス発生手段と、鍛造成形によって両端が開口した筒形状に形成されて、一方の開口端から前記ガス発生手段が嵌挿され、前記ガス発生手段にて発生したガスが内部に供給されて内圧が上昇させられるシリンダと、前記ガス供給手段のガス圧により前記シリンダ内を移動し、この移動によりシートベルト装置を構成するウエビングベルトの張力を増加させる張力付与手段と、前記シリンダを鍛造成形することによって前記シリンダの内周部から前記シリンダの内側へ向けて延出され、前記シリンダに嵌挿された前記ガス発生手段の先端側における外周部に当接して前記シリンダの貫通方向を軸方向とする軸周りの前記シリンダに対する前記ガス発生手段の相対回転を規制する規制部と、を備えている。

請求項１に記載の本発明に係るプリテンショナでは、シリンダの一方の開口端からシリンダに嵌挿されたガス発生手段が作動すると、ガス発生手段にてガスが発生し、このガスがシリンダ内に供給される。このように、シリンダ内にガスが供給されることでシリンダの内圧が上昇すると、張力付与手段がシートベルト装置を構成するウエビングベルトの張力を増加させる。これにより、ウエビングベルトを装着した乗員の身体が、ウエビングベルトにより更に強く拘束される。

一方、上記のように、シリンダの一方の開口端からシリンダに嵌挿されたガス発生手段の先端側における外周部には、シリンダの内周部から延出された規制部が当接する。これにより、シリンダの貫通方向を軸方向とした軸周りのガス発生手段の相対回転が規制され、シリンダに対するガス発生手段の位置決めが成される。これによって、例えば、ガス発生手段と、このガス発生手段を制御する制御手段等とを接続するための接続手段を、シリンダに取り付けたガス発生手段に繋げる際に接続手段の向き等を安定させることができ、このような接続手段を接続するための作業の作業性を向上できる。

ここで、本発明に係るプリテンショナでは、シリンダが鍛造により成形されるが、上記の規制部はシリンダを鍛造成形する際に形成されるので、加工工数を比較的少なくできる。しかも、鍛造成形によって規制部を含めたシリンダを成形するので、シリンダの材料コストを安価にできる。

さらには、シリンダ全体を鍛造で成形するので、鍛造成形の際の加工硬化でパイプ材の適宜部位に曲げ加工を施すことでシリンダを形成する場合に比べてシリンダ全体の強度増加が見込める。このため、シリンダの薄肉化等が可能になり、材料コストの更なる低減及びシリンダの軽量化を図ることができる。しかも、規制部はシリンダの内周部から延出されている。このため、規制部が形成された部分ではシリンダの厚さが厚くなる。これによってシリンダにおいてガス発生手段の先端側に対応する部分の機械的強度の増加を図ることができる。

なお、プリテンショナには、ウエビングベルトを巻き取るウエビング巻取装置のスプールを、上記のガスの圧力で強制的に回転させてウエビングベルトをスプールに巻き取らせることでウエビングベルトの張力を増加させる構成や、ウエビングベルトに設けられたタングが装着されるバックルや、ウエビングベルトの先端部が係止されたアンカを上記のガスの圧力で所定の向きに移動させることでウエビングベルトの張力を増加させる構成等、様々な構成があるが、本発明は両端が開口した筒状にシリンダが形成されて、このシリンダの一端にガス発生手段が装着される態様であれば、プリテンショナの設置位置等の具体的な構成に限定されることなく適用が可能である。

請求項２に記載の本発明に係るプリテンショナは、請求項１に記載の本発明において、前記規制部の内周形状を、非円形で且つ前記ガス発生手段の先端側における外周部と同じ形状としている。

請求項２に記載の本発明に係るプリテンショナでは、によれば、規制部の内周形状が非円形で、しかも、ガス発生手段の先端側における外周部と同じ形状とされている。このため、規制部の内周部がガス発生手段の先端側における外周部に当接すると、ガス発生手段の回転が規制部によって規制される。

請求項３に記載の本発明に係るプリテンショナ製造方法は、金属塊の成形材料を鍛造することで両端が開口し、更に、一端側と他端側とを隔てる節部を有する筒状体を形成する工程と、前記節部に内周形状が前記筒状体の内周形状よりも小さな非円形の貫通孔を形成することによって前記筒状体の内周部から前記筒状体の内側へ延出された規制部を形成する工程と、を有する鍛造工程を含めて構成されてシリンダを形成するシリンダ製造工程を有し、前記シリンダの一端から前記シリンダに装着されたガス発生手段の先端側を前記貫通孔に嵌まり込ませることによって前記規制部を前記ガス発生手段の先端側における外周部に当接させ、前記シリンダの貫通方向を軸方向とする軸周りの前記ガス発生手段の変位を前記規制部に規制させる。

請求項３に記載の本発明に係るプリテンショナ製造方法では、両端が開口した筒形状で、その一方の開口端にガス発生手段が装着されるシリンダが、金属塊の成形材料を鍛造工程（鍛造成形）することで形成される。

しかも、このシリンダは両端間が貫通した筒形状であるが、その成形途中では、金属塊の成形材料の両端間に節部（換言すると、両端間を隔てる中底部）が形成される。鍛造工程においてこの節部にシリンダの内周形状よりも小さく、しかも、非円形の貫通孔が形成されることでシリンダがその両端間が繋がると共に、シリンダの内周部から、その貫通方向に対して交差した向きに延出された規制部が形成される。

シリンダの一端からシリンダにガス発生手段が装着されると、ガス発生手段の先端側における外周部に規制部が当接して、この規制部によりシリンダに対する変位が規制され、シリンダに対するガス発生手段の位置決めが成される。

ここで、本発明に係るプリテンショナ製造方法では、シリンダが鍛造により成形されるが、上記の規制部はシリンダを鍛造成形する際に形成されるので、加工工数を比較的少なくできる。しかも、鍛造成形によって規制部を含めたシリンダを成形するので、シリンダの材料コストを安価にできる。

さらには、シリンダ全体を鍛造で成形するので、鍛造成形の際の加工硬化でパイプ材の適宜部位に曲げ加工を施すことでシリンダを形成する場合に比べてシリンダ全体の強度増加が見込める。このため、シリンダの薄肉化等が可能になり、材料コストの更なる低減及びシリンダの軽量化を図ることができる。

なお、プリテンショナには、ウエビングベルトを巻き取るウエビング巻取装置のスプールを、上記のガスの圧力で強制的に回転させてウエビングベルトをスプールに巻き取らせることでウエビングベルトの張力を増加させる構成や、ウエビングベルトに設けられたタングが装着されるバックルや、ウエビングベルトの先端部が係止されたアンカを上記のガスの圧力で所定の向きに移動させることでウエビングベルトの張力を増加させる構成等、様々な構成があるが、本発明は両端が開口した筒状にシリンダが形成されて、このシリンダの一端にガス発生手段が装着される態様であれば、プリテンショナの設置位置等の具体的な構成に限定されることなくシリンダの製造、ひいては、プリテンショナの製造に本発明の適用が可能である。

以上説明したように、本発明に係るプリテンショナ及びプリテンショナ製造方法は、ガス発生手段の位置決めをする規制部の形成を含めて安価なコストでシリンダを形成できる。

＜本実施の形態の構成＞
図３には本発明の一実施の形態に係るプリテンショナ１０を採用したシートベルト装置のウエビング巻取装置１２の構成の概略が正面断面図によって示されている。

この図に示されるように、ウエビング巻取装置１２は車体の骨格部材やこのような骨格部材を補強する補強部材にボルト等の締結手段により固定されたフレーム１４を備えている。フレーム１４は、例えば、車両の前後方向に互いに対向した一対の脚板１６、１８を備えている。この脚板１６と脚板１８との間にはスプール２０が設けられている。スプール２０は軸方向が脚板１６と脚板１８との対向方向に沿った筒形状とされており、その軸方向中間部には長尺帯状のウエビングベルト２２の基端部が係止されている。スプール２０はその軸周りの一方である巻取方向へ回転することでウエビングベルト２２の基端側から層状に巻き取って収納する。

一方、スプール２０はその中心軸線に沿って中空とされており、その内側にはエネルギー吸収手段としてのトーションシャフト２４がスプール２０に対して同軸的に収容されている。トーションシャフト２４は長手方向（軸方向）がスプール２０はその中心軸線に沿った棒形状とされており、その脚板１８側の端部にはスプール側結合部２６が形成されている。トーションシャフト２４の軸方向に沿ってみたスプール側結合部２６の外周形状は、多角形や星形等の非円形とされている。

このスプール側結合部２６に対応してスプール２０の脚板１８の側の開口端からはアダプタ２８がスプール２０に対して同軸的に挿し込まれている。アダプタ２８はスプール２０の軸方向に沿って脚板１６の側へ向けて開口した有底筒形状に形成されており、その内周形状はスプール側結合部２６を挿し込み可能な非円形とされている。このため、アダプタ２８にスプール側結合部２６が挿し込まれた状態では、トーションシャフト２４の中心軸線周りのアダプタ２８に対するトーションシャフト２４の相対回転ができないようになっている。

また、アダプタ２８の外周形状は多角形や星形等の非円形とされており、このアダプタ２８が挿し込まれるスプール２０の脚板１８の側での開口形状（内周形状）はアダプタ２８の外周形状に対応した非円形とされている。このため、スプール２０の中心軸線周りのスプール２０に対するアダプタ２８の相対回転ができず、ひいては、スプール２０に対するトーションシャフト２４の相対回転ができないようになっている。上記のアダプタ２８からは軸部３０がスプール２０に対して同軸的に脚板１６とは反対側へ向けて延出されている。軸部３０は脚板１８を貫通して、脚板１８の外側（脚板１８の脚板１６とは反対側）で脚板１８に取り付けられたスプリングケース３２に入り込んでおり、スプリングケース３２に回転自在に支持されている。

このスプリングケース３２の内部にはスプール付勢手段としての渦巻きばね３４が収容されている。渦巻きばね３４はその渦巻き方向外側の端部がスプリングケース３２に係止されていると共に、渦巻き方向内側の端部が軸部３０に係止されている。軸部３０が引出方向に回転すると、渦巻きばね３４は巻き締められ、これにより生じた渦巻きばね３４の付勢力が軸部３０を巻取方向へ付勢する。上記のように、アダプタ２８はスプール２０に対する相対回転ができないので、スプール２０からウエビングベルト２２を引き出すことでスプール２０が引出方向へ回転すると、渦巻きばね３４にて生じた付勢力がスプール２０を巻取方向へ付勢し、この付勢力でウエビングベルト２２をスプール２０に巻き取らせることができる。

一方、スプール２０の軸方向に沿った脚板１６の側にはロック機構４０を構成するロックベース４２が設けられている。ロックベース４２は嵌挿部４４が形成されており、スプール２０の脚板１６の側の開口端から嵌挿部４４がスプール２０に挿し込まれている。スプール２０の軸方向に沿ってみた嵌挿部４４の外周形状は円形とされ、このスプール２０の脚板１６側の開口端から嵌挿部４４が同軸的に挿し込まれるため、スプール２０の中心軸線周りに嵌挿部４４（すなわち、ロックベース４２）は相対回転できる。また、嵌挿部４４にはスプール２０の中心軸線に沿った向きに開口した筒状に形成されている。少なくともスプール２０の軸方向に沿った嵌挿部４４の中間部よりも脚板１８の側での開口端までの嵌挿部４４の内周形状は多角形や星形等の非円形とされている。

これに対し、トーションシャフト２４のスプール側結合部２６とは反対側の端部にはロックベース側結合部４６が形成されている。ロックベース側結合部４６の外周形状はロックベース４２の内側へ挿し込み可能な非円形とされている。このため、嵌挿部４４にロックベース側結合部４６が挿し込まれた状態では、トーションシャフト２４の中心軸線周りの嵌挿部４４（すなわち、ロックベース４２）に対するトーションシャフト２４の相対回転ができない。

また、スプール２０の脚板１６側の開口端よりもスプール２０の外側では、ロックベース４２にラチェット部４８が設けられている。本実施の形態においてラチェット部４８は外歯のラチェットホイールとされ、嵌挿部４４に対して同軸的且つ一体的に形成されている。ロックベース４２の回転半径方向に沿ったラチェット部４８の側方にはロックパウル５０が設けられている。

スプール２０の軸方向に沿ってロックパウル５０の脚板１８側はシャフト５２等により、脚板１６、１８やその他の部材にスプール２０の軸方向と同じ方向を軸方向とする軸周りに脚板１８に回転自在に支持されている。ロックパウル５０は回動することでその先端がラチェット部４８（ロックパウル５０）の外周部に対して接離し、ラチェット部４８（ロックパウル５０）の外周部に接近する向きにロックパウル５０が回動すると、ロックパウル５０の先端がラチェット部４８の外周部に形成されたラチェット歯に噛み合う。このように、ラチェット部４８の外周部に形成されたラチェット歯にロックパウル５０の先端が噛み合った状態では、ラチェット部４８（ロックパウル５０）の引出方向の回転が規制される。

また、脚板１６の外側（脚板１６の脚板１８とは反対側）では、ロック機構４０のハウジング５４が脚板１６に取り付けられている。ハウジング５４の内部には、スプール２０が急激に引出方向に回転した場合や、車両が急減速状態になった場合にラチェット部４８をスプール２０の回転半径方向外方へ移動させるための各種部材（すなわち、ロック機構４０を構成する各種部材）が収容されており、これらの部材が連動することで、スプール２０が急激に引出方向に回転した場合や、車両が急減速状態になった場合にロックベース４２の引出方向への回転、ひいては、スプール２０の引出方向への回転を規制できる。

一方、ハウジング５４の内側にはプリテンショナ１０のカバープレート６２が設けられている。カバープレート６２は厚さ方向が脚板１６の厚さ方向に沿った壁部６４を有しており、カバープレート６２は壁部６４の壁面が脚板１６から離れた状態でねじやボルト等により脚板１６に固定されている。このカバープレート６２の壁部６４と脚板１６との間には、プリテンショナ１０を構成するシリンダ７２が設けられている。図１に示されるように、シリンダ７２は軸方向がスプール２０の軸方向に対して直交する向きに沿った円筒形状とされている。

シリンダ７２の軸方向一端側にはガス発生手段としてのガスジェネレータ７４が設けられている。ガスジェネレータ７４は外周形状がシリンダ７２の内周形状に対応した円形のジェネレータ本体７６を備えている。ジェネレータ本体７６は中空とされ、その内部には燃焼することで瞬時にガスを発生させるガス発生剤やガス発生剤を着火するための着火剤、更には、この着火剤を点火するための点火装置等が収容されている。

シリンダ７２の軸方向一端部の側でのジェネレータ本体７６の端部にはフランジ部７８が形成されている。フランジ部７８は外径寸法がシリンダ７２の内径寸法以上でシリンダ７２の外径寸法以下の円板状とされ、ジェネレータ本体７６に対して同軸的に形成されている。図１に示されるように、ガスジェネレータ７４はジェネレータ本体７６がシリンダ７２の軸方向一端からシリンダ７２に挿し込まれる。このようにシリンダ７２にジェネレータ本体７６が挿し込まれると、フランジ部７８がシリンダ７２の軸方向一端部に当接する。

このフランジ部７８のジェネレータ本体７６とは反対側には接続部８０が形成されている。接続部８０の外周形状は、外径寸法がジェネレータ本体７６の外径寸法よりも充分に小さな円形とされている。この接続部８０にはジェネレータ本体７６内に収容された点火装置に電気的に接続されたコネクタが設けられており、このコネクタに一端が接続されたケーブルを介してＥＣＵ等の制御手段に直接又は間接的に接続されている。制御手段は車両の加速度を検出する加速度センサ等の車両急減速検出手段に電気的に接続されており、車両急減速状態を検出した車両急減速検出手段からの電気信号が制御手段に入力されると、制御手段は点火信号を出力する。ジェネレータ本体７６内に収容された点火装置は制御手段からの点火信号が入力されると着火剤を点火する。点火された着火剤はガス発生剤を着火し、これにより、ガス発生剤が燃焼すると、瞬時にガスが発生する。

一方、ジェネレータ本体７６のフランジ部７８とは反対側にはガス噴出部８２が形成されている。図４に示されるように、ガス噴出部８２は、外周形状が小判形状（より詳細には、円形の中心を介した両側を平行に切除した形状）とされている。ガス噴出部８２にはジェネレータ本体７６とは反対方向へ向けて開口した放射状のガス噴出孔８４が形成されており、ガス噴出孔８４を介してガス噴出部８２の内側とガス噴出部８２の外部（ジェネレータ本体７６がシリンダ７２に挿し込まれた状態ではシリンダ７２の内部）とが繋がっている。ガス噴出部８２の内部はジェネレータ本体７６の内部に繋がっており、このため、ジェネレータ本体７６内のガス発生剤が燃焼することで生成されたガスは、ガス噴出部８２の内部及びガス噴出孔８４を通過してガスジェネレータ７４の外部（ジェネレータ本体７６がシリンダ７２に挿し込まれた状態ではシリンダ７２の内部）に放出されるようになっている。

上記のガス噴出部８２に対応してシリンダ７２の内周部には、規制部又は高強度部としての位置決め部８６が形成されている。位置決め部８６は厚さ方向が概ねシリンダ７２の軸方向に沿った板状とされており、シリンダ７２の内周部からシリンダ７２の軸心側へ向けて延出されている。シリンダ７２は基本的に厚さが均一の円筒形状であるが、位置決め部８６が形成された部分では、シリンダ７２の外周部からシリンダ７２の軸心側での位置決め部８６の端部までの厚さを有しており、シリンダ７２の他の部分（位置決め部８６が形成されていない部分）よりもシリンダ７２が厚くなっている。

位置決め部８６には嵌め込み孔８８が形成されている。嵌め込み孔８８は位置決め部８６よりもシリンダ７２の一端側と他端側とを連通するように嵌め込み孔８８を貫通した孔で、その内周形状はガスジェネレータ７４に形成されたガス噴出部８２の外周形状と同じ形状（厳密には、ガス噴出部８２の外周形状よりも僅かに大きな略相似形状）とされている。図１に示されるように、シリンダ７２の中心軸線周りにガス噴出部８２と嵌め込み孔８８が同位相の状態でフランジ部７８がシリンダ７２の一端に当接するまでジェネレータ本体７６がシリンダ７２に挿し込まれるとガス噴出部８２が嵌め込み孔８８に入り込む。

上記のように、ガス噴出部８２は非円形であり、嵌め込み孔８８の内周形状はガス噴出部８２の外周形状と同じ形状であるので、嵌め込み孔８８がガス噴出部８２に入り込んだ状態でガスジェネレータ７４をシリンダ７２の中心軸線周りに回転させようとすると、嵌め込み孔８８の内周部がガス噴出部８２の外周部に干渉する。このため、嵌め込み孔８８がガス噴出部８２に入り込んだ状態ではガスジェネレータ７４を回転させることができない。

一方、シリンダ７２の一端部にはキャップ９０が設けられている。キャップ９０はシリンダ７２の軸方向他端側へ向けて開口した有底円筒形状に形成されている。キャップ９０の内周部にはシリンダ７２の一端部近傍でシリンダ７２の外周部に形成された雄ねじ（図示省略）に螺合可能な雌ねじ（図示省略）が形成されており、キャップ９０の内周部の雌ねじをシリンダ７２の雄ねじに螺合させることでシリンダ７２の他端部にキャップ９０が取り付けられる。

キャップ９０の底部には内径寸法が接続部８０の外径寸法よりも大きく、フランジ部７８の外径寸法よりも小さな円孔９２が形成されている。シリンダ７２の一端にガスジェネレータ７４を装着した状態でキャップ９０をシリンダ７２に取り付けると、接続部８０が円孔９２を貫通してキャップ９０の底部を介してシリンダ７２とは反対側へ接続部８０が突出すると共に、シリンダ７２の一端部とキャップ９０の底部とでフランジ部７８を挟み付け、これにより、シリンダ７２にガスジェネレータ７４を固定している。

一方、位置決め部８６よりもシリンダ７２の他端側では、シリンダ７２の内部にピストン１０２がシリンダ７２の中心軸線に沿って摺動可能に収容されている。ピストン１０２の嵌め込み孔８８とは反対側の端部には、張力付与手段としてのラックバー１１２が形成されている。ラックバー１１２は長手方向がシリンダ７２の中心軸線方向に沿い厚さ方向がスプール２０の軸方向に沿った細幅板状に形成されており、その長手方向基端部にてピストン１０２に一体的に繋がっている。ラックバー１１２の幅方向一方の端部には、ラック歯１１４が形成されている。

初期状態（すなわち、プリテンショナ１０の作動前）におけるラックバー１１２の先端部の側方にはピニオンギヤ１２２が設けられている。ピニオンギヤ１２２はラチェット部４８の嵌挿部４４とは反対側の端面から、ラチェット部４８に対して同軸的（すなわち、スプール２０に対して同軸的）に延出された軸部１２４に同軸的且つ一体的に取り付けられている。

図１に示されるように、プリテンショナ１０の初期状態では、ラックバー１１２はラック歯１１４がピニオンギヤ１２２に噛み合っておらず、ピニオンギヤ１２２が引出方向、巻取方向の何れの向きに回転してもラック歯１１４に噛み合うことがない。ピストン１０２がシリンダ７２の軸方向他端側（すなわち、ガスジェネレータ７４が設けられた側とは反対側）へ摺動すると、ラックバー１１２のラック歯１１４がピニオンギヤ１２２に噛み合いピニオンギヤ１２２を巻取方向へ回転させる。

なお、本実施の形態では、ピニオンギヤ１２２を軸部１２４に対して同軸的且つ一体的に取り付けた構成であるが、軸部１２４に対してピニオンギヤ１２２を同軸的に相対回転可能に取り付けると共に、ピニオンギヤ１２２が巻取方向に回転した場合にのみピニオンギヤ１２２を軸部１２４に一体的に連結するクラッチ手段を設ける構成としてもよい。このような構成とした場合には、プリテンショナ１０の初期状態でラック歯１１４をピニオンギヤ１２２に噛み合わせておいてもよい。

＜シリンダ７２の製造方法に関する説明＞
次に、本プリテンショナ１０を構成するシリンダ７２の製造方法の概略について説明する。

シリンダ７２の製造工程は鍛造工程を備えている。この鍛造工程は図５に示される筒状体形成工程を備えている。筒状体形成工程では、図５の（Ａ）に示されるダイ１３２及びパンチ１３４が用いられる。ダイ１３２は内周形状が円形で一端が開口した有底形状に形成されている。ダイ１３２の底部中央からは円柱形状のコア１３６がダイ１３２の開口端側へ向けて立設されている。一方、パンチ１３４は外径寸法がコア１３６の外径寸法に略等しい円柱形状とされており、金属塊の成形材料１３８がダイ１３２に収容された状態で、ダイ１３２及びコア１３６に対して同軸的に配置されたパンチ１３４により成形材料１３８が鍛造成形される。図５の（Ｂ）に示されるように、この鍛造成形により、成形材料１３８は軸方向中間部に上記の位置決め部８６の素となる板状の隔壁１４０（節部）が形成された円筒状に形成される。

次いで、図６に示されるトリム工程では、図６の（Ａ）に示されるように、ダイ１４２及びトリムパンチ１４４が用いられる。トリムパンチ１４４は外周形状がダイ１３２及びパンチ１３４により円筒状に成形された成形材料１３８の内径寸法に略等しい円柱形状に形成されているが、その先端には抜き部１４８が形成されている。抜き部１４８は、外周形状が上記の嵌め込み孔８８の内周形状に略等しく、トリムパンチ１４４の先端からの突出寸法が隔壁１４０の厚さ寸法以上とされている。

一方、ダイ１４２は内周形状が、内径寸法がダイ１３２及びパンチ１３４により円筒状に成形された成形材料１３８の外径寸法に略等しい円形に形成され、更に、ダイ１４２の底部には、外径寸法がコア１３６により成形された円筒形状のダイ１４２の内周部の内径寸法に略等しいコア１５０がダイ１４２の内周部に対して同軸的に形成されている。さらに、コア１５０にはコア１５０の先端にて開口した有底孔形状の収容部１５２が形成されている。収容部１５２は、内周形状が上記の嵌め込み孔８８の内周形状に略等しく、その深さは隔壁１４０の厚さ寸法以上とされている。

トリム工程では、上記の筒状体形成工程にて鍛造成形された成形材料１３８がダイ１４２に収容され、この状態で、トリムパンチ１４４による成形が成される。図６の（Ｂ）に示されるように、このトリムパンチ１４４による成形では、トリムパンチ１４４の先端に形成された抜き部１４８により隔壁１４０の一部が抜かれて貫通孔が形成される。これにより、隔壁１４０は嵌め込み孔８８を有する位置決め部８６となる。

以上の工程を含む鍛造成形の工程を経た成形材料１３８は、その一端部近傍の外周部に雄ねじが形成され、これにより、シリンダ７２が形成される。

＜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。

本プリテンショナ１０を適用したウエビング巻取装置１２では、車両の座席に着座した乗員が身体にウエビングベルト２２を装着した状態で、車両が急減速状態なり、又は、車両が急減速した際の慣性で車両前方側へ移動しようとする乗員の身体がウエビングベルト２２を急激に引っ張ることで、スプール２０が急激に引出方向へ回転すると、ハウジング５４内に収容されたロック機構４０の構成部品が連動し、ロックパウル５０の先端部をラチェット部４８の外周部へ接近させる方向へロックパウル５０を回動させる。これにより、図１の仮想線（二点鎖線）で示されるように、ロックパウル５０の先端部がラチェット部４８のラチェット歯に噛み合うと、ラチェット部４８（すなわち、ロックベース４２）の引出方向への回転が規制される。

ロックベース４２の嵌挿部４４は、スプール２０に対して相対回転可能にスプール２０に嵌挿されているが、トーションシャフト２４のロックベース側結合部４６に対しては相対回転が不能となっている。しかも、トーションシャフト２４のスプール側結合部２６はアダプタ２８に対して相対回転が不能で、更には、アダプタ２８はスプール２０に対して相対回転不能であるため、ロックベース４２は基本的にスプール２０に対して相対回転できない。このように、ロックベース４２の引出方向への回転が規制されることで、スプール２０の引出方向への回転が規制されるため、スプール２０からウエビングベルト２２を引き出すことができない。これにより、車両が急減速した際の慣性で車両前方側へ移動しようとする乗員の身体をウエビングベルト２２で保持できる。

次いで、この状態から更に車両が急減速したこと（例えば、車両が急停止したこと）を車両に搭載された加速度センサ等の車両急減速検出手段が検出し、このときに、車両急減速検知手段から出力された検出信号がプリテンショナ１０を制御するＥＣＵ等の制御手段に入力されると、制御手段は点火信号を出力する。制御手段から出力された点火信号は、ジェネレータ本体７６内に収容された点火装置に入力され、点火信号が入力された点火装置は着火剤を点火する。点火された着火剤はガス発生剤を着火し、これにより、ガス発生剤が燃焼させられて急激にガスが発生させられる。

ガス発生剤が燃焼することで発生したガスは、ジェネレータ本体７６内及びガス噴出部８２内を通過して、ガス噴出部８２に形成されたガス噴出孔８４から外部、すなわち、シリンダ７２の内部に放出される。このようにしてシリンダ７２の内部にガスが放出されると、瞬時にシリンダ７２の内圧が上昇し、これにより、ピストン１０２がシリンダ７２の他端側、すなわち、ガスジェネレータ７４が設けられた側とは反対側へ向けてシリンダ７２を摺動する。

このように、ピストン１０２が摺動すると、ピストン１０２と一体のラックバー１１２がシリンダ７２の他端部からシリンダ７２の外部へ延び出る。これにより、図２に示されるように、ラックバー１１２のラック歯１１４がピニオンギヤ１２２に噛み合い、ピニオンギヤ１２２を巻取方向へ強制的に回転させる。ピニオンギヤ１２２は、軸部１２４、ロックベース４２、トーションシャフト２４、及びアダプタ２８を介してスプール２０に対して相対回転不能に連結されているので、ピニオンギヤ１２２が巻取方向へ強制的に回転させられることで、スプール２０が強制的に巻取方向へ回転させられ、これにより、スプール２０にウエビングベルト２２が長手方向基端側から巻き取られる。

これにより、乗員の身体を更に強く保持され、更なる車両急減速状態となっても、乗員の身体が車両前方側へ慣性移動することを防止又は効果的に抑制できる。

ところで、プリテンショナ１０が作動した場合には、上記のようにジェネレータ本体７６内で発生したガスがガス噴出部８２のガス噴出孔８４から放出される。ここで、プリテンショナ１０の初期状態では、作動開始後の状態よりもピストン１０２がシリンダ７２の一端側に位置しているため、ピストン１０２とガス噴出部８２との間のシリンダ７２の容積が最小の状態になっている。この状態で、ピストン１０２とガス噴出部８２との間に急激に放出されたガスは、ピストン１０２をシリンダ７２の他端側へ押圧すると共に、シリンダ７２の貫通方向に対して直交する向きに放射状にシリンダ７２の内周部を外方へ強く押圧する。

ここで、本プリテンショナ１０では、シリンダ７２の内周部のうち、プリテンショナ１０の作動開始後のガス圧が作用する部位の一部に位置決め部８６が形成されており、この位置決め部８６が形成された部位では、シリンダ７２の他の部位よりもシリンダ７２の肉厚が厚い。このため、プリテンショナ１０の作動開始直後に強いガス圧に対して充分な強度を確保できる。

しかも、上記のガス圧でピストン１０２が摺動すると、ピストン１０２とガス噴出部８２との間でのシリンダ７２の容積が大きくなるので、ピストン１０２が摺動した後のガス圧はプリテンショナ１０の作動開始直後のガス圧よりも漸次小さくなる。このため、プリテンショナ１０の初期状態でのピストン１０２の位置よりもシリンダ７２の他端側では、プリテンショナ１０の作動開始後のガス圧が作用する部位に比べて機械的強度が小さくてもよい。

ここで、本プリテンショナ１０では、上記のようにシリンダ７２を鍛造により成形しており、シリンダ７２の位置決め部８６が形成された部位に比べて、シリンダ７２の位置決め部８６が形成された部位よりも他端側でシリンダ７２の肉厚を薄くできる。このため、シリンダ７２の位置決め部８６が形成された部位よりも他端側のシリンダ７２の肉厚を、上記のようにプリテンショナ１０の作動開始直後よりも小さくなったガス圧に耐え得る程度の肉厚に設定することで、シリンダ７２の軽量化、ひいては、プリテンショナ１０、更には、ウエビング巻取装置１２の軽量化を図ることができる。

さらに、上記のように、シリンダ７２を鍛造により成形していることで、シリンダ７２の外径寸法を変えずにシリンダ７２の内径寸法や位置決め部８６の厚さを変えることができる。このため、例えば、車種により、発生するガスの量やガス圧が異なるガスジェネレータ７４を用いるとしても、シリンダ７２の外径寸法を変えずにシリンダ７２の肉厚や位置決め部８６の厚さを変化させることで、ガス圧に耐え得る強度を確保できる。

しかも、シリンダ７２を鍛造により成形しているので、鍛造成形の際の加工硬化でシリンダ７２全体の強度増加が見込める。このため、シリンダ７２の薄肉化等が可能になり、材料コストの更なる低減及びシリンダ７２の軽量化を図ることができる。

さらに、上記のように、シリンダ７２の外径寸法を変えなくてもよいということは、ガスジェネレータ７４の仕様に変化があってもウエビング巻取装置１２に対するシリンダ７２の取り付けや、シリンダ７２とウエビング巻取装置１２を構成するシリンダ７２以外の他の部材との相対的な位置関係が変わらない。このため、ガスジェネレータ７４の仕様に関わらず、同一構成のウエビング巻取装置１２を適用できるのでコストも安価になる。

さらに、シリンダ７２を鍛造で成形している。鍛造の成形材料１３８は、ステンレスのパイプ材に比べて安価であるため、材料コストを安価にできる。しかも、シリンダ７２全体を成形するための鍛造成形において位置決め部８６の成形もできるので、この意味でもコストを安価にできる。

また、シリンダ７２の外径寸法や位置決め部８６よりも他端側でのシリンダ７２の内径寸法を変えずに位置決め部８６よりも一端側でのシリンダ７２の内径寸法を変えることができる。このため、上記のように、ガスジェネレータ７４の仕様が異なることでジェネレータ本体７６の外径寸法が変わっても、シリンダ７２の外径寸法を変えなくてもよいので、やはりガスジェネレータ７４の仕様に関わらず、同一構成のウエビング巻取装置１２を適用できるのでコストも安価になる。

さらに、シリンダ７２を鍛造で成形しているので、シリンダ７２の外径寸法や位置決め部８６よりも他端側でのシリンダ７２の内径寸法を変えずに位置決め部８６よりも一端側でのシリンダ７２の内径寸法を変えることができる。このため、上記のように、ガスジェネレータ７４の仕様が異なることでジェネレータ本体７６の外径寸法が変わっても、シリンダ７２の外径寸法を変えなくてもよいので、やはりガスジェネレータ７４の仕様に関わらず、同一構成のウエビング巻取装置１２を適用できるのでコストも安価になる。

しかも、上記のように位置決め部８６よりも他端側でのシリンダ７２の内径寸法を変えなくてもよいので、ガスジェネレータ７４に仕様に関係なくピストン１０２を共通化できるので、更にコストを安価にできる。

また、上記のように、シリンダ７２に位置決め部８６を形成しても、シリンダ７２の外径寸法に変化が生じない。しかも、シリンダ７２を鍛造成形する際に生じた余肉で形成される隔壁１４０から位置決め部８６が形成されるので、シリンダ７２の外周形状を変えることなく、位置決め部８６の形成位置や、シリンダ７２からの位置決め部８６の延出寸法、更には、シリンダ７２の貫通方向に沿った位置決め部８６の厚さ等、位置決め部８６の仕様を異ならせることができる。これにより、位置決め部８６の仕様が異なるシリンダ７２に対しても、シリンダ７２が組み付けられるフレーム１４や、カバープレート６２の仕様を共通化できるので、汎用性が高く、この意味でもコストを安価にできる。

本発明の一実施の形態に係るプリテンショナを適用したウエビング巻取装置の概略的な側面図である。プリテンショナが作動した状態を示す図１に対応した側面図である。本発明の一実施の形態に係るプリテンショナを適用したウエビング巻取装置の概略的な正面断面図である。シリンダの断面図である。シリンダの鍛造成形工程を概略的に示す図である。規制部を形成する工程を概略的に示す図である。

符号の説明

１０プリテンショナ
７２シリンダ
７４ガスジェネレータ（ガス発生手段）
８６位置決め部（規制部）
１１２ラックバー（張力付与手段）
１３８成形材料
１４０隔壁（節部）

Claims

作動することでガスを発生させるガス発生手段と、
鍛造成形によって両端が開口した筒形状に形成されて、一方の開口端から前記ガス発生手段が嵌挿され、前記ガス発生手段にて発生したガスが内部に供給されて内圧が上昇させられるシリンダと、
前記ガス供給手段のガス圧により前記シリンダ内を移動し、この移動によりシートベルト装置を構成するウエビングベルトの張力を増加させる張力付与手段と、
前記シリンダを鍛造成形することによって前記シリンダの内周部から前記シリンダの内側へ向けて延出され、前記シリンダに嵌挿された前記ガス発生手段の先端側における外周部に当接して前記シリンダの貫通方向を軸方向とする軸周りの前記シリンダに対する前記ガス発生手段の相対回転を規制する規制部と、
を備えるプリテンショナ。
前記規制部の内周形状を、非円形で且つ前記ガス発生手段の先端側における外周部と同じ形状とした請求項１に記載のプリテンショナ。
金属塊の成形材料を鍛造することで両端が開口し、更に、一端側と他端側とを隔てる節部を有する筒状体を形成する工程と、
前記節部に内周形状が前記筒状体の内周形状よりも小さな非円形の貫通孔を形成することによって前記筒状体の内周部から前記筒状体の内側へ延出された規制部を形成する工程と、
を有する鍛造工程を含めて構成されてシリンダを形成するシリンダ製造工程を有し、前記シリンダの一端から前記シリンダに装着されたガス発生手段の先端側を前記貫通孔に嵌まり込ませることによって前記規制部を前記ガス発生手段の先端側における外周部に当接させ、前記シリンダの貫通方向を軸方向とする軸周りの前記ガス発生手段の変位を前記規制部に規制させるプリテンショナ製造方法。