JP5235030B2

JP5235030B2 - プリテンショナを備えるリトラクタ用のパイプの製造方法

Info

Publication number: JP5235030B2
Application number: JP2011005990A
Authority: JP
Inventors: 和夫山本; 説夫勝又
Original assignee: オートリブ株式会社; 有限会社勝又製作所
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2020-02-02
Also published as: JP2011101902A

Description

本発明は、直線状に延在したパイプ素材から、曲げ部分の内方側外周面に絞り部を有したプリテンショナを備えるリトラクタ用のパイプの製造方法に関する。

例えば、車両用の安全装置であるシートベルトには、車両の衝突時に乗員を座席と一体に拘束するためのプリテンショナを備えたリトラクタが用いられている。プリテンショナは、車両の衝突を検知してガス発生装置を作動させ、該ガス発生装置から発生した燃焼ガスの圧力を利用してリトラクタの巻取軸をウェビングの巻取方向に強制的に回転させるためのものである。

この種のプリテンショナでは、ガス発生装置から発生した燃焼ガスを効率良く利用して瞬時にウェビングを巻き取る必要がある等々の要求から、図６乃至図８に示すように、これらガス発生装置とプリテンショナにおけるウェビングの巻取部との間にパイプＰを介在させるようにしている。すなわち、このパイプＰは、図５に示すように、その長手方向の略中央部に曲げ部分Ｑを有した略Ｌ字状を成している。このようなプリテンショナは、例えば、特許文献１によって知られている。

特開平１１−３１４５５７号公報

ところで、単純にＬ字状の曲げ部分を有するパイプに関しては、従前の成形方法を適用することで、直線状に延在したパイプ素材からこれを容易に成形することが可能である。例えば、図９に示すように、パイプ素材Ｐ′の両端部をそれぞれ支持した状態で適宜形状のパンチＲを介してその略中央部に押圧力を付与すれば、当該中央部が曲げ部分Ｑとなってパイプ素材Ｐ′がＬ字状に成形されることになる。

しかしながら、上記のようにして成形したパイプにあっては、Ｘ，Ｙいずれの方向においても寸法が大きくなるため、リトラクタに適用した場合、これを小型化することが困難となる。

一方、上述したように曲げ部分Ｑの内方側外周面Ｑ1に絞り部Ｓを有するパイプＰによれば、当該絞り部Ｓによって寸法を小さくできるため、適用するリトラクタの小型化を図ることが可能になる。

しかしながら、上述したパイプＰにあっては、その横断面が左右方向に大きく扁平した形状であるため、上述した成形方法を適用してこれを成形しようとした場合、つまりパンチＲを介してパイプ素材Ｐ′の略中央部に押圧力を付与した場合、その横断面形状を維持することが困難となり、当該絞り部Ｓが容易に座屈する虞れがある。

しかも、曲げ部分Ｑに成形する絞り部Ｓの影響から、パイプ素材Ｐ′を単純にＬ字状に曲げる場合に比べて、成形途中における曲げ部分Ｑの内方側と外方側とで材料の流れのアンバランスが顕著となるため、つまり成形途中において曲げ部分Ｑの内方側Ｑinにおいて材料が過多になる一方、曲げ部分Ｑの外方側Ｑoutにおいて材料が不足する現象が顕著となるため、成形後における肉厚の変動が大きくなるばかりか、当該曲げ部分Ｑの外方側Ｑoutに割れが発生する割合も極めて高くなる。これらの結果、歩留まりの点できわめて不利となり、生産性に著しく劣るばかりか、製造コストの著しい増大を招来することになる。

本発明は、上記実情に鑑みて、製造コストの増大を招来することなく、リトラクタの小型化を図ることが可能な、曲げ部分の内方側外周面から絞り部を設けたパイプの製造方法を提供することを解決課題とする。

本発明では、プリテンショナを備えるリトラクタに用い、一端部と他端部とを有するパイプ素材の曲げ部分の内方側外周面に絞り部を有したパイプの製造方法であって、前記パイプ素材の前記曲げ部分となる部位よりも一端部側に芯金を嵌合挿入し、前記パイプ素材の前記曲げ部分となる部位よりも一端部側の外周面に、先端部が前記絞り部の形状に合致し前記芯金の挿入方向に向けられた絞り部成形用凸部を備える絞り部成形用部材を前記絞り部成形用凸部と共に沿わせて配置し、一端部側から前記芯金に押圧力を付与すると共に前記パイプ素材の他端部を弧状に変位させて曲げ成形を開始し、前記絞り部成形用凸部を、直線状に延在した前記パイプ素材の曲げ部分となる部位よりも一端部側においてその内方側外周面に当接させ、前記内方側外周面に前記絞り部成形用凸部が当接した以降、前記曲げ部分の内方側外周面を前記絞り部成形用部材の前記絞り部成形用凸部に押圧させながら前記曲げ成形を進行させ、前記内方側外周面とこれに対面する外方側内周面との間を空けて、前記曲げ部分と、その一部に前記絞り部成形用凸部に合致した凹状の前記絞り部とを成形したことを特徴とするプリテンショナを備えるリトラクタ用のパイプの製造方法である。

前記パイプ素材を曲げる以前において前記曲げ部分となる部位よりも一端部側に芯金を嵌合挿入して、曲げ成形を施すことが好ましい。前記パイプ素材は曲げる以前においてその一端部側が矩形の筒状を成すとともに、その他端部側が円筒状を成すようにしてもよく、この場合、矩形の筒状を成す部分と円筒状を成す部分との境界部近傍に曲げ成形を施すことが好ましい。また、前記パイプ素材は曲げる以前においてその全長が円筒状を成すようにしてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、絞り部成形用部材の絞り部成形用凸部が、直線状に延在したパイプ素材の曲げ部分となる部位よりも一端部側においてその内方側外周面に当接するように、前記パイプ素材の他端部を弧状に変位させることにより曲げ成形を施し、この曲げ成形が進行し、前記内方側外周面に前記絞り部成形用凸部が当接した以降、前記曲げ部分の内方側外周面と前記絞り部成形用部材の絞り部成形用凸部とを互いに押圧させて絞り部を成形するようにしているため、当該絞り部において座屈が発生する事態を有効に防止することができる。さらに、パイプ素材の一端部から押圧力を付与しながら曲げ成形を行うようにしているため、曲げ部分の外方側へも十分に材料が供給されるようになり、割れが発生する虞れもなくなる。これらの結果、歩留まりが著しく向上し、生産性を高めることができるとともに、製造コストの低減を図ることができるようになる。そして、このようなパイプを備えるリトラクタは、小型化が容易になる。

本発明に係るリトラクタ用のパイプの製造方法を順に示す概念図である。（ａ）は図１に示した製造方法に適用する絞り部成形用部材の斜視図、（ｂ）はその要部断面図である。図１に示した製造方法に適用する芯金の要部斜視図である。図１に示した製造方法に適用する支持台および押圧部材の斜視図である。（ａ）は本発明における成形対象となる曲げ部分の内方側外周面に絞り部を有したパイプの断面側面図、（ｂ）は（ａ）における矢視Ｂ図、（ｃ）は（ａ）における矢視Ｃ図である。本発明を適用した製造方法で製造したパイプを用いる車両用の安全装置であるシートベルトのリトラクタを示す断面図である。リトラクタの要部分解斜視図である。リトラクタの動作を示すもので、（ａ）はプリテンショナの非作動状態を示す断面図、（ｂ）はプリテンショナの作動状態を示す断面図である。従来のパイプの製造方法を順に示す概念図である。

以下、実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係るパイプの製造方法の一実施形態を概念的に示したものである。ここで例示する製造方法は、先に図５に示したものと同様に、シートベルトのガス発生装置とプリテンショナにおけるウェビングの巻取部との間に介在されるもの、つまり、その長手方向の略中央部に曲げ部分Ｑを有した略Ｌ字状を成し、該曲げ部分Ｑの内方側外周面Ｑ1から絞り部Ｓを設けたパイプＰを製造するためのものである。より具体的に述べれば、このパイプＰは、肉厚が約２ｍｍで全長が約１２０ｍｍの鉄や軟鋼等の金属製筒状部材である。曲げ部分Ｑよりも一端部側となる部位は、図５（ｃ）に示すように、矩形の筒状を成す一方、該曲げ部分Ｑよりも他端部側となる部位は、図５（ｂ）に示すように、一端部側よりも僅かに太径の円筒状を成し、さらにその開放端部が僅かに広口となっている。

まず、この製造方法では、図１（ａ）に示すようなパイプ素材Ｐ″を用意する。パイプ素材Ｐ″は、直線状に延在し、かつ曲げ部分Ｑとなる部位よりも一端部側が矩形の筒状を成すとともに、該曲げ部分Ｑを含んだ他端部側が一端部側よりも僅かに太径の円筒状を成すものである。このパイプ素材Ｐ″に関しては、従前の方法を適用することで容易に構成することができる。この場合、必ずしも円管からパイプ素材Ｐ″を構成する必要はなく、円柱棒材に圧造成形を施すことによってもパイプ素材Ｐ″を容易に構成することが可能である。

次いで、図１（ｂ）に示すように、このパイプ素材Ｐ″において曲げ部分Ｑとなる部位よりも一端側に芯金１０を嵌合挿入するとともに、パイプ素材Ｐ″の一端面に押圧部材２０を当接させ、さらにこのパイプ素材Ｐ″の一端部を支持台３０と絞り部成形用部材４０との間に摺動可能に挟装保持させる。

芯金１０は、図３に示すように、パイプ素材Ｐ″の一端部に嵌合するようにその横断面が略矩形状を成すもので、その先端部に湾曲部１１を有している。湾曲部１１は、パイプＰの曲げ部分Ｑにおける外方側内周面Ｑ2（図５参照）に沿った形状を成す部分である。

押圧部材２０は、図４に示すように、パイプ素材Ｐ″の一端部と同一形状の筒状部材であり、上述した芯金１０をガイドとしてその先端面をパイプ素材Ｐ″の一端面に当接させてある。

支持台３０は、その上面にパイプ素材Ｐ″の一端部を収容するための支持溝３１を有したブロック状を成す部材であり、該支持溝３１を介してパイプ素材Ｐ″の一端部において下方側外周面に当接している。

絞り部成形用部材４０は、図２に示すように、支持台３０の支持溝３１に対向する部位に抑え溝４１を有したブロック状を成すものであり、この抑え溝４１を介してパイプ素材Ｐ″の一端部において上方側外周面に当接することにより、上記支持台３０の支持溝３１との間においてパイプ素材Ｐ″の一端部を挟持している。

この絞り部成形用部材４０には、パイプ素材Ｐ″の他端側に向く先端部に、絞り部成形用凸部４２および一対の規制壁部４３を設けてある。絞り部成形用凸部４２は、成形すべき絞り部Ｓの形状に合致した突出部分であり、抑え溝４１の先端よりもさらに先端に向けて突設してある。規制壁部４３は、互いの間に上述したパイプ素材Ｐ″における他端部側の外径よりも僅かに大きな間隙を確保した状態で相互に対向する壁状部分であり、抑え溝４１の先端両側となる位置から互いに平行となるように突設してある。

次いで、上記製造方法では、パイプ素材Ｐ″において曲げ部分Ｑよりも他端部側となる部分をクランプ部材５０，５１によってクランプし、さらに図１（ｃ）に示すように、押圧部材２０を介してパイプ素材Ｐ″の一端面から押圧力を付与するとともに、クランプ部材５０，５１を介してパイプ素材Ｐ″の他端部を上方に向けて弧状に変位させることにより、当該パイプ素材Ｐ″の略中央部に順次曲げ成形を施す。クランプ部材５０，５１は、例えばパイプ素材Ｐ″における曲げ部分Ｑの曲げ中心を軸心とする円盤上に設けられていることが好ましい。

上述した状態でパイプ素材Ｐ″に対する曲げ成形が暫時進行すると、やがて曲げ部分Ｑの内方側外周面Ｑ1に絞り部成形用凸部４２が当接し、以降、パイプ素材Ｐ″の内方側外周面Ｑ1をこの絞り部成形用凸部４２に押圧した状態で曲げ成形が進行するようになり、当該パイプ素材Ｐ″の内方側外周面Ｑ1に絞り部成形用凸部４２の形状に合致した絞り部Ｓが順次成形されるようになる。

ここで、この製造方法によれば、パイプ素材Ｐ″の内方側外周面Ｑ1を絞り部成形用凸部４２に押圧した状態で曲げ成形が進行し、換言すれば、当該内方側外周面Ｑ1の変位を停止させた状態で曲げ成形が進行し、これによりパイプ素材Ｐ″に絞り部Ｓを構成するようにしているため、従前の如く、パンチの押圧力によって絞り部Ｓを構成するようにした方法に比べて座屈が発生する割合がきわめて小さくなる。しかも、この絞り部Ｓを構成する部分の両側となる部位に、それぞれ絞り部成形用部材４０の規制壁部４３を配するようにしているため、当該絞り部Ｓにおいてパイプ素材Ｐ″が必要以上に左右方向に変形して座屈を招来する事態も有効に防止することができる。さらに、パイプ素材Ｐ″の一端部から押圧力を付与しながら曲げ成形を行うようにしているため、曲げ部分Ｑの外方側Ｑoutへも十分に材料が供給されるようになり、割れが発生する虞れもなくなる。

また、パイプ素材Ｐ″の一端部に芯金１０を嵌合挿入してあるため、絞り部Ｓを構成する際の影響が当該パイプ素材Ｐ″の一端部に及ぶ虞れもない。

これらの結果、本製造方法によれば、最終的に図１（ｄ）に示すように、パイプ素材Ｐ″の他端部が一端部に対して直交するまでクランプ部材５０，５１を変位させれば、図５に示す形状通りのパイプＰを得ることができるようになり、その歩留まりの著しい向上から、生産性を高めることができるとともに、製造コストの低減を図ることが可能になる。

以下、上記のように構成したパイプＰを適用したシートベルトのリトラクタ１００について、図６乃至図８を参照しながらその一例を簡単に説明する。

このリトラクタ１００では、図６に示すように、ねじりシャフト１０１の周囲にウェビング１０２を巻き取るためのボビン１０３を設けてある。ねじりシャフト１０１は、図示せぬ巻取バネ装置によって常時ウェビング１０２を巻き取る方向に付勢させたもので、その一端部にロック機構１１０を備えているとともに、その他端部にプリテンショナ１２０を備えている。

ロック機構１１０は、ウェビング１０２が所定値以上の加速度で引き出されようとした場合に作動してねじりシャフト１０１の回転を阻止し、ウェビング１０２が引き出されないようにするためのものである。

一方、プリテンショナ１２０は、車両の衝突時にウェビング１０２を強制的に巻き取ってその弛みを瞬時に除去するための機構である。このプリテンショナ１２０は、図６および図８（ａ）に示すように、ねじりシャフト１０１の基端部にスリーブ１２１、クラッチプレート１２２およびプーリ１２３を備えている。スリーブ１２１は、ねじりシャフト１０１と一体的に回転するもので、その外周面がローレット状に形成してある。クラッチプレート１２２は、ねじりシャフト１０１に対して回転可能に配設したもので、スリーブ１２１の外周部に複数、本実施形態では４つのクラッチ爪１２２ａを備えている。各クラッチ爪１２２ａは、スリーブ１２１の外周面に向けて凹となるように湾曲した横断面形状を有しており、通常状態においてスリーブ１２１の外周面から離隔している。プーリ１２３は、内周にカム面１２３ａを有した環状を成しており、該カム面１２３ａを上述したクラッチ爪１２２ａに接触させた状態で配置してある。このプーリ１２３には、その外周部にワイヤ１２４の基端を連結してある。ワイヤ１２４は、プーリ１２３の外周部を複数巻回させた後に外方に延在させ、さらにその先端部をケース１２５に保持させてある。なお、上述したプーリ１２３は、ケース１２５から突設したせん断ピン１２６（図７参照）を介して当該ケース１２５に保持させてある。

また、このプリテンショナ１２０は、上述したパイプＰを備えている。パイプＰは、矩形の筒状を成す部分の開口を上述したワイヤ１２４の延在部分に対向させた状態でケース１２５に保持させてある。このパイプＰには、筒状を成す部分にロッド１２７を嵌合収容させてあるとともに、太径の円筒状を成す部分にガス発生装置１２８を取り付けてある。ロッド１２７は、その基端部に押出部材であるパッキン１２９を装着した状態で上記パイプＰに配置してあり、その弧状に形成した先端面にワイヤ１２４の延在部分を当接させてある。なお、このロッド１２７は、ケース１２５から突設したせん断ピン１３０（図７参照）を介して上述した位置を保持するようにしてある。ガス発生装置１２８は、車両が衝突した場合に発生する急激な加速度がショックセンサ（図示せず）によって検出された場合に、この検出信号に基づいてガス発生剤を発火させるように構成したものである。

このリトラクタ１００では、通常状態にある場合、図８（ａ）に示すように、クラッチプレート１２２のクラッチ爪１２２ａがねじりシャフト１０１から離隔しているため、当該ねじりシャフト１０１に対してプリテンショナ１２０が何等の影響も与えない。この結果、ウェビング１０２に対しては、巻取バネ装置（図示せず）による付勢力のみが作用した状態にあり、ボビン１０３に対してウェビング１０２を任意に引き出し、あるいは巻き取り可能である。

これに対して衝突により車両に急激な加速度が発生した場合には、ガス発生装置１２８のガス発生剤が発火することになり、これによって発生した燃焼ガスがパイプＰの内部に充満し、図８（ｂ）に示すように、その高圧によりパッキン１２９を介してロッド１２７がパイプＰから瞬時に進出移動するようになる。この場合、上記パイプＰによれば、ガス発生装置１２８からロッド１２７に至る通路に絞り部Ｓを設けてあるため、当該ガス発生装置１２８から発生した燃焼ガスが瞬時にロッド１２７のパッキン１２９に到達することになる。

ロッド１２７がパイプＰから押し出されると、当該ロッド１２７に当接したワイヤ１２４がプーリ１２３から引き出され、これに伴ってプーリ１２３が矢印Ａ方向に急速に回転するようになる。さらに、プーリ１２３が回転すると、そのカム面１２３ａの作用によってクラッチプレート１２２のクラッチ爪１２２ａがねじりシャフト１０１の外周面に噛み合うことになり、このクラッチ爪１２２ａを介してプーリ１２３とねじりシャフト１０１が一体的に回転する。この結果、ウェビング１０２がボビン１０３に対して急速に巻き取られ、乗員が直ちに座席と一体に拘束されることになる。

なお、上述した実施の形態では、曲げ部分よりも一端部側となる部位が矩形の筒状を成すとともに、該曲げ部分よりも他端部側となる部位が円筒状のパイプを製造する方法を例示しているが、曲げ部分の内方側外周面から絞り部を設けたものであれば、その他の横断面形状を有するパイプにも適用することが可能であり、その用途もシートベルトのガス発生装置とプリテンショナにおけるウェビングの巻取部との間に介在されるものに限らない。例えばパイプの横断面は、一端部側も他端部側と同様に円筒状であったり、逆に他端部側も一端部側と同様に矩形の筒状であって構わない。前者の場合、パイプ素材としては全長を予め円筒状に成形したものを適用すればよく、後者の場合、パイプ素材としては全長を予め矩形の筒状に成形したものを適用すればよい。なお、パイプの寸法が上述した実施の形態に限定されないのももちろんである。

さらに、上述した実施の形態では、絞り部成形用部材をパイプ素材の上部側周面に当接させるようにしているが、その他の外周面に当接させてもよい。

また、上述した実施の形態では、パイプ素材の他端部側を保持したクランプ部材を変位させるようにしているが、パイプ素材の一端部側を保持した支持台と絞り部成形用部材とを変位させたり、両者を共に変位させてパイプ素材に曲げ成形を施すようにしても構わない。

１０芯金
１１湾曲部
２０押圧部材
３０支持台
３１支持溝
４０絞り部成形用部材
４１抑え溝
４２絞り部成形用凸部
４３規制壁部
５０，５１クランプ部材
Ｐパイプ
Ｐ″ パイプ素材
Ｑ曲げ部分
Ｑ1 内方側外周面
Ｑ2 外方側内周面
Ｑin 内方側
Ｑout 外方側
Ｓ絞り部

Claims

プリテンショナを備えるリトラクタに用い、一端部と他端部とを有するパイプ素材の曲げ部分の内方側外周面に絞り部を有したパイプの製造方法であって、
前記パイプ素材の前記曲げ部分となる部位よりも一端部側に芯金を嵌合挿入し、
前記パイプ素材の前記曲げ部分となる部位よりも一端部側の外周面に、先端部が前記絞り部の形状に合致し前記芯金の挿入方向に向けられた絞り部成形用凸部を備える絞り部成形用部材を前記絞り部成形用凸部と共に沿わせて配置し、
一端部側から前記芯金に押圧力を付与すると共に前記パイプ素材の他端部を弧状に変位させて曲げ成形を開始し、前記絞り部成形用凸部を、直線状に延在した前記パイプ素材の曲げ部分となる部位よりも一端部側においてその内方側外周面に当接させ、前記内方側外周面に前記絞り部成形用凸部が当接した以降、前記曲げ部分の内方側外周面を前記絞り部成形用部材の前記絞り部成形用凸部に押圧させながら前記曲げ成形を進行させ、前記内方側外周面とこれに対面する外方側内周面との間を空けて、前記曲げ部分と、その一部に前記絞り部成形用凸部に合致した凹状の前記絞り部とを成形したことを特徴とするプリテンショナを備えるリトラクタ用のパイプの製造方法。
プリテンショナを備えるリトラクタに用い、一端部と他端部とを有するパイプ素材の曲げ部分の内方側外周面に絞り部を有したパイプの製造方法であって、
前記パイプ素材は曲げる以前においてその一端部側が矩形の筒状を成すとともに、その他端部側が円筒状を成し、
先端部が前記絞り部の形状に合致した絞り部成形用凸部を備える絞り部成形用部材を用い、前記絞り部成形用凸部が、直線状に延在した前記パイプ素材の曲げ部分となる部位よりも一端部側においてその内方側外周面に当接するように、前記パイプ素材の他端部を弧状に変位させることにより曲げ成形を施し、
前記曲げ成形が進行し、前記内方側外周面に前記絞り部成形用凸部が当接した以降、前記曲げ部分の内方側外周面と前記絞り部成形用部材の前記絞り部成形用凸部とを互いに押圧させて前記絞り部を成形したことを特徴とするプリテンショナを備えるリトラクタ用のパイプの製造方法。
前記パイプ素材において矩形の筒状を成す部分と円筒状を成す部分との境界部近傍に曲げ成形を施すことを特徴とする請求項２記載のプリテンショナを備えるリトラクタ用のパイプの製造方法。
前記パイプ素材は曲げる以前においてその全長が円筒状を成すことを特徴とする請求項１記載のプリテンショナを備えるリトラクタ用のパイプの製造方法。