JP6063329B2

JP6063329B2 - プリテンショナ機構

Info

Publication number: JP6063329B2
Application number: JP2013077762A
Authority: JP
Inventors: 真一大久保
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2013-04-03
Filing date: 2013-04-03
Publication date: 2017-01-18
Anticipated expiration: 2033-04-03
Also published as: JP2014201156A

Description

本発明は、移動部材が移動されることで回転部材が回転されてウェビングによる乗員の拘束力が増加されるプリテンショナ機構に関する。

下記特許文献１に記載のプリテンショナ装置では、力伝達要素が移動されることで、力伝達要素に駆動輪のタービン翼又は歯が食込むことにより、力伝達要素が駆動輪を回転させて、ベルトスプールに安全ベルトが巻取られる。

ここで、このようなプリテンショナ装置では、力伝達要素の駆動輪より移動方向側部分の移動エネルギーを減衰させるのが好ましい。

独国特許出願公開第１０２００６０３１３５９号明細書

本発明は、上記事実を考慮し、移動部材の回転部材を回転させる第１領域より移動方向側部分の移動エネルギーを減衰できるプリテンショナ機構を得ることが目的である。

請求項１に記載のプリテンショナ機構は、車両の乗員を拘束可能にされたウェビングと、食込部が設けられ、回転されることで前記ウェビングによる乗員の拘束力が増加される回転部材と、移動されることで第１領域における前記食込部の食込みにより前記回転部材を回転させる移動部材と、前記移動部材を前記第１領域から第２領域に案内することで前記移動部材の前記第１領域より移動方向側部分が前記第１領域における前記食込部の食込みを解消されて前記第２領域において前記移動部材に前記食込部が食込む案内手段と、を備えている。

請求項２に記載のプリテンショナ機構は、請求項１に記載のプリテンショナ機構において、前記移動部材の前記第２領域より移動方向側部分を係止して前記移動部材の移動が係止される係止部材を備えている。

請求項３に記載のプリテンショナ機構は、請求項１又は請求項２に記載のプリテンショナ機構において、前記第１領域と前記第２領域とを前記移動部材の移動経路に沿って離間させている。

請求項４に記載のプリテンショナ機構は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のプリテンショナ機構において、前記第２領域において前記移動部材に前記食込部が食込む際に前記第１領域において前記移動部材に前記食込部が食込む。

請求項１に記載のプリテンショナ機構では、移動部材が移動されることで、第１領域における回転部材の食込部の移動部材への食込みにより、移動部材が回転部材を回転させて、ウェビングによる乗員の拘束力が増加される。

ここで、案内手段が移動部材を第１領域から第２領域に案内して、第２領域において移動部材に食込部が食込む。このため、第２領域における移動部材への食込部の食込みによって移動部材の移動エネルギーが消費されるため、移動部材の第１領域より移動方向側部分の移動エネルギーを減衰できる。

請求項２に記載のプリテンショナ機構では、移動部材の第２領域より移動方向側部分を係止部材が係止して、移動部材の移動が係止される。このため、第２領域において移動エネルギーを減衰された移動部材を係止部材が係止するため、移動部材が係止部材に作用させる衝撃を緩和できる。

請求項３に記載のプリテンショナ機構では、第１領域と第２領域とが移動部材の移動経路に沿って離間されている。このため、移動部材が、第２領域において移動エネルギーを減衰される前に、第１領域において回転部材を回転させることができ、第２領域における移動部材の移動エネルギーの減衰によって第１領域における移動部材による回転部材の回転が制限されることを抑制できる。

請求項４に記載のプリテンショナ機構では、第２領域において移動部材に食込部が食込む際に、第１領域において移動部材に食込部が食込む。このため、第２領域における移動部材への食込部の食込みのみならず第１領域における移動部材への食込部の食込みによっても移動部材の移動エネルギーが消費されるため、移動部材の第１領域より移動方向側部分の移動エネルギーを効果的に減衰できる。

本発明の実施形態におけるウェビング巻取装置を示す正面図である。本発明の実施形態に係るプリテンショナ機構を示す一側方から見た側面図である。本発明の実施形態に係るプリテンショナ機構の作動途中を示す一側方から見た側面図である。本発明の実施形態に係るプリテンショナ機構の終了時を示す一側方から見た側面図である。

図１には、本発明の実施形態に係るプリテンショナ機構２０が適用されたウェビング巻取装置１０が正面図にて示されている。なお、図面では、車幅方向外側を矢印ＯＵＴで示し、車両前後方向一側を矢印ＦＲで示し、車両上方を矢印ＵＰで示す。

図１に示す如く、本実施形態におけるウェビング巻取装置１０には、支持部材としての金属製で断面Ｕ字形板状のフレーム１２が設けられており、フレーム１２には、背面側の背板１２Ａと、一側方の脚板１２Ｂと、他側方の脚板１２Ｃと、が設けられている。ウェビング巻取装置１０は、フレーム１２の背板１２Ａにおいて、車両の骨格部材としての矩形筒状のピラー（図示省略）内に固定されており、これにより、ウェビング巻取装置１０が車両に設置されて、ウェビング巻取装置１０の正面側、一側方及び上方が、それぞれ車幅方向外側、車両前後方向一側（車両前側又は車両後側）及び車両上方へ向けられている。

フレーム１２の脚板１２Ｂと脚板１２Ｃとの間には、略円柱状の巻取軸１４が回転可能に支持されている。巻取軸１４には、長尺帯状のウェビング１６（ベルト）が基端側から巻取られており、ウェビング１６は、フレーム１２から上側へ延出されて、車両のシート（図示省略）に着座した乗員に装着可能にされている。また、巻取軸１４が巻取方向（図２の矢印Ａの方向）へ回転されることで、ウェビング１６が巻取軸１４に巻取られると共に、ウェビング１６が巻取軸１４から引出されることで、巻取軸１４が引出方向（図２の矢印Ｂの方向）へ回転される。

フレーム１２の脚板１２Ｃ外側には、規制手段（ロック手段）としてのロック機構１８が設置されており、ウェビング１６の巻取軸１４からの急激な引出し時や車両の急減速時には、ロック機構１８が作動されることで、ロック機構１８が巻取軸１４の引出方向への回転を規制（ロック）する（巻取軸１４の巻取方向への回転は許容される）。

フレーム１２の脚板１２Ｃ外側には、付勢手段としてのぜんまいばね（図示省略）が設置されており、ぜんまいばねは、巻取軸１４に連結されて、巻取軸１４に巻取方向への付勢力を作用させている。

図１及び図２に示す如く、フレーム１２の脚板１２Ｂ外側には、プリテンショナ機構２０が設置されている。

プリテンショナ機構２０には、金属製で略直方体形箱状のカバー２２が設けられており、カバー２２は、フレーム１２の脚板１２Ｂ外側に固定されている。

カバー２２内には、回転部材としての金属製のピニオン２４が設けられており、ピニオン２４は、巻取軸１４に同軸上に連結されて、巻取軸１４と一体回転可能にされている。ピニオン２４の外周全体には、食込部としてのピニオン歯２４Ａが突出形成されており、ピニオン歯２４Ａは、三角形柱状にされて、先端が尖った形状にされている。

カバー２２内には、案内手段を構成する案内部材（筒部材）及び係止部材としての金属製で略円筒状のシリンダ２６が固定されており、シリンダ２６は、長手方向（軸方向）が逆Ｊ字状に湾曲されて、基端側部分（下部）がカバー２２から下側に延出されている。シリンダ２６の湾曲部分は、係止部２６Ａにされており、係止部２６Ａは、長手方向が上側に凸状に湾曲されると共に、ピニオン２４の上側に配置されている。

シリンダ２６の先端部２６Ｃは、ピニオン２４の背板１２Ａ側に配置されており、シリンダ２６の先端部２６Ｃの長手方向は、上下方向に延伸されて、ピニオン２４の軸方向（回転軸方向）に垂直に配置されている。シリンダ２６の先端部２６Ｃには、ピニオン２４側において、開口２８が形成されており、開口２８は、シリンダ２６の先端部２６Ｃ内をピニオン２４側に開放させている。また、シリンダ２６の先端部２６Ｃとピニオン２４との間の領域は、第１領域としての駆動領域３６にされている。

シリンダ２６の係止部２６Ａより基端側の部分は、案内部２６Ｂにされており、案内部２６Ｂは、ピニオン２４のシリンダ２６先端部２６Ｃとは反対側に配置されると共に、長手方向が上下方向に延伸されてピニオン２４の軸方向に垂直に配置されている。また、シリンダ２６の案内部２６Ｂとピニオン２４との間の領域は、第２領域としての減衰領域３８（減速領域、消費領域）にされている。

シリンダ２６の基端（下端）内には、移動手段としての略円柱状のガスジェネレータ３０が挿入かつ固定されており、ガスジェネレータ３０は、シリンダ２６の基端を閉塞している。ガスジェネレータ３０は、車両の制御装置３２に電気的に接続されており、車両の衝突時（車両の衝突が検出された際、車両の緊急時である所定の機会）には、制御装置３２の制御によって、プリテンショナ機構２０が作動されることで、ガスジェネレータ３０が高圧のガスを瞬時に発生してシリンダ２６の基端内に供給する。

シリンダ２６内には、移動部材としての円柱状のラック３４が設けられている。ラック３４の材料は、ナイロン（ＰＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）又はエラストマ等の軟質樹脂にされており、ラック３４は、ピニオン２４のピニオン歯２４Ａが食込み可能（特に突刺さり可能）にされると共に、径方向へ湾曲変形可能にされている。ラック３４は、シリンダ２６内に嵌合された状態で、基端をガスジェネレータ３０の近傍に配置されると共に、先端をシリンダ２６の開口２８近傍に配置されており、ラック３４の長手方向（軸方向）は、シリンダ２６の長手方向に沿って逆Ｊ字状に湾曲されている。

カバー２２内には、案内手段を構成する金属製で長尺板状の案内体４０が固定されており、案内体４０は、カバー２２内にピニオン２４の軸方向において掛渡されると共に、断面略Ｕ字形にされて下側に凸状に湾曲されている。案内体４０の一端は、シリンダ２６の先端部２６Ｃのピニオン２４とは反対側の周壁に滑らかに連絡（接近）されており、案内体４０の他端は、シリンダ２６の案内部２６Ｂの下部に滑らかに連絡（接近）されている。

次に、本実施形態の作用を説明する。

以上の構成のウェビング巻取装置１０では、巻取軸１４からウェビング１６が引出されて、車両のシートに着座した乗員にウェビング１６が装着された際に、ぜんまいばねが巻取軸１４に巻取方向への付勢力を作用させることで、ウェビング１６に巻取軸１４への巻取力が作用されて、ウェビング１６の緩みが除去される。

車両の衝突時には、ウェビング１６が巻取軸１４から急激に引出され又は車両が急減速されて、ロック機構１８が作動されることで、巻取軸１４の引出方向への回転が規制される。これにより、ウェビング１６の巻取軸１４からの引出しが規制されて、ウェビング１６が乗員を拘束する。

さらに、図３に示す如く、車両の衝突時には、制御装置３２の制御によって、プリテンショナ機構２０が作動されることで、ガスジェネレータ３０が高圧のガスを瞬時に発生してシリンダ２６の基端内に供給する。このため、ラック３４が当該ガスの圧力（移動力）を基端側（シリンダ２６の基端側）から受けることで、ラック３４が長手方向一側（基端側から先端側へ向かう方向）に移動（スライド）される。これにより、シリンダ２６の先端部２６Ｃとピニオン２４との間の駆動領域３６において、ラック３４がシリンダ２６先端部２６Ｃの開口２８からピニオン２４側に露出されると共に、ラック３４のピニオン２４とは反対側への移動がシリンダ２６先端部２６Ｃのピニオン２４とは反対側の周壁によって規制されて、ラック３４にピニオン２４のピニオン歯２４Ａが食込む（特に突刺さる）ことで、ラック３４の下側への移動によってピニオン２４が巻取方向へ回転（駆動）されて、巻取軸１４が巻取方向へ回転される。このため、巻取軸１４にウェビング１６が巻取られて、ウェビング１６による乗員の拘束力が増加される。

また、図４に示す如く、ラック３４の駆動領域３６より先端側部分は、案内体４０に案内されつつ移動されて、移動方向を下側から上側に変更された後に、シリンダ２６の案内部２６Ｂに案内されつつ上側に移動されて、シリンダ２６の案内部２６Ｂとピニオン２４との間の減衰領域３８を通過される。これにより、ラック３４の先端がシリンダ２６の係止部２６Ａに係止（衝突）されて、ラック３４の長手方向一側への移動が係止される。

ここで、上述の如くラック３４の駆動領域３６より先端側部分が案内体４０及びシリンダ２６の案内部２６Ｂに案内されることで、減衰領域３８においてラック３４にピニオン２４のピニオン歯２４Ａが食込む（特に突刺さる）。このため、減衰領域３８におけるラック３４へのピニオン歯２４Ａの食込みによってラック３４の移動エネルギーが消費されるため、ラック３４の駆動領域３６より先端側部分の移動エネルギーを減衰できる。

さらに、上述の如く、ラック３４の先端（減衰領域３８より先端側部分）がシリンダ２６の係止部２６Ａに係止されて、ラック３４の長手方向一側への移動が係止される。このため、減衰領域３８において移動エネルギーを減衰されたラック３４を係止部２６Ａが係止するため、ラック３４が係止部２６Ａに作用させる衝撃を緩和できる。これにより、シリンダ２６（係止部２６Ａ）の強度、シリンダ２６のカバー２２への固定強度、カバー２２の強度、及び、カバー２２のフレーム１２（脚板１２Ｂ）への固定強度を低くでき、シリンダ２６、カバー２２及びフレーム１２の構造（シリンダ２６のカバー２２への固定構造及びカバー２２のフレーム１２への固定構造を含む）を簡単にできる。

また、駆動領域３６と減衰領域３８とがラック３４の移動経路に沿って大きく離間されると共に、ラック３４の先端がシリンダ２６の係止部２６Ａに係止される直前（ラック３４が最大移動可能距離を移動される直前）にラック３４が減衰領域３８において移動エネルギーを減衰される。このため、ラック３４が、減衰領域３８において移動エネルギーを減衰される前に、駆動領域３６においてピニオン２４を巻取方向へ十分に回転させることができ、減衰領域３８におけるラック３４の移動エネルギーの減衰によって駆動領域３６におけるラック３４によるピニオン２４の巻取方向への回転が制限されることを抑制できて、巻取軸１４へのウェビング１６の巻取りが制限されることを抑制できる。

さらに、減衰領域３８においてラック３４にピニオン歯２４Ａが食込む際に、駆動領域３６においてもラック３４にピニオン歯２４Ａが食込む。このため、減衰領域３８におけるラック３４へのピニオン歯２４Ａの食込みのみならず、駆動領域３６におけるラック３４へのピニオン歯２４Ａの食込みによっても、ラック３４の移動エネルギーが消費される。これにより、ラック３４の駆動領域３６より先端側部分の移動エネルギーを効果的に減衰でき、ラック３４がシリンダ２６の係止部２６Ａに作用させる衝撃を効果的に緩和できる。

また、上述の如く、ラック３４の長手方向一側への移動がシリンダ２６の係止部２６Ａによって係止される。このため、駆動領域３６を通過したラック３４を排出するスペースを別途設ける必要がなく、プリテンショナ機構２０を小型化できる。

なお、本実施形態では、駆動領域３６においてピニオン歯２４Ａが食込むラック３４の位置と減衰領域３８においてピニオン歯２４Ａが食込むラック３４の位置とが、一致されても相違されてもよい。これにより、プリテンショナ機構２０（例えば案内体４０）の設計自由度を大きくでき、本発明を容易に適用できる。

また、本実施形態では、減衰領域３８においてラック３４にピニオン歯２４Ａが食込む際に、駆動領域３６においてもラック３４にピニオン歯２４Ａが食込む。しかしながら、減衰領域３８においてラック３４にピニオン歯２４Ａが食込む際には、駆動領域３６におけるラック３４へのピニオン歯２４Ａの食込みが終了していてもよい。

さらに、本実施形態では、ラック３４を円柱状にした。しかしながら、ラック３４は柱状（例えば矩形柱状）であればよい。

また、本実施形態では、ラック３４を１部品により構成した。しかしながら、ラック３４を長手方向において複数の柱状（例えば円柱状）の分割体に分割して構成してもよい。この場合には、プリテンショナ機構２０が作動された際に、仮に駆動領域３６や減衰領域３８においてラック３４の分割体間にピニオン２４のピニオン歯２４Ａが食込んでも、駆動領域３６においてはラック３４の長手方向一側への移動によってピニオン２４を巻取方向へ回転させることができると共に、減衰領域３８においてはラック３４の移動エネルギーを減衰できる。しかも、例えば案内体４０を筒状にしてもよく、これにより、ラック３４の分割体を駆動領域３６から減衰領域３８にスムーズに案内できる。

さらに、本発明は、シートベルト装置におけるセレクタブルフォースリミッタの切替機構や、ラッププリテンショナ機構や、バックルプリテンショナ機構のような移動部材の移動により作動する作動機構に適用してもよい。

１６ウェビング
２０プリテンショナ機構
２４ピニオン（回転部材）
２４Ａピニオン歯（食込部）
２６シリンダ（案内手段、係止部材）
３４ラック（移動部材）
３６駆動領域（第１領域）
３８減衰領域（第２領域）
４０案内体（案内手段）

Claims

車両の乗員を拘束可能にされたウェビングと、
食込部が設けられ、回転されることで前記ウェビングによる乗員の拘束力が増加される回転部材と、
移動されることで第１領域における前記食込部の食込みにより前記回転部材を回転させる移動部材と、
前記移動部材を前記第１領域から第２領域に案内することで前記移動部材の前記第１領域より移動方向側部分が前記第１領域における前記食込部の食込みを解消されて前記第２領域において前記移動部材に前記食込部が食込む案内手段と、
を備えたプリテンショナ機構。
前記移動部材の前記第２領域より移動方向側部分を係止して前記移動部材の移動が係止される係止部材を備えた請求項１記載のプリテンショナ機構。
前記第１領域と前記第２領域とを前記移動部材の移動経路に沿って離間させた請求項１又は請求項２記載のプリテンショナ機構。
前記第２領域において前記移動部材に前記食込部が食込む際に前記第１領域において前記移動部材に前記食込部が食込む請求項１〜請求項３の何れか１項記載のプリテンショナ機構。