JP6731082B2 - シートベルトプリテンションリトラクタアセンブリ - Google Patents

Description

本技術分野は、概して、車両の乗員を拘束するためのシートベルト拘束装置に関し、より具体的には、シートベルトをプリテンションするための装置に関する。

車両座席内の乗員を拘束するためのシートベルト拘束システムは、車両衝突状況において乗員の傷害を低減するために重要な役割を果たす。従来のいわゆる「３点」型のシートベルト拘束システムは、乗員の骨盤にわたって延在するラップベルト区分、及び上部胴体と交差するショルダベルト区分を共通して有し、これらは共に締結されるか、又はシートベルトウェビングの連続的な長さによって形成される。ラップ及びショルダベルト区分は、アンカレッジによって車両構造に接続される。ベルトリトラクタは、ベルトウェビングを格納するために典型的に提供され、衝突状況においてベルト張力の負荷を管理するために更に作用し得る。乗員によって手動で展開されるシートベルト拘束システム（いわゆる「アクティブ」タイプ）はまた、アンカレッジによって車体構造に取り付けられたバックルを典型的に含む。ベルトウェビングに取り付けられたラッチ板は、バックルによって受容されて、ベルトシステムが拘束を可能にするために締結されること、及び車両から出入りすることを可能にするために外されることを可能にする。シートベルトシステムは、展開されているとき、激突の間、乗員を効果的に拘束する。

ＯＥＭ車両メーカーは、乗員拘束性能を向上させるために、車両の衝撃中、又は衝撃の前でさえもシートベルトを引っ張る（また「前プリテンショナ」としても既知である）プリテンション装置を伴うシートベルト拘束システムを提供することが多い。プリテンショナは、ウェビング内の緩みを取り除き、衝突シーケンスの早期においてベルト拘束システムが乗員と結合することを可能にする。プリテンショナのうちの１つのタイプは、ベルトを引っ張るためにウェビングリトラクタ上で作用する。リトラクタプリテンショナの種々の設計が、現在存在し、火工電荷を生成するためのガス発生器を組み込むロトプリテンショナとして知られるタイプを含む。このようなロトプリテンショナの例は、１９９５年４月１１日に出願された米国特許第５，８８１，９６２号、２００５年４月２７日に出願された米国特許出願公開第２００６／０２４３８４３号、２０１０年７月６日に出願された米国特許出願公開第２０１２／０００６９２５号、及び２０１１年８月２日に出願された米国特許第７，９８８，０８４号において記載され、本出願の譲受人によって共有され、全ての目的上、それらの全体が参照によって本明細書に組み込まれる。一般に、火工電荷又は他の可燃性材料の点火は、ピストンを有するチャンバ内にガス圧力を作り出して、プリテンショナチューブ内に配置されたピストン、ラックピニオン、又は一連の球体等の駆動要素に運動を付与し、これがリトラクタスプールスプロケットと係合し、それを巻いて、ウェビングを格納する。

一連の金属球体を使用するプリテンショナの１つの問題は、フルプリテンションストロークに必要とされる一連の球体の重量、並びに厳密な公差を伴う複数の金属球体を供給することに対応するコストである。更に、一連の金属球体、又はラックピニオンに基づくシステムを使用するプリテンショナの場合、一連の球体又はピニオンがリトラクタスプールスプロケットと十分に係合することを確実とする同期又はクラッチ特徴が必要である。

プリテンショナに伴う別の問題は、低抵抗状態として知られており、つまり駆動要素が、実質的な抵抗を経験することなく、ストロークの端部に達することになる。これは、シートベルトウェビング内に過剰な緩みがある場合に発生し得る。これらの場合において、低抵抗は、駆動要素からのより低い背圧量をもたらす。背圧は、駆動要素とスプロケットとの間の係合によって生成されるので、より低い背圧は、駆動要素につながる封止要素上の圧力を低減させる。封止要素上の低減した圧力は、封止要素が周方向に圧縮される量を低減させる。低減した封止性は、一連の球体の周囲のチューブからガスが漏れ出ることをもたらし得る。

プリテンショナに伴う更なる問題は、プリテンションストロークの端部で、リトラクタ及びシートベルトウェビングを係止された状態に維持する必要性である。リトラクタスプールが係止されたままでないとき、ペイバックが発生し得、それによりシートベルトが巻き取られず、シートベルト内に緩みを再導入させる。係止位置を維持するための一方法は、プリテンションストロークに必要とされる量を超えてガス発生器からの圧力を維持することを含む。しかしながら、これは、重量及びコストを付加する。

別のタイプのプリテンショナは、駆動要素としての金属球体を置き換える。金属球体の代わりに、可撓性ロッドが駆動要素として使用されてよい。可撓性ロッドは重合体で作製され、細長い形状を有してよい。異なる断面形状の重合体ロッドが使用されてよい。重合体ロッドは金属球体に類似の方法で駆動され、ガス発生器は一端で電荷を生成し、圧力を増加して、ロッドにチャネルを通って進ませ、スプロケット又はピニオンと係合させる。ピニオンは、ロッドがピニオンと係合し、ピニオンを回転させると、ピニオンがスピンドルを回転させ、シートベルトウェブリングを巻き取らせるように、スピンドルに動作可能に連結されている。

既知のプリテンショナアセンブリは、駆動要素による作動に応じてピニオンが回転し、それに応じて更にスピンドルを回転さ得るように一緒に組み立てられる複数の構成要素を含む。例えば、このアセンブリは、トレッドヘッドと、２ピース型ピニオンと、軸受ディスクと、屈曲要素と、トーションバーと、スピンドルと、を含み得る。２ピース型スピンドル及び屈曲要素はトレッドヘッドに据え付けられ、軸受ディスクはスピンドルの片側に据え付けられる。トーションバーは一端でトレッドヘッドに据え付けられ、その反対端ではスピンドルに据え付けられる。これらの組み立ては、軸公差の累積並びに組み立て時間に伴う問題を含み得る。更に、組み立てられた構成要素間でトルクを伝達する必要があるために、回転に対して固定された取り付けインターフェースを必要とし、したがって、ギザギザの、又は突出部を含む外周面がもたらされる。

乗用車両において使用するためのシートベルトプリテンションリトラクタアセンブリが、本明細書に提供される。例示的な実施形態において、シートベルトリトラクタアセンブリにおいて使用するプリテンション装置は、スピンドルの回転に応じてシートベルトウェビングを巻き取るために構成されている回転可能なスピンドルであって、このスピンドルは、中心長手方向軸の周りを回転する、スピンドルと、スピンドルに動作可能に連結されているトレッドヘッドピニオンであって、このトレッドヘッドピニオンは、印加されたプリテンション負荷に応じて回転するように構成されており、トレッドヘッドの回転は、スピンドルを回転させる、トレッドヘッドピニオンと、ロッドの作動に応じて、所定の経路に沿って並進し、トレッドヘッドピニオンと直接係合するように構成されている変形可能なロッドであって、ロッドの並進及びトレッドヘッドピニオンとの係合によりトレッドヘッドピニオンを回転させる、ロッドと、を含む。

このトレッドヘッドピニオンは一体に形成されてよく、スピンドルから離れる方向を向く第１の側及びスピンドルの方を向く第２の側と、第１の側と第２の側との間に延在し、ロッドからプリテンション負荷を受けるために複数の半径方向に突出する歯を有する、リング部と、歯の両側に配置された、第１の側の第１のフランジと、第２の側の第２のフランジと、を含み、歯を超えて半径方向外方に突出する一対のフランジであって、このフランジは、複数の歯に隣接して長手方向に配置され、歯は、フランジと一体になって隣接する歯とフランジとの間にキャビティを画定する、フランジと、第２のフランジからスピンドルに向かって軸方向に突出する軸受部であって、この軸受部は、スピンドルが当接する軸受表面を画定する、軸受部と、を含む。

別の実施形態において、シートベルトリトラクタアセンブリにおいて使用するプリテンション装置は、スピンドルの回転に応じてシートベルトウェビングを巻き取るために構成されている回転可能なスピンドルであって、このスピンドルは、中心長手方向軸の周りを回転する、スピンドルと、スピンドルに動作可能に連結されているトレッドヘッドピニオンであって、このトレッドヘッドピニオンは、プリテンション負荷の印加に応じて回転するように構成されており、トレッドヘッドの回転は、スピンドルを回転させる、トレッドヘッドピニオンと、ロッドの作動に応じて、所定の経路に沿って並進し、トレッドヘッドピニオンと直接係合するように構成されている変形可能なロッドであって、ロッドの並進及びトレッドヘッドピニオンとの係合によりトレッドヘッドピニオンを回転させる、ロッドと、を含む。

このトレッドヘッドピニオンは、一体に形成されてよく、スピンドルから離れる方向を向く第１の側及びスピンドルの方を向く第２の側と、第１の側と第２の側との間に延在し、ロッドからプリテンション負荷を受けるために複数の半径方向に突出する歯を有する、リング部と、歯の両側に配置された、第１の側の第１のフランジと、第２の側の第２のフランジと、を含み、歯を超えて半径方向外方に突出する一対のフランジであって、このフランジは、複数の歯に隣接して長手方向に配置され、歯は、フランジと一体になって隣接する歯とフランジとの間にキャビティを画定する、フランジと、を含んでよい。トーションバーは、トレッドヘッドピニオンのリング部によって画定された内部キャビティ内に延在してよく、第１の端部においてトレッドヘッドピニオンに、第２の端部においてスピンドルに取り付けられてよい。

本発明の更なる目的、特徴、及び利点は、以下の説明及び添付の特許請求の範囲を添付図面と併せて考察することにより、本発明が関係する技術分野の当業者には明らかとなるであろう。

本明細書に記載する図面は、単に例示のためのものであり、いかなる形でも本開示の範囲を限定しようとするものではない。

例示的な実施形態に従う、乗員拘束システムの斜視図である。

例示的な実施形態に従うシートベルトプリテンションリトラクタアセンブリを示すために種々の構成要素を取り除いた乗員拘束システムの斜視図である。

例示的な実施形態に従う、シートベルトプリテンションリトラクタアセンブリの斜視図である。

例示的な実施形態に従う、非作動位置におけるチューブ、塑性変形可能な重合体ロッド、及びトレッドヘッドピニオンを例証するシートベルトプリテンションリトラクタアセンブリの断面図である。

トレッドヘッドピニオンと、屈曲要素と、屈曲要素インサートと、トーションバーと、スピンドルと、を含むプリテンションアセンブリを例証する分解図である。

トレッドヘッドピニオンに対して加締められた屈曲要素を例証する。

トレッドヘッドピニオンの斜視図である。

トレッドヘッドピニオンの断面図である。

トレッドヘッドピニオンの断面斜視図である。

トレッドヘッドピニオンの斜視断面図である。

トレッドヘッドピニオン及び変形可能な重合体ロッドの断面図である。

先行技術のプリテンショナ構成要素のマルチピースアセンブリを例証する。

別のトレッドヘッドピニオンを例証する。

例示的な実施形態に従う、塑性変形可能な重合体ロッド及びストッパの側面断面図である。

別の例示的な実施形態に従う、塑性変形可能な重合体ロッド及びストッパの側面断面図である。

例示的な実施形態に従う、非作動位置におけるシートベルトプリテンションリトラクタアセンブリのガス発生器、封止、ストッパ、及び塑性変形可能な重合体ロッドの断面図である。

例示的な実施形態に従う、作動位置におけるシートベルトプリテンションリトラクタアセンブリの断面図である。

例示的な実施形態に従う、チューブ、塑性変形可能な重合体ロッド、及びストッパの部分的に分解された斜視図である。

図面を通じて、対応する参照数字は、同様の又は対応する部品及び特徴を示すことを理解されたい。

以下の説明は、本質的に単なる例示であり、本開示又はその応用若しくは用途を限定することは意図されない。

ここで図面を参照すると、図１は、例示的な実施形態に従って、車両座席１０及びシートベルトアセンブリ１２を示す。シートベルトアセンブリ１２は、上部ガイドループ又はアンカレッジ１８からラッチ板２０まで延在するショルダベルト部分１６及びラッチ板２０からアンカレッジ２４まで延在するラップベルト部分２２を有するシートベルトウェビング１４を含む。ラッチ板２０は、ループ部分２６を含むことができ、それを通じてシートベルトウェビング１４が延在する。ラッチ板２０は、シートベルトアセンブリ１２を係止及び解除するために、シートベルトバックル２８内に挿入されることが可能である。シートベルトバックルのケーブル３０は、直接、又は他の構成要素と協働するかのいずれかで、シートベルトバックル２８を車両構造の部分３１（例えば、車両フレーム）に固定する。ラッチ板２０及びシートベルトバックル２８、並びにシートベルトウェビング１４及びそれに関連付けられた車両構造へのそれらの取り付けに対する変更を含む、シートベルトウェビング１４を車両に取り付ける他の様式も使用され得ることが理解されるであろう。

シートベルトウェビング１４は、車両座席１０内に（一体化された構造的座席設計において）位置付けられるか、又は車体に構造的に結合されたシートベルトプリテンションリトラクタアセンブリ又はリトラクタアセンブリ３２（図２及び図３に示される）から巻き出し可能であり、そのためシートベルトウェビング１４の効果的な長さが調節可能である。ラッチ板２０がシートベルトバックル２８に締結されると、シートベルトアセンブリ１２は、アンカレッジ１８と、ラッチ板２０と、アンカレッジ２４との間に３点拘束を画定する。リトラクタアセンブリ３２、ラッチ板２０、及びアンカレッジ２４のための代替的な場所等、任意の他の好適な構成が、本発明に使用されてもよい。

ここで、図２を参照すると、シートベルトアセンブリ１２の等角図が、自動車とは関連付けられずに例証され、例示的な実施形態に従って、リトラクタアセンブリ３２を示す。リトラクタアセンブリ３２は、共通のフレーム３８に据え付けられたスプールアセンブリ３４及びガス発生器３６を含む。スプールアセンブリ３４は、ショルダベルト部分１６のシートベルトウェビング１４と接続され及びシートベルトウェビング１４を収容し、それによってシートベルトウェビング１４のラップベルト部分２２の端部が、アンカレッジ点、例えば、フレーム３８、又は座席１０（図１に示される）、若しくはフロアパン等の自動車の別の部分と固定的に係合される。

また図３を参照すると、スプールアセンブリ３４は、シートベルトウェビング１４のショルダベルト部分１６と係合し、シートベルトウェビング１４を巻き取り又は巻き出しするために回転するベルトスプール、つまりスピンドル４０を含む。捩り「クロック」又は「モータ」タイプばねは、ばね端部キャップ４２内に搬送され、ベルトスプール４０がシートベルトウェビング１４を格納するように回転可能に付勢する。スプールアセンブリ３４は、プリテンショナ、慣性及びウェビング感知係止装置、トーションバー荷重リミッタ、又は他のベルト制御装置を含む、先行技術（一部は以下に更に詳細に説明される）に従って既知の他のスプール制御機構を更に組み込んでもよい。本明細書内で引用される「スプール制御システム」は、ウェビングスプールの回転移動を制御し、このためシートベルトウェビングの引き出し及び格納を制御するいずれのシステムを含み得る。このようなスプール制御システムの１つが、電動アシストリトラクタである。スプール係止装置は、回転球体又は振り子等の慣性感知要素を典型的に組み込み、スプールのスプロケットが係合され、シートベルトウェビング１４のベルトスプール４０からの更なる引き出しを防止することをもたらす。ウェビング感知係止装置は、シートベルトウェビング１４の急速な巻き出しを感知して、リトラクタアセンブリ３２を係止する。シートベルトウェビング１４の引き出し及び／又はラッチ板２０のシートベルトバックル２８への接続を検出する種々の電子感知機構がまた、リトラクタアセンブリ３２内に組み込まれてもよい。

車両の通常運転中、リトラクタアセンブリ３２は、シートベルトウェビング１４の巻き出しを可能にして、乗員に一定量の移動の自由度を与える。しかしながら、衝撃、又は潜在的な衝撃状況が検出された場合、リトラクタアセンブリ３２は、係止されて、巻き出しを防止し、乗員を座席１０内に固定する。例えば、車両が所定の割合で減速する場合、又はブレーキが所定の力で作動する場合、リトラクタアセンブリ３２が係止される。シートベルトウェビング１４の自由な巻き出しに部分的に起因して、シートベルトアセンブリ１２は、通常の使用中に緩みを生じることが多い。

図４は、例示的な実施形態に従って、プリテンショナシステム４４の断面の例証を提供する。図３〜図４を参照すると、特に、リトラクタアセンブリ３２は、スプールアセンブリ３４に操作可能に接続され、プリテンションのためにベルトスプール４０を回転させるように操作可能なプリテンショナシステム４４を更に組み込む。当業者に既知であるように、リトラクタプリテンショナは、検出された車両衝撃の初期段階において、乗員に対してより教示された状態へとシートベルトウェビングを巻く。これは、車両の衝撃又は転覆による減速の力に応じて、乗員の前方運動又は偏移を低減させるために提供される。

プリテンショナシステム４４は、ガス発生器３６と連通するプリテンショナチューブ５２を含む。ガス発生器３６は、発射信号に応じて膨張用ガスを提供するために使用される。当該技術分野で既知のように、例えば、車両は、衝撃事象、衝突、又は転覆等の緊急事象を示す信号を送るセンサアレイを含む。車両センサは、特定の衝撃センサであってもよく、又は従来型の車両センサ（例えば、縦又は横加速度センサ）、若しくは別様に、一式の複数のセンサを有する制御システムの一部であってもよい。当業者に既知の、又は当業者に既知となるであろう他のいずれの衝撃センサもまた、本発明のシートベルトアセンブリ１２と連動して容易に用いられ得る。中央処理ユニット（central processing unit、ＣＰＵ）又は他のコントローラ等の電子制御ユニットは、信号を受信し、シートベルトアセンブリ１２を、（例えば、プリテンショナの起動を介して）車両のシートベルトウェビング１４を締めることによって応答するように制御する。

以下でより詳細に考察されるように、プリテンショナチューブ５２は、例えば、細長い形状を有し、チューブ５２内部で可撓性である、その中に配置された塑性変形可能な重合体ロッド等の、プリテンショナロッド５３を有する。より具体的に及び以下でより詳細に考察されるように、プリテンショナロッド５３は、その中への挿入より前にプリテンショナチューブ５２の外側に配置されるとき、概して、直線形状を有し、チューブ５２内に挿入されるとき、チューブ５２の蛇行形状に従って屈曲及び撓むことになる。

通常の使用では、スプールアセンブリ３４は、共通のフレーム３８に対して回転して、スプールアセンブリ３４に取り付けられたシートベルトウェビング１４を巻くことになる。共通のフレーム３８は、プリテンショナシステム４４の構成要素を収容するためのハウジング５４を含む。

図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、プリテンショナシステム４４は、スプール、つまりスピンドル４０と、トーションバー６２と、トレッドヘッドピニオン６４と、屈曲要素６６と、を含んでよいプリテンショナアセンブリ６０を含む。以下に更に詳細に説明されるように、トレッドヘッドピニオン６４は、これまで別個の組み立て部品に含まれた多数の特徴を含んでよい。図５Ａは分解図を例証しており、トレッドヘッドピニオン６４は、（トレッドヘッドピニオン６４に挿入される）トーションバー６２に直接取り付けられるように配置され、トーションバー６２はまた、スピンドル４０（スピンドルの内側、図示なし）に直接取り付けられるように配置される。屈曲要素６６（デグレッシブ屈曲要素（digressive bending element）であり得る）は、トレッドヘッドピニオン６４及びスピンドル４０の両方に付着する。屈曲要素６６は、屈曲要素インサート６７を介してスピンドル４０に付着してよい。組み立てられると、スピンドル４０はトレッドヘッドピニオン６４に当接し、プリテンション中、必要に応じて、スピンドル４０がトレッドヘッドピニオン６４に対して回転できるようにする。図５Ｂは、トレッドヘッドピニオン６４に取り付けられた屈曲要素６６を例証する。

トーションバー６２及び屈曲要素６６は、当該技術分野において周知の方法で動作し、これによって、プリテンション中に乗員に付与された負荷を調節できる。例えば、トーションバー６２は、シートベルト及びスピンドルに対する所定のレベルを超えた負荷に応じて回転してよい。したがって、トーションバー６２及びスピンドルが、プリテンションされ、ロックされたトレッドヘッドピニオン６４に対して回転できるようにすることによって、シートベルトウェブリングの多少の巻き出しを可能にする。生じる巻き出しは、完全にロックされたベルトに対する乗客への負荷を低減する。

図５Ａ〜図６を参照すると、トレッドヘッドピニオン６４は一体に形成される。ピニオン６４は、焼結又はダイカストによって形成されてよく、亜鉛又はアルミニウムで作製されてよい。トレッドヘッドピニオン６４は、一体設計の様々な部分及び特徴を参照して本明細書で説明されてよい。様々な部分又は特徴の参照は、トレッドヘッドピニオン６４の一体設計の部分又は特徴の参照を意図することが理解されるであろう。

トレッドヘッドピニオン６４は、トレッドヘッドピニオン６４が概ねスピンドルに沿って回転できるように、概ね円形形状を有する（ただし、高負荷期間中、トレッドヘッドピニオン６４とスピンドルとの間での相対回転は、トーションバー６２の変形に応じて可能である）。トレッドヘッドピニオン６４はまた、ディスク様形状を有し、第１の側７０は第１の方向を向き、第２の側７２は第１の方向と反対の第２の方向を向くものとして説明されてよい。ピニオン６４はまた、第１の側と第２の側との間を軸方向に延在する本体部分７４を含んでよい。トレッドヘッドピニオン６４は、トレッドヘッドピニオン６４がスピンドルと共に周りを回転する中心軸Ａを有する。

第１の側７０は、第２の側７２よりもスピンドル４０から軸方向に離れて配置される。言い換えれば、第１の側７０はスピンドル４０から離れる方向を向き、第２の側７２スピンドル４０の方を向く。第２の側７２は、組み立て時にスピンドル４０を係合するように配置される。

第１の側７０は、慣性ロックと協働する構造などシートベルトスプールアセンブリの従来の機能に対応する様々な構造を含んでよい。第１の側７０は、第１の側７０から軸方向外方に突出するシャフト部分７６を含んでよい。シャフト部分７６は、フレーム又はアセンブリハウジング又は他の構造と協働して、通常の動作条件下でのウェブの巻き出し又は巻き取り中にトレッドヘッドピニオン６４が回転できるようにし、プリテンションに応じてトレッドヘッドピニオン６４が回転し、シートベルトウェビングを巻き取ることができるように配置される。

トレッドヘッドピニオン６４の本体７４は、プリテンションアセンブリの駆動要素を受容するように配置される。駆動要素は、チューブ５２を通って駆動され、トレッドヘッドピニオン６４の半径方向外側部分と係合する、重合体ロッド５３の形態であってよい。重合体ロッド５３がピニオン６４の半径方向外側部分と係合すると、ピニオン６４は、重合体ロッド５３の駆動力に応じて回転するであろう。本明細書では、駆動要素としての重合体ロッド５３の使用が説明されるが、一体型トレッドヘッド６４の態様はまた、他のタイプの駆動要素で使用され得ることが理解されるであろう。

図６及び図７Ａ〜図７Ｃを参照すると、本体７４は、本体７４の半径方向外縁部の周りに周方向に延在するリング部７８を受容し、トレッドヘッドピニオン６４の半径方向外側表面を画定する駆動要素を含む。リング部７８は、第１のフランジ７８ａと、第２のフランジ７８ｂと、を含む。第１のフランジ７８ａは第１の側７０に隣接して配置され、第２のフランジ７８ｂは第２の側７２に隣接して配置される。

フランジ７８ａ及び７８ｂは、中心軸Ａから半径方向外方に延在し、第１のフランジ７８ａと第２のフランジ７８ｂとの軸方向間に内部空間７８ｃを画定する。フランジ７８ａ、７８ｂ間の空間７８ｃは、プリテンション中に駆動されてトレッドヘッドピニオン６４と係合する、重合体ロッド５３又は他の駆動要素を受容するように設計される。

したがって、フランジ７８ａ及び７８ｂは、内側表面と、外側表面と、を有し、内側表面は内部空間７８ｃの方を向き、外側表面は軸方向外方を向く。

フランジ７８ａ及び７８ｂは、フランジ７８ａ及び７８ｂの半径方向外方の内隅に面取り内縁部７８ｄを含んでよい。この面取り縁部７８ｄは、プリテンション中に駆動要素又は重合体ロッド５３を内部空間７８ｃへと誘導するように動作してよい。したがって、面取り縁部７８ｄは、好ましくはフランジ７８ａ及び７８ｂの全周囲の周りを周方向に延在する。フランジ７８ａ及び７８ｂの一方又は両方は、フランジ７８ａ及び７８ｂ内に延在する、半径方向外方のノッチ７８ｅを含んでよい。

リング７８は、内部空間７８ｃにおいてフランジ７８ａと７８ｂとの間に延在する複数の歯８０を更に含む。歯８０は、プリテンション中に駆動要素５３が駆動されると、駆動要素が歯８０に影響を及ぼして、トレッドヘッドピニオン６４及び取り付けられたスピンドル４０を回転させるように、駆動要素５３と係合するように設計される。歯８０は、好ましくはリング７８の周りで周方向に均等に離間配置される。

一形態において、図８を更に参照すると、軸方向に歯８０の断面図を見る場合、歯８０は、半径方向外方の頂点８０ａと、第１の表面８０ｂと、第２の表面８０ｃと、をそれぞれ有する。第１の表面８０ｂ及び第２の表面８０ｃは、頂点及び中心軸Ａに対して異なる角度で配置されてよい。

例えば、１つの手法において、歯８０のうちの１つの頂点８０ａを通る軸Ａから延在する線Ｌを基準として、αがβ以下であるように、第１の表面８０ｂは基準線から角度αで配置され、第２の表面８０ｃは、基準線から角度βで配置される。好ましい一実施例において、角度αは角度βよりも小さい。一実施例において、角度αはおよそ２５度であり得、角度βはおよそ３０度であり得る。

第１の表面８０ｂは、駆動要素５３が駆動されて歯８０と係合すると、駆動要素が第１の表面８０ｂに影響を及ぼすように、好ましくは、駆動要素５３の方を向く歯８０の側に配置される。第１の表面８０ｂの角度が小さいために、駆動要素５３がトレッドヘッドピニオン６４への押し付けを開始すると、ピニオンの接線力対半径方向力の比率は増加する。

リング７８はまた、歯８０の頂点８０ａから半径方向内方に配置される、基底面８２を含んでよい。基底面８２は、歯８０の基底部を画定してよい。歯８０、フランジ７８ａ及び７８ｂ、並びに基底面８２の交点は、フィレット８２ａの形態であってよく、したがって、内部空間７８ｃ内に複数の湾曲ポケット８４を画定する。したがってフィレット８２ａは、内部空間７８ｃの一部を占め、歯８０、フランジ７８ａ／ｂ、及び基底面８２の交点付近の空間に変形する重合体ロッドの能力を低減する。過剰なロッドの変形は、エネルギーを浪費する。したがって、ロッド５３が変形可能な空間を低減することは、潜在的な浪費エネルギー量を低減し得る。

再度図６、図７Ａ、及び図７Ｂを参照すると、トレッドヘッドピニオン６４の第２の側７２は、トーションバー６２及び屈曲要素６６に付着し、スピンドル４０に軸受表面を提供する構造を含む。第２の側７２は、第２のフランジ７８ｂから離れて軸方向外方に延在する、スピンドル軸受部８４を含む。軸受部８４は、概ね円形形状を有し、本体７４及び第２のフランジ７８ｂから延在する段差面を形成する。軸受部８４は、第２のフランジ７８ｂが、軸受部８４に対して半径方向外方に延在するように、第２のフランジ７８ｂの外径よりも小さい外径を有する。

屈曲要素据え付け部８６は、軸受部８４から軸方向外方に延在する。屈曲要素据え付け部８６は、軸受部８４が屈曲要素据え付け部８６から半径方向外方に延在するように軸受部８４の外径よりも小さい外径を有する、概ね円形形状を有する。

一体型トレッドヘッドピニオン６４の屈曲要素据え付け部８６、軸受部８４、及び本体７４は結合して、軸受要素据え付け部８６の軸方向外側表面からトレッドヘッドピニオン６４内へと軸方向外方に延在する内部キャビティ８８を画定する。キャビティ８８は軸Ａの中心にあり、軸方向に見ると、スプライン形状を有する。キャビティ８８のスプライン形状は、トーションバー６２が軸方向にキャビティ８８に挿入され、トレッドヘッドピニオン６４に対して回転可能に固定されるように、トーションバー６２の端部形状に一致する。キャビティ８８のスプライン形状及びトーションバー６２は、トレッドヘッドピニオン６４とトーションバー６２との間でトルクを伝達するように動作する。

屈曲要素据え付け部８６は、屈曲要素据え付け部８６の外周面から半径方向内方に延在するノッチ８６ａを含む。ノッチ８６ａは、屈曲要素６６の端部が配置され得るポケット、つまり空間を提供する。

軸受部８４は、ノッチ８６ａの空間がポケット８４ａと連通するように、ノッチ８６ａに隣接して軸方向に配置される加締めポケット８４ａを同様に含む。ポケット８４ａは、軸受部８４内へと軸方向内方に延在する。

したがって、屈曲要素６６の端部は、ノッチ８６ａ及びポケット８４ａに軸方向に挿入されてよい。軸受部８４はまた、加締めポケット８４ａに隣接して半径方向に、かつそこから外方に配置された位置において軸受要素内へと軸方向内方に延在する、アクセスキャビティ８４ｂを含む。したがって、加締め壁８４ｃは、ポケット８４ａとキャビティ８４ｂとの間に画定される。加締め壁８４ｃは半径方向に変形可能であって、（ポケット８４ａに挿入される）屈曲要素６６の端部をトレッドヘッドピニオン６４の端部に対して加締める。

屈曲要素据え付け部８６は、外周の大部分にわたって連続的に平滑な外周面を有する。したがって、外周面は、ノッチ８６ａが位置する領域を除いて、外周の大部分で概ね一定の直径を有する。

図９Ａを参照すると、先行技術のトレッドヘッドはトレッドヘッド４６４のスプライン外側表面を必要としていた（屈曲要素６６がその周りを包み込むであろう）。これは、トレッドヘッド４６４及びピニオン４７８が別個であるためであった。ピニオン（pinon）４７８は、ピニオン４７８にトレッドヘッド４６４が組み付けられ得、ピニオン４７８からのトルクがトレッドヘッド４６４に伝達されるように、トレッドヘッド４６４のスプライン外側表面と協働したスプライン内側開口部を含んだ。トレッドヘッド４６４のスプライン部分は、ピニオン４７８を通って延在し、外方に突出し、ピニオン４７８を超えて突出する部分は、屈曲要素６６が包み込んだ部分であった。トレッドヘッド４６４のこの部分は、組み立て中にスプラインピニオン４７８が通り越す必要があるためにスプライン形状にする必要がある。

図６に示されるように、屈曲要素６６には、屈曲要素据え付け部８６の周りに、スプライン軸受表面ではなく、平滑な軸受外周面８６ｂが設けられる。

更に、上記で説明されたように、軸受部８４は、フランジ７８ｂから軸方向外方に延在する。軸受部８４は、スピンドル４０がピニオン６４に対して回転するときにスピンドル４０が当接し得る軸受表面８４ｄを提供する。リトラクタの通常動作中、スピンドル４０は、トレッドヘッド６４に対して回転しない。しかしながら、トーションバー６２がシートベルトウェブリングに対する負荷に応じて回転すると、スピンドル４０はトレッドヘッド６４に対して回転し、軸受部８４に当接する。

軸受表面８４ｄは、屈曲要素据え付け部８６をとり囲む、概ね環状形状を有する。屈曲要素６６を加締めするための、上記に説明されたキャビティ８４ａは、軸受表面８４ｄ内へと軸方向に延在する。キャビティ８４ａに加えて、軸受部８４は、複数のコアアウト８４ｅを更に含んでよい。コアアウト８４ｅは、軸受表面８４ｄに形成されたキャビティ又は他の孔の形態である。コアアウト８４ｅは、トレッドヘッド６４の総重量を低減し、トレッドヘッド６４の一体形態により、軸受表面８４ｄを頑強に維持できる。

従来技術の設計では、図９Ａに示されるように、別個の軸受ディスク４８４が、ピニオン４７８とスピンドル４０との間にピニオン４７８に接して配置された。軸受ディスク４８４は、軸受ディスク４８４が、ピニオン４７８と同様に、スプライントレッドヘッド４６４上に嵌合するように、スプライン内部形状を有する内側開口部を含むであろう。軸受ディスク４８４はまた、内部形状にノッチを含んで、屈曲要素６６を所定の位置に保持した。屈曲要素６６は、軸受ディスク４８４と係合し、次いで、軸受ディスク４８４及び屈曲要素６６は、トレッドヘッド４６４のスプライン部分の上に配置されるであろう。

上記に説明された手法は別個の軸受ディスクを含まず、屈曲要素６６は、ノッチ８６ａ及びキャビティ８４ａに単純に挿入されて、壁８４ｃを変形させることによって加締められてよい。

別の手法では、図９Ｂに示されるように、別のトレッドヘッド５６４が配置されて、別個の軸受ディスク５８４を受容してよい。この手法では、一体構造は、本体７４と、別の型の屈曲要素据え付け部５８６と、を含んでよい。軸受ディスク５８４は、屈曲要素据え付け部５８６の上に配置される大きさであり、そのように配置される。

組み立てられると、軸受ディスク５８４は、軸受ディスク５８４及び屈曲要素据え付け部５８６上で半径方向内方及び外方に延在する、一致するノッチ及び突起部のために、屈曲要素据え付け部５８６上で回転可能に所定の位置に保持される。屈曲要素据え付け部５８６は、本体７４に対して軸方向内側部分５８６ａと、軸方向外側部分５８６ｂと、を含む。内側部分５８６ａは、軸受ディスク５８４の内部形状と係合するように構成されている外部形状を有する。外側部分５８６ｂは、屈曲要素６６の屈曲時にこの要素と係合するように構成されている。

屈曲要素部分５８６は、軸受要素部分５８６の外部形状の周りに配置された突出部５８７ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、及びｆを含む。突起部５８７ａは、内側部分５８７ｇと、外側部分５８７ｈと、を有し、内側部分５８７ｇは台形形状を有し、外側部分５８７ｈは尖り形状を有する。内側部分５８７ｇは軸受ディスク５８４を係合し、外側部分５８７ｈは屈曲要素６６を係合する。

突起部５８７ｂは、半径方向外側の平坦な表面を備える、細長い箱形状を有する。突起部５８７ｃ、ｄ、ｅ、及びｆは、箱形状又は台形形状を有する。突起部５８７の他の形状も使用され得ることが理解されるであろう。

屈曲要素据え付け部５８６はまた、外側表面に半径方向陥凹部を含んでよい。陥凹５８８ａは、突起部５８７ａに隣接して周方向に配置され、陥凹部５８８ｂは、突起部５８６ｆに隣接して周方向に配置される。陥凹部５８８ｃは、突起部５８６ｅに隣接して周方向に配置される。

軸受ディスク５８４は、屈曲要素据え付け部５８６の突起部５８６ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、及びｆに一致する凹部５８４ａと、屈曲要素６６を受容するための凹部５８４ｂと、を有する。凹部は、軸受ディスク５８４の内部形状から半径方向内方に延在する突起部５８５によって画定される。軸受ディスク５８４は、突起部５８６ｂに一致する平坦な表面５８４ｃを画定する。軸受ディスク５８４は、突起部５８５のうちの１つに配置された突起５８４ｄと、突起部５８５のうちの別の１つに配置された別の突起５８４ｅと、を含んでよい。突起５８４ｄは陥凹部５８８ｃに一致し、突起５８４ｅは陥凹部５８８ｂに一致する。

屈曲要素６６は屈曲要素据え付け部５８６に配置されてよく、軸受ディスク５８４は、凹部５８４ｂにおいて屈曲要素６６の一部を被覆して、屈曲要素据え付け部５８６と軸受ディスク５８４との間に屈曲要素６６を保持する。軸受ディスク５８４は、上記で説明された軸受表面を提供し、屈曲要素６６は、上記で説明された方法に類似の方法で、屈曲要素据え付け部５８６の周りを包み込むであろう。

トレッドヘッド６４又はトレッドヘッド５６４の一体形態により、（トレッドヘッド４６４、ピニオン４７８、及び軸受ディスク４８４を組み立てる、図９Ａのマルチピースアセンブリに対して）ピニオン歯８０間の空間７８ｃの深さをより大きくできる、又は別個のピニオン４７８に対して更なる構造安定性を提供できる。マルチピース設計では、ピニオン４７８がトレッドヘッド４６４のスプライン突起部を通り越す必要があるため、ピニオン歯間の深さは制限された。したがって、ピニオン歯間の空間の基底は、別個のピニオン４７８がスプライン突起部を通り越すため、常にトレッドヘッド４６４のスプライン突起部の最外面の半径方向外側であろう。軸受ディスク４８４を超えるトレッドヘッド４６４の突起部の最外面はまた、屈曲要素６６が包み込む表面として機能した。

一体設計では、歯８０間の空間７８ｃの深さは、トレッドヘッド６４又はトレッドヘッド５６４の本体内へと、屈曲要素据え付け部８６の最外面の半径方向内方に延在し得る。これは、従来のマルチピース設計では不可能である。

マルチピース設計に対する一体設計の使用はまた、製造上の利点を提供する。トレッドヘッド６４又は５６４は、ダイカスト、焼結、又は射出成型されてよい。一体設計の使用はまた、マルチピース設計に対して軸方向での総公差幅を低減する。

したがって、一体型トレッドヘッドピニオン６４又は５６４は、スプールアセンブリ３４の一部としてスピンドル４０と結合する。スプールアセンブリ３４は、プリテンション用の構成要素並びにリトラクタの通常動作用の構成要素を含む、リトラクタアセンブリ３２の他の構成要素と協働する。

スプールアセンブリ３４は、ハウジング５４内に配置されたヘッドピニオン６４／５６４を含む。ピニオン６４／５６４は、ベルトスプール４０に取り付けられる。ピニオン６４／５６４の回転は、取り付けられたベルトスプール４０に回転をもたらして、ベルトスプール４０に取り付けられたシートベルトウェビング１４を巻くことになる。

図１０Ａは、例示的な実施形態に従って、プリテンショナロッド５３及びストッパ５５の側面断面の例証を提供する。図１０Ａに示すように、プリテンショナロッド５３は、一形態において、概して円形の断面を有する。別の手法において、プリテンショナロッド５３は、プリテンショナロッド５３が（図４に示される）プリテンショナチューブ５２内に挿入され、挿入されたとき、プリテンショナチューブ５２の蛇行形状に適合することを可能にする、概して矩形断面、概して三角形断面、又は他の多角形断面等の、非円形断面を有することができる。考察の目的で、プリテンショナロッド５３は、概して円形断面を有するものとして考察される。

上記に例証され、考察されるように、プリテンショナロッド５３は、プリテンショナチューブ５２の外側に配置されるとき、概して直線形状を有し、近位端部分２０２から遠位端部分２０４まで縦方向２００に延在する。近位端部分２０２は、プリテンショナロッド５３がプリテンショナシステム４４内に設置されるとき、（図１０Ｃに示される）ガス発生器３６に向かって配置される。例示的な実施形態において、プリテンショナロッド５３は、非凹設部分２０６と凹部２１０を画定する凹設部分２０８とを画定するために、その長さに沿って変化する断面を有する。一実施例において、かつ図１０Ａ及び図１２において例証されるように、凹部２１０は、例えば、側壁を有するＵ字形状の溝等の、溝として構成される。

図１０Ａを参照すると、例示的な実施形態において、凹設部分２０８は、近位端部分２０２から遠位端部分２０４まで、かつ遠位端部分２０４を含んで、プリテンショナロッド５３の全長の大部分に沿って延在する。例証されるように、近位端部分２０２は非凹設部分２０６を含み、凹部２１０は非凹設部分２０６の最遠位区分で終了する。以下に更に詳細に考察されるように、及び図１０Ａにおいて例証されるように、プリテンショナロッド５３の非凹設部分２０６は、凹設部分２０８よりも大きい直径、断面寸法、及び／又は周長を有する。例示的な実施形態において、非凹設部分２０６は、約２０ｍｍ等、約１５〜２５ｍｍの長さＬ１及び約４〜７ｍｍの幅Ｗ１を有し、凹設部分２０８は、約６０〜１４５ｍｍの長さＬ２及び約２．５〜８．０ｍｍの厚さＷ２を有する。

例示的な実施形態において、プリテンショナロッド５３はまた、例えば、近位端部分２０２から近位に延在する、突起又は柱等の、正の特徴２１６を含む。ストッパ５５は、ストッパ５５をプリテンショナロッド５３の近位端部分２０２に結合するための正の特徴２１６を受容する、その中に形成された負の特徴２１８を有する。一実施例において、負の特徴２１８及び正の特徴２１６は、ストッパ５５が、例えば、ストッパ５５をプリテンショナロッド５３に固定的に結合するための正の特徴２１６上に、例えば、締まり嵌め等の、圧縮締めであるようにサイズ決定される。ストッパ５５を正の特徴２１６及び／又は近位端部分２０２に結合及び／又は固定する他の形状は、例えば、接着剤、機械的手段、又は同様のもの等を使用し得る。図１０Ａに例証されるように、正の特徴２１８は、止まり穴２２０として構成することができる。代替的に、及び図１０Ｂに例証されるように、負の特徴２２０は、正の特徴２１６がその中を部分的に又は完全に延在する通り穴２２２として構成することができる。

例示的な実施形態において、プリテンショナロッド５３は、他のロトプリテンショナの金属球体駆動要素に対して低減した重量を有する、重合体材料から作製される。特定の重合体材料が、特定のユーザの要望に適合するように選択されることができる。重合体材料は、プリテンショナチューブ５２を通じて屈曲及び撓むことができるように十分な可撓性を有し、初期設置、並びにガス発生器３６による作動に応じて可能となるものが好ましい。重合体材料は、プリテンショナロッド５３が、プリテンショナシステム４４のトレッドヘッドピニオン６４に負荷を十分に伝えるように、作動に応じて十分な押し出し性を有し、それによってプリテンションをもたらす駆動要素として機能するものが好ましい。

更に、例示的な実施形態において、プリテンショナロッド５３は、塑性変形可能な重合体材料から作製される。作動中及び作動後、プリテンショナロッド５３は、作動及びプリテンショナシステム４４の他の構成要素（例えば、トレッドヘッドピニオン６４）との接触に応じて、塑性変形となる。以下に更に詳細に考察されるように、この塑性変形は、プリテンショナロッド５３が、例えば、トレッドヘッドピニオン６４内でシステム内に維持された圧力に完全に依存することなく、プリテンショナロッド５３のペイバックを防止又は制限するために係止されることをもたらすことになる。

１つの手法において、プリテンショナロッド５３は、ナイロン熱可塑性材料から作製される。プリテンショナロッド５３はまた、脂肪族ポリアミド熱可塑性材料から作製することもできる。別の手法において、プリテンショナロッド５３は、アセタール材料又はポリプロピレン材料等、同様の熱可塑性材料から作製することができる。

再度図４を参照すると、ハウジング５４は、ガイド部分９０を更に含む。ガイド部分９０は、トレッドヘッドピニオン６４と同様にハウジング５４内に配置される。より具体的には、ガイド部分９０は、チューブ５２の出口の反対側に配置され、トレッドヘッドピニオン６４は、ガイド部分９０とチューブ５２との間に配置される。したがって、チューブ５２を出たプリテンショナロッド５３は、ガイド部分９０に接触する前にトレッドヘッドピニオン６４に接触することになる。

ガイド９０は、チューブ５２の出口に向かって凹形状を有する、概して円弧状の着地表面９２を有する。１つの手法において、表面９２の円弧は、一定半径を有する。更に、円弧の半径の中心点は、表面９２とトレッドヘッドピニオン６４との間の半径方向の間隔が、表面９２の長さに沿って一致するように、トレッドヘッドピニオン６４の回転軸と整列する。別の手法において、表面９２の半径の中心点は、表面９２とトレッドヘッドピニオン６４の外径との間の半径方向間隔が表面９２に沿って異なる点で変化するように、スプロケット軸からオフセットすることができる。

表面９２は、第１の端部９６及び第２の端部９８を含む。第１の端部９６は、プリテンショナロッド５３がチューブ５２を出て、トレッドヘッドピニオン６４を通過した後、第２の端部９８よりも前に第１の端部９６と係合するように、チューブ５２の出口と反対側に配置される。

ハウジング５４は、ガイド９０の反対側に配置されるオーバーフローキャビティ１００を更に画定する。オーバーフローキャビティ１００はまた、チューブ５２の屈曲部に隣接して配置され、トレッドヘッドピニオント６４は、ガイド９０とオーバーフローキャビティ１００との間に配置される。したがって、ガイド９０の中間部分１０１は、トレッドヘッドピニオン６４にわたってオーバーフローキャビティ１００の径方向反対側にある。

オーバーフローキャビティ１００は、必要に応じて、プリテンショナシステム４４の作動中にプリテンショナロッド５３がその中に受容されることを可能にするようにサイズ決定、及び構成される。例えば、プリテンショナロッド５３がチューブ５２を抜け出た後、プリテンショナロッド５３がオーバーフローキャビティ１００に向かって最終的に方向付けられるように、ガイド９０に接触し、ガイド９０に対応する円弧状の経路に方向付けられることになる。プリテンショナロッド５３は、オーバーフローキャビティ１００内に延在することができ、オーバーフローキャビティ１００に隣接するチューブ５２の屈曲部に沿って更にガイドされ得る。しかしながら、プリテンショナロッド５３が作動中に必ずしも、オーバーフローキャビティ１００に最終的に達するために十分に進まない場合があることが理解されるであろう。

上記で説明されたように、リトラクタアセンブリ３２は、発射信号に応じて膨張用ガスを提供するガス発生器３６を含む。膨張用ガスは、チューブ５２内部の圧力の増加をもたらし、これによりプリテンショナロッド５３が、ガス発生器３６からチューブ５２を通じ、かつ出口を通過して、プリテンションのためにトレッドヘッドピニオン６４内へと最終的に引き離される。

より具体的には、図１０Ｃに示されるように、プリテンショナチューブ５２は、ピストン又は封止部材１０２を含む。封止部材１０２は、１つの手法において、球体外側表面を伴う球体形状を有することができる。別の手法において、封止部材１０２は、円筒形外側表面を伴う、概して円筒形状を有することができる。封止部材１０２は、チューブ５２内に摺動可能に配置され、プリテンショナロッド５３を作動方向又は経路Ａに沿って駆動するように操作可能である。当業者によって理解されるように、封止部材１０２は、チューブ５２の内部に圧入され得るか、又は別様に嵌められ得る。

図１０Ｃに示されるように、封止部材１０２は、ガス発生器３６から離間した近位端部１０６を画定して、それらの間にガスチャンバ１０８を画定する。封止部材１０２は、ストッパ５５及びプリテンショナロッド５３に向かって方向付けられた遠位端部１１０を画定する。

ストッパ５５は、好ましくはアルミニウムから作製されるが、鋼、他の金属、又は金属合金、若しくは説明された封止能力を提供することができるような概してより柔らかい封止部材１０２を伴う強化プラスチック等の、別の好適な十分な強度の材料から作製することもできる。例示的な実施形態において、ストッパ５５は、非凹設部分２０６の周囲に実質的に一致する外周を有する。ストッパ５５は、封止部材１０２の遠位端部１１０に隣接し、プリテンショナロッド５３の非凹設部分２０６に当接する。

封止部材１０２及びストッパ５５は、協働してガスチャンバ１０８内の増加した圧力からのエネルギーをプリテンショナロッド５３に移す。プリテンショナロッド５３は、チューブ５２を通じて進み、チューブ５２の屈曲部に従って撓むために、チューブ５２の幅よりも僅かに小さくサイズ決定される。このため、封止部材１０２無しでは、ガス発生器３６からのガスは、プリテンショナロッド５３とチューブ５２との間に画定された空間内にプリテンショナロッド５３を過ぎて流れることになる。

封止部材１０２は、概して弾性構造を画定し、任意の好適なプラスチック又は重合体（例えば、ポリエステル、ゴム、熱可塑性、又は他の弾性若しくは変形可能な材料）等の、当該技術分野で既知の種々の材料からなってもよい。更に、封止部材１０２は、金属、プラスチック、又は他の好適な材料からダイカスト、鍛造、又は成形されてもよい。一実施形態において、封止部材１０２は、２キャビティ射出成形プロセスを使用して形成される。概して弾性構造は、封止部材１０２の形状が圧力に応じて僅かに変化することを可能にし、それによってそれが提供する封止を改善する。

図１０及び図１１を参照すると、動作中、ガス発生器３６は、ガスチャンバ１０８に加圧する膨張用ガスを生成し、それによって封止部材１０２が作動経路Ａに沿ってプリテンショナロッド５３を強制的に駆動することを可能にする。プリテンショナロッド５３が、チューブ５２を通じて駆動される際、それはトレッドヘッドピニオン６４と係合する。より具体的には、プリテンショナロッド５３は、トレッドヘッドピニオン６４の歯８０と係合する。プリテンショナロッド５３が矢印Ａの方向に膨張用ガスによって駆動される際、プリテンショナロッド５３とトレッドヘッドピニオン６４との係合は、ベルトスプール４０（図３に示される）の回転をもたらし、これがプリテンションを提供する。

ガス発生器３６の起動は、封止部材１０２がガス漏れに抵抗することを可能にする。上記に挙げられたように、封止部材１０２は、比較的弾性の材料からなる。したがって、ガスチャンバ１０８内部の加圧ガスが、封止部材１０２の近位端部１０６の膨張をもたらし、封止部材１０２を通過してガスが逃げることを防止させる。

加えて、プリテンショナロッド５３から発生した背圧が、封止部材１０２のストッパ５５及びプリテンショナロッド５３に抗する圧縮に起因して、封止部材１０２が周方向外側に膨張することをもたらす。プリテンショナロッド５３は、作動中、トレッドヘッドピニオン６４と係合する際、抵抗を受け、それによって、ストッパ５５及び封止部材１０２上に背圧を発生させる。封止部材１０２の周方向の膨張は、封止部材１０２の外面とプリテンショナチューブ５２の内壁との間に締付けられた封止を提供する。したがって、本発明の封止部材１０２は、高封止圧力を保持し、並びにチューブ５２内に残留ガス圧力を維持するように動作可能である。

シートベルトのプリテンション中、ペイバックとして知られる副作用があり、プリテンションを引き起こす事象中、乗員によってもたらされるシートベルトの張力が、スプールをプリテンションの回転と反対方向に回転させる場合がある。この回転は、トレッドヘッドピニオン６４及び駆動要素に伝えられ、駆動要素をチューブ５２内部で逆方向に進ませる。ペイバックは、チューブ５２内の圧力を維持することにより対抗することができるが、これはガス発生器３６がより長い期間発射すること、及び追加の推進剤を必要とする。

しかしながら、例示的な実施形態において、本明細書に説明されたプリテンショナシステム４４は、維持されたガス圧力の代替として、又は維持されたガス圧力に加えて、上記で説明されたペイバックの副作用に対抗するように構成された特徴を含む。上記で説明されたように、プリテンショナロッド５３は、重合体等の塑性変形可能な材料から好ましくは作製される。

プリテンショナシステム４４の作動中、プリテンショナロッド５３は、チューブ５２を出てトレッドヘッドピニオン６４の歯８０に接触し、トレッドヘッドピニオン６４の回転をもたらす。プリテンショナロッド５３がトレッドヘッドピニオン６４を通過し、その回転をもたらす際、更なる歯８０のそれぞれが、プリテンショナロッド５３の側面に接触し、プリテンショナロッド５３が歯８０とプリテンショナロッド５３との間の干渉領域内で圧縮及び塑性変形することをもたらすことになる。この圧縮はまた、プリテンショナロッド５３がガイド９０に対して圧縮され、トレッドヘッドピニオン６４とガイド９０との間のプリテンショナロッド５３の圧入構成を作り出すことももたらすことになる。

更に、プリテンショナロッド５３及びガイド９０は、プリテンションストロークの端部で共に溶着することになる材料から作製され得る。例えば、プリテンショナロッド５３及びガイド９０の材料は、プリテンショナロッド５３とガイド９０との間の摩擦から発生した熱が、ガイド９０及びロッド５３が互いに接触するインターフェースＷに沿って、プリテンショナロッド５３及びガイド９０が、共に溶着されるように、選択されてもよい。いったんプリテンショナロッド５３及びガイド９０が共に溶着されると、プリテンショナロッド５３は、係止され、チューブ５２内に逆流することを防止又は実質的に制限されるようになる。歯８０によりもたらされたプリテンショナロッド５３の塑性変形は、トレッドヘッドピニオン６４が反対方向に回転することを防止又は実質的に制限し、それによってペイバックを防止又は実質的に制限することになる。

溶着は、作動中のシステムにより発生する比較的高熱及び圧力から結果的に生じる。溶着されるプリテンショナロッド５３及びガイド９０のために、各々に使用される材料は、同じ族内であることが好ましい。例えば、ガイド９０がナイロンである場合、プリテンショナロッド５３は、ナイロンであることが好ましい。同様に、ガイド９０がアセタールである場合、プリテンショナロッド５３は、アセタールであることが好ましい。ガイド９０がポリプロピレンである場合、プリテンショナロッド５３は、ポリプロピレンであることが好ましい。高熱及び高圧下で共に溶着するであろう他の材料もまた使用することができることが理解されるであろう。更に、いくつかの異なるタイプの材料が、共に溶着することができることが理解されるであろう。

プリテンション中に発生し得る別の副作用が、低抵抗状態として知られている。これは、プリテンショナの作動に応じてスプールによって巻き取り又は巻き付かれ得る比較的大きな部分のシートベルトウェビングがあるとき、発生する場合がある。例えば、シートベルトに余分な緩みがある場合、この緩みは、緩みが巻き取られるまで乗員に作用しないため、低抵抗で巻き取り又は巻き付くことになる。低抵抗状態において、駆動要素の背圧は、低減する。低減した背圧は、背圧に応じて、チューブの内壁表面に周方向に対して膨張するための封止要素の能力の低減をもたらす場合がある。これは、封止プロセスの一部としての背圧に応じて周方向に膨張するように構成された、いずれのタイプのピストン又は封止についても発生し得る。

図４、図８、図１１、及び図１２を参照すると、プリテンショナシステム４４の低抵抗状態の副作用に対処するために、例示的な実施形態において、チューブ５２は、チューブ５２の端部近くのチューブ５２内に延在する突起部１２０を含み、プリテンショナロッド５３が存在する場所に近接する狭窄部分１３０を形成し、それによって遠位の場所においてチューブ５２の断面積を低減させる。すなわち、狭窄部分１３０の開口部の径、幅、又は寸法（複数可）は、例えば、狭窄部分１３０から上流のチューブ５２の部分等、チューブ５２の部分の隣接部分の径、幅、又は寸法（複数可）よりも小さい。

以下に更に詳細に考察されるように、凹部２１０は、作動中及び／又はプリテンション中、プリテンショナロッド５３の凹設部分２０８が、突起部１２０によって妨害されないように、作動方向又は経路Ａに沿って突起部１２０と整列する。更に、狭窄部分１３０は、プリテンショナロッド５３の少なくとも凹設部分２０８は狭窄部分１３０を通過して進むことができるが、ストッパ５５及び封止部材１０２は狭窄部分１３０を通過して進むことが阻止される、といった十分な空間があるようにサイズ決定される。ストッパ５５及び封止部材１０２が狭窄部分１３０を通過して前進することを阻止されるとき、狭窄部分１３０は、更なる背圧を提供する。したがって、封止部材１０２は、この背圧に応じて周方向又は半径方向に膨張することになり、それによって低抵抗状態での改善された封止を提供する。この改善された封止は、ガスが低抵抗状態においてチューブから逃げる可能性を防止又は制限することになる。

狭窄部分１３０を画定する突起部１２０は、上記に説明された機能を提供する一方で、種々の方法において形成され、種々の形状を有することができる。

上記の手法において、共に整列したプリテンショナロッド５３の凹部２１０と突起部１２０は、図４及び図１１に例証されるように、チューブ５２のインボード部分に沿って配置され得、又は代替的に、図８及び図１２に例証されるように、チューブ５２のアウトボード部分に沿って配置され得る。有利には、例示的な実施形態において、チューブ５２のインボード部分上への突起部１２０の配置は、進行中、プリテンショナロッド５３がチューブ５２のアウトボード部分にわたって摺動することを容易にする。プリテンショナロッド５３がチューブ５２を通じて進む際の遠心力は、プリテンショナロッド５３にチューブ５２のアウトボード部分に向かわせる傾向があり、突起部１２０をインボード部分上に位置付けることは、狭窄部分１３０がプリテンショナロッド５３に対して抵抗を加える可能性を低減させることになる。代替的、かつ有利には、例示的な実施形態において、チューブ５２のアウトボード部分上への突起部１２０の配置は、作動中、トレッドヘッドピニオン６４がプリテンショナロッド５３の全体又は固体側を係合すること（例えば、凹部２１０の反対側のプリテンショナロッド５３の側面を係合するトレッドヘッドピニオン６４）を容易にして、作動方向又は経路Ａの反対側の方向におけるプリテンショナロッド５３のいずれの並進を防止又は低減させるためにプリテンショナロッド５３のトレッドヘッドピニオン６４との係止を容易にする。

上記で説明されたように、プリテンショナロッド５３は、その近位端部分２０２で非凹設部分２０６を有し、非凹設部分２０６は、凹設部分２０８よりも大きい径又は断面寸法（複数可）を有する。１つの手法において、非凹設部分２０６は、狭窄部分１３０で、チューブ５２の幅又は断面寸法（複数可）よりも大きい径又は断面寸法（複数可）を有する。したがって、狭窄部分１３０の上流側に配置された非凹設部分２０６で、狭窄部分１３０は、非凹設部分２０６が通過することを防止することになる。

別の手法において、非凹設部分２０６は、狭窄部分１３０で、チューブ５２の幅又は断面寸法（複数可）よりも小さい場合がある。非凹設部分２０６が狭窄部分１３０を通過するのに十分小さい場合、それは狭窄部分１３０を越えて通過することができる。

当業者であれば容易に理解するように、以上の説明は本発明の原理の実装例を例証するものである。本記述は、本発明が、以下の特許請求の範囲にて定義される本発明の精神を逸脱することなく、修正形態、変形形態、及び変更形態を許容するという点において、本発明の範囲又は応用を限定することを意図するものではない。

Claims (14)

1. シートベルトリトラクタアセンブリに使用されるプリテンション装置であって、
   長手方向中心軸の周りを回転し、シートベルトウェビングを巻き取るように構成されたスピンドルと、
   前記スピンドルに連結され、印加されたプリテンション負荷に応じて回転することで当該スピンドルを回転させるトレッドヘッドピニオンと、
   所定の経路に沿って並進し、前記トレッドヘッドピニオンと直接係合し、これによって前記トレッドヘッドピニオンを回転させる変形可能なロッドと、を備え、
   前記トレッドヘッドピニオンが、
   ａ）前記スピンドルから離れる方向を向く第１の側及び前記スピンドルの方を向く第２の側と、
   ｂ）前記第１の側と前記第２の側との間に延在し、前記ロッドから前記プリテンション負荷を受けるために複数の半径方向に突出する歯を有する、リング部と、
   ｃ）前記歯の両側に配置された、前記第１の側の第１のフランジと、前記第２の側の第２のフランジと、を含み、前記歯を超えて半径方向外方に突出する一対のフランジであって、前記フランジが、前記複数の歯に隣接して長手方向に配置され、前記歯が、前記フランジと一体になって隣接する歯と前記フランジとの間にキャビティが形成される、当該フランジと、
   ｄ）前記第２のフランジから前記スピンドルに向かって軸方向に突出する軸受部であって、前記軸受部が、前記スピンドルが当接する軸受表面を画定する、軸受部と、
   プリテンション中に乗員に付与された負荷を調整可能な屈曲要素と、
   前記トレッドヘッドピニオンが、前記軸受部から離れるように、前記スピンドルに向かって軸方向に突出し、前記屈曲要素を保持する屈曲要素据え付け部とを備え、
   前記トレッドヘッドピニオンの構成ａ）〜ｄ）が一体成形されていることを特徴とするプリテンション装置。
2. 前記トレッドヘッドピニオンが、前記第１の側及び前記スピンドルから離れるように軸方向に突出するシャフトを更に備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記軸受部が概ね円形の外部形状を有し、外径が前記第２のフランジの外径よりも小さい、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記屈曲要素据え付け部が概ね円形の外形を有し、外径が前記軸受部の外径よりも小さい、請求項３に記載の装置。
5. 前記屈曲要素は、前記トレッドヘッドピニオン及び前記スピンドルに取り付けられる、請求項１乃至４の何れか１項に記載の装置。
6. 前記屈曲要素据え付け部が、前記屈曲要素据え付け部の外周の大部分にわたって平滑な外周面を画定する、請求項１乃至５の何れか１項に記載の装置。
7. 前記屈曲要素据え付け部が前記屈曲要素据え付け部の外周にノッチを画定し、前記ノッチが、前記屈曲要素据え付け部の軸方向最外面から前記軸受部に向かって延在する、請求項１乃至６の何れか１項に記載の装置。
8. 前記軸受部が前記屈曲要素据え付け部の前記ノッチに隣接して軸方向に配置される加締めキャビティを画定し、前記加締めキャビティが、前記軸受部の軸方向最外面から前記軸受部内へと延在する、請求項７に記載の装置。
9. 前記軸受部が、前記加締めキャビティから、かつ前記加締めキャビティに隣接して半径方向外方に配置されるアクセスキャビティを画定し、前記アクセスキャビティが、前記軸受部の軸方向最外面から前記軸受部内へと延在する、請求項８に記載の装置。
10. 前記軸受部が、前記アクセスキャビティと前記加締めキャビティとの間に半径方向に配置される加締め壁を画定し、前記加締め壁が半径方向に変形可能であって、前記屈曲要素を前記トレッドヘッドピニオンに対して加締める、請求項９に記載の装置。
11. 前記屈曲要素の全体が前記屈曲要素据え付け部に対して半径方向外方に配置される、請求項１乃至１０の何れか１項に記載の装置。
12. 前記リング部が、前記屈曲要素据え付け部の外周を超えて半径方向内方に延在する半径方向厚さを有する、請求項１乃至１１の何れか１項に記載の装置。
13. 前記トレッドヘッドピニオンが、前記軸受部を通り、前記リング部内へと軸方向に延在する中心内部キャビティを画定し、前記内部キャビティが、トーションバーの対応する構造を受容するためのスプライン表面を有する、請求項１乃至１２の何れか１項に記載の装置。
14. 前記トレッドヘッドピニオンの一端に取り付けられ、前記軸受部を通り、前記リング部内へと延在するトーションバーを更に備え、前記トーションバーが、その反対端において前記スピンドルに取り付けられる、請求項１乃至１２の何れか１項に記載の装置。