JP7001492B2 - シートベルトプリテンショナの製造方法、及びシートベルトプリテンショナ - Google Patents

Description

本発明は、車両に安全装置として設置されるシートベルト装置のシートベルトを、車両の急な減速時或いは衝突時等の緊急時に引き込むプリテンショナの製造方法に関するものである。

以下、本願において「上」「上方」とは車両の天井側を、「下」「下方」とは車両の床側を意味する。また、「前」「前方」とは車両の前進方向側を意味する。

車両には安全装置としてシートの各着座位置にシートベルト装置が設置されている。例えば、図４は助手席１に設置されたシートベルト装置２を車両の前方側から示した図である。当該シートベルト装置２は、リトラクタ３と、当該リトラクタ３から繰り出される３点式のシートベルト４と、当該シートベルト４の先端部にアンカープレート５を介して一端を接続されたケーブル６を緊急時に引き込むプリテンショナ７を備えている。

図４に示すシートベルト装置２の場合、前記リトラクタ３は、センターピラーの車内側の下部に取付けられている。また、前記プリテンショナ７は、助手席１のドア側の床部に設置されている。なお、前記プリテンショナ７は、助手席１の運転席側の床部に設置する場合もある。また、助手席１のドア側と運転席側の両方に設置する場合もある。

前記リトラクタ３から車体の上方に繰り出された前記シートベルト４は、センターピラーの上部に取付けられたスルーリング８を挿通して乗員９の肩部から胸部を拘束するように車体の斜め下方に向けて折り返される。そして、当該シートベルト４を挿通したタング１０を、助手席１の運転席側の床部から突出状に設置したバックル１１に装着することで、助手席１に着座した乗員９の肩部から胸部及び腰部を拘束する。

前記プリテンショナ７の一例を図５に示す。
プリテンショナ７は、チューブ１２と、このチューブ１２の他端側にシール材１３を介して密閉状に接続されたフレーム１４を備えている。

そして、前記チューブ１２は、内部にピストン１５を移動自在に収容している。一方、前記フレーム１４には、前記ケーブル６の案内孔１４ａと、当該案内孔１４ａを通過したケーブル６を前記チューブ１２に導く貫通孔１４ｂを形成している。また、前記フレーム１４には、緊急時に前記貫通孔１４ｂを通って前記チューブ１２内にガスを供給するガス発生器１６を設置している。

前記ピストン１５は、軸方向の略中心部に、前記貫通孔１４ｂと略同軸の貫通孔１５ａを有し、この貫通孔１５ａに前記ケーブル６を挿通させている（図６参照）。そして、この貫通孔１５ａを挿通した前記ケーブル６を、前記ピストン１５の前記フレーム１４と反対側に配置した円筒状のケーブルクランプ１７でクランプし、前記ケーブル６がピストン１５から抜け出ないようにしている。

なお、図５中の１７ａは前記ケーブルクランプ１７における前記ケーブル６のクランプ部、１８は前記貫通孔１４ｂの前記ピストン１５と反対側の端部に挿入したガスケットを示す。

以下、前記ピストン１５及び前記ケーブルクランプ１７について、図６を用いて詳細に説明する。

前記ピストン１５の軸方向両側には、前記チューブ１２の内周形状と略等しい外周形状のフランジ部１５ｂ，１５ｃを有している。そして、これら両フランジ部１５ｂ，１５ｃの間を前記フレーム１４の反対側（紙面左側）に向けて外径を漸次大きくした錐台形状に形成している。以下、この錐台形状に形成した部分を錐台形状部１５ｄという。また、前記ピストン１５の前記貫通孔１５ａは、ケーブルクランプ１７側に面取り孔部１５ａａを設けている。

前記錐台形状部１５ｄとチューブ１２の間には複数のクラッチ球１９を配置する一方、前記反対側の前記フランジ部１５ｃの外周に溝１５ｅを形成し、Ｏリング２０を装着している。

なお、前記クラッチ球１９の外径は、当該クラッチ球１９が前記錐台形状部１５ｄの小径側の前記フランジ部１５ｂと当接する位置の場合に、前記チューブ１２の内周面との間に若干の隙間を有するように決定される。このクラッチ球１９は、前記フランジ部１５ｂとの間に配置された付勢部材（例えばスポンジ）２３によって前記錐台形状部１５ｄの大径側に付勢され、錐台形状部１５ｄの外周面及びチューブ１２の内周面と接触している。その結果、ピストン１５はクラッチ球１９と前記Ｏリング２０によってチューブ１２内で支持されることになって、ピストン１５単体ではチューブ１２内を搖動することはない。

また、前記ケーブルクランプ１７は、前記貫通孔１５ａと連通する貫通孔１７ｂを有する円筒状の胴部１７ｃの前記ピストン１５側に前記フランジ部１５ｃと同形状のフランジ部１７ｄを形成している。また、前記フランジ部１７ｄの前記ピストン１５側に、前記ピストン１５の面取り孔部１５ａａに嵌入して接する面取り部１７ｅを形成している。

前記構成のプリテンショナ７では、例えば車両の急な減速をセンサーが検知した時、センサーからの出力信号によりガス発生器１６からガスを発生させる。発生したガスは、前記貫通孔１４ｂを通ってチューブ１２内に供給され、当該部分の内圧を上昇させてピストン１５をフレーム１４と反対の方向（図５（ａ）の白抜き矢印Ａ方向）に移動させる。ピストン１５の前記移動によりケーブル６が前記フレーム１４に向かう方向（図５（ａ）の白抜き矢印Ｂ方向）に引っ張られ、車両の前方への乗員９の移動を抑制する。

しかしながら、前記内圧の上昇は短時間で低下する一方、シートベルト４が乗員９から受ける力は維持される。従って、ピストン１５は前記移動後の図５（ａ）の位置から前記移動と反対のフレーム１４の方向（図５（ｂ）の白抜き矢印Ｃ方向）に移動してケーブル６がプリテンショナ７から引出されることになる。この際、前記ガスケット１８とケーブル６の隙間からガスが排出する（図５（ｂ）の白抜き矢印Ｄ）。

ケーブル６がプリテンショナ７から引出される際、前記クラッチ球１９は錐台形状部１５ｄの外周部を大径側に移動し、錐台形状部１５ｄの外周部とチューブ１２の内周面間に挟まれる（図５（ｂ）参照）。この状態では、ピストン１５がさらにフレーム１４の方向に移動しようとしても、前記クラッチ球１９によってピストン１５の移動が規制され、車両前方への乗員９の移動を拘束する。

前記ピストン１５及び前記ケーブルクランプ１７の場合、緊急作動前の初期位置では、通常、図６に示すように、両者が接触する位置関係になっている。なお、緊急作動前の初期位置とは、前記ピストン１５の前記フランジ部１５ｂが前記フレーム１４のピストン１５側の端部に当接する位置をいう。

しかしながら、前記ケーブルクランプ１７は前記ピストン１５の方向に付勢されていない。従って、シートベルト４の着脱時や車両走行時等の振動によりケーブル６が若干移動することで、前記ピストン１５及び前記ケーブルクランプ１７が接触したり離反したりしてノイズを発生する場合がある。

このノイズの発生を防止するものとして特許文献１に開示されたピストン１５がある。特許文献１に開示されたピストン１５は、図７に示したように、前記ピストン１５のフランジ１５ｃ側を延長してケーブルクランプ部１５ｆとなすことで、前記ピストン１５とケーブルクランプ１７を一体に構成したものである。

ところで、図７に示したピストン１５の場合、図６に示したピストン１５に相当する部分は、その要求される形状が複雑なために高価な切削加工によって製作する必要がある。また、乗員拘束時のロック強度が要求されるために熱処理を行う必要もある。

一方、前記ケーブルクランプ部１５ｆは、単純な形状であるために安価な圧造による成型で十分である。また、ケーブル６をクランプする時の塑性加工性が必要なために熱処理は必要としない。

しかしながら、図７に示した、ケーブルクランプ部１５ｆを一体構成したピストン１５の場合、ケーブルクランプ部１５ｆは図６に示したピストン１５に相当する部分の要求（切削加工、熱処理）に追従させざるを得ない。この場合、ケーブルクランプ部１５ｆでは、不必要な加工法による経済性の悪化、及び不適切な材料硬さによる塑性加工難の影響を受けるという問題があった。

特開２０１２－１５８２５９号公報

本発明が解決しようとする問題点は、ピストン及びケーブルクランプが別体構成の場合、シートベルトの着脱時などに前記ピストン及び前記ケーブルクランプが接触したり離反したりしてノイズを発生する場合があるという点である。また、ピストン及びケーブルクランプを一体構成とした場合、ケーブルクランプ部では、不必要な加工法による経済性の悪化、及び不適切な材料硬さによる塑性加工難の影響を受けるという点である。

本発明の目的は、ピストン及びケーブルクランプが別体構成の場合であっても、シートベルトの着脱時などに前記ピストン及び前記ケーブルクランプが接触したり離反したりしてノイズを発生させないようにすることである。

上記目的を達成するために、本発明は、
シート側部の下部近傍に設置され、
緊急時、ケーブルを介してシートベルトを前記シートの下部に向けて引っ張って前記シートに着座した乗員の移動を規制するプリテンショナの製造方法であって、
前記プリテンショナの組み立て後に、
前記ケーブルが貫通し、チューブ内を移動自在なピストンと、
前記ケーブルが前記ピストンを貫通した後の端部をクランプして前記ピストンと一緒に前記チューブ内を移動するケーブルクランプを、
前記ケーブルを前記シートベルトとの接続方向に引っ張って緊急作動前の初期位置まで前記チューブ内を移動させる工程において、前記ピストンと前記ケーブルクランプを一体化することを最も主要な特徴としている。

すなわち、本発明は、プリテンショナを構成するピストンとケーブルクランプを別体構成するので、ケーブルクランプは、不必要な加工法による経済性の悪化、及び不適切な材料硬さによる塑性加工難の影響を受けることがない。

一方、プリテンショナの製造時に別体構成したピストンとケーブルクランプを結合するので、シートベルトの着脱時などに前記ピストン及び前記ケーブルクランプが接触したり離反したりしてノイズが発生することがない。

この際、ケーブルをシートベルトとの接続方向に引っ張って緊急作動前の初期位置までチューブ内を移動させる既存の工程を用いて行うので、プリテンショナの製造に新たな工程を加えることがない。

本発明において、ピストンとケーブルクランプの一体化は、例えば、両者の当接面の何れか一方又は両方をテーパ状に形成し、緊急作動前の初期位置までチューブ内を移動させる際にピストンとケーブルクランプを圧入すればよい。

また、両者の当接面にねじを形成し、緊急作動前の初期位置までチューブ内を移動させる際にピストンとケーブルクランプをねじ嵌合するものでも良い。この場合、前記移動に伴いピストンがチューブ内で回転することによってねじ嵌合する。前記ねじはテーパねじとすることが望ましい。

本発明では、別体構成したピストンとケーブルクランプを使用した場合でも、シートベルトの着脱時などに両者が接触・離反することで発生するノイズを防止できる。また、ピストンとケーブルクランプを別体構成するので、ケーブルクランプは切削加工や熱処理が不要になって部品コストを低減でき、両者を一体構成する場合に比べて製造工数も削減できる。

本発明方法に使用するピストンとケーブルクランプの第１の例の説明図であり、（ａ）は緊急作動前の初期位置までチューブ内を移動させる前、（ｂ）は緊急作動前の初期位置までチューブ内を移動させた後を示す。 本発明方法に使用するピストンとケーブルクランプの第２の例の図１と同様の図である。 図１に示した実施例において、ピストンのテーパ孔及びケーブルクランプのテーパを１．５°、２°、１０°、１５°、２０°とした場合の挿入荷重と解離力の関係を示した図である。 助手席に設置されたシートベルト装置の概略図で、車両の前方側から示した図である。 プリテンショナの一例を示した図で、（ａ）はガスの発生によりピストンがチューブ内をフレームと反対方向に移動した状態を示す図、（ｂ）はピストンのフレーム方向への移動が拘束された状態を示す要部拡大図である。 プリテンショナを構成するピストンとケーブルクランプが別体構成の場合を説明する図である。 プリテンショナを構成するピストンとケーブルクランプが一体構成の場合を説明する図である。

本発明の目的は、ピストン及びケーブルクランプが別体構成の場合でも、シートベルトの着脱時などに前記ピストン及び前記ケーブルクランプが接触したり離反したりしてノイズを発生させないようにすることである。そして、その目的を、ケーブルをシートベルトとの接続方向に引っ張って緊急作動前の初期位置までチューブ内を移動させる工程においてピストンとケーブルクランプを一体化することで実現した。

以下、本発明方法に使用するプリテンショナを構成するピストンとケーブルクランプの一例を、図１及び図２を用いて説明した後、本発明の製造方法を説明する。

２１は本発明方法に使用するピストン、２２は同じくケーブルクランプであり、両者は別個に構成されている。

このうち、ピストン２１の基本的な構成は、図６で説明したピストン１５と同様である。すなわち、前記ピストン２１は、軸中心部に貫通孔２１ａを、軸方向両側にフランジ部２１ｂ，２１ｃを、これら両フランジ部２１ｂ，２１ｃの間に錐台形状部２１ｄを形成している。

但し、本発明方法に使用するピストン２１は、例えば、ケーブルクランプ２２側のフランジ部２１ｃの軸方向長さを延長してその内部の貫通孔を大きくしている。そして、図１に示した例では、前記大きくした貫通孔をテーパ孔２１ｅとしている。また、図２に示した例では、ケーブルクランプ２２とねじ嵌合するテーパ雌ねじ２１ｆを前記大きくした貫通孔に形成している。

一方、本発明方法に使用する前記ケーブルクランプ２２も、基本的構成は図６で説明したケーブルクランプ１７と同様、前記貫通孔２１ａに連通する貫通孔２２ａを有する円筒状の胴部２２ｂの前記ピストン２１側にフランジ部２２ｃを形成したものである。そしてこのフランジ部２２ｃのピストン２１側にさらに円筒部２２ｄを形成し、この円筒部２２ｄの外周に、図１に示した例では、前記テーパ孔２１ｅと一致するテーパ２２ｅを形成している。また、図２に示した例では、前記円筒部２２ｄの外周に、前記テーパ雌ねじ２１ｆと嵌合するテーパ雄ねじ２２ｆを形成している。

以下、前記構成のピストン２１とケーブルクランプ２２を使用してプリテンショナ７を製造する本発明方法について説明する。

本発明方法で製造するプリテンショナ７は、前記ピストン２１とケーブルクランプ２２以外の部品（チューブ１２、フレーム１４、ガス発生器１６、クラッチ球１９、シール材１３、ガスケット１８、Ｏリング２０、付勢部材２３等）は、先に説明した従来と同じ構成である。

つまり、ピストン２１と、当該ピストン２１を貫通したケーブル６の端部をクランプしたケーブルクランプ２２をチューブ１２に挿入する（図１及び図２の（ａ）図参照）。その後、当該チューブ１２と、前記ケーブル６を貫通孔１４ｂ及び案内孔１４ａを通して外部に引き出したフレーム１４を密閉状に連結する。

前記チューブ１２と前記フレーム１４を接続した後、前記フレーム１４から引出した前記ケーブル６をシートベルトとの接続方向に引っ張り、前記ピストン２１と前記ケーブルクランプ２２を緊急作動前の初期位置まで前記チューブ１２内を移動させる。

この初期位置までの移動により、図１に示した例では、前記ピストン２１のテーパ孔２１ｅに前記ケーブルクランプ２２のテーパ２２ｅを形成した円筒部２２ｄが圧入される（図１（ｂ）参照）。一方、図２に示した例では、前記ピストン２１が回転して当該ピストン２１のテーパ雌ねじ２１ｆに前記ケーブルクランプ２２のテーパ雄ねじ２２ｆがねじ込まれる（図２（ｂ）参照）。そして、前記初期位置への移動が完了したときには、前記ピストン２１と前記ケーブルクランプ２２が一体化される。

なお、フレーム１４へのガス発生器１６の取付けは、前記チューブ１２と前記フレーム１４の連結前後のどちらでも良い。また、前記ピストン２１とケーブルクランプ２２をチューブ１２に挿入する際、クラッチ球１９及び付勢部材２３を前記ピストン２１の錐台形状部２１ｄとチューブ１２間に、Ｏリング２０を前記ピストン２１のフランジ部２１ｃに形成した溝内に配置しておくことは言うまでもない。

ちなみに、図１に示した実施例において、前記ピストン２１のテーパ孔２１ｅ及び前記ケーブルクランプ２２の円筒部２２ｄに形成するテーパ２２ｅを１．５°、２°、１０°、１５°、２０°とした場合の挿入荷重と解離力の関係を図３に示す。

図３より、前記ピストン２１のテーパ孔２１ｅ及び前記ケーブルクランプ２２の円筒部２２ｄに形成するテーパ２２ｅが小さいほど、圧入後の解離力が大きくなって、強固に一体化されていることが分かる。このことは図２に示したテーパねじの場合も同様である。

本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範疇に含まれるものであれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。

すなわち、図１及び図２で説明した例は、本発明の好ましい例であって、これ以外の実施態様も、各種の方法で実施または遂行できる。特に本願明細書中に限定する主旨の記載がない限り、本発明は添付図面に示した詳細な部品の形状、大きさ、および構成配置等に制約されるものではない。また、本願明細書の中に用いられた表現および用語は、説明を目的としたもので、特に限定される主旨のない限り、それに限定されるものではない。

例えば、図１の例では、前記ピストン２１にテーパ孔２１ｅを、前記ケーブルクランプ２２の円筒部２２ｄにテーパ２２ｅを形成している。しかしながら、前記ピストン２１のフランジ部２１ｃの前記ケーブルクランプ２２側に円筒を形成してこの円筒部の外周をテーパに形成する一方、前記ケーブルクランプ２２のフランジ部２２ｃを延長して当該延長部に前記ピストン２１のテーパに合致するテーパ孔を形成してもよい。また、前記初期位置までの移動により、前記ピストン２１と前記ケーブルクランプ２２が圧入一体化されるのであれば、前記ピストン２１か前記ケーブルクランプ２２のどちらか一方の外周部にテーパを、或いは、どちらか一方の内周部をテーパ孔に形成してもよい。

また、図２の例では、前記ピストン２１にテーパ雌ねじ２１ｆを、前記ケーブルクランプ２２にテーパ雄ねじ２２ｆを形成している。しかしながら、前記ピストン２１のフランジ部２１ｃの前記ケーブルクランプ２２側に円筒を形成してこの円筒部にテーパ雄ねじを形成する一方、前記ケーブルクランプ２２のフランジ部２２ｃを延長して当該延長部に前記ピストン２１のテーパ雄ねじに嵌合するテーパ雌ねじを形成してもよい。また、前記初期位置までの移動により、前記ピストン２１と前記ケーブルクランプ２２がねじ込まれて一体化されるのであれば、前記ピストン２１及び前記ケーブルクランプ２２に形成するのはテーパねじでなく通常のねじでもよい。

１ 助手席
４ シートベルト
６ ケーブル
７ プリテンショナ
９ 乗員
１２ チューブ
２１ ピストン
２１ｅ テーパ孔
２１ｆ テーパ雌ねじ
２２ ケーブルクランプ
２２ｅ テーパ
２２ｆ テーパ雄ねじ

Claims (3)

1. シート側部の下部近傍に設置され、
   緊急時、ケーブルを介してシートベルトを前記シートの下部に向けて引っ張って前記シートに着座した乗員の移動を規制するプリテンショナの製造方法であって、
   前記プリテンショナの組み立て後に、
   前記ケーブルが貫通し、チューブ内を移動自在なピストンと、前記ケーブルが前記ピストンを貫通した後の端部をクランプして前記ピストンと一緒に前記チューブ内を移動するケーブルクランプとを、前記ケーブルを前記シートベルトとの接続方向に引っ張ることにより、前記チューブ内において緊急作動前の初期位置まで移動させると共に、該移動により前記ピストンの孔に対し前記ケーブルクランプを圧入する工程を行うことを特徴とするシートベルトプリテンショナの製造方法。
2. 前記ピストンと前記ケーブルクランプは、両者の当接面の何れか一方又は両方がテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシートベルトプリテンショナの製造方法。
3. 請求項１又は２に記載のシートベルトプリテンショナの製造方法により製造された、シートベルトプリテンショナであって、
   前記ケーブルクランプでは、外周面から突出するフランジ部が形成され、該フランジ部よりも前記ピストン側が、前記ピストンの孔に圧入されることを特徴とするシートベルトプリテンショナ。

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