JP7234350B2 - 力制限ユニットを有する安全ベルトユニットの安全ベルトのための火工式締め付け装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１に記載の上位概念の特徴を有する力制限ユニットを備える、安全ベルトユニットの安全ベルトのための火工式締め付け装置に関する。

基本的に、一般的なタイプの締め付け装置は、締め付けプロセス中に締め付け装置の圧力条件が大幅に変化するといった問題を有する。非常に高い圧力ピークは、特に、締め付け装置の部品が損傷を受けること、又は締め付け装置の運動シーケンスの中断につながり得る。更に、締め付けプロセスに続く、力制限されたウェビング引き出し運動の開始時にベルト引き出し力が、締め付け装置内の圧力が未だに優勢である結果として、力制限装置によって画定されるより高い力制限レベルまで、短時間に増加するといった問題が存在する。この効果は、一般に、力制限遮断とも称される。過剰な圧力によって生じるこれらの不利な点を回避するために、安全ベルトの締め付けが行われた後に圧力ピークを回避し、圧力をできるだけ迅速に低減させるための様々な解決策が従前より提供されてきた。

ピストンシリンダユニットを有する火工式締め付け装置は、米国特許第６，３４５，５０４（Ｂ１）号によって知られており、止まり穴を有する弾性ボールによってピストンが形成され、その後のボールには、止まり穴の突起でロッドが保持される通り穴が提供されている。過剰な圧力が生じたときに、ロッドに弾性ボールを破壊させて、ガスがチャネルを通って逃げることを可能にする。止まり穴の生成並びに通り穴及びロッドの生成はどちらも、高価であり、かつ締め付け装置のコストを更に上昇させる複雑な組み立てプロセスを必要とする。

独国特許出願公開第１０ ２００９ ０５１ ４５１（Ａ１）号もまた、ピストンの横方向縁部面に配置されたノッチを有するピストンが提供されたピストン駆動を有する、火工式締め付け装置を開示している。ノッチは、締め付け運動の開始時に閉じられているか、又は代替的に非常に小さい開口部断面だけを有し、支配的な圧力及び流れ状態によって開かれるか、又は拡大される。その結果、締め付け運動及び支配的な圧力の開始時により大きい締め付け動力が伝達されるか、又はノッチを開くか又は拡大することによって、締め付け運動の終了に向かって、締め付け力の作用がより迅速に低減される。

独国特許出願公開第１０ ２０１２ ２１４ ９３６（Ａ１）号からは、小さい開口部断面を有する第１のセクション及び閉じた開口部断面を有する第２のセクションを有する２段のノッチを設計すること、並びに第２のセクションと第１のセクションとの間に配置され、締め付け運動中の支配的な圧力状態下で破裂するように、及び／又は材料の除去によって少なくとも部分的に除去されるように寸法決めされた仕切りを提供することが更に知られている。ノッチのセクションは、締め付け運動の初期段階においてより大きい流れ断面を有する第２のセクションを通る流れが不可能であるように、仕切りによって互いに分離される。したがって、仕切り壁は、締め付け運動の初期段階におけるノッチの第２のセクションを通した圧力低減を防止し、締め付け動力は、故意に低減されない。仕切りを破裂させることによってだけ、又は仕切りの除去によってだけ、壁材料が可能な第１のセクションからの第２のセクションを通って流れ、それによって、圧力低減に対して利用可能な流れ断面を増加させ、よって、圧力低減が逐次的又は急激に増加し、締め付け運動終了後の支配的な締め付け力が故意に低減される。同時に、仕切りの破裂後又は仕切りの除去後の圧力は、力制限段階の開始時に力制限の遮断ができるだけ少なくなるように、はるかに速く低減される。更に、締め付け運動の開始時の全体的な締め付け動力は、仕切りの後期の破裂又は除去によって、不都合に低減されない。

また、国際公開第２０１１／１３４５７４（Ａ１）号から、本体及び締め付け運動を伝達するための接触部品からなる二分割式のピストンの構成が公知であり、接触部品は、締め付け力を伝達するために、本体よりも意図的に高い強度を有さなければならない。ノッチ及び開放すべき貫通開口部は、本体内に設けられており、本体がピストンの封止機能を実現する。

本発明の目的は、締め付け力の更に改善された伝達を有する力制限ユニットを有する安全ベルトユニットの安全ベルトのための火工式締め付け装置を提供することである。

本発明の目的は、請求項１に記載の特徴を有する力制限ユニットを有する安全ベルトユニットの安全ベルトのための火工式締め付け装置によって達成される。更なる本発明の好ましい実施形態は、従属請求項、図、及び関連する説明に見出すことができる。

本発明の基本的な概念によれば、本体が、力伝達装置に面する端面において形状的に結合して接触部品を包含することが提案される。提案される解決策は、本体及び接触部品を有する２部品ピストンの接合を強化する。したがって、接触部品が本体に固定され、接触部品が本体から係合解除する可能性を低減させることができる。これは、特に、パイプの湾曲のため複雑な直角の力がピストンに作用するので、湾曲したパイプ内でピストンを案内するときに有利である。以前から知られている解決策では、当該複雑な直角の力は、最悪な事態のシナリオでは、接触部品を、本体から係合解除させ、本体とパイプの内壁との間で詰まらせることになり、その結果、次には、締め付け運動を中断させる場合がある。提案される形態嵌合接続は、追加的に、接触部品を本体に固定する。更に、本体は、その外側で接触部品を包含し、それによって、本体によってではなく、接触部品によって、ピストンがパイプの内壁と接触することを防止する。したがって、パイプの内壁に対するピストンの封止及び案内機能は、もっぱら本体によって実現され、一方で、接触部品は、もっぱら締め付け力を力伝達装置に伝達するために使用される。

本体が、形態嵌合様式で接触部品を包含する、半径方向内方に指向された少なくとも１つの突出部を有する、環状突出カラーを有することを更に提案する。カラーは、半径方向内方に指向された突出部によって形態嵌合接続を形成し、同時に、接触部品を超えて横方向に突出することによってパイプの内壁から接触部品を分離する。環状カラーは、実際的には、接触部品が配置される力伝達装置に面する本体の端面にシートを形成する。

環状カラーが、少なくとも１つの凹部によって円周方向に中断されることを更に提案する。環状カラーは、凹部によって故意に弱められ、よって、接触部品が押し込まれるときに、凹部に隣接する縁部側を有するカラーを外方に跳ねさせることができる。カラーは、実際的には、故意に凹部によって２つ以上の弾力性セクションに分割され、それによって、カラーによって作成されたシートにおける接触部品の載置が容易になる。更に、このようにして作成されたカラーの弾性設計は、それによってカラーがパイプの湾曲に良好に適応することができるので、パイプの湾曲セクション内でピストンを案内することを容易にする。

本体が、その外側面で、ピストンの縦方向に位置合わせされ、かつ圧力チャンバの中へ開口している少なくとも１つの溝を有することを更に提案する。提案される解決策の利点は、ガスが圧力チャンバから溝を通ってピストンを超えて力伝達装置の側部に流れることが可能であるので、圧力ピークが発生したときに、圧力チャンバからの圧力を、溝を通して散逸させることができることである。

好ましくは、断面積を段階的に狭める狭窄部を溝内に設けることができる。溝のオーバーフロー断面は、締め付け動力の低減が可能な限り少なくなるように、狭窄部によって狭められる。ガスのオーバーフローが生じた場合、狭窄部が溝の最大断面形状を有するまで、狭窄部の縁部領域における本体の浸食によって狭窄部を拡げることができる。

この場合、狭窄部は、好ましくは、狭窄部が圧力チャンバの圧力に最大に露出されるように、圧力チャンバに隣接して本体の縁部側に配置することができる。

更に、狭窄部は、好ましくは、溝に対して直角に延在し、かつ溝を閉じるウエブ内に配置することができる。溝を閉じるウエブは、初期段階で、締め付け動力の低減が可能な限り少なくなるように、ガスがもっぱら狭窄部を通ってピストンを超えて流れることができることを確実にする。次いで、ウエブは、故意に作成された犠牲表面として作用し、この犠牲表面は、狭窄部に非常に高い圧力勾配及び結果として生じる流速が与えられた場合に除去され、それによって、狭窄部が拡げられ、圧力低減が増加する。

溝が、少なくとも１つのセクションにおいて円錐あり、かつ圧力チャンバの方向に収縮することを更に提案する。円錐形状及びその位置合わせのため、溝の断面積が流れに対して増加し、流速が低減されるという点で、溝内のガスの流れが意図的に遅らされる。

少なくとも１つの溝が、カラー内の少なくとも１つの凹部に移行することを更に提案する。したがって、本体内の溝及び溝が移行するカラー内の凹部は、圧力側への圧力を低減させるために、オーバーフローガスのための単一のフローチャネルを形成する。複数の溝及び凹部が設けられている場合、溝が、凹部に移行するような方法で配置されている。したがって、溝及び凹部は、常時フローチャネルを形成する。

添付の図面を参照しながら、本発明を好ましい実施形態を使用して以下に説明する。図面は、以下を示す。
パイプ内で案内されるピストンを有する火工式締め付け装置を有するベルトリトラクタ。 本発明に従って設計したピストンの断面図及び分解図。 ２つの異なる実施形態におけるピストンの本体。

図１に概略的に示すベルトリトラクタは、側周縁１３を有するハウジング１１と、図示しない安全ベルトウェビングのためにその中に載置されたベルト巻取シャフト１２と、展開後にベルト巻取シャフト１２に作用する火工式締め付け装置１０と、を備える。締め付け装置１０は、回転可能に固定された様式でベルト巻取シャフト１２に接続された駆動ホイール１４を備え、例えば、外側歯部１５と、ガス圧力を発生させるための火工式ガス発生器１７と、駆動ホイール１４を介してガス発生器１７をベルト巻取シャフト１２に接続しているパイプ１６と、を有する。パイプ１６は、ハウジング１１の一部であり得るか、又は代替的に別個のコンポーネントでもあり得るパイプ壁２４によって形成される。

一連の金属球状質量体１９の形態の力伝達装置が、パイプ１６内部に設けられ、駆動ホイール１４を介して締め付け運動をベルト巻取シャフト１２に伝達する。ベルトリトラクタは、一連の質量体１９と駆動ホイール１４との間の相互作用領域１８、及び駆動ホイール１４とベルト巻取シャフト１２との間の任意の結合装置の設計に関して制限されない。低摩擦力伝達のために、質量体１９の外径は、便宜上、パイプ１６の内径よりも若干小さい。

更に、図１に概略的にだけ示すピストン２１は、パイプ１６の内部に設けられ、便宜上、ガス発生器１７と一連の質量体１９との間の領域２３内に、すなわち、力伝達方向において力伝達装置の一連の質量体１９の第１の質量体１９ａの直前に配置されている。

ピストン２１は、パイプ１６内部で圧力チャンバ２０を閉じており、この圧力チャンバは、ガス発生器１７によって印加されるガス圧力を有することができ、よって、ガス発生器１７によって圧力チャンバ２０に圧力が印加されたときに、ピストン２１を締め付け運動に駆動することができる。ピストン２１の締め付け運動は、ベルトウェビングが締められるように、質量体１９及び駆動ホイール１４によって形成された力伝達装置によって、ベルト巻取シャフト１２に伝達される。

図２は、ピストン２１を単一の部品として示す。ピストン２１は、本体３及び接触部品４から二分割式に構成され、本体３は、基本的に、接触部品４よりも低い強度又は高い弾性を有し、パイプ１６の内壁で圧力チャンバ２０を封止する役割を果たし、一方で、接触部品４は、より高い強度のため、第１の質量体１９ａに接触し、したがって、駆動運動を質量体チェーン１９に伝達する役割を果たす。

質量体チェーン１９に面するその端面では、本体３は、環状の軸方向に突出したカラー１を有し、これは、本体３の端面とともに、接触部品４が配置されたシート２２を形成する。カラー１は、シート２２の中へ突出している周方向ビード状突出部２を有し、これは、シート２２の開口幅を僅かに低減させる。更に、カラー１は、３つの凹部５を有し、これらは、互いに１２０°の角度で配置され、カラー１を３つのリングセグメント形状のセクション２４に分割し、これらも同様にそれらの中心によって互いに１２０°で配置されている。

接触部品４を本体３のシート２２に載置するために、端面によって接触部品４が圧入され、リングセグメント形状のセクション２４は、本体３の材料の弾性特性のため、凹部５によるカラー１の分割のため、及び最後にそれらの壁の厚さのため、外方に僅かに跳ねる。その結果、シート２２の開口部断面が増加し、接触部品４を挿入することができる。接触部品４の挿入後に、セクション２４が再び跳ね返り、接触部品４が、半径方向内方に突出している突出部２によって、本体３に形状的に結合する、又はシート２２内に保持される。その結果、本体３及び接触部品４の組み合わせが強化され、接触部品４もまた、パイプ１６の湾曲内で本体３上に確実に保持される。カラー１は、それが接触部品４を超えて突出しないように、又は駆動運動中に第１の質量体１９ａがもっぱら接触部品４に当接する程度だけ突出するように、軸方向延長部に沿って寸法決めされる。

本体３は、その半径方向外方の外側面において本体３の軸方向に延在している３つの溝６を更に有し、これらの溝は、カラー１の凹部５に移行するような方法で配置されている。溝６は、各々が、溝６の縦方向延長部に対して垂直な円周方向に配向されたウエブ９によって閉じられるか、又は狭窄される。小さいノッチの形態の狭窄部７は、ウエブ９の各々に設けられ、それを通したピストン２１を超えて圧力チャンバ２０から質量体１９の側部へのガスのオーバーフローを可能にする。圧力チャンバ２０内の圧力ピークは、ウエブ９の狭窄部７によって低減させることができる。狭窄部７は、ウエブ９内に意図的に配置され、それらの僅かな壁の厚さのため、狭窄部７内のガスの非常に高い流速において犠牲点として浸食し、よって、溝６の最大開口幅までの狭窄部７の開口幅を、ウエブ９の完全な浸食によって増加させることができる。

溝６の開口幅は、締め付け動力の低減が可能な限り少なくなるように、その中に設けられたウエブ９及び狭窄部７によって、非常に小さい開口幅まで段階的に低減される。狭窄部７は、非常に小さい開口部を形成し、これは、ピストン２１を超えたガスの僅かなオーバーフローを可能にするが、圧力ピーク及び結果として生じる非常に高い流速が狭窄部７で生じたときに、最も速い可能な圧力低減のために故意に拡げられる。最初に説明した力制限の遮断を回避するために、これは、ウエブ９が、溝６の全断面をガスのオーバーフローに利用可能であるように、締め付け運動終了時に完全に侵食される各場合に有利である。

本体３の２つの異なる実施形態を図３に見出すことができる。頂部の例示的な実施形態では、その中で配置された狭窄部７を有するウエブ９は、それらが圧力チャンバ２０の圧力に直接露出されるように、圧力チャンバ２０と関連付けられた本体３の縁部側８に直接配置されている。底部の例示的な実施形態では、圧力ピークが発生したときに増加した圧力が故意に蓄積される、圧力チャンバ２０とウエブとの間の溝６内に小さい副チャンバが存在するように、その中に設けられた狭窄部７を有するウエブ９が、溝６の中央セクション内に配置されている。したがって、副チャンバは、狭窄部７を通ってピストン２１を超えて流れる前に、圧力チャンバ２０から現れるガスが最初に事前加速されるタイプのノズルを形成する。更に、オーバーフローガスは、特に、このようにして形成された副チャンバによって狭窄部７に向かって指向され、よって、狭窄部に意図的に応力が加えられ、必要に応じて浸食によって故意に拡げられる。

Claims (6)

1. 力制限ユニットを有する安全ベルトユニットの安全ベルトのための火工式締め付け装置（１０）であって、
   －ガス発生器（１７）と、
   －パイプ（１６）内で案内され、圧力チャンバ（２０）を前記パイプ（１６）内部で閉じる、ピストン（２１）と、を備え、
   －前記ガス発生器（１７）によって、前記圧力チャンバ（２０）に圧力を印加することができ、
   －前記ピストン（２１）が、前記圧力チャンバ（２０）内に存在する前記圧力によって駆動して、力伝達装置によって前記安全ベルトに伝達することができる締め付け運動を実行することができ、
   －前記ピストン（２１）が、本体（３）、及び前記力伝達装置に面する前記本体（３）の側部に配設された接触部品（４）からなる２つの部品で形成され、
   －前記接触部品（４）が、前記本体（３）よりも高い強度を有し、
   －前記本体（３）が、前記力伝達装置に面する端面において形態嵌合で前記接触部品（４）を包含する環状カラー（１）備え、
   －前記環状カラー（１）が、中心方向に向いた少なくとも１つの突出部（２）を有し、
   －前記本体（３）が、その外側面に、前記ピストン（２１）の縦方向で位置合わせされ、かつ前記圧力チャンバ（２０）の中へ開口している少なくとも１つの溝（６）を有し、
   －前記狭窄部（７）が、前記溝（６）に対して直角に延在し、かつ前記溝（６）を閉じる、ウエブ（９）内に配設されていることを特徴とする、火工式締め付け装置（１０）。
2. －前記ピストンの横方向の断面積を段階的に狭める狭窄部（７）が、前記溝（６）内に提供されることを特徴とする、請求項１に記載の火工式締め付け装置（１０）。
3. －前記狭窄部（７）が、前記圧力チャンバ（２０）に隣接して前記本体（３）の縁部側（８）に配設されていることを特徴とする、請求項２に記載の火工式締め付け装置（１０）。
4. －前記環状カラー（１）が、前記力伝達装置に面する端部に、少なくとも１つの凹部（５）を有することを特徴とする、請求項１、２又は３に記載の火工式締め付け装置（１０）。
5. －前記溝（６）が、少なくとも１つのセクションにおいて円錐に設計され、前記圧力チャンバ（２０）の方向に収縮することを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の火工式締め付け装置（１０）。
6. －少なくとも１つの溝（６）が、前記環状カラー（１）の前記少なくとも１つの凹部（５）に合流することを特徴とする、請求項１～５に記載の火工式締め付け装置（１０）。

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