JP7265042B2 - プリテンショナ、リトラクタ及びシートベルト装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリテンショナ、リトラクタ及びシートベルト装置に関し、特に、ガス発生器により動力伝達部材を移動させる構成に適した、プリテンショナ、リトラクタ及びシートベルト装置に関する。

自動車等の車両には、一般に、乗員が着座する腰掛部と乗員の背面に位置する背もたれ部とを備えたシートに乗員を拘束するシートベルト装置が設けられている。かかるシートベルト装置は、乗員を拘束するウェビングと、ウェビングの巻き取りを行うリトラクタと、シートの側面に配置されたバックルと、ウェビングに配置されたトングとを含み、トングをバックルに嵌着させることによってウェビングにより乗員をシートに拘束している。また、リトラクタは、車両衝突時等の緊急時にウェビングの弛みを除去するプリテンショナを有していることが一般的になってきている。

かかるプリテンショナは、ウェビングの巻き取りを行うスプールを回転させる動力伝達部材と、該動力伝達部材を案内する細長い筒形状のパイプ（案内部材）と、該パイプ内に作動ガスを供給することによって動力伝達部材に推進力を付与するガス発生器と、を含む動力伝達装置を備えていることが多い（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載されたように、プリテンショナの作動時に動力伝達部材が全てパイプから排出された場合には、作動ガスが外部に放出され、騒音や硝煙が発生する可能性がある。そこで、特許文献１には、作動ガスがパイプの外部に放出されないように、動力伝達部材（質量体又は駆動シリンダ）でパイプの最終セクションを閉鎖する手段が種々提案されている。

ところで、近年、プリテンショナの動力伝達部材として、樹脂製の細長いロッド形状の部品を用いることが研究・開発されている。例えば、特許文献２には、減速要素及び密封要素を備えたピストンが、パイプの内側に形成されたストッパーに接触し、減速要素によってストッパーを塑性変形させることによってピストンをパイプ内で停止させる構成が開示されている。

特許第４６５４２０４号公報 特表２０１６－５２３１９８号公報

特許文献１及び特許文献２に記載された発明は、何れもパイプに沿って移動する移動体（質量体、ピストン等）によりパイプを完全に密封するように構成されている。プリテンショナは瞬間的（例えば、１秒以内）にウェビングを巻き取る必要があることから、移動体の運動エネルギーは必然的に大きくなりやすい。

したがって、移動体を完全にパイプ内で停止させるためには、移動体とストッパーとの衝突時に移動体の運動エネルギーに対抗し得る構造に設計しなければならず、プリテンショナの設計に対する制約条件が厳しいという問題がある。

本発明はかかる問題点に鑑み創案されたものであり、作動ガスの放出を抑制しつつプリテンショナの設計に対する制約条件を緩和することができる、プリテンショナ、リトラクタ及びシートベルト装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、乗員を拘束するウェビングの巻き取りを行うスプールに接続されたリングギアと、緊急時に前記リングギアに動力を伝達する動力伝達装置と、を含むプリテンショナにおいて、前記動力伝達装置は、前記リングギアに動力を伝達する動力伝達部材と、該動力伝達部材を前記リングギアに案内する筒形状の案内部材と、該案内部材の内部に作動ガスを供給するガス発生器と、該ガス発生器と前記動力伝達部材との間に配置されたピストンと、該ピストンの前方に配置された弾性体と、前記ピストンの後方側に配置されたシール部材と、前記案内部材に形成され前記ピストンを拘束する拘束部と、を含み、前記ピストンは、前後方向に形成された貫通孔を備え、前記弾性体は、前記貫通孔を封止可能かつ前記拘束部を通過可能に構成されている、ことを特徴とするプリテンショナが提供される。

前記弾性体は、前記案内部材の内径よりも小さい外径を有し、圧縮時に前記案内部材の内面に接触可能に構成されていてもよい。

前記案内部材は、前記拘束部よりも先端側に形成された排気口を備えていてもよい。

前記弾性体は、略円柱形状、略球形状又は軸部材の外周に配置された環状の何れかであってもよい。

前記弾性体は、後端に形成された凹部又は環状の溝部を備えていてもよい。

前記弾性体は、前記案内部材の軸方向に複数配置されていてもよい。

前記プリテンショナは、前記弾性体と前記動力伝達部材との間に配置され、前記弾性体を保護する樹脂製の保護部材を備えていてもよい。

前記保護部材は、前記弾性体と連結可能に構成されていてもよい。

前記保護部材は、案内部材の内径よりも小さく拘束部の内径よりも大きい径を有していてもよい。

前記拘束部は、前記案内部材の一部に形成された絞り部であってもよい。

前記ピストンは、金属製であって前記拘束部の内径よりも大きな外径を有していてもよい。

前記動力伝達部材は、樹脂製であってロッド形状を有していてもよい。

前記動力伝達部材は、後端が球面形状を有していてもよい。

また、本発明によれば、上述した構成のプリテンショナを備えることを特徴とするリトラクタが提供される。

また、本発明によれば、上述した構成のプリテンショナを備えたリトラクタを有する、ことを特徴とするシートベルト装置が提供される。

上述した本発明に係るプリテンショナ、リトラクタ及びシートベルト装置によれば、ピストンに貫通孔を形成し、ピストンの前方に弾性体を配置したことにより、ピストンが拘束部に衝突するまでの間は弾性体により貫通孔を封止することができる。また、弾性体が拘束部を通過した後は貫通孔から作動ガスを放出することができ、ピストンの運動エネルギーを低減することができる。したがって、作動ガスの放出を最小限に抑制しつつプリテンショナの設計に対する制約条件を緩和することができる。

本発明の一実施形態に係るリトラクタを示す部品展開図である。 図１に示した弾性体及びピストンの作用を説明する概念図であり、（Ａ）はガス発生器が作動する前の状態、（Ｂ）はガス発生器が作動した後の状態、（Ｃ）は弾性体が拘束部に到達した状態、（Ｄ）はピストンが拘束部に到達した状態、（Ｅ）は弾性体が拘束部を通過した後の状態、を示している。 図１に示したプリテンショナの作動を示す断面図であり、（Ａ）は作動前の状態、（Ｂ）は弾性体が拘束部に到達した状態、（Ｃ）は弾性体が拘束部を通過した後の状態、を示している。 図１に示したプリテンショナの変形例を示す断面図であり、（Ａ）はピストンの第一変形例、（Ｂ）はピストンの第二変形例、（Ｃ）は弾性体の第一変形例、（Ｄ）は弾性体の第二変形例、を示している。 図１に示したプリテンショナの他の変形例を示す断面図であり、（Ａ）は作動前の状態、（Ｂ）は弾性体が拘束部を通過した後の状態、を示している。 図１に示したプリテンショナの他の実施形態を示す断面図であり、（Ａ）は第二実施形態、（Ｂ）は第三実施形態、（Ｃ）は第四実施形態、を示している。 図１に示したプリテンショナの他の実施形態を示す断面図であり、（Ａ）は第五実施形態、（Ｂ）は第六実施形態、（Ｃ）は第七実施形態、を示している。 本発明の一実施形態に係るシートベルト装置を示す全体構成図である。

以下、本発明の実施形態について図１～図８を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の一実施形態に係るリトラクタを示す部品展開図である。図２は、図１に示した弾性体及びピストンの作用を説明する概念図であり、（Ａ）はガス発生器が作動する前の状態、（Ｂ）はガス発生器が作動した後の状態、（Ｃ）は弾性体が拘束部に到達した状態、（Ｄ）はピストンが拘束部に到達した状態、（Ｅ）は弾性体が拘束部を通過した後の状態、を示している。

本発明の一実施形態に係るリトラクタ１は、図１に示したように、乗員を拘束するウェビングの巻き取りを行うスプール２と、緊急時にウェビングを巻き取って弛みを除去するプリテンショナ３と、を含み、プリテンショナ３は、スプール２に接続されたリングギア３１と、緊急時にリングギア３１に動力を伝達する動力伝達装置３２と、を含んでいる。なお、図１において、ウェビングの図は省略してある。

動力伝達装置３２は、例えば、リングギア３１に動力を伝達する樹脂製のロッド形状の動力伝達部材３２ａと、動力伝達部材３２ａをリングギア３１に案内する筒形状の案内部材３２ｂと、案内部材３２ｂの内部に作動ガスを供給するガス発生器３２ｃと、ガス発生器３２ｃと動力伝達部材３２ａとの間に配置されたピストン３２ｄと、ピストン３２ｄの前方に配置された弾性体３２ｅと、ピストン３２ｄの後方側に配置されたシール部材３２ｆと、案内部材３２ｂに形成されピストン３２ｄを拘束する拘束部３２ｇと、動力伝達部材３２ａとリングギア３１との噛合開始時に動力伝達部材３２ａを支持するガイド部材３２ｈと、を備えている。

スプール２は、ウェビングを巻き取る巻胴であり、リトラクタ１の骨格を形成するベースフレーム１１内に回転可能に収容されている。ベースフレーム１１は、例えば、対峙する第一端面１１１及び第二端面１１２と、これらの端面を連結する側面１１３と、を有している。ベースフレーム１１は、側面１１３と対峙し第一端面１１１及び第二端面１１２に接続されるタイプレート１１４を備えていてもよい。

また、例えば、第一端面１１１側にスプリングユニット４が配置され、第二端面１１２側にプリテンショナ３及びロック機構５が配置される。なお、スプリングユニット４、プリテンショナ３、ロック機構５等の配置は、図示した構成に限定されるものではない。

また、ベースフレーム１１の第一端面１１１には、スプール２の軸部を挿通する開口部１１１ａが形成されており、ベースフレーム１１の第二端面１１２には、ロック機構５のパウル（図示せず）と係合可能な内歯を有する開口部１１２ａが形成されている。また、ベースフレーム１１の第二端面１１２の内側には、プリテンショナ３の一部（例えば、リングギア３１）が配置される。また、ベースフレーム１１の第二端面１１２の外側にはロック機構５が配置され、ロック機構５はリテーナカバー５１内に収容される。

リテーナカバー５１には、車体の急減速や傾きを検出するビークルセンサ６が配置されていてもよい。ビークルセンサ６は、例えば、球形の質量体（図示せず）と、質量体の移動によって揺動されるセンサレバー６１と、を有している。ビークルセンサ６は、ベースフレーム１１の第二端面１１２に形成した開口部１１２ｂに嵌め込まれて固定されていてもよい。

スプール２は、中心部に空洞を有し、軸心を形成するトーションバー２１が挿通されていてもよい。トーションバー２１は、第一端部がスプール２の端部に接続されたロック機構５のロッキングベース５２に接続されており、第二端部がスプール２に固定されるとともにスプリングユニット４のスプリングコアに接続されている。したがって、スプール２は、ロッキングベース５２及びトーションバー２１を介して、スプリングユニット４に接続されており、スプリングユニット４に格納されたゼンマイバネによりウェビングを巻き取る方向に付勢されている。

なお、スプール２に巻き取り力を付与する手段は、スプリングユニット４に限定されるものではなく、電動モータ等を用いた他の手段であってもよい。

ロッキングベース５２は、その側面部から出没可能に配置されたパウル（図示せず）を備えている。ロック機構５の作動時には、パウルをロッキングベース５２の側面部から突出させることにより、ベースフレーム１１の開口部１１２ａに形成された内歯に係合させ、ロッキングベース５２のウェビング引き出し方向の回転を拘束する。

したがって、ロック機構５が作動した状態で、ウェビング引き出し方向に荷重が負荷された場合であっても、トーションバー２１に閾値以上の荷重が生じるまでは、スプール２を非回転状態に保持することができる。そして、トーションバー２１に閾値以上の荷重が生じた場合には、トーションバー２１が捻れることによって、スプール２が相対的に回転運動を生じ、ウェビングが引き出される。

また、ロック機構５は、ロッキングベース５２に隣接するように配置されたロックギア５３を備えている。ロックギア５３は、揺動可能に配置されたフライホイール（図示せず）を備えており、ウェビングが通常の引き出し速度よりも早い場合には、フライホイールが揺動してリテーナカバー５１に形成された内歯に係合する。また、ビークルセンサ６が作動した場合には、センサレバー６１がロックギア５３の側面に形成された外歯に係合する。

このように、ロックギア５３は、フライホイール又はビークルセンサ６の作動により回転が規制される。そして、ロックギア５３の回転が規制されると、ロッキングベース５２とロックギア５３との間に相対回転が生じ、この相対回転に伴ってパウルがロッキングベース５２の側面部から突出される。

なお、ロック機構５は、図示した構成に限定されるものではなく、従来から存在している種々の構成のものを任意に選択して使用することができる。また、スプール２は、トーションバー２１の代わりに、シャフトとワイヤ状又はプレート状の塑性変形部材との組み合わせによって構成される衝撃吸収機構を備えていてもよい。

プリテンショナ３は、例えば、外周に係合歯を備えたリングギア３１と、動力伝達装置３２と、リングギア３１を格納するプリテンショナカバー３３と、動力伝達部材３２ａの移動を規制するピン３４と、を備えている。また、図示しないが、プリテンショナ３は、プリテンショナカバー３３内において、動力伝達部材３２ａの移動空間を形成するガイドスペーサを備えていてもよい。

リングギア３１は、プリテンショナカバー３３とベースフレーム１１（第二端面１１２）との間に形成された空間に位置するように配置される。なお、リングギア３１は駆動輪や回転部材と称することもある。

プリテンショナカバー３３は、例えば、ベースフレーム１１の第二端面１１２の内側に配置される。また、プリテンショナカバー３３は、例えば、複数の留め具３５ａ～３５ｃにより、案内部材３２ｂとともに又は直にベースフレーム１１（第二端面１１２）に固定される。

動力伝達装置３２は、例えば、筒形状のパイプによって構成される案内部材３２ｂの後端から先端に向かって、ガス発生器３２ｃ、シール部材３２ｆ、ピストン３２ｄ、弾性体３２ｅ、動力伝達部材３２ａの順に配置されている。動力伝達部材３２ａ、シール部材３２ｆ、ピストン３２ｄ及び弾性体３２ｅは、案内部材３２ｂ内に収容されており、案内部材３２ｂの後端に配置されたガス発生器３２ｃから発生した作動ガスによって案内部材３２ｂ内を移動する。

動力伝達部材３２ａは、案内部材３２ｂに挿入する前の状態では、直線形状を有する棒状に形成されており、例えば、案内部材３２ｂの先端側から案内部材３２ｂ内に圧入することによって、図１に示したように、案内部材３２ｂの形状に沿った状態で案内部材３２ｂの内部に収容される。

案内部材３２ｂは、例えば、図１に示したように、第一端面１１１の上部、タイプレート１１４の上部、第二端面１１２の上部を通り、第二端面１１２及び側面１１３によって形成される角隅部内側の上部から下方に向かって延設するように湾曲した形状を有している。

案内部材３２ｂの先端部には、ガイド部材３２ｈが配置される。また、案内部材３２ｂの先端部には、ガイド部材３２ｈに案内された動力伝達部材３２ａを案内部材３２ｂからプリテンショナカバー３３により形成された空間に放出する開口部３２ｉが形成されている。また、案内部材３２ｂは、案内部材３２ｂの先端部から開口部３２ｉまで連通する切欠部３２ｊと、開口部３２ｉの下方に形成された留め具３５ａを挿通する挿通孔３２ｋと、を備えている。

開口部３２ｉは、案内部材３２ｂのガイド部材３２ｈと隣接する位置に形成されており、動力伝達部材３２ａの出口部を構成している。また、切欠部３２ｊは、ガイド部材３２ｈの周方向の位置決めをする機能を有し、切欠部３２ｊにはガイド部材３２ｈの突起部が挿入される。

ガイド部材３２ｈは、例えば、案内部材３２ｂの先端部に挿入可能な略円柱形状を有し、その挿入側の端部に動力伝達部材３２ａを開口部３２ｉに案内する摺動面３２ｍが斜めに形成されている。摺動面３２ｍは、動力伝達部材３２ａの外形に沿って湾曲した溝形状を有していてもよい。

また、摺動面３２ｍの下部には、留め具３５ａを挿通する切欠部３２ｎが形成されている。また、摺動面３２ｍの背面側には、ガイド部材３２ｈ及び案内部材３２ｂをベースフレーム１１（側面１１３）に固定するボルト（図示せず）を螺合させるボルト穴３２ｏ（図３参照）が形成されている。

拘束部３２ｇは、動力伝達部材３２ａを通過させ、ピストン３２ｄを案内部材３２ｂ内で停止させる部分である。拘束部３２ｇは、例えば、案内部材３２ｂの一部に形成された絞り部であり、案内部材３２ｂの内側の突出した凸部を形成している。拘束部３２ｇは、例えば、案内部材３２ｂの外周の一部をプレスすることによって形成される。

ピストン３２ｄは、例えば、図１及び図２（Ａ）に示したように、略半球体形状を有する頭部３２ｐと、頭部３２ｐの後方（平面側）に形成された略円筒形状の胴部３２ｑと、により構成される金属製の部品である。頭部３２ｐは、拘束部３２ｇの内径Ｄｒよりも大きな外径を有している。頭部３２ｐは、前後方向に形成された貫通孔３２ｒを備えている。貫通孔３２ｒは、胴部３２ｑにより形成された空間と連通するように形成されている。

胴部３２ｑの外周には、シール部材３２ｆが配置される。シール部材３２ｆは、例えば、略円筒形状のエラストマー製の部品である。シール部材３２ｆの外径は、例えば、案内部材３２ｂの内径Ｄｐよりも僅かに大きく形成されており、案内部材３２ｂ内に圧入される。したがって、シール部材３２ｆは、ガス発生器３２ｃから供給された作動ガスの圧力によって案内部材３２ｂの内面に接触した状態を保持しながら移動する。

弾性体３２ｅは、例えば、略円柱形状に形成されたエラストマー製の部品である。弾性体３２ｅは、無負荷状態において案内部材３２ｂの内径Ｄｐよりも小さい外径Ｄｅを有し、圧縮時に案内部材３２ｂの内面に接触可能に構成されている。また、弾性体３２ｅは、圧縮時に拘束部３２ｇを通過可能な形状に変形可能な弾性力を備えている。

弾性体３２ｅは、前端及び後端に凹部が形成されていてもよい。弾性体３２ｅの後端に凹部を形成することにより、ピストン３２ｄの頭部３２ｐの形状に沿って密着させることができる。また、前端に同様の凹部を形成することにより、弾性体３２ｅの前後を考慮することなく案内部材３２ｂ内に挿入することができる。

弾性体３２ｅは、図２（Ａ）に示したように、ガス発生器３２ｃの作動前の状態では、動力伝達部材３２ａとピストン３２ｄとの間に無負荷状態で挿入されている。その後、ガス発生器３２ｃが作動して案内部材３２ｂ内に作動ガスが供給されると、図２（Ｂ）に示したように、ピストン３２ｄが弾性体３２ｅの後端に接触しながら前方に移動し、弾性体３２ｅの前端は動力伝達部材３２ａの後端に接触する。また、シール部材３２ｆは、作動ガスの圧力によってピストン３２ｄの頭部３２ｐに押し付けられて変形し、案内部材３２ｂとピストン３２ｄとの隙間を封止する。

また、弾性体３２ｅは、動力伝達部材３２ａとピストン３２ｄとの間に挟まれて圧縮され、案内部材３２ｂの内面に接触するように変形した状態で、ピストン３２ｄとともに動力伝達部材３２ａを前方に移動させる。このとき、ピストン３２ｄの貫通孔３２ｒは、弾性体３２ｅによって封止される。

その後、図２（Ｃ）に示したように、弾性体３２ｅが拘束部３２ｇに到達すると、弾性体３２ｅはさらに圧縮され、図２（Ｄ）に示したように、拘束部３２ｇを通過可能な形状に変形しつつ動力伝達部材３２ａを前方に移動させる。

そして、図２（Ｅ）に示したように、ピストン３２ｄが拘束部３２ｇに到達すると、ピストン３２ｄは拘束部３２ｇに衝突して停止し、弾性体３２ｅは拘束部３２ｇを通過する。このとき、弾性体３２ｅはピストン３２ｄによる負荷から開放されることから、ほぼ元の形状に復元することとなる。

図示したように、弾性体３２ｅがピストン３２ｄから解放されると、ピストン３２ｄの貫通孔３２ｒは弾性体３２ｅによって封止されない状態に移行し、作動ガスが貫通孔３２ｒを通過してピストン３２ｄよりも前方の空間に流入する。また、弾性体３２ｅは案内部材３２ｂの内面との間に隙間を有する状態に復元していることから、弾性体３２ｅと案内部材３２ｂとの隙間から作動ガスを外部に放出することができる。

なお、案内部材３２ｂから放出される作動ガスの流量は、貫通孔３２ｒの大きさ及び弾性体３２ｅの外径の大きさによって制御されており、作動ガスの放出によって騒音や硝煙が発生しないように制限されている。

したがって、本実施形態によれば、ピストン３２ｄが拘束部３２ｇに衝突するまでの間は弾性体３２ｅにより貫通孔３２ｒを封止することができる。また、弾性体３２ｅが拘束部３２ｇを通過した後は貫通孔３２ｒから作動ガスを放出することができ、ピストン３２ｄの運動エネルギーを低減することができる。したがって、作動ガスの放出を最小限に抑制しつつプリテンショナ３の設計に対する制約条件を緩和することができる。

ここで、プリテンショナ３の作動について、図３（Ａ）～図３（Ｃ）を参照しつつ説明する。図３は、図１に示したプリテンショナの作動を示す断面図であり、（Ａ）は作動前の状態、（Ｂ）は弾性体が拘束部に到達した状態、（Ｃ）は弾性体が拘束部を通過した後の状態、を示している。

図３（Ａ）に示したように、プリテンショナ３の作動前の状態において、動力伝達部材３２ａは案内部材３２ｂ内に収容されている。このとき、動力伝達部材３２ａの先端部は、ガイド部材３２ｈに臨む位置まで挿入されている。

車両衝突時等の緊急時にはプリテンショナ３が作動し、ガス発生器３２ｃから案内部材３２ｂ内に作動ガスが供給され、ピストン３２ｄ及び弾性体３２ｅを介して動力伝達部材３２ａが押し出され、案内部材３２ｂに沿って移動する。このとき、動力伝達部材３２ａの先端部は、ガイド部材３２ｈの摺動面３２ｍに衝突し、開口部３２ｉに向かって偏向され、摺動面３２ｍに沿って移動し、リングギア３１の外周に形成された係合歯に向かって放出される。

樹脂製のロッド（動力伝達部材３２ａ）を使用したプリテンショナ３では、動力伝達部材３２ａに負荷される圧力は、一般に、リングギア３１との噛合開始時に最も高くなる傾向にある。したがって、この部分に強度の高い部品であるガイド部材３２ｈを配置することによって、噛合開始時に生じる負荷を効果的に受け止めることができる。

案内部材３２ｂから放出された動力伝達部材３２ａは、リングギア３１の係合歯に衝突し、リングギア３１を回転させる。その後、動力伝達部材３２ａは、リングギア３１の係合歯によって塑性変形しながらプリテンショナカバー３３によって形成された通路に沿って移動する。

図３（Ｂ）に示したように、動力伝達部材３２ａの移動がピン３４により規制された状態で、弾性体３２ｅが拘束部３２ｇに到達すると、動力伝達部材３２ａが圧縮され、図３（Ｃ）に示したように、弾性体３２ｅは拘束部３２ｇを通過し、ピストン３２ｄは拘束部３２ｇに衝突して停止する。拘束部３２ｇを通過した弾性体３２ｅは、動力伝達部材３２ａと案内部材３２ｂによって形成された空間にほぼ元の形状に復元した状態で排出される。

したがって、ピストン３２ｄの拘束時に作動ガスを案内部材３２ｂ内に封じ込めることなく、ピストン３２ｄの貫通孔３２ｒから作動ガスを外部に放出するようにしたことから、ピストン３２ｄの運動エネルギーを低減することができる。

なお、図示しないが、動力伝達部材３２ａは、ウェビングの弛みを巻き取り終えることによって停止することから、ウェビングの弛み量が少ない場合には、ピストン３２ｄが拘束部３２ｇに到達する前に動力伝達部材３２ａの移動が停止する場合もあり得る。

次に、プリテンショナ３の変形例について、図４（Ａ）～図５（Ｂ）を参照しつつ説明する。ここで、図４は、図１に示したプリテンショナの変形例を示す断面図であり、（Ａ）はピストンの第一変形例、（Ｂ）はピストンの第二変形例、（Ｃ）は弾性体の第一変形例、（Ｄ）は弾性体の第二変形例、を示している。

図４（Ａ）に示したピストン３２ｄの第一変形例は、頭部３２ｐの先端を窪ませたものである。頭部３２ｐの先端形状は、弾性体３２ｅの形状に合わせて形成するようにしてもよい。例えば、弾性体３２ｅの後端が平面の場合には頭部３２ｐの先端を平面に形成してもよいし、弾性体３２ｅの後端が球面の場合には頭部３２ｐの先端を球面形状に窪ませるようにしてもよい。

図４（Ｂ）に示したピストン３２ｄの第二変形例は、頭部３２ｐの内部に空洞３２ｓを形成したものである。空洞３２ｓは、図示したように、貫通孔３２ｒと連通していてもよい。また、図示しないが、空洞３２ｓは、貫通孔３２ｒの外周を囲うように形成されていてもよい。このように、空洞３２ｓを形成することにより、ピストン３２ｄの軽量化を図ることができ、運動エネルギーを低減させることができる。

図４（Ｃ）に示した弾性体３２ｅの第一変形例は、弾性体３２ｅを球形状に形成したものである。なお、弾性体３２ｅは完全な球形状である必要はなく、楕円形状であってもよいし、円柱形状の両端に半球体を配置した形状であってもよい。また、図示しないが、弾性体３２ｅの内部に空洞が形成されていてもよい。

図４（Ｄ）に示した弾性体３２ｅの第二変形例は、樹脂製の軸部材３２ｔの外周に環状の弾性体３２ｅを配置したものである。軸部材３２ｔは、拘束部３２ｇの内径Ｄｒよりも小さい外径を有している。このように、弾性体３２ｅは、全体が弾性力を有するエラストマー素材によって形成されていなくても、一部をエラストマー素材によって形成することにより、ピストン３２ｄの貫通孔３２ｒを封止可能かつ拘束部３２ｇを通過可能に構成するようにしてもよい。

ここで、図５は、図１に示したプリテンショナの他の変形例を示す断面図であり、（Ａ）は作動前の状態、（Ｂ）は弾性体が拘束部を通過した後の状態、を示している。なお、上述した実施形態と同一の構成部品については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示した変形例は、案内部材３２ｂの拘束部３２ｇよりも先端側に作動ガスを放出する排気口３２ｕを形成したものである。排気口３２ｕは、例えば、拘束部３２ｇを超えた位置から案内部材３２ｂの先端まで細長く切り欠いたスリット形状であってもよい。なお、図示しないが、排気口３２ｕは、拘束部３２ｇを超えた位置に形成された長孔形状又は矩形形状に形成された開口であってもよい。また、排気口３２ｕは、拘束部３２ｇを超えた位置から先端に向かって形成された複数の円形状の開口であってもよい。

かかる変形例では、弾性体３２ｅと案内部材３２ｂとの隙間から作動ガスを放出する必要がないことから、弾性体３２ｅの外径Ｄｅは、案内部材３２ｂの内径Ｄｐ以上の大きさに形成されていてもよい。このとき、弾性体３２ｅは案内部材３２ｂ内に圧入される。なお、弾性体３２ｅは、拘束部３２ｇを通過できる程度の弾性力を有している。

次に、上述したプリテンショナ３の他の実施形態について、図６（Ａ）～図７（Ｃ）を参照しつつ説明する。ここで、図６は、図１に示したプリテンショナの他の実施形態を示す断面図であり、（Ａ）は第二実施形態、（Ｂ）は第三実施形態、（Ｃ）は第四実施形態、を示している。図７は、図１に示したプリテンショナの他の実施形態を示す断面図であり、（Ａ）は第五実施形態、（Ｂ）は第六実施形態、（Ｃ）は第七実施形態、を示している。なお、上述した実施形態と同一の構成部品については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。

図６（Ａ）に示した第二実施形態に係るプリテンショナ３は、動力伝達部材３２ａの後端３２１（弾性体３２ｅ側の端部）を球面形状に形成したものである。プリテンショナ３の作動時には、作動ガスにより弾性体３２ｅは動力伝達部材３２ａの後端３２１に押し付けられる。したがって、動力伝達部材３２ａが後端３２１に角部を有する場合、弾性体３２ｅに応力集中が生じる可能性がある。動力伝達部材３２ａの後端３２１を滑らかな形状にすることにより、かかる応力集中を低減することができる。なお、本実施形態において、「球面形状」とは、真球の球面形状である必要はなく、角部のない滑らかな形状を意味している。

また、プリテンショナ３の組立時に、ガス発生器３２ｃとピストン３２ｄとの間に隙間が生じる場合には、その隙間を埋めるスペーサ３２２を配置するようにしてもよい。スペーサ３２２を配置することにより、通常時におけるピストン３２ｄの移動によって発生する異音を低減することができる。スペーサ３２２は、例えば、金属製のコイルスプリングにより構成される。

図６（Ｂ）に示した第三実施形態に係るプリテンショナ３は、図４（Ｄ）に示した弾性体３２ｅを改良し、図６（Ａ）に示したプリテンショナ３の弾性体３２ｅに使用したものである。図６（Ｂ）に示した弾性体３２ｅは軸部材３２ｔを備え、軸部材３２ｔは、前端（動力伝達部材３２ａ側の端部）及び後端（ピストン３２ｄ側の端部に環状の拡径部を有している。後端側の拡径部は、前端側の拡径部よりも小径に形成されている。かかる構成により、弾性体３２ｅを挿入しやすくすることができる。また、前端の拡径部には、動力伝達部材３２ａの後端３２１と面接触可能な凹部が形成されていてもよい。

図６（Ｃ）に示した第四実施形態に係るプリテンショナ３は、弾性体３２ｅを案内部材３２ｂの軸方向に複数配置したものである。ここでは、同一素材かつ同一形状の弾性体３２ｅを二つ用意し、前後に並べて案内部材３２ｂ内に挿入している。かかる構成により、先行する弾性体３２ｅを後行する弾性体３２ｅの保護部材として使用することができる。なお、複数の弾性体３２ｅは、互いに異なる素材であってもよいし、互いに異なる形状であってもよい。また、弾性体３２ｅは三つ以上であってもよい。

図７（Ａ）に示した第五実施形態に係るプリテンショナ３は、弾性体３２ｅと動力伝達部材３２ａとの間に配置され、弾性体３２ｅを保護する樹脂製の保護部材３２３を備えたものである。保護部材３２３は、例えば、動力伝達部材３２ａと同じ素材により構成される。保護部材３２３は、例えば、断面略Ｔ字形状を有し、動力伝達部材３２ａの後端３２１と面接触可能な凹部３２３ａと、弾性体３２ｅに係止可能な突起３２３ｂと、を備えている。なお、動力伝達部材３２ａの後端３２１が平面形状である場合には、凹部３２３ａを省略してもよい。

また、弾性体３２ｅは、突起３２３ｂを挿入可能な留め穴３２４を備えている。留め穴３２４の入口を狭く形成し、突起３２３ｂの先端を太く形成することにより、保護部材３２３を弾性体３２ｅに連結させることができる。このように、弾性体３２ｅと保護部材３２３とを一体化することにより、プリテンショナ３の組立時に取り扱いやすくすることができる。なお、保護部材３２３は、必ずしも弾性体３２ｅに連結しなければならない部品ではなく、必要に応じて、突起３２３ｂ及び留め穴３２４の形状を変更したり、突起３２３ｂ及び留め穴３２４を省略したりしてもよい。

また、保護部材３２３の径は、案内部材３２ｂの内径Ｄｐよりも僅かに小さく形成されている。保護部材３２３の径は、拘束部３２ｇの内径Ｄｒよりも大きくてもよいし、小さくてもよい。保護部材３２３の径を拘束部３２ｇの内径Ｄｒよりも大きくすることにより、保護部材３２３と案内部材３２ｂとの間に形成される隙間を小さくすることができ、弾性体３２ｅの進入を抑制することができる。なお、保護部材３２３は樹脂製であることから、拘束部３２ｇの内径Ｄｒよりも大きい径を有していても、作動ガスの圧力により拘束部３２ｇを通過することができる。

図７（Ｂ）に示した第六実施形態に係るプリテンショナ３は、図７（Ａ）に示した弾性体３２ｅの後端に凹部３２５を形成したものである。また、図７（Ｃ）に示した第七実施形態に係るプリテンショナ３は、図７（Ａ）に示した弾性体３２ｅの後端に環状の溝部３２６を形成したものである。このように、弾性体３２ｅの後端に凹部３２５又は溝部３２６を形成することにより、プリテンショナ３の作動ガスにより弾性体３２ｅの後端の外周を膨張させることができ、弾性体３２ｅのシール性能を向上させることができる。

次に、本発明の一実施形態に係るシートベルト装置について、図８を参照しつつ説明する。ここで、図８は、本発明の一実施形態に係るシートベルト装置を示す全体構成図である。なお、図８において、説明の便宜上、シートベルト装置以外の構成部品については、一点鎖線で図示している。

図８に示した本実施形態に係るシートベルト装置１００は、乗員を拘束するウェビングＷと、ウェビングＷの巻き取りを行うリトラクタ１と、車体側に設けられウェビングＷを案内するガイドアンカー１０１と、ウェビングＷを車体側に固定するベルトアンカー１０２と、シートＳの側面に配置されたバックル１０３と、ウェビングＷに配置されたトング１０４と、を備え、リトラクタ１は、例えば、図１に示した構成を有している。

以下、リトラクタ１以外の構成部品について、簡単に説明する。シートＳは、例えば、乗員が着座する腰掛部Ｓ１と、乗員の背面に位置する背もたれ部Ｓ２と、乗員の頭部を支持するヘッドレスト部Ｓ３とを備えている。リトラクタ１は、例えば、車体のＢピラーＲに内蔵される。また、一般に、バックル１０３は腰掛部Ｓ１の側面に配置されることが多く、ベルトアンカー１０２は腰掛部Ｓ１の下面に配置されることが多い。また、ガイドアンカー１０１は、ＢピラーＲに配置されることが多い。そして、ウェビングＷは、一端がベルトアンカー１０２に接続され、他端がガイドアンカー１０１を介してリトラクタ１に接続されている。

したがって、トング１０４をバックル１０３に嵌着させる場合、ウェビングＷはガイドアンカー１０１の挿通孔を摺動しながらリトラクタ１から引き出されることとなる。また、乗員がシートベルトを装着した場合や降車時にシートベルトを解除した場合には、リトラクタ１のスプリングユニット４の作用により、ウェビングＷは一定の負荷がかかるまで巻き取られる。

上述したシートベルト装置１００は、前部座席における通常のシートベルト装置に、上述した実施形態に係るリトラクタ１を適用したものである。したがって、本実施形態に係るシートベルト装置１００によれば、ピストン３２ｄが拘束部３２ｇに衝突するまでの間は弾性体３２ｅにより貫通孔を封止することができ、弾性体３２ｅが拘束部３２ｇを通過した後は貫通孔３２ｒから作動ガスを放出することができ、ピストンの運動エネルギーを低減することができる。

なお、本実施形態に係るシートベルト装置１００は、前部座席への適用に限定されるものではなく、例えば、ガイドアンカー１０１を省略して後部座席にも容易に適用することができる。また、本実施形態に係るシートベルト装置１００は、車両以外の乗物にも使用することができる。

また、上述した実施形態では、動力伝達部材３２ａが樹脂製のロッド形状を有する場合について説明しているが、動力伝達部材３２ａは金属製の球体（ボール）形状であってもよいし、ラック・アンド・ピニオン駆動方式のラックであってもよい。

本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。

Claims (15)

1. 乗員を拘束するウェビングの巻き取りを行うスプールに接続されたリングギアと、緊急時に前記リングギアに動力を伝達する動力伝達装置と、を含むプリテンショナにおいて、
   前記動力伝達装置は、前記リングギアに動力を伝達する動力伝達部材と、該動力伝達部材を前記リングギアに案内する筒形状の案内部材と、該案内部材の内部に作動ガスを供給するガス発生器と、該ガス発生器と前記動力伝達部材との間に配置されたピストンと、該ピストンの前方に配置された弾性体と、前記ピストンの後方側に配置されたシール部材と、前記案内部材に形成され前記ピストンを拘束する拘束部と、を含み、
   前記ピストンは、前後方向に形成された貫通孔を備え、
   前記弾性体は、前記貫通孔を封止可能かつ前記拘束部を通過可能に構成されている、
   ことを特徴とするプリテンショナ。
2. 前記弾性体は、前記案内部材の内径よりも小さい外径を有し、圧縮時に前記案内部材の内面に接触可能に構成されている、請求項１に記載のプリテンショナ。
3. 前記案内部材は、前記拘束部よりも先端側に形成された排気口を備えている、請求項１に記載のプリテンショナ。
4. 前記弾性体は、略円柱形状、略球形状又は軸部材の外周に配置された環状の何れかである、請求項１に記載のプリテンショナ。
5. 前記弾性体は、後端に形成された凹部又は環状の溝部を備えている、請求項１に記載のプリテンショナ。
6. 前記弾性体は、前記案内部材の軸方向に複数配置されている、請求項１に記載のプリテンショナ。
7. 前記弾性体と前記動力伝達部材との間に配置され、前記弾性体を保護する樹脂製の保護部材を備える、請求項１に記載のプリテンショナ。
8. 前記保護部材は、前記弾性体と連結可能に構成されている、請求項７に記載のプリテンショナ。
9. 前記保護部材は、案内部材の内径よりも小さく拘束部の内径よりも大きい径を有している、請求項７に記載のプリテンショナ。
10. 前記拘束部は、前記案内部材の一部に形成された絞り部である、請求項１に記載のプリテンショナ。
11. 前記ピストンは、金属製であって前記拘束部の内径よりも大きな外径を有している、請求項１に記載のプリテンショナ。
12. 前記動力伝達部材は、樹脂製であってロッド形状を有している、請求項１に記載のプリテンショナ。
13. 前記動力伝達部材は、後端が球面形状を有している、請求項１２に記載のプリテンショナ。
14. 請求項１～請求項１３の何れか一項に記載されたプリテンショナを備える、ことを特徴とするリトラクタ。
15. 請求項１～請求項１３の何れか一項に記載されたプリテンショナを備えたリトラクタを有する、ことを特徴とするシートベルト装置。
    

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