JPH05162615A

JPH05162615A - プリテンショナ

Info

Publication number: JPH05162615A
Application number: JP3353003A
Authority: JP
Inventors: Muneo Nishizawa; 宗雄西澤; Tetsuya Hamagami; 哲也濱上
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 1991-12-17
Filing date: 1991-12-17
Publication date: 1993-06-29
Also published as: DE4242782A1; FR2690213A1; DE9217298U1; DE4242782C2; CA2085422A1; GB2262700B; US5326042A; FR2690213B1; GB9226312D0; GB2262700A

Abstract

(57)【要約】【目的】プリテンショナを駆動する歯車の噛合を円滑
化し、作動時のパワーロスの減少を図る。【構成】シートベルト巻取軸に接続された被動歯車３
と、パワーソースに接続された駆動歯車１とをパワーソ
ースの作動により相互に噛合させ、両歯車１，３を介し
てパワーソースの動力を巻取軸に伝達させてその回転で
ベルトを巻締めるプリテンショナにおいて、歯車１に、
両歯車１，３の歯先１１ａ，３１ａ同士の衝突後の噛合
方向への相対移動の妨げとなる歯先１１ａ部分を切欠い
て欠歯部１１ｂを形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシートベルト装置のプリ
テンショナに関し、特に、そのパワーソースの動力をシ
ートベルト巻取軸に伝達する動力伝達機構としての歯車
に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両等の乗物に装備されるシートベルト
装置には、乗員に装着されたベルトを緊急時に引張する
プリテンショナが設けられたものがあり、このようなプ
リテンショナの一形式として特開平１−１１９４５４号
公報に開示の装置がある。

【０００３】この装置は、シートベルトリトラクタの巻
取軸にカップリング装置を介して連結されたプーリを、
その周囲に巻懸けられた引張ケーブルの駆動装置（パワ
ーソース）による引張で回転させてベルトを巻締める形
式のもので、この装置では、前記カップリング装置を一
対の歯車で構成し、その一方の被動歯車を巻取軸に固定
し、他方の駆動歯車をプーリに固定し、プーリをガイド
装置（旋回クランク）に支持して、巻締め操作時にガイ
ド装置の旋回により両歯車を噛合させたのち回転させる
構成が採られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の装
置は、ミリセカンド単位で大きなパワーを瞬間的に作用
させるものであるため、前記両歯車の噛合を速やかに完
了させ、パワーソースの動力を速やかにシートベルト巻
取軸に伝達することが肝要であるが、上記従来の装置で
は、動力伝達部材を構成する両歯車の歯先位置によって
は、噛合時にそれら歯先同士が衝突して、歯先の滑りに
よる位置ずれで噛合が達成されるまでのタイムロスが大
きくなる問題点があった。

【０００５】本発明は、上述のような事情に鑑み案出さ
れたものであって、動力伝達部材を構成する両歯車の噛
合時に、歯先衝突が生じた場合でも、その後の両歯車の
噛合方向への相対移動が円滑に行われるようにして、常
に速やかな噛合を達成することができる動力伝達機構に
より、作動に至るまでのタイムロスを極力小さくしたプ
リテンショナを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、シートベルト巻取軸に接続された被動歯
車と、パワーソースに接続された駆動歯車とを備え、前
記両歯車を前記パワーソースの作動により相互に噛合さ
せ、前記両歯車を介して前記パワーソースの動力を前記
巻取軸に伝達させて該巻取軸の回転でベルトを巻締める
プリテンショナにおいて、前記両歯車の何れかに、前記
両歯車の歯先同士の衝突後の噛合方向への相対移動の妨
げとなる歯先部分を切欠いた修正歯部を形成したことを
特徴とする。

【０００７】

【作用】上記本発明のプリテンショナにおいては、パワ
ーソースの作動により駆動歯車が被動歯車に向かって移
動し、それら両歯車の噛合に先立って歯先の衝突が生じ
た場合、駆動歯車は一旦噛合方向への移動を停止し、そ
こから再加速されて相互の歯先のずれにより噛合方向に
移動を再開するが、その際、両歯車の何れかに形成した
修正歯部を他の歯先部が移動可能となるため、その後の
歯先周面幅部での干渉により両歯車の噛合方向への移動
が妨げられることがなく、完全な噛合に至るまでのタイ
ムロスが小さくなる。

【０００８】

【実施例】次に、本発明を実施例に基づき図面を参照し
ながら概略構成から説明する。図１は本発明の一実施例
の各部材を分解して示す斜視図である。図に示すよう
に、この装置は、リトラクタＲとプリテンショナＰとか
ら構成されており、プリテンショナＰは、シートベルト
巻取軸Ｒ１に接続されて被動歯車を構成するピニオン３
と、パワーソース２に接続されて駆動歯車を構成するプ
ーリ１とを備え、ピニオン３とプーリ１をパワーソース
２の作動により相互に噛合させ、これらを介してパワー
ソース２の動力を巻取軸Ｒ１に伝達させて、巻取軸Ｒ１
の回転で図示しないベルトを巻締める装置とされてい
る。

【０００９】そして、図２に歯形を拡大して示すよう
に、ピニオン３とプーリ１の何れか（本例において、プ
ーリ１）に、その歯先１１ａとピニオン３の歯先３１ａ
の衝突後の噛合方向への相対移動の妨げとなる歯先部分
を切り欠いた修正歯部１１ｂが形成されている。この例
では、修正歯部１１ｂが駆動歯車を構成するプーリ１の
内周歯１１側に形成されているため、修正歯部１１ｂ
は、歯先１１ａからプーリ１の回転方向（図に矢印で示
す）に対して後方（以下、歯の前後関係については回転
方向に対する前後で説明する。）に傾斜して形成されて
いる。この修正歯部１１ｂの具体的形状については、後
の作動に関する説明から自ずと明らかとなるが、概略的
に言えば、修正歯部１１ｂは、歯先外周面の前縁１１ｃ
から後方に向かうに従って次第に歯元１１ｄ方向に深く
なる概略楔状とされている。なお、修正歯部を被動歯車
たるピニオン３側に形成する場合には、修正歯部は歯先
外周面の後縁から前縁に向かって歯元方向に深くなる略
楔状とされる。

【００１０】図１に戻ってさらに細部の構成について詳
述すると、シートベルトリトラクタＲは、従来公知の適
宜の構成を備えるもので、この例では、図示しないベル
トを巻付けるスピンドルＲ３とベルトを挟持するクラン
プ組立体Ｒ４とがベースＲ２内に配設され、ベルトの引
出し及び巻込みを制御するロック機構Ｒ５がベースＲ２
の一側にカバーＲ６で覆われて配設され、他側にベルト
を巻込み付勢するスプリングユニットＲ７が配設されて
いる。そして、本発明に係るプリテンショナ機構は、ベ
ースＲ２の側壁Ｒ２１とスプリングユニットＲ７との間
に配設されており、ピニオン３、プーリ１、それらを収
容するハウジング５、ハウジング５の開口を覆いスプリ
ングユニットＲ７及びパワーソース２を支持するリテー
ナ６、リテーナ６に支持されたパワーソース２から構成
されている。

【００１１】ハウジング５は、側壁５１と周壁５２で囲
まれて実質矩形状のプーリ収容凹部５３が画定され、一
側が開放された箱形に構成されている。側壁５１の中央
部にはピニオン３を挿通する開口が形成され、周壁５２
の一部は切欠かれてロープ挿通部５４が形成されてい
る。ハウジング５の開放側を覆うリテーナ６は、プレス
成型品よりなる板状とされ、その板部６１がスプリング
ユニットＲ７の取付部とされ、縁部から突設されたブラ
ケット部６２がパワーソース２の取付部を構成してい
る。そして、ハウジング５はカラー５５を介して、リテ
ーナ６は直接、ベースＲ２の側壁Ｒ２１にリベット７１
で取付けられている。

【００１２】ピニオン３は、本例では外周歯３１を形成
されており、巻取軸Ｒ１の軸端の角軸部Ｒ１１に嵌合固
定され、ハウジング５のプーリ収容凹部５３のほぼ中央
部に配設されており、外周歯３１を形成されていない内
端側外周面３２がベースＲ２の側壁Ｒ２１に設けられた
軸通孔Ｒ２２に支持されて、巻取軸Ｒ１をベースＲ２に
支持する仲介部材としても機能している。ピニオン３の
外端側は、角軸部Ｒ１１に嵌合されたストッパＲ１２で
止められている。なお、角軸部Ｒ１１は、さらにリテー
ナ６の軸通孔６３を通って外側に延び、外端にスプリン
グユニットＲ７の図示しない渦巻バネの内端が取付けら
れている。

【００１３】一方、プーリ１は、内周にピニオン３の前
記外周歯３１と噛合する内周歯１１を形成されており、
その内周径がピニオン３の外周径より若干大径の環状と
され、内周歯１１のうち、セット状態で外周歯３１と近
接する位置に置かれる何枚かの歯先１１ａには、前記の
ように修正歯部１１ｂが形成されている。プーリ１は、
本例では外側のフランジを除去した構成とされ、内側フ
ランジ１２の一部は若干切欠かれて欠円部１３を形成さ
れている。プーリ１の外周にはフランジ１２の外周から
軸方向に突出する突起１４に挟まれて周面の一部を切込
んだ溝１５が形成されている。この溝１５にはロープ２
１の端末にかしめ止めされたワイヤエンド２２が収容さ
れ、ワイヤエンド２２の端面は突起１４に引っ掛けてプ
ーリ１に碇着されている。端末をこのようにプーリ１に
碇着されたロープ２１は、プーリ１の外周にほぼ３／４
周巻き付いてから、ロープ挿通部５４を通り、ハウジン
グ５外に延び、パワーソース２のピストン２３に止着さ
れて終端している。

【００１４】パワーソース２は、本例では周知のガス圧
シリンダとして構成されており、そのＴピース２４をブ
ラケット６２にリベット７２及びタッピングネジ７３で
取付け支持されている。パワーソース２の詳細な構成の
説明は省略するが、図において、符号２５はシリンダ、
２６は混合火薬とそのイグナイタからなるガスジェネレ
ータ、２７はそのキーパ、２８は起動装置へ結線するコ
ネクタを示す。

【００１５】図３は、このように構成されたプリテンシ
ョナＰの作動を説明する側面図である。なお、以下の説
明において便宜上、図面上の上下、左右をそのまま位置
関係の説明に用いるが、これらは必ずしもプリテンショ
ナＰの上下、左右を特定するものではない。図の（Ａ）
に示すように、セット状態において、プーリ１は欠円部
１３をプーリ収容凹部５３内に突出するガイド手段４に
支持されてプーリ収容凹部５３の若干下方に配設され、
フランジ１２の左右２箇所をシェアピン１６によりハウ
ジング５の側壁５１に保持されている。したがって、こ
の状態でピニオン３の外周歯３１とプーリ１の内周歯１
１とは下方の最接近位置においても所定のクリアランス
Ｌを保った非噛合状態にあり、リトラクタＲの巻取軸Ｒ
１の回転及びＥＬＲ機能は支障無く達成される。なお、
上記欠円部１３はセット時のプーリ１の位置決めとクリ
アランスＬ拡大とに役立っている。

【００１６】このようなセット状態で車両の衝突等の際
の大きな加速度が加わり、これがセンサで検知されて起
動装置の制御でパワーソース２が作動すると、図の
（Ｂ）に示すように、ロープ２１が図示矢印Ｆで示す方
向の引張力で引かれ、シェアピン１６が切断され、ロー
プ２１を巻懸けられたプーリ１はその軸回りに回転を始
めながら慣性モーメントで上方にも引上げられ、外周歯
３１と内周歯１１とが下方の噛合点Ｓで噛合する。この
噛合時の挙動は、外周歯３１と内周歯１１の歯先の位相
により異なる。

【００１７】先ず、歯先の衝突を生じることなく外周歯
３１と内周歯１１が噛合う場合は、噛合点Ｓで噛合い、
図の（Ｃ）に示すように、引張力Ｆはプーリ１を噛合点
Ｓを中心として回転させる力として作用するようになる
ので、プーリ１のフランジ１２周面は反力支点Ｕを構成
するガイド手段４の上面に摺接支持される状態となり、
プーリ１は、噛合点Ｓと反力支点Ｕに規制されて、仮想
中心ＯＲ回りにガイド手段４の上面をガイドとして回転
するようになる。この状態での噛合は、引張力Ｆによる
軸心方向分力により維持される。

【００１８】一方、歯先の衝突を生じる場合は、噛合部
を拡大して詳細に図４に示すように、当初点線で示すセ
ット位置にあったプーリ１の内周歯１１は、角度ａ１、
距離ｓ１だけ移動し、実線で示す位置になる。この時、
内周歯１１の前縁は、点Ｐ０から点Ｐ１に移動する。そ
して、この位置で内周歯１１とピニオン３の外周歯３１
が衝突する。この時、プーリ１の回転は継続するが、上
方への移動は歯の衝突により一旦停止する。そして、再
び上方への運動を開始し、所定時間の間に角度ａ２、距
離ｓ２だけ移動し、一点鎖線で示す位置に達する。この
動作の際に、上記修正歯部１１ｂ（図２参照）が設けら
れていない場合は、プーリ１は歯先幅Ｗ分回転が継続す
る間、上方移動できず、それだけ噛合が遅れるが、本例
では、修正歯部の存在によりプーリ１の回転による歯先
の前縁１１ｃの歯３１ａに対する滑りが直ちに上方への
移動を許容することになるため、歯先１１ａに修正歯部
１１ｂがない場合に比べて歯先幅Ｗのすべり分だけ上方
移動の開始時期を早め、点Ｐ１から点Ｐ２に移動するこ
とができる。したがって、修正歯部１１ｂの各位置にお
ける深さｄを最低でも上記点Ｐ１から点Ｐ２への移動軌
跡に沿うものとすれば、ピニオン３の外周歯３１に妨げ
られることなく噛合が行われる。以後は図３の（Ｃ）に
示すのと同様の噛合状態となる。

【００１９】なお、歯先の衝突を生じる場合で、上記の
ような歯先のすべりが生じない場合即ち回転方向の移動
も衝突により停止する場合は、図５の（Ａ）に示すよう
に、先ずプーリ１とピニオン３はそれらの歯先を接触点
Ｑで衝合させて回転、上方移動共に停止する。次に、
（Ｂ）に示すように、両歯の接触点Ｑを支点としてプー
リ１に該支点回りの回転モーメントが生じる。このモー
メントによりプーリ１は左方が下に押下げられ、その外
周がガイド手段４に当接する。すると、（Ｃ）に示すよ
うに、今度はプーリ１には支持点Ｖ回りの回転モーメン
トが生じる。このモーメントは、プーリ１の軸回りの回
転トルクＴよりはるかに大きいため、接触点Ｑより前方
に位置する歯先がピニオン側の歯の間に噛込み、その位
置Ｘから噛合が開始する。この噛合点Ｘにおける回転方
向の力をｆｒ、噛合方向の力をｆｇで示す。この場合
も、以後は図３の（Ｃ）に示すのと同様の噛合状態とな
る。

【００２０】このような経過を辿り、噛合後のプーリ１
の回転はピニオン３を介して巻取軸Ｒ１に伝えられ、ベ
ルトＢの巻き込みが行われる。上記の作用によりリトラ
クタＲの巻取軸Ｒ１が回転させられ、繰出されていたベ
ルトＢは瞬間的にリトラクタＲ内に巻込まれ、慣性力に
よる乗員の身体移動に先立ち、ベルトＢの引締めによる
テンション付与動作が行われる。

【００２１】次に、図６はプーリのピニオンに対する係
合を固定ガイドと可動ガイドで維持する形式のプリテン
ショナとした第２実施例の概略側面を示すもので、主要
な構成は、上記第１実施例のものと同様である。ただ、
この例では、プーリ収容凹部５３Ａの一側に可動ガイド
として機能するスペーサ８Ａが配設され、その爪部８１
Ａがプーリ１Ａの切欠き１６Ａに係合している。そし
て、このスペーサ８Ａは、プーリ１Ａの回転時に切欠き
１６Ａとの係合で引上げられ、プーリ１とベースＲ２Ａ
の突起Ｒ２３Ａとの間に引込まれ、プーリ１Ａの内周歯
１１Ａと、ピニオン３Ａの外周歯３１Ａとの噛合を維持
する。この第２実施例の装置においても、両歯車の噛合
は前記第１実施例のものと同様の経過でなされる。

【００２２】以上、本発明を２つの実施例に基づき詳述
したが、本発明は、上述の実施例及びそれに関連して説
明した構成のみに限定されることなく、特許請求の範囲
に記載の事項の範囲内で、プリテンショナの構成等に応
じた具体的構成の変更を含むものである。例えば、上記
両実施例では、駆動側歯車と被動側歯車をそれぞれ内外
周に歯を有する内接噛合歯車とし、駆動側歯車を軸支持
しない構成としたが、駆動側歯車と被動側歯車は外接噛
合歯車とすることもでき、また、駆動歯車を従来のよう
に軸支持する形式とすることもできる。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
パワーソースの動力をシートベルト巻取軸に伝達する仲
介部材としての歯車の噛合を円滑且つ迅速化することが
できるため、動力伝達部材を構成する両歯車の噛合時
に、歯先衝突が生じた場合でも、その後の両歯車の噛合
方向への相対移動が円滑に行われるようにして、常に速
やかな噛合を達成することができ、作動に至るまでのタ
イムロスを最小限に抑えたプリテンショナを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す分解斜視図である。

【図２】第１実施例の一部を拡大して示す断面図であ
る。

【図３】第１実施例の作動を順を追って示す作動説明図
である。

【図４】第１実施例の作動の一態様を模式化して段階的
に示す作動説明図である。

【図５】第１実施例の作動の他の態様を模式化して段階
的に示す作動説明図である。

【図６】ガイド手段を変更した第２実施例を一部断面で
示す側面図である。

【符号の説明】

１プーリ（駆動歯車）２パワーソース３ピニオン（被動歯車）１１ａ歯先１１ｂ修正歯部ＢベルトＰプリテンショナＲシートベルトリトラクタＲ１巻取軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シートベルト巻取軸に接続された被動歯
車と、パワーソースに接続された駆動歯車とを備え、前
記両歯車を前記パワーソースの作動により相互に噛合さ
せ、前記両歯車を介して前記パワーソースの動力を前記
巻取軸に伝達させて該巻取軸の回転でベルトを巻締める
プリテンショナにおいて、前記両歯車の何れかに、前記
両歯車の歯先同士の衝突後の噛合方向への相対移動の妨
げとなる歯先部分を切欠いた修正歯部を形成したことを
特徴とするシートベルト装置のリトラクタ軸回転式プリ
テンショナ。