JPH0569793A - ロータリシリンダ形プリテンシヨナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロータリシリンダをアクチュエータとするプ
リテンショナにおいて、ピストンとシートベルト巻取軸
との係合機構の作動を確実化する。 【構成】 シリンダ４内の空間Ｓをピストン５で作動空
間Ｓ１と係合空間Ｓ２に分割し、係合空間Ｓ２内で巻取
軸側係合手段３とピストン側係合手段７とを係脱可能と
する。ガス発生器８の生成ガスが作動空間Ｓ１に導入さ
れると、ピストン側係合手段７は、内径側に変位し、巻
取軸側係合手段３と係合する。一方、ガス圧はピストン
５の羽根部５２にも作用し、ピストン５が軸回りに回転
する。この回転力は両係合手段３，７を介して巻取軸２
に伝達される。この回転動作でシートベルトの巻込みに
よるプリテンション付与動作が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シートベルト装置にお
けるプリテンショナに関し、特に、ガス圧作動するロー
タリシリンダをアクチュエータとするプリテンショナに
関する。

【０００２】

【従来の技術】シートベルト装置におけるプリテンショ
ナは、緩く装着されたベルトを車両衝突等の緊急時に引
締め、乗員の身体をシートに拘束してシートベルトの機
能を高めるべく設けられており、その作動機構にも種々
のものがあるが、それらのうち、特に、リトラクタに付
加的に設けられ、反応生成ガスを駆動源として、タービ
ン、ピストン、歯車等をアクチュエータの回転部材と
し、それによりシートベルト巻取軸あるいは巻取リール
を回転させる機構を備えるものとして、従来、特公昭５
５−１３７３６号公報（従来技術１）、特公昭５９−１
５６５７号公報（従来技術２）、特開昭５４−１４２７
３０号公報（従来技術３）、特開昭５４−１４２７３１
号公報（従来技術４）、特開昭６０−４５４５０号公報
（従来技術５）及び特開昭６０−４５４４９号公報（従
来技術６）に開示の技術がある。

【０００３】ところで、プリテンショナをリトラクタに
付加的に設ける構成を採る場合、プリテンショナはリト
ラクタの通常の作動を妨げるものであってはならないた
め、非作動時、アクチュエータの回転部材はシートベル
ト巻取軸あるいは巻取リールから切り離された状態に置
かれ、作動時のみそれらと係合する構成とされる。

【０００４】このような係脱機構について、上記各従来
技術の構成をみると、従来技術１では、タービン羽根車
の回転をそれに固定された軸の突起又は滑り継手もしく
は摩擦接手を介して緊張ローラ（シートベルト巻取リー
ル）に伝達する構成が採られているが、その具体的態様
については明示されていない。また、従来技術２では、
羽根の回転をガス圧で係合作動するピンを介してシート
ベルト巻取リールに伝達する構成が採られている。次
に、従来技術５，６では、羽根の回転をクラッチ機構を
介してシートベルト巻取軸に伝達する構成が採られてい
る。一方、従来技術３，４では、回転部材がシートベル
ト巻取軸に直接結合されており、リトラクタの作動との
関係は明らかにされていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術１，５，６の構成では、係脱機構に複雑な構成を
要し、コスト高となるばかりでなく、該機構が回転部材
と直列に配置されなければならないため、リトラクタの
シートベルト巻取軸方向寸法が長くなる。これに対し
て、従来技術２の構成では、羽根に支持されたピンをガ
ス圧を利用して作動させる簡素な構成としている点で合
理性があるが、前記ピンの係合部がシートベルト巻取リ
ールのフランジに形成された軸方向孔とされているた
め、該孔の配設ピッチには孔径との関係で自ずと制約が
あり、極端に細かくすることができないため、係合動作
までの遊びが大きくなる問題点を含んでおり、また、ピ
ンの孔への係合は、通常羽根の回転が生じた後に可能と
なるため、係合動作の安定性が必ずしも良好とは言いが
たい。

【０００６】本発明は、上記のような事情に鑑み案出さ
れたものであり、ロータリシリンダをアクチュエータと
するプリテンショナにおいて、係合機構の配設位置を改
善することにより、大形化を伴うことなく回転部材を構
成するピストンとシートベルト巻取軸との係合作動を確
実化することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明のロータリシリンダ形プリテンショナは、シ
ートベルト巻取軸に付設された巻取軸側係合手段と、該
巻取軸側係合手段を取囲む空間を画定するシリンダと、
該シリンダ内に配設されて前記空間を作動空間と前記巻
取軸側係合手段を収容する係合空間とに分割し且つ前記
作動空間内に受圧部を有すると共に前記の作動空間と係
合空間とを連絡する通孔を有するピストンと、前記通孔
を通して前記巻取軸側係合手段と係脱自在に前記ピスト
ンに支持されたピストン側係合手段と、前記作動空間に
生成ガスを供給するガス発生器とから成ることを構成と
する。

【０００８】

【作用】このような構成を採った本発明に係るロータリ
シリンダ形プリテンショナでは、電気信号等公知の手段
でガス発生器が動作し、生成ガスがシリンダ内の作動空
間に導入されると、そのガス圧は、ピストンの受圧部に
作用して、ピストンの軸回りの回転が生じる。一方、ピ
ストンに支持されたピストン側係合手段は、シリンダ内
において巻取軸側係合手段と係合する。そして、ピスト
ンの回転力は、両係合手段を介してシートベルト巻取軸
に伝達される。このような回転動作の結果、シートベル
トの巻込みによるプリテンション付与動作が行われる。

【０００９】

【実施例】以下、図面に沿い、本発明の実施例について
説明する。図１は本発明の第１実施例のロータリシリン
ダ形プリテンショナを一部分解して示す斜視図であり、
図２はその作動を順を追って示す作動説明図である。な
お、図１に示すプリテンショナベース１はその内部構成
参照のために、図２に示す実際の位置に対して軸回りに
１８０度回転した状態に置かれている。

【００１０】図１に示すように、このロータリシリンダ
形プリテンショナでは、リトラクタフレームを兼ねるプ
リテンショナベース１に回転可能に支持されたシートベ
ルト巻取軸（以下「巻取軸」という）２の一端に角軸部
２１が形成されており、この角軸部２１を巻取軸側係合
手段であるラチェット３の角孔３１に嵌合させて、巻取
軸２端にラチェット３が付設されている。ラチェット３
は、その外周にはす歯状の係合歯３２を形成されてい
る。

【００１１】上記ラチェット３を取囲むようにプリテン
ショナベース１にネジ等の適宜の固着手段で取付けられ
て短筒状のシリンダ４が配設されている。シリンダ４
は、その一端側が開放された円筒状の空間Ｓを備えてお
り、プリテンショナベース１側の端壁には、図に明瞭に
示されていないが、ラチェット３を挿入する孔が形成さ
れている。そして、シリンダ４の円筒状の周壁から略径
方向内側に延びる仕切壁４１が形成されている。仕切壁
４１に近接して周壁を貫通する孔４２が形成されてお
り、この孔４２は、後述するようにガス導入孔として機
能する。

【００１２】シリンダ４内には、ラチェット３に回転自
在に支持してピストン５が収容されている。ピストン５
は、ラチェット３の外周に回転可能に支持されるための
ベアリングとして機能するリング部５１と、リング部５
１から略径方向に延びる受圧部として機能する羽根部５
２を備えており、これらリング部５１及び羽根部５２
は、上記シリンダ４の仕切壁４１及びシリンダ４の空間
Ｓの開放側を塞ぐ端壁として機能する端板６と協働し
て、シリンダ４内空間Ｓを係合空間Ｓ２と、作動空間Ｓ
１とに分割する機能を果している。

【００１３】ピストン５のリング部５１には、作動空間
Ｓ１と係合空間Ｓ２とを連絡する通孔としての角孔５４
が形成され、この孔に径方向変位自在に支持してバレッ
ト７が嵌挿されている。具体的には、バレット７は、ピ
ストン５の羽根部５２及びそれと対峙するガイド部５３
に径方向変位可能に支持されている。バレット７は、ラ
チェット３との係合手段を構成する爪部７１を備えてお
り、ピストン５のリング部５１を径方向に貫通する角孔
５４を通して前記爪部７１をラチェット３側に突出可能
に角孔５４に嵌合している。

【００１４】シリンダ４の外側には従来公知のものと同
様のガス発生器８が取付けられており、このガス発生器
８の生成ガス供給孔は、シリンダ４の周壁を貫通する孔
４２と連通して、作動空間Ｓ１に通じている。

【００１５】なお、この実施例のラチェット３では、そ
の外周の係合歯３２は、ラチェット３の回転方向に対し
て後方に傾いた歯形とされている。また、バレット７の
係合手段たる爪部７１もこの歯形に対応するはす歯形の
爪とされている。これは、係合歯３２に対する爪部７１
の係合動作時の外れを防止すると共に、噛込みを円滑に
するためである。

【００１６】次に、上記実施例の作用について説明す
る。図２は上記のように構成されたロータリシリンダ形
プリテンショナの作動を示すもので、この装置では、非
作動位置において、ピストン５はそのガイド部５３を仕
切壁４１に当接させた、図に符号（Ｉ）で示す位置を取
る。この状態で、ガス作動室を構成する作動空間Ｓ１
は、最も縮小した状態にあり、バレット７は、シェアピ
ン等の適宜の手段で位置決めされて、ラチェット３外周
の係合歯３２とは係合しない位置にある。したがって、
リトラクタの機能は従来どおり維持される。

【００１７】電気信号等公知の手段でガス発生器が動作
し、生成ガスが供給孔及びガス導入孔４２を介して作動
空間Ｓ１に導入されると、バレット７はその背後にガス
圧を受けて径方向内側に変位し、図に符号（ＩＩ）で示
す実線の位置を取る。このとき、爪部７１はラチェット
３の係合歯３２の谷部に嵌まり、ピストン５はバレット
７を介してラチェット３と係合する。一方、ガス圧はピ
ストン５の羽根部５２にも作用し、羽根部５２を押退け
ようとするため、ピストン５は軸回りに、図に２点鎖線
で示すように、図示反時計回りに回転する。そして、こ
の回転力はバレット７及びラチェット３を介して巻取軸
２に伝達される。

【００１８】このような巻取軸２の回転動作につれて、
巻取軸２に巻付けられたベルトが巻込まれ、ベルトの引
締めによるプリテンションの付与が行われる。そして、
最終的にピストン５は、図に符号（ＩＩＩ）で示す位置
に達し、プリテンション付与動作を完了する。

【００１９】次に、図３は巻取軸側係合手段とピストン
側係合手段を変更した第２実施例を模式化して示す。こ
の例では、ピストン５Ａのリング部５１Ａに設けた通孔
即ち角孔５４Ａにロータピース７Ａを径方向変位自在に
嵌合して、このロータピース７Ａをピストン側係合手段
としている。そして、ロータピース７Ａの内周側には、
巻取軸側係合手段としての歯車３Ａの外周歯３２Ａに係
合する係合歯７１Ａが形成されている。図の例では、こ
れら両歯３２Ａ，７１Ａは、ともに通常の歯形とされて
いるが、第１実施例のもののように、これらの歯形をは
す歯形とすることもできる。その他の構成については、
実質的に第１実施例のものと同様なので、該実施例に付
した符合に添字Ａを付加することで、対応する部材を示
し、構成の説明に代える（以下、後続の各実施例の符合
とその添字Ｂ〜Ｄについて同じ）。この実施例のものの
作用については、上記第１実施例のものと同様である。

【００２０】図４は、さらに巻取軸側係合手段とピスト
ン側係合手段を変更した第３実施例を模式化して示す。
この例では、図の（Ｉ）に示すように、ピストン５Ｂの
リング部５１Ｂに設けた通孔、即ち、この例の場合は、
外周側が円錐形とされた円形孔５４Ｂにボール７Ｂが仮
止め嵌合されており、これがガス圧で径方向変位自在な
ピストン側係合手段を構成している。さらにピストン５
Ｂのリング部５１Ｂ内周には、円形孔５４Ｂの内端か
ら、ピストン回転方向後方に延びる溝５５Ｂが形成され
ている。この溝５５Ｂは、円形孔５４Ｂにつながる側が
深く、反対側に向かうにしたがって浅くなるテーパ溝と
されている。そして、ボール７Ｂの背後には円錐形の弁
９Ｂが配設されている。一方、巻取軸側係合手段は、こ
の例では、外周歯の無いローラ３Ｂとして構成されてい
る。

【００２１】このプリテンショナでは、作動空間Ｓ１に
ガス圧が作用すると、その圧力でボール７Ｂがローラ３
Ｂ側に押し出され、ピストン５Ｂの回転につれてボール
７Ｂが溝５５Ｂ内を後退し、最終的に図の（ＩＩ）に示
すように、ローラ３Ｂの外周と溝５５Ｂの狭められた間
隙に入り込み、くさび作用でピストン５Ｂとローラ３Ｂ
とを係合させる。他方、弁９Ｂはガス圧で円形孔５４Ｂ
の円錐形部に着座し、該孔５４Ｂからの過剰なガス漏出
を防ぐ。このような状態となった後の作動については、
前記第１実施例のものの作動と同様である。

【００２２】図５〜図７は、さらに巻取軸側係合手段と
ピストン側係合手段を変更した第４実施例を模式化して
示す。この例では、前記３例がピストン側係合手段をガ
ス圧で起動させ、両係合手段を回転方向に係合させてい
るのに対して、ピストン側係合手段をピストンの回転で
作動させ、且つ両係合手段を回転方向に対して直角の方
向に係合させている。

【００２３】この例では、図７に斜視図で示すように、
ピストン５Ｃの羽根部５２Ｃの背後に重合させて、ピス
トン側係合手段たる可動羽根７Ｃを枢着し、可動羽根７
Ｃの内端部に摩擦板７１Ｃを取り付けている。この可動
羽根７Ｃの中間部は、ピストン５Ｃの開口５４Ｃに挿通
されており、この挿通部で過剰なガス漏出を防ぐ構成と
されている。上記摩擦板７１Ｃと対向する巻取軸側係合
手段は、巻取軸２Ｃの端部に取付けられた摩擦板３Ｃと
されている。一方、シリンダ４Ｃの作動空間Ｓ１の初期
回転部には、図５及び図６に示すように、外周側が幅広
となるよう傾斜し、且つピストン回転方向に広がりを狭
めて、所定位置で終端するテーパ面４２Ｃが形成されて
いる。なお、この例では、ピストン５Ｃのリング部５１
Ｃは、その外周部をシリンダ４Ｃ及び端板６Ｃの円形孔
５６Ｃ，６１Ｃ内に支持する構成とされている。図５に
おいて、符合１Ｃはリトラクタのベース、１１Ｃはリト
ラクタのリターンスプリングを示す。

【００２４】このプリテンショナでは、当初、可動羽根
７Ｃは、その内端側に取付けられた摩擦板７１Ｃの重量
で枢着点を中心として図示時計回りのモーメントを受
け、図５及び図７に示す外周側が幅広な拡開状態にあ
り、両摩擦板７１Ｃ，３Ｃは非係合状態にある。このよ
うな状態でガス供給が行なわれると、ガス圧は両羽根部
５２Ｃ，７Ｃの背後に作用し、ピストン５Ｃを図７に２
点鎖線で示す方向に回転させる。この回転につれて、可
動羽根７Ｃはテーパ面４２Ｃに沿い移動し、順次羽根部
５２Ｃに対する可動羽根７Ｃの開きは減少し、テーパ面
４２Ｃの終端で開きが無くなる。この時、可動羽根７Ｃ
の内端部に取付けられた摩擦板７１Ｃは、巻取軸２Ｃの
摩擦板３Ｃに係合し、ピストン５Ｃと巻取軸２Ｃとは係
合一体化する。この後の作動については、上記各実施例
のものと同様である。

【００２５】最後に、図８は、ピストン５Ｄの羽根部５
２Ｄ全体をリング部５１Ｄに枢着した可動羽根とし、そ
の内端側をピストン側係合手段として、構成をさらに単
純化した第５実施例を示す。この例における巻取軸側係
合手段は、前記第１実施例のものと同様ラチェット３Ｄ
とされている。ピストン５Ｄの羽根部５２Ｄは、枢着部
を中心とする大径の円弧面部５２１Ｄと、小径の円弧面
部５２２Ｄと、ラチェット３Ｄの外周歯との干渉を避け
るための凹円弧面部５２３Ｄとを備える。そして、大径
の円弧面部５２１Ｄは、シリンダの作動空間の円筒面に
対峙し、小径の円弧面部５２２Ｄは、ピストン５Ｄのリ
ング部５１Ｄに形成された円筒形通孔５４Ｄに嵌合した
状態でリング部５１Ｄに枢着されている。

【００２６】このプリテンショナでは、図の（ＩＩ）に
示すように、ガス圧の印加により羽根部５２Ｄが軸回り
にピストン回転方向前方に傾斜し、その結果、小径の円
弧面部５２２Ｄと凹円弧面部５２３Ｄとの連接部に形成
された係合突起部５５Ｄがラチェット３Ｄのはす歯と係
合する。そして、この係合状態がガス圧により維持され
たまま、ピストン５Ｄはラチェット３Ｄと共に回転す
る。この例においても、その後の作動は、前記各実施例
のものと同様である。

【００２７】以上、本発明を５つの実施例を基に、リト
ラクタに付設する形式のものとして詳説したが、本発明
は、それに適した構成を備えるものの、必ずしもそれに
限定されるものではない。また、各構成要素の配設位置
及び形状は、上記実施例に示したものに限定されること
なく、所期の機能を果たすものであれば、特許請求の範
囲に記載の範囲内で種々の構成を採り得るものである。

【００２８】

【発明の効果】したがって、本発明によれば、シリンダ
内をピストンにより作動空間と係合空間とに分割するこ
とで、シリンダ内のデッドスペースを利用した係合空間
が確保され、それにより、作動の安定した種々の係脱機
構を採用することができるようになる。加えて、係脱機
構をシリンダの内部に配置する構成により、装置全体の
軸方向寸法の短縮を図ることができる効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を構成要素を一部分解して
示す斜視図である。

【図２】上記第１実施例の作動を順を追って示す作動説
明図である。

【図３】本発明の第２実施例の構成を模式化して示す側
面図である。

【図４】本発明の第３実施例の構成を模式化してその作
動と共に示す側面図である。

【図５】本発明の第４実施例の構成を一部リトラクタを
含めて模式化して示す断面図である。

【図６】上記第４実施例のシリンダ部分を示す側面図で
ある。

【図７】上記第４実施例のピストン部分を示す斜視図で
ある。

【図８】本発明の第５実施例の構成を模式化してその作
動と共に示す側面図である。

【符号の説明】

１ プリテンショナベース ２ 巻取軸 ３ ラチェット（巻取軸側係合手段） ４ シリンダ ５ ピストン ７ バレット（ピストン側係合手段） ８ ガス発生器 Ｓ１ 作動空間 Ｓ２ 係合空間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シートベルト巻取軸に付設された巻取軸
   側係合手段と、該巻取軸側係合手段を取囲む空間を画定
   するシリンダと、該シリンダ内に配設されて前記空間を
   作動空間と前記巻取軸側係合手段を収容する係合空間と
   に分割し且つ前記作動空間内に受圧部を有すると共に前
   記の作動空間と係合空間とを連絡する通孔を有するピス
   トンと、前記通孔を通して前記巻取軸側係合手段と係脱
   自在に前記ピストンに支持されたピストン側係合手段
   と、前記作動空間に生成ガスを供給するガス発生器とか
   ら成ることを特徴とするロータリシリンダ形プリテンシ
   ョナ。