JPH0747920A - ロータリアクチュエータ作動プリテンショナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロータリアクチュエータを駆動手段とするプ
リテンショナにおいて、シリンダのハウジングとリッド
との間に形成される隙間からのガス漏れを防ぎ、ガスジ
ェネレータの動力を有効にアクチュエータの駆動力に利
用する。 【構成】 ロータリアクチュエータ作動プリテンショナ
は、ガスジェネレータと、ガスジェネレータのガス圧で
シートベルト装置のベルト引締め手段を作動させるアク
チュエータ３とから成る。アクチュエータ３はシリンダ
内で回転するロータ３１を備える。シリンダはハウジン
グ３０とリッド３２とから構成され、リッド３２にはガ
ス圧Ｐによる変形を防ぐ剛性補強フランジ３２０が形成
されている。

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のベル
トを緊急時に引締めるプリテンショナに関し、特にその
駆動部を構成するロータリアクチュエータのシリンダ構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車両には、乗員の身体を座席
に拘束するシートベルト装置が設けられている。このシ
ートベルト装置において、車両の衝突等の緊急時に車両
にかかる過大な加速度を検知して緩く装着されたベルト
を引締め、拘束効果を向上させる手段としてプリテンシ
ョナが付設される。プリテンショナは、ベルト引締め手
段を構成するリトラクタに付設される場合は、リトラク
タの通常の動作を妨げないように、ベルト巻取軸にクラ
ッチ機構を介して連結可能とされるが、ベルト引締め手
段をバックルとする場合は、クラッチ機構を介すること
なくバックルストークに連結される。そして、プリテン
ショナの駆動部にはガス圧作動する直動形のアクチュエ
ータが一般に用いられるが、ガス圧作動のロータリアク
チュエータを用いる提案も多数成されている。

【０００３】こうしたロータリアクチュエータを駆動部
とするものでは、そのシリンダハウジングに対するリッ
ドの固定を開示するものとして、従来、特開昭５４−１
４２７３１号公報（従来例１）、特公昭５９−１５６５
７号公報（従来例２）、特開昭５８−１９５５７３号公
報（従来例３）に開示の技術がある。これらの内、従来
例１に開示のものでは、シリンダハウジングの外周ネジ
部に袋ナット状のリッドをねじ込む固定方法が採られ、
従来例２に開示のものでは、シリンダハウジングの内周
ネジ部に板状のリッドの外周ネジ部をねじ込む方法が採
られ、従来例３に開示のものでは、シリンダハウジング
の端面に板状のリッドを複数箇所でネジ止めする方法が
採られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
１に開示の方法は、リッドの耐圧剛性を高めることがで
きる点では優れているが、シリンダハウジングの外形が
円筒形のもにしか採用できないし、従来例２の方法は、
シリンダハウジングの内形が円筒形のものにしか採用で
きない。これに対して、従来例３の方法は、複雑なシリ
ンダハウジング外形のものに対応できる点で優れている
反面、リッドの耐圧剛性を高める点では不利である。

【０００５】他方、この種のロータリアクチュエータを
駆動部とするプリテンショナは、シートベルトリトラク
タに組込む場合、従来例２に開示のようにリトラクタの
ベルト巻取軸と同軸に配置するのが合理的である。しか
しながら、こうした配置を採る場合、上記従来例２の開
示内容からも明らかなように、リトラクタの軸方向寸法
が大幅に増加し、実用性を欠く大きさとなる。こうした
事情から、リトラクタに組込まれるプリテンショナは、
リトラクタ全体の軸方向寸法をリトラクタ単体のそれ
（ベルト幅に緊急ロック手段の厚さと巻取スプリングユ
ニットの厚さを加えた長さ）に対して大きく増加させる
ものであってはならないし、また、周方向寸法も巻取リ
ールの外径を大きく上回るものであってはならないか
ら、ロータリアクチュエータはその軸方向寸法、周方向
寸法ともに制約され、高い耐圧強度を要求されるにも拘
らずシリンダハウジングの軸方向長さ、肉厚、その開放
端面を覆うリッドの肉厚とも極限された寸法としなけれ
ばならない。

【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、ロータリアクチュエータを駆動手段と
するプリテンショナにおいて、その薄肉のリッドの耐圧
強度をプリテンショナの外形寸法の実質上の増大を伴う
ことなく向上させて実用可能な寸法のプリテンショナを
提供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、本発明は、ガスジェネレータと、該ガスジェネレー
タから供給されるガス圧でシートベルト装置のベルト引
締め手段を作動させるアクチュエータとから構成され、
該アクチュエータは、前記ガスジェネレータに連通する
作動室を形成されたハウジングと該ハウジングの端面開
口を覆うリッドとから成るシリンダと、該シリンダに回
転自在に支持して前記作動室内に配設され、前記シリン
ダに形成された隔壁と協働して前記作動室をガスジェネ
レータに連通する加圧室と大気開放された背圧室とに区
画するベーンを有するロータとを備えるロータリアクチ
ュエータ作動プリテンショナにおいて、前記リッドは、
前記ハウジングの周囲面に添って該周囲面に被さる方向
に延びる剛性補強フランジを備え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
アクチュエータ作動プリテンショナでは、その作動時
に、ガスジェネレータからシリンダの作動室に供給され
るガスが、作動室の端面開口を覆うリッドにガス圧を作
用させ、それによりリッドを屈曲変形させる力を及ぼす
が、端面開口を覆うリッドのハウジングの周囲面に添っ
て該周囲面に被さる方向に延びる剛性補強フランジがこ
のガス圧による変形に抗する剛性を発揮し、変形により
ハウジングとリッドとの間に隙間が形成されるのを防い
でガス漏れを阻止し、ロータのベーンに有効にガス圧を
作用させて、ロータを効率良く回転させることができ
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及び図２に示すように、このロータリア
クチュエータ作動プリテンショナは、ガスジェネレータ
４と、ガスジェネレータ４から供給されるガス圧でシー
トベルト装置のベルト引締め手段（この例において後出
の図３に示すリトラクタＲ）を作動させるアクチュエー
タ３とから構成され、アクチュエータ３は、ガスジェネ
レータ４に連通する作動室３０１を形成されたシリンダ
ハウジング３０と、ハウジング３０の端面開口を覆うリ
ッド３２とから成るシリンダと、ハウジング３０に回転
自在に支持して作動室３０１内に配設され、ハウジング
３０に形成された隔壁３０３と協働して作動室３０１を
ガスジェネレータ４に連通する加圧室３０１ａと大気開
放された背圧室３０１ｂとに区画するベーン３１１を有
するロータ３１とを備えている。そして、リッド３２
は、ハウジング３０の周囲面に添って周面に被さる方向
に延びる剛性補強フランジ３２０を備えている。

【００１０】この例では、図３に示すように、アクチュ
エータ３は、その一端側をリトラクタＲのフレーム１０
にネジ止め支持され、アクチュエータ３の他端側にはリ
トラクタＲの巻込スプリングユニット１２が取付けられ
る。そして、リトラクタＲの巻取リール１と一体の軸２
とアクチュエータ３との間には、アクチュエータ３の作
動時のみそのロータ３１を巻取軸２に連結するクラッチ
機構（詳細を後記する）が介挿されている。図に符号２
１で示す部材がこのクラッチ機構の巻取軸２側の係合手
段を構成するラチェットホイールであり、これは巻取軸
２のテーパ部に嵌込まれ、その内端を巻取リール１に形
成されてラチェットホイール２１の外歯２１１と符号す
る内歯歯車状凹部に嵌合して軸２に対して回止めされて
いる。なお、図において、符号１３はリトラクタＲのリ
ールフランジに回動自在に支持されたロックパウルを示
し、１０１はそれが逆転止め係合するフレーム１０側の
ラチェット内歯を示す。

【００１１】さらに、図３を主として参照しつつ、アク
チュエータ３の各部分を詳細に説明する。先ず、ハウジ
ング３０は、一端面が開放され、円筒形の周壁と端壁で
囲まれた作動室３０１と、同様に一端面が開放され、ア
ーチ形の囲壁と端壁とで囲まれ、囲壁を挟んで作動室３
０１に隣接する供給室３０２とを形成されており、その
端面開口を塞ぐリッド３２と協働して作動室３０１を実
質円筒状の閉空間とする。

【００１２】ハウジング３０の作動室３０１と供給室３
０２とは、それらが対峙する部分のハウジング壁に形成
された溝３００で連通され、この溝３００が両室をつな
ぐ通孔を構成している。ハウジング３０には、この溝３
００に接して周壁から径方向内方に延びる隔壁３０３が
形成されている。隔壁３０３の先端部には凹部３０４が
形成され、これがシール部材３４の収容支持部とされて
いる。さらに、作動室３０１と供給室３０２の外周を周
回してシール溝３０５が形成されているほか、シール溝
３０５の外側に適宜の間隔で配置された、この例におい
て６個のネジ孔３０９が穿設されている。このネジ孔３
０９は、後記するリッド３２のネジ通し孔３２１と符号
し、リッド３２をハウジング３０に固定する締結ネジ３
９を螺合するためのものである。また、作動室３０１の
軸孔を囲むように端壁から突出した環状の支持フランジ
３０６と、作動室３０１をハウジング３０外に開放する
排気孔３０７が形成されている。

【００１３】ロータ３１は、作動室３０１の内周部にラ
チェットホイール２１の外周を囲む係合空間を画定し、
且つロータ３１のハウジング３０への回転支持部を構成
するリング部３１２と、リング部３１２から放射方向に
延びる受圧部として機能するベーン３１１を備えてい
る。ベーン３１１の背後には、後記するクラッチキー２
２を嵌挿する角筒状のキー摺動孔３１３が形成されてい
る。

【００１４】ベーン３１１の受圧面側には、ベーン３１
１に添接され、両端縁と外端縁に連続したシールリップ
３３１を有する添付部３３０と、ベーン３１１の先端両
側に形成された切欠き３１４に係止されるフック部３３
２とを備える合成樹脂製の可撓性シール部材３３が配設
される。このシールリップ３３１は、ロータ３１の回転
時に、ガス圧により作動室３０１の両端面（一方の端面
はリッド３２の内端面）と周面とに圧接されてハウジン
グ３０とロータ３１との間の間隙を密封する機能を果た
す。

【００１５】クラッチキー２２は、ガス圧を受ける受圧
ヘッド２２１とラチェットホイール２１への係合手段を
構成するくさび状のパウル２２２を備えており、パウル
２２２がラチェットホイール２１側に向けて配設され
る。クラッチキー２２の上記受圧ヘッド２２１にはキー
コネクタ２３が係止される。これは、クラッチキー２２
を非作動時に所定位置に定置させる機能と、ガス圧の供
給室３０２から作動室３０１への供給を制御する機能と
を果たすべく設けられたもので、したがって、クラッチ
キー２２の受圧ヘッド２２１と係合する蟻溝２３１と、
溝３００口部への係合フック２３２とを備えている。

【００１６】シール部材３４は、ロータ３１のリング部
３１２外周面と隔壁３０３の凹部３０４とに圧接される
シール面と、それらの背後の凹入状の受圧面とを備えた
断面略Ｖ字状に構成されており、Ｖ字状の頂部をリング
部３１２と隔壁３０３との隙間に向け、受圧面を加圧室
３０１ａに向けて、ハウジング３０の隔壁先端の凹部３
０４に軽い弾発状態で、自身の形状で位置決めされて、
収容支持される（図１参照）。

【００１７】リッド３２は、プレス板材で構成され、ハ
ウジング３０の端面開口を覆うべく、ハウジング３０端
面形状に合致する略正方形の作動室カバー部３２３とそ
れに連接する平行四辺形の供給室カバー部３２４とを備
えている。作動室カバー部３２３の中央には内向きに延
びる筒状の支持フランジ３２５が突設され、これが図２
に示すようにロータ３１のリング部内径側の段部を支持
するベアリングとして機能する。この例では、作動室カ
バー部３２３の一縁から折り曲げ形成されて、本発明の
主題に係る剛性補強フランジ３２０が設けられており、
この剛性補強フランジ３２０はハウジング３０の略正方
形の一辺を構成する周囲壁に添う方向に延在している。
後の作用説明で詳述するが、この剛性補強フランジ３２
０の形成位置は、作動室３０１の高圧負荷側に当たる。

【００１８】この他に、このアクチュエータ３には、Ｏ
字形断面のエラストマシール３５が配設される。これ
は、前記シール溝３０５中に嵌装されて、ハウジング３
０とリッド３２との間を密封する機能を果たすもので、
作動室３０１と供給室３０２の外周を周回する周回部３
５０と、それから分岐して両室３０１，３０２間を密封
する枝部３５１と、隔壁３０３部を密封する枝部３５２
とを有する。

【００１９】また、巻取軸２の振れ回りにより、ラチェ
ットホイール２１の外歯２１１がハウジング３０の支持
フランジ３０６内周を削るのを防ぐべく、ベアリングブ
ッシュ３６が設けられている。これは、図２に示すよう
に、ハウジング３０の作動室３０１に突出する支持フラ
ンジ３０６の内周に嵌挿されるもので、一端側に径方向
外向きに延びる鍔３６１を有する。この鍔３６１は、組
立て状態において、ロータ３１のリング部３１２と支持
フランジ３０６の端面との間に位置し、スラストベアリ
ングの機能を果たす。

【００２０】なお、図３において、符号４はガスジェネ
レータ、４１はそのプライマ、５は加速度センサを示
す。ガスジェネレータ４はハウジング３０の供給室３０
２に連設された筒形のガスジェネレータ収容部３０８に
収容され、リッド３２の固定に伴って止環４４を介して
収容部３０８の底部に押圧固定され、該底部の外側にネ
ジ止めされる加速度センサ５と対峙される。加速度セン
サ５にはプライマ４１を撃発させる図示しないピンが設
けられており、このピンの押出し時にその先端を導入す
る収容部底部の開口はカプラ４３により連結シールされ
る。

【００２１】次に、上記実施例の作動について図４を基
に、細部構成については図３を参照しつつ説明する。こ
の装置では、非作動位置において、ロータ３１はそれに
嵌挿されたクラッチキー２２の背後を隔壁３０３に当接
させた、図４の（Ａ）で示す位置に在る。この状態で、
加圧室３０１ａは、最も縮小した状態にあり、クラッチ
キー２２は、キーコネクタ２３により位置決めされて、
ラチェットホイール２１の外歯２１１とは係合しない位
置にある。したがって、巻取軸２はアクチュエータ３と
は完全に切り離されて、自由に回転可能で、リトラクタ
の機能は従来どおり維持される。

【００２２】加速度を検知して図３に示すセンサ５のフ
ァイアリングピンが撃発動作し、ガスジェネレータ４の
プライマ４１が発火し（図４の（Ｂ）参照）、推進薬の
燃焼による生成ガス圧が供給室３０２において、キーコ
ネクタ２３に印加されると、フック２３２による係合が
解かれてキーコネクタ２３が溝３００に沿って押される
ため、クラッチキー２２はキーコネクタ２３に押されて
内向きに押込まれ、パウル２２２がラチェットホイール
２１の外歯２１１の山部と接する位置まで移動する。こ
のとき、キーコネクタ２３の外端部は、加圧室３０１ａ
の外周面に達するため、ガスの加圧室３０１ａへの供給
が開始される。

【００２３】これにより、ガス圧はロータ３１のベーン
３１１にも作用し、ベーン３１１の背後を可撓性シール
部材３３を介して押すため、ロータ３１は軸回りに、図
４の（Ｃ）に示すように、反時計回り回転を開始する。
この回転につれて生じる作動室３０１の背圧室３０１ｂ
側の圧力は、ハウジング３０の排気孔３０７を経て大気
中に放出され、背圧室側の圧力上昇による抵抗の発生は
防止される。一方、クラッチキー２２の変位は継続さ
れ、やがてクラッチキー２２のパウル２２２がラチェッ
トホイール２１の外歯２１１に噛み合い、ロータ３１は
クラッチキー２２を介してラチェットホイール２１と係
合する。この時点で、巻取軸２はアクチュエータ３と連
結される。そして、ロータ３１の回転力は、図４の
（Ｄ）に示すように、クラッチキー２２及びラチェット
ホイール２１を介して巻取軸２に伝達される。

【００２４】このような巻取軸２の回転動作につれて、
巻取リール１に巻付けられたベルトが巻込まれ、ベルト
の引締めが行われ、やがて、ロータ３１は、図４の
（Ｅ）に示す位置に達すると、ベーン３１１が隔壁３０
３に衝突してロータ３１の回転は停止する。この位置に
なると、今度は、加圧室３０１ａも大気開放されるた
め、残ガス圧も排気される。しかしながら、この後も、
巻取リール１と一体化された巻取軸２は自身の慣性で回
転を続けようとするため、今度は、図４の（Ｆ）に示す
ように、ラチットホイール２１の外歯２１１がクラッチ
キー２２を係合解除方向に押し出し、巻取軸２がロータ
３１から解放されるため、巻取軸２の回転は継続する。
そして、この慣性による回転は、ベルト張力と巻取リー
ルを含む慣性系の回転モーメントとが均衡するまで継続
する。この回転によるベルト引込み量は、ガスジェネレ
ータ４に装填された推進薬量にもよるが、ロータ回転に
よる分の約１／２程度とすることができる。このよう
に、上記一連の動作でプリテンションの付与が行われ
る。なお、この動作完了後のベルト引出しは、リトラク
タＲの構成要素である前記ロックパウル１３のラチェッ
ト内歯１０１への係合により阻止される。

【００２５】なお、これら一連の動作説明において、ク
ラッチ係合動作を鮮明にすべく、キーコネクタのその後
の動作を省略したが、キーコネクタ２３は、図４の
（Ｂ）ないし（Ｃ）に示すクラッチ係合過程途上に溝３
００からその大部分が抜け出した状態で、ロータ３１の
回転開始により、クラッチキー２２に脚部を引きずられ
るため、蟻溝２３１部での係合が解かれて、クラッチキ
ー２２から外れる。

【００２６】これらの動作中に、リッド３２は、図１及
び図２に示すように、背圧室側が略大気圧であるのに対
して、加圧室３０１ａ側において高いガス圧Ｐを受け、
ネジ３９止め位置間で外方へ膨らむ変形荷重を受ける。
特に本例のように、リトラクタＲのフレーム１０の幅と
ハウジング３０の幅とを略一致させた最小の幅寸法を採
用する場合、作動室カバー部３２３のネジ止めピッチが
長くなり、荷重に対する変形量も大きくなる。そこで、
本発明の主題に沿い形成された剛性補強フランジ３２０
がこの曲げ荷重に対する耐性を発揮する。このような剛
性補強の結果、リッド３２の変形が防止され、ハウジン
グ３０の開放端面とリッド３２との間の隙間からのガス
漏れはシール溝３０５に嵌装されたエラストマシール３
５により阻止され、ベーン３１１とハウジング３０との
間の隙間からのガス漏れは、可撓性シール部材３３のシ
ールリップ３３１で阻止される。

【００２７】他方、隔壁３０３の先端とロータ３１のリ
ング部３１２外周との間の洩れはシール部材３４により
阻止され、クラッチキーの摺動孔３１３から係合空間へ
の漏れは、受圧ヘッド２２１のクラッチキーの摺動孔３
１３口部への圧接により阻止される。このようにして、
上記実施例のアクチュエータによれば、リッド３２の変
形による加圧室３０１ａから外気へのガス洩れ、加圧室
３０１ａから背圧室３０１ｂへのガス漏れが有効に阻止
され、上記シール部材３４と受圧ヘッド２２１によるシ
ール効果と相まって、ガスジェネレータ４で発生したガ
スの圧力が有効にアクチュエータ３の動作に利用され
る。

【００２８】以上、本発明を実施例を基に、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、各構成要素の形状、配設位置
及び材質は、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。

【００２９】

【発明の効果】したがって、本発明によれば、ハウジン
グの周囲面に添って該周囲面に被さる方向に延びる剛性
補強フランジを形成してリッドを補強しているので、そ
の耐圧強度をシリンダハウジング外形の複雑さに関わら
ず、しかも、プリテンショナの外形寸法の実質上の増大
を伴うことなく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるシリンダをリッドを
取り外して示す正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】上記実施例の全体構成要素を分解して示す斜視
図である。

【図４】上記実施例の作動を順を追って示す作動説明図
である。

【符号の説明】

Ｒ リトラクタ（ベルト引締め手段） ３ アクチュエータ ４ ガスジェネレータ ３０ ハウジング（シリンダ） ３１ ロータ ３２ リッド（シリンダ） ３０１ 作動室 ３１１ ベーン ３２０ 剛性補強フランジ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスジェネレータと、該ガスジェネレー
   タから供給されるガス圧でシートベルト装置のベルト引
   締め手段を作動させるアクチュエータとから構成され、
   該アクチュエータは、前記ガスジェネレータに連通する
   作動室を形成されたハウジングと該ハウジングの端面開
   口を覆うリッドとから成るシリンダと、該シリンダに回
   転自在に支持して前記作動室内に配設され、前記シリン
   ダに形成された隔壁と協働して前記作動室をガスジェネ
   レータに連通する加圧室と大気開放された背圧室とに区
   画するベーンを有するロータとを備えるロータリアクチ
   ュエータ作動プリテンショナにおいて、 前記リッドは、前記ハウジングの周囲面に添って該周囲
   面に被さる方向に延びる剛性補強フランジを備えること
   を特徴とするロータリアクチュエータ作動プリテンショ
   ナ。