JPH0747921A - 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、ロータとシリンダとの間に形成
される隙間からのガス漏れを作動ガス圧を作用させて密
封し、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４と、ガスジェネレータ４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３０内で回転するベーン３１１を有するロータ３
１を備える。隔壁３０３とロータ３１との間を密封する
シール部材３４が隔壁３０３に配設され、ガスジェネレ
ータ４から加圧室３０１ａに供給されるガス圧Ｐにより
ロータ３１に圧接される。

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ガス圧シー
ル機構に関する。

【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
とし、そのベーン付のロータをシリンダ内でガス圧によ
り回転させ、その回転力をクラッチ機構を介してシート
ベルト巻取軸あるいは巻取リールに伝達してベルトを巻
締めるものとして、従来、特公昭５９−１５６５７号公
報、特開昭６０−４５４５０号公報に開示の技術があ
り、また、ベーンをロータとは別体とし、これをクラッ
チキーとしてシートベルト巻取軸のラチェットホイール
に係合させて、同じくガス圧によるロータの回転でベル
トを巻締めるものとしてドイツ国公開特許第２５０５６
２６号明細書に開示の技術がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ものでは、何れもシリンダとロータとの間のガス漏れに
対する格別の対策はなされていない。しかしながら、こ
れらロータをピストンとするアクチュエータでは、通常
の直動ピストン形のものと異なり、ロータとシリンダと
の間に形成される隙間からのガス漏れを無視することは
できず、この漏れを少なくすることがガスジェネレータ
から供給される動力を有効にアクチュエータの回転力に
利用して実用可能な寸法のプリテンショナを実現する上
で肝要である。

【０００５】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、ロータとシリンダとの間
に形成される隙間からのガス漏れを該部に配設したシー
ル部材に作動ガス圧を作用させて密封し、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
ことで、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。

【０００６】

【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、シール部材が前記隔壁
に配設されて、該隔壁と前記ロータとの間の間隙を密封
すべく、前記ガスジェネレータから前記加圧室に供給さ
れるガス圧により前記ロータに圧接可能に支持されたこ
とを構成とする。

【０００７】

【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、ガスジェネレ
ータからシリンダの加圧室側に供給されるガスが、隔壁
に配設されてガス圧によりロータに圧接されるシール部
材がガス圧に応じた押圧力で隔壁とロータに押圧され、
両者の間隙を漏止めするため、加圧室から背圧室へのガ
ス漏れが阻止され、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。

【０００８】

【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
３０と、シリンダ３０に回転自在に支持して作動室３０
１内に配設され、シリンダ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、隔壁３０３とロータ３１との間を密封する
シール部材３４が隔壁３０３に配設され、隔壁３０３と
ロータ３１との間の間隙Ｓを密封すべく、ガスジェネレ
ータ４から加圧室３０１ａに供給されるガス圧Ｐにより
ロータ３１に圧接可能に支持されている。

【０００９】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。

【００１０】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、シリン
ダ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３０
１に隣接する供給室３０２とを形成されており、その開
放端を塞ぐリッド３２と協働して作動室３０１を実質円
筒状の閉空間とする。

【００１１】シリンダ３０の作動室３０１と供給室３０
２とは、それらが対峙する部分のシリンダ壁に形成され
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。シリンダ３０には、この溝３００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、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をシリンダ３０外に開放する排
気孔３０７が形成されている。

【００１２】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のシリンダ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２２を
嵌挿する角筒状のキー摺動孔３１３が形成されている。

【００１３】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シリンダ
３０とロータ３１との間の間隙を密封する機能を果た
す。

【００１４】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。

【００１５】図２に拡大して示すように、シール部材３
４は、ロータ３１のリング部３１２外周面に圧接される
摺接シール面３４１と、隔壁３０３の凹部３０４に圧接
されるシール面３４２と、それらの背後の凹入状の受圧
面３４３とを備えた断面略Ｖ字状に構成されており、Ｖ
字状の頂部を隙間Ｓに向け、受圧面３４３を加圧室３０
１ａに向けて、シリンダ３０の隔壁先端の凹部３０４に
軽い弾発状態で、自身の形状で位置決めされて、収容支
持されている。

【００１６】図３に戻って、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、ハウ
ジング３０の作動室３０１に突出する支持フランジ３０
６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。

【００１７】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、シリンダ３０
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３５
０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。

【００１８】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はシリンダ３０の供給室３０２
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。

【００１９】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。図
４は上記のように構成された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、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。

【００２０】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。

【００２１】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、シリンダ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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】これらの動作中に、シール部材３４は、図
２に示すように、ガス圧Ｐを受圧面側に受けてロータ３
１の外周面３１２と隔壁３０３の凹部３０４にガス圧Ｐ
に応じた強さで圧接され、その断面形状が略Ｖ字形であ
るため、楔状に隙間Ｓに押し込まれ、ガス圧Ｐの高い作
動当初ほどそれに応じた強い力で隙間Ｓに押し込まれる
ため、隙間Ｓを経て加圧室３０１ａから背圧室３０１ｂ
へ逃れようとするガスの流れは阻止される。

【００２５】他方、シリンダ３０の開放端面とリッド３
２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３５により阻止される。そし
て、特に隔壁部には上記シール部材３４とエラストマシ
ール３５の周回部から延びる枝部３５２とで実質上連続
したシール面が形成される。また、ベーン３１１とシリ
ンダ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。さらに、
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３１３口部へ
の圧接により阻止される。

【００２６】このようにして、上記実施例のアクチュエ
ータによれば、加圧室３０１ａから背圧室３０１ｂ及び
加圧室３０１ａから係合空間へのガス漏れが有効に阻止
され、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。こうした動作
の結果、プリテンションナの作動によるリトラクタＲの
ベルト巻取量は、図５に示すように、隔壁シールをしな
いものに比して略倍加される。

【００２７】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。

【００２８】

【発明の効果】したがって、本発明によれば、隔壁に配
設されてロータに圧接されたシール部材によりロータと
シリンダ隔壁との間が漏止めされるため、ガス圧が加圧
室から背圧室へ漏れる際の最短コースとなる上記部位を
有効に密封して、ガス漏れを阻止することができ、ロー
タのベーンに有効にガス圧を作用させて、アクチュエー
タを効率良く回転させることができる。その結果、同じ
駆動力（具体的にはベルト引締め量）を得るのに、ロー
タのベーン受圧面積を減少させることによるアクチュエ
ータ外形ひいてはプリテンショナの小型化が可能とな
り、あるいは、ガスジェネレータの薬量の減少に対応さ
せた各部品強度の低減によるプリテンショナの軽量小型
化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のシリンダをそのリッドを取
り外して示す正面図である。

【図２】上記実施例におけるガス圧シール部材の詳細を
示す部分正面図である。

【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。

【図５】上記実施例の効果を示す作動特性図である。

【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 シリンダ ３１ ロータ ３４ シール部材 ３０１ 作動室 ３０１ａ 加圧室 ３０１ｂ 背圧室 ３０３ 隔壁 ３１１ ベーン

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、 シール部材が前記隔壁に配設されて、該隔壁と前記ロー
   タとの間の間隙を密封すべく、前記ガスジェネレータか
   ら前記加圧室に供給されるガス圧により前記ロータに圧
   接可能に支持された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。