JPH0747922A - ベルト予張力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベルト予張力装置の安全に関して、ピストン
の有利な開発のための構造的な条件を満たすこと。 【構成】 火工式ガス発生器を備えたベルト予張力装置
のピストンは、ケーブル１６に連結された第１の金属製
のピストン部１２と、熱可塑性材料でできた少なくとも
１つの第２ピストン部１４とから形成され、第２ピスト
ン部１４は第１ピストン部１２のガス発生器に対面する
側に配され、シリンダーの壁部と接触している。特に、
ピストンには装置が自動車火災時のように加熱された時
にシリンダーの内壁から自身で離れるシールリップ２０
が備えられ、爆発の危険を避けるためにガスの逃げ通路
を提供する。さらに、予張力作動の開始時におけるピー
ク負荷を減らすために、ピストンには減衰装置を設ける
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、火工技術的な乃至火工
式ガス発生器と、前記ガス発生器によって発生されるガ
スによって作動させることができ、かつそのピストンが
ケーブルに連結されているピストン／シリンダー装置と
を備えたベルト予張力（予緊張）装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】これらのタイプのベルト予張力装置は各
種の構造設計において知られている。火工式のガス発生
器によってつくられたガス圧力は、センサー装置を介す
る作動の後、ミリ秒のオーダーの範囲内で確立され、ピ
ストンとそれに連結されたケーブルとに対して、予張力
作動の開始時に非常に大きな応力を与える。ガス発生器
によってつくられた高いガス圧力がピストンに作用し、
それをピストン確保安全装置の方向において加速し、ケ
ーブルをピストン確保安全装置の方向において急速に引
っ張ることになる。従って、予張力作動をしている間
は、ピストンとケーブルとに対して強い力が作用する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】供給されたエネルギー
によってガス発生器が誤作動した時の、意図してなかっ
た熱の影響によっても、ベルト予張力装置には同様に大
きな応力がかかることがある。これは、例えば、自動車
の火災、あるいはそれを模擬するための火災実験（ｂｏ
ｎｆｉｒｅ ｔｅｓｔ）のような場合に生じる。

【０００４】安全のために、ベルト予張力装置は、ガス
発生器の意図してない誤作動、例えば自動車火災の場合
に、それが爆発したり、あるいは鋭いエッジや重い飛来
物に分裂することができないように、また正常な作動爆
裂の場合にも、予張力作動の開始時に生じる大きい応力
によって損傷を受けないように、設計ないし構成しなけ
ればならない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に関して最初に掲
げた特徴を有するベルト予張力装置は、前記ピストンが
前記ケーブルにしっかりと連結された第１の金属性のピ
ストン部と、熱可塑性材料でできた少なくとも１つの第
２ピストン部とから形成され、前記第２ピストン部が第
１ピストン部のガス発生器に対面した側に配置され、か
つシリンダーの壁部とシール接触を形成する少なくとも
１つの部分を有することを特徴とする。

【０００６】本発明は、ピストンを２つの部分、即ち、
金属性のピストン部と熱可塑性のあるピストン部とに分
割することにより、ベルト予張力装置に対する安全要求
を満足させるための多数の構造的な対策を講ずることが
できるという認識を基本にしている。

【０００７】本発明をよりよく理解するために、ベルト
予張力装置のピストン／シリンダー装置におけるピスト
ンのおもな機能について以下簡単に説明する。当然のこ
とながら、最も重要な機能は、ガス発生器の中で発生し
たガス圧力によってピストンに作用する圧力を、安全ベ
ルトを引っ張るために用いられるケーブルの引張力に転
換することである。ピストンからケーブルへの力の伝
達、特にピストンとケーブルとの間の伝達において、高
い機械的安定性が必要となる。

【０００８】ピストンの第２の重要な機能は、ガス発生
器によって使用可能にされた圧力を、大きな損失なし
に、ピストン駆動に転換するために、ピストンとシリン
ダーの内壁との間にシールを形成することである。

【０００９】第３の重要で、かつ本発明に関する付属的
なピストン機能は、ピストンとケーブルとの間にある種
の減衰手段ないし緩衝手段を設けることであり、その理
由は、張力作用の開始時において、ピストン／シリンダ
ー装置のシリンダーの内圧を特に非常に速く上昇させる
ために、高性能のガス発生器を用いた時に大きなピスト
ン加速が生じ、ケーブルおよびケーブルに連結されたベ
ルト張力器にピーク応力を加えることになるからであ
る。

【００１０】本発明に関する、１つの第１ピストン部と
少なくとも１つの第２ピストン部とからなるピストンの
構造は、材料を適当に選択することと、適当な特性的な
構造特徴とによって、これらの機能を今までの状況以上
によりよく有していることを認識することができる。第
１ピストン部は、主として力をケーブルに供給する機能
を有し、好ましくは、少量の材料で十分な安定性を示す
鋼材料でできている。第２ピストン部は、主として減衰
機能とシール機能とを有し、受ける応力は小さく、前述
した機能のために必要な装置を妥当な価格で可能にする
より展性のある材料でできている。

【００１１】本発明の第１の観点からいうと、２つの部
分に分割することを基本とすることによって、予張力作
動の間のピストンとケーブルとの加速挙動に影響を及ぼ
して、それによって予張力作動の開始時における高負荷
に影響を与えることが可能である。この目的のために、
第１ピストン部はケーブルにしっかりと連結され、少な
くとも１つの第２ピストン部は第１ピストン部のガス発
生器に対面した側に配置される。本発明では、予張力作
動の間に第１ピストン部にかかる最大力と、この部分か
ら発生してケーブルに作用する力とを減少させるように
設計されある種の減衰装置が、第１ピストン部と第２ピ
ストン部との間に設けられている。これらの減衰装置
は、特に、第１ピストン部および／あるいは第２ピスト
ン部に形成される盛り上げ部分および／あるいはくぼみ
部によって形成することができる。

【００１２】これらの他の例としては、例えば減衰装置
を形成するエラストーマの板がある。これもまた第２ピ
ストン部を第１ピストン部からある距離をおいて配置す
るのに適当であり、その結果、第１ピストン部に作用す
る力の効果が出るのに時間遅れが生じるであろう。

【００１３】第２ピストン部を妥当な価格で生産する観
点からいうと、これは幾つかの部分、好ましくは、第２
ピストン部をその長さ方向に沿って分割することによっ
て作られた２つの部分から構成することができ、これら
は組立て中に一緒に締め付けることができる。

【００１４】本発明の第２の観点からいうと、第２ピス
トン部の一方の側から他方の側へのガスの軸線方向の流
れを防ぐための安全シールを形成することができるが、
これは、可能性のある自動車火災の時にはそれ自身を解
放するであろう。このシールによって、予張力作動の間
はガス発生器によって発生されたガス圧力が、ピストン
に対して実質的に損失なしで作用することができる。し
かしながら、例えば、自動車火災の場合には、第２ピス
トン部を構成している熱可塑性材料が変形するであろ
う。この結果、第２ピストン部を貫通するか、あるいは
その周囲において、通路ができることになる。このよう
にしてガスは最初は弾性変形の結果として第２ピストン
部の通路を通過し、最終的には（第２ピストン部に対す
る第１ピストン部の相対的な配置関係にもよるが）耐熱
性のある、シールなしの第１ピストン部を通過する。こ
のようにして、ガスはピストン確保安全装置のピストン
／シリンダーの開放端部から逃げることができ、従っ
て、熱の影響による装置の爆発を防ぐことができる。

【００１５】原理的なこととして、前記シールは多数の
異なった方法で設計することができる。製造技術の観点
からも、また火災の場合に第２ピストン部に通路を形成
するためにも、前記シールが本発明による第２ピストン
に成型されたシールリップとして構成するのが適してい
る。

【００１６】本発明のさらに有利な発展に関していう
と、第１ピストン部は第２ピストン部よりも小さな直径
を有している。もし火災が生じた場合に、最初は第２ピ
ストン部を通過するガスは、より急速に第１ピストン部
を通過することができる。

【００１７】ピストンは、予張力作動の間の減少した負
荷のために、普通のピストンよりも小さな長さ方向の延
長部を備えて製造することができ、しかも安定性に関し
てもマイナスの影響はなく、これらのことは本発明によ
ってピストンを２つの部分からなる構造にしたことの結
果である。従って、予張力作動の間、即ち、ピストンの
作動行程の間におけるシリンダーの長さを、より効果的
に、活用することが可能である。さらに、第２ピストン
部の多くの部分的構造に関する利点によって、製造価格
を低下させることになる。

【００１８】本発明の実施例の他の有利な形態が特許請
求の範囲の中で示されている。本発明の他の特性的な特
徴や利点は、以下の説明と参照図面とから明らかにな
る。

【００１９】図１はベルト予張力装置のシリンダー１０
の断面図を示し、本発明の第１の実施例による第１ピス
トン部１２と第２ピストン部１４とを備えている。前記
第１ピストン部１２は鋼材料でできており、ケーブル１
６に圧着されている。前記ケーブルは既知の方法でベル
ト巻き機（図示せず）と連結されている。第１ピストン
部１２１はケーブル１６を取り囲むスリーブ１２１を有
し、ケーブル１６に関して実質的に横方向に延在するア
バットメント板（当接ないし支持板）１２２が前記スリ
ーブの上で第２ピストン部１４に対面する側に取り付け
られている。前記スリーブ１２１とアバットメント板１
２２とは一体構造的になっていて、第１ピストン部１２
を形成している。

【００２０】第２ピストン部１４は実質的に円筒形にな
っており、第１ピストン部１２より大きな直径を有して
いる。これはケーブル１６のための通路と、第１ピスト
ン部１２に対面した端部上における、第２ピストン部１
４と同心的になった環状の盛り上がり部分１８とを有す
る。

【００２１】第２ピストン部１４は第１ピストン部１２
とはある程度の距離をおいて配置され、ガス発生器（図
示せず）に対面した端部において、ガス発生器に向かっ
て円錐状になって広がっており、従って、第２ピストン
部１４の最大直径部分はシリンダー１０と接触する。こ
の配置によってシールリップ２０が形成され、第２ピス
トン部１４のガス発生器に対面する側から、第１ピスト
ン部１２に対面する側へのガスの流れを防止することが
できる。

【００２２】第２ピストン部１４はケーブル１６に沿っ
て滑動的に配置されている。このようにして、ベルト予
張力装置の作動のためのガス発生器が爆裂した結果、生
じたガス圧力が最初に第２ピストン部１４を打撃する。
この第２ピストン部は矢印Ｆの方向に加速されて、第１
ピストン部１２と衝突する。盛り上がった環状部分１２
２は、第１ピストン部１２のアバットメント板１２２と
の接触を緩やかにする手段として作用し、第１ピストン
部１２のアバットメント板１２２との衝突の結果、塑性
変形する。第１ピストン部１２のより遠方に位置する部
分は弾性変形する。従って、第１ピストン部１２に作用
する最大力、即ち、ケーブル１６に作用する最大力は減
少され、予張力作動の間のピーク負荷を減少させること
ができ、ケーブルの突然の引張作用を防止することがで
きる。第１ピストン部１２とケーブル１６との加速度が
減少される結果として、ケーブル１６とピストンとは両
方とも直径を小さくして製作することができる。

【００２３】第２ピストン部が熱可塑性材料でできてい
るので、シリンダー１０の内壁と接触しているシールリ
ップ２０は、熱可塑性材料が熱、例えば、自動車火災に
よる熱を受けると、ピストン部から解放されるであろ
う。従って、発生し得る誤爆裂によって生じたガスは、
最初に第２ピストン部を、次に第１ピストン部１２を通
過し、開放的なピストン確保安全装置を通って逃げてい
くことができ、このことによって、単純な方法で爆発の
危険性をなくすことができる。

【００２４】本発明によるピストンの他の実施例が図２
に示されている。この図において、図１における要素と
同じ機能を有する要素については、同じ参照番号を付け
てある。

【００２５】この実施例における第２ピストン部１４は
中空円筒構造になっている。第１ピストン部１２は第２
ピストン部１４の内部に配置され、第１ピストン部１２
のアバットメント板の外直径が、第２ピストン部１４に
おける第１ピストン部１２のための受け穴の内直径より
小さいか、あるいはそれと等しい寸法になっている。第
１ピストン部１２と第２ピストン部１４との間には、減
衰装置としてのエラストーマ板３２が配置されている。
第１ピストン部１２と、第２ピストン部１４と、エラス
トーマ板３２とは、互いに他と上下関係になって配置さ
れている。しかしながら、それらは、また、互いに他と
ある距離をおくように、わざと配置しても良い。

【００２６】この場合にもまた、第２ピストン部１４は
図１を参照して既述した如くシールリップ２０を有して
おり、上述したようにして暖められた時には、構造物か
らそれ自身を解放してしまう。

【００２７】第２ピストン部１４の側壁３４は、ベルト
予張力装置のピストン確保用の安全装置（図示せず）へ
向かって、テーパが付いている。第２ピストン部１４
は、第１ピストン部１２のガス発生器に対面する側に配
置されている。第２ピストン部１４の側壁の前記テーパ
は、第１ピストン部１２と第２ピストン部１４との間の
側部に沿って付加的な空間を創出している。このこと
は、第２ピストン部１４の熱可塑性材料が、加熱、例え
ば、自動車火災の影響によって、また誤爆裂によって生
じるガス圧力の影響によって、内側へ移動し、従って、
発生したガスが第２ピストン部１４をより容易に通過で
きるという利点になっている。この場合もまた、ガスは
開放的なピストン確保用の安全装置を通って逃げ、爆発
の危険性がなくなる。

【００２８】この実施例においては、第１ピストン部１
２と第２ピストン部１４との間に配置されたエラストー
マ板３２が、図１に関して述べた減衰機能を予張力作動
の間に第１ピストン部１２にかかるピーク負荷を減少さ
せることができる。

【００２９】本発明の他の実施例が図３に示されてお
り、第２ピストン部１４を特に妥当な価格で製造するこ
とができる。この実施例に関していうと、第２ピストン
部１４は縦方向に２つの部分１４ａ，１４ｂに分割され
ている。それは、好ましくは、ケーブル１６の中心線を
通る平面に関して実質的に対称的になった２つの半体か
らなっている。組立ての間においては、ピストン部１２
をケーブル１６上に押し付けた後に、これらの２つの半
体はケーブル１６上でピストン部１２の周りで締め付け
ることができ、従って、第１ピストン部１２と第２ピス
トン部１４とが１つの要素を形成することになる。この
実施例においてもまた、シールリップ２０と、第２ピス
トン部１４における減衰装置とが設けられ、図１および
図２に関して述べたと同じ機能を発揮するであろう。こ
の実施例における減衰装置は、変形可能な格子状構造物
２５からなっており、これは、シールリップ２０を備え
た第２ピストン部１４の前板４０と、第１ピストン部１
２のためのアバットメント板２４との間に配置されてい
る。

【００３０】図４は、第１ピストン部１２と第２ピスト
ン部１４との断面図である。２つの実質的に対称的な半
体１４ａ，１４ｂからなる第２ピストン部の形が明確に
認めることができる。

【００３１】図５から図７までにおいては、第２ピスト
ン部１４の他の実施例が示されており、これらは特に図
１に示した実施例に関連して用いることができる。

【００３２】図５においては、第２ピストン部１４の上
部領域が示されており、これは第１ピストン部１２に対
面する側における盛り上がり環状部分２２を有し、図１
における盛り上がり部分１８と類似している。図１にお
ける構造とは対照的に、この盛り上がり部分２２は輪の
内側がアンダーカットされている。この実施例、および
次の実施例においては、ピストン部１４の中央にケーブ
ル１６のための通路が形成されている。

【００３３】図６においては、第１ピストン部１２のた
めのアバットメント板２４が示されており、これは、格
子状の構造物２５によって、第１ピストン部１２に対面
した第２ピストン部１４の前側に連結されている。

【００３４】図７においては、中空円筒状の第２ピスト
ン部１４が示されており、その上には、第１ピストン部
１２に対面する前側において、個々の円錐状の盛り上が
り部分２６が成型されている。スリーブ３０が第２ピス
トン部１４の前端からキャビティー２８の中へ、第２ピ
ストン部１４と同心的になって突出している。

【００３５】第２ピストン部１４の前部に関して図５か
ら図７に示した、本発明による実施例の全ては、予張力
作動の間に、第２ピストン部１４の動きの方向におい
て、第２ピストン部１４と第１ピストン部１２との衝突
を減衰乃至緩和させる装置としての役割を果たす。図５
における実施例の構造は、弾性変形と塑性変形とによっ
て第２ピストン部１４の衝突を緩和（減衰）し、環状の
盛り上がり部分２２が最初に塑性変形し、次に第２ピス
トン部１４の残りの部分が弾性変形する。図６に示した
実施例は、格子状の構造物２５の弾性変形によって衝突
を緩和し、図７の実施例は、第２ピストン部１４の全部
がキャビティー２８の中へ実質的に塑性変形することに
よって、第２ピストン部１４と第１ピストン部１２との
衝突を緩和する。

【００３６】第２ピストン部１４のための熱可塑性材料
は、示してきた全ての実施例において、ポリプロピレ
ン、ポリアミド、あるいはポリホルムアルデヒドであっ
てもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に関するピストンを備え
たシリンダーの部分断面図。

【図２】本発明の他の実施例に関する第１ピストン部を
備えた、シリンダーと第２ピストン部との部分断面図。

【図３】本発明の他の実施例に関する第１ピストン部と
第２ピストン部との断面図。

【図４】図３における第１ピストン部と第２ピストン部
との断面図。

【図５】本発明の他の実施例に関する第２ピストン部の
部分断面図。

【図６】本発明の他の実施例に関する第２ピストン部の
部分側面図。

【図７】本発明の他の実施例に関する第２ピストン部の
部分断面図。

【符号の説明】

１０ シリンダー １２ 第１ピストン部 １４ 第２ピストン部 １４ａ，１４ｂ 第２ピストン部の部分 １６ ケーブル １８；２２；２４，２５；２６，２８，３０；３２ 減
衰装置 ２０ シールリップ ３２ エラストーマ板

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベルト予張力装置において、火工式のガ
   ス発生器と、該ガス発生器によって発生されたガスによ
   って作動させることができ、かつピストン（１２、１
   ４）がケーブル（１６）に連結されているピストン／シ
   リンダー装置とを有し、前記ピストンが前記ケーブル
   （１６）にしっかりと連結された第１の金属性のピスト
   ン部（１２）と、熱可塑性材料でできた少なくとも１つ
   の第２ピストン部（１４）とから形成され、前記第２ピ
   ストン部が、ガス発生器に対面した第１ピストン部（１
   ２）の側に配置され、かつシリンダーの壁部とシール接
   触を形成する少なくとも１つの部分を有するベルト予張
   力装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、前記第２
   ピストン部（１４）が、第１ピストン部（１２）とは軸
   線方向にある距離をおいて、ケーブル（１６）上に滑動
   的に配置されているベルト予張力装置。
3. 【請求項３】 請求項１あるいは２記載の装置におい
   て、第１ピストン部（１２）と第２ピストン部（１４）
   との間に、力の作用下で、弾性的および／あるいは塑性
   的に変形するように構成された減衰装置（１８；２２；
   ２４，２５；２６，２８；３０；３２）が設けられてい
   るベルト予張力装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の装置において、エラスト
   ーマ板（３２）が減衰装置を形成しているベルト予張力
   装置。
5. 【請求項５】 請求項３記載の装置において、前記減衰
   装置（１８；２２；２４，２５；２６，２８，３０）が
   第１ピストン部および／あるいは第２ピストン部（１
   ２，１４）上に成型されているベルト予張力装置。
6. 【請求項６】 請求項３記載の装置において、第１ピス
   トン部（１２）および／あるいは第２ピストン部（１
   ４）上に形成された盛り上がり部分（１８；２２；２
   ４，２５；２６）および／あるいはくぼみ部分が減衰装
   置を形成するベルト予張力装置。
7. 【請求項７】 請求項１から６までのいずれか１つの項
   記載の装置において、第１ピストン部（１２）が第２ピ
   ストン部（１４）より小さな外径を有するベルト予張力
   装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の装置において、第２ピス
   トン部（１４）が中空円筒状になっており、第１ピスト
   ン部（１２）の方向において開放するように構成されて
   いるベルト予張力装置。
9. 【請求項９】 請求項８記載の装置において、第１ピス
   トン部（１２）が少なくとも部分的に第２ピストン部
   （１４）の中に配置されるベルト予張力装置。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の装置において、第２ピ
    ストン部（１４）の側壁部（３４）に、ガス発生器とは
    反対側に向かってテーパがつけられているベルト予張力
    装置。
11. 【請求項１１】 請求項１から１０までのいずれか１つ
    の項記載の装置において、第２ピストン部（１４）が、
    該第２ピストン部とシリンダー（１０）の内側との間を
    密封するためのシール（２０）を有するベルト予張力装
    置。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載の装置において、第２
    ピストン部（１４）に成型されたシールリップ（２０）
    がシールを形成するベルト予張力装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載の装置において、前記
    シールリップ（２０）が、第２ピストン部（１４）のガ
    ス発生器に対面した側に配されているベルト予張力装
    置。
14. 【請求項１４】 請求項１から１３までのいずれか１つ
    の項記載の装置において、第２ピストン部（１４）が縦
    方向において２つの部分（１４ａ，１４ｂ）に分割され
    ているベルト予張力装置。
15. 【請求項１５】 請求項１４記載の装置において、第２
    ピストン部（１４）の前記２つの部分（１４ａ，１４
    ｂ）が第１ピストン部（１２）の周りに組み付けられて
    いるベルト予張力装置。
16. 【請求項１６】 請求項１から１５までのいずれか１つ
    の項記載の装置において、第２ピストン部（１４）がポ
    リプロピレン、ポリアミド、あるいはポリホルムアルデ
    ヒドでできているベルト予張力装置。