JPH08507024A - 安全ベルト自動巻取装置の巻取軸回転駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 安全ベルト自動巻取装置の巻取軸回転駆動装置にして、該装置が、ケーシング８内に回転可能に搭載され、順次点火される複数個の推進ガス充填部２、５により回転される回転部材４を有し、その際、回転部材４の駆動運動が、クラッチ手段１４を介して巻取軸１０に伝達される。

Description

【発明の詳細な説明】 安全ベルト自動巻取装置の巻取軸回転駆動装置 本発明は、センサ手段によりトリッガーされるエネルギー貯蔵装置と、パワー 貯蔵手段により回転される回転部材と、回転部材を巻取軸と係合させるクラッチ とを有する安全ベルト自動巻取装置の巻取軸回転駆動装置に関する。 目的は、かかる装置により、例えばクラッシュ事故における過度の速度変化の 場合のような緊急状態において、巻取軸がブロック（ｂｌｏｃｋ）される前に、 巻取軸に弛んで重ねられたベルト層や乗客の身体上の安全ベルト部分のベルト弛 みを除去することである。かくして、乗客身体の前方向変位の危険が除去される 。 本発明の目的は、小さい占有容積でベルト巻取装置に収容され得る装置を提供 することである。 本発明に従えば本目的は、回転部材がケーシング内に回転可能に収容され、回 転部材とケーシングの内壁との間に、回転部材の回転によって軸回りに回転する 少なくとも１個の爆発室、より詳しくはインペラまたは回転ピストンの形態の爆 発室が存在し、また、爆発室の回転軌道に沿って推進ガス充填部の形態のエネル ギー貯蔵手段が設けられ、回転部材の回転中に爆発室が推進ガス充填部の各位置 に到達すると直ちに前記推進ガス充填部がトリッガーされることにより達成され る。爆発室はインペラ形態の場合、一定容積の圧力室として、回転ピストン形態 の場合、膨張可能な圧力空間として形成される。 かくして、離したパワー貯蔵手段内に生成された力が、最短かつ最も直接的な 経路を通り巻取軸に伝達される。さらに、推進ガス充填部が順次点火されるよう にすれば、回転部材に加わる力が次第に増加するように駆動力を調整することが 可能になる。かくして、回転開始時に、回転部材から加えられるトルクが突然の 態様で巻取軸に伝達されるということが回避される。本発明の場合は、利用でき る短い時間内において連続的に増加するトルクが巻取軸に加えられる。 推進ガス充填部は同時に点火されてもよい。 好適には、推進ガス充填部が順次点火される、より詳しくは、爆発室が推進ガ ス充填部の各位置に到達する度に点火される。本目的のため、各推進ガス充填部 は、回転部材の回転により制御、点火される点火手段と組み合わされている。推 進ガス充填部は、前段階で点火された推薬ガスの温度により自動的に点火される ように順次に配置されることが有利である。かくして、各独立の推進ガス充填部 が順次点火されることが可能になる。回転部材を回転させることにより、推進ガ ス充填部を順次機械的に点火させることも可能である。 回転部材内にクラッチ作動手段が設けられる。クラッチ要素がクラッチ係合位 置へ移動され、そこで、回転部材と巻取軸との間の摩擦係合がクラッチ要素とク ラッチ操作手段とを用いて達成される。クラッチ操作手段は、クラッチ要素のク ラッチ係合位置への移動が回転部材の回転に従って行われるように設計されてい る。 本発明をさらに、付図を参照し実際例を使用して説明する。 第１図は、インペラの態様で駆動される回転部材を有する実施例の略図、 第２図は、回転ピストンを有する駆動手段の透視図、 第３〜７図は、第２図の回転ピストン駆動手段の種々の作動位置における側面 図、 第８図は他の実施例、 第９図は、回転ピストンを巻取軸に係合させるクラッチ手段を有する回転ピス トン駆動手段の実施例、 第１０図は、第９図に示す実施例の側面図である。 第１図の実施例において、インペラ原理に従って駆動される回転部材７が、ケ ーシング８の円筒形空所内に回転可能に搭載されている。回転部材７は円筒形内 壁１１に、周辺において支持されて回転可能に搭載されている。図示の実施例に おいて、回転部材７は巻取軸線１２と同心に搭載されている。図示の実施例にお いて、爆発室３を形成する３個の凹所が回転部材７の周辺に設けられている。円 筒形内壁１１の周囲に沿って推薬充填部２、５が回転方向（矢印Ｄ）に配置され ている。推薬充填物２、５はそれぞれ円筒形内壁１１に対し鋭角をなして延びる 空所に収容されている。推薬充填部２は点火手段１を備えている。この点火手段 は例えば既知の態様で点火される。点火手段１を有する推薬充填部２に回転方向 に追随して、推薬充填部５が設けられている。推薬充填部５は爆発室３内の温度 により点火される。図示の実施例においては、各ケースにおいて、３組の推薬充 填部が設けられている。この配置の代わりに、１個の点火手段をもつ単一の推薬 充填部２が設けられ、それに適当な距離を置いて、爆発室３内の温度により自動 点火する推薬充填部５が続いてもよい。このような推薬充填部５が円筒形内壁１ １の周囲全体にわたり分布される。図示の実施例では、推薬充填部２を同時に点 火させることも可能である。推薬充填部を順次点火させることも可能である。特 に爆発室が１個だけのときは、回転中、爆発室３が各推薬充填部の位置に到達す る毎に、各推薬充填部が順次点火される。爆発室３は巻取軸線１２の回りに円形 軌道を描いて動く。この円形軌道は外方においては円筒形内壁１１により制限さ れている。回転中に爆発室の大きさが増大する。 推薬充填部５は閉止プラグ６により閉止されていてもよい。閉止プラグ６は回 転中に、回転部材７の周辺の剥ぎ取り縁２３により剥ぎ取られ、爆発室３内の温 度が推薬充填部に作用し自動点火を起こさせる。縁２３はまた、推薬充填部５の 機械的点火を起こさせるように働くことも出来る。 回転部材７は中空形状をなす。中空内部にクラッチが設けられている。クラッ チは案内リング９を有する。案内リング内に球形状のクラッチ要素１４が正常位 置に保持されている。回転部材７の空所の内側に向いた面は、ランプ（傾斜路） 状に延びる面形状のクラッチ操作手段１３を有している。回転部材７が回転する に従い、ランプ状の面がクラッチ要素と係合し、クラッチ操作手段１３として作 用し、クラッチ要素を半径方向内方に押圧し、クラッチ要素が巻取軸１０の軸方 向に延びる延長部材と係合する。この軸方向運動の間、クラッチ要素１４は案内 リング９により案内されている。その結果、巻取軸１０と回転部材７との間の摩 擦係合がクラッチ要素１４により確立される。球の代わりに、クラッチ要素とし て掴み顎（ｇｒｉｐｐｉｎｇ ｊａｗ）も使用可能である。 回転部材７の回転運動は推薬充填部２の点火により行われる。回転部材７の前 方回転の間に、次の充填部５が自動点火により点火され、回転部材７の回転方向 Ｄの連続駆動が行われる。前述したように、ケース内部の全周辺にわたり分布さ れた複数個の推薬充填部５が順次段階的に設けられてもよい。点火手段１の点火 は、詳細に示されていないが、自動車速度の過度の変化を感知して慣性的に反応 するセンサ装置の作動により進行する。 巻取軸と回転部材との間に摩擦係合が生じると直ちに、詳細には示していない 固定手段、すなわち、正常運動時の案内リング９をケース８に対して静止状態に 保持する所定の破砕式位置決め具が解放される。かくて、巻取軸１０が駆動され るとき案内リング９が一緒に回転する。 第２図に示す実施例において、回転部材は回転ピストン４の形態をとっている 。ケーシング８の内壁１５はトロコイド形状をしている。第３〜７図に見るよう に、回転ピストンは各ケースにおいて内壁１５と３位置で接触しており、ピスト ンが回転するに従い、爆発室３が膨張し、推進ガスが膨張する膨張空間が形成さ れ、回転ピストンの回転を生じさせる。ケーシング８はカバー１９により被覆さ れている。 回転ピストンの回転はガス発生器内の推薬充填部２の点火、特に電気点火によ りトリッガーされる（第３図）。回転ピストン４が回転するに従い、後続する推 薬充填部５がガス発生器内で機械的手段により機械的に点火される。膨張空間３ 内の推進ガス温度の結果として自動点火を生じさせることも可能である。第４図 に示すように最大膨張容積を達成した後、ガス発生器５の一つが第５図に示す膨 張室の第２爆発室内で点火され、回転ピストンの回転駆動が継続される。最大膨 張容積を達成した後、第５、７図に示すように、排出路２２を通り各膨張室から ガスが排出される。ガス発生器５を順次駆動作動させることにより、回転ピスト ンが適切に数回転する。 回転ピストンが回転するに従い、球状のクラッチ要素１４が第１図の実施例に 見るように、半径方向内側に動かされ、内歯リング歯車２１と摩擦係合される。 内歯リング歯車２１は、巻取軸１０に回転不能に結合された駆動ピニオン２０と 係合している。かくて、回転ピストン４の回転運動が、ベルトを引っ張るために 巻取軸へと伝達される。内歯リング歯車と駆動ピニオン２０との間の歯車比によ り、回転ピストンの１回転が巻取軸の多数回転をもたらす。この歯車比原理は、 第１図の実施例にも適用されてもよい。 第８図の実施例は、回転ピストンとして作用する円形断面の回転ピストン２５ を有する。回転ピストン２５は、３９で示す回転方向に駆動されるとき、中心軸 ２４の回りに回転する。回転ピストン２５内に、半径方向に移動可能な翼２６（ 図示の実施例では４個）が搭載されている。翼の最外側端はケース８のトロコイ ド内面に押圧されている。本目的のため、翼２６は最内側端において膨張可能な 爆発室３内の推進ガス圧力により供給される圧力を受けている。本圧力は圧力通 路２７を通り各膨張可能な爆発室３から次の爆発圧力空間２８、２９、３０、３ １へと伝えられ、そこで、翼の内側端がピストン態様で案内される。翼２６のた めに、各膨張可能な爆発室３（図示の実施例では２個の爆発室が設けられている ）は、回転ピストン２５から半径方向に突出する翼部分と、円形回転ピストンの 外面の一部と、ケーシング８のトロコイド内面の一部とにより限定される。同様 な膨張可能な圧力空間２８、３０が、２個の圧力通路２７を通り膨張可能な爆発 室３と連通している。 ２個の点火通路４０が膨張可能な爆発室３内へと向けられている。これら点火 通路４０を通り、１個または１個以上の推進ガス発生器５により生成された推進 ガス圧力が導かれる。爆発室３がピストン回転中膨張している間、翼２６は、圧 力空間２８、３０内のガス圧力のため外方に押圧されている。これが、翼２５の 半径方向外側端がケーシング８のトロコイド内面に緊密に衝接することを保証し ている。 各ケースにおいて、翼２６の後方に、減少する容積の圧縮室４１がある。圧縮 室４１内の消費された推進ガスが排出孔４２を通り追い出される。圧力空間２９ 、３１内のガスに同様に排出され、ガスはピストン状に設計された内側翼端によ り圧力空間２７を通り各関連圧縮室４１内へと押し出される。各ケースにおいて 、２個の翼２７は、膨張運動の間は半径方向外方の位置へと動き、圧縮運動の間 内側圧力空間２８内で半径方向最内方の位置へと動く。 第８図の実施例においては、各ケースにおいて、推進ガス発生器５の推進ガス が導かれる２個の膨張可能な爆発室３が形成されている。次の点火サイクルにお いて、推進ガスが推進ガス通路４０を通り、ピストン回転の間に形成された２個 の膨張可能な爆発室３内へと導かれる。 第９、１０図に、駆動される回転ピストン４により供給されるトルクを巻取軸 １０を通して伝達するためのクラッチ機構の実施例が示されている。巻取軸１０ は、駆動ばね４６を収容するばねカセット４５内に置かれた踵軸受（tｏｅ ｂｅ ａｒｉｎg）４４内の軸方向枢動ピンを介して搭載されている。内方端をばね芯 に連結された駆動ばね４６が、ばねバイアスを巻取軸の軸受ピン４３に作用させ る。ばねカセット４５はハウジングカバー３２に固定され、該カバーは回転ピス トン駆動装置のハウジング８に堅く固定されている。 軸受ピン４３に、偏心軸３４が回転可能に、また、ケーシング８に対しても回 転可能に搭載されている。偏心軸３４は偏心円板３３に回転不可能に結合されて いる。偏心軸３３上に、回転ピストン４が偏心軸線４８回りに回転可能に搭載さ れている。偏心軸３４の回転軸線と巻取軸線１２とは同心関係にある。偏心軸線 ４８は、回転ピストン４が回転するとき、巻取軸線１２の回りに円を描いて回転 する。 回転ピストン４が、第１推薬充填部２と次の推薬充填部５との推進ガスにより 回転されると、偏心軸３４がそれと共に回転される。クラッチローラ３５が偏心 軸３４のクラッチ箱３６内に収容されている。偏心軸３４の回転中に、クラッチ ローラ３５は半径方向外側へ動かされ、巻取軸１０上に形成されたクラッチ対抗 面４９と力伝達係合する。かくて、回転ピストン４の回転運動が巻取軸１０に伝 達される。 第１推薬充填部に続く次の２個の推薬充填部５の点火は、圧力により作動する 点火手段３７により生じる。これらはそれぞれ、点火箱内をピストン状に動く衝 撃点火器３８を有している。各衝撃点火器３８は点火通路５０を通り膨張可能な 爆発室３内の圧力を受け、ガス発生器５の点火器に衝撃を与える。点火推進ガス は次いで推進ガス通路５１を通り膨張可能な爆発室３内へと運ばれる。回転ピス トン４の回転によって、正しい瞬間に各推薬充填部５が順次点火され、引っ張り 操作の間ピストンが前進駆動される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．センサ手段によりトリッガーされるエネルギー貯蔵装置と、該パワー貯蔵 手段により回転される回転部材と、駆動回転部材を巻取軸と係合させるクラッチ とを有する安全ベルト自動巻取装置の巻取軸回転駆動装置において、回転部材（ ４、７）がケーシング（８）内に回転可能に収容され、回転部材とケーシング（ ８）の内壁（１１）との間に、ピストンの回転によって軸（１２）回りに回転す る少なくとも１個の爆発室（３）が存在し、また、爆発室（３）の回転軌道に沿 って推進ガス充填部（２、５）の形態のエネルギー貯蔵手段が設けられ、回転部 材（４、７）の回転中に爆発室（３）が推進ガス充填部（２、５）の各位置に到 達すると直ちに前記推進ガス充填部がトリッガーされることを特徴とする装置。 ２．請求の範囲第１項に記載の装置において、回転部材（４、７）の回転運動 の開始点において爆発室（３）内へと向けられた推進ガス充填部（２）が、点火 手段（１）により点火されることを特徴とする装置。 ３．請求の範囲第１項または第２項に記載の装置において、爆発室の回転経路 にそって第１推進ガス充填部（２）に続く推進ガス充填部（５）が、爆発室（３ ）内の推進ガス温度により、または、機械的に回転部材により点火されることを 特徴とする装置。 ４．請求の範囲第１項または第２項に記載の装置において、第１推進ガス充填 部（２）に続く推進ガス充填部（５）が、点火手段（１）により点火されること を特徴とする装置。 ５．請求の範囲第１〜４項のいずれか１項に記載の装置において、連接する推 進ガス充填部（２、５）の間の距離が、回転方向における爆発室（３）の長さよ り小さいことを特徴とする装置。 ６．請求の範囲第１〜５項のいずれか１項に記載の装置において、推進ガス充 填部が順次点火されることを特徴とする装置。 ７．請求の範囲第１〜６項のいずれか１項に記載の装置において、推進ガス充 填部（２、５）が順次配置されているため、回転部材（７）に推進力が順次作用 されることを特徴とする装置。 ８．請求の範囲第１〜７項のいずれか１項に記載の装置において、回転部材（ ４、７）の内部に沿ってクラッチ操作手段（１３）が設けられていることを特徴 とする装置。 ９．請求の範囲第１〜８項のいずれか１項に記載の装置において、回転部材（ ４、７）の回転運動によりクラッチ要素（１４）がクラッチ係合位置内へと動か され、該位置で巻取軸（１０）と回転部材（４、７）との間の摩擦力伝達が行わ れることを特徴とする装置。 １０．請求の範囲第１〜９項のいずれか１項に記載の装置において、巻取軸（ １０）と回転部材（７）との間の摩擦係合がクラッチ要素（１４）により確立さ れるまで、クラッチ要素（１４）の案内手段（９）が、回転中の回転部材（４、 ７）に対して静止状態に保持されていることを特徴とする装置。 １１．請求の範囲第１〜１０項のいずれか１項に記載の装置において、回転部 材（４、７）が回転軸回りに凹所（１８）を有し、該凹所内にクラッチ要素（１ ４）が収容され、また、該凹所内へと、巻取軸（１０）に回転不能に連結された クラッチ要素（２４）のための係合部材が突出していることを特徴とする装置。 １２．請求の範囲第１〜１１項のいずれか１項に記載の装置において、回転部 材が回転ピストン（４）形態を有することを特徴とする装置。 １３．請求の範囲第１〜１１項のいずれか１項に記載の装置において、回転部 材がインペラ（７）の形態を有することを特徴とする装置。 １４．請求の範囲第１〜１１項のいずれか１項に記載の装置において、回転部 材（７）がケーシング（８）の円筒状内壁（１１）に対し周辺方向に枢動可能に 搭載され、また、少なくとも１個の爆発室（３）が回転部材（７）の周縁に設け られていることを特徴とする装置。 １５．請求の範囲第１４項に記載の装置において、回転部材（７）がケーシン グ（８）内において巻取軸（１０）に対し回転可能に同軸に搭載されていること を特徴とする装置。 １６．請求の範囲第１〜１５項のいずれか１項に記載の装置において、爆発室 （３）が回転部材（４、７）の回転中に膨張することを特徴とする装置。 １７．請求の範囲第１〜１６項のいずれか１項に記載の装置において、回転駆 動手段が、トロコイド内面形状をもつケーシングを有し、回転部材が中心軸（２ ４）回りに回転する円形回転ピストン（２５）であり、回転ピストン（２５）上 に半径方向外側に動き得る翼（２６）が搭載され、該翼が各爆発室（３）を画定 するためにケーシング（８）の内面に衝接し、また、ピストン内部において、関 連圧力通路（２７）を介して爆発室（３）内で発生された推進ガス圧力に曝され 、半径方向外側に向く運動を受けることを特徴とする装置。 １８．請求の範囲第１７項に記載の装置において、ピストン内部に、推進ガス 圧力に曝された各翼の内側端部がピストン状の運動をするように案内されている 膨張可能な圧力室（２８〜３１）が形成されていることを特徴とする装置。 １９．請求の範囲第１７項または第１８項に記載の装置において、偶数個の翼 （２６）が回転ピストン（２５）に搭載されており、点火された推進ガスが、翼 （２６）と、回転ピストン（２５）の外面と、ケーシング（８）のトロコイド内 面とにより画定され、ピストンの回転の間に膨張する２個の爆発室（３）へと導 かれることを特徴とする装置。 ２０．請求の範囲第１〜１９項のいずれか１項に記載の装置において、第１点 火推薬充填部（２）に続く推薬充填部（５）の点火が、ピストン回転中に各爆発 室（３）内に形成された推薬ガス圧力により点火される圧力感知点火手段（３７ ）を用いて生じることを特徴とする装置。