JPWO2010084687A1 - シートベルト用リトラクター - Google Patents

Abstract

プリテンショナー２０は、ガスジェネレータ２５、ピニオン２１、チューブパイプ２２、ピストンボール２３、複数のボール２４、及び、チューブカバー２６を備える。チューブパイプ２２は、一端部２７から連続して形成され、ピストンボール２３と複数のボール２４を収容する筒状部分２８と、その他端部でピニオン２１側に屈曲したフック部３０と、を備える。フック部３０の先端部分はリトラクターフレーム１１とチューブカバー２６の少なくとも一方に固定されている。これにより、プリテンショナー作動時におけるピニオンとボールとの噛み合い代の減少を防止し、効率良くピニオンを回転させることができる。

Description

本発明は、シートベルト用リトラクターに関し、特に、車両衝突等による車両の緊急時に、シートベルトの緩みを除去するプリテンショナーが備えられたシートベルト用リトラクターに関するものである。

近年のシートベルト用リトラクターでは、車両衝突時に火薬の爆発によって発生するガス圧によってスピンドルを巻取り駆動するプリテンショナーが設けられている（例えば、特許文献１〜３参照）。

特許文献１に記載のリトラクター１００では、図６に示すように、ガスジェネレータ１０１のガス圧によって移動体であるボール１０２をパイプ１０３内で移動させ、移動したボール１０２を回転部材であるリングギア１０４と噛み合わせてリングギア１０４を回転させ、リングギア１０４と一体回転するスピンドルを巻き取り方向に回転させる。

また、このリトラクター１００は、車両衝突時に設定値以上の荷重がシートベルトに加わった際に、トーションバーがシートベルトを繰り出すように捩れ変形することでエネルギー吸収を行う、エネルギー吸収機構を備えたものに適用されている。そして、パイプ１０３の最後の案内部１０３ａは変形しやすくなっており、プリテンショナー作動後にエネルギー吸収機構が作動した際、ボール１０２をパイプ１０３内に押し戻そうとする動作が生じると、パイプ１０３の最後の案内部１０３ａが屈曲して、ボール１０２の通路が広がり、ボール１０２がリングギア１０４のレバー１０４ａに噛み込んで残留するのを防止している。

日本国特開２００１−１６３１８２号公報 日本国特開２００２−１４５０１２号公報 日本国特開２００２−１５４４０５号公報

ところで、特許文献１に記載のリトラクター１００では、パイプ１０３の先端部である案内部１０３ａが固定されていないため、プリテンショナー作動時にボール１０２とリングギア１０４との噛み合い角によりボール１０２がリングギア１０４から逃げようとする。そのため、リングギア１０４とボール１０２との噛み合い代が減少してしまい、力の伝達が悪化し、効率良くリングギア１０４を回転することができないという課題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、プリテンショナー作動時における回転部材と転動体との噛み合い代の減少を防止し、効率良く回転部材を回転させることができるシートベルト用リトラクターを提供することにある。

本発明に係る上記課題は、下記構成により達成される。
（１） シートベルトを巻き取るスピンドルと、
該スピンドルを回転自在に支持する一対の側板を有するリトラクターフレームと、
火薬の爆発によりガス圧によって前記スピンドルを巻き取り方向に回転させるプリテンショナーと、
を備えるシートベルト用リトラクターであって、
前記プリテンショナーは、
前記ガス圧を発生するガス圧発生手段と、
前記スピンドルと一体回転する回転部材と、
該回転部材の周囲で、前記リトラクターフレームの側板の側方に配置され、その一端部側に前記ガス圧発生手段が取り付けられる案内部材と、
該案内部材内に収容され、前記ガス圧発生手段のガス圧によって直接押圧されるピストン部材と、
前記案内部材内に収容され、該ピストン部材の移動に伴って移動して前記回転部材を回転させる複数の転動体と、
を有し、
前記案内部材は、前記一端部から連続して形成され、前記ピストン部材と前記複数の転動体を収容する筒状部分と、その他端部で前記回転部材側に曲げたフック部とを備え、該フック部の先端部分が前記リトラクターフレームに対して相対的に動かないように固定されていることを特徴とするシートベルト用リトラクター。
（２） 前記リトラクターフレームの側板に取り付けられ、前記案内部材を覆う案内部材カバーを、さらに備え、
該フック部の先端部分は前記リトラクターフレームと前記案内部材カバーの少なくとも一方に固定されていることを特徴とする上記（１）に記載のシートベルト用リトラクター。
（３） 前記フック部は、前記回転部材と同心円の接線に沿って延出することを特徴とする上記（１）または（２）に記載のシートベルト用リトラクター。
（４） 前記案内部材は、前記転動体が前記回転部材と噛み合う噛み合い部、及び前記フック部において、前記回転部材寄りの部分が切り欠かれていることを特徴とする上記（１）から（３）のいずれかに記載のシートベルト用リトラクター。
（５） 前記案内部材の筒状部分は、前記プリテンショナーが作動した時、前記転動体が前記回転部材と噛み合った際に受ける反力によって移動可能に保持されていることを特徴とする上記（１）から（４）のいずれかに記載のシートベルト用リトラクター。

本発明のシートベルト用リトラクターによれば、案内部材が、一端部から連続してピストン部材と複数の転動体を収容する筒状部分と、その他端部で回転部材側に曲げたフック部と、を備えるので、転動体が回転部材から受ける反力を利用して、フック部の屈曲部分を伸ばすことで、プリテンショナー作動時における回転部材と転動体との噛み合い代の減少を防止し、効率良く回転部材を回転させることができる。

本発明の一実施形態に係るシートベルト用リトラクターの断面図である。 図１のチューブパイプの取り付けを説明するための分解斜視図である。 図１のIII−III線に沿ったプリテンショナーの断面図である。 チューブパイプの噛み合い部及びフック部の拡大断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、プリテンショナー作動時のチューブパイプの変形過程を説明するための図である。 従来のシートベルト用リトラクターを示す断面図である。

以下、本発明のシートベルト用リトラクターに係る好適な実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係るシートベルト用リトラクター１０は、リトラクターフレーム１１に回転可能に支持され、図示しないウェビングを巻き取るスピンドル１２と、スピンドル１２内に装着されてスピンドル１２の軸中心に沿って延びるとともに、軸方向一端部がスピンドル１２に結合されるトーションバー１３と、トーションバー１３の軸方向他端部に結合されるトレッドヘッド１４と、を備える。トーションバー１３は、設定以上の荷重がウェビングに加わった際にエネルギーを吸収しながらウェビングを繰り出すためのフォースリミッタ機構を構成する。

リトラクターフレーム１１は、金属製からなり、図１中、左側に位置する第１の側板１５と、右側に位置する第２の側板１６とを備えて、略コ字状に形成されている。また、第１の側板１５には、プリテンショナー２０と図示しない巻取りばね装置とが取り付けられており、第２の側板１６には、車両加速度検出手段やウェビング引き出し加速度検出手段等のセンサを備え、車両緊急時にトレッドヘッド１４をリトラクターフレーム１１に係合させてウェビングの引き出し方向の回転を阻止する図示しないロック手段が設けられている。

図１〜図３に示すように、プリテンショナー２０は、回転部材としてのピニオン２１と、案内部材としてのチューブパイプ２２と、ピストン部材としての樹脂製のピストンボール２３と、転動体としての金属製の複数のボール２４と、ガス圧発生手段であるガスジェネレータ（ＭＧＧ）２５と、案内部材カバーとしてのチューブカバー２６と、を有する。

ピニオン２１は、スピンドル１２の軸方向端部とスプライン嵌合により常時結合されており、スピンドル１２と一体回転する。また、ピニオン２１の外周部には、ボール２４を収容する半球状のポケット２１ａが円周方向に複数設けられている。

チューブパイプ２２は、圧力容器部材であり、ピニオン２１の周囲で、リトラクターフレーム１１の側板１５の側方に配置され、その一端部２７にガスジェネレータ２５が取り付けられている。チューブパイプ２２は、筒状部分２８と、噛み合い部２９と、フック部３０とを備える。筒状部分２８は、チューブパイプ２２の一端部２７から連続して形成され、ピストンボール２３と複数のボール２４を収容するとともに、ガスジェネレータ２５によるガス圧を保持する。噛み合い部２９は、該筒状部分２８の他端部寄りの開口２８ａからピニオン寄りの内側部分を切り欠いて直線状の外側部分によって略プレート状に形成され、ボール２４がピニオン２１と噛み合う位置となる。フック部３０は、チューブパイプ２２の他端部で噛み合い部２９に対してピニオン２１側に屈曲し、ボール２４を案内する。

チューブパイプ２２の筒状部分２８は、側板１５の下方に配置された一端部２７から湾曲して側板１５の自由端側を直線状に上方へ延びる直線部分２８ｂと、ピニオン２１の上方を通過して側板１５の基部側に戻るように延びる湾曲部分２８ｃと、を有する。また、筒状部分２８の他端部側には、樹脂製のクリップからなる図示しないボールストッパーがチューブパイプ２２に形成された孔２２ａに嵌め込まれる。

図３及び図４に示すように、筒状部分２８の開口２８ａは、ピニオン２１と同心円Ｘに略倣うようにして斜めに形成されており、ピニオン２１は、チューブパイプ２２の噛み合い部２９に近接して配置され、開口２８ａから放出されたボール２４がピニオン２１と噛み合う。噛み合い部２９は、筒状部分２８の直線部分２８ｂと略平行に延びて形成される。また、フック部３０は、ピニオン２１と同心円Ｘの接線Ｙに略沿って延出するように屈曲されている。フック部３０の先端は、該先端に接触したボール２４がピニオン２１のポケット２１ａから開放されている程度に延出した位置で、且つ、噛み合い部２９とフック部３０の境界部分において後述する力Ｅによって所望の変形が得られるような位置に設定されている。

フック部３０の先端部分には、軸方向両側に延出する一対の突起部３０ａ，３０ｂが形成されており、各突起部３０ａ，３０ｂをリトラクターフレーム１１の側板１５とチューブカバー２６に形成された取付穴１５ａ，２６ａにそれぞれ挿入することで、フック部３０はリトラクターフレーム１１とチューブカバー２６に固定される。

チューブカバー２６は、一端部２７寄りの部分を除いてチューブパイプ２２を覆うようにして、複数の締結穴２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ等に図示しない締結手段を用いてリトラクターフレーム１１の側板１５に締結固定されている。また、チューブカバー２６には、スピンドル１２の軸方向端部が延出する貫通穴２６ｅが形成されている。締結穴２６ｂが設けられた部分２６ｆは、側板１５寄りに凹んで形成されている。

従って、チューブパイプ２２は、ガスジェネレータ２５が取り付けられた一端部２７にてリトラクターフレーム１１の側板１５に固定されるとともに、フック部３０の先端部分にて側板１５とチューブカバー２６に固定される一方、筒状部分２８の湾曲部分２８ｃにて締結穴２６ｂが設けられた部分２６ｆによって移動可能に保持されている。

ガスジェネレータ２５は、不図示のＭＧＧコネクター及び制御回路に電気的に接続されており、ＭＧＧコネクターを通じてガスジェネレータ２５が点火される。そして、火薬の爆発によりガスが発生すると、ピストンボール２３は、ガスジェネレータ２５のガス圧によって直接押圧されて移動し、複数のボール２４もピストンボール２３の移動に伴って移動する。さらに、ボール２４がボールストッパーをせん断し、チューブパイプ２２から押し出されてきたボール２４がピニオン２１のポケット２１ａに入り込んで噛合い、ピニオン２１を回転させる。これにより、ピニオン２１は、ボール２４の移動を回転運動に変換する。

ここで、図５（ａ）〜（ｃ）を用いて、ボール２４がピニオン２１と噛み合う際のチューブパイプ２２の変形過程について説明する。図５（ａ）に示すように、ボール２４がチューブパイプ２２の開口２８ａから押し出されて、ピニオン２１と噛み合うボール２４ａは、手前のボール２４ｂから力Ｂを受け、この力Ｂによって力Ａでピニオン２１を押すとともに、バランスを図るように力Ｃでチューブパイプ２２を押す。このため、チューブパイプ２２は、図中左側へ曲がろうとする。

また、図５（ｂ）に示すように、チューブパイプ２２内の力のバランスは、チューブパイプ２２の形状に関わらず、ガスジェネレータ２５の発火によってチューブパイプ２２から出たボール２４がピニオン２１と噛み合ったボール２４ａから受ける力Ｂ以外は、チューブパイプ２２が受ける。このため、フック部３０には、力Ｂの反力である力Ｄが作用する。

そして、図５（ｃ）に示すように、チューブパイプ２２に矢印α方向の力が作用すると、チューブパイプ２２の筒状部分２８が上方に引っ張られるので、直線状の噛み合い部２９とピニオン側に屈曲したフック部３０との境界部分には力Ｅが作用し、図５（ｃ）の点線に示すように直線状に変形して、ピニオン２１とボール２４との噛み合いが該境界部分近傍においても確保される。また、ボール２４がピニオン２１と噛み合い、ボール２４によりチューブパイプ２２がピニオン２１から離れようとする力Ｃが、チューブパイプ２２がボール２４の押し出す力Ｂにより逆にピニオン側に変形しようとする力Ｅとなり、力Ｃと力Ｅが相殺される。
なお、チューブパイプ２２に矢印α方向の力が作用したとき、その筒状部分２８が上方向に引っ張られ移動しようとする。この移動を妨げないようにチューブパイプ２２の上側部分を固定しないようにしてある。

以上説明したように、本実施形態のシートベルト用リトラクターによれば、案内部材が、一端部から連続してピストンボール２３と複数のボール２４を収容する筒状部分２８と、その他端部でピニオン２１側に屈曲したフック部３０と、を備え、フック部３０の先端部分はリトラクターフレーム１１とチューブカバー２６に固定されているので、ボール２４がピニオン２１から受ける反力を利用して、フック部３０の屈曲部分を伸ばすことができる。これにより、プリテンショナー作動時におけるピニオン２１とボール２４との噛み合い代の減少を防止し、ボール２４がピニオン２１と噛み合った状態を長く保持することができ、効率良くピニオン２１を回転させることができる。

また、フック部３０は、ピニオン２１と同心円Ｘの接線Ｙに沿って延出するので、ピニオン２１にフック部３０を近づけて配置することができ、ピニオン２１とボール２４との噛み合いをより確保しやすい。

また、チューブパイプ２２は、ボール２４がピニオン２１と噛み合う噛み合い部２９、及びフック部３０において、ピニオン寄りの部分が切り欠かれているので、ピニオン２１にフック部３０を近づけて配置することができるとともに、フック部３０を容易に変形させることができる。

チューブパイプ２２の筒状部分２８の湾曲部分２８ｃは、プリテンショナー２０が作動した時、ボール２４がピニオン２１と噛み合った際に受ける反力によって移動可能に保持されているので、湾曲部分２８ｃの移動によってフック部３０の屈曲部分を伸ばすことができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
本実施形態では、フック部３０の先端部分はリトラクターフレーム１１とチューブカバー２６の両方に固定されているが、リトラクターフレーム１１とチューブカバー２６の少なくとも一方に固定されていればよい。

また、フック部３０の先端部分は、リトラクターフレーム１１とチューブカバー２６の少なくとも一方に直接的に固定されているのが好ましいが、本明細書で示されていない他の方法で、相対的にリトラクターフレーム１１とチューブカバー２６の少なくとも一方に対して間接的に固定されていてもよい。別な表現としては、フック部３０の先端部分が、リトラクター本体のスピンドル１２と一体回転する回転部材（ピニオン２１）の回転軸に対して、その相対的な位置が移動しないようにリトラクター本体の部材の一部に間接的又は直接的に固定されていればよいと言える。
なお、フック部分の先端部分は、先端のみではなく、本発明の作用効果が発揮される範囲で先端から少し離れた部位も含まれる。

さらに、チューブパイプ２２の噛み合い部２９とフック部３０との境界部分の形状は、屈曲していても湾曲している場合も含む。即ち、境界部分の曲げ形状は、単に、力が加わったときに、チューブパイプ２２のガイド面によりボール２４をピニオン２１の係合方向に付勢できればよい。
なお、本出願は、２００９年１月２０日出願の日本特許出願（特願２００９−００９７５５）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

１０ シートベルト用リトラクター
１１ リトラクターフレーム
１２ スピンドル
１５ 側板
２０ プリテンショナー
２１ ピニオン（回転部材）
２２ チューブパイプ（案内部材）
２３ ピストンボール（ピストン部材）
２４ ボール（転動体）
２５ ガスジェネレータ（ガス圧発生手段）
２６ チューブカバー（案内部材カバー）
２７ 一端部
２８ 筒状部分
２９ 噛み合い部
３０ フック部
Ｘ 同心円
Ｙ 接線

本発明に係る上記課題は、下記構成により達成される。
（１） シートベルトを巻き取るスピンドルと、
該スピンドルを回転自在に支持する一対の側板を有するリトラクターフレームと、
火薬の爆発によりガス圧によって前記スピンドルを巻き取り方向に回転させるプリテンショナーと、
を備えるシートベルト用リトラクターであって、
前記プリテンショナーは、
前記ガス圧を発生するガス圧発生手段と、
前記スピンドルと一体回転する回転部材と、
該回転部材の周囲で、前記リトラクターフレームの側板の側方に配置され、その一端部側に前記ガス圧発生手段が取り付けられる案内部材と、
該案内部材内に収容され、前記ガス圧発生手段のガス圧によって直接押圧されるピストン部材と、
前記案内部材内に収容され、該ピストン部材の移動に伴って移動して前記回転部材を回転させる複数の転動体と、
を有し、
前記案内部材は、前記一端部から連続して形成され、前記ピストン部材と前記複数の転動体を収容する筒状部分と、その他端部で前記回転部材側に曲げたフック部と、前記筒状部分と前記フック部との間に形成され、前記転動体が前記回転部材と噛み合う位置となる噛み合い部と、を備え、該フック部の先端部分が前記リトラクターフレームに対して相対的に動かないように固定されており、前記ガス発生手段が作動し、前記転動体が前記回転部材と噛み合って、前記回転部材を回転させる際、前記噛み合い部と前記フック部との境界部分が直線状に変形されることを特徴とするシートベルト用リトラクター。
（２） 前記案内部材の筒状部分は、前記プリテンショナーが作動した時、前記転動体が前記回転部材と噛み合った際に受ける反力によって移動可能に保持されていることを特徴とする上記（１）に記載のシートベルト用リトラクター。
（３） 前記フック部は、前記回転部材と同心円の接線に沿って延出することを特徴とする上記（１）または（２）に記載のシートベルト用リトラクター。
（４） 前記案内部材は、前記噛み合い部及び前記フック部において、前記回転部材寄りの部分が切り欠かれていることを特徴とする上記（１）から（３）のいずれかに記載のシートベルト用リトラクター。
（５） 前記リトラクターフレームの側板に取り付けられ、前記案内部材を覆う案内部材カバーを、さらに備え、
該フック部の先端部分は前記リトラクターフレームと前記案内部材カバーの少なくとも一方に固定されていることを特徴とする上記（１）から（４）のいずれかに記載のシートベルト用リトラクター。

Claims (5)

1. シートベルトを巻き取るスピンドルと、
   該スピンドルを回転自在に支持する一対の側板を有するリトラクターフレームと、
   火薬の爆発によりガス圧によって前記スピンドルを巻き取り方向に回転させるプリテンショナーと、
   を備えるシートベルト用リトラクターであって、
   前記プリテンショナーは、
   前記ガス圧を発生するガス圧発生手段と、
   前記スピンドルと一体回転する回転部材と、
   該回転部材の周囲で、前記リトラクターフレームの側板の側方に配置され、その一端部側に前記ガス圧発生手段が取り付けられる案内部材と、
   該案内部材内に収容され、前記ガス圧発生手段のガス圧によって直接押圧されるピストン部材と、
   前記案内部材内に収容され、該ピストン部材の移動に伴って移動して前記回転部材を回転させる複数の転動体と、
   を有し、
   前記案内部材は、前記一端部から連続して形成され、前記ピストン部材と前記複数の転動体を収容する筒状部分と、その他端部で前記回転部材側に曲げたフック部とを備え、該フック部の先端部分が前記リトラクターフレームに対して相対的に動かないように固定されていることを特徴とするシートベルト用リトラクター。
2. 前記リトラクターフレームの側板に取り付けられ、前記案内部材を覆う案内部材カバーを、さらに備え、
   該フック部の先端部分は前記リトラクターフレームと前記案内部材カバーの少なくとも一方に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のシートベルト用リトラクター。
3. 前記フック部は、前記回転部材と同心円の接線に沿って延出することを特徴とする請求項１または２に記載のシートベルト用リトラクター。
4. 前記案内部材は、前記転動体が前記回転部材と噛み合う噛み合い部、及び前記フック部において、前記回転部材寄りの部分が切り欠かれていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシートベルト用リトラクター。
5. 前記案内部材の筒状部分は、前記プリテンショナーが作動した時、前記転動体が前記回転部材と噛み合った際に受ける反力によって移動可能に保持されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のシートベルト用リトラクター。

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