WO2012073430A1 - プリテンショナー、これを有するシートベルトリトラクタ、およびこれを備えたシートベルト装置 - Google Patents

プリテンショナー、これを有するシートベルトリトラクタ、およびこれを備えたシートベルト装置 Download PDF

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WO2012073430A1
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WO
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piston
pretensioner
pipe
seat belt
curved
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PCT/JP2011/006138
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浩 冨田
優一郎 宝達
Original Assignee
タカタ株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/46—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up
    • B60R22/4628—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up characterised by fluid actuators, e.g. pyrotechnic gas generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R22/46—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up
    • B60R22/4628—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up characterised by fluid actuators, e.g. pyrotechnic gas generators
    • B60R2022/4642—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up characterised by fluid actuators, e.g. pyrotechnic gas generators the gas directly propelling a flexible driving means, e.g. a plurality of successive masses, in a tubular chamber

Definitions

  • the present invention belongs to a technical field of a pretensioner provided on a seat belt retractor that winds up a seat belt and uses a piston and a plurality of force transmission members, a technical field of a seat belt retractor, and a technical field of a seat belt device of a vehicle. Is.
  • a conventional pretensioner a plurality of force transmission members composed of balls and a piston are accommodated in a pipe, and the piston is operated by receiving the gas pressure of the reaction gas in an emergency, and the force transmission member is pressed by the piston.
  • a pretensioner that moves while being guided by a pipe and presses a plurality of pressed portions of the ring gear and rotates the spool in the seat belt winding direction with the ring gear is known (for example, see Patent Document 1). ).
  • a piston that receives the gas pressure of the reaction gas is provided, and this piston is actuated by the gas pressure to press the force transmission member.
  • the piston is formed in a cylindrical shape to improve the sealing property between the pipe and efficiently receive the gas pressure of the reaction gas, thereby reducing the pressure loss as much as possible. Further, when a plurality of force transmission members made of balls are used, the balls are held so as not to move when the pretensioner is not operated by urging the plurality of force transmission members against the ring gear with a spring.
  • a seat belt retractor provided with a pretensioner has been conventionally required to be formed compact and compact as a whole. Therefore, a pretensioner that is compact and compact is provided by accommodating a plurality of force transmission members composed of balls and pipes that guide these force transmission members in a three-dimensional space efficiently.
  • a seat belt retractor has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
  • the pretensioner can be used while efficiently utilizing the gas pressure of the reaction gas generated by the gas generator. It is conceivable to form the provided seat belt retractor in a compact and compact manner. In that case, as shown in FIGS. 8A to 8C, the cylindrical piston a is formed of resin, metal, or the like, and its outer peripheral side surface a 1 is linearly formed in the axial direction of the piston a. It is thought that it is done.
  • the pipe c may be bent immediately adjacent to the place where the gas generator b is installed. There is a possibility that the cylindrical piston a is set on the curved portion c 1 of the pipe c when the pretensioner is not operated.
  • the outer peripheral side surface a 1 of the cylindrical piston a is linear in the axial direction of the piston a and has a sealing property.
  • the outer peripheral side surface a 1 of the piston a is pressed against the inner peripheral surface c 2 of the curved portion c 1 of the pipe c, depending on the size of the piston a.
  • the outer peripheral side surface a 1 of the piston a is not pressed into the inner peripheral surface c 2 of the curved portion c 1 of the pipe c as shown in FIG. I have to be.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to efficiently transmit the biasing force of the spring to the force transmission member via the piston in a non-operating state.
  • a pretensioner includes a pipe, a gas generator that generates gas in an emergency, and a gas pressure of the gas generated in the gas generator that is movably provided in the pipe.
  • a piston that generates a force by receiving pressure, a plurality of force transmission members that transmit the force generated by the piston, a spring that biases the piston toward the force transmission member when not operating, and at least rotatable
  • a ring gear having a plurality of inner teeth on the inner periphery and a plurality of pressed parts pressed by the force transmitted by the force transmission member on the outer periphery, and a spool side member
  • a pinion that has external teeth meshing with the internal teeth and that rotates the spool-side member.
  • a concave portion that is curved toward the axial direction of the piston is formed on the outer peripheral side surface of the piston. It is characterized by.
  • the pipe has a curved portion that is curved, and the piston is set on the curved portion of the pipe when not operated, and the piston is formed on the outer peripheral side surface of the piston. At least a part of the recess is in contact with a portion of the inner peripheral surface of the pipe on the inner peripheral side which is curved of the bending portion of the pipe.
  • the pretensioner of the present invention is formed such that the cross-sectional shape of the concave portion along the axial direction of the piston is curved in an arc shape, and the radius of the cross-sectional shape of the concave portion is the radius of the curved portion of the pipe. It is characterized by being set to be the same as or substantially the same as the radius of the inner peripheral surface portion of the pipe.
  • the seat belt retractor of the present invention includes at least a spool that winds up the seat belt and a pretensioner that rotates the spool in the seat belt winding direction in an emergency, and the pretensioner is the pretensioner of the present invention described above. It is any one of these.
  • the seat belt device of the present invention is provided with a seat belt, a seat belt retractor that winds up the seat belt, a tongue that is slidably supported by the seat belt, and is provided on a vehicle body so that the tongue can be engaged and disengaged. At least a buckle to be locked, and the seat belt retractor is the seat belt retractor of the present invention described above.
  • a concave portion that is curved toward the axial direction of the piston is formed on the outer peripheral side surface of the piston.
  • the curved inner portion of the pipe can be brought into close contact with or substantially adhered to the inner circumferential surface of the pipe. Therefore, even if the outer peripheral side surface of the piston is set to the curved portion of the pipe, the inner peripheral surface of the inner peripheral surface of the pipe The wrap of the outer peripheral side surface of the piston to the portion can be reduced.
  • the pressure contact force that the outer peripheral side surface of the piston presses the pipe inner peripheral surface portion of the curved portion of the pipe can be made much smaller than that of a cylindrical piston that does not have a concave portion curved on the outer peripheral side surface.
  • the sliding resistance between the piston and the pipe can also be reduced.
  • the urging force of the spring can be efficiently transmitted to the force transmission member via the piston, and rattling of each force transmission member when the pretensioner is in an inoperative state can be effectively suppressed.
  • the rattling noise of each force transmission member when the pretensioner is not operated can be reduced.
  • the radius of the cross-sectional shape of the concave portion curved (toward) along the axial direction of the piston is set to be the same as or almost the same as the radius of the inner peripheral surface portion of the curved inner peripheral side of the curved portion of the pipe.
  • the recess closely adheres or substantially adheres to the pipe inner peripheral surface portion of the curved portion of the pipe. Therefore, even if the outer peripheral side surface of the piston is set on the curved portion of the pipe, the wrap of the outer peripheral side surface of the piston on the inner peripheral surface portion of the pipe in the curved portion of the pipe can be further reduced.
  • the urging force of the spring can be transmitted to the force transmission member via the piston even more efficiently, and the rattling of each force transmission member when the pretensioner is inactive can be more effectively suppressed. Is possible.
  • the seatbelt device provided with the seatbelt retractor of the present invention, it is possible to reduce the rattling noise of each force transmission member when the pretensioner is in an inoperative state, and thus there are a large number of force transmission members. Even if the pretensioner is installed in the passenger compartment, the passenger can comfortably spend in the passenger compartment during normal times (when the pretensioner is not in operation).
  • FIG. 2 It is a figure showing typically a seat belt device provided with an example of an embodiment of a seat belt retractor concerning the present invention. It is a side view which partially cuts and shows a part of seatbelt retractor provided with the pretensioner of this example.
  • A is a front view of a seat belt retractor including the pretensioner of the example shown in FIG. 2,
  • B) is a left side view in FIG. 3 (A),
  • C) is a right side view in FIG.
  • FIG. 3D is a top view in FIG.
  • A) is a front view of a piston used in the pretensioner of the example shown in FIG.
  • FIG. 5 is a left side view in FIG. 5 (A)
  • (C) is along the VC-VC line in FIG. 5 (A). It is sectional drawing.
  • (A) And (B) is a figure which shows the initial setting state of the piston shown to FIG. 5 (A) thru
  • (A) is a figure which shows immediately before the completion
  • (B) is a figure which shows immediately after the completion
  • (A) is a front view of a piston used in a pretensioner shown as a comparative example
  • (B) is a left side view in FIG.
  • FIG. 8 shows a set state of the piston of the comparative example shown in FIG. 8
  • (A) is a partial cross-sectional view showing an example of a piston that is pressed into the inner peripheral surface of the curved portion of the pipe and enters a lap state
  • (B) is a pipe It is a fragmentary sectional view which shows the example of the other piston which is press-contacted to the internal peripheral surface of this curved part, but is not enough to bite.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a seat belt apparatus provided with an example of an embodiment of a seat belt retractor according to the present invention.
  • the seat belt device 1 of this example is basically the same as a conventionally known three-point seat belt device.
  • 1 is a seat belt device
  • 2 is a vehicle seat
  • 3 is a seat belt retractor disposed in the vicinity of the vehicle seat 2
  • 4 is retractably wound on the seat belt retractor 3
  • a belt anchor 4 a at the tip is
  • 5 is a guide anchor that guides the seat belt 4 pulled out from the seat belt retractor 3 toward the occupant's shoulder, and 6 is guided from this guide anchor 5.
  • a tongue 7, which is slidably supported by the seat belt 4, is a buckle which is fixed to the floor of the vehicle body or the vehicle seat and into which the tongue 6 is detachably inserted.
  • the seatbelt 4 mounting operation and mounting release operation in the seatbelt apparatus 1 are the same as those of a conventionally known seatbelt apparatus.
  • the seat belt retractor 3 in this example is a conventionally known emergency lock type seat belt retractor (ELR) or a conventionally known automatic lock type seat belt retractor (ALR).
  • the seat belt retractor 3 includes a pretensioner. This pretensioner operates in the same way as a conventionally known pretensioner when a deceleration much larger than the deceleration during normal driving is applied to the vehicle, such as in the case of a vehicle collision, and the spool of the seat belt retractor 3 ( (Not shown) is rotated in the seat belt winding direction to wind up the seat belt 4 by a predetermined amount and increase the restraining force of the occupant.
  • FIG. 2 is a side view showing a part of a seat belt retractor provided with the pretensioner of this example, partially cut away.
  • the seat belt retractor 3 includes a pretensioner 8 that is an example of an embodiment of a pretensioner according to the present invention.
  • the pretensioner 8 in this example is supported by the frame 9 of the seat belt retractor 3.
  • the frame 9 includes a base portion 9a that is located on the vehicle interior side (left side in FIG. 2) and is attached to the vehicle body, and a pair of side walls 9b and 9c that are bent from the base portion 9a.
  • the pretensioner 8 has a pipe 10.
  • the pipe 10 is arranged by piping (piping) of a pipe described in Patent Document 2, for example. That is, as shown in FIGS. 2 and 3 (A) to 3 (D), with the pretensioner 8 attached to the vehicle body, the pipe 10 has its tip end portion 10a at the lowest position. It extends linearly upward and is attached to one side wall 9b.
  • a guide member 11 is provided at the tip 10 a of the pipe 10.
  • the distal end portion 10a of the pipe 10 and the guide member 11 are attached to a pipe attachment portion 24 fixed to one side wall 9b by an appropriate fixing tool such as a bolt.
  • the pipe 10 is bent at a substantially right angle at the substantially upper end of one side wall 9b of the frame 9 and extends linearly and substantially horizontally toward the outside of the passenger compartment, and the base portion 9a of the one side wall 9b
  • the pipe 10 is bent at a substantially right angle in the vicinity of the opposite end, extends linearly and substantially horizontally in the vehicle longitudinal direction, and is bent at a substantially right angle in the vicinity of the vehicle longitudinal direction end of the other side wall 9c.
  • the end portion 10b extends linearly toward the vehicle interior side and is inclined slightly upward with respect to the horizontal direction. In this way, the pipe 10 is three-dimensionally piped to make the installation space compact.
  • a predetermined number of force transmission members 12 made of metal balls 12 a such as iron or aluminum are movably disposed in the pipe 10, and a cylindrical shape that presses the balls 12 a.
  • the piston 25 is movably disposed. In that case, the adjacent balls 12a are arranged in contact with each other.
  • a pipe-shaped pressure vessel 13 is connected to the base end portion 10b of the pipe 10.
  • a gas generator 14 is provided in the pressure vessel 13 and the base end portion 10b. The gas pressure of the reaction gas generated by the gas generator 14 is received by the pressure receiving end surface 25a on one end side of the piston 25, and the ball 12a is pressed by the pressing end surface 25b on the other end side of the piston 25. Yes.
  • a spring 26 is contracted in the pipe 10 between the gas generator 14 and the piston 25. Then, in a non-operating state of the pretensioner 8, the piston 25 is urged by the urging force of the spring 26 to press the ball 12a, thereby suppressing rattling of the ball 12a.
  • the pipe 10 is three-dimensionally piped as described above, the pipe 10 is formed immediately adjacent to the base end portion 10b and is curved at a substantially right angle. 10e.
  • the piston 25 is set so as to be positioned in the curved portion 10e in a state of being biased by the spring 26.
  • Piston 25 is made of resin or metal. As shown in FIGS. 5A to 5C, the piston 25 has circular recesses 25c and 25d formed on the pressure receiving end surface 25a and the pressing end surface 25b, respectively.
  • One recess 25c allows the outer peripheral side surface 25f of the outer peripheral edge 25e surrounding the recess 25c to be in close contact with the entire inner peripheral surface 10d of the pipe 10 when gas pressure acts on the pressure receiving end surface 25a.
  • gas pressure acts on the pressure receiving end surface 25a by the other concave portion 25d and the piston 25 presses the ball 12a, a part of the ball 12a enters the concave portion 25d, so that the outer peripheral edge portion 25g surrounding the concave portion 25d.
  • the outer peripheral side surface 25f on the side comes into close contact with the inner peripheral surface 10d of the pipe 10. Due to the close contact of the piston 25, the sealing performance between the piston 25 and the pipe 10 is improved.
  • the outer peripheral side surface 25f of the piston 25 is formed with a concave portion 25h having an arcuate cross-section along the axial direction of the piston 25 over the entire circumference of the outer peripheral side surface 25f.
  • the radius of the recess 25h is the same or almost the same configuration as the radius of the portions 10d 1 of the inner peripheral surface 10d of the inner peripheral side 10f that bending of the bending portion 10e of the pipe 10.
  • the recess 25h of the outer peripheral surface 25f of the piston 25 as shown in FIG. 6 (A) and (B) to follow the portions 10d 1 of the inner peripheral surface 10d of the inner peripheral side 10f that bending of the bending portion 10e of the pipe 10 It is in close contact or almost in close contact.
  • the piston as shown in FIG. is a piston-axis direction of the contact length is large set of parts 10d 1 of the inner peripheral surface 10d of the periphery 10f of the curved recess 25h and the curved portion 10e of 25, also has a relatively shallow depth d of the concave portion 25h and (small), the smaller piston shaft direction of the contact length of the portions 10d 1 of the inner peripheral surface 10d of the periphery 10f of the curved recess 25h and the curved portion 10e of the piston 25, as shown in FIG.
  • the adhesion to follow the portions 10d 1 of the inner peripheral surface 10d of the curved inner side 10f of the curved portion 10e of the outer circumferential surface 25f is the pipe 10 of the piston 25 in the initial setting state of the piston 25 at the time of non-operation of the pretensioner 8
  • the pretensioner 8 has a case main body (not shown), and this case main body is attached to one side wall 9b. Further, a ring gear 15 is disposed in the case body so as to be rotatable and movable rightward in FIG.
  • the ring gear 15 has a plurality of internal teeth 15a formed on the inner peripheral surface.
  • an outer peripheral edge having a predetermined length in the circumferential direction in which the first (leading) first ball 12a abuts at the normal time (when the pretensioner 8 is not operated).
  • One substantially arc-shaped stopper 16 having 16c (corresponding to the pressed portion of the present invention) and a plurality (six in the illustrated example) of substantially triangular levers 17 (corresponding to the pressed portion of the present invention) And project. In that case, the circumferential interval between the circumferential end of the stopper 16 and the lever 17 adjacent to the circumferential end and the lever 17 adjacent to the circumferential end of the stopper 16 and the circumferential end of the other end.
  • the circumferential interval between the two is set to a size that can accommodate a part of one ball 12a.
  • the plurality of levers 17 are set such that the circumferential interval between the two levers 17 adjacent to each other is such that a part of each of the two balls 12a in contact with each other can be accommodated.
  • the outer peripheral edge 16c of the stopper 16 and the tips of all the levers 17 are located on the circumference of a circle concentric with the circle of the ring gear 15 or substantially on the circumference.
  • the widths of the stopper 16 and all the levers 17 are the same or substantially the same, and the widths of these stoppers 16 and all the levers 17 are any. Is set smaller than the width of the notch 10c of the pipe 10. Therefore, the stopper 16 of the ring gear 15 and all the levers 17 can enter the pipe 10 from the notch 10c.
  • a pinion 19 is connected to a rotating shaft 18 (corresponding to a spool side member of the present invention) of a locking base (not shown) that is rotationally connected to a spool 27 (shown in FIG. 4) of the seat belt retractor 3.
  • the pinion 19 can also be attached to the rotating shaft of the spool 27 so as to be integrally rotatable, although not shown).
  • the locking base is provided in a conventionally known ELR or ALR. That is, the locking base normally rotates integrally with the spool of the seat belt retractor 3 that winds up the seat belt 4 and is rotated by a lock mechanism that is operated in an emergency in which a large deceleration is applied to the vehicle such as a vehicle collision.
  • the pinion 19 has a plurality of external teeth 19a.
  • the outer teeth 19 a of the pinion 19 can be engaged with the inner teeth 15 a of the ring gear 15.
  • each ball 12a presses the stopper 16 and each lever 17 entering the pipe 10 from the notch 10c of the pipe 10 from above, and the seat belt is retracted in the ring gear 15 (see FIG.
  • a rotational driving force (counterclockwise in FIG. 2) is applied, and a linear movement force is applied to the ring gear 15 toward the pinion 19. Therefore, a force transmission member for transmitting the rotational driving force and the linear movement force to the ring gear 15 by the force transmission member 12 by the ball 12 a is disposed in the notch 10 c of the pipe 10.
  • the ring gear 15 is held by the shear pin 20 in the non-operating position shown in FIG. In the non-operating position of the ring gear 15, the inner teeth 15a do not mesh with the outer teeth 19a but are separated from these outer teeth 19a. Therefore, the rotation of the pinion 19 (that is, the spool) is not affected by the ring gear 15.
  • the shear pin 20 is sheared and broken by the rotational driving force and the linear movement force applied from the force transmitting member 12 to the ring gear 15 by the force transmitting portion, and the ring gear 15 is shown in FIG.
  • the operating position shown in A) is obtained. At the operating position of the ring gear 15, the inner teeth 15a mesh with the outer teeth 19a. Therefore, the rotation of the pinion 19 (that is, the spool) is affected by the ring gear 15.
  • the force transmission part in the notch part 10c is set to be substantially horizontal in the center of the rotation point of the pinion 19 (ie, spool).
  • each ball 12a transmits the force to the ring gear 15 in the seat belt winding direction along the substantially tangential direction of the ring gear 15.
  • each ball 12 a transmits the force to the ring gear 15 most efficiently.
  • a guide wall 21 having an arcuate guide surface 21a for guiding the ball 12a is formed in the case main body of the pretensioner 8.
  • the guide wall 21 forms a guide groove 22 for guiding the ball 12a.
  • the guide groove 22 is formed when the ring gear 15 moves rightward in FIG. 2 and the inner teeth 15a of the ring gear 15 mesh with the outer teeth 19a of the pinion 19 as shown in FIG. It is formed in a circular arc concentric with or substantially concentric with the center of 15.
  • the guide member 11 has an arcuate guide surface 11a, and the guide surface 11a is substantially located on the guide surface 21a and one curved surface. Therefore, the guide surface 11 a smoothly guides the ball 12 a from the pipe 10 to the guide groove 22 at the connection portion between the guide groove 22 and the pipe 10.
  • a guide wall 23 is provided in the case body of the pretensioner adjacent to the end of the arcuate guide wall 21 opposite to the guide member 11 side.
  • the guide wall 23 is formed in a substantially J-shape (when viewed from the left side in FIG. 2) whose end opposite to the guide wall 21 is curved.
  • This curved end is a case body side stopper 23a with which the first ball 12a can abut.
  • the stopper 23a can be deformed so that when the first ball 12a comes into contact, the tip of the stopper 23a moves to the left in FIG. 2 by the pressing force from the ball 12a. Therefore, the impact applied from the ball 12a to the stopper 23a is reduced by the deformation of the stopper 23a in this way. That is, the stopper 23a functions as an impact reducing member.
  • the ring gear 15 is set to the non-operating position as shown in FIG. Therefore, the ring gear 15 is held in a state in which the inner teeth 15 a do not mesh with the outer teeth 19 a of the pinion 19. Further, since the piston 25 presses the ball 12a by the urging force of the spring 26, the first first ball 12a is held in contact with the side edge 16a upstream of the stopper 16 in the ring gear rotation direction (note that The rotation direction of the ring gear 15 is counterclockwise in FIG. 2, that is, the seat belt winding direction).
  • the urging force of the spring 26 is efficiently transmitted to the balls 12a through the piston 25, so that the balls 12a are successively held in contact with each other adjacent balls 12a.
  • the gas generator 14 does not generate gas, and the ball 12a merely presses the stopper 16 on the ring gear 15 side lightly by the urging force of the spring 26, and does not substantially press the ring gear 15 to the extent that it operates. .
  • the gas generator 14 is activated to generate gas, and a large pressing force is applied to the ball 12a by the generated gas via a piston (not shown). This pressing force is transmitted to the first ball 12a. Then, since the stopper 16 of the ring gear 15 is pressed by the first ball 12a, the shear pin 20 is sheared and broken. As a result, the ring gear 15 moves to the right in FIG. 2 by the pressing force via the first ball 12a and rotates counterclockwise. 7A, the inner teeth 15a of the ring gear 15 mesh with the outer teeth 19a of the pinion 19, and the pinion 19 starts to rotate in the same direction as the ring gear 15. As a result, the rotation shaft 18, that is, the spool, starts to rotate in the seat belt winding direction, and the seat belt 4 attached to the passenger starts to wind.
  • the first ball 12a is accommodated between the stopper 16 and the lever 17 first positioned on the stopper 16 at the upstream side in the ring gear rotation direction, and the next second ball 12a is accommodated between the first lever 17 and the ring. It contacts the next lever 17 adjacent to the upstream side in the gear rotation direction. Therefore, the second and third balls 12a press the next lever 17 in the same manner.
  • the ring gear 15 and the pinion 19 are further rotated counterclockwise by the pressing force applied to the next lever 17 via the second and third balls 12a.
  • the seat belt 4 is further wound around the spool. At this time, the pressing force applied to the stopper 16 by the first ball 12a substantially disappears.
  • Two second and third balls 12 a are accommodated between the first lever 17 and the next lever 17.
  • the fifth ball 12a contacts the next lever 17 and the further next lever 17 adjacent to the upstream side in the ring gear rotation direction. Therefore, the fifth and sixth balls 12a press the further next lever 17 in the same manner.
  • the ring gear 15 and the pinion 19 are further rotated counterclockwise by the further pressing force to the next lever 17 via the fifth and sixth balls 12a.
  • the seat belt 4 is further wound around the spool. At this time, the pressing force applied to the lever 17 by the second and third balls 12a substantially disappears.
  • the balls 12a in which the pressing force to the stopper 16 and the lever 17 is substantially extinguished are guided by the guide groove 22 while being accommodated between the stopper 16 and the lever 17 or between the adjacent levers 17, respectively. Move with 15 rotations. Then, as shown in FIG. 7A, the first ball 12a contacts the case body side stopper 23a. At this time, the side edge 16b on the downstream side in the ring gear rotation direction of the stopper 16 of the ring gear 15 is not in contact with the opposing ball 12a.
  • the stopper 23a When the first ball 12a comes into contact with the stopper 23a, the stopper 23a is deformed by the pressing force of the first ball 12a as shown in FIG. 7B, and the ring gear 15 further rotates counterclockwise. Due to the deformation of the stopper 23a, the kinetic energy of each ball 12a is partially absorbed. As the ring gear 15 further rotates counterclockwise, the outer peripheral edge 16c of the stopper 16 of the ring gear 15 comes into contact with the opposing ball 12a, as shown in FIG. pinched between the notch portion 10c that faces the outer peripheral edge 16c and the notch 10c and the portion 10d 2 of the inner peripheral surface 10d on the opposite side of the pipe 10.
  • the concave portion 25h curved in an arc shape is formed on the outer peripheral side surface 25f of the piston 25, the concave portion 25h is formed in the pipe 10 in the initial set state. contact or substantially close contact with the portion 10d 1 of the inner peripheral surface 10d of the inner peripheral side 10f that bending of the bending portion 10e.
  • the radius of the cross-sectional shape of the recess 25h curved along the axial direction of the piston 25 is set equal to or also about the same as the radius of the portions 10d 1 of the inner circumferential surface 10d of the inner peripheral side 10f of the curved portion 10e , recess 25h comes into contact or nearly contact to follow the portions 10d 1 of the inner peripheral surface 10d of the inner peripheral side 10f that bending of the bending portion 10e of the pipe 10.
  • the outer peripheral side surface 25f of the piston 25 that is in close contact or substantially contact the curved portion 10e curved inner following the portion 10d 1 of the inner peripheral surface 10d of the peripheral side 10f of the pipe 10
  • the outer peripheral side surface 25f of the piston 25 be set to the curved portion 10e of the pipe 10, it is possible to reduce the wrap of the outer peripheral side surface 25f of the piston 25 to the portion 10d 1 of the inner peripheral surface 10d of the inner peripheral side 10f that bending of the bending portion 10e of the pipe 10 .
  • the rattling noise of each ball 12a when the pretensioner 8 is inactive can be reduced. Even if the pretensioner 8 is installed in the vehicle interior, the occupant can spend comfortably in the vehicle interior during normal times (when the pretensioner 8 is not in operation).
  • the pretensioner according to the present invention is not limited to the above-described example, and various design changes are possible.
  • the force transmission member 12 may be a cylinder or a drum-shaped roller instead of the ball 12a.
  • the recess 25h can be formed in an elliptical shape or an oval shape instead of the arc shape.
  • the present invention can be modified in various ways within the scope of the matters described in the claims.
  • the pretensioner, seatbelt retractor, and seatbelt device of the present invention are suitably used for a pretensioner, a seatbelt retractor, and a vehicle seatbelt device that are provided on a seatbelt retractor that winds up the seatbelt and uses a plurality of balls. be able to.

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Abstract

【課題】非作動状態でスプリングの付勢力をピストンを介して力伝達部材に効率よく伝達させて力伝達部材のがたつきを抑制する。 【解決手段】プリテンショナー８のピストン２５の外周側面２５ｆに円弧状に湾曲した凹部２５ｈが形成されるとともに、ピストン２５の初期セット状態で、凹部２５ｈがパイプ１０の湾曲部１０ｅの湾曲した内周側１０ｆの内周面１０ｄの部分１０ｄ1に密着またはほぼ密着する。これにより、ピストン２５の外周側面２５ｆがパイプ１０の湾曲部１０ｅにセットされても、パイプ１０の湾曲部１０ｅの内周面１０ｄの部分１０ｄ1へのピストン２５の外周側面２５ｆのラップを小さくすることができる。したがって、ピストン２５とパイプ１０との間の摺動抵抗を、外周側面に凹部を有さない円柱のピストンに比べて小さくすることができる。

Description

プリテンショナー、これを有するシートベルトリトラクタ、およびこれを備えたシートベルト装置
　本発明は、シートベルトを巻き取るシートベルトリトラクタに設けられかつピストンおよび複数の力伝達部材を用いたプリテンショナーの技術分野、シートベルトリトラクタの技術分野、および車両のシートベルト装置の技術分野に属するものである。
　従来、自動車等の車両に装備されるシートベルト装置においては、プリテンショナーを備えたシートベルトリトラクタが種々提案されている。このプリテンショナーは、車両の衝突時等の通常の減速度より大きな減速度が車両に加えられた緊急時の初期に、ガスジェネレータで発生した反応ガスによりシートベルトリトラクタのスプールをシートベルト巻き取り方向に回転させて、このスプールによりシートベルトを巻き取る。これにより、シートベルトのたるみを迅速に除去するとともにシートベルトに張力を付与して、乗員の拘束力を高めるようになっている。
　従来のプリテンショナーの一例として、パイプ内にボールからなる複数の力伝達部材とピストンとを収容し、緊急時に反応ガスのガス圧を受けてピストンが作動するとともに、このピストンにより力伝達部材が押圧されてパイプにガイドされながら移動してリングギアの複数の被押圧部を押圧し、このリングギアでスプールをシートベルト巻き取り方向に回転させるプリテンショナーが知られている（例えば、特許文献１参照）。
　この特許文献１に記載のプリテンショナーでは、反応ガスのガス圧を受けるピストンが設けられており、このピストンがガス圧により作動して力伝達部材を押圧するようになっている。その場合、ピストンは円柱に形成されてパイプとの間のシール性を良好にして反応ガスのガス圧を効率よく受けることで、圧力損失を極力低減するようにされている。また、ボールからなる複数の力伝達部材を用いた場合、スプリングで複数の力伝達部材をリングギアに付勢することで、プリテンショナーの非作動時にボールが移動しないように保持されている。
　一方、プリテンショナーを備えたシートベルトリトラクタは全体的に小型コンパクトに形成されることが従来から求められている。そこで、ボールからなる複数の力伝達部材を収容しかつこれらの力伝達部材をガイドするパイプをスペース上効率よく３次元に取り回す（パイピングする）ことで、小型コンパクトに形成されたプリテンショナーを備えたシートベルトリトラクタが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
日本国特表２００７－５２２０３０号公報。 日本国特開２０１０－３６６５１号公報。
　ところで、特許文献２に記載のプリテンショナーに、特許文献１に記載のプリテンショナーの円柱のピストンを適用することで、ガスジェネレータで発生した反応ガスのガス圧を効率よく利用しながら、プリテンショナーを備えたシートベルトリトラクタを小型コンパクトに形成することが考えられる。その場合、図８（Ａ）ないし（Ｃ）に示すように、円柱のピストンａは樹脂や金属等から形成されるとともに、その外周側面ａ1がピストンａの軸方向に向かって直線状に形成されることが考えられる。
　このようなプリテンショナーを備えたシートベルトリトラクタでは、図９（Ａ）および（Ｂ）に示すようにガスジェネレータｂが設置される場所からすぐに隣接してパイプｃが湾曲される場合があるとともに、プリテンショナーの非作動状態で円柱のピストンａがこのパイプｃの湾曲部ｃ1にセットされる可能性がある。
　しかしながら、このように円柱のピストンａがパイプｃの湾曲部ｃ1にセットされた場合、円柱のピストンａの外周側面ａ1がピストンａの軸方向に向かって直線状になっているとともにシール性を確保するために、ピストンａの大きさによって、図９（Ａ）に示すようにピストンａの外周側面ａ1がパイプｃの湾曲部ｃ1の内周面ｃ2に圧接されて食い込んだラップ状態にならざるを得ないか、図９（Ｂ）に示すようにピストンａの外周側面ａ1がパイプｃの湾曲部ｃ1の内周面ｃ2に食い込むほどではないが圧接された状態にならざるを得なくなる。このため、パイプｃとピストンａとの間の摺動抵抗が大きくなり、スプリングの付勢力がボールからなる力伝達部材ｄに効率よく伝達されず、スプリングにより力伝達部材ｄを移動しないように効果的に付勢することが難しくなる場合が考えられる。このため、力伝達部材ｄが若干がたついて、隣接する力伝達部材ｄどうしが接触することによるがたつき音が発生するという問題が起こる可能性が考えられる。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、非作動状態でスプリングの付勢力をピストンを介して力伝達部材に効率よく伝達させて力伝達部材のがたつきを効果的に抑制することのできるプリテンショナー、これを有するシートベルトリトラクタ、およびこれを備えたシートベルト装置を提供することである。
　前述の課題を解決するために、本発明のプリテンショナーは、パイプと、緊急時にガスを発生するガスジェネレータと、前記パイプ内に移動可能に設けられるとともに前記ガスジェネレータで発生した前記ガスのガス圧を受圧して力を発生するピストンと、前記ピストンが発生した前記力を伝達する複数の力伝達部材と、非作動時に前記ピストンを前記力伝達部材の方へ付勢するスプリングと、少なくとも回転可能に設けられるとともに、内周に複数の内歯を有しかつ外周に前記力伝達部材で伝達される前記力で押圧される複数の被押圧部を有するリングギアと、スプール側部材に設けられるとともに、前記内歯に噛合する外歯を有しかつ前記スプール側部材を回転させるピニオンとを少なくともを備え、緊急時に、前記力伝達部材が前記リングギアの被押圧部を押圧することで前記スプール側部材をシートベルト巻き取り方向に回転させるプリテンショナーにおいて、前記ピストンの外周側面に前記ピストンの軸方向に向かって湾曲した凹部が形成されていることを特徴としている。
　また、本発明のプリテンショナーは、前記パイプが湾曲された湾曲部を有し、非作動時に前記ピストンが前記パイプの前記湾曲部にセットされているとともに、前記ピストンの外周側面に形成された前記凹部の少なくとも一部が、前記パイプの前記湾曲部の湾曲した内周側のパイプの内周面の部分に当接していることを特徴としている。
　更に、本発明のプリテンショナーは、ピストンの軸方向に沿う前記凹部の断面形状が円弧状に湾曲して形成されているとともに、前記凹部の前記断面形状の半径が、前記パイプの前記湾曲部の前記パイプの前記内周面の部分の半径と同じかまたはほぼ同じに設定されていることを特徴としている。
　一方、本発明のシートベルトリトラクタは、シートベルトを巻き取るスプールと、緊急時に前記スプールをシートベルト巻き取り方向に回転させるプリテンショナーとを少なくとも有し、前記プリテンショナーが前述の本発明のプリテンショナーのいずれか１つであることを特徴としている。
　また、本発明のシートベルト装置は、シートベルトと、前記シートベルトを巻き取るシートベルトリトラクタと、シートベルトに摺動可能に支持されたタングと、車体に設けられるとともに前記タングが係脱可能に係止されるバックルとを少なくとも有し、前記シートベルトリトラクタが前述の本発明のシートベルトリトラクタであることを特徴としている。
　このような構成をした本発明のプリテンショナーおよびシートベルトリトラクタによれば、ピストンの外周側面にピストンの軸方向に向かって湾曲した凹部が形成されるので、ピストンの初期セット状態でこの凹部がパイプの湾曲部のパイプ内周面に密着可能またはほぼ密着するようになる、したがって、ピストンの外周側面がパイプの湾曲部にセットされても、パイプの湾曲部のパイプの内周面の内周面部分へのピストンの外周側面のラップを小さくすることができる。したがって、ピストンの外周側面がパイプの湾曲部のこのパイプ内周面部分に圧接する圧接力を、外周側面に湾曲した凹部を有さない円柱のピストンに比べてはるかに小さくすることができるので、ピストンとパイプとの間の摺動抵抗も小さくすることができる。これにより、スプリングの付勢力をピストンを介して力伝達部材に効率よく伝達させることができ、プリテンショナーの非作動状態での各力伝達部材のがたつきを効果的に抑制することが可能となる。その結果、プリテンショナーの非作動状態での各力伝達部材のがたつき音を低減することができる。
　特に、ピストンの軸方向に沿って（向かって）湾曲した凹部の断面形状の半径が、パイプの湾曲部の湾曲した内周側のパイプの内周面部分の半径と同じかまたはほぼ同じに設定されることで、この凹部がパイプの湾曲部のパイプ内周面部分に倣って密着またはほぼ密着する。したがって、ピストンの外周側面がパイプの湾曲部にセットされても、パイプの湾曲部のパイプの内周面部分へのピストンの外周側面のラップを更に一層小さくすることができる。これにより、スプリングの付勢力をピストンを介して力伝達部材に更に一層効率よく伝達させることができ、プリテンショナーの非作動状態での各力伝達部材のがたつきを更に効果的に抑制することが可能となる。
　更に、本発明のシートベルトリトラクタを備えたシートベルト装置によれば、プリテンショナーの非作動状態での各力伝達部材のがたつき音を低減することができるので、多数の力伝達部材を有するプリテンショナーが車室内に設置されても、通常時（プリテンショナーの非作動時）に乗員は車室内で快適に過ごすことが可能となる。
本発明にかかるシートベルトリトラクタの実施の形態の一例を備えたシートベルト装置を模式的に示す図である。 この例のプリテンショナーを備えるシートベルトリトラクタの一部を部分的に切り欠いて示す側面図である。 （Ａ）は図２に示す例のプリテンショナーを備えるシートベルトリトラクタの正面図、（Ｂ）は図３（Ａ）における左側面図、（Ｃ）は図３（Ａ）における右側面図、（Ｄ）は図３（Ａ）における上面図である。 図２に示す例のプリテンショナーを備えるシートベルトリトラクタを、パイプの一部を切り欠いて示す上面図である。 （Ａ）は図２に示す例のプリテンショナーに用いられるピストンの正面図、（Ｂ）は図５（Ａ）における左側面図、（Ｃ）は図５（Ａ）におけるVC－VC線に沿う断面図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ図５（Ａ）ないし（Ｃ）に示すピストンの初期セット状態を示す図である。 （Ａ）は図２に示す例のプリテンショナーの作動終了直前を示す図、（Ｂ）は図２に示す例のプリテンショナーの作動終了直後を示す図である。 （Ａ）は比較例として示すプリテンショナーに用いられるピストンの正面図、（Ｂ）は図８（Ａ）における左側面図、（Ｃ）は図８（Ａ）におけるVIIIC－VIIIC線に沿う断面図である。 図８に示す比較例のピストンのセット状態を示し、（Ａ）はパイプの湾曲部の内周面に圧接されて食い込んだラップ状態になるピストンの一例を示す部分断面図、（Ｂ）はパイプの湾曲部の内周面に圧接されるが食い込むほどではない他のピストンの例を示す部分断面図である。
　以下、図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。
　図１は本発明にかかるシートベルトリトラクタの実施の形態の一例を備えたシートベルト装置を模式的に示す図である。
　図１に示すように、この例のシートベルト装置１は、基本的には従来公知の三点式シートベルト装置と同じである。図中、１はシートベルト装置、２は車両シート、３は車両シート２の近傍に配設されたシートベルトリトラクタ、４はシートベルトリトラクタ３に引き出し可能に巻き取られかつ先端のベルトアンカー４ａが車体の床あるいは車両シート２に固定されるシートベルト、５はシートベルトリトラクタ３から引き出されたシートベルト４を乗員のショルダーの方へガイドするガイドアンカー、６はこのガイドアンカー５からガイドされてきたシートベルト４に摺動自在に支持されたタング、７は車体の床あるいは車両シートに固定されかつタング６が係脱可能に挿入係合されるバックルである。
　このシートベルト装置１におけるシートベルト４の装着操作および装着解除操作も、従来公知のシートベルト装置と同じである。
　この例のシートベルトリトラクタ３は従来公知の緊急ロック式シートベルトリトラクタ（ＥＬＲ）または従来公知の自動ロック式シートベルトリトラクタ（ＡＬＲ）である。そして、このシートベルトリトラクタ３はプリテンショナーを備えている。このプリテンショナーは従来公知のプリテンショナーと同様に、車両衝突時等の、通常走行時の減速度よりはるかに大きな減速度が車両に加えられたときに作動して、シートベルトリトラクタ３のスプール（不図示）をシートベルト巻き取り方向に回転させ、シートベルト４を所定量巻き取り乗員の拘束力を高めるものである。
　図２は、この例のプリテンショナーを備えるシートベルトリトラクタの一部を部分的に切り欠いて示す側面図である。
　図２に示すように、シートベルトリトラクタ３は、本発明に係るプリテンショナーの実施の形態の一例であるプリテンショナー８を備えている。この例のプリテンショナー８は、シートベルトリトラクタ３のフレーム９に支持されている。フレーム９は、車室内側（図２において左側）に位置して車体に取り付けられるベース部９ａと、このベース部９ａから折曲されて設けられる一対の側壁９ｂ,９ｃとを有する。
　プリテンショナー８はパイプ１０を有している。このパイプ１０は、例えば特許文献２に記載されているパイプの配管の取り回し（パイピング）で配設されている。すなわち、図２および図３（Ａ）ないし（Ｄ）に示すように、プリテンショナー８が車体に取り付けられた状態で、パイプ１０はその先端部１０ａが最下位置とされ、この先端部１０ａから上方に直線状に延設されて一方の側壁９ｂに取り付けられている。その場合、パイプ１０の先端部１０ａにガイド部材１１が設けられている。これらのパイプ１０の先端部１０ａおよびガイド部材１１がボルト等の適宜の固着具によって一方の側壁９ｂに固定されたパイプ取り付け部２４に取り付けられている。
　更に、パイプ１０はフレーム９の一方の側壁９ｂの略上端で略直角に曲げられて車室外側に向かって直線状にかつ略水平に延設されるとともに、一方の側壁９ｂのベース部９ａと反対側の端近傍で略直角に曲げられて車両前後方向に直線状にかつ略水平に延設され、更に、他方の側壁９ｃの車両前後方向端近傍で略直角に曲げられてパイプ１０の基端部１０ｂが車室内側に向かって直線状にかつ水平方向に対して若干上向きに傾斜するようにして延設される。このように、パイプ１０は３次元にパイピングされてその設置スペースをコンパクトにされている。
　図４に示すように、パイプ１０内には、鉄あるいはアルミニウム等の金属製のボール１２ａからなる所定数の力伝達部材１２が移動可能に配設されているとともに、ボール１２ａを押圧する円柱状のピストン２５が移動可能に配設されている。その場合、隣り合うボール１２ａどうしは互いに接触して配設される。
　パイプ１０の基端部１０ｂにはパイプ状の圧力容器１３が接続されている。この圧力容器１３および基端部１０ｂには、ガスジェネレータ１４が設けられている。そして、ガスジェネレータ１４で発生された反応ガスのガス圧がピストン２５の一端側の受圧端面２５ａで受圧されるとともに、ピストン２５の他端側の押圧端面２５ｂでボール１２ａを押圧するようになっている。
　更に、パイプ１０内には、ガスジェネレータ１４とピストン２５との間にスプリング２６が縮設されている。そして、プリテンショナー８の非作動状態で、このスプリング２６の付勢力によりピストン２５が付勢されてボール１２ａを押圧することで、ボール１２ａのがたつきを抑制している。
　ところで、この例のプリテンショナー８では、前述のようにパイプ１０が３次元にパイピングされているため、パイプ１０はその基端部１０ｂからすぐに隣接して形成されかつほぼ直角に湾曲した湾曲部１０ｅを有している。そして、プリテンショナー８の非作動時に、ピストン２５がスプリング２６によって付勢された状態でこの湾曲部１０ｅ内に位置するようにセットされている。
　ピストン２５は樹脂あるいは金属等から形成されている。図５（Ａ）ないし（Ｃ）に示すように、ピストン２５は、受圧端面２５ａおよび押圧端面２５ｂにそれぞれ形成された円形の凹部２５ｃ,２５ｄを有している。一方の凹部２５ｃにより、受圧端面２５ａにガス圧が作用したとき凹部２５ｃを取り囲む外周縁部２５ｅの外周側面２５ｆがパイプ１０の内周面１０ｄの全体に密着可能となる。また、他方の凹部２５ｄにより、受圧端面２５ａにガス圧が作用してピストン２５がボール１２ａを押圧したときこの凹部２５ｄにボール１２ａの一部が侵入することで、凹部２５ｄを取り囲む外周縁部２５ｇ側の外周側面２５ｆがパイプ１０の内周面１０ｄに密着するようになる。ピストン２５のこれらの密着により、ピストン２５とパイプ１０との間のシール性が向上されている。
　また、ピストン２５の外周側面２５ｆには、ピストン２５の軸方向に沿う（向かう）断面形状が円弧状に湾曲した凹部２５ｈが外周側面２５ｆの全周にわたって形成されている。この凹部２５ｈの半径は、パイプ１０の湾曲部１０ｅの湾曲した内周側１０ｆの内周面１０ｄの部分１０ｄ1の半径と同じかまたはほぼ同じに設定されている。したがって、図６（Ａ）および（Ｂ）に示すようにピストン２５の外周側面２５ｆの凹部２５ｈはパイプ１０の湾曲部１０ｅの湾曲した内周側１０ｆの内周面１０ｄの部分１０ｄ1に倣って密着またはほぼ密着するようになっている。その場合、凹部２５ｈの深さｄ（外周側面２５ｆから凹部２５ｈの底までの長さ；図５（Ｃ）に図示）が比較的深い（大きい）と、図６（Ａ）に示すようにピストン２５の凹部２５ｈと湾曲部１０ｅの湾曲した内周側１０ｆの内周面１０ｄの部分１０ｄ1とのピストン軸方向の密着長さが大きく設定され、また、凹部２５ｈの深さｄが比較的浅い（小さい）と、図６（Ｂ）に示すようにピストン２５の凹部２５ｈと湾曲部１０ｅの湾曲した内周側１０ｆの内周面１０ｄの部分１０ｄ1とのピストン軸方向の密着長さが小さく設定される。このようにピストン２５の凹部２５ｈと湾曲部１０ｅの湾曲した内周側１０ｆの内周面１０ｄの部分１０ｄ1との密着量が凹部２５ｈの深さｄに応じて種々設定可能となっている。なお、パイプ１０の湾曲部１０ｅの湾曲した外周側１０ｇの内周面１０ｄの部分１０ｄ3とピストン２５の凹部２５ｈとは離間している。
　そして、プリテンショナー８の非作動時のピストン２５の初期セット状態でピストン２５の外周側面２５ｆがパイプ１０の湾曲部１０ｅの湾曲した内周側１０ｆの内周面１０ｄの部分１０ｄ1に倣って密着またはほぼ密着することで、ピストン２５の外周側面２５ｆがパイプ１０の湾曲部１０ｅにセットされても、ピストン２５の外周側面２５ｆがパイプ１０の湾曲部１０ｅの湾曲した内周側１０ｆの内周面１０ｄの部分１０ｄ1に圧接する圧接力は、凹部２５ｈを有さない図８（Ａ）ないし（Ｃ）に示す比較例の円柱のピストンに比べてはるかに小さくなる。これにより、ピストン２５とパイプ１０との間の摺動抵抗も小さくなる。したがって、スプリング２６の付勢力はピストン２５を介してボール１２ａに効率よく伝達され、プリテンショナー８の非作動状態での各ボール１２ａのがたつきは効果的に抑制されている。
　プリテンショナー８は図示しないケース本体を有し、このケース本体は一方の側壁９ｂに取り付けられている。また、ケース本体内には、リングギア１５が回転可能にかつ図２において右方へ移動可能に配設されている。このリングギア１５は内周面に形成された複数の内歯１５ａを有している。
　図２示すように、このリングギア１５の外周面には、通常時（プリテンショナー８の非作動時）に最初（先頭）の第１のボール１２ａが当接する周方向に所定長さ外周端縁１６ｃを有する１つの略円弧状のストッパ１６（本発明の被押圧部にも相当）と、複数（図示例では、６個）の略三角形状のレバー１７（本発明の被押圧部に相当）とが突設されている。その場合、ストッパ１６の周方向一端側とこの周方向一端側に隣接するレバー１７との間の周方向の間隔およびストッパ１６の周方向他端側とこの周方向他端側に隣接するレバー１７との間の周方向の間隔は、いずれも、１個のボール１２ａの一部が収容可能な大きさに設定されている。また、複数のレバー１７は互いに隣接する２個のレバー１７間の周方向の間隔は、互いに接触する２個のボール１２ａのそれぞれの一部が収容可能な大きさに設定されている。更に、ストッパ１６の外周端縁１６ｃおよびすべてのレバー１７の各先端は、リングギア１５の円と同心の円の円周上またはほぼ円周上に位置されている。更に、ストッパ１６およびすべてのレバー１７の幅（具体的には、リングギア１５の軸方向の幅）も同一またはほぼ同一とされているとともに、これらのストッパ１６およびすべてのレバー１７の幅はいずれもパイプ１０の切欠部１０ｃの幅より小さく設定されている。したがって、リングギア１５のストッパ１６およびすべてのレバー１７は切欠部１０ｃからパイプ１０内に進入可能になっている。
　シートベルトリトラクタ３のスプール２７（図４に図示）に回転的に連結されるロッキングベース（不図示）の回転軸１８（本発明のスプール側部材に相当）には、ピニオン１９がこの回転軸１８と一体回転可能に取り付けられている（なお、ピニオン１９は、図示しないがスプール２７の回転軸に一体回転可能に取り付けることもできる）。ロッキングベースは従来公知のＥＬＲやＡＬＲに設けられるものである。すなわち、ロッキングベースは、通常時はシートベルト４を巻き取るシートベルトリトラクタ３のスプールと一体回転し、車両衝突時等の車両に大きな減速度が加えられた緊急時に作動されるロック機構によりその回転がロックされることでスプールのシートベルト引き出し方向の回転を阻止するものである。複数のボールを用いたプリテンショナーおよびロッキングベースを有するＥＬＲとして、例えば日本国特開２００１－２３３１７２号公報等に記載されたＥＬＲがあり、この公開公報を参照すればロッキングベースの作動を理解することができるので、その詳細な説明は省略する。
　ピニオン１９は複数の外歯１９ａを有している。このピニオン１９の外歯１９ａにリングギア１５の内歯１５ａが噛合可能となっている。そして、プリテンショナー８の作動時に、各ボール１２ａはパイプ１０の切欠部１０ｃからパイプ１０内に進入するストッパ１６および各レバー１７を上方から押圧して、リングギア１５にシートベルト巻き取り方向（図２において反時計回り）の回転駆動力を加えるとともに、リングギア１５にピニオン１９の方へ直進移動力を加えるようになっている。したがって、パイプ１０の切欠部１０ｃに、ボール１２ａによる力伝達部材１２がリングギア１５に回転駆動力および直進移動力を伝達する力伝達部が配設されている。
　通常時（プリテンショナー８の非作動時）は、リングギア１５はシェアピン２０で図２に示す非作動位置に保持されている。リングギア１５の非作動位置では、内歯１５ａは外歯１９ａに噛合しなく、これらの外歯１９ａから離間している。したがって、ピニオン１９（つまり、スプール）の回転はリングギア１５に影響されない。また、プリテンショナー８が作動した緊急時は、力伝達部で力伝達部材１２からリングギア１５に加えられる回転駆動力および直進移動力により、シェアピン２０がせん断破壊し、リングギア１５は図７（Ａ）に示す作動位置となる。リングギア１５の作動位置では、内歯１５ａが外歯１９ａに噛合する。したがって、ピニオン１９（つまり、スプール）の回転がリングギア１５に影響される。
　この例のプリテンショナー８では、切欠部１０ｃにおける力伝達部がピニオン１９（つまり、スプール）の回転点中心の略水平方向となるようにされている。これにより、各ボール１２ａは力をリングギア１５にリングギア１５の略接線方向に沿ってシートベルト巻き取り方向に伝達する。その結果、各ボール１２ａは力をリングギア１５に最も効率よくリングギア１５に伝達するようになる。
　プリテンショナー８のケース本体には、ボール１２ａをガイドする円弧状のガイド面２１ａを有するガイド壁２１が形成されている。このガイド壁２１により、ボール１２ａをガイドするガイド溝２２が形成されている。このガイド溝２２は、リングギア１５が図２において右方へ移動して図７（Ａ）に示すようにリングギア１５の内歯１５ａがピニオン１９の外歯１９ａに噛合した状態でのリングギア１５の中心と同心またはほぼ同心の円の円弧に形成されている。また、ガイド部材１１は円弧状のガイド面１１ａを有しており、このガイド面１１ａは、ガイド面２１ａと１つの湾曲面上にほぼ位置している。したがって、このガイド面１１ａは、ガイド溝２２とパイプ１０との接続部においてボール１２ａをパイプ１０からガイド溝２２に円滑にガイドするようにされている。
　更に、円弧状のガイド壁２１のガイド部材１１側と反対側の端に隣接して、ガイド壁２３がプリテンショナーのケース本体に設けられている。このガイド壁２３は、ガイド壁２１と反対側の端部が湾曲した略Ｊ字状（図２において左側を下にしてみたとき）に形成されている。この湾曲した端部は、最初のボール１２ａが当接可能なケース本体側のストッパ２３ａとされている。このストッパ２３ａは最初のボール１２ａが当接したとき、ストッパ２３ａの先端がボール１２ａからの押圧力で図２において左方へ移動するように変形可能とされている。したがって、このようにストッパ２３ａが変形することで、ボール１２ａからストッパ２３ａに加えられる衝撃が緩和される。すなわち、ストッパ２３ａは衝撃緩和部材として機能する。
　このように構成されたこの例のプリテンショナー８の作動について説明する。
　プリテンショナー８の非作動時には、図２に示すようにリングギア１５が非作動位置にされている。したがって、リングギア１５はその内歯１５ａがピニオン１９の外歯１９ａに噛合しない状態に保持されている。また、スプリング２６の付勢力でピストン２５がボール１２ａを押圧するので、最初の第１のボール１２ａがストッパ１６のリングギア回転方向上流側の側縁１６ａに当接した状態に保持される（なお、リングギア１５の回転方向は図２において反時計回り、すなわちシートベルト巻き取り方向である）。このとき、スプリング２６の付勢力がピストン２５を介してボール１２ａへ効率よく伝達されるので、各ボール１２ａは順次互いに隣接するボール１２ａどうしが当接した状態にされてがたつくことなく保持される。このとき、ガスジェネレータ１４がガスを発生しなく、ボール１２ａはリングギア１５側のストッパ１６をスプリング２６の付勢力で軽く押圧するだけで、リングギア１５が作動する程度には実質的に押圧しない。
　乗員のシートベルト装着状態での前述の緊急時には、ガスジェネレータ１４が作動してガスを発生し、発生したガスによって図示しないピストンを介してボール１２ａに大きな押圧力が加えられる。この押圧力が第１のボール１２ａに伝達される。すると、リングギア１５のストッパ１６が第１のボール１２ａで押圧されるので、シェアピン２０がせん断破壊する。これにより、リングギア１５が第１のボール１２ａを介した押圧力で図２おいて右方へ移動するとともに反時計回りに回転する。そして、図７（Ａ）に示すようにリングギア１５の内歯１５ａがピニオン１９の外歯１９ａに噛合し、ピニオン１９がリングギア１５と同方向に回転開始する。これにより、回転軸１８つまりスプールがシートベルト巻き取り方向に回転開始し、乗員に装着されているシートベルト４が巻き取り開始される。
　第１のボール１２ａがストッパ１６とこのストッパ１６にリングギア回転方向上流側に最初に位置するレバー１７との間に収容されるとともに、次の第２のボール１２ａが、最初のレバー１７とリングギア回転方向上流側に隣接する次のレバー１７に当接する。したがって、第２および第３のボール１２ａが次のレバー１７を同様に押圧する。これらの第２および第３のボール１２ａを介する次のレバー１７への押圧力で、リングギア１５およびピニオン１９がともに反時計回りに更に回転する。これにより、シートベルト４がスプールに更に巻きられる。このとき、第１のボール１２ａによるストッパ１６への押圧力は、実質的に消滅している。
　最初のレバー１７と次のレバー１７との間に２個の第２および第３ボール１２ａが収容される。次に、第５のボール１２ａが、次のレバー１７とリングギア回転方向上流側に隣接する更なる次のレバー１７に当接する。したがって、第５および第６のボール１２ａが更なる次のレバー１７を同様に押圧する。これらの第５および第６のボール１２ａを介する更なる次のレバー１７への押圧力で、リングギア１５およびピニオン１９がともに反時計回りに更に回転する。これにより、シートベルト４がスプールに更に巻きられる。このとき、第２および第３のボール１２ａによるレバー１７への押圧力は、実質的に消滅している。
　以後、第７のボール１２ａ以降のボール１２ａが同様にして順次レバー１７を押圧するので、リングギア１５およびピニオン１９がともに反時計回りに更に回転する。これにより、シートベルト４がスプールに更に巻きられる。
　ストッパ１６およびレバー１７への押圧力が実質的に消滅したボール１２ａは、それぞれストッパ１６とレバー１７との間または隣接するレバー１７間に収容された状態で、ガイド溝２２にガイドされてリングギア１５の回転とともに移動する。そして、図７（Ａ）に示すように第１のボール１２ａがケース本体側のストッパ２３ａに当接する。このとき、リングギア１５のストッパ１６のリングギア回転方向下流側の側縁１６ｂが対向するボール１２ａに当接していない。
　第１のボール１２ａがストッパ２３ａに当接すると、図７（Ｂ）に示すようにストッパ２３ａは第１のボール１２ａの押圧力で変形し、リングギア１５は更に反時計回りに回転する。このストッパ２３ａの変形により、各ボール１２ａの運動エネルギが部分的に吸収される。そして、リングギア１５の更なる反時計回りの回転により、図７（Ｂ）に示すようにリングギア１５のストッパ１６の外周端縁１６ｃが対向するボール１２ａに当接し、このボール１２ａはストッパ１６の外周端縁１６ｃと切欠部１０ｃに対向する切欠部１０ｃと反対側のパイプ１０の内周面１０ｄの部分１０ｄ2との間に挟圧される。
　そして、リングギア１５の回転力によるボール１２ａの挟圧力（つまり、ストッパ１６によるボール１２ａの押圧力）がストッパ１６の外周端縁１６ｃとパイプ１０の内周面１０ｄの部分１０ｄ2との間の楔効果により増大するので、ストッパ１６の外周端縁１６ｃのボール１２ａへの当接力が増大する。この楔効果は、ストッパ１６の外周端縁１６ｃとパイプ１０の内周面１０ｄの部分１０ｄ2との間の間隔がボール１２ａの移動方向（つまり、リングギア１５の回転方向に向かって次第に狭くなることで発揮される。これにより、このボール１２ａは移動不能となり、リングギア１５の回転が停止する。したがって、ピニオン１９およびスプールの回転も停止し、スプールによるシートベルト巻き取りが終了する。このプリテンショナー８によるシートベルト４の巻き取りにより、シートベルト４による乗員の拘束力が高められる。なお、このときのリングギア１５の回転量とスプールの回転量（すなわち、スプールのシートベルト巻取り量）との関係は、リングギア１５の内歯１５ａとピニオン１９の外歯１９ａとのギア比を適宜設定することにより決定される。
　リングギア１５の回転が停止することで、第２のボール以降のボール１２ａの移動も停止する。このとき、パイプ１０内に発生したガスのガス圧は低圧となっている。このように、各ボール１２ａが停止した状態では、各ボール１２ａのほとんどがリングギア１５の外周面に沿って位置するとともに、残りのボール１２ａおよびピストンがパイプ１０内に位置している。
　この例のプリテンショナー８の他の作動は、従来の複数のボールを用いたプリテンショナーの作動と実質的に同じである。また、この例のシートベルトリトラクタ３の他の作動も、従来のＥＬＲあるいはＡＬＲの作動と実質的に同じである。
　この例のプリテンショナー８およびシートベルトリトラクタ３によれば、ピストン２５の外周側面２５ｆに円弧状に湾曲した凹部２５ｈが形成されるので、ピストン２５の初期セット状態で、この凹部２５ｈがパイプ１０の湾曲部１０ｅの湾曲した内周側１０ｆにおける内周面１０ｄの部分１０ｄ1に密着またはほぼ密着する。特に、ピストン２５の軸方向に沿って湾曲した凹部２５ｈの断面形状の半径が湾曲部１０ｅの内周側１０ｆの内周面１０ｄの部分１０ｄ1の半径と同じかまたほぼ同じに設定することで、凹部２５ｈがパイプ１０の湾曲部１０ｅの湾曲した内周側１０ｆにおける内周面１０ｄの部分１０ｄ1に倣って密着またはほぼ密着するようになる。このようにピストン２５の外周側面２５ｆがパイプ１０の湾曲部１０ｅの湾曲した内周側１０ｆの内周面１０ｄの部分１０ｄ1に倣って密着またはほぼ密着することで、ピストン２５の外周側面２５ｆがパイプ１０の湾曲部１０ｅにセットされても、パイプ１０の湾曲部１０ｅの湾曲した内周側１０ｆの内周面１０ｄの部分１０ｄ1へのピストン２５の外周側面２５ｆのラップを小さくすることができる。したがって、ピストン２５の外周側面２５ｆがパイプ１０の湾曲部１０ｅの湾曲した内周側１０ｆの内周面１０ｄの部分１０ｄ1に圧接する圧接力を、外周側面に湾曲した凹部を有さない図８（Ａ）ないし（Ｃ）に示す円柱のピストンに比べてはるかに小さくすることができるので、ピストン２５とパイプ１０との間の摺動抵抗も小さくすることができる。これにより、スプリング２６の付勢力をピストン２５を介してボール１２ａに効率よく伝達させることができ、プリテンショナー８の非作動状態での各ボール１２ａのがたつきを効果的に抑制することが可能となる。その結果、プリテンショナー８の非作動状態での各ボール１２ａのがたつき音を低減することができる。
　更に、この例のシートベルトリトラクタ３を備えたシートベルト装置１によれば、プリテンショナー８の非作動状態での各ボール１２ａのがたつき音を低減することができるので、多数のボール１２ａを有するプリテンショナー８が車室内に設置されても、通常時（プリテンショナー８の非作動時）に乗員は車室内で快適に過ごすことが可能となる。
　なお、本発明に係るプリテンショナーは、前述の例に限定されることはなく、種々の設計変更が可能である。例えば、前述の例では力伝達部材１２としてボール１２ａを用いているが、力伝達部材１２はボール１２ａに代えて、円柱や太鼓状のころを用いることもできる。また、凹部２５ｈは円弧状に代えて楕円形状や長円形状に形成することもできる。要は、本発明は特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々設計変更が可能である。
　本発明のプリテンショナー、シートベルトリトラクタおよびシートベルト装置は、シートベルトを巻き取るシートベルトリトラクタに設けられ複数のボールを用いたプリテンショナー、シートベルトリトラクタ、および車両のシートベルト装置に好適に利用することができる。

Claims (5)

  1. 　パイプと、緊急時にガスを発生するガスジェネレータと、前記パイプ内に移動可能に設けられるとともに前記ガスジェネレータで発生した前記ガスのガス圧を受圧して力を発生するピストンと、前記ピストンが発生した前記力を伝達する複数の力伝達部材と、非作動時に前記ピストンを前記力伝達部材の方へ付勢するスプリングと、少なくとも回転可能に設けられるとともに、内周に複数の内歯を有しかつ外周に前記力伝達部材で伝達される前記力で押圧される複数の被押圧部を有するリングギアと、スプール側部材に設けられるとともに、前記内歯に噛合する外歯を有しかつ前記スプール側部材を回転させるピニオンとを少なくともを備え、緊急時に、前記力伝達部材が前記リングギアの被押圧部を押圧することで前記スプール側部材をシートベルト巻き取り方向に回転させるプリテンショナーにおいて、
    　前記ピストンの外周側面に前記ピストンの軸方向に向かって湾曲した凹部が形成されていることを特徴とするプリテンショナー。
  2. 　前記パイプは湾曲された湾曲部を有し、
    　非作動時に前記ピストンは前記パイプの前記湾曲部にセットされているとともに、前記ピストンの外周側面に形成された前記凹部の少なくとも一部が、前記パイプの前記湾曲部の湾曲した内周側のパイプの内周面の部分に当接していることを特徴とする請求項１に記載のプリテンショナー。
  3. 　ピストン軸方向に沿う前記凹部の断面形状が円弧状に湾曲して形成されているとともに、前記凹部の前記断面形状の半径が、前記パイプの前記湾曲部の前記パイプの前記内周面の部分の半径と同じかまたはほぼ同じに設定されていることを特徴とする請求項２に記載のプリテンショナー。
  4. 　シートベルトを巻き取るスプールと、緊急時に前記スプールをシートベルト巻き取り方向に回転させるプリテンショナーとを少なくとも有し、
    　前記プリテンショナーは請求項１ないし３のいずれか１に記載のプリテンショナーであることを特徴とするシートベルトリトラクタ。
  5. 　シートベルトと、前記シートベルトを巻き取るシートベルトリトラクタと、シートベルトに摺動可能に支持されたタングと、車体に設けられるとともに前記タングが係脱可能に係止されるバックルとを少なくとも有し、
    　前記シートベルトリトラクタは請求項４に記載のシートベルトリトラクタであることを特徴とするシートベルト装置。
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