WO2012165152A1 - シートベルト用リトラクタ - Google Patents

Abstract

　リトラクタは、プリテンショナユニット（１６）を備え、プリテンショナユニット（１６）は、巻取ドラムと連動回転可能なピニオンギヤ（１６５）と、ピニオンギヤ（１６５）を介して巻取ドラムをウエビングの巻き取り方向に回転させるピストン（１６４）と、ピストン（１６４）を収容するシリンダ（１６２）と、シリンダ内の内部空間（ＮＳ）にガスを満たしてピストン（１６４）を駆動するガス発生部材とを有している。シリンダ（１６２）は、側面においてガス抜き孔（６２５）を有し、ガス抜き孔（６２５）は、ガス発生前のピストン（１６４）の初期位置では、内部空間（ＮＳ）と外部とがガス抜き孔（６２５）を介して導通しない位置であって、ガス発生後、ピストン（１６４）の移動に応じて変化した内部空間（ＮＳ）と外部とがガス抜き孔（６２５）を介して導通した状態となる位置に設けられる。

Description

シートベルト用リトラクタ

　本発明は、緊急時にウエビングの弛みを除去するための機構を備えたシートベルト用リトラクタに関する。

　従来より、車両衝突時等の車両緊急時に、ウエビングの弛みを除去するためのプリテンショナ機構を備えたシートベルト用リトラクタに関する技術が種々提案されている。

　例えば、特許文献１では、ウエビングを巻き取る巻取ドラムと、ガス発生部材と、断面矩形で筒状のシリンダと、ガス発生部材によって発生したガス圧を受けてシリンダ内を移動するピストンと、当該ピストンに形成されたラックラックと噛合して回転するとともに、巻取ドラムに連動回転可能なピニオンギヤ体とを有するプリテンショナ機構を備えたシートベルト用リトラクタが提案されている。

　当該特許文献１のシートベルト用リトラクタでは、プリテンショナ機構の動作によってウエビングを巻き取った後のウエビングの引き出しを考慮して、シリンダ内のガス圧を下げるために、シリンダ内部と外部とをつなぐガス抜き穴がピストンに設けられている。

特開２００９－２４１８６７号公報

　しかし、上記特許文献１のシートベルト用リトラクタのように、ガス抜き穴をピストンに設けると、プリテンショナ機構が動作する際の初期状態からガスが抜けてしまう構造であるため、ピストンの駆動に必要な圧力を得るために、ガス抜けによる圧力ロス分を考慮してガス発生部材の出力を設定する必要がある。

　そこで、本発明は、ガスの圧力ロスを低減し、ガス発生部材の出力をピストンの駆動に有効に利用することが可能なシートベルト用リトラクタを提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明に係るシートベルト用リトラクタの第１の態様は、ウエビングを巻き取る巻取ドラムと、前記ウエビングの巻き取り方向に、前記巻取ドラムを回転させるプリテンショナユニットとを備え、前記プリテンショナユニットは、前記巻取ドラムと連動回転可能なピニオンギヤと、前記ピニオンギヤに噛合するラックを有し、前記ピニオンギヤを介して前記巻取ドラムを前記巻き取り方向に回転させるピストンと、前記ピストンを移動可能に収容する筒状のシリンダと、発生させたガスを前記シリンダ内の内部空間に満たして、当該ガスの圧力で前記ピストンを駆動するガス発生部材とを有し、前記筒状のシリンダは、側面において、前記ガスを前記シリンダの外部に放出するための貫通孔を有し、前記貫通孔は、ガス発生前の前記ピストンの初期位置では、前記シリンダ内の内部空間と前記外部とが前記貫通孔を介して導通しない位置であって、ガス発生後、前記ピストンの移動に応じて変化した前記シリンダ内の内部空間と前記外部とが前記貫通孔を介して導通した導通状態となる位置に設けられる。

　また、本発明に係るシートベルト用リトラクタの第２の態様は、上記第１の態様において、前記貫通孔は、前記プリテンショナユニットの動作によって、前記巻取ドラムに前記巻き取り方向への力が最初に加わったときに、前記導通状態となる位置に設けられる。

　また、本発明に係るシートベルト用リトラクタの第３の態様は、上記第１の態様または上記第２の態様において、前記プリテンショナユニットは、前記ピニオンギヤの回転によりパウルを突出して、当該パウルを前記巻取ドラムのギヤに係合させることによって、前記巻取ドラムと前記ピニオンギヤとの連動回転を実現するクラッチ機構をさらに有し、前記貫通孔は、前記パウルが前記巻取ドラムのギヤに係合したときに、前記導通状態となる位置に設けられる。

　また、本発明に係るシートベルト用リトラクタの第４の態様は、上記第１の態様から上記第３の態様のいずれかにおいて、前記ピストンの前記内部空間側の面には、シール部材が設けられる。

　また、本発明に係るシートベルト用リトラクタの第５の態様は、上記第１の態様から上記第４の態様のいずれかにおいて、前記プリテンショナユニットは、前記シリンダの側面の一部に隣接して配置されるブロック部材、をさらに有し、前記貫通孔は、前記シリンダの側面の周方向において、前記ブロック部材の内壁と前記シリンダの側面の前記一部とによって形成される特定空間に前記ガスを排出ガスとして放出することが可能な位置に設けられる。

　また、本発明に係るシートベルト用リトラクタの第６の態様は、上記第５の態様において、前記特定空間は、前記ブロック部材の内壁と前記シリンダの側面の前記一部とによって囲まれない開放部を有し、前記シートベルト用リトラクタは、組み上げた状態では、耐熱性の部材が前記開放部に位置するように構成され、前記貫通孔は、前記特定空間において、前記開放部に位置する前記耐熱性の部材に、当該貫通孔から放出される前記排出ガスを最初に当てることが可能に設けられる。

　また、本発明に係るシートベルト用リトラクタの第７の態様は、上記第５の態様または上記第６の態様において、前記ブロック部材は、前記排出ガスを前記特定空間から導く通路を有し、前記通路は、前記ブロック部材内において、複雑に入り組んで構成されている。

　また、本発明に係るシートベルト用リトラクタの第８の態様は、上記第７の態様において、前記プリテンショナユニットは、前記シリンダおよび前記ブロック部材を覆うカバープレート、をさらに有し、前記カバープレートには、前記ブロック部材における前記特定空間および前記通路の少なくとも１つを覆う位置にビードが設けられる。

　上記第１の態様によれば、ガスが最初に発生するときは、パイプシリンダ内の内部空間が密閉状態に保たれるので、発生ガスの圧力をピストンの進行力に有効に利用することが可能になる。

　また、上記第２の態様および上記第３の態様によれば、ウエビングに弛みがなく巻取ドラムが巻き取り方向に回転しない状況においても、プリテンショナユニットにガス圧による過度な負荷をかけることなく、プリテンショナユニットを安全に動作させることが可能になる。

　また、上記第４の態様によれば、パイプシリンダ内の内部空間の密閉性をさらに高めることが可能になる。

　また、上記第５の態様によれば、排出ガスが囲いのある特定空間に放出されるので、高温の排出ガスがプリテンショナユニットの外部に漏れる危険性を低減することができる。

　また、上記第６の態様によれば、貫通孔から放出される排出ガスは最初に耐熱性の部材に当たるので、排出ガスの温度を下げることができる。

　また、上記第７の態様によれば、排出ガスは複雑に入り組んだ通路に導かれるので、プリテンショナユニット外部への火の粉の流出を抑えることができる。

　また、上記第８の態様によれば、排出ガスによるカバープレートの変形を抑制することが可能になる。

　この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

本実施形態に係るシートベルト用リトラクタを示す斜視図である。 シートベルト用リトラクタを、所定の機能を実現する構成要素単位で分解した分解斜視図である。 巻取ドラムとプリテンショナユニットとをさらに細かく分解した分解斜視図である。 待機状態におけるプリテンショナユニットの縦断面図である。 プリテンショナユニットを構成するパイプシリンダの斜視図である。 カバープレートの斜視図である。 プリテンショナユニットの動作を説明するための図である。 プリテンショナユニットの縦断面図である。 プリテンショナユニットの動作を説明するための図である。 プリテンショナユニットの動作を説明するための図である。 プリテンショナユニットの動作を説明するための図である。 プリテンショナユニットの縦断面図である。 プリテンショナユニットをハウジングユニットへの取り付け面側から見た斜視図である。 ベースブロック内を通る排出ガスの流れを示す図である。 プリテンショナユニットをカバープレート側から見た外観図である。

　以下、実施形態について図面を参照して説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一または相応する要素を示すものとする。

　＜実施形態＞
　　［１．全体構成］
　図１は、本実施形態に係るシートベルト用リトラクタ１を示す斜視図である。

　図１に示されるように、本実施形態に係るシートベルト用リトラクタ（単に「リトラクタ」とも称する）１は、車両等の座席に備えられるシートベルト装置に適用されるものである。当該リトラクタ１は、通常状態では、シートベルトとしてのウエビング１１を引出および巻取自在に収容している。そして、リトラクタ１は、車両の衝突時や急減速時等の緊急時（車両緊急時）には、乗員を効果的に拘束するため、弛みを除去するようにウエビング１１を巻取り、その後、乗員に加わる衝撃を緩和するようにウエビング１１を徐々に繰り出すように構成されている。

　リトラクタ１は、ハウジングユニット（ハウジング）１２と、巻取ドラム１３と、緊急ロックユニット１４と、巻取バネユニット１５と、プリテンショナユニット１６とを備えている。ここでは、巻取ドラム１３は、ハウジング１２内に収容され、ハウジング１２の外側には、緊急ロックユニット１４および巻取バネユニット１５と、プリテンショナユニット１６とが設けられている。ここで、巻取ドラム１３を中心にしてリトラクタ１における各構成要素の位置関係を見ると、巻取ドラム１３の一端側（図１では左端側）に緊急ロックユニット１４および巻取バネユニット１５が設けられ、巻取ドラム１３の他端側（図１では右端側）にプリテンショナユニット１６が設けられた構成となっている。

　　［２．各構成要素の機能および各構成要素の概略構成］
　次に、リトラクタ１各構成要素について説明する。図２は、シートベルト用リトラクタ１を、所定の機能を実現する構成要素単位で分解した分解斜視図であり、図３は、巻取ドラム１３と、プリテンショナユニット１６とをさらに細かく分解した分解斜視図である。

　図２に示されるように、ハウジング１２は、相対向して設けられた一対の側板部１２１，１２２と、当該側板部１２１，１２２の縁部を連結する連結板部１２３，１２４とを備えている。また、連結板部１２３の上部には、ウエビング１１を外部に引き出すための開口１２５を有した部材１２６が設けられている。

　ハウジング１２は、一対の側板部１２１，１２２間に巻取ドラム１３を配置させた状態で、一方側の側板部１２２の外面に緊急ロックユニット１４を、他方側の側板部１２１の外面にプリテンショナユニット１６を取付可能に構成されている。

　巻取ドラム１３は、ウエビング１１が巻装された状態でハウジング１２内に回転自在に配置される部材である。具体的には、巻取ドラム１３は、アルミ材等により形成され、略円柱状のドラム本体部１３１と、そのドラム本体部１３１の軸心方向両端部に径方向に張出形成されたフランジ部１３２，１３３とを有している。そして、ウエビング１１は、両フランジ部１３２，１３３間のドラム本体部１３１に巻装される。

　また、図３に示されるように、巻取ドラム１３には、中心軸に沿って不貫通の軸孔部１３４が形成されており、この軸孔部１３４には、トーションバー１３５が挿入されている。トーションバー１３５の一端部１３５Ａは、軸孔部１３４内部において、巻取ドラム１３と相対回転不能に結合される。また、トーションバー１３５の他端部１３５Ｂは、緊急ロックユニット１４に接続されるラチェットギア１３６と相対回転不能に結合される。

　緊急ロックユニット１４（図１，２参照）は、ハウジング１２の側板部１２２に固設され、ラチェットギア１３６を介してウエビング１１の急激な引き出しおよび車両の急激な加速度の変化に反応してウエビング１１の引き出しを停止する動作を行う。

　巻取バネユニット１５は、緊急ロックユニット１４の外側に設けられ、巻取バネユニット１５の内部に設けられた渦巻バネの付勢力により、巻取ドラム１３をウエビング１１の巻取方向に常時回転付勢する機能を有している。

　プリテンショナユニット１６は、ハウジング１２の側板部１２１にタッピングネジＰＮ１を用いて、カバープレート１６８（図３）とベースプレート１６６（図３）とを直接共締め、若しくはカバープレート１６８とベースプレート１６６との間にベースブロック１６７（図３）を介して共締めして固設される。プリテンショナユニット１６は、車両の衝突時等の緊急時に所定のセンサ出力に応じてガス発生部材（ガス発生器）１６１を作動させ、このガス（流体）の圧力を利用して巻取ドラム１３のフランジ部１３３を介して、巻取ドラム１３をウエビング巻取方向に回転させる機構である。

　車両の衝突時等の緊急時に当該プリテンショナユニット１６を動作させてウエビング１１を巻き取ることによれば、ウエビング１１の弛みを除去して乗員を効果的にシート側に拘束できる。

　なお、本プリテンショナユニット１６は、車両が実際に衝突した場合のような緊急時において不可逆的に、つまり、一度だけ動作し、ウエビング１１を巻き取る。すなわち、実際に車両が衝突してしまった後には、ウエビング１１を再度引締める機構は不要となるので、不可逆的なプリテンショナユニット１６によりウエビング１１を比較的強固に引締めるのである。

　　［３．プリテンショナユニット１６の詳細構成］
　次に、プリテンショナユニット１６の構成について詳述する。図４は、待機状態におけるプリテンショナユニット１６の縦断面図である。図５は、プリテンショナユニット１６を構成するパイプシリンダ１６２の斜視図である。図６は、カバープレート１６８の斜視図である。

　図３に示されるように、プリテンショナユニット１６は、ガス発生部材１６１と、パイプシリンダ１６２と、ガス発生部材１６１のガス圧を受けてパイプシリンダ１６２内を移動するシールプレート１６３およびピストン１６４と、当該ピストン１６４に形成されたラック６４２に噛合（係合）して回転するピニオンギヤ１６５と、パイプシリンダ１６２が取り付けられるベースプレート１６６と、ポリアセタール等の合成樹脂で形成され、ピニオンギヤ１６５の側面を覆うようにベースプレート１６６に配設されるベースブロック（ブロック部材）１６７と、ベースプレート１６６に配置されたパイプシリンダ１６２、ベースブロック１６７等を覆うカバープレート１６８と、ベースプレート１６６の外側面に配設されるクラッチ機構１６９とから構成されている。

　ピニオンギヤ１６５は、スチール材等で形成された略円筒状で、その外周部にはピストン１６４に形成されたラック６４２に噛合するピニオンギヤ部６５０が形成されている。また、当該ピニオンギヤ部６５０の軸心方向のカバープレート１６８側には、外側方向に延出された円筒状の支持部６５１が形成されている。当該支持部６５１は、後述のようにカバープレート１６８の支持孔（開口部）６８３に嵌め込まれる。

　一方、ピニオンギヤ部６５０の軸心方向のベースプレート１６６側の端部には径方向に張り出すフランジ部６５２が形成されている。さらに、このフランジ部６５２から外側方向には、ベアリング１７０を嵌入させる軸受け部６５３を有するボス部６５４が形成されている。また、このボス部６５４の先端部の外周面には、３個ずつのスプラインが中心角約１２０度間隔で形成されている。

　クラッチ機構１６９は、スチール材等で形成されたパウルベース６９１と、スチール材等で形成された３個のクラッチパウル６９２と、ポリアセタール等の合成樹脂で形成されて、パウルベース６９１とともに各クラッチパウル６９２を挟持する略円環状のパウルガイド６９３とから構成されている。

　また、パウルベース６９１の内周面には、ピニオンギヤ１６５のボス部６５４に形成されたスプラインが圧入されるスプライン溝が中心角約１２０度間隔で３個ずつ形成されている。また、パウルガイド６９３の内周径は、パウルベース６９１のスプライン溝よりも大きく形成されるとともに、このパウルガイド６９３のベースプレート１６６側の側面部には、等角度で位置決突起（不図示）が３つ突設されている。

　リトラクタ１を構成する際には、クラッチ機構１６９のパウルガイド６９３のベースプレート１６６側の側面部に突設される各位置決突起を、ベースプレート１６６の各位置決孔６６１に嵌入して、該クラッチ機構１６９をベースプレート１６６におけるハウジング１２の側板部１２１側の面に配置する。続いて、ピニオンギヤ１６５のボス部６５４を、ベースプレート１６６の略中央部に形成された貫通孔（開口部）６６２に嵌入後、当該ボス部６５４に形成される各スプラインをクラッチ機構１６９を構成するパウルベース６９１の各スプライン溝に圧入固定する。これにより、クラッチ機構１６９とピニオンギヤ１６５とが、ベースプレート１６６に配設固定されるとともに、ピニオンギヤ１６５のピニオンギヤ部６５０が、図４に示す位置に常に位置決め固定される。

　なお、ベースプレート１６６の略中央部に形成される貫通孔６６２の内径は、ピニオンギヤ１６５のボス部６５４の基端部６５５の外径を支持できる径に形成されて、ピニオンギヤ１６５の一端側を回転可能に支持することが可能に構成されている。

　パイプシリンダ（シリンダ）１６２（図３，５参照）は、筒状のスチールパイプ材等を略Ｌ字状に屈曲させて形成されている。

　具体的には、パイプシリンダ１６２の一端側（図５中、下側折曲部分）には、略円筒状の収納部６２１が形成されて、ガス発生部材１６１を収納するように構成されている。ガス発生部材１６１は、火薬を含んでおり、図示省略の制御部からの着火信号により当該火薬を着火させてガス発生剤の燃焼でガスを発生させるように構成されている。当該ガス発生部材１６１は、パイプシリンダ１６２の内壁と当該パイプシリンダ１６２内に配置されるピストン１６４の底部との間に形成される空間（内部空間）ＮＳ（図４参照）にガスを満たして、当該ガスの圧力でピストン１６４を駆動する駆動機構として機能する。

　一方、パイプシリンダ１６２の他端側（図５中、上側折曲部分）には、ピストン収納部６２２が形成されている。ピストン収納部６２２は、断面略円形の筒形状を有し、筒の中段から上端にかけて一部、切欠部６２３が形成されている。ピストン１６４が移動すると、当該切欠部６２３からは、ピストン１６４のラック６４２が出現することになる。パイプシリンダ１６２をベースプレート１６６上に配設した場合、当該切欠部６２３には、ピニオンギヤ１６５のピニオンギヤ部６５０がラック６４２と噛合可能なように位置することになる。

　このように、パイプシリンダ１６２のピストン収納部６２２を断面略円形に形成することによれば、ピストン収納部６２２の断面を矩形に形成する場合に比べて、パイプシリンダ１６２の製造コストを大幅に低減することができる。

　また、ピストン収納部６２２の上端部には、プリテンショナユニット１６をハウジング１２に取り付けるとともに、ピストン１６４の抜け止め、並びにパイプシリンダ１６２の抜け止めおよび回転止めとして機能するストッパーピンＰＮ２を挿通可能な相対向する一対の貫通孔６２４が形成されている。ストッパーピンＰＮ２は、カバープレート１６８の貫通孔ＨＬ１、ベースプレート１６６の貫通孔ＨＬ２およびパイプシリンダ１６２の一対の貫通孔６２４に挿入され、カバープレート１６８、パイプシリンダ１６２、およびベースプレート１６６をハウジング１２にプッシュナットＮＡ１を用いて共締め固定する。

　シールプレート（「シール部材」とも称する）１６３は、ゴム材等でピストン収納部６２２の上端側から挿入可能な略円形の板状に形成されている。当該シールプレート１６３は、ピストン１６４とパイプシリンダ１６２の内壁との間をシールする機能を有している。また、シールプレート１６３の中央部には、突起部６３１が設けられている。

　ピストン１６４は、スチール材等で形成され、全体として長尺状の形状を有している。そして、ピストン１６４の側面には、ピニオンギヤ１６５のピニオンギヤ部６５０に噛合するラック６４２が形成されている。また、ラック６４２の先端部の背面には、ストッパーネジＰＮ２に当接可能な段差部６４３が形成されている。また、ピストン１６４の下端部には、シールプレート１６３の突起部６３１を嵌め込み可能な嵌入溝６４１（図４参照）が形成されている。

　また、ラック６４２が形成された側面と反対側の面は、パイプシリンダ１６２の内壁と接触可能な接触面６４４として構成されている。当該接触面６４４は、パイプシリンダ１６２に対してピストン１６４がスムーズに摺動可能なように、パイプシリンダ１６２の内壁面に合わせた形状となっている。すなわち、ピストン１６４において接触面側の断面は、円弧状に形成されている。

　なお、ラック６４２の背面側において、パイプシリンダ１６２の内壁と接触可能な部分は、「接触部」とも称される。本実施形態では、接触部として、接触面６４４を例示したが、当該接触部は、ピストン１６４のスムーズな移動を妨げない形状であれば、他の形状であってもよい。例えば、半球状の突部をラック６４２の背面側に設けて、接触部として構成してもよい。

　このような形状を有するピストン１６４は、シールプレート１６３の突起部６３１をピストン１６４の嵌入溝６４１に嵌入した状態で、シールプレート１６３を奥側にして、ピストン収納部６２２の上端から奥に圧入される。

　圧入されたピストン１６４は、図４に示されるように、ピストン収納部６２２の奥側において、ラック６４２の先端がピニオンギヤ部６５０に非噛合状態となるように配置される。また当該非噛合状態では、ピストン１６４は、ベースブロック１６７に設けられ、プリテンショナユニット１６の動作時にはピストン１６４によってせん断される位置決めリブ６７１によって、位置決めおよび回転規制される（図４参照）。

　カバープレート１６８は、図６に示されるように、パイプシリンダ１６２の側面を当該側面の形状に沿って覆うシリンダ被覆部６８１と、ピニオンギヤ１６５およびベースブロック１６７を覆う平面形状の平板被覆部６８２とを有している。

　シリンダ被覆部６８１は、筒状のパイプシリンダ１６２の側面を当接して被覆可能なように、当該側面に沿うことが可能な丸みを帯びた形状となっている。また、シリンダ被覆部６８１には、当該シリンダ被覆部６８１の一部を窪ませた絞り部６８４が形成されている。

　平板被覆部６８２は、シリンダ被覆部６８１と連接して形成され、ピニオンギヤ１６５の支持部６５１を嵌入させる支持孔６８３を有している。また、当該支持孔６８３からシリンダ被覆部６８１の絞り部６８４にかけては、平板被覆部６８２と同一平面の平板によって構成されている。

　このような構造を有するカバープレート１６８は、ピニオンギヤ１６５の支持部６５１を支持孔６８３に嵌入させつつ、パイプシリンダ１６２をシリンダ被覆部６８１で覆うように配置され、ピンＰＮ１によってベースプレート１６６と一緒にハウジング１２に固設される。

　カバープレート１６８がハウジング１２に固設された状態では、ピニオンギヤ１６５の両端部に形成されたボス部６５４の基端部６５５と、支持部６５１とが、それぞれベースプレート１６６の貫通孔６６２とカバープレート１６８の支持孔６８３とに嵌入される。これにより、ピニオンギヤ１６５は、ベースプレート１６６とカバープレート１６８とによって、回転可能に支持されることになる。

　また、カバープレート１６８がハウジング１２に固設された状態では、パイプシリンダ１６２は、ベースプレート１６６とカバープレート１６８とによって挟持されるとともに、ベースブロック１６７とカバープレート１６８とによって挟持される。

　また、カバープレート１６８がハウジング１２に固設された状態では、シリンダ被覆部６８１の絞り部６８４が、パイプシリンダ１６２の切欠部６２３に嵌入されることになる。

　なお、プリテンショナユニット１６では、カバープレート１６８をベースプレート１６６に合わせた状態で、ベースプレート１６６の端部６６３をかしめることによって、カバープレート１６８のベースプレート１６６への固設力を強化させている。これによれば、固設に用いるネジ・ピン等の部品点数を削減することが可能になる。

　また、カバープレート１６８がハウジング１２に固設された状態では、パイプシリンダ１６２のピストン収納部６２２の上端側開口が、ベースプレート１６６の上端部から略直角に延出されたカバー部６６４によって覆われる。

　　［４．プリテンショナユニット１６の動作］
　次に、車両衝突時のプリテンショナユニット１６によるウエビング１１の巻き取り動作、すなわち、プリテンショナユニット１６の動作を説明する。図７，図９～図１１は、プリテンショナユニット１６の動作を説明するための図である。なお、図７，図９～図１１では、ピストン１６４に設けられたラック６４２とピニオンギヤ１６５との噛合状態が示されるとともに、クラッチ機構１６９のクラッチパウル６９２と、巻取ドラム１３に設けられたクラッチギヤ１３７との係合状態が示されている。図８および図１２は、プリテンショナユニット１６の縦断面図である。図１３は、プリテンショナユニット１６をハウジングユニット１２への取り付け面側から見た斜視図である。図１４は、ベースブロック１６７内を通る排出ガスの流れを示す図である。図１５は、プリテンショナユニット１６をカバープレート１６８側から見た外観図である。

　図４に示されるように、プリテンショナユニット１６が動作する前の待機状態（初期状態）では、ピストン１６４のラック６４２とピニオンギヤ１６５とが非噛合状態となるように、ピストン１６４が一定位置で固定されている。この待機状態では、図７に示されるように、クラッチパウル６９２は、クラッチ機構１６９に収納された状態となっている。

　待機状態において、ガス発生部材１６１からガスが発生すると、発生したガスの圧力によって、シールプレート１６３が押圧される。シールプレート１６３が押圧されると、図８に示されるように、ピストン１６４がピストン収納部６２２の上端側（図８の矢印ＹＡ１の方向）へ移動するとともに、ラック６４２と噛合したピニオンギヤ１６５が矢印ＹＡ２の方向に回転する。

　ピニオンギヤ１６５が矢印ＹＡ２の方向に回転すると、当該ピニオンギヤ１６５によって圧入固定されたパウルベース６９１も連動して回転する。

　ここで、クラッチ機構１６９においては、パウルベース６９１は回転可能な状態である一方、パウルガイド６９３に設けられた位置決突起がベースプレート１６６に係合しているため、パウルガイド６９３は回転不能の状態にある。このため、プリテンショナユニット１６の動作初期段階においては、不回転のパウルガイド６９３に対してパウルベース６９１が相対回転する。

　パウルベース６９１のこの回転運動に伴い、パウルベース６９１に押圧されるクラッチパウル６９２も同方向に回転し、当該回転によって移動したクラッチパウル６９２は、図９に示されるように、パウルガイド６９３のガイド部９３１に当たって、外径方向への突出を開始する。

　パウルベース６９１がさらに回転すると、パウルベース６９１によってさらに押圧されたクラッチパウル６９２は、図１０に示されるように、ガイド部９３１により外径方向に摺動案内されて外径方向に完全に突出することになる。そして、突出したクラッチパウル６９２は、巻取ドラム１３のフランジ部１３３において、軸心に向かって刻設されたクラッチギヤ１３７に接触する（図１０参照）。

　クラッチパウル６９２がクラッチギヤ１３７に接触した後も、引き続きパウルガイド６９３に駆動力が加えられると、クラッチパウル６９２がクラッチギヤ１３７に噛み込み、クラッチパウル６９２とクラッチギヤ１３７とが係合する（図１１参照）。クラッチパウル６９２とクラッチギヤ１３７との係合後、パウルガイド６９３に駆動力がさらに加えられ、当該駆動力に抗しきれなくなると、ベースプレート１６６の位置決孔６６１に嵌入されたパウルガイド６９３の位置決突起が破断する。以後、クラッチ機構１６９は一体となって、クラッチギヤ１３７に係合したクラッチパウル６９２を介して巻取ドラム１３をウエビング１１の巻き取り方向（図１１の矢印ＹＡ４の方向）に回転させることになり、ウエビング１１の巻き取りが行われる。このようにクラッチ機構１６９は、プリテンショナユニット１６動作時に、巻取ドラム１３とピニオンギヤ１６５との連動回転を実現する。

　そして、ガス発生部材１６１で発生したガスの圧力によって、ピストン１６４がピストン収納部６２２の最上端へ移動した場合には、ピストン１６４の段差部６４３が、各貫通孔６２４に挿通されたストッパーネジＰＮ２に当接して、ピストン１６４が停止する（図１２参照）。

　また、プリテンショナユニット１６の動作後、ウエビング１１が再度引き出される場合には、ピニオンギヤ１６５が逆回転し、そしてピストン１６４が下方（図１２の矢印ＹＡ３の方向）に下がることになる。この際、パイプシリンダ１６２の側面に設けられた貫通孔（「ガス抜き孔」とも称する）６２５からパイプシリンダ１６２内のガスが抜け、スムーズにピストン１６４が下がる。

　このような動作を行うプリテンショナユニット１６では、パイプシリンダ１６２内のガスを外部（外部空間）に放出するためのガス抜き孔６２５は、ガス発生部材１６１の出力を、ピストン１６４の駆動に有効に利用することが可能な位置に設けられる。

　具体的には、図７に示されるように、ガス抜き孔６２５は、プリテンショナユニット１６動作前の待機状態において、シールプレート１６３における、パイプシリンダ１６２の内壁（内周面）と接触する部分（「シール接触部」とも称する）６３９の上方に設けられる。このように、パイプシリンダ１６２の軸心方向におけるガス抜き孔６２５の位置を、待機状態のシールプレート１６３におけるシール接触部６３９の位置よりも上方に設ければ、ガス発生前のピストン１６４の初期位置では、パイプシリンダ１６２内の内部空間ＮＳと外部空間とがガス抜き孔６２５を介して導通しない非導通の状態（非導通状態）となる。

　したがって、本実施形態のプリテンショナユニット１６では、プリテンショナユニット１６の動作開始時点において、パイプシリンダ１６２内の内部空間ＮＳを密閉状態に保つことができるので、ガスの圧力をピストン１６４の進行力に有効に利用することが可能になる。

　また、待機状態では、パイプシリンダ１６２内の内部空間ＮＳを密閉状態に保つことができるので、外部から内部空間ＮＳ内への埃、塵等の異物の混入を防ぐことができ、異物の混入を防ぐための部材を設けなくてよい。さらに、待機状態において、図４に示すようにピストン１６４により、ガス抜き孔６２５をパイプシリンダ内から塞ぐようにすることで、ガス抜き孔６２５を通じて、外部からパイプシリンダ１６２内全体へ埃、塵等が混入することを防ぐことができ、異物の混入を防ぐ効果を高めることができる。

　またさらに、ガス抜き孔６２５は、パイプシリンダ１６２の軸心方向において、プリテンショナユニット１６の動作開始後、一定期間が経過した後に発生ガスを排出可能な位置に設けられる。

　具体的には、プリテンショナユニット１６では、プリテンショナユニット１６の動作開始後、クラッチパウル６９２が巻取ドラム１３のクラッチギヤ１３７に係合する。そして、プリテンショナユニット１６の動作によって発生した動力が巻取ドラム１３に伝達され、図１１に示されるように、巻取ドラム１３が矢印ＹＡ４の方向に回転を開始する。

　このような各動作段階を経るプリテンショナユニット１６において、ガス抜き孔６２５は、プリテンショナユニット１６で発生した動力の巻取ドラム１３への伝達が開始された時点における、シールプレート１６３のシール接触部６３９の位置よりもパイプシリンダ１６２の軸心方向において下方に設けられる。

　ガス抜き孔６２５をこのような位置に設けることにより、プリテンショナユニット１６では、動作開始後、クラッチパウル６９２が巻取ドラム１３のクラッチギヤ１３７に係合され、プリテンショナユニット１６の動力が巻取ドラム１３に加わるまでは、パイプシリンダ１６２内は、密閉状態に保たれる。すなわち、プリテンショナユニット１６では、待機状態（図７）、ガスの圧力によって押し上げられたラック６４２がピニオンギヤ１６５に最初に噛合するときの動作状態（図９）、およびクラッチパウル６９２がクラッチギヤ１３７に接触したときの動作状態（図１０）ではいずれも、パイプシリンダ１６２内の内部空間ＮＳは、密閉状態に保たれることになる。

　一方、クラッチパウル６９２が巻取ドラム１３のクラッチギヤ１３７に係合し、巻取ドラム１３にプリテンショナユニット１６による動力の伝達が開始された後は、図１１に示されるように、パイプシリンダ１６２内の内部空間ＮＳは、ガス抜き孔６２５を介して外部と導通した状態（導通状態）になる。このため、巻取ドラム１３の回転が開始される際には、発生ガスをガス抜き孔６２５からパイプシリンダ１６２の外部に排出することが可能になる。

　このように、プリテンショナユニット１６では、ガス抜き孔６２５は、ガス発生後、ピストン１６４の移動に応じて変化したパイプシリンダ１６２内の内部空間ＮＳと外部とが当該ガス抜き孔６２５を介して導通した導通状態となる位置に設けられる。これによれば、プリテンショナユニット１６の動作後、パイプシリンダ１６２内のガスを外部に排出可能な状態となるので、パイプシリンダ１６２内のガス圧が高まり過ぎることを避けることができ、プリテンショナユニット１６を安全に動作させることが可能になる。また、プリテンショナユニット１６の動作後、ウエビング１１が再度引き出されるときのピストン１６４の移動を円滑に行うことも可能になる。

　またさらに、プリテンショナユニット１６の動作によって発生した動力が巻取ドラム１３に最初に加わるときに、ガス抜き孔６２５を介してパイプシリンダ１６２内のガスを外部に排出可能な状態とすることによれば、プリテンショナユニット１６をさらに安全に動作させることが可能になる。具体的には、プリテンショナユニット１６動作時にウエビング１１に弛みがなく巻取ドラム１３が巻き取り方向に回転しない状況では、ピストン１６４が移動できないため、パイプシリンダ１６２内のガス圧が高まることになる。したがって、プリテンショナユニット１６の動作によって発生する巻き取り方向への力が巻取ドラム１３に最初に加わるときに、ガス抜き孔６２５を介してパイプシリンダ１６２内のガスを外部に排出可能な構成とすることによれば、ウエビング１１に弛みがなく巻取ドラム１３が巻き取り方向に回転しない状況においても、プリテンショナユニット１６にガス圧による過度な負荷をかけることなく、プリテンショナユニット１６を安全に動作させることが可能になる。

　また、本実施形態のシールプレート１６３のような板状のシール部材をピストン１６４の下端部における内部空間側の面に配置することで、プリテンショナユニット１６の動作時にガス発生部材１６１で発生したガス圧による、シール部材の変形を必要最小限に抑え、シール接触部６３９のピストン１６４に対する位置ずれを抑制することができる。これによりガス抜き孔６２５を介してパイプシリンダ１６２内のガスを外部に排出可能とする状態における、ピストン１６４のパイプシリンダ１６２に対するパイプシリンダ１６２の軸心方向における位置ずれを抑えることができるので、上記のようにガス発生部材１６１の出力を有効に利用すること、およびプリテンショナユニット１６を安全に動作させることが安定して実現可能となる。

　なお、本実施形態のような、クラッチ機構１６９を有するプリテンショナユニット１６では、プリテンショナユニット１６の動力が巻取ドラム１３に最初に加わる時点を、クラッチパウル６９２が巻取ドラム１３のクラッチギヤ１３７に係合した時点と言い換えることができるが、クラッチ機構を有さないプリテンショナユニットでは、後者の時点は存在しない。このため、クラッチ機構を有さないプリテンショナユニットでは、パイプシリンダ１６２内のガスを外部に排出可能な導通状態となるのは、プリテンショナユニットの動力が巻取ドラムに最初に加わる時点と表現される。

　また、パイプシリンダ１６２側面の周方向におけるガス抜き孔６２５の位置は、ガス抜き孔６２５からの排出ガスを、パイプシリンダ１６２の側面の一部に隣接して配置されるベースブロック１６７の内壁と、パイプシリンダ１６２の側面とによって形成される空間（特定空間）に放出することが可能な位置とされる。このように、排出ガスを囲いのある特定空間に放出可能な構成とすることによれば、高温の排出ガスがプリテンショナユニット１６の外部に漏れる危険性を低減することができる。

　さらに、ガス抜き孔６２５から排出される排出ガスは、火炎を伴う高温のガスであるため、プリテンショナユニット１６では、ガス抜き孔６２５から出た排出ガスを、最初に金属製等の耐熱性のある部材に当てるように構成されている。

　具体的には、図１３に示されるように、上記特定空間は、ベースブロック１６７の内壁と、パイプシリンダ１６２の側面とによっては囲まれない開放部ＫＳを有している。リトラクタ１の組み上げ状態では、当該開放部ＫＳには、金属製のハウジング１２の側板部１２１が配置されるように構成されている。そして、ガス抜き孔６２５は、開放部ＫＳに配置される側板部１２１に排出ガスを最初に当てることが可能なように設けられる。より詳細には、ガス抜き孔６２５から出た排出ガスが側板部１２１のガス受け部ＲＧに直接当たるように、パイプシリンダ１６２側面の周方向における、ガス抜き孔６２５の位置が調整される。そしてさらに、ガス抜き孔６２５の周方向の位置調整に加えて、ガス抜き孔６２５から出た排出ガスが側板部１２１のガス受け部ＲＧに直接当たるように、ガス抜き孔６２５の形状も調整される。

　このように、ガス抜き孔６２５から排出される排出ガスを、金属製の側板部１２１に最初に当てる構成とすることによれば、排出ガスの温度を下げることができるので、合成樹脂製のベースブロック１６７の変形を防ぐことができる。なお、ここでは、金属製等の耐熱性のある部材として、ハウジング１２の側板部１２１の一部を用いていたが、例えば、ベースプレート１６６を変形して、ベースプレート１６６の一部を耐熱性ある部材として上記側板部１２１の替わりに用いてもよい。また、耐熱性のある部材として、金属、セラミック等の部材を別途用意して、別途に用意した当該部材をベースブロック１６７に取り付けてもよい。

　また、図１４に示されるように、ベースブロック１６７には、排出ガスを上記特定空間から導く通路（「ガス通路」とも称する）が設けられている。当該ガス通路は、複雑に入り組んで構成されているため、ガス抜き孔６２５から出た排出ガスは、ベースブロック１６７内のガス通路を複雑に移動することになる（図１４中の矢印参照）。このように、排出ガスの移動通路を複雑に構成し、排出ガスを障害物に当てることによれば、ベースブロック１６７内で火炎を伴う排出ガスから火を消失させることが可能になり、プリテンショナユニット１６外部への火の粉の流出を抑えることができる。

　また、図１５に示されるように、本実施形態のカバープレート１６８には、カバープレート１６８の支持孔６８３の周囲から、ベースブロック１６７におけるパイプシリンダ１６２からの排出ガスの流入部方向にかけて、線状突部であるビード（補強ビード）ＢＤが形成されている。

　このように、カバープレート１６８において、ベースブロック１６７のガスの排出付近、詳細には、特定空間およびガス通路の少なくとも１つを覆う位置にビードＢＤを設けることによれば、カバープレート１６８の強度を高め、排出ガスによるカバープレート１６８の変形を抑制することが可能になる。

　以上のように、本実施形態のシートベルト用リトラクタ１は、ウエビング１１を巻き取る巻取ドラム１３と、ウエビング１１の巻き取り方向に、巻取ドラム１３を回転させるプリテンショナユニット１６とを備えている。そして、プリテンショナユニット１６は、巻取ドラム１３と連動回転可能なピニオンギヤ１６５と、ピニオンギヤ１６５に噛合するラック６４２を有し、ピニオンギヤ１６５を介して巻取ドラム１３を巻き取り方向に回転させるピストン１６４と、ピストン１６４を移動可能に収容する筒状のパイプシリンダ１６２と、発生させたガスをシリンダ内の内部空間ＮＳに満たして、当該ガスの圧力でピストン１６４を駆動するガス発生部材１６１とを有している。パイプシリンダ１６２は、筒状の側面において、ガスをパイプシリンダ１６２の外部に放出するためのガス抜き孔６２５を有し、ガス抜き孔６２５は、ガス発生前のピストン１６４の初期位置では、パイプシリンダ１６２内の内部空間ＮＳと外部とがガス抜き孔６２５を介して導通しない位置であって、ガス発生後、ピストン１６４の移動に応じて変化したパイプシリンダ１６２内の内部空間ＮＳと外部とがガス抜き孔６２５を介して導通した導通状態となる位置に設けられる。

　このようなシートベルト用リトラクタ１によれば、プリテンショナユニット１６の動作開始時点において、パイプシリンダ１６２内の内部空間ＮＳが密閉状態に保たれるので、発生ガスの圧力をピストン１６４の進行力に有効に利用することが可能になる。また、プリテンショナユニット１６の動作後、パイプシリンダ１６２内のガスを外部に排出可能な状態となるので、パイプシリンダ１６２内のガス圧が高まり過ぎることを避けることができ、プリテンショナユニット１６を安全に動作させることが可能になる。

　＜変形例＞
　以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は、上記に説明した内容に限定されるものではない。

　例えば、上記実施形態では、断面略円形のパイプシリンダ１６２を用いていたが、これに限定されず、例えば、断面略矩形のパイプシリンダを用いてもよい。

　この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

　１　シートベルト用リトラクタ（リトラクタ）
　１１　ウエビング
　１２　ハウジングユニット（ハウジング）
　１３　巻取ドラム
　１６　プリテンショナユニット
　１６１　ガス発生部材
　１６２　パイプシリンダ
　１６４　ピストン
　１６５　ピニオンギヤ
　１６６　ベースプレート
　１６８　カバープレート
　６２５　ガス抜き孔（貫通孔）
　６４２　ラック
　ＮＳ　内部空間
　ＢＤ　ビード

Claims (8)

1. 　ウエビングを巻き取る巻取ドラムと、
   　前記ウエビングの巻き取り方向に、前記巻取ドラムを回転させるプリテンショナユニットと、
   を備え、
   　前記プリテンショナユニットは、
   　　前記巻取ドラムと連動回転可能なピニオンギヤと、
   　　前記ピニオンギヤに噛合するラックを有し、前記ピニオンギヤを介して前記巻取ドラムを前記巻き取り方向に回転させるピストンと、
   　　前記ピストンを移動可能に収容する筒状のシリンダと、
   　　発生させたガスを前記シリンダ内の内部空間に満たして、当該ガスの圧力で前記ピストンを駆動するガス発生部材と、
   を有し、
   　前記筒状のシリンダは、側面において、前記ガスを前記シリンダの外部に放出するための貫通孔を有し、
   　前記貫通孔は、
   　　ガス発生前の前記ピストンの初期位置では、前記シリンダ内の内部空間と前記外部とが前記貫通孔を介して導通しない位置であって、
   　　ガス発生後、前記ピストンの移動に応じて変化した前記シリンダ内の内部空間と前記外部とが前記貫通孔を介して導通した導通状態となる位置に設けられるシートベルト用リトラクタ。
2. 　前記貫通孔は、
   　　前記プリテンショナユニットの動作によって、前記巻取ドラムに前記巻き取り方向への力が最初に加わったときに、前記導通状態となる位置に設けられる請求項１に記載のシートベルト用リトラクタ。
3. 　前記プリテンショナユニットは、
   　　前記ピニオンギヤの回転によりパウルを突出して、当該パウルを前記巻取ドラムのギヤに係合させることによって、前記巻取ドラムと前記ピニオンギヤとの連動回転を実現するクラッチ機構をさらに有し、
   　前記貫通孔は、
   　　前記パウルが前記巻取ドラムのギヤに係合したときに、前記導通状態となる位置に設けられる請求項１または請求項２に記載のシートベルト用リトラクタ。
4. 　前記ピストンの前記内部空間側の面には、シール部材が設けられる請求項１または請求項２に記載のシートベルト用リトラクタ。
5. 　前記プリテンショナユニットは、
   　　前記シリンダの側面の一部に隣接して配置されるブロック部材、
   をさらに有し、
   　前記貫通孔は、
   　　前記シリンダの側面の周方向において、前記ブロック部材の内壁と前記シリンダの側面の前記一部とによって形成される特定空間に前記ガスを排出ガスとして放出することが可能な位置に設けられる請求項１または請求項２に記載のシートベルト用リトラクタ。
6. 　前記特定空間は、前記ブロック部材の内壁と前記シリンダの側面の前記一部とによって囲まれない開放部を有し、
   　前記シートベルト用リトラクタは、組み上げた状態では、耐熱性の部材が前記開放部に位置するように構成され、
   　前記貫通孔は、
   　　前記特定空間において、前記開放部に位置する前記耐熱性の部材に、当該貫通孔から放出される前記排出ガスを最初に当てることが可能に設けられる請求項５に記載のシートベルト用リトラクタ。
7. 　前記ブロック部材は、前記排出ガスを前記特定空間から導く通路を有し、
   　前記通路は、前記ブロック部材内において、複雑に入り組んで構成されている請求項５または請求項６に記載のシートベルト用リトラクタ。
8. 　前記プリテンショナユニットは、
   　　前記シリンダおよび前記ブロック部材を覆うカバープレート、
   をさらに有し、
   　前記カバープレートには、前記ブロック部材における前記特定空間および前記通路の少なくとも１つを覆う位置にビードが設けられる請求項７に記載のシートベルト用リトラクタ。

Images