(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
プリテンショナ装置を備えた車両用のシートベルト装置では、車両の緊急時に、プリテンショナ装置が作動して、プリテンショナ装置により、シートベルトが引っ張られる。その際、プリテンショナ装置のガス発生器がガスを発生して、ガス発生器を保持するシリンダベースからシリンダにガスが供給される。ガスにより、ピストンが、シリンダ内で移動して、シートベルトに連結されたワイヤを引っ張る。これにより、シートベルトの弛みが除かれて、シートベルトを装着した乗員がシートに拘束される。
【0003】
ところで、プリテンショナ装置のシリンダには、主にコストと強度の観点から、円筒状の部材が使用される(特許文献1参照)。
特許文献1に記載された従来のプリテンショナ装置では、プリテンショナ装置を組み立てるときに、シリンダのネジ部をシリンダベース(ベースカートリッジ)のネジ部に螺合させる。ネジ部の螺合により、シリンダがシリンダベースに取り付けられる。
【0004】
また、プリテンショナ装置を組み立てるときには、一般に、シリンダの外周をチャッキングするチャックにより、シリンダを回転させてシリンダベースに取り付ける。ところが、円筒状のシリンダでは、チャックがシリンダの外周で滑り易く、シリンダのネジ部とシリンダベースのネジ部とを螺合させる作業に手間がかかる。加えて、弛み止め剤をシリンダのネジ部に塗布した場合には、シリンダの回転に、より強い力が必要になる。そのため、チャックにより、シリンダを潰すことなく、シリンダの外周を強くチャッキングする必要があり、ネジ部を螺合させる作業の負担が大きくなる。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明のプリテンショナ装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態のプリテンショナ装置は、車両用のシートベルト装置に用いられて、車両の緊急時に、シートベルト装置のシートベルトを引っ張る。
【0011】
図1は、本実施形態のプリテンショナ装置10を備えたシートベルト装置1を示す側面図であり、車両に搭載されたシートベルト装置1を示している。
図示のように、乗員2は、車両のシート3に座って、シートベルト装置1のシートベルト4を装着する。シート3は、例えば、運転席、助手席、又は、後部席であり、シートクッション3Aとシートバック3Bを有する。
【0012】
シートベルト装置1は、プリテンショナ装置10と、シートベルト4と、シートベルトガイド5と、リトラクタ装置6と、タング7と、バックル8を備えている。プリテンショナ装置10は、シート3の側方に配置されて、車両の下部(例えば、フロア)に固定される。シートベルト4は、長尺な帯状部材(ウエビング)であり、車両の上部に固定されたシートベルトガイド5に通される。
【0013】
シートベルト4の一端部は、プリテンショナ装置10に取り付けられ、シートベルト4の他端部は、リトラクタ装置6に取り付けられる。リトラクタ装置6は、巻取ドラムにシートベルト4を巻き取る巻取装置であり、シート3の側方で車両に固定される。タング7は、シートベルト4に取り付けられて、シートベルト4の長手方向に移動する。バックル8は、タング7をロックするロック機構を有し、シート3の側方で車両に固定される。タング7をバックル8に差し込むことで、タング7がバックル8にロックされる。
【0014】
シートベルト4の装着時には、乗員2により、シートベルト4がリトラクタ装置6から引き出されて、タング7がバックル8にロックされる。その状態で、シートベルト4は、シートベルトガイド5とタング7の間のショルダベルト4Aと、タング7とプリテンショナ装置10の間のラップベルト4Bを有する。シートベルト4を外すときには、乗員2は、バックル8によるタング7のロックを解除して、シートベルト4をリトラクタ装置6に巻き取る。
【0015】
車両の緊急時には、リトラクタ装置6が、乗員2に装着されたシートベルト4の引き出しを停止する。また、車両の指示部から作動信号を受信したときに、プリテンショナ装置10が作動する。指示部は、車両に設けられた各種の検知センサ(衝撃検知センサ、減速検知センサ等)を有し、検知センサの検知結果に基づいて、プリテンショナ装置10に作動信号を出力する。作動に伴い、プリテンショナ装置10は、シートベルト4の一端部を引っ張り、シートベルト4の弛みを除く。乗員2は、シートベルト4により拘束されて保護される。
【0016】
図2は、本実施形態のプリテンショナ装置10の側面図であり、
図1の反対側からみたプリテンショナ装置10を示している。
図3は、
図2のV−V線で切断したプリテンショナ装置10の断面図であり、
図4は、分解したプリテンショナ装置10を示す斜視図である。
図示のように、プリテンショナ装置10は、ガス発生器11と、シリンダベース20と、シリンダベース20に取り付けられる円筒状のシリンダ30と、ピストン40と、ピストン40に固定されたワイヤ50と、ガイド手段60を備えている。ガス発生器11は、車両の緊急時に、ガスを発生して、シリンダベース20を通して、シリンダ30内にガスを供給する。シリンダベース20とシリンダ30は、金属により、それぞれ所定形状に形成されている。
【0017】
シリンダベース20は、ガス発生器11を保持する保持部21と、円筒状のガス導入部22と、シリンダ30が取り付けられるガス供給口部23と、ガス供給口部23に形成されたネジ部(ベースネジ部という)24を有する。ガス発生器11は、円筒状の保持部21内に収容されて、キャップ25により、保持部21に固定される。シリンダベース20は、保持部21にガス発生器11を保持し、ガス発生器11は、ガス導入部22の内部に向かってガスを発生する。シール部材26が、ガイド手段60により、ガス導入部22の一端に固定されて、ガス導入部22の一端の開口をシールする。
【0018】
シリンダベース20のガス供給口部23は、ガス導入部22の一部(ガス導入部22の他端の開口を含む部分)であり、ガス発生器11が発生するガスをシリンダ30に供給する。シリンダベース20は、ガス供給口部23にベースネジ部24を有する。ベースネジ部24は、ガス供給口部23の内周に形成された雌ネジ部である。シリンダベース20側のベースネジ部24に対応して、シリンダ30は、一端部31に形成されたネジ部(シリンダネジ部という)32を有する。シリンダ30側のシリンダネジ部32は、シリンダ30の一端部31の外周に形成された雄ネジ部であり、シリンダベース20のベースネジ部24に螺合する。ベースネジ部24とシリンダネジ部32の螺合により、シリンダ30の一端部31がシリンダベース20のガス供給口部23に取り付けられて、シリンダ30がシリンダベース20に接続される。
【0019】
ガス発生器11がガスを発生したときに、ガスは、シリンダベース20のガス導入部22内に導入されて、ガス供給口部23からシリンダ30の内部空間33に供給される。また、ガスは、内部空間33内で、シリンダ30の一端部31から他端部34に向かって供給されて、シリンダ30の中心軸方向に流れる。シリンダ30の中心軸は、シリンダ30の半径方向の中心を通る直線(軸)である。シリンダ30の中心軸に直交する断面形状は、円形状である。
【0020】
ピストン40は、シリンダ30内に配置されて、ガス供給口部23からシリンダ30内に供給されるガスにより、シリンダ30の一端部31側から他端部34側に移動する。また、ピストン40は、円筒状の移動体であり、外周に形成されたテーパ部41を有する。2つの弾性リング42、43が、ピストン40の外周に装着され、複数の球体44が、2つの弾性リング42、43の間に位置するテーパ部41に配置される。複数の球体44は、テーパ部41とシリンダ30の間の空間に収容されて、テーパ部41を囲むように配置される。
【0021】
ピストン40は、シリンダ30の一端部31側に配置され、プリテンショナ装置10の作動時に、ガスの圧力により、内部空間33内でシリンダ30の中心軸方向に移動する。その際、複数の球体44は、テーパ部41の最も細い部分に位置し、ピストン40の移動を妨げない。ピストン40は、シリンダ30の他端部34まで移動して、他端部34で停止する。これに対し、ピストン40がシリンダ30の一端部31側に移動すると、複数の球体44が、ピストン40のテーパ部41とシリンダ30の内周面との間に挟まれる。これにより、ピストン40の移動が妨げられて、ピストン40が停止する。
【0022】
ワイヤ50は、シートベルト4とピストン40とを連結する連結部材であり、かつ、ピストン40の移動によりシートベルト4を引っ張る引張部材(ここでは、引張索)である。ワイヤ50の一端部が、ピストン40内に挿入されて、ピストン40のかしめにより、ピストン40に固定される。また、リング51が、ワイヤ50の環状の他端部内に設けられて、ワイヤ50に固定されたスリーブ52により、ワイヤ50の他端部に取り付けられる。シートベルト4は、リング51を通されて、ワイヤ50の他端部に取り付けられる。
【0023】
ワイヤ50は、シリンダベース20のガス導入部22内で、円筒状の保護部材53により覆われる。保護部材53は、ガス導入部22に取り付けられて、ガス発生器11が発生するガスからワイヤ50を保護する。プリテンショナ装置10の作動時には、シリンダ30内で移動するピストン40により、ワイヤ50が、引っ張られて、シリンダ30内に引き込まれる。これに伴い、ワイヤ50は、シートベルト4をプリテンショナ装置10に向かって引っ張る。
【0024】
ガイド手段60は、支持部材61と、支持部材61をシリンダベース20に取り付けるネジ62と、支持部材61に取り付けられた円盤ガイド63と、支持部材61に取り付けられたストッパ64を有する。ワイヤ50は、支持部材61のガイド孔61Aとストッパ64のガイド孔64Aを通されるとともに、円盤ガイド63により曲げられる。プリテンショナ装置10の作動時に、ガイド手段60は、ガイド孔61A、64Aと円盤ガイド63により、ワイヤ50をガイドする。
【0025】
図5、
図6は、本実施形態のプリテンショナ装置10の動作を説明するための図であり、プリテンショナ装置10の一部を
図3と同様の断面図で示している。また、
図5、
図6は、シートベルト4、ワイヤ50、及び、ガイド手段60を側面図で示している。
プリテンショナ装置10が作動するときには(
図5参照)、ガス発生器11がガスを発生して、ガスにより、ピストン40がシリンダ30の他端部34まで移動する(
図6参照)。同時に、ワイヤ50が、ピストン40により引っ張られて、シートベルト4を引っ張る。
【0026】
ここで、本実施形態のプリテンショナ装置10では、シリンダ30の外周をチャックによりチャッキングすることなく、取付工具により、シリンダ30をシリンダベース20に取り付ける。
図7は、プリテンショナ装置10のシリンダベース20とシリンダ30を示す斜視図であり、取付工具9も示している。また、
図7は、シリンダベース20とシリンダ30以外のプリテンショナ装置10の部品を省略して、取り付け前のシリンダベース20とシリンダ30を示している。
図8は、取付工具9による取り付け後のシリンダベース20とシリンダ30を示す斜視図である。
【0027】
図示のように、シリンダ30は、一端部31に形成されたシリンダネジ部32と、他端部34に形成された縮小部35と、他端部34の先端に形成された非円形の開口36を有する。縮小部35は、シリンダ30の他端部34を半径方向内側に湾曲させた湾曲部であり、他端部34の先端に向かって次第に縮小する。シリンダ30の非円形の開口36は、縮小部35の最も縮小した先端に形成されて、シリンダ30のシリンダベース20への取り付けに用いられる。また、開口36は、取付工具9の挿入部9Aと嵌合する嵌合口であり、他端部34の先端のシリンダ30の中心軸を含む位置に形成されている。
【0028】
取付工具9の挿入部9Aは、シリンダ30の非円形の開口36に嵌合する嵌合部であり、開口36に対応する非円形の断面形状に形成されている。取付工具9の挿入部9Aは、開口36に挿入されて、開口36に嵌合する。これにより、取付工具9が、シリンダ30に相対回転不能に連結される。その状態で、シリンダ30のシリンダネジ部32をシリンダベース20のベースネジ部24に接触させる。続いて、シリンダベース20を停止させた状態で、取付工具9により、シリンダ30を回転させる。或いは、取付工具9により、シリンダ30を回転しないように保持した状態で、シリンダベース20を回転させる。このように、取付工具9により、シリンダ30をシリンダベース20に対して相対回転させて、ベースネジ部24とシリンダネジ部32を螺合させ、シリンダ30をシリンダベース20に取り付ける(
図8参照)。
【0029】
図9〜
図13は、本実施形態のシリンダ30の成形手順を示す図であり、第1成形装置70と第2成形装置75により順に成形されるシリンダ30を示している。具体的には、
図9は、第1成形装置70を示す断面図であり、
図10は、第1成形装置70により成形されたシリンダ30を示す図である。また、
図10Aは、
図9に対応するシリンダ30の側面図であり、
図10Bは、
図10Aの矢印X1方向からみたシリンダ30の正面図である。
【0030】
図示のように、第1成形装置70(
図9参照)は、シリンダ30の素材である円管80を固定する一対の固定部材71と、円管80の一方の端部81を成形する金型72を備えている。円管80が一対の固定部材71の間に挟まれた状態で、円管80の端部81は一対の固定部材71の外部に位置する。金型72は、半球状の凹部73と、凹部73の中心に形成された円柱状の突起74を有する。
【0031】
第1成形装置70は、金型72を円管80の端部81に1回又は複数回押し付けて、金型72により円管80の端部81を成形する。その際、円管80の端部81は、金型72の凹部73に入り、凹部73の湾曲した内面(凹面)の形状に対応して変形する。また、金型72の突起74が端部81の開口82に入る。端部81の開口82は、半径方向内側に縮小して、突起74の外面に密着し、突起74の外面形状に対応した形状に成形される(
図10参照)。
【0032】
円管80の端部81は、金型72の凹部73により、先端に向かって次第に半径方向内側に縮小する形状に成形される。また、端部81の開口82は、金型72の突起74により、円形状に成形される。金型72による成形後に、金型72を円管80の端部81から離して、円管80を一対の固定部材71から外す。続いて、円管80の端部81は、第2成形装置75により成形される。
【0033】
図11Aは、第2成形装置75を示す断面図であり、
図11Bは、第2成形装置75の一部を示す斜視図である。
図12は、成形完了時の第2成形装置75を示す断面図であり、
図13は、第2成形装置75により成形されたシリンダ30を示す図である。また、
図13Aは、
図12に対応するシリンダ30の側面図であり、
図13Bは、
図13Aの矢印X2方向からみたシリンダ30の正面図である。
【0034】
第2成形装置75(
図11A参照)は、円管80を保持する保持部材76と、保持部材76の保持穴76A内に形成された成形面76Bと、ロッド状の挿入部材77と、挿入部材77の先端に形成された成形部78を有する。保持部材76の成形面76Bは、保持穴76Aの底に形成された湾曲した凹面であり、円管80の端部81を成形する。円管80の端部81が成形面76Bに対向した状態で、円管80が保持部材76の保持穴76A内に保持される。成形面76B内の空間は円管80の端部81よりも細いため、端部81の一部のみが成形面76B内の空間に位置し、端部81と成形面76Bとの間に隙間が形成される。その状態で、挿入部材77が円管80に挿入されて、挿入部材77の成形部78が端部81の開口82に挿入される(
図12参照)。
【0035】
第2成形装置75は、挿入部材77により、円管80の端部81を保持部材76の成形面76Bに押し付け、成形面76Bにより円管80の端部81を成形する。円管80の端部81は、成形面76Bに対応して変形して、半径方向内側に更に縮小する。同時に、端部81の開口82が、半径方向内側に縮小して、成形部78の外面に密着し、成形部78の外面形状に対応した所定形状に成形される。
【0036】
成形部78は、シリンダ30の開口36に対応した非円形の断面形状(ここでは、オーバル形状)の突起であり(
図11B参照)、端部81の開口82を貫通する。端部81の開口82は、成形部78により、非円形に成形される(
図13参照)。その後、挿入部材77を円管80から出して、円管80を保持部材76から外す。円管80の外側にバリが生じたときには、バリを除去する。
【0037】
円管80の端部81は、シリンダ30の他端部34であり、端部81の開口82は、シリンダ30の開口36である。第1成形装置70と第2成形装置75は、シリンダ30の他端部34に縮小部35を形成し、他端部34の先端に非円形の開口36を形成する。ここでは、シリンダ30の縮小部35は、シリンダ30の他端部34に半球状に形成され、他端部34の先端に向かうにつれて、シリンダ30の半径方向内側に縮小する。また、シリンダ30の開口36は、長孔形状に形成される。
【0038】
以上説明したように、本実施形態のプリテンショナ装置10を組み立てるときには、シリンダ30の非円形の開口36を用いて、シリンダ30をシリンダベース20に対して容易に、かつ、確実に相対回転させることができる。従って、簡単な構造で、シリンダ30のシリンダネジ部32とシリンダベース20のベースネジ部24を容易に螺合させて、シリンダ30をシリンダベース20に確実に取り付けることができる。シリンダ30を回転させる力を、従来よりも強くすることもできる。
【0039】
なお、シリンダ30のシリンダネジ部32をシリンダ30の一端部31の内周に形成し、シリンダベース20のベースネジ部24をガス供給口部23の外周に形成してもよい。この場合には、シリンダ30のシリンダネジ部32は雌ネジ部であり、シリンダベース20のベースネジ部24は雄ネジ部である。上記と同様に、ベースネジ部24とシリンダネジ部32を螺合させることで、シリンダ30がシリンダベース20に取り付けられる。
【0040】
シリンダ30の開口36は、長孔形状以外の非円形の開口であってもよく、例えば、多角形状(三角形状、四角形状、六角形状等)、楕円形状、十字形状、又は、スリット形状に形成してもよい。取付工具9は、各形状の開口36に嵌合する形状に形成され、開口36に挿入される。また、シリンダ30の開口36は、シリンダ30の他端部34の先端において、シリンダ30の中心軸を含まないように形成してもよい。ただし、シリンダ30の開口36を、シリンダ30の中心軸を含む位置に形成すると、シリンダ30を、シリンダベース20に対して、より円滑に相対回転させることができる。
【0041】
以上説明した例(
図1参照)では、プリテンショナ装置10は、シートベルト4の一端部に取り付けられて、シートベルト4の一端部を引っ張る。これに対し、プリテンショナ装置10をバックル8に取り付けてもよい。この場合には、プリテンショナ装置10は、バックル8を引っ張ることで、シートベルト4を引っ張る。
【0042】
図14は、バックル8を引っ張るプリテンショナ装置10を示す側面図である。
ここでは、図示のように、シートベルト4の一端部を車両に固定して、プリテンショナ装置10をバックル8に取り付ける。バックル8は、プリテンショナ装置10のワイヤ50に連結される。車両の緊急時に、プリテンショナ装置10は、ワイヤ50により、バックル8及びシートベルト4を引っ張り、シートベルト4の弛みを除く。
【0043】
このように、プリテンショナ装置10により、シートベルト4を直接に引っ張ってもよく、シートベルト4を間接に引っ張ってもよい。また、プリテンショナ装置10のワイヤ50により、リトラクタ装置6の巻取ドラムを回転させて、シートベルト4を引っ張るようにしてもよい。