(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
乗員を拘束するウェビングの巻き取りを行うスプールに接続されたリングギアと、緊急時に前記リングギアに動力を伝達する動力伝達部材と、該動力伝達部材を収容するパイプと、該パイプに配置され前記動力伝達部材に動力を付与するガス発生器と、を備えたプリテンショナにおいて、
前記動力伝達部材と前記ガス発生器との間に配置されたガスシール材を備え、
前記ガスシール材は、前記動力伝達部材に接触して変形した状態で収容される頭部と、前記ガス発生器との間でガス発生空間を形成する脚部と、前記頭部及び前記脚部を接続する胴部と、を備え、
前記脚部は、前記胴部の径よりも小さく形成されている、
ことを特徴とするプリテンショナ。
乗員を拘束するウェビングと、該ウェビングの巻き取りを行うリトラクタと、前記ウェビングを車体側に固定するベルトアンカーと、前記シートの側面に配置されたバックルと、前記ウェビングに配置されたトングと、を備えたシートベルト装置において、
前記リトラクタは、請求項1〜請求項6の何れか一項に記載のプリテンショナを有する、ことを特徴とするシートベルト装置。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態について
図1〜
図6を用いて説明する。ここで、
図1は、本発明の実施形態に係るリトラクタを示す部品展開図である。
図2は、
図1に示したガスシール材の使用状態を示す拡大図であり、(A)は通常時、(B)は緊急時、を示している。
図3は、
図1に示したガスシール材を示す説明図であり、(A)は本実施形態、(B)は第一変形例、(C)は第二変形例、(D)は第三変形例、を示している。
図4は、
図1に示したガスシール材を示す説明図であり、(A)は第四変形例、(B)は第五変形例、(C)は第六変形例、(D)は第七変形例、を示している。
図5は、
図1に示したガスシール材を示す説明図であり、(A)は第八変形例、(B)は第九変形例、(C)は第八変形例の使用状態、を示している。なお、
図1において、説明の便宜上、ウェビングの図を省略してある。
【0016】
本発明の実施形態に係るリトラクタ1は、
図1及び
図2(A)に示したように、乗員を拘束するウェビングの巻き取りを行うスプール2と、緊急時にウェビングを巻き取って弛みを除去するプリテンショナ3と、を備え、プリテンショナ3は、スプール2に接続されたリングギア31と、緊急時にリングギア31に動力を伝達する動力伝達部材32と、動力伝達部材32を収容するパイプ33と、パイプ33に配置され動力伝達部材32に動力を付与するガス発生器34と、動力伝達部材32とガス発生器34との間に配置されたガスシール材35と、を備え、ガスシール材35は、動力伝達部材32に接触して変形した状態で収容される頭部35aと、ガス発生器34との間でガス発生空間Vを形成する脚部35cと、頭部35a及び脚部35cを接続する胴部35bと、を備えている。
【0017】
スプール2は、ウェビングを巻き取る巻胴であり、リトラクタ1の骨格を形成するベースフレーム11に回転可能に支持されている。ベースフレーム11は、例えば、対峙する一対の端面111,112と、これらの端面を連結する側面113と、を有している。ベースフレーム11は、側面113と対峙し端面111,112に接続されるタイプレート114を有していてもよい。端面111の外側にはスプリングユニット4が配置され、端面112の外側にはプリテンショナ3及びロック機構5が配置されている。なお、スプリングユニット4、プリテンショナ3、ロック機構5等の配置は、図示したものに限定されるものではない。
【0018】
また、ベースフレーム11の端面111には、スプール2を挿通する開口部111aが形成されており、ベースフレーム11の端面112には、ロック機構5のパウル51と係合可能な内歯を有する開口部112aが形成されている。なお、ロック機構5は、ベースフレーム11に接続されるリテーナカバー12内に収納される。
【0019】
リテーナカバー12には、車体の急減速や傾きを検出するビークルセンサ6が配置されている。ビークルセンサ6は、球形の質量体61と、質量体61の移動によって揺動されるセンサレバー62と、質量体61及びセンサレバー62をリテーナカバー12との間に形成された空間に収容するセンサカバー63と、を有している。かかるビークルセンサ6によれば、車体に所定値以上の減速度や傾度が生じると、質量体61の釣り合いが崩れてセンサレバー62を上方に押し上げ、センサレバー62の先端がロックギア54に係合し、ロックギア54の回転が規制される。
【0020】
スプール2の一端は、スプリングユニット4に接続されており、スプリングユニット4に格納されたゼンマイバネ41により、スプール2はウェビングを巻き取る方向に付勢されている。なお、スプール2に巻き取り力を付与する手段は、スプリングユニット4に限定されるものではなく、電動モータ等を用いた他の手段であってもよい。
【0021】
スプリングユニット4は、例えば、ゼンマイバネ41の中心部を支持するスプリングコア42と、スプリングコア42が固定されゼンマイバネ41の外側を覆うスプリングカバー43と、ゼンマイバネ41の内側を覆うスプリングホルダ44と、を有している。
【0022】
また、スプール2の中心部に形成された空洞には軸心を形成するトーションバー21が挿通されている。トーションバー21の一端は、内側がスプール2の端部に接続されるとともに外側がスプリングユニット4のスプリングコア42に接続されている。また、トーションバー21の他端は、ロッキングベース22に接続されている。ロッキングベース22は、リテーナカバー12に回転可能に支持されている。
【0023】
ロッキングベース22は、円形状のディスク部22aと、ディスク部22aのスプール2側に形成されリングギア31を支持する略六角柱形状のリングギア支持部22bと、トーションバー21の他端が挿通されるトーションバー支持部22cと、を有している。また、リングギア支持部22bには、プリテンショナ3の作動時にプリテンショナカバー36に対し軸受けを行うベアリング23が挿通されている。
【0024】
なお、ここでは、リングギア31をロッキングベース22に固定する場合について説明したが、かかる構成に限定されるものではない。例えば、リングギア31の内部に、スプール2に接続されたピニオンを挿通し、リングギア31の内歯とピニオンの外歯とを必要に応じて係合させることによって、ピニオンを介してリングギア31の回転をスプール2に伝達するようにしてもよい。
【0025】
ロック機構5は、ロッキングベース22のディスク部22aのリテーナカバー12側に揺動可能に配置されるパウル51と、パウル51の先端を内側に向かって付勢するパウルスプリング52と、パウル51の軸方向の移動を規制するためのカバープレート53と、ロッキングベース22とリテーナカバー12の間に配置されたロックギア54と、ロックギア54とリテーナカバー12との間に形成された空間に配置されたフライホイール55と、フライホイール55の先端を内側に付勢するスプリング56と、を有している。
【0026】
また、ロックギア54の外周面には、ビークルセンサ6のセンサレバー62と係合可能な外歯54aが形成されている。また、リテーナカバー12の内側には、フライホイール55の先端部と係合可能な内歯12aが形成されている。なお、上述したロック機構5の構成は、単なる一例であり、図示した構成に限定されるものではない。
【0027】
かかる構成のロック機構5によれば、通常時(ウェビングの引き出し加速度が所定の閾値以下の場合)は、スプール2の回転に伴ってロッキングベース22及びロックギア54が一緒に回転することとなる。したがって、通常時には、ロッキングベース22とロックギア54とが相対回転をしないことから、パウル51はベースフレーム11の開口部112aに形成された内歯と干渉しない位置に退避した状態を維持する。
【0028】
そして、ウェビングが通常の引き出し加速度よりも早い場合、すなわち、ウェビングの引き出し加速度が所定の閾値を超えた場合には、フライホイール55が揺動してリテーナカバー12の内歯12aに係合し、ロックギア54の回転が規制される。また、ビークルセンサ6が作動した場合もロックギア54の回転が規制される。このように、ロックギア54の回転が規制されると、ロッキングベース22とロックギア54との間に相対回転が生じ、この相対回転に伴ってパウル51が揺動し、パウル51の先端がベースフレーム11の開口部112aに形成された内歯に接近して係合することとなる。その結果、ロッキングベース22の回転が規制され、スプール2の回転も規制される。したがって、ウェビングの引き出しがロックされる。
【0029】
プリテンショナ3は、リングギア31と、動力伝達部材32と、パイプ33と、ガス発生器34と、ガスシール材35と、リングギア31を格納するプリテンショナカバー36と、動力伝達部材32の移動を案内するガイドスペーサ37と、を有している。プリテンショナカバー36はベースフレーム11の端面112の内側に配置され、ガイドスペーサ37はプリテンショナカバー36内に収容される。また、プリテンショナカバー36とベースフレーム11の端面112の内側との間に位置するようにリングギア31が構成されており、リングギア31は、径方向外方に突出するように形成された複数の係合歯31aを有している。
【0030】
動力伝達部材32は、例えば、樹脂製のロッド状の細長い部品であり、パイプ33内に収容されている。なお、本実施形態において、動力伝達部材は、図示した樹脂ロッドに限定されるものではなく、複数の金属製のボールにより構成されていてもよい。
【0031】
パイプ33は、先端がリングギア31の係合歯31aに臨む位置(プリテンショナカバー36とベースフレーム11の端面112の内側との間)に配置されており、後端側は動力伝達部材32の移動に必要な長さ分だけ延伸されており、リトラクタ1の外形に沿って湾曲するように形成されている。パイプ33の先端は、
図1に示したように、外周の一部に切欠部33aが形成されており、この切欠部33aからリングギア31の係合歯31aがパイプ33内を通過して回転できるように構成されている。
【0032】
ガス発生器34は、例えば、マイクロガスジェネレータであり、車体に搭載された加速度センサからの検出信号に反応してパイプ33内にガスを噴出するように構成されている。また、動力伝達部材32は、後段に動力伝達部材32の移動を補助するピストン32pを有していてもよい。ピストン32pは、ガス発生器34から噴出されたガスに対する受圧面積を拡張し、ガスの噴出力を効率よく動力伝達部材32に伝達する機能を有する。なお、ピストン32pは、必要に応じて省略することもできるし、樹脂ロッドと一体に形成されていてもよい。
【0033】
ガスシール材35は、例えば、動力伝達部材32(具体的には、ピストン32p)とガス発生器34との間に配置されており、ピストン32pとパイプ33との隙間をシールして動力伝達効率をさらに向上させるための部品である。ガスシール材35は、例えば、シリコンゴム等の弾性体によって形成される。
【0034】
ガスシール材35は、具体的には、
図3(A)に示したように、動力伝達部材32側に配置される頭部35aと、ガス発生器34側に配置される脚部35cと、これらを接続する胴部35bと、を備えている。
図3(A)において、左図はガスシール材35の斜視図、右図はガスシール材35の側断面図を示している。
【0035】
頭部35aは、例えば、胴部35bから軸方向に延伸された筒形状に形成される。すなわち、頭部35aは、薄肉の環状壁によって構成されており、先端は開放されている。したがって、頭部35aの先端は、他の物体と接触することにより、容易に弾性変形可能に構成される。
【0036】
脚部35cは、例えば、胴部35bから軸方向に延伸された筒形状に形成される。すなわち、脚部35cは、薄肉の環状壁によって構成されており、先端は開放されている。したがって、脚部35cの内部には、環状壁によって空洞が形成されており、この空洞はガス発生器34から初動ガスを受給するためのガス発生空間Vを形成する。
【0037】
脚部35cは、ガス発生器34の一部に接触し、ガス発生器34のガス噴出口との間に一定の隙間を保持するために使用される。したがって、脚部35cの肉厚は、頭部35aよりも厚く形成することができる。また、通常時に脚部35cが変形すると動力伝達部材32とガス発生器34との間で隙間(ガタ)を生じる可能性があることから、脚部35cは、通常時に生じ得る荷重によって座屈しない程度の強度を有していることが好ましい。
【0038】
ここで、頭部35aの直径をd1、胴部35bの直径をd2、脚部35cの直径をd3、パイプ33の内径をd0(
図2(A)参照)とする。胴部35bの直径d2は、例えば、実質的にパイプ33の内径d0と同じ大きさに設定されており、胴部35bは略円柱形状を有している。
【0039】
また、頭部35aは、下流側に配置された動力伝達部材32(ピストン32pを含む)と接触しつつ、屈曲したパイプ33内の移動時にパイプ33の内面と干渉しないように、胴部35bの径よりも小さく形成してもよい。具体的には、直径d1<直径d2(=内径d0)の関係を有している。なお、本実施形態において、パイプ33のガス発生器34側を上流とし、パイプ33の先端側を下流とする。
【0040】
また、脚部35cは、パイプ33の内面に接触してガスシール材35を位置決めすることができるように、胴部35bの径よりも大きく形成してもよい。具体的には、直径d3>直径d2(=内径d0)の関係を有している。したがって、ガスシール材35は、直径d1<直径d2(=内径d0)<直径d3の関係を有している。なお、ガスシール材35をパイプ33の内面に接触させる必要がない場合には、脚部35cの直径d3は、胴部35bの直径d2と同じ大きさに形成されていてもよい。
【0041】
上述したガスシール材35は、
図2(A)に示したように、動力伝達部材32とガス発生器34との間、具体的には、ピストン32pとガス発生器34との間に配置されている。プリテンショナ3の製造時には、パイプ33内に動力伝達部材32及びピストン32pを挿入した後、パイプ33の上流側からガスシール材35の頭部35aを挿入し、その後、ガス発生器34をパイプ33に挿入して固定する。このとき、ガスシール材35の頭部35aは、ピストン32pと接触して弾性変形し、ガスシール材35の脚部35cは、ガス発生器34の前面及びパイプ33の内面に接触した状態に保持される。
【0042】
そして、プリテンショナ3の非作動時、すなわち、通常時は
図2(A)に示した状態が保持される。したがって、本実施形態によれば、ガスシール材35単体で動力伝達部材32及びガス発生器34との間に生じる隙間(ガタ)を消失させることができ、異音の発生を抑制することができ、車両の快適性を維持しつつ部品点数及び製造コストの削減を図ることができる。
【0043】
車両衝突時等の緊急時には、ガス発生器34からガスがガスシール材35のガス発生空間V内に噴出される。ガスシール材35は、
図2(B)に示したように、頭部35aがピストン32pに押し付けられ、脚部35cがパイプ33の内面に押し付けられながら、パイプ33内を移動する。したがって、ピストン32pとパイプ33との隙間をガスシール材35によってシールすることができ、ガスの噴出力を効率よく動力伝達部材32の動力に変換して伝達することができる。
【0044】
次に、上述したガスシール材35の変形例について、
図3(B)〜
図5(C)を参照しつつ説明する。
図3(B)〜
図5(B)の各図において、左図はガスシール材35の斜視図、右図はガスシール材35の側断面図を示している。
【0045】
図3(B)に示したガスシール材35の第一変形例は、
図3(A)に示したガスシール材35よりもガス発生空間Vの容積を少なくしたものである。このように、ガスシール材35の形状は、ガス発生器34の仕様に応じて任意に変更することができる。
【0046】
図3(C)に示したガスシール材35の第二変形例は、
図3(A)に示したガスシール材35の脚部35cに軸方向の切欠35dを形成したものである。脚部35cは、複数の柱形状に形成されていると換言することもできる。ここでは、脚部35cの各々は、略円弧形状断面を有する板形状を有している。かかる切欠35dを形成することにより、ガスシール材35とパイプ33の内面との摩擦(抵抗)を低減することができ、ガスシール材35の摺動性能を向上させることができる。
【0047】
かかる第二変形例では、ガスシール材35及びパイプ33の内面によってガス発生空間Vが形成される。すなわち、脚部35cは、
図3(A)に示した実施形態のように、ガスシール材35内にガス発生空間Vを形成するものに限定されず、胴部35bとガス発生器34との間で一定の隙間を保持することによって、ガスの噴出を阻害しない空間を確保するようにしてもよい。
【0048】
図3(D)に示したガスシール材35の第三変形例は、脚部35cを胴部35bの径よりも小さく形成したものである。すなわち、直径d3<直径d2の関係を有している。かかる構成により、脚部35cのパイプ33の内面に対する接触面積を低減することができ、ガスシール材35とパイプ33の内面との摩擦(抵抗)を低減することができ、ガスシール材35の摺動性能を向上させることができる。
【0049】
図4(A)に示したガスシール材35の第四変形例は、
図3(D)に示したガスシール材35の脚部35cに軸方向の切欠35dを形成したものである。脚部35cは、複数の柱形状に形成されていると換言することもできる。ここでは、脚部35cの各々は、略円弧形状断面を有する板形状を有している。かかる切欠35dを形成することにより、ガスシール材35とパイプ33の内面との摩擦(抵抗)をさらに低減することができ、ガスシール材35の摺動性能をより向上させることができる。また、胴部35bの背面には、ガスの受圧面積を増大させる環状の凹部35eを形成してもよい。
【0050】
図4(B)に示したガスシール材35の第五変形例は、
図4(A)に示したガスシール材35の脚部35cの直径d3を小さくしたものである。このように、脚部35cの直径d3を小さくすることにより、脚部35cのパイプ33の内面に対する接触面積をより低減することができる。また、凹部35eの容積を増大させることができ、ガスの受圧面積をより増大させることができる。ここでは、脚部35cの各々は、略三角形状断面を有している。
【0051】
図4(C)に示したガスシール材35の第六変形例は、ガスシール材35の脚部35cの各々を略円柱形状に形成し、胴部35bの端面の外周に沿って複数配置したものである。
図4(D)に示したガスシール材35の第七変形例は、ガスシール材35の脚部35cの各々を略円弧断面形状に形成し、胴部35bの端面の外周に沿って全体として環状を構成するように複数配置したものである。
【0052】
これらの第六変形例及び第七変形例は、脚部35cを柱形状に形成したものであるが、ガス発生器34からガスが噴出される中心部には脚部35cが配置されていない。このように、脚部35cの形状や配置は、プリテンショナ3の種類、ガス発生器34のサイズ、ガス発生器34のガス噴出口の位置等の条件によって、任意に変更することができる。
【0053】
図5(A)に示したガスシール材35の第八変形例は、
図3(A)に示したガスシール材35の脚部35cが外周に沿って薄肉に形成されたノッチ部35fを有するものである。また、
図5(B)に示したガスシール材35の第九変形例は、
図3(A)に示したガスシール材35の脚部35cが内周に沿って薄肉に形成されたノッチ部35fを有するものである。
【0054】
かかるノッチ部35fを脚部35cに形成することにより、脚部35cの一部に脆弱部を形成することができ、
図5(C)に示したように、脚部35cをノッチ部35fで破断させることができる。なお、
図5(C)では、動力伝達部材32として、金属製のボールを使用した場合を図示している。
【0055】
このように、脚部35cの一部(特に、上流側の部分)を分離することにより、破断された脚部35cを置き去りにして残部(頭部35a、胴部35b、脚部35cの下流側の部分)のみをパイプ33内で移動させることができ、脚部35cとパイプ33の内面との摩擦(抵抗)を低減することができ、ガスシール材35の摺動性能を向上させることができる。なお、ノッチ部35fは、脚部35cの内面及び外面の両方に形成してもよいし、軸方向に複数形成するようにしてもよい。
【0056】
次に、本発明の実施形態に係るシートベルト装置について、
図6を参照しつつ説明する。ここで、
図6は、本発明の実施形態に係るシートベルト装置を示す全体構成図である。なお、
図6において、説明の便宜上、シートベルト装置以外の部品については、一点鎖線で図示している。
【0057】
図6に示した本実施形態に係るシートベルト装置100は、乗員を拘束するウェビングWと、ウェビングWの巻き取りを行うリトラクタ1と、車体側に設けられウェビングWを案内するガイドアンカー101と、ウェビングWを車体側に固定するベルトアンカー102と、シートSの側面に配置されたバックル103と、ウェビングWに配置されたトング104と、を備え、リトラクタ1は、
図1に示した構成を有している。
【0058】
以下、リトラクタ1以外の構成部品について、簡単に説明する。シートSは、例えば、乗員が着座する腰掛部S1と、乗員の背面に位置する背もたれ部S2と、乗員の頭部を支持するヘッドレスト部S3と、を備えている。リトラクタ1は、例えば、車体のBピラーPに内蔵される。また、一般に、バックル103は腰掛部S1の側面に配置されることが多く、ベルトアンカー102は腰掛部S1の下面に配置されることが多い。また、ガイドアンカー101は、BピラーPに配置されることが多い。そして、ウェビングWは、一端がベルトアンカー102に接続され、他端がガイドアンカー101を介してリトラクタ1に接続されている。
【0059】
したがって、トング104をバックル103に嵌着させる場合、ウェビングWはガイドアンカー101の挿通孔を摺動しながらリトラクタ1から引き出されることとなる。また、乗員がシートベルトを装着した場合や降車時にシートベルトを解除した場合には、リトラクタ1のスプリングユニット4の作用により、ウェビングWは一定の負荷がかかるまで巻き取られる。
【0060】
上述したシートベルト装置100は、前部座席における通常のシートベルト装置に、上述した実施形態に係るリトラクタ1を適用したものである。したがって、本実施形態に係るシートベルト装置100においても、ガスシール材35単体で動力伝達部材32及びガス発生器34との間に生じる隙間(ガタ)を消失させることができ、異音の発生を抑制することができ、車両の快適性を維持しつつ、部品点数及び製造コストの削減を図ることができる。なお、シートベルト装置100は、前部座席への適用に限定されるものではなく、例えば、ガイドアンカー101を省略して後部座席にも容易に適用することができる。
【0061】
本発明は上述した実施形態に限定されず、例えば、車両以外の乗物に使用されるシートベルト装置に適用してもよい等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。