(57)【要約】      （修正有）【課題】車両において使用するためのシートベルトプリテンションリトラクタアセンブリを提供する。【解決手段】シートベルトプリテンションリトラクタアセンブリは、フレームに据え付けられ、内部キャビティを有するように適合されたハウジングと、弓状及び湾曲形状を有するプリテンショナチューブ５２と、ハウジングに回転可能に据え付けられ、スピンドルに固定的に連結されたスプロケット５６と、チューブ内に配置されたポリマーロッド６０と、ガイド部９０とロッドガイド１００とを有するガイドプレートと、を有する。ポリマーロッドは、スプロケットの外周に沿って、ガイド部の弓状のランディング面に向かってチューブを出る。加えて、ロッドガイドは、スプロケットと係合する前又はプリテンション後に、ポリマーロッドが捕捉されることを防止するように構成されている。【選択図】図７
2020132144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートベルトプリテンションリトラクタアセンブリ（３２）であって、
スピンドル（４０）と、車両に使用するためのフレーム（３８）と、
フレーム（３８）に据え付けられ、内部キャビティ（９８）を有するように適合されたハウジング（５４）と、
ガス発生器（３６）と流体連通する第１のチューブ端部（９４）と前記ハウジング（５４）の前記内部キャビティ（９８）と流体連通する出口（５３）とを有する、弓状及び湾曲した形状を有するチューブ（５２）と、
前記ハウジング（５４）に回転可能に据え付けられ、プリテンション中にシートベルトウェビング（１４）を巻き取るように適合された前記スピンドル（４０）に固定的に結合されたスプロケット（５６）と、
前記チューブ（５２）内に配置され、前記ガス発生器（３６）に向かって配置された近位端（６２）と、前記ガス発生器（３６）から離れて配置された遠位端（６４）と、を有するポリマーロッド（６０）と、を含み、
ガイドプレート（５８）が前記ハウジング（５４）内に配置され、前記ガイドプレート（５８）が、前記チューブ（５２）の前記出口（５３）から前記スプロケット（５６）の反対側に配置されたガイド部（９０）と、前記スプロケット（５６）と係合する前又は前記プリテンション後に前記ポリマーロッド（６０）が捕捉されることを防止するために前記チューブ（５２）の前記出口（５３）に配置されたロッドガイド（１００）と、を有することを特徴とする、シートベルトプリテンションリトラクタアセンブリ（３２）。
【請求項２】
前記ロッドガイド（１００）が、前記チューブ（５２）の前記出口（５３）で前記チューブ（５２）の外側表面に沿って前記ガイドプレート（５８）上に形成され、前記ロッドガイド（１００）が、案内面（１０２）と、停止面（１０４）と、漏斗形状部（１０６）と、段差部（１０８）と、を含むことを更に特徴とする、請求項１に記載のシートベルトプリテンションリトラクタアセンブリ（３２）。
【請求項３】
前記漏斗形状部（１０６）が、前記案内面（１０２）と前記停止面（１０４）との間の角度（１１０）を有して形成されることを更に特徴とする、請求項２に記載のシートベルトプリテンションリトラクタアセンブリ（３２）。
【請求項４】
前記ポリマーロッド（６０）の前記遠位端（６４）に形成された先端角度（７２）が、前記ロッド（６０）が前記プリテンション後に前記チューブ（５２）と前記スプロケット（５６）との間で圧縮するのを防止するために前記漏斗形状部（１０６）の角度（１１０）に対応することを更に特徴とする、請求項２及び３の少なくとも一項に記載のシートベルトプリテンションリトラクタアセンブリ（３２）。
【請求項５】
前記ロッドガイド（１００）の前記段差部（１０８）が、前記スプロケット（５６）に面する側に形成され、前記スプロケット（５６）と前記ロッドガイド（１００）との間の前記スプロケット（５６）のフランジ（８８）を通過するように構成されていることを更に特徴とする、請求項２に記載のシートベルトプリテンションリトラクタアセンブリ（３２）。
【請求項６】
前記ロッドガイド（１００）の前記段差部（１０８）が、前記スプロケット（５６）上に形成された歯点（８６）に近接し、間隙（ｄ）を画定することを更に特徴とする、請求項２及び５の少なくとも一項に記載のシートベルトプリテンションリトラクタアセンブリ（３２）。
【請求項７】
前記間隙（ｄ）が、前記段差部（１０８）と前記スプロケット（５６）の前記歯点（８６）との間の最短距離として決定されることを更に特徴とする、請求項６に記載のシートベルトプリテンションリトラクタアセンブリ（３２）。
【請求項８】
前記スプロケット（５６）の前記歯点（８６）と前記ロッドガイド（１００）の前記段差部（１０８）との間の前記間隙（ｄ）の距離が、前記ロッドガイド（１００）が、前記プリテンション中に前記スプロケット（５６）と係合する前に前記ポリマーロッド（６０）が前記間隙（ｄ）に押し込まれることを防止するように、前記ポリマーロッド（６０）の直径よりも小さいことを更に特徴とする、請求項６及び７の少なくとも一項に記載のシートベルトプリテンションリトラクタアセンブリ（３２）。
【請求項９】
前記ロッドガイド（１００）の前記案内面（１０２）が、前記スプロケット（５６）と係合する前に前記ポリマーロッド（６０）が前記ガイドプレート（５８）内のオーバーフローキャビティ（９８）に進入することを阻止し、前記ポリマーロッド（６０）を前記スプロケット（５６）と係合するよう案内するように構成されていることを更に特徴とする、請求項２に記載のシートベルトプリテンションリトラクタアセンブリ（３２）。
【請求項１０】
前記ハウジング（５４）内に配置された前記オーバーフローキャビティ（９８）が、前記ロッドガイド（１００）によって前記チューブ（５２）の前記出口（５３）から実質的に分離されていることを更に特徴とする、請求項２及び９の少なくとも一項に記載のシートベルトプリテンションリトラクタアセンブリ（３２）。
【請求項１１】
前記ポリマーロッド（６０）が、前記ガス発生器（３６）による作動に応答して、前記スプロケット（５６）の外周に沿って、かつ前記ガイド部（９０）の弓状ランディング面（９２）に向かって前記チューブ（５２）を出て、前記スプロケット（５６）及び前記スピンドル（４０）を回転させて前記シートベルトウェビング（１４）を巻き取ることを更に特徴とする、請求項１〜１０の少なくとも一項に記載のシートベルトプリテンションリトラクタアセンブリ（３２）。
【請求項１２】
前記スプロケット（５６）が、前記ポリマーロッド（６０）が前記スプロケット（５６）と係合するのに応じて前記ポリマーロッド（６０）を塑性変形させる複数のベーン（８２）を含むことを更に特徴とする、請求項１〜１１の少なくとも一項に記載のシートベルトプリテンションリトラクタアセンブリ（３２）。
【請求項１３】
前記スプロケット（５６）が、前記ポリマーロッド（６０）が前記スプロケット（５６）と接触するのに応じて回転することを更に特徴とする、請求項１〜１２の少なくとも一項に記載のシートベルトプリテンションリトラクタアセンブリ（３２）。
【請求項１４】
前記アセンブリ（３２）が、前記ガス発生器（３６）と前記ポリマーロッド（６０）との間の前記チューブ（５２）内に配置された封止部材（６６）を更に含むことを更に特徴とする、請求項１〜１３の少なくとも一項に記載のシートベルトプリテンションリトラクタアセンブリ（３２）。
【請求項１５】
前記アセンブリ（３２）が、前記ガス発生器（３６）の作動前に前記ポリマーロッド（６０）の前記遠位端（６４）が前記チューブ（５２）の前記出口（５３）から近位に配置されている第１の状態と、前記ポリマーロッド（６０）の前記遠位端（６４）が前記スプロケット（５６）と係合する第２の状態と、前記ポリマーロッド（６０）の前記遠位端（６４）が前記スプロケット（５６）から係合解除される第３の状態と、を有することを更に特徴とする、請求項１〜１４の少なくとも一項に記載のシートベルトプリテンションリトラクタアセンブリ（３２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両の乗員を拘束するためのシートベルト拘束装置に関し、より具体的には、シートベルトにプリテンションをかけるための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このセクションにおける記述は、単に、本開示に関連する背景情報を提供するものであって、先行技術を構成しない場合がある。
【０００３】
車両座席内の乗員を拘束するためのシートベルト拘束システムは、車両衝突状況において乗員の傷害を低減するために重要な役割を果たす。従来のいわゆる「３点」型のシートベルト拘束システムは、乗員の骨盤にわたって延在するラップベルト区分、及び上部胴体と交差するショルダベルト区分を共通して有し、これらは共に締結されるか、又はシートベルトウェビングの連続的な長さによって形成される。ラップ及びショルダベルト区分は、固定具によって車両構造に接続される。
【０００４】
ベルトリトラクタは、ベルトウェビングを格納するために典型的に提供され、更に衝突状況においてベルト張力の負荷を管理するために作用し得る。乗員によって手動で展開されるシートベルト拘束システム（いわゆる「アクティブ」タイプ）はまた、固定具によって車体構造に取り付けられたバックルを典型的に含む。ベルトウェビングに取り付けられたラッチ板は、バックルによって受容されて、ベルトシステムが拘束を可能にするために締結されること、及び車両から出入りすることを可能にするために外されることを可能にする。シートベルトシステムは、配備されていると、衝突の間、乗員を効果的に拘束する。
【０００５】
ＯＥＭ車両メーカーは、乗員拘束性能を向上させるために、車両の衝撃中、又は衝撃の前でもシートベルトを引っ張るプリテンション装置（「前プリテンショナ」としても既知である）を伴うシートベルト拘束システムを提供することが多い。プリテンショナは、ウェビング内の緩みを取り除き、衝突シーケンスの早期においてベルト拘束システムが乗員と結合することを可能にする。プリテンショナのうちの１つのタイプは、ベルトを引っ張るためにウェビングリトラクタ上で作用する。
【０００６】
リトラクタプリテンショナの種々の設計が、現在存在し、火工電荷を生成するためのガス発生器を組み込むロトプリテンショナとして知られるタイプを含む。このようなロトプリテンショナの例は、１９９５年４月１１日に出願された米国特許第５，８８１，９６２号、２００５年４月２７日に出願された米国特許出願公開第２００６／０２４３８４３号、２０１０年７月６日に出願された米国特許出願公開第２０１２／０００６９２５号、及び２０１１年８月２日に出願された米国特許第７，９８８，０８４号において記載され、本出願の譲受人によって共有され、全ての目的上、それらの全体が参照によって本明細書に組み込まれる。一般に、火工電荷又は他の可燃性材料の点火は、ピストンを有するチャンバ内にガス圧力を作り出して、プリテンショナチューブ内に配置されたピストン、ラックピニオン、又は一連の球体等の駆動要素に運動を付与し、これがリトラクタスプールスプロケットと係合し、それを巻いて、ウェビングを格納する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一連の金属球体を使用するプリテンショナの１つの問題は、フルプリテンションストロークに必要とされる一連の球体の重量、並びに厳密な公差を伴う複数の金属球体を供給することに対応するコストである。更に、一連の金属球体、又はラックピニオンに基づくシステムを使用するプリテンショナの場合、一連の球体又はピニオンがリトラクタスプールスプロケットと十分に係合することを確実とする同期又はクラッチ特徴部が必要である。
【０００８】
プリテンショナに伴う別の問題は、低抵抗状態として知られており、つまり駆動要素が、実質的な抵抗を経験することなく、ストロークの端部に達することになる。これは、シートベルトウェビング内に過剰な緩みがある場合に発生し得る。これらの場合において、低抵抗は、駆動要素からのより低い背圧量をもたらす。背圧は、駆動要素とスプロケットとの間の係合によって生成されるので、より低い背圧は、駆動要素につながる封止要素上の圧力を低減させる。封止要素上の低減した圧力は、封止要素が周方向に圧縮される量を低減させる。低減した封止性は、一連の球体の周囲のチューブからガスが漏れ出ることをもたらし得る。
【０００９】
プリテンショナに伴う更なる問題は、プリテンションストロークの端部で、リトラクタ及びシートベルトウェビングを係止された状態に維持する必要性である。リトラクタスプールが係止されたままでないとき、払い戻しが発生し得、それによりシートベルトが巻き取られず、シートベルト内に緩みを再導入させる。係止位置を維持するための１つの方法は、プリテンションストロークに必要とされる量を超えてガス発生器からの圧力を維持することを含む。しかしながら、これは、重量及びコストを付加する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示は、スピンドルと、車両に使用するためのフレームとを含む、シートベルトプリテンションリトラクタアセンブリに関する。
【００１１】
本開示の一態様によれば、シートベルトプリテンションリトラクタアセンブリは、フレームに据え付けられ、内部キャビティを有するように適合されたハウジングと、ガス発生器と流体連通する第１のチューブ端部とハウジングのための内部キャビティと流体連通する出口とを有する弓状及び湾曲形状を有するチューブと、ハウジングに回転可能に据え付けられ、プリテンション中にシートベルトウェビングを巻き取るように適合されたスピンドルに固定的に連結されたスプロケットと、チューブ内に配置され、ガス発生器から離れて配置された近位端を有するポリマーロッドと、ハウジング内に配置されたガイドプレートと、を備える。ガイドプレートは、チューブの出口からスプロケットの反対側に配置されたガイド部と、スプロケットと係合する前又はプリテンション後に、ポリマーロッドが捕捉されるのを防止するために、チューブの出口に配置されたロッドガイドとを有する。
【００１２】
本開示の更なる態様によれば、ロッドガイドは、チューブの出口においてチューブの外側表面に沿ってガイドプレート上に形成される。ロッドガイドは、案内面と、停止面と、漏斗形状部と、段差部と、を含む。漏斗形状部は、案内面と停止面との間の角度を有して形成される。
【００１３】
本開示の更なる態様によれば、ポリマーロッドの遠位端に形成された先端角度は、プリテンション後にロッドがチューブとスプロケットとの間で圧縮するのを防止するために漏斗形状部の角度に対応する。
【００１４】
本開示の更なる態様によれば、ロッドガイドの段差部は、スプロケットに面する側に形成され、スプロケットとロッドガイドとの間のスプロケットのフランジを通過するように構成されている。ロッドガイドの段差部は、スプロケット上に形成された歯点に近接し、間隙を画定する。間隙は、段差部とスプロケットの歯点との間の最短距離として決定される。スプロケットの歯点とロッドガイドの段差部との間の間隙の距離は、ロッドガイドが、スプロケットと係合する前又はプリテンション後にポリマーロッドが間隙内に押し込まれることを防止するように、ポリマーロッドの直径よりも小さい。
【００１５】
本開示の更なる態様によれば、ロッドガイドの案内面は、スプロケットと係合する前に、ポリマーロッドがガイドプレート内のオーバーフローキャビティに進入することを阻止し、ポリマーロッドをスプロケットと係合するよう案内するように更に構成されている。ハウジング内に配置されたオーバーフローキャビティは、ロッドガイドによってチューブの出口から実質的に分離される。
【００１６】
本開示の更なる態様によれば、ポリマーロッドは、ガス発生器による作動に応答して、スプロケットの外周に沿って、かつガイド部の弓状ランディング面に向かってチューブを出て、スプロケット及びスピンドルを回転させてシートベルトウェビングを巻き取る。スプロケットは、ポリマーロッドがスプロケットと係合するのに応じて、ポリマーロッドを塑性変形させる複数のベーンを含む。スプロケットは、ポリマーロッドがスプロケットに接触するのに応じて回転する。
【００１７】
本開示の更なる態様によれば、シートベルトプリテンションリトラクタアセンブリは、ガス発生器とポリマーロッドとの間のチューブ内に配置された封止部材を含む。
【００１８】
本開示の更なる態様によれば、アセンブリは、ガス発生器の作動前にポリマーロッドの遠位端がチューブの出口から近位側に配置されている第１の状態と、ポリマーロッドの遠位端がスプロケットと係合する第２の状態と、ポリマーロッドの遠位端がスプロケットから係合解除される第３の状態と、を有する。
【００１９】
更なる詳細及び利益は、添付の図面の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。図面は、単に例示目的で提供され、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本明細書に記載する図面は、単に例示のためのものであり、いかなる形でも本開示の範囲を限定しようとするものではない。
【００２１】
【図１】図１は、乗員拘束システムの斜視図を示す。
【００２２】
【図２】図２は、図１のプリテンショナシステムを含むシートベルトリトラクタアセンブリを示すために種々の構成要素を取り除いた乗員拘束システムの斜視図である。
【００２３】
【図３】図３は、本開示の例示的な形態による、プリテンショナシステムを含むシートベルトリトラクタアセンブリの平面図である。
【００２４】
【図４】図４は、図３に示すプリテンショナシステムを含むシートベルトリトラクタアセンブリの分解図である。
【００２５】
【図５】図５は、本開示によるキャビティを有する複数のベーンを有するスプロケットの斜視図である。
【００２６】
【図６】図６は、本開示によるガイド部及びロッドガイドを含むガイドプレートの斜視図であり、図６Ａは本開示による段差部を含むロッドガイドの詳細図である。
【００２７】
【図７】図７は、図３の線Ａ−Ａに沿って取られた、第３の状態のプリテンショナシステムを含むシートベルトリトラクタアセンブリの断面図である。
【００２８】
【図８】図８は、図３の線Ａ−Ａに沿って取られた、第１の非作動状態にあるプリテンショナシステムを含むシートベルトリトラクタアセンブリの断面図である。
【００２９】
【図９】図９は、図３の線Ａ−Ａに沿って取られた、第２の状態の封止部を有するプリテンショナシステムを含むシートベルトリトラクタアセンブリの断面図である。
【００３０】
【図１０】図１０は、図３の線Ａ−Ａに沿って取られた、第３の状態の封止部を有するプリテンショナシステムを含むシートベルトリトラクタアセンブリの断面図である。
【００３１】
図面を通じて、対応する参照数字は、同様の又は対応する部品及び特徴部を示すことを理解されたい。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下の説明は、本質的に単なる例示であり、本開示又はその応用若しくは用途を限定することは意図されない。図面を通じて、対応する参照数字は、同様の又は対応する部品及び特徴を示すことを理解されたい。
【００３３】
図１は、本開示の例示的な形態による車両座席１０及び車両用シートベルトアセンブリ１２を示す。シートベルトアセンブリ１２は、上部ガイドループ又は固定具１８からラッチ板２０まで延在するショルダベルト部１６及びラッチ板２０から下部固定具２４まで延在するラップベルト部２２を有するシートベルトウェビング１４を含む。ラッチ板２０は、ループ部２６を含むことができ、それを通じてウェビング１４が延在する。ラッチ板２０は、シートベルトアセンブリ１２を係止及び解除するために、シートベルトバックル２８内に挿入されることが可能である。シートベルトバックルのケーブル３０は、直接か、又は他の構成要素と協働するかのいずれかで、シートベルトバックル２８を車両フレームの一部に固定する。ラッチ板２０及びシートベルトバックル２８に対する変更、並びにウェビング１４及びそれに関連付けられた車両構造へのそれらの取り付けを含む、シートベルトウェビング１４を車両に取り付ける他の様式も使用され得ることが理解されるであろう。
【００３４】
シートベルトウェビング１４は、車両座席１０内に（一体化された構造的座席設計において）位置付けられるか、又は車体に構造的に結合されたリトラクタアセンブリ３２（図２及び図３に示される）から巻き出し可能であり、そのためシートベルトウェビング１４の有効長が調節可能である。バックルラッチ板２０がシートベルトバックル２８に締結されると、シートベルトアセンブリ１２は、上部固定具１８と、バックルラッチ板２０と、下部固定具２４との間に３点拘束を画定する。リトラクタアセンブリ３２、バックルラッチ板２０、及び下部固定具２４のための代替的な場所等、任意の他の好適な構成が、本開示で使用されてもよい。
【００３５】
図２を参照すると、車両から取り外され、リトラクタアセンブリ３２を示す本開示のシートベルトアセンブリ１２の等角図が示されている。リトラクタアセンブリ３２は、共通のフレーム３８に据え付けられたスプールアセンブリ３４及びガス発生器３６を含む。スプールアセンブリ３４は、ショルダベルト部１６のウェビング１４と接続されウェビング１４を収容し、一方でウェビング１４のラップベルト部２２の端部が、固定点、例えば、フレーム３８、又は座席１０若しくはフロアパン等の車両の別の部分と固定的に係合される。
【００３６】
また図３を参照すると、スプールアセンブリ３４は、シートベルトウェビング１４のショルダベルト部１６と係合し、シートベルトウェビング１４を巻き取り又は巻き出しするために回転するスピンドル４０を含む。捩り「クロック」又は「モータ」タイプばねは、ばねエンドキャップ４２内に搬送され、スピンドル４０がシートベルトウェビング１４を格納するように回転的に付勢する。スプールアセンブリ３４は、プリテンショナ、慣性及びウェビング感知係止装置、トーションバー荷重リミッタ、又は他のベルト制御装置を含む、先行技術に従って既知の他のスプール制御機構を更に組み込んでもよい。本明細書内で言及される「スプール制御システム」は、ウェビングスプールの回転移動を制御し、このためシートベルトウェビングの引き出し及び格納を制御するいずれのシステムを含み得る。このようなスプール制御システムの１つが、電動アシストリトラクタである。スプール係止装置は、転動球体又は振り子等の慣性感知要素を典型的に組み込み、スプール制御システムのスプロケットを係合させて、シートベルトウェビング１４のスピンドル４０からの更なる引き出しを防止する。ウェビング感知係止装置は、シートベルトウェビング１４の急速な巻き出しを感知して、リトラクタアセンブリ３２を係止する。シートベルトウェビング１４の引き出し及び／又はラッチ板２０のシートベルトバックル２８への接続を検出する種々の電子感知機構がまた、リトラクタアセンブリ３２内に組み込まれてもよい。
【００３７】
車両の通常運転中、リトラクタアセンブリ３２は、シートベルトウェビング１４の巻き出しを可能にして、乗員に一定量の移動の自由度を与える。しかしながら、衝撃、又は潜在的な衝撃状況が検出された場合、リトラクタアセンブリ３２は、係止されて、巻き出しを防止し、乗員を座席１０内に固定する。例えば、車両が所定の割合で減速する場合、リトラクタアセンブリ３２は係止される。シートベルトウェビング１４の自由な巻き出しに部分的に起因して、シートベルトアセンブリ１２は、通常の使用中に緩みを生じることが多い。
【００３８】
図４は、本開示の例示的な形態による、プリテンショナシステム４４を含むリトラクタアセンブリ３２の分解図を示す。図３〜図４を参照すると、リトラクタアセンブリ３２は、スプールアセンブリ３４に操作可能に接続され、プリテンションのためにスピンドル４０を回転させるように操作可能なプリテンショナシステム４４を更に組み込む。当業者に既知であるように、リトラクタプリテンショナは、検出された車両衝撃の初期段階において、乗員に対してよりきつい状態へとシートベルトウェビングを巻く。これは、車両の衝撃又は転覆による減速の力に応じて、乗員の前方運動又は偏移を低減させるために提供される。
【００３９】
図３及び４に示されるように、プリテンショナシステム４４は、プリテンショナチューブ５２の第１のチューブ端部５１においてガス発生器３６と連通するプリテンショナチューブ５２を含む。ガス発生器３６は、発射信号に応じて膨張用ガスを提供するために使用される。当該技術分野で既知のように、例えば、車両は、衝撃事象、衝突、又は転覆等の緊急事象を示す信号を送るセンサアレイを含む。車両センサは、特定の衝撃センサであってもよく、又は従来型の車両センサ（例えば、縦又は横加速度センサ、若しくは別様に、一式の複数のセンサを有する制御システムの一部であってもよい。当業者に既知の、又は当業者に既知となるであろう他のいずれの衝撃センサもまた、本開示のシートベルトアセンブリ１２と連動して容易に用いられ得る。中央処理ユニット（central processing unit、ＣＰＵ）又は他のコントローラ等の電子制御ユニットは、信号を受信し、シートベルトアセンブリ１２を、（例えば、プリテンショナの起動を介して）車両のシートベルトウェビング１４を締めることによって応答するように制御する。
【００４０】
図４において、プリテンショナチューブ５２は、例えば、細長い形状を有し、チューブ５２内部で可撓性である、その中に配置されたポリマーロッド又は塑性変形可能なポリマーロッド等の、ロッド６０を有する。より具体的に及び以下でより詳細に考察されるように、ポリマーロッド６０は、その中への挿入より前にプリテンショナチューブ５２の外側に配置されるときは、略直線形状を有し、チューブ５２内に挿入されると、図４の分解図に示されるようにチューブ５２の蛇行形状に従って屈曲及び撓むことになる。
【００４１】
図３及び４に示されるように、リトラクタアセンブリ３２は、共通のフレーム３８に据え付けられたスプールアセンブリ３４を含む。より具体的には、スプールアセンブリ３４は、共通のフレーム３８に対して回転して、スプールアセンブリ３４に取り付けられたシートベルトウェビング１４を巻くことになる。共通のフレーム３８は、プリテンショナシステム４４の構成要素をハウジング５４の内側に収容するためのハウジング５４を含む。
【００４２】
図４では、スプールアセンブリ３４は、ハウジング５４内に配置されたスプロケット５６を含む。スプロケット５６は、スピンドル４０に取り付けられる。スプロケット５６の回転は、取り付けられたスピンドル４０を回転させて、スピンドル４０に取り付けられたシートベルトウェビング１４を巻くようにする。
【００４３】
図４に示すように、ロッド６０は、本開示の例示的な形態で略円形の断面を有する。本開示の他の形態によれば、ロッド６０は、ロッド６０がチューブ５２内に挿入され、挿入されたとき、チューブ５２の蛇行形状に適合することを可能にする、矩形断面、三角形断面、又は他の多角形断面等の、非円形断面を有することができる。多角形の断面は、ロッド６０の長さに沿って回転して螺旋形状を形成してもよい。加えて、ロッド６０は、長手方向のレール若しくは円周方向のリングなどの突出部、又は長手方向若しくは円周方向の溝などの凹部を含んでもよい。
【００４４】
図４に示すように、ロッド６０は、ロッド６０がプリテンショナシステム４４内に設置されたときにガス発生器３６に向かって配置される近位端６２を含む。ロッド６０は、近位端６２からロッド６０の反対側の端部に配置された遠位端６４を更に含む。遠位端６４はテーパ形状を有するが、遠位端６４の他の好適な形状が、本開示の他の形態に従って実装されてもよい。
【００４５】
ロッド６０は、他のロトプリテンショナの金属球体駆動要素に対して低減した重量を有する、ポリマー材料から作製されることが好ましい。特定のポリマー材料が、ユーザの特定の要望に適合するように選択されることができる。ポリマー材料は、初期設置を可能にし、並びにガス発生器３６による作動に応じてチューブ５２を通じて屈曲及び撓むことができるように十分な可撓性を有するものが好ましい。ポリマー材料は、ロッド６０がプリテンショナシステム４４のスプロケット５６に負荷を十分に伝達するように、作動に応じてチューブ５２を通って押されることを可能にするのに十分な剛性を有するものが好ましい。
【００４６】
また、ロッド６０は、可塑変形可能なポリマー材料から作製されることが好ましい。作動中及び作動後、ロッド６０は、作動及びプリテンショナシステム４４の他の構成要素との接触に応じて、塑性変形されることになる。この塑性変形は、システム４４の使用を参照して更に説明されるが、塑性変形は、システム内の維持された圧力に完全に依存することなく、ロッド６０の払い戻しを防止又は制限するようにシステムが係止されるようにする。また塑性変形により、ロッド６０が変形し、スプロケット５６のベーンと係合することができる。
【００４７】
１つの手法において、ロッド６０は、ナイロン熱可塑性材料から作製される。ロッド６０は、脂肪族ポリアミド熱可塑性材料から作製することもできる。別の手法において、ロッド６０は、アセタール材料又はポリプロピレン材料等、同様の熱可塑性材料から作製することができる。しかしながら、塑性変形を伴わずにプリテンショナシステム４４を作動させることができるロッド６０用の他の材料も使用できることが理解されるであろう。例えば、弾性変形可能な材料を使用することができるが、そのような材料は可塑変形可能なロッドの利点のそれぞれを提供しないであろう。
【００４８】
図４及び５を参照すると、スプロケット５６は、略環状形状を有し、環状本体部８０を含む。スプロケット５６は、一方の側でスプロケット５６をスピンドル４０に動作可能に接続するためにスピンドル４０と回転可能に結合するように構成され、他方の側でばねエンドキャップ４２と動作可能に係合するように構成されている。図４及び５に示されるように、スプロケット５６は、ベーン８２が本体部８０の中心から延在するように、本体部８０から径方向に突出する複数のベーン８２を含む。また、スプロケット５６は、図５に示すように、ロッド６０がスプロケット５６の複数のベーン８２と係合したときにロッド６０を案内するためのフランジ８８を更に含む。スプロケット５６のフランジ８８は、ベーン８２の歯点８６と比較して本体部８０から更に径方向に延在するため、フランジ８８は、スプロケット５６のベーン８２上の係合したロッド６０が横方向に係合解除することを防止することができる。
【００４９】
ベーン８２は、各々前方から見ると、略三角形状であり、ベーン８２が本体部８０から径方向外側に延在するにつれて歯点８６へと先細りする基部を有する（図７参照）。ベーン８２の具体的な幅及びピッチは、所望により選択することができる。複数のベーン８２は、隣接するベーン８２の間に配置される半球形のキャビティ８４を画定するように組み合わされる。
【００５０】
本開示の例示的な形態によれば、各々のベーン８２は、同じサイズ及び形状を有することができ、スプロケット５６の周囲に均一に分布させることができる。本開示の他の形態によれば、ベーン８２は、異なるサイズを有し、及び／又は異なる間隔で離間することができる。ベーン８２のサイズ及び間隔を調節することで、プリテンショナシステム４４を起動するとき、スプロケット５６の回転量及び／又は回転速度を変更することができる。この可変なサイズ及び／又は間隔は、同様に形成された一連の球体によるというより、ロッド６０による作動に起因して可能となる。複数の球体形状の駆動要素を使用するプリテンショナにおいて、サイズ及び間隔は、球体の所定の形状及びサイズを可能にするために好ましくは均一である。
【００５１】
図４、６及び７に戻って参照すると、プリテンショナシステム４４は、ハウジング５４の内側に配置されたガイドプレート５８を更に含む。ガイドプレート５８は、スプロケット５６と同様にハウジング５４内に配置されるガイド部９０を含む。ガイド部９０は、チューブ５２の出口５３の反対側に配置され、スプロケット５６は、ガイド部９０とチューブ５２との間に配置される。したがって、図７に示すように、チューブ５２を出るロッド６０は、ガイドプレート５８上のガイド部９０に接触する前にスプロケット５６と接触することになる。
【００５２】
図６において、ガイド部９０は、チューブ５２の出口５３に向かって凹形状を有する、略弓状のランディング面９２を有する。１つの手法において、表面９２の円弧は、一定半径を有する。更に、円弧の半径の中心点は、表面９２とスプロケット５６との間の径方向の間隔が、表面９２に沿って一致するように、スプロケット５６の回転軸と整列する。別の手法において、表面９２の半径の中心点は、表面９２とスプロケット５６の外径との間の径方向の間隔が表面９２に沿って異なる点で変化するように、スプロケット軸からオフセットすることができる。
【００５３】
表面９２は、第１の端部９４及び第２の端部９６を含む。第１の端部９４は、ロッド６０がチューブ５２を出て、スプロケット５６を通過した後、第２の端部９６よりも前に第１の端部９４と係合するように、チューブ５２の出口５３と反対側に配置される。
【００５４】
図６において、ガイドプレート５８は、ガイド部９０の反対側に配置されるオーバーフローキャビティ９８を更に画定する。オーバーフローキャビティ９８はまた、チューブ５２の屈曲部に隣接して配置され、スプロケット５６は、ガイド部９０とオーバーフローキャビティ９８との間に配置される。オーバーフローキャビティ９８は、必要に応じて、プリテンショナシステム４４の作動中にロッド６０の一部がその中に受容されることを可能にするようにサイズ決定、及び構成される。例えば、ロッド６０がチューブ５２を出た後、ロッド６０がオーバーフローキャビティ９８に向かって最終的に方向付けられるように、ガイド部９０に接触し、ガイド部９０に対応する弓状の経路において方向付けられることになる。ロッド６０は、オーバーフローキャビティ９８内に延在することができ、オーバーフローキャビティ９８に隣接するチューブ５２の屈曲部に沿って更に案内され得る。しかしながら、ロッド６０が作動中に必ずしも、オーバーフローキャビティ９８に最終的に達するほど十分に進まない場合があることが理解されるであろう。
【００５５】
図６及び７に示されるように、ガイドプレート５８は、チューブ５２の出口５３に配置されたロッドガイド１００を更に含む。ロッドガイド１００は、案内面１０２と、停止面１０４と、漏斗形状部１０６と、段差部１０８と、を含む。図６において、チューブ５２に面する案内面１０２は、チューブ５２の出口５３付近で取り付けられたチューブ５２の外表面７０と共に湾曲しており、ロッド６０がチューブ５２から押し出されるときにロッド６０を案内するように構成されている。停止面１０４は、オーバーフローキャビティ領域９８に面し、ロッド６０がプリテンション後にオーバーフローキャビティ９８に到達したときにロッド６０を停止するように構成されている。図６に示すように、案内面１０２と停止面１０４との間の漏斗形状部１０６が形成され、角度１１０を画定する。ロッド６０の遠位端６４の先端角度７２（図４参照）は漏斗形状部１０６の角度に対応するので、ロッドガイド１００の漏斗形状部１０６はロッド６０を効果的に停止してもよく、ロッド６０の遠位端６４がプリテンション後にオーバーフローキャビティ９８に到達したときに、ロッド６０がチューブ５２とスプロケット５６との間で圧迫されるのを防止するように構成されてもよい。
【００５６】
ロッドガイド１００は、スプロケット５６のベーン８２と係合する前にロッド６０がオーバーフローキャビティ９８内に進入することを防止し、ロッド６０をベーン８２と強制的に係合させるように構成されている。ロッドガイド１００により、ハウジング５４内に配置されたオーバーフローキャビティ９８は、チューブ５２の出口５３から実質的に分離される。図７を参照すると、ガイドプレート５８と一体化され、チューブ５２の出口５３に配置されたロッドガイド１００は、スプロケット５６の歯点８６とロッドガイド１００との間に狭い間隙ｄを形成する。図６Ａ及び７に示されるように、更に、スプロケット５６に面する側には、ロッドガイド１００の段差部１０８が形成されている。段差部１０８は、フランジ８８との干渉なしに、ロッドガイド１００の段差部１０８がベーン８２の歯点８６に近接するように、スプロケット５６のフランジ８８を通過するように構成されている。
【００５７】
図７に示すように、狭い間隙ｄはロッド６０の直径Ｄよりも小さく、狭い間隙ｄに起因して、ロッドガイド１００は、スプロケット５６と係合する前に、ロッド６０が捕捉されることを防止する。狭い間隙ｄは、スプロケット５６の歯点８６とロッドガイド１００の段差部１０８との間の最短距離に画定される。したがって、ロッドガイド１００は、高抵抗又は高温状況の場合に、ロッド６０がチューブ５２の出口５３において誤った方向（オーバーフローキャビティ９８の領域など）に進行するのを防止するように構成される。加えて、図７に示すように、ロッドガイド１００は、プリテンション後にオーバーフローキャビティ９８に到達した後に、スプロケット５６と係合する前に、チューブ５２の出口５３から狭い間隙ｄに向かって、及びオーバーフローキャビティ９８から狭い間隙ｄに向かって、ロッド６０が圧縮されることを回避するように構成されている（図７の実線矢印参照）。したがって、ロッド６０は、ロッド６０が誤った方向に進むことを阻止することによって、スプロケット５６のキャビティ８４と係合するように案内される。
【００５８】
上記で説明されたように、リトラクタアセンブリ３２は、発射信号に応じて膨張用ガスを提供するガス発生器３６を含む。膨張用ガスは、チューブ５２内部の圧力の増加をもたらし、これにより最終的にロッド６０が、ガス発生器３６からチューブ５２を通じて強制的に引き離される。
【００５９】
再び図４を参照すると、プリテンショナチューブ５２は、ピストン又は封止部６６を含む。封止部６６は、図４に最もよく示されるように、円筒状の外表面を有する円筒形状を有することができる。しかしながら、本開示の他の形態によるピストン又は封止部６６の他の好適な形状が実施されてもよい。ガス発生器３６の起動により、封止部６６がガス漏れに抵抗できるようになる。ガスチャンバ６８内部の加圧ガスが、封止部６６を膨張させ、これが、封止部６６を通過してガスが逃げることを防止するのに役立つ。したがって、本開示の封止部６６は、高い封止圧力を保持し、並びにチューブ５２内に残留ガス圧力を維持するように動作可能である。
【００６０】
図９及び１０を参照すると、例えば、封止部６６は球形状に形成されている。封止部６６はチューブ５２内に摺動可能に配置され、チューブ５２に沿った作動経路に沿ってロッド６０を駆動するように動作可能である。当業者には理解されるように、封止部６６は、チューブ５２の内部に圧入されるか、ないしは別の方法で嵌合されてもよい。加えて、封止部６６は、略弾性構造を画定し、任意の好適なプラスチック又はポリマー（例えば、ポリエステル、ゴム、熱可塑性、又は他の弾性若しくは変形可能な材料）等の、当該技術分野で既知の種々の材料からなってもよい。更に、封止部６６は、金属、プラスチック、又は他の好適な材料からダイカスト、鍛造、又は成形されてもよい。本開示の更なる態様によれば、封止部６６は、ツーキャビティ射出成形プロセス又はツーショット（２Ｋ）射出成形プロセスを使用して形成され得る。略弾性構造は、封止部６６の形状が圧力に応じて僅かに変化することを可能にし、それによってそれが提供する封止を向上させる。
【００６１】
図８〜１０に示されるように、ここで、プリテンショナシステム４４の一般的な機能について説明する。
【００６２】
プリテンショナは、図８に示されるように、ロッド６０がチューブ５２内に位置付けられる第１の初期又は公称状態を有する。封止部６６は、ロッド６０の上流に位置付けられる。ガス発生器３６は、ガス発生器３６と封止部６６との間にガスチャンバ６８が画定されるように、チューブ５２の第１のチューブ端５１に取り付けられる（図４参照）。
【００６３】
プリテンションを作動させる事象又は信号に応答して、ガス発生器３６はガスをガスチャンバ６８内に排出する。チャンバ６８内の増加した圧力は、封止部６６及びロッド６０をガス発生器３６から、チューブ５２によって画定された経路に沿って強制的に引き離す。ロッド６０の遠位端６４は、スプロケット５６に向かって平行移動し、最終的にスプロケット５６のベーン８２の１つと接触する。ベーン８２に対して加えられるロッド６０からの力は、スプロケット５６をその回転軸の周りで回転させ、それによって、最終的には、スピンドル４０の周りにウェビング１４を巻き付ける。この点で、ロッド６０は、図９に示されるように、その初期の公称位置に対して第２の作動位置にある。
【００６４】
ロッド６０は、ガイド部９０と接触し、ガイド部９０の表面９２に対応する弓状の経路に向けられるように、駆動され続ける。ロッド６０は、ガイド部９０に沿って平行移動する際にスプロケット５６を回転させ続ける。ロッド６０の遠位端６４は、最終的には、オーバーフローキャビティ９８  ９８へ移動し、スプロケット５６から係合解除され、図１０に示されるようにロッドガイド１００に接触する。スプロケット５６は、ロッド６０とスプロケット５６との間の係合によって駆動され続ける。ロッド６０がスプロケット５６と部分的に係合解除された状態で、ロッド６０は第３の位置にある。
【００６５】
図１０の第３の位置では、スプロケット５６とガイド部９０との間のロッド６０は、圧縮され塑性変形される。この圧縮はまた、ロッド６０をガイド部９０に対して圧縮させ、スプロケット５６とガイド部９０との間のロッド６０の圧入構成を作り出すことになる。本開示の例示的な形態によれば、ロッド６０及びガイド部９０は、プリテンションストロークの端部でロッド６０とガイド部９０との間の摩擦から発生した熱によって一緒に溶接される材料から作製される。これにより、ロッド６０とガイド部９０とがこの位置で一緒に溶接される実施形態において、ロッド６０が逆方向に移動することが防止される。これは、係止位置と呼ばれる。
【００６６】
作動中、封止部６６はまた、チューブ５２に沿って移動し、封止部の移動は、ロッド６０をチューブ５２を通して駆動するのを支援する。封止部６６は、同様に、図８〜１０に示されるように、第１、第２、及び第３の位置を有する。図９及び１０に示されるように、ロッド６０の第２及び第３の位置において、封止部６６は、その位置に周方向に拡張された状態を有する。
【００６７】
上記は、本発明の好ましい実施形態を構成するが、発明は、添付の特許請求の範囲の適切な範囲及び正当な意味から逸脱することなく、修正、変形、及び変更が可能であることが認識されるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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