(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リトラクターの巻取り軸に回転トルクを伝達可能な回転駆動部材を車両衝突時に回転駆動することにより、巻取り軸をシートベルトの弛みが除去される方向に回転させるプリテンショナーを備えたシートベルト用リトラクターであって、
巻取り軸に配設されたスリーブと軸心周りに相対回転可能に支持される回転駆動部材が、該スリーブ外周面との間に略くさび状の空間を構成するカム面と、該くさび状空間内に配設されてスリーブ係合方向に移動可能な駆動力伝達部材とを備えると共に、該駆動力伝達部材のスリーブ係合方向への移動を阻止する保持手段は、回転駆動部材が回転する際の摺動面以外の部分に破断部が配設された破断可能な接続手段を介してリトラクター本体に係止されており、
前記回転駆動部材が車両衝突時に所定角度回転駆動されてスリーブとカム面に駆動力伝達部材を係合させた後に、前記保持手段は前記破断部が破断してリトラクター本体に対する係止状態が解除されるように構成されていることを特徴とするプリテンショナー付きシートベルト用リトラクター。
【請求項２】
前記保持手段は、前記駆動力伝達部材を保持する保持片を有し、前記動力伝達部材が、前記スリーブと前記カム面との間に係合するまで、該保持片の弾性または塑性変形により前記駆動力伝達部材の巻取り軸の中心方向への移動を可能とす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付きシートベルト用リトラクター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、緊急時にリトラクターの巻取り軸にウェビングを巻き込むことにより、シートベルトの緩みを除去するプリテンショナーを備えたシートベルト用リトラクターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の乗員等を座席に安全に保持するためのシートベルト装置は、乗員のウェビング装着感を低減するためにリトラクターによるウェビングの巻取り力を低くする傾向があるため、衝突時に大きな力が加わると、どうしてもウェビングの遊びが増え、このようなウェビングの遊びにより拘束が遅れ、乗員の効果的及び安全な拘束が行えないことがあった。
【０００３】
そこで、緊急時にウェビングを引き込んで緊張することによってウェビングの遊びを除去すべく、リトラクターの巻取り軸を巻取り方向へ瞬時に回転させる
プリテンショナーをシートベルト装置に組み込んだものがある。
このようなプリテンショナーをリトラクターに組み込む場合、駆動手段の駆動力を巻取り軸に伝達して回転駆動するための駆動力伝達部材が通常使用時に巻取り軸の回転に干渉することがないように、プリテンショナー非作動時には駆動力伝達部材を巻取り軸に非係合とし、プリテンショナー作動時には駆動力伝達部材を巻取り軸に接続して回転トルクを巻取り軸に伝達する為に、駆動力伝達部材と巻取り軸との間には様々な構成の一方トルク伝達機構が設けられている。
【０００４】
例えば特開平２−２５６５４９号公報等に開示されているプリテンショナーは、巻取り軸の延長部と対面する複数のシューを該延長部に噛み合い係合可能に軸支すると共に付勢手段により該延長部と係合しない方向に付勢し、これらシューに巻付けられたケーブルの一端に駆動手段を連結したものである。
即ち、通常使用時においては駆動力伝達部材であるシューが付勢手段により該延長部と係合しない方向に付勢されているので、巻取り軸の回転に干渉することはない。そして、車両衝突等の緊急時に駆動手段が作動してケーブルが引かれると、該ケーブルの巻き締め力によりシューは延長部との係合方向に回動させられて巻取り軸の延長部と係合するので、巻取り軸を巻取り回転させることによってウェビングの巻締めが行われる。
【０００５】
また、例えば特公平２−１０７４３号公報等に開示されているプリテンショナーは、剪断部材によって巻取り軸と非係合な状態でケーシングに取付けられたクラッチ部材を有し、車両衝突等の緊急時に回転駆動されると強制制御して剪断部材を剪断すると共にクラッチ部材を巻取り軸のクラッチ延長部に押しつけて係合させる引き部材ローラに駆動手段を連結したものである。
【０００６】
即ち、通常使用時においては駆動力伝達部材であるクラッチ部材が剪断部材によって巻取り軸と非係合な状態に取付けられているので、巻取り軸の回転に干渉することはない。そして、車両衝突等の緊急時に駆動手段が作動して引き部材ローラが回転駆動されると、該引き部材ローラが剪断部材を剪断してクラッチ部材を巻取り軸のクラッチ延長部に係合させ、巻取り軸を一体的に巻取り回転させるのでウェビングが巻締められる。
【０００７】
ところで、上記の如きプリテンショナーの駆動手段としては、シリンダー内に摺動可能に受容されたピストンに作用する駆動力によりケーブルの一端部を引張り駆動する所謂シリンダー形式の駆動手段や、気体の膨張圧力やバネ力等の駆動力により回転駆動される回転駆動部材（回転ピストン）が緊急時に巻取り軸をウェビング巻取り方向へ引込み駆動する所謂ローター式回転駆動方式（以下、シリンダーレス形式と称する）及びラック＆ピニオン形式の駆動手段などがある。該シリンダーレス形式の駆動手段は、長いシリンダーを必要とせずにコンパクトな回転駆動部材により巻取り軸をウェビング巻取り方向へ引込み駆動することができるので、車両格納上有利である。又、ラック＆ピニオン形式では、確実な駆動力伝達が行えて効率が良い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平２−２５６５４９号公報等に開示されたプリテンショナーの如き一方トルク伝達機構の構成では、ケーブルの巻き締め力によりシューが延長部との係合方向に回動させられて巻取り軸の延長部と係合するので、プリテンショナーの駆動手段としてはシリンダー形式の駆動手段に限定されてしまい、コンパクトなシリンダーレス形式や効率の良いラック＆ピニオン形式の駆動手段を用いることができない。
【０００９】
一方、上記特公平２−１０７４３号公報等に開示されたプリテンショナーの如き一方トルク伝達機構の構成では、プリテンショナーが始動する際に、クラッチ部材を支持する剪断部材を変形・剪断させなければならないが、始動抵抗が大きく、静止状態の引き部材ローラで剪断部材を変形・剪断させるには大きな駆動力を必要とする。又、剪断部材の強度は、通常使用時に発生する各ピーク荷重よりも十分に大きくなければならないので、結果としてプリテンショナーは始動時に大きな損失を生じてしまい、ウェビングの巻き込み性能や巻き込み開始までの時間遅れの原因となる。更に、プリテンショナー作動時、引き部材ローラ及び転動体は駆動手段によって高速で回転させられるが、これら引き部材ローラ及び転動体が回転する際の摺動面であるケーシングの側板は剪断された剪断部材の剪断跡が残るなどして平滑性が良くないので、スムーズな回転が阻害される可能性がある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、汎用性が高く、プリテンショナー始動時の始動抵抗及びウェビング巻き込み開始までの時間遅れを小さくして巻取り軸を効率良くスムーズにウェビング巻取り方向へ回転させることができる良好な一方トルク伝達機構を備えたプリテンショナー付きシートベルト用リトラクターを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、リトラクターの巻取り軸に回転トルクを伝達可能な回転駆動部材を車両衝突時に回転駆動することにより、巻取り軸をシートベルトの弛みが除去される方向に回転させるプリテンショナーを備えたシートベルト用リトラクターであって、
巻取り軸に配設されたスリーブと軸心周りに相対回転可能に支持される回転駆動部材が、該スリーブ外周面との間に略くさび状の空間を構成するカム面と、該くさび状空間内に配設されてスリーブ係合方向に移動可能な駆動力伝達部材とを備えると共に、該駆動力伝達部材のスリーブ係合方向への移動を阻止する保持手段は、回転駆動部材が回転する際の摺動面以外の部分に破断部が配設された破断可能な接続手段を介してリトラクター本体に係止されており、
前記回転駆動部材が車両衝突時に所定角度回転駆動されてスリーブとカム面に駆動力伝達部材を係合させた後に、前記保持手段は前記破断部が破断してリトラクター本体に対する係止状態が解除されるように構成されていることを特徴とするプリテンショナー付きシートベルト用リトラクターにより達成される。
また、上記のプリテンショナー付きシートベルト用リトラクターにおいて、前記保持手段は、前記駆動力伝達部材を保持する保持片を有し、前記動力伝達部材が、前記スリーブと前記カム面との間に係合するまで、該保持片の弾性または塑性変形により前記駆動力伝達部材の巻取り軸の中心方向への移動を可能とするようにしてもよい。
【００１２】
【作用】
本発明の上記構成によれば、通常使用時においてはリトラクター本体に係止された保持手段が、駆動力伝達部材のスリーブ係合方向への移動を阻止しているので、該駆動力伝達部材が巻取り軸の回転に干渉することはない。
そして、回転駆動部材が車両衝突時に回転駆動されると、該回転駆動部材の内周面に形成されたカム面により駆動力伝達部材はスリーブ係合方向へ移動させられ、該カム面とスリーブの外周面との間に食い込ませられる。このようなプリテンショナー始動時には、保持手段がリトラクター本体に係止されたままであり、回転駆動された直後の回転駆動部材に対して相対移動可能であるので、回転駆動された直後の該回転駆動部材には保持手段のリトラクター本体に対する係止状態を解除するための負荷が作用せず、プリテンショナー始動時の回転駆動部材の始動抵抗は小さくなる。
【００１３】
更に、回転駆動部材が所定角度回転駆動され、前記保持手段の破断部を破断するのに必要な負荷が該回転駆動部材に作用する際には、回転駆動部材は加速されて運動エネルギーが高まっているので、小さい損失で該保持手段の係止状態を解除でき、回転駆動部材と一体的に保持手段を速やかに移動させることができる。そこで、プリテンショナー始動時からウェビング巻き込み開始までの時間遅れを小さくすることができる。
【００１４】
また、リトラクター本体に対する保持手段の係止状態を解除するための破断部が、回転駆動部材が回転する際の摺動面以外の部分に配設されており、その破断跡が該回転駆動部材の摺動面上に残ることはないので、該回転駆動部材が回転する際の摺動面の平滑性を確保することができる。
【００１５】
【実施例】
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施例を詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施例に基づくプリテンショナー付きシートベルト用リトラクター１の正面図であり、図２乃至図４は図１に示したプリテンショナー付きシートベルト用リトラクター１の要部分解斜視図であり、図５及び図６は図１に示したプリテンショナー付きシートベルト用リトラクター１のＡ−Ａ断面矢視図及びＢ−Ｂ断面矢視図であり、図７は図５に示したプリテンショナーのＣ−Ｃ断面矢視図である。
【００１６】
前記プリテンショナー付きシートベルト用リトラクター１は、ウェビング２０を巻取り又は引き出し自在に巻回した巻取りリール７を備えており、従来のリトラクターと同様に、巻取りリール７はその巻取り軸４に連結された巻取りバネ装置５により、ウェビング２０が巻取られる方向に常時付勢されている。又、ウェビング２０が所定大きさ以上の加速度で引き出されようとすると、緊急ロック機構２により巻取り軸４の回転が阻止され、それ以上ウェビング２０が引き出されないようになっている。
【００１７】
更に、前記プリテンショナー付きシートベルト用リトラクター１は、略コ字形状に形成されたリトラクターベース１１の一方のベース側壁１１ａに、巻取り軸４をシートベルトの弛みが除去される方向に回転させる駆動手段を備えたプリテンショナー３が配設されている。該プリテンショナー３は、ベース側壁１１ａを貫通した巻取り軸４の一端部に嵌着されたスリーブ１４の周りを回動可能に配設された回転駆動部材であるクラッチ外輪１２と、ガス発生器２９が発生するガス圧力で押圧駆動されるラック２５と常時噛み合わされたピニオンギヤ２１により前記クラッチ外輪１２を回転駆動する駆動手段６と、前記ピニオンギヤ２１の回転により前記クラッチ外輪１２を増速回転させるべくピニオンギヤ２１とクラッチ外輪１２の間に配設された増速歯車伝動装置である遊星歯車装置３５と、車両衝突時に前記ガス発生器２９を作動させる図示しない制御装置とを備えている。
【００１８】
前記クラッチ外輪１２は、後述する遊星歯車装置３５を介して駆動手段６により回転駆動される円筒状部材であり、外周面には遊星歯車装置３５の遊星歯車１５と噛み合う太陽歯車を構成するための外歯１２ａが形成されると共に、肉抜きされた内周面には前記スリーブ１４の外周面との間にくさび状の空間を構成する４つのカム面１２ｂが周方向に沿って等間隔に形成されている。そして、各くさび状空間内には、回転ピストン３１とスリーブ１４の間でトルク伝達を可能とすべくスリーブ係合方向に移動可能な駆動力伝達部材である円筒状のローラーピン１０と、該ローラーピン１０のスリーブ係合方向への移動を阻止すべくリトラクター本体であるベース側壁１１ａに係止された保持手段であるホルダー８のローラーピン保持片９ａ，９ｂとがそれぞれ配設されている。
【００１９】
ポリアセタール及びナイロン等の合成樹脂材料や、アルミニウム及び亜鉛等の金属材料からなる前記ホルダー８は、巻取り軸４が挿通される円孔とベース取付け用穴８ｅを備えた略円板状の基板部８ａと、該基板部８ａの軸線方向に沿って垂設された四対のローラーピン保持片９ａ，９ｂとを備えており、遊星歯車ケース１６及びラックギヤケース２２と共締めされてベース側壁１１ａの外側面に固定される。そこで、前記ローラーピン保持片９ａ，９ｂの先端部は、該ホルダー８の外側に配設された前記クラッチ外輪１２の各くさび状空間内に挿入され、ローラーピン１０をスリーブ１４の外周面と非係合な状態に保持する。
【００２０】
更に、前記ローラーピン保持片９ａ，９ｂが垂設された基板部８ａには、周方向に沿って四分割されたスリット８ｃが形成されており、各スリット８ｃの端部間には破断可能な接続手段である細い接続部８ｄが構成されている。そこで、前記ローラーピン保持片９ａ，９ｂが垂設された前記スリット８ｃより内側の部分は、前記細い接続部８ｄが破断することによりベース側壁１１ａに対する係止状態が解除されてクラッチ外輪１２と一体的に回転可能な摺動部８ｂとされている。そして、該摺動部８ｂのリトラクター側表面は、クラッチ外輪１２が回転する際の摺動面となる。
【００２１】
即ち、前記ローラーピン保持片９ａ，９ｂは、クラッチ外輪１２が回転する際の摺動面である摺動部８ｂのリトラクター側表面以外の部分に破断部が配設された細い接続部８ｄを介してベース側壁１１ａに係止されている。
更に、前記クラッチ外輪１２の内径は前記スリーブ１４の外径よりも大きく、前記ホルダー８のローラーピン保持片９ａ，９ｂによって挟持されたローラーピン１０は、スリーブ１４の外周面に対してクリアランスを有している。即ち、これらクラッチ外輪１２のカム面１２ｂ、ホルダー８及びローラーピン１０等により、前記スリーブ１４と前記クラッチ外輪１２との間には一方向トルク伝達機構が構成されており、該ローラーピン１０はホルダー８によりトルク伝達不可能な状態に確実に保持されている。
【００２２】
そこで、通常使用時においては振動等の要因でホルダー８に保持されたローラーピン１０がスリーブ１４に接触してリトラクターからのウェビング２０の引出し巻取り及び緊急ロック機構２の機能に影響を与えたり、異音が発生したりする可能性が少ない。
又、それぞれ対をなす前記ローラーピン保持片９ａ，９ｂは、互いに基板部８ａの周方向に沿って対向するようにローラーピン１０を挟持しており、ローラーピン１０がスリーブ１４及びクラッチ外輪１２と対向するその半径方向部分は開放されている。従って、クラッチ外輪１２にウェビング巻取り方向の回転駆動力が作用し、該クラッチ外輪１２が急激に回転した場合でも、確実にローラーピン１０をベース側壁１１ａに対して静止させる事ができる。そこで、ローラーピン保持片９ａ，９ｂは、ローラーピン１０が確実に噛み込まれるまではローラーピン１０の周方向への移動を規制することができる。
【００２３】
その上、クラッチ外輪１２が所定角度回転し、ローラーピン１０がカム面１２ｂによって巻取り軸中心方向へ付勢された際には、該ローラーピン１０の食い込み方向の移動を妨げることがないようにローラーピン保持片９ａ，９ｂは容易に変形できる。そして、更にクラッチ外輪１２がウェビング巻取り方向へ回転駆動されると、ホルダー８の細い接続部８ｄが破断して基板部８ａから摺動部８ｂが分離されるので、スリーブ１４に食い込んだローラーピン１０は前記クラッチ外輪１２及び前記摺動部８ｂと共に一体的にウェビング巻取り方向へ回転する。前記スリーブ１４は、前記ローラーピン１０よりも硬い材質であり、その外周面には食い込みを容易とするローレット加工が施されている。
【００２４】
即ち、後述する駆動手段６によってクラッチ外輪１２にウェビング巻取り方向（図２中、矢印Ｘ１  方向）の回転駆動力が生じた際には、ローラーピン１０がクラッチ外輪１２のカム面１２ｂとスリーブ１４の外周面との間に食い込むことによって、スリーブ１４とクラッチ外輪１２とを連結し、該クラッチ外輪１２の回転トルクが巻取り軸４に伝達されるようになっている。
【００２５】
前記遊星歯車装置３５は、前記ベース側壁１１ａの外側に固定された遊星歯車ケース１６の内歯１６ａと前記クラッチ外輪１２との間に配設された遊星歯車１５と、これら遊星歯車１５をそれぞれ回転自在に支持するキャリア部材である回転円板１７とからなる。前記回転円板１７には、遊星歯車１５を回転自在に軸支するピン１９が圧入される貫通孔１７ａと、ピニオンギヤ２１が嵌合される中央孔１８とが形成されており、遊星歯車１５はピニオンギヤ２１と一体的に回転する回転円板１７により公転させられる。そこで、前記クラッチ外輪１２は、ピニオンギヤ２１の回転により増速回転させられる。
【００２６】
前記駆動手段６は、前記ピニオンギヤ２１に噛み合わされるラック歯２５ａを形成されたラック２５と、該ラック２５を移動可能に受容するシリンダー２４と、該シリンダー２４の先端部とガス発生器２９のガス噴出部とを連通連結するガス発生器ケース２８とを有しており、前記シリンダー２４の基端部は前記遊星歯車ケース１６の外側に固定されたラックギヤケース２２に連結されている。前記ラックギヤケース２２には、前記ピニオンギヤ２１が回転自在に収容される中央開口３３と、該中央開口３３と一部連通して前記ラック２５を摺動案内する案内凹部３４とが形成されており、該ラックギヤケース２２の外側には巻取り軸４の先端が貫通する開口２３ａを形成されたプレート２３が前記ピニオンギヤ２１及びラック２５を覆うように配設されている。
【００２７】
前記ラック２５のガス発生器ケース２８側の端部には、合成樹脂，ゴム，又は発泡金属等の材質からなる緩衝材２６と共にシリンダー２４内を摺動可能なピストン２７が配設されており、ガス発生器２９が発生した高圧ガスはガス発生器ケース２８を介して該ピストン２７に伝達される。また、設計によっては緩衝材を必要とせず、ピストンとラックを一体的に製作する事も可能である。更に、緩衝材にＯリングを使用してガスシールの効果を出す事も可能である。
【００２８】
前記ラック２５の背面２５ｂに対向する側の前記案内凹部３４の側壁部には、くさび状空間を構成するカム面３２が形成されており、該くさび状空間内にはラックギヤケース２２の案内凹部３４の内側壁に対するラック２５の戻り方向（図５中、矢印Ｙ２  方向）の相対移動を規制する噛み合い要素である円筒状のローラーピン３６と、該ローラピン３６をラック係合方向へ付勢するコイルスプリング３１とが配設され、ラック２５の戻り防止機構が構成されている。そこで、ラック２５がウェビング巻取り駆動方向（図５中、矢印Ｙ１  方向）に移動する際には、ローラピン３６がコイルスプリング３１の付勢力に抗して非噛み合い方向へ移動可能であり、該ラック２５の移動を妨げるものではない。
【００２９】
次に、上記プリテンショナー付きシートベルト用リトラクター１の動作について説明する。
車両の通常走行時状態では、図６に示すように、クラッチ外輪１２及びローラーピン１０はスリーブ１４と非係合なので、巻取り軸４は自由に回転可能となっている。従って、ウェビング２０を巻取りバネ装置５の付勢力で巻取り可能であると共に、バネ力に抗してウェビング２０を引出し自在となっている。
【００３０】
急ブレーキ等のある程度の大きさの減速度が車両に発生すると、乗員が前方に移動してウェビング２０をある程度の加速度で引き出そうとする。この時、リトラクターの緊急ロック機構２が作動して巻取り軸４の回転をロックする。これにより、ウェビングの伸び出しは阻止されるが、図示しない制御装置がガス発生器２９を作動させることはないので、ラック２５は押圧駆動されない。
【００３１】
一方、車両衝突時等におけるような極めて大きな所定の減速度が生じると、図示しない制御装置がこの減速度を検知してガス発生器２９を点火する。点火されたガス発生器２９は、駆動ガスをガス発生器ケース２８内へ噴出する。すると、ガス発生器ケース２８よりシリンダー２４内へ流入した駆動ガスの膨張圧力がピストン２７に作用し、該ピストン２７は緩衝材２６を介してラック２５をウェビング巻取り駆動方向へ押圧駆動する。この時、前記緩衝材２６によってラック２５へのガス圧力の急激な加圧を抑制することができる。
【００３２】
ここで、ピストン２７はラック２５を押圧駆動するように構成されているので、駆動力を伝達するためのピストンロッド等が挿通される開口をガス発生器ケース２８に設ける必要がない。そこで、ガス圧力は漏れることなくほぼ全てピストン２７に作用し、ラック２５の駆動力に有効に利用できる。
前記ラック２５が図５に示す矢印Ｙ１  方向へ押圧駆動されると、該ラック２５のラック歯２５ａに噛み合わされているピニオンギヤ２１はウェビング巻取り方向（図５中、矢印Ｘ１  方向）へ回転駆動される。すると、ピニオンギヤ２１と一体的に回転する回転円板１７も矢印Ｘ１  方向に回転する。
【００３３】
前記回転円板１７にはピン１９に回転自在に軸支された遊星歯車１５が保持されており、図６に示すように、該遊星歯車１５は前記遊星歯車ケース１６の内歯１６ａ及び前記クラッチ外輪１２の外歯１２ａと噛み合っている。そこで、回転円板１７が矢印Ｘ１  方向に回転することにより、矢印Ｘ１  方向に公転させられる遊星歯車１５は、遊星歯車ケース１６の内歯１６ａに噛み合いながら自転してクラッチ外輪１２を矢印Ｘ１  方向に増速回転させる。従って、ピニオンギヤ２１の矢印Ｘ１  方向の回転は、遊星歯車装置３５により増速して伝達される。
【００３４】
そして、クラッチ外輪１２が矢印Ｘ１  方向に回転させられると、ホルダー８はベース側壁１１ａの外側面に固定されており、且つ、前記ローラーピン保持片９ａ，９ｂはローラーピン１０がスリーブ１４の外周面とカム面１２ｂとの間に確実に食い込むまでは巻取り軸中心方向への移動を保持片の弾性又は塑性変形によって可能とするので、該ホルダー８はウェビング巻取り方向に回転するクラッチ外輪１２に対して相対回転する。
【００３５】
従って、ホルダー８のローラーピン保持片９ａ，９ｂに保持されているローラーピン１０はスリーブ係合方向に移動し、スリーブ１４の外周面とカム面１２ｂとの間に確実に食い込むので、該ローラーピン１０がクラッチ外輪１２とスリーブ１４とを連結し、該クラッチ外輪１２の回転トルクを巻取り軸４に伝達する。即ち、回転駆動された直後のクラッチ外輪１２には、ベース側壁１１ａに固定されているホルダー８のローラーピン保持片９ａ，９ｂの係止状態を解除するために前記細い接続部８ｄを破断するだけの負荷が作用せず、プリテンショナー始動時の回転駆動部材の始動抵抗は小さくなる。
【００３６】
そして、更にクラッチ外輪１２がウェビング巻取り方向に所定角度回転させられ、前記ローラーピン１０がスリーブ１４の外周面とカム面１２ｂとの間に確実に食い込む位置まで移動すると、ローラーピン１０を介してクラッチ外輪１２の回転駆動力がホルダー８に伝達される。この時、ベース側壁１１ａに固定されているホルダー８のローラーピン保持片９ａ，９ｂの係止状態を解除するために前記細い接続部８ｄを破断するだけの負荷がクラッチ外輪１２に作用するが、該クラッチ外輪１２は加速されて運動エネルギーが高まっている。そこで、クラッチ外輪１２は小さい損失で前記細い接続部８ｄを破断して該ローラーピン保持片９ａ，９ｂのベース側壁１１ａに対する係止状態を解除することができると共に、一体的に摺動部８ｂを速やかに回転移動させることができるので、プリテンショナー始動時からウェビング巻き込み開始までの時間遅れを小さくすることができる。
【００３７】
そして更に、駆動ガスの膨張圧力により押圧駆動されるラック２５の駆動力によりピニオンギヤ２１がウェビング巻取り方向に回転駆動されると、増速回転させられたクラッチ外輪１２はローラーピン１０を介してスリーブ１４を一体的に矢印Ｘ１  方向に回転駆動し、ウェビング２０を巻取る方向に巻取り軸４を回転させるので、ウェビング２０が締め付けられ、シートベルトの遊びが除去される。
【００３８】
即ち、遊星歯車装置３５を介して増速した回転を巻取り軸４に伝達できる駆動手段６のラック２５は、短いラックストロークでも巻取り軸４をウェビング巻取り方向へ充分に回転させることができる。従って、ラック２５及びシリンダー２４は短くてよく、プリテンショナーをコンパクトに構成することができる。
又、遊星歯車装置３５を構成して増速回転されるクラッチ外輪１２と巻取り軸４に固設されたスリーブ１４との間には、プリテンショナー非作動時にこれらを非接続とするホルダー８及びローラーピン１０がが配設されており、ピニオンギヤ２１とラック２５、及び遊星歯車装置３５を構成する各歯車は、プリテンショナー非作動時である初期状態において予め互いの歯が噛み合った状態となっている。従って、ラック２５が駆動ガスの膨張圧力により急激に押圧駆動される際、前記歯車の歯先同士は互いに衝突することがないので、歯の破損を防止することができると共に駆動手段６による駆動力を巻取り軸４にスムーズに伝達することができる。
【００３９】
更に、ベース側壁１１ａに固定されているホルダー８のローラーピン保持片９ａ，９ｂの係止状態を解除するための前記細い接続部８ｄの破断部は、図８に示すようにクラッチ外輪１２が回転する際の摺動面（分離した摺動部８ｂのリトラクター側表面及びベース側壁１１ａの外側面）以外の部分である前記スリット８ｃの内壁面上に破断面が位置し、その破断跡がクラッチ外輪１２の摺動面上に残ることはないので、該クラッチ外輪１２が回転する際の摺動面の平滑性を確保することができる。従って、クラッチ外輪１２の高速でスムーズな回転が保障される。
【００４０】
そして、駆動ガスの膨張圧力によるラック２５の押圧駆動が止まると、ウェビング２０の張力により巻取り軸４がウェビング引出し方向（図８中、矢印Ｘ２  方向）へ回転し、クラッチ外輪１２及びピニオンギヤ２１も逆回転を始める。すると、ラック２５は案内凹部３４の内側壁に対して戻り方向（図５中、矢印Ｙ２  方向）へ相対移動しようとするが、前記ローラピン３６がラック２５の背面２５ｂと案内凹部３４のカム面３２との間に食い込むことにより、ラック２５は戻り方向への相対移動が規制されるので、ピニオンギヤ２１は逆回転を防止される。そこで、プリテンショナー３によるベルト巻締め動作完了直後も、上記駆動手段６はベルト伸び出しを抑えることができる。尚、ラック２５の戻り防止機構は、初期位置でラック２５の面とローラ（噛み合い要素）が接触すれば、どの位置に設定してもよい。また、この様な戻り防止機構は図示のようなローラ等を用いずに、駆動ガスの圧力減少を最少にする事により代用できる。例えば、前記緩衝材２６をＯリングとする事により、シリンダー内の圧力を高く保ち同様の効果を得る事ができる。
【００４１】
尚、上記本発明の第１実施例においては、回転駆動部材をウェビング巻取り方向へ回転駆動する駆動手段として、ピニオンギヤを介してリトラクターの巻取り軸に回転トルクを伝達可能なラックをガス圧力で押圧駆動する形式の駆動手段を用いたが、回転ピストンの羽根部に気体の膨張圧力を直接付与して駆動するシリンダーレス形式の駆動手段や、ねじりコイルばねの弾性力を用いたり、シリンダー内に摺動可能に受容されたピストンに作用する気体の膨張圧力によりケーブルの一端部を引張り駆動する所謂シリンダー形式の駆動手段を用いることもできる。
【００４２】
図９は、本発明の第２実施例に基づくプリテンショナー付きシートベルト用リトラクター４１の要部断面側面図である。
前記プリテンショナー付きシートベルト用リトラクター４１は、ウェビング２０を巻取り又は引き出し自在に巻回した巻取りリール７を備えており、上記第１実施例のリトラクターと同様に、巻取りリール７はその巻取り軸４に連結された巻取りバネ装置５により、ウェビング２０が巻取られる方向に常時付勢されている。又、ウェビング２０が所定大きさ以上の加速度で引き出されようとすると、緊急ロック機構２により巻取り軸４の回転が阻止され、それ以上ウェビング２０が引き出されないようになっている。
【００４３】
更に、前記プリテンショナー付きシートベルト用リトラクター４１は、略コ字形状に形成されたリトラクターベース５１の一方のベース側壁５１ａに、巻取り軸４をシートベルトの弛みが除去される方向に回転させるシリンダーレス形式の駆動装置を備えたプリテンショナー４３が配設されている。該プリテンショナー４３は、ベース側壁５１ａを貫通した巻取り軸４の一端部に嵌着されたスリーブ５４の周りを回動可能に配設された回転駆動部材である回転ピストン６１と、ベース側壁５１ａの外側に配設されて該回転ピストン６１を回動可能に収容するための略円環状の案内通路６４を構成するケーシング４６と、該回転ピストン６１を回転駆動するための駆動ガスを発生するガス発生器５６と、車両衝突時に該ガス発生器５６を作動させる図示しない制御装置とを備えている。
【００４４】
前記ケーシング４６は、ベース側壁５１ａに固定されたロアケース（図示せず）と、該ロアケースを介してベース側壁５１ａに固定されるアッパーケース４８とからなる。該アッパーケース４８の下方に一体形成された略Ｌ字形状のハウジング内部にはガス発生器５６が内蔵されており、前記案内通路６４の一部を閉塞する隔壁部４８ｂにより画成された前記案内通路６４の一周端部と該ガス発生器５６のガス噴出部とはガス導管口６５により連通されている。前記ガス発生器５６は、ガス発生剤を収容してフレームに封着されるケース内に図示しないヒーターを組み込んだものであり、該ヒーターは車両の衝突を検知した図示しない制御装置からの電気信号により点火される。
【００４５】
前記回転ピストン６１は、前記スリーブ５４と軸心周りに相対回転可能に支持される円筒状部６２と、駆動ガスを受けるべく該円筒状部６２より半径方向外方に突設された羽根部６３とを有しており、ガス発生器５６より発生した駆動ガスが案内通路６４内の羽根部６３に作用することによって回転駆動される。駆動ガスの膨張圧力を受ける該羽根部６３の受圧面６３ａと反対側の回転移動方向側には、くさび状空間を構成するカム面６３ｂが形成されており、該くさび状空間内にはケーシング４６の内周壁に対する回転ピストン６１のウェビング引出し方向（図９中、時計回り方向）の相対回転を規制する噛み合い要素である円筒状のローラーピン５３が配設されている。
【００４６】
前記円筒状部３２の内周面には、前記スリーブ５４の外周面との間にくさび状の空間を構成する複数のカム面６２ａが周方向に沿って等間隔に形成されている。そして、各くさび状空間内には、回転ピストン６１とスリーブ５４の間でトルク伝達を可能とすべくスリーブ係合方向に移動可能な駆動力伝達部材である円筒状のローラーピン５０と、該ローラーピン５０のスリーブ係合方向への移動を阻止すべくリトラクター本体である前記アッパーケース４８に係止された保持手段であるホルダー５８のローラーピン保持片５９ａ，５９ｂとがそれぞれ配設されている。
【００４７】
前記ホルダー５８は、ポリアセタール及びナイロン等の合成樹脂材料や、アルミニウム及び亜鉛等の金属材料からなり、図２に示した第１実施例におけるホルダー８と同様に、巻取り軸４が挿通される円孔とアッパーケース取付け手段を備えた略円板状の基板部（図示せず）と、該基板部の軸線方向に沿って垂設された三対のローラーピン保持片５９ａ，５９ｂとを備えており、アッパーケース４８の内側面に固定される。そこで、前記ローラーピン保持片５９ａ，５９ｂの先端部は、該ホルダー５８の内側に配設された前記回転ピストン６１の各くさび状空間内に挿入され、ローラーピン５０をスリーブ５４の外周面と非係合な状態に保持する。
【００４８】
更に、前記ローラーピン保持片５９ａ，５９ｂが垂設された基板部には、上記ホルダー８と同様に、周方向に沿って三分割されたスリットが形成されており、各スリットの端部間には破断可能な接続手段である細い接続部が構成されている。そこで、前記ローラーピン保持片５９ａ，５９ｂが垂設された前記スリットより内側の部分は、前記細い接続部が破断することによりアッパーケース４８に対する係止状態が解除されて回転ピストン６１と一体的に回転可能な摺動部とされている。そして、該摺動部のリトラクター側表面は、回転ピストン６１が回転する際の摺動面となる。
【００４９】
即ち、前記ローラーピン保持片５９ａ，５９ｂは、回転ピストン６１が回転する際の摺動面であるホルダー５８の摺動部のアッパーケース側表面以外の部分に破断部が配設された細い接続部を介してアッパーケース４８に係止されている。そして、前記回転ピストン６１は、ロアケースとアッパーケース８とにより回転軸線方向に挟持されると共に、スリーブ５４の外周面により半径方向に支持され、前記ケーシング４６内においてスリーブ５４の外周面の周りを摺動しながら相対回転可能に配設されている。更に、該回転ピストン６１は、外周面に形成された凹部を前記アッパーケース４８の内周面に突設された小突起４８ａに係止され、ケーシング４６に対して非回転的に固定されており、車体の振動等により動かないように位置決めされている。勿論、両部材を摩擦係合により位置決めすることもできる。
【００５０】
更に、前記円筒状部６２の内径は前記スリーブ５４の外径よりも大きく、前記ホルダー５８のローラーピン保持片５９ａ，５９ｂによって保持されたローラーピン５０は、スリーブ５４の外周面に対してクリアランスを有している。
即ち、これら回転ピストン６１のカム面６２ａ、ホルダー５８及びローラーピン５０等により、前記スリーブ５４と前記回転ピストン６１との間には一方トルク伝達機構が構成されており、ローラーピン５０はケーシング４６に係止されたホルダー５８のローラーピン保持片５９ａ，５９ｂによってトルク伝達不可能な状態に保持されている。そこで、通常使用時においては回転ピストン６１がスリーブ５４の回転に干渉することはなく、リトラクターからのウェビング２０の引出し及び巻取りは自在である。一方、前記ガス発生器５６より発生した駆動ガスによって回転ピストン６１にウェビング巻取り方向（図９中、矢印Ｘ方向）の回転駆動力が生じた際には、ローラーピン５０が回転ピストン６１のカム面６２ａとスリーブ５４の外周面との間に食い込むことによって、スリーブ５４と回転ピストン６１とを連結し、該回転ピストン６１の回転トルクが巻取り軸４に伝達されるようになっている。
【００５１】
従って、本第２実施例のプリテンショナー４３は、前記第１実施例のプリテンショナー付きシートベルト用リトラクター１のプリテンショナー３と同様に、プリテンショナー始動時の始動抵抗及びウェビング巻き込み開始までの時間遅れを小さくすることができると共に、回転ピストン６１が回転する際の摺動面（分離したホルダー５８の摺動部のアッパーケース側表面及びアッパーケース４８の内側面）の平滑性を確保し、回転ピストン６１の高速でスムーズな回転を保障することができるので、巻取り軸４を効率良くスムーズにウェビング巻取り方向へ回転させることができる。
【００５２】
図１０に示した本発明の第３実施例に基づくプリテンショナー付きシートベルト用リトラクター７１は、略コ字形状に形成されたリトラクターベース７６の一方のベース側壁７６ａに、巻取り軸４をシートベルトの弛みが除去される方向に回転させるシリンダー形式の駆動装置を備えたプリテンショナー７２が配設されている。尚、上記第２実施例のプリテンショナー付きシートベルト用リトラクター４１と同様の構成部材に関しては同符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５３】
前記プリテンショナー４２は、ベース側壁４６ａを貫通した巻取り軸４の一端部に嵌着されたスリーブ５４の周りを回動可能に配設された回転駆動部材であるローター７３と、ローター７３に巻回されると共に一端がワイヤーエンド８０を介してローター７３の連結部７５に連結されたケーブル７９と、該ケーブル７９の他端に接続されたピストン７８が図示しないガス発生器の駆動ガスによりシリンダー７７内を駆動される駆動手段とを備えており、前記スリーブ５４と前記ローター７３との間には前記第２実施例と同様の一方トルク伝達機構が構成されている。
【００５４】
そこで、車両衝突時等におけるような極めて大きな所定の減速度が生じると、図示しない制御装置がこの減速度を検知してガス発生器を作動させるので、シリンダー７７内に流入した駆動ガスの圧力によって前記ピストン７８が急速に上方（矢印Ｚ方向）へ移動する。このピストン７８の駆動力によって、ケーブル７９が矢印Ｚ方向へ急速に引っ張られる。
【００５５】
そして、ケーブル７９が引っ張られると、その引張り力によりローター７３はウェビング巻取り方向（図１０中、矢印Ｗ方向）へ回転駆動される。すると、ローター７３を非回転的に係止していた図示しない小突起の係止が外れ、ローター７３はウェビング巻取り方向に回転する。
従って、上記各実施例のプリテンショナー付きシートベルト用リトラクター１，４１と同様に、本第３実施例のプリテンショナー７２は、プリテンショナー始動時の始動抵抗及びウェビング巻き込み開始までの時間遅れを小さくすることができると共に、ローター７３が回転する際の摺動面（分離したホルダー５８の摺動部のアッパーケース側表面及び図示しないアッパーケースの内側面）の平滑性を確保し、ローター７３の高速でスムーズな回転を保障することができるので、巻取り軸４を効率良くスムーズにウェビング巻取り方向へ回転させることができる。
【００５６】
即ち、本発明におけるプリテンショナーの如き一方トルク伝達機構の構成は、プリテンショナーの駆動手段としてシリンダー形式の駆動手段、又はコンパクトなシリンダーレス形式の駆動手段のいずれにも応用することができ、基本の構成部材を共通化しながらリトラクター取付け位置等の諸条件により駆動手段を適宜選択することができるので汎用性が高い。
【００５７】
尚、本発明の構成は上記各実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨に基づいて種々の形態を採り得ることは勿論であり、例えば、回転駆動部材、スリーブ、駆動力伝達部材、カム面、保持手段、保持手段の係止方法及び破断可能な接続手段等の形状や構成は適宜変更可能である。
【００５８】
【発明の効果】
本発明のプリテンショナー付きシートベルト用リトラクターによれば、回転駆動部材が車両衝突時に回転駆動されると、該回転駆動部材の内周面に形成されたカム面により駆動力伝達部材はスリーブ係合方向へ移動させられ、該カム面とスリーブの外周面との間に食い込ませられるが、この時、保持手段はリトラクター本体に係止されたままであり、回転駆動された直後の回転駆動部材に対して相対移動可能であるので、回転駆動された直後の該回転駆動部材には保持手段のリトラクター本体に対する係止状態を解除するための負荷が作用せず、プリテンショナー始動時の回転駆動部材の始動抵抗は小さくなる。
【００５９】
更に、回転駆動部材が所定角度回転駆動され、前記保持手段の破断部を破断するのに必要な負荷が該回転駆動部材に作用する際には、回転駆動部材は加速されて運動エネルギーが高まっているので、小さい損失で該保持手段の係止状態を解除でき、回転駆動部材と一体的に保持手段を速やかに移動させることができる。そこで、プリテンショナー始動時からウェビング巻き込み開始までの時間遅れを小さくすることができる。
【００６０】
また、リトラクター本体に対する保持手段の係止状態を解除するための破断部が、回転駆動部材が回転する際の摺動面以外の部分に配設されており、その破断跡が該回転駆動部材の摺動面上に残ることはないので、該回転駆動部材が回転する際の摺動面の平滑性を確保することができる。
その上、本発明における一方トルク伝達機構の構成は、回転駆動部材の駆動手段により制限されることがないので、基本の構成部材を共通化しながらリトラクター取付け位置等の諸条件により駆動手段を適宜選択することができる。
【００６１】
従って、汎用性が高く、プリテンショナー始動時の始動抵抗及びウェビング巻き込み開始までの時間遅れを小さくして巻取り軸を効率良くスムーズにウェビング巻取り方向へ回転させることができる良好な一方トルク伝達機構を備えたプリテンショナー付きシートベルト用リトラクターを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に基づくプリテンショナー付きシートベルト用リトラクターの正面図である。
【図２】図１に示したプリテンショナー付きシートベルト用リトラクターの要部分解矢視図の一部分である。
【図３】図１に示したプリテンショナー付きシートベルト用リトラクターの要部分解矢視図の残り部分である。
【図４】図１に示したプリテンショナー付きシートベルト用リトラクターの要部分解矢視図の残り部分である。
【図５】図１に示したプリテンショナー付きシートベルト用リトラクター１のＡ−Ａ断面矢視図である。
【図６】図１に示したプリテンショナー付きシートベルト用リトラクター１のＢ−Ｂ断面矢視図である。
【図７】図５に示したプリテンショナーのＣ−Ｃ断面矢視図である。
【図８】図６に示したクラッチ機構の作動状態を説明するための要部断面図である。
【図９】本発明の第２実施例に基づくプリテンショナー付きシートベルト用リトラクターの要部断面側面図である。
【図１０】本発明の第３実施例に基づくプリテンショナー付きシートベルト用リトラクターの要部断面側面図である。
【符号の説明】
１    プリテンショナー付きシートベルト用リトラクター
３    プリテンショナー
４    巻取り軸
５    巻取りバネ装置
６    駆動手段
７    巻取りリール
８    ホルダー
９ａ  ローラーピン保持片
９ｂ  ローラーピン保持片
１０    ローラーピン
１１    リトラクターベース
１２    クラッチ外輪
１４    スリーブ
１５    遊星歯車
１６    遊星歯車ケース
１７      回転円板
１９    ピン
２１    ピニオンギヤ
２２    ラックギヤケース
２４    シリンダー
２５    ラック
２７    ピストン
２９    ガス発生器
【図１】
0003609465.tif 000002
【図２】
0003609465.tif 000003
【図３】
0003609465.tif 000004
【図４】
0003609465.tif 000005
【図５】
0003609465.tif 000006
【図６】
0003609465.tif 000007
【図７】
0003609465.tif 000008
【図８】
0003609465.tif 000009
【図９】
0003609465.tif 000010
【図１０】
0003609465.tif 000011