(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両衝突事故などに際してシートベルトの緊張力を自動的に増強させるべく、シートベルトのバックルを移動可能に支持すると共に動力発生装置をもって該バックルを緊張側に移動させ、逆止装置により移動させたバックルが緩むことを防止するようになっているプリテンショナ装置であって、
前記動力発生装置が、固定されたシリンダと、該シリンダ内に受容されると共にその一端開口から突出して前記バックルに直接または間接的に係合するピストン部材と、前記シリンダの内圧を急激に高めるためのガス発生手段とを有し、
前記ピストン部材が、前記シリンダ内に受容されかつ突出方向にばね付勢されたピストン本体と、前記ピストン本体に軸線方向に当接しかつ前記シリンダの前記一端開口から突出するピストンロッドとからなり、
前記シリンダの前記一端開口が、前記ピストンロッドの外周面が摺接するように前記ピストン本体よりも縮径され、
前記シリンダにおける前記ピストン本体の前記一端開口とは相反する側に前記ガス発生手段が設けられていることを特徴とするシートベルトのプリテンショナ装置。
【請求項２】
前記ピストン本体と前記ピストンロッドとが、軸線中心に向けてある曲率の曲面状をなす凹部とこれよりもやや小さな曲率の曲面状をなす凸部との中心部分での接触により係合していることを特徴とする請求項１に記載のシートベルトのプリテンショナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のシートベルトの緊張力を自動的に増強させるためのプリテンショナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の座席には、衝突事故などに際して乗員が前方へ投げ出されることを防止するために、乗員の移動を拘束するためのシートベルトが設けられているが、このシートベルトには、通常の運転時には乗員の動作を拘束せず、急停止時、あるいは衝突時にのみシートベルトの巻取軸をロックする緊急時自動ロック装置付リトラクタ装置（以下ＥＬＲ装置と略す）が設けられることが通例である。このＥＬＲ装置は、所定値以上の減速度を検知して極めて短時間のうちに巻取軸をロックし、これによってシートベルトがそれ以上繰り出されないようにしている。一方、巻取軸をロックするだけであると、巻き締まる分だけＥＬＲ装置からシートベルトが引き出されることは防止できない。そこで、例えばシートベルトを繋着したバックルを急速にシートベルトの緊張方向に移動させて更にシートベルトの拘束力を増大させるようにしたプリテンショナ装置が提案されている（米国特許第４，７０５，２９６号等参照）。また、一度移動させたバックルがすぐに戻ってしまわないように、上記プリテンショナ装置にはラチェットや一方向クラッチのような逆止装置が上記ＥＬＲ装置のものとは別に設けられている。
【０００３】
このようなプリテンショナ装置は、例えば本願と同一出願人による特開平５−２６５４１号公報に記載されているように、バックルを牽引する動力発生装置として、化学反応で発生する高圧ガスを用いるものがある。
【０００４】
従来の高圧ガスを用いた動力発生装置３０を図７に示す。シートのベース部材に固定されたシリンダ３１内には中間部に縮径部３１ｂを有する内孔３１ａが形成され、その一端側部分にはピストン３２が受容されている。例えば螺合することにより本体部分に一体的に保持されたピストン３２の遊端部３２ａはシリンダ３１の一端開口から突出してリンク部材等を介してバックルに係合し、基端部３２ｂはやや拡径し、シリンダ３１の内周面にＯリング３３を介して接している。シリンダ３１の一端開口には、その中央に開口３４ａを有するキャップ３４が締結されている。この開口３４ａはピストン３２の中間部分に摺接してピストン３２が移動する際の軸受けとして機能する。
【０００５】
また、シリンダ３１の内孔３１ａに於ける他端側部分にはガス発生装置３５が受容されている。そして、シリンダ３１の後端開口はシールを兼ねる押さえ板３７を介してかしめられ、ガス発生装置３５を抜け止めしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記構造ではピストン３２が最もシリンダ３１の内孔３１ａに没入した図７に示すような状態で組み付けられるが、ピストン３２の基端部３２ｂと縮径部３１ｂの段部との隙間Ｌが小さいと、プリテンショナ装置の構成部品の寸法誤差（例えばリンク部材の連結部分、シートのベース部材とシリンダ受け部）、或いは組み付け時のリンク部材の位置ずれ等が大きい場合にそれを吸収できず、組付けが困難になる不具合があった。また、組み付け後、ピストン３２の遊端部３２ａとリンク部材等との連結部分やリンク部材等とバックルとの連結部分にがたがあると、作動時にこのがたのある部分で所謂玉突き現象が発生し、その衝撃力により各部に局部的な塑性変形が生じ、高圧ガスのエネルギーロスとなる。従って、所要のバックルの駆動力を確保するためにガス発生装置３５が大型化し、即ち動力発生装置３０が大型化する問題があった。
【０００７】
一方、上記構造の場合、動力発生装置３０は、その全体、即ちピストン３２、シリンダ３１及びガス発生装置３５を組み付けた状態で保管、搬送することとなるが、何かの原因でガス発生装置３５が作動してしまった場合、ピストン３２が急激に突出することから、それに対処可能な保管方法、搬送方法が必要となり、スペース効率が低下すると共に、作業に要する時間が多くなり、時間効率も低下しがちであった。また、ピストン３２は比較的重いことから、上記誤作動時にシリンダ３１の一端開口からピストン３２が飛び出さないようにキャップ３４を強固なものにする必要があり、動力発生装置３０が大型化、重量化しがちであった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術に課せられた問題点を解消するべく案出されたものであり、その第１の目的は、簡単な構造をもってその作動信頼性を損なうことなく、シートベルトのプリテンショナ装置の動力発生装置の組み付けを容易にし、更にこれを小型化、軽量化することにある。また、本発明の第２の目的は、上記に加えて動力発生装置の取り扱い性をも改善することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記目的は、車両衝突事故などに際してシートベルトの緊張力を自動的に増強させるべく、シートベルトのバックルを移動可能に支持すると共に動力発生装置をもって該バックルを緊張側に移動させ、逆止装置により移動させたバックルが緩むことを防止するようになっているプリテンショナ装置であって、前記動力発生装置が、固定されたシリンダと、該シリンダ内に受容されると共にその一端開口から突出して前記バックルに直接または間接的に係合するピストン部材と、前記シリンダの内圧を急激に高めるためのガス発生手段とを有し、前記ピストン部材が、前記シリンダ内に受容されかつ突出方向にばね付勢されたピストン本体と、前記ピストン本体に軸線方向に当接しかつ前記シリンダの前記一端開口から突出するピストンロッドとからなり、前記シリンダの前記一端開口が、前記ピストンロッドの外周面が摺接するように前記ピストン本体よりも縮径され、前記シリンダにおける前記ピストン本体の前記一端開口とは相反する側に前記ガス発生手段が設けられていることを特徴とするシートベルトのプリテンショナ装置を提供することにより達成される。また、前記ピストン本体と前記ピストンロッドとが、軸線中心に向けてある曲率の曲面状をなす凹部とこれよりもやや小さな曲率の曲面状をなす凸部との中心部分での接触により係合していると良い。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された実施例を参照して本発明の構成について詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明が適用されたシート回りを示している。図１において、車室内のセンタピラー１下部に固設されたＥＬＲ装置２から上方へ引出されたシートベルト３は、センタピラー１の上部に取付けられたスルーリング４を通過した後下向きに延出され、シート５の後部側面にその端部６が固定されている。そしてシートベルト３におけるスルーリング４と端部６との間の部分には、シートベルト３に沿って移動自在なようにタングプレート７が設けられている。また、シートベルト端部６の固着点と反対側のシート側面には、本発明によるプリテンショナ装置Ｐを介してバックル８が取付けられている。
【００１２】
シート５に着座した乗員が、ＥＬＲ装置２からシートベルト３を引き出し、バックル８にタングプレート７を繋着することにより、乗員の肩から胸、及び腰回りにかけてシートベルト３が掛け渡される。
【００１３】
プリテンショナ装置Ｐは、車両衝突事故などに際してシートベルト３の緊張力を自動的に増強させるためのものであり、図２及び図３に示すように、シート５の側面に装置全体を固定するためのベースプレート１１と、ベースプレート１１に一端が枢着し、かつ他端がバックル８のアンカー部８ａに連結されたアーム１２と、ベースプレート１１に実質的に固定された動力発生装置としての直線駆動アクチュエータ１３と、直線駆動アクチュエータ１３の作動端に一端が連結され、かつアーム１２の枢着端側の枢着中心から適宜な半径方向距離を置いた位置に他端が連結されたリンク部材１４と、アーム１２の回動方向を一方のみに規定するための逆止装置１５とからなっている。
【００１４】
ベースプレート１１には、アーム１２を支持するセンタシャフト１６が取付けられている。アーム１２は、その一端をセンタシャフト１６に対して回動自在に止められると共に、その他端に、プロジェクション溶接等によってアンカピン１７が固着されている。そしてバックル８のアンカー部８ａを、アンカピン１７のアーム１２の側面からの突出部にて回動可能に支持している。
【００１５】
リンク部材１４の一端はアクチュエータ１３の作動端、即ち後記するピストンロッド２２ｂの遊端部に相対回動自在に連結され、他端近傍はアーム１２に相対回動自在に連結されている。また、リンク部材１４の他端のＣ字状部分１４ａは、ピン１８に係合し、不用意にアーム１２を回転させないためのヒューズをなしている。
【００１６】
図４に示すように、アクチュエータ１３は、ベースプレート１１に固定されたシリンダ２１と、その内孔２１ａの作動端側に受容されたピストン本体２２ａと、基端側に受容されたガス発生装置２５とを有している。ピストン本体２２ａとガス発生装置２５との間にはシリンダ２１を外部からかしめることにより位置決め保持されたカラー２３が介在している。また、カラー２３とピストン本体２２ａとの間には圧縮コイルばね２４が介在し、ピストン本体２２ａを作動方向に常に付勢するようになっている。
【００１７】
ピストン本体２２ａは、内孔２１ａの壁面にＯリング２６を介して接している。また、ピストン本体２２ａには遊端部がリンク部材１４に結合するピストンロッド２２ｂが軸線方向から当接し、ピントン部材２２を構成している。ここで、ピストン本体２２ａとピストンロッド２２ｂとが、軸線中心に向けてある曲率の曲面状をなす凹部とこれよりもやや小さな曲率の曲面状をなす凸部との中心部分で接触することにより係合（当接）しており、これにより両者が自動調心され、ピストンロッド２２ｂがシリンダ内でねじれるようなことがなくなり、エネルギーロスや偏心によるガス漏れの心配がなくなった。実際には曲面状でなくてもテーパ状をなしていても良く、その場合、凸部のテーパよりも凹部のテーパが緩やかになっていると良い。
【００１８】
また、上記したように、圧縮コイルばね２４がピストン本体２２ａを作動方向に常に付勢することで、ピストンロッド２２ｂも作動方向に付勢され、該ピストンロッド２２ｂとリンク部材１４との連結部分、リンク部材１４とアーム１２との連結部分等のがたが吸収されるようになっている。ばねは圧縮コイルばねに限定されず、皿ばね、ゴム弾性体等でも良い。
【００１９】
尚、シリンダ２１の作動端開口２１ｂは、ピストンロッド２２ｂの中間部外周面が摺接するようにスウェージング（絞り）加工により縮径されている。その加工形状の例としては図５（ａ）〜図５（ｄ）に示す断面のようなものが挙げられる。図５（ｄ）はかしめであるが、全周に亘りかしめても良く、また部分的にかしめても良い。
【００２０】
上記アクチュエータ１３を組み立てるには、まず、シリンダ２１の作動端開口２１ｂと相反する側、即ち基端側開口から、ピストン本体２２ａ、圧縮コイルばね２４及びカラー２３を挿入し、カラー２３を位置決めした状態でシリンダ２１をその外周面側からかしめて保持する。そして、ガス発生装置２５を挿入してシールを兼ねる押さえ板２７を介してシリンダ２１の基端側開口部分をかしめる。このように組み立て方向を統一できるため、組み立て容易性が向上している。
【００２１】
尚、この時点ではピストンロッド２２ｂはアクチュエータ１３に組み付けず、別部品として扱う。これにより、例え何らかの原因でガス発生装置２５が作動してしまった場合でもシリンダ２１内にてピストン本体２２ａが移動するのみであるのでその取り扱いが容易になっている。また、ピストン本体２２ａは軽いことからシリンダ２１の作動端開口２１ｂには強固なキャップを設ける必要がなく、単に開口を絞るのみで良いことから径方向に嵩張らず、しかも軽量化されている。これによりプリテンショナ装置の一層の薄型化が可能となり、装置の配置自由度、組み付け容易性が向上している。更に、キャップを設けるための切削加工も必要ないことからシリンダの製造容易性も向上している。
【００２２】
そして、このアクチュエータ１３をプリテンショナ装置Ｐに組み付ける際、シリンダ２１をベースプレート１１に固定し、ピストンロッド２２ｂをシリンダ２１の作動端開口２１ｂから挿入し、その遊端部をリンク部材１４にピン１７をもって連結する。
【００２３】
このとき、ピストンロッド２２ｂの遊端部とリンク部材１４との組み付け位置をピストン本体２２ａが作動方向にやや移動した位置に設定しておくことで、プリテンショナ装置の構成部品の寸法誤差、或いは組み付け時のリンク部材の位置ずれ等が或る程度大きくても、それを吸収でき、しかも圧縮コイルばねによりこれらが作動方向に付勢されていることからがたを生じる心配がない。また、ピストン本体２２ａがカラー２３の端面から離間していることで、ピストン本体２２ａがカラー２３の端面に密着している場合に比較して受圧面積が増え、より小さな推力で所望の作動が可能となることからシリンダ強度を低く、即ちシリンダの肉厚を薄くでき、装置が軽量化されている。
【００２４】
以下に、本実施形態の作動要領について説明する。まず、減速度センサ（図示せず）によって車両衝突を感知すると、ガス発生装置２５の推薬に着火され、この際に発生する燃焼ガス圧で押し出されたピストン部材２２の推力がリンク部材１４を介してアーム１２に伝達され、アーム１２の回動力に変換される。するとアーム１２の回動に伴ってバックル８が引き込まれ（図６参照）、シートベルト３に張力が加わって乗員の拘束力を増強する。この際、燃焼ガス圧が消失しても逆止装置１５がアーム１２の逆転を阻止するので、燃焼ガス圧が消失した後にシートベルト３が緩むことが防止される。
【００２５】
【発明の効果】
このように本発明によれば、シートベルトのバックルを緊張側に移動させるべく、固定されたシリンダと、その内孔に受容されると共にその一端開口から突出してバックルに直接または間接的に係合するピストン部材と、シリンダの内圧を急激に高めるためのガス発生装置とを有する動力発生装置の上記ピストン部材を突出方向にばね付勢したことで、装置構成部品の寸法誤差や組み付け時の位置ずれ等を容易に吸収でき、組付けが容易になる。また、組み付け後に各部品の連結部分のがたを吸収できることから、高圧ガスのエネルギーロスがなく、動力発生装置を小さくでき、装置全体を小型化、軽量化できる。また、ピストン部材を動力発生時にシリンダから突出しない大きさのピストン本体と、基端がピストン本体にシリンダの一端開口側から着脱可能に係合し、遊端がバックル側に係合するピストンロッドとに分けることで、例え何らかの原因でガス発生装置が作動してしまった場合でもシリンダ内にてピストン本体が移動するのみであり、その取り扱いが極めて容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたシート回りの斜視図。
【図２】本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置の側面図。
【図３】本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置の底面図。
【図４】本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置の動力発生装置の構造を示す断面図。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、図４のシリンダの作動端開口形状の例を示す部分拡大断面図。
【図６】本発明装置の作動要領を説明する図。
【図７】従来のシートベルトのプリテンショナ装置の動力発生装置の構造を示す図４と同様な断面図。
【符号の説明】
１  センタピラー
２  ＥＬＲ装置
３  シートベルト
４  スルーリング
５  シート
６  端部
７  タングプレート
８  バックル
８ａ  アンカー部
Ｐ  プリテンショナ装置
１１  ベースプレート
１２  アーム
１３  アクチュエータ
１４  リンク部材
１４ａ  Ｃ字状部分
１５  逆止装置
１６  センタシャフト
１７  アンカピン
１８  ピン
２１  シリンダ
２１ａ  内孔
２１ｂ  作動端開口
２２  ピストン
２２ａ  ピストン本体
２２ｂ  ピストンロッド
２３  カラー
２４  圧縮コイルばね
２５  ガス発生装置
２６  Ｏリング
２７  押さえ板
３０  動力発生装置
３１  シリンダ
３１ａ  内孔
３１ｂ  縮径部
３２  ピストン
３２ａ  遊端部
３２ｂ  基端部
３３  Ｏリング
３４  キャップ
３４ａ  開口
３５  ガス発生装置
３７  押さえ板
【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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