(57)【要約】【課題】【解決手段】安全ベルトシステム用のベルトテンショナーは、ハウジング１２内に回転可能に取り付けられたピニオン１６と、駆動装置２６と、その歯部２０がピニオン１６と直接、係合しており又は直接、係合する状態となり、また、駆動装置２６により駆動することができる歯付きラック１８とを有する。歯付きラック１８は、円弧の形状をしており、また、駆動装置２６が作動したとき、円形の経路Ｋ上を動く。
2009519161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（１２）内に回転可能に取り付けられたピニオン（１６）と、
駆動装置（２６）と、
その歯部（２０）がピニオン（１６）と直接、係合しており又は直接、係合する状態となり、また、駆動装置（２６）により駆動することができる歯付きラック（１８）とを備える、安全ベルトシステム用のベルトテンショナーにおいて、
歯付きラック（１８）は、円弧の形状をしており、また、駆動装置（２６）が作動したとき、円形の経路（Ｋ）上を動くことを特徴とする、安全ベルトシステム用のベルトテンショナー。
【請求項２】
請求項１に記載のベルトテンショナーにおいて、
円形の経路（Ｋ）の中心点（Ｍ）は、ピニオン（１６）の回転軸線（Ａ）からオフセットしていることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のベルトテンショナーにおいて、
歯付きラック（１８）を円形の経路（Ｋ）の中心点（Ｍ）にてハウジング（１２）に回転可能に取り付けるための回転ベーン（３２）が提供されることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１つの項に記載のベルトテンショナーにおいて、
歯付きラック（１８）は、駆動装置（２６）用の係合要素（２２）を含み、
該係合要素（２２）は、歯部（２０）よりも、円形の経路（Ｋ）の中心点（Ｍ）からより長い半径方向距離を有することを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１つの項に記載のベルトテンショナーにおいて、
駆動装置（２６）は、火工技術駆動体（２８）を備えることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項６】
請求項４又は４及び５に記載のベルトテンショナーにおいて、
係合要素（２２）は、圧力面としての形態とされ、また、円形の経路（Ｋ）を少なくとも部分的に取り囲む圧力室内に配設されることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項７】
請求項４から６の何れか１つの項に記載のベルトテンショナーにおいて、
駆動装置（２６）は、係合要素（２２）に不確実的に又は直接、結合された力伝達要素を含むことを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項８】
請求項７に記載のベルトテンショナーにおいて、
力伝達要素は、係合要素（２２）と一体的に形成されることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のベルトテンショナーにおいて、
力伝達要素は、管状スリーブ（３６）であることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項１０】
請求項７又は８に記載のベルトテンショナーにおいて、
力伝達要素は、ピストン（４０）であることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項１１】
請求項７又は８に記載のベルトテンショナーにおいて、
力伝達要素は、複数のボール（５０）を備えることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項１２】
請求項６に従属する場合、請求項６又は７又は８の何れか１つの項に記載のベルトテンショナーにおいて、
圧力室（５４）は、密封機構として作用する被覆（５２）を含むことを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項１３】
請求項１２に記載のベルトテンショナーにおいて、
係合要素（２２）は、被覆（５２）内に部分的に侵入することを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項１４】
請求項１３に記載のベルトテンショナーにおいて、
係合要素（２２）は、駆動装置（２６）から離れる方を向いた側部に少なくとも１つの面取り端縁（５６）を含むことを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項１５】
請求項１から１４の何れか１つの項に記載のベルトテンショナーにおいて、
駆動装置（２６）が作動したとき、ピニオン（１６）と係合し、その後、ピニオンが緊張方向に対して回転するのを防止する係止楔部（５８）が提供されることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項１６】
請求項１５に記載のベルトテンショナーにおいて、
緊張する動きの開始時、係止楔部（５８）は、歯付きラック（１８）と解放可能に結合されることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項１７】
請求項１５又は１６に記載のベルトテンショナーにおいて、
緊張する動きの開始時、係止楔部（５８）は、ハウジングに固定したガイド（６４）に沿って案内されることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項１８】
請求項１５から１７の何れか１つの項に記載のベルトテンショナーにおいて、
係止楔部（５８）は、緊張する動きの開始時、歯付きラック（１８）の歯部（２０）と係合する少なくとも１つの歯（６０）を含むことを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項１９】
請求項１８に記載のベルトテンショナーにおいて、
係止楔部（５８）は、歯付きラック（１８）上にて支持するプレストレスが加えられたばね（６２）を含むことを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項２０】
請求項１５から１７の何れか１つの項に記載のベルトテンショナーにおいて、
緊張する動きの開始時、係止楔部（５８）は、中間部材（７０）を介して歯付きラック（１８）に結合されることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項２１】
請求項２０に記載のベルトテンショナーにおいて、
係止楔部（５８）は、中間部材（７０）の上にて支持するプレストレスを加えたばね（６２）を含むことを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項２２】
請求項１から２１の何れか１つの項に記載のベルトテンショナーにおいて、
歯付きラック（１８）は、駆動装置（２６）の作動前、ピニオン（１６）の領域内に配設された、歯部が無い部分（８２）を含むことを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項２３】
請求項６に従属する場合、請求項６又は７から２２の何れか１つの項に記載のベルトテンショナーにおいて、
圧力室（５４）を密封するため、その密封効果が圧力の上昇と共に増大する密封部（８４）が歯付きラック（１８）とハウジング（１２）との間に配設されることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項２４】
請求項２３に記載のベルトテンショナーにおいて、
密封部（８４）は、密封すべき空隙（９０）と対向する気体圧力に対する係合面（８８）を含むことを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項２５】
請求項２３又は２４に記載のベルトテンショナーにおいて、
ハウジング（１２）は、密封部（８４）を保持するための突出部（８６）を含むことを特徴とする、ベルトテンショナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジング内に回転可能に取り付けられたピニオンと、駆動装置と、その歯部がピニオンと直接、係合しており又は直接的な係合状態となり、また、駆動装置により駆動することのできる歯付きラックとを含む、安全ベルトシステム用のベルトテンショナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
かかるベルトテンショナーは、例えば、ドイツ国特許番号ＤＥ  １０３  ４２  ２８３  Ａ１から既知である。駆動装置として、火工技術の推進爆薬が提供される。この推進爆薬は、圧縮気体を発生させ、この気体は、長手方向に変位可能であるように、シリンダ内を案内されるピストン／シリンダ装置のピストンに作用する。このピストンは、ピニオンを介してベルトリトラクターの軸を駆動して、拘束する場合、ベルトウェブの緩みをとるべく歯付きラックに結合されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これに反して、本発明は、高い緊張効率であり、また、これと同時に、特に小型の構造であることを特徴とするベルトテンショナーを提供する。
【０００４】
本発明に従い、これは、歯付きラックが円弧の形状を有し、また、駆動装置を作動させたとき、円形の経路上を動く、上記型式のベルトテンショナーにて実現される。この点に関して、円弧は、特に、実際に、３６０°の中心角度を有する円弧を表わす全円も示す。本発明に従った設計により、特に、ベルトテンショナーの全長は、著しく短くし、緊張長さは、線形の経路上を動く先行技術から既知の線形歯付きラックと比較して著しく増大させることができる。勿論、円弧の形状の歯付きラックに代えて、異なる湾曲状態であり且つ、例えば、楕円形のような湾曲路上を動く歯付きラックを使用することもできる。しかし、この場合、歯付きラックは、可撓性である形態としなければならないであろう（一定でない曲率半径のため）。
【０００５】
好ましくは、円形の経路の中心点は、ピニオンの回転軸線からオフセットしているようにする。このような態様にて、円弧の経路の半径が比較的大きい場合にも、歯付きラックとピニオンとの直接的な係合を具体化することができ、このため、力を伝達するため更なる歯車を廃止することが可能である。
【０００６】
安定性を増すため、歯付きラックを円形の経路の中心点にてハウジングに回転可能に取り付けるための回転ベーンを提供することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの好ましい実施の形態に従い、歯付きラックは、駆動装置用の係合要素を含み、該係合要素は、歯部よりも、円形の経路の中心点からより長い半径方向距離を有する。このように、係合要素上に作用する駆動力は、歯部によってピニオンに伝達される力よりも長いてこアームを不要にするから、駆動要素に加わる成分応力が既知のシステムと比較して著しく小さい理由であるトルク節約のため、ピニオンを回転させるには、係合要素における駆動力が比較的小さくて十分である。
【０００８】
ベルトテンショナーの特に迅速な応答を保証するため、駆動装置は、火工技術駆動体を備えることが望ましい。しかし、１つの代替例として、電気的又は機械的な駆動装置を使用してもよい。
【０００９】
係合要素は、圧力面として形成し且つ、円形の経路を少なくとも部分的に取り囲む圧力室内に配設することができる。
【００１０】
好ましくは、駆動装置は、力伝達要素を含み、該力伝達要素は、係合要素に不確実的に又は直接的に係合し且つ、駆動装置を作動させたとき、係合要素に対し駆動力を作用させるようにする。
【００１１】
特に、力伝達要素は、係合要素と一体的に形成される。
【００１２】
力伝達要素は、管状スリーブとすることができる。このスリーブは、例えば、火工技術駆動体により発生された圧縮した気体により加圧することができ、また、これにより、円形の経路に沿って動かすことができる。この目的のため、スリーブは、同様に、円弧の形状を有し、又は可撓性の設計とすることができる。
【００１３】
１つの代替例として、力伝達要素は、同様に、特に、円弧の形状にて設計し且つ、円弧の形状をしたシリンダの内部に配設することのできるピストンとしてもよい。
【００１４】
勿論、力伝達要素は、また、複数のボールを備え、そのボールの１つが係合要素と直接、係合するようにすることができる。
【００１５】
本発明の更なる実施の形態に従い、圧力室は、密封機構として作用する被覆を有するようにすることが考えられる。かかる被覆により、特に、矩形の断面であり且つ、頂面図にて同様に矩形である係合要素がその内部に配設される圧力室は、係合要素上に密封部が提供される場合よりも著しく良好に密封することができる。
【００１６】
特に優れた密封効果を実現するため、係合要素が被覆内に部分的に侵入するようにすることが望ましい。このように、個々の構成要素は過大な寸法となり、これにより、密封被覆が圧縮され、個々の構成要素の可能な密封空隙は、互いに閉じられる。
【００１７】
係合要素の被覆内への侵入を容易にするため、係合要素は、駆動装置から離れる方を向いた側部に少なくとも１つの面取り端縁を含むことが望ましい。
【００１８】
駆動装置を作動させたとき、ピニオンと係合し、その後、駆動装置が緊張方向と反対方向に回転するのを防止する係止楔部が本発明の更なる実施の形態にて設けられている。この設計により、ベルトの緊張が終了した直後、ベルトウェブの巻き戻しが効果的に既に防止されており、それは、係止楔部は、緊張する動きが未だ続く間、既にピニオンと係合しているからである。このように、係止楔部は、緊張する動きが終了した後、ベルトウェブの望ましくない巻き戻しを防止する、一種の待機位置にある。
【００１９】
緊張する動きの開始時、係止楔部は、歯付きラックと解放可能に結合させることができる。歯付きラックが駆動装置より動かされると、係止楔部は、また、ピニオンに向けて緊張方向にも動く。
【００２０】
好ましくは、緊張する動きの開始時、係止楔部は、ハウジングに固定したガイドに沿って案内されるようにする。
【００２１】
１つの設計に従い、係止楔部は、緊張する動きの開始時、歯付きラックの歯部と係合し、このようにして、歯付きラックとの（解放可能な）接続を具体化する少なくとも１つの歯部を含む。
【００２２】
係止楔部が適宜な時点にて歯付きラックから係合離脱することを保証するため、係止楔部は、歯付きラック上にて支持するプレストレスが加えられたばねを含むことができる。ハウジングに固定したガイドの設計が許容する場合、係止楔部は、このため、歯付きラックの歯部から解放される。
【００２３】
１つの代替的な実施の形態に従い、係止楔部は、緊張する動きの開始時、中間部材を介して歯付きラックと結合される。この中間部材は、少なくとも緊張する動きの開始時、歯付きラックと共に動く。
【００２４】
係止楔部は、この場合にも、この実施の形態において、中間部材上にて支持し且つ、適宜な時点にて係止楔部が中間部材から解放することを可能にするプレストレスを加えたばねを含むことができる。
【００２５】
本発明の更なる設計において、歯付きラックは、駆動装置の作動前、ピニオンの領域内に配設された、歯部が無い部分を含むような構成とされる。このことは、歯付きラックが完全な円の形状を有する場合、従って、特に、リング歯車として設計される場合、特に有益なことである。歯部が存在しないため、ピニオンは、通常の後退操作の間、自由に動くことができることが保証される。ベルトテンショナーが作動されると、歯付きラックは、ピニオンに対して回転し、これにより特定の角回転の後、歯付きラックの歯部は、ピニオンと係合する。このようにして、機械的な結合及びその組み立ては、廃止することができ、その結果、コスト上の利点が得られる。更に、説明した設計は、滑りが比較的小さいことを特徴とし、その結果、システム全体の動力損失が少なく、また、搭乗者に加わる応力が減少することになる。部分的に円弧の形状を有する歯付きラックの場合、歯付きラックは、１つの代替例として、ベルトテンショナーの作動前、該ラックが未だピニオンと係合しないように配設することができる。
【００２６】
本発明の更なる実施の形態において、圧力室を密封するため、歯付きラック及びハウジングは、その密封効果が圧力の上昇と共に増大する密封部がその間に配設された密封部を有するような構成とされる。このようにして、特に、歯付きラックが回転運動を実行する緊張過程の間、歯付きラックとベルトテンショナーのハウジングとの間の密封空隙は、最適に密封される。
【００２７】
気体の圧力に対する係合面を含み、係合面が密封すべき空隙に対向する位置にある密封部により、所望の密封効果を実現することができる。このように、密封すべき空隙に向けて密封部に作用する力は、気体圧力の上昇と共に増大する。この設計は、その組み立てが簡単であり、また、経済的に製造できることを特徴とする。
【００２８】
ハウジングが密封部を保持するための突出部を含む場合、更に有益である。一方にて、この突出部は、密封部が変位するのを防止する。他方にて、この突出部は、気体の圧力を密封部の係合面まで系統的に案内する働きをする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の更なる特徴及び有利な効果は、添付図面に関する幾つかの好ましい実施の形態についての以下の説明から明らかになるであろう。
【００３０】
図１には、本発明の第一の実施の形態に従ったベルトテンショナー１０が示されている。ベルトテンショナー１０は、ベルトリトラクターのリトラクターハウジング１３と接続され、特に、該リトラクターハウジングと一体的に形成されたハウジング１２を含む。拘束する場合、ベルトリトラクターの軸と結合可能であるピニオン１６がハウジング１２の内部の凹所１４内に回転可能に取り付けられている。ピニオン１６の回転軸線は、参照符号Ａで表示されている。
【００３１】
更に、ベルトテンショナー１０は、その歯部２０がピニオン１６とかみ合う歯付きラック１８を含む。歯付きラック１８は、円弧、この配置にて、四分円弧の形状を有し、また、中心点Ｍの回りにて円形の経路Ｋ上を動き、ピニオン１６を駆動することができる。歯付きラック１８は、係合要素２２、この場合、中心点Ｍから見たとき、半径方向外方を向くベーンを含み、このベーンは、ハウジング１２の部分的にリング形状の凹所２４内に配設される。このように、係合要素２２は、歯部２０よりも、円形の経路Ｋの中心点Ｍから長い半径方向距離を有する。図１にのみ外形を示し且つ、作動時、係合要素２２に作用する駆動装置２６が円形の経路Ｋの外にて半径方向に直接伸びる凹所２４内に同様に配設されている。
【００３２】
図１から明らかであるように、円形の経路のＫの中心点Ｍは、ピニオン１６の回転軸線Ａと一致しない。
【００３３】
通常の車の作動時、ベルトテンショナー１０は、ベルトリトラクターの軸と接続されていない。拘束する場合、ピニオン１６は、ベルトリトラクターの軸と結合され、これと同時に、又はより早期に、電動、機械式又は火工式装置とすることのできる駆動装置２６が作動される。駆動装置２６は、ハウジングの凹所２４内にて動くことができる（図３参照）係合要素２２に駆動力ＦＡにて作用することにより、歯付きラック１８を図１にて反時計回り方向に駆動する（図２参照）。これにより、中心点Ｍに対する歯付きラック１８のトルクＭＡが発生され、このトルクＭＡは、駆動力ＦＡと駆動半径ｒＡ（係合要素２２に加わる力ＦＡの円形の経路の中心点Ｍから距離）の積に等しい。駆動半径ｒＡは、歯部２０の半径ｒＶよりも大きいため、比較的小さい力ＦＡによって、比較的大きい力ＦＲとしてピニオン１６にて開始させることのできるトルクＭＡを発生させることが可能である。一方、力ＦＲは、ピニオン１６にてトルクＭＲを発生させ、このトルクＭＲは有効なリトラクタートルクに相応し、また、半径ｒｓｐを有するベルトリールにてベルトウェブ力ＦＧＢを生じさせる。次式は、ピニオン１６に作用する力ＦＲに適用される。
【００３４】
ＦＲ＝ＭＡ／ｒＶ＝（ｒＡ／ｒＶ）・ＦＡ
理想的な場合、ベルトウェブの力は、次のようにして計算される。
【００３５】
ＦＧＢ＝ＭＲ／ｒＳｐ＝（ｒＲ／ｒＳｐ）・ＦＲ
＝｛（ｒＲ・ｒＡ）／（ｒＳｐ・ｒＶ）｝・ＦＡ
ここでｒＲは、ピニオン１６の半径を表わす。
【００３６】
図４にて、歯付きラック１８におけるてこ比は、この場合にも、より明確に示されている。大きいてこアームｒＡのため、駆動力ＦＡは、歯部２０によりピニオン１６に加えられる大きい力ＦＲに変換される。
【００３７】
図５には、本発明の第２の実施の形態に従ったベルトテンショナー１０が示されており、同一の機能を果たす１つ又は複数の同一の構成要素は、同一の参照番号にて表示されており、以下に、第１の実施の形態との相違点についてのみ説明する。
【００３８】
図５に従ったベルトテンショナー１０において、駆動装置２６は、ハウジング１２の穴３０を介して凹所２４と連通する火工技術駆動体２８を備えている。回転ベーン３２を介して円形の経路のＫの中心点Ｍ内にてハウジング上に回転可能に取り付けられた歯付きラック１８は、部分円形リングの形状を有する通路３４の内側に配設されている。係合要素２２に対する凹所２４の領域内にて、通路３４は、直接、凹所２４内に伸びる。凹所２４は、圧力室として設計され、また、係合要素２２は圧力面を含む。
【００３９】
拘束する場合、火工技術駆動体２８は作動され且つ、圧縮した気体を発生させ、この気体は、穴３０を通って圧力室として設計された凹所２４内に流れ、これにより係合要素２２に圧力にて作用する。これにより、歯付きラック１８は、反時計回り方向への回転運動を行う一方、この回転運動は、ピニオン１６（図６）を駆動することになる。
【００４０】
図７及び図８には、本発明の第３の実施の形態に従ったベルトテンショナーが示されており、このベルトテンショナーは、この配置において、係合要素２２及び歯付きラック１８と一体的に形成された管状スリーブ３６の形態をした力伝達要素を設ける点においてのみ図５及び図６の実施の形態と相違している。歯付きラック１８と同様、スリーブ３６は、円弧の形状を有しており、また、同様に、ベルトテンショナー１０が不作動の状態のとき、円弧の形状を有する管３８を介して案内される。スリーブ３６と全く同様である管３８は、圧力室として設計された凹所２４の内部に配設され且つ、スリーブ３６を案内する働きをし、このスリーブ３６は、圧力を係合要素２２に加えたとき、時計回り方向（図７ｂ）に動き、これにより、ピニオン１６を駆動する。
【００４１】
力伝達要素として図９及び図１０に従ったベルトテンショナー１０の第４の実施の形態にて設けられているのは、円弧状ピストン４０であり、この円弧状ピストンは、同様に、円弧の形状にて湾曲したシリンダスリーブ４１内を案内される。ピストン４０には、駆動体に面するその端部４２にて火工技術駆動体２８により圧縮気体が作用し、また、このピストン４０は、係合要素２２と不確実的に結合することにより、歯付きラック１８、従って、ピニオン１６を時計回り方向に駆動する（図１０ｂ）。１つの選択として、ピストン４０と係合要素２２との間に開始減衰部４４を設け、また、通路３４又は凹所２４の停止部４８にて端部位置減衰部４６を設けることが可能である。
【００４２】
図１１及び図１２には、図９及び図１０と極めて類似した本発明の第５の実施の形態が示されている。図１１及び図１２に従ったベルトテンショナー１０は、力伝達要素、すなわち、火工技術駆動体２８により発生された圧縮気体が作用する複数のボール５０を含み、これらのボールは、係合要素２２と不確実的に係合することを介して歯付きラック１８、従って、ピニオン１６を時計回り方向に駆動する。
【００４３】
四分円弧ではなくて完全な円の形状を有する歯付きラック１８により、実質的に、図５及び図６に従ったベルトテンショナー１０と相違する本発明に従ったベルトテンショナー１０の第６の実施の形態が図１３及び図１４に示されている。係合要素２２に対する部分的にリング形状の凹所２４の円弧長さが長いため（この配置において、完全な円の約５／８）、図１３及び図１４に従ったベルトテンショナー１０は、高い緊張効率を更に有する。
【００４４】
図１５から図１７には、図１及び図２に従ったベルトテンショナー１０と同様である本発明に従ったベルトテンショナー１０の第７の実施の形態が示されている。しかし、図１５から図１７に従ったベルトテンショナー１０において、図示した実施例にて、矩形の断面を有する凹所２４は、被覆５２を含む。圧力室５４として形成された凹所２４の部分の密封機構が被覆５２により実現され、また、この凹所２４は、係合要素２２に対して、駆動装置２６、この場合、特に、火工技術駆動体２８の側部に配置されている。
【００４５】
図１６及び図１７から明らかであるように、係合要素２２は、その３つの自由側部（すなわち、歯付きラック１８と接続されていない側部）の各々に、１つの面取り端縁５６を含んでおり、該面取り端縁は、駆動装置２６から反対方向を向いた係合要素の側部に配設されている。面取り端縁５６は、係合要素２２の被覆５２内への侵入を容易にし、これにより密封効果が向上する。係合要素２２が凹所２４に沿って動く緊張する動きの間、被覆５２は、いわば、加圧され又は混錬りされ、このため、所望の密封機能が得られる。係合要素２２に装着した追加的な密封部は不要である。更に、被覆部分５２によって、個々の構成要素の許容公差を互いに補正することができる。これと同時に、歯付きラック１８の各位置にて、被覆部分５２の別の部分は、係合要素２２により応力が加えられるため、被覆部分５２は、特に低摩耗の密封機構を構成する。
【００４６】
図１８には、本発明の第８の実施の形態に従ったベルトテンショナー１０が示されている。このベルトテンショナー１０もまた、図１及び図２のベルトテンショナーと実質的に同様の構造とされているが、円形の経路Ｋ内に配設された係止楔部５８を更に含む。断面にて、係止楔状部５８は、ほぼ截頭円錐体の形態とされ、また、図１８の設置した状態のとき、係止ラック１８の歯部２０と係合した２つの歯６０を含む。歯６０によって、係止楔部５８は、緊張する動きの開始時、歯付きラック１８に解放可能に結合される。
【００４７】
係止楔部５８は、歯付きラック１８上に、特に、その歯部２０上に支持するプレストレスを加えたばね６２を更に含む。ばね６２により、係止楔部は、円形の経路Ｋの中心点Ｍの回りをほぼ円形リングの形状にて伸びる、ハウジングに固定したガイド６４に対して押し付けられる。ガイド６４は、ピニオンに面するこの側部に端縁６６を含む。ピニオン１６に面する係止楔部５８の側部には、複数の凹所６８が設けられている。
【００４８】
駆動装置２６が作動されると、歯付きラック１８は、円形の経路Ｋ上を反時計回り方向に動き、これにより同様に、ピニオン１６を反時計回り方向に駆動する。歯付きラック１８の歯部２０に係合する歯６０のため、係止楔部５８は、該楔部がガイド６４の端縁６６を通過する迄、ガイド６４に沿ってピニオン１６に向けて動く。この動き生じると直ちに、係止楔部５８は、ばね６２のプレストレスのため、また、このとき、ガイド６４による支持状態が存在しないため、円形の経路Ｋの中心点Ｍに向けて加圧され、歯６０は、歯部２０との係合を離脱するように動く。この時点にて、係止楔部５８は、既に、ピニオン１６が凹所６８と係合する位置をとっている。凹所６８は、非対称の形態とされ、このため、ピニオン１６の緊張方向に向けて、従って、反時計回り方向に向けて、反発モーメントが係止楔部５８に加えられ、このため、係止楔部は、緊張方向に向けたピニオン１６の回転を阻害しない。従って、ピニオン１６の歯は、この方向に向けて凹所６８上方にて滑ることができる。
【００４９】
ピニオン１６は、このとき、緊張する動きが終了した後、車の搭乗者がベルト内に落ちる結果として時計回り方向に回転し始め、このことは、凹所６８の形態のため、係止楔部５８に対する後退モーメントとなり、この後退モーメントは、ピニオン１６の時計回り方向への回転を直ちに妨害する。すなわち、凹所６８の形態のため、ピニオン１６の歯部は、係止楔部を上方に時計回り方向に連れ込み、この場合、該歯部は、ハウジングに固定したガイド６４に対向する位置となり、楔状に嵌まる。緊張動作が終了した後、ベルトリトラクターの軸が直ちに係止するため、ベルトウェブ内に落ちる肩の力は、著しく小さくなり、係止システムの動的な係止側部応力もまた、著しく減少する。
【００５０】
図１９には、本発明の第９の実施の形態に従ったベルトテンショナー１０が示されており、図１８に従ったベルトテンショナーとの相違点についてのみ以下に説明する。図１９に従った実施の形態において、係止楔部５８は、歯付きラック１８と直接、係合しないが、設置した状態のとき、１つの歯７２を介して歯付きラックの歯部２０と係合する中間部材７０が設けられている。係止楔部５８は、ばね６２を介して中間部材７０の支持面７４上にて支持し、支持面７４は、部分円の形状にて曲げられている。
【００５１】
駆動装置２６が作動されたとき、歯付きラック１８は、反時計回り方向に動き、また、ピニオン１６を反時計回り方向に駆動する。中間部材７０が歯付きラック１８と結合するため、中間部材は、同様に、反時計回り方向に動き且つ、係止楔状部５８を端縁７６を介してピニオン１６に向けて連れ込む。特定の回転後、係止楔状部５８は、再度、ガイド６４の端縁６６を通過し、これにより、その凹所６８は、ピニオン１６と係合する。
【００５２】
係止楔部５８がその係止位置に到達するのとほぼ同時に、又はその直後に、中間部材７０の更なる半径方向に伸びる端縁７８は、端縁６６に対向するガイドの端縁８０に対して当接し、また、このようにして、更に動くことが阻止される。歯付きラック１８は、反時計回り方向への動きを続けるため、歯７２は、はずれる（ｓｈｏｒｎ  ｏｆｆ）。
【００５３】
凹所６８は、この場合にも、ピニオン１６が緊張する方向（反時計回り方向）に回転したとき、反発モーメントが係止楔部５８に加わり、該係止楔部を支持面７４に向けて押す一方、ピニオン１６が時計回り方向に回転するとき（回転を試みるとき）、係止楔部５８上における後退モーメントが実現され、このことは、ピニオン１６をベルトウェブの巻き戻し方向に向けて妨害する。
【００５４】
図１３及び図１４のベルトテンショナーと極めて類似した、本発明に従ったベルトテンショナー１０の第１０の実施の形態が図２０及び図２１に示されている。しかし、図２０及び図２１のベルトテンショナー１０における歯付きラック１８は、歯部２０が廃止された部分８２を含む。ベルトテンショナーを作動させる前（図２０参照）、歯部が無いこの部分８２は、ピニオンが通常の後退操作する間、ベルトリトラクターの軸と共に自由に回転し得るようピニオン１６の領域内に配設されている。これにより、ベルトリトラクターの軸とピニオン１６との間の機械的な結合部を廃止することができる。ベルトテンショナー１０が作動されると、歯付きラック１８は、この配置にて時計回り方向に回転し、これにより特定の回転角度の後、歯付きラック１８の歯部２０は、ピニオン１６の歯部と係合し（図２１参照）、トルクが歯付きラック１８からピニオン１６に伝達される。
【００５５】
図２２及び図２３には、この場合にも、図１３及び図１４に従ったベルトテンショナー１０と同様である、本発明に従ったベルトテンショナー１０の第１１の実施の形態が示されている。しかし、図２２及び図２３のベルトテンショナーにおいて、歯付きラック１８は、同様に部分円弧の形態とすることができる。ベルトテンショナー１０は、歯付きラック１８とハウジング１２の突出部８６との間に配設された密封部８４を含む。
【００５６】
火工技術駆動体２８が作動されると、気体圧力が圧力室５４内にて発生され（図２３に矢印で示したように）且つ、密封部８４を回転する歯付きラック１８に対して押し付ける。この目的のため、密封部８４には、気体の圧力に対する円弧状の係合面８８が設けられており、この円弧状の係合面は、歯付きラック１８とハウジング１２との間にて密封すべき空隙９０に対角状に対向している。更に、突出部８６は、気体圧力を係合面８８まで系統的に案内することを可能にする。
【００５７】
この幾何学的設計のため、圧力が係合面８８に加わったとき、密封部８４は、空隙９０に向けて真直ぐに移動し、これにより空隙は、最適な状態にて密封される。この過程にて、気体圧力が上昇すると、密封部８４の密封効果は増大する。更に、密封部８４は、突出部８６と歯付きラック１８との間にて強固に嵌め込まれる。係合要素２２に装着された更なる密封部９２は、可動係合要素２２とハウジング１２の壁９４との間にて圧力室５４の密封部を提供する。
【００５８】
本発明に従ったベルトテンショナー１０の全ての実施の形態は、小型の構造であり且つ、これと同時に緊張効率が高いことを特徴とする。特に、歯の数及び基準円の直径に関して、歯付きラック１８及びピニオン１６の選択を相違させることにより、異なる緊張効率を実現することができる。てこ効果のため（図４参照）、比較的少ない駆動エネルギにより高い緊張効率を実現することもできる。これと同時に、構成要素の応力は減少する。構成要素の数が少ないため、システムは極めて経済的であり、また、歯付きラック１８が図２０及び図２１に従った形態とされる場合、結合部無しにて具体化することもでき又は部分円弧としての形態の場合、ベルトテンショナー１０を作動させる前、且つ緊張動作の後、ピニオン１６と係合せず、緊張期間の間にのみ、ピニオン１６と係合状態となる。この場合、ピニオン１６は、ベルトリトラクターの軸に恒久的に結合させることができる。
【００５９】
勿論、当該技術の当業者の判断にて、本発明に従って上述した特徴の全てを個別に又は互いに組み合わせて使用し、問題点を解決することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】作動前の、設置状態における本発明の第１の実施の形態に従ったベルトテンショナーの概略断面図である。
【図２】ベルトテンショナーを作動させた後の図１のベルトテンショナーの断面図である。
【図３】図１のベルトテンショナー内にて生ずる力及びトルクの概略図である。
【図４】歯付きラックと係合する力の簡略図である。
【図５】設置状態における本発明のベルトテンショナーの第２の実施の形態をそれぞれ斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）にて示す図である。
【図６】同様に、緊張する動作の後、図５のベルトテンショナーを斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）にて示す図である。
【図７】設置状態における本発明の第３の実施の形態に従ったベルトテンショナーを斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）にて示す図である。
【図８】緊張する動作の後、図７のベルトテンショナーを同様に斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）にて示す図である。
【図９】設置状態における本発明の第４の実施の形態に従ったベルトテンショナーを斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）にて示す図である。
【図１０】緊張する動作の後、図９のベルトテンショナーを同様に、斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）にて示す図である。
【図１１】設置状態における本発明の第５の実施の形態に従ったベルトテンショナーの断面図である。
【図１２】緊張する動作の後、図１１のベルトテンショナーの断面図である。
【図１３】設置状態における本発明の第６の実施の形態に従ったベルトテンショナーの断面図である。
【図１４】緊張する動作の後、図１３のベルトテンショナーの断面図である。
【図１５】設置状態における本発明の第７の実施の形態に従ったベルトテンショナーの断面図である。
【図１６】図１５のベルトテンショナーの拡大詳細図である。
【図１７】図１６の線Ｉ−Ｉに沿った拡大断面図である。
【図１８】設置状態における本発明の第８の実施の形態に従ったベルトテンショナーの断面図である。
【図１９】設置状態における本発明の第９の実施の形態に従ったベルトテンショナーの断面図である。
【図２０】設置状態における本発明の第１０の実施の形態に従ったベルトテンショナーの断面図である。
【図２１】緊張する動作の開始直後における図２０のベルトテンショナーの断面図である。
【図２２】設置状態における本発明の第１１の実施の形態に従ったベルトテンショナーの断面図である。
【図２３】図２２のベルトテンショナーの拡大詳細図である。
【図１】
2009519161.tif 000003
【図２】
2009519161.tif 000004
【図３】
2009519161.tif 000005
【図４】
2009519161.tif 000006
【図５】
2009519161.tif 000007
【図６】
2009519161.tif 000008
【図７】
2009519161.tif 000009
【図８】
2009519161.tif 000010
【図９】
2009519161.tif 000011
【図１０】
2009519161.tif 000012
【図１１】
2009519161.tif 000013
【図１２】
2009519161.tif 000014
【図１３】
2009519161.tif 000015
【図１４】
2009519161.tif 000016
【図１５】
2009519161.tif 000017
【図１６】
2009519161.tif 000018
【図１７】
2009519161.tif 000019
【図１８】
2009519161.tif 000020
【図１９】
2009519161.tif 000021
【図２０】
2009519161.tif 000022
【図２１】
2009519161.tif 000023
【図２２】
2009519161.tif 000024
【図２３】
2009519161.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成19年10月5日(2007.10.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（１２）内に回転可能に取り付けられたピニオン（１６）と、
駆動装置（２６）と、
その歯部（２０）がピニオン（１６）と直接、係合しており又は直接、係合する状態となり、また、駆動装置（２６）により駆動することができる歯付きラック（１８）とを備え、
歯付きラック（１８）は、円弧の形状をしており、駆動装置（２６）が作動したとき、その中心点（Ｍ）がピニオン（１６）の回転軸線（Ａ）からオフセットしている円形の経路（Ｋ）上を動く、安全ベルトシステム用のベルトテンショナーにおいて、
歯付きラック（１８）は、駆動装置（２６）用の係合要素（２２）を含み、該係合要素（２２）は、歯部（２０）よりも、円形の経路（Ｋ）の中心点（Ｍ）からより長い半径方向距離を有することを特徴とする、安全ベルトシステム用のベルトテンショナー。
【請求項２】
請求項１に記載のベルトテンショナーにおいて、
歯付きラック（１８）を円形の経路（Ｋ）の中心点（Ｍ）にてハウジング（１２）に回転可能に取り付けるための回転ベーン（３２）が提供されることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のベルトテンショナーにおいて、
駆動装置（２６）は、火工技術駆動体（２８）を備えることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１つの項に記載のベルトテンショナーにおいて、
係合要素（２２）は、圧力面としての形態とされ、また、円形の経路（Ｋ）を少なくとも部分的に取り囲む圧力室内に配設されることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１つの項に記載のベルトテンショナーにおいて、
駆動装置（２６）は、係合要素（２２）に不確実的に（ｎｏｎ−ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ）又は直接、結合された力伝達要素を含むことを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項６】
請求項５に記載のベルトテンショナーにおいて、
力伝達要素は、係合要素（２２）と一体的に形成されることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項７】
請求項５又は６に記載のベルトテンショナーにおいて、
力伝達要素は、管状スリーブ（３６）であることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項８】
請求項５又は６に記載のベルトテンショナーにおいて、
力伝達要素は、ピストン（４０）であることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項９】
請求項５又は６に記載のベルトテンショナーにおいて、
力伝達要素は、複数のボール（５０）を備えることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項１０】
請求項４に従属する場合、請求項４又は５又は６の何れか１つの項に記載のベルトテンショナーにおいて、
圧力室（５４）は、密封機構として作用する被覆（５２）を含むことを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項１１】
請求項１０に記載のベルトテンショナーにおいて、
係合要素（２２）は、被覆（５２）内に部分的に侵入することを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項１２】
請求項１１に記載のベルトテンショナーにおいて、
係合要素（２２）は、駆動装置（２６）から離れる方を向いた側部に少なくとも１つの面取り端縁（５６）を含むことを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項１３】
請求項１から１２の何れか１つの項に記載のベルトテンショナーにおいて、
駆動装置（２６）が作動したとき、ピニオン（１６）と係合し、その後、ピニオンが緊張方向に対して回転するのを防止する係止楔部（５８）が提供されることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項１４】
請求項１３に記載のベルトテンショナーにおいて、
緊張する動きの開始時、係止楔部（５８）は、歯付きラック（１８）と解放可能に結合されることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載のベルトテンショナーにおいて、
緊張する動きの開始時、係止楔部（５８）は、ハウジングに固定したガイド（６４）に沿って案内されることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項１６】
請求項１３から１５の何れか１つの項に記載のベルトテンショナーにおいて、
係止楔部（５８）は、緊張する動きの開始時、歯付きラック（１８）の歯部（２０）と係合する少なくとも１つの歯（６０）を含むことを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項１７】
請求項１６に記載のベルトテンショナーにおいて、
係止楔部（５８）は、歯付きラック（１８）上にて支持するプレストレスが加えられたばね（６２）を含むことを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項１８】
請求項１３から１５の何れか１つの項に記載のベルトテンショナーにおいて、
緊張する動きの開始時、係止楔部（５８）は、中間部材（７０）を介して歯付きラック（１８）に結合されることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項１９】
請求項１８に記載のベルトテンショナーにおいて、
係止楔部（５８）は、中間部材（７０）の上にて支持するプレストレスを加えたばね（６２）を含むことを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項２０】
請求項１から１９の何れか１つの項に記載のベルトテンショナーにおいて、
歯付きラック（１８）は、駆動装置（２６）の作動前、ピニオン（１６）の領域内に配設された、歯部が無い部分（８２）を含むことを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項２１】
請求項４に従属する場合、請求項４又は５から２０の何れか１つの項に記載のベルトテンショナーにおいて、
圧力室（５４）を密封するため、その密封効果が圧力の上昇と共に増大する密封部（８４）が歯付きラック（１８）とハウジング（１２）との間に配設されることを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項２２】
請求項２１に記載のベルトテンショナーにおいて、
密封部（８４）は、密封すべき空隙（９０）と対向する気体圧力に対する係合面（８８）を含むことを特徴とする、ベルトテンショナー。
【請求項２３】
請求項２１又は２２に記載のベルトテンショナーにおいて、
ハウジング（１２）は、密封部（８４）を保持するための突出部（８６）を含むことを特徴とする、ベルトテンショナー。
【国際調査報告】
2009519161.tif 000026
2009519161.tif 000027
2009519161.tif 000028
2009519161.tif 000029
2009519161.tif 000030
2009519161.tif 000031