(57)【要約】【課題】小型で軽量なプリテンショナを得る。【解決手段】本発明の実施態様のプリテンショナは、ウエビングベルトの一端が係止された巻取軸と、軸方向一端側への移動により前記ウエビングベルトを巻き取る方向へ前記巻取軸を回転させるピストンを内部に収容すると共に、軸方向他端側における底部側よりも前記軸方向一端側の開口端側で肉厚が薄くなるように前記底部側の肉厚が厚くされ、内圧の上昇により前記ピストンを前記軸方向一端側へ押し出すシリンダ本体と、一端が前記シリンダ本体の底部とピストンとの間で開口し、前記シリンダ本体に一体的に形成された筒状のジェネレータ収容部と、前記ジェネレータ収容部に収容され、所定の条件下でガスを発生し、前記ガスを前記シリンダ本体へ供給するガスジェネレータと、を備えている。【選択図】図１
2006213326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエビングベルトの一端が係止された巻取軸と、
軸方向一端側への移動により前記ウエビングベルトを巻き取る方向へ前記巻取軸を回転させるピストンを内部に収容すると共に、軸方向他端側における底部側よりも前記軸方向一端側の開口端側で肉厚が薄くなるように前記底部側の肉厚が厚くされ、内圧の上昇により前記ピストンを前記軸方向一端側へ押し出すシリンダ本体と、
一端が前記シリンダ本体の底部とピストンとの間で開口し、前記シリンダ本体に一体的に形成された筒状のジェネレータ収容部と、
前記ジェネレータ収容部に収容され、所定の条件下でガスを発生し、前記ガスを前記シリンダ本体へ供給するガスジェネレータと、
を備えることを特徴とするプリテンショナ。
【請求項２】
所定の条件下でウエビングベルトを巻き取る方向への回転力を前記ウエビングベルトの一端が係止された巻取軸に付与するプリテンショナであって、
軸方向一端側への移動により前記ウエビングベルトを巻き取る方向へ前記巻取軸を回転させるピストンを内部に収容すると共に、軸方向他端側における底部側よりも前記軸方向一端側の開口端側で肉厚が薄くなるように前記底部側の肉厚が厚くされ、前記軸方向一端側の開口端がワンウェイクラッチを内側に配置するハウジングの収容部の周辺に位置し、内圧の上昇により前記ピストンを前記軸方向一端側へ押し出すシリンダ本体と、
一端が前記シリンダ本体の底部とピストンとの間で開口し、前記シリンダ本体に一体的に形成された筒状のジェネレータ収容部と、
前記ジェネレータ収容部の他端側から前記ジェネレータ収容部へ嵌挿され、前記所定の条件下でガスを発生すると共に、発生したガスを前記シリンダ本体へ供給するガスジェネレータと、
を備えることを特徴とするプリテンショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエビングベルトによって車両の乗員を拘束するシートベルト装置を構成するプリテンショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の乗員を長尺帯状のウエビングベルトによって拘束する所謂シートベルト装置には、車両急減速状態等の所定の状態においてウエビングベルトの長手方向一端が係止された巻取軸を強制的にウエビングベルトを巻き取る巻取方向へ回転させ、拘束力を向上させるプリテンショナが設けられている。
【０００３】
以下、このプリテンショナの一般的な構成について簡単に説明する。
【０００４】
プリテンショナは有底筒形状のシリンダを備えている。シリンダの内部にはピストンが収容されている。シリンダの開口端側のピストンの端部にはラックバーが一体形成されている。このラックバーの側方にはラックバーに噛合するピニオンギヤが配置されている。ピニオンはワンウエイクラッチを介して巻取軸へ機械的に連結されており、ピストンがシリンダの開口端側へ移動してラックバーがピニオンを回転させることで巻取軸が強制的に巻取方向へ回転させられるようになっている。
【０００５】
一方、シリンダのピストンを収容している本体部分の側方にはジェネレータ収容部がシリンダの本体部分と一体に形成されており、本体部分と共にシリンダを形成している。ジェネレータ収容部は両端が開口した円筒形状とされており、その一端はシリンダの本体部分の底部近傍でその内部に連通している。一方、他端部からはガスジェネレータが嵌挿されている。ガスジェネレータは、その外径寸法がジェネレータ収容部の内径寸法よりも僅かに小さな円柱形状とされており、その内部には燃焼することにより瞬時に所定量のガスを発生するガス発生剤や、このガス発生剤を着火する点火装置等が収容されており、このガス発生剤が燃焼した際のガスはシリンダ（本体部分）の底部とピストンとの間に瞬時に供給され、このときのガス圧でピストンが押し出される構成となっている。
【０００６】
点火装置は別途設けられた加速度センサへ直接或いはコンピュータ等の制御装置を介して間接的に接続されており、加速度センサが車両急減速状態を検出することで点火装置が作動するようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した従来のプリテンショナでは、ジェネレータ収容部の軸方向がシリンダの本体部分の軸方向に対して直交していた。このため、シリンダ本体部分の内径寸法を小さくしたとしてもジェネレータ収容部の軸方向長さの影響でシリンダ全体を小さくすることができなかった。また、このように、プリテンショナが全体的に大きくなってしまうことでシリンダを車両に取り付ける際にジェネレータ収容部が車両の構造物と干渉する可能性があり、シリンダの設置が困難であると共に設置位置の選択の自由度が小さかった。
【０００８】
一方で、ジェネレータ収容部へガスジェネレータを収容する際に、ガスジェネレータの位置決めとしてガスジェネレータの本体部分に対して外径寸法が大きなストッパをガスジェネレータに形成している。これに対してジェネレータ収容部の他端部に、ガスジェネレータの本体部部分を収容する部分での内径寸法よりも内径寸法が大きく、ストッパを嵌挿できる程度の大きさとされた大径部を形成し、この大径部にストッパが収容されてストッパが大径部の底部（すなわち、大径部とガスジェネレータの本体部部分を収容する部分との境界部分）に当接させることでガスジェネレータの位置決めとしていた。
【０００９】
しかしながら、この場合、ジェネレータ収容部の外径寸法をストッパの外径寸法よりも充分に大きくしなければならず、その結果、ジェネレータ収容部が大きくなり、やはり、プリテンショナが大型化してしまった。
【００１０】
本発明は、上記事実を考慮して、全体的に小型なプリテンショナを得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施態様によると、ウエビングベルトの一端が係止された巻取軸と、軸方向一端側への移動により前記ウエビングベルトを巻き取る方向へ前記巻取軸を回転させるピストンを内部に収容すると共に、軸方向他端側における底部側よりも前記軸方向一端側の開口端側で肉厚が薄くなるように前記底部側の肉厚が厚くされ、内圧の上昇により前記ピストンを前記軸方向一端側へ押し出すシリンダ本体と、一端が前記シリンダ本体の底部とピストンとの間で開口し、前記シリンダ本体に一体的に形成された筒状のジェネレータ収容部と、前記ジェネレータ収容部に収容され、所定の条件下でガスを発生し、前記ガスを前記シリンダ本体へ供給するガスジェネレータと、を備えることを特徴とするプリテンショナが提供される。
【００１２】
本発明の実施態様によると、所定の条件下でウエビングベルトを巻き取る方向への回転力を前記ウエビングベルトの一端が係止された巻取軸に付与するプリテンショナであって、軸方向一端側への移動により前記ウエビングベルトを巻き取る方向へ前記巻取軸を回転させるピストンを内部に収容すると共に、軸方向他端側における底部側よりも前記軸方向一端側の開口端側で肉厚が薄くなるように前記底部側の肉厚が厚くされ、前記軸方向一端側の開口端がワンウェイクラッチを内側に配置するハウジングの収容部の周辺に位置し、内圧の上昇により前記ピストンを前記軸方向一端側へ押し出すシリンダ本体と、一端が前記シリンダ本体の底部とピストンとの間で開口し、前記シリンダ本体に一体的に形成された筒状のジェネレータ収容部と、前記ジェネレータ収容部の他端側から前記ジェネレータ収容部へ嵌挿され、前記所定の条件下でガスを発生すると共に、発生したガスを前記シリンダ本体へ供給するガスジェネレータと、を備えることを特徴とするプリテンショナが提供される。
【００１３】
上記構成のプリテンショナによれば、所定の条件下でガスジェネレータにてガスが発生し、このガスがシリンダ本体内に供給されると、シリンダ本体の内圧が上昇してピストンを押し上げてピストンの軸方向一端側へピストンを移動させる。このピストンの移動によって、巻取軸が巻取方向へ回転させられる。これによって、ウエビングベルトによる乗員の身体を拘束する力が上昇する。
【００１４】
ところで、本プリテンショナでは、シリンダ本体の肉厚が開口端側で底部側よりも薄肉とされている。このため、シリンダ本体の小型化、軽量化を図ることができ、これが本プリテンショナの小型化、軽量化に寄与する。
【００１５】
ここで、シリンダ本体を薄肉化することによる機械的強度が問題となるが、シリンダ本体に供給されたガスの圧力が最大のときは、ピストンが初期位置にあるため、基本的にガス圧がシリンダ本体の底部近傍にしか作用しない。これに対し、内圧の上昇に伴いピストンが上昇すると、発生したガスの体積に比べてシリンダ本体の内部空間が広がるため、内圧は低くなり、シリンダ本体の開口端側では当初底部側に作用したほどのガス圧が作用しない。
【００１６】
そこで、本プリテンショナでは、当初、大きなガス圧が作用する底部近傍では肉厚を確保して機械的強度を確保し、比較的小さなガス圧しか作用しない開口端側で肉厚を薄くしているため、全体としては、必要な機械的強度を確保できる。
【００１７】
上記構成のプリテンショナによれば、シリンダ本体の内圧が上昇してピストンが移動すると、ピストンの軸方向一端部に設けられたラックバーがこれに噛み合うピニオンを回転させる。このときのピニオンの回転は巻取軸へ伝わり、ウエビングを巻き取る方向へ巻取軸を回転させる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、プリテンショナを全体的に小型化及び軽量化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１には本発明の一実施の形態に係るプリテンショナ１０の構成が断面図によって示されている。この図に示されるように、プリテンショナ１０はハウジング１２を備えている。このハウジング１２は金属若しくは硬質の合成樹脂材によって形成されており、ウエビング巻取装置のフレームの脚板（図示省略）に固定されている。ハウジング１２は収容部１４が形成されており、その内側に外形が円盤状若しくは軸方向寸法が比較的短い円柱形状のワンウエイクラッチ１６が配置されている。
【００２０】
ワンウエイクラッチ１６は、その軸方向一端側（ハウジング１２の底部側）の回転力を軸方向他端側へ伝達しないが、軸方向他端側の回転力は軸方向一端側へ伝達する。
【００２１】
ワンウエイクラッチ１６の軸方向一端部はハウジング１２の収容部１４の底部に形成された円孔を貫通した巻取軸（図示省略）へ機械的に連結されている。巻取軸の外周部には長尺帯状のウエビングベルト（図示省略）の基端部が係止されており、巻取軸がその軸周り一方の巻取方向へ回転することでウエビングベルトをその外周部に巻き取る。
【００２２】
また、ワンウエイクラッチ１６の軸方向他端部には同軸的にピニオン１８が固定されている。
【００２３】
このピニオン１８の側方には、長手方向一端部に円盤形状のピストン２０が一体形成された角棒状のラックバー２２が配置されている。ラックバー２２はその幅方向一端部にピニオン１８に噛合可能なラック歯が形成されており、自らの長手方向他端側へスライドすることでラック歯をピニオン１８に噛み合わせることができるようになっている。
【００２４】
また、図１に示されるように、本プリテンショナ１０はシリンダ本体２４とジェネレータ収容部２６とにより構成されているシリンダ２８を備えている。シリンダ本体２４は有底の筒状とされており、その内側は内径寸法がピストン２０の外形寸法と略同じ（厳密には極僅かに大きな）内径寸法のピストン収容部３０とされ、その内側には上述したピストン２０及びシリンダ２８の一部若しくは全部を収容している。ここで、図１に示されるように、シリンダ本体２４の底部側での肉厚は開口端側の肉厚よりも厚い。
【００２５】
これに対して、ジェネレータ収容部２６はシリンダ本体２４の底部近傍に設けられている。ジェネレータ収容部２６はシリンダ本体２４の軸方向に対してこの軸直交方向（すなわち、ピストン収容部３０の半径方向）に傾斜した方向に沿って軸方向とされた円筒形状とされている。しかしながら、図１に示されるように、ジェネレータ収容部２６の軸方向はシリンダ本体２４の軸直交方向に沿ってはおらず、ジェネレータ収容部２６の軸方向はシリンダ本体２４の軸直交方向に対してシリンダ本体２４の軸方向へ向けて所定角度傾斜している。
【００２６】
また、ジェネレータ収容部２６は軸方向一端部がシリンダ本体２４の底部近傍でシリンダ本体２４へ一体的に連結されており、開口部３２（図２参照）を介してジェネレータ収容部２６の内部とシリンダ本体２４の内部（すなわち、ピストン収容部３０）とが連通している。
【００２７】
ここで、図２に示されるように、ジェネレータ収容部２６は、その中心軸線がジェネレータ収容部２６の軸方向に対して直交する方向で、且つ、シリンダ本体２４の軸方向に対しても直交する方向に変位した位置、すなわち、ジェネレータ収容部２６の中心軸線はシリンダ本体２４の中心を通らないようにシリンダ本体２４に連結されている。
【００２８】
一方、図１に示されるように、ジェネレータ収容部２６の内部にはガスジェネレータ３４が収容されている。ガスジェネレータ３４は全体的に外形寸法がジェネレータ収容部２６の内径寸法よりも極僅かに小さな外径寸法の円柱形状とされており、その内部には燃焼することにより瞬時に所定量のガスを発生するガス発生剤や、このガス発生剤を着火する点火装置等（何れも図示省略）が収容されている。
【００２９】
点火装置は別途設けられた加速度センサへ直接或いはコンピュータ等の制御装置（何れも図示省略）を介して間接的に接続されており、加速度センサが車両急減速状態を検出することで点火装置が作動するとガス発生剤が燃焼して瞬時にガスが発生し、ガスジェネレータ３４の軸方向一端部（シリンダ本体２４側の端部）から開口部３２を介してシリンダ本体２４の内部に供給される。
【００３０】
また、ガスジェネレータ３４はその軸方向他端側がジェネレータ収容部２６の軸方向他端部から突出している。このガスジェネレータ３４の突出部分にはストッパ３６が一体形成されている。ストッパ３６は外径寸法がジェネレータ収容部２６の外径寸法が小さく、ジェネレータ収容部２６の内径寸法よりも大きく設定されており、ジェネレータ収容部２６の他端部にストッパ３６が当接していることで、ジェネレータ収容部２６内へのガスジェネレータ３４の移動が制限されている。
【００３１】
また、ジェネレータ収容部２６の他端部にはキャップ３８が取り付けられている。キャップ３８は有底の円筒状とされており、その開口端側の内周部には雌螺子が形成されている。これに対応してジェネレータ収容部２６の他端部外周部には雄螺子が形成されており、これらの雄螺子と雌螺子が螺合することでキャップ３８の底部がガスジェネレータ３４を抜け止めしている。
【００３２】
ここで、ジェネレータ収容部２６の雄螺子とキャップ３８の雌螺子は共に左螺子とされている。
【００３３】
さらに、ガスジェネレータ３４からは図示しないケーブル等の接続手段が引き出されている。この接続手段は車両の加速度センサへ直接、或いは、コンピュータ等の制御手段を介して間接的に接続されており、加速度センサや制御手段からの信号が接続手段を介してガスジェネレータ３４内の着火装置に送られることで着火装置が作動するようになっている。
【００３４】
次に、本実施の形態の作用並びに効果について説明する。
【００３５】
本プリテンショナ１０では、車両の急減速状態を加速度センサが検知し、加速度センサからの信号が直接、或いは、制御手段を介して間接的にガスジェネレータ３４の着火装置へ送られると、ガスジェネレータ３４のガス発生剤が燃焼して瞬時にガスが発生する。ガスジェネレータ３４内にて発生したガスはジェネレータ収容部２６の内部から開口部３２を介してシリンダ本体２４のピストン収容部３０内に供給される。ピストン収容部３０内にガスが供給されることでピストン収容部３０内の内圧が上昇し、この内圧によりピストン２０がシリンダ本体２４の開口端側へ向けて押し出される。このようにしてピストン２０が移動することでピストン２０と一体のラックバー２２がピニオン１８へ噛み合い、ピニオン１８を回転させる。ピニオン１８の回転はワンウエイクラッチ１６を介して巻取軸へ伝達され、巻取軸を回転させる。巻取軸が回転することで、ウエビングベルトが巻取軸に巻き取られ、これによって、ウエビングベルトによる乗員の身体の拘束力が上がり、それまでよりも強く乗員の身体を拘束する。
【００３６】
ところで、上述したように、本プリテンショナ１０のシリンダ本体２４はシリンダ本体２４の開口端側での肉厚が底部側の肉厚よりも薄いが、強度的にシリンダ本体２４を見ると、上記のガス圧が大きく作用するシリンダ本体２４の底部側では充分な機械的強度が必要であるが、ピストン２０が移動してピストン収容部３０の内圧が低下してから内圧が作用するシリンダ本体２４の開口端側で底部側ほどの機械的強度を必要としない。したがって、本実施の形態のように、シリンダ本体２４の開口端側の肉厚を底部側よりも薄くすることで、シリンダ２８の軽量化並びに小型化を図ることができる。
【００３７】
また、ジェネレータ収容部２６の軸方向はシリンダ本体２４の軸直交方向に対してシリンダ本体２４の軸方向へ傾斜しているため、プリテンショナ１０の全体を小型化できる。すなわち、例えば、ジェネレータ収容部２６の方向寸法が同じであった場合、ジェネレータ収容部２６の軸方向をシリンダ本体２４の軸直交方向に沿って設けるよりも、シリンダ本体２４の軸直交方向に対してシリンダ本体２４の軸方向へ傾斜させた方がジェネレータ収容部２６の他端部（すなわち、シリンダ本体２４とは反対側の端部）がシリンダ本体２４に近くなり、シリンダ本体２４の軸直交方向に沿ったプリテンショナ１０の全体寸法が小さくなるため、プリテンショナ１０が全体的に小型になる。
【００３８】
さらに、上記のように、ジェネレータ収容部２６の軸方向をシリンダ本体２４の軸直交方向に対してシリンダ本体２４の軸方向へ傾斜させることでジェネレータ収容部２６の下方（すなわち、ジェネレータ収容部２６の軸方向をシリンダ本体２４の軸直交方向に沿わせた場合にジェネレータ収容部２６がある部分）をなにもない空間とできる。したがって、この空間部分に対応して車体側の構造部材があったとしても、プリテンショナ１０の組み付けに支障をきたすことはない。したがって、組み付け性の向上を図ることができ、組み付け性が向上することで組付作業における作業性が向上し、ひいては組付コストの軽減を図ることができる。
【００３９】
一方で、本プリテンショナ１０では、ジェネレータ収容部２６の中心軸線がジェネレータ収容部２６の軸方向に対して直交する方向で、且つ、シリンダ本体２４の軸方向に対しても直交する方向に変位した位置、すなわち、ジェネレータ収容部２６の中心軸線はシリンダ本体２４の中心を通らないようにシリンダ本体２４に連結されている。このため、開口部３２の開口半径をジェネレータ収容部２６の内径寸法よりも大きくできる。
【００４０】
すなわち、ジェネレータ収容部の中心軸線がシリンダ本体の中心を通るように設定した場合、開口部の開口半径は最大でジェネレータ収容部の開口半径と同じである。しかも、ガスジェネレータで発生したガスはピストンとシリンダ本体の底部との間に供給しなければガス圧でピストンを押し出すことができないため、開口部はピストンよりもシリンダ本体の底部側で開口していなければならず、シリンダ本体の外側底部と同じ位置にジェネレータ収容部の外周部を位置させると、充分な開口部の開口面積を確保できず、また、充分な開口部の開口面積を確保するために、ジェネレータ収容部をシリンダ本体の外側底部よりも更に下方（すなわち、シリンダ本体の開口端とは反対側）に設置すると、プリテンショナ全体が大型化してしまう。
【００４１】
しかしながら、上記のように、ジェネレータ収容部２６の中心軸線がシリンダ本体２４の中心を通らないようにシリンダ本体２４に連結されていることで、開口部の開口半径方向がジェネレータ収容部２６の開口半径方向に対して傾斜するため、開口部３２の開口半径がジェネレータ収容部２６の開口半径よりも大きくなり、その結果、開口部３２の開口面積が大きくなる。これによって、ジェネレータ収容部２６の外周部をシリンダ本体２４の外側底部よりも更に下方に位置させなくても充分な開口部３２の開口面積を確保できる。このため、プリテンショナ１０を小型化できる。
【００４２】
さらに、本実施の形態では、ガスジェネレータ３４に設けられたストッパ３６がジェネレータ収容部２６の他端部に当接することでガスジェネレータ３４の変位を制限する構成としたため、ジェネレータ収容部２６はガスジェネレータ３４の本体部分の内径寸法と、これを維持できる程度の肉厚を有すればよくなる。これにより、ジェネレータ収容部２６の外径寸法を小さくでき、結果的に、プリテンショナ１０の小型化に寄与する。
【００４３】
さらに、本実施の形態では、キャップ３８とジェネレータ収容部２６の連結を左螺子である雄螺子と雌螺子の螺合によるものとしため、通常、螺子は右螺子であるという観念を有する一般的なユーザでは、キャップ３８を取り外すことができないというメリットもある。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施の形態に係るプリテンショナの縦断面図である。
【図２】図１の２−２線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  プリテンショナ
１８  ピニオン
２０  ピストン
２２  ラックバー
２４  シリンダ本体
２６  ジェネレータ収容部
３４  ガスジェネレータ
３６  ストッパ
【図１】
2006213326.tif 000003
【図２】
2006213326.tif 000004