(57)【要約】【課題】作動開始からウエビングが緊張するまでの時差が少なく、かつ、簡単な構造のプリテンショナ装置を得る。【解決手段】プリテンショナ装置１０のピニオン３６には、歯３８が形成されていない平面部４０が設けられ、この平面部４０が初期状態でラック３２に対向することで、ウエビング１６はラック３２及びピニオン３６に接触することなくこれらの間を通過する。一方、車両が急減速した場合には、移動ラック５０が移動してピニオン３６を回転させる。これにより、ピニオン３６の噛合部４２がウエビング１６をラック３２に向けて押圧し、ウエビング１６はラック３２の歯形に沿って変位して緊張する。このように、プリテンショナ装置１０は、ウエビング１６を直接変位させるので、作動開始からウエビング１６が緊張するまでの時差が少ない。また、ピニオン３６を回転させるだけなので構造が簡単である。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の歯が長手方向に沿って連続して形成され、乗員拘束用のウエビングの幅方向と歯幅方向とが対応した状態で前記複数の歯が前記ウエビングに対向するラックと、
前記ラックに噛合可能な複数の歯が軸部周りの所定範囲に連続して形成された噛合部、及び、前記所定範囲以外の範囲で前記軸部中心から外周までの寸法が前記噛合部の歯底円の半径寸法に比べて短い非噛合部を有し、初期状態で前記非噛合部が前記ラックとは反対側で前記ウエビングに対向すると共に、前記軸部周りの回転により前記噛合部が前記ラックに噛み合い、前記ラックに対して前記ウエビングの引き出し方向に相対移動可能なピニオンと、
所定条件下で前記ピニオンを回転させる回転手段と、
を備えるプリテンショナ装置。
【請求項２】
前記ラック及び前記ピニオンの歯幅方向寸法が前記ウエビング幅方向寸法より大きく、
前記噛合部及び前記非噛合部が前記ピニオンの歯幅方向中間部分に形成され、前記ピニオンの歯幅方向両端部側の前記軸部周りの全周に前記ラックに噛合可能な複数の歯が連続して形成された、
ことを特徴とする請求項１記載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、車両等のシートベルト装置に適用され、乗員拘束用のウエビングの乗員を拘束する力を上昇させるプリテンショナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用シートベルト装置には、連続ウエビングを用いて三点式シートベルト装置としたものがある。
【０００３】
この種のシートベルト装置では、ウエビングの一端部がセンタピラ下部に設けられた巻取装置のスプール（巻取軸）に係止されている。また、ウエビングはセンタピラの上部に配設されたスルーアンカを通って折り返され、他端部がセンタピラ側の座席近傍に固定されたアンカプレートに係止されている。乗員がウエビングを装着する際には、アンカプレートとスルーアンカとの間のウエビング中間部に配設されたタングを、アンカプレートとは反対側の座席側方に設けられたバックル装置に係合させる。これにより、ウエビングが巻取装置から引き出され装着状態となる。
【０００４】
ここで、シートベルト装置には、例えば、車両が急減速した場合等に、ウエビングにウエビング巻取方向への張力を付与し、ウエビングを緊張させることでウエビングの乗員を拘束する力を上昇させるプリテンショナ装置を備えたものがある。
【０００５】
このようなプリテンショナ装置の一例として、巻取装置に取り付けられるタイプがある。このタイプのプリテンショナ装置は、巻取装置のスプールをウエビング巻取方向に強制的に回転させることにより、ウエビングに張力を付与する構造になっている。
【０００６】
ところで、巻取装置のスプールには、ばねが接続されており、このばねはスプールにウエビング巻取方向への回転力を付与する。これにより、ウエビングがスプールに巻き取られるようになっている。
【０００７】
ただし、このばねは、ウエビングの装着が解除された際にスプールにウエビングを巻き取るためのものである。このため、このタイプのプリテンショナ装置では、プリテンショナ装置が作動してから実際にウエビングが緊張するのは、ある程度スプールが回転してスプールにウエビングが硬く巻き締まった後であり、時差が生じていた。
【０００８】
したがって、上記構造のプリテンショナ装置では、プリテンショナ装置の作動直後は、スプールが回転してウエビングを巻き取ってもウエビングが緊張しないという問題があった。また、ウエビングがスプールに巻き締まるまでの間（上記時差の間）にも、ウエビングは乗員の身体により引き出されるため、ウエビングの乗員拘束力を上昇させるプリテンショナ装置の機能が十分に発揮されない可能性があった。
【０００９】
一方で、このようなウエビングを緊張させる際の時差の発生を防止するタイプのプリテンショナ装置がある（一例として、特開平６−２７０７６１号公報）。このタイプのプリテンショナ装置では、一対の波型ローラがウエビングを挟んで対向配置され、車両が急減速した場合等に一方の波型ローラが他方の波型ローラに向けて移動することでウエビングを他方の波型ローラに向けて押圧し、ウエビングを波型ローラの形状（歯形）に沿って変位させる。さらに、この状態で他方の波型ローラが回転することで、ウエビングを巻取方向に引き込んで緊張させる。このようなプリテンショナ装置は、ウエビングを直接変位させる構造であるため、プリテンショナ装置が作動してからウエビングが緊張するまでの時差が小さい。
【００１０】
しかしながら、この場合には一方の波型ローラを移動させるための機構（ソレノイド等）、及び、他方の波型ローラを回転させる回転機構（モータ等）が必要となり、構造が複雑になるという問題があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮して、作動開始からウエビングが緊張するまでの時差が少なく、かつ、構造の簡単なプリテンショナ装置を得ることが目的である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明のプリテンショナ装置は、複数の歯が長手方向に沿って連続して形成され、乗員拘束用のウエビングの幅方向と歯幅方向とが対応した状態で前記複数の歯が前記ウエビングに対向するラックと、前記ラックに噛合可能な複数の歯が軸部周りの所定範囲に連続して形成された噛合部、及び、前記所定範囲以外の範囲で前記軸部中心から外周までの寸法が前記噛合部の歯底円の半径寸法に比べて短い非噛合部を有し、初期状態で前記非噛合部が前記ラックとは反対側で前記ウエビングに対向すると共に、前記軸部周りの回転により前記噛合部が前記ラックに噛み合い、前記ラックに対して前記ウエビングの引き出し方向に相対移動可能なピニオンと、所定条件下で前記ピニオンを回転させる回転手段と、を備えている。
【００１３】
請求項１記載のプリテンショナ装置では、ラックには長手方向に沿って複数の歯が連続して形成され、当該歯を形成した部位が乗員拘束用のウエビングに対向して配置される。
【００１４】
一方、ウエビングのラックとは反対の側にはピニオンが配置される。このピニオンには、軸部周りの所定範囲に複数の歯が連続して噛合部が形成されると共に、所定範囲以外の部分には非噛合部が形成される。このプリテンショナ装置では、このピニオンの非噛合部がウエビングに対向し、この状態がプリテンショナ装置の初期状態となる。
【００１５】
ここで、この非噛合部の軸部中心から外周までの寸法は、噛合部の歯底円の半径寸法に比べ短い。一方、ピニオンは軸部周りの回転により噛合部がラックに噛み合う位置に配置されている。したがって、プリテンショナ装置の初期状態では、ピニオンの非噛合部とラックとは噛み合わず、ピニオンとラックの間には隙間ができ、ウエビングはこの隙間を通過する。したがって、プリテンショナ装置の初期状態では、ラック及びピニオンはウエビングに干渉せず、乗員は巻取装置等からウエビングを円滑に引き出すことができる。
【００１６】
一方、車両が急減速した場合等の所定の場合には、回転手段が作動してピニオンを回転させる。ピニオンが回転すると、ピニオンの噛合部（歯）がウエビングに対向する位置に現れてウエビングを押圧し、ウエビングをラックの歯溝の奥に向けて押し込む。これにより、ウエビングは概ねラックの歯形に沿って厚さ方向に変位する。また、このときラックに噛み合うピニオンの最初の歯は、ウエビングをラックとの間に挟持する。
【００１７】
さらに、このピニオンは上記最初の歯がラックに噛み合った状態から回転することで、ラックに対しウエビングの引き出し方向に相対移動する。したがって、ピニオンの次の歯が噛み合うとき、当該次の歯は最初の歯（ウエビング挟持位置）から見て引出方向側のウエビングをラックの歯溝の奥に向けて押し込み、これにより、ウエビングが厚さ方向に変位する。この引出方向側のウエビングは、一端部が最初の歯とラックとに挟持されており、また、他端部はアンカプレート等に係止されている。したがって、当該次の歯が引出方向側のウエビングを厚さ方向に変位させるとウエビングには張力が付与され、ウエビングが長手方向に緊張する。これにより、ウエビングの乗員の身体を拘束する力が上昇する。
【００１８】
このように、請求項１記載のプリテンショナ装置は、ピニオンがウエビングを厚さ方向に直接変位させる構造であり、ウエビングは厚さ方向に変位することで即時に長手方向に緊張する。したがって、プリテンショナ装置が作動を開始してから、ウエビングが緊張するまでの時差が少ない。また、ピニオンを回転させるだけでウエビングを緊張させることができるので構造が簡単である。
【００１９】
なお、ピニオンはラックに対し相対移動すればよく、例えば、ラックが固定されピニオンがラックに噛み合いながらウエビング引き出し方向に移動する構成でも、ピニオンの回転軸が固定されピニオンが回転することでラックがウエビング巻取方向に移動する構成でもよい。
【００２０】
請求項２に係る発明のプリテンショナ装置は、請求項１記載のプリテンショナ装置において、前記ラック及び前記ピニオンの歯幅方向寸法が前記ウエビング幅方向寸法より大きく、前記噛合部及び前記非噛合部が前記ピニオンの歯幅方向中間部分に形成され、前記ピニオンの歯幅方向両端部側の前記軸部周りの全周に前記ラックに噛合可能な複数の歯が連続して形成されたことを特徴としている。
【００２１】
請求項２記載のプリテンショナ装置では、ピニオンの歯幅方向両端部側には軸部周りの全周にラックに噛合可能な歯が形成され、この部分は常にラックと噛み合う。これにより、回転手段が作動してピニオンが回転するときに、ピニオンの歯幅方向中間部分に形成された噛合部（ウエビングをラックに押圧する部分）とラックとが確実に噛み合う。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図４には、本発明の実施の形態に係るプリテンショナ装置１０を適用したシートベルト装置１２が正面図で示されている。
【００２３】
シートベルト装置１２は、乗員１４を拘束するためのウエビング１６を備えている。このウエビング１６の一端部は、車両のセンタピラ１８の下端部近傍に配設されているウエビング巻取装置２０の図示しない巻取軸に係止されている。
【００２４】
また、ウエビング１６は、中間部がセンタピラ１８の上部に配設されたスルーアンカ２２に巻き掛けられて、他端部がセンタピラ１８の下端部近傍に固定されたアンカプレート２４に係止されている。一方、シート２６のセンタピラ１８とは反対側の側方にはバックル装置２８が設けられいる。さらに、スルーアンカ２２とアンカプレート２４との間のウエビング１６の中間部にはタング３０が設けられている。
【００２５】
さらに、ウエビング巻取装置２０の上方には、プリテンショナ装置１０が配設されている。
【００２６】
ここで、図１には、プリテンショナ装置１０が側面図で示されている。また、図２には、プリテンショナ装置１０を構成するピニオン３６の斜視図が示されている。
【００２７】
図１に示す如く、プリテンショナ装置１０はラック３２を備えている。このラック３２には、長手方向に沿って複数（本実施の形態では５つ）の歯３４が形成されており、これらの歯幅方向寸法はウエビング１６の幅方向寸法より広くなっている。また、ラック３２は、歯幅方向がウエビング１６の幅方向に平行とされた状態で、歯３４が形成された側の面がウエビング１６に対向してセンタピラ１８に固定されている。
【００２８】
また、プリテンショナ装置１０は、ピニオン３６を備えている。このピニオン３６には、ラック３２に対応した複数（本実施の形態では８つ）の歯３８が形成されいる。また、これらの歯３８の歯幅方向寸法はラック３２と歯幅方向寸法と略同一になっている。
【００２９】
さらに、図２に示す如く、ピニオン３６の歯幅方向略中央部分には、非噛合部としての平面部４０が形成されている。この平面部４０は、ピニオン３６の連続する３の歯を含む部分が、ピニオン３６の弦方向に沿って平面状に削除されることで形成される。これにより、このピニオン３６における径方向中心から平面部４０までの寸法が、歯底円の半径寸法に比べ短くなっている。さらに、平面部４０のピニオン３６の歯幅方向に沿った方向の寸法は、ウエビング１６の幅方向寸法より若干大きくなっている。
【００３０】
また、ピニオン３６には、歯幅方向略中央部分に平面部４０が形成されることにより、歯幅方向略中央部分であって平面部４０が形成された部位以外の部位には５の歯３８により噛合部４２が形成されている。さらに、歯幅方向両端部側では８の歯３８が全周に設けられており、歯車部４４が形成されている。
【００３１】
このプリテンショナ装置１０では、図１に示す初期状態（通常の車両走行時等）で、ピニオン３６の平面部４０とラック３２とが対向して配置されている。さらに、ピニオン３６は、軸線方向周りに回転することで噛合部４２がラック３２に噛合するようになっている。これにより、ラック３２とピニオン３６（平面部４０）との間には通過部４６（隙間）が形成され、ウエビング１６はこの通過部４６を通過している。一方、ピニオン３６の歯車部４４はラック３２の歯幅方向両端部側でラック３２に噛み合っている。
【００３２】
また、図２に示す如く、ピニオン３６の両側端部には一対の軸４８が設けられている（一方は図示省略）。この軸４８は、ラック３２に沿って設けられた図示しないガイド部材に回転可能に軸支されている。また、ピニオン３６は、この軸支状態で図１の上方（矢印Ｃ方向）にラック３２に沿って移動可能になっている。
【００３３】
さらに、プリテンショナ装置１０は、ラック３２と平行に配置された移動ラック５０を備えている。この移動ラック５０の先端部側にはピニオン３６の歯３８に対応した複数（本実施の形態では５つ）の歯５２が形成されており、ピニオン３６の噛合部４２にラック３２とは反対の側で噛み合っている。
【００３４】
この移動ラック５０の基端部側にはピストン５４が一体的に形成されている。このピストン５４は、ラック３２と平行に配置されたシリンダ５６の内部に移動可能に収容されている。また、このシリンダ５６には図示しないガス発生装置が接続されており、シリンダ５６内にガスを供給可能になっている。さらに、このガス発生装置には同じく図示しない加速度センサが接続されている。この加速度センサは、例えば、車両が急減速した場合の加速度（減速度）と同等以上の減速度を検出することでガス発生装置を作動させる。
【００３５】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【００３６】
上記構成のシートベルト装置１２では、車両のシート２６に着座した乗員１４によってタング３０がバックル装置２８の方向に引っ張られることで、ウエビング１６がウエビング巻取装置２０から引き出される。この後、タング３０がバックル装置２８に係合されることで、タング３０がバックル装置２８に支持され、図４に示すウエビング１６の装着状態となる。
【００３７】
このときプリテンショナ装置１０は初期状態にあり、ウエビング１６はプリテンショナ装置１０のラック３２とピニオン３６との間に形成された通過部４６を通過する。したがって、ウエビング１６はラック３２及びピニオン３６に接触せず、乗員１４がウエビング１６をウエビング巻取装置２０から引き出す際にも、ラック３２及びピニオン３６が支障になることがない。
【００３８】
一方、例えば、走行中の車両が急減速すると、加速度センサが減速度を検出してガス発生装置を作動させる。これにより、ガス発生装置がシリンダ５６内にガスを供給すると共に、このガスの圧力によりピストン５４がシリンダ５６を移動する。
【００３９】
ピストン５４が移動すると、ピストン５４に一体に形成された移動ラック５０が矢印Ａ方向に移動する。この移動ラック５０は先端部側でピニオン３６の噛合部４２と噛み合っており、移動ラック５０が移動すると、ピニオン３６が矢印Ｂ方向に回転する。このとき、ピニオン３６は、センタピラ１８に固定されたラック３２とも噛み合っているので、ガイド部材に沿ってウエビングの引出方向（図１の矢印Ｃ方向）に移動する。
【００４０】
また、ピニオン３６が回転すると、噛合部４２の回転方向の最初の歯３８Ａがウエビングに対向する位置に現れてウエビング１６を押圧し、ウエビング１６をラック３２の歯溝の奥に向けて押し込む。これにより、ウエビング１６が概ねラック３２の歯形に沿って厚さ方向に変位する。また、このとき、ピニオン３６の噛合部４２が、歯３８Ａによりラック３２との間でウエビング１６を挟持する。
【００４１】
さらに、ピニオン３６は上記歯３８Ａがラック３２に噛み合った状態から回転し、ラック３２に沿って矢印Ｃ方向に移動する。したがって、噛合部４２の回転方向の２番目の歯３８Ｂがラック３２に噛み合うとき、当該２番目の歯３８Ｂは最初の歯３８Ａ（ウエビング１６挟持位置）から見て、引出方向側のウエビング１６をラック３２の歯溝の奥に向けて押し込み、ウエビング１６を厚さ方向に変位させる。この引出方向側のウエビング１６は、一端部が最初の歯３８Ａとラック３２との間に挟持されており、また、他端部はアンカプレート２４に係止されている。したがって、当該２番目の歯３８Ｂが引出方向側のウエビング１６を厚さ方向に変位させると、ウエビング１６には長手方向に張力が付与され、ウエビング１６が緊張する。これにより、ウエビング１６の乗員の身体を拘束する力が上昇する。
【００４２】
以上説明した如く、プリテンショナ装置１０は、ピニオン３６がウエビング１６を厚さ方向に直接変位させる構造であり、ウエビング１６は厚さ方向に変位することで即時に長手方向に緊張する。したがって、プリテンショナ装置１０が作動を開始してから、ウエビング１６が緊張するまでの時差が少ない。また、ピニオン３６を回転させるだけでウエビング１６を緊張させることができるので構造が簡単である。また、このピニオン３６は、噛合部４２の歯幅方向両端側がラック３２と常に噛み合っており、ピニオン３６が回転して噛合部４２がラック３２に噛み合うとき確実に歯３４と歯３８が噛み合う。
【００４３】
なお、本実施の形態ではピニオン３６の歯３８の数を８つ、ラック３２の歯３４及び移動ラック５０の歯５２の数を５つとしたが、これらの歯３８、３２、５２の数はこれに限られず、例えば、ラック３２及び移動ラック５０の長手方向寸法を大きくし、ラック３２の歯３４の数及び移動ラック５０の歯５２の数を５つ以上としてもよい。この場合には、本実施の形態の場合よりピニオン３６の矢印Ｃ方向への移動量が多くなり、ピニオン３４をより多く回転させることができるのでウエビング１６の変位量が多くなり、ウエビング１６の乗員１４を拘束する力が大きくなる。
【００４４】
また、本実施の形態では、ラック３２が車体に固定され、ピニオン３６が回転することでラック３２に沿って移動する構成であったが、ラック３２とピニオン３６とは、ピニオン３６が回転することでラック３２との間にウエビング１６を挟持することができればよい。したがって、例えば、ピニオン３６の軸４８を軸支する軸受け部材が車体に固定され、ピニオン３６が回転することでラック３２がウエビング１６巻取方向に移動する構成であってもよい。
【００４５】
さらに、本実施の形態では、ピニオン３６の両端部に軸４８を設け、さらに、この軸４８を軸支するためのガイド部材を設けたが、プリテンショナ装置１０では、歯車部４４がラック３２及び移動ラック５０に噛み合っており、ピニオン３６は図１の左右方向への移動が制限されている。したがって、ストッパ等によりピニオン３６の軸線方向への移動を制限すれば、必ずしもピニオン３６に軸４８を設ける必要や、軸支部材を設ける必要はない。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明に係るプリテンショナ装置は、作動開始からウエビングが緊張するまでの時差が少なく、かつ、構造が簡単であるという優れた効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るプリテンショナ装置の初期状態を示す側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るプリテンショナ装置を構成するピニオンを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るプリテンショナ装置を示し、プリテンショナ装置が作動してウエビングを緊張させた状態を示す側面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るプリテンショナ装置が適用されたシートベルト装置の正面図である。
【符号の説明】
１０　プリテンショナ装置
１６　ウエビング
３２　ラック
３４　歯
３６　ピニオン
３８　歯
４０　平面部（非噛合部）
４２　噛合部
５０　移動ラック（回転手段）
【図１】
2004025995.tif 000003
【図２】
2004025995.tif 000004
【図３】
2004025995.tif 000005
【図４】
2004025995.tif 000006