(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェビングを巻取るリールと、
前記リールに連結される捻れ軸と、
前記捻れ軸の一端部側に設けられて、衝突などの際に該捻れ軸の前記ウェビング引出し方向の回転を阻止するロック機構と、
前記捻れ軸の他端部側に設けられて、衝突の際に前記捻れ軸を前記ウェビングの巻取り方向に回転させるプリテンショナと、を備え、
前記プリテンショナは、
パイプ内に移動可能に配置される移動体と、
前記パイプを固定すると共に、前記移動体の一部を扉体として利用する収納部を有するケースと、
前記パイプの一端部側に取付けられ、前記衝突の際に前記移動体を前記パイプの他端部側に押出す高圧力を発生するガス発生装置と、
前記捻れ軸と同軸に配置されて、クラッチプーリが前記ウェビングの巻取り方向に回転すると、該クラッチプーリと前記捻れ軸とを連結するクラッチと、
前記クラッチプーリの外周に一端側が巻回され、他端側が前記移動体を経由して前記収納部に至り、前記扉体部分にて該他端部側の移動が制限されるワイヤと、を含み、
前記移動体が扉体として前記収納部を閉じる位置から開放する位置に移動したときに、前記ワイヤの他端側の移動の制限が解除される、シートベルト装置。
【請求項２】
前記ワイヤの他端側は部分的に径が増大しており、該増大部分が前記収納部内のストッパ部に係止する、請求項１に記載のシートベルト装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等の乗員をウェビングによって座席に拘束し、衝突の際等の安全を図るシートベルト装置に関し、特に、緊急の際にウェビングを強制的に巻取る機能を備えるリトラクタの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両等には、乗員の安全を図るためにシートベルト装置が使用される。このシートベルト装置には、例えば、引出されたウェビング（ベルト）を巻戻すと共に緊急の際にウェビングの引出しを阻止（巻取りは可能）するロック機構を備えたリトラクタが設けられる。このリトラクタに、更に、プリテンショナと捻れ軸（トーションバー）とを組合わせたものもある。プリテンショナは、衝突の際にウェビングを強制的にリールに巻取ってウェビングの弛みを除去する。捻れ軸はリールの回転軸に用いられている。衝突後に生ずる乗員の前方移動によってウェビングに所定値を超える力が作用すると、一端側がロック機構によってロックされ、他端側がリールに結合された回転軸が塑性（捻れ）変形してリールを回転させてウェビング引出しを可能とし、乗員に加わる力を抑制するようにしている。この回転軸の捻れ動作をプリテンショナ機構が妨げないようにする工夫も提案されており、例えば、特開平１０−２２６３１３号には、そのような例が記載されている。この例では、プリテンショナの作動によってウェビングの巻取りが終り、その後にウェビングが引出されると、プリテンショナの巻取り力をリール回転軸に伝達するクラッチが一部破断し、リール回転を妨げないようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、部材が破断し、リールの回転軸（捻れ軸）をフリーにする機構を採用した場合には、部材を破断させることを考慮した特別の形状に形成する必要があり、部材の複雑化を避け難い。
【０００４】
よって、本発明は、部材の複雑化を回避しつつ、回転軸の捻れ動作を妨げないプリテンショナ機構を備えたシートベルト装置を提案することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明のシートベルト装置は、パイプ内に移動可能に配置される移動体と、上記パイプに取付けられ、上記移動体を一方向に押出す高圧力を発生するガス発生装置と、上記パイプを固定しているケースと、リトラクタシャフトと同軸に配置されて、外周が一方向に回転すると、上記リトラクタシャフトと連結するクラッチと、上記クラッチ部の外周に一端側が巻回され、他端側が上記移動体を経由して上記ケースに形成された収納部内にて係止されるワイヤと、を備え、上記移動体がその初期の配置位置から他方向に移動したときに、上記ワイヤの係止が解除される。
【０００６】
かかる構成とすることによって、移動体が初期位置よりもパイプに潜り込んだときワイヤの一端が外れるので、部材を破断せずとも、ワイヤがリトラクタシャフトの回転を妨げない構造を得ることが可能となる。
【０００７】
このリトラクタシャフトを、ある値以上の力を受けると塑性変形して衝撃を吸収する捻れ軸とすることによって、捻れ軸の機能確保を図ることが出来る。
【０００８】
好ましくは、ワイヤの他端側にはかしめ玉が形成され、部分的に径が増大している。上記収納部はかしめ玉収納空間であり、該かしめ玉が、かしめ玉収納部内のＵ字溝に係止される。また、収納空間はパイプの出口近傍に設けられる。移動体は、その初期位置ではかしめ玉収納部外へのワイヤ移動（あるいはかしめ玉移動）を制限する扉として機能し、初期位置よりも下がった位置ではワイヤ他端（あるいはかしめ玉）を開放する。上記移動体は、例えば、ロッドや転動体であり、この移動体が初期位置よりもパイプに潜り込んだとき、ワイヤの末端が外れて、捻れ軸の回転を妨げない。
【０００９】
好ましくは、収納部の出口あるいはかしめ玉に近接して剪断ピンを配置し、かしめ玉位置を安定させる。
【００１０】
好ましくは、ロッドの移動路に沿ってかしめ玉収納空間が設けられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。各図において、対応する部分には同一符号を付し、重複説明を省略する。
【００１２】
図１は、プリテンショナを備えたシートベルト装置用リトラクタをその軸方向側面から見た状態で示す説明図であり、図２に示すＢ−Ｂ方向（プリテンショナ部）における一部断面図にて示している。図２は、図１に示すリトラクタのＡ−Ａ方向（プリテンショナ部）における断面図である。図３は、クラッチ部の構成を説明する説明図である。図４及び図５は、クラッチの動作を説明する説明図である。
図１及び図２に示すように、シートベルト装置のリトラクタ１０は、ウェビング（図示せず）を巻き取るリトラクタ本体１３と、このリトラクタ本体１３の右端側部に設けられた緊急ロック機構１４と、左端側に設けられたプリテンショナ１２及び巻き取りばね装置１１を備える。
【００１３】
リトラクタ本体１３は、ウェビングを巻き取りまたは引き出し自在な巻き取りリール２２を備える。リール２２は後述のスリーブ４４ａを介して巻取軸であるリトラクタシャフト２４に連結される。リール２２はリトラクタシャフト２４の左端側に連結された巻取りバネ装置１１によりウェビングが巻き取られる方向に常時付勢されている。リトラクタシャフト２４の右端側に設けられた緊急ロック機構１４は、加速度センサが所定値を超える減速度を検出したとき、あるいはウェビングが所定値以上の加速度で引き出されるときに作動し、リトラクタシャフト２４のベルト引出し方向の回転を阻止する。それにより、リール２２からウェビングが引出されることを防止し、乗員の前方移動を阻止する。
【００１４】
なお、ロック機構１４はロック状態となった場合でもリトラクタシャフト２４のウェビング巻取り方向の回転を許容し、衝突の際のプリテンショナ１２によるウェビング巻取り（弛み除去）を可能としている。
【００１５】
リトラクタシャフト２４の巻き取りリール２２内に収納された部分は捻れシャフト２４ａとされている。捻れシャフト（トーションバー）をリトラクタに用いる例は、例えば、特開昭４６−７７１０号に示されている。緊急ロック機構１４の作動後にウェビングに過大な引出し力が加わると、リール２２に回転力が作用する。右端側がロックされ、左端側がスリーブを介して相対回転不能にリールに結合された捻れシャフト２４ａはねじられて塑性変形し、ウェビングの引出しを可能とする。
【００１６】
プリテンショナ１２は、円筒部７２と角筒状部７４によって構成されるＬ型パイプ７０、ガス発生装置３２、押出し部材、ロッド、ワイヤ、クラッチ機構などによって構成される。Ｌ型パイプ７０は、くびれ部７６を介して円筒部７２と角筒状部７４とが連結されて形成される。くびれ部７６は、上部側が深くくびれ、その下部側は緩やかなテーパ部となっている。ガス発生装置３２は、円筒部７２の開口部に嵌挿され、該開口部をかしめて取付けられる。ガス発生装置３２は、図示しない、電極と、点火装置と、高圧ガス発生剤とを備える。電極には、車両の衝突時に発生する急激な加速度を検出する図示しないショックセンサからの信号を伝える点火信号伝達用ハーネスが接続されている。ショックセンサから点火信号が電極に伝えられると、点火装置が高圧ガス発生剤を発火させて高圧ガスを瞬時に発生させる。なお、ガス発生装置３２の取付けは螺合やキャップによる取付けであっても良い。
【００１７】
角筒部７４の内部の所定位置には、押出し部材４２と移動体としてのロッド３６が収納配置される。押出し部材４２は、図１４に示すような、シール機能（ガス漏れ防止）を有する耐熱性の弾性体であり、発生ガスの圧力によって角筒部７４内を移動し、ロッド３６の後端を押上げる。
【００１８】
押出し部材４２は、例えば、断面四角形のシリンダ７４に対応して四角形の、ピストン４２ｂ、シール部材４２ｃ、によって構成することが出来る。ピストン４２ｂの中央には穴４２ａが形成されている。シール部材４２ｃは、ゴム、樹脂等の可塑性のものが使用される。ピストン４２ｂは、鉄、硬質プラスチック等のシール部材４２ｃよりも堅いもの（剛体）が選択される。
【００１９】
ロッド３６及び押出し部材４２の初期位置（配置位置）は、押出し部材４２と角筒部７４内壁間の摩擦により、あるいは、図１５に示すような、角筒部７４内壁の複数の小突起７０ａによって保持される。
【００２０】
図１２に示す例では、押出し部材４２は、角筒部７４の中心軸方向において、円筒状に穴４２ａが形成されている。この中空部４２ａとロッド３６に形成された円筒状のガス抜き穴３６ｂとが、ロッド３６底部に形成された細管３６ａ（図１５及び図１６参照）によって連通される。細管３６ａは、急激な膨張ガスに対しては比較的に通し難いが、ロッド３６が下る際にはパイプ内のガスのガス抜き（圧力抜き）穴として機能し、ロッド３６の戻りを容易にする。細管３６ａは、例えば、内径１ｍｍ、長さ５〜８ｍｍ程度に形成される。
【００２１】
ロッド３６の先端部は半円筒形をしており、ワイヤ４０と滑り可能に接している。ワイヤ４０は、その一端部にかしめ玉４６が取付けられ、他端側はクラッチ機構４４のプーリ４４ｃに巻回され、このプーリ４４ｃにフック、溶接、ねじ止等によって固定される。かしめ玉４６は、ケース２６のストッパ部２６ｂ、ロアケース部２６ｄ、角筒部７４及びロッド３６によって画定される空間（かしめ玉収納空間）２６ａに収納配置される。プリテンショナ作動前の初期状態では、ロッド３６によってかしめ玉収納空間２６ａとケース２６内部空間との連通口（出口）２６ｅが閉じられており、かしめ玉４６は、ストッパ部２６ｂに突き当って係止されている。
【００２２】
図７は、図２のＣ−Ｃ方向において上方を見た断面図であり、かしめ玉４６は、ストッパ部２６ｂの壁に形成された「Ｕ」字状の溝にワイヤ４０を通し、かしめ玉４６の端部をストッパ部２６ｂの壁に当てて係止している。このような、一部がケース２６の内部空間側に開放した「Ｕ」字溝を使用することによってかしめ玉４６が容易に外れるようにしている。
【００２３】
ケース２６内部には、角筒部７４内壁の延長方向において、好ましくは、角筒部７４内壁と面一となるように、ロッド３６の移動を案内する案内面２６ｃが形成されている。
【００２４】
クラッチ機構４４は、例えば、図３に示すような構成となっており、同心に配置される、スリーブ４４ａと、プレート４４ｂと、プーリ４４ｃと、を備えている。プレート４４ｂには、軸方向に折曲げられた複数の突起（爪）４４bbが形成される。
【００２５】
スリーブ４４ａは、図１及び図２に示すように、リトラクタシャフト２４の左端側に取付けられかつリール２２と相対回転不能に連結されている。スリーブ４４ａのプーリ４４ｃと対向する面には軸（リトラクタシャフト２４）を一周する多数の溝山（ローレット目）４４ａａが軸方向に形成され、プレート４４ｂの突起４４bbが接触すると噛合力を発生する。
【００２６】
プーリ４４ｃは、その外周面にワイヤ４０が取付けられ、内周面にカム面が形成される。このカム面は、プレート４４ｂの突起４４bbを介してスリーブ４４ａの溝山部と対向する。プーリ４４ｃは剪断ピン２６ｃａが孔４４ｃａに嵌合するによってケース２６に保持される。
【００２７】
図４及び図５は、クラッチ装置４４の動作を説明する説明図である。図４に示す初期状態において、ロッド３６が移動してワイヤ４０を押上げると、プーリ４４ｃが反時計方向に回転する。それにより、プーリ４４ｃを保持する剪断ピン２６ｃａが折られる。このとき、プレート４４ｂは自身の慣性により、プーリ４４ｃの回転に追従できず、プーリ４４ｃとプレート４４ｈとの間に回転位相差が生ずる。このため、プーリ４４ｃのカム面により突起４４bbが軸心側に曲げられてスリーブ４４ａの溝山４４ａａに突き当る。そして、図５に示すように、プーリ４４ｃの内面とスリーブ４４ａの溝山との間にプレート４４ｂの突起４４bbが介在することとなり、クラッチの結合状態となる。プーリ４４ｃの回転が、突起４４bb及びスリーブ４４ａを介してリトラクタシャフト２４に伝達される。それにより、リール２２が回転してウェビングの巻取りが可能となる。
【００２８】
クラッチ４４のプーリ４４ｃの外径はリール２２の外径よりも小径となっている。プーリ４４ｃには、ワイヤ４０がほぼ２回巻き付けられており、ワイヤとブーリ２２によって、いわゆる「つるべ方式」による増速機構が構成される。
【００２９】
次に、この実施形態の動作について説明する。まず、乗員が車両に乗り、着座してウェビングを装着した初期状態では、プリテンショナ１２は、図２及び図４に示す初期状態にある。この初期状態の場合、両図に示すように、プレート４４ｂの突起部４４bbとスリーブ４４ａは離間しているので、クラッチ装置４４はプリテンショナ１２には何ら関与せず（非結合状態）、リトラクタシャフト２４は、ウェビング引出し方向に回動自在である。
【００３０】
この初期状態において、車両に衝突時等の急激な速度減が生じたとする。これにより、ロック機構１４が作動してリトラクタシャフト２４のウェビング引出し方向の回転を阻止する。また、ガス発生装置３２は瞬時に加圧ガスを発生し、この加圧ガスが圧力室（円筒部７２内）に放出される。これにより、押出し部材４２に下方から急激な押圧力が作用し、角筒部７４に収納されたロッド３６全体が上方に向かって瞬時のうちに押し出される。
【００３１】
この押し出しの力は初期状態においてロッド３６の先端を押えているワイヤ４０の力に優る。ロッド３６は、図５及び図６に示すように、ワイヤ４０の中間部を押しながら案内面２６ｃに沿って直進移動する。
【００３２】
このときワイヤ４０は、その一端がクラッチ４４のプーリ４４ｃの外周に固定され、他端はプーリ４４ｃに１回以上巻回した上でストッパ部２６ｂに係止されている。このため、ロッド３６によって押出されたワイヤ４０は、引出された分、すなわちロッドの移動距離の２倍の長さ分だけクラッチ４４のプーリ４４ｃに巻回されたワイヤ部分を引出す。これにより、プーリ４４ｃがその引出し量に対応した角度だけ回転する。つまり、前述したように、ワイヤ４０は、いわゆる「つるべ」方式で２倍の増速作用を発揮し、クラッチ外周となるプーリ４４ｃをその増速状態で図６の矢印方向に回転させる。
【００３３】
これにより、プーリ４４ｃとプレート４４ｂとにズレが生じ、プーリ４４ｃ内周の複数のカム面がそれぞれプレート４４ｂの複数の突起部４４bbを変形して内方に押出し、突起部４４bbはスリーブ４４ａに噛込まれ、クラッチ装置４４が噛み合う（図５参照）。これにより、ワイヤ４０、プーリ４４ｃで代表される増速機構とリトラクタシャフト２４とが結合し、プリテンショナ１２によって駆動されるクラッチ装置４４の回転と一体にリトラクタシャフト２４も矢印Ａ方向に回転する。リトラクタシャフト２４の回転に伴ってリール２２はウェビングの巻取り方向に回転し、ウェビングの弛みを除去するように作用して、乗員を座席に拘束する。ウェビングは極めて短時間の内にリール２２に巻き取られる。
【００３４】
ウェビングの巻取が終り、その後、衝突時の乗員の慣性移動によりウェビングに引出し力が加わる。この引出し力は、ウェビング、巻取りリール２２、スリーブ４４aを介してリトラクタシャフト２４に伝達される。前述したように、緊急ロック機構１４がリトラクタシャフト２４の右端側でリトラクタシャフト２４のウェビング引出し方向の回転を阻止しているので、引出し力が所定値を超えると、リトラクタシャフト（捻れ軸）２４aが塑性変形し、捻れて回転する。その分、リール２２からウェビングの引出しが許容される。
【００３５】
リトラクタシャフト２４がウェビング引出し方向に回転すると、リトラクタシャフト２４に結合しているプーリ４４ｃが逆方向に回転して、ワイヤ４０をプーリ４４ｃの外周に巻上げ（巻付け）、図８に示すように、ワイヤ４０を介してロッド３６を初期位置方向に押戻す。
【００３６】
ロッド３６が、図９乃至図１１に示されるように、ロッド３６の初期位置よりも更に押戻されると、ロッド３６によって閉じられていたかしめ玉収納空間２６ａの連通口２６ｅが開き、かしめ玉４６がケースの内部空間に移動可能となる。クラッチ４４の回転によってワイヤ４０が更に巻取られ、かしめ玉４６がかしめ玉収納空間２６ａから引出される。かしめ玉４６がストッパ部２６ｂから外れ、ワイヤ４０の係止状態の解除となる。
【００３７】
なお、ロッド３６がパイプに内に戻る際には、既述図１２に示したように、押出し部材の中空部４２ａ、ロッドの細管３６ａ、ガス抜き穴３６ｂによって残留ガスがパイプ７０内のシリンダ空間から抜けることによって、ロッド３６の戻りの円滑が図られる。
【００３８】
ワイヤ４０がストッパ部２６ｂから外れると、図１３に示すように、クラッチ４４の回転を制限するものがなくなり、クラッチ４４に結合したリトラクタシャフト２４の更なる捻れ回転が許容される。
【００３９】
従って、シートベルト装置は、過大な加速度が検出されると、ウェビングを短時間で締め上げて乗員を座席に拘束し、その後、乗員の慣性移動によって乗員に所定値を超える荷重が加わると軸の捻れによってウェビングの引出しを許容し、乗員に加わる荷重を抑制することが可能となる。また、この際に、プリテンショナは捻れ軸の作動を妨げない。
【００４０】
図１７は、本発明の他の実施の形態を示している。この例では、かしめ玉４６の横に剪断ピン２６ｃｃを設けて、かしめ玉４６の初期配置状態を安定させている。ワイヤ４０がプーリ４４ｃに巻取られてかしめ玉４６がストッパ部２６ｂから外れようとするとき、かしめ玉４６が剪断ピン２６ｃｃを折ってストッパ部２６ｂから外れる。
【００４１】
図１８は、本発明の他の実施の形態を示している。この例では、ロッド３６の初期位置を固定するために、ケースに形成された剪断ピン２６ｃｂを使用している。剪断ピン２６ｃｂをロッド３６の穴３６ｃに挿入することによってロッドの初期位置が定る。なお、剪断ピン２６ｃｂ、２６ｃｃは、例えば、クラッチ部４４の剪断ピン２６ｃａと同時に鋳込み型で形成される。それにより、特別の部品を不要とする。
【００４２】
なお、本発明のワイヤ解除方式は、本実施形態の捻れ軸（トーションバー）方式に限らず、各種タイプのエネルギ吸収機構（装置）と組合わせることが可能である。本実施例に限定されるものではない。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のシートベルト装置は、リトラクタシャフトが捻れ軸として回転するときに、プリテンショナが該回転の妨げとならない構造を複雑な部品を使用することなく実現するので好都合である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシートベルト装置のリトラクタを一部断面で示す説明図である。
【図２】図１に示すリトラクタのＡ−Ａ方向における断面図である。
【図３】図１に示すリトラクタのクラッチ部を説明する斜視図である。
【図４】クラッチ部の動作（非結合状態）を説明する説明図である。
【図５】クラッチ部の動作（結合状態）を説明する説明図である。
【図６】プリテンショナの作動後の状態を示す説明図である。
【図７】図２に示すプリテンショナ部のＣ−Ｃ方向における断面図である。
【図８】ストッパ部からかしめ玉が外れる様子（かしめ玉の係止状態）を説明する説明図である。
【図９】ストッパ部からかしめ玉が外れる様子（ロッドの戻り）を説明する説明図である。
【図１０】ストッパ部からかしめ玉が外れる様子（かしめ玉の係止解除）を説明する説明図である。
【図１１】ストッパ部からかしめ玉が外れる様子（かしめ玉の外れ）を説明する説明図である。
【図１２】リールの回転軸が捻れる衝撃吸収動作のときに、ロッド細管からガスが抜ける様子を説明する説明図である。
【図１３】ストッパ部からかしめ玉が外れた後の状態（空転）を説明する説明図である。
【図１４】押出し部材を説明する斜視図である。
【図１５】パイプ内の突起によって押出し部材を保持し、ロッドを初期位置に保持する例を説明する説明図である。
【図１６】ロッドを底部側から見た説明図である。
【図１７】剪断ピンによってかしめ玉を係止部に保持する例を説明する説明図である。
【図１８】剪断ピンによってロッドを初期位置に保持する例を説明する斜視図である。
【符号の説明】
１１  ばね機構
１２  プリテンショナ
１４  ロック機構
２４  捻れ軸
２６  ケース
２６ａ  かしめ玉収納空間
２６ｂ  ストッパ部
２６ｅ  連通口
３２  ガス発生装置
３６  ロッド
４４  クラッチ
パイプ  ７０
円筒状部  ７２
角筒状部  ７４
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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