(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員拘束用のウエビングを巻取る巻取軸と、この巻取軸を回転可能に支持するハウジングと、巻取軸を巻取り方向へ弾性付勢する付勢部材とを備えたシートベルト巻取り装置のシートベルトプリテンショナーにおいて、
前記巻取軸の一端部に取付けられたピニオンギアと、このピニオンギアの歯と噛合可能なラック歯を有するとともに通常時にはピニオンギアから離隔した初期位置に位置するラックギアと、車両の衝突時にガスを発生させるガス発生器とを備え、
前記ガス発生器から発生したガス圧をラックギアの受圧部に作用させてラックギアを前記初期位置からピニオンギアと噛合する方向へ移動させて、巻取軸を巻取り方向へ回動させるように構成し、
前記ラックギアの複数のラック歯のうちの少なくとも移動方向先頭の第１ラック歯を、その他のラック歯よりも低く形成するとともに、ピニオンギアがラックギアの移動面から離反する方向へ変位可能に構成したことを特徴とするシートベルトプリテンショナー。
【請求項２】
前記ハウジング又はハウジングに固定されピニオンギアとラックギアを収納するケースに巻取軸と略同心状の孔を形成するとともに、その孔に合成樹脂製のリング部材が内嵌され、このリング部材にピニオンギアの軸部が遊嵌されたことを特徴とする請求項１に記載のシートベルトプリテンショナー。
【請求項３】
乗員拘束用のウエビングを巻取る巻取軸と、この巻取軸を回転可能に支持するハウジングと、巻取軸を巻取り方向へ弾性付勢する付勢部材とを備えたシートベルト巻取り装置のシートベルトプリテンショナーにおいて、
前記巻取軸の一端部に取付けられたピニオンギアと、このピニオンギアの歯と噛合可能なラック歯を有するとともに通常時にはピニオンギアから離隔した初期位置に位置するラックギアと、車両の衝突時にガスを発生させるガス発生器とを備え、
前記ガス発生器から発生したガス圧をラックギアの受圧部に作用させてラックギアを前記初期位置からピニオンギアと噛合する方向へ移動させて、巻取軸を巻取り方向へ回動させるように構成し、
前記ラックギアの複数のラック歯のうちの少なくとも移動方向先頭の第１ラック歯を、その他のラック歯よりも低く形成するとともに、前記ハウジングのピニオンギア側の側壁に巻取軸と略同心状の孔を形成し、その孔に内嵌され巻取軸を回転自在に支持する変形部材を設け、その変形部材を変形させてピニオンギアがラックギアの移動面から離反する方向へ変位可能に構成したことを特徴とするシートベルトプリテンショナー。
【請求項４】
乗員拘束用のウエビングを巻取る巻取軸と、この巻取軸を回転可能に支持するハウジングと、巻取軸を巻取り方向へ弾性付勢する付勢部材とを備えたシートベルト巻取り装置のシートベルトプリテンショナーにおいて、
前記巻取軸の一端部に取付けられたピニオンギアと、このピニオンギアの歯と噛合可能なラック歯を有するとともに通常時にはピニオンギアから離隔した初期位置に位置するラックギアと、ハウジングに固定されピニオンギアとラックギアを収納するケースと、車両の衝突時にガスを発生させるガス発生器とを備え、
前記ガス発生器から発生したガス圧をラックギアの受圧部に作用させてラックギアを前記初期位置からピニオンギアと噛合する方向へ移動させて、巻取軸を巻取り方向へ回動させるように構成し、
前記ラックギアの複数のラック歯のうちの少なくとも移動方向先頭の第１ラック歯を、その他のラック歯よりも低く形成するとともに、前記ケースに巻取軸と略同心状の孔を形成し、その孔に内嵌されピニオンギアを回転自在に支持する変形部材を設け、その変形部材を変形させてピニオンギアがラックギアの移動面から離反する方向へ変位可能に構成したことを特徴とするシートベルトプリテンショナー。
【請求項５】
前記ピニオンギアの変位量は、ピニオンギアの歯とラックギアの第１ラック歯の最大オーバーラップ量よりも僅かに大きく設定されたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のシートベルトプリテンショナー。
【請求項６】
前記ラックギアの複数のラック歯のうち第１ラック歯の次の第２ラック歯を、第１ラック歯よりも高く且つその他のラック歯よりも低く形成したことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のシートベルトプリテンショナー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の衝突時にガス発生器から発生するガス圧により、ラックギアをピニオンギアと噛合しない初期位置からピニオンギアと噛合する方向へ移動させて、巻取軸を巻取り方向へ回動させるシートベルトプリテンショナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シートベルトプリテンショナーは、乗員拘束用のウエビングを巻取る巻取軸と、この巻取軸を回転可能に支持するハウジングと、巻取軸を巻取り方向へ弾性付勢する付勢部材とを備えたシートベルト巻取り装置（シートベルトリトラクター）に付設され、車両衝突時、巻取軸を巻取り方向に強制的に回動させてウエビングを巻取り、ウエビングの弛みを取除く。
【０００３】
通常、シートベルト巻取り装置には、車両衝突時に巻取軸の引出し方向の回転をロックする緊急ロック機構が設けられ、車両衝突時、シートベルトプリテンショナーによりウエビングの弛みを取除くことで、緊急ロック機構が効果的に機能し、ウエビングで乗員を拘束する機能を高めることができる。
【０００４】
さて、シートベルトプリテンショナーには、基本的に、車両衝突時にガスを発生させるガス発生器と、そのガス圧により駆動されるアクチュエータが設けられ、通常時には、ウエビングの引出し／巻取りを自由に行えるように、アクチュエータと巻取軸とは連結されていないが、車両衝突時、ガス発生器から発生したガス圧でアクチュエータが駆動されると、アクチュエータと巻取軸とが連結されて駆動力が伝達され、巻取軸が巻取り方向に回動される。
【０００５】
例えば、特開平８−２０７７０６号公報のシートベルトプリテンショナーには、巻取軸の一端部に取付けられたラチェットギアと、このラチェットギアと噛合可能なラックギアが設けられている。ラックギアは通常時にはラチェットギアから離隔した初期位置に保持され、車両衝突時、ガス発生器から発生したガス圧により、ラックギアが初期位置からラチェットギアと噛合する方向へ直線的に移動駆動され、その駆動力がラチェットギアに伝達されて、ラチェットギアとともに巻取軸が巻取り方向へ回動駆動される。
【０００６】
一方、特開平９−２２０７号公報のシートベルトプリテンショナーにおいては、通常時でもラックギアとピニオンギアとが噛合しており、ピニオンギアと巻取軸との間には、車両衝突時のみ駆動伝達可能に連結するクラッチ機構が設けられている。このクラッチ機構は、巻取軸に固着されたクラッチリングと、クラッチリングに外嵌されたクラッチ外輪と、ピニオンギアと一体的に回転する回転円板に固着された複数のローラピンと、クラッチ外輪に形成され複数のローラピンに対応する複数のカム面等で構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特開平８−２０７７０６号公報のシートベルトプリテンショナーでは、ラチェットギアは巻取軸と一体的に回転することから、車両衝突時のラチェットギアの回転停止位置は不定であり、そのため、ラチェットギアの歯とラックギアの移動方向先頭の第１ラック歯とが確実に噛合するとは限らず、これら歯先同士が衝突する可能性がある。そして、それら歯先同士が衝突すると、それら歯先同士が突っ張り合って、ラチェットギアとラックギアがロックすることがある。その場合、巻取軸を巻取り方向に強制的に回動させてウエビングを巻取ることができず、ウエビングの弛みを取除くという機能を達成できなくなる。
【０００８】
また、前記歯先同士の衝突の結果、ラチェットギアやラックギアの歯が欠けることもある。その場合、ラチェットギアとラックギアとの作動が継続するものの、その後、ラチェットギアとラックギアとが確実に噛合する保証はなく、次の歯先同士も衝突する可能性が高い。これにより、ラチェットギアに駆動力を十分に伝達できなくなり、ウエビングの巻取り量が初期の巻取り量に対して数１０％少なくなってしまう等の問題があり、結局、シートベルトプリテンショナーの本来の機能を達成できなくなる。
【０００９】
ラチェットギアとラックギアの歯先同士が衝突した場合でも、ウエビングを初期の巻取り量だけ確実に巻取れるように、ガス発生器から発生させるガス量を増大させることが考えられる。しかし、ガス発生器が大型化するし、ラチェットギアとラックギアとが円滑に噛合した場合、ウエビングを巻取る力が必要以上に大きくなり、乗員に悪影響を及ぼす可能性がある。
【００１０】
一方、特開平９−２２０７号公報のシートベルトプリテンショナーでは、通常時でもラックギアとピニオンギアとが噛合しているため、ピニオンギアとラックギアの歯先同士が衝突するという問題はないが、クラッチリング、クラッチ外輪、複数のローラピン、複数のカム面等を有するクラッチ機構を設けなければならないため、構造が非常に複雑になり製作コストが高価になる。
【００１１】
本発明の目的は、簡単な構造で、車両衝突時、回転停止位置が不定のピニオンギアとラックギアとを確実に噛合させ、ウエビングの弛みを確実に取除くことができるシートベルトプリテンショナーを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１のシートベルトプリテンショナーは、乗員拘束用のウエビングを巻取る巻取軸と、この巻取軸を回転可能に支持するハウジングと、巻取軸を巻取り方向へ弾性付勢する付勢部材とを備えたシートベルト巻取り装置のシートベルトプリテンショナーにおいて、前記巻取軸の一端部に取付けられたピニオンギアと、このピニオンギアの歯と噛合可能なラック歯を有するとともに通常時にはピニオンギアから離隔した初期位置に位置するラックギアと、車両の衝突時にガスを発生させるガス発生器とを備え、前記ガス発生器から発生したガス圧をラックギアの受圧部に作用させてラックギアを前記初期位置からピニオンギアと噛合する方向へ移動させて、巻取軸を巻取り方向へ回動させるように構成し、前記ラックギアの複数のラック歯のうちの少なくとも移動方向先頭の第１ラック歯を、その他のラック歯よりも低く形成するとともに、ピニオンギアがラックギアの移動面から離反する方向へ変位可能に構成したことを特徴とするものである。
【００１３】
車両が衝突しない通常状態では、ラックギアは初期位置に位置しピニオンギアから離隔しているため、ウエビングの引出し／巻取りを自由に行うことができる。一方、車両衝突時には、ガス発生器からガスが発生し、そのガス圧がラックギアの受圧部に作用して、ラックギアが前記初期位置からピニオンギアと噛合する方向へ移動し、ラックギアからピニオンギアに駆動力が伝達されて、ピニオンギアとともに巻取軸が巻取り方向へ回動される。
【００１４】
ピニオンギアは巻取軸と一体的に回転することから、車両衝突時のピニオンギアの回転停止位置は不定である。先ず、ラックギアの第１ラック歯とピニオンギアの歯（以下、ピニオン歯という）が円滑に噛合する場合、その後順次ラック歯とピニオン歯とが円滑に噛合していく。
【００１５】
一方、ピニオンギアがラックギアの移動面から離反する方向へ変位可能に構成してあるため、第１ラック歯とピニオン歯が衝突した場合でも、その衝突の瞬間だけそれら歯先同士が突っ張り合うが、その反力を受けてピニオンギアがラックギアの移動面から離反する方向へ変位するため、それら歯先同士の突っ張り合いを直ちに解除でき、ラックギアとピニオンギアとがロックするのを確実に防止できる。前記衝突の後、ラックギアとピニオンギアの作動は継続されるが、ラックギアの第１ラック歯はその他のラック歯よりも低いため、ラックギアの第１ラック歯の次の歯（第２ラック歯）とピニオン歯とを衝突させずに噛合させることができ、その後順次ラック歯とピニオン歯とが噛合していく。ラックギアの第１ラック歯がその他のラック歯よりも低いため、ピニオンギアの変位量をあまり大きく設定する必要がない。
【００１６】
また、第１ラック歯とピニオン歯とが接触（噛合又は衝突）しない場合には、最初に第２ラック歯がピニオン歯に接触する。このとき、第１ラック歯が第２ラック歯よりも低いため、ピニオン歯と第２ラック歯とを衝突させずに確実に噛合させることができる。即ち、第２ラック歯がピニオン歯と衝突する位置関係の場合、第１ラック歯をピニオン歯に接触させることができるため、ピニオン歯と第２ラック歯とを衝突させずに噛合させることができ、その後順次ラック歯とピニオン歯とが噛合していく。
【００１７】
請求項２のシートベルトプリテンショナーは、請求項１の発明において、前記ハウジング又はハウジングに固定されピニオンギアとラックギアを収納するケースに巻取軸と略同心状の孔を形成するとともに、その孔に合成樹脂製のリング部材が内嵌され、このリング部材にピニオンギアの軸部が遊嵌されたことを特徴とするものである。
【００１８】
通常時においては、少なくとも、ピニオンギアの軸部のうち前記移動面と反対側部分とリング部材との間に隙間ができるように、リング部材とピニオンギアの軸部が配設される。勿論、リング部材とピニオンギアの軸部をその軸心が同心状になるように配設してもよい。尚、リング部材を変形させないでピニオンギアの軸部を変位させることができ、更に、リング部材の変形を介してピニオンギアを大きく変位させるようにしてもよい。
【００１９】
つまり、ピニオンギアを前記移動面から離反する方向へ確実に変位可能に構成できるとともに、変位するピニオンギアの軸部をリング部材で緩衝して受止めることができるため、ピニオンギアの変位動作を円滑且つ確実に行うことができる。その他請求項１と同様の作用を奏する。
【００２０】
請求項３のシートベルトプリテンショナーは、乗員拘束用のウエビングを巻取る巻取軸と、この巻取軸を回転可能に支持するハウジングと、巻取軸を巻取り方向へ弾性付勢する付勢部材とを備えたシートベルト巻取り装置のシートベルトプリテンショナーにおいて、前記巻取軸の一端部に取付けられたピニオンギアと、このピニオンギアの歯と噛合可能なラック歯を有するとともに通常時にはピニオンギアから離隔した初期位置に位置するラックギアと、車両の衝突時にガスを発生させるガス発生器とを備え、前記ガス発生器から発生したガス圧をラックギアの受圧部に作用させてラックギアを前記初期位置からピニオンギアと噛合する方向へ移動させて、巻取軸を巻取り方向へ回動させるように構成し、前記ラックギアの複数のラック歯のうちの少なくとも移動方向先頭の第１ラック歯を、その他のラック歯よりも低く形成するとともに、前記ハウジングのピニオンギア側の側壁に巻取軸と略同心状の孔を形成し、その孔に内嵌され巻取軸を回転自在に支持する変形部材を設け、その変形部材を変形させてピニオンギアがラックギアの移動面から離反する方向へ変位可能に構成したことを特徴とするものである。
【００２１】
ハウジングのピニオンギア側の側壁に巻取軸と略同心状の孔が形成され、その孔に内嵌された変形部材を介して巻取軸が回転自在に支持されるため、ラックギアからピニオンギアへ駆動力を確実に伝達できるとともに、第１ラック歯とピニオン歯が衝突した場合、変形部材を変形させて、巻取軸の一端部とともにピニオンギアをラックギアの移動面から離反する方向へ確実に変位させることができる。尚、ピニオンギアを介して巻取軸を変形部材で回転自在に支持するようにしてもよい。尚、変形部材としては、例えば、合成樹脂製のリング状部材や板バネ等の弾性部材を適用してもよい。その他の作用は請求項１の作用と同様である。
【００２２】
請求項４のシートベルトプリテンショナーは、乗員拘束用のウエビングを巻取る巻取軸と、この巻取軸を回転可能に支持するハウジングと、巻取軸を巻取り方向へ弾性付勢する付勢部材とを備えたシートベルト巻取り装置のシートベルトプリテンショナーにおいて、前記巻取軸の一端部に取付けられたピニオンギアと、このピニオンギアの歯と噛合可能なラック歯を有するとともに通常時にはピニオンギアから離隔した初期位置に位置するラックギアと、ハウジングに固定されピニオンギアとラックギアを収納するケースと、車両の衝突時にガスを発生させるガス発生器とを備え、前記ガス発生器から発生したガス圧をラックギアの受圧部に作用させてラックギアを前記初期位置からピニオンギアと噛合する方向へ移動させて、巻取軸を巻取り方向へ回動させるように構成し、前記ラックギアの複数のラック歯のうちの少なくとも移動方向先頭の第１ラック歯を、その他のラック歯よりも低く形成するとともに、前記ケースに巻取軸と略同心状の孔を形成し、その孔に内嵌されピニオンギアを回転自在に支持する変形部材を設け、その変形部材を変形させてピニオンギアがラックギアの移動面から離反する方向へ変位可能に構成したことを特徴とするものである。
【００２３】
ハウジングに固定されピニオンギアとラックギアを収納するケースに巻取軸と略同心状の孔が形成され、その孔に内嵌された変形部材を介して巻取軸が回転自在に支持されるため、ラックギアからピニオンギアへ駆動力を確実に伝達できるとともに、第１ラック歯とピニオン歯が衝突した場合、変形部材を変形させて、ピニオンギアをラックギアの移動面から離反する方向へ確実に変位させることができる。尚、変形部材としては、例えば、合成樹脂製のリング状部材や板バネ等の弾性部材を適用してもよい。その他の作用は請求項１の作用と同様である。
【００２４】
請求項５のシートベルトプリテンショナーは、請求項１〜４の何れか１項の発明において、前記ピニオンギアの変位量は、ピニオンギアの歯とラックギアの第１ラック歯の最大オーバーラップ量よりも僅かに大きく設定されたことを特徴とするものである。従って、第１ラック歯とピニオン歯とが衝突した場合に、ピニオンギアを変位させて、それら歯先同士の突っ張り合いを確実に解除することができる。その他請求項１〜４と同様の作用を奏する。
【００２５】
請求項６のシートベルトプリテンショナーは、請求項１〜５の何れか１項の発明において、前記ラックギアの複数のラック歯のうち第１ラック歯の次の第２ラック歯を、第１ラック歯よりも高く且つその他のラック歯よりも低く形成したことを特徴とするものである。つまり、第２ラック歯が第１ラック歯よりも高く且つその他のラック歯よりも低いため、第１ラック歯とピニオン歯とが衝突した場合に、第２ラック歯とピニオン歯とを衝突させずに確実に噛合させることができる。その他請求項１〜５と同様の作用を奏する。
【００２６】
【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ながら説明する。
本実施形態は、車両衝突等の車両緊急時に、トーションバーとして機能する巻取軸の捩じり変形を介してエネルギーを吸収するシートベルト巻取り装置（シートベルトリトラクター）に、本発明を適用した場合の一例である。尚、図１における前後左右を前後左右として説明する。
【００２７】
図１に示すように、シートベルト巻取り装置１は、車体に固定される金属製のハウジング２と、ハウジング２に回転可能に支持され乗員拘束用のウエビングＷ（図２参照）を巻取る巻取軸３と、巻取軸３が挿通されウエビングＷが巻付けられる巻取りドラム４と、巻取軸３と巻取りドラム４を矢印で示す巻取り方向へ弾性付勢するゼンマイバネ５（付勢部材）と、車両緊急時に巻取軸３を回転不能にロックする緊急ロック機構６と、車両衝突時に巻取軸３と巻取りドラム４を巻取り方向へ強制的に回動させてウエビングＷを巻取る本願特有のシートベルトプリテンショナー７等で構成されている。
【００２８】
前記ハウジング２は、図１、図２、図５に示すように、左側壁１０と、右側壁１１と、上部後壁１２と、下部後壁１３とを一体形成してなり、左側壁１０と右側壁１１の前上端部が左右方向向きのバー部材１４により連結されている。上部後壁１２に上方へ延びる取付板１２ａが固着され、下部後壁１３に下方へ延びる取付板１３ａが固着され、これら取付板１２ａ，１３ａがボルト等で車体に夫々固定される。
【００２９】
左側壁１０と右側壁１１には、巻取りドラム４よりも小径の円形開口１５，１６が同心状に形成されている。右側壁１１の右面下部には、緊急ロック機構６のパウル６０とホルダ６７とが装着されている。上部後壁１２と下部後壁１３の間には矩形状の開口１７が形成され、巻取りドラム４にウエビングＷが殆ど巻取られると、径が大きくなるウエビングＷの後端部分が開口１７内に達し、後壁１２，１３と相互干渉しないようになっている。
【００３０】
前記巻取軸３は、図１〜図５に示すように、所定以上の捩じりトルクが作用すると捩じり変形するトーションバー部２０と、トーションバー部２０の左端側のローレット軸部２１と、トーションバー部２０の右端側のスプライン軸部２２と、スプライン軸部２２の右端側の連結軸部２３とを一体形成したものである。ローレット軸部２１が、キャップ部材２５を介して巻取りドラム４の左端部に相対回転不能に連結されている。スプライン軸部２２に緊急ロック機構６のラチェットホイール５０が相対回転不能に連結され、ラチェットホイール５０のガイド部５５が、リング状の合成樹脂製のベヤリング５７を介して、右側壁１１の円形開口１６の周面部に回転自在に支持されている。
【００３１】
前記巻取りドラム４は、外周部にウエビングＷが巻付けられる胴部３０と、左鍔部３１と、右鍔状部３２とを有し、その軸心部分に巻取軸３が挿通する左右方向向きの挿通孔３３が形成されている。更に、この巻取りドラム４には、左鍔部３１の内側にスプライン穴３４が形成され、このスプライン穴３４と挿通穴３３とに連通し且つ挿通孔３３よりも大径の挿入穴３５が形成されている。
【００３２】
さて、前記キャップ部材２５は、筒部２６と、筒部２６から張出すスプライン状の係合部２７と、筒部２６の内部に形成されたローレット穴部２８とを有し、筒部２６が巻取りドラム４の挿入穴３５に挿入されるとともに係合部２７がスプライン穴３４に係合され、この状態で、ローレット穴部２８に巻取軸３のローレット軸部２１が係合されている。
【００３３】
巻取りドラム４の右鍔状部３２は左右幅広に形成され、その中央部分に、挿通孔３３に連通し且つ挿通孔３３よりも大径のスプライン状の嵌合穴３６が形成されている。尚、巻取軸３のトーションバー部２０に、ウエビングＷの基端部の筒状部が外嵌され、ウエビングＷはトーションバー部２０から、巻取りドラム４のウエビング挿通開口３７を貫通して延びて胴部３０に巻付けられている。
【００３４】
ここで、車両緊急時に巻取軸３の右端近傍部に対する左端部の捩じり変形回転量が所定値になるまで巻取軸３の捩じり変形を許し、且つ前記捩じり変形回転量が所定値に達したとき巻取軸３の右端近傍部と巻取りドラム４とを相対回転不能に締結する締結機構８が設けられている。この締結機構８においては、ラチェットホイール５０のガイド部５５よりも小径で外周部にネジが形成された筒部５６が、嵌合穴３６の内側においてトーションバー部２０に外装され、この筒部５６に螺合されるとともに嵌合穴３６に左右方向へは相対移動可能に且つ相対回転不能に係合されるリング部材４０が設けられている。
【００３５】
緊急ロック機構６により巻取軸３の右端部がロックされた状態で、巻取りドラム４に大きな回転トルクが作用すると、その回転トルクがキャップ部材２５を介して巻取軸３の左端部に入力され、巻取軸３が捩じり変形してエネルギー吸収しつつ、巻取りドラム４が引出し方向へ回動する。このとき、巻取りドラム４とともにリング部材４０が筒部５６に対して図４の矢印Ａ方向へ回動するため、リング部材４０が図２の矢印Ｂ方向へ移動する。そして、図５に示すように、リング部材４０の右端面がガイド部５５の左端面に当接すると、リング部材４０と筒部５６とが一体化され相対回転不能になり、巻取りドラム４が回動できなくなるため、ウエビングＷが略完全に引出されなくなる。
【００３６】
前記緊急ロック機構６は、図１に示すように、巻取軸３のスプライン軸部２２に相対回転不能に連結されたラチェットホイール５０と、ウエビングＷの急激な引出しに感応してラチェットホイール５０の回転をロックする第１ロック機構と、車両緊急時の急減速に感応してラチェットホイール５０の回転をロックする第２ロック機構からなる。尚、緊急ロック機構６は、ハウジング２の右側壁１１に固定されるカバー部材６ａでカバーされる。
【００３７】
ラチェットホイール５０は、外周部にラチェットギア５４が形成されたギア部５３と、ギア部５３よりも小径に且つギア部５３の左側に設けられた前記ガイド部５５と、ガイド部５５よりも小径で且つガイド部５５から左方へ延びる前記筒部５６とを一体形成したものである。
【００３８】
第１ロック機構は、ハウジング２の右側壁１１に固着された軸部１９に回動可能に枢支され且つラチェットギア５４に係合可能なパウル６０と、巻取軸３の連結軸部２３に枢支されパウル６０をラチェットギア５４に対して係合・係合解除方向に案内するガイド部６２ａを有するクラッチ部材６２と、連結軸部２３に連結されクラッチ部材６２の筒部６２ｂに収容されたロックアームベース６６と、このロックアームベース６６に揺動可能に支持されクラッチ部材６２の筒部６２ｂの内部に形成された内歯６２ｃに係合する突起６４ａを有し且つ通常時はこの突起６４ａが内歯６２ｃに係合しない方にバネ６６ａで付勢されたロックアーム６４と、連結軸部２３に枢支されリベット６１で抜け止めされたロッキングギア６５と、ロックアーム６４に当接しロッキングギア６５に摩擦結合されたロックアームガイド６３等で構成されている。
【００３９】
通常状態において、パウル６０は、捩じりバネ６３ａによりラチェットギア５４に係合しない非係合位置に回動付勢され、急激にウエビングＷが引出され連結軸部２３が回動すると、ロックアームベース６６に対してロッキングギア６５の回転遅れが生じ、ロックアームガイド６３も回転遅れが生じ、その結果、ロックアーム６４はバネ６６ａの付勢力に抗して回転し、その突起６４ａが内歯６２ｃに係合する。すると、クラッチ部材６２が回動し、クラッチ部材６２のガイド部６２ａにガイドされパウル６０が捩じりバネ６３ａの付勢力に抗して回動してラチェットギア５４に係合し、ラチェットホイール５０とともに巻取軸３のスプライン軸部２２の回転がロックされる。尚、パウル６０を初期位置に付勢するリターンバネ６０ａも設けられている。
【００４０】
第２ロック機構は、第１ロック機構と共通のパウル６０及びクラッチ部材６２及びロックアームベース６６及びロックアーム６４及びロッキングギア６５と、ハウジング２の右側壁１０に固定されたホルダ６７と、ホルダ６７に収容された球状の慣性質量体６８と、ホルダ６７に揺動可能に連結され且つロッキングギア６５に係合可能な揺動レバー６９を有する。
【００４１】
通常状態において、ロッキングギア６５は摩擦力を介して巻取軸３の連結軸部２３と一体的に回動し、車両が急減速すると、ホルダー６７に収容されている慣性質量体６８が移動し、揺動レバー６９が揺動してロッキングギア６５に係合し、ロッキングギア６５の回転がロックされる。すると、ロッキングギア６５のロックアームガイド６３に対するロックアーム６４の相対回転によりその突起６４ａが内歯６２ｃに係合してクラッチ部材６２が回動し、前記同様、ラチェットホイール５０とともに巻取軸３のスプライン軸部２２の回転がロックされる。
【００４２】
次に、シートベルトプリテンショナー７について詳細に説明する。
図１、図６〜図９に示すように、シートベルトプリテンショナー７は、巻取軸３の左端部に連動連結されたピニオンギア８０と、ピニオンギア８０の複数の歯８１（以下、ピニオン歯８１という）と噛合可能な複数のラック歯９１を有するとともに通常時にはピニオンギア８０から離隔した初期位置に位置するラックギア９０と、ピニオンギア８０とラックギア９０を収納するケース７０と、車両の衝突時にガスを発生させるガス発生器９５等で構成されている。
【００４３】
先ず、ケース７０について説明すると、ケース７０は、左右の第１，第２ケース部材７１，７２を組合わせてなり、ハウジング２の左側壁１０に面接触状に複数のビス７０ａで固定されている。ケース７０の内部の中央部分に、ピニオンギア８０を回転可能に収納するピニオン収納部７３が形成され、そのピニオン収納部７３の左右両側のケース部材７１，７２には、巻取軸３と略同心状の孔７４，７５が夫々形成されている。
【００４４】
ケース７０の内部の前部分に、ラックギア９０を上下移動可能に収納する上下に長いラック収納部７６が形成され、このラック収納部７６の上下方向中央部分がピニオン収納部７３に連通されている。ケース７０にはその下端部から右方へ延びるガスシリンダ部７７が設けられ、その右部にガス発生器９５が内嵌状に気密に装着されるとともに、ガスシリンダ部７７の内部とラック収納部７６とは気密に連通されている。
【００４５】
ピニオンギア８０は、左軸部８２及び右軸部８３と、左軸部８２から左方へ延びる連結軸部８４とを有し、左軸部８２と右軸部８３の間の部位に複数のピニオン歯８１が形成されている。第２ケース部材７２の孔７５に合成樹脂製のリング部材８５が内嵌され、このリング部材８５に右軸部８３が略同心状に遊嵌され、リング部材８５と右軸部８３の間に隙間８５ａが形成されている。また、第１ケース部材７１の孔７４にも左軸部８２が略同心状に遊嵌されている。尚、リング部材８５の内径は、第１ケース部材７１の孔７４よりも小径に構成される。
【００４６】
前記キャップ部材２５には筒部２６から左方へ延びる角状ロッド２９が形成され、その角状ロッド２９がハウジング２の左側壁１０の円形開口１５から左方へ突出し、右軸部８３に形成された角孔８３ａに係合されている。このように、ピニオンギア８０はキャップ部材２５を介して巻取軸３の左端部に取付けられている。巻取軸３の左端部は径方向へ移動可能であり、また、上記のように、ピニオンギア８０の軸部８２，８３が孔７４とリング部材８５に略同心状に遊嵌されていることから、巻取軸３の左端部とともにピニオンギア８０は少なくとも後方へは変位可能である。
【００４７】
ラックギア９０は、ブロック状の本体部９２と、この本体部９２の後端部に形成された複数（例えば、９つ）のラック歯９１と、本体部９２の下端部に固着された受圧部としてのラバー部材９３とを有する。ラックギア９０は、ラック収納部７６の約１／２の上下長を有し、通常時において、ラバー部材９３がラック収納部７６の下端部の段部７６ａに支持され（図７参照）、この状態で、ラックギア９０がピニオンギア８０から離隔した初期位置に位置している。そして、通常時、振動等でラックギア９０が初期位置から上方へ移動してピニオンギア８０と噛合しないように、ラックギア９０の上端部は、ケース７０に破断可能に固着されたストッパー９４により係止されている。
【００４８】
ラックギア９０のラック歯９１について説明すると、図１１〜図１４に示すように、ラックギア９０の複数のラック歯９１のうちの少なくとも移動方向先頭（上端）の第１ラック歯９１ａは、その他のラック歯９１（９１ｂ）よりも低く形成され、第１ラック歯９１ａの次の第２ラック歯９１ｂが、第１ラック歯９１ａよりも高く且つその他のラック歯９１よりも低く形成されている。
【００４９】
そして、ピニオンギア８０とリング部材８５が同心状に位置する初期状態（図１１参照）からの、ピニオンギア８０の変位量は、ピニオン歯８１と第１ラック歯９１ａの最大オーバーラップ量Ｌよりも僅かに大きくなるように設定されている。尚、本実施形態の場合、第１ラック歯９１ａの高さはその他のラック歯９１の約１／２高さに、また、第２ラック歯９１ｂの高さは、第１ラック歯９１ａとその他のラック歯９１の中間高さに設定されている。
【００５０】
ガス発生器９５は制御装置（図示略）にコネクタ９６（図６に鎖線で示す）を介して電気に接続され、制御装置に衝突検出センサ（図示略）から衝突信号が入力されると、制御装置の駆動部からガス発生器９５に通電されて、例えば、ガス発生剤が化学反応を起こしてガスが発生するようになっている。発生したガスはガスシリンダ部７７内を通ってラック収納部７６に下方から流入し、そのガス圧がラバー部材９３に作用する。すると、ラックギア９０が、ストッパー９４を破断し、ラック収納部７６を形成する壁面に案内され、前記初期位置からピニオンギア８０と噛合する上方へ移動し、その後係止ピン９４ａに係止されて停止する（図７に鎖線で示す）。
【００５１】
尚、図１、図６に示すように、前記ゼンマイバネ５はスプリングシート５ａを介してケース７０の左側に配設され、ケース７０の左部にビス５ｃで取付けられるバネケース５ｂに収納され、ゼンマイバネ５の基端部がピニオンギア８０の連結軸部８４に固着されるとともに、ゼンマイバネ５の先端部がバネケース５ｂに固着されている。
【００５２】
シートベルトプリテンショナー７の作用・効果について説明する。
車両が衝突しない通常状態では、ラックギア９０は初期位置に位置しピニオンギア８０から離隔しているため、ウエビングＷの引出し／巻取りを自由に行うことができ、ウエビングＷをシートに着座している乗員の腰部や胸部等にセットすることができる。
【００５３】
一方、車両衝突時には、ガス発生器９５からガスが発生し、そのガス圧がラックギア９０のラバー部材９３に作用して、ラックギア９０が前記初期位置からピニオンギア８０と噛合する上方へ移動し、ラックギア９０からピニオンギア８０に駆動力が伝達されて、ピニオンギア８０とともに巻取軸３が巻取り方向へ回動され、これにより、緊急ロック機構６が効果的に機能し、ウエビングＷで乗員を拘束する機能を高めることができる。
【００５４】
ここで、ピニオンギア８０は巻取軸３と一体的に回転することから、車両衝突時のピニオンギア８０の回転停止位置は不定である。図１１に示すように、先ず、第１ラック歯９１ａとピニオン歯８１が円滑に噛合する場合、その後順次ラック歯９１とピニオン歯８１とが円滑に噛合していく。
【００５５】
一方、第１ラック歯９１ａとピニオン歯８１が衝突した場合でも、その衝突の瞬間だけそれら歯先同士が突っ張り合うが、図１２に示すように、その反力を受けてピニオンギア８０がラックギア９０の移動面（ラックギア９０が移動する前後方向向きの鉛直面）から離反する後方へ変位し、その変位量も、ピニオン歯８１と第１ラック歯９１ａの最大オーバーラップ量Ｌよりも僅かに大きく設定されているので、ピニオンギア８０の後方変位により、それら歯先同士の突っ張り合いを直ちに解除でき、ラックギア９０とピニオンギア８０とがロックするのを確実に防止できる。第１ラック歯９１ａがその他のラック歯９１よりも低いため、ピニオンギア８０の変位量をあまり大きく設定する必要がない。
【００５６】
このように、ケース７０に巻取軸３と略同心状の孔７５を形成するとともに、その孔７５に合成樹脂製のリング部材８５が内嵌され、このリング部材８５にピニオンギア８０の右軸部８３が遊嵌されているため、ピニオンギア８０を後方へ確実に変位可能に構成できるとともに、変位するピニオンギア８０の右軸部８３をリング部材８５で緩衝して受止めることができるため、ピニオンギア８０の変位動作を円滑且つ確実に行うことができる。
【００５７】
前記衝突の後、ラックギア９０とピニオンギア８０の作動は継続されるが、第１ラック歯９１ａは第２ラック歯９１ｂよりも低いため、また、第２ラック歯９１ｂがその他のラック歯９１よりも低いため、図１３に示すように、第２ラック歯９１ｂとピニオン歯８１とを衝突させずに噛合させることができ、その後順次ラック歯９１とピニオン歯８１とが噛合していく。
【００５８】
また、第１ラック歯９１ａとピニオン歯８１とが接触（噛合又は衝突）しない場合には、最初に第２ラック歯９１ｂがピニオン歯８１に接触する。このとき、第２ラック歯９１ｂがその他のラック歯９１よりも低いため、ピニオン歯８１と第２ラック歯９１ｂとを衝突させずに確実に噛合させることができる。即ち、図１４に示すように、第２ラック歯９１ｂがピニオン歯８１と衝突する位置関係の場合には、第１ラック歯９１ａがピニオン歯８１に接触するため、ピニオン歯８１と第２ラック歯９１ｂとを衝突させず噛合させることができ、その後順次ラック歯９１とピニオン歯８１とが噛合していく。
【００５９】
このように、このシートベルトプリテンショナー７によれば、車両衝突時のピニオンギア８０の回転停止位置は不定であっても、ラックギア９０とピニオンギア８０とを確実に噛合させることができ、ラックギア９０からピニオンギア８０へ駆動力を効率よく伝達でき、ガス発生器８５を必要以上に大型化することなく、乗員にセットされたウエビングＷを適切な力で確実に巻取ってウエビングＷの弛みを迅速且つ十分に取除くことができる。しかも、ラックギア９０の第１ラック歯９１ａをその他のラック歯９１よりも低く形成するとともに、ピニオンギア８０がラックギア９０の移動面から離反する方向へ変位可能にするという簡単な構成で以て、シートベルトプリテンショナー７の機能を発揮できるため製作コスト的に非常に有利になる。
【００６０】
次に、変更形態について説明する。
１〕ラックギア９０の第２ラック歯９１ｂをその他のラック歯９１と同じ高さにしてもよい。
２〕ピニオンギア８０やラックギア９０の構造等によって、ピニオンギア８０を大きく変位させたい場合、リング部材８５の変形を介してピニオンギア８０を大きく変位させるようにしてもよい。
【００６１】
３〕リング部材８５とは別に、或いは、リング部材８５を省略して、ケース７０の左ケース部材７１に形成された孔７４に別のリング部材を内嵌し、そのリング部材にピニオンギア８０の左軸部８２を遊嵌してもよい。
４〕ピニオンギア８０の右軸部８３をハウジング２の左側壁に形成された孔（円形開口１５）を挿通させるとともに、リング部材とは別に、或いは、リング部材を省略して、この円形開口１５に別のリング部材を内嵌し、そのリング部材にピニオンギア８０の左軸部８２を遊嵌してもよい。
【００６２】
５〕図１５に示すように、リング状の変形部材９７に、ピニオンギア８０の軸部が内嵌状に回転自在に支持され、つまり、軸部を介して巻取軸３が回転自在に支持され、ピニオン歯８０と第１ラック歯９１ａとが衝突した場合、図１６に示すように、その変形部材９７を変形させてピニオンギア８０がラックギア９０の移動面から離反する後方へ変位可能に構成してもよい。尚、変形部材９７は、ケース７０の孔７４，７５の少なくとも１つに内嵌される。
【００６３】
６〕ハウジング２のピニオンギア８０側の左側壁１０に形成された円形開口１５に内嵌され巻取軸３又はキャップ部材２５を回転自在に支持する変形部材を設け、その変形部材を変形させてピニオンギア８０がラックギア９０の移動面から離反する後向へ変位可能に構成してもよい。
尚、本発明に係るシートベルトプリテンショナーは、前記実施形態で説明したものに限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を付加して、種々の形式のシートベルト巻取り装置に適用することができる。
【００６４】
【発明の効果】
請求項１のシートベルトプリテンショナーによれば、ラックギアの複数のラック歯のうちの少なくとも移動方向先頭の第１ラック歯を、その他のラック歯よりも低く形成するとともに、ピニオンギアがラックギアの移動面から離反する方向へ変位可能に構成したので、第１ラック歯とピニオン歯が衝突した場合でも、ピニオンギアをラックギアの移動面から離反する方向へ変位させて、ピニオンギアとラックギアとがロックするのを防止し、また、第１ラック歯とピニオン歯が接触（噛合又は衝突）しない場合には、ピニオン歯と第２ラック歯とを衝突させずに噛合させることができる。
【００６５】
つまり、(a) 車両衝突時のピニオンギアの回転停止位置は不定であっても、車両衝突時、ラックギアとピニオンギアの歯を確実に噛合させることができる。(b) ラックギアからピニオンギアへ駆動力を効率よく伝達できる。(c) ガス発生器を必要以上に大型化することなく、乗員にセットされたウエビングを適切な力で確実に巻取ってウエビングの弛みを迅速且つ十分に取除くことができる。(d) ラックギアの第１ラック歯をその他のラック歯よりも低く形成するとともに、ピニオンギアがラックギアの移動面から離反する方向へ変位可能にするという簡単な構成で以て、シートベルトプリテンショナーの機能を発揮できるため製作コスト的に非常に有利になる。
【００６６】
請求項２のシートベルトプリテンショナーによれば、ハウジング又はハウジングに固定されピニオンギアとラックギアを収納するケースに巻取軸と略同心状の孔を形成するとともに、その孔に内嵌された合成樹脂製のリング部材に、ピニオンギアの軸部が遊嵌されているので、ピニオンギアを前記移動面から離反する方向へ確実に変位可能に構成できるとともに、変位するピニオンギアの軸部をリング部材で緩衝して受止めることができるため、ピニオンギアの変位動作を円滑且つ確実に行うことができる。その他請求項１と同様の効果を奏する。
【００６７】
請求項３のシートベルトプリテンショナーによれば、ハウジングのピニオンギア側の側壁に巻取軸と略同心状の孔を形成し、その孔に内嵌された変形部材を介して巻取軸が回転自在に支持されるため、ラックギアからピニオンギアに駆動力を確実に伝達できるとともに、第１ラック歯とピニオン歯が衝突した場合、変形部材を変形させて、巻取軸の一端部とともにピニオンギアをラックギアの移動面から離反する方向へ確実に変位させることができる。従って、請求項１と同様に、前記(a) 〜(d) と同様の効果を奏する。
【００６８】
請求項４のシートベルトプリテンショナーによれば、ハウジングに固定されピニオンギアとラックギアを収納するケースに巻取軸と略同心状の孔を形成し、その孔に内嵌された変形部材を介してピニオンギアが回転自在に支持されるため、ラックギアからピニオンギアに駆動力を確実に伝達できるとともに、第１ラック歯とピニオン歯が衝突した場合、変形部材を変形させて、ピニオンギアをラックギアの移動面から離反する方向へ確実に変位させることができる。従って、請求項１と同様に、前記(a) 〜(d) と同様の効果を奏する。
【００６９】
請求項５のシートベルトプリテンショナーによれば、ピニオンギアの変位量を、ピニオンギアの歯とラックギアの第１ラック歯の最大オーバーラップ量よりも僅かに大きく設定したので、第１ラック歯とピニオン歯とが衝突した場合に、ピニオンギアを変位させて、それら歯先同士の突っ張り合いを確実に解除することができる。その他請求項１〜４と同様の効果を奏する。
【００７０】
請求項６のシートベルトプリテンショナーによれば、ラックギアの複数のラック歯のうち第１ラック歯の次の第２ラック歯を、第１ラック歯よりも高く且つその他のラック歯よりも低く形成したので、第１ラック歯とピニオン歯とが衝突した場合に、第２ラック歯とピニオン歯とを衝突させずに確実に噛合させることができる。その他請求項１〜５と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るウエビング巻取り装置の分解斜視図である。
【図２】シートベルト巻取り装置の要部縦断面図である。
【図３】図２のIII −III 線断面図である。
【図４】図２のIV−IV線断面図である。
【図５】シートベルト巻取り装置の要部縦断面図である。
【図６】シートベルトプリテンショナーを含む分解展開斜視図である。
【図７】シートベルトプリテンショナーを含む部分切欠き左側面図である。
【図８】図７のVIII−VIII線断面図である。
【図９】図８のIV矢視図である。
【図１０】図７のV 矢視図である。
【図１１】ピニオンギアとラックギア（初期位置）の側面図である。
【図１２】ピニオンギアとラックギア（歯先衝突状態）の側面図である。
【図１３】ピニオンギアとラックギア（噛合状態）の側面図である。
【図１４】ピニオンギアとラックギア（初期位置）の側面図である。
【図１５】変更形態に係る変形部材を含む図１１相当図である。
【図１６】変更形態に係る変形部材を含む図１２相当図である。
【符号の説明】
Ｗ              ウエビング
１              シートベルト巻取り装置
２              ハウジング
３              巻取軸
４              巻取りドラム
５              ゼンマイバネ（付勢部材）
６              緊急ロック機構
７              シートベルトプリテンショナー
７０            ケース
７４，７５      孔
８０            ピニオンギア
８１            ピニオン歯
８５            リング部材
９０            ラックギア
９１            ラック歯
９１ａ，９１ｂ  第１，第２ラック歯
９３            ラバー部材（受圧部）
９５            ガス発生器
９７            変形部材
【図１】
0003886665.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003886665.tif 000006
【図６】
0003886665.tif 000007
【図７】
0003886665.tif 000008
【図８】
0003886665.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003886665.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003886665.tif 000014
【図１４】
0003886665.tif 000015
【図１５】
0003886665.tif 000016
【図１６】
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