(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両衝突などの衝撃発生時に緊張力を自動的に増強させるべく、シートベルトのバックルを移動可能に支持すると共に動力発生装置をもって該バックルを緊張側に移動させ、移動させたバックルが緩むことを逆止装置により防止するようになっているシートベルトのプリテンショナ装置であって、
前記動力発生装置が、推薬を燃焼させることにより圧力を発生するものからなり、
前記圧力により膨張する袋状部材と、
前記袋状部材の膨張方向を規定するべく画定された空室とを有し、
前記バックルを支持する部材を前記袋状部材により押圧して前記バックルを緊張側に移動させるようになっていることを特徴とするシートベルトのプリテンショナ装置。
【請求項２】
前記バックルを支持する部材がシートに回転可能に支持され、
前記空室が前記バックルを支持する部材の回転方向に沿って湾曲して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシートベルトのプリテンショナ装置。
【請求項３】
前記袋状部材の先端に前記バックルを支持する部材に当接し、押圧するべく他の部分より堅固な当接部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のシートベルトのプリテンショナ装置。
【請求項４】
前記逆止装置が、多数のラチェット歯と、該ラチェット歯に各々異なるタイミングで噛み合う複数のラチェット爪部材とを有することを特徴とする請求項１に記載のシートベルトのプリテンショナ装置。
【請求項５】
車両衝突などの衝撃発生時に緊張力を自動的に増強させるべく、シートベルトのバックルを移動可能に支持すると共に動力発生装置をもって該バックルを緊張側に移動させ、移動させたバックルが緩むことを逆止装置により防止するようになっているシートベルトのプリテンショナ装置であって、
前記動力発生装置が、推薬を燃焼させることにより圧力を発生するものからなり、
前記バックルを支持する部材を密閉された空室内にて直接押圧するようになっていることを特徴とするシートベルトのプリテンショナ装置。
【請求項６】
前記逆止装置が、多数のラチェット歯と、該ラチェット歯に各々異なるタイミングで噛み合う複数のラチェット爪部材とを有することを特徴とする請求項５に記載のシートベルトのプリテンショナ装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、自動車のシートベルトの緊張力を自動的に増強させるためのプリテンショナ装置に関するものである。
背景技術
自動車の座席には、衝突事故などに際して乗員が前方へ投げ出されることを防止するために、乗員の移動を拘束するためのシートベルトが設けられているが、このシートベルトには、通常の運転時には乗員の動作を拘束せず、急停止時、あるいは衝突時にのみシートベルトの巻取軸をロックする緊急時自動ロック装置付リトラクタ装置（以下ＥＬＲ装置と略す）が設けられることが通例である。このＥＬＲ装置は、所定値以上の減速度を検知して極めて短時間のうちに巻取軸をロックし、これによってシートベルトがそれ以上繰り出されないようにしている。
一方、巻取軸をロックするだけであると、巻き締まる分だけＥＬＲ装置からシートベルトが引き出されることは防止できない。そこで、例えばシートベルトを繋着したバックルを急速にシートベルトの緊張方向に移動させて更にシートベルトの拘束力を増大させるようにしたプリテンショナ装置が種々提案されている。
このようなバックルプリテンショナ装置としては、例えばシートの側面に装置全体を固定するためのベースプレートと、このベースプレートに一端が枢着し、かつ他端がバックルの基端に連結されたアームと、ベースプレートに固定されリンク機構及び上記アームを介してバックルを引き込むための動力発生装置と、引き込んだバックルが戻らないようにするための逆止装置とから構成されるものがある。
しかしながら、上記動力発生装置は、例えばシリンダ内で推薬に着火することにより発生する燃焼ガス圧でピストン部材を押し出し、それを動力としているが、ピストンの直線運動をアームの回転運動に変換し、更にバックルの直線運動に再度変換することから、アームの長さ、リンク機構の大きさや形状によっては動力の伝達効率が低くなるため、動力発生装置を大きくしたり、またはアームを長くしたり、リンク機構を複雑にするなどの必要があり、装置全体が大型化しがちであった。また、通常バックルは例えば前部座席に於いてはシートスライドレールとセンターコンソールとの隙間に設けられるが、一般にこの隙間は狭いため、上記プリテンショナ装置の大きさによっては、シートや車室全体をレイアウトし直さなければならないという不具合があった。
本発明は、このような従来技術に課せられた問題点を解消するべく案出されたものであり、その目的は、小型化され、かつ部品点数を削減してその管理を容易にすると共に作動信頼性をも向上し、更に組み付け作業も容易なシートベルトのプリテンショナ装置を提供することにある。
発明の開示
本発明は、上記した目的を達成するために、車両衝突などの衝撃発生時に緊張力を自動的に増強させるべく、シートベルトのバックルを移動可能に支持すると共に推薬を燃焼させることにより圧力を発生する動力発生装置をもって該バックルを緊張側に移動させ、移動させたバックルが緩むことを逆止装置により防止するシートベルトのプリテンショナ装置に於いて、袋状部材をその膨張方向を規定するべく画定された空室内にて動力発生装置の発生する燃焼ガス圧により膨張させ、バックル支持部材を押圧して、または、上記空室を気密にして袋状部材を介さず直接推薬を燃焼させることにより生じるガス圧によりバックル支持部材を押圧してバックルを緊張側に移動させるようにした。また、上記逆止装置を、多数のラチェット歯と、該ラチェット歯に各々異なるタイミングで噛み合う複数のラチェット爪とを有するラチェットから構成した。
これにより、圧力伝達部分の気密性さえ確保すれば動力発生装置により発生する動力を直接バックル支持部材に伝達できることから、リンク機構を省略でき、部品点数を削減でき、装置を小型化・軽量化できる。また、バックルの移動の際、その始点から終点まで空室または袋状部材の内圧変化のみであり、リンク機構による作動方向の変換、機械的構造による動力の減衰が殆どないことから動力発生装置を小型化することができる。特に、バックルが周縁部に支持されたバックル支持部材をシートに回転可能に支持する構造の場合、このバックル支持部材の回転方向に沿って圧力伝達のための空室を湾曲して形成すれば良い。
また、構造上、露出する可動部材はバックル及びバックル支持部材の一部のみであることから、作動時の他の部品、搭乗者等との干渉がなく、その配置、設計が容易になる。
発明を実施するための最良の形態
以下に添付の図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
第１図は、本発明が適用されたシート回りを示している。第１図において、車室内のセンタピラー１下部に固設されたＥＬＲ装置２から上方へ引出されたシートベルト３は、センタピラー１の上部に取付けられたスルーリング４を通過した後下向きに延出され、シート５の後部側面にその端部６が固定されている。そしてシートベルト３におけるスルーリング４と端部６との間の部分には、シートベルト３に沿って移動自在なようにタングプレート７が設けられている。また、シートベルト端部６の固着点と反対側のシート側面には、本発明によるプリテンショナ装置Ｐを介してバックル８が取付けられている。
シート５に着座した乗員が、ＥＬＲ装置２からシートベルト３を引き出し、バックル８にタングプレート７を繋着することにより、乗員の肩から胸、及び腰回りにかけてシートベルト３が掛け渡される。
プリテンショナ装置Ｐは、車両衝突事故などに際してシートベルト３の緊張力を自動的に増強させるためのものであり、第２図〜第４図に示すように、シート５の側面に装置全体を固定するべく２枚のプレート１２、１３を重ね合わせてなるベースユニット１１と、このベースユニット１１に一端環状部１４ａが受容され、かつ他端１４ｂがバックル８のアンカ部８ａに連結されたアーム１４と、ベースユニット１１に実質的に固定された推力発生装置１５と、アーム１４の回動方向を一方のみに規定するための逆止装置１６とを有している。
２枚のプレート１２、１３は、他の部品が組込まれた後、プレート１３を重ね合わせ、プレート１２から一体的に出されたダボをカシメることにより一体化する。ここで、第４図に示すように、部品を一方向に組込むことができる設計となっているため、組付けが非常に容易であり自動化にも適している。また、アーム１４を厚み方向の中心に配置し、両側から挟み込む構造としたため、アーム１４が、プレート１２、１３に両持で支持された状態となり、曲げ方向荷重に対して強度的に有利になっている。
このベースユニット１１は、アーム１４の一端環状部１４ａを受容し、そこから他端１４ｂが突出するが、アーム１４の回動時、他端１４ｂがベースユニット１１の開口部分に当接することによりアーム１４の回動範囲を規定するストッパも構成している。これにより、部品点数の削減が可能になっている。
アーム１４の中間部には孔１４ｃが形成され、ベースユニット１１のプレート１２、１３に突設されたピン１８ａ、１８ｂに係合することで不用意にアーム１４を回転させないためのヒューズをなしている。
ベースユニット１１には、アーム１４の環状部１４ａを部分的に囲繞するようにＪ字状をなす長孔状の空室１９が画定されている。この空室１９の基端に推力発生装置１５が固定されている。推力発生装置１５は、図示されない減速度センサからの信号に基づきシリンダ２０の内部基端に受容された推薬２１を急激に燃焼させることにより推力を発生させるものである。シリンダ２０の遊端部には袋状部材としてのバルーンパッキン２２が取り付けられている。このバルーンパッキン２２は通常は折り畳まれ、推力発生装置１５の発生する推力により空室１９内にてやや湾曲した棒状に膨張するようになっている（第５ａ図、第５ｂ図）。バルーンパッキン２２の先端部には、アーム１４の環状部１４ａに突設された突片１４ｄに当接するための比較的硬い当接部２２ａが設けられ、推薬２１の燃焼時の推力によるバルーンパッキン２２の膨張に伴い、この当接部２２ａが突片１４ｄを押圧し、アーム１４を第２図に於ける時計回りに回転させるようになっている。ここで、バルーンパッキン２２のシリンダ２０に取り付けられる部分はＯリング状に厚肉となっており、抜け難く、かつシール性を保ち易い構造となっている。推力発生装置１５のシリンダ２０はその中間部に形成されたフランジ２０ａによりベースユニット１１に保持されている。これにより前後いずれにも抜け止めされていることから、例えばシリンダ２０を含む他のすべての部品をベースユニット１１に組み付けた後、シリンダ２０に推薬２１を挿入し、かしめてプリテンショナ装置Ｐを完成させることもでき、生産工程上の安全管理容易性を高めることもできる。
尚、実際にはバルーンパッキン２２の内面、外面または両面に基布等による補強をして高圧による破裂を防止すると良い。また、先端当接部に平板状あるいはカップ状の金属をインサート成形しても良い。更に、本構成ではバルーンパッキン２２は基端側を外側にして折り畳んで収納したものを採用したが、第５ｃ図に示すように先端当接部２２ａ側を外側にして折り畳んだものや第５ｄ図に示すように蛇腹状にして収納したものであっても良い。第５ｃ図に示すように先端当接部２２ａ側を大きくすることで膨張初期の圧力伝達が良好に行われると考えられる。
一方、逆止装置１６は、アウタレースとして機能するアーム１４の環状部１４ａと、その内部に位置し、ベースユニット１１と一体をなす固定側インナレース２４と、それらの間に、周方向一方に向けて徐々に狭くなるように画定された複数の空室２５に受容されたボール２６と、ボール２６を各空室２５の狭くなる方向に付勢する圧縮コイルばね２７とから構成されるボールワンウェイクラッチからなる。
上記したプリテンショナ装置Ｐをシート側面に取り付けるが、このプリテンショナ装置Ｐは厚み方向のセンターラインに対して概略対称形となっており、プレート１２側をシート側面に取り付けてもプレート１３側をシート側面に取り付けても良い。即ち同じプリテンショナ装置Ｐを例えば前側の左右いずれの席にも使用できることから、部品の管理点数を少なくでき、またプリテンショナ装置Ｐの組み立て手順を簡素化できるようになっている。
以下に、本実施形態の作動要領について説明する。まず、減速度センサ（図示せず）によって衝撃の発生を感知すると、推力発生装置１５の推薬２１に着火され、この際に発生する燃焼ガス圧でバルーンパッキン２２が空室１９内にて膨張する。そして、その先端当接部２２ａが突片１４ｃを押圧し、まずピン１８が折れてアーム１４が回動可能となり、該アーム１４を図２に於ける時計回りに回転させる。そして、アーム１４が回動することでバックル８が引き込まれ（第６図参照）、シートベルト３に張力が加わって乗員の拘束力を増強する。この際、燃焼ガス圧が消失しても逆止装置１６がアーム１４の逆転を阻止するので、燃焼ガス圧が消失した後にシートベルト３が緩むことが防止される。尚、空室１９内のエアは、アーム１４の他端１４ｂが突出するベースユニット１１の開口部分を介して外部に排出される。
第７図は、本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置の別の実施形態を示す第２図と同様な図であり、第２図と同様な部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。本実施形態では、アーム１４の逆転を阻止する逆止装置３０がボールワンウェイクラッチに代えてラチェットになっている。これにより、まず部品点数をボールワンウェイクラッチを用いる場合よりも削減できる。
アーム１４の環状部１４ａに内歯のラチェット歯３１が形成され、その内部のベースユニット１１と一体をなす固定側インチ部材３２には、複数（本構成では３つ）のラチェット爪部材３４〜３６がラチェット歯３１と噛み合う位置と噛み合わない位置との間で傾動可能なように支持されている。また、各ラチェット爪部材３４〜３６は、圧縮コイルばね３７〜３９により、ラチェット歯３１と噛み合う位置に向けて付勢されている。
ここで、各ラチェット歯３１は例えば１２°ピッチで一周３０歯形成されている。ところが、各ラチェット爪部材３４〜３６は１２０°ピッチではなく、ラチェット爪部材３４とラチェット爪部材３５との間及びラチェット爪部材３５とラチェット爪部材３６との間は１２４°、ラチェット爪部材３６とラチェット爪部材３４との間は１１２°となっている。即ち、各ラチェット爪部材３４〜３６は、同時にはラチェット歯３１と噛み合わず、噛み合うタイミングが４°ずつずれている。これにより、第８ａ図〜第８ｃ図の順番に各ラチェット爪部材３４〜３６がラチェット歯３１と噛み合い、ラチェット歯３１が１２°ピッチであるにも関わらず、高い部品精度を要求されずにアーム１４が４°ピッチの精度で停止するようになる。従って、単に細かいピッチでラチェット歯を形成した場合に比較して比較的甘い精度で細かい分解能が得られ、ロック時の戻りが少なくなる。しかも噛み合いが強固になり、ロック信頼性が向上する。
ここで、ロック強度を向上させる方法の一つとして、ギア部とラチェットを熱処理して材料強度を上げる方法があるが、本発明では、同じ分解能であれば、ラチェット歯及びラチェット爪を大きくできることから、熱処理を廃止しても目標荷重が得られる。従って、例えば目標荷重までは１つのラチェット爪部材で強度を確保し、それ以上の大荷重が入力した場合は、ラチェット歯とラチェット爪部材との噛合面の変形、或いはプレート１２、１３、アーム１４が徐々に変形して、その度合いにより、残り２つのラチェットが順次追加で噛み込んでいくという構造にもできる。
尚、上記同様に、例えばラチェット爪部材を４つ９３°、９３°、９３°、８１°の間隔で設ければ３°ピッチの精度、ラチェット爪部材を６つ６２°、６２°、６２°、６２°、６２°、５０°の間隔で設ければ２°ピッチの精度となり、ラチェット歯３１のピッチとラチェット爪部材の数とで一義的に定まる。また、上記構成では各ラチェット爪部材３４〜３６の形状は同一とし、その取り付け位置をずらしたが、各ラチェット爪部材３４〜３６の間隔を等しくし、その長さ、形状を変えて噛み合うタイミングをずらしても良い。
また、各ラチェット爪部材３４〜３６の爪は複数形成されているが、傾動中心に近い爪ほど浅くなっている。例えば第８ａ図に示すように、ラチェット爪部材３４の最も傾動中心から遠い爪３４ａが最も長く、最も傾動中心から近い爪３４ｄが最も短くなっている。これにより、ラチェット爪部材の回転中心とラチェット歯３１の中心とがオフセットしているにも関わらず、ラチェット爪部材３４の傾動に伴い各爪３４ａ〜３４ｄがラチェット歯３１と噛み合う／離反するタイミングが概ね一致する。しかも各爪３４ａ〜３４ｄを全て短くした場合に比較してロック荷重を大きくできる。また、各爪３４ａ〜３４ｄが爪３４ａと同程度に長いものに比較してそのストロークを短くできるため、かつ各ラチェット爪部材３４〜３６をラチェット歯３１に付勢する際の目標荷重を実現するためにばね定数の大きな小型のばねを使用できるため、装置を小型化できる。ラチェット爪部材３５、３６も同様である。
尚、それ以外の構造は上記実施形態と同様であり、その作動要領については、概ね上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
第９図は、本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置の別の実施形態を示す第７図と同様な図であり、第７図と同様な部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。第１０図にも併せて示すように、本実施形態では、アーム１４に推力発生装置１５にて発生する燃焼ガス圧を空室１９内で直接受けるパッキン部３８が一体成形または後組み付けにより設けられ、バルーンパッキンが省略されている。これにより、一層部品点数を削減でき、組み付けも容易になっている。尚、推力発生装置１５のシリンダ２０とベースユニット１１との間はＯリングによりシールされている。それ以外の構造は上記実施形態と同様であり、その作動要領については、概ね上記実施形態と同様であるので説明を省略する。また、本実施形態では空室１９及びパッキン部３８を円形断面としたが、この構成にすれば、矩形、半円形など任意の形状にでき、加工容易性が向上する。
産業上の利用可能性
上記した説明により明らかなように、本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置によれば、動力発生装置の発生する燃焼ガス圧を直接、または袋状部材のみを介してバックル支持部材で受け、バックルを移動させることで、リンク機構を省略でき、部品点数を削減でき、装置全体を小型化・軽量化できる。また、バックルの移動の際、その始点から終点まで空室または袋状部材の内圧変化のみであり、リンク機構による作動方向の変換、機械的構造による動力の減衰が殆どないことから動力発生装置を小型化することができる。
また、逆止装置を、多数のラチェット歯と、該ラチェット歯に各々異なるタイミングで噛み合う複数のラチェット爪部材から構成したことで、部品点数を更に削減できるばかりでなく、単に細かいピッチでラチェット歯を形成した場合に比較して比較的甘い精度で細かい分解能が得られ、しかもロック時の戻りが少なくなる。更に噛み合いが強固になり、ロック信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明が適用されたシート回りの斜視図。
第２図は、本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置のプレートの一方を省略して見た側面図。
第３ａ図は、本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置の底面図。
第３ｂ図は、第２図のＩＩＩ−ＩＩＩ線について見た断面図。
第４図は、本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置の分解斜視図。
第５ａ図は、バルーンパッキンの収納状態を示す断面図。
第５ｂ図は、バルーンパッキンの膨張状態を示す断面図。
第５ｃ図、第５ｄ図は、本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置の別の実施形態を示す第５ａ図と同様な図。
第６図は、本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置の作動要領を説明する図。
第７図は、本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置の別の実施形態を示す第２図と同様な図。
第８ａ図、第８ｂ図、第８ｃ図は、本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置の別の実施形態の作動要領を説明する図。
第９図は、本発明によるシートベルトのプリテンショナ装置の別の実施形態を示す第２図と同様な図。
第１０図は、第９図のＸ−Ｘ線について見た断面図。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図６】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
0004119611.tif 000011
【図７】
0004119611.tif 000012
【図８ａ】
0004119611.tif 000013
【図８ｂ】
0004119611.tif 000014
【図８ｃ】
0004119611.tif 000015
【図９】
0004119611.tif 000016
【図１０】
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