JP4246865B2 - シートベルト装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、車両などのシートベルト装置のリトラクタに用いられ、車両急減速時に、ウェビングの巻取軸を強制的に回転させ、上記ウェビングを乗員拘束方向へ緊張させるプリテンショナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のリトラクタ用プリテンショナとしては、ウェビングの緊急巻き取り構造の原理の観点から種々のものが知られている。例えば、転動体（質量体）をガス圧などで押し出す方式のもの、ワイヤを利用した、いわゆる「つるべ」方式のもの、ガス圧でぜんまいバネ状の部材を回転させる方式のもの、さらには、ガス圧で遊星歯車を回転駆動させる方式のものなどである。
【０００３】
この各種の方式のプリテンショナのうち、転動体をガス圧などで押し出す方式のものとしては、例えば特開昭５６-２３９７２号、ドイツ特許公開「ＤＥ １９５ １２ ６６０ Ａ１」号、ドイツ特許公開「ＤＥ １９６ ０２ ５４９Ａ１」号などに記載のものが知られている。
これらの転動体を備えたプリテンショナは、例えば特開昭５６-２３９７２号に代表されるように、車両の衝突時に複数の転動体を高圧ガスによってダクト内を圧送させ、この転動体を、リトラクタシャフトの周りに取り付けた駆動歯車に順次、係合させることにより、リトラクタシャフトにシートベルトを急速に巻き取るためのトルクを与える構造を有している。
【０００４】
上記転動体の付勢力を用いて、直接リトラクタシャフトを回転させる構造のプリテンショナは、十分な付勢力を発生させるには、転動体が移動するためのストローク、すなわち転動体の移動通路を長く設定する必要がある。このため、移動通路を単純に直線状に長く形成すると、プリテンショナ全体が特定方向に大型化してしまうので、通常は、その移動通路となるパイプをくねらせる、または渦巻き状に曲げて十分な長さのストロークを確保できるように努めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記移動通路を確保するプリテンショナは、パイプなどを複雑に曲げる分、その通路幅を湾曲部でも常に所定値に保持する必要があるなど、その加工工程が複雑であり、且つ高い加工精度が要求される部分が極めて多い。このため、製造コストが増加し、一方で、特定方向への大型化は回避できても、プリテンショナ全体の容積の増大による大型化は不可避である。また、移動通路の形状が複雑になる分、ガス漏れに対する対策も高いものが要求される。したがって、最終的には製造コストの増加及びサイズの大型化を招いていた。
本発明は、圧力により押し出される圧力伝達材の移動ストロークが短くても、ウェビングを巻き取るための十分なリトラクタシャフトの回転量を発生させて、ストローク長が長いときと同等のウェビング巻取り機能を得る一方で、全体構造を小型化及び簡素化させて、車載の容易化を図るとともに製造コストを低減させることを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、移動通路におけるガス漏れを減少させることを他の目的とする。
【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、圧力室と圧力室に連通する移動体通路とを含むパイプ又はハウジングと、上記パイプ又はハウジングに備えられて上記圧力室に高圧力のガスを発生する圧力印加装置と、上記移動体通路内に配置される移動体と、上記高圧力を受けて上記移動体を移動させる押出し部材と、リトラクタ軸と同軸に配置されて、外周が一方向に回転すると、上記リトラクタ軸と連結するクラッチと、上記クラッチの外周に一端が取付けられてこれに巻回され、他端が上記移動体に係合してハウジングに取付られる引張り媒体と、を備え、上記引張り媒体の他端は、上記移動体の配置位置によって解除が制限されるクランプによって固定される。
【０００７】
好ましくは、上記リトラクタ軸は、ある値以上の力を受けると塑性変形し、ウェビング巻取機構をフリーとする。
【０００８】
好ましくは、上記クラッチは、内面にカムを形成したプーリと、このカムに触れる爪部を含むプレートと、この爪部と噛合し得るスリーブを含み、プーリとプレートとは相互の動きに、相対的にズレ（位相差）が生ずるようになされる。
【０００９】
好ましくは、上記移動体は、先頭部に引張り媒体と係合する溝を備え、引張り媒体と確実に係合する。
【００１０】
かかる構成とすることにより、引張り媒体は、移動体の移動距離よりも多くの量が引出され（増速）、コンパクトなプリテンショナを構成することが可能となる。また、プリテンショナが動作した後、クランプによる引張り媒体の係止が解除されるのでリトラクタ軸の回転をフリーにすることが可能となり、巻取られたウェビングを引出すことが出来る。
【００１１】
本発明のシートベルト装置は、圧力室と圧力室に連通する移動体通路とを含むパイプ又はハウジングと、上記パイプ又はハウジングに備えられて上記圧力室に高圧力のガスを発生する圧力印加装置と、上記移動体通路内に配置される移動体と、上記高圧力を受けて上記移動体を移動させる押出し部材と、リトラクタ軸と同軸に配置されて、外周が一方向に回転すると、上記リトラクタ軸と連結するクラッチと、上記クラッチの外周に一端が取付けられてこれに巻回され、他端が上記移動体に係合してハウジングに取付られる引張り媒体と、を備え、上記押出し部材は、上記高圧力が印加される剛体と、上記剛体によって外方に広げられて上記移動体通路の内面と密着するシール部材とを含む。
【００１２】
かかる構成とすることによって、移動体通路からガス漏れを防ぎ、ガス圧を有効に活用することが可能となる。また、シール部材が積極的に広がることにより、押上げ部材の単品精度の多少のバラツキがあっても影響が少ない。
【００１３】
本発明のシートベルト装置は、圧力室と圧力室に連通する移動体通路とを含むハウジングと、上記ハウジングに備えられて上記圧力室に高圧力のガスを発生する圧力印加装置と、上記移動体通路内に配置される移動体と、上記高圧力を受けて上記移動体を移動させる押出し部材と、リトラクタ軸と同軸に配置されて、外周が一方向に回転すると、上記リトラクタ軸と連結するクラッチと、上記クラッチの外周に一端が取付けられてこれに巻回され、他端が上記移動体に係合してハウジングに取付られる引張り媒体と、を備え、上記移動体通路は、リトラクタ軸を中心とする略円周上に形成され、上記移動体は単一若しくは円弧状である。
【００１４】
かかる構成とすることによってコンパクトなプリテンショナを構成することが可能となる。
【００１５】
また、本発明は、車両急減速時に、ウェビングの巻取軸を強制的に回転させ、上記ウェビングを乗員拘束方向へ緊張させるプリテンショナであって、パイプ又はハウジングに設けられた通路に移動可能に収容された移動体と、上記移動体を圧力を受けて移動させる押出し部材と、上記押出し部材に圧力を加え、当該移動体を移動させる圧力印加装置と、上記移動体の動きを周回運動に変えて回転トルクを発生させる増速機構と、上記回転トルクを上記巻取軸に伝達し、当該巻取軸を上記ウェビングの巻取り方向に回転させるクラッチ装置と、を備えたプリテンショナを提供する。
この構造を備えたプリテンショナは、上記移動体の動きを周回運動に変える増速機構を備えているため、当該移動体の直線状の移動ストロークが短くても、ウェビングを巻き取るのために十分な回転トルクを発生させることができる。
【００１６】
好ましくは、上記パイプは、Ｌ型のパイプである。このパイプは、断面円筒状の一方のパイプにはガス発生装置が取付けられ、断面角状の他方のパイプには複数の移動体が収納される。
【００１７】
好ましくは、パイプ又はハウジングによる移動体の収納部分には、ピストンとなる押上げ部材が配置され、この押上げ部材は、ガス圧によって外方に押し広げられる。
【００１８】
また、この押上げ部材の外周にピストンリング状に突起を形成し、この突起がシリンダと密着変形してシール性を高める。
【００１９】
また、押上げ部材には、膨張ガスの残圧を抜くためにガスの膨張室と移動体側空間とを連通する貫通口が形成される。
【００２０】
また、押上げ部材には、移動体の振動を抑制するために緩衝材が設けられる。
【００２１】
好ましくは、引張り媒体の端部には鋳込みがなされ、クランプによる係止がより確実となるようにする。
【００２２】
また、クランプはてこの原理を利用した「く」の字状のものが使用される。
【００２３】
好ましくは、上記移動体通路には、引張り媒体を収容する溝が形成される。それにより、移動体通路壁と移動体とによって引張り媒体が挟まれることを回避し、引張り媒体のダメージを軽減する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態に係るプリテンショナを含むリトラクタを備えたシートベルト装置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。
【００２５】
図１は、実施の形態１に係る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を示す説明図であり、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、実施の形態１に係るシートベルト装置用のリトラクタ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の軸方向の一端部に設けられた緊急ロック機構１４と、もう一端部に順次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。
【００２６】
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。巻き取りリール２２は、その巻取軸であるリトラクタシャフト２４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。さらに、ウェビングが所定値以上の加速度で引き出されようとすると、リトラクタシャフト２４の軸方向一端に連結している緊急ロック機構１４が作動し、リトラクタシャフト２４の回転が阻止され、ウェビングが引き出されないように構成されている。
【００２７】
なお、リトラクタシャフト２４の巻き取りリール２２部はねじりシャフト２４ａとされており、例えば、特開昭４６−７７１０号に示されるように、緊急ロック機構動作後過大な力が加わるとねじりシャフト２４ａがねじられて塑性変形し、このシャフト２４aの図中左方でスリーブ４４aを介して相対回転不能に連結された巻取りリール２２がウェビング引出し方向に回転可能となるようになされている。
【００２８】
プリテンショナ１２のケーシングは、ハウジング２６に蓋体としてプレート２８を気密に嵌め込むことにより形成している。このケーシングには、車両の衝突時等急な減速が発生したときに、ウェビングを強制的に巻き取って、該ウェビングの弛みを瞬時に解消するための機構が内蔵されている。以下、この機構の構成を説明する。
【００２９】
ハウジング２６には、図２に示すように、下部横方向に圧力室３０が形成される。この圧力室３０の一端側に圧力印加装置３２が挿入され、その外側からキャップ３４をハウジング２６に螺着することにより、取付けられている。圧力印加装置３２は、例えば、横置形の加圧ガス発生装置であり、この加圧ガス発生装置は、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。上記電極には、車両の衝突時に発生する急激な加速度を検出するショックサ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。
【００３０】
圧力室３０の他端側上部から上方に延在する移動体通路３８がハウジング２６に形成される。移動体通路３８は、直線路の部分（シリンダ）３８ａとリトラクタシャフト２４を中心とする周回路３８ｂとを含む。直線路の部分３８ａ内には、移動体としての転動体３６が複数個、列状に配置されている。
【００３１】
転動体３６は、例えば、図１０に示すように、好ましくは、直径Ａよりも幅Ｂが狭い（Ａ＞Ｂ）、円柱（円筒）状である。好ましくは、最上部の転動体３６は、図１１に示すように、後述の引張り媒体４０に係合する係合溝３６ａを有する。
【００３２】
最下の転動体３６の下部には、移動体通路３８ａと密着し、ガス圧力によって転動体３６を押上げる押出し部材４２が設けられる。押出し部材４２は、ガス漏れを防止するべく、組込み前は、直線路（シリンダ）部分３８ａの内径よりも僅かに大きい外径をしている（図５１参照）。
【００３３】
ウェビングの巻取りを行うリトラクタシャフト２４には、クラッチ装置４４が設けられる。このクラッチ装置４４は、図３に示すように、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。
【００３４】
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、各突起４４bbが変形し易いようにプレート４４ｂの各突起４４bbの根本に穴４４baが開けられている。プレート４４ｂの折曲げられた突起（爪）４４bbの断面積は、図示の例では、四角形であるが、円形、楕円形、弓なり（円弧）形状等種々のものを適宜に選択可能である。
【００３５】
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）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。
【００３６】
プーリ４４ｃは、その外周面に引張り媒体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。プレート４４ｂは、プーリ４４ｃが回動した後に、遅れて回動し、ズレ（位相差）が生じるように、慣性体、摩擦保持、剪断ピン、等によって保持される。例えば、プーリ４４ｃは、その側面とハウジング２６とでプレート４４ｂを挟持し、位相差が生じるような適当な摩擦力を発生させる。
【００３７】
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に示す状態において、プーリ４４ｃがプレート４４ｂに対して相対的に反時計方向に回転すると、プーリ４４ｃのカム面により突起４４bbが軸心側に曲げられ、スリーブ４４ａの溝山に突き当る。そして、図５に示すように、プーリ４４ｃの内面とスリーブ４４ａの溝山との間に突起４４bbが介在することとなり、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、ウェビングの巻取りが可能となる。
【００３８】
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。クラッチ４４（プーリ４４ｃ）の外周面には、増速機構としての引張り媒体４０をほぼ２回巻き付けた機構を装備している。引張り媒体４０は、線状体あるいは帯状体であり、例えば、ワイヤ、ロープ、鋼などの、所定幅及び長さの金属材料等で形成されている。引張り媒体４０の一端は、クラッチ４０の外周面に、図示しないフック、ネジ、スポット溶接等によって固定される。この引張り媒体４０を複数回（例えば図１に示すように略２周）、図２における反時計方向に巻回した後、もう一端を移動体通路３８を横切り、ハウジング２６の収容空間２６ａのクランプ４６に挿入し、固定する。
【００３９】
クランプ４６は、その内側面が周回する移動体通路３８ｂの一部を形成する、周方向に延在する長手の部材であり、その外側表面には、引張り媒体４０を引っかける一連の歯山による係止部４６ａが形成されている。クランプ４６の下端側は、回動可能にピン４６ｂによって固定されており、クランプ４６の上端側は振子状に移動可能である。
【００４０】
前述したように、移動体通路３８ａ内には、円筒状の転動体３６が複数、互いに当接し且つ転動自在な状態で１列に挿入されている。この複数の転動体３６の先頭は、図６に示すように、クランプ４６の側面とクラッチ４４との間に位置する。クラッチ４４に巻回された引張り媒体４０は、先頭の転動体３６の側面に接して半周し、転動体３６とクランプ４６内側との間を通って、クランプ４６の下端部からクランプ４６の外側面に入り、クランプ４６の係止部４６ａとハウジング内壁とによって挟持され、固定される。
【００４１】
転動体列の下端の転動体３６に押出し部４２を介してある程度強い圧力を加えると、その圧力は反対側の転動体３６に伝わり、この複数個の転動体３６が列全体として一体に移動体通路３８ａ内を移動可能である。図７に示すように、この転動体３６の列が移動して移動体通路３８ａから周回通路３８ｂに移動するとき、その先頭の転動体３６は引張り媒体４０を押しながら、かつ、クラッチ４４の外周とハウジング２６の内周とによって形成される周回通路３８ｂの円周軌道を周回する。すなわち、ハウジング２６の内面には、必要により、移動体通路３８ａに連通しかつクラッチ装置４４の外周部との間に周回状の溝が形成されており、転動体３６は、この周回状の溝を周回する。
【００４２】
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６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、巻き取りバネ装置１１によりウエブングが引き出され、巻き取り自在になっている。
【００４３】
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、圧力印加装置３２は瞬時に加圧ガスを発生し、この加圧ガスが圧力室３０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、転動体列全体が移動通路３８ａから上方に向かって瞬時のうちに押し出される。
【００４４】
この押し出しの力は初期状態において転動体列を押えている引張り媒体４０の力に優る。転動体列は、図７に示すように、引張り媒体４０の移動通路横断部の中間部を押しながら周回通路３８ｂへと移動する。すなわち、転動体列が動き易い直線通路３８ａでの直進運動から周回通路３８ｂでの円周起動に沿った周回運動に変わる。
【００４５】
このとき引張り媒体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クランプ４６に固定されている。このため、周回運動に移行した転動体列により押された引張り媒体４０は、その押された分、すなわち転動体列の移動距離の２倍の長さ分だけクラッチ外側の引張り媒体部分を引き込む。これにより、クラッチ４４のプーリ４４ｃがその引き込み量に対応した角度だけ回転する。つまり、引張り媒体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４の矢印方向に回転させる。
【００４６】
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、引張り媒体４０で代表される増速機構（即ちプリテンショナ１２）とリトラクタシャフト２４とが結合し、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。
【００４７】
転動体列の周回運動が進むにつれて、引張り媒体４０による引き込み量も多くなり、リトラクタシャフト２４の回転は一気に進む。リトラクタシャフト２４の回転トルクによって、リトラクタシャフト２４と嵌合されたウェビングの巻き取りリール２２が強制的に回転し、ウェビングが極めて短時間の内に巻き取られる。
【００４８】
ウェビングの巻取が終り、その後、衝突時の乗員の移動によりウェビングが引出されると巻取りリール２２がウェビング引出し方向に回転させられる。この回転がスリーブ４４aを介してリトラクタシャフト２４に伝達され、今度は該シャフト２４は引出し方向に回転する。このとき、図１におけるシャフト２４の右側は緊急ロック機構によってウェビング引出し方向の回転を阻止されているので、前述したように、ねじりシャフト２４aがねじられ塑性変型する。
【００４９】
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、引張り媒体をプーリ４４ｃの外周に巻上げ（巻付け）、引張り媒体４０を介して転動体を初期位置方向に押戻す。
【００５０】
転動体３６が、図９に示されるように、図８に示される転動体３６の初期位置よりも更に押戻されると、転動体３６によってクランプ４６に与えられていた付勢力がなくなるため、クランプの上端側が移動可能となり、クランプの解除状態となる。引張り媒体４０の一端がクランプから外れると、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の更なる回転が許容される。
【００５１】
従って、シートベルト装置は、過大な加速度を検出すると、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、ウェビング締め上げを解除するので、乗員の安全と自由が確保され得る。
【００５２】
図１２乃至図１６は、押出し部材４２の他の例を示している。転動体３６の直線通路３８ａは、押出し部材４２をピストンとするシリンダとなっており、ガス圧を保持して転動体を移動させる役割を担っている。この例では、押出し部材４２をガス圧力によって変形させて、転動体３６を移動させる際の直線通路３８ａにおけるガス漏れに対するシール性を高めている。
【００５３】
図１２に示す例では、押出し部材４２は、断面四角形のシリンダに対応して四角形の、ピストン（プレート）４２ａ、シール部材４２ｂ、によって構成されている。シール部材４２ｂの中央には穴４２ｃが形成されている。シール部材４２ｂは、ゴム、樹脂等の可塑性のものが使用される。ピストン４２ａは、鉄、硬質プラスチック等のシール部材４２ｂよりも堅いもの（剛体）が選択される。
【００５４】
図１３に示すように、初期状態では、シール部材４２ｂは、転動体３６の下端に密着しているが、ガス圧が発生すると、図１４に示すように、ピストン４２ａが上方向に押上げられ、転動体３６に密着する。転動体３６の下部の円弧状の形状により押上げる力の分力成分が横方向に発生し、シール部材４２ｂは図の矢印方向（外方）に押し広げられ、変形する。それにより、シール部材４２ｂはシリンダ壁面への密着度を増し、ガスのシール性が向上する。転動体３６は、シール部材４２ｂの押上げにより、移動体通路３８ａを上方向に移動する。
【００５５】
図１５及び図１６は、押出し部材４２の、更に他の例を示している。この例では、図１５に示すように、ピストン４２ａの中央部にテーパを有する突起部（円錐台部）４２ｄが形成され、中央に穴４２ｃが形成されたシール部材４２ｂの下側に接している。突起部の根本の外径よりも穴４２ｃの内径は狭く設定される。
【００５６】
ガス圧が発生すると、図１６に示すように、ピストン４２ａが上方向に押上げられ、突起部４２ｄがシール部材４２ｂの穴４２ｃに押込まれる。突起部４２ｄの傾斜面によってシール部材４２ｂが矢印方向（外方）に押し広げられる。それにより、シール部材４２ｂはシリンダ壁面への密着度を増し、ガスのシール性が向上する。剛体によってシール部材４２ｂを押し広げるのでより確実な密着が期待できる。なお、突起部は、三角錐でも四角錐であっても良く、突起部にテーパが形成されることによって同様の効果が期待可能である。
【００５７】
このような、シール構造によれば、寸法精度等に大きな影響を受けず、かつ高い機密性を得ることが可能であり、ガス圧力を有効に利用することが可能となる。
【００５８】
図１７乃至図２４は他の移動体の例を示している。この例では、図１７に示すように、移動体通路３８は、圧力室３０から始り、全通路はクラッチ４４を周回するように形成される。そして、図２１に示すように、移動体通路３８に適合するように、内側面及び外側面が円弧状に形成された、断面四角形の一つの移動体６４を使用している。移動体６４の先端部には、図２２の図２１のＣ−Ｃ方向における断面図に示すように、引張り媒体４０が係合する溝６４ａが形成される。
【００５９】
移動体６４の後端には、押出し部材６２が当接している。押出し部材６２はシリンダ部３８ａにおいてガスの漏れを防止し、移動体６４を押上げる。押出し部材６２は、内側面及び外側面が円弧状であり、断面四角形である。図２３及び図２４に示すように、押出し部材６２の幅Ａは、組込み前において移動体通路３８ａの幅Ｂよりも僅かに大きい。それにより、押出し部材６２は通路壁に密着し、シール性が高められる。
【００６０】
図１８は、図１７に示す初期状態からガス圧によって移動体６４が移動した様子を示している。これにより、プーリに巻回された引出し媒体４０が引出され、プーリが回転し、クラッチ４４が作動する。プーリとシャフトが連結される。プリテンショナとしての動作は先に説明した例と同じであるのでその説明は省略する。
【００６１】
図１９及び図２０は、それぞれクランプ４６の解除前状態と解除後の状態を示している。図８及び図９に示した例と同様に、移動体６４が初期位置よりも下がった位置に戻ると、移動体６４によるクランプ４６への付勢力がなくなってクランプ４６が解除され、引出し媒体４０が外れるので、リトラクタシャフト２４が自由に回転可能となる。
【００６２】
このように、本発明の実施の形態に係るプリテンショナによれば、移動体（転動体３６の列あるいは単一の移動体６４）と「つるべ」方式の引張り媒体４０を中心とする増速機構とを組み合わせるという従来には無いユニークな構造を採用したので、移動体を収容するシリンダ３８ａのストロークが少なくて済む。したがって、プリテンショナ全体が小型化されて車載条件が緩和される。また、押出し部材のシール性が良いので、移動体通路の加工工程も簡素化され、これにより、製造コストを低減させることができる。
【００６３】
次に、図２５乃至図５３を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態において、第１の実施の形態と対応する部分には、同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
【００６４】
第２の実施の形態においては、プリテンショナ１２の転動体３６の通路３８としてＬ型のパイプ７０を用いている。この例を図２５乃至図２８を参照して説明する。
【００６５】
図２５は、図１と同様の、リトラクタ装置の一部断面図であり、プリテンショナ部１２を図２６に示すＥ−Ｅ方向（プリテンショナ部）における断面図にて示している。図２６は、図２５に示すＤ−Ｄ方向（プリテンショナ部）におけるプリテンショナ部の断面図である。図２７は、Ｌ型パイプの例を示す斜視図である。図２８は、同パイプの軸方向に沿った断面図である。
【００６６】
この例では、図２７に示すように、Ｌ型のパイプ７０が円筒状のパイプ７２と角筒状のパイプ７４によって形成され、両パイプはくびれ部７６を介して連結されている。くびれ部７６は、上部側７６ａが深くくびれ、下部側７６ｂ緩やかなテーパとなっている。パイプ７２の端部７８にガス発生装置３２が嵌挿され、端部７８がかしめられて取付けられる。なお、螺合やキャップによる取付けであっても良い。パイプ７４の内部には、押出し部材４２の上に転動体３６が複数収納される。押出し部材４２は耐熱性の弾性体である。
【００６７】
図５１に示すように、押出し部材４２の外径（横幅）Ａは、パイプ７４の内径（横幅）Ｂよりも僅かに大きく（Ａ＞Ｂ）、押出し部材４２は、パイプ（シリンダ）７４内壁に密着してガス漏れを防ぐ。
【００６８】
転動体３６は、前述したように、円柱状であるが（図１０参照）、図３９に示すように、中空体として軽量化することが出来る。引張り媒体４０に接する先頭の転動体３６は、図１１に示したように、係合溝３６ａを設けることが出来る。
【００６９】
このように、ガス発生装置と転動体通路（転動体収納部）とをＬ型パイプによって構成することによって、ハウジング２６の製造を容易とする。また、プリテンショナ１２の形状をより小型化することが可能となる。
【００７０】
図２９乃至図３３は、クラッチ機構４４の他の例を示している。この例では、剪断ピン２６ｃａが用いられている。
図２９に示すように、クラッチ４４は、図示しないリトラクタシャフトに勘合するスリーブ４４ａ、このスリーブ４４ａの溝山周面に突起（爪）４４ｂｂが対向するように同心に配置されるプレート４４ｂ、突起（爪）４４ｂｂが内周のカム面部に収るように配置されるプーリ４４ｃによって構成されている。ハウジング２６のクラッチ収納空間を形成する壁に剪断ピン２６ｃａが設けられている。この剪断ピン２６ｃａは、プレート４４ｂの長穴４４ｂｃを通ってプーリ４４ｃの穴４４ｃａに嵌合する。剪断ピン２６ｃａによって、プーリ４４ｃの位置が決められる。プリテンショナ１２が作動しない初期状態においては、図３０に示すように、突起（爪）４４ｂｂとスリーブ４４ａの溝山面とは離間しており、プーリ４４ｃとリトラクタシャフト２４とを機械的に結合していない。ガス発生装置が３２高圧ガスを発生して、転動体３６を押出すと、巻回された引張り部材４０が引出され、プーリ４４ｃが回転する。それにより、図３１に示すように、剪断ピン２６ｃａが剪断され、プーリ４４ｃとプレート４４ｂ間に位相差が生じ、プーリ４４ｃのカム面によって複数の突起（爪）４４ｂｂが軸方向に変形する。更に、図３２に示すように、プーリ４４ｃがプレート４４ｂに対して相対回転し、プレート４４ｂの複数の爪部がスリーブ４４ａの多数の溝山（ローレット目）に噛み込み、図３２に示すように、クラッチ結合状態となってリトラクタシャフト２４を回転させる。プーリ４４ｃ、引張り媒体４０、転動体３６等による増速機構は、増速しながら回転してリトラクタシャフトをウェビングの巻取り方向（図中矢印Ａ方向）に回転させ（図３３参照）、リール２２にウェビングを巻取らせる。
【００７１】
引張り媒体４０の一端部は、初期状態では、図３４に示すように、クランプ４６によってハウジング２６に固定される。クランプ４６は下端側で軸４６ｂによってハウジング２６に回動自在に軸支されており、クランプ４６の外周側には、引張り媒体４０を固定し易いように、複数の歯４６ａが設けられている。引張り媒体４０の一端部は、薄肉の鋳込みによって形成されており、クランプ４６の複数の歯４６ａが噛み込み易いようになっている。引張り媒体４０の一端部をクランプ４６の外周側に沿わせてクランプ４６を時計方向に回動させて引張り媒体４０を固定する。
【００７２】
上述したウェビングの巻取が終り、その後、衝突時の乗員の移動によりウェビングが引出されると巻取りリール２２がウェビング引出し方向に回転させられる。この回転がスリーブ４４aを介してリトラクタシャフト２４に伝達され、今度は該シャフト２４を引出し方向に回転させる。このとき、図２５におけるシャフト２４の右側は緊急ロック機構１４によってウェビング引出し方向の回転を阻止されているので、前述したように、ねじりシャフト２４aがねじられ塑性変型する。
【００７３】
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、引張り媒体をプーリ４４ｃの外周に巻上げ（巻付け）、引張り媒体４０を介して転動体３６を初期位置方向に押戻す。
【００７４】
転動体３６が、図３５に示されるように、図３４に示される転動体３６の初期位置よりも更に押戻されると、転動体３６によってクランプ４６に与えられていた付勢力がなくなるため、クランプの上端側が移動可能となり、クランプの解除状態となる。引張り媒体４０の一端がクランプから外れると、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の更なる回転が許容される。
【００７５】
図３６乃至図３８は、他のクランプの例を示している。このクランプは、てこの原理を利用してクランプを解除する。
【００７６】
図３６に示すように、クランプ４８は、「く」の字状に形成され、中央部が軸４８ｂによってハウジング２６に回動自在に軸支されている。図３６に示す初期状態や、図３７に示すプリテンショナの作動状態では、転動体３６によって与えられる負荷Ｆがクランプ４８の上側に印加される。クランプ４８は支点である軸４８ｂを中心として時計回り方向に回転しようとし、クランプ４８の下側の歯山４８ａを引込み部材４０に噛み込ませる（図３７）。
【００７７】
また、図３８に示すように、上述のようにウェビングが引出されて転動体３６が初期位置よりも更に押戻されると、転動体３６によってクランプ４８に与えられていた付勢力がなくなるため、クランプ４８が引張り媒体４０の保持を解除する方向（反時計方向）に回転する。引張り媒体４０は、クランプ４８から開放され、更に、リトラクタシャフトのウェビング引出し方向の回転を許容する。
【００７８】
図４０及び図４１は、引張り媒体４０のダメージを減らすようにした例を示している。図４０は、プリテンショナの断面図であり、図４１は、図４０におけるＦ−Ｆ方向におけるハウジング２６の断面図である。この例では、転動体３６による引張り媒体４０のラジアル方向の押圧ダメージを減らすため、移動体通路３８ｂに沿って溝を形成する。すなわち、クランプ４６の内側面、ハウジング２６の内周に周方向の溝２６ｂが形成される。この溝２６ｂの中に引張り媒体４０を収め、転動体３６を移動体通路３８ｂに直接接して移動させる。それにより、引張り媒体４０が転動体３６と移動体通路３８ｂとに挟まれることが回避される。
【００７９】
なお、既述した図３６乃至図３８の例においても、溝２６ｂがハウジング２６の移動体通路３８ｂ、クランプ４８の内側面に形成されている。それにより、引張り媒体４０が挟まれて受けるダメージを減じている。
【００８０】
溝２６ｂには、必要により、樹脂、ゴム、ゲル等を被覆あるいは塗布し、引張り媒体のダメージを更に軽減することができる。
【００８１】
図４２は、転動体３６による引張り媒体４０へのダメージを減らす例を示している。この例では、先頭の転動体３６と引張り媒体４０との相互間に衝撃吸収部材４１を設けている。衝撃吸収部材４１は、火薬の点火によって生ずる急激なガス膨張によって押出された転動体３６が、引張り媒体４０に与える衝撃を吸収緩和するものである。衝撃吸収部材４１は、樹脂、ゴム等によって形成される。
【００８２】
図４３及び図４４は、転動体３６の回転方向の移動を安定させる例を示している。図４３は、プリテンショナの断面図であり、図４４は、図４３のＧ−Ｇ方向における断面図である。この例では、転動体３６と引張り媒体４０との間に間材４３を設けている。間材４３は、帯状の薄膜で転動体の外周が接し、パイプ７４内部、引出し媒体４０に沿って配置される。これにより、転動体を回転方向に円滑に移動させる。間材４３は、衝撃を吸収するステンレス板、鋼板、高強度の樹脂等の柔軟な材質で形成される。
【００８３】
次に、押出し部材４２の他の例について説明する。
【００８４】
図４５に示す押出し部材の例では、角柱状のシール部材４２ｂの上部面（転動体側）には、２つの弾性部４２ｅが形成されている。弾性部４２ｅはゴム、プラスチック、樹脂等の弾性体からなり、丸い転動体に３６に対応して、互いに平行に形成された二条の突起部からなる。この弾性部４２ｅは、車両の振動による転動体３６の車両進行方向の動きを抑制し、音の発生を防止する。
【００８５】
図４６及び図４７に示す押出し部材の例では、押出し部材４２の、パイプ７４の内面（シリンダ部）と密着する外周に、該外周を一周する複数の環状突起４２ｆを形成している。この押出し部材４２をパイプ７４のシリンダに挿入すると、環状突起４２ｆが潰れて変形し、押出し部材４２とシリンダとの密着性が向上する。
【００８６】
図４８乃至図５０に示す押出し部材は、ガス抜き用の穴を備えている。図４８に示す押出し部材４２の上面と下面間には、貫通口（細管）４２ｇが形成されている。また、上面には、転動体３６と貫通口４２ｇの開口部との間に残圧ガスを逃す隙間を作るスリット４２ｈが形成されている。
【００８７】
図４９は、このような細管を備える押出し部材４２の例を説明する斜視図である。この例では、押出し部材４２は、シール部材４２ｂと、上部部材４２ｉとからなる。シール部材４２ｂは、中央部上下方向に筒状に空間（貫通口）が形成されている。上部部材４２ｉは、上面にスリット４２ｈが形成され、下面中央に筒状の突起が形成された縦断面が「Ｔ」型の部材である。このスリット４２ｈの中央部から突起下面に至る貫通口（細管）４２ｇが形成されている。上部部材４２ｉは、例えば、金属や耐熱プラスチック（樹脂）によって形成される。シール部材４２ｂも耐熱性の弾性体によって形成される。上記筒状突起がシール部材４２ｂの貫通口に嵌入され、細管付押出し部材４２が組立てられる。
【００８８】
図５０は、細管４２ｇの機能を説明する図である。前述したように、リトラクタシャフト２４が捻れてウェビングを引出し可能とする状態では、転動体３６は、シリンダ内に戻るように移動する。押出し部材４２が初期位置方向へ戻ろうとすると、膨張室内３０の燃焼ガスの残圧が押出し部材４２の戻りを妨げる。そこで、押出し部材４２の細管４２ｇを介して、ガス抜きスリット４２ｈから残圧ガスをシリンダ側に放出し、転動体３６、押出し部材４２の戻りを円滑にする。
【００８９】
図５２は、図２６に示すパイプを用いたプリテンショナの例に、図１２に示す押出し部材４２を組合わせた例を説明する断面図である。
【００９０】
この例では、転動体３６の直線通路はパイプ７４によって構成されて、押出し部材４２をピストンとするシリンダとなっている。シリンダはガス圧を保持して転動体を移動させる役割を担っている。押出し部材４２は、断面四角形のパイプ７４に対応して四角形の、ピストン（プレート）４２ａ、シール部材４２ｂ、によって構成されている。シール部材４２ｂの中央には穴４２ｃが形成されている。シール部材４２ｂは、ゴム、樹脂等の可塑性のものが使用される。ピストン４２ａは、鉄、硬質プラスチック等のシール部材４２ｂよりも堅いもの（剛体）が選択される。図１３及び図１４を参照して説明したように、この例でも、押出し部材４２をガス圧力によって変形させて、転動体３６を移動させる際の直線通路３８ａにおけるガス漏れに対するシール性が高められる。
【００９１】
また、図５３に示すように、パイプ内の押出し部材に、図１５及び図１６に示される、ピストン４２ａの中央部にテーパを有する突起部（円錐台部）４２ｄが形成された、押出し部材４２を使用することが出来る。この場合も突起部４２ｄのテーパによってシール部材４２ｂが中心から外方に向って押し広げられ、ガス漏れのシール性が向上する。
【００９２】
なお、図１７乃至図２０に示す実施例においても、引張り媒体４０の一端部にクランプ４６の噛み込みを良くするために鋳込みによる被覆４０ａを形成することが出来る。
【００９３】
また、その他の変形が既述の実施の形態に加えられることが妨げられるものではない。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るプリテンショナを備えるシートベルト装置は、ハウジングあるいはパイプに設けられた通路に移動可能に収容された移動体と、移動体に圧力を加え、当該移動体を移動させる圧力印加装置と、移動体に係合して移動体の運動距離よりも多く引き出され、移動体の運動を周回運動に変えて回転トルクを発生させる引っ張り媒体による増速機構と、回転トルクを巻取軸に伝達し、当該巻取軸をウェビングの巻取り方向に回転させるクラッチ装置とを備えているため、圧力により押し出される移動体の移動ストロークが短くても、ウェビング巻取りのための十分なリトラクタシャフトの回転量を発生させて、ストローク長が長いときと同等のウェビング巻取り機能を得る一方で、全体構造を小型化および簡素化させて、車載の容易化を図るとともに製造コストを低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シートベルト装置のリトラクタ装置をリトラクタ軸方向外側から見た一部断面図である。
【図２】このリトラクタ装置に設けられたプリテンショナを説明する断面図である。
【図３】プリテンショナに使用されるクラッチ４４を説明する分解斜視図である。
【図４】クラッチ４４の初期状態を説明する説明図である。
【図５】クラッチ４４の動作（連結）状態を説明する説明図である。
【図６】転動体３６の初期状態を説明する説明図である。
【図７】転動体３６の移動とクラッチ４４の動作を説明する説明図である。
【図８】転動体３６の初期状態とクランプ４６のクランプ動作とを説明する説明図である。
【図９】転動体３６の戻り位置とクランプ４６のクランプ解除とを説明する説明図である。
【図１０】転動体３６を説明する説明図である。
【図１１】先頭の転動体３６の例を説明する説明図である。
【図１２】他の押出し部材４２の例を説明する断面図である。
【図１３】他の押出し部材４２の例（初期状態）を説明する断面図である。
【図１４】他の押出し部材４２の例（動作状態）を説明する断面図である。
【図１５】更に他の押出し部材４２の例（初期状態）を説明する断面図である。
【図１６】更に他の押出し部材４２の例（動作状態）を説明する断面図である。
【図１７】一つの移動体６４を用いたプリテンショナの例を説明する説明図である。
【図１８】移動体６４を用いたプリテンショナが動作した例を説明する説明図である。
【図１９】移動体６４によるクランプ状態を説明する説明図である。
【図２０】移動体６４によるクランプ開放状態を説明する説明図である。
【図２１】移動体６４の例を説明する説明図である。
【図２２】移動体６４の一部断面を説明する説明図である。
【図２３】押出し部材６２の寸法例を説明する説明図である。
【図２４】移動体６４の周回通路３８ａの寸法例を説明する説明図である。
【図２５】リトラクタ装置のプリテンショナにパイプを用いた例をリトラクタ軸方向外側から見た一部断面図である。
【図２６】Ｌ型のパイプを用いたプリテンショナの例を説明する断面図である。
【図２７】Ｌ型のパイプを説明する斜視図である。
【図２８】Ｌ型のパイプの軸方向における断面図である。
【図２９】クラッチ４４を分解して説明する斜視図である。
【図３０】クラッチ４４の動作を説明する説明図である。
【図３１】クラッチ４４の動作を説明する説明図である。
【図３２】クラッチ４４の動作を説明する説明図である。
【図３３】クラッチ４４の動作を説明する説明図である。
【図３４】クランプ４６及び引張り媒体４０の被覆４０ａを説明する説明図である。
【図３５】クランプ４６の動作を説明する説明図である。
【図３６】クランプとしててこの原理を利用したクランプ４８の例を説明する説明図である。
【図３７】クランプ４８の動作を説明する説明図である。
【図３８】クランプ４８の動作を説明する説明図である。
【図３９】転動体３６として中空（円筒）のコロを使用する例を示す斜視図である。
【図４０】引張り媒体を溝に収納する例を説明する説明図である。
【図４１】引張り媒体４０を溝に収納する例を説明する図４０のＡ−Ａ方向における断面図である。
【図４２】引張り媒体４０と転動体（移動体）３６との間に衝撃緩和部材４１を設けた例を説明する説明図である。
【図４３】転動体を転動体通路に沿って円滑に移動させるために間材４３を設ける例を説明する説明図である。
【図４４】図４３のＢ−Ｂ方向における断面図である。
【図４５】転動体のがたつきを軽減する押出し部材の例を説明する斜視図である。
【図４６】押出し部材に、その周囲を一周する突起を複数形成してシール効果を高めた例を説明する斜視図である。
【図４７】突起の変形によるシール効果を説明する説明図である。
【図４８】押出し部材にガス抜き穴を形成してパイプ内の残圧を逃し、転動体３６の戻りを容易にする例を説明する斜視図である。
【図４９】ガス抜き穴を有する押出し部材の組立例を説明する斜視図である。
【図５０】ガス抜き穴を有する押出し部材の動作を説明する説明図である。
【図５１】押出し部材とパイプとの寸法関係を説明する説明図である。
【図５２】パイプとガス圧によって外方に広がるシール部材とを組合わせた例を説明する説明図である。
【図５３】パイプとテーパを有する突起によってシール部材が外方に広がるシール部材とを組合わせた例を説明する説明図である。
【符号の説明】
１０ リトラクタ
１２ プリテンショナ
２４ リトラクタシャフト
２６ ハウジング
２８ 蓋体
３２ 加圧ガス発生装置（圧力印加装置）
３６ 転動体
３８ 移動体通路
３８ａ 移動体通路（シリンダ部）
４０ 引張り媒体
４２ 押出し部材
４４ クラッチ装置
４６ クランプ部材
６４ 移動体
６２ 押出し部材

Claims (3)

1. 圧力室と圧力室に連通する移動体通路とを含むハウジングと、
   前記ハウジングに備えられて前記圧力室に高圧力のガスを発生する圧力印加装置と、
   前記移動体通路内に配置される移動体と、
   前記高圧力を受けて前記移動体を移動させる押出し部材と、
   リトラクタ軸と同軸に配置されて、外周が一方向に回転すると、前記リトラクタ軸と連結するクラッチと、
   前記クラッチの外周に一端が取付けられてこれに巻回され、他端が前記移動体に係合して前記ハウジングに取付られる引張り媒体と、を備え、
   前記引張り媒体の他端は、前記移動体の配置位置によって解除が制限されるクランプによって固定される、プリテンショナ機構を含むリトラクタを備えるシートベルト装置。
2. 圧力室と圧力室に連通する移動体通路とを含むパイプと、
   前記パイプに備えられて前記圧力室に高圧力のガスを発生する圧力印加装置と、
   前記パイプを固定しているハウジングと、
   前記移動体通路内に配置される移動体と、
   前記高圧力を受けて前記移動体を移動させる押出し部材と、
   リトラクタ軸と同軸に配置されて、外周が一方向に回転すると、前記リトラクタ軸と連結するクラッチと、
   前記クラッチの外周に一端が取付けられてこれに巻回され、他端が前記移動体に係合して前記ハウジングに取付られる引張り媒体と、を備え、
   前記引張り媒体の他端は、前記移動体の配置位置によって解除が制限されるクランプによって固定される、プリテンショナ機構を含むリトラクタを備えるシートベルト装置。
3. 圧力室と圧力室に連通する移動体通路とを含むハウジングと、
   前記ハウジングに備えられて前記圧力室に高圧力のガスを発生する圧力印加装置と、
   前記移動体通路内に配置される移動体と、
   前記高圧力を受けて前記移動体を移動させる押出し部材と、
   リトラクタ軸と同軸に配置されて、外周が一方向に回転すると、前記リトラクタ軸と連結するクラッチと、
   前記クラッチの外周に一端が取付けられてこれに巻回され、他端が前記移動体に係合して前記ハウジングに取付られる引張り媒体と、を備え、
   前記移動体通路はリトラクタ軸を中心とする略円周上に前記クラッチを周回するように形成され、前記移動体は前記移動体通路に適合する形状の単一体で形成された、プリテンショナ機構を含むリトラクタを備えるシートベルト装置。

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