JPH0624293A - プリテンショナのガス圧作動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロータリアクチュエータへのガスジェネレー
タからの作動ガスの供給を改善し、プリテンショナの過
剰動作や作動不良を回避する。 【構成】 ロータリアクチュエータ１のシリンダブロッ
ク１０にシリンダ室１０１と隣接させて予備室１０２を
形成し、それをガスジェネレータ２作動初期のガスの衝
撃的ピーク圧、動圧及び火焔のシリンダ室１０１への直
接的な供給を阻止する予備的な放出空間とする。シリン
ダ室１０１へのガス供給は、予備室１０２のガス圧上昇
を待ってそれら両室を連絡する通孔１２１を介して行な
わせる。それにより、ガスジェネレータ２作動初期のシ
リンダ室１０１への高過ぎる圧力の印加による関連機構
部（係脱機構３）への衝撃過重の負荷を防ぎ、アクチュ
エータ１からのガス漏れを少なくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシートベルト装置のベル
トを緊急時に引締めるプリテンショナに関し、特にその
ガス圧作動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車両には、乗員の身体を座席
に拘束するシートベルト装置が設けられている。このシ
ートベルト装置において、車両の衝突等の緊急時に車両
にかかる過大な加速度を検知して緩く装着されたベルト
を引締め、拘束効果を向上させる手段としてプリテンシ
ョナを付設することが提案されている。プリテンショナ
には、極めて短い時間内の確実な作動が要求されるた
め、その駆動源としてガス圧作動する直動形のアクチュ
エータを用いるものが多く提案されているが、リトラク
タのベルト巻取り軸を回転させる形式のプリテンショナ
において、駆動源としてガス圧作動のロータリアクチュ
エータを用いる提案もある。

【０００３】従来、ガス圧作動のロータリアクチュエー
タでは、それに作動ガスを供給するガスジェネレータ
は、アクチュエータのピストンロータ内に配設され、そ
こから通孔を介して直接シリンダ室内に生成ガスを放出
させる構成とされている（特開昭５８−１９５５７１号
公報参照）。このようなガスジェネレータの配置は、ロ
ータリアクチュエータの小形化に有効であると考えられ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のロータリアクチュエータでは、ガスジェネレータ内
で反応（燃焼等）により生成するガスが通孔を通して直
接シリンダ室内に供給されるため、シリンダ室に印加さ
れるガス圧は衝撃的なものとなるばかりでなく、高温の
ガス火焔がシリンダ室に達するため、過重や過熱による
プリテンショナの過剰動作や作動不良等を生じさせる可
能性がある。

【０００５】ところで、エアバッグ装置のインフレータ
においては、ガスジェネレータからのガスを天蓋（ガス
圧の緩衝室として作用する）を通してからエアバッグ内
に供給する構成を採るものがあり（特公昭４７−１５４
８２号公報参照）、このようにすれば上記問題点は解消
されるが、エアバッグ装置と異なり配設スペースの極限
されるプリテンショナにこのような構成をそのまま採用
することはできない。

【０００６】本発明は、上述のような事情に鑑み案出さ
れたものであって、プリテンショナを作動させるロータ
リアクチュエータへのガスジェネレータからの作動ガス
の供給を格別な配設スペースの増加を招くこと無く改善
することにより、過剰動作や作動不良を回避することの
できるプリテンショナのガス圧作動装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、シートベルト装置のプリテンショナ駆
動源としてロータリアクチュエータと該アクチュエータ
に作動ガスを供給するガスジェネレータとを備えるガス
圧作動装置において、前記ロータリアクチュエータは、
シリンダブロックとロータリピストンとから成り、前記
シリンダブロックは、シリンダ室と、それに隣接して形
成された予備室と、前記シリンダ室と予備室とを連通す
る通孔とを備え、前記ガスジェネレータは、生成ガスの
放出口を前記予備室に開口して前記シリンダブロックに
付設されたことを構成とする。

【０００８】

【作用】上記構成よりなる本発明では、シリンダ室と隣
接して形成された予備室がガスジェネレータ作動初期の
ガスの衝撃的ピーク圧、動圧及び火焔の予備的な放出空
間として機能し、これらのシリンダ室への直接的な供給
を阻止する機能を果たす。そして、シリンダ室へのガス
供給は、予備室のガス圧上昇を待ってそれら両室を連絡
する通孔を介して行なわれる。したがって、予備室はシ
リンダ室に対するガス圧の緩衝空間として機能し、シリ
ンダ室の加圧室側容積が極めて小さいロータリピストン
作動初期においては、予備室はロータリピストンに印加
されるガス圧を低下させ、ロータリピストン作動終期の
加圧室側容積が大きくなった状態では、逆にロータリピ
ストンに印加されるガス圧を高める容量要素としての役
割を果たす。そして、このような加圧室側ガス圧の平均
化作用は、ガスジェネレータ作動初期の高過ぎる圧力の
加圧室側への印加によるアクチュエータからのガス漏れ
を少なくするとともに、関連機構部への衝撃過重の印加
を防ぐ。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図１〜図３は本発明の作動装置をリトラクタ
軸を回転させる形式のプリテンショナに適用した第１実
施例を示す。先ず、概略構成を説明すると、この装置
は、ロータリアクチュエータ１とそれに作動ガスを供給
するガスジェネレータ２とを備えるガス圧作動装置を構
成しており、ロータリアクチュエータ１は、シリンダブ
ロック１０とロータリピストン（以下実施例の記載にお
いて「ピストン」略称する）１４とから成り、シリンダ
ブロック１０は、シリンダ室１０１と、それに隣接して
形成された予備室１０２と、それらを連通する通孔１２
１とを備え、ガスジェネレータ２は生成ガスの放出口２
１を予備室１０２に開口してシリンダブロック１０に付
設されている。そして、通孔１２１と放出口２１とはそ
れらの軸線Ｌ１，Ｌ２を交差させて配置されている。

【００１０】さらに各部について詳述すると、図１に示
すように、この例では、シリンダブロック１０は、本体
１１と、隔壁ブロック１２と、リッド１３とから構成さ
れている。本体１１は、一側面が開放され、円筒形の周
壁と側壁で囲まれたシリンダ室１０１と、同様に一側面
が開放され、アーチ形の囲壁と側壁とで囲まれ、隔壁ブ
ロック１２を挟んでシリンダ室１０１に隣接する予備室
１０２とを形成されている。本体１１の所定部位（図に
おいて６箇所）には、リトラクタのベースへ固定するた
めのネジ挿通孔が形成されている。シリンダ室１０１と
予備室１０２とが対峙する部分の囲壁は、この例では、
約半分の長さに亘って切欠かれており、この切欠部が別
体の隔壁ブロック１２で遮蔽される構成とされている。
本体１１には、さらに、シリンダ室１０１と予備室１０
２の外周を取囲んでシール溝１１４が形成されているほ
か、シリンダ室１０１の側壁からシリンダ室内に突出し
て軸孔を囲む環状フランジ１１５と、シリンダ室１０１
を本体１１外に開放する排気孔１１６が設けられてい
る。

【００１１】隔壁ブロック１２は、予備室１０２の平ら
な囲壁に添付けられ、両室１０１，１０２を横断する方
向に延びる隔壁１２２と、それに交叉する隔壁１２３と
を備えている。隔壁ブロック１２の端面には、両隔壁１
２２，１２３の延在方向に沿う交叉したシール溝１２
４，１２５が形成されている。なお、隔壁ブロック１２
の裏側面にも上記と同様のシール溝（後出の図２参照、
図にはシール溝１２４に対応する溝のみ図示）が形成さ
れている。さらに、隔壁１２２には該壁を貫通する通孔
１２１が形成され、隔壁１２３の先端にはシール部材嵌
合切欠き１２６が形成され、切欠き１２６の底部にスプ
リング収容孔（後出の図３参照）１２７が形成されてい
る。そして切欠き１２６には、隔壁１２３の先端とピス
トン１４のリング部１４１外周面との間を密封するシー
ル部材１２８が配設されている。シール部材１２８は、
コイルスプリング１２９によりリング部１４１外周面に
圧接されている。

【００１２】リッド１３は、本体１１と同様の周囲形状
を有する板状に構成されており、周囲縁部に近接して本
体１１の前記ネジ挿通孔に対応するネジ挿通孔を形成さ
れているほか、中央部に軸挿通孔１３１を形成され、該
孔１３１を囲んで前記環状フランジ１１５と対峙する環
状フランジ１３２（図２参照）をシリンダ室内に突出し
て軸孔を囲むように形成されている。

【００１３】次に、ピストン１４は、シリンダ室１０１
の内周部にラチェットホイールＧ（図２参照）の外周を
囲む係合空間を画定し且つピストン１４のシリンダブロ
ック１０への回転支持部を構成するリング部１４１と、
リング部１４１から放射方向に延びる受圧部として機能
するベーン１４２を備えている。ベーン１４２の背後に
は、後記するラチェット３を嵌挿する角筒状のガイド筒
１４３が設けられている。

【００１４】ベーン１４２の受圧面側には、エラストマ
シール部材１４４が配設されており、該部材１４４に
は、両側縁と端縁に連続したシールリップ１４４ａを有
する添付部１４４ｂと、ラチェットガイド筒１４３の外
側に嵌合される嵌合部１４４ｃとが形成されている。こ
のシールリップ１４４ａは、ピストン１４の回転時に、
ガス圧によりシリンダ室１０１の両側面（一方の側面は
リッド１３の側面）と周面とに圧接されて本体１１及び
リッド１３とピストン１４との間の間隙を密封する機能
を果たし、嵌合部１４４ｃ上面と添付部１４４ｂの一部
は、後記するラチェット３の受圧ヘッド３１と弾接して
ラチェットガイド筒１４３の口部を密封する機能を果た
す。

【００１５】ガイド筒１４３の口部には、前記係合機構
のアクチュエータ側係合手段を構成するラチェット３が
径方向変位自在に嵌挿される。ラチェット３は、ガス圧
を受ける受圧ヘッド３１とラチェットホイールＧへの係
合部を構成するくさび状のパウル３２を備えており、パ
ウル３２がラチェットホイールＧ側に向けて配設され
る。

【００１６】シール部材１２８は、くさび状の本体１２
８ａと、それに連設され、スプリング収容孔に嵌挿され
るガイド軸１２８ｂとを備えており、本体１２８ａの先
端がピストン１４のリング部１４１外周面に圧接する摺
接シールを構成している。

【００１７】この例では、ピストン１４をシリンダ１０
に回転自在に支持するために、別体構成の一対のベアリ
ングリング１５，１６が支持部に介装して配設される。
これらは、シリンダ１０のシリンダ室１０１に突出する
環状フランジ１１５，１３２に嵌合可能な内径と、ピス
トン１４のリング部１４１の内周部に嵌挿可能な外径と
を有する。したがって、図２に示す組立て状態におい
て、ピストン１４は、その内周面を両ベアリングリング
１５，１６を介して両環状フランジ１１５，１３２の外
周面に支持される。

【００１８】この他に、このアクチュエータ１には、２
つのＯリング状のエラストマシール１７，１８（図２参
照）が配設される。これらは、前記各シール溝１１４，
１２４，１２５及びシール溝１２４，１２５に対応して
それらの裏側に形成されたシール溝中に嵌装されて、本
体１１とリッド１３との間、予備室１０２とシリンダ室
１０１との間及び加圧室１０１ａと背圧室１０１ｂとの
間を密封する機能を果たす。

【００１９】このように構成されたガス圧作動装置は、
図２に示すように、リトラクタＲのベースＢの一側に取
付けられてリトラクタの巻取軸を回転させる駆動装置と
されており、係脱機構と協働してプリテンショナＰを構
成している。この例では、係脱機構は、リトラクタＲの
ベースＢから突出した巻取軸Ｒ１の角軸部に嵌挿された
外周にラック歯を形成されたラチェットホイールＧと、
それに係脱するラチェット３とで構成されている。な
お、プリテンショナＰの外側に配設されているのはリト
ラクタＲの巻き込みスプリングユニットＳである。

【００２０】次に、上記実施例の作動について説明す
る。図３は上記のように構成されたプリテンショナＰの
作動を示すもので、この装置では、非作動位置におい
て、ピストン１４は、図の（Ａ）で示す位置に在る。こ
の状態で、加圧室１０１ａは、最も縮小した状態にあ
り、ラチェット３は、シェアピン等の適宜の手段で位置
決めされて、ラチェットホイールＧ外周の係合歯Ｇ１と
は係合しない位置にある。したがって、巻取軸Ｒ１はピ
ストン１４とは完全に切り離されて、リトラクタＲの機
能は従来どおり維持される。

【００２１】電気信号等公知の手段でガスジェネレータ
２が動作し、生成ガスがガスジェネレータ２から予備室
１０２に放出されると、予備室１０２の圧力が高まり、
やがて高圧ガスは、通孔１２１を経て加圧室１０１ａに
導入される。この際、ガスジェネレータ２からの高温ガ
ス放出方向軸線Ｌ１と通孔１２１の軸線Ｌ２の方向とは
交叉する位置関係になっているため、ガス火焔の直接的
な加圧室１０１ａへの吹付けは避けられる。加圧室１０
１ａに導入されガス圧を受圧ヘッド３１に受けてラチェ
ット３は径方向内向きに押込まれ、図の（Ｂ）に示す位
置に変位する。このとき、パウル３２はラチェットホイ
ールＧの係合歯Ｇ１の谷部に嵌まり、ピストン１４はラ
チェット３を介してラチェットホイールＧと係合する。
この時点で、巻取軸Ｒ１はアクチュエータ１と連結され
る。

【００２２】一方、ガス圧はピストン１４のベーン１４
２にも作用し、ベーン１４２を押退けようとするため、
ピストン１４は軸回りに、図の（Ｃ）に矢印で示す反時
計回りに回転する。この回転につれて生じる背圧室１０
１ｂ側の圧力は、本体１１の排気孔１１６を経て大気中
に放出され、背圧室１０１ｂの圧力上昇による抵抗の発
生は防止される。そして、ピストン１４の回転力はラチ
ェット３及びラチェットホイールＧを介して巻取軸Ｒ１
に伝達される。

【００２３】このような巻取軸Ｒ１の回転動作につれ
て、巻取軸Ｒ１に巻付けられたベルトが巻込まれ、ベル
トの引締めによるプリテンションの付与が行われる。そ
して、最終的にピストン１４は、図の（Ｄ）に示す位置
に達し、プリテンション付与動作を完了する。

【００２４】これら一連の動作中に、シール部材１２８
はコイルスプリング１２９のバネ負荷を受けてピストン
１４のリング部１４１の外周面に圧接され続けるため、
隔壁１２３先端とリング部１４１との間の隙間を経て、
加圧室１０１ａから背圧室１０１ｂへ逃れようとするガ
スの流れは阻止される。

【００２５】他方、隔壁１２３の両側面と本体１１端壁
及びリッド１３との間の隙間からのガス漏れはシール溝
１１４及びその裏側のシール溝に嵌装された一対のエラ
ストマシール１７，１８により阻止される。また、ベー
ン１４２とシリンダ１０との間の隙間からのガス漏れ
は、エラストマシール部材１４４のシールリップ１４４
ａで阻止される。さらに、ラチェットガイド筒１４３の
口部から係合空間への漏れは、エラストマシール部材１
４４の嵌合部１４４ｃにより阻止される。

【００２６】この実施例のガス圧作動装置によれば、係
脱機構（ラチェット３，ラチェットホイールＧ）とシリ
ンダ室１０１と予備室１０２とが同一面内に配設されて
いるため、係脱機構をシリンダ室と同軸上に並べて配置
した従来のガス圧作動装置に比して、プリテンショナを
も含めたリトラクタの軸線方向寸法を小さくすることが
でき、しかも、ガスジェネレータ２の軸線とリトラクタ
Ｒの軸線とを平行にし、ガス圧作動装置に対して一側に
重ねて配置しているので、プリテンショナＰをも含めた
リトラクタＲの全体外形のまとまりを良くすることがで
きる利点が得られる。

【００２７】次に本発明の第２実施例について説明す
る。図４は本発明をバックルを引き下げるプリテンショ
ナに適用した第２実施例を示す。この例のガス圧作動装
置は、前述の第１実施例のものと本質的に同様のもので
あるが、予備室１０２Ａの形成位置とガスジェネレータ
２Ａの付設方向が異なる。この例では、予備室１０２Ａ
は扇形のシリンダ室１０１Ａの欠円部に形成され、ガス
ジェネレータ２Ａはシリンダブロック１０Ａの軸線位置
をずらせて本体１１Ａの周壁に取付けられている。な
お、詳細の構成の説明は省略するが、図において、ＰＡ
はプリテンショナベース、ＡＡはそれに取付けられたガ
ス圧作動装置、ＢＡはプリテンショナベースＰＡにベー
ス部ＢＡ１をボルトＢＡ２を介して摺動自在に支持され
たバックル、ＰＡ１はボルトＢＡ２の摺動案内溝、ＣＡ
１はボルトに回転自在に支持されたロックパウル、ＰＡ
２はガス圧作動装置のピストン１４Ａに取付けられたプ
ーリＰＡ３とロックパウルＣＡ１とを繋ぐワイヤロー
プ、ＣＡ２はロックパウルＣＡ１と係脱するラックを示
す。

【００２８】このバックルプリテンショナにおけるガス
圧作動装置の動作は、前述の第１実施例の場合と同様で
あるので、その詳細な説明は省略するが、バックルの引
下げについて略記すると以下のとおりである。ピストン
１４Ａの回転でプーリＰＡ１が回転するとそれに一端を
取付けられてワイヤロープＰＡ２が引下げられ、他端に
係支されたロックパウルＣＡ１、ボルトＢＡ２を介して
バックルＢＡが引下げられる。また、バックルＢＡの戻
り動作は、ロックパウルＣＡ１とラックＣＡ２の係合で
阻止される。

【００２９】この実施例のガス圧作動装置によれば、予
備室１０２Ａが扇形のシリンダ室１０１Ａの欠円部に形
成されているため、ガス圧作動装置のシリンダ部を極め
てコンパクトに構成することができる。

【００３０】以上、本発明を２つの実施例に基づき詳述
したが、本発明は上述の実施例のみに限定されることな
く特許請求の範囲に記載の事項の範囲内で種々に各部の
具体的構成を変更して実施可能なものである。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ロータリアクチュエータのシリンダ室へのガス圧の印加
を平均化する予備室を配設したことにより、ガスジェネ
レータ作動初期において、高圧、高温のガスがシリンダ
室へ直接供給されることによる関連機構部への衝撃的な
過重の負荷を防ぐことができると共に、シリンダ室から
のガス漏れを減少させることができる。そして、特に予
備室をシリンダ室と隣接してロータリピストンの回転面
内に配設する構成により、シリンダブロックの軸方向長
さの増加を防ぐことができ、それにより設置スペースを
制約されるプリテンショナに好適なガス圧作動装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のガス圧作動装置を示す分
解斜視図である。

【図２】第１実施例のガス圧作動装置をリトラクタと共
に示す軸方向断面図である。

【図３】第１実施例のガス圧作動装置の動作説明図であ
る。

【図４】本発明のガス圧作動装置をバックルプリテンシ
ョナに適用した第２実施例を一部断面で示す側面図であ
る。

【符号の説明】

１ ロータリアクチュエータ ２ ガスジェネレータ １０ シリンダブロック １４ ロータリピストン ２１ 放出口 １０１ シリンダ室 １０２ 予備室 １２１ 通孔 Ｌ１ 通孔の軸線 Ｌ２ 放出口の軸線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シートベルト装置のプリテンショナ駆動
   源としてロータリアクチュエータと該アクチュエータに
   作動ガスを供給するガスジェネレータとを備えるガス圧
   作動装置において、前記ロータリアクチュエータは、シ
   リンダブロックとロータリピストンとから成り、前記シ
   リンダブロックは、シリンダ室と、それに隣接して形成
   された予備室と、前記シリンダ室と予備室とを連通する
   通孔とを備え、前記ガスジェネレータは、生成ガスの放
   出口を前記予備室に開口して前記シリンダブロックに付
   設されたことを特徴とするプリテンショナのガス圧作動
   装置。