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技術 ロータリアクチュエータ作動プリテンショナ

出願人 TKJ株式会社
発明者 晝田満彦金森靖
出願日 1993年8月6日 (27年6ヶ月経過) 出願番号 1993-213512
公開日 1995年2月21日 (26年0ヶ月経過) 公開番号 1995-047919
状態 未査定
技術分野 車両用シートベルト
主要キーワード ガス圧作動 引込み量 ラチット ネジ通し孔 プラスチック製カバー 連結シール ベアリングブッシュ キーコネクタ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1995年2月21日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

目的

ロータリアクチュエータを駆動手段とするプリテンショナにおいて、巻取軸係合手段とシリンダとの干渉によるアクチュエータ駆動力の低減を防ぐ。

構成

ロータリアクチュエータ作動プリテンショナは、リトラクタシートベルト巻取軸2に付設した巻取軸側係合手段21と、それを取囲む空間を画定するシリンダハウジング30と、ロータ31と、巻取軸側係合手段21と係脱自在なロータ側係合手段とを有するアクチュエータ3と、それに駆動用ガスを供給するガスジェネレータとから成る。シリンダハウジング30と巻取軸側係合手段21との間にブッシュ36が介挿されている。

概要

背景

自動車等の車両には、乗員の身体を座席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付設される。プリテンショナは、ベルト引締め手段を構成するリトラクタに付設される場合は、リトラクタの通常の動作を妨げないように、ベルト巻取軸にクラッチ機構を介して連結可能とされる。そして、プリテンショナの駆動部にガス圧作動ロータリアクチュエータを用いる提案が多数成されている。

こうしたロータリアクチュエータを駆動部とするものにおいて、そのロータ内径部にクラッチ機構を配し、該機構シートベルト巻取軸に付設されたラチェットホイールと、それに係合するロータ側の可動ベーンとで構成したドイツ国公開特許第2505626号明細書に開示の技術がある。

概要

ロータリアクチュエータを駆動手段とするプリテンショナにおいて、巻取軸側係合手段とシリンダとの干渉によるアクチュエータ駆動力の低減を防ぐ。

ロータリアクチュエータ作動プリテンショナは、リトラクタのシートベルト巻取軸2に付設した巻取軸側係合手段21と、それを取囲む空間を画定するシリンダハウジング30と、ロータ31と、巻取軸側係合手段21と係脱自在なロータ側係合手段とを有するアクチュエータ3と、それに駆動用ガスを供給するガスジェネレータとから成る。シリンダハウジング30と巻取軸側係合手段21との間にブッシュ36が介挿されている。

目的

本発明は、上記のような事情に鑑み案出されたものであり、ロータリアクチュエータを駆動手段とし、クラッチ機構を介してリトラクタのシートベルト巻取軸を駆動するプリテンショナにおいて、クラッチ機構と構成する巻取軸側係合手段のロータリアクチュエータシリンダ内への導入部における巻取軸側係合手段とシリンダとの干渉によるアクチュエータ駆動力の低減を防ぐことを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

シートベルト巻取軸に付設された巻取軸係合手段と、該巻取軸側係合手段を取囲む空間を画定するシリンダと、該シリンダ内に配設されて前記空間を作動空間と前記巻取軸側係合手段を収容する係合空間とに分割し且つ前記作動空間内に受圧部を有すると共に前記の作動空間と係合空間との連絡部を有するロータと、前記連絡部を通して前記巻取軸側係合手段と係脱自在なロータ側係合手段と、前記作動空間に駆動用ガスを供給するガスジェネレータとから成るロータリアクチュエータ作動プリテンショナにおいて、前記巻取軸側係合手段の前記シリンダ内への導入部に、前記シリンダと前記巻取軸側係合手段との間に介挿してブッシュが配設されたことを特徴とするロータリアクチュエータ作動プリテンショナ。

技術分野

0001

本発明はシートベルト装置リトラクタ付設されて、ベルトを緊急時に引締めプリテンショナに関し、特にプリテンショナとリトラクタとの連結部の構造に関する。

背景技術

0002

自動車等の車両には、乗員の身体を座席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が付設される。プリテンショナは、ベルト引締め手段を構成するリトラクタに付設される場合は、リトラクタの通常の動作を妨げないように、ベルト巻取軸にクラッチ機構を介して連結可能とされる。そして、プリテンショナの駆動部にガス圧作動ロータリアクチュエータを用いる提案が多数成されている。

0003

こうしたロータリアクチュエータを駆動部とするものにおいて、そのロータ内径部にクラッチ機構を配し、該機構シートベルト巻取軸に付設されたラチェットホイールと、それに係合するロータ側の可動ベーンとで構成したドイツ国公開特許第2505626号明細書に開示の技術がある。

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、リトラクタ作動時のシートベルト巻取軸の回転速度は緩やかなものであるのに対して、上記プリテンショナ作動時の巻取軸回転速度は、数ミリセカンドの内に数回転するほど急激なものであり、回転力も大きなものである。そこで、上記明細書に開示の構成を採る場合、シートベルト巻取軸をリトラクタのフレーム又はプリテンショナの構成要素に精密且つ強固に軸受けすれば、プリテンショナ作動時の巻取軸の振れを防ぐことができるが、該軸を緊急ロック機構(ELR)や巻取スプリングユニットプラスチックケースに支持する場合、通常のリトラクタ作動時の支持強度としては十分であっても、プリテンショナ作動時の巻取軸の振れを防ぐには必ずしも十分ではなく、はなはだしい場合には、巻取軸に固定されたラチェットホイールの外周歯がプリテンショナのアクチュエータの構成要素に噛込み削り取りながら回転して、ロータリアクチュエータの駆動力減殺する可能性がある。

0005

本発明は、上記のような事情に鑑み案出されたものであり、ロータリアクチュエータを駆動手段とし、クラッチ機構を介してリトラクタのシートベルト巻取軸を駆動するプリテンショナにおいて、クラッチ機構と構成する巻取軸側係合手段のロータリアクチュエータシリンダ内への導入部における巻取軸側係合手段とシリンダとの干渉によるアクチュエータ駆動力の低減を防ぐことを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

上記の課題を解決するため、本発明は、シートベルト巻取軸に付設された巻取軸側係合手段と、該巻取軸側係合手段を取囲む空間を画定するシリンダと、該シリンダ内に配設されて前記空間を作動空間と前記巻取軸側係合手段を収容する係合空間とに分割し且つ前記作動空間内に受圧部を有すると共に前記の作動空間と係合空間との連絡部を有するロータと、前記連絡部を通して前記巻取軸側係合手段と係脱自在なロータ側係合手段と、前記作動空間に駆動用ガスを供給するガスジェネレータとから成るロータリアクチュエータ作動プリテンショナにおいて、前記巻取軸側係合手段の前記シリンダ内への導入部に、前記シリンダと前記巻取軸側係合手段との間に介挿してブッシュが配設されたことを構成とする。

0007

このような構成を採った本発明に係るロータリアクチュエータ作動プリテンショナでは、巻取軸側係合手段のシリンダ内への導入部に、シリンダと巻取軸側係合手段との間に介挿されたブッシュが、プリテンショナの作動時に、摺動摩擦抵抗の大きい側の部材と共回りして、より摺動抵抗の少ない側の部材と相対回転しながら巻取軸側係合手段をシリンダに回転支持するベアリングとして機能し、巻取軸の軸振れを防ぎながら、回転抵抗の増加を防ぐ。

0008

以下、図面に沿い、本発明の実施例を、先ず概略構成から説明する。図1に示すように、このロータリアクチュエータ作動プリテンショナは、リトラクタRのシートベルト巻取軸2に付設された巻取軸側係合手段(本例においてラチェットホイール)21と、それに係脱自在なロータ側係合手段(具体的には後記するクラッチキー)を有するアクチュエータ3と、それに駆動用ガスを供給するガスジェネレータ4とから成る。アクチュエータ3は、その一端側をリトラクタRのフレーム10にリベット止め支持され、アクチュエータ3の他端側にはリトラクタRの巻込スプリングユニット12が取付けられている。

0009

図3に示すように、アクチュエータ3は、ラチェットホイール21を取囲む空間を画定するシリンダハウジング30とシリンダリッド32とから成るシリンダと、シリンダ内に配設されてシリンダ内空間を作動空間301とラチェットホイール21を収容する係合空間とに分割し且つ作動空間301内に受圧部(具体的にはベーン)311を有すると共に作動空間301と係合空間との連絡部(本例においてキー摺動孔)313を有するロータ31と、摺動孔313を通してラチェットホイール21と係脱自在なロータ側係合手段(具体的にはクラッチキー)22とを有する。ガスジェネレータ4は、作動空間301に駆動用ガスを供給すべく、シリンダハウジング30内に収容配置されている。なお、図において、符号13はリトラクタRのリールフランジ回動自在に支持されたロックパウルを示し、101はそれが逆転止め係合するフレーム10側のラチェット内歯を示す。

0010

図2に示すように、本発明の主題に沿い、ラチェットホイール21のシリンダ内への導入部(本例において支持フランジ)306に、シリンダ(本例においてハウジング30)とラチェットホイール21との間に介挿してブッシュ36が配設されている。ラチェットホイール21はリトラクタRの巻取軸2のテーパ部に嵌込まれ、その内端巻取リール1に形成されてラチェットホイール21の外歯211と符号する内歯歯車状凹部102に嵌合して軸2に対して回止めされている。

0011

さらに、図3を主として参照しつつ、プリテンショナの各部分を詳細に説明する。先ず、ハウジング30は、軽合金ダイキャスト製とされ、一端面が開放され、円筒形周壁端壁で囲まれた作動室301と、同様に一端面が開放され、アーチ形囲壁と端壁とで囲まれ、囲壁を挟んで作動室301に隣接する供給室302とを形成されており、その端面開口を塞ぐリッド32と協働して作動室301を実質円筒状の閉空間とする。

0012

ハウジング30の作動室301と供給室302とは、それらが対峙する部分のハウジング壁に形成された溝300で連通され、この溝300が両室つなぐ通孔を構成している。ハウジング30には、この溝300に接して周壁から径方向内方に延びる隔壁303が形成されている。隔壁303の先端部には凹部304が形成され、これがシール部材34の収容支持部とされている。さらに、作動室301と供給室302の外周を周回してシール溝305が形成されているほか、シール溝305の外側に適宜の間隔で配置された、この例において6個のネジ孔309が穿設されている。このネジ孔309は、後記するリッド32のネジ通し孔321と符号し、リッド32をハウジング30に固定する締結ネジ39を螺合するためのものである。また、作動室301の軸孔を囲むように端壁から突出した環状の支持フランジ306と、作動室301をハウジング30外に開放する排気孔307が形成されている。

0013

ロータ31は、作動室301の内周部にラチェットホイール21の外周を囲む係合空間を画定し、且つロータ31のハウジング30への回転支持部を構成するリング部312と、リング部312から放射方向に延びる受圧部として機能するベーン311を備えている。リング部312の内周は両端で拡径された段付き孔とされている。ベーン311の背後には、クラッチキー22を嵌挿する矩形断面のキー摺動孔313が形成されている。

0014

ベーン311の受圧面側には、ベーン311に添接され、両端縁外端縁に連続したシールリップ331を有する添付部330と、ベーン311の先端両側に形成された切欠き314に係止されるフック部332とを備える合成樹脂製の可撓性シール部材33が配設される。このシールリップ331は、ロータ31の回転時に、ガス圧により作動室301の両端面(一方の端面はリッド32の内端面)と周面とに圧接されてハウジング30とロータ31との間の間隙密封する機能を果たす。

0015

クラッチキー22は、ガス圧を受ける受圧ヘッド221とラチェットホイール21への係合手段を構成するくさび状のパウル222を備えており、パウル222がラチェットホイール21側に向けて配設される。クラッチキー22の上記受圧ヘッド221にはキーコネクタ23が係止される。これは、クラッチキー22を非作動時に所定位置定置させる機能と、ガス圧の供給室302から作動室301への供給を制御する機能とを果たすべく設けられたもので、したがって、クラッチキー22の受圧ヘッド221と係合する蟻溝231と、溝300口部への係合フック232とを備えている。

0016

シール部材34は、ロータ31のリング部312外周面と隔壁303の凹部304とに圧接されるシール面と、それらの背後の凹入状の受圧面とを備えた断面略V字状に構成されており、V字状の頂部をリング部312と隔壁303との隙間に向け、ハウジング30の隔壁先端の凹部304に軽い弾発状態で、自身の形状で位置決めされて、収容支持される。

0017

リッド32は、プレス鋼板で構成され、ハウジング30の端面開口を覆うべく、ハウジング30端面形状に合致する略正方形の作動室カバー部323とそれに連接する平行四辺形の供給室カバー部324とを備えている。作動室カバー部323の中央には内向きに延びる筒状の支持フランジ325が突設され、これが図2に示すようにロータ31のリング部内径側の段部を支持するベアリングとして機能する。

0018

この他に、このアクチュエータ3には、O字形断面のエラストマシール35が配設される。これは、前記シール溝305中に嵌装されて、ハウジング30とリッド32との間を密封する機能を果たすもので、作動室301と供給室302の外周を周回する周回部350と、それから分岐して両室301,302間を密封する枝部351と、隔壁303部を密封する枝部352とを有する。

0019

本発明の主題に沿い、巻取軸2の振れ回りにより、ラチェットホイール21の外歯211がハウジング30の支持フランジ306内周を削るのを防ぐべく、ベアリングブッシュ36が設けられている。これは、図2にその詳細を示すように、ハウジング30の作動室301に突出する支持フランジ306の内周に嵌挿されるもので、ステンレス鋼製管材プレス成形して構成され、一端側に径方向外向きに延びる鍔361を有する。この鍔361は、組立て状態において、ロータ31のリング部312と支持フランジ306の端面との間に位置し、ブッシュの位置決めとスラストベアリングの機能を果たす。

0020

なお、図3において、符号4はガスジェネレータ、41はそのプライマ、5は加速度センサを示す。ガスジェネレータ4はハウジング30の供給室302に連設された筒形のガスジェネレータ収容部308に収容され、リッド32の固定に伴って止環44を介して収容部308の底部に押圧固定され、該底部の外側にネジ止めされる加速度センサ5と対峙される。加速度センサ5にはプライマ41を撃発させる図1に示すピン51が設けられており、このピン51の押出し時にその先端を導入する収容部底部の開口はカプラ43により連結シールされる。

0021

次に、上記実施例の作動について図4を基に、細部構成については図3を参照しつつ説明する。この装置では、非作動位置において、ロータ31はそれに嵌挿されたクラッチキー22の背後を隔壁303に当接させた、図4の(A)で示す位置に在る。この状態で、加圧室301aは、最も縮小した状態にあり、クラッチキー22は、キーコネクタ23により位置決めされて、ラチェットホイール21の外歯211とは係合しない位置にある。したがって、巻取軸2はアクチュエータ3とは完全に切り離されて、自由に回転可能で、リトラクタの機能は従来どおり維持される。

0022

加速度を検知して図1に示すセンサ5のファイアリングピン51が撃発動作し、ガスジェネレータ4のプライマ41が発火し、ニトロセルロース等の推進薬燃焼による生成ガス圧が供給室302において、キーコネクタ23に印加されると(図4の(B)参照)、フック232による係合が解かれてキーコネクタ23が溝300に沿って押されるため、クラッチキー22はキーコネクタ23に押されて内向きに押込まれ、パウル222がラチェットホイール21の外歯211の山部と接する位置まで移動する。このとき、キーコネクタ23の外端部は、加圧室301aの外周面に達するため、ガスの加圧室301aへの供給が開始される。

0023

これにより、ガス圧はロータ31のベーン311にも作用し、ベーン311の背後を可撓性シール部材33を介して押すため、ロータ31は軸回りに、図4の(C)に示すように、反時計回り回転を開始する。この回転につれて生じる作動室301の背圧室301b側の圧力は、ハウジング30の排気孔307を経て大気中に放出され、背圧室側の圧力上昇による抵抗の発生は防止される。一方、クラッチキー22の変位は継続され、やがてクラッチキー22のパウル222がラチェットホイール21の外歯211に噛み合い、ロータ31はクラッチキー22を介してラチェットホイール21と係合する。この時点で、巻取軸2はアクチュエータ3と連結される。そして、ロータ31の回転力は、図4の(D)に示すように、クラッチキー22及びラチェットホイール21を介して巻取軸2に伝達される。

0024

このような巻取軸2の回転動作につれて、巻取リール1に巻付けられたベルトが巻込まれ、ベルトの引締めが行われ、やがて、ロータ31は、図4の(E)に示す位置に達すると、ベーン311が隔壁303に衝突して回転を停止する。この位置になると、今度は、加圧室301aも大気開放されるため、残ガス圧排気される。しかしながら、この後も、巻取リール1と一体化された巻取軸2は自身の慣性で回転を続けようとするため、今度は、図4の(F)に示すように、ラチットホイール21の外歯211がクラッチキー22を係合解除方向に押し出し、巻取軸2がロータ31から解放されるため、巻取軸2の回転は継続する。そして、この慣性による回転は、ベルト張力と巻取リールを含む慣性系回転モーメントとが均衡するまで継続する。この回転によるベルト引込み量は、ガスジェネレータ4に装填された推進薬量にもよるが、ロータ回転による分の約1/2程度とすることができる。このように、上記一連の動作でプリテンションの付与が行われる。なお、この動作完了後のベルト引出しは、リトラクタRの構成要素である前記ロックパウル13のラチェット内歯101への係合により阻止される。

0025

なお、これら一連の動作説明において、クラッチ係合動作を鮮明にすべく、キーコネクタのその後の動作を省略したが、キーコネクタ23は、図4の(B)ないし(C)に示すクラッチ係合過程途上に溝300からその大部分が抜け出した状態で、ロータ31の回転開始により、クラッチキー22に脚部を引きずられるため、蟻溝231部での係合が解かれて、クラッチキー22から外れる。

0026

これらの動作中に、一端を緊急ロック機構(ELR)11のプラスチック製カバーに支持され、他端を巻取スプリングユニット12のプラスチックケースに巻取軸2を介して支持されたリトラクタRの巻取リール1は、ベルトの巻取りに伴う反力で、図2において上向きの力を受けるため、それと一体化されたラチェットホイール21も上向きの引上力を受けながら回転する。この結果、ラチェットホイール21の外歯211は、ブッシュ36の内周面と係合し、ラチェットホイール21はブッシュ36を伴いながらハウジング30の支持フランジ306の内周面に支持されて摺動回転する。このときの摺動面は、軽合金ダイキャストの支持フランジ306の比較的平滑な面に対面するステンレス鋼製ブッシュ外周の平滑面となる。したがって、ラチェットホイール21の外歯211のハウジング30の支持フランジ306の内周面への噛込みが防止され、それによるロータ回転抵抗の増加が回避されるばかりでなく、摺動回転部の摩擦抵抗が低減される。

0027

以上、本発明を実施例を基に詳説したが、各構成要素の形状、配設位置及び材質は、上記実施例に示したものに限定されることなく、所期の機能を果たすものであれば、特許請求の範囲に記載の範囲内で種々の構成を採り得るものである。

発明の効果

0028

したがって、本発明によれば、シリンダと巻取軸側係合手段との間に介挿されたブッシュが、プリテンショナの作動時に、巻取軸側係合手段をシリンダに回転支持するベアリングとして機能して巻取軸側係合手段のシリンダ内への導入部で巻取軸の軸振れを防ぎながら、より摺動抵抗の小さい面間で相対回転するため、回転抵抗の増加によるアクチュエータ駆動力の低減を防ぐことができる。

図面の簡単な説明

0029

図1本発明の一実施例をリトラクタをも含めて一部断面で示す側面図である。
図2図1部分拡大断面図である。
図3上記実施例の全体構成要素を分解して示す斜視図である。
図4上記実施例の作動を順を追って示す作動説明図である。

--

0030

Rリトラクタ(ベルト引締め手段)
3アクチュエータ
4ガスジェネレータ
30ハウジング(シリンダ)
31ロータ
32リッド(シリンダ)
36ブッシュ
301作動室
311 ベーン

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