JP2526348B2 - ロ―タリアクチュエ―タ作動プリテンショナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シートベルト装置にお
けるプリテンショナに関し、特に、プリテンショナの駆
動部を構成するガス圧作動のロータリアクチュエータの
ロータ支持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】シートベルト装置におけるプリテンショ
ナは、緩く装着されたベルトを車両衝突等の緊急時に引
締め、乗員の身体をシートに拘束してシートベルトの機
能を高めるべく設けられており、その作動機構にも種々
のものがある。それらのうち、特に、駆動部をロータリ
アクチュエータとし、そのベーン付のロータをシリンダ
内でガス圧により回転させ、それによりシートベルト巻
取リールを回転駆動させるものとして、従来、特公昭５
９−１５６５７号公報に開示の技術がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ものでは、シリンダとロータとの間のガス漏れに対する
格別の対策はなされていない。しかしながら、これらベ
ーン付のロータをピストンとするアクチュエータでは、
通常の直動ピストン形のものと異なり、ロータとシリン
ダとの間に形成される隙間からのガス漏れを無視するこ
とはできず、この漏れを少なくすることがガスジェネレ
ータから供給される動力を有効にアクチュエータの回転
力に利用する上で肝要である。そこで、上記従来の構成
で、動力を有効に利用しようとする場合、アクチュエー
タ各部の寸法精度を極めて高く保たなければならない。

【０００４】また、このロータリアクチュエータでは、
ロータのリング部は、その両端部をシリンダの軸孔内に
挿入され、それらの外周面を軸孔の内周面に支持する構
造が採られている。このようにすると、ロータの軸方向
長さに対して上記支持部の長さだけベーン幅が狭くな
り、所定の受圧面積を確保するためのロータの軸方向寸
法が長くなり、それに伴いシリンダの軸方向長さも長く
なるため、ロータリアクチュエータが大形化する。

【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
するプリテンショナにおいて、最小の寸法内でロータ受
圧面積の十分な確保を可能とすると共に、ロータとシリ
ンダとの間に形成される隙間からのガス漏れを部品精度
を格別高めることなく、ガス圧を利用して防いで、ガス
ジェネレータの動力を有効にアクチュエータの駆動力に
利用することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、ガスジェネレータと、該ガスジェネレー
タから供給される生成ガスを駆動源としてシートベルト
を巻込むアクチュエータとから構成され、該アクチュエ
ータは、前記ガスジェネレータに連通する作動室を形成
されたシリンダと、該シリンダにリング部を回転自在に
支持して前記作動室内に配設され、前記シリンダに形成
された隔壁と協働して前記作動室をガスジェネレータに
連通する加圧室と大気開放された背圧室とに区画するベ
ーンを有するロータとを備え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、前記シリンダには前記作
動室内に突出する環状フランジが形成され、前記ロータ
のリング部はその内周面を前記環状フランジの外周面に
支持されたことを構成とする。

【０００７】

【作用】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、ロータのリン
グ部がその内周面をシリンダの環状フランジの外周面に
支持された構成により、シリンダの軸方向長さに対して
ロータのベーン幅を最大限に確保して、シリンダ及びロ
ータの軸方向長さに比して大きなベーン受圧面積を確保
することができる。加えて、上記構成により、アクチュ
エータ作動時に、常にガス圧でロータを加圧室側から背
圧室側に変位させて、加圧室の内径側においてロータの
リング部内周面とシリンダの環状フランジ外周面とを圧
接状態にし、その部分におけるシール効果を高め、加圧
室から背圧室へのガス漏れを阻止することができる。

【０００８】

【実施例】以下、図面に沿い、本発明の実施例について
説明する。図１及び図２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、ガスジェネレータ
２と、それから供給される反応生成ガスを駆動源として
シートベルト（図にその巻取リールＲ９を示す）を巻込
むアクチュエータ１とから構成されている。この例で
は、アクチュエータ１は、その一側をリトラクタＲのフ
レームＲ１にネジ止め支持されており、アクチュエータ
１の他側にはリトラクタＲの巻込スプリングユニットＳ
が取付けられている。そして、リトラクタＲの巻取軸Ｒ
２とアクチュエータ１との間には、アクチュエータ１の
作動時のみそれを巻取軸Ｒ２に連結する係合機構（詳細
を後記する）が介装されている。図に符号Ｒ３で示す部
材がこの係合機構の巻取軸Ｒ２側の係合手段を構成する
ラチェットホイールであり、これは巻取軸Ｒ２の角軸部
に嵌込まれて巻取軸Ｒ２に対して回転不能に取付けられ
ている。

【０００９】アクチュエータ１は、ガスジェネレータ２
が取付けられた供給室１０１と、それに連通する作動室
１０２を形成されたシリンダ１０及びそのリッド１０ａ
と、それらにリング部１２２を回転自在に支持して作動
室１０２内に配設され、シリンダ１０に形成された隔壁
１１２と協働して作動室１０２をガスジェネレータ２に
連通する加圧室１０２Ａと大気開放された背圧室１０２
Ｂとに区画するベーン１２１を有するロータ１２とを備
えている。そして、シリンダ１０及びそのリッド１０ａ
は、その軸孔を囲んで作動室１０２内に対向して突出す
る一対の環状フランジ１０５，１９１を形成され、リン
グ部１２２は、その内周面を両環状フランジ１０５，１
９１の外周面に支持されている。

【００１０】さらに、図３を主として参照しつつ、アク
チュエータ１の各部分を詳細に説明する。先ず、シリン
ダ１０は、一側面が開放され、円筒形の周壁と側壁で囲
まれた作動室１０２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、周壁１０３を挟んで作動
室１０２に隣接する供給室１０１とを形成されたハウジ
ングとそのリッド１０ａ（図２参照）とで構成されてい
る。ハウジングの所定部位には、リトラクタのフレーム
へ固定するためのネジ挿通孔が形成されている。作動室
１０２と供給室１０１とが対峙する部分の周壁１０３
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１１で遮蔽される
構成とされている。シリンダ１０には、さらに、作動室
１０２と供給室１０１の外周を取囲んでシール溝１０４
が形成されているほか、作動室１０２の側壁から作動室
内に突出して軸孔を囲む環状フランジ１０５と、作動室
１０２をシリンダ１０外に開放する排気孔１０６が設け
られている。

【００１１】隔壁ブロック１１は、供給室１０１の平ら
な周壁に添付けられ、両室１０１，１０２を横断する方
向に延びる隔壁１１１と、それに直交する隔壁１１２と
を備えている。隔壁ブロック１１の端面には、両隔壁１
１１，１１２の延在方向に沿う交叉したシール溝１１
３，１１４が形成されている。なお、隔壁ブロック１１
の裏側面にも上記と同様のシール溝１１３’，１１４’
が形成されている。さらに、隔壁１１１には該壁を貫通
するガス導入孔１１５が形成され、隔壁１１２の先端に
はシール部材嵌合切欠き１１６が形成され、切欠き１１
６の底部にスプリング収容孔（図１参照）１１７が形成
されている。そして切欠き１１６には、隔壁１１２の先
端とロータ１２のリング部１２２外周面との間を密封す
るシール部材１３が配設されている。シール部材１３
は、この例においてコイルスプリング１４によりロータ
１２に圧接されている。

【００１２】ロータ１２は、作動室１０２の内周部にラ
チェットホイールＲ３（図１及び図２参照）の外周を囲
む係合空間を画定し且つロータ１２のシリンダ１０への
回転支持部を構成するリング部１２２と、リング部１２
２から放射方向に延びる受圧部として機能するベーン１
２１を備えている。ベーン１２１の背後には、後記する
ブレット１５を嵌挿する角筒状のブレットガイド筒１２
３が設けられている。

【００１３】ベーン１２１の受圧面側には、ベーン１２
１の後面に添設され、両側縁と端縁に連続したシールリ
ップ１６３を有する添付部１６１と、ブレットガイド筒
１２３の外側に嵌合される嵌合部１６２とを備えるシー
ル部材１６が配設される。このシールリップ１６３は、
ロータ１２の回転時に、ガス圧により作動室１０２の両
側面（一方の側面はリッド１０ａの側面）と周面とに圧
接されてシリンダ１０とロータ１２との間の間隙を密封
する機能を果たし、嵌合部１６２上面と添付部１６１の
一部は、後記するブレット１５の受圧ヘッド１５２と弾
接してブレットガイド筒１２３の口部を密封する機能を
果たす。

【００１４】ガイド筒１２３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ブレット１５が
径方向変位自在に嵌挿される。ブレット１５は、ガス圧
を受ける受圧ヘッド１５２とラチェットホイールＲ３へ
の係合手段を構成するくさび状のパウル１５１を備えて
おり、パウル１５１がラチェットホイールＲ３側に向け
て配設される。

【００１５】シール部材１３は、くさび状の本体１３１
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１３２とを備えており、本体１３１のくさび状の
先端がロータ１２のリング部１２２外周面に圧接する摺
接シール部を構成している。

【００１６】この例では、ロータ１２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１７，１８が支持部に介装して配設される。こ
れらは、シリンダ１０の作動室１０２に突出する環状フ
ランジ１０５と、図２に示すようにシリンダ１０の開放
端側に被せられるリッド１０ａに形成された同様の環状
フランジ１９１に嵌合可能な内径と、ロータ１２のリン
グ部１２２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、ロータ１２
は、その内周面を両ベアリングリング１７，１８を介し
て両環状フランジ１０５，１９１の外周面に支持され
る。

【００１７】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１９ａ，１９ｂ（図
２参照）が配設される。これらは、前記各シール溝１０
４，１１３，１１４，１１３’，１１４’中に嵌装され
て、シリンダ１０とリッド１０ａとの間、供給室１０１
と作動室１０２との間及び加圧室１０２Ａと背圧室１０
２Ｂとの間を密封する機能を果たす。

【００１８】次に、上記実施例の作動について説明す
る。図４は上記のように構成されたプリテンショナの作
動を示すもので、この装置では、非作動位置において、
ロータ１２はそのブレットガイド筒１２３を隔壁１１２
に当接させた、図の（Ａ）で示す位置に在る。この状態
で、加圧室１０２Ａは、最も縮小した状態にあり、ブレ
ット１５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Ｒ３外周の係合歯Ｒ３１とは係
合しない位置にある。したがって、巻取軸Ｒ２はアクチ
ュエータ１とは完全に切り離されて、リトラクタの機能
は従来どおり維持される。

【００１９】電気信号等公知の手段でガスジェネレータ
が動作し、生成ガスが供給室１０１及びガス導入孔１１
５を経て加圧室１０２Ａに導入されると、ブレット１５
はその受圧ヘッド１５２にガス圧を受けて径方向内向き
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１５１はラチェットホイールＲ３の係合歯Ｒ
３１の谷部に嵌まり、ロータ１２はブレット１５を介し
てラチェットホイールＲ３と係合する。この時点で、巻
取軸Ｒ２はアクチュエータ１と連結される。

【００２０】一方、ガス圧はロータ１２のベーン１２１
にも作用し、ベーン１２１を押退けようとするため、ロ
ータ１２は軸回りに、図の（Ｃ）に示すように、図に矢
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１０２Ｂ側の圧力は、シリンダ１０の排気孔１
０６を経て大気中に放出され、背圧室１０２Ｂの圧力上
昇による抵抗の発生は防止される。そして、ロータ１２
の回転力はブレット１５及びラチェットホイールＲ３を
介して巻取軸Ｒ２に伝達される。

【００２１】このような巻取軸Ｒ２の回転動作につれ
て、巻取軸Ｒ２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、最終的にロータ１２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。

【００２２】これら一連の動作中に、シール部材１３は
コイルスプリング１４のバネ負荷を受けてロータ１２の
リング部１２２の外周面に圧接され続けるため、隔壁１
１２先端とリング部１２２との間の隙間を経て、加圧室
１０２Ａから背圧室１０２Ｂへ逃れようとするガスの流
れは阻止される。

【００２３】他方、隔壁１１２の両側面とシリンダ端壁
及びリッド１０ａとの間の隙間からのガス漏れはシール
溝１１４，１１４’に嵌装された一対のエラストマシー
ル１９ａ，１９ｂにより阻止される。また、ベーン１２
１とシリンダ１０との間の隙間からのガス漏れは、シー
ル部材１６のシールリップ１６３で阻止される。さら
に、ブレットガイド筒１２３の口部から係合空間への漏
れは、シール部材１６の嵌合部１６２により阻止され
る。

【００２４】さらに、この実施例においては、作動時に
ロータ１２がガス圧で背圧室１０２Ｂ側に変位する。す
なわち、図５に構成を模式化し（特にベアリングリング
を省略し）且つ誇張して示すように、（Ａ）の非作動時
には、ロータ１２のリング部１２２と、シリンダ１０及
びそのリッド１０ａのそれぞれの環状フランジ１０５，
１９１との間には嵌合い公差分の隙間ｓが形成されてい
るが、（Ｂ）に示す作動時には、ガス圧Ｐでロータ１２
が背圧室１０２Ｂ側に変位し、加圧室１０２Ａ側の隙間
ｓが無くなる。したがって、加圧室１０２Ａ内径側のリ
ング部１２２内周とシリンダ１０及びそのリッド１０ａ
の環状フランジ１０５，１９１外周との間にシール状態
が形成される。

【００２５】このようなシール状態の確立は、上記のよ
うにロータ１２の内周面を支持する構造に特有の作用で
ある。すなわち、図６に構成を模式化し且つ誇張して示
すように、（Ａ）の本実施例に係る構成では、ガス圧に
より加圧室１０２Ａ内径側のリング部１２２内周とシリ
ンダ１０及びそのリッド１０ａの環状フランジ１０５，
１９１外周との間にシール状態が形成される。これに対
して、従来のものと同様のロータ外周面支持構造を想定
した場合には、（Ｂ）に示すように、ガス圧は加圧室１
０２’Ａ内周側のリング部１２２’外周とシリンダ１
０’及びそのリッド１０’ａの環状溝との間に隙間ｓ’
を形成する方向に作用する。したがって、このような環
状溝にリング部１２２’を支持する構造では、本実施例
のようなシール状態を確立することはできない。

【００２６】加えて、本実施例の支持構造によると、図
５（Ａ）に示すように、シリンダ１０及びそのリッド１
０ａの軸方向長さをａとし、それらの肉厚をｔ，ｕとし
た場合、リング部１２２の軸方向長さｂ全体に亘るベー
ン幅ｗを確保することができる。それに対して、（Ｂ）
に示す構造では、同じシリンダ１０’及びそのリッド１
０’ａの軸方向長さａに対して、リング部１２２’の支
持溝内への嵌合長さｌ及びｍ分だけベーン幅ｃが狭くな
る。

【００２７】このようにして、上記実施例のアクチュエ
ータによれば、加圧室１０２Ａから背圧室１０２Ｂ及び
加圧室１０２Ａから係合空間Ｅへのガス漏れが有効に阻
止され、ガスジェネレータで発生したガスの圧力が有効
にアクチュエータの動作に利用されるばかりでなく、シ
リンダ１０の軸方向長さａに対してベーン幅ｗを最大限
に確保することができるようになる。

【００２８】以上、本発明を実施例を基に、リトラクタ
に付設する形式のものとして詳説したが、本発明は、そ
れに適した構成を備えるものの、必ずしもそれに限定さ
れるものではない。また、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。

【００２９】

【発明の効果】したがって、本発明によれば、ガス圧を
利用した回転支持部の漏止めを行うことができ、該部か
らのガス漏れを防いでロータのベーンに有効にガス圧を
作用させ、アクチュエータを効率良く回転させることが
できる。加えて、本発明によれば、アクチュエータの全
体寸法に対してベーンの寸法を大きくして、大きな受圧
面積を確保することができる。その結果、同じ駆動力を
得るのにガスジェネレータの薬量を少なくすることが可
能となり、各部品の強度を低く設定する軽量小型化が可
能となる。また、部品の寸法精度を高める必要が無くな
るため、低コスト化も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を一部断面図で示す正面図で
ある。

【図２】上記実施例のシートベルトリトラクタへの取付
け態様を示す軸方向断面図である。

【図３】上記実施例の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。

【図５】上記実施例のロータのシリンダに対する作動中
の変位を模式化して示す正面図である。

【図６】上記実施例のロータのシリンダへの支持構造を
従来のものと比較して模式化して示す軸方向断面図であ
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 １２ ロータ １０２ 作動室 １０２Ａ 加圧室 １０２Ｂ 背圧室 １０５ 環状フランジ １１２ 隔壁 １２１ ベーン １２２ リング部 １９１ 環状フランジ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスジェネレータと、該ガスジェネレー
   タから供給される生成ガスを駆動源としてシートベルト
   を巻込むアクチュエータとから構成され、該アクチュエ
   ータは、前記ガスジェネレータに連通する作動室を形成
   されたシリンダと、該シリンダにリング部を回転自在に
   支持して前記作動室内に配設され、前記シリンダに形成
   された隔壁と協働して前記作動室をガスジェネレータに
   連通する加圧室と大気開放された背圧室とに区画するベ
   ーンを有するロータとを備え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、前記シリンダには前記作
   動室内に突出する環状フランジが形成され、前記ロータ
   のリング部はその内周面を前記環状フランジの外周面に
   支持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。