JP2000313311A - シートベルトプリテンショナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で、車両衝突時、回転停止位置が
不定のピニオンギアとラックギアとを確実に噛合させ、
ウエビングの弛みを確実に取除くことができるシートベ
ルトプリテンショナーを提供する。 【解決手段】 ピニオンギア８０とラックギア９０を収
納するケース７０に巻取軸３と略同心状の孔７５が形成
され、その孔７５に合成樹脂製のリング部材８５が内嵌
され、このリング部材８５にピニオンギア８０の右軸部
８３が遊嵌されている。また、ラックギア９０の複数の
ラック歯９１のうち移動方向側先頭の第１ラック歯９１
ａがその他のラック歯９１よりも低く形成され、次の第
２ラック歯９１ｂが第１ラック歯９１ａよりも高く且つ
その他のラック歯９１よりも低く形成され、第１ラック
歯９１ａがピニオン歯８１と衝突した場合には、ピニオ
ンギア８０がラックギア９０の移動面から離反する方向
へ変位する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、車両の衝突時に
ガス発生器から発生するガス圧により、ラックギアをピ
ニオンギアと噛合しない初期位置からピニオンギアと噛
合する方向へ移動させて、巻取軸を巻取り方向へ回動さ
せるシートベルトプリテンショナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】 従来、シートベルトプリテンショナー
は、乗員拘束用のウエビングを巻取る巻取軸と、この巻
取軸を回転可能に支持するハウジングと、巻取軸を巻取
り方向へ弾性付勢する付勢部材とを備えたシートベルト
巻取り装置（シートベルトリトラクター）に付設され、
車両衝突時、巻取軸を巻取り方向に強制的に回動させて
ウエビングを巻取り、ウエビングの弛みを取除く。

【０００３】通常、シートベルト巻取り装置には、車両
衝突時に巻取軸の引出し方向の回転をロックする緊急ロ
ック機構が設けられ、車両衝突時、シートベルトプリテ
ンショナーによりウエビングの弛みを取除くことで、緊
急ロック機構が効果的に機能し、ウエビングで乗員を拘
束する機能を高めることができる。

【０００４】さて、シートベルトプリテンショナーに
は、基本的に、車両衝突時にガスを発生させるガス発生
器と、そのガス圧により駆動されるアクチュエータが設
けられ、通常時には、ウエビングの引出し／巻取りを自
由に行えるように、アクチュエータと巻取軸とは連結さ
れていないが、車両衝突時、ガス発生器から発生したガ
ス圧でアクチュエータが駆動されると、アクチュエータ
と巻取軸とが連結されて駆動力が伝達され、巻取軸が巻
取り方向に回動される。

【０００５】例えば、特開平８−２０７７０６号公報の
シートベルトプリテンショナーには、巻取軸の一端部に
取付けられたラチェットギアと、このラチェットギアと
噛合可能なラックギアが設けられている。ラックギアは
通常時にはラチェットギアから離隔した初期位置に保持
され、車両衝突時、ガス発生器から発生したガス圧によ
り、ラックギアが初期位置からラチェットギアと噛合す
る方向へ直線的に移動駆動され、その駆動力がラチェッ
トギアに伝達されて、ラチェットギアとともに巻取軸が
巻取り方向へ回動駆動される。

【０００６】一方、特開平９−２２０７号公報のシート
ベルトプリテンショナーにおいては、通常時でもラック
ギアとピニオンギアとが噛合しており、ピニオンギアと
巻取軸との間には、車両衝突時のみ駆動伝達可能に連結
するクラッチ機構が設けられている。このクラッチ機構
は、巻取軸に固着されたクラッチリングと、クラッチリ
ングに外嵌されたクラッチ外輪と、ピニオンギアと一体
的に回転する回転円板に固着された複数のローラピン
と、クラッチ外輪に形成され複数のローラピンに対応す
る複数のカム面等で構成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】 特開平８−２０７７
０６号公報のシートベルトプリテンショナーでは、ラチ
ェットギアは巻取軸と一体的に回転することから、車両
衝突時のラチェットギアの回転停止位置は不定であり、
そのため、ラチェットギアの歯とラックギアの移動方向
先頭の第１ラック歯とが確実に噛合するとは限らず、こ
れら歯先同士が衝突する可能性がある。そして、それら
歯先同士が衝突すると、それら歯先同士が突っ張り合っ
て、ラチェットギアとラックギアがロックすることがあ
る。その場合、巻取軸を巻取り方向に強制的に回動させ
てウエビングを巻取ることができず、ウエビングの弛み
を取除くという機能を達成できなくなる。

【０００８】また、前記歯先同士の衝突の結果、ラチェ
ットギアやラックギアの歯が欠けることもある。その場
合、ラチェットギアとラックギアとの作動が継続するも
のの、その後、ラチェットギアとラックギアとが確実に
噛合する保証はなく、次の歯先同士も衝突する可能性が
高い。これにより、ラチェットギアに駆動力を十分に伝
達できなくなり、ウエビングの巻取り量が初期の巻取り
量に対して数１０％少なくなってしまう等の問題があ
り、結局、シートベルトプリテンショナーの本来の機能
を達成できなくなる。

【０００９】ラチェットギアとラックギアの歯先同士が
衝突した場合でも、ウエビングを初期の巻取り量だけ確
実に巻取れるように、ガス発生器から発生させるガス量
を増大させることが考えられる。しかし、ガス発生器が
大型化するし、ラチェットギアとラックギアとが円滑に
噛合した場合、ウエビングを巻取る力が必要以上に大き
くなり、乗員に悪影響を及ぼす可能性がある。

【００１０】一方、特開平９−２２０７号公報のシート
ベルトプリテンショナーでは、通常時でもラックギアと
ピニオンギアとが噛合しているため、ピニオンギアとラ
ックギアの歯先同士が衝突するという問題はないが、ク
ラッチリング、クラッチ外輪、複数のローラピン、複数
のカム面等を有するクラッチ機構を設けなければならな
いため、構造が非常に複雑になり製作コストが高価にな
る。

【００１１】本発明の目的は、簡単な構造で、車両衝突
時、回転停止位置が不定のピニオンギアとラックギアと
を確実に噛合させ、ウエビングの弛みを確実に取除くこ
とができるシートベルトプリテンショナーを提供するこ
とである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】 請求項１のシートベル
トプリテンショナーは、乗員拘束用のウエビングを巻取
る巻取軸と、この巻取軸を回転可能に支持するハウジン
グと、巻取軸を巻取り方向へ弾性付勢する付勢部材とを
備えたシートベルト巻取り装置のシートベルトプリテン
ショナーにおいて、前記巻取軸の一端部に取付けられた
ピニオンギアと、このピニオンギアの歯と噛合可能なラ
ック歯を有するとともに通常時にはピニオンギアから離
隔した初期位置に位置するラックギアと、車両の衝突時
にガスを発生させるガス発生器とを備え、前記ガス発生
器から発生したガス圧をラックギアの受圧部に作用させ
てラックギアを前記初期位置からピニオンギアと噛合す
る方向へ移動させて、巻取軸を巻取り方向へ回動させる
ように構成し、前記ラックギアの複数のラック歯のうち
の少なくとも移動方向先頭の第１ラック歯を、その他の
ラック歯よりも低く形成するとともに、ピニオンギアが
ラックギアの移動面から離反する方向へ変位可能に構成
したことを特徴とするものである。

【００１３】車両が衝突しない通常状態では、ラックギ
アは初期位置に位置しピニオンギアから離隔しているた
め、ウエビングの引出し／巻取りを自由に行うことがで
きる。一方、車両衝突時には、ガス発生器からガスが発
生し、そのガス圧がラックギアの受圧部に作用して、ラ
ックギアが前記初期位置からピニオンギアと噛合する方
向へ移動し、ラックギアからピニオンギアに駆動力が伝
達されて、ピニオンギアとともに巻取軸が巻取り方向へ
回動される。

【００１４】ピニオンギアは巻取軸と一体的に回転する
ことから、車両衝突時のピニオンギアの回転停止位置は
不定である。先ず、ラックギアの第１ラック歯とピニオ
ンギアの歯（以下、ピニオン歯という）が円滑に噛合す
る場合、その後順次ラック歯とピニオン歯とが円滑に噛
合していく。

【００１５】一方、ピニオンギアがラックギアの移動面
から離反する方向へ変位可能に構成してあるため、第１
ラック歯とピニオン歯が衝突した場合でも、その衝突の
瞬間だけそれら歯先同士が突っ張り合うが、その反力を
受けてピニオンギアがラックギアの移動面から離反する
方向へ変位するため、それら歯先同士の突っ張り合いを
直ちに解除でき、ラックギアとピニオンギアとがロック
するのを確実に防止できる。前記衝突の後、ラックギア
とピニオンギアの作動は継続されるが、ラックギアの第
１ラック歯はその他のラック歯よりも低いため、ラック
ギアの第１ラック歯の次の歯（第２ラック歯）とピニオ
ン歯とを衝突させずに噛合させることができ、その後順
次ラック歯とピニオン歯とが噛合していく。ラックギア
の第１ラック歯がその他のラック歯よりも低いため、ピ
ニオンギアの変位量をあまり大きく設定する必要がな
い。

【００１６】また、第１ラック歯とピニオン歯とが接触
（噛合又は衝突）しない場合には、最初に第２ラック歯
がピニオン歯に接触する。このとき、第１ラック歯が第
２ラック歯よりも低いため、ピニオン歯と第２ラック歯
とを衝突させずに確実に噛合させることができる。即
ち、第２ラック歯がピニオン歯と衝突する位置関係の場
合、第１ラック歯をピニオン歯に接触させることができ
るため、ピニオン歯と第２ラック歯とを衝突させずに噛
合させることができ、その後順次ラック歯とピニオン歯
とが噛合していく。

【００１７】請求項２のシートベルトプリテンショナー
は、請求項１の発明において、前記ハウジング又はハウ
ジングに固定されピニオンギアとラックギアを収納する
ケースに巻取軸と略同心状の孔を形成するとともに、そ
の孔に合成樹脂製のリング部材が内嵌され、このリング
部材にピニオンギアの軸部が遊嵌されたことを特徴とす
るものである。

【００１８】通常時においては、少なくとも、ピニオン
ギアの軸部のうち前記移動面と反対側部分とリング部材
との間に隙間ができるように、リング部材とピニオンギ
アの軸部が配設される。勿論、リング部材とピニオンギ
アの軸部をその軸心が同心状になるように配設してもよ
い。尚、リング部材を変形させないでピニオンギアの軸
部を変位させることができ、更に、リング部材の変形を
介してピニオンギアを大きく変位させるようにしてもよ
い。

【００１９】つまり、ピニオンギアを前記移動面から離
反する方向へ確実に変位可能に構成できるとともに、変
位するピニオンギアの軸部をリング部材で緩衝して受止
めることができるため、ピニオンギアの変位動作を円滑
且つ確実に行うことができる。その他請求項１と同様の
作用を奏する。

【００２０】請求項３のシートベルトプリテンショナー
は、乗員拘束用のウエビングを巻取る巻取軸と、この巻
取軸を回転可能に支持するハウジングと、巻取軸を巻取
り方向へ弾性付勢する付勢部材とを備えたシートベルト
巻取り装置のシートベルトプリテンショナーにおいて、
前記巻取軸の一端部に取付けられたピニオンギアと、こ
のピニオンギアの歯と噛合可能なラック歯を有するとと
もに通常時にはピニオンギアから離隔した初期位置に位
置するラックギアと、車両の衝突時にガスを発生させる
ガス発生器とを備え、前記ガス発生器から発生したガス
圧をラックギアの受圧部に作用させてラックギアを前記
初期位置からピニオンギアと噛合する方向へ移動させ
て、巻取軸を巻取り方向へ回動させるように構成し、前
記ラックギアの複数のラック歯のうちの少なくとも移動
方向先頭の第１ラック歯を、その他のラック歯よりも低
く形成するとともに、前記ハウジングのピニオンギア側
の側壁に巻取軸と略同心状の孔を形成し、その孔に内嵌
され巻取軸を回転自在に支持する変形部材を設け、その
変形部材を変形させてピニオンギアがラックギアの移動
面から離反する方向へ変位可能に構成したことを特徴と
するものである。

【００２１】ハウジングのピニオンギア側の側壁に巻取
軸と略同心状の孔が形成され、その孔に内嵌された変形
部材を介して巻取軸が回転自在に支持されるため、ラッ
クギアからピニオンギアへ駆動力を確実に伝達できると
ともに、第１ラック歯とピニオン歯が衝突した場合、変
形部材を変形させて、巻取軸の一端部とともにピニオン
ギアをラックギアの移動面から離反する方向へ確実に変
位させることができる。尚、ピニオンギアを介して巻取
軸を変形部材で回転自在に支持するようにしてもよい。
尚、変形部材としては、例えば、合成樹脂製のリング状
部材や板バネ等の弾性部材を適用してもよい。その他の
作用は請求項１の作用と同様である。

【００２２】請求項４のシートベルトプリテンショナー
は、乗員拘束用のウエビングを巻取る巻取軸と、この巻
取軸を回転可能に支持するハウジングと、巻取軸を巻取
り方向へ弾性付勢する付勢部材とを備えたシートベルト
巻取り装置のシートベルトプリテンショナーにおいて、
前記巻取軸の一端部に取付けられたピニオンギアと、こ
のピニオンギアの歯と噛合可能なラック歯を有するとと
もに通常時にはピニオンギアから離隔した初期位置に位
置するラックギアと、ハウジングに固定されピニオンギ
アとラックギアを収納するケースと、車両の衝突時にガ
スを発生させるガス発生器とを備え、前記ガス発生器か
ら発生したガス圧をラックギアの受圧部に作用させてラ
ックギアを前記初期位置からピニオンギアと噛合する方
向へ移動させて、巻取軸を巻取り方向へ回動させるよう
に構成し、前記ラックギアの複数のラック歯のうちの少
なくとも移動方向先頭の第１ラック歯を、その他のラッ
ク歯よりも低く形成するとともに、前記ケースに巻取軸
と略同心状の孔を形成し、その孔に内嵌されピニオンギ
アを回転自在に支持する変形部材を設け、その変形部材
を変形させてピニオンギアがラックギアの移動面から離
反する方向へ変位可能に構成したことを特徴とするもの
である。

【００２３】ハウジングに固定されピニオンギアとラッ
クギアを収納するケースに巻取軸と略同心状の孔が形成
され、その孔に内嵌された変形部材を介して巻取軸が回
転自在に支持されるため、ラックギアからピニオンギア
へ駆動力を確実に伝達できるとともに、第１ラック歯と
ピニオン歯が衝突した場合、変形部材を変形させて、ピ
ニオンギアをラックギアの移動面から離反する方向へ確
実に変位させることができる。尚、変形部材としては、
例えば、合成樹脂製のリング状部材や板バネ等の弾性部
材を適用してもよい。その他の作用は請求項１の作用と
同様である。

【００２４】請求項５のシートベルトプリテンショナー
は、請求項１〜４の何れか１項の発明において、前記ピ
ニオンギアの変位量は、ピニオンギアの歯とラックギア
の第１ラック歯の最大オーバーラップ量よりも僅かに大
きく設定されたことを特徴とするものである。従って、
第１ラック歯とピニオン歯とが衝突した場合に、ピニオ
ンギアを変位させて、それら歯先同士の突っ張り合いを
確実に解除することができる。その他請求項１〜４と同
様の作用を奏する。

【００２５】請求項６のシートベルトプリテンショナー
は、請求項１〜５の何れか１項の発明において、前記ラ
ックギアの複数のラック歯のうち第１ラック歯の次の第
２ラック歯を、第１ラック歯よりも高く且つその他のラ
ック歯よりも低く形成したことを特徴とするものであ
る。つまり、第２ラック歯が第１ラック歯よりも高く且
つその他のラック歯よりも低いため、第１ラック歯とピ
ニオン歯とが衝突した場合に、第２ラック歯とピニオン
歯とを衝突させずに確実に噛合させることができる。そ
の他請求項１〜５と同様の作用を奏する。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。本実施形態は、車両衝
突等の車両緊急時に、トーションバーとして機能する巻
取軸の捩じり変形を介してエネルギーを吸収するシート
ベルト巻取り装置（シートベルトリトラクター）に、本
発明を適用した場合の一例である。尚、図１における前
後左右を前後左右として説明する。

【００２７】図１に示すように、シートベルト巻取り装
置１は、車体に固定される金属製のハウジング２と、ハ
ウジング２に回転可能に支持され乗員拘束用のウエビン
グＷ（図２参照）を巻取る巻取軸３と、巻取軸３が挿通
されウエビングＷが巻付けられる巻取りドラム４と、巻
取軸３と巻取りドラム４を矢印で示す巻取り方向へ弾性
付勢するゼンマイバネ５（付勢部材）と、車両緊急時に
巻取軸３を回転不能にロックする緊急ロック機構６と、
車両衝突時に巻取軸３と巻取りドラム４を巻取り方向へ
強制的に回動させてウエビングＷを巻取る本願特有のシ
ートベルトプリテンショナー７等で構成されている。

【００２８】前記ハウジング２は、図１、図２、図５に
示すように、左側壁１０と、右側壁１１と、上部後壁１
２と、下部後壁１３とを一体形成してなり、左側壁１０
と右側壁１１の前上端部が左右方向向きのバー部材１４
により連結されている。上部後壁１２に上方へ延びる取
付板１２ａが固着され、下部後壁１３に下方へ延びる取
付板１３ａが固着され、これら取付板１２ａ，１３ａが
ボルト等で車体に夫々固定される。

【００２９】左側壁１０と右側壁１１には、巻取りドラ
ム４よりも小径の円形開口１５，１６が同心状に形成さ
れている。右側壁１１の右面下部には、緊急ロック機構
６のパウル６０とホルダ６７とが装着されている。上部
後壁１２と下部後壁１３の間には矩形状の開口１７が形
成され、巻取りドラム４にウエビングＷが殆ど巻取られ
ると、径が大きくなるウエビングＷの後端部分が開口１
７内に達し、後壁１２，１３と相互干渉しないようにな
っている。

【００３０】前記巻取軸３は、図１〜図５に示すよう
に、所定以上の捩じりトルクが作用すると捩じり変形す
るトーションバー部２０と、トーションバー部２０の左
端側のローレット軸部２１と、トーションバー部２０の
右端側のスプライン軸部２２と、スプライン軸部２２の
右端側の連結軸部２３とを一体形成したものである。ロ
ーレット軸部２１が、キャップ部材２５を介して巻取り
ドラム４の左端部に相対回転不能に連結されている。ス
プライン軸部２２に緊急ロック機構６のラチェットホイ
ール５０が相対回転不能に連結され、ラチェットホイー
ル５０のガイド部５５が、リング状の合成樹脂製のベヤ
リング５７を介して、右側壁１１の円形開口１６の周面
部に回転自在に支持されている。

【００３１】前記巻取りドラム４は、外周部にウエビン
グＷが巻付けられる胴部３０と、左鍔部３１と、右鍔状
部３２とを有し、その軸心部分に巻取軸３が挿通する左
右方向向きの挿通孔３３が形成されている。更に、この
巻取りドラム４には、左鍔部３１の内側にスプライン穴
３４が形成され、このスプライン穴３４と挿通穴３３と
に連通し且つ挿通孔３３よりも大径の挿入穴３５が形成
されている。

【００３２】さて、前記キャップ部材２５は、筒部２６
と、筒部２６から張出すスプライン状の係合部２７と、
筒部２６の内部に形成されたローレット穴部２８とを有
し、筒部２６が巻取りドラム４の挿入穴３５に挿入され
るとともに係合部２７がスプライン穴３４に係合され、
この状態で、ローレット穴部２８に巻取軸３のローレッ
ト軸部２１が係合されている。

【００３３】巻取りドラム４の右鍔状部３２は左右幅広
に形成され、その中央部分に、挿通孔３３に連通し且つ
挿通孔３３よりも大径のスプライン状の嵌合穴３６が形
成されている。尚、巻取軸３のトーションバー部２０
に、ウエビングＷの基端部の筒状部が外嵌され、ウエビ
ングＷはトーションバー部２０から、巻取りドラム４の
ウエビング挿通開口３７を貫通して延びて胴部３０に巻
付けられている。

【００３４】ここで、車両緊急時に巻取軸３の右端近傍
部に対する左端部の捩じり変形回転量が所定値になるま
で巻取軸３の捩じり変形を許し、且つ前記捩じり変形回
転量が所定値に達したとき巻取軸３の右端近傍部と巻取
りドラム４とを相対回転不能に締結する締結機構８が設
けられている。この締結機構８においては、ラチェット
ホイール５０のガイド部５５よりも小径で外周部にネジ
が形成された筒部５６が、嵌合穴３６の内側においてト
ーションバー部２０に外装され、この筒部５６に螺合さ
れるとともに嵌合穴３６に左右方向へは相対移動可能に
且つ相対回転不能に係合されるリング部材４０が設けら
れている。

【００３５】緊急ロック機構６により巻取軸３の右端部
がロックされた状態で、巻取りドラム４に大きな回転ト
ルクが作用すると、その回転トルクがキャップ部材２５
を介して巻取軸３の左端部に入力され、巻取軸３が捩じ
り変形してエネルギー吸収しつつ、巻取りドラム４が引
出し方向へ回動する。このとき、巻取りドラム４ととも
にリング部材４０が筒部５６に対して図４の矢印Ａ方向
へ回動するため、リング部材４０が図２の矢印Ｂ方向へ
移動する。そして、図５に示すように、リング部材４０
の右端面がガイド部５５の左端面に当接すると、リング
部材４０と筒部５６とが一体化され相対回転不能にな
り、巻取りドラム４が回動できなくなるため、ウエビン
グＷが略完全に引出されなくなる。

【００３６】前記緊急ロック機構６は、図１に示すよう
に、巻取軸３のスプライン軸部２２に相対回転不能に連
結されたラチェットホイール５０と、ウエビングＷの急
激な引出しに感応してラチェットホイール５０の回転を
ロックする第１ロック機構と、車両緊急時の急減速に感
応してラチェットホイール５０の回転をロックする第２
ロック機構からなる。尚、緊急ロック機構６は、ハウジ
ング２の右側壁１１に固定されるカバー部材６ａでカバ
ーされる。

【００３７】ラチェットホイール５０は、外周部にラチ
ェットギア５４が形成されたギア部５３と、ギア部５３
よりも小径に且つギア部５３の左側に設けられた前記ガ
イド部５５と、ガイド部５５よりも小径で且つガイド部
５５から左方へ延びる前記筒部５６とを一体形成したも
のである。

【００３８】第１ロック機構は、ハウジング２の右側壁
１１に固着された軸部１９に回動可能に枢支され且つラ
チェットギア５４に係合可能なパウル６０と、巻取軸３
の連結軸部２３に枢支されパウル６０をラチェットギア
５４に対して係合・係合解除方向に案内するガイド部６
２ａを有するクラッチ部材６２と、連結軸部２３に連結
されクラッチ部材６２の筒部６２ｂに収容されたロック
アームベース６６と、このロックアームベース６６に揺
動可能に支持されクラッチ部材６２の筒部６２ｂの内部
に形成された内歯６２ｃに係合する突起６４ａを有し且
つ通常時はこの突起６４ａが内歯６２ｃに係合しない方
にバネ６６ａで付勢されたロックアーム６４と、連結軸
部２３に枢支されリベット６１で抜け止めされたロッキ
ングギア６５と、ロックアーム６４に当接しロッキング
ギア６５に摩擦結合されたロックアームガイド６３等で
構成されている。

【００３９】通常状態において、パウル６０は、捩じり
バネ６３ａによりラチェットギア５４に係合しない非係
合位置に回動付勢され、急激にウエビングＷが引出され
連結軸部２３が回動すると、ロックアームベース６６に
対してロッキングギア６５の回転遅れが生じ、ロックア
ームガイド６３も回転遅れが生じ、その結果、ロックア
ーム６４はバネ６６ａの付勢力に抗して回転し、その突
起６４ａが内歯６２ｃに係合する。すると、クラッチ部
材６２が回動し、クラッチ部材６２のガイド部６２ａに
ガイドされパウル６０が捩じりバネ６３ａの付勢力に抗
して回動してラチェットギア５４に係合し、ラチェット
ホイール５０とともに巻取軸３のスプライン軸部２２の
回転がロックされる。尚、パウル６０を初期位置に付勢
するリターンバネ６０ａも設けられている。

【００４０】第２ロック機構は、第１ロック機構と共通
のパウル６０及びクラッチ部材６２及びロックアームベ
ース６６及びロックアーム６４及びロッキングギア６５
と、ハウジング２の右側壁１０に固定されたホルダ６７
と、ホルダ６７に収容された球状の慣性質量体６８と、
ホルダ６７に揺動可能に連結され且つロッキングギア６
５に係合可能な揺動レバー６９を有する。

【００４１】通常状態において、ロッキングギア６５は
摩擦力を介して巻取軸３の連結軸部２３と一体的に回動
し、車両が急減速すると、ホルダー６７に収容されてい
る慣性質量体６８が移動し、揺動レバー６９が揺動して
ロッキングギア６５に係合し、ロッキングギア６５の回
転がロックされる。すると、ロッキングギア６５のロッ
クアームガイド６３に対するロックアーム６４の相対回
転によりその突起６４ａが内歯６２ｃに係合してクラッ
チ部材６２が回動し、前記同様、ラチェットホイール５
０とともに巻取軸３のスプライン軸部２２の回転がロッ
クされる。

【００４２】次に、シートベルトプリテンショナー７に
ついて詳細に説明する。図１、図６〜図９に示すよう
に、シートベルトプリテンショナー７は、巻取軸３の左
端部に連動連結されたピニオンギア８０と、ピニオンギ
ア８０の複数の歯８１（以下、ピニオン歯８１という）
と噛合可能な複数のラック歯９１を有するとともに通常
時にはピニオンギア８０から離隔した初期位置に位置す
るラックギア９０と、ピニオンギア８０とラックギア９
０を収納するケース７０と、車両の衝突時にガスを発生
させるガス発生器９５等で構成されている。

【００４３】先ず、ケース７０について説明すると、ケ
ース７０は、左右の第１，第２ケース部材７１，７２を
組合わせてなり、ハウジング２の左側壁１０に面接触状
に複数のビス７０ａで固定されている。ケース７０の内
部の中央部分に、ピニオンギア８０を回転可能に収納す
るピニオン収納部７３が形成され、そのピニオン収納部
７３の左右両側のケース部材７１，７２には、巻取軸３
と略同心状の孔７４，７５が夫々形成されている。

【００４４】ケース７０の内部の前部分に、ラックギア
９０を上下移動可能に収納する上下に長いラック収納部
７６が形成され、このラック収納部７６の上下方向中央
部分がピニオン収納部７３に連通されている。ケース７
０にはその下端部から右方へ延びるガスシリンダ部７７
が設けられ、その右部にガス発生器９５が内嵌状に気密
に装着されるとともに、ガスシリンダ部７７の内部とラ
ック収納部７６とは気密に連通されている。

【００４５】ピニオンギア８０は、左軸部８２及び右軸
部８３と、左軸部８２から左方へ延びる連結軸部８４と
を有し、左軸部８２と右軸部８３の間の部位に複数のピ
ニオン歯８１が形成されている。第２ケース部材７２の
孔７５に合成樹脂製のリング部材８５が内嵌され、この
リング部材８５に右軸部８３が略同心状に遊嵌され、リ
ング部材８５と右軸部８３の間に隙間８５ａが形成され
ている。また、第１ケース部材７１の孔７４にも左軸部
８２が略同心状に遊嵌されている。尚、リング部材８５
の内径は、第１ケース部材７１の孔７４よりも小径に構
成される。

【００４６】前記キャップ部材２５には筒部２６から左
方へ延びる角状ロッド２９が形成され、その角状ロッド
２９がハウジング２の左側壁１０の円形開口１５から左
方へ突出し、右軸部８３に形成された角孔８３ａに係合
されている。このように、ピニオンギア８０はキャップ
部材２５を介して巻取軸３の左端部に取付けられてい
る。巻取軸３の左端部は径方向へ移動可能であり、ま
た、上記のように、ピニオンギア８０の軸部８２，８３
が孔７４とリング部材８５に略同心状に遊嵌されている
ことから、巻取軸３の左端部とともにピニオンギア８０
は少なくとも後方へは変位可能である。

【００４７】ラックギア９０は、ブロック状の本体部９
２と、この本体部９２の後端部に形成された複数（例え
ば、９つ）のラック歯９１と、本体部９２の下端部に固
着された受圧部としてのラバー部材９３とを有する。ラ
ックギア９０は、ラック収納部７６の約１／２の上下長
を有し、通常時において、ラバー部材９３がラック収納
部７６の下端部の段部７６ａに支持され（図７参照）、
この状態で、ラックギア９０がピニオンギア８０から離
隔した初期位置に位置している。そして、通常時、振動
等でラックギア９０が初期位置から上方へ移動してピニ
オンギア８０と噛合しないように、ラックギア９０の上
端部は、ケース７０に破断可能に固着されたストッパー
９４により係止されている。

【００４８】ラックギア９０のラック歯９１について説
明すると、図１１〜図１４に示すように、ラックギア９
０の複数のラック歯９１のうちの少なくとも移動方向先
頭（上端）の第１ラック歯９１ａは、その他のラック歯
９１（９１ｂ）よりも低く形成され、第１ラック歯９１
ａの次の第２ラック歯９１ｂが、第１ラック歯９１ａよ
りも高く且つその他のラック歯９１よりも低く形成され
ている。

【００４９】そして、ピニオンギア８０とリング部材８
５が同心状に位置する初期状態（図１１参照）からの、
ピニオンギア８０の変位量は、ピニオン歯８１と第１ラ
ック歯９１ａの最大オーバーラップ量Ｌよりも僅かに大
きくなるように設定されている。尚、本実施形態の場
合、第１ラック歯９１ａの高さはその他のラック歯９１
の約１／２高さに、また、第２ラック歯９１ｂの高さ
は、第１ラック歯９１ａとその他のラック歯９１の中間
高さに設定されている。

【００５０】ガス発生器９５は制御装置（図示略）にコ
ネクタ９６（図６に鎖線で示す）を介して電気に接続さ
れ、制御装置に衝突検出センサ（図示略）から衝突信号
が入力されると、制御装置の駆動部からガス発生器９５
に通電されて、例えば、ガス発生剤が化学反応を起こし
てガスが発生するようになっている。発生したガスはガ
スシリンダ部７７内を通ってラック収納部７６に下方か
ら流入し、そのガス圧がラバー部材９３に作用する。す
ると、ラックギア９０が、ストッパー９４を破断し、ラ
ック収納部７６を形成する壁面に案内され、前記初期位
置からピニオンギア８０と噛合する上方へ移動し、その
後係止ピン９４ａに係止されて停止する（図７に鎖線で
示す）。

【００５１】尚、図１、図６に示すように、前記ゼンマ
イバネ５はスプリングシート５ａを介してケース７０の
左側に配設され、ケース７０の左部にビス５ｃで取付け
られるバネケース５ｂに収納され、ゼンマイバネ５の基
端部がピニオンギア８０の連結軸部８４に固着されると
ともに、ゼンマイバネ５の先端部がバネケース５ｂに固
着されている。

【００５２】シートベルトプリテンショナー７の作用・
効果について説明する。車両が衝突しない通常状態で
は、ラックギア９０は初期位置に位置しピニオンギア８
０から離隔しているため、ウエビングＷの引出し／巻取
りを自由に行うことができ、ウエビングＷをシートに着
座している乗員の腰部や胸部等にセットすることができ
る。

【００５３】一方、車両衝突時には、ガス発生器９５か
らガスが発生し、そのガス圧がラックギア９０のラバー
部材９３に作用して、ラックギア９０が前記初期位置か
らピニオンギア８０と噛合する上方へ移動し、ラックギ
ア９０からピニオンギア８０に駆動力が伝達されて、ピ
ニオンギア８０とともに巻取軸３が巻取り方向へ回動さ
れ、これにより、緊急ロック機構６が効果的に機能し、
ウエビングＷで乗員を拘束する機能を高めることができ
る。

【００５４】ここで、ピニオンギア８０は巻取軸３と一
体的に回転することから、車両衝突時のピニオンギア８
０の回転停止位置は不定である。図１１に示すように、
先ず、第１ラック歯９１ａとピニオン歯８１が円滑に噛
合する場合、その後順次ラック歯９１とピニオン歯８１
とが円滑に噛合していく。

【００５５】一方、第１ラック歯９１ａとピニオン歯８
１が衝突した場合でも、その衝突の瞬間だけそれら歯先
同士が突っ張り合うが、図１２に示すように、その反力
を受けてピニオンギア８０がラックギア９０の移動面
（ラックギア９０が移動する前後方向向きの鉛直面）か
ら離反する後方へ変位し、その変位量も、ピニオン歯８
１と第１ラック歯９１ａの最大オーバーラップ量Ｌより
も僅かに大きく設定されているので、ピニオンギア８０
の後方変位により、それら歯先同士の突っ張り合いを直
ちに解除でき、ラックギア９０とピニオンギア８０とが
ロックするのを確実に防止できる。第１ラック歯９１ａ
がその他のラック歯９１よりも低いため、ピニオンギア
８０の変位量をあまり大きく設定する必要がない。

【００５６】このように、ケース７０に巻取軸３と略同
心状の孔７５を形成するとともに、その孔７５に合成樹
脂製のリング部材８５が内嵌され、このリング部材８５
にピニオンギア８０の右軸部８３が遊嵌されているた
め、ピニオンギア８０を後方へ確実に変位可能に構成で
きるとともに、変位するピニオンギア８０の右軸部８３
をリング部材８５で緩衝して受止めることができるた
め、ピニオンギア８０の変位動作を円滑且つ確実に行う
ことができる。

【００５７】前記衝突の後、ラックギア９０とピニオン
ギア８０の作動は継続されるが、第１ラック歯９１ａは
第２ラック歯９１ｂよりも低いため、また、第２ラック
歯９１ｂがその他のラック歯９１よりも低いため、図１
３に示すように、第２ラック歯９１ｂとピニオン歯８１
とを衝突させずに噛合させることができ、その後順次ラ
ック歯９１とピニオン歯８１とが噛合していく。

【００５８】また、第１ラック歯９１ａとピニオン歯８
１とが接触（噛合又は衝突）しない場合には、最初に第
２ラック歯９１ｂがピニオン歯８１に接触する。このと
き、第２ラック歯９１ｂがその他のラック歯９１よりも
低いため、ピニオン歯８１と第２ラック歯９１ｂとを衝
突させずに確実に噛合させることができる。即ち、図１
４に示すように、第２ラック歯９１ｂがピニオン歯８１
と衝突する位置関係の場合には、第１ラック歯９１ａが
ピニオン歯８１に接触するため、ピニオン歯８１と第２
ラック歯９１ｂとを衝突させず噛合させることができ、
その後順次ラック歯９１とピニオン歯８１とが噛合して
いく。

【００５９】このように、このシートベルトプリテンシ
ョナー７によれば、車両衝突時のピニオンギア８０の回
転停止位置は不定であっても、ラックギア９０とピニオ
ンギア８０とを確実に噛合させることができ、ラックギ
ア９０からピニオンギア８０へ駆動力を効率よく伝達で
き、ガス発生器８５を必要以上に大型化することなく、
乗員にセットされたウエビングＷを適切な力で確実に巻
取ってウエビングＷの弛みを迅速且つ十分に取除くこと
ができる。しかも、ラックギア９０の第１ラック歯９１
ａをその他のラック歯９１よりも低く形成するととも
に、ピニオンギア８０がラックギア９０の移動面から離
反する方向へ変位可能にするという簡単な構成で以て、
シートベルトプリテンショナー７の機能を発揮できるた
め製作コスト的に非常に有利になる。

【００６０】次に、変更形態について説明する。 １〕ラックギア９０の第２ラック歯９１ｂをその他のラ
ック歯９１と同じ高さにしてもよい。 ２〕ピニオンギア８０やラックギア９０の構造等によっ
て、ピニオンギア８０を大きく変位させたい場合、リン
グ部材８５の変形を介してピニオンギア８０を大きく変
位させるようにしてもよい。

【００６１】３〕リング部材８５とは別に、或いは、リ
ング部材８５を省略して、ケース７０の左ケース部材７
１に形成された孔７４に別のリング部材を内嵌し、その
リング部材にピニオンギア８０の左軸部８２を遊嵌して
もよい。 ４〕ピニオンギア８０の右軸部８３をハウジング２の左
側壁に形成された孔（円形開口１５）を挿通させるとと
もに、リング部材とは別に、或いは、リング部材を省略
して、この円形開口１５に別のリング部材を内嵌し、そ
のリング部材にピニオンギア８０の左軸部８２を遊嵌し
てもよい。

【００６２】５〕図１５に示すように、リング状の変形
部材９７に、ピニオンギア８０の軸部が内嵌状に回転自
在に支持され、つまり、軸部を介して巻取軸３が回転自
在に支持され、ピニオン歯８０と第１ラック歯９１ａと
が衝突した場合、図１６に示すように、その変形部材９
７を変形させてピニオンギア８０がラックギア９０の移
動面から離反する後方へ変位可能に構成してもよい。
尚、変形部材９７は、ケース７０の孔７４，７５の少な
くとも１つに内嵌される。

【００６３】６〕ハウジング２のピニオンギア８０側の
左側壁１０に形成された円形開口１５に内嵌され巻取軸
３又はキャップ部材２５を回転自在に支持する変形部材
を設け、その変形部材を変形させてピニオンギア８０が
ラックギア９０の移動面から離反する後向へ変位可能に
構成してもよい。尚、本発明に係るシートベルトプリテ
ンショナーは、前記実施形態で説明したものに限らず、
本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を付加し
て、種々の形式のシートベルト巻取り装置に適用するこ
とができる。

【００６４】

【発明の効果】 請求項１のシートベルトプリテンショ
ナーによれば、ラックギアの複数のラック歯のうちの少
なくとも移動方向先頭の第１ラック歯を、その他のラッ
ク歯よりも低く形成するとともに、ピニオンギアがラッ
クギアの移動面から離反する方向へ変位可能に構成した
ので、第１ラック歯とピニオン歯が衝突した場合でも、
ピニオンギアをラックギアの移動面から離反する方向へ
変位させて、ピニオンギアとラックギアとがロックする
のを防止し、また、第１ラック歯とピニオン歯が接触
（噛合又は衝突）しない場合には、ピニオン歯と第２ラ
ック歯とを衝突させずに噛合させることができる。

【００６５】つまり、(a) 車両衝突時のピニオンギアの
回転停止位置は不定であっても、車両衝突時、ラックギ
アとピニオンギアの歯を確実に噛合させることができ
る。(b) ラックギアからピニオンギアへ駆動力を効率よ
く伝達できる。(c) ガス発生器を必要以上に大型化する
ことなく、乗員にセットされたウエビングを適切な力で
確実に巻取ってウエビングの弛みを迅速且つ十分に取除
くことができる。(d) ラックギアの第１ラック歯をその
他のラック歯よりも低く形成するとともに、ピニオンギ
アがラックギアの移動面から離反する方向へ変位可能に
するという簡単な構成で以て、シートベルトプリテンシ
ョナーの機能を発揮できるため製作コスト的に非常に有
利になる。

【００６６】請求項２のシートベルトプリテンショナー
によれば、ハウジング又はハウジングに固定されピニオ
ンギアとラックギアを収納するケースに巻取軸と略同心
状の孔を形成するとともに、その孔に内嵌された合成樹
脂製のリング部材に、ピニオンギアの軸部が遊嵌されて
いるので、ピニオンギアを前記移動面から離反する方向
へ確実に変位可能に構成できるとともに、変位するピニ
オンギアの軸部をリング部材で緩衝して受止めることが
できるため、ピニオンギアの変位動作を円滑且つ確実に
行うことができる。その他請求項１と同様の効果を奏す
る。

【００６７】請求項３のシートベルトプリテンショナー
によれば、ハウジングのピニオンギア側の側壁に巻取軸
と略同心状の孔を形成し、その孔に内嵌された変形部材
を介して巻取軸が回転自在に支持されるため、ラックギ
アからピニオンギアに駆動力を確実に伝達できるととも
に、第１ラック歯とピニオン歯が衝突した場合、変形部
材を変形させて、巻取軸の一端部とともにピニオンギア
をラックギアの移動面から離反する方向へ確実に変位さ
せることができる。従って、請求項１と同様に、前記
(a) 〜(d) と同様の効果を奏する。

【００６８】請求項４のシートベルトプリテンショナー
によれば、ハウジングに固定されピニオンギアとラック
ギアを収納するケースに巻取軸と略同心状の孔を形成
し、その孔に内嵌された変形部材を介してピニオンギア
が回転自在に支持されるため、ラックギアからピニオン
ギアに駆動力を確実に伝達できるとともに、第１ラック
歯とピニオン歯が衝突した場合、変形部材を変形させ
て、ピニオンギアをラックギアの移動面から離反する方
向へ確実に変位させることができる。従って、請求項１
と同様に、前記(a) 〜(d) と同様の効果を奏する。

【００６９】請求項５のシートベルトプリテンショナー
によれば、ピニオンギアの変位量を、ピニオンギアの歯
とラックギアの第１ラック歯の最大オーバーラップ量よ
りも僅かに大きく設定したので、第１ラック歯とピニオ
ン歯とが衝突した場合に、ピニオンギアを変位させて、
それら歯先同士の突っ張り合いを確実に解除することが
できる。その他請求項１〜４と同様の効果を奏する。

【００７０】請求項６のシートベルトプリテンショナー
によれば、ラックギアの複数のラック歯のうち第１ラッ
ク歯の次の第２ラック歯を、第１ラック歯よりも高く且
つその他のラック歯よりも低く形成したので、第１ラッ
ク歯とピニオン歯とが衝突した場合に、第２ラック歯と
ピニオン歯とを衝突させずに確実に噛合させることがで
きる。その他請求項１〜５と同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るウエビング巻取り装置
の分解斜視図である。

【図２】シートベルト巻取り装置の要部縦断面図であ
る。

【図３】図２のIII −III 線断面図である。

【図４】図２のIV−IV線断面図である。

【図５】シートベルト巻取り装置の要部縦断面図であ
る。

【図６】シートベルトプリテンショナーを含む分解展開
斜視図である。

【図７】シートベルトプリテンショナーを含む部分切欠
き左側面図である。

【図８】図７のVIII−VIII線断面図である。

【図９】図８のIV矢視図である。

【図１０】図７のV 矢視図である。

【図１１】ピニオンギアとラックギア（初期位置）の側
面図である。

【図１２】ピニオンギアとラックギア（歯先衝突状態）
の側面図である。

【図１３】ピニオンギアとラックギア（噛合状態）の側
面図である。

【図１４】ピニオンギアとラックギア（初期位置）の側
面図である。

【図１５】変更形態に係る変形部材を含む図１１相当図
である。

【図１６】変更形態に係る変形部材を含む図１２相当図
である。

【符号の説明】

Ｗ ウエビング １ シートベルト巻取り装置 ２ ハウジング ３ 巻取軸 ４ 巻取りドラム ５ ゼンマイバネ（付勢部材） ６ 緊急ロック機構 ７ シートベルトプリテンショナー ７０ ケース ７４，７５ 孔 ８０ ピニオンギア ８１ ピニオン歯 ８５ リング部材 ９０ ラックギア ９１ ラック歯 ９１ａ，９１ｂ 第１，第２ラック歯 ９３ ラバー部材（受圧部） ９５ ガス発生器 ９７ 変形部材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乗員拘束用のウエビングを巻取る巻取軸
   と、この巻取軸を回転可能に支持するハウジングと、巻
   取軸を巻取り方向へ弾性付勢する付勢部材とを備えたシ
   ートベルト巻取り装置のシートベルトプリテンショナー
   において、 前記巻取軸の一端部に取付けられたピニオンギアと、こ
   のピニオンギアの歯と噛合可能なラック歯を有するとと
   もに通常時にはピニオンギアから離隔した初期位置に位
   置するラックギアと、車両の衝突時にガスを発生させる
   ガス発生器とを備え、 前記ガス発生器から発生したガス圧をラックギアの受圧
   部に作用させてラックギアを前記初期位置からピニオン
   ギアと噛合する方向へ移動させて、巻取軸を巻取り方向
   へ回動させるように構成し、 前記ラックギアの複数のラック歯のうちの少なくとも移
   動方向先頭の第１ラック歯を、その他のラック歯よりも
   低く形成するとともに、ピニオンギアがラックギアの移
   動面から離反する方向へ変位可能に構成したことを特徴
   とするシートベルトプリテンショナー。
2. 【請求項２】 前記ハウジング又はハウジングに固定さ
   れピニオンギアとラックギアを収納するケースに巻取軸
   と略同心状の孔を形成するとともに、その孔に合成樹脂
   製のリング部材が内嵌され、このリング部材にピニオン
   ギアの軸部が遊嵌されたことを特徴とする請求項１に記
   載のシートベルトプリテンショナー。
3. 【請求項３】 乗員拘束用のウエビングを巻取る巻取軸
   と、この巻取軸を回転可能に支持するハウジングと、巻
   取軸を巻取り方向へ弾性付勢する付勢部材とを備えたシ
   ートベルト巻取り装置のシートベルトプリテンショナー
   において、 前記巻取軸の一端部に取付けられたピニオンギアと、こ
   のピニオンギアの歯と噛合可能なラック歯を有するとと
   もに通常時にはピニオンギアから離隔した初期位置に位
   置するラックギアと、車両の衝突時にガスを発生させる
   ガス発生器とを備え、 前記ガス発生器から発生したガス圧をラックギアの受圧
   部に作用させてラックギアを前記初期位置からピニオン
   ギアと噛合する方向へ移動させて、巻取軸を巻取り方向
   へ回動させるように構成し、 前記ラックギアの複数のラック歯のうちの少なくとも移
   動方向先頭の第１ラック歯を、その他のラック歯よりも
   低く形成するとともに、前記ハウジングのピニオンギア
   側の側壁に巻取軸と略同心状の孔を形成し、その孔に内
   嵌され巻取軸を回転自在に支持する変形部材を設け、そ
   の変形部材を変形させてピニオンギアがラックギアの移
   動面から離反する方向へ変位可能に構成したことを特徴
   とするシートベルトプリテンショナー。
4. 【請求項４】 乗員拘束用のウエビングを巻取る巻取軸
   と、この巻取軸を回転可能に支持するハウジングと、巻
   取軸を巻取り方向へ弾性付勢する付勢部材とを備えたシ
   ートベルト巻取り装置のシートベルトプリテンショナー
   において、 前記巻取軸の一端部に取付けられたピニオンギアと、こ
   のピニオンギアの歯と噛合可能なラック歯を有するとと
   もに通常時にはピニオンギアから離隔した初期位置に位
   置するラックギアと、ハウジングに固定されピニオンギ
   アとラックギアを収納するケースと、車両の衝突時にガ
   スを発生させるガス発生器とを備え、 前記ガス発生器から発生したガス圧をラックギアの受圧
   部に作用させてラックギアを前記初期位置からピニオン
   ギアと噛合する方向へ移動させて、巻取軸を巻取り方向
   へ回動させるように構成し、 前記ラックギアの複数のラック歯のうちの少なくとも移
   動方向先頭の第１ラック歯を、その他のラック歯よりも
   低く形成するとともに、前記ケースに巻取軸と略同心状
   の孔を形成し、その孔に内嵌されピニオンギアを回転自
   在に支持する変形部材を設け、その変形部材を変形させ
   てピニオンギアがラックギアの移動面から離反する方向
   へ変位可能に構成したことを特徴とするシートベルトプ
   リテンショナー。
5. 【請求項５】 前記ピニオンギアの変位量は、ピニオン
   ギアの歯とラックギアの第１ラック歯の最大オーバーラ
   ップ量よりも僅かに大きく設定されたことを特徴とする
   請求項１〜４の何れか１項に記載のシートベルトプリテ
   ンショナー。
6. 【請求項６】 前記ラックギアの複数のラック歯のうち
   第１ラック歯の次の第２ラック歯を、第１ラック歯より
   も高く且つその他のラック歯よりも低く形成したことを
   特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のシートベ
   ルトプリテンショナー。