专利名称：预张紧器、安全带卷收器及安全带装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在车辆碰撞等紧急时刻的初期利用反应气体使安全带卷收器的卷轴 向安全带卷绕方向旋转而提高安全带对乘员的约束力的预张紧器的技术领域、卷绕安全带 的安全带卷收器的技术领域及车辆的安全带装置的技术领域。
背景技术：
以往，在配备于汽车等车辆中的安全带装置中，开发出了各种具有预张紧器的安 全带卷收器。该预张紧器，在车辆碰撞时等车辆上施加有大于通常减速度的减速度的紧急 时刻的初期，利用由气体发生器产生的反应气体使安全带卷收器的卷轴向安全带卷绕方向 旋转，由该卷轴卷绕安全带。由此，迅速地消除安全带的松弛，并对安全带施加张力，由此提 高对乘员的约束力。作为现有预张紧器的一例，公知有如下预张紧器，其具有受到反应气体的气体压 力而产生力的活塞；和将由该活塞产生的力传递至安全带卷收器的安全带卷绕轴的、由滚 珠构成的多个力传递部件(例如参见专利文献1和2)。图4是示意性地表示专利文献1记载的预张紧器的一例的一部分的视图，图5 (a) 是示意性地表示图4的一部分的视图。图中，a是预张紧器(PT)，b是前端h开口的导管， c是以可移动、且相互接触的方式排列于导管b内的、由铁或铝等金属制滚珠构成的多个力 传递部件，d是以可移动的方式设置于导管b内、受到反应气体的气体压力、且、以由硅酮橡 胶或树脂等具有密封功能的材料制成的滚珠形成的活塞，e是连接于导管b的基端部b2上 的管状的压力容器，f是收纳于压力容器e内的气体发生器，g是可以从导管b的前端部的 缺口部b3进入导管b内的环形齿轮，h是突出设置于环形齿轮g的外周面的杆，i是形成于 环形齿轮g的内周面的内齿，j是安全带卷收器的卷绕安全带的卷轴，k是固定于卷轴j的 外周的小齿轮，m是形成于小齿轮k的外周面的外齿，n是设置于导管b的前端bl的前方以 收纳从导管b飞出的力传递部件c的壳体，o是将环形齿轮g保持于其内齿i不与小齿轮k 的外齿m啮合的固定位置的齿轮支架，p、q分别是设在齿轮支架o上并夹持杆h的一对销。通常情况下，环形齿轮g由齿轮支架o保持于图示的固定位置。在环形齿轮g的 此位置上，由于环形齿轮g的内齿i不与小齿轮k的外齿m啮合，所以安全带卷收器的卷轴 j能够向安全带卷绕方向及安全带拉出方向中的任意方向自由旋转。而且，第一个杆h通过 缺口部b3进入导管b内，并且第一个力传递部件c与该杆h抵接。当发生上述的紧急情况时，首先气体发生器f工作而产生反应气体。该反应气体 的气体压力作用于活塞d，活塞d推压力传递部件c。因此，活塞d的力经由力传递部件c 传递至杆h。于是，杆h被推压，环形齿轮g在图4中逆时针旋转地同时向右方移动。由此， 环形齿轮g的内齿i与小齿轮k的外齿m啮合，环形齿轮g的旋转被传递至小齿轮k，小齿 轮k逆时针旋转。于是，安全带卷收器的卷轴j向相同方向即安全带卷绕方向旋转。结果， 安全带被卷绕起来，消除了安全带的松弛，提高了安全带对乘员的约束力。图5(b)是示意性地表示专利文献2所述的预张紧器的一例的一部分、与图5(a)相同的视图。如图5(b)所示，专利文献2所述的预张紧器，代替滚珠，采用了由圆柱构成的 活塞。专利文献2所述的预张紧器也进行与专利文献1所述的预张紧器的动作基本相同的 动作。专利文献1 日本特开2001-63519号公报专利文献2 日本特表2002503168号公报但是，如图5(a)所示，由于专利文献1所述的预张紧器a的活塞d由滚珠形成，所 以在活塞d和与该活塞d抵接的力传递部件c之间产生了比较大的间隙r，并且，形成了在 活塞d进行动作而推压力传递部件c时比较难于向活塞d贴紧导管b的内壁b4的方向变 形的形状。因此，活塞d的密封性不充分，产生了由气体发生器f产生的反应气体的气体压 力损失，无法径反应气体的气体压力有效地利用于力传递部件c。此外，如图5(b)所示，同样，在专利文献2所述的圆柱形的活塞d中，也产生了与 专利文献1所述的预张紧器a相同的反应气体的气体压力损失。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种预张紧器、安全带卷收器 及安全带装置，可提高活塞的密封性，并尽可能地抑制反应气体的气体压力损失。为了解决上述问题，本发明的预张紧器，其至少包括导管、以可移动的方式设置 于所述导管内并且传递用于使卷轴向安全带卷绕方向旋转的力的多个力传递部件、在紧急 时刻产生气体的气体发生器以及以可移动的方式设置于所述导管内并且在所述气体的气 体压力下进行动作而推压所述力传递部件的活塞，其特征在于，在所述活塞的与所述力传 递部件的抵接端侧具有扩开部，该扩开部在所述活塞推压所述力传递部件时向所述导管的 内周面方向扩开。本发明的预张紧器，其特征在于，所述活塞具有活塞主体，所述扩开部在所述活塞 主体的与所述力传递部件的抵接端侧与所述活塞主体由单一部件一体形成。本发明的预张紧器，其特征在于，所述扩开部通过形成环状而具有凹部，所述凹部 的在所述活塞的长度方向上的断面形状为圆柱形状、圆锥形状、截头圆锥台形状及U字形 状中的任一形状。本发明的安全带卷收器，其至少具有安全带、卷绕所述安全带的卷轴以及在紧急 时刻使所述卷轴向安全带卷绕方向旋转的预张紧器，其特征在于，所述预张紧器是本发明 的任一预张紧器。本发明的安全带装置，其至少具有卷绕安全带的安全带卷收器、可滑动地支撑于 所述安全带上的锁舌以及设在车身上并以可扣合或脱离的方式与所述锁舌扣合的带扣，其 特征在于，所述安全带卷收器是本发明的安全带卷收器。发明效果根据这样构成的本发明的预张紧器、安全带卷收器及安全带装置，由于预张紧器 的活塞在与力传递部件的抵接端侧具有扩开部，所以当在紧急时刻以由气体发生器产生的 反应气体的气体压力使活塞进行动作而推压力传递部件时，能够由力传递部件使扩开部向 导管的内周面方向扩开。因此，活塞的扩开部的外周面更为有效地贴紧导管的内周面，活塞 与导管的内周面之间的密封性提高，由此可抑制反应气体的气体压力损失，可使气体压力更为有效地作用于活塞。结果，由于活塞以更大的力推压力传递部件，所以在紧急时刻的初 期阶段，可以更为有效地利用预张紧器进行安全带的卷绕动作。而且，由于扩开部具有凹部，所以在活塞与力传递部件抵接时，可以使活塞的一部 分进入凹部内。由此，与现有预张紧器相比，可以减小活塞与力传递部件抵接时的间隙。因 此，可以使扩开部在扩开时不易向间隙方向退避。结果，由于可以更为有效地抑制气体压力 的压力损失，所以通过作用于活塞上的气体压力，可以由活塞有效地产生推压力。此外，由于由单一部件与活塞主体一体形成扩开部，所以可以削减零件数量，并且 简化活塞的结构。
图1是示意性地表示包括安全带卷收器的安全带装置的视图，其中，该安全带卷 收器具有本发明涉及的预张紧器的实施方式的一例。图2(a)是示意性地表示该例的预张紧器的一部分的局部视图，图2(b)是表示该 预张紧器中的活塞的与力传递部件的抵接端侧的侧面的视图，图2(c)是沿着图2(b)中的 IIC-IIC线的剖面图，图2(d)是表示活塞的动作状态的视图。图3(a) 图3(c)是表示本发明涉及的预张紧器的变形例的视图。图4是示意性地表示专利文献1所述的预张紧器的视图。图5 (a)是示意性地表示专利文献1所述的预张紧器的一部分的局部视图，图5 (b) 是示意性地表示专利文献2所述的预张紧器的一部分的局部视图。
具体实施例方式图1是示意性地表示包括安全带卷收器的安全带装置的视图，其中，该安全带卷 收器具有本发明涉及的预张紧器的实施方式的一例。如图1所示，该例的安全带装置1与以往公知的三点式安全带装置基本相同。图 中，1是安全带装置，2是车辆座椅，3是配置于车辆座椅2的附近的安全带卷收器，4是以可 拉出的方式卷绕在安全带卷收器4上、且前端的安全带固定器4a固定于车身的底板或车辆 座椅2上的安全带，5是用于向乘员肩部方向引导从安全带卷收器3拉出的安全带4的导向 固定器，6是滑动自如地支撑于从导向固定器5引导出的安全带4上的锁舌，7是固定于车 身的底板或车辆座椅上、且以可扣合或脱离的方式与锁舌6扣合的带扣7。该安全带装置1中的安全带4的佩戴操作及佩戴解除操作也与以往公知的安全带 装置相同。该例的安全带卷收器3是以往公知的紧急锁定式安全带卷收器(ELR)或以往公知 的自动锁定式安全带卷收器(ALR)(例如参见日本特开2003-191822号公报等)。在这种安 全带卷收器中，还公知有各种具有预张紧器的安全带卷收器。与以往公知的预张紧器相同 地，在车辆碰撞时等、车辆上施加有远远大于通常行驶时的减速度时，该预张紧器工作，使 安全带卷收器3的卷轴向安全带卷绕方向旋转，以预定量卷绕安全带4而提高对乘员的约 束力。该例的安全带卷收器3具有预张紧器。该预张紧器与上述的专利文献1所述的公 知预张紧器基本相同，因而对与专利文献1所述的预张紧器不同的结构进行说明。
如图2 (a)所示，该例的预张紧器8与专利文献1所述的预张紧器相同地在导管9 内收纳由多个滚珠构成的力传递部件10及活塞11。而且，在与导管9相连的压力容器12 内收纳气体发生器13。如图2(b)及图2(c)所示，该例的预张紧器8的活塞1在与力传递部件10抵接的 端部形成了扩开部11a。该扩开部11a形成圆环形，并且在活塞主体lib的一端侧由单一部 件一体形成。因此，在扩开部11a上形成凹部11c，该凹部11c由活塞11的长度方向(活塞 11的移动方向)上的断面形状为圆柱形状的孔构成。使该凹部11c的中心与活塞主体lib 的中心一致。在活塞主体lib的另一端侧同样由单一部件一体形成。由此，活塞11不具有 方向性，可以防止活塞11的误装。该活塞与上述专利文献1所述的活塞相同地由硅酮橡胶 或树脂等具有耐热性及弹性的材料形成。在这样构成的该例的预张紧器8中，当气体发生器在紧急时刻工作而产生反应气 体时，反应气体的气体压力作用于活塞11。由此，如图2(a)所示，活塞11与力传递部件10 抵接。这时，如图2(a)及图2(c)所示，由于力传递部件10的一部分进入凹部11c内，所以 力传递部件10与活塞11之间的导管9内的间隙14比以往变小。而且，由于凹部11c的中 心与活塞主体lib的中心一致，所以在力传递部件10的一部分进入凹部11c内时，力传递 部件10被相对于活塞11进行定心。由此，活塞11不会相对力传递部件10偏心地推压力 传递部件10。因此，不会对力传递部件10施加偏置载荷，活塞11的力由力传递部件10高 效地传递。在活塞11与力传递部件10抵接后，如图2(d)所示地在气体压力下活塞11推压 力传递部件10，所以活塞11的扩开部11a向导管9的内周面9a的方向扩开，扩开部11a 的外周面llai贴紧其内周面9a。由此，活塞11与导管9的内周面9a之间的密封性提高。 因此，可以抑制反应气体的气体压力的压力损失，气体压力更为有效地作用于活塞11，活塞 11以更大的力推压力传递部件10。结果，在紧急时刻的初期阶段，可以利用预张紧器有效 地进行安全带4的卷绕动作。而且，由于活塞11与力传递部件10抵接时的间隙14比现有预张紧器小，所以扩 开部11a在其扩开时不易向间隙14的方向退避。结果，通过作用于活塞11的气体压力，活 塞11高效地产生推压力，从而可以更有效地抑制气体压力的压力损失。此外，在反应气体 的气体压力下，活塞11的另一端侧的扩开部11a也扩开，进一步抑制了气体压力的压力损 失，可以更有效地利用气体压力。以活塞11的推压力经由力传递部件10与上述的专利文献1所述的预张紧器同样 地使安全带卷收器3的卷轴向安全带卷绕方向旋转，卷绕安全带4。由此，在紧急时刻的初 期阶段，提高了对乘员的约束力。根据该例的预张紧器8，由于活塞11在与力传递部件10的抵接端侧具有扩开部 11a，所以当在紧急时刻以由气体发生器13产生的反应气体的气体压力使活塞11进行动作 而推压力传递部件10时，能够由力传递部件10使扩开部11a向导管9的内周面9a的方向 扩开。因此，活塞11的扩开部11a的外周面更为有效地贴紧导管9的内周面9a，活塞 11与导管9的内周面9a之间的密封性提高。由此，可抑制反应气体的气体压力损失，可使 气体压力更为有效地作用于活塞11。结果，由于活塞11以更大的力推压力传递部件10，所 以在紧急时刻的初期阶段可以更为有效地利用预张紧器进行安全带4的卷绕动作。
由于扩开部11a具有凹部11c，所以在活塞11与力传递部件10抵接时，可以使活 塞11的一部分进入凹部11c内。由此，与现有预张紧器相比，可以减小活塞11与力传递 部件10抵接时的间隙14。因此，可以使扩开部11a在扩开时不易向间隙14的方向退避。 结果，由于可以更为有效地抑制气体压力的压力损失，所以通过作用于活塞11上的气体压 力，可以由活塞11有效地产生推压力。此外，通过反应气体的气体压力使活塞11的另一端 侧的扩开部11a也扩开，所以进一步抑制了气体压力的压力损失，可以更有效地利用气体 压力。由于凹部11c的中心与活塞主体lib的中心一致，所以在力传递部件10的一部分 进入凹部11c内时，可以使力传递部件10相对于活塞11定心。由此，力传递部件10上不 会受到活塞11的偏置载荷，活塞11的力可以由力传递部件10高效地传递。另外，由于在活塞主体lib的两端侧具有扩开部11a，所以可以消除活塞11的方向 性。由此，可以防止活塞11的误装。此外，由于扩开部11a与活塞主体lib由单一部件一体形成，所以可以削减零件数 量，并简化活塞11的结构。该例的其他结构及作用效果与专利文献1所述的预张紧器相同，参照该专利文献 1可以理解，因而可以省略说明。图3(a) 图3(c)是表示本发明涉及的预张紧器的变形例的视图。在图3(a)所示的变形例的预张紧器中，代替上述例子中的活塞11上的圆柱形的 凹部11c，活塞11的长度方向上的断面形状形成了以开口端为底面的圆锥形。该变形例的 预张紧器8的其他结构及作用效果与上述图2所示的例子相同。另外，作为凹部11c的形 状，活塞11的长度方向上的断面形状还可以形成U字形状或截头圆锥台形状等其他各种形 状。在图3 (b)所示的变形例的预张紧器中，虽然上述例子中的活塞11上的扩开部11a 形成于活塞主体lib的两端侧，但是，在该例中，扩开部11a也可以仅在活塞主体lib的与 力传递部件的抵接端侧形成。在该变形例中，进一步使活塞主体lib的另一端侧形成球面。 在该变形例中，由于活塞11具有方向性，所以无法获得防止误装的效果。该变形例的预张 紧器8的其他结构及其他作用效果与图2所示的例子相同。在图3(c)所示变形例的预张紧器中，上述图3(b)所示变形例的活塞11上的活塞 主体lib的形状形成圆柱形，相对于此，该变形例的活塞11上的活塞主体lib的形状形成 球形。扩开部11a形成为活塞11的长度方向上的断面为V字形或U字形的截头圆锥台形 状的突出部。该变形例的预张紧器8的其他结构及作用效果与上述图3(b)所示的变形例 及图2所示的例子相同。另外，本发明可以进行各种设计变更。例如，力传递部件10也可以由滚珠以外的 其他部件构成。在这种情况下，为了使扩开部11a容易扩开，优选力传递部件10的与活塞 11a的抵接端至少形成球面形。本发明的预张紧器、安全带卷收器及安全带装置不限于上述 的例子，可以在请求保护范围的记载事项的范围内进行各种设计变更。工业实用性本发明的预张紧器、安全带卷收器及安全带装置适用于设在卷绕安全带的安全带 卷收器上并使用多个滚珠的预张紧器、安全带卷收器及车辆的安全带装置。
权利要求
一种预张紧器，其至少包括导管、以可移动的方式设置于所述导管内并且传递用于使卷轴向安全带卷绕方向旋转的力的多个力传递部件、在紧急时刻产生气体的气体发生器以及以可移动的方式设置于所述导管内并且在所述气体的气体压力下进行动作而推压所述力传递部件的活塞，其特征在于，在所述活塞的与所述力传递部件的抵接端侧具有扩开部，该扩开部在所述活塞推压所述力传递部件时向所述导管的内周面方向扩开。
2.如权利要求1所述的预张紧器，其中，所述活塞具有活塞主体，所述扩开部在所述活塞主体的与所述力传递部件的抵接端侧与所述活塞主体由单一 部件一体形成。
3.如权利要求2所述的预张紧器，其中，所述扩开部通过形成环状而具有凹部，所述凹部的在所述活塞的长度方向上的断面形状为圆柱形状、圆锥形状、截头圆锥台 形状及U字形状中的任一形状。
4.一种安全带卷收器，其至少具有安全带、卷绕所述安全带的卷轴以及在紧急时刻使 所述卷轴向安全带卷绕方向旋转的预张紧器，其特征在于，所述预张紧器是权利要求1至3中任一项所述的预张紧器。
5.一种安全带装置，其至少具有卷绕安全带的安全带卷收器、可滑动地支撑于所述安 全带上的锁舌以及设在车身上并以可扣合或脱离的方式与所述锁舌扣合的带扣，其特征在 于，所述安全带卷收器是权利要求4所述的安全带卷收器。
全文摘要
本发明提供一种预张紧器、安全带卷收器及安全带装置，可提高活塞的密封性，并尽可能地抑制反应气体的气体压力损失。活塞(11)在与力传递部件(10)的抵接端侧具有扩开部(11a)。当在紧急时刻以由气体发生器(13)产生的反应气体的气体压力使活塞(11)动作而推压力传递部件(11)时，由力传递部件(10)使扩开部(11a)向导管(9)的内周面(9a)的方向扩开。因此，活塞(11)的扩开部的外周面(11a1)更为有效地贴紧导管(9)的内周面(9a)，活塞(11)与导管(9)的内周面(9a)之间的密封性提高，由此可抑制反应气体的气体压力损失，可使气体压力更为有效地作用于活塞。
文档编号B60R22/46GK101875339SQ20101013172
公开日2010年11月3日 申请日期2010年3月15日 优先权日2009年5月1日
发明者清水政志, 盐谷昌广 申请人:高田株式会社