预张紧器的制作方法

专利名称：预张紧器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种预张紧器，在车辆快速减速等状态下，该预张紧器增大配置车辆的座椅安全带装置的带状安全带的张力。
背景技术：
在第2004- 1656号日本专利特许公开申请案(JP-A)中披露的预张紧器的管(本发明中与该管对应的构造称为"气缸")中，将要成为预张紧器管的无缝管经受管扩展，因而该管的内径尺寸被局部扩大，以形成用于容纳气体产生器的部分，与其他区域相比，该区域具有较大的内径尺寸。
因为无缝管经受这种管扩展，并因而该无缝管的壁厚可能净皮局部改变，因此预张紧器管的机械强度可能被局部改变。然而，在这种管扩展中，因为该无缝管被从该管内部向外部施压，以增大内径尺寸，因此外径尺寸也会改变。因此，带子缠绕装置的框架的规格需要根据预张紧器管的内径尺寸的每个规格进行改变，所述框架安装有预张紧器管，这样导致降低广泛可用性。

发明内容
考虑到这种实际情况，本发明提供了一种预张紧器，该预张紧器可以局部改变气缸的机械强度，并且可以被广泛应用。
根据本发明第一方面的预张紧器包括气体产生单元，用于被启动以产生气体；气缸，形成为在两端开口的圆柱形，具有从开口端之一安装到其上的气体产生单元，并且由该气体产生单元产生的气体被供应到该气缸内部，以提高该气缸的内部压力，该气缸具有从该气缸的内围部分延伸到该气缸的中心预定位置的高强度部分，所述预定位置在开口端之一与另一开口端之间，以使该气缸的壁厚在该预定位置处#皮增大；张力增强单元，由该气体产生单元提供的气压使该张力增强单元在该气缸内移动，以增大配置座椅安全带装置的带状安全带的张力。
在根据本发明第一方面的预张紧器中，当从该气缸的开口端之一安装(装配)到该气缸上的气体产生单元被启动时，该气体产生单元产生气体，并且该气体被供应到该气缸内。当该气体被供应到该气缸内，并且由此该气缸的内部压力这样升高时，该张力增强单元工作，以增大配置座椅安全带装置的带状安全带的张力。因此，该带状安全带进一步强有力地限制系有该带状安全带的乘客的身体。
高强度部分从该汽缸的内围部分到该气缸的中部(轴心)预定位置延伸形成，该预定位置在该气缸的开口端之一与另一开口端之间。由于高强度部分这样延伸，因此在形成该高强度部分的部分，该气缸的厚度局部增大。因此，与该气缸的其他部分相比，形成该高强度部分的部分中的机械强度增大。
此外，由于该高强度部分从该气缸的内围部分延伸，因此，在不改变该气缸的外径尺寸的情况下，该高强度部分从该气缸的内围部分延伸的尺寸和/或该高强度部分沿该气缸的直通方向(轴向)的厚度可以改变。因此，即使该高强度部分的规格变化，即该高强度部分从该气缸的内围部分延伸的尺寸、该高强度部分沿该气缸的直通方向的厚度等变化，由于该气缸的外径尺寸可以是相同的，因此也可以在要安装该气缸的区域采用相同规格的气缸，从而实现了广泛应用。
根据基于本发明第一方面的本发明第二方面的预张紧器中，该高强度部分形成在吹气部分附近，该吹气部分吹动安装在所述气缸内的气体产生单元内的气体。
根据本发明第二方面的预张紧器中，该高强度部分在安装在该气缸内的该气体产生单元内的吹气部分附近从该气缸的内围部分延伸。因此，可以确保高
强度以抵抗该气体产生单元启动后瞬间增大的该气缸内部的气压。
此外，由于该高强度部分可以确保足够高的强度来承受该气体产生单元启动后瞬间产生的高气压，因此该气缸的其他部分可以减小厚度。因而可以减少该气缸的重量。
根据基于本发明第一或第二方面的本发明第三方面的预张紧器中，该气缸通过模制材料的锻造模制(形成)。
根据本发明第三方面的预张紧器，由于当该高强度部分形成在该气缸内时，该气缸通过锻造模制，因此在不改变该气缸的外径尺寸的情况下，可以轻易地局部改变该气缸的内径尺寸。
此外，通过锻造模制，在要形成为该气缸的模制材料中发生加工硬化，使得整体来说该气缸的厚度可以减小，因此减少了该气缸的重量。
另外，由于可以采用与不锈钢管件相比更廉价的材料形成该气缸，因此可以降低该气缸的成本。
根据基于本发明第三方面的本发明第四方面的预张紧器中，通过锻造模制，在模制材料上对应于气缸内部的该预定位置处形成(利用4莫制材料的过剩材料)分隔壁，在该预定位置处，从对应于该气釭的两端的模制材料的两侧的至少一侧向该模制材料施压，且该高强度部分从该分隔壁形成。
根据本发明第四方面的预张紧器中，通过锻造模制，在模制材料上对应于气缸内部的该预定位置处形成(利用模制材料的过剩材料)分隔壁，在该预定位置处，从对应于该气缸的两端的模制材料的两侧的至少 一侧向该模制材料施压，且该高强度部分从该分隔壁形成。因此，从该气缸的内围部分延伸的该高强度部分的形状可以轻易形成。
根据基于本发明第一方面至第四方面中任一方面的本发明第五方面的预张紧器中，还包括法兰部分，该法兰部分形成为从该气缸的外围部分延伸，以与安装该气缸的区域啮合，该法兰部分的厚度设定为大于该气缸的圆柱主体部分的壁厚。
根据本发明第五方面的预张紧器中，该法兰部分形成为从该汽缸的外围部分延伸，通过该法兰部分与安装该气缸的区域啮合，例如，定位该气缸。
在这种情况下，该法兰部分的厚度尺寸设定为大于该气缸在该圓柱主体部分内的壁厚，因此，该法兰部分的机械强度较高，例如，当该预张紧器启动时，
6该法兰部分可以承受来自安装该气缸的区域的反作用力。此外，该法兰部分的 厚度大于该气缸的圓柱主体部分的厚度，即，即使该法兰部分的厚度较大，也 不会引起该圓柱主体部分的壁厚增大，或者该圆柱主体部分的壁厚增大很小。 为此，即使给予该法兰部分较高的机械强度，该气缸也可以制得较小并减少其重量。
在本发明的本方面中，虽然该法兰部分的厚度大于该气缸中圓柱主体部分 的壁厚，但是只要满足该法兰部分的厚度可以设定为大于该圆柱主体部分在某 一位置处的壁厚即可。也就是说，在该圆柱主体部分的壁厚被设置为随位置而 不同的情况下，即使该法兰部分的厚度小于该圓柱主体部分的最大壁厚，只要 满足该法兰部分的厚度可以大于该圆柱主体部分在其他位置处的壁厚即可。
根据基于本发明第五方面的本发明第六方面的预张紧器中，在该气缸形成 为圓柱形之前，该法兰部分通过镦粗锻造模制(形成)。
根据本发明第六方面的预张紧器中，在该气缸被模制成圆柱形之前，在该 气缸处，该法兰部分通过镦粗锻造模制。因此，该法兰部分的厚度可以随意设 定，而不受该气缸在该圆柱主体部分内的壁厚的影响(或者在抑制了该气缸在 该圓柱主体部分内的壁厚的影响的状态下)。如此，由于该法兰部分的厚度可以 随意设定，因此可以轻易设定该法兰部分的厚度大于该气缸在该圆柱主体部分 内的壁厚。
根据基于本发明第一方面的本发明第七方面的预张紧器中，该高强度部分 包括形成在安装该气体产生单元的开口端处的厚壁部分，该厚壁部分的壁厚大 于该气缸的圆柱主体部分的壁厚。
根据基于本发明第七方面的本发明第八方面的预张紧器中，该厚壁部分的 外径与该圓柱主体部分的外径相同，而该厚壁部分的内径小于该圆柱主体部分 的内径。
根据本发明第七方面和第八方面的预张紧器中，可以在不改变该气缸的外 径尺寸的情况下，形成该厚壁部分(该高强度部分)。因此，即使该高强度部分 的规格变化，因为该气缸的外径尺寸可以是相同的，因此也可以在要安装该气缸的区域采用相同规;格的气缸，从而实现了广泛应用。
如上文所述，由于根据本发明各方面的预张紧器在不改变该气缸的外径尺 寸的情况下，可以局部改变该气缸的机械强度，因此要与该气缸装配在一起的 部件可以通用，乂人而实^L了广泛应用。


参考下面的附图，详细描述本发明的典型实施例，其中
图1是采用4艮据本发明第一实施例的预张紧器的带子缠绕装置的示意側i见
图2是对应于图1的侧视图，示出了被启动的预张紧器； 图3是采用才艮据本发明第一实施例的预张紧器的带子缠绕装置的正面剖祸L 示意图4是气缸的剖视图5A、 5B是示出气缸的锻it/模制步骤(圆柱主体形成步骤)的示意以及
图6A、 6B是示出形成限制部分的步骤的示意图7是采用才艮据本发明第二实施例的预张紧器的带子缠绕装置的示意侧^L
图8A、 8B是示出气缸的锻造/模制步骤中的镦粗锻造步骤的示意图9A、 9B是示出气缸的锻it/模制步骤中的圆柱主体形成步骤的示意图IOA、 IOB是示出形成规则部分的步骤的示意图。
具体实施例方式
第一典型实施例的结构
图3示出了采用根据本发明第一实施例的预张紧器10的座椅安全带装置的 带子缠绕装置12的结构轮廓。
如该图所示，带子缠绕装置12具有框架14，利用诸如螺栓的紧固器，框架14固定到车辆的骨架件或者用于加强这种骨架件的加强件上。框架14例如在车 辆的前向和后向具有一对互相对着的腿板16和18。在*1^反16和18之间:没置有 巻轴20。巻轴20形成为圆柱形，其轴向沿腿寺反16和18的面对方向，并且在其 轴的中部与长而窄的带状安全带22的底端闩锁。巻轴20在作为绕其轴的一个 方向的缠绕方向上旋转，因此从该安全带的底端开始成层缠绕带状安全带22。
巻轴20沿其中心轴形成空腔，并且作为能量吸收单元的扭力轴24与巻轴 20同轴装配。在该扭力轴的纵向(轴向)，沿巻轴20的中心轴，扭力轴24形成 为杆式形状，并且巻轴侧连接器26形成在该扭力轴的腿板18側的一端。当从 扭力轴24的轴向观看时，连接器26的外围形状形成为诸如多边形或者星形的 非圆形。
对应于连接器26，从该巻轴的腿板18侧的开口端将适配器28与巻轴20 同轴地插入到巻轴20。沿巻轴20的轴向，适配器28形成为开口朝向腿板16 — 侧的带底圓柱形，而该适配器的内围形状形成为非圆形，以允许向其插入连接 器26。因此，在将连接器26插入到适配器28时，不允许扭力轴24绕扭力轴 24的中心轴相对于适配器28相对旋转。
此外，适配器28的外围形状形成为诸如多边形或者星形的非圆形，而巻轴 20的腿板18侧上的开口的形状(内围形状)形成为与适配器28的外围形状对 应的非圓形，该开口内插入适配器28。因此，不允许适配器28绕巻轴20的中 心轴相对于巻轴20相对-走转，并因此不允许:扭力轴24相对于巻轴20相对4t转。 在图3中，转轴30以与巻轴20同轴的方式从适配器28延伸到与Ii^反16侧相 对的一侧。转轴30穿过腿板18,并进入附着到腿il 18、位于腿板18外側(在 腿板18上对着腿板16侧的一侧上)的弹簧箱32,并由弹簧箱32可旋转地支承。
作为巻轴推进工具的螺旋弹簧34容纳在弹簧箱32内。螺旋弹簧34由弹簧 箱32在弹簧的螺旋方向上闩锁在外端，而由转轴30在该螺旋方向上闩锁在内 端。当转轴30在抽出方向上旋转时，螺旋弹簧34被缠绕并且被柠紧，产生螺 旋弹簧34的推进力。该推进力在缠绕方向上推进转轴30。由于如上所述，不允 许适配器28相对于巻轴20相对旋转，所以当带状安全带22被从巻轴20抽出，
9并因此使巻轴20在抽出方向上旋转时，弹簧34产生的推进力在缠绕方向上推 进巻轴20，从而使带状安全带22缠绕在巻轴20上。
配置锁定机构40的锁定座42沿巻轴20的轴向设置在腿板16 —侧。安装 部分44形成在锁定座42上，并且安装部分44从巻轴20的腿板16侧上的开口 端插入到巻轴20。当沿巻轴20的轴向观看时，安装部分44的外围形状形成为 圓形，因为从腿板16侧上的开口端将安装部分44同轴插入到该巻轴，所以允 许安装部分44 (即锁定座42 )绕巻轴20的中心轴相对旋转。安装部分44形成 为在沿巻轴20的中心轴方向上开口的圆柱形。沿巻轴20的轴向，相对于安装 部分44的中部，安装部分44的内围形状形成为诸如多边形或者星形的非圓形， 直到腿4反18 —侧上的开口端。
锁定座側连接器46形成在扭力轴24上对着巻轴侧连4秦器26 —侧的一侧上 的端部。连接器46的外围形状形成为非圆形，以便可以插入到锁定座42的内 部。因此，在将连接器46插入到安装部分44内时，不允许扭力轴24绕扭力轴 24的中心轴相对于安装部分44 (即锁定座42 )相对4t转。
另一方面，相对于巻轴20的腿板16侧上的开口端，在巻轴20的外部，棘 轮48设置在锁定座42上。在本实施例中，棘轮48形成为外齿棘轮，并与安装 部分44同轴并整体形成。锁定爪50沿锁定座42的旋转半径方向设置在棘轮48 的侧面。
以转轴52可以使其相对于腿板16和18以及其它部件绕其轴向与巻轴20 的轴向相同的轴旋转的方式，腿板18支承锁定爪50沿巻轴20的轴向位于lt^反 18—侧的部分。锁定爪50转动，以使其尖端接近或者离开棘轮48 (锁定爪50) 的外围，当锁定爪50在接近棘轮48 (锁定爪50)的外围的方向上转动时，锁 定爪50的尖端与形成在棘4&48的外围上的棘轮齿啮合。在锁定爪50的尖端与 形成在棘轮48的外围上的棘轮齿啮合时，在棘轮48 (锁定爪50)的抽出方向 上的旋转受到限制。
在腿板16的外侧(腿板16上对着腿板18 —侧的一侧)，锁定机构40的外 壳54附着到腿板16上。外壳54内容纳各种部件(即配置锁定机构40的各种部件)，当巻轴20突然在抽出方向上旋转，或者当车辆进入快速减速状态时，
所述部件将棘轮48在巻轴20的旋转半径方向上移动到外部。各部件互锁，以 使当巻轴20突然在抽出方向上旋转，或者当车辆进入快速减速状态时，可以限 制在锁定座42的抽出方向上的旋转，并继而限制在巻轴20的抽出方向上的i走 转。
预张紧器10的盖板62设置在外壳54的内部。盖板62具有壁64，壁64的 厚度方向沿腿板16的厚度方向，并且利用螺丝、螺栓等，以壁64的壁面与腿 板16分离的方式，将该盖板62固定到腿板16上。配置预张紧器10的气缸72 设置在盖板62的壁64与腿板16之间。如图l所示，气缸72形成为圆柱形(管 状)，其轴向沿垂直于巻轴20的轴向的方向。
作为气体产生单元的气体产生器74设置在气缸72的轴向上的一个端面上。 气体产生器74具有圓形产生器主体76,圓形产生器主体76具有对应于气缸72 的内围形状的圆形外围形状。产生器主体76形成为空腔，该空腔内布置了气 体产生剂，通过燃烧该气体产生剂，可以瞬间产生气体；点火剂，用于对气体 产生剂点火；以及点火装置，用于对点火剂点火。
在气缸72的轴向上的一个端面上，法兰78形成在产生器主体76的一端。 法兰78形成为盘状，该盘状的外径尺寸等于或者大于气缸72的内径尺寸，并 且等于或者小于其外径尺寸，并且与产生器主体76同轴形成该法兰78。如图1 所示，气体产生器74的产生器主体76从气缸72的轴向上的一端插入到气缸72 内。当产生器主体76以这种方式插入到气缸72内时，法兰78接合气缸72的 轴向上的一端。
在法兰78上对着产生器主体76 —侧的一侧上形成连接部分80。连接部分 80具有其外径尺寸比产生器主体76的外径尺寸足够小的外围形状。电连接到容 纳在产生器主体76内的点火装置的连接器设置在连接部分80内，并且通过其 一端连接到该连接器的电缆，该连接器直接或者间接与诸如ECU的控制单元相 连接。该控制单元电连接到用于检测车辆的加速度的诸如加速度传感器的车辆 快速减速检测单元。当车辆快速减速检测单元已经检测到车辆快速减速状态，
ii来自车辆快速减速^r测单元的电信号输入到该控制单元时，该控制单元输出点 火信号。当向容纳在产生器主体76内的点火装置输入来自该控制单元的点火信 号时，该点火装置对点火剂点火。被点火的点火剂对气体产生剂点火，并因此 气体产生剂燃烧，使得瞬间产生气体。
在产生器主体76上对着法兰78 —侧的一侧上，吹气部分82形成在产生器 主体76上。如图4所示，吹气部分82具有形成为椭圆形的外围形状(更具体 地，通过平行切割圓的两侧(该圆的中心位于这两侧之间)形成该形状)。在吹 气部分82内，径向吹气孔84朝向对着产生器主体76 —侧的一侧开口 ，并且吹 气部分82的内部通过径向吹气孔84与吹气部分82的外部(当产生器主体76 被插入到气缸72内时，是气缸72的内部)连通。吹气部分82的内部与产生器 主体76的内部连通。因此，由在产生器主体76内燃烧气体产生剂产生的气体 通过吹气部分82的内部和吹气孔84被排出到气体产生器74的外部(当产生器 主体76插入到气缸72内时，是气缸72的内部)。
作为限制部分和/或高强度部分的定位部分86对应于吹气部分82形成在气 缸72的内围部分上。定位部分86形成为板状，其厚度方向基本上沿气缸72的 轴向，并且定位部分86从气缸72的内围部分延伸到气缸72的中心轴。气缸72 基本上是具有统一厚度的圆柱形。然而，从气缸72的外围部分到定位部分86 的端部，在气缸72的轴面上，气缸72在形成定位部分86的区域内具有某个厚 度，以使与气缸72的任意其他区域(不形成定位部分86的区域)相比，气缸 72在该区域内的厚度厚。
安装孔88形成在定位部分86内。安装孔88是通孔，以4更相对于定位部分 86使气缸72的一个端部与气缸72的另一个端部连通，并且安装孔88的内围形 状与形成在气体产生器74内的吹气部分82的外围形状相同(严格地说，基本 上相同的图形稍大于吹气部分82的外围形状)。如图1所示，在吹气部分82和 安装孔88均相对于气缸72的中心轴具有相同相位的状态下，当产生器主体76 插入到气缸72内，直到法兰78与气缸72的一端接合时，吹气部分82被插入 到安装孔88内。
12如上所述，吹气部分82是非圆形的，并且安装孔88的内围形状与吹气部 分82的外围形状相同。因此，当吹气部分82进入(安装)到安装孔88内的同 时，气体产生器74试图绕气缸72的中心轴旋转时，安装孔88的内围部分与吹 气部分82的外围部分抵触。因此，在吹气部分82进入安装孔88内时，气体产 生器74不能旋转。
帽盖90设置在气釭72的一端。帽盖卯形成为其开口向着气缸72轴向另 一端一侧的带底圆柱形。内螺紋(附图中未示出)形成在帽盖90的内围部分上， 靠近气缸72的一端在气缸72的外围部分上形成的外螺紋(附图中未示出)可 以拧入该内螺紋。位于气缸72上的外螺紋柠入位于帽盖90的内围部分上的内 螺紋，由此将帽盖90安装在气缸72的一端。
圆孔92形成在帽盖卯的底部，孔92的内径尺寸大于连接部分80的外径 尺寸，而小于法兰78的外径尺寸。当帽盖90安装在气缸72上，而气体产生器 74安装在气缸72的一端时，相对于帽盖90的底部，连接部分80通过孔92凸 出到与气缸侧对着的一侧。此外，法兰78紧夹在气缸72的一端与帽盖90的底 部之间，以使气体产生器74固定在气缸72上。
相对于定位部分86，在气缸72的另 一端一侧，活塞102以沿气缸72的中 心轴可滑动的方式容纳在气缸72内。作为张力增强单元的齿条112形成在活塞 102上对着安装孔88—侧的一侧的端部上。齿条112形成为窄板形状，其纵向 沿着气缸72的中心轴方向，而其厚度方向沿着巻轴20的轴向，并且在齿条112 的纵向上，在基底端，齿条112整体连接到活塞102。在齿条112的宽度方向上， 齿条齿114形成在一端。
在初始状态下(即在启动预张紧器10之前)，小齿轮122设置在齿条112 的尖端的侧面。小齿轮122同轴、整体地安装在转轴124上，转轴124从与棘 轮48上和棘轮48同轴(即与巻轴20同轴)的安装部分44 一側对着的一侧上 的端面延伸。
如图1所示，在预张紧器10的初始状态下，齿条112的齿条齿114不与小 齿轮122啮合，因此，即使小齿轮122在抽出方向或者缠绕方向上旋转，在该状态下，小齿轮122也不与齿条齿114啮合。当活塞102滑动到气缸72轴向上 另一端一侧(即与设置了气体产生器74—侧对着的一侧)时，齿条112的齿条 齿114与小齿轮122啮合，以使小齿轮122在缠绕方向上旋转。
在该实施例的结构中，小齿轮122与转轴124同轴、整体地安装在转轴124 上。然而，还采用一种结构，这种结构包括这样一种离合单元，即小齿轮122 可以与转轴124同轴并且可以相对可旋转地安装在转轴124上，并JU叉当小齿 轮122在缠绕方向上旋转时，小齿轮122整体连接到转轴124。当采用这种结构 时，在预张紧器IO的初始状态下，齿条齿114可以与小齿轮122啮合。
描述制造气缸72的方法
接着，将概括描述配置预张紧器10的气缸72的制造方法。
气缸72的制造过程包括锻造步骤。该锻造步骤包括圆柱主体(管状主体) 形成步骤，如图5A和5B所示。在该圆柱主体形成步骤中，使用如图5A所示 的压模132和冲头134。形成压模132,以使它具有底部，并且其一端是开口的， 内围形状是圆形。圆柱形(圆棒形)的芯体136从压模132的底部中心向压才莫 132的开口端一侧凸出。另一方面，冲头134形成为圆柱形(圆棒形)，其外径 尺寸与芯体136的外径尺寸大致相同。当金属块模制材料138容纳在压模132 内时，通过利用相对于压模132和芯体136同轴布置的冲头134进行锻造，模 制材料138被模制。如图5B所示，通过进行锻造模制，模制材料138形成为圆 柱形(管状)，其中，将成为定位部分86的板状分隔物140 (结节)形成在材料 138的轴向上的中部。
接着，在图6A和6B所示的修整步骤中，使用压模142和修整冲头144， 如图6A所示。修整冲头144形成为圆柱形(圓棒形)，其外径尺寸与利用压模 132和冲头134模制为圆柱形的模制材料138的内径尺寸大致相同，并且修整冲 头144具有形成在修整冲头144的尖端的修整部分148。修整部分148的外围形 状与上面提到的安装孔88的内围形状大致相同，其从修整冲头144的尖端凸出 的尺寸等于或者大于分隔物140的厚度尺寸。
压模142具有形成为圓形的内围形状，其内径尺寸与利用压模132和冲头134形成为圓柱形的模制材料138的外径尺寸大致相同。此外，芯体150与压模 142的内围部分同轴形成在压才莫142的底部上，芯体150的外径尺寸与利用芯体 136形成为圆柱形的模制材料138的内围部分的内径尺寸大致相同。此外，带底 孔形的容纳部分152形成在芯体150内，它在芯体150的尖端处开口。容纳部 分152的内围形状与安装孔88的内围形状大致相同，并且其深度等于或者大于 分隔物140的厚度。
在该修整步骤中，在圓柱主体形成步骤中经受锻造模制的模制材料138容 纳在压模142内，并且在这种状态下，利用修整冲头144进行模制。如图6B所 示，在采用修整冲头144的这种模制过程中，利用形成在修整冲头144的尖端 上的修整部分148修整分隔物140的一部分，以形成通孔。因此，分隔物140 形成为具有安装孔88的定位部分86。
外螺紋形成在模制材料138 —端附近的外围上，模制材料138已经经受了 包括上述步骤的锻造模制步骤。因此，形成气缸72。
第 一 实施例的才喿作和效果
接着，将描述本实施例的4乘作和效杲。
在采用预张紧器10的带子缠绕装置12中，尽管坐在车辆座椅上的乘客在 其身上系上了带状安全带22，但是当车辆处于快速减速状态，或者当车辆快速 减速时，因为惯性，乘客的身体会试图向车辆的前侧移动，突然拉动带状安全 带22,因此巻轴20突然在抽出方向上旋转。然后，容纳在外壳54内的锁定机 构40的部件互锁，以使锁定爪50在使锁定爪50的尖端接近棘轮48的外围部 分的方向上转动。因此，当锁定爪50的尖端与棘轮48的齿啮合时，如图1中 的虚线(双点链线)所示，棘轮48 (即锁定座42)的旋转在抽出方向上被限制。
锁定座42的安装部分44以允许其相对于巻轴20相对旋转，但不允许其相 对于扭力轴24的锁定座侧连接器46相对旋转的方式安装在巻轴20内。此外， 扭力轴24的巻轴侧连4矣器26不可以相对于适配器28相对旋转，而且，适配器 28不可以相对于巻轴20相对旋转，因此，基本上不允许锁定座42相对于巻轴 20相对旋转。这样，限制了锁定座42在抽出方向上的旋转，从而限制了巻轴
1520在抽出方向上的旋转。因此，不能从巻轴20抽出带状安全带22。因而，当 车辆快速减速时，带状安全带22可以保持因为惯性而试图向车辆前侧移动的乘 客身体。
接着，根据上述条件，诸如车辆内加速度传感器的车辆快速减速检测单元 检测车辆的快速减速(例如，车辆的突然停止)。此时，当快速减速检测单元输 出的检测信号被输入到控制预张紧器10的诸如ECU的控制单元时，该控制单 元输出点火信号。该控制单元输出的点火信号被输入到容纳在产生器主体76内 的点火装置，然后，被输入了该点火信号的点火装置对点火剂点火。被点火的 点火剂对气体产生剂点火，因此，气体产生剂燃烧，导致突然产生气体。
气体产生剂燃烧产生的气体从形成在吹气部分82内的吹气孔84排出到外 部，即通过产生器主体76的内部和吹气部分82的内部排到气缸72的内部。当 这样将气体排到气缸72内时，气缸72的内部压力瞬间升高，以致活塞102滑 动到气缸72的另 一端一侧，即与设置气体产生器74 —側对着的 一侧。
当活塞102这样滑动时，与活塞102集成在一起的齿条112从气缸72的另 一端延伸到气缸72的外部。因此，如图2所示，齿条112的齿条齿114与小齿 轮122啮合，并迫使小齿轮122在缠绕方向上旋转。小齿轮122通过转轴124、 锁定座42、扭力轴24以及适配器28以不允许相对于巻轴20相对旋转的方式连 接到巻轴20。因此，小齿轮122被迫在缠绕方向上旋转，从而迫使巻轴20在缠 绕方向上旋转，这样，带状安全带22在安全带的纵向上从基体端缠绕到巻轴20 上。
因此，乘客的身体被进一步牢固保持，并且即使进一步发生车辆快速减速 状态，仍可以防止或者有效抑制乘客身体惯性移动到车辆前侧。
当预张紧器10启动时，如上所迷，在产生器主体76内产生的气体从吹气 部分82的吹气孔84排出。在预张紧器IO的初始状态下，由于与该预张紧器被 启动后的状态相比，活塞102位于气缸72的一端附近，所以活塞102与吹气部 分82之间的气缸72的容量被P争低到最小。在这种状态下，被突然排入位于活 塞102和吹气部分82之间的空间内的气体将活塞102压到气缸72的另一端一侧，并且该气体在垂直于气缸72的直通(贯穿)方向的方向上径向向外压制气 缸72的内围部分。
本实施例的预张紧器10具有定位部分86，该定位部分86形成在气釭72的 内围部分中在预张紧器10被启动后瞬间产生气压的一部分区域。与气缸72的 其他区域相比，在形成定位部分86的区域，气缸72的壁厚较厚。因此，能够 确保足够强度抵抗预张紧器10被启动后的瞬间强气压
此外，当该气压使活塞102滑动时，气缸72在活塞102与吹气部分82之 间的容量增大。因此，与预张紧器IO被启动后瞬间产生的气压相比，随着活塞 102的滑动，气压逐渐降低。这样，允许与预张紧器IO被启动后瞬间施加气压 的区域相比，在预张紧器IO的初始状态下，相对于活塞102的位置，在气缸72 的另一端一侧，该气缸的机械强度较低。
在预张紧器10中，如上所述，通过锻造模制气缸72，并且与定位部分86 的区域相比，相对于形成气缸72的定位部分86的区域的气缸72的另 一端一侧， 气缸72的厚度较小。因此，相对于形成气缸72的定位部分86的区域，气缸72 在另一端一侧的厚度被设定为可以承受气压的厚度，与如上所述预张紧器10被 启动后瞬间产生的气压相比，该气压被减小，因此，可以减少气缸72的重量， 从而可以减少预张紧器10以及带子缠绕装置12的重量。
此外，如上所述，由于通过锻造模制气缸72,所以可以在不改变该气缸的 外径尺寸的情况下，改变气缸72的内径尺寸或者定位部分86的厚度。因此， 例如，即使使用其产气量或者气压因为车辆类型而不同的气体产生器74,在不 改变气缸72的外径尺寸的情况下，通过改变气缸72的壁厚或者定位部分86的 厚度，仍可以确保足以承受该气压的强度。
此外，由于通过锻造模制气缸72,所以因为锻造模制导致的加工硬化，可 以预期增加整个气缸72的强度。因此，可以减小气缸72的厚度，这样，可以 进一步降低材料成本或者降低气釭72的重量。
此外，如上所述，不改变气缸72的外径尺寸，这意味着即使气体产生器74 的规格被改变，气缸72也以同样的方式安装在带子缠绕装置12内，并且气缸
1772相对于配置带子缠绕装置12的各部件(气缸72之外的各部件)的相对位置 关系不发生变化。因此，可以使用相同结构的带子缠绕装置12，而无需考虑气 体产生器74的规格，从而降低了成本。
通过锻造模制气缸72。由于与不锈钢管件相比，用于锻造的模制材料138 廉价，所以可以降低材料成本。此外，由于在模制整个气缸72的锻造模制期间， 可以模制定位部分86,所以甚至在这点上也可以降低成本。
此外，在不改变气缸72的外径尺寸和/或相对于定位部分86位于该气缸的 另一端一側的气缸72的内径尺寸的情况下，相对于定位部分86,在该气缸的一 端，可以改变气缸72的内径尺寸。因此，即使因为气体产生器74的规格不同 而改变产生器主体76的外径尺寸，如上所述，也可以不改变气缸72的外径尺 寸，从而仍可以使用具有相同结构的带子缠绕装置12，而无需考虑气体产生器 74的规格，进而降低成本。
此外，由于通过锻造模制气缸72，所以在不改变气缸72的外径尺寸和/或 相对于定位部分86位于该气缸的另一端一侧的气缸72的内径尺寸的情况下， 相对于定位部分86，在该气缸的一端，可以改变气缸72的内径尺寸。因此，即 使因为气体产生器74的规格不同而改变产生器主体76的外径尺寸，如上所述， 也可以不改变气缸72的外径尺寸，从而仍可以使用具有相同结构的带子缠绕装 置12,而无需考虑气体产生器74的规格，进而降低成本。
此外，如上所述，由于相对于定位部分86,在该气缸的另一端一側，可以 不改变气釭72的内径尺寸，所以通常可以使用活塞102，而无需考虑气体产生 器74的规格，这样进一步降低了成本。
此外，如上所述，即使定位部分86形成在气缸72内，也不改变气缸72的 外径尺寸。此外，由于在锻造才莫制气缸72期间，由分隔物140形成定位部分86， 该分隔物140由过剩材料(形成气缸72的主体的材料之外的材料)形成，因此， 在不改变气缸72的外围形状的情况下，可以改变定位部分86的规格，包括定 位部分86的形成位置、定位部分86从气缸72的内围部分向外的延伸尺寸以及 定位部分86沿气缸72的直通方向的厚度。因此，由于对于定位部分86的规格不同的气缸72，通常可以使用与气缸72组装在一起的框架14的规格或者盖板 62的规格，所以该预张紧器可以被广泛使用，并且甚至在这一点上也可以降低 成本。
第二典型实施例的结构
接着，将描述本发明的第二实施例。需要注意的是，为了说明本实施例， 与第 一 实施例中基本相同的部分将采用相同的附图标记表示，并且省略其具体 描述。
图7是釆用根据本实施例的预张紧器170的带子缠绕装置172的示意侧3见 图。如该图所示，带子缠绕装置172未配备框架14,而是配备了框架174。框 架174未配备腿板16，而是配备了lt^反176。腿板176与第一实施例中框架14 的腿板16基本相同，但与腿板16结构不同的是形成了定位孔178。定位孔 178形成为其开口大致呈长方形的狭缝，并在定位孔178的厚度方向上穿过。
本实施例的预张紧器170未配备气缸72,而是配备了气缸182。与第一实 施例的气缸72相同，气釭182 i殳置了定位部分86。
此外，气缸主体184相对于定位部分86设置在气缸182上对着气体产生器 74的一侧。另一方面，相对于定位部分86,在气体产生器74 —侧，气缸182 的一部分形成厚壁圆柱部分186,厚壁圆柱部分186为高强度部分的另一方面。 厚壁圆柱部分186的外径尺寸设定为等于气缸主体184的外径尺寸。然而，厚 壁圆柱部分186的内径尺寸小于气缸主体184的内径尺寸。为此，气缸182在 作为厚壁圆柱部分186的部分的壁厚大于气缸182在作为气缸主体184的部分 的壁厚。因此，气缸182内厚壁圆柱部分186的机械强度高于气缸主体184的 机械强度。
此外，气缸主体184上对着定位部分86側的一侧的端部上形成法兰部分 188。法兰部分188从气缸主体184的端部(在对着定位部分86侧的一側)在 气缸主体184的径向上向外延伸。法兰部分188的厚度(法兰部分188沿气缸 主体184的轴向上的尺寸)设定为大于气缸主体184的壁厚。形成上述定位孔 178,以对应于法兰部分188，而且定位孔178在垂直于开口孔的纵向的方向上
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的开口尺寸设定为稍微大于法兰部分188的厚度尺寸，并且法兰部分188从腿 板176的外侧进入定位孔178。由于法兰部分188以这种方式进入定位孔178, 因此实现气缸182相对于框架174的定位以及预张紧器170的定位。 描述制造气缸182的方法
接着，将按照图示描述构成预张紧器170的气缸182的制造方法。 气缸182的制造过程包括镦粗锻造步骤，所述镦粗锻造步骤是锻造步骤的 一个实施例。如图8A和8B所示，在该镦粗锻造步骤中，使用压模192和沖头 194。压模192包括其中形成的模制材料容纳部分196。模制材料容纳部分196 为带底孔，具有圆形开口，其内径尺寸不大于气缸主体184的外径尺寸。用于 模制气缸182的模制材料198容纳在模制材料容纳部分196中。模制材料198 整个形成为具有圓棒形的块，其外径尺寸不大于模制材料容纳部分196的内径 尺寸。上述模制材料容纳部分196的容积设置为小于模制材料198的体积。如 图8A所示，当模制材料198容纳在模制材料容纳部分196内时，模制材料198 的一部分从模制材料容纳部分196的开口端伸出到模制材料容纳部分196的外 部。
另夕卜，压模192包括其中形成的法兰形成部分200。法兰形成部分200为圓 形带底孔，其内径尺寸对应于上述法兰部分188的外径尺寸，且其深度不小于 模制材料198的厚度。上述模制材料容纳部分196在法兰形成部分200的中心 处开口。
当模制材料198在模制材料198容纳在压模192的模制材料容纳部分196 内的状态下经受利用冲头194的锻造时，模制材料198伸出模制材料容纳部分 196外部的部分:f皮才莫制，以对应于法兰形成部分200的内围形状，而其在垂直于 才莫制材料容纳部分196的开口方向的方向上伸展。因此，如图8B所示，在法兰 形成部分200处模制材料198内模制了法兰部分188。
如上所述的包括其中模制的法兰部分188的模制材料198在圓柱主体(管 状主体)形成步骤中进一步净皮才莫制。
如图9A所示，在圓柱主体形成步骤中，使用压冲莫202和冲头204。压模202包括对应于第一实施例中压模132的内侧的圆柱主体形成部分206,且模制材料 198容纳在圆柱主体形成部分206中。另外，芯体208形成在圆柱主体形成部分 206的底部。芯体208是对应于第一实施例中压模132的芯体136的部分，但是 芯体208的外径尺寸小于冲头204的冲头主体210的外径尺寸。
此外，在压模202中形成法兰容纳部分212。法兰容纳部分212为带底孔， 其内围形状对应于法兰部分188的外围形状，且其深度对应于法兰部分188的 厚度尺寸。圆柱主体形成部分206在法兰容纳部分212的底部中心处开口。在 模制材料198容纳在圆柱主体形成部分206内且形成在模制材料198内的法兰 部分188容纳在法兰容纳部分212内的状态下，利用冲头204通过锻造进一步 对模制材料198进行模制。如图9B所示，进一步经受锻造模制的模制材料198 形成为具有板状分隔壁140 (结节)的气缸(管)，板状分隔壁140将成为位于 模制材料198在轴向上的中间部分的定位部分86的材料。
另外，如上所述，形成在压模202内的芯体208的外径尺寸小于冲头204 的冲头主体210的外径尺寸，因此，模制在芯体208内的厚壁圆柱部分186的 厚度变得大于由冲头主体210模制的气缸主体184的壁厚。
此外，如果法兰部分188在前述镦粗锻造步骤中完全才莫制，由于法兰部分 188的不必要变形在圆柱主体形成步骤中由法兰容纳部分212进行调整，所以法 兰部分188的形状就可以维持。相反地，当法兰部分188处于上述镦粗锻造步 骤的模制操作过程中(法兰部分188的模制未完成)时，法兰部分188在圆柱 主体形成步骤中由法兰容纳部分212模制成最终形状或接近于最终形状的形状。
随后，通过如图IOA和IOB所示的修整(冲孔)步骤，在模制材料198的 分隔壁'140内形成通孔，从而形成具有安装孔88的定位部分86 在该修整步骤 中，使用压冲莫222和冲头224。
如图IOA所示，压模222包括对应于上述第一实施例中压模142内侧的圆 柱主体容纳部分226，且具有容纳部分152的芯体150形成在圆柱主体容纳部分 226的底部，另外，模制材料198容纳在圓柱主体容纳部分226的内侧。在圆柱 主体容纳部分226的开口端側形成法兰容纳部分228。法兰容纳部分228为带底孑L,其内围形状对应于法兰部分188的外围形状，且其深度对应于法兰部分188 的厚度尺寸，而且圆柱主体容纳部分226在法兰容纳部分228的底部中心处开 口 。
另外，如果法兰部分188在修整步骤之前已完全模制，由于法兰部分188 的不必要变形在修整步骤中由法兰容纳部分228进行调整，所以法兰部分188 的形状就可以维持。相反地，如果法兰部分188处于修整步骤之前的模制操作 过程中，则法兰部分188在修整步骤中由法兰容纳部分228模制成最终形状。
在已经受包括前述各步骤的锻造模制步骤的模制材料198内，内螺紋形成 在接近模制材料一端部分的外围部分处，由此形成气缸182。
第二实施例的梯:作和效果
接着，将描述第二实施例的操作和效果。
在本实施例的预张紧器170中，定位部分86的壁厚以及厚壁圓柱部分186 的壁厚都大于气缸主体184的壁厚。由于气缸主体184安装有气体产生器74, 因此在开始启动预张紧器170后，强气压就瞬间起作用，但是如上所述，厚壁 圓柱部分186能够保证足够的强度来抵抗该强气压。
另外，在预张紧器170中，法兰部分188形成在气缸182中，当预张紧器 170的气缸182安装在带子缠绕装置172的框架174上时，由于法兰部分188被 安装在定位孔178内，因此可以容易地实现相对于框架174定位气缸182。
此外，法兰部分188的厚度设定为大于气缸主体184的壁厚。为此，当预 张紧器170被启动时，能够确保足够的强度来抵抗法兰部分188受到的来自定 位孔178的边缘的反作用力等。
另外，由于法兰部分188在上述镦粗锻造步骤中形成，因此可以随意设定 法兰部分1.88的厚度。因此，可以使气缸主体184的壁厚较小，而使法兰部分 188的厚度较大，从而如上所述，给予法兰部分188足够的强度，因而减少了气 缸182的重量，而形成具有足够强度的法兰部分188，并且减少了预张紧器170 的重量。
除了法兰部分188形成在气缸182内以外，本实施例的预张紧器170基本
22上具有与根据上述第一实施例的预张紧器IO相同的结构，因此，除了针对于其
中设置有法兰部分188的预张紧器170的操作以外，其他4喿作都与第一实施例 的预张紧器10的相同。因此，能够获得与上述第一实施例的预张紧器相同的效果。
附带地，本实施例提供了一种在气缸182的端部(气缸主体184上对着厚 壁气缸部分186侧的端部)形成法兰部分188的结构，但是形成法兰部分188 的位置不仅限于此。另外，本实施例中，法兰部分188的外围形状是圓形，但 是并不限于圆形。
换句话说，通过改变镦粗锻造模制中的模制压模(金属模制)的结构，可 以使法兰部分188从气缸182的两个端部以及中间部分中的任意位置延伸，另 外，法兰部分188的外围形状还能够形成想要的形状。
权利要求
1、一种预张紧器，其特征在于，包括气体产生单元，用于被启动以产生气体；气缸，形成为在两端开口的圆柱形，具有从开口端之一安装到其上的气体产生单元，并且由该气体产生单元产生的气体被供应到该气缸内部，以提高该气缸的内部压力，该气缸具有从该气缸的内围部分延伸到该气缸的中心预定位置的高强度部分，所述预定位置在开口端之一与另一开口端之间，以使该气缸的壁厚在该预定位置处被增大；张力增强单元，由所述气体产生单元提供的气压使该张力增强单元在所述气缸内移动，以增大配置座椅安全带装置的带状安全带的张力。
2、 根据权利要求1所述的预张紧器，其特征在于，所述高强度部分形成在 吹气部分附近，所述吹气部分吹动安装在所述气缸内的气体产生单元内的气体。
3、 根据权利要求1所述的预张紧器，其特征在于，所述气缸通过模制材料 的锻造模制。
4、 根据权利要求3所述的预张紧器，其特征在于，通过锻造模制，在模制 材料上对应于气缸内部的所述预定位置处形成分隔壁，在所述预定位置处，从 对应于所述气缸的两端的模制材料的两侧的至少一侧向所述模制材料施压，且 所述高强度部分从所述分隔壁形成。
5、 根据权利要求1所述的预张紧器，其特征在于，还包括法兰部分，该法 兰部分形成为从所述气缸的外围部分延伸，以与安装该气缸的区域啮合，该法 兰部分的厚度设定为大于该气缸的圆柱主体部分的壁厚。
6、 根据权利要求5所述的预张紧器，其特征在于，在所述气缸形成为圆柱 形之前，所述法兰部分通过镦粗锻造模制。
7、 根据权利要求1所述的预张紧器，其特征在于，所述高强度部分包括形 成在安装所述气体产生单元的开口端处的厚壁部分，所述厚壁部分的壁厚大于 所述气缸的圆柱主体部分的壁厚。
8、根据权利要求？所述的预张紧器，其特征在于，所述厚壁部分的外径与 所述圆柱主体部分的外径相同，而所述厚壁部分的内径小于所述圆柱主体部分 的内径。
全文摘要
本发明提供了一种预张紧器，可以局部改变气缸的机械强度，另外还可以被广泛应用。在该预张紧器中，该气缸通过锻造模制，并且作为高强度部分的定位部分由分隔物形成，该分隔物在锻造模制期间利用产生的过剩部分形成。因此，尽管该气缸的外围形状不变，但该定位部分的规格可以变化，所述规格包括该定位部分的形成位置、该定位部分从气缸延伸的尺寸以及该定位部分沿该气缸的直通方向的厚度。
文档编号B60R22/46GK101665104SQ200910172908
公开日2010年3月10日 申请日期2009年9月3日 优先权日2008年9月4日
发明者山田拓 申请人:株式会社东海理化电机制作所