JP2007533531A - ベルトスプールリトラクタ - Google Patents

Abstract

シートベルトリトラクタ（１１）とともに使用されるシートベルトプリテンショナーメカニズム（１０）。リトラクタ（１１）はシートベルトウエビングをその上に巻くために構成されたスプール（１６）を有する。プリテンショナーメカニズム（１０）は、リトラクタスプール（１６）にスライド可能に連結された移動可能なアクチュエータメンバー（２２）、移動可能なメンバー（２２）のスライド可能な動きのパスに沿ってリトラクタ（１１）にしっかりと取り付けられた静止メンバー（２０）、および、アクチュエータ（２２）および静止メンバー（２０）にスライド可能に連結されたベースメンバー（５０）を含んでいる。ヘリカルスプライン（２３）はスプール（１６）の部分に沿って伸びる。また、１本以上の相補的なピンが（２５）スプール（１６）上でスプライン（２３）とスライドしてエンゲージすために移動可能なメンバー（２２）の第１の部分に沿って伸びる。ピン（２８）移動可能なメンバー（２２）の第２の部分に沿って伸び、相補的なヘリカルスプライン（２９）はベースメンバー（５０）の部分に沿って伸び、移動可能なメンバー（２２）の第２の部分上でピン（２８）とスライドしてエンゲージする。プリテンショナーメカニズム（１０）の起動は、移動可能なメンバー（２２）の滑る動きを生じさせ、それによって、ピンとヘリカルスプラインのグループ間の同時なスライディングエンゲージメントを生じさせる。カップリングメカニズム（８０）は、スプラインとピンの間のスライディングエンゲージメントの間のベースメンバー（５０）の回転を制限する。ヘリカルスプラインの相補的なグループ間の同時のスライディングエンゲージメントは、静止メンバー（２０）に対するスプール（１６）の回転を生じさせ、それによりスプール（１６）に巻きつけられたシートベルトウエビングをプリテンショニングする。

Description

関連する適用への相互参照
本出願は、２００４年２月１０日に出願された、仮出願番号６０／５４３，２５６の利益を要求する。

本発明の背景技術
本発明は、シートベルトシステム、より特にはシートベルトシステムのプリテンショナーに関する。

シートベルトプリテンショナーは、乗客の前方向への移動を最小限にするために、衝突の際に安全ベルトから緩みを取り除く。多くの既存のプリテンショナーデザインが、公知のシートベルトリトラクタと共に使用され、シートベルトのプリテンショニングを可能にするために、衝突の場合にリトラクタとプリテンショナーを連結するために、クラッチアセンブリーを利用する。しかしながら、そのようなクラッチアセンブリーは、シートベルトシステムの費用および複雑さを増す。クラッチアセンブリーは、さらにシートベルトシステムによって占められるスペースを増す。

発明の要約
本発明はシートベルトリトラクタとともに使用するための、プリテンショナーメカニズムを提供する。プリテンショナーメカニズムは、シートベルトウエビングをその上に巻くために第１の方向に回転するように構成された回転可能なメンバー、および回転可能なメンバーに対して移動可能な、移動可能なメンバーを含んでいる。第１および第２の相補的な運動伝達要素が提供され、第１の運動伝達要素は移動可能なメンバーの部分に沿ってしっかりと取り付けられ、第２の運動伝達要素は回転可能なメンバーの部分に沿ってしっかりと取り付けられ、第２の運動伝達要素は第１の運動伝達要素とスライディングエンゲージメントするように構成される。移動可能なメンバーに対して移動可能なベースメンバーも、提供される。

さらに、相補的な第３および第４の運動伝達要素が提供される。第３の運動伝達要素はベースメンバーの部分に沿ってしっかりと取り付けられ第４の運動伝達要素は移動可能なメンバーの部分に沿ってしっかりと取り付けられ、第４の運動伝達要素は第３の運動伝達要素とスライディングエンゲージメントするように構成される。

運動伝達要素の少なくとも１つは、それらの間にスライディングエンゲージメントが形成された際に少なくとも１つの運動伝達要素とそれの相補的な運動伝達要素の間に、相対的な回転を生じさせるためにヘリカルな構成を有する。プリテンショナーメカニズムは、回転可能なメンバーに対して実質的に固定されるプリテンショナーメカニズムの部分にベースメンバーを連結するための、エンゲージ可能なカップリングメカニズムを含み、第３および第４の運動伝達要素の間のスライディングエンゲージメントの間に、第１の方向と反対の第２の方向へのベースメンバーの回転を実質的に防ぐために、ベースメンバーを実質的に回転について抑制する。

本発明は、典型的にはリトラクタフレームの外部に位置していたプリテンショニングメカニズムを利用する既知のプリテンショナー設計に対して利点を有する。リトラクタスプールの内部へのプリテンショニングメカニズムの主要部分の設置によって、プリテンショナー／リトラクタアセンブリーのサイズは既知の設計と比較して小さくすることができる。さらに、本明細書に示された設計では、クラッチアセンブリーはプリテンショナーをリトラクタスプールに連結するために要求されない。

詳細な説明
図１を参照する。本発明の第１の実施態様に従うプリテンショナーメカニズム１０が示される。プリテンショナーメカニズム１０は、乗り物の中にマウントされるように適合されたリトラクタフレーム１２を有し、その周囲に公知のシートベルトウエビング（図示せず）が巻かれることができるフレーム１２内に回転可能に取り付けられたスプール１６とともに使用するために、公知のシートベルトリトラクタ（図示せず）とともに使用され、またはそれに組込まれるように設計されている。

プリテンショナーメカニズム１０の構成部品はすべて既知の物質から、および既知のプロセスによって製造される。プリテンショナーメカニズム１０は、スプール１６にスライド可能に連結された移動可能なアクチュエータメンバー２２、アクチュエータ２２のスライド可能な移動のパスに沿ってリトラクタにしっかりと取り付けられた静止メンバー２０、およびアクチュエータ２２および静止メンバー２０にスライド可能に連結されたベースメンバー５０を含んでいる。

スプール１６は、それにしっかりと取り付けられたシートベルトの端を有し、好ましくは２つのベアリングポイント３１ａおよび３１ｂで、リトラクタフレーム１２に対して自由に回転し、シートベルトが必要に応じて巻き付けられ、巻きほどかれることを可能にする。第１の実施態様では、ベアリングポイント３１ａは、リトラクタフレーム１２中に形成された開口部の中で回転するスプール１６上の円筒状の伸張部１８を含む。ベアリングポイント３１ｂは、リトラクタフレーム１２に対して固定される、静止メンバー２０のまわりで回転するスプール１６の部分を含む。スプール１６は、実質的に円筒状のサイドウォール１６ａ、および１対の相対するエンドウォール１６ｂおよび１６ｃを有する。サイドウォール１６ａおよびエンドウォール１６ｂ、１６ｃは、スプールの内部キャビティー１６ｄを画定する。スプール１６は鋼、アルミニウム、合金、プラスチックおよび／または他の既知の物質から形成されることができる。

再度図１を参照する。アクチュエータ２２が、より詳しく以下に記載される方法で、プリテンショナーメカニズムの起動の際にスプール１６の回転を起こすために提供される。第１の実施態様では、アクチュエータ２２は、スプールエンドウォール１６ｃに相対して存在するアクチュエータの表面に沿って１つ以上の正圧面３７を有する。アクチュエータ２２は、スプール内部キャビティー１６ｄの内にスライド可能に受容され、好ましくは、実質的に円筒状で、実質的にスプール１６と共軸である。アクチュエータ２２は鋼、アルミニウム、合金、プラスチックおよび／または他の既知の物質から形成されることができる。第１の実施態様では、アクチュエータ２２はアクチュエータの外表面から突き出る１本以上のピン２５を含み、これは、スプールサイドウォール１６ａの内側表面に沿って形成された相補的な形状とエンゲージし、より詳しく以下に記載される方法で、スプール１６を回転させる。

アクチュエータ２２は、シートベルトリトラクタの正常運転の際には、スプール１６と共に回転するように設計されている。この目的のために、アクチュエータ２２は様々な既知の方法のうちの任意の方法を使用して、スプールに回転可能に連結されることができる。再度図１を参照する。１つの例では、アクチュエータ２２は、アクチュエータ２２およびスプール１６の両方の内部へ伸びるシヤーピン７０によってスプール１６と連結される。以下に非常に詳しく記載される方法では、シヤーピン７０は、プリテンショナーの起動の際にアクチュエータ正圧面３７上に膨張ガスによって及ぼされた圧力下で折れるように設計され、アクチュエータ２２が膨張ガス圧力に応じて矢印「Ａ」によって示された方向に動くことを可能とし、それによりスプール１６およびベースメンバー５０の両方とスライド可能にエンゲージする。異なる方法が、回転可能にスプール１６にアクチュエータ２２を連結するために使用されてもよい。しかしながら、スプール１６にアクチュエータ２２を連結するために使用されるどんな方法も、プリテンショナーの起動に際して方向「Ａ」へのアクチュエータ２２の動きを可能にするために解放可能であるべきである。

図１を再び参照する。プリテンショナーメカニズムの第１の実施態様において、静止メンバー２０は、アクチュエータ２２のスライド可能な動きのパスに沿ってリトラクタフレーム１２にしっかりと取り付けられる。静止メンバー２０は、フレーム１２に対して固定（すなわち、静止メンバー２０はフレーム１２に対して回転しない）され、フレーム１２にわたって伸びる長さ方向の円筒状のシャフト部分２０ａ、およびシャフト部分２０ａから外側方向に伸びるフランジ３３を含んでいる。フランジ３３はその上に形成された複数の歯１９０を有する。シャフト部分２０ａおよびフランジ３３は、実質的に円筒状で、実質的にスプール１６と共軸である。通路２１がシャフト部分２０ａを通って伸び、複数のガス出口開口部３５が、スプールエンドウォール１６ｃとアクチュエータ正圧面３７の間に存在するシャフト部分２０ａの部分に沿って形成され、スプール内部キャビティー１６ｄの部分と、以下により一層詳細に記載されるイグナイタ１５の間の流体連絡を可能にする。アクチュエータ正圧面３７は、イグナイタ１５と連絡を有するスプール内部キャビティー１６ｄの部分内に存在する。シャフト部分２０ａは鋼、アルミニウム、合金、プラスチックおよび／または他の既知の物質から、形成されることができ、ロールフォーミングまたは押し出しのような公知のプロセスを使用して形成することができる。フランジ３３はシャフト部分２０ａと一体に形成されることができ、またはフランジはシャフト部分２０ａとは別々に形成され、既知の方法を使用して、それに取り付けることができる。フランジ３３は、スタンピング、カッティング、ピアシングあるいは射出成形のような既知のプロセスにより、軸部分２０ａと同じ材料から製造することができる。

ベースメンバー５０は、静止メンバー２０に沿ってスライド可能にマウントされ、アクチュエータ２２および静止メンバー２０の両方に対して回転可能である。ベースメンバー５０は、さらに、矢印「Ａ」によって示された方向に、アクチュエータ２２および静止メンバー２０の両方に対してトランスレーショナルに動くことができる。さらに、ベースメンバー５０は、さらにアクチュエータ２２の動きに応じて移動可能である。

ベースメンバー５０は、実質的にフレーム１２の全長にわたる長さ方向の円筒状のシャフト部分５０ａを含んでいる。ベースメンバー５０は、シートベルトリトラクタの正常運転の間にはスプール１６と共に回転するように設計される。この目的のために、ベースメンバー５０は、様々な既知の方法の任意の１つの方法を使用して、スプール１６に回転可能に連結されることができる。図１を再び参照する。１つの例において、アクチュエータ２２は、ベースメンバー５０およびアクチュエータ２２の両方の中へ伸びるシヤーピン５２によってスプール１６に連結される（前記のように、アクチュエータはシヤーピン７０を使用して、スプール１６に回転可能に連結される）。シヤーピン５２は、プリテンショナーの起動の際にアクチュエータ正圧面３５上の膨張ガスによってに及ぼされた圧力の下で折れるように設計され、アクチュエータ２２が膨張ガス圧力に応じて矢印「Ａ」によって示された方向に動くことを可能とし、それによりスプール１６およびベースメンバー５０の両方とスライド可能にエンゲージする。異なる方法が、回転可能にアクチュエータ２２にベースメンバー５０を連結するために使用されてもよい。しかしながら、アクチュエータ２２にベースメンバー５０を連結するために使用されるどんな方法も、プリテンショナーの起動に際して方向「Ａ」へのアクチュエータ２２の動きを可能にするために解放可能であるべきである。ベースメンバー５０は鋼、アルミニウム、合金、プラスチックおよび／または他の既知の物質から形成されることができる。

本発明は、シートベルトをプリテンショニングするために使用される、アクチュエータのトランスレーショナルな、またはスライドする運動を、シートベルトリトラクタスプール１６の回転運動へ変換するアクチュエータを提供する。回転運動へのトランスレーショナルな運動の転換は、スプール１６とアクチュエータの２２の間に複数の相補的なエンゲージ可能な運動伝達要素を置くことにより、およびアクチュエータ２２とベースメンバー５０の間に別の複数の相補的なエンゲージ可能な運動伝達要素を置くことにより達成される。

図１を再び参照する。第１の実施態様では、エンゲージ可能な運動伝達要素は、スプールサイドウォール１６ａの内部の表面に沿って伸びる１つ以上のヘリカルスプライン２３、およびアクチュエータ２２の外表面から伸びる１本以上の相補的なピン２５を含む。エンゲージ可能な運動伝達要素は、さらにベースメンバー５０の外表面に沿って伸びる１つ以上のヘリカルスプライン２９、およびアクチュエータ２２の別の表面に沿って伸びる１本以上の相補的なピン２８を含む。ピン２５はスプライン２３とスライディングエンゲージメントするように構成される。また、ピン２８はスプライン２９とスライディングエンゲージメントするように構成される。要素２５および２８は、異なるピンではなく、アクチュエータ２２から伸びる同じピンの反対端であることができることが留意される。

スプール１６に沿ったスプライン２３と、アクチュエータ２２に沿った相補的なピン２５は、スプライン２３とピン２５の間のスライディングエンゲージメントが、ピン２５に対するスプライン２３の回転（および、したがってスプール１６の対応する回転）を生ずるように構成される。同様に、アクチュエータ２２に沿ったピン２８と相補的なスプライン２９は、ピン２８とスプライン２９との間のスライディングエンゲージメントがスプライン２９に対するピン２８の回転（および、したがってアクチュエーター２２の対応する回転）を生ずるように構成される。それぞれの相補的なスプラインとピンの間のスライディングエンゲージメントは、矢印「Ａ」によって示された方向へのアクチュエータ２２の動きによって提供される。アクチュエータ２２が、矢印「Ａ」によって示された方向に動く時、アクチュエータ２２に沿ったピン２８はスライドしてベースメンバー５０に沿ったスプライン２８にエンゲージし、それによって、アクチュエータ２２の所望の相対的な回転運動を生ずる。同様に、アクチュエータ２２が、矢印「Ａ」によって示された方向にベースメンバー５０に沿って動く時、アクチュエータ２２に沿ったピン２５はスライドしてスプール１６に沿ったスプライン２３にエンゲージし、それによって、スプール１６の所望の相対的な回転運動を生ずる。ここに使用される原理は、たとえば、ＥｎｕｍｃｌａｗのＨｅｌａｃ株式会社、ＷＡによって、製造されたヘリカルロータリーアクチュエータデバイスの構築およびオペレーションの中で使用されるものに似ている。

特別の実施態様では、スプール１６がプリテンショナーの起動時におよそ１．２５回転し、それによって、スプールの周囲長に等しいかまたはほぼ１．２５倍の緩みの長さをシートベルトから取り除くように、運動伝達要素２３、２５、２８および２９は構成される。運動伝達要素がスプール１６をより多い回転数またはより少ない回転数で回転させるように構成される、異なる実施態様も企図される。

異なる実施態様では、上記の運動伝達要素２３、２５、２８、２９のグループの１つ以上は、相補的な相互エンゲージメントの際に回転運動を生ずるように設計された、他のタイプの運動伝達要素と置き替えられることができる。例えば、ヘリカルスプラインは、適当な位置に配置されたヘリカルギア歯（図示されない）であって、相補的なヘリカルスプライン、他のヘリカルギア歯または相補的な非ヘリカル要素と動作可能なエンゲージメントに適合されたものと置き替えられることができる。さらに運動伝達要素のうちの第１の複数の２３、２５、または第２の複数の２８、２９は、プリテンショナー１０のそれぞれの成分表面に沿って形成された、相互エンゲージ可能な一連の直線（ヘリカルではなく）スプラインおよび相補的なピン、直線のギア歯、または他の非ヘリカル要素を含むことができる。しかしながら、本発明の中で使用される相補的な相互エンゲージする運動伝達要素のどんなシステムも、アクチュエータ２２の運動によって生じられた滑り接触の間に、スプール１６の所望の回転運動を提供するべきである。したがって、少なくとも運動伝達要素のうちのいくつかは、アクチュエータ２２の運動の間に、ヘリカル要素と、スライドしてヘリカル要素にエンゲージする要素の間に相対的な回転を生じるために、ヘリカルな構成を持っているべきである。例えば、第一の複数の運動伝達要素２３、２５は、１以上のヘリカルスプラインおよびヘリカルスプラインとエンゲージするように構成された１以上の対応するピンを含むことができる。一方、第二の複数の運動伝達要素２８、２９は、１以上の直線状のスプラインおよび直線状のスプラインとエンゲージするように構成された１以上の対応するピンを含むことができる。

別の異なる実施態様（図示せず）では、プリテンショナーの起動の前には、アクチュエータ２２から突き出たピン２９は、ベースメンバー５０に沿って間隔をおいて配置されるスプライン２８とエンゲージされ、一方、アクチュエータ２２から突き出たピン２５はギャップによって離され、スプールのサイドウォール１６ａに沿ったスプライン２３からディスエンゲージされる。この実施態様では、スプライン２３とピン２５の間のエンゲージメントは、プリテンショナーの起動の際のベースメンバー５０のトランスレーショナルモーションによって引き起こされる。

別の異なる実施態様（図示されない）では、プリテンショナーの起動の前には、アクチュエータ２２から突き出るピン２９は、ギャップにより隔てられ、したがってベースメンバー５０に沿って間隔を置いて配置されるスプライン２８からディスエンゲージされ、アクチュエータ２２から突き出るピン２５はスプールサイドウォール１６ａに沿ったスプライン２３とエンゲージされる。この実施態様では、スプライン２８とピン２９の間のエンゲージメントは、プリテンショナーが起動した際のベースメンバー５０のトランスレーショナルモーションによって引き起こされる。

図１および２を参照して、一般に８０で示されるカップリングメカニズムは、プリテンショナーメカニズムの起動の際に静止メンバー２２にベースメンバー５０を連結するために、方向「Ａ」にベースメンバー５０が動いた際にエンゲージ可能である。図１および２の中で示される実施態様では、カップリングメカニズムは、静止メンバー２０のショルダー１８２に沿って形成された複数の歯６０を含み、静止メンバー歯６０の反対側にベースメンバー５０のショルダー１８４に沿って形成された、相補的な複数の歯１８０を有する。ベースメンバー歯１８０および静止メンバー歯６０は、静止メンバー２０にベースメンバー５０を連結するために、方向「Ａ」にベースメンバーが動いたときにエンゲージ可能であり、スプール１６に対するベースメンバー５０の回転を実質的に固定する。図１および２で見られるように、リトラクタの正常運転の間（すなわちプリテンショナーの起動前）には、ベースメンバー歯１８０は軸方向に、静止メンバー歯６０から距離「ｄ」の間隔を置いている。

図１および図２を再度参照する。ベースメンバー歯１８０および静止メンバー歯６０が、プリテンショナー起動の後に、ベースメンバー歯１８０と静止メンバー歯６０がエンゲージされたとき、カップリングメカニズムが、矢印「Ｂ」によって示された方向へのベースメンバー５０の回転を可能にするように構成される。しかしながら、カップリングメカニズムはベースメンバー５０の回転を抑制し、アクチュエータ２２が方向「Ａ」へ動いている間、およびシートベルトがプリテンションされた後の期間における、方向「Ｂ」とは反対の矢印「Ｃ」によって示された方向への、ベースメンバーの逆回転を防ぐ。ここに記載されたカップリングメカニズムは、シートベルトウエビングが繰り出される間のピーク負荷を静止メンバー２０が管理することを可能にすることを支援する。

第１の実施態様では、アクチュエータ２２の運動は、ガス生成組成物の燃焼に起因するガスの拡張により生じる。図１を参照すると、イニシエーターアセンブリー１４がリトラクタフレーム１２にマウントされ、イグナイタマウント１７、およびイグナイタマウント内にしっかりと取り付けられたイグナイタ１５を含む。所定量のガス生成組成物（図示せず）が、イグナイタ１５と、スプール内部キャビティー１６ｄへ導くガス流れ開口部３５の中間に配置される。

組み合わされるシートベルトのプリテンショニングが望まれる場合、ガス発生組成物はイグナイタ１５で発火可能である。本発明において有用なガス生成組成物は、当業者にとって公知のガス生成組成物である。たとえば、参考として本明細書の一部とされる米国特許第５，０３５，７５７、５，４６０，６６８、５，７５６，９２９および５，８７２，３２９が参照される。これらの組成物は、有用なガス生成組成物を例示するが、これらに制限されるものではない。異なる実施態様では、ガス生成組成物は、他の位置（例えばイニシエーターアセンブリー１４の内部）に配置することができる。

イグナイタ１５は、プリテンショナーの起動の際にイグナイタとガス生成組成物の間の流体連絡を可能にするために、プリテンショナーメカニズム１０に連結される。図１の中で示される実施態様では、イグナイタ１５は静止メンバー軸部分２０ａ中に形成された通路２１の端の近くに配置される。イグナイタ１５は任意の適当なイグナイタであることができる。その１つの例は米国特許第６，００９，８０９に示される。ミクロガスジェネレータとして当該技術分野において知られている特定のタイプのイグナイタは、一般に比較的少ないピロテクニックチャージでの乗員保護にふさわしく、最も好ましい。イグナイタ１５は好ましくは比較的小量のピロテクニックチャージあるいはブースター物質（示されない）を含むか、あるいは近くに配置される。それらの多くは当該技術分野で公知である。イグナイタ１５は、いくつかの代替的方法のうちの任意の１つでのプリテンショナーメカニズムに連結されることができる。例えば、イグナイタ１５は、現在示されている設計からアクチュエータ２２の反対の側に配置することができる。

プリテンショナーメカニズム１０の動作が以下に議論される。図３および４は、部分的におよび完全に展開した状態でのアクチュエータ２２をそれぞれ示す。図１−４を参照する。プリテンショナーメカニズム１０が衝突に際して活性化される場合、クラッシュセンサー（示されない）からの信号はイグナイタ１５に伝えられ、それによって、イグナイタを活性化し、そこに配置したブースターチャージに好ましくは点火する。

ブースターチャージの起動に起因するフレームフロントは通路２１を横断し、好ましくはイグナイタ１５およびガスフロー開口部３５の中間に配置されたガス生成物質に点火する。ガス生成物質の点火は、好ましくは急速にシャフト通路２１内で拡大するガスを作成する。通路２１内の圧力は、したがって比較的速く増大し、膨張するガスの流れはフランジ開口部３５を通り、アクチュエータ２２の正圧面３７に衝突し、アクチュエータ２２に軸方向のドライビングフォースを提供する。これは、矢印「Ａ」によって示された方向にアクチュエータ２２を駆動する。

アクチュエータ２２の軸方向の力が方向「Ａ」にアクチュエータを駆動するとともに、シヤーピン７０が破壊され、スプール１６からアクチュエータ２２を離す。さらに、ベースメンバー５０（それはシヤーピン５２によってアクチュエータ２２に連結される）も、ベースメンバー５０が静止メンバー２０に接触するまで方向「Ａ」に動き、それによって、ベースメンバー歯１８０が静止メンバー２０上の歯６０とエンゲージすることを可能にする。シヤーピン５２は、このように、ベースメンバー５０をアクチュエータ２２に接続し、それによりプリテンショナーの起動の際に、ベースメンバー歯１８０を移動させて、静止メンバー歯６０とエンゲージさせる。このポイントで、ベースメンバー５０が静止メンバー２０に接するので、方向「Ａ」へのベースメンバーのさらなる運動は妨害される。アクチュエータ２２が方向「Ａ」に動き続けるので、アクチュエータ２２およびベースメンバー５０を接続するシヤーピン５２は破壊され、アクチュエータ２２およびスプール１６を接続するシヤーピン７０も壊れる。アクチュエータ２２の軸方向の力が方向「Ａ」にアクチュエータを駆動するので、アクチュエータ２２から伸びるピン２８は、ベースメンバー５０に沿ったスプライン２９とスライディングエンゲージし、それによって、アクチュエータ２２の所望の相対的な回転運動を生じさせる。同時に、アクチュエータ２２から伸びるピン２５は、スプール１６に沿ったスプライン２３とエンゲージし、それによって、スプール１６の所望の相対的な回転運動を生じさせる。従って、アクチュエータ２２のスプール１６内での軸方向の移動は、スプール１６の回転を引き起こし、組み合わされたシートベルトを巻き取る。

ベースメンバー５０が、カップリングメカニズム８０を介して静止メンバー２０に連結される（それにより方向「Ｃ」へのベースメンバー５０の回転を防止する（図２ａ））ので、ベースメンバー５０はアクチュエータ２２のトランスレーショナルモーションの間には回転しないが、他のプリテンショナー要素の相対的な回転を支援するために、スプラインのエンゲージングセットによって加えられる反力に対してアンカーまたはベースとして作用する。さらに、ベースメンバー歯１８０と静止メンバー歯６０の間のエンゲージメントは、スプール１６（矢印「Ｂ」（図２）によって示された方向）への一方向の回転を提供する。従って、ベースメンバー５０の回転は、方向「Ｃ」については実質的に防止され、反対方向（方向「Ｂ」）では許可される。

スプライン２５、２３および／またはスプライン２８、２９の相対的なヘリカルな屈曲は、所定の時間の間により多い、またはより少ない回転を提供し、したがってより多いまたはより少ないシートベルトの格納を生ずるように調節することができる。さらに、プリテンショナーの起動前のピン２８とスプライン２９を分離するギャップのサイズ、および／またはピン２３とスプライン２５を分離するギャップのサイズは、スプラインとピンがスライディングエンゲージメントする前の、アクチュエータ２２の移動距離をコントロールするために調節されることができる。これはスプール１６の相対的な回転の量をコントロールするために使用されることができる。チャンバー４０内に置かれるガス生成物質の量および種類は、アクチュエータ２２を駆動する力をより大きく、またはより小さくし、それによりシートベルトがプリテンショニングされるスピードを変化させるために調節することができる。

図１および２ａを参照する。プリテンショナーの起動の直前、起動中、または起動後のいずれかにおいて、静止メンバー２０に連結された、フランジ３３上の相補的な歯１９０をエンゲージするために、スプール１６に連結されたつめ８２が始動される。これは実質的にスプール１６の回転を制限し、方向「Ｂ」（この方向でスプールはシートベルトを巻き取り、プリテンションする）の反対方向「Ｃ」へのスプールの回転を実質的に防止する。続いて、シートベルトに加えられた力は、スプール１６から静止メンバー２０に、およびベースメンバー５０および静止メンバー２０にエンゲージされたスプライン、エンゲージされた歯、およびさらにつめ８２およびフランジ歯１９０を介して伝えられる。シャフト部分２０ａは作用する力を吸収するために角度方向にずれ、ウエビングを繰り出すときのロードリミッティング（すなわち、乗り物乗員への最大のシートベルト力のコントロール）を助けることができる。つめ８２が起動され、リトラクタメカニズムに組み入れられた自動車センシングおよび／またはウエブセンシングシステムにより、歯を有するホイールをエンゲージする。そのような起動は任意の既知のメカニズムのうちの１つを使用して遂行することができる。例えば、本明細書の一部として参照され組み込まれる米国特許番号６，７３２，９６９および６，６８８，５４７は、前記の方法で、つめ８２を起動して歯を有するホイール１９０をエンゲージするために適合されたつめ発動システムを示す。あるいは、プリテンショナーの起動の直前、起動中、または起動後のいずれかにおいてつめを起動させるために他の既知のメカニズムを使用できる。

複数のシヤーピンの破壊の相対的なタイミングが重要ではないことは認識されるべきであり、さらに、本発明の範囲を逸脱することなく、シヤーピンをなくすことができる。好ましくは、アクチュエータ２２は、ベースメンバーとアクチュエーターを互いに連結するシヤーピンの破壊に先立って、ベースメンバー５０が軸方向に移動するように導き、ベースメンバーと静止メンバー２０の間のカップリングメカニズムとベースメンバー５０がエンゲージメントすることを推進する。図４はプリテンショナー１０が完全に展開した時、それが実質的になる様子を示す。

運動伝達要素のヘリカル（あるいは非直線の他のもの）構成は、プリテンショナーの構成要素間の相対的な回転を提供するために必要である。したがって、両方の組の運動伝達要素が、ヘリカル構造を少なくとも１つ有する、図１に示された第１の実施態様では、１セットのヘリカルスプラインではなく、２セットのヘリカルスプラインによって与えられた相対的な回転により、スプール１６の回転を最大限にすることができる。

図５で見られるように、本明細書に記載されたプリテンショナーの実施態様のうちのどれでも、乗り物乗員拘束システム１８０に組み入れられることができる。乗り物乗員拘束システム１８０は安全ベルトハウジング１５２、およびハウジング１５２から伸びる安全ベルト１００を含む、一般に１５０で示される安全ベルトシステムを含むことができる。安全ベルトリトラクタ１１（例えばバネを使用するメカニズム）は、ベルトの端部分１５３に連結されることができる。さらに、本発明の安全ベルトプリテンショナーメカニズム（図示せず）は、衝突の際にリトラクタメカニズムを始動させるためにベルトリトラクター１１に連結されることができる。本発明のプリテンショナーメカニズム実施態様と共に使用されることができる典型的なシートベルトリトラクタメカニズムは、米国特許第５，７４３，４８０、５，５５３，８０３、５，６６７，１６１および４，５９７，５４６に記載されている。これらは本明細書の一部として参照され、組み込まれる。

安全ベルトシステム１５０は、例えば組み込まれたイグナイタ（図示されない）の作動によって、ベルトプリテンショナーを作動する信号を発する、既知のクラッシュセンサーアルゴリズムと接続された、衝突センサ１５８（例えば慣性センサあるいは加速度計）を含む（または接続される）ことができる。先に参照され本明細書に組み込まれた米国特許番号６，５０５，７９０および６，４１９，１７７は、そのような方法で作動するプリテンショナーの例を提供する。

図５を再び参照すると、乗り物乗員拘束システム１８０は、エアバッグシステム２００のような追加の要素を含むことができる。図５は、そのような拘束システムの１つの典型的な実施態様の概略図を示す。エアバッグシステム２００は少なくとも１つのエアバッグ２０２、およびエアバッグの内部と流体連絡を可能にするためにエアバッグ２０２に連結されたインフレータ２０４を含んでいる。インフレータ２０４は、エアバッグ２０２を膨張させるための膨張ガスを発生させるための可燃性のガス生成組成物（図示せず）、およびインフレータ中のガス生成組成物に点火するための少なくとも１つのイグナイタ（図示せず）を含んでいる。エアバッグシステム２００に組み入れられることができるインフレータの例は、米国特許第６，７５２，４２１、５，８０６，８８８および６，３４１，７９９に記載され、これらはすべて参照され、本明細書の一部として組込まれる。エアバッグシステム２００は、さらに例えば衝突の際にエアバッグインフレータ２０４の起動によって、エアバッグシステム２００の発動を促す信号を発する既知のクラッシュセンサーアルゴリズムを含む衝突センサ２１０を含むか、またはこれと接続されることができる。

本発明はサイドインパクトまたはヘッドカーテンエアバッグシステムに主として使用されるであろうが、本発明の用途は、それに制限されない。本発明の先の実施態様の記述は例示の目的だけのためにあることも理解されるだろう。そのため、本明細書に示された様々な構造および操作上の態様は、当業者により多くの変更が、本発明の範囲を逸脱することなく行われることができる。

図１は、起動前の、本発明に従うプリテンショナーメカニズムの第１の実施態様の横断面の側面図である。 図２は本発明に従うカップリングメカニズムの１つの実施態様の透視図であり、図２ａは、本発明に組み入れられた、ロード−リミッティングメカニズムのエンドビューである。 図３は、図１に示されるプリテンショナーメカニズムの、起動直後の、部分的に展開した状態でのプリテンショナーメカニズムを示す横断面の側面図である。 図４は、図１に示されるプリテンショナーメカニズムの、完全に展開した状態での、プリテンショナーメカニズムを示す横断面の側面図である。 図５は、本発明に従うプリテンショナーメカニズムを組込む例示的な乗り物乗員拘束システムの概要の表現である。

Claims (20)

1. シートベルトウエビングをその上に巻くために第１の方向に回転するように構成された回転可能なメンバー；
   回転可能なメンバーに対して移動可能な、移動可能なメンバー；
   第１および第２の相補的な運動伝達要素であって、第１の運動伝達要素は移動可能なメンバーの部分に沿ってしっかりと取り付けられ、第２の運動伝達要素は回転可能なメンバーの部分に沿ってしっかりと取り付けられ、第２の運動伝達要素は第１の運動伝達要素とスライディングエンゲージメントするように構成される運動伝達要素；
   移動可能なメンバーに関して移動可能なベースメンバー；
   相補的な第３および第４の運動伝達要素であって、第３の運動伝達要素はベースメンバーの部分に沿ってしっかりと取り付けられ、第４の運動伝達要素は移動可能なメンバーの部分に沿ってしっかりと取り付けられ、第４の運動伝達要素は第３の運動伝達要素とスライディングエンゲージメントするように構成される運動伝達要素；
   それらの間にスライディングエンゲージメントが形成された際に、少なくとも１つの運動伝達要素とそれの相補的な運動伝達要素の間に、相対的な回転を生じさせるためにヘリカルな構成を有する少なくとも１つの運動伝達要素；
   回転可能なメンバーに対して実質的に固定されるプリテンショナーメカニズムの部分にベースメンバーを連結するためのエンゲージ可能なカップリングメカニズムであって、第３および第４の運動伝達要素がスライディングエンゲージメントしている間に、第１の方向と反対の第２の方向へのベースメンバーの回転を実質的に防ぐために、ベースメンバーを実質的に回転について抑制するカップリングメカニズム、
   を含む、シートベルトリトラクタとともに使用されるプリテンショナーメカニズム。
2. カップリングメカニズムがベースメンバーの移動に際してエンゲージ可能な、請求項１記載のプリテンショナーメカニズム。
3. カップリングメカニズムが、プリテンショナーメカニズムの起動に際してエンゲージ可能な、請求項１記載のプリテンショナーメカニズム。
4. ヘリカル構成を有する運動伝達要素の少なくとも１つが、螺旋状の溝である、請求項１記載のプリテンショナーメカニズム。
5. 少なくとも１つの運動伝達要素に相補的な運動伝達要素が、螺旋状の溝とスライディングエンゲージメントするように構成されたピンである、請求項４記載のプリテンショナーメカニズム。
6. 少なくとも１つの運動伝達要素に相補的な運動伝達要素が、螺旋状の溝とスライディングエンゲージメントするように構成されたヘリカルスプラインである、請求項１記載のプリテンショナーメカニズム。
7. 移動可能なメンバーが回転可能なメンバーに分離可能に連結され、移動可能なメンバーが回転可能なメンバーと共に移動可能である、請求項１記載のプリテンショナーメカニズム。
8. ベースメンバーが移動可能なメンバーに分離可能に連結され、ベースメンバーが移動可能なメンバーと共に移動可能な、請求項１記載のプリテンショナーメカニズム。
9. カップリングメカニズムが、
   静止メンバーとベースメンバーのうちの１つに連結された第１のカップリング要素；
   静止メンバーとベースメンバーの他の１つに連結された第２のカップリング要素を有し、
   第２のカップリング要素は第１のカップリング要素とエンゲージし、実質的に第２の方向へのベースメンバーの回転を防ぐように構成されている、請求項１記載のプリテンショナーメカニズム。
10. プリテンショナーメカニズムの部分に回転可能なメンバーを連結するための別のエンゲージ可能なカップリングメカニズムをさらに含み、該プリテンショナーメカニズムは回転可能なメンバーに対して実質的に固定され、回転可能なメンバーの回転を実質的に制限し、シートベルトのプリテンショニング後に第１の方向とは反対の第２の方向への回転可能なメンバーの回転を防止する、請求項１記載のプリテンショナーメカニズム。
11. シートベルトウエビングをその上に巻くために構成された回転可能なメンバー；
    回転可能なメンバーに連結された移動可能なメンバーであって、該移動可能なメンバーは回転可能なメンバーに対して移動可能である；および
    移動可能なメンバーの運動を回転可能なメンバーの第１の方向への回転運動に変換し、それにより回転可能なメンバー上に巻かれたシートベルトウエビングをプリテンショニングする運動転換手段、
    を含む、シートベルトリトラクタとともに使用されるプリテンショナーメカニズム。
12. 運動転換手段が、
    第一の複数の運動伝達要素であって、第一の複数の運動伝達要素の第１のものは移動可能なメンバーの部分に沿ってしっかりと取り付けられ、第一の複数の運動伝達要素の第２のものは回転可能なメンバーの部分に沿ってしっかりと取り付けられているものを含み、
    第一の複数の運動伝達要素の第２のものは、第一の複数の運動伝達要素の第１のものとスライディングエンゲージメントするように構成され、
    第一の複数の運動伝達要素の第１のものと第２のものの少なくとも１つは、ヘリカルな構造を有し、第一の複数の運動伝達要素の第１のものと第２のものがスライディングエンゲージメントした際に、第一の複数の運動伝達要素の第１のものと第２のものの一方と、第一の複数の運動伝達要素の第１のものと第２のものの他方との間に、相対的な回転を生じさせる、請求項１１記載のプリテンショナーメカニズム。
13. 回転可能なメンバーが移動可能なメンバーと回転して連結され、移動可能なメンバーとともに回転するようにされ、
    運動転換手段は、
    移動可能なメンバーの移動の間、第１の方向とは反対の第２の方向へのベースメンバーの回転を実質的に防止するために、実質的な回転が制限されたベースメンバー、および
    第一の複数の補足的な運動伝達要素であって、第一の複数の補足的な運動伝達要素の第１のものは移動可能なメンバーの部分に沿ってしっかりと取り付けられ、第一の複数の補足的な運動伝達要素の第２のものは回転可能なメンバーの部分に沿ってしっかりと取り付けられているものを含み、
    第一の複数の運動伝達要素の第２のものは、第一の複数の運動伝達要素の第１のものとスライディングエンゲージメントするように構成され、
    第一の複数の運動伝達要素の第１のものと第２のものの少なくとも１つは、ヘリカルな構造を有し、第一の複数の運動伝達要素の第１のものと第２のものがスライディングエンゲージメントした際に、第一の複数の運動伝達要素の第１のものと第２のものの少なくとも１つと、第一の複数の運動伝達要素の第１のものと第２のものの他方との間に、相対的な回転を生じさせる、請求項１１記載のプリテンショナーメカニズム。
14. 回転可能なメンバーに対して実質的に回転が固定され、回転可能なメンバーに対する回転が実質的に制限されている静止メンバーを含み、
    ベースメンバーは、静止メンバーにベースメンバーを連結するための結合手段によって実質的に回転が抑制される、請求項１３記載のプリテンショナーメカニズム。
15. 移動可能なメンバーは、第二の複数の相補的な運動伝達要素によって回転可能なメンバーに回転して連結され、
    第二の複数の相補的な運動伝達要素の第１のものは移動可能なメンバーの部分に沿ってしっかりと取り付けられ、第二の複数の相補的な運動伝達要素の第２のものは回転可能なメンバーの部分に沿ってしっかりと取り付けられ、第二の複数の運動伝達要素の第２のものは、第二の複数の運動伝達要素の第１のものとスライディングエンゲージメントするように構成される、請求項１３記載のプリテンショナーメカニズム。
16. 運動伝達要素が、
    回転可能なメンバーに対してベースメンバーの回転を実質的に防止するために、回転可能なメンバーに対して実質的に回転が固定されたベースメンバー、および
    第二の複数の補足的な運動伝達要素であって、第二の複数の補足的な運動伝達要素の第１のものは移動可能なメンバーの部分に沿ってしっかりと取り付けられ、第二の複数の補足的な運動伝達要素の第２のものはベースメンバーの部分に沿ってしっかりと取り付けられているものを含み、
    第二の複数の運動伝達要素の第２のものは、第二の複数の運動伝達要素の第１のものとスライディングエンゲージメントするように構成される、
    請求項１２記載のプリテンショナーメカニズム。
17. 第二の複数の運動伝達要素の第１のものと第２のものの少なくとも１つは、ヘリカルな構造を有し、第二の複数の運動伝達要素の第１のものと第２のものがスライディングエンゲージメントした際に、第二の複数の運動伝達要素の第１のものと第２のものの一方と、第二の複数の運動伝達要素の第１のものと第２のものの他方との間に、相対的な回転を生じさせる、請求項１６記載のプリテンショナーメカニズム。
18. 運動転換手段が、
    移動可能なメンバーおよび回転可能なメンバーのうちの１つの部分に沿って形成された螺旋状の溝；および
    移動可能なメンバーおよび回転可能なメンバーのうちの他方の部分に沿ってしっかりと取り付けられたピンであって、螺旋状の溝とスライディングエンゲージメントをするように構成され、それらの間にスライディングエンゲージメントが起こった際にピンと螺旋状の溝の間に相対的な回転を生じさせるピン、
    を含む、請求項１１記載のプリテンショナーメカニズム。
19. 移動可能なメンバーの運動を回転可能なメンバーのおよそ１．２５回転に変換するように、運動転換手段が構成される、請求項１１記載のプリテンショナーメカニズム。
20. シートベルト；
    シートベルトの末端部分に連結されたベルトリトラクターであって、第１の方向に回転し、シートベルトウエビングをその上に巻くするように構成された回転可能なメンバーを有するリトラクター；
    衝突の際に、シートベルトに張力をかけるためにベルトリトラクターに連結されたプリテンショナーメカニズムを含み、該プリテンショナーメカニズムは、
    ヘリカルな構造を有する少なくとも１つの運動伝達要素；および
    第１の方向と反対の第２の方向への回転可能なメンバーの回転を実質的に防ぐために、回転可能なメンバーに関して実質的に固定されているプリテンショナーメカニズムの部分へ、回転可能なメンバーを連結するためのカップリングメカニズム、
    を含む、乗り物乗員拘束システム。
    

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