专利名称：安全带收缩器的制作方法
技术领域：
本发明涉及安全带收缩器的技术领域，安装在汽车等车辆上，并利用电动机的驱动转矩将用于对乘客进行约束保护的安全带通过卷轴卷绕，特别是涉及一种由卷轴侧的负载构成的大于设定值的负载转矩不被传递到动力传递机构的安全带收缩器的技术领域，该动力传递机构把电动机的驱动转矩传递到卷轴。
背景技术：
安装在汽车等车辆上的安全带收缩装置在如发生冲突时等车辆上作用了很大减速度的紧急时刻，通过安全带约束乘客来阻止乘客从座席上飞出，从而保护乘客。此安全带装置具备把卷绕安全带的卷轴恢复为平时安全带卷绕方向，同时在前述的紧急时刻通过紧急锁止机构(ELR机构)动作而锁止卷轴向拉出方向旋转的安全带收缩器。
作为这种安全带收缩器，在以往提出了通过由电动机的驱动转矩使卷轴旋转而卷绕安全带的电动收缩器(例如参照专利文献1)。根据这种电动收缩器，可通过电动机卷绕安全带来控制安全带的张力，因此可设定各种安全带的安装模式，从而根据车辆行驶状况等，可以更细致且更恰当地进行安全带对乘客的约束。实全昭61-134465号公报发明内容但是如在前述的专利文献1中公开的电动收缩器，在通过电动机来进行安全带卷绕时，会有由于产生不引起ELR机构的制动程度的小冲突等的减速度而伴随安全带因乘客的惯性而拉出而发生安全带张力的情况。
但是，由该安全带的能量而产生的负载通过卷轴4传递到动力传递机构，但若在电动机向安全带卷绕方向卷绕驱动时，此负载通过卷轴传递到动力传递机构，便有大于平时的负载转矩作用在构成动力传递机构的齿轮等构成部件上。因此为了使动力传递机构的齿轮等构成部件能够承受这种很大的负载转矩，需要提高构成部件的耐用强度。且由于传递到动力传递机构的负载与电动机的驱动转矩产生对抗，因此电动机的负载也会变大。
本发明就是借鉴了这些方面而研制出的，且其目的在于，提供一种在电动机驱动时能够不使设定值以上的负载转矩作用在动力传递机构的电动机驱动的安全带收缩器。
为解决前述问题，权利要求1发明的安全带收缩器至少具备卷绕安全带的卷轴、能产生使该卷轴旋转的驱动转矩的电动机、以及动力传递机构，具备把该电动机的驱动转矩传递到前述卷轴的规定数的齿轮，且通过电动机的驱动转矩把前述安全带卷到前述卷轴上，其特征在于，设置了能够阻止大于预先设定的设定值的负载转矩传递到前述动力传递机构的转矩限制机构。
此外，权利要求2发明，其特征在于，所述转矩限制机构为在前述设定值以上的负载转矩传递到前述动力传递机构时，阻断动力传递的离合器。
进而，权利要求3发明，其特征在于，前述离合器具备电动机侧棘齿，被传递电动机的驱动转矩、以及卷轴侧棘齿，设置在前述动力传递机构的前述卷轴侧，且通常啮合在前述电动机侧棘齿而能够进行动力传递，同时在被传递了前述设定值以上的负载转矩时，解除与前述电动机侧棘齿的啮合而阻断动力传递。
根据如此构成的权利要求1至3的发明的安全带收缩器，由于设置了转矩限制机构，而在电动机进行安全带卷绕驱动时，例如在由于车辆上产生小冲突等减速度而在安全带上产生安全带张力要向动力传递机构传递设定值以上的负载转矩时，可通过此转矩限制机构阻止此负载转矩作用在动力传递机构上。因此即使不把动力传递构件的构成部件的耐用强度提高到那种程度也能完成。且还可以抑制施加在电动机上的负载转矩。
特别是根据权利要求2以及3发明，由于转矩限制机构由离合器构成，因此可使转矩限制机构形成简单的结构。且根据权利要求3发明，由于由能够分离离合器的电动机侧以及卷轴侧的一对棘齿构成，因此可使转矩限制机构形成更为简单的结构。
图1为表示本发明的安全带收缩器实施方式的一例的分解透视图。
图2为表示图1所示例的安全带收缩器的动力传递机构的中心齿轮部件，(a)为从某方向看的透视图，(b)为从(a)的IIB看的透视图。
图3为表示图1所示例的安全带收缩器的转矩限制机构，(a)为分解透视图，(b)为表示转矩限制机构的动力可传递状态的示意图，(c)为表示转矩限制机构的动力传递阻断状态的示意图。
图4说明图1所示例的安全带收缩器的安全带卷绕时的动力传递，(a)为说明从电动机至上侧连接齿轮的动力传递的图，(b)为说明从上侧连接齿轮至环部件的动力传递的图，(c)为说明环部件被棘爪部件停止旋转的图，(d)为说明到连接在卷轴的托架的动力传递的图。
图5对解除图1所示例的安全带收缩器的环部件被棘爪部件导致的旋转停止时向安全带拉出方向的动力传递进行说明，(a)为说明从电动机至上侧连接齿轮的动力传递的图，(b)为说明从上侧连接齿轮至托架的动力传递的图，(c)为说明向环部件进行动力传递的图，(d)为说明解除由棘爪部件而导致的环部件的旋转停止的图。
具体实施例方式
以下利用附图对用于实施本发明的最佳方式进行说明。
图1为表示本发明的安全带收缩器实施方式的一例的分解透视图。图2为表示图1所示例的安全带收缩器的动力传递机构的中心齿轮部件，(a)为从某方向看的透视图，(b)为从(a)的IIB看的透视图。图3为表示图1所示例的安全带收缩器的转矩限制机构，(a)为分解透视图，(b)为表示转矩限制机构的动力可传递状态的示意图，(c)为表示转矩限制机构的动力传递阻断状态的示意图。况且，在以下说明中若没有特别说明，「左」、「右」为在说明中使用的图中的「左」、「右」，且「顺时针方向」、「逆时针方向」为说明中使用的图中的「顺时针方向」、「逆时针方向」。
如图1所示，此例中的安全带收缩器1大至由框架2；必要时约束乘客的安全带3；卷绕此安全带3的卷轴4；配置在框架2的一侧，且作为在冲突等规定减速度以上的大减速度时进行动作、而阻止卷轴4向安全带拉出方向α旋转的ELR机构的锁止装置5；产生向卷轴4提供的驱动转矩的电动机6；以及具有在动力传递路径中对电动机6的旋转进行减速而传递到卷轴4上的减速机构7，并通过此减速机构7把电动机6的驱动转矩传递到卷轴4上的动力传递齿轮机构(相当于本发明的动力传递机构)8构成。
框架2由一对平行的侧壁2a、2b以及连接这些侧壁2a、2b的背板2c构成。在此框架2内的两侧壁2a、2b之间以可旋转的状态配置了用于卷绕安全带3的卷轴4。此卷轴4可采用安全带收缩器1中以往周知的惯用的卷轴。
在一侧的侧壁2a上安装了锁止装置5。该锁止装置5也可以采用安全带收缩器1中以往周知的惯用的锁止装置。即锁止装置5在由车辆传感器(减速度感应传感器)感应到作用于车辆的规定减速度以上的大减速度而进行动作时，或在由车辆传感器(安全带拉出速度感应传感器)感应到安全带3的规定速度以上的拉出速度而进行动作时被启动，以便能够阻止卷轴4向拉出方向α的旋转。
此外，在卷轴4与锁止装置5之间设置，通过启动锁止装置5而阻止安全带3的拉出时，限制安全带3的负载的强制性限制机构(能量吸收机构以下还称作EA机构)的扭力杆9。此扭力杆9构成的EA机构可使用以往周知的部件。即通过启动锁止装置5而阻止安全带3的拉出时，通过由于乘客惯性导致的卷轴4向安全带拉出方向旋转而导致扭力杆9扭曲变形，安全带3的负载被限制，从而可以吸收冲击能量。
在框架2的另一侧的侧壁2b，如后述那样通过3个螺钉11安装了保持器10，而在此保持器10的框架2安装面一侧，通过一对螺钉12安装了电动机6。此电动机6的电动机旋转轴6a贯通了保持器10的贯通孔10a，且在向与保持器10的框架2一侧相反侧突出的电动机旋转轴6a上安装了具有外齿的电动机齿轮13，且能与电动机旋转轴6a一体旋转。
如图1所示，在卷轴4与扭力杆9的转矩传递部9a之间设置了把这些连接在旋转方向的小齿轮1部件4。在这种情况下，小齿轮部件14的多角形筒状(在图示例中为六角形)的旋转连接部14a的外周面嵌入到形成于卷轴4中心的未图示的相同多角形(即在图示例为六角形)孔中，以便能够与卷轴4一体旋转，且扭力杆9的转矩传递部9a嵌入到小齿轮部件14的旋转连接部14a内周面内，以便能够与该小齿轮部件14一体旋转。
在与小齿轮部件14的旋转连接部14a的相反侧的端部形成了小齿轮14b，且在该小齿轮14b中心的多角形(在图示例中为六角形)中穿设了轴向孔14c。在该轴向孔14c中嵌入了连接器15的第1旋转连接部15a(形成了与轴向孔14c相同的多角形)，以便能与小齿轮部件14一体旋转地嵌入。且在连接器15的第1旋转连接部15a的相反侧的端部形成了与第1旋转连接部15a相同的多角形且大于此的第2旋转连接部15b。
此连接器15嵌入在扭力杆9的延伸轴部9b，同时通过把卡环16嵌入在延伸轴部9b的环槽9c而阻止其轴向移动(即不松动)。况且，此时小齿轮部件14被连接器15的第1以及第2旋转连接部15a、15b之间的阶梯部阻止了对连接器15的松动。
环状的连接器侧轴承17的内周面17a形成与连接器15的第1旋转连接部15a相同截面的多角形状，同时通过该连接器轴承17的内周面17a嵌入到第1旋转连接部15a，连接器侧轴承17被安装成相对连接器15不可旋转。另一方面，在保持器10的孔10b中配合了不能相对旋转的环状保持器侧轴承18。且在通过连接器侧轴承17被不可相对旋转地支撑在该保持器侧轴承18上，连接器15被可旋转地支撑在保持器10上。
减速机构7具备由环状圆板构成的托架19、可旋转地安装在该托架19上的规定数(在图示例中为3个)的行星齿轮20、圆环状环部件21、以及中心齿轮部件22。
托架19的内周面19a形成与连接器15的第2旋转连接部15b相同截面多角形状，同时通过此托架19的内周面19a嵌入到第2旋转连接部15b，托架19不可相对旋转地安装在连接器15上(即能够与连接器15一体旋转)。在这种情况下，托架19配置在第1以及第2旋转连接部15a、15b间的阶梯部与小齿轮部件14之间。
行星齿轮20通过减速板23被规定数(在图示例中为3个)的减速钉24而可旋转地安装在托架19上。
环部件21具备形成于内周面的内齿轮21a和形成于外周面的棘齿21b，而这些内齿轮21a与棘齿21b可相互一体旋转。
中心齿轮部件22具备图2(a)以及(b)所示的由小径外齿构成的中心齿轮22a与大径外齿22b，而这些中心齿轮22a与外齿22b可相互一体旋转。
并且，被托架19支撑的各行星齿轮20通常同时与中心齿轮22a以及内齿轮21a啮合而构成行星齿轮机构。由此，减速机构7构成了从中心齿轮22a输入而从托架19输出的行星齿轮减速机构。
如图1所示，动力传递机构8还具备一对惰齿轮25、26；离合器弹簧27；下侧连接齿轮28；上侧连接齿轮29；限制弹簧30；限制螺丝31；起始弹簧32；离合器棘爪33；以及离合器棘爪钉34。
一对惰齿轮25、26在保持器10上设置成能够旋转而又能相互啮合。一侧的中心齿轮25与电动机齿轮13啮合，且另一侧的中心齿轮26与下侧连接齿轮28的外齿28a啮合。
下侧连接齿轮28以及上侧连接齿轮29可旋转地设置在保持器10上。在这种情况下，下侧以及上侧连接齿轮28、29设置成可相互相对旋转，同时上侧连接齿轮29设置成可轴向移动，以便能脱离下侧连接齿轮28。如图3(a)所示，在下侧连接齿轮28的中心部形成电动机侧的棘齿28b，同时在上侧连接齿轮29的中心部形成能够与下侧连接齿轮28的棘齿28b啮合的卷轴4侧棘齿29b。且通过限制弹簧30，上侧连接齿轮29通常向接近下侧连接齿轮28的方向恢复。
由此，在传递到上侧连接齿轮29的安全带拉出方向的负载转矩小于由限制弹簧30的固定负载而预先设定的设定值的通常时刻，两棘齿28b、29b如图3(b)所示那样进行啮合，从而电动机6的驱动转矩从下侧连接齿轮28传递到上侧连接齿轮29。此时，棘齿29b被施加轴向力，以便能够从棘齿28b脱离，但由于前述负载转矩小于设定值，因此限制弹簧30便缩小，从而保持了两棘齿28b、29b的啮合。
此外，当前述的负载转矩为前述设定值以上时，如图3(c)所示，棘齿28b滑过棘齿29b斜面而相对旋转。通过该棘齿28b对棘齿29b作的相对旋转，上述连接齿轮29缩小限制弹簧30而向轴向移动，以便脱离下侧连接齿轮28。因此，解除了两棘齿28b、29b的啮合而没有设定值以上的负载转矩作用在上侧连接齿轮29上。由此，电动机6的负载转矩也被限制成小于设定值，且电动机6被保护不会受到过大的负载转矩。就这样，根据由棘齿28b、棘齿29b以及限制弹簧30构成的离合器而构成了本发明的转矩限制机构。
上侧连接齿轮29啮合在中心齿轮部件22的外齿22b上。
如图4(c)所示，上侧连接齿轮29的外齿29b外周设置为能够包围离合器弹簧27的弯曲部27a。此离合器弹簧27的另一端部27b与离合器棘爪33的配合钉33a配合。
离合器棘爪33通过离合器棘爪钉34而可旋转地设置在保持器10，而此离合器棘爪33的前端的配合爪33b能够在对应卷轴4的卷绕安全带方向的环部件21的旋转方向配合在该棘齿21b上。该离合器棘爪33由于起始弹簧32而通常向脱离棘齿21b的方向恢复。
在动力传递齿轮机构8的各构成要素组装在形成于保持器10的框架2安装侧的相反侧的面的凹部内的状态下，在此面上套上保持器罩35，同时在保持器罩35贴上T/RD盒36，从而保持器10、保持器罩35以及T/RD盒36通过3个螺钉11夹紧在框架2的侧壁3而被固定。
继而，对于此例的安全带收缩器1的动作进行说明。
在未系上安全带3的状态下，安全带3由于电动机6的驱动转矩而被卷轴4完全卷绕并存放在安全带收缩器1中。后述通过电动机6卷绕安全带3的动作。在这种状态下，电动机6停止，且离合器棘爪33由于起始弹簧32的弹性力而脱离环部件21的棘齿21b，因此环部件21可以自由旋转。进而，由于限制弹簧30的弹性力，上侧连接齿轮29的棘齿29b成为能够与下侧连接齿轮29的棘齿29b啮合的位置。
如果乘客为了系上安全带3而从安全带收缩器1拉出安全带3，则卷轴4便向安全带拉出方向旋转。此时，由于环部件21可自由旋转，因此卷轴4的旋转不被传递到电动机6侧，从而卷轴4可以轻松地进行旋转。因此安全带3被顺利地拉出。
拉出安全带3后，通过把扣舌扣到带扣上而带扣开关置成ON，电动机6变为可驱动状态。
如果电动机6被驱动为对应卷轴4的卷绕安全带方向的旋转方向，则该旋转力便通过电动机齿轮13、一对惰齿轮25，26、下侧连接齿轮28、上侧连接齿轮29、以及中心齿轮22传递到行星齿轮20，从而行星齿轮20以顺时针方向自转。此时传递到上侧连接齿轮29的安全带卷绕方向的负载转矩小于设定值，因此下侧连接齿轮28的棘齿28b与上侧连接齿轮29的棘齿29b相啮合，且由这些棘齿28b，29b构成的离合器置为ON。因此，电动机6的驱动转矩从下侧连接齿轮28准确地传递到上侧连接齿轮29。且由于环部件21是自由的，因此如图4(b)所示，随着行星齿轮20的自传而环部件21以顺时针方向旋转，且行星齿轮20不公转，而只进行自传。
另一方面，同时上侧连接齿轮29以顺时针方向旋转，因此离合器弹簧27也以上侧连接齿轮29为中心以顺时针方向转动。于是，离合器弹簧27的前端部使离合器棘爪33以离合器棘爪钉34为中心逆时针方向转动，从而配合爪33b在能够与环部件21的棘齿21b啮合的啮合位置上。且如前所述，通过环部件21以顺时针方向转动，如图4(c)所示，棘齿21b与配合爪33b啮合而由此离合器被置成ON，从而环部件21的转动被阻止。
环部件21停止后，如图4(d)所示，行星齿轮20在自转同时以逆时针方向在中心齿轮22a周围公转，且由于该行星齿轮20的公转而托架19以逆时针方向旋转。就这样，中心齿轮部件22的旋转被行星齿轮机构减速而成为托架19的旋转而输出。进而，托架19的旋转通过连接器15以及小齿轮14传递到卷轴4，从而卷轴4向安全带旋转方向旋转。由此，安全带3被卷绕。
继而，如图5(a)所示，电动机6被以顺时针方向(对应于卷轴4的安全带拉出方向)驱动。该电动机6的旋转通过电动机齿轮13、一对惰齿轮25，26、下侧连接齿轮28、上侧连接齿轮29、以及中心齿轮22传递到行星齿轮20，从而如图5(b)所示，行星齿轮20以逆时针方向自转。由于产生于安全带3的安全带张力而托架19被向安全带拉出方向恢复，因此随着该行星齿轮20逆时针方向的自转，托架19以顺时针方向(对应安全带拉出方向)旋转。但是，由于该托架19的安全带方向的旋转，减小了由前述安全带张力导致的对托架19的安全带方向的恢复力，因此立刻停止托架19的旋转。
于是，由于行星齿轮20的逆时针方向的自转，如图5(c)所示环部件21通过内齿轮21a而向逆时针方向旋转。由于该环部件21的旋转，环部件21的棘齿21b与离合器棘爪33的配合爪33b之间的啮合力变弱。于是，通过上侧连接齿轮29以逆时针方向旋转，如图5(d)所示，卷绕于此的离合器弹簧27以上侧连接齿轮29为中心与此上侧连接齿轮29同时以逆时针方向旋转。于是，离合器弹簧27的前端部使离合器棘爪33以离合器棘爪钉34为中心以顺时针方向转动，且配合爪33b在不能与环部件21的棘齿21b啮合的初始非啮合位置。由此，配合爪33b与棘齿21b被解除啮合而由此离合器被置成OFF，从而环部件21成为初始的自由旋转。
但是，当通过电动机6的驱动而卷绕安全带3时，由于例如在车辆上发生作为ELR机构的锁止装置5不进行锁止动作程度的小冲突等减速度，而在安全带3上产生安全带张力等，通过上侧连接齿轮29在卷轴4侧发生的任何原因，很大的负载转矩作用在上侧连接齿轮29上，则因传递电动机6的驱动转矩而要使上侧连接齿轮29旋转的下侧连接齿轮28的负载转矩以及电动机6的负载也分别变大。但是，若上、下侧连接齿轮29、28的负载转矩分别变为设定值以上，则如前述的图3(c)所示，两棘齿28b、29b的啮合被解除而离合器置成OFF，从而动力传递被阻断。由此，设定值以上的负载转矩不会作用在动力传递机构的各构成部件上，且电动机6的负载转矩被限制在设定值以下。从而电动机6被保护不受到过大的负载转矩。
根据如此构成的此例中的安全带收缩器1，由于设置了转矩限制机构，在电动机6卷绕安全带驱动时，例如由于在车辆上发生作为ELR机构的锁止装置5不进行锁止动作程度的小冲突等减速度而在安全带3上产生安全带张力等，而要向动力传递机构传递设定值以上的负载转矩时，通过此转矩限制机构可以防止此负载转矩作用在动力传递机构。而且，还可以抑制施加在电动机6上的负载转矩，从而可保护电动机6不受到过大的负载转矩。
特别是，使转矩限制机构由电动机6侧棘齿28b、卷轴侧棘齿29b以及限制弹簧30构成的离合器构成，因此能以简单结构形成转矩限制机构。
本发明的安全带收缩器可以恰当地应用在设置于汽车等车辆的座席而用于对乘客进行约束保护的安全带装置中。
权利要求
1.一种安全带收缩器，至少具备卷绕安全带的卷轴；能产生使该卷轴旋转的驱动转矩的电动机；以及动力传递机构，具备把该电动机的驱动转矩传递到所述卷轴的规定数的齿轮，通过电动机的驱动转矩把所述安全带卷到所述卷轴上，其特征在于，设置了能够阻止大于预先设定的设定值的负载转矩传递到所述动力传递机构的转矩限制机构。
2.根据权利要求1所述的安全带收缩器，其特征在于，所述转矩限制机构为在所述设定值以上的负载转矩传递到所述动力传递机构时阻断动力传递的离合器。
3.根据权利要求2所述的安全带收缩器，其特征在于，所述离合器，具备电动机侧棘齿，被传递电动机的驱动转矩；以及卷轴侧棘齿，设置在所述动力传递机构的所述卷轴侧，且通常啮合在所述电动机侧棘齿而能够进行动力传递，同时在被传递了所述设定值以上的负载转矩时，解除与所述电动机侧棘齿的啮合而阻断动力传递。
全文摘要
本发明提供一种在电动机驱动时能够不使设定值以上的负载转矩作用在动力传递机构的电动机驱动的安全带收缩器。在传递到上侧连接齿轮(29)的安全带拉出方向的负载转矩小于设定值时，两棘齿(28b)、(29b)进行啮合，从而电动机(6)的驱动转矩从下侧连接齿轮(28)传递到上侧连接齿轮(29)。且当前述的负载转矩为前述设定值以上时，棘齿(28b)滑过棘齿(29b)斜面而相对旋转。通过该棘齿(28b)对棘齿(29b)作的相对旋转，解除了两棘齿(28b)、(29b)的啮合，从而没有设定值以上的负载转矩作用在上侧连接齿轮(29)上。
文档编号B60R22/28GK1579847SQ200410056530
公开日2005年2月16日 申请日期2004年8月6日 优先权日2003年8月7日
发明者犬塚浩二, 田中康二 申请人:高田株式会社