专利名称：安全带卷绕装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在车辆急减速等时，可阻止安全带拉出的安全带卷绕装置，特别涉及在安全带的拉出被阻止后，能再次拉出安全带的安全带卷绕装置。
背景技术：
一般的安全带卷绕装置中，安全带层状地卷绕在圆筒状卷绕轴上，该卷绕轴由框架支承着，该框架从平面看为略コ字形，固定在车辆上。通常，卷绕轴可自由旋转，安全带可自由地卷绕和拉出。另外，安全带卷绕装置中，为了感知车辆的急减速或安全带的急剧拉出并阻安全带的拉出，采用WSIR(安全带感应式收缩器)或VSIR(车身感应式收缩器)。
下面，参照图10A和图10B，说明备有WSIR或VSIR的已往的安全带卷绕装置。
图10A和图10B，是表示从卷绕轴102的旋转轴方向看的安全带卷绕装置100的侧面图。安全带卷绕装置100，备有卷绕轴102、锁定板104、V齿轮108、构成WSIR的W传感器部110、构成VSIR的V传感器部120。锁定板104可摆动地支承在卷绕轴102上，可与设在图未示框架上的棘齿106啮合。V齿轮108与卷绕轴102同轴设置，当相对于卷绕轴102产生相对旋转时，将锁定板104导引到可与棘齿106卡合的位置。
该安全带卷绕装置100中，通常由于卷绕轴102和V齿轮108是一体旋转的，所以，锁定板104不与棘齿106卡合，安全带可自由地卷绕和拉出(图10A的状态)。
当安全带被急剧拉出时，W传感器部110的惯性板116，不能随从V齿轮108(卷绕轴102)的朝安全带拉出方向(图10A和图10B中所示的方向A)的旋转，产生惯性延迟。因此，在惯性板116与V齿轮108之间产生安全带卷绕方向的相对旋转，与惯性板116相接着的卡爪112朝安全带卷绕方向摆动，与固定在框架上的内齿118卡合，阻止V齿轮108的朝安全带拉出方向的旋转(图10B的状态)。
这里，内齿118的与卡爪112卡合的卡合面118a，相对于方向A略垂直地立设着。这样，与卡合面118a卡合着的卡爪112的齿尖，被切实地导引到内齿118的齿底，可防止因卡合不良引起的卡爪112被导引到下一个内齿118的相位偏差，以及由此而产生的W传感器部110的损伤。
V齿轮108的朝安全带拉出方向的旋转被阻止后，在V齿轮108与随着安全带拉出而继续旋转的卷绕轴102之间，产生相对旋转。因此，具有导销104a(该导销104a插入形成在V齿轮108上的导孔108a内)的锁定板104，不随从卷绕轴102的旋转，通过导销104a被导孔108a导引，到达可与棘齿106卡合的位置(锁定板104与棘齿106的齿尖卡合的位置)。被导引到可与棘齿106卡合位置的锁定板104，借助棘齿106的形状，被导引到棘齿106的齿底而成为锁定状态。即，锁定板104成为自锁状态，阻止卷绕轴102朝安全带拉出方向的旋转。
该自锁时，锁定板104移动到棘齿106的齿底方向(图10A和图10B中的左方向)。随着该锁定板104的移动，导销104a将V齿轮108的导孔108a的侧壁朝图10的左方推压，借助该推压力矩，V齿轮108朝安全带卷绕方向(图10A和图10B中所示的方向B)旋转。当V齿轮108朝方向B旋转预定量时，卡爪112和内齿118的卡合被解除，与一端固定在V齿轮108上的弹簧114的另一端连接，这样，被朝方向A摆动的卡爪112复回到初始位置。即，W传感器部110的作动被解除。
这样，在安全带的拉出被阻止的过程中，由于W传感器部110的作动被解除，然后，可再次拉出安全带。
为了解除W传感器110的作动，图10B所示的W传感器解除角α必须小于V齿轮108的朝方向B的旋转角(以下称为V齿轮反转角)。该W传感器解除角α是，卡爪112卡合着的内齿118的顶部C，相对于V齿轮108(卡爪112)相对移动(移动到在卡爪112齿尖的摆动轨迹上没有内齿118存在的位置)到D点(该D点是卡爪112的齿尖的摆动轨迹a与内齿118顶部的移动轨迹b的交点)所需的角度。另外，在V传感器部120作动后，解除形成在V齿轮108外周面上的外齿108b与传感器杆122的卡合时，V传感器解除角也必须小于V齿轮反转角。
但是，上述已往的安全带卷绕装置100中，为了防止W传感器部110作动时的相位偏差，必须将内齿轮118的卡合面118a相对于方向A略垂直地直立，不能将传感器解除角α减小到预定值以上。另外，内齿118的尺寸有时在预定的尺寸精度范围内不均匀，该尺寸的不均匀也使得W传感器解除角α的值不能成为一定(卡爪112与不同的内齿118卡合，W传感器解除角α的值也不同)，另外，W传感器解除角α的值，也取决于各部件的组装精度。
因此，与卡爪112卡合的内齿118的位置，有时使得传感器解除角α比V齿轮反转角大，不能解除W传感器的作动。另外，将W传感器解除角α的最大值，设定为小于V齿轮反转角，由于要求过度的尺寸精度和组装精度，导致加工性和组装性恶化，成本也提高。另外，V传感器部120中也存在同样的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种不过度要求部件的加工和组装精度，能切实解除安全带的拉出阻止状态，而且在预定情况下没有相位偏差，可阻止卷绕轴朝安全带拉出方向旋转的安全带卷绕装置。
为了实现上述目的，本发明的安全带卷绕装置，备有筒状卷绕轴、锁定齿、锁定板、锁定轮和锁定作动装置；上述卷绕轴，可卷绕或放出安全带；上述锁定齿轮，形成在框架的与卷绕轴的旋转轴交叉的面上，该框架固定保持在车辆上，将卷绕轴的两端可旋转地支承着；上述锁定板，可与上述锁定齿卡合，并可摆动地与卷绕轴连接，当卷绕轴从可与锁定齿卡合的位置朝安全带拉出方向旋转时，该锁定板被上述锁定齿导引，朝着锁定齿的齿底方向移动，与上述锁定齿卡合，这样，阻止卷绕轴朝安全带拉出方向的旋转；上述锁定轮，形成为圆板状，与卷绕轴同轴地设在卷绕轴的一端部侧，通常与卷绕轴一体地旋转，并将锁定板保持在与锁定齿非卡合位置，当与卷绕轴之间产生相对旋转时，将锁定板导引到可与锁定齿卡合的位置，随着锁定板的朝锁定齿齿底方向的移动，朝安全带卷绕方向旋转；上述锁定作动装置，具有可摆动地支承着的卡爪以及可与该卡爪卡合的卡合齿，通常卡爪保持在与卡合齿非卡合位置，在预定情况下，卡爪摆动而与卡合齿卡合，这样，阻止锁定轮朝安全带拉出方向旋转，并且，当锁定轮朝安全带卷绕方向旋转时，解除卡爪与卡合齿的卡合状态；其特征在于，上述卡合齿的、与上述卡爪卡合的卡合面，形成为圆弧状，该圆弧与上述卡爪和卡合齿卡合部位的摆动轨迹对应。
上述的安全卷绕装置中，可卷绕或放出安全带的卷绕轴，自由旋转地支承着，由锁定轮将锁定板保持在与锁定齿的非卡合位置，同时，锁定作动装置的卡爪被保持在与卡合齿非卡合位置(锁定作动装置不作动)，所以，通常可自由地卷绕或拉出安全带。
在车辆急减速时或安全带被急剧拉出等情况下，锁定作动装置动作时，即，卡爪与卡合齿卡合时，锁定轮的朝安全带拉出方向的旋转被阻止。当锁定轮的朝安全带拉出方向的旋转被阻止时，在继续拉出安全带的卷绕轴与锁定轮之间产生相对旋转，锁定板被导引到可与设在框架上的锁定齿卡合的位置。被导引到可与锁定齿卡合位置的锁定板，随着卷绕轴的朝安全带拉出方向的旋转，被锁定齿导引，朝着锁定齿齿底方向移动，完全地与锁定齿卡合(锁定板和锁定齿自锁)。这样，阻止卷绕轴朝安全带拉出方向的旋转。
另外，上述自锁时，把锁定板导引到可与锁定齿卡合位置的锁定轮，随着锁定板的朝锁定齿齿底方向的移动，而朝安全带卷绕方向旋转。这样，锁定作动装置的卡爪与卡合齿的卡合被解除(锁定作动装置的作动被解除)。
这里，由于把卡合齿的与卡爪卡合的卡合面，做成为圆弧状，该圆弧与卡爪卡合在卡合齿上的部位(以下称为卡爪前端)的摆动轨迹对应，所以，锁定作动装置作动时，卡爪前端不被导引到卡合齿齿底，锁定轮的朝安全带拉出方向的旋转被阻止。即，卡爪前端与卡合齿卡合面的无论哪个位置卡合，卡爪都被推压保持在其卡合位置(例如，锁定轮通过弹簧(该弹簧通常将锁定板保持在与锁定齿非卡合位置)或卷绕轴的旋转轴，借助传递到锁定轮的安全带拉力，推压保持卡爪)，所以，不产生相位偏差，可切实地阻止锁定轮朝安全带拉出方向的旋转。
另外，由于把卡合齿的与卡爪的卡合面，形成为与卡爪前端的摆动轨迹对应的圆弧形，所以，用于解除锁定作动装置的作动所需的角度(以下称为传感器解除角)，是最小值(约为0“rad”)。即，借助上述传递到锁定轮的安全带拉力，作用到卡爪和卡合齿的卡合面上的推压力，是不作用到卡爪上的微少量，只要卡爪与卡合齿分开，卡爪就沿着卡合齿的卡合面(该卡合面形成为与卡爪前端的摆动轨迹对应的圆弧状)摆动。因此，卡爪通常时，借助把卡爪保持在与卡合齿非卡合位置的力，(例如弹簧的推压力)，朝初始位置复回，锁定作动装置的作动被解除。这样，借助卡合齿的适度的加工精度和组装精度，可得到足够小的传感器解除角，所以，锁定轮朝安全带卷绕方向旋转，可切实解除锁定作动装置的作动，阻止了安全带拉出后，可再次拉出安全带。
这样，本发明的安全带卷绕装置中，不过度要求部件的加工和组装精度，可切实解除安全带的拉出阻止状态，并且，在预定情况下，不产生相位偏差，可阻止卷绕轴朝安全带拉出方向的旋转。
本发明的安全带卷绕装置中，上述锁定作动装置的卡合齿，形成在筒状部件的内周面，该筒状部件固定地设在上述框架上；上述锁定作动装置的卡爪，在收容在上述筒状部件内部的状态，以与卷绕轴的旋转轴平行的轴为中心，可摆动地支承在上述锁定轮上，与一端部连接在上述锁定轮上的弹性体的另一端部连接，通常，被上述弹性体朝着与上述卡合齿非卡合方向推压，当安全带被急剧拉出时，抵抗上述弹性体的推压力，朝着与卡合齿卡合的方向摆动，当锁定轮朝着安全带卷绕方向旋转时，离开上述卡合齿，同时，借助上述弹性体的推压力，复回到与卡合齿的非卡合位置。
本发明的安全带卷绕装置中，通常，卡爪被弹性体的推压力朝着与卡合齿非卡合的方向推压，所以，锁定作动装置不作动。
当安全带被急剧拉出时，支承在锁定轮上的卡爪抵抗弹性体的推压力，相对于锁定轮朝与卡合齿卡合的方向(安全带卷绕方向)摆动，无相位偏差地与形成在筒状部件(该筒状部件固定地设在框架上)内面的卡合齿的圆弧状卡合面(该卡合面与卡爪前端的摆动轨迹对应)卡合(锁定作动装置作动)。
另外，随着锁定板和锁定齿的自锁，锁定轮朝安全带卷绕方向旋转时，支承在锁定轮上的卡爪，离开卡合齿轮，并且在弹性体的推压力作用下，沿着圆弧状卡合面(该卡合面与卡爪前端的摆动轨迹对应)复回到与卡合齿非卡合位置。
这样，本发明的安全带卷绕装置中，不过度要求部件的加工和组装精度，可切实解除安全带拉出阻止状态，并且，在安全带被急剧拉出时，不产生相位偏差，可阻止卷绕轴朝安全带拉出方向的旋转。
上述安全带卷绕装置中，上述卡爪的与上述卡合齿的卡合部，形成为与该卡爪的摆动轨迹一致。
该安全卷绕装置中，与卡合齿的卡合面同样地，由于卡爪的与卡合齿的卡合部(卡爪前端)，与卡爪的摆动轨迹一致，所以，在卡爪与卡合齿的卡合状态，是面接触，可切实阻止锁定轮朝安全带拉出方向的旋转。另外，即使卡爪前端与卡合齿的一部分卡合面卡合，也能阻止锁定轮朝安全带拉出方向的旋转，例如，在前端为尖锐状的卡爪中，即使在不能与卡合齿卡合的位置(摆动振幅)，卡爪也能切实与卡合齿卡合，可切实防止相位偏差。
这样，本发明的安全带卷绕装置中，不过度要求部件的加工和组装精度，可切实解除安全带的拉出阻止状态，并且，在预定情况下，不产生相位偏差地可阻止卷绕轴朝安全带拉出方向的旋转。
图1是表示本发明实施例之安全带卷绕装置整体构造的概略断面图。
图2是表示本发明实施例之安全带卷绕装置非锁定状态的、从图1的C-C方向看的侧面图。
图3是表示构成本发明实施例之安全带卷绕装置的W传感器30非作动状态的、从图1的D-D方向看的侧面图。
图4A是表示构成本发明实施例之安全带卷绕装置的卷绕轴的右侧面图。
图4B是表示构成本发明实施例之安全带卷绕装置的卷绕轴的左侧面图。
图5是表示构成本发明实施例之安全带卷绕装置的卷绕轴和锁定板的立体图。
图6是表示构成本发明实施例之安全带卷绕装置的V齿轮的平面图。
图7A是表示构成本发明实施例之安全带卷绕装置的W传感器的卡合部形状的侧面图。
图7B是表示构成本发明实施例之安全带卷绕装置的V传感器的卡合部形状的侧面图。
图8是表示构成本发明实施例之安全带卷绕装置的W传感器30作动状态的、与图3对应的侧面图。
图9A是本发明实施例之安全带卷绕装置的锁定过程中、表示可锁定状态的与图2对应的侧面图。
图9B是本发明实施例之安全带卷绕装置的锁定过程中、表示锁定结束状态的与图2对应的侧面图。
图10A是表示构成已往的安全带卷绕装置的W传感器非作动状态的侧面图。
图10B是表示构成已往的安全带卷绕装置的W传感器作动状态的侧面图。
具体实施例方式
下面，参照图1至图7，说明本发明实施例的安全带卷绕装置10。
图1中，用断面图表示本实施例之安全带卷绕装置10的整体构造。图2和图3中，用侧面图表示从图1的C-C方向、D-D方向看的安全带卷绕装置10。图1至图9中标出的A方向和方向B，分别表示安全带的拉出方向和卷绕方向。
如图1所示，安全带卷绕装置10备有框架12。框架12备有相向的一对脚片12a、12b和连接各脚片的背片12c，从平面看形成为略コ字形。背片12c往下方伸出，其下端部用螺栓固定在车身上。
在框架12的脚片12a、12b上，分别用冲切形成作为锁定齿的内齿棘爪12d、12e。该内齿棘爪12d、12e的棘齿12f、12g具有高强度。
在框架12的相向脚片12a、12b之间，设有圆筒形的卷绕轴14，该卷绕轴14的轴方向是脚片12a、12b的相向方向。在卷绕轴14的一端部，一体地形成旋转轴14a，在该旋转轴14a处可自由旋转地支承着。在该旋转轴14a的前端部，连接着螺旋弹簧(图未示)，卷绕轴14常时地以朝方向B(见图2)旋转的状态轴支着。在卷绕轴14的另一端部一体地形成旋转轴14b，在旋转轴14b的前端，一体地形成小径轴14c。卷绕轴14，在该小径轴14c处被后述的传感器保持座28的轴承部28d可旋转地支承着。安全带50的一端接合在该卷绕轴14上，卷绕轴14旋转时，安全带50可相对于卷绕轴14卷绕或拉出。
如图4A、图4B和图5所示，在卷绕轴14的外周部形成缺口部14d。该缺口部14d离开卷绕轴14的端面14e、14f的中心线一定距离，沿着卷绕轴14的全长(除了卷绕旋转轴14a、14b和小径轴14c外)形成，其底部是半圆形(见图5)。另外，在卷绕轴14的端面14e、14f上，分别形成荷重承受面14g、14h，该荷重承受面14g、14h由与缺口部14d底部的半圆弧同心的圆弧和卷绕轴14轴方向台阶(该台阶由上述圆弧的外侧降低而形成)形成。另外，在卷绕轴14的端面14e、14f上，沿着缺口部14d的靠旋转轴14a、14b侧的壁面14i形成台阶部14j、14k。台阶部14j、14k的靠旋转轴14a、14b侧比荷重承受面14g、14h的上部高，从缺口部14d看，在荷重承受面14g、14h的前面，分别形成抵接部14l、14m。
另外，在卷绕轴14的端面14e的、旋转轴14b周围，形成第1凹部14n，在第1凹部14n内，形成与旋转轴14b同心的圆弧状第2凹部14o。在形成第1凹部14n的壁面的一部分上，形成弹簧支承部14p。
如图2和图5所示，锁定板16的圆柱状连接轴16a，可摆动地插入卷绕轴14的缺口部14d。在连接轴16a的两端部，一体地形成板16b和板16c。在各板16b、16c上，分别形成可与框架12的棘齿12f、12g卡合的锁定爪16d、16e。包含该锁定爪16d、16e的各板16b、16c的前端部，朝着锁定板16的内侧是厚壁部，在厚壁部与薄壁部交界处的台阶部，分别形成作动面16f、16g。该作动面16f、16g由与连接轴16a同心、并且与卷绕轴14的荷重承受面14g、14h同径的圆弧面构成。
把锁定板16安装到卷绕轴14上时，将连接轴16a朝前地插入缺口部14d后，以连接轴16a为中心使锁定板16旋转。这样，作动面16f、16g成为与荷重面14g、14h相向的状态，锁定板16以连接轴16a为轴可摆动地安装在卷绕轴14上。另外，在该状态，板16b、16c分别在框架12的内齿棘爪12d、12e的内侧并与它们相向地配置着。这样，当板16b、16c相对于卷绕轴14朝方向B摆动(导引)时，锁定爪16d、16e可与棘齿12f、12g卡合(自锁)。另外，在锁定板16与内齿棘爪12d、12e卡合时，作动面16f、16g与荷重承受面14g、14h相接，这样，作用在锁定板16上的荷重由卷绕轴14支承，并且，防止锁定板16从卷绕轴14上脱落。另外，锁定板16的摆动范围，借助与卷绕轴14的抵接部141、14m的相接而被限制。
在锁定板16的板16b上，设有导销16h。导销16h形成为圆柱形突起状，从板16b的连接轴16a看，该导销16h立设在作动面16f的前端并且在与连接轴16a的连接侧相反侧。
如图3所示，在框架12的脚片12a外侧，设有作为锁定轮的V齿轮18。V齿轮18形成为直径比卷绕轴14的端面14e大的圆板状，在轴心部形成圆筒状的毂18a。卷绕轴14的旋转轴14b插入该毂18a内，V齿轮18与卷绕轴14同轴并可旋转地支承着。另外，在V齿轮18上形成略逆S字形的导孔18b，立设在锁定板16的板16b上的导销16h，插入该导孔18b。这样，在卷绕轴14与V齿轮18之间产生相对旋转时，导孔18b通过导销16h，将锁定板16导引到可与内齿棘爪12d、12e卡合的位置(将锁定板16相对于卷绕轴14朝方向B摆动)。
另外，如图6所示，在V齿轮18的靠卷绕轴14侧的面上，设有支承突起18c。该支承突起18c的前端部，插入设在卷绕轴14的端面14e上的第2凹部14o内，接合着扭转螺旋弹簧、即回簧20的一端部。回簧20插入配置在卷绕轴14b周围的第1凹部14n内，其另一端部接合在卷绕轴14的弹簧支承部14p上。这样，锁定板16通过导销16h、V齿轮18(导孔18b)和回簧20，相对于卷绕轴14被朝A方向推压，通常，与卷绕轴14的抵接部141、14m相接而不妨碍卷绕轴14的旋转。这样，V齿轮18也通常与卷绕轴14一体旋转。
另外，在V齿轮18的与卷绕轴14相反侧的面上，设有卡接部18d。卡接部18d从平面看形成为与毂18a同轴的圆弧状，挟着毂18a地配置在对称的2个部位。在V齿轮18的靠卡接部18d侧的面上，设有卡爪轴18e。卡爪轴18e形成为圆柱状，挟着毂18a地配置在与导孔18b约对称的位置。在卡爪轴18e的附近，在V齿轮18的同一侧的面上，从平面看形成与卡爪轴18e同心的圆弧状卡爪卡接部18f，在卡爪轴18e和卡爪卡接部18f的附近，形成与后述卡爪24的形状对应的止挡件18g。另外，在V齿轮18上设有弹簧孔18h，在该弹簧孔18h的、与卡爪轴18e约相向的一端面上，设有弹簧支承部18i。
在V齿轮18的外周部，以等间隔形成作为卡合齿的若干外齿轮18j。该外齿18j的卡合面18k，形成为与后述加速度传感器40的传感器杆46前端部46b的摆动轨迹对应的圆弧。
如图1和图3所示，在V齿轮18的与卷绕轴14相反侧，设有惯性板22。该惯性板22形成为圆板状，其相对于旋转轴对称的周边部的2个部位被切掉。在惯性板22上，在轴心部形成支承孔22a，在挟着支承孔22a对称的2个部位，配置着从平面看与支承孔22a同心的圆弧状卡接孔22b。该支承孔22a和卡接孔22b分别与V齿轮18的毂18a和卡接部18d对应，毂18a插入支承孔22a，卡接部18d插入卡接孔22b，卡接部18d与卡接孔22b的内缘部卡合，惯性板22可与V齿轮18(卷绕轴14)同轴摆动并不脱落地支承着。另外，卡接孔22b的圆弧，比卡接部18d的圆弧长(圆周角大)，在初始状态，在该圆弧长度(圆周角)的差的范围内，配置着可相对于V齿轮18朝方向B摆动的惯性板22。在惯性板22的切去部分，在与方向A相向的面上形成卡合突起22c。
在V齿轮18的卡爪轴18e上，连接着卡爪24。如图7所示，卡爪24备有前端部24a、供卡爪轴18e插入的轴孔24b、与卡爪卡接部18f卡接的卡接突起24c和弹簧支承部24d。上述前端部24a与设在传感器保持座28上的内齿28b卡合。卡爪24的前端部24a的摆动半径，是图7所示的R1，卡爪24的前端部24a，由与轴孔24b同心的、半径R1的圆弧形成。
如图3所示，卡爪24，以把V齿轮18的卡爪轴18e插入轴孔24b内的状态，可摆动地支承在V齿轮18的侧面，在该状态，卡接突起24c与卡爪卡接部18f卡接而防止脱落。另外，卡爪24的摆动范围，被与卡爪24的形状对应的止挡件18g限制。在卡爪24的弹簧支承部24d上，插入保持着作为弹性体的螺旋弹簧26的一端部。该螺旋弹簧26的另一端部，插入保持在V齿轮18的弹簧支承部18i，螺旋弹簧26以这样的状态配置在V齿轮18的弹簧孔18h内。在该状态，卡爪24与惯性板22的卡合突起22c卡合。这样，卡爪24和惯性板22，相对于V齿轮18被朝方向A推压，通常不摆动而与V齿轮18一体地旋转(绕旋转轴14b公转)。
在框架12的脚片12a的外侧，固定保持着传感器保持座28。该传感器保持座28略呈杯形，其开口部与框架12的脚片12a相向，以内部收容着V齿轮18、惯性板22、卡爪24等的状态固定保持在脚片12a的外侧。在传感器保持座28的内部，形成作为筒状部件的圆筒部28a，在该圆筒部28a的内面形成作为卡合齿的内齿28b。该内齿28b配置在卡爪24的外侧，当卡爪24相对于V齿轮18朝方向B相对摆动时，可与卡爪24的前端部24a卡合。
上述构造中，惯性板22、卡爪24、螺旋弹簧26和内齿28b，是构成WSIR的W传感器30，相当于本发明中的“锁定作动装置”。
另外，如图7所示，内齿轮28b的与卡爪24的前端部24a卡合的卡合面28c，与卡爪24的前端部24a的摆动轨迹对应。即，在与卡爪24的前端部24a卡合位置的内齿28b的卡合面28c，是由与卡爪24的轴孔24b同心且半径为R1的圆弧形成。
在传感器保持座28上，在轴心部设有轴承部24d，如上所述，将卷绕轴14的小径轴14c可旋转地支承着。
另外，在传感器保持座28的外周部，一体地形成保持部28e。在该保持部28e上，设有V传感器(加速度传感器)40。图1中未示出V传感器40。
如图3所示，V传感器40具有壳体42，该壳体42固定保持在传感器保持座28的保持部28e上。在壳体42上形成浅底V字形的底面42a，在该底面42a上载置着作为惯性体的球44。另外，在壳体42上连接着作为卡爪的传感器杆46。该传感器杆46，借助于把设在壳体42上的支承轴42b，插入设在略中央部的轴孔46a内，而可摆动地支承在壳体42上。另外，传感器杆46备有前端部46b和抵接部46c。前端部46b可与V齿轮18的外齿18j卡合。抵接部46c挟着轴孔46a地形成在前端部46b的相反侧，其惯性矩大于前端部46b。抵接部46c载置在球44上，在该状态，借助重力前端部46b位于与V齿轮18的外齿18j非卡合的位置。这样，在V传感器40中，通常借助重力，保持前端部46b与V齿轮18的外齿18j的非卡合状态，当车辆急减速时，球44在底面42a上滚动，这样，传感器杆46摆动，其前端部46b移动到与V齿轮18的外齿18j卡合的位置。
如图7(B)所未，传感器杆46的摆动半径为R2，如上所述，V齿轮18的外齿18j的卡合面18k，形成为与传感器杆46的摆动轨迹对应的圆弧。即，在与传感器杆46的前端部46b卡合位置的、外齿18j的卡合面18k，形成为与感器杆46的轴孔46a同心的半径为R2的圆弧。
上述构造中，V传感器40和外齿18j构成VSIR，相当于本发明中的“锁定作动装置”。
下面说明本实施例的作用。
上述构造的安全带卷绕装置10中，卷绕轴14可自由旋转地支承着，并且，锁定板16被回簧20朝安全带拉出方向(方向A)推压。所以，通常，它们是一体地旋转。另外，通常，W传感器30的卡爪24，被螺旋弹簧26朝方向A推压，并且，V传感器40的传感器杆46借助重力保持在球44上，所以，W传感器30和V传感器40不动作。因此，通常安全带50可自由地卷绕或拉出。
下面，分开地说明W传感器30作动时和V传感器40作动时的、安全带卷绕装置10的作用。〔W传感器30作动时〕当安全带50被急剧拉出时，卷绕轴14和V齿轮18朝方向A高速旋转。这时，惯性板22不随从V齿轮18，抵抗螺旋弹簧26的推压力而产生惯性延迟，相对于V齿轮18朝方向B旋转。惯性板22相对于V齿轮18朝方向B旋转时，与惯性板22的卡合突起22c卡合着的卡爪24，被朝方向B推压摆动而与传感器保持座28的内齿28b卡合，阻止V齿轮18朝方向A的旋转(成为图8状态)。
V齿轮18的朝方向A的旋转被阻止后，继续作用着安全带拉力的卷绕轴14，抵抗回簧20的推压力，朝方向A旋转，同时，在荷重承受面14g，推压锁定板16的作动面16f。在作动面16f被推压的锁定板，由于V齿轮18的朝方向A的旋转被阻止，所以，不随从卷绕轴14旋转，被V齿轮18的导孔18b导引(相对于卷绕轴14朝方向B摆动)，锁定爪16d被导引到可与内齿棘爪12d的棘齿12f卡合的位置。在该状态，锁定爪16d的前端的一部分与棘齿12f卡合(成为图9(A)的状态)。另外，被卷绕轴14的荷重承受面14h推压的锁定板16的板16c，也通过连接轴16a摆动，这样，锁定爪16e被导引到与内齿棘爪12e的棘齿12g卡合的位置，锁定爪16e的前端的一部分，与棘齿12g卡合。
板16b、16c的各锁定爪16d、16e，分别被导引到可与棘齿12f、12g卡合的位置时，锁定爪16d、16e随着卷绕轴14的朝方向A的旋转，分别被棘齿12f、12g导引，分别到达棘齿12f、12g的齿底(成为图9B的状态)。这样，锁定板16被内齿棘爪12d、12e切实锁定，卷绕轴14的朝方向A的旋转被阻止，安全带不能继续拉出。即，锁定爪16d、16e被导引到可与棘齿12f、12g卡合的位置后，卷绕轴14(锁定板16)自锁。
在该自锁时，板16b朝棘齿12f的齿底方向(图9A和图9B中是左方向)移动。随着该板16b的移动，导销16h将V齿轮18的导孔18b的侧壁朝图9A(或图9 B)中左方推压，该推压力矩使V齿轮18朝方向B稍稍旋转。当V齿轮18朝方向B旋转了预定量后，卡爪24的前端部24a与内齿28b的卡合面28c的卡合被解除，卡爪24在螺旋弹簧26的推压力作用下复回到初始位置。即，W传感器30的作动被解除。
另一方面，在安全带50的拉出阻止后，作用于安全带50的拉力降低，卷绕轴14朝方向B仅旋转预定角度时(将安全带50卷绕预定量)，锁定板16和内齿棘爪12d、12e的卡合状态被解除。即，当卷绕轴14朝方向B旋转时，锁定板16在连接轴16a处被卷绕轴14的缺口部14d的周边部推压，这样，锁定爪16d、16e分别离开内齿棘爪12d、12e的棘齿12f、12g，在回簧20的推压力作用下，与V齿轮18一起复回到初始位置(回到图2、图3的状态)。另外，作用于安全带50的拉力降低后的安全带的卷绕，借助与卷绕轴14的旋转轴14a连接着的图未示螺旋弹簧实现。
这样，在安全带的拉出被阻止的过程中，由于W传感器30的作动被解除，所以，其后可再次拉出安全带。
这里，内齿28b的卡合面28c，在图7A所示与卡爪24的前端部24a卡合的状态，由卡爪24的摆动半径为R1的圆弧(该圆弧以卡爪24的摆动中心为中心(与轴孔24b同心))形成，即，与卡爪24的前端部24a的摆动轨迹对应，所以，为了解除W传感器30的作动所需的角度(以下称为W传感器解除角)，是最小值(约为0“rad”)。即，在卡爪24的前端部24a与内齿28b的卡合面28c的卡合部上作用的摩擦力(把通过卷绕轴14、V齿轮18、回簧20传递的安全带拉力作为抗力的摩擦力)，小于螺旋弹簧26的朝方向A的推压力，只要卡爪24的前端部24a与内齿28b的卡合面28c分开，卡爪24就在螺旋弹簧26的作用下复回到初始位置。这样，借助内齿28b的适度的加工和组装精度，就能得到足够小的W传感器解除角，所以，随着自锁、V齿轮18朝方向B旋转(预定旋转量)，就可切实解除W传感器30的作动。在安全带50的拉出阻止后，能再次拉出安全带50。
另外，在W传感器30作动时也同样，由于内齿28b的卡合面28c，与卡爪24的前端部24a的摆动轨迹对应，所以，卡爪24的前端部24a无论与内齿28b的卡合面28c的哪个位置卡合，上述传递的安全带拉力都作用在该卡合位置，卡爪被推压保持在该卡合位置。因此，在W传感器30作动时，卡爪24的前端部24a与内齿28b的卡合面28c不产生相位偏差地卡合，可切实阻止V齿轮朝方向A的旋转。
另外，由于卡爪24的前端部24a的形状，是与轴孔24b同心的半径为R1的圆弧，即，与卡爪24的摆动轨迹一致，所以，卡爪24的前端部24a与内齿28b的卡合面28c卡合时，是面接触，可切实阻止V齿轮18朝方向A的旋转。另外，即使卡爪24的前端部24a与内齿28b的卡合面28c一部分卡合，也能阻止V齿轮朝方向A的旋转，所以，可切实防止相位偏差。(V传感器40作动时)当车辆急减速时，产生的惯性力使V传感器40的球44，在壳体42的略V字形座面42a上滚动，载置在该球44上的传感器杆46的抵接部46c朝上方摆动。这样，位于抵接部46c相反侧的前端部46b，相对于摆动中心即轴孔46a朝下方摆动，达到与V齿轮18的外齿18j卡合的位置。
随着车辆的急减速，乘坐人员也惯性地移动，安全带50被拉出。因此，V齿轮18也与卷绕轴14一起朝方向A旋转，外齿轮18j的卡合面18k，与传感器杆46的前端部46b卡合，阻止V齿轮18朝方向A的旋转。
然后，V齿轮18将锁定板16导引到可与内齿棘爪12d、12e卡合的位置，在锁定板16自锁的同时，V齿轮18朝方向B的旋转动作、以及随着安全带50卷绕的锁定解除动作，与上述“W传感器30作动时”完全相同，其说明从略。
如上所述，当V齿轮18朝方向B旋转预定量后，传感器杆46的前端部46b与外齿18j的卡合面18k的卡合被解除，在重力作用下，传感器杆46回到初始位置。即，V传感器40的作动被解除。
这样，在安全带的拉出被阻止的过程中，由于V传感器40的作动被解除，所以，以后可再次拉出安全带。
这里，外齿18j的卡合面18k，在图7B所示的与传感器杆46的前端部46b卡合的状态，形成为传感器杆46的摆动半径R2的圆弧(该圆弧以传感器杆46的摆动中心为中心(与轴孔46a同心))，即，与传感器杆46的前端部46a的摆动轨迹对应，所以，为了解除V传感器40的作动所需的角度(以下称为传感器解除角)，成为最小值(约为0“rad”)。即，在传感器杆的前端部46b与外齿18j的卡合面18k的卡合部上，作用着的摩擦力(把通过卷绕轴14、V齿轮18、回簧20传递的安全带拉力，作为抗力的摩擦力)，小于朝方向A作用的重力，只要传感器杆46的前端部46b与外齿18j的卡合面18k分离，则传感器46在重力作用下复回到初始位置。这样，通过外齿轮18j的适度的加工精度和组装精度，可得到足够小的V传感器解除角，所以，随着自锁V齿轮18的向方向B的旋转，可切实解除V传感器40的作动，在阻止了安全带50的拉出后，可再次拉出安全带50。
另外，在V传感器40作动时也同样地，外齿18j的卡合面18k与卡爪24的前端部24a的摆动轨迹对应，所以，无论传感器杆46的前端部46b与外齿18j的卡合面18k的哪个位置卡合，上述传递的安全带拉力作用在该卡合位置，传感器杆46被推压保持在该卡合位置。因此，在V传感器40作动时，传感器杆46的前端部46a与外齿18j的卡合面18k不产生相位偏移地卡合，可切实阻止V齿轮18朝方向A的旋转。
这样，本实施例的安全带卷绕装置10，通过使W传感器解除角和V传感器解除角成为最小(理论上约为0“rad”)，不必过度地要求V齿轮18、传感器保持座28等部件的加工和组装精度，就可以切实解除安全带50的拉出阻止状态，并且，在安全带50被急剧拉出时和车辆急减速时，不产生相位偏移，可阻止卷绕轴14朝安全带拉出方向的旋转。
另外，上述实施例中，备有W传感器30和V传感器40二者。但本发明并不限于此，也可以只备有上述任一方。另外，感知安全带急剧拉出的W传感器和感知车辆急减速的V传感器，其构造也不限定于上述构造，只要在预定情况下，卡爪(传感器杆)与卡合齿卡合，阻止V齿轮(锁定轮)朝安全带拉出方向的旋转即可。因此，例如，也可以把V传感器设在V齿轮下方，将传感器杆做成为前端部和抵接部相同的构造。
另外，上述实施例中，是使卡爪24的前端部24a与其摆动轨迹一致，但本发明并不限于此，例如，也可以将卡爪前端部做成尖锐状，也可以做成半径比摆动半径R1小的圆弧。同样，上述实施例中，是将传感器杆46的前端部46b做成为尖锐状，但本发明并不限于此，例如，也可以将传感器杆的前端做成为与摆动轨迹一致的圆弧，也可以做成为半径小于摆动半径R2的圆弧。
上述实施例中，锁定板16的板16b、16c，是配置在卷绕轴14的两端部，但本发明并不限于此，例如，锁定板也可以仅配置在卷绕轴的一侧。这时，通过将锁定板配置在V齿轮侧，可以不要连接轴和卷绕轴的缺口部。
另外，上述实施例的安全带卷绕装置10中，表示了在预定情况下阻止安全带拉出的构造，但本发明并不限于此，还可以付加各种机构。因此，例如也可付加预张紧机构和限力机构等。上述预张紧机构，当车辆急减速时，将安全带卷绕一定量而约束住乘座人员。上述限力机构，在安全带的拉出被阻止后，容许拉出预定量的安全带，吸收能量。这时，锁定板不限定为直接设置在卷绕轴上的构造，例如，也可以做成为通过与扭杆连接的锁定基板，与卷绕轴连接的构造。
发明效果如上所述，本发明的安全带卷绕装置，不过度要求部件的加工和组装精度，可切实解除安全带的拉出阻止状态，而且，在预定的情况下，不产生相位偏差，可阻止卷绕轴朝安全带拉出方向的旋转。
权利要求
1.安全带卷绕装置，备有筒状卷绕轴、锁定齿、锁定板、锁定轮和锁定作动装置；上述卷绕轴，可卷绕或放出安全带；上述锁定齿轮，形成在框架的与卷绕轴的旋转轴交叉的面上，该框架固定保持在车辆上，将卷绕轴的两端可旋转地支承着；上述锁定板，可与上述锁定齿卡合，并可摆动地与卷绕轴连接，当卷绕轴从可与锁定齿卡合的位置朝安全带拉出方向旋转时，该锁定板被上述锁定齿导引，朝着锁定齿的齿底方向移动，与上述锁定齿卡合，这样，阻止卷绕轴朝安全带拉出方向的旋转；上述锁定轮，形成为圆板状，与卷绕轴同轴地设在卷绕轴的一端部侧，通常与卷绕轴一体地旋转，并将锁定板保持在与锁定齿非卡合位置，当与卷绕轴之间产生相对旋转时，将锁定板导引到可与锁定齿卡合的位置，随着锁定板的朝锁定齿齿底方向的移动，朝安全带卷绕方向旋转；上述锁定作动装置，具有可摆动地支承着的卡爪以及可与该卡爪卡合的卡合齿，通常卡爪保持在与卡合齿非卡合位置，在预定情况下，卡爪摆动而与卡合齿卡合，这样，阻止锁定轮朝安全带拉出方向旋转，并且，当锁定轮朝安全带卷绕方向旋转时，解除卡爪与卡合齿的卡合状态；其特征在于，上述卡合齿的、与上述卡爪的卡合面，形成为圆弧状，该圆弧与上述卡爪和卡合齿卡合部位的摆动轨迹对应。
2.如权利要求1所述的安全带卷绕装置，其特征在于，上述锁定作动装置的卡合齿，形成在筒状部件的内周面，该筒状部件固定地设在上述框架上；上述锁定作动装置的卡爪，在收容在上述筒状部件内部的状态，以与卷绕轴的旋转轴平行的轴为中心，可摆动地支承在上述锁定轮上，与一端部连接在上述锁定轮上的弹性体的另一端部连接，通常，被上述弹性体朝着与上述卡合齿非卡合方向推压，当安全带被急剧拉出时，抵抗上述弹性体的推压力，朝着与卡合齿卡合的方向摆动，当锁定轮朝着安全带卷绕方向旋转时，离开上述卡合齿，同时，借助上述弹性体的推压力，复回到与卡合齿的非卡合位置。
3.如权利要求1或2所述的安全带卷绕装置，其特征在于，上述卡爪的与上述卡合齿的卡合部位，形成为与该卡爪的摆动轨迹一致。
4.如权利要求3所述的安全带卷绕装置，其特征在于，上述卡爪的卡合部位，形成为半径小于卡爪摆动半径的圆弧。
5.如权利要求1至4中任一项所述的安全带卷绕装置，其特征在于，上述锁定作动装置，至少具有一个用于作动控制的传感器。
6.如权利要求5所述的安全带卷绕装置，其特征在于，上述传感器是安全带传感器，该安全带传感器收容在保持部内，该保持部设在上述框架的一个脚片外侧。
7.如权利要求6所述的安全带卷绕装置，其特征在于，还具有加速度传感器，该加速度传感器收容在壳体内，该壳体固定在上述安全带传感器的上述保持部的一部分上。
8.如权利要求7所述的安全带卷绕装置，其特征在于，上述加速度传感器设在锁定轮的下方。
9.如权利要求1至8中任一项所述的安全带卷绕装置，其特征在于，上述锁定板只配置在卷绕轴的一侧。
10.如权利要求9所述的安全带卷绕装置，其特征在于，上述锁定板配置在锁定轮的设置侧。
全文摘要
本发明提供的安全带卷绕装置中,当卡爪与内齿卡合时,锁定板通过V齿轮被导引到可与棘齿卡合的位置,然后自锁。随着其自锁,V齿轮反转了预定量时,卡爪与内齿的卡合被解除。内齿的卡合面与卡爪的摆动轨迹对应,用最小的V齿轮反转角解除与卡爪的卡合。
文档编号B60R22/38GK1333150SQ0112040
公开日2002年1月30日 申请日期2001年7月11日 优先权日2000年7月11日
发明者角屋敷晃 申请人:东海理化电机制作所股份有限公司