专利名称：安全带收缩器以及具备该收缩器的安全带装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种把安全带卷绕成能够卷绕拉出状态的安全带收缩器以及具备该收缩器的安全带装置的技术领域，特别是涉及一种具备能量吸收机构(以下，也称作EA机构)的安全带收缩器以及具备该收缩器的安全带装置的技术领域，在系上安全带的状态下，当如车辆冲突等对车辆作用了很大的车辆减速度这样的紧急时刻阻止拉伸安全带时，该能量吸收机构通过安全带来吸收作用给乘员而使乘员惯性移动的乘员冲击能量。
背景技术：
设置在车辆座席上的安全带装置，作为对由于车辆冲突时产生的加速度而急剧移动的乘员进行约束而实现乘员身体安全的装置，是不可缺的装置。
此安全带装置一般由带体(皮带)、收缩装置、以及带扣装置等构成。
收缩装置把带体卷在卷绕构件(卷筒、卷轴)上并利用弹性力而塞进内部，同时有冲击作用的冲突时锁止带体从卷绕构件的拉出，从而利用被锁止的带体约束急剧向前方移动的乘员的身体。但是，如果乘员向前方的移动被急剧约束，由约束反作用导致的冲击力会通过带体作用于乘员的胸部等。为缓冲这种施加在乘员的冲击力，在刚刚锁止后向带体施加一定的抽出阻力而保持带体上的规定拉伸负荷，并使得以这种状态把带体抽出规定长度，由此吸收作用在乘员身上的冲突能量(Energy Absorption；以下，适当地称作「EA」)，以上这种方法已经被公开(例如，参照专利文献1)。
在这种现有技术中，在卷绕带体的卷轴内部配置能够相对旋转的旋转轴，同时设置通过阻止旋转轴的旋转而可以锁止拉出带体的锁止机构，进而在卷轴的内周部与旋转轴的外周部之间配置能够塑性变形的能量吸收构件(EA板)。于是，在紧急时刻旋转轴通过锁止机构被限制为无法旋转时，对由于惯性而要向前方移动的乘员进行约束的带体的张力，成为相对卷绕带体的卷轴的旋转轴的在带体拉出方向的相对旋转力，而如果该相对旋转力成为某一定值，EA板将发生塑性变形而在旋转轴外周向带体拉出方向卷绕，并利用此时的塑性变形阻力来吸收冲突能量。由此，虽然有锁止机构的作用，但卷轴仍然慢慢旋转，从而给带体施加某一定值以上的张力且带体被抽出，以便用来缓冲作用于带体与乘员的身体之间的力。
以往安装在汽车等车辆上的安全带装置至少具备卷绕安全带的安全带收缩器；可从此安全带收缩器拉出，同时前端可连接在车体上的安全带；固定于车体上的带扣；以及被支撑在该安全带上可以滑动并能与前述带扣接合的扣舌。
在未系安全带时，安全带被卷绕在安全带收缩器的卷轴上。乘员员在乘员车辆座位上入座后把安全带从安全带收缩器拉出规定量，同时通过把扣舌扣合在带扣上而使安全带系在乘员身上。这种安全带系在乘员身上的状态下，从扣舌至安全带收缩器侧的安全带作为肩带而位于乘员肩至胸部，此外，从扣舌至车体的连接侧的安全带作为卷带而位于乘员腰部。
在这种系上安全带的状态下，在前述的紧急时刻安全带收缩器的锁止机构动作并通过阻止卷轴向拉出方向的旋转，从而阻止安全带被拉出。由此，安全带装置通过肩带约束乘员的肩至胸部，还有卷带约束乘员的腰部而阻止乘员从座席飞出，从而保护乘员。
但是，这种现有的安全带装置的安全带收缩器中，在车辆冲突等紧急时刻安全带对乘员进行约束保护时，由于发生了很大的车辆减速度，使乘员由于很大的惯性而要向前方移动。因此，在安全带上被施加了很大的负荷，同时乘员从该安全带受到很大的冲击。该冲击对乘员不成问题，但希望尽量把该能量吸收而限制冲击力。
因此，关于安全带收缩器，以往开发了设置扭力杆从而在系上安全带的状态下的前述紧急时刻吸收冲击能量而限制施加在安全带上的负荷的技术。
图16为表示具备这种扭力杆的安全带收缩器的一例的纵向剖面图。图中1为安全带收缩器、2为コ状架、3为安全带、4为被支撑在コ状架2的两侧壁之间能够旋转并卷绕安全带3的卷轴、5为检测前述紧急时刻所发生的很大的车辆减速度并动作的减速度传感装置、6为根据减速度传感装置5而动作且至少阻止卷轴4的安全带拉出方向的旋转的锁止机构、7为在此卷轴4的中心沿轴方向被滑动配合并贯通，且旋转性地连接卷轴4与锁止机构6的扭力杆、8为由螺旋弹簧9的弹性力经由套筒10向卷轴4施加平时安全带卷绕方向的力的弹簧装置、11为在前述紧急时刻动作而发生安全带卷绕转矩的预张力器、12为把预张力器11的安全带卷绕转矩传递到卷轴4的套筒。
锁止机构6具备被扭力杆7的后述的第1转矩传递部17支撑为能够一体旋转且保持棘爪13能够摇动的锁止底座(相当于本发明的锁止构件)14。此外，扭力杆7具备锁止齿轮6a，该锁止齿轮平时与此扭力杆7一体旋转而在紧急时刻根据减速传感器5的动作而停止，并通过在与扭力杆7之间产生相对旋转差而使棘爪13啮合在架2侧壁的内齿19上，阻止锁止底座14即卷轴4在安全带拉出方向的旋转。
此外，在扭力杆7上形成了与锁止底座14啮合成不能相对旋转的第1转矩传递部17，同时形成了与卷轴4啮合成不能相对旋转的第2转矩传递部18。
进而，在卷轴4与锁止底座14的轴部14a之间配置了环状的相对旋转锁止构件15。此相对旋转锁止构件15在内周面上形成阴螺纹15a并配合在形成于锁止底座14的轴部14a上的阳螺纹14c上，同时嵌合到卷轴4的轴向孔，不能相对旋转且能轴向移动。且卷轴4若相对于锁止底座14以安全带拉出方向相对旋转，则相对旋转锁止构件15与卷轴4一体旋转而要向图16的右方移动。
利用弹簧装置8的弹性力，卷轴4通过套筒10、扭力杆7、扭力杆7的第2转矩传递部18以及套筒12而向通常时安全带卷绕方向复位。此外，当预张力器11动作时，由预张力器11发生的安全带卷绕转矩通过套筒12传递到卷轴4，由此卷轴4能够把安全带3卷成规定量。
这样形成的现有安全带收缩器1中，在未系上安全带时，安全带3通过弹簧装置8的趋向力而被完全卷绕。如果为了系上安全带而以通常的速度拉出安全带3，卷轴4则向安全带拉出方向旋转，安全带3被平稳地拉出。把设置在安全带3上可自由滑动的未图示的扣舌插入扣合到固定在车体上的带扣中后，过度拉出的安全带3通过弹簧装置8的趋向力而被卷入到卷轴4中，安全带3被调节成不给乘员带来压迫感的程度。
在前述的紧急时刻，预张力器11发生的安全带卷绕转矩被传递到卷轴4上，卷轴4卷绕规定量的安全带3而迅速地约束乘员。另一方面，由于紧急时刻发生的很大的车辆减速度，减速度传感装置5动作并且锁止机构6动作。即通过减速度传感装置5的动作，锁止齿轮6a的安全带拉出方向的旋转被阻止，锁止机构6的棘爪13转动而啮合在架2侧壁的内齿19上。于是阻止了锁止底座14向安全带拉出方向的旋转，因此扭力杆7被扭转，只有卷轴4以安全带拉出方向相对于锁止底座14作相对旋转。然后，卷轴4便扭转扭力杆7而向安全带拉出方向旋转，从而通过此扭力杆7的扭转转矩，乘员的冲击能量被吸收缓和而限制了施加在安全带3上的负荷。于是，通过此扭力杆7构成了EA机构，如图14所示，此时的EA机构的限制负荷(以下称作EA负荷)特性为被扭力杆7限制的EA负荷随着卷轴4相对锁止底座14的相对旋转的行程变长而逐渐增大，然后成为一定值。
但是，由于卷轴4在安全带拉出方向上相对锁止底座14的相对旋转，相对旋转锁止构件15向图16中的轴向右侧移动。相对旋转锁止构件15若移动到锁止底座14的阳螺纹终端便不再向轴向右侧移动，从而旋转被锁止，相对旋转锁止构件15则相对于锁止底座14不作相对旋转(此外，也有通过相对旋转锁止构件15抵接在锁止底座14的法兰状部14b的侧面上而阻止向轴向右侧移动的情况)。
因此，卷轴4相对锁止底座14也不作相对旋转了。即卷轴4向安全带拉出方向的旋转被锁止，不再拉出安全带3，从而通过安全带3阻止惯性移动而乘员受到保护。
此外，在这种现有的安全带收缩器1中，即使当急速拉出安全带时，锁止机构6的锁止底盘14也相对锁止齿轮6a作安全带拉出方向的相对旋转，由此与前述一样锁止机构6的棘爪13啮合到架2侧壁的内齿19上，从而阻止了锁止底盘14的旋转，因此通过扭力杆7阻止了卷轴4向拉出方向的旋转并阻止了安全带的拉出。
在这种现有的安全带收缩器1中，只通过扭力杆7设定一个EA负荷，而又只通过该一个负荷来吸收乘员的冲击能量。这种EA负荷由于要尽量使施加到乘员的冲击负荷变小，因此被选定为能够吸收乘员的冲击能量的最小且一定的EA负荷。
虽然采用这种现有的扭力杆7能吸收紧急时刻的乘员的冲击能量，但希望尽可能有效且恰当地吸收这种乘员的冲击能量。
因此，以往提出了以下技术(例如参照专利文献2)，在卷轴以及锁止底盘之间设置由线材以及与该线材接合的接合栓构成的能量吸收装置，从而在卷轴与锁止底座相对旋转时，通过接合栓随着卷轴的旋转来强制性地使线材变形而吸收冲击能量。
此外，提出了以下技术(例如参照专利文献3)，在扭力杆的一端设置能够与此端一体旋转的托架，同时在此托架上连接带板状的牵引装置的一端，且再把此带板状牵引装置嵌合到形成于支架上的弯曲的导向沟中，从而在托架相对支架作相对旋转时，通过托架的旋转由弯曲的导向沟强制性地使带板状牵引装置变形，从而吸收冲击能量。
日本专利2875505号公报(段号53～60，图6以及图7)[专利文献2]特开2002-53007号公报(段号 、 、 、 、[图4]、[图5])[专利文献3]特开2000-85527号公报(段号 、 、 、[图1]、[图3]、以及[图4])发明内容但是，在上述现有技术中存在以下问题。
一般，冲突时的冲击随车辆的各种结构而不同。因此为了充分保护乘员身体的安全，需要根据车辆结构等的差异来对例如能量吸收机构开始动作的设定负荷(＝能量吸收负荷开始能量吸收的带体张力)以及冲击吸收时的变形量(＝带体的拉伸距离)等能量吸收特性进行最佳化。其结果，作为收缩装置整体，要求具有能够变化能量吸收特性的柔软性以及设计自由度的高度。
在上述现有技术中，对于改变能够通过EA板吸收的冲击能量没有特别考虑，且未对这种具体构成以及主要因素进行任何公开。其结果，很难对应上述能量吸收特性的最佳化的需求。
本发明的目的为根据近年的需求而提供一种能够容易对能量吸收特性进行最佳化的安全带收缩装置。
为实现上述目的，第1发明的特征在于，具有用于卷绕安全带的能够旋转的近似圆筒形构件；设置在此近似圆筒形构件的内周侧，且轴向一侧与前述近似圆筒构件连接为可一体旋转的能够扭曲变形的轴构件；配置在前述近似圆筒形构件的轴端部的内周侧，且与前述轴构件的轴向另一侧的外周部连接成可一体旋转的板安装构件；能够阻止该板安装构件向安全带拉出方向旋转的锁止机构；以及一端固定在前述板安装构件的外周部，而另一端扣合在前述近似圆筒形构件的前述轴端部的内周部并能塑性变形的板构件。
为实现上述目的，第2发明为一种安全带收缩装置，具有用于卷绕安全带的能够旋转的近似圆筒形构件；设置在此近似圆筒形构件的内周侧并能够与近似圆筒形构件相对旋转的轴构件；阻止该轴构件在安全带拉出方向的旋转的锁止机构；以及配置成在前述近似圆筒形构件与前述轴构件相互相对旋转时，通过传递该相对旋转的旋转力来塑性变形的板构件，其特征在于，前述轴构件的构成为轴向一侧与前述近似圆筒形构件连接成可一体旋转且能够扭曲变形，且前述近似圆筒形构件的轴端部的内周侧，前述轴构件的轴向另一侧的外周部与板安装构件连接成可一体旋转，而前述板构件的一端固定在前述板安装构件的外周部，同时另一端扣合在前述近似圆筒形构件的前述轴端部的内周部。
本申请第1以及第2发明，在用于卷绕安全带的近似圆筒形构件的内周侧配置能够扭曲变形的轴构件，进而在可一体旋转地连接在轴构件的外周部的板安装构件的外周部与近似圆筒形构件的轴端部的内周部之间配置能够塑性变形的板构件。
紧急时刻，如果通过锁止机构阻止板安装构件向安全带拉出方向的旋转，约束由于惯性力而要向前方移动的乘员的安全带(带体)的张力成为相对近似圆筒形构件为带体拉出方向的相对旋转力。在这里，在本申请第1以及第2发明中轴构件可扭曲变形，从而例如上述相对旋转若成为某一定程度以上，首先轴构件由基于上述相对旋转的扭转力而导致塑性变形，并通过此时的塑性变形阻力而逐渐吸收冲突能量。且与该动作同时，设置在相对旋转的板安装构件与近似圆筒形构件之间的板构件产生塑性变形，并例如在板安装构件的外周以带体拉出方向卷绕，而通过此时的塑性变形阻力也可进一步吸收冲突能量。就这样，在本申请第1以及第2发明中，通过轴构件的塑性变形与板构件的塑性变形双方起着能量吸收机构的作用，而整体的能量吸收负荷便成为轴构件引起扭曲变形时的能量吸收负荷与板构件卷绕到板安装构件的外周时的能量吸收负荷之和。
此时，也可以通过改变轴构件的材质以及粗细等来改变轴构件的能量吸收负荷的大小以及能量吸收域，而特别是对于板构件，可以更容易地改变其能量吸收负荷的大小以及能量吸收域。即，(a)可通过增大(或减小)形成于板安装构件外周部的外径与近似圆筒形构件轴端部内周部的内径之间的环状空间的径向尺寸，来减小(或增大)负荷，或(b)可通过增大(或减小)板构件的板厚，来增大(或减小)负荷，以及(c)可通过把板构件另一端的近似圆筒形构件轴端部内周部的扣合位置改成周方向，来改变卷绕时的相对旋转行程特性，由此改变负荷特性。
在这里，在卷轴的内周部与旋转轴外周部之间设置了EA板的现有结构中，当要对EA板采用上述方法来改变负荷时，实际上这种适用会很困难。
即，在上述现有结构中，由于作为在旋转轴的轴向中央的外周部直接安装EA板的结构而在旋转轴与卷轴之间所限制的极窄的空间上配置EA板，因此如上述(a)那样增大旋转轴外径与卷轴内径之间的环状空间的径向尺寸会很困难。对此，在本申请第1以及第2发明中，如前所述，并非在轴构件上而在另外设置于轴构件的轴向另一侧外周部上的板安装构件外周部上固定板构件的一端，且板构件的另一端不是扣合在轴向中央而是扣合在近似圆筒构件的轴端部的内周部上，因此例如通过较自由地改变板安装构件外经大小，可以与轴构件直径无关而容易改变上述环状空间的径向尺寸。
此外，在上述现有结构中，在如上述的那样不可过多增大环状空间自身的限制上，如上述(b)那样可增大EA板的板厚的余地很少(若在狭窄空间内增大板厚，则伴随塑性变形的卷绕自身会很困难)。对此，本申请第1以及第2发明中，由于如上所述可自由设定环状空间的径向尺寸，从而增大板构件的板厚也会变得容易。
进而，在上述现有结构中，在卷轴的轴向中央侧的内周部扣合了EA板，但由于卷轴的轴向中央进行带体的卷绕，因此在卷轴的周向的部分区域设置了带体端部的扣合结构(参照公报图6)。因此，即使如上述(c)那样使EA板在卷轴内周部的扣合位置改成周方向，也会产生只能设定在上述带体端部的扣合结构的设置区域以外部分的限制。对此，本申请第1以及第2发明，如前所述由于是在近似圆筒形构件的轴端部侧扣合了板构件的结构，因此与带体扣合结构在轴向上为不同的位置，从而可以不受上述周方向位置的限制而自由地进行设定。
如上所述，根据本申请第1以及第2发明，例如通过改变板安装构件外径与近似圆筒形构件内径之间的环状空间的径向尺寸、板构件的板厚、以及板构件在近似圆筒形构件轴端部内周部的扣合位置等，可以很容易改变能量吸收负荷的大小以及能量吸收域。由此，结合轴构件与近似圆筒形构件的能量吸收分担状态的组合，而可以很容易改变收缩装置整体的能量吸收特性。因此，根据近年的需求而对应车辆结构等差异，容易地对能量吸收特性进行最佳化，从而可以充分的保护乘员的身体。
第3发明的特征是，在上述第1或第2发明中，前述近似圆筒形构件具备进行前述安全带卷绕的主体圆筒部、以及具有大于此主体圆筒部的外径并作为前述轴端部的大径圆筒部，前述板安装构件具有近似圆盘状的形状，而前述板构件的前述一端固定在前述板安装构件的前述近似圆盘状形状的外周部，同时另一端扣合在前述大径圆筒部的内周部上。
本发明，形成用于扣合配置板构件的环状空间时，通过把近似圆筒形构件的轴端部作为大径圆筒部，在与其内周侧的近似圆盘状板安装构件的外周部之间形成环状空间的结构，防止板安装构件以及板构件的配置部位以外部分的径向尺寸的增大，从而可以紧凑地构成装置整体。
第4发明，其特征在于，在上述第3发明中，前述板构件的前述另一端扣合在前述大径圆筒部的前述内周部，以便前述近似圆筒形构件开始与前述板安装构件作相对旋转后的规定时刻脱离前述大径圆筒部。
由此，该规定时刻板构件从大径圆筒部脱离后，板构件的冲突能量吸收会消失，因此例如通过把轴构件的扭曲变形导致的能量吸收域设定成较广的范围，可以设定成在上述规定时期以后，仅由轴构件的塑性变形来进行能量吸收。其结果，可更自由地改变收缩装置整体的冲击能量负荷的大小以及能量吸收域而进行设定。
此外，如上述的那样减小最终的能量吸收负荷大小的做法也具有以下的意义。
近年的车辆配备了在紧急时刻膨出来承受乘员的身体而进行身体保护的SRS气囊系统，并通过与安全带装置的协作而实现了提高乘员的安全性。在配备了这种SRS气囊系统的情况下，为了安全且最大限度发挥SRS气囊系统的效果，例如到乘员接触膨胀的气囊之前的冲突初期，确保很大的能量吸收负荷而把乘员的移动抑制到最小限，而气囊开始约束乘员的冲突后期，则减小能量吸收负荷而把对乘员的保护交给气囊，从而进行协作分担。
在本发明中，如前所述减小了冲突后期的能量吸收负荷的大小，因此适合上述SRS气囊系统的任务分担，从而可以防止在冲突后期由于很大的负荷而由安全带向乘员施加所需大小以上的过大的约束力。
第5发明的特征在于，在上述第3发明中，具有前述近似圆盘状形状的前述板安装构件具备小径卷绕部，该小径卷绕部的半径小于其他部分，卷绕时使前述板构件与前述大径圆筒部的距离以以前大。
本发明的板构件卷绕在板安装构件外周时，卷绕在小径卷绕部上时与卷绕在小径卷绕部前相比距大径圆筒部的距离变大。由此，可把能量吸收负荷的大小减小到小于此前的值。
第6发明，其特征在于，在上述第3发明中，前述板构件在前述另一端具备板宽小于其余部分的狭幅部。
狭幅部通过使板构件强度变得小于其余部分，而当板构件从一端依次进行塑性变形而卷绕在板安装构件外周时，在最终另一端的狭幅部进行塑性变形时与此前相比塑性变形所需的负荷变小。由此，可把能量吸收负荷大小减小到小于此前的值。
第7发明，其特征在于，在上述第3～第6中任一项发明中，前述近似圆筒形构件的前述大径圆筒部具备向径向内周侧突出的凸部，而前述板构件配置为与前述另一端抵接在前述凸部。
由此，使板构件的另一端抵接在大径圆筒部内周侧的凸部而接合，可在板安装构件与近似圆筒形构件相对旋转时使板构件发生塑性变形。
第8发明，其特征在于，在上述第7发明中，前述凸部在其圆周方向一侧的侧面上具备抵接用的端面，前述板构件配置为前述另一端的端部抵接在前述抵接用的端面上。
由此，使板构件的另一端的端部抵接在大径圆筒部内周侧的凸部的圆周方向一侧的抵接用端面上而接合，可在板安装构件与近似圆筒形构件相对旋转时使板构件的另一端侧端部押进凸部的抵接用端面上，使板构件发生塑性变形。
第9发明，其特征在于，在上述第7发明中，前述凸部在前述近似圆筒形构件相对前述板安装构件相对旋转的方向侧的侧面上具备抵接用的端面，且配置成前述板构件在前述近似圆筒形构件开始与前述板安装构件作相对旋转后的规定时刻之前，通过前述另一端抵接在前述抵接用端面上而向前述相对旋转方向押进，在前述规定时刻以后前述另一端的端部与前述抵接用端面分开。
由此，使板构件的另一端的端部抵接在大径圆筒部内周侧的凸部的设置在板安装构件的相对旋转侧的抵接用端面而接合，从而板安装构件与近似圆筒形构件相对旋转时，可使板构件的另一端侧端部向上述相对旋转方向押进凸部的抵接用端面上，在板构件上引起塑性变形。且在相对旋转开始后规定的时期后，使板构件的另一端侧端部从凸部的抵接用端面分开，从而可消除板构件的冲突能量吸收。
根据本发明，可以很容易改变收缩装置整体的能量吸收特性。因此，根据与近年的需求对应的车辆结构等的差异，很容易对能量吸收特性进行最适化，从而可以对乘员的身体进行充分的保护。
在前述专利文献2所公开的能量吸收装置中，不仅要使线材弯曲并接合在全部三个接合栓上，还要使线材如此地接合到三个接合栓上并在形成于锁止底座的孔插入线材一端，因而存在构成复杂且在其组合上花费很多工序和时间等问题。并且，为了得到稳定的所期望的能量吸收效果，必须把三个接合栓设置在卷轴的规定位置上。由此也会有这种能量吸收装置变得比较昂贵等问题。
此外，在前述专利文献3所公开的能量吸收装置中，通过把圆筒状部塑性变形到内侧而吸收能量，但由于使圆筒状部在内侧稳定地塑性变形会很困难，所以存在很难得到稳定的所期望能量吸收效果的问题。此外，能量吸收装置由圆筒状部与法兰部构成，且必须在圆筒状部上形成由凹槽部构成的切开部，因此出现构成复杂且加工较麻烦，从而增加了成本。且还出现由圆筒状部导致收缩器的轴向尺寸变长等问题。
本发明借鉴了这些方面而提出，其目的为提供一种能够把由能量吸收构件的变形导致的EA负荷设定成各种大小，并能够以简单构成形成低廉价位的安全带收缩器。
本发明的另一目的为提供一种安全带装置，通过配备本发明的安全带收缩器，而在紧急时刻约束乘员时有效地吸收乘员的冲击能量，并恰当地缓冲乘员而对其进行约束保护。
为解决上述问题，第10发明的安全带收缩器至少具备卷绕安全带的卷轴、锁止机构，该锁止机构具有平时与所述卷轴一体旋转且在紧急时向安全带拉出方向的旋转被阻止的锁止构件、和能量吸收机构，该能量吸收机构设置在所述卷轴与所述锁止构件之间，并在紧急时刻所述卷轴相对于所述锁止构件以安全带拉出方向相对旋转时吸收乘员的冲击能量，其特征在于，所述能量吸收机构由设置在所述卷轴以及所述锁止构件的任一方的带板状能量吸收构件、以及设置在所述卷轴以及所述锁止构件的另一方，且用于使所述能量吸收构件变形的变形装置构成，所述能量吸收构件设定为其带板状的宽度至少部分地产生变化，所述变形装置在所述卷轴对于紧急时刻被阻止了向安全带拉出方向的旋转的所述锁止构件，作安全带拉出方向的相对旋转时，通过使与此卷轴的旋转同时移动的所述能量吸收构件变形，来限制施加在所述安全带上的负荷，吸收所述冲击能量，且被吸收的冲击能量产生变化。
此外，第11发明，其特征在于，所述变形装置为圆弧的沟槽，所述带板状的能量吸收构件通过该沟槽被强制变形。
进而，第12发明，其特征在于，所述卷轴与所述锁止构件通过在它们相对旋转时扭曲变形的扭力杆而在旋转方向上连接。
进而，第13发明的安全带装置，其特征在于，至少具备第10至第12发明中任一项所述的安全带收缩器；从此安全带收缩器拉出，同时前端连接在车体上的安全带；固定在车体上的带扣；以及被支撑在该安全带上可以滑动并能与所述带扣接合的扣舌。
这样构成的第10至12发明的安全带收缩器中，能量吸收构件的变形导致的EA负荷通过宽度不同部分的变形而设定成各种大小。因此，例如可根据车种类等调节EA负荷的大小。这样，通过根据车种类等将EA负荷设定成各种值，可以更有效且更恰当地吸收乘员的冲击能量。
在这种情况下，能量吸收构件由带状板构成，所以此能量吸收构件的变形被连续进行且构成简单，且能量吸收构件具有更稳定的能量吸收效果。
此外，能量吸收构件形成为简单的带板状，因此组装变得很容易，同时形成低廉价位。
特别是第12发明，可通过合成由扭力杆的扭曲变形导致的EA负荷与能量吸收构件的变形导致的EA负荷而得到较大的EA负荷、以及仅由扭力杆的扭曲变形导致的安全带的EA负荷而得到较小的EA负荷。
因此，限制负荷能调整为各种值，从而更有效且更恰当地吸收乘员的冲击能量。
进而，第13发明的安全带装置，通过配备第10发明至第12发明中任一项所述的安全带收缩器，在紧急时刻约束乘员时有效地吸收乘员的冲击能量，从而恰当地缓冲乘员而进行约束保护。
图1为表示本发明的一实施方式的安全带收缩装置的整体概略结构的纵剖面图。
图2为表示板构件的详细安装结构的按照图1中II-II剖面的横剖面图。
图3为抽出安装状态下的板构件而表示的透视图。
图4为表示通过卷轴与扭力杆的相对旋转引起板构件塑性变形而吸收冲突能量时的状态的图。
图5为表示进一步进行卷轴与扭力杆的相对旋转而板构件从卷轴脱离时的状态的图。
图6为表示由扭力杆以及板构件构成的EA机构进行冲突能量吸收时的EA负荷状态的图。
图7为表示设定卷轴大径圆筒部与环之间环状空间的径向尺寸A的一例的图。
图8为表示图7所示的例中由扭力杆以及板构件构成的EA机构进行冲突能量吸收时的负荷状态的图。
图9为表示板构件的宽度方向设定的一例的图。
图10为表示板构件的扣合结构的变形例的图。
图11表示本发明的安全带收缩器实施方式的第1例，(a)为分别与前述的图16所示的安全带收缩器的卷轴、扭力杆、以及锁止底座对应而部分地表示这些的剖面图，(b)为示意地表示该第1例的安全带收缩器所采用的能量吸收机构，而沿(a)中IB-IB线的剖面图。
图12为图11(a)所示部分的分解透视图。
图13为第1例的带板的透视图。
图14为表示本发明的安全带收缩器实施方式的第1例的EA负荷特性的图。
图15表示本发明的安全带收缩器实施方式的第2例，(a)为与图11(b)相同的剖面图，(b)为该第2例的带板透视图。
图16为示意地表示现有的具备扭力杆的安全带收缩器的一例的剖面图。
具体实施例方式
以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(第一实施方式)图1为表示本发明的一实施方式的安全带收缩装置的整体概略结构的纵剖面图。
图1中此收缩装置1’具有架2、卷绕安全带3的卷轴(近似圆筒形构件)4、由可扭曲变形的材料构成的扭力杆7(轴构件)、检测紧急时刻所发生的很大的车辆减速度而动作的减速度传感装置5、阻止卷轴4的至少向安全带拉出方向旋转的锁止机构6、配备螺旋弹簧(未图示)的弹簧装置8、紧急时刻动作而发生安全带卷绕转矩的预张力器11、以及把预张力器11的安全带卷绕转矩传递给卷轴4的套筒10。
锁止机构6具备把棘爪13保持为能够摇动的锁止底座14、以及锁止齿轮23。锁止齿轮23由于满足公知的构成而省略了详细结构的图示，但通常的时候与扭力杆7一体旋转，紧急时刻通过减速度传感装置5的动作停止而在扭力杆7之间发生相对旋转差，由此使棘爪13啮合在架2侧壁的内齿19上。其结果，阻止锁止底座14(换言之，为卷轴4)向安全带拉出方向的旋转。况且此时，省略了详细的图示，而即使在安全带3急剧拉出时，也使锁止机构6的锁止底座14相对锁止齿轮23向安全带拉出方向作相对旋转，由此如上述那样阻止安全带3向拉出方向旋转。
扭力杆7浮动嵌合配置成在卷轴4内周侧(更详细为径向中心侧)的轴向贯通。且该扭力杆7具备配置在其轴向一侧(图1的左侧)并与卷轴4轴向另一侧啮合成不可相对旋转的转矩传递部(第2转矩传递部)18、以及配置在其轴向另一侧(图1右侧)并与锁止底座14啮合成不可相对旋转(换言之，被锁止底座14支撑为能够一体旋转)的转矩传递部(第1转矩传递部)17，从而具有旋转连接卷轴4与锁止机构6的功能。
卷轴4具备进行安全带3的卷绕的主体圆筒部4a’、以及具备大于该主体圆筒部4a’的外径的大径圆筒部4b’，且可旋转地支撑在架2两侧壁之间。且卷轴4通过弹簧装置8的弹簧的弹性力，经由套筒12、扭力杆7、扭力杆7的第2转矩传递部18、以及套筒10而总是在安全带卷绕方向被施力。这种结构的结果，扭力杆7的轴向一侧(图1左侧)与卷轴4连接成能够一体旋转。且在预张力器11动作时，由预张力器11发生的安全带卷绕转矩经由套筒10传递到卷轴4上，由此卷轴4能够把安全带3卷绕规定量。
再者，在卷轴4与锁止底座14的轴部14a之间配置了环状的相对旋转锁止构件15。此相对旋转锁止构件15在内周面形成阴螺纹(未图示)，与形成于锁止底座轴部14a的阳螺纹(未图示)配合，同时以不能相对旋转且能轴向移动的状态嵌入到卷轴4的轴向孔中。于是，如果卷轴4相对锁止底座14向安全带拉出方向作相对旋转，相对旋转锁止构件15与卷轴4一体旋转而向图1中右侧移动。
在这里，作为本实施方式的最大特征，具备配置在卷轴4的图1右侧轴端部的内周侧的环24(板安装构件)、以及能够塑性变形的板构件25。
环24具有近似圆盘形状，而把其径向中心侧浮动嵌合配置成贯通在扭力杆7的轴向上。且此环24通过设置在图1右侧(锁止底座14侧)的啮合凹部24a与设置在锁止底座14的图1左侧的啮合凸部14d，经由锁止底座14而能够一体旋转地与扭力杆7轴向另一端外周部连接。
图2为表示板构件25的详细安装结构的按照图1中II-II剖面的横剖面图。图3为表示抽出安装状态下的板构件25的透视图。
图2以及图3中，板构件25在上述安装状态下，一端部分25a(环24以及卷轴4的径向内侧)通过适当的方法坚固地固定在环24的近似圆盘形状的外周部上。另一方面，另一端部分25b(环24以及卷轴4的径向外侧)以能够脱离的状态(后述详细情况)扣合在卷轴4的大径圆筒部4b’内周部(更详细为在此例中从内周贯通至外周)。且位于一端部分25a与另一端部分25b之间的中间部分25c在图示的初始状态(如后述的成为能量吸收动作状态前的状态)下，从一端部分25a沿着环24的外周侧形成沿着安全带3卷出方向(图2中逆时针方向)设置的外周延设部(图2中P1部)后，在形成于环24的外径与卷轴大径圆筒部4b’的内径之间的径向尺寸A的环状空间S中改变180°方向而形成折回的曲折部(图2中P2部)。改变方向后，形成在安全带3卷绕方向(图2中顺时针方向)上沿着卷轴大径圆筒部4b’的内周面延设的内周延设部(图2中P3部)，在此例中到达夹着轴中心而位于一端部分25a的大致正相反侧(圆周方向形成的角度约为180°)的另一端部分25b。
以下对上述构成的本实施方式的收缩装置的动作进行说明。
(I)平时首先在没有系安全带时，由于弹簧装置8的趋向力，安全带3被完全卷绕着。于是，如果为了系上安全带而以普通的速度拉出安全带3，卷轴4便向安全带拉出方向旋转，安全带3则被平滑拉出。当自由滑动设置在拉出后的安全带3的未图示的扣舌插入扣合到设置在车体上的带扣装置的带扣(未图示)后，多余拉出的安全带3通过弹簧装置8的趋向力而被卷绕在卷轴4上，且安全带3调节成不给乘员带来压迫感的程度。
(II)紧急时刻在紧急时刻，首先预张力器11所产生的安全带卷绕转矩传递到卷轴4，且卷轴4将安全带3卷到规定量而迅速约束乘员。另一方面，通过紧急时刻产生的很大的车辆减速度，减速度传感装置5动作而阻止锁止齿轮23向安全带拉出方向的旋转，且锁止机构6的棘爪13转动并啮合到架2侧壁的内齿19上。于是锁止底座14以及扭力杆7向安全带拉出方向的旋转被阻止，因此对由于惯性而要向前方移动的乘员进行约束的安全带3的张力，成为卷轴4相对扭力杆7的向安全带拉出方向的相对旋转力，从而扭力杆7扭曲而只有卷轴4向安全带拉出方向相对旋转。
此后如果相对旋转达到某一定程度以上，首先扭力杆7由基于上述相对旋转的扭转力而发生塑性变形，且通过此时的塑性变形而逐渐吸收冲突能量。且在伴随该动作与锁止底座14同时旋转的环24和相对其相对旋转的卷轴4之间设置的板构件25发生塑性变形而在环24外周以安全带拉出方向卷绕，从而通过此时的塑性变形阻力而进一步吸收冲突能量。
图4为表示此时的状态的图(但为易于理解而省略了对于扭力杆7扭转变位的图示)，如图所示，通过上述的卷轴4相对扭力杆7的相对旋转(图中逆时针旋转)进行板构件25的卷绕，同时沿着一端侧部分25a至环24外周侧形成于安全带3抽出方向的外周延设部(P1部)的长度伸长，且环状空间S中折回曲折部(P2部)的位置比先前的图2还要向安全带抽出方向移动。换言之，进行最大的塑性变形的部分依次向安全带抽出方向移动。且与此对应，在安全带3卷绕方向上沿着卷轴大径圆筒部4b’内周面的内周延设部(P3部)的长度变短，一端侧部分25a与另一端侧部分25b在圆周方向形成的角度变小。
图5为进一步表示相对旋转推进状态的图(同样省略对扭力杆7扭转变位的图示)。如图所示，通过由于卷轴4相对扭力杆7相对旋转(图中逆时针旋转)而进行的板构件25的卷绕，沿着一端侧部分25a至环24外周侧形成于安全带3抽出方向的外周延设部(P1部)的长度伸长，进而另一端侧部分25b在卷轴大径圆筒部4b’内周部的啮合偏离而脱离大径圆筒部4b’并产生自由端部(P4部)(曲折部P2部与内周延设部P3部消除)。
以上所述，在本实施方式中，在由卷轴4扭转扭力杆7而向安全带拉出方向相对旋转中，由扭力杆7的塑性变形与板构件25的塑性变形双方起能量吸收机构(EA机构)的作用，且整体的能量吸收负荷成为扭力杆7发生扭曲变形时的能量吸收负荷与板构件25卷绕在板安装构件外周时的能量吸收负荷之和。于是，通过扭力杆7塑性变形时的扭转转矩以及板构件25的塑性变形，缓冲吸收乘员的冲击能量，限制施加在安全带3上的负荷。
图6为表示如上述进行能量吸收时的由扭力杆7以及板构件25构成的EA机构的限制负荷(以下适当地称作「EA负荷」)的状态的图。横轴表示卷轴4相对锁止底座14的相对旋转行程。
在图6中，EA负荷值在卷轴4相对锁止底座14的相对旋转行程为0时为0，然后开始前述的相对旋转，行程开始变大则如前述首先由扭力杆7扭转而导致的EA负荷按比例增大。然后，若行程增大而成为某一值(图6中的点a)，则如前述除扭力杆7扭曲以外板构件25开始塑性变形。由此，整体的EA负荷成为由扭力杆7导致的EA负荷部分(图6中表示为NT)与由板构件25导致的EA负荷部分(图6中表示为NP)之和。若进而增大行程则当累计这些收缩装置1’整体的负荷值增大到某一值以后就不再增大(图6中的点b)，以后即使增大行程，EA负荷还维持一定值(图6中的点b～点c)。已在图4中表示过的状态相当于此状态。
进而增大行程而如前述那样板构件另一端侧部分25b在卷轴大径圆筒部4b’的接合偏离而脱离(参照先前的图5)，则消除了由板构件25导致的EA负荷，而收缩装置1’整体的EA负荷恢复到仅由扭力杆7导致的EA负荷部分NT，从而急剧下降(图6中的点c→点d)，此后即使增大行程，EA负荷也大致稳定在该降低的值(从图6中的点d向右)。
再者，此时在本实施方式中根据前述的相对旋转锁止构件15在上述的行程上设定了上限制。即，随着卷轴4相对锁止底座14向安全带拉出方向的相对旋转，相对旋转锁止构件15向图1中的轴向右侧移动。于是，由于相对旋转锁止构件15移动到锁止底座14的阳螺纹的终端后便无法向轴向右侧移动，旋转被锁止而不相对锁止底座14作相对旋转。其结果，卷轴4也不再相对锁止底座14作相对旋转。即卷轴4向安全带拉出方向的旋转被锁止。安全带3不再被拉出，从而乘员被安全带3阻止惯性移动而受到保护。
根据以上说明的本实施方式得到了如下效果。
(1)能量吸收特性的最佳化根据本实施方式可以很容易地改变收缩装置1’整体的能量吸收特性，从而对应近年的需求并根据车辆结构等差异很容易对能量吸收特性进行最佳化。以下利用图7～图9对此效果进行详细说明。
如前所述，在本实施方式的收缩装置1’中，在卷轴4扭转扭力杆7并向安全带拉出方向相对旋转中，整体的能量吸收负荷成为扭力杆7发生扭曲变形时的能量吸收负荷与板构件25卷绕在板安装构件外周时的能量吸收负荷之和。
此时可通过改变扭力杆7的材质以及粗细等来改变扭力杆7的能量吸收负荷大小以及能量吸收域，而特别是对于板构件25，可更容易地改变其能量吸收负荷大小以及能量吸收域。按顺序对其方法进行说明。
(A)环状空间S的径向尺寸设定前述在卷轴内周部与旋转轴外周部之间设置EA板的现有结构为在旋转轴的轴向中央侧的外周部直接安装EA板的结构，为在限制于旋转轴与卷轴之间的极小空间内配置EA板，因此例如增大在旋转轴外径与卷轴内径之间的环状空间的径向尺寸是很困难的。
对此，在本实施方式的收缩装置1’中，不在扭力杆7而在扭力杆轴向另一侧外周部另外设置的环24的外周部固定板构件一端侧部分25a，且板构件另一端侧部分25b不是在轴向中央而是啮合在位于卷轴4的轴端部的大径圆筒部4b’上。由此，通过较自由地增减环24外径(且当然也可增减卷轴大径圆筒部4b’)，与扭力杆7分开设置，从而可以很容易地改变上述环状空间S的径向尺寸A。例如，通过增大环状空间S的径向尺寸A(或减小，以下括号内对应关系相同)，可增大(或减小)通过上述相对旋转使板构件25塑性变形时的环状空间S中折回曲折部(P2部)的曲率，因此可容易减小(或增大)EA负荷。
图7为表示设定上述环状空间S的径向尺寸的一例的图，而对应于前述的图2。对于与图2相同的部分标以同一标号并省略说明。如图7所示，在此例中环24具备半径小于其它部分的凹部形状(或者也可以是轴向整体尺寸的小径)的小径卷绕部24A。小径卷绕部24A随着卷绕板构件25而距卷轴大径圆筒部4b’的距离变得大于此前，因此可把EA负荷大小降低到低于此前的值。
图8为表示这种情况下的EA负荷状态的图，且还是对应前述的图6。对于与图6相同的部分标以同一标号并省略说明。
图8中，EA负荷值在板构件25卷绕在小径卷绕部24A之前与图6相同(原点0→点a→点b→点c′)。若增大了行程而板构件25开始进入小径卷绕部24A(点c′)而卷进小径卷绕部24A，则随着行程增大并卷绕板构件25而距卷轴大径圆筒部4b’的距离递增至大于A的值(图7中表示为A′)。因此，可逐渐增大通过上述旋转而使板构件25塑性变形时的曲折部(P2部)的曲率，因此可逐渐减小EA负荷(图8中的点c′以后)。最终达到板构件另一端侧部分25b在卷轴大径圆筒部4b’的啮合偏离的点d的状态。
(B)板构件25的板厚设定在前述现有结构中，由于如上述无法过多增大环状空间自身的限制，例如可增大EA板的板厚的余地很小(若在狭小空间内增大板厚则随之塑性变形边卷绕自身会很困难)。
对此，在本实施方式的收缩装置1’中，如上述(A)中所述那样可自由地设定环状空间S的径向尺寸A，因此能很容易地通过增大板构件25厚度并强化刚性而增大EA负荷，以及通过减小板厚并削弱刚性而减小EA负荷。
再者，作为与利用该板厚设定的刚性控制相同的方法，有板构件25宽度方向尺寸设定。图9为表示改变这种板构件25的宽度方向尺寸W的情况，在此例中，板构件25在另一端侧部分25b附近具备板宽方向尺寸W′小于其他部分尺寸的狭幅部25A(与此对应，另一端侧部分25b的板宽方向尺寸也变小)。在狭幅部25A中，通过板构件25的强度变得小于其他部分，板构件25从一端侧如先前的图4所示那样依次塑性变形而卷绕到环24外周时，最终狭幅部25A塑性变形时与此前相比用于塑性变形所需的负荷变小。由此，可把EA负荷减小到小于此前的值。
特别是在此例中对于如图所示的狭幅部25A，板宽方向尺寸W′向着另一端侧部分25b逐渐递减。由此，例如把EA负荷特性设定成如前述的图8那样的状态(在这种情况下，图8中的点c′～点d′相当于狭幅部25A)。
(C)板构件另一端侧部分25b的扣合位置设定在前述的现有结构中，在卷轴的轴向中央侧的内周部扣合了EA板，但由于卷轴的轴向中央侧为进行带体卷绕的部分，而在卷轴周方向的部分区域中设置了带体端部的扣合结构(参照公报图6)。因此，例如即使把EA板在卷轴内周部的扣合位置改变到圆周方向，也会产生只能设定在上述带体的扣合结构的设置区域以外部分的限制。
对此，在本实施方式的收缩装置1’中，由于是如前所述那样在卷轴4轴端部侧的大径圆筒部4b’扣合了板构件25的结构，而变成在轴向上与带体扣合位置不同的位置，从而可以不受上述的周方向位置的限制而自由地设定。因此，例如把板构件另一端侧部分25b的扣合位置偏向图2中箭头M侧，减小卷绕时的上述行程而缩小已在图6以及图8所示的能量吸收域(横轴)，或相反把板构件另一端侧部分25b的扣合位置偏向图2中箭头N侧，增大卷绕时的上述行程而扩大能量吸收域，从而可以改变EA负荷特性。
如上所述根据本实施方式的收缩装置1’，可以如上述(A)～(C)那样很容易地改变EA负荷大小以及能量吸收域。由此，结合扭力杆7与板构件25的能量吸收分担状态的组合，可以很容易地改变收缩装置1’整体的能量吸收特性。因此，对应近年的需求并根据车辆结构等差异很容易对能量吸收特性进行最佳化，从而可以充分地保护乘员的身体。
再者，根据上述(A)～(C)方法再加上改变板构件25的材质，可以进一步自由地改变能量吸收特性是毋庸置疑的。
(2)板构件的扣合脱离效果根据本实施方式的收缩装置1’，利用图5如前述，在冲突后期，板构件另一端侧部分25b从大径圆筒部4b’脱离，其后便没有由板构件25导致的冲突能量吸收。其结果如图6所示，在此后可以设定成只通过扭力杆7的塑性变形来进行能量吸收。因此与上述(1)的效果相加，以这种意义也可以进一步自由地改变收缩装置整体1’的冲击能量吸收负荷大小以及能量吸收域而进行设定，从而可以进一步柔软地实现最佳化。
根据这种观点进而例如图10所示，也可以在卷轴的大径圆筒部4b’设置向径向内周侧突出的凸部30，从而使板构件25的另一端侧部分25b抵接在该凸部30上。在图10的例中未把板构件25的另一端侧部分25b做成如上述的折成近似L字型的形状，而做成普通的比直的前端部形状。于是，凸部30在其圆周方向一侧(图10中左侧，卷轴4相对扭力杆7的相对旋转方向侧)的侧面具备抵接用的端面30a，并使板构件另一端侧部分25b的端部从周方向抵接在此端面30a上。由此，板构件25在开始上述旋转时，如同已用图4说明过的那样，另一端侧部分25b的端部通过上述端面30a向上述相对旋转方向押进，从而引起塑性变形而以安全带拉出方向卷绕在环24外周上。且进一步进行相对旋转，则另一端侧部分25b便从端部的端面30a分离而脱离大径圆筒部4b’。
在这种结构中，与如图2等所示那样把板构件25的另一端侧部分25b做成近似L字型形状且从卷轴大径圆筒部4b’的内周贯通至外周而配置的情况相比，可以更圆滑地从上述大径圆筒部4b’脱离而消除此后的板构件25的冲突能量吸收。
此外，如上述那样减小最终的能量吸收负荷大小还具有以下意义。
即，近年的车辆配置了在紧急时刻膨出来承受乘员身体而进行身体保护的SRS气囊系统，并通过与安全带装置的协作而实现了提高乘员的安全性。在配备这种SRS气囊系统的情况下，为了安全且最大限度发挥SRS气囊系统的效果，例如到乘员接触到膨胀的气囊之前的冲突初期，确保很大的能量吸收负荷而把乘员的移动抑制成最小限，且在气囊开始约束乘员冲突后期，减小能量吸收负荷而把对乘员的保护交给气囊，从而进行协作分担。
在本实施方式中，如前所述那样减小了冲突后期的能量吸收负荷的大小，因此对应与上述SRS气囊系统的任务分担而可以防止冲突后期由于很大的负荷而从安全带3向乘员施加大于所需量的过大的约束力。
(3)其他本实施方式的收缩装置1’，为得到上述(1)的效果而形成扣合配置板构件25的环状空间S时，作为卷轴4的轴端部的大径圆筒部4b’在其内周侧与近似圆盘状的环24外周部之间形成环状空间S。由此，防止环24以及板构件25的配置部位以外部分的径向尺寸的增大，从而可紧凑地构成装置整体。
(第二实施方式)图11表示本发明的安全带收缩器实施方式的第1例，(a)为分别与前述的图16所示的安全带收缩器的卷轴、扭力杆、以及锁止底座对应而部分地表示这些的剖面图，(b)为示意地表示该第1例的安全带收缩器所采用的能量吸收机构，并沿(a)中IB-IB线的剖面图，图12为图11(a)所示部分的分解透视图。此外，本发明的实施方式的各例的说明中，对于与前述图16所示的安全带收缩器的构成要素相同的构成要素标以相同标号，而省略其详细说明，同时对于图11(a)的安全带收缩器的图11中未说明的构成要素则与图16所示的安全带收缩器的构成要素相同。
如图11(a)、(b)以及图12所示，此第1例的安全带收缩器1与图16所示的安全带收缩器一样都设置了扭力杆7，同时在卷轴4与锁止底座14之间设置了能量吸收机构20。此能量吸收机构20为在紧急时刻限制施加在安全带3上的负荷而吸收乘员的冲击能量的能量吸收装置，并由设置于卷轴4右侧面与锁止底座14的法兰状部14b的左侧面之间且由环状圆板构成的导向板21、以及由例如SUS板等带状板形成大致环状的用于吸收能量的带板22构成。
导向板21与法兰状部14b的相向面上，在其外周缘形成了环状的法兰21a，同时形成规定数目(在图示例中为两个)的啮合凹部21b、21c。另一方面，在导向板21与卷轴4的相向面上形成了用来引导带板22的大致圆弧状的导向沟21d。此外，此导向沟21d的宽度设定为比带板22的厚度大规定量。锁止底座14的法兰状部14b与导向板21的相向面上形成通过与前述啮合凹部21b、21c对应且嵌合到这些啮合凹部21b、21c而能够啮合的啮合凸部14d(另外一个不图示)。且如图11(a)所示，导向板21通过其啮合凹部21b、21c分别啮合到啮合凸部14d(另外一个不图示)而被锁止底座14支撑为能够与此锁止底座14一体旋转。
如图11(b)所示，卷轴4的右侧法兰部4a的外周缘部上设置了由凹部构成的被扣合部4b。此外，如图13所示带板22的主体部22a形成一定宽度，且带板22的一端部上设置了能够扣合在卷轴4的被扣合部4b上的横截面为コ状的扣合部22b。于是，通过此扣合部22b扣合在卷轴4的被扣合部4b上，卷轴4向安全带拉出方向旋转时与卷轴4一体向同方向旋转。
此外，带板22的扣合部22b邻近的主体部22a上设置了初始变形部22c，且如图11(b)所示，此初始变形部22c的形状形成为能够嵌合到导向沟21d的形状。进而，从带钢板22的初始变形部22c至另一端部(与扣合部22a相反侧的端部)侧形成宽度一定且窄于主体部22a的宽度的一定狭幅部22d，同时在带板22的另一端形成了宽度为直线地或曲线地(图示例中为直线)连续且窄于主体部22a的宽度的倾斜幅部22e。
导向板21如前所述被锁止底座14支撑后，如图11(b)所示，通过把带板22的扣合部22b的初始变形部22c嵌合到导向沟21d，带板22被安装在导向板21上。在这种状态下，将锁止底座14与以往一样安装在卷轴4上以后，将带板22的扣合部22b扣合在卷轴4的被扣合部4b上。于是，卷轴4、锁止底盘14、导向板21以及带板22安装为相互一体，在此安装状态下，如图11(a)、(b)所示，带板22的扣合部22b以及嵌合在导向沟21d上的初始变形部22c以外的带板22的部分，配置成卷绕在法兰21a以外的导向板21部分的外周面上，同时被阻止通过法兰21a向锁止底座14侧移动而从导向板21的外周面偏离。
此第1例的安全带收缩器1设置于与未图示的现有安全带装置相同的安全带装置中，该安全带装置至少具备从安全带收缩器拉出，同时前端连接在车体上的安全带、固定在车体上的带扣、以及被支撑在该安全带上可以滑动并能与带扣接合的扣舌。
如此构成的第1例的安全带收缩器1中，在安全带装置的扣舌接合在带扣上从而安全带为系在乘员身上的状态下，与前述现有收缩器1一样，在紧急时刻由于乘员的惯性移动而要拉出安全带3的负荷使卷轴4以及锁止底座14同时向安全带引出方向开始旋转。于是在这种紧急时刻通过锁止机构6动作，而马上成为锁止底座14被阻止了向安全带拉出方向的旋转的锁止状态。但是，在卷轴4上施加了来自继续外拉的安全带3的安全带拉出方向的负荷，因此卷轴4具有要相对锁止底座14向安全带拉出方向相对旋转的倾向。于是如前述的图16所示的收缩器的情况相同，扭力杆7被扭转，而卷轴4以及相对旋转锁止构件15向安全带拉出方向相对锁止底座14作相对旋转。
通过相对旋转锁止构件15相对锁止底座14相对旋转，如前所述此相对旋转锁止构件15向法兰状部14b方向而朝着图11(a)中的轴向右侧移动。
并且，通过扭力杆7的扭曲变形产生由冲击能量被吸收而被限制的EA负荷，而施加于安全带3上的负荷小于此EA负荷。
且同时，扣合部22a与卷轴4的安全带拉出方向的旋转一同以同方向旋转。此时，通过卷轴4的旋转力，带板22经由扣合部22b被拉向同方向。因此，带板22的初始变形部22c从导向沟21d向抽出方向移动，初始变形部22c通过导向沟21被强制变形而被拉伸，使得大致伏贴在该导向沟21上。通过该拉伸，初始变形部22c通过导向沟21d发生变形而产生变形阻力(弯曲阻力)，同时在初始变形部22c与导向沟2 1d侧壁之间产生滑动阻力。通过该弯曲阻力以及滑动阻力，冲击能量被吸收而产生一定的EA负荷，而施加于安全带3上的负荷减少相当于该EA负荷的分量。且初始变形部22c以后的带板22的主体部22a(与扣合部22b相反侧的另一端部侧的部分)沿着初始变形部22c的移动而依次进入导向沟21d并通过此导向沟21d。利用主体部22a通过导向沟21d，带板22继续被强制变形而拉伸。
接着，一定狭幅部22d进入导向沟21d并通过此导向沟21d，该一定狭幅部22d便继续被强制变形而拉伸。此时，由于一定狭幅部22d的宽度窄于主体部22a的宽度，弯曲阻力以及滑动阻力变小，并通过这些变小的阻力，EA负荷变得小于主体部22a通过导向沟21d时的负荷。
进而，由于主体部22a进入导向沟21d并通过此导向沟21d，而产生如前所述的EA负荷，但此EA负荷再次恢复到EA负荷的大小。最终，倾斜幅部22e进入导向沟21d并通过此导向沟21d，此倾斜幅部22e便继续被强制变形而拉伸。此时，由于倾斜幅部22e的宽度连续变得窄于主体部22a的宽度，弯曲阻力以及滑动阻力连续变小，通过这些连续变小的阻力，EA负荷也与主体部22a通过导向沟21d时相比连续变小。在这种情况下，当设定倾斜幅部22e的宽度直线地连续变窄时，EA负荷直线地连续变小。此外，当设定倾斜幅部22e的宽度曲线地连续变窄时，EA负荷就曲线地连续变小。
就这样，通过带板22的拉伸，产生作为施加于安全带3上的负荷而被限制的EA负荷，从而进一步吸收冲击能量。
锁止底座14的旋转锁止后，卷轴4相对锁止底座14大致仅旋转一圈左右，带板22全部都通过导向沟21d。于是，消减了带板22被拉伸时的冲击能量吸收，冲击能量吸收仅为扭力杆7的扭曲变形导致的冲击能量吸收，且EA负荷仅为扭力杆7扭曲变形导致的负荷。因此，由带板22的拉伸产生的EA负荷如图14所示。
于是，若如前所述那样相对旋转锁止构件15不向轴向右方移动，此相对旋转锁止构件15的相对旋转便被锁止，卷轴4也相对锁止底座14不相对旋转，即卷轴4向安全带拉出方向的旋转被锁止，安全带3则不被拉出，从而利用安全带3阻止了乘员惯性移动，乘员受到保护。
如此，在此第1例的安全带收缩器1中，如图14中实线所示，锁止底座14的旋转锁止后，首先通过合成由扭力杆7的扭曲变形导致的EA负荷与由带板22的拉伸导致的EA负荷而得到较大的EA负荷，接着得到仅由扭力杆7的扭曲变形导致的EA负荷的较小的EA负荷。此时，由带板22拉伸而导致的EA负荷对应主体部22a的拉伸、一定狭幅部22d的拉伸、以及倾斜幅部22e的拉伸而变成各种大小。且更具体讲，在锁止底座14的旋转锁止后的最初，因带板22具有安装形状而不被拉出，从而仅为由扭力杆7的扭曲变形导致的很小的EA负荷。然后，由于带板22的安装形状马上被破坏而被拉出，因此产生由带板22的拉伸导致的EA负荷。
根据此第1例的安全带收缩器1，由于带板22的拉伸导致的EA负荷可根据主体部22a的拉伸、一定狭幅部22d的拉伸、以及倾斜幅部22e的拉伸而设定成各种大小，因此可对应例如车种类等调节EA负荷的大小。特别是相互单独使用一定狭幅部22d以及倾斜幅部22e、辅助使用一定狭幅部22d以及倾斜幅部22e(当一定狭幅部22d与倾斜幅部22e分开使用时，可连接一定狭幅部22d与倾斜幅部22e而使用。一定狭幅部22d与倾斜幅部22e的设置顺序为任意的)、一定狭幅部22d的设置位置、一定狭幅部22d的宽度以及长度、倾斜幅部22e的设置位置、和倾斜幅部22e的倾斜角度等，可以根据车种类等作出种种设定，可更有效且恰当地吸收乘员的冲击能量。
在这种情况下，由简单形状的环状圆板构成导向板21，同时由带状板构成带板22，且使带板22连续通过导向沟21d而稳定进行连续带板22的拉伸，因此构成简单，并且可以可进一步稳定导向板21的能量吸收效果。
此外，导向板21为环状圆板的简单形状，且此导向板21只沿轴向安装，因此导向板21在锁止底座14的安装以及安装了导向板21的锁止底座14在卷轴4的安装变得很容易。因此，可通过简单构成并以低廉价格形成能量吸收机构20。
此第1例的安全带收缩器1的其余构成以及其他的作用效果与前述的图16所示的现有安全带收缩器1相同。
进而，根据具备此第1例的安全带收缩器1的安全带装置，在紧急时刻约束乘员时可有效地吸收乘员的冲击能量，从而适当地缓冲乘员而约束保护乘员。
再者，也可以代替形成于带板22的一定狭幅部22d以及倾斜幅部22e，而相反在带板22上形成宽度大于主体部23a的一定宽幅部以及依次宽度变大的倾斜幅部。于是，通过适当组合几个一定狭幅部22d、倾斜幅部22e、一定宽幅部、以及宽度依次变大的倾斜幅部而可以设定各种EA负荷。
此外，也可以把带板22设置在锁止底座14侧，把导向板21设置在卷轴4侧。进而，在本发明中也可以换掉扭力杆7而采用普通的旋转轴。
图15表示本发明的实施方式的第2例，(a)为与图11(b)相同的剖面图，(b)为此第2例的带板的透视图。对与前述的第1例相同的构成要素标以相同标号而省略其说明。
在前述的第1例中，导向板21的导向沟21d形成了圆弧状，而如图15(a)所示，在此第2例中，导向板21的导向沟21d由环状沟部21d1、以及形成于形成此环状沟部21d1的外侧环状部22f上的径向沟部21d2构成。此外，如图15(b)所示，带板22的扣合部22b从侧视(在带板22的安装状态下从轴向看)为形成了U字状。
在此第2例的安全带收缩器1中，在紧急时刻卷轴4若相对锁止底座14向安全带拉出方向相对旋转，在形成环状沟部21d1的外侧环状部22f的缘部使带板22拉伸。
此第2例的安全带收缩器的其余构成以及作用与前述的第1例相同，得到图14所示的EA负荷特性。因此，此第2例的安全带收缩器的效果实质上也与前述的第1例相同。进而，第2例的安全带收缩器也可以与前述的第1例的安全带收缩器一样被设置在安全带装置中，从而得到与前述第1例的安全带装置相同的效果。
由以上说明可明确的是，根据上述构成的第10发明至第12发明的安全带收缩器，可把能量吸收构件的变形导致的EA负荷根据不同宽度的部分的变形而设定成各种大小，因此例如可根据车种类等调节EA负荷的大小。这样，通过根据车种类等设定EA负荷而可以更有效且恰当地吸收乘员的冲击能量。
在这种情况下，由于能量吸收构件由带状板构成，因此可连续进行此能量吸收构件的变形，构成简单并能够进一步稳定能量吸收构件的能量吸收效果。
此外，由于能量吸收构件形成了简单的带板状，所以容易安装，同时可形成低廉价位。
特别是根据第12发明的安全带收缩器，可有效地得到通过合成由扭力杆扭曲变形导致的EA负荷与由能量吸收构件的变形导致的EA负荷而得到的较大的EA负荷、以及仅由扭力杆扭曲变形导致的安全带EA负荷的较小的EA负荷。
因此，可灵活调整限制负荷，从而可更有效且恰当地吸收乘员的冲击能量。
此外，根据第13发明的安全带装置，由于配备了第10发明至第12发明中任一项所述的安全带收缩器，从而在紧急时刻约束乘员时可有效地吸收乘员的冲击能量，恰当地缓冲乘员而进行约束保护。
权利要求
1.一种安全带收缩装置，其特征在于，具有近似圆筒形构件，用于卷绕安全带，能够旋转；轴构件，设置在此近似圆筒形构件的内周侧，且轴向一侧与所述近似圆筒构件连接为可一体旋转，能够扭曲变形；板安装构件，配置在所述近似圆筒形构件的轴端部的内周侧，且与所述轴构件的轴向另一侧的外周部连接成可一体旋转；锁止机构，能够阻止该板安装构件向安全带拉出方向的旋转；和能塑性变形的板构件，一端固定在所述板安装构件的外周部，另一端扣合在所述近似圆筒形构件的所述轴端部的内周部。
2.一种安全带收缩装置，具有近似圆筒形构件，用于卷绕安全带，能够旋转；轴构件，设置在此近似圆筒形构件的内周侧，并能够与近似圆筒形构件相对旋转；锁止机构，阻止该轴构件在安全带拉出方向的旋转；和板构件，配置成在所述近似圆筒形构件与所述轴构件相互相对旋转时，通过传递该相对旋转的该旋转力来塑性变形，其特征在于，所述轴构件的构成为轴向一侧与所述近似圆筒形构件连接成可一体旋转，且能够扭曲变形，在所述近似圆筒形构件的轴端部的内周侧，所述轴构件的轴向另一侧的外周部与板安装构件连接成可一体旋转，所述板构件的一端固定在所述板安装构件的外周部，同时另一端扣合在所述近似圆筒形构件的所述轴端部的内周部。
3.根据权利要求1或2所述的安全带收缩装置，其特征在于，所述近似圆筒形构件具备进行所述安全带卷绕的主体圆筒部、以及具有大于此主体圆筒部的外径并作为所述轴端部的大径圆筒部，所述板安装构件具有近似圆盘状的形状，所述板构件的所述一端固定在所述板安装构件的所述近似圆盘状外周部，同时另一端扣合在所述大径圆筒部内周部。
4.根据权利要求3所述的安全带收缩装置，其特征在于，所述板构件的所述另一端扣合在所述大径圆筒部的所述内周部，以便在所述近似圆筒部开始与所述板安装构件相对旋转后的规定时刻从所述大径圆筒部脱离。
5.根据权利要求3所述的安全带收缩装置，其特征在于，具有所述近似圆盘状的所述板安装构件具备小径卷绕部，该小径卷绕部的半径小于其他部分，卷绕时使所述板构件与所述大径圆筒部的距离比以前变大。
6.根据权利要求3所述的安全带收缩装置，其特征在于，所述板构件在所述另一端具备其板宽小于其他部分的狭幅部。
7.根据权利要求3～6中任一项所述的安全带收缩装置，其特征在于，所述近似圆筒形构件的所述大径圆筒部具备向径向内周侧突出的凸部，所述板构件配置为所述另一端抵接在所述凸部。
8.根据权利要求7所述的安全带收缩装置，其特征在于，所述凸部在其圆周方向一侧的侧面上具备抵接用的端面，所述板构件配置为所述另一端的端部抵接在所述抵接用的端面上。
9.根据权利要求7所述的安全带收缩装置，其特征在于，所述凸部在所述近似圆筒形构件对于所述板安装构件相对旋转的方向侧的侧面上具备抵接用的端面，所述板构件在所述近似圆筒形构件开始与所述板安装构件作相对旋转后的规定的时刻之前，通过所述另一端抵接在所述抵接用的端面而向所述相对旋转方向押进，在规定时刻以后所述另一端的端部与所述抵接用的端面分开。
10.一种安全带收缩器，至少具备卷绕安全带的卷轴、锁止机构，该锁止机构具有平时与所述卷轴一体旋转且在紧急时向安全带拉出方向的旋转被阻止的锁止构件、和能量吸收机构，该能量吸收机构设置在所述卷轴与所述锁止构件之间，并在紧急时刻所述卷轴对于所述锁止构件以安全带拉出方向相对旋转时吸收乘客的冲击能量，其特征在于，所述能量吸收机构由设置在所述卷轴以及所述锁止构件的任一方的带板状能量吸收构件、以及设置在所述卷轴以及所述锁止构件的另一方，且用于使所述能量吸收构件变形的变形装置构成，所述能量吸收构件设定为其带板状的宽度至少部分地产生变化，所述变形装置在所述卷轴对于紧急时刻被阻止了向安全带拉出方向的旋转的所述锁止构件，作安全带拉出方向的相对旋转时，通过使与此卷轴的旋转同时移动的所述能量吸收构件变形，来限制施加在所述安全带上的负荷，吸收所述冲击能量，且被吸收的冲击能量产生变化。
11.根据权利要求10所述的安全带收缩器，其特征在于，所述变形装置为圆弧状的沟槽，所述带板状的能量吸收构件通过该沟槽被强制变形。
12.根据权利要求10或11所述的安全带收缩器，其特征在于，所述卷轴与所述锁止构件通过在它们相对旋转时扭曲变形的扭力杆而在旋转方向上连接。
13.一种安全带装置，其特征在于，至少具备权利要求10至12中的任一项所述的安全带收缩器；从此安全带收缩器拉出，同时前端连接在车体上的安全带；固定在车体上的带扣；以及被支撑在该安全带上可以滑动并能与所述带扣接合的扣舌。
全文摘要
一种安全带装置，可把由能量吸收构件的变形导致的(EA)负荷设定成各种大小，而使安全带收缩器以简单构成形成低廉价位。紧急时刻，卷轴(4)若向安全带拉出方向相对锁止底座(14)作相对旋转，通过带板状的带板(22)被安装于锁止底座(14)的导向板(21)的导向沟(21d)拉伸，来吸收冲击能量而产生(EA)负荷，从而限制施加在安全带(3)上的负荷。此时，通过宽度窄于主体部(22a)的宽度的一定狭幅部(22d)被拉伸，(EA)负荷变成稳定的很小的值，且通过倾斜部(22e)被拉伸而(EA)负荷继续变小。因此，可把由带板(22)拉伸而导致的(EA)负荷设定成各种大小，同时能以简单的构成使能量吸收机构形成低廉价位。
文档编号B60R22/34GK1537755SQ20041003484
公开日2004年10月20日 申请日期2004年4月15日 优先权日2003年4月15日
发明者盐谷昌广, 滨上哲也, 平松幸治, 也, 治 申请人:高田株式会社