专利名称：安全带收缩器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种安装于汽车等车辆上而用于约束保护乘员的由电动机卷绕安全带的安全带收缩器的技术领域，特别涉及以电动机有限的电能损耗能有效地进行安全带卷绕的安全带收缩器的技术领域。
背景技术：
以往，安装于汽车等车辆上的安全带装置在冲突时等在车辆上作用了很大减速时的紧急时刻，通过由安全带约束乘员而阻止乘员从座席上飞出，从而保护乘员。
在这种安全带装置中设置了卷绕安全带的安全带收缩器。此安全带收缩器具备使卷绕安全带的卷轴向平时卷绕方向回复的漩涡状卷绕弹簧等回复力付与装置。根据此回复力付与装置的回复力，安全带在未系扣时被卷绕着。且安全带在系扣时抵抗回复力付与装置的回复力而被拉出并系在乘员身上。并且，安全带收缩器通过在前述的紧急时刻启动制动装置而阻止卷轴向拉出方向旋转，从而安全带被阻止拉出。由此，在紧急时刻使安全带确实地约束乘员而进行保护。
这种现有的安全带装置在安全带未系扣时，通过回复力付与装置的回复力而大致一定的皮带张力被施加到安全带上。因此，安全带收缩器与汽车和汽车周围的物体间的状况无关而大致以同样方式启动。但是，现有的安全带装置在如前述的紧急时刻能确实地约束保护乘员，但在如前述的紧急时刻以外的时候无法保证对乘员进行更为舒适的控制。而且，希望在紧急时刻稳固地约束乘员而进一步确实地保护。
因此，综合汽车和物体间的状况而由电动机控制安全带收缩的卷轴的旋转，从而通过控制皮带张力，更有效且对乘员进行更舒适地对乘员进行约束保护的乘员约束保护系统被提出(例如，参照专利文献1)。
在该专利文献1中公开的安全带收缩器，用于把电动机的驱动力传递给卷轴的动力传递路径在电动机的非驱动时被设定为关闭，从而电动机的驱动力不被传递到卷轴，电动机和卷轴可相互自由地旋转。为了进行安全带的强制卷绕动作而电动机被驱动成皮带卷绕方向(正旋转)，则由于该电动机的正旋转而动力传递路径被连接，从而电动机的驱动力可以被传递到卷轴。由此，由于电动机的驱动力而卷轴向皮带卷绕方向旋转，并通过安全带被卷绕，被控制成皮带张力增大。且在动力传递路径被连接的状态下，为了解除安全带的强制卷绕动作而使电动机逆旋转，则动力传递路径被断开。由此，电动机和卷轴可相互自由地旋转，卷轴不受电动机的驱动力的影响。
就这样，专利文献1中公开的安全带收缩器，连接动力传递路径的离合器通过电动机的正旋转而被设定成开启(启动)，从而动力传递路径被连接，且该离合器通过电动机的逆旋转而被设定成关闭(启动解除)，从而动力传递路径被断开。
特开2002-104135号公报发明内容但在专利文献1中公开的安全带收缩器中把通过电动机的逆旋转把动力传递路径的离合器设置成关闭以后，需要停止电动机的驱动。因此，以往一般基于从电动机的逆旋转开始到达成离合器关闭的设定的时间来设定电动机的逆旋转时间。在这种情况下，由于达成离合器关闭的时序随着收缩器的启动状况而变化，因而通过把对关闭达成所需最长时间的状况下的电动机逆旋转时间设定为关闭达成所需的时间，所有状况中的离合器关闭被确实地设定，从而停止电动机的驱动。
但是，当如此设定了用于设定离合器关闭的电动机的逆旋转时间时，在通常时候引起最多的收缩器的启动状况下，在离合器关闭设定后也在较长时间内进行电动机的逆旋转，因此不仅电动机的电能损耗增多，而且发生机械噪声。此电能损耗和机械噪声在使用专利文献1中公开的安全带收缩器中并不是特别大的问题，但仍希望尽可能控制电能损耗，同时降低机械噪声。
本发明就是鉴于这种情况而研制出的，其目的为提供一种能够控制电动机的电能损耗，且能够降低离合器关闭设定时的噪声的安全带收缩器。
为了解决前述问题，方案1的安全带收缩器至少具备卷绕安全带的卷轴、旋转此卷轴的发生旋转转矩的电动机、以及在设定为开启时连接把前述电动机的旋转转矩传递给前述卷轴的动力传递机构，且设定为关闭时断开前述动力传递路径的离合器机构，其特征在于，具备检测离合器机构的断开的离合器机构关闭检测装置、和基于来自该离合器机构关闭检测装置的离合器机构断开检测信号而停止前述电动机的驱动的电动机控制装置。
此外，本发明的方案2，其中，前述离合器机构关闭检测装置为检测前述电动机的电动机电流的电动机电流检测装置，而前述电动机控制装置在判断出前述电动机电流检测装置的电动机电流检测信号为设定值时，停止前述电动机的驱动。
进而，本发明的方案3，前述离合器机构具备能够在连接动力传递路径的离合器开启位置与断开动力传递路径的离合器关闭位置之间移动，同时平时与被连接在前述电动机的电动机侧齿轮啮合的离合器齿轮，其中，具备前述离合器齿轮在离合器关闭位置时停止该离合器齿轮的旋转的离合器齿轮停止保持装置。
进而，本发明的方案4，其中，前述离合器齿轮停止保持装置由能够啮合前述离合器齿轮的齿形成。
进而，本发明的方案5，前述离合器机构具备能够在连接动力传递路径的离合器开启位置与断开动力传递路径的离合器关闭位置之间移动，同时平时与被连接在前述电动机的电动机侧齿轮的离合器齿轮，其中，具备前述离合器齿轮在达到离合器关闭位置时对该离合器齿轮的旋转附加阻力的阻力附加装置。
在如此构成的方案1至5的安全带收缩器，通过电动机控制装置而离合器机构成为关闭状态时要停止电动机驱动，因此可把离合器机构关闭后的电动机驱动时间限制为必要最小限。由此，能够有效抑制电动机的电能损耗。
特别是根据方案2至5，离合器机构成为关闭状态而电动机电流成为设定值时，电动机控制装置要使电动机驱动停止，因此可以更确实地抑制电动机的电能损耗。
进而，根据方案3和4，在离合器成为离合器关闭位置时，由于离合器齿轮停止保持装置而停止了离合器齿轮的旋转，因此电动机电流会较快地增大。因此，能够确实地且尽早地检测离合器机构的关闭情况，可以更确实地且更有效地抑制电动机的电能损耗。而且，能够防止伴随离合器齿轮的旋转而发生的噪声。特别是根据方案4，离合器齿轮停止保持装置由离合器齿轮能啮合的齿形成，因此在离合器机构侧关闭时可以确实地使离合器齿轮的旋转停止，从而通过简单的构成能够实现抑制电动机的电能损耗和防止噪声的发生。
图1为表示本发明的安全带收缩器的实施方式的一例的分解透视图。
图2为表示除去图1所示例的安全带收缩器的保持器外罩的状态的左侧视图。
图3为表示用于图1所示例的安全带收缩器的中心齿轮部件，(a)为该透视图，(b)为(a)的IIIB方向看的透视图。
图4为除去构成要素的一部分而表示图1所示例的安全带收缩器的动力传递断开模式的状态的左侧视图。
图5为除去构成要素的一部分而表示图1所示例的安全带收缩器的低减速动力传递断开模式的状态的左侧视图。
图6为除去构成要素的一部分而表示图1所示例的安全带收缩器的高减速动力传递断开模式的状态的左侧视图。
图7为进行电动机的驱动控制的电路图。
图8为表示电动机电流的变化的图。
图9为表示本发明的实施方式的另一例的与图4相同的图。
具体实施例方式
以下，利用附图而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的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除去保持器外罩的状态的左侧视图。而且，在以下说明中，只要没有特别限定，“左”、“右”为说明中使用的图的“左”、“右”，且“顺时针方向”、“逆时针方向”为说明所使用图的“顺时针方向”、“逆时针方向”。
如图1所示，此例的安全带收缩器1大致上具有底架2、必要时约束乘员的安全带3、卷绕此安全带3的卷轴4、配设在底架2的一侧，并在冲突时等规定减速以上的大减速时启动而阻止卷轴4向安全带拉出方向α旋转的制动装置5、产生对卷轴4付与的旋转转矩的电动机6、以及以较高的减速率对电动机6的旋转减速而传递到卷轴4的高减速率减速机构7a与以较低的减速率对电动机6的旋转减速而传递到卷轴4的低减速率减速机构7b，同时设定了第1动力传递路径和第2动力传递路径，并由选择性地通过这些第1动力传递路径和第2动力传递路径中的任一方而传递到卷轴4上的动力传递齿轮机构8、和把动力传递齿轮机构8选择性地转换设定到第1动力传递路径和第2动力传递路径中的任一方的动力传递模式转换机构9构成。
底架2由平行的一对侧壁2a、2b和连接这些侧壁2a、2b的背板2c构成。在此底架2内的两侧壁2a、2b之间可旋转地配设了用于卷绕安全带3的卷轴4。此卷轴4可使用安全带收缩器1的以往周知惯用的卷轴。
在一方的侧壁2a上安装了制动装置5。此制动装置5也可以使用安全带收缩器的以往周知惯用的制动装置。即制动装置5在通过车辆传感器(减速感应传感器)感应到施加在车辆上的规定速度以上的大减速而启动时，或通过车辆传感器(皮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启动时启动，从而阻止卷轴4向拉出方向α的旋转。
再者，未图示但在卷轴4与制动装置5之间设置了由于制动装置5的启动而安全带3的拉出被阻止时限制安全带3的负载的以往周知惯用的强制性限制机构(能量吸收机构以下还称作EA机构)。作为此EA机构，例如可由以往周知的扭力杆构成，并在由于制动装置5的启动而阻止了安全带3拉出时，通过此扭力杆扭曲变形而限制安全带3的负载，从而使冲击能量被吸收。
如图1和图2所示，电动机6被一对螺钉12安装在通过3个螺钉10安装于底架2另一方的侧壁2b上的保持器11的底架2安装面侧。此电动机6的电动机旋转轴6a贯通保持器11的贯通孔11a，并在突出到保持器11的底架2侧和相反侧的电动机旋转轴6a上具有外齿的电动机齿轮13安装成可与电动机旋转轴6a一体旋转。
如图1所示，在卷轴4以及前述的EA机构(例如扭力杆)双方和减速机构7a、7b之间，设置了把这些连接在旋转方向的结合器14。此结合器14由与卷轴4以及EA机构双方连接在旋转方向上的第1旋转连接部14a、与结合器侧轴承17连接在旋转方向上的第2旋转连接部14b、以及形成曲线板状而与减速机构7a、7b连接在旋转方向的第3旋转连接部14c构成。
第1旋转连接部14a在图1中没有明确表示但形成多边筒状，且其外表面侧与此卷轴4可一体旋转地连接在卷轴4上，同时其内表面侧与EA机构可一体旋转地连接在EA机构(例如扭力杆)上(而且，结合器14和卷轴4以及EA机构的可一体旋转的连接结构为以往周知的，因此省略其具体说明)。
第2旋转连接部14b的外周面形成截面为多边形状，同时结合器侧轴承15的内周面一样形成截面为多边形状。并且，结合器侧轴承15通过与第2旋转连接部14b配合而结合器侧轴承15相对不可旋转地安装在结合器14上。此结合器侧轴承15被可相对旋转地支撑在被相对不可旋转地安装在保持器11孔11b上的保持器侧轴承16上，结合器14可旋转地被保持器11支撑。
在第3旋转连接部14c上例如如曲线板槽的向轴向延伸的规定数的扣槽在圆周方向上以等间隔形成。
高减速率减速机构7a具备环状的托架齿轮17、可旋转地安装在此托架齿轮17上的规定数(图示例中为3个)行星齿轮18、圆环状的环部件19、以及中心齿轮部件20。
在托架齿轮17的内周面17a的结合器14侧部分例如如曲线板槽的向轴向延伸的规定数的扣槽在圆周方向上以等间隔形成。通过此内周面17a的扣槽与结合器14的第3旋转连接部14c的扣槽之间的凸部配合且内周面17a的扣槽之间的凸部与结合器14的第3旋转连接部14c的扣槽配合(与曲线板配合相同的配合)，托架齿轮17相对不可旋转地与结合器14即与结合器14可一体旋转地连接。且在此托架齿轮17的外周面上形成了外齿17b。
行星齿轮18通过减速板21被减速销22可旋转地安装在托架齿轮17上。
环部件19具备形成于内周面的内齿轮19a和形成于外周面的棘齿19b，而这些内齿轮19a和棘齿19b可相互一体旋转。
中心齿轮部件20如图3(a)以及(b)所示，具备由小径的外齿构成的中心齿轮20a和大径外齿20b，而这些中心齿轮20a和外齿20b可相互一体旋转。
并且，平时被托架齿轮17支撑的各行星齿轮18同时与中心齿轮20a和内齿轮19a啮合，从而构成了行星齿轮机构。由此，减速机构7构成了由中心齿轮20a输入而由托架齿轮17输出的行星齿轮减速机构。
如图1所示，动力传递机构8还具备连接齿轮23、一对离合器弹簧24、一对滑轮25、具有外齿的下侧连接齿轮26、具有外齿的上侧连接齿轮27、导板28、以及具有外齿的中间齿轮29。
连接齿轮23可旋转地被立设于保持器11上的旋转轴11c所支撑，并具备由大径外齿构成的第1连接齿轮23a和小径的第2连接齿轮23b，而这些第1以及第2连接齿轮23a、23b相互之间可一体旋转。在这种情况下，如图2所示，大径的第1连接齿轮23a平时与电动机齿轮13啮合着。
如图1所示，在下侧连接齿轮26的两侧面上分别突设了旋转轴26a(在图1中只图示了一侧的旋转轴26a)，并穿设了把这些旋转轴26a贯通在轴向上的贯通孔26b。在各旋转轴26a上形成了平坦部，同时各滑轮25的长孔25a沿着平坦部的平面配合。由此，各滑轮25同时在下侧连接齿轮26的两侧面上与下侧连接齿轮26可一体旋转地被支撑着。在各滑轮25上分别相扣了离合器弹簧24和第1弯曲相扣部24a。进而上侧连接齿轮27与下侧连接齿轮26可一体旋转地被支撑在下侧连接齿轮26一侧的旋转轴26a上。
并且，各滑轮25、下侧连接齿轮26以及上侧连接齿轮27可旋转地被立设于保持器11上的旋转轴11d所支撑。
导板28根据其一对孔28a分别被配合支撑在立设于保持器11上的一对支撑轴11e上的状态，通过把一对螺钉30贯通到导板28所对应的螺纹孔28b且配合到穿设于保持器11的一对螺纹孔11f上，安装到保持器11上。立设于此导板28的旋转轴28c上可旋转地支撑了中间齿轮29。如图2所示，该中间齿轮29平时与中心齿轮部件20的外齿20b、连接齿轮23的小径的第2连接齿轮23b以及上侧连接齿轮27的任一方啮合。
并且，低减速率减速机构7b具备上侧连接齿轮27、下侧连接齿轮26、离合器齿轮31以及托架齿轮17。
因此，传递到中间齿轮29的电动机6的旋转转矩从中间齿轮29通过低减速率减速机构7b传递到卷轴4，或从中间齿轮29通过高速减速率机构7a传递到卷轴4上。
如图1所示，动力传递模式转换机构9具备具有外齿的离合器齿轮31、旋转轴32、离合器柄33、离合器棘爪34、阻力弹簧35、以及弹簧挡块36。
如图5所示，离合器齿轮31可与直径大于该离合器齿轮31的托架齿轮17的外齿17b啮合，同时虽未图示但平时啮合在下侧连接齿轮(相当于本发明的电动机侧齿轮)26上。旋转轴32贯通离合器齿轮31的中心孔31a而可旋转地支撑该离合器齿轮31。
离合器柄33形成了由两侧壁33a、33b和底部(未图示)构成的コ状截面。两侧壁33a、33b的一端侧底部突出，且在这些突出部形成了直线状的支撑槽33c。并且，在两侧壁33a、33b的两突出部之间配置了离合器齿轮31，从离合器齿轮31的两侧面突出的旋转轴32分别被对应的支撑槽33c支撑为可沿着这些槽33c移动。进而，在从旋转轴32的两侧壁33a、33b突出的突出部分相扣了各离合器弹簧24的第2弯曲相扣部24b。进而，旋转轴32的一端侧被穿设于保持器11上的导孔11g配合支撑。此导孔11g形成以旋转轴11d为中心的圆的圆弧。因此，旋转轴32被导入导孔11g中，从而能够沿着以旋转轴11d为中心的圆的圆周移动。
此外，在两侧壁33a、33b的另一端侧分别穿设有长孔33d，同时突设了近似为圆弧状的配合部33e。进而，在两侧壁33a、33b的长度方向中央部分别穿设了支撑孔33f。离合器柄33使这些支撑孔33f与立设于保持器11的支撑轴11h配合而被支撑为可转动的状态，并通过把E环37安装到支撑轴11h而防止脱落。
离合器棘爪34在一端侧穿设了支撑孔34a，同时在另一端侧形成了扣爪34b。且在离合器棘爪34的另一端侧即扣爪34b侧立设了配合销34c。配合销34c与离合器柄33的长孔33d配合，且能够对离合器柄33作相对转动且能够沿着长孔33d相对移动。如图4所示，离合器棘爪34通过把棘爪销38贯通到支撑孔34a且插入相扣到保持器11的销孔11i中，被可转动地安装在保持器11上。并且，如图6所示，扣爪34b在环部件19的顺时针方向(与卷轴4的安全带拉出方向α对应)旋转时能与离合器齿19b相扣，且扣爪34b与离合器齿19b相扣时，环部件19的顺时针方向的旋转被阻止。
阻力弹簧35由带状的板弹簧构成，且下端部设定成形成L字状的支撑部35a，同时在长度方向中央偏上的位置形成了コ状的凹部35b。到该凹部35b偏下的支撑部35a为止形成了平面，同时到凹部35b偏上的上端为止形成了曲面。在此凹部35b上，离合器柄33的配合部33e可以相扣脱离。如图4所示，在此配合部33e与凹部35b配合的状态下，支撑槽33c的延设方向成为导孔11g的圆弧接线方向，且能使旋转轴32从导孔11g至支撑槽33c以及相反从支撑槽33c至导孔11g移动。
并且，由离合器弹簧24、滑轮25、下侧连接齿轮26、上侧连接齿轮27、中间齿轮29、离合器齿轮31、旋转轴32、离合器柄33、离合器棘爪34、以及阻力弹簧35构成了本发明的离合器机构。
弹簧挡块36形成了L字状，通过在此弹簧挡块36与形成于保持器11上的弹簧安装部11j之间挟持了支撑部35a，阻力弹簧35根据以上端为自由端的旋吊支撑而被安装在保持器11上。
此外，如图1、图4至图6所示，保持器11上设置了由内齿构成的离合器齿轮停止保持部(相当于本发明的离合器齿轮停止保持装置)11k。如后所述，在旋转轴32对接到导孔11g右端而离合器齿轮31被设定在最右位置的图4所示的动力传递模式时，通过离合器齿轮31啮合到该离合器齿轮停止保持部11k的内齿，其逆时针方向的旋转被停止，且保持其停止状态。
在前述的减速机构7、动力传递齿轮机构8以及动力传递模式转换机构9的各构成要素被组装在形成于保持器11底架2安装侧和相反侧的面上的凹部内的状态下，保持器外罩39通过规定数(图示例中为4个)的螺钉40被安装在此面上，从而这些构成要素被罩住。
如此构成的动力传递齿轮机构8被设定了以下3种动力传递模式。
(1)动力传递断开模式如图4所示，在动力传递断开模式中为动力传递模式转换机构9的离合器柄33的配合部33e与阻力弹簧35的凹部35b配合的状态。且在配合部33e与凹部35b配合的状态下，离合器棘爪34的扣爪34b未与环部件19的离合器齿19b配合，因此环部件19可自由旋转。由此，中心齿轮部件20与托架齿轮17之间的转矩传递路径(如后所述，低速且高转矩传递路径)被断开。
另一方面，旋转轴32对接在导孔11g的右端而离合器齿轮31被设定在最右位置的动力断开位置(离合器关闭位置)上。在此动力断开位置，离合器齿轮31从托架齿轮17的外齿17b脱离着，同时与离合器齿轮停止保持部件11k的内齿啮合，从而形成了其逆时针方向的旋转被停止保持的状态。由此，离合器齿轮31与托架齿轮17之间的转矩传递路径(如后所述，高速且低转矩传递路径)被断开。
因此，动力传递断开模式为卷轴4与电动机6未被连接，而电动机6的旋转转矩未被传递到卷轴4上且卷轴4的旋转转矩也未被传递到电动机6的动力传递模式。
(2)低减速率动力传递模式如图5所示，在低减速率动力传递模式中，与动力传递断开模式一样，为离合器柄33的配合部33e与阻力弹簧35的凹部35b配合的状态。且在配合部33e与凹部35b配合的状态下，离合器棘爪34的扣爪34b未与19的离合器齿19b配合，因此环部件19可自由旋转。由此，中心齿轮部件20与托架齿轮17之间的低速且高转矩传递路径被断开。
另一方面，旋转轴32被设定在导孔11g中央的最高位置(与卷轴4的旋转轴最接近的位置)，且离合器齿轮31也被设定在最高位置(与卷轴4的旋转轴最接近的位置)。在此最高位置，离合器齿轮31与托架齿轮17的外齿17b啮合。由此，离合器齿轮31达到离合器开启位置，从而离合器齿轮31与托架齿轮17之间的高速且低转矩传递路径被连接。即电动机6通过电动机齿轮13、连接齿轮23、中间齿轮29、上侧连接齿轮27、下侧连接齿轮26、离合器齿轮31、托架齿轮17以及结合器14而连接到卷轴4上。因此，低减速率的动力传递路径被设定。且在旋转轴32的最高位置，旋转轴32进入到离合器柄33的支撑槽33c内而对接在离合器柄33上。
就这样，此低减速率动力传递模式为以低减速率设定了高速且低转矩传递路径的动力传递模式。在该低减速率动力传递模式中可以进行比电动机6驱动更迅速的皮带卷绕。
(3)高减速率动力传递模式如图6所示，在高减速率动力传递模式中为离合器柄33的配合部33e从阻力弹簧35的凹部35b脱离，而位于阻力弹簧35的凹部35b偏上的弯曲部的状态。且在这种配合部33e从凹部35b脱离的状态下，离合器棘爪34的扣爪34b以顺时针方向与环部件19的离合器齿19b配合，可以阻止环部件19顺时针方向旋转。由此，中心齿轮部件20与托架齿轮17之间的低速且高转矩传递路径被连接。即电动机6通过电动机齿轮13、连接齿轮23、中间齿轮29、中心齿轮部件20的外齿20b、中心齿轮20a、行星齿轮18、托架齿轮17以及结合器14而连接到卷轴4上。因此，通过行星齿轮机构设定了高减速率的动力传递路径。
另一方面，旋转轴32对接在导孔11g的左端而离合器齿轮31被设定在最左位置。在此最左位置，离合器齿轮31从托架齿轮17的外齿17b脱离着。由此，离合器齿轮31与托架齿轮17之间的高速且低转矩传递路径被断开。
该高减速率动力传递模式为以高减速率设定低速且高转矩传递路径的动力传递模式。在该高减速率动力传递模式中通过电动机6的驱动，以高皮带张力进行皮带卷绕。
就这样，离合器齿轮31能够在连接动力传递路径的离合器开启位置与断开动力传递路径的离合器关闭位置之间移动。这些动力传递断开模式、低减速率动力传递模式、以及高减速率动力传递模式间的动力传递模式转换通过动力传递模式转换机构9进行。
(1)动力传递断开模式→低减速率动力传递模式的动力传递模式转换从图4所示的动力传递断开模式的状态开始，如果电动机6正旋转(图4的电动机旋转轴6a为顺时针方向与卷轴4的安全带卷绕方向β的旋转对应)，则下侧连接齿轮26与滑轮25通过电动机齿轮13、连接齿轮23、中间齿轮29以及上侧连接齿轮27而分别向与卷轴4的皮带拉出方向β对应的方向旋转。于是，离合器齿轮31向与皮带拉出方向β对应的方向即图4的顺时针方向旋转，但此时，离合器齿轮31与离合器齿轮停止保持部11k的内齿啮合，同时旋转轴32不受阻力影响，因此离合器弹簧24以与滑轮25相同方向转动。由此，离合器齿轮31和旋转轴32沿着导孔11g向左方移动。若离合器齿轮31和旋转轴32向规定量左方移动，则离合器齿轮31脱离离合器齿轮停止保持部11k的内齿而空转，然后，如图5所示旋转轴32对接在离合器柄33上。
在此旋转轴32对接在离合器柄33上的位置，如图5所示离合器齿轮31和旋转轴32被设定到前述的最高位置，从而离合器齿轮31啮合到托架齿轮17的外齿17b上。由此，离合器齿轮31的旋转被传递到托架齿轮17上，因此托架齿轮17会旋转。此时，若安全带3上有松弛现象，由于此托架齿轮17的旋转而安全带3被卷绕在卷轴4上。如果此松弛现象被除去，卷轴4便无法旋转，因此托架齿轮17也无法旋转。因此，离合器齿轮31也受到来自托架齿轮17的阻力而无法旋转。
但是，由于电动机6的旋转转矩而下侧连接齿轮26要旋转，因此通过下侧连接齿轮26的旋转力矩而在旋转轴32被施加了指向前述的最左位置方向的力。此时，旋转轴32对接在离合器柄33上，因此旋转轴32借助该力挤压离合器柄33。但是，此时安全带3的张力为规定值以下，因此由旋转轴32的挤压力导致的要把离合器柄33向顺时针方向旋转的力矩要小于由配合部33e和凹部35b的配合力导致的与此顺时针方向的力矩相对的力矩。因此，配合部33e不会从凹部35b脱离，而离合器33不会转动，旋转轴32停止在与此离合器柄33对接的位置上。
由于此旋转轴32的停止，离合器齿轮31和旋转轴32被保持在图5所示的前述最高位置上。根据离合器齿轮31被保持在最高位置，离合器齿轮31和托架齿轮17的外齿17b的啮合被保持，从而离合器齿轮31和托架齿轮17的高速且低转矩传递路径的连接被保持。且离合器柄33不旋转，因此离合器棘爪34也不旋转，而扣爪34b被保持在未与棘齿19b配合的位置上。由此，环部件19变自由，从而中心齿轮部件20与托架齿轮17的低速且高转矩传递路径的断开被保持。
这样，动力传递机构8的动力传递断开模式到低减速率动力传递模式的动力传递模式转换被进行，动力传递机构8被设定成低减速率动力传递模式。
(2)低速动力传递模式→高减速率动力传递模式的动力传递模式转换高减速率动力传递模式借助于电动机6的较高旋转转矩而被设定。在这种情况下，高减速率动力传递模式由动力传递断开模式通过低减速率动力传递模式而被设定。
从动力传递断开模式到低减速率动力传递模式的动力传递模式转换与前述相同。但在高减速率动力传递模式的设定上的安全带3的张力大于规定值，因此在图5所示的低减速率动力传递模式的状态下，由于旋转轴32的挤压力而施加到离合器柄33的力矩大于由于配合部33e与凹部35b的配合力而与此顺时针方向的力矩相对的力矩。因此，配合部33e能够从凹部35b脱出。
因此，如果离合器弹簧24向逆时针方向进一步转动，旋转轴32一边使离合器柄33以其支撑轴11h为中心以顺时针方向转动，一边沿着导孔11g向左方移动。由此，离合器齿轮31也进一步向左方移动。如果旋转轴32对接在导孔11g的左端，则其以上的移动被阻止，从而离合器齿轮31、旋转轴32以及离合器弹簧24停止。由此，如图6所示离合器齿轮31和旋转轴32被设定到前述的最左位置。在此最左位置，离合器齿轮31从托架齿轮17的外齿17b脱离，从而离合器齿轮31与托架齿轮17的高速且低转矩传递路径被断开。
另一方面，与离合器柄33的转动连动而离合器棘爪34以离合器棘爪销38为中心向逆时针方向转动，如图6所示其扣爪34b被设定到能与棘齿19b相扣的位置上。此时，由于电动机6的旋转转矩而中心齿轮部件20旋转且环部件19也向顺时针方向旋转，因此棘齿19b被扣在扣爪34b上。由此，环部件19的旋转停止，从而中心齿轮部件20和托架齿轮17的低速且高转矩传递路径被连接。
这样，动力传递机构8的低减速率动力传递模式到高减速率动力传递模式的动力传递模式转换被进行，且动力传递机构8被设定成高减速率动力传递模式。
(3)高减速动力传递模式→(低减速率动力传递模式)→动力传递断开模式的动力传递模式转换在图6所示的高减速率动力传递模式的状态下，如果电动机6逆旋转(图4的电动机旋转轴6a为逆时针方向与卷轴4的安全带卷绕方向α的旋转对应)，则下侧连接齿轮26与滑轮25与前述逆旋转。于是，离合器弹簧24也同样与前述逆方向转动，因此，离合器齿轮31和旋转轴32一边使离合器柄33以逆时针方向旋转而一边沿着导孔11g而右方移动。
与离合器柄33的逆时针方向的转动连动而离合器棘爪34向顺时针方向转动，因此离合器棘爪34成为不与棘齿19b配合的非配合位置。由此，环部件19变自由转动，从而低速且高转矩传递路径被断开。
当离合器齿轮31和旋转轴32在前述最高位置时，离合器齿轮31与托架齿轮17的外齿17b啮合而瞬时成为图5所示的低减速率动力传递模式，但因离合器齿轮31和旋转轴32继续向右方的移动，离合器齿轮31立刻从外齿17b脱离而空转。由此，高速且低转矩传递路径瞬时被连接但又立刻被断开。而且，在高速且低转矩传递路径瞬时被连接时，由于电动机6在逆旋转，因此卷轴4向安全带拉出方向α瞬时旋转但又立刻停止。
此外，由于旋转轴32从最高位置向右方的移动而从离合器柄33脱出。当由于离合器弹簧24向又一个逆方向转动而离合器齿轮31和旋转轴32再向右方移动时，离合器齿轮31便与离合器齿轮停止保持部11的内齿啮合。如果旋转轴32对接在导孔11g右端，则其以上的移动被阻止，从而离合器齿轮31、旋转轴32向右方的移动以及离合器弹簧24向逆方向的转动停止。由此，离合器齿轮31和旋转轴32被设定到前述的图4所示的最右位置的动力断开位置上。此时，离合器齿轮31啮合在离合器齿轮停止保持部11k的内齿上，因此其旋转(自转)停止。
这样，进行从动力传递机构8的高减速率动力传递模式到动力传递断开模式的动力传递模式转换，动力传递机构8被设定成动力传递断开模式。而且，将后述此后的电动机6的驱动停止。
进而，此例的安全带收缩器1被设定为安全带3的如下的皮带模式。即，安全带3不被使用而完全被卷绕在卷轴4上的状态的皮带储存模式、为了系扣安全带3而从卷轴4拉出状态的皮带拉触摸式、在安全带系扣状态下用于把安全带3调节到乘员身上的调节用皮带卷绕模式、乘员不会感到压迫感的安全带3的通常系扣状态的通常系扣模式(舒适模式)、在通常系扣模式下的车辆行驶中检测到驾驶员打瞌睡和车辆行驶方向前方的障碍物而通过把安全带3反复卷绕规定次数，向驾驶员发出警报的状态的警报模式、当在通常系扣模式下的车辆行驶中车辆与障碍物等发生冲突的危险极高时，卷绕安全带3而以及强的皮带张力约束乘员的紧急模式、以及在皮带非系扣时为了使安全带3成为储存状态而完全卷绕状态的储存用皮带卷绕模式。
但是，在此例的安全带收缩器1中离合器齿轮31从图5所示的低减速率动力传递模式或图6所示的高减速率动力传递模式转换为图4所示的动力传递断开模式的动力断开位置时，可自动地使电动机6停止。
图7为进行这种电动机6的自动停止控制，同时进行用于设定前述的各皮带模式的电动机6的驱动控制的电路图。
如图7所示，电动机6被连接在电源41上，且在这些电动机6与电源41之间夹有电能供给开关装置42和离合器机构关闭检测装置43。电能供给转换装置42为控制对电动机6进行电源41的电能供给或供给停止的装置，例如由切换开关42a构成。且离合器机构关闭检测装置43为检测出离合器齿轮31达到动力断开位置而完全达成离合器解除时刻的装置，例如在此例的安全带收缩器1中由检测流向电动机6的电动机电流I(A)的电动机电流检测计(相当于本发明的电动机电流检测装置)43a构成。
这些电动机6、电能供给开关装置42以及离合器机构关闭检测装置43被连接到电动机控制装置(以下，还称作CPU)44上。并且，CPU44在各皮带模式的设定时，与待设定的皮带模式对应而进行电能供给开关装置42的开启？关闭控制以及电动机6的旋转方向(正旋转和逆旋转)控制。在这种情况下，CPU44基于由电动机电流检测计43a检测的电动机电流I(A)的检测信号，进行前述的电动机6的自动停止控制。
即，为了从图5所示的低减速率动力传递模式设定到图4所示的动力传递断开模式，使电动机6进行逆旋转。在图5所示的低减速率动力传递模式中离合器31与托架齿轮17的外齿17b啮合着，因此离合器齿轮31在其旋转时受阻。由于该离合器齿轮31的阻力而电动机6要承受负载，因此电动机电流I(A)如图8所示那样上升而成为电流I1(A)。由于离合器齿轮31的旋转而如前所述离合器齿轮31和旋转轴32从图5所示的位置向右方移动而离合器齿轮31从托架齿轮17的外齿17b脱离，则离合器齿轮31进行空转，因此电动机6的负载变小，且电动机电流I(A)如图8所示那样降低到小于电流I1(A)的电流I2(A)。
当离合器齿轮31达到动力断开位置时，如前所述离合器齿轮31的旋转(自传)停止，因此电动机6的负载变大，电动机电流I(A)如图8中以实线表示的那样较快速地上升。并且，电动机电流I(A)达到大于电流I1(A)的设定电流I3(A)，该设定电流I3(A)通过电动机电流检测计43a被检测出。CPU44基于通过该电动机电流检测计43a检测的设定电流I3(A)(相当于本发明的设定值)判断离合器齿轮31已达到动力断开位置，从而关闭切换开关42a。由此，从电源41至电动机6的电能供给被停止，因此电动机6被停止。
根据如此构成的此例的安全带收缩器1，由于在动力传递机构8设定了由高速且低转矩动力传递路径构成的低减速率动力传递模式和由低速且高转矩动力传递路径构成的高减速率动力传递模式等2个动力传递路径，因此能够实现在低减速率动力传递模式下的用于除去安全带3的松弛的迅速的皮带卷绕、以及高减速率动力传递模式下的用于约束乘员的高转矩的皮带卷绕等2个卷绕性能。
而且，通过这些2个动力传递路径被设定，能够有效地把电动机6的旋转转矩传递到卷轴4，因此能够以有限的电能损耗确实地发挥这些2个卷绕性能。特别是通过低速且高转矩动力传递路径可以实现用于约束乘员的高转矩的皮带卷绕，因此能够使电动机6的旋转转矩小于以往。由此，能够降低电动机6的电能损耗，同时可以使用更小型的电动机，从而与此对应地能够使安全带收缩器更为紧凑。
进而，根据安全带3的张力而把动力传递机构8设定为低减速率动力传递模式或高减速率动力传递模式，因此可以不控制电动机6的旋转转矩，而简单地进行模式转换。
进而，在动力传递机构8设定了不把电动机6的旋转转矩传递到卷轴的动力传递断开模式，因此可以不受电动机6的影响而进行拉出安全带而不感到安全带3的压迫感的通常系扣和非系扣时的安全带3的储存。
进而，由于行星齿轮机构构成了高减速率减速机构7a，因而能够紧凑地形成低速且高转矩传递路径。由此，即使使动力传递机构8具有低减速率动力传递模式或高减速率动力传递模式，也能更有效地控制安全带收缩器1的大型化。
进而，高减速率减速机构7a的托架与低减速率减速机构7b的外齿17b由1个共同的托架齿轮17构成，因此能够减少零件个数，同时与此对应地使其更为紧凑。
进而，根据安全带3的张力而通过由动力传递模式转换机构9进行行星齿轮机构的内齿轮19a的旋转控制和小径离合器齿轮31与大径托架齿轮17的外齿17b间的啮合控制，可使动力传递模式简单地转换。
进而，离合器齿轮31在被设定到动力断开位置时啮合在11k的内齿上，因而离合器齿轮31的旋转(自转)停止，从而电动机6的负载变大。由此，电动机电流I(A)变大，因此能够确实地进行离合器齿轮31的动力断开位置的检测即达成离合器关闭设定的检测。因此，在离合器关闭设定后能够使电动机6的逆旋转时间达到必要最小限，从而可以有效地抑制电动机6的电能损耗。
进而，使离合器齿轮31的旋转在动力断开位置停止，因此可以确实地防止由该旋转与伴随该旋转的其他旋转导致的噪声。
图9为表示本发明的实施方式的另一例的与图4相同的图。
在前述的例中由内齿构成的离合器齿轮停止保持部11k被设置在保持器11上，但在图9所示的此例的安全带收缩器1中没有设置该离合器齿轮停止保持部11k。
如此构成的安全带收缩器1，为了从图5所示的低减速率动力传递模式设定到图4所示的动力传递断开模式，使电动机6逆旋转，则如前所述电动机电流I(A)从电流I1(A)变化为电流I2(A)。
如果离合器齿轮31达到动力断开位置，则停止旋转轴32向图9的右方的移动和离合器弹簧24向图9的顺时针方向的转动。于是，离合器齿轮31继续进行空转(自转)，但此时离合器弹簧24摩擦配合在旋转轴32上，因而通过停止离合器弹簧24的转动，离合器齿轮31的旋转(自转)受阻，从而电动机6的负载变大(即在此例中离合器弹簧24构成了本发明的阻力附加装置)。因此，如图8所示电动机电流I(A)与前述一样从电流I1(A)暂时降低到电流I2(A)，然后如虚线所示与前述例相比以较慢的速度上升，变成大于电流I1(A)的电流I4(A)。该电流I4(A)(相当于本发明的设定值)通过电动机电流检测计43a被检测出。CPU44基于由电动机电流检测计43a检测的电流I4(A)而判断离合器31达到动力断开位置，从而关闭切换开关42a。由此，从电源41至电动机6的电能供给被停止，从而电动机6被停止。
根据此例的安全带收缩器1，由于不具备如前述例的内齿构成的离合器齿轮停止保持部11k，因而与此对应地构成变得简单。
此例的安全带收缩器1的其余构成与其余作用效果与前述的例相同。
再者，在前述各例中通过电动机电流I(A)的检测而进行离合器齿轮31的动力断开位置的检测，但本发明不限于此，例如还可以采用限制开关等接触型检测装置、以及光学传感器或磁性传感器等非接触型的检测装置等其他装置。
此外，动力传递模式的转换可以采用利用电动机6的低转矩和高转矩等2个转矩的动力传递模式转换机构9以外的例如前述的专利文献2中公开的电磁开关等机构。
进而，高减速率减速机构7a的托架与低减速率机构7b的外齿17b无需由1个共同的托架齿轮17构成，也可由其他部件构成。
进而，如前述的例，在动力传递模式转换时电动机6的旋转转矩为恒定，但对于调节用皮带卷绕模式、警报模式、紧急模式、以及储存用皮带卷绕模式等各种模式，还可以把电动机6的旋转转矩控制成根据其模式而改变。
本发明的安全带收缩器可以适用于装配于汽车等车辆而通过电动机卷绕用于约束保护乘员的安全带的安全带收缩器上。
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、旋转此卷轴的发生旋转转矩的电动机、以及在设定为开启时连接把所述电动机的旋转转矩传递给所述卷轴的动力传递路径，且设定为关闭时断开所述动力传递路径的离合器机构，其特征在于，具备检测离合器机构的断开的离合器机构关闭检测装置、和基于来自该离合器机构关闭检测装置的离合器机构断开的检测信号而停止所述电动机的驱动的电动机控制装置。
2.如权利要求1所述的安全带收缩器，其中，所述离合器机构关闭检测装置为检测所述电动的电动机电流的电动机电流检测装置，而所述电动机控制装置在判断所述电动机电流检测装置的电动机电流检测信号为设定值时，停止所述电动机的驱动。
3.如权利要求2所述的安全带收缩器，所述离合器机构具备能够在连接动力传递路径的离合器开启位置与断开动力传递路径的离合器关闭位置之间移动，同时平时与连接在所述电动机的电动机侧齿轮啮合的离合器齿轮，其中，具备所述离合器齿轮在离合器关闭位置时，停止该离合器齿轮的旋转的离合器停止保持装置。
4.如权利要求3所述的安全带收缩器，其中，所述离合器齿轮停止保持装置由能够啮合所述离合器齿轮的齿形成。
5.如权利要求2所述的安全带收缩器，所述离合器机构具备能够在连接动力传递路径的离合器开启位置与断开动力传递路径的离合器关闭位置之间移动，同时平时与连接在所述电动机的电动机侧齿轮啮合的离合器齿轮，其中，具备所述离合器齿轮在达到离合器关闭位置时，对该离合器齿轮的旋转附加阻力的阻力附加装置。
6.一种安全带装置，具有安全带收缩器，其特征在于，所述安全带收缩器是权利要求1～5中任一项所述的安全带收缩器。
全文摘要
本发明控制电动机的电能损耗，且降低在离合器关闭设定时发生的噪声。通过旋转卷轴的电动机的逆旋转，上侧连接齿轮(27)向顺时针方向旋转，离合器齿轮(31)及其旋转轴(32)同时沿着导孔(11g)而向右方移动。离合器齿轮(31)从托架齿轮(17)的外齿(17b)脱离而啮合到离合器齿轮停止保持部(11k)的内齿上。如果旋转轴(32)对接到导孔(11g)的右端，则离合器齿轮(31)和旋转轴(32)的向右方的移动停止，同时离合器齿轮(31)的旋转(自转)停止。由此，离合器关闭的设定被达成。并且，电动机的负载增大而电动机电流变大。电动机电流达到设定值时，电动机驱动被停止，从而电动机的电能损耗被抑制且噪声减小。
文档编号B60R22/34GK1607133SQ20041005564
公开日2005年4月20日 申请日期2004年7月30日 优先权日2003年10月15日
发明者田中康二, 犬塚浩二 申请人:高田株式会社