专利名称：座椅安全带卷收器及具有该卷收器的座椅安全带装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及装载在汽车等车辆上，通过电机卷绕和拉出用于约束保护乘员的座椅安全带的座椅安全带卷收器和具有该卷收器的座椅安全带装置的技术领域，特别涉及与通常情况相比在车辆碰撞时等车辆上施加有较大减速度的紧急情况下，通过能量吸收机构(以下也称为EA机构还构成载荷限制机构)吸收施加给乘员的冲击能量，限制施加在座椅安全带上的载荷并利用电机驱动的座椅安全带卷收器的技术领域。
背景技术：
以往，安装在汽车等车辆上的座椅安全带装置，在碰撞时等车辆上作用有较大减速度的紧急情况下，通过用座椅安全带约束乘员而阻止乘员从座椅弹出，从而保护乘员。在这种座椅安全带装置中，设有可拉出地卷绕座椅安全带的座椅安全带卷收器。
在这种座椅安全带卷收器中，以往提出了通过电机进行座椅安全带的卷绕和拉出的座椅安全带卷收器(例如参照专利文献1)。专利文献1公开的该座椅安全带卷收器，在安全带卷轴的轴向一侧，与安全带卷轴同轴地串联配置电机，电机的旋转经由减速机构减速而传递到安全带卷轴，该减速机构由行星齿轮减速机构构成。并且，通过电机的旋转使安全带卷轴向安全带卷绕方向或安全带拉出方向旋转，由此将座椅安全带卷绕到安全带卷轴上或从安全带卷轴上拉出。
另一方面，提出了具有下述载荷限制机构的座椅安全带卷收器在佩戴座椅安全带的状态下，例如在碰撞时等有较大车辆减速度作用在车辆上的紧急情况下，阻止座椅安全带拉出时，通过EA机构吸收作用在将要作惯性移动的乘员身上的冲击能量，从而限制作用在座椅安全带上的载荷(例如参照专利文献2)。
专利文献1特表2003-507252号公报专利文献2特开2004-249968号公报但是，在上述专利文献1公开的座椅安全带卷收器中，由于电机在安全带卷轴的一侧与安全带卷轴同轴地串联配置，因而存在安全带卷轴的轴向上不可避免地形状变大的问题。
因此，本专利申请人开发了下述座椅安全带卷收器，其通过以筒状形成用于卷绕座椅安全带的卷轴(相当于在专利文献1公开的安全带卷轴)，并且与卷轴同心地将电机配置在该卷轴的筒内，来限制卷轴的轴向长度而小型紧凑地形成整体，并申请了专利(特愿2004-349058)。
特愿2004-349058的利用电机驱动的座椅安全带卷收器，不包括如上述专利文献2公开的用于在紧急情况下吸收作用在乘员身上的冲击能量的EA机构。但是，虽然利用电机驱动的该座椅安全带卷收器也最好具有EA机构，但是难以单纯地附加EA机构。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够小型紧凑地形成整体，并在车辆碰撞时等紧急情况下吸收乘员的冲击能量的利用电机驱动的座椅安全带卷收器。
本发明的另一目的在于提供一种座椅安全带装置，当在车辆碰撞等紧急情况下用座椅安全带约束乘员时，通过吸收乘员的冲击能量可以柔软地保护乘员而不会受到座椅安全带的较大的力，并且更为有效地约束乘员。
为了解决上述问题，技术方案1的发明的座椅安全带卷收器，其特征在于，包括可拉出地卷绕座椅安全带的圆筒状的卷轴；电机，其电机轴与所述卷轴同心地设在该卷轴的圆筒内，用于产生使所述卷轴向安全带卷绕方向和安全带拉出方向旋转的旋转驱动力；减速机构，设在所述卷轴与所述电机之间，对所述电机的旋转进行减速并进行传递；以及能量吸收机构，当所述卷轴在紧急情况下向安全带拉出方向旋转时，吸收乘员的冲击能量。
技术方案2的发明的座椅安全带卷收器，其特征在于，包括锁定机构，该锁定机构具有通常与所述卷轴一体旋转的锁定部件，并且在紧急情况下进行动作；所述锁定机构的锁定部件，通常被设定为可自由旋转，并且在紧急情况下被阻止向安全带拉出方向旋转；所述能量吸收机构由设在所述卷轴与所述锁定部件之间的扭杆构成。
技术方案3的发明的座椅安全带卷收器，其特征在于，所述扭杆由所述电机的电机轴构成。
技术方案4的发明的座椅安全带卷收器，其特征在于，包括锁定机构，该锁定机构具有通常与所述卷轴一体旋转的锁定部件，并且在紧急情况下进行动作；所述锁定机构的锁定部件，通常被设定为可自由旋转，并且在紧急情况下被阻止向安全带拉出方向旋转；所述能量吸收机构由设在所述卷轴与所述锁定部件之间的扭杆构成；还包括第二锁定机构，具有通常与所述卷轴一体旋转的第二锁定部件，并且在紧急情况下进行动作；和第二能量吸收机构，当所述第二锁定机构在紧急情况下进行动作并且所述卷轴向安全带拉出方向旋转时，吸收乘员的冲击能量；所述第二锁定机构的第二锁定部件可与所述卷轴一体旋转，所述第二能量吸收机构由可摩擦旋转地设置的摩擦片构成；所述第二锁定部件通常与所述摩擦片分离，并且在紧急情况下可旋转地连接在所述摩擦片上。
技术方案5的发明的座椅安全带卷收器，其特征在于，所述扭杆由所述电机的电机轴构成。
技术方案6的发明的座椅安全带卷收器，其特征在于，包括锁定机构，该锁定机构具有通常与所述卷轴一体旋转的锁定部件，并且在紧急情况下进行动作；所述能量吸收机构由可摩擦旋转地设置的摩擦片构成；所述锁定部件通常与所述摩擦片分离，并且在紧急情况下可旋转地连接在所述摩擦片上。
技术方案7的发明的座椅安全带卷收器，其特征在于，所述摩擦片被设置成由多片构成的多片式。
技术方案8的发明的座椅安全带卷收器，其特征在于，所述能量吸收机构是在紧急情况下使所述电机向安全带拉出方向旋转的控制装置。
技术方案9的发明的座椅安全带装置，至少包括约束乘员的座椅安全带、可拉出地卷绕该座椅安全带的座椅安全带卷收器、可滑动地支撑在所述座椅安全带上的舌片和可拆装地与该舌片扣合的带扣，其特征在于，所述座椅安全带卷收器是技术方案1至8中任一项所述的座椅安全带卷收器。
发明效果根据技术方案1至8的发明的这种结构的座椅安全带卷收器，由于将电机以同心状设置在圆筒状的卷轴内，因而能够在卷轴的轴向上紧凑地形成整个座椅安全带卷收器。并且，在车辆碰撞时等紧急情况下，通过能量吸收机构吸收乘员的冲击能量，从而能够限制作用在座椅安全带上的载荷变大。
特别是，根据技术方案2的发明，由于能量吸收机构由扭杆构成，因而能够简化能量吸收机构的结构。并且，根据技术方案3的发明，由于由电机的电机轴构成扭杆，因而能够减少部件数，并且能够进一步简化能量吸收机构的结构。并且，根据技术方案4或5的发明，由于除了通过扭杆吸收乘员的冲击能量以外，还通过摩擦片吸收乘员的冲击能量，因而能够更有效地吸收乘员的冲击能量。
并且，根据技术方案4至7的发明，由于通过摩擦片吸收乘员的冲击能量，因而能够增大卷轴在锁定机构因紧急情况而进行动作后的旋转量的设计自由度，能够根据要求而设定对乘员的冲击能量的各种吸收效果。
并且，由于将利用摩擦片的能量吸收机构仅设置在底座的一侧的侧壁上，因而即使设置该能量吸收机构，整个座椅安全带卷收器的轴向长度也不会太大，所以能够有效地简化座椅安全带卷收器。并且，通过使利用摩擦片的能量吸收机构和与其一体设置的侧壁、锁定机构、减速度检测装置形成一个单元，能够将这些结构元件简单地安装在座椅安全带卷收器上。特别是，根据技术方案7的发明，由于摩擦片形成多片式，因而能够更为有效地吸收乘员的冲击能量，而不会导致座椅安全带卷收器的大型化。
并且，根据技术方案8的发明，由于在紧急情况下通过控制装置使电机向安全带拉出方向旋转，从而吸收乘员的冲击能量，因而在紧急情况下可以不通过机械性的EA机构来吸收乘员的冲击能量，并且可以不通过机械性的载荷限制机构限制施加在座椅安全带上的载荷。因此，能够有效地简化EA机构(即载荷限制机构)的结构，并且能够更为小型紧凑地形成整个座椅安全带卷收器。
并且，根据具有本发明的座椅安全带卷收器的座椅安全带装置，在车辆碰撞时等紧急情况下用座椅安全带约束乘员时，由于能够通过能量吸收机构吸收乘员的冲击能量，因而能够防止乘员柔软地保护乘员而不会从座椅安全带受到较大的力，并且能够更为有效地约束乘员。
图1是示意性地表示具有本发明的座椅安全带卷收器的座椅安全带装置的实施方式的一个例子的图。
图2是示意性地表示本发明的座椅安全带卷收器的实施方式的一个例子的纵剖视图。
图3的(a)是沿着图2中的A-A线、图8中的J-J线以及图9中的L-L线的剖视图，(b)是沿着图2中的B-B线和图8中的K-K线的剖视图。
图4是表示本发明的座椅安全带卷收器的实施方式的另一例的、与图2相同的剖视图。
图5的(a)是沿着图4中的C-C线、图6中的E-E线以及图7中的G-G线的剖视图，(b)是沿着图4中的D-D线、图6中的F-F线以及图7中的H-H线的剖视图。
图6是表示本发明的座椅安全带卷收器的实施方式的另一例的、与图2相同的剖视图。
图7是表示本发明的座椅安全带卷收器的实施方式的另一例的、与图2相同的剖视图。
图8是表示本发明的座椅安全带卷收器的实施方式的另一例的、与图2相同的剖视图。
图9是表示本发明的座椅安全带卷收器的实施方式的另一例的、与图2相同的剖视图。
具体实施例方式
下面，利用
用于实施本发明的优选方式。
图1是示意性地表示具有本发明的座椅安全带卷收器的座椅安全带装置的实施方式的一个例子的图。
如图1所示，该例的座椅安全带装置1由下述部件构成座椅安全带卷收器3，固定在车体的B柱2等上并通过电机进行驱动；座椅安全带6，从该座椅安全带卷收器3拉出，并且前端的安全带固定器4固定在车体的底板或车辆座椅5上；导向固定器7，例如设在中柱等的车体上，向乘员C的肩部方向引导从座椅安全带卷收器3拉出的座椅安全带6；舌片8，可自由滑动地支撑在被该导向固定器7引导的座椅安全带6上；带扣9，固定在车体的底板或车辆座椅上，并插入扣合舌片8；电子控制装置(ECU)10，用于控制座椅安全带卷收器3的电机；以及输入装置11，检测与装载有该座椅安全带装置1的车辆的碰撞预测和碰撞发生有关的信息、与该车辆的驾驶状态有关的信息、与就座于车辆座椅5上的乘员C的就座位置和体型有关的信息、与周围交通状况有关的信息、与天气和时区有关的信息、座椅安全带6的卷绕量和拉出量的信息、来自带扣开关的舌片8与带扣9的扣合信息等座椅安全带卷收器3的电机控制所需的各种信息，并始终或每隔规定时间进行输入。安全带固定器4、座椅安全带6、导向固定器7、舌片8和带扣9，都能够使用以往公知的结构。
图2是示意性地表示本发明的座椅安全带卷收器的实施方式的一个例子的纵剖视图。
如图2所示，该例的座椅安全带卷收器3具有底部框架14，其中该底部框架14具有左右一对侧壁12、13，并且在一对侧壁12、13上分别设有以同心状配置的较大的圆形开口15、16。在一侧的侧壁12上，具有内齿17a的环状的内齿轮17嵌合并固定在开口15上。
并且，在两侧壁12、13之间设有可拉出地卷绕座椅安全带6的卷轴18，在该卷轴18的两端上分别形成用于引导所卷绕的座椅安全带6的凸缘19、20。该卷轴18形成有底的圆筒状，在其侧壁12侧端部形成中央开口的环状的底部21，且侧壁13侧端部开放。
在有底圆筒状的卷轴18内，从开放的侧壁12侧端插入并收容有电机22，所述电机22产生使卷轴18向安全带卷绕方向和安全带拉出方向旋转的旋转驱动力。该电机22是被称为“内转子型的无电刷电机”的电机，其由圆筒状的电机外壳23、环状的定子24和转子25构成，所述定子24由收容并固定在该电机外壳23内的线圈构成，所述转子25由沿着轴向贯通这些电机外壳23和定子24的磁铁构成。
电机外壳23的大部分收容在卷轴18内。并且，电机外壳23的侧壁13侧的端部部件26由环状圆板形成，并且该端部部件26嵌合并固定到侧壁13的开口15中。由此，电机外壳23固定在侧壁13上。并且，定子24位于电机外壳23内，并固定在该电机外壳23上。而且，转子25形成圆筒状，并且其两端部25a、25b分别通过一对轴承27、28可旋转地支撑在电机外壳23上。因此，转子25构成电机22的电机轴。由此，在电机22中，其转子25及电机轴与卷轴18以同心状收容设置在卷轴18内。
在电机外壳23的端部部件26上设有由霍尔元件形成的旋转传感器29，并且在转子25上，与该旋转传感器29相对地设置磁盘30，使其可与转子25一体旋转。通过这些旋转传感器29和磁盘30，作为一个输入装置11而构成向ECU10输入座椅安全带6的卷绕量和拉出量的信息的输入装置。并且，通过旋转传感器29和磁盘30的协动，检测转子25的旋转位置。根据该转子25的旋转位置检测信息，能够得出卷轴18对座椅安全带6的卷绕量和拉出量。即，在该例中，检测转子25的旋转位置的位置检测装置即旋转传感器29和磁盘30，兼用作检测座椅安全带6的卷绕量和拉出量的座椅安全带卷绕、拉出量检测装置。
并且，ECU10根据旋转传感器29和磁盘30所检测出的转子25的旋转位置检测信息、即座椅安全带6的卷绕量信息和拉出量信息，来进行电机22的接通、断开的控制、电机22的转速的控制、电机22的旋转方向的控制以及电机22的负荷的控制等。在这种情况下，ECU10通过控制向电机22的定子24的线圈供给的供电量(具体而言，向线圈供给的电流或电压的值)和供电方向(具体而言，向线圈的通电方向)，进行上述电机22的各种控制。
由此，通过采用无电刷电机作为电机22，不需要检测转子25的旋转位置、旋转速度和旋转方向等的专用传感器类，简化了结构，可以有效实现电机22的小型化，提高电机22的输出功率以及散热性。
在转子25的侧壁12侧端部25a上，可与转子25一体旋转地设置具有外齿31a的环状的太阳轮31。该太阳轮31的外齿31a与内齿轮17的内齿17a相对而配置。并且，在卷轴18的底部21上，可与卷轴18一体旋转地连接固定有圆板状的行星齿轮架32。并且，在卷轴18的底部21与行星齿轮架32之间，可旋转地设置具有外齿33a的行星齿轮33，如图3(a)所示，在圆周方向上等间隔地设有3个行星齿轮33。这些行星齿轮33的外齿33a都是始终与太阳轮31的外齿31a和行星齿轮17的内齿17a啮合。在这种情况下，内齿轮17、太阳轮31以及行星齿轮33配置在与轴向(在图2中为左右方向)正交的同一平面内，轴向长度较短而紧凑地形成。
由此，电机22的转子25的旋转经由太阳轮31、行星齿轮33以及行星齿轮架32减速之后进行传递，通过电机22的旋转而使卷轴18减速旋转。通过这些太阳轮31、行星齿轮架32以及行星齿轮33构成作为减速机构的行星齿轮减速机构。
作为EA机构，贯通筒状的转子25而设有扭杆34，该扭杆34的行星齿轮架32侧的端部形成六角形状的头部34a。该头部34a嵌合在形成于行星齿轮架32上的六角形状的凹部32a，因而不能相对于行星齿轮架32进行旋转地连接在行星齿轮架32上。
在侧壁13上相距规定间隔地设置第三侧壁35。在该第三侧壁35上设有减速度检测装置36和锁定机构37，其中所述减速度检测装置36检测到在上述紧急情况下产生的较大车辆减速度并进行动作，所述锁定机构37通过该减速度检测装置36进行动作而至少阻止(锁定)卷轴18向安全带拉出方向的旋转。这些减速度检测装置36和锁定机构37例如是在特开2002-120694号公报和特开2001-122077号公报等中公开的现有公知部件，参照这些公报即可容易地理解它们的结构和动作，并且与本发明没有直接关系，因而省略其具体说明。但是，尽量简单地大致进行描述。
如图2和图3(b)所示，关于锁定机构37，在扭杆34的与头部34a和相反的一侧的端部侧上具有锁定基座(相当于本发明的锁定部件)38。在该锁定基座38上具有可摆动地保持具有卡定爪40a的棘爪40，所述卡定爪40a可扣合在形成于第三侧壁35上的环状的内齿39上。而且，锁定机构37包括与锁定基座38相邻地设置在扭杆34上的锁定齿轮41。在减速度检测装置36非动作时，该锁定齿轮41能够与扭杆34一体旋转、即不能与锁定基座38相对旋转，并且将棘爪40保持在其卡定爪40a不能与内齿39扣合的位置上。此外，在减速度检测装置36动作时，该锁定齿轮41能够与扭杆34及锁定基座38相对旋转，并且使棘爪40移动到其卡定爪40a能够与内齿39扣合的位置上。
因此，在减速度检测装置36不动作的通常情况下，锁定基座38和锁定齿轮41可自由旋转且与扭杆34及卷轴18一体旋转；在减速度检测装置36动作的紧急情况下，锁定齿轮41停止旋转而与扭杆34之间产生相对旋转差，使棘爪40进行动作而使其卡定爪40a与第三侧壁35的内齿39扣合，从而阻止锁定基座38和扭杆34的锁定基座38安装部向安全带拉出方向的旋转。由此，阻止卷轴18向安全带拉出方向大幅度旋转。
在本例的这种结构的座椅安全带卷收器3中，由于在未对电机22进行旋转驱动的状态下，锁定机构37不进行动作，因而锁定基座38可自由旋转。因此，乘员可从座椅安全带卷收器3的卷轴18自由地拉出座椅安全带6。
在乘员就座于车辆座椅5上并拉出规定量的座椅安全带6后，当将舌片8插入带扣9时，作为输入装置11之一的带扣开关动作，而向ECU10输入舌片8和带扣9的扣合信息。于是，ECU10向安全带卷绕方向对电机22进行旋转驱动。该电机22的旋转通过行星齿轮减速机构进行减速而传递给卷轴18，卷轴18向安全带卷绕方向旋转，将多余拉出的座椅安全带6卷绕到卷轴18上，从而消除座椅安全带6的松弛。
通过卷绕安全带而消除座椅安全带6的松弛时，通过进一步卷绕安全带而在座椅安全带6上产生安全带张力，并且向电机22供给的供给电流或供给电压上升。此时的安全带张力、向电机22供给的供给电流和供给电压中的至少一个被作为输入装置11的适当检测装置检测并输入给ECU10。当所输入的安全带张力、供给电流和供给电压中的至少一个达到预先设定的规定值时，ECU10停止对电机22进行旋转驱动。并且，保持该状态，车辆开始行驶。另外，ECU10如上所述地停止对电机22进行旋转驱动后，使电机22稍微向相反方向即安全带拉出方向旋转，并经由行星齿轮减速机构使卷轴18向安全带拉出方向旋转，从而拉出规定量的座椅安全带6，将安全带张力设定为0或大致为0，可以使乘员处于舒适状态。
并且，在车辆行驶过程中，ECU10如上所述地根据从输入装置11输入的电机控制所需的各种信息而对电机22进行上述各种控制，根据上述各种信息将安全带张力控制为适当值。
当车辆停止，乘员为了下车，使舌片8脱离带扣9而解除扣合时，带扣开关不进行动作，并向ECU10输入舌片8与带扣9的非扣合信息。于是，ECU10向安全带卷绕方向对电机22进行旋转驱动。通过该电机22的安全带卷绕方向的旋转，使卷轴18卷绕座椅安全带6，直到使其成为初始的卷绕状态、即直至将为了进行佩戴而拉出的所有安全带卷绕完毕。由此将座椅安全带6收容在座椅安全带卷收器3中。如上所述，将所有座椅安全带6卷绕完毕时，ECU10根据来自旋转传感器29和磁盘30的安全带完全卷绕信息而使电机22停止旋转。
在车辆行驶过程中，例如由于车辆碰撞等在车辆上施加有非常大的减速度的紧急情况下，减速度检测装置36动作，阻止因乘员惯性移动而要拉出座椅安全带6所引起的卷轴18向安全带拉出方向的旋转，并阻止一体旋转的锁定齿轮41向安全带拉出方向的旋转。但是，由于因乘员的进一步惯性移动使锁定基座38要继续向安全带拉出方向旋转，所以在锁定齿轮41与锁定基座38之间产生相对旋转。通过该相对旋转，锁定齿轮41使设在锁定基座38上的棘爪40向第三侧壁35的内齿39方向摆动，因而棘爪40的卡定爪40a与该内齿39扣合，阻止锁定基座38向安全带拉出方向的旋转。即，阻止EA机构即扭杆34的锁定基座38安装部向安全带拉出方向的旋转，扭杆34的锁定基座38安装部停止。
对此，由于因乘员进一步的惯性移动要拉出座椅安全带6并使卷轴18要继续向安全带拉出方向旋转，因而经由行星齿轮架32向扭杆34的头部34a施力，以使其向相同方向旋转。由此，扭杆34产生扭转变形，通过该扭杆34的扭转变形吸收乘员的冲击能量，由此限制作用在座椅安全带6上的载荷变大。于是，在车辆上产生非常大的减速度时，乘员被座椅安全带装置1的座椅安全带6约束，而不会受到座椅安全带6的较大的力。
根据该例中的座椅安全带卷收器3，由于将电机22以同心状收容并内置于圆筒状的卷轴18内，因而能够在卷轴18的轴向上紧凑地形成整个座椅安全带卷收器3。特别是，由于利用电机22的旋转驱动力进行卷轴18的安全带卷绕，因而不需要采用以往公知的设在座椅安全带卷收器上的用于卷绕安全带的弹簧装置，能够在轴向上更为紧凑地形成座椅安全带卷收器3。
并且，在车辆碰撞时等紧急情况下，通过作为EA机构的扭杆34吸收乘员的冲击能量，能够限制作用在座椅安全带6上的载荷变大。另外，由于采用扭杆34构成EA机构，因而能够简化EA机构的结构。
而且，根据具有该例中的座椅安全带卷收器3的座椅安全带装置1，当在车辆碰撞时等紧急情况下用座椅安全带6约束乘员时，由于能够通过扭杆34吸收乘员的冲击能量，因而可以柔软地保护乘员而不会从座椅安全带6受到较大的力，并且可以更有效地约束乘员。
图4是表示本发明的座椅安全带卷收器的实施方式的另一例的、与图2相同的剖视图。其中，在以下各例的说明中，对与此前的例子相同的结构元件标注相同标号，并省略其详细说明。
在上述图2所示的例子中，虽然作为EA机构而使用了扭杆34，但是如图4所示，该例的座椅安全带卷收器3，作为EA机构，除了扭杆34以外，还包括第二EA机构42。该第二EA机构42包括具有内齿43a的一片环状的摩擦片43。该摩擦片43由单一摩擦部件形成。该摩擦片43被夹压在侧壁12和第四侧壁44之间，在两个侧壁12、44之间作用有规定的摩擦力。并且，在摩擦片43上克服该摩擦力而施加规定的旋转力时，摩擦片43相对于两个侧壁12、44进行相对摩擦滑动。并且，即使施加在摩擦片43上的旋转力在该规定旋转力以下，摩擦片43也不能相对于两个侧壁12、44进行相对摩擦滑动。
并且，该例的内齿轮17，可相对于侧壁12向圆周方向相对转动地嵌合在侧壁12的开口15上，并且在其外周上设有外齿17b。该外齿17b始终与摩擦片43的内齿43a啮合，内齿轮17能够与摩擦片43一体旋转。
在第四侧壁44上分别设有第二锁定机构45和第二减速度检测装置46。第二锁定机构45包括可相对旋转地支撑在行星齿轮架32的中心轴上的第二锁定齿轮47，并且具有与内齿轮17相邻设置的环形齿轮48。该环形齿轮48分别具有外齿48a和内齿48b，外齿48a始终与摩擦片43的内齿43a啮合，环形齿轮48能够与摩擦片43一体旋转。在行星齿轮架32上可摆动地保持具有卡定爪49a的第二棘爪49，所述卡定爪49a能够与环形齿轮48的内齿48b扣合。
在这种情况下，第二锁定齿轮47、内齿48b、第二棘爪49、第二减速度检测装置46都与锁定齿轮41、内齿39、棘爪40、减速度检测装置36左右对称，形成完全相同的结构并进行相同的动作。并且，在该例中，行星齿轮架32还起到与锁定机构37的锁定基座38的功能相同的作为锁定基座的功能。
并且，第二锁定齿轮47在第二减速度检测装置46非动作时能够与行星齿轮架32一体旋转、即不能与行星齿轮架32相对旋转，并且将第二棘爪49保持在其卡定爪49a不能与内齿48b扣合的位置上。而且，第二锁定齿轮47在第二减速度检测装置46动作时不能与行星齿轮架32相对旋转，并且使第二棘爪49向其卡定爪49a能够与内齿48b扣合的位置移动。
因此，在第二减速度检测装置46不动作的通常情况下，第二锁定齿轮47与行星齿轮架32一体地旋转，第二棘爪49不动作，其卡定爪49a不与环形齿轮48的内侧48b扣合。由此，行星齿轮架32与摩擦片43分离。
并且，在第二减速度检测装置46进行动作的紧急情况下，第二锁定齿轮47的旋转停止而与行星齿轮架32之间产生相对旋转差。于是，第二棘爪49动作，其卡定爪49a与环形齿轮48的内齿48b扣合。由此，行星齿轮架32和摩擦片43通过环形齿轮48旋转性地连接，行星齿轮架32的旋转力经由环形齿轮48传递到摩擦片43，从而使摩擦片43旋转。此时，由于处于紧急情况下，因而行星齿轮架32的旋转力大，由于通过环形齿轮48使摩擦片43要进行旋转的旋转力大于上述规定旋转力，因而摩擦片43克服摩擦力而相对于两个侧壁12、44进行相对的摩擦滑动。通过该摩擦片43的摩擦滑动，可以吸收乘员的冲击能量而限制作用在座椅安全带6上的力。
于是，根据该例的座椅安全带卷收器3，利用扭杆34的扭转变形吸收能量以及利用单片的摩擦片43的摩擦滑动吸收能量，从而可以有效地吸收乘员的冲击能量，从而有效地限制施加在座椅安全带6上的载荷。
并且，由于第二EA机构42的摩擦片43只设在底部框架14的一侧的侧壁12与第四侧壁44之间，因而即使设置第二EA机构42，座椅安全带卷收器3整体在轴向上也不会太大，从而可以有效地实现座椅安全带卷收器3的紧凑化。
并且，通过将由摩擦片43构成的第二EA机构42、第四侧壁44、第二锁定机构45以及第二减速度检测装置46形成单元，能够在座椅安全带卷收器3上简单地安装这些结构元件。
并且，由于通过摩擦片43吸收乘员的冲击能量，因而能够增大卷轴18在锁定机构因紧急情况而进行动作之后的旋转量的设计自由度，能够根据要求而设定各种乘员的冲击能量的吸收效果。
该例的座椅安全带卷收器3和座椅安全带装置1的其他结构及其他作用效果分别与上述例子中的座椅安全带卷收器3和座椅安全带1的结构及作用效果相同。
图6是表示本发明的座椅安全带卷收器的实施方式的另一例的、与图2相同的剖视图。
在上述图4所示的例子中，作为EA机构而包括扭杆34和利用单片的环状摩擦片43的第二EA机构42，如图6所示，该例的座椅安全带卷收器3未设置扭杆34，仅设有第二EA机构42。
即，在该例的座椅安全带卷收器3中，电机22的转子25构成电机轴25c，未设置在图4所示的例子中贯通转子25的扭杆34。并且，在该电机轴25c的侧壁12侧端部上可一体旋转地设有太阳轮31，并且在电机轴25c的侧壁13侧端部上可一体旋转地设有磁盘30。
并且，在该例的座椅安全带卷收器3中，未设置图2和图4所示例的第三侧壁35、减速度检测装置36和锁定机构37，座椅安全带卷收器3的侧壁13侧的结构被简化。
并且，在该例的座椅安全带卷收器3中，摩擦片43的结构为在圆环状的摩擦片支撑片43b的两侧面上分别粘贴有形成圆环状薄片的摩擦部件43c、43d。并且，在摩擦片支撑片43b上设有内齿43a。
并且，在图6中，标号50是规定侧壁12与第四侧壁44之间的间隔，并将这两个侧壁12、44对摩擦片43的夹压力、即摩擦片43与两个侧壁12、44之间的摩擦力设定为规定大小的间隔部件。设有一个以上的规定数量的该间隔部件50。并且，该例的摩擦片43能够形成图4所示例的由单一摩擦部件构成的摩擦片。
并且，虽然在图4中未图示间隔部件50，但是在图4所示的例子中也可以设置该间隔部件50，并且由摩擦片支撑片43b和摩擦部件43c、43d构成的摩擦片43能够用作图4所示例的摩擦片43。
在该例的座椅安全带卷收器3中，通过单片的摩擦片43的摩擦滑动吸收能量，吸收乘员的冲击能量，由此限制施加在座椅安全带6上的载荷。
并且，由于在该例中未设置扭杆34，因而在侧壁12侧座椅安全带卷收器3的轴向长度缩短而变得紧凑，并且由于未设置第三侧壁35、减速度检测装置36和锁定机构37，因而同样地，在侧壁13侧座椅安全带卷收器3的轴向长度缩短而变得紧凑。
该例的座椅安全带卷收器3和座椅安全带装置1的其他结构及其他作用效果分别与上述各例中的座椅安全带卷收器3和座椅安全带1的结构及作用效果相同。
图7是表示本发明的座椅安全带卷收器的实施方式的另一例的、与图2相同的剖视图。
在上述图6所示的例子中，虽然设有由单片的环状摩擦片43构成的第二EA机构42，但是如图7所示，该例的座椅安全带卷收器3，其第二EA机构42的环状摩擦片43形成具有多片(图示例子中为2片，可以设置3片以上)的多片式。
即，该例的座椅安全带卷收器3，其环形齿轮48可转动地嵌合在侧壁12的开口15上，在该环形齿轮48的内周侧不可与环形齿轮48相对转动地设有内齿轮17。
并且，在两个侧壁12、44之间设有2片摩擦片43α、43β。这些摩擦片43α、43β都仅仅是与图6所示例的摩擦片43和摩擦片支撑片43b的厚度不同而相同结构，即在摩擦片支撑片43b的两个侧面上粘贴有摩擦部件43c、43d。并且，两个摩擦片43α、43β都能够由如图4所示例的单一摩擦部件形成。
设在2片摩擦片43α、43β的摩擦片支撑片43b上的内齿43a，与在环形齿轮48的外周上形成的外齿48a啮合。此时，两个摩擦片43α、43β可相对于环形齿轮48沿着轴向(附图中左右方向)进行相对滑动。在2片摩擦片43α、43β之间设有圆环状的夹压板51。在该夹压板51的外周上设有可分别与规定数量的间隔部件50扣合的规定数量的扣合部51a。通过将这些扣合部51a与对应的间隔部件50扣合，而使夹压板51可相对于间隔部件50沿着轴向(附图中左右方向)进行滑动而不能旋转。
并且，2片摩擦片43α、43β中，其中一个摩擦片43α被夹压在侧壁44与夹压板51之间，并且另一个摩擦片43β被夹压在侧壁12与夹压板51之间，由此设定有规定的摩擦力。如上所述，通过使摩擦片43形成多片式43α、43β，能够使其产生较大的摩擦力，并能够增大第二EA机构42对乘员的冲击能量的吸收量。
根据该例的座椅安全带卷收器3，由于摩擦片43由2片摩擦片43α、43β形成多片式，因而能够更为有效地吸收乘员的冲击能量，而不会导致座椅安全带卷收器3大型化。
该例的座椅安全带卷收器3和座椅安全带装置1的其他结构及其他作用效果分别与上述图6所示例的座椅安全带卷收器3和座椅安全带1的结构及作用效果相同。
并且，图4所示例的摩擦片43也可以如该例一样构成多片式。
图8是表示本发明的座椅安全带卷收器的实施方式的另一例的、与图2相同的剖视图。
在上述图2所示的例子中，扭杆34贯通空心的转子25而进行设置，如图8所示，该例的座椅安全带卷收器3，其电机22的转子25与图6所示例子相同，形成实心的电机轴25c。
并且，在该例的座椅安全带卷收器3中，该电机轴25c构成扭杆34。在这种情况下，该例的扭杆34不具有头部34a，在扭杆34的侧壁12侧端部上，与图6所示例子相同，也设有太阳轮31。并且，内齿轮17未与侧壁12的开口15嵌合，其通过螺栓等固定装置52安装在侧壁12的开口15周边的侧面上。并且，行星齿轮架32和扭杆34通过行星齿轮33和太阳轮31旋转性地连接。
并且，在该例的座椅安全带卷收器3中，与图6所示例子相同，磁盘30可一体旋转地设在电机轴25c(即，扭杆34)的侧壁13侧端部上。并且，锁定基座38可一体旋转地设在扭杆34(即电机轴25c)的侧壁13侧端部上。并且，在该锁定基座38上设有中心轴38a，在该中心轴38a上设有锁定齿轮41。在这种情况下，与上述各例子相同地，锁定齿轮41设置在中心轴38a上，通常情况下锁定齿轮41可与中心轴38a一体旋转，当在上述紧急情况下通过减速度检测装置36的动作阻止(锁定)锁定齿轮41的旋转时，锁定齿轮41可相对于中心轴38a(即锁定基座38)进行相对旋转。
并且，在上述图2所示的例子中，在锁定机构37进行锁定动作时，通过行星齿轮架32直接使扭杆34的头部34a旋转而使该扭杆34发生扭转变形，通过扭杆34进行EA动作，在该例中，在锁定机构37进行锁定动作时，通过行星齿轮33和太阳轮31使扭杆34旋转而使该扭杆34发生扭转变形，由此通过扭杆34进行EA动作。
根据该例的座椅安全带卷收器3，由于通过电机22的电机轴25c构成扭杆34，因而能够减少部件数，并且能够进一步简化EA机构的结构。
该例的座椅安全带卷收器3和座椅安全带装置1的其他结构及其他作用效果分别与上述图2所示例的座椅安全带卷收器3和座椅安全带装置1的结构及作用效果相同。
并且，在图6及图7所示例的座椅安全带卷收器3中，同样地，还能够使电机22的电机轴25c构成扭杆34。此时，当然需要在电机轴25c的侧壁13侧的端部上设置锁定机构37。
图9是表示本发明的座椅安全带卷收器的实施方式的另一例的、与图2相同的剖视图。
虽然在上述各例的座椅安全带卷收器3中，其EA机构都形成采用扭杆34和摩擦片43中的至少一个来机械性地吸收乘员的冲击能量等的机械性的EA机构，但是如图9所示，该例的座椅安全带卷收器3未包括利用这些扭杆34或摩擦片43的机械性的EA机构。即，在图9所示的例子中，未设置第三侧壁35、减速度检测装置36以及锁定机构37，并且电机轴25c不构成扭杆34。即，在该例的座椅安全带卷收器3中未设置机械性的EA机构。
该例的座椅安全带卷收器3的EA机构由图1中的ECU10和输入装置1构成。即，在该例中，ECU10还构成如下的控制装置在车辆膨胀时等与通常情况相比车辆上施加有非常大的减速度的紧急情况下，对电机22进行驱动控制，以使其以规定旋转速度向安全带拉出方向旋转。并且，在输入装置11上还使用检测车辆的减速度并将其检测信号作为电信号向ECU10输出的加速度传感器(未图示)。
在这种结构的该例的座椅安全带卷收器3中，当ECU10根据加速度传感器检测出的车辆减速度，判断出与通常情况相比在车辆上施加有非常大的减速度时，ECU10以较低速度的旋转向安全带拉出方向对电机22进行旋转驱动。并且，电机22的旋转速度被行星齿轮减速机构减速之后传递到卷轴18，卷轴18缓慢地向安全带拉出方向旋转。此时，虽然因较大的减速度使乘员惯性移动而要拉出座椅安全带6，但是通过卷轴18这样缓慢地向安全带拉出方向旋转，可以限制施加在座椅安全带6上的载荷。因此，通过使用对电机进行驱动控制的ECU10和作为输入装置11的加速度传感器，不使用机械性的EA机构即可吸收乘员的冲击能量。
根据该例的座椅安全带卷收器3，由于在紧急情况下不使用机械性的EA机构吸收乘员的冲击能量，不使用机械性的载荷限制机构即可限制施加在座椅安全带上的载荷，因而能够有效地简化EA机构(即载荷限制机构)的结构，并且能够更为小型紧凑地形成整个座椅安全带卷收器3。
该例的座椅安全带卷收器3和座椅安全带装置1的其他结构及其他作用效果分别与上述的图8所示例的座椅安全带卷收器3和座椅安全带装置1的结构及作用效果相同。
并且，在图9所示的例子中，未使用机械性的EA机构，除了该电机22的驱动控制所产生的EA作用以外，还能够组合扭杆34和摩擦片43中至少一方所产生的EA作用。在这种情况下，需要采用上述各例中的第三侧壁35、减速度检测装置36和锁定机构37、第四侧壁44、第二减速度检测装置46和第二锁定结构45中的至少一个。这样一来，能够更为有效地获得EA效果。
并且，作为机械性的EA机构，除了扭杆34或摩擦片43，还能够使用专利文献2所公开的切削、剪断或裂开等其他机械性的EA机构。
工业实用性本发明的座椅安全带卷收器能够适用于装载在汽车等车辆上并通过电机卷绕和拉出用于约束保护乘员的座椅安全带的座椅安全带卷收器。
权利要求
1.一种座椅安全带卷收器，其特征在于，包括可拉出地卷绕座椅安全带的圆筒状的卷轴；电机，其电机轴与所述卷轴同心地设在该卷轴的圆筒内，用于产生使所述卷轴向安全带卷绕方向和安全带拉出方向旋转的旋转驱动力；减速机构，设在所述卷轴与所述电机之间，对所述电机的旋转进行减速并进行传递；以及能量吸收机构，当所述卷轴在紧急情况下向安全带拉出方向旋转时，吸收乘员的冲击能量。
2.根据权利要求1所述的座椅安全带卷收器，其特征在于，包括锁定机构，该锁定机构具有通常与所述卷轴一体旋转的锁定部件，并且在紧急情况下进行动作；所述锁定机构的锁定部件，通常被设定为可自由旋转，并且在紧急情况下被阻止向安全带拉出方向旋转；所述能量吸收机构由设在所述卷轴与所述锁定部件之间的扭杆构成。
3.根据权利要求2所述的座椅安全带卷收器，其特征在于，所述扭杆由所述电机的电机轴构成。
4.根据权利要求1所述的座椅安全带卷收器，其特征在于，包括锁定机构，该锁定机构具有通常与所述卷轴一体旋转的锁定部件，并且在紧急情况下进行动作；所述锁定机构的锁定部件，通常被设定为可自由旋转，并且在紧急情况下被阻止向安全带拉出方向旋转；所述能量吸收机构由设在所述卷轴与所述锁定部件之间的扭杆构成；还包括第二锁定机构，具有通常与所述卷轴一体旋转的第二锁定部件，并且在紧急情况下进行动作；和第二能量吸收机构，当所述第二锁定机构在紧急情况下进行动作并且所述卷轴向安全带拉出方向旋转时，吸收乘员的冲击能量；所述第二锁定机构的第二锁定部件可与所述卷轴一体旋转，所述第二能量吸收机构由可摩擦旋转地设置的摩擦片构成；所述第二锁定部件通常与所述摩擦片分离，并且在紧急情况下可旋转地连接在所述摩擦片上。
5.根据权利要求4所述的座椅安全带卷收器，其特征在于，所述扭杆由所述电机的电机轴构成。
6.根据权利要求1所述的座椅安全带卷收器，其特征在于，包括锁定机构，该锁定机构具有通常与所述卷轴一体旋转的锁定部件，并且在紧急情况下进行动作；所述能量吸收机构由可摩擦旋转地设置的摩擦片构成；所述锁定部件通常与所述摩擦片分离，并且在紧急情况下可旋转地连接在所述摩擦片上。
7.根据权利要求4～6所述的座椅安全带卷收器，其特征在于，所述摩擦片被设置成由多片构成的多片式。
8.根据权利要求1所述的座椅安全带卷收器，其特征在于，所述能量吸收机构是在紧急情况下使所述电机向安全带拉出方向旋转的控制装置。
9.一种座椅安全带装置，至少包括约束乘员的座椅安全带、可拉出地卷绕该座椅安全带的座椅安全带卷收器、可滑动地支撑在所述座椅安全带上的舌片和可拆装地与该舌片扣合的带扣，其特征在于，所述座椅安全带卷收器是权利要求1至8中任一项所述的座椅安全带卷收器。
全文摘要
提供一种利用电机驱动的座椅安全带卷收器，其可以小型紧凑地形成整体，并在车辆碰撞时等紧急情况下吸收乘员的冲击能量。在圆筒状卷轴(18)内设有电机(22)，该电机(22)的旋转经由太阳轮(31)、行星齿轮(33)及行星齿轮架(32)传递到卷轴(18)。在紧急情况下，通过减速度检测装置(36)的动作使锁定机构(37)动作而阻止锁定基座(38)向安全带拉出方向的旋转。另外，因惯性移动使卷轴(18)要继续向安全带拉出方向旋转，通过行星齿轮架(32)向相同旋转方向对EA机构的扭杆(34)的头部(34a)施力。于是，扭杆(34)产生扭转变形而吸收乘员的冲击能量，从而限制作用在座椅安全带(6)上的载荷变大。
文档编号B60R22/34GK1836940SQ200610068270
公开日2006年9月27日 申请日期2006年3月22日 优先权日2005年3月22日
发明者野村康哲 申请人:高田株式会社