专利名称：安全带卷收器、安全带装置、带安全带装置的车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及车载安全带卷收器的构筑技术。
背景技术：
以往，公知有通过对车辆乘员进行约束的安全带(织带)保护该车辆乘员的结构的安全带装置。例如，在以下专利文献1中公开了在安全带装置中通过电动马达的控制使卷轴进行旋转而进行安全带的卷绕动作和拉出动作的安全带卷收器的结构。在该专利文献1中记载的技术中，提示了作为安全带卷收器的结构，通过电动马达使卷轴进行安全带的卷绕动作和拉出动作的可能性。并且还公开了如下的结构在使用电动马达使卷轴进行动作的这种安全带卷收器中，使传动机构介于电动马达和卷轴之间，通过电动马达相对于卷轴的转速差，使传动机构从连接状态切换至连接解除状态，从而解除电动马达和卷轴之间的连接。
专利文献1特表2003-507232号公报但是，在如这种结构的安全带卷收器那样，使传动机构介于电动马达和卷轴之间的结构中，在安全带收容动作过程中，有时在该安全带上产生张力。具体而言，安全带被车辆乘员进行拉出操作，或安全带只是与车辆乘员的肩、腕等接触而与障碍物发生干扰，安全带被挂住，从而在该安全带上产生张力。因此，在考虑到由车辆乘员对安全带进行拉出操作的情况下，当安全带被挂住时，可以将传动机构切换至连接解除状态，经过一定时间后再次将传动机构切换至连接解除而进行安全带收容动作的控制。由此，通过车辆乘员能够进行安全带拉出操作。
但是，对于这种控制，虽然在由车辆乘员对安全带进行拉出操作的情况下有效，但是在安全带只是与车辆乘员、障碍物发生干扰等情况下，由于安全带收容完毕所需的时间较长，因而存在会给车辆乘员造成不适感的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供一种，在装载在车辆上，通过电动马达相对于卷轴的转速差将传动机构从连接状态切换至连接解除状态，从而解除电动马达与卷轴之间的连接的安全带卷收器中，可以有效地顺利进行安全带收容动作的技术。
为了解决上述问题而构成本发明。本发明典型地适用于装载到汽车等车辆上的安全带卷收器，但是对于装载到汽车以外的车辆，例如飞机、船舶、电车等上的安全带卷收器的构筑技术，本发明也适用。本发明的第一发明解决上述问题的本发明的第一发明是技术方案1所述的安全带卷收器。
技术方案1所述的该安全带卷收器至少包括卷轴、电动马达、传动机构、控制装置、第一检测装置以及第二检测装置。
本发明的卷轴构成用于卷绕和拉出安全带的部件。相对于该卷轴进行卷绕和拉出的安全带是就座于座椅上的车辆乘员所佩戴的长尺状的带子，也被称为“织带”。典型地，在车辆碰撞等需要约束乘员时，通过安全带约束就座于车辆座椅上的车辆乘员而保护该车辆乘员。
本发明的传动机构构成下述机构介于电动马达和卷轴之间，形成所述电动马达与卷轴相连的连接状态以及解除该连接状态的连接解除状态。该传动机构也被称为组合齿轮部件等而成的所谓“离合器”。
该传动机构的连接状态是卷轴与传动机构物理性地连接，可通过传动机构向卷轴传递电动马达的动力的状态。因此，在该连接状态下，通过对电动马达进行驱动，经由传动机构向卷轴传递该电动马达的动力。并且，在该连接状态下，在停止驱动电动马达的情况下，虽然不会向卷轴传递该电动马达的动力，但是由于通过与卷轴处于物理性地连接的状态的传动机构，对卷轴施加较高的拉出阻力，因而形成限制从卷轴拉出安全带的状态。具体而言，形成难以从卷轴拉出安全带的状况或不能拉出安全带的状况。
相反，在传动机构的连接解除状态下，与电动马达的驱动及驱动停止无关地，由解除与卷轴之间的物理性地连接状态的传动机构施加给卷轴的拉出阻力降低，从而能够从卷轴容易地拉出安全带。
本发明的控制装置构成对电动马达及传动机构进行控制的装置，控制与电动马达有关的驱动和驱动停止的切换、与传动机构有关的连接状态和连接解除状态的切换。其中，该控制装置典型地由CPU(运算处理装置)、输入输出装置、存储装置、外围装置等构成。可以设置该控制装置专用于控制安全带，或者也可以由对车辆的驱动系统、电气系统进行控制的其他控制装置兼作该控制装置。
并且，在本发明中，在传动机构的连接状态下，通过向第一方向对电动马达进行旋转驱动而向安全带卷绕方向对卷轴进行旋转控制，从而进行安全带卷绕动作。并且，在本发明中，当为了使传动机构从连接状态切换至连接解除状态，向与第一方向相反的第二方向对电动马达进行旋转控制时，通过该电动马达相对于卷轴的转速差使传动机构从连接状态切换至连接解除状态。
本发明的第一检测装置构成可检测出在安全带卷绕过程中该安全带被挂住的装置。并且，本发明的第二检测装置构成可检测出传动机构处于连接状态和连接解除状态中的哪种状态的装置。所述第一检测装置和第二检测装置可分别构成不同的检测装置，也可以由单一装置兼作所述第一检测装置和第二检测装置。作为所述第一检测装置、第二检测装置，可适当采用用于检测电动马达的电流值的传感器，并根据相当于检测出的电流值的马达负荷检测出安全带被挂住或检测出传动机构的状态的结构、利用霍尔IC传感器的结构等。
本发明的控制装置，特别是根据安全带卷绕过程中的第一检测装置的检测结果检测出该安全带被挂住时，向第二方向以挂住状态判定速度对电动马达进行旋转控制。该挂住状态判定速度规定为可以有效检测出安全带被挂住状态的速度，仅在安全带是因为与车辆乘员的肩、腕等接触或与障碍物发生干扰而被挂住时，适当设定为产生电动马达相对于卷轴的转速差的速度。该挂住状态判定速度可以是特定的速度本身，或者也可以是属于一定速度范围内的任意速度。
并且，本发明的控制装置，根据旋转控制时的第二检测装置的检测结果，在传动机构处于连接状态时判定为该安全带被挂住是由于车辆乘员对安全带的拉出操作引起的。另一方面，本发明的控制装置，在传动机构处于连接解除状态时，判定为该安全带被挂住是因为与车辆乘员或障碍物发生干扰。
根据技术方案1所述的安全带的这种结构，当该安全带在安全带卷绕过程中被挂住时，通过根据挂住原因进行相应的控制，能够顺利地进行安全带收容动作。
本发明的第二发明解决上述问题的本发明的第二发明是技术方案2所述的安全带卷收器。
在技术方案2所述的该安全带卷收器中，技术方案1的控制装置，当根据第二检测装置的检测结果判定为安全带被挂住是由于车辆乘员对安全带的拉出操作引起的，以超过挂住状态判定速度的速度向所述第二方向对电动马达进行旋转控制。
根据技术方案2所述的安全带卷收器的这种结构，当判定为安全带被挂住是由于车辆乘员对安全带的拉出操作引起的，可以对电动马达进行控制，以顺利地进行安全带拉出操作。
本发明的第三发明解决上述问题的本发明的第三发明是技术方案3所述的安全带卷收器。
在技术方案3所述的该安全带卷收器中，技术方案1或技术方案2所述的第一及第二检测装置采用用于检测电动马达的电流值的马达电流表构成。
并且，控制装置，当检测出安全带被挂住时，在马达电流表检测出的电流值超过第一基准电流值时，判定为该安全带被挂住。该第一基准电流值，根据安全带被挂住时的马达电流值以及安全带未被挂住时的马达电流值适当地进行设定。
并且，控制装置，当判定安全带被挂住状态时，在马达电流表检测出的电流值超过第二基准电流值时，判定为传动机构处于连接状态。该第二基准电流值，根据传动机构处于连接状态时的马达电流值以及传动机构处于连接解除状态时的马达电流值适当地进行设定。
根据技术方案3所述的安全带卷收器的这种结构，作为在安全带卷绕过程中检测该安全带被挂住的装置以及检测传动机构处于连接状态和连接解除状态中的哪种状态的装置，可采用检测电动马达的电流值的马达电流表。
本发明的第四发明解决上述问题的本发明的第四发明是技术方案4所述的安全带装置。
技术方案4所述的该安全带装置至少包括安全带、卷轴、电动马达、传动机构、控制装置、第一检测装置以及第二检测装置。
安全带是就座于座椅上的车辆乘员所佩戴的长尺状的带子，也被称为“织带”。典型地，在车辆碰撞等对乘员进行约束时，通过安全带约束就座于车辆座椅上的车辆乘员，从而对该车辆乘员进行保护。本发明的卷轴、电动马达、传动机构、控制装置、第一检测装置以及第二检测装置，具有与作为技术方案1所述的安全带卷收器的构成元件即卷轴、电动马达、传动机构、控制装置、第一检测装置、第二检测装置实质上相同的结构。
因此，根据本发明可提供一种安全带装置，当该安全带在安全带卷绕过程中被挂住时，通过根据挂住原因进行相应的控制，可以顺利地进行安全带收容动作。
本发明的第五发明解决上述问题的本发明的第五发明是技术方案5所述的安全带装置。
在技术方案5所述的该安全带装置中，技术方案4所述的控制装置，当根据第二检测装置的检测结果判定为安全带被挂住是由于车辆乘员对安全带的拉出操作而引起的，则以超过挂住状态判定速度的速度向所述第二方向对电动马达进行旋转控制。
根据技术方案5所述的安全带装置的这种结构，当判定为安全带被挂住是由于车辆乘员对安全带的拉出操作引起的，则可以对电动马达进行控制，以顺利地进行安全带拉出操作。
本发明的第六发明解决上述问题的本发明的第六发明是技术方案6所述的安全带装置。
在技术方案6所述的该安全带装置中，技术方案4或技术方案5所述的第一及第二检测装置采用用于检测电动马达的电流值的马达电流表构成。
并且，控制装置，当检测出安全带被挂住时，在马达电流表检测出的电流值超过第一基准电流值时判定为该安全带被挂住。该第一基准电流值，根据安全带被挂住时的马达电流值以及安全带未被挂住时的马达电流值适当地进行设定。
并且，控制装置，在判定安全带被挂住时，在马达电流表检测出的电流值超过第二基准电流值时判定为传动机构处于连接状态。该第二基准电流值，根据传动机构处于连接状态时的马达电流值以及传动机构处于连接解除状态时的马达电流值适当地进行设定。
根据技术方案6所述的安全带装置的这种结构，作为在安全带卷绕过程中检测该安全带被挂住的装置以及检测传动机构处于连接状态和连接解除状态中的哪种状态的装置，可采用检测电动马达的电流值的马达电流表。
本发明的第七发明解决上述问题的本发明的第七发明是技术方案7所述的带安全带装置的车辆。
技术方案7所述的该带安全带装置的车辆，至少包括技术方案4至技术方案6中任一项所述的安全带装置。本发明的车辆是将该安全带装置收容到车辆内的收容空间例如车柱内的收容空间、座椅内的收容空间或车辆内其它部位的收容空间的结构的车辆。
根据这种结构提供一种将安全带装置收容到车辆内的收容空间而构成的车辆，其中该安全带装置可以顺利地进行安全带收容动作。
发明效果如上所述，本发明涉及通过电动马达相对于卷轴的转速差使传动机构从连接状态切换至连接解除状态，从而解除电动马达与卷轴之间的连接的安全带卷收器的结构，特别是，当在安全带卷绕过程中检测出该安全带被挂住时，通过根据该安全带被挂住的原因进行相应的控制，能够顺利地进行安全带收容动作。
图1是表示作为本发明的“安全带装置”的一个实施方式的安全带装置100的结构的图。
图2是表示图1中的安全带卷收器1周围的结构的图。
图3是表示作为本发明的安全带卷收器的一个实施方式的安全带卷收器1的分解立体图。
图4以拆下保持器盖的状态表示图3所示例的安全带卷收器1，图中(a)是立体图，图中(b)是左侧视图。
图5表示图3所示例的安全带卷收器1所使用的太阳轮部件，(a)是立体图，(b)是从(a)中的IIIB方向观察的立体图。
图6是除去构成元件的一部分而表示图3所示例的安全带卷收器1中的传动切断模式的状态的左侧视图。
图7是除去构成元件的一部分而表示图3所示例的安全带卷收器1中的低减速比传动模式的状态的左侧视图。
图8是除去构成元件的一部分而表示图3所示例的安全带卷收器1中的高减速比传动模式的状态的左侧视图。
图9是表示本实施方式的安全带卷收器1中的安全带收容控制处理的流程图。
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。首先，参照图1至图4，说明本发明的一个实施方式。
其中，图1是表示作为本发明的“安全带装置”的一个实施方式的安全带装置100的结构的图。并且，图2是表示图1中的安全带卷收器1周围的结构的图。并且，图3表示作为本发明的“安全带卷收器”的一个实施方式的安全带卷收器1的分解立体图。并且，图4以拆下保持器盖的状态表示图3所示例的安全带卷收器，图中(a)是立体图，图中(b)是左侧视图。其中，在以下说明中，如无特别说明，“左”、“右”是说明中使用的附图中的“左”、“右”，并且，“顺时针”、“逆时针”是说明中使用的附图中的“顺时针”、“逆时针”。
如图1所示，本实施方式的安全带装置100是装载到作为本发明的“带安全带装置的车辆”的汽车上的车辆用安全带装置，其以安全带卷收器1、安全带3、ECU68等作为主体而构成。另外，车辆上还装载有输入元件70，检测与该车辆的碰撞预测或碰撞发生有关的信息、与该车辆的运转状态有关的信息、与就座于座椅上的车辆乘员的就座位置或体型有关的信息、与周边的交通状况有关的信息、与天气或时区有关的信息等各种信息，并将该检测信息输入到ECU68。该输入元件70的检测信息总是或每隔规定时间传递给ECU68，用于进行安全带装置100等的动作控制。
安全带3是用于对就座于驾驶座即车辆座椅80上的车辆乘员C进行约束或解除约束的长尺状的带子(织带)。该安全带3对应于本发明中的“安全带”。该安全带3从固定在车辆上的安全带卷收器1拉出，经过设在车辆乘员C的乘员肩部区域上的肩部引导固定器60，并穿过舌片62连接在外侧固定器64上。肩部引导固定器60具有在车辆乘员C的乘员肩部区域卡定并引导(诱导)安全带3的功能。并且，通过在固定于车体上的带扣66上插入舌片62，成为车辆乘员C佩戴该安全带3的状态。并且，在带扣66中内装有带扣开关66a，通过该带扣开关66a检测舌片62插入带扣66而对安全带带扣进行操作的情况(实质上成为佩戴安全带的情况)。
安全带卷收器1是可通过下述卷轴4进行安全带3的卷绕动作及拉出动作的装置，对应于本发明中的“安全带卷收器”。在图1所示的例子中，该卷收器1装载到车辆的B柱82内的收容空间内。
ECU68具有根据来自输入元件70的输入信号，对以安全带卷收器1为首的各种动作机构进行相关控制的功能，其由CPU(运算处理装置)、输入输出装置、存储装置、外围装置等构成。特别是在本实施方式的说明中，该ECU68进行与安全带卷收器1的下述马达6有关的控制。具体而言，ECU68通过对供给到马达6的电磁线圈的电流供给量、电流供给方向进行控制，使马达轴的转速、旋转方向发生变化。在后文中进行详细描述，该ECU68构成对马达6进行驱动控制并对下述传动机构8及传动模式切换机构9进行控制，从而切换至将马达6的动力传递给卷轴4的状态的装置，其对应于本发明中的“控制装置”。通过该ECU68，安全带卷收器1被切换控制成传动切断模式、低减速比传动模式和高速比传动模式。并且，该ECU68，可以专门设置而用于控制安全带，或者也可以通过对车辆的驱动系统、电气系统进行控制的其他控制装置兼作该控制装置。
并且，如图2所示，在安全带卷收器1中装载有用于直接检测与卷轴4的旋转有关的信息的检测传感器50。该检测传感器50是用于检测与卷轴4的旋转动作有关的旋转动作信息的传感器。可以根据由该检测传感器50检测出的检测信息，通过ECU68对马达6进行控制。作为检测传感器50的检测信息，能够适当使用卷轴4的旋转动作的有无、旋转角度、旋转方向、转速、旋转量等。作为该检测传感器50可适当使用霍尔传感器、电位计、光电断路器等的传感器类。
接着对本实施方式的安全带卷收器1的详细结构进行说明。
如图3所示，该例子的安全带卷收器1大致包括框架2；必要时对乘员进行约束的安全带3；用于卷绕该安全带3的卷轴4；锁定装置5，设在框架2的一侧，在发生碰撞等产生规定减速度以上的较大减速度时进行动作，阻止卷轴4向安全带拉出方向α旋转；用于产生施加给卷轴4的旋转转矩的马达6；传动机构8，具有以较高减速比对马达6的旋转进行减速并传递给卷轴4的高减速比减速机构7a和以较低减速比对马达6的旋转进行减速并传递给卷轴4的低减速比减速机构7b，设定有第一传动路径和第二传动路径，使马达6的旋转转矩选择性地通过第一传动路径和第二传动路径中的任意一方而传递给卷轴4；以及传动模式切换机构9，将传动机构8选择性地切换设定为第一传动路径和第二传动路径中的任意一方。
所述传动机构8和传动模式切换机构9构成介于马达6和卷轴4之间，形成所述马达6和卷轴4连接的连接状态和解除该连接状态的连接解除状态的机构(被称为所谓“离合器”的机构)，对应于本发明中的“传动机构”。该连接状态是可将马达6的动力传递给卷轴4的状态，通过对马达6进行驱动，将该马达6的动力传递给卷轴4。并且，在该连接状态下，在停止驱动马达6的情况下，由于对卷轴4施加较高的拉出阻力，从而形成限制从卷轴拉出安全带的状态。相反，在连接解除状态下，对卷轴4施加的拉出阻力变小，因而能够容易地进行从卷抽拉出安全带3的操作。框架2由平行的一对侧壁2a、2b和用于连接侧壁2a、2b的背板2c构成。在该框架2内的两侧壁2a、2b之间可旋转地设有用于卷绕安全带3的卷轴4。关于该卷轴4，在安全带卷收器1中可以采用以往公知惯用的卷轴。该卷轴4构成用于卷绕和拉出安全带的部件，对应于本发明中的“卷轴”。
在一方的侧壁2a上安装有锁定装置5。关于该锁定装置5，同样地，在安全带卷收器中可以采用以往公知惯用的锁定装置。即，锁定装置5，在车辆传感器(减速度检测传感器)检测到施加在车辆上的超过规定减速度的较大减速度时进行工作，或织带传感器(安全带拉出速度检测传感器)检测到安全带3的超过规定速度的拉出速度时进行工作时，从而阻止卷轴4向拉出方向α的旋转。
并且，在卷轴4和锁定装置5之间设有未图示的以往公知惯用的作用力限制机构(能量吸收机构以下也称为EA机构)，所述作用力限制机构，用于在通过锁定装置5的动作而阻止拉出安全带3时，限制安全带3的载荷。作为该EA机构，例如可由以往公知的扭杆构成，通过锁定装置5的动作阻止拉出安全带3时，通过该扭杆的扭转变形来限制安全带3的载荷，从而吸收冲击能量。
如图3和图4(a)所示，马达6通过一对螺钉12安装在保持器11的框架2的安装面一侧，所述保持器11通过3个螺钉10安装在框架2的另一方侧壁2b。该马达6的马达旋转轴6a贯通保持器11的贯通孔11a，在向与保持器11的框架2侧相反一侧突出的马达旋转轴6a上，安装有具有外齿的马达齿轮13，其可与马达旋转轴6a一体旋转。该马达6构成电动式马达，相当于本发明中的“电动马达”。
如图3所示，在卷轴4和上述EA机构(例如扭杆)双方和减速机构7a、7b之间设有沿着旋转方向对这些卷轴4、EA机构、减速机构7a、7b进行连接的连接器14。该连接器14由沿着旋转方向与卷轴4和EA机构双方连接的第一旋转连接部14a、沿着旋转方向与连接器侧轴承15连接的第二旋转连接部14b和形成螺旋状并沿着旋转方向与减速机构7a、7b连接的第三旋转连接部14c构成。
虽然未在图3中清楚地表示，第一旋转连接部14a形成多棱筒状，其外表面侧可与卷轴4一体旋转地连接在该卷轴4上，并且其内表面侧可与EA机构一体旋转地连接在该EA机构(例如扭杆)上(其中，由于连接器14与卷轴4及EA机构之间的可一体旋转的连接构造是以往公知的，因而省略其具体说明)。
第二旋转连接部14b的外周面的截面形成多边形，并且连接器侧轴承15的内周面的截面形成相同的多边形。并且，连接器侧轴承15与第二旋转连接部14b嵌合，从而不可相对旋转地将连接器侧轴承15安装到连接器4上。将保持器侧轴承16不可相对旋转地安装在保持器11的孔11b中，并将该连接器侧轴承15可相对旋转地支撑在保持器侧轴承16上，从而将连接器14可旋转地支撑在保持器11上。
在第三旋转连接部14c上，沿着圆周方向等间隔地形成有例如花键槽等沿着轴方向延伸的规定个数的卡合槽。
高减速比减速机构7a包括环状的过桥齿轮(キャリァギァ)17、可旋转地安装在该过桥齿轮17上的规定个数(图示例中为3个)的行星齿轮18、圆环状的环形部件19和太阳轮部件20。
在过桥齿轮17的内周面17a的连接器14一侧的部分上，沿着圆周方向等间隔地形成有例如花键槽等沿着轴方向延伸的规定个数的卡合槽。通过使该内周面17a的卡合槽与连接器14的第三旋转连接部14c的卡合槽之间的凸部嵌合，并且使内周面17a的卡合槽之间的凸部与连接器14的第三旋转连接部14c的卡合槽嵌合(与花键嵌合相同的嵌合)，使过桥齿轮17不可相对旋转、即可一体旋转地连接在连接器14上。并且，在该过桥齿轮17的外周面上形成有外齿17b。
行星齿轮18，经由减速板21通过减速销22可旋转地安装在过桥齿轮17上。
环形部件19包括形成在内周面上的内齿轮19a和形成在外周面上的棘齿19b，这些内齿轮19a和棘齿19b可相互一体地进行旋转。
如图5(a)和(b)所示，太阳轮部件20具有由小直径的外齿构成的太阳轮20a和大直径外齿20b，这些太阳轮20a和外齿20b可相互一体地进行旋转。
并且，支撑在过桥齿轮17上的各行星齿轮18都始终与太阳轮20a和内齿轮19a啮合，从而构成行星机构。由此，减速机构7构成由太阳轮20a输入、由过桥齿轮17输出的行星齿轮减速机构。
如图3所示，传动机构8还包括接触齿轮23、一对离合器弹簧24、一对滑轮25、具有外齿的下侧接触齿轮26、具有外齿的上侧接触齿轮27、导向板28和具有外齿的空转轮29。
接触齿轮23包括由大直径的外齿构成的第一接触齿轮23a和小直径的第二接触齿轮23b，所述第一接触齿轮23a可旋转地支撑在直立设置于保持器11的旋转轴11c上，并且这些第一及第二接触齿轮23a、23b可相互一体地进行旋转。在这种情况下，如图4(a)和(b)所示，大直径的第一接触齿轮23a与马达齿轮13始终啮合。
如图3所示，分别向下侧接触齿轮26的两侧面突出地设置有旋转轴26a(在图3仅图示一方的旋转轴26a)，并贯穿设置有沿着轴方向贯通所述旋转轴26a的通孔26b。在各旋转轴26a上形成有平坦部，并且各滑轮25的长孔25a沿着平坦部的平面嵌合。由此，各滑轮25都可与下侧接触齿轮26一体旋转地支撑在下侧接触齿轮26的两侧面上。在各滑轮25上分别卡定离合器弹簧24的第一弯曲卡定部24a。并且，在下侧接触齿轮26的一侧旋转轴26a上，可与下侧接触齿轮26一体旋转地支撑有上侧接触齿轮27。并且各滑轮25、下侧接触齿轮26以及上侧接触齿轮27可旋转地支撑在直立设置于保持器11的旋转轴11d上。
导向板28，在其一对孔28a分别嵌合支撑在直立设置于保持器11上的一对支撑轴11e的状态下，通过使一对螺钉30贯通导向板23的对应的螺纹孔23b，并且与贯穿设置在保持器11上的一对螺纹孔11f螺合，而安装到保持器11上。在直立设置于导向板28上的旋转轴28c上，可旋转地支撑有空转轮29。
如图4(a)和(b)所示，该空转轮29始终与太阳轮部件20的外齿20b、接触齿轮23的小直径的第二接触齿轮23b以及上侧接触齿轮27中的任意一方啮合。
并且，低减速比减速机构7b包括上侧接触齿轮27、下侧接触齿轮26、离合器齿轮31和过桥齿轮17。
因此，传递给空转轮29的马达6的旋转转矩，或者从太阳轮29经由低减速比减速机构7b传递给卷轴4，或者从空转轮29经由高减速比减速机构7a传递给卷轴4。
如图3所示，传动模式切换机构9包括具有外齿的离合器齿轮31、旋转轴32、离合器杆33、离合器棘爪34、阻力弹簧35和弹簧止动器36。
如图7所示，离合器齿轮31可与直径大于该离合器齿轮31的过桥齿轮17的外齿17b啮合，并且始终与未图示的下侧接触齿轮26啮合。旋转轴32贯通离合器齿轮31的中心孔31a，可旋转地支撑该离合器齿轮31。
离合器杆33形成由两侧壁33a、33b和底部(未图示)构成的“コ”字形截面。两侧壁33a、33b的一端侧突出而形成底部，在这些突出部上形成有直线状的支撑槽33c。并且，在两侧壁33a、33b的两个突出部之间配置有离合器齿轮31，从离合器齿轮31的两个侧面突出的旋转轴32支撑在各自对应的支撑槽33c上，且可沿着上述支撑槽33c移动。并且，各离合器弹簧24的第二弯曲卡定部24b，卡定在从旋转轴32的两侧壁33a、33b突出的突出部分上。并且，旋转轴32的一端侧嵌合支撑在贯穿设置于保持器11上的导向孔11g上。该导向孔11g形成以旋转轴11d为中心的圆的圆弧。因此，旋转轴32可以被导向孔11g引导，而沿着以旋转轴11d为中心的圆的圆弧移动。
并且，在两侧壁33a、33b的另一端侧上分别贯穿设置有长孔33d，并且突出设置有大致呈圆弧形的卡合部33e。并且，在两侧壁33a、33b的长度方向中央部上分别贯穿设置有支撑孔33f。通过将这些支撑孔33f嵌合在直立设置于保持器11上的支撑轴11h而可转动地进行支撑，将E形环37组装在支撑轴11上，防止离合器杆33松脱。
离合器棘爪34的一端侧贯穿设置有支撑孔34a，另一端侧形成有卡爪34b。并且，在离合器棘爪34的另一端侧即卡爪34b侧直立设置有卡合销34c。卡合销34c嵌合在离合器杆33的长孔33d中，可相对于离合器杆33进行转动，并可沿着长孔33d进行相对移动。如图6所示，离合器棘爪34使爪销38贯通支撑孔34a，并插入卡定到保持器11的销孔11i中，从而可转动地安装在保持器11上。并且，如图8所示，相对于环形部件19的顺时针方向(对应于卷轴4的安全带拉出方向α)的旋转，卡爪34b可以卡定在棘齿19b上，当卡爪34b与棘齿19b卡定时，可以阻止环形部件19向顺时针方向的旋转。
阻力弹簧35由带状的板簧构成，其下端部成为形成“L”字形的支撑部35a，并且在比长度方向中央靠上的上方位置形成“コ”字形的凹部35b。从该凹部35b一直到下方的支撑部35a形成平面，并且一直到凹部35b的上端形成曲面。
离合器杆33的卡合部33e可与该凹部35b卡合或脱离。如图6所示，在该卡合部33e与凹部35b卡合的状态下，支撑槽33c的延伸方向成为导向孔11g的圆弧的切线方向，旋转轴32可从导向孔11g向支撑槽33c移动，相反地，并可从支撑槽33c向导向孔11g移动。
弹簧止动器36形成“L”字形，通过在该弹簧止动器36和形成于保持器11上的弹簧安装部11j之间夹持支撑部35a，阻力弹簧35以将其上端作为自由端的悬臂支撑方式安装在保持器11上。
在上述减速机构7、传动机构8和传动模式切换机构9的各构成元件安装在形成于保持器11的与框架2安装侧相反一侧表面上的凹部内的状态下，在该表面上通过规定个数(在图示例中为4个)的螺钉40安装保持器盖39，以覆盖上述构成元件。
通过ECU68，以如下三个模式对这种结构的传动机构8和传动模式切换机构9进行切换控制。参照图6至图8说明这三个模式。在此，图6是除去构成元件的一部分而表示图3所示例的安全带卷收器中的传动切断模式的状态的左侧视图。并且，图7是除去构成元件的一部分而表示图3所示例的安全带卷收器中的减速比传动模式的状态的左侧视图。并且，图8是除去构成元件的一部分而表示图3所示例的安全带卷收器中的高减速比传动模式的状态的左侧视图。
(1)传动切断模式(自由模式)如图6所示，在传动切断模式中，成为传动模式切换机构9中的离合器杆33的卡合部33e与阻力弹簧35的凹部35b卡合的状态。并且，在卡合部33e与凹部35b卡合的状态下，离合器棘爪34的卡爪34b未与环形部件19的棘齿19b卡合，因而环形部件19能够自由旋转。由此，太阳轮部件20和过桥齿轮17之间的转矩传递路径(如后文描述，低速且高转矩传递路径)被切断。
另一方面，旋转轴32与导向孔11g的右端抵接，离合器齿轮31设定在最右侧位置上。在该最右侧位置上，离合器齿轮31与过桥齿轮17的外齿17b分离。由此，太阳轮部件31和过桥齿轮17之间的转矩传递路径(如后文描述，高速且低转矩传递路径)被切断。
因此，传动切断模式是卷轴4和马达6不相连，马达6的转矩不会传递给卷轴4，并且卷轴4的转矩也不会传递给马达6的传动模式。即，该传动切断模式被规定为解除了卷轴4和传动机构8之间的物理连接状态(对应于本发明中的“传动机构的连接状态”)的连接解除状态(对应于本发明中的“传动机构的连接解除状态”)。在该状态下，通过使卷轴4与传动机构8一侧(马达6一侧)完全分离，可以降低传动机构8施加给卷轴4的拉出阻力，从而使卷轴4的旋转动作容易，因而与马达6的驱动及驱动停止无关，卷绕在该卷轴4上的安全带3的拉出操作变得容易。
(2)低减速比传动模式如图7所示，在低减速比传动模式中，与传动切断模式相同地，成为离合器杆33的卡合部33e与阻力弹簧35的凹部35b卡合的状态。并且，在卡合部33e与凹部35b卡合的状态下，离合器棘爪34的卡爪34b未与环形部件19的棘齿19b卡合，因而环形部件19能够自由旋转。由此，太阳轮部件20和过桥齿轮17之间的低速且高转矩传递路径被切断。
另一方面，旋转轴32设定在导向孔11g中央的最高位置(最接近卷轴4的旋转轴的位置)上，离合器齿轮31也设定在最高位置(最接近卷轴4的旋转轴的位置)上。在该最高位置上，离合器齿轮31与过桥齿轮17的外齿17b啮合。由此，太阳轮部件31和过桥齿轮17之间的高速且低转矩传递路径被切断。即，马达6，经由马达齿轮13、连接齿轮23、空转轮29、上侧连接齿轮27、下侧连接齿轮26、离合器齿轮31、过桥齿轮17和连接器14而连接在卷轴4上。因此，设定为低减速比的传动路径。并且，在旋转轴32的最高位置上，旋转轴32进入离合器杆33的支撑槽33c内并与离合器杆33抵接。
如上所述，该低减速比传动模式是设定为低减速比、高速且低转矩传递路径的传动模式。在该低减速比传动模式中，通过马达6的驱动能够迅速地卷绕安全带。该低减速比传动模式和下述高减速比传动模式均设定为卷轴4与传动机构8物理性连接，马达6的动力可经由传动机构传递给卷轴4的连接状态。
特别是，对马达6进行驱动而将传动机构8设定为低减速比传动模式或下述高减速比传动模式的状态，是马达6的动力经由传动机构8传递给卷轴4的状态。并且，停止对马达6进行驱动而将传动机构8设定为低减速比传动模式或下述的高减速比传动模式的状态，是通过处于与卷轴4物理连接状态的传动机构8，对卷轴4施加较高的拉出阻力，从而形成难以从卷轴4拉出安全带3的状态或不能拉出安全带3的状况的状态。
(3)高减速比传动模式如图8所示，在高减速比传动模式中，成为离合器杆33的卡合部33e与阻力弹簧35的凹部35b脱离，位于比阻力弹簧35的凹部35b更靠上方的弯曲部上的状态。并且，在如上所述地卡合部33e与凹部35b脱离的状态下，离合器棘爪34的卡爪34b沿着顺时针方向与环形部件19的棘齿19b卡合，因而环形部件19的顺时针方向的旋转被阻止。由此，太阳轮部件20和过桥齿轮17之间的低速且高转矩传递路径被连接。即，马达6经由马达齿轮13、连接齿轮23、空转轮29、太阳轮部件20的外齿20b、太阳轮20a、行星齿轮18、过桥齿轮17和连接器14连接到卷轴4上。因此，通过行星机构设定为高减速比的传动路径。
另一方面，旋转轴32与导向孔11g的左端抵接，离合器齿轮31设定在最左侧位置上。在该最左侧位置上，离合器齿轮31与过桥齿轮17的外齿17b分离。由此，太阳轮部件31和过桥齿轮17之间的高速且低转矩传递路径被切断。
如上所述，该高减速比传动模式是设定为高减速比、低速且高转矩传递路径的传动模式。在该高减速比传动模式中，通过马达6的驱动能够以较高的带张力卷绕安全带。
所述传动切断模式、低减速比传动模式、高减速比传动模式之间的传动模式切换是通过传动模式切换机构9来进行的。例如，根据如下所示的三个方式进行各个模式的切换。
(1)传动切断模式→低减速比传动模式的传动模式切换从图6所示的传动切断模式的状态，马达6进行正转(在图6中马达旋转轴6a顺时针方向旋转对应于卷轴4的安全带卷绕方向(图3中的方向β)的旋转)时，经由马达齿轮13、连接齿轮23、空转轮29和上侧连接齿轮27，使下侧连接齿轮26和滑轮25分别向与卷轴4的安全带卷绕方向β对应的方向进行旋转。由此，由于离合器齿轮31未与过桥齿轮17的外齿17b啮合，因而进行空转，并且由于旋转轴32没有受到阻力，因而离合器弹簧24与滑轮25向相同方向转动。由此，离合器齿轮31和旋转轴32沿着导向孔11g向左侧移动，如图7所示，旋转轴32与离合器杆33抵接。
如图7所示，在该旋转轴32与离合器杆33抵接的位置上，离合器齿轮31和旋转轴32设定在上述最高位置上，离合器齿轮31与过桥齿轮17的外齿17b啮合。由此，离合器齿轮31的转矩传递给过桥齿轮17，于是过桥齿轮17旋转。此时，当安全带3存在松弛时，通过该过桥齿轮17的旋转将安全带3卷绕到卷轴4上。由于除去该松弛时，卷轴4不会旋转，因而过桥齿轮17也不会旋转。因此，离合器齿轮31也受到过桥齿轮17的阻力，不会旋转。
但是，由于马达6的旋转转矩使下侧连接齿轮26将要旋转，因而通过下侧连接齿轮26的旋转转矩，向旋转轴32施加朝向上述最左侧方向的力。此时，由于旋转轴32与离合器杆33抵接，因而旋转轴32借助该力挤压离合器杆33。但是，由于此时安全带39的张力低于规定值，因而旋转轴32的挤压力所产生的使离合器杆33向顺时针方向旋转的力矩小于卡合部33e和凹部35b之间的卡合力所产生的与该顺时针方向的力矩相向的力矩。因此，卡合部33e不会与凹部35b脱离，离合器杆33不会转动，因而旋转轴32停止在与该离合器杆33抵接的位置上。
通过该旋转轴32的停止，离合器齿轮31和旋转轴32保持在图7所示的上述最高位置上。通过将离合器齿轮31保持在最高位置上，可以使离合器齿轮31和过桥齿轮17的外齿17b之间保持啮合，并保持离合器齿轮31和过桥齿轮17之间的高速且低转矩传递路径的连接状态。并且，由于离合器杆33不转动，因而离合器棘爪34也不转动，卡爪34b保持在未与棘齿19b卡合的位置上。由此，环形部件19成为自由状态，保持太阳轮部件20和过桥齿轮17之间的低速且高转矩传递路径的切断状态。
由此，对传动机构8进行从传动切断模式切换至低减速比传动模式的传动模式切换，并将传动机构8设定在低减速比传动模式。
(2)低减速比传动模式→高减速比传动模式的传动模式切换利用马达6的较高转矩设定高减速比传动模式。在这种情况下，从传动切断模式经由低减速比传动模式设定为高减速比传动模式。
从传动切断模式切换至低减速比传动模式的传动模式切换与上述情况相同。但是，在高减速比传动模式的设定中，由于安全带3的张力大于规定值，因而在图7所示的低减速比传动模式的状态下，由旋转轴32的挤压力施加给离合器杆33的力矩大于由卡合部33e和凹部35b之间的卡合力产生的与该顺时针方向力矩相向的力矩。因此，卡定部可与凹部35b脱离。
因此，当离合器弹簧24进一步向逆时针方向转动时，旋转轴32使离合器杆33以其支撑轴11h为中心向顺时针方向转动的同时，沿着导向孔11g向左侧移动。由此，离合器齿轮31也进一步向左侧移动。旋转轴32与导向孔11g的左端抵接时，阻止其进一步移动，离合器齿轮31、旋转轴32和离合器弹簧24停止。由此，如图8所示，离合器齿轮31和旋转轴32设定在上述最左侧位置上。在该最左侧位置上，离合器齿轮31与过桥齿轮17的外齿17b脱离，离合器齿轮31和过桥齿轮17之间的高速且低转矩传递路径被切断。
另一方面，随离合器杆33的转动而连动地，离合器棘爪34以离合器棘爪销38为中心而向逆时针方向转动，如图8所示，设定在其卡爪34b可与棘齿19b卡定的位置上。此时，由于通过马达6的旋转转矩，使太阳轮部件20旋转，环形部件19也向顺时针方向旋转，因而棘齿19b与卡爪34b卡定。由此，环形部件19停止旋转，太阳轮部件20和过桥齿轮17之间的低速且高转矩传递路径被连接。
由此，对传动机构8进行从低减速比传动模式切换至高减速比传动模式的传动模式切换，并将传动机构8设定在高减速比传动模式。
(3)高减速比传动模式→(低减速比传动模式)→传动切断模式的传动模式切换在图8所示的高减速比传动模式的状态下，马达6反转(在图6中马达旋转轴6a向逆时针方向旋转对应于卷轴4的安全带拉出方向(图3中的方向α)的旋转)时，下侧连接齿轮26和滑轮25也如上所述地进行反转。于是，离合器弹簧24同样地也向与上述相反的方向转动，因而离合器齿轮31和旋转轴32使离合器杆33一边向逆时针方向转动，一边沿着导向孔11g向右侧移动。
由于随离合器杆33的逆时针方向的转动而连动，离合器棘爪34向顺时针方向转动，因而离合器棘爪34处于未与棘齿19b卡合的非卡合位置。由此，环形部件19能够自由旋转，从而切断低速且高转矩传递路径。
离合器齿轮31和旋转轴32处于上述最高位置时，离合器齿轮31与过桥齿轮17的外齿17b啮合而暂时成为图7所示的低减速比传动模式，但是由于离合器齿轮31和旋转轴32继续向右侧移动，因而离合器齿轮31立即从外齿17b脱离而进行空转。由此，虽然高速且低转矩传递路径暂时连接，但是立即被切断。另外，由于高速且低转矩传递路径暂时连接时，马达6反转，因而卷轴4暂时地向安全带拉出方向α旋转之后，立即停止。
旋转轴32与导向孔11g的右端抵接时，阻止其进一步移动，离合器齿轮31、旋转轴32和离合器弹簧24停止。由此，离合器齿轮31和旋转轴32设定在上述图6所示的最右侧位置上。
于是，对传动机构8进行从高减速比传动模式切换至传动切断模式的传动模式切换，并将传动机构8设定在传动切断模式。
在如上所述的本实施方式中，传动机构8的设定是通过马达6的旋转控制进行切换的。
具体而言，关于低减速比传动模式，通过向正转方向对马达6进行旋转控制，从传动切断模式切换至低减速比传动模式，从而持续保持该低减速比传动模式，另一方面，通过向反转方向对马达6进行旋转控制，从低减速比传动模式切换至传动切断模式，从而解除该低减速比传动模式。此时，为了将传动机构8从连接状态(低减速比传动模式)切换至连接解除状态(传动切断模式)，向反转方向对马达6进行旋转控制时，利用马达6相对于卷轴4的转速差，使传动机构8从连接状态(低减速比传动模式)切换至连接解除状态(传动切断模式)。
并且，关于高减速比传动模式，通过向反转方向对马达6进行控制，从低减速比传动模式切换至高减速比传动模式，从而持续保持该高减速比传动模式，另一方面，通过向正转方向对马达6进行控制，从高减速比传动模式切换至低减速比传动模式，从而解除该高减速比传动模式。
并且，该例的安全带卷收器1设定有安全带3的以下七个安全带模式。
(1)安全带收容模式安全带收容模式是未使用安全带3而将其完全卷绕在卷轴4上的状态的安全带模式。在该安全带收容模式中，安全带卷收器1，不对马达6进行驱动，并且传动机构8设定在传动切断模式。因此，在安全带3上仅产生非常弱的带张力(关于产生非常弱的张力的情况，在下述收容用安全带卷绕模式中进行说明)，并且消耗电力为零。
(2)安全带拉出模式安全带拉出模式是为了佩戴安全带3而从卷轴4拉出安全带3的状态的安全带模式。同样地，在该安全带拉出模式中，安全带卷收器1设定在传动切断模式。因此，能够以较弱的力拉出安全带3。此时，同样地，不对马达6进行驱动，消耗电力为零。
(3)调节用安全带卷绕模式调节用安全带卷绕模式是指，在拉出安全带3，将舌片(图1中的舌片62)插入扣合到带扣上，使带扣开关(图1中的带扣开关66a)接通(ON)后，为了使安全带3适于乘员佩戴而卷绕多余地拉出的安全带3的状态以及安全带3的正常佩戴状态(此时，带扣开关处于接通状态)下，乘员移动而拉出规定量的安全带3之后，乘员再次就座于正规位置时，卷绕所拉出的安全带3的状态的安全带模式。在该调节用安全带卷绕模式中，安全带卷收器1，向安全带卷绕方向对马达6进行驱动，并且将传动机构8设定在低减速比传动模式。因此，当以低转矩卷绕安全带3而产生非常弱的规定带张力时，使马达6停止，从而以适于乘员佩戴的状态佩戴安全带3。
(4)正常佩戴模式(舒适模式)正常佩戴模式(舒适模式)是调节用安全带卷绕模式结束后设定的、安全带3的正常佩戴状态的安全带模式。在该正常佩戴模式中，安全带卷收器1，不对马达6进行驱动，并且将传动机构8设定在传动切断模式。因此，由于仅在安全带3上产生非常弱的带张力，因而乘员即使佩戴安全带3也不会感到压迫感。并且，消耗电力为零。
(5)警报模式警告模式是在正常佩戴模式下的车辆行驶过程中检测驾驶员打瞌睡、车辆行进方向前方存在障碍物时，通过以规定次数反复卷绕安全带3，向驾驶员发出警报的状态的安全带模式。在该警报模式中，安全带卷收器1被设定成反复对马达6进行驱动。
因此，由于向安全带3反复施加较强的带张力(相比下述的紧急模式的带张力更弱)和非常弱的带张力，因而能够引起驾驶员对打瞌睡、车辆行进方向前方的障碍物的注意。
(6)紧急模式紧急模式是在正常佩戴模式下的车辆行驶过程中，车辆与障碍物碰撞的可能性非常高的情况下设定的安全带模式，由以下两个阶段构成。
(i)初期阶段在紧急模式的初期阶段，安全带卷收器1中，马达6以较高转矩正转。由此，离合器弹簧24从传动切断模式开始转动，离合器齿轮31和旋转轴32移动至上述最高位置，并且离合器齿轮31与过桥齿轮17的外齿17b啮合。此时，由于除去安全带3的松弛，且安全带3的张力在规定值以下，因而由过桥齿轮17向离合器齿轮31施加的阻力较小。因此，即使马达6的转矩较高，由于旋转轴32不会使离合器杆33转动，因而将传动机构8设定在低减速比传动模式。因此，离合器齿轮31的转矩传递给过桥齿轮17而使过桥齿轮17旋转，以低转矩迅速地卷绕安全带3，从而迅速地除去安全带3的松弛。
(ii)后期阶段在上述初期阶段除去安全带3的松弛时，继该初期阶段之后，进入紧急模式的后期阶段。在该后期阶段，由于随着安全带3的张力变得大于规定值，由过桥齿轮17向离合器齿轮31施加的阻力变得较大，因而过桥齿轮17和离合器齿轮31不再旋转。但是，由于马达6的旋转转矩使下侧连接齿轮26将要旋转，因而通过下侧连接齿轮26的转矩，向旋转轴32施加朝向上述最左侧方向的力。此时，由于马达6的转矩较高，因而旋转轴32的挤压力所产生的使离合器杆33向顺时针方向旋转的力矩大于卡合部33e和凹部35b之间的卡合力所产生的与该顺时针方向的力矩相向的力矩。因此，解除离合器杆33的卡合部33e和阻力弹簧35的凹部35b之间的卡合，旋转轴32使离合器杆33一边转动，一边向上述的最左侧位置一侧移动。由于随该离合器杆33的转动而连动地，离合器棘爪34转动，因而离合器棘爪34的卡爪34b与棘齿19b卡合，从而阻止环形部件19的旋转。由此，将传动机构8设定在高减速比传动模式。因此，以高转矩卷绕安全带3，从而以非常强的带张力对乘员进行约束。
(7)收容用安全带卷绕模式收容用安全带卷绕模式是当为了解开安全带3，从带扣拔出舌片(图1中的舌片62)而使带扣开关(图1中的带扣开关66a)断开时，为了使安全带3成为收容状态，完全卷绕安全带3的状态的安全带模式。在该收容用安全带卷绕模式中，安全带卷收器1，以低转矩向安全带卷绕方向对马达6进行驱动，并且将传动机构8设定在低减速比传动模式。因此，以低转矩迅速地卷绕所拉出的安全带3。
并且，完全卷绕安全带3，并在产生非常弱的规定带张力时使马达6停止，从而使安全带3成为产生非常弱的带张力的安全带收容模式。
通过该收容用安全带卷绕模式，卷绕并收容安全带3后，如上所述，为了使传动机构8从连接状态(低减速比传动模式)切换至连接解除状态(传动切断模式)，向反转方向对马达6进行旋转控制。但是，在该收容用安全带卷绕模式中，有时安全带3被挂住，因而在安全带3上产生张力。作为其主要原因，推测为车辆乘员对安全带的拉出操作，或安全带只是与车辆乘员的肩、腕等接触或与障碍物发生干扰而引起的。因此，在本实施方式中，根据所述主要原因考虑在安全带3上产生张力的情况，为了根据各主要原因进行相应控制，进行检测安全带3在哪种状态下被挂住的控制。该控制可通过控制装置(图1及图2中的ECU68)例如进行图9所示的“安全带收容控制处理”而进行。其中，在图9中表示本实施方式的安全带收容控制处理的流程图。
在图9所示的卷收器控制处理中，首先通过步骤S10进行安全带卷绕控制(收容控制)。在该安全带卷绕控制中，为了将传动机构8设定在低减速比传动模式，向正转方向对马达6进行驱动控制，以低转矩迅速地卷绕(收容)所拉出的安全带3。此时，为了使卷轴4进行安全带3的卷绕动作而使马达6旋转的正转方向对应于本发明中的“第一方向”。
接着在步骤S20中，检测安全带3是否被挂住。具体而言，检测(测定)马达6动作时的马达电流值，并根据该马达电流值检测传动机构3是否被挂住。该马达电流值通过图2中的马达电流检测表69(对应于本发明中的“第一检测装置”和“马达电流表”)进行检测。
接着在步骤S30中，当在步骤S20检测出的马达电流值超过规定值(相当于本发明中的“第一基准电流值”)时，马达负荷相对较高，从而判定安全带3被挂住(步骤S30中的“是”)，并进入步骤S50。另一方面，在步骤S20检测出的马达电流值小于规定值时，马达负荷相对较低，从而判定传动机构3未被挂住(步骤S30中的“否”)，并进入步骤S40。该规定值(第一基准电流值)根据安全带3被挂住时的马达电流值以及安全带3未被挂住时的马达电流值适当地进行设定。
在步骤S40中，安全带收容条件不成立时(步骤S40中的“否”)返回步骤S10，安全带收容条件成立时(步骤S40中的“是”)直接结束处理。
在此，在安全带3被挂住只是由于与车辆乘员的肩、腕等接触或与障碍物发生干扰而引起的情况下，以低速向反转方向缓慢地对马达6进行旋转控制时，马达6相对于卷轴4产生转速差，从而将传动机构8从连接状态(低减速比传动模式)切换至连接解除状态(传动切断模式)。与此相对地，在安全带3被挂住是由于车辆乘员对安全带的拉出操作引起的情况下，以低速向反转方向缓慢地对马达6进行旋转控制时，马达6相对于卷轴4不会产生转速差，从而传动机构8不会从连接状态(低减速比传动模式)切换至连接解除状态(传动切断模式)。
因此，在本实施方式中，通过检测以低速向反转方向缓慢地对马达6进行旋转控制后的传动机构8的状态，能够检测出安全带3被挂住是在哪种状态下发生的。
即，在步骤S50中，为了检测安全带3被挂住是在哪种状态下发生的，以低速向反转方向对马达6进行旋转控制。马达6的该反转方向对应于本发明中的“与第一方向相反的第二方向”。此时的马达6的速度(低速)被规定为可以有效检测安全带3的挂住状态的速度，仅在安全带3被挂住只是由于与车辆乘员的肩、腕等接触或与障碍物发生干扰而引起时，适当设定为马达6相对于卷轴4产生转速差的速度。该速度(低速)对应于本发明中的“挂住状态判定速度”。另外，该挂住状态判定速度可以是特定的速度本身，或者也可以是属于一定速度范围内的任意速度。
接着在步骤S60中，检测传动机构8的状态(也称为离合器状态)。具体而言，检测(测定)马达6动作时的马达电流值，并根据该马达电流值检测传动机构8是连接状态和连接解除状态中的哪种状态。该马达电流值，由图2中的马达电流检测表69(对应于本发明中的“第二检测装置”和“马达电流表”)进行检测。
并且，在步骤S70中，当在步骤S60检测出的马达电流值低于规定值时，马达负荷相对较低，从而判定传动机构8处于连接解除状态(离合器解除状态)(步骤S70中的“否”)。该状态是马达6相对于卷轴4产生转速差的情况，推定为由于安全带3只是由于与车辆乘员的肩、腕等或与障碍物发生干扰而挂住安全带3的状态。因此，当判定为传动机构8处于连接解除状态(离合器解除状态)时，返回步骤S10而进行安全带卷绕控制。
另一方面，在步骤S80中，当在步骤S60中检测出的马达电流值超过规定值(相当于本发明中的“第二基准电流值”)时，马达负荷相对较高，从而判定传动机构8处于连接状态(离合器连接状态)(步骤S70中的“是”)。该状态是马达6相对于卷轴4不会产生转速差的情况，推定为由于车辆乘员对安全带的拉出操作而挂住安全带3的状态。因此，当判定为传动机构8处于连接状态(离合器连接状态)时，为了使车辆乘员能够进行安全带拉出操作，进入步骤S80。该规定值(第二基准电流值)根据传动机构8处于连接状态时的马达电流值以及传动机构8处于连接解除状态时的马达电流值适当地进行设定。
在步骤S80中，为了使传动机构8可靠地切换至连接解除状态(传动切断模式)，在此，以相对高于步骤S50的速度的高速向反转方向对马达6进行旋转控制。该速度(高速)对应于本发明中的“超过挂住状态判定速度的速度”。由此，能够使传动机构8可靠地切换至连接解除状态(传动切断模式)，并能够使车辆乘员进行安全带拉出操作。
在步骤90中，通过计时器(图示省略)等的操作，检测出经过了一定时间后，返回步骤S10而进行安全带卷绕控制。该一定时间，是假设车辆乘员对安全带进行拉出操作时所需的时间而适当设定的。
如上所述，根据本实施方式的安全带卷收器1，特别是通过实行图9所示的安全带收容控制处理，在安全带3被挂住时，通过根据其挂住原因进行相应控制，能够顺利地进行安全带收容动作。
并且，根据本实施方式的安全带卷收器1，作为检测安全带3被挂住的装置，并且作为检测传动机构8处于连接状态和连接解除状态中的哪种状态的装置，可以是采用检测马达6的电流值的马达电流表69的简便结构。
并且，根据本实施方式的安全带卷收器1，由于对传动机构8设定由高速且低转矩传动路径构成的低减速比传动模式和由低速且高转矩传动路径构成的高减速比传动模式这两个传动路径，因而能够下述两种卷绕性能利用低减速比传动模式，除去安全带3的松弛的迅速的安全带卷绕；和利用高减速比传动模式，约束乘员的高转矩的安全带卷绕。
并且，由于通过设定这两个传动路径，能够将马达6的转矩有效地传递给卷轴4，因而可通过有限的消耗电力可靠地发挥这两种卷绕性能。特别是，由于利用低速且高转矩传动路径可以实现用于约束乘员的高转矩的安全带卷绕，因而能够使马达6的转矩比以往更小。由此，能够降低马达6的消耗电力，并且能够使用更小型的马达，相应地使安全带卷收器1变得紧凑。
并且，通过实现上述两种卷绕性能，能够通过马达6的转矩使安全带卷收器1具有预张紧功能。因此，由于不需要以往的安全带卷收器中的反应气体，因而能够减少成本。
并且，由于根据安全带3的张力将传动机构8设定成低减速比传动模式或高减速比传动模式，因而不控制马达6的转矩，即可简单地进行模式切换。
并且，由于传动机构8还设定有不将马达6的转矩传递给卷轴的传动切断模式，因而可以不受马达6影响地拉出安全带3、无压迫感地正常佩戴安全带3、在未佩戴时收容安全带。
并且，由于仅通过马达6的转矩进行安全带3的收容卷绕动作，因而不使用张力减小器(テンションレデュ一サ)等附加组件也能够排除因始终作用于安全带3的螺旋弹簧等卷绕装置所产生的安全带卷绕方向的作用力，或设定得非常小。
在这种情况下，即使将该卷绕装置的作用力设定在乘员佩戴安全带3时为了进行安装动作所需的最低限度的范围内，通过以低减速比传动模式向卷轴4传递马达6的转矩来辅助卷绕安全带3，也能够可靠地进行安全带30的收容卷绕动作。
并且，由于通过行星机构构成高减速比减速机构7a，因而能够紧凑地形成低速且高转矩传递路径。由此，即使传动机构8具有低减速比传动模式或高减速比传动模式，也能够进一步有效地限制安全带卷收器1变大。
并且，由于通过一个共用的过桥齿轮17构成高减速比减速机构7a的行星齿轮架和低减速比减速机构7b的外齿17b，因而能够减少零件数量，并相应地变得紧凑。
并且，根据安全带3的张力，由传动模式切换机构9进行行星机构的内齿轮19a的旋转控制、以及小直径的离合器齿轮31与大直径的过桥齿轮17的外齿17b之间的啮合控制，由此能够简单地切换传动模式。
其他实施方式此外本发明不限定于上述实施方式，可以考虑进行各种应用、变形。例如还能够实施应用上述实施方式的以下各方式。
在上述实施方式中，虽然说明了采用马达电流检测表69同时作为检测安全带3被挂住的第一检测装置以及检测传动机构8处于连接状态和连接解除状态中的哪种状态的第二检测装置的情况，但是在本发明中，除了该马达电流检测表69以外，对于第一检测装置及第二检测装置中的任意一方，也可以采用被称为霍尔IC类型的传感器。关于采用霍尔IC的结构，具体而言，可以采用下述结构利用随离合器动作连动的磁性体(磁铁)和电磁传感器(霍尔IC)对离合器状态进行监控。
此外，虽然在上述实施方式中，对车载安全带卷收器1的结构进行了描述，但是本发明的安全带卷收器也可以适当地应用于通过马达对装载在汽车、飞机、船舶、电车等使乘员搭乘并进行移动的车辆上的安全带装置所使用的、约束保护乘员的安全带进行卷绕的安全带卷收器。
权利要求
1.一种安全带卷收器，其包括用于进行安全带的卷绕和拉出的卷轴；电动马达；传动机构，介于所述电动马达和所述卷轴之间，形成所述电动马达和卷轴相连的连接状态以及解除该连接状态的连接解除状态；和对所述电动马达和传动机构进行控制的控制装置；在所述传动机构的连接状态下，通过向第一方向对所述电动马达进行旋转驱动，向安全带卷绕方向对所述卷轴进行旋转控制，从而进行安全带卷绕动作，并且为了使所述传动机构从连接状态切换至连接解除状态而向与所述第一方向相反的第二方向对所述电动马达进行旋转控制时，通过该电动马达相对于所述卷轴的转速差，使所述传动机构从连接状态切换至连接解除状态；其特征在于，进一步包括第一检测装置和第二检测装置，所述第一检测装置可检测出在安全带卷绕过程中该安全带被挂住，所述第二检测装置可检测出所述动力传递处于连接状态和连接解除状态中的哪种状态；所述控制装置，当根据安全带卷绕过程中的所述第一检测装置的检测结果检测出该安全带被挂住时，向所述第二方向以挂住状态判定速度对所述电动马达进行旋转控制，并且根据其旋转控制时的所述第二检测装置的检测结果，在所述传动机构处于连接状态时判定为该安全带被挂住是由于车辆乘员对安全带的拉出操作引起的，另一方面，在所述传动机构处于连接解除状态时，判定为该安全带被挂住是因为与车辆乘员或障碍物发生干扰。
2.根据权利要求1所述的安全带卷收器，其特征在于，所述控制装置，当根据所述第二检测装置的检测结果判定为该安全带被挂住是由于车辆乘员对安全带的拉出操作而引起的，以超过所述挂住状态判定速度的速度向所述第二方向对所述电动马达进行旋转控制。
3.根据权利要求1或2所述的安全带卷收器，其特征在于，所述第一及第二检测装置采用用于检测所述电动马达的电流值的马达电流表构成；所述控制装置，当检测出所述安全带被挂住时，在所述马达电流表所检测出的电流值超过第一基准电流值时判定为该安全带被挂住，在判定所述安全带被挂住状态时，在所述马达电流表所检测出的电流值超过第二基准电流值时判定为所述传动机构处于连接状态。
4.一种安全带装置，其包括车辆乘员所佩戴的安全带；用于进行所述安全带的卷绕和拉出的卷轴；电动马达；传动机构，介于所述电动马达和所述卷轴之间，形成所述电动马达和卷轴相连的连接状态以及解除该连接状态的连接解除状态；和对所述电动马达和传动机构进行控制的控制装置，在所述传动机构的连接状态下，通过向第一方向对所述电动马达进行旋转驱动，向安全带卷绕方向对所述卷轴进行旋转控制，从而进行安全带卷绕动作，并且为了使所述传动机构从连接状态切换至连接解除状态而向与所述第一方向相反的第二方向对所述电动马达进行旋转控制时，通过该电动马达相对于所述卷轴的转速差，使所述传动机构从连接状态切换至连接解除状态；其特征在于，进一步包括第一检测装置和第二检测装置，所述第一检测装置可检测出在安全带卷绕过程中该安全带被挂住，所述第二检测装置可检测出所述动力传递处于连接状态和连接解除状态中的哪种状态；所述控制装置，当根据安全带卷绕过程中的所述第一检测装置的检测结果检测出该安全带被挂住时，向所述第二方向以挂住状态判定速度对所述电动马达进行旋转控制，并且根据其旋转控制时的所述第二检测装置的检测结果，在所述传动机构处于连接状态时判定为该安全带被挂住是由于车辆乘员对安全带的拉出操作引起的，另一方面，在所述传动机构处于连接解除状态时，判定为该安全带被挂住是因为与车辆乘员或障碍物发生干扰。
5.根据权利要求4所述的安全带装置，其特征在于，所述控制装置，当根据所述第二检测装置的检测结果判定为该安全带被挂住是由于车辆乘员对安全带的拉出操作而引起的，以超过所述挂住状态判定速度的速度向所述第二方向对所述电动马达进行旋转控制。
6.根据权利要求4或5所述的安全带卷收器，其特征在于，所述第一及第二检测装置采用用于检测所述电动马达的电流值的马达电流表构成；所述控制装置，当检测出所述安全带被挂住时，在所述马达电流表所检测出的电流值超过第一基准电流值时判定为该安全带被挂住，在判定所述安全带被挂住状态时，在所述马达电流值检测出的电流值超过第二基准电流值时判定为所述传动机构处于连接状态。
7.一种带安全带装置的车辆，其中，在车辆内的收容空间内收容有权利要求4至6中任一项所述的安全带装置。
全文摘要
本发明提供一种在装载在车辆上，通过电动马达相对于卷轴的转速差使传动机构从连接状态切换至连接解除状态，从而解除电动马达和卷轴之间的连接的安全带卷收器中，可以有效地顺利进行安全带收容动作的技术。车载安全带装置(100)的安全带卷收器(1)是通过马达(6)相对于卷轴(4)的转速差使传动机构(8)从连接状态切换至连接解除状态，从而解除马达(6)和卷轴(4)之间的连接的结构，特别是当在安全带卷绕过程中检测出该安全带被挂住时，根据该安全带被挂住的原因进行相应控制。
文档编号B60R22/34GK1853990SQ200610075530
公开日2006年11月1日 申请日期2006年4月19日 优先权日2005年4月20日
发明者高尾雅人, 田中康二 申请人:高田株式会社