专利名称：安全带卷收器及安全带装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于巻绕安全带的安全带巻收器，特别涉及具有EA 机构的安全带巻收器和具有该安全带巻收器的安全带装置，其中，当 在异常情况下锁定安全带而约束乘员的移动时，由该EA机构吸收施加 给乘员的惯性能量。
背景技术：
设置在车辆座椅上的安全带装置，作为约束乘员因车辆碰撞时的 加速度而产生的急剧移动，以确保乘员身体安全的装置必不可少。
该安全带装置， 一般由安全带(织带)、安全带巻收器和带扣装 置构成。
巻收器，将安全带缠绕在巻绕部件(巻轴)上并利用弹簧力拉入 到内部，通常在该拉入状态下收纳安全带。当乘员佩戴安全带时，通 过拉伸设在与安全带的巻绕侧相反一侧的舌片板，将上述收纳的安全 带拉出并与设置在座椅旁边的上述带扣装置扣合，从而佩戴好安全带。
这种结构的巻收器，在产生冲击的碰撞时，锁定安全带从巻绕部 件的拉出动作，利用所锁定的安全带约束向前急剧移动的乘员身体。 在这里，特别是在车辆急剧减速等情况下，为了更为有力地约束乘员 身体，通常设有预张紧器和锁定机构。
预张紧器，当加速度传感器检测到车辆处于急剧减速状态时，消 除安全带的松弛，提高安全带的约束力。例如有以下方式根据上述 加速度传感器的检测信号由气体产生单元产生气体，袋状体膨胀，利
4 用膨胀构造体在长度方向全长上的縮短来消除安全带的松弛的方式； 或者利用由气体发生单元产生的气体使活塞在气缸内滑动，通过小齿 轮使巻轴向巻绕方向旋转，由此消除安全带的松弛的方式等。
锁定机构，具有与巻轴一起旋转的锁定部件(锁定底座)。根据 上述加速度传感器的检测信号，使设在锁定底座上的卡定部件(棘爪) 与设在车辆固定侧部件(巻收器的框架等)上的内齿(棘齿)卡定，
从而限制锁定底座及巻轴向拉出方向旋转。
另一方面，在车辆急剧减速等情况下，当如上所述地急剧约束乘 员向前移动时，因受约束而引起的反作用所产生的冲击力经由安全带 作用于乘员的胸部等。为了缓冲施加给乘员的冲击力，在锁定之后， 立即对安全带施加一定值以上的拉出阻力而使安全带保持规定的拉伸 负荷，在该状态下将安全带拉出规定长度，由此吸收作用于乘员的碰
撞能量的机构(Energy Absorption;以下简称为"EA"机构。)已经 公知。
利用这种方法，在用于缠绕安全带的上述巻轴的内部配置可塑性 变形的轴(扭杆)，此时将该扭杆的一侧连接到巻轴侧，将其另一侧 连接到锁定底座一侧。当车辆在紧急情况下急剧减速，利用上述锁定 机构将锁定底座锁定而使其不能旋转时，用于约束要借助惯性力向前 移动的乘员的安全带的张力成为使扭杆的一侧相对于另一侧向安全带 拉出方向旋转的相对旋转力，当该相对旋转力变为某一规定值以上时， 扭杆产生塑性变形，通过此时的塑性变形阻力来吸收碰撞能量。由此， 虽然锁定机构起作用，但是巻轴仍然逐渐向安全带拉出方向旋转，一 边对安全带施加某一规定值以上的张力一边将其拉出，从而缓冲了安 全带与乘员身体之间的作用力。
在这里，如专利文献1所述，在具有上述预张紧器、锁定机构、 EA机构的安全带巻收器中，在EA机构动作时，当如上所述地允许巻
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轴向安全带拉出方向稍微旋转时，如上所述，预张紧器也已与巻轴旋 转连接，并向安全带巻绕方向(即反向)动作。
专利文献1:特开2002-120693号公报
但是，在上述现有技术中存在以下问题。
艮p，假设形成巻轴中与扭杆连接的一侧部分连接到预张紧器上并 在扭杆的另一侧连接被锁定机构锁定的锁定底座的结构时，如上所述 地，在预张紧器向巻轴的巻绕方向动作之后，即使锁定机构锁定了扭
杆另一侧向巻绕方向的旋转，当EA机构中的扭杆的一侧相对于另一侧 发生扭转而产生相对旋转时，上述预张紧器的动作与该相对旋转方向 反向，因而对该相对旋转动作产生阻碍作用。即，EA机构的动作受到 上述预张紧器动作的影响，难以确保稳定的动作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以确保不受预张紧器动作影响的稳 定EA动作的安全带巻收器和使用该安全带巻收器的安全带装置。
为了实现上述目的，第1发明的特征在于，具有巻轴，用于巻 绕安全带；扭杆，配置在该巻轴的径向的内侧，且其轴向的一侧和所 述巻轴连接，通过所述轴向的所述一侧与所述轴向的另一侧的相对位 移而发生扭转变形，从而能够吸收乘员的动能；预张紧器，位于所述 巻轴的轴向的另一侧，在车辆紧急减速状态下产生用于使所述巻轴向 所述安全带的巻绕方向旋转的旋转驱动力；和锁定单元，在预张紧器 动作时和非动作时都能够锁定所述扭杆的轴向的另一侧，从而抑制所 述巻轴向所述安全带拉出方向旋转。
在本申请的第1发明中，在车辆急剧减速时，预张紧器对应于该 急剧减速而动作，利用该旋转驱动力经由扭杆使巻轴向安全带巻绕方
向旋转，提高安全带对乘员的约束力。之后，虽然乘员身体由于车辆 急剧减速时的惯性而以规定大小以上的力拉伸安全带，使得朝向安全 带拉出方向的力较大地作用在巻轴上，但是上述锁定单元在该车辆急 剧减速时将扭杆的轴向另一侧锁定到车辆的固定侧部件上。由此，扭 杆的轴向一侧及与其相连的巻轴相对于扭杆的轴向另一侧相对旋转变 位，可以通过该扭杆的扭转变形来吸收乘员的动能(EA机构)。而且， 由于预张紧器位于巻轴的另一侧，如上所述，扭杆的一侧相对于另一
侧发生扭转而相对旋转的EA机构的动作，可以不受上述预张紧器动作
的影响，从而确保稳定的动作。
如上所述，在本申请的第1发明中，在车辆急剧减速时，为了使 扭杆产生扭转变形，可以将扭杆的轴向一侧及与其相连的巻轴放开， 而仅将扭杆的轴向另一侧锁定。因此，可以确保不受预张紧器动作影
响的稳定的EA动作。
另一方面，在本申请第l发明中，在预张紧器动作时及非动作时， 都能够利用锁定单元将扭杆的轴向另一侧锁定，以便抑制巻轴向安全 带拉出方向旋转。即，即使在预张紧器未动作的轻度碰撞时或车辆缓 慢减速时等情况下，也可以利用锁定单元锁定扭杆的轴向另一侧，从 而通过该扭杆抑制与该扭杆一侧相连的巻轴向安全带拉出方向旋转。 结果，在因乘员身体的惯性力作用于扭杆的负荷较小的情况下，锁定 安全带的拉出动作；在作用于扭杆的负荷较大的情况下，利用上述EA 机构吸收乘员的动能。
如上所述，根据本申请的第l发明，不仅在预张紧器动作时，即 使在预张紧器未动作的轻度碰撞时等情况下，也可以使EA机构动作而 吸收乘员的动能。因此，可以提高乘员的安全性。
第2发明，在上述第l发明中，其特征在于，具有锁定部件，配 置在所述巻轴的所述轴向的另一侧，并与所述扭杆的所述轴向的另一
侧连接；所述锁定单元，在所述预张紧器非动作时，利用卡定部件将 所述锁定部件锁定到所述车辆的固定侧部件上，从而锁定所述扭杆的 轴向的另一侧。
在本申请的第2发明中，在预张紧器未动作的轻度碰撞时或车辆缓 慢减速时等情况下，利用卡定部件将锁定部件与车辆的固顶侧部件卡 定、锁定。这样一来，通过利用卡定部件限制锁定部件的旋转，可以 将扭杆的轴向另一侧可靠地锁定。结果，可以通过该扭杆抑制与该扭 杆一侧相连的巻轴向安全带拉出方向旋转。由此，即使在轻度碰撞等
预张紧器未动作的情况下，也可以使EA机构动作而吸收乘员的动能。
因此，可以进一步提高乘员的安全性。
第3发明，在上述第1发明或第2发明中，其特征在于，所述锁定单 元，在所述预张紧器动作时，利用所述预张紧器保持所产生的压力， 并在规定期间内抑制所述扭杆的所述轴向的另一侧向所述安全带拉出 方向旋转，从而锁定所述扭杆的轴向的另一侧。
在本申请的第3发明中，在预张紧器动作时，通过由预张紧器保持 所产生的压力，锁定扭杆的轴向另一侧。由此，在预张紧器动作时， 即使扭杆产生扭转变形而使连接销断裂时，也可以将扭杆的轴向另一 侧可靠地锁定。由此，在预张紧器动作时，可以使EA机构动作而吸收 乘员的动能。
第4发明，在上述第2或第3发明中，所述卡定部件是可转动地设置 在所述锁定部件上的棘爪；所述锁定单元，利用配置在所述巻轴的所 述轴向的一侧的锁齿轮经由连接销而驱动所述棘爪向锁定方向转动， 从而锁定所述锁定部件。
由此，可以利用棘爪限制锁定部件的旋转，从而可以可靠地锁定 扭杆的轴向另一侧。
第5发明，在上述第4发明中，其特征在于，所述连接销，具有在 所述扭杆发生扭转变形时断裂的结构；具有施力单元，该施力单元在 所述连接销断裂时向不锁定所述锁定部件的反锁定方向对所述棘爪施 力，并且在以规定速度以上的速度拉出安全带装置时允许所述棘爪抵 抗所述作用力而借助离心力向锁定所述锁定部件的所述锁定方向移 动。
在本申请的第5发明中，在连接销由于碰撞等断裂后，当乘员为了
佩戴安全带而以通常速度拉出安全带时，利用带棘爪的施力单元向反 锁定方向施力，因而通常可以拉出安全带。另一方面，在车辆再次发 生碰撞等情况下，当以规定值以上的速度拉出安全带时，棘爪向锁定 方向移动而将锁定部件锁定，从而将安全带的拉出动作锁定。这样一
来，根据本申请的发明，即使在由于碰撞等使EA机构动作而使连接销 断裂后，也能够确保在碰撞时锁定安全带的拉出动作等最低限度的安 全带功能。结果，例如可以确保在将车辆从事故现场移动到其他场所 (例如修理工场等)期间的乘员安全性。
第6发明，在上述第1 第5发明中的任一项发明中，其特征在于， 具有减速度检测单元，用于检测车辆的减速度；所述锁定单元，在所 述减速度检测单元检测到规定大小以上的减速度时，锁定所述扭杆的 轴向的另一侧。
由此，即使在轻度碰撞时或车辆缓慢减速时等预张紧器的非动作 时，也能够利用锁定单元锁定扭杆的轴向另 一 侧。
第7发明，在上述第6发明中，其特征在于，在所述巻轴的所述轴 向一侧设有所述减速度检测单元。
由此，可以形成下述配置结构在与预张紧器相反的一侧配置减
速度检测单元，利用通过连接销配置在预张紧器一侧的棘爪将锁定部 件锁定。结果，可以提高巻收器的轴向两侧的平衡(重量、空间)， 从可以提高对车辆的搭载性。
为了实现上述目的，第8发明，其特征在于，具有上述第1 第7 发明中任一项所述的安全带巻收器；用于约束乘员的安全带，由该安
全带巻收器进行巻绕，且可拉出；舌片，设在所述安全带上；和带扣 装置，通过与该舌片扣合，将所述安全带佩戴到乘员身上。
发明效果
根据本发明，可以确保不受预张紧器动作影响的稳定的EA动作。
图1是与乘员一起表示具有本实施方式的安全带巻收器的安全带 装置的整体结构的正视图。
图2是表示本实施方式的安全带巻收器的简略整体结构的纵向剖视图。
图3是表示巻轴及连接销的整体结构的立体图。
图4是表示棘爪向反锁定方向移动的状态的图及棘爪向锁定方向
移动的状态的图。
图5是沿图2中的V-V剖面的预张紧器的剖视图，是表示预张紧 器动作前的状态的图。
图6是沿图2中的V-V剖面的预张紧器的剖视图，是表示预张紧 器刚刚动作后的状态的图。
图7是用于说明通常情况下的安全带巻收器的动作的图。
图8是用于说明车辆急剧减速时利用安全带巻收器动作中的预张 紧器动作进行的安全带巻绕动作的图。
图9是用于说明车辆急剧减速时利用安全带巻收器动作中的EA 机构进行的安全带拉出动作的图。
具体实施例方式
以下参照
本发明的一个实施方式。本实施方式是将本发 明应用于汽车安全带装置的例子。
图1是与乘员一起表示具有本实施方式的安全带巻收器的安全带 装置的整体结构的正视图。
在该图1中，安全带装置100配置在车辆的车体108内，具有
用于将乘员M约束到座椅S上的安全带3、可拉出该安全带3的一侧 地对安全带3进行巻绕的安全带巻收器1、可滑动地设置在安全带3上 的舌片104以及与该舌片104扣合的带扣装置105。
安全带3，如上所述，其一侧由安全带巻收器1进行巻绕，并且 中部穿过肩部固定器106，其另一侧端部由固定件107可转动地连接到 车体108 —侧。
图2是表示本实施方式的安全带巻收器1的整体简略结构的纵向 剖视图。
在图2中，安全带巻收器l，具有"〕"字状的框架2 (固定侧 部件)，具有两个并行侧壁2L、 2R及背面壁，该背面壁以架在上述两 个并行侧壁2L、 2R之间的方式与其结合；用于巻绕安全带3 (图2中 未图示)的巻轴4，可旋转地支撑在该框架2的两侧壁2L、 2R上；减 速度检测单元(未图示)，设置在该巻轴4的轴向一侧(图2中的右 侧)，检测到车辆轻度碰撞时等情况下产生的缓慢的车辆缓慢减速度 而动作；锁齿轮6，设在巻轴4的轴向一侧(图2中的右侧)，即使在 减速度检测单元未进行动作的情况下，也可以用于抑制巻轴4向安全 带拉出方向旋转；扭杆7，以间隙配合方式沿轴向贯穿巻轴4的径向内 侧，其轴向的一侧(图2中的右侧)与巻轴4相连(详细内容如下文 所述)，允许与巻轴4产生规定量的相对旋转变位，通过轴向的一侧
与另一侧(图2中的左侧)之间的相对位移而发生扭转变形，从而能 够吸收乘员M的动能；盘簧5，始终向安全带巻绕方向对巻绕4施力；
锁定底座M (锁定部件)，在扭杆7及巻轴4的另一侧(图2中的左 侧)可旋转地支撑在框架2上，固定在扭杆7的轴向另一侧(图2中 的左侧)；棘爪13 (卡定部件)，可摆动地保持在该锁定底座14上， 根据车辆的减速度将锁定底座14锁定在框架2的侧壁2L上；预张紧 器ll，位于扭杆7及巻轴4的轴向另一侧(图2中的左侧)，在紧急 时刻等车辆急速减速时进行动作而产生用于使巻轴4向安全带3的巻 绕方向旋转的旋转驱动力并传递给锁定底座14;以及连接销15，从棘 爪13的转动轴延伸设置，贯穿巻轴4并一直到达锁齿轮6。
图3是表示巻轴4及连接销15的整体结构的立体图。
在该图3中，连接销15，具有轴部15a，从棘爪13(图3中省 略图示)的转动轴贯穿巻轴4并一直延伸到该巻轴4的轴向一侧(图3 中的右前侧)；臂部15b，设置在该轴部15a的巻轴4的轴向一侧端部； 和动作销15c，在该臂部15b的前端部向巻轴4的轴向一侧突出地设置。 另外，上述连接销15的轴部15a，在扭杆7发生扭转变形时断裂(下 文说明详细情况)。根据这种结构，臂部15b能够在设置在巻轴4的 轴向一侧的开口部12内以轴部15a为中心进行摆动，连接在相反侧的 棘爪13随着该臂部15b的摆动向将锁定底座14锁定到框架2的侧壁 2L上的锁定方向或不锁定锁定底座14的反锁定方向移动。
利用锁齿轮6 (图3中省略图示)使臂部15b摆动，从而使上述 棘爪13向锁定方向或反锁定方向移动。该锁齿轮6，与公知的锁齿轮 相同，在车辆缓慢减速时通过上述减速度检测单元的动作使动作销15c 向外周侧移动，达到棘爪13跳出到巻轴4的外周以外的锁定状态，由 此使棘爪13与框架2的侧壁2L的内齿扣合(啮合)，从而抑制巻轴4 向安全带3的拉出方向旋转(参照后述的图4 (b))。然后，当车辆 停止而变成稳定的状态时，锁齿轮6使动作销15c向内周侧返回，解除
棘爪13的锁定。
图4 (a)和图4 (b)是表示上述棘爪13的动作的图，图4 (a) 是表示棘爪13移动到反锁定方向的状态的图，图4 (b)是表示移动到 锁定方向的状态的图。
通常驾驶时，即上述减速度检测单元未检测到车辆缓慢减速度时， 锁齿轮6向反锁定一侧驱动，由此通过与该所齿轮6扣合的动作销15c 使连接销15的臂部15b向反锁定一侧(巻轴径向内侧)摆动。结果， 如图4 (a)所示，连接在连接销15的轴向另一侧的棘爪13向未将锁 定底座14锁定到框架2的侧壁2L上的反锁定方向(图中的箭头A方 向)移动。由此，锁定底座14变成可以与巻轴4一起自由旋转的状态， 例如在佩戴安全带时，乘员M可以容易地从巻收器1拉出安全带3。
另外，在锁定底座14上设置用于向反锁定方向对棘爪13施力的 弹簧16(施力单元)。该弹簧16，当EA机构动作，使扭杆7扭转变 形并使连接销断裂时，向反锁定方向对棘爪13施力，并且以规定值以 上的速度拉出安全带3时，允许棘爪13克服作用力而借助离心力向锁 定方向移动(在下文说明详细情况)。
另一方面，在车辆减速或碰撞时，即当由上述减速度检测单元检 测到车辆缓慢减速度时，锁齿轮6向锁定一侧驱动，由此通过与该所 齿轮6扣合的动作销15c使连接销15的臂部15b向锁定一侧(巻轴径 向外侧)摆动。结果，如图4 (b)所示，连接在连接销15的轴向另一 侧的棘爪13向将锁定底座14锁定到框架2的侧壁2L上的锁定方向(图 中的箭头B方向)移动。由此，锁定底座14变成不能与巻轴4一起向 安全带拉出方向旋转的状态。结果，例如当车辆减速或碰撞时，锁定 从巻收器1拉出安全带3的动作，约束乘员M的身体的急剧移动。
另外，虽然通过上述弹簧16始终向反锁定方向对棘爪13施力，
但是在上述的车辆减速或碰撞时，棘爪13利用锁齿轮6克服弹簧16 的作用力而向锁定方向移动。
图5、图6是沿图2中的V-V剖面的预张紧器11的剖视图，图5 是表示预张紧器11的动作前的状态的图，图6是表示预张紧器11刚 刚动作后的状态的图。
在上述图5、图6中，预张紧器11，具有管道(管路)51，大 致弯曲成C字形，安装在框架2的侧壁2L的外侧；环形齿轮52，配 置在该管道51的内周侧；气体发生器53，设置在管道51的基端部(图 5、图6中下方的端部)51a上；螺旋弹簧54，在管道51的内部连接到 气体发生器53上； 一个活塞滚珠55，在管道51的内部与该螺旋弹簧 54相接地配置；多个滚珠56，在管道51的内部从该活塞滚珠55开始 依次向气体发生器53—侧填充配置(在该例中为15个)；和导块57， 安装在管道51的与基端部51a相反一侧的端部的内部。
管道51，例如是将钢管弯曲加工成近似椭圆的大致C字形，以夹 持在框架2的侧壁2L与预张紧器罩lla之间的状态进行安装(参照图 2)。该管道51，从图5、图6的下方的基端部51a向右上方大约弯曲 90°而与直线部51b相连，进而与图5、图6的上方的半圆部51c相连。 半圆部51c的前端与朝向图5、图6的下方的直线部51d相连，在该直 线部51d的内周侧的侧面上形成缺口部51e。环形齿轮52的外齿52a (后述的外齿52a')嵌入该缺口部51e的内周侧。
环形齿轮52，由在预张紧器罩lla (参照屈2)上形成的多个剪切 销(未图示)保持在管道51的内周侧的一定位置上。而且，在该环形 齿轮52的内周侧配置固定到上述锁定底座14上的小齿轮17。
在环形齿轮52的内周面形成能够与小齿轮17的外齿17a啮合的 内齿52b。由于环形齿轮52的内周直径形成得大于小齿轮17的外周直
径，所以在图5所示的动作前的状态下，能够确保环形齿轮52的内齿
52b与小齿轮17的外齿17a之间存在足够的间隙，以防止两者相互啮 合。因此，在通常情况下，虽然存在预张紧器ll，但是巻轴4仍然可 以自由旋转。这是由环形齿轮51和小齿轮17构成的离合器机构切断 的状态。
在环形齿轮52的外周面上形成多个向外伸出的突起状的外齿52a (在图示的例子中为7个)。虽然各个外齿52a之间沿着环形齿轮52 的外周方向以能够夹持两个滚珠56的间隔进行排列，但是在某一处部 位上，以相邻的两个外齿52a'之间仅能夹持一个滚珠56的间隔进行 偏置。在图5所示的动作前的状态下，该偏置的两个外齿52a'嵌入到 管道51的直线部51d的缺口部51e内，在这两个外齿52a'之间预先 夹入管道51内的最前端的滚珠56并与之接触。
在管道51的基端部51a上，形成稍微比管道51粗一些的气体发 生器收纳部51f。在该收纳部51f内收纳气体发生器53。该气体发生器 53，在收纳于气体发生器收纳部51f内之后，通过从外侧与凸缘部进行 铆接而固定。该气体发生器53，在紧急时刻等车辆急剧减速时，根据 由未图示的急剧减速检测单元发出的信号对火药进行点火，如图6所 示，向管道51内供给喷出气体压力。管道51，从基端部51a的气体发 生器收纳部51f—直到另一端部的缺口部51e，以不会泄漏该喷出气体 的高度气密性形成。
在图5所示的预张紧器11的动作前的状态下，在管道51的内部， 从气体发生器53 —侧依次收纳螺旋弹簧54、活塞滚珠55以及15个滚 珠56。滚珠56是钢等金属制的球状体。各滚珠56的外径比管道51的 内径小一些，因而可以在管道51的内部比较顺利地移动。而且，最前 端的滚珠56-l，与环形齿轮52的偏置的两个外齿52a'接触。
活塞滚珠55是硅酮橡胶等树脂制的。该活塞滚珠55，在排放出
喷出气体之后变形、扩大，从而能够与管道51的管道内表面保持气密 性地摩擦移动，也可以起到防止气体在前端侧泄漏的密封作用。在图5
所示的预张紧器11的动作前的状态下，螺旋弹簧54，配置在气体发生 器53与活塞滚珠55之间，向朝向管道51的相反端部的方向对活塞滚 珠55施力。通过该螺旋弹簧54的作用力，使滚珠56-l与环形齿轮52 的偏置的两个外齿52a'接触。
在管道51的直线部51d的端部，安装导块57。导块57，是前端 切成倾斜状的圆柱状，其斜面为导向面。该导向面由第1导向面57a 和第2导向面57b构成。第1导向面57a，在导块57的上端部形成与 环形齿轮52大致同心的圆弧状，在预张紧器11动作时与从管道51射 出的滚珠56碰撞。另外，第2导向面57b为平面状，逐渐远离环形齿
接着，对具有上述结构的预张紧器11的动作进行说明。在图5所 示的预张紧器11的非动作时(通常情况下)，环形齿轮52通过在预 张紧器罩lla (参照图2)上形成的未图示的多个剪切销保持在管道51 的内周侧的一定位置上，环形齿轮52与小齿轮17不相啮合。因此， 锁定底座14与预张紧器11无关地自由旋转。
然后，如果检测到车辆的碰撞状态，则向气体发生器53发送信号。 如图6所示，气体发生器53根据该信号进行点火，从而向管道51内 供给喷出气体压力。利用该喷出气体压力，首先推动最靠近气体发生 器53的活塞滚珠55，接着利用该滚珠活塞55的推压力依次推动多个 滚珠56。该推压力传递到最前端的滚珠56-1 (与环形齿轮52的两个外 齿52a'接触的滚珠)。另外，此时由于活塞滚珠55因该气体压力而 变形、扩大，所以在与管道51的内表面之间产生密封作用，气体不会 向前端泄漏。由于管道51以高度气密性构成，所以如上所述，用于使 活塞滚珠55驱动滚珠56的喷出气体不会中途泄漏，因而不会引起预 张紧器11的动力损失。通过滚珠56的推压力向环形齿轮52施加推压力，预张紧器罩lla 的剪切销(未图示)被剪断，因而环形齿轮52变成自由状态并向小齿 轮17—侧移动，环形齿轮52的内齿52b与小齿轮17的外齿17a啮合， 变成离合器连接状态。环形齿轮52，借助滚珠56推动外齿52a的力而 围绕同一轴心旋转。在环形齿轮52开始移动前的时刻，前端的滚珠56-1 以向环形齿轮52的外齿52a'施加旋转力的姿势与其接触，因而环形 齿轮52可靠地开始旋转。
而且，当受到喷出气体压力而依次推出滚珠55、 56时，各个滚珠 56依次与环形齿轮52的外齿52a之间的凹部扣合。此时，每两个滚珠 56与环形齿轮52的一个凹部扣合。通过使这些滚珠56依次扣合，使 环形齿轮52向图6的逆时针方向旋转。由于小齿轮17a与环形齿轮的 内齿52b啮合，所以环形齿轮52的旋转传递到小齿轮17，双方联动地 进行旋转。由于小齿轮17固定到锁定底座14上，所以锁定底座14与 小齿轮17 —起被驱动旋转。另外，图6所示的预张紧器11刚刚动作 后的状态是一个例子，活塞滚珠55在管道51内的位置可以根据乘员 M的体格或姿势等与安全带3的关系而改变。
在这里，通过上述扭杆7的扭转变形使EA机构动作，从而可以 吸收缓冲由安全带3施加给乘员M的冲击。即使在该EA机构动作后 的较长期间内(需要EA机构进行作用的期间)也可以充分维持管道 51内的喷出气体压力，可以维持锁定底座14向巻绕旋转方向的驱动力。 即，在EA机构的作用过程中，在锁定底座14中可以锁定向安全带3 的拉出方向的旋转。
如上所述，锁齿轮6、连接销15及棘爪13或预张紧器11构成各 个发明中所述的锁定单元。
以下，利用图7 图9对上述结构的本实施方式的安全带巻收器1
的动作及作用效果进行说明。另外，上述图7 图9中所示的箭头是表 示施加负荷的路线。
图7是用于说明通常情况下的安全带巻收器1的动作的图。
在通常情况下，利用锁齿轮6通过连接销15使棘爪13向未将锁 定底座14锁定到框架2的侧壁2L上的反锁定方向移动，棘爪13变成 非锁定状态。因而，锁定底座14、扭杆7以及巻轴4可以一体地自由 旋转。在没有佩戴安全带3时，可以利用盘簧5的作用力完全巻绕安 全带3。
为了进行佩戴而以通常速度拉出安全带3时(参照图7 (A))， 巻轴4向安全带3的拉出方向旋转，可以顺利地拉出安全带3。将可自 由滑动地设置在安全带3上的舌片104插入并卡定到固定于车体上的 带扣装置105之后，利用盘簧5的作用力将多拉出的安全带3巻绕到 巻轴4上，将安全带3调节到不会给乘员M造成压迫感的程度。
当要急剧拉出安全带3时，此时所产生的较大减速度使上述减速 度检测单元动作，如上所述地，由于该减速度检测单元的动作，上述 锁齿轮6通过连接销5使棘爪13向锁定方向转动，并与框架2的侧壁 2L的内齿扣合。由此，由安全带3的拉伸负荷而施加给巻轴4的旋转 力，被传递给该巻轴4、扭杆7、锁定底座14及棘爪13，由与棘爪13 扣合的框架2的侧壁2L承受(参照图7 (B))。
结果，当因乘员M的身体的惯性力经由巻轴4作用于扭杆7的负 荷比较小时，锁定安全带3的拉出动作。另外，当因乘员M的身体的 惯性力作用于扭杆7的负荷比较大时，通过上述EA机构使扭杆7扭转 变形，吸收乘员M的动能。这样一来，即使在预张紧器未动作的轻度 碰撞时等，也可以使EA机构动作而吸收乘员M的动能。图8是用于说明车辆急剧减速时利用安全带巻收器动作中的预张 紧器动作进行的安全带巻绕动作的图。
如图8所示，在紧急时刻等车辆急剧减速的情况下，预张紧器ll 对应于该急剧减速而动作，旋转驱动力经由小齿轮17而传递到锁定底
座14 (参照图8 (C))。
此时，当由该预张紧器U的旋转驱动力使锁定底座14相对于巻 轴4产生规定量以上的相对旋转位移，使扭杆7产生扭转变形时，如 上所述，连接销15的轴部15a断裂。由此，棘爪13被从锁齿轮6的驱 动控制放开。利用弹簧16的作用力使棘爪13向未将锁定底座14锁定 到框架2的侧壁2L的反锁定方向(图4中的箭头A方向)移动。结果， 锁定底座14变成可以与巻轴4一起自由旋转的状态(参照图4(a))。
然后，从预张紧器11经由小齿轮17而传递到锁定底座14的旋转 驱动力，经由扭杆7传递到巻轴4 (参照图8 (D))，巻轴4向安全 带3的巻绕方向旋转规定量，以规定量巻绕安全带3 (参照图8 (E))。 由此，可以提高安全带3对乘员M的约束力。
图9是用于说明车辆急剧减速时利用安全带巻收器动作中的EA 机构进行的安全带拉出动作的图。
如图9所示，在利用预张紧器动作巻绕安全带之后，乘员M的身 体因车辆急剧减速时的惯性力而以规定大小以上的力拉伸安全带3(参 照图9 (F))，向安全带3的拉出方向的力较大地作用于巻轴4 (参 照图9 (G))。该力从巻轴4传递到扭杆7、锁定底座14 (参照图9 (H))。这时，如上所述，虽然锁定底座14未被棘爪13锁定，但是 如上所述地，即使在预张紧器11动作后的较长期间(需要EA机构进 行作用的期间)内也可以充分维持管道51内的喷出气体压力，因而可 以利用该预张紧器11的巻绕旋转方向的驱动力将锁定底座14向安全
带3的拉出方向的旋转锁定。即，从上述巻轴4经由扭杆传递到锁定
底座14的力，经由小齿轮17由预张紧器11的保持压力承受(参照图 9(1))。结果，连接在巻轴4上的扭杆7的轴向一侧(图9中的右侧) 部分7R相对于轴向另一侧(图9中的左侧)部分7L相对旋转变位， 利用该扭杆7的扭转变形(扭转转矩)吸收乘员M的动能，从而可以 限制施加给安全带3的负荷(EA机构)。
另外，当EA机构动作后经过一定时间时，预张紧器11的管道51 内的喷出气体压力降低，利用上述预张紧器11的保持压力解除锁定。 由此，锁定底座14变成可以与巻轴4一起自由旋转的状态，当以规定 值以上的速度拉出安全带3时，如上所述，棘爪13克服弹簧16的作 用力并借助离心力向锁定方向移动，锁定安全带3的拉出动作。由此， 即使在EA机构动作而使连接销15断裂之后，也可以确保在碰撞时锁 定安全带3的拉出动作等最低限度的安全带的功能。
根据以上说明的本实施方式的安全带巻收器1，如上所述，由于 预张紧器11位于巻轴4的轴向另一侧(图9中的左侧)并连接到锁定 底座14上，所以如上所述，扭杆7的一侧(图9中的右侧)部分7R 相对于另一侧(图9中的左侧)部分7L发生扭转并相对旋转的EA机 构的动作，不会受到上述预张紧器11的动作的影响，可以确保稳定的 动作。
在本实施方式的安全带巻收器1中，如图7所示，在预张紧器ll 的非动作时，利用棘爪13锁定扭杆7的轴向另一侧(图7中的左侧) 的旋转。由此，即使在预张紧器ll未动作的轻度碰撞时或车辆缓慢减 速时等情况下，也可以将扭杆7的轴向另一侧(图7中的左侧)锁定， 从而抑制通过该扭杆7连接到其一侧(图7中的右侧)的巻轴4向安 全带拉出方向的旋转。结果，当因乘员M身体的惯性力而作用于扭杆 7的负荷较小时，锁定安全带3的拉出动作；当作用于扭杆7的负荷较 大时，利用上述的EA机构吸收乘员M的动能。因此，根据本实施方
式，不仅在预张紧器动作时，即使在预张紧器未动作的轻度碰撞时等 情况下，也可以使EA机构动作，从而吸收乘员的动能。因此，可以提 高乘员的安全性。在本实施方式中特别形成下述结构通过在锁定底座14上设置弹簧16，当EA机构动作而使连接销15断裂时，向未将锁定底座14锁 定的反锁定方向对棘爪13施力，并且当以规定值以上的速度拉出安全 带3时，棘爪13克服作用力并借助离心力向将锁定底座14锁定的锁 定方向移动。由此，在由于碰撞等使连接销15断裂后，当乘员M为了 佩戴安全带而以通常速度拉出安全带3时，通常可以通过利用弹簧16 向棘爪13施力而拉出安全带。另外，在车辆再次碰撞等情况下，当以 规定值以上的速度拉出安全带3时，棘爪13向锁定方向移动，将巻轴 14锁定，从而锁定安全带3的拉出动作。这样一来，根据本实施方式， 即使由于碰撞等使EA机构动作并使连接销15断裂以后，也可以确保在碰撞时锁定安全带的拉出动作等最低限度的安全带功能。结果，可 以确保将车辆从事故现场移动到其他场所(例如修理工场等)期间的乘员的安全性。而且，在本实施方式中，特别是在巻轴4的轴向一侧配置减速度 检测单元，该减速度检测单元在检测到由于车辆轻度碰撞时等产生的 缓慢的车辆缓慢减速度时进行动作。由此，可以形成下述配置结构 在与预张紧器11相反的一侧配置减速度检测单元，利用通过连接销15 配置到预张紧器一侧的棘爪13将锁定底座14锁定。结果，可以提高 安全带巻收器1在巻轴方向两侧的平衡(重量、空间)，从而可以提 高对车辆的搭载性。另外，上述实施方式方式的具体结构并未将本发明的内容严格限 定，细节部分可以根据本发明的主旨进行多种变形。
权利要求
1.一种安全带卷收器，其特征在于，具有卷轴，用于卷绕安全带；扭杆，配置在该卷轴的径向的内侧，且其轴向的一侧和所述卷轴连接，通过所述轴向的所述一侧与所述轴向的另一侧的相对位移而发生扭转变形，从而能够吸收乘员的动能；预张紧器，位于所述卷轴的轴向的另一侧，在车辆紧急减速状态下产生用于使所述卷轴向所述安全带的卷绕方向旋转的旋转驱动力；和锁定单元，在预张紧器动作时和非动作时都能够锁定所述扭杆的轴向的另一侧，从而抑制所述卷轴向所述安全带拉出方向旋转。
2. 如权利要求l所述的安全带巻收器，其特征在于， 具有锁定部件，配置在所述巻轴的所述轴向的另一侧，并与所述扭杆的所述轴向的另一侧连接；所述锁定单元，在所述预张紧器非动作时，利用卡定部件将所述 锁定部件锁定到所述车辆的固定侧部件上，从而锁定所述扭杆的轴向 的另一侧。
3. 如权利要求1或2所述的安全带巻收器，其特征在于， 所述锁定单元，在所述预张紧器动作时，由所述预张紧器保持所产生的压力，并在规定期间内抑制所述扭杆的所述轴向的另一侧向所 述安全带拉出方向旋转，从而锁定所述扭杆的轴向的另一侧。
4. 如权利要求2或3所述的安全带巻收器，其特征在于， 所述卡定部件是可转动地设置在所述锁定部件上的棘爪； 所述锁定单元，利用配置在所述巻轴的所述轴向的一侧的锁齿轮经由连接销而驱动所述棘爪向锁定方向转动，从而锁定所述锁定部件。
5.如权利要求4所述的安全带巻收器，其特征在于， 所述连接销，具有在所述扭杆发生扭转变形时断裂的结构； 具有施力单元，该施力单元在所述连接销断裂时向不锁定所述锁 定部件的反锁定方向对所述棘爪施力，并且在以规定速度以上的速度 拉出安全带装置时允许所述棘爪抵抗所述作用力而借助离心力向锁定 所述锁定部件的所述锁定方向移动。
6.如权利要求1 5中任一项所述的安全带巻收器，其特征在于， 具有减速度检测单元，用于检测车辆的减速度；所述锁定单元，在所述减速度检测单元检测到规定大小以上的减 速度时，锁定所述扭杆的轴向的另一侧。
7. 如权利要求6所述的安全带巻收器，其特征在于， 在所述巻轴的所述轴向的一侧设有所述减速度检测单元。
8. —种安全带装置，其特征在于，具有权利要求1 7中任一项所述的安全带巻收器；用于约束乘员的安全带，由该安全带巻收器进行巻绕，且可拉出; 舌片，设在所述安全带上；和带扣装置，通过与该舌片扣合，将所述安全带佩戴到乘员身上。
全文摘要
本发明提供安全带卷收器及安全带装置，特别是提供一种可以确保不受预张紧器动作影响的稳定EA动作的安全带卷收器及使用该安全带卷收器的安全带装置。该安全带装置包括用于卷绕安全带的卷轴；扭杆，配置在该卷轴的径向内侧，其轴向的一侧和卷轴连接，通过轴向的一侧和轴向的另一侧之间的相对位移发生扭转变形，从而能够吸收乘员(M)的动能；和预张紧器，位于卷轴的轴向的另一侧，在车辆紧急减速的状态下，产生用于使卷轴向安全带的卷绕方向旋转的旋转驱动力；在预张紧器动作时可利用该预张紧器的保持压力锁定扭杆的轴向的另一侧，在预张紧器非动作时可利用棘爪锁定扭杆的轴向的另一侧。
文档编号B60R22/46GK101108608SQ20071011185
公开日2008年1月23日 申请日期2007年6月20日 优先权日2006年7月19日
发明者平松幸治, 森本美和, 盐谷昌广, 金森靖 申请人:高田株式会社