卷帶裝置的製作方法
2023-07-01 18:15:31
專利名稱：卷帶裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種卷帶裝置，特別涉及可以通過電動機使捲軸旋轉來卷繞帶子的卷帶裝置。
背景技術：
約束乘員用的安全帶裝置，具有卷帶裝置。存在如下裝置，即，在該卷帶裝置中，設有用於減輕或解除系上帶子時的過度壓迫感的所謂張緊力調節(tension reducer)機構。還有一種預張緊(pre-tension)機構，該預張緊機構在車輛急劇減速等狀態下，將帶子在捲軸上卷繞一定量，由此，可消除帶子的一點鬆緩，即所謂的「鬆弛(slack)」，，同時增加帶子對乘員身體所施加的約束力，從而進一步可靠地保持乘員的身體。另外，還公知有通過電動機實現上述各功能的所謂電動卷收器(作為一個例子，參照專利文獻1、專利文獻2)。
這種電動卷收器(motor retractor)是非常有用的，因為其不僅可以發揮例如上述的張緊力調節以及預張緊的功能，而且，也能對通常系上帶子時的帶子的卷繞或拉出進行輔助。
另外，特別是近年來，在上述電動卷收器中，考慮用下述的結構，即利用距離傳感器等前方監控裝置檢測到前方其他車輛或障礙物的距離，在到前方其他車輛或障礙物的距離沒有達到一定值的情況下，就啟動電動機，利用電動機的旋轉力使捲軸向卷繞方向旋轉。
但是，在上述電動卷收器的情況下，為了防止來自捲軸側的旋轉傳遞給電動機，採用如下的結構，即，在電動機輸出軸與捲軸之間設有離合器，通過該離合器僅將來自電動機輸出軸側的旋轉傳遞給捲軸。
然而，在上述公知的電動卷收器中，採用的結構有必須對應於捲軸的端部配置離合器，所以該離合裝置配置在構成框架的一對支撐板的外側方，而且，在設有該離合器的一側支撐板的外側方(即與離合器同樣)配置電動機的結構；或者，比起一對支撐板在框架的上方或下方配置電動機的結構。但是，在這種結構的情況下，存在如下缺點，即，像電動機那樣比較大型且較重的部件位於框架外側方或上方或下方，由此使電動卷收器整體大型化，另外，也使電動卷收器整體的重量平衡變差。
另外，在這種電動卷收器中，也有如下要求，即，能容易地變更或設定從電動機向離合器傳遞的驅動力的變速比(減速比)，能容易地進行驅動電動機時傳遞到離合器的旋轉速度的設定·變更，進而容易地進行對捲軸的旋轉速度的設定·變更(卷帶特性的變化的設定)。
還存在如下的卷帶裝置，即，其具有卷繞帶子的捲筒(spool)；車輛急劇減速時把帶子卷繞在捲軸上的預張緊機構；以及檢測車輛加速度以及從捲筒拉出的帶子的拉出加速度的檢測機構(例如，參照專利文獻3)。
在該卷帶裝置中，在捲筒的一端側配置有預張緊機構，另一方面，在捲軸的另一端側配置有檢測機構，以便在捲筒一端側與另一端側良好地維持機構的配置平衡(空間上的平衡)。
然而，在這種卷帶裝置中，在例如預測車輛碰撞的情況下，為了增加卷繞帶子的電動卷收機構等的、需要某種程度上的配置空間的其他機構，而需要將這些其他機構配置在捲筒一端側與另一端側的任何一側的情況下，就會導致在捲筒一端側與另一端側機構的配置平衡變差。
專利文獻1特開2001-130376號公報專利文獻2特開2001-347923號公報專利文獻3特開平8-133015號公報發明內容本發明是在考慮上述事實的基礎上提出的，其目的是獲得一種不僅可通過電動機使捲軸旋轉，而且簡單、結構緊湊、重量平衡好的卷帶裝置。
本發明的另一目的是獲得一種不僅可通過電動機使捲軸旋轉，而且簡單、結構緊湊、重量平衡好，且容易進行卷帶特性變化的設定的卷帶裝置。
本發明的再一目的是，獲得一種即使在增加需要某種程度的配置空間的增加機構的情況下，也能在捲軸的一側與另一側良好地維持機構的配置平衡的卷帶裝置。
本發明第一方面的卷帶裝置，具有框架，通過背板將相互對置的一對支撐板連接成一體；捲軸，以其軸向沿著上述一對支撐板的對置方向的狀態，可旋轉地支持在上述一對支撐板之間，使乘員約束用的帶子的基端部卡定，通過向圍繞軸的一個方向的旋轉來卷繞上述帶子；電動機，以其旋轉軸與上述捲軸正交的狀態配置在上述一對支撐板之間；離合器，配置在上述一對支撐板中任何一個支撐板的側方，以機械方式安裝於上述電動機與上述捲軸之間，將上述電動機的旋轉傳遞給上述捲軸而使上述捲軸旋轉，同時，切斷在上述捲軸側產生的旋轉傳遞，以防止該旋轉傳遞給上述電動機；以及驅動力傳遞裝置，連接上述電動機與上述離合器，並將上述電動機的旋轉力傳遞給上述離合器。
本發明第二方面的卷帶裝置，具有框架，通過背板將相互對置的一對支撐板連接成一體；捲軸，以其軸向沿著上述一對支撐板的對置方向的狀態，可旋轉地支持在上述一對支撐板之間，使乘員約束用的帶子的基端部卡定，通過向圍繞軸的一個方向的旋轉來卷繞上述帶子；電動機，以其旋轉軸與上述捲軸正交且輸出側朝向與上述背板相反一側的狀態，配置在上述一對支撐板之間；電動機齒輪部，由多個直齒圓柱齒輪構成，以與上述電動機的旋轉軸平行的狀態配置自身的軸；離合器，配置在上述一對支撐板中任何一個支撐板的側方，以機械方式安裝於上述電動機與上述捲軸之間，將上述電動機的旋轉傳遞給上述捲軸，而使上述捲軸旋轉，同時，切斷在上述捲軸側產生的旋轉傳遞，以防止將該旋轉傳遞給上述電動機；離合器齒輪部，由蝸杆(worm gear)與蝸輪構成，上述蝸杆以與上述電動機的旋轉軸平行的狀態配置自身的軸，並連接在所述電動機齒輪部的最末直齒圓柱齒輪上，上述蝸輪與上述捲軸同軸地配置，與上述蝸杆嚙合且將上述蝸杆的旋轉力傳遞給上述離合器。
本發明第三方面的卷帶裝置，具有捲軸，通過朝向卷繞方向旋轉來卷繞帶子，同時，通過朝向拉出方向旋轉來拉出上述帶子；預張緊機構，配置在上述捲軸的一側，在規定時機使上述捲軸朝向卷繞方向旋轉；以及檢測機構，配置在上述捲軸的一側，用於檢測上述捲軸的移動加速度以及旋轉加速度的至少一方。
本發明的效果是本發明的卷帶裝置，不僅可通過電動機使捲軸旋轉，而且具有簡單、結構緊湊、重量平衡好的優良效果。
本發明的卷帶裝置，還具有如下優良效果，即可容易進行卷帶特性的變化的設定。
圖1是表示本發明實施形式的卷帶裝置的整體構成立體圖。
圖2是表示本發明實施形式的卷帶裝置的主要部分的構成立體圖。
圖3是表示本發明實施形式的卷帶裝置的整體構成的分解立體圖。
圖4是表示本發明實施形式的卷帶裝置的電動機及電動機齒輪部的構成的分解立體圖。
圖5是表示本發明實施形式的卷帶裝置的電動機供電端子與電源線的壓接端子結構的立體圖。
圖6是表示本發明另一實施形式的卷帶裝置的從斜上方一側看的分解立體圖。
標號說明10卷帶裝置，12框架，14背板，16支撐板，18支撐板，20捲軸，26離合器，28離合器齒輪部，30殼體，32齒輪，34蝸杆，44電動機，46電動機齒輪部，48外殼，72小齒輪，74齒輪，76齒輪，100卷帶裝置，118捲筒(捲軸)，120帶子，136施力機構，156預張緊機構，182傳感器機構(檢測機構)。
具體實施例方式
圖1用立體圖示出了本發明實施形式的卷帶裝置10的整體構成，圖2用立體圖表示卷帶裝置10的主要部分的構成。另外，圖3用分解立體圖表示該卷帶裝置10的整體構成。
卷帶裝置10具有框架12。框架12由大致呈板狀的背板14、和從該背板14的寬度方向兩端一體地延伸出來的一對支撐板16及支撐板18構成，背板14通過螺栓等圖中未示的連接單元固定在車體上，由此將框架安裝在車體上。
在框架12的一對支撐板16與支撐板18之間，可旋轉地配置有通過壓鑄等方法製造的捲軸20。捲軸20整體做成鼓形，連接固定有形成為長尺寸帶狀的帶子(webbing belt)(省略圖示)的基端部。當捲軸20圍繞其軸朝一個方向(以下將該方向稱作「卷繞方向」)旋轉時，將帶子從其基端側開始以層狀卷繞在捲軸20的外周部上。另一方面，如果從帶子的前端側引拉帶子，捲軸20一面隨之旋轉，一面將帶子拉出(以下，將拉出帶子時捲軸20的旋轉方向稱作「拉出方向」)。
捲軸20的一端側貫通支撐板18突出到框架12的外部。在支撐板18的側方配置有省略了圖示的鎖緊機構。鎖緊機構構成為包括加速度傳感器，並且與架設在支撐板16和支撐板18之間的鎖緊板22、以及設置在捲軸20的軸芯部分上的扭力杆24相連接(連係)。在車輛急劇減速時等，通過鎖緊機構的動作，扭力杆24的一端通過鎖緊板22受到約束，一邊進行能量的吸收，一邊阻止捲軸20朝拉出方向的旋轉。
另一方面，在捲軸20的另一端側，安裝有連接螺杆21。該連接螺杆21貫通支撐板16向框架12的外方突出，另外，在支撐板16的外側配置有離合器26及離合器齒輪部28。
離合器26及離合器齒輪部28做成同時收容在殼體30內的結構，離合器26與連接螺杆21連接。另外，離合器26還與構成離合器齒輪部28的齒輪32連接，該齒輪32是在外周緣上形成有蝸輪齒的所謂蝸輪。齒輪32與捲軸20同軸地配置，該齒輪32通過離合器26以機械方式與連接螺杆21連接(即捲軸20)。因此，形成如下結構，即齒輪32旋轉時，通過離合器26傳遞驅動力，使捲軸20朝卷繞方向旋轉，同時切斷在捲軸20側產生的旋轉傳遞，可防止把該旋轉傳遞給齒輪32。進一步，連接到離合器26上的連接螺杆21的前端貫通該離合器26向側方延伸出來。
另外，在殼體30內設置有構成離合器齒輪部28的蝸杆34。蝸杆34配置成其軸線與捲軸20正交，蝸杆34的端部通過襯套36、37支持在殼體30上，同時與齒輪32嚙合，進一步，蝸杆34的一端側設置成從殼體30向外方突出。在支承蝸杆34前端部的殼體30的軸承部分，收容有鋼球38，該鋼球38與蝸杆34的前端部接觸，另外，在該軸承部分擰入調節螺釘40。調節螺釘40通過用其前端部推壓鋼球38，把鋼球38壓接到蝸杆34的前端。藉此，限制蝸杆34在軸向的位移(調整軸向力)，通過讓該蝸杆34旋轉，使齒輪32旋轉。
用於收容以上構成的離合器26及離合器齒輪部28的殼體30由離合器蓋31覆蓋。
這樣，離合器26與離合器齒輪部28一體地組裝到單一的殼體30中，整體構成組合式結構。
在離合器26及離合器齒輪部28(殼體30)的側方，配置有彈簧組件(spring complete)42。彈簧組件42內部收容有盤簧(圖中省略)。該盤簧，其螺旋方向外側的端部卡定在殼體本體上，同時，其螺旋方向內側的端部卡定在貫通離合器26的連接螺杆21的前端，該盤簧對捲軸20朝卷繞方向施力。
另一方面，在捲軸20的下方，在支撐板16與支撐板18之間配置有電動機44及電動機齒輪部46。
此處，在圖4中，用分解立體圖表示該電動機44及電動機齒輪部46的構成。
電動機44及電動機齒輪部46具有外殼48。在該外殼48的一側安裝有電動機44，同時，在外殼48的另一側設置有電動機齒輪部46。電動機44，以其旋轉軸50的前端側(輸出側)朝向外殼48的狀態固定在外殼48的一側，旋轉軸50的前端(輸出側)向外殼48的另一側(電動機齒輪部46的一側)突出。
另外，在電動機44的後端側安裝有基板54。在該基板54上連接(取り回す)有電動機驅動用的電源線52。如圖5所示，該電源線52通過壓接端子結構連接到設置於電動機44本體部分上的供電端子56上。
另外，電動機44由電動機罩58覆蓋，O形圈57介於它們之間。在電動機罩58上設置有爪部60，該爪部60嵌合併卡定於設置在外殼48上的爪支撐凸起62，由此，將電動機罩58固定在外殼48上。
另外，在這裡，在電動機罩58上設置有第一凹部64，與該第一凹部64對應，在基板54上設置有可嵌入該第一凹部64內的凸部66。進一步，在上述電動機44上，與基板54的凸部66對應，設置有可嵌入凸部66的第二凹部68。
即，把凸部66嵌入第二凹部68中，從而使電動機44相對於基板54定位，同時，把凸部66嵌入第一凹部64內，從而使基板54相對於電動機罩58定位，而且，爪部60嵌合併卡定於爪支撐凸起62，從而把電動機罩58安裝並固定在外殼48上，由此，就從根本上確定了電動機44軸周圍相對外殼48的組裝位置。
另外，電動機驅動用電源線52朝向與電動機44的輸出側相反的框架12的背板14，從電動機罩58的後端部分伸出。並且，該電動機罩58的電源線52的伸出部分通過橡膠蓋70防水。
另一方面，在向外殼48的另一側(電動機齒輪部46的一側)突出的電動機44的旋轉軸50的前端，安裝有構成電動機齒輪部46的多個直齒圓柱齒輪的小齒輪72。另外，齒輪74以及齒輪76以相互嚙合的狀態收容在電動機齒輪部46中，該每一個齒輪72及齒輪76均為外齒的直齒圓柱齒輪，並構成驅動力傳遞裝置。這些齒輪74、齒輪76以其自身軸都與電動機44的旋轉軸50平行的狀態配置，齒輪74與小齒輪72嚙合，成為最末直齒圓柱齒輪的齒輪76可裝卸地連接在從上述離合器齒輪部28的殼體30向外方突出的蝸杆34的一端部。因此，構成如下結構，即，驅動電動機44時，通過小齒輪72、齒輪74及齒輪76傳遞驅動力，從而驅動蝸杆34旋轉。
另外，這些小齒輪72、齒輪74及齒輪76由安裝在外殼48上的齒輪蓋78覆蓋。在齒輪蓋78上設置有爪部80，該爪部80嵌合併卡定於設置在外殼48上的爪支撐部82，由此，將齒輪蓋78固定在外殼48上。
這樣，電動機44與電動機齒輪部46一體地組裝到任何一個單一的外殼48內，整體上實現組合化。
以上構成的電動機44與電動機齒輪部46，通過螺絲86將一體地設置在外殼48上的安裝撐架(stay)84可裝卸地安裝在殼體30(即框架12)中，該殼體30用於收容離合器26與離合器齒輪部28。在該外殼48向殼體30(框架12)上安裝的安裝狀態下，電動機44成為如下狀態，即其旋轉軸50與捲軸20正交，且其輸出側朝向與框架12的背板14相反一側，而且，電動機44成為如下構成，即在一對支撐板16與支撐板18之間，位於捲軸20的正下方。
另外，在這裡，如上述構成的電動機44及電動機齒輪部46構成為，將作為電動機齒輪部46的最末直齒圓柱齒輪的齒輪76可分離地連接到離合器26及離合器齒輪部28的蝸杆34上，而且，安裝撐架84通過螺絲86可裝卸地安裝在殼體30上，因而，通過拆卸螺絲86，可從殼體30上拆卸安裝撐架84，由此，可以使電動機44及電動機齒輪部46保持裝配的狀態，從殼體30(框架12)獨立地分離。
進一步，上述電動機44構成例如根據前方監控裝置等的檢測信號動作的結構。
下面，說明本實施形式的作用。
在上述構成的卷帶裝置10中，乘員落座於車輛的座席上，將帶子系在身體上，例如，將設置於帶子上的舌片(tongue plate)卡合到帶扣裝置中，由此，處於帶子相對於乘員身體的佩戴狀態。
在這裡，在該帶子的佩戴狀態下，即使由於乘員身體移動等原因將帶子卷繞或拉出，換句話說，即使捲軸20朝卷繞方向或拉出方向旋轉，通過離合器26，也不會把該捲軸20的旋轉力傳遞給電動機44的旋轉軸50。
另一方面，例如，在車輛行駛中，車輛前方存在障礙物而且車輛與障礙物的間隔(從車輛到障礙物的距離)達到給定的範圍內時，開始驅動電動機44，使旋轉軸50急劇旋轉。
當該電動機44的旋轉軸50旋轉時，其旋轉力通過電動機齒輪部46的小齒輪72、齒輪74、齒輪76、以及離合器齒輪部28的蝸杆34與齒輪32，傳遞給離合器26，進一步通過離合器26將旋轉力傳遞給捲軸20，使捲軸20向卷帶的方向旋轉。藉此，解除帶子的鬆緩，即所謂「鬆弛」，提高基於帶子的對乘員身體的約束力，即使此後乘員進行車輛急劇制動(急剎車)的操作，以及車輛處於急劇減速狀態，帶子也能可靠地保持乘員的身體。
這樣，在解除了鬆緩的狀態下，電動機44停止時，電動機44的旋轉軸50與捲軸20的機械連接被解除。
在這裡，在本實施形式的卷帶裝置10中，由於採用了下述結構將離合器26配置在一對支撐板16、18中的一個支撐板16的側方，而且，電動機44以其旋轉軸50與捲軸20正交的狀態處於支撐板16與支撐板18之間，並配置在該捲軸20的正下方，所述一對支撐板16、18構成用於支持捲軸20的框架12，因此，與把電動機44配置在框架12的外側的結構相比，可使本卷帶裝置10整體上大幅度緊湊化。換句話說，由於採用的結構是將電動機44這樣比較龐大的部件置於一對支撐板16與支撐板18之間，並配置在捲軸20的正下方，因此，作為這樣較龐大部件的電動機44不會從框架12(支撐板16、18)向外方突出，可有效地利用一對支撐板16與支撐板18之間的空間，可使裝置整體緊湊化。而且，與在框架12的外側配置電動機44的結構相比，如上所述，由於採用將該電動機44置於一對支撐板16、18之間，並配置在捲軸20的正下方的結構，所以，卷帶裝置10整體重量的平衡點靠近支撐板16與支撐板18的對置方向的中央側，在重量上能使卷帶裝置10穩定。
另外，在本實施形式的卷帶裝置10中，由於採用了下述結構離合器26配置在一個支撐板16的側方，並且，電動機44處於一對支撐板16、18之間，並配置在捲軸20的正下方，因此，可接近配置電動機44與離合器26，而且，電動機44的旋轉軸50的輸出側朝向框架12的背板14的相反一側配置，因而，能把連接電動機44的旋轉軸50與離合器26的電動機齒輪部46及離合器齒輪部28(驅動力傳遞裝置)配置得很合理。所以，可簡化電動機齒輪部46及離合器齒輪部28的結構，這也意味著可使裝置緊湊化，使成本更低廉。
進一步，由於採用將電動機44這種比較重的部件置於一對支撐板16、18之間，並配置在捲軸20的正下方的結構，所以，不僅可用各支撐板1 6、18及連接這些支撐板16、18的背板14的任何一個來支持電動機44，根據需要，可用一對支撐板16、18及背板14的任何兩個或全部來支持電動機44。由此，不需要格外地提高用於支持電動機44的強度，其結果，可實現裝置的輕量化和降低成本。
再者，在本實施形式的卷帶裝置10中，由於電動機齒輪部46的作為最末直齒圓柱齒輪的齒輪76和離合器齒輪部28的蝸杆34可分離地連結在一起，因此，可使電動機齒輪部46與離合器齒輪部28獨立並進行分離·交換。所以，例如，可以很容易與變更小齒輪72、齒輪74以及齒輪76等多個直齒圓柱齒輪齒數及其個數等的、不同的其他電動機齒輪部46進行交換、和適用於這種情況。因此，可以容易變更或設定從電動機44向離合器26傳遞的驅動力的變速比(減速比)，容易進行驅動電動機44時傳遞到離合器26上的旋轉速度的設定·變更，進而容易進行對捲軸20的旋轉速度的設定·變更(卷帶特性的變化的設定)。
此外，由於電動機齒輪部46可與離合器齒輪部28獨立並進行分離·交換，所以，即使在為了變更上述的變速比(減速比)而交換·變更電動機齒輪部46的情況下，電動機齒輪部46的多個直齒圓柱齒輪的嚙合狀態、及離合器齒輪部28的蝸杆34與齒輪32的嚙合狀態不會有任何變化(不會受到任何影響)。所以，各齒(齒輪)的嚙合精度不會改變，從而不會降低(劣化)驅動力的傳遞效率。
再者，電動機44與電動機齒輪部46可一體地組裝到單一的外殼48上而組合化，並且，離合器26與離合器齒輪部28可一體地組裝到單一的殼體30上而組合化。因此，即使在如上述為了變更變速比(減速比)等而交換·變更電動機齒輪部46的情況下，電動機齒輪部46的多個直齒圓柱齒輪的嚙合狀態、及離合器齒輪部28的蝸杆34與齒輪32的嚙合狀態也不會有任何變化(不會受到影響)。所以，各齒(齒輪)的嚙合精度不會改變，不會降低(劣化)驅動力的傳遞效率。
還有，在本實施形式的卷帶裝置10中，通過將基板54的凸部66嵌入電動機44的第二凹部68中，而將電動機44相對於基板54定位，並且，通過把該基板54的凸部66嵌入電動機罩58的第一凹部64中，而將基板54相對於電動機罩58定位，而且，通過將電動機罩58的爪部60嵌合併卡定於外殼48的爪支撐凸起62，從而把電動機罩58安裝在外殼48上，藉此，可確定電動機44軸周圍相對外殼48的組裝位置。所以，不需要上述多個部件的複雜的組裝對位(僅僅把第二凹部68、凸部66、及第一凹部64嵌合，把爪部60嵌合併卡定於爪支撐凸起62上就可以)，提高了組裝性。
另外，同樣地，在本實施形式的卷帶裝置10中，由於電動機齒輪部46由齒輪蓋78覆蓋，而且，通過將爪部80嵌合併卡定於爪部支撐部82，將該齒輪蓋78固定在外殼48上，因此，結構變簡單，而且也提高了組裝作業性。
另外，在本實施形式的卷帶裝置10中，由於電源線52通過壓接端子結構連接在設置於電動機44本體部分上的供電端子56上，因此，與例如軟釺焊等連接結構相比，可提高電源線連接的作業性，同時，也減小了體積(可縮小該部位所需要的空間)。
進一步，在本實施形式的卷帶裝置10中，由於電動機驅動用的電源線52朝向與電動機44的輸出側相反的框架12的背板14，從電動機罩58的後端部分伸出，因此，該電源線伸出部分可由框架12的背板14來保護。所以，該電源線伸出部分不會與其它部件或部位發生不必要的幹涉或成為障礙，而且，也可防止該電源線取出部分本身受到損傷或破壞。
圖6用從斜上方一側看的分解立體圖表示本發明另一實施形式的卷帶裝置100的主要部分。
本實施形式的卷帶裝置100具有俯視為コ字形板狀的框架112，框架112固定在車室內。在框架112的一側壁上端與另一側壁上端之間架設有連結片114，並形成有貫穿孔116，所述連結片114固定在車室內。
在框架112的一側壁與另一側壁之間，可自由旋轉地支持有構成限力機構的作為捲軸的捲筒(spool)118。在捲筒118上卷繞有長尺寸帶狀的帶子120，設置在帶子120基端的圓柱狀的軸122卡定於捲筒118，同時，帶子120的基端附近貫穿捲筒118，由此帶子120卡定於捲筒118。另外，帶子120在卷繞在捲筒118上的部分的附近，貫穿上述貫穿孔116，由此將帶子120系在車輛乘員身上。捲筒118通過朝向卷繞方向旋轉，而卷繞帶子120；另一方面，通過朝向拉出方向旋轉，而拉出帶子120。
在捲筒118的中心軸部分，配置有構成限力機構的扭轉軸124(能量吸收部件)，扭轉軸124通過施加規定載荷以上的扭轉載荷而可產生扭轉變形。扭轉軸124的另一側端卡定於捲筒118的另一側端，扭轉軸124與捲筒118一體地旋轉。另外，在扭轉軸124的另一側端，旋合有螺釘部件126。
在捲筒118的一側設置有構成限力機構的鎖緊齒輪128。鎖緊齒輪128卡定於扭轉軸124的一側端附近，除了扭轉軸124產生扭轉變形時以外，鎖緊齒輪128與扭轉軸124及捲筒118一體地旋轉。在鎖緊齒輪128的外周形成有棘齒(ratchet歯)130。進一步，在鎖緊齒輪128的中心側形成有大致圓柱狀的滾花孔132，滾花孔132朝一側開放，同時，在滾花孔132的整個外周上實施滾花加工，形成滾花面134。
在框架112的另一側設置有施力機構136。施力機構136具有彈簧座138，彈簧座138安裝在框架112另一側壁的外側。彈簧座138在使螺釘部件126向另一側突出的狀態下，覆蓋捲筒118的另一側面。彈簧座138的另一側由彈簧蓋140覆蓋，彈簧蓋140安裝在框架112的另一側壁外側。彈簧蓋140上形成有大致圓柱狀的凹部142，凹部142朝一側開口。
在彈簧蓋140的凹部142內設置有盤簧144，盤簧144的外側端固定在凹部142的內周面上。盤簧144的內側端固定在螺釘部件126上。盤簧144通過螺釘部件126對扭轉軸124、捲筒118以及鎖緊齒輪128朝向卷繞方向施力。
在框架112的一側壁與另一側壁之間架設有鎖緊部件146，在鎖緊部件146的一側端設置有鎖緊板148，鎖緊板148在一端可自由轉動地支持在下述齒輪箱152的下部，鎖緊板148配置在鎖緊齒輪128的斜下方。在鎖緊板148的另一端形成有鎖緊齒150，鎖緊板148配置在鎖緊齒輪128的齒背側，使鎖緊齒150處於不與鎖緊齒輪128的棘齒130嚙合的狀態。
在框架112的一側壁外側設置有齒輪箱152，齒輪箱152覆蓋鎖緊齒輪128的一側。在齒輪箱152的中央形成圓狀的貫通孔154，貫通孔154使鎖緊齒輪128的滾花孔132露出，同時，貫通有扭轉軸124。
在框架112的一側壁外側設置有預張緊機構156，預張緊機構156具有小齒輪158，小齒輪158配置在齒輪箱152的一側，同時，可自由旋轉地支持在扭轉軸124上。在小齒輪158的一側部分形成有小齒輪齒160。另一方面，在小齒輪158的另一側部分形成有凸輪162，在凸輪162的外周交替地形成有凹凸。凸輪162通過齒輪箱152的貫通孔154插入滾花孔132內，並且不與滾花面143接觸，鎖緊齒輪128可與小齒輪158獨立地旋轉。
預張緊機構156具有離合器盤164，離合器盤164配置在齒輪箱152與小齒輪158之間。在離合器盤164的中心側形成有多個嚙合爪166，各嚙合爪166從離合器盤164向另一側突出。各嚙合爪166與凸輪162的各凹部嵌合，藉此，將離合器盤164安裝到小齒輪158上。各嚙合爪166與凸輪162一起通過齒輪箱152的貫通孔154插入滾花孔132內，同時不與滾花面134接觸，從而鎖緊齒輪128可與離合器盤164獨立地旋轉。
預張緊機構156具有大致L字形圓筒狀的汽缸(cylinder)168，汽缸168在小齒輪158的下方固定於框架112的一側壁外側。在汽缸168的下側端設置有氣體發生器170，同時，固定有有底圓筒狀的發生器罩172，氣體發生器170在被發生器罩172覆蓋的狀態下，將汽缸168的下端閉塞。
預張緊機構156具有活塞174，活塞174從汽缸168的上端插入內部。在活塞174的下端設置有O形圈176，O形圈176將活塞174的下端與汽缸168之間密封。另外，在活塞174下端以外的部位形成有齒條178。
預張緊機構156具有大致三稜柱容器狀的蓋板180，蓋板180固定在框架112的一側壁外側。蓋板180在下部可使扭轉軸124貫穿，並可旋轉地支持該扭轉軸124。蓋板180的另一側面及下面開口，蓋板180在內部收容有小齒輪158、離合器盤164以及活塞174的上部，同時，在其與框架112的一側壁之間夾持著齒輪箱152。
在預張緊機構156的一側設置有作為檢測機構的傳感器機構182。傳感器機構182具有另一側開口的箱狀的傳感器保持架184，傳感器保持架184在上部貫穿有扭轉軸124的狀態下，固定在框架112的一側壁上。傳感器保持架184的一側由另一側開口的箱狀的傳感器蓋186覆蓋，傳感器蓋186固定在傳感器保持架184及框架112的一側壁上。
在傳感器保持架184的下部保持有加速度傳感器188，加速度傳感器188配置在傳感器保持架184與傳感器蓋186之間的間隙內。加速度傳感器188具有承載部190。在承載部190的上面形成有大致為倒圓錐狀的凹部，在承載部190的凹部承載有球體192。在球體192的上部可自由轉動地支持有可動爪194，可動爪194承載於球體192上。
在傳感器保持架184與傳感器蓋186之間的間隙內設置有V字齒輪196，V字齒輪196與扭轉軸124的一側端卡定，與扭轉軸124一體地旋轉。另外，在V字齒輪196的外周形成有棘齒198。
在V字齒輪196上可轉動地支持有W形棘爪200，在W形棘爪200上固定有W形平衡重(mass)202。在V字齒輪196與W形棘爪200之間架設有傳感器彈簧204，傳感器彈簧204相對於W形棘爪200朝卷繞方向對V字齒輪196施力。
在傳感器保持架184與傳感器蓋186之間的間隙內，在V字齒輪196的一側設置有大致圓盤狀的齒輪傳感器206，齒輪傳感器206可旋轉地支持在扭轉軸124的一側端緣上。在齒輪傳感器206，在其與傳感器蓋186的內表面之間架設有螺旋彈簧208，螺旋彈簧208朝卷繞方向對齒輪傳感器206施力。
在齒輪傳感器206的下部，在其一側可旋轉地支持有卡合爪210，卡合爪210的旋轉中心軸與扭轉軸124的軸向平行，同時，可與V字齒輪196的棘齒198嚙合。另外，在齒輪傳感器206的下部，在另一側形成推壓片212。
下面說明本實施形式的作用。
在以上構成的卷帶裝置100中，施力機構136的盤簧144通過螺釘部件126，朝卷繞方向對扭轉軸124、捲筒118及鎖緊齒輪128施力，由此對帶子120施加朝向捲筒118卷繞的方向的力。
傳感器機構182的加速度傳感器188檢測車輛加速度(捲筒118的移動加速度)為大於或等於規定加速度的情況。換句話說，當車輛加速度大於或等於規定加速度時(例如車輛急劇減速時)，加速度傳感器188的球體192經過承載部190的凹部向加速度相反方向一側移動，並上升，將可動爪194推上去。藉此，可動爪194使齒輪傳感器206的卡合爪210旋轉，並與V字齒輪196的棘齒198嚙合，由此，使齒輪傳感器206處於與V字齒輪196連接的狀態。
傳感器機構182的W形棘爪200、W形平衡重202及傳感器彈簧204檢測帶子120的拉出加速度(捲筒118朝向拉出方向的旋轉加速度)為大於或等於特定加速度的情況。換句話說，當帶子120的拉出加速度為大於或等於特定加速度時，通過捲筒118及扭轉軸124，可抑制W形棘爪200以及W形平衡重202因慣性相對於朝拉出方向旋轉的V字齒輪196朝拉出方向的旋轉，藉此，使W形棘爪200以及W形平衡重202相對於V字齒輪196轉動。由此，W形棘爪200使齒輪傳感器206的卡合爪210旋轉，並與V字齒輪196的棘齒198嚙合，從而使齒輪傳感器206處於與V字齒輪196連接的狀態。
如上述，當齒輪傳感器206處於與V字齒輪196連接的狀態時，藉助於來自乘員的朝向帶子120的拉出載荷，通過捲筒118及扭轉軸124使V字齒輪196及齒輪傳感器206朝拉出方向稍微旋轉。此外，在這種情況下，藉助於因W形棘爪200及W形平衡重202的慣性而增加的傳感器彈簧204的彈力，減少V字齒輪196以及齒輪傳感器206的旋轉力。
通過這樣使齒輪傳感器206朝拉出方向稍微旋轉，齒輪傳感器206的推壓片212使鎖緊部件146的鎖緊板148向鎖緊齒輪128側轉動。藉此，從乘員朝向帶子120施加拉出載荷，對捲筒118、扭轉軸124及鎖緊齒輪128朝拉出方向施加旋轉力，由此，鎖緊板148的鎖緊齒150與鎖緊齒輪128的棘齒130嚙合，阻止鎖緊齒輪128朝向拉出方向的旋轉，從而阻止帶子120的拉出。
進一步，在這樣阻止帶子120拉出的狀態下，從乘員通過帶子120以及捲筒118向扭轉軸124施加的扭轉載荷為大於或等於規定載荷時，使限力機構動作，使扭轉軸124產生扭轉變形，由此捲筒118與鎖緊齒輪128獨立地朝向拉出方向旋轉。藉此，將帶子120拉出，吸收從帶子120向乘員作用的載荷(能量)。
另外，在車輛緊急時(例如急劇減速時等規定的時機)，預張緊機構156的氣體發生器170產生氣體，從而活塞174與O形圈176一起在汽缸168內上升，活塞174的齒條178與小齒輪158的小齒輪齒160嚙合，使小齒輪158朝卷繞方向旋轉。因此，小齒輪158相對於離合器盤164相對旋轉，離合器盤164的各嚙合爪166與小齒輪158的凸輪162的各凸部嵌合，藉此，使離合器盤164的各嚙合爪166向離合器盤164的徑向外側移動，並與鎖緊齒輪128的滾花面134嚙合。藉此，離合器盤164以及鎖緊齒輪128與小齒輪158一體地朝向卷繞方向旋轉，從而卷繞帶子120。
在這裡，在框架112的一側(捲筒118的一端側)，配置有預張緊機構156以及傳感器機構182。因此，除了預張緊機構156以及傳感器機構182之外，即使在增加需要某種程度的配置空間的增加機構(例如預測車輛碰撞時，卷繞帶子的電動卷收器機構或限力機構的驅動載荷(使扭轉軸124扭轉的載荷)的選擇機構等)的情況下，通過將該增加機構配置在框架112的另一側(捲筒118的另一端側)，從而，可良好地維持在框架112的一側與另一側機構的配置平衡(空間上的平衡)。
另外，雖然施力機構136配置在框架112的另一側，但是，由於該施力機構136的配置空間小，因此，即使把施力機構136配置在框架112的另一側，依然能良好地維持在框架112一側與另一側機構的配置平衡。
權利要求
1.一種卷帶裝置，具有框架，通過背板將相互對置的一對支撐板連接成一體；捲軸，以其軸向沿著所述一對支撐板的對置方向的狀態，可旋轉地支持在所述一對支撐板之間，使乘員約束用的帶子的基端部卡定，並通過向圍繞軸的一個方向的旋轉來卷繞所述帶子；電動機，以其旋轉軸與所述捲軸正交的狀態配置在所述一對支撐板之間；離合器，配置在所述一對支撐板中的任何一個支撐板的側方，以機械方式安裝於所述電動機與所述捲軸之間，將所述電動機的旋轉傳遞給所述捲軸而使所述捲軸旋轉；同時，切斷在所述捲軸側產生的旋轉傳遞，以防止將該旋轉傳遞給所述電動機；以及驅動力傳遞裝置，連接所述電動機與所述離合器，並將所述電動機的旋轉力傳遞給所述離合器。
2.根據權利要求1所述的卷帶裝置，其特徵是，所述電動機旋轉軸的輸出側朝向所述背板相反一側配置。
3.根據權利要求1或2所述的卷帶裝置，其特徵是，所述驅動力傳遞裝置由下列部分構成電動機齒輪部，以與所述電動機的旋轉軸平行的狀態配置自身的軸，並由與所述電動機的旋轉軸連接的多個直齒圓柱齒輪構成；以及離合器齒輪部，該離合器齒輪部由蝸杆與蝸輪構成，所述蝸杆以與所述電動機的旋轉軸平行的狀態配置自身的軸，並與所述電動機齒輪部的最末直齒圓柱齒輪可分離地連接；所述蝸輪與所述捲軸同軸地配置，並與所述蝸杆嚙合且將所述蝸杆的旋轉力傳遞給所述離合器。
4.一種卷帶裝置，具有框架，通過背板將相互對置的一對支撐板連接成一體；捲軸，以其軸向沿著所述一對支撐板的對置方向的狀態，可旋轉地支持在所述一對支撐板之間，使乘員約束用的帶子的基端部卡定，並通過向圍繞軸的一個方向的旋轉來卷繞所述帶子；電動機，以其旋轉軸與所述捲軸正交且輸出側朝向與所述背板相反一側的狀態，配置在所述一對支撐板之間；電動機齒輪部，由多個直齒圓柱齒輪構成，以與所述電動機的旋轉軸平行的狀態配置自身的軸；離合器，配置在所述一對支撐板中的任何一個支撐板的側方，以機械方式安裝於所述電動機與所述捲軸之間，將所述電動機的旋轉傳遞給所述捲軸而使所述捲軸旋轉；同時，切斷在所述捲軸側產生的旋轉傳遞，以防止將該旋轉傳遞給所述電動機；以及離合器齒輪部，由蝸杆與蝸輪構成，所述蝸杆以與所述電動機的旋轉軸平行的狀態配置自身軸，並與所述電動機齒輪部的最末直齒圓柱齒輪連接，所述蝸輪與所述捲軸同軸地配置，並與所述蝸杆嚙合且將所述蝸杆的旋轉力傳遞給所述離合器。
5.根據權利要求4所述的卷帶裝置，其特徵是，所述電動機齒輪部的最末直齒圓柱齒輪與所述離合器齒輪部的所述蝸杆可分離地連接，所述電動機與所述電動機齒輪部在保持組裝的狀態下可分離。
6.根據權利要求4所述的卷帶裝置，其特徵是，所述電動機與所述電動機齒輪部一體地組裝在單一的外殼上而組合化，同時，所述離合器與所述離合器齒輪部一體地組裝在單一的殼體上，構成組合式結構。
7.根據權利要求4所述的卷帶裝置，其特徵是，具有安裝有所述電動機的外殼；覆蓋所述電動機的電動機罩；配置在所述電動機與所述電動機罩之間的基板；設置在所述電動機罩上的第一凹部；凸部，與所述第一凹部對應，設置在所述基板上，可嵌入所述第一凹部內；第二凹部，與所述凸部對應，設置在所述電動機上，可使所述凸部嵌入；設置在所述電動機罩上的爪部；以及爪支撐部，與所述爪部對應，設置在所述外殼上，並可與所述爪部卡定，將所述凸部嵌入所述第二凹部，相對於所述基板對所述電動機定位，同時，將所述凸部嵌入所述第一凹部，將所述基板定位於所述電動機罩上，而且將所述爪部卡定於所述爪支撐部，將所述電動機罩定位於所述外殼上，由此，確定所述電動機的軸周圍相對於所述外殼的組裝位置。
8.根據權利要求7所述的卷帶裝置，其特徵是，將所述電動機驅動用的電源線朝向與所述輸出側相反的所述背板，從所述電動機罩的後端部分伸出。
9.根據權利要求8所述的卷帶裝置，其特徵是，所述電動機罩的所述電源線伸出部分通過橡膠蓋防水。
10.根據權利要求4～9任一項所述的卷帶裝置，其特徵是，通過壓接端子結構，將所述電動機驅動用電源線連接在設置於所述電動機本體部分上的供電端子上。
11.根據權利要求4～10任一項所述的卷帶裝置，其特徵是，所述電動機齒輪部由齒輪蓋覆蓋，並且所述齒輪蓋通過卡合爪固定在外殼上。
12.一種卷帶裝置，具有捲軸，通過朝向卷繞方向旋轉來卷繞帶子，並且，通過朝向拉出方向旋轉來拉出所述帶子；預張緊機構，配置在所述捲軸的一側，在規定時機使所述捲軸朝向卷繞方向旋轉；以及檢測機構，配置在所述捲軸的一側，檢測所述捲軸的移動加速度以及旋轉加速度的至少一方。
13.根據權利要求12所述的卷帶裝置，其特徵是，具有施力機構，其配置在所述捲軸的另一側，對所述捲軸施力。
全文摘要
本發明公開了一種卷帶裝置(10、100)，在該裝置中，電動機(44)以其旋轉軸(50)與捲軸20正交的狀態，置於一對支撐板(16、18)之間，且配置在捲軸(20)的正下方，在一個支撐板(16)的側方配置有離合器(26)。並且，電動機齒輪部(46)的齒輪(76)可分離地與離合器齒輪部(28)的蝸杆(34)連結，而且，安裝撐架(84)通過螺絲(86)可裝卸地安裝在殼體(30)上，電動機(44)及電動機齒輪部(46)在保持組裝的狀態下可獨立從殼體(30)上分離。另外，捲筒(118)的一端側配置有預張緊機構(156)及傳感器機構(182)，捲筒(118)的另一端側配置有施力機構(136)。
文檔編號B60R22/00GK1680151SQ20051006571
公開日2005年10月12日 申請日期2005年4月8日 優先權日2004年4月8日
發明者齋藤拓宏, 朝霧佳規, 原田修一, 森信二, 小宮史敬, 木村友則, 鷹松均, 永田智紀, 相原一彥, 安田真己 申請人:株式會社東海理化電機製作所