安全带卷绕装置 【技术领域】
本发明涉及备有在车辆紧急减速时阻止卷绕轴向安全带拉出方向旋转的锁定机构的安全带卷绕装置。
背景技术
在图9上，表示了现有的安全带卷绕装置150的锁定构造的大致构成。如该图所示，安全带卷绕装置150备有框架152，该框架152固定在车体上。在框架152所备有的一方脚板154上形成内齿棘轮156。在内齿棘轮156的内周侧相对于内齿棘轮156的中心大致点对称地配置一对大致半月板状的锁定板158、160。在各锁定板158、160的外周的一部分上形成与内齿棘轮156的棘轮齿156A相对的锁定齿158A、160A。
另外，在一对锁定板158、160的中间部分别形成结合凹部162、164，向这些结合凹部162、164内配置从内齿棘轮156的轴芯部凸出的卷绕轴166的二股部166A。
再有，在邻近内齿棘轮156的位置上配置追随卷绕轴166旋转的V齿轮168。在V齿轮168的外周上形成锁定齿168A，同时在V齿轮168的大致轴芯部地端部上形成插入从锁定板158、160上凸出的一对凸起158B、160B的4个导向孔170、172。
根据上述的构成，当车辆紧急减速时，被图未示的加速度传感器感知，该加速度传感器的传感器杆的爪与V齿轮168的锁定齿168A啮合，阻止V齿轮向安全带拉出方向旋转。为此，由驾驶员的惯性移动产生的安全带的张力使得在向安全带拉出方向旋转的卷绕轴166和阻止安全带向拉出方向旋转的V齿轮168之间产生相对旋转。因此凸起158B、160B被V齿轮168的导向孔170、172导向(158B、160B分别在170、172内移动)，一对锁定板158、160向互相离开的方向移动，锁定齿158A、160A与内齿棘轮156的棘轮齿156A结合，其结果，如图9所示，卷绕轴166向安全带拉出方向的旋转被阻止并成为锁定状态。
发明所要解决的课题
过去大多使用的上述锁定构造是使用二个锁定板158、160来确保锁定强度，但其反面，由于使用二个锁定板158、160而增加了零件的数量，进而存在增加安全带卷绕装置150的重量的缺点。
发明目的
考虑上述事实，本发明的目的在于得到既能确保锁定强度又能实现轻量化的安全带卷绕装置。
发明的公开
本发明的第1技术方案：安全带卷绕装置备有支持在车体上的框架、可旋转地支持在框架上的卷绕约束驾驶员用的安全带的卷绕轴及在车辆紧急减速时阻止卷绕轴向安全带拉出方向旋转的锁定机构，其特征在于，上述锁定机构由第1锁定部、第2锁定部、第3锁定部、第4锁定部及导向部构成，上述第1锁定部相对卷绕轴同轴配置，追随卷绕轴旋转，在车辆紧急减速时阻止安全带向拉出方向旋转，上述第2锁定部相对卷绕轴同轴配置，与卷绕轴一体地旋转，在第1锁定部阻止安全带向拉出方向旋转时与第1锁定部之间产生相对旋转，上述第3锁定部可以向第1方向移动地保持在第2锁定部上，在第1锁定部和第2锁定部之间产生相对旋转时向第1方向移动，由备有锁定齿的单一零件构成，上述第4锁定部设置在框架上，备有在第3锁定部向第1方向移动时与第3锁定部的锁定齿结合的锁定齿，上述导向部在第3锁定部的锁定齿与第4锁定部的锁定齿结合时利用由第3锁定部的锁定齿与第4锁定部的锁定齿的结合产生的反作用力使第2锁定部的规定部位向与第4锁定部的规定部位接近的方向位移，使第2锁定部的规定部位与第4锁定部的规定部位结合，上述第1方向是第3锁定部的锁定齿接近第4锁定部的锁定齿的方向。
本发明的第2技术方案：在第1方案所述的安全带卷绕装置中，其特征在于，第4锁定部的规定部位是位于相对第2锁定部的旋转轴与第4锁定部的与第3锁定部的锁定齿结合的结合部分大致对称的位置上的部位，第2锁定部的规定部位与第4锁定部的规定部位相对的部位。
本发明的第3技术方案：在第1方案所述的安全带卷绕装置中，其特征在于，第3锁定部保持在形成于第2锁定部上的保持部内，在保持部上形成宽幅部，在第3锁定部上，在一方端形成向第2方向延伸的凸起部，在另一方端上形成着锁定齿，宽幅部的第2方向的宽度与凸起部的第2方向的宽度加一方端的第2方向的宽度之和大致相同，所谓第2方向是指与第1方向大致垂直的方向。
本发明的第4技术方案：在第1方案所述的安全带卷绕装置中，其特征在于，该安全带卷绕装置的导向部备有轴支承第2锁构件的轴承部，由于该轴承部因上述反作用力而变形，所以导向部使第2锁定部的规定部位与第4锁定部的规定部位结合。
本发明的第5技术方案：在第1方案所述的安全带卷绕装置中，其特征在于，第3锁定部及第4锁定部的强度比第2锁定部的强度大，在第3锁定部的锁定齿与第4锁定部的锁定齿结合时，第2锁定部的规定部位因产生塑性变形而与第4锁定部的规定部位结合。
根据本发明，当车辆紧急减速时，相对卷绕轴同轴配置并追随卷绕轴旋转的第1锁定部的向安全带拉出方向的旋转被阻止。另一方面，同轴配置在卷绕轴上的第2锁定部(最好是可以塑性变形的)由于与卷绕轴一体地旋转，由于驾驶员的惯性移动所产生的作用在安全带上的张力使第2锁定部与卷绕轴一起向安全带拉出的方向旋转。为此，第1锁定部和第2锁定部之间产生相对旋转。当两者之间产生相对旋转时，由可在第1方向(第2锁定部的大致直径方向)上移动地保持在第2锁定部上的单一零件构成的第3锁定部向第1方向移动。因此，第3锁定部备有的锁定齿(最好是高强度的)与设置在框架上的第4锁定部备有的锁定齿(最好是高强度的)结合。因此，卷绕轴向安全带拉出方向的旋转被阻止，成为所谓的锁定状态。
再有，在本发明中，利用第3锁定部的锁定齿与第4锁定部的锁定齿结合时产生的反作用力由导向部得到另一个结合，即，在第3锁定部的锁定齿与第4锁定部的锁定齿结合时，导向部利用第4锁定部的锁定齿和第3锁定部的锁定齿结合时产生的反作用力，使第2锁定部的规定部位向接近第4锁定部的规定部位的方向位移，最好使第2锁定部的规定部位产生塑性变形，使第2锁定部的规定部位与第4锁定部的规定部位直接结合。因此，由于在半径方向对对的两个部位得到锁定状态，可以确保足够的锁定强度。
另外，在本发明中，由于上述的可动侧的锁定部(即第3锁定部)自身由单一零件构成，所以可以削减零件数量，因此与使用2个零件的锁定板的原有构造相比，安全带卷绕装置的重量也减轻了。
附图的简单说明
图1是表示本实施例的安全带卷绕装置的全体构成的纵向剖视图。
图2是表示本实施例的安全带卷绕装置的非锁定状态的侧视图。
图3是表示本实施例的安全带卷绕装置的锁定状态的侧视图。
图4是图1所示的扭转轴的正视图。
图5是图1所示的锁座的侧视图。
图6是图1所示的锁定板的正视图。
图7是图1所示的V型齿轮的正视图。
图8是图1中省略图示的加速度传感器的侧视图。
图9是表示现有例的安全带卷绕装置的锁定构造的概略构成的侧视图。
用于实施本发明的最佳形式
下面用图1～图8说明本发明的一个实施例的安全带卷绕装置10。
首先对安全带卷绕装置10的卷轴12及与其一体化的零件构成进行说明，接着对本实施例的主要部分的锁定构造等进行说明。
[卷轴12及与其一体的零件构成]
图1是表示本实施例的安全带卷绕装置10的全体构成的纵向剖视图。如该图所示，安全带卷绕装置10备有从俯视图上看大致成U字形的框架14，该框架14固定在车体侧。框架14备有从该框架伸出的相互平行的第1脚板16和第2脚板18，在第1脚板16和第2脚板18之间可旋转地轴支着由压铸制作的作为[卷绕轴]的卷轴12。
卷轴12由含有轴芯部的圆筒形的卷轴轴12A和在该卷轴轴12A的两端分别形成的大致中空圆板形的一对凸缘部构成，(以下把配置在第1脚板16侧的凸缘部称为「第1凸缘部12B」，把配置在第2脚板18侧的凸缘部称为「第2凸缘部12C」)，整体做成大致鼓形。
在卷轴轴12A的轴芯部上形成轴插通孔20。在轴插通孔20的第1凸缘部12B侧上形成比轴插通孔20的中央部的孔径大的与20同轴的锁座接受部22。锁座接受部22由占其大半的本体22A和比该本体22A直径大的末端部22B构成。
在该锁座接受部22内在防止从22内拔出的状态下安装着由压铸制作的作为「第2锁定部」的锁座24。锁座24的安装方法采用在向锁座接受部22内插入锁座24之后从与轴成直角的方向压入从正面看做成大致U字形的图未示的止动器(防拔构件)的方法。另外，在本实施例中，由压铸制作锁座24，但也不必一定要通过压铸，像后述的作用及效果所表明的那样，也可以用在车辆紧急减速时在锁座24压接到棘轮齿38A上时通过塑性变形能与该棘轮齿38A结合的材料构成。
锁座24沿轴向形成为外周径不同的圆筒形，由嵌合在锁座接受部22的本体22A内的基部24A、直径比基部24A的外周径大的嵌合在锁座接受部22的末端部22B内的中间部24B、直径比中间部24B的外周径大且配置成与第1凸缘部12B的外侧面接触的保持部24C构成。另外，在锁座24的除了轴芯部外端部(在锁座24的轴芯部中的24C侧的端部)之外的部分上形成六角形的嵌合孔26，还在该轴芯部外端部上形成与嵌合孔26相互连通的比26直径小的小孔28。
另外，在卷轴轴12A的轴插通孔20的第2凸缘部12C侧形成着直径比轴插通孔20的中央部的孔径大的套筒接受部30。在该套筒接受部30的内周部上形成阴花键，在该套筒接受部30内嵌合着在外周上形成阳花键且在轴芯部形成六角形的嵌合孔32的套筒34。再有，通过未图示的附件把将卷轴12向安全带卷绕方向旋转赋势的赋势机构(盘簧)的内端卡定在套筒34的前端上，另外，上述构成的套筒34是在车辆紧急减速时瞬间把卷轴12向安全带卷绕方向旋转的预紧器的构成零件中的一个。
上述的锁座24和套筒34通过扭转轴36相互连结。如图4所示，扭转轴36由构成其主要部分的轴部36A、在轴部36A的一端上形成的六角形的头部36B、在轴部36A的另一端上形成的六角形的嵌合部36C、从嵌合部36C的轴芯部的端部延伸出的与轴部36A同轴的小径部36D、从小径部36D延伸出的与36A同轴的齿轮保持部36E、从该齿轮保持部36E延伸出的与36A同轴并形成着花键的先端部36F构成。再有，36E由沿轴向逐渐缩径的锥部、比36D的直径小的缩径部、比该缩径部直径大的扩径部构成。返回到图1，扭转轴36的头部36B向在套筒34内形成的六角形的嵌合孔32内嵌合，而扭转轴36的嵌合部36C向在锁座24内形成的六角形的嵌合孔26内嵌合。因此，扭转轴36通过锁座24及套筒34与卷轴12A一体化。上述构成的扭转轴36是在车辆紧急减速时由于规定值以上的安全带张力作用到卷轴12上而产生扭曲变形来吸收能量的力限制器的主要构成零件。
[锁定构造等]
如图2及图3所示，在上述框架14的第1脚板16的上部侧上通过冲压形成作为「第4锁定部」的内齿棘轮38。作为内齿棘轮38的「锁定齿」的棘轮齿38A被设定为高强度。
在该内齿棘轮38的内侧配置锁座24的保持部24C。向在保持部24C的轴芯部的端部上形成的上述的小孔28内插入扭转轴36的小径部36D。在该保持部24C的正面(图1中的24C的右侧端部)上形成在小孔28的周围沿24C外周成大致圆弧形的凹状的收容部40，(参照图2、图3、图5)。收容部40的一端40D封闭，而收容部40的另一端开放。再有，锁座24的保持部24C的收容部40的另一端(40F)被倒角，使之不妨碍下述的锁定板42与内齿棘轮38的结合动作。在该收容部40内收容作为基于40的形状做成大致圆弧板形状的单一的「第3锁定部」的锁定板42(参照图2、图3、图6)。再有，在锁座24的保持部24C的外侧面上，在防转状态下安装防止锁定板42脱落用的薄壁圆板形的锁罩44。
如图6等所示，锁定板42由做成大致圆弧板形状的金属制的板本体42A、从该板本体42A的一端向圆弧的大致半径直角方向(后述的42的移动方向)延伸的矩形的凸起部42B、在板本体42A的另一端的外周部上形成的与第1脚板16的内齿棘轮38的棘轮齿38A啮合的高强度的锁定齿42C、从板本体42A的另一端上立设的导向销42D构成。再有，板本体42A的宽度和凸起部42B的延伸长度加起来的长度与锁座24的收容部40的宽幅部40A(参照图2、图3)的宽度大致一致。上述的宽度是指42B的凸出方向的宽度。
在与上述锁座24相邻的位置上配置作为直径比24大的大致圆板形的「第1锁定部」的V齿轮46。如图7所示，在V齿轮46的轴芯部上形成圆筒状的凸起部48，该凸起部48追随旋转地轴支在扭转轴36的齿轮保持部36E上。另外，在V齿轮46上形成大致V字形的导向孔50，向该导向孔50内插入从锁定板42上直立设置的导向销42D。再有，在V字齿轮46的外周上一体地形成锁定齿46A。
在V齿轮46的下方配置图8所示的VSIR用的众所周知的加速度传感器52。在图1中省略了加速度传感器52的图示。在车辆紧急减速时，加速度传感器52的球54在传感器支架56上转动并摇动传感器杆58，使该传感器杆58的锁爪58A与V齿轮46的锁定齿46A结合。
返回到图1，上述加速度传感器52由树脂制的作为「导向部」的传感器保持架60保持。在传感器保持架60的外侧配置与传感器保持器60的形状相似的树脂制的传感器罩62，把传感器保持架60及传感器罩62做成一体并固定在框架14的第1脚板16上。再有，在传感器保持架60的轴芯部上与60一体地形成短的圆筒状的凸起部60A，该凸起部60A轴支承扭转轴36的前端部36F。即，传感器保持架60具有作为扭转轴36的轴承的功能，其含义是传感器保持架60在广义上可以起到「轴承构件」或者「支持构件」的作用，从另一观点，也可以把传感器保持架60用作「保持构件」或者「罩构件」。
再有，在上述传感器保持架60的内周上一体地形成可与轴支在上述V齿轮46上的未图示的WSR用的滚珠结合的内齿。
下面对本实施例的作用及效果进行说明。
驾驶员把插通在安全带上的未图示的舌板F结合在未图示的带扣装置上来反抗盘簧的赋势力而把安全带从卷轴12中拉出。驾驶员成为系上3点式安全带装置的安全带的状态。即，从配置在中心柱的上部的图未示的肩锚到舌板的安全带成为肩侧的安全带，从舌板到带扣装置的安全带成为膝侧安全带。
在该状态下当车辆处于行驶状态并紧急减速时，图未示的预紧器进行动作，通过套筒34在瞬间使卷轴12向安全带卷绕方向旋转。与此同时，车辆的紧急减速状态被加速度传感器52检测出来。即，加速度传感器52的球54在传感器支架上转动并摇动传感器杆58。因此传感器杆58的锁爪58A与V齿轮46的锁定齿46A啮合，阻止V齿轮46向安全带拉出方向旋转。
另一方面，由驾驶员的惯性移动产生的安全带张力，使卷轴12向卷带拉出方向旋转。因此向安全带拉出方向旋转的卷轴12和阻止向安全带拉出方向旋转的V齿轮46之间产生相对旋转。当两者之间发生相对旋转时，从图2和图3的对比中可知，保持在形成于锁座24的保持部24C上的收容部40内的锁定板42的导向销42D由V齿轮46的导向孔50导向(42D在50内移动)，锁定板42向锁座24的大致半径方向的外侧移动。即，42向42的锁定齿42C接近棘轮齿的方向移动。因此，锁定板42的锁定齿42C与设置在框架14的第1脚板16上的内齿棘轮38的棘轮齿38A啮合。
再有，当锁定板42的锁定齿42C与内齿棘轮38的棘轮齿38A啮合时，由啮合产生的反作用力作用到锁座24的保持部24C上。该反力是在车辆紧急减速时由高强度的锁定齿42C与高强度的棘轮齿38A的啮合而产生的，且很大，因此理所当然地也要作用到贯通锁座24的轴芯部的扭转轴36上。再有，由于扭转轴36的前端部36F轴支在树脂制的传感器支架60的凸起部60A上，所以该反作用力由扭转轴36的前端部36F作用到传感器支架60的凸起部60A上，使传感器支架60的凸起部60A向该反作用力的作用方向、即与锁定板42相对38A的结合方向的反方向(图3箭头P)产生弹性变形。为此，锁座24的保持部24C的外周的一部分(以图3的P线为中心范围)被强力推压在框架14的内齿棘轮38的棘轮齿38A上。由于锁座24由压铸制作，质地比较软，当压接到棘轮齿38A上时，产生塑性变形并吃进棘轮齿38A，使24C的外周的一部分与38A直接结合。其结果，根据本实施例，由于在沿24C(38)的半径方向相对2个地方得到锁定状态，可以确保可靠的锁定强度。
另外，在本实施例中，由于使用上述单一的锁定板42就可以起到上述的作用并得到上述的效果，可以减少零件的数量，因此与使用二个零件的锁定板的原有的构造相比，可以实现安全带卷绕装置10的轻量化。
再有，在本实施例中，由于锁定板42的板本体42A的宽度与凸起部42B的凸出长度加在一起的长度与锁座24的保持部24C的收容部40的宽幅部40A(参照图2)的宽度大致一致，所以可以使锁定板42的锁定齿42C与内齿棘轮38的棘轮齿38A可靠地啮合。即，锁定机构动作时，锁定板42的凸起部42B移动到与收容部40的约束部40B(约束部40B对于锁定板42起到止挡作用)接触，但是由于凸起部42B的存在，可以防止锁定板42的实际移动轨迹偏离预定的移动轨迹，换句话说，可以防止产生向与锁定板42的锁定齿42C(可动齿)和内齿棘轮38的棘轮齿38A(固定齿)的不良啮合相关联的锁定板42的不理想的方向的旋转变位。其结果，根据本实施例，在车辆紧急减速时，可以使单一的锁定板42的锁定齿42C与内齿棘轮38的棘轮齿38A可靠地啮合。这一点在与内齿棘轮啮合的锁定板42只是一个的本类型的锁构造中具有重要意义。
再有，在本实施例中，本发明适用于兼备预紧器和力限制器的安全带卷绕装置10，但不限于此，本发明可以适用于各种类型的安全带卷绕装置。
另外，在本实施例中，在框架14的第1脚板16上由冲压形成着内齿棘轮38，但也不限于此，也可以采用把内齿棘轮零件固定在第1脚板16上的方法。
发明的效果
上述说明的本发明的第1技术方案所述的安全带卷绕装置，其特征在于，该卷绕装置由第1锁定部、第2锁定部、第3锁定部、第4锁定部及导向部构成，上述第1锁定部相对卷绕轴同轴配置，追随卷绕轴旋转，在车辆紧急减速时阻止安全带向拉出方向旋转，上述第2锁定部相对卷绕轴同轴配置，与卷绕轴一起旋转，在第1锁定部阻止安全带向拉出方向旋转时与第1锁定部之间产生相对旋转，上述第3锁定部可以向第1方向移动地保持在第2锁定部上，在第1锁定部和第2锁定部之间产生相对旋转时向第1方向移动，由备有锁定齿的单一零件构成，上述第4锁定部设置在框架上，备有在第3锁定部向第1方向移动时与第3锁定部的锁定齿结合的锁定齿，上述导向部在第3锁定部的锁定齿与第4锁定部的锁定齿结合时利用由上述结合产生的反作用力使第2锁定部的规定部位与第4锁定部的规定部位接近的方向位移，使第2锁定部的规定部位与第4锁定部的规定部位结合，上述第1方向是第3锁定部的锁定齿接近第4锁定部的锁定齿的方向。上述安全带卷绕装置具有能够确保锁定强度同时可以实现轻量化的效果。