CN100402353C - 安全带收缩器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种安全带收缩器，能紧凑地形成，同时减少电动机的电能损耗且更简单地进行电动机的控制，而实现迅速的安全带卷绕以及高转矩的安全带卷绕等2种卷绕性能。根据电动机(1)向安全带卷绕方向的旋转，离合器齿轮(31)和旋转轴(32)沿着圆弧状的导孔(11g)移动。在小安全带张力时，如果旋转轴(32)与离合器柄(33)抵接，离合器齿轮(31)便与托架齿轮(17)啮合而高速低转矩的动力传递路径被连接。如果安全带张力变大，旋转轴(32)抵接到离合器(33)上以后，还转动离合器柄(33)而移动。离合器棘爪(34)转动而配合到棘齿(19b)而内齿轮(19a)的转动被阻止，离合器(31)从托架齿轮(17)偏离，从而低速且高转矩的动力传递路径被连接。

Description

安全带收缩器

技术领域

本发明涉及一种安装于汽车等车辆上而用于约束保护乘员的由电动机卷绕安全带的安全带收缩器的技术领域，特别涉及以电动机有限的电能损耗能有效地进行安全带卷绕的安全带收缩器的技术领域。

背景技术

以往安装于汽车等车辆上的安全带装置，在冲突时等在车辆上作用了很大减速时的紧急时刻，通过由安全带约束乘员而阻止乘员从座席上飞出，从而保护乘员。

在这种安全带装置中，设置了卷绕安全带的安全带收缩器。此安全带收缩器具备使卷绕安全带的卷轴向平时卷绕方向恢复的漩涡状卷绕弹簧等回复力付与装置。根据此回复力付与装置的回复力，安全带在未系扣时被卷绕着。且安全带在系扣时抵抗回复力付与装置的回复力而被拉出并系在乘员身上。并且，安全带收缩器通过在前述的紧急时刻启动制动装置而阻止卷轴向拉出方向旋转，从而安全带被阻止拉出。由此，在紧急时刻使安全带确实地约束乘员而进行保护。

但是，这种现有的安全带装置在车辆冲突前判断为冲突不可避免时，加大电动机的驱动力而卷绕安全带，并通过加大安全带的张力而提高对乘员的约束力，从而在检测出了车辆冲突时，启动预张力器的气体发生装置而产生气体，通过由产生的气体迅速卷绕安全带而进一步提高乘员的约束力的借助于电动机的安全带收缩器已被提出(参照专利文献1)。

另一方面，作为传递电动机的旋转转矩的动力传递路径，设定以一定的减速比把电动机的旋转转矩传递到前述回复力付与装置而提高回复力付与装置的第1动力传递路径和以一定减速比把电动机的旋转转矩传递给卷轴的第2动力传递路径，并通过由第1螺线管设定第1动力传递路径，同时由第2螺线管设定第2动力路径，从而控制安全带张力的安全带收缩器已被提出(参照专利文献2)。

[专利文献1]

特开2000-95064号公报

[专利文献2]

特开2000-177535号公报

但是，安全带的卷绕模式有用于安全带松弛(松懈)除去和储存动作的迅速的安全带卷绕以及根据用于约束乘员的大卷绕力的安全带卷绕等，且根据卷绕模式，卷轴的旋转速度和卷轴的安全带卷绕转矩一起变换成各种形式。

但在前述专利文献1中公开的安全带收缩器中用于把电动机的驱动力传递给卷轴的动力传递机构只有1个一定减速比的动力传递路径。因此，一定减速比只被一次性地设定成1种，而很难柔软且有效地与如前述的种种不同转轴的旋转速度以及卷轴的安全带卷绕转矩对应。

因此，由考虑了细致地控制电动机的旋转速度和卷轴的卷绕力的做法，但这么做不仅使电动机的控制变得麻烦，且电能损耗也会变大。特别是为了在车辆冲突时等紧急时刻得到很大的约束力就需要增大电动机的旋转转矩，但若增大电动机的旋转转矩就会增大电能损耗或使电动机变大型化。

另一方面，在前述专利文献2中公开的安全带收缩器中一方的动力传递路径把电动机的旋转转矩传递给前述的回复力付与装置而控制该回复力付与装置的回复力，且另一方的动力传递路径把电动机的旋转转矩直接传递给卷轴而由电动机的旋转转矩直接控制该卷轴的旋转转矩。因此，专利文献2所公开的安全带收缩器虽然作为动力传递路径设定了不同减速比的2个动力传递路径，但仍只具有1个用于把电动机的旋转转矩直接传递给卷轴的一定减速比的动力传递路径。因此，在把电动机的旋转转矩直接传递给卷轴的基础上，与前述专利文献1的情况一样一定减速比被一次性地只被设定成1种，而很难柔软且有效地与如前述的种种不同转轴的旋转速度以及卷轴的安全带卷绕转矩对应。

此外，根据由电动机的旋转转矩控制回复力付与装置的回复力，可以进行某种程度的安全带卷绕力控制，但优选通过更有效地利用电动机的旋转转矩而更细致地控制卷轴的卷绕力。

发明内容

本发明就是鉴于这种情况而研制出的，其目的为提供一种能够有效地紧凑地形成，同时降低电动机的电能损耗且更简单地进行电动机控制，而能够更有效地实现用于安全带地松弛除去和储存动作的迅速的安全带卷绕以及借助于用于约束乘员的很大的卷绕力的安全带卷绕等2种卷绕性能的安全带收缩器。

为了解决前述问题，本发明第1方案的安全带收缩器，至少具备：卷绕安全带的卷轴、旋转此卷轴的发生旋转转矩的电动机、以及把此电动机的旋转转矩传递给前述卷轴的动力传递机构，且通过电动机的旋转转矩使前述安全带卷绕到前述卷轴上，其特征在于，前述动力传递机构设定了由低减速比减速机构把前述电动机的旋转转矩传递给前述卷轴的低减速比动力传递模式和由高减速比减速机构把前述电动机的旋转转矩传递给前述卷轴的高减速比动力传递模式，并具备选择性地把前述动力传递机构转换设定成前述低减速比动力传递模式和前述高减速比动力传递模式中任一方的动力传递模式转换机构。

此外，本发明的第2方案，其特征在于，前述动力传递模式转换机构根据前述安全带张力而选择性地把前述动力传递机构转换设定成前述低减速比动力传递模式和前述高减速比动力传递模式中的任一方。

进而，本发明的第3方案，其特征在于，前述动力传递模式转换机构在前述安全带张力为规定值以下时，把前述动力传递机构设定成前述低减速比动力传递模式，同时在前述安全带张力大于前述规定值时，把前述动力传递机构设定成前述高减速比动力传递模式。

进而，本发明的第4方案，其特征在于，前述动力传递机构进一步设定成不把前述电动机的旋转转矩传递给前述卷轴的动力传递阻断模式，前述动力传递模式转换机构选择性地把前述动力传递机构转换设定成前述低减速比动力传递模式、前述高减速比动力传递模式以及动力传递阻断模式中的任一种模式。

进而，本发明的第5方案，其特征在于，前述动力传递模式转换机构根据前述安全带张力而选择性地把前述动力传递机构转换设定成前述低减速比动力传递模式和前述高减速比动力传递模式中的任一方，同时根据前述电动机向安全带拉出方向的旋转而把前述动力传递机构设定成前述动力传递阻断模式。

进而，本发明的第6方案，其特征在于，前述动力传递模式转换机构在前述安全带张力为规定值以下时，把前述动力传递机构设定成前述低减速比动力传递模式，同时在前述安全带张力大于前述规定值时，把前述动力传递机构设定成前述高减速比动力传递模式。

进而，本发明的第7方案，其特征在于，前述高减速比减速机构由具有被传递了前述电动机的旋转转矩的中心齿轮、内齿轮、啮合在这些中心齿轮和内齿轮上的规定数的行星齿轮、以及支撑前述行星齿轮且可旋转地与前述卷轴连接的托架的行星齿轮机构构成，前述低减速比减速机构由具有被传递了前述电动机的旋转转矩的小径齿轮、以及可旋转地连接在前述卷轴上，并能与前述小径齿轮啮合且直径大于该小径的大径齿轮的齿轮机构构成。

进而，本发明的第8方案，其特征在于，前述托架和前述大径齿轮由共同的托架齿轮构成。

进而，本发明的第9方案，其特征在于，前述内齿轮被设定成可旋转的状态，前述动力传递模式转换机构通过基于前述电动机的一方向的低旋转转矩而使前述内齿轮的旋转自由，并解除前述高减速比动力传递模式且把前述小径齿轮啮合到前述大径齿轮而设定前述低减速比动力传递模式，且通过基于前述电动机的一方向的高旋转转矩而阻止前述内齿轮的旋转，并设定前述高减速比动力传递模式且把前述小径齿轮从前述大径齿轮偏离而解除前述低减速比动力传递模式。

如此构成的本发明的第1至9方案的安全带收缩器，在动力传递机构上设定了低减速比动力传递模式和高减速比动力传递模式。因此，通过设定低减速比动力传递模式，可在动力传递机构上形成高速且低转矩动力传递路径。由此，电动机的旋转转矩以高速且低转矩传递到卷轴上，从而能够进行用于安全带的松弛除去和储存动作的迅速的安全带卷绕。

此外，通过设定高速率动力传递模式，在动力传递机构上形成低速且高转矩动力传递路径。由此，电动机的旋转转矩被以低速且高转矩传递到卷轴上，从而可进行用于约束乘员的借助于大卷绕力的安全带卷绕。

就这样实现了2种卷绕性能，因此在安全带卷绕时，不必根据其卷绕所需的性能而控制电动机的旋转转矩而以简单的控制就能柔软且有效地对应。

而且，通过设定这些2种动力传递路径，电动机的旋转转矩能有效地传递到卷轴上，因此能以有限的电能损耗确实地发挥这些2种卷绕性能。特别是借助于用于约束乘员的大卷绕力的安全带卷绕通过低速且高转矩动力传递路径实现，因此无需使电动机的旋转转矩比以往大。因此，降低了电动机的电能损耗，同时能够使用更小型的电动机，由此安全带收缩器变得紧凑。

此外，通过实现前述的2种卷绕性能，使安全带收缩器具有由电动机旋转导致的预张力功能。

特别是本发明的第2、3、5以及6方案的安全带收缩器，根据安全带张力而动力传递机构能够设定成低减速比动力传递模式或高减速比动力传递模式。就这样，不必控制电动机的旋转转矩，而简单地进行模式转换。

此外，本发明的第4方案，动力传递机构设定了不把电动机的旋转转矩传递给卷轴的动力传递阻断模式，因此安全带的拉出、无安全带压迫感的通常系扣时、以及系扣时的安全带储存不受电动机影响而进行。

进而，本发明的第7方案，高减速比减速机构由行星齿轮机构构成，因此能够紧凑地形成低速且高转矩传递路径。由此，即使使动力传递机构具有低减速比动力传递模式或高减速比动力传递模式，也能抑制收缩器的大型化。

进而，本发明的第8方案，低减速比减速机构的构成要素的一部分和高减速比减速机构的构成要素的一部分成为共同化，因此减少的部件个数，同时与此对应的变得更为紧凑。

进而，本发明的第9方案，动力传递模式转换机构通过进行行星齿轮机构的行星齿轮的旋转控制以及小径齿轮和大径齿轮间的啮合控制，使动力传递模式被简单地转换。

附图说明

图1为表示本发明的安全带收缩器的实施方式的一例的分解透视图。

图2为表示图1所示例的安全带收缩器剥开保持器外罩的状态，(a)为透视图，(b)为左侧视图。

图3为表示用于图1所示例的安全带收缩器的中心齿轮部件，(a)为其透视图，(b)为从(a)的IIIB方向看的透视图。

图4为对图1所示例的安全带收缩器的动力传递阻断模式的状态，除去构成要素的一部分而表示的左侧视图。

图5为对图1所示例的安全带收缩器的低减速比动力传递模式的状态，除去构成要素的一部分而表示的左侧视图。

图6为对图1所示例的安全带收缩器的高减速比动力传递模式的状态，除去构成要素的一部分而表示的左侧视图。

具体实施方式

以下利用附图对本发明的实施方式进行说明。

图1为表示本发明的安全带收缩器的实施方式的一例的分解透视图、图2为表示图1所示例的安全带收缩器剥开保持器外罩的状态，(a)为透视图，(b)为左侧视图。而且，在以下说明，只要没有特别限定，“左”、“右”为说明中使用的图的“左”、“右”，且“顺时针方向”、“逆时针方向”为说明所使用图的“顺时针方向”、“逆时针方向”。

如图1所示此例的安全带收缩器1大致上具有构架2、必要时约束乘员的安全带3、卷绕此安全带3的卷轴4、配设在构架2的一侧，并在冲突时等规定减速以上的大减速时启动而阻止卷轴4向安全带拉出方向α的旋转的制动装置5、发生向卷轴4付与的旋转转矩的电动机6、以及以较高的减速比对电动机减速而传递到卷轴4的低减速比减速机构7b，同时由设定了第1动力传递路径和第2动力传递路径，从而选择性地通过这些第1动力传递路径和第2动力传递路径中的任一方而把电动机的旋转转矩传递到卷轴4上的动力传递齿轮机构8、把动力传递齿轮机构8选择性地转换设定成第1动力传递路径和第2动力传递路径中的任一方的动力传递模式转换机构9构成。

构架2由平行的一对侧壁2a、2b和连接这些侧壁2a、2b的背板2c构成。在此构架2内的两侧壁2a、2b之间可旋转地配设了用于卷绕安全带3的卷轴4。此卷轴4可使用安全带收缩器1的以往公知惯用的卷轴。

在一方的侧壁2a上安装了制动装置5。此制动装置5也可以使用安全带收缩器的以往公知惯用的制动装置。即制动装置5在通过车辆传感器(减速感应传感器)感应到施加在车辆上的规定速度以上的大减速而启动时，或通过车辆传感器(减速感应传感器)感应到施加在安全带3的规定速度以上的拉出速度而启动时启动，从而阻止卷轴4向拉出方向α的旋转。

再者，未图示但在卷轴4与制动装置5之间设置了由于制动装置5的启动而阻止安全带3的拉出时限制安全带3的负荷的以往公知惯用的强制性限制机构(能量吸收机构：以下还称作EA机构)。作为此EA机构，例如可由以往公知的扭力杆构成，并在由于制动装置5的启动而阻止了安全带3拉出时，通过此扭力杆扭曲变形而限制安全带3的负荷，从而使冲击能量被吸收。

如图1和图2(a)所示，电动机6被一对螺钉12安装在通过3个螺钉10安装于构架2另一方的侧壁2上的保持器11的构架2安装面侧。此电动机6的电动机旋转轴6a贯通保持器11的贯通孔11a，并在突出到保持器11的构架2侧和相反侧的电动机旋转轴6a上具有外齿的电动机齿轮13安装成可与电动机旋转轴6a一体旋转。

如图1所示，在卷轴4以及前述的EA机构(例如扭力杆)双方和减速机构7a、7b之间，设置了把这些连接在旋转方向的结合器14。此结合器14由与卷轴4以及EA机构双方连接在旋转方向上的第1旋转连接部14a、与结合器侧轴承17连接在旋转方向上的第2旋转连接部14b、以及形成曲线板状而与减速机构连接在旋转方向的第3旋转连接部14c构成。

第1旋转连接部14a为在图1中没有明确表示但形成多边筒状，且其外面侧与此卷轴4可一体旋转地连接在卷轴4上，同时其内面侧与此EA机构可一体旋转地连接在EA机构(例如扭力杆)上(而且，结合器14和卷轴4以及EA机构的可一体旋转的连接结构为以往公知的，因此省略其具体说明)。

第2旋转连接部14b的外周面形成截面为多边形状，同时结合器侧轴承15的内周面一样形成截面为多边形状。并且，结合器侧轴承15通过与第2旋转连接部14b配合而结合器侧轴承15相对不可旋转地安装在结合器14上。此结合器侧轴承15通过相对不可旋转地被相对不可旋转地安装在保持器11孔11b上的保持器侧轴承16上，结合器14可旋转地被保持器11支撑。

在第3旋转连接部14c上例如如曲线板槽的向轴向延伸的规定数的扣槽在圆周方向上以等间隔形成。

高减速比减速机构7a，具备：环状的托架齿轮17、可旋转地安装在此托架齿轮17上的规定数(图示例中为3个)行星齿轮18、圆环状的环部件19、以及中心齿轮20。

在托架齿轮17的内周面17a的结合器14侧部分例如如曲线板槽的向轴向延伸的规定数的扣槽在圆周方向上以等间隔形成。通过此内周面17a的扣槽与结合器14的第2旋转连接部14c的扣槽之间的凸部配合且内周面17a的扣槽之间的凸部与结合器14的第3旋转连接部14c的扣槽配合(与曲线板配合相同的配合)，托架齿轮17相对不可旋转地与结合器14，即与结合器14可一体旋转地连接。且在此托架齿轮17的外周面上形成了外齿17b。

行星齿轮18通过减速板21被减速销22可旋转地安装在托架齿轮17上。

环部件19具备形成于内周面的内齿轮19a和形成于外周面的棘齿19b，而这些内齿轮19a和棘齿19b可相互一体旋转。

中心齿轮部件20如图3(a)以及(b)所示具备由小径的外齿构成的中心齿轮20a和大径的外齿20b，而这些中心齿轮20a和外齿20b可相互一体旋转。

并且，平时被托架齿轮17支撑的各行星齿轮18同时与中心齿轮20a和内齿轮19a啮合，从而构成了行星齿轮机构。由此，减速机构7构成了由中心齿轮20a输入而由托架齿轮17输出的行星齿轮减速机构。

如图1所示动力传递机构8，还具备：连接齿轮23、一对离合器弹簧24、一对滑轮25、具有外齿的下侧连接齿轮26、具有外齿的上侧连接齿轮27、导板28、以及具有外齿的中间齿轮29。

连接齿轮23可旋转地被立设于保持器11上的旋转轴11c所支撑，并具备由大径外齿构成的第1连接齿轮23a和小径的第2连接齿轮23b，而这些第1以及第2连接齿轮23a、23b相互之间可一体旋转。在这种情况下，如图2(a)以及(b)所示大径的第1连接齿轮23a平时与电动机齿轮13啮合着。

如图1所示，在下侧连接齿轮26的两侧面上分别突设了旋转轴26a(在图1中只图示了一方的旋转轴26a)，并穿设了把这些旋转轴26a贯通在轴向上的贯通孔26b。在各旋转轴26a上形成了平坦部，同时各滑轮25的长孔25a沿着平坦部的平面配合。由此，各滑轮25同时在下侧连接齿轮26的两侧面上可一体旋转地被下侧连接齿轮26支撑着。在各滑轮25上分别相扣了离合器弹簧24和第1弯曲相扣部24a。进而上侧连接齿轮27与下侧连接齿轮26可一体旋转地被支撑在下侧连接齿轮26一侧的旋转轴26a上。

并且，各滑轮25可旋转地被下侧连接齿轮26以及上侧连接齿轮27被立设于保持器11上的旋转轴11d所支撑。

导板28根据其一对孔28a分别被配合支撑在立设于保持器11上的一对支撑轴11e的状态，通过把一对螺钉28b贯通到导板28所对应的螺钉孔28b且配合到穿设于保持器11的一对螺钉孔11f，安装导保持器11上。立设于此导板28的旋转轴28c上可旋转地支撑了中间齿轮29。

如图2(a)以及(b)所示此中间齿轮29平时与中心齿轮部件20的外齿20b、连接齿轮23的小径的第2连接齿轮23b以及上侧连接齿轮27的任一个平时都啮合着。

并且，低减速比减速机构7b，具备：上侧连接齿轮27、下侧连接齿轮26、离合器齿轮31以及托架齿轮17。

因此，传递到中间齿轮29的电动机6的旋转转矩从中间齿轮29通过低减速比减速机构7b传递到卷轴4，或从中间齿轮29通过高速减速比机构7a传递到卷轴4上。

如图1所示，动力传递模式转换机构9，具备：具有外齿的离合器齿轮31、旋转轴32、离合器柄33、离合器棘爪34、阻力弹簧35、以及弹簧挡块36。

如图5所示，离合器齿轮31可与直径大于该离合器齿轮31的托架齿轮17的外齿17b啮合，同时虽未图示但平时啮合在下侧连接齿轮26上。旋转轴32贯通离合器齿轮31的中心孔31a而支撑该离合器齿轮31可以旋转。

离合器柄33形成了由两侧壁33a、33b和底部(未图示)构成的コ状截面。两侧壁33a、33b的一端侧底部突出，且在这些突出部形成了直线状的支撑槽33c。并且，在两侧壁33a、33b的两突出部之间配置了离合器齿轮31，从离合器齿轮31的两侧面突出的旋转轴32分别被对应的支撑槽33c支撑为可沿着这些槽33c移动。进而，在从旋转轴32的两侧壁33a、33b突出的突出部分相扣了各离合器弹簧24的第2弯曲相扣部24b。进而，旋转轴32的一端侧被穿设于保持器11上的导孔11g配合支撑。此导孔11g形成以旋转轴11d为中心的圆的圆弧。因此，旋转轴32被导入导孔11g中，从而能够沿着以旋转轴11d为中心的圆的圆周移动。

此外，在两侧壁33a、33b的另一端侧分别穿设有长孔33d，同时突设了近似为圆弧状的配合部33e。进而，在两侧壁33a、33b的长度方向中央部分别穿设了支撑孔33f。离合器柄33使这些支撑孔33f与立设于保持器11的支撑轴11h配合而支撑为可转动的状态，并通过把E环安装到支撑轴11h而防止脱落。

离合器棘爪34在一端侧穿设了支撑孔34a，同时在另一端侧形成了扣爪34b。且在离合器棘爪34的另一端侧即扣爪34b侧立设了配合销34c。配合销34c与离合器柄33的长孔33d配合，且能够对离合器柄33作相对转动且能够沿着长孔33d相对移动。如图4所示离合器棘爪34通过把棘爪销38贯通到支撑孔34a且插入相扣到保持器11的销孔11i中，被可转动地安装在保持器11上。并且，如图6所示扣爪34b在环部件19的顺时针方向(与卷轴4的安全带拉出方向α对应)旋转时能与离合器齿19b相扣，且扣爪34b与离合器齿19b相扣时，环部件19的顺时针方向的旋转被阻止。

阻力弹簧35由带状的板弹簧构成，且下端部设定成形成L字状的支撑部35a，同时在长度方向中央偏上的位置形成了コ状的凹部35b。到该凹部35b偏下的支撑部35a为止形成了平面，同时到凹部35b偏上的上端为止形成了曲面。在此凹部35b上，离合器柄33的配合部33e可以相扣脱离。如图4所示在此配合部33e与凹部35b配合的状态下，支撑槽33c的延设方向成为导孔11g的圆弧接线方向，且能使旋转轴32从导孔11g至支撑槽33c以及相反从支撑槽33c至导孔11g移动。

弹簧挡块36形成了L字状，通过在此弹簧挡块36与形成于保持器11上的弹簧安装部11j之间挟持了支撑部35a，从而阻力弹簧35根据以上端为自由端的旋吊支撑而被安装在保持器11上。

在前述的减速机构7、动力传递齿轮机构8以及动力传递模式转换机构9的各构成要素被组装在形成于保持器11构架2安装侧的相反侧的面上的凹部内的状态下，保持器外罩39通过规定数(图示例中为4个)螺钉40被安装在此面上，从而这些构成要素被罩住。

如此构成的动力传递齿轮机构8被设定了以下3种动力传递模式。

(1)动力传递阻断模式

如图4所示，在动力传递阻断模式中为动力传递模式转换机构9的离合器柄33的配合部33e与阻力弹簧35的凹部35b配合的状态。且在配合部33e与凹部35b配合的状态下，离合器棘爪34的扣爪34b未与环部件19的离合器齿19b配合，因此环部件19可旋转自由。由此，中此轮部件20与托架齿轮17之间的转矩传递路径(如后所述，低速且高转矩传递路径)被阻断。

另一方面，旋转轴32抵接在导孔11g的右端而离合器齿轮31被设定在最右位置上。在此最右位置，离合器齿轮31与托架齿轮17的外齿17b分开着。由此，离合器齿轮31与托架齿轮17之间的转矩传递路径(如后所述，高速且低转矩传递路径)被阻断。

因此，动力传递阻断模式为卷轴4与电动机6没被连接，而电动机6的旋转转矩不被传递到卷轴4上且卷轴4的旋转转矩也不被传递到电动机6的动力传递模式。

(2)低减速比动力传递模式

如图5所示，在低减速比动力传递模式中为与动力传递阻断模式一样，离合器柄33的配合部33e与阻力弹簧35的凹部35b配合的状态。且在配合部33e与凹部35b配合的状态下，离合器棘爪34的扣爪34b未与19的离合器齿19b配合，因此环部件19可旋转自由。由此，中此轮部件20与托架齿轮17之间的低速且高转矩传递路径被阻断。

另一方面，旋转轴32被设定在导孔11g中央的最高位置(与卷轴4的旋转轴最接近的位置)，且离合器齿轮31也被设定在最高位置(与卷轴4的旋转轴最接近的位置)。在此最高位置，离合器齿轮31与托架齿轮17的外齿17b啮合。由此，离合器齿轮31与托架齿轮17之间的高速且低转矩传递路径被连接。即电动机6通过电动机齿轮13、连接齿轮23、中间齿轮29、上侧连接齿轮27、下侧连接齿轮26、离合器齿轮31、托架齿轮17以及结合器14而连接到卷轴4上。因此，低减速比的动力传递路径被设定。且在旋转轴32的最高位置，旋转轴32进入到离合器柄33的支撑槽33c内而抵接在离合器柄33上。

这样，此低减速比动力传递模式为以低减速比设定了高速且低转矩传递路径的动力传递模式。在该低减速比动力传递模式中可以进行比电动机6驱动更迅速的安全带卷绕。

(3)高减速比动力传递模式

如图6所示，在高减速比动力传递模式中为离合器柄33的配合部33e从阻力弹簧35的凹部35b脱离，而位于阻力弹簧35的凹部35b偏上的弯曲部的状态。且在这种配合部33e从凹部35b脱离的状态下，离合器棘爪34的扣爪34b以顺时针方向与环部件19的离合器齿19b配合，因此环部件19被阻止了顺时针方向旋转。由此，中此轮部件20与托架齿轮17之间的低速且高转矩传递路径被连接。即电动机6通过电动机齿轮13、连接齿轮23、中间齿轮29、中心齿轮部件20的外齿20b、中心齿轮20a、行星齿轮18、托架齿轮17以及结合器14而连接到卷轴4上。因此，通过行星齿轮机构设定了高减速比的动力传递路径。

另一方面，旋转轴32抵接在导孔11g的左端而离合器齿轮31被设定在最左位置。在此最左位置，离合器齿轮31与托架齿轮17的外齿17b分开着。由此，离合器齿轮31与托架齿轮17之间的高速且低转矩传递路径被阻断。

这样，此高减速比动力传递模式为以高减速比设定了低速且高转矩传递路径的动力传递模式。在该高减速比动力传递模式中可以进行根据比电动机6驱动更高皮带张力的安全带卷绕。

这些动力传递阻断模式、低减速比动力传递模式、以及高减速比动力传递模式间的动力传递模式转换通过动力传递模式转换机构9进行。

(1)动力传递阻断模式→低减速比动力传递模式的动力传递模式转换

从图4所示的动力传递阻断模式的状态开始，如果电动机6正旋转(图4的电动机旋转轴6a为顺时针方向：与卷轴4的安全带卷绕方向β的旋转对应)，则下侧连接齿轮26与滑轮25通过电动机齿轮13、连接齿轮23、中间齿轮29以及上侧连接齿轮27而分别向与卷轴4的安全带拉出方向β对应的方向旋转。于是，离合器齿轮31由于未与托架齿轮17的外齿17b啮合而空转，同时由于旋转轴32不受阻而离合器弹簧24与滑轮25以同方向转动。由此，离合器齿轮31和旋转轴32沿着导孔11g而左方移动，且如图5所示旋转轴32抵接在离合器柄33上。

在此旋转轴32抵接在离合器柄33上的位置，如图5所示离合器齿轮31和旋转轴32被设定到前述的最高位置，从而离合器齿轮31啮合到托架齿轮17的外齿17b上。由此，离合器齿轮31的旋转被传递到托架齿轮17上，因此托架齿轮17会旋转。此时，若安全带3上有松弛现象，由于此托架齿轮17的旋转而安全带3被卷绕在卷轴4上。如果此松弛现象被除去，卷轴4便无法旋转，因此托架齿轮17也无法旋转。因此，离合器齿轮31也受到来自托架齿轮17的阻力而无法旋转。

但是，由于电动机6的旋转转矩而下侧连接齿轮26要旋转，因此通过下侧连接齿轮26的旋转转矩而在旋转轴32被施加了指向前述的最左位置方向的力。此时，旋转轴32抵接在离合器柄33上，因此旋转轴32借助该力挤压离合器柄33。但是，此时安全带3的张力为规定值以下，因此由旋转轴32的挤压力导致的要把离合器柄33向顺时针方向旋转的转矩要小于由配合部33e和凹部35b的配合力导致的与此顺时针方向的转矩相对的转矩。因此，配合部33e不会从凹部35b脱离，而离合器33不会转动，旋转轴32停止在与此离合器柄33抵接的位置上。

由于此旋转轴32的停止，离合器齿轮31和旋转轴32被保持在图5所示的前述最高位置上。根据离合器齿轮31被保持在最高位置，离合器齿轮31和托架齿轮17的外齿17b的啮合被保持，从而离合器齿轮31和托架齿轮17的高速且低转矩传递路径的连接被保持。且离合器柄33不旋转，因此离合器棘爪34也不旋转，而扣爪34b被保持在未与棘齿19b配合的位置上。由此，环部件19变自由，从而中心齿轮部件20与托架齿轮17的低速且高转矩传递路径的阻断被保持。

由此，动力传递机构8的动力传递阻断模式到低减速比动力传递模式的动力传递模式转换被进行，且动力传递机构8被设定成低减速比动力传递模式。

(2)低速动力传递模式→高减速比动力传递模式的动力传递模式转换

高减速比动力传递模式借助于电动机6的较高旋转转矩而被设定。在这种情况下，高减速比动力传递模式由动力传递阻断模式通过低减速比动力传递模式而被设定。

从动力传递阻断模式到低减速比动力传递模式的动力传递模式转换与前述相同。但在高减速比动力传递模式的设定上的安全带3的张力大于规定值，因此在图5所示的低减速比动力传递模式的状态下，由于旋转轴32的挤压力而施加到离合器柄33的转矩大于由于配合部33e与凹部35b的配合力而与此顺时针方向的转矩相对的转矩。因此，配合部33e能够从凹部35b脱出。

因此，如果离合器弹簧24向逆时针方向进一步转动，旋转轴32一边使离合器柄33以其支撑轴11h为中心并以顺时针方向转动，一边沿着导孔11g向左方移动。如果旋转轴32抵接在导孔11g的左端，则此后的移动被阻止，从而离合器齿轮31、旋转轴32以及离合器弹簧24停止。由此，如图6所示离合器齿轮31和旋转轴32被设定到前述的最左位置。在此位置，离合器齿轮31从托架齿轮17的外齿17b偏离，从而离合器齿轮31与托架齿轮17的高速且低转矩传递路径被阻断。

另一方面，与离合器柄33的转动连动而离合器棘爪34以离合器棘爪销38为中心向逆时针方向转动，从而图6所示被设定到其扣爪34能与棘齿19b相扣的位置上。此时，由于电动机6的旋转转矩而中心齿轮部件20旋转且环部件19也向顺时针方向旋转，因此棘齿19b被扣在扣爪34b上。由此，环部件19的旋转停止，从而中心齿轮部件20和托架齿轮17的低速且高转矩传递路径被连接。

由此，动力传递机构8的低减速比动力传递模式到高减速比动力传递模式的动力传递模式转换被进行，且动力传递机构8被设定成高减速比动力传递模式。

(3)高减速动力传递模式→(低减速比动力传递模式)→动力传递阻断模式的动力传递模式转换

在图6所示的高减速比动力传递模式的状态下，如果电动机6逆旋转(图4的电动机旋转轴6a为逆时针方向：与卷轴4的安全带卷绕方向α的旋转对应)，则下侧连接齿轮26与滑轮25如前述旋转。于是，离合器弹簧24也同样如前述般向逆方向转动，因此，离合器齿轮31和旋转轴32一边使离合器柄33以逆时针方向旋转而一边沿着导孔11g而左方移动。

随离合器柄33的逆时针方向的转动而连动而离合器棘爪34向顺时针方向转动，因此离合器棘爪34成为不与棘齿19b配合的非配合位置。由此，环部件19变自由，从而低速且高转矩传递路径被阻断。

当离合器齿轮31和旋转轴32在前述最高位置时，离合器齿轮31与托架齿轮17的外齿17b啮合而瞬时成为图5所示的低减速比动力传递模式，但因离合器齿轮31和旋转轴32继续向右方的移动，所以离合器齿轮31立刻从外齿17b偏离而空转。由此，高速且低转矩传递路径瞬时被连接但又立刻被阻断。而且，在高速且低转矩传递路径瞬时被连接时，由于电动机6在逆旋转，因此卷轴4向安全带拉出方向α瞬时旋转但又立刻停止。

如果旋转轴32抵接在导孔11g右端，则此后的移动被阻止，从而离合器齿轮31、旋转轴32以及离合器弹簧24停止。有此，离合器齿轮31和旋转轴32被设定到前述的图4所示的最右位置上。

由此，动力传递机构8的高减速比动力传递模式到动力传递阻断模式的动力传递模式转换被进行，且动力传递机构8被设定成动力传递阻断模式。

进而，此例的安全带收缩器1被设定成安全带3的以下7种安全带模式。

(1)安全带储存模式

安全带储存模式为安全带3未被使用而完全被卷绕在卷轴4的状态的安全带模式。此安全带储存模式中安全带收缩器1不驱动电动机6且动力传递机构8被设定成动力传递阻断模式。因此，只在安全带3上产生极弱的安全带张力(对于产生极弱的安全带张力，在后述的储存用安全带卷绕模式中进行说明)，且电能损耗为零。

(2)安全带拉出摸式

安全带拉出模式是为了系扣安全带3而从卷盘4拉出状态的安全带模式。同样在此安全带拉出模式中，安全带收缩器1也被设定成动力传递阻断模式。因此，能以很小的力拉出安全带3。此时电动机6也不被驱动，从而电能损耗为零。

(3)装配用安全带卷绕模式

装配用安全带卷绕模式为拉出安全带3而把舌片插扣在带扣上而带扣开关置成ON以后，为了把安全带3调节到乘员身上，在卷绕拉过量的安全带3的状态，即安全带3的通常系扣状态(此时，带扣开关已置成了ON状态)下，乘员动身而安全带3被拉出规定量后，乘员再次入座到正规位置时，卷绕被拉出的安全带3的状态下的安全带模式。在此装配用安全带卷绕模式中，安全带收缩器1的电动机6被驱动为安全带卷绕方向，且动力传递机构8被设定成低减速比动力传递模式。因此，安全带3以低转矩迅速被卷绕，从而产生极弱的规定的安全带张力时通过停止电动机6，安全带3以调节过的状态系在乘员身上。

(4)通常系扣模式(轻松模式)

通常系扣模式(轻松模式)为在装配用安全带卷绕模式结束后设定的安全带3的通常系扣状态的安全带模式。在此通常系扣模式中，安全带收缩器1的电动机6不被驱动，且动力传递机构8被设定成动力传递阻断模式。因此，在安全带3只生成极弱的安全带张力，所以乘员即使在系扣上安全带3也不会感到有压迫感。且电能损耗为零。

(5)警报模式

警报模式为在通常系扣模式下检测出车辆行驶中的驾驶员打盹和车辆行驶方向前方的障碍物，并通过反复规定次数的安全带3卷绕而向驾驶员发出警报的状态的安全带模式。在此警报模式中安全带收缩器1被设置成使电动机6反复被驱动。因此，安全带3的较强张力(比后述的紧急模式的安全带张力弱)和极弱的安全带张力反复施加在乘员身上，所以驾驶员对打盹和车辆行驶方向前方的障碍物引起注意。

(6)紧急模式

警报模式为在通常系扣模式下车辆行驶中的车辆与障碍物冲突的危险性极高时设定的安全带模式，且由以下2个阶段构成。

(i)初始阶段

在紧急模式的初始阶段，安全带收缩器1的电动机6以较高的旋转转矩正旋转。那么，离合器弹簧24在动力传递阻断模式下转动，且离合器齿轮31和旋转轴32向前述最高位置移动，从而离合器齿轮31与托架齿轮17的外齿17b啮合。在该时刻，安全带3的松弛被除去且安全带3的张力为规定值以下，因此由托架齿轮17至离合器齿轮31的阻力较小。因此，即使电动机6的旋转转矩较高，旋转轴32也不会使离合器柄33转动，所以动力传递机构8被设定成低减速比动力传递模式。因此，离合器齿轮31的旋转被传递到托架齿轮17而托架齿轮17转动，且安全带3以低转矩迅速被卷绕，从而安全带3的松弛迅速被除去。

(ii)后期阶段

若在前述的初始阶段安全带3的松弛被除去，则接着此初始阶段而进入紧急模式的后期阶段。在此后期阶段，随着安全带3的张力大于规定值而从托架齿轮17到离合器齿轮31的阻力变得较大，因而托架齿轮17和离合器齿轮31无法旋转。但由于电动机6的旋转转矩而下侧连接齿轮26要旋转，因此由于下侧连接齿轮26的旋转转矩而在旋转轴32上被施加指向前述最左位置方向的力。此时，由于电动机6的旋转转矩较高而旋转轴32的挤压力导致的要使离合器柄33以顺时针方向旋转的转矩变得比由配合部33e和凹部35b的配合力导致的与顺时针方向的转矩相对的转矩大。因此，离合器柄33的配合部33e与阻力弹簧35的凹部35a的配合被解除，从而旋转轴32一边转动离合器柄33而一边向前述的最左位置的方向移动。离合器棘爪34与此离合器柄33的转动连动地转动，因此离合器棘爪34的扣爪34b与棘齿19进行配合，从而环部件19的旋转被阻止。由此，转动动力传递机构8被设定成高减速比动力传递模式。因此，安全带3被以高转矩卷绕，从而以极强的转矩张力约束乘员。

(7)储存用安全带卷绕模式

储存用安全带卷绕模式是为了解除安全带3的系扣，在从带口中拔出舌片而带扣开关置成了OFF时，为把安全带3置成储存状态而完全卷绕状态的安全带模式。此储存用安全带卷绕模式中安全带收缩器1的电动机6以低旋转转矩被驱动为安全带卷绕方向，从而动力传递机构8被设定成低减速比动力传递模式。因此，被拉出的安全带3以低转矩迅速被卷绕。

并且，安全带3完全被卷绕，从而通过电动机6在生成极弱的规定的安全带张力时停止，安全带3成为产生了前述的极弱的安全带张力的安全带储存模式。

根据如此构成的此例的安全带收缩器1，在动力传递机构8中设定了由高速且低转矩动力传递路径构成的低减速比动力传递模式和由低速且高转矩动力传递路径构成的高减速比动力传递模式等2种动力传递路径，因此可实现由低减速比动力传递模式导致的用于除去安全带3的松弛的迅速的安全带卷绕和由高减速比动力传递模式导致的用于约束乘员的以高转矩的安全带卷绕等2种卷绕性能。

而且，通过设定这些2种动力传递路径，可以更有效地把电动机6的旋转转矩传递给卷轴4，因此能以有限的电能损耗确实地发挥这些2种卷绕性能。特别是以用于约束乘员的高转矩并通过低速且高转矩动力传递路径实现了安全带卷绕，因此与以往相比能使电动机6的旋转转矩更小。由此，能够减少电动机6的电能损耗，同时可使用更小型的电动机，由此可使安全带收缩器1紧凑。

此外，通过实现前述的2种卷绕性能，给安全带收缩器1带来由电动机6旋转转矩导致的预张力功能。因此，由于可不要现有安全带收缩器中的利用反应气体的扭力杆而能够降低成本。

进而，根据安全带3的张力把动力机构8设定成低减速比动力传递模式或高减速比动力传递模式，因此不必控制电动机6的旋转转矩，而可以简单地进行模式转换。

进而，在动力传递机构8中设定了把电动机6的旋转转矩传递给卷轴的动力传递阻断模式，因此可以在不给电动机6带来影响的情况下进行安全带3的拉出、安全带3无压迫感的通常系扣、以及非系扣时的安全带3储存。

进而，只根据电动机6的旋转转矩而进行安全带3的储存卷绕动作，因此不必使用张力还原器等追加部件而能够把由经常作用于安全带3的漩涡状卷绕弹簧等卷绕装置导致的安全带卷绕方向的回复力排除或设定到极小。

在这种情况下，当把此卷绕装置导致的回复力设定到用于乘员在安全带系扣时进行装配动作的最低限所需的范围内时，也可以通过在低减速比动力传递模式下根据把电动机6的旋转传递到卷轴4而辅助安全带3卷绕，可以确实地进行安全带3的储存卷绕动作。

进而，由行星齿轮机构构成了高减速比减速机构7a，因此可以紧凑地形成低速且高转矩传递路径。由此，即使使动力传递机构8具有低减速比动力传递模式或高减速比动力传递模式，也可以更有效地抑制安全带收缩器1的大型化。

进而，高速率减速机构7a的托驾与低减速比减速机构7b的外齿17b由1个共同的托架齿轮17构成，因此能减少部件个数，同时还对应地变得更为紧凑。

进而，通过根据安全带3的张力而由动力传递模式转换机构9进行行星齿轮机构的内齿轮19a的旋转控制以及小径的离合器齿轮31和大径的托架齿轮17的外齿17b间的啮合控制，可以简单地转换动力传递模式。

再者，动力传递模式的转换可以使用利用电动机6的低转矩以及高转矩等2种转矩的动力传递模式转换机构9以外的例如前述的专利文献2所公开的螺线管等机构。

此外，无需使高减速比减速机构7a的托架和低减速比减速机构7b的外齿17b由1个共同的托架齿轮17构成，而还可以由其他部件构成。

进而，如前所述在动力传递模式转换时电动机6的旋转转矩恒定，但装配用安全带卷绕模式、报警模式、紧急模式、以及储存用安全带卷绕模式等各模式，还可以把电动机6的旋转转矩控制成根据其模式而变化。

发明效果

由以上的说明可知，根据本发明的安全带收缩器，由于在动力传递机构上形成了高速且低转矩动力传递路径，因而能以高速且低转矩地把电动机的旋转转矩传递给卷轴，或以低速且高转矩地把电动机的旋转转矩传递给卷轴。因此，通过在高速且低转矩下的卷轴的安全带卷绕，能够进行迅速的用于安全带松弛除去的安全带卷绕，且通过在低速且高转矩下的卷轴的安全带卷绕，能够进行用于安约束乘员的高转矩的安全带卷绕。

由于能如此实现2种卷绕性能，因而在安全带卷绕时，根据其卷绕所需的性能而无需极细致地控制电动机的旋转转矩而以简单控制就能柔软且有效地对应。

而且，通过这些2个动力传递路径被设定，可以有效地把电动机的旋转转矩传递给卷轴，因此能以有限的电能损耗确实地发挥这些2种卷绕性能。特别是以低速且高转矩动力传递路径实现了用于约束乘员的高转矩的安全带卷绕，因此能使电动机的旋转转矩小于以往。由此，可以减少电动机的电能损耗，同时还能使用更小型的电动机，与此对应地能使安全带收缩器变得紧凑。

此外，通过可以实现前述2种卷绕性能，可以使安全带收缩器具有电动机的旋转转矩导致的预张力功能。因此，可以不需要采用现有的反应气体的预张力器，所以可以降低成本。

特别是根据本发明的第2、3、5以及6方案的安全带收缩器，根据安全带的张力而把动力传递机构设定成低减速比动力传递模式或高减速比动力传递模式，因此不必控制电动机的旋转转矩，而可以简单地进行模式转换。

此外，根据本发明的第4方案，在动力传递机构上把电动机的旋转转矩设定成不向卷轴传递的动力阻断模式，因此能不受电动机影响而进行安全带的拉出、无安全带压迫感的平常系扣、以及非系扣时的安全带储存。

进而，根据本发明的第7方案，由行星齿轮机构构成了高减速比减速机构，因此可以紧凑地形成低速且高转矩传递路径。由此，即使使动力传递机构具有低减速路动力传递模式或高减速比动力传递模式，也能更有效地控制收缩器的大型化。

进而，根据本发明的第8方案，使低减速比减速机构的构成要素的一部分和高减速比减速机构的构成要素的一部分形成通用化，因此能够减少部件个数，同时与此对应地变得更紧凑。

进而，根据本发明的第9方案，通过由动力传递模式转换机构进行行星齿轮机构的内齿轮的旋转控制以及小径齿轮和大径齿轮间的啮合控制，可以是动力传递模式简单地进行转换。

Claims (9)

1.一种安全带收缩器，至少具备：卷绕安全带的卷轴；产生旋转该卷轴的旋转转矩的电动机；以及把该电动机的旋转转矩传递给所述卷轴的动力传递机构，且通过电动机的旋转转矩使所述安全带卷绕到所述卷轴上，其特征在于，

所述动力传递机构设定了由低减速比减速机构把所述电动机的旋转转矩传递给所述卷轴的低减速比动力传递模式、由高减速比减速机构把所述电动机的旋转转矩传递给所述卷轴的高减速比动力传递模式以及不把所述电动机的旋转转矩传递给所述卷轴的动力传递阻断模式，

具备选择性地把所述动力传递机构转换设定成所述低减速比动力传递模式、所述高减速比动力传递模式以及所述动力传递阻断模式中任一方的动力传递模式转换机构。

2.如权利要求1所述的安全带收缩器，其中，

所述动力传递模式转换机构，根据所述安全带张力而选择性地把所述动力传递机构转换设定成所述低减速比动力传递模式和所述高减速比动力传递模式中的任一方。

3.如权利要求2所述的安全带收缩器，其中，

所述动力传递模式转换机构，在所述安全带张力为规定值以下时，把所述动力传递机构设定成所述低减速比动力传递模式，同时在所述安全带张力大于所述规定值时，把所述动力传递机构设定成所述高减速比动力传递模式。

4.如权利要求1所述的安全带收缩器，其中，

所述动力传递模式转换机构，根据所述安全带张力而选择性地把所述动力传递机构转换设定成所述低减速比动力传递模式和所述高减速比动力传递模式中的任一方，同时根据所述电动机向安全带拉出方向的旋转而把所述动力传递机构设定成所述动力传递阻断模式。

5.如权利要求4所述的安全带收缩器，其中，

所述动力传递模式转换机构，在所述安全带张力为规定值以下时，把所述动力传递机构设定成所述低减速比动力传递模式，同时在所述安全带张力大于所述规定值时，把所述动力传递机构设定成所述高减速比动力传递模式。

6.如权利要求1至5中任一项所述的安全带收缩器，其中，

所述高减速比减速机构，由具有被传递了所述电动机的旋转转矩的中心齿轮、内齿轮、啮合在这些中心齿轮和内齿轮上的规定数的行星齿轮、以及支撑所述行星齿轮且可旋转地与所述卷轴连接的托架的行星齿轮机构构成，

所述低减速比减速机构，由具有被传递了所述电动机的旋转转矩的小径齿轮、以及可旋转地连接在所述卷轴上，并能与所述小径齿轮啮合且直径大于该小径齿轮的大径齿轮的齿轮机构构成。

7.如权利要求6所述的安全带收缩器，其中，

所述托架和所述大径齿轮由共同的托架齿轮构成。

8.如权利要求6所述的安全带收缩器，其中，

所述内齿轮被设定成可旋转的状态，

所述动力传递模式转换机构，通过基于所述电动机的一方向的低旋转转矩而使所述内齿轮的旋转自由，并解除所述高减速比动力传递模式且把所述小径齿轮啮合到所述大径齿轮而设定所述低减速比动力传递模式，且通过基于所述电动机的一方向的高旋转转矩而阻止所述内齿轮的旋转，并设定所述高减速比动力传递模式且把所述小径齿轮从所述大径齿轮偏离而解除所述低减速比动力传递模式。

9.如权利要求7所述的安全带收缩器，其中，

所述内齿轮被设定成可旋转的状态，

所述动力传递模式转换机构，通过基于所述电动机的一方向的低旋转转矩而使所述内齿轮的旋转自由，并解除所述高减速比动力传递模式且把所述小径齿轮啮合到所述大径齿轮而设定所述低减速比动力传递模式，且通过基于所述电动机的一方向的高旋转转矩而阻止所述内齿轮的旋转，并设定所述高减速比动力传递模式且把所述小径齿轮从所述大径齿轮偏离而解除所述低减速比动力传递模式。

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