CN102092359B - 座椅安全带卷收器及包括它的座椅安全带装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及座椅安全带卷收器及包括它的座椅安全带装置。本发明目的在于有效操作用多个球和能量吸收机构的预紧器，简化预紧器中的排气通道的结构，及利于排气通道的工作过程。预紧器(15)包括管(17)内的活塞(21)和用作力传递构件的多个球(20)。活塞(21)的活塞本体(21a)包括轴部(21c)和大致半球形的头部(21d)。活塞本体(21a)设有在轴向上延伸的排气孔(21e)及与排气孔(21e)连通的排气槽(21f)，其限定排气通道。即使活塞(21)的头部(21d)接触球(20)，排气槽(21f)也能防止排气孔(21e)被封堵。由于简单地将排气孔(21e)和排气槽(21f)设在形成为单件的活塞本体(21a)内，排气通道的结构简单，且排气通道的工作也简易。

Description

座椅安全带卷收器及包括它的座椅安全带装置

技术领域

本发明属于包括预紧器和能量吸收(EA)机构的座椅安全带卷收器技术领域，而且属于车辆座椅安全带装置技术领域。

背景技术

针对将安装在诸如汽车的车辆中的座椅安全带装置，已开发了包括预紧器的各种座椅安全带卷收器。在例如车辆碰撞的紧急时刻的初始阶段，当大于正常减速的减速施加到车辆时，预紧器利用气体发生器产生的反应气体使得座椅安全带卷收器的卷轴在座椅安全带卷收方向上转动，从而将座椅安全带卷绕在卷轴上。这快速让座椅安全带紧绷，并将张力施加给座椅安全带，借此增强对乘员的约束力。

作为现有技术的预紧器的示例，已知一种预紧器，其中，活塞和被用作力传递构件的多个球被存放在管内。活塞通过接收紧急时刻气体发生器产生的反应气体的气体压力推动这些球，从而使球沿着管的内部移动，以挤压环形齿轮的多个受压部分。在环形齿轮通过球的压力转动时，卷轴在座椅安全带卷收方向上转动，从而卷收座椅安全带(例如，参见PTL 1)。

在PTL 1中描述的预紧器中，管设置有排气孔，该排气孔连接管的内部和外部，从而防止气体发生器与活塞之间的管内的气体压力过度增大。

作为现有技术的预紧器的另一示例，还已知一种预紧器，其中，被用作力传递构件的齿条和活塞被设置在圆柱孔内。活塞通过接收紧急时刻气体发生器产生的反应气体的气体压力推动齿条。齿条的移动使得齿条齿转动小齿轮，且小齿轮的转动使得卷轴在座椅安全带卷收方向上转动，从而卷收座椅安全带(例如，参见PTL 2)。

在PTL 2中描述的预紧器中，活塞和齿条分别具有排气孔，这些排气孔使得活塞的气体发生器侧与齿条的齿条齿侧彼此连通。

另外，在座椅安全带卷收器中，当座椅安全带的抽出在上述紧急事件中被锁止时，乘员的惯性会对座椅安全带施加大的张力。作为座椅安全带张力的反作用力，大的作用力从座椅安全带施加给乘员。因此，还已知一种座椅安全带卷收器，包括用于限制(抑制)从座椅安全带到乘员的作用力的能量吸收(EA)机构(例如，参见PTL 1和PTL 2)。例如，扭力杆通常被用作EA机构的EA构件。当座椅安全带几乎被乘员的惯性抽出时，扭力杆承受扭转变形、吸收乘员的动能，并限制从座椅安全带施加给乘员的作用力。

EA机构随即开始完成预紧器的座椅安全带卷收操作。当EA机构执行EA操作时，卷轴几乎在座椅安全带抽出方向上转动，并且因此，上述力传递构件和活塞在与预紧器工作过程中的移动方向相反的方向上移动。由此，气体发生器与活塞之间的管或圆柱孔内的压力增大，并且由于移动期间增大的气体压力而使活塞承受到阻力。

因此，在PTL 1中描述的座椅安全带卷收器中，气体发生器与活塞之间的管内的气体在EA操作期间经由排气孔流出，上述阻力因此而减小。此外，在PTL 2中描述的座椅安全带卷收器中，气体发生器与活塞之间的圆柱孔内的气体在EA操作期间经由排气孔朝齿条的齿条齿流动，借此减小上述阻力。

[PTL 1]日本未审查专利申请公布No.2001-63520

[PTL 2]日本未审查专利申请公布No.10-67300

发明内容

【技术问题】

如PTL 1所述，当管具有排气孔时，气体从管流出。因此，为防止气体从管流出，可构想将设置在PTL 2中所述的预紧器的活塞和齿条中的排气孔的技术应用于PTL 1中所述的预紧器。

然而，在PTL 1的预紧器将多个球用作力传递构件的同时，PTL 2的预紧器将齿条用作力传递构件。因此，难以将PTL 2的排气孔的技术简单地应用于PTL 1的预紧器。

也就是说，由于PTL 2的预紧器使用活塞和齿条，所以为了齿条的稳定移动，将由圆柱孔导向的导向部分需要与齿条的底端整体设置。PTL 2的预紧器中，活塞被分成两个部分，即活塞本体和压力接收板，且活塞本体与齿条整体设置以用作齿条的导向部分。当由圆柱孔导向的活塞本体因此与齿条的底端整体设置时，需要将排气孔设置在活塞本体和齿条内。而且，由于用作力传递构件的齿条被形成为在其移动方向上较长，因此，需要将设置在齿条内的排气孔形成为T形，所述T形通过在齿条移动方向上延伸的孔与在齿条移动方向的垂直方向上延伸的孔所限定。另外，互相隔开的活塞本体和压力接收板需要具有各自的排气孔，用以形成排气孔的部分的数目增加，因此，必须可靠地保证排气孔之间的连通状态。为此，不仅仅排气孔的结构是复杂的，而且为排气孔所作的工作也是麻烦的。这增加了成本。

已鉴于这些情况实现了本发明，且本发明的目的是提供一种座椅安全带卷收器以及包括该座椅安全带卷收器的座椅安全带装置，所述座椅安全带卷收器利用作为力传递构件的多个球和能量吸收机构有效地操作预紧器，而且通过简化预紧器的排气通道的结构以及有利于排气通道的工作过程来以较低成本进行生产。

【对问题的解决方案】

为解决上述问题，根据本发明的座椅安全带卷收器至少包括：座椅安全带；卷轴，所述卷轴卷收所述座椅安全带；锁止构件，所述锁止构件在正常状态中与所述卷轴一起同步转动，并且如果紧急情况发生，则阻止所述锁止构件在座椅安全带抽出方向上转动，从而产生相对于所述卷轴的相对转动；锁止机构，如果紧急情况发生，则所述锁止机构锁止所述锁止构件在座椅安全带抽出方向上的转动；能量吸收机构，所述能量吸收机构被设置在所述卷轴与所述锁止构件之间，并且所述能量吸收机构在所述卷轴与所述锁止构件之间的相对转动期间限制施加给所述座椅安全带的负载；以及预紧器，如果紧急情况发生，则所述预紧器操作，以便使所述卷轴在座椅安全带卷收方向上转动。所述预紧器至少包括：外壳；管，所述管附接至所述外壳；预定数量的球，所述球可移动地设置在所述管中，并且所述球传递作用力以用于使所述卷轴在座椅安全带卷收方向上转动；气体发生器，如果紧急情况发生，则所述气体发生器产生气体；活塞，所述活塞可移动地设置在所述管中，并且所述活塞通过气体的压力移动以便推动所述球；环形齿轮，所述环形齿轮至少可转动地设置在所述外壳中，并且所述环形齿轮具有位于内周上的多个内齿和位于外周上的多个受压部分，所述受压部分被所述球挤压；以及小齿轮，所述小齿轮被设置在所述外壳中的卷轴侧构件处，所述小齿轮具有与所述环形齿轮的所述内齿啮合的外齿，并且所述小齿轮使所述卷轴转动。所述活塞包括活塞本体和圆筒状的活塞环，所述活塞本体具有轴部和与所述球接触且能够挤压所述球的头部，所述活塞环装配在所述活塞本体的轴部上，并且所述活塞环的轴向方向长度比所述活塞本体的轴部的轴向方向长度短。至少所述活塞本体包括排气通道，所述排气通道允许所述活塞的靠近所述气体发生器的一侧与所述活塞的靠近所述球的一侧连通。所述排气通道由排气孔和排气槽限定，所述排气孔被设置于所述活塞本体且在所述活塞的轴向方向上延伸，所述排气槽至少被设置在所述活塞本体的头部，并在所述活塞的径向方向上延伸，所述排气槽与所述排气孔连通。

在本发明的座椅安全带卷收器中，所述活塞的与所述球接触的末端具有大致球形、截头锥形和大致平面形状中的任一种形状。

根据本发明的座椅安全带装置至少包括：座椅安全带卷收器，所述座椅安全带卷收器卷收座椅安全带；舌片，所述舌片由从所述座椅安全带卷收器抽出的座椅安全带可滑动地支撑；以及带扣，所述舌片通过所述带扣被可脱离地保持，所述带扣被设置在车身中。座椅安全带卷收器为本发明的上述座椅安全带卷收器中的任一种。

【本发明的有益效果】

根据具有此构造的本发明的座椅安全带卷收器，推动被用作力传递构件的预定数量球的活塞设置有在轴向上延伸的排气孔，且活塞的球接触端设置有在径向上延伸并与轴向排气孔连通的排气槽。因此，在预紧器处于操作状态时，气体发生器与活塞之间的管内的部分气体压力经由排气孔和排气槽朝活塞的球侧流动。这能防止气体发生器与活塞之间的管内的气体压力过度增大。

由于通过能量吸收操作活塞也与球一同返回，因此，活塞的气体发生器侧上的管内的压力增大。然而，由于活塞具有排气孔和排气槽，因此，气体发生器侧上的管内的气体能经由排气孔和排气槽朝活塞的球侧流动。从而，可能抑制气体对活塞返回的阻力。这使得活塞在座椅安全带抽出方向上的移动和环形齿轮在座椅安全带抽出方向上的转动更加平滑。如此，能通过能量吸收机构甚至更有效地执行EA操作。

另外，将排气孔和排气槽所限定的排气通道只设置在活塞内，而未将该排气通道设置在被用作力传递构件的球内。由此，简化了预紧器中的排气通道的结构，且有利于排气通道的工作过程。如此，能以低成本制造预紧器，且能降低包括预紧器的座椅安全带卷收器的成本。

由此，实现座椅安全带卷收器是可能的，该座椅安全带卷收器利用能量吸收机构以及被用作力传递构件的多个球有效地操作预紧器，并通过简化预紧器的排气通道的结构和有利于排气通道的工作实现较低成本制造。

具体而言，由于排气通道的排气槽被设置于与球接触的活塞的末端，因此，即便球接触活塞的此端，排气槽也能防止排气孔被球封堵。而且，只需要让活塞的该端凹陷。这进一步有利于排气通道的工作过程。

由于与球接触的活塞的末端具有大致球形、截头锥形或大致平面形状，因此，即使球接触活塞的该端，也能使得球与该端之间的接触面积非常小。这更有效地防止了排气孔在球接触该端时被球封堵。具体而言，由于活塞的该端具有大致球形或截头锥形，所以可能更有效地防止排气孔封堵，并使活塞在弯管内更平滑地移动。

相反，根据包括本发明的座椅安全带卷收器的座椅安全带装置，该座椅安全带卷收器能有效地操作预紧器和能量吸收机构。因此，能有效地增强座椅安全带装置的乘员约束性能。

附图说明

【图1】图1示意性地示出了包括根据本发明实施例的座椅安全带卷收器的座椅安全带装置。

【图2】图2(a)是实施例的座椅安全带卷收器的左侧视图，而且图2(b)是沿图2(a)中的IIB-IIB线截取的剖面图。

【图3】图3示出了图2(a)的座椅安全带卷收器的预紧器，盖、球和弹簧装置被从其中移除。

【图4】图4是示出了实施例的预紧器中的管和导向构件的分解透视图。

【图5】图5(a)是实施例的预紧器中的气体发生器、活塞和球的局部剖面图，图5(b)是活塞的正面图，图5(c)是活塞的右侧视图，图5(d)是预紧器操作期间活塞的说明图，图5(e)是活塞的不同示例的正面图，而且图5(f)是活塞的不同示例的右侧视图。

【图6】图6示出了实施例的预紧器中的盖的内侧。

【图7】图7(a)、图7(b)和图7(c)示出了预紧器的操作，图7(a)示出了非操作状态，图7(b)示出了紧接操作开始之后的状态，而且图7(c)示出了操作结束之后的状态。

具体实施方式

下面将参照附图说明本发明的实施例。

图1示意性地示出了包括根据本发明实施例的座椅安全带卷收器的座椅安全带装置。

如图1所示，实施例的座椅安全带装置1与已知的三点式座椅安全带装置基本相同。在图中，参考数字1表示座椅安全带装置，数字2表示车辆座椅，数字3表示靠近车辆座椅2设置的座椅安全带卷收器，数字4表示座椅安全带，座椅安全带通过座椅安全带卷收器3被抽出和卷收，而且具有设置在其前端并被固定至车身地板或车辆座椅2的带固定件4a，数字5表示导向固定器，该导向固定器对从座椅安全带卷收器3抽出的座椅安全带4进行朝向乘员肩部的导向，数字6表示被由导向固定器5导向的座椅安全带4可滑动地支撑的舌片，而且数字7表示带扣，该带扣以舌片6可脱离地被插入带扣7并与带扣7接合的方式被固定至车身地板或车辆座椅。

在座椅安全带装置1中锁住和解开座椅安全带4的操作也与已知的座椅安全带装置中采用的操作相同。

实施例的座椅安全带卷收器3被形成为已知的紧急锁止座椅安全带卷收器(ELR)或已知的自动锁止座椅安全带卷收器(ALR)。该座椅安全带卷收器3包括预紧器和能量吸收(EA)机构。

图2(a)和图2(b)示出了包括预紧器和EA机构的实施例的座椅安全带卷收器。

例如，实施例的座椅安全带卷收器3与包括PTL 1所述的预紧器和EA机构的上述已知座椅安全带卷收器基本相同。因此，首先将简要说明与PTL 1所述的座椅安全带卷收器中采用的相同的结构和操作。

如图2(a)和图2(b)所图示的，座椅安全带卷收器3包括具有侧壁8a和8b的有角U形框架8、卷收座椅安全带4的卷轴9、EA机构的扭力杆10、被用作本发明的锁止构件的锁止基座11、锁止机构12、减速度检测机构13、圆柱形连接构件14、使用预定数量的(多个)球的预紧器15以及始终在座椅安全带卷收方向上偏压卷轴9的弹簧装置16。尽管卷轴9和连接构件14分开地被设置在实施例的座椅安全带卷收器3中，但是在PTL1中卷轴9和连接构件14被一体地设置。

在减速度检测机构13和预紧器15不操作的正常状态下，当座椅安全带4被抽出时，卷轴9在座椅安全带抽出方向上转动，以便抽出座椅安全带4。由于减速度检测机构13在座椅安全带4的这种正常抽出中不操作，从而锁止机构12不操作，且卷轴9与连接构件14、扭力杆10和锁止基座11一同转动。因此，能容易地抽出座椅安全带4。

在抽出座椅安全带4之后，当手脱离座椅安全带4时，卷轴9借助通过连接构件14传递的弹簧装置16的偏压力在座椅安全带卷收方向上转动。然后，卷轴9卷收座椅安全带4的全部或几乎全部抽出部分。在座椅安全带4的正常卷收过程中，卷轴9与连接构件14、扭力杆10和锁止基座11一同转动。由此，能容易地卷收座椅安全带4。

如果在行驶过程中将例如启动减速度检测机构13的减速度施加给车辆，则减速度检测机构13启动，并且锁止机构12也启动。然后，设置在锁止基座11中的未图示棘爪与设置在侧壁8a上的未图示的锁止齿啮合。这锁止了锁止基座11在座椅安全带抽出方向上的转动。另一方面，座椅安全带4几乎通过乘员的惯性被抽出，且卷轴9几乎相对于锁止基座11沿座椅安全带抽出方向转动。扭力杆10由此被扭转。扭力杆10的扭转形变产生的阻力抑制卷轴9在座椅安全带抽出方向上的转动。这样，乘员通过座椅安全带4得以约束。在此情况下，乘员的动能被扭力杆10的扭转形变部分地吸收，并且因此，限制了从座椅安全带4施加给乘员的作用力。

由于通过参照PTL 1的描述能轻易地理解实施例的座椅安全带卷收器3的其它基本结构和其它基本操作，因此，省略其详细说明。

接下来将说明实施例的座椅安全带卷收器3的特征结构，亦即实施例的预紧器15。

图3示出了图2(a)中的座椅安全带卷收器的预紧器，盖、球和弹簧装置被从其中移除，而且图4是实施例的预紧器中的管和导向构件的分解透视图。

如图3和图4所示，预紧器15包括管17，且管17的一个端部17a开口。在端部17a中，设置有切口部分17b和安装凸缘部分17c，所述切口部分17b在管17的轴向上从管17的开口端延伸。管17的端部17a附接至导向构件18。在此情况下，安装凸缘部分17c被安装在设置于导向构件18内的安装槽18a中，并由设置在导向构件18中的保持部分18b保持。此外，在管17的端部17a被附接至导向构件18并且导向构件18利用布置在导向构件18与框架的侧壁8b之间的外壳基座22被附接至框架的侧壁8b的状态下，尽管未示出，安装凸缘部分17c的一部分通过设置在侧壁8b内的矩形小孔被保持为朝上的方向，而且安装凸缘部分17c的另一部分通过导向构件18的保持部分18b被保持为朝上的方向。这防止了管17在朝上的方向上从导向构件18出来。

导向构件18具有导向面18c。该导向面18c包括线性导向面部分18d和导向面部分18e，导向面部分18e被设置为与线性导向面部分18d接触，并被形成为与卷轴9的旋转轴同心或基本同心的圆的弧状。如图3所示，在管17的端部17a附接至导向构件18的状态下，线性导向面部分18d位于管17的内周面17d的延长线上作为沿着经过管17的径向中心的轴向上的平面而截取的横截面。

如图5(a)所示，用于产生反应气体的气体发生器19被设置在管17的另一端部17e内。而且，预定数量的球20和活塞21被可移动地设置在管17内，所述球20被用作本发明的力传递构件并由例如铁或铝的金属制成，所述活塞21用于通过接收来自气体发生器19的气体压力来推动球20。活塞21包括由与球20类似的金属形成的活塞本体21a以及由例如硅或树脂的非金属材料形成的活塞环21b。

如图5(b)和图5(c)所示，活塞本体21a包括设置在气体发生器19侧上的柱形轴部21c以及设置在球20侧上的大致半球形(亦即大致球形)头部21d。在此情况下，大致半球形头部21d的径向中心侧从外周侧朝球20突出。轴部21c和头部21d整体形成，且排气孔21e在轴向上穿过轴部21c和头部21d。此外，头部21d具有以十字状布置从而与排气孔21e连通的四个排气槽21f。排气槽21f的宽度被设定为在其中心最大，并从中心朝前端逐渐减小。这些排气槽21f防止排气孔21e在活塞本体21a的头部21d与球20接触的状态下被球20封堵。因此，即便是在活塞本体21a的头部21d与球20接触的状态下，排气孔21e和排气槽21f也允许气体发生器19侧与活塞21的球20侧始终彼此连通。排气孔21e和排气槽21f限定气体流动所经过的排气通道。

活塞环21b为圆柱形，并且被安装在活塞本体21a的轴部21c上。活塞环21b可滑动地被设置在管17的内周面上，从而密封或基本密封轴部21c的外周面与管17的内周面之间的空间。

气体发生器19产生的气体将活塞21推向图5(d)中的右边。活塞21借此在相同方向上推动球20。另外，如图5(d)中的箭头α所示，来自气体发生器19的气体能以预定量经由排气孔21e和排气槽21f从气体发生器19侧流向活塞21的球侧。在这种情况下，即便是在活塞本体21a的头部21d与球20接触的状态下，部分气体也能经由排气槽21f流向活塞21的球20侧。

如图5(e)和图5(f)所示，能以固定宽度形成排气槽21f。除此以外，活塞21的排气槽21f的数量不限于四个，且能设置任意数量的排气槽21f。设置多个排气槽21f时，优选的是排气槽21f沿周向等间距间隔。

预紧器15包括外壳基座22，且外壳基座22附接至侧壁8b。导向构件18被相似地附接至框架8的侧壁8b，使外壳基座22布置在导向构件18与框架8的侧壁8b之间。此外，外壳基座22和导向构件18被用盖23被盖住。外壳基座22、导向构件18和盖23限定预紧器15的外壳24，该外壳具有内部空间24a。

如图2(b)和图3所示，在外壳24的内部空间24a中，环形齿轮25可转动且可移动地被设置到图3的右边(图3示出了环形齿轮25移动到右边之后的状态)。环形齿轮25具有位于其内周面上的多个内齿25a。

被用作本发明的受压部分的多个(所示示例中为7个)杆25b从环形齿轮25的外周面突出。在预紧器15不操作的正常状态下，将第一球20首先接触的杆25b与顺时针方向上和该杆相邻的杆25b之间的周向上的间隔设定为使得一个球20的部分能容纳于该间隔内。此外，将两相邻杆25b之间的周向上的另一间隔设定为使得互相接触的两个球20能依次容纳于该间隔内。环形齿轮25的杆25b能从位于管17的端部17a的切口部分17b进入管17。

环状小齿轮26附接至座椅安全带卷收器3的连接构件14，从而与连接构件14一同转动(尽管未示出，但卷轴9和连接构件14也能整体形成，且小齿轮26能与连接构件14整体形成)。

小齿轮26具有多个外齿26a。环形齿轮25的内齿25a能与小齿轮26的外齿26a啮合。在预紧器15的操作期间，球20将用于环形齿轮25的压力施加给已经从管17的切口部分17b进入管17的杆25b，并将使得环形齿轮25朝小齿轮26径直移动的作用力施加给环形齿轮25。

在实施例的预紧器15中，管17被放置(铺设)为使得端部17a的末端在预紧器15被安装在车身内的状态下位于图3的最低位置处。在这种情况下，端部17a的末端的位置比小齿轮26的旋转中心(亦即卷轴9的旋转中心)略高。借此，球20几乎在环形齿轮25的切线方向和座椅安全带卷收方向上将作用力传递给环形齿轮25的杆25b。结果，球20最有效地将作用力传递给环形齿轮25。

另外，管17在框架8上方大致以直角弯曲、线性且基本水平地朝座舱外侧延伸、靠近侧壁8b的自由端处大致以直角弯曲、在车辆的前后方向上线性且基本水平地延伸、靠近侧壁8a处大致以直角弯曲，并线性且基本水平地朝座舱内侧延伸。由此，气体发生器19在框架8的侧壁8a的固定端上方朝座舱内侧基本水平地延伸。

外壳基座22设置有对球20进行导向的外壳基座侧导向槽27。在该情况下，外壳基座侧导向槽27大致被形成为在图3的状态下与环形齿轮25的中心基本同心的圆的弧状，在图3的状态中环形齿轮25移动到右边且内齿25a与小齿轮26的外齿26a啮合。外壳基座侧导向槽27被设置在位于图3中的位置的环形齿轮25的杆25b的末端的外侧上。因此，杆25b不会进入外壳基座侧导向槽27。此外壳基座侧导向槽27由成对的外壳基座外周导向壁28和外壳基座内周导向壁29限定。外周导向壁28和内周导向壁29大致被形成为与小齿轮26的旋转中心基本同心的圆的弧状。

除此之外，将球20导向至外壳基座侧导向槽27的外壳基座侧槽导向部分29a被设置于球20移动所顺沿的外壳基座内周导向壁29的上游端处。外壳基座侧槽导向部分29a被形成为斜面，该斜面从外壳基座内周导向壁29的上游端处的圆弧的切线向内倾斜。在外壳基座22中，将球20导向至外壳基座侧导向槽27的外壳基座侧球导向槽27a由外壳基座侧槽导向部分29a形成。

如图6所示，盖23设置有对球20进行导向的盖侧导向槽30。盖侧导向槽30由成对的盖外周导向壁31和盖内周导向壁32限定。在此情况下，盖外周导向壁31如同圆的弧状，该圆与弧形外壳基座外周导向壁28具有近乎相同的直径，并与外壳基座外周导向壁28同心，且盖外周导向壁31的周向长度被设定为与外壳基座外周导向壁28的周向长度相等或基本相等。此外，盖内周导向壁32如同圆的弧状，该圆与弧形外壳基座内周导向壁29具有近乎相同的直径，并与外壳基座内周导向壁29同心，且盖内周导向壁32的周向长度被设定为与外壳基座内周导向壁29的周向长度相等或基本相等。

除此以外，将球20导向至盖侧导向槽30的盖侧槽导向部分32a被设置于球20移动所顺沿的盖内周导向壁32的上游端处。此盖侧槽导向部分32a被形成为斜面，该斜面从盖内周导向壁32的上游端处的圆弧的切线向内倾斜。在此情况下，盖侧槽导向部分32a相对于与圆弧的切线的倾斜角和盖侧槽导向部分32a的长度被设定为分别与外壳基座侧槽导向部分29a相对于与圆弧的切线的倾斜角和外壳基座侧槽导向部分29a的长度相等或基本相等。在盖23中，将球20导向至盖侧导向槽30的盖侧球导向槽30a由盖侧槽导向部分32a形成。

在盖23附接至外壳基座22并与其结合的状态下，外壳基座外周导向壁28和盖外周导向壁31几乎对齐，且外壳基座内周导向壁29和盖内周导向壁32几乎对齐，以便外壳基座侧导向槽27和盖侧导向槽30限定球20移动所经过的弧形通道33。此外，外壳基座侧槽导向部分29a和盖侧球导向槽30a几乎对齐，以便外壳基座侧槽导向部分29a和盖侧球导向槽30a限定导向通道34，球20在滚出管17并使得环形齿轮25转动之后经由所述导向通道34被导向到上述弧形通道33。

实施例的预紧器15中，设置在导向构件18的导向面18c与环形齿轮25之间的弧形通道33、导向通道34和导向通道35沿环形齿轮25的外周限定大致弧形容球室。在此情况下，环形齿轮25的杆25b不会进入由弧形通道33和导向通道34限定的容球室的一部分。如图3所示，导向构件18具有停止部分18f，且停止部分18f几乎封闭弧形通道33的下游端。另外，收容球20的小球收容部分36被设置在邻近导向通道34的导向通道35的一部分的下面，从而，环形齿轮25的杆25b不会接触球20。弧形通道33、导向通道34、导向通道35和球收容部分36全部被设置在外壳24内。

下面将说明具有此类构造的实施例的座椅安全带卷收器3的操作。

在实施例的座椅安全带卷收器3中，预紧器15和扭力杆10基本上以与现有技术的预紧器相同的方式操作，即，在大的减速度施加于车辆，且座椅安全带卷收器3的卷轴9在座椅安全带卷收方向上转动时，利用PTL 1中描述的多个球，直到座椅安全带卷收器3在例如车辆碰撞的紧急情况中启动为止。而且，扭力杆10的EA操作与现有技术的扭力杆的EA操作也相同。

如图7(a)所示，预紧器15处于非操作状态时，环形齿轮25与小齿轮26基本保持同心，从而不会转动和移动到右边，这与PTL 1中描述的预紧器类似。由此，环形齿轮25被保持在内齿25a不与小齿轮26的外齿26a啮合的状态。而且，第一球20与一个杆25b保持接触。在此情况下，第一球20能进入相邻杆25b之间的小间隙。除此以外，第一球20的相邻球20和随后的球20在管17内互相接触。此时，气体发生器19不产生气体，且球20基本上不压迫杆25b。

在所述紧急时刻，减速度检测机构13和锁止机构12以与现有技术采用的类似方式操作来锁止锁止基座11在座椅安全带抽出方向上的转动，且气体发生器19以与现有技术采用的类似方式操作而产生气体。由于产生的气体推动活塞21，活塞21将大的推力施加给与其接触的球20。随后，活塞21在推动球20的同时与球20一同沿着管17的内部向前移动到管17的端部17a。在此情况下，由于活塞21的头部21d为大致半球形，且力传递构件由球20形成，因此，活塞21在弯管17内相对平稳而快速地移动。

活塞21的推力通过球20从上到下被传递到与环形齿轮25接触的第一球20。然后，第一球20自身移动，并使得环形齿轮25移动到右边，而且使得环形齿轮25通过推力在图2(a)的逆时针方向上转动。然后，如图7(b)所示，环形齿轮25的内齿25a与小齿轮26的外齿26a啮合，且小齿轮26开始在与环形齿轮25相同的方向上转动。响应于小齿轮26开始转动，卷轴9通过小齿轮26和连接构件14开始在座椅安全带卷收方向上转动，而且开始卷收乘员佩带的座椅安全带4。在此情况下，环形齿轮25被球20向下推动，借此通过小齿轮26将环形齿轮25推到卷轴9的下面。在这种情况下，由于卷轴9通过座椅安全带4被向上拉动，因此，在环形齿轮25使得小齿轮26和卷轴9转动时提供的转动阻力相对小。

第一球20被收容于杆25b与和第一球20相接触的杆25b顺时针方向相邻的杆25b相接触的下一个第二球20之间的小间隙内时，通过第二球20施加给杆25b的压力进一步使得环形齿轮25和小齿轮26二者在逆时针方向上转动。在此情况下，从第一球20施加给杆25b的压力基本上消失。两个球，即第二球20和第三球20在对杆25b施加压力的同时被收容于与第二球20接触的杆25b与顺时针方向上邻近杆25b的下一杆25b之间。除此以外，在紧挨着第三球20的第四球20与下一杆25b接触时，通过第四球20施加给下一杆25b的压力进一步使得环形齿轮25和小齿轮26二者在逆时针方向上转动。在这种情况下，从第二球和第三球20施加给杆25b的压力基本上消失。随后，球20继续对杆25b施压，以使得环形齿轮25和小齿轮26在逆时针方向上转动。也就是说，卷轴9在座椅安全带卷收方向上转动，且座椅安全带4被卷绕在卷轴9上。

如图7(b)所示，施加给杆25b的压力基本消失的第一球20利用环形齿轮25的转动通过杆25b沿着导向通道35移动。如图7(c)所示，第一球20进入导向通道34，与杆25b分离，并沿着导向通道34进入弧形通道33。类似地，施加给杆25b的压力基本消失的第二球20和随后的球20连续地沿着导向通道34移向弧形通道33。在经过导向通道34和弧形通道33移动的同时，球20不会接触环形齿轮25的杆25b。换言之，环形齿轮25的转动不受位于导向通道34和弧形通道33内的球20的影响，且从球20到杆25b的压力被有效地利用于旋转环形齿轮25。

如图5(d)中的箭头α所示，气体发生器19产生的部分气体经由活塞21的排气孔21e和排气槽21f流向活塞21的球20侧。这抑制了活塞21的气体发生器19侧的压力过度增大。

第一球20与停止部分18f接触时，或者用于使得卷轴9在座椅安全带抽出方向上转动的座椅安全带4的张力与用于使得卷轴9在座椅安全带卷收方向上转动的球20的作用力变为相等时，球20停止移动，从而环形齿轮25和小齿轮26停止转动，而且预紧器15停止运行。由此，结束通过预紧器15的运行将座椅安全带4卷绕在卷轴9上的动作。结果，乘员被座椅安全带4更牢固地限制了。

接着，座椅安全带4几乎通过乘员的惯性被抽出，且卷轴9几乎在座椅安全带抽出方向上转动。在此情况下，由于锁止基座11在座椅安全带抽出方向上的转动被锁止，扭力杆10因此而受到扭转形变。由于卷轴9通过扭力杆10的扭转形变在座椅安全带抽出方向上转动，所以限制了从座椅安全带4施加给乘员的作用力。也就是说，扭力杆10执行EA操作。

在扭力杆10的EA操作过程中，卷轴9在座椅安全带抽出方向上转动，且环形齿轮25因此在相同方向上转动。然后，图7(c)中，位于末端的三个球20利用环形齿轮25的转动通过对应杆25b朝管17返回。然而，从来自末端的第四球20到位于前端的球20(第一球20侧)的球20不会接触环形齿轮25的杆25b，从而不会返回管17。在此情况下，来自末端的第四球20被收容于球收容部分36内，如图7(c)中的双点划线所示。由于靠近第四球20且更靠近前端的第五球20与第四球20接触，所以比第四个球20更靠近前端的球20不能移动至管17，从而能防止这些球20向后移动。也就是说，在EA操作过程中，一些球20，即位于末端的三个球20通过环形齿轮25返回。由此，防止了球20对环形齿轮25在座椅安全带抽出方向上的转动的影响。由于球20对环形齿轮25在座椅安全带抽出方向上的转动的影响由此在扭力杆10的EA操作过程中得以抑制，从而，环形齿轮25更平滑地转动。如此，能通过扭力杆10有效地执行EA操作。

尽管图7(c)中未示出，但活塞21还是通过朝管17移动的球20朝气体发生器19返回。在活塞21的气体发生器19侧上的管17内的压力通过活塞21这样的移动而增大时，气体发生器19侧上的管17内的气体经由活塞21的排气孔21e和排气槽21f流向活塞21的球20侧，如图5(d)中的箭头α所示。这样，抑制了气体对活塞21的移动造成的阻力。由于这使得活塞21的移动更平滑，因此，环形齿轮25在座椅安全带抽出方向上的转动也更平滑。由此，扭力杆10的EA操作变得更有效。

根据实施例的座椅安全带卷收器，推动被用作力传递构件的多个球的活塞21设置有在轴向(活塞21的移动方向)上延伸的排气孔21e以及设置于活塞21的球接触端处的排气槽21f。排气槽21f在径向(与轴向正交的方向)上延伸，并与轴向排气孔21e连通。因此，在预紧器15的操作过程中，气体发生器19与活塞21之间的管内的部分气体压力经由排气孔21e和排气槽21f朝活塞21的球侧流动。由此，可能抑制气体发生器19与活塞21之间的管内的气体压力过度增大。

由于活塞21也通过EA操作与球20一同返回，因此，活塞21的气体发生器19侧上的管17内的压力增大。然而，活塞21设置有排气孔21e和排气槽21f，气体发生器19侧上的管17内的气体能经由排气孔21e和排气槽21f朝活塞21的球20侧流动。从而，能抑制气体对活塞21的返回造成的阻力。这使得活塞21的移动更平滑，也能使得环形齿轮25在座椅安全带抽出方向上的转动更平滑。如此，能通过扭力杆10甚至更有效地执行EA操作。

另外，将由排气孔21e和排气槽21f形成的排气通道只设置在被形成为单件的活塞本体21a内，而不将该排气通道设置在活塞环21b和被用作力传递构件的球20内。这简化了预紧器15的排气通道的结构，且有利于排气通道的工作过程。如此，能以低成本制造预紧器15，且能降低具有预紧器15的座椅安全带卷收器3的成本。

这样，有效地操作了预紧器15，简化了预紧器15的排气通道的结构，而且有利于排气通道的工作过程，从而可能实现能以较低成本制造的座椅安全带卷收器，所述预紧器15使用被用作力传递构件的多个球20和被用作能量吸收机构的扭力杆10。

具体而言，通过将排气通道的排气槽21f形成在活塞21的末端以接触球20(亦即头部21d)，即使当球20与活塞21的头部21d接触时，排气槽21f也能防止排气孔21e被球20封堵。而且，由于只需要使得活塞的末端凹陷，因此，甚至进一步有利于排气通道的工作过程。

由于与球20接触的活塞21的末端大致呈球形，因此，即便球20与活塞21的头部21d接触，也能让球20与头部21d之间的接触面积非常小。这更有效地防止了排气孔21e在球20接触该头部21d时被球20封堵。而且，由于活塞21的头部21d由此呈大致球形，从而，活塞21能在弯管17中甚至更平滑地移动。

此外，根据包括实施例的座椅安全带卷收器3的座椅安全带装置1，由于座椅安全带卷收器3能有效地操作预紧器15和被用作能量吸收机构的扭力杆10，因此，能有效地提高座椅安全带装置1的乘员约束性能。

本发明的座椅安全带卷收器不限于上述实施例，且设计改型是可能的。例如，在将活塞21分成上述实施例中的两部分，即活塞本体21a和活塞环21b的同时，也能将活塞21形成为不分离的单件。除此以外，在与球20接触的活塞本体21a的末端呈大致球形的同时，也能将活塞本体21a的末端形成为截头锥形或大致平面形状，该截头锥形的径向中心朝球侧突出。简而言之，在本发明的权利要求所述事项的范围内，可进行设计改型。

本发明的座椅安全带卷收器和座椅安全带装置可适用于包括预紧器的座椅安全带卷收器和包括此座椅安全带卷收器的车辆座椅安全带装置，所述预紧器使用EA机构以及被用作力传递构件的多个球。

附图标记列表

1：座椅安全带装置

3：座椅安全带卷收器

4：座椅安全带

6：舌片

7：带扣

8：框架

9：卷轴

10：扭力杆(能量吸收(EA)机构)

11：锁止基座

12：锁止机构

13：减速度检测机构

14：连接构件

15：预紧器

17：管

18：导向构件

18b：保持部分

18c：导向面

19：气体发生器

20：球

21：活塞

21a：活塞本体

21b：活塞环

21e：排气孔

21f：排气槽

22：外壳基座

23：盖

24：外壳

25：环形齿轮

25a：内齿

25b：杆

26：小齿轮

26a：外齿

27：外壳基座侧导向槽

27a：外壳基座侧球导向槽

28：外壳基座外周导向壁

29：内壳基座内周导向壁

29a：外壳基座侧槽导向部分

30：盖侧导向槽

30a：盖侧球导向槽

31：盖外周导向壁

32：盖内周导向壁

32a：盖侧槽导向部分

33：弧形通道

34：导向通道

35：导向通道

36：球收容部分

Claims (3)

1.一种座椅安全带卷收器，该座椅安全带卷收器至少包括：座椅安全带；卷轴，所述卷轴卷收所述座椅安全带；锁止构件，所述锁止构件在正常状态中与所述卷轴一起同步转动，并且如果紧急情况发生，则所述锁止构件被阻止在座椅安全带抽出方向上转动，以便产生相对于所述卷轴的相对转动；锁止机构，如果紧急情况发生，则所述锁止机构锁止所述锁止构件在座椅安全带抽出方向上的转动；能量吸收机构，所述能量吸收机构被设置在所述卷轴与所述锁止构件之间，并且所述能量吸收机构在所述卷轴与所述锁止构件之间的相对转动期间限制施加给所述座椅安全带的负载；以及预紧器，如果紧急情况发生，则所述预紧器操作，以便使所述卷轴在座椅安全带卷收方向上转动，

其中，所述预紧器至少包括：外壳；管，所述管附接至所述外壳；预定数量的球，所述球可移动地设置在所述管中，并且所述球传递作用力以用于使所述卷轴在座椅安全带卷收方向上转动；气体发生器，如果紧急情况发生，则所述气体发生器产生气体；活塞，所述活塞可移动地设置在所述管中，并且所述活塞通过气体的压力移动以便推动所述球；环形齿轮，所述环形齿轮至少可转动地设置在所述外壳中，并且所述环形齿轮具有位于内周上的多个内齿和位于外周上的多个受压部分，所述受压部分被所述球挤压；以及小齿轮，所述小齿轮被设置在所述外壳中的卷轴侧构件处，所述小齿轮具有与所述内齿啮合的外齿，并且所述小齿轮使所述卷轴转动，

其中，所述活塞包括活塞本体和圆筒状的活塞环，所述活塞本体具有轴部和与所述球接触且能够挤压所述球的头部，所述活塞环装配在所述活塞本体的轴部上，并且所述活塞环的轴向方向长度比所述活塞本体的轴部的轴向方向长度短，

其中，至少所述活塞本体包括排气通道，所述排气通道允许所述活塞的靠近所述气体发生器的一侧与所述活塞的靠近所述球的一侧连通，并且

其中，所述排气通道由排气孔和排气槽限定，所述排气孔被设置于所述活塞本体且在所述活塞的轴向方向上延伸，所述排气槽至少被设置在所述活塞本体的头部，并在所述活塞的径向方向上延伸，所述排气槽与所述排气孔连通。

2.根据权利要求1所述的座椅安全带卷收器，其中，所述活塞的与所述球接触的末端具有大致球形、截头锥形和大致平面形状中的任一种形状。

3.一种座椅安全带装置，该座椅安全带装置至少包括：座椅安全带卷收器，所述座椅安全带卷收器卷收座椅安全带；舌片，所述舌片由从所述座椅安全带卷收器抽出的座椅安全带可滑动地支撑；以及带扣，所述舌片通过所述带扣被可脱离地保持，所述带扣被设置在车身中，

其中，所述座椅安全带卷收器是根据权利要求1或权利要求2所述的座椅安全带卷收器。