具体实施方式
以下,使用图1~图6对本发明的实施方式进行说明。在此,图1是表示本发明的第一实施方式的安全带卷收器的零件展开图。图2是表示图1所示的安全带卷收器的图,图2(A)是立体图,图2(B)是图2(A)的B-B箭头方向剖视图。
如图1及图2所示,本发明的第一实施方式的安全带卷收器1具备:卷绕限制乘员的织带的卷轴2、将卷轴2收纳为能够旋转的基架3、对卷轴2向卷绕方向施力的弹簧单元4、在紧急时卷绕织带而去除松弛的预紧器5及在紧急时使织带的拉出停止的锁定机构6,预紧器5具有:旋转体51,与卷轴2同轴地连接并且具有形成于外周的多个卡合齿51a;动力产生单元52,与卡合齿51a卡合并使旋转体51旋转;及罩部件53,至少收纳旋转体51,罩部件53构成为配置在基架3的内侧并且能够对卷轴2进行轴支撑。另外,在各图中,省略了织带的图。
卷轴2是卷绕织带的卷筒。卷轴2的一端与弹簧单元4连接,通过收纳于弹簧单元4的盘簧,而向卷轴2卷绕织带的方向施力。另外,对卷轴2施加卷绕力的单元不限定于弹簧单元4,也可以是使用了电动机等的其他单元。
另外,在形成于卷轴2的中心部的空洞中插通形成轴心的扭杆21,扭杆21的一端与连接有弹簧单元4一侧的卷轴2的端部内侧连接,扭杆21的另一端与锁定基部22连接。另外,包括扭杆21在内的冲击吸收机构的结构不限定于图示的结构,例如,扭杆21的一端可以贯穿卷轴2而与弹簧单元4连接,在不需要的情况下也可以省略扭杆21。
锁定基部22的一端插通于卷轴2的空洞部,并且锁定基部22的另一端以能够旋转的方式支撑于保持体罩35。另外,在锁定基部22的一端侧形成有嵌插后述的旋转体51和变形板24的轴部,锁定机构6的卡合爪61以能够旋转的方式配置于锁定基部22的另一端侧。
因此,扭杆21构成为,在预紧器5和锁定机构6不工作的通常时与卷轴2成为一体地旋转。另外,在预紧器5工作时,通过使扭杆21旋转而能够将织带卷绕于卷轴2。另外,在锁定机构6工作时,扭杆21的旋转被限制,通过锁定卷轴2的旋转来抑制织带的拉出。
此外,在对织带作用有拉出方向的力的情况下,卷轴2由扭杆21单侧支撑,因此能够通过扭杆21的扭曲变形限制织带的负载,并吸收乘员的冲击能量。
另外,金属制的变形销23以露出头部的方式插入到卷轴2的配置预紧器5一侧的端面。另外,在锁定基部22的轴部中嵌插有变形板24,变形板24具有能够与变形销23的头部卡合的凸部。另外,变形销23与变形板24也可以形成为一体。
因此,在锁定机构6工作时当由于被拉出的织带而卷轴2旋转时,作用有要将变形销23向旋转方向拔出的力。并且,变形销23在卷轴2的端面与变形板24之间被拉拽而塑性变形,吸收乘员的冲击能量。
通过配置该变形销23及变形板24,能够提高能量吸收力。另外,在扭杆21具有充分的能量吸收力的情况下,也可以省略变形销23及变形板24。
基架3是形成安全带卷收器1的骨架的框体。基架3例如由对置的一对端面31、32、连接上述端面的侧面33及与侧面33对置并与端面31、32连接的装模板34构成。在端面31的外侧配置有弹簧单元4,在端面32的内侧配置有预紧器5,在端面32的外侧配置有锁定机构6。锁定机构6收纳在与基架3连接的保持体罩35内。
保持体罩35上配置有检测车身的急剧减速和倾斜的车辆传感器7。车辆传感器7具有内置的球形的质量体(未图示)及由于质量体的移动而摆动的促动器71,并收纳在形成于保持体罩35上的凹部内。该车辆传感器7构成为,当车身发生急剧减速或倾斜时,质量体向上方移动,随之使促动器71的前端部向上方摆动。通过该摆动而促动器71与后述的锁定齿轮62的外齿62a卡止。另外,车辆传感器7也可以构成为,当检测出车身的急剧减速或倾斜时,向搭载于车辆的其他电子元件和电气控制系统发送检测信号。
预紧器5具有:经由扭杆21及锁定基部22而与卷轴2的端部连接的旋转体51、使旋转体51旋转的动力产生单元52及收纳旋转体51的罩部件53。旋转体51具有以向径向外方向突出的方式形成的多个卡合齿51a。
动力产生单元52例如具有:射出体52a,与卡合齿51a卡合而使旋转体51旋转;引导管52b,收纳射出体52a并对驱动进行引导;及气体产生装置52c,配置于引导管52b的端部并赋予射出体52a动力。
射出体52a例如是合成树脂制的杆,并且形成为当对射出体52a的端部施加压力时,在引导管52b内沿着引导管52b的形状产生塑性变形并进行移动。另外,射出体52a的长度设定为在预紧器5工作结束的状态下后端不会从引导管52b排出。通过该结构,能够抑制预紧器5工作结束后气体从引导管52b向外部排出。另外,射出体52a不限定于杆部件,例如也可以是利用多个金属制或树脂制的球体的部件、利用多个与两个金属制或树脂制的球体连接而成的双球的部件等。
引导管52b的前端配置在与旋转体51的卡合齿51a相邻的位置,引导管52b的后端侧延伸射出体52a的移动所需的长度量并沿着安全带卷收器1的外形配置。引导管52b的前端在外周的一部分上形成有缺口部52d,并构成为旋转体51的卡合齿51a能够从该缺口部52d以在引导管52b内通过的方式旋转。
气体产生装置52c例如是响应于来自车辆传感器7或搭载于车身的加速度传感器的检测信号来向引导管52b喷出气体的微型气体发生器。在该气体产生装置52c与射出体52a之间,也可以配置对射出体52a与引导管52b的周面之间的间隙进行密封并形成受压面的活塞(未图示)。
根据该动力产生单元52,通常时,通过射出体52a的刚性来维持射出体52a收纳于引导管52b内的状态。并且,当从气体产生装置52c产生气体时,射出体52a产生塑性变形并且在引导管52b内移动,从引导管52b的前端向罩部件53内排出。此时,射出体52a产生塑性变形并与旋转体51的卡合齿51a卡合,使卡合齿51a向图中的箭头方向旋转。射出体52a沿着罩部件53的外形移动,最后与引导管52b、射出体52a自身、罩部件53或其他零件接触而停止。
罩部件53是具有大致碗状或大致箱状的金属零件,并固定于基架3的端面32及侧面33的内侧。另外,如图1及图2(B)所示,罩部件53构成为具有能够供卷轴2的端部插通的开口部53a,并通过开口部53a的内缘部经由变形板24而间接地支撑卷轴2的径向载荷,开口部53a构成卷轴2的轴承。在本实施方式中,使开口部53a的内缘侧向端面32侧弯折而形成弯曲部53b,通过该弯曲部53b构成轴承。
另外,在省略了变形板24的情况下,也可以以通过罩部件53的开口部53a的内缘部直接支撑卷轴2的径向载荷的方式形成轴承,也可以经由变形板24以外的零件对卷轴2进行轴支撑。另外,弯曲部53b也可以使开口部53a的内缘侧向端面31侧弯折而形成。
另外,卷轴2的端部还以能够旋转的方式支撑于保持体罩35,因此能够通过保持体罩35形成小载荷的轴承,通过罩部件53形成大载荷的轴承。另外,卷轴2的轴向载荷能够由保持体罩35支撑,也能够由罩部件53支撑。
锁定机构6具有:以能够摆动的方式配置于锁定基部22的端面32的卡合爪61(棘爪)、使卡合爪61向内侧转动的锁定齿轮62及配置在形成于锁定齿轮62与保持体罩35之间的空间内的飞轮63。在基架3的端面32上形成有能够插通锁定基部22的开口部32a,在开口部32a的内缘切割形成有内齿。卡合爪61配置为能够与该开口部32a的内齿卡合。
锁定齿轮62被嵌插到支撑于锁定基部22的保持体罩35上的轴部,并在外周形成有外齿62a。该外齿62a与车辆传感器7的促动器71卡合。飞轮63以能够摆动的方式配置于锁定齿轮62的外侧。保持体罩35上形成有圆形的凹部,在该凹部的内侧形成有内齿35a。该内齿35a与飞轮63的前端部卡合。另外,飞轮63被弹簧(未图示)向飞轮63的前端部离开内齿35a的方向施力。
另外,锁定齿轮62的平面部上以从外缘侧向内缘侧弯曲的方式形成有凸轮孔62b。在该凸轮孔62b中插通有形成于卡合爪61的侧面部的销(未图示),随着锁定齿轮62的旋转而销沿着凸轮孔62b移动,卡合爪61摆动。另外,卡合爪61也可以由弹簧(未图示)向前端部离开开口部32a的内齿的方向施力。
飞轮63是以能够摆动的方式配置于保持体罩35与锁定齿轮62之间的质量体。设定为在织带的拉出加速度为预定的阈值以下的情况下,飞轮63的作用力(弹簧的弹力)大于在飞轮63中产生的惯性力,此时,飞轮63与锁定齿轮62一起旋转。
与此相对,在织带的拉出加速度大于预定的阈值的情况下,在飞轮63中产生的惯性力大于作用力(弹簧的弹力),飞轮63的前端部接近并卡合于保持体罩35的内齿35a。
根据该结构的锁定机构6,通常时,促动器71、飞轮63及卡合爪61处于非卡合状态,所以随着卷轴2的旋转而锁定基部22及锁定齿轮62旋转。
并且,在织带比通常的拉出加速度快的情况下,即在织带的拉出加速度大于预定的阈值的情况下,飞轮63摆动而与保持体罩35的内齿35a卡合,限制锁定齿轮62的旋转。与此相对,锁定基部22要继续旋转,所以在锁定基部22与锁定齿轮62之间产生相对旋转,随之卡合爪61沿着凸轮孔62b移动,卡合爪61的前端部与形成于基架3的开口部32a的内缘的内齿卡合。其结果是,限制了锁定基部22的旋转。
此外,在上述实施方式中,对使卡合爪61与基架3卡合的情况进行了说明,但是也可以在罩部件53的开口部53a上形成能够与卡合爪61卡合的内齿,通过基架3的开口部32a来对卷轴2进行轴支撑。
另外,在车辆传感器7检测到车身的急剧减速或倾斜的情况下,促动器71与锁定齿轮62的外齿62a卡合,限制锁定齿轮62的旋转。当在该状态下要拉出织带时,在锁定基部22与锁定齿轮62之间产生相对旋转,随之卡合爪61沿着凸轮孔62b移动,卡合爪61的前端部与形成于基架3的开口部32a的内缘的内齿卡合。其结果是,限制了锁定基部22的旋转。
根据上述第一实施方式的安全带卷收器1,将预紧器5的罩部件53配置于基架3的内侧,由此能够将基架3的侧面用作卷轴2的轴承,能够省略以往与罩部件53分体配置的预紧器板和轴承环,能够实现零件数量的削减。另外,在基架3的内侧配置预紧器5,由此能够削减配置于基架3的外侧的零件,能够实现安全带卷收器1的小型化。
在此,图3是表示本发明的基本概念的图,图3(A)表示比较例1所示的现有技术,图3(B)表示比较例2所示的现有技术,图3(C)表示第一实施方式,图3(D)表示变形例。另外,在各图中将安全带卷收器1的结构概念化地进行图示。
图3(A)所示的现有技术(比较例1)的安全带卷收器1’例如是记载于专利文献1的安全带卷收器。该安全带卷收器1’在基架3’的单侧配置有锁定机构6’,并在相反侧的单侧配置有预紧器5’及弹簧单元4’。该安全带卷收器1’构成为,锁定机构6’的卡合爪(未图示)与形成于基架3’的端面32’的开口部的内齿(未图示)卡合,因此无法在基架3’的开口部对卷轴2’进行轴支撑。因此,在基架3’与预紧器5’之间配置有轴承零件50’(例如预紧器板)。
图3(B)所示的现有技术(比较例2)的安全带卷收器1’例如是记载于专利文献2的安全带卷收器。该安全带卷收器1’在基架3’的单侧配置有弹簧单元4’,在相反侧的单侧配置有预紧器5’及锁定机构6’。该安全带卷收器1’也与比较例1相同地构成为,锁定机构6’的卡合爪(未图示)与形成于基架3’的端面32’的开口部的内齿(未图示)卡合,所以无法在基架3’的开口部对卷轴2’进行轴支撑。因此,在基架3’与预紧器5’之间配置有轴承零件50’(例如轴承环)。
图3(C)所示的第一实施方式的安全带卷收器1是图1及图2所示的安全带卷收器。该安全带卷收器1在基架3的单侧内侧配置有预紧器5,在单侧外侧配置有锁定机构6,在相反侧的单侧配置有弹簧单元4。如图1及图2(B)所示,该安全带卷收器1与以往技术相同地构成为,锁定机构6的卡合爪61与形成于基架3的端面32的开口部32a的内齿卡合,所以无法在基架3的开口部32a对卷轴2进行轴支撑。因此,在本实施方式中,将预紧器5配置于基架3的内侧,通过形成于罩部件53的开口部53a来对卷轴2进行轴支撑。
图3(D)所示的第一实施方式的变形例的安全带卷收器1是将图3(C)所示的弹簧单元4与锁定机构6的配置互换后的安全带卷收器。这样,在配置有罩部件53的基架3的端面32的外侧可以配置在紧急时使织带的拉出停止的锁定机构6,也可以配置对卷轴2向卷绕方向施力的弹簧单元4。弹簧单元4及锁定机构6的配置可根据安全带卷收器1的结构而任意地设定。
另外,图3(A)~(D)所示的安全带卷收器1的结构是将结构简化后的概念图,例如,锁定机构6、6’也可以是锁定齿轮与棘爪在基架3的两侧部分离地配置。
接下来,参照图4(A)及(B)对形成安全带卷收器1的骨架的框体100的结构进行说明。在此,图4是表示框体的图,图(A)表示正面立体图,图4(B)表示背面立体图,图4(C)表示变形例。
有时出于防腐蚀的观点而对上述基架3和预紧器5的引导管52b等金属零件涂覆防腐蚀覆膜。然而,在图3(A)及(B)所示的以往的安全带卷收器1’中,在基架3’的外侧配置有罩部件,必须在对预紧器5’的零件进行之后将罩部件固定于基架3’。因此,基架3’、引导管、罩部件等金属零件必须分别单独地含浸于防腐蚀塗料中而进行涂覆。
与此相对,在第一实施方式的安全带卷收器1中,将罩部件53配置于基架3的内侧,由此在形成将引导管52b及罩部件53固定于基架3的框体100之后能够经由形成于基架3的端面32的开口部32a来组装其他零件。因此,在框体100之后能够将框体100含浸于防腐蚀塗料中而在框体100上涂覆防腐蚀覆膜,能够对多个零件汇总实施防腐蚀处理,能够实现防腐蚀处理工序的削减及处理作业的负担减轻。
另外,在图3(A)及(B)所示的以往的安全带卷收器1’中,预紧器5’配置于基架3’的外侧,所以罩部件只能固定于基架3’的端面32。
与此相对,在第一实施方式的安全带卷收器1中,将罩部件53配置于基架3的内侧,由此能够将罩部件53连接于基架3的端面32及侧面33双方,能够牢固地固定罩部件53。例如如图4(B)所示,在罩部件53的外周形成有多个突起53c,将上述突起53c插通于形成于基架3的端面32及侧面33的开口部或者沿着缘部配置之后,根据需要,铆接并弯折,由此能够将罩部件53固定于基架3。
另外,如图4(C)所示的变形例,也可以将罩部件53的突起53c插通于形成于基架3的侧面33的插通部3a或形成于端面32的贯通部3b。插通部3a由使罩框架3的侧面33的一部分向内侧隆起而成的桥接部构成。插通后的突起53c可以弯折,也可以不弯折。另外,突起53c的配置不限定于图示的结构,可根据基架3和罩部件53的形状而任意地配置。
接下来,参照图5对本发明的第二实施方式的安全带卷收器1进行说明。在此,图5是表示本发明的第二实施方式的安全带卷收器的剖视图。该剖视图是与图2(B)所示的B-B箭头方向剖视图相同的剖视图。另外,对于与上述第一实施方式的安全带卷收器1的构成零件相同的构成零件,标注相同的附图标记并省略重复的说明。
图示的第二实施方式的安全带卷收器1的基架3、弹簧单元4、预紧器5及锁定机构6的配置与上述第一实施方式的安全带卷收器1相同。第二实施方式中的罩部件53的基本结构与上述第一实施方式相同,但是不具有开口部53a中的弯曲部53b。这样,能够任意地设定是否在开口部53a中形成弯曲部53b。
另外,在第二实施方式的预紧器5中,配置有对排出到罩部件53内的射出体52a的移动进行引导的引导部件54。引导部件54形成为使射出体52a沿着罩部件53的外形移动。因此,通过该引导部件54,能够使排出的射出体52a不与旋转体51(无论是否与锁定基部22一体地形成)发生干扰,能够使旋转体51的驱动稳定。
另外,引导部件54也可以具有可嵌插于变形板24的外侧的形状。在该情况下,如图所示,也可以利用罩部件53的开口部53a支撑引导部件54的外周部,由此间接地支撑卷轴2的径向载荷。
接下来,参照图6对本发明的实施方式的安全带装置进行说明。在此,图6是表示本发明的实施方式的安全带装置的整体结构图。另外,在图6中,为了便于说明,安全带装置以外的零件用单点划线图示。
图6所示的本实施方式的安全带装置10具备:限制乘员的织带W、卷绕织带W的安全带卷收器1、设于车身侧并引导织带W的引导固定器11、将织带W固定于车身侧的带固定器12、配置于座椅S的侧面的带扣13及配置于织带W上的锁舌14,如图1所示,安全带卷收器1具备:卷绕织带W的卷轴2、将卷轴2支撑为能够旋转的基架3、对卷轴2向卷绕方向施力的弹簧单元4、在紧急时卷绕织带W而去除松弛的预紧器5及在紧急时使织带的拉出停止的锁定机构6。该安全带卷收器1是与图1~图2(B)所示的结构相同的结构,因此在此省略详细的说明。
座椅S例如具备:乘员就座的就座部S1、位于乘员的背面的靠背部S2及支撑乘员的头部的头枕部S3。安全带卷收器1例如内置于车身的B支柱P中。另外,一般带扣13大多配置于就座部S1的侧面,带固定器12大多配置于就座部S1的下面。另外,引导固定器11大多配置于B支柱P。并且,织带W的一端与带固定器12连接,织带W的另一端经由引导固定器11而与安全带卷收器1连接。
因此,在使锁舌14嵌入于带扣13的情况下,织带W在引导固定器11的插通孔中滑动并从安全带卷收器1被拉出。另外,在乘员安装安全带的情况下或下车时解除安全带的情况下,通过安全带卷收器1的弹簧单元4的作用,织带W被卷绕直至施加一定的负载。
上述安全带装置10将上述本实施方式的安全带卷收器1应用于前部座席的通常的安全带装置。因此,在本实施方式的安全带装置10中,也能够实现安全带卷收器1的零件数量的削减和小型化。另外,安全带装置10不限定于应用于前部座席,例如也可以省略引导固定器11而容易地应用于后部座席。
本发明不限于上述实施方式,例如也可以应用于车辆以外的交通工具中使用的安全带装置等,在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更,这是不言而喻的。