CN1297427C - 安全带收缩装置 - Google Patents

Abstract

在安全带收缩装置中，将与一个WSIR的棘爪啮合的内齿独立地形成为WSIR齿轮。将外齿形成在WSIR齿轮的外圆周表面。有另一个棘爪与外齿啮合。通过利用ELR和ALR之间转换的机构，在卷绕了安全带的整个量的时刻，反抗一个推动装置的推力，使棘爪从外齿脱离，从而将WSIR齿轮保持在可转动状态。在其它时间，棘爪与外齿啮合并且固定地保持WSIR齿轮。当产生最终锁死时，释放对WSIR齿轮的限制，并且棘爪立即从外齿脱离。

Description

安全带收缩装置

技术领域

本发明涉及一种用于停止由安全带突然拉出造成的卷绕轴在安全带拉出方向上转动的安全带收缩装置。

背景技术

以卷绕形式收紧安全带以限制车辆乘客的安全带收缩装置的锁定机构有所谓的WSIR(带传感式惯性卷轴)和VSIR(车辆传感式惯性卷轴)。WSIR感测安全带的突然拉出，并且阻止卷筒(卷绕轴)在安全带拉出方向上的转动。VSIR感测车辆的快速减速状态，并且阻止卷筒(卷绕轴)在安全带拉出方向上的转动。

现在简要说明前一种机构的一个示例。固定着安全带的近端的卷筒的两个轴向端部的支持方式使其能够在框架的侧面部分自由转动，框架在平面图中看具有基本上为U形的形状。用可以相对转动的方式将一个由树脂制造的称为V形齿轮的齿轮安装到卷筒的一个轴向端部。一个由树脂形成的惯性板与V形齿轮组装在一起，以便能够相对转动。一个在平面图中看基本上为U形的锁定板容纳在卷筒中，以便可以在径向移动。

锁定板也设置在卷轴的轴直径内，因为在卷筒、V形齿轮和惯性板之间通常不会发生相对转动。当安全带突然从这种状态拉出时，固定着安全带的近端的卷筒试图在安全带拉出方向上转动。另一方面，惯性板试图保留在其原位。因此，在惯性板与卷筒之间产生了相对转动。从而惯性板推动连接到V形齿轮的棘爪，并且使棘爪与形成在一个被称为传感器盖的树脂盖中的内齿啮合。结果，产生了V形齿轮在安全带拉出方向上的转动受阻的状态，并且在V形齿轮与卷筒之间产生了相对转动。当V形齿轮与卷筒之间产生相对转动时，形成在V形齿轮中的一个导向孔引导锁定板，并且使锁定板向卷筒径向外侧移动。形成在其末端部分的锁定齿与形成在框架两侧部分的内棘轮啮合。这样阻止了卷筒在安全带拉出方向上的转动(也就是产生了一种锁定状态)。

在上述WSIR的情况下，当车辆乘客从一个扣紧装置取下舌片并且通过推动力使安全带卷绕在卷筒上时，在卷绕了整个安全带时，卷筒在安全带卷绕方向上的转动停止。相反，由于其自身的惯性力，使得组装到V形齿轮的惯性板试图仍然在安全带卷绕方向上转动。因此，在惯性板与卷筒之间产生相对转动，并且使棘爪能够与树脂盖中的内齿啮合。结果，存在着V形齿轮的导向孔引导锁定板并且使锁定板的锁定齿与框架的内棘轮啮合，从而产生一个锁定状态和产生其后安全带不能拉出的状态(所谓的最终锁死)的可能性。

发明内容

有鉴于此，需要一种能够抑制或防止在WSIR中产生所谓的最终锁死的安全带收缩装置。

本发明的第一方面是下述安全带收缩装置。这种安全带收缩装置具有一个固定在车体上的框架，和一体并且同轴地提供在一个卷绕轴的一个轴向端部的惯性板，卷绕轴可以绕一个轴线转动地支持在框架上，并且通过推力一层层地卷绕安全带。安全带收缩装置具有一个可摆动地支撑的棘爪，和固定地支撑在框架上的啮合齿。当用于限制车辆乘客的安全带突然抽出时，惯性板造成相对于卷绕轴的转动延迟，并且使棘爪摆动，并且使棘爪与啮合齿啮合。以这种方式，惯性板停止卷绕轴在安全带抽出方向上的转动。此外，提供有能够绕一个轴线相对于框架转动的啮合齿。此外，安全带收缩装置具有一个保持装置，当车辆乘客取消应用安全带的状态并且推力使安全带完全卷绕在卷绕轴上时，这个保持装置将啮合齿保持在可转动的状态，而在其它时间，它将啮合齿保持阻止啮合齿在安全带抽出方向上转动的状态。此外，通过感测卷绕轴的转动次数确定安全带处于整个量被卷绕的状态，从而取消对啮合齿转动的阻止。

本发明的第二方面是下述安全带收缩装置。这种安全带收缩装置具有一个卷绕轴和一个框架。卷绕轴是一个通过推力一层层地卷绕一个限制车辆乘客的安全带的构件。框架是一个固定在车体上并且可转动地支撑卷绕轴的两端的构件。在框架的一个与卷绕轴的一端横断相交的表面上形成有锁定齿。安全带收缩装置也具有一个锁定板和一个锁定轮。锁定板提供在卷绕轴的至少一个端部。锁定板可以在一个与锁定齿啮合的位置和一个与锁定齿非啮合位置之间移动。此外锁定板是一个通过与锁定齿啮合而阻止卷绕轴在安全带抽出方向上转动的构件。锁定轮同轴地提供在卷绕轴的一个端部。锁定轮通常与卷绕轴一体地转动并且将锁定板保持在非啮合位置，当卷绕轴与锁定轮之间产生相对转动时，锁定轮将锁定板向啮合位置移动。安全带收缩装置还具有一个棘爪和一个惯性板。棘爪是一个可摆动地支撑在锁定轮上，并且通常由推力保持在一个非摆动位置上的构件。惯性板同轴地布置在锁定轮上，并且可以在一个预定范围内相对转动。惯性板通常与锁定轮一体地转动，并且当安全带突然抽出时，惯性板造成相对于卷绕轴的转动延迟，并且反抗推力将棘爪从非摆动位置移动到摆动位置。安全带收缩装置还具有一个啮合构件和一个保持装置。啮合构件同轴地安装在锁定轮上，并且可以绕一个轴线转动。啮合齿形成在啮合构件的与棘爪相对的圆周表面上。由于棘爪移动到摆动位置，啮合齿与棘爪啮合，并且停止锁定轮在安全带抽出方向上的转动。当车辆乘客取消了应用安全带的状态并且推力使安全带的整个量卷绕到卷绕轴上时，保持装置将啮合构件保持在可转动状态。在其它时间，保持装置将啮合构件保持在阻止啮合构件在安全带抽出方向上转动的状态。此外，通过感测卷绕轴的转动次数确定安全带处于整个量被卷绕的状态，从而取消所述齿轮的锁定。

根据本发明的第一方面的安全带收缩装置，当限制车辆乘客的安全带突然抽出时，一体并且同轴地提供在卷绕轴的端部的惯性板造成相对于卷绕轴的转动延迟。因此，可摆动地支撑的棘爪与固定支撑在框架上的啮合齿啮合。以这种方式，阻止了卷绕轴在安全带抽出方向上的转动，并且产生了锁定状态。

在这里，当车辆乘客取消了应用安全带的状态并且释放安全带时，推力将安全带全部卷绕在卷绕轴上。此时，在卷绕轴卷绕了全部安全带的时间点，卷绕轴在安全带卷绕方向上的转动停止。但是，同轴地设置在卷绕轴上的惯性板即使在卷绕轴停止在安全带卷绕方向上转动之后，仍然试图在安全带卷绕方向上转动。当这种状态继续时，惯性板进入到一种实际上与惯性板造成相对于卷绕轴转动延迟时相同的状态，并且锁定卷绕轴在安全带抽出方向上转动。但是，在本发明中，啮合齿是可相对于框架转动地提供的。当卷绕了安全带的全部时，保持装置将啮合齿保持在一个可啮合状态。因此，即使棘爪被惯性板推动并且摆动时，不能保持棘爪与啮合齿的啮合状态，并且立即解除啮合状态。结果，可以在安全带的全部被卷绕状态发生时，抑制或阻止最终锁死的产生。

应当注意，在安全带没有被全部卷绕的时间中，保持装置将啮合齿保持在一种禁止在安全带抽出方向上转动的状态。因此，保证了作为一个WSIR的功能。

根据第二方面的安全带收缩装置，惯性板通常与锁定轮一体地转动，并且棘爪保持在非摆动位置。从而并未阻止锁定轮在安全带抽出方向上的转动。因此，锁定轮与卷绕轴一体地转动，并且二者之间不会产生相对转动。因此，锁定轮将锁定板保持在与框架的锁定齿分离的位置上，即，保持在非啮合的位置上。因此，在这种状态下，可以自由地将安全带从卷绕轴上抽出和将安全带卷绕到卷绕轴上。

当安全带突然抽出时，卷绕轴试图突然在安全带抽出转动方向上转动，而惯性板试图停留在它的位置上。因此，在惯性板产生转动延迟。以这种方式，惯性板将棘爪从非摆动位置移动到(摆动到)摆动位置。棘爪与被保持装置禁止在安全带抽出方向上转动的状态的啮合构件的啮合齿啮合。从而，停止了锁定轮在安全带抽出方向上的转动，并且在锁定轮与卷绕轴之间产生相对转动。结果，使锁定板与框架的锁定齿啮合。以这种方式，阻止了卷绕轴在安全带抽出方向上的转动，并且产生锁定状态。

在这里，当车辆乘客取消了应用安全带的状态并且释放了安全带时，推力将安全带的全部卷绕到卷绕轴上。此时，在卷绕轴卷绕了全部安全带的时间点，卷绕轴在安全带卷绕方向上的转动停止。但是，同轴设置到锁定轮上的惯性板可在预定范围内相对转动。从而，即使在卷绕轴停止在安全带卷绕方向上转动之后，惯性板仍试图在安全带卷绕方向上转动。当这种状态继续时，惯性板将棘爪从非摆动位置移动到(摆动到)摆动位置，使棘爪与啮合构件的啮合齿啮合，在卷绕轴与锁定轮之间产生相对转动，并且产生锁定状态。但是，在本发明中，在处于这种状态的时间内，保持装置将啮合构件保持在可转动的状态。因此，即使棘爪与啮合构件的啮合齿啮合，啮合构件也在施加从棘爪输入的负载的方向上转动。不能维持棘爪与啮合齿啮合的状态，并且使啮合状态立即解除。结果，可以在全部安全带被卷绕的状态发生时，抑制或阻止最终锁死的产生。

附图说明

图1是显示有关本发明的一个实施例的安全带收缩装置的整体结构的示意剖面图；

图2是显示图1中所示的卷筒和锁定板的透视图，其中卷筒和锁定板相互分离；

图3是显示有关本发明的该实施例的安全带收缩装置的一个W形传感器(在非操作状态)和一个V形传感器的侧视图；

图4是显示有关本发明的该实施例的安全带收缩装置的W形传感器(在操作状态)和V形传感器的侧视图；

图5是显示有关本发明的该实施例的安全带收缩装置的锁定机构(在非操作状态)的侧视图；

图6是显示有关本发明的该实施例的安全带收缩装置的锁定机构(在操作状态)的侧视图；

图7是显示有关该实施例的安全带收缩装置的ELR和ALR之间转换的转换机构的侧视图(在ELR不操作的状态下ALR不操作的状态)；

图8是显示有关该实施例的安全带收缩装置的ELR和ALR之间转换的转换机构的侧视图(在ELR操作的状态下ALR不操作的状态)；

图9是显示有关该实施例的安全带收缩装置的ELR和ALR之间转换的转换机构的侧视图(在ELR不操作的状态下ALR操作的状态)；

图10是显示有关该实施例的主要部分的棘爪的状态的侧视图(在锁定状态下的通常时间)，涉及有关该实施例的安全带收缩装置中ELR和ALR之间转换的转换机构；

图11是显示有关该实施例的主要部分的棘爪的状态的侧视图(在锁定状态下安全带突然抽出时)，涉及有关该实施例的安全带收缩装置中ELA和ALR之间转换的转换机构；

图12是显示有关该实施例的主要部分的棘爪的状态的侧视图(在非锁定状态下卷绕了全部安全带时)，涉及有关本实施例的安全带收缩装置中ELR和ALR之间转换的转换机构。

具体实施方式

以下参考图1至图12说明有关本发明的一个实施例的安全带收缩装置10。

安全带收缩装置10的整体结构

首先，说明有关本实施例的安全带收缩装置10的整体结构，然后说明安全带收缩装置10的主要部分。

图1示出了有关本实施例的安全带收缩装置10的整体结构的剖视图。图2示出了其中卷筒和锁定板相互分离的透视图。图3和图4示出了WSIR的W形传感器的操作前和操作后的状态的侧视图。图5和图6示出了通过锁定板锁定之前和之后的状态的侧视图。应当注意，为了方便，在图3至图7中标记的方向A代表安全带拉出转动方向，而方向B代表安全带卷绕转动方向。

如图1所示，安全带收缩装置10具有一个由金属构成的并且在平面图中基本上为U形的框架12。框架12用螺钉固定在车体的侧面部分的下部。非常坚固并且起到锁定齿作用的内棘轮14是通过冲压框架12的侧面部分12A、12B同轴地形成的。

圆柱形的并且起到卷绕轴作用的卷筒16可绕枢轴转动地支撑在框架12的侧面部分12A、12B。在卷筒16的轴向中心部分，与卷筒16的轴向端部整体形成有一个转动轴16A。一个未示出的动力弹簧的内端固定在转动轴16A上。动力弹簧是一个可以广义地解释为作为推动机构的元件。以这种方式，通常推动卷筒16在安全带卷绕转动方向(方向B)上转动。另一方面，在卷筒16的另一轴向端部整体地形成有一个转动轴16B，使得其与转动轴16A同轴。在转动轴16B的末端整体和同轴地形成有一个小直径轴16C。卷筒16通过小直径轴16C由在以后要说明的传感器支座68上形成的轴接受部分68B可自由转动地支撑。用于限制车辆乘客的安全带18的近端部分固定到卷筒16。由于卷筒16转动，使得安全带18自由地卷绕和拉出。

如图2所示，在卷筒16的外圆周部分中沿轴向形成一个切除部分20。切除部分20是沿卷筒16的除了转动轴16A、16B和小直径轴16C之外的整个长度的轴向形成的。切除部分20的底板部分形成为半圆形表面形状。在卷筒16的轴向两端形成有凹进部分22。

在卷筒16的切除部分20和凹进部分22中容纳有一个平面图基本上为U形的锁定板24。锁定板24是由一个杆形连接轴24A和一对板24B构成的，这对板24B整体地形成在连接轴24A的轴向两端，并且相互平行地径向伸出。锁定板24的连接轴24A容纳在卷筒16的切除部分20的底板部分，以便能够绕轴线转动。这对板24B容纳或覆盖在形成在卷筒16的轴向两端的一对凹进部分22中。在板24B的末端部分形成有锁定齿24C，锁定齿24C能够与上述内棘轮14的棘齿14A啮合。

在这对板24B完全容纳在一对凹进部分22内的状态下，锁定齿24C保持在与棘轮齿14A分离的位置上。这个位置是锁定板24的非啮合位置(见图5)。由于锁定板24的连接轴24A绕切除部分20的底板部分摆动，并且这对板24B从凹进部分相对22脱离，锁定齿24C与棘轮齿14A啮合。这个位置是锁定板24的啮合位置(见图6)。

如图1、图3和图4所示，用作锁定轮的V形齿轮26设置在框架12的一个端部12A的外侧。V形齿轮26是由树脂构成的，并且形成为具有比卷筒16的端部的外径大的直径的盘形。圆柱形的轮毂26A形成在V形齿轮26的轴向中心部分，轮毂26A的内圆周表面具有一对树脂爪。由于将卷筒16的转动轴16B插入到轮毂26A中，使得V形齿轮26同轴并且可以自由转动地安装到卷筒16的一个轴向端部。

一个实际上为反S形的导向孔28形成在V形齿轮26的外围的预定位置。一个直立在锁定板24的一个板24B上的导向销30(见图5和图6)插入到导向孔28中。这样，V形齿轮26能够在一个预定的转动角度范围内相对于卷筒16转动。在V形齿轮26与卷筒16之间产生相对转动时，导向孔28使导向销30从内侧向外侧移动，并且将锁定板24的锁定齿24C引导到它们能够与框架12的内棘轮14的棘轮齿14A啮合的位置。

一个支撑突起部分32(见图1、图5和图6)直立在V形齿轮26的卷筒16侧的表面，以使其朝向轮毂26A的相反方向。支撑突起部分32的末端部分插入到卷筒16的一个轴向端部中形成的凹进部分34中。在这种状态下，一个扭矩螺旋弹簧36的一端固定在支撑突起部分32上。弹簧36是一个可以广义解释为作为推动机构的元件。应当注意，扭矩螺旋弹簧36的螺旋部分是以缠绕在卷筒16的转动轴16B的状态设置的，并且扭矩螺旋弹簧36的另一端固定在卷筒16的一个轴向端部。这样，V形齿轮26通常随着卷筒16的转动而转动。

一对固定部分38平行于轮毂26A，并直立在V形齿轮26的轮毂26A的外围部分。如在平面图中所见，固定部分38形成为与轮毂26A同轴的弧形，并且形成在轮毂26A两侧的对称位置上。一个具有小直径的坚固圆柱形的棘爪轴40直立在V形齿轮26的同侧表面上。棘爪轴40形成在轮毂26A一侧的与上述导向孔28对称的位置上，并且是以后要说明的棘爪62的支撑轴的一部分。

如图3和图4所示，一个棘爪固定部分42整体地形成在棘爪轴40附近。棘爪固定部分42形成为从侧面看与棘爪轴40同心的弧形，并且在棘爪固定部分42的末端部分形成有一个树脂爪。一个对应于以后要说明的棘爪62的构造的棘爪制动器44整体地形成在棘爪轴40附近。此外，一个长孔形的弹簧孔46形成在V形齿轮26中与棘爪轴40相邻的位置。一个基本上为坚固圆柱形突起的弹簧接受部分48整体地形成在弹簧孔46的一端。

在V形齿轮26的外圆周部分整体地形成有外齿50。以后要说明的V形传感器76的传感器杠杆82的啮合部分82B能够与外齿50啮合。

如图1、图3和图4所示，一个树脂构成的惯性板52(第一惯性构件)同轴地设置在V形齿轮26的外侧。惯性板52的形状基本上为一个外圆周切除了两处的盘形。一个可绕枢轴转动的支撑孔(圆孔)54形成在惯性板52的轴心部分。一对弧形固定孔58形成在可绕枢轴转动的支撑孔54外侧的径向相对的位置上。V形齿轮26的轮毂26A插入到可绕枢轴转动的支撑孔54中，并且V形齿轮26的一对固定部分38插入到这对固定孔58中。这样，这对固定部分38被弹性固定，并且惯性板52同轴并且整体地安装到V形齿轮26。此外，将固定孔58的圆周方向的长度(弧长)设置得长于固定部分38的圆周方向长度(弧长)。在组装后的状态下，惯性板52可以在弧长差(圆周的角度)的范围内，在安全带卷绕转动方向上(即方向B)，相对与V形齿轮26转动。此外，与惯性板52的切除侧端面整体地形成有直线啮合突起部分60。

棘爪62可摆动地支撑在V形齿轮26的棘爪轴40上。棘爪62是由轴支撑部分62A、杆状部分62B、固定件62C和弹簧接受部分62D构成的。轴支撑部分62A是圆柱形的，并且可绕枢轴转动地支撑在棘爪轴40上。杆状部分62B从轴支撑部分62A伸出，并且在杆状部分62B的末端侧表面上形成有一个爪。固定件62C形成在轴支撑部分62A的下部的外圆周上。弹簧接受部分62D从杆状部分62B的下缘的轴支撑一侧伸出。

在棘爪轴40插入到轴支撑部分62A的状态下，固定件62C固定在V形齿轮26的棘爪固定部分38，从而使棘爪62不能在轴向脱开。通过把弹簧接受部分62D插入到可以广义地解释为推动机构的压缩螺旋弹簧64的一端，从而把压缩螺旋弹簧64的一端固定在弹簧接受部分62D上。通过把弹簧接受部分48插入到压缩螺旋弹簧64的另一端，从而把压缩螺旋弹簧64的另一端固定在弹簧接受部分48上。压缩螺旋弹簧64以压缩状态容纳在形成在V形齿轮26中的弹簧孔46中。因此，压缩螺旋弹簧64推动棘爪62绕棘爪轴40顺时针转动。此外，在棘爪62的固定件62C端，整体地形成有一个可以靠在形成在V形齿轮26上的上述棘爪制动器44上的小突起部分66。在棘爪62由于压缩螺旋弹簧64的推力而绕棘爪轴40顺时针转动时，小突起部分66是一个制动器。这样，棘爪62通常是与V形齿轮26一体地转动，而不摆动(也就是绕转动轴16B旋转)。

当棘爪62反抗压缩螺旋弹簧64的推力，绕棘爪轴40逆时针转动时，杆状部分62B紧靠在棘爪制动器44的侧表面上，从而阻止了进一步的摆动。这样，限制了棘爪62可以摆动的范围(棘爪62的转动角度)。

将一个由树脂制造的并且形成为扁平罩形的传感器支座68连接到框架12的一个侧面部分12A的外侧。一个以后要说明的WSIR的齿轮132设置在传感器支座68的内侧。在传感器支座68组装好的状态下，棘爪62的杆状部分62B的末端部分与用作“啮合齿”的并且形成在WSIR的齿轮132的内圆周表面的内齿134对立。在安全带18突然抽出时惯性板52使棘爪62反抗压缩螺旋弹簧64的推力绕棘爪轴40摆动的情况下，棘爪62的杆状部分62B的末端部分与内齿134啮合。

在上述结构中，惯性板52、棘瓜62、压缩螺旋弹簧64和WSIR的齿轮132的内齿134形成了一个构成WSIR的W传感器72。

在传感器支座68的外圆周的上部整体地形成了一个中空的并且基本上为平行六面体形的支座部分74。V形传感器(也就是加速度传感器)76容纳在支座部分74中。应当注意，图1中未示出V形传感器76。

如图3和图4所示，V形传感器76有一个外壳78。外壳78从侧视图中看实际上是L形的。在外壳78的底板部分的中央形成一个下凹表面形状的滚动面78A。外壳78从侧面连接到支座部分74。一个滚珠80放置在滚动面78A上。传感器杠杆82可摆动地支撑在外壳78的上部。传感器杠杆82具有：可绕枢轴转动地支撑在外壳78的上部的支撑轴78A；一个在平面图中看实际上是L形的啮合部分82B，在组装状态下，啮合部分82B的实际上与支撑轴82A平行设置的端部可以与V形齿轮26的外齿50啮合；和一个盘形并且连接支撑轴82A和啮合部分82B的邻接部分82C。邻接部分82C由于其本身的重量搁置在滚珠80上，并且，在这种状态下，啮合部分82B被保持在啮合部分82B与V形齿轮26的外齿50分离的非啮合位置上。由于当车辆迅速减速时，滚珠80在滚动面78A上滚动，使得传感器杠杆82绕支撑轴82A摆动。以这种方式，啮合部分82B与V形齿轮26的外齿50啮合。

接下来，利用图7至图9说明ELR(紧急锁定收缩装置)和ALR(自动锁定收缩装置)之间转换的转换机构。

与前面的说明一样，小直径轴16C同轴地形成在卷筒16的转动轴16B上。但是，这个小直径轴16C被形成为方柱形。一个由树脂制造的小齿轮100以不能相对转动的状态配合在这个部分(与这个部分装配在一起)。小齿轮100的根部的外圆周表面上没有形成齿轮，并且把小齿轮100的根部的外圆周表面形成为平滑的圆周表面。由于这个部分是由传感器支座68的轴接受部分68B可绕枢轴转动地支撑的，从而使卷筒16的一个端部可自由转动地支撑在传感器支座68的轴接受部分68B上。

一个枢轴(未示出)径向直立在传感器支座68的轴接受部分68B的外侧。一个由树脂构成的并且同轴和一体地形成有一个大直径齿轮102A和一个小直径齿轮102B的二级齿轮102可自由转动地支撑在这个枢轴上。在传感器支座68连接到框架12的侧面部分12A的情况下，大直径齿轮102A与穿过传感器支座68的轴心部分的状态设置的小齿轮100啮合。因此，在从小齿轮100输入到大直径齿轮102A的过程中，使卷筒16的转动减速。

实际上为碟形的第一凸轮盘104带有一定往复行程地装配在传感器支座68的外侧表面上。在第一凸轮盘104的轴向中心部分形成有一个轴支撑孔(未示出)，这个轴支撑孔是圆形的，并且传感器支座68的轴支撑部分68B插入到其中。一个背面形成有一个环形槽的环形部分106一体地形成在轴支撑孔的外圆周上。一个环形板形状的凸轮部分108一体地形成在环形部分106的外圆周上。二级齿轮102的小直径齿轮102B以嵌入的状态安装在环形部分106的槽中。此外，在形成环形部分106的槽的外侧的内圆周表面上形成有一个内圆周齿轮110。这个内圆周齿轮110与小直径齿轮102B啮合。因此，当小齿轮100绕其轴线转动时，内圆周齿轮110经过大直径齿轮102A和小直径齿轮102B转动，并且第一凸轮盘104在与卷筒16(小齿轮100)转动的相反方向上以减速的方式转动。

在第一凸轮盘104上形成为环形板形状的凸轮部分108沿半圆周径向向外伸出。因此，在凸轮部分108上提供有一个小直径部分108A和一个大直径部分108B。在凸轮部分108的小直径部分108A的圆周方向的预定位置上一体地形成有一个转换突起112，转换突起112的纵向是圆周方向。

一个实际上为碟形并且其直径比第一凸轮盘104的直径小的第二凸轮盘114同轴地装配在第一凸轮盘104的外侧。一个向第一凸轮盘104突出的凸台(未示出)形成在第二凸轮盘114的轴向中心部分的背面。由于第二凸轮盘114同轴地装配在第一凸轮盘104上，因此，使第二凸轮盘114弹性地固定到传感器支座68的轴接受部分68B的末端。第二凸轮盘114是以与第一凸轮盘104实际上相同的构造形成的，并且沿基本上半个圆周分别形成了一个小直径部分114A和一个大直径部分114B。因此，在小直径部分114A与大直径部分114B之间的边界部分形成了一对台阶。以这种方式，在大直径部分114B的圆周方向的两端形成了一个第一啮合突起116和一个第二啮合突起118。形成在上述第一凸轮盘104的小直径部分108A上的转换突起112定位在第一啮合突起116和第二啮合突起118的转动轨迹上。

一个杠杆支撑部分120一体地形成在传感器支座68的下端部分的与组装着V形传感器76的支座部分74对立的一侧的位置上。一个支撑轴122一体地直立在杠杆支撑部分120的上部。一个弹簧固定部分124一体地直立在杠杆支撑部分120的下部。一个树脂制造的ALR杠杆126可摆动地支撑在支撑轴122上。ALR杠杆126包括一个圆筒形的并且支撑轴122插入到其中的轴部分126A；一个从轴部分126A径向向外伸出的杆形部分126B；一个形成在杆形部分126B的末端的实际上为阶梯形的干涉部分126C；和一个以棒形从干涉部分126C的背面向传感器支座68的内侧伸出的爪部分126D，在爪部分126D的内侧形成有一个可以与V形齿轮26的外齿50啮合的爪。

可以广义地解释为“推动装置”的扭转螺旋弹簧128的螺旋部分缠绕在ALR杠杆126的轴部分126A上。扭转螺旋弹簧128的一端固定在一个形成在干涉部分126C的背面上的固定突起130上，并且扭转螺旋弹簧128的另一端固定在传感器支座68的弹簧固定部分124上。因此，扭转螺旋弹簧128推动ALR杠杆126的干涉部分126C绕支撑轴122向第二凸轮盘114的外圆周表面一侧转动。

安全带收缩装置10的主要部分的结构

接下来利用图10至图12说明有关本实施例的安全带收缩装置10的主要部分。如这些图所示，WSIR的用作“啮合构件”的齿轮132设置在上述惯性板52的外圆周一侧。WSIR的齿轮132不是与传感器支座68一体地形成的，而是可转动地、分离和独立于传感器支座68地设置在传感器支座68的内部。用作“啮合齿”的并且可以与上述棘爪62的杆状部分62B的末端啮合的内齿134形成在WSIR的齿轮132的内圆周表面上。此外，构成“保持装置”的一部分的外齿136形成在WSIR的齿轮132的外圆周表面上。也就是说，WSIR的齿轮132是一个在其内圆周表面和外圆周表面上形成有齿轮的构件。

用作“保持装置”并且在其末端形成有一个爪部分138A的另一个棘爪138可绕支撑轴140摆动地支撑在WSIR的齿轮132的外侧。诸如扭转螺旋弹簧之类的未示出的推动装置的推力在与外齿136啮合的方向上(箭头G的方向上)，绕支撑轴140推动棘爪138。因此，通常由于推动装置的推力，使棘爪138的爪部分138A与WSIR的齿轮132的外齿136啮合，并且把WSIR的齿轮132保持在阻止WSIR的齿轮132在安全带抽出方向上转动的状态(图10中所示的状态)。在出现安全带18全部被卷绕的状态时，棘爪138反抗推动装置的推力，在脱离WSIR的齿轮132的外齿136的方向上(与箭头G相反的方向上)摆动，并且产生WSIR的齿轮132可以转动的状态(图12中所示的状态)。

通过使用上述用于在ELR和ALR之间转换的机构，可以实现棘爪138操作的控制。为了说明一个例子，预先使一个用作“保持装置”的一部分的枢轴直立在棘爪138末端的侧面。与之相对应，预先在第一凸轮盘104的大直径部分108B的预定位置上(一个在安全带18处于全部被卷绕的状态时倾斜壁可以干涉枢轴的位置上)，形成一个同样用作“保持装置”一部分的倾斜壁。这足以提供一种产生以下作用的结构：由于车辆乘客取下应用到他/她自己的安全带，第一凸轮盘104在安全带抽出转动方向上转动，在接近安全带18被全部卷绕的状态时，提供在第一凸轮盘104的大直径部分108B上的倾斜壁靠在枢轴上，并且在与箭头G方向相反的方向上强力推动枢轴，反抗推动装置的推力。与第二凸轮盘114结合，可以进行这种操作控制。

接下来，说明本实施例的操作。

在安全带收缩装置10中，压缩螺旋弹簧64的推力通常推动W形传感器72的棘爪62绕棘爪轴40顺时针转动，并且使V形传感器76的传感器杠杆82由于其自身重量保持在滚珠80上。因此，W形传感器72和V形传感器76不操作。因此，在卷筒16容纳锁定板24的状态下，卷筒16可以在安全带拉出转动方向和安全带卷绕转动方向上自由转动。

当安全带18突然拉出，或产生车辆迅速减速的状态时，W形传感器72或V形传感器76操作。下面用该顺序说明各个部分的操作。

W形传感器72操作的情况

当安全带18突然拉出时，卷筒16和V齿轮26在安全带拉出转动方向(方向A)上高速转动。此时，惯性板52不能跟随V形齿轮26。因此，反抗压缩螺旋弹簧64的推力，在惯性板52产生惯性延迟，并且惯性板52在安全带卷绕转动方向B上相对于V形齿轮26转动。当惯性板52在方向B上相对于V形齿轮26转动时，惯性板52的啮合突起部分60紧靠(啮合)的棘瓜62被推动并在方向B上摆动，并且啮合传感器支座68的内齿70A，从而阻止V形齿轮26在方向A上的转动(图4中所示的状态)。

当V形齿轮26在方向A上的转动被阻止时，随后，在V形齿轮26与施加了安全带张力的卷筒16之间产生相对转动。将导向销30(见图2和图5)引导到V形齿轮26的导向孔28的向外侧。这样，将锁定板24的锁定齿24C引导到它们能够与内棘轮14的棘轮齿14A啮合的位置，从而产生锁定备用状态，也就是锁定齿24C的齿顶与内棘轮14的棘轮齿14A的齿顶啮合的状态。

当锁定板24的这对锁定齿24C的爪的齿顶被引导到它们能够与内棘轮对14的棘轮齿14A的齿顶啮合的位置时，随着卷筒16在方向A上的进一步转动，棘轮齿14A引导锁定齿24C的齿顶，并且到达棘轮齿14A的齿底。这样，内棘轮14可靠地将锁定板24锁定，并且阻止了卷筒16在安全带拉出转动方向(方向A)上的转动，并且限制了安全带18进一步拉出。即，在把锁定齿24C引导到它们能够与内棘轮14啮合的位置时，卷筒16(锁定板24)自锁。

在阻止了安全带18拉出之后，当施加到安全带18的张力降低并且使卷筒16在卷绕转动方向(方向B)上转动预定的角度时(也就是当卷绕了预定量的安全带18时)，锁定板24与内棘轮14的啮合状态解除。即，当卷筒16在方向B转动时，由于卷筒16的切除部分20在连接轴24A上推动锁定板24，使得锁定齿24C从各个内棘轮14脱离开，并且由于扭转螺旋弹簧36的推力，与V形齿轮26一起返回到它们的初始位置。应当注意，在施加到安全带18的张力减小之后，安全带18的卷绕是通过连接到卷筒16的转动轴16A的未示出的动力弹簧完成的。

V形传感器76操作的情况

当发生车辆迅速减速的状态时，由于伴随着迅速减速的惯性力，V形传感器76的滚珠80在外壳78的滚动面78A上滚动。紧靠并且放置在滚珠80上的传感器杠杆82的邻接部分82C向上摆动。因此，位于支撑轴82A的与提供了邻接部分82C的一侧相反的一侧的啮合部分82B向下摆动，并且与V形齿轮26的外齿50啮合。这样，阻止了V形齿轮26在安全带拉出转动方向上的转动。因此，在V形齿轮26与卷筒16之间产生相对转动。以后的操作与上述W形传感器72的情况相同，因而省略了说明。

ELR和ALR之间转换

下面说明ELR和ALR之间转换的操作。图7中所示的状态是全部卷绕了安全带18的状态。在这种状态下，第一凸轮盘104的大直径部分108B的外圆周边缘直接定位在形成V形传感器76的传感器杠杆82的啮合部分82B的上方。因此，传感器杠杆82不能摆动。即，ELR在非操作状态。此时，第二凸轮盘114定位在相对于第一凸轮盘104的示出的位置上。因此，ALR杠杆126的干涉部分126C处于反抗扭转螺旋弹簧128的推力靠在第一啮合突起116上的状态。因此，在第一啮合突起116的背面的爪部分126D不与V形齿轮26的外齿50啮合。因此，卷筒16能够在安全带抽出方向上转动，并且车辆乘客可以抽出安全带18，以便使用安全带18。

接下来，从图7中所示的状态，当车辆乘客从卷筒16拉出安全带18以便使用安全带18时，伴随着这种动作，小齿轮100在安全带抽出转动方向(方向A)上转动。因此，与小齿轮100啮合的二级齿轮102的大直径齿轮102A以减速的方式逆时针方向(图7中箭头E的方向)转动，并且小直径齿轮102B也以大直径齿轮102A相同的速度和相同的方向转动。当小直径齿轮102B逆时针方向转动时，与小直径齿轮102B啮合的第一凸轮盘104的内圆周齿轮110在安全带卷绕转动方向(方向B)上转动。以这种方式，与第一凸轮盘104一体形成的转换突起112向图7中箭头F的方向转动，并且达到图8中所示的状态。在这种状态下，也就是在车辆乘客使用安全带的状态下，第一凸轮盘104的大直径部分108B从传感器杠杆82正上方的位置缩回。从而使V形传感器76处于操作状态。另一方面，在这个时间点，第二凸轮盘114仍不转动。因此，ALR杠杆126的干涉部分126C处于靠在第一啮合突起116上的状态，并且保持了非操作状态。因此，在车辆乘客使用安全带18之后，车辆乘客可以根据自己的姿势的变化在预定的范围内抽出和卷绕安全带18。

接下来，例如，在把儿童座位固定在车辆座位上的情况下，由于安全带18被全部抽出，安全带收缩装置10从ELR模式转换到ALR模式。

以下作为一个例子说明从图7中所示的安全带18全部卷绕的状态转换到ALR模式的情况。当如上所述抽出安全带18时，伴随着这个抽出，第一凸轮盘104的转换突起112向安全带卷绕转动方向转动。然后，如图9所示，当把安全带18抽出到接近全部被抽出的状态时，转换突起112紧靠在第二凸轮盘114的第一啮合突起116的端面上。当进一步抽出安全带18时，第二凸轮盘114被转换突起112推动，并且开始向安全带卷绕转动方向转动。然后，ALR杠杆126的干涉部分126C从第二凸轮盘114的第一啮合突起116向上缩回到转换突起112上。在转换突起112横越干涉部分126C的时间点，由于扭转螺旋弹簧128的推力，使第二凸轮盘114的小直径部分114A的外圆周表面紧靠在干涉部分126C上。以这种方式，ALR杠杆126的爪部分138A与V形齿轮26的外齿50啮合，并且锁定了它在安全带抽出方向上的转动。即，ALR处于操作状态。此时，第一凸轮盘104的大直径部分108B再次定位在V形传感器76的传感器杠杆82的啮合部分82B的正上方。因此，ELR处于非操作状态。在以这种方式从ELR转换到ALR之后，如果在固定儿童座位之类的装置之后，把安全带18的松弛部分(过量的抽出部分)卷绕到卷筒16上，那么可以将上述例子中的儿童座位牢固地固定到车辆座位上。

在这里，如图10所示，在车辆乘客使用安全带18的通常时间中，由于推动装置的推动力，使得棘爪138的爪部分138A与WSIR的齿轮132的外齿136啮合，并且维持了阻止WSIR的齿轮132的安全带抽出方向转动的状态。因此，在这种状态下，如果把安全带18突然抽出，那么W形传感器72操作。如图11所示，在惯性板52产生惯性延迟，棘爪62与WSIR的齿轮132的内齿134啮合，在V形齿轮26与卷筒16之间产生相对转动，并且锁定板24与内棘轮14啮合。

在这里，当车辆乘客取消了使用安全带18的状态并且取下安全带18时，由于动力弹簧的推力使安全带18的整个量卷绕到卷筒16上。此时，在卷绕了安全带18的整个量时，卷筒16停止在安全带卷绕方向上的转动。但是，提供了相对于V形齿轮52同轴设置的惯性板52，使得其能够在一个预定范围内相对转动。因此，即使在卷筒16停止了安全带卷绕方向上的转动之后，惯性板52也试图在安全带卷绕转动方向上转动。当这种状态发展时，可以发生以下如图12中所示情况：惯性板52的啮合突起部分60推动棘爪62的杆状部分62B，棘爪62反抗压缩螺旋弹簧64的推力绕棘爪轴40摆动，杆状部分62B的末端部分与齿轮132的内齿134啮合。

但是，在本实施例中，在卷绕了安全带18的整个量时，通过利用第一凸轮盘104的大直径部分108B的移动，在与箭头F相反的方向上绕支撑轴140推动棘爪138，并且使棘爪138的爪部分138A离开WSIR的齿轮132的外齿136。因此，WSIR的齿轮132可以在安全带卷绕转动方向和安全抽出转动方向上转动，并且在从棘爪62的杆状部分62B的末端部分输入的负载的施加方向上转动。以这种方式，取消了杆状部分62B的末端部分与WSIR的齿轮132的内齿134啮合的状态。结果，根据有关本实施例的安全带收缩装置10，可以抑制或防止在WSIR产生所谓的最终锁死。

此外，有关上述实施例的安全带收缩装置10通过使用现有的ELR和ALR之间的转换机构，利用了一种使棘爪138摆动的结构(这是新提供的部分)。因此，可以简化结构，并降低成本。

有关本实施例的安全带收缩装置10使用了利用平面上是U形的锁定板24的锁定机构。但是，本发明并不限于这种机构，而是可以使用任何不同的锁定机构。

上述有关本实施例的安全带收缩装置10使用了一种利用ELR和ALR之间转换机构使棘爪138脱离WSIR的齿轮132的外齿136的结构。但是，本发明并不限于这种结构。可以通过感测安全带18在卷筒16上的卷绕直径获得卷绕了安全带18的整个量的信息，从而执行WSIR的齿轮132锁定的释放。或者，通过感测卷筒16的转数获得卷绕了安全带18的整个量的信息，从而执行WSIR的齿轮132锁定的释放。

此外，有关本实施例的上述安全带收缩装置10使用一种将内齿134形成在WSIR的齿轮132的内圆周表面，并且将外齿136形成在WSIR的齿轮132的外圆周表面的结构。但是，本发明并非必须使用这种结构。只要能够在不是卷绕了安全带18的全部量时固定地保持WSIR齿轮132，并且在卷绕了安全带18全部量时将WSIR齿轮132置于可转动状态，那么这样的结构都可以应用于本发明中。

如上所述，在有关本发明的安全带收缩装置中，提供了啮合齿以便可以相对于框架绕轴线转动，并且提供了一个用于保持啮合齿的保持装置。当车辆乘客取消了使用安全带的状态并且由于推力使安全带全部卷绕到卷绕轴上时，保持装置将啮合齿保持在可转动状态。在其它时间，保持装置将啮合齿保持在阻止啮合齿在安全带抽出方向上转动的状态。从而可以抑制或防止WSIR中的所谓最终锁死。

Claims (15)

1.一种安全带收缩装置，其中当突然抽出限制车辆乘客的安全带时，一个与卷绕轴的轴向一端位于一体且同轴的惯性板造成相对于卷绕轴的转动延迟，使一个可摆动地支撑的棘爪摆动，并且使棘爪与固定支撑在框架上的啮合齿啮合，所述卷绕轴可绕一个轴线转动地支撑在固定到车体的框架上，并且由推力逐层卷绕安全带，

其中啮合齿可相对框架绕一个轴线转动，并且安全带收缩装置包括一个保持装置，当车辆乘客取消使用安全带的状态并且推力使安全带的整个量卷绕到卷绕轴上时，保持装置将啮合齿保持在可转动状态，并且在其它时间将啮合齿保持在阻止啮合齿在安全带抽出方向上转动的状态，

其中通过感测卷绕轴的转动次数确定安全带处于整个量被卷绕的状态，从而取消对啮合齿转动的阻止。

2.根据权利要求1所述的安全带收缩装置，其中该保持装置包括一个可由凸轮机构控制的棘爪。

3.根据权利要求1所述的安全带收缩装置，其中通过感测安全带在卷绕轴上的卷绕直径确定安全带处于整个量被卷绕的状态，从而取消对啮合齿转动的阻止。

4.一种安全带收缩装置，包括：

一个通过推力逐层卷绕用于限制车辆乘客的安全带的卷绕轴；

一个固定到车体并且可转动地支撑卷绕轴的两个端部的框架，在框架的与卷绕轴的一端交叉的表面上形成有锁定齿；

一个位于卷绕轴的至少一端并且能够在与锁定齿啮合的位置和与锁定齿非啮合的位置之间移动的锁定板，锁定板通过与锁定齿啮合阻止卷绕轴在安全带抽出方向上的转动；

一个位于卷绕轴的一端且与卷绕轴同轴的锁定轮，锁定轮通常与卷绕轴一体地转动并且将锁定板保持在非啮合位置，当在卷绕轴与锁定轮之间产生相对转动时，锁定轮将锁定板移动到啮合位置；

一个可摆动地支撑在锁定轮上、并且通常由推力保持在非摆动位置的棘爪；

一个同轴地设置到锁定轮并且可以在预定范围内相对转动的惯性板，惯性板通常与锁定轮一体地转动，当突然抽出安全带时，惯性板造成相对于卷绕轴的转动延迟，并且反抗推力使棘爪从非摆动位置移动到摆动位置；

一个同轴地设置到锁定轮并且可绕一个轴线转动的啮合构件，在啮合构件的与棘爪相对的圆周表面形成有啮合齿，由于棘爪移动到摆动位置，啮合齿与棘爪啮合并停止锁定轮在安全带抽出方向上的转动；和

一个保持装置，当车辆乘客取消使用安全带的状态并且推力使安全带的整个量卷绕到卷绕轴上时，保持装置将啮合构件保持在可转动状态，并且在其它时间将啮合构件保持在阻止啮合构件在安全带抽出方向转动的状态，

其中通过感测卷绕轴的转动次数确定安全带处于整个量被卷绕的状态，从而取消所述啮合构件的锁定。

5.根据权利要求4所述的安全带收缩装置，其中锁定轮为碟形，并且锁定轮的外径大于卷绕轴的端部的外径。

6.根据权利要求4所述的安全带收缩装置，其中啮合构件是一个齿轮，该齿轮设置在惯性板的外圆周上，在该齿轮的外圆周表面上形成有作为保持装置一部分的外齿。

7.根据权利要求5所述的安全带收缩装置，其中卷绕轴具有一个转动轴，锁定轮具有一个轴心部分，并且在轴心部分形成有一个圆柱形突起，由于转动轴插入到突起中，使锁定轮可自由转动地安装到卷绕轴的一个轴向端部，并且与所述轴向端部同轴。

8.根据权利要求6所述的安全带收缩装置，其中棘爪是保持装置的一部分，棘爪具有一个支撑轴和一个爪部，并且可绕支撑轴摆动地支撑在所述齿轮的外侧。

9.根据权利要求8所述的安全带收缩装置，其中棘爪的爪部可以与齿轮的外齿啮合，并且当爪部与外齿啮合时，阻止了齿轮在一个方向上的转动，并且可以保持齿轮。

10.根据权利要求8所述的安全带收缩装置，其中当卷绕了安全带的整个量时，棘爪在脱离外齿的方向上摆动。

11.根据权利要求8所述的安全带收缩装置，其中该保持装置包括一个可由凸轮机构控制的棘爪。

12.根据权利要求8所述的安全带收缩装置，其中通过感测安全带在卷绕轴上的卷绕直径确定安全带处于整个量被卷绕的状态，从而取消所述齿轮的锁定。

13.一种在安全带收缩装置中使用的方法，包括：当车辆乘客取消使用用于限制车辆乘客的安全带并且推力使安全带的整个量卷绕到卷绕轴上时，保持一个啮合构件可转动，并且在其它时间将啮合构件保持在阻止啮合构件在安全带抽出方向上转动的状态，

进一步包括通过感测卷绕轴的转动次数确定安全带处于整个量被卷绕的状态，从而取消对啮合构件转动的阻止的步骤。

14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括通过感测安全带在卷绕轴上的卷绕直径确定安全带处于整个量被卷绕的状态，从而取消对啮合构件转动的阻止的步骤。

15.根据权利要求13所述的方法，进一步包括由凸轮机构控制啮合构件的保持的步骤。

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