CN1927628A - 安全带卷收器和安全带装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供安全带卷收器和安全带装置，可以确保不受预张紧器动作影响的稳定的EA动作。该安全带卷收器包括扭杆(7)和预张紧器(11)，且将主棘爪(13R)设置在卷轴(4)的轴向一侧上，将辅助棘爪(13L)设置在扭杆(7)的轴向的另一侧上，在通常情况下，使主棘爪(13R)操作，对卷轴(4)进行锁定，抑制卷轴(4)沿安全带(3)的拉出方向的转动，同时在车辆急减速状态下，解除由主棘爪(13R)所引起的对卷轴(4)的锁定，使辅助棘爪(13L)工作，抑制扭杆(7)的轴向的另一侧沿安全带(3)的拉出方向的转动。

Description

安全带卷收器和安全带装置

技术领域

本发明涉及一种对安全带进行卷绕的安全带卷收器，特别涉及一种具有当在异常情况下对安全带进行锁定并对乘员移动进行约束时吸收施加在乘员上的惯性能量的EA机构的安全带卷收器和设置了该安全带卷收器的安全带装置。

背景技术

设置在车辆座椅上的安全带装置对由车辆碰撞时所产生的加速度而导致的乘员的急剧移动进行约束，是不可缺少的保证乘员人身安全的装置。

该安全带装置一般由安全带(织带)、安全带卷收器、带扣装置等构成。

卷收器将安全带缠绕在卷绕部件(卷轴)上，由弹簧力将其导入内部，通常在该导入状态下对安全带进行收容。在乘员佩戴安全带时，通过牵拉设置在安全带卷绕侧和相反侧一端上的舌片，将上述被收容的安全带拉出，使其与设置在座椅附近的带扣装置卡定，从而佩戴好安全带。

这种结构的卷收器在施加冲击的碰撞时锁定从卷绕部件拉出安全带，由该锁定的安全带对向前方急速移动的乘员身体进行约束。特别是为了在车辆紧急减速等时更好地对乘员身体进行约束，通常设置有预张紧器和锁定机构。

在加速度传感器检测到车辆变成急减速状态时，预张紧器消除了安全带的松弛，提高了安全带的约束力。例如存在下述方式，即对应于上述加速度传感器的检测信号，由气体产生装置产生气体，由袋状体膨胀而缩短膨胀结构体长度方向的整个长度，消除安全带的松弛，或由来自气体产生装置的气体，活塞在缸体内滑动，通过小齿轮使卷轴沿卷绕方向转动，消除安全带松弛等。

锁定机构设置了与卷轴一起转动的锁定部件(锁定底座)。对应于上述加速度传感器的检测信号，设置在锁定底座上的卡定部件(棘爪)卡定在设置在车辆固定侧部件(卷收器的框架等)上的内齿(棘齿)上，抑制锁定底座和卷轴在拉出方向上的转动。

另一方面，一旦在车辆急减速时等象上述那样对乘员向前方的急速移动进行约束，则由约束反作用所引起的冲击力通过安全带作用在乘员胸部等上。为了缓和向乘员施加的冲击力，一边在刚锁定后向安全带施加规定以上的抽出阻力，一边保持安全带的规定拉伸负荷，在此状态下仅将安全带抽出规定长度，由此吸收作用在乘员上的冲击能量的机构(Energy Absorption；下文为了方便，称作“EA”机构)是公知的。

在上述方法中，将可塑性变形的轴(扭杆)设置在对安全带进行缠绕的上述卷轴的内部，此时将该扭杆的一侧连接在卷轴侧上，将另一侧连接在锁定底座侧上。于是，在紧急情况等车辆急减速时，由上述锁定机构而锁定底座被不能转动地锁定时，对因惯性力而向前方移动的乘员进行约束的安全带张力成为扭杆一侧相对于另一侧的在安全带拉出方向的相对转动力，一旦该相对转动力超过某个规定数值，则引起扭杆产生塑性变形，由此时的塑性阻力，吸收冲击能量。因而，尽管锁定机构发挥作用，但是卷轴缓缓地沿安全带拉出方向转动，超过某个规定数值的张力作用在安全带上，同时安全带被抽出，缓和了作用在安全带和乘员身体之间的力。

例如如专利文献1所述，在设置了上述那样的预张紧器、锁定机构、EA机构的安全带卷收器中，在EA机构工作时，在上述那样允许卷轴沿上述安全带拉出方向稍微转动时，如上所述，上述预张紧器已与卷轴转动相连，也沿安全带卷绕方向(也就是逆向)工作。

专利文献1特开2002-120693号公报

发明内容

但是上述现有技术存在下述问题。

也就是如果具有下述结构，即卷轴中与扭杆相连的一侧部分连接在预张紧器上，由锁定机构锁定的锁定底座连接在该扭杆的另一侧上，则预张紧器象上述那样沿卷轴卷绕方向工作后，即使锁定机构对扭杆另一侧沿卷绕方向的转动进行了锁定，由EA机构，在扭杆的一侧相对于另一侧扭转而相对转动时，上述预张紧器的动作与该相对转动方向相反，发挥阻碍作用。也就是EA机构的动作受上述预张紧器动作的影响，难以确保稳定的动作。

本发明的目的是提供一种安全带卷收器和使用该卷收器的安全带装置，能够确保不受预张紧器的动作影响的稳定的EA动作。

为了实现上述目的，本申请第1发明的安全带卷收器包括对安全带进行卷绕的卷轴；设置在该卷轴的径向内侧，其轴向一侧与上述卷轴相连，由该轴向一侧和轴向的另一侧的相对位移而扭转变形，可吸收乘员的动能的扭杆；位于上述卷轴的上述轴向的另一侧，在车辆急减速状态下产生用于使上述卷轴沿上述安全带卷绕方向转动的转动驱动力的预张紧器；切换卡定机构，在通常情况下，将卷轴锁定到车辆的固定侧部件上，以便抑制上述卷轴沿上述安全带拉出方向的转动，同时在车辆急减速状态下，解除上述卷轴向上述车辆固定侧部件的锁定，另一方面，将上述扭杆锁定到固定侧部件上，以便抑制该扭杆的上述轴同的另一侧沿上述安全带拉出方向的转动。

在本申请的第1发明中，通常情况下(包含车辆缓减速时，下文相同)，切换卡定机构首先抑制卷轴沿安全带的拉出方向上的转动。

另一方面在车辆急减速时，对应于该急减速，预张紧器工作，由其转动驱动力并通过扭杆，卷轴向安全带卷绕方向转动，使安全带对乘员的约束力提高。然后在车辆急减速时由惯性，乘员的身体以很大的力对安全带进行牵拉，向安全带拉出方向的巨大的力作用在卷轴上，但是上述切换卡定机构在该车辆急减速时，解除了卷轴(换句话说，扭杆的轴向一侧)朝向固定侧部件上的锁定，同时将扭杆的轴向的另一侧向固定侧部件上锁定。由此，扭杆的一侧以及与该侧相连的卷轴相对于扭杆的轴向的另一侧转动位移，能够由该扭杆的扭转变形吸收乘员的动能(EA机构)。而且由于预张紧器位于卷轴的另一侧上，上述那样的扭杆一侧相对于另一侧的扭转而相对转动的EA机构的动作不受上述预张紧器动作的影响，能够确保稳定的动作。

如上所述，在本申请的第1发明中，通常情况下对与扭杆的轴向一侧相连的卷轴实施锁定，同时在车辆急减速时，由于扭杆扭转变形，仅对扭杆的轴向的另一侧进行锁定，能够解放扭杆的轴向一侧以及与该轴向一侧相连的卷轴。因而，能够确保不受预张紧器动作影响的稳定的EA动作。

第2发明在上述第1发明中，其特征在于：具有位于上述卷轴的轴向的另一侧且与上述扭杆的上述轴向的另一侧相连的锁定部件；上述预张紧器在上述车辆急减速状态下，给予上述锁定部件用于使上述卷轴沿上述安全带卷绕方向转动的转动驱动力；上述切换卡定机构配置了用于将上述锁定部件锁定在上述车辆的固定侧部件上的第1卡定部件。

在车辆急减速时，由于预张紧器将转动驱动力给予锁定部件，通过该锁定部件和扭杆，能够使卷轴沿安全带卷绕方向上转动。而且由切换卡定机构设置了第1卡定部件，能够将上述锁定部件锁定在框架等车辆的固定侧部件上。

第3发明在上述第2发明中，其特征在于：上述第1卡定部件是可转动地设置在上述锁定部件上，在上述锁定部件和上述卷轴之间产生相对转动位移时进行上述锁定部件的锁定动作的棘爪。

通过作为第1卡定部件而设置了棘爪，在车辆急减速时，预张紧器将转动驱动力给予锁定部件，在上述锁定部件和上述卷轴之间产生相对转动位移时，使上述棘爪转动，能够进行锁定部件的锁定动作。

第4发明在上述第3发明中，其特征在于：在上述第1卡定部件和上述卷轴之一上具有剪切销，该剪切销设置得与上述第1卡定部件和上述卷轴中另一个卡定，同时对应于作用负荷而断裂。上述第1卡定部件是在剪切销断裂时由弹簧向上述锁定部件的锁定方向施力而进行锁定动作的棘爪。

通过作为第1卡定部件而设置了由弹簧施力的棘爪，且该棘爪和卷轴由剪切销卡定，在车辆急减速时，预张紧器将转动驱动力给予锁定部件，在上述锁定部件和上述卷轴之间产生相对转动位移时剪切销断裂，由该弹簧的弹力，使棘爪向锁定方向转动，能够进行锁定部件的锁定动作。

第5发明在上述第2-第4之一发明中，其特征在于：上述切换卡定机构配置了用于将上述卷轴锁定在上述车辆的固定侧部件上的第2卡定部件。

由切换卡定机构所配置的第2卡定部件，能够将卷轴锁定在框架等车辆固定侧部件上。

第6发明在上述第5发明中，其特征在于：上述第2卡定部件是可转动地设置在上述卷轴的上述轴向一侧上，并对应于车辆减速度而进行上述卷轴的锁定动作的棘爪。

通过作为第2卡定部件而配置棘爪，对应于车辆减速度，例如对应于来自传感器的信号，使该棘爪转动，能够实施卷轴的锁定动作。

第7发明在上述第5或第6发明中，其特征在于：上述扭杆的上述轴向上述一侧与上述卷轴允许彼此之间规定量的相对转动位移地相连，上述第2卡定部件是在所述卷轴相对于所述锁定部件先向所述安全带拉出方向相对地产生转动位移的状态下解除所述卷轴的锁定动作的棘爪。

由此，在通常拉出安全带时，由于产生卷轴相对于锁定部件相对地沿上述安全带拉出方向先行转动位移，因而能够解除卷轴的锁定，可轻易地将安全带拉出。

第8发明在上述第7发明中，其特征在于：上述锁定部件在与上述卷轴相对侧的面上形成了凸轮槽。上述第2卡定部件具有从其转动轴延设的凸轮轴和凸轮销，凸轮销卡定在上述凸轮槽内，在上述卷轴和上述锁定部件之间产生相对转动位移时沿着上述凸轮槽通过上述凸轮轴使上述第2卡定部件转动。

由此在车辆急减速时，预张紧器将转动驱动力给予锁定部件，在锁定部件和上述卷轴之间产生相对转动位移时，解除由棘爪所引起的卷轴的锁定，能够使扭杆的一侧相对于另一侧相对转动。

为了实现上述目的，第9发明是一种安全带卷收器，其包括对安全带进行卷绕的卷轴；设置在该卷轴的径向内侧，其轴向一侧允许规定量的相对转动位移地与上述卷轴相连，由上述轴向的上述一侧和上述轴向的另一侧的相对位移而扭转变形，可吸收乘员的动能的扭杆；位于上述卷轴的上述轴向的另一侧，与上述扭杆的上述轴向的另一侧相连的锁定底座；位于上述卷轴的上述轴向的另一侧，在车辆急减速状态下产生用于使上述卷轴沿上述安全带卷绕方向转动的转动驱动力，并传递到上述锁定底座上的预张紧器；可转动地设置在上述锁定底座上，通常情况下与形成在上述卷轴上的剪切销卡定；同时由上述预张紧器的工作，在上述锁定底座和上述卷轴之间产生超过上述规定量的相对转动位移时，使上述剪切销断裂，由弹簧的弹力，将上述锁定底座锁定在上述车辆的固定侧部件上的第1棘爪；第2棘爪，可转动地设置在所述卷轴的所述轴向的一侧，通常情况下对应于所述车辆的减速度将所述卷轴锁定到所述车辆的固定侧部件上；并且设有凸轮机构，当由于所述预张紧器的动作而在所述锁定底座和所述卷轴之间产生相对转动位移时，解除所述卷轴的锁定动作，其特征在于：上述凸轮机构设置了从上述第2棘爪的转动轴延设的凸轮轴和凸轮销，凸轮销卡定在形成在上述锁定底座上的凸轮槽内，在上述卷轴和上述锁定底座之间产生相对转动位移时沿着上述凸轮槽通过上述凸轮轴使上述第2卡定部转动，在所述卷轴相对于所述锁定底座先向所述安全带拉出方向相对地产生转动位移的状态下，使所述第2棘爪转动，以便解除所述卷轴的锁定动作。

在本申请的第9发明中，通常情况下，剪切销处于几乎不断裂的未断裂状态，第1棘爪处于没有将锁定底座锁定在车辆的固定侧部件上的非锁定状态。此时对应于车辆的减速度，一旦将第2棘爪锁定在车辆的固定侧部件上，则能够抑制卷轴沿安全带拉出方向的转动。

另一方面在车辆急减速时，作为第1阶段，预张紧器工作，由其转动驱动力，锁定底座、扭杆和卷轴沿安全带卷绕方向转动，提高了安全带对乘员的约束力。此时由于产生锁定底座相对于卷轴相对地沿安全带拉出方向先行转动位移，也就是产生卷轴相对于锁定部件相对地沿安全带拉出方向先行转动位移，由凸轮机构，第2棘爪解除卷轴的锁定动作。于是由预张紧器的操作，通过在锁定底座和卷轴之间产生超过规定量的相对转动位移(该规定量是指在卷轴和扭杆的连接中所允许的相对转动位移量)，剪切销断裂，由弹簧的施力，第1棘爪将锁定底座锁定在车辆的固定侧部件上。

其结果，与卷轴相连的扭杆的轴向一侧相对于轴向的另一侧(固定在上述那样的由第1棘爪锁定的锁定底座上)相对转动位移，由该扭杆的扭转变形，可以吸收乘员的动能(EA机构)。此时，由于预张紧器位于卷轴的轴向的另一侧，与锁定底座相连，因而上述那样的扭杆的轴向一侧相对于轴向的另一侧相对转动的EA机构的动作不受上述预张紧器动作的影响，能够确保稳定的动作。

为了实现上述目的，本申请的第10发明是一种安全带卷收器，其特征在于包括对安全带进行卷绕的卷轴；设置在该卷轴的径向内侧，其轴向一侧与上述卷轴相连，由上述轴向上述一侧和上述轴向的另一侧的相对位移而扭转变形，可吸收乘员的动能的扭杆；预张紧器，其位于上述卷轴的上述轴向的另一侧，在车辆急减速状态下产生用于使上述卷轴沿上述安全带卷绕方向转动的转动驱动力，同时在规定期间，将扭杆的轴向的另一侧向上述固定侧部件上锁定，以便抑制上述扭杆的上述轴向的另一侧向上述安全带的拉出方向的转动；以及在通常情况下，将卷轴向车辆固定侧部件锁定，以便抑制上述卷轴沿上述安全带拉出方向的转动，同时在车辆急减速状态下，解除上述卷轴向上述车辆固定侧部件上的锁定的卡定部件。

在本申请的第10发明中，在通常情况下，卡定部件抑制卷轴在安全带拉出方向的转动。

另一方面，在车辆急减速时，对应于该急减速，预张紧器工作，由其转动驱动力，通过扭杆，卷轴沿安全带卷绕方向转动，提高了安全带对乘员的约束力。然后在车辆急减速时由惯性，乘员的身体以很大的力对安全带进行牵拉，向安全带拉出方向的巨大的力作用在卷轴上，但是上述接合部件在该车辆急减速时，解除了卷轴(换句话说，扭杆的轴向一侧)朝向固定侧部件上的锁定，同时预张紧器将扭杆的轴向的另一侧在规定期间向固定侧部件上锁定。由此，扭杆的一侧以及与该侧相连的卷轴相对于扭杆的轴向的另一侧转动位移，能够由该扭杆的扭转变形吸收乘员的动能(EA机构)。而且由于预张紧器位于卷轴的另一侧上，上述那样的扭杆一侧相对于另一侧的扭转而相对转动的EA机构的动作不受上述预张紧器动作的影响，能够确保稳定的动作。

如上所述，本申请的第10发明中，通常情况下对与扭杆的轴向一侧相连的卷轴实施锁定，同时在车辆急减速时，由于扭杆扭转变形，仅对扭杆的轴向的另一侧进行锁定，能够解放扭杆的轴向一侧以及与该轴向一侧相连的卷轴。因而，能够确保不受预张紧器动作影响的稳定的EA动作。

第11发明在上述第10发明中，其特征在于：上述预张紧器配置有气体发生器；该气体发生器产生的气体的吹入管路；由设置在该管路内的上述气体加速的串连的多个滚珠；驱动装置，该驱动装置包含连接在上述扭杆的上述轴向的另一侧上的离合器，将加速后的上述滚珠的运动转换为使上述扭杆转动的力。

由此在车辆急减速时，在预张紧器工组时，通过锁定部件等，将沿安全带卷绕方向的转动驱动力给予扭杆的轴向的另一侧，至该管路内的气体压力下降之前的一定时间能够维持对锁定部件和扭杆的轴向的另一侧沿安全带拉出方向的转动的抑制。

为了实现上述目的，第12发明是一种安全带卷收器，其特征在于包括对安全带进行卷绕的卷轴；设置在该卷轴的径向内侧，其轴向一侧允许规定量的相对转动位移地与上述卷轴相连，由上述轴向的上述一侧和上述轴向的另一侧的相对位移而扭转变形，可吸收乘员的动能的扭杆；位于上述卷轴的上述轴向的另一侧，与上述扭杆的上述轴向的另一侧相连的锁定底座；可转动地设置在该锁定底座上，对应于车辆减速度，将上述锁定底座锁定在上述车辆的固定侧部件上的第1棘爪；可转动地设置在上述卷轴的上述轴向一侧上，对应于车辆减速度，将上述卷轴锁定在上述车辆的固定侧部件上的第2棘爪；位于上述卷轴的上述轴向的另一侧，在车辆急减速状态下产生用于使上述卷轴沿上述安全带卷绕方向转动的转动驱动力，并传递到上述锁定底座的预张紧器；剪切轴，其作为分别与上述第1棘爪和第2棘爪连接的共用转动轴，设置得在轴向贯穿上述锁定底座和上述卷轴，同时设置有对应于所作用的负荷而断裂的断裂预定部。该剪切轴的断裂预定部将该断裂预定部的强度设定得，在通常情况下分别维持大致未断裂状态，以便维持上述第1棘爪和第2棘爪的连接状态，在车辆急减速状态下上述预张紧器工作时，根据由所述预张紧器施加给所述卷轴的向所述安全带卷绕方向转动的力而发生断裂，以便解除上述第1棘爪和第2棘爪的连接状态。

在本申请第12发明中，在通常情况下，剪切轴的断裂预定部处于几乎不断裂的大致未断裂状态，卷轴通过该剪切轴连接在锁定底座上，同时第1棘爪和第2棘爪连动地相连。此时对应于车辆的减速度，一旦第1棘爪将锁定底座锁定在车辆的固定侧部件上，第2棘爪将卷轴锁定在车辆的固定侧部件上，则阻止卷轴沿安全带的拉出方向上的转动。

另一方面在车辆急减速时，对应于该急减速，预张紧器工作，由其转动驱动力，锁定底座沿安全带卷绕方向转动，提高了安全带对乘员的约束力。上述剪切轴的断裂预定部由该车辆急减速时预张紧器的桔动驱动力断裂，消除了上述轴向一侧的第2棘爪和另一侧的第1棘爪的连接，解除了锁定底座和卷轴的连接。然后，虽然由车辆急减速时的惯性，乘员身体以超过规定量的很大的力对安全带进行牵拉，朝向安全带的拉出方向上很大的力作用在卷轴上，但是如上所述，由于锁定底座和卷轴的连接已经被解除，因而与卷轴相连的扭杆的轴向一侧相对于轴向的另一侧(上述那样固定在锁定底座上)相对转动位移，能够由该扭杆的扭转变形吸收乘员的动能(EA机构)。而且由于此时预张紧器位于卷轴的另一侧上，与锁定底座相连，上述那样的扭杆一侧相对于另一侧的扭转而相对转动的EA机构的动作不受上述预张紧器动作的影响，能够确保稳定的动作。

如上所述，在本申请的第12发明中，通常情况下，对与扭杆的轴向一侧相连的卷轴和与轴向的另一侧相连的锁定底座都进行锁定，同时在车辆急减速时，由于扭杆扭转变形，仅对扭杆的轴向的另一侧进行锁定，能够解放扭杆的轴向一侧以及与该轴向一侧相连的卷轴。因而，能够确保不受预张紧器动作影响的稳定的EA动作。

第13发明在上述第12发明中，其特征在于：上述第1棘爪在上述剪切轴断裂时被弹簧向上述锁定部件的锁定方向施力并进行锁定动作。

通过第1棘爪始终被弹簧施力，抑制该第1棘爪转动的剪切轴在车辆急减速时的第2阶段断裂，由弹簧的弹力，能够使棘爪沿锁定方向转动，并能够进行锁定部件的锁定动作。

第14发明在上述第12或13发明中，其特征在于：上述第2棘爪在上述剪切轴断裂时解除上述卷轴的锁定动作。

由此在车辆急减速时的第2阶段，与扭杆的轴向一侧相连的卷轴相对于与扭杆的轴向的另一侧相连的锁定底座相对转动位移，由该扭杆的扭转变形，能够吸收乘员的动能。

第15发明在上述第14发明中，其特征在于：所述锁定底座，在与所述卷轴相向的面上形成了凸轮槽；所述剪切轴具有凸轮销，该凸轮销卡合到所述凸轮槽内，当所述卷轴和所述锁定底座之间产生相对转动位移时，沿着所述凸轮槽经由所述剪切轴使所述第2棘爪转动；所述剪切轴的所述断裂预定部，设置在所述剪切轴上的、比与所述凸轮销的结合部分更靠近所述第1棘爪的一侧。

由此，在车辆急减速时的第2阶段，在锁定底座和卷轴之间产生相对位移时，解除由第1棘爪所引起的对卷轴的锁定，能够使扭杆的一侧相对于另一侧相对转动。

为了实现上述目的，本申请的第16发明的安全带装置，具有：用于对搭乘者进行约束的安全带；可以将该安全带的一侧拉出地进行卷绕的安全带卷收器；设置在所述安全带上的舌片；以及通过与该舌片卡合，而将安全带佩戴到搭乘者身上的带扣装置；该安全带卷收器，具有：对安全带进行卷绕的卷轴；扭杆，设置在该卷轴的径向内侧，其轴向的一侧与所述卷轴相连，可以通过所述轴向的所述一侧和所述轴向的另一侧的相对位移而发生扭转变形，以吸收乘员的动能；预张紧器，位于所述卷轴的所述轴向的另一侧，在车辆急减速状态下产生用于使所述卷轴沿所述安全带卷绕方向转动的转动力；以及切换卡定机构，在通常情况下，将所述卷轴锁定到所述车辆的固定侧部件上，以便抑制所述卷轴向所述安全带拉出方向的转动；并且，在车辆急减速状态下，解除所述卷轴向所述车辆固定侧部件的锁定，同时将所述扭杆的所述轴向的另一侧锁定到所述固定侧部件上，以便抑制所述扭杆的所述轴向的另一侧向所述安全带拉出方向的转动。

在本申请的第16发明中，在通常情况下，安全带卷收器所配置的切换卡定机构首先抑制卷轴沿安全带拉出方向的转动。

另一方面在车辆急减速时，对应于该急减速预张紧器工作，由其转动驱动力，通过扭杆，卷轴向安全带卷绕方向转动，提高了安全带对乘员的约束力。然后，虽然由车辆急减速时的惯性，乘员身体以超过规定量的很大的力对安全带进行牵拉，朝向安全带的拉出方向上很大的力作用在卷轴上，但是上述切换卡定机构在该车辆急减速时，解除了卷轴(换句话说，扭杆的轴向一侧)朝向固定侧部件上的锁定，同时将扭杆的轴向的另一侧向固定侧部件上锁定。由此，扭杆的一侧以及与该侧相连的卷轴相对于扭杆的轴向的另一侧转动位移，能够由该扭杆的扭转变形吸收乘员的动能(EA机构)。而且由于预张紧器位于卷轴的另一侧上，上述那样的扭杆一侧相对于另一侧的扭转而相对转动的EA机构的动作不受上述预张紧器动作的影响，能够确保稳定的动作。

如上所述，在本申请的第16发明中，通常情况下对与扭杆的轴向一侧相连的卷轴实施锁定，同时在车辆急减速时，由于扭杆扭转变形，仅对扭杆的轴向的另一侧进行锁定，能够解放扭杆的轴向一侧以及与该轴向一侧相连的卷轴。因而，能够确保不受预张紧器动作影响的稳定的EA动作。

发明效果

根据本发明，能够确保不受预张紧器的动作影响的稳定的EA机构的动作。

附图说明

图1是表示本发明一实施例的安全带装置整体结构以及搭乘者的视图；

图2是表示本发明第1实施例的安全带卷收器整体结构的纵剖视图；

图3是说明该实施例卷轴侧的主棘爪结构的视图；

图4是说明该实施例锁定底座侧的辅助棘爪结构的视图；

图5是表示该实施例中通常情况下安全带卷收器的动作和作用效果的视图；

图6是表示该实施例中车辆急减速时安全带卷收器的动作和作用效果的视图；

图7是沿图2中VII-VII剖面所形成的预张紧器的剖视图，表示预张紧器工作前状态的视图；

图8是沿图2中VII-VII剖面所形成的预张紧器的剖视图，表示预张紧器刚工作后状态的视图；

图9是表示预张紧器压力特性的视图；

图10是说明设置在锁定底座上的离心棘爪的变形例结构的视图；

图11是表示本发明第2实施例的安全带卷收器整体结构的纵剖视图；

图12是表示该实施例的凸轮轴前端部周边结构的视图；

图13是表示该实施例中通常情况下安全带卷收器的动作和作用效果的视图；

图14是表示该实施例中车辆急减速时安全带卷收器的动作和作用效果的视图。

具体实施方式

下文将参考附图对本发明实施例进行说明，本实施例是将本发明应用在汽车安全带装置的示例。

图1是表示设置了本发明第1实施例的安全带卷收器的安全带装置整体结构以及搭乘者的视图。

在图1中，安全带装置100设置在车辆车体108内，包括用于将搭乘者M约束在座椅S上的安全带3、可拉出地对安全带3的一侧进行缠绕的安全带卷收器1、可滑动地设置在安全带3上的舌片4、与舌片4卡定的带扣装置105。

安全带3象上述那样一侧缠绕在安全带卷收器1上，同时其中途部分通过肩部固定器106，其另一侧端部由固定工具107可转动地连接在车体108侧上。

下文将对本发明第1实施例的安全带卷收器进行介绍。

图2是表示第1实施例的安全带卷收器1整体结构的纵剖视图。在图2中，卷收器1具有コ字形框架2(固定侧部件)，框架2具有两个平行的侧壁2L、2R以及横跨两者之间进行卡定的背面壁(图中未示)；可转动地支撑在该框架2的两侧壁2L、2R之间并对安全带3(未图示)进行缠绕的卷轴4；对在车辆发生轻微碰撞时等产生的缓缓的车辆缓减速度进行检测并工作的减速度传感装置(未图示)，由该减速度传感装置而工作并至少抑制卷轴4沿带拉出方向的转动的锁定起动机构6；沿轴向游嵌并穿过卷轴4的径向内侧，其轴向一侧(图2中右侧)可允许规定量相对转动位移地与卷轴4相连(将在下文详述)，由轴向一侧与另一侧(图2中左侧)的相对位移，扭转变形而吸收乘员的动能的扭杆7、始终沿带缠绕方向对卷轴4施力的螺旋弹簧5；可摆动地保持在卷轴4的轴向一侧上(图2中右侧)且对应于车辆减速度将卷轴4锁定在框架2上的主棘爪13R(第2棘爪，第2卡定部件)；在扭杆7和卷轴4的另一侧(图2中左侧)可转动地支撑在框架2上，并固定在扭杆7轴向的另一侧上(图2中左侧)的锁定底座14(锁定底座，锁定部件)；可摆动地保持在该锁定底座14上，在车辆急减速时将锁定底座14锁定在框架2的侧壁2L上的辅助棘爪13L(第1棘爪，第1卡定部件)；位于扭杆7和卷轴4的轴向的另一侧(图2中左侧)，在紧急情况等车辆急减速时工作，产生用于使卷轴4向安全带3的卷绕方向转动的转动驱动力，并传递到锁定底座14上的预张紧器11(在后续变形例中详述)；从主棘爪13R的转动轴延伸并贯穿卷轴4至锁定底座14的凸轮轴15。

卷轴4被上述螺旋弹簧5的弹力而始终向安全带3的卷绕方向施力。而且在卷轴4的轴向的另一侧上形成了剪切销16，如下文所述在剪切销16没有破裂期间，由于卷轴4和锁定底座14除了允许规定量的相对转动位移(在上述卷轴4和扭杆7之间的连接中能够允许的规定量的相对转动位移)之外一体转动，因而锁定底座14构成得和卷轴4一起对安全带3进行缠绕、拉出(卷轴措施)。

图3是卷轴4侧的主棘爪13R的结构说明图，图3(a)表示变成锁定状态的主棘爪13R，图3(b)表示处于锁定状态和非锁定状态之间的主棘爪13R，图3(c)表示变成非锁定状态的主棘爪13R。

在图3中，扭杆7的轴向一侧(图3中上侧)上形成了在外周上具有3个外齿的外齿齿轮7a，在卷轴4的中心上形成了在内周具有3个内齿的内齿齿轮4a，由外齿7a和内齿4a的啮合，扭杆7和卷轴4相连。由于卷轴4的内齿齿轮4a中各个内齿彼此间距形成得比扭杆7的外齿齿轮7a中的各个外齿的宽度大，因而，在扭杆7和卷轴4的连接中具有所谓的间隙，也就是扭杆7和卷轴4连接得允许规定量T即内齿彼此间距和外齿宽度的差值的相对转动位移。而且，由于扭杆7的轴向的另一侧(图3中的下侧)和锁定底座14是固定连接，因而，在锁定底座14和卷轴4之间在平常时(上述剪切销16没有破裂期间)自由产生相同的规定量T的相对转动位移。

在主棘爪13R中，在与锁定起动机构6相对侧的面上设置了工作销13Ra。在从主棘爪13R的转动轴延伸的凸轮轴15的轴向的另一侧上(图3中的下侧)端部上形成了连接板15a和凸轮销15b。另一方面，在锁定底座14靠卷轴4侧的面上形成了与转动轴同心的圆周槽14a，在该圆周槽14a内周侧的一部分上形成了导入槽14b。

于是，将凸轮销15b啮合在由该导入槽14b和其周围的圆周槽14a构成的凸轮槽内，在锁定底座14和卷轴4处于图3(a)所示的相对转动位置关系状态下，由于导入槽14b形成为与在使凸轮轴15转动时的凸轮销转动轨道一致的圆弧形状，因而凸轮轴15和主棘爪13R仅可自由转动与该导入槽14b的周角相同的转动角度。从该状态下，在锁定底座14和卷轴4之间产生上述那样的相对转动位移时，凸轮销15b沿着凸轮槽地使凸轮轴15转动，使主棘爪13R向卷轴4的内周侧转动。

下文将对主棘爪13R的转动进行具体说明，首先通常情况下锁定底座14和卷轴4处于图3(a)所示的相对转动位置关系状态，在该状态下由于主棘爪13R自由转动，通过操作工作销13Ra，能够自由切换到使主棘爪13R飞出到卷轴4的外周侧的锁定状态和使主棘爪13R收容在卷轴4的内周侧的非锁定状态(在该场合下，没有显示非锁定状态)。

锁定起动机构6与公知的锁定起动机构相同，在车辆缓慢减速时，由上述减速度传感装置的工作而使图3所示的工作销13Ra向外周侧移动，处于使主棘爪13R从卷轴4向外周飞出的锁定状态，从而使主棘爪13R与框架2的侧壁2R的内齿(未图示)卡定(啮合)，抑制卷轴4在安全带3的拉出方向上的转动。随后，在车辆处于停止并稳定状态下，锁定起动机构6将工作销13Ra返回内周侧，解除主棘爪13R的锁定。

而且从图3(a)所示的凸轮销15b进入导入槽14b内并使主棘爪13R从卷轴4向外周飞出的锁定状态，由后述车辆急减速时预张紧器11的工作，而产生卷轴4相对于锁定底座14相对地沿安全带3的拉出方向上先行转动位移(图3中，锁定底座14处于固定侧时，使卷轴4逆时针转动的相对转动位移)时，如图3(b)所示，凸轮销15b从导入槽14b向位于导入槽14b外周侧的圆周槽14a移动，使主棘爪13R向卷轴4的内周侧转动，于是，在卷轴4相对于锁定底座14在安全带3拉出方向上相对转动位移上述规定量时，如图3(c)所示，能够使主棘爪13R完全收容在卷轴4的内周侧，变为非锁定状态。

上述主棘爪13R在通常情况下(车辆缓减速时，下文相同)，通过由锁定起动机构6所引起的工作销13Ra的操作，在锁定状态和非锁定状态自由切换，同时，在车辆急减速时预张紧器11的工作时，通过使锁定底座14和卷轴4之间产生相对转动位移，强制地使主棘爪13R变为非锁定状态，能够解除卷轴4相对于框架2的锁定。

图4是锁定底座14侧的辅助棘爪13L的结构说明图，图4(a)表示变成非锁定状态的辅助棘爪13L，图4(b)表示处于非锁定状态和锁定状态之间的辅助棘爪13L，图4(c)表示变成锁定状态的辅助棘爪13L。

在图4中，在支撑锁定底座14的框架2的侧壁2L上形成了能够与锁定状态的辅助棘爪13L啮合的内齿2La(而且虽然未图示，但是在支撑卷轴4的框架2的侧壁2R上也形成了同样的内齿)。而且将传递力矩用的小齿轮17固定在锁定底座14上，针对该小齿轮17，传递预张紧器11的转动驱动力矩。

而且将设置得始终将辅助棘爪13L向锁定底座14的外周侧进行施力的弹簧部件18设置在锁定底座14上。同时，形成得从卷轴4的轴向的另一例(图2中的左侧，图4中的面前侧)突出的剪切销16穿过锁定底座14的通孔19，与辅助棘爪13L卡定，从而对抗着弹簧18的弹力。剪切销16具有对应于所作用负荷而破裂的材质和形状，预先设定为对抗着弹簧部件18的弹力不断裂，但是对于预张紧器11所引起的锁定底座14的转动驱动力而破裂的强度。

通孔19形成为下述形状，即在上述锁定底座14和卷轴4之间产生规定量T的相对转动位移时，仅允许剪切销16移动相同规定量(转动角度)，不妨碍上述锁定底座14和卷轴4之间的相对转动位移以及主棘爪13R的转动。而且在剪切销16移动时，辅助棘爪13L仅在锁定底座14的外周侧转动，也就是以后述那样剪切销16不断裂为限，不变成使辅助棘爪13L与框架2的侧壁2L的内齿2La卡定(啮合)而抑制锁定底座14的转动的锁定状态。而且，对于剪切销16相对于辅助棘爪13L的卡定来说，除了图示的与辅助棘爪13L的外侧面相接而卡定之外，也可以采用在辅助棘爪13L的卷轴4侧的面上(图4中的背面侧面)形成卡定孔，将剪切销16插入该孔内而卡定的结构。

辅助棘爪13L的动作具体来说，在图4(a)所示的剪切销16不断裂的状态下，维持着剪切销16对抗着弹簧18的弹力，而将辅助棘爪13L收容在锁定底座14的内周侧的非锁定状态。从该状态开始，由预张紧器11的工作，使锁定底座14沿卷绕方向转动驱动，在锁定底座14和卷轴4之间产生超过规定量T的相对转动位移时，如图4(b)所示，剪切销16断裂折损，由弹簧部件18的弹力，辅助棘爪13L向锁定底座14的外周侧转动。于是如图4(c)所示，能够使辅助棘爪13L处于与比锁定底座14靠外周侧的侧壁2L的内齿2La卡定的锁定状态。

而且在上述中，主棘爪13R、辅助棘爪13L、包含凸轮销15b和连接板15a的凸轮轴15、圆周槽14a和导入槽14b、剪切销16和弹簧部件18构成本发明的各个发明的切换卡定机构，在通常情况下，锁定在车辆的固定侧部件上，以便抑制卷轴4向安全带3拉出方向的转动；同时在车辆急减速状态下，一方面解除卷轴4向固定侧部件上的锁定，向固定侧部件锁定切换，以便抑制扭杆7的轴向另一方向安全带3的拉出方向的转动。

下文将参考图5和6介绍上述结构的第1实施例的安全带卷收器1的动作和作用效果。而且图5和6中的箭头表示负荷所施加的路径。

图5是表示通常情况下安全带卷收器1的动作和作用效果的视图。如图5所示，在通常情况下，由于凸轮销15b位于锁定底座14的圆周槽内，主棘爪13R处于非锁定状态，剪切销16处于非断裂的大致没有断裂的状态，辅助棘爪13L也处于非锁定状态，因而锁定底座14、扭杆7和卷轴4可变为一体地自由转动。在没有佩戴安全带3时，由螺旋弹簧5的弹力，将安全带3全部卷绕。

一旦为了安装而以正常速度将安全带3拉出(参考图5(A))，则卷轴4沿安全带3的拉出方向转动，安全带3被顺利地拉出。可自由滑动地设置在安全带3上的未图示的舌片插入卡定在固定在车体上的带扣内后，被拉出的安全带3的多余部分由螺旋弹簧5的弹力而缠绕在卷轴4上，安全带3装配得不给予乘员压迫感。

当快速拉出安全带3时，由此时产生的大的减速度，上述减速度传感装置工作，由该减速度传感装置的工作，如上所述，上述锁定起动机构6使主棘爪13R转动，使其与框架2侧壁2R的内齿啮合。由上述主棘爪13R的啮合动作，卷轴4被锁定在框架2上(参考图5(B))，抑制其向安全带3的拉出方向的转动。而且此时仅卷轴4被锁定，不向锁定底座14和扭杆7施加任何负荷，它们处于停止状态。

图6是表示车辆急减速时安全带卷收器1的动作和作用效果的视图。如图6所示，在紧急情况等车辆急减速时，对应于该急减速，预张紧器11操作，通过小齿轮17，将该转动驱动力传递到锁定底座14上(参考图6(a)中(A))，该转动驱动力通过扭杆7被传递到卷轴4上(参考图6(a)中(B))，卷轴4仅向安全带3的卷绕方向转动规定量(参考参考图6(a)中(C))，使安全带3对乘员的约束力提高。

在车辆急减速后的第1阶段，由于由预张紧器11的转动驱动，产生锁定底座14相对于卷轴4相对地在安全带3的缠绕方向上先行转动位移(也就是在从卷轴4观看的场合下，卷轴4相对于锁定底座14相对地在安全带3的缠绕方向上先行转动位移)情形，因而如上所述，主棘爪13R向卷轴4的内周侧转动，变成非锁定状态(参考图3(c))。

此外当由预张紧器11的转动驱动，锁定底座14相对于卷轴14产生超过规定量T的相对转动位移时，如上所述，剪切销16断裂折损，由弹簧部件18的弹力，辅助棘爪13L处于与比锁定底座14靠外周侧的侧壁2L的内齿2La卡定的锁定状态(参考图4(c))，锁定底座14锁定在该侧壁上，以便抑制向安全带3的拉出方向的转动。

然后在第2阶段，由车辆急减速时的惯性，乘员身体以超过规定量的很大的力对安全带3进行牵拉(参考图6(b)中(D))，朝向安全带3的拉出方向上很大的力作用在卷轴4上(参考图6(b)中(E))，由于此时如上所述，卷轴4侧的主棘爪13R处于非锁定状态，因而，与卷轴4相连的扭杆7的轴向一侧(图6(a)(b)中的右侧)部分7R相对于轴向的另一侧(图6(a)(b)中的左侧)部分7L(相当于此时如上所述固定在由辅助棘爪13L而被锁定的锁定底座14上(参考图6(b)中(G))的部位)转动位移，由该扭杆7的扭转变形(扭转力矩)，吸收乘员的动能(参考图6(b)中(F))，能够抑制施加在安全带3上的负荷(EA机构)。

此时，由于预张紧器11如上所述位于卷轴4的轴向的另一侧(图6(a)(b)中左侧)且与锁定底座14相连，因而如上所述，扭杆7的一侧(图6(a)(b)中右侧)部分7R相对于另一侧(图6(a)(b)中左侧)部分7L扭转相对转动的EA机构的动作不影响上述预张紧器11的动作，能够确保稳定的动作。

如上所述在第1实施例的安全带卷收器1中，通常情况下，能够进行对与扭杆7的轴向一侧相连的卷轴4的锁定，同时在车辆急减速时，由于扭杆7扭转变形，仅对扭杆7的轴向的另一侧锁定，能够解放该轴向一侧和与其相连的卷轴4。因而能够确保不影响预张紧器11的动作的稳定的EA动作。

而且本发明并不局限于上述第1实施例，在不脱离其精神和技术范围的范围内能够进行各种变形。例如在车辆急减速时使锁定底座14锁定时，不使用辅助棘爪13L，由预张紧器11的转动驱动力，能够在必要时间实施锁定底座14的锁定。

图7和8是说明该种变形例结构的沿图2中VII-VII断面的预张紧器11的剖视图，图7是表示预张紧器11工作前状态的视图，图8是表示预张紧器11工作后状态的视图。在图7和8中，预张紧器11包括弯曲成大致C字形且安装在框架2侧壁2L的外侧上的管(管路)51、设置在管51内周侧的环形齿轮52、设置在管51基端部(图7和8中下方的端部)51a上的气体发生器53、在管51内部与气体发生器53相连的螺旋弹簧54、在管51内部设置得与螺旋弹簧54相接的1个活塞滚珠55、设置在管51内部从该活塞滚珠按顺序装填在气体发生器53侧的多个(在该实施例中15个)滚珠56、安装在管51内与基端部51a相反侧内部上的导向块57。

管51例如是对钢管进行弯曲加工并变为大致C字形的椭圆的产物，在被夹持在框架2的侧壁2L和预张紧器罩11a之间状态下被安装(参考图2)。管51从图7和8的下方基端部51a向右上弯曲大约90度与直线部51b相连，然后与图7和8上方的半圆部51c相连。半圆部51c的前端与朝向图7和8下方的直线部51d相连，在该直线部51d的内周侧侧面上形成了切口部51e。环形齿轮52的外齿52a(后述外齿52a’)进入该切口部51e的内周侧。

环形齿轮52由形成在树脂制的预张紧器罩11a(参考图2)上的多个剪切销(未图示)而保持在管51的内周侧固定位置上。而且将固定在上述锁定底座14上的小齿轮17配置在环形齿轮52的内周侧上。

在环形齿轮52的内周面上形成了能够和小齿轮17的外齿17a啮合的内齿52b。由于环形齿轮52的内周径形成得比小齿轮17的外周径大，因而在图7所示工作前的状态下，在环形齿轮52的内齿52b和小齿轮17的外齿17a之间确保两者不啮合的充分的间隙。因而在通常情况下，不管是否存在预张紧器11，卷轴4能够自由转动。这就是由环形齿轮52和小齿轮17所组成的离合机构处于分离状态。

在环形齿轮52的外周面上形成了多个向外方张出突起状的外齿52a(在图示示例中存在7个)。各个外齿52a相互之间间距使其能够沿着环形齿轮52的周向并排夹持2个滚珠56。但是在某个位置，毗邻的2个外齿52a’彼此之间间距仅能夹持1个滚珠56。在图7所示工作前的状态下，所述偏置的2个外齿52a’进入管51的直线部51d的切口部51e内，管51内前方的滚珠56被预先夹持在这2个外齿52a’之间并与所述2个外齿52a’接触。

在管51的基端部51a上形成了比管51稍粗的气体发生器收容部51f。将气体发生器53收容在该收容部51f内。在气体发生器53被收容在该收容部51f内后，由铆接从外侧对法兰部进行固定。该气体发生器53在紧急情况等车辆急减速时对应于由未图示的急减速传感装置发出的信号，点燃火药，如图8所示，将喷出气体压力供应到管51内。管51构成得从基端部51a的气体发生器收容部51f至另一端部的切口部51e具有不漏出该喷出气体的高气密性。

在图7所示预张紧器工作之前的状态下，管51的内部从气体发生器53侧按顺序收容了螺旋弹簧54、活塞滚珠55和15个滚珠56。滚珠56是由钢等金属制的球形体。各个滚珠56的外径比管51的内径稍小，能够在管51内部比较顺利地移动。于是前头的滚珠56-1与环形齿轮52的偏置的2个外齿52a’接触。

活塞滚珠55由硅酮橡胶等树脂制造。通过该活塞滚珠55在喷出气体放出后变形变宽，能够与管51的管内面气密地滑接移动，实现气体在前头侧不泄漏的密封功能。在图7所示预张紧器工作之前的状态下，螺旋弹簧54设置在气体发生器53和活塞滚珠55之间，朝向管51的相反端部方向对活塞滚珠55进行施力。由该螺旋弹簧54的弹力，与环形齿轮52的偏置的2个外齿52a’接触。

在管51的直线部51d的端部上安装了导向块57。导向块57是前端倾斜地导向的圆柱状，该斜面成为导向面。该导向面由第1导向面57a和第2导向面57b组成。第1导向面57a在导向块57的上端部上形成为与环形齿轮52几乎同心的圆弧状。在预张紧器11工作时，从管51射出的滚珠56撞击第1导向面57a。另一方面，第2导向面57b是平面状，变得从环形齿轮52缓缓地离开。

而且在上述情形中，环形齿轮52和小齿轮17还包括由设置在管51内的气体而加速的串连的多个滚珠55、56以及与扭杆7内的轴向的另一侧相连的离合器，构成将被加速后的滚珠55、56的运动变换为使扭杆7转动的力的驱动装置。

下文对具有上述结构的预张紧器11的作用进行介绍。在图7所示预张紧器11的非工作时(通常情况下)，环形齿轮52由形成在树脂制的预张紧器11(参考图2)上的未图示多个剪切销而保持在管51内周侧的固定位置上，环形齿轮52和小齿轮17不啮合。因而锁定底座14与预张紧器11无关地自由转动。

然后一旦检测到车辆碰撞状态，则将信号输送到气体发生器53。由该信号，如图8所示，气体发生器53点火，向管51内供应喷出气体压力。由该喷出气体压力，首先对靠近气体发生器53的活塞滚珠进行推压，然后由该活塞滚珠55的推压力，按顺序对多个滚珠56进行推压。于是该推压力被传递到最前头的滚珠56-1(与环形齿轮52的2个外齿52a’接触的滚珠)。而且，由于此时的活塞滚珠55由气压变形变宽，在其与管51的内面之间产生密封功能，气体不从前头侧泄漏。由于管51构成为高气密性，上述那样活塞滚珠55对滚珠56进行驱动的喷出气体在中途不逃逸，不引起预张紧器11的能量损失。

由滚珠56的推压力，将推压力施加在环形齿轮52上，预张紧器罩11a的剪切销(未图示)被切断，因而环形齿轮52获得自由，向小齿轮17侧移动，环形齿轮52的内齿52b与小齿轮17的外齿17a啮合，变为离合器连接状态。环形齿轮52由滚珠56对外齿52a的推力而同轴转动。在环形齿轮52开始转动之前，由于前头的滚珠56-1采用给予转动力的姿势与环形齿轮52的外齿52a’接触，因而环形齿轮52开始可靠地转动。

而且一旦承受喷出气体压力而将滚珠55和56顺序压出，则各个滚珠56按顺序与环形齿轮52的外齿52a之间的凹谷卡定。此时，滚珠56每2个2个地卡定在环形齿轮的1个凹谷内。由这些滚珠56按顺序卡定，环形齿轮52在图8中沿逆时针方向转动。由于小齿轮17a和环形齿轮内齿52b啮合，将环形齿轮52的转动传递到小齿轮17，双方联动地转动，由于小齿轮17固定在锁定底座14上，锁定底座14与小齿轮17被同步转动驱动。而且图8表示预张紧器11刚工作后状态的一个示例，在管51内，活塞滚珠55的位置可对应于乘员的体格和姿势等与安全带3的关系变化。

通过由上述扭杆7的扭转变形而EA机构工作，由安全带3吸收缓和施加在乘员上的冲击。于是在该EA机构的动作后短暂期间(EA机构的作用所必要的时间)内能够充分维持管51内的喷出气体压力，维持锁定底座14沿卷绕转动方向的驱动力。也就是在EA机构的作用中，在锁定底座14中，安全带3拉出方向的转动被锁定。图9是表示该喷出气体压力被维持的举动的视图，表示本实施例中预张紧器11的压力特性。而且为了用于比较，在图9中一并表示了例如如上述特开2002-120603号公报所述的那样，为了顺利地实施EA动作而设置了排气孔的情形。如图所示，在本变形例中，由于在预张紧器11上不设置排气孔，在EA机构的动作后短暂期间，能够维持管51内的喷出气体的压力。

如上所述，在本变形例中，与上述第1实施例相同，在车辆急减速时，预张紧器11工作之际，通过锁定底座14等，将对安全带3进行卷绕方向的转动力给予扭杆7的轴向的另一侧，在至管51内喷出气体压力变小之前的一定时间内，能够维持对锁定底座14和扭杆7轴向的另一侧沿安全带拉出方向的转动。由此，在锁定底座14上不设置复制棘爪13L，由预张紧器11自身动作，能够抑制车辆急减速时锁定底座14和扭杆7轴向的另一侧沿安全带拉出方向的转动，因而能够简化安全带卷收器的结构，减少部件数量。

而且作为其它变形例，例如在车辆急减速时使锁定底座14锁定的辅助棘爪上可以使用离心棘爪。

图10是说明设置在锁定底座14上的离心棘爪的结构的视图，图10(a)表示变成非锁定状态的离心棘爪，图10(b)表示处于非锁定状态和锁定状态中间的离心棘爪，图10(c)表示变成锁定状态的离心棘爪。

在图10中，离心棘爪13L’可摆动地保持在锁定底座14上，向锁定底座14外周侧对该离心棘爪13L’进行施力的锁定用弹簧部件18’以及非锁定用弹簧部件18”设置在锁定底座14上，非锁定用弹簧部件18”与离心棘爪13L’的前端卡定，以便向锁定底座14内周侧对该离心棘爪13L’进行施力。

离心棘爪13L’自身由金属等材料构成，具有充足质量。非锁定用弹簧部件18”的弹力比锁定用弹簧部件18’的弹力稍大，作用在离心棘爪13L’上。因而在锁定底座14转动停止状态下以及包含车辆缓减速的通常情况下锁定底座14的转动状态下，锁定用弹簧部件18’的弹力和施加在离心棘爪13L’自身上的离心力(作用在朝向锁定底座14外周侧方向上)的合力比非锁定用弹簧部件18”的弹力小，非锁定用弹簧部件18”持续卡定在离心棘爪13L’上，维持离心棘爪13L’处于非锁定状态(参考图10(a))。

然后由预张紧器11的工作，在将急剧转动驱动力施加在锁定底座14时，由此施加在离心棘爪13L’上的离心力急剧增加，该离心力和锁定用弹簧部件18’的弹力的合力能够克服非锁定用弹簧部件18”的弹力，离心棘爪13L’与非锁定用弹簧部件18”脱离卡定(参考图10(b))。然后，离心棘爪13L’由上述合力而处于与比锁定底座14靠外周侧的侧壁的内齿啮合的锁定状态(参考图10(c))

如上所述在本变形例中，与上述第1实施例相同，在车辆急减速而预张紧器11工作时，能够抑制锁定底座14和扭杆7轴向的另一侧沿安全带3拉出方向的转动。

下文将对本发明第2实施例的安全带卷收器进行介绍。

图11是表示第2实施例的安全带卷收器201整体结构的纵剖视图。而且采用相同的标号表示与上述第1实施例相同的部分，省略了对其的介绍。下文相同

在图11中，辅助棘爪213L在围绕扭杆7轴向的周向位置上设置在与主棘爪13R相同的位置上，从主棘爪13R的转动轴延伸的凸轮轴215的前端部215c穿过锁定底座214而与辅助棘爪213L的转动中心相连。而且与上述第1实施例相同，在锁定底座14上设置了始终向锁定底座214外周侧对辅助棘爪213L进行施力的弹簧部件18(参考图4)。

如图12所示，凸轮轴215的前端部215c在嵌合在辅助棘爪213L内的部分形成为横截面为正方形的形状，通过密接地嵌合连接在该前端部215c的嵌合部分上，辅助棘爪213L与主棘爪13R一体连动转动。此时辅助棘爪213L与主棘爪13R连动，从而当主棘爪13R处于非锁定状态时，辅助棘爪213L也处于非锁定状态，当主棘爪13R处于锁定状态时，辅助棘爪213L也处于锁定状态。

于是由上述连接，在后述凸轮轴215的断裂预定部215d非断裂期间，锁定底座214和扭杆7以及卷轴4一体转动，作为对安全带3进行卷绕、拉出的“卷轴装置”而发挥功能。而且与第1实施例的凸轮轴相同，在该凸轮轴215上也设置了相同的连接板215a。

而且，凸轮轴215的前端部215c在该连接板215a的附近在辅助棘爪213L侧设置了对应于作用负荷而在规定时刻断裂的断裂预定部215d。该凸轮轴215的断裂预定部215d预先根据其形状、材质等设定断裂强度，从而与预张紧器11发生的驱动力矩平衡，出现后述那样的断裂举动。

而且在上文中，凸轮轴215作为分别与主棘爪13R和辅助棘爪213L相连的共用转动轴，设置得在轴向穿过锁定底座214和卷轴4，并构成为设置了对应于所作用的负荷而断裂的断裂预定部215d的剪切轴。

下文将参考图13和14介绍上述结构的第2实施例的安全带卷收器201的动作和作用效果。而且图13和14中箭头表示施加负荷的路径。

图13是表示通常情况下安全带卷收器201的动作和作用效果的视图。如图13所示在通常情况下，由于凸轮销215b位于锁定底座14的圆周槽内，而且凸轮轴215的断裂预定部215d处于非断裂的大致未断裂状态，因而辅助棘爪213L与主棘爪13R都处于非锁定状态，锁定底座14、扭杆7和卷轴4可一体自由转动。在没有佩戴安全带3时，由螺旋弹簧5的弹力，安全带3被完全卷绕。

一旦为了佩戴而以正常速度将安全带3拉出(参考图13中(A))，则卷轴4沿安全安全带3拉出方向转动，将安全带3顺利拉出，将可自由滑动地设置在安全带3上的未图示舌片插入卡定在固定在车体上的带扣后，多余的被拉出的安全带3由螺旋弹簧5的弹力而缠绕在卷轴4上，安全带3在不给予乘员压迫感的程度下被佩戴。

当急速地将安全带3拉出时，由减速度传感装置的操作，上述锁定起动机构6使主棘爪13R向卷轴4的外周侧转动，同时辅助棘爪213L也连动，分别与框架2的侧壁2R、2L的内齿啮合。由这种主棘爪13R和辅助棘爪213L的卡定动作，卷轴4和锁定底座214分别被锁定在框架2的侧壁2R、2L上(参考图13中的(B))，抑制沿安全带3拉出方向的转动。而且在上述通常情况下工作中，由于弹簧部件18的弹力始终施加在辅助棘爪213L上，因而辅助棘爪213L以及与其连动的主棘爪13R被施力，以便始终处于锁定状态，但是锁定起动机构6通过工作销13Ra与该弹力对抗，进行抑制以便实施适合的转动。

图14是表示车辆急减速时安全带卷收器201的动作和作用效果的视图。如图14所示，在紧急情况等车辆急减速时，对应于该急减速，预张紧器11工作，通过小齿轮17，将其转动驱动力给予锁定底座214(参考图14(a)中(A))，该转动驱动力通过扭杆7传递到卷轴4(参考图14(a)中(B))，卷轴4沿安全带3的卷绕方向仅转动某个规定量(参考图14(a)中(C))，使安全带3对乘员的约束力提高。此时，由该预张紧器11的转动驱动力，上述凸轮轴215的断裂预定部215d在该车辆急减速时断裂(参考图14(b)中(D))，解除了上述一侧(图14(a)(b)中右侧)的主棘爪13R和另一侧(图14(a)(b)中左侧)的辅助棘爪13L的连动、连接，解除了卷轴4和锁定底座214的连接。

然后在车辆急减速时由惯性，车辆乘员的身体以超过规定数值的力对安全带3进行牵拉(参考图14(b)中(E))，朝向安全带拉出方向的巨大的力作用在卷轴4上(参考图14(b)中(F))。如上所述，由于此时凸轮轴215的断裂预定部215d断裂，因而辅助棘爪213L由弹簧部件18的弹力而处于与比锁定底座214靠外周侧的侧壁2La卡定的锁定状态(参考图4(c))，锁定底座214被锁定在侧壁上，从而抑制沿安全带3拉出方向的转动。

于是通过将安全带3拉出，通过扭杆7将拉出力矩传递到锁定底座214(参考图14(b)中(G))，由此，由于卷轴4相对于锁定底座214相对地沿安全带3的拉出方向先行转动位移，因而由第1实施例详述的凸轮机构的作用，主棘爪13R向卷轴4的内周侧转动，处于非锁定状态(参考图3(c))。

因而，与卷轴4相连的扭杆7的轴向一侧(图14(a)(b)中右侧)部分7R相对于轴向的另一侧(图14(a)(b)中左侧)部分(等于在该时间固定在上述那样由辅助棘爪13L锁定的锁定底座214上。参考图14(b)中的(H))相对转动位移，由该扭杆7的扭转变形(扭转力矩)，吸收乘员动能，能够抑制施加在安全带3上的负荷(EA机构)。

由于此时预张紧器11位于上述卷轴4的轴向的另一侧(图14(a)(b)中左侧)，与锁定底座214相连，因而上述那样的扭杆7的一侧(图14(a)(b)中右侧)部分7R相对于另一侧(图14(a)(b)中左侧)部分7L扭转而相对转动的EA机构的动作不受上述预张紧器11的动作的影响，能够确保稳定的动作。

如上所述，在第2实施例的安全带卷收器1中，通常情况下对与扭杆7的轴向一侧相连的卷轴4以及与轴向的另一侧相连的锁定底座214都进行锁定，同时在车辆急减速时，一旦由于扭杆7的扭转变形，而解除了扭杆7的轴向一侧与卷轴4的锁定，同时能够仅对轴向的另一侧的锁定底座214进行锁定。因而能够确保不受预张紧器11动作的影响的稳定的EA动作。

上述各个实施例和各个变形例的具体结构并不局限于本发明的内容，不言而喻，在不脱离本发明实质精神范围内能够进行多种变化。

Claims (16)

1.一种安全带卷收器，其特征在于：

具有：对安全带进行卷绕的卷轴；

扭杆，设置在该卷轴的径向内侧，其轴向的一侧与所述卷轴相连，可以通过所述轴向的所述一侧与所述轴向的另一侧之间的相对位移而发生扭转变形，以吸收乘员的动能；

预张紧器，位于所述卷轴的所述轴向的另一侧，在车辆急减速状态下产生用于使所述卷轴向所述安全带卷绕方向转动的转动驱动力；以及

切换卡定机构，在通常情况下，将所述卷轴锁定到所述车辆的固定侧部件上，以便抑制所述卷轴向所述安全带拉出方向的转动；并且，在车辆急减速状态下，解除所述卷轴向所述固定侧部件的锁定，同时将所述扭杆锁定到所述固定侧部件上，以便抑制所述扭杆的所述轴向的另一侧向所述安全带拉出方向的转动。

2.根据权利要求1所述的安全带卷收器，其特征在于：

具有锁定部件，该锁定部件位于所述卷轴的轴向的另一侧，并与所述扭杆的所述轴向的另一侧相连；

所述预张紧器，在所述车辆急减速状态下，给予所述锁定部件用于使所述卷轴向所述安全带卷绕方向转动的转动驱动力；

所述切换卡定机构，设有用于将所述锁定部件锁定到所述车辆的固定侧部件上的第1卡定部件。

3.根据权利要求2所述的安全带卷收器，其特征在于：

所述第1卡定部件，是可转动地设置在所述锁定部件上，并在所述锁定部件与所述卷轴之间产生相对转动位移时进行所述锁定部件的锁定动作的棘爪。

4.根据权利要求3所述的安全带卷收器，其特征在于：

在所述第1卡定部件和所述卷轴中的任一方上具有剪切销，该剪切销设置得可以与所述第1卡定部件和所述卷轴中的另一方卡定，并对应于所作用的负荷而断裂；

所述第1卡定部件，是在所述剪切销断裂时被弹簧向所述锁定部件的锁定方向施力而进行锁定动作的棘爪。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的安全带卷收器，其特征在于：

所述切换卡定机构，是用于将所述卷轴锁定到所述车辆的固定侧部件上的第2卡定部件。

6.根据权利要求5所述的安全带卷收器，其特征在于：

所述第2卡定部件，是可转动地设置在所述卷轴的所述轴向的一侧，并对应于所述车辆的减速度而进行所述卷轴的锁定动作的棘爪。

7.根据权利要求5或6所述的安全带卷收器，其特征在于：

所述扭杆的所述轴向的所述一侧和所述卷轴相连，可以允许其彼此之间产生规定量的相对转动位移；

所述第2卡定部件，是在所述卷轴相对于所述锁定部件先向所述安全带拉出方向相对地产生转动位移的状态下解除所述卷轴的锁定动作的棘爪。

8.根据权利要求7所述的安全带卷收器，其特征在于：

所述锁定部件，在与所述卷轴相向的面上形成了凸轮槽；

所述第2卡定部件，具有从其转动轴延伸的凸轮轴和凸轮销，所述凸轮销卡合到所述凸轮槽内，当所述卷轴和所述锁定部件之间产生相对转动位移时，沿着所述凸轮槽经由所述凸轮轴使所述第2卡定部件转动。

9.一种安全带卷收器，其特征在于：

具有：对安全带进行卷绕的卷轴；

扭杆，设置在该卷轴的径向内侧，其轴向的一侧与所述卷轴之间允许产生规定量的相对转动位移地相连，可以通过所述轴向的所述一侧和所述轴向的另一侧之间的相对位移而发生扭转变形，以吸收乘员的动能；

锁定底座，位于所述卷轴的轴向的另一侧，与所述扭杆的所述轴向的另一侧相连；

预张紧器，位于所述卷轴的所述轴向的另一侧，在车辆急减速状态下产生用于使所述卷轴向所述安全带卷绕方向转动的转动驱动力，并传递到所述锁定底座上；

第1棘爪，可转动地设置在所述锁定底座上，通常情况下卡定到形成于所述卷轴上的剪切销上；并且，当由于所述预张紧器的动作而在所述锁定底座和所述卷轴之间产生所述规定量以上的相对转动位移时，使所述剪切销断裂，利用弹簧的弹力将所述锁定底座锁定到所述车辆的固定侧部件上；以及

第2棘爪，可转动地设置在所述卷轴的所述轴向的一侧，通常情况下对应于所述车辆的减速度将所述卷轴锁定到所述车辆的固定侧部件上；并且设有凸轮机构，当由于所述预张紧器的动作而在所述锁定底座和所述卷轴之间产生相对转动位移时，解除所述卷轴的锁定动作；

所述凸轮机构，设有：凸轮轴，从所述第2棘爪的转动轴延伸；和凸轮销，卡合到形成于所述锁定底座上的凸轮槽内，当所述卷轴和所述锁定底座之间产生相对转动位移时通过所述凸轮轴使所述第2棘爪沿着所述凸轮槽转动；在所述卷轴相对于所述锁定底座先向所述安全带拉出方向相对地产生转动位移的状态下，使所述第2棘爪转动，以便解除所述卷轴的锁定动作。

10.一种安全带卷收器，其特征在于：

具有：对安全带进行卷绕的卷轴；

扭杆，设置在该卷轴的径向内侧，其轴向的一侧与所述卷轴相连，可以通过所述轴向的所述一侧和所述轴向的另一侧之间的相对位移而发生扭转变形，以吸收乘员的动能；

预张紧器，位于所述卷轴的所述轴向的另一侧，在车辆急减速状态下产生用于使所述卷轴向所述安全带卷绕方向转动的转动驱动力，并且在规定期间内，将扭杆的所述轴向的另一侧锁定到所述固定侧部件上，以便抑制所述扭杆的所述轴向的另一侧向所述安全带拉出方向的转动；以及

卡定部件，在通常情况下，将所述卷轴锁定到所述车辆的固定侧部件上，以便抑制所述卷轴沿所述安全带拉出方向的转动；并且在车辆急减速状态下，解除所述卷轴向所述固定侧部件上的锁定。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的安全带卷收器，其特征在于：

所述预张紧器，设有：气体发生器；

吹入该气体发生器所产生的气体的管路；

设置在该管路内，并利用所述气体进行加速的一连串的多个滚珠；以及

驱动装置，该驱动装置包括与所述扭杆的所述轴向的另一侧相连的离合器，将加速后的所述滚珠的运动转换成使所述扭杆转动的力。

12.一种安全带卷收器，其特征在于：

具有：对安全带进行卷绕的卷轴；

扭杆，设置在该卷轴的径向内侧，其轴向的一侧与所述卷轴之间允许产生规定量的相对转动位移地相连，可以通过所述轴向的所述一侧和所述轴向的另一侧之间的相对位移而发生扭转变形，以吸收乘员的动能；

锁定底座，位于所述卷轴的轴向的另一侧，与所述扭杆的所述轴向的另一侧相连；

第1棘爪，可转动地设置在该锁定底座上，对应于车辆的减速度而将所述锁定底座锁定到所述车辆的固定侧部件上；

第2棘爪，可转动地设置在所述卷轴的轴向的一侧，对应于车辆的减速度而将所述卷轴锁定到所述车辆的固定侧部件上；

预张紧器，位于所述卷轴的所述轴向的另一侧，在车辆急减速状态下产生用于使所述卷轴向所述安全带卷绕方向转动的转动驱动力，并传递到所述锁定底座上；以及

剪切轴，其作为分别与所述第1棘爪和所述第2棘爪相连的共用转动轴，沿轴向贯穿所述锁定底座和所述卷轴地进行设置，并且设有对应于所作用的负荷而断裂的断裂预定部；

该剪切轴的所述断裂预定部，其强度被设定成：在通常情况下，为了维持所述第1棘爪和第2棘爪的连接状态，分别大致维持其未断裂状态；在车辆急减速状态下，当所述预张紧器动作时，根据由所述预张紧器施加给所述卷轴的向所述安全带卷绕方向转动的力而发生断裂，以便解除所述第1棘爪和第2棘爪的连接状态。

13.根据权利要求12所述的安全带卷收器，其特征在于：

所述第1棘爪，在所述剪切轴断裂时被弹簧向所述锁定底座的锁定方向施力而进行锁定动作。

14.根据权利要求12或13所述的安全带卷收器，其特征在于：

所述第2棘爪，在所述剪切轴断裂时解除所述卷轴的锁定动作。

15.根据权利要求14所述的安全带卷收器，其特征在于：

所述锁定底座，在与所述卷轴相向的面上形成了凸轮槽；

所述剪切轴具有凸轮销，该凸轮销卡合到所述凸轮槽内，当所述卷轴和所述锁定底座之间产生相对转动位移时，沿着所述凸轮槽经由所述剪切轴使所述第2棘爪转动；

所述剪切轴的所述断裂预定部，设置在所述剪切轴上的、比与所述凸轮销的结合部分更靠近所述第1棘爪的一侧。

16.一种安全带装置，其特征在于，

具有：用于对搭乘者进行约束的安全带；

可以将该安全带的一侧拉出地进行卷绕的安全带卷收器；

设置在所述安全带上的舌片；以及

通过与该舌片卡合，而将安全带佩戴到搭乘者身上的带扣装置；

该安全带卷收器，具有：

对安全带进行卷绕的卷轴；

扭杆，设置在该卷轴的径向内侧，其轴向的一侧与所述卷轴相连，可以通过所述轴向的所述一侧和所述轴向的另一侧的相对位移而发生扭转变形，以吸收乘员的动能；

预张紧器，位于所述卷轴的所述轴向的另一侧，在车辆急减速状态下产生用于使所述卷轴沿所述安全带卷绕方向转动的转动力；以及

切换卡定机构，在通常情况下，将所述卷轴锁定到所述车辆的固定侧部件上，以便抑制所述卷轴向所述安全带拉出方向的转动；并且，在车辆急减速状态下，解除所述卷轴向所述车辆固定侧部件的锁定，同时将所述扭杆的所述轴向的另一侧锁定到所述固定侧部件上，以便抑制所述扭杆的所述轴向的另一侧向所述安全带拉出方向的转动。

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