CN102066159B - 充气式安全带系统 - Google Patents

Abstract

一种充气式构件由流经锁扣和安全带固定器的中空的管状体舌片的压缩气体充气。充气式构件在分裂的两层带之间保持不充气状态。锁扣枢转地固定到从设置在扩散器内的气缸接收压缩的充气气体的导管。

Description

充气式安全带系统

本申请要求于2008年6月20日提交的第61/074,526号美国临时专利申请的权益。

技术领域

车辆乘员保护系统包括由气体充气的充气式构件，所述气体通过安全带锁扣机构的带扣和舌片被引导。

背景技术

安全带护具延伸跨过乘员的腰部和躯干，以在碰撞中支撑住车辆内的乘员。腰带和肩带通常不提供抵抗冲击的缓冲或防护。被正确地固定的安全带通常能够在碰撞过程中有效地约束乘员。为了降低乘员的身体与车辆的毁坏部分或挤入的车辆接触的可能性或严重性，已开发出布置在乘客舱中的各个位置的安全气囊。安全气囊可布置在仪表板、车顶纵梁、车顶支撑梁、顶篷(headliner)、方向盘、座椅以及车内其他部分。

车辆乘员前部的区域是在发生碰撞的情况下受安全气囊保护的重要区域。该区域可受安装在方向盘或仪表板处的安全气囊保护。然而，在该区域中将要被填充的大体积需要使用花更多时间来充气的更大的安全气囊。

肩带式安全带系统提供在碰撞中保护躯干正面的额外保证。现有技术的充气式腰带或肩带通常具有需要为充气管、软管和配件提供空间的大的带和带扣连接件。在现有技术的一些系统中，充气气源使用要求充气机相对于车辆乘员远距离布置的热烟火式充气技术。这样的充气机通常安装在车辆结构中，以避免与热充气机接触。在某些情况下，现有技术的充气式安全带系统具有安装在需要向安全带结构提供加长的管或导管的支柱结构或车架中的充气气源。

现有的充气式安全带系统所遇到的这些和其他问题由申请人如下面总结的发明来解决。

发明内容

充气式安全带系统包括带扣和舌片，带扣和舌片固定在一起，以扣住安全带，带扣和舌片还共同限定通过其给固定到安全带的充气式构件提供充气气体的路径。气体流经带扣和舌片。带扣的容纳安全带的舌片的部分还可用作当安全带锁扣被释放时弹出安全带的弹出器。在带扣和舌片之间设置密封连接件。一对密封表面设置在接合面处。弹簧使由带扣提供的第一管状构件偏置成与由安全带固定器的舌片提供的第二管状构件接合。

根据本发明的另一方面，通过允许带扣相对于充气气瓶枢转的枢轴连接件将冷充气压缩气源或气瓶固定到带扣。带扣可被构造成围绕导管枢转，同时与将冷充气气源连接到安全带带扣的导管保持足够的流体密封。通过改善安全带系统的带扣部分的枢转能力来改善系统的灵活性，并可达到方便地锁止带扣的目的。

根据本发明的另一方面，充气机可包括以扩散器终止的管，扩散器位于在带扣中限定的空腔内。作为提供安装带扣的冷充气气瓶的替代方案，可在远距离处设置通过管或导管连接到安全带带扣的充气气源。

根据本发明的另一方面，编织特殊的安全带，以提供具有设置在两层安全带之间的充气式构件的扁平安全带结构。充气式构件的两端在隔开的位置缝合到安全带，充气式构件的一端在角处缝合到带以限定入口。从座椅安全带带扣固定器的舌片到带内的安全气囊设置端口。特殊的安全带包括在充气式构件充气时破裂的至少一个易碎的接缝。

通过附图和下面的详细描述，由申请人公开的充气式安全带系统的这些和其他目的和优点将会被更好地理解。

附图说明

图1是包括具有设置在肩带中的充气式构件的安全带护具的车辆座椅的立体图；

图2是具有设置在肩带中的充气式构件的安全带护具和带固定器的局部主视图；

图3是具有插入的带固定器的锁扣以及与锁扣分开的压缩气瓶和扩散器的外部立体图；

图4是具有插入的带固定器的锁扣以及与锁扣分开的压缩气瓶和扩散器的内部立体图；

图5是锁扣和带固定器的分解立体图；

图6A是示出了一体的弹出管的锁扣的中央纵向截面图；

图6B是示出了组合式弹出管的锁扣的中央纵向截面图。

具体实施方式

参照图1，示出了延伸跨过车辆座椅12的处于锁止位置的安全带护具10。安全带护具10包括腰带14和充气式构件16，或在肩带18内处于未充气状态的安全气囊。腰带14和肩带18附着到卷收器(未示出)，如本领域所熟知的，卷收器在不使用带时将带收回。锁扣20固定到座椅12，通过带固定器22将安全带护具10固定到锁扣20。连接到锁扣20的充气机26以虚线(phantom)示出。充气机26可以是在气瓶中具有压缩气体的冷充气机，例如，烟火充气机、混合充气机等。

参照图2，安全带护具10和带固定器22被更加详细地示出。腰带14和肩带18固定到带固定器22。带固定器22包括被锁扣20容纳的舌片28。通过焊接、钎焊(braise)或通过其他结合技术将环30固定到舌片28。腰带14和肩带18固定到环30。舌片28包括管状体32。一对锁扣开口34设置在位于管状体32的相对两侧上从管状体32向外延伸的凸缘36中。充气式构件16的入口管38连接到管状体32。正如下面将更加全面地描述的，当检测到碰撞时，压缩气体经管状体32流向入口管38。充气式构件16容纳在中空或分裂的两层带42中。分裂的两层带42与位于相对两端上的没有分裂的两层带44相邻。

通过折叠角39然后将其缝合到带42来将入口管38固定到中空的带42。角39将充气式构件的一端固定到带42。入口管38位于角39之间，但是不被缝合到带42，使得入口管38保持敞开。通过夹具41使入口管38围绕管状体的端部固定。

参照图3和图4，示出了锁扣20和带固定器22以及与锁扣20分开的充气机26及其压缩气瓶。在碰撞中充气机26通过导管48输送压缩气体。容器50(此处也被称为扩散器)容纳充气机26并连接到导管48。锁扣包括具有容纳导管48的开口52的壳体或歧管54。壳体54包括壳体密封件或扩散器密封件53，壳体密封件或扩散器密封件53对固定到导管48或围绕导管48形成的环形件55施加压力，以防止气体经开口52从壳体54逃逸。紧固件56容纳在导管48的螺纹内径部分58中，以将导管48固定在壳体54内。多个气体出口60设置在导管48中，以通向壳体54并将气体驱散到由壳体54限定的空腔中。

参照图5、图6A和图6B，在图5中以分解立体图示出了锁扣20和带固定器22，在图6A和图6B中以锁扣20被装配时的截面图示出了锁扣20。带固定器22通常包括适于容纳在锁扣20内的舌片28。如图2所示，通过钎焊、焊接等将环30附着到管状体32的侧部。当将环30附着到管状体32时，锁扣开口34被限定在从环30延伸到管状体32的侧部的侧凸缘36和管状体32的相对两侧上。

带固定器22可包括位于管状体的末端或靠近管状体的末端的装配的塑性密封件40。舌片28的端部可成斜角，以引导密封件与弹出管接合。密封件防止液体和碎片进入管状体32。密封件40可安装在管状体32的下边缘41上或置于管状体内，以形成密封表面。可选地，密封件40可由形成管状体32的下边缘41或嘴的金属一体地制造。另外，可选地是，密封件40可装配到下边缘或固定在下边缘的内部。密封件可由塑性密封材料形成。

锁扣20包括容纳在弹出管64内的弹出器弹簧62。弹出器弹簧62最好以矩形形状安装在弹出管64内。弹出器密封件66设置在弹出管64的与壳体54相反的端部上，以防止液体和碎片进入弹出管64。可选地，密封件66可设置在弹出管的内部。弹出器密封件66可由在弹出管64与歧管54相反端的材料形成。如图6B所示，弹出器密封件66还可被设置固定到弹出管64的端部的插入件67。插入件67还可具有斜面，以使管状体32相对于弹出管64容易对齐。当密封件66破裂时，密封件66在充气机26被致动时形成分裂的两个门或两个部分68和68a。碎片筛可替代弹出器门68、68a或可与弹出器门68、68a一起使用。在碰撞中，当充气气体从歧管54经弹出管64输送到带固定器22的管状体32中时，弹出器门68、68a打开。如图6A所示，销69将门68和68a固定到弹出管64。歧管密封件70容纳在壳体中的面对弹出管64的歧管开口72中，以在弹出管64和壳体54之间形成密封。

图5的扩散器密封件53包括由装配在壳体54内部的一体的弹簧76结合的第一环形部分74以及相对的环形部分78。

下框架80固定到壳体54的一侧，上框架82固定到壳体54的所述相反的另一端。下框架80和上框架82形成容纳弹出管64和弹簧62的通道85。弹出管64在通道85内滑动。下框架80的一部分和上框架82的一部分设置在弹出管64的相对两侧上。

设置释放按钮84，以允许从锁扣20释放带固定器22。释放按钮84具有释放按钮弹簧86，释放按钮弹簧86使释放按钮84偏向其延伸位置。

锁扣保持器88包括限定孔92的一对臂90。孔92容纳形成在下框架80上的耳94，以在有限的枢转运动范围内使锁扣保持器88保持在下框架80上。一对锁定凸耳96设置在锁扣保持器88的与臂90相反的端部上。锁扣保持器88还包括被构造成与按钮84上的一个或多个斜面97接合的多个成角度的突起95。

锁定凸耳96与形成在带固定器22的舌片28上的锁扣开口34接合。锁扣板簧98使锁扣保持器88偏向其锁止位置。霍尔效应开关100或其他类型的开关被装配到锁扣保持器88，以提供用于指示带固定器22是否正确地固定在锁扣20内的开关。磁体69可由与霍尔效应开关可操作地接合的弹出器门68支撑。

上盖102和下盖104装配在一起，以封住锁扣20。通过多个铆钉106将弹簧98、上框架82、壳体54和下框架80固定在一起。

图5和图6A中示出了铰接的盖门108。门108被一对弹簧110加载。如图6A所示，门108阻挡形成在框架80和按钮84之间的空间。当舌片28被插入到锁扣20或带扣中时，管状体32向内推动门108。

在操作时，当人坐在车辆座椅12上时，必须通过将带固定器22插入到锁扣20中来固定安全带护具10。锁扣20安装到座椅12，以相对于导管48可枢转。在该位置，腰带14延伸跨过乘员的腰部，肩带18成对角线地延伸跨过乘员的躯干。在碰撞过程中，来自碰撞传感器(诸如安装在车辆上的各个位置处的加速度计)的输入向控制器发送信号，以使充气机26致动。

当充气机放气时，充气气体流入到扩散器46的容器50中，然后流入到导管48中。然后，压缩气体经扩散器密封件53中的狭槽76输送到壳体或歧管54中。充气气体迅速充满歧管54，并穿过歧管出口72引导到弹出管64中。歧管密封件70和弹出器密封件66密封弹出管64的相对两端，以限制压缩气体的损失。上扩散器密封件78、下框架80以及上框架82封住壳体54，以容纳充气气体。随着锁定凸耳96容纳在形成在舌片28的侧凸缘36中的锁扣开口34中，带固定器22容纳在锁扣20中。如前所述，锁扣开口34设置在管状体32的相对两侧上。充气气体从弹出管64流入到带固定器22的管状体32中。充气气体从管状体32流入到入口管38中，以给充气式构件16充气。当充气气体进入充气式构件16时，充气式构件16使分裂的两层带42分开。充气式构件16充气并膨胀，以提供被布置成跨过座椅乘员的躯干的保护性安全气囊。

必须建立在弹出管64和管状体32之间密封。通过使弹出管64和弹出器密封件66偏置成与形成在带固定器22的管状体32上的密封件40接合来部分地建立密封。除由弹出器弹簧62施加的偏置力之外，由于施加到弹出器密封件的气体的压力以及弹出管64包括弹出器门68而使充气气体的力还向外推动弹出管64。可通过提供最接近管状体32的出口端的约束件112来增强由气体压力施加的偏置力。弹出管64中的约束件112使形成在壳体54中的压力增加。施加到弹出管64的压力补充弹出器弹簧62的偏置力。

在正常情况下，锁扣20的操作始于将带固定器22的舌片28插入到锁扣20中。舌片28的管状体32插入到一侧的下盖与位于另一侧上的释放按钮84和上盖102之间。管状体32利用邻接的管状体32和弹出管64的中空部分以及彼此接合的密封件40和弹出器密封件66与弹出管64轴向地接合。当舌片28被完全插入时，锁扣保持器88的锁定凸耳96容纳在形成在带固定器22的侧凸缘36中的锁扣开口34中。弹簧98使锁扣保持器88偏向其锁定位置。开关100可检测由于舌片28的存在而引起的弹出管64或磁体69的运动，并且向车辆控制系统指示安全带护具10被正确地固定。

通过抵抗释放按钮弹簧86的偏置力手动按下释放按钮84来释放安全带护具10。释放按钮84的斜面97与锁扣保持器88的突起95接合，以从锁扣开口34拔出锁定凸耳96。此时，弹出器弹簧62促使弹出管64与舌片28分离，以从锁扣20弹出舌片28。

虽然已经示出并描述了本发明的实施例，但并不意味着这些实施例示出并描述了本发明的所有可能的形式。相反，在说明书中使用的词语是描述性的词语，而不是限制性的词语，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。

Claims (20)

1.一种充气式安全带系统，包括：

肩带构件和腰带构件，肩带构件和腰带构件中的一个或两者包括具有充气式构件的管状安全带衬套，所述充气式构件容纳在所述衬套内；

充气气源；

带扣组件，包括锁扣机构；

安全带固定器，具有舌片，所述舌片在锁止状态下通过锁扣机构被选择性地接合并在释放状态下分离，其中，在锁止状态下安全带固定器被固定到带扣组件，在释放状态下安全带固定器能够与带扣组件分离，

带扣组件具有限定第一气流路径的第一中空管，通过所述第一气流路径将充气气体从充气气源经所述带扣组件提供给所述舌片，所述第一中空管具有第一端部和第二端部，所述第一端部包括第一密封表面，所述第二端部容纳来自充气气源的充气气体，

舌片是限定第二气流路径的管状体，充气气体从第一气流路径通过所述第二气流路径流向充气式构件，所述舌片具有第一端部和第二端部，所述舌片的第一端部包括第二密封表面，以当锁扣机构处于锁止状态时与第一中空管的第一端部形成气体密封，所述舌片的第二端部与充气式构件的入口连通，

带扣组件还包括壳体，所述壳体限定空腔以及容纳在空腔中的壳体密封件和导管，导管将充气气体引导到第一气流路径，导管与带扣组件的旋转轴同轴，壳体密封件对固定到导管或围绕导管形成的环形件施加压力以防止气体经空腔从壳体逃逸，

当锁扣机构处于锁止状态时，锁扣机构弹簧使第一中空管的第一端部偏置成与所述舌片接合，从而将第一密封表面和第二密封表面保持在一起。

2.根据权利要求1所述的充气式安全带系统，其中，锁扣机构弹簧可操作地连接到第一中空管，以当锁扣机构运动到释放状态时从带扣组件弹出或推出所述舌片。

3.根据权利要求1所述的充气式安全带系统，其中，带扣组件固定到安装表面，以在限定的位置之间围绕所述旋转轴枢转。

4.根据权利要求3所述的充气式安全带系统，其中，壳体容纳导管并且围绕导管枢转。

5.根据权利要求1所述的充气式安全带系统，其中，所述舌片包括位于舌片的相对两侧上的两个锁扣开口，锁扣机构在锁止状态下与所述两个锁扣开口接合并在释放状态下与所述两个锁扣开口分离。

6.根据权利要求5所述的充气式安全带系统，其中，锁扣机构还包括两个锁扣腿，所述两个锁扣腿中的每个能够相对于带扣框架运动并且穿过所述舌片的锁扣开口中的一个锁扣开口。

7.根据权利要求6所述的充气式安全带系统，其中，带扣框架包括第一框架部分和第二框架部分，第一框架部分和第二框架部分限定用于容纳所述舌片以及用于朝着第一中空管引导所述舌片的管状通道。

8.根据权利要求7所述的充气式安全带系统，其中，第一中空管能够相对于管状通道运动。

9.根据权利要求7所述的充气式安全带系统，其中，第一框架部分和第二框架部分中的每个包括成套的彼此相对的第一框架开口和第二框架开口，其中，处于锁定位置的每个锁扣腿首先运动穿过第一框架开口、所述舌片的锁扣开口，然后穿过第二框架开口。

10.根据权利要求6所述的充气式安全带系统，其中，锁扣机构包括：第一斜面部分，被构造成与活动按钮的第二斜面部分接合；活动按钮，被按钮弹簧偏置远离第一斜面部分，活动按钮能够抵抗按钮弹簧的偏置而从第一位置运动到第二位置，当活动按钮运动到第二位置时，活动按钮与第一斜面部分接合，以使锁扣腿从所述舌片中的锁扣开口移出，从而释放所述舌片。

11.根据权利要求1所述的充气式安全带系统，其中，锁扣机构弹簧用于使锁扣机构朝着锁定位置偏置。

12.根据权利要求1所述的充气式安全带系统，其中，第一密封表面具有第一形状，第二密封表面具有与第一形状互补的第二形状。

13.根据权利要求1所述的充气式安全带系统，包括阻止碎片穿过第一中空管的第一微粒过滤器。

14.根据权利要求13所述的充气式安全带系统，包括阻止碎片穿过所述舌片的第二微粒过滤器。

15.根据权利要求14所述的充气式安全带系统，其中，第一微粒过滤器和第二微粒过滤器被设置成最接近于第一密封表面和第二密封表面。

16.根据权利要求1所述的充气式安全带系统，还包括门，所述门铰接地连接到带扣组件并被至少一个弹簧偏置，以覆盖带扣组件中的空间，通过该空间将所述舌片插入到带扣组件中。

17.一种充气式安全带系统，包括：

安全带，包括容纳有充气式构件的管状衬套；

充气气源；

带扣，包括锁扣机构，所述带扣具有限定封闭空腔的歧管，壳体密封件和导管容纳在空腔中并且限定旋转轴，其中，歧管容纳导管并且围绕旋转轴旋转，其中，导管与所述旋转轴同轴，导管、歧管以及第一中空管限定第一气流路径，通过所述第一气流路径从充气气源经所述带扣提供充气气体，壳体密封件对固定到导管或围绕导管形成的环形件施加压力以防止气体经空腔从壳体逃逸；

安全带固定器，具有舌片，所述舌片在锁止状态下通过锁扣机构被选择性地接合并在释放状态下分离，其中，在锁止状态下安全带固定器被固定到带扣，在释放状态下安全带固定器能够与带扣分离，所述舌片是限定第二气流路径的管状体，充气气体从第一气流路径通过所述第二气流路径流向充气式构件的入口，

舌片具有第一端部和第二端部，所述舌片的第一端部与第一中空管接合，所述舌片的第二端部通向充气式构件的入口，

第一中空管包括第一端部和第二端部，第一端部容纳来自所述空腔的充气气体，第二端部与所述舌片的第一端部连通，

第一密封件设置在第一中空管的第二端部上，

第二密封件设置在所述舌片的第一端部上，以与第一密封件形成密封，

当锁扣机构处于锁止状态时，锁扣机构弹簧使第一中空管的第二端部偏置成与第二密封件接合，从而将第一密封件和第二密封件保持在一起。

18.根据权利要求17所述的充气式安全带系统，其中，第一中空管的第二端部能够相对于所述舌片的第一端部运动，其中，第一中空管设置有设置在第一气流路径中的约束件，其中，当充气气体流经第一气流路径时，第一中空管朝着所述舌片被驱动，从而有助于在第一密封件和第二密封件之间建立密封。

19.一种充气式安全带系统，包括：

充气气源；

带扣，包括限定第一气流路径的锁扣机构，通过所述第一气流路径从充气气源经所述带扣提供充气气体；

固定器，具有舌片，所述舌片在锁止状态下通过锁扣机构被选择性地接合并在释放状态下分离，其中，在锁止状态下固定器被固定到带扣，在释放状态下固定器能够与带扣分离，其中，所述舌片在舌片内部限定第二气流路径；

安全带，包括容纳有充气式构件的管状衬套，充气式构件在第一端部附着到安全带，充气式构件在第二端部的比第一端部更靠近所述舌片的位置处附着到安全带，充气式构件具有容纳从第二气流路径流向充气式构件的入口的充气气体的入口管，

带扣还包括壳体，所述壳体限定空腔以及容纳在空腔中的壳体密封件和导管，导管将充气气体引导到第一气流路径，导管与带扣的旋转轴同轴，壳体密封件对固定到导管或围绕导管形成的环形件施加压力以防止气体经空腔从壳体逃逸，

舌片具有第一端部和第二端部，所述舌片的第一端部与带扣的第一中空管接合，所述舌片的第二端部通向充气式构件的入口，

第一中空管包括第一端部和第二端部，第一端部容纳来自充气气源的充气气体，第二端部与所述舌片的第一端部连通，

第一密封件设置在第一中空管的第二端部上，

第二密封件设置在所述舌片的第一端部上，以与第一密封件形成密封，

当锁扣机构处于锁止状态时，锁扣机构弹簧使第一中空管的第二端部偏置成与第二密封件接合，从而将第一密封件和第二密封件保持在一起。

20.根据权利要求19所述的充气式安全带系统，其中，充气式构件的第二端部还包括折叠并被缝合到安全带的第一角部分和第二角部分，而入口管设置在第一角部分和第二角部分之间的未被缝合到安全带的区域中。