CN102424009A - 一种防挥鞭伤安全带 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于限制汽车座椅靠背后翻防止乘员发生挥鞭伤的防挥鞭伤安全带，其包括横向拦压于所述座椅靠背的织带、与所述织带一端连接并卷绕该织带的具有座体的卷收装置，所述织带的另一端通过连接装置与汽车车架的侧梁连接，所述卷收装置连接于汽车车架的侧梁或中部竖杆。在汽车座椅靠背的后侧横向拦设织带，并通过卷收装置和连接装置将织带的两端固定于汽车车架的刚性部位，其中卷收装置具有自锁功能，即在急速拉动织带时卷收装置内部锁住织带，使织带不可拉出。因此在汽车发生追尾碰撞时，这种安全带可拦住座椅靠背阻止座椅靠背后翻，乘员被靠背阻挡而不产生后倾，从而避免挥鞭伤的发生。

Description

一种防挥鞭伤安全带

技术领域

本发明涉及一种安全带，尤其涉及一种用于汽车座椅防挥鞭伤的安全带。 

背景技术

车辆被追尾碰撞时容易造成该车辆内乘员颈部过度向后伸展，导致颈部受到的伤害，称为挥鞭伤。影响挥鞭伤的主要因素是头枕姿态和座椅靠背翻转刚度。汽车座椅的靠背与坐板一般为铰接，汽车被追尾碰撞时，座椅上的乘员以及座椅靠背会在惯性作用下发生后翻，从而引发挥鞭伤。 

目前，汽车中通常配备三点式安全带，它有三个安装点，一个在B柱上，一个在座椅上，一个在门槛梁上。这种安全带主要针对前碰撞设计的，追尾碰撞时不能发挥作用。另外还有一种两点式安全带，是在座椅坐垫的两侧设置防挥鞭伤安全带，用以约束乘员大腿末端，其一端安装在门槛上，另一端安装在中通道上。这种安全带配合三点式安全带一起使用，用以约束乘员相对于车体向后运动。但这种安全带并不能有效地约束乘员的髋关节及后背，当发生追尾时，汽车座椅会后翻，乘员的后背仍可以向后运动，防挥鞭伤的效果不佳，不能有效防止挥鞭伤的发生。 

发明内容

针对现有技术不足，本发明要解决的技术问题是提供一种通过限制座椅靠背向后运动而限制乘员的运动可杜绝挥鞭伤发生的防挥鞭伤安全带。 

为了克服现有技术不足，本发明采用的技术方案是：一种防挥鞭伤安全带，用于限制汽车座椅靠背后翻防止乘员发生挥鞭伤，所述防挥鞭伤安全带包括横向或斜向拦压于所述座椅靠背后侧的织带、与所述织带一端连接并卷绕该织带的具有座体的自锁式卷收装置，所述织带的另一端通过连接装置与汽车车架的侧梁连接，所述卷收装置连接于汽车车架的侧梁或中部竖杆。 

作为上述技术方案的改进，所述卷收装置还包括自锁器、用于卷绕所述织带的卷轴，所述卷轴包括用于卷绕所述织带的卷筒体、设于所述卷筒体内的空腔处的限力芯轴、与所述自锁器固定连接的轴端件，所述限力芯轴包括依次固定连接的绕转部、芯轴本体、锁止部，所述轴端件与所述锁止部形成止旋连接，所述卷筒体的一端与所述绕转部形成止旋连接，所述卷筒体的另一端与所述轴端件均设有销孔并通过可断驱转销形成销连接，所述轴端件与所述自锁器固定连接或一体连接，所述芯轴本体是两端可相对扭转而产生周向扭转角的轴。 

作为上述技术方案的改进，所述轴端件设有圆凸台，所述卷筒体的端部设有与所述圆凸台适配的圆凹槽。 

作为上述技术方案的改进，所述卷筒体与所述绕转部通过相适配的齿与齿槽定向连接。 

作为上述技术方案的改进，所述轴端件与所述锁止部通过相适配的齿与齿槽定向连接。 

作为上述技术方案的改进，所述卷筒体与所述绕转部通过键连接形成定向结构。 

作为上述技术方案的改进，所述卷筒体与所述绕转部通过相同横截面的轴与孔连接形成定向结构。 

作为上述技术方案的改进，所述卷收装置还包括预紧器，所述预紧器包括与所述卷轴一端固定连接的齿轮、与该齿轮啮合连接的齿条、与该齿条固定连接的活塞杆、与该活塞杆固定连接的活塞、开设于所述座体并与所述活塞相适配的活塞筒、开设于所述座体并与所述活塞筒连通的气腔、具有触发元件并固定安装于所述座体的火药装置，开设于所述座体并活动套设于所述齿条的齿条导向槽，所述火药装置喷发端朝向所述气腔。 

作为上述技术方案的改进，所述连接装置包括与所述织带固定连接的锁舌、与汽车车架连接的扣座，所述锁舌可拆卸地插扣于所述扣座。 

本发明的有益效果是：在汽车座椅靠背的后侧横向拦设织带，并通过卷收装置和连接装置将织带的两端固定于汽车车架的刚性部位，其中卷收装置具有自锁功能，即在急速拉动织带时卷收装置内部锁住织带，使织带不可拉出。因此在汽车发生追尾碰撞时，这种安全带可拦住座椅靠背阻止座椅靠背后翻，乘员被靠背阻挡而不产生后倾，约束乘员相对于车体的向后运动，在不同强度追尾事故中，保护乘员颈部，从而避免挥鞭伤的发生。 

附图说明

图1是本发明实施例中的防挥鞭伤安全带与座椅的一种安装结构的示意图。 

图2是图1的俯视图。 

图3是本发明实施例中的防挥鞭伤安全带与座椅另一种安装结构的示意图。 

图4是图3的俯视图。 

图5是本发明实施例中的卷收装置的结构示意图。 

图6是本发明卷收装置中的预紧器的局部结构示意图。 

图7是卷收装置为原始状态时图5中B-B向剖面结构示意图。 

图8是卷收装置为预紧状态时图5中B-B向剖面结构示意图。 

图9是图5中A-A向剖面结构示意图。 

具体实施方式

下面对本发明的实施方式进行具体描述。 

如图1～图4所示，图中展示了本发明的一种防挥鞭伤安全带，用于限制汽车座椅靠背后翻防止乘员发生挥鞭伤，所述防挥鞭伤安全带包括横向或斜向拦压于所述座椅靠背99后侧的织带12、与所述织带12一端连接并卷绕该织带12的具有座体16的卷收装置15，所述织带12的另一端通过连接装置18与汽车车架的侧梁连接，所述卷收装置15连接于汽车车架的侧梁或中部竖杆。卷收装置15是自锁式卷收装置。在汽车座椅靠背的后侧横向拦设织带，并通过卷收装置和连接装置将织带的两端固定于汽车车架的刚性部位，其中卷收装置具有自锁功能，即在急速拉动织带时卷收装置内部锁住织带，使织带不可拉出。因此在汽车发生追尾碰撞时，这种安全带可拦住座椅靠背阻止座椅靠背后翻，乘员被靠背阻挡而不产生后倾，从而避免挥鞭伤的发生。 

上述这种防挥鞭伤安全带可以用两点式安全带或三点式安全带来实现，图1所示为两点式安全带，图3所示为三点式安全带，两种布置方式都可以有效防止座椅靠背后倾，防止追尾后碰时发生挥鞭伤。 

卷收装置15是带预紧的自锁式卷收装置。当后碰发生时，传感器检测到发生追尾，触发预紧器致动，安全带预紧器将会沿织带回卷方向卷收安全带，由此消除包围座椅的安全带与座椅之间的间隙，限制座椅靠背向后运动，达到固定座椅靠背的效果。 

本发明的安全带不会影响座椅靠背的角度调节。当调节座椅靠背时，没有急促的拉力，织带12可自由的从卷收装置15出，无外力作用卷收装置15会自动将织带12卷收回去，类似普通的前抱式安全带，即安全带织带12将会随着靠背的调节而相应地伸长或缩短。当乘员离开座椅时，可以将连接装置18解开使安全带卷收起来，从而不影响车体的美观。 

更佳地，如图5所示，所述卷收装置15还包括自锁器80、用于卷绕所述织带12的卷轴20，所述卷轴20包括用于卷绕所述织带12的卷筒体22、设于所述卷筒体22内的空腔处的限力芯轴23、与所述自锁器80固定连接的轴端件28，所述限力芯轴23包括依次固定连接的绕转部24、芯轴本体25、锁止部26，所述轴端件28与所述锁止部26形成止旋连接，所述卷筒体22的一端与所述绕转部24形成止旋连接，所述卷筒体22的另一端与所述轴端件28均设有销孔并通过可断驱转销29形成销连接，所述轴端件28与所述自锁器80固定连接或一体连接，所述芯轴本体25是两端可相对扭转而产生周向扭转角的轴。芯轴本体25可以是套设有扭簧的轴装置，或者是具有可扭转特性的其他轴件，包括金属材质的扭转轴件。芯轴本体的扭转变形以弹性变形为佳，发生弹性后可回复，则该配件可以重复利用，非破坏后不可用的损耗件。因此，只需更换断裂的可断驱转销29即可修复发挥过扭转作用的卷收装置。 

预紧器作动完毕后，乘员的惯性作用继续推动座椅靠背向后运动，过于刚硬的座椅靠背将会反作用于乘员，对乘员产生压迫伤害。因此，在预紧完毕后自锁器80锁紧安全带使安全带卷收器的轴端件28停止转动使得卷轴20的锁止部26锁止，可断驱转销29在受到较大剪切力作用时会被剪短，芯轴本体25发挥扭转特性，使得轴端件28与卷筒体22之间可以相对转动，自身在外力作用下两端可以旋转一定角度的芯轴本体25连接着锁止部26和绕转部24，因此绕转部24与锁止部26可以相对旋转一定角度，绕转部24则可以在座椅靠背和乘员的后推力作用下发生旋转，卷筒体22同步旋转而释放一段织带12，使得座椅靠背可以向后作微量后翻，避免座椅靠背与乘员之间的刚性碰撞，减少对乘员的碰撞伤害。即通过扭转限力轴构成的芯轴本体25产生的缓冲作用，减少对乘员的直接刚性压迫伤，降低座椅靠背对乘员的反作用力，避免由于靠背压迫乘员所造成的伤害。 

上述过程中，在自锁器80作用下，卷轴20停止运动/转动，从而使限力芯轴23与轴端件28连接的锁止部26停止运动，卷收器卷筒体22同时停止运动，但座椅靠背具有继续向后运动的趋势，织带12具有向外拉力即卷筒体22具有继续沿安全带卷出方向的运动趋势，当拉力达到一定值时，卷筒体22与轴端件28之间的可断驱转销29被剪断，此时限力芯轴15开始发挥扭转特性，从而达到约束座椅靠背位移并减少对乘员伤害的作用。 

所述自锁器80是目前常用的锁定结构，其包括车感平衡球锁定机构以及带传感器惯性锁定机构，如图9所示。在安全带正常拉出拉入时，车感平衡棘爪81包络平衡球82处在自然位置，不会阻碍车感外棘轮爪83跟随卷轴20运动；当车体有倾斜角度时，平衡球82会压迫车感平衡棘爪81使其末端（自由端）与车感外棘轮爪83啮合，即卡入车感外棘轮爪83内，卷轴20的轴端件28上有一个柱销92伸入车感外棘轮85内，柱销92和轴端件28为一体结构，此时停止运动的带感外棘轮85会通过柱销92阻止卷轴20的运动，从而阻碍安全带的卷入拉出。对于带感平衡球锁定机构，在该机构未锁定时，带感棘爪95跟随卷轴20正常旋转运动，并且车感外棘轮85上有一个突出柱爪86伸入带感棘爪95内预留的拨动槽中，车感外棘轮85和突出柱爪86为一体，并且都跟随卷轴20作同步旋转运动；带感外棘轮齿93在U形框架即座体16的侧面，当织带绕R向拉动速度较快（0.8g至2.0g之间）时，卷轴20和车感外棘轮85产生速度差（梯形光滑表面装配），卷轴20速度较高，车感外棘轮85速度低，因此车感外棘轮85上的突出柱爪86速度低，突出柱爪86拨动带感棘爪95绕R反方向作相对运动，将带感棘爪95拨入带感外棘轮齿93内，锁止带感棘爪95运动，并同时使卷轴20停止运动，从而使卷轴20中的卷筒体22和限力轴23停止转动，带感锁止机构工作，使安全带不能拉出。当卸掉拉出力时，带感棘爪95与带感外棘轮93脱开，回复正常位置，安全带仍可以正常拉入拉出。 

更佳地，所述轴端件28设有圆凸台38，所述卷筒体22的端部设有与所述圆凸台38适配的圆凹槽32。在芯轴本体25发生扭转使绕转部24与锁止部2相对旋转，即卷筒体22与轴端件28发生相对旋转时，相互适配的圆凸台38与圆凹槽32起到导向定位作用。 

更佳地，所述卷筒体22与所述绕转部24通过相适配的齿与齿槽定向连接，使得织带12自由拉伸缩回时卷筒体22与绕转部24同步旋转，而且在可断驱转销29被剪断后，卷筒体22与绕转部24同步旋转，实现同步定向作用。 

更佳地，所述轴端件28与所述锁止部26通过相适配的齿与齿槽定向连接。使得织带12自由拉伸缩回时轴端件28与锁止部26同步旋转，可断驱转销29被剪断后，轴端件28与锁止部26同时锁止，实现同步定向作用。 

更佳地，所述卷筒体22与所述绕转部24通过键连接形成定向结构，同样可以实现定向作用，保证卷筒体22与绕转部24同步旋转。 

更佳地，所述卷筒体22与所述绕转部24通过相同横截面的轴与孔连接形成定向结构，同样实现定向作用，保证卷筒体22与绕转部24同步旋转。所述横截面可以是多边形，具体地可以是正多边形、平行四边形、梯形；该横截面也可以是各种非圆形截面，使得凸块与凹槽相互匹配同步旋转或锁止。因此该横截面是非圆形即可，但是以梯形、平行四边形、方形或长方形的结构为较佳的受力结构，防止打滑效果较好，即定向定位效果较佳。 

对应地，轴端件28与锁止部26可以对应地选择上述任意一种定向连接结构，实现同步定向连接即止旋连接，维持锁止部26与轴端件28同步，包括同步旋转和同时锁止。 

更佳地，所述卷收装置15还包括预紧器50，所述预紧器50包括与所述卷轴20一端固定连接的齿轮52、与该齿轮52啮合连接的齿条53、与该齿条53固定连接的活塞杆55、与该活塞杆55固定连接的活塞56、开设于所述座体16并与所述活塞56相适配的活塞筒58、开设于所述座体16并与所述活塞筒58连通的气腔60、具有触发元件63并固定安装于所述座体16的火药装置62，开设于所述座体16并活动套设于所述齿条52的齿条导向槽65，所述火药装置62喷发端64朝向所述气腔60。预紧器包括触发元件63、火药装置62、齿轮52、齿条53及齿条导向机构。预紧器未作动状态如图6、图7所示，此时齿条53不作动，安全带卷出卷入时齿轮52随着卷收器卷筒体22转动。预紧器包括多个触发元件63（优选电子触发元件），当碰撞发生时，一个或多个触发元件63从外部控制系统中接收电信号，触发火药装置（如图6所示），火药在火药装置的壳体内燃烧，产生生大量的气体，火药装置的壳体的喷发端是由可破裂的材料制造而成，喷发端向外爆裂形成喷发口，气体流到气腔60内，并冲击活塞56的顶部，由此活塞56带动齿条53向下运动与卷轴上齿轮52啮合，并带动齿轮6一起旋转，从而带动卷收器卷筒体22一起运动，实现安全带回卷收紧。预紧器作动状态如图8所示。 

更佳地，所述连接装置18包括与所述织带12固定连接的锁舌68、与汽车车架连接的扣座69，所述锁舌68可拆卸地插扣于所述扣座69。如图1、图2所示，其中两点式安全带包括织带12、锁舌68、卡扣支架即扣座69及安装螺栓67。安全带织带12的一端通过安装螺栓67固定于座椅侧面骨架（侧梁）或地板延伸支架（中部竖杆）。安全带织带12的另一端连接预紧限力式卷收器15，卷收器15固定在车架上，安全带织带紧箍在座椅靠背99后侧。扣座69设有锁舌插槽，防挥鞭伤安全带的锁舌68可以插入锁舌插槽中处于工作状态，也可从扣座69的锁舌插槽中取出，使得车体美观。 

如图3、图4所示，其中三点式安全带包括折回的两段安全带织带12、锁舌68、具有锁舌插槽的扣座69、螺栓67、预紧限力式卷收器15、锚点螺栓8。安全带织带12一端通过端扣17和锚点螺栓安装在座椅骨架或车身上；安全带织带12另一端连接预紧限力式卷收器15，卷收器15固定在车辆上；安全带织带12穿过锁舌68然后折回形成两段式，锁舌68插设于扣座69，扣座69通过安装螺栓固定于座椅椅垫骨架或地板延伸支架，形成座椅靠背后倾的阻拦结构。 

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。 

Claims (9)

1.一种防挥鞭伤安全带，用于限制汽车座椅靠背后翻防止乘员发生挥鞭伤，其特征在于：所述防挥鞭伤安全带包括横向或斜向拦压于所述座椅靠背后侧的织带、与所述织带一端连接并卷绕该织带的具有座体的自锁式卷收装置，所述织带的另一端通过连接装置与汽车车架的侧梁连接，所述卷收装置连接于汽车车架的侧梁或中部竖杆。

2.根据权利要求1所述的防挥鞭伤安全带，其特征在于：所述卷收装置还包括自锁器、用于卷绕所述织带的卷轴，所述卷轴包括用于卷绕所述织带的卷筒体、设于所述卷筒体内的空腔处的限力芯轴、与所述自锁器固定连接的轴端件，所述限力芯轴包括依次固定连接的绕转部、芯轴本体、锁止部，所述轴端件与所述锁止部形成止旋连接，所述卷筒体的一端与所述绕转部形成止旋连接，所述卷筒体的另一端与所述轴端件均设有销孔并通过可断驱转销形成销连接，所述轴端件与所述自锁器固定连接或一体连接，所述芯轴本体是两端可相对扭转而产生周向扭转角的轴。

3.根据权利要求2所述的防挥鞭伤安全带，其特征在于：所述轴端件设有圆凸台，所述卷筒体的端部设有与所述圆凸台适配的圆凹槽。

4.根据权利要求2所述的防挥鞭伤安全带，其特征在于：所述卷筒体与所述绕转部通过相适配的齿与齿槽定向连接。

5.根据权利要求4所述的防挥鞭伤安全带，其特征在于：所述轴端件与所述锁止部通过相适配的齿与齿槽定向连接。

6.根据权利要求2所述的防挥鞭伤安全带，其特征在于：所述卷筒体与所述绕转部通过键连接形成定向结构。

7.根据权利要求2所述的防挥鞭伤安全带，其特征在于：所述卷筒体与所述绕转部通过相同横截面的轴与孔连接形成定向结构。

8.根据权利要求2所述的防挥鞭伤安全带，其特征在于：所述卷收装置还包括预紧器，所述预紧器包括与所述卷轴一端固定连接的齿轮、与该齿轮啮合连接的齿条、与该齿条固定连接的活塞杆、与该活塞杆固定连接的活塞、开设于所述座体并与所述活塞相适配的活塞筒、开设于所述座体并与所述活塞筒连通的气腔、具有触发元件并固定安装于所述座体的火药装置，开设于所述座体并活动套设于所述齿条的齿条导向槽，所述火药装置喷发端朝向所述气腔。

9.根据权利要求1所述的防挥鞭伤安全带，其特征在于：所述连接装置包括与所述织带固定连接的锁舌、与汽车车架连接的扣座，所述锁舌可拆卸地插扣于所述扣座。

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