CN103661239A - 用于车辆的座椅安全带的锚固预紧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车辆的座椅安全带的锚固预紧器，其改进了车辆碰撞过程中座椅安全带的带子卡在乘客腹部的现象。所述锚固预紧器可以包括：第一和第二丝线，其分别连接至带子的下端部；具有活塞的驱动缸，所述活塞联接至第一和第二丝线的端部；气体发生器，其供应气压以用于向前移动所述活塞；第一辊轴，该第一辊轴支撑所述第一丝线从而在活塞向前移动的过程中在相对于车辆底部而倾斜的方向上移动该第一丝线；和第二辊轴，该第二辊轴支撑所述第二丝线从而随着所述活塞向前移动而向下移动所述第二丝线；其中所述活塞的向前移动在第一丝线移动的方向上同时在垂直于所述第一丝线移动的方向的方向上拉动所述座椅安全带的带子。

Description

用于车辆的座椅安全带的锚固预紧器

技术领域

本发明涉及用于车辆的座椅安全带的锚固预紧器，更具体地，涉及用于车辆的座椅安全带的改进的锚固预紧器，从而避免在碰撞中座椅安全带的带子卡在乘客腹部。

背景技术

通常地，车辆具有座椅安全带从而避免驾驶员和乘客由于例如碰撞的外部冲击而受伤。座椅安全带保护驾驶员和乘客免受单单是车辆的撞击能量，但是主要目的是借助于安全气囊系统保护乘客安全。

为了保证习惯以不适当方式系上座椅安全带（例如松弛的座椅安全带）的乘客的安全，座椅安全带除了牵缩预紧器之外还设置有锚固预紧器，所述锚固预紧器有效地消除座椅安全带的带子松弛。

座椅安全带的锚固预紧器是当车辆碰撞时向座椅安全带施加预置张力的设备，从而消除带子松弛，增强座椅安全带的初始约束能力，使得约束系统可以有效地吸收碰撞能量。

在车辆碰撞中在座椅安全带上产生下潜现象。下潜现象通常是指人体模型相对于座椅安全带向下移动的现象。在下潜现象的过程中存在若干问题；一个问题是座椅安全带的带子由于人体模型的向下移动而相对向上移动并且因此卡在腹部的现象，亦即，座椅安全带的带子卡在腹部的现象。该下潜现象经常发生于具有小骨盆和低腹部的5%的人体模型。

北美NCAP（新车评估项目）从成立后第11年开始在5%女性人体模型坐在乘客座椅上的条件下在前方碰撞中评价车辆，而韩国计划从2013年开始进行评价，欧洲从2015年开始进行评价，从而增强车辆安全。此外，中国在NCAP中从2012年开始在5%人体模型坐在后方乘客座椅的条件下进行车辆评价，同时反映出评价中不仅出现损伤，而且出现下潜现象。

当在碰撞中座椅安全带的带子从人体模型的骨盆至腹部向上过度移动并且挤压没有肌肉和骨头的腹部时，会出现下潜现象的缺点，亦即座椅安全带的带子卡在腹部，导致过度挤压腹部。带子放置在硬度较弱的腹部上造成人体模型的骨盆进一步移动，因此可能更为严重地损伤人体模型的大腿前部，并且人体模型上身的不稳定移动可能造成不期望的人体模型移动，并且在真实碰撞事故中，腹部压力可能造成内部器官的破裂等。

座椅安全带的带子卡在腹部的现象的主要因素有例如车辆本身的加速度，倾斜角（当大部分的带子卡在腹部时的倾斜角），座椅安全带的锚固预紧器的交角和带扣高度，和座椅垫的硬度。

因此，必须改进这些因素从而改进座椅安全带的带子卡在腹部上的情况，但是存在如下若干困难：

在这些因素中，车辆的加速度在碰撞时通过安装在车辆中的加速度传感器而测量，并且受车辆的整体性质例如车身结构、底盘结构、发动机尺寸等的影响。可以通过改变加速度而改进座椅安全带的带子卡在腹部上的情况。然而，实际上难以改进座椅安全带的带子在腹部上被卡的情况，因为改变加速度需要车辆结构的重大变动。

车辆的倾斜角表示碰撞中车辆后侧升起和旋转的角度，并且受车辆的整体性质例如车身结构、底盘结构、发动机尺寸等的影响。车身结构的改进可以部分改进座椅安全带的带子卡在腹部上的情况，但是车身的加速和减速会变差。

座椅安全带的APT（锚固预紧器）交角被确定为锚固预紧器的安装位置和人体模型之间的相对位置。由于锚固预紧器通常由B-柱设置并且必须保证安装空间，当安装位置确定时，由于零件之间的干扰而难以改变安装位置。难以改变人体模型的安装位置，因为其安装位置由内包装确定。

相对容易改变座椅安全带的带扣高度，但是当减少带扣高度以改进座椅安全带的带子卡在腹部上的情况时，由于不便于使用带扣而存在恶化的可能性。

此外，难以改变座椅垫的硬度，并且增加的垫硬度降低乘坐舒适度。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明致力于解决与现有技术相关的上述问题。本发明的各个方面提供一种用于车辆的座椅安全带的锚固预紧器，其中通过用第一丝线以与车辆底部倾斜的方向拉动而约束带子，并且通过第二丝线产生向下拉动带子的约束力从而人为增加锚固预紧器的交角，从而避免座椅安全带的带子卡在乘客的腹部。

本发明的各个方面提供一种用于车辆的座椅安全带的锚固预紧器，包括：第一丝线和第二丝线，所述第一丝线和第二丝线分别连接至所述座椅安全带的带子的下端部；具有活塞的驱动缸，所述活塞联接至所述第一和第二丝线的端部；气体发生器，所述气体发生器供应气压以用于向前移动所述活塞；第一辊轴，所述第一辊轴支撑所述第一丝线从而当所述活塞向前移动时以与所述车辆底部倾斜的方向移动所述第一丝线；和第二辊轴，所述第二辊轴支撑所述第二丝线从而随着所述活塞向前移动以向下方向移动所述第二丝线；其中在车辆碰撞的过程中，所述活塞的向前移动在所述第一丝线移动的方向上同时在垂直于所述第一丝线移动的方向的方向上拉动所述座椅安全带的带子。

所述驱动缸可以包括球形挡块，所述球形挡块阻止所述活塞向后移动，并且所述气体发生器被构造成随着火药的爆炸力移动所述活塞，所述火药根据来自检测车辆碰撞的锚固预紧器控制单元（ACU）的信号而爆炸。

相比于现有的锚固预紧器，根据上述锚固预紧器可以在车辆碰撞的过程中消除带子的松弛从而改进由座椅安全带约束乘客的力，并且通过向下拉动带子而增加锚固预紧器的交角，因此可以避免带子卡在乘客的腹部。

因此，锚固预紧器可以在车辆碰撞的过程中提高乘客的安全并且增加车辆碰撞性能的改进效率。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的实施方案，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1是示意性显示根据本发明的用于车辆座椅安全带的示例性锚固预紧器的图。

图2是示意性显示根据本发明的用于座椅安全带的锚固预紧器的操作的图。

图3是示意性显示当交角增加时施加至乘客腹部的力减少的图。

图4是显示在车辆的碰撞测试过程中当座椅安全带的带子约束人体模型时的负荷的曲线图。

图5是显示在车辆的碰撞测试过程中座椅安全带的带子施加至人体模型的右大腿的负荷的曲线图。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，显示了说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征（包括例如具体尺寸、方向、位置和外形）将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记涉及本发明的同样的或等同的部分。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

本发明涉及一种用于座椅安全带的锚固预紧器，所述锚固预紧器安装至现有的锚固单元（当未安装锚固预紧器时，所述锚固单元将带子的下端部固定至车辆底部并且支撑带子）从而将座椅安全带的带子的下端部固定至车辆底部并支撑带子，本发明的主要方面是在锚固预紧器的操作过程中增加锚固预紧器的交叉角（下文称作“交角”），从而改进座椅安全带的带子被卡在腹部的现象。

因此，根据本发明，在车辆的碰撞过程中，座椅安全带的带子在相对于车辆底部倾斜的方向上被拉动并且同时被向下拉动从而通过使用两根丝线而被约束，因此避免由于在座椅安全带的操作过程中故意增加交角而导致带子被卡在乘客的腹部。

如图1中所示，根据本发明的各个实施方案的用于座椅安全带的锚固预紧器100连接至用于车辆的座椅安全带的带子200的下端部从而拉动带子200，并且该锚固预紧器100包括：第一丝线110和第二丝线120，所述第一丝线110和第二丝线120连接至带子200的下端部；具有活塞132的驱动缸130，所述活塞132整体联接至第一和第二丝线110和120的端部；第一辊轴140，其用于支撑第一丝线110使得第一丝线110在相对于车辆底部倾斜的方向上移动；和第二辊轴150，所述第二辊轴150用于支撑第二丝线120使得第二丝线120在车辆的向下方向上移动。

第一丝线110和第二丝线120连接带子200的下端部和活塞132，从而当活塞132向前移动时拉动带子200，并且该第一丝线110和第二丝线120安装在驱动缸130中而其端部联接至活塞132。

驱动缸130包括密闭的密封缸体131、安装在缸体131中从而线性移动的活塞132、和用于避免活塞132向后移动的球形挡块133。

用于产生和供应气压从而使活塞132向前移动的气体发生器160连接至缸体131的后端部。

气体发生器160根据来自锚固预紧器控制单元（ACU）的信号而操作，并且通过使用火药的爆炸力而产生气压，火药根据来自检测车辆碰撞的ACU的点火信号而爆炸，并且由于产生的气压使得活塞132向前移动。

例如，ACU从用于检测车辆碰撞的碰撞传感器接收碰撞信号，因此识别出发生碰撞。

例如，气体发生器160可以包括：火药，火药通过连接至ACU的点火剂而爆炸从而产生气压；火药储存器162，所述火药储存器162用于储存火药；和基部弹药筒161，所述基部弹药筒161容纳火药储存器162。基部弹药筒161具有空心部分163，在火药的爆炸过程中产生的气压通过所述空心部分163流动，并且基部弹药筒161连接至缸体131使得气体可以在基部弹药筒161和缸体131之间流动，因此由火药的爆炸过程中产生的大量气体和卡路里而产生的气压进入活塞132和缸体131从而向前移动活塞132。

当对锚固预紧器100进行驱动从而向前移动活塞132并拉动座椅安全带的带子200时，消除带子200的松弛并且改进初始约束力，使得人体模型的骨盆的移动减少，导致膝盖的损伤减轻并保证乘客上身的稳定移动性。

球形挡块133外接于活塞132的倾斜表面和缸体131的内圆周上。在活塞132向前移动的过程中，球形挡块133与活塞132一起移动，并且在活塞132向后移动的过程中卡在活塞132的倾斜表面和缸体131的内圆周之间，从而避免活塞132向后移动，因此避免丝线110和120的反向张力。

第一辊轴140和第二辊轴150分别通过第一安装支架141和第二安装支架151可旋转地安装在缸体131的外部。

为了在驱动缸130的一侧处安装，第一辊轴140设置在用于产生第一丝线110在相对于车辆底部倾斜的方向上的移动路径的位置处，而第二辊轴150设置在用于产生第二丝线120在车辆的向下方向上的移动路径的位置处。

如图1中所示，第一辊轴140设置在驱动缸130的后端部处，并且第一丝线110被第一辊轴140支撑从而产生相对于车辆底部而倾斜的移动路径，导致在车辆碰撞的过程中拉动带子200并因此消除带子的松弛。

第二辊轴150设置在基部弹药筒161或驱动缸130的上端部处，并且第二丝线120被第二辊轴150支撑从而产生车辆的向下移动路径，导致在车辆碰撞过程中拉动带子200使得带子相对于现有带子向下移动从而避免带子被乘客的腹部被卡住。

具体地，当张力施加至第二丝线120时，施加至带子200的某些力以垂直于第一丝线110的拉力的方向来约束（或拉动）带子，使得如图2中所示，座椅安全带的带子200以倾斜方向和向下方向被第二丝线120拉动并且同时围绕第一辊轴140旋转，导致交角增大。

如图3中所示，在交角增大的情况下，由带子施加至腹部的约束力（或负荷）减少从而避免带子卡在乘客腹部。

在这种情况下，第二丝线120被第二辊轴150支撑的同时进行移动，该第二丝线120被第一辊轴140支撑，并被引导至驱动缸130，最终与第一丝线110一起联接至活塞132。

第一丝线110和第二丝线120分别设置在第一波纹软管111和第二波纹软管121中，所述第一波纹软管11和第二波纹软管121在纵向方向上压缩和还原，并且提供了连接单元170，在所述连接单元170处丝线110和120的端部和带子200的下端部联接至波纹软管111和121的上端部，使得带子随着丝线110和120的拉动而被拉动。

第一辊轴140可旋转地安装在第一安装支架141和辅助安装支架142之间，所述辅助安装支架142安装至第一安装支架141的后侧，并且第一波纹软管11坐落并固定至辅助安装支架142的上端部。第二波纹软管121坐落并固定至基部弹药筒161或缸体131的上端部。

第一波纹软管111和第二波纹软管121同时联接至连接单元170的右侧和左侧或前侧和后侧从而避免它们之间发生干扰。

此外，图2的标记“A”表示根据本发明的各个实施方案当第二丝线120从锚固预紧器100移动时锚固预紧器的操作，并且在这种情况下，根据本发明的各个实施方案不施加第二丝线120的向下拉力因此有效地增大了交角。

根据本发明的各个实施方案的用于座椅安全带的锚固预紧器，在锚固预紧器的过程中交角增加，因此可以改进车身的减速和加速、乘坐舒适度和其它缺陷，可以避免车辆安全带的带子卡在腹部而且没有任何结构干扰。

同时，为了确定由于交角增大而造成的效果，使用根据本发明的锚固预紧器和现有的锚固预紧器针对座椅安全带的带子约束力、带子卡在腹部的时间以及施加至大腿和大腿前部的负荷进行测量实验，测量结果显示在图4和5中并且列于下表1中。

在这种情况下，使用单根丝线的仅在相对于车辆底部而倾斜的方向上被拉动和约束座椅安全带的带子的锚固预紧器被用作现有的锚固预紧器。

表1

如图4和5和表1中所示，可以理解的是，当应用根据本发明的锚固预紧器时，与当应用现有的锚固预紧器相比，带子卡在腹部的时间推后，施加至大腿和大腿前部的负荷减少，且乘客上身的移动性稳定。

在车辆碰撞的过程中，座椅安全带的带子卡在腹部的时间越推后，施加至人体模型的撞击越小，并且当带子在65毫秒之后卡在腹部时，由带子施加至人体模型的撞击不明显。

因此，随着锚固预紧器的交角增加，由座椅安全带的带子施加至乘客的撞击，特别是施加至乘客腹部的力显著减少。

同时，图4是显示在车辆的碰撞测试过程中当座椅安全带的带子约束人体模型时的负荷的曲线图，和图5是显示在车辆的碰撞测试过程中座椅安全带的带子施加至人体模型的右大腿的负荷的曲线图。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语上或下，前或后等被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性具体实施方式的特征。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (3)

1.一种用于车辆的座椅安全带的锚固预紧器，包括：

第一丝线和第二丝线，所述第一丝线和第二丝线分别连接至所述座椅安全带的带子的下端部；

具有活塞的驱动缸，所述活塞联接至所述第一和第二丝线的各自端部；

气体发生器，所述气体发生器供应气压以用于向前移动所述活塞；

第一辊轴，所述第一辊轴支撑所述第一丝线从而当所述活塞向前移动时在相对于所述车辆底部倾斜的方向上移动所述第一丝线；和

第二辊轴，所述第二辊轴支撑所述第二丝线从而随着所述活塞向前移动以向下方向移动所述第二丝线；

其中在车辆碰撞的过程中，所述活塞的向前移动在所述第一丝线移动的方向上同时在垂直于所述第一丝线移动的方向的方向上拉动所述座椅安全带的带子。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的座椅安全带的锚固预紧器，其中所述驱动缸包括球形挡块，所述球形挡块阻止所述活塞向后移动。

3.根据权利要求1所述的用于车辆的座椅安全带的锚固预紧器，其中所述气体发生器被构造成通过火药的爆炸力来移动所述活塞，所述火药通过来自对车辆碰撞进行检测的锚固预紧器控制单元的信号而爆炸。

Images