CN103661241A

CN103661241A - 一种安全带预紧器装置

Info

Publication number: CN103661241A
Application number: CN201310676163.7A
Authority: CN
Inventors: 韩勇
Original assignee: TRW Automotive Research and Development Shanghai Co Ltd
Current assignee: TRW Automotive Research and Development Shanghai Co Ltd
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2013-12-11
Publication date: 2014-03-26

Abstract

本发明涉及一种安全带预紧器装置，其包括一管子以及一设置在该管子内腔中并位于该管子的第一端处的气体发生器，其中，所述管子从该第一端蜿蜒延伸至与外围安全带卷收器的卷轴驱动轮位置对应的第二端，所述装置还包括：一设置在所述管子内腔中的密封组件管子；以及一设置在所述管子内腔中并与该内腔间隙形状配合的驱动蛇管子。本发明通过采用柔性主体和刚性骨架嵌接而成且具有蜿蜒形状的驱动蛇，并通过气体发生器产生高压气体而将驱动蛇从管子的第二端伸出直接推动外围安全带卷收器的卷轴驱动轮，以实现对安全带的预紧功能，从而不但满足了预紧距离，确保了预紧反应效率，而且省去了离合机构，降低了制造成本。

Description

一种安全带预紧器装置

技术领域

本发明涉及一种安全带预紧器装置。

背景技术

随着汽车行业的高速发展，乘员安全已成为车辆设计中重点考虑的方面。例如，当事故发生时，人向前，而座椅往后，此时如果安全带过松，则后果很可能是：乘员从安全带下面滑出去：或者，人已碰到了车辆的安全气囊，而此时安全带由于张紧余量过大而未能及时绷紧，即，未能像希望的那样先期吃掉一部分冲力，而是将全部负担都交给了气囊。这两种情况都有可能导致乘员严重受伤。因此，目前车辆基本都配置了预紧式安全带。这种安全带的特点是当汽车发生碰撞事故的一瞬间，乘员尚未向前移动时它会首先拉紧安全带，立即将乘员紧紧地绑在座椅上，然后锁止安全带防止乘员身体前倾，避免乘员的头部、胸部向前撞到方向盘、仪表板及挡风玻璃等，从而减少乘员发生车内二次碰撞的危险，有效保护乘员的安全。这种预紧式安全带主要由普通安全带卷收器以及预紧器组成，其中，预紧器在车速发生急剧变化时起到加强安全带对乘员的约束力的作用。

现有技术中，安全带预紧器主要由气体发生器、传动机构和离合机构三部分组成，其工作原理是利用气体发生器产生高压气体，由气体推动传动机构运动，通过离合机构将运动传给安全带卷收器的卷轴，使卷轴回转将安全带收紧而达到预紧的目的。典型的安全带预紧器有齿轮齿条式预紧器和滚球式预紧器，具体来说：

齿轮齿条式预紧器包括气体发生器、由齿条和齿轮组成的传动机构以及由齿轮盘和滚柱组成的离合机构，其中，气体发生器安装在齿条导套的一端，齿条封装在导套内，且末端与齿轮啮合，齿轮盘与齿轮为一体结构，滚柱在齿轮盘与安全带卷收器的卷轴之间挤压楔紧，将齿轮与卷轴结为一体；其工作原理为：当车辆发生碰撞时，气体发生器中的火药被燃爆，产生的高压气体推动齿条移动，由此时齿轮转动并将滚柱楔紧在卷轴上，安全带在卷轴的回转下被收紧，将乘员牢固地束缚在座椅上。

滚球式预紧器包括气体发生器、由滚球和球窝齿轮组成的传动机构以及由轮盘和离合爪组成的离合机构，其中，气体发生器安装在滚球导套的一端，滚球在导套内紧密排列，从导套末端移出时与球窝齿轮啮合，轮盘外圈与球窝齿轮啮合，其内弧面的转动可使离合爪变型并楔紧在安全带卷收器的卷轴上；其工作原理为：当车辆发生碰撞时，气体发生器产生的气体推动滚球移动而是球窝齿轮转动，并带动轮盘将离合爪楔紧在卷轴上，由此将运动传递给卷轴使安全带收紧。

然而上述两种预紧器分别存在以下缺点：

1、齿轮齿条式预紧器：由于齿条为刚性结构，因此受安装空间的限制，使其预紧距离较小，而由于齿轮齿条传动在所有机械传动方式中的效率最高，因此，其收紧力和收紧量都较大，这也就使得安全带的拉力过高，造成对乘员胸部的压迫力也高，因此增大了人体受安全带压迫伤害的风险；另外，由于这种预紧器需要离合机构，因此，其制造成本较高。

2、滚球式预紧器：由于滚球在气体推动过程中通过相互的接触来传力和传动，滚动既有平动又有转动，与球窝齿轮啮合时还会发生滑转，因此，虽然这种预紧器可以增大预紧距离，使安全带的拉力均匀，但是其传动效率过低，且预紧反应时间较长，从而增加了乘员发生二次碰撞的危险；同样，这种预紧器也需要离合机构，而且，一旦启动后，其离合爪就会变型需要更换，因此，其制造成本也较高；当然为了降低制造成本，现有的滚球式预紧器也可以不采用离合机构，但是这样一来，一旦滚球在导套中由于种种原因而卡住，则导套内的高压气体由于无法及时泄出而造成导套的爆裂，进而造成严重事故。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种安全带预紧器装置，以在保证预紧效果的前提下，降低制造成本，提高安全性能。

本发明所述的一种安全带预紧器装置，其包括一管子以及一设置在该管子内腔中并位于该管子的第一端处的气体发生器，其中，所述管子从该第一端蜿蜒延伸至与外围安全带卷收器的卷轴驱动轮位置对应的第二端，所述装置还包括：

一设置在所述管子内腔中的密封组件，其外缘与所述管子内腔的壁面过盈配合，且该密封组件的远离所述气体发生器的连接端面上设有一泄气通孔；以及

一设置在所述管子内腔中并与该内腔间隙形状配合的驱动蛇，其一端位于所述密封组件的连接端面的一侧并与该密封组件固定连接，其另一端远离所述密封组件，并在所述气体发生器产生的高压气体的推动下沿所述管子内腔移动伸出所述管子的第二端以推动所述卷轴驱动轮转动；

其中，所述驱动蛇包括沿其全长延伸的一柔性主体以及一用于向所述卷轴驱动轮施加作用力的刚性骨架，所述柔性主体与所述管子内腔间隙形状配合，且其外缘上与所述密封组件的泄气通孔对应的位置设有至少一个沿该柔性主体的长度方向延伸的泄气槽，所述刚性骨架与所述柔性主体嵌接在一起，包覆所述柔性主体的布置有所述泄气槽的部分外缘，并与该部分外缘形状匹配。

在上述的安全带预紧器装置中，所述装置还包括一设置在所述泄气通孔中的限流阀。

在上述的安全带预紧器装置中，所述泄气槽的邻近所述限流阀的一端具有与该限流阀位置对应的扩大区域。

在上述的安全带预紧器装置中，所述密封组件包括与所述驱动蛇固定连接的活塞以及套设在该活塞外缘并与所述管子内腔的壁面过盈配合的密封圈，其中，所述活塞的一端面上设有所述泄气通孔。

在上述的安全带预紧器装置中，所述密封组件与所述驱动蛇一体成型地连接在一起。

在上述的安全带预紧器装置中，所述刚性骨架包括：一与所述柔性主体的部分外缘形状匹配的包覆片，以及两个分别连接在所述包覆片的沿其全长延伸的两条侧边上的嵌接片，其中，所述包覆片的表面具有与所述泄气槽形状匹配的凹部，所述嵌接片从所述柔性主体的外缘延伸至其内部。

在上述的安全带预紧器装置中，所述包覆片与所述两个嵌接片一体成型。

在上述的安全带预紧器装置中，所述嵌接片上间隔设有多个用于与所述柔性主体固定连接的卡爪。

在上述的安全带预紧器装置中，所述包覆片的外表面上间隔设有若干个垂直于所述凹部延伸的传动孔。

在上述的安全带预紧器装置中，所述包覆片的内表面上向内垂直延伸有若干个推动片，且所述若干个推动片分别一一对应地位于所述若干个传动孔的边界处。

在上述的安全带预紧器装置中，所述柔性主体的部分外缘的面积占所述柔性主体的整个外缘的面积的三分之一。

在上述的安全带预紧器装置中，所述驱动蛇的邻近所述活塞的所述端面上设有一凹孔，所述活塞的所述端面上设有一嵌置在所述凹孔中的突起部。

在上述的安全带预紧器装置中，所述柔性主体为塑料材质制成的柔性主体。

在上述的安全带预紧器装置中，所述柔性主体由聚丙烯、聚酰胺-6、聚酰胺-66、热塑性弹性体（TPE）、热塑性聚氨酯（TPU）、聚氨酯（PUR）、橡胶或聚甲醛制成。

在上述的安全带预紧器装置中，所述刚性主体为金属材质制成的刚性主体。

在上述的安全带预紧器装置中，所述刚性主体由不锈钢板或镀锌钢板制成。

由于采用了上述的技术解决方案，本发明通过采用柔性主体和刚性骨架嵌接而成且具有蜿蜒形状的驱动蛇，并通过气体发生器产生高压气体而将驱动蛇从管子的第二端伸出直接推动外围安全带卷收器的卷轴驱动轮，以实现对安全带的预紧功能，从而不但满足了预紧距离，确保了预紧反应效率，而且省去了离合机构，降低了制造成本；同时，本发明还通过在驱动蛇上开设泄气槽，并进一步采用限流阀，从而使预紧器可以在工作过程中持续泄气，以避免管子中气压过高而引起爆裂，从而提高了安全性能，增加了使用寿命。

附图说明

图1是本发明一种安全带预紧器装置的一种实施例的结构剖视图；

图2是本发明一种安全带预紧器装置的一种实施例的局部放大示意图；

图3是本发明一种安全带预紧器装置的另一种实施例的结构剖视图；

图4是本发明一种安全带预紧器装置的另一种实施例的局部放大示意图；

图5是本发明一种安全带预紧器装置的又一种实施例的结构剖视图；

图6是本发明一种安全带预紧器装置中驱动蛇的一种实施例的横截面视图；

图7是本发明一种安全带预紧器装置中驱动蛇的另一种实施例的横截面视图；

图8是本发明一种安全带预紧器装置中驱动蛇的刚性骨架的一种实施例的结构示意图；

图9是本发明一种安全带预紧器装置中驱动蛇的刚性骨架的另一种实施例的结构示意图；

图10是本发明一种安全带预紧器装置中驱动蛇的刚性骨架的又一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。

如图1、2所示，本发明，即一种安全带预紧器装置，其包括：管子1、气体发生器2、密封组件3、限流阀4以及驱动蛇5。

管子1包括第一端11，并从该第一端11蜿蜒延伸至与外围安全带卷收器的卷轴驱动轮6位置对应的第二端12。

气体发生器2设置在管子1内腔中并位于管子1的第一端11处。

密封组件3设置在管子1内腔中，其外缘与管子1内腔的壁面过盈配合，以保证驱动蛇5运动所需的压力，且该密封组件3的远离气体发生器2的连接端面31上设有泄气通孔32；如图1、2所示，密封组件3可以是与驱动蛇5独立开的一件式结构；如图3、4所示，密封组件3也可以包括与驱动蛇5固定连接的活塞33以及套设在该活塞33外缘并与管子1内腔的壁面过盈配合的密封圈34，其中，活塞33的连接端面31上设有泄气通孔32；如图5所示，密封组件3还可以与驱动蛇5一体成型地连接在一起。

限流阀4设置在泄气通孔32中。

驱动蛇5设置在管子1内腔中并与该内腔间隙形状配合，其一端位于密封组件3的连接端面31的一侧并与该密封组件31固定连接，其另一端远离密封组件3，并在气体发生器2产生的高压气体的推动下沿管子1内腔移动伸出管子1的第二端12以推动卷轴驱动轮6转动；具体来说：

除了密封组件3与驱动蛇5一体成型的情况以外，驱动蛇5的邻近密封组件3（或者其中的活塞33）的一端面上设有凹孔（图中未示），密封组件3（或者其中的活塞33）的连接端面31上设有嵌置在凹孔中的突起部35，通过凹孔与突起部35的配合即可使密封组件3（或者其中的活塞33）与驱动蛇5固定连接；

驱动蛇5包括沿其全长延伸的柔性主体51（在本实施例中，柔性主体51由塑料材质制成，例如由聚丙烯、聚酰胺-6、聚酰胺-66、热塑性弹性体、热塑性聚氨酯、聚氨酯、橡胶或聚甲醛制成）以及用于向卷轴驱动轮6施加作用力的刚性骨架52（在本实施例中，刚性骨架52由金属材质制成，例如由不锈钢板或镀锌钢板制成）；如图10所示，驱动蛇5还可以包括由铝型材制成的刚性主体52，并通过在其中注塑料以形成驱动蛇5；

柔性主体51与管子1内腔间隙形状配合，且其外缘上与密封组件3的泄气通孔32对应的位置设有至少一个沿该柔性主体51的长度方向延伸的泄气槽53，泄气槽53的邻近限流阀4的一端具有与该限流阀4位置对应的扩大区域530，该扩大区域530为高压气体在限流阀4与泄气槽53之间提供了一个储存和缓冲的空间，从而进一步提高了装置的安全性能；

刚性骨架52与柔性主体51嵌接在一起，包覆柔性主体51的布置有泄气槽53的部分外缘，并与该部分外缘形状匹配，该部分外缘的面积占柔性主体51的整个外缘的面积的三分之一；具体来说，刚性骨架52包括：与柔性主体51的部分外缘形状匹配的包覆片521，以及两个分别连接在包覆片521的沿其全长延伸的两条侧边上的嵌接片522，其中，包覆片521的表面具有与泄气槽53形状匹配的凹部5210（如图6所示，凹部5210（泄气槽53）的数量为1个；如图7所示，凹部5210（泄气槽53）的数量为2个）嵌接片522从柔性主体51的外缘延伸至其内部，并与包覆片521一体成型；另外，如图8所示，嵌接片522上间隔设有多个用于与柔性主体51固定连接的卡爪5220，以有效防止刚性骨架与柔性主体脱离而导致柔性主体破碎，同时，包覆片521的外表面上间隔设有若干个垂直于凹部5210延伸的传动孔5211，以便于与卷轴驱动轮6的齿部配合，提高传动效率；又如图9所示，包覆片521的内表面上向内垂直延伸有若干个推动片5212，且若干个推动片5212分别一一对应地位于若干个传动孔5211的边界处，以便于推动卷轴驱动轮6的齿部，从而进一步提供更大的传动力。

本发明的工作原理如下：

当车辆发生碰撞时，气体发生器2中的火药燃爆，产生高压气体，从而推动密封组件3和驱动蛇5向管子1的第二端12移动，驱动蛇5伸出管子1后，通过其刚性骨架52推动外围安全带卷收器的卷轴驱动轮6，从而使安全带在卷轴的转动下被收紧，将乘员牢固地束缚在座椅上，进而减少了乘员发生车内二次碰撞的危险，有效保护乘员的安全；当乘员由于惯性继续往前倾时，带动卷轴驱动轮6翻转，从而将驱动蛇5推回管子1中。

在上述过程中，通过泄气槽53和密封组件3上的泄气通孔32可使管子1中产生的高压气体持续泄出，从而有效地避免了管子1爆裂，其中，在泄气通孔32中设置限流阀4可避免密封组件3因高温变型而使泄气通孔32的孔径变小，从而维持其泄气效果；限流阀4可通过在铆钉上打孔等常规方式来实现。

综上所述，本发明通过采用由柔性主体和刚性骨架嵌接的驱动蛇，利用其柔性主体确保了其可弯曲的性能，从而相对于传统的齿轮齿条式预紧器增加了预紧距离，使安全带的拉力均匀，降低了人体受安全带压迫伤害的风险，并利用其刚性骨架确保了与外围安全带卷收器的卷轴驱动轮6之间的动力传递，从而确保了预紧反应时间和预紧效果，并且相对于传统的滚球式预紧器不存在零部件的变型问题，因此提高了反复利用性。同时，本发明还通过驱动蛇上的泄气槽、密封组件上的泄气通孔以及限流阀，使管子中的高压气体不会因无法泄出而导致管子爆裂，因此，大大提高了其安全性能。另外，本发明通过驱动蛇直接作用于外围安全带卷收器的卷轴驱动轮6，省去了传统的离合机构，因此有效减少了制造成本。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims

1.一种安全带预紧器装置，其包括一管子以及一设置在该管子内腔中并位于该管子的第一端处的气体发生器，其中，所述管子从该第一端蜿蜒延伸至与外围安全带卷收器的卷轴驱动轮位置对应的第二端，其特征在于，所述装置还包括：

2.根据权利要求1所述的安全带预紧器装置，其特征在于，所述装置还包括一设置在所述泄气通孔中的限流阀。

3.根据权利要求2所述的安全带预紧器装置，其特征在于，所述泄气槽的邻近所述限流阀的一端具有与该限流阀位置对应的扩大区域。

4.根据权利要求1、2或3所述的安全带预紧器装置，其特征在于，所述密封组件包括与所述驱动蛇固定连接的活塞以及套设在该活塞外缘并与所述管子内腔的壁面过盈配合的密封圈，其中，所述活塞的一端面上设有所述泄气通孔。

5.根据权利要求1、2或3所述的安全带预紧器装置，其特征在于，所述密封组件与所述驱动蛇一体成型地连接在一起。

6.根据权利要求1所述的安全带预紧器装置，其特征在于，所述刚性骨架包括：一与所述柔性主体的部分外缘形状匹配的包覆片，以及两个分别连接在所述包覆片的沿其全长延伸的两条侧边上的嵌接片，其中，所述包覆片的表面具有与所述泄气槽形状匹配的凹部，所述嵌接片从所述柔性主体的外缘延伸至其内部。

7.根据权利要求6所述的安全带预紧器装置，其特征在于，所述包覆片与所述两个嵌接片一体成型。

8.根据权利要求6或7所述的安全带预紧器装置，其特征在于，所述嵌接片上间隔设有多个用于与所述柔性主体固定连接的卡爪。

9.根据权利要求6或7所述的安全带预紧器装置，其特征在于，所述包覆片的外表面上间隔设有若干个垂直于所述凹部延伸的传动孔。

10.根据权利要求9所述的安全带预紧器装置，其特征在于，所述包覆片的内表面上向内垂直延伸有若干个推动片，且所述若干个推动片分别一一对应地位于所述若干个传动孔的边界处。

11.根据权利要求1所述的安全带预紧器装置，其特征在于，所述柔性主体的部分外缘的面积占所述柔性主体的整个外缘的面积的三分之一。

12.根据权利要求4所述的安全带预紧器装置，其特征在于，所述驱动蛇的邻近所述活塞的所述端面上设有一凹孔，所述活塞的所述端面上设有一嵌置在所述凹孔中的突起部。

13.根据权利要求1所述的安全带预紧器装置，其特征在于，所述柔性主体为塑料材质制成的柔性主体。

14.根据权利要求13所述的安全带预紧器装置，其特征在于，所述柔性主体由聚丙烯、聚酰胺-6、聚酰胺-66、热塑性弹性体、热塑性聚氨酯、聚氨酯、橡胶或聚甲醛制成。

15.根据权利要求1所述的安全带预紧器装置，其特征在于，所述刚性主体为金属材质制成的刚性主体。

16.根据权利要求15所述的安全带预紧器装置，其特征在于，所述刚性主体由不锈钢板或镀锌钢板制成。