CN104494558A - 一种具有限力停止功能的安全带卷收器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车安全带技术领域，具体地说是一种具有限力停止功能的安全带卷收器，卷带筒与止动轮的接触面上设有至少一组可分离的限力停止组件，限力停止组件由两个或以上的限力停止结构组成，在初始装配时，限力停止结构相互啮合，当汽车发生碰撞后且安全带织带作用在卷带筒的力矩大于限力杆的启动扭矩时，限力杆带动卷带筒旋转，限力停止结构分离。本发明同现有技术相比，在卷带筒与止动轮的接触面上增设有凹凸结构或螺纹结构，通过凹凸结构或螺纹结构的相互配合作用，使卷带筒卡滞在止动轮和U型架之间，实现限力停止功能，用于提高安全带的保护效果。
Description
技术领域
本发明涉及汽车安全带技术领域，具体地说是一种具有限力停止功能的安全带卷收器。
背景技术
随着汽车保有量的不断增加，汽车用户对安全带安全性能的要求越来越高，传统的紧急锁止安全带在发生碰撞时，安全带织带对乘员胸部会产生较大压力，使得乘员胸部受到一定的伤害。
为了提高保护效果，限力安全带诞生了。限力安全带的卷收器内部有一根可以在规定扭矩旋转的限力杆。当发生碰撞后，安全带卷收器锁住，织带停止从卷收器拉出，随着作用在卷收器织带上的力值增加，卷收器内部限力杆的扭矩逐渐变大。当扭矩达到限力杆的启动扭矩后，限力杆开始以相对恒定的扭矩转动。此时，卷收器不再限制织带的拉出，随着限力杆的旋转，织带以相对恒定的力值从卷收器上拉出，作用在乘员胸部的力值将不再升高，保持当前的胸部压力直至碰撞结束。由于乘员胸部的压力得到有效控制，对乘员的保护效果大大提高了。但是，普通限力安全带在限力杆自启动后将一直旋转至碰撞结束，当体重较大的乘员佩戴时，由于织带一直能以恒定的力值拉出，乘员头部可能撞到前方的座椅或方向盘或仪表板等坚硬物体，从而对乘员造成比胸部压力上升更严重的伤害。
为了解决该问题，带限力停止功能的限力卷收器诞生了，其在限力杆作用规定的距离后卷收器仍能锁住，阻止织带继续拉出，从而防止乘员头部碰上前方坚硬物体，保留了限力安全带对胸部的保护效果，并避免了可能的头部伤害，大大提高了安全带的整体保护效果。
现有带限力停止功能的安全带卷收器，例如公开号为WO201214380A1的专利中披露的工作原理：让卷带筒通过螺纹套筒拧紧在止动轮上，从而实现限力停止功能。其一般由U型架、卷带筒、限力杆、止动轮、螺纹套筒等组成，限力杆的一端与止动轮连接，另一端穿过卷带筒与卷带筒另外一端连接，螺纹套筒中心螺纹与止动轮上的螺纹连接在一起，外部的悬臂与卷带筒连接。
参见图10，当汽车发生碰撞时候，安全带卷收器实现锁止，止动轮锁止在U型架上，在限力杆的作用下，卷带筒也实现锁止。当织带作用在卷带筒的力矩上升到限力杆的启动扭矩后，限力杆开始旋转，此时卷带筒随着限力杆一起旋转，实现安全带限力功能。由于螺纹套筒外部的悬臂连接在卷带筒上，且螺纹连接在止动轮上，因此螺纹套筒一边随着卷带筒旋转一边沿着螺纹向止动轮的端面旋转。当螺纹套筒拧紧到螺纹底部，即止动轮端面后，螺纹套筒就拧紧在止动轮上。由于螺纹套筒外端和卷带筒连接，此时卷带筒也停止旋转，从而阻止织带从卷收器拉出，实现限力停止功能。
通过调整螺纹套筒与止动轮端面的初始安装距离，调整螺纹套筒可旋转的圈数，以控制卷带筒被卡住前限力杆的扭转圈数，从而控制限力杆作用时织带拉出的距离，满足不同车型对限力停止安全带织带拉出量的不同要求，提高对乘员的保护效果。
上述带限力停止功能的安全带卷收器是通过螺纹套筒实现限力停止功能的，工作方式和结构都比较复杂，需要精确装配，且成本较高。
因此，需要设计一种能够直接通过卷带筒卡滞在止动轮和U型架之间来实用限力停止功能的汽车安全带卷收器。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种能够直接通过卷带筒卡滞在止动轮和U型架之间来实用限力停止功能的汽车安全带卷收器。
为了达到上述目的，本发明设计了一种具有限力停止功能的安全带卷收器，包括卷带筒、限力杆、止动轮和U型架，限力杆的限力杆端部与止动轮连接，限力杆的另一限力杆端部穿过卷带筒后，与卷带筒的端部内侧连接，卷带筒固定在U型架内，卷带筒上缠绕着安全带织带，卷带筒的另一端部与止动轮的侧面接触，其特征在于：卷带筒与止动轮的接触面上设有至少一组可分离的限力停止组件，限力停止组件由两个或以上的限力停止结构组成，在初始装配时，限力停止结构相互啮合，当汽车发生碰撞后且安全带织带作用在卷带筒的力矩大于限力杆的启动扭矩时，限力杆带动卷带筒旋转，限力停止结构分离。
所述的限力停止组件为凹凸结构，一组凹凸结构包括一个凸出结构和一个凹槽结构，凸出结构和凹槽结构的接触面至少有一个为斜面，斜面位置对应且倾斜方向一致，在初始装配时，凸出结构位于凹槽结构内，当汽车发生碰撞后且安全带织带作用在卷带筒的力矩大于限力杆的启动扭矩时，限力杆带动卷带筒旋转，凸出结构沿着斜面滑出凹槽结构，推动卷带筒向卷带筒端部移动并顶在U型架上，卷带筒卡滞在止动轮与U型架之间。
所述的凹凸结构为两组凹凸结构，两组凹凸结构包括凸出结构、另一凸出结构、凹槽结构和另一凹槽结构，凸出结构和另一凹槽结构位于卷带筒的另一端部侧面，凹槽结构和另一凸出结构位于止动轮的侧面，在初始装配时，凸出结构和凹槽结构的位置对应且相互啮合，另一凸出结构和另一凹槽结构的位置对应且相互啮合。
所述的凹凸结构为一组凹凸结构，一组凹凸结构包括凸出结构和凹槽结构，凸出结构位于卷带筒的另一端部侧面，凹槽结构位于止动轮的侧面，凹槽结构为C形。
所述的凹凸结构为一组凹凸结构，一组凹凸结构包括凸出结构和凹槽结构，凸出结构位于止动轮的侧面，凹槽结构位于卷带筒的另一端部侧面，凹槽结构为C形。
所述的卷带筒向卷带筒端部移动的距离为一个凸出结构的高度或两个凸出结构的高度和。
所述的两个凸出结构分别位于卷带筒与止动轮的接触面上。
所述的限力停止组件为螺纹结构，一组螺纹结构包括两个相互啮合的螺纹和另一螺纹，卷带筒内孔壁设有螺纹，止动轮的中部圆环结构外表面设有另一螺纹，在初始装配时，螺纹和另一螺纹相互啮合，当汽车发生碰撞后且安全带织带作用在卷带筒的力矩大于限力杆的启动扭矩时，限力杆带动卷带筒旋转，卷带筒上的螺纹与止动轮上的另一螺纹相互脱离，推动卷带筒向卷带筒端部移动并顶在U型架上，卷带筒卡滞在止动轮与U型架之间。
本发明同现有技术相比，在卷带筒与止动轮的接触面上增设有凹凸结构或螺纹结构，通过凹凸结构或螺纹结构的相互配合作用，使卷带筒卡滞在止动轮和U型架之间，实现限力停止功能，用于提高安全带的保护效果。与螺纹套筒的限力停止功能安全带卷收器相比，改变了限力停止功能的工作方式，减少了零件数量，使结构更简单，装配更便捷，成本也得以降低，提高了限力停止功能安全带的普及性，从而提高了安全带的保护效果。
附图说明
图1为本发明的限力停止功能卷收器整体结构图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为本发明的卷带筒部件示意图。
图4为本发明的止动轮部件示意图。
图5为本发明实施例1的限力停止功能未作用状态图。
图6为本发明实施例1的限力停止功能作用状态图。
图7为本发明实施例2的限力停止功能未作用状态图。
图8为本发明实施例2的限力停止功能作用状态图。
图9为本发明实施例5的结构示意图。
图10为本发明实施例5的部件示意图。
图11为普通限力曲线示意图。
图12为本发明的限力停止功能的限力曲线示意图。
具体实施方式
现结合附图对本发明做进一步描述。
本发明设计了一种具有限力停止功能的安全带卷收器，包括卷带筒2、限力杆3、止动轮4和U型架5，限力杆3的限力杆端部3-1与止动轮4连接，限力杆3的另一限力杆端部3-2穿过卷带筒2后，与卷带筒2的端部内侧连接，卷带筒2固定在U型架5内，卷带筒2上缠绕着安全带织带，卷带筒2的另一端部与止动轮4的侧面接触，卷带筒2与止动轮4的接触面上设有至少一组可分离的限力停止组件，限力停止组件由两个或以上的限力停止结构组成，在初始装配时，限力停止结构相互啮合，当汽车发生碰撞后且安全带织带作用在卷带筒2的力矩大于限力杆3的启动扭矩时，限力杆3带动卷带筒2旋转，限力停止结构分离。
参见图1-4，限力停止组件为凹凸结构，卷带筒2与止动轮4的接触面上设有至少一组凹凸结构，一组凹凸结构包括一个凸出结构和一个凹槽结构，凸出结构和凹槽结构的接触面至少有一个为斜面，斜面位置对应且倾斜方向一致。
在初始装配时，凸出结构位于凹槽结构内。当汽车发生碰撞时，锁止组件6启动锁止功能，止动轮4锁止在U型架端部5-1，由于卷带筒2是通过限力杆3与止动轮4连接的，因此卷带筒2也实现锁止。当安全带织带作用在卷带筒2的力矩大于限力杆3的启动扭矩，限力杆3带动卷带筒2旋转，实现安全带限力功能，凸出结构沿着斜面滑出凹槽结构，卷带筒2向卷带筒端部2-5移动并顶在U型架5的另一U型架端部5-2上，卷带筒2向卷带筒端部2-5移动的距离为一个凸出结构的高度或两个凸出结构的高度和，从而将卷带筒2卡滞在止动轮4与U型架5之间，阻止安全带织带继续从卷收器拉出，实现卷收器的限力停止功能。
参见图9-10，限力停止组件为螺纹结构，一组螺纹结构包括两个相互啮合的螺纹2-6和另一螺纹4-6，卷带筒2内孔壁设有螺纹2-6，止动轮4的中部圆环结构外表面设有另一螺纹4-6，在初始装配时，螺纹2-6和另一螺纹4-6相互啮合，当汽车发生碰撞后且安全带织带作用在卷带筒2的力矩大于限力杆3的启动扭矩时，限力杆3带动卷带筒2旋转，卷带筒2上的螺纹2-6与止动轮4上的另一螺纹4-6相互脱离，推动卷带筒2向卷带筒2端部移动并顶在U型架5上，卷带筒2卡滞在止动轮4与U型架5之间。
实施例1
参见图5、图6和图12，本实施例的限力停止组件为凹凸结构，凹凸结构为两组，两组凹凸结构包括凸出结构2-1、另一凸出结构4-1、凹槽结构4-2和另一凹槽结构2-2，凸出结构2-1和另一凹槽结构2-2位于卷带筒2的另一端部侧面，凹槽结构4-2和另一凸出结构4-1位于止动轮4的侧面，凸出结构2-1有一侧为凸出斜面2-4，另一凸出结构4-1有一侧为另一凸出斜面4-3，凹槽结构4-2有一侧为凹槽斜面4-4，另一凹槽结构2-2有一侧为另一凹槽斜面2-3。
在初始装配时，卷带筒2上的凸出结构2-1和止动轮4上的凹槽结构4-2位置对应且相互啮合，止动轮4上的另一凸出结构4-1和卷带筒2上的另一凹槽结构2-2位置对应且相互啮合。
当汽车发生碰撞时，锁止组件6启动锁止功能，止动轮4锁止在U型架端部5-1，由于卷带筒2是通过限力杆3与止动轮4连接的，因此卷带筒2也实现锁止。当安全带织带作用在卷带筒2的力矩大于限力杆3的启动扭矩时，限力杆3带动卷带筒2旋转，实现安全带限力功能，凸出结构2-1与凹槽结构4-2、另一凸出结构4-1与另一凹槽结构2-2相互分离，推动卷带筒2向卷带筒端部2-5移动一定的距离，移动的距离为凸出结构2-1或另一凸出结构4-1的高度。卷带筒2继续旋转，当凸出结构2-1与另一凸出结构4-1接触时，在凸出斜面2-4和另一凸出斜面4-3的作用下，凸出结构2-1滑到与另一凸出结构4-1上，再次推动卷带筒2继续向卷带筒端部2-5移动，两次移动的总距离为凸出结构2-1的高度以及另一凸出结构4-1的高度之和。卷带筒端部2-5顶在U型架5的另一U型架端部5-2上，从而将卷带筒2卡滞在止动轮4与U型架5之间，阻止安全带织带继续从卷收器拉出，实现卷收器的限力停止功能。
通过调整卷凸出结构2-1与另一凸出结构4-1之间相对角度，可以控制卷带筒2被卡住前限力杆3的扭转圈数，从而控制限力杆3限力作用时安全带织带拉出的距离，满足不同车型对限力停止安全带织带拉出量的不同要求，提高对乘员的保护效果。
实施例2
参见图7、图8和图12，本实施例的限力停止组件为凹凸结构，凹凸结构为一组，一组凹凸结构包括凸出结构2-1和凹槽结构4-2，凸出结构2-1位于卷带筒2的另一端部侧面，凸出结构2-1有一侧为凸出斜面2-4，凹槽结构4-2位于止动轮4的侧面，凹槽结构4-2有一侧为凹槽斜面4-4，凹槽结构4-2为C形。
在初始装配时，卷带筒2上的凸出结构2-1落在止动轮4上的凹槽结构4-2内。
当汽车发生碰撞时，锁止组件6启动锁止功能，止动轮4锁止在U型架端部5-1，由于卷带筒2是通过限力杆3与止动轮4连接的，因此卷带筒2也实现锁止。当安全带织带作用在卷带筒2的力矩大于限力杆3的启动扭矩时，限力杆3带动卷带筒2旋转，实现安全带限力功能，凸出结构2-1沿着凹槽结构4-2内壁旋转，当凸出结构2-1的凸出斜面2-4与凹槽结构4-2的凹槽斜面4-4接触时，在凸出斜面2-4和凹槽斜面4-4的作用下，凸出结构2-1滑出凹槽结构4-2，推动卷带筒2向卷带筒端部2-5移动，移动的总距离为凸出结构2-1的高度。卷带筒端部2-5顶在U型架5的另一U型架端部5-2上，从而将卷带筒2卡滞在止动轮4与U型架5之间，阻止安全带织带继续从卷收器拉出，实现卷收器的限力停止功能。
通过调整卷凸出结构2-1与凹槽斜面4-4之间的相对角度，可以控制卷带筒2被卡住前限力杆3的扭转圈数，从而控制限力杆3限力作用时安全带织带拉出的距离，满足不同车型对限力停止安全带织带拉出量的不同要求，提高对乘员的保护效果。
实施例3：
本实施例的限力停止组件为凹凸结构，凹凸结构为一组，一组凹凸结构包括凸出结构和凹槽结构，凸出结构位于止动轮4的侧面，凸出结构有一侧为凸出斜面，凹槽结构位于卷带筒2的另一端部侧面，凹槽结构有一侧为凹槽斜面，凹槽结构为C形。
在初始装配时，止动轮4上的凸出结构落在卷带筒2的凹槽结构内。
当汽车发生碰撞时，锁止组件6启动锁止功能，止动轮4锁止在U型架端部5-1，由于卷带筒2是通过限力杆3与止动轮4连接的，因此卷带筒2也实现锁止。当安全带织带作用在卷带筒2的力矩大于限力杆3的启动扭矩时，限力杆3带动卷带筒2旋转，实现安全带限力功能，凸出结构沿着凹槽结构内壁旋转，当凸出结构的凸出斜面与凹槽结构的凹槽斜面接触时，在凸出斜面和凹槽斜面的作用下，凸出结构滑出凹槽结构，推动卷带筒2向卷带筒端部2-5移动，移动的总距离为凸出结构的高度。卷带筒端部2-5顶在U型架5的另一U型架端部5-2上，从而将卷带筒2卡滞在止动轮4与U型架5之间，阻止安全带织带继续从卷收器拉出，实现卷收器的限力停止功能。
通过调整卷凸出结构与凹槽斜面之间的相对角度，可以控制卷带筒2被卡住前限力杆3的扭转圈数，从而控制限力杆3限力作用时安全带织带拉出的距离，满足不同车型对限力停止安全带织带拉出量的不同要求，提高对乘员的保护效果。
实施例4：
卷带筒2的侧面有两个或两个以上凸起结构和两个或两个以上凹槽结构，止动轮4的侧面有两个或两个以上凸起结构和两个或两个以上凹槽结构，其余实现方式与实施例1或2相似。
实施例5：
参见图9、图10和图12，本实施例中，限力停止组件为螺纹结构，一组螺纹结构包括两个相互啮合的螺纹2-6和另一螺纹4-6，卷带筒2内孔壁设有螺纹2-6，止动轮4的中部圆环结构外表面设有另一螺纹4-6。
在初始装配时，螺纹2-6和另一螺纹4-6相互啮合。
当汽车发生碰撞时，锁止组件6启动锁止功能，止动轮4锁止在U型架端部5-1，由于卷带筒2是通过限力杆3与止动轮4连接的，因此卷带筒2也实现锁止。当安全带织带作用在卷带筒2的力矩大于限力杆3的启动扭矩时，限力杆3带动卷带筒2旋转，实现安全带限力功能。当安全带织带作用在卷带筒2的力矩大于限力杆3的启动扭矩时，限力杆3带动卷带筒2旋转，卷带筒2上的螺纹2-6与止动轮4上的另一螺纹4-6相互脱离，推动卷带筒2向卷带筒端部2-5移动，卷带筒端部2-5顶在U型架5的另一U型架端部5-2上，从而将卷带筒2卡滞在止动轮4与U型架5之间，阻止安全带织带继续从卷收器拉出，实现卷收器的限力停止功能。
通过调整卷带筒2和止动轮4上螺纹的螺距，可以控制卷带筒2被卡住前限力杆3的扭转圈数，从而控制限力杆3限力作用时安全带织带拉出的距离，满足不同车型对限力停止安全带织带拉出量的不同要求，提高对乘员的保护效果。
本发明中，限力杆3的启动扭矩根据不同的车型进行设定，使限力杆3能在设定的扭矩值旋转，以满足不同车型的需求。
Claims (8)
1.一种具有限力停止功能的安全带卷收器，包括卷带筒（2）、限力杆（3）、止动轮（4）和U型架（5），限力杆（3）的限力杆端部（3-1）与止动轮（4）连接，限力杆（3）的另一限力杆端部（3-2）穿过卷带筒（2）后，与卷带筒（2）的端部内侧连接，卷带筒（2）固定在U型架（5）内，卷带筒（2）上缠绕着安全带织带，卷带筒（2）的另一端部与止动轮（4）的侧面接触，其特征在于：卷带筒（2）与止动轮（4）的接触面上设有至少一组可分离的限力停止组件，限力停止组件由两个或以上的限力停止结构组成，在初始装配时，限力停止结构相互啮合，当汽车发生碰撞后且安全带织带作用在卷带筒（2）的力矩大于限力杆（3）的启动扭矩时，限力杆（3）带动卷带筒（2）旋转，限力停止结构分离。
2.根据权利要求1所述的一种具有限力停止功能的安全带卷收器，其特征在于：所述的限力停止组件为凹凸结构，一组凹凸结构包括一个凸出结构和一个凹槽结构，凸出结构和凹槽结构的接触面至少有一个为斜面，斜面位置对应且倾斜方向一致，在初始装配时，凸出结构位于凹槽结构内，当汽车发生碰撞后且安全带织带作用在卷带筒（2）的力矩大于限力杆（3）的启动扭矩时，限力杆（3）带动卷带筒（2）旋转，凸出结构沿着斜面滑出凹槽结构，推动卷带筒（2）向卷带筒（2）端部移动并顶在U型架（5）上，卷带筒（2）卡滞在止动轮（4）与U型架（5）之间。
3.根据权利要求2所述的一种具有限力停止功能的安全带卷收器，其特征在于：所述的凹凸结构为两组凹凸结构，两组凹凸结构包括凸出结构（2-1）、另一凸出结构（4-1）、凹槽结构（4-2）和另一凹槽结构（2-2），凸出结构（2-1）和另一凹槽结构（2-2）位于卷带筒（2）的另一端部侧面，凹槽结构（4-2）和另一凸出结构（4-1）位于止动轮（4）的侧面，在初始装配时，凸出结构（2-1）和凹槽结构（4-2）的位置对应且相互啮合，另一凸出结构（4-1）和另一凹槽结构（2-2）的位置对应且相互啮合。
4.根据权利要求2所述的一种具有限力停止功能的安全带卷收器，其特征在于：所述的凹凸结构为一组凹凸结构，一组凹凸结构包括凸出结构（2-1）和凹槽结构（4-2），凸出结构（2-1）位于卷带筒（2）的另一端部侧面，凹槽结构（4-2）位于止动轮（4）的侧面，凹槽结构（4-2）为C形。
5.根据权利要求2所述的一种具有限力停止功能的安全带卷收器，其特征在于：所述的凹凸结构为一组凹凸结构，一组凹凸结构包括凸出结构和凹槽结构，凸出结构位于止动轮（4）的侧面，凹槽结构位于卷带筒（2）的另一端部侧面，凹槽结构为C形。
6.根据权利要求2所述的一种具有限力停止功能的安全带卷收器，其特征在于：所述的卷带筒（2）向卷带筒（2）端部移动的距离为一个凸出结构的高度或两个凸出结构的高度和。
7.根据权利要求6所述的一种具有限力停止功能的安全带卷收器，其特征在于：所述的两个凸出结构分别位于卷带筒（2）与止动轮（4）的接触面上。
8.根据权利要求1所述的一种具有限力停止功能的安全带卷收器，其特征在于：所述的限力停止组件为螺纹结构，一组螺纹结构包括两个相互啮合的螺纹（2-6）和另一螺纹（4-6），卷带筒（2）内孔壁设有螺纹（2-6），止动轮（4）的中部圆环结构外表面设有另一螺纹（4-6），在初始装配时，螺纹（2-6）和另一螺纹（4-6）相互啮合，当汽车发生碰撞后且安全带织带作用在卷带筒（2）的力矩大于限力杆（3）的启动扭矩时，限力杆（3）带动卷带筒（2）旋转，卷带筒（2）上的螺纹（2-6）与止动轮（4）上的另一螺纹（4-6）相互脱离，推动卷带筒（2）向卷带筒（2）端部移动并顶在U型架（5）上，卷带筒（2）卡滞在止动轮（4）与U型架（5）之间。
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