CN104742853B - 一种汽车安全带用离合器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及安全带技术领域，具体地说是一种汽车安全带用离合器，包括离合棘轮、锁止爪、触发片、齿轮底座和齿轮箱体，本发明同现有技术相比，取消离合器盖片零件，直接将离合器锁止爪固定在齿轮底座上，减少了零件数量，使装配更方便、成本更低廉；利用触发片和齿轮箱体之间过盈配合产生摩擦力，引导锁止爪旋转动作实现离合器的啮合与分离的动作，仅需要较小的摩擦力就可以触发其工作，从而降低传动中摩擦损耗，提升传动效率，降低能量的损耗；增设螺旋槽结构，用以储备润滑脂，以减少运行中摩擦力；触发片与锁止爪采用不同种材料设计，降低离合器运转过程中的噪音；通过不同数量的锁止爪匹配，来满足不同功率的传递需要。
Description
技术领域
本发明涉及安全带技术领域，具体地说是一种汽车安全带用离合器。
背景技术
传统的被动安全技术是一种针对汽车碰撞后的乘员保护的技术和措施，被动安全已经远远不能满足现代交通对汽车安全性的要求，当前汽车安全技术已经由传统被动安全技术转向为以预防为核心的汽车主动安全技术。
安全带在被动安全系统中占有重要地位。为了弥补传统安全带在佩戴间隙消除和行车安全提醒方面的不足，将先进的电子、通讯及信息技术与传统安全带的功能相结合，电动安全带应运而生。电动安全带是在传统安全带的基础上增加电机、电子ECU控制器和相应的传动系统。车辆主控ECU控制器根据车辆的ABS车辆防抱死制动系统、ESP车辆电子稳定控制程序、BAS车辆制动辅助系统、BRAKE车辆刹车踏板、SPEED车辆行驶速度等相关综合信号，通过相关控制算法，判断出车辆危险信号并将其发送给安全带电子ECU控制器。当安全带电子ECU控制器接收到上述车辆危险信号时，启动安全带电机正向转动工作，将束缚在乘员身体上的织带以一定的张力快速收回，使乘员身体紧紧的固定在座椅上，从而减少乘员在车辆碰撞过程中的伤害。当在乘员操控下车辆碰撞得以避免时，为了满足乘员安全带佩戴的舒适性需求，安全带电子ECU控制器启动电机反向转动工作，使得电动安全带保持为一个传统安全带。
因此，电动安全带需要一个离合机构。当电机正向转动时，离合机构将电机动力与安全带卷带筒“结合”，从而主动的回收织带；当电机反向转动时，离合机构将电机动力与安全带卷带筒“分离”，使得安全带变为被动式，织带可以自由缓慢拉出。
现有的电动安全带用离合器，例如公开号为CN104039607的专利中披露的工作原理：依靠压缩弹簧张紧开口环和保持环之间产生的摩擦，拨动离合器卡爪与卷带筒棘轮之间产生“啮合”和“分离”动作，其一般由输入齿轮、联接器支架、压缩弹簧、张紧开口环、保持环、固定保持元件、铆钉支撑销、压缩弹簧、离合器卡爪、卷带筒棘轮等组成。其中，输入齿轮和联结器支架组合构成动力输入元件，同时为离合器卡爪和张紧开口环提供安装支撑，离合器初始状态为分离状态，即离合器卡爪和卷带筒棘轮保持分离。当电机动力通过传动系统传递到输入元件上，输入元件带动离合器卡爪整体转动，在压缩弹簧作用下，由于张紧开口环和保持环之间存在摩擦而保持静止，张紧开口环和输入元件之间产生了相对转动。此时，张紧开口环拨动离合器卡爪，离合器卡爪与卷带筒棘轮相啮合，此时离合器完成啮合动作，电机动力经过传动系统和离合器传递到卷带筒上。此外，在离合器端面增加盖板，并通过铆钉支撑销铆接的方式，限制离合器卡爪的轴向位移。
上述电动安全带用离合器结构较复杂、零件数量多，需要精确装配，且成本较高。
因此，需要设计一种结构简单、传递效率高、装配方便且成本低廉的汽车安全带用离合器。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种结构简单、传递效率高、装配方便且成本低廉的汽车安全带用离合器。
为了达到上述目的，本发明设计了一种汽车安全带用离合器，包括离合棘轮、锁止爪、触发片、齿轮底座和齿轮箱体，其特征在于：齿轮底座与电机的输出端连接，齿轮底座安装在齿轮箱体的内侧，触发片设在齿轮底座的内侧中央，齿轮箱体的中央设有圆柱结构，圆柱结构穿过齿轮底座后，与触发片的内圆柱孔过盈配合，触发片上设有引导面，锁止爪安装在齿轮底座的内侧并与触发片的引导面相接触，齿轮底座位于离合棘轮外，齿轮底座与离合棘轮之间存在间隙，离合棘轮的内表面设有啮合齿结构，锁止爪的端部设有锁止齿，锁止齿与啮合齿结构啮合或分离，离合棘轮与安全带卷带筒连接。
所述的圆柱结构与所述的内圆柱孔之间设有螺旋凹槽。
所述的螺旋凹槽设在圆柱结构的外表面上，内圆柱孔的内表面为圆弧面。
所述的螺旋凹槽设在内圆柱孔的内表面上，圆柱结构的外表面为圆弧面。
所述的锁止爪的中部设有内圆柱面，所述的齿轮底座的内侧设有旋转轴，锁止爪与齿轮底座之间通过内圆柱面套设在旋转轴的方式连接，锁止爪与齿轮底座之间为绕轴转动方式运动。
所述的引导面的一端为水平结构，另一端为弯折结构。
所述的齿轮底座内侧设有一组凸台，凸台位于触发片的内圆柱孔安装位置的圆周上。
所述的齿轮底座内侧设有若干组凸台组件，凸台组件的组数与锁止爪的数量相同，每组凸台组件由两个凸台结构组成，两个凸台结构分别位于锁止爪安装位置的两侧，凸台结构的形状与锁止爪的外形匹配。
所述的锁止爪与所述的引导面的数量相同，均为1-2个。
所述的锁止爪采用金属材料制成，所述的触发片采用软材料制成。
本发明同现有技术相比，取消离合器盖片零件，直接将离合器锁止爪固定在齿轮底座上，减少了零件数量，使装配更方便、成本更低廉；利用触发片和齿轮箱体之间过盈配合产生摩擦力，引导锁止爪旋转动作实现离合器的啮合与分离的动作，仅需要较小的摩擦力就可以触发其工作，从而降低传动中摩擦损耗，提升传动效率，降低能量的损耗；增设螺旋槽结构，用以储备润滑脂，以减少运行中摩擦力；触发片与锁止爪采用不同种材料设计，降低离合器运转过程中的噪音；通过不同数量的锁止爪匹配，来满足不同功率的传递需要。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的关键结构细化图。
图3为本发明实施例1中，离合器的主视图。
图4为本发明实施例1中，离合器分离状态下，图3的A-A剖视图。
图5为本发明实施例1中，离合器啮合状态下，图3的A-A剖视图。
图6为本发明实施例2中，关键结构细化图。
图7为本发明实施例2中，离合器的主视图。
图8为本发明实施例2中，图7的A-A剖视图。
图9为本发明实施例3中，关键结构细化图。
图10为本发明实施例3中，离合器的主视图。
图11为本发明实施例3中，图10的A-A剖视图。
具体实施方式
现结合附图对本发明做进一步描述。
实施例1
如图1-5所示，本例包括离合棘轮1、锁止爪2、触发片3、齿轮底座4和齿轮箱体5。齿轮底座4与电机的输出端连接，齿轮底座4安装在齿轮箱体5的内侧，触发片3设在齿轮底座4的内侧中央，齿轮箱体5的中央设有圆柱结构5-1，圆柱结构5-1穿过齿轮底座4后，与触发片3的内圆柱孔3-1过盈配合，以产生摩擦力。圆柱结构5-1与内圆柱孔3-1之间设有螺旋凹槽5-2。螺旋凹槽5-2设在圆柱结构5-1的外表面上，内圆柱孔3-1的内表面为圆弧面。螺旋凹槽5-2用于储备润滑脂，降低运行过程中的摩擦阻力。
触发片3上设有引导面3-2，引导面3-2的一端为水平结构，另一端为弯折结构。锁止爪2安装在齿轮底座4的内侧并与触发片3的引导面3-2相接触，锁止爪2的中部设有内圆柱面2-1，齿轮底座4的内侧设有旋转轴4-2，锁止爪2与齿轮底座4之间通过内圆柱面2-1套设在旋转轴4-2的方式连接，即锁止爪2与齿轮底座4之间为绕轴转动方式运动。齿轮底座4内侧设有一组凸台4-1，凸台4-1位于触发片3的内圆柱孔3-1安装位置的圆周上。齿轮底座4内侧设有若干组凸台组件4-3，凸台组件4-3的组数与锁止爪2的数量相同，每组凸台组件4-3由两个凸台结构组成，两个凸台结构分别位于锁止爪2安装位置的两侧，凸台结构的形状与锁止爪2的外形匹配。齿轮底座4位于离合棘轮1外，齿轮底座4与离合棘轮1之间存在间隙，离合棘轮1与齿轮底座4不接触，离合棘轮1的内表面设有啮合齿结构1-1，锁止爪2的端部设有锁止齿2-2，锁止齿2-2与啮合齿结构1-1啮合或分离，离合棘轮1与安全带卷带筒连接。
锁止爪2采用高强度的金属材料制成，触发片3采用塑料等软材料制成，不同类别的材料，可以降低离合器运转过程产生的噪声。
如图4所示，图示状态为离合器的“分离”状态，即离合器锁止爪2的锁止齿2-1与离合棘轮1的啮合齿结构1-1处于分离状态，两者未啮合。当齿轮底座4接受到电机动力按图示逆时针方向转动时，锁止爪2随之整体转动，而触发片3与齿轮箱体5之间由于存在摩擦力，初始时保持静止。此时，锁止爪2一边随着齿轮底座4作公转，一边在触发片3的引导下绕齿轮底座4的旋转轴4-2自转，锁止爪2的锁止齿2-1即可完成伸出动作，随后锁止爪2的锁止齿2-1与离合棘轮1的啮合齿结构1-1完成啮合，其最终啮合状态如图5所示。此时，齿轮底座4继续向前转动，带动锁止爪2、触发片3和离合棘轮1及卷带筒一起转动，此时处于螺旋凹槽5-2内的润滑脂极大的减少了两者之间的摩擦，电机动力经过齿轮底座4传递到卷带筒上完成回收安全带织带动作。
若离合器处于图示5状态，电机带动齿轮底座4作顺时针旋转，初始时齿轮底座4带动锁止爪2一起旋转，同样由于存在摩擦力，触发片3保持静止，锁止爪2一边随齿轮底座4公转，一边在触发片3的引导下绕齿轮底座4的旋转轴4-2自转，当锁止爪2的锁止齿2-1向内转动到一定角度，离合棘轮1与锁止爪2解除啮合，最终转换到图4状态，此时与离合棘轮1及卷带筒可以自由旋转，织带可以自由缓慢拉出，从而电机动力与卷带筒脱开。
实施例2
参见图6-8，本例与实施例1的区别在于：螺旋凹槽5-2设在内圆柱孔3-1的内表面上，圆柱结构5-1的外表面为圆弧面。其他结构及工作原理均与实施例1相似。
实施例3
参见图9-11，本例与实施例1、2的区别在于：锁止爪2的数量为2个，以满足不同功率传递的需要。其他结构及工作原理均与实施例1、2相似。
Claims (9)
1.一种汽车安全带用离合器，包括离合棘轮、锁止爪、触发片、齿轮底座和齿轮箱体，其特征在于 ：齿轮底座（4）与电机的输出端连接，齿轮底座（4）安装在齿轮箱体（5）的内侧，触发片（3）设在齿轮底座（4）的内侧中央，齿轮箱体（5）的中央设有圆柱结构（5-1），圆柱结构（5-1）穿过齿轮底座（4）后，与触发片（3）的内圆柱孔（3-1）过盈配合，触发片（3）上设有引导面（3-2），锁止爪（2）安装在齿轮底座（4）的内侧并与触发片（3）的引导面（3-2）相接触，齿轮底座（4）位于离合棘轮（1）外，齿轮底座（4）与离合棘轮（1）之间存在间隙，离合棘轮（1）的内表面设有啮合齿结构（1-1），锁止爪（2）的端部设有锁止齿（2-2），锁止齿（2-2）与啮合齿结构（1-1）啮合或分离，离合棘轮（1）与安全带卷带筒连接， 所述的圆柱结构（5-1）与所述的内圆柱孔（3-1）之间设有螺旋凹槽（5-2）， 所述的触发片（3）与齿轮箱体（5）之间由于存在摩擦力，初始时保持静止，锁止齿（2-2）与啮合齿结构 （1-1）完成啮合后，螺旋凹槽（5-2）内的润滑脂减少了齿轮箱体（5）与触发片（3）之间的摩擦，便于齿轮箱体（5）与触发片（3）相对转动。
2.根据权利要求 1 所述的一种汽车安全带用离合器，其特征在于 ：所述的螺旋凹槽（5-2）设在圆柱结构（5-1）的外表面上，内圆柱孔（3-1）的内表面为圆弧面。
3.根据权利要求 1所述的一种汽车安全带用离合器，其特征在于 ：所述的螺旋凹槽（5-2）设在内圆柱孔（3-1）的内表面上，圆柱结构（5-1）的外表面为圆弧面。
4.根据权利要求 1所述的一种汽车安全带用离合器，其特征在于 ：所述的锁止爪（2）的中部设有内圆柱面（2-1），所述的齿轮底座（4）的内侧设有旋转轴（4-2），锁止爪（2）与齿轮底座（4）之间通过内圆柱面（2-1）套设在旋转轴（4-2）的方式连接，锁止爪（2）与齿轮底座（4）之间为绕轴转动方式运动。
5.根据权利要求 1所述的一种汽车安全带用离合器，其特征在于 ：所述的引导面（3-2）的一端为水平结构，另一端为弯折结构。
6.根据权利要求 1所述的一种汽车安全带用离合器，其特征在于 ：所述的齿轮底座（4）内侧设有一组凸台（4-1），凸台（4-1）位于触发片（3）的内圆柱孔（3-1）安装位置的圆周上。
7.根据权利要求 1所述的一种汽车安全带用离合器，其特征在于 ：所述的齿轮底座（4）内侧设有若干组凸台组件（4-3），凸台组件（4-3）的组数与锁止爪（2）的数量相同，每组凸台组件（4-3）由两个凸台结构组成，两个凸台结构分别位于锁止爪（2）安装位置的两侧，凸台结构的形状与锁止爪（2）的外形匹配。
8.根据权利要求 1所述的一种汽车安全带用离合器，其特征在于 ：所述的锁止爪（2）与所述的引导面（3-2）的数量相同，均为 1-2 个。
9.根据权利要求 1 所述的一种汽车安全带用离合器，其特征在于 ：所述的锁止爪（2）采用金属材料制成，所述的触发片（3）采用软材料制成。
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