CN106255626A - 包括断裂啮合型齿条的预紧器 - Google Patents

Abstract

根据本发明的包括断裂啮合型齿条的预紧器包括：形成有容纳空间的壳体；小齿轮，其设置在容纳空间中，并且连接至卷绕座位安全带的织带的卷轴的旋转轴以随着卷轴的旋转而进行旋转；微气体发生器，其响应于来自外部的冲撞而生成爆炸力；输送管，其一侧连接至微气体发生器，而在另一侧形成有开口部以连接至容纳空间；多个球形构件，其设置在输送管内，且借助微气体发生器的爆炸力而被输送至容纳空间侧；以及齿条，所述齿条以被固定部固定的状态设置在容纳空间中，其中，借助微气体发生器的爆炸力而被输送到容纳空间侧的球形构件使所述固定部断裂以使所述齿条与小齿轮啮合，且所述齿条借助球形构件的残留推力使小齿轮沿收紧织带的方向旋转。

Description

包括断裂啮合型齿条的预紧器

技术领域

本发明涉及预紧器，更具体地涉及包括随着借助气体发生器的爆炸力而被输送的多个球形构件使固定部断裂而与小齿轮啮合以收紧织带的齿条的预紧器。

背景技术

在人员乘坐车辆或器具时，车辆间的碰撞或与其他物体的碰撞会导致乘坐的人员脱离驾驶座，因此造成死亡或严重受伤，为了防止上述情况，在所述车辆或器具上设置各种安全装置。

其中最有代表性的安全装置是座位安全带，利用所述座位安全带可以将乘坐所述车辆或器具的人员的下腹部和胸部稳定地固定到安全带上。

然而，当车辆间或与其他物体的碰撞所产生的冲击量大到一定程度以上时，即使佩戴座位安全带，也时常发生伤害，从而经常发生危及乘坐所述车辆或器具的人员的安全的情况。

因此，正在开发座位安全带即使在车辆间的碰撞或与其他物体的碰撞程度较大的情况下也能发挥自身功能的各种技术。其中，当前正受到关注的技术是通过在车辆间或与其它物体发生碰撞时收紧座位安全带的织带(webbing)，来提高座位安全带的功能和效果的预紧器(pre-tensioner)。

通常，这种预紧器借助在微气体发生器(Micro Gas Generator，MGG)中生成的驱动力而使与微气体发生器相邻的齿条移动，由此使与卷轴连接的小齿轮旋转，从而收紧卷绕在卷轴上的织带。

此时，由于为了在齿条移动的同时使小齿轮旋转而使齿条和小齿轮相互啮合，因此在从微气体发生器开始传递驱动力的第一时间点，会有较大的力度被传递到小齿轮，在某些情况下，也会发生造成小齿轮的变型或破坏的情况。因此，在造成小齿轮的变型或破坏的情况下，可能会引起预紧器无法稳定地将驱动力传递到卷轴的问题。

此外，微气体发生器通常将在使内部的火药爆炸的同时获得的爆炸力用作驱动力，在火药爆炸的同时生成的气体没有完全排出的情况下，在负载限制器工作时，有可能引起在织带的工作负载中发生过冲负载的问题。

也就是说，在预紧器工作后，即使紧急锁紧式伸缩装置操作部(EmergencyLocking Retractor Operating Part)锁定织带，也会由于惯性力而向乘客施加织带的工作负载，由于这种织带的工作负载继续增加，因此使乘客受到伤害。

负载限制器用于在一定程度上引出织带以防止上述伤害，但是如果如上所述气体没有完全从预紧器排出，则妨碍齿条的移动，因此会妨碍与卷轴连接的小齿轮的旋转，其结果是无法引出织带。

上述对织带引出的妨碍有可能导致上述问题，即在负载限制器工作时，对织带的工作负载造成过冲负载。

因此，需要用于解决上述问题的方法。

发明内容

技术问题

本发明是为了解决上述背景技术的问题而提出的，本发明旨在提供用于将驱动力从微气体发生器更稳定地传送到卷轴的预紧器。

而且，本发明旨在提供用于在负载限制器工作时防止在织带的工作负载中产生过冲负载的预紧器。

此外，本发明旨在提供用于顺利地进行齿条和小齿轮的啮合以提高工作可靠性的预紧器。

本发明的技术问题不限于上文提及的技术问题，本发明的普通技术人员根据下面的记载能够明确地理解未提及的或其它技术问题。

技术方案

为了实现上述目的，本发明的包括断裂啮合型齿条的预紧器包括：形成有容纳空间的壳体；小齿轮，所述小齿轮设置在所述容纳空间中，并且连接至卷绕座位安全带的织带的卷轴的旋转轴以随着所述卷轴的旋转而进行旋转；微气体发生器，所述微气体发生器响应于来自外部的冲撞而生成爆炸力；输送管，所述输送管的一侧连接至所述微气体发生器，且在所述输送管的另一侧形成有开口部以连接至所述容纳空间；多个球形构件，所述多个球形构件设置在所述输送管内，且借助所述微气体发生器的爆炸力而被输送至所述容纳空间侧；以及齿条，所述齿条以被固定部固定的状态设置在所述容纳空间中，其中，借助所述微气体发生器的爆炸力而被输送到所述容纳空间侧的所述球形构件使所述固定部断裂以使所述齿条与所述小齿轮啮合，且所述齿条借助所述球形构件的残留推力使所述小齿轮沿收紧所述织带的方向旋转。

而且，可选地，所述齿条沿长度方向较长地形成以使所述齿条的一侧位于所述输送管的开口部所朝向的方向，所述固定部包括：第一固定构件，所述第一固定构件固定所述齿条的一侧且所述球形构件使所述第一固定构件断裂；以及第二固定构件，所述第二固定构件固定所述齿条的另一侧，并在所述第一固定构件断裂的状态下，所述第二固定构件形成所述齿条的旋转轴，且随着所述齿条在与所述小齿轮啮合的状态下进行移动，使所述第二固定构件断裂。

此外，可选地，所述齿条以曲线形状形成，所述预紧器还可以包括旋转辊，所述旋转辊设置在所述容纳空间中，且在所述第二固定构件断裂时，所述旋转辊接触至所述齿条并旋转，从而辅助所述齿条的移动。

而且，可选地，所述齿条还包括突起部，所述突起部突出形成以卡住所述球形构件。

此外，可选地，所述壳体包括导向部，所述导向部对借助所述微气体发生器的爆炸力而被输送至所述容纳空间侧的所述球形构件的移动进行导向。

而且，可选地，所述齿条以曲线形状形成，所述导向部形成为具有对应于所述齿条的曲率。

此外，可选地，在所述齿条与所述小齿轮啮合并移动预定距离时，所述齿条与所述输送管的开口部间隔预定距离以形成露出区域，使得所述球形构件能够通过所述露出区域脱离。

而且，可选地，在所述输送管的另一侧的周边形成扩展开口部，所述扩展开口部与所述开口部连接以增大所述露出区域的面积。

有益效果

用于解决上述问题的本发明的包括断裂啮合型齿条的预紧器具有如下效果。

第一，能够将驱动力从微气体发生器稳定地传送到卷轴。

第二，由于为了将在微气体发生器中产生的爆炸力传送到齿条而使用多个球形构件，因此能够顺利地实现齿条和小齿轮的啮合，从而能够显著提高工作可靠性。

第三，在齿条移动预定距离后，球形构件能够脱离，使得在负载限制器工作时，在卷轴的工作负载中不产生过冲负载。

第四，能够减小装置的整体尺寸。

根据本发明的效果不限于上文提及的效果，本发明的技术人员从权利要求范围的记载能够明确地理解未提及的或其它效果。

附图说明

图1是示出根据本发明的一实施例的设置有预紧器的用于座位安全带的伸缩装置的结构的立体图；

图2是示出根据本发明的一实施例的设置有预紧器的用于座位安全带的伸缩装置的各部件之间的连接结构的分解立体图；

图3是示出根据本发明的一实施例的预紧器的内部结构的截面图；

图4是示出在根据本发明的一实施例的预紧器中借助微气体发生器的爆炸而输送球形构件的状态的截面图；

图5是示出在根据本发明的一实施例的预紧器中借助微气体发生器的爆炸而输送球形构件以使齿条的第一固定构件断裂的状态的截面图；

图6是示出在根据本发明的一实施例的预紧器中齿条与小齿轮啮合的状态的截面图；

图7是示出在根据本发明的一实施例的预紧器中随着齿条的移动而使第二固定构件断裂的状态的截面图；

图8是示出在根据本发明的一实施例的预紧器中齿条接触至旋转辊的状态的截面图；

图9是示出在根据本发明的一实施例的预紧器中借助球形构件的残留推力而使齿条移动的状态的截面图；以及

图10是示出在根据本发明的一实施例的预紧器中球形构件通过露出区域脱离的状态的截面图。

具体实施方式

下文，将参照附图描述能够具体实现本发明的目的的本发明的优选实施例。在描述本发明的实施例时，对同一部件使用相同的名称和相同的附图标记，对此省略附加说明。

图1是示出根据本发明的一实施例的设置有预紧器100的用于座位安全带的伸缩装置1的结构的立体图，图2是示出根据本发明的一实施例的设置有预紧器100的用于座位安全带的伸缩装置1的各部件之间的连接结构的分解的立体图。

如图1和图2所示，用于座位安全带的伸缩装置1包括：框架10；以及卷轴20，所述卷轴20形成为可旋转地设置在所述框架10上以卷绕或展开织带(未示出)。

此外，在所述框架10的一侧设置盖12，在所述框架10的另一侧设置预紧器100。而且，所述预紧器100包括壳体110、小齿轮170、微气体发生器140、输送管130、球形构件160和齿条120。而且，在本实施例的情况下，除了所述部件之外，还可以包括旋转辊150。

参照图2，所述壳体110包括基部壳体110a和盖壳体110b，在基部壳体110a和盖壳体110b之间形成容纳空间S。而且，所述小齿轮170在连接至卷轴20的旋转轴的状态下通过所述壳体110的贯通孔112插入容纳空间S内。

在上述状态下，将所述齿条120和所述旋转辊150容纳在所述容纳空间S内，所述输送管130的一侧连接至所述微气体发生器140且另一侧形成有开口部以连接至所述容纳空间S。设置多个所述球形构件160，多个球形构件160具有容纳在所述输送管130内的状态。

以上描述了各部件之间的连接结构，下文将针对各部件进行更详细的描述。

图3是示出根据本发明的一实施例的预紧器100的内部结构的截面图。

如上所述，根据本实施例的预紧器100包括包含基部壳体110a和盖壳体110b(参照图2)的壳体110、小齿轮170、微气体发生器140、输送管130、球形构件160(参照图2)、齿条120和旋转辊150。

在所述壳体110的内部具有容纳其他部件的容纳空间S，在本实施例的情况下，所述壳体110包括导向部114，所述导向部114对通过后述的微气体发生器140的爆炸力而输送至所述容纳空间S侧的球形构件160的移动进行导向。所述导向件114通过导向所述球形构件160而形成齿条120的移动路径，这将在下文进行描述。

所述小齿轮170设置在所述容纳空间S中，连接在卷绕座位安全带的织带的卷轴20(参照图2)的旋转轴，以随着所述卷轴20的旋转而一起旋转。

也就是说，在所述卷轴20沿收紧织带的方向旋转时，所述小齿轮170沿相同的方向旋转，在所述卷轴20沿引出织带的方向旋转时，所述小齿轮170也沿着相同的方向旋转。

在本实施例中，基于图3，在所述小齿轮170沿逆时针方向旋转时收紧织带，在所述小齿轮170沿顺时针方向旋转时引出织带。

而且，在所述小齿轮170上设置多个齿轮齿172，且所述多个齿轮齿172形成为能够与在齿条120上形成的齿轮122相互啮合。

所述微气体发生器140是响应于来自外部的碰撞而生成爆炸力的部件。

而且，所述输送管130的一侧与所述微气体发生器140连接且另一侧形成有开口部132以连接至所述容纳空间S。而且，在所述输送管130内设置有通过所述微气体发生器140的爆炸力而输送到所述容纳空间S侧的多个球形构件160(参照图2)。

也就是说，从设置有本发明的预紧器100的对象(诸如车辆)的外部施加冲击时，通过设置在内部的火药等生成爆炸力，上述爆炸力可以被传送到设置在输送管130内的球形构件160。由此，可以将所述球形构件160朝向容纳空间S中的齿条120侧输送。

所述齿条120以被固定部固定的状态设置在所述容纳空间S中。而且，借助所述微气体发生器140的爆炸力而被输送到所述容纳空间S侧的所述球形构件160使所述固定部断裂，从而所述齿条120能够与所述小齿轮170啮合。

也就是说，所述齿条120最初以没有与所述小齿轮170啮合的状态固定至所述容纳空间S内，通过取决于来自外部的冲击的球形构件160的动能使固定部断裂，且所述齿条120与所述小齿轮170啮合。而且，可以通过所述球形构件160的残留推力而使所述小齿轮170沿收紧所述织带的方向旋转。

在本实施例的情况下，所述齿条120沿长度方向较长地形成且以曲线形状形成。具体地，所述齿条120的一侧位于所述输送管130的开口部132所朝向的方向，且另一侧延伸至所述容纳空间S中的预定位置。

而且，在本实施例中，所述固定部包括第一固定构件126a和第二固定构件126b。

所述第一固定构件126a为固定所述齿条120的一侧且在所述球形构件160的作用下发生断裂的部件。

此外，所述第二固定构件126b固定所述齿条120的另一侧，在所述第一固定构件126a断裂后，所述第二固定构件126b立即形成所述齿条120的旋转轴。此后，在所述齿条120在与所述小齿轮170啮合的状态下进行移动时，使得第二固定构件126b也发生断裂，从而使齿条120脱离固定状态。

而且，在所述第二固定构件126b断裂时，所述旋转辊150接触所述齿条120并旋转，从而能够辅助具有曲线形状的所述齿条120的移动。

此外，所述齿条120还包括突起部124，所述突起部124突出形成以卡住所述球形构件160，这在所述球形构件160借助残留推力而保持输送状态时能够将齿条120一起输送。

以上说明了根据本发明的一实施例的预紧器100的各部件，以下，将详细说明上述预紧器100的驱动过程。

图4至图10是按时间示出在车辆等上发生冲撞时根据本发明的一实施例的预紧器100的驱动过程的图。

首先，参照图4，在设置有根据本发明的一实施例的预紧器100的对象(诸如，车辆)上发生冲撞时，产生驾驶员通过惯性而想要向前移动的力，由此引出织带。而且，所述小齿轮170开始沿作为引出织带的方向的顺时针方向旋转。在保持上述状态的情况下，驾驶员将受到极大的伤害。

因此，在出现来自外部的冲撞时，微气体发生器140通过设置在内部的火药等生成爆炸力。

由此，爆炸力被传送到布置在输送管130内的多个球形构件160，所述多个球形构件160通过输送管130的开口部132依次快速排出到容纳空间S侧。

而且，如图5所示，所排出的球形构件160向齿条120侧移动，通过由此产生的动能使第一固定构件126a断裂。此后，如图6所示，随着所述齿条120将所述第二固定构件126b用作旋转轴而进行旋转，所述齿条120与小齿轮170啮合。因此，使沿引出织带的方向旋转的小齿轮170停止旋转。

此时，从出现来自外部的冲撞的时间点开始，非常快速地实现所述小齿轮170与齿条120相互啮合，因此使驾驶员向前惯性移动最小化，并可以防止引出织带。

而且，在所述球形构件160使第一固定构件126a断裂之后，所述微气体发生器140也生成残留推力，因此，所述齿条120受到沿球形构件160的输送方向的外力。

因此，如图7所示，借助球形构件160的残留推力而输送所述齿条120，并使所述小齿轮170沿作为收紧织带的方向的逆时针方向旋转，此外，在该过程中，发生了第二固定构件126b的断裂。

因此，所述齿条120脱离固定状态，借助球形构件160的残留推力而与所述球形构件160一起被输送。此时，如图8所示，所述齿条120的另一侧接触所述旋转辊150以使所述旋转辊150旋转，所述球形构件160推动所述齿条120的突起部124，从而能够顺利地输送所述齿条120。

而且，如图9所示，沿着形成在所述基部壳体110a上的导向件114输送球形构件160，沿着提供推力的方向一起输送所述齿条120和所述球形构件160，从而使所述小齿轮170沿逆时针方向旋转。因此，收紧织带，并防止佩戴座位安全带的驾驶员脱离。

此外，持续以这种方法防止驾驶员脱离具有极限，因此，在用于座位安全带的伸缩装置中锁定织带以无法进一步引出织带。在上述锁定后，车辆乘客还通过惯性而受到持续的负载，同时稍微引出织带，此时，若妨碍织带的引出，则持续施加的负载可以使驾驶员受到的伤害加重。

因此，需要通过负载限制器以一定程度引出织带，但是在上述球形构件160持续向所述齿条120施加推力的状态下，可能会防止织带的引出。

因此，在本实施例的情况下，在所述齿条120与所述小齿轮170啮合并移动预定距离时。所述齿条120能够与所述输送管130的开口部132间隔预定距离以形成露出区域，此时，所述球形构件160通过所述露出区域脱离。

也就是说，在所述齿条120使所述小齿轮170沿收紧织带的方向旋转一定程度后，在所述齿条120的另一侧与输送管130之间形成相互间隔开的空间，这形成了供所述球形构件160脱离的露出区域。

而且，在所述球形构件160通过所述露出区域脱离时，施加在所述齿条120上的残留推力消失，因此，通过负载限制器执行织带的引出，从而能够减小施加到驾驶员上的负载。

此外，在本实施例的情况下，在所述输送管130的另一侧的周边还形成扩展开口部134，所述扩展开口部134与所述开口部132连接以增大所述露出区域的面积。即使在没有充分确保所述齿条120的另一侧与输送管130的间隔距离的情况下，所述扩展开口部134也使得能够形成露出区域，从而能够引出球形构件160。

因此，在该情况下，具有能够使装置更小型化的优点。

如上说明了根据本发明的优选实施例，本发明的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，除了之前说明的实施例以外，也可以以其他的特定形式实施本发明。因此，上述实施例应被理解为是示例性的而不是限制性的，因此，本发明不受限于上述说明，在所附权利要求书的范围及其等同范围内也可以进行变更。

Claims (8)

1.一种预紧器，包括：

壳体，在所述壳体中形成有容纳空间；

小齿轮，所述小齿轮设置在所述容纳空间中，并且连接至卷绕座位安全带的织带的卷轴的旋转轴，以随着所述卷轴的旋转而进行旋转；

微气体发生器，所述微气体发生器响应于来自外部的冲撞而生成爆炸力；

输送管，所述输送管的一侧连接至所述微气体发生器，且在所述输送管的另一侧形成有开口部以连接至所述容纳空间；

多个球形构件，所述多个球形构件设置在所述输送管内，且借助所述微气体发生器的爆炸力而被输送至所述容纳空间侧；以及

齿条，所述齿条以被固定部固定的状态设置在所述容纳空间中，其中，借助所述微气体发生器的爆炸力而被输送到所述容纳空间侧的所述球形构件使所述固定部断裂以使所述齿条与所述小齿轮啮合，且所述齿条借助所述球形构件的残留推力使所述小齿轮沿收紧所述织带的方向旋转。

2.根据权利要求1所述的预紧器，其中，所述齿条沿长度方向较长地形成以使所述齿条的一侧位于所述输送管的开口部所朝向的方向，

所述固定部包括：

第一固定构件，所述第一固定构件固定所述齿条的一侧且所述球形构件使所述第一固定构件断裂；以及

第二固定构件，所述第二固定构件固定所述齿条的另一侧，并在所述第一固定构件断裂的状态下，所述第二固定构件形成所述齿条的旋转轴，且随着所述齿条在与所述小齿轮啮合的状态下进行移动，使所述第二固定构件断裂。

3.根据权利要求2所述的预紧器，其中，所述齿条以曲线形状形成，

所述预紧器还包括旋转辊，所述旋转辊设置在所述容纳空间中，且在所述第二固定构件断裂时，所述旋转辊接触至所述齿条并旋转，从而辅助所述齿条的移动。

4.根据权利要求1所述的预紧器，其中，所述齿条还包括突起部，所述突起部突出形成以卡住所述球形构件。

5.根据权利要求1所述的预紧器，其中，所述壳体包括导向部，所述导向部对借助所述微气体发生器的爆炸力而被输送至所述容纳空间侧的所述球形构件的移动进行导向。

6.根据权利要求5所述的预紧器，其中，所述齿条以曲线形状形成，

所述导向部形成为具有对应于所述齿条的曲率。

7.根据权利要求1所述的预紧器，其中，在所述齿条与所述小齿轮啮合并移动预定距离时，所述齿条与所述输送管的开口部间隔预定距离以形成露出区域，使得所述球形构件能够通过所述露出区域脱离。

8.根据权利要求7所述的预紧器，其中，在所述输送管的另一侧的周边形成扩展开口部，所述扩展开口部与所述开口部连接以增大所述露出区域的面积。