CN107226061A - 具有限力装置的安全带卷收器和具有安全带卷收器的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有限力装置的安全带卷收器，根据本申请，所述限力装置还包括在内周上具有螺纹(51)的限力环(5)，所述限力环(5)能够随着所述卷带筒(1)的转动而围绕所述套筒(22)旋转，并且所述套筒(22)在其外周上设有接合区段(221)和用于对所述限力环(5)施加阻力的阻力部，所述套筒(22)在所述接合区段(221)内具有与所述限力环(5)的螺纹(51)相匹配的配合螺纹，并且所述阻力部沿所述限力环(5)的轴向移动方向设置在所述接合区段(221)下游。

Description

具有限力装置的安全带卷收器和具有安全带卷收器的车辆
技术领域
本发明涉及一种具有限力装置的安全带卷收器以及一种具有该安全带卷收器的车辆。
背景技术
安全带卷收器可以包括安全带拉紧器和限力装置。
在车辆发生碰撞时，首先，安全带拉紧器可以收紧安全带以消除安全带与人体之间的余量空间。然后，随着人体的前扑，安全带被拉出，此时限力装置可以使安全带的张紧力度降低，以减小乘员的受力。
因此，安全带卷收器的限力装置用于向人体提供一定的限力。常规的安全带卷收器的限力装置利用扭力杆。当负荷达到一定水平时，扭力杆开始扭曲，从而安全带被拉出并且由此被放松，实现了安全带的限力功能。然而，通常由这种限力装置所施加的作用力只能保持恒定，即，保持在由该扭力杆限定的基本限力值。
然而，根据特定类型的车辆以及安全带卷收器与安全气囊的配合方式，有时也希望由安全带卷收器的限力装置施加的限力发生变化。例如，限力值可以增大或减小，在特殊情况下甚至可以变为无限大。
为此目的，目前提出了利用钢丝或刀片等来提供附加限力，以便改变由安全带卷收器的限力装置提供的限力。然而，由这些现有方案的限力装置所提供的限力值是难以精确控制的。而且，这些现有设计方案具有空间局限性，也就是，在限力装置的限力值改变时，卷带筒的旋转角度最多只能达到300度左右，因而缠绕在卷带筒上的织带的拉出量受到限制。因此，这些现有设计方案的安全带卷收器在使用中具有很大局限性。
发明内容
因此，本公开内容的技术目的在于，提供一种具有限力装置的安全带卷收器，其能够适配于各种不同类型的车辆。特别是，根据本公开内容的安全带卷收器在其限力装置的限力值方面可以得以精确控制并且在其织带拉出量方面可以在更大范围内进行设计。因此，根据本公开内容的安全带卷收器可以被更广泛地应用。
按照本公开内容的一个方面，提供一种具有限力装置的安全带卷收器，所述限力装置包括：能够被织带缠绕的中空的卷带筒、具有法兰和固定在该法兰上的套筒的锁止盘、以及扭力杆；所述锁止盘能够以所述法兰安装在所述卷带筒的一个端部上并且能够以所述套筒伸入所述卷带筒的空腔内，并且所述卷带筒相对于所述锁止盘是可转动的；所述扭力杆能够设置在所述卷带筒的空腔内并且不可相对转动地固定在所述卷带筒和所述锁止盘上。根据本公开内容，所述限力装置还包括在内周上具有螺纹的限力环，所述限力环能够随着所述卷带筒的转动而围绕所述套筒旋转，并且所述套筒在其外周上设有接合区段和用于对所述限力环施加阻力的阻力部，所述套筒在所述接合区段内具有与所述限力环的螺纹相匹配的配合螺纹，并且所述阻力部沿所述限力环的轴向移动方向设置在所述接合区段下游。由此，通过套筒的接合区段和阻力部与限力环的配合作用，由该限力装置提供的限力值可以按照需要而变化，例如增大、减小或突变为无限大，从而根据本公开内容的具有限力装置的安全带卷收器能够适配于各种不同类型的车辆。而且，由该安全带卷收器的限力装置提供的限力值可以在特定时间变化和/或变化特定时间和/或改变特定值，因此该限力装置的限力值可以得以精确控制。而且，该具有限力装置的安全带卷收器在其织带拉出量方面可以根据需要在更大范围内进行设计。因此，根据本公开内容的安全带卷收器可以被更广泛地应用。
根据本公开内容的一个优选实施方案，所述套筒可以在其外周上设有切削区段作为第一阻力部，所述套筒在该切削区段内的外径大于所述限力环的螺纹的公称直径。由此，在套筒的切削区段内，限力环 对套筒进行切削从而产生切削力，由此套筒对限力环的移动产生与所述切削力相对应的阻力。也就是，由限力装置提供的限力值在由扭力杆限定的基本限力值的基础上增大了与所述切削力对应的附加限力值。更为优选地，所述套筒可以在所述切削区段内具有导向螺纹，所述限力环能够通过该导向螺纹被导向。由此，限力环在对套筒进行切削时不会偏离其预期切削路径。
根据本公开内容的一个优选实施方案，所述套筒可以在其外周上设有停止面，该停止面由在所述套筒上制出的台阶形成并且沿所述限力环的轴向移动方向设置在所述切削区段下游。由此，利用套筒的停止面可以为限力环提供止挡，以对限力环进行良好定位。
根据本公开内容的一个优选实施方案，所述套筒在其外周上设有脱离区段，该脱离区段沿所述限力环的轴向移动方向邻接地设置在所述切削区段下游，并且所述套筒在该脱离区段内的外径不大于所述限力环的螺纹的公称直径。由此，在套筒的脱离区段内，限力环围绕套筒空转而不再轴向移动，以对限力环进行良好定位。
根据本公开内容的一个优选实施方案，所述套筒可以在其外周上设有停止面作为第二阻力部，该停止面由在所述套筒上制出的台阶形成。由此，利用套筒的停止面，限力环能够突然地停靠在该停止面上，从而强制地使卷带筒停止转动。也就是，由限力装置提供的限力值突然变为无限大，以强制地使织带不再被拉出，从而防止人体继续前扑。
根据本公开内容的一个优选实施方案，所述限力环的螺纹非连续地沿圆周方向延伸从而形成至少一个螺纹段，并且优选所述限力环的螺纹沿圆周方向等距地分为多个螺纹段。由此，限力环如同板牙那样起作用，在限力环对套筒进行切削时产生的切屑可以留在各螺纹段之间的作为排屑孔的间隙中，从而防止限力环卡在套筒上。
根据本公开内容的一个优选实施方案，在所述限力环的外周上可以设有沿轴向方向延伸的滑块，并且在所述卷带筒的内侧上可以设有沿轴向方向延伸的滑槽，以便与所述滑块配合，从而所述限力环能够相对于所述卷带筒沿轴向方向移动，但不可相对转动地安装在所述卷 带筒上。由此限力环能够以简单的方式随着所述卷带筒的转动而围绕所述套筒旋转。
根据本公开内容的一个优选实施方案，所述锁止盘的法兰与套筒一体成型。由此可以增大套筒的强度。
根据本公开内容的一个优选实施方案，所述限力装置还包括卡子，用于防止所述卷带筒相对于所述锁止盘轴向蹿动。更为优选地，所述卡子利用所述卷带筒中的安装孔和所述锁止盘上的定位槽而在组装状态下定位在所述卷带筒与所述锁止盘之间。
根据本公开内容的一个优选实施方案，该安全带卷收器还可以包括安全带拉紧器。由此可以在车辆发生碰撞时消除人体与安全带之间的余量空间。
按照本公开内容的另一方面，提供一种车辆，其具有如上所述的安全带卷收器。
附图说明
以下参照附图的所示的实施例详细地阐述本发明。其中：
图1A示出根据本发明的第一实施例的安全带卷收器的限力装置；
图1B示出图1A的限力装置的限力值的变化曲线；
图2A示出根据本发明的第二实施例的安全带卷收器的限力装置；
图2B示出图2A的套筒和限力环的区域的放大图；
图2C示出图2A的限力装置的限力值的变化曲线；
图3A示出根据本发明的第三实施例的安全带卷收器的限力装置；
图3B示出图3A的套筒和限力环的区域的放大图；
图3C示出图3A的限力装置的限力值的变化曲线；
图4A示出根据本发明的第四实施例的安全带卷收器的限力装置；
图4B示出图4A的套筒和限力环的区域的放大图；
图4C示出图4A的限力装置的限力值的变化曲线；
图5示出用于限力装置的限力环的立体图。
具体实施方式
图1A示出根据本发明的第一实施例的安全带卷收器的限力装置100。该限力装置100包括卷带筒1、锁止盘2和扭力杆3。卷带筒1在其外周上可被织带缠绕。卷带筒1构造为中空的，其一个端部构造为封闭端部11并且另一个端部构造为敞口端部12。锁止盘2具有法兰21和固定在法兰21上的套筒22。在组装状态下，锁止盘2以法兰21安装在卷带筒1的敞口端部12上并且以套筒22伸入卷带筒1的空腔内。在组装状态下，扭力杆3位于卷带筒1的空腔内，并且扭力杆3的一个端部不可相对转动地固定到锁止盘2上、优选固定到锁止盘2的法兰21的内侧，并且扭力杆3的另一个端部不可相对转动地固定到卷带筒1的与安装有法兰21的敞口端部12相对的封闭端部11上。另外，限力装置100还可包括卡子4，用于防止卷带筒1相对于锁止盘2轴向蹿动。为此，卡子4可利用卷带筒1中的安装孔13和锁止盘2上的定位槽23安装和定位，并且在组装状态下可设置在卷带筒1与锁止盘2之间。
在如图1A所示的实施例中，当施加到卷带筒1上的负荷达到由扭力杆3所限定的基本限力值、例如3KN时，由于锁止盘2固定连接到车辆上，所以卷带筒1可围绕相对于车辆静止不动的锁止盘2转动。扭力杆3的固定在卷带筒1上的端部随卷带筒1转动，而扭力杆3的固定在锁止盘2上的端部也相对于车辆静止不动。当安全气囊即将展开或已展开后、例如在70ms后，扭力杆3即可失效。在图1B中示出由限力装置100所施加的限力值的变化曲线。由该图可知，由限力装置100所施加的限力值在限力装置100的作用过程中保持恒定、即保持为由扭力杆3所限定的基本限力值。
图2A示出根据本发明的第二实施例的安全带卷收器的限力装置200。在图2A中，与图1A中的部件相同或相应的部件由与图1A的附图标记相同的附图标记表示并且不再赘述。该限力装置200与图1A的限力装置100的区别在于，该限力装置200还包括限力环5。
如图5所示，限力环5在内周上具有螺纹51，该螺纹并非连续地 沿圆周方向延伸，从而形成至少一个螺纹段。优选地，限力环5的螺纹51沿圆周方向等距地分为多个螺纹段。限力环5能够如同板牙那样对套筒22进行切削，其中，在各个螺纹段之间的间隙能够作为排屑孔起作用。
另外，限力环5在外周上具有至少一个、优选两个滑块52。这些滑块52能够与在卷带筒1的内侧上设置的且沿轴向方向延伸的滑槽(未示出)配合，从而限力环5能够相对于卷带筒1沿轴向方向移动，然而限力环5相对于卷带筒1是不可相对转动的。当然，也可以设置其它紧固方式，使得限力环5在组装状态下不可相对转动地安装在卷带筒1上，但可以沿轴向方向移动。
在该实施例中，尤其如图2B所示，沿限力环5的轴向移动方向，锁止盘2的套筒22依次包括接合区段221、切削区段222、脱离区段223以及停止面224。在接合区段221内，限力环5能够围绕套筒22旋转并相对于套筒22轴向位移，此时套筒22并不对限力环5的移动产生阻力。为此，套筒22可以在接合区段221内具有与限力环5的螺纹51相匹配的配合螺纹。在切削区段222内，限力环5能够围绕套筒22旋转并轴向位移，并且能够以螺纹51对套筒22进行切削从而产生切削力，此时套筒22对限力环5产生与所述切削力相对应的阻力。为此，套筒22可以在切削区段222内不设置螺纹，但是套筒22在切削区段222内的外径应大于限力环5的螺纹51的公称直径。然而优选地，在切削区段222内可以设有比接合区段221的配合螺纹浅的导向螺纹，使得限力环5能够通过切削区段222的导向螺纹被导向。在脱离区段223内，限力环5与套筒22脱离接合，从而限力环5围绕套筒22空转而不轴向移动并且不存在阻力。为此，套筒22在脱离区段223内的外径不大于限力环5的螺纹51的公称直径。停止面224可以由在套筒22上制出的台阶形成，并且用于对限力环5进行止挡，从而限力环5能够贴靠在套筒22的停止面224上。在该实施例中，套筒22也可以不包括停止面224。
在如图2A和2B所示的实施例中，限力环5起初位于接合区段 221的与切削区段222相邻的末端区域。当施加到卷带筒1上的负荷达到由扭力杆3所限定的基本限力值(例如3KN)和与由限力环5对套筒22产生的切削力相对应的附加限力值(例如2KN)之和时，卷带筒1可围绕锁止盘2转动，并且限力环5随着卷带筒1而围绕套筒22旋转从而轴向移动。当限力环5移动离开套筒22的切削区段222之后进入脱离区段223时，由安全带卷收器的限力装置200所提供的限力值可减小到由扭力杆3所限定的基本限力值、即3KN。在图2C中示出由限力装置200所施加的限力值的变化曲线。由该图可知，由限力装置200所施加的限力值在限力装置200的作用过程中台阶状减小。
在该实施例中，套筒22的切削区段222构成为用于限力环5的阻力部。在切削区段222内，由限力装置200提供的限力值在由扭力杆3限定的基本限力值的基础上增大了与切削力相对应的附加限力值。该附加限力值的作用时间和大小可以根据需要而改变。例如，该附加限力值的持续作用时间可以由切削区段222的延伸长度或者优选由切削区段222的导向螺纹的牙数来控制，并且该附加限力值的大小可以由限力环5的螺纹的公称直径、牙数和牙型角来控制。
图3A示出根据本发明的第三实施例的安全带卷收器的限力装置300，图3B示出图3A的套筒和限力环的区域的放大图。在图3A和3B中，与图2A和2B中的部件相同或相应的部件由与图2A和2B的附图标记相同的附图标记表示并且不再赘述。该限力装置300与图2A和2B的限力装置200的区别在于套筒5的结构。如图3B所示，沿限力环5的轴向移动方向，锁止盘2的套筒22依次包括接合区段221、切削区段222以及停止面224。在该实施例中，套筒22也可以不包括停止面224。
在如图3A和3B所示的实施例中，限力环5起初可位于接合区段221的始端区域。当施加到卷带筒1上的负荷达到由扭力杆3所限定的基本限力值(例如3KN)时，卷带筒1可围绕锁止盘2转动，并且限力环5随着卷带筒1而围绕套筒22旋转并轴向移动。在限力环5 到达套筒22的切削区段222后，施加到卷带筒1上的负荷需要达到由扭力杆3所限定的基本限力值(例如3KN)和与由限力环5对套筒22产生的切削力相对应的附加限定值(例如2KN)之和，限力环5才继续围绕套筒22旋转并且沿轴向方向移动，直到扭力杆3失效。在图3C中示出由限力装置300所施加的限力值的变化曲线。由该图可知，由限力装置300所施加的限力值在限力装置300的作用过程中台阶状增大。
同样，在该实施例中，套筒22的切削区段222构成为用于限力环5的阻力部。在切削区段222内，由限力装置300提供的限力值在由扭力杆3限定的基本限力值的基础上增大了与切削力相对应的附加限力值。该附加限力值的作用时间和大小可以根据需要而改变。例如，该附加限力值的持续作用时间可以由切削区段222的延伸长度或者优选由切削区段222的导向螺纹的牙数来控制，而该附加限力值的大小可以由限力环5的螺纹的公称直径、牙数和牙型角来控制。
图4A示出根据本发明的第四实施例的安全带卷收器的限力装置400，图4B示出图4A的套筒和限力环的区域的放大图。在图4A和4B中，与图2A和2B中的部件相同或相应的部件由与图2A和2B的附图标记相同的附图标记表示并且不再赘述。该限力装置400与图2A和2B的限力装置200的区别在于套筒5的结构。如图4B所示，沿限力环5的轴向移动方向，锁止盘2的套筒22依次包括接合区段221以及停止面224。
在如图4A和4B所示的实施例中，限力环5起初可位于接合区段221的始端区域。当施加到卷带筒1上的负荷达到由扭力杆3所限定的基本限力值(例如3KN)时，卷带筒1可围绕锁止盘2转动，并且限力环5随着卷带筒1而围绕套筒22旋转从而轴向移动。在限力环5到达套筒22的停止面224后，套筒22对限力环5的阻力变为无限大，从而致使限力环5被卡死。由此，卷带筒1无法继续围绕锁止盘2转动，从而在卷带筒1上的织带就不能再向外拉出。在图4C中示出由限力装置400所施加的限力值的变化曲线。由该图可知，由限力装置 400所施加的限力值在限力装置400的作用过程中突变为无限大。
在该实施例中，套筒22的停止面224构成为套筒22的阻力部。在限力环5贴靠在停止面224上之后，由限力装置400提供的限力值突变为无限大，从而强制地使卷带筒1停止转动。
由上述内容可知，通过设置限力环5以及在套筒22上构造用于限力环的阻力部、即切削区段222和/或停止面224，可以提供附加限力值，从而由限力装置提供的限力值变为由扭力杆提供的基本限力值与由阻力部提供的附加限力值之和。通过限力环5与套筒22的配合作用，可以精确地控制由限力装置提供的限力值，例如限力值的特定变化时间、特定变化持续时间、特定改变值等。而且，该具有限力装置的安全带卷收器在其织带拉出量方面可以在更大范围内进行设计。由此，根据本公开内容的安全带卷收器不仅能够适配于各种不同类型的车辆，而且可以被更广泛地应用。
尽管通过示例并参照特定实施例对本发明进行了描述，但可以理解，在不背离所附权利要求的范围的情况下可进行修改和/或改进。
如果在以上描述中引用的整体或元件具有已知等价物，则这种等价物在此也并入本文。
附图标记列表
1 卷带筒
11 端部
12 端部
13 安装孔
2 锁止盘
21 法兰
22 套筒
221 接合区段
222 切削区段
223 脱离区段
224 停止面
23 定位槽
3 扭力杆
4 卡子
5 限力环
51 螺纹
52 滑块
100 限力装置
200 限力装置
300 限力装置
400 限力装置 。

Claims (13)

1.一种具有限力装置的安全带卷收器，其中，
-所述限力装置包括：能够被织带缠绕的中空的卷带筒(1)、具有法兰(21)和固定在该法兰上的套筒(22)的锁止盘(2)、以及扭力杆(3)；
-所述锁止盘(2)能够以所述法兰(21)安装在所述卷带筒(1)的一个端部上并且能够以所述套筒(22)伸入所述卷带筒(1)的空腔内，并且所述卷带筒(1)相对于所述锁止盘(2)是可转动的；
-所述扭力杆(3)能够设置在所述卷带筒(1)的空腔内并且不可相对转动地固定在所述卷带筒(1)和所述锁止盘(2)上；
其特征在于，
-所述限力装置还包括在内周上具有螺纹(51)的限力环(5)，所述限力环(5)能够随着所述卷带筒(1)的转动而围绕所述套筒(22)旋转，并且所述套筒(22)在其外周上设有接合区段(221)和用于对所述限力环(5)施加阻力的阻力部，所述套筒(22)在所述接合区段(221)内具有与所述限力环(5)的螺纹(51)相匹配的配合螺纹，并且所述阻力部沿所述限力环(5)的轴向移动方向设置在所述接合区段(221)下游。
2.根据权利要求1所述的安全带卷收器，其特征在于，所述套筒(22)在其外周上设有切削区段(222)作为第一阻力部，所述套筒(22)在该切削区段(222)内的外径大于所述限力环(5)的螺纹(51)的公称直径。
3.根据权利要求2所述的安全带卷收器，其特征在于，所述套筒(22)在所述切削区段(222)内具有导向螺纹，所述限力环(5)能够通过该导向螺纹被导向。
4.根据权利要求2或3所述的安全带卷收器，其特征在于，所述套筒(22)在其外周上设有停止面(224)，该停止面由在所述套筒(22)上制出的台阶形成并且沿所述限力环(5)的轴向移动方向设置在所述切削区段(222)下游。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的安全带卷收器，其特征在于，所述套筒(22)在其外周上设有脱离区段(223)，该脱离区段沿所述限力环(5)的轴向移动方向邻接地设置在所述切削区段(222)下游，并且所述套筒(22)在该脱离区段内的外径不大于所述限力环(5)的螺纹(51)的公称直径。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的安全带卷收器，其特征在于，所述套筒(22)在其外周上设有停止面(224)作为第二阻力部，该停止面由在所述套筒(22)上制出的台阶形成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的安全带卷收器，其特征在于，所述限力环(5)的螺纹非连续地沿圆周方向延伸从而形成至少一个螺纹段，并且优选所述限力环(5)的螺纹沿圆周方向等距地分为多个螺纹段。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的安全带卷收器，其特征在于，在所述限力环(5)的外周上设有沿轴向方向延伸的滑块，并且在所述卷带筒(1)的内侧上设有沿轴向方向延伸的滑槽，以便与所述滑块配合，从而所述限力环(5)能够相对于所述卷带筒(1)沿轴向方向移动，但不可相对转动地安装在所述卷带筒(1)上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的安全带卷收器，其特征在于，所述锁止盘(2)的法兰(21)与套筒(22)一体成型。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的安全带卷收器，其特征在于，所述限力装置还包括卡子(4)，用于防止所述卷带筒(1)相对于所述锁止盘(2)轴向蹿动。
11.根据权利要求10所述的安全带卷收器，其特征在于，所述卡子(4)利用所述卷带筒(1)中的安装孔(23)和所述锁止盘(2)上的定位槽而在组装状态下定位在所述卷带筒(1)与所述锁止盘(2)之间。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的安全带卷收器，其特征在于，该安全带卷收器还包括安全带拉紧器。
13.车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求1至12中任一项所述的安全带卷收器。
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