CN107428311A - 安全带预紧器 - Google Patents

Abstract

安全带预紧器至少包括第一管状物和第二物体，所述第二物体和所述第一管状物做伸缩移动配合提供了一个可基本保持密封的可变气体体积的腔体，一个气体发生器既可以固定于所述第一管状物，也可以固定于所述第二物体。

Description

安全带预紧器

技术领域

本发明涉及汽车的安全带预紧器装置，该装置用于在汽车发生碰撞时张紧安全带。

背景技术

当汽车发生碰撞事故时，汽车座椅上的安全带约束系统在减少乘员伤害方面起到重要作用。普遍上称为“三段式”安全带通常有腹带和肩带两部分，其中腹带横跨髋部，而肩带斜跨乘员上躯体，此两部分既可以由紧固件连在一起，也可以是一段安全带连续性织带的相连的两部分。所述腹带部分和肩带部分被锚接件连到汽车结构上。通常一个安全带带有卷收器做储藏其织带，并且卷收器也可以进一步在发生碰撞情况下控制织带的张紧载荷。

可被乘员手工松开的安全带约束系统通常带有用锚接件连接于汽车车体结构的插扣座。一个连接于织带的插销可以收纳于插扣座中，从而令安全带系统处于佩戴状态。而插销从插扣座松开后，可方便乘员进出该汽车。当安全带被佩戴后，可在发生碰撞时有效保护相关乘员。

一些安全带约束系统带有预紧装置。该装置可在发生碰撞前(也称为预预紧)或感应到发生碰撞后的初期张紧安全带来提高对乘员约束的功用。该预紧装置用于消除织带的松弛间隙，而令该安全带约束系统在碰撞发生后的初期与乘员相匹配。

其中一种类型的此类装置是烟火式线性预紧器(简称PLP)，这类预紧器也可做成连接于安全带插扣的烟火式插扣预紧器(PBP)。所述各种PLP可以连在织带的一个段落或安全带的端片。因为上述预紧器都可以线性地拉动安全带系统的一个零件来对相关织带施加张紧力，所以PLP和PBP可以被统称为PLP。关于各种PLP和PBP设计的例子，可参考美国专利6068664和7823924。在本申请中此二专利作为在先索引参考。典型的PLP通常装填有烟火物。当有碰撞发生时，此烟火物将被点燃，而产生高压气体。此气体在一个管子内的气体舱内产生压力，从而将管子内的活塞往下推。这个活塞被一根钢丝或带子连接到安全带系统。此活塞的冲程运动会相对乘员将安全带张紧，或者说预紧。

已知一些用活塞冲程通过钢丝收缩安全带织带一端的PLP设计的局限性是此类装置将其安装点限制在安全带的插扣一侧，这是因为安全带的另一侧被卷在轴筒上。另外，为了拉紧钢丝，钢丝需要与活塞相连而被拉进膨胀气体舱。因而，气体舱与柔性的钢丝之间的间隙的密封是一个困难的问题。拉动钢丝穿过密封体所产生的摩擦力反过来需要更大的摩擦力来补偿。另外，钢丝进入气体舱的地方形成潜在的气体泄漏通道。从这个装置泄漏到乘员舱的气体既可以减低预紧器的效率，也会因含有燃烧副产品对乘员产生负面影响。

上述的主要缺点通常是通过产生更多气体量来保障上述足够活塞冲程来消除座椅安全带的间隙松弛。气体舱需有足够长度以便于活塞对应安全带松弛间隙来移动足够的行程。所以上述现有线性预紧器装置的所有性能令PLP装置巨大而且复杂。

专利US8528987描述了一种去掉上述钢丝来克服部分所述缺陷的更优的概念。但这种技术或其它已知现有技术未能更有效地利用活塞的空间。换句话说，此类技术实施的装置的轴向尺寸不会小于如下几个要素的叠加：发生器的线性长度，活塞的线性长度，以及活塞(或者所谓的驱动外轮廓体)的行程。

另一个现有技术的缺点是它们要用到所谓单向离合器。该离合器需要高精度的制造并导致高成本。

发明内容

本发明的安全带预紧器至少包括第一管状物和第二物体，所述第二物体和所述第一管状物做伸缩移动配合提供了一个可基本保持密封的可变气体体积的腔体，一个气体发生器既可以固定于所述第一管状物，也可以固定于所述第二物体。更多的细节请参考本说明书的具体实施方式部分。

附图说明

图1是本发明首选案例的普通三维图；

图2是首选案例的剖面图；

图3是首选案例的爆炸图；

图4是本首选案例在充分驱动后的视图；

图5是在首选案例充分驱动后的沿着Y-Z平面的剖面图；

图6是在首选案例充分驱动后的沿着X-Z平面的剖面图；

图7是第二案例的三维图；

图8是第二案例的爆炸图；

图9是第三案例的三维图；

图10是第四案例的三维图；

图11是第五案例的三维图；

图12显示用驱动部件来横向布置发生器的结构；

图13是第六案例的三维图；

图14是第七案例的三维图；

图15是第八案例的三维图。

具体实施方式

图1是本发明安全带预紧器10的首选方案的的三维图。该预紧器10至少有一个基座100，一个发生器150，和一个驱动部件200。安全带预紧器10还可以包括一个锁紧装置400。图2是安全带预紧器10在Y-Z剖面的剖视图。图3是安全带预紧器10的爆炸图。

基座100有一个沿其轴线方向由上(即图1-图6的左下)至下的轴向腔体110。所述轴向腔体110被围墙体116所包围。所述轴向腔体110可以在其顶部有一个肩部114。所述基座100可附有至少一个通常是平行于所述轴向腔体110的辅助通道120。所述基座100通常还带有至少一个开孔130。该孔130被至少一个紧固件140连接到座椅(未显示)或汽车车体(未显示)。所述基座100也可以作为可选项带有至少一个开孔126，随后将解析该怎样利用该开孔126实施锁紧功能。

如图3所示，驱动部件200通常带有一个可对所述轴向腔体110做伸缩滑动的驱动体210。不同于其它普通的实芯体活塞式的驱动体，本驱动体210是一个一端开口另一端封闭的空心管状“活塞”。所述驱动体210带有一个腔体212。该腔体212被用于放置和包容所述发生器150。更具体地说，所述发生器150被驱动体210的胫部墙体214和底部216所包容。所述驱动部件200也可以带有一个横向部位208，及至少一个辅助管体220。该辅助管体220被用于与上述辅助通道120接合。

发生器150在观念上完美地紧固于顶部112，更确切的说，发生器150的肩部152可与所述轴向腔体110的肩部114相接合。所述轴向腔体110与气体流动通道的唯一出口，也就是它的底部，被所述驱动部件200的驱动体210所封闭。所述驱动部件可以沿所述轴向腔体110的轴向方向做伸缩性的进出移动，在做此移动时，基本可以保障其气密的状况。

换句话说，所述基座100，所述驱动部件200和所述发生器150可彼此沿其轴向方向上重叠，而所述发生器150位于由所述基座100和所述驱动部件200包围而成的腔体内。所述发生器150的径向尺寸在上述三个之中是最小的，并且通常所述基座100比所述驱动部件200大，但如果所述驱动部件200比所述基座100更大也是可以的。

织带500可以连接到驱动部件200并通过所述驱动部件200的直接带动进行移动。

本发明更倾向用织带500首先通过横向构件502和两个垫块504被固定到基座100的前面(背面)，并折回围绕基座100的底部(也围绕驱动部件200的横向部位208的底部)，然后做U型转向到背面(前面)，然后向后延伸直到插扣端。通过此设置，驱动部件200不是直接与织带500固定，而更像对织带500产生可移动滑轮效应。驱动部件的下端起着可移动滑轮的作用。因此，织带主体的线性行程大约是驱动部件的行程的两倍(图4)。

所述基座100还可以具有开孔或开口130，一个紧固件140通过孔或开口130将所述基座100直接与座椅(未示出)或车辆结构(未示出)固定。

通过图1和图4的对比，及图2和图5的对比，显示了织带500是怎样张紧。当发生器150点火后，其产生的高压气体G会推动驱动部件200下行一段距离L，从而推动U型部分之后的织带主体移动大约2L的距离，因此像图4和图5显示的那样将织带张紧。

当所述发生器150点火后，通常其底部156会被高压气体冲破，有时候它的胫部墙体154也会明显胀大，从而向另一个胫部墙体214压紧，从而阻止或阻慢所述驱动部件200的伸缩运动。

因而，可以在所述发生器150的胫部墙体154和所述胫部墙体214之间增加一个约束管158。

在所述基座100和所述驱动部件200之间可以增加锁紧装置400。在此首选方案中，在辅助管体220的基本横向的开孔222里，接合着一个销钉402。所述销钉402可从辅助管体220的腔体安装，同时，一个弹簧404也可安装在辅助管体220的腔体内来推离销钉402，直至销钉402的底部406接触到所述辅助通道120的内壁面。

在驱动部件200被驱动并伸展一定距离后，所述销钉402将和辅助通道120的开孔126接合，也就是说，所述销钉402再往前走一点，直到肩部408接触到所述开孔222的边沿。当所述销钉402和开孔126接合时，所述驱动部件200被锁紧于基座100，意味着它既不能继续往外伸展，也不能往后退。这一防止其后退的功能，保障了所述驱动部件200被张紧后保持张紧状态。

锁紧装置400既可以如所述那样安装于驱动部件，也可以安装于基座。其情形类似于在市场上现有技术用在安全带高调装置的应用。

所述驱动体210可具有可分离形式，然后通过紧固件218和横向部位208相连接。

可以增加一个和所述横向部位208相连的分边销子508。其作用是托紧所述织带500的U型部分，用于减少其松弛下垂。

为防范所述发生器150点火时，从所述轴向腔体110的顶部和底部均可能喷出火花，在所述织带500的相邻部分可以涂上防火涂层。另一种方法是在织带500和本装置(安全带预紧器)10之间加装一个箔片，或薄的金属片。

本发明的第二个案例如图7和图8所示。它是首选案例的收窄版本。

由此案例看出，首选案例中的辅助管体和辅助通道可以免除。

通过其中的一个开孔，基座100a被一个紧固件(未显示)固定于一个座椅或汽车的一个结构部位。所述发生器150可被安装在一个约束管158a中间，之后被一起塞进驱动部件200a中间，之后一起塞进所述基座100a的腔体中。类似于首选方案的情况，所述发生器150被安装和固定于所述基座100a的顶部。

此案例中的约束管158a至少带有一个翼状部位162a。

一个挡板170a的内部直径略小于所述驱动部件200a的外部直径。挡板170a固定于所述基座100a的底部。所述挡板170a用于在发生器150点火前，保证所述驱动部件200a不会发生不必要的移动。所述驱动部件200a的腔体212a的顶部的直径明显大于所述驱动部件200a的其他部分的直径。

一旦发生器点火，所述驱动部件200a将克服因170a带来的有限阻力，之后往下伸展直到腔体212a的顶部被所述挡板170a阻挡为止。在它到达这个极限位置之前，所述腔体212a已经完全从所述翼状部位162a滑出，同时所述翼状部位162a往外翻展直到它的边沿接触到所述基座100a的内壁。

当所述驱动部件200a被所述织带500A主体部分向上运动往回拉(传递汽车内乘员的向前移动)的时候，所述腔体212a将被迫往上移动，直到它的边沿被所述翼状部位162a的边沿所阻挡。

在这个实施案例中，所述织带500a有一个收窄的端部510a，这样可以减少本发明的横向尺寸(关于这方面怎样加工变截面织带的技术，可参考US4640317)。

图9显示了本发明的第三案例。它仅有三个基本要素：一个基座100b，一个驱动部件200b，和一个发生器150(通常织带500a属于卷收器来构成普通的安全带总成)。此案例表明了无论是基座还是驱动部件都不一定是圆管型(这里是矩形管)。

图10显示了本发明的第四个案例的平面图。驱动部件不再是一个“相对较小的伸展部件”，而是一个“相对较大的伸展部件”。想象上述几个案例中，基座和驱动部件的相互关系做反向置换，即本案例中“新”的驱动部件200c可以包容基座100c的伸展部分。所述基座100c可以在它的伸展部分之外具有一个或多个开孔130c。该开孔130c被用于固定一个座椅或一段汽车结构。

在图11显示的第五案例中，所述发生器150对所述驱动部件200d做横向的安装。图12显示了其中驱动部件200d的剖面图。

图13显示了第六个案例，其收窄的端部510a被一段普通的钢丝510b所替代，然后510b被一个机械类的接头520b接到普通的织带500。在此案例中驱动部件200或它的变形体先将510b往下拉动，然后张紧所述织带500的主体部分。

图14显示了第七个案例，本发明被应用做卷收器600的主预紧器，用来转动连接卷收器滑轮620的轴筒，即转子610。钢丝510c的端部512c被连接于所述滑轮620的缘边。当所述驱动部件200a被往下推时，所述滑轮620和所述轴筒610被迫转动并将织带(未显示)张紧。这里通常是张紧织带的胸部部分，或简称肩带。

图13也显示了本发明作为第二预紧器，即端片预紧器也可以先固定于普通的座椅安全带装置的卷收器600。因此，本第二预紧器可与卷收器600一起安装在汽车上。

进一步说，图14中的钢丝510c和510b可以被同一个预紧器10所推动。也就是说，仅需本发明的单个装置可以同时用做主预紧器(对肩带)和第二预紧器(对腹带)。

本发明也可以应用在普通安全带的插扣座(这时接头520b被普通的插扣座所代替)。

图15显示了另一个本发明的实际应用，即第八个案例。

它有一个基座100a，一个驱动部件200a，一条钢丝510b，接头520b，和织带500。它可以像其它现有技术(如US7118132B2，8132829B2，只是它的管体或它的基座比起这些现有技术要短很多)一样的方式安装。本发明装置10通过开孔130a被固定于座椅或汽车结构，而钢丝510b的自由端被固定于所述基座100a的靠下一侧，之后钢丝510b做U型走向包裹住所述驱动部件200a，再沿着一个钢丝导向件142往前走向，之后通过接头520b与织带500相连接。

Claims (8)

1.一种用于张紧汽车安全带的安全带预紧器，其特征是，至少包含有：一个基座，一个驱动部件，和一个发生器。

2.根据权利要求1所述的安全带预紧器，其特征是，所述基座含有一个长型腔体，所述驱动部件含有一个长型腔体，所述基座和所述驱动部件可沿着他们的轴线做伸缩移动并形成一个可变腔体，所述发生器位于所述可变腔体内。

3.根据权利要求1所述的安全带预紧器，其特征是，还至少包含有一个位于所述基座和所述驱动部件之间的锁紧装置，该锁紧装置用于阻挡所述驱动部件的伸缩移动。

4.根据权利要求1所述的安全带预紧器，其特征是，至少还包含有一段织带，所述织带的第一端被连接于所述基座的一端，所述织带的第二端做U向转弯跨过所述基座的另一端，也跨过所述驱动部件后，导向安全带系统的插扣方向。

5.根据权利要求1所述的安全带预紧器，其特征是，至少还包含有一个约束件，该约束件的径向尺寸大于所述发生器的径向尺寸，因而该约束件可以包容该发生器。

6.根据权利要求5所述的安全带预紧器，其特征是，所述约束件的端部具有一个弹性的翼部。

7.根据权利要求1所述的安全带预紧器，其特征是，它还至少含有一段变截面的织带。

8.一个本发明的安全带预紧器，该预紧器用于克服汽车安全带的松弛间隙；所述预紧器至少包括一个第一管状物和一个可以和所述第一管状物做伸缩移动的第二物体，所述第一管状物和所述第二物体共同包容着一个可变气体体积的气体腔，所述气体腔可基本保持气密性，和一个连接于第一管状物或第二物体的气体发生器。