CN108749762A - 一种预紧限力安全带及其预紧限力抗衰减机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种预紧限力安全带的预紧限力抗衰减机构，包括安装盘、可旋转地设置于所述安装盘中的棘轮、可旋转地设置于所述安装盘中并与所述棘轮的底端连接成一体的预紧轮，以及与所述安装盘的周向连通、用于在需要收紧安全带时将驱动力传递至所述预紧轮上的瞬时传动机构，且所述棘轮与用于卷收安全带的卷轴相连。如此，由于预紧轮与棘轮连接成一体，当瞬时传动机构将驱动力传递至预紧轮的同时，预紧轮能够带动棘轮同步旋转，而棘轮又与卷轴保持连接，因此进一步带动卷轴同步旋转，从而快速卷收安全带，将安全带迅速拉紧，将车内乘员绑紧在座椅上。本发明还公开一种预紧限力安全带，其有益效果如上所述。

Description

一种预紧限力安全带及其预紧限力抗衰减机构

技术领域

本发明涉及汽车配件技术领域，特别涉及一种预紧限力安全带的预紧限力抗衰减机构。本发明还涉及一种包括上述预紧限力抗衰减机构的预紧限力安全带。

背景技术

随着汽车工业的发展，越来越多的汽车配件已得到广泛使用。

以汽车安全带为例，汽车安全带是为了在碰撞时对乘员进行约束，以及避免碰撞时乘员与方向盘及仪表板等发生二次碰撞，或避免碰撞时冲出车外导致死伤的安全装置。汽车安全带又可以称之为座椅安全带，是乘员约束装置的一种。汽车安全带是公认的最廉价也是最有效的安全装置。

常用的安全带包括常规三点式安全带、ELR三点式安全带和ALR三点式安全带等，此类安全带的结构主要包括织带、卷收器和固定机构，如带扣、锁舌、固定销和固定座等，带扣及锁舌是系紧和解开座椅安全带的装置。

目前，很多中高端轿车都安装有带预张紧器和限力器的安全带。预张紧器是用来尽量消除安全带的多余张紧余量，避免乘员被爆炸的安全气囊伤害头部。限力器是在受力峰值过去后，降低安全带的张紧力度，以减小乘员肋骨和肩部受力。

在现有技术中，预紧限力安全带的核心结构是齿圈和卷轴齿轮，卷轴齿轮一般与齿圈偏心设置，在正常情况下，卷轴齿轮自行转动，齿圈不动，两者互不影响，运动无干涉。而在需要收紧安全带时，通过瞬间产生的驱动力(如化学物质爆炸产生的剧增气压等)推动齿圈压紧卷轴齿轮，并强行带动卷轴齿轮进行旋转，以将安全带快速收紧。

然而，现有技术中利用齿圈带动卷轴齿轮旋转的方式，虽然也能快速收紧安全带，但是仍然需要齿圈位移一定距离后再与卷轴齿轮形成啮合，之后才能顺利地将爆发的驱动力传递至卷轴齿轮上，期间存在一定动力传递的真空期，对于分秒必争的时刻，该段真空期所造成的影响非常重要，严重影响着车上人员的安全问题。另外，安全带的收纳箱体的内部空间狭小，现有技术中的齿圈和卷轴齿轮分别设置在安装面上，需要占用较大空间。

因此，如何提高预紧限力安全带的预紧效率，减小对收纳箱体内部空间的空间占用，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种预紧限力安全带的预紧限力抗衰减机构，能够提高预紧限力安全带的预紧效率，减小对收纳箱体内部空间的空间占用。本发明的另一目的是提供一种包括上述预紧限力抗衰减机构的预紧限力安全带。

为解决上述技术问题，本发明提供一种预紧限力安全带的预紧限力抗衰减机构，包括安装盘、可旋转地设置于所述安装盘中的棘轮、可旋转地设置于所述安装盘中并与所述棘轮的底端连接成一体的预紧轮，以及与所述安装盘的周向连通、用于在需要收紧安全带时将驱动力传递至所述预紧轮上的瞬时传动机构，且所述棘轮与用于卷收安全带的卷轴相连。

优选地，所述瞬时传动机构包括连通在所述安装盘周向上的导管、次序收纳在所述导管内的若干个驱动球，以及安装于所述导管末端、用于通过触发瞬间产生驱动力、以推动各个所述驱动球沿预设方向依次撞击到所述预紧轮的周向上的触发组件。

优选地，所述预紧轮的周向侧壁上均匀开设有若干个用于与各个所述驱动球相配合的容球槽。

优选地，所述触发组件具体为用于通过化学爆炸在所述导管内产生气压推动力的炸药包。

优选地，各所述驱动球具体为钢球。

优选地，所述导管的首端位置处设置有引导球，且所述引导球上插设有用于剪切断裂的定位销，所述定位销的顶端连接在所述安装盘的顶部底面上，所述定位销的底端连接在所述安装盘的底部表面上。

优选地，所述安装盘内还设置有可转动的、用于在各所述驱动球撞击所述预紧轮后卡住所述棘轮以防止其反转的辅助棘爪。

优选地，所述辅助棘爪包括可旋转地设置于所述安装盘内的回转盘、连接在所述回转盘的周向上并用于卡住所述棘轮的棘齿的卡接臂，以及连接在所述回转盘的周向上并用于与所述定位销相抵接、用于在自然状态下使所述回转盘保持静止的定位臂。

优选地，所述辅助棘爪还包括连接在所述回转盘的周向上的复位臂，且所述复位臂的后端面上连接有限位弹簧，所述限位弹簧的另一端连接在所述安装盘的内壁上，用于在所述卡接臂卡住所述棘轮的棘齿时，拉紧所述复位臂以防止所述回转盘逆向旋转。

本发明还提供一种预紧限力安全带，主要包括带体、收纳箱体和设置于所述收纳箱体内的预紧限力抗衰减机构，其中，所述预紧限力抗衰减机构具体为上述任一项所述的预紧限力抗衰减机构。

本发明所提供的预紧限力安全带的预紧限力抗衰减机构，主要包括安装盘、棘轮、预紧轮和瞬时传动机构。其中，安装盘为主体结构，一般安装在机体上，主要用于安装和承载其余零部件。棘轮和预紧轮均安装在安装盘内，并且两者均可旋转。棘轮与卷轴相连，可驱动卷轴同步旋转，该卷轴在旋转时能够带动安全带进行卷动，从而快速收紧或放松安全带。预紧轮与棘轮的底端(或顶端)连接成一体，主要用于与瞬时传动机构相配合旋转，而瞬时传动机构与安装盘的周向连通，主要用于在车感组件判断当前需要迅速收紧安全带时，立即产生驱动力并将剧增的驱动力传递给预紧轮。如此，当车体发生碰撞等事故时，车感组件检测到触发信号，并将其发送给瞬时传动机构，瞬时传动机构立即执行对应操作，瞬间产生剧增的巨大驱动力，并将该驱动力传递至预紧轮上，从而驱动预紧轮进行快速旋转。重要的是，由于预紧轮与棘轮连接成一体，因此，当瞬时传动机构将驱动力传递至预紧轮的同时，预紧轮能够带动棘轮同步旋转，而棘轮又与卷轴保持连接，因此进一步带动卷轴同步旋转，从而快速卷收安全带，将安全带迅速拉紧，将车内乘员绑紧在座椅上。相比于现有技术，本发明将棘轮与预紧轮设计为一体式结构，能够提高预紧限力安全带的预紧效率，消除分体式传动机构潜藏的动力传递真空期的风险，同时减小对收纳箱体内部空间的空间占用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。

图2为图1的局部结构示意图。

图3为图1所示结构的零件爆炸图。

图4为图3中所示的辅助棘爪卡住棘轮状态的结构示意图。

图5为本发明所提供的一种具体实施方式中定位销与引导球的配合结构示意图。

图6为图3中所示的棘轮与预紧轮的一体式结构示意图。

其中，图1—图6中：

安装盘—1，棘轮—2，预紧轮—3，容球槽—301，卷轴—4，导管—5，驱动球—6，引导球—7，定位销—8，辅助棘爪—9，回转盘—901，卡接臂—902，定位臂—903，复位臂—904，限位弹簧—10。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1—图6，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图，图2为图1的局部结构示意图，图3为图1所示结构的零件爆炸图，图4为图3中所示的辅助棘爪卡住棘轮状态的结构示意图，图5为本发明所提供的一种具体实施方式中定位销与引导球的配合结构示意图，图6为图3中所示的棘轮与预紧轮的一体式结构示意图。

在本发明所提供的一种具体实施方式中，预紧限力安全带的预紧限力抗衰减机构主要包括安装盘1、棘轮2、预紧轮3和瞬时传动机构。

其中，安装盘1为主体结构，一般安装在机体上，主要用于安装和承载其余零部件。棘轮2和预紧轮3均安装在安装盘1内，并且两者均可旋转。棘轮2与卷轴4相连，可驱动卷轴4同步旋转，该卷轴4在旋转时能够带动安全带进行卷动，从而快速收紧或放松安全带。预紧轮3与棘轮2的底端(或顶端)连接成一体，主要用于与瞬时传动机构相配合旋转，而瞬时传动机构与安装盘1的周向连通，主要用于在车感组件判断当前需要迅速收紧安全带时，立即产生驱动力并将剧增的驱动力传递给预紧轮3。

如此，当车体发生碰撞等事故时，车感组件检测到触发信号，并将其发送给瞬时传动机构，瞬时传动机构立即执行对应操作，瞬间产生剧增的巨大驱动力，并将该驱动力传递至预紧轮3上，从而驱动预紧轮3进行快速旋转。

重要的是，由于预紧轮3与棘轮2连接成一体，因此，当瞬时传动机构将驱动力传递至预紧轮3的同时，预紧轮3能够带动棘轮2同步旋转，而棘轮2又与卷轴4保持连接，因此进一步带动卷轴4同步旋转，从而快速卷收安全带，将安全带迅速拉紧，将车内乘员绑紧在座椅上。

相比于现有技术，本实施例将棘轮2与预紧轮3设计为一体式结构，能够提高预紧限力安全带的预紧效率，消除分体式传动机构潜藏的动力传递真空期的风险，同时减小对收纳箱体内部空间的空间占用。

在关于瞬时传动机构的一种优选实施方式中，该瞬时传动机构主要包括导管5、驱动球6和触发组件。其中，导管5一般可为弯管，可盘旋缠绕在安装盘1的周向上，并且该导管5的出口与安装盘1的侧壁连通。在导管5内储藏有若干颗驱动球6，并且各颗驱动球6在导管5内次序排列，此处优选地，该驱动球6可为钢球、铁球等。在导管5内的末端安装有触发组件，该触发组件可受到车体上的车感组件等部件的触发，在触发后可瞬间产生驱动力，从而推动导管5内的各个驱动球6立刻依次喷出导管5，在进入到安装盘1内后，沿着预设方向依次撞击到预紧轮3上的周向上，从而推动预紧轮3进行周向旋转。

在关于触发组件的一种优选实施方式中，该触发组件为炸药包，即在触发组件内部储存有一定量的化学炸药，可通过电击点燃等方式将其引爆，在其爆炸开后于导管5的狭窄空间内产生剧烈膨胀的高压气体，从而利用该高压气体推动导管5内的各个驱动球6迅速喷出导管5。

进一步的，为方便驱动球6在喷出导管5后推动预紧轮3进行旋转，本实施例在预紧轮3的周向侧壁上均匀开设了若干个容球槽301。具体的，在预紧轮3的周向侧壁上一般可开设8～16个容球槽301，当然，驱动球6的数量一般是与容球槽301的数量相当的(存在引导球7时，还需增加对应引导球7的容球槽301)。该容球槽301的具体形状为半球状，当各个驱动球6喷出导管5后，驱动球6即可沿着安装盘1的侧壁旋转击打至预紧轮3周向上的容球槽301中，将动能传递至预紧轮3后，顺利安装到容球槽301中，避免驱动球6在安装盘1内混乱运动。

进一步的，考虑到在正常状态下，导管5内的各个驱动球6并不需要喷出至安装盘1内，为避免在车体的冲击振动等的影响下导管5内的驱动球6意外喷出，本实施例在导管5的首端位置处增设了引导球7。具体的，该引导球7的材质和结构等可与驱动球6相同，不同的是，在引导球7上插设有贯通的定位销8。该定位销8的顶端可连接在安装盘1的顶部底面上，同时该定位销8的底端可连接在安装盘1的底部表面上。如此设置，利用定位销8的固定作用，可将引导球7固定在导管5的出口位置处，限制导管5内部的各个驱动球6的运动，防止其意外喷出。

同时，该定位销8的材质较硬脆，材料特性属于剪力杆，在受到较大剪力冲击时，定位销8容易发生剪切断裂。如此，保证了触发组件在触发后，各个驱动球6能够推动首位的引导球7前冲，并顺利将定位销8剪断，保证各个驱动球6在需要喷出时能够快速、不受阻碍地冲出到安装盘1内。

另外，考虑到在发生车体碰撞等事故时，车内乘坐人员会在惯性的作用下猛然前冲，并在该前冲作用下拉扯着安全带，使其放松一定程度。对于安全带而言，此时安全带产生了预紧力衰减，即本已收紧的安全带受到外力而放松。安全带的预紧力衰减是客观存在的现象，无法避免，但可以尽量削弱。针对此，本实施例在安装盘1内增设了辅助棘爪9。该辅助棘爪9可在安装盘1内转动，主要用于在各个驱动球6撞击完预紧轮3、安全带被收紧后，将棘轮2卡住，防止棘轮2“反转”——在各个驱动球6依次撞击预紧轮3时，预紧轮3沿某一方向同向旋转(如图示顺时针)，可将安全带不断收紧，则此处的“反转”即为图示的逆时针方向。若棘轮2发生反转，则安全带被放松，产生预紧力衰减。

具体的，该辅助棘爪9主要包括回转盘901、卡接臂902、定位臂903和复位臂904。其中，回转盘901设置在安装盘1内，并且可在回转盘901内旋转。一般的，回转盘901可设置在安装盘1的侧边位置处，并且邻近棘轮2和预紧轮3。在回转盘901的周向上设置有朝某个径向方向延伸的卡接臂902，该卡接臂902主要用于插入到棘轮2外缘上的棘齿中间，将棘齿卡住，以防止棘轮2反转。定位臂903同样设置在回转盘901的轴向上，并朝着另一个径向方向延伸，该定位臂903主要用于与引导球7中插设的定位销8相配合。在自然状态下，棘轮2顺利旋转，此时卡接臂902无需伸出将棘轮2卡住，需要利用定位臂903抵接在定位销8的背面上，防止回转盘901产生旋转(图示顺时针)。

接上述，在前述内容中已经提高，定位销8是剪力杆，易断裂，在触发组件触发时，能够被引导球7带动着迅速剪断，如此，定位销8被剪断后，辅助棘爪9上的定位臂903即被放松；同时考虑到触发组件的触发速度很快，各个驱动球6能够在极短时间(约0.1s)内就全部冲出至安装盘1内，也就是说，安全带的预紧力衰减同样很快发生，为保证尽量削减预紧力衰减，本实施例在辅助棘爪9的回转盘901上增设了复位臂904，同时在复位臂904上连接了限位弹簧10。

具体的，复位臂904可连接在回转盘901的周向上，一般可与卡接臂902相对位置，而限位弹簧10连接在复位臂904的背面(以图示顺时针为准)上，其另一端连接在安装盘1的内壁上。在自然状态下，定位销8抵住定位臂903，使得复位臂904压紧限位弹簧10，并使限位弹簧10保持压缩状态。而在工作转台下，定位销8放松定位臂903，限位弹簧10释放弹力，推动复位臂904和回转盘901旋转(图示顺时针)，将卡接臂902伸入到棘轮2外缘上的棘齿中间，将棘轮2卡住，防止棘轮2反转。

需要说明的是，在触发组件刚触发时，定位销8就被剪断，而回转盘901上的卡接臂902几乎同时地伸入到棘轮2上的棘齿间，但是，由于此时在驱动球6的撞击作用下，预紧轮3是正向旋转(图示顺时针)，同时限位弹簧10已被释放，因此棘轮2可以无阻碍地正向旋转，只不过在旋转过程中会通过棘齿不断地将卡接臂902拨开。反之，在触发组件触发结束后，若棘轮2试图反转，则会立刻受到卡接臂902的卡死作用，由于限位弹簧10的一端连接在复位臂904上，回转盘901在逆向旋转小幅度后，很快就受到限位弹簧10的拉力而被迫停止运动，从而以此大幅削减安全带的预紧力衰减。

本实施例还提供一种预紧限力安全带，主要包括带体、收纳箱体和设置在收纳箱体内的预紧限力抗衰减机构，其中，该预紧限力抗衰减机构的具体内容与上述相关内容相同，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种预紧限力安全带的预紧限力抗衰减机构，其特征在于，包括安装盘(1)、可旋转地设置于所述安装盘(1)中的棘轮(2)、可旋转地设置于所述安装盘(1)中并与所述棘轮(2)的底端连接成一体的预紧轮(3)，以及与所述安装盘(1)的周向连通、用于在需要收紧安全带时将驱动力传递至所述预紧轮(3)上的瞬时传动机构，且所述棘轮(2)与用于卷收安全带的卷轴(4)相连。

2.根据权利要求1所述的预紧限力抗衰减机构，其特征在于，所述瞬时传动机构包括连通在所述安装盘(1)周向上的导管(5)、次序收纳在所述导管(5)内的若干个驱动球(6)，以及安装于所述导管(5)末端、用于通过触发瞬间产生驱动力、以推动各个所述驱动球(6)沿预设方向依次撞击到所述预紧轮(3)的周向上的触发组件。

3.根据权利要求2所述的预紧限力抗衰减机构，其特征在于，所述预紧轮(3)的周向侧壁上均匀开设有若干个用于与各个所述驱动球(6)相配合的容球槽(301)。

4.根据权利要求3所述的预紧限力抗衰减机构，其特征在于，所述触发组件具体为用于通过化学爆炸在所述导管(5)内产生气压推动力的炸药包。

5.根据权利要求4所述的预紧限力抗衰减机构，其特征在于，各所述驱动球(6)具体为钢球。

6.根据权利要求3所述的预紧限力抗衰减机构，其特征在于，所述导管(5)的首端位置处设置有引导球(7)，且所述引导球(7)上插设有用于剪切断裂的定位销(8)，所述定位销(8)的顶端连接在所述安装盘(1)的顶部底面上，所述定位销(8)的底端连接在所述安装盘(1)的底部表面上。

7.根据权利要求6所述的预紧限力抗衰减机构，其特征在于，所述安装盘(1)内还设置有可转动的、用于在各所述驱动球(6)撞击所述预紧轮(3)后卡住所述棘轮(2)以防止其反转的辅助棘爪(9)。

8.根据权利要求7所述的预紧限力抗衰减机构，其特征在于，所述辅助棘爪(9)包括可旋转地设置于所述安装盘(1)内的回转盘(901)、连接在所述回转盘(901)的周向上并用于卡住所述棘轮(2)的棘齿的卡接臂(902)，以及连接在所述回转盘(901)的周向上并用于与所述定位销(8)相抵接、用于在自然状态下使所述回转盘(901)保持静止的定位臂(903)。

9.根据权利要求8所述的预紧限力抗衰减机构，其特征在于，所述辅助棘爪(9)还包括连接在所述回转盘(901)的周向上的复位臂(904)，且所述复位臂(904)的后端面上连接有限位弹簧(10)，所述限位弹簧(10)的另一端连接在所述安装盘(1)的内壁上，用于在所述卡接臂(902)卡住所述棘轮(2)的棘齿时，拉紧所述复位臂(904)以防止所述回转盘(901)逆向旋转。

10.一种预紧限力安全带，主要包括带体、收纳箱体和设置于所述收纳箱体内的预紧限力抗衰减机构，其特征在于，所述预紧限力抗衰减机构具体为权利要求1-9任一项所述的预紧限力抗衰减机构。