CN115610371B - 一种具有缓冲功能的紧急锁止安全带卷收器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及安全带技术领域，尤其涉及一种具有缓冲功能的紧急锁止安全带卷收器，包括：安装座，包括第一侧壁和第二侧壁；收卷轴组件，包括主轴和棘轮；定位板，通过一字型孔位对主轴的两端进行支撑；复位弹性结构，对主轴进行弹性挤压而定位于一字型孔位一端；发条结构，为主轴提供转动后的复位力；止动环，局部设置有与棘轮的外齿适配的若干啮合槽；至少一侧的止动环外壁均匀向外突出有至少三个弹片结构，对应的侧壁上设置有容纳槽，且容纳槽侧壁包括导向坡面。本发明中提供了一种安全带收卷器，通过缓冲功能能够有效缓解在紧急锁止时安全带对于人体较大的作用力，从而在保证乘员能够被安全约束的情况下，进一步提高使用的舒适性和安全性。

Description

一种具有缓冲功能的紧急锁止安全带卷收器

技术领域

本发明涉及安全带技术领域，尤其涉及一种具有缓冲功能的紧急锁止安全带卷收器。

背景技术

汽车安全带在使用的过程中，可在碰撞时对乘员进行约束，从而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。

汽车安全带组件通常包括收卷器、安全带和固定器，安全带在未使用状态下通过收卷器实现收卷，收纳于车体侧壁，在使用时向外拉出而建立与固定器的连接，从而实现人体的约束。

在使用过程中，当车辆因多种原因而发生急停时，收卷器内的锁止装置会限安全带的放卷，从而避免人体在急停的瞬间因惯性而向前运动可能造成伤害的距离范围；但是，由于锁止的动作在瞬间发生，因此在安全带瞬间对人体进行限制的过程中，当车辆速度变化较大时，安全带会与人体间产生较大的作用力与反作用力，这显然会使得人体产生较大的不适感。

发明内容

本发明中提供了一种具有缓冲功能的紧急锁止安全带卷收器，从而有效解决背景技术中所指出的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种具有缓冲功能的紧急锁止安全带卷收器，包括：

安装座，相对于车体固定安装，包括第一侧壁和第二侧壁，以及连接所述第一侧壁和第二侧壁的连接板体，所述第一侧壁和第二侧壁上同轴设置有圆环形的凹陷区域，且所述凹陷区域中部贯通；

收卷轴组件，包括贯穿所述第一侧壁和第二侧壁的主轴，以及位于所述主轴两端且同轴设置的棘轮；

定位板，分别与所述第一侧壁和第二侧壁的外侧固定连接，且分别通过一字型孔位对所述主轴的两端进行支撑；

复位弹性结构，相对于所述定位板固定安装，且对所述主轴两侧进行弹性挤压而定位于所述一字型孔位一端的工作位置；

发条结构，内圈末端与所述主轴固定连接，外圈末端与所述定位板固定连接，为所述主轴提供转动后的复位力；

止动环，分别安装于所述凹陷区域内，且与所述凹陷区域侧壁贴合，所述止动环的内圈与所述棘轮的外圈间隔设置，且局部设置有与所述棘轮的外齿适配的若干啮合槽；在所述主轴在安全带的拉动下而对所述复位弹性结构进行挤压，且沿所述一字型孔位运动至极限位置一时，所述棘轮的部分外齿与所述啮合槽适配而带动所述止动环转动；

其中，至少一侧的所述止动环外壁均匀向外突出有至少三个弹片结构，对应的侧壁上设置有容纳槽，且所述容纳槽侧壁包括导向坡面，所述弹片结构在所述止动环转动的过程中，末端沿所述导向坡面滑动而发生弹性形变，且在运动至极限位置二后，通过弹性恢复而返回初始位置。

进一步地，所述容纳槽的侧壁还包括第一限位位置，对所述弹片结构的初始位置进行限制；

所述第一限位位置位于所述容纳槽与所述凹陷区域侧壁的交界处，为弧面结构；

所述弹片结构根部设置有与所述弧面结构贴合的曲面。

进一步地，在所述初始位置，所述弹片结构发生设定程度的形变。

进一步地，所述容纳槽的侧壁还包括第二限位位置，对所述弹片结构的末端运动的极限位置二进行限制；

其中，当所述弹片结构的末端与所述第二限位位置贴合时，所述弹片结构和所述止动环的第一连接处，与所述导向坡面和凹陷区域侧壁的第二连接处间隔设置。

进一步地，所述弹片结构为弯曲状片体，且凸出一侧朝向所述止动环外侧。

进一步地，所述复位弹性结构为弯折的金属丝结构，包括在平面内分布的U型段、直角段和连接段，所述平面与所述主轴的轴线垂直；

所述U型段通过一边与所述主轴贴合，另一边末端通过所述连接段与所述直角段一端连接；所述直角段的两边分别相对于所述定位板固定连接。

进一步地，所述U型段与所述主轴贴合的部分呈圆弧状。

进一步地，所述主轴端部设置有呈N型分布的槽体，所述发条结构端部设置有N型段，所述N型段插入所述槽体中。

进一步地，所述安装座两侧的止动环的外壁上均突出有弹片结构。

进一步地，所述弹片结构的末端与所述导向坡面接触的部分为曲面结构

通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：

本发明中提供了一种安全带收卷器，通过缓冲功能能够有效缓解在紧急锁止时安全带对于人体产生的较大作用力，从而在保证乘员能够被安全约束的情况下，进一步提高使用的舒适性和安全性。

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中记载的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中具有缓冲功能的紧急锁止安全带卷收器的结构示意图（未显示定位板）；

图2为安装座的结构示意图；

图3为收卷轴组件的结构示意图；

图4为本发明中具有缓冲功能的紧急锁止安全带卷收器的结构示意图（未显示发条结构）；

图5为图4中A处的局部放大图；

图6为本发明中具有缓冲功能的紧急锁止安全带卷收器的结构示意图；

图7为图1一侧的部分放大图（发条结构局部省略）；

图8为图1中B处的局部放大图；

图9为止动环相对于安装座的安装示意图；

图10为止动环的结构示意图；

图11为复位弹性结构的形变过程示意图；

图12为弹片结构的形变过程示意图；

图13为图2中C处的局部放大图；

图14为图10中D处的局部放大图；

图15为发条结构和主轴连接处的局部放大图；

附图标记：1、安装座；11、第一侧壁；12、第二侧壁；13、连接板体；14、凹陷区域；15、容纳槽；15a、导向坡面；15b、第一限位位置；15c、第二限位位置；16、第二连接处；2、收卷轴组件；21、主轴；21a、槽体；22、棘轮；22a、外齿；3、定位板；31、一字型孔位；4、复位弹性结构；41、U型段；42、直角段；43、连接段；5、发条结构；51、N型段；6、止动环；61、弹片结构；61a、曲面；62、啮合槽；63、第一连接处。

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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1~10所示，一种具有缓冲功能的紧急锁止安全带卷收器，包括：安装座1，相对于车体固定安装，包括第一侧壁11和第二侧壁12，以及连接第一侧壁11和第二侧壁12的连接板体13，第一侧壁11和第二侧壁12上同轴设置有圆环形的凹陷区域14，且凹陷区域14中部贯通；收卷轴组件2，包括贯穿第一侧壁11和第二侧壁12的主轴21，以及位于主轴21两端且同轴设置的棘轮22；定位板3，分别与第一侧壁11和第二侧壁12的外侧固定连接，且分别通过一字型孔位31对主轴21的两端进行支撑；复位弹性结构4，相对于定位板3固定安装，且对主轴21两侧进行弹性挤压而定位于一字型孔位31一端的工作位置；发条结构5，内圈末端与主轴21固定连接，外圈末端与定位板3固定连接，为主轴21提供转动后的复位力。

安全带收卷器还包括止动环6，分别安装于凹陷区域14内，且与凹陷区域14侧壁贴合，止动环6的内圈与棘轮22的外圈间隔设置，且局部设置有与棘轮22的外齿22a适配的若干啮合槽62；在主轴21在安全带的拉动下而对复位弹性结构4进行挤压，且沿一字型孔位31运动至极限位置一时，棘轮22的部分外齿22a与啮合槽62适配而带动止动环6转动；其中，至少一侧的止动环6外壁均匀向外突出有至少三个弹片结构61，对应的侧壁上设置有容纳槽15，且容纳槽15侧壁包括导向坡面15a，弹片结构61在止动环6转动的过程中，末端沿导向坡面15a滑动而发生弹性形变，且在运动至极限位置二后，通过弹性恢复而返回初始位置。

如图1~10所示，本发明中提供了一种能够实现缓冲功能的安全带收卷器，在安装的过程中，各零部件均以安装座1为基础实现定位；定位板3与第一侧壁11和第二侧壁12实现固定连接，从而为主轴21提供定位的基础，而复位弹性结构4和发条结构5等均以定位板3为基础进行安装，可实现稳定的定位形式。

在车辆正常行驶且安全带正常使用的过程中，通过复位弹性结构4的作用力，主轴21被稳定的限制在如图12中左侧所示的位置，在此位置主轴21可正常的围绕其轴线而转动，从而实现安全带的收卷和放卷，安全带一端与其可通过任何方式实现固定的连接；其中，在放卷的过程中，伴随主轴21的转动，发条结构5也同步被收卷，从而获得弹性力，放卷完成后，安全带可建立与固定器的连接，从而实现对乘员的保护；在解除安全带与固定器的连接后， 由于安全带受到的外力解除，通过发条结构5的弹性复位力，可使得安全带自动的实现收卷。

在车辆因多种情况发生紧急制动时，车速的变化比例较大，安全带将发挥其保护作用；具体地，当乘员因惯性急速向前冲出时，安全带受到较大的作用力，此时会对主轴21产生瞬间的拉力，而使得主轴21对复位弹性结构4进行挤压，从而在复位弹性结构4发生形变时而沿一字型孔位31运动，如图11所示；在此运动过程中，棘轮22的运动是同步的，从而使得部分外齿22a到达与啮合槽62啮合的位置，在上述啮合关系建立后，需要保证的是棘轮22的其他部分不与止动环6接触，止动环6必然会阻止棘轮22的继续转动，而使得主轴21无法转动，安全带无法放卷而限制乘员的前倾；而为了避免安全带对于乘员产生瞬时较大的作用力，本发明中，通过止动环6外圈弹片结构61和容纳槽15的配合而实现了缓冲的效果，具体过程如下：

如图12所示，在安全带对收卷轴组件2施力，使得棘轮22对止动环6施力的过程中，止动环6会伴随棘轮22而转动，而上述转动以弹片结构61的末端沿导向坡面15a滑动至极限位置二为终点，止动环6的此段转动距离即为缓冲距离；在此过程中，弹片结构61因末端的爬坡而发生形变，且此形变为弹性形变，上述弹性缓冲过程使得安全带作用于人体的作用力得到缓解，避免了硬性的拉扯而造成的不适感甚至伤害，且因缓冲的距离有限，因此同样不会使得人体在缓冲的过程中前倾较大的角度而造成伤害；当安全带对人体瞬间的作用力解除后，在复位弹性结构4的作用下，主轴21恢复至工作位置，同步地，棘轮22的外齿22a与止动环6上啮合槽62的啮合关系解除，弹片结构61由于自身所发生的弹性形变而产生复位的趋势，其末端沿导向坡面15a返回至初始位置。

综上，本发明中提供了一种安全带收卷器，通过缓冲功能能够有效缓解在紧急锁止时安全带对于人体较大的作用力，从而在保证乘员能够被安全约束的情况下，进一步提高使用的舒适性和安全性。

为了保证弹片结构61的使用寿命，如图12和13所示，作为上述实施例的优选，容纳槽15的侧壁还包括第一限位位置15b，对弹片结构61的初始位置进行限制；第一限位位置15b位于容纳槽15与凹陷区域14侧壁的交界处，为弧面结构；弹片结构61根部设置有与弧面结构贴合的曲面61a。

通过第一限位位置15b的设置，使得弹片结构61获得稳定的初始位置，这会使得止动环6的啮合槽62获得稳定的等待与棘轮22外齿22a啮合的位置，这对于安全带的有效锁止是较为关键的。在弹片结构61复位的过程中通过曲面61a与弧面结构接触，避免了碰撞而造成弹片结构61损坏的几率，在此种较为柔和的限位过程中，弹片结构61会获得较佳的使用状态。

其中，优选在初始位置，弹片结构61发生设定程度的形变。同样如图12所示，具体参见左上角放大图，在初始位置通过弹片结构61产生形变的方式，可始终保持弹片结构61与容纳槽15的有效贴合，保证在止动环6运动的过程中，能够稳定的沿导向坡面15a运动，也可避免弹片结构61从无形变到瞬间形变而发生损坏；当然，此种初始的形变状态也可有效的保证止动环6初始位置的准确性。

作为上述实施例的优选，容纳槽15的侧壁还包括第二限位位置15c，对弹片结构61的末端运动的极限位置二进行限制；其中，当弹片结构61的末端与第二限位位置15c贴合时，弹片结构61和止动环6的第一连接处63，与导向坡面15a和凹陷区域14侧壁的第二连接处16间隔设置；通过上述设置可避免第一连接处63因第二连接处16的碰撞而发生损伤。在对容纳槽15的内壁进行形状设计的过程中，在满足上述各方案的要求下，可尽可能的使其内壁圆滑，保证工作的流畅性和加工的便捷性。

作为上述实施例的优选，如图12和14所示，弹片结构61为弯曲状片体，且凸出一侧朝向止动环6外侧；通过此种优化方式，可在弹片结构61的末端受到第二限位位置15c的挤压时，可通过自身的适当弯曲而实现进一步的缓冲，同样可延长自身的使用寿命。

如图11所示，作为复位弹性结构4的一种实施方式，复位弹性结构4为弯折的金属丝结构，包括在平面内分布的U型段41、直角段42和连接段43，平面与主轴21的轴线垂直；U型段41通过一边与主轴21贴合，另一边末端通过连接段43与直角段42一端连接；直角段42的两边分别相对于定位板3固定连接。

定义直角段42的两边分别为X轴方向和Y轴方向，通过该两边的固定设置，使得复位弹性结构4整体获得稳定的定位，避免了在平面内发生窜动的风险；当主轴21对复位弹性结构4施压时，U型段41发生形变而允许主轴21运动；在对连接段43的形状进行选择的过程中，优选为圆弧结构，可在折弯的过程中自然实现，当然，优选U型段41的一边与直角段42的一边平行，二者间因为连接段43而形成的间隔，同样可允许U型段41和直角段42之间整体发生弹性形变。

当然，在本优选方案中，仅仅提供了一种成本较低的复位弹性结构4，且占用的空间维持在平面范围内，这对于空间的利用是有优势的；但是，其他的能够实现主轴21弹性支撑和有效复位的结构也均在本发明的保护范围内。

在上述优化方案中，U型段41与主轴21贴合的部分呈圆弧状，可适当增大与主轴21的贴合范围，在因形变而相对于主轴21运动时，更加平滑稳定。

如图11和15所示，作为一种优化的方式，主轴21端部设置有呈N型分布的槽体21a，发条结构5端部设置有N型段51，N型段51插入槽体21a中。通过此种方式可使得发条结构5端部的固定更加稳定，且通过外部结构沿主轴21轴向压紧发条结构5的方式即可实现固定；在对发条结构5进行安装的过程中，发条结构5需要与复位弹性结构4错层分布，此种方式可通过在定位板3表面设置凸起而对发条结构5进行支撑的方式而实现，优选复位弹性结构4设置于发条结构5的内侧。

为了保证更加稳定的工作过程，安装座1两侧的止动环6的外壁上均突出有弹片结构61，此种方式下可使得收卷轴组件2两侧受力更加稳定，但是此种方式仅仅为优选的方式，当仅仅设置一侧，而弹片结构61即可满足使用需求时，也同样在本发明的保护范围内。

在工作过程中，弹片结构61的末端会频繁的与导向坡面15a发生相对的运动，而对容纳槽15的侧壁造成摩擦和碰撞等，因此优选弹片结构61的末端与导向坡面15a接触的部分为曲面结构，可具体为柱体表面等，从而尽可能的实现与导向坡面15a的线接触，以及降低碰撞位置的尖锐性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种具有缓冲功能的紧急锁止安全带卷收器，其特征在于，包括：

安装座，相对于车体固定安装，包括第一侧壁和第二侧壁，以及连接所述第一侧壁和第二侧壁的连接板体，所述第一侧壁和第二侧壁上同轴设置有圆环形的凹陷区域，且所述凹陷区域中部贯通；

收卷轴组件，包括贯穿所述第一侧壁和第二侧壁的主轴，以及位于所述主轴两端且同轴设置的棘轮；

定位板，分别与所述第一侧壁和第二侧壁的外侧固定连接，且分别通过一字型孔位对所述主轴的两端进行支撑；

复位弹性结构，相对于所述定位板固定安装，且对所述主轴两侧进行弹性挤压而定位于所述一字型孔位一端的工作位置；

发条结构，内圈末端与所述主轴固定连接，外圈末端与所述定位板固定连接，为所述主轴提供转动后的复位力；

止动环，分别安装于所述凹陷区域内，且与所述凹陷区域侧壁贴合，所述止动环的内圈与所述棘轮的外圈间隔设置，且局部设置有与所述棘轮的外齿适配的若干啮合槽；在所述主轴在安全带的拉动下而对所述复位弹性结构进行挤压，且沿所述一字型孔位运动至极限位置一时，所述棘轮的部分外齿与所述啮合槽适配而带动所述止动环转动；

其中，至少一侧的所述止动环外壁均匀向外突出有至少三个弹片结构，对应的侧壁上设置有容纳槽，且所述容纳槽侧壁包括导向坡面，所述弹片结构在所述止动环转动的过程中，末端沿所述导向坡面滑动而发生弹性形变，且在运动至极限位置二后，通过弹性恢复而返回初始位置。

2.根据权利要求1所述的具有缓冲功能的紧急锁止安全带卷收器，其特征在于，所述容纳槽的侧壁还包括第一限位位置，对所述弹片结构的初始位置进行限制；

所述第一限位位置位于所述容纳槽与所述凹陷区域侧壁的交界处，为弧面结构；

所述弹片结构根部设置有与所述弧面结构贴合的曲面。

3.根据权利要求2所述的具有缓冲功能的紧急锁止安全带卷收器，其特征在于，在所述初始位置，所述弹片结构发生设定程度的形变。

4.根据权利要求2或3所述的具有缓冲功能的紧急锁止安全带卷收器，其特征在于，所述容纳槽的侧壁还包括第二限位位置，对所述弹片结构的末端运动的极限位置二进行限制；

其中，当所述弹片结构的末端与所述第二限位位置贴合时，所述弹片结构和所述止动环的第一连接处，与所述导向坡面和凹陷区域侧壁的第二连接处间隔设置。

5.根据权利要求4所述的具有缓冲功能的紧急锁止安全带卷收器，其特征在于，所述弹片结构为弯曲状片体，且凸出一侧朝向所述止动环外侧。

6.根据权利要求1所述的具有缓冲功能的紧急锁止安全带卷收器，其特征在于，所述复位弹性结构为弯折的金属丝结构，包括在平面内分布的U型段、直角段和连接段，所述平面与所述主轴的轴线垂直；

所述U型段通过一边与所述主轴贴合，另一边末端通过所述连接段与所述直角段一端连接；所述直角段的两边分别相对于所述定位板固定连接。

7.根据权利要求6所述的具有缓冲功能的紧急锁止安全带卷收器，其特征在于，所述U型段与所述主轴贴合的部分呈圆弧状。

8.根据权利要求1所述的具有缓冲功能的紧急锁止安全带卷收器，其特征在于，所述主轴端部设置有呈N型分布的槽体，所述发条结构端部设置有N型段，所述N型段插入所述槽体中。

9.根据权利要求1所述的具有缓冲功能的紧急锁止安全带卷收器，其特征在于，所述安装座两侧的止动环的外壁上均突出有弹片结构。

10.根据权利要求1所述的具有缓冲功能的紧急锁止安全带卷收器，其特征在于，所述弹片结构的末端与所述导向坡面接触的部分为曲面结构。

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