CN1284694C - 车辆安全带收紧器 - Google Patents

Abstract

一种车辆安全带收紧器包括用于控制作用在薄带上的过度力的载荷控制器，和用于感知安全带加速移动的薄带传感器，从而采取制止高速行驶的车辆的非正常状态的防范措施。其中载荷控制器能够使圆盘与卷轴卷绕部分的一个表面摩擦接合，从而消除作用在薄带上的力，一端与凸台连接的的扭力杆与卷轴协同操作，从而控制作用在薄带上的力，薄带传感器使锁销部件一端由惯性弹簧支承，以便在调整的时间范围内，与翼一起感知带的加速移动，从而采取防止车辆非正常状态的防范措施。

Description

车辆安全带收紧器

技术领域

本发明涉及一种车辆安全带收紧器，它用于在车辆处于非正常驾驶状态(例如碰撞或翻车)下控制安全带的移动，特别是涉及一种车辆安全带收紧器，它包括薄带传感器和载荷控制部分，薄带传感器用于快速感知安全带的加速移动，载荷控制部分用于控制作用在薄带上的过度的力，从而采取制止车辆非正常状态的防范措施。

背景技术

通常在本领域存在一种公知的技术，要求在乘客戴上安全带时，要求安全带收紧器方便带的移动，或者在车辆处于紧急状态或非正常状态时防止带移动拉出。然而，在本技术领域考虑的一个问题是车辆的非正常状态的及时检测。为此，研制出用于检测带加速拉出的带移动传感器和运动(惯性)传感器，运动传感器用于检测在驾驶时由于任何突然和/或严重的运动速度的中断，例如由于碰撞的冲击，导致车辆非正常状态，以便相互补充修正其缺陷。在此，注意到带的加速拉出包括其响应时间的检测必须遵守在行驶期间抵抗突然旋转和在斜街道和越野条件下的翻车。

在这些方面，典型的技术是美国专利3,819,126中所公开的安全带收紧器，它包括齿轮制动锁定装置，和构造成控制安装在卷简装置上的锁定件的薄带传感器，该卷筒装置在一个锁定位置和一对释放位置之间旋转，该锁定位置用于防止卷筒在解绕方向上旋转，该释放位置用于使卷筒在解绕方向上旋转。

离合器片安装在一个支承件和一个由弹簧偏压的卷筒棘轮之间，因此，第一止动件在推动方向上支承锁定件。禁用部件可旋转地安装，以便其弹力臂与在卷绕方向上偏移的支承件连接。臂扩大部装进锁定件的开口内，以便使锁定件在解绕方向上受到支承。一个轮包括一个弹性臂和一个第二止动件，其中弹性臂具有在其一端形成的指状件，以便在支承件的开口内受到支承而向禁用部件偏压轮。轮的另一端具有一个支脚，该支脚与轮所承载的肩接合，以便定位第二止动件，从而在其中间释放位置抵靠锁定件，当带快速释放或从收紧器上解绕或车辆处于非正常状态下时，第二止动件使卷筒一锁定装置不能用。

因此，在车辆处于非正常状态时，当卷筒被安全带拉动在解绕方向上快速旋转时，惯性轮相对于驱动器略微旋转，以便用凸轮迅速径向向外带动棘爪，从而与齿配合。锁定操作防止安全带在其小于1/2英寸之前释放。然后，当具有轮棘齿的制动器的凸轮棘爪接合由离合器片的弹簧释放时，第一止动件允许锁定件返回到正常位置，轮的第二止动件迫使锁定件无法使用。安全带收紧器的优点在于，因为带移动传感速度很快，在车辆越野驾驶期间能对乘客实施限制。

然而，在安全带收紧器中，薄带传感器还包括离合器片，禁用部件和轮，因此，它导致部件为了缩回和释放安全带进行复杂的操作步骤，从而使薄带传感时间延迟。而且，在薄带传感步骤中，由于存在较宽的间距，惯性轮必须以超过预定的速度旋转，以便使凸轮棘爪充分向外伸展，以便与轮的齿啮合。除此之外，在凸轮棘爪和轮的齿之间产生滑动。

在韩国专利323845中公开了另一种具有该优点并防止带以国际标准快速释放，该韩国专利对应于名为“车辆安全带收紧器”并转让给本申请人的美国专利5,507,448。适合本车辆安全带收紧器的薄带传感器包括质量部件，该质量部件插入离合器轮的第一齿部主体内，因此，其翼状锁销在正常状态下面对卡环的第二链轮。换句话说，质量部件和离合器轮在任一解绕和卷绕方向上同时旋转。但是，在带移动加速时，质量部件立即在带移动释放方向上旋转，同时离合器轮野在其惯性力作用下旋转。锁销经过第一齿部的齿顶部，由于离心力，其端部悬挂在卡环的第二链轮上。此时，轴的旋转力使定位器旋转。同时，定位器的钩环迫使锁定部分的锁销与第一链轮啮合，从而使卷轴停止进一步旋转，并防止带移动释放。然后，当带移动的释放力在带移动方向上向一个框架或一个开口上部牵拉旋转停止的卷轴时，分别在开口部形成的摩擦齿部与凸缘接合，以确保防止卷轴进一步旋转。

薄带传感器具有很快的薄带移动传感和减少的零件数目，响应传感操作使带移动立即停止，并便于放在齿顶部上的锁销膨胀，以便减少锁销端部和第二链轮之间的间隔。

但是，薄带传感器在提高带移动的传感速度方面受到限制，不能调节传感速度，也不能转换成正常状态以便使薄带释放，因为转换取决于弹性程度。而且，这些已有技术不能采取防范措施，因此，当卷轴响应带加速移动的传感而停止时，不能避免由于在车辆处于非正常状态下抵抗乘客突然前进的作用力产生过量的即时载荷。因此，需要一种与美国专利6,237,869中公开的安全带收紧器的制动机构相类似的薄带张力减低器，它可用于控制载荷，常称为“载荷限制器”。

在这些方面，最好如果有可能的话，根据薄带传感器感知车辆的碰撞和在越野公路上时产生的加速，应正面采取防范措施以防止非正常状态或翻转状态。而且，最好采用张力减低器，以便控制作用在薄带上的过量的载荷。

因此，本发明的一个目的是提供一种车辆安全带收紧器，它用于及时感知由于车辆处于非正常驾驶状态例如碰撞或翻转产生的安全带的带加速移动，并通过响应带移动传感的至少一个过程来控制薄带操作。

本发明的另一个目的是提供一种车辆安全带收紧器，它能根据带加速移动传感来调节速度，并提供带移动控制的灵活性。

本发明的又一个目的是提供一种车辆安全带收紧器，它能响应车辆的非正常状态立即感知薄带的缩回和解开卷绕，并控制作用在乘客的薄带上的过量的即时载荷。

发明内容

根据本发明，车辆安全带收紧器包括框架，包括在一对左右腿部的每一个中心处形成的开口，在每个开口的上部，形成具有预定弧度的摩擦齿部；卷轴，所述卷轴包括一端密封和另一端开口的卷绕部分，卷轴用于在其上卷绕薄带，在卷轴内部形成有腔室的卷绕部分包括左凸缘和右凸缘，该左凸缘自所述卷轴的左侧在周边部分上形成，以便定位在所述左腿部的开口厚度上，从所述密封端的中央突出的轴的一端与弹簧接合，右凸缘在卷轴右侧形成，具有在其周边直径线上形成的彼此面对的止动件，在每个止动件的上表面上安装有固定销；载荷控制器，该载荷控制器包括插在所述腔室中的扭力杆和链轮部分，在其两端形成连接部分，带有导向器的圆盘向下弯曲以便分别靠近所述止动件定位，该止动件与卷绕部分开口端上的右凸缘接触，并且在圆盘上表面上形成突起，具有突出的凸台的链轮部分与所述扭力杆的一端连接，在链轮部分周边上形成有靠近所述凸台的凹槽，以引导所述突起的移动，从载荷控制器的凸缘延伸出的链轮部分与所述右腿部的齿部结合，并具有从链轮部分中心突出的轴；锁定部分，靠近所述链轮部分安装以便使所述卷轴停止旋转；薄带传感器，包括定位器并靠近所述链轮部分安装以便使所述锁定部分的导向器与在定位器周边预定位置形成的钩环连接，围绕其内周边形成的第二链轮，中心具有开口部分的离合器轮，在所述开口部分内周边上形成的第一齿部和围绕其外周边形成以便与所述第一齿部同心的第二齿部，与所述离合器轮连接并具有在围绕其外周边的一个弧上整体延伸形成的翼的质量部件，和一端与惯性弹簧接合以便被弹性支承的锁销部件，锁销部件的另一端形成为经过离合器轮第一齿部的齿顶部；和车辆传感器，靠近所述离合器轮安装以便与所述离合器轮的第二齿啮合。

附图说明

现在参考附图来详细描述本发明，附图中：

图1是根据本发明的车辆安全带收紧器的整个结构的分解透视图；

图2是根据本发明，载荷控制器，锁定部分，定位器和离合器轮处于装配状态下的部分分解透视图；

图3A，3B和3C是说明根据本发明的载荷控制器的装配和操作的视图；

图4是根据本发明构造成薄带传感器的处于分离状态下的质量部件和离合器轮的分解透视图；

图5是根据本发明处于装配状态下的薄带传感器与车辆传感器的透视图；

图6A和6B是说明根据本发明沿着图4的线A-A截取的薄带传感器和车辆传感器的操作关系的横截面视图。

具体实施方式

参考图1，框架10具有基本为通道形的结构，它包括固定在车辆底座上的后壁11，和从后壁两端向前表面整体延伸的一对左右腿部12和13。左腿部12包括在中心形成的开口14，和在开口14的上部以预定弧度形成的摩擦齿部15。右腿部13包括带摩擦齿部18的开口17，该摩擦齿部18在其上部以预定弧度形成，对应于左腿部的结构。右腿部13还包括在其下部形成的安装孔19，以定位车辆运动传感器。而且，固定条16安装在腿部12和13之间以固定它们的间隔。外壳19’安装在带弹簧(未表示)的左腿部12上，该外壳与卷轴20的轴24连接，以便在其上卷绕薄带。

卷轴20构造成与载荷控制器30连接，它包括用来卷绕薄带的卷绕部分21，并且包括腔室，其中形成容纳凹槽以便容纳扭力杆31的一端，中心轴24从卷轴20一侧表面整体突出，左凸缘22在其一侧上整体形成，以便面对开口14定位和旋转，并且止动件26从右凸缘25的周边沿直径线整体突出。在止动件26上，固定销23分别沿直径线进行安装，以便定位于支承凹槽29中。

载荷控制器30包括安装在卷绕部分21中以便随轴24旋转的扭力杆31；构造成控制扭力杆31扭矩的摩擦圆盘32；带凸台33的链轮部分35，至少一个引导凹槽(未示出)形成在该链轮部分内表面，以便确定扭力杆31的扭转程度，扭力杆31的另一端与该链轮部分连接，并且链轮部分35从凸缘34延伸出来，该凸缘定位成与腿部13中的开口17的周边表面齐平，链轮部分35包括从其中部突出的轴28，和从凸缘34延伸出来的延伸部分39，同时至少一个支承凹槽39’围绕其周边形成。

扭力杆31包括以齿形式在两端形成的连接部分36，以便分别与卷绕部分21的腔室中的另一连接部分和凸台33连接，这样它使卷绕部分21旋转。摩擦圆盘32包括在其上表面上的突起37，以便插进引导凹槽(未示出)中，并且导向器38从其周边向下弯曲，以便与右凸缘25接触，并且靠近止动件23定位。垫片27由软性材料制成并且装配在摩擦圆盘32的外周边表面上，以减少摩擦圆盘32和右凸缘25内部之间的摩擦力。

因此，如图3A，3B和3C所示，扭力杆31插在卷轴20的腔室中。摩擦圆盘32安装在右凸缘25的前表面上，导向器38分别靠近止动件23定位。当突起37插在凸台33的引导凹槽37’中时，凸台33的连接部分与扭力杆31的另一端连接。如上所述安装的载荷控制器30在带加速移动时控制施加到薄带上的载荷。

当设有载荷控制器30的安全带收紧器安装在车辆的预定位置上时，在发生过度的带加速移动或薄带缩回的非正常状态下，链轮部分35突然锁定，以便与锁定部分40的接合，该锁定部分与车辆传感器或薄带传感器共同操作。此时，当作用在系上安全带的乘客上的过度载荷仍在解绕方向上拉出薄带时，不仅卷绕部分21被迫旋转，而且圆盘32也由于与卷绕部分21的摩擦力而旋转。位于支承凹槽29中的固定销23被损坏，然后引导凹槽37’中的突起37从图3B的下面向图3C的上面移动。此时，导向器38均都到达止动件23的其他表面，这些止动件彼此在不同方向上定位，以配合卷绕部分21的进一步旋转。抵消进一步的薄带拉出力，扭力杆31扭转到其扭转特性足以减少薄带载荷的量。象这样，在圆盘32的旋转和扭力杆31的扭转期间，突然增加的载荷被吸收和调节。

再次参考图1，图2，图4和图5，响应带加速移动的检测，薄带传感器防止带释放，并且允许在车辆正常条件下带自由地释放。薄带传感器包括靠近链轮部分35下部定位的锁定部分40，链轮部分从右腿部13的开口17突出，定位器50靠近第一链轮部分35安装，同时轴28经过其中心，并且使锁定部分40能象钟摆一样摆动，离合器轮60与定位器50连接，以便定位器50能旋转。

锁定部分40包括在上部形成的锁销41，以便通过其摆动而与第一链轮35连接；导向销42，固定到其一个表面上，以便引导它摆动；和在下部形成的销孔43，以便容纳固定销44，从而能使锁定部分40枢轴转动。固定销44插入销孔43中，并且固定在右腿部13的内表面。因此，固定销44使锁定部分40靠近右腿部13的开口17定位，并且该锁定部分40借助弹簧46在第一链轮35的相对方向上偏移，其末端连接导向销42，并且其另一端插入并固定在形成于右腿部13预定位置上的孔47上。

定位器50包括在一侧表面上围绕内周边形成的卡环51。第二链轮52形成齿状，在卡环51的内壁上具有预定高度的顶部。而且，围绕定位器50的周边在预定位置处形成三角形的钩环53，以使锁定部分40能做钟摆运动。当如图2安装定位器50时，钩环53接收位于其顶点的导向销42。因此，当定位器50沿箭头F的方向移动时，导向销42在箭头B的方向上使锁定部分40移动，以便锁销41与第一链轮35接合。

离合器轮60包括在其中心形成的开口部分61。开口部分61包括在其内周边上有预定宽度的第一齿部62，并且连接表面63绕其外周边形成以便与钩77连接。而且，离合器轮60包括绕其外周边形成的第二齿部64，以便与第一齿部62同心。

质量部件70与带开口部分61的离合器轮60结合。质量部件70包括与矩形轴支承72形成整体的环形主体71，卷轴的轴24的旋转力传递到质量部件70。环形主体71设有沿其周边的半圆弧从一部分延伸出来的翼73，和在其中心处在销78上枢轴旋转的锁销部件76，同时该锁销部件的一端插入惯性弹簧75中，以便弹性支撑在其上。环形主体71还包括在其后部形成的凹槽79，以便容纳锁销部件76，并且惯性弹簧75和钩79’安装在靠近主体71的周边的该凹槽79中，以便阻止其脱钩。翼73和锁销部件76具有在其相互端形成的锁销74和76’。而且，环形主体71包括从其周边前表面突出的若干钩77，以便在连接面63上悬挂。每个延伸部71’在靠近翼73的钩77和锁销部件76之间的直径线上形成，以便在开口部分61中支承环形主体71以及钩77，该钩面对离合器轮60的后表面。

在质量部件70与离合器轮60装配在一起时，除了翼73和锁销部件76外，质量部件70插在由第一齿部62的主体形成的开口部分61上，以便将锁销74和76’放在第一齿部62上，并使钩77与连接表面63可滑动地连接。薄带传感器装在轴28上，该轴28穿过矩形轴支承件72，当系统以卷轴20穿过开口14和17安装在框架10上的方式装配时，其轴24与弹簧部分91的弹簧一端连接。锁定部分40装配在右腿部13上，定位器50装在靠近链轮部分35的轴28上，以便将导向销42定位在钩环53的顶点处。此时，卡环51容纳质量部件70，以允许锁销74和76’靠近第二链轮52布置，图6A和6B示出装配结构。

因此，薄带传感器检测带的加速移动。如图6A所示，正常状态是，质量部件70和离合器轮60在解绕(释放)方向C或在卷绕方向D同时旋转，锁销74和76’与第一齿部62接触。但是，带加速移动时，质量部件70立即在带释放方向C旋转，同时其惯性力也旋转离合器轮60。锁销74和76’经过第一齿部62的齿顶部，由于其离心力，其端部悬挂在卡环51的第二链轮52上。此时，轴24的旋转力使定位器50在箭头F方向上旋转，如图6B所示。同时，定位器50的钩环52强迫锁定部分40的锁销41与链轮部分35接合，以便使卷轴20停止进一步旋转，并防止带释放。

而且，薄带的过多释放力强迫卷绕部分21在解绕方向上旋转，此时链轮部分35停止。在摩擦圆盘32和卷绕部分21的一个表面之间存在摩擦，以便使摩擦圆盘32旋转，因此，每个导向器38到达止动件32的另一个表面。然后，扭力杆31扭转到其性能足以吸收/调节作用在薄带以及摩擦圆盘32上的突然增加的载荷的程度。然后带移动的附加释放力在带移动方向上牵拉旋转的止动卷轴20，分别在开口部分14和17上形成的摩擦齿部15和18与凸缘23和24接合，以保证防止卷轴20进一步旋转。，这里，注意到载荷控制器30与薄带传感器平稳地协同操作，惯性弹簧75可调节锁销76’在第二链轮52上锁定的时间，以便控制带移动的传感速度。

除此之外，本发明适合传统的车辆传感器80。如图1和2所示，车辆传感器80安装在盖90的内部，并在薄带传感器装配在卷轴20的轴28上之后定位在框架10的安装孔19内。车辆传感器80包括外壳81，在外壳后部，两个支承部分86以柱的形式以预定高度整体成形，球82落在外壳81的半球形底部并自由滚动，具有棘爪84的棘爪杠杆85定位在球82的上部，它在支承部分86之间旋转。

如果车辆处于快速加速或在野外条件下驾驶的非正常状态，由于车辆的反作用力，球82在任何方向从正常状态斜移。此时，棘爪84与离合器轮60的第二齿部64接合。同时，发生带的释放移动，而轴28使质量部件70旋转，离合器轮60具有由轴28旋转产生的旋转力所产生的瞬时惯性力。然后，锁销74和76’经过第一齿部62的齿顶，并与卡环51的第二链轮52接合，然后使定位器50在带移动的解绕方向C上旋转。接着，锁定部分40在箭头F方向上移动，如图6B所示。同时，锁销41与链轮部分35接合，以便使卷轴20停止进一步旋转，并防止带释放移动。

同时，在链轮部分35停止的状态下，薄带的过度释放力强迫卷轴20在解绕方向上旋转。与卷绕部分21的一个表面产生的摩擦力使摩擦圆盘32旋转，以便消除作用在薄带上牵拉力，扭力杆31扭转，以便降低作用在薄带上的牵拉力。而且，当在带移动方向上拉动卷轴20本身时，左凸缘22和凸缘34分别与在开口部分14和17上形成的摩擦齿部15和18接合，以确保防止卷轴20的进一步旋转。在此，注意所述构造立即响应车辆突然加速和非正常状态的出现，例如在野外条件下翻车。而且，根据本发明，在调整的时间范围内，车辆传感器80与薄带传感器和载荷控制器30良好地协作。

如上所述，本发明在带移动传感过程中使薄带传感器能够响应带的加速移动，迅速操作定位器和锁定部分，从而使链轮部分的旋转停止，使载荷控制器控制作用在薄带上的载荷，以便使卷轴的旋转停止。类似地，当车辆传感器检测车辆的非正常状态时，薄带传感器和其相关的周边装置以与薄带传感时相同的方式操作。因此，本发明提高带移动的传感速度，并响应传感操作对车辆内的乘客提供及时限制。

由于本发明在不超出其基本特性的前提下可以各种形式体现，对于本领域的普通技术人员来说，应该理解，上述实施例不是以前述说明书中的任何细节来限制本发明，除非特别指出，应该仅由附后的权利要求书定义所保护的范围。

Claims (3)

1.一种车辆安全带收紧器，用于从卷轴上卷绕和释放一定长度的带，包括：

框架，包括在一对左右腿部的每一个中心处形成的开口，在每个开口的上部，形成具有预定弧度的摩擦齿部；

卷轴，所述卷轴包括一端密封和另一端开口的卷绕部分，卷轴用于在其上卷绕薄带，在卷轴内部形成有腔室的卷绕部分包括左凸缘和右凸缘，该左凸缘自所述卷轴的左侧在周边部分上形成，以便定位在所述左腿部的开口厚度上，从所述密封端的中央突出的轴的一端与弹簧接合，右凸缘在卷轴右侧形成，具有在其周边直径线上形成的彼此面对的止动件，在每个止动件的上表面上安装有固定销；

载荷控制器，该载荷控制器包括插在所述腔室中的扭力杆和链轮部分，在其两端形成连接部分，带有导向器的圆盘向下弯曲以便分别靠近所述止动件定位，该止动件与卷绕部分开口端上的右凸缘接触，并且在圆盘上表面上形成突起，具有突出的凸台的链轮部分与所述扭力杆的一端连接，在链轮部分周边上形成有靠近所述凸台的凹槽，以引导所述突起的移动，从载荷控制器的凸缘延伸出的链轮部分与所述右腿部的齿部结合，并具有从链轮部分中心突出的轴；

锁定部分，靠近所述链轮部分安装以便使所述卷轴停止旋转；

薄带传感器，包括定位器并靠近所述链轮部分安装以便使所述锁定部分的导向器与在定位器周边预定位置形成的钩环连接，围绕其内周边形成的第二链轮，中心具有开口部分的离合器轮，在所述开口部分内周边上形成的第一齿部和围绕其外周边形成以便与所述第一齿部同心的第二齿部，与所述离合器轮连接并具有在围绕其外周边的一个弧上整体延伸形成的翼的质量部件，和一端与惯性弹簧接合以便被弹性支承的锁销部件，锁销部件的另一端形成为经过离合器轮第一齿部的齿顶部；和

车辆传感器，靠近所述离合器轮安装以便与所述离合器轮的第二齿啮合。

2.如权利要求1所述的车辆安全带收紧器，其特征在于：

所述载荷控制器还包括柔性材料垫片，装在所述圆盘的外周边上，以便减少所述圆盘和所述右凸缘之间的摩擦。

3、如权利要求1所述的车辆安全带收紧器，其特征在于：

所述锁销部件定位在直径线上以相互面对，其中所述翼围绕其周边成弧形整体延伸，所述锁销在其端部形成自由端，所述锁销部件在凹槽中心内枢轴转动，以便锁销部件一端容纳于凹槽中，从而由所述惯性弹簧弹性支承，所述锁销形成自由端。

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