專利名稱:負載限制座椅安全帶卷收器的制作方法
本發(fā)明涉及座椅安全帶卷收器組件，其具有用來將座椅安全帶卷收進殼體的座椅安全帶卷收器。
在碰撞時，座椅安全帶卷收器具有限制織帶從殼體撤回的鎖定件。該鎖定件可由探測碰撞中車輛速度變化的慣性傳感器致動。當(dāng)探測到大的減速度時，慣性傳感器觸發(fā)座椅安全帶卷收器的鎖定件以確保碰撞過程中座椅安全帶在適的位置上。
在鎖定狀態(tài)下，座椅安全帶限制乘客在碰撞時向前移動。盡管座椅安全帶具有一些彈性，但是作用在乘客上的限制力可以很大。為了降低該力，制造商可使用扭力桿來以受控的方式吸收來自乘客向前移動的能量。一般來說，卷軸安裝在扭力桿上，扭力桿機械地聯(lián)接到卷軸上。在碰撞時，當(dāng)卷軸從殼體伸出的座椅安全帶旋轉(zhuǎn)時扭力桿扭曲并變形。扭力桿的變形吸收來自座椅安全帶的能量。因此，乘客逐漸減速而不是在碰撞時突然停止。
乘客的重量可影響通過座椅安全帶的限制力乘客減速的速率。較重的乘客比較輕的乘客需要更大的限制力。對于重乘客比對于輕乘客需要使用較高速率的能量吸收。
最近，制造商已經(jīng)開始著手使用以不同速率吸收能量以適應(yīng)不同重量乘客的座椅安全帶卷收器。例如，當(dāng)瘦小乘客坐在車內(nèi)時，座椅安全帶卷收器設(shè)置成低速率能量吸收。因此，較輕的乘客比較重的乘客用更少的限制力限制。另一方面，對于較重的乘客使用更高的能量吸收速率來對使用更大限制力的乘客減速。中等重量的乘客可能需要在碰撞過程中限制力速率的結(jié)合。因此，乘客可受到適應(yīng)他重量的限制力。
有車輛經(jīng)歷不止一次碰撞的事故。通常需要以同樣高的速率對體重重的乘客在第二次碰撞中繼續(xù)吸收能量。但是，對于體重輕的乘客，較佳地在開始時以用于第一次碰撞的低速率，然后以用于第二次碰撞的高速率從座椅安全帶卷軸吸收能量。對于中等重量的乘客，需要以高速率并然后以用于首次碰撞的低速率吸收能量。對于第二次碰撞，高速率的能量吸收是優(yōu)選的。常規(guī)的座椅安全帶卷收器不具有這樣的特征與常規(guī)設(shè)計相比，本發(fā)明的座椅安全帶卷收器具有獨特的轉(zhuǎn)換機構(gòu)，允許能量吸收機械開始以一水平，并然后自動在第二次碰撞事件中以另一水平吸收能量。對于重量輕的乘客，座椅安全帶卷收器可以用于首次碰撞的低速率吸收能量設(shè)置。該碰撞之后，座椅安全帶卷收器自動轉(zhuǎn)換到高速率能量吸收，使得座椅安全帶卷收器以用于第二次碰撞的更高水平繼續(xù)吸收能量。對于體重中等的乘客，卷收器最初以高速率然后轉(zhuǎn)到低速率吸收能量，且在第二次碰撞事件中，轉(zhuǎn)回到高速率。由此本發(fā)明確保了乘客在兩次碰撞都最優(yōu)地受到限制。
如上所指出的，能量吸收機構(gòu)可以是能夠以高速率吸收能量的一扭力桿和能以低速率吸收能量的另一扭力桿。轉(zhuǎn)換機構(gòu)具有將一桿或另一桿嚙合到卷軸上的聯(lián)接件。聯(lián)接件可在高速率部件嚙合的第一聯(lián)接位置和低速率部件嚙合的第二聯(lián)接位置之間驅(qū)動。聯(lián)接件可由能量吸收機構(gòu)和卷軸之間的相對運動驅(qū)動，該相對運動通過扭力桿之一的變形產(chǎn)生。聯(lián)接件可以是與卷軸的移動偶合的滑槽并可容納在聯(lián)接的螺紋件上以與變形的扭力桿一起移動。因此座椅安全帶卷收器在一桿和另一桿之間自動移動。
根據(jù)本發(fā)明的座椅安全帶卷收器可包含用于在高速率能量吸收和低速率能量吸收之間智能切換的設(shè)備。
座椅安全帶卷收器可具有在高速率能量吸收的默認位置設(shè)置。對于體重重的乘客，卷收器不考慮碰撞次數(shù)在整個事故中保持在該設(shè)置。為了適應(yīng)中等重量乘客，能量吸收機構(gòu)可首先以相對高的速率吸收能量，然后由于受到計算機控制，切換到低速率。對于重量輕的乘客，計算機可將座椅安全帶卷收器立即設(shè)置到低速率能量吸收。卷收器對于單次和多次沖擊碰撞都適應(yīng)各種體重。
圖1是根據(jù)本發(fā)明座椅安全帶卷收器的立體截面圖，包括卷軸、能量吸收機構(gòu)、和轉(zhuǎn)換機構(gòu)。
圖2是圖1的轉(zhuǎn)換機構(gòu)的另一示圖，示出了以高速率能量吸收設(shè)置的能量吸收機構(gòu)。
圖3示出了圖1-2的座椅安全帶卷收器，具有以低速率能量吸收設(shè)置的能量吸收機構(gòu)。
圖4示出了圖1-3的座椅安全帶卷收器，轉(zhuǎn)換機構(gòu)以高速率能量吸收設(shè)置能量吸收機構(gòu)。
圖5是圖1-4的座椅安全帶卷收器的立體圖，示出了偶合器在還沒有致動偶合器位置上。
圖6示出了圖5的偶合器在偶合器已經(jīng)致動的位置上。
圖7是座椅安全帶卷收器的分解圖。
圖1是座椅安全帶卷收器10的立體截面圖。根據(jù)本發(fā)明的座椅安全帶卷收器10具有卷軸14，座椅安全帶16卷繞在上面。眾所周知，座椅安全帶卷收器10允許座椅安全帶16在箭頭A的方向拉出并在箭頭B的方向縮進。當(dāng)座椅安全帶16在箭頭A的方向拉出時，已知由于縮進彈簧17卷軸14在箭頭Z的方向旋轉(zhuǎn)。縮進彈簧17通過在箭頭Y的方向(與箭頭Z的方向相反)旋轉(zhuǎn)卷軸14，在箭頭B的方向重繞座椅安全帶16未使用的部分。
座椅安全帶卷收器10具有探測車輛速度變化的慣性傳感器19。在碰撞時，慣性傳感器19致動嚙合并將鎖定輪21鎖定在位置上的棘爪(未示出)以限制座椅安全帶16在箭頭A方向上的拉出。為了降低座椅安全帶16在乘客上的限制力，座椅安全帶卷收器10具有從座椅安全帶的拉出吸收能量的能量吸收機構(gòu)18。能量吸收機構(gòu)18包括機械地聯(lián)接以與卷軸14一起扭曲和變形的至少一個扭力桿。能量吸收機構(gòu)18具有第一部件22、扭力桿和第二部件26、另一扭力桿?？刹捎脝蝹€扭力桿作為能量吸收機構(gòu)代替兩扭力桿。第一部件22具有比第二部件26更厚的直徑。第一和第二部件22、26都是可變形的。當(dāng)能量吸收機構(gòu)18可比較地負載時，扭曲第一部件22比扭曲第二部件26導(dǎo)致以相對更高的速率吸收能量，扭曲第二部件26以相對低的速率吸收能量。
能量吸收機構(gòu)18可旋轉(zhuǎn)地支撐卷軸14。能量吸收機構(gòu)18的一端部部分100具有與鎖定輪21的凹槽25嚙合的花鍵24。且由此旋轉(zhuǎn)地鎖定與鎖定輪21一起運動。能量吸收機構(gòu)18的另一端104可旋轉(zhuǎn)地橫向運動鎖定到縮進彈簧17的彈性心軸104a上。螺紋件50，在外表面上具有螺紋的管，環(huán)繞能量吸收機構(gòu)18設(shè)置。螺紋件50具有與能量吸收機構(gòu)18的第一部件22的花鍵24嚙合的凹槽51，使得螺紋件50可旋轉(zhuǎn)地鎖定與第一部件22一起運動。第二部件26還具有與螺紋件50內(nèi)的凹槽51嚙合的花鍵200，以將花鍵200與凹槽51旋轉(zhuǎn)地鎖定。
能量吸收機構(gòu)18還具位于靠近第二部件26的一端部部分104的花鍵33。這些花鍵33嚙合偶合件54內(nèi)的凹槽33a，使得第二部件26可旋轉(zhuǎn)地鎖定與偶合件54一起運動。如圖7所示，螺紋件50具有與偶合件54上的孔112嚙合的突起部分108。較佳地，偶合件54上的孔112和螺紋件50的突出部分108之間的安裝比第二部件26的花鍵33和偶合件54上的凹槽33a之間的配合要緊。當(dāng)偶合件54旋轉(zhuǎn)時，它旋轉(zhuǎn)第一部件22，而不是第二部件26，當(dāng)偶合件54與螺紋件50嚙合時，甚至第二部件26也與偶合件54嚙合。
如圖2所示，在正常操作時，卷軸14旋轉(zhuǎn)地鎖定，通過偶合件54與能量吸收機構(gòu)18一起運動，偶合件54在該點與螺紋件50嚙合。螺紋件50旋轉(zhuǎn)地偶合與能量吸收機構(gòu)18的第一部件22和第二部件26一起運動。當(dāng)鎖定輪21沒有被慣性傳感器19鎖定時，卷軸14的旋轉(zhuǎn)使得能量吸收機構(gòu)18以纏繞或展開縮進彈簧17。
在碰撞時，通過偶合件54，能量吸收機構(gòu)18可選擇地被致動來以座位扭力桿扭曲函數(shù)的兩種速率吸收來自座椅安全帶16的拉出的能量相對高的速率通過第一部件22，且相對低的速率通過第二部件26。不象常規(guī)設(shè)計，座椅安全帶卷收器10具有額外機構(gòu)，選擇能量吸收機構(gòu)18以那種速率吸收能量的轉(zhuǎn)換機構(gòu)30。座椅安全帶卷收器10具有控制能量吸收的兩種特征以提供對座椅安全帶卷收器10的額外水平的控制，這在其它卷收器中沒有發(fā)現(xiàn)。
現(xiàn)在將解釋碰撞時根據(jù)本發(fā)明座椅安全帶卷收器的操作。最初，能量吸收速率的選擇由通過控制單元58設(shè)置偶合件54的控制實現(xiàn)，控制單元58通過用已知的傳感器和設(shè)計檢測乘客的尺寸和重量來確定適當(dāng)?shù)乃俾?。一旦控制單?8做了該確定，它根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)控制偶合件54的位置。
如果檢測到重的乘客，控制單元58將座椅安全帶卷收器10保持在如圖2所示的位置，其中偶合件54在將卷軸14嚙合到第一部件22的位置上。當(dāng)碰撞時慣性傳感器19鎖住鎖定輪21時，防止第一部件22的端部100旋轉(zhuǎn)。座椅安全帶16在箭頭A方向的收回，沿著負載路徑27，即通過卷軸14、偶合件54、螺紋件50、和第一部件22傳輸負載。端部100通過鎖定輪21鎖定在位置上，同時在花鍵25處第一部件22將繼續(xù)在箭頭Z的方向旋轉(zhuǎn)。第一部件22通過變形將扭曲并吸收能量。對于重的乘客，能量吸收機構(gòu)18完全通過第一部件22從卷軸14吸收能量而不考慮碰撞次數(shù)。第一部件22可變形以對預(yù)期次數(shù)的碰撞吸收能量。
如果控制單元58確定乘客具有中等重量，較佳地最初以高速率而不是以低速率減慢乘客的加速度?？刂茊卧?8允許卷軸14使第一部件22變形用于預(yù)定數(shù)量的轉(zhuǎn)動或預(yù)定量的時間，并然后在箭頭C的方向沿著軸線X移動偶合件54，從圖2所示的第一位置62到圖3所示的第二位置66。如圖3所示，偶合件54從螺紋件50分離，但仍然在第二部件26的花鍵33處保持與卷軸14偶合。然后形成負載路徑29，使得負載然后通過卷軸14、偶合件54、和花鍵33傳輸?shù)侥芰课諜C構(gòu)18的第二部件26。第二部件26在花鍵200鎖定到螺紋件50上，并由此鎖定到第一部件22上。當(dāng)卷軸14由于座椅安全帶的拉出在箭頭Z的方向旋轉(zhuǎn)，卷軸14使得偶合件54在扭曲第一部件22之前扭曲第二部件26。這使得來自座椅安全帶拉出的能量由第二部件26以更低速率被吸收。
對于重量輕的乘客，較佳地在碰撞開始以較低的速率吸收來自座椅安全帶拉出的能量?？刂茊卧?8編程成將偶合件54從第一位置62立即轉(zhuǎn)換到第二位置66，使得負載立刻沿著圖3所示的負載路徑29傳輸。這樣，能量由座椅安全帶卷收器10僅以更低速率吸收。
現(xiàn)將參照圖5和6解釋偶合件54的致動?？刂茊卧?8與致動器74連通，當(dāng)致動時，一火藥設(shè)備沿箭頭D方向產(chǎn)生并推進氣體。箭頭D橫向于軸線X。如圖6所示，該氣體產(chǎn)生在構(gòu)件82的壁92上的力78。然后構(gòu)件82圍繞軸線X在箭頭Y的方向旋轉(zhuǎn)，并抵靠引導(dǎo)結(jié)構(gòu)86，例如斜坡，使得構(gòu)件82在箭頭C的方向移動。構(gòu)件82的移動引起偶合件54在箭頭C方向上的移動。構(gòu)件82將傾向于滑下引導(dǎo)結(jié)構(gòu)86并與偶合件54分開。否則當(dāng)縮進彈簧17重繞卷軸14時，偶合件54和因此的卷軸14將遇到阻力。如果致動器74沒有被致動，偶合件54和構(gòu)件82通過止動彈簧90另外偏置到引導(dǎo)結(jié)構(gòu)86的底部。
控制單元58吸收速率的前述控制通過分析乘客體重和尺寸的已知編程智能實現(xiàn)。此外，座椅安全帶卷收器10具有轉(zhuǎn)換機構(gòu)30，用于在第一部件22和第二部件26之間轉(zhuǎn)換。與控制單元58相比，轉(zhuǎn)換機構(gòu)30轉(zhuǎn)換座椅安全帶卷收器10而不參照乘客的重量或尺寸，由此向座椅安全帶卷收器10提供更高水平的安全性。
如圖1-3所示，能量吸收機構(gòu)18設(shè)置有螺紋件50，其在花鍵25與第一部件22旋轉(zhuǎn)聯(lián)接。當(dāng)偶合件54在第一位置62用于需要高速率能量吸收的情況(見圖2)時，偶合件54將卷軸14嚙合到螺紋件50上，使得它們兩者可旋轉(zhuǎn)地一起運動。隨著座椅安全帶16拉出當(dāng)卷軸沿著箭頭Z方向旋轉(zhuǎn)時，螺紋件50也是如此，其引起第一部件22的變形來以高速率吸收能量。但是，當(dāng)偶合件54在第二位置66時，例如在低負載情況下，螺紋件50不再通過偶合件54旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到卷軸14上。結(jié)果，當(dāng)座椅安全帶16拉出時，卷軸14將通過偶合件54旋轉(zhuǎn)第二部分26，由此使第二部件26扭曲和變形。但是，螺紋件50將保持相對靜止。在卷軸14和螺紋件50之間有相對旋轉(zhuǎn)運動。
容納在螺紋件50上的是轉(zhuǎn)換機構(gòu)30，諸如螺紋可移動聯(lián)接件或滑槽(見圖7)。一個聯(lián)接件或滑槽也足夠。轉(zhuǎn)換機構(gòu)30與卷軸14旋轉(zhuǎn)聯(lián)接。如圖3和4所示，由于螺紋件50和卷軸14之間的相對運動，轉(zhuǎn)換機構(gòu)30將圍繞螺紋件50的螺紋旋轉(zhuǎn)來在箭頭C的方向軸向移動，從第一聯(lián)接位置34到第二聯(lián)接位置38。當(dāng)轉(zhuǎn)換機構(gòu)30已經(jīng)到達第二聯(lián)接位置38時，轉(zhuǎn)換機構(gòu)30將毗鄰螺紋件50的端部39。在該位置，轉(zhuǎn)換機構(gòu)30可不再沿箭頭C的方向移動?，F(xiàn)在卷軸14和螺紋件50將通過轉(zhuǎn)換機構(gòu)30旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接。
來自座椅安全帶拉出的負載將沿著負載路徑31通過卷軸14、轉(zhuǎn)換機構(gòu)30、螺紋件50和能量吸收機構(gòu)18的第一部件22傳輸?，F(xiàn)在能量吸收機構(gòu)18將以高于第二部件26的速率從卷軸14吸收能量。
由此轉(zhuǎn)換機構(gòu)30將座椅安全帶卷收器10自動地且機械地從低速率轉(zhuǎn)換到高速率能量吸收。當(dāng)該轉(zhuǎn)換根據(jù)轉(zhuǎn)動的數(shù)量發(fā)生時，允許卷軸14在轉(zhuǎn)換機構(gòu)30毗鄰端部39之前行進。轉(zhuǎn)動的次數(shù)可基于跟隨安全氣囊展開的乘客的預(yù)期位置。如果發(fā)生第二次碰撞，座椅安全帶卷收器10自動設(shè)置以高速率能量吸收來吸收第二次沖擊。
對于重量中等的乘客，控制單元58允許第一部件22以高速率從卷軸14吸收能量，然后將偶合件54從第一偶合位置62轉(zhuǎn)換到第二偶合位置66以允許能量以低速率被第二部件26吸收。跟隨預(yù)定數(shù)量的轉(zhuǎn)動，然后轉(zhuǎn)換機構(gòu)30轉(zhuǎn)換回到第一部件22的高速率。
對于重量輕的乘客，控制單元58立即轉(zhuǎn)換到低速能量吸收。在預(yù)定數(shù)量的轉(zhuǎn)動之后，轉(zhuǎn)換機構(gòu)30轉(zhuǎn)換到高速率能量吸收。因此，重量中等和重量輕的乘客受到第二次碰撞的保護。
權(quán)利要求
1.一種座椅安全帶卷收器(10)，包括卷軸(14)，用于座椅安全帶拉出和用于座椅安全帶縮進；能量吸收機構(gòu)(18)，用于在座椅安全帶拉出時從卷軸(14)吸收能量，能量吸收機構(gòu)(18)具有用于相對高速率能量吸收的第一部件(22)和用于相對低速率能量吸收的第二部件(26)；以及轉(zhuǎn)換機構(gòu)(30)，構(gòu)造成在所述第一部件(22)和所述第二部件(26)之間轉(zhuǎn)換，所述轉(zhuǎn)換機構(gòu)(30)包括在所述第一部件(22)與所述卷軸(14)嚙合的第一聯(lián)接位置(34)和所述第二部件(26)與所述卷軸(14)嚙合的第二聯(lián)接位置(38)之間可移動的聯(lián)接件(50)，所述聯(lián)接件(50)可通過來自座椅安全帶拉出的能量在所述第一聯(lián)接位置(34)和所述第二聯(lián)接位置(38)之間驅(qū)動。
2.如權(quán)利要求
1所述的座椅安全帶卷收器(10)，其特征在于，所述第一部件(22)和所述第二部件(26)中的至少一個包括扭力桿。
3.如權(quán)利要求
1所述的座椅安全帶卷收器(10)，其特征在于，所述聯(lián)接件(50)可通過在所述能量吸收機構(gòu)(18)和所述卷軸(14)之間的相對運動在所述第一聯(lián)接位置(34)和所述第二聯(lián)接位置(38)之間被驅(qū)動。
4.如權(quán)利要求
3所述的座椅安全帶卷收器(10)，其特征在于，所述聯(lián)接件(50)可通過所述能量吸收機構(gòu)(18)的變形在所述第一聯(lián)接位置(34)和所述第二聯(lián)接位置(38)之間被驅(qū)動。
5.如權(quán)利要求
3所述的座椅安全帶卷收器(10)，其特征在于，所述連接件包括聯(lián)接以與所述卷軸(14)一起運動的滑槽，其中所述滑槽螺接在螺紋件(50)上，所述螺紋件(50)聯(lián)接成與所述能量吸收機構(gòu)(18)一起運動。
6.如權(quán)利要求
1所述的座椅安全帶卷收器(10)，其特征在于，包括偶合件(54)，用于將所述第一部件(22)和所述第二部件(26)中的一個偶合到所述卷軸(14)上，所述偶合件(54)與用于控制所述偶合件(54)的控制單元連通。
7.如權(quán)利要求
6所述的座椅安全帶卷收器(10)，其特征在于，所述偶合件(54)具有所述第一部件(22)與所述卷軸(14)偶合的第一偶合位置(62)并具有所述第二部件(26)與所述卷軸(14)偶合的第二偶合位置(66)，所述偶合件(54)在大致沿著所述卷軸(14)旋轉(zhuǎn)軸線的方向在所述第一偶合位置(62)和所述第二偶合位置(66)之間移動。
8.如權(quán)利要求
1所述的座椅安全帶卷收器(10)，其特征在于，所述能量吸收機構(gòu)(18)設(shè)置成以相對高的速率接著相對低的速率從所述卷軸(14)吸收能量。
9.如權(quán)利要求
8所述的座椅安全帶卷收器(10)，其特征在于，所述能量吸收機構(gòu)(18)設(shè)置成開始以相對高的速率，然后切換到相對低的速率，并接著切換回到相對高的速率從所述卷軸(14)吸收能量。
專利摘要
一種座椅安全帶卷收器(10)，具有用于座椅安全帶拉出和用于座椅安全帶縮進的卷軸(14)。提供能量吸收機構(gòu)(18)，用于在座椅安全帶拉出時從卷軸(14)吸收能量。能量吸收機構(gòu)(18)具有用于相對高速率能量吸收的第一部件(22)和用于相對低速率能量吸收的第二部件(26)。還提供了用于在第一部件(22)和第二部件(26)之間轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換機構(gòu)(30)。轉(zhuǎn)換機構(gòu)(30)包括在第一部件(22)與卷軸(14)嚙合的第一聯(lián)接位置(34)和第二部件(26)與卷軸(14)嚙合的第二聯(lián)接位置(38)之間可移動的聯(lián)接件。該聯(lián)接件可通過來自座椅安全帶拉出的能量在第一聯(lián)接位置(34)和第二聯(lián)接位置(38)之間驅(qū)動。
文檔編號B60R22/36GK1993255SQ20058002567
公開日2007年7月4日 申請日期2005年5月19日
發(fā)明者K·克赫爾多弗, R·康寧, M·格雷 申請人:關(guān)鍵安全體系股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan