本發(fā)明涉及用于車輛安全帶的具有遞增限力功能的限力卷收器。

背景技術(shù)：

隨著中國機動車保有量的不斷增加，很多機動車用戶對車輛的動力性和經(jīng)濟性提出了更高的要求，同時，還要求車輛具有良好的安全性。車輛的安全策略主要分為主動安全和被動安全，在被動安全系統(tǒng)中，安全帶是最主要的組件之一。安全帶的使用，有效挽救了交通事故中大約45％的生命，使67％的人免受重大傷害。在機動車發(fā)生碰撞時，普通安全帶對乘員胸部的沖擊力可以高達11KN或更高，對乘員的胸部壓縮量比較大，容易對乘員造成較大的傷害。因此，在普通安全帶的基礎(chǔ)上又開發(fā)出了能夠減小織帶對乘員沖擊的被動安全產(chǎn)品，比如具有吸能效果的插鎖、帶扣和限力卷收器等。

限力卷收器是一種常見的用于安全帶的吸能裝置。在普通的限力卷收器的內(nèi)部設(shè)有能夠吸能的限力桿，當(dāng)負(fù)荷達到預(yù)定的載荷數(shù)值時，限力桿即發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，在扭轉(zhuǎn)過程中釋放一定長度的織帶，吸收部分肩帶力，由此實現(xiàn)安全帶的限力功能。

隨著車輛被動安全技術(shù)的發(fā)展，普通的限力卷收器存在一定的局限性，后來又出現(xiàn)了遞增式限力卷收器、遞減式限力卷收器以及可調(diào)節(jié)式限力卷收器等。

現(xiàn)有的設(shè)計中，有的限力卷收器采用刀片切除卷帶筒上材料的方式實現(xiàn)遞增或者遞減，但是刀片在切除材料的過程中，由于卷帶筒一般采用壓鑄工藝制作，因此若壓鑄材料的內(nèi)部出現(xiàn)氣孔等壓鑄缺陷，則會對特性曲線產(chǎn)生影響，其限力性能將會不穩(wěn)定。而且，由于刀具在切除材料的過程中會產(chǎn)生軸向力，所以需要增加用于固定止動輪和 卷帶筒的組件，這將會增加組件成本，使結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述缺點，本發(fā)明提供一種用于車輛安全帶的具有遞增限力功能的限力卷收器。所述限力卷收器包括：卷帶筒、止動輪和限力桿，其特征在于，所述限力卷收器還包括可拆卸的限力構(gòu)件，在止動輪上設(shè)置用于固定限力構(gòu)件的固定構(gòu)件、用于推動限力構(gòu)件的促動構(gòu)件和用于引導(dǎo)限力構(gòu)件的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，并且在卷帶筒上設(shè)置寬度逐漸減小的漸縮式滑槽，由此能夠在卷收器的工作過程中通過卷帶筒上的滑槽對限力構(gòu)件的擠壓而實現(xiàn)限力的遞增。

在優(yōu)選的實施例中，所述限力構(gòu)件的硬度高于所述滑槽的硬度，由此通過所述限力構(gòu)件的滾動擠壓致使所述滑槽變形而產(chǎn)生限力值。

在優(yōu)選的實施例中，所述引導(dǎo)結(jié)構(gòu)是階梯式滑槽，由此能夠?qū)崿F(xiàn)限力的分級遞增。

在優(yōu)選的實施例中，所述限力構(gòu)件是滾珠或鋼球。

在另一些實施例中，所述限力構(gòu)件是橫截面為方形、菱形、橢圓形或其他形狀的可運動構(gòu)件。

在優(yōu)選的實施例中，所述促動構(gòu)件是推塊。

在優(yōu)選的實施例中，所述固定構(gòu)件是銷。

在優(yōu)選的實施例中，通過調(diào)節(jié)卷帶筒和止動輪的裝配相對位置，能夠控制限力構(gòu)件在落入卷帶筒的滑槽之前的行程位移量。

在優(yōu)選的實施例中，通過微調(diào)限力構(gòu)件的尺寸，能夠控制增值限力的大小。

在車輛發(fā)生碰撞的過程中，根據(jù)本發(fā)明的限力卷收器能夠有效地降低對乘員(或者測試用假人)的傷害，伴隨著乘員(或者測試用假人)在碰撞過程中的位移，限力值逐漸增大，降低乘員(或者測試用假人)的位移量，減少乘員(或者測試用假人)與車內(nèi)物件的二次碰撞。而且，根據(jù)本發(fā)明的限力卷收器能夠節(jié)約成本，結(jié)構(gòu)緊湊精巧，性能穩(wěn)定，減小卷收器的體積，減輕卷收器的重量，減少組件數(shù)量并 且易于裝配。

附圖說明

通過結(jié)合附圖考慮以下對本發(fā)明優(yōu)選實施例的說明內(nèi)容，本發(fā)明的各種目標(biāo)、特征和優(yōu)點將變得更加顯而易見。在附圖中，同樣的附圖標(biāo)記始終表示相同或類似的部件。

圖1是普通式限力卷收器的特性曲線圖。

圖2是遞減式限力卷收器的特性曲線圖。

圖3是遞增式限力卷收器的特性曲線圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的限力卷收器的零部件分解圖。

圖5是卷帶筒的零部件裝配示意圖。

圖6是已組裝完成的卷帶筒的截面圖。

圖7是示出了限力構(gòu)件和止動輪之間的相對位置關(guān)系的示意圖。

圖8是示出了限力構(gòu)件和卷帶筒之間的相對位置關(guān)系的示意圖。

圖9是示出了在卷帶筒開始發(fā)生相對位移時的限力構(gòu)件和止動輪之間的相對位置關(guān)系的示意圖以及對應(yīng)的特性曲線圖，此時僅限力桿起作用。

圖10是示出了在卷帶筒相對位移達到一定閾值之后促動構(gòu)件擠壓推動限力構(gòu)件的運動過程的示意圖。

圖11是示出了限力構(gòu)件進一步運動以實現(xiàn)增值限力的示意圖以及對應(yīng)的特性曲線圖。

附圖標(biāo)記列表：

1 卷帶筒

2 止動輪

3 限力構(gòu)件

4 卷簧組件

5 限力桿

6 鎖止爪

7 帶感組件

8 復(fù)位彈簧

9 機械側(cè)蓋

10 車感組件

11 U型架組件

12 促動構(gòu)件

13 引導(dǎo)結(jié)構(gòu)

14 固定構(gòu)件

15 限力桿的花形齒

具體實施方式

以下參照附圖介紹根據(jù)本發(fā)明的遞增式限力卷收器的實施例。說明內(nèi)容和附圖實質(zhì)上是示范性的，其提供用來使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造和使用所述的遞增式限力卷收器，而并不是為了以任何方式限制所附權(quán)利要求的保護范圍。

本文中使用的術(shù)語“包括”、“包含”和“具有”用來表示包括在內(nèi)并且意指除了所列舉的元件之外還可以存在另外的元件。術(shù)語“卷收器”是指用于全部卷收或部分卷收安全帶織帶的裝置。術(shù)語“卷帶筒”是指卷收器上用于纏繞織帶的筒狀組件。術(shù)語“卷簧組件”是指卷收器上用于提供扭力的裝置。術(shù)語“卷簧”是指盤繞在卷簧組件里的片狀彈簧，其中心有鉤狀件與卷帶筒連接，從而傳遞扭矩。術(shù)語“卷簧座”是指用于將卷簧固定在卷收器上的組件，簧片和卷簧座一般設(shè)置在卷簧外蓋中。術(shù)語“框架”是指在卷收器上用于支撐其他零部件的組件。術(shù)語“卷收器鎖止”是指在織帶的作用力下，卷帶筒隨著織帶運動與框架接觸，從而防止織帶繼續(xù)被拉出。在未發(fā)生鎖止時，卷帶筒和框架是互不接觸的。術(shù)語“限力卷收器”是指一種能夠降低碰撞過程中乘員受傷程度的卷收器。

普通式限力卷收器給出的肩帶力-時間(F-t)特性曲線如圖1所示，在車輛發(fā)生碰撞的過程中，在限力卷收器的受力達到一定的力值之后，限力卷收器內(nèi)部的限力桿開始發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，吸收一部分能量。

遞減式限力卷收器給出的F-t特性曲線如圖2所示，在車輛發(fā)生碰撞的過程中，在限力卷收器的受力達到一定的力值之后，限力卷收器內(nèi)部的限力桿開始發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，吸收一部分能量。伴隨著測試用假人的位移的增加，氣囊開始點爆后也會對假人產(chǎn)生一定的作用力，此時限力卷收器的曲線發(fā)生一定的跌落，這樣限力卷收器和氣囊展開的力值疊加后不會對人體造成更大的傷害。

遞增式限力卷收器給出的F-t特性曲線如圖3所示，在車輛發(fā)生碰撞的過程中，在限力卷收器的受力達到一定的力值之后，限力卷收器內(nèi)部的限力桿開始發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，吸收一部分能量。伴隨著測試用假人的位移的增加，若佩戴安全帶的乘員的體重較輕，其慣性不足以使限力卷收器的限力值很大，普通的限力卷收器就能有效地對乘員實施保護；若佩戴安全帶的乘員的體重較重，其慣性較大，發(fā)生的位移量也將偏大，那么普通的限力卷收器由于力值增幅較小(如圖1)，將不足以對乘員實施有效的約束，而遞增式限力卷收器的力值增幅較大，可以對體重較大的乘員實施有效約束。也就是說，遞增式限力卷收器將在織帶的拉出量達到一定值時提供進一步增大的限力。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的限力卷收器的組件分解圖。如圖4所示，本實施例中的限力卷收器通常包括卷帶筒1、止動輪2、限力構(gòu)件3、卷簧組件4、限力桿5、鎖止爪6、帶感組件7、復(fù)位彈簧8、機械側(cè)蓋9、車感組件10、U型架組件11。其中，卷帶筒1、止動輪2和限力桿5是限力卷收器的主要組件。限力卷收器的限力功能的實現(xiàn)主要是通過：限力桿5一端的花形齒與卷帶筒1的內(nèi)側(cè)的花形齒嚙合，另外一端的花形齒與止動輪2內(nèi)側(cè)的花形齒嚙合，裝配后，再通過一定的連接結(jié)構(gòu)使卷帶筒1與止動輪2固定在一起。

在普通安全帶中，卷收器的卷帶筒與止動輪是一體式的。根據(jù)本發(fā)明，在限力型安全帶中，如圖4所示，卷收器的卷帶筒1與止動輪2是分體式的。但無論是普通安全帶還是限力型安全帶，都需要在止動輪上裝配帶感組件，其安裝順序是：先在止動輪2上安裝鎖止爪6，然后裝入帶感組件7，最后安裝復(fù)位彈簧8。

在限力型安全帶中，能夠吸能的限力桿5安裝在卷帶筒1中。當(dāng)限力卷收器發(fā)生作用時，在帶感、車感(例如經(jīng)由帶感組件7或車感組件10)或者角度傾斜感應(yīng)中的任何一項功能的觸發(fā)作用下，裝配在止動輪2上的鎖止爪6與U型架組件11的齒嚙合鎖止，處于靜止?fàn)顟B(tài)不再跟隨卷帶筒旋轉(zhuǎn)。卷帶筒1在織帶繼續(xù)拉動的過程中，承受扭矩作用。當(dāng)負(fù)荷達到預(yù)定載荷數(shù)值時，限力桿5即發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，在扭轉(zhuǎn)過程中釋放一定長度的織帶，吸收安全帶在碰撞過程中對人體產(chǎn)生的部分沖擊力，由此實現(xiàn)安全帶的限力功能。

在本發(fā)明中，如圖5-9所示，對于限力卷收器，增加可拆卸的限力構(gòu)件3，同時在止動輪2上設(shè)置用于固定限力構(gòu)件3的固定構(gòu)件14、用于推動限力構(gòu)件3的促動構(gòu)件12和用于引導(dǎo)限力構(gòu)件3的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)13，并且在卷帶筒1上設(shè)置寬度逐漸減小的漸縮式滑槽。由此，當(dāng)在限力卷收器中未安裝所述可拆卸的限力構(gòu)件3時，該限力卷收器就相當(dāng)于普通式限力卷收器。當(dāng)在限力卷收器中安裝所述可拆卸的限力構(gòu)件3時，該限力卷收器就相當(dāng)于遞增式限力卷收器，并且能夠在卷收器的工作過程中通過卷帶筒1上的滑槽對限力構(gòu)件3的擠壓而實現(xiàn)限力的遞增。限力構(gòu)件3的硬度高于滑槽的硬度，由此通過限力構(gòu)件3的滾動擠壓致使滑槽變形而產(chǎn)生限力值。在下文中對遞增式限力卷收器的工作過程進行詳細說明。

在卷收器鎖止功能觸發(fā)后，止動輪2靜止，卷帶筒1在織帶的拉動下繼續(xù)逆時針旋轉(zhuǎn)。由于此相對運動，限力桿5開始扭轉(zhuǎn)變形。此時鋼球并未進入到引導(dǎo)結(jié)構(gòu)13中，沒有阻力產(chǎn)生，如圖9所示。

當(dāng)卷帶筒1旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的相對位移量達到一定的閾值時(該閾值可以通過調(diào)整促動構(gòu)件12和限力構(gòu)件3的初始位置關(guān)系進行調(diào)節(jié))，卷帶筒1上的促動構(gòu)件12接觸到限力構(gòu)件3以進行推擠，止動輪2上的固定構(gòu)件14斷裂，限力構(gòu)件3沿止動輪2上的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)13導(dǎo)向進入到卷帶筒1的滑槽中，如圖10所示。

隨著卷帶筒1繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，卷帶筒1的滑槽擠壓限力構(gòu)件3產(chǎn)生阻力，該阻力和限力桿5的作用力累加以形成增值限力，增值限力的大 小可以通過微調(diào)限力構(gòu)件3的尺寸來進行調(diào)整。隨著卷帶筒1的滑槽寬度逐漸變小，阻力逐漸增大，由此實現(xiàn)限力的遞增，如圖11所示。

在優(yōu)選的實施例中，引導(dǎo)結(jié)構(gòu)13是階梯式滑槽，由此能夠?qū)崿F(xiàn)限力的分級遞增。在優(yōu)選的實施例中，限力構(gòu)件3是滾珠或鋼球。在另一些實施例中，所述限力構(gòu)件也可以是橫截面為方形、菱形、橢圓形或其他形狀的可運動構(gòu)件。在優(yōu)選的實施例中，促動構(gòu)件12是推塊。在優(yōu)選的實施例中，固定構(gòu)件14是銷。

如上所述，本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)設(shè)置使得限力過程分為兩個階段：

1)在限力構(gòu)件3不落入卷帶筒1的滑槽時，僅限力桿5吸能變形以提供限力。

2)在限力構(gòu)件3落入卷帶筒1的滑槽之后，擠壓卷帶筒1的滑槽從而產(chǎn)生阻力。該阻力和限力桿5的作用力累加以形成增值限力。

本發(fā)明可以通過調(diào)節(jié)卷帶筒1和止動輪2的裝配相對位置，控制限力構(gòu)件3在落入卷帶筒的滑槽之前的行程位移量。也可以通過微調(diào)限力構(gòu)件3的尺寸來控制增值限力的大小。

如上所述，本發(fā)明提供了獨特的卷帶筒1、止動輪2和限力構(gòu)件3的組合結(jié)構(gòu)。限力構(gòu)件3可作為標(biāo)準(zhǔn)件加工生產(chǎn)，成本低廉，性能穩(wěn)定。卷收器的限力值和位移量均非常易于調(diào)節(jié)，能夠滿足各種不同車型的需求。在有效降低設(shè)計研發(fā)的成本同時，結(jié)構(gòu)更加緊湊，零部件結(jié)構(gòu)簡單，與傳統(tǒng)的設(shè)計相比減小了體積，尺寸鏈疊加減少，而且降低了質(zhì)量風(fēng)險。

盡管已經(jīng)參照某些實施例公開了本發(fā)明，但是在不背離本發(fā)明的范圍和范疇的前提下，可以對所述的實施例進行多種變型、修改和改變。因此，應(yīng)該理解本發(fā)明并不局限于所闡述的實施例，而是具有由所附權(quán)利要求的文字及其等效內(nèi)容限定的完整范圍。