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CN112203909A - 安全带卷收器 - Google Patents

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Abstract

一种用于保护车辆乘员的安全带系统，该系统具有连接至安全带卷收器的安全带织带，该安全带卷收器包括：(a)框架；(b)卷轴，安全带织带围绕卷轴卷绕，其中，卷轴可旋转地安装到框架且配置为沿织带抽出方向和织带卷收方向旋转；(c)能量吸收装置，用于当在发生紧急事件之后卷轴沿织带抽出方向旋转时吸收能量；以及(d)用于通过防止卷轴沿织带抽出方向的活动而选择性地取消能量吸收装置的操作的机构。

Description

安全带卷收器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年3月30日提交的相同名称的美国临时专利申请62/650,738的优先权，出于所有目的，通过引用将其全部公开内容整体合并于此。
技术领域
本申请涉及安全带系统。
背景技术
本申请总体上涉及用于乘员约束系统(例如，安全带系统)的卷收器领域。这些安全带系统包括卷收或卷绕装置，用于卷收或绕紧在安全带被闩锁后已经伸展的多余的安全带织带。这些安全带卷收器还可包括用于当车辆的乘员系上安全带时绕紧安全带且控制安全带的张力的机构(例如，电动机)。因此，电动的卷收器可以配置为在两个方向上操作以卷绕和解开安全带。卷收器系统还可包括用于张紧安全带的预张紧装置(例如，烟火驱动的装置)。
卷收器还可包括能量吸收机构。在禁用EA功能是有益的某些情况下，诸如在优选应限制乘员的进一步运动的低偏移量的撞击事件中，当前的能量吸收(EA)卷收器却无法取消EA功能。某些现有的卷收器具有接合以在预定数量的卷轴旋转之后停止EA功能的止动件。这些类型的卷收器通常用于不存在安全气囊的后座应用中。然而，需要一种改进的后座卷收器和包括合适的EA取消装置或机构的卷收器，该卷收器可以用于需要考虑许多因素的前座应用，所述因素诸如是座椅位置、乘员尺寸和安全气囊的存在。
发明内容
根据本文公开的一个实施例，提供了安全带织带卷收器，其包括用于卷绕和解开安全带织带的卷轴。卷收器可以包括可选的预张紧器，该预张紧器提供了在车辆发生碰撞的情况下张紧安全带织带。卷收器还包括能量吸收(EA)功能，例如扭杆，该扭杆允许在发生紧急事件(例如，车辆碰撞)之后，卷轴进一步旋转并解开安全带。卷收器还包括提供在事件期间选择性地取消EA功能的结构。
通过锁定卷轴可以取消EA功能，以确保不会发生进一步的织带支出。根据一个公开的实施例，提供楔形构件以接触卷轴和卷收器框架两者，从而防止卷轴的任何运动。楔形构件被驱动到抵靠卷轴和框架两者的位置(即，楔入在两者之间)，在该位置中阻止卷轴的所有运动。可以通过烟火装置或诸如螺线管、电磁体或电动机的另一种合适的方法来驱动楔形件。在替代实施例中，可以使用其他卷轴锁定装置，例如，棘爪、凸轮、锁定辊、带材或制动型系统。所公开的示例性实施例代表了卷收器系统，该卷收器系统具有在对于乘员安全性而言无需EA功能的碰撞事件期间、或紧接在所述碰撞事件之前选择性地取消卷收器的能量吸收功能的能力。
应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都仅仅是示例性和说明性的，并且不限制要求保护的本发明。
附图说明
这些和其他特征、方面和优点将从下面简要描述的附图中所示的以下描述、所附权利要求和所附示例性实施例中变得显而易见。
图1是车辆的侧视图，其示出根据示例性实施例的具有卷收器的安全带组件形式的乘员约束系统。
图2是安全带卷收器的侧视图，其包括用于取消卷收器的能量吸收功能的装置或结构。
图3是图2的卷收器的局部俯视图。
图4是图2的卷收器在启动EA取消装置之前的剖面侧视图。
图5是图2的卷收器在启动EA取消装置之后但在锁定卷收器的卷轴之前的侧视图。
图6是图2的卷收器的侧视图，其中卷收器卷轴处于锁定状态。
图7是卷收器的侧视图，示出EA取消装置的替代实施例。
图8是卷收器的侧视图，示出EA取消装置的另一替代实施例。
图9是图8的卷收器的侧视图，其中卷收器卷轴处于锁定状态。
具体实施方式
在此公开的是安全带卷收器机构，其配置为包括吸收能量的能量管理装置。能量吸收(EA)装置配置为限制乘员的胸部偏斜(或移位)和压迫。
图1公开了示例性的安全带系统10。安全带系统10被用于车辆内，以在通常由车辆的动态碰撞事件引起的突然加速度期间帮助抑制乘员11的运动。术语加速度是指车辆经历的加速度的绝对值，无论是负的(例如，减速度)还是正的。安全带系统10包括织带或安全带12、带扣14、与带扣14接合的舌状构件16、锚固构件18和卷收器20。在车辆的动态碰撞事件期间，卷收器20可以锁定织带以免卷收或释放，这限制了乘员的运动。安全带系统10可以包括配置为检测车辆的突然加速度的一个或多个传感器(未示出)。加速度传感器配置为向卷收器20的控制器发送信号。控制器可以配置为依据传感器检测到低加速度事件还是高加速度事件而适当地启动卷收器。
如图2所示，安全带卷收器20可以包括卷收器框架50，该卷收器框架50支撑承载安全带织带12的卷轴40。卷收器20可以包括能量吸收装置(例如，扭杆48)，能量吸收装置在第一端连接至卷轴40，并且可沿着卷轴的旋转轴线定位。当发生撞击事件并触发卷收器时，扭杆48的相反的第二端可以被锁定装置锁定。同时，扭杆48的第一端保持自由，以与卷轴40一起旋转。因此，当卷轴40由于乘员抵抗安全带织带12的作用力而旋转时，扭杆48扭转以吸收能量。由于扭杆48的扭转，卷收器20的能量吸收(EA)功能继续，直到扭杆48达到其最大变形或直到卷轴40被锁定以防止进一步旋转为止，如本文所述。
如以下进一步描述的，通过提供EA取消装置或结构，卷轴40可以被锁定以防止进一步旋转。如图2所示，EA取消装置可包括楔形锁定构件80和启动装置70。在图2所示的示例性实施例中，楔形件80包括用于与卷轴40接合的齿。启动装置70可以是烟火装置，其包括气体发生器74(例如，微型气体发生器(MGG)和活塞72)。卷轴40可以包括向外伸出的凸缘45，当启动EA取消装置时，楔形件80与凸缘45接合。卷收器框架50可包括包含齿55的部分，该齿55的形状和位置设置成与卷轴凸缘45接合。
在操作期间，当期望选择性地取消EA功能时，启动装置70被触发，从而引起气体发生器74启动。活塞72被驱动到楔形件80中，从而引起楔形件80及其相关联的齿与卷轴凸缘45接合(参见图5)。当卷轴40由于乘员在织带12上的作用力而继续旋转时，楔形件80与卷轴40一起被拉入，进一步楔入卷轴凸缘45和卷收器框架50之间的位置。当楔形件80在卷轴40与卷收器框架50之间的间隙中拉入更深的位置时，卷轴40变得沿与楔形件80相反的方向移位。因此，如图6所示，卷轴凸缘45与卷收器框架50接触。特别地，凸缘45接触卷收器框架的带齿部分55并且被锁定在适当的位置，从而防止卷轴40的进一步旋转并且停止通过扭杆48的扭转的所有能量吸收。
图7公开了安全带卷收器200的替代实施例。卷收器200包括EA取消装置或结构，EA取消装置或结构包括启动装置70和带材式制动器220。带材式制动器220包括柔性带材，该柔性带材围绕卷轴的凸缘的大部分。如图7所示，带材220围绕卷轴的圆周的百分之五十以上。带材220可以在一端224处固定到卷收器框架50。带材220的第二端222靠近启动装置70的活塞72对准。当启动装置70被触发或启用时，活塞72驱动带材200的第二端222，以引起带材围绕卷轴40或卷轴凸缘45紧紧地束紧，从而引起卷轴40的旋转停止。因此，防止进一步的能量吸收(例如，经由扭杆48的扭转)。
图8和9描绘了具有EA取消机构的卷收器300的另一替代实施例。卷收器300包括启动装置70和棘爪310，棘爪可枢转地安装在卷收器框架50上。棘爪310被定位成与启动装置70的活塞72接合。当启动装置被触发或启用时，活塞72驱动棘爪310朝着卷轴40旋转。如图9所示，棘爪310与卷轴或卷轴凸缘接合，该卷轴或卷轴凸缘可包括用于与棘爪上的相应一个或多个齿接合的齿47。在棘爪310与卷轴40接合之后，卷轴40的进一步旋转被停止。因此，防止了进一步的能量吸收(例如，经由扭杆48的扭转)。
如上所述，卷收器还包括锁定机构并且可以包括预张紧器。示例性的锁定机构在例如美国专利No.7,946,519(通过引用并入本文)中描述。
通常，本申请公开了一种安全带卷收器，其包括用于卷绕和解开安全带织带的卷轴以及用于吸收由于乘员与安全带织带相互作用而产生的能量的机构。卷收器包括用于选择性地取消能量吸收机构的装置。EA取消装置可包括用于锁定卷轴的合适结构，以防止卷轴沿解开方向旋转。这样的结构包括例如驱动楔形件、棘爪或束紧带材的操作的气体发生器。
本文中对元件的位置(例如，“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”等)的引用仅用于描述图示中各种元件的取向。应当注意，根据其他示例性实施例，各种元件的取向可以不同并且这样的变型旨在被本公开所涵盖。
重要的是可以注意到，各种示例性实施例中所示的卷收器的构造和布置仅是说明性的。尽管在本公开中仅详细描述了一些实施例，但是审阅本公开的本领域技术人员将容易理解，在实质上不脱离本文所述主题的新颖教导和优点的情况下，许多修改是可能的(例如，各种元件的尺寸、维度、结构、形状和比例的变化、参数的值、安装布置、材料的使用、颜色、取向等)。例如，示出为整体形成的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可以颠倒或以其他方式改变，并且离散元件的性质或数量或位置可以更改或改变。根据替代实施例，任何过程或方法步骤的顺序或次序可以改变或重新排序。在不脱离本发明的范围的情况下，还可以在各种示例性实施例的设计、操作条件和布置中进行其他替换、修改、变型和省略。

Claims (20)

1.一种用于保护车辆乘员的安全带系统，所述系统包括：
连接到安全带卷收器的安全带织带；
其中，卷收器包括：
框架；
卷轴，其配置为固定到织带的一端，使得织带可以卷绕在卷轴上，且卷轴的两端可旋转地安装到框架，且卷轴配置为沿织带抽出方向和织带卷收方向旋转；
能量吸收装置，其配置为当在发生紧急事件之后卷轴沿织带抽出方向旋转时吸收能量；
用于通过防止卷轴沿织带抽出方向的活动而取消能量吸收装置的操作的机构。
2.根据权利要求1所述的安全带系统，其中，所述机构包括楔形构件，楔形构件楔入卷轴和卷收器框架之间的位置，从而防止卷轴沿织带抽出方向的进一步运动。
3.根据权利要求2所述的安全带系统，其中，楔入卷轴和卷收器框架之间的位置的楔形构件上具有齿，且所述齿与卷轴上的凸缘接合。
4.根据权利要求2所述的安全带系统，其中，用于取消能量吸收装置的操作的机构包括烟火装置，烟火装置用于提供力以将楔形构件驱动到卷轴和卷收器框架之间的楔入位置。
5.根据权利要求2所述的安全带系统，其中，楔形构件迫使卷轴接合卷收器框架，从而防止卷轴沿织带抽出方向的进一步运动。
6.根据权利要求2所述的安全带系统，其中，楔形构件随卷轴的旋转而被拉入，且楔入卷轴和卷收器的框架之间的间隙中的最终位置。
7.根据权利要求6所述的安全带系统，其中，卷轴上具有凸缘，且其中卷收器的框架上具有齿，且其中当楔形构件处于卷轴和卷收器的框架之间的间隙中的最终位置时，卷轴凸缘被推动成与卷收器框架的齿接触。
8.根据权利要求6所述的安全带系统，其中，当楔形构件处于卷轴和卷收器的框架之间的间隙中的最终位置时，楔形构件防止卷轴旋转，从而停止能量吸收装置的操作。
9.根据权利要求1所述的安全带系统，其中，用于取消能量吸收装置的操作的机构包括可枢转地安装在框架上的棘爪，且其中棘爪配置为被驱动以枢转至与卷轴接合的位置且防止卷轴沿织带抽出方向的进一步运动。
10.根据权利要求1所述的安全带系统，其中，用于取消能量吸收装置的操作的机构包括柔性带材，柔性带材围绕卷轴的至少一部分卷绕，且其中带材配置为围绕卷轴束紧，从而防止卷轴沿织带抽出方向的进一步旋转。
11.根据权利要求10所述的安全带系统，其中，柔性带材卷绕卷轴的一半以上。
12.根据权利要求1所述的安全带系统，其中，能量吸收装置包括安装在卷轴上的扭杆。
13.根据权利要求12所述的安全带系统，其中，扭杆沿着卷轴的旋转轴线定位。
14.根据权利要求1所述的安全带系统，其中，所述系统还包括：
用于检测车辆加速度的传感器。
15.根据权利要求14所述的安全带系统，还包括：
控制器，用于从传感器接收信号且响应于从传感器接收到的信号而启动用于取消能量吸收装置的操作的机构。
16.根据权利要求15所述的安全带系统，其中，控制器配置为在低偏移量的撞击事件期间启动用于取消能量吸收装置的操作的机构。
17.根据权利要求1所述的安全带系统，其中，卷收器位于车辆座椅的后面。
18.根据权利要求17所述的安全带系统，其中，所述安全带系统位于车辆的前座椅的后面。
19.根据权利要求1所述的安全带系统，还包括：
为安全带织带提供张力的预张紧装置。
20.根据权利要求1所述的安全带系统，其中，能量吸收装置包括沿卷轴的旋转轴线安装在卷轴上的扭杆，且其中扭杆具有自由旋转的一端，除非当用于取消能量吸收装置的操作的机构被启动时，自由端被禁止旋转。
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