限力卷收器的制作方法

本发明涉及用于车辆安全带的具有限力功能的限力卷收器。

背景技术：

随着中国机动车保有量的不断增加，很多机动车用户对车辆的动力性和经济性提出了更高的要求，同时，还要求车辆具有良好的安全性。车辆的安全策略主要分为主动安全和被动安全，在被动安全系统中，安全带是最主要的组件之一。安全带的使用，有效挽救了交通事故中大约45％的生命，使67％的人免受重大伤害。在机动车发生碰撞时，普通安全带对乘员胸部的冲击力可以高达11KN或更高，对乘员的胸部压缩量比较大，容易对乘员造成较大的伤害。因此，在普通安全带的基础上又开发出了能够减小织带对乘员冲击的被动安全产品，比如具有吸能效果的插锁、带扣和限力卷收器等。

现有的设计中，限力卷收器的结构复杂。有的限力卷收器采用刀片切除卷带筒上材料的方式实现递增或者递减，但是刀片在切除材料的过程中，由于卷带筒一般采用压铸工艺制作，因此若压铸材料的内部出现气孔等压铸缺陷，则会对特性曲线产生影响，其限力性能将会不稳定。而且，由于刀具在切除材料的过程中会产生轴向力，所以需要增加用于固定止动轮和卷带筒的组件，这将会增加组件成本，使结构趋于复杂。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提供一种用于车辆安全带的限力卷收器，克服了上述这些缺点，使用限力钢丝结构或者碳钢钢带结构，同时实现普通限力、递增式限力以及递减式限力，限力钢丝和钢带的结构不 会在轴向上产生分力，减小零件数量，使其结构更加紧凑，精巧，缩小卷收器体积，减小卷收器重量。降低成本。

本发明的另一个目的在于提供一种用于车辆安全带的限力卷收器，其包括了普通式限力卷收器、递减式限力卷收器以及递增式限力卷收器的功能。

为了实现上述目的，在一个方面中，本发明提供一种限力卷收器，用于车辆的安全带，所述限力卷收器包括卷簧组件、限力杆、卷带筒、止动轮、U型架组件和机械侧盖，其中：

所述限力卷收器还包括可拆卸的限力构件，所述限力构件可拆卸地安装到所述卷带筒上并能够随着所述卷带筒一起转动而形成转动路径；

所述止动轮上具有止动构件，所述止动构件设置在所述限力构件的转动路径上；并且

在所述卷带筒相对于所述止动轮转动期间，所述限力构件能够选择性地与所述止动构件接合而形成限力作用。

在一个实施例中，当所述卷带筒开始相对于所述止动轮转动时，所述限力构件不与所述止动构件接合，在所述卷带筒相对于所述止动轮转动预定角度之后，所述限力构件与所述止动构件接合。

在一个实施例中，当所述卷带筒开始相对于所述止动轮转动时，所述限力构件与所述止动构件接合，在所述卷带筒相对于所述止动轮转动预定角度之后，所述限力构件与所述止动构件脱离接合。

在一个实施例中，所述预定角度取决于所述限力构件的长度。

在一个实施例中，所述限力构件为限力钢丝或限力钢带的形式。

在一个实施例中，所述限力钢丝或限力钢带在一端处具有保持部分，所述限力钢丝或限力钢带通过所述保持部分可拆卸地保持到所述卷带筒上。

在一个实施例中，所述保持部分为套圈的形式。

在一个实施例中，所述限力钢丝或限力钢带的另一端是自由端部。

在一个实施例中，所述限力钢丝或限力钢带还包括可变接合部分， 所述可变接合部分能够与所述止动构件接合而形成限力作用。

在一个实施例中，所述卷带筒上设置有保持构件，所述保持部分可拆卸地保持到所述保持构件。

在车辆发生碰撞的过程中，根据本发明的限力卷收器能够有效地降低对乘员(或者测试用假人)的伤害，伴随着乘员(或者测试用假人)在碰撞过程中的位移，限力值逐渐增大，降低乘员(或者测试用假人)的位移量，减少乘员(或者测试用假人)与车内物件的二次碰撞。而且，根据本发明的限力卷收器能够节约成本，结构紧凑精巧，性能稳定，减小卷收器的体积，减轻卷收器的重量，减少组件数量并且易于装配。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明优选实施例的说明内容，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。

图1是普通式限力卷收器的特性曲线图。

图2是递减式限力卷收器的特性曲线图。

图3是递增式限力卷收器的特性曲线图。

图4是根据本发明的限力卷收器的零部件分解图。

图5是递增式限力卷收器的卷带筒的正视图。

图6是示出了递增式限力卷收器的限力构件处于初始位置的示意图。

图7是示出了递增式限力卷收器的限力构件处于中间位置的示意图。

图8是示出了递增式限力卷收器的限力构件处于中间位置的示意图。

图9是示出了递增式限力卷收器的限力构件变形的示意图。

图10是递减式限力卷收器的卷带筒的正视图。

图11是示出了递减式限力卷收器的限力构件处于初始位置的示 意图。

图12是示出了递减式限力卷收器的限力构件变形的示意图。

图13是限力卷收器的卷带筒的透视图。

图14是限力卷收器的止动轮的透视图。

附图标记列表：

1 卷簧组件

2 限力杆

3 卷带筒

4 限力构件

5 止动轮

6 锁止爪

7 带感组件

8 复位弹簧

9 机械侧盖

10 车感组件

11 U型架组件

36 保持构件

41 保持部分

42 可变接合部分

51 止动构件

具体实施方式

以下参照附图介绍根据本发明的限力卷收器的实施例。说明内容和附图实质上是示范性的，其提供用来使本领域技术人员能够制造和使用所述的限力卷收器，而并不是为了以任何方式限制所附权利要求的保护范围。

本文中使用的术语“包括”、“包含”和“具有”用来表示包括在内并且意指除了所列举的元件之外还可以存在另外的元件。术语“卷收器”是指用于全部卷收或部分卷收安全带织带的装置。术语“卷带 筒”是指卷收器上用于缠绕织带的筒状组件。术语“卷簧组件”是指卷收器上用于提供扭力的装置。术语“卷簧”是指盘绕在卷簧组件里的片状弹簧，其中心有钩状件与卷带筒连接，从而传递扭矩。术语“卷簧座”是指用于将卷簧固定在卷收器上的组件，簧片和卷簧座一般设置在卷簧外盖中。术语“框架”是指在卷收器上用于支撑其他零部件的组件。术语“卷收器锁止”是指在织带的作用力下，卷带筒随着织带运动与框架接触，从而防止织带继续被拉出。在未发生锁止时，卷带筒和框架是互不接触的。术语“限力卷收器”是指一种能够降低碰撞过程中乘员受伤程度的卷收器。

限力卷收器是一种常见的用于安全带的吸能装置。在普通的限力卷收器的内部设有能够吸能的限力杆，当负荷达到预定的载荷数值时，限力杆即发生扭转变形，在扭转过程中释放一定长度的织带，吸收部分肩带力，由此实现安全带的限力功能。

普通式限力卷收器给出的肩带力-时间(F-t)特性曲线如图1所示，在车辆发生碰撞的过程中，在限力卷收器的受力达到一定的力值之后，限力卷收器内部的限力杆开始发生扭转变形，吸收一部分能量。

递减式限力卷收器给出的F-t特性曲线如图2所示，在车辆发生碰撞的过程中，在限力卷收器的受力达到一定的力值之后，限力卷收器内部的限力杆开始发生扭转变形，吸收一部分能量。伴随着测试用假人的位移的增加，气囊开始点爆后也会对假人产生一定的作用力，此时限力卷收器的曲线发生一定的跌落，这样限力卷收器和气囊展开的力值叠加后不会对人体造成更大的伤害。

递增式限力卷收器给出的F-t特性曲线如图3所示，在车辆发生碰撞的过程中，在限力卷收器的受力达到一定的力值之后，限力卷收器内部的限力杆开始发生扭转变形，吸收一部分能量。伴随着测试用假人的位移的增加，若佩戴安全带的乘员的体重较轻，其惯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对乘员实施保护；若佩戴安全带的乘员的体重较重，其惯性较大，发生的位移量也将偏大，那么普通的限力卷收器由于力值增幅较小(如图1)，将 不足以对乘员实施有效的约束，而递增式限力卷收器的力值增幅较大，可以对体重较大的乘员实施有效约束。也就是说，递增式限力卷收器将在织带的拉出量达到一定值时提供进一步增大的限力。

参考图4，其示出了根据本发明的限力卷收器的分解透视图。根据本发明的限力卷收器包括卷簧组件1、限力杆2、卷带筒3、止动轮5、U型架组件11和机械侧盖9。

卷带筒3、止动轮5和限力杆2是限力卷收器的主要限力功能组件。限力卷收器的限力功能的实现主要是通过：限力杆2一端的花形齿与卷带筒3的内侧的花形齿啮合，另外一端的花形齿与止动轮5内侧的花形齿啮合，装配后，再通过一定的连接结构使卷带筒3与止动轮5固定在一起。

在普通安全带中，卷收器的卷带筒与止动轮是一体式的。根据本发明，在限力型安全带中，如图4所示，卷收器的卷带筒3与止动轮5是分体式的。但无论是普通安全带还是限力型安全带，都需要在止动轮上装配带感组件，其安装顺序是：先在止动轮5上安装锁止爪6，然后装入带感组件7，最后安装复位弹簧8。

在限力型安全带中，能够吸能的限力杆2安装在卷带筒3中。当限力卷收器发生作用时，在带感、车感(例如经由带感组件7、车感组件10)或者角度倾斜感应中的任何一项功能的触发作用下，装配在止动轮5上的锁止爪6与U型架组件11的齿啮合锁止，由此使得止动轮5处于静止状态而不再跟随卷带筒3旋转。卷带筒3在织带继续拉动的过程中，承受扭矩作用。当负荷达到预定载荷数值时，限力杆2即发生扭转变形，在扭转过程中释放一定长度的织带，吸收安全带在碰撞过程中对人体产生的部分冲击力，由此实现安全带的限力功能。该过程的肩带力-时间(F-t)特性曲线如图1所示。

继续参考图4，在本发明的优选实施例中，限力卷收器还包括可拆卸的限力构件4，该限力构件4可以可拆卸地安装在卷带筒3上，而随着卷带筒3一起转动，由此该限力构件4形成转动路径。

止动轮5上具有止动构件51，该止动构件51优选地为止动销的 形式，如图14所示。当然，本领域技术人员可以想到，止动构件也可以为其它任何合适的形式。止动构件51设置在限力构件4的转动路径上，以便在需要时与限力构件4接触并相互作用，而形成限力作用。

在锁止功能触发后，止动轮5及其上的止动构件51停止转动，由此在织带的拉动作用下，卷带筒3相对于止动轮5转动。在卷带筒3相对于止动轮5转动期间，限力构件4能够选择性地与止动轮5上的止动构件51接合而形成限力作用。

具体地，对于递增式限力卷收器而言，在第一阶段中，当卷带筒3开始相对于止动轮5转动时，限力构件4不与止动构件51接合。在第二阶段中，在卷带筒3相对于止动轮5转动预定角度之后，限力构件4与止动构件51接合。由此，在第一阶段中，仅仅通过限力杆2自身产生限力作用，而限力构件4并不起作用，此时限力曲线处于图3中前半段的范围内。而在第二阶段中，限力构件4与止动构件51相互作用，而产生限力作用，由此限力杆2的限力作用于限力构件4的限力作用相互叠加而产生更大的限力作用，此时限力曲线处于图3中后半段的范围内。

而对于递减式限力卷收器而言，在第一阶段中，当卷带筒3开始相对于止动轮5转动时，限力构件4与止动构件51接合。在第二阶段中，在卷带筒3相对于止动轮5转动预定角度之后，限力构件4与止动构件51脱离接合。由此，在第一阶段中，限力构件4与止动构件51相互作用，而产生限力作用，由此限力杆2的限力作用于限力构件4的限力作用相互叠加而产生更大的限力作用，此时限力曲线处于图2中前半段的范围内。而在第二阶段中，仅仅通过限力杆2自身产生限力作用，而限力构件4并不起作用，此时限力曲线处于图2中后半段的范围内。

优选地，限力构件4可以是限力钢丝或限力钢带的形式，其横截面可以为任何合适的形状，例如方形、圆形、梯形、菱形或椭圆形等。限力钢丝或限力钢带可以由任何合适的材料制成，例如由碳钢制成。

限力钢丝或限力钢带的一端具有保持部分41，卷带筒3上可以具 有保持构件36，该保持构件36可以为突起的形式，如图13所示。保持部分41保持到保持构件36上。保持部分41优选地可以是套圈的形式，套在保持构件36上。套圈可以具有任何合适的形状，例如方形、圆形、梯形或椭圆形等。

限力钢丝或限力钢带的另一端为自由端部，在自由端部和保持部分41之间具有可变接合部分42。限力钢丝或限力钢带通过该可变接合部分42而与止动构件51相互作用。

可变接合部分42可以具有任何合适的形状，例如方形、圆形、梯形、菱形或椭圆形等。

本发明的限力卷收器可以将普通式限力卷收器、递增式限力卷收器和递减式限力卷收器的功能集于一体。当不安装限力构件4时，该限力卷收器即为普通式限力卷收器。而在安装限力构件4时，该限力卷收器可以成为递增式限力卷收器或递减式限力卷收器。

参考图5至图9，其为递增式限力卷收器的示意图。对于递增式限力功能，其初始位置如图6所示，限力构件4的可变接合部分42背离止动轮5上的止动构件51，在锁止功能触发后，止动轮5及其上的止动构件51停止转动，卷带筒3在织带的拉动下继续逆时针旋转，限力构件4固定在卷带筒3上，限力构件4伴随着卷带筒3旋转。图7和图8是其旋转的中间过程，在图8中，限力构件4接近止动构件51，在限力构件4接近止动构件51之前，限力卷收器只有限力杆在发生扭转变形，其扭转曲线如图3所示的前半段，当限力构件4接触到止动构件51之后，限力构件4在卷带筒3的带动下，被止动构件51挡住其旋转，迫使限力构件4变形产生形变，此时的限力卷收器的力值曲线如图3所示的后半段。图9显示的是限力构件4在卷带筒3的带动下产生变形。

参考图10至图12，其为递减式限力卷收器的示意图。对于递减式限力，其初始位置如图11所示，限力构件4的可变接合部分42面向止动轮5上的止动构件51，在锁止功能触发后，止动轮及其上的止动构件51停止转动，卷带筒3在织带的拉动下继续逆时针旋转，限力 构件4固定在卷带筒3上，限力构件4伴随着卷带筒3旋转。对于递减式限力，限力构件4在初始位置就与止动构件51接触，被止动构件51挡住其旋转，在卷带筒3的带动下，迫使限力构件4变形产生形变，此时的限力卷收器的力值曲线如图2所示的前半段。当限力构件4扭转变形结束后，限力构件4的作用力结束，整个限力卷收器只有限力杆在作用，此时限力曲线如图2所示的后半段。

从上面的描述可以看到，限力构件4产生限力作用的范围对应于卷带筒3相对于止动轮5转动的相对角度(例如上述预定角度，对于递增式限力卷收器而言，该范围对应于360度与该相对角度的差，而对于递减式限力卷收器而言，该范围对应于该相对角度)取决于限力构件4的长度，即限力钢丝或限力钢带的长度。

本发明将普通式限力卷收器、递增式限力卷收器和递减式限力卷收器的功能集于一体，有效降低了设计研发成本，不必针对单独的限力功能而设计专门的卷收器结构和机构。同时，结构更加紧凑，零部件结构简单，比传统的设计体积减小，且尺寸链叠加减少，降低质量风险。

尽管已经参照某些实施例公开了本发明，但是在不背离本发明的范围和范畴的前提下，可以对所述的实施例进行多种变型、修改和改变。因此，应该理解本发明并不局限于所阐述的实施例，而是具有由所附权利要求的文字及其等效内容限定的完整范围。