载荷限制座椅安全带卷收器的制作方法

本公开总体上涉及车辆座椅安全带，并且更具体地涉及一种载荷限制座椅安全带卷收器。

背景技术：

车辆包括约束系统。车辆座椅的约束系统通常是三点式系带，这意味着织带在被紧固时附接在乘员周围的三个点处：锚固件、卷收器和插扣。锚固件将织带的一端附接到座椅框架。织带的另一端馈送到卷收器中，所述卷收器可以包括延伸和缩回织带的卷轴。夹具沿着织带自由地滑动并且当与插扣接合时将织带分成腰带和肩带。

技术实现要素：

一种约束系统包括：卷收器壳体；卷轴，其可旋转地联接到卷收器壳体并限定旋转轴线；螺纹杆，其可相对于卷收器壳体锁定并且沿着所述轴线伸长；螺母，其螺纹接合在螺纹杆上；以及弹簧，其从第一端伸长到第二端，第一端相对于卷轴固定，并且第二端相对于螺母固定。

弹簧可以是围绕螺纹杆同轴定位的压缩弹簧。

约束系统还可以包括可在接合状态与脱离状态之间移动的紧急锁定机构，并且处于接合状态的紧急锁定机构可以将螺纹杆锁定到卷收器壳体，并且处于脱离状态的紧急锁定机构可以允许螺纹杆相对于卷收器壳体的旋转。当紧急锁定机构处于脱离状态时，螺纹杆可以相对于卷收器壳体与卷轴一起旋转。

约束系统还可以包括杆板，所述杆板正交于轴线取向并相对于螺纹杆固定，并且螺纹杆可以经由杆板锁定到卷收器壳体。卷轴可以沿着轴线从第一端延伸到第二端，并且杆板可以定位在卷轴的第二端。卷轴可以包括端板，所述端板正交于轴线取向并定位在卷轴的第一端处，并且弹簧的第一端可以固定地附接到端板。弹簧可以是第一弹簧，座椅安全带卷收器还可以包括第二弹簧，所述第二弹簧与第一弹簧从第一端同轴地伸长到第二端，并且第二弹簧的第一端可以固定地附接到端板。

螺母可以沿着螺纹杆从起始位置螺纹接合地移动到终止位置，并且处于起始位置的螺母可以邻接杆板。当螺母处于终止位置时，弹簧可以处于完全压缩状态。弹簧可以是第一弹簧，座椅安全带卷收器还可以包括第二弹簧，所述第二弹簧从第一端伸长到第二端，并且第二弹簧的第一端可以相对于卷轴固定，并且第二弹簧的第二端可以定位在螺母的起始位置与终止位置之间。

螺纹杆可以包括螺纹，螺母可以沿着螺纹杆在由螺纹限定的旋转和轴向方向上螺纹接合地移动，并且螺纹可以被取向成使得当螺纹杆锁定到卷收器壳体并且卷轴在抽出方向上旋转时，螺母在趋向于压缩弹簧的方向上移动。

弹簧可以是第一弹簧，座椅安全带卷收器还可以包括第二弹簧，所述第二弹簧从第一端伸长到第二端，并且第二弹簧的第一端可以相对于卷轴固定。第二弹簧的第二端可以是自由的。

第二弹簧可以与第一弹簧同轴地延伸。

第一弹簧的刚度可以大于第二弹簧的刚度。

处于松弛位置的第一弹簧可以比处于松弛位置的第二弹簧更长。

附图说明

图1是包括约束系统的车辆的透视图。

图2是约束系统的一部分的透视图。

图3是约束系统中的卷收器的分解图。

图4是卷收器的一部分的侧视图。

图5是卷收器的一部分的透视图。

图6是卷收器的一部分的透视图。

图7是卷收器的一部分的透视图。

图8是由卷收器的卷轴施加的扭矩与卷轴的圈数的曲线图。

具体实施方式

参考附图，用于车辆30的约束系统32包括：卷收器壳体34；卷轴36，其可旋转地联接到卷收器壳体34并限定旋转轴线r；螺纹杆38，其可相对于卷收器壳体34锁定并且沿着轴线r伸长；螺母40，其螺纹接合在螺纹杆38上；以及第一弹簧42，其从第一端44伸长到第二端46。第一端44相对于卷轴36固定，并且第二端46相对于螺母40固定。

约束系统32提供紧凑且便宜的卷收器48。卷收器48使用少量部件并且方便地将若干部件(诸如螺纹杆38、螺母40和第一弹簧42)封装在卷轴36内。最后，卷收器48是可重置的，这意味着如果使用卷收器48来提供载荷限制，则之后可能能够使用相同的部件(一旦由技术人员检查并重置)。

参考图1，车辆30可以是任何乘用车或商用车，诸如轿车、卡车、运动型多用途车、跨界车、货车、小型货车、出租车、公共汽车等。

车辆30包括乘客舱50以容纳车辆30的乘员(如果有的话)。乘客舱50包括多个座椅52，诸如设置在乘客舱50前部的一个或多个前排座椅52以及设置在前排座椅52后面的一个或多个后排座椅52。乘客舱50还可以包括在乘客舱50后部的第三排座椅52。座椅52及其部件的位置和取向可以由乘员调整。在图1中，为了清楚起见，示出了单个座椅52，并且本说明书的其余部分讨论了用于一个座椅52的约束系统32，但是乘客舱50中的多个或所有座椅52可以各自具有约束系统32。座椅52被示出为斗式座椅，但是座椅52可以是其他类型。

座椅52可以包括座椅靠背54、座椅底部56和头部约束装置58。头部约束装置58可以由座椅靠背54支撑，并且可以相对于座椅靠背54固定或可移动。座椅靠背54可以由座椅底部56支撑，并且可以相对于座椅底部56固定或移动。座椅靠背54、座椅底部56和/或头部约束装置58可以是在多个自由度上可调整的。具体地，座椅靠背54、座椅底部56和/或头部约束装置58本身可以是可调整的，换句话说，座椅靠背54、座椅底部56和/或头部约束装置58内具有可调整部件，和/或可以相对于彼此是可调整的。

约束系统32包括卷收器48、可从卷收器48可缩回地拉出的织带60、联接到织带60的锚固件62以及夹具64。夹具64可以沿着织带60调整，并且可以选择性地接合相对于座椅52固定的插扣66。约束系统32在被紧固时例如在车辆30突然减速期间将乘员保持在座椅52上。

锚固件62将织带60的一端附接到座椅52。织带60的另一端馈送到卷收器48中并且附接到卷轴36，其中织带60从该端开始缠绕在卷轴36上。织带60可以由条带形状的织物形成。夹具64沿着织带60自由滑动，并且当与插扣66接合时，将织带60分成腰带68和肩带70。

图1的约束系统32是三点式系带，这意味着织带60在被紧固时附接在乘员周围的三个点处：锚固件62、卷收器48和插扣66。约束系统32可以替代地包括附接点的另一种布置。

卷收器48可以附接到车辆30的车身72，例如，在座椅52是前排座椅的情况下附接到b柱74，当座椅52是后排座椅时附接到c柱(未编号)等等。卷收器48可以替代地安装到座椅52。

参考图2，卷收器48包括卷收器壳体34。卷收器壳体34可以包括壳体主体76、附接到壳体主体76的壳体盖78以及附接到壳体主体76的织带引导件80。卷收器壳体34可以由金属或塑料形成。卷收器壳体34可以安装到车辆30的车身72，例如，在座椅52是前排座椅的情况下安装到b柱74，当座椅52是后排座椅时安装到c柱，或者可以安装到座椅52。

参考图3，卷轴36可旋转地联接到卷收器壳体34。卷轴36可以相对于卷收器壳体34自由旋转，并且以所有其他自由度固定到卷收器壳体34。卷轴36的形状可以是圆柱形的。卷轴36限定轴线r，卷轴36围绕轴线r旋转。卷轴36沿着轴线r从第一端82延伸到第二端84。卷轴36可以适于接收织带60，例如，通过包括织带附接狭槽(未编号)并允许织带60从织带附接狭槽开始缠绕在卷轴36上。

卷轴弹簧86联接到卷轴36和卷收器壳体34。当织带60完全缩回时，卷轴弹簧86可以以拉伸或压缩的方式加载，并且当织带60从卷轴36抽出时，卷轴弹簧86可以进一步以拉伸或压缩的方式加载。因此，卷轴弹簧86施加趋向于使织带60缩回的力。卷轴弹簧86可以是螺旋扭转弹簧或任何其他合适的类型的弹簧。

参考图3至图7，卷轴36包括端板88。端板88具有大致平面的圆形形状。端板88正交于轴线r取向，即，限定与轴线r正交的平面。端板88在轴线r上居中并且定位在卷轴36的第一端82处。端板88相对于卷轴36的其余部分固定，并且与卷轴36的其余部分一起围绕轴线r旋转。

杆板90定位在卷轴36的第二端84处。端板90具有大致平面的圆形形状。杆板90正交于轴线r取向，即，限定与轴线r正交的平面。杆板90以轴线r为中心。如下面更全面地描述的，杆板90经由第一弹簧42、螺母40和螺纹杆38连接到卷轴36。也如下面更全面描述的，杆板90可锁定到卷收器壳体34。当杆板90未锁定到卷收器壳体34时，杆板90可相对于卷收器壳体34与卷轴36一起旋转。

螺纹杆38沿着轴线r伸长并以轴线r为中心。螺纹杆38具有大致圆柱形的形状。螺纹杆38包括在螺纹杆38的径向向外表面上的螺纹92。螺纹92沿着轴线r并以轴线r为中心以螺旋形状延伸。螺纹杆38附接到杆板90并相对于杆板90固定。例如，螺纹杆38包括压入配合到杆板90的六边形凹槽96中的六边形螺栓头94。螺纹杆38可经由杆板90相对于卷收器壳体34锁定。

返回图3，卷收器48可以是紧急锁定卷收器(elr)。在这样的示例中，卷收器48包括可在接合状态与脱离状态之间移动的紧急锁定机构98。在接合状态下，紧急锁定机构98将杆板90和螺纹杆38锁定到卷收器壳体34，即，相对于卷收器壳体34固定杆板90和螺杆38。在脱离状态下，紧急锁定机构98允许杆板90和螺纹杆38相对于卷收器壳体34旋转。当紧急锁定机构98处于脱离状态时，杆板90和螺纹杆38可以相对于卷收器壳体34与卷轴36一起旋转。

例如，紧急锁定机构98包括棘轮100和棘爪102。棘轮100固定地附接到杆板90，并且棘爪102铰接地附接到卷收器壳体34。棘轮100包括多个齿，所述多个齿围绕轴线r周向对齐并且相对于轴线r径向延伸。每个齿包括第一侧和第二侧，其中第一侧相对于棘轮100的圆周比第二侧相对于棘轮100的圆周具有更浅的角度。当棘轮100相对于棘爪102旋转使得齿的第一侧被呈现给棘爪102时，棘爪102在齿上滑动，并且当棘轮100相对于棘爪102旋转使得齿的第二侧被呈现棘爪102时，棘爪102抓扣在第二侧上并且阻止棘轮100的旋转。

棘爪102铰接地联接到卷收器壳体34。棘爪102可在与棘轮100间隔开的解锁位置与接合棘轮100的锁定位置之间移动。棘爪102具有铰接端和自由端。在解锁位置，自由端与棘轮100间隔开。在锁定位置，自由端接触棘轮100。

卷收器48可以包括激活传感器(未示出)，所述激活传感器感测车辆30的突然减速并触发紧急锁定机构98(例如，棘轮100和棘爪102)的激活以接合杆板90，即，使紧急锁定机构98从脱离状态移动到接合状态。激活传感器可以直接地或通过控制器(未示出)间接地与棘爪102通信。激活传感器可以位于卷收器48中或车辆30中的其他位置。在卷收器48中，激活传感器可以是例如加重摆件、离心式离合器或任何其他合适的类型。在车辆30中卷收器48的外部，激活传感器可以是例如接触后传感器，诸如加速度计、压力传感器和接触开关；碰撞前传感器，诸如雷达、激光雷达和视觉感测系统；或任何其他合适的类型。视觉系统可以包括一个或多个相机、ccd图像传感器、cmos图像传感器等。

参考图4至图7，螺母40螺纹接合在螺纹杆38上并且固定地附接到第一弹簧42的第二端46。螺母40包括与螺纹杆38的螺纹92匹配的内螺纹，即，具有与螺纹92相同的螺距和螺旋角。螺母40可沿着螺纹杆38在由螺纹92限定的旋转和轴向方向上移动。当螺母40相对于螺纹杆38围绕轴线r旋转360°时，螺母40也轴向移动等于螺距的距离，即，螺纹92的相邻螺纹之间的轴向距离。

第一弹簧42从第一端44伸长到第二端46。第一弹簧42的第一端44相对于卷轴36固定，例如固定地附接到端板88。第一弹簧42的第二端46相对于螺母40固定，例如焊接到螺母40。第一弹簧42是压缩弹簧。第一弹簧42可以围绕螺纹杆38同轴定位。作为一个示例，第一弹簧42可以是沿着轴线r延伸并以轴线r为中心的螺旋弹簧。第一弹簧42围绕螺纹杆38同轴地定位。第一弹簧42的内径大于螺纹杆38的外径，即大直径。

卷收器48包括第二弹簧104。第二弹簧104从第一端106伸长到第二端108。第二弹簧104的第一端106相对于卷轴36固定，例如固定地附接到端板88。第二弹簧104的第二端108是自由的，即除了穿过第二弹簧104的第一端106之外不附接到任何部件。第二弹簧104是压缩弹簧。第二弹簧104可以围绕螺纹杆38同轴定位。作为一个示例，第二弹簧104可以是沿着轴线r延伸并以轴线r为中心的螺旋弹簧。第二弹簧104围绕螺纹杆38同轴地定位并且同轴地定位在第一弹簧42内。第二弹簧104的内径大于螺纹杆38的大直径，并且第二弹簧104的外径小于第一弹簧42的内径。

处于松弛位置(即，不处于张紧状态，也不处于压缩状态)的第一弹簧42可以比处于松弛位置的第二弹簧104更长。第一弹簧42和第二弹簧104的长度沿着轴线r测量。第一弹簧42的线直径大于第二弹簧104的线直径。第一弹簧42的刚度大于第二弹簧104的刚度；即，第一弹簧42的弹簧常数k1大于第二弹簧104的弹簧常数k2；即，第一弹簧42响应于长度x从松弛位置的变化而施加的力f1大于第二弹簧104响应于长度x从松弛位置的相同变化而施加的力f2。第一弹簧42的弹簧常数k1可以是线性的，如图8所示。作为另一个示例，第一弹簧42的弹簧常数k1可以是非线性的，例如，第一弹簧42可以渐进的。第二弹簧104的弹簧常数k2可以是线性的，如图8所示。作为另一个示例，第二弹簧104的弹簧常数k2可以是非线性的，例如，第二弹簧104可以是非线性的。

螺母40可沿着螺纹杆38从起始位置螺纹接合地移动到终止位置。处于起始位置的螺母40邻接杆板90，如图4至图6所示。当螺母40处于终止位置时，第一弹簧42处于完全压缩位置，即，第一弹簧42的螺旋形状的相邻环彼此邻接，如图7所示。第二弹簧104的第二端108沿着轴线r定位在螺母40的起始位置与螺母40的终止位置之间。当螺母40从起始位置轴向移动到终止位置时，螺母40最初与第二弹簧间隔开，并且然后接触并压缩第二弹簧104。

在车辆30突然减速的情况下，紧急锁定机构98从脱离状态移动到接合状态，这将杆板90和螺纹杆38相对于卷收器壳体34锁定。乘员的躯干的动量拉动肩带70，这在织带60上施加力，所述力趋向于将织带60从卷收器48抽出，即，使卷轴36展开，即，在抽出方向上使扭矩施加在卷轴36上。螺纹杆38上的螺纹92被取向成使得当螺纹杆38锁定到卷收器壳体34并且卷轴36在抽出方向上旋转时，螺母40在趋向于压缩第一弹簧42(即，远离杆板90并且沿着轴线r朝向端板88)的方向上移动。例如，如果从笔直观察杆板90的角度(即，从图6的右侧观察卷收器48)的角度来看，抽出方向是逆时针的，则螺纹杆38上的螺纹92是右旋的。当扭矩使卷轴36在抽出方向上旋转时，端板88、第一弹簧42的第一端44和第二弹簧104相应地围绕轴线r在相同方向上旋转。第一弹簧42的第一端44相对于螺纹杆38的旋转使第一弹簧42扭绕得更紧并且使螺母40旋转并因此沿着螺纹杆38从图4和图6所示的起始位置轴向移动到图7所示的终止位置。螺母40的轴向移动压缩第一弹簧42，并且一旦螺母40到达第二弹簧104的第二端108，螺母40的轴向移动也压缩第二弹簧104。

图8示出了阻止织带60的抽出的卷轴36的扭矩t相对于卷轴36的完整旋转的次数n。扭矩t可以以例如牛顿米单位表示，并且数字n是无单位的。随着第一弹簧42施加抵抗第一端44相对于第二端46的扭绕的扭矩并且施加抵抗螺母40的压缩的轴向力，扭矩t增加。一旦螺母40在n＝n0处到达第二弹簧104的第二端108，则卷轴36的扭矩t再次增加，因为第二弹簧104也施加抵抗螺母40的压缩的轴向力。因此，卷收器48提供渐进式载荷限制。

已经以说明性方式描述了本公开，并且应理解，已经使用的术语意图在性质上是描述性而非限制性的词语。形容词“第一”和“第二”贯穿本文档用作标识符，并且不意图表示重要性、次序或数量。鉴于以上教示，本公开的许多修改和变化是可能的，并且本公开可以不同于具体描述的其他方式来实践。

根据本发明，提供了一种约束系统，其具有：卷收器壳体；卷轴，其可旋转地联接到卷收器壳体并限定旋转轴线；螺纹杆，其能够相对于卷收器壳体锁定并且沿着所述轴线伸长；螺母，其螺纹接合在螺纹杆上；以及弹簧，其从第一端伸长到第二端，第一端相对于卷轴固定，并且第二端相对于螺母固定。

根据一个实施例，弹簧是围绕螺纹杆同轴定位的压缩弹簧。

根据一个实施例，本发明的特征还在于可在接合状态与脱离状态之间移动的紧急锁定机构，其中处于接合状态的紧急锁定机构将螺纹杆锁定到卷收器壳体，并且处于脱离状态的紧急锁定机构允许螺纹杆相对于卷收器壳体的旋转。

根据一个实施例，当紧急锁定机构处于脱离状态时，螺纹杆可相对于卷收器壳体与卷轴一起旋转。

根据一个实施例，本发明的特征还在于杆板，所述杆板正交于轴线取向并相对于螺纹杆固定，其中螺纹杆可经由杆板锁定到卷收器壳体。

根据一个实施例，卷轴沿着轴线从第一端延伸到第二端，并且杆板定位在卷轴的第二端。

根据一个实施例，卷轴包括端板，所述端板正交于轴线取向并定位在卷轴的第一端处，并且弹簧的第一端固定地附接到端板。

根据一个实施例，弹簧是第一弹簧，座椅安全带卷收器还包括第二弹簧，所述第二弹簧与第一弹簧从第一端同轴地伸长到第二端，其中第二弹簧的第一端固定地附接到端板。

根据一个实施例，螺母可沿着螺纹杆从起始位置螺纹接合地移动到终止位置，并且处于起始位置的螺母邻接杆板。

根据一个实施例，当螺母处于终止位置时，弹簧处于完全压缩状态。

根据一个实施例，弹簧是第一弹簧，座椅安全带卷收器还包括第二弹簧，所述第二弹簧从第一端伸长到第二端，并且第二弹簧的第一端相对于卷轴固定，并且第二弹簧的第二端定位在螺母的起始位置与终止位置之间。

根据一个实施例，螺纹杆可以包括螺纹，螺母可沿着螺纹杆在由螺纹限定的旋转和轴向方向上螺纹接合地移动，并且螺纹被取向成使得当螺纹杆锁定到卷收器壳体并且卷轴在抽出方向上旋转时，螺母在趋向于压缩弹簧的方向上移动。

根据一个实施例，弹簧是第一弹簧，座椅安全带卷收器还包括第二弹簧，所述第二弹簧从第一端伸长到第二端，其中第二弹簧的第一端相对于卷轴固定。

根据一个实施例，第二弹簧的第二端是自由的。

根据一个实施例，第二弹簧与第一弹簧同轴地延伸。

根据一个实施例，第一弹簧的刚度大于第二弹簧的刚度。

根据一个实施例，处于松弛位置的第一弹簧比处于松弛位置的第二弹簧更长。