预紧式张紧装置、驱动单元和预紧式安全装置的制作方法

本发明涉及预紧式安全装置的技术领域，具体涉及一种预紧式张紧装置。本发明同时涉及一种驱动单元，以及应用上述预紧式张紧装置的预紧式安全装置。

背景技术：

预紧式安全带是现在常用的一种安全带装置，它通过对由于碰撞时产生的急加速度所引起的安全带佩戴者的位移进行约束而提高乘客安全。

预紧式安全装置中涉及预紧式张紧装置，该张紧装置的工作原理是：气体发生器产生高压气体，推动预紧管中的驱动单元，进而旋转芯轴收紧织带，产生预紧的效果。

现有技术中，cn201010131727的专利文献中公开了一种预张紧器、安全带卷收器及安全带装置，该文献中公开了以下技术方案，活塞在与力传递部件的抵接端侧具有扩开部，当在紧急时刻以由气体发生器产生的反应气体的气体压力使活塞动作而推压力传递部件时，由力传递部件使扩开部向导管的内周面的方向扩开，因此，活塞的扩开部的外周面更为有效地贴紧导管的内侧面，活塞与导管的内周面之间的密封性提高，但是，该专利文献中的预张紧器并不能有效的排出残余气体。

另外，cn201010597901的专利文献中公开了一种排气通道的结构，活塞本体设有在轴向上延伸的排气孔及与排气孔连通的排气槽，以限定排气通道，即使活塞的头部接触球，排气槽也能防止排气孔被封堵。但是该方案并不能提高其在预紧阶段的密封性。

因此，上述公开的技术方案只能做到密封性和排除残余气体两者之一，而不能解决在预紧阶段保证密封性及在限力阶段保证可排除残余气体这一具有矛盾性的问题。

技术实现要素：

本发明提供一种预紧式张紧装置，以解决现有技术中存在的上述问题。

本发明另外提供一种驱动单元，以及应用上述预紧式张紧装置的预紧式安全装置。

本申请提供一种预紧式张紧装置，包括：预紧管以及设置于所述预紧管中的可移动的复数个驱动单元，该驱动单元通过头尾抵接的方式相配合；

位于该复数个驱动单元末端的驱动单元具有异形结构，该具有异形结构的驱动单元的尾部与所述预紧管内壁之间紧配合，驱动单元的头部的直径小于其尾部的直径；

所述具有异形结构的驱动单元具有贯通该驱动单元的头部和尾部的排气通道，在该驱动单元头部设置有横向排气槽，该横向排气槽与所述排气通道之间交互连通。

可选的，所述具有异形结构的驱动单元的尾部设置有向所述驱动单元内部凹陷的凹陷空间，该凹陷空间与所述排气通道连通。

可选的，形成所述凹陷空间的驱动单元尾部的侧壁为薄壁结构。

可选的，所述凹陷空间为碗形，所述具有异形结构的驱动单元的尾部与所述预紧管内壁之间紧配合，具体是，该凹陷空间的唇部与所述预紧管的内壁之间紧配合，该凹陷空间的顶部的直径小于所述唇部的直径。

可选的，所述横向排气槽的槽的开设方向与所述驱动单元的轴向相互垂直；

相应的，所述横向排气槽与所述排气通道之间交互连通，具体是，所述横向排气槽与所述排气通道之间垂直相交。

可选的，所述具有异形结构的驱动单元的头部与尾部之间为本体部分，该本体部分的直径与所述预紧管的内径相同。

可选的，所述具有异形结构的驱动单元的头部为半圆柱体结构；

所述驱动单元通过头尾抵接的方式相配合，具体是，该半圆柱体结构与相邻的驱动单元的尾部凹槽相配合。

可选的，所述具有异形结构的驱动单元所采用的材料为可产生弹性形变的材料。

可选的，所述可产生弹性形变的材料包括：注塑成型的聚乙烯或热塑弹性 体材料。

本申请还提供一种驱动单元，包括：尾部、本体部分和头部，所述驱动单元设置于预紧管中时，所述尾部与该预紧管内壁之间紧配合，所述本体部分的直径与预紧管的内壁直径相同，所述头部的直径小于尾部的直径；

所述驱动单元具有贯通头部和尾部的排气通道，在该驱动单元头部设置有横向排气槽，该横向排气槽与所述排气通道之间交互连通。

可选的，所述驱动单元的尾部设置有向所述驱动单元内部凹陷的凹陷空间，该凹陷空间与所述排气通道连通。

可选的，所述凹陷空间为碗形，所述尾部与所述预紧管内壁之间紧配合，具体是，该凹陷空间的唇部与所述预紧管的内壁之间紧配合，该凹陷空间的顶部的直径小于所述唇部的直径。

可选的，所述横向排气槽的槽的开设方向与所述驱动单元的轴向相互垂直；

相应的，所述横向排气槽与所述排气通道之间交互连通，具体是，所述横向排气槽与所述排气通道之间垂直相交。

可选的，所述驱动单元所采用的材料为可产生弹性形变的材料。

本申请另外还提供一种预紧式安全装置，包括上述的预紧式的张紧装置。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供一种预紧式张紧装置，该张紧装置包括：预紧管以及设置于所述预紧管中的可移动的复数个驱动单元，该驱动单元通过头尾抵接的方式相配合；位于该复数个驱动单元末端的驱动单元具有异形结构，该具有异形结构的驱动单元的尾部与所述预紧管内壁之间紧配合，驱动单元的头部的直径小于其尾部的直径；所述具有异形结构的驱动单元具有贯通该驱动单元的头部和尾部的排气通道，在该驱动单元头部设置有横向排气槽，该横向排气槽与所述排气通道之间交互连通。该张紧装置可以保证在预紧式安全装置的预紧阶段的密封性，同时还可以保证在预紧阶段之后的限力阶段可将预紧管内的残余气体经由排气通道和排气槽排出，保证预紧管内的气体保持平衡状态。所以，该张紧装置在一定程度上满足了预紧阶段和限力阶段两个不同阶段对具有异形结构的驱动单元的不同要求，使得该张紧装置在预紧阶段可以将气体发生器产生的高压气体最大程度上转换为驱动单元移动的动力，另一方面，预紧阶段之后的限力阶段时，可以通过排气通道和排气槽将预紧管内的残余气体排出，以保证限力 过程的平顺性。所以，该张紧装置既可以保证在预紧式安全装置的预紧阶段的密封性，又可以保证在预紧阶段之后的限力阶段中预紧管内的残余气体的排出。

附图说明

图1是本申请第一实施例提供的预紧式张紧装置的结构示意图。

图2是本申请第一实施例提供的普通的驱动单元和具有异形结构的驱动单元在预紧管的直管处配合的结构的剖视图。

图3是本申请第一实施例提供的具有异形结构的驱动单元的结构示意图。

图4是图3是剖视图。

图5是本申请第一实施例提供的普通的驱动单元和具有异形结构的驱动单元在预紧管的弯管处配合的结构的剖视图。

001、预紧管，002、具有异形结构的驱动单元，003、普通的驱动单元，002-1、头部，002-2、尾部，002-3、排气通道，002-4、横向排气槽，002-5、本体部分，002-6、凹陷空间。

具体实施方式

本申请第一实施例提供一种预紧式张紧装置，该张紧装置应用于预紧式安全带的系统中，以保证在发生撞击的瞬间，通过该预紧式张紧装置使得预紧式安全带在最短时间内收紧，该收紧的阶段称为预紧阶段，之后，为了防止收紧的力给使用者造成损伤，需要降低安全带的收紧力度，此时，需要预紧管内的残余气体尽快排出。

而本申请第一实施例提供的该张紧装置即可保证在预紧阶段的密封性，将气体发生器产生的气体最大程度的转换为预紧管内的驱动装置的动能，使该安全带在最短时间内收紧，以提高预紧的效率；又可以保证在限力阶段预紧管内的残余气体最快时间内排出，使得限力过程可以平顺进行。

以下对该预紧式张紧装置进行详细的描述和说明。

图1是本申请第一实施例提供的预紧式张紧装置的结构示意图，请参照图1，该预紧式张紧装置包括：预紧管001和复数个驱动单元。

所述复数个驱动单元可设置于所述预紧管001内，包括具有异形结构的驱 动单元002和普通的驱动单元003。并且多个驱动单元之间是通过头尾相抵接的方式相互配合的，相邻的驱动单元之间构成至少一个转动自由度的转动副。

在所述多个驱动单元中，多个驱动单元可构成一个驱动链条，而在该驱动链条的末端的位置的驱动单元具有异形结构(也就是位于复数个驱动单元末端的位置的驱动单元具有异形结构)，称为具有异形结构的驱动单元002，该具有异形结构的驱动单元002的尾部002-2是与所述预紧管内壁之间紧配合的，其头部002-1的形状是与与其相邻的驱动单元尾部相配合。所述具有异形结构的驱动单元002也可以称为是密封单元，因为该具有异形结构的驱动单元002的尾部002-2与预紧管内壁之间为紧配合的结构，所以，在一定程度上，该驱动单元可保证预紧管001与该驱动单元之间的密封性，因此，也可将该具有异形结构的驱动单元002称为密封单元。

所述预紧管001内的若干个驱动单元除了在驱动链条的末端的驱动单元具有异形结构，其他的驱动单元均为普通的驱动单元003，该普通的驱动单元003的结构可参考图2，图2是本申请第一实施例提供的普通的驱动单元和具有异形结构的驱动单元002在预紧管的直管处配合的结构的剖视图。该图2中的上部分的驱动单元为普通的驱动单元003，而下半部分的驱动单元为具有异形结构的驱动单元002。

所述普通的驱动单元003的头部为半圆柱体的形状，其尾部为一凹槽，该凹槽可与其相邻的驱动单元的头部相抵接，并且两者之间可以构成至少一个转动自由度的转动副。

所述具有异形结构的驱动单元002的尾部002-2与所述预紧管内壁之间为紧配合的状态，也就是该驱动单元的尾部002-2的直径尺寸略大于预紧管001内径尺寸，以此构成该驱动单元尾部002-2与预紧管内壁之间的紧配合的关系。

通过上述驱动单元的尾部002-2与预紧管内壁的紧配合关系，可保证在该驱动单元下端的高压气体推动该驱动单元时，该驱动单元的尾部002-2与所述预紧管内壁之间没有空隙，因此高压气体将不会通过该驱动单元进入预紧管001的内部，最终可使得高压气体对该驱动单元的推动力完全转换为该驱动单元向前移动的动力。

上述是对该驱动单元的尾部002-2的介绍，而该具有异形结构的驱动单元002002的头部002-1的直径尺寸要小于该尾部002-2的直径尺寸。

另外，为了更清楚的描述该具有异形结构的驱动单元002的头部的形状和特征，可参考附图3和图4，图3是本申请第一实施例提供的具有异形结构的驱动单元002的结构示意图。图4是图3是剖视图。所述具有异形结构的驱动单元002的头部002-1的形状与普通的驱动单元003的头部相类似，通过图3和图4可知，所述具有异形结构的驱动单002元的头部可包括两个半圆柱体，而两个半圆柱体的形状及尺寸可以完全相同，两个半圆柱体之间设置的凹槽可称为横向排气槽002-4，该横向排气槽002-4是与设置于该驱动单元轴心位置的排气通道002-3相连通的。

具体可参考图4，在所述具有异形结构的驱动单元002沿该驱动单元的轴向方向上具有贯通该头部002-1和尾部002-2的排气通道，此处的轴向方向指的是，沿着该驱动单元长度方向(预紧管长度方向)延伸的轴向，并且该具有异形结构的驱动单元002可以称为沿该轴对称的柱体。一般该排气通道设置于该驱动单元的轴心位置且沿着轴的方向开设的通道，该排气通道002-3的顶端为连接的横向排气槽002-4，该横向排气槽002-4与该排气通道002-3之间为交互连通的。

当所述具有异形结构的驱动单元002的尾部002-2接收到高压气体时，由于该驱动单元的尾部002-2与预紧管001的内壁之间为紧配合，因此，高压气体可经由该排气通道002-3和横向排气槽002-4，进一步的，该驱动单元的头部002-1的横向排气槽002-4与相邻的普通的驱动单元003的尾部之间具有间隙，因此，所述排气通道002-3、横向排气槽002-4以及该间隙可形成泄气的通道，将具有异形结构的驱动单元002尾端的气体经由该泄气的通道进入该预紧管001内。

此外，所述具有异形结构的驱动单元002所采用的材料是可产生弹性形变的材料，具体的可以是适合注塑成型工艺的高分子材料。例如，聚乙烯或热塑弹性体材料等。当该驱动单元具有弹性形变特性时，当该张紧装置处于预紧阶段时，该驱动单元的尾部002-2接收到的气体为高压气体，其冲击力较大，在冲击力的推动力及相邻的驱动单元的反推力作用下，该驱动单元的头部002-1将发生弹性形变，进而造成所述横向排气槽002-4的有效泄气体积减小，因此，可通过泄气的通道进入预紧管001中的气体将会减少，这在一定程度上可以实现密封效果。

上述是对该张紧装置在预紧阶段时的状态，以下对该张紧装置在限力阶段的状态进行描述。

所述张紧装置处于预紧阶段是因为气体发生器爆炸产生瞬间的高压气体推动该具有异形结构的驱动单元002，当爆炸结束后，高压气体的推动力逐渐减小，此时，该张紧装置将进入限力阶段，在限力阶段时，其他普通的驱动单元003将给该具有异形结构的驱动单元002一个反向的推动力，而具有异形结构的驱动单元002尾部002-2的气体压力减小一定程度，此时，该具有异形结构的驱动单元002将不再受高压气体冲击力的压迫，该驱动单元的头部002-1将不再处于弹性形变的状态，而恢复至正常状态，因此，所述横向排气槽002-4的有效泄气体积也将恢复，在该限力阶段，预紧管001内的残余气体将通过该横向排气槽002-4和所述排气通道002-3排出预紧管001，由于所述横向排气槽002-4已经恢复正常，该驱动单元的有效的泄气体积恢复正常，保证泄气的通道的畅通，以保证预紧管001内的残余气体可以尽快排出。

另外，所述横向排气槽002-4即为头部002-1的两个半圆柱体之间的凹槽，该横向排气槽002-4的槽宽可设置为与所述排气通道002-3的直径尺寸相同，以保证泄气的通道是畅通的，不受其他阻碍。所述横向排气槽002-4的槽深可根据具体的需要进行设置，但该槽深一定要保证该横向排气槽002-4与相邻的驱动单元尾部之间可产生空隙，使得该横向排气槽002-4中的气体可通过该空隙排入所述预紧管001中。图2中，可看出，在该横向排气槽002-4与相邻的驱动单元的尾端之间具有空隙的结构。

另外，本申请第一实施例中还提供一种优选方案，请参照图2和图4，在图2和图4中均具有该优选方案中的相关结构。具体是，所述具有异形结构的驱动单元002的尾部002-2设置有向所述驱动单元内部凹陷的凹陷空间002-6，该凹陷空间002-6与所述排气通道002-3连通。

上述凹陷空间002-6的设置一方面保证在预紧阶段时，高压气体作用于设置有该凹陷空间002-6的驱动单元时，凹陷空间002-6的最外端的唇部可与预紧管001的内壁贴合的更加紧密，以保证其密封效果；另一方面，在限力阶段，该凹陷空间002-6与预紧管001之间是驱动单元的侧壁，而该驱动单元同时具有弹性形变的特性，保证在该驱动单元可在预紧管001中无阻碍的移动。

所述凹陷空间002-6为碗形，所述具有异形结构的驱动单元002的尾部002-2与所述预紧管001内壁之间紧配合，具体是，该凹陷空间002-6的唇部与所述预紧管001的内壁之间紧配合，该凹陷空间002-6的顶部的直径小于所述唇部的直径。

需要说明的是，该凹陷空间002-6的唇部与所述预紧管001的内壁之间紧配合具体是，所述凹陷空间002-6的唇部的直径应该略大于所述预紧管001的内径，以此来弥补预紧管001内径的制造公差。

形成所述凹陷空间002-6的驱动单元尾部002-2的侧壁为薄壁结构。该薄壁结构进一步的保证在限力阶段该驱动单元不会卡在所述预紧管001中。

另外，为了保证所述排气通道002-3和横向排气槽002-4形成的泄气的通道的顺畅，可以将所述横向排气槽002-4的槽的开设方向与所述驱动单元的轴向相互垂直。

相应的，所述横向排气槽002-4与所述排气通道002-3之间交互连通，具体是，所述横向排气槽002-4与所述排气通道002-3之间垂直相交。

所述具有异形结构的驱动单元002除了包括上述头部002-1和尾部002-2之外，还可以包括本体部分002-5，所述具有异形结构的驱动单元002的头部002-1与尾部002-2之间为本体部分002-5，该本体部分002-5的直径与所述预紧管001的内径相同。该本体部分002-5具有导向和连接作用。

所述具有异形结构的驱动单元002的头部002-1为半圆柱体结构；

所述驱动单元通过头尾抵接的方式相配合，具体是，该半圆柱体结构与相邻的驱动单元的尾部凹槽相配合。

由于本申请第一实施例提供的张紧装置中包含有预紧管001，而所述预紧管001包含有直管部分和弯管部分，而若干个驱动单元中的具有异形结构的驱动单元002在直管部分与弯管部分中所处的状态与工作方式有差异，以下分别介绍驱动单元在直管部分和在弯管部分的工作状态及原理。

首先，当该具有异形结构的驱动单元002处于直管部分时，如图2所示，当所述具有异形结构的驱动单元002的尾部002-2接收到高压气体时，由于该驱动单元的尾部002-2与预紧管001的内壁之间为紧配合，因此，高压气体可经由该排气通道002-3和横向排气槽002-4，进一步的，该驱动单元的头部002-1的横向排气槽002-4与相邻的普通的驱动单元003的尾部之间具有间隙，该间隙位于图2中两个驱动单元之间接触位置的左侧。因此，所述排气通道002-3、横向排气槽002-4以及该间隙可形成泄气的通道，将具有异形结构的驱动单元002尾端的气体经由该泄气的通道进入该预紧管001内。

由于所述具有异形结构的驱动单元002所采用的材料是可产生弹性形变的 材料，因此，当该张紧装置处于预紧阶段时，该驱动单元的尾部002-2接收到的气体为高压气体，其冲击力较大，在冲击力的推动力及相邻的驱动单元的反推力作用下，该驱动单元的头部002-1将发生弹性形变，进而造成所述横向排气槽002-4的有效泄气体积减小，因此，可通过泄气的通道进入预紧管001中的气体将会减少，这在一定程度上可以实现密封效果。

当该具有异形结构的驱动单元002处于弯管部分时，气体发生器发生的爆炸已经完成，但高压气体推动驱动单元的推动压力依然存在，如图5所示，该弯管部分为弧形结构，具有异形结构的驱动单元002的尾端承受的气体压力使得唇部依然与预紧管001的内壁贴合，普通的驱动单元003与具有异形结构的驱动单元002之间发生相对转动，泄气的通道由直管时的左侧转移到右侧，即转移到弯管的外侧，可参考图5中的两个驱动单元接触位置的间隙部分。此时，由于普通的驱动单元003尾部结构的特性，使得此时两个驱动单元的可以排气的间隙变大，另一方面，由于气体压力逐渐降低，具有异形结构的驱动单元002的头部002-1变形回弹，同样也使得横向排气槽002-4的有效排气体积增大，进而整体上可以使得泄气的体积增大，有助于使预紧管001内的残余气体尽快排出预紧管001。

随着上述过程的进行及高压气体的推动力逐渐减小，此时，该张紧装置将进入限力阶段，在限力阶段时，其他普通的驱动单元003将给该具有异形结构的驱动单元002一个反向的推动力，而具有异形结构的驱动单元002尾部002-2的气体压力减小一定程度，此时，该具有异形结构的驱动单元002将不再受高压气体冲击力的压迫，该驱动单元的头部002-1将不再处于弹性形变的状态，而恢复至正常状态，因此，所述横向排气槽002-4的有效泄气体积也将恢复，在该限力阶段，预紧管001内的残余气体将通过该横向排气槽002-4和所述排气通道002-3排出预紧管001，由于所述横向排气槽002-4已经恢复正常，该驱动单元的有效的泄气体积恢复正常，保证泄气的通道的畅通，以保证预紧管001内的残余气体可以尽快排出。

因此，该张紧装置在一定程度上满足了预紧阶段和限力阶段两个不同阶段对具有异形结构的驱动单元002的不同要求，使得该张紧装置在预紧阶段可以将气体发生器产生的高压气体最大程度上转换为驱动单元移动的动力，另一方面，预紧阶段之后的限力阶段时，可以通过排气通道002-3和横向排气槽002-4将预紧管001内的残余气体排出，以保证限力过程的平顺性。所以，该张紧装 置既可以保证在预紧式安全装置的预紧阶段的密封性，又可以保证在预紧阶段之后的限力阶段中预紧管001内的残余气体的排出。

本申请第二实施例还提供一种驱动单元，包括：尾部002-2、本体部分002-5和头部002-1，所述驱动单元设置于预紧管001中时，所述尾部002-2与预紧管001内壁之间紧配合，所述本体部分002-5的直径与预紧管001的内壁直径相同，所述头部002-1的直径小于尾部的直径；

所述驱动单元沿轴向方向具有贯通头部002-1和尾部002-2的排气通道002-3，在该驱动单元头部002-1设置有横向排气槽002-4，该横向排气槽002-4与所述排气通道002-3之间交互连通。

可选的，所述驱动单元的尾部002-2设置有向所述驱动单元内部凹陷的凹陷空间002-6，该凹陷空间002-6与所述排气通道002-3连通。

可选的，所述凹陷空间002-6为碗形，所述尾部002-2与所述预紧管001内壁之间紧配合，具体是，该凹陷空间002-6的唇部与所述预紧管001的内壁之间紧配合，该凹陷空间002-6的顶部的直径小于所述唇部的直径。

可选的，所述横向排气槽002-4的槽的开设方向与所述驱动单元的轴向相互垂直；

相应的，所述横向排气槽002-4与所述排气通道002-3之间交互连通，具体是，所述横向排气槽002-4与所述排气通道002-3之间垂直相交。

可选的，所述驱动单元所采用的材料为可产生弹性形变的材料。

由于本申请第二实施例提供的驱动单元在第一实施例中有详细的介绍，因此，在此不做详细描述，具体内容可参考该说明书的第一实施例中对驱动单元的描述。

本申请第三实施例还提供一种预紧式安全装置，包括上述的预紧式的张紧装置。

由于本申请第三实施例提供的张紧装置在第一实施例中有详细的介绍，因此，在此不做详细描述，具体内容可参考该说明书的第一实施例中对该张紧装置的描述。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。