限制载荷的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。

背景技术：

车辆包括约束系统。用于车辆的座椅的约束系统通常是三点式束带，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、卷收器和锁扣。锚固件固定所述织带的一端。织带的另一端馈送到卷收器，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锁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，其可旋转地联接到所述卷收器壳体并限定旋转轴线；扭杆，其沿着所述旋转轴线伸长并且同轴地定位在所述卷轴中；圆筒，其沿着所述旋转轴线伸长、围绕所述扭杆同轴地延伸并且同轴地定位在所述卷轴中；以及切割器，其固定到所述卷轴，所述切割器包括与所述圆筒接合的切削刃。

所述扭杆可以沿着所述旋转轴线从第一端伸长到第二端，并且所述扭杆的所述第一端可以相对于所述卷轴固定。所述圆筒可以沿着所述旋转轴线从第一端伸长到第二端，并且所述圆筒的所述第二端可以相对于所述扭杆的所述第二端固定。所述圆筒的所述第一端可以是自由的。

所述约束系统还可以包括可在接合状态和脱离状态之间移动的锁定机构，并且处于所述接合状态的所述锁定机构可以将所述扭杆的所述第二端锁定到所述卷收器壳体，并且处于所述脱离状态的所述锁定机构可以允许所述扭杆的所述第二端相对于所述卷收器壳体的旋转。

所述扭杆可以包括：第一端部分，其从所述第一端沿着所述旋转轴线延伸；第二端部分，其从所述第二端沿着所述旋转轴线延伸；以及中间部分，其沿着所述旋转轴线从所述第一端部分延伸到所述第二端部分，并且所述中间部分沿着正交于所述旋转轴线的平面的横截面积可以小于所述第二端部分沿着正交于所述旋转轴线的平面的横截面积。所述中间部分沿着正交于所述旋转轴线的平面的所述横截面积可以小于所述第一端部分沿着正交于所述旋转轴线的平面的横截面积。

所述第一端部分、所述第二端部分和所述中间部分可以是圆柱形的，所述中间部分的直径可以短于所述第二端部分的直径，并且所述中间部分的所述直径可以短于所述第一端部分的直径。

所述圆筒可以从所述第一端部分延伸到所述第二端部分。

所述圆筒可以包括径向面向外的外表面和从所述外表面径向向内延伸的凹口，并且所述切削刃可以设置在所述凹口中。所述圆筒可以包括径向面向内的内表面，并且所述凹口可以仅部分地从所述外表面延伸到所述内表面。

所述卷轴可以包括狭槽，并且所述约束系统还可以包括延伸穿过所述狭槽的织带。所述狭槽可以是第一狭槽，所述卷轴可以包括第二狭槽，所述第二狭槽被定位成从所述第一狭槽围绕所述旋转轴线大于90°，并且所述织带可以在所述卷轴内部从所述第一狭槽延伸到所述第二狭槽。

所述约束系统还可以包括联接到所述卷轴并联接到所述卷收器壳体的弹簧，并且所述弹簧可以是螺旋弹簧。

所述切割器可以被定位成在所述卷轴围绕所述旋转轴线相对于所述圆筒旋转时在所述圆筒中切割出周向通道。

所述切割器可以取向成使得当所述卷轴围绕所述轴线在相对于所述圆筒的抽取方向上旋转时，所述切削刃切入所述圆筒中。所述约束系统还可以包括弹簧，所述弹簧联接到所述卷轴并且联接到所述卷收器壳体，并且所述弹簧可以被预加载以在与所述抽取方向相反的缩回方向上向所述卷轴施加扭矩。

附图说明

图1是包括约束系统的车辆的正视图。

图2是约束系统的卷收器的透视图。

图3是卷收器的分解图。

图4是沿着图2中的线4-4截取的卷收器的横截面图。

图5是沿着图2中的线5-5截取的卷收器的横截面图。

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；扭杆38，其沿着轴线r伸长并且同轴地定位在卷轴36中；圆筒40，其沿着轴线r伸长、围绕扭杆38同轴地延伸并且同轴地定位在卷轴36中；以及切割器42，其固定到卷轴36。切割器42包括与圆筒40接合的切削刃44。

约束系统32提供紧凑且便宜的卷收器46。卷收器46使用少量部件并且方便地将若干部件(诸如扭杆38、圆筒40和切割器42)封装在卷轴36内部。此外，卷收器46提供离角(digressive)载荷限制，其中随着织带58从卷收器46中抽出，抵抗乘员躯干向前运动的力随时间减小。卷收器46在卷轴36相对于圆筒40的第一次旋转期间提供相对较高的阻力，并且在第一次旋转之后提供相对较低的阻力。此外，因为圆筒40是与卷轴36分开的部件，所以圆筒40和卷轴36的材料选择和尺寸可以不同并且独立地优化。

参考图1，车辆30可以是任何乘用或商用汽车，诸如轿车、卡车、运动型多功能车、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48以容纳车辆30的乘员(如果有的话)。乘客舱48包括多个座椅50，例如，设置在乘客舱48的前部的一个或多个前排座椅50以及设置在前排座椅50后面的一个或多个后排座椅50。乘客舱48还可以包括在乘客舱48后部的第三排座椅50。座椅50及其部件的位置和取向可由乘员调整。本说明书的其余部分讨论了用于一个座椅50的约束系统32，但是乘客舱48中的多个或所有座椅50可以各自具有约束系统32。座椅50被示出为斗式座椅，但是座椅50可以是其他类型。

每个座椅50可以包括座椅靠背52、座椅底部54和头部约束装置56。头部约束装置56可以由座椅靠背52支撑，并且可以相对于座椅靠背52固定或可移动。座椅靠背52可以由座椅底部54支撑，并且可以相对于座椅底部54固定或可移动。座椅靠背52、座椅底部54和/或头部约束装置56可在多个自由度上是可调整的。具体地，座椅靠背52、座椅底部54和/或头部约束装置56本身可以是可调整的，换句话说，座椅靠背52、座椅底部54和/或头部约束装置56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46、可从卷收器46可伸缩地拉出的织带58、联接到织带58的锚固件60以及夹具62。夹具62可以沿着织带58调整，并且可以选择性地接合相对于座椅50固定的锁扣64。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50上。

锚固件60将织带58的相对于车辆30的车身的一端附接到例如座椅50。织带58的另一端馈送到卷收器46中并附接到卷轴36，其中织带58从该端开始缠绕在卷轴36上。织带58可以由条带形状的织物形成。夹具62沿着织带58自由滑动，并且当与锁扣64接合时将织带58分成腰带66和肩带68。

图1的约束系统32是三点式束带，这意味着织带58在被紧固时附接在乘员周围的三个点处：锚固件60、卷收器46和锁扣64。替代地，约束系统32可包括另一种布置的附接点。

卷收器46可以附接到车辆30的车身70，例如，在座椅50是前排座椅的情况下附接到b柱72，当座椅50是后排座椅时附接到c柱74等。卷收器46可以替代地安装到座椅50。

参考图2，卷收器46包括卷收器壳体34。卷收器壳体34可以包括壳体主体76和附接到壳体主体76的壳体盖78。卷收器壳体34可由例如塑料或金属形成。卷收器壳体34可以安装到车辆30的车身70，例如，在座椅50是前排座椅的情况下安装到b柱72，当座椅50是后排座椅时安装到c柱74，或者可以安装到座椅50。

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，并且在所有其他自由度方面固定到卷收器壳体34。卷轴36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80延伸到第二端82。卷轴36包括在第一端80和第二端82处的凸缘。

参考图5，卷轴36可以适于接收织带58，例如，通过包括第一狭槽84并允许织带58从第一狭槽84开始缠绕在卷轴36的外部。卷轴36包括第二狭槽86，所述第二狭槽86定位成从第一狭槽84围绕轴线r大于90°，例如大约180°。第一狭槽84和第二狭槽86平行于轴线r伸长。织带58从卷轴36的外部延伸穿过第一狭槽84并且在卷轴36内部从第一狭槽84延伸到第二狭槽86。织带58从第一狭槽84沿圆周方向远离切割器42延伸，然后围绕圆筒40弯曲到第二狭槽86。

返回图3，弹簧88联接到卷轴36和卷收器壳体34。弹簧88被预加载以在缩回方向(即，趋向于使织带58缩回的方向)上向卷轴36施加扭矩。当织带58完全地缩回时，弹簧88可以以拉伸或压缩的方式加载，并且当织带58从卷轴36抽取时，弹簧88可以以拉伸或压缩的方式进一步加载。因此，弹簧88在缩回方向上施加扭矩。弹簧88可以是螺旋扭转弹簧或任何其他合适类型的弹簧。

参考图4，扭杆38沿着轴线r从第一端90伸长到第二端92。扭杆38的第一端90轴向地定位在卷轴36的第一端80处，并且扭杆38的第二端92轴向地定位在卷轴36的第二端82处。扭杆38以轴线r为中心。扭杆38同轴且同心地定位在卷轴36中。

扭杆38是围绕轴线r的回转实体，即，通过使平面曲线在与该平面曲线相同的平面内围绕直线(在这种情况下，轴线r)旋转而获得的实体图形。扭杆38包括沿着轴线r从第一端90朝向第二端92延伸的第一端部分94、沿着旋转轴线r从第二端92朝向第一端90延伸的第二端部分96以及沿着轴线r从第一端部分94延伸到第二端部分96的中间部分98。第一端部分94、中间部分98和第二端部分96各自具有沿着轴线r投影的恒定横截面。第一端部分94沿着正交于轴线r的平面的横截面积基本上等于第二端部分96沿着正交于轴线r的平面的横截面积，并且中间部分98沿着正交于轴线r的平面的横截面积小于第一端部分94的所述横截面积并且小于第二端部分96的所述横截面积。第一端部分94、中间部分98和第二端部分96是圆柱形的，并且第一端部分94和第二端部分96可以各自包括连接到中间部分98的倒角100。第一端部分94的直径基本上等于第二端部分96的直径，并且中间部分98的直径短于第一端部分94的直径并且短于第二端部分96的直径。中间部分98的比第一端部分94和第二端部分96更小的横截面有助于确保扭转扭杆38的屈服发生在中间部分98而不是第一端部分94或第二端部分96中。

扭杆38的第一端90相对于卷轴36固定。例如，扭杆38的第一端90可以附接(例如，焊接或键接)到卷轴36的第一端80。扭杆38的第一端90围绕轴线r旋转地锁定到卷轴36的第一端80。扭杆38除了在扭杆38的第一端90处之外不附接到卷轴36。

圆筒40沿着轴线r从第一端102伸长到第二端104。圆筒40从第一端部分94轴向地延伸到第二端部分96。中间部分98沿着轴线r在圆筒40的第一端102和第二端104之间，并且圆筒40的第一端102和第二端104沿着轴线r从中间部分98间隔开。圆筒40围绕扭杆38同轴且同心地延伸，并且圆筒40同轴且同心地定位在卷轴36中。

圆筒40具有管状圆柱形形状。圆筒40具有与轴线r正交的为恒定径向厚度的圆形壁的横截面形状，并且所述横截面形状沿着轴线r从第一端102投影到第二端104。圆筒40包括从轴线r径向面向外的外表面106和朝向轴线r径向面向内的内表面108。

圆筒40的第二端104固定到扭杆38的第二端92。例如，圆筒40的第二端104焊接到扭杆38的第二端部分96。除了在第二端104处之外，圆筒40不附接到卷收器46的其他部件。圆筒40的第一端102是自由的，即不附接到其他部件。

参考图4和图5，圆筒40包括凹口110，所述凹口110从外表面106径向向内部分地延伸到内表面108。凹口110被定位成接收切割器42的切削刃44。

切割器42固定到卷轴36。例如，卷轴36包括凹槽118，所述凹槽118从所述端80、82中的一个(例如，从第二端82)纵向延伸，如图3和图4所示，到达与两个端80、82间隔开的位置。凹槽118可以例如具有平行于轴线r投影的t形横截面。切割器42可以包括头部120，所述头部120被成形为在凹槽118中纵向滑动并且被成形为防止头部120离开凹槽118或在凹槽118中旋转。例如，头部120可以具有与凹槽118的横截面匹配的t形横截面。固定螺钉122延伸穿过卷轴36，并且被定位成防止切割器42远离与两个端80、82间隔开的位置移动。例如，如图4所示，固定螺钉122可以靠近切割器并与其接触。替代地，固定螺钉122可以延伸到切割器42中。为了安装切割器42，将头部120在卷轴36的第二端82处插入凹槽118中，将切割器42滑动到凹槽118的端部，并且安装固定螺钉122。当安装时，固定螺钉122与卷轴36的外表面齐平。

切割器42从卷轴36径向向内延伸。切割器42包括切削刃44，并且切削刃44从卷轴36径向向内间隔开。切削刃44接合圆筒40，具体地，设置在凹口110中。切割器42被定位成在卷轴36围绕轴线r相对于圆筒40旋转时在圆筒40中切割出周向通道。当卷轴36相对于圆筒40围绕轴线r旋转时，切削刃44从凹口110处开始切穿圆筒40，并且一旦切削刃44相对于圆筒40围绕轴线r行进360°并再次到达凹口110，就完成对圆周通道的切割。

返回图3，卷收器46可以是紧急锁定卷收器(elr)。在这样的示例中，卷收器46包括可在接合状态与脱离状态之间移动的锁定机构112。在接合状态下，锁定机构112将扭杆38的第二端92锁定到卷收器壳体34，即，将扭杆38的第二端92相对于卷收器壳体34固定。在脱离状态下，锁定机构112允许扭杆38的第二端92相对于卷收器壳体34旋转。当锁定机构112处于脱离状态时，扭杆38可相对于卷收器壳体34与卷轴36一起旋转。

例如，锁定机构112包括两个棘爪构件114和棘轮116。棘轮116固定地附接到卷收器壳体34，并且棘爪构件114滑动地附接到扭杆38的第二端92。棘轮116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116的圆周比第二侧具有更浅的角度。当棘爪构件114相对于棘轮116旋转使得齿的第一侧被呈现给棘爪构件114时，棘爪构件114在齿上滑动，并且当棘爪构件114相对于棘轮116旋转使得齿的第二侧被呈现给棘爪构件114时，棘爪构件114抓扣在第二侧上并且阻止棘爪构件114的旋转。

棘爪构件114滑动地联接到扭杆38的第二端92。棘爪构件114可在与棘轮116间隔开的解锁位置与接合棘轮116的锁定位置之间移动。棘爪构件114从轴线r径向向外滑动以从解锁位置移动到锁定位置。

卷收器46可以包括激活传感器(未示出)，所述激活传感器感测车辆30的突然减速并触发锁定机构112(例如，棘轮116和棘爪构件114)的激活，以接合扭杆38的第二端92，即，将锁定机构112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)间接地与棘爪构件114连通。激活传感器可以位于卷收器46中或车辆30中的其他位置。在卷收器46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46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。

在车辆30突然减速的情况下，锁定机构112从脱离状态移动到接合状态，这将扭杆38的第二端92相对于卷收器壳体34锁定。乘员的躯干的动量拉动肩带68，这在织带58上施加力，所述力趋向于将织带58从卷收器46抽取出来，即，使卷轴36解绕，即，在抽取方向上在卷轴36上施加扭矩。切割器42取向成使得当卷轴36围绕轴线r在相对于圆筒40的抽取方向上旋转时，切削刃44切入圆筒40中。卷轴36上的抽取扭矩致使卷轴36和扭杆38的第一端90在抽取方向上旋转，并且处于接合状态的锁定机构112导致扭杆38的第二端92和圆筒40保持静止而不是与卷轴36一起旋转。在卷轴36的第一次旋转期间，切割器42切割穿过圆筒40的周向通道，并且同时，扭杆38的中间部分98扭转。在卷轴36的第二次旋转和任何进一步旋转期间，扭杆38的中间部分98进一步扭转，但是切削刃44设置在圆周通道中并且不再切割圆筒40。因此，卷收器46提供了离角载荷限制，因为切割圆筒40时抽取的阻力在第一次旋转期间发生，但在进一步的旋转期间不发生。

已经以说明性方式描述了本公开，并且应当理解，已经使用的术语意图在本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、顺序或量。本文使用的“基本上”意指尺寸、持续时间、形状或其他形容词可能由于物理缺陷、电源中断、机加工或其他制造中的变化等而与所描述的略有不同。鉴于以上教导，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，其可旋转地联接到所述卷收器壳体并限定旋转轴线；扭杆，其沿着所述旋转轴线伸长并且同轴地定位在所述卷轴中；圆筒，其沿着所述旋转轴线伸长、围绕所述扭杆同轴地延伸并且同轴地定位在所述卷轴中；以及切割器，其固定到所述卷轴，所述切割器包括与所述圆筒接合的切削刃。

根据一个实施例，所述扭杆沿着所述旋转轴线从第一端伸长到第二端，并且所述扭杆的所述第一端相对于所述卷轴固定。

根据一个实施例，所述圆筒沿着所述旋转轴线从第一端伸长到第二端，并且所述圆筒的所述第二端固定到所述扭杆的所述第二端。

根据一个实施例，所述圆筒的所述第一端是自由的。

根据一个实施例，本发明的特征还在于可在接合状态和脱离状态之间移动的锁定机构，其中处于所述接合状态的所述锁定机构将所述扭杆的所述第二端锁定到所述卷收器壳体，并且处于所述脱离状态的所述锁定机构允许所述扭杆的所述第二端相对于所述卷收器壳体的旋转。

根据一个实施例，所述扭杆包括：第一端部分，其从所述第一端沿着所述旋转轴线延伸；第二端部分，其从所述第二端沿着所述旋转轴线延伸；以及中间部分，其沿着所述旋转轴线从所述第一端部分延伸到所述第二端部分，并且所述中间部分沿着正交于所述旋转轴线的平面的横截面积小于所述第二端部分沿着正交于所述旋转轴线的平面的横截面积。

根据一个实施例，所述中间部分沿着正交于所述旋转轴线的平面的所述横截面积小于所述第一端部分沿着正交于所述旋转轴线的平面的横截面积。

根据一个实施例，所述第一端部分、所述第二端部分和所述中间部分是圆柱形的，所述中间部分的直径短于所述第二端部分的直径，并且所述中间部分的所述直径短于所述第一端部分的直径。

根据一个实施例，所述圆筒从所述第一端部分延伸到所述第二端部分。

根据一个实施例，所述圆筒包括径向面向外的外表面和从所述外表面径向向内延伸的凹口，并且所述切削刃设置在所述凹口中。

根据一个实施例，所述圆筒包括径向面向内的内表面，并且所述凹口仅部分地从所述外表面延伸到所述内表面。

根据一个实施例，所述卷轴包括狭槽，所述约束系统还包括延伸穿过所述狭槽的织带。

根据一个实施例，所述狭槽是第一狭槽，所述卷轴包括第二狭槽，所述第二狭槽被定位成从所述第一狭槽围绕所述旋转轴线大于90°，并且所述织带在所述卷轴内部从所述第一狭槽延伸到所述第二狭槽。

根据一个实施例，本发明的特征还在于弹簧，所述弹簧联接到所述卷轴并联接到所述卷收器壳体，其中所述弹簧是螺旋弹簧。

根据一个实施例，所述切割器被定位成在所述卷轴围绕所述旋转轴线相对于所述圆筒旋转时在所述圆筒中切割出周向通道。

根据一个实施例，所述切割器取向成使得当所述卷轴围绕所述轴线在相对于所述圆筒的抽取方向上旋转时，所述切削刃切入所述圆筒中。

根据一个实施例，本发明的特征还在于弹簧，所述弹簧联接到所述卷轴并且联接到所述卷收器壳体，其中所述弹簧被预加载以在与所述抽取方向相反的缩回方向上向所述卷轴施加扭矩。