专利名称:负载限制座椅安全带卷收器的制作方法
本发明涉及座椅安全带卷收器组件，其具有用来将座椅安全带卷收进壳体的座椅安全带卷收器。
在碰撞时，座椅安全带卷收器具有限制织带从壳体撤回的锁定件。该锁定件可由探测碰撞中车辆速度变化的惯性传感器致动。当探测到大的减速度时，惯性传感器触发座椅安全带卷收器的锁定件以确保碰撞过程中座椅安全带在适的位置上。
在锁定状态下，座椅安全带限制乘客在碰撞时向前移动。尽管座椅安全带具有一些弹性，但是作用在乘客上的限制力可以很大。为了降低该力，制造商可使用扭力杆来以受控的方式吸收来自乘客向前移动的能量。一般来说，卷轴安装在扭力杆上，扭力杆机械地联接到卷轴上。在碰撞时，当卷轴从壳体伸出的座椅安全带旋转时扭力杆扭曲并变形。扭力杆的变形吸收来自座椅安全带的能量。因此，乘客逐渐减速而不是在碰撞时突然停止。
乘客的重量可影响通过座椅安全带的限制力乘客减速的速率。较重的乘客比较轻的乘客需要更大的限制力。对于重乘客比对于轻乘客需要使用较高速率的能量吸收。
最近，制造商已经开始着手使用以不同速率吸收能量以适应不同重量乘客的座椅安全带卷收器。例如，当瘦小乘客坐在车内时，座椅安全带卷收器设置成低速率能量吸收。因此，较轻的乘客比较重的乘客用更少的限制力限制。另一方面，对于较重的乘客使用更高的能量吸收速率来对使用更大限制力的乘客减速。中等重量的乘客可能需要在碰撞过程中限制力速率的结合。因此，乘客可受到适应他重量的限制力。
有车辆经历不止一次碰撞的事故。通常需要以同样高的速率对体重重的乘客在第二次碰撞中继续吸收能量。但是，对于体重轻的乘客，较佳地在开始时以用于第一次碰撞的低速率，然后以用于第二次碰撞的高速率从座椅安全带卷轴吸收能量。对于中等重量的乘客，需要以高速率并然后以用于首次碰撞的低速率吸收能量。对于第二次碰撞，高速率的能量吸收是优选的。常规的座椅安全带卷收器不具有这样的特征与常规设计相比，本发明的座椅安全带卷收器具有独特的转换机构，允许能量吸收机械开始以一水平，并然后自动在第二次碰撞事件中以另一水平吸收能量。对于重量轻的乘客，座椅安全带卷收器可以用于首次碰撞的低速率吸收能量设置。该碰撞之后，座椅安全带卷收器自动转换到高速率能量吸收，使得座椅安全带卷收器以用于第二次碰撞的更高水平继续吸收能量。对于体重中等的乘客，卷收器最初以高速率然后转到低速率吸收能量，且在第二次碰撞事件中，转回到高速率。由此本发明确保了乘客在两次碰撞都最优地受到限制。
如上所指出的，能量吸收机构可以是能够以高速率吸收能量的一扭力杆和能以低速率吸收能量的另一扭力杆。转换机构具有将一杆或另一杆啮合到卷轴上的联接件。联接件可在高速率部件啮合的第一联接位置和低速率部件啮合的第二联接位置之间驱动。联接件可由能量吸收机构和卷轴之间的相对运动驱动，该相对运动通过扭力杆之一的变形产生。联接件可以是与卷轴的移动偶合的滑槽并可容纳在联接的螺纹件上以与变形的扭力杆一起移动。因此座椅安全带卷收器在一杆和另一杆之间自动移动。
根据本发明的座椅安全带卷收器可包含用于在高速率能量吸收和低速率能量吸收之间智能切换的设备。
座椅安全带卷收器可具有在高速率能量吸收的默认位置设置。对于体重重的乘客，卷收器不考虑碰撞次数在整个事故中保持在该设置。为了适应中等重量乘客，能量吸收机构可首先以相对高的速率吸收能量，然后由于受到计算机控制，切换到低速率。对于重量轻的乘客，计算机可将座椅安全带卷收器立即设置到低速率能量吸收。卷收器对于单次和多次冲击碰撞都适应各种体重。
图1是根据本发明座椅安全带卷收器的立体截面图，包括卷轴、能量吸收机构、和转换机构。
图2是图1的转换机构的另一示图，示出了以高速率能量吸收设置的能量吸收机构。
图3示出了图1-2的座椅安全带卷收器，具有以低速率能量吸收设置的能量吸收机构。
图4示出了图1-3的座椅安全带卷收器，转换机构以高速率能量吸收设置能量吸收机构。
图5是图1-4的座椅安全带卷收器的立体图，示出了偶合器在还没有致动偶合器位置上。
图6示出了图5的偶合器在偶合器已经致动的位置上。
图7是座椅安全带卷收器的分解图。
图1是座椅安全带卷收器10的立体截面图。根据本发明的座椅安全带卷收器10具有卷轴14，座椅安全带16卷绕在上面。众所周知，座椅安全带卷收器10允许座椅安全带16在箭头A的方向拉出并在箭头B的方向缩进。当座椅安全带16在箭头A的方向拉出时，已知由于缩进弹簧17卷轴14在箭头Z的方向旋转。缩进弹簧17通过在箭头Y的方向(与箭头Z的方向相反)旋转卷轴14，在箭头B的方向重绕座椅安全带16未使用的部分。
座椅安全带卷收器10具有探测车辆速度变化的惯性传感器19。在碰撞时，惯性传感器19致动啮合并将锁定轮21锁定在位置上的棘爪(未示出)以限制座椅安全带16在箭头A方向上的拉出。为了降低座椅安全带16在乘客上的限制力，座椅安全带卷收器10具有从座椅安全带的拉出吸收能量的能量吸收机构18。能量吸收机构18包括机械地联接以与卷轴14一起扭曲和变形的至少一个扭力杆。能量吸收机构18具有第一部件22、扭力杆和第二部件26、另一扭力杆。可采用单个扭力杆作为能量吸收机构代替两扭力杆。第一部件22具有比第二部件26更厚的直径。第一和第二部件22、26都是可变形的。当能量吸收机构18可比较地负载时，扭曲第一部件22比扭曲第二部件26导致以相对更高的速率吸收能量，扭曲第二部件26以相对低的速率吸收能量。
能量吸收机构18可旋转地支撑卷轴14。能量吸收机构18的一端部部分100具有与锁定轮21的凹槽25啮合的花键24。且由此旋转地锁定与锁定轮21一起运动。能量吸收机构18的另一端104可旋转地横向运动锁定到缩进弹簧17的弹性心轴104a上。螺纹件50，在外表面上具有螺纹的管，环绕能量吸收机构18设置。螺纹件50具有与能量吸收机构18的第一部件22的花键24啮合的凹槽51，使得螺纹件50可旋转地锁定与第一部件22一起运动。第二部件26还具有与螺纹件50内的凹槽51啮合的花键200，以将花键200与凹槽51旋转地锁定。
能量吸收机构18还具位于靠近第二部件26的一端部部分104的花键33。这些花键33啮合偶合件54内的凹槽33a，使得第二部件26可旋转地锁定与偶合件54一起运动。如图7所示，螺纹件50具有与偶合件54上的孔112啮合的突起部分108。较佳地，偶合件54上的孔112和螺纹件50的突出部分108之间的安装比第二部件26的花键33和偶合件54上的凹槽33a之间的配合要紧。当偶合件54旋转时，它旋转第一部件22，而不是第二部件26，当偶合件54与螺纹件50啮合时，甚至第二部件26也与偶合件54啮合。
如图2所示，在正常操作时，卷轴14旋转地锁定，通过偶合件54与能量吸收机构18一起运动，偶合件54在该点与螺纹件50啮合。螺纹件50旋转地偶合与能量吸收机构18的第一部件22和第二部件26一起运动。当锁定轮21没有被惯性传感器19锁定时，卷轴14的旋转使得能量吸收机构18以缠绕或展开缩进弹簧17。
在碰撞时，通过偶合件54，能量吸收机构18可选择地被致动来以座位扭力杆扭曲函数的两种速率吸收来自座椅安全带16的拉出的能量相对高的速率通过第一部件22，且相对低的速率通过第二部件26。不象常规设计，座椅安全带卷收器10具有额外机构，选择能量吸收机构18以那种速率吸收能量的转换机构30。座椅安全带卷收器10具有控制能量吸收的两种特征以提供对座椅安全带卷收器10的额外水平的控制，这在其它卷收器中没有发现。
现在将解释碰撞时根据本发明座椅安全带卷收器的操作。最初，能量吸收速率的选择由通过控制单元58设置偶合件54的控制实现，控制单元58通过用已知的传感器和设计检测乘客的尺寸和重量来确定适当的速率。一旦控制单元58做了该确定，它根据检测的数据控制偶合件54的位置。
如果检测到重的乘客，控制单元58将座椅安全带卷收器10保持在如图2所示的位置，其中偶合件54在将卷轴14啮合到第一部件22的位置上。当碰撞时惯性传感器19锁住锁定轮21时，防止第一部件22的端部100旋转。座椅安全带16在箭头A方向的收回，沿着负载路径27，即通过卷轴14、偶合件54、螺纹件50、和第一部件22传输负载。端部100通过锁定轮21锁定在位置上，同时在花键25处第一部件22将继续在箭头Z的方向旋转。第一部件22通过变形将扭曲并吸收能量。对于重的乘客，能量吸收机构18完全通过第一部件22从卷轴14吸收能量而不考虑碰撞次数。第一部件22可变形以对预期次数的碰撞吸收能量。
如果控制单元58确定乘客具有中等重量，较佳地最初以高速率而不是以低速率减慢乘客的加速度。控制单元58允许卷轴14使第一部件22变形用于预定数量的转动或预定量的时间，并然后在箭头C的方向沿着轴线X移动偶合件54，从图2所示的第一位置62到图3所示的第二位置66。如图3所示，偶合件54从螺纹件50分离，但仍然在第二部件26的花键33处保持与卷轴14偶合。然后形成负载路径29，使得负载然后通过卷轴14、偶合件54、和花键33传输到能量吸收机构18的第二部件26。第二部件26在花键200锁定到螺纹件50上，并由此锁定到第一部件22上。当卷轴14由于座椅安全带的拉出在箭头Z的方向旋转，卷轴14使得偶合件54在扭曲第一部件22之前扭曲第二部件26。这使得来自座椅安全带拉出的能量由第二部件26以更低速率被吸收。
对于重量轻的乘客，较佳地在碰撞开始以较低的速率吸收来自座椅安全带拉出的能量。控制单元58编程成将偶合件54从第一位置62立即转换到第二位置66，使得负载立刻沿着图3所示的负载路径29传输。这样，能量由座椅安全带卷收器10仅以更低速率吸收。
现将参照图5和6解释偶合件54的致动。控制单元58与致动器74连通，当致动时，一火药设备沿箭头D方向产生并推进气体。箭头D横向于轴线X。如图6所示，该气体产生在构件82的壁92上的力78。然后构件82围绕轴线X在箭头Y的方向旋转，并抵靠引导结构86，例如斜坡，使得构件82在箭头C的方向移动。构件82的移动引起偶合件54在箭头C方向上的移动。构件82将倾向于滑下引导结构86并与偶合件54分开。否则当缩进弹簧17重绕卷轴14时，偶合件54和因此的卷轴14将遇到阻力。如果致动器74没有被致动，偶合件54和构件82通过止动弹簧90另外偏置到引导结构86的底部。
控制单元58吸收速率的前述控制通过分析乘客体重和尺寸的已知编程智能实现。此外，座椅安全带卷收器10具有转换机构30，用于在第一部件22和第二部件26之间转换。与控制单元58相比，转换机构30转换座椅安全带卷收器10而不参照乘客的重量或尺寸，由此向座椅安全带卷收器10提供更高水平的安全性。
如图1-3所示，能量吸收机构18设置有螺纹件50，其在花键25与第一部件22旋转联接。当偶合件54在第一位置62用于需要高速率能量吸收的情况(见图2)时，偶合件54将卷轴14啮合到螺纹件50上，使得它们两者可旋转地一起运动。随着座椅安全带16拉出当卷轴沿着箭头Z方向旋转时，螺纹件50也是如此，其引起第一部件22的变形来以高速率吸收能量。但是，当偶合件54在第二位置66时，例如在低负载情况下，螺纹件50不再通过偶合件54旋转地联接到卷轴14上。结果，当座椅安全带16拉出时，卷轴14将通过偶合件54旋转第二部分26，由此使第二部件26扭曲和变形。但是，螺纹件50将保持相对静止。在卷轴14和螺纹件50之间有相对旋转运动。
容纳在螺纹件50上的是转换机构30，诸如螺纹可移动联接件或滑槽(见图7)。一个联接件或滑槽也足够。转换机构30与卷轴14旋转联接。如图3和4所示，由于螺纹件50和卷轴14之间的相对运动，转换机构30将围绕螺纹件50的螺纹旋转来在箭头C的方向轴向移动，从第一联接位置34到第二联接位置38。当转换机构30已经到达第二联接位置38时，转换机构30将毗邻螺纹件50的端部39。在该位置，转换机构30可不再沿箭头C的方向移动。现在卷轴14和螺纹件50将通过转换机构30旋转地联接。
来自座椅安全带拉出的负载将沿着负载路径31通过卷轴14、转换机构30、螺纹件50和能量吸收机构18的第一部件22传输。现在能量吸收机构18将以高于第二部件26的速率从卷轴14吸收能量。
由此转换机构30将座椅安全带卷收器10自动地且机械地从低速率转换到高速率能量吸收。当该转换根据转动的数量发生时，允许卷轴14在转换机构30毗邻端部39之前行进。转动的次数可基于跟随安全气囊展开的乘客的预期位置。如果发生第二次碰撞，座椅安全带卷收器10自动设置以高速率能量吸收来吸收第二次冲击。
对于重量中等的乘客，控制单元58允许第一部件22以高速率从卷轴14吸收能量，然后将偶合件54从第一偶合位置62转换到第二偶合位置66以允许能量以低速率被第二部件26吸收。跟随预定数量的转动，然后转换机构30转换回到第一部件22的高速率。
对于重量轻的乘客，控制单元58立即转换到低速能量吸收。在预定数量的转动之后，转换机构30转换到高速率能量吸收。因此，重量中等和重量轻的乘客受到第二次碰撞的保护。
权利要求
1.一种座椅安全带卷收器(10)，包括卷轴(14)，用于座椅安全带拉出和用于座椅安全带缩进；能量吸收机构(18)，用于在座椅安全带拉出时从卷轴(14)吸收能量，能量吸收机构(18)具有用于相对高速率能量吸收的第一部件(22)和用于相对低速率能量吸收的第二部件(26)；以及转换机构(30)，构造成在所述第一部件(22)和所述第二部件(26)之间转换，所述转换机构(30)包括在所述第一部件(22)与所述卷轴(14)啮合的第一联接位置(34)和所述第二部件(26)与所述卷轴(14)啮合的第二联接位置(38)之间可移动的联接件(50)，所述联接件(50)可通过来自座椅安全带拉出的能量在所述第一联接位置(34)和所述第二联接位置(38)之间驱动。
2.如权利要求
1所述的座椅安全带卷收器(10)，其特征在于，所述第一部件(22)和所述第二部件(26)中的至少一个包括扭力杆。
3.如权利要求
1所述的座椅安全带卷收器(10)，其特征在于，所述联接件(50)可通过在所述能量吸收机构(18)和所述卷轴(14)之间的相对运动在所述第一联接位置(34)和所述第二联接位置(38)之间被驱动。
4.如权利要求
3所述的座椅安全带卷收器(10)，其特征在于，所述联接件(50)可通过所述能量吸收机构(18)的变形在所述第一联接位置(34)和所述第二联接位置(38)之间被驱动。
5.如权利要求
3所述的座椅安全带卷收器(10)，其特征在于，所述连接件包括联接以与所述卷轴(14)一起运动的滑槽，其中所述滑槽螺接在螺纹件(50)上，所述螺纹件(50)联接成与所述能量吸收机构(18)一起运动。
6.如权利要求
1所述的座椅安全带卷收器(10)，其特征在于，包括偶合件(54)，用于将所述第一部件(22)和所述第二部件(26)中的一个偶合到所述卷轴(14)上，所述偶合件(54)与用于控制所述偶合件(54)的控制单元连通。
7.如权利要求
6所述的座椅安全带卷收器(10)，其特征在于，所述偶合件(54)具有所述第一部件(22)与所述卷轴(14)偶合的第一偶合位置(62)并具有所述第二部件(26)与所述卷轴(14)偶合的第二偶合位置(66)，所述偶合件(54)在大致沿着所述卷轴(14)旋转轴线的方向在所述第一偶合位置(62)和所述第二偶合位置(66)之间移动。
8.如权利要求
1所述的座椅安全带卷收器(10)，其特征在于，所述能量吸收机构(18)设置成以相对高的速率接着相对低的速率从所述卷轴(14)吸收能量。
9.如权利要求
8所述的座椅安全带卷收器(10)，其特征在于，所述能量吸收机构(18)设置成开始以相对高的速率，然后切换到相对低的速率，并接着切换回到相对高的速率从所述卷轴(14)吸收能量。
专利摘要
一种座椅安全带卷收器(10)，具有用于座椅安全带拉出和用于座椅安全带缩进的卷轴(14)。提供能量吸收机构(18)，用于在座椅安全带拉出时从卷轴(14)吸收能量。能量吸收机构(18)具有用于相对高速率能量吸收的第一部件(22)和用于相对低速率能量吸收的第二部件(26)。还提供了用于在第一部件(22)和第二部件(26)之间转换的转换机构(30)。转换机构(30)包括在第一部件(22)与卷轴(14)啮合的第一联接位置(34)和第二部件(26)与卷轴(14)啮合的第二联接位置(38)之间可移动的联接件。该联接件可通过来自座椅安全带拉出的能量在第一联接位置(34)和第二联接位置(38)之间驱动。
文档编号B60R22/36GK1993255SQ20058002567
公开日2007年7月4日 申请日期2005年5月19日
发明者K·克赫尔多弗, R·康宁, M·格雷 申请人:关键安全体系股份有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan