具有鏈狀致動體的預張緊器和預張緊方法
2023-05-13 09:33:46 1
專利名稱：具有鏈狀致動體的預張緊器和預張緊方法
技術領域：
本發明涉及一種用於座椅安全帶的預張緊器。本發明具體涉及一種這樣的預張緊器裝置，其具有在致動時形成鏈以提供對卷收座椅安全帶的驅動的致動體。本發明還提供了一種採用鏈狀致動體的預張緊方法。
背景技術：
汽車的具有預張緊裝置的座椅安全帶用於在突然撞擊或意外事故的情況中將乘客約束在車輛中的座位上。預張緊裝置在車輛突然減速時通過迅速轉動預張緊裝置的其上纏繞有座椅安全帶的帶子(web)的軸而向座椅安全帶施加張力，從而將乘客約束在座位上。
為了向座椅安全帶裝置提供高比例的預張緊，在車輛受到突然撞擊時引爆煙火裝料(pyrotechnical charge)，從而為致動通常從一系列球體、齒輪、鏈等等中選擇的驅動裝置提供能量，用於迅速轉動座椅安全帶的帶子(webbing)。
美國專利4,444,010公開了一種預張緊器，其具有在啟動後使驅動件轉動的子彈狀致動體。連接至驅動件的心軸向後轉動以將安全帶收回卷收器中。通過摩擦將能量從致動體傳遞到驅動件。該系統的效率並不有利，因為在使用後必須通過楔形擋板除去堵塞的加速體。這耗去了一部分能量。在該專利中還公開了另一種呈球體形式的替代驅動裝置。以下是用作驅動裝置的球體的一些已知缺點。
當致動體呈球體形式時，要考慮的一個主要因素是球體之間的接觸區域僅是一個點。另外，在致動時球體彼此強烈擠壓而引起球體塑性變形。結果，影響了球體相對於帶齒驅動輪的圓周節距的軸距。另外，(變形的)球體不再100％同步地撞入驅動輪的空間，從而導致驅動效率損失。
美國專利3,552,222中示出了用於卷收座椅安全帶的特定驅動輪，其生產複雜從而昂貴。
同樣，美國專利5,590,295公開了一種驅動件，其由兩個具有半球形凹口的驅動輪組合而成。
如DE 3220498和WO 97/13661(PCT/US96/16577)中所示的，可以通過一鏈實現從致動體向驅動機構相對較好的能量傳遞。該專利還公開了一種位於驅動殼體內的柔性鏈，其包括多個用於驅動齒輪的互連鏈節。
但是在鏈傳動預張緊裝置中，主要的缺點是致動體彼此固定以形成一鏈。這樣形成的鏈不能在座椅安全帶的預張緊之後作為單一部件存放在預張緊裝置的小儲存器(容器)中，而這在使用球體作為驅動裝置時是可以的。因此，在預張緊裝置中需要大容器或通道以在座椅安全帶的預張緊之後存放所述鏈。結果，不可能設計緊湊型的預張緊裝置。
發明內容
發明目的本發明的主要目的在於提供一種具有致動體的緊湊型預張緊裝置，所述致動體在啟動期間僅在壓力下用作一鏈。
本發明的一個目的在於在(從致動體接收驅動力的)小齒輪與致動體之間提供較寬的表面接觸區，用於將能量從致動體有效地傳遞到小齒輪，以使得其上纏繞有座椅安全帶的帶子的軸轉動。
本發明的另一目的在於提供一種具有致動體的緊湊型預張緊裝置，所述致動體在該裝置未使用時彼此鬆散相鄰地設在通道中。
本發明的又一目的在於提供一種緊湊型預張緊裝置，其中致動體為柱形。
本發明的還一目的在於提供一種具有在使用後存放解鏈(unchain)的致動體的容器的緊湊型預張緊裝置。
本發明的再一目的在於提供一種驅動其上纏繞有座椅安全帶的帶子的心軸的廉價小齒輪(驅動輪)。
本發明的一個目的還在於提供一種使用鏈狀致動體的預張緊方法。
發明概述通常，用於座椅安全帶的預張緊裝置連接到包括框架和可轉動地支承在該框架中的心軸的緊急鎖定卷收器(ELR)上。座椅安全帶的一端連接至心軸。小齒輪(從動件)連接至心軸。連接至框架的殼體具有一通道，該通道在平行於小齒輪的徑向平面的平面中延伸並且至少部分圍繞小齒輪的圓周延伸。在本發明中，柱形致動體彼此鬆散相鄰地設在通道中，在啟動時用作向小齒輪提供旋轉驅動的鏈。小齒輪的旋轉驅動使心軸沿向後旋轉方向轉動並拉入帶子，從而通過張緊的座椅安全帶固定座位上的乘客。在預張緊時，鏈狀致動體分離並存放在預張緊器的容器中。本發明還提供了一種採用鏈狀致動體的預張緊方法。
圖1表示在預張緊之前具有鬆散布置的致動體的預張緊裝置的剖視圖。
圖2是在預張緊期間以及在預張緊之後致動體分離期間，具有鏈狀運動的致動體的預張緊器的剖視圖。
圖3、圖4和圖5表示作為單一體和呈鏈形式的柱形致動體。
圖6表示預張緊器的致動體與小齒輪嚙合布置從而有效地傳遞來自致動體的驅動的視圖。
圖7示出了柱形致動體勝過球形致動體的優點。
具體實施例方式
首先參照圖1，卷收器1安裝在具有殼體8的車體框架12上。殼體8由模鑄金屬製成。座椅安全帶13的帶子纏繞在卷收器1的心軸3上(這未在該圖中示出)，並且每當使用者在就座時繫上安全帶的時候朝著安全帶拉出方向14拉伸。心軸3通過離合器(未在圖中示出)連接至預張緊裝置2的小齒輪4。設置通道7，該通道在平行於小齒輪4徑向平面的平面中延伸。氣體發生器17布置在通道7的一端處，在突然撞擊時提供煙火裝料。在通道7中設置有氣體入口18，以允許氣體進入通道7。當裝置未使用時，多個致動體10彼此鬆散相鄰地布置在通道中。末尾致動體6布置在通道7中在氣體發生器17的附近，從而接收來自氣體發生器17的煙火裝料。末尾致動體6的密封(未在圖中示出)防止了燃燒產物(煙火裝料)逸出通道7。通道7用作致動體10的管道，並且當致動體10在受到因突然撞擊時氣體發生器17產生的煙火裝料的驅動力時迅速運動的時候，通道7還提供致動體10的鏈的旋轉路徑。致動體10彼此抵靠地布置在通道7中，並且在處於空閒狀態時在止動器11的幫助下保持在適當位置。布置在通道7中的致動體10圍繞小齒輪4被引導以形成角度5，從而總有一對致動體10與小齒輪4的齒廓嚙合，以確保由致動體10的運動鏈產生的能量在給定時間點傳遞到小齒輪4上。致動體10在接收到來自氣體發生器17點火的裝料後形成沿著通道7(其在平行於小齒輪4徑向平面的平面中延伸)迅速運動的致動體10的鏈。因為致動體10與小齒輪4的齒廓嚙合，所以被加速的致動體10的旋轉運動使小齒輪4轉動。心軸3連接至小齒輪4以接收來自小齒輪4的旋轉驅動，從而沿帶拉入方向15迅速卷收安全帶13。
下面除圖1之外還參照圖2，示出了其中呈鏈形式的致動體10的鏈在接收到來自煙火裝料的驅動之後在通道7中運動的實施例。呈鏈形式的致動體10向小齒輪4提供沿圖2所示的旋轉方向28的迅速旋轉驅動。在沿帶拉入方向15預張緊座椅安全帶13的過程中，這裡應注意致動體10的鏈的第一致動體9已經不再使用並與致動體10的鏈斷開，並且容易作為單個單元掉入容器16中且一個接一個地堆積。致動體的單個單元必須在使用後保管在安全室中，因為它們的迅速運動是本性所致。這裡還觀察到，致動體的單個單元在壓力下象鏈一樣一起作用，並且在使用後容易斷開以簡單地存放在容器16中。
圖3中示出了本發明的另一實施例，其中柱形致動體10包括被認為是致動體外徑的工作部23。本圖還表示了致動體10的鏈的形成。工作部23是在通道7(圖1和圖2)中運行的致動體的外徑。形成一對軸狀凸起22，每一個凸起位於致動體的工作部23的一側上。這些軸狀凸起22中的每一個在工作部23的一側上終止於肌腱套(rotator-cuff)狀頭部19，在另一側上終止於杆部21。在各個致動體的相對端刻出在杆部側的呈凹口20形式的半圓形內接觸面。一個致動體的肌腱套狀頭部22在由氣體發生器17的煙火裝料產生的壓力作用下樞轉入下一個致動體的內接觸面20以形成致動體10的連續鏈。該致動體10的鏈為小齒輪4提供旋轉驅動，小齒輪4又使具有離合器裝置的心軸3轉動，從而實現座椅安全帶的迅速卷收。通過使小齒輪4的齒廓與兩個相鄰致動體的居間工作區23嚙合而實現小齒輪4的旋轉驅動。
圖4公開了類似啞鈴的替代致動體24，其中外徑25切割成具有與相鄰致動體24的外接觸面19接觸的凹入的凹口20。工作部23的直徑小於外徑25，從而能夠良好地環繞小齒輪4的齒。通過使小齒輪4的齒廓與兩個相鄰致動體的居間工作區23嚙合而實現小齒輪4的旋轉驅動。
進一步參照圖5，具有呈啞鈴狀外徑的替代致動體26具有接觸面27和工作部23。然而，與用作致動體的球體相比，這類致動體由於增加的接觸面積而更加抗變形。
圖4和圖5中所示的致動體24和26是圖1至圖3中公開的致動體的替代致動體。
下面，返回去參照圖1和圖2，通過使小齒輪4的齒廓與兩個相鄰致動體的居間工作區23嚙合而實現小齒輪4的旋轉驅動。
圖6表示一實施例，其中鬆散連接的致動體10與小齒輪4的齒廓嚙合，以在預張緊時向小齒輪4提供旋轉驅動。該圖清楚地示出在任何給定時間點，總有一對致動體與小齒輪4的齒廓嚙合以有效地進行傳遞從而驅動小齒輪4。
參照圖7描述本發明的另一優選實施例，其中致動體的設計類似於一鏈，其中工作部23的直徑「d」小於軸距「a」(兩個工作部之間的中心距或節距)。結果，與工作部的直徑「d」等於軸距「a」的球形致動體相比，小齒輪4的齒能夠更有效並有利地環繞柱形工作部23。因此，從鏈狀致動體施加到小齒輪4的齒上的力F更多地沿著運動方向線路，並且在通道壁上產生的力R較小，從而與球形致動體相比產生較小的摩擦。
在以下實施例中描述了本發明預張緊裝置的功能方面。
在感測到緊急狀況時，例如在車輛突然撞擊的情況下，向煙火裝料起爆器發送電信號以產生燃燒產物(煙火裝料)，該產物推動末尾致動體6，末尾致動體6又使其它致動體10加速。末尾質量體的密封防止了燃燒產物逸出該室。之後，末尾致動體6被推動經過通道7，並且同時推動由於產生的驅動力形成的鏈狀致動體10經過通道7。首先，通道7引導致動體10的加速鏈。各個致動體10通過與小齒輪4的齒廓短期嚙合而經過小齒輪4的外齒廓。致動體10的工作部23與小齒輪4的齒廓的嚙合向心軸3提供了互補的(complimentary)徑向驅動。纏繞在心軸3上的帶子13收回可確定量的安全帶，以將座椅安全帶牢固地張緊在乘客上。
因此，本發明提供了一種預張緊器，該預張緊器用於卷收座椅安全帶並具有可分離的鏈狀致動體，所述預張緊器包括預張緊器殼體；具有外齒廓的可旋轉的小齒輪，所述小齒輪安裝在可旋轉的心軸上並布置於所述預張緊器殼體中；座椅安全帶的帶子，所述帶子纏繞在所述心軸上；布置在所述殼體中的通道，以提供用於所述鏈狀致動體迅速運動的引導路徑；所述致動體包括工作區和一對安裝在所述致動體側向外邊緣的每一側上的凸起，每個所述凸起都具有杆部和頭部；在所述致動體的杆部的底端上切割成具有一對凹槽以形成半圓形凹口；通過使一個致動體的頭部鬆散地樞轉到相鄰致動體的半圓形凹口而利用多個致動體形成一鏈；在鏈中形成在所述致動體的兩個工作區之間的居間間隙用作與所述小齒輪的齒廓嚙合的裝置；所述致動體的工作區的外徑小於在相鄰致動體之間的平均距離；以及容器，其收集在使用之後分離的各個致動體。
本發明的實施例，其中具有柱形形式外徑的致動體在壓力作用下與小齒輪的齒廓接觸。
本發明的另一實施例，其中致動體以一角度定位，從而即使在預張緊器處於空閒位置時，也有兩個致動件同時與小齒輪的外齒廓接觸。另外，由鏈狀致動體如此形成的居間間隙用於與小齒輪的外齒廓嚙合。
在又一實施例中，從具有圓形外徑或帶凹面的外徑的柱形體中選擇任選致動體。
在本發明的再一實施例中，公開了通過使用本發明的預張緊器來預張緊座椅安全帶的方法，所述方法包括以下步驟通過煙火裝料給鬆散連接的致動體提供動力以使它們迅速運動並形成鏈狀致動體，通過使運動的鏈狀致動體與安裝在心軸上的小齒輪的外齒廓嚙合而驅動小齒輪，通過使心軸轉動而卷收座椅安全帶，在預張緊時使致動體自動分離，以及將分離的致動體存放在容器中。
在本發明的一實施例中，公開了一種方法，其中致動體的鏈在預張緊時可自動分離。
在本發明的還一實施例中，致動體施加在小齒輪的齒上的力更多地沿著致動體的運動線路，從而產生較小的生成阻力和摩擦。
優點1.本發明的致動體在壓力下用作一鏈，以向小齒輪的齒廓提供產生旋轉運動所需的力。
2.本發明的致動體在壓力下用作一鏈，在使用中減小作用在通道上的生成力，從而與球體相比提供摩擦較小的致動體運動。
3.本發明的預張緊裝置提供在使用後存放致動體的簡單存儲區。結果，卷收器的形狀不會增加。
4.本發明採用的致動體具有彼此固定的距離(軸距)以及有利的形狀(柱形)，用於驅動類似於小齒輪的簡單廉價的驅動輪。
權利要求
1.一種預張緊器，該預張緊器用於卷收座椅安全帶並具有可分離的鏈狀致動體，所述預張緊器包括(a)預張緊器殼體，(b)具有外齒廓的可旋轉的小齒輪，所述小齒輪安裝在可旋轉的心軸上並布置於所述預張緊器殼體中，(c)座椅安全帶的帶子，其纏繞在所述心軸上，(d)多個致動體，在致動時形成鏈狀結構，(e)布置在所述殼體中的通道，以提供用於所述鏈狀致動體迅速運動的引導路徑，(f)所述致動體包括工作區和一對安裝在所述致動體側向外邊緣的每一側上的凸起，每個所述凸起都具有杆部和頭部，(g)在所述致動體的杆部的底端上切割出一對凹槽以形成半圓形凹口，(h)通過使一個致動體的頭部鬆散地樞轉到相鄰致動體的半圓形凹口而利用多個致動體形成一鏈，(i)在鏈中形成在所述致動體的兩個工作區之間的居間間隙用作與所述小齒輪的齒廓嚙合的裝置，以及(j)容器，其收集在使用之後分離的各個致動體。
2.如權利要求1所述的預張緊器，其特徵在於，所述致動體為柱形。
3.如權利要求1所述的預張緊器，其特徵在於，具有柱形形式外徑的致動體的鏈在壓力作用下與所述小齒輪的齒廓接觸。
4.如權利要求1所述的預張緊器，其特徵在於，所述致動體以一角度定位，從而即使在所述預張緊器處於空閒位置時，也有兩個致動件同時與所述小齒輪的外齒廓接觸。
5.如權利要求1所述的預張緊器，其特徵在於，形成在致動體的鏈中的居間間隙用於與小齒輪的外齒廓嚙合。
6.如權利要求1所述的預張緊器，其特徵在於，從具有圓形外徑或帶凹面的外徑的柱形體中選擇任選致動體。
7.如權利要求1所述的預張緊器，其特徵在於，所述致動體的工作區的直徑小於相鄰致動體之間的平均距離。
8.一種通過使用權利要求1的預張緊器來預張緊座椅安全帶的方法，所述方法包括以下步驟(a)通過煙火裝料給鬆散連接的致動體提供動力，以使它們迅速運動並形成鏈狀致動體，(b)通過使運動的鏈狀致動體與安裝在所述心軸上的所述小齒輪的外齒廓嚙合而驅動所述小齒輪，(c)通過使所述心軸轉動而卷收座椅安全帶，(d)在預張緊時使所述致動體自動分離，以及(e)將分離的致動體存放在所述容器中。
9.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述致動體的鏈在預張緊時可自動分離。
10.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，由所述致動體施加在所述小齒輪的齒上的力更多地沿著所述致動體的運動線路，從而產生較小的生成阻力和摩擦。
全文摘要
本發明涉及具有鏈狀致動體的預張緊器和預張緊方法。本發明提供了一種用於座椅安全帶的預張緊器裝置。本發明還提供了一種具有致動體的預張緊器裝置，所述致動體在致動時形成一鏈以提供對卷收座椅安全帶的驅動，並且所述致動體在完成座椅安全帶的預張緊之後分離成單個單元。本發明還提供了一種採用鏈狀致動體的預張緊方法。
文檔編號B60R22/46GK1980823SQ200380111046
公開日2007年6月13日 申請日期2003年12月23日 優先權日2003年12月23日
發明者比容·納格, 蘇達薩南·蘭加拉簡, 維賈伊·克裡希納帕·謝蒂 申請人:奧特立夫Ifb印度有限公司