CN113895393B - 一种棘爪式预紧终止卷收器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种棘爪式预紧终止卷收器，包括：用于卷绕安全带织带的动轴、安装于动轴一端的定轴、沿轴向依次套设于定轴的棘齿圈和预紧轮；定轴包括盘状部分，该盘状部分朝向动轴的端面上设有套筒部分，预紧轮牢固地套设于该套筒部分上；该套筒部分与所述盘状部分连接处形成一环形圆台，所述棘齿圈套设支撑于该圆台上，且棘齿圈与所述圆台之间插设有一柱销；其中，所述圆台的外周面形成有向内凹的第一缺口，第一缺口的前端具有能够完全容纳所述柱销的容槽Ⅰ，第一缺口的后端具有能够部分容纳所述柱销的容槽Ⅱ；所述棘齿圈的孔内壁形成有对应的第二缺口，第二缺口的前端具有能够部分容纳所述柱销的容槽Ⅲ。本发明预紧功能终止可靠，能够有效防止出现明火。

Description

一种棘爪式预紧终止卷收器

技术领域

本发明涉及安全带卷收器技术领域，具体涉及一种棘爪式预紧终止卷收器。

背景技术

汽车安全带是为了碰撞时，对乘员进行约束，以及避免碰撞时乘员与方向盘和仪表盘发生二次碰撞，或避免碰撞时冲出车外导致死伤的安全装置。卷收器，是汽车安全带的核心组件，用于在紧急情况下锁止安全带织带。

目前，很多中高端轿车的卷收器采用预紧式卷收器，即在卷收器内安装有预紧装置。预紧装置是用来消除安全带的多余张紧余量。具体而言，在汽车行驶中遇到碰撞的一瞬间，预紧装置通过碰撞传感器引爆气体发生器，推动卷收器的卷轴回拉安全织带，从而把人绑定在座椅上，实现卷收器预紧功能。

现有技术中，气体发生器通常采用火药燃烧产生的高压气体作为推力来源。然而，气体发生器产生的高温可燃气体容易泄露，在卷收器预紧功能被激活时，出现肉眼可见的明显火焰，对汽车安全产生威胁。基于此，申请人在先申请专利，公开号为：110481494A，发明名称为：一种预紧式防止明火出现的卷收器，公开的卷收器包括预紧轮和弯管，弯管内设置有推动机构、预紧球组件、止动球组件、限位机构。

上述专利通过双球体限位机构与预紧轮之间产生干涉来实现对预紧轮的止动，以实现预紧功能终止，从而将密封球限制在弯管(预紧管)内，进而实现了对弯管内高温可燃气体的密封。然而，其仍然具有缺陷：双球体限位机构与预紧轮通过干涉止动，干涉量有限，导致止动力有限，当高温气体的膨胀超出极限值时会导致止动失效，当对预紧轮止动失效时，密封球在高压气体的推动下将飞出预紧管，出现明火窜出的风险。

因此，如何提供一种新型结构的棘爪式预紧终止卷收器，以提高对预紧轮的止动力，使预紧轮能够稳定、可靠的止动，以完全防止明火出现，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种棘爪式预紧终止卷收器，其对预紧轮止动可靠，不会出现止动失效的现象。

为了实现上述目的，本发明提供一种棘爪式预紧终止卷收器，包括：用于卷绕安全带织带的动轴、安装于所述动轴一端的定轴、沿轴向依次套设于所述定轴的棘齿圈和预紧轮；其特征在于，

所述定轴包括盘状部分，该盘状部分朝向所述动轴的端面上设有套筒部分，所述预紧轮牢固地套设于该套筒部分上；该套筒部分与所述盘状部分连接处形成一环形圆台，所述棘齿圈套设支撑于该圆台上，且所述棘齿圈与所述圆台之间插设有一柱销；

其中，所述圆台的外周面形成有向内凹的用于容纳所述柱销的第一缺口，沿所述定轴的正转方向，第一缺口的前端具有能够完全容纳所述柱销的容槽Ⅰ，第一缺口的后端具有能够部分容纳所述柱销的容槽Ⅱ；

所述棘齿圈的孔内壁形成有对应的用于容纳所述柱销的第二缺口，沿所述棘齿圈的正转方向，该第二缺口的前端具有能够部分容纳所述柱销的容槽Ⅲ。

进一步的，所述棘爪式预紧终止卷收器具有：在卷收器预紧功能启动之前的第一状态，其中所述柱销完全收容于所述容槽Ⅰ内，且容槽Ⅰ位于所述容槽Ⅲ的前方；

实现预紧功能的第二状态，其中所述柱销收容于所述容槽Ⅰ内并随所述定轴的圆台转动，以朝向所述第二缺口的方向移动；

实现预紧功能终止的第三状态，当所述柱销转动至与所述第二缺口接触时，在离心力的作用下柱销进入所述第二缺口内，并最终被第二缺口前端的容槽Ⅲ阻挡，定轴的圆台被柱销阻挡，以实现对定轴的止动。

进一步的，所述容槽Ⅱ刚好能够容纳所述柱销的内半圆部分。

进一步的，所述容槽Ⅲ也刚好能够容纳所述柱销的外半圆部分。

进一步的，所述棘爪式预紧终止卷收器还包括预紧管，该预紧管具有与气体发生器流体连通的第一管端和对准所述预紧轮的出口；所述预紧管于其出口与第一管端之间设有多个驱动球和至少一个密封球；

响应于所述气体发生器的致动，所述多个驱动球和至少一个密封球朝向预紧管的出口移动，多个驱动球飞出预紧管后与所述预紧轮啮合而带动预紧轮旋转。

进一步的，所述预紧管于所述多个驱动球的首端设有引导球。

进一步的，所述棘爪式预紧终止卷收器还包括可转动设置于卷收器内的、用于在卷收器预紧功能激活的瞬间卡住所述棘齿圈的止动棘爪。

进一步的，所述引导球上插设有定位销，该定位销与所述止动棘爪配合，用于在常态下阻止所述止动棘爪与所述棘齿圈的棘齿接触。

进一步的，所述棘爪包括可转动设置于卷收器内的回转盘、连接在所述回转盘周向上并用于卡住所述棘齿圈的卡接臂，以及连接在所述回盘周向上并用于与所述定位销相抵接、用于在常态下使所述回转盘保持静止的定位臂。

进一步的，所述棘爪还包括连接在所述回转盘周向上的驱动臂，且所述驱动臂的后端面上连接有驱动弹簧，所述驱动弹簧始终具有驱动所述卡接臂与所述棘齿圈卡接的趋势，当所述定位销脱离所述定位臂后，在该驱动弹簧的弹力作用下，卡接臂与棘齿圈的棘齿卡接。

本发明具有如下有益效果：

本发明所提供的棘爪式预紧终止卷收器通过柱销周向抵触于定轴的圆台与棘齿圈之间，实现对定轴的可靠止动，从而实现对预紧轮的可靠止动。与现有技术中依靠干涉止动相比，本发明止动可靠，不会发生止动失效的现象，从而能够始终将密封球限制在预紧管内，以密封气体发生器爆炸产生的高温可燃气体，有效防止明火窜出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明所述的棘爪式预紧终止卷收器的整体外观；

图2为图1所示的棘爪式预紧终止卷收器的的爆炸示意图；

图3为动轴、定轴、棘齿圈和预紧轮装配在一起的结构示意图；

图4为图3的爆炸图；

图5为定轴棘齿圈装配的内部结构示意图(定轴半剖)；

图6为定轴的结构示意图；

图7为棘齿圈的结构示意图；

图8为本发明所述的棘爪式预紧终止卷收器在预紧功能启动之前的第一状态示意图；

图9本发明所述的棘爪式预紧终止卷收器在实现预紧功能过程的第二状态示意图；

图10为图9的剖面示意图；

图11为本发明所述的棘爪式预紧终止卷收器在预紧功能终止的第三状态示意图；

图12为图11的剖面示意图；

图13为棘齿圈与棘爪配合的示意图；

图14为本发明所述的棘爪式预紧终止卷收器处于常态下的示意图(显示预紧管)；

图15为本发明所述的棘爪式预紧终止卷收器处于预紧过程中的示意图(显示预紧管)；

图附图标号

1-动轴；2-定轴；2a-盘状部分；2b-套筒部分；2c-圆台；3-棘齿圈；4-预紧轮；5-限力杆；6-柱销；7-支架；8-第一缺口；8a-容槽Ⅰ；8b-容槽Ⅱ；9-第二缺口；9a-容槽Ⅲ；10-棘爪；10a-回转盘；10b-卡接臂；10c-定位臂；10d-驱动臂；11-预紧管；11a-第一管端；11b-出口；12-驱动球；13-引导球；14-定位销；15-弹簧；16-气体发生器。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1示出了本发明所述的棘爪式预紧终止卷收器的整体外观图；图2为图1所示的棘爪式预紧终止卷收器的的爆炸示意图；图3为动轴1、定轴2、棘齿圈3和预紧轮4装配在一起的结构示意图；图4为图3的爆炸图。

如图3、图4所示，本发明公开了一种棘爪式预紧终止卷收器，包括用于卷绕安全带织带的动轴1、安装于动轴1一端的定轴2。动轴1与定轴2之间通过限力杆5相连，具体而言，限力杆5的一端伸入动轴1内并与动轴1固接，另一端伸入定轴2内并与定轴2固接，动轴1可转动安装在卷收器支架7(图2)上。常态下，动轴1能够自由转动，从而收紧或释放安全带织带，给予乘员一定自由度。由于定轴2通过限力杆7与动轴1固连，则当动轴1转动卷绕安全带织带时，定轴2随动轴1一起转动。

如图4所示，定轴2包括盘状部分2a，该盘状部分2a朝向动轴1的端面上设有套筒部分2b，套筒部分2b与盘状部分2a连接处形成有一环形圆台2c。

如图3、图4所示，本发明所提供的棘爪式预紧终止卷收器还包括沿轴向依次套设于定轴2上的预紧轮4和棘齿圈3。具体而言，棘齿圈3套设于定轴2的环形圆台2c上，且棘齿圈3与定轴的圆台2c之间插设有一柱销6，预紧轮4通过键连接固定套设于定轴2的套筒部分2b上。

图5示出了定轴2与棘齿圈3装配的内部结构示意图(定轴2的盘状部分2a半剖)；图6示出了定轴2的结构示意图；图7示出了棘齿圈3的结构示意图。

如图5至图7所示，定轴环形圆台2c的外周面形成有向内凹的用于容纳柱销6的第一缺口8。沿定轴2的正转方向(正转方向指动轴1收紧安全带织带的卷绕方向，即图5箭头所示顺时针方向)，第一缺口8的前端具有能够完全容纳柱销6的容槽Ⅰ8a，第一缺口8的后端具有能够部分容纳柱销6的容槽Ⅱ8b。棘齿圈3的孔内壁形成有对应的用于容纳柱销6的第二缺口9，沿棘齿圈3的正转方向，该第二缺口9的前端具有能够部分容纳所述柱销6的容槽Ⅲ9a。

请参见图8，图8显示了本发明所提供的棘爪式预紧终止卷收器在预紧功能启动之前的第一状态。

本发明所提供的棘爪式预紧终止卷收器具有在卷收器预紧功能启动之前的第一状态(即常态)，其中所述柱销6完全收容于定轴圆台2c的容槽Ⅰ8a内，且容槽Ⅰ8a位于棘齿圈3的容槽Ⅲ9a的前方。此时，卷收器的止动棘爪10与棘齿圈3的棘齿不接触，则动轴、定轴2、预紧轮3、棘齿圈4装配成一体的整体卷轴组件能够自由转动(正转或反转)，从而收紧或放松安全带织带，给予乘员自由度。

请参见图5，图5显示了本发明所提供的棘爪式预紧终止卷收器在预紧功能启动瞬间的状态示意图。在汽车发生碰撞的瞬间，止动棘爪10运动至与棘齿圈3的棘齿接触而卡死棘齿圈3，实现对棘齿圈3的止动。

请参见图9、图10，图9显示了本发明所述的棘爪式预紧终止卷收器在实现预紧功能过程的第二状态示意图；图10为图9的剖面示意图。

如图9、图10所示，本发明所述的棘爪式预紧终止卷收器具有实现预紧功能的第二状态，当汽车发生碰撞时，棘爪式预紧终止卷收器的预紧功能被激活，棘爪10运动至与棘齿圈3的棘齿接触而卡死棘齿圈3，实现对棘齿圈3的止动。此时，预紧轮4响应于预紧器的致动而能够正向转动，则预紧轮4正向转动带动动轴1及定轴2正向转动。由于，棘齿圈3被止动，则定轴2相对于棘齿圈3正向转动，柱销6收容于容槽Ⅰ8a内并随定轴2正转。此时，动轴1能够随预紧轮4正转，从而能够收紧安全带织带，使乘员被安全带织带拉紧并固定在座椅上，即实现卷收器的预紧功能。

图11显示了本发明所述的棘爪式预紧终止卷收器在预紧功能终止的第三状态示意图；

图12为图11的剖面图。

如图11、图12所示，本发明所述的棘爪式预紧终止卷收器具有预紧功能终止的第三状态，当柱销6顺时针转动至与棘齿圈3上的第二缺口9接触时，在离心力的作用下，柱销6进入棘齿圈3的第二缺口9内，并最终被第二缺口9前端的容槽Ⅲ9a阻挡，则定轴2的环形圆台2c被柱销6阻挡，即定轴2无法继续向前转动，则实现对预紧轮4的止动(预紧轮4与定轴2键连接)，从而实现预紧功能终止。

不难理解的是，当卷收器的预紧功能终止时，柱销6通过周向抵触于定轴2的圆台2c与棘齿圈3之间，实现对定轴2的可靠止动，从而实现对预紧轮4的可靠止动。与现有技术中依靠干涉止动相比，本发明止动可靠，不会发生止动失效的现象。

优选的，容槽Ⅱ8b可以设置为刚好能够容纳柱销6的半圆部分，容槽Ⅲ9a也设置为刚好能够容纳所述柱销的半圆部分。如图11所示，当预紧功能终止时，则柱销6的内半圆部分刚好容纳于定轴2的容槽Ⅱ8b内，柱销6的外圆部分刚好容纳于齿圈3的容槽Ⅲ9a内，使柱销6牢靠的抵触于定轴的圆台2c与棘齿圈3之间。

请参见图14，图14显示了预紧管11与预紧轮4的配合示意图。

进一步的，本发明所提供的棘爪式预紧终止卷收器还包括预紧管11，该预紧管具有与气体发生器16流体连通的第一管端11a和对准所述预紧轮4的出口11b。预紧管11于其出口11b与第一管端11a之间设有多个驱动球12和至少一个密封球(未图示)。

当发生碰撞事故时，气体发生器12被引爆产生的流体在预紧管内迅速膨胀，响应于气体发生器12的致动，多个驱动球12和至少一个密封球朝向预紧管的出口11b移动，多个驱动球飞出预紧管11后与预紧轮4啮合并对预紧轮形成冲击，响应于驱动球的冲击，预紧轮4正向转动而带动定轴2正向转动，定轴2转动带动动轴1转动，动轴1转动卷绕收紧安全带织带，从而实现预紧功能。

容易理解的是，由于本发明通过柱销6实现对预紧轮4的止动可靠，则在预紧功能终止时，预紧管内的密封球不会因为止动失效而飞出预紧管，即密封球始终被限制在预紧管11内，用于实现对预紧管内高温可燃气体的密封，从而避免明火窜出预紧管11。

进一步的，所述预紧管11的首端位置处设置有引导球13，响应于气体发生器12的致动，该引导球13能够飞出预紧管11的出口并能够快速、精准的与预紧轮4啮合，引导球13设置驱动球12的前端，用于对预紧管内的驱动球12实现引导作用。

图13示出了棘爪10与棘齿圈3的配合示意图。

如图13所示，卷收器的止动棘爪10可转动设置于卷收器内，用于在卷收器预紧功能激活的瞬间卡住所述棘齿圈3。

如图14所示，引导球13上插设有定位销14，该定位销14与止动棘爪10配合，用于在常态下阻止止动棘爪10与棘齿圈3的棘齿接触。

棘爪10包括可转动设置于卷收器内的回转盘10a、连接在回转盘10a周向上并用于卡住所述棘齿圈的卡接臂10b，以及连接在回盘10a周向上并用于与定位销14相抵接、用于在常态下使所述回转盘保持静止的定位臂10c。棘爪还包括连接在回转盘10a周向上的驱动臂10d，且10d驱动臂的后端面上连接有驱动弹簧15，驱动弹簧15始终具有驱动卡接臂10b与棘齿圈3卡接的趋势。

下面对本发明所提供的棘爪式预紧终止卷收器的预紧过程进行整体说明。

请参见图14，图14显示了本发明所提供的棘爪式预紧终止卷收器处于常态下的示意图(显示预紧管)。

常态下，卷收器的预紧功能不被激活，则引导球13上的定位销14实现对棘爪10的限位，使棘爪10不会与棘齿圈3的棘齿接触，则动轴1能够自由正转和反转，从而能够收紧或释放安全带织带，给予乘员一定自由度。

请参见图15，图15显示了本发明所提供的棘爪式预紧终止卷收器处于预紧过程中的示意图。

在汽车发生碰撞时，卷收的预紧功能被激活，响应于气体发生器的致动，引导球13飞出预紧管的出口，则位于引导球上的定位销14脱离棘爪10，在驱动弹簧15的弹力作用下，棘爪10转动至与棘齿圈3的棘齿配合而实现对棘齿圈的止动。之后，柱销6按照前述方式运动实现对预紧轮的止动，从而实现预紧功能终止。

综上所述，本发明设计了一种新型结构的棘爪式预紧终止卷收器，其预紧功能终止可靠，不会出现预紧轮止动失效的现象，从而使密封球能够始终被限制在预紧管内，进而将气体发生器产生的高温可燃气体完全密封在预紧管内，防止明火窜出。

显然，本领域的技术人员可对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种棘爪式预紧终止卷收器，包括：用于卷绕安全带织带的动轴、安装于所述动轴一端的定轴、沿轴向依次套设于所述定轴的棘齿圈和预紧轮；其特征在于，

所述定轴包括盘状部分，该盘状部分朝向所述动轴的端面上设有套筒部分，所述预紧轮牢固地套设于该套筒部分上；该套筒部分与所述盘状部分连接处形成一环形圆台，所述棘齿圈套设支撑于该圆台上，且所述棘齿圈与所述圆台之间插设有一柱销；

其中，所述圆台的外周面形成有向内凹的用于容纳所述柱销的第一缺口，沿所述定轴的正转方向，第一缺口的前端具有能够完全容纳所述柱销的容槽Ⅰ，第一缺口的后端具有能够部分容纳所述柱销的容槽Ⅱ；

所述棘齿圈的孔内壁形成有对应的用于容纳所述柱销的第二缺口，沿所述棘齿圈的正转方向，该第二缺口的前端具有能够部分容纳所述柱销的容槽Ⅲ。

2.根据权利要求1所述的棘爪式预紧终止卷收器，其特征在于，所述棘爪式预紧终止卷收器具有：在卷收器预紧功能启动之前的第一状态，其中所述柱销完全收容于所述容槽Ⅰ内，且容槽Ⅰ位于所述容槽Ⅲ的前方；

实现预紧功能的第二状态，其中所述柱销收容于所述容槽Ⅰ内并随所述定轴的圆台转动，以朝向所述第二缺口的方向移动；

实现预紧功能终止的第三状态，当所述柱销转动至与所述第二缺口接触时，在离心力的作用下柱销进入所述第二缺口内，并最终被第二缺口前端的容槽Ⅲ阻挡，定轴的圆台被柱销阻挡，以实现对定轴的止动。

3.根据权利要求2所述的棘爪式预紧终止卷收器，其特征在于，所述容槽Ⅱ刚好能够容纳所述柱销的半圆部分。

4.根据权利要求3所述的棘爪式预紧终止卷收器，其特征在于，所述容槽Ⅲ也刚好能够容纳所述柱销的半圆部分。

5.根据权利要求1所述的棘爪式预紧终止卷收器，其特征在于，所述棘爪式预紧终止卷收器还包括预紧管，该预紧管具有与气体发生器流体连通的第一管端和对准所述预紧轮的出口；所述预紧管于其出口与第一管端之间设有多个驱动球和至少一个密封球；

响应于所述气体发生器的致动，所述多个驱动球和至少一个密封球朝向预紧管的出口移动，多个驱动球飞出预紧管后与所述预紧轮啮合而带动预紧轮旋转。

6.根据权利要求5所述的棘爪式预紧终止卷收器，其特征在于，所述预紧管于所述多个驱动球的首端设有引导球。

7.根据权利要求6所述的棘爪式预紧终止卷收器，其特征在于，所述棘爪式预紧终止卷收器还包括可转动设置于卷收器内的、用于在卷收器预紧功能激活的瞬间卡住所述棘齿圈的止动棘爪。

8.根据权利要求7所述的棘爪式预紧终止卷收器，其特征在于，所述引导球上插设有定位销，该定位销与所述止动棘爪配合，用于在常态下阻止所述止动棘爪与所述棘齿圈的棘齿接触。

9.根据权利要求8所述的棘爪式预紧终止卷收器，其特征在于，所述棘爪包括可转动设置于卷收器内的回转盘、连接在所述回转盘周向上并用于卡住所述棘齿圈的卡接臂，以及连接在所述回转盘周向上并用于与所述定位销相抵接、用于在常态下使所述回转盘保持静止的定位臂。

10.根据权利要求9所述的棘爪式预紧终止卷收器，其特征在于，所述棘爪还包括连接在所述回转盘周向上的驱动臂，且所述驱动臂的后端面上连接有驱动弹簧，所述驱动弹簧始终具有驱动所述卡接臂与所述棘齿圈卡接的趋势，当所述定位销脱离所述定位臂后，在该驱动弹簧的弹力作用下，卡接臂与棘齿圈的棘齿卡接。

Images