一种汽车安全带卷收装置的制造方法
一种汽车安全带卷收装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于汽车零部件技术领域，涉及一种汽车安全带卷收装置。
【背景技术】
[0002]安全带卷收器是安全带系统里最重要功能部件之一，是安全带系统的核心，一个普通三点式安全带卷收器的主要功能是实现安全带车感锁止、带感锁止、织带回卷等功能，其中织带的回卷功能通常是依靠卷收器内部的卷簧来实现，通过加大卷簧的刚度可使安全带织带回卷力加大，使织带回卷更顺畅，但回卷力加大的同时往往对乘员佩戴舒适性造成影响，系上安全带后织带对乘员肩部、胸部压迫力增大，使乘员长时间佩戴造成不适，而若减少卷簧刚度，则往往又会影响安全带织带的回卷。
[0003]因此为了使安全带在系用时更加舒适，人们进行了大量研宄，如一种实用的座位安全带卷绕装置【特公昭60-30576】，所述装置中串联组合有二个具有强弱弹性力不同的盘簧，使所述盘簧在拉出座位安全带及收入座位安全带时分别发挥上述两个盘簧强弱不同的弹性力，在座位安全带系着的状态下，仅使弹性力较弱的盘簧发挥作用，藉以减轻卷绕力；又如中国专利公布的一种汽车用座位安全带的卷绕装置【申请号00137797.3】，包括对卷轴施以将该卷轴压向卷绕方向的弹性力的主盘簧，与安全带卷绕轴连动的卷轴，外嵌于所述卷轴上的离合器弹簧和环，将朝向座位安全带的拉出方向的卷轴的回转传递至环的弹簧压紧式离合器；一端固定与所述环上且可产生与上述主盘簧反向的回转弹性力的平衡弹簧。上述两种方案虽然均能解决在安全带系着时的卷绕力，但是在上述方案中，均采用了两个盘簧，前者要求使用两种不通弹性力的盘簧，对盘簧弹性力的要求较高，且需要进行匹配，非常繁琐，结构也复杂，制作成本高；后者虽然不要求主副盘簧的弹性不同，但是其增加了离合器结构，结构也较为复杂，安装不便，且成本较高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种汽车安全带卷收装置，根据不同情况下自动调整卷收装置的回卷力，使得安全带在系着状态下使乘员能够感到舒适，在非系着状态下能够保证安全带回收正常，结构简单且安装方便。
[0005]本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种汽车安全带卷收装置，该装置包括卷收器框架、卷收器芯轴和锁止爪，所述卷收器芯轴安装在卷收器框架内且一端伸出卷收器框架，所述锁止爪安装在卷收器框架上用于对所述卷收器芯轴进行锁止，其特征在于，该装置还包括卷簧底座、卷簧芯轴、卷簧和卷簧罩、传动机构、电机以及电控系统，所述卷簧底座安装在卷收器框架侧面，所述卷簧芯轴安装于卷簧底座上且能自由转动，所述卷簧芯轴与所述卷收器芯轴伸出卷收器框架的一端同轴连接并联动，所述卷簧内端安装于卷簧芯轴上，卷簧外端安装于卷簧罩内侧边缘，所述电机通过传动机构与所述卷簧罩外侧连接并带动卷簧罩转动，所述电控系统与电机电连接并控制电机转动。
[0006]本汽车安全带卷收装置通过电控系统控制电机正转或者反转，电机通过传动机构带动卷簧罩正转或者反转，由于卷簧的外端安装在卷簧罩内侧，因此当卷簧罩转动时，卷簧的外端相对于其内端收紧或者松开，从而实现对卷簧回卷力大小的调节；电机的转动通过控制实现控制，因此可以实现智能控制，在安全带系用时减少卷簧回卷力，使乘员感到舒适；在安全带非系用时，增加回卷力，保证安全带回收。
[0007]在上述的汽车安全带卷收装置中，所述卷簧底座中部开有与所述卷簧芯轴配合的台阶孔，所述卷簧芯轴可在该台阶孔内转动，所述卷簧底座还具有螺孔一，所述卷簧底座通过螺孔一固定卷收器框架上。通过在卷簧底座中部开设台阶孔，卷收器芯轴与卷簧芯轴能够更方便快速的安装，实现同轴连接，并且当卷收器芯轴转动时能够带动卷簧芯轴转动。
[0008]在上述的汽车安全带卷收装置中，所述卷簧芯轴正面设有供卷簧内端安装的卡槽一，所述卷簧罩内侧边缘具有供卷簧外端安装的卡槽二，所述卷簧芯轴反面设有一凸台，所述凸台与卷簧底座的台阶孔配合。设置卡槽一和卡槽二，可以方便的通过卷簧将卷簧芯轴和卷簧罩连接起来，并且方便卷簧的安装；凸台的设计，使得卷簧芯轴与卷簧底座能够更好的配合，同时保证卷簧芯轴转动更加稳定，当拉出或者收回安全带时，卷簧芯轴转动，而卷簧外罩不动，因此卷簧受力变形，产生相应的回卷力。
[0009]在上述的汽车安全带卷收装置中，所述卷簧芯轴上开设有与卷收器芯轴一端配合使得卷簧芯轴与卷收器芯轴实现同轴连接的安装孔。通过设置安装孔，卷收器芯轴可以直接插入该安装孔与卷簧芯轴配合，方便卷收器芯轴与卷簧芯轴的连接与配合。
[0010]在上述的汽车安全带卷收装置中，所述传动机构包括设置于卷簧罩外侧且与卷簧罩固连的蜗轮和设置于电机动力输出轴上的蜗杆，所述蜗轮与蜗杆配合。电机通过蜗轮蜗杆机构实现动力传递，电机转动时带动卷簧罩转动，从而使卷簧外端发生位移，改变卷簧的回卷力；此外，蜗轮蜗杆具有自锁特征，也就是说电机不动，卷簧罩也不会动，这样保证了卷簧回卷力的稳定性，除采用上述的涡轮蜗杆作为传动机构之外，还可以采用齿轮组或者齿轮配合齿条的形式，实现电机与卷簧罩之间的动力传递。
[0011]在上述的汽车安全带卷收装置中，该装置还包括设置于卷簧罩外侧的外罩，所述外罩中心轴出设置有圆柱状凸块，所述卷簧罩外侧中心处设置有与所述凸块相配合的旋转孔，所述外罩下部开设有供蜗杆穿过的蜗杆孔，所述外罩还具有螺孔二。通过凸块与旋转孔的配合，使卷簧罩在电机的带动下能够绕凸块旋转，保证卷簧罩转动的稳定性，外罩通过螺孔二用螺钉或者铆钉等固定在卷收器外侧。
[0012]在上述的汽车安全带卷收装置中，所述电控系统包括ECU，均与ECU连接的控制按钮、多路预警传感器、触碰传感器和电机驱动器，所述碰撞传感器设置于汽车四周，所述触碰传感器设置于汽车的安全带插槽中，所述，多路预警传感器的信号传输到ECU的输入端口，ECU的输出端口与电机驱动器连接。设置控制按钮能够实现人为主动控制，乘员可以设置最适合自己的卷簧回卷力，保证舒适度；此外，ECU通过接收触碰传感器检测信号可以判断安全带是否插入安全带插槽，从而输出控制指令控制电机正反转，通过传动机构实现对卷簧回卷力的调节；多路预警传感器可以使ECU对路况进行预判，使安全带织带更加贴合乘员，提高了安全带对乘员的保护效果。
[0013]在上述的汽车安全带卷收装置中，所述多路预警传感器包括:质心加速度传感器；防撞雷达传感器；横摆角速度传感器；方向盘转角传感器和制动踏板位移传感器。通过多路预警传感器的检测，ECU可以实现提前预判路况，及时通过电机带动卷簧罩转动，调整卷簧的回卷力，实现预警功能。
[0014]在上述的汽车安全带卷收装置中，所述卷簧芯轴上和卷簧罩外侧均开设有若干工艺孔。作为优选，卷簧芯轴上工艺孔的数量为2-4个，卷簧罩外侧上工艺孔的数为4-8量个，通过在卷簧芯轴上设置工艺孔，保证料厚的均匀，减少产品注塑缩水。
[0015]与现有技术相比，本汽车安全带卷收装置具有以下优点:
[0016]1.通过电控系统控制电机直接改变卷簧的回卷力，实现对卷簧回卷力的智能化调
-K-T。
[0017]2.设置可人为主动控制的按钮，满足乘员选择适合的回卷力，满足每个用户的最舒适要求，实现人性化设置。
[0018]3.不改变传统的卷收器内部结构，改动幅度小，成本低廉。
[0019]4.通过多路传感器对路况进行预判，使安全带织带更加贴合乘员，增加舒适性的同时提高了安全带对乘员的保护效果。
【附图说明】
[0020]图1是本汽车安全带卷收装置的结构爆炸示意图。
[0021]图2是本汽车安全带卷收装置的卷簧调节机构的结构示意图。
[0022]图3是本汽车安全带卷收装置的卷簧底座的结构示意图。
[0023]图4是本汽车安全带卷收装置的卷簧芯轴正面的结构示意图。
[0024]图5是本汽车安全带卷收装置的卷簧芯轴反面的结构示意图。
[0025]图6是本汽车安全带卷收装置的卷簧罩内侧面与卷簧配合的结构示意图。
[0026]图7是本汽车安全带卷收装置的卷簧罩外侧面与电机配合的结构示意图。
[0027]图8是本汽车安全带卷收装置的外罩结构示意图。
[0028]图9是本汽车安全带卷收装置电控系统原理图。
[0029]图10是本汽车安全带卷收装置控制原理流程图。
[0030]图11是现有安全带卷收装置的回卷力特性曲线示意图。
[0031]图12是本汽车安全带卷收装置的回卷力特性曲线示意图。
[0032]图中，11、卷收器框架；12、卷收器芯轴；13、锁止爪；21、卷簧底座；21a、台阶孔；21b、螺孔一 ；22、卷簧芯轴；22a、卡槽一 ；22b、安装孔；22c、工艺孔一 ；22d、凸台；23、卷簧；23a、卷簧内端；23b、卷簧外端；24、卷簧罩；24a、卡槽二 ；24b、蜗轮；24c、工艺孔二 ；24d、旋转孔;25、外罩;25a、凸块;25b、蜗杆孔;25c、螺孔二 ；26、电机；26a、电机轴；26b、蜗杆；27、电控系统。
【具体实施方式】
[0033]以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0034]如图1、图2所示，本汽车安全带卷收装置包括卷收器框架11、卷收器芯轴12和锁止爪13，卷收器芯轴12安装在卷收器框架11内且一端伸出卷收器框架11，锁止爪13安装在卷收器框架11上用于对卷收器芯轴12进行锁止；卷簧调节机构2设置于卷收器芯轴12伸出卷收器框架11的一端上，包括卷簧底座21、卷簧芯轴22、卷簧23和卷簧罩24、传动机构、电机26以及电控系统27，卷簧底座21安装在卷收器框架11侧面，卷簧芯轴22安装于卷簧底座21上且能自由转动，卷簧芯轴22与卷收器芯轴12同轴连接并实现联动，卷簧内端23a安装于卷簧芯轴22上，卷簧外端23b安装于卷簧罩24内侧边缘，电机26通过传动机构与卷簧罩24外侧连接并带动卷簧罩24转动，电控系统27与电机26电连接并控制电机26转动。
[0035]具体来说，如图3所示，卷簧底座21中部开有与卷簧芯轴22配合的台阶孔21a，卷簧芯轴22可在该台阶孔21a内转动，卷簧底座21还具有螺孔一 21b，卷簧底座21通过螺孔一 21b利用铆压销的过盈配合将其固定在框架上，当然还可以通过螺钉进行固定。
[0036]如图4、图5所示，卷簧芯轴22正面设有供卷簧内端23a安装的卡槽一 22a，在卷簧芯轴22上开设有与卷收器芯轴12 —端配合使得卷簧芯轴22与卷收 器芯轴12实现同轴连接的安装孔22b，卷簧芯轴22反面设有一凸台22d，凸台22d与卷簧底座21的台阶孔21a配合。进一步，在卷簧芯轴22上安装孔22b的周围开设有3个工艺孔一 22c，通过工艺孔一22c保持料厚的均匀，减少产品注塑缩水。需要说明的是，工艺孔一 22c的数量可以根据实际需要进行设置。
[0037]如图6所示，卷簧罩24内侧为容纳卷簧23的主腔体，该腔体边缘设置有供卷簧外端23b安装的卡槽二 24a，卷簧外端23b可有效卡在卡槽二 24a中，当卷簧罩24固定不动，织带芯轴旋转时，卷簧23便随之预紧，此预紧力便是织带回卷力的最初施力源。
[0038]如图7所示，卷簧罩24外侧设有一蜗轮24b，该蜗轮24b与卷簧罩24固连，也可以直接一体成型，其与蜗杆26b配合，形成蜗轮蜗杆机构，蜗杆26b与电机26动力输出轴固连一起，当电机26转动带动蜗杆26b旋转，蜗杆26b带动蜗轮24b转动，从而控制卷簧23的松紧程度，实现对卷簧23的回卷力的调节。此外，蜗轮24b蜗杆26b具有自锁特征，也就是说电机26不动，卷簧罩24也不会动，这样保证了卷簧23的回卷力的稳定性。在上述蜗轮24b上即卷簧罩24外侧中部，开设有旋转孔24d，在旋转孔24d的周围开设有6个均匀对称开设的工艺孔二 24c，同样，此处的工艺孔二 24c用于保持料厚的均匀，减少产品注塑缩水。需要说明的是，工艺孔二 24c的数量可以根据实际需要进行设置，例如4个、8个或者其他数目，需注意，此处的工艺孔二 24c最好采用均匀对称设置，以保证卷簧罩24转动时的平衡性。
[0039]作为一种优选方案，除采用上述的蜗轮蜗杆作为传动机构之外，还可以采用齿轮组或者齿轮配合齿条的形式，实现电机26与卷簧罩24之间的动力传递。
[0040]如图8所示，本汽车安全带卷收装置还包括设置于卷簧罩24外侧的外罩25，外罩25中心轴出设置有圆柱状的凸块25a，该凸块25a能够与卷簧罩24外侧上的旋转孔24d相配合，使卷簧罩24在电机26的带动下能够绕凸块25a旋转，保证卷簧罩24转动的稳定性。卷簧罩24下部设有蜗杆孔25b，使蜗杆26b穿过蜗杆孔25b孔与蜗轮24b配合。此外外罩25上还具有螺孔二 25c，外罩25通过螺孔二 25c利用铆压销的过盈配合将其固定在框架上，此处也可以通过螺钉进行固定。
[0041]如图9所示，本汽车安全带卷收装置的电控系统27包括ECU，均与ECU连接的控制按钮、多路预警传感器、触碰传感器和电机驱动器，其中，多路预警传感器包括:质心加速度传感器；防撞雷达传感器；横摆角速度传感器；方向盘转角传感器和制动踏板位移传感器。其中质心加速度信号的纵向分量及制动踏板位移传感器信号可用来综合判断汽车急刹车、急加速工况，质心加速度信号的横向分量与横摆角速度信号可用来判别汽车弯道行驶的稳定性情况，防撞雷达传感器可用来判别车辆与前后车之间相对间距，方向盘转速传感器一方面可辅助车载电控单元识别驾驶员转向意图，另一方面根据方向盘转动角速度的变化也能反映驾驶员是否正在规避风险，因此方向盘转动角速度信号结合横摆角速度信号还可判定汽车的转弯行驶是否由紧急危险情况引起。在实施过程中，将多路预警传感器设置于汽车上各个对应位置，触碰传感器设置于汽车的安全带插槽中，多路预警传感器的信号传输到E⑶的输入端口，E⑶的输出端口与电机驱动器连接。
[0042]在本实施例中，设置控制按钮能够实现人为主动控制，乘员可以设置最适合自己的卷簧23的回卷力，保证舒适度；此外，ECU通过接收触碰传感器检测信号可以判断安全带是否插入安全带插槽，从而输出控制指令控制电机26正反转，通过传动机构实现对卷簧23的回卷力的调节；多路预警传感器可以使ECU对路况进行预判，及时通过电机26带动卷簧罩24转动，调整卷簧23的回卷力，实现预警功能。
[0043]本发明的工作原理如图10所示:
[0044]当乘员系上安全带，并且处于安全带拉出阶段，触碰传感器未检测到安全带插头插入插槽，此时E⑶通过电机驱动器控制电机26正转η圈(此处η为自然数)，电机26转动带动卷簧罩24转动，使得卷簧外端23b发生位移，使卷簧23松开，减少卷簧23的回卷力，方便安全带拉出，并在触碰传感器检测到安全带插头插入插槽后，保持电机26不动，使卷簧23的回卷力处于相对较松的状态，增加乘员舒适性。
[0045]当乘员解开安全带后，ECU通过触碰传感器检测到安全带插头从插槽中拔出，此时ECU过电机驱动器控制电机26反转m圈(此处m为自然数)，电机26转动带动卷簧罩24转动，使得卷簧外端23b发生位移，使卷簧23预紧，增加卷簧23的回卷力，方便安全带回收。
[0046]此外，当乘员认为E⑶智能设置的卷簧23的回卷力不适合时，可以通过控制按钮进行人为干预调节电机26的转动圈数，以确保卷簧23的回卷力大小满足每个乘员最舒适需求。
[0047]如图11、图12所示，通过本发明的汽车安全带卷收装置，可以对比发现:普通安全带只靠卷簧组件实现，此卷簧组件一般为整体式，当卷簧组件装配至卷收器I总成上并预紧适当圈数后固定在卷收器框架11上，至此安全带织带拉出回卷特性是确定的(图9)。而本发明的汽车安全带卷收装置依靠对卷簧23进行智能调节后，安全带织带拉出回卷特性是可变的(图10)，拉出时，随着电机26的转动，所需要的力明显变少，并且在电机26停止工作后，拉出力保持较低的水平，从而增加舒适度；回卷时，随着电机26的转动，回卷力明显增加，直至电机26停止工作，这样可以使安全带顺利回收。
[0048]本发明可以单独实施也可以将发明集成到整车位置记忆系统中，根据不同人的身材和对松紧程度的感知不同，将卷簧23的松紧程度信息分组记忆，当对应乘员按动相应的位置记忆恢复按键，电机26即按照存储的记忆信息转动，从而达到差异化需求。
[0049]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【主权项】
1.一种汽车安全带卷收装置，该装置包括卷收器框架(11)、卷收器芯轴(12)和锁止爪(13)，所述卷收器芯轴(12)安装在卷收器框架(11)内且一端伸出卷收器框架(11)，所述锁止爪(13)安装在卷收器框架(11)上用于对所述卷收器芯轴(12)进行锁止，其特征在于，该装置还包括卷簧底座(21)、卷簧芯轴(22)、卷簧(23)和卷簧罩(24)、传动机构、电机(26)以及电控系统(27)，所述卷簧底座(21)安装在卷收器框架(11)侧面，所述卷簧芯轴(22)安装于卷簧底座(21)上且能自由转动，所述卷簧芯轴(22)与所述卷收器芯轴(12)伸出卷收器框架(11)的一端同轴连接并联动，所述卷簧内端(23a)安装于卷簧芯轴(22)上，卷簧外端(23b)安装于卷簧罩(24)内侧边缘，所述电机(26)通过传动机构与所述卷簧罩(24)外侧连接并带动卷簧罩(24)转动，所述电控系统(27)与电机(26)电连接并控制电机(26)转动。2.根据权利要求1所述的汽车安全带卷收装置，其特征在于，所述卷簧底座(21)中部开有与所述卷簧芯轴(22)配合的台阶孔(21a)，所述卷簧芯轴(22)可在该台阶孔(21a)内转动，所述卷簧底座(21)还具有螺孔一(21b)，所述卷簧底座(21)通过螺孔一(21b)固定卷收器框架(11)上。3.根据权利要求2所述的汽车安全带卷收装置，其特征在于，所述卷簧芯轴(22)正面设有供卷簧内端(23a)安装的卡槽一(22a)，所述卷簧罩(24)内侧边缘具有供卷簧外端(23b)安装的卡槽二(24a)，所述卷簧芯轴(22)反面设有一凸台(22d)，所述凸台(22d)与卷簧底座(21)的台阶孔(21a)配合。4.根据权利要求3所述的汽车安全带卷收装置，其特征在于，所述卷簧芯轴(22)上开设有与卷收器芯轴(12) —端配合使得卷簧芯轴(22)与卷收器芯轴(12)能够同轴连接的安装孔(22b) ο5.根据权利要求4所述的汽车安全带卷收装置，其特征在于，所述传动机构包括设置于卷簧罩(24)外侧且与卷簧罩(24)固连的蜗轮(24b)和设置于电机(26)动力输出轴上的蜗杆(26b)，所述蜗轮(24b)与蜗杆(26b)配合。6.根据权利要求1-6任意一项所述的汽车安全带卷收装置，其特征在于，该装置还包括设置于卷簧罩(24)外侧的外罩(25)，所述外罩(25)中心轴处设置有圆柱状凸块(25a)，所述卷簧罩(24)外侧中心处设置有与所述凸块(25a)相配合的旋转孔(24d)，所述外罩(25)下部开设有供蜗杆(26b)穿过的蜗杆孔(25b)，所述外罩(25)还具有螺孔二(25c)。7.根据权利要求6所述的汽车安全带卷收装置，其特征在于，所述电控系统(27)包括ECU，均与ECU连接的控制按钮、多路预警传感器、触碰传感器和电机驱动器，所述碰撞传感器设置于汽车四周，所述触碰传感器设置于汽车的安全带插槽中，所述，多路预警传感器的信号传输到ECU的输入端口，ECU的输出端口与电机驱动器连接。8.根据权利要求7所述的汽车安全带卷收装置，其特征在于，所述多路预警传感器包括:汽车纵向、横向加速度传感器；前、后向防撞雷达传感器；汽车横摆角速度传感器；方向盘转角传感器和制动踏板位移传感器。9.根据权利要求1所述的汽车安全带卷收装置，其特征在于，所述卷簧芯轴(22)上和卷簧罩(24)外侧均开设有若干工艺孔。
【专利摘要】本发明提供了一种汽车安全带卷收装置，属于汽车零部件技术领域。它解决了现有可调节回卷力的安全带卷收装置对卷收器改动大，结构复杂的问题。本装置包括卷收器框架、卷收器芯轴、锁止爪、卷簧底座、卷簧芯轴、卷簧和卷簧罩、传动机构、电机以及电控系统，卷簧底座安装在卷收器框架侧面，卷簧芯轴安装于卷簧底座上且能自由转动，卷簧芯轴与卷收器芯轴同轴连接并联动，卷簧内端安装于卷簧芯轴上，卷簧外端安装于卷簧罩内侧，电机通过传动机构与卷簧罩外侧连接并带动卷簧罩转动，电控系统与电机电连接并控制电机转动。本装置能够对安全带卷簧的回卷力智能调节，提供舒适的使用感受，结构简单，成本低。
【IPC分类】B60R22/34, B60R22/44
【公开号】CN104890612
【申请号】CN201510261397
【发明人】谢树科, 冯军杰, 祝贺, 李传海, 周大永, 刘卫国, 冯擎峰
【申请人】浙江吉利汽车研究院有限公司, 浙江吉利控股集团有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月20日
【技术领域】
[0001]本发明属于汽车零部件技术领域，涉及一种汽车安全带卷收装置。
【背景技术】
[0002]安全带卷收器是安全带系统里最重要功能部件之一，是安全带系统的核心，一个普通三点式安全带卷收器的主要功能是实现安全带车感锁止、带感锁止、织带回卷等功能，其中织带的回卷功能通常是依靠卷收器内部的卷簧来实现，通过加大卷簧的刚度可使安全带织带回卷力加大，使织带回卷更顺畅，但回卷力加大的同时往往对乘员佩戴舒适性造成影响，系上安全带后织带对乘员肩部、胸部压迫力增大，使乘员长时间佩戴造成不适，而若减少卷簧刚度，则往往又会影响安全带织带的回卷。
[0003]因此为了使安全带在系用时更加舒适，人们进行了大量研宄，如一种实用的座位安全带卷绕装置【特公昭60-30576】，所述装置中串联组合有二个具有强弱弹性力不同的盘簧，使所述盘簧在拉出座位安全带及收入座位安全带时分别发挥上述两个盘簧强弱不同的弹性力，在座位安全带系着的状态下，仅使弹性力较弱的盘簧发挥作用，藉以减轻卷绕力；又如中国专利公布的一种汽车用座位安全带的卷绕装置【申请号00137797.3】，包括对卷轴施以将该卷轴压向卷绕方向的弹性力的主盘簧，与安全带卷绕轴连动的卷轴，外嵌于所述卷轴上的离合器弹簧和环，将朝向座位安全带的拉出方向的卷轴的回转传递至环的弹簧压紧式离合器；一端固定与所述环上且可产生与上述主盘簧反向的回转弹性力的平衡弹簧。上述两种方案虽然均能解决在安全带系着时的卷绕力，但是在上述方案中，均采用了两个盘簧，前者要求使用两种不通弹性力的盘簧，对盘簧弹性力的要求较高，且需要进行匹配，非常繁琐，结构也复杂，制作成本高；后者虽然不要求主副盘簧的弹性不同，但是其增加了离合器结构，结构也较为复杂，安装不便，且成本较高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种汽车安全带卷收装置，根据不同情况下自动调整卷收装置的回卷力，使得安全带在系着状态下使乘员能够感到舒适，在非系着状态下能够保证安全带回收正常，结构简单且安装方便。
[0005]本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种汽车安全带卷收装置，该装置包括卷收器框架、卷收器芯轴和锁止爪，所述卷收器芯轴安装在卷收器框架内且一端伸出卷收器框架，所述锁止爪安装在卷收器框架上用于对所述卷收器芯轴进行锁止，其特征在于，该装置还包括卷簧底座、卷簧芯轴、卷簧和卷簧罩、传动机构、电机以及电控系统，所述卷簧底座安装在卷收器框架侧面，所述卷簧芯轴安装于卷簧底座上且能自由转动，所述卷簧芯轴与所述卷收器芯轴伸出卷收器框架的一端同轴连接并联动，所述卷簧内端安装于卷簧芯轴上，卷簧外端安装于卷簧罩内侧边缘，所述电机通过传动机构与所述卷簧罩外侧连接并带动卷簧罩转动，所述电控系统与电机电连接并控制电机转动。
[0006]本汽车安全带卷收装置通过电控系统控制电机正转或者反转，电机通过传动机构带动卷簧罩正转或者反转，由于卷簧的外端安装在卷簧罩内侧，因此当卷簧罩转动时，卷簧的外端相对于其内端收紧或者松开，从而实现对卷簧回卷力大小的调节；电机的转动通过控制实现控制，因此可以实现智能控制，在安全带系用时减少卷簧回卷力，使乘员感到舒适；在安全带非系用时，增加回卷力，保证安全带回收。
[0007]在上述的汽车安全带卷收装置中，所述卷簧底座中部开有与所述卷簧芯轴配合的台阶孔，所述卷簧芯轴可在该台阶孔内转动，所述卷簧底座还具有螺孔一，所述卷簧底座通过螺孔一固定卷收器框架上。通过在卷簧底座中部开设台阶孔，卷收器芯轴与卷簧芯轴能够更方便快速的安装，实现同轴连接，并且当卷收器芯轴转动时能够带动卷簧芯轴转动。
[0008]在上述的汽车安全带卷收装置中，所述卷簧芯轴正面设有供卷簧内端安装的卡槽一，所述卷簧罩内侧边缘具有供卷簧外端安装的卡槽二，所述卷簧芯轴反面设有一凸台，所述凸台与卷簧底座的台阶孔配合。设置卡槽一和卡槽二，可以方便的通过卷簧将卷簧芯轴和卷簧罩连接起来，并且方便卷簧的安装；凸台的设计，使得卷簧芯轴与卷簧底座能够更好的配合，同时保证卷簧芯轴转动更加稳定，当拉出或者收回安全带时，卷簧芯轴转动，而卷簧外罩不动，因此卷簧受力变形，产生相应的回卷力。
[0009]在上述的汽车安全带卷收装置中，所述卷簧芯轴上开设有与卷收器芯轴一端配合使得卷簧芯轴与卷收器芯轴实现同轴连接的安装孔。通过设置安装孔，卷收器芯轴可以直接插入该安装孔与卷簧芯轴配合，方便卷收器芯轴与卷簧芯轴的连接与配合。
[0010]在上述的汽车安全带卷收装置中，所述传动机构包括设置于卷簧罩外侧且与卷簧罩固连的蜗轮和设置于电机动力输出轴上的蜗杆，所述蜗轮与蜗杆配合。电机通过蜗轮蜗杆机构实现动力传递，电机转动时带动卷簧罩转动，从而使卷簧外端发生位移，改变卷簧的回卷力；此外，蜗轮蜗杆具有自锁特征，也就是说电机不动，卷簧罩也不会动，这样保证了卷簧回卷力的稳定性，除采用上述的涡轮蜗杆作为传动机构之外，还可以采用齿轮组或者齿轮配合齿条的形式，实现电机与卷簧罩之间的动力传递。
[0011]在上述的汽车安全带卷收装置中，该装置还包括设置于卷簧罩外侧的外罩，所述外罩中心轴出设置有圆柱状凸块，所述卷簧罩外侧中心处设置有与所述凸块相配合的旋转孔，所述外罩下部开设有供蜗杆穿过的蜗杆孔，所述外罩还具有螺孔二。通过凸块与旋转孔的配合，使卷簧罩在电机的带动下能够绕凸块旋转，保证卷簧罩转动的稳定性，外罩通过螺孔二用螺钉或者铆钉等固定在卷收器外侧。
[0012]在上述的汽车安全带卷收装置中，所述电控系统包括ECU，均与ECU连接的控制按钮、多路预警传感器、触碰传感器和电机驱动器，所述碰撞传感器设置于汽车四周，所述触碰传感器设置于汽车的安全带插槽中，所述，多路预警传感器的信号传输到ECU的输入端口，ECU的输出端口与电机驱动器连接。设置控制按钮能够实现人为主动控制，乘员可以设置最适合自己的卷簧回卷力，保证舒适度；此外，ECU通过接收触碰传感器检测信号可以判断安全带是否插入安全带插槽，从而输出控制指令控制电机正反转，通过传动机构实现对卷簧回卷力的调节；多路预警传感器可以使ECU对路况进行预判，使安全带织带更加贴合乘员，提高了安全带对乘员的保护效果。
[0013]在上述的汽车安全带卷收装置中，所述多路预警传感器包括:质心加速度传感器；防撞雷达传感器；横摆角速度传感器；方向盘转角传感器和制动踏板位移传感器。通过多路预警传感器的检测，ECU可以实现提前预判路况，及时通过电机带动卷簧罩转动，调整卷簧的回卷力，实现预警功能。
[0014]在上述的汽车安全带卷收装置中，所述卷簧芯轴上和卷簧罩外侧均开设有若干工艺孔。作为优选，卷簧芯轴上工艺孔的数量为2-4个，卷簧罩外侧上工艺孔的数为4-8量个，通过在卷簧芯轴上设置工艺孔，保证料厚的均匀，减少产品注塑缩水。
[0015]与现有技术相比，本汽车安全带卷收装置具有以下优点:
[0016]1.通过电控系统控制电机直接改变卷簧的回卷力，实现对卷簧回卷力的智能化调
-K-T。
[0017]2.设置可人为主动控制的按钮，满足乘员选择适合的回卷力，满足每个用户的最舒适要求，实现人性化设置。
[0018]3.不改变传统的卷收器内部结构，改动幅度小，成本低廉。
[0019]4.通过多路传感器对路况进行预判，使安全带织带更加贴合乘员，增加舒适性的同时提高了安全带对乘员的保护效果。
【附图说明】
[0020]图1是本汽车安全带卷收装置的结构爆炸示意图。
[0021]图2是本汽车安全带卷收装置的卷簧调节机构的结构示意图。
[0022]图3是本汽车安全带卷收装置的卷簧底座的结构示意图。
[0023]图4是本汽车安全带卷收装置的卷簧芯轴正面的结构示意图。
[0024]图5是本汽车安全带卷收装置的卷簧芯轴反面的结构示意图。
[0025]图6是本汽车安全带卷收装置的卷簧罩内侧面与卷簧配合的结构示意图。
[0026]图7是本汽车安全带卷收装置的卷簧罩外侧面与电机配合的结构示意图。
[0027]图8是本汽车安全带卷收装置的外罩结构示意图。
[0028]图9是本汽车安全带卷收装置电控系统原理图。
[0029]图10是本汽车安全带卷收装置控制原理流程图。
[0030]图11是现有安全带卷收装置的回卷力特性曲线示意图。
[0031]图12是本汽车安全带卷收装置的回卷力特性曲线示意图。
[0032]图中，11、卷收器框架；12、卷收器芯轴；13、锁止爪；21、卷簧底座；21a、台阶孔；21b、螺孔一 ；22、卷簧芯轴；22a、卡槽一 ；22b、安装孔；22c、工艺孔一 ；22d、凸台；23、卷簧；23a、卷簧内端；23b、卷簧外端；24、卷簧罩；24a、卡槽二 ；24b、蜗轮；24c、工艺孔二 ；24d、旋转孔;25、外罩;25a、凸块;25b、蜗杆孔;25c、螺孔二 ；26、电机；26a、电机轴；26b、蜗杆；27、电控系统。
【具体实施方式】
[0033]以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0034]如图1、图2所示，本汽车安全带卷收装置包括卷收器框架11、卷收器芯轴12和锁止爪13，卷收器芯轴12安装在卷收器框架11内且一端伸出卷收器框架11，锁止爪13安装在卷收器框架11上用于对卷收器芯轴12进行锁止；卷簧调节机构2设置于卷收器芯轴12伸出卷收器框架11的一端上，包括卷簧底座21、卷簧芯轴22、卷簧23和卷簧罩24、传动机构、电机26以及电控系统27，卷簧底座21安装在卷收器框架11侧面，卷簧芯轴22安装于卷簧底座21上且能自由转动，卷簧芯轴22与卷收器芯轴12同轴连接并实现联动，卷簧内端23a安装于卷簧芯轴22上，卷簧外端23b安装于卷簧罩24内侧边缘，电机26通过传动机构与卷簧罩24外侧连接并带动卷簧罩24转动，电控系统27与电机26电连接并控制电机26转动。
[0035]具体来说，如图3所示，卷簧底座21中部开有与卷簧芯轴22配合的台阶孔21a，卷簧芯轴22可在该台阶孔21a内转动，卷簧底座21还具有螺孔一 21b，卷簧底座21通过螺孔一 21b利用铆压销的过盈配合将其固定在框架上，当然还可以通过螺钉进行固定。
[0036]如图4、图5所示，卷簧芯轴22正面设有供卷簧内端23a安装的卡槽一 22a，在卷簧芯轴22上开设有与卷收器芯轴12 —端配合使得卷簧芯轴22与卷收 器芯轴12实现同轴连接的安装孔22b，卷簧芯轴22反面设有一凸台22d，凸台22d与卷簧底座21的台阶孔21a配合。进一步，在卷簧芯轴22上安装孔22b的周围开设有3个工艺孔一 22c，通过工艺孔一22c保持料厚的均匀，减少产品注塑缩水。需要说明的是，工艺孔一 22c的数量可以根据实际需要进行设置。
[0037]如图6所示，卷簧罩24内侧为容纳卷簧23的主腔体，该腔体边缘设置有供卷簧外端23b安装的卡槽二 24a，卷簧外端23b可有效卡在卡槽二 24a中，当卷簧罩24固定不动，织带芯轴旋转时，卷簧23便随之预紧，此预紧力便是织带回卷力的最初施力源。
[0038]如图7所示，卷簧罩24外侧设有一蜗轮24b，该蜗轮24b与卷簧罩24固连，也可以直接一体成型，其与蜗杆26b配合，形成蜗轮蜗杆机构，蜗杆26b与电机26动力输出轴固连一起，当电机26转动带动蜗杆26b旋转，蜗杆26b带动蜗轮24b转动，从而控制卷簧23的松紧程度，实现对卷簧23的回卷力的调节。此外，蜗轮24b蜗杆26b具有自锁特征，也就是说电机26不动，卷簧罩24也不会动，这样保证了卷簧23的回卷力的稳定性。在上述蜗轮24b上即卷簧罩24外侧中部，开设有旋转孔24d，在旋转孔24d的周围开设有6个均匀对称开设的工艺孔二 24c，同样，此处的工艺孔二 24c用于保持料厚的均匀，减少产品注塑缩水。需要说明的是，工艺孔二 24c的数量可以根据实际需要进行设置，例如4个、8个或者其他数目，需注意，此处的工艺孔二 24c最好采用均匀对称设置，以保证卷簧罩24转动时的平衡性。
[0039]作为一种优选方案，除采用上述的蜗轮蜗杆作为传动机构之外，还可以采用齿轮组或者齿轮配合齿条的形式，实现电机26与卷簧罩24之间的动力传递。
[0040]如图8所示，本汽车安全带卷收装置还包括设置于卷簧罩24外侧的外罩25，外罩25中心轴出设置有圆柱状的凸块25a，该凸块25a能够与卷簧罩24外侧上的旋转孔24d相配合，使卷簧罩24在电机26的带动下能够绕凸块25a旋转，保证卷簧罩24转动的稳定性。卷簧罩24下部设有蜗杆孔25b，使蜗杆26b穿过蜗杆孔25b孔与蜗轮24b配合。此外外罩25上还具有螺孔二 25c，外罩25通过螺孔二 25c利用铆压销的过盈配合将其固定在框架上，此处也可以通过螺钉进行固定。
[0041]如图9所示，本汽车安全带卷收装置的电控系统27包括ECU，均与ECU连接的控制按钮、多路预警传感器、触碰传感器和电机驱动器，其中，多路预警传感器包括:质心加速度传感器；防撞雷达传感器；横摆角速度传感器；方向盘转角传感器和制动踏板位移传感器。其中质心加速度信号的纵向分量及制动踏板位移传感器信号可用来综合判断汽车急刹车、急加速工况，质心加速度信号的横向分量与横摆角速度信号可用来判别汽车弯道行驶的稳定性情况，防撞雷达传感器可用来判别车辆与前后车之间相对间距，方向盘转速传感器一方面可辅助车载电控单元识别驾驶员转向意图，另一方面根据方向盘转动角速度的变化也能反映驾驶员是否正在规避风险，因此方向盘转动角速度信号结合横摆角速度信号还可判定汽车的转弯行驶是否由紧急危险情况引起。在实施过程中，将多路预警传感器设置于汽车上各个对应位置，触碰传感器设置于汽车的安全带插槽中，多路预警传感器的信号传输到E⑶的输入端口，E⑶的输出端口与电机驱动器连接。
[0042]在本实施例中，设置控制按钮能够实现人为主动控制，乘员可以设置最适合自己的卷簧23的回卷力，保证舒适度；此外，ECU通过接收触碰传感器检测信号可以判断安全带是否插入安全带插槽，从而输出控制指令控制电机26正反转，通过传动机构实现对卷簧23的回卷力的调节；多路预警传感器可以使ECU对路况进行预判，及时通过电机26带动卷簧罩24转动，调整卷簧23的回卷力，实现预警功能。
[0043]本发明的工作原理如图10所示:
[0044]当乘员系上安全带，并且处于安全带拉出阶段，触碰传感器未检测到安全带插头插入插槽，此时E⑶通过电机驱动器控制电机26正转η圈(此处η为自然数)，电机26转动带动卷簧罩24转动，使得卷簧外端23b发生位移，使卷簧23松开，减少卷簧23的回卷力，方便安全带拉出，并在触碰传感器检测到安全带插头插入插槽后，保持电机26不动，使卷簧23的回卷力处于相对较松的状态，增加乘员舒适性。
[0045]当乘员解开安全带后，ECU通过触碰传感器检测到安全带插头从插槽中拔出，此时ECU过电机驱动器控制电机26反转m圈(此处m为自然数)，电机26转动带动卷簧罩24转动，使得卷簧外端23b发生位移，使卷簧23预紧，增加卷簧23的回卷力，方便安全带回收。
[0046]此外，当乘员认为E⑶智能设置的卷簧23的回卷力不适合时，可以通过控制按钮进行人为干预调节电机26的转动圈数，以确保卷簧23的回卷力大小满足每个乘员最舒适需求。
[0047]如图11、图12所示，通过本发明的汽车安全带卷收装置，可以对比发现:普通安全带只靠卷簧组件实现，此卷簧组件一般为整体式，当卷簧组件装配至卷收器I总成上并预紧适当圈数后固定在卷收器框架11上，至此安全带织带拉出回卷特性是确定的(图9)。而本发明的汽车安全带卷收装置依靠对卷簧23进行智能调节后，安全带织带拉出回卷特性是可变的(图10)，拉出时，随着电机26的转动，所需要的力明显变少，并且在电机26停止工作后，拉出力保持较低的水平，从而增加舒适度；回卷时，随着电机26的转动，回卷力明显增加，直至电机26停止工作，这样可以使安全带顺利回收。
[0048]本发明可以单独实施也可以将发明集成到整车位置记忆系统中，根据不同人的身材和对松紧程度的感知不同，将卷簧23的松紧程度信息分组记忆，当对应乘员按动相应的位置记忆恢复按键，电机26即按照存储的记忆信息转动，从而达到差异化需求。
[0049]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【主权项】
1.一种汽车安全带卷收装置，该装置包括卷收器框架(11)、卷收器芯轴(12)和锁止爪(13)，所述卷收器芯轴(12)安装在卷收器框架(11)内且一端伸出卷收器框架(11)，所述锁止爪(13)安装在卷收器框架(11)上用于对所述卷收器芯轴(12)进行锁止，其特征在于，该装置还包括卷簧底座(21)、卷簧芯轴(22)、卷簧(23)和卷簧罩(24)、传动机构、电机(26)以及电控系统(27)，所述卷簧底座(21)安装在卷收器框架(11)侧面，所述卷簧芯轴(22)安装于卷簧底座(21)上且能自由转动，所述卷簧芯轴(22)与所述卷收器芯轴(12)伸出卷收器框架(11)的一端同轴连接并联动，所述卷簧内端(23a)安装于卷簧芯轴(22)上，卷簧外端(23b)安装于卷簧罩(24)内侧边缘，所述电机(26)通过传动机构与所述卷簧罩(24)外侧连接并带动卷簧罩(24)转动，所述电控系统(27)与电机(26)电连接并控制电机(26)转动。2.根据权利要求1所述的汽车安全带卷收装置，其特征在于，所述卷簧底座(21)中部开有与所述卷簧芯轴(22)配合的台阶孔(21a)，所述卷簧芯轴(22)可在该台阶孔(21a)内转动，所述卷簧底座(21)还具有螺孔一(21b)，所述卷簧底座(21)通过螺孔一(21b)固定卷收器框架(11)上。3.根据权利要求2所述的汽车安全带卷收装置，其特征在于，所述卷簧芯轴(22)正面设有供卷簧内端(23a)安装的卡槽一(22a)，所述卷簧罩(24)内侧边缘具有供卷簧外端(23b)安装的卡槽二(24a)，所述卷簧芯轴(22)反面设有一凸台(22d)，所述凸台(22d)与卷簧底座(21)的台阶孔(21a)配合。4.根据权利要求3所述的汽车安全带卷收装置，其特征在于，所述卷簧芯轴(22)上开设有与卷收器芯轴(12) —端配合使得卷簧芯轴(22)与卷收器芯轴(12)能够同轴连接的安装孔(22b) ο5.根据权利要求4所述的汽车安全带卷收装置，其特征在于，所述传动机构包括设置于卷簧罩(24)外侧且与卷簧罩(24)固连的蜗轮(24b)和设置于电机(26)动力输出轴上的蜗杆(26b)，所述蜗轮(24b)与蜗杆(26b)配合。6.根据权利要求1-6任意一项所述的汽车安全带卷收装置，其特征在于，该装置还包括设置于卷簧罩(24)外侧的外罩(25)，所述外罩(25)中心轴处设置有圆柱状凸块(25a)，所述卷簧罩(24)外侧中心处设置有与所述凸块(25a)相配合的旋转孔(24d)，所述外罩(25)下部开设有供蜗杆(26b)穿过的蜗杆孔(25b)，所述外罩(25)还具有螺孔二(25c)。7.根据权利要求6所述的汽车安全带卷收装置，其特征在于，所述电控系统(27)包括ECU，均与ECU连接的控制按钮、多路预警传感器、触碰传感器和电机驱动器，所述碰撞传感器设置于汽车四周，所述触碰传感器设置于汽车的安全带插槽中，所述，多路预警传感器的信号传输到ECU的输入端口，ECU的输出端口与电机驱动器连接。8.根据权利要求7所述的汽车安全带卷收装置，其特征在于，所述多路预警传感器包括:汽车纵向、横向加速度传感器；前、后向防撞雷达传感器；汽车横摆角速度传感器；方向盘转角传感器和制动踏板位移传感器。9.根据权利要求1所述的汽车安全带卷收装置，其特征在于，所述卷簧芯轴(22)上和卷簧罩(24)外侧均开设有若干工艺孔。
【专利摘要】本发明提供了一种汽车安全带卷收装置，属于汽车零部件技术领域。它解决了现有可调节回卷力的安全带卷收装置对卷收器改动大，结构复杂的问题。本装置包括卷收器框架、卷收器芯轴、锁止爪、卷簧底座、卷簧芯轴、卷簧和卷簧罩、传动机构、电机以及电控系统，卷簧底座安装在卷收器框架侧面，卷簧芯轴安装于卷簧底座上且能自由转动，卷簧芯轴与卷收器芯轴同轴连接并联动，卷簧内端安装于卷簧芯轴上，卷簧外端安装于卷簧罩内侧，电机通过传动机构与卷簧罩外侧连接并带动卷簧罩转动，电控系统与电机电连接并控制电机转动。本装置能够对安全带卷簧的回卷力智能调节，提供舒适的使用感受，结构简单，成本低。
【IPC分类】B60R22/34, B60R22/44
【公开号】CN104890612
【申请号】CN201510261397
【发明人】谢树科, 冯军杰, 祝贺, 李传海, 周大永, 刘卫国, 冯擎峰
【申请人】浙江吉利汽车研究院有限公司, 浙江吉利控股集团有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月20日
最新回复(0)