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CN1650768A - 儿童安全座椅的安全带系统 - Google Patents

儿童安全座椅的安全带系统 Download PDF

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CN1650768A
CN1650768A CN200410100561.5A CN200410100561A CN1650768A CN 1650768 A CN1650768 A CN 1650768A CN 200410100561 A CN200410100561 A CN 200410100561A CN 1650768 A CN1650768 A CN 1650768A
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CN
China
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tongue
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spring
guide
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CN200410100561.5A
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R·卡尔松
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Holm Beggs Children's Safety Products Holdings Ltd
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Kendrion Holmbergs
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Abstract

一种带扣机构(100)，其用在儿童安全座椅的安全带系统中，包括一个具有至少一个内腔(128)的导向件(230)，其用于引导及容纳舌片元件(140)的至少一个舌部(141)，至少一个与该至少一个舌部(141)啮合连接并锁定的挂钩(130)，和用于将该至少一个挂钩(130)从该至少一个舌部(141)上脱扣的脱扣装置(150)。该带扣机构(100)还具有至少一个挂钩(130)其可以枢转并与一个联结销(180)连接，一个织物带(105)连接在该联结销上，另一个织物带(105)以本领域公知的方式连接在该至少一个舌片元件(140)上。并且该至少一个挂钩(130)与该至少一个舌部(141)啮合连接，织物带(105)通过该机构(100)的力传递部分只包括至少一个舌部(141)、至少一个挂钩(130)和联结销(180)。

Description

儿童安全座椅的安全带系统
技术领域
本发明涉及汽车应用领域的安全带系统，特别是儿童安全座椅的安全带系统，该系统中安装一个本发明的带扣机构。该带扣机构主要包括一个导向件，其构成了用于引导以及容纳舌片的内部空腔，与舌片啮合以及锁定舌片的挂钩和一个使该挂钩与舌片脱扣的按钮。
背景技术
汽车应用领域的座椅安全带系统的有关设计及构造都受到法律和规章制度的制约。座椅安全带系统必须足够安全以确保可以为乘客提供适当的保护，并且需要满足各国家对此的不同要求。一些国家要求带扣中的各舌片需同时锁定以避免其中一个舌片被不适当的锁住。在其它国家中则要求带扣需要配备弹出装置，用来在按下释放按钮时将舌片从带扣中弹出。这使得当舌片在带扣中被不适当的锁住时更易于处理。用于儿童(＜9kg)的安全带系统中的带扣可以由聚合材料制成，而用于大一点儿的儿童的带扣通常会包含金属承载部分。目前已经设计出了多种带扣，这旨在满足各国家的要求，下文将对其中一些进行描述。
例如US-A-5,267,377描述了一种上述类型的带扣机构。该专利的带扣机构中锁定舌片采用了一个单独的挂钩件，肩部的安全带连接在其上。当只有一个舌片插进指定空腔时该单独的挂钩件会转动。这意味着当插入第二个舌片时，第一舌片会部分地松开并且可以保持在这种部分锁定的位置上。这意味着表面上舌片是被锁住了，但支承舌片的力仅仅是舌簧顶着内腔的摩擦力而已。这在可能产生的碰撞中是非常危险的。
此外，上文提及的关于带扣的相关法律和规章也包括对带扣开启力度的大小限制。在上限和下限之间只存在一个很窄的关于能接受的开启力度的数值范围。在US-A-5267377、US-A-4617705和US-A-5813097中所示的带扣结构，由于在其制造过程中存在固有的制造公差累积，因此受到了更严格的开启力度的限制。从这个事实中可以看出：挂钩件的位置及方向是由各装置中的框架元件或其它支撑元件的弯曲零件的位置决定的。每个附加的定位零件或元件都会降低挂钩的确切位置及方向的准确度。这更加剧了连续制造中的难度，因为所有带扣的制造必需满足力的范围限制并且具有一定的统计可靠性。在碰撞过程中产生的动载荷作用下，这些带扣还对框架或其它支撑件的弯曲非常敏感。在这些情况下，带扣很可能转动到一个不理想的位置处。
US-A-5406681中公开了另外一种上述类型的带扣机构。该带扣由聚合材料制成并专门用于儿童(＜9kg)的安全带系统。虽然这种带扣的结构避免了由挂钩位置引起的相关问题，即上文所述的公差累积和对动态弯曲过于敏感的问题，但它的结构使得其只能适用于儿童，因为这种聚合材料的挂钩被固定在联结销上，而该销固定在聚合材料的外壳体上。撞击载荷则必然会通过该壳体传递到织物带上，这意味着其所能承受的载荷量级明显会受到聚合材料壳体传递载荷到织物带的可靠性的限制。
发明内容
根据由权利要求1的技术特征所限定的本发明可以得到一种极短的载荷路径，因而在可能的碰撞中所产生的力可以直接从舌片传递到固定挂钩的联结销上。这种载荷路径非常直接并且相当短，这种设计消除了挂钩件的准确定位对框架零件或者其它支撑件的依赖性，从而更易于处理开启力度并降低了对动态弯曲效应的敏感性，同时无论是应用于多大的孩子都允许框架由金属或者聚合材料制成。
该带扣机构可以被设置成带有一个、两个或多个挂钩，上述挂钩可以独立地或同时绕着联结销枢转。至少两个带有独立地可转动的连接的挂钩使得自锁成为可能。一个实施例的特征在于使该挂钩刚性固定在该联结销上，从而构成一个整体部件。该联结销也可以在焊接到挂钩上之前被分开。在这种情况下，该联结销部件带有一个外轴或内轴以使该挂钩—联结销组件可以独立地转动。
本发明包括一个导向件，其可以由两个单独的部件构成：一个上板和一个下板，或者可以由铸造金属或聚合材料制成一个整体部件。该导向件可以提供至少一个带导向侧壁的空腔。若该导向件具有至少一个内侧壁，则还可以提供更多的空腔。该导向件的空腔用于容纳和导引该舌片元件的舌部。
该带扣机构还配备有一个按钮，以便于将至少一个挂钩从至少一个舌片上脱开。按钮可以绕着联结销转动。通常，该按钮配备有一个外部按钮复位弹簧，但该复位弹簧也可以整体形成在按钮上。若需要更大的开启力度，则整体形成的按钮复位弹簧也可以与外部的复位弹簧结合使用。
当舌片进入导向件的空腔中时，挂钩弹簧偏压挂钩使其与舌片结合。挂钩弹簧可以定位成只作用在该带扣机构的内部金属部件上。由于不涉及任何聚合材料的零件，因而可以降低其热敏感度。若需要单独的挂钩，则该挂钩可以配备单独的挂钩弹簧。这些弹簧优选为圆锥形的钢丝弹簧，其具有更大的行程较少的障碍。
带扣机构的上述设计可以是自足式的，这意味着不再需要外壳来使该带扣保持可操作状态。这是一个重要的特征，因为外壳在可能发生的碰撞中很容易被损坏。
该带扣也可以选择性地配备带有或者不带有弹出弹簧垫块的弹出弹簧。这些零件用于在按下按钮时将舌片弹出导向件。
本发明的带扣机构可进一步设计成模块化的，也就是可易于配备其它的可选零件，例如弹出弹簧、弹出弹簧垫块、带有整体复位弹簧和/或外部复位弹簧的按钮、独立或同步的挂钩、一个或多个舌片等等。
附图说明
图1是根据本发明带扣机构的一个实施例的分解视图。
图2是根据本发明的带扣机构带有其相应壳体的透视分解图。
图3是根据本发明的下板的透视图。
图4是根据本发明的上板的透视图。
图5是根据本发明的挂钩的透视图。
图6是根据本发明的舌片元件的透视图。
图7是用于打开带扣的按钮的一个实施例的透视图。
图8是图7所示按钮的仰视图。
图9是按钮的另一实施例的透视图。
图10是弹出器的弹簧垫块的透视图。
图11是按钮和下板的装配图，表示出了按钮颈部是如何与下板的跟部啮合的。
图12是包括上板和下板的导向件的透视图。
图13是带扣机构的透视图，示出了织物带是如何连在带扣上的。
图14是导向件另一实施例的透视图。
图15是图14所示导向件从另一方向看去的透视图。
图16是表示挂钩弹簧如何在挂钩上起作用的透视图。
具体实施方式
现参考图1，图中以分解视图的方式示出了根据本发明的带扣机构100的不同部件。根据本发明的带扣机构100包括下板110和上板120、两个挂钩130、两个舌片元件140、一个按钮150、一个按钮复位弹簧160、两个挂钩弹簧170、一个联结销180和可选的两个弹出弹簧190以及两个弹出弹簧垫块195。带扣机构100被放置在由上壳体210和下壳体220组成的外壳200内，参见图2和图14。
如图3中清楚示出的，下板110具有一个基本平的中心部分111，其具有两个从平板部分111相对两侧向上伸出的侧壁112。该平板部分111还带有两个开口113用来容纳两个挂钩130，和两个沟槽114，其通向开口113，在需要时其用于容纳可选的弹出弹簧190以及弹出弹簧垫块195，将在下文对此进行解释。下板110的侧壁112在上缘上具有耳片或凸缘115，用于容纳并固定上板120。在图3中其左侧端部上，侧壁112还具有两个对齐的外联结销孔116以容纳联结销180。在各侧壁112的左侧上形成有一个跟部117，下文将对其目的进行解释。
如在图4中清楚示出的，上板120也大致为带有一个形成了通道121的中间凹陷部分的平板。该通道121提供了垂直的内部导向壁122，用于在由上板120和下板110以及导向壁122和侧壁112之间形成的腔128内导引舌片141，参见图12。上板120还在通道121两侧上形成有两个大致为圆形的凹处123以容纳挂钩弹簧170。上板120在图1所示的面朝下的侧面上具有槽124，与下板110上的槽114类似，也是在需要时用于容纳可选的弹出弹簧190和弹出弹簧垫块195。上板120的两侧都具有用来与下板上相应的耳片115啮合的耳片125，从而使上板120固定连接在下板110的顶部。
参考图5，挂钩130为U形部件，其中各挂钩130的下支腿131具有一个肩部132，用来与舌片140的相应舌部141啮合连接(参见图6)。各挂钩130的另一个支腿133具有凹口134用来容纳挂钩弹簧170，如图17所示。各挂钩130的各连接板135上形成有一个联结销孔136用以容纳联结销180。在支腿131、133之间形成的狭谷中，朝向图5中右侧的边缘上形成有一个颈部137，用以接收可选的弹出弹簧190。
参考图6，舌片元件140包括部分镶铸有其它材料的舌部141，该材料优选为一种聚合材料，其用于支撑安全带的织物带105，参见图13。该舌部141优选由钢制成且通常为V形。各舌部141的一个支腿上形成有一个用来连接挂钩130的开口142。各舌部141的另一个支腿上形成有一个狭长的缝143，用来接收座椅安全带的织物带105。带有狭缝143的支腿通常由镶铸材料覆盖。
如图7所示，用于开启带扣机构100的按钮150或者脱扣装置具有一个朝上的圆形的(也可以是椭圆形、矩形或其它任意要求的形状)平板部分151。腿部152整体形成在平板部分151的相对侧上，其中腿部152向侧下方延伸(还可参见图1)。腿部152基本是平的，垂直伸出并具有两个相对的中心联结销孔153以容纳联结销180。平板部分151在向下的一侧上具有一个大致平的部分154，如图8中清楚示出的，其用来在开启带扣机构100的过程中与挂钩130啮合。按钮150在朝下的侧面上设计有一个按钮复位弹簧支座155，如图8从下方示出的，其用来将按钮复位弹簧160固定在按钮150上。此外，按钮150具有颈部156，当该颈部与跟部117接触时其可作为阻止按钮150向上转动的挡块。这在图11中A处进行了最清楚的表示。
现再回过头来参考图1，按钮复位弹簧160大致为圆柱形，而挂钩弹簧170略呈圆锥形，以使挂钩130不与挂钩弹簧170发生干涉从而具有较大的行程。
联结销180为圆柱形，其外径被制成与下板110、挂钩130和按钮150上的联结销孔116、136、153的内径大致相同。该联结销还可以用于支承分叉织物带(crotch belt)105，参见图13。
可选的弹出弹簧190大致为圆柱形。该弹出弹簧190用于在按下按钮150后将舌片元件140从带扣机构100上弹出。
参见图10，可选的弹出弹簧垫块195具有一个朝向弹出弹簧190的圆柱形部分196，和两个与舌部141的端面啮合连接的、平的端部197，该舌片141朝向图1及图6中的左侧。该弹出弹簧垫块195优选由一种聚合材料制成。该舌片元件140的舌部141与弹出弹簧垫块195啮合，从而借其与挂钩130连接。
由于这些弹出弹簧190和弹出弹簧垫块195不影响带扣机构的锁定功能，因而其可以被去掉。
如图2所示，外壳200包括一个上塑料壳体210和一个下塑料壳体220，其可以通过螺钉、铆钉、粘合剂、超声波焊接、塑料搭扣连接(plastic snapconnecting)或其它类似方式安装到带扣机构100的外围。
可选实施例
上述优选实施例不应看作是对本发明的限制。例如，舌部141的数量可以是一个、两个或者更多。
在单舌片情况下上板120可以不设通道121。该舌片则需足够宽从而可以由侧壁112、下板110和上板120导引。内部导向壁122也可以设在下板110上或者作为一个单独的部件插入并固定住。该导向件还可以通过压模、挤出、模塑或其它类似方式制成一个单独的部件，如图14和15所示。
挂钩130也可以刚性固定在联结销180上。这使得自发的锁定成为不可能，除非联结销180在焊接到挂钩130上之前或之后被分成两个部分，且这两个部分可以绕着一个外部轴或者内部轴枢转。
按钮150也可以被设计成如图9所示的形式，其中起复位弹簧作用的按钮复位弹簧160整体形成在按钮150上。在此实施例中按钮150具有弹簧支腿158，当装配时其搁置在上板120的腿部125或者下壳体220上。这使得不再需要一个单独的按钮复位弹簧160。带有该整体复位弹簧158的按钮150也可以配备有单独的按钮复位弹簧160以增加所需的开启力。为此，带有整体复位弹簧158的按钮150也可以具有按钮复位弹簧支座155。
其它类型的弹簧装置，例如片簧、聚合材料弹簧、流体弹簧或者类似物，也是可行的。
弹出弹簧垫块195也可以设计成在打开带扣后，将挂钩130保持在开启位置上。为此较硬的材料例如压铸合金或者钢都是适合的材料。
承载部件的优选材料是较硬的钢，但其它材料也是可行的，例如钢合金、钛、压铸合金(锌，铝)、聚合材料等不会根本改变设计部件或机构的功能的材料。按钮150和外壳200优选由聚合材料制成，但也可以由钢、压铸合金等制成。
装配
上板120安装在下板110之上，并由上板120和下板110的腿部115、125固定。下板110和上板120的组件称作导向件230。将挂钩130置于上板120的通道121的一侧，与下板110的开口113对齐以容纳挂钩130的肩部132，并在导向件230的两侧与挂钩的支腿对齐。将可选的弹出弹簧190及弹出弹簧垫块195或者只将可选的弹出弹簧190插入上板120和下板110之间，并由挂钩130保持在适当的位置上。将按钮复位弹簧160置于上板120之上，挂钩弹簧170被置于其相应的凹陷处123。将挂钩130置于与挂钩弹簧170相连接的位置上。按钮150被置于上板120上方、挂钩130和按钮复位弹簧160之上。将按钮150、下板110和挂钩130上的联结销孔116、136、153对齐以容纳联结销180。将联结销180插进去并通过某种锁定装置例如外壳200、一个锁紧环(图中未示)将其锁定在适当的位置上，或者通过铆接。最后，将带扣机构100置于下壳体210内，而将上壳体220置于带扣机构100之上。将两个壳体通过某种紧固装置接合在一起。
优选实施例是模块化的，并且被设计成可以接受可选的零件，例如弹出弹簧190、弹出弹簧垫块195以及一个附加的按钮复位弹簧(整体的158或者外部的160)，但选择这些零件取决于顾客个人，或者规章的要求。
操作
带扣机构100现已准备好以容纳舌片元件140的舌部141。将舌部141插入上板120和下板110以及导向壁122和侧壁112之间的腔128内。舌部141与挂钩130的肩部132啮合连接，并使其转动大约5到10°。可以进一步按下舌部141，随着挂钩弹簧170将挂钩130的肩部132推回其锁定位置，在按到顶端处时挂钩130的肩部132与舌部141的开口142啮合。
挂钩130可以自行转动，而舌部141则可以自动进入。这在本领域称作自锁。
舌部141可以与可选的弹出弹簧190或者与可选的弹出弹簧190以及弹出弹簧195啮合连接。弹出弹簧190的作用是在按下按钮150将挂钩130从舌部141的开口142中脱开时将舌部141自动弹出。
按下按钮150通过平板部分154迫使挂钩130转动而最终与舌部141脱扣，从而打开带扣机构100。

Claims (28)

1.一种带扣机构(100)，其用在儿童安全座椅的安全带系统中，包括一个具有至少一个内腔(128)的导向件(230)，其用于引导及容纳舌片元件(140)的至少一个舌部(141)，至少一个与该至少一个舌部(141)啮合连接并锁定的挂钩(130)，和用于将该至少一个挂钩从该至少一个舌部(150)上脱扣的脱扣装置，其特征在于该至少一个挂钩(130)是可以枢转的并与一个联结销(180)连接，一个安全带织物带(105)连接在该联结销上，另一个织物带(105)以本领域公知的方式连接在至少一个舌片元件(140)上，并且该至少一个挂钩(130)与该至少一个舌部(141)啮合连接，织物带(105)通过该机构(100)的力传递部分只包括该至少一个舌部(141)、该至少一个挂钩(130)和该联结销(180)。
2.根据权利要求1所述的带扣机构(100)，其特征在于该至少一个挂钩(130)与该联结销(180)枢转连接。
3.根据权利要求1或2所述的带扣机构(100)，其特征在于具有至少两个挂钩(130)。
4.根据权利要求3所述的带扣机构(100)，其特征在于该至少两个挂钩(130)可以绕着该联结销(180)相互独立地转动。
5.根据权利要求3所述的带扣机构(100)，其特征在于该至少两个挂钩(130)被刚性固定到该联结销(180)上。
6.根据权利要求3所述的带扣机构(100)，其特征在于该联结销(180)被分成至少两部分，其中各联结销部分被刚性地固定在各该至少两个挂钩(130)上，从而构成了至少两个可绕着一个外轴或内轴枢转的部分(180+130)。
7.根据前面任意一个权利要求所述的带扣机构(100)，其特征在于该导向件(230)包括一个下板(110)和一个上板(120)。
8.根据权利要求7所述的带扣机构(100)，其特征在于该导向件(230)具有侧壁(112)，其用于与下板(110)和上板(120)一同构成至少一个内腔(128)，以导引至少一个舌片元件(140)的至少一个舌部(141)。
9.根据权利要求8所述的带扣机构(100)，其特征在于该导向件(230)具有内部导向壁(122)，用于与侧壁(112)一起来提供至少两个内腔(128)，以导引至少一个舌片元件(140)的至少两个舌部(141)。
10.根据权利要求1-6的任意一个所述的带扣机构(100)，其特征在于该导向件(230)由压铸金属或聚合材料制成一个整体部件。
11.根据权利要求10所述的带扣机构(100)，其特征在于该导向件(230)具有至少一个内腔(128)，以导引至少一个舌片元件(140)的至少一个舌部(141)。
12.根据权利要求11所述的带扣机构(100)，其特征在于该导向件具有内部导向壁(122)，用于提供至少两个内腔(128)以导引至少一个舌片元件(140)的至少两个舌部(141)。
13.根据前面任意一个权利要求所述的带扣机构(100)，其特征在于脱扣装置包括一个按钮(150)，用以将该至少一个挂钩(130)从该至少一个舌部(141)上脱开。
14.根据权利要求13所述的带扣机构(100)，其特征在于该按钮(150)与该联结销(180)枢转连接。
15.根据权利要求13或14所述的带扣机构(100)，其特征在于该按钮(150)具有一个外部的复位弹簧(160)。
16.根据权利要求13或14所述的带扣机构(100)，其特征在于该按钮(150)具有一个整体形成在其上的复位弹簧(158)。
17.根据权利要求16所述的带扣机构(100)，其特征在于该按钮的整体复位弹簧是由至少一个弹簧支腿(158)构成的，该弹簧支腿邻接该导向件(230)或者位于包含该带扣机构(100)的壳体(200)上。
18.根据权利要求15或16所述的带扣机构(100)，其特征在于该按钮(150)同时具有一个整体复位弹簧(158)和一个外部按钮复位弹簧(160)。
19.根据前面任意一个权利要求所述的带扣机构(100)，其特征在于具有至少一个挂钩弹簧装置(170)，用来在将该至少一个舌部(141)推至其锁止位置时，将该至少一个挂钩(130)偏压至一个锁止位置。
20.根据权利要求19所述的带扣机构(100)，其特征在于具有至少一个独立的弹簧装置(170)，用于在将该至少一个舌部(141)推至其锁止位置时，将各该至少两个挂钩(130)均偏压至锁止位置。
21.根据权利要求19或20所述的带扣机构(100)，其特征在于具有只作用在该带扣机构(100)的内部金属部件上的挂钩弹簧装置(170)。
22.根据权利要求19、20或21所述的带扣机构(100)，其特征在于该挂钩弹簧装置(170)为钢丝弹簧。
23.根据权利要求22所述的带扣机构(100)，其特征在于该挂钩弹簧装置(170)为圆锥形的钢丝弹簧。
24.根据前面任意一个权利要求所述的带扣机构(100)，其特征在于仅仅通过该联结销(180)、该至少一个挂钩(130)、该挂钩弹簧装置(170)、该导向件(230)和该脱扣装置(150)变成自足式。
25.根据前面任意一个权利要求所述的带扣机构(100)，其特征在于包括弹出弹簧(190)，用于在将该至少一个挂钩(130)从该至少一个舌部(141)上脱开时，偏压该至少一个舌部(141)从该至少一个内腔(128)脱离。
26.根据权利要求25所述的带扣机构(100)，其特征在于包括至少一个弹出弹簧垫块(195)，其在锁定操作过程中插在该至少一个弹出弹簧(190)与该至少一个舌部(141)之间。
27.根据权利要求26所述的带扣机构(100)，其特征在于该至少一个弹出弹簧垫块(195)由位于导向件(230)上的槽(114、124)导引。
28.根据权利要求1所述的带扣机构(100)，其特征在于一个外壳(200)，该外壳包括一个上壳体(210)、一个下壳体(220)并包含该带扣机构(100)，该外壳(200)和该带扣机构(100)一同构成了一个带扣。
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