專利名稱：兒童安全座椅的安全帶系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及汽車應用領域的安全帶系統(tǒng)，特別是兒童安全座椅的安全帶系統(tǒng)，該系統(tǒng)中安裝一個本發(fā)明的帶扣機構。該帶扣機構主要包括一個導向件，其構成了用于引導以及容納舌片的內部空腔，與舌片嚙合以及鎖定舌片的掛鉤和一個使該掛鉤與舌片脫扣的按鈕。
背景技術：
汽車應用領域的座椅安全帶系統(tǒng)的有關設計及構造都受到法律和規(guī)章制度的制約。座椅安全帶系統(tǒng)必須足夠安全以確?？梢詾槌丝吞峁┻m當的保護，并且需要滿足各國家對此的不同要求。一些國家要求帶扣中的各舌片需同時鎖定以避免其中一個舌片被不適當的鎖住。在其它國家中則要求帶扣需要配備彈出裝置，用來在按下釋放按鈕時將舌片從帶扣中彈出。這使得當舌片在帶扣中被不適當的鎖住時更易于處理。用于兒童(＜9kg)的安全帶系統(tǒng)中的帶扣可以由聚合材料制成，而用于大一點兒的兒童的帶扣通常會包含金屬承載部分。目前已經設計出了多種帶扣，這旨在滿足各國家的要求，下文將對其中一些進行描述。
例如US-A-5,267,377描述了一種上述類型的帶扣機構。該專利的帶扣機構中鎖定舌片采用了一個單獨的掛鉤件，肩部的安全帶連接在其上。當只有一個舌片插進指定空腔時該單獨的掛鉤件會轉動。這意味著當插入第二個舌片時，第一舌片會部分地松開并且可以保持在這種部分鎖定的位置上。這意味著表面上舌片是被鎖住了，但支承舌片的力僅僅是舌簧頂著內腔的摩擦力而已。這在可能產生的碰撞中是非常危險的。
此外，上文提及的關于帶扣的相關法律和規(guī)章也包括對帶扣開啟力度的大小限制。在上限和下限之間只存在一個很窄的關于能接受的開啟力度的數值范圍。在US-A-5267377、US-A-4617705和US-A-5813097中所示的帶扣結構，由于在其制造過程中存在固有的制造公差累積，因此受到了更嚴格的開啟力度的限制。從這個事實中可以看出掛鉤件的位置及方向是由各裝置中的框架元件或其它支撐元件的彎曲零件的位置決定的。每個附加的定位零件或元件都會降低掛鉤的確切位置及方向的準確度。這更加劇了連續(xù)制造中的難度，因為所有帶扣的制造必需滿足力的范圍限制并且具有一定的統(tǒng)計可靠性。在碰撞過程中產生的動載荷作用下，這些帶扣還對框架或其它支撐件的彎曲非常敏感。在這些情況下，帶扣很可能轉動到一個不理想的位置處。
US-A-5406681中公開了另外一種上述類型的帶扣機構。該帶扣由聚合材料制成并專門用于兒童(＜9kg)的安全帶系統(tǒng)。雖然這種帶扣的結構避免了由掛鉤位置引起的相關問題，即上文所述的公差累積和對動態(tài)彎曲過于敏感的問題，但它的結構使得其只能適用于兒童，因為這種聚合材料的掛鉤被固定在聯(lián)結銷上，而該銷固定在聚合材料的外殼體上。撞擊載荷則必然會通過該殼體傳遞到織物帶上，這意味著其所能承受的載荷量級明顯會受到聚合材料殼體傳遞載荷到織物帶的可靠性的限制。

發(fā)明內容
根據由權利要求1的技術特征所限定的本發(fā)明可以得到一種極短的載荷路徑，因而在可能的碰撞中所產生的力可以直接從舌片傳遞到固定掛鉤的聯(lián)結銷上。這種載荷路徑非常直接并且相當短，這種設計消除了掛鉤件的準確定位對框架零件或者其它支撐件的依賴性，從而更易于處理開啟力度并降低了對動態(tài)彎曲效應的敏感性，同時無論是應用于多大的孩子都允許框架由金屬或者聚合材料制成。
該帶扣機構可以被設置成帶有一個、兩個或多個掛鉤，上述掛鉤可以獨立地或同時繞著聯(lián)結銷樞轉。至少兩個帶有獨立地可轉動的連接的掛鉤使得自鎖成為可能。一個實施例的特征在于使該掛鉤剛性固定在該聯(lián)結銷上，從而構成一個整體部件。該聯(lián)結銷也可以在焊接到掛鉤上之前被分開。在這種情況下，該聯(lián)結銷部件帶有一個外軸或內軸以使該掛鉤—聯(lián)結銷組件可以獨立地轉動。
本發(fā)明包括一個導向件，其可以由兩個單獨的部件構成一個上板和一個下板，或者可以由鑄造金屬或聚合材料制成一個整體部件。該導向件可以提供至少一個帶導向側壁的空腔。若該導向件具有至少一個內側壁，則還可以提供更多的空腔。該導向件的空腔用于容納和導引該舌片元件的舌部。
該帶扣機構還配備有一個按鈕，以便于將至少一個掛鉤從至少一個舌片上脫開。按鈕可以繞著聯(lián)結銷轉動。通常，該按鈕配備有一個外部按鈕復位彈簧，但該復位彈簧也可以整體形成在按鈕上。若需要更大的開啟力度，則整體形成的按鈕復位彈簧也可以與外部的復位彈簧結合使用。
當舌片進入導向件的空腔中時，掛鉤彈簧偏壓掛鉤使其與舌片結合。掛鉤彈簧可以定位成只作用在該帶扣機構的內部金屬部件上。由于不涉及任何聚合材料的零件，因而可以降低其熱敏感度。若需要單獨的掛鉤，則該掛鉤可以配備單獨的掛鉤彈簧。這些彈簧優(yōu)選為圓錐形的鋼絲彈簧，其具有更大的行程較少的障礙。
帶扣機構的上述設計可以是自足式的，這意味著不再需要外殼來使該帶扣保持可操作狀態(tài)。這是一個重要的特征，因為外殼在可能發(fā)生的碰撞中很容易被損壞。
該帶扣也可以選擇性地配備帶有或者不帶有彈出彈簧墊塊的彈出彈簧。這些零件用于在按下按鈕時將舌片彈出導向件。
本發(fā)明的帶扣機構可進一步設計成模塊化的，也就是可易于配備其它的可選零件，例如彈出彈簧、彈出彈簧墊塊、帶有整體復位彈簧和/或外部復位彈簧的按鈕、獨立或同步的掛鉤、一個或多個舌片等等。


圖1是根據本發(fā)明帶扣機構的一個實施例的分解視圖。
圖2是根據本發(fā)明的帶扣機構帶有其相應殼體的透視分解圖。
圖3是根據本發(fā)明的下板的透視圖。
圖4是根據本發(fā)明的上板的透視圖。
圖5是根據本發(fā)明的掛鉤的透視圖。
圖6是根據本發(fā)明的舌片元件的透視圖。
圖7是用于打開帶扣的按鈕的一個實施例的透視圖。
圖8是圖7所示按鈕的仰視圖。
圖9是按鈕的另一實施例的透視圖。
圖10是彈出器的彈簧墊塊的透視圖。
圖11是按鈕和下板的裝配圖，表示出了按鈕頸部是如何與下板的跟部嚙合的。
圖12是包括上板和下板的導向件的透視圖。
圖13是帶扣機構的透視圖，示出了織物帶是如何連在帶扣上的。
圖14是導向件另一實施例的透視圖。
圖15是圖14所示導向件從另一方向看去的透視圖。
圖16是表示掛鉤彈簧如何在掛鉤上起作用的透視圖。
具體實施例方式
現參考圖1，圖中以分解視圖的方式示出了根據本發(fā)明的帶扣機構100的不同部件。根據本發(fā)明的帶扣機構100包括下板110和上板120、兩個掛鉤130、兩個舌片元件140、一個按鈕150、一個按鈕復位彈簧160、兩個掛鉤彈簧170、一個聯(lián)結銷180和可選的兩個彈出彈簧190以及兩個彈出彈簧墊塊195。帶扣機構100被放置在由上殼體210和下殼體220組成的外殼200內，參見圖2和圖14。
如圖3中清楚示出的，下板110具有一個基本平的中心部分111，其具有兩個從平板部分111相對兩側向上伸出的側壁112。該平板部分111還帶有兩個開口113用來容納兩個掛鉤130，和兩個溝槽114，其通向開口113，在需要時其用于容納可選的彈出彈簧190以及彈出彈簧墊塊195，將在下文對此進行解釋。下板110的側壁112在上緣上具有耳片或凸緣115，用于容納并固定上板120。在圖3中其左側端部上，側壁112還具有兩個對齊的外聯(lián)結銷孔116以容納聯(lián)結銷180。在各側壁112的左側上形成有一個跟部117，下文將對其目的進行解釋。
如在圖4中清楚示出的，上板120也大致為帶有一個形成了通道121的中間凹陷部分的平板。該通道121提供了垂直的內部導向壁122，用于在由上板120和下板110以及導向壁122和側壁112之間形成的腔128內導引舌片141，參見圖12。上板120還在通道121兩側上形成有兩個大致為圓形的凹處123以容納掛鉤彈簧170。上板120在圖1所示的面朝下的側面上具有槽124，與下板110上的槽114類似，也是在需要時用于容納可選的彈出彈簧190和彈出彈簧墊塊195。上板120的兩側都具有用來與下板上相應的耳片115嚙合的耳片125，從而使上板120固定連接在下板110的頂部。
參考圖5，掛鉤130為U形部件，其中各掛鉤130的下支腿131具有一個肩部132，用來與舌片140的相應舌部141嚙合連接(參見圖6)。各掛鉤130的另一個支腿133具有凹口134用來容納掛鉤彈簧170，如圖17所示。各掛鉤130的各連接板135上形成有一個聯(lián)結銷孔136用以容納聯(lián)結銷180。在支腿131、133之間形成的狹谷中，朝向圖5中右側的邊緣上形成有一個頸部137，用以接收可選的彈出彈簧190。
參考圖6，舌片元件140包括部分鑲鑄有其它材料的舌部141，該材料優(yōu)選為一種聚合材料，其用于支撐安全帶的織物帶105，參見圖13。該舌部141優(yōu)選由鋼制成且通常為V形。各舌部141的一個支腿上形成有一個用來連接掛鉤130的開口142。各舌部141的另一個支腿上形成有一個狹長的縫143，用來接收座椅安全帶的織物帶105。帶有狹縫143的支腿通常由鑲鑄材料覆蓋。
如圖7所示，用于開啟帶扣機構100的按鈕150或者脫扣裝置具有一個朝上的圓形的(也可以是橢圓形、矩形或其它任意要求的形狀)平板部分151。腿部152整體形成在平板部分151的相對側上，其中腿部152向側下方延伸(還可參見圖1)。腿部152基本是平的，垂直伸出并具有兩個相對的中心聯(lián)結銷孔153以容納聯(lián)結銷180。平板部分151在向下的一側上具有一個大致平的部分154，如圖8中清楚示出的，其用來在開啟帶扣機構100的過程中與掛鉤130嚙合。按鈕150在朝下的側面上設計有一個按鈕復位彈簧支座155，如圖8從下方示出的，其用來將按鈕復位彈簧160固定在按鈕150上。此外，按鈕150具有頸部156，當該頸部與跟部117接觸時其可作為阻止按鈕150向上轉動的擋塊。這在圖11中A處進行了最清楚的表示。
現再回過頭來參考圖1，按鈕復位彈簧160大致為圓柱形，而掛鉤彈簧170略呈圓錐形，以使掛鉤130不與掛鉤彈簧170發(fā)生干涉從而具有較大的行程。
聯(lián)結銷180為圓柱形，其外徑被制成與下板110、掛鉤130和按鈕150上的聯(lián)結銷孔116、136、153的內徑大致相同。該聯(lián)結銷還可以用于支承分叉織物帶(crotch belt)105，參見圖13。
可選的彈出彈簧190大致為圓柱形。該彈出彈簧190用于在按下按鈕150后將舌片元件140從帶扣機構100上彈出。
參見圖10，可選的彈出彈簧墊塊195具有一個朝向彈出彈簧190的圓柱形部分196，和兩個與舌部141的端面嚙合連接的、平的端部197，該舌片141朝向圖1及圖6中的左側。該彈出彈簧墊塊195優(yōu)選由一種聚合材料制成。該舌片元件140的舌部141與彈出彈簧墊塊195嚙合，從而借其與掛鉤130連接。
由于這些彈出彈簧190和彈出彈簧墊塊195不影響帶扣機構的鎖定功能，因而其可以被去掉。
如圖2所示，外殼200包括一個上塑料殼體210和一個下塑料殼體220，其可以通過螺釘、鉚釘、粘合劑、超聲波焊接、塑料搭扣連接(plastic snapconnecting)或其它類似方式安裝到帶扣機構100的外圍。
可選實施例上述優(yōu)選實施例不應看作是對本發(fā)明的限制。例如，舌部141的數量可以是一個、兩個或者更多。
在單舌片情況下上板120可以不設通道121。該舌片則需足夠寬從而可以由側壁112、下板110和上板120導引。內部導向壁122也可以設在下板110上或者作為一個單獨的部件插入并固定住。該導向件還可以通過壓模、擠出、模塑或其它類似方式制成一個單獨的部件，如圖14和15所示。
掛鉤130也可以剛性固定在聯(lián)結銷180上。這使得自發(fā)的鎖定成為不可能，除非聯(lián)結銷180在焊接到掛鉤130上之前或之后被分成兩個部分，且這兩個部分可以繞著一個外部軸或者內部軸樞轉。
按鈕150也可以被設計成如圖9所示的形式，其中起復位彈簧作用的按鈕復位彈簧160整體形成在按鈕150上。在此實施例中按鈕150具有彈簧支腿158，當裝配時其擱置在上板120的腿部125或者下殼體220上。這使得不再需要一個單獨的按鈕復位彈簧160。帶有該整體復位彈簧158的按鈕150也可以配備有單獨的按鈕復位彈簧160以增加所需的開啟力。為此，帶有整體復位彈簧158的按鈕150也可以具有按鈕復位彈簧支座155。
其它類型的彈簧裝置，例如片簧、聚合材料彈簧、流體彈簧或者類似物，也是可行的。
彈出彈簧墊塊195也可以設計成在打開帶扣后，將掛鉤130保持在開啟位置上。為此較硬的材料例如壓鑄合金或者鋼都是適合的材料。
承載部件的優(yōu)選材料是較硬的鋼，但其它材料也是可行的，例如鋼合金、鈦、壓鑄合金(鋅，鋁)、聚合材料等不會根本改變設計部件或機構的功能的材料。按鈕150和外殼200優(yōu)選由聚合材料制成，但也可以由鋼、壓鑄合金等制成。
裝配上板120安裝在下板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的組件稱作導向件230。將掛鉤130置于上板120的通道121的一側，與下板110的開口113對齊以容納掛鉤130的肩部132，并在導向件230的兩側與掛鉤的支腿對齊。將可選的彈出彈簧190及彈出彈簧墊塊195或者只將可選的彈出彈簧190插入上板120和下板110之間，并由掛鉤130保持在適當的位置上。將按鈕復位彈簧160置于上板120之上，掛鉤彈簧170被置于其相應的凹陷處123。將掛鉤130置于與掛鉤彈簧170相連接的位置上。按鈕150被置于上板120上方、掛鉤130和按鈕復位彈簧160之上。將按鈕150、下板110和掛鉤130上的聯(lián)結銷孔116、136、153對齊以容納聯(lián)結銷180。將聯(lián)結銷180插進去并通過某種鎖定裝置例如外殼200、一個鎖緊環(huán)(圖中未示)將其鎖定在適當的位置上，或者通過鉚接。最后，將帶扣機構100置于下殼體210內，而將上殼體220置于帶扣機構100之上。將兩個殼體通過某種緊固裝置接合在一起。
優(yōu)選實施例是模塊化的，并且被設計成可以接受可選的零件，例如彈出彈簧190、彈出彈簧墊塊195以及一個附加的按鈕復位彈簧(整體的158或者外部的160)，但選擇這些零件取決于顧客個人，或者規(guī)章的要求。
操作帶扣機構100現已準備好以容納舌片元件140的舌部141。將舌部141插入上板120和下板110以及導向壁122和側壁112之間的腔128內。舌部141與掛鉤130的肩部132嚙合連接，并使其轉動大約5到10°。可以進一步按下舌部141，隨著掛鉤彈簧170將掛鉤130的肩部132推回其鎖定位置，在按到頂端處時掛鉤130的肩部132與舌部141的開口142嚙合。
掛鉤130可以自行轉動，而舌部141則可以自動進入。這在本領域稱作自鎖。
舌部141可以與可選的彈出彈簧190或者與可選的彈出彈簧190以及彈出彈簧195嚙合連接。彈出彈簧190的作用是在按下按鈕150將掛鉤130從舌部141的開口142中脫開時將舌部141自動彈出。
按下按鈕150通過平板部分154迫使掛鉤130轉動而最終與舌部141脫扣，從而打開帶扣機構100。
權利要求
1.一種帶扣機構(100)，其用在兒童安全座椅的安全帶系統(tǒng)中，包括一個具有至少一個內腔(128)的導向件(230)，其用于引導及容納舌片元件(140)的至少一個舌部(141)，至少一個與該至少一個舌部(141)嚙合連接并鎖定的掛鉤(130)，和用于將該至少一個掛鉤從該至少一個舌部(150)上脫扣的脫扣裝置，其特征在于該至少一個掛鉤(130)是可以樞轉的并與一個聯(lián)結銷(180)連接，一個安全帶織物帶(105)連接在該聯(lián)結銷上，另一個織物帶(105)以本領域公知的方式連接在至少一個舌片元件(140)上，并且該至少一個掛鉤(130)與該至少一個舌部(141)嚙合連接，織物帶(105)通過該機構(100)的力傳遞部分只包括該至少一個舌部(141)、該至少一個掛鉤(130)和該聯(lián)結銷(180)。
2.根據權利要求1所述的帶扣機構(100)，其特征在于該至少一個掛鉤(130)與該聯(lián)結銷(180)樞轉連接。
3.根據權利要求1或2所述的帶扣機構(100)，其特征在于具有至少兩個掛鉤(130)。
4.根據權利要求3所述的帶扣機構(100)，其特征在于該至少兩個掛鉤(130)可以繞著該聯(lián)結銷(180)相互獨立地轉動。
5.根據權利要求3所述的帶扣機構(100)，其特征在于該至少兩個掛鉤(130)被剛性固定到該聯(lián)結銷(180)上。
6.根據權利要求3所述的帶扣機構(100)，其特征在于該聯(lián)結銷(180)被分成至少兩部分，其中各聯(lián)結銷部分被剛性地固定在各該至少兩個掛鉤(130)上，從而構成了至少兩個可繞著一個外軸或內軸樞轉的部分(180+130)。
7.根據前面任意一個權利要求所述的帶扣機構(100)，其特征在于該導向件(230)包括一個下板(110)和一個上板(120)。
8.根據權利要求7所述的帶扣機構(100)，其特征在于該導向件(230)具有側壁(112)，其用于與下板(110)和上板(120)一同構成至少一個內腔(128)，以導引至少一個舌片元件(140)的至少一個舌部(141)。
9.根據權利要求8所述的帶扣機構(100)，其特征在于該導向件(230)具有內部導向壁(122)，用于與側壁(112)一起來提供至少兩個內腔(128)，以導引至少一個舌片元件(140)的至少兩個舌部(141)。
10.根據權利要求1-6的任意一個所述的帶扣機構(100)，其特征在于該導向件(230)由壓鑄金屬或聚合材料制成一個整體部件。
11.根據權利要求10所述的帶扣機構(100)，其特征在于該導向件(230)具有至少一個內腔(128)，以導引至少一個舌片元件(140)的至少一個舌部(141)。
12.根據權利要求11所述的帶扣機構(100)，其特征在于該導向件具有內部導向壁(122)，用于提供至少兩個內腔(128)以導引至少一個舌片元件(140)的至少兩個舌部(141)。
13.根據前面任意一個權利要求所述的帶扣機構(100)，其特征在于脫扣裝置包括一個按鈕(150)，用以將該至少一個掛鉤(130)從該至少一個舌部(141)上脫開。
14.根據權利要求13所述的帶扣機構(100)，其特征在于該按鈕(150)與該聯(lián)結銷(180)樞轉連接。
15.根據權利要求13或14所述的帶扣機構(100)，其特征在于該按鈕(150)具有一個外部的復位彈簧(160)。
16.根據權利要求13或14所述的帶扣機構(100)，其特征在于該按鈕(150)具有一個整體形成在其上的復位彈簧(158)。
17.根據權利要求16所述的帶扣機構(100)，其特征在于該按鈕的整體復位彈簧是由至少一個彈簧支腿(158)構成的，該彈簧支腿鄰接該導向件(230)或者位于包含該帶扣機構(100)的殼體(200)上。
18.根據權利要求15或16所述的帶扣機構(100)，其特征在于該按鈕(150)同時具有一個整體復位彈簧(158)和一個外部按鈕復位彈簧(160)。
19.根據前面任意一個權利要求所述的帶扣機構(100)，其特征在于具有至少一個掛鉤彈簧裝置(170)，用來在將該至少一個舌部(141)推至其鎖止位置時，將該至少一個掛鉤(130)偏壓至一個鎖止位置。
20.根據權利要求19所述的帶扣機構(100)，其特征在于具有至少一個獨立的彈簧裝置(170)，用于在將該至少一個舌部(141)推至其鎖止位置時，將各該至少兩個掛鉤(130)均偏壓至鎖止位置。
21.根據權利要求19或20所述的帶扣機構(100)，其特征在于具有只作用在該帶扣機構(100)的內部金屬部件上的掛鉤彈簧裝置(170)。
22.根據權利要求19、20或21所述的帶扣機構(100)，其特征在于該掛鉤彈簧裝置(170)為鋼絲彈簧。
23.根據權利要求22所述的帶扣機構(100)，其特征在于該掛鉤彈簧裝置(170)為圓錐形的鋼絲彈簧。
24.根據前面任意一個權利要求所述的帶扣機構(100)，其特征在于僅僅通過該聯(lián)結銷(180)、該至少一個掛鉤(130)、該掛鉤彈簧裝置(170)、該導向件(230)和該脫扣裝置(150)變成自足式。
25.根據前面任意一個權利要求所述的帶扣機構(100)，其特征在于包括彈出彈簧(190)，用于在將該至少一個掛鉤(130)從該至少一個舌部(141)上脫開時，偏壓該至少一個舌部(141)從該至少一個內腔(128)脫離。
26.根據權利要求25所述的帶扣機構(100)，其特征在于包括至少一個彈出彈簧墊塊(195)，其在鎖定操作過程中插在該至少一個彈出彈簧(190)與該至少一個舌部(141)之間。
27.根據權利要求26所述的帶扣機構(100)，其特征在于該至少一個彈出彈簧墊塊(195)由位于導向件(230)上的槽(114、124)導引。
28.根據權利要求1所述的帶扣機構(100)，其特征在于一個外殼(200)，該外殼包括一個上殼體(210)、一個下殼體(220)并包含該帶扣機構(100)，該外殼(200)和該帶扣機構(100)一同構成了一個帶扣。
全文摘要
一種帶扣機構(100)，其用在兒童安全座椅的安全帶系統(tǒng)中，包括一個具有至少一個內腔(128)的導向件(230)，其用于引導及容納舌片元件(140)的至少一個舌部(141)，至少一個與該至少一個舌部(141)嚙合連接并鎖定的掛鉤(130)，和用于將該至少一個掛鉤(130)從該至少一個舌部(141)上脫扣的脫扣裝置(150)。該帶扣機構(100)還具有至少一個掛鉤(130)其可以樞轉并與一個聯(lián)結銷(180)連接，一個織物帶(105)連接在該聯(lián)結銷上，另一個織物帶(105)以本領域公知的方式連接在該至少一個舌片元件(140)上。并且該至少一個掛鉤(130)與該至少一個舌部(141)嚙合連接，織物帶(105)通過該機構(100)的力傳遞部分只包括至少一個舌部(141)、至少一個掛鉤(130)和聯(lián)結銷(180)。
文檔編號A44B11/25GK1650768SQ20041010056
公開日2005年8月10日 申請日期2004年10月24日 優(yōu)先權日2003年10月24日
發(fā)明者R·卡爾松 申請人:肯德里昂·霍姆伯格斯股份公司