TWI741910B

TWI741910B - 用於安全帶裝置的拉緊裝置

Info

Publication number: TWI741910B
Application number: TW109144409A
Authority: TW
Inventors: 黃呈誌; 王建欽; 蔡承哲
Original assignee: 全興創新科技股份有限公司
Priority date: 2020-12-14
Filing date: 2020-12-14
Publication date: 2021-10-01
Also published as: TW202222616A

Abstract

一種用於安全帶裝置的拉緊裝置，主要係由一輸送管、一氣體產生器以及一通風活塞所構成，其中，該通風活塞的一高壓端受有一推壓流而使該通風活塞產生一推進動力而高速前進，該推壓流同時使一減壓孔與一通氣孔的出口端產生一噴射流，該噴射流經由該減壓孔保持該通風活塞於高速前進的平均流向，同時使該通風活塞與該傳遞通道的兩個表面被一層流體隔離而降低摩擦並使該通風活塞能保持高速前進。

Description

用於安全帶裝置的拉緊裝置

本發明係關於一種用於安全帶裝置的拉緊裝置，特別是指一種通風活塞的該高壓端在該自由空間受有該推壓流而使該通風活塞產生一推進動力而高速前進，該減壓孔與該通氣孔則會相對應地體積膨脹同時使該通風活塞整體產生體積變形以用於安全帶裝置的拉緊裝置。

習用用於安全帶裝置的拉緊驅動器係如公告第CN106166996A號專利案，其主要構成特徵為：該拉緊驅動器具有：氣體發生器(40)、驅動輪(50)和輸送管(60)，該輸送管將氣體發生器(40)和驅動輪(50)連接，其中，在輸送管(60)中於氣體發生器(40)與驅動輪(50)之間存在有至少一個推送體(70，71)，所述推送體在氣體發生器(40)觸發之後被加速並且對驅動輪(50)進行驅動。根據本發明設置的是，在推送體(70，71)與氣體發生器(40)之間存在固定元件(200)，該固定元件支撐在輸送管(60)的內壁(61)上。

習用用於安全帶裝置的拉緊裝置之現有技術，如公告第CN1371331A、CN101492038A、CN101687489A、 CN103068642A、CN106166996A、DE19602549A1、JP2002012127A、JP2003200240A、KR20020022732A、KR20100025580A、KR101252219B1、US6612514B1、US2010181408A1、US6419176B1、US2016114762A1、WO0100460A1、WO03104050A1、WO2007065563A1、WO2008058580A1、WO2009000417A1、WO2018198829A1、WO2020011621A1、WO2010121746A1、WO2013156122A1、WO2014194993A1、WO2015037485A1、WO2015185052A1、WO2016050675A1號專利案的問題；

在本發明的系統架構簡單，能使一通風活塞能承受一膨脹壓力與一推壓流而緊閉該輸送管，且該通風活塞與該傳遞通道的兩個表面被一層噴射流流體隔離而降低摩擦並使該通風活塞能保持高速前進，相當實用化。

本發明之目的即在於提供一種用於安全帶裝置的拉緊裝置，其提供一通風活塞可使排氣時保持一輸送管內流體的壓力平衡與穩定。

可達成上述發明目的之用於安全帶裝置的拉緊裝置，包括有：

一輸送管，係由一前端、一傳遞通道、一斜口、一彈射器以及一尾端所構成，該尾端係固設有二單向元件，且二單向元件之間形成一通路以具有可靠的單向傳動使用性；

一氣體產生器，係組設在該輸送管的該前端，用以產生一高壓氣體在該傳遞通道提供高倍放大的一膨脹壓力與一推壓流；

一通風活塞，係組設在該輸送管的該傳遞通道並與該氣體產生器保持一自由空間，該通風活塞設有一高壓端以一周圍與該輸送管的一內徑保持壓緊配合，該高壓端上設有複數減壓孔連通複數凹面以及複數通氣孔連通一低壓端，該低壓端提供以容設一剛體於所設有的一容置空間內，該推壓流的一第一體積流進入該減壓孔則會使該減壓孔因高壓膨脹，同時使該通風活塞的下半部產生體積膨脹與體積變形進而使一外表面產生立體膨脹而膨脹配合於該傳遞通道內，該推壓流的該第一體積流進入該減壓孔的該出口端產生一第一噴射流，該第一噴射流進入該凹面與一斜面共同形成平均流域面積中，以構成保持該通風活塞於該傳遞通道內高速前進的平均流向。

1:安全帶捲軸

11:插孔

12:立體空間

13:聯結軸

14:收集盒

2:固定器

21:內側凸面

22:外側凸面

23:表面輪廓

24:橫向輪廓

25:第一導引輪廓

26:開口

27:第二導引輪廓

28:外緣

291:驅動輪

292:圓槽

293:環槽

3:輸送管

31:前端

32:傳遞通道

33:斜口

34:彈射器

35:尾端

36:穿孔

37:單向元件

38:通路

39:內環

4:氣體產生器

41:推壓流

42:第一體積流

43:第二體積流

44:第一噴射流

45:第二噴射流

46:橫向推力

47:彈簧

5:通風活塞

51:高壓端

521:減壓孔

522:出口端

531:通氣孔

532:出口端

533:通道

541:外表面

542:周圍

551:外徑

552:凹面

553:斜面

56:低壓端

6:剛體

61:作用面

62:頂面

63:圓形凸部

7:傳動元件

8:導向器

81:破碎裝置

82:凸實體

9:保持器

91:塞孔

92:圓孔

93:渦形彈簧

94:操作空間

95:環形空間

96:側蓋

97:螺栓

圖1為本發明用於安全帶裝置的拉緊裝置之頂面立體視圖；

圖2為該安全帶捲軸、該驅動輪以及該輸送管之立體視圖；

圖3為該用於安全帶裝置的拉緊裝置之頂面立體分解視圖；

圖4為該安全帶捲軸之底面立體視圖；

圖5為該驅動輪的側視圖；

圖6為該固定器第一視角的立體視圖；

圖7為該固定器第二視角的立體視圖；

圖8為圖7的該固定器與該驅動輪結合後的立體視圖；

圖9為該輸送管的立體視圖；

圖10為該輸送管、該固定器與該驅動輪結合後的立體視圖；

圖11為該輸送管、該固定器與該驅動輪結合後的左側視圖；

圖12為該輸送管、該固定器與該驅動輪結合後的右側視圖；

圖13為該輸送管的前視圖；

圖14為該導向器第一視角的立體視圖；

圖15為該導向器第二視角的立體視圖；

圖16為圖13之A-A剖面示意圖；

圖17為該通風活塞與該傳動元件受到該推壓流而高速前進時，該導向器會斷開該破碎裝置而從該破碎裝置分離之動作圖；

圖18為該導向器經過該輸送管之該彈射器再接觸該固定器其該第二導引輪廓而由該通路離開該尾端之動作圖；

圖19為該保持器其另一視角的立體視圖；

圖20為該通風活塞第一視角的立體分解視圖；

圖21為該通風活塞第二視角的立體分解視圖；

圖22為該通風活塞第三視角的立體視圖；

圖23為該通風活塞設置在該輸送管之局部剖面放大示意圖；

圖24為該通風活塞其該減壓孔受該第一體積流進入並推動該通風活塞之剖面示意圖；以及

圖25為該通風活塞受到該推壓流使該減壓孔與該通氣孔體積膨脹以及該低壓端產生體積變形之剖面示意圖。

請參閱圖1至圖3，本發明所提供之用於安全帶裝置的實施例的示意性組合圖與分解圖，包括有：一安全帶捲軸1、一固定器2、一驅動輪291、一保持器9以及一側蓋95所構成。

如圖3所示，本發明所提供的該拉緊裝置，主要包括有：呈微型氣體產生器形式的一氣體產生器4、將該氣體產生器4和該驅動輪291連接的彎曲的一輸送管3、一通風活塞5、多個傳動元件7和一導向器8形式的形成的推送體。該傳動元件7例如是球形的並且相對於該輸送管3並不密封並且在該氣體產生器4觸發之後由該通風活塞5來推進。該通風活塞5選持續地或暫時地優選在該氣體產生器4點火之後至少在一起始上升速率(initial climbout speed)的階段中密封該輸送管3。

該安全帶捲軸1其一端設有複數插孔11(slotting hole)，如圖4所示，其內所設有一立體空間12(cubical space)以容設有一聯結軸13(coupling shaft)，該聯結軸13為由一安全帶以一作用力(active force)帶動而順時針旋轉(clockwise rotation)。

如圖6與圖7所示，該固定器2(anchor)係具有一厚度(thickness)且形成複數內側凸面21(inboard convex)與複數外側凸面22(outboard convex)，為以該內側凸面21與該安全帶捲軸1的複數插孔11互相對位與固定，其內緣(inner edge)構成一表面輪廓23(surface profile)與二橫向輪廓24(horizontal profile)，其下緣(lower edge)構成一第一導引輪廓25(first guide profile)、一開口26(opening)以及一第二導引輪廓27(second guide profile)。

如圖2、圖5與圖8所示，該驅動輪291為與該聯結軸13連接，係以一環狀線(loop line)設置複數圓槽292(circular slot)，且該圓槽292的一內底(inner bottom)連通設置一環槽293(ring groove)，該驅動輪291係在該表面輪廓23間轉動，而該固定器2的二橫向輪廓24則裝配(fit up)於該環槽293，該環槽293的一槽寬(slot breadth)大於該橫向輪廓24的厚度以形成一鬆配合(loose fit)。

為更進一步說明一拉緊裝置，請參閱如圖9至圖18所示，包括：

該輸送管3(conveyor tube)為以內環39(inner race)被該固定器2的複數外緣28(outer edge)支撐，係由一前端31(dront end)、一傳遞通道32(transfer passage)、一斜口33(miter cut)、一彈射器34(catapult)以及一尾端35(tail end)所構成，該斜口33的一底面(bottom surface)係開設一穿孔36(perforation)，該尾端35係固設一單向變形限制裝置(unidirectional deformation limit device)，該單向變形限制裝置的直立方向(vertical direction)設有二單向元件37(unidirectional element)，且二單向元件37之間形成一通路38(passage way)以具有可靠的單向傳動使用性。

該氣體產生器4(gas generator)係組設在該輸送管3的該前端31，用以產生一高壓氣體(high pressure gas)在該傳遞通道32提供高倍放大(high-magnification)的一膨脹壓力(expansion pressure)與一推壓流41(piston flow)，該高壓氣體在該傳遞通道32產生數十倍或數百倍的一膨脹係數(expansion coefficient)。

該通風活塞5(ventilating piston)為由一塑性材料(plastic material)所製成，如圖20至圖24所示，為受到該推壓流41(或該膨脹壓力)而產生永久形變(permanent deformation)，係組設在該輸送管3的該傳遞通道32並與該氣體產生器4保持一自由空間(free-space)，該自由空間設有一彈簧47(spring)使該通風活塞5暫時與該氣體產生器4保持一距離，該通風活塞5設有一高壓端51(high pressure end)、一低壓端56(low pressure end)、一外表面541(external surface)以及形成於一外徑551(external diameter)的複數凹面552(concave side)，該外表面541之平均厚度為該外徑551之平均厚度的三分之一以下，該凹面552的一對邊(opposite side)為由一斜面553(declivity)所形成，如圖20至圖22所示，該斜面553用以對一第一噴射流44(first jet flow)產生平均流速(average velocity)與平均流量(average flow)，使該凹面552與該斜面553共同形成一平均流域面積(mean basin area)；

複數傳動元件7係組設在該輸送管3的該傳遞通道32，為由一金屬材料(metallic material)所製成，為受到該推壓流41使該通風活塞5的該低壓端56以該推進動力而高速前進；

如圖14至圖16所示，該導向器8(guider)組設在該輸送管3的該斜口33，為由一金屬材料(metallic material)所製成，係由一破碎裝置81(broken device)與該輸送管3的該穿孔36暫時接合(temporary joint)，如圖17所示，當該通風活塞5與該傳動元件7受到該推壓流41而高速前進時，該導向器8會斷開(disconnect)該破碎裝置81而從該破碎裝置81分離，使該導向器8以一凸實體82(convex solid)藉由該固定器2其第一導引輪廓25前進至該固定器2其該開口26處之該驅動輪291的該環槽293；

如圖18所示，該導向器8進而經過該輸送管3之該彈射器34再接觸該固定器2其該第二導引輪廓27而由二單向元件37之間的該通路38離開該輸送管3之該尾端35，以藉由該單向元件37阻擋離開該尾端35之該傳動元件7再次進入該輸送管3；

當該傳動元件7以推進動力與該導向器8同步經過該彈射器34時，後方的該傳動元件7亦受該第一導引輪廓25引導而同時進入該固定器2其該開口26處之該驅動輪291的該圓槽292，以對該圓槽292施以一反作用力(reaction force)而使該驅動輪291以反時針旋轉(counter clockwise rotation)，以限制該聯結軸13轉動；

其中，該彈射器34與該開口26處之該驅動輪291的該圓槽292其距離小於該傳動元件7的一外徑551，故當該傳動元件7經過此處時，該傳動元件7會對該彈射器34下壓產生一彈性變形(lastic deformation)，其後該彈射器34以該彈性變形的一回復力(restoring force)將該傳動元件7壓入該開口26處之該驅動輪291的該圓槽292，以確保該傳動元件7能進入該圓槽292施以該反作用力。而離開該輸送管3之該尾端35的於該傳動元件7則由設置於該尾端35出口端的一收集盒14收集。

如圖3與圖19所示，該保持器9(retainer)其內側設有複數塞孔91(plug hole)、一圓孔92(circular hole)、一渦形彈簧93(volute spring)，為以該固定器2的該外側凸面22與複數插孔11互相對位與固定，並以具有一深度(depth)的一操作空間94(operating space)將該固定器2與該輸送管3的該斜口33、該彈射器34以及該尾端35覆蓋，其中，該操作空間94的該深度大於該固定器2的該厚度，再以一環形空間95(annular space)(圖中未顯示)提供連接該驅動輪291的該聯結軸13穿過該圓孔92後與該渦形彈簧93的內周側之一端固定裝著，而該渦形彈簧93的外周側之另一端係被固定裝著於該環形空間95。

如圖1與圖3所示，該側蓋96(side cover)為以固定該保持器9與該渦形彈簧93，再以二螺栓97將該側蓋96結合於該安全帶捲軸1。

如圖3、圖20與圖23所示，該高壓端51以一周圍542(ambient)與該輸送管3的一內徑(bore diameter)保持壓緊配合(force fit)，該高壓端51上設有複數減壓孔521(pressure relief vent)連通該凹面552以及複數通氣孔 531(air vent)連通該低壓端56，該低壓端56提供以容設一剛體6(rigid body)於所設有的一容置空間內，該剛體6設置於該容置空間內並位於該低壓端56上，且該剛體6之一圓形凸部63可確保該剛體6可緊密抵頂該剛體6所置放之該低壓端56，不會因該低壓端56產生多形變化時，該剛體6所置放的位置因而變化。而該剛體6的一頂面62(top surface)具有頂面弧度(top surface camber)，該通風活塞5受有該推壓流41而於該傳遞通道32內高速前進時，該頂面62能使第一顆傳動元件7(transmission element)與該剛體6位置保持(station keeping)。

如圖24所示，該高壓端51在該自由空間(圖中未顯示)受有該推壓流41而使該通風活塞5產生一推進動力(thrust power)而高速前進(high speed ahead)，該減壓孔521與該通氣孔531受該推壓流41其局部流體的一第一體積流42(first volume flow)與一第二體積流43(second volume flow)進入，此時，若複數傳動元件7對應在該剛體6的反力(reaction force)小於該推壓流41時，該減壓孔521位於該外表面541處之平均厚度為該外徑551之平均厚度的三分之一以下，該推壓流41的該第一體積流42進入該減壓孔521則會使該減壓孔521因高壓膨脹(high-pressure expansion)，同時使該通風活塞5的下半部產生體積膨脹(volume expansion)與體積變形(volume deformation)進而使該外表面541產生立體膨脹(cubic expansion)而膨脹配合(expansion fit)於該傳遞通道32內，該推壓流41的該第一體積流42進入該減壓孔521的該出口端522產生該第一噴射流44，該第一噴射流44進入該凹面552與該斜面553共同形成平均流域面積中，以構成保持該通風活塞5於該傳遞通道32內高速前進的平均流向(mean direction of flow)。

如圖25所示，該通氣孔531受該剛體6密閉的功能為一安全閥(safety valve)的功能，該通氣孔531內的該第二體積流43或一第二噴射流45(second jet flow)的推力小於複數傳動元件7對應在該剛體6的反力，因而使該通氣孔531處於常閉狀態；若，該減壓孔521的該第一噴射流44無法順利由該出口端522排出時，則會由該第二體積流43通過該通氣孔531朝向一作用面61(acting surface)排放該第二噴射流45來防止該傳遞通道32毀損的一安全閥設計；

該高壓端51在該自由空間(圖中未顯示)受有該推壓流41而使該通風活塞5產生該推進動力而高速前進，該減壓孔521與該通氣孔531受該推壓流41其局部流體的該第一體積流42與該第二體積流43進入，若該外徑551與該傳遞通道32過於密閉，使進入該減壓孔521的該第一體積流42於該出口端522無法排出該第一噴射流44時，該第一體積流42與該第二體積流43依舊會使該減壓孔521與該通氣孔531相對應地體積膨脹同時該通風活塞5整體產生體積變形進而使該外表面541與該外徑551立體膨脹而膨脹配合於該傳遞通道32內，該第一體積流42與該第二體積流43同時使該減壓孔521與該通氣孔531的出口端522,532產生該第一噴射流44與該第二噴射流45；此時，微量的該第一體積流42會進入該減壓孔521，大量的該第二體積流43會進入該通氣孔531，使該通氣孔531其出口端532的該第二噴射流45流量大於該減壓孔521其出口端522的該第一噴射流44數倍，故，該通氣孔531其出口端532的該第二噴射流45會對該低壓端56的該外徑551施予一橫向推力68(lateral thrust)，該橫向推力68使該外徑551立體膨脹而膨脹配合於該傳遞通道32內，因該外徑551之平均厚度改變不大，故該剛體6與該外徑551之間形成一通道533來保持該傳遞通道32的壓力平衡。

綜上所述，本案不但在空間型態上確屬創新，並能較習用物品增進上述多項功效，應已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。