卷轴组件的制作方法

1.本发明涉及一种安全带系统的织带卷收器或重型轮椅的轮椅固定器等，尤指该织带卷收器或轮椅固定器中连接织带的卷轴组件。


背景技术：

2.在交通载具的安全带系统中，为了确保交通载具的驾驶或乘客的安全，安全带系统中，系在驾驶或乘客的身上的织带皆连接着织带卷收器，借以在紧急时，对连接于织带卷收器的卷轴组件上的织带产生锁定作用，使织带处于受力被张紧的状态，而将驾驶或乘客的身体予以固定。
3.现有织带卷收器中，用以于连接织带且被制动组件予以锁定的卷轴组件，如图8至图10所示，其组成构造系包括轴杆60、同轴套设于轴杆60外侧的轴管70以及固接于轴杆60与轴管70组合的轴向两端的二棘齿轮80，并以轴管70连接织带，棘齿轮80能被制动组件予以锁定及解锁。现有织带卷收器应用于一般机动车辆中对驾驶或乘客提供安全防护的安全带系统中，织带卷收器中的卷轴组件的机械强度可以满足织带施加于轴管的负载需求。
4.但是，当现有卷轴组件应用于交通载具中作为重型轮椅高负载的束缚固定用途的轮椅固定器时，尤其是交通载具发生碰撞的过程中，现有卷轴组件的机械强度是不足够的，并易于发生故障。因为卷轴组件的轴管所连接的织带处于受力被张紧状态，织带施加于轴管的负载，包括有径向负载、线性负载、扭矩及弯曲等，如图11及图12所示，显示作用于卷轴组件的轴管70在不同位置的径向负载，其中的径向作用力由轴管70本身及其端部固接棘齿轮80的固定凸片71所承受；如图13及图14所示，显示作用于卷轴组件的轴管70在不同位置的线向负载，其中的线性作用力系由轴杆60和轴管70的固定凸片71的组合共同承受；如图15所示，显示作用于卷轴组件的轴管70上的扭矩状态，所述扭矩负载系由轴管70的固定凸片71承受；如图16所示，显示卷轴组件的轴管70承受弯曲负载的状态。
5.由上述内容可知，施加于卷轴组件的径向作用力在轴管端部连接棘齿轮的固定凸片产生的应力，不同于线性作用力在轴管端部连接棘齿轮的固定凸片产生的应力，其中，如图11及图12所示，径向作用力在轴管70产生的剪切应力是沿着轴管70周边概呈均匀分布状态，例外的是，现有轴管70大多选用有缝管件，应力较大的区域是位于轴管70两端朝向轴向缝隙72的区域。
6.至于线性作用力在轴管产生的剪切应力主要是位于织带施力于轴管的拉力方向相反的一侧，如图13及图14所示，在拉力方向朝上时，剪切应力位于轴管的下半部，且剪切应力随着轴管的轴向缝隙的位置相对于织带的距离而变化，如图13所示的轴管下半部以两个固定凸片承受，每一固定凸片承受的应力较大，如图14所示的轴管下半部以三个固定凸片承受，每一固定凸片承受的应力较小。
7.由前述织带张紧状态下的卷轴组件所承受的应力分析说明中可以看出，轴管的轴向两端的固定凸部与棘齿轮的轮板部之间的固接构造，对卷轴组件的机械强度是否足以承受负载的能力具有十分重要的地位。
8.惟观现有卷轴组件的组成构造，其轴管端部的多个固定凸片铆设固定于棘齿轮的轮板部后，轴管的本体与轴向两端的固定凸片之间的衔接部无法获得实质性的支撑，即便再以焊接手段进一步将铆设于棘齿轮的固定凸片予以与轮板部外板面熔接结合一体，棘齿轮仍然仅以轮板部位于轴杆与轴管的固定凸片间的支撑部径向位置支撑固定凸片，如图10所示，亦即作用于所述轴管的固接凸片位于内板面与支撑部的剪力线l1位置是位于垂直轴杆的中心轴线处，受力负载的横截面的面积偏小。因此，当现有卷轴组件应用于高负载的重型轮椅的轮椅固定器时，重型轮椅受力而通过张紧的织带对现有卷轴组件的轴管产生的负载，易使棘齿轮与轴管固接部位之间的单位面积所承受的应力偏大，使现有卷轴组件的机械强度可能不足以承受重型轮椅受力产生的高负载，以致轮椅固定器的卷轴组件易发生变形或断裂等情况，对此有必要对卷轴组件的构造进行改良。


技术实现要素：

9.本发明所要解决的技术问题是：提供一种卷轴组件，解决现有织带卷收器的卷轴组件的机械强度，难以在交通载具作为重型轮椅束缚固定的机构中承受高负载的技术问题。
10.本发明所提出的技术解决方案是：提供一种卷轴组件，其包括一轴杆、一轴管以及两棘齿轮，该轴管同轴套设于该轴杆的外侧，该轴管内周壁与该轴杆的外周壁之间具有一间距，该两棘齿轮包括一轮板部以及环列于该轮板部周缘的多个棘齿，该轴杆与该轴管的结合的轴向两端分别穿设固接该两棘齿轮的轮板部，该两棘齿轮的轮板部相向的一侧为一内板面；
11.该两棘齿轮的所述轮板部各具有一强化支撑构造，所述强化支撑构造位于该轴杆的外周壁与该轴管的内周壁之间，所述强化支撑构造与所述内板面偏位，该二棘齿轮分别沿着所述内板面延伸且垂直于该轴杆的中心轴线的一参考平面通过所述强化支撑构造。
12.如上所述的卷轴组件中，所述强化支撑构造为环绕于该轴杆外围的一支撑环体，所述支撑环体面向该轴管中间方向的一侧面相对于该轮板部的内板面偏位。
13.如上所述的卷轴组件中，该轴管的轴向两端分别形成间隔排列的多个固接凸片部；该二棘齿轮的所述轮板部具有位于所述轮板部的中心位置的一中心轴孔、位于该中心轴孔外周围的一支撑区，以及分布设置于该支撑区外周围的多个固接孔，该多个固接孔的孔缘邻接该支撑区的外周缘，该轴杆的两端分别穿设固接于该二棘齿轮的中心轴孔中，该轴管的两端的该多个固接凸片部分别穿设固接于该二棘齿轮中位置对应的固接孔中，所述强化支撑构造的支撑环体位于所述支撑区且邻接该轴杆与该轴管的所述固接凸片部。
14.如上所述的卷轴组件中，所述强化支撑构造包括分布于该轴杆外围的多个个支撑块，每一所述支撑块面向该轴管中间方向的一侧面与相对于该轮板部的内板面偏位，每一所述支撑块抵接该轴杆与该轴管。
15.如上所述的卷轴组件中，该轴管的轴向两端分别形成间隔排列的多个固接凸片部；该二棘齿轮的所述轮板部具有位于所述轮板部的中心位置的一中心轴孔、位于该中心轴孔外周围的一支撑区，以及分布设置于该支撑区外周围的多个固接孔，该多个固接孔的孔缘邻接该支撑区的外周缘，该轴杆的两端分别穿设固接于该二棘齿轮的中心轴孔中，该轴管的两端的该多个固接凸片部分别穿设固接于该二棘齿轮中位置对应的固接孔中，所述
强化支撑构造的每一所述支撑块位于所述支撑区且分别位于该轴管的位置对应的所述固接凸片部与该轴杆之间。
16.如上所述的卷轴组件中，该轴管外周面形成止滑面。
17.本发明卷轴组件应用于安全带系统的织带卷收器或重型轮椅的轮椅固定器时，其达成的有益功效如下：
18.1、具备承受高负载的机械强度：本发明卷轴组件利用同轴组设的轴杆与轴管组合的轴向两端的棘齿轮于轮板部固接轴管与轴杆之间的区段设置强化支撑构造，利用强化支撑构造相对于棘齿轮的内板面偏位，沿着内板面延伸且垂直于该轴杆的中心轴线的参考平面通过强化支撑构造的构造，有效地将作用在轴管的负载分布在更大面积的横截面上，降低棘齿轮与轴管之间单位面积所承受的应力，使卷轴组件具备承受更高负载的机械强度。
19.2、易于在卷轴组件制程中完成强化支撑构造：承上所述，本发明卷轴组件是利用两棘齿轮分别于固接轴管与轴杆之间部分设置强化支撑构造，并使强化支撑构造相对棘齿轮的内板面偏位的构造而形成，因此，所述强化支撑构造能在棘齿轮与轴杆、轴管轴向端部铆合的固接加工步骤中，借由冲床的铆压手段来完成，故在卷轴组件制程中能够轻易完成所述强化支撑构造。
20.本发明卷轴组件还可进一步利用轴管外周面形成粗糙的止滑表面，确保轴管与织带末端结合的稳固性，使织带能平整且呈均力状态地对轴管施加负载。
附图说明
21.图1:本发明卷轴组件的第一优选实施例的端视平面示意图。
22.图2:图1所示卷轴组件第一较佳实施侧于割面线a-a位置的侧视局部剖面示意图。
23.图3:图2的局部放大示意图。
24.图4:本发明卷轴组件的第二优选实施例的端视平面示意图。
25.图5:图4所示卷轴组件第二较佳实施侧于割面线b-b位置的侧视剖面示意图。
26.图6:图5的局部放大示意图。
27.图7:具有本发明卷轴组件的织带卷收器应用于束缚固定重型轮椅的使用状态参考图。
28.图8:现有卷轴组件的端视平面示意图。
29.图9:图8现有卷轴组件于割面线c-c位置的侧视剖面示意图。
30.图10:图9的局部放大示意图。
31.图11:作用于现有卷轴组件的轴管在不同位置的径向负载的示意图(一)。
32.图12:作用于现有卷轴组件的轴管在不同位置的径向负载的示意图(二)。
33.图13:作用于现有卷轴组件的轴管在不同位置的线向负载的示意图(一)。
34.图14:作用于现有卷轴组件的轴管在不同位置的线向负载的示意图(二)。
35.图15:作用于现有卷轴组件的轴管上的扭矩状态的示意图。
36.图16:作用于现有卷轴组件的轴管承受弯曲负载的状态的示意图。
37.附图标号简单说明：
38.1:卷轴组件
39.10:轴杆
40.100:中心轴线
41.20:轴管
42.21:固接凸片部
43.22:止滑面
44.30:棘齿轮
45.31:轮板部
46.31a:内板面
47.31b:外板面
48.310:参考平面
49.311:中心轴孔
50.312:支撑区
51.313:固接孔
52.32:棘齿
53.33a:强化支撑构造
54.33b:强化支撑构造
55.331:支撑环体
56.332:支撑块
57.d1:支撑环体面向轴杆中央的侧面与轮板部的内板面的偏位距离
58.d2:撑块面向轴杆中央的侧面与轮板部的内板面的偏位距离
59.l:剪力线
60.2:重型轮椅
61.3:轮椅固定器
62.4:可调式固定机构
63.5:织带
64.l1:剪力线
65.60:轴杆
66.70:轴管
67.71:固定凸片
68.72:轴向缝隙
69.80:棘齿轮
70.90:织带
具体实施方式
71.以下配合图式及本发明的优选实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。
72.如图1及图4所示，其分别揭示本发明卷轴组件1的数种优选实施例，由这些附图中可以见及，该卷轴组件1包括一轴杆10、一轴管20以及二棘齿轮30。
73.如图1至图3以及图4至图6所示，该轴杆10为预定长度的圆形杆件，该轴杆10具有沿着该轴杆10长度方向延伸的一中心轴线100。
74.如图1至图3以及图4至图6所示，该轴管20为预定长度的圆形管件，该轴管20同轴套设于该轴杆10的外侧，该轴管20的内部直径大于该轴杆10的外部直径，该轴管20的内周壁与该轴杆10的外周壁之间具有一间距，该间距依据卷轴组件1的产品实际需求而设定。轴管20的轴向两端分别形成间隔排列的多个固接凸片部21。
75.如图1及图4所示的优选实施例中，该轴管20是选用金属板材弯曲形成圆形的有缝管件，所述有缝管件中形成一轴向延伸的缝隙，故邻近轴管20位于所述轴向延伸的缝隙位置的两相邻固接凸片部21之间的间距较宽，其余每二相邻固接凸片部21之间的间距较窄。如图2所示的优选实施例，该轴管20位于外周面还可形成粗糙化的止滑面22，增进轴管20的外周壁与织带之间连接的稳固性，使织带能平整且呈均力状态地对轴管20施加负载。
76.如图1至图3以及图4至图6所示，该二棘齿轮30分别固接于该轴管20与该轴杆10的组合的轴向两端，该二棘齿轮30包括一轮板部31以及环列于该轮板部31周缘的多个棘齿32，该二棘齿轮30的轮板部31相互面向的侧面定义为一内板面31a，该轮板部31的另一侧面为一外板面31b，所述内板面31a垂直于该轴杆10的中心轴线100，该二棘齿轮30分别定义沿着所述内板面31a延伸且垂直于该轴杆10的中心轴线100为一参考平面310，该二棘齿轮30的所述轮板部31各具有一强化支撑构造33a、33b，所述强化支撑构造33a、33b位于该轴杆10的外周壁与该轴管20的内周壁之间，所述强化支撑构造33a、33b与所述内板面31a偏位，且所述参考平面310分别通过所述强化支撑构造33a、33b。
77.如图3及图6所示，本发明卷轴组件1利用强化支撑构造33a、33b相对于棘齿轮30的内板面31a偏位，沿着内板面31a延伸且垂直于该轴杆10的中心轴线100的参考平面310通过强化支撑构造33a、33b的构造，使作用于所述轴管20的固接凸片部21位于内板面31a延伸至强化支撑构造33a、33b的内侧面之间的剪力线l位置产生偏斜而扩大横截面，故能有效地将作用在轴管20的负载分布在更大面积的横截面上，降低棘齿轮30与轴管20之间单位面积所承受的应力，相较于现有卷轴组件1，本发明的卷轴组件1具备能承受更高负载的机械强度。
78.基于前述的发明构思下，本发明卷轴组件1的所述强化支撑构造33a、33b可以多种具体可行的实施例予以实现。为便于本发明卷轴组件1的技术特征说明，以下结合图式揭示的优选实施例来说明，惟不以此为限。
79.如图1至图3以及图4至图6所示的优选实施例，该二棘齿轮30的所述轮板部31具有位于所述轮板部31的中心位置的一中心轴孔311、位于该中心轴孔311外周围的一支撑区312，以及分布设置于该支撑区312外周围的多个固接孔313，该多个固接孔313的内孔缘邻接该支撑区312的外周缘，该轴杆10的两端分别穿设固接于该二棘齿轮30的中心轴孔311中，该轴管20的两端的该多个固接凸片部21分别穿设固接于该二棘齿轮30中位置对应的固接孔313中。
80.如图1至图3所示优选实施例，所述强化支撑构造33a具有环绕于该轴杆10外围且位于轴杆10与该轴管20的所述固接凸片部21之间的支撑区312的一支撑环体331，所述支撑环体331相对于该轮板部31的内板面31a偏位，该中心轴孔311位于该支撑环体331中且偏位于所述固接孔313朝向轴杆10中央的一侧，所述支撑环体331抵接于该轴杆10与该轴管20的每一所述固接凸片部21。所述支撑环体331面向该轴杆10中央的侧面相对于该轮板部31的内板面31a具有一偏位距离d1。
81.如图4至图6所示的另一优选实施例，所述强化支撑构造33b包括分布于该中心轴
孔311外围的支撑区312的多个支撑块332，每一所述支撑块332相对于该轮板部31的内板面31a偏位，每一所述支撑块332位于所述支撑区312且分别位于该轴管20的位置对应的所述固接凸片部21与该轴杆10之间，较佳的，所述支撑块332抵接该轴杆10与该轴管20的位置对应的固接凸片部21。所述支撑块332面向该轴杆10中央的侧面相对于该轮板部31的内板面31a具有一偏位距离d2。
82.如上所述，借由前述卷轴组件1的发明，能对卷轴组件1整体的机械强度产生显著的强化功能，使其不仅能应用于交通载具的安全带系统中，对驾驶或乘客等人身安全防护用途的织带卷收器，如图3及图6所示，当卷轴组件1中的棘齿轮30被织带卷收器中的制动器予以锁定，系设于人体上的织带呈现张紧状态下，连接织带的轴管20因有设在棘齿轮30的轮板部31的强化支撑构造33a、33b，能有效地将作用在轴管20的负载分布在更大面积的横截面上，降低棘齿轮30与轴管20之间单位面积所承受的应力，使卷轴组件1具备承受更高负载的机械强度，远大于安全带系统的织带卷收器的安全需求。
83.此外，本发明卷轴组件1也能在交通载具(如复康巴士等福祉车、或其他能运输载人轮椅的公共交通载具等)中，应用于提供高负载的重型轮椅2固定用途的轮椅固定器3。其中，如图7所示，具有卷轴组件的轮椅固定器3是以固定式固定机构或可调式固定机构4装设于交通载具的地板上，连接卷轴组件1的织带自轮椅固定器3的壳体伸出后，以织带5末端的扣钩勾接重型轮椅2的椅架，使重型轮椅2前后端的左右两侧各以一组轮椅固定器3分别固定在交通载具的地板而稳固定位。借此，在载人的重型轮椅2随同交通载具行驶过程中，通过分布连接在重型轮椅2四周的四组轮椅固定器3提供平衡且稳固的牵引力量，确保重型轮椅2不会在交通载具的地板上移动。
84.当重型轮椅受力时，连接重型轮椅2的织带5因受力而呈现张紧状态，并通过织带5对位于轮椅固定器3中的卷轴组件产生高负载。此时，如图3及图6所示，本发明卷轴组件1利用强化支撑构造33a、33b相对于棘齿轮30的内板面31a偏位，沿着内板面31a延伸且垂直于该轴杆10的中心轴线100的参考平面310通过强化支撑构造33a、33b的构造，使作用于所述轴管20的固接凸片部21位于内板面31a延伸至强化支撑构造33a、33b的内侧面之间的剪力线l位置产生偏斜而扩大横截面，有效地将作用在轴管20的负载分布在更大面积的横截面上，降低棘齿轮30与轴管20固接部位之间的单位面积所承受的应力，使卷轴组件1机械强度足以重型轮椅受力产生的高负载。
85.以上所述仅是本发明的优选实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。