BR102015025431A2

BR102015025431A2 - Differentiated side rigidity in arm support.

Info

Publication number: BR102015025431A2
Application number: BR102015025431-8A
Authority: BR
Inventors: S. Roychoudhury Raj
Original assignee: Ford Global Technologies, Llc
Priority date: 2014-10-06
Filing date: 2015-10-05
Publication date: 2017-12-12
Also published as: CN105480131A; TR201512255A2; MX365515B; CN105480131B; US9340129B2; US20160096454A1; RU2689922C2; MX2015014086A; RU2015142260A; DE102015116694A1; RU2015142260A3

Abstract

apoio de braço do automóvel é descrito. o apoio de braço permite o movimento lateral em uma direção para o lado externo enquanto resiste ao movimento do lado interno. o apoio de braço facilita a saída dos ocupantes e atenua ferimentos em uma colisão. o movimento lateral para o lado externo do apoio de braço é não-destrutivo e o apoio de braço retorna para uma posição normal após a remoção da força do lado externo.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: “RIGIDEZ LATERAL DIFERENCIADA EM APOIO DE BRAÇO”.

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Não Aplicável.

DECLARAÇÃO SOBRE INVESTIGAÇÃO PATROCINADO PELO GOVERNO FEDERAL

[002] Não Aplicável.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] A presente invenção se refere em geral a segurança dos ocupantes do veículo e, mais especificamente, às estruturas de assento do ocupante para mitigar lesões devido à colisão do automóvel e facilitar a saída de passageiros.

[004] Um tipo comum de assentos do veículo em um automóvel é um assento de cadeira com apoios de braço. Os apoios de braço apoiam o cotovelo, antebraço e mão de um passageiro sentado. Os apoios de braço estão comumente ligados à porção de encosto do banco e giram para cima para uma posição em que o apoio de braço é nivelado com o encosto do banco. Esta posição articulada permite o movimento lateral de um passageiro passado um limite de assento e também permite que o banco de trás dobre para a frente para uma posição fechada. Além de proporcionar conforto, os apoios de braço são relevantes para a segurança do veículo.

[005] Em uma colisão de impacto lateral, as lesões aos ocupantes podem ser sustentadas quando um ocupante atinge porções do interior do veículo com uma força de alto impacto. Batidas de impacto lateral são responsáveis por mais de um quarto de todos os acidentes fatais de veículos a motor, perdendo apenas para colisões frontais. Em acidentes não fatais, grave lesão torácica ou abdominal, tais como contusões, rompimento interno, ruptura de órgãos e costelas fraturadas, pode resultar da rápida desaceleração e impacto com características internas, tais como apoios de braços.

[006] O estofamento do apoio de braço tem sido usado para mitigar o risco de lesão. Outras modificações de segurança do apoio de braço são conhecidos no estado da técnica, incluindo apoios de braço que se rompem em um impacto e apoios de braço que deformam no momento do impacto. No entanto, permanece uma necessidade em reduzir ainda mais o risco de lesão dos ocupantes devido ao impacto do apoios de braço durante colisões. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[007] Em um aspecto da invenção, um conjunto de apoio de braço é fornecido o qual tem resistência e rigidez suficiente para resistir às cargas aplicadas durante o uso diário e é capaz de diminuir o risco ou a gravidade da lesão de um ocupante durante um evento de impacto lateral, em que o ocupante do veículo impacta vigorosamente em um apoio de braço.

[008] Um outro aspecto da presente invenção consiste em fornecer um conjunto de apoios de braço possuindo uma redução da resistência à força do lado externo, configurado para se mover de forma não destrutiva em uma direção para o lado externo e, em seguida, voltar a uma posição normal após a remoção da força do lado externo.

[009] Um outro aspecto da presente invenção é o de fornecer um conjunto de apoio de braço o qual é rentável para ser produzido e confortável de usar.

[010] De acordo com os aspectos anteriores da invenção, um conjunto de apoio de braço é fornecido com um apoios de braço que define uma cavidade de montagem sobre um lado externo do apoios de braço; uma mola posicionada na cavidade de montagem; e um pino de montagem configurado para fixar os apoios de braço e a mola a um encosto do assento através da cavidade de montagem, e em que o apoios de braço estão adaptados para responder a uma força do lado externo através de uma angulação do lado externo não destrutiva a partir de uma posição padrão e voltar para a posição normal após a remoção da força.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[011] A Figura 1 é uma vista frontal de um conjunto de assento.

[012] A Figura 2 é uma vista superior de um conjunto de assento.

[013] A Figura 3 é uma vista em seção transversal superior de um apoio de braço que mostra uma modalidade da presente invenção.

[014] A Figura 4 é uma vista em seção transversal superior de um apoio de braço que mostra a modalidade da Figura 3 com a mola comprimida por uma força do lado externo.

[015] A Figura 5 é uma vista em perspectiva de uma mola de arame enrolada para uso com modalidades da presente invenção.

[016] A Figura 6 é uma vista em perspectiva de uma mola laminada para uso com modalidades da presente invenção.

[017] A Figura 7 é uma vista em perspectiva de uma mola manufaturada angulada para uso com modalidades da presente invenção.

[018] A Figura 8 é uma vista em perspectiva de uma mola de torque para uso com modalidades da presente invenção.

[019] A Figura 9 é uma vista em seção transversal superior de um apoio de braço que mostra outra modalidade da presente invenção.

[020] A Figura 10 é uma vista em perspectiva de uma mola manufaturada para uso com modalidades da presente invenção.

[021] A Figura 11 é uma vista em seção transversal superior de um apoio de braço que mostra outra modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

[022] A fim de facilitar a saída dos ocupantes e atenuar as lesões em uma colisão, um apoio de braço é descrito o qual permite o movimento lateral em uma direção para o lado externo enquanto resiste ao movimento para o lado interno.

[023] Como mostrado nas Figuras 1-2, muitos conjuntos de assento 100 em automóveis têm uma almofada de assento 103, um apoio de cabeça 104, um encosto do assento 102 e um apoio de braço 101 acoplado ao encosto do assento 102 para fornecer uma superfície sobre a qual o ocupante do veículo possa descansar o seu cotovelo, seu antebraço, ou sua mão. Estes tipos de apoios de braço do assento 101 são normalmente conectados ao encosto do assento 102 por um parafuso de fixação ou pinos de montagem. O apoio de braço gira para cima e para baixo sobre o pino de tal forma que o apoio de braço pode girar em um arco em relação ao encosto do assento entre uma posição de uso abaixada, e uma posição estacionada levantada. Os apoios de braço de veículos normalmente não proporcionam movimento lateral ao apoio de braço.

[024] As forças laterais surgem em colisões de impacto lateral. Durante uma colisão não há força lateral interna para um ocupante do veículo, mostrado pela seta A na Figura 1. Também pode ser a força lateral do lado externo, indicada pela seta B na Figura 1, como variações bruscas de velocidade empurram o ocupante contra o espaço interno da cabine. Estas forças do lado externo podem fazer com que um ocupante impacte contra o apoio de braço. As forças do lado externo se dão para fora a partir da perspectiva do ocupante sentado e pode incluir tanto o movimento para o exterior do veículo quanto o movimento em direção ao centro do veículo. Da mesma forma, as forças internas são em relação ao ocupante sentado.

[025] Para reduzir o prejuízo, é benéfico se a rigidez do apoio de braço lateral for elevada, de tal forma que ele possa resistir à intrusão de objetos no espaço dos ocupantes e reduzir os danos corporais. Em contraste, é benéfico se a rigidez do apoio de braço lateral do lado externo for baixa. Isto porque, se o ocupante for empurrado para o lado externo, em seguida o apoio braço pode ceder e estar em conformidade.

[026] A Figura 3 ilustra uma modalidade de um apoio de braço na sua posição de uso mostrando um desenho onde a rigidez lateral do lado externo é menor do que a rigidez do lado interno. Um pino de montagem 105 acopla um apoio de braço 101 a um encosto do assento 102. O apoio de braço 101, mostrado em corte transversal, tem uma cavidade de montagem 106. Uma mola 107 está posicionada na cavidade de montagem 106 e mantida no lugar pelo pino de montagem 105. A cavidade de montagem 106 na modalidade mostrada na Figura 3 é assimétrica com a cavidade mais profunda no lado em direção à frente do conjunto de assento 100. A rigidez do apoio de braço lateral do lado externo é reduzida a partir da rigidez do lado interno através do uso da mola 107 com a montagem assimétrica da cavidade 106. Testes validaram a eficácia do projeto para fornecer rigidez lateral reduzida na direção do lado externo sem diminuir a rigidez lateral na direção do lado interno.

[027] A Figura 4 mostra uma vista em seção transversal superior do apoio de braço da Figura 3 em uma posição de colisão. Uma força do lado externo, mostrada pela seta B, empurra o apoio de braço 101 e comprime a mola 107. O ângulo de deflexão para o lado externo é mostrada pelo ângulo a.

[028] A cavidade de montagem 106 ilustrada na Figura 4 é uma inserção substancialmente cilíndrica a qual é assimetricamente rasa na parte de trás e mais profunda na extremidade frontal, com uma superfície angulada substancialmente plana na face interna da cavidade de montagem 106.

[029] As Figuras 5-8 mostram exemplos não limitativos de molas 107 para uso de uma cavidade de montagem 106. A forma e a configuração da cavidade de montagem 106 podem ser modificadas para acomodar diferentes formas de mola 107 e diferentes pinos de montagem 105. Em algumas modalidades a cavidade de montagem 106 e / ou a mola 107 é modelada para alinhar a mola na cavidade de montagem e assim garantir que o apoio de braço 101 se mova mais facilmente na direção do lado externo. A modelagem pode incluir: entalhes, ranhuras, depressões, fendas, cantos quadrados, e afins.

[030] Em algumas modalidades o pino de fixação 105 pode ser formado por uma pluralidade de peças, tais como um eixo do parafuso que está montado com uma cabeça de fixação e um parafuso. A peça de revestimento, tais como uma almofada de painéis de encaixe rápido, pode cobrir um ponto de montagem externo para criar uma aparência desejada e cobrir eventuais lacunas ou para cobrir a cabeça do pino de montagem 105.

[031] A Figura 5 mostra uma mola de arame cilíndrico. Quando colocado em uma cavidade de montagem 106, o pino de fixação 105 pode passar ao longo do eixo da mola através do vácuo central nas espirais da mola 107.

[032] As características da mola podem ser modificada para se ajustar aos requisitos de desempenho. Por exemplo, o material e a construção pode ser adaptado para mudar a força necessária para comprimir as espirais da mola. A constante da mola pode ser linear, progressiva ou regressiva; ela pode ter um ponto de inflexão de modo que a mola mude constantemente com o grau de deflexão.

[033] A Figura 6 mostra uma mola laminada. Quando colocado na cavidade de montagem 106, o pino de fixação 105 passaria através das duas aberturas 108. Outras configurações de mola laminada podem ser usadas. Por exemplo, a mola laminada pode omitir a abertura 108 e pode por outro lado ter pernas 109 as quais são bifurcadas pino com o pino de montagem 105 e se ajustam na forquilha. A mola laminada pode se encaixar na cavidade de montagem 106 adjacente ao pino de fixação 105, sem o uso de uma abertura ou segmento bifurcado. As extremidades das pernas 109 podem ser moldadas para se ajustar à cavidade de montagem 106 e permitir o movimento sem obstruções.

[034] A Figura 7 mostra uma mola maquinada assimétrica. A mola 107 mostrada na Figura 7 é assimétrica, tanto na sua forma geral quanto no seu perfil de compressão. A face angular da mola cilíndrica em forma de tubo é configurada para ser encaixada contra a face interna da cavidade de montagem 106 oposta à cabeça do pino de montagem 105. O eixo do pino de montagem 105 é configurado para passar através da abertura 108. A ranhura 110, tamanho, forma, e número de fendas podem ser variados para alcançar as características desejadas tais como a rigidez específica da mola de compressão.

[035] A Figura 8 mostra uma mola helicoidal cilíndrica de torção. A mola 107 tem pernas 109 em que cada uma está ligado a uma plataforma 111 possuindo uma abertura 108. O eixo do pino de montagem 105 é configurado para passar através da abertura 108. A plataforma 111 de uma das pernas 109 está configurada para se contatar com o lado interno da cabeça do pino de montagem 105. A plataforma 111 da outra perna está configurada para se encaixar contra a superfície interna da cavidade de montagem 106, oposta à cabeça do pino de fixação 105.

[036] A Figura 9 ilustra uma modalidade de um apoio de braço mostrando um projeto onde a rigidez lateral do lado externo é menor do que a rigidez do lado interno. Um pino de montagem 105 acopla um apoio de braço 101 a um encosto do assento 102. O apoio de braço 101, mostrado em corte transversal, tem uma cavidade de montagem 106. Uma mola 107 está posicionada na cavidade de montagem 106 e mantida no lugar pelo pino de montagem 105. A cavidade 106 de montagem na modalidade mostrada na Figura 8 é substancialmente simétrica com uma profundidade da cavidade substancialmente uniforme. A rigidez do apoio de braço lateral do lado externo é reduzido a partir da rigidez do lado interno através do uso da mola 107 com uma forma geralmente simétrica e as características de compressão assimétricas.

[037] A Figura 10 mostra um exemplo de uma mola maquinada apropriada para uso na modalidade mostrada na Figura 9. A mola 107 mostrada na Figura 10 tem um perfil de compressão assimétrico. Uma extremidade da mola cilíndrica em forma de tubo é configurada para ser adjacente à face interna da cavidade de montagem 106. A outra extremidade da mola cilíndrica em forma de tubo é configurada para ser adjacente à face interna da cabeça do pino de montagem 105. O eixo do pino de montagem 105 é configurado para passar através da abertura 108. A ranhura 110, tamanho, forma, e número de ranhuras podem ser variados para conseguir as características desejadas tais como a rigidez da mola de compressão e para controlar a gama de movimento lateral não-destrutiva do apoio de braço 101. A forma do pino de montagem 105 e a abertura da mola 108, ou cavidade de montagem e a mola 107 podem ser adaptados para encaixar e assegurar a colocação apropriada da mola de modo que a rigidez lateral do lado externo seja maior do que a rigidez lateral do lado interno.

[038] A Figura 11 ilustra uma modalidade de um apoio de braço mostrando um projeto onde a rigidez lateral do lado externo é menor do que a rigidez do lado interno. Um pino de montagem 105 acopla um apoio de braço 101 a um encosto de assento 102. O apoio de braço 101, mostrado em corte transversal, tem uma cavidade de montagem 106. Uma mola 107 está posicionada na cavidade de montagem 106 adjacente ao pino de montagem 105. O pino de montagem 105 possui uma cabeça em uma extremidade do lado externo, um eixo, e uma ponta de fixação na extremidade do encosto do assento. Uma extremidade de apoio da mola 107 contata uma parte da parte inferior da cabeça do pino de montagem 105. A extremidade de apoio oposta da mola 107 contata uma superfície interna da cavidade de montagem 106.

[039] Nas modalidades preferidas da invenção, a compressão da mola é suficiente para proporcionar a rigidez do apoio de braço para resistir à força do lado externo típica sob o uso diário. O apoio de braço é estável e não se move lateralmente quando é inclinada suavemente para cima. Em algumas modalidades a mola é pré-carregada com alguma compressão na posição de uso para a firmeza lateral adicionada.

[040] Em algumas modalidades, há uma força de limiar inferior abaixo da qual o apoio de braço não será desviado lateralmente. De acordo com uma maior força do lado externo, tais como em uma colisão de impacto lateral, a mola é comprimida e o apoio de braço se move para longe do espaço do ocupante. Quando a força é removida, a mola retorna à sua posição original, movendo desse modo o apoio de braço de volta para a sua posição de uso sem danos.

[041] A configuração do projeto descrito tem um mínimo ou nenhum efeito sobre a força lateral de resistência da rigidez do lado interno. Elementos de estrutura adicionais podem ser combinados com o projeto descrita para aumentar a resistência à força do lado interno.

[042] Em algumas modalidades, as cargas típicas para desviar o apoio de braço são: [043] Lado interno para o assento: Cargas maiores do que 500 N (~ 50 kg).

[044] Lado externo para o assento: Aproximadamente 250 N (~ 25 Kg).

[045] Assim, o projeto reduz a carga pela metade, e pode reduzir as injúrias do ocupante.

[046] Em algumas modalidades o apoio de braço se move de forma não destrutiva, em resposta a uma força do lado externo no intervalo de: 100-1000 N, 200-700 N, 200-500 N, 250-500 N, ou aproximadamente de 250 N. Dentro do intervalo especificado para a modalidade particular, o apoio de braço emerge de volta quando a carga é removida.

[047] O ângulo de deflexão do apoio de braço α é determinado pela forma da cavidade de montagem e as características de carga da mola. Em algumas modalidades, o apoio de braço é movido cerca de 45 graus em relação ao lado externo do assento e para a posição padrão em uso do apoio de braço. Em algumas modalidades, o braço se move de forma não destrutiva, em resposta a uma força do lado externo movendo de forma não destrutiva até: 1-90 graus, 15-90 graus, 15-75 graus, 15-60 graus, 1-45 graus, 30-60 graus, 30-45 graus, ou cerca de 45 graus.

[048] Métodos de redução de gravidade e risco da lesão são fornecidos por um conjunto de apoio de braço possuindo uma mola montada em uma cavidade de montagem do apoio de braço, em que o conjunto de braço está adaptado para responder a uma força do lado externo através da compressão da mola e assim angular de modo não destrutivo o apoio de braço para fora a partir de uma posição padrão, em uma direção do lado externo, e retornando o apoio de braço para a posição padrão após a remoção da força do lado externo.

[049] A injúria causada em uma colisão de impacto lateral pode ser quantificada. Métricas estabelecidas incluem o “Side Impact Crashworthiness Evaluation Guidelines for Rating Injury Measures (Version III)," publicado em Maio de 2014 pelo Instituto de Seguros para a Segurança Rodoviária; e os “Injury Criteria for Side Impact Dummies," por Shashi Kuppa, publicado em Maio de 2004, por United States National Highway Transportation and Safety Administration (NHTSA). As medidas para a avaliação e o cálculo da injúria de colisão fornecida nesses documentos são aqui incorporadas por referência.

[050] A deflexão da nervura pode ser usada para prever a fratura óssea e o critério viscoso aproxima danos nos tecidos moles. Conforme previsto em "Side Impact Crashworthiness Evaluation Guidelines for Rating Injury Measures ", o critério viscoso pode ser calculado usando a fórmula: [051] VC (t) i =1.0*V (t) i * D (t) /7138 milímetros [052] Onde: [053] V (t) i = a velocidade da nervura i no tempo femm/s,e [054] D (t) i = o desvio da nervura i no tempo t medido com um potenciômetro linear.

[055] A capacidade das modalidades descritas na invenção para absorver forças de impacto atua tanto para diminuir e reduzir o impacto do apoio de braços em um ocupante do veículo, reduzindo assim o risco de injúria. Além disso, um ocupante tem uma menor probabilidade de ser preso no veículo após uma colisão, porque, em muitas modalidades, o apoio de braço pode ser movido para longe do ocupante pelas próprias vítimas do acidente propriamente ou pelo pessoal de salvamento, usando a força humana normal, sem o uso de ferramentas ou equipamento.

[056] Em algumas modalidades, o conjunto do apoio de braço melhora a segurança de tal forma que, em teste de segurança de impacto lateral, o veículo com um boneco de testes de impacto, uma deflexão de nervura medida do manequim impactando o apoio de braço de segurança é de 5 mm a 20 mm menos que um desvio de nervura medido do manequim impactando um apoio de braço padrão.

[057] Em algumas modalidades, o conjunto do apoio de braço melhora a segurança de tal forma que, em teste de segurança de impacto lateral, o veículo com um manequim de testes de colisão, uma taxa de deflexão das nervuras medida do manequim impactando o apoio de braço de segurança é 0,20-1,20 m / s menor que uma taxa de desvio da nervura medida do manequim impactando um apoio de braço padrão.

[058] Em algumas modalidades, o conjunto do apoio de braço melhora a segurança de tal forma que, em matéria de segurança de impacto lateral testar o veículo com um boneco de testes, um critério viscoso medida do manequim impactando o braço de segurança é 0,10 a 0,40 m / s menos de um critério viscoso medida de o manequim impactando um apoio de braço padrão.

[059] Em determinadas instalações e modalidades, as estruturas do conjunto do apoio de braço pode ser formada de aço, cobre, alumínio, ligas de metal, plástico, compostos, ou outros materiais. A estrutura pode ser adaptada por meios conhecidos no estado da técnica, tais como com o uso de suportes, cintas, entalhes, ranhuras de posicionamento, alavancas, arruelas, gaxetas, mecanismos de catraca, os mecanismos de retenção, e afins. As estruturas podem ser adaptadas com estofamento, almofadas, reforços, texturização e recursos adicionais.

[060] Os termos e expressões que foram empregados são usados como termos de descrição e não de limitação. Sempre que um intervalo é dado na especificação, todos os intervalos e subintervalos intermediários, bem como todos os valores individuais incluídos nos intervalos indicados se destinam a ser incluídos na divulgação. Deve ser entendido que, embora a presente invenção tenha sido especificamente divulgada por modalidades particulares e exemplos, características opcionais, modificação e variação dos conceitos aqui revelados podem ser usados pelos técnicos no assunto, e tais modificações e variações são consideradas estarem dentro do escopo da invenção tal como definido pelas reivindicações anexas.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Conjunto de apoio de braço do veículo, caracterizado por compreender: um apoio de braço definindo uma cavidade de montagem em um lado externo do apoio de braço; uma mola posicionada na cavidade de montagem; e um pino de montagem configurado para fixar o apoio de braço e a mola a um encosto de assento através da cavidade de montagem, e em que o braço está adaptado para responder a uma força do lado externo de forma não destrutiva se movendo para fora a partir de uma posição normal e voltando para a posição normal após a remoção da força.

2. Conjunto de apoio de braço do veículo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a cavidade de fixação ser uma inserção substancialmente cilíndrica a qual é assimetricamente rasa na parte traseira e mais profunda na extremidade frontal, formando uma superfície interna inclinada, essencialmente plana, e em que uma extremidade do rolamento da mola contata a superfície interna.

3. Conjunto de apoio de braço do veículo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o pino de montagem ter uma cabeça em uma extremidade do lado externo e uma ponta de fixação na extremidade do encosto do assento, e em que uma extremidade de rolamento da mola contata um lado inferior da cabeça.

4. Conjunto do apoio de braço do veículo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o pino de montagem ter um eixo que passa através de uma bobina de uma mola com fio helicoidal.

5. Conjunto de apoio de braço do veículo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o pino de montagem ter um eixo que passa através de uma abertura da mola.

6. Conjunto de apoio de braço do veículo, da reivindicação 1, caracterizado por ser necessária uma força limite do lado externo para mover o braço, e em que o limite está entre 200-500 N.

7. Conjunto de apoio do braço do veículo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o apoio do braço ser configurado de forma não destrutiva para se mover até 60 graus na direção para o lado externo.

8. Conjunto de apoio do braço do veículo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o apoio do braço ser configurado de forma não destrutiva para se mover até 45 graus na direção para o lado externo.

9. Conjunto de apoio de braço do veículo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a mola ser uma mola de compressão.

10. Conjunto de apoio de braço do veículo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a força necessária para mover o apoio de braço em uma direção para o lado externo ser inferior à metade da força necessária para mover o apoio de braço em uma direção para o lado interno.

11. Método de suporte de um braço articulável a partir de um encosto do assento de um veículo, caracterizado por compreender: fornecer um corpo do apoio de braço com uma cavidade de montagem; inserir uma mola e um pino de montagem na cavidade de montagem; fixar o pino de montagem ao encosto do assento; pelo qual uma força do lado externo sobre o corpo do apoio de braço comprime a mola, dobrando de forma não destrutiva o corpo do apoio de braço para o lado externo, a partir de uma posição normal, e retomando o apoio de braço para a posição normal após a remoção da força.