CN100484803C - 带具有加压气体驱动系统的汽车座椅头枕 - Google Patents

带具有加压气体驱动系统的汽车座椅头枕 Download PDF

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Abstract

一种带有支架结构的汽车座椅头枕。所述支架结构包括至少一根支承杆(20)和一个在正常情况下处在常态位置的支承构件(26)。一旦汽车发生碰撞时，所述支承构件就自动离开所述常态位置而到达一个碰撞位置，所述碰撞位置在汽车行进方向上在所述常态位置的前面。所述支承杆(20)与所述支承构件(26)之间设置有一个膨胀容器(40，44；62)。所述膨胀容器在正常情况下处于非膨胀状态。设置有可连通于所述膨胀容器的加压气体源(50；68；68)，它们在正常情况下是不起作用的。设置有与所述加压气体源(50；68；68)相关连的、能够在发生碰撞时释放所述加压气体源的触发装置，使得一旦发生碰撞时所述加压气体源里产生或存在的加压气体就充入所述膨胀容器而使其达到一种膨胀状态，从而使所述支承构件处于所述碰撞位置。

Description

带具有加压气体驱动系统的汽车座椅头枕
技术领域
本发明涉及一种汽车座椅例如前排座椅的一种最佳化的头枕。这种头枕，以广为人知的方式，包括可为坐在所述座椅上的乘车人提供安全而舒适的头部支承的靠垫。一个大致设置在靠垫的后面并且也由靠垫垫着的支承构件给头枕提供机械稳定性。最后，这种头枕具有连接于座椅靠背的支架结构并包括至少一根支承杆。典型地，这种支承杆是可滑动地设置在座椅靠背里。在大多数情况下，是设置两根支承杆。通过调整支承构件对所述支承杆的倾斜度，可达到最佳状态。
背景技术
一旦汽车发生碰撞时，最重要的是乘车人的头部要得到支承。当车尾被碰撞时更应如此。通常，乘车人不是始终把头靠在靠垫上，而是其坐姿使其头部到头枕的靠垫具有一定的距离。在发生碰撞时，这是很不利的，因为一旦发生碰撞，乘车人的头要在移动这个距离之后才能靠到头枕上。众所周知，这种头部相对于身体的向后运动是很有害的，因为它可能损伤乘车人的颈椎。这种伤害被称为“蹩伤”。本领域已经提出用于在发生碰撞时限制头部相对于躯干向后运动的各种办法。例如，提出使整个头枕主动地向前运动，或者，让乘车人的上身较深地沉入座椅靠背的靠垫里。
发明内容
本发明也是致力于尽可能防止、至少能够限制乘车人的头部在发生碰撞时向后运动。本发明的目的是开发这样一种头枕，这种头枕采用尽可能最简单的结构措施，在发生碰撞时能够以比汽车的正常行驶状态更近的距离给乘车人的头部提供支承。
本发明的这一目的将用具有如下技术方案所述的结构特点的头枕来达到。该技术方案是提供一种汽车座椅头枕，它具有：一个包括至少一根支承杆和一个在正常情况下处于常态位置的支承构件的支架结构，汽车一旦发生碰撞时所述支承构件就自动离开所述常态位置而到达一个碰撞位置，所述碰撞位置在汽车行进方向和垂直于所述行进方向的向上方向上在所述常态位置的前面；设置在所述支承杆与所述支承构件之间的一个膨胀容器，所述膨胀容器在正常情况下处于非膨胀状态；可连通于所述膨胀容器的加压气体源，所述加压气体源在正常情况下是不起作用的；以及一与所述加压气体源相关连的、能够在发生碰撞时释放所述加压气体源的触发装置，使得一旦发生碰撞时所述加压气体源里产生或存在的加压气体就充入所述膨胀容器而使其达到一种膨胀状态，从而使所述支承构件处于所述碰撞位置，其特征在于：所述至少一根支承杆具有至少一个斜的部分，所述支承构件具有一导动部分，该导动部分安装在所述斜的部分中的下面的斜的部分上并可沿着所述下面的斜的部分滑动，并且当支承构件处于碰撞位置时，所述导动部分处于所述下面的斜的部分的上端。
在这种头枕中，设置有一个膨胀容器形式的快速动作驱动装置，一旦汽车发生碰撞时，膨胀容器就由一个加压气体源供给加压气体，所述容器就从其非膨胀状态的常态非常快地膨胀到膨胀状态，从而带动所述支承构件。这把所述支承构件在一个极短的可用时间内从其常态位置驱动到所述碰撞位置，这个时间段是从碰撞传感器发出响应开始并且必须在乘车人的头突然朝后向所述支承构件靠去之前结束。
可采用各种结构型式的膨胀容器。例如，可以用一个活塞和气缸装置，其中活塞例如可连接于所述支承杆，而气缸连接于所述支承构件(或者也可把这种连接关系反过来)。也可以用一个小的气囊作为膨胀容器。较佳的是，膨胀容器是在所述支承构件离开所述支承杆的方向膨胀，这意味着是在x方向和z方向。也可以用一个拉开的手风琴风箱形式的器件，例如一个两端封闭的波纹筒，作为膨胀容器。
较佳的是，用一种电点火的发烟火药作为加压气体源。这里用的发烟火药类似于气囊里用的那种火药。因此，所述发烟火药也可由一个碰撞传感器以类似于气囊所用的方式触发。在一种替代的构造中，可以用诸如二氧化碳气瓶之类的压缩气体瓶。在正常情况下，它是不起作用的，是锁住的。但可由电脉冲来释放。
加压气体源与膨胀容器连通。加压气体源可设置在所述膨胀容器里，或者通过一个通路连接于所述膨胀容器。较佳的是，在所述加压气体源与所述膨胀容器之间设置一个缓冲室，由这个缓冲室来缓解加压气体源开始释放时产生的初始压力冲击，以保护膨胀容器免受超压。这样，膨胀容器就只承受低于规定的限制压力的压力。
较佳的是，触发装置是电控制的。所以，它可由一个碰撞传感器以一种适当的方式触发。
在本发明的特别有利的设计特点中，一旦发生碰撞时所述支承构件可被推动而相对于所述至少一个支承杆向前向上运动。可能看不出本发明的头枕和不是按照本发明构造的头枕之间具有明显的不同。因为整个快速驱动装置是隐装在所述头枕的内部，更具体地说，是隐装在靠垫或靠垫的外套的内部。只有在发生碰撞时，才能看到所述头枕被驱动到所述碰撞位置。导线可设置在所述支承杆里，并且所述支承杆本身也可作为导线。
所述支承构件，从所述常态位置运动到所述碰撞位置，既有正的z方向的运动，也有正的x方向的运动，在z方向向上运动例如2—10cm，较佳的是4—8cm；在x方向向前运动例如2—8cm，较佳的是3—6cm。对于车尾被碰撞，所述支承构件运动到这样的碰撞位置，能够很好地起支承保护作用。较佳的是，所述碰撞传感器一感受到车尾被撞，触发装置就触发而使所述头枕被驱动到碰撞位置。
附图说明
本发明的其它特点和优点将在下文的本发明的各实施例的非限制性说明中变得更加明显，这些实施例是参照附图作为例子给出的，各附图中：
图1是本发明的一种连接于座椅靠背的头枕的示意图，仅表示出了座椅靠背的顶部，头枕是处在常态位置；
图2是这种头枕的第二实施例的类似于图1的侧视图，但头枕是处在发生碰撞时的位置；
图3是这种头枕的第三实施例的类似于图1的侧视图，头枕也是处在发生碰撞时的位置；
图4是这种头枕的第四实施例的类似于图1的侧视图，但头枕是处在常态位置；以及
图5是这种头枕的第五实施例的类似于图1的侧视图，头枕也是处在常态位置。
具体实施方式
以下说明中采用汽车技术领域现行应用的坐标系统，即x轴表示车辆的行进方向，y轴表示行进方向的横向并且指向左，而z轴表示垂直向上的方向，如图1所示。这种头枕具有并排地固定在座椅靠背22里的两根支承杆20，支承杆20设置成其纵向与座椅靠背22的纵向一致，以便于调整头枕的高度。
支承杆20具有几处弯曲。各弯曲处是在支承构件26的轮廓之内。如图1所示，支承杆20具有至少一个(下面的)斜的部分24，其大致处在便于产生向前并向上运动的方向。按照图2所示的实施例，还设置了一个上面的斜的部分25，其设置为平行于下面的斜的部分24。
支承杆20支承着一个支承构件26。在图1和2所示的示例性实施例中，支承构件26是用塑料用注塑模制工艺制成的一个整体零件，靠垫28装在其上。靠垫28的外面由覆盖层30之类的东西包覆着。
支承构件26具有两个导动部分32，它们安装在下面的斜的部分24上并包围住下面的斜的部分24，有点像箍在其上。在常态位置，导动部分32是处在下面的斜的部分24的最下部，所谓下面的斜的部分24的最下部是指支承杆20的第一个弯曲的起始处。斜的部分24足够长，并且构形为当支承构件26处于所述碰撞位置时，导动部分32就处于下面的斜的部分24的上端，这意味着它到达弓背形区段34，如图2所示。导动部分32可沿着斜的部分24滑动。
在图2所示的实施例中，还设置了一个上面的斜的部分25，为引导支承构件26沿着上面的斜的部分25运动，还设置了附加的上面的导动装置。与导动部分32在下面的斜的部分24上的移动路径相似，支承构件26在上面的斜的部分25上的移动路径也是受约束的。例如，一个形成为横档构件36的弧形部分用作上面的导动部分。正是由该横档构件36把两根支承杆20的弓背形区段34的最上端连接在一起。
在横档构件36处连接一个可膨胀容器的气缸40，为此，气缸40的上端具有一连接耳42。活塞44可滑动地安装在气缸40里。气缸40和活塞44限定了一个膨胀空间58。活塞44的活塞杆46支承于支座48。支座48是支承构件26的一部分并且是位于两根支承杆20之间。支座48大致是位于两个导动部分32之间并且处在实际的头枕体的轮廓以内。
靠近气缸40处，设有一个连通于气缸的发烟火药室50，其被构造成像一个起爆器，尤其是具有一向下的气体出口。其上端拉出两根导线52，导线52连接于碰撞传感器53，而碰撞传感器53执行控制功能并构成触发器。缓冲室54通过通路56连通于膨胀空间58。缓冲室54可使最初的高压冲击波在其中被降低。其结果，膨胀空间58只承受活塞和气缸的设计允许压力。活塞上面的气缸空间40承受的压力不超过例如200巴。
如图1-4所示的发烟火药50或如图5所示的发烟火药68一旦被点燃，缓冲室54里就充满燃烧气体，并且燃烧气体通过通路56进入膨胀空间58。膨胀空间58是气缸40的工作腔。燃烧气体的压力使膨胀空间58的容积增大，气缸40被向下拉，而活塞44保持不动。换言之，就是活塞缩进气缸内。当活塞44在气缸40里运动至接触止动部分60时就停止运动。这个止动部分60可阻止活塞作返回运动，即使对支承构件26施加作用力也如此。于是，它把支承构件26保持在或固定在发生碰撞的位置。在几个具体的实施例中，止动部分60是在气缸壁上切出的向内弯突的几个舌头。
与图1和2所示的示例性实施例相比，图3的实施例是利用伸张力而不是压缩力。这里，气缸40的连接耳42是铰接于支承构件26的上部。活塞杆46是通过支座48支承在支承杆20上。膨胀空间58是靠近连接耳42。
在图4所示的实施例中，是用一个波纹筒62作为膨胀容器。它可以是用例如合成橡胶或塑料制成的。这个波纹筒62设置在连接耳42与一个平板64之间，从而形成了一个密封的膨胀空间58。平板64通过一段管子66连接于支座48。所述支座48又固定于连接在两根支承杆20上的一个横档(未示)上。连接耳42铰接于支承构件26的上端。
在图4所示的构造中，发烟火药50是设置在膨胀空间58里。其结构与上述实施例中的相同。就是说它也是用火药来产生气体。两根导线52穿过平板64引入管子66内再穿过管子上的孔向外引出。
在图5所示的构造中，膨胀容器又是由气缸40和活塞44构成，但这里活塞44是一个空心的筒。气缸40的连接耳42铰接于支承构件26的上端。活塞44连接于管子66，而管子上设具有供导线52引出的通孔。
与图4中的情况一样，这个加压气体源也是设置在膨胀空间58里，其被构造成一个加压气体容器68，其中充满高压的无毒气体诸如二氧化碳。加压气体容器68的最下端由点火板70紧密地封闭。而点火板70是连接于导线52。在点火板70被通电点火时，加压气体容器68的瓶颈部分被打开，其中的加压气体就进入膨胀空间58。
与图3和4所示的实施例一样，支承着活塞杆46或管子66的支座48固定于两根支承杆20，而连接耳42连接于支承构件26。一旦膨胀空间58里的压力增高，活塞44就向上运动而使支承构件26达到发生碰撞的位置。也可以用小尺寸的气囊作为膨胀容器。

Claims (11)

1.一种汽车座椅头枕，它具有：一个包括至少一根支承杆(20)和一个在正常情况下处于常态位置的支承构件(26)的支架结构，汽车一旦发生碰撞时所述支承构件(26)就自动离开所述常态位置而到达一个碰撞位置，所述碰撞位置在汽车行进方向和垂直于所述行进方向的向上方向上在所述常态位置的前面；设置在所述支承杆(20)与所述支承构件(26)之间的一个膨胀容器(40，44；62)，所述膨胀容器(40，44；62)在正常情况下处于非膨胀状态；可连通于所述膨胀容器(40，44；62)的加压气体源(50；68)，所述加压气体源(50；68)在正常情况下是不起作用的；以及一与所述加压气体源(50；68)相关连的、能够在发生碰撞时释放所述加压气体源(50，68)的触发装置，使得一旦发生碰撞时所述加压气体源(50；68)里产生或存在的加压气体就充入所述膨胀容器(40，44；62)而使其达到一种膨胀状态，从而使所述支承构件(26)处于所述碰撞位置，其特征在于：所述至少一根支承杆(20)具有至少一个斜的部分(24，25)，所述支承构件(26)具有一导动部分(32)，该导动部分安装在所述斜的部分(24、25)中的下面的斜的部分(24)上并可沿着所述下面的斜的部分(24)滑动，并且当支承构件(26)处于碰撞位置时，所述导动部分(32)处于所述下面的斜的部分(24)的上端。
2.如权利要求1所述的头枕，其特征在于，所述加压气体源(50，68)是一种固体火药。
3.如权利要求1所述的头枕，其特征在于，所述膨胀容器(40，44；62)包括一气缸(40)和一在其中运动的活塞(44)，并且所述活塞(44)连接于所述支承构件(26)，而所述气缸(40)连接于所述支承杆(20)，反之亦然，所述活塞(44)连接于所述支承杆(20)，而所述气缸(40)连接于所述支承构件(26)。
4.如权利要求1所述的头枕，其特征在于，设置有一个能把所述头枕保持在所述碰撞位置的保持装置(60)。
5.如权利要求1所述的头枕，其特征在于，所述加压气体源(50；68)设置在所述膨胀容器(40，44，62)的里面，或者，所述加压气体源(50；68)设置在所述膨胀容器(40，44，62)的外面，并且所述加压气体源(50；68)通过一个连接通路连接于所述膨胀容器(40，44，62)。
6.如权利要求1所述的头枕，其特征在于，设置有一个膨胀空间(58)，这个膨胀空间能够缓解所述触发装置刚一触发时所述加压气体源(50；68)产生的初始高压冲击波，从而使所述膨胀容器(40，44，62)不会承受超过其设计限制值的压力。
7.如权利要求1所述的头枕，其特征在于，所述膨胀容器(62)基本上是一个软管，所述软管容易轴向膨胀但很难径向膨胀，并且所述软管的一端密封地连接于所述支承构件(26)，而另一端密封地连接于所述支承杆(20)。
8.如权利要求1所述的头枕，其特征在于，所述加压气体源是一个设置在所述膨胀空间(58)的外面或里面的加压气体容器(68)，所述加压气体容器(68)通过一个在正常情况下处于关闭状态而在发生碰撞时可由所述触发装置(53，70)打开的通路连通于所述膨胀空间(58)。
9.如权利要求1所述的头枕，其特征在于，设置有一个横档构件(36)，其把两根支承杆(20)的弓背形区段(34)的最上端连接在一起，所述支承构件(26)连接于所述横档构件(36)。
10.如权利要求2所述的头枕，其特征在于，所述固体火药是一种可电点火燃烧的推进燃料。
11.如权利要求4所述的头枕，其特征在于，所述碰撞位置是能把所述膨胀容器(40，44；62)保持在膨胀状态。
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