CN101195350A - 儿童座椅的吸能式座椅固定约束系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种将儿童安全座椅固定至车辆的安装部的附连组件。所述附连组件包括：引导件，其具有通道；以及金属带，其以缩回构造设置在所述引导件的通道中，从而使所述金属带的自由端靠近所述引导件的前面，所述金属带的固定端固定至所述通道的侧面，而所述带的本体沿半径弯曲以在所述自由端和所述固定端之间对折。当所述金属带承受张力拉动时，所述金属带构造为从所述缩回构造转变为伸展构造，并且所述引导件构造为在所述转变过程中限制所述带，从而使所述带在所述引导件内沿所述半径卷动，由此吸收能量。

Description

儿童座椅的吸能式座椅固定约束系统
技术领域
本申请涉及一种用于儿童座椅的吸能式座椅固定约束系统。
背景技术
为了符合联邦机动车辆安全标准(Federal Motor Vehicle Safety Standards)，车辆包括上部固定附连装置，以接收连接至儿童安全座椅靠背上部的儿童安全座椅绳索钩。将儿童安全座椅的上部连接至车辆会减少正面碰撞的过程中儿童安全座椅的向前移动。然而，在向前的车辆碰撞的情况，儿童安全座椅约束装置作用于儿童安全座椅的乘坐者的震动会增大。
一种降低碰撞力对儿童安全座椅的冲击的方案在美国专利No.6,767,057中进行了描述。特别是，对附连至儿童安全座椅的具有吸能机构的固定附连装置进行了公开。在一个实例中，上部固定组件包括U形的钢支架，所述钢支架具有：第一端，其水平地固定至车辆；以及第二端，具有可锁止部，所述可锁止部用于与对应的上部儿童座椅锁可释放地接合。如果超过了预定的前向的力，U形支架向前弯曲并变形。支架的变形可以吸收能量。
然而，发明人在此发现这种吸能设备具有缺点。具体而言，U形钢支架在对儿童安全座椅一定范围的冲击能量下并不能维持期望的负载。例如，在较低冲击力下，固定附连装置较小的变形或无变形是期望的，从而可以使儿童安全座椅保持在适当的位置。在有些情形时，理想的是在一定范围的冲击能量下具有作用于儿童安全座椅的恒定变形量和恒定负载。然而，美国专利No.6,767,057中描述的U形钢支架并不能实现以上的目的。
发明内容
在一种方案中，上述问题通过一种用于将儿童安全座椅固定至车辆的安装部的附连组件而解决。所述附连组件包括：引导件，其具有开向所述引导件的前面的通道，所述引导件固定至所述车辆；以及金属带，其以缩回构造设置在所述引导件的通道中，从而所述金属带的自由端靠近所述引导件的前面，所述金属带的固定端固定至所述通道的侧面，而所述带的本体沿半径弯曲以在所述自由端和所述固定端之间对折。当所述金属带承受张力拉动时，所述金属带从所述缩回构造转变为伸展构造，并且所述引导件构造为在所述转变过程中限制所述带，从而所述带在所述引导件内沿半径卷动，由此吸收能量。
根据另一方案，在此提供了一种将儿童安全座椅固定至车辆的附连组件。所述附连组件包括：第一连接部，其构造为结合至所述儿童安全座椅；第二连接部，其构造为结合至所述车辆的安装部；盒，其具有侧壁，所述盒固定至所述车辆的安装部；以及金属带，其以缩回构造设置在所述盒中，从而使所述金属带的自由端靠近所述盒的前面，所述金属带的固定端固定至所述盒的壁，而所述带的本体沿相对的壁弯曲以在所述自由端和所述固定端之间对折；其中，当所述金属带承受张力拉动时，所述金属带构造为从所述缩回构造转变为伸展构造，并且所述盒构造为在所述转变过程中限制所述带，从而使所述带在所述盒内沿半径卷动，由此吸收能量。
根据再一方案，提供了一种用于将儿童安全座椅固定至车辆的吸能附连组件。所述吸能附连组件包括：金属带装置，其用于在所述金属带承受张力从缩回状态拉向伸展状态的过程中吸收能量；以及引导件装置，其用于在从所述缩回状态向所述伸展状态的转变过程中限制所述金属带的移动，以控制在拉动过程中吸收的能量值。
上述的附连组件具有多种优点。例如，因为所述金属带被限制于所述引导件中，因此在碰撞事件中，带沿引导件的壁的向前移动或卷动可以以受控的方式发生。在一种实施方式中，其中带的宽度和厚度沿带的长度而保持恒定，附连组件可被构造为获得金属带在引导件内半径卷动的理想长度内基本不变的负载。结果，恒定的负载作用于儿童安全座椅，这在有些情形下是理想的。
附图说明
图1是用于将儿童安全座椅固定至车辆的附连组件的示例性实施方式的立体图，其示意性示出了附连组件，其中金属带处于缩回状态。
图2是用于将儿童安全座椅固定至车辆的附连组件的示例性实施方式的立体图，其示意性示出了附连组件，其中金属带处于伸展状态。
图3是设置在用于将儿童安全座椅固定至车辆的附连组件中的金属带的第一实施方式的俯视图。
图4是设置在用于将儿童安全座椅固定至车辆的附连组件中的金属带的第二实施方式的俯视图。
图5是设置在用于将儿童安全座椅固定至车辆的附连组件中的金属带的第三实施方式的俯视图。
图6是设置在用于将儿童安全座椅固定至车辆的附连组件中的金属带的第四实施方式的侧视图。
图7是车辆的横断面视图，其示意性地示出了固定车辆中形成儿童安全座椅的上部固定和下部固定的附连组件的安装部。
图8示出了附连组件的不同实施方式的负载和位移之间的关系。
具体实施方式
图1是用于固定至车辆(未示出)的儿童安全座椅(未示出)的附连组件10的示例性实施方式的立体图，其示意性示出了附连组件，其中金属带12处于缩回状态。图2是图1示出的用于将儿童安全座椅固定至车辆的附连组件的示例性实施方式的立体图，其示意性示出了附连组件，其中金属带在伸展状态。如图1和图2所示，附连组件10包括引导件14和设置在引导件14内的可变形结构12。在所述实施方式中，可变形结构12包括带。在一些实施方式中，可以使用金属带。
引导件14可以是细长的并为盒状，并且典型地由薄壁管形成。引导件14具有两组相对的侧壁16a、16b和18a、18b。引导件14具有垂直于相对的侧壁的开口侧20。金属带12具有：自由端22，其靠近所述开口侧20设置；以及固定端24，其固定至引导件14的壁16b。固定端24可以通过诸如焊接或螺栓连接之类的适合的方法而固定至壁16b。
金属带12的本体沿侧壁16a、16b设置，并且所述带的本体沿半径R弯曲以在自由端22和固定端24之间对折。自由端22包括可锁止部26，所述可锁止部26形成用于结合至儿童安全座椅的座椅侧连接部。引导件14可以通过任何适合的机构结合至车辆的安装部。例如，引导件14可以通过焊接、螺栓连接、或托架结合至安装部。而且，引导件14包括以具有开口的突出部形式的车辆侧连接部，紧固件可以通过所述开口以将附连组件结合至车辆的安装部。
图1和图2所述实施方式中，沿金属带12的长度，金属带12的宽度和厚度是不变的。作为示例，金属带12的宽度、长度、及厚度可以分别为0.75、3、及0.11英寸。引导件14的宽度、长度、及高度可以分别为1、1、及1英寸，而引导件14的壁的厚度可以为0.125英寸。在另一个示例性实施方式中，金属带12的宽度、长度、及厚度可以分别为0.75、13、及0.11英寸，而引导件14的宽度、长度、及高度可以分别为1、6、及1英寸。
在一些实施方式中，金属带12包括报警指示器30，所述报警指示器30指示需要更换附连组件。报警指示器30设置为，当金属带在缩回构造时，报警指示器30隐藏在引导件内，而当金属带在图2所示的伸展构造时，报警指示器30对于使用者可见。
附连组件10可以不同方向设置。在图1和图2所述实施方式中，具有固定端24的侧壁16b是底侧，并且相对车辆的底板基本上为水平的。可选择的是，侧壁16b相对车辆的底板也可以是顶侧。根据在下文所述安装位置，侧壁16a和16b相对车辆的底板可以是基本上垂直的。
金属带的厚度、屈服强度、及长度允许金属带响应作用于金属带的力而变形并在引导件内沿半径R卷动。在车辆正常驾驶过程中，金属带12具有足够的刚性以抵抗儿童座椅的移动，以便金属带12保持在图1示出的缩回构造。在碰撞事故中，儿童安全座椅系统的惯性产生由箭头表示的作用于附连组件10的前向力。当作用力低于预定的水平时，诸如在紧急制动过程中，附连组件10可以保持在缩回构造，从而阻止儿童安全座椅移动。在一个实例中，假定在70磅的儿童和30磅的儿童安全座椅时，200磅的紧急制动力可作为预定的水平。在这些条件下，紧急制动负载为200磅时金属带12可被构造为不能变形，或伸展不超过0.25英寸。然而，当作用力超出预定的水平时，金属带12在引导件14内沿半径R卷动。结果，带12从缩回构造转变为图2示出的伸展构造，由此吸收动能并降低作用于儿童安全座椅的力。
应当理解的是上述实施方式的改型是可行的。在另一个实例中，引导件14可以是管或具有通道的任何适合的构造，所述构造允许并限制带12在通道内移动。
而且，带12的宽度、厚度、或内部结构可以沿带的长度改变。图3示出了变化的宽度W的带52的俯视图。在所述实施方式中，带的中部具有与带的端部相比减小的宽度。应当注意的是宽度减小的部分的尺寸、形状、及数目可以改变以使带适合儿童安全座椅的需要。
图3进一步示出了以可锁止部56形式的用于将附连组件连接至儿童安全座椅的座椅侧连接部的可选择的形式。可锁止部56可以是由条或线形成的环，绳索或带可以附连至所述环，并因此结合至儿童安全座椅。
图4是具有变化宽度的金属带62的第二实施方式的俯视图。在所述实施方式中，带的中部与带的端部相比具有更大的宽度。应当注意的是宽度可以在带52的任何部分变化以使带满中作用于儿童安全座椅的负载的需要。
图5是具有内部结构的金属带72的第三实施方式的俯视图，其中金属带的内部结构包括沿金属带的部分长度形成在金属带中的开口74。在所述实施方式中，示出了一个开口，然而根据需要可以包括多个开口。而且，应当理解的是开口的尺寸可以改变。开口的尺寸和数目可以改变以期望地影响附连组件的变形量或吸能特性。在所述实施方式中，开口74大致设置在金属带72的中部。
图6示出了具有变化的厚度的金属带82的第四实施方式的俯视图。在所述实施方式中，金属带的两个中间的部分示出为具有减小的厚度。而且，应当注意的是厚度减小部分的尺寸、形状、及数目可以改变以使带适合儿童安全座椅的具体需要。而且，应当理解的是除了厚度减小的部分带还可以包括厚度增大的部分，或只包括取代厚度减小的部分的厚度增大的部分。
图7是具有驾驶员座椅464、乘坐人员座椅462、以及儿童安全座椅412的车辆的横断面视图，其示意性地示出了车辆底盘(chasis)的安装部，其中用作儿童安全座椅412的上部固定或下部固定时，附连组件10固定至所述安装部。附连组件10可以用于儿童安全座椅的上部绳索的上部固定中。上部固定可以安装在车辆的不同部分。如图7所示，上部固定的附连组件可以安装在车辆的行李架、车顶、座椅、底板、或轿车类型的C柱上。上部固定的附连组件可以进一步安装在箱型车的D柱上，如由图7的竖直虚线表示的。而且，应当理解的是附连组件10还可以被用作下部固定。例如，附连组件10可以结合至儿童安全座椅412的下端，而安装部可以设置在车座椅缝460中，从而形成下部固定。
图8示出了附连组件的不同实施方式的负载和位移之间的关系。曲线A示出了在例如图1-2示出的附连组件中的不变宽度的金属带的位移(英寸)的范围内负载(磅)的变化。拉动金属带需要的初始力或负载具有峰值，如曲线A所示。峰值之后，负载随位移的增大而变为常数。曲线B示出了在图4所述附连组件中的宽度变化的金属带的位移(英寸)的范围内负载(磅)的变化。因为带的宽度沿长度而增大，因此与具有不变尺寸的带相比，需要更大的初始负载以移动带。曲线C示出了在如图5和图6的实施方式示出的形状改变的金属带的位移(英寸)的范围内负载(磅)的变化。由于带中存在开口或带的一些部分厚度较小而使通过带吸收的能量减小，因此，移动带需要的初始负载减小。
虽然在以上实施方式中使用的带已被描述成是金属的，应当理解的是也可以使用其它适合的材料，当所述材料以上述方式变形时，其能够吸收能量。
上述的附连组件10的实施方式具有多种优点。例如，由于金属带被限制于引导件中，所以在碰撞事件中，带沿引导件的壁的向前移动或卷动可以以受控的方式进行。在一种实施方式中，其中带的宽度和厚度沿带的长度保持恒定的情况下，附连组件可被构造为获得金属带在引导件内的沿半径卷动理想长度后的基本不变的负载。结果，恒定的负载可以作用于儿童安全座椅，这在有些情形时是所需的。然而，如果在碰撞过程中作用于儿童安全座椅的可变负载是所需的，那么带的宽度、厚度、或构造可以沿带的长度而改变。由此，因为当带卷动时，带的截面强度和变形量随着沿着引导件的半径而变化，因此产生的作用于儿童安全座椅的负载变化。
应当理解的是在此公开的过程本质上是示例性的，并且因为多种改型是可行的，因此这些具体的实施方式不能被认为是限制。本公开内容的主题包括在此公开的各种结构以及其它特性、功能、和/或性质的所有新颖及非显而易见的组合和次组合。
以下的权利要求具体地指出被认为是新颖和非显而易见的某些组合和次组合。这些权利要求可以涉及“一种”元件或“第一”元件或者其等同物。这种权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的组合，既不需要也不排除两个或多个这种元件。方法或系统部件的构造、过程、装置、和/或其它特性、功能、元件、和/或性质的其它组合及次组合可以通过本权利要求的修改或通过提出该申请或相关申请的新权利要求而要求权利。这些权利要求的范围无论宽于、窄于、等同于、不同于原始权利要求的范围，同样被认为是包括在本公开内容的主题内。

Claims (18)

1.一种用于将儿童安全座椅固定至车辆的安装部的附连组件，所述附连组件包括：
引导件，其具有开向所述引导件的前面的通道，所述引导件固定至所述车辆；以及
金属带，其以缩回构造设置在所述引导件的通道中，从而使所述金属带的自由端靠近所述引导件的前面，所述金属带的固定端固定至所述通道的侧面，而所述带的本体沿半径弯曲以在所述自由端和所述固定端之间对折；
其中，当所述金属带承受张力拉动时，所述金属带构造成从所述缩回构造转变为伸展构造，并且所述引导件构造为在所述转变过程中限制所述带，从而使所述带在所述引导件内沿所述半径卷动，由此吸收能量。
2.权利要求1的附连组件，其中，所述通道由相对的顶壁和底壁以及相对的侧壁形成，所述顶壁和底壁以及侧壁共同地封闭所述带。
3.权利要求1的附连组件，其中，所述引导件由薄壁管形成，所述通道形成于其中。
4.权利要求1的附连组件，其中，所述金属带的宽度沿所述金属带的长度恒定。
5.权利要求1的附连组件，其中，所述金属带的宽度沿所述金属带的长度变化，以由此改变通过在所述引导件内沿所述半径卷动所述金属带的不同部分而吸收的能量值。
6.权利要求1的附连组件，其中，所述金属带的厚度沿所述金属带的长度恒定。
7.权利要求1的附连组件，其中，所述金属带的厚度沿所述金属带的长度改变，从而改变通过在所述引导件内沿沿所述半径卷动所述金属带的不同部分而吸收的能量值。
8.权利要求1的附连组件，其中，所述附连组件进一步包括报警指示器，所述报警指示器设置在所述金属带上，以指示需要更换所述附连组件，所述报警指示器设置为，当所述金属带处于所述缩回构造时，报警指示器隐藏在所述引导件内，而当所述金属带处于所述伸展构造时，所述报警指示器对于使用者可见。
9.权利要求1的附连组件，其中，所述金属带的自由端包括连接部，所述连接部将所述附连组件结合至所述儿童安全座椅。
10.权利要求1的附连组件，其中，所述连接部包括在所述金属带中的开口。
11.权利要求1的附连组件，其中，所述连接部包括由条形成的环。
12.权利要求1的附连组件，其中，所述引导件通过焊接件和紧固件中的至少一个而结合至所述车辆的安装部。
13.权利要求1的附连组件，其中，所述自由端结合至所述儿童安全座椅的上端，以由此形成上部固定。
14.权利要求13的附连组件，其中，所述车辆的安装部选自所述车辆的C柱、D柱、车顶、行李架、座椅、座椅框架、以及底板上的位置。
15.权利要求1的附连组件，其中，所述引导件结合至所述儿童安全座椅的下端，而所述车辆的安装部设置在所述车辆的座椅的车座椅缝中，由此形成下部固定。
16.一种将儿童安全座椅附连至车辆的安装部的附连组件，所述附连组件包括：
第一连接部，其构造为结合至所述儿童安全座椅；
第二连接部，其构造为结合至所述车辆的安装部；
盒，其具有侧壁，所述盒固定至所述车辆的安装部；以及
金属带，其以缩回构造设置在所述盒中，从而使所述金属带的自由端靠近所述盒的前面，所述金属带的固定端固定至所述盒的壁，而所述带的本体沿相对的壁弯曲以在所述自由端和所述固定端之间对折；其中，当所述金属带承受张力拉动时，所述金属带构造为从所述缩回构造转变为伸展构造，并且所述盒构造为在所述转变过程中限制所述带，从而使所述带在所述盒内沿半径卷动，由此吸收能量。
17.权利要求16的附连组件，进一步包括：
报警指示器，设置在所述金属带上，以指示需要更换所述附连组件，所述报警指示器设置为，当所述金属带处于所述缩回构造时，报警指示器隐藏在所述引导件内，而当所述金属带处于所述伸展构造时，所述报警指示器对于使用者可见。
18.一种用于将儿童安全座椅固定至车辆的吸能附连组件，所述吸能附连组件包括：
金属带装置，其用于在所述金属带承受张力从缩回状态拉向伸展状态的过程中吸收能量；以及
引导件装置，其用于在从所述缩回状态向所述伸展状态的转变过程中限制所述金属带的移动，以控制在拉动过程中吸收的能量值。
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