CN102189946A - 具有能量吸收装置的儿童安全座椅 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于安装在机动车内的儿童安全座椅，该儿童安全座椅包括基底和具有底部的座椅，该座椅沿一轴与基底连接。基底和座椅共同限定设置于两者之间的腔，座椅的底部构造成在正面冲击过程中围绕连接座椅和基底的轴转动，使得座椅底部进入腔中。所述安全座椅可包括设置在腔内的能量吸收构件，其中能量吸收构件构造成在正面冲击过程中当座椅底部进入腔中时发生变形。能量吸收构件可通过座椅底部进入腔中的基本竖直的运动而变形。

Description

具有能量吸收装置的儿童安全座椅

技术领域

本发明涉及一种在车辆和飞机内使用的用于保护儿童的儿童安全座椅，更具体地，涉及一种儿童安全座椅，该座椅用于在运动中突然发生变化(例如导致向前运动迅速减速的碰撞事故)的情况下中，减少儿童安全座椅内的乘坐者相对于周围环境所觉察到的力。

背景技术

儿童安全座椅是设计成保护车内儿童免受碰撞或其它突发的运动变化带来的影响。儿童安全座椅，通常狭义地指车用座椅，其可以用在具有各种座椅配置的多种车辆内。对儿童安全座椅而言重要的是特别是在碰撞过程中安全地容纳乘坐者并限制该乘坐者的移动。儿童安全座椅的另一个功能是减少对座椅内乘坐者的冲击力从而减少受伤的可能性。

儿童安全座椅通常构造成具有固定座椅内的儿童的束具，并且座椅安全地附接在车内的固定位置，例如符合针对儿童安全座椅附接点的国际标准的ISOFIX，或者在美国为LATCH(用于儿童的下部固定器和系绳)附件。儿童安全座椅的正确安装对于实现座椅能提供的最大化保护是必要的。不正确的安装会导致在碰撞发生时受伤的风险增加。特别是对于儿童而言，碰撞过程中受到的最危险的伤害之一是头部伤害。应该使头部行程、或者说头部从儿童安全座椅移开的距离最小以减小碰撞带来严重伤害的可能性。在碰撞过程中还可能由于施加在身体上的很高的力而受到其它伤害，这也应该优选地最小化。

发明内容

本发明的多个实施例旨在提供一种儿童安全座椅，该儿童安全座椅可以减小座椅的乘坐者由于碰撞而受伤的可能性。安全座椅可以构造成在车内安装成面向前方和/或面向后方的状态/定位。

根据本发明实施例的安全座椅装置可以包括基底和座椅，该座椅包括底部，座椅沿一轴与底部连接。基底和座椅共同限定位于两者之间的腔，且座椅底部构造成在正面/前方冲击过程中围绕连接座椅与基底的轴转动，使得座椅底部进入腔中。轴可以位于腔的前部/前向部位，其中前向方向由安全座椅的乘坐者面向的方向限定。安全座椅可以包括设置在腔内的能量吸收构件，所述能量吸收构建构造成可以在正面冲击/碰撞过程中当座椅底部进入腔中时变形。能量吸收构件可以通过座椅底部朝向腔中的基本竖直的运动而变形。

根据本发明的安全座椅的实施例还可以包括运动导引件，该运动导引件构造成在正面冲击过程中引导座椅底部沿一路径向腔中运动。座椅底部的关于基底的路径可以基本垂直于正面冲击的方向。运动导引件还可以包括运动抑制器，其在正面冲击造成的减速度低于阈值时阻止座椅底部沿着该路径运动。运动导引件可以关于基底固定并且可以包括槽。座椅可以具有相对于座椅固定的销，并且该销可布置在运动导引件的槽内。销可以与运动导引件配合以限定在正面冲击期间座椅底部进入腔的路径。运动导引件可设有在正面冲击过程中座椅底部沿路径运动到腔中的可视指示。座椅可关于轴可枢转地与基底连接，且座椅可以在至少两个关于基底倾斜的角度之间设置。设置于腔内的能量吸收构件可以构造成允许座椅在至少两个关于基底倾斜的角度之间调整。能量吸收构件的顶面可以具有凹曲部，所述凹曲部构造成支架结构并支承座椅的底部的凸曲部。

根据本发明的实施例的安全座椅可以包括基底和具有底部的座椅。基底和座椅限定位于两者之间的腔，座椅底部构造成当安全座椅在车中安装成面向前方的状态时，座椅底部在正面冲击过程中进入腔中。座椅可以构造成通过至少一个带附接至车辆，所述至少一个带可以包括至少一个车辆安全带或LATCH附接带。所述至少一个带可以构造成当安全座椅在车中安装成面向前方的状态时，在正面冲击期间所述至少一个带迫使座椅底部进入腔中。能量吸收构件可以定位于腔内，其中，材料构造成可以在座椅底部进入腔中时变形。座椅底部可以构造成当安全座椅在车中安装成面向前方的状态时，在正面冲击过程中座椅底部关于基底保持固定。安全座椅还可以具有运动导引件，其构造成在正面冲击过程中引导座椅底部朝向腔中运动，且运动导引件可以具有脊部，在正面冲击的力低于阈值时该脊部阻止座椅底部进入腔中。安全座椅能可枢转地与基底连接，从而使座椅可以在至少两个关于基底倾斜的角度之间设置。

根据本发明另一实施例的安全座椅可以包括具有底部的座椅、基底、能量吸收构件和运动导引件，所述能量吸收构件设置于座椅的底部和基底之间。运动导引件可以构造成当安全座椅在车中安装成面向前方的状态时、在正面冲击期间引导座椅的底部向能量吸收构件运动并造成能量吸收构件变形；并且当安全座椅以面向后方的状态安装时，运动导引件可以在正面冲击期间防止座椅底部造成能量吸收构件变形。座椅能可枢转地与基底连接，且座椅可以在至少两个关于基底倾斜的角度之间设置。运动导引件还可以构造成在所产生的力低于阈值的正面冲击过程中防止座椅的底部造成能量吸收构件变形。安全座椅还可以包括附接带，所述附接带将座椅附接至车辆并与运动导引件配合，以在正面冲击期间引导座椅底部向能量吸收构件运动。

根据本发明的多个实施例的一种减少正面冲击对安全座椅的乘坐者的影响的方法，其中安全座椅包括座椅、基底和位于两者之间的腔，该方法可以包括：将座椅附接至位于车内的固定位置；在正面冲击过程中引导座椅运动到腔中；以及压缩设置于腔内的能量吸收构件。引导座椅向腔中运动可以包括使运动导引件的销行进越过/经过运动抑制器并引导运动导引件的销通过运动导引件的槽的至少一部分。压缩能量吸收构件可以包括延长座椅朝向腔中运动的持续时间。将座椅附接至位于车内的固定位置可以包括利用附接带将座椅附接至位于车内的固定位置。

附图说明

现在结合附图说明，附图不需按比例示出，其中：

图1是根据本发明实施例的儿童安全座椅，该儿童安全座椅安装在车内；

图2是根据本发明实施例的儿童安全座椅，该儿童安全座椅以从顶部向下的视图示出；

图3是根据本发明的实施例的儿童安全座椅，该儿童安全座椅以面向前方的状态安装；

图4是根据本发明的实施例的儿童安全座椅，该儿童安全座椅以面向后方的状态安装；

图5A示出了根据现有技术的儿童安全座椅的重心；

图5B示出了根据本发明实施例的儿童安全座椅的重心；

图6是的作用在根据本发明实施例的面向前方定位的儿童安全座椅的典型正面碰撞冲击力的示意图；

图7是作用在根据本发明的实施例的面向后方定位的儿童安全座椅的典型正面碰撞冲击力的示意图；

图8是根据本发明实施例的运动导引件的周围情况的示意图；

图9是根据图8所示实施例的运动导引件的细部视图；

图10是根据图8所示实施例的运动导引件在经历正面冲击之后的细部视图。

图11是根据本发明实施例的儿童安全座椅的分解视图；和

图12是根据本发明实施例的儿童安全座椅的剖视图。

具体实施方式

以下将参考附图更全面地描述本发明，其中示出了本发明的一些(但非全部)实施例。事实上，这些发明能够以多个不同形式实施，其不应解释为局限在本文所述的实施例中；相反，提供这些实施例是为了使本发明满足申请的法定要求。在全文中相同的附图标记代表相同的元件。下文使用的顶部、底部、侧面、上、下、向上、向下、竖直、水平等术语并不意味着对本发明的所有实施例的限制要求，而只是在文中用来帮助描述附图所示实施例中的相关方向或取向。附图省略了对特定能量吸收材料、衬垫、织物和其它包覆物的描绘，从而有助于容易地看到和理解本发明的特征。

本发明的多个实施例提供了构造成用于与各种车辆中的座椅附接的儿童安全座椅。儿童安全座椅可以构造成以面向前方的状态或面向后方状态安装，从而例如根据美国国家公路交通运输安全管理机构(United States national Highway Transportation Safety Administration，NHTSA)以及其他国家的类似权威机构的指导和标准，基于儿童的身高和体重以适当的状态容纳儿童。

如图1中所示，儿童安全座椅100可以包括座椅部分110，该座椅部分110也被称为座椅壳体，该座椅壳体可枢转地联接至基底120。座椅部分110和基底120可以关于彼此枢转，例如以确保被固定在面向前方或面向后方定位的座椅内的儿童获得所需的倾斜角度。由于不同的车辆具有不同的座椅构造，儿童安全座椅可具有可调整的倾斜角度，使得基底120可以水平地安放在车辆座椅200上而座椅部分110可以通过在基座上枢转或摆动而调整到所需的倾斜角度。可选地，基底可以固定到座椅部分上，或者基底属于座椅部分的不可分割的一部分，并且基底构造成具有调整装置以实现安装状态下的所需角度。

为了将碰撞可能对儿童安全座椅的乘坐者产生的不利影响减至最小，将儿童正确地定位在儿童安全座椅内是很重要的。定位包括安全座椅与车辆的适当附接和安全座椅的座椅部分110的角度的适当设置。安全座椅的定位还需要确保乘坐者例如在睡着时在座椅内保持正确的就坐位置。

座椅部分110可以限定就座区域115，该就座区域包括底部117和背部119。就座区域还可以具有用于将儿童固定在座椅内的束具150。束具可以包括扣环152和两个束带154、155。可以具有扣片，在系上束具时该扣片固定在扣环152内。束带154、155可以构造成至少间接地与调整带156联接，以便束具150在座椅的乘坐者周围收紧(即，缩短)。

将扣环152附接在座椅上的扣带153可以构造成在安全座椅乘坐者的两腿之间、从位于座椅底部119中的开口157伸出，如图2中进一步所示，该图示出了从座椅上方所见的座椅部分110的就座区域115的视图。扣带153可以构造成可在座椅的底部117以内不同的位置之间调整。图2的实施例示出具有相对(或很大程度上)横向构型的开口157还可以包括纵向的改换位置部158和至少一个相对横向的第二开口159，扣带153穿过该开口157伸出。扣带153可以用柔性带状织物制成并可以通过操纵该柔性带状织物从第一横向开口157经过纵向的改换位置开口158进入第二横向开口159而进行调整。通过将扣带153定位成更靠近乘坐者，使得该扣带能更紧、更牢固地配合在乘坐者周围，扣带153的可调整性可使乘坐者受益。尽管只示出和描述了双位调整，但使用相似构型的三个或更多可调整位置也是可能的。

安全座椅还可以包括能量吸收材料148，该材料给图1所示的就座区域115的至少一部分做衬里。就座区域115内的能量吸收材料148可布置成使得安全座椅的乘坐者在碰撞过程中当一部分身体(例如头部、肩部或臀部)撞击就座区域115的侧面时受到的损伤减至最小。能量吸收材料148可以是任何已知的或者将来开发或发现的能量吸收材料，在这些材料中，例如包括泡沫橡胶(例如氯丁橡胶)和泡沫聚苯乙烯(EPS)、或泡沫聚丙烯(EPP)。附加的能量吸收材料可以设置在乘坐者头部在碰撞过程中可能接触的区域中。

安全座椅100还可以具有用于使乘坐者舒适和/或安全的衬垫。这种衬垫可以附接在安全座椅100的就座区域115上，并且/或者该衬垫可以包括在包覆物中，该包覆物用于覆盖座椅110并提供美观的具有色彩或图案的外表。

儿童安全座椅100可以例如通过使用车辆安全带、儿童用下部固定器和系绳(Lower Anchors and Tether for Children，LATCH)系统、或ISOFix系统(儿童座椅同步安装/固定装置)安装在车辆座椅中。例如，LATCH附接部位已经在2002年9月1日以后制造的用于在美国境内销售的车辆上标准化，并意在兼容在美国境内出售的所有儿童安全座椅。LATCH附接部位通常包括金属连接器，该连接器牢固且永久地紧固在车辆的结构构件上从而为安全座椅的附接提供牢固的固定部位/固定点。

如图1、3和4的实施例中所示，儿童安全座椅通过使用LATCH附接带130附接在车辆座椅200上。附接带130的第一端包括LATCH连接器172，而附接带的第二端固定在安全座椅100上。LATCH连接器172可以固定至车辆的LATCH附接部位/附接点170。可供选择的用于安装安全座椅的装置将在下文进一步详细描述。可以具有系绳140，该系绳的一端在安全座椅142的顶部部分上系牢/固定，另一端在与车辆永久固定的系绳固定器144上系牢，如图1和3中所示。

儿童安全座椅频繁地移动进出车辆，因而希望安全座椅是低重量的，以便在为了安全保持必要的结构刚性的同时保持便携性。此外，LATCH附接部位被设定一最大重量，使得减少座椅的重量可以增加被可靠地保护在附接于LATCH连接器并支持最大额定重量的座椅内的儿童的容许重量。考虑到这一点，座椅部分110可以使用重量轻的塑料或合成材料形成。座椅部分110可以由单件模制材料制成，或可能地针对背部119和底部117使用单独的材料制成。座椅部分110可以不具有足以将座椅可靠地固定在车内或对于乘坐者的充分保护所必需的必要结构刚度。因此，安全座椅可以具有附加的结构支承件，以向座椅部分110提供增加的刚性以便正确地安装以及充分地保护乘坐者。安全座椅可以具有用刚性材料制成的、附接在座椅部分110上的座椅支承件180。座椅支承件180可以是框架或框架的一部分，至少部分地包围座椅部分110并且向座椅部分和用于车内安装的附接部位提供刚性。如本文所述并且通过与现有技术比较，座椅支承件180不仅是一种用于在车内安装安全座椅的附接装置，更是增强座椅部分110的刚性的结构元件，同时还充当用于附接至车辆的固定部位。根据本发明实施例的座椅支承件减少或消除了对大的塑料支承件的需要，现有技术中常常使用这些大的塑料支承件以给安全座椅提供结构刚性并且定位于座椅壳体的后面和下面。

本发明实施例的侧视图在图3中示出。所示出的侧视图基本上是相对侧的镜像，因而在此提及的元件涉及安全座椅两侧上的类似元件。如图所示，座椅支承件180至少部分地邻近座椅部分110的各侧延伸，并且底部117位于两个座椅支承件之间，这与现有技术中延伸到座椅部分的底部117下方(即，底部117和车辆座椅之间)不同。座椅支承件180也可以延伸到座椅底部117的下方；然而这可能妨碍座椅底部117如希望的那样定位在尽量靠近车辆座椅的位置。由于座椅支承件180至少部分地邻近座椅部分110的侧面延伸，而底部117位于两者之间，座椅部分110可以相对于车辆座椅定位得较低。另外，座椅支承件180至少部分地邻近座椅部分110的侧面延伸还可以为下部附接带130提供刚性附接部位。

图3的实施例中示出，座椅支承件180在座椅的第一侧上的部位184处牢固地附接至座椅部分110。座椅支承件从部位184邻近于座椅部分110的底部117延伸。座椅支承件还沿着座椅部分的背部119延伸，在此可附接至基底。座椅支承件180可以至少部分地被座椅部分110包围，如182处所示的起点。此外，座椅支承件180可以延伸跨过座椅部分110的背部119并与安全座椅的相对侧上的座椅支承件会合，该相对侧上的座椅支承件具有座椅的第一侧的座椅支承件的镜像构型。座椅支承件可以是单个的整体元件，例如单个金属管或棒，从部位184开始、邻近底部117、沿着背部119延伸、邻近底部117的相对侧延伸，并在与部位184相对的部位终止。可选地，座椅支承件180可以包括两个独立的支承构件，各支承构件在相应的一侧从部位184开始、邻近座椅部分110的底部117并沿着座椅部分110的背部119延伸。在座椅支承件180包括两个独立的支承构件的实施例中，所述支承构件可以是相同的部件，使得任一支承构件都可以用在安全座椅的任一侧上。上文提及的任一实施例中的座椅支承件180都可以沿着座椅部分的背部119延伸，例如至少达到将要接合乘坐者肩部的束具的顶部。或者，座椅支承件180可以横跨位于座椅前部的座椅接近部位184延伸，从而使支承件从乘坐者的腿的路径下方经过。

根据本发明的座椅支承件180布置在座椅部分110的侧面并邻近座椅底部117的实施例，座椅底部117可以延伸到座椅支承件的下方，如所示的121处。降低座椅的底部117有助于降低安全座椅100的重心。降低座椅的重心可以提高安全座椅在碰撞过程中的性能，如下文所述。

下部附接带130可以构造成附接至座椅支承件180的沿长度方向的任一点处。当安全座椅安装在车内时，座椅支承件可以构造成具有两个弯曲部/弯折部174、176以在安全座椅被安装于车内时将附接带定位在希望位置。弯曲部可以定位和构造成充当通路，使得当附接带被收紧时(即，在安全座椅的安装过程中)，附接带变成定位在弯曲部174、176上或者弯曲部的顶点附近。座椅支承件180可以具有相对光滑的表面以允许附接带130在座椅支承件上的滑动并在安装过程中附接带被收紧时进入弯曲部174、176。当安全座椅在车辆内以面向前方的状态安装时，如图3中所示，在附接带被收紧时下部附接带130将朝向弯曲部176移动并进入弯曲部176。当安全座椅以面向后方的状态安装时，如图4中所示，在附接带被收紧时下部附接带130将朝向弯曲部174移动并进入弯曲部174。所需的附接带位置可以是发生碰撞时乘坐者安全和减轻不利作用的关键因素。此外，由于支承件180在第一弯曲部176和第二弯曲部174之间没有阻挡，附接带130可以在面向前方安装状态和面向后方安装状态之间移动而不需要从安全座椅上取下附接带。该特征与策略性地设置及定位的弯曲部一起，可以帮助避免用户的一般安装错误。

根据本发明的安全座椅实施例还可以包括穿过座椅部分110的安全带通道190、192，以便利用车辆安全带或两端具有闩锁连接器的附接带将安全座椅辅助固定在车内。参考图3，安全带通道190包括两个开口，在座椅部分110的各侧上接近座椅弯曲部176处各一个，用于将安全带插入，穿过座椅部分110的第一侧并穿过座椅部分110的另一侧穿出。安全带通道190可以构造成接受仅腰部安全带、合并的腰部安全带与肩部安全带、或在两端中的任一端具有闩锁连接器的附接带。当使用安全带或附接带安装时，车辆的安全带经过座椅支承件180，使得在安全带被收紧时座椅支承件180被固定到车上。此构型将安全带或附接带的张力施加在座椅支承件上并可以避免在安全座椅100的座椅部分110上施加很大的张力或力。

类似地，参考图4，用于面向后方状态的安全带通道192在接近第二弯曲部174处延伸经过安全座椅110，在安全座椅利用安全带安装成面向后方的状态时使用该第二弯曲部174。与面向前方的安全带安装状态相同，安全带延伸经过座椅支承件180，使得施加在安全带上的张力除了施加到座椅部分110以外还施加到座椅支承件180上。

再参考图2，安全座椅可以具有安全带通路190和192，如参照图3和4所述。在座椅110的限定各个通路190、192的开口之间，安全带锁扣191、193可以用于将安全带固定在座椅部分110上并将安全带保持在需要位置。安全带锁扣191、193可以是两件式构型，其中第一件是位于座椅部分110中的一体模制的凹部。第二件可以是锁定部分，该锁定部分铰接至一体模制的凹部。在打开位置，安全带可以放置在凹部上。在关闭位置，安全带通过安全带锁扣191、193中的锁定部分固定。当处于关闭位置时锁定部分可以牢固地卡在凹部内。凹部部分可以优选地单独模制而成并安装到座椅部分内。锁定部分和/或凹部部分可以使用与座椅部分110具有不同颜色的材料制成，从而向使用者提示其存在并清晰地从座椅区域115中区分锁定部分。例如，安全带锁扣191、193可以模制成亮色或者座椅部分110的对比色，从而吸引用户的注意并表明该部件的重要性。

如上文中本发明的一些实施例提到的，邻近座椅部分110定位的座椅支承件180允许座椅部分的底部117被布置到关于基底120的较低位置。无论安全座椅是经由安全带还是下部连接器附接点附接至车辆，安全座椅100基本上固定在处于车辆座椅的低位的部位，该部位通常位于下部座椅坐垫202和背部座椅靠垫201之间(见图1)。图5A和5B中示出了较低的重心的好处。图5A和5B的安全座椅仅用于提供视觉参考，并不旨在说明真实尺寸。图5A示出了现有技术的儿童安全座椅，该儿童安全座椅具有较高的重心311，而图5B示出了根据本发明实施例的儿童安全座椅，此儿童安全座椅具有较低的重心301。各实施例的X和Y方向的力臂302、303和312、313分别从点304和314开始，所述点304和314是安全座椅在车上的相对固定的附接部位。在正面/前方碰撞过程中，重心301、311将趋向于围绕基本固定的点304、314枢转，如在面向前方的安全座椅的情况中尤其明显的那样，座椅将倾向于向前翻。使重心降低能减小自安全座椅倾向于绕其转动或翻转的固定点起的力臂，从而降低了转动力。因此，较低的重心将倾向于比较高的重心翻转或转动得更少。这可以帮助减小由正面/前方冲击造成的头部背离座椅的行程(即乘坐者的头部移动的距离)。这还可以帮助减小碰撞事故中施加于座椅的乘坐者上的力。虽然图5A和5B示出了面向前方状态的儿童安全座椅，关于重心和绕固定点转动的相同的几何条件也适用于面向后方的状态。

本发明的安全座椅实施例的多个特征构造成允许并促进所需的座椅的运动或运动学特性以降低座椅的乘坐者经历的冲击力，如下文进一步描述的。由上文所知，在涉及面向前方的儿童安全座椅的正面冲击过程中，儿童安全座椅的向前转动可引起安全座椅的乘坐者的头部行程。由于儿童安全座椅的向前转动通常是不希望的，因此优选的是座椅部分110的底面后部在正面冲击过程中向下和/或向前移动减少转动。附接部位174、176——附接带130从所述附接部位开始延伸——在安全座椅110上的位置可以帮助最小化或减少正面冲击过程中安全座椅110和乘坐者所经历的向前转动的量。将安全座椅的向前转动运动转化成向下运动可以帮助安全座椅乘坐者减少头部行程并且将乘坐者受到的力改变成能由乘坐者的躯干更好地承受的方向，因而伤害的可能性更低。

如图6的实施例所示，附接带130沿着座椅支承件180定位在弯曲部174、176可以促进正面冲击过程中安全座椅的向下运动，尤其是在座椅处于面向后方的状态时。在正面冲击过程中，由于车具有一急剧的减速度，其中减速度是速度随着时间的变化(减小)，安全座椅将趋向于向前(沿箭头330)移动。在安装于车内时附接带130的长度是固定的。当座椅被冲击促使向前时，固定在车内的附接部位170相对于车保持静止。因此，附接带130被沿着箭头330的方向向前拉。当附接带被向前拉时，该附接带只能沿着由该附接带的固定长度限定并由箭头340示出的半径移动。因此，当安全座椅继续向前时，该附接带迫使座椅沿着由该附接带的长度340限定的半径向下，从而促使座椅310的底部朝向基底320运动。

图7示出了本发明实施例中涉及的力，在该实施例中儿童安全座椅以面向后方的状态安装。当安装成面向后方的状态时，安全座椅通常关于基底或车辆座椅倾斜得更多。如果处于面向后方状态的安全座椅受到正面冲击，冲击促使座椅沿箭头360向前，并且附接部位170相对于车保持静止。座椅310沿箭头360的方向的运动导致附接带被向前拉并沿着由附接带130的长度限定的半径运动。由于弯曲部174比弯曲部176的位置低(相对附接部位170而言)，其中，在面向后方的状态下弯曲部174确定附接带130的附接部位的位置；在面向前方的状态下弯曲部176确定附接带130的附接部位的位置，因此，在面向后方的状态下正面冲击导致的附接带130的向下运动比面向前方状态下的向下运动更少。对于面向后方的安全座椅，正面冲击时所产生的使座椅310向下进入基底320的合力比面向前方状态下的可参照比较的力要低。

图8示出了根据本发明实施例的安全座椅的侧视图，该安全座椅没有示出座椅支承件180。为了易于图示和清晰地理解被座椅支承件180挡住的特征，略去了座椅支承件180。所示实施例的基底400包括运动导引件401，该运动导引件还用作撞击指示器使。运动导引件401构造成当以面向前方状态安装时在正面冲击过程中引导座椅部分420的运动并给使用者提供可视的指示，表明儿童安全座椅已经受到冲击并且座椅的性能或安全性可能受到损害。

图9示出了根据本发明实施例的运动导引件401的详细视图。运动导引件401构造成将销402支承在运动导引件401的槽403内。销402附接在座椅部分420上使得销402和座椅部分420一起移动。销402构造成靠置在位于槽403内的运动抑制器或脊部405上。当座椅处于面向前方状态时，在受到具有足够大的力的正面冲击后，销402被迫越过脊部405并经过槽403。虽然所示实施例示出了销联接到运动的座椅部分420而运动导引件401相对基底400固定，但反之也同样工作良好。运动导引件401可以与座椅部分420联接，而销402可以与基底400联接。

运动导引件401和销402可以从安全座椅的侧面可见。销可以涂有颜色或具有用金属或其它材料或颜色制成的帽，这样当从安全座椅的侧面看时可以增加销的可视性。这可以允许使用者更容易地看到销402在运动导引件401内的位置。一旦安全座椅在面向前方状态下受到正面冲击足以导致销402越过脊部405且经过槽403，销或帽在槽内的未固定的位置可视地表明安全座椅受到严重冲击，如图10中所示。一旦安全座椅受到严重冲击时，则材料和附接部位可能减弱并损害安全座椅的未来的性能。因此运动导引件401可以提供可视指示以说明安全座椅不应再被使用。

当儿童安全座椅处于面向前方状态时，由于座椅被促使围绕如图8所示的轴410枢转，由正面冲击引起的力的方向可导致销402朝向图9的箭头450的方向运动。当正面冲击导致座椅在箭头450的方向上受到高于预定阈值的力时，该力导致销402越过脊部405并经过槽403。所述脊部可以在不大可能对车辆的乘坐者造成伤害的事件(例如急刹车事件)过程中帮助防止销进入槽403。在这种急速刹车事件或温和的“保险杠弯曲”类型的冲击(例如车辆气囊不会展开的正面冲击)中，力可能比预定的阈值低并且不足以导致销402越过脊部405。在产生的力足以将销402从凹部406赶出的正面冲击中，销402的运动至少部分地通过槽403转移到座椅部分110内，该座椅部分110围绕接近基底前部的轴410(图8中所示)枢转，并且座椅底部117朝向车辆座椅底部并朝向基底400向下运动或运到基底400内。轴410对应于座椅壳体的相对于基底的固定前向位置，如果座椅壳体例如为了面向后方状态而构造成倾斜的，则该轴的位置也可以调整。销402的至少部分地经过槽403的运动(如图10中所示)将至少一部分由冲击引起的向前运动转化成向下进入安全座椅基底400的运动。当安全座椅安装成面向前方的状态时，在正面冲击过程中，运动导引件401连同附接带130的沿座椅支承件180的适当位置176一起促使座椅向下运动进入基底，减少了座椅的转动运动并更好地保护乘坐者免受伤害。

再参考图9，当儿童安全座椅在车内以面向后方的状态安装时，与前述面向前方的状态下的功能相比，运动导引件401的脊部405可以提供单独的效用。当安全座椅面向后方状态安装时，由于座椅部分被迫绕轴410枢转，正面冲击可导致销被迫沿箭头460的方向更深地进入凹部406。面向前方状态的座椅420的运动学特性与面向后方状态的座椅的运动学特性不同，使得销402经过槽403的运动对于安全座椅的性能而言可以是非必需的或者可以是不希望的。凹部406和脊部403的形状可以构造成在面向后方状态下使销402保持在路径460上，而不是允许销402沿槽403运动。

根据本发明各种实施例的安全座椅还可以具有附加的安全特征以在座椅面向前方状态安装时降低安全座椅的乘坐者受伤的可能性。如上文所述，将由正面冲击造成的向前运动转变成关于机动车座椅的基本向下的运动可以减小头部背离安全座椅的行程，降低受伤的可能性。还可能需要的是不仅将正面冲击的向前运动转变成向下运动而且同时减小座椅的减速度/负加速度，从而减小座椅的乘坐者所察觉到的力。在这方面，根据本发明实施例的安全座椅可以进一步构造成具有能量吸收特征，所述能量吸收特征具有布置成当安全座椅处于面向前方的状态时减小由正面冲击引起的、被安全座椅乘坐者察觉到的力的机构和部件。由于力等于物体的质量乘以物体的加速度，因此，加速度(或负加速度，也称为减速度)的降低将减小作用在物体上的力。在冲击过程中，机动车的速度变化将等于安全座椅的速度变化，因为它们相互连接在一起。虽然速度变化相等，但减速度并不一定相等，因为减速度是速度随着时间的变化，如上文所述。因此，改变时间或速度变化的时间长将改变减速的速率(即，增加速度变化的时间将降低减速的速率)。因此，可能想要延长座椅310和乘坐者承受的速度变化的时间长，从而降低减速并因而降低了力。

图11示出了根据本发明实施例的具有能量吸收特征的安全座椅的分解视图。所示实施例包括具有座椅底部317、基底320和限定在底部与基底两者之间的腔340的座椅310。腔340构造成接纳能量吸收特征，例如所示的能量吸收构件500、510。两个能量吸收构件500、510设置在基底320和座椅310之间的腔340内。每个能量吸收构件500、510具有顶面502、512和底面504、514。

理想的是，能量吸收构件500、510构造成沿着能量吸收构件500、510的底面504、514接近于或接触基底320，并且沿着能量吸收构件500、510的顶面502、512接触或接近于座椅底部317。由于能量吸收构件倾向于吸收进入到基底320内的座椅310的能量并使座椅310受到的(以及乘坐者所察觉到的)峰值力(例如通过降低最大减速度)减至最小，将能量吸收材料定位成接近于或接触基底320和座椅底部317可以减少或消除座椅310在从非接触位置行进到接触位置时的加速度的瞬间峰值。例如，座椅底部317和能量吸收构件500、510之间的距离越大，则在接触能量吸收材料500、510之前座椅底部317承受的加速度越大。

图12示出了结合了本发明的多个特征的安全座椅的剖视图。如前文所述，能量吸收构件500的顶面502与座椅底部317接触。能量吸收构件500的顶面502具有凹曲部/凹曲度，该凹曲部构造成托架并支承座椅底部317的凸曲部/凸曲度，从而增加了座椅底部317和能量吸收构件500之间的接触面积。能量吸收构件500的顶面502的凹曲部还允许座椅310在相对于基底倾斜的不同角度之间运动并且同时保持与能量吸收构件500的顶面502的接触。在图12的实施例中，所示出的倾斜机构包括通道602和限定一轴线的杆604。杆604设置在通道602内并构造成在倾斜手柄606被拉动之前该杆604在通道602内保持固定。当倾斜手柄606被拉动时，杆604可以在通道602内移动，该杆的行进路径可以是围绕能量吸收构件500的顶面502的凹曲部的近似中间点的弓状/弧形范围。这种构型可以允许座椅底部317关于能量吸收构件500转动且同时保持与能量吸收构件500的顶面502的表面接触。此外，当座椅安装成面向前方的状态并受到正面冲击时，杆604可以作为座椅310转动所围绕的轴线/轴(参考图8的数字410)。

如图12所示，能量吸收构件500的底面504与基底320接触。基底可以包括附接部位322、324，所述附接部位构造成接纳能量吸收构件500并且在正常使用以及碰撞过程中将能量吸收构件500的位置保持在基底内。理想的是底面504与基底320之间的接触区域和顶面502与座椅310之间的接触区域具有足够的面积以将施加在能量吸收构件500的顶面502和底面504上的压强减至最小。由于压强等于单位面积上的力，因此在保持相同的力的同时增大接触面积可导致压强的降低。减小施加在能量吸收构件500的表面上的压强可允许能量更均匀地分布在整个能量吸收构件500上，这可以提高其有效性。因此，从能量吸收构件500的前部506延伸到能量吸收构件500的后部508的接触区域可以在发生碰撞时减小施加在能量吸收构件500上的压强并使能量更均匀地分布在整个能量吸收构件500上。

当安全座椅如本文所述地安装成面向前方的状态时，图12的能量吸收构件500和图9的运动导引件401能以配合方式起作用以在正面冲击过程中降低安全座椅的乘坐者所察觉到的力。尽管下文的描述涉及单个运动导引件401和单个能量吸收构件500，应理解的是安全座椅可包括位于座椅两侧上的运动导引件并且可使用多个能量吸收构件。座椅底部317可以构造成与能量吸收构件500的顶面506接触，而运动导引件401的销402位于脊部405上方。在正常使用(即，安装在机动车内并由儿童乘坐)期间，能量吸收构件500与运动导引件401一起配合使销402保持位于脊部405上方。当然在正常使用时能量吸收构件500可以给座椅310提供支承，在正常使用期间施加在能量吸收构件500上的力的大小不足以使其变形。类似地，在安全座椅的安装和移除过程中以及急刹车情况或者非常轻微的碰撞过程中，可能达不到使销402移动经过脊部405并使能量吸收构件500变形所需的力的阈值大小。

在碰撞过程中，当安全座椅以面向前方的状态安装在车辆内时，附接带抵抗座椅的向前运动。通过以上参考图6所述的转动半径，附接带构造成向座椅310施加关于倾斜杆604的轴线、沿图9的箭头450的方向上的力。如果正面冲击具有足够的力，则由附接带沿箭头450施加在座椅310上的力可能超过使能量吸收构件500开始变形并迫使销402越过运动导引件401的脊部405所需的阈值。随着座椅底部317使能量吸收构件500进一步变形，沿箭头450的方向上的力进一步驱使销402至少部分地通过槽403。由于被附接带和运动导引件410引导，座椅310的运动相对于基底320基本竖直向下。

本领域技术人员将理解，如果没有能量吸收构件500、510，则当座椅底部317到达其腔340内的最大向下行程点时，座椅可能经受迅速的减速。能量吸收构件500、510构造成使速度变化的持续时间延长，从而降低座椅310的减速度，并降低具有相对较短的持续时间、高减速度的冲击的可能性，这种冲击更有可能对安全座椅的乘坐者造成伤害。较慢的减速度还可以减少安全座椅的乘坐者经历的最大头部行程。

能量吸收构件500、510可以包括多种结构设置和材料成分中的一者或多者。例如，结构设置可以包括蜂巢状结构(如图12中所示)、闭室(closed cell)结构、气囊、填充有流体的减振器或震动吸收器、或本领域已知的其它结构。可使用的材料包括可变形的塑料、泡沫、橡胶、或金属。材料可以选择用于弹性变形或塑性变形。当然，优选的是在经历冲击之后不会回到初始形状的材料。

利用前面提到的描述和相关附图中展示的教导，本领域技术人员可以对本文所述的本发明做出许多变型和其它实施方式。因此，应理解的是本发明并不局限于所提出的特定实施例，变型和其它实施方式也应包括在所附权利要求的范围内。尽管本文使用了特定术语，但它们仅在一般的和描述性的意义上使用，并非是出于限制性的目的。

Claims (24)

1.一种安全座椅装置，包括：

基底；和

座椅，所述座椅包括底部并构造成具有连接所述基底和所述座椅的轴；

其中，所述基底和所述座椅限定设置在两者之间的腔；座椅底部构造成在正面冲击过程中围绕所述轴转动并进入所述腔。

2.根据权利要求1所述的安全座椅装置，其特征在于，所述座椅的前向方向由所述安全座椅装置的乘坐者面向的方向限定，所述轴设置在所述腔的前部。

3.根据权利要求1所述的安全座椅装置，其特征在于，所述安全座椅装置还包括设置在所述腔内的能量吸收构件，所述能量吸收构件构造成在正面冲击期间当所述座椅底部进入所述腔时发生变形。

4.根据权利要求3所述的安全座椅装置，其特征在于，所述能量吸收构件通过所述座椅底部朝向所述腔中的基本上竖直的运动而变形。

5.根据权利要求1所述的安全座椅装置，其特征在于，所述基底和所述座椅构造成具有运动导引件，所述运动导引件用于在正面冲击过程中引导所述座椅底部沿一路径向所述腔中运动。

6.根据权利要求5所述的安全座椅装置，其特征在于，所述座椅底部的关于基底的所述路径与正面冲击的方向基本垂直。

7.根据权利要求5所述的安全座椅装置，其特征在于，所述运动导引件包括运动抑制器，当来自于正面冲击的力低于阈值时，所述运动抑制器阻止所述座椅底部沿所述路径运动。

8.根据权利要求5所述的安全座椅装置，其特征在于，所述运动导引件相对于基底固定并且包括槽，所述座椅包括销，所述销相对于所述座椅固定，所述销布置在所述槽内，所述销与所述槽配合以限定所述座椅底部在正面冲击过程中进入所述腔的路径。

9.根据权利要求5所述的安全座椅装置，其特征在于，所述运动导引件构造成提供可视的、所述座椅底部在正面冲击过程中沿着所述路径运动到所述腔中的指示。

10.根据权利要求1所述的安全座椅装置，其特征在于，所述座椅关于所述轴可枢转地联接至所述基底，所述座椅能在至少两个关于所述基底倾斜的角度之间设置。

11.根据权利要求3所述的安全座椅装置，其特征在于，设置在所述腔内的所述能量吸收构件构造成允许所述座椅在至少两个关于基底倾斜的角度之间调整。

12.根据权利要求11所述的安全座椅装置，其特征在于，所述能量吸收构件的顶面具有凹曲部，所述凹曲部构造成支承所述座椅底部的凸曲部的支架结构。

13.一种安全座椅装置，包括：

基底；和

具有底部的座椅；

其中，所述基底和所述座椅限定设置在两者之间的腔；

座椅底部构造成当所述安全座椅装置在车辆中以面向前方的状态安装时，在产生力的正面冲击过程中所述座椅底部进入所述腔；并且

所述座椅构造成通过至少一个带附接至车辆。

14.根据权利要求13所述的安全座椅装置，其特征在于，所述至少一个带构造成当所述安全座椅装置安装成面向前方的状态时，在正面冲击过程中所述至少一个带限制所述座椅的运动并导致所述座椅底部朝向所述腔运动。

15.根据权利要求13所述的安全座椅装置，其特征在于，所述安全座椅装置还包括设置在所述腔内的能量吸收构件，所述能量吸收构件构造成在所述座椅底部进入所述腔时发生变形。

16.根据权利要求13所述的安全座椅装置，其特征在于，所述座椅底部构造成当所述安全座椅装置在车辆中以面向后方的状态安装时，在正面冲击过程中所述座椅底部相对于所述基底保持固定。

17.根据权利要求13所述的安全座椅装置，其特征在于，所述安全座椅装置还包括运动导引件，所述运动导引件构造成在正面冲击过程中引导所述座椅底部朝向所述腔中的运动，所述运动导引件包括销和脊部，当正面冲击的力低于阈值时所述脊部阻止所述座椅底部进入所述腔。

18.一种安全座椅装置，包括：

具有底部的座椅；

基底；

设置于所述座椅的所述底部与所述基底之间的能量吸收构件；以及

运动导引件，所述运动导引件构造成当所述安全座椅装置在车辆中以面向前方的状态安装时、在正面冲击过程中引导所述座椅的底部向所述能量吸收构件运动并使所述能量吸收构件变形；并且所述运动导引件构造成当所述安全座椅装置在车辆中以面向后方的状态安装时、在正面冲击过程中防止所述座椅的底部使所述能量吸收构件变形。

19.根据权利要求18所述的安全座椅装置，其特征在于，所述运动导引件还构造成在正面冲击所产生的力低于阈值时防止所述座椅的底部使所述能量吸收构件变形。

20.根据权利要求18所述的安全座椅装置，其特征在于，所述安全座椅装置还包括附接带，所述附接带将所述座椅附接至车辆，并在正面冲击过程中与所述运动导引件配合以引导所述座椅的底部向所述能量吸收构件运动。

21.一种减少正面冲击对安全座椅装置的乘坐者的影响的方法，所述安全座椅装置限定座椅、基底以及设置于所述座椅和所述基底之间的腔，所述方法包括：

将所述座椅附接至位于车辆内的固定位置；

在正面冲击过程中引导所述座椅向所述腔中运动；以及

压缩设置于所述腔内的能量吸收构件。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，引导所述座椅向所述腔中运动包括使运动导引件的销行进越过运动抑制器，并引导所述运动导引件的所述销通过所述运动导引件的槽的至少一部分。

23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，压缩所述能量吸收构件包括延长所述座椅向所述腔中运动的持续时间。

24.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，将所述座椅附接至位于车辆内的固定位置包括利用附接带将所述座椅附接至位于所述车辆内的所述固定位置。

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