CN102887089B - 汽车座椅主动安全头枕装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车座椅主动安全头枕装置，其由头枕总成（1）、联动总成（2）与触发总成（3）组成。头枕总成（1）包括锁止臂（7）与顶杆（10）;联动总成（2）包括撞击板（12）、弹簧导槽结构框架（13）与触发锁扣下部24；触发总成（3）包括压力板（16）、2个结构相同的压力板导杆（17）、楔形块（18）、触发总成框架上板（19）与触发总成框架下板（20）。联动总成（2）位于头枕总成（1）的正下方，即联动总成（2）位于头枕总成（1）中2个顶杆（10）的正下方0至5mm。触发总成（3）位于联动总成（2）的下方，触发总成（3）中触发总成框架下板（20）与联动总成（2）中触发锁扣下部（24）相扣合。

Description

汽车座椅主动安全头枕装置

技术领域

本发明涉及一种用于汽车座椅上的头枕装置，更切切地说，本发明涉及一种用于汽车前排座椅上的主动安全头枕装置，该头枕在车辆发生追尾碰撞过程中，能够相对于座椅组件同时向前向上移动，以便在头颈猛烈摇晃之前，托住乘员的头颈，更好地保护乘员的头颈部安全。

背景技术

汽车座椅头枕是一种为了提高乘员乘坐时的舒适性以及保证乘员乘坐时的安全性而设置的装置。汽车座椅头枕除了能为乘员增添舒适感外，其主要功能是为乘员提供一个头部依托和向后限位的保护功能。而颈部保护以座椅为主，即通过座椅系统—靠背和头枕限制追尾碰撞时头部相对于上躯干向后的运动来保护颈部。

在汽车发生碰撞，尤其是追尾碰撞时，乘员上身快速移动到座椅靠背，乘员的头部随之快速地移动到头枕。此时，由于乘员上身的移动量和乘员头部的移动量之间产生差异，最常发生的伤害的部分就是颈椎，即使在低速亦然。虽然原因及受伤位置尚难确定，不过医学研究大多认为颈椎伤害的关键因素，是因为在后方追撞中，头部相对于身体的剧烈晃动所造成。

目前主动头枕是减少颈部损伤风险的一种最为常见、直接和有效的方式，它可以在追尾碰撞发生后的几十毫秒内使头枕与乘员头部的距离减小，从而降低颈部损伤的风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的问题，提供了一种汽车座椅主动安全头枕装置。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的汽车座椅主动安全头枕装置由头枕总成、联动总成与触发总成组成。

所述的头枕总成包括头枕活动面板、头枕固定面板、4个结构相同的摇臂、锁止臂、头枕锁扣下部、2个结构相同的上部压簧、2个结构相同的顶杆、2个结构相同的头枕支架、限度板与头枕锁扣上部。

头枕活动面板的4角处与头枕固定面板的4角处采用4个结构相同的摇臂与螺栓转动连接，两个结构相同的上部压簧的一端螺栓固定在头枕固定板的下端，两个结构相同的上部压簧的左端面与头枕活动面板的下端接触连接，头枕固定面板的背面与2个结构相同的头枕支架中的2个横管左端面焊接连接，2个结构相同的顶杆插入2个结构相同的头枕支架中的2个竖管中，2个结构相同的顶杆的上端与插入头枕固定板中部矩形通孔中的头枕锁扣上部的右端焊接连接，锁止臂焊接在上端的两个摇臂的顶端面的右端，限度板固定在锁止臂右侧的头枕固定板上。

技术方案中所述的头枕活动面板和头枕固定面板皆为金属板类结构件，在头枕活动面板和头枕固定面板的四角处皆采用翻边工艺向里侧翻出相同的与摇臂进行螺栓连接的吊耳，头枕活动面板翻出吊耳的一侧的下端，即在下面两个吊耳之间均布2条相同的矩形的上部压簧导向槽，2条上部压簧导向槽的顶端与上面两个吊耳之间的头枕活动面板上焊接固定有头枕锁扣下部，头枕固定面板的中间位置设置有安装头枕锁扣上部的矩形通孔，头枕固定面板的下端设置有用于安装2个结构相同的上部压簧的2个结构相同的螺栓通孔。

技术方案中所述的头枕总成或者说头枕总成中2个结构相同的顶杆的正下方0至40mm处设置有联动总成。所述的联动总成包括撞击板、弹簧导槽结构框架、撞击锁扣连接板、两个结构相同的下部压簧、触发锁扣下部与两个结构相同的下部压簧固定一字板。安装在弹簧导槽结构框架之中的撞击板两端的底面与下部压簧的顶端面为焊接连接，两个结构相同的下部压簧的下端分别采用下部压簧固定一字板与螺钉固定在弹簧导槽结构框架之中的框架底板的两端，撞击锁扣连接板的上端面与撞击板焊接连接，撞击锁扣连接板的下端与成T字形的触发锁扣下部一端面焊接连接。

技术方案中所述的弹簧导槽结构框架由框架前板、框架后板、框架底板与两个结构相同的框架侧板焊接而成。框架前板和框架后板为中间镂空的板类结构件，在左右两端加工有便于与分别置于两侧的结构相同的框架侧板相焊接的工艺豁口，框架底板为长方形且中间设置有安装撞击锁扣连接板的豁口的板类结构件，框架侧板上端为矩形板结构，其下端为设置有楔形槽的斜向板。

技术方案中所述的联动总成的下端设置有触发总成。所述的触发总成包括压力板、两个结构相同的压力板导杆、楔形块杆、触发总成框架上板与触发总成框架下板。两个结构相同的相互平行的压力板导杆的中间部分与压力板的右端面采用焊接方式连接，触发总成框架上板的左端面与处于压力板右端面上端的压力板导杆采用焊接方式连接，触发总成框架上板的右端面与触发总成框架下板中的竖直板的左端面采用焊接方式连接，楔形块杆采用焊接方式固定在触发总成框架上板右端的表面上。

技术方案中所述的触发总成框架下板是由四块平板首尾依次连成一体的壳体类结构件，第一块平板处于水平状态，组成总成框架下板的第二块平板与第一块平板成30至60度，第三开平板垂直于第一块平板，第四开平板又垂直于第三块平板。组成触发总成框架下板的第一块平板与第二块平板中间设置有矩形通孔，触发总成框架下板右端的即第三块与第四块平板的中间位置设置有和联动总成中的触发锁扣下部扣合在一起的触发锁扣上部。

技术方案中所述的两个结构相同的压力板导杆为中间部分采用横截面是矩形或正方形的直杆类结构件，两个结构相同的压力板导杆的两端皆设置有向右侧凸出的用于放置在原座椅骨架中座椅骨架左侧翼板与座椅骨架右侧翼板上的滑槽中的长方体。

技术方案中所述的楔形块杆为中间部分采用横截面是矩形或正方形的直杆类结构件，楔形块杆的两端设置有和联动总成中弹簧导槽结构框架上的楔形槽配装的楔形块。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.头枕装置法规验证

国家强制性标准GB 15083-2006《汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求和试验方法》中对头枕的高度提出：沿平行于躯干基准线测量头枕的顶端到R点的长度，前排座椅的最高位置不应小于800mm，其他座椅的最高位置不应小于750mm。本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置是基于某款轿车前排座椅骨架开发设计的，在设计中，保持了原座椅头枕支架的固定方式、位置及三档可调的功能。原座椅头枕的最高位置满足大于800mm,本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置同样满足法规要求。

2.汽车座椅主动安全头枕装置防护功能验证

颈部损伤准则NIC是目前使用最为广泛的一种颈部损伤评价指标，也是最为研究者信服的评价指标，它经过了志愿者试验、机械假人（如追尾碰撞假人BioRID Ⅱ）试验和计算机仿真试验等多方面的验证，充分说明了它评价颈部损伤的准确性。通常，研究者利用NIC在追尾碰撞后的前150ms内的最大值NICmax来评价颈部损伤的程度。

参阅图2，大多数的颈部伤害发生在速度变化量在10km/h到20km/h的范围之内，相应的减速度大约是5g。减速度小于2.5g的通常不会发生伤害。因此，选用的追尾碰撞加速度曲线如图中所示，速度变化量为18km/h，加速度峰值为9.0g，持续时间为90ms，此曲线满足我国汽车评价规程C-NCAP低速后碰撞颈部保护试验动态测试区间的要求。

参阅图3，为经汽车追尾碰撞试验仿真模拟分析,原头枕与主动安全头枕NIC数值对比，粗实线、细实线分别为原汽车座椅头枕、本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置下NIC响应曲线,横坐标为时间，单位ms，纵坐标为颈部损伤准则NIC，单位m²/s²。可知，原汽车座椅头枕下，乘员颈部损伤准则NIC最大值为的17.5m²/s²，当使用本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置，并且汽车座椅主动安全头枕装置完全展开时，颈部损伤准则NIC减小到12m²/s²。NICmax在数值上减小了大约30%，即在追尾碰撞过程中，汽车座椅主动安全头枕装置可降低30%的乘员颈部伤害。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置结构组成的轴测投影图；

图2是本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置结构验证有效性实验所加载的加速度曲线图；

图3是原头枕与本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置在追尾碰撞中NIC数值对比曲线图；

图4-a是本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置中的头枕总成结构组成的轴测投影图；

图4-b是本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置中的头枕总成拆除掉2个结构相同的顶杆与2个结构相同的头枕支架后相对于头枕固定面板的轴测投影图；

图5是本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置中的头枕活动面板与摇臂采用螺栓连接的轴测投影图；

图6是本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置中的头枕活动面板的一侧设置的上部压簧导向槽、头枕锁扣下部与4个结构相同吊耳的轴测投影图；

图7-a是本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置中采用上部压簧固定一字板、螺栓与螺母将上部压簧和头枕固定面板左侧相连接的分解式轴测投影图；

图7-b是本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置中采用上部压簧固定一字板、螺栓与螺母将上部压簧和头枕固定面板左侧相连接的轴测投影图；

图8是本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置中的联动总成结构组成的轴测投影图；

图9是本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置中联动总成中的弹簧导槽结构框架结构组成的分解式轴测投影图；

图10是本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置中联动总成中的撞击板、撞击锁扣连接板和触发锁扣下部位置关系的分解式轴测投影图；

图11是本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置中联动总成中的下部压簧采用下部压簧固定一字板固定在框架底板上的轴测投影图；

图12是本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置中的触发总成结构组成的轴测投影图；

图13是本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置中的触发总成结构组成的分解式轴测投影图；

图14是本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置中的触发总成与联动总成连接关系即楔形块杆与框架侧板连接关系的轴测投影图；

图15是本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置中的楔形块的压力-位移曲线图；

图16-a是本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置处于初始状态的轴测投影图；

图16-b是本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置处于过渡状态的轴测投影图；

图16-c是本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置处于最终状态即工作状态的轴测投影图；

图17是本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置在座椅靠背骨架上的固定处结构组成的轴测投影图；

图18是本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置与座椅靠背骨架装配关系的轴测投影图；

图中：1.头枕总成，2.联动总成，3.触发总成，4.头枕活动面板，5.头枕固定面板，6.摇臂，7.锁止臂，8.头枕锁扣下部，9.上部压簧，10.顶杆，11.头枕支架，12.撞击板，13.弹簧导槽结构框架，14.撞击锁扣连接板，15.下部压簧，16.压力板，17.压力板导杆，18.楔形块杆，19.触发总成框架上板，20.触发总成框架下板，21.触发锁扣上部，22.限度板，23.头枕锁扣上部，24.触发锁扣下部,25.上部压簧导向槽，26.框架前板，27.框架后板，28.框架底板，29.框架侧板，30.上部压簧固定一字板，31.楔形槽，32.吊耳，33.螺栓，34.下部压簧固定一字板，35.压力板上导槽，36.压力板下导槽，37.弹簧导槽结构框架固定板，38.座椅骨架侧翼板，39.头枕塑料套筒，40.头枕金属套筒，41.圆管支架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

参阅图1，本发明提供了一种汽车座椅主动安全头枕装置，其由头枕总成1、联动总成2与触发总成3组成。

参阅图4-a与图4-b，所述的头枕总成1包括头枕活动面板4、头枕固定面板5、4个结构相同的摇臂6、锁止臂7、头枕锁扣下部8、2个结构相同的上部压簧9、2个结构相同的顶杆10、2个结构相同的头枕支架11、限度板22、头枕锁扣上部23、上部压簧导轨25、2个结构相同的上部压簧固定一字板30、4个结构相同的吊耳32与8个结构相同的螺栓33。

参阅图4至图6，4个相同结构的摇臂6为长条形板类结构件，摇臂6的两端设置有安装螺栓33的螺栓通孔，摇臂6的两端面为圆柱面。

头枕活动面板4和头枕固定面板5皆采用3mm厚的金属板，材料为Q235，在头枕活动面板4和头枕固定面板5的四角处皆采用翻边工艺向里侧翻出相同的与摇臂6进行螺栓连接的吊耳32，头枕活动面板4翻出4个相同吊耳32的一侧的下端，更确切地说，在下面两个吊耳32之间均布2条相同的深为1mm的矩形的上部压簧导向槽25，2条上部压簧导向槽25的顶端与上面两个吊耳32之间的头枕活动面板4上焊接固定有头枕锁扣下部8。

在正常行驶中，头枕锁扣下部8上的向上的凸起与固定在顶杆10上的头枕锁扣上部23上的向下的凸起钩扣在一起实现初始锁止。发生追尾碰撞时，头枕活动面板4上的头枕锁扣下部8与向上移动的头枕锁扣上部23相脱离，头枕活动面板4在上部压簧9作用下，头枕活动面板4完成向前向上运动。

参阅图7，头枕活动面板4上的4个吊耳32与头枕固定面板5上的4个吊耳32通过4个结构相同的螺栓33与4个结构相同的摇臂6相连接，构成转动连接的平行四边形结构。螺栓33采用非全螺纹的螺栓（即外端是螺纹部分，里端是光轴部分），规格为GB/T5782-2000，M5X16.5mm，螺栓33在保证吊耳32与摇臂6能够绕光轴部分转动的同时实现连接和紧固。两个结构相同的上部压簧9分别采用了上部压簧固定一字板30与螺栓固定在头枕固定板5下端两个吊耳32之间，两个结构相同的上部压簧9的左端面与头枕活动面板4下端的上部压簧导向槽25的槽底面接触连接。2个结构相同的头枕支架11皆由横管与竖管组成，2个结构相同的头枕支架11中的2个横管与头枕支架11中的两个竖管垂直并采用焊接方式连接，头枕固定面板5的背面与2个结构相同的头枕支架11中的2个横管左端面焊接连接，2个结构相同的顶杆10插入头枕支架11中的2个竖管中，顶杆10能够在头枕支架11中的竖管里上下移动，属于滑动配合。而头枕支架11中的两个竖管插入原有座椅骨架上的头枕塑料套筒39中，头枕支架11中的两个竖管的下端有三个凹槽，可与头枕套塑料筒39中的锁扣锁死，形成汽车座椅主动安全头枕装置的三个档位，当档位调整确定后，无论整个汽车座椅主动安全头枕装置触发与否，头枕固定面板5的位置始终保持不变。顶杆10的上端与插入头枕固定板5中部矩形通孔中的头枕锁扣上部23的右端焊接连接。锁止臂7焊接在上端的两个摇臂6的顶端面的右端，当汽车座椅主动安全头枕装置触发后，头枕活动面板4在两个上部压簧9的驱动下向前向上移动至和固定在上端两个吊耳32之间的头枕固定面板5上的限度板22相接触，限制摇臂6的旋转角度（摇臂6和头枕固定板5垂直）从而控制头枕活动面板4的最终位置。头枕固定板5的中间位置设置有矩形通孔，使得头枕锁扣上部23能够在矩形通孔中上下移动，实现头枕锁扣上部23与头枕锁扣下部8扣合或脱开。头枕固定面板5的下端设置有用于安装2个结构相同的上部压簧9的2个结构相同的螺栓通孔，2个结构相同的螺栓通孔的回转轴线分别和头枕活动面板4上的两个矩形的上部压簧导向槽25的对称面共面。

参阅图8，联动总成2包括撞击板12、弹簧导槽结构框架13、撞击锁扣连接板14、两个结构相同的下部压簧15、触发锁扣下部24与两个结构相同的下部压簧固定一字板34。

参阅图9，所述的弹簧导槽结构框架13是由5块材质为Q235的形板焊接而成。5块形板分别为1mm厚的框架前板26，1mm厚的框架后板27，2mm厚的框架底板28，两个结构相同的3mm厚的框架侧板29组成。弹簧导槽结构框架13为下部压簧15以及撞击板12提供导向作用。框架前板26和框架后板27的中间为镂空结构，目的是减轻质量，在左右两端加工有工艺豁口，便于与分别置于两侧的结构相同的框架侧板29相焊接。框架底板28为长方形且中间有豁口的板类结构件，中间的豁口为撞击锁扣连接板14留出放置的空间。框架侧板29上端为矩形板结构，其尾端为设置有楔形槽31的斜向板结构。

参阅图10，撞击板12的两端为圆柱面，撞击板12两端的底面与下部压簧15的顶端面为焊接连接。撞击锁扣连接板14的上端面与撞击板12焊接连接，撞击锁扣连接板14的下端与成T字形的触发锁扣下部24一端面焊接连接。正常行驶时，触发锁扣下部24与触发总成3中的触发锁扣上部21扣合在一起成锁止状态；一旦发生追尾碰撞，触发锁扣上部21向后移动，触发锁扣上部21与触发锁扣下部24脱开，被压缩的下部压簧15释放所储存的能量，撞击板12向上运动从而撞击推动顶杆10向上移动。

参阅图11，两个结构相同的下部压簧15的下端分别采用下部压簧固定一字板34与螺钉固定在框架底板28的两端，但是由于弹簧导槽结构框架13的空间有限，因而，下部压簧15的上端与撞击板12两端的连接放弃了螺栓连接紧固的方式，取而代之的是采取焊接方式将两者固定连接。

参阅图12与图13，所述的触发总成3包括压力板16、两个结构相同的压力板导杆17、楔形块杆18、触发总成框架上板19与触发总成框架下板20。

两个结构相同的压力板导杆17为中间部分采用横截面是矩形或正方形的直杆类结构件，两个结构相同的压力板导杆17的两端皆设置有向同一侧凸出的长方体，其中间部分的左端面与压力板16的右端面采用焊接方式连接，两个结构相同的压力板导杆17在压力板16的右端面上成上下平行对称布置，其两端长方体同向右侧，两端长方体用于放置在原座椅骨架中的座椅骨架左侧翼板38与座椅骨架右侧翼板上所设置的滑槽中，可以限定压力板16的水平移动。触发总成框架上板19的左端面与处于压力板16右端面上端的压力板导杆17的右端面采用焊接方式连接，触发总成框架上板19的右端面与触发总成框架下板20中的竖直板的左端面采用焊接方式连接，触发总成框架上板19与压力板16垂直，触发总成框架上板19的中间为镂空结构，目的是减轻触发总成框架上板19的质量。触发总成框架下板20是有四块平板首尾依次连成一体组成，第一块平板的左端面即触发总成框架下板20一端的左端面与处于压力板16右端面下端的压力板导杆17的右端面焊接连接，并与压力板16处于垂直状态，组成总成框架下板20的第二块平板与第一块平板成一定角度（30至60度），第三开平板垂直于第一块平板，第四开平板又垂直于第三块平板，所以说触发总成框架下板20是由一块矩形平板经折叠三次而成的壳体类结构件。触发总成框架下板20中的第一块平板与第二块平板的中间也为镂空结构，目的也是为了减轻触发总成框架下板20的质量。触发总成框架下板20的末端（右端）的即第三块与第四块平板的中间设置有矩形的和联动总成2中的触发锁扣下部24扣合在一起的豁口结构即触发锁扣上部21。楔形块杆18采用焊接方式固定在触发总成框架上板19右端的表面上，楔形块杆18为中间部分采用横截面是矩形或正方形的直杆类结构件，楔形块杆（18）的两端设置有和联动总成2中弹簧导槽结构框架13上的楔形槽31配装的楔形块。

参阅图14，触发总成框架上板19向后运动，楔形块杆18在弹簧导槽结构框架13上的楔形槽31中向后移动，并且随着位移的增大阻力逐渐增大从而避免误触发。楔形槽31的下表面为平面，上表面与水平方向成8度角，楔形块18和楔形槽31之间的缝隙是出于加工装配的考虑。楔形槽31位于框架侧板29上，分置于两侧，每侧一个。当乘员肩部挤压压力板16时，触发总成3整体向后运动，楔形块18亦随其向后运动，但是由于楔形槽31的存在，随着向后位移量的逐渐增加，受到的阻力逐渐增大，楔形块开始发生挤压变形。其楔形块18的应力-位移曲线如图15所示。经调查表明，乘员在正常使用车辆中，肩部对靠背的压力一般小于300N；而当发生追尾碰撞时，肩部对靠背的压力在1100N左右。对楔形块杆18和楔形槽31进行受力仿真分析，结果表明，当压力小于400N时，楔形块18基本不动；当压力大于400N时，楔形块18开始在楔形槽31中发生相对移动；当压力达到800N时，相对位移达到4mm，触发总成3中触发锁扣上部21也向后移动4mm，恰好与触发锁扣下部24相脱离，达到触发效果；当压力大于800N时，相对位移增大，但最大为5mm，并且触发时间相对缩短。

参阅图16，为新型汽车座椅主动安全头枕装置的运动流程图，当汽车发生追尾碰撞时，乘员在惯性的作用下，肩部挤压压力板16，带动触发总成框架下板20向后运动，使得触发锁扣上部21与触发锁扣下部24脱开，撞击板12在下部压簧15的驱动下向上运动，下部压簧15向上运动的距离弥补了三个档位下头枕总成1中顶杆10的高度差，每个档位可增高20mm，最多可增高40mm，因而实现3档可调的功能，撞击板12向上运动的过程中和顶杆10碰撞，顶杆10受到撞击板12的碰撞向上运动，继而头枕锁扣上部23与头枕锁扣下部8脱开，头枕活动面板4在上部压簧9的作用下，同时带动摇臂6，完成向前向上运动，在摇臂6转动的过程中，由于摇臂6上的锁止臂7和头枕固定面板5上的限度板22相互接触，从而限制了摇臂6的转动角度，头枕整体保持在固定位置，此时，头枕活动面板4向前移动了40mm，向上移动了30mm。

参阅图17，图中所示为汽车座椅主动安全头枕装置所要安装的汽车座椅靠背骨架。汽车座椅靠背骨架包括2个结构相同的弹簧导槽结构框架固定板37、设置有压力板上导槽35与压力板下导槽36的座椅骨架左侧翼板38、设置有压力板上导槽35与压力板下导槽36的座椅骨架右侧翼板、2个结构相同的头枕塑料套筒39、2个结构相同的头枕金属套筒40与圆管支架41，其中，座椅骨架左侧翼板38与座椅骨架右侧翼板为对称的钣金结构件。2个结构相同的压力板上导槽35对称地设置在座椅骨架左侧翼板38与座椅骨架右侧翼板上端，2个结构相同的压力板下导槽36对称地设置在2个结构相同的压力板上导槽35的下方，触发总成3中的两个结构相同的压力板导杆17的两端分别置于座椅靠背骨架两侧的座椅骨架左侧翼板38与座椅骨架右侧翼板上的压力板上导槽35和压力板下导槽36里面。压力板导杆17能够在压力板上导槽35和压力板下导槽36里面发生5mm的相对位移。两个沿座椅骨架纵向中心线对称设置的弹簧导槽结构框架固定板37的一端分别焊接在椅骨架左侧翼板38与座椅骨架右侧翼板的端面上，另一端焊接在弹簧导槽结构框架13中的框架后板27上。圆管支架41焊接在竖直放置的椅骨架左侧翼板38与座椅骨架右侧翼板上端的里侧，并置于弹簧导槽结构框架固定板37的前侧。2个结构相同的头枕金属套筒40采用焊接的方式均布在圆管支架41中的横梁上，2个结构相同的头枕塑料套筒39装入2个结构相同的头枕金属套筒40中为紧密连接。

参阅图18，图中所示为汽车座椅主动安全头枕装置与座椅靠背骨架的连接关系。头枕塑料套筒39和头枕金属套筒40均为原汽车座椅靠背骨架中固有零件，头枕支架11插入头枕塑料套筒39中，头枕支架11的下端有三个凹槽，可与头枕套塑料筒39中的锁扣锁死，形成汽车座椅主动安全头枕装置的三个档位。当汽车座椅主动安全头枕装置处于最高和中间档位时，顶杆10处于悬空的状态，不与撞击板12接触，触发总成3被触发后，下部压簧15会首先弥补撞击板12和顶杆10之间的空档，再作用于顶杆10的底面上。当汽车座椅主动安全头枕装置处于最低档位时，顶杆10的底面与撞击板12的上表面接触连接，触发总成3被触发后，被压缩的下部压簧15的回复力全部作用于顶杆10的底面上。

汽车座椅主动安全头枕装置的工作原理：

当汽车发生追尾碰撞时，乘员肩部挤压压力板16，触发总成3以其压力板导杆17的运动轨迹整体向后运动，继而触发锁扣上部21和触发锁扣下部24脱开，撞击板12在被压缩的下部压簧15的驱动下沿着弹簧导槽结构框架13向上运动，向上运动的撞击板12撞击顶杆10，使得顶杆10在头枕支架11中继续向上移动，头枕锁扣下部8和头枕锁扣上部23也在顶杆10的向上运动中脱开，头枕活动面板4在上部压簧9的作用下带动摇臂6向前向上转动，完成四连杆机构运动，同时摇臂6上的锁止臂7和头枕固定面板5上的限度板22相接触，从而限定了摇臂6摆动角度，确定了头枕活动面板4的最终位置。这样就使得乘员头部能够尽早地接触头枕活动面板4，减少了乘员头部相对乘员胸部之间移动量，有效地减少了发生颈部伤害的风险。同时采用肩部触发以及楔形块结构，有效的防止了不必要的误触发，给乘员提供了更好的保护。弹簧的应用则使得该头枕总成1在三个档位间均能保证触发，这是由于随着头枕总成1在三个档位之间的变化，顶杆10也随着在垂直方向上下移动，而在初始状态下，撞击板12和顶杆10之间存在垂直方向上的距离，而该距离即为3档之内头枕总成1在垂直方向上的移动量，即用上部压簧9驱动时走过的距离来弥补三档间的高度差，因而实现3档可调的功能。

本发明所述的汽车座椅主动安全头枕装置的特点在于：当发生追尾碰撞时，肩部挤压压力板16，吸收了部分能量，之后头枕活动面板4完成向上移动30mm,向前移动40mm，使得乘员头部更早接触头枕，减少了乘员头部相对乘员胸部之间移动量，降低了颈部发生伤害的风险；同时采用弹簧驱动，响应时间较短，比其他纯机械式机构的有较大改进；同时还可以实现原有头枕3档可调的功能；采用顶杆10的结构使得头枕总成1相对独立，可以从座椅上拆卸；采用肩部触发和楔形块结构在很大程度上避免了误触发的发生；结构简单，安装方便，最大限度降低成本，有效的保护了乘员颈部的安全。

Claims (8)

1.一种汽车座椅主动安全头枕装置，其特征在于，所述的汽车座椅主动安全头枕装置包括有头枕总成(1)；

所述的头枕总成(1)包括头枕活动面板(4)、头枕固定面板(5)、4个结构相同的摇臂(6)、锁止臂(7)、头枕锁扣下部(8)、2个结构相同的上部压簧(9)、2个结构相同的顶杆(10)、2个结构相同的头枕支架(11)、限度板(22)与头枕锁扣上部(23)；

头枕活动面板(4)的4角处与头枕固定面板(5)的4角处采用4个结构相同的摇臂(6)与螺栓(33)转动连接，两个结构相同的上部压簧(9)的一端螺栓固定在头枕固定面板(5)的下端，两个结构相同的上部压簧(9)的左端面与头枕活动面板(4)的下端接触连接，头枕固定面板(5)的背面与2个结构相同的头枕支架(11)中的2个横管左端面焊接连接，2个结构相同的顶杆(10)插入2个结构相同的头枕支架(11)中的2个竖管中，2个结构相同的顶杆(10)的上端与插入头枕固定面板(5)中部矩形通孔中的头枕锁扣上部(23)的右端焊接连接，锁止臂(7)焊接在上端的两个摇臂(6)的顶端面的右端，限度板(22)固定在锁止臂(7)右侧的头枕固定面板(5)上；

所述的头枕总成(1)中2个结构相同的顶杆(10)的正下方0至40mm处设置有联动总成(2)；所述的联动总成(2)包括撞击板(12)、弹簧导槽结构框架(13)、撞击锁扣连接板(14)、两个结构相同的下部压簧(15)、触发锁扣下部(24)与两个结构相同的下部压簧固定一字板(34)；

所述的联动总成(2)的下端设置有触发总成(3)；所述的触发总成(3)包括压力板(16)、两个结构相同的压力板导杆(17)、楔形块杆(18)、触发总成框架上板(19)与触发总成框架下板(20)。

2.按照权利要求1所述的汽车座椅主动安全头枕装置，其特征在于，所述的头枕活动面板(4)和头枕固定面板(5)皆为金属板类结构件，在头枕活动面板(4)和头枕固定面板(5)的四角处皆采用翻边工艺向里侧翻出相同的与摇臂(6)进行螺栓连接的吊耳(32)，头枕活动面板(4)翻出吊耳(32)的一侧的下端，即在下面两个吊耳(32)之间均匀布置2条相同的矩形的上部压簧导向槽(25)，2条上部压簧导向槽(25)的顶端与上面两个吊耳(32)之间的头枕活动面板(4)上焊接固定有头枕锁扣下部(8)，头枕固定面板(5)的中间位置设置有安装头枕锁扣上部(23)的矩形通孔，头枕固定面板(5)的下端设置有用于安装2个结构相同的上部压簧(9)的2个结构相同的螺栓通孔。

3.按照权利要求1所述的汽车座椅主动安全头枕装置，其特征在于，所述的安装在弹簧导槽结构框架(13)之中的撞击板(12)两端的底面与下部压簧(15)的顶端面为焊接连接，两个结构相同的下部压簧(15)的下端分别采用下部压簧固定一字板(34)与螺钉固定在弹簧导槽结构框架(13)之中的框架底板(28)的两端，撞击锁扣连接板(14)的上端面与撞击板(12)焊接连接，撞击锁扣连接板(14)的下端与成T字形的触发锁扣下部(24)一端面焊接连接。

4.按照权利要求3所述的汽车座椅主动安全头枕装置，其特征在于，所述的弹簧导槽结构框架(13)由框架前板(26)、框架后板(27)、框架底板(28)与两个结构相同的框架侧板(29)焊接而成；

框架前板(26)和框架后板(27)为中间镂空的板类结构件，在左右两端加工有便于与分别置于两侧的结构相同的框架侧板(29)相焊接的工艺豁口，框架底板(28)为长方形且中间设置有安装撞击锁扣连接板(14)的豁口的板类结构件，框架侧板(29)上端为矩形板结构，其下端为设置有楔形槽(31)的斜向板。

5.按照权利要求3所述的汽车座椅主动安全头枕装置，其特征在于，所述的两个结构相同的相互平行的压力板导杆(17)的中间部分与压力板(16)的右端面采用焊接方式连接，触发总成框架上板(19)的左端面与处于压力板(16)右端面上端的压力板导杆(17)采用焊接方式连接，触发总成框架上板(19)的右端面与触发总成框架下板(20)中的竖直板的左端面采用焊接方式连接，楔形块杆(18)采用焊接方式固定在触发总成框架上板(19)右端的表面上。

6.按照权利要求5所述的汽车座椅主动安全头枕装置，其特征在于，所述的触发总成框架下板(20)是由四块平板首尾依次连成一体的壳体类结构件，第一块平板处于水平状态，组成触发总成框架下板(20)的第二块平板与第一块平板成30至60度，第三块平板垂直于第一块平板，第四块平板又垂直于第三块平板，组成触发总成框架下板(20)的第一块平板与第二块平板中间设置有矩形通孔，触发总成框架下板(20)右端的即第三块与第四块平板的中间位置设置有和联动总成(2)中的触发锁扣下部(24)扣合在一起的触发锁扣上部(21)。

7.按照权利要求5所述的汽车座椅主动安全头枕装置，其特征在于，所述的两个结构相同的压力板导杆(17)为中间部分采用横截面是矩形的直杆类结构件，两个结构相同的压力板导杆(17)的两端皆设置有向右侧凸出的用于放置在原座椅骨架中座椅骨架左侧翼板(38)与座椅骨架右侧翼板上的滑槽中的长方体。

8.按照权利要求5所述的汽车座椅主动安全头枕装置，其特征在于，所述的楔形块杆(18)为中间部分采用横截面是矩形的直杆类结构件，楔形块杆(18)的两端设置有和联动总成(2)中弹簧导槽结构框架(13)上的楔形槽(31)配装的楔形块。