CN103522923B - 一种坐垫刚度可变的汽车座椅 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种坐垫刚度可变的汽车座椅，包括椅背、座盆、设置在所述座盆上的坐垫，在所述座盆与所述坐垫之间设置有一个或多个挡板单元，所述挡板单元包括挡板、设置在所述挡板与所述座盆之间的第一弹簧和第二弹簧，所述挡板的一端部通过所述第一弹簧与所述座盆的前端部连接，所述挡板的另一端部悬空且位于所述座盆的中端部的上方，所述第二弹簧的一端与所述座盆固定连接、另一端悬空。本发明的汽车座椅在汽车发生碰撞时，能有效降低成人乘员下潜伤害的风险，且当应用于装备儿童安全座椅的后排座椅时，能够有效的配合儿童座椅防翻转装置的使用，降低儿童座椅在碰撞过程中发生翻转的风险。

Description

一种坐垫刚度可变的汽车座椅

技术领域

本发明主要涉及一种坐垫刚度可变的汽车座椅，属于乘员约束系统领域。

背景技术

汽车发生正面碰撞时，前后排乘员均容易发生下潜，导致腹部和下肢伤害。为改善乘坐舒适性，前排副驾驶乘员将座椅调整为后倾状态，这种乘坐姿态在碰撞时更易发生下潜风险。另外，当汽车座椅上安装有儿童座椅时，固定在汽车后排座椅上的儿童座椅在汽车正面碰撞时有向前翻转的趋势，这对儿童乘员的生命安全造成威胁。研究表明，碰撞时提高汽车座椅坐垫刚度可对以上工况各类乘员提供综合保护。

在汽车正常行驶工况下，座椅靠背倾斜角约为20°，称为普通直立座椅。在驾车旅行或停车休息时，为达到更为舒适的乘坐姿态或最佳的睡眠姿态，乘员将座椅靠背调整至更大的角度，约为40°-50°，称为后倾座椅。在汽车发生正面碰撞时，坐在普通直立座椅中的乘员容易发生下潜，而坐在后倾座椅中的乘员下潜更严重。当下潜发生时，对于佩戴安全带的乘员，腹带将滑离乘员的骨盆而直接侵入腹部，肩带将直接作用于颈部，导致乘员受到非常严重的伤害；对于未佩戴安全带的乘员，乘员躯干将相对座椅向前并向下滑动，乘员下肢和汽车内饰发生接触导致伤害。

目前市场上的汽车座椅可以通过以下方式实现防下潜功能：1、添加座盆。添加的座盆厚度一般为1mm左右的钢板，防止坐垫的下陷。但在汽车发生严重碰撞时，由于座盆刚度不足，会发生变形，防下潜功能不可靠；2、添加吸能材料。在普通泡沫材料前端添加吸能材料，可以吸收更多的碰撞能量，从而减小乘员下潜风险，但会影响乘员乘坐的舒适性，同时增加了成本；3、防下潜安全气囊。坐垫下方添加安全气囊，在碰撞瞬间引爆气囊将坐垫前端抬起，起到防下潜功能，但气囊不能重复使用且价格较贵，更换也不方便。

中国专利文献（公告日：2013年7月10日，公告号：CN103192748A)公开了一种新型座椅防下潜机构，机构包括座椅骨架、座椅坐垫、坐垫支架和驱动轴。其中，驱动机构包括液压油缸及其油缸组件。这种机构需配备传感器和控制系统，传感器检测碰撞信号，向控制单元发出指令，控制单元经计算后触发座椅坐垫下的驱动机构动作，增大座椅坐垫前端角度，使之向上抬起，从而防止下潜。此机构整体上较复杂，所涉及的部件多，成本高，驱动轴的布置影响了乘员乘坐的舒适性。

中国专利文献（公告日：2011年7月6日，公告号：CN201890166U)公开了一种汽车座椅防下潜机构，机构由汽车座椅的坐垫框架、加强杆以及用于构成座盆的钢丝组成。此机构中的加强杆影响乘员乘坐的舒适性，整体机构成本较高，重量大。

中国专利文献（公告日：2011年7月13日，公告号：CN201895602U)公开了一种汽车座椅防下潜结构，它包括座盆，座盆上表面的前部横向固定有一限位梁，限位梁的横截面为“几”字型，减小了汽车发生碰撞时前排乘员身体的下移及下潜滑动。此结构简单，但限位梁的使用会影响乘员乘坐的舒适性。

中国专利文献（公告日：2012年9月26日，公告号：CN202448784U)公开了一种后坐垫防下潜支架，该支架结构复杂，制造成本高。

另一方面，目前汽车儿童安全座椅是通过ISOFIX、LATCH或安全带连接到汽车座椅上，其防翻转装置由织带、固定点或支撑腿构成。在碰撞过程中织带和塑料支撑腿会发生形变，从而引起儿童座椅向前翻转，对儿童生命安全造成威胁。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单，经济实用的坐垫刚度可变的汽车座椅，该汽车座椅应用于汽车前后排座椅起到防下潜的作用，也可以应用于装备儿童安全座椅，配合儿童座椅防翻转装置的使用，降低儿童座椅在碰撞过程中发生翻转的风险。

为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种坐垫刚度可变的汽车座椅，包括椅背、座盆、设置在所述座盆上的坐垫，在所述座盆与所述坐垫之间设置有一个或多个挡板单元，所述挡板单元包括挡板、设置在所述挡板与所述座盆之间的第一弹簧和第二弹簧，所述挡板的一端部通过所述第一弹簧与所述座盆的前端部连接，所述挡板的另一端部悬空且位于所述座盆的中端部的上方，所述第二弹簧的一端与所述座盆固定连接、另一端悬空。

所述第一弹簧与所述第二弹簧的延伸方向相同。

所述第二弹簧套设在所述第一弹簧内，或所述第一弹簧套设在所述第二弹簧内。

所述第一弹簧的中心线与所述第二弹簧的中心线重合。

所述第一弹簧比所述第二弹簧长30mm~40mm。

所述第二弹簧的刚度比所述第一弹簧的刚度大。

所述挡板的形状与所述座盆的对应所述挡板的位置的形状一致。

所述挡板单元有两个，且这两个挡板单元分别位于所述汽车座椅的左右二侧。

由于上述技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明的汽车座椅通过在坐垫与座盆之间设置挡板，并且通过挡板、第一弹簧、第二弹簧的共同作用，使得本发明的汽车座椅在汽车发生碰撞时能够起到防下潜的作用。另一方面，当应用在装备儿童安全座椅时，能够辅助儿童安全座椅的防翻转装置，能够有效降低儿童安全座椅在碰撞过程中发生翻转的风险，提高儿童乘员保护的效果。

本发明的汽车座椅只是在坐垫与座盆之间设置挡板，没有显著改变现有汽车座椅的结构，结构简单，经济实用，可重复使用，挡板和弹簧的更换都非常方便。

本发明的汽车座椅兼顾了乘员乘坐的舒适性和汽车发生碰撞时的安全性。

附图说明

图1为本发明的汽车座椅的结构示意图（未显示坐垫）；

图2为本发明的汽车座椅的挡板与座盆连接的结构示意图；

图中：1、挡板；2、第一弹簧；3、第二弹簧；4、座盆。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。

如附图1~2所示，一种坐垫刚度可变的汽车座椅，包括椅背、座盆4、设置在座盆4上的坐垫，在座盆4与坐垫之间设置有一个或多个挡板单元，挡板单元包括挡板1、设置在挡板1与座盆4之间的第一弹簧2和第二弹簧3，挡板1的一端部通过第一弹簧2与座盆4的前端部连接，挡板1的另一端部悬空且位于座盆4的中端部的上方，第二弹簧3的一端与座盆4固定连接、另一端悬空。第一弹簧2与第二弹簧3的延伸方向相同。

在具体实施时，可以将第二弹簧3套设在第一弹簧2内，也可以将第一弹簧2套设在第二弹簧3内，且第一弹簧2的中心线和第二弹簧3的中心线重合。在本实施例中，将第二弹簧3套设在第一弹簧2内，且第一弹簧2比第二弹簧3的长30mm~40mm。为了使得挡板1下的弹簧能够承受更大的压力，在具体实施时，将第二弹簧3的刚度设置的比第一弹簧2的刚度更大，所以，在其他条件都基本相同的情况下，可以选择弹簧丝比第一弹簧2的弹簧丝更粗的弹簧作为第二弹簧3。

具体实施时，挡板1的形状与座盆4的对应挡板1的位置的形状一致。在本具体实施中，在座盆4与坐垫之间设置有两个挡板单元，且这两个挡板单元分别位于汽车座椅的左右二侧，如图1所示，在成人乘员乘坐时，2个挡板的位置与成人的大腿相对应。

本发明的工作原理：

当一定体重范围内的乘员坐上该汽车座椅后，乘员髋部及大腿首先与坐垫中的泡沫接触，泡沫受到压缩，挡板1的前端部连同第一弹簧2会被压下一段距离，但挡板1没有接触到第二弹簧3，此时坐垫刚度一定，而因挡板1后端部悬空，所以挡板1的后端部增大了下压的距离，使得坐垫整体上呈前凸后凹的形状，这样乘员不易向前滑动，同时保证了乘员乘坐的舒适性。当汽车发生正面碰撞时，乘员髋部及大腿受到巨大的冲击力作用，会有下潜的趋势，但由于第二弹簧3的作用，使得挡板1对坐垫泡沫产生更大的约束力，第一弹簧2连同第二弹簧3一起被压紧，此时坐垫的刚度达到最大，乘员髋部及大腿不能继续下移，即防止了下潜。

本发明的汽车座椅的第一弹簧2、第二弹簧3与挡板1的配合使用，提高了坐垫前端的刚度，减小了坐垫前端的变形，保证较小的H点（H点为髋关节的旋转点）向下位移（即垂直于坐垫的位移），防止乘员往外滑出，减小下潜趋势。另一方面，当将儿童安全座椅装配在该汽车座椅上时，对于固定在汽车座椅上的儿童安全座椅，汽车座椅坐垫前端刚度提高，有利于减小汽车座椅坐垫前端的压缩量，汽车座椅坐垫后端的压缩量相对增大，其效果相当于汽车座椅坐垫向后倾斜，一方面使得儿童安全座椅良好地保持在汽车座椅上，另一方面汽车座椅对儿童安全座椅产生一个反向的弯矩，限制其向前翻转。

综上所述，本发明不仅可以应用于前后排座椅（普通直立座椅或后倾座椅）起到防下潜的作用，也可以应用于装备有儿童安全座椅的后排座椅，配合儿童安全座椅防翻转装置的使用，降低儿童安全座椅在碰撞过程中发生翻转的风险。由此可见，提高汽车座椅坐垫的刚度可以为不同乘员提供有效的保护。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，且本发明不限于上述的实施例，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种坐垫刚度可变的汽车座椅，包括椅背、座盆、设置在所述座盆上的坐垫，其特征在于，在所述座盆与所述坐垫之间设置有一个或多个挡板单元，所述挡板单元包括挡板、设置在所述挡板与所述座盆之间的第一弹簧和第二弹簧，所述挡板的一端部通过所述第一弹簧与所述座盆的前端部连接，所述挡板的另一端部悬空且位于所述座盆的中端部的上方，所述第二弹簧的一端与所述座盆固定连接、另一端悬空；

所述第二弹簧的刚度比所述第一弹簧的刚度大；

所述挡板单元有两个，且这两个挡板单元分别位于所述汽车座椅的左右二侧。

2.根据权利要求1所述的坐垫刚度可变的汽车座椅，其特征在于，所述第一弹簧与所述第二弹簧的延伸方向相同。

3.根据权利要求2所述的坐垫刚度可变的汽车座椅，其特征在于，所述第二弹簧套设在所述第一弹簧内，或所述第一弹簧套设在所述第二弹簧内。

4.根据权利要求3所述的坐垫刚度可变的汽车座椅，其特征在于，所述第一弹簧的中心线与所述第二弹簧的中心线重合。

5.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的坐垫刚度可变的汽车座椅，其特征在于，所述第一弹簧比所述第二弹簧长30mm~40mm。

6.根据权利要求1所述的坐垫刚度可变的汽车座椅，其特征在于，所述挡板的形状与所述座盆的对应所述挡板的位置的形状一致。