CN1043200C - 车辆座椅 - Google Patents

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伯蒂尔·阿尔德曼
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奥托利夫发展公司
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Abstract

汽车座椅的靠背(1)有一个头枕(8)和一个包括边框(2)的主靠背部分。形式上为网(4)的靠背支撑件装在框架(2)里面。网(4)的向后运动起初基本被阻止,但当发生后部撞击时,允许网(4)向后运动。因此,在后部撞击时坐在座椅上的人员躯干将相对于座椅后移,并带动人员的头部与头枕(8)接触,从而将任何颈部受伤的危险降到最低程度。一开始网的向后运动可受构件例如带(3)的限制,当例如受到后部撞击而使受到的力超过预定极限值时,带(3)以非弹性的方式屈服。按另一种方案,带也可以通过连接件(9)与框架相连,此连接件随着感受到的减速超过预定极限而释放带(3)。

Description

车辆座椅

本发明涉及车辆座椅,更具体地说是用于机动车中例如汽车中的座椅。

当汽车发生事故时,尤其是当汽车发生来自汽车后方的撞击造成的事故时,车内的乘员有遭受颈部受伤的危险,或所谓“Whiplash”伤(颈部受伤)。

近年来颈部受伤的人数下降,相信是由于采取了头部减震的措施。据统计表明,头部减震措施使颈部受伤的危险平均减小了20%。

然而,仍然有相当大量的此类伤害,并在许多情况下导致这些伤者永远残废。

英国专利GB1,391,644公开了一种车辆安全座椅,该座椅在车辆遭受后部撞击时可以变形以吸收部分能量。

本发明力图提供一种改进的车辆座椅,它可减少使颈部受伤的危险。

按照本发明提供了一种用于汽车的座椅,此座椅有一个配有头枕的椅背,椅背内有支撑件,它安装在支撑座椅使用者的躯干背部的地方,还设有探测装置,用以感受汽车的后部冲击并然后至少允许上述支撑件的上部,以屈服性的和基本上非弹性的方式相对于头枕朝座位的后方运动。

在支撑件的一种实施例中,支撑件与座椅的其余部分铰接,所以支撑件上部可绕枢轴向后转动。

在一种实施例中,事故探测装置有一个安装在支撑件上适当位置的装置,当施加在椅背上的力在500至2000牛顿之间时,它能使支撑件运动。

此预定力在700至1500牛顿之间是适宜的。

预定力大体为1000牛顿是有利的。

在本发明另一种实施例中,探测后部撞击的装置有一个感受加速度超过预定极限的传感器,此传感器适合于去释放一个原先保持支撑件在应有位置上不动的装置。

座椅最好有一个支承框架,它有沿座椅靠背各侧延伸的刚性框架构件,支撑件装在框架构件之间,其上放有垫料和纤维织物或其他覆盖物。

随着所作用的小于预定值的力,支撑件最好可弹性地运动。

支撑件具有金属网结构是适宜的。

支撑件最好借助于多个弹簧支承着,这些弹簧延伸在支撑件和框架之间。

在一种实施例中,当作用在椅背上的力超过预定力时,弹簧相应地超过其弹性极限。

在另一种实施例中,弹簧借助于可屈服的连接件与框架和/或与金属网连接,当椅背受到的力超过预定值时,此连接件屈服。

在另一种改型的实施例中,弹簧借助于可屈服的连接件与框架和/或金属网连接,当一个传感器感受到的加速度超过预定极限时,此可屈服的连接件屈服。

设置一个或多个固定件较为可取,它们位于支撑件后面横向于框架延伸,当感受到后方冲撞时,此固定件相应地释放上述支撑件。

在一种实施例中,此或每个固定件是一条带子,它被设计成当作用在椅背上的力超过预定值时屈服。

按另一种方案,每条带子的强度选择为,当作用在椅背上的力超过预定值时它将被绷断。

在另一种实施例中,这一或每一个固定件通过连接装置与框架相连,当作用在椅背上的力超过预定值时连接装置破坏。

按另一种改型的实施例,每条带子上设有缝合的褶缝,当作用在椅背上的力超过预定值时,此缝合处相应地断开。

还有另一种改型的实施例,其中此或每个固定件通过连接件与框架相连,此连接件根据一个传感器感受到加速度超过预定极限时屈服。

在一种按照本发明的座椅中,支撑件借助于多个过死点连杆机构与框架相连。

至少支撑件的上部最好可随着后部撞击而移动至少30毫米。

至少支撑件的上部可随着后部撞击而移动约50毫米较可取。

在本发明的一种改型的实施例中,支撑件用固定装置固定在一个原始位置,设置回缩装置,当感受到后部撞击时回缩装置缩回此固定装置,以便允许支撑件相对于头枕移动。

在本发明的一个具体实例中,固定装置包括一个或多个插销,设置弹簧装置,用于将此或每个插销压向回缩位置,在那里的一个过死点连杆机构至少与一个惯性块相连,此连杆机构保持此一个或多个插销处于非回缩的位置,直至惯性块根据所感受到的后部撞击将过死点连杆机构移过死点状态为止。

在本发明另一个实例中,此或每个固定装置与气缸中的活塞相联系,设有供气给气缸的装置,当感受到后部撞击时,此装置向气缸供气以移动活塞,并因而缩回固定装置。

供气的装置最好包括一个与后部撞击传感器相联系的烟火药柱,此方案设计为,烟火药柱随着所感受到的后部撞击而点燃。

在另一种实施例中,头枕装在支撑件上,设置一个装置,当支撑件向后运动时它使头枕相对于支撑件向前运动。

为了更清楚地理解本发明,并因而能体会到本发明的其他特征,下面借助于附图表示的例子说明本发明,其中:图1按本发明车辆座椅透视图,局部切去以表示座椅的结构;图2本发明另一种实施例的座椅结构局部放大透视图;图3图2所示座椅局剖俯视平面图,表示其处于一个位置;图4与图3相应的视图,表示座椅局部处于另一种状态;图5按本发明车辆座椅另一种实施例的主要工作部分的透视图;图6图5所示之座椅使用中的示意侧视图;图7与图6相应的视图,表示在后部撞击时的座椅;图8图5所示类型的座椅放大水平剖面图,具体表示释放固定装置的机构;图9本发明另一种改型的实施例相应的剖面图;图10本发明另一种实施例在一种状态下的局部剖面侧视图;以及图11表示图10的实施例处于另一种状态的相应视图。

本发明的基本原理是为椅背设置一个背部支撑件,用以支承座椅使用者的躯干,当受到一个预定值的力时此支撑件被规定作永久或非弹性方式的屈服,或依据所感受到的后部撞击以不抵抗的方式被释放而屈服。若将这种座椅装在汽车内,当汽车受到后部撞击时,坐在座椅上的人员的惯性或动量将在座椅的靠背上作用一个力,而若此力超过预定的临界值,椅背将以非弹性或永久的方式屈服,或,按另一种方案,有一个传感器将感受到此后部撞击并释放背部支撑件,从而使之以非弹性的方式屈服。其结果是允许坐在座椅中的人员躯干向后移动,带动此乘员的头部与设在座椅上的头枕接触,以保证最大程度地防止颈部受伤。

业已证实,传统座椅靠背的刚性和弹性特性,影响坐在座椅上的人员躯于在受到后部撞击时的运动。椅背的弹性特性或回弹能力倾向于将躯干向前推(在躯干向后移动并因而压缩了椅背的这一部分后产生的回储能)。然而乘员的头部仍处于相对于汽车向后方运动的过程之中,因为头部往往一开始在头枕的前面与之相隔一个相当大的间距。因此,在头部仍然作向后的运动时,躯干有可能前移,从而在头部与躯干之间产生一个很大的相对速度,而且还在头部与躯干之间造成一个大的拉伸角。在这种情况下,头部相对于上身含有一个很大的相对线速度和角速度,这样会导致颈部严重受伤。

现在参看图1,其中表示了应用于机动车例如汽车中的座椅靠背1部分。

座椅靠背中设有坚固的边框2,它可以用钢管或某种其它的坚固材料制成。框架的顶部位于框架两侧靠后的地方。横向于框架后部延伸着一些彼此隔开间距的织物带3。形式上为钢丝网4的支撑件装在织物带3的前面,钢丝网4用许多螺旋弹簧5固定成一个悬浮状态,这些弹簧5从网4的边缘延伸到边框2。

位于由网构成的支撑件前面的是垫料6,垫料6用纤维织物或仿皮革7等覆盖。

头枕8装在框架的顶部上。

座椅被设计为,当作用在椅背上的力超过预定极限时,构成座椅靠背一部分的支撑件将以一种非弹性或永久的方式屈服。这样的力是在发生后部撞击事故的情况下由坐在座椅上的人员躯干造成的。因此,被设计成屈服的这一座椅部分有效地感觉到发生了事故,并因而随着事故的出现而屈服。造成椅背屈服所需要的力,通常在500和2000牛顿之间,较可取的是在700和1500牛顿之间,最好在1000牛顿左右。

座椅的靠背在正常情况下使用时,在椅背中显现出普通的弹性特性。垫料6有一些弹性,网4可以向后在弹性范围内运动,因为它用弹簧5以可浮动的方式悬置着。网4可向后移动到使其与织物带3接触的位置。带3有一定的弹性特性,但基本上停止了网4的进一步向后移动。

当作用在椅背上的力超过了预定的极限时,在椅背上存在的这些构件会以非弹性的方式屈服。例如,带3可能断裂,并因而允许网4继续后移。弹簧5企图阻止此向后的运动,但是由弹簧所产生力将不足以阻挡此向后的运动。于是,网4将以一种屈服或非弹性的运动方式后移。

另一种方案也可以将弹簧5设计为,当椅背受到一个预定值的力时,弹簧达到了其弹性极限或屈服点。

还有另一种方案,将弹簧和/或带借助于连接装置与框架连接,当椅背受到预定值的力时,此连接装置相应地屈服。

由图1中虚线部分可见,每一条带3可通过连接件9与框架2连接,其中装有事故传感器,传感器可根据预定的减速将带释放。按另一种方案,此类的连接件可将弹簧5连接在框架上。如果感受到的减速超过了预定的极限,带3或弹簧5因而被释放,允许网4向后运动。

也可以把上面提到的一些设计特征组合在座椅的一个实例中。设计方案可以是这样的:当一名普通的乘员坐在汽车的座椅上,若汽车遭遇了后部撞击,此后部撞击的程度达到了有造成颈部受伤的危险的量级时,一开始座椅倾向于向前运动,乘员的躯干因其惯性倾向于保持不动。因此,躯干作用在椅背上实际有效的力将超过预定极限。于是网4可以按屈服的方式向后运动,并允许坐在座椅上的人员躯干也相对于座椅继续向后移动。因此,躯干以基本上不受阻碍的方式向后移动,直至乘员的头部与头枕相接触。在框架两侧后方的框架顶部并不妨碍这一运动。

以此方式,把坐在座椅上的人员躯干将向前运动的危险减到最小的程度,因为座椅本身具有弹性,而人员的头部仍在向后运动。

在本发明的一变化的实施例中,网4被允许以屈服的方式向后移动到一个预定位置,这一位置在网向后移动正常极限的后方相隔一个间距处。可以通过各种方法来实现这一点,例如,设置另外一些带,它们等效于带3但长度较长,在框架后部横向延伸,所以,当网达到了此第二预定位置时这些带被绷紧,并足以避免网的进一步向后运动。

另一种方案是,带3可有一个通过缝合固定在带3中的褶缝,当椅背受到一个预定值的力时,缝合处按规定断开以松开褶缝,并有效地增加带的长度。还有另一种方案是,每条带在带两端中间的一部分可通过可释放的固定装置固定在框架上,例如剪断螺栓等(或用等效于连接件9的连接件,适用于根据感受到的减速将带松开),当发生事故时此固定装置释放。以此方式,在正常的情况下,此带可用来限制网4向后移动到第一预定位置,以供舒适地使用座椅,但在发生事故的情况下,可允许网4向后移动到第二预定位置。

图1的实施例表示了网4是用多个弹簧5以浮动方式悬置着的,而图2至4所示本发明的改变的实施例中,网4借助于过死点连杆机构10固定在框架2上。连杆机构10有一个凸耳11,它固定在网架上并用铰链13与中间连杆12相连,连杆12通过铰链14与固定在框架2上的另一个凸耳15连接。

弹簧16在网4的周边部分和框架2之间延伸。

当过死点连杆机构10处于图2和3中所表示的情况下以及网4处于在前面的位置时,若此时有任何作用力试图使网向后移动,则这种向后运动要克服弹簧16的变形力实现。然而,一旦上述机构通过了一种“死点”状态,弹簧16倾向于使网向后移动,移到图4所示的位置。

因此,在这种实施例中,网可以克服弹簧的弹性作用移到第一预定位置,但是,如果有足够的力作用在网上,使之移动到超出此第一预定位置,于是过死点连杆机构成为过死点的状态,并且此连杆机构使网移向第二预定位置,这一位置处于第一预定位置的后方。当网移向在后面的位置时,坐在座椅上的任何人员将向后移动,并带动人员的头部与头枕相接触。

然而,应当理解,一旦此过死点连杆机构移到了第二预定位置,可以容易地使它回到第一位置,也许使用合适的工具就可克服弹簧16造成的偏移,这就意味着,在发生事故后座椅中的过死点连接机构已触发的情况下,可以不费力地恢复到再使用的状态。

现在参见图5至10,在本发明另一种实施例中,座椅20有一个靠背21,靠背21有两个基本上沿垂直方向延伸的侧构件22、23,它们通过横向构件24互相连接起来,此横向构件24位于构件22和23的后方。横向构件24上装有头枕25。

还设有一个支撑件26,它包括两个侧向构件27、一个横向构件28,横向构件28将侧向构件27的上端互相连接起来、以及支承在侧向构件27和横向构件28上的网29。侧向构件27借助于枢轴30铰接在侧构件22、23上。由图5可见,支撑件26可绕下部水平枢轴的轴线转动,此轴线由枢轴30确定,因此,支撑件的顶部以绕支点转动的方式运动。

在侧构件22、23的顶部设有固定装置31、32,起初用于防止支撑件的顶部沿向后的方向运动。然而,当感受到一个后部撞击时,此固定装置或相应地屈服,或根据来自一个适当的传感器的信号而被缩回,从而允许支撑件26的顶部向后运动。

应当理解,图5只表示了座椅的主要工作部件。还应配备适用的垫料和覆盖装饰品。

现在参见图6和7,其中示意表示了图5的座椅在使用中以及受后部撞击时的情况。由图6可见,当一个乘员33坐在图5的座椅上时,乘员的头部34与头枕25隔开一个间距d1。一般这一距离为30毫米。

由图6还可以看到,当支撑件处在其靠前位置时,支撑件的横向构件28与座椅框架横向构件24之间隔开一个距离d2,这一距离至少30毫米,但最好约50毫米。

因此可以理解,当感受一个后部撞击时,支撑件向后运动,坐在座椅上的乘员33的头部便与头枕25进入稳定的接触。

应当注意,乘员33的头部34与该乘员躯干之间形成的夹角在图6所示的初始状态为a1,而在图7中此相应的角为a2。a2应最好等于或小于a1。因此,当发生后部撞击时,乘员的头部不会相对于该乘员的躯干向后运动。参见所附的图8,图中详细表示了图5中固定装置31、32的一个实例。由图8可见,每个固定装置31、32包括一个细长的插销,它们穿过制在侧向构件27上互相对齐的孔,侧向构件27与横向构件28相连,并设在构成座椅靠背21沿垂直方向延伸的侧件22、23里面。

插销31上设有沿径向延伸的法兰34,螺旋压缩弹簧35设在法兰和侧向构件27之间,插销31穿过侧向构件27。压缩弹簧35处于压缩状态。

类似地,插销32设有相应的法兰34,它与一个相应的弹簧35相联。

在插销31和32内端之间有一个双铰式过死点连杆机构36,它包括一个与惯性块38制成一体的第一构件37和与惯性块40制成一体的一个第二构件39。

在图8所示之过死点连杆机构处于起始位置,此时,连杆机构的两个构件37和39定位成使弹簧35作用在连杆机构上的力压迫惯性块38和40并使它们与横向构件28接触。这样的布局因而是稳定的。

然而,若其中装有此座椅的汽车受到后部冲撞时,惯性块38和40倾向于沿箭头41、42所指示的方向运动。当惯性块以此方式运动时,连杆机构将通过死点状态,插销31和32一开始沿轴向向外移动。但接着,一旦构件通过了死点状态之后,弹簧35作用在两个连杆机构构件37和39上的力将与惯性作用一起,使这两个连杆构件倾斜,并因而允许插销31和32在弹簧35作用在插销上的力作用下移向缩回的位置。一旦插销31和32的自由端从制在构件22和23上的孔抽出,支撑件26就可以在总体上按上面参照图6和7所阐明的方式,绕下部的水平枢轴轴线转动。

现在参见附图的图9,图中只表示了一个插销32,但应当理解,另一个插销31有相同的结构。插销32穿过制在构件23上的孔和穿过制在构件27上的与之对齐的孔。插销32与一个活塞头43制成一体,活塞头43装在一个缸44内。缸44用一种韧性材料制成,例如铝,并在活塞43和缸的基本上封闭的端部之间有一个向里的渐缩的自由端45,这是插销32从缸内排出的端,缸上设有一个进口46,此进口46与形式上为烟火药柱47的气源相连。烟火药柱借助于激波管48(例如以注册商标为NONEL销售的管)连接到电引爆的烟火药柱49。药柱49可与第二根激波管50相连,激波管50连接到与以上所述基本一致的设有插销31的装置处。

可以看出,烟火药柱49配备有电引爆器51,它通过适当的电缆与一个后部撞击传感器53相连。

可以理解,由于缸44的渐缩的特征,所以活塞43保持在如图所示之起始位置,并使插销穿过对齐的孔和保持支撑件26在其初始位置。当传感器53感受到一个后部撞击时,烟火药柱49点燃,一个适当的激波通过激波管48去点燃烟火药柱47。因此,气体经进口46进入缸44,并使活塞43向图9所示之右方移动。活塞移到一个新的位置,使缸44的渐缩部分变形,与此同时将插销32从构件23的孔中拔出,因而允许支撑件26在总体上如上面参照图6和7所说明的方式那样绕枢轴转动。

图10表示本发明另一种实施例。座椅60有一个座垫61。靠背62可绕枢轴转动地连接在座垫61上。靠背62构成了一个支撑件,以便支承座椅使用者的躯干。连接在靠背62上的是头枕63。

铰接在座椅上的靠背62可绕枢轴轴线64作旋转运动。连接在靠背上的齿轮65与靠背一起绕枢轴轴线64转动。齿轮65与另一个小齿轮66啮合,此小齿轮66装在轴上,以便使较大的齿轮67与之一起转动。此较大的齿轮67驱动另一个较小的齿轮68,后者与扇形板69相连,所以,齿轮68转动时引起扇形板69绕其顶点转动。驱动绳索70连接在扇形板69的外面,绳索70经过一个邻近座椅的座垫61后部的导向轮,然后基本上垂直地再通过另一个导向轮72朝座椅顶部延伸,此绳索70被连接在杠杆74的下端73上,杠杆74被固定成可用于绕枢轴轴线75转动,它的上端76铰接在头枕63上。另设有另一根与第一根杠杆74的上部平行的杠杆77,它在枢轴78处铰接在头枕上,并在枢轴79处铰接在座椅靠背上。

采用上述类型的适用的固定装置,将座椅的靠背62保持在初始位置。因此,例如,固定装置可包括一个或多个插销,它们被朝向一个缩回的位置偏压,在那里有一个过死点连杆机构和至少一个惯性块,它保持插销处于非回缩的位置,直至惯性块将过死点连杆机构移过死点状态为止。按另一种方案,固定装置可涉及一个装在缸内的活塞,设有一个装置,例如与一个后部撞传感器相联系的烟火药柱,用以当发生后部撞击时,向缸内供入气体,使活塞移动,并因而缩回固定装置。

在任何情况下,都应当理解,当在其中装有图10和11所示之座椅的汽车遭受后部撞击时,座椅的靠背62将从图11虚线所示的位置向后移到图11实线所示的位置。座椅靠背62的后移造成齿轮65顺时针转动,齿轮65依次引起齿轮67反时针转动,而齿轮67又造成齿轮68顺时针转和接着必然使扇形板69绕其顶点顺时针转动。因此,在绳索70上施加了一个拉力。从而使杠杆73的下端相对于座椅的靠背向后移动。因此,头枕63相对于椅背向前移动,所以,尽管座椅的靠背向后移动,头枕63实际上保持在一个固定的位置不变。

Claims (6)

1.一种车辆用的座椅(60),它包括一用于支撑乘车人躯干背部的靠背(62),该靠背绕轴线(64)可枢转地连接在座垫(61)上,从而靠背的上部可向后枢转,该座椅的靠背上还装有一头枕(63),其特征在于该座椅还包括可感受车辆后部撞击的机构(40,41,53),以便在车辆遭受后部撞击时,使靠背(62)相对座垫(61)以屈服性和非弹性的方式向后移动;以及在遭受后部撞击靠背向后移时,使头枕(63)相对靠背(62)前移的机构(65-78)。
2.如权利要求1所述的座椅,其特征是用于感受车辆撞击的机构包括传感器(53),它用于探测受撞击的加速度是否超过预定极限,并适于释放一个初始保持靠背(62)在应有位置上的机构(32)。
3.如权利要求1或2所述的座椅,其特征是靠背(62)由保持机构(31,32)保持在初始位置,而座椅还包括释放机构(40,41;43,44),用于响应传感器而释放保持机构,以允许靠背(62)向后枢转。
4.如权利要求3所述的座椅,其特征是保持机构包括一个或多个插销(31,32),弹簧(35)用于促使每个插销压向释放位置,还包括一个过死点连杆机构(37,39),它至少与一个惯性块(38,40)相联系,该连杆机杆保持此一个或多个插销位于非释放位置,直至惯性块响应所感受到的后部撞击而将过死点连杆机构移过死点状态。
5.如权利要求3所述的座椅,其特征是该或每一个保持装置(31,32)分别与一活塞(43)相连,活塞(43)位于一气缸(44)内,机构(47)在感受到后部撞击时向气缸(44)供气,从而移动活塞(43)释放保持装置。
6.如权利要求5所述的座椅,其特征是用于供气的机构包括一个与后部撞击传感器相联系的烟火药柱,该烟火药柱随着所感受到的后部撞击而点燃。
CN94193924A 1993-10-26 1994-10-26 车辆座椅 CN1043200C (zh)

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