CN104709128B - 一种带有吸能结构的车辆座椅 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带有吸能结构的车辆座椅，包括坐垫侧板和调角器下连接板，所述调角器下连接板上设有一冲击槽，所述冲击槽包括上下连通的直槽部和圆槽部，其中，所述车辆座椅还包括：吸能片，包括环形部、定位部以及连接在所述环形部与所述定位部之间的冲击断裂部；第一螺母，其固定在所述坐垫侧板上；以及一台阶螺栓，其包括依次同轴连接的头部、台阶部和螺柱，其中，所述螺柱依次穿过所述圆槽部和所述环形部与所述第一螺母螺纹连接，以使所述台阶部穿过所述圆槽部与所述吸能片压紧配合。本发明结构简单，安装方便，能够在碰撞过程中溃缩吸收能量，从而减小人体头部在汽车碰撞过程中的反弹速度，保护乘客安全，提高汽车评分等级。

Description

一种带有吸能结构的车辆座椅
技术领域
本发明涉及一种车辆座椅，尤其涉及一种带有吸能结构的车辆座椅。
背景技术
在汽车行驶过程中，一旦发生追尾事故，则很可能对被碰撞车辆中的驾驶员、乘员造成鞭打伤害。鞭打伤害是指人体在碰撞加速度与头部惯性力的共同作用下，颈部会产生类似于鞭子猛抽的动作。事故后，伤者的颈部会感到不同程度的不适，这种伤害并不致命，但是伤后康复的过程非常复杂、漫长，有些甚至是不可治愈的永久伤害。为了降低伤害，汽车制造商们已经开始研制能够吸收冲击能量的汽车座椅，例如专利CN103249595A、CN1640714A和US20100096892A1分别提供了一种可吸收冲击能量的汽车座椅。然而，这些座椅结构复杂、成本高。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种吸能效果好、结构简单、成本低的带有吸能结构的车辆座椅。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种带有吸能结构的车辆座椅，其包括一坐垫侧板和一调角器下连接板，所述调角器下连接板上设有一冲击槽，所述冲击槽包括上下连通的直槽部和圆槽部，
其中，所述车辆座椅还包括：
一吸能片，其包括环形部、定位部以及连接在所述环形部与所述定位部之间的冲击断裂部；
一第一螺母，其固定连接在所述坐垫侧板上；以及
一台阶螺栓，其包括依次同轴连接的头部、台阶部和螺柱，其中，所述 螺柱依次穿过所述圆槽部和所述环形部与所述第一螺母螺纹连接，以使所述台阶部穿过所述圆槽部与所述吸能片压紧配合。
进一步地，所述坐垫侧板和所述调角器下连接板还通过一前端螺栓和一第二螺母相连。
优选地，所述台阶部的外径小于所述圆槽部的内径，以在所述台阶部与所述吸能片压紧配合时，所述台阶部的最低点与所述圆槽部的最低点间隔开。
优选地，所述调角器下连接板为平面结构。
优选地，所述调角器下连接板包括位于不同水平面上的坐垫安装面和吸能片安装面，以使所述吸能片在安装至所述吸能片安装面上时与所述坐垫安装面齐平。
进一步地，所述冲击断裂部的横截面积为6-9mm2。
进一步地，所述第一螺母焊接在所述坐垫侧板上。本发明的汽车座椅结构简单，安装方便，能够在碰撞过程中溃缩吸收能量，从而减小人体头部在汽车碰撞过程中的反弹速度，保护乘客安全，提高汽车评分等级。
附图说明
图1是本发明的汽车座椅的结构示意图；
图2是本发明的吸能结构的分解示意图；
图3是本发明的吸能结构的组装示意图；
图4A是图2中的吸能片的第一实施例的结构示意图；
图4B是图2中的吸能片的第二实施例的结构示意图；
图4C是图2中的吸能片的第三实施例的结构示意图；
图4D是图2中的吸能片的第四实施例的结构示意图；
图5A是图2中的调角器下连接板的第一实施例的结构示意图；
图5B是图2中的调角器下连接板的第二实施例的结构示意图；
图6A是图4A中的吸能片与图5B中的调角器下连接板的连接示意图；
图6B是沿图6A中的A-A线剖开的剖示图；
图7是图2中的螺母的结构示意图；
图8A是图7中的螺母焊接至坐垫侧板上的示意图；
图8B是图7中的螺母焊接至坐垫侧板上的剖示图；
图9是图2中的台阶螺栓的结构示意图；
图10是本发明组装完成的吸能结构的剖示图；
图11是本发明的吸能片在发生碰撞时断裂的示意图；
图12是本发明的台阶螺栓与调角器下连接板在发生碰撞时的示意图；
图13是本发明的吸能结构在发生碰撞时的剖示图；
图14是本发明的吸能片在碰撞过程中挤压直槽部的示意图；
图15是本发明的汽车座椅在碰撞过程中的变形示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。
常见的汽车座椅如图1所示，包括座垫总成和靠椅总成。其中，靠椅总成上设有分别位于其下端两侧的调角器下连接板1，座垫总成上设有分别位于其后端两侧的坐垫侧板2，且座垫总成和靠椅总成通过该坐垫侧板2和调角器下连接板1连接在一起。
为了吸收碰撞时施加到靠椅总成上的冲击能量，本发明在坐垫侧板2和调角器下连接板1之间增设了一吸能片3(如图2所示)，该吸能片3通过相匹配的第一螺母6和台阶螺栓4与坐垫侧板2和调角器下连接板1连接在一起。相应地，坐垫侧板2上设有供第一螺母6穿过的孔，调角器下连接板1设有供台阶螺栓4穿过的冲击槽10，其中，该冲击槽10包括位于上方的直槽部以及位于下方的圆槽部。优选地，除了第一螺母6和台阶螺栓4外，坐垫侧板2和调角器下连接板1还进一步通过前端螺栓5和第二螺母7直接相连。组装完成的吸能结构如图3所示。
图4A-4D分别示出了上述吸能片3的多种变形。这些吸能片3均包括环形部31、设置在环形部31两侧的冲击断裂部33、以及与冲击断裂部33连接的定位部32，在图4A中，定位部32示出为类似U形的结构，其围绕圆环部31的大部分圆周；在图4B中，定位部32示出为类似J形的结构，且J形结构的最顶端开设有用于安装紧固件的孔，其另一端围绕圆环部31的大部分圆 周延伸；在图4C中，定位部32包括两个定位部分，分别连接至圆环部31两侧的冲击断裂部33；在图4D中，定位部32包括分别连接至圆环部31两侧的冲击断裂部33的两个定位部分、以及一用于连接这两个定位部分的圆形框架。其中，吸能片3的环形部31与调角器下连接板1上的圆槽部同轴设置，环形部31中心的圆孔用于供台阶螺栓4的螺杆穿过；定位部32与调角器下连接板1面接触，以将吸能片3定位在调角器下连接板1的内侧面(即相对于坐垫侧板2的侧面)上，从图中可以看出，吸能片3的结构变形主要体现在定位部32上，当然还可以采用除图4A-4D以外的其它合适的形式；冲击断裂部33的宽度远小于环形部31的直径(其横截面积一般约为6-9mm2，但可以根据座椅吸能时结构受力大小调整截面积)，当汽车发生追尾事故并且碰撞达到一定能级时，冲击断裂部33将发生断裂。
图5A-5B示出了调角器下连接板1的两个实施例。图5A中示出的调角器下连接板1呈平面，并且在其平面上开设有冲击槽10、用于供前端螺栓5的螺柱穿过的孔、以及用于安装调角器(未示出)的安装孔11。图5B中的调角器下连接板1与前者的不同之处在于其呈台阶形，即，其包括位于不同平面的坐垫安装面12和吸能片安装面13，其中，坐垫安装面12用于安装坐垫，前述的用于供前端螺栓5的螺柱穿过的孔以及用于安装调角器(未示出)的安装孔11均设置在坐垫安装面12上；吸能片安装面13上设有冲击槽10，以用于安装吸能片3。如图6A-6B所示，当吸能片3安装在吸能片安装面13上时，吸能片3的顶面与坐垫安装面12的顶面共面(即坐垫安装面12和吸能片安装面13之间的高度差相当于吸能片3的厚度)，从而使得与其连接的坐垫可以制成平面而无需设计成台阶形，减少了坐垫开档和靠背开档的制造夹具与检具费用，也便于座垫、座靠安装。
本发明采用的螺母如图7所示，为本领域常见的螺母。在图8A-8B的实施例中，螺母6、7焊接至坐垫侧板2上。此外，本发明采用的台阶螺栓4如图9所示，为本领域常见的台阶螺栓4，其包括依次轴向连接的大直径的头部41、小直径的台阶部42和螺柱43。
上述吸能结构的装配过程包括如下步骤：
(1)如图2所示，将第一螺母6、第二螺母7分别焊接至坐垫侧板2的 相应位置上；
(2)如图6A所示，将吸能片3定位在调角器下连接板1上，并保持吸能片3的环形部31与冲击槽10的圆槽部同轴；
(3)如图10所示，将台阶螺栓4依次穿过坐垫侧板2和吸能片3，并使其与焊接在坐垫侧板2上的第一螺母6螺纹连接，以将吸能片3压紧在台阶螺栓4的台阶部42与坐垫侧板2之间，其中，台阶部42的最底端与冲击槽10的最底端之间相距间隙L，由于吸能片3断裂时的力值由吸能片3断裂力决定，该间隙使得台阶螺栓4与调角器下连接板1之间不会产生摩擦力和挤压力；
(4)将前端螺栓5穿过调角器下连接板1与坐垫侧板2连接，装配过程完成。
当发生追尾事故时，台阶螺栓4因靠椅总成绕前端螺栓5旋转而剪切吸能片3(如图11所示，其将吸能片3的冲击断裂部33剪断)，并带着断裂的环形部31向上位移(如图12所示)，当移动距离ΔL时，台阶螺栓4的台阶部42与冲击槽10的直槽部的底端抵接(如图13所示)，然后继续产生稳定的力对调角器下连接板1进行挤压(如图14所示，下连接板的直槽部变宽，虚线为直槽部的初始轮廓)，使得靠椅总成绕前端螺栓5向后旋转吸收能量(如图15所示，虚线为靠椅部成的初始位置)。
由此可见，本发明的吸能结构不但结构简单，安装方便，能够在碰撞过程中吸收冲击能量，而且还具有以下优点：
1.产生的力值稳定且大小可调节：根据吸能片3的材料强度、厚度和断裂横截面积可计算出其产生的力值F1＝许用应力σ1×截面积S，其中，吸能片3材料的许用应力σ1恒定，通过改变冲击断裂部33的截面积S即可调节力F1；对下连接板的冲击槽10的挤压力F2＝许用应力σ2×挤压量Ψ×系数，可通过改变下连接板1与台阶螺栓4的干涉挤压量Ψ进行调节。
2.耐疲劳性好：吸能片3既能保证在碰撞失效时产生的力值又能在正常情况下不因疲劳而失效，不会影响座椅在正常情况下的使用功能。
3.消除螺栓紧固时摩擦力的影响：靠椅与坐垫通过螺栓连接时无需考虑紧固螺栓轴向力对机构运动时产生滑动摩擦力的影响，因为台阶螺栓4穿过下 连接板的圆槽并与圆槽的底部间隔开，且台阶部42紧压在吸能片3上，当吸能片3受到碰撞破坏时断裂产生力时，台阶螺栓4的轴向力不影响吸能片3断裂。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明的权利要求保护范围。

Claims (7)

1.一种带有吸能结构的车辆座椅，其包括一坐垫侧板和一调角器下连接板，其特征在于，所述调角器下连接板上设有一冲击槽，所述冲击槽包括上下连通的直槽部和圆槽部，
其中，所述车辆座椅还包括：
一吸能片，其包括环形部、定位部以及连接在所述环形部与所述定位部之间的冲击断裂部，所述定位部与所述调角器下连接板面接触，以将吸能片定位在所述调角器下连接板的内侧面上；
一第一螺母，其固定连接在所述坐垫侧板上；以及
一台阶螺栓，其包括依次同轴连接的头部、台阶部和螺柱，其中，所述螺柱依次穿过所述圆槽部和所述环形部与所述第一螺母螺纹连接，以使所述台阶部穿过所述圆槽部与所述吸能片压紧配合；
在所述冲击断裂部发生断裂后，所述台阶部作用于所述冲击槽的直槽部，以使直槽部变宽。
2.根据权利要求1所述的带有吸能结构的车辆座椅，其特征在于，所述坐垫侧板和所述调角器下连接板还通过一前端螺栓和一第二螺母相连。
3.根据权利要求1所述的带有吸能结构的车辆座椅，其特征在于，所述台阶部的外径小于所述圆槽部的内径，以在所述台阶部与所述吸能片压紧配合时，所述台阶部的最低点与所述圆槽部的最低点间隔开。
4.根据权利要求1所述的带有吸能结构的车辆座椅，其特征在于，所述调角器下连接板为平面结构。
5.根据权利要求1所述的带有吸能结构的车辆座椅，其特征在于，所述调角器下连接板包括位于不同平面的坐垫安装面和吸能片安装面，以使所述吸能片在安装至所述吸能片安装面上时与所述坐垫安装面齐平。
6.根据权利要求1所述的带有吸能结构的车辆座椅，其特征在于，所述冲击断裂部的横截面积为6-9mm2。
7.根据权利要求1所述的带有吸能结构的车辆座椅，其特征在于，所述第一螺母焊接在所述坐垫侧板上。
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