CN105584448A - 具有多单元气囊总成的头部约束系统 - Google Patents

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Abstract

一种车辆座椅总成，其包括泵和头枕。头枕具有支撑基部、与支撑基部连接的柔性泡沫层、覆在泡沫层的上面并且限定外表面的柔性衬底、以及定位在基部和泡沫层之间的可充气气囊总成。气囊总成具有通过泵在充气状态和放气状态之间可独立操作的、对应于外表面的各自区域的多个单元。座椅总成进一步地包括可操作地连接到泵的控制装置。

Description

具有多单元气囊总成的头部约束系统
技术领域
本发明总体上涉及一种车辆座椅总成。更具体地，座椅总成包括具有气囊总成的头枕，该气囊总成具有多个可充气单元。
背景技术
机动车辆座椅——特别是驾驶员座椅和前排乘客座椅——可以包括若干可移动的部件以用于协同地支撑乘员的各个部分。座椅部件的相对运动可以提供用于定制座椅部件限定为适合特定用户的座椅表面的众多模式。此外，许多座椅包括用于座椅部件的自动运动或机动运动的机构以用于座椅部件到那个特定配置中的自动运动。
因此，给车辆座椅总成提供水平提高的定制，可能是有利的。
发明内容
根据本发明的一个方面，车辆座椅总成包括泵和头枕。头枕具有支撑基部、与支撑基部连接的柔性泡沫层、覆在泡沫层的上面并且限定外表面的柔性衬底以及定位在基部和泡沫层之间的可充气气囊总成。气囊总成具有对应于外表面的各自区域的多个单元，多个单元通过泵在充气和放气状态之间是可独立操作的。座椅总成进一步地包括可操作地连接到泵的控制装置。
根据本发明的另一个方面，车辆头枕总成包括支撑基部、与支撑基部连接的柔性泡沫层以及覆在泡沫层的上面并且限定外表面的柔性织物层。头枕总成进一步地包括定位在基部和泡沫层之间的可充气气囊总成。气囊总成包括对应于外表面的各自区域并且在充气和放气状态之间可独立操作的多个单元。
根据本发明的另一个方面，车辆头枕总成包括具有在充气和放气状态之间可独立操作的多个单元的可充气气囊总成。流体歧管具有分别与多个单元中的部分单元相关联的多个出口和与供气管路连接的进口。头枕总成进一步地包括具有第一和第二支撑臂的支撑基部，供气管路延伸通过第一支撑臂。
本发明的各个方面可以允许除可以由已知的头枕调节机构实现的轮廓之外的车辆头枕的头部接触表面的轮廓的定制。在一示例中，可充气单元的电动和手动两者的使用可以需要较少的移动部件并且在碰撞期间可以比某些机械头枕调整更有弹性。
通过研究下述说明书、权利要求和附图，本发明的这些和其他方面、目的和特征将被本领域技术人员所理解和领会。
附图说明
在附图中：
图1是车辆座椅总成的正透视、局部剖视图；
图2是包括图1的座椅总成的车辆的局部正透视图；
图3是图1的座椅总成的头枕的细节剖视图；
图4是图3的头枕的进一步的细节剖视图；
图5是图1的座椅总成的分解视图，其包括图3的头枕；
图6是用于可选的头枕总成的气囊总成的正透视图；以及
图7是用于另外可选的头枕总成的另一个气囊总成的正透视图。
具体实施方式
为了在此说明的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”及其派生词应当如图1中所示的取向与本发明相关联。然而，可以理解的是，除非有明确的相反指明，本发明可以采用各种可选的方向。还可以理解的是，在附图中表明的和在下述说明书中描述的具体装置和过程仅仅是所附权利要求中所限定的发明构思的示例性实施例。因此，除非权利要求中另有明确限定，否则与这里公开的实施例有关的具体尺寸和其他物理特性不应认为是限制。此外，除非另有说明，可以理解的是，在给定方向诸如此类上延伸或沿给定方向诸如此类延伸的部件的特定特征的讨论并不意味着特征或部件遵循在这样的方向上的直线或轴线或其仅在这样的方向上延伸或在没有其他方向分量或偏差的这样的平面上延伸，除非另有说明。
参考图1，附图标记10总体上表示以车辆座椅的形式表明的车辆座椅总成。车辆座椅10包括头枕12，头枕12包括支撑基部层14(图3)、与支撑基部层14连接的柔性泡沫层16(图3)。头枕12进一步地包括覆在柔性泡沫层16的上面并且限定头枕12的外表面20的柔性衬底18。可充气气囊总成22定位在基部层14和柔性泡沫层16之间或者定位在柔性泡沫层16和衬底18之间(在图3中，气囊总成示出在基部层14和泡沫层16之间)。气囊总成22具有对应于外表面20的各自区域并且通过包括在座椅10内的总成中的泵(未示出)在充气和放气状态之间可独立操作的多个单元24、26、28和30。控制装置(未示出)可操作地连接到泵并且可以用于控制单元24、26、28和30在充气和放气状态之间的可操作性。
如图1进一步地所示，头枕总成12可以与包括座垫32和可以与座垫32可转动地连接的座椅靠背34的车辆座椅10相连使用。头枕12可以与座椅靠背34连接，以便从座椅靠背34向上延伸到乘员的头部的一般区域中的位置。因此，为了在平常使用期间的舒适性和/或在碰撞诸如此类事件中约束对乘员的头部的支撑，头枕总成12可以为乘员的头部提供支撑。如图进一步所示，车辆座椅10可以包括贯穿其附加部分的附加气囊总成。例如，座椅靠背34可以限定由相对的座椅靠背支承垫38侧面相接的腰部区域36，并且座椅靠背34可以包括一个或多个腰部气囊，比如气囊40a、40b和40c以及在各个座椅靠背支承垫38内的气囊42。附加气囊还可以包括在座垫32的区域内，比如在座垫32的中心部分44以及座垫支承垫46内。虽然针对具有前排车辆座椅的一般外观的车辆座椅10进行说明，但这里所讨论的头枕总成12可以结合到在任何位置的车辆座椅中，包括后排长条座椅(包括或未包括附加可充气气囊)。此外，头枕总成12可以在包括汽车、飞机、火车等的若干不同的交通工具中使用。
图1中所示的气囊，以及可以进一步地包括在座椅10中的其他气囊可以在一系列管和相应的歧管(比如在下面进一步地描述的那些)内一起连接到共用泵，共用泵可以进一步地连接到头枕12内的气囊总成22。这样的泵可以设置在座椅10的总成内或设置在包括座椅10的车辆48的另一个部分内(图2)。在一示例中，泵可以包括在座椅10的总成中以提供空气的供给从而有选择地使各个气囊中包括在座椅10中的气囊充气，包括头枕12内的气囊总成22。在这样的示例中，与座椅10相似并且也包括在车辆48中的附加座椅(例如乘客座椅和/或后排座椅)可以包括各自气囊和在其中的专用相应泵。在另一个示例中，在车辆48内中心定位的泵可以连接一个或多个座椅——每个座椅具有在其中的可充气气囊——以根据需要共同地为座椅提供空气供给。
包括图示的多个单独的单元24、26、28和30的气囊总成22，可以提供头枕12的外表面20的定制轮廓。这样的定制轮廓可以根据例如座椅10的乘员的喜好来配置。如先前所讨论的，单元24、26、28和30可以在充气和放气位置之间单独地操作，其中当单元在充气位置时，与放气位置相比，单元通常较厚。因此，当单元24、26、28和30中的一个充气时，单元可以向外推动覆在其上面的结构，结构可以是在直接覆盖这样的单元的区域中的柔性泡沫层16或衬底18，从而引起外衬底18的相应部分在进一步覆盖已充气的单元的区域中更远地远离基部层14移动。同样，单元24、26、28和30中的特定一个的放气，引起单元24、26、28和30恢复到相对较薄的配置(这可以对应于其横向膨胀)，在一示例中，使得限定单元24、26、28和30的材料片材靠拢在一起并且总体上变得更加平坦。这样的放气允许衬底18的相应区域朝着基部层14更近地移动，在一个示例中，如果适用，这可以对应于其自然、形成的位置以及下层的柔性泡沫层16。因此，对应于气囊总成22的单独的单元24、26、28和30的外表面20的上述区域，可以总体上对应于覆在各自单元24、26、28和30的至少部分的上面的表面20的区域。
在一实施例中，柔性泡沫层16可以由总体上柔性的天然泡沫材料或合成泡沫材料制成，以便提供缓冲并且吸收来自与其抵靠的座椅10的乘员的头部的冲击。此外，在图3所示的实施例中，在柔性泡沫层16覆在气囊总成22的上面的情况下，柔性泡沫层16可以由足够柔性以允许响应于下层单元24、26、28和30中的一个的充气的其局部弯曲的材料制成，使得这样的单独的单元的充气被乘员感知到。外衬底18可以由包括各种织物以及天然皮革或合成皮革的用于车辆内饰的任何总体上合适的材料制成。基部层14可以由塑料或泡沫材料制成，塑料或泡沫材料总体上可以比用于柔性泡沫层16的泡沫材料更刚性，并且更足够刚性以支撑头枕12的一般形状以及在正常行驶期间且进一步地在碰撞事件期间为乘员的头部的重量提供支撑，其中基部层14的一些弯曲可能是减震所需要的。
气囊总成22总体上可以由各种装配的塑料膜或片材构成。可以选择这样的塑料以为单元24、26、28和30的充气提供所需的柔性和/或弹性以及至少最小量的气密性，以便保持单元24、26、28和30处于充气状态。在一个示例中，气囊总成22可以包含多个单独的单元，每个单元对应于可以分别与基部层14连接的单元24、26、28和30中的一个。可选地，气囊总成22可以由分为单独的单元24、26、28和30的单个单元组成。在这样的示例中，两个塑料片材可以彼此覆盖并且围绕其周边且围绕单独的单元24、26、28和30的边界进行热密封。
在或者这样的结构或者其其他变体中，气囊总成22的单独的单元可以设置成提供表面20的可移动区域所需的配置和布置。如图1和3所示，气囊总成22可以设置成使得单元24和26总体上水平地穿过头枕12并且以彼此总体上平行的方式延伸。因此，单元24可以至少在其中心区域内提供头枕12的上部部分的向内和向外运动。同样，单元26可以至少在其中心区域内提供沿头枕12的下部部分的表面20的向内和向外运动。根据座椅10的乘员的头部的定位，表面20的下部和上部部分可以分别与乘员的颈部和头部之间的连接以及乘员的头部的后部的顶部对应。
此外，单元28和单元30可以定位在单元24和26的相对侧上，以便沿头枕12的相对横向侧总体上纵向地延伸。这样的布置可以允许外表面20的横向侧分别从表面20的中心部分向内和向外移动，这可以允许对表面20的横向凹度的调整，同时一些用户潜在地希望更凹的表面20以搁置头部，然而其他用户可能希望较小的凹度以用于增加的运动自由度诸如此类。
单独的单元24、26、28和30中的每个可以包括从其延伸以允许用于其充气的空气供给的各自进口管路50。如图4所示，这样的进口管路50可以是与包含各自单元(如图4中所示的单元26和30)的塑料的一部分直接连接的聚合物材料诸如此类的管的形式。在可选的布置中，进口管路50可以成形为由其包含的相同材料制成的各自单元24、26、28和30的附件。歧管52可以与进口管路50连接并且可以进一步地与供给管路54连接，使得歧管52促进所需的空气向单元24、26、28和30中的流动。供给管路54可以或者直接或者通过与座垫32或座椅靠背34中的附加歧管位置的连接来与泵连接，例如用于为歧管52提供用于分配到气囊总成22的压缩空气。
如图4进一步地所示，供给管路54可以延伸通过在支撑元件56内的通道，支撑元件56相对于座椅靠背34为头枕的至少一部分提供结构支撑。在另一种布置中，歧管52可以设置在座椅靠背34或座垫32内，同时多个供给管路54和/或进口管路50的部分延伸通过支撑元件56中的通道58。如图5所示，支撑元件56可以是头枕框架60的一部分，头枕框架60可以与基部层14连接以提供头枕12的附加结构支撑以及其各个部件与座椅靠背34的连接。歧管52可以包括定位在用于单元24、26、28和30的各个进口管路50和供给管路54之间的多个阀(未示出)。因此，供给管路54内的压缩空气可以有选择地路由到单元24、26、28和30中的所需的使用由供给管路54提供的空气来用于其充气的部分单元。此外，歧管52内的阀可以全部定位在关闭状态内以停止或防止气囊总成22的进一步充气。歧管52可以进一步地包括可以向头枕12内的环境空气打开的多个释放阀，并且释放阀可以单独地打开和关闭以根据需要交替地使单独的单元24、26、28和30放气，或保持单元24、26、28和30内的充气空气。
例如，控制器(未示出)可以提供在座椅10的总成内，并且可以与歧管52以及与其相关的单独的阀电子地连接，以根据需要提供各个阀的电子控制的打开和关闭，以根据用户输入使用控制装置来控制单独的单元24、26、28和30的充气和放气。这样的控制装置可以包括各种类型的电子电路系统，电子电路系统包括印刷电路板、微处理器和专用集成电路(“ASIC”)诸如此类。在一示例中，印刷电路板可以设置在座椅10内并且与通过座椅10的乘员手动操作可用的输入垫片62电子地连接，并且沿座椅10的一侧或其他可用部分定位。在其他示例中，各种类型的数字控制装置可以设置用于座椅10的乘员的访问和使用并且与基于微处理器的控制器连接。在一示例中，这样的控制器可以包括在车辆48的计算机控制系统中或与车辆48的计算机控制系统电子地连接，因此，计算机控制系统可以提供除座椅10的配置的控制之外的其他控制特征。这样的市售系统的示例是通过密歇根州迪尔伯恩市的福特汽车公司可获得的SYNCTM车辆控制系统。
具有在其中的可充气气囊总成的车辆座椅的其他相似实施例在图6和7中示出，在可充气气囊总成中单独的单元设置在不同的径向布置中。例如，在图6中，气囊总成122示出具有由总体上围绕单元24的环形单元126围绕的中心设置单元124。在这样的实施例中，气囊总成122可以以与如上面所讨论的头枕12中的气囊总成22相似的方式装配在头枕内。此外，气囊总成122可以提供与上面所讨论的表面20在其中心区域和其外区域内的向内和向外运动相似的头枕表面的独立的向内和向外运动。
在另一个变体中，图7说明气囊总成222，气囊总成222具有与多个外单元226、228和229以及230一起为总体上圆形或圆盘形配置的中心单元224和围绕中心单元224的圆形部分。如上面所讨论的，单元224、226、228、229和230中的每个可以单独地充气和放气以给出覆盖头枕表面的定制配置，其可以与上面所讨论的表面20相似。气囊总成122(图6)和222(图7)中的任一个可以包括与其单独的单元相关联的多个进口管路，进口管路可以与上面所讨论的进口管路50相似。此外，与气囊总成122和222相关联的进口管路可以与歧管连接以有选择地从与上面关于图4所讨论的歧管52和供给管路54相似的布置中的供给管路提供压缩空气流。这样的歧管可以以与上面所讨论的那些相似的方式控制单独的进口管道内的空气流。
本领域普通技术人员还应当理解，以上所描述的本发明的结构以及其它部件并不限于任何具体材料。除非这里另有说明，这里公开的本发明的其他示例性实施例可以由各种各样的材料构成。
为了公开的目的，术语“连接”(以其所有形式的、现在式、进行式、过去式等)总体上意指两个部件(电学的或机械的)直接或间接地彼此连接。这种连接在性质上可以是静态的，也可以是可活动的。这种连接可以通过两个部件(电学的或机械的)与任何另外的中间元件实现，该任何另外的中间元件彼此之间或者与两个部件整体地形成为单一的整体。除非另作说明，这种连接在性质上可以是永久的，或可以是可移除的或可释放的。
同样重要的是，需要注意，示例性实施例中示出的本发明的元件的结构和布置只是说明性的。尽管在本公开中仅详细描述了本发明的几个实施例，但阅读本公开的本领域技术人员容易领会到，在实质上不背离所列举主题的新颖教导和优势的情况下，许多修改(例如各种元件的尺寸、规格、结构、形状和比例，参数值，安装布置，使用的材料，颜色和方向等的变化)都是可能的。例如，示出为一体成型的元件可以由多个部件构造或示出为多个部件的元件可以一体成型，连接的操作可以颠倒或另有变化，系统的结构和/或元件、连接器或其他元件的长度或宽度可以变化，元件之间提供的可调位置的类型或数量可以变化。应该注意的是，系统的元件和/或总成可以由任何能提供足够强度或耐久性的各种各样的材料组成，其可以是任何各种各样的颜色、质地和组合。因此，所有这些修改都旨在被包括在本发明的范围之内。对期望的实施例和其他示例性实施例的设计、操作条件和布置的其他代替、修改、变化和省略都可以在不背离本发明的精神的情况下做出。
可以理解的是，任何所述的工序或所述工序中的步骤都可以与公开的其它工序或步骤相结合，来形成本发明的范围之内的结构。这里公开的示例性结构和工序，仅用作说明用途而不应理解为限制。

Claims (20)

1.一种车辆座椅总成，其包含：
泵；
头枕，所述头枕包括：
支撑基部；
与所述支撑基部连接的柔性泡沫层；
覆在所述泡沫层的上面并且限定外表面的柔性衬底；以及
可充气气囊总成，所述可充气气囊总成定位在所述基部和所述泡沫层之间或定位在所述泡沫层和所述衬底之间，并且具有对应于所述外表面的各自区域且通过所述泵在充气状态和放气状态之间可独立操作的多个单元；以及
可操作地连接到所述泵的控制装置。
2.如权利要求1所述的车辆座椅总成，其中所述可充气气囊总成包括多个独立的气囊单元，所述多个独立的气囊单元中的每个限定所述多个单元中的一个。
3.如权利要求1所述的车辆座椅总成，其中所述可充气气囊总成包括限定所述多个单元的单个气囊单元。
4.如权利要求1所述的车辆座椅总成，其中所述多个单元中的每个通过流体歧管与所述泵连接，所述流体歧管与所述控制装置可操作地连接并且包括分别与所述单元相关联的多个阀，所述歧管根据来自所述控制装置的输入来促进从所述泵到所述多个单元中选择的单元的空气流动。
5.如权利要求4所述的车辆座椅总成，其中所述控制装置包括用户输入。
6.如权利要求1所述的车辆座椅总成，其中所述多个单元中的两个设置在所述头枕的横向相对侧上。
7.如权利要求1所述的车辆座椅总成，其中所述多个单元中的两个设置在所述头枕的纵向相对侧上。
8.如权利要求1所述的车辆座椅总成，其中所述多个单元中的至少两个径向地设置在所述头枕上。
9.如权利要求1所述的车辆座椅总成，其中：
所述气囊总成是第一气囊总成；
所述总成进一步地包括基部和与所述基部连接的座椅靠背、与所述座椅靠背和所述基部中的一个连接的第二气囊总成；
所述第二气囊总成限定通过所述泵在所述充气状态和所述放气状态之间可操作的至少一个单元；以及
所述头枕与所述座椅靠背连接。
10.一种车辆头枕总成，其包含：
支撑基部；
与所述支撑基部连接的柔性泡沫层；
覆在所述泡沫层的上面并且限定外表面的柔性衬底；以及
可充气气囊总成，所述可充气气囊总成定位在所述基部和所述泡沫层之间，并且包括对应于所述外表面的各自区域且在充气状态和放气状态之间可独立操作的多个单元。
11.如权利要求10所述的车辆头枕总成，其中所述多个单元中的每个在所述充气状态和所述放气状态之间是可操作的以移动所述衬底的部分所述外表面，同时所述外表面的所述各自区域交替地更远离和更接近所述支撑基部。
12.如权利要求10所述的车辆头枕总成，其中所述可充气气囊总成包括多个单独的气囊单元，所述多个单独的气囊单元中的每个限定所述多个单元中的一个。
13.如权利要求10所述的车辆头枕总成，其中所述可充气气囊总成包括限定所述多个单元的单个气囊单元。
14.如权利要求10所述的车辆头枕总成，其中所述多个单元中的每个与流体歧管连接，所述流体歧管包括分别与所述单元中的每个相关联的多个阀，空气供给管路与所述歧管的进口连接并且延伸通过所述支撑基部的支撑元件。
15.如权利要求10所述的车辆头枕总成，其中所述多个单元中的两个设置在所述头枕的横向相对侧上。
16.如权利要求10所述的车辆头枕总成，其中所述多个单元中的两个设置在所述头枕的纵向相对侧上。
17.如权利要求10所述的车辆头枕总成，其中所述多个单元中的至少两个径向设置在所述头枕上。
18.一种车辆头枕总成，其包含：
可充气气囊总成，所述可充气气囊总成具有在充气状态和放气状态之间可独立操作的多个单元；
流体歧管，所述流体歧管包括分别与所述多个单元中的部分单元相关联的多个出口以及与空气供给管路连接的进口；
支撑基部，所述支撑基部包括第一支撑臂和第二支撑臂，所述空气供给管路延伸通过所述第一支撑臂。
19.如权利要求18所述的头枕总成，进一步地包括与所述支撑基部连接的柔性泡沫层，同时所述可充气气囊总成定位在所述基部和所述泡沫层之间，并且柔性织物层覆在所述泡沫层的上面并且限定外表面，所述单元中的各个单元对应于所述外表面的区域。
20.如权利要求18所述的头枕总成，其中所述多个单元包括第一对横向相对的单元和第二对纵向设置的单元。
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