CN107804204B - 一种机动车安全靠背 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机动车安全靠背，涉及机动车安全装置领域，该装置包括头枕、上导杆、下导杆、弹簧、上靠背骨架和下靠背骨架；所述头枕与上靠背骨架之间安装有上导杆和下导杆；所述上靠背骨架下端安装在下靠背骨架上；所述上导杆与下导杆结构相同；所述上导杆上端部固定安装在头枕的下端面上，上导杆的下端部安装在弹簧的一端内；弹簧的另一端安装有下导杆的上端部，下导杆的下端部固定设置在上靠背骨架中。该装置在机动车正面碰撞或紧急制动中，当受安全带约束的后排乘员头部撞击前排座椅头枕或靠背上部，并且撞击强度较大时，能缓冲后排乘员头部与前排座椅头枕或靠背上部的碰撞，有效保护后排乘员安全。

Description

一种机动车安全靠背

技术领域

本发明涉及机动车安全装置领域，特别涉及一种保护后排乘员头部、颈部安全的机动车安全靠背。

背景技术

机动车座椅是乘员保护系统的重要组成部分；在机动车发生正面碰撞或紧急制动时，受安全带约束的后排乘员在惯性力的作用下会向前冲撞，后排乘员的头部会撞击到前排座椅的头枕，或撞击到前排座椅的靠背上部。通常，在头部撞击力的作用下，现有前排座椅的头枕或靠背上部不能向前移动，导致前排座椅的头枕或靠背对后排乘员头部、颈部造成伤害。

在机动车正面碰撞或紧急制动中，受安全带约束的后排乘员头部的撞击位置受多种因素影响，例如后排乘员的性别、体型；前、后排座椅的间距；靠背的高度、倾角；头枕的高度等等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有机动车座椅的缺陷而提供一种机动车安全靠背，在机动车正面碰撞或紧急制动中，能对后排乘员头部、颈部进行保护。

本发明是通过如下技术方案得以实现的：一种机动车安全靠背，包括头枕、上导杆、下导杆、弹簧、上靠背骨架和下靠背骨架；所述头枕与上靠背骨架之间安装有上导杆和下导杆；所述上靠背骨架下端安装在下靠背骨架上；所述上导杆与下导杆结构相同；所述上导杆上端部固定安装在头枕的下端面上，上导杆的下端部安装在弹簧的一端内；弹簧的另一端安装有下导杆的上端部，下导杆的下端部固定设置在上靠背骨架中；

所述上靠背骨架结构为倒U型；所述下靠背骨架为左右对称结构，下靠背骨架上端左、右两侧都呈“口”字型结构，所述上靠背骨架左、右两端的竖直杆分别置于下靠背骨架上端左、右两侧“口”字型结构内，并与“口”字型结构可拆卸连接。

进一步的，所述下靠背骨架左、右两侧的“口”字型结构的上端水平杆前部均开有一滑槽；上靠背骨架左、右两端的竖直杆经滑槽分别插入左、右两侧“口”字型结构中。

进一步的，所述上靠背骨架左、右两端竖直杆的下端分别开设有圆孔A、圆孔B，圆孔A与圆孔B的半径相同，且圆孔A的轴向中心线与圆孔B的轴向中心线为同一水平线。

进一步的，所述下靠背骨架左、右两侧“口”字型结构中分别固定安装有横圆杆A、横圆杆B，横圆杆A与横圆杆B的半径相同，且横圆杆A的轴向中心线与横圆杆B的轴向中心线为同一水平线，横圆杆A、横圆杆B分别间隙穿过圆孔A、圆孔B，从而上靠背骨架与横圆杆A、横圆杆B形成转动链接。

进一步的，所述左侧“口”字型结构的左侧竖直杆、右侧竖直杆分别与上靠背骨架的左端竖直杆的左、右两侧间设有转簧A、转簧B，右侧“口”字型结构的左侧竖直杆、右侧竖直杆分别与上靠背骨架的右端竖直杆的左、右两侧间设有转簧C、转簧D；转簧A、转簧B彼此对称布置，转簧C、转簧D彼此对称布置；转簧A、转簧B套装于横圆杆A上，转簧C、转簧D套装于横圆杆B上。

进一步的，该安全靠背还包括左右对称布置的滞后装置A、滞后装置B；所述滞后装置A位于下靠背骨架左侧，滞后装置B位于下靠背骨架右侧，滞后装置A、滞后装置B的后端分别与下靠背骨架左、右两侧“口”字型结构中滑槽的后表面粘合固定，滞后装置A的右侧后部与上靠背骨架左端竖直杆的左侧接触，滞后装置B的左侧后部与上靠背骨架右端竖直杆的右侧接触。

进一步的，滞后装置A、滞后装置B由同一种橡胶材料制成；滞后装置A的右侧前部与滞后装置B的左侧前部均设置有叶片突出，且叶片都向前倾斜排列。

进一步的，所述弹簧外侧包裹有橡胶套。

本发明的有益效果：

在机动车正面碰撞或紧急制动中，当受安全带约束的后排乘员头部撞击前排座椅头枕或靠背上部，并且撞击强度较大时，能缓冲后排乘员头部与前排座椅头枕或靠背上部的碰撞，有效保护后排乘员安全。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的不包括橡胶套的整体结构示意图；

图3为本发明中上靠背骨架、圆孔A、圆孔B、小孔B与小孔F的结构示意图；

图4为本发明中上靠背骨架、圆孔A、圆孔B、小孔C与小孔G的结构示意图；

图5为本发明中下靠背骨架的正视图；

图6为本发明中下靠背骨架、横圆杆A、横圆杆B、小孔A与小孔E的结构示意图；

图7为本发明中下靠背骨架、横圆杆A、横圆杆B、小孔D与小孔H的结构示意图；

图8为本发明中滞后结构A的结构示意图；

图9为本发明中滞后结构A的俯视图；

图10为本发明中滞后结构B的结构示意图；

图11为本发明中滞后结构B的俯视图；

附图标记如下：

1、头枕；2、上导杆；3、下导杆；4、弹簧；5、橡胶套；6、上靠背骨架；7、下靠背骨架；8、圆孔A；9、圆孔B；10、横圆杆A；11、横圆杆B；12、转簧A；13、转簧B；14、转簧C；15、转簧D；16、小孔A；17、小孔B；18、小孔C；19、小孔D；20、小孔E；21、小孔F；22、小孔G；23、小孔H；24、滞后装置A；25、滞后装置B。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至11所示，一种机动车安全靠背，它包括头枕1、上导杆2、下导杆3、弹簧4、橡胶套5、上靠背骨架6、下靠背骨架7、圆孔A8、圆孔B9、横圆杆A10、横圆杆B11、转簧A12、转簧B13、转簧C14、转簧D15、小孔A16、小孔B17、小孔C18、小孔D19、小孔E20、小孔F21、小孔G22、小孔H23、滞后装置A24、滞后装置B25。

最上端为头枕1，头枕1的下端固定连接上导杆2。上导杆2与下导杆3之间通过弹簧4相连接，上导杆2的下端插入弹簧4的上端中，下导杆3的上端插入弹簧4的下端中，分别形成固定连接。弹簧4的外侧用橡胶套5包裹。弹簧4的轴向方向可以发生弯曲弹性变形，但必须在一定力的作用下，才会发生弯曲弹性变形。在正常情况下，弹簧4保持原有形状。橡胶套5易变形，随着弹簧4的变形，橡胶套5也发生相应的变形。优选的，橡胶套5由耐磨损的橡胶材料制成，用于遮挡弹簧4，起美观作用。

整个靠背分为彼此独立的上靠背与下靠背，上靠背位于整个靠背的上部，其余部分为下靠背。对应的，整个靠背骨架分为上靠背骨架6与下靠背骨架7两部分，上靠背骨架6与下靠背骨架7彼此独立，上靠背骨架6位于下靠背骨架7的上方。

上靠背骨架6呈倒U型，包括左、右两端的竖直杆和中间的水平杆，左、右两端竖直杆的下端分别开有圆孔A8、圆孔B9，圆孔A8与圆孔B9的半径相同，且圆孔A8的轴向中心线与圆孔B9的轴向中心线为同一水平线，下导杆3的下端插入上靠背骨架6中间的水平杆中。

下靠背骨架7为左右对称结构，其上端左、右两侧都呈“口”字型结构，每侧“口”字型结构的上端水平杆前部开有一滑槽。上靠背骨架6左、右两端的竖直杆经滑槽分别插入左、右两侧“口”字型结构中。

上靠背骨架6左、右两端竖直杆的后表面分别与下靠背骨架7左、右两侧“口”字型结构中滑槽的后表面之间相接触。

下靠背骨架7左、右两侧“口”字型结构中分别固定安装有横圆杆A10、横圆杆B11，横圆杆A10与横圆杆B11的半径相同，且横圆杆A10的轴向中心线与横圆杆B11的轴向中心线为同一水平线，横圆杆A11、横圆杆B12分别间隙穿过圆孔A8、圆孔B9，从而上靠背骨架6与横圆杆A10、横圆杆B11形成转动链接。左侧“口”字型结构的左侧竖直杆、右侧竖直杆分别与上靠背骨架6左端竖直杆的左、右两侧间设有转簧A12、转簧B13，右侧“口”字型结构的左侧竖直杆、右侧竖直杆分别与上靠背骨架6右端竖直杆的左、右两侧间设有转簧C14、转簧D15，即以机动车向前行驶方向为基准，从左往右，依次布置有转簧A12、转簧B13、转簧C14、转簧D15。转簧A12与转簧B13彼此对称布置，转簧C14与转簧D15彼此对称布置。转簧A12、转簧B13套装于横圆杆A10上，转簧C14、转簧D15套装于横圆杆B11上。

小孔A16、小孔D19分别位于左侧“口”字型结构的左侧竖直杆、右侧竖直杆中，小孔B17、小孔C18分别位于上靠背骨架6左端竖直杆的左、右两侧，小孔E20、小孔H23分别位于右侧“口”字型结构的左侧竖直杆、右侧竖直杆中，小孔F21、小孔G22分别位于上靠背骨架6右端竖直杆的左、右两侧。

转簧A12的左右两端分别卡在小孔A16、小孔B17中，转簧B13的左右两端分别卡在小孔C18、小孔D19中，转簧C14的左右两端分别卡在小孔E20、小孔F21中，转簧D15的左右两端分别卡在小孔G22、小孔H23中。

转簧A12、转簧B13、转簧C14、转簧D15必须在一定力的作用下，才会发生扭转弹性变形。在正常情况下，转簧A12、转簧B13、转簧C14、转簧D15保持原有形状，转簧A12、转簧B13向后对上靠背骨架6的左端竖直杆施力，转簧C14、转簧D15向后对上靠背骨架6的右端竖直杆施力，使上靠背骨架6保持原始位置。

滞后装置A24、滞后装置B25呈一对，且彼此左右对称布置，滞后装置A24位于下靠背骨架7左侧，滞后装置B25位于下靠背骨架7右侧，滞后装置A24、滞后装置B25的后端分别与下靠背骨架7左、右两侧“口”字型结构中滑槽的后表面粘合固定，滞后装置A24的右侧后部与上靠背骨架6左端竖直杆的左侧接触，滞后装置B25的左侧后部与上靠背骨架6右端竖直杆的右侧接触。

滞后装置A24、滞后装置B25由同一种橡胶材料制成，滞后装置A24的右侧前部表面有叶片突出，滞后装置B25的左侧前部表面有叶片突出，叶片都向前倾斜排列。滞后装置A24、滞后装置B25的叶片对上靠背骨架6两端竖直杆的向前转动几乎不起阻尼作用；而在上靠背骨架6向后转动，恢复原始位置过程中，滞后装置A24、滞后装置B25的叶片分别对上靠背骨架6左、右两端竖直杆的向后转动起阻尼作用，其阻力大小由滞后装置A24、滞后装置B25所用橡胶材料的特性决定。

在机动车正面碰撞或紧急制动中，由于惯性力的作用，受安全带约束的后排乘员向前冲撞，其头部会撞击到前排座椅的头枕，或撞击到前排座椅的靠背上部。为达到保护后排乘员的目的，本发明通过以下措施实现：

(1)当后排乘员头部撞击到头枕1，且撞击力较大时(对于现有前排座椅来说，此撞击力会导致后排乘员头部或颈部伤害)，弹簧4在撞击力的作用下，发生向前的轴向弯曲弹性变形，橡皮套5也随弹簧4发生相应的变形，这样使得上导杆2向前转动一定角度，头枕1也随之向前转动一定角度，从而缓冲后排乘员头部与头枕1的碰撞，有效减轻或避免后排乘员头部或颈部受到的伤害。当正面碰撞或紧急制动结束后，后排乘员在安全带的拉力作用下向后位移，头枕1失去后排乘员头部撞击力的作用，同时弹簧4失去后排乘员头部撞击力的作用，恢复原有形状，橡皮套5也恢复原有形状，最终使得上导杆2、头枕1恢复原始位置，以便下次正常使用。

(2)当后排乘员头部撞击到头枕1，且撞击力比第(1)种情况更大时(此时，相比于第(1)种情况，对于同一种现有前排座椅来说，此撞击力会导致后排乘员头部或颈部更严重的伤害，若单独依靠弹簧4发生向前的轴向弯曲弹性变形，不足以充分缓冲后排乘员头部与头枕1的碰撞，从而不能有效减轻或避免后排乘员头部或颈部受到的伤害)，首先，弹簧4在撞击力的作用下，发生向前的轴向弯曲弹性变形，橡皮套5也随弹簧4发生相应的变形，这样使得上导杆2向前转动一定角度，头枕1也随之向前转动一定角度，从而“一次”缓冲后排乘员头部与头枕1的碰撞；其次，转簧A12、转簧B13、转簧C14、转簧D15在撞击力的作用下，发生扭转弹性变形，这样上靠背骨架6绕横圆轴A10、横圆轴B11向前转动一定角度，即上靠背骨架6相对于下靠背骨架7向前转动一定角度，同时上靠背相对于下靠背向前转动一定角度，从而“二次”缓冲后排乘员头部与头枕1的碰撞。综上，通过“两次”缓冲后排乘员头部与头枕1的碰撞，从而充分吸收碰撞能量，有效减轻或避免后排乘员头部或颈部受到的伤害。当正面碰撞或紧急制动结束后，后排乘员在安全带的拉力作用下向后位移，头枕1失去后排乘员头部撞击力的作用，同时转簧A12、转簧B13、转簧C14、转簧D15失去后排乘员头部撞击力的作用，恢复原有形状，此时转簧A12、转簧B13对上靠背骨架6左端的竖直杆向后施力，转簧C14、转簧D15对上靠背骨架6右端的竖直杆向后施力，使上靠背骨架6绕横圆轴A10、横圆轴B11向后转动，最终恢复原始位置，同时上靠背恢复原始位置，以便下次正常使用；此外，弹簧4失去后排乘员头部撞击力的作用，恢复原有形状，橡皮套5也恢复原有形状，最终使得上导杆2、头枕1恢复原始位置，以便下次正常使用。

(3)当后排乘员头部撞击到靠背上部时，且撞击力较大时(对于现有前排座椅来说，此撞击力会导致后排乘员头部或颈部伤害)，转簧A12、转簧B13、转簧C14、转簧D15在撞击力的作用下，发生扭转弹性变形，这样上靠背骨架6绕横圆轴A10、横圆轴B11向前转动一定角度，即上靠背骨架6相对于下靠背骨架7向前转动一定角度，同时上靠背相对于下靠背向前转动一定角度，从而缓冲后排乘员头部与靠背上部的碰撞，有效减轻或避免后排乘员头部或颈部受到的伤害。当正面碰撞或紧急制动结束后，后排乘员在安全带的拉力作用下向后位移，靠背上部失去后排乘员头部撞击力的作用，同时转簧A12、转簧B13、转簧C14、转簧D15失去后排乘员头部撞击力的作用，恢复原有形状，此时转簧A12、转簧B13对上靠背骨架6左端的竖直杆向后施力，转簧C14、转簧D15对上靠背骨架6右端的竖直杆向后施力，使上靠背骨架6绕横圆轴A10、横圆轴B11向后转动，最终恢复原始位置，同时上靠背恢复原始位置，以便下次正常使用。

具体的，在上靠背骨架6向前转动过程中，滞后装置A24、滞后装置B25的叶片对上靠背骨架6两端竖直杆的向前转动几乎不起阻尼作用；而在上靠背骨架6向后转动，恢复原始位置过程中，滞后装置A24、滞后装置B25的叶片分别对上靠背骨架6左、右两端竖直杆的向后转动起阻尼作用，使得上靠背骨架6向后复位的速度变慢，这样可以避免向后转动的上靠背与向后运动的后排乘员头部发生碰撞。

具体的，上靠背骨架6左、右两端竖直杆的后表面分别与下靠背骨架7左、右两侧“口”字型结构中滑槽的后表面之间相接触，其目的在于使滑槽的后表面对上靠背骨架6的向后转动起限位作用，防止当机动车正面碰撞或紧急制动结束后，上靠背骨架6向后复位，恢复原始位置以后，上靠背骨架6继续向后转动，使上靠背与后排乘员发生碰撞。

具体的，在机动车正面碰撞或紧急制动中，若弹簧4的弯曲刚度越小，在头部撞击力的作用下，弹簧4向前轴向弯曲弹性变形的幅度越大，头枕1向前转动的幅度越大，缓冲效果越好；然而，在机动车正常行驶中，若弹簧4的弯曲刚度越小，弹簧4越容易因机动车行驶产生的振动，而发生例如轴向弯曲弹性变形的误动现象，导致上导杆2、头枕1误动，从而影响乘员的乘坐舒适性。综上，弹簧4的弯曲刚度应合理选择。

具体的，转簧A12、转簧B13、转簧C14、转簧D15的扭转刚度相同。在机动车正面碰撞或紧急制动中，若转簧A12、转簧B13、转簧C14、转簧D15的扭转刚度越小，在头部撞击力的作用下，转簧A12、转簧B13、转簧C14、转簧D15发生扭转弹性变形的幅度越大，上靠背骨架6、上靠背向前转动的幅度越大，缓冲效果越好；然而，在机动车正常行驶中，若转簧A12、转簧B13、转簧C14、转簧D15的扭转刚度越小；转簧A12、转簧B13、转簧C14、转簧D15越容易因机动车行驶产生的振动，而发生例如扭转弹性变形的误动现象，导致上靠背骨架6、上靠背误动，从而影响乘员的乘坐舒适性。综上，转簧A12、转簧B13、转簧C14、转簧D15的扭转刚度应合理选择。

本发明的优点在于：对于第(2)种情况，若单独依靠弹簧4发生向前的轴向弯曲弹性变形，来充分缓冲后排乘员头部与头枕1的碰撞，则需要弹簧4的弯曲刚度比本发明中更小些，使头枕1向前转动的幅度比本发明中更大，才能充分缓冲后排乘员头部与头枕1的碰撞，但这种方案容易造成误动现象；然而，在本发明中，通过弹簧4发生向前的轴向弯曲弹性变形，转簧A12、转簧B13、转簧C14、转簧D15发生扭转弹性变形，“两次”缓冲后排乘员头部与头枕1的碰撞，充分吸收碰撞能量，相比于上种方案，弹簧4的弯曲刚度可以更大些，这样既可以有效减轻或避免后排乘员头部或颈部受到的伤害，又能够有效防止误动现象。

需要说明的是，本发明涉及的上、下、左、右、前、后等方位指示词与汽车常规使用时对应的上、下、左、右、前、后是一致的。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种机动车安全靠背，其特征在于，包括头枕(1)、上导杆(2)、下导杆(3)、弹簧(4)、上靠背骨架(6)和下靠背骨架(7)；所述头枕(1)与上靠背骨架(6)之间安装有上导杆(2)和下导杆(3)；所述上靠背骨架(6)下端安装在下靠背骨架(7)上；所述上导杆(2)与下导杆(3)结构相同；所述上导杆(2)上端部固定安装在头枕(1)的下端面上，上导杆(2)的下端部安装在弹簧(4)的一端内；弹簧(4)的另一端安装有下导杆(3)的上端部，下导杆(3)的下端部固定设置在上靠背骨架(6)中；所述上靠背骨架(6)结构为倒U型；所述下靠背骨架(7)为左右对称结构，下靠背骨架(7)上端左、右两侧都呈“口”字型结构，所述上靠背骨架(6)左、右两端的竖直杆分别置于下靠背骨架(7)上端左、右两侧“口”字型结构内，并与“口”字型结构可拆卸连接；所述上靠背骨架(6)左、右两端竖直杆的下端分别开设有圆孔A(8)、圆孔B(9)，圆孔A(8)与圆孔B(9)的半径相同，且圆孔A(8)的轴向中心线与圆孔B(9)的轴向中心线为同一水平线；所述下靠背骨架(7)左、右两侧“口”字型结构中分别固定安装有横圆杆A(10)、横圆杆B(11)，横圆杆A(10)与横圆杆B(11)的半径相同，且横圆杆A(10)的轴向中心线与横圆杆B(11)的轴向中心线为同一水平线，横圆杆A(10)、横圆杆B(11)分别间隙穿过圆孔A(8)、圆孔B(9)，从而上靠背骨架(6)与横圆杆A(10)、横圆杆B(11)形成转动链接；

所述下靠背骨架(7)左、右两侧的“口”字型结构的上端水平杆前部均开有一滑槽；上靠背骨架(6)左、右两端的竖直杆经滑槽分别插入左、右两侧“口”字型结构中；

所述左侧“口”字型结构的左侧竖直杆、右侧竖直杆分别与上靠背骨架(6)左端竖直杆的左、右两侧间设有转簧A(12)、转簧B(13)，右侧“口”字型结构的左侧竖直杆、右侧竖直杆分别与上靠背骨架(6)右端竖直杆的左、右两侧间设有转簧C(14)、转簧D(15)；转簧A(12)、转簧B(13)彼此对称布置，转簧C(14)、转簧D(15)彼此对称布置；转簧A(12)、转簧B(13)套装于横圆杆A(10)上，转簧C(14)、转簧D(15)套装于横圆杆B(11)上；

该安全靠背还包括左右对称布置的滞后装置A(24)、滞后装置B(25)；所述滞后装置A(24)位于下靠背骨架(7)左侧，滞后装置B(25)位于下靠背骨架(7)右侧，滞后装置A(24)、滞后装置B(25)的后端分别与下靠背骨架(7)左、右两侧“口”字型结构中滑槽的后表面粘合固定，滞后装置A(24)的右侧后部与上靠背骨架(6)左端竖直杆的左侧接触，滞后装置B(25)的左侧后部与上靠背骨架(6)右端竖直杆的右侧接触。

2.根据权利要求1所述的机动车安全靠背，其特征在于，滞后装置A(24)、滞后装置B(25)由同一种橡胶材料制成；滞后装置A(24)的右侧前部与滞后装置B(25)的左侧前部均设置有叶片突出，且叶片都向前倾斜排列。

3.根据权利要求1所述的机动车安全靠背，其特征在于，所述弹簧(4)外侧包裹有橡胶套(5)。

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