CN108136942A - 包括变形部分的车辆座椅装置及方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种车辆中的车辆座椅装置(1)。该车辆座椅装置(1)包括具有靠背部分(11)和座椅部分(12)的车辆座椅(10)，所述座椅部分(12)包括适于支撑用户的腿部和膝盖的前部(12a)和适于支撑用户的重量的后部(12b)。车辆座椅(10)的后部(12b)包括变形单元(20)，该变形单元(20)适于在撞击期间减少施加在用户身上的力，该力通过变形部分(22)的塑性变形而被吸收。变形部分(22)适于在超过力阈值之后以能量吸收的线性变形属性进行变形。还公开了一种在所述车辆座椅装置(1)中使用的方法。

Description

包括变形部分的车辆座椅装置及方法
技术领域
本发明总体上涉及用于增强乘客安全的车辆座椅装置。
背景技术
在现有技术中，提供用于在车辆事故期间增强乘客安全性的解决方案是已知的。车辆内部在事故期间处理与驾驶员和乘客的大部分接触，并且起到了在事故期间保护车辆的乘客车厢内的个人的关键作用。用于保护车辆乘客车厢内的乘客的解决方案在现有技术中是可用的，并且包括安全气囊、安全带、经填充表面以及许多其他保护性解决方案。
此外，现有技术提供了对车辆用户隐藏的解决方案，其起到了在碰撞、事故或撞击期间保护车辆乘客的关键作用。本发明涉及车辆座椅的增强和改进，其中在撞击、碰撞或事故期间为坐在车辆座椅中的人员增强安全性。现有技术的车辆座椅是经填充的，并且包括用于降低伤害风险的特征，诸如安装在车辆座椅中的头颈部保护和安全气囊等。然而，除了车辆座椅的填充物之外的大多数特征适于在正面碰撞期间进行辅助，或者适于在车辆的纵向方向上产生的力。对于现有技术没有充分解决的其中存在作用于驾驶员或乘客脊柱上的垂直力的撞击，存在安全问题。
因此，创造一种提供附加安全特征并进一步降低车辆驾驶员和乘客受伤风险的车辆座椅将会是有益的。
发明内容
现有技术解决方案还包括用于使支撑乘客或驾驶员重量的结构变形以便减小碰撞期间主要施加在乘客的脊柱上的力的解决方案。现有技术中所提出的解决方案包括通过压缩金属板引起的变形——非常类似于在正面碰撞期间对车辆前部的变形——以便吸收力。这具有的效果在于：该力在不均匀且不是线性的过程中被吸收，使得能量吸收效率较低。
不均匀的能量吸收此外还生成影响车辆用户的G力尖峰，并从而产生车辆用户受到有损于健康的高水平G力的情形。
本发明的一个目的是减少在车道偏离以及其中车辆停在比街道水平低的水平处(例如在沟中)的类似事故期间的脊柱损伤风险。
本发明的另一个目的是减少车辆事故期间施加在人体上的G力。
本发明的又一个目的是产生恒定的力吸收，从而减少结构的吸收能力中的波动。
再一个目的是在碰撞、车道偏离事故或类似情况期间吸收施加在Z方向上的力。
因此，该解决方案涉及一种在车辆中的车辆座椅装置。车辆座椅装置包括具有靠背部分和座椅部分的车辆座椅，所述座椅部分包括适于支撑用户的腿部和膝盖的前部和适于支撑用户的重量的后部。车辆座椅的后部包括变形单元，该变形单元适于在撞击期间减少施加在用户身上的力，该力通过变形部分的塑性变形而被吸收。变形部分适于在超过力阈值之后以线性变形属性进行变形。
本解决方案的一个优点是变形单元的变形部分以线性变形属性进行变形。这意味着在变形期间变形吸收相同量的能量，从而使得波动尽可能低。这具有如下优点：更多的能量被吸收，车辆用户的脊柱受到更少的G力，并且该系统与用户的重量无关地同样适用。这意味着在车道偏离期间以及当车辆停在比街道更低的水平面处的沟渠或类似处的其他情形下施加在脊柱上的力显著减少。
本解决方案的另一个优点是变形单元被布置在车辆座椅的后部中。其原因在于坐在座椅上的用户的重心处于车辆座椅的后部中。
该解决方案旨在减到最小的力是在负Z方向上的力，即，在相对于车辆的行进方向向下的方向上的力。Z方向上的力可能会给车辆用户的脊柱带来很大的压力。
根据车辆座椅装置的实施方式，变形单元还包括附接部分，该附接部分在变形期间沿着使变形部分变形的方向移动。
本解决方案的一个优点是，变形单元被布置成吸收Z方向上的力，并且主要通过增大变形单元在X方向上的长度来吸收力。
根据车辆座椅装置的实施方式，所述车辆座椅还包括支撑毯。
支撑毯是支撑用户在座椅部分中的重量的车辆座椅的一部分。在不同的实施方式中，支撑毯可以具有不同的设计，诸如毯、螺纹结构和弹簧结构。
根据车辆座椅装置的实施方式，变形单元及其变形部分在正常行驶条件下是刚性的，而仅在发生撞击的情况下当超过预定力阈值时变形。
根据车辆座椅装置的实施方式，附接部分适于在超过力阈值之后逐渐地撕拉变形部分。
许多现有技术解决方案的问题在于它们利用使金属板起皱或以其他方式不均匀地使金属板变形的技术，这意味着力吸收也变得不均匀。通过逐渐地撕拉变形部分，力吸收是恒定的，并且解决方案的性能得到改进。
根据车辆座椅装置的实施方式，附接部分被布置成支撑毯的一部分。
本解决方案的一个优点是可以通过移动附接部分并由此延伸变形单元的长度来增大支撑毯的长度。
根据车辆座椅装置的实施方式，支撑毯是具有螺纹结构的支撑毯。
在另一实施方式中支撑毯是纤维、弹簧或织物结构。
根据车辆座椅装置的实施方式，附接部分是孔窝，该孔窝适于在超过力阈值时带有阻力地被拖曳经过管道结构。
根据所附权利要求的解决方案可以根据许多不同的实施方式来产生。根据一个实施方式，孔窝适于被拖曳经过管道结构。这以与本文其他实施方式相同的方式解决了相同的技术问题。
根据车辆座椅装置的实施方式，管道结构具有细长的减弱部，该减弱部允许管道结构在孔窝被拖曳经过该管道结构时变形。
根据车辆座椅装置的实施方式，附接部分被布置在变形部分中的小于该附接部分的开口中，附接部分适于通过折叠其边缘使该开口成为基本上相等宽度的细长的开口而使变形部分变形，该宽度基本上与附接部分的宽度相同。
根据实施方式，该开口基本上是钥匙孔的形式。
根据车辆座椅装置的实施方式，变形单元是托架，该托架包括被布置用于限制支撑毯的长度的变形部分。
根据所附权利要求的一个实施方式是这样一种解决方案，其中布置托架以便限制支撑毯的长度。托架是变形单元，并且适于在力超过预定阈值的情况下将支撑毯恢复到其全长。在一个实施方式中，变形单元由聚合物材料制成。
根据车辆座椅装置的实施方式，当超过力阈值时，车辆座椅的垫衬物被释放。
除了增大支撑毯的长度之外，在一个实施方式中重要的是使得能够释放车辆座椅的垫衬物以便不限制支撑毯和变形单元的伸展长度。
变形单元被布置成支撑毯的一部分，并且使得布置的支撑毯长度增大。本领域技术人员理解，在一些实施方式中，通过变形来增大长度，而在另一些实施方式中，长度已经存在但是被保持到力阈值被打破为止。
根据被布置在车辆中的车辆座椅装置的一个方面，车辆座椅装置包括具有靠背部分和座椅部分的车辆座椅，所述座椅部分包括适于支撑用户的腿部和膝盖的前部，以及适于支撑用户的重量的后部。车辆座椅的后部包括变形单元，该变形单元适于减少在撞击期间施加在用户身上的力，该力通过变形部分的塑性变形而被吸收，以及
-当超过一定的力阈值时，
-利用线性变形属性使变形部分变形。
根据实施方式，变形单元还包括附接部分，该附接部分在变形期间沿着使变形部分变形的方向移动。
附图说明
现在参照附图以举例的方式描述本发明，其中：
图1图示了包括车辆座椅、靠背部分和变形单元的车辆座椅装置的一个实施方式。
图2a图示了现有技术解决方案。
图2b图示了其中发生不均匀变形的现有技术解决方案。
图3a图示了现有技术解决方案的力图。
图3b图示了本解决方案的力图。
图4图示了包括变形单元的车辆座椅装置的一个实施方式的俯视图。
图5图示了变形单元的实施方式。
图6a图示了变形单元的实施方式。
图6b图示了变形单元的实施方式的一部分。
图7a图示了变形单元的实施方式。
图7b图示了变形单元的实施方式的截面。
图8图示了变形单元的另一实施方式。
图9图示了坐标系中的车辆以供参考。
具体实施方式
在下文中，参照附图公开了车辆座椅装置的不同实施方式的详细描述。本文中的所有示例都应被视为一般性描述的一部分，并且因此以任何一般性术语的方式进行组合都是可能的。可以组合或交换各个实施方式和方面的单个特征——除非这样的组合或交换明显与所公开的装置的整体功能相矛盾。
简而言之，本发明涉及一种用于减少在碰撞、撞击或事故期间施加在车辆用户身上的力的方法和车辆座椅装置。术语碰撞、撞击和事故在本文中被使用作为针对与车辆的正常驾驶状态不同并且其中存在用户受伤风险的情形的可互换术语。该解决方案包括具有变形部分的变形单元，该变形部分适于以线性力吸收来均匀地变形，以便减少用户受到的G力。
图1图示了适于布置在车辆中的车辆座椅装置1中的车辆座椅10的一个实施方式。车辆可以是任何形式的车辆，诸如机动车辆、轿车、卡车或任何其他形式的车辆。车辆座椅10包括靠背部分11和座椅部分12，该座椅部分包括前部12a和后部12b。在车辆座椅内有支撑毯，该支撑毯被布置用来支撑坐在车辆座椅中的人的重量。支撑毯可以由不同的材料制成，但是在一个实施方式中，如本文中作为示例所使用的那样，由至少一个弹簧13构成。支撑毯具有恒定的长度，但可以适于弹簧/吸收移动以提供舒适的乘坐。支撑毯具有变形单元20，该变形单元20被布置用以允许支撑毯在事故、撞击或碰撞期间变得更长并因此吸收力。这将在下文进一步描述。
图2a和图2b图示了现有技术的解决方案，其中利用不均匀变形来吸收事故期间的力。附接部分21附接到支撑毯，并且在事故期间，第一力f1试图推动附接部分21并使变形部分22变形。与此同时，变形部分22提供阻力，如图2a中所图示的力f2。当第一力f1超过阈值时，其大于第二力f2，并且变形部分22被变形为如图2b中所图示的弯折波的形式。
图3a图示了针对如图2a和图2b之间所图示的变形的力图。在正常使用期间的力低于力阈值50，并且不导致变形单元20的任何塑性变形。图3a和图3b中的图仅仅图示了其中已经发生事故并且超过阈值50从而引发塑性变形51、52的情形。如图3a中所图示的塑性变形51图示了通过变形部分22的变形而得到吸收的力Δf。如图3a中所图示，如现有技术所宣称的，金属板的起皱致使力得到不均匀的吸收。这在周期的较低部分期间产生吸收能力的损失和来自高值的G力尖峰。
图3b图示了由本解决方案进行的变形的力图。当力超过力阈值50时，力52的吸收是恒定的，从而产生比现有技术解决方案更有效的系统。此外，该解决方案对车辆的乘客更为温和。
图4图示了车辆座椅装置1的俯视图，其中车辆座椅10以内部可见的方式打开。内部包括支撑毯13和变形单元20。支撑毯具有长度L1，当变形单元20的变形部分22变形时，长度L1变得更长并因此吸收力。
许多现有技术解决方案将变形单元20布置在车辆座椅的底架处，利用这点可以在不同的位置上布置座椅。与此相关的问题在于：如果车辆座椅位于其中用户已经输入最靠近地板的设置的位置中，则变形部分22变得非常短。这造成的影响为：对于大体型的用户来说，一些现有技术解决方案不起作用。如图4中所图示，通过在一个实施方式中相对于车辆座椅10的支撑毯13来布置变形单元20以对此加以解决。该解决方案改为利用车辆座椅10的柔软材料中的弯曲以及车辆座椅10内的空间来允许力吸收。
图5图示了包括双变形部分22和双附接部分21的变形单元20的实施方式。附接部分21在支撑毯13和其附接装置之间或沿着支撑毯13的延伸方向的某处附接到支撑毯13。如图5中所图示的实施方式利用了这样一种解决方案，其中通过附接点21的移动而发生变形，以使得变形部分22部分地从其与变形单元的附接受到撕拉。在一个实施方式中，变形单元21制造成一体并且适于在超过预定阈值50时允许变形部分22从变形单元21的主体撕开。通过产生与打开锡罐时所发生的移动相似的移动来撕拉材料，在支撑毯13的长度L1增大的同时产生均匀的力吸收。通过增大附接到支撑毯13的变形单元20的长度来将支撑毯13的长度增大，从而延长支撑毯13所延伸的总距离。
图6a图示了变形单元20的实施方式，其中支撑毯13由螺纹结构或弹簧结构组成。将弹簧或螺纹21布置成环形，并且以这样的方式通过固定弹簧或螺纹21的托架61将弹簧或螺纹21保持就位，使得支撑毯13的总长度减小到适合于车辆的正常操作的长度。该解决方案利用托架61适于在力超过预定阈值50的情况下以线性变形的模式逐渐地让位。当托架61让位时，增加了支撑毯13的长度并且力被托架61吸收。如图6b中所示，托架61适于通过附接部分21使变形部分22变形来让位。在一个实施方式中，变形部分22由聚合物材料制成，并且适于被撕拉以产生恒定的力吸收。
在一个实施方式中，将托架61布置在支撑毯13的每个螺纹/弹簧上。在另一实施方式中，仅一些螺纹包括托架61。在又一实施方式中，每个托架适于承载多个螺纹/弹簧。
图7a图示了包括附接点21的变形单元20的实施方式，该附接点21适于被拖曳经过变形部分22，在该实施方式中变形部分22是管道结构22。图7中的图示仅仅示出了一种解决方案的示例，其中附接点21被拖曳经过变形部分22。本领域技术人员理解，可以使用任何数目的管道结构22，并且包括两个管道结构的示例仅用于说明目的。
在一个实施方式中，变形部分22由纵向减弱部23减弱，该减弱部23适于确保对于应用区域的力吸收处于正确水平。减弱部23可以是任何形式的减弱部，诸如狭缝、开口、任何数目的孔、凹部或任何其他形式的结构减弱部。在一个实施方式中，孔窝/管道结构22适于在变形期间在减弱部23处打开。
图7b图示了如图7a中所描述的变形单元20的截面。
图8图示了变形单元20的实施方式，其中开口25被布置成延伸达变形单元20的一部分长度。附接部分21被布置在开口25内，并且至少部分地大于该开口的主要部分。在其中车辆未受到超过预定阈值50的力的正常驾驶状态下，附接部分21以接合方式被固定在其标准位置处，如图8中所示。如果出现超过预定阈值50的力，则附接部分21适于沿着凹部移动并使边缘27弯曲，以便使得该开口沿着其延伸方向等宽。边缘27的弯曲提供了被利用来吸收力的恒定阻力。
图9图示了坐标系中的车辆99以供参考。上文使用方向x、y、z来描述力的方向及其吸收。

Claims (14)

1.一种车辆中的车辆座椅装置(1)，其中所述车辆座椅装置(1)包括具有靠背部分(11)和座椅部分(12)的车辆座椅(10)，所述座椅部分(12)包括适于支撑用户的腿部和膝盖的前部(12a)以及适于支撑用户的重量的后部(12b)，所述车辆座椅(10)的所述后部(12b)包括变形单元(20)，该变形单元(20)适于在撞击期间减少施加在用户身上的力，所述力通过变形部分(22)的塑性变形而被吸收，其特征在于，所述变形部分(22)适于在超过力阈值(50)之后以能量吸收的线性变形属性(52)进行变形。
2.根据权利要求1所述的车辆座椅装置(1)，其中所述变形单元(20)还包括附接部分(21)，该附接部分(21)在变形期间沿着使所述变形部分(22)变形的方向移动。
3.根据权利要求2所述的车辆座椅装置(1)，其中所述车辆座椅还包括支撑毯(13)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆座椅装置(1)，其中所述变形单元(20)及其变形部分(22)在正常驾驶条件下是刚性的，而仅在发生撞击时变形。
5.根据权利要求2所述的车辆座椅装置(1)，其中所述附接部分(21)适于在超过所述力阈值(50)之后逐渐地撕拉所述变形部分(22)。
6.根据权利要求3所述的车辆座椅装置(1)，其中所述附接部分(21)被布置成所述支撑毯(13)的一部分。
7.根据权利要求3或6中任一项所述的车辆座椅装置(1)，其中所述支撑毯(13)是具有螺纹结构的支撑毯(13)。
8.根据权利要求2所述的车辆座椅装置(1)，其中所述附接部分(21)是孔窝(21)，该孔窝(21)适于在超过所述力阈值(50)时带有阻力地被拖曳经过管道结构(22)。
9.根据权利要求8所述的车辆座椅装置(1)，其中所述管道结构(22)具有细长的减弱部(23)，从而在所述孔窝(21)被拖曳经过所述管道结构(22)时允许所述管道结构(22)变形。
10.根据权利要求2所述的车辆座椅装置(1)，其中所述附接部分(21)被布置在所述变形部分(22)中的开口(25)中并且至少部分地大于所述开口的主要部分，所述开口(25)包括在特定方向上弯曲的边缘(27)，并且所述附接部分(21)适于通过折叠所述边缘(27)使所述开口(25)成为基本上相等宽度的细长的开口(25)而使所述变形部分(22)变形，在变形之后所述宽度基本上与所述附接部分(21)的宽度相同。
11.根据权利要求3、6或7中任一项所述的车辆座椅装置(1)，其中所述变形单元(20)是托架，该托架包括被布置用于限制所述支撑毯(13)的长度的变形部分(22)。
12.一种用于车辆中的车辆座椅装置(1)的方法，其中所述车辆座椅装置(1)包括具有靠背部分(11)和座椅部分(12)的车辆座椅(10)，所述座椅部分(12)包括适于支撑用户的腿部和膝盖的前部(12a)和适于支撑用户的重量的后部(12b)，所述车辆座椅(10)的所述后部(12b)包括变形单元(20)，该变形单元(20)适于减少在撞击期间施加在所述用户身上的力，所述力通过变形部分(22)的塑性变形而被吸收，其中所述方法的特征在于：
-当超过一定的力阈值(50)时，
-利用能量吸收的线性变形属性(52)使所述变形部分(22)变形。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述变形单元(20)还包括附接部分(21)，该附接部分(21)在变形期间沿着使所述变形部分(22)变形的方向移动。
14.根据权利要求12或13中任一项所述的方法，其中所述车辆座椅装置(1)是根据权利要求2-11中任一项所述的车辆座椅装置(1)。
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