CN108237954A - 冲击能量吸收装置 - Google Patents

Abstract

一种儿童安全座椅，包括座椅主体以及依附于该座椅主体的第一侧翼和第二侧翼，该第一侧翼和第二侧翼各自包括面向外的外表面；冲击能量吸收装置，其依附于该第一侧翼和第二侧翼的外表面的至少一部分，该冲击能量吸收装置包括吹塑成形的中空的和/或填充有气体、液体、凝胶或其他能量吸收材料的可变形材料的壳体，该壳体包括面向外侧的表面和面向内侧或面向乘客的表面，以及凹陷形式的多个能量吸收元件，该能量吸收元件从面向内侧的表面朝向面向外侧的表面延伸进壳体中；其中该冲击吸收装置于通过壳体的塑性或弹性变形、缓冲、破裂、放气或胀裂的组合吸收冲击，且多个能量吸收元件因冲击而协同地塑性或弹性变形、缓冲或压碎。

Description

冲击能量吸收装置

技术领域

本发明涉及一种冲击能量耗散装置。在特定形式中，本发明涉及一种冲击能量耗散装置，该能量耗散装置用于连接到车辆的儿童约束装置的任何一个或多个外部导向部分。

援引并入

本申请涉及以下公布文本并且其全部内容在此以引用的方式并入本申请：申请人为Britax Childcare Pty Ltd.的题为“CHILD SEAT WITH IMPACT PROTECTION”的国际专利申请No.PCT/AU2010/001495（WO/2011/054063）。

背景技术

在任何的车辆碰撞中，乘客受伤的主要原因是与任何侵入性物体（例如车门内部）或者弹射物（例如玻璃或金属碎片）接触。当车辆被从前方或后方撞击时，来自侵入性物体的危险被最小化，车辆的前部或后部以及车辆框架在侵入性物体和乘客之间形成大的褶皱区域。然而，当车辆被从侧面撞击时，这个褶皱区域是最小的，因此将对乘客的安全构成最频繁和最严重的威胁。

儿童安全座椅，也称为儿童约束装置，其用于在发生车辆碰撞事故时为乘客提供额外的保护，该儿童安全座椅通常包括刚性座椅主体，该座椅主体包括基座部分、靠背部分、头枕和侧翼部分。尽管刚性侧翼部分在侧面撞击的情况下为儿童提供了对于玻璃或金属碎片之类的抛射物的保护手段，但是其具有刚性，这意味着来自侧面的冲击碰撞的大部分冲击能量会被转移给座位上的乘客。

已经通过将冲击吸收机构应用于儿童座椅来尝试减少传递给乘客的冲击能量，例如国际专利申请No.PCT/AU2010/001495中描述的技术方案。图10A和10B示出了现有技术方案的示意图，其包括侧面碰撞能量吸收机构。该机构具有中空的外壳，该外壳具有长的且大致平坦的外表面和内表面。图10A示出了侧面碰撞之前的座椅，图10B示出了与车门内部碰撞时的座椅。长而平坦的表面对冲击力的抵抗力很弱，并且能量吸收装置容易塌陷，导致传递给乘客的冲击力被降低的幅度较小。

针对这样的背景和问题及其相关的困难，研发了本发明。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种儿童安全座椅，其包括：座椅主体以及依附于座椅主体的第一侧翼和第二侧翼，该第一侧翼和第二侧翼各自包括面向外的外表面；冲击能量吸收装置，其依附于第一侧翼和第二侧翼的外表面的至少一部分，该冲击能量吸收装置包括吹塑成形的中空和/或填充有气体、液体、凝胶或其他能量吸收材料的可变形材料的壳体，该壳体包括面向外的表面和面向内或面向乘客的表面；以及凹陷形式的多个能量吸收元件，其从面向内的表面朝向面向外的表面延伸到壳体中；其中该冲击吸收装置于通过壳体的塑性或弹性变形、缓冲、破裂、放气或胀裂的组合吸收冲击，多个能量吸收元件因冲击而协同地塑性或弹性变形、缓冲或压碎。

在一种形式中，外壳具有聚合物材料的薄壁。

在一种形式中，外壳由低密度聚乙烯制成。

在一种形式中，其中多个能量吸收元件是圆形的。

在一种形式中，其中多个能量吸收元件是正方形的。

在一种形式中，其中多个能量吸收元件是细长的。

在一种形式中，壳体具有孔，使得在装置由于碰撞而被压缩时，壳体中的一些空气能够以受控的方式释放。

根据本发明的第二方面，提供了一种冲击能量吸收装置，该冲击能量吸收装置包括具有一对相对表面的壳体，其中该表面中的一个包括至少一个凹陷形式的能量吸收元件，该能量吸收元件朝向另一表面延伸到该壳体。

附图说明

结合附图，论述本发明的实施例，其中：

图1是儿童安全座椅的透视图；

图2是冲击能量吸收装置的面向外的表面的视图；

图3是冲击能量吸收装置的面向内的表面的视图；

图4是冲击能量吸收装置的前部边缘的视图；

图5是冲击能量吸收装置的透视图；

图6是冲击能量吸收装置的截面图；

图7A是冲击能量吸收装置的一个替代实施例的示意图；

图7B是图7A所示装置的截面图；

图8A是冲击能量吸收装置的另一替代实施例的示意图；

图8B是图8A所示装置的截面图；

图9A是根据一个实施例的冲击能量吸收装置的一部分的截面图；

图9B是根据一个实施例的冲击能量吸收装置的一部分的截面图；

图10A是现有的儿童安全座椅在侧面碰撞之前的示意图；

图10B是现有的儿童安全座椅的在侧面碰撞期间示意图；

图10C是结合了根据一个实施例的冲击能量吸收装置的儿童安全座椅在侧面碰撞之前的示意图；

图11A是冲击之前的冲击能量吸收装置的一部分的截面图；

图11B是在冲击期间的冲击能量吸收装置的一部分的截面图，其中该装置的外表面弯曲；

图11C是在冲击期间的冲击能量吸收装置的一部分的截面图，其中冲击能量吸收元件正在经历初始变形；

图11D是在冲击期间的冲击能量吸收装置的一部分的截面图，其中冲击能量吸收元件已经塌陷；

图11E是冲击之后的冲击能量吸收装置的一部分的截面图，其中冲击能量吸收元件和装置的外表面已经回弹到其初始状态。

具体实施方式

现在参考图1，其中示出了根据一个实施例的儿童安全座椅1。座椅1包括刚性座椅主体2，该座椅主体2具有依附于座椅主体2的第一侧翼3和第二侧翼4，这些侧翼各自包括面向外的外表面5和限定唇缘6。儿童安全座椅1还包括冲击能量吸收装置10，该冲击能量吸收装置10依附于每个侧翼3和侧翼4的外表面5。

现在参考图2至图6，其中示出了根据一个实施例的冲击能量吸收装置10。该装置10包括可变形材料壳体11，该壳体11具有面向外的表面12和面向内的或面向乘客的表面13。装置10还包括凹陷形式的多个能量吸收元件14，该能量吸收元件14从面向内的表面13朝向面向外的表面12延伸进外壳11中。

壳体11可以是中空的和/或填充有气体、液体、凝胶或其他能量吸收材料。

装置10可以通过吹塑成型来制造，并且可以由聚合物，例如低密度聚乙烯，制成。装置10也可以模制成两件，然后组装。

装置10的面向内的表面13被配置成抵靠在侧翼3的面向外的外表面5，并且具有部分15，该部分15嵌套在侧翼3的限定唇缘6内。装置10优选借助经由连接孔16应用的螺钉连接到侧翼3。连接方式不需要受如此限制，并且连接方式可以是通过任何合适的方式，例如通过固定连接方式，例如粘合剂或无方向螺栓，或者通过可移除连接装置，例如螺钉、夹子、滑动固定等。

冲击能量吸收装置10适于通过壳体11的塑性或弹性变形、缓冲、破裂、放气或胀裂的组合吸收冲击力，多个能量吸收元件14因冲击而协同地塑性或弹性变形。

如在该实施例中所看到的那样，能量吸收元件14具有圆顶形状，当受力时，该形状将力分解成沿着圆顶壁的压缩应力，并且将在基部向外推动。在该实施例中，能量吸收元件的尺寸和形状各异，并且能量吸收元件具有不同的深度。较大直径的、较深的元件将更容易变形，反之较小直径的、较浅的元件将提供较大的变形抵抗力。类似于多拱拱桥的概念，多个圆顶形状的能量吸收元件将支撑其相邻的圆顶形状的支撑元件。

冲击能量吸收装置10可以在壳体11中具有一个或多个孔（未示出），使得如果遭受冲击力，当装置10被冲击压缩时，壳体内的流体（特别是气体）能够被可控地释放，使得壳体可控地放气。替代性地，装置10可以在壳体11中具有一个或多个阀（未示出），使得如果遭受冲击力，流体的释放可以被精确地控制，使得当装置10被压缩时，阀在达到特定的内部压力时牺牲性地破裂。替代性地，如果壳体11不具有孔或阀，则壳体11可以配置成在冲击时爆裂。

现在参考图7A和图7B，其中示出了根据替代实施例的冲击能量吸收装置20，其中能量吸收元件24是细长的并且以平行的方式布置。

现在参考图8A和图8B，其中示出了根据替代实施例的冲击能量吸收装置30，其中能量吸收元件34具有方形的形式。

现在参照图9A和图9B，其中示出了冲击能量吸收装置40和冲击能量吸收装置50的替代实施例，其中图9A中所示的装置40在面向外的表面42和能量吸收元件44之间具有间隙。在替代实施例中，例如图9B中所示的实施例中，在面向外的表面52与能量吸收元件54之间可以不存在间隙。

应该理解的是，许多因素将对冲击能量吸收装置的能量吸收特性产生影响。从所描述的实施例可以理解的是，能量吸收元件的形式、尺寸和深度可以变化。被该元件所覆盖的表面积的百分比也可以变化。能量吸收元件的布置或格局也可以改变。如图3所示，可以使用更大的元件，在这些更大的元件之间的空间中间隙地放置有更小的元件。

现在参考图10C，其中示出了在侧面碰撞之前儿童安全座椅1的示意图，其中儿童安全座椅1结合有图1至图6所示的冲击能量吸收装置10。可以理解的是，与图10A和图10B所示的现有技术方案相比，在面向内的表面13和面向外的表面12之间延伸的多个冲击能量吸收元件14增加了对侧面冲击力的抵抗力，使得传递给乘客的冲击力被更大地减小了。

图11A至图11E示出了在冲击之前、冲击期间和冲击之后，固定在侧翼3的冲击能量吸收装置60的一部分的截面示意图，用于说明装置60如何吸收冲击能量。

图11A示出了冲击之前的装置60，其中可以看出，面向外的表面62大致为平面，并且在外表面62和能量吸收元件64之间存在间隙。

图11B示出了冲击期间的装置60，其中冲击力已经被施加到元件4的面向外的表面62。可以看出，外表面62已经变形，使得在外表面62和能量吸收元件64之间不再有间隙。

图11C示出了冲击期间的装置60，其中作为经由表面62施加的力的结果，面向外的表面62现在已经进一步变形，并且已经将冲击力的一部分传递到能量吸收元件64，并且元件64的尖端已经部分地变形以符顺应外表面62的轮廓。

图11D示出了冲击期间的装置60，其中作为经由外表面62施加的力的结果，外表面62再次进一步变形，使得能量吸收元件64进一步变形。元件64的变形以元件64的侧壁弯曲的形式发生。

图11E示出了冲击之后的装置60，其中能量吸收元件64和面向外的表面62已经弹回到各自的初始状态。

在替代实施例中，能量吸收元件64和面向外的表面62可以塑性变形，并且在冲击之后不返回到各自的初始状态。

可以理解的是，完整的冲击能量吸收装置包括多个能量吸收元件，并且在冲击期间，当装置的外表面朝向元件塌陷时，元件将作为冲击吸收元件阵列或一系列冲击吸收元件而工作，在冲击力的作用下协同地变形，使得能量吸收装置在较长的时段内塌陷。因此，与具有大致平坦的前表面和后表面的“标准”气垫相比，传递到乘客约束装置的冲击能量值被减小。

在通篇说明书以及权利要求中，除非上下文另有要求，否则词语“包含”和“包括”及其词形变化词将被理解为暗示包括所称的整体或整体的组，但不排除任何其他整体或整体的组。

本发明书引用的任何现有技术都不是，也不应当理解为认可这种现有技术构成了公知常识一部分。

本领域技术人员应当理解，本发明并不限于所述的特定应用。本发明也不限于与在此所述或所绘的特定部件和/或特征相关的其优选实施例。应当理解，本发明不限于所公开的实施例，而是能够做出多种重设、修正和替代，而不脱离由以下权利要求给出的本发明的范围。

Claims (8)

1.一种儿童安全座椅，包括：

座椅主体以及依附于所述座椅主体的第一侧翼和第二侧翼，所述第一侧翼和第二侧翼各自包括面向外的外表面；

冲击能量吸收装置，其依附于所述第一侧翼和第二侧翼的外表面的至少一部分，所述冲击能量吸收装置包括：

吹塑成型的中空的和/或填充有气体、液体、凝胶或其他能量吸收材料的可变形材料的壳体，该壳体包括面向外的表面和面向内的或面向乘客的表面；以及

凹陷形式的多个能量吸收元件，其从所述面向内的表面朝向所述面向外的表面延伸到所述壳体中；

其特征在于，所述冲击吸收装置于通过所述壳体的塑性或弹性变形、缓冲、破裂、放气或胀裂的组合吸收冲击，且所述多个能量吸收元件由于冲击而协同地塑性或弹性变形、缓冲或压碎。

2.根据权利要求1所述的儿童安全座椅，其特征在于，所述外壳具有聚合物材料的薄壁。

3.根据权利要求2所述的儿童安全座椅，其特征在于，所述壳体由低密度聚乙烯制成。

4.根据权利要求1所述的儿童安全座椅，其特征在于，所述多个能量吸收元件是圆形的。

5.根据权利要求1所述的儿童安全座椅，其特征在于，所述多个能量吸收元件是方形的。

6.根据权利要求1所述的儿童安全座椅，其特征在于，所述多个能量吸收元件是细长的。

7.根据权利要求1所述的儿童安全座椅，其特征在于，所述壳体具有孔，使得当所述装置由于所述冲击而被压缩时，所述壳体中的任何空气中的一些能够以受控方式被释放。

8.一种冲击能量吸收装置，包括具有一对相对表面的壳体，其特征在于，所述表面中的一个表面包括凹陷形式的至少一个能量吸收元件，该能量吸收元件朝向另一表面延伸进所述壳体中。