CN113459911B - 一种汽车前撞座椅吸能结构及座椅 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车座椅前碰吸能结构,包含靠背侧板和调角器,其还包括一前碰吸能机构,该前碰吸能机构在汽车发生前碰时能够相对运动的两端分别固定在靠背侧板和调角器上;在所述调角器正常工作时,所述前碰吸能机构整个跟随靠背侧板和调角器运动,在汽车发生前碰时,外力驱动靠背位移,调角器位置不变,所述前碰吸能机构与靠背侧板固定连接的一端相对所述前碰吸能机构与调角器固定连接的一端进行扭转而吸能。本发明通过在靠背侧板和调角器之间设置包含齿圈、行星齿轮和吸能扭转杆的吸能结构,在汽车发生前碰时,吸收因碰撞产生的破坏性能量,减少能量二次传递到人体的目的。
Description
技术领域
本发明涉及汽车座椅领域,特别涉及一种汽车前撞座椅吸能结构及座椅。
背景技术
随着汽车保有量的逐渐增加,汽车用户对于汽车安全的关注度逐渐提高。常规座椅整体吸能等效于弹簧结构,吸收碰撞伤害能量后,会再次将能量释放出来,传递到人体上,对人体造成损伤。
市场上已存在的吸能机构工作状态普遍在汽车发生后撞时,中国实用新型专利授权公告号CN 209063938 U公开的一种靠背吸能的机构,包括坐垫侧板和调角器下连接板,吸能装置及固定装置;固定装置包括前、后螺母和前、后台阶螺栓;吸能装置包括在调角器下连接板设一个异形冲击槽及吸能片,吸能片由上联部、承载部以及断裂部构成,承载部为一个圆环结构,断裂部由对称的二段窄带构成并将上联部与承载部连接,沿各窄带中部的表面一周设有断裂槽;前、后螺母分别焊接于坐垫侧板的前、后两个螺栓连接孔;前台阶螺栓依次将调角器下连接板、吸能片和坐垫侧板压紧并与前螺母连接完成固定;后台阶螺栓穿过调角器下连接板与焊接在坐垫侧板的后螺母固连。该专利能在汽车被追尾时快速断裂以保护乘员头颈部免受伤害,效果好成本低。
还如中国发明专利申请号CN101905665A公开的一种汽车座椅吸能结构,其包括座椅背、座椅垫,座椅背两侧的底端分别通过连接板安装在座椅垫的两侧的后端,其特征在于:连接板下侧设有前、后两个安装脚,前安装脚铰接在座椅垫上,后安装脚通过缓冲吸能装置安装在座椅垫上。本发明在被追尾时缓冲吸能装置变形吸能,从而保护乘员安全,避免乘员颈部扭伤。
上述两项专利只能在汽车被追尾(即后撞)时进行吸能,不能用于汽车前撞时吸能,因此前撞事故的安全性不能得到有效保障。因此,需要一种高速前撞工况下,可以持续吸收消耗前撞所产生的能量的结构迫切需要研发。
目前类似高速前撞进行吸收消耗前撞所产生的能量的结构有如中国发明专利申请号CN10789553A公开的具有靠背前倾缓冲吸能装置的安全座椅,在其靠背与支撑底架之间设有靠背前倾缓冲吸能装置;所述靠背前倾缓冲吸能装置的一端与靠背支撑梁连接,另一端与支撑底架连接,所述靠背前倾缓冲吸能装置为惯性解锁装置。所述惯性解锁装置为液压缸阻尼装置或铰链装置。根据本发明,在车辆没有紧急制动时,椅背不会前倾,安全性好;而在车辆紧急制动时,椅背前倾非常灵敏,可靠性高。
上述三项专利中,CN 209063938 U和CN101905665A是利用座椅靠背和座椅座垫相互的形变达到力值稳定的效果,CN10789553A由液压缸和铰链相互作用吸收能量。另外CN209063938 U、CN101905665A和CN10789553A不可以应用在集成式安全带座椅上。CN209063938 U和CN101905665A是汽车发生后撞时,装置功能吸能,CN10789553A用于保护乘客不受前排碰撞伤害。还有就是CN 209063938 U和CN101905665A皆应用于20Km/h的汽车低速行驶碰撞事故发生时,难以保证60KM/h行驶速度下的碰撞事故安全性。CN10789553A应用领域为公交或列车。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够保证汽车60KM/h行驶速度下,发生前撞事故时,保证乘员安全性的汽车座椅前碰吸能结构,该汽车座椅前碰吸能结构能够用于集成式和非集成式安全带座椅。
为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:
一种汽车座椅前碰吸能结构,包含靠背侧板和调角器,还包括一前碰吸能机构,所述前碰吸能机构包括:
一与所述调角器固定连接的底板;
行星减速机构,所述行星减速机构中的齿圈与所述靠背侧板固定连接,所述齿圈在汽车发生前碰时能够相对所述底板转动;
所述行星减速机构中与所述齿圈啮合的行星齿轮轴设在所述底板上;
至少一与所述行星齿轮同轴固定连接的吸能扭转杆,所述吸能扭转杆与所述底板固定连接;
当正常调整座椅靠背角度时,所述调角器带动吸能机构和靠背侧板同步转动,吸能机构不工作;当车辆发生前碰时,所述调角器连同底板锁死,靠背侧板在外齿圈的传动下带动行星齿轮绕行星齿轮定位销自转,同步对吸能扭转杆进行扭转,所述吸能扭转杆受力扭转形变,行星齿轮转动时传导太阳齿轮同步转动,确保行星齿轮转动时齿轮间啮合稳定,均匀吸收能量。
在本发明的一个优选实施例中,还包括一罩在所述齿圈上并将所述行星齿轮和吸能扭转杆包纳的上盖,所述吸能扭转杆与所述上盖固定连接,所述上盖与所述底板固定连接。
在本发明的一个优选实施例中,还包括一太阳齿轮,所述太阳齿轮轴设在所述底板上并位于所述齿圈的中心,所述行星齿轮还与所述太阳齿轮啮合。
在本发明的一个优选实施例中,所述行星齿轮为三个,三个行星齿轮呈周向布置,所述吸能扭转杆为三个,可吸收能量1570J。
在本发明的一个优选实施例中,所述吸能扭转杆与所述行星齿轮之间采用花键啮合方式周向固定连接。
在本发明的一个优选实施例中,所述吸能扭转杆与所述上盖之间也采用花键啮合方式周向固定连接。
在本发明的一个优选实施例中,所述上盖相对所述底板的那一面上开设有至少一个向所述底板方向凸起的底板固定台,在每一个底板固定台上设置有底板焊接孔;在所述底板相对所述上盖的那一面上开设有形状和位置均与所述底板固定台对应的上盖固定槽,在每一上盖固定槽内设置有位置与所述底板焊接孔对应的上盖焊接孔,所述上盖与所述底板组合后,每一个底板固定台嵌入对应的上盖固定槽内并使得每一上盖焊接孔与每一底板焊接孔对齐,然后对上盖焊接孔与底板焊接孔实施焊接,使得所述上盖与所述底板固定连接。
一种座椅,包含上述前碰吸能结构。所述座椅为集成式安全带座椅或者非集成式安全带座椅。
本发明的有益效果在于:
本发明所提供的一种汽车座椅前撞吸能结构,通过在靠背侧板和调角器之间设置内含齿圈、行星齿轮和吸能扭转杆的汽车座椅前碰吸能结构吸能盒,在汽车发生前碰是,达到吸收碰撞事故产生的破坏性能量,减少能量二次传递到人体的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明的吸能盒、靠背侧板和同步杆的装配示意图。
图2是本发明的吸能盒、调角器、靠背侧板、连接板和同步杆的爆炸图。
图3是本发明的吸能盒、靠背侧板和同步杆的装配示意放大图。
图4是本发明的吸能盒和调角器的结构关系示意图。
图5是本发明的吸能盒的爆炸图。
图6是本发明的上盖内侧结构示意图。
图7是本发明的上盖内侧结构侧向示意图。
图8是本发明的内齿圈、太阳轮和行星轮装配关系示意图。
图9是本发明的行星轮结构示意图。
图10是本发明的底座和上盖装配关系正向示意图。
图11是本发明的底座和上盖装配关系反向示意图。
图12是本发明的行星轮和扭杆装配关系示意图。
图13是本发明的扭杆和上盖装配关系示意图。
图14是本发明的上盖主视图。
图15是本发明的上盖侧向剖视图。
图16是本发明的正常调节时吸能盒运动方向示意图。
图17是本发明的正常调节时吸能盒和调角器运动方向示意图。
图18是本发明的正常调节时吸能盒运动方向剖视图。
图19是本发明的正常调节时扭杆扭曲状态图。
图20是本发明的前碰时扭杆扭曲状态图。
图21是本发明的前碰时太阳轮旋转方向示意图。
具体实施方式
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、 “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
参考图1至图3的一种汽车座椅前撞吸能结构,包括设置在汽车座椅靠背骨架上的靠背侧板1,设置在靠背侧板1下部外侧的连接板3,以及设置在靠背侧板1和连接板3之间的吸能机构100和调角器4,同步杆2一端与调角器4连接并穿过吸能机构100。
参考图4至图5,吸能机构100主要由上盖110、3根吸能扭转杆120、3个行星齿轮130、齿圈140a、太阳齿轮140b和底板150装配组成。底板150的外侧与调角器4进行焊接固定,齿圈140a的周向侧与靠背侧板1进行焊接固定,从而使吸能机构100被固定在座椅上。
结合参考图6至图7,上盖内侧面114上开设有内凹的吸能扭转杆安装部111,一圆形的上盖通孔113设置在吸能扭转杆安装部111的中央。3个吸能扭转杆安装槽111a设置在吸能扭转杆安装部111内,其相对位置以上盖通孔113为原点三分对称。吸能扭转杆安装槽111a内设置有向内的安装槽花键111b。3个底板固定台112分别设置在吸能扭转杆安装部111的边部位置,每两个吸能扭转杆安装槽111a之间布置有1个底板固定台112。每个底板固定台112上都设置有一个底板焊接孔112a。为了方便后续装配工作,底板固定台112相对于上盖内侧面114是台阶状向上凸起的。
结合参考图8至图11,行星齿轮内花键133设置在行星齿轮130轴线方向的一端上,行星齿轮外齿圈132设置在行星齿轮130轴线方向的另一端上,两者同轴。
在行星齿轮外齿圈132的轴心还设置有一柱状内凹的底板定位槽131。3个上盖固定槽152和3个行星齿轮定位销151分别交错的布置在底板150的内侧面上。底板通孔153设置在底板150的中央,3个上盖固定槽152和3个行星齿轮定位销151的位置都以底板通孔153为原点相互对称。上盖固定槽152为台阶状向下内凹,其形状刚好和底板固定台112相互耦合。齿圈140a和太阳齿轮140b布置在底板150的内侧面上,两者在侧向上位于同一平面,太阳齿轮140b的中心设置有太阳齿轮通孔140c。行星齿轮130通过底板定位槽131安装在行星齿轮定位销151上,以此轴设在底板150上,行星齿轮外齿圈132和齿圈140a、太阳齿轮140b啮合。上盖固定槽152内还设置有上盖焊接孔152a,后续装配底板150和上盖110时,上盖焊接孔152a和底板焊接孔112a能在上盖内侧面114和上盖固定槽152的耦合限位下刚好对齐,然后通过焊接固定,使得两者之间在装配完成后不会再发生相对位移。
结合参考图12至图15,吸能扭转杆120的两端都设置有吸能扭转杆外花键120a,使得吸能扭转杆120一端与行星齿轮内花键133啮合,另一端与安装槽花键111b啮合。吸能扭转杆安装部111的内凹深度与吸能扭转杆120的长度相互匹配,使得吸能机构100装配完成后,吸能扭转杆120可以刚好连接行星齿轮130和上盖110。同步杆2从上盖通孔113、底板通孔153和太阳齿轮通孔140c中穿过,不与吸能机构100接触。装配吸能机构100时,吸能扭转杆120通过吸能扭转杆外花键120a连接上盖110和行星齿轮130。行星齿轮130通过行星齿轮定位销151固定在底板150上。齿圈140a和太阳齿轮140a被底板150和行星齿轮130夹紧在中间,太阳齿轮140a在中心位置对3个行星齿轮130起到稳定支撑的作用。吸能扭转杆120和行星齿轮130是同轴设定的。
参考图16至图18,当正常调整座椅靠背角度时,调角器4的内调节扭矩为100N·m。此时调角器4带动吸能机构100和靠背侧板1同步转动,吸能机构100不工作。图中箭头代表吸能机构100和调角器4的运动方向。
参考图19至图21,当车辆发生前碰时,传递至靠背侧板1上的外驱扭矩为3000N·m。此时,调角器4连通底板150锁死,靠背侧板1在外齿圈140a的传动下带动行星齿轮130绕行星齿轮定位销151自转,同步对3根吸能扭转杆120进行扭转,吸能扭转杆120受力扭转形变最大可吸收能量1570J。图19和图20中,吸能扭转杆120上的虚线段展示其扭转趋势。行星齿轮130转动时传导太阳齿轮140b同步转动,确保行星齿轮130转动时齿轮间啮合稳定,均匀吸收能量。图21中箭头方向表示太阳齿轮140b转动方向。
上述汽车座椅前碰吸能结构能够用于集成式和非集成式安全带座椅。
Claims (9)
1.一种汽车座椅前碰吸能结构,包含靠背侧板和调角器,其特征在于,还包括一前碰吸能机构,所述前碰吸能机构包括:
一与所述调角器固定连接的底板;
行星减速机构,所述行星减速机构中的齿圈与所述靠背侧板固定连接,所述齿圈在汽车发生前碰时能够相对所述底板转动;
所述行星减速机构中与所述齿圈啮合的行星齿轮轴设在所述底板上;
至少一与所述行星齿轮同轴固定连接的吸能扭转杆,所述吸能扭转杆与所述底板固定连接;
当正常调整座椅靠背角度时,所述调角器带动吸能机构和靠背侧板同步转动,吸能机构不工作;当车辆发生前碰时,所述调角器连同底板锁死,靠背侧板在外齿圈的传动下带动行星齿轮绕行星齿轮定位销自转,同步对吸能扭转杆进行扭转,所述吸能扭转杆受力扭转形变,行星齿轮转动时传导太阳齿轮同步转动,确保行星齿轮转动时齿轮间啮合稳定,均匀吸收能量。
2.根据权利要求1所述的一种汽车座椅前碰吸能结构,其特征在于,还包括一罩在所述齿圈上并将所述行星齿轮和吸能扭转杆包纳的上盖,所述吸能扭转杆与所述上盖固定连接,所述上盖与所述底板固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种汽车座椅前碰吸能结构,其特征在于,还包括一太阳齿轮,所述太阳齿轮轴设在所述底板上并位于所述齿圈的中心,所述行星齿轮还与所述太阳齿轮啮合。
4.根据权利要求3所述的一种汽车座椅前碰吸能结构,其特征在于,所述行星齿轮为三个,三个行星齿轮呈周向布置,所述吸能扭转杆为三个,可吸收能量1570J。
5.根据权利要求2至4任一项权利要求所述的一种汽车座椅前碰吸能结构,其特征在于,所述吸能扭转杆与所述行星齿轮之间采用花键啮合方式周向固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种汽车座椅前碰吸能结构,其特征在于,所述吸能扭转杆与所述上盖之间也采用花键啮合方式周向固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种汽车座椅前碰吸能结构,其特征在于,所述上盖相对所述底板的那一面上开设有至少一个向所述底板方向凸起的底板固定台,在每一个底板固定台上设置有底板焊接孔;在所述底板相对所述上盖的那一面上开设有形状和位置均与所述底板固定台对应的上盖固定槽,在每一上盖固定槽内设置有位置与所述底板焊接孔对应的上盖焊接孔,所述上盖与所述底板组合后,每一个底板固定台嵌入对应的上盖固定槽内并使得每一上盖焊接孔与每一底板焊接孔对齐,然后对上盖焊接孔与底板焊接孔实施焊接,使得所述上盖与所述底板固定连接。
8.一种座椅,其特征在于,包含权利要求1至7任一项权利要求所述的汽车座椅前碰吸能结构。
9.根据权利要求8所述的座椅,其特征在于,所述座椅为集成式安全带座椅或者非集成式安全带座椅。
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