CN1602258A - 座椅靠背悬挂装置 - Google Patents

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Abstract

一种在发生车辆后部碰撞时为车辆座椅上的乘客提供更安全保护的悬挂装置，所述装置包括一个支承于车辆座椅靠背框中的平台元件，以便支承座椅装饰件，平台元件包括侧杆(1)，所述侧杆(1)之间连接有弯曲的金属丝弹簧(3)和多个连接装置(6，300，301，302)，采用这种方式可以把平台元件悬挂在车辆的座椅框中。其中至少一些连接装置(300，301，302)设计为可在异常载荷(如，在发生车辆尾部碰撞时，可能出现此类载荷)下失去纵向稳定性，允许平台元件相对于座椅框移动，从而在发生尾部碰撞时为座椅上的乘客提供保护。

Description

座椅靠背悬挂装置
发明领域
本发明涉及一种改良的座椅悬挂装置，特别是用于车辆座椅靠背中的座椅悬挂装置。
背景技术
众所周知，在车辆座椅中，借助于一个悬挂在座椅框相对的侧部元件之间的平台元件，以提供弹性支持的方式，为座椅饰件提供支持。在已知装置中，所述平台元件是柔性的而且基本上不可延伸，并且其中在座椅框的侧部元件之间设置有拉伸弹簧，以支承平台元件。在其他的已知装置中，平台元件本身在横向上可弹性延伸，并且在此情况下，平台元件可以通过基本上不可延伸的连接装置装设到座椅框的侧部元件上。例如，后一类型的平台元件可从EP-A-0128407(如图2)和GB-A-2316604(如图1)中得知。
对于车辆座椅的安全需求日益严格，因而，在设计车辆座椅时，本领域的技术人员不断地寻找可以用于在机动车事故中减少可能发生的座椅上乘客的人身伤害的装置。
例如，建议在超过正常使用载荷的骤加载荷的作用时，车辆座椅框应该适于受限的纵向失稳(limited collapse)，以减少因为座椅突然向前加速而对乘客造成的伤害。例如，如果在车辆追尾事故中，一机动车受到来自后面的突然撞击，则可能发生这样的情况。
然而，用于实现所述车辆座椅框纵向失稳的装置结构复杂并因此成本相对较高。
也有用于座椅悬挂组件纵向失稳的其他装置，例如可以参见WO99/29536，但其相对来说也较为复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简化的装置，使得作用在车辆座椅框上的突然向前的加速在缓冲后再传递到车辆座椅上的乘客。
本发明提供一种座椅悬挂装置，该装置包括：一个具有一侧边缘的座椅靠背平台元件；和一个与所述侧边缘连接的可纵向失稳(collapsible)并可延伸的连接装置，该连接装置在正常的荷载条件下抑制侧边缘的移动，在异常荷载条件下产生屈服变形。
附图说明
通过下面结合附图所作的说明，本发明进一步的特征与相关优点将更加明显。
图1是包含上述已知类型装置的座椅靠背架的正视图；
图2是说明车辆座椅上乘客的正常就座位置的示意图；
图3是与图2类似的一个视图，但是示出当车辆受到后部碰撞后，传统车辆座椅上的乘客通常处于的位置；
图4是与图2类似的一个示意图，但是示出当车辆受到向后地碰撞后，坐在与本发明的车辆座椅上的乘客的位置；
图5是一立体图，示出了一个用于根据本发明把一个平台元件固定到一个座椅框的连接装置的例子；
图6-10是其它可能形式的连接装置的相似视图；
图11是从相对的另一侧看图10中所示连接装置的立体图；
图12是图9、图10或图11所示连接装置的侧视图，但是述连接装置是例如在车辆受到来自后部的撞击后可能出现的变形状态；
图13是一个包含在如图1所示座椅装置的绳缆调整机构中的连接装置的立体图；
图14是本发明的座椅装置的平台元件的一个实施例的正视图，其中带有图9-11中所示类型的连接装置；
图15是显示在车辆撞击中发生的异常载荷条件下的座椅悬挂装置的力-挠曲特性的曲线图；
图16是一个类似的视图，显示本发明的座椅悬挂装置的上部区域的力-挠曲特性；
图17是一个类似的视图，显示本发明的座椅悬挂装置的中部区域的力-挠曲特性；
图18是一个类似的视图，显示本发明的座椅悬挂装置的下部区域的力-挠曲特性；及
图19是与图18类似的视图，但是示出采用附图中图10和图11中所示类型的连接装置时，本发明的悬挂装置的下部区域的力-挠曲特性。
具体实施方式
参照图1，举例说明一个如GB-A-2316604所示的装置，可以看到，一个平台元件包括由多个横向支撑金属丝3互相连接的一对侧杆1，该支撑线3在3A处弯折，以便其形成弯曲的金属丝弹簧允许平台元件的有限的横向伸展。例如，所述弯曲的金属丝弹簧装置可以在通常所预计的作用在座椅上的最大载荷下，延伸到该金属丝几乎成为一根直线的位置。在这里，该平台元件将抵抗进一步的弹性延伸，而且作用在平台元件上的力将直接传送到将平台元件与座椅框5连接的一个金属丝连接件6。在一个已知的车辆座椅中，由平台元件和将其固定到座椅框的金属丝连接件形成的系统将会成为一基本上为刚性且不可延伸的系统，因而会将任何因加速而产生的异常力直接传递到座椅上的乘客，比如从后部作用在车辆之上的冲击可能导致的异常力。
图2和图3图解说明了一个来自后部的冲击对传统构造的车辆座椅上的乘客的影响。图2示出在正常旅行位置时座席中就座乘客的姿势。为了简化，在图中只示出了车辆座位的一个靠背200，其可按照已知的方式结合如图1所示的座椅框和平台元件，所述平台元件本身由标号201指明。如图2中所说明的，在乘客上腿轴线202和脊柱203之间定义了一个角u1。
如图3中所说明的，如果发生包括来自后部的撞击的车辆碰撞，座椅靠背将会翻转到图3中所示的位置，座椅靠背200和平台元件201被迫向后而绕着座椅的底座向后枢转。这导致座椅乘客的腿和脊骨之间的角度突然增加，从而将引起潜在的损伤。本发明一个优选实施例装置的目的在于允许平台元件相对于座椅框，以避免座椅上乘客的坐姿突然变化的方式，受控的纵向失稳。如图4所示，如果发生车辆碰撞，希望一方面的车辆座椅的靠背200和另一方面的平台元件201可向不同的方向纵向失稳，以使座椅上乘客的躯干能够在向后的运动方向得到缓冲，而基本上不改变座椅上乘客的腿和脊骨的相对位置。因此，如图4所示，虽然靠背200已经向后压至一个后倾的位置，平台元件201已经以下述方式相对于靠背200向后移动：平台元件的上部向后方移动一个如图中d1所示的距离，平台元件下部移动一个更大的距离d2，以便使平台元件相对于座椅上乘客的腿的位置大体上保持不变。
如下文所述，这个目标可以采用下面的方法而实现：借助于经过改进能够在异常载荷下延伸的连接装置代替在图1中所显示的现有的传统结构的金属丝连接件6。
在本发明的装置中，一个可延伸的连接装置可以采取各种不同的形式，并且可以设计成在载荷下、以连接装置长度上的增加与所施加的载荷线性或非线性成比例的方式纵向失稳。这种方式中，座椅装置的平台元件在异常载荷之下屈服变形，因此可以适应一个由试验和实验所确定的最佳状态。
例如，在图5中示出一金属丝连接件10，其一端扣牢GB-A-2316604中所示类型的平台元件的一个侧杆20上，而另一端10A呈钩状，用于插入设于座椅框的侧部构件上的一个适当固定结点中。在金属丝连接件的两端之间的一个中间部分10B弯折成一定角度而形成一弯曲部分，所述弯曲部分可以在一由金属丝连接件10的尺寸和材料决定的载荷作用下延伸。
图6显示另外一种装置，其中平台元件的侧杆20由一个U形金属丝轭31的钩状端部30钩住。如在40所指明的，一个金属丝连接件11缠绕在轭31的中间部位，并设有一个与侧杆20成一定间隔的钩状端部12，所述金属丝连接件11的一个自由端与座椅框连接(连接方式图未示)。这样，当平台元件在异常载荷作用下的时候，侧杆20可相对于座椅框屈服变形，直到金属丝连接件11的钩状部分12接合侧杆20上，以便提供附加的限制。由于金属丝11的部分40在张紧力下绕轭31展开及/或轭31本身将会弯曲，侧杆20的此种屈服变形是容许的。精确的动作取决于金属丝11和31的相对直径，其可进行选择以产生所需要的结果。
在图7的装置中，所述侧杆20由一个金属条50配合，所述金属条50具有一个自由端以固定于座椅框上(固定方式图未示)。金属条环绕侧杆20成环，并且其上设有一个T形榫舌51以配合穿过一个对应形状的槽52。在异常载荷下，环绕在侧杆20上的金属条50部分可藉由展开金属条50的环而延伸，直到榫舌51的T形头被限定在槽52的端部。
在图8中，一个金属条60具有分别用于与平台元件的侧杆和座椅框相接合的环状端61和62，而且包括一个能在载荷下延伸的S形的中间部分63。
在图9中，侧杆20通过一个与图5中的连接件10类似的金属丝连接件70配合，只是所述连接件70的环状部分70A是S形的而非U形结构。
图10和11示出另外一种装置，其中一个金属丝连接件80具有一用于绕平台元件侧杆接合的环状端部81和一用于接合在座椅框中的钩状端部82。中间的环状部分80A形成为与图9中连接件类似的S形，但是S形连接件的各端通过一个另外的金属丝连接件90互相连接在一起，所述金属丝连接件90以图中所示的方式环绕第一连接件80。其作用在于：防止金属丝连接件80延伸，直到所述金属丝连接件80各端之间传递的载荷足以使所述相互连接连接件90的钩状端展开并使S形环可展开。这一装置改变连接件80的线性延伸和所施加载荷之间的关系，以在连接件80得以展开之前，使载荷达到一个使连接件90损坏的峰值。然后发生连接件80的连续展开。这一特性允许平台元件的受控的纵向失稳，其在发生意外的碰撞时，在防止震动传递到座椅上的乘客方面尤其有效。
可以理解，虽然上述可变形的连接件可以和已有的常规连接件一样采用弹簧钢的形式，但是，在异常载荷之下，获得连接件的理想延伸所要求的形变不是常规弹簧的弹性延伸方式，而是由超过屈服点的连接件材料的塑性变形产生的。例如，图12示出了图9-图11中所示类型的连接件在受到一个异常载荷作用后永久变形的状态。
参照图13，其中示出了本发明的另一个实施例，其包括一个改进的用于如图1所示的现有可调整座椅靠背装置中的夹子。如图1所示，除了通过不可延伸的连接件6连接到座椅框5，平台元件的侧杆1还通过波顿钢绳(Bowden cable)进一步连接到所述座椅框，其内芯固定到座椅框5，然后经由外部的护套8到达一个调整机构10。波顿钢绳的外部护套10在其自由端固定于绕着侧杆1延伸的夹子7中。这一装置的作用在于：当波顿钢绳的内芯9受到调整机构10的张力时，护套8的自由端被拉向座椅框并且同时带动固定在平台元件的侧杆1上夹子7。因此，为了实现腰部调整的目的，平台元件的横向金属丝3在座椅靠背的腰部区域中受到附加张力的作用。
在现有的装置中，显然也希望在平台元件的腰部区域中(除了由连接件6支持的区域)也提供连接侧杆1与座椅框5的装置的受控的纵向失稳
参见图13，可以看到一个夹子元件107，其具有大体上类似于图1中夹子7的结构，包括一对间隔设置的钩部108，用于与图1中所示的平台元件的侧杆1衔合，还包括另一个从夹子的相对边缘延伸并带有一个固定位置110的钩部109，所述固定位置110是一个孔的形式，用于与图1中所示的波顿钢绳机构的护套8的端部处的适当形状的固定件配合。
因此，夹子107大体上为U形结构，并且，在U形的基部设有一个纵向延伸的缝隙111，所述缝隙111形成一个薄弱点。因此，当图1中所示波顿钢绳机构在张力作用下时，所述张力从座椅框5传递到钩状部分109，进而经由U形横向延伸的基部和钩状部分108传送到到平台元件的侧杆1。既然纵向缝隙111在U形的基部形成一个薄弱点，夹子元件在过大的载荷下，通过伸展缝隙111的相对的各纵向边界而变形，根据U形基部的相应变形，使钩状部分109可相对于钩状部分108屈服变形。从而，平台元件的受控屈服变形可在这样的区域中达成：所述区域是腰部调整由波顿钢绳8，9提供的区域，并且除去如图5-图11所描述的连接件元件可以允许变形的区域。
如同已经提到的，本发明的可延伸连接件的使用使一个包括一平台元件的悬挂组件能够实现异常载荷作用下的平台元件的渐进挠曲，并且通过选择适当形式的连接装置可以形成能量吸收元件，所述能量吸收元件可以通过在一定程度的力作用下延伸而吸收能量。如本领域的普通技术人员可以理解的，悬挂装置的挠曲特性的调整可以通过以下的方式而实现：改变可延伸连接件的形状；改变连接件中的金属丝的直径；改变将座椅框连接到平台元件的连接件的数量；改变平台元件中交叉金属丝本身的数量及交叉金属丝之间的距离；提供如图10和11所示的附加连接装置和改变所提供的额外的连接装置的直径。
参见用于对照的图15，图中的力-挠曲曲线说明了座椅悬挂装置的平台元件在正常和异常载荷条件下的挠曲，其中，横坐标表示以千牛顿为单位的作用力，而纵坐标表示以毫米为单位的平台元件的对应挠曲。
曲线A表示设计为以图4中所示方式纵向失稳的一个车辆座椅悬挂装置的理想力-挠曲特性。因此，在从原点延伸到点2而且指示为区域1的曲线A的第一段，座椅组件应该具有一个表示舒适区的正常弹性挠曲特性，在所述舒适区中作用在正常使用中的座椅组件上的力被弹性吸收。然而，如果发生后部的撞击，作用在座椅之上的力将会在点2和点3之间的曲线段中快速地增加。在这一个区域中，座椅组件的挠曲应该在作用于其上的力增大的同时几乎保持不变。如所指示的在点3和4之间延伸的曲线段，当作用在座椅组件上的力达到一给定的临界值后，座椅组件应该在作用在其上的力大体上保持不变的同时，允许平台元件的挠曲增大。在实践中，难以达成这样的理想挠曲特性。然而，可以通过对位于座椅的平台元件上的相关点的适当连接装置进行选择而实现接近理想曲线的特性。因此，曲线B表示一个当传统的连接装置用于座椅的任意给定部分时可获得的力-挠曲特性，而曲线C表示当一个平台元件通过本发明的可延伸连接件连接于座椅时，座椅相同部分处获得的曲线。
图14示意性说明了一个在平台元件的上部、中部和下部之间产生不同的力-挠曲特性的座椅组件，其中一个平台元件具有图1中所示的整体结构并包括由横向支撑线3互相连接的侧杆1，所述平台元件具有连接装置，所述连接装置根据座椅组件的各个部分的需要而区别提供不同的延伸特性。例如，在平台元件的上部区域，侧杆1带有传统的连接钩6，并且所述连接钩6不是用于在在异常载荷之下显著地延伸的类型。在座椅组件的中部区域和下部区域，所述平台元件具有整体形式如附图中图9所示的连接装置300、301，而且该等连接装置适用于提供相应地所需要的延伸特性。在平台元件的底座，侧杆1具有如图10、图11所示形式的连接装置302。
图16-图19的曲线图中示出了此种座椅悬挂装置的相应挠曲特性，其中图16说明通过连接件6与座椅框连接的平台元件的上部区域的挠曲特性，图17表示借由连接装置300与座椅框连接的平台元件的中间区域的延伸特性，图18表示通过连接件301与座椅框连接的平台元件的下部区域的延伸特性，而图19表示在平台元件由连接件302连接到座椅框的区域中的力-挠曲特性。如图19，可以看出挠曲曲线包括点x处所指示的间断，曲线中这些点表示图10和11中90所示的附加金属丝连接件产生失效的位置。

Claims (20)

1.一种座椅悬挂装置，其包括：
一个具有一侧边缘(20)的座椅靠背平台元件(1-3；201)；和
一连接于所述侧边缘(20)的可纵向失稳、可延伸的连接装置(10；11；50；60；70；80；107；300-302)，所述连接装置在正常荷载条件下充分限制所述侧边缘(20)的位移，并且在异常荷载条件下产生屈服变形。
2.如权利要求1所述的座椅悬挂装置，其特征在于，所述座椅靠背平台元件(1-3；201)配置为在正常使用中可有限地弹性延伸。
3.如权利要求1或2所述的座椅悬挂装置，其特征在于，所述座椅靠背平台元件(1-3；201)进一步包括弯曲的金属丝弹簧(3)，所述弯曲的金属丝弹簧(3)在一最大的正常载荷条件下大体上伸直。
4.如权利要求1-3中任一项所述的座椅悬挂装置，其特征在于，所述可纵向失稳、可延伸的连接装置进一步包括一个具有一环(10A；70A)的金属丝连接件(10；70；300；301)。
5.如权利要求4所述的座椅悬挂装置，其特征在于，所述金属丝连接件(10)的环(10A)是U形的。
6.如权利要求4所述的座椅悬挂装置，其特征在于，所述金属丝连接件(70；300；301)的环(70A)是S形的。
7.如权利要求1-6中任一项所述的座椅悬挂装置，其特征在于，所述可纵向失稳、可延伸的连接装置进一步包括一缠绕在一U形轭(31)的中间部位(40)的金属丝连接件(11)，所述轭通过一对钩状端部(30)连接于所述侧边缘(20)。
8.如权利要求7所述的座椅悬挂装置，其特征在于，所述金属丝连接件(11)具有一与所述侧边缘成一定间隔而终止的钩状端部(12)。
9.如权利要求1-8中任一项所述的座椅悬挂装置，其特征在于，所述可纵向失稳、可延伸的连接装置进一步包括一环绕所述侧边缘(20)的带条(50)，所述带条带有一槽(52)和一榫舌(51)，且所述榫舌(51)延伸穿过所述槽(52)设置。
10.如权利要求9所述的座椅悬挂装置，其特征在于，所述榫舌(51)为T形，且所述槽(52)的形状与所述榫舌对应。
11.如权利要求1-10中任一项所述的座椅悬挂装置，其特征在于，所述可纵向失稳、可延伸的连接装置进一步包括一带条(60)，所述带条(60)带有环绕所述侧边缘(20)的一端部(61)和一弯曲的中间部位(63)。
12.如权利要求11所述的座椅悬挂装置，其特征在于，所述带条(60)的弯曲的中间部位(63))是S形的。
13.如权利要求1-12中任一项所述的座椅悬挂装置，其特征在于，所述可纵向失稳、可延伸的连接装置进一步包括一弯曲的中间部位(80A；302)和一包绕在所述弯曲的中间部位上的相互连接的连接件(90)。
14.如权利要求13所述的座椅悬挂装置，其特征在于，所述弯曲的中间部位(80A；302)是一个S形的金属丝(80)，而所述互相连接连接件(90)为一个金属丝且其具有一对分别环绕所述S形金属丝端部的端部。
15.如权利要求1-14中任一项所述的座椅悬挂装置，其特征在于，所述可纵向失稳、可延伸的连接装置进一步包括一夹子(107)，所述夹子(107)带有一对连接到所述侧边缘(20)的钩状端部(108)和一在所述钩状端部之间纵向延伸的基部，所述基部带有一纵向缝隙(111)。
16.一种座椅悬挂装置，其包括：
一座椅靠背平台元件(1-3；201)，所述座椅靠背平台元件用于提供正常使用中的有限的弹性延伸，并且其具有一侧边缘(20)；和
一连接于所述侧边缘(20)并可纵向失稳、可延伸的连接装置(10；11；50；60；70；80；107；300-302)，所述连接装置在正常的荷载条件下充分限制所述侧边缘(20)的位移并且在异常荷载条件下产生屈服变形。
17.如权利要求16所述的座椅悬挂装置，其特征在于，所述可纵向失稳、可延伸的连接装置从下列装置群中选出，包括：
一具有一环(10A；70A)的金属丝连接件(10；70；300；301)，
一缠绕在一U形轭(31)的中间部分(40)的金属丝连接件(11)，
一具有一榫舌(51)和一槽(52)的带条(50)，
一具有一弯曲的中间部位(63)的带条(60)，
一具有一弯曲的中间部位(80A；302)和一夹子(107)的连接件，并且所述中间部位(80A；302)带有一相互连接的连接件(90)，所述夹子(107)带有一对钩状端部(108)。
18.如权利要求16或17所述的座椅悬挂装置，其特征在于，所述座椅靠背平台元件(1-3；201)进一步包括弯曲的金属丝弹簧(3)，所述弯曲的金属丝弹簧(3)在一个最大的正常载荷作用下大体上伸直。
19.一种座椅悬挂装置，其包括：
一个座椅靠背平台元件(1-3；201)，其具有连接于一对侧边缘(1；20)之间的弯曲的金属丝弹簧(3)，所述弯曲的金属丝弹簧(3)在最大的正常载荷下大体上伸直；和
一个连接于侧边(1；20)的可纵向失稳、可延伸的连接装置(10；11；50；60；70；80；107；300-302)，所述连接装置在正常的荷载条件下充分限制所述侧边缘(1；20)的位移并且在异常荷载条件下产生屈服变形，所述异常荷载条件超过最大的正常荷载条件。
20.如权利要求19所述的座椅悬挂装置，其特征在于，包括多个以竖直间隔关系连接于所述平台元件(1-3；201)的每个侧边缘(1；20)上的连接装置(10；11；50；60；70；80；107；300-302)，至少两个连接于每一所述侧边缘(1；20)的所述连接装置是可纵向失稳、可延伸的连接装置，并且在给定的载荷下，下部的可延伸连接装置比上部的可延伸连接装置具有更大的延伸，由此所述平台元件(1-3；201)的下部相对于座椅框纵向失稳的程度大于其上部相对于座椅框纵向失稳的程度。
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