CN109835227A - 车辆座椅的头枕、车辆座椅及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆座椅的头枕、车辆座椅及车辆，该车辆座椅的头枕包括前头枕和后头枕，以及用于控制前头枕在正常使用位置和保护位置之间移动的安全装置，安全装置包括锁定件，其能够在锁定位置和解锁位置之间移动，以使得前头枕在正常使用位置和保护位置之间移动；弹簧装置，其朝向解锁位置偏压锁定件；以及解锁机构，其布置在后头枕内并包括第一杠杆、第二杠杆和碰撞触发元件，在车辆正常行驶状态下，第一杠杆与锁定件接合，并且与第二杠杆抵接且进行力的相互作用，以将锁定件保持在锁定位置，以及在车辆受到后部撞击时，碰撞触发元件使第二杠杆与第一杠杆脱离抵接，由此使第一杠杆与锁定件脱离接合，以将锁定件从锁定位置释放。

Description

车辆座椅的头枕、车辆座椅及车辆

技术领域

本发明涉及一种车辆的安全装置领域。具体地，本发明涉及一种车辆座椅的头枕，其包括安全装置，该安全装置能够在车辆发生后部撞击时对车辆座椅上的乘客提供保护。本发明还涉及包括上述头枕的车辆座椅及包括上述车辆座椅的车辆。

背景技术

当车辆受到后部撞击时，车辆座椅上的乘客通常会向后朝向座椅加速。此时，如果乘客的头部与车辆座椅的头枕之间的距离太大，会导致乘客的颈椎过度屈伸损伤。为了避免这种损伤，头枕应该设置成尽量靠近乘客的头部。但是，在车辆的正常行驶状态下，头枕过于靠近乘客的头部会降低座椅的舒适度。在一些高端豪华车辆中，在车辆座椅中设置安全装置，其在车辆受到后部撞击时使头枕向车辆前方倾斜或移动，以减小与乘客头部之间的距离，从而降低颈椎过度屈伸损伤的几率。

市面上存在各种主动头枕约束***，用于在车辆受到后部撞击时保护乘客的头部和颈椎。例如，Johnson Controls的主动头部约束***在车辆受到后部撞击时，通过中间环状结构的转动驱动主动头部约束***的前部向车辆前方运动，其中中间环状结构的转动通过位于座椅靠背框架下部的致动器触发，该致动器通过弓形缆连接到头枕中的机构。车辆受到后部撞击时，致动器被乘客身体压迫，从而经由弓形揽致动头枕中的中间环形机构。这样的主动头枕约束***的力传递结构复杂且具有一定的时间延迟。此外，由于这样的主动头枕约束***的触发机构与座椅靠背框架集成，使得主动头枕总是依赖于座椅靠背框架，导致主动头枕约束***的高成本。

还存在通过压力气体驱动的主动头枕约束***。其中，在车辆受到后部撞击时传感器感知到车辆发生碰撞，触发压力气体发生器，由此产生的压力气体使头枕的一部分向车辆前方移动。这样的***需要用到传感器等电子设备，容易出现错误且具有一定的时间延迟。

还存在通过惯性质量块作为碰撞触发元件的主动头枕约束***。但是，很多现有的***力传递结构复杂，或者需要惯性质量块具有较大的质量。

发明内容

本发明希望提供一种能够解决至少一部分上述缺陷的主动头枕约束***。具体地，本发明的一个目的是提供一种车辆座椅的头枕，其能够在车辆受到后部撞击时保护乘客的头部和颈部，该头枕具有简单的力传递结构。本发明的另一个目的是提供一种车辆座椅的头枕，该头枕利用惯性质量块作为碰撞触发元件，其中惯性质量块的质量可以设置成很小，有利地减小车辆的总体质量。

根据本发明的一个方面，提供了一种车辆座椅的头枕，所述头枕包括前头枕和后头枕，所述后头枕相对于所述车辆座椅沿车辆前后方向固定，并且所述前头枕能够相对于所述后头枕在正常使用位置和与所述正常使用位置相比更靠近车辆前方的保护位置之间移动，所述头枕还包括安全装置，所述安全装置用于控制所述前头枕在所述正常使用位置和所述保护位置之间移动，所述安全装置包括：锁定件，其能够在锁定位置和解锁位置之间移动，以使得所述前头枕在所述正常使用位置和所述保护位置之间移动；弹簧装置，其朝向所述解锁位置偏压所述锁定件；以及解锁机构，其布置在所述后头枕内，并且包括第一杠杆、第二杠杆和碰撞触发元件，其中，在车辆正常行驶状态下，所述第一杠杆与所述锁定件接合，并且与所述第二杠杆抵接且进行力的相互作用，以将所述锁定件保持在锁定位置，以及在车辆受到后部撞击时，所述碰撞触发元件使所述第二杠杆与所述第一杠杆脱离抵接，由此使所述第一杠杆与所述锁定件脱离接合，以将所述锁定件从所述锁定位置释放。

根据本发明的实施例，其中所述第一杠杆能够转动地固定到所述后头枕，并且构造成在车辆正常行驶状态下一端与所述锁定件接合，另一端与所述第二杠杆抵接且进行力的相互作用，以将所述锁定件保持在所述锁定位置处。

根据本发明的实施例，其中所述锁定件设置有配合结构，并且所述第一杠杆的所述一端通过与所述配合结构卡接而与所述锁定件接合。

根据本发明的实施例，其中所述第二杠杆能够转动地固定到所述后头枕，并且构造成在车辆正常行驶状态下一端与所述第一杠杆的所述另一端抵接并进行力的相互作用，以将所述锁定件保持在所述锁定位置处。

根据本发明的实施例，其中所述第一杠杆的所述另一端设置有缺口部，并且所述第二杠杆的所述一端设置有缺口配合部，所述第一杠杆和所述第二杠杆通过所述缺口部和所述缺口配合部的配合而相互抵接且进行力的相互作用。

根据本发明的实施例，所述头枕还包括止挡元件，所述止挡元件在车辆正常行驶的状态下阻止所述第二杠杆朝向车辆前方转动，使得所述第二杠杆与所述第一杠杆保持抵接。

根据本发明的实施例，其中所述第二杠杆的另一端与所述碰撞触发元件相关联。

根据本发明的实施例，其中所述碰撞触发元件形成为惯性质量块并且固定连接到所述第二杠杆的所述另一端，其中在车辆的正常行驶状态下，所述惯性质量块保持静止，并且在车辆受到后部撞击时，所述惯性质量块向车辆后方移动并带动所述第二杠杆转动，从而使所述第二杠杆的所述一端与所述第一杠杆的所述另一端脱离抵接，以将所述锁定件从所述锁定位置释放。

根据本发明的实施例，所述头枕还包括复位装置，所述复位装置用于将所述第二杠杆从与所述第一杠杆脱离抵接的位置恢复到与所述第一杠杆抵接的位置。

根据本发明的实施例，其中所述复位装置是弹簧。

根据本发明的实施例，所述头枕还包括限位装置，所述限位装置限定所述锁定件的所述解锁位置相对于所述锁定位置的最大距离。

根据本发明的实施例，所述头枕还包括支撑装置，所述支撑装置在所述锁定件移动到所述解锁位置之后将所述锁定件保持在所述解锁位置处。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种车辆座椅，其包括如上任一实施例的头枕。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种车辆，其包括如上任一实施例的车辆座椅。

由此，根据本发明的实施例的车辆座椅的头枕、车辆座椅和车辆，其能够在车辆受到后部撞击时保护乘客的头部和颈部，该头枕具有简单的力传递结构，此外，该头枕利用惯性质量块作为碰撞触发元件，其中惯性质量块的质量可以设置成很小，有利地减小车辆的总体质量。

附图说明

下面，将结合附图对本发明的示例性实施例的特征、优点和技术效果进行描述，附图中相似的附图标记表示相似的元件，其中：

图1A-1B示意性地示出了根据本发明的车辆座椅的头枕的截面图。

图2A和2B示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的安全装置的原理图。

具体实施方式

下文中，参照附图描述本发明的实施例。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的范围由权利要求书限定。

图1A-1B示出了根据本发明的车辆座椅的头枕10的示意图。头枕10安装在车辆座椅的靠背(图中未示出)顶部，并且包括前头枕11和后头枕12，其中前头枕11相对于后头枕12沿车辆的前后方向布置在前方。后头枕12相对于车辆座椅的靠背沿车辆前后方向固定，并且前头枕11能够相对于后头枕12沿车辆的前后方向在正常使用位置(如图1A所示)和位于正常使用位置前方的保护位置(如图1B所示)之间移动。在车辆的正常行驶状态下，前头枕11保持在正常使用位置；当车辆受到后部撞击时，前头枕11从正常使用位置朝向车辆前方移动并且到达保护位置，与正常使用位置相比更靠近车辆座椅上的乘客的头部。由此，在车辆受到后部撞击时，前头枕11能够使乘客的头部与乘客的身体相比较早地停止向后移动。这可以降低乘客受到颈椎过渡屈伸损害的几率。

为了控制前头枕11在正常使用位置和保护位置之间的移动，头枕10还包括安全装置13，以用于上述控制。图2A和2B示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的安全装置13的原理图。安全装置13至少包括锁定件21、弹簧装置22和解锁机构。锁定件21能够在锁定位置(如图2A所示)和解锁位置(如图2B所示)之间移动，以使得前头枕11在正常使用位置和保护位置之间移动，其中解锁位置相对于锁定位置处于沿车辆前后方向的前方。锁定件21设置成与前头枕11相关联，例如，锁定件21的前部可以与前头枕11相互固定连接，以带动前头枕11在正常使用位置和保护位置之间移动。在车辆的正常行驶状态下，锁定件21保持在锁定位置以将前头枕11保持在正常使用位置(如图1A和2A所示)；当车辆受到后部撞击时，锁定件21被从锁定位置释放并朝向车辆的前方移动到解锁位置，由此带动前头枕11移动到保护位置(如图1B和2B所示)。

弹簧装置22构造成朝向解锁位置偏压锁定件21。弹簧装置22可以是压缩弹簧。具体地，压缩弹簧22的一端可以固定到锁定件21，并且另一端可以固定到后头枕12。当锁定件21被保持在锁定位置时，压缩弹簧22被朝向后头枕12压缩。当锁定件21被从锁定位置释放时，压缩弹簧22的弹力向车辆的前方推动锁定件21并且将其推动到解锁位置。在示例性实施例中，安全装置13还可以包括固定件24，其固定安装在后头枕12中。在该实施例中，压缩弹簧22的一端可以通过固定到固定件24以固定到后头枕12。并且，锁定件21以能够沿车辆的前后方向相对移动的方式安装到固定件24上，并且在被从锁定位置释放时，相对于固定件24朝向车辆前方移动。

下面，将详细描述安全装置13的解锁机构，解锁机构用于将锁定件21保持在锁定位置处，并且还用于从锁定位置处释放锁定件21。解锁机构布置在后头枕12内，并且具体地包括第一杠杆31、第二杠杆32和碰撞触发元件33。在车辆的正常行驶状态下，第一杠杆31与锁定件21接合，并且与第二杠杆32抵接且与其进行力的相互作用，以将锁定件21保持在锁定位置；当车辆受到后部撞击时，碰撞触发元件33使第二杠杆32与第一杠杆31脱离抵接，引起第一杠杆31与锁定件21脱离接合，并且锁定件21从锁定位置被释放，且在弹簧装置22的弹性力作用下移动到解锁位置。

具体地，第一杠杆31可以构造成能够转动地固定到后头枕12。在示例性实施例中，第一杠杆31的支点可以固定到固定件24上，并且第一杠杆31相对于固定件24能够转动。第一杠杆31被布置成在车辆正常行驶状态下其第一端部311与锁定件21接合，并且第二端部312与第二杠杆32抵接且与其进行力的相互作用，以将锁定件21保持在锁定位置处。在示例性实施例中，锁定件21可以设置有配合结构211，诸如卡槽等。第一杠杆31的第一端部311可以通过与配合结构211卡接而与锁定件21接合。在与锁定件21接合的状态下，第一杠杆31在第一端部311受到来自锁定件21的作用力(该作用力根本上是由弹簧装置22产生的)，该作用力产生顺时针方向的力矩M1。力矩M1倾向于使第一杠杆31转动并会引起第一杠杆31与锁定件21脱离接合。为了克服该力矩M1以使第一杠杆31与锁定件21保持接合，第一杠杆31在第二端部312处通过与第二杠杆32抵接而受到来自第二杠杆32的作用力，以产生逆时针方向的力矩M2，且该力矩M2等于M1。由此，力矩M2能够阻止可能由力矩M1造成的第一杠杆31的转动，使第一杠杆31与锁定件21保持接合，从而将锁定件21保持在锁定位置。

第二杠杆32可以构造成能够转动地固定到后头枕12。在示例性实施例中，第二杠杆32的支点可以固定到固定件24上，并且第二杠杆32相对于固定件24能够转动。第二杠杆32构造成在车辆的正常行驶状态下与第一杠杆31抵接并与其进行力的相互作用，以使将锁定件21保持在锁定位置。第二杠杆32还布置成与碰撞触发元件33相关联，以在车辆发生后部碰撞时，在碰撞触发元件33的作用下与第一杠杆31脱离接合。

具体地，第二杠杆32布置成在车辆正常行驶状态下其第一端部321与第一杠杆31的第二端部312相互抵接并进行力的相互作用，以将锁定件21保持在锁定位置。如前所述，在车辆的正常行驶状态下，第二杠杆32对第一杠杆31的第二端部312施加作用力，以使第一杠杆31的第一端部311与锁定件21的配合结构211保持接合，并将锁定件21保持在锁定位置处。为此，第二杠杆32的第一端部321处会受到由第一杠杆31的第二端部312施加的反作用力。这里，第二杠杆32可以设置成其第一端部上321受到来自的第一杠杆31的两个不同方向上的作用力，并且该两个作用力产生方向相反的力矩，而这两个力矩可以相互抵消。由此，第二杠杆32不会由于第一杠杆31的反作用力而转动，而是保持力矩平衡，实现与第一杠杆31的互锁。

当然，第二杠杆32不限于上述互锁设置。根据本发明的其他实施例，由于第一杠杆31在第二杠杆32的第一端部321处施加的反作用力，第二杠杆32会发生转动，例如，如图2A所示，会发生逆时针转动。该转动会导致第二杠杆32与第一杠杆31脱离抵接，并最终导致锁定件21被释放。为了阻止上述转动以及锁定件21的释放，安全装置13还可以包括止挡元件34，其在车辆正常行驶的状态下阻止第二杠杆32的逆时针转动，防止第二杠杆32与第一杠杆31脱离抵接。该止挡元件34可以设置成在第二杠杆32的第一端部321或第二端部322处或附近提供与来自第一杠杆31的反作用力反向的力矩，从而阻止第二杠杆32的逆时针转动。

在上述实施例中，第一杠杆31的第二端部312可以包括缺口部313，并且第二杠杆32的第一端部321可以包括与缺口部313相匹配的缺口配合部323。第一杠杆31和第二杠杆32经由缺口部313和缺口配合部323的相互配合而相互抵接并进行力的相互作用。

此外，如前所述，第二杠杆32还设置成与碰撞触发元件33相关联。具体地，第二杠杆32可以设置成其第二端部322与碰撞触发元件33相关联。特别地，碰撞触发元件33可以实现为惯性质量块，该惯性质量块固定连接到第二杠杆32的第二端部322，例如可以悬挂在第二杠杆32的第二端部322上。在车辆的正常行驶状态下，惯性质量块33基本保持静止即，没有明显的移动以引起第二杠杆32的运动，例如旋转。在车辆受到后部撞击的情况下，惯性质量块33受到朝向车辆后方的惯性力Fg，其能够产生顺时针方向的力矩Mg。惯性质量块33由此朝向车辆的后方移动并带动第二杠杆32沿顺时针方向转动。第二杠杆32由此与第一杠杆31脱离抵接。在与第二杠杆32脱离抵接的情况下，第一杠杆31会在力矩M1的作用下沿顺时针方向转动，并与锁定件21脱离接合，从而释放锁定件21。

这样，可以通过如上所述的解锁机构实现锁定件的锁定和释放，并且由此实现头枕的前头枕在正常使用位置和保护位置之间的移动。这样的解锁机构的力传递结构简单，与力传递结构复杂的现有技术相比，能够降低制造成本并且降低出现故障的几率。

优选地，第一杠杆31的形状设置成其第一端部311受到的作用力的第一力臂远小于第二端部312受到的作用力的第二力臂。例如，第一力臂与第二力臂之间的长度比可以在1:5到1:10之间的范围内。在示例性实施例中，第一杠杆31可以构造为如图2A和2B所示的长形杆，其中第一臂(图中从支点到第一端部311的部分)长度设置成远小于第二臂(从支点到第二端部312)的长度。由此，可以通过对第一杠杆31的第二端部312施加较小的作用力，就可以克服弹簧装置22的很大的偏置力，使锁定件21保持在锁定位置。

优选地，第二杠杆32的形状构造成在第一端部321处受到的作用力的第一力臂远小于惯性质量块33受到的惯性力Fg的第二力臂。例如，第二杠杆32可以构造为如图2A和2B所示的大致L型杆，其中，第一力臂可以大致用L1(图2A中所示L1为示例性地，通常设置成第一端部321处受到的作用力的方向与杆成很小的角度α)表示，而第二力臂可以用L2表示。这样，可以使用质量很小的惯性质量块，在车辆受到后部撞击时带动第二杠杆转动，以释放锁定件。这样，有利于减小安全装置的重量，由此减小整个车辆的重量。

此外，安全装置13还可以包括复位装置35，以将第二杠杆32从与第一杠杆31脱离抵接的位置恢复到与第一杠杆31抵接的位置。在车辆受到后部撞击之后，第二杠杆32在惯性质量块33的带动下转动并与第一杠杆31脱离抵接，以释放锁定件21。而复位装置35可以使第二杠杆32自动地恢复到与第一杠杆31相抵接的位置，便于在事故后的处理中将头枕和安全装置的复位。具体地，复位装置35可以是复位弹簧。在示例性实施例中，复位弹簧35的一端可以固定到固定件24，另一端可以固定到第二杠杆32的第一端部321一侧，向第二杠杆32施加作用力使得第二杠杆32沿逆时针方向转动，以恢复到与第一杠杆31相抵接的位置。在另一示例性实施例中，在第二杠杆32的支点实现为枢转轴的情况下，该复位弹簧可以实现为安装在枢转轴上的扭簧。

此外，安全装置13还可以包括限位装置，其限定锁定件21的解锁位置相对于锁定位置的距离。例如，限位装置可以是设置在锁定件21和后头枕12(例如，固定件24)之间的销和槽配合(图中未示出)。当锁定件21被释放并向车辆前方移动到预定位置处时，该限位装置阻止锁定件21的进一步移动。限位装置可以是本领域技术人员可以想到的任何适用的装置。

此外，安全装置13还可以包括支撑装置，其在锁定件21移动到解锁位置之后将锁定件21保持在该解锁位置处。由于锁定件21在解锁位置处会受到来自乘客头部的向车辆后方的作用力，为了防止锁定件21由于该作用力朝向车辆后方移动而导致不能很好地支撑乘客头部，设置支撑装置将锁定件21保持在该解锁位置。支撑装置可以是本领域技术人员容易想到的任何适用的装置。

尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明并不限于上述实施例的构造和方法。相反，本发明意在覆盖各种修改例和等同配置。另外，尽管在各种示例性结合体和构造中示出了所公开发明的各种元件和方法步骤，但是包括更多、更少的元件或方法的其它组合也落在本发明的范围之内。

Claims (14)

1.一种车辆座椅的头枕，所述头枕包括前头枕和后头枕，所述后头枕相对于所述车辆座椅沿车辆前后方向固定，并且所述前头枕能够相对于所述后头枕在正常使用位置和与所述正常使用位置相比更靠近车辆前方的保护位置之间移动，

所述头枕还包括安全装置，所述安全装置用于控制所述前头枕在所述正常使用位置和所述保护位置之间移动，所述安全装置包括：

锁定件，其能够在锁定位置和解锁位置之间移动，以使得所述前头枕在所述正常使用位置和所述保护位置之间移动；

弹簧装置，其朝向所述解锁位置偏压所述锁定件；以及

解锁机构，其布置在所述后头枕内，并且包括第一杠杆、第二杠杆和碰撞触发元件，

其中，在车辆正常行驶状态下，所述第一杠杆与所述锁定件接合，并且与所述第二杠杆抵接且进行力的相互作用，以将所述锁定件保持在锁定位置，以及

在车辆受到后部撞击时，所述碰撞触发元件使所述第二杠杆与所述第一杠杆脱离抵接，由此使所述第一杠杆与所述锁定件脱离接合，以将所述锁定件从所述锁定位置释放。

2.根据权利要求1所述的头枕，其中

所述第一杠杆能够转动地固定到所述后头枕，并且构造成在车辆正常行驶状态下一端与所述锁定件接合，另一端与所述第二杠杆抵接且进行力的相互作用，以将所述锁定件保持在所述锁定位置处。

3.根据权利要求2所述的头枕，其中

所述锁定件设置有配合结构，并且所述第一杠杆的所述一端通过与所述配合结构卡接而与所述锁定件接合。

4.根据权利要求2所述的头枕，其中

所述第二杠杆能够转动地固定到所述后头枕，并且构造成在车辆正常行驶状态下一端与所述第一杠杆的所述另一端抵接并进行力的相互作用，以将所述锁定件保持在所述锁定位置处。

5.根据权利要求4所述的头枕，其中

所述第一杠杆的所述另一端设置有缺口部，并且所述第二杠杆的所述一端设置有缺口配合部，所述第一杠杆和所述第二杠杆通过所述缺口部和所述缺口配合部的配合而相互抵接且进行力的相互作用。

6.根据权利要求4所述的头枕，还包括：

止挡元件，所述止挡元件在车辆正常行驶的状态下阻止所述第二杠杆朝向车辆前方转动，使得所述第二杠杆与所述第一杠杆保持抵接。

7.根据权利要求4所述的头枕，其中

所述第二杠杆的另一端与所述碰撞触发元件相关联。

8.根据权利要求7所述的头枕，其中

所述碰撞触发元件形成为惯性质量块并且固定连接到所述第二杠杆的所述另一端，其中

在车辆的正常行驶状态下，所述惯性质量块保持静止，并且

在车辆受到后部撞击时，所述惯性质量块向车辆后方移动并带动所述第二杠杆转动，从而使所述第二杠杆的所述一端与所述第一杠杆的所述另一端脱离抵接，以将所述锁定件从所述锁定位置释放。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的头枕，还包括：

复位装置，所述复位装置用于将所述第二杠杆从与所述第一杠杆脱离抵接的位置恢复到与所述第一杠杆抵接的位置。

10.根据权利要求9所述的头枕，其中

所述复位装置是弹簧。

11.根据权利要求1-8中任一项所述的头枕，还包括：

限位装置，所述限位装置限定所述锁定件的所述解锁位置相对于所述锁定位置的距离。

12.根据权利要求1-8中任一项所述的头枕，还包括：

支撑装置，所述支撑装置在所述锁定件移动到所述解锁位置之后将所述锁定件保持在所述解锁位置处。

13.一种车辆座椅，其包括如权利要求1-12任一项所述的头枕。

14.一种车辆，所述车辆包括如权利要求13所述的车辆座椅。