ES2615859T3 - Asiento de seguridad para niños con aparato de absorción de energía - Google Patents

Asiento de seguridad para niños con aparato de absorción de energía Download PDF

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Abstract

Asiento de seguridad (100), que comprende: un asiento (110, 310, 420) que incluye una parte inferior (117, 317); una base (120, 320, 400); un elemento absorbente de energía (500, 510) dispuesto entre la parte inferior (117, 317) del asiento (110, 310, 420) y la base (120, 320, 400); y una guía de movimiento (401) configurada para dirigir la parte inferior (117, 317) del asiento (110, 310, 420) hacia el interior del elemento absorbente de energía (500, 510) para deformar el elemento absorbente de energía (500, 510) durante un impacto frontal cuando el asiento de seguridad (100) está instalado en un vehículo en una posición orientada hacia delante, estando la guía de movimiento (401) configurada para impedir que la parte inferior (117, 317) del asiento (110, 310, 420) deforme el elemento absorbente de energía (500, 510) durante el impacto frontal cuando el asiento de seguridad (100) está instalado en el vehículo en una posición orientada hacia atrás.

Description

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en el asiento, generalmente entre el cojín de asiento inferior 201 y el cojín de asiento de respaldo 202 (véase la FIGURA 1). En las FIGURAS 5A y 5B se muestra un ejemplo de las ventajas de un centro de gravedad más bajo. Los asientos de seguridad de las FIGURAS 5A y 5B se incluyen sólo para proporcionar referencias visuales y tienen por objeto ilustrar medidas reales. La FIGURA 5A muestra un asiento de seguridad para niños correspondiente al estado actual de la técnica, que incluye un centro de gravedad 311 más alto, mientras que la FIGURA 5B muestra un asiento de seguridad para niños según un ejemplo de realización de la presente invención, que incluye un centro de gravedad 301 más bajo. Los brazos del momento en las coordenadas X e Y de cada forma de realización (302, 303 y 312, 313) parten de los puntos 304 y 314, que son los puntos relativamente fijos en los que el asiento de seguridad está unido al vehículo. Durante un impacto frontal, el centro de gravedad (301, 311) tenderá a girar alrededor del punto en esencia fijo (304, 314) y, como es particularmente evidente en el caso de un asiento de seguridad orientado hacia delante, el asiento tenderá a inclinarse hacia delante. Al bajar el centro de gravedad se reduce el brazo del momento desde el punto fijo alrededor del cual el asiento de seguridad tenderá a rotar o inclinarse, disminuyendo así la fuerza de rotación. Así pues, un centro de gravedad más bajo tenderá a inclinarse o rotar menos que un centro de gravedad más alto. Esto puede ayudar a reducir la desviación de la cabeza (es decir la distancia que recorre la cabeza de un ocupante) desde el asiento a consecuencia de un impacto frontal. Esto también puede ayudar a reducir las fuerzas que actúan sobre un ocupante del asiento en caso de un impacto. Aunque las FIGURAS 5A y 5B muestran el asiento de seguridad para niños en una posición orientada hacia delante, la misma geometría con respecto al centro de gravedad y la rotación alrededor del punto fijo es válida para la posición orientada hacia atrás.
Múltiples características de las formas de realización del asiento de seguridad de la presente invención están configuradas para permitir y favorecer los movimientos deseados o la cinemática deseada del asiento con el fin de disminuir las fuerzas de impacto experimentadas por un ocupante del asiento, como se describe más abajo con mayor detalle. Como se indica más arriba, durante un impacto frontal en el que se vea implicado un asiento de seguridad para niños orientado hacia delante, la rotación hacia delante del asiento de seguridad para niños puede causar una desviación de la cabeza de un ocupante del asiento de seguridad. Dado que, normalmente, la rotación hacia delante del asiento de seguridad para niños no es deseable, sería preferible que la parte trasera inferior de la zona de asiento 110 avanzase hacia abajo y/o hacia delante durante un impacto frontal, para reducir la rotación. La ubicación de los puntos de unión 174, 176 en el asiento de seguridad 110 desde los cuales se extienden las correas de unión 130 puede ayudar a minimizar o reducir la rotación hacia delante experimentada por un asiento de seguridad 110 y un ocupante durante un impacto frontal. La conversión de un movimiento de rotación hacia delante de un asiento de seguridad en un movimiento hacia abajo puede beneficiar al ocupante del asiento de seguridad reduciendo la desviación de la cabeza y cambiando las fuerzas ejercidas sobre el ocupante en una dirección que su cuerpo tolere mejor, lo que tiene como resultado una menor probabilidad de lesiones.
La ubicación de las correas de unión 130 a lo largo del soporte de asiento 180 y las curvas 174, 176 puede favorecer el movimiento hacia abajo del asiento de seguridad durante un impacto frontal, en particular cuando el asiento se halla en una posición orientada hacia delante, como se muestra en el ejemplo de realización de la FIGURA 6. Durante un impacto frontal, el asiento de seguridad tendería a desplazarse hacia delante (flecha 330) al experimentar el vehículo una desaceleración brusca, siendo la desaceleración el cambio de velocidad medido en el tiempo. La longitud de la correa de unión 130 se fija cuando se instala en un vehículo. Al ser empujado el asiento hacia delante por el impacto, el punto de unión 170, fijo dentro del vehículo, permanece estacionario en relación con el vehículo. Así pues, se ejerce sobre la correa de unión 130 una tracción hacia delante, en la dirección de la flecha 330. Al ejercerse esta tracción hacia delante sobre la correa de unión, ésta sólo puede desplazarse a lo largo del radio definido por la longitud fija de la correa y mostrado por la flecha 340. Por lo tanto, según continúa moviéndose hacia delante el asiento de seguridad, la correa empuja el asiento hacia abajo, a lo largo del radio definido por la longitud de la correa 340, empujando así la parte inferior del asiento 310 hacia la base 320.
La FIGURA 7 muestra las fuerzas implicadas en un ejemplo de realización de la presente invención, según el cual el asiento de seguridad para niños está instalado en una posición orientada hacia atrás. Cuando está instalado en una posición orientada hacia atrás, normalmente el asiento de seguridad está más reclinado con respecto a la base o al asiento del vehículo. Si un asiento de seguridad que se halle en una posición orientada hacia atrás se somete a un impacto frontal, el asiento es empujado hacia delante por el impacto a lo largo de la flecha 360 y el punto de unión 170 permanece estacionario con respecto al vehículo. El movimiento del asiento 310 en la dirección de la flecha 360 tiene como resultado una tracción hacia delante ejercida sobre la correa de unión, que se desplaza a lo largo del radio definido por la longitud de la correa
130. Dado que la curva 174 que sitúa el punto de unión para la correa de unión 130 en la posición orientada hacia atrás está más bajo (con respecto al punto de unión 170) que la curva 176 que sitúa la correa de unión 130 en la posición orientada hacia delante, el movimiento hacia abajo de la correa 130 generado por el impacto frontal es menor que en la posición orientada hacia delante. La fuerza en dirección descendente resultante que empuja el asiento 310 hacia el interior de la base 320 en un impacto frontal es menor para el asiento de seguridad orientado hacia atrás que la fuerza comparable en la posición orientada hacia delante.
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La FIGURA 8 muestra la vista lateral de un asiento de seguridad representado sin el soporte de asiento 180 según un ejemplo de realización de la presente invención. El soporte de asiento 180 se ha omitido para una mayor facilidad de ilustración y claridad de comprensión de las características tapadas por el soporte de asiento 180. La base 400 de la forma de realización mostrada incluye una guía de movimiento 401, que también sirve de indicador de accidente. La guía de movimiento 401 está configurada para guiar el movimiento de la parte de asiento 420, en el caso de una instalación en una posición orientada hacia delante, durante un impacto frontal y proporcionar una indicación visual a un usuario de que el asiento de seguridad para niños se ha visto implicado en un impacto, por lo que el rendimiento o la seguridad del asiento pueden estar comprometidos.
La FIGURA 9 muestra una vista detallada de una guía de movimiento 401 según un ejemplo de realización de la presente invención. La guía de movimiento 401 está configurada para llevar una espiga 402 dentro de una ranura 403 de la guía de movimiento 401. La espiga está unida a la parte de asiento 420, de manera que la espiga 402 y la parte de asiento 420 se mueven al unísono. La espiga 402 está configurada para que descanse sobre un inhibidor de movimiento o saliente 405 dentro de la ranura 403. Al experimentar un impacto frontal de fuerza suficiente cuando el asiento se halla en una posición orientada hacia delante, la espiga 402 es empujada más allá del saliente 405 y a través de la ranura 403. Aunque las formas de realización ilustradas muestran la espiga 402 acoplada al movimiento de la parte de asiento 420, mientras que la guía de movimiento 401 está fija en relación con la base 400, lo contrario puede funcionar igual de bien. La guía de movimiento 401 puede estar acoplada a la parte de asiento 420, mientras que la espiga 402 puede estar acoplada a la base 400.
La guía de movimiento 401 y la espiga 402 pueden ser visibles desde el lateral del asiento de seguridad. La espiga puede estar coloreada o incluir un capuchón hecho de metal o de otro material o color que aumente su visibilidad cuando se mira desde el lateral del asiento de seguridad. Esto puede permitir a un usuario ver más fácilmente la ubicación de la espiga 402 dentro de la guía de movimiento 401. Una vez que el asiento de seguridad ha experimentado, en una posición orientada hacia delante, un impacto frontal suficiente para hacer que la espiga 402 pase por encima del saliente 405 y a través de la ranura 403, la posición no asentada de la espiga o el capuchón dentro de la ranura 403 indica visiblemente que el asiento de seguridad ha experimentado un impacto importante, como se muestra en la FIGURA 10. Una vez que el asiento de seguridad ha experimentado un impacto importante, los materiales y puntos de unión pueden haberse debilitado comprometiendo el futuro rendimiento del asiento de seguridad. Por lo tanto, la guía de movimiento 401 puede proporcionar una indicación visual de que el asiento de seguridad ya no debería utilizarse.
La dirección de la fuerza causada por un impacto frontal cuando el asiento de seguridad para niños se halla en la posición orientada hacia delante puede hacer que la espiga 402 se desplace en la dirección de la flecha 450 de la FIGURA 9, dado que se provoca un giro del asiendo alrededor del eje 410, como se muestra en la FIGURA 8. Cuando el impacto frontal hace que el asiento experimente una fuerza superior a un umbral predeterminado en la dirección de la flecha 450, la fuerza hace que la espiga 402 pase por encima del saliente 405 y a través de la ranura 403. El saliente puede ayudar a impedir el movimiento de la espiga 402 por el interior de la ranura 403 durante un suceso, tal como una frenada fuerte, que no sea susceptible de causar lesiones a un ocupante del vehículo. En caso de tal frenada fuerte o de un impacto ligero de tipo “accidente leve”, tal como un impacto frontal en el que los airbags del vehículo no salten, la fuerza puede ser inferior al umbral predeterminado y no ser suficiente para hacer que la espiga 402 pase por encima del saliente 405. Durante un impacto frontal que cause la fuerza suficiente para desalojar la espiga del entrante 406, el movimiento de la espiga 402 a través de la ranura 403 al menos parcialmente se traduce en un giro de la zona de asiento 110 alrededor de un eje 410 próximo a la parte delantera de la base (mostrado en la FIGURA 8) y un movimiento de la parte inferior 117 de la zona de asiento hacia abajo, hacia la parte inferior del asiento del vehículo y hacia o al interior de la base 400. El eje 410 corresponde a una posición fija hacia delante de la concha de asiento en relación con la base, que puede ajustarse si la concha de asiento está configurada para ser reclinable, por ejemplo para una posición orientada hacia atrás. El movimiento de la espiga 402 al menos parcialmente a través de la ranura 403, como se muestra en la FIGURA 10, convierte al menos una parte del movimiento hacia delante resultante del impacto en un movimiento hacia abajo, hacia la base 400 del asiento de seguridad. Durante un impacto frontal, cuando el asiento de seguridad está instalado en una posición orientada hacia delante, la guía de movimiento 401, junto con la ubicación adecuada 176 de las correas de unión 130 a lo largo del soporte de asiento 180, favorece un movimiento hacia abajo del asiento, hacia el interior de la base, con lo que se reduce el movimiento de rotación del asiento y se protege mejor a un ocupante contra las lesiones.
Remitiéndonos de nuevo a la FIGURA 9, señalaremos que el saliente 405 de la guía de movimiento 401 puede servir para un propósito distinto cuando el asiento de seguridad para niños está instalado en un vehículo en la posición orientada hacia atrás, en comparación con la función que cumple en la posición orientada hacia delante arriba descrita. Cuando el asiento de seguridad está instalado en la posición orientada hacia atrás, un impacto frontal puede hacer que la espiga se introduzca más profundamente en el entrante 406 a lo largo de la trayectoria de la flecha 460 (dado que se provoca un giro de la zona de asiento alrededor del eje 410). La cinemática del asiento 420 en la posición orientada hacia delante es diferente de la
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mantiene el contacto superficial con la superficie superior 502 del elemento absorbente de energía 500. Además, la barra 604 puede ser el eje alrededor del cual el asiento 310 gire (número de referencia 410 de la FIGURA 8) cuando el asiento está instalado en una posición orientada hacia delante y experimenta un impacto frontal.
Como está representado en la FIGURA 12, la superficie inferior 504 del elemento absorbente de energía 500 está en contacto con la base 320. La base puede incluir puntos de unión 322, 324 configurados para recibir el elemento absorbente de energía 500 y mantener la posición del elemento absorbente de energía 500 dentro de la base durante el uso normal y durante un impacto. Puede ser deseable que las áreas de contacto entre la superficie inferior 504 y la base 320 y entre la superficie superior 502 y el asiento 310 sean suficientemente grandes para minimizar la presión ejercida en la superficie superior 502 y la superficie inferior 504 del elemento absorbente de energía 500. Dado que la presión es igual a una fuerza por unidad de superficie, el aumento del área de contacto mientras se mantiene la misma fuerza tiene como resultado una reducción de la presión. La reducción de la presión ejercida en la superficie del elemento absorbente de energía 500 puede permitir que la energía se distribuya más uniformemente por todo el elemento absorbente de energía 500, lo que puede mejorar su eficacia. Así pues, un área de contacto que se extienda desde la parte delantera 506 del elemento absorbente de energía 500 hasta la parte trasera 508 del mismo puede reducir la presión ejercida en el elemento absorbente de energía 500 durante un impacto y distribuir más uniformemente la energía por todo el elemento absorbente de energía 500.
El elemento absorbente de energía 500 de la FIGURA 12 y la guía de movimiento 401 de la FIGURA 9 pueden funcionar de forma cooperativa para reducir las fuerzas experimentadas por un ocupante del asiento de seguridad durante un impacto frontal, cuando el asiento de seguridad está instalado en una posición orientada hacia delante, como ya se ha descrito anteriormente. Aunque la descripción siguiente está dirigida a una sola guía de movimiento 401 y a un solo elemento absorbente de energía 500, debe entenderse que el asiento de seguridad puede incluir guías de movimiento en cada lado del asiento y que pueden utilizarse múltiples elementos absorbentes de energía. La parte inferior 317 del asiento puede estar configurada para que esté en contacto con la superficie superior 506 del elemento absorbente de energía 500, mientras la espiga 402 de la guía de movimiento 401 se halla encima del saliente 405. Durante el uso normal (es decir instalado en un vehículo y ocupado por un niño), los elementos absorbentes de energía 500, en cooperación con la guía de movimiento 401, mantienen la espiga 402 encima del saliente 405. Aunque los elementos absorbentes de energía 500 pueden proporcionar soporte al asiento 310 durante el uso normal, la cantidad de fuerza ejercida sobre los elementos absorbentes de energía 500 durante el uso normal no es suficiente para deformarlos. De manera similar, durante la instalación y la retirada del asiento de seguridad y durante frenadas fuertes o impactos muy leves no puede alcanzarse la cantidad umbral de fuerza necesaria para mover la espiga 402 más allá del saliente 405 y deformar el elemento absorbente de energía 500.
Durante un impacto, cuando el asiento de seguridad está instalado en un vehículo en una posición orientada hacia delante, las correas de unión resisten el movimiento hacia delante del asiento. En virtud de su radio de rotación, arriba descrito con referencia a la FIGURA 6, las correas de unión están configuradas para aplicar una fuerza al asiento 310 alrededor del eje de la barra de reclinación 604 en la dirección de la flecha 450 de la FIGURA 9. Si el impacto frontal es suficientemente fuerte, la fuerza aplicada al asiento 310 por las correas de unión a lo largo de la flecha 450 puede sobrepasar el umbral necesario para comenzar la deformación del
o de los elementos absorbentes de energía 500 y empujar la espiga 402 más allá del saliente 405 de la guía de movimiento 401. La fuerza en la dirección de la flecha 450 continúa moviendo la espiga 402 al menos parcialmente a través de la ranura 403, mientras la parte inferior 317 del asiento continúa deformando el o los elementos absorbentes de energía 500. El movimiento del asiento 310, guiado por las correas de unión y la guía de movimiento 401, es en esencia vertical y descendente con respecto a la base 320.
Como entenderá el técnico medio en la materia, sin los elementos absorbente de energía 500, 510 el asiento puede experimentar una rápida desaceleración al alcanzar la parte inferior 317 del asiento su punto máximo del recorrido descendente dentro de la cavidad 340. Los elementos absorbentes de energía 500, 510 están configurados para aumentar la duración del cambio de velocidad, disminuyendo así la velocidad de desaceleración del asiento 310 y reduciendo la probabilidad de un impacto de duración relativamente breve y alta velocidad de desaceleración, que es más probable que cause lesiones a un ocupante del asiento de seguridad. Una menor velocidad de desaceleración puede reducir también la desviación máxima de la cabeza experimentada por un ocupante del asiento de seguridad.
Los elementos absorbentes de energía 500, 510 pueden incluir una o más de una diversidad de configuraciones estructurales y composiciones de material. Por ejemplo, la configuración estructural puede incluir una estructura de panal (como se muestra en la FIGURA 12), una estructura celular cerrada, un airbag, un amortiguador lleno de fluido u otras estructuras conocidas en el estado actual de la técnica. Los materiales utilizados pueden incluir un plástico deformable, espuma, caucho o metal, entre otros. El material puede seleccionarse para una deformación elástica o una deformación plástica. Sin embargo, puede ser preferible seleccionar un material que no vuelva a su forma original después de experimentar un impacto.
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