SE536954C2 - Energy absorbing chair - Google Patents
Energy absorbing chair Download PDFInfo
- Publication number
- SE536954C2 SE536954C2 SE1250813A SE1250813A SE536954C2 SE 536954 C2 SE536954 C2 SE 536954C2 SE 1250813 A SE1250813 A SE 1250813A SE 1250813 A SE1250813 A SE 1250813A SE 536954 C2 SE536954 C2 SE 536954C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- chair
- energy
- absorbing
- mechanical energy
- seat
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
- B60N2/24—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles
- B60N2/42—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles the seat constructed to protect the occupant from the effect of abnormal g-forces, e.g. crash or safety seats
- B60N2/4207—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles the seat constructed to protect the occupant from the effect of abnormal g-forces, e.g. crash or safety seats characterised by the direction of the g-forces
- B60N2/4214—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles the seat constructed to protect the occupant from the effect of abnormal g-forces, e.g. crash or safety seats characterised by the direction of the g-forces longitudinal
- B60N2/4228—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles the seat constructed to protect the occupant from the effect of abnormal g-forces, e.g. crash or safety seats characterised by the direction of the g-forces longitudinal due to impact coming from the rear
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
- B60N2/24—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles
- B60N2/42—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles the seat constructed to protect the occupant from the effect of abnormal g-forces, e.g. crash or safety seats
- B60N2/427—Seats or parts thereof displaced during a crash
- B60N2/42727—Seats or parts thereof displaced during a crash involving substantially rigid displacement
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
- B60N2/24—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles
- B60N2/42—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles the seat constructed to protect the occupant from the effect of abnormal g-forces, e.g. crash or safety seats
- B60N2/427—Seats or parts thereof displaced during a crash
- B60N2/42727—Seats or parts thereof displaced during a crash involving substantially rigid displacement
- B60N2/42736—Seats or parts thereof displaced during a crash involving substantially rigid displacement of the whole seat
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
- B60N2/24—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles
- B60N2/42—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles the seat constructed to protect the occupant from the effect of abnormal g-forces, e.g. crash or safety seats
- B60N2/427—Seats or parts thereof displaced during a crash
- B60N2/42727—Seats or parts thereof displaced during a crash involving substantially rigid displacement
- B60N2/42745—Seats or parts thereof displaced during a crash involving substantially rigid displacement of the back-rest
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
- B60N2/24—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles
- B60N2/42—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles the seat constructed to protect the occupant from the effect of abnormal g-forces, e.g. crash or safety seats
- B60N2/427—Seats or parts thereof displaced during a crash
- B60N2/42727—Seats or parts thereof displaced during a crash involving substantially rigid displacement
- B60N2/42754—Seats or parts thereof displaced during a crash involving substantially rigid displacement of the cushion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Seats For Vehicles (AREA)
- Accommodation For Nursing Or Treatment Tables (AREA)
Abstract
Uppfinningen avser en energiupptagande stol med syfte att reduceraskaderiskan särskilt vid olyckor där stolsockupantens överkropp trycks motstolsryggen. Detta ästadkommes genom att tillåta en begränsad rotation istolsryggen, transformera den roterande rörelsen till en rätlinjig rörelse, somjämte associerad kraft i rörelsens riktning definierar den energi som kanöverföras till ett energiupptagande element. Särskilt effektiv blirenergiöverföringen om den rätlinjiga rörelsens sträcka växlas upp. Genom attenergi på detta sätt överförs från stolsockupanten kommer accelerationer ochkrafter på stolsockupantens huvud och halsrygg att reduceras, vilket reducerar skaderisken. (Fig 1) The invention relates to an energy-absorbing chair with the aim of reducing the risk of injury, especially in accidents where the upper body of the chair occupant is pressed against the back of the chair. This is accomplished by allowing a limited rotation of the seat back, transforming the rotating motion into a rectilinear motion, as well as associated force in the direction of movement defining the energy that can be transferred to an energy absorbing element. The energy transfer becomes particularly efficient if the distance of the rectilinear motion is shifted up. By transferring energy in this way from the chair occupant, accelerations and forces on the chair occupant's head and neck back will be reduced, which reduces the risk of injury. (Fig. 1)
Description
25 30 536 954 antal faser (som exemplifieras av nedan angina fas 1, fas 2, fas 3 och fas 4), vilka sammantaget pågår under en kort tid, typiskt runt 0.5 sek. 536 954 number of phases (as exemplified by below angina phase 1, phase 2, phase 3 and phase 4), which together last for a short time, typically around 0.5 sec.
Fas 1: I den första fasen (0-0,1 sek) kommer det framförvarande fordonet att accelereras framåt, vilket innebär att varje stolsrygg kommer att pressa dess förare och passagerare framåt, varvid först överkroppen accelereras (i senare delen av fas 1) vilket medför att ryggraden sträcks ut och komprimeras. Till följd av detta uppstår tryckgradienter i stolsockupantens hjärna. Höga tryck uppstår i bakre delen av hjärnan och låga tryck i den främre delen. Skjuvande krafter uppstår i hj ärnstammen.Phase 1: In the first phase (0-0.1 sec), the vehicle in front will be accelerated forward, which means that each seat back will push its driver and passengers forward, first accelerating the upper body (in the latter part of phase 1) which causes the spine to stretch and compress. As a result, pressure gradients occur in the occupant's brain. High pressure occurs in the back of the brain and low pressure in the front. Shear forces occur in the brainstem.
Fas 2: I den andra fasen (0,1-0,25 sek), sträcks ryggraden ut ytterligare.Phase 2: In the second phase (0.1-0.25 sec), the spine is stretched further.
Huvudet accelereras och kastas bakåt mot eller över nacksyddet. Detta kan orsaka Temporomandibulära dysfunktioner (TMJ eller TMD).The head is accelerated and thrown backwards towards or over the nape of the neck. This may cause Temporomandibular dysfunction (TMJ or TMD).
Fas 3: I den tredje fasen (0,25 - 0,4 sek) uppnår huvudet maximal acceleration, överkroppen sjunker tillbaka ner i sätet och huvudet roterar framåt. Stolsryggen fjädrar tillbaka och ökar hastigheten hos stolsockupanten väsentligt.Phase 3: In the third phase (0.25 - 0.4 sec) the head achieves maximum acceleration, the upper body sinks back down into the seat and the head rotates forward. The back of the chair springs back and significantly increases the speed of the chair occupant.
Fas 4: I den fjärde fasen (0,4-0,5 sek) retarderas huvud, nacke och överkropp. Höga drag- och skjuvkrafter uppstår i ryggraden. Höga dragkrafter uppstår också på hjärnstammen och ryggmärgen.Phase 4: In the fourth phase (0.4-0.5 sec) the head, neck and upper body are retarded. High tensile and shear forces occur in the spine. High tensile forces also occur on the brainstem and spinal cord.
I skriften Energy-Absorbing Car Seat Designs for Reducing Whiplash, Traffic Injury Prevention, 9:6, 583-591, 2008, av S. Himmetoglu, M. Acar, K.In the publication Energy-Absorbing Car Seat Designs for Reducing Whiplash, Traffic Injury Prevention, 9: 6, 583-591, 2008, by S. Himmetoglu, M. Acar, K.
Bouazza-Marouf och A. J. Taylor diskuteras ett antal olika utföranden på bilstolar i syfte att reducera whiplashskador; RO (Recliner Only): I detta utförande är stolsryggen vridbart anordnad i sätet. Vid kollision tas energi upp i en spiralfjäder kopplad tills stolsryggens rotationsaxel. SPO (Seat Span Only): Enligt detta exempel tillåts sätet translatera bakåt relativt bilens färdriktning. Energin tas upp i ett fjäder-dämpare element, som är horisontellt anordnat i sätet. WMS: Här kombineras RO och SPO. Energi tas upp dels genom en rotation hos stolsryggen i en spiralfjäder, dels genom en translation av sätet i ett horisontellt placerat fiäder-dämpare element i sätet. 10 15 20 25 30 536 954 DWMS: Denna lösning är snarlik WMS men med skillnaden att fjäder dämpare elementet lutar 30-grader mot horisontalplanet. RFWMS: Denna läsning baseras på WMS. I tillägg så består stolsryggen av en inre och yttre ram där den inre ramen tillåts rotera i motsatt riktning mot den yttre, vilket sägs ha fördelar vid kraftiga kollisioner. DRFWS: Denna lösning i sin tur påminner om RFWMS, men med den skillnaden att fjäder-dämpare elementet lutar 30 grader mot horisontalplanet som i DWMS.Bouazza-Marouf and A. J. Taylor discuss a number of different designs on car seats in order to reduce whiplash injuries; RO (Recliner Only): In this version, the back of the chair is rotatably arranged in the seat. In the event of a collision, energy is absorbed in a coil spring connected to the axis of rotation of the seat back. SPO (Seat Span Only): According to this example, the seat is allowed to translate backwards relative to the direction of travel of the car. The energy is absorbed in a spring-damper element, which is arranged horizontally in the seat. WMS: Here RO and SPO are combined. Energy is absorbed partly by a rotation of the seat back in a coil spring, partly by a translation of the seat in a horizontally placed spring-damper element in the seat. 10 15 20 25 30 536 954 DWMS: This solution is similar to WMS but with the difference that the spring damper element is inclined 30 degrees to the horizontal plane. RFWMS: This reading is based on WMS. In addition, the back of the chair consists of an inner and outer frame where the inner frame is allowed to rotate in the opposite direction to the outer, which is said to have advantages in severe collisions. DRFWS: This solution in turn resembles RFWMS, but with the difference that the spring-damper element is inclined 30 degrees to the horizontal plane as in DWMS.
Ett annat exempel baserat på ett kugghjul som överför rotation i stolsryggen till en linjär rörelse i en tandad platta finns beskriven i det japanska dokumentet J P2ooo28o8o5. Den linjära rörelsen överförs till en energiupptagande fjäder. Uppfinningen sägs även skydda stolsockupanten vid kollisioner framifrån, vid expansion av en airbag t.ex. Anordningen är vidare inrättad med en låsfunktion som styrs medelst sensorer och som kopplar in mekanismen vid kollisionsögonblicket.Another example based on a gear that transmits rotation in the back of a chair to a linear motion in a toothed plate is described in the Japanese document J P2ooo28o8o5. The linear motion is transmitted to an energy-absorbing spring. The invention is also said to protect the seat occupant in the event of a frontal collision, in the event of an expansion of an airbag e.g. The device is further arranged with a locking function which is controlled by means of sensors and which engages the mechanism at the moment of collision.
En praktisk begränsning med denna lösning är att kugghjulets diameter behöver vara relativt stor för att transformera en begränsad tillåten rotation.A practical limitation with this solution is that the diameter of the gear needs to be relatively large to transform a limited allowable rotation.
Mekanismen innehåller vidare ett stort antal delar som gör den komplicerad och dyr att realisera och även underhålla.The mechanism also contains a large number of parts that make it complicated and expensive to realize and even maintain.
I ljuset av det ovannämnda finns det alltså ett behov av en förbättrad stol för att minska uppkomsten av, eller åtminstone minska effekten av, pisksnärtskador.In the light of the above, there is thus a need for an improved chair to reduce the occurrence of, or at least reduce the effect of, whiplash injuries.
SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett syfte med föreliggande uppfinning är således att tillhandahålla en förbättrad stol för att minska uppkomsten av, eller åtminstone minska effekten av, pisksnärtskador.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is thus to provide an improved chair for reducing the occurrence of, or at least reducing the effect of, whiplash injuries.
Olika typer av nackstöd och energiupptagande material i stolen hjälper till att minska skaderisken. Föreliggande uppfinnings uppfinnare har dock kommit till insikten att om en större andel av energi kan överföras från stolsockupanten under den första fasen av förloppet ovan, skulle skaderisken kunna minskas väsentligt. 10 15 20 25 30 536 954 Ett särskilt syfte med föreliggande uppfinning är således att minska skaderisken för pisksnärtskador och de tillhörande mycket höga kostnaderna genom att tillhandahålla en ändamålsenlig energiupptagande funktion i stolen. Detta åstadkommes genom att tillhandahålla en stol enligt föreliggande uppfmnings självständiga patentkrav. En sådan stol är således anordnad att när stolsockupantens överkropp pressas mot sätet transformera en begränsad rotation hos stolryggen till en rätlinjig rörelse. Rörelsens sträcka kan växlas upp och utnyttjas för energiöverföring till ett för ändamålet anpassat energiupptagande element. Det energiupptagande elementet är således anordnat att lagra eller ackumulera energin på ett ofarligt sätt (dvs. så att skaderisken för stolsockupanten minskas). Detta reducerar accelerationer och krafter i stolsockupantens huvud och halsrygg och minskar därmed skaderisken väsentligt.Different types of headrests and energy-absorbing materials in the chair help reduce the risk of injury. However, the inventors of the present invention have come to the realization that if a larger proportion of energy can be transferred from the chair occupant during the first phase of the process above, the risk of injury could be significantly reduced. Thus, a particular object of the present invention is to reduce the risk of injury to whiplash injuries and the associated very high costs by providing an appropriate energy absorbing function in the chair. This is accomplished by providing a chair according to the independent claims of the present invention. Such a chair is thus arranged to, when the upper body of the chair occupant is pressed against the seat, transform a limited rotation of the back of the chair into a rectilinear movement. The distance of the movement can be shifted up and used for energy transfer to an energy-absorbing element adapted to the purpose. The energy-absorbing element is thus arranged to store or accumulate the energy in a harmless manner (ie so that the risk of injury to the chair occupant is reduced). This reduces accelerations and forces in the chair occupant's head and back of the chair and thus significantly reduces the risk of injury.
Således tillhandahålls en energiupptagande stol bestående av ett säte, en stolsrygg och en i stolen anordnad energiöverförande anordning, som innefattar ett energipptagande elelement. Vid kollision överförs energi från stolsockupant till det energiupptagande elementet. Detta reducerar accelerationer och krafter på stolsockupantens huvud och halsrygg och reducerar därmed risken för whiplashrelaterade skador. Särskilt är stolsryggen vridbart förbunden dels med sätet runt en axel parallell med bilens tvärriktning och dels med den energiöverförande anordningen också runt en axel parallell med stolens tvärriktning (dvs. runt en axel parallell med bilens tvärriktning då stolen är monterad rättvänd i en bil). Den energiöverförande anordningen är i sin tur vridbart förbunden med sätet runt en axel parallell med stolens tvärriktning. Detta möjliggör att stolsryggens rotationsrörelse transformeras till en rätlinjig rörelse, vilken utnyttjas för att överföra kinetisk energi från stolsockupant till nämnda energiupptagande element.Thus, an energy-absorbing chair consisting of a seat, a chair back and an energy-transferring device arranged in the chair is provided, which comprises an energy-absorbing electrical element. In the event of a collision, energy is transferred from the seat occupant to the energy-absorbing element. This reduces accelerations and forces on the chair occupant's head and neck back and thus reduces the risk of whiplash-related injuries. In particular, the seat back is rotatably connected partly to the seat around a shaft parallel to the car's transverse direction and partly to the energy transfer device also around a shaft parallel to the car's transverse direction (ie around a shaft parallel to the car's transverse direction when the seat is mounted upright in a car). The energy transfer device is in turn rotatably connected to the seat about an axis parallel to the transverse direction of the chair. This enables the rotational movement of the chair back to be transformed into a rectilinear movement, which is used to transfer kinetic energy from the chair occupant to said energy-absorbing element.
Vid kollision bakifrån överförs kinetisk energi från den påkörande bilen till den påkörda, som i sin tur via stolsryggen överför den till stolsockupanten.In the event of a rear-end collision, kinetic energy is transferred from the oncoming car to the hit person, who in turn transfers it to the seat occupant via the back of the seat.
Således kan den kinetiska energin därmed överföras till ett energiupptagande element via stolsryggens rotation. För att åstadkomma detta transformeras 1O 15 20 25 536 954 rotationen i stolsryggen till en rätlinjig rörelse, som utnyttjas för energiöverföring till det energiupptagande elementet.Thus, the kinetic energy can thus be transferred to an energy-absorbing element via the rotation of the chair back. To achieve this, the rotation in the back of the chair is transformed into a rectilinear movement, which is used for energy transfer to the energy absorbing element.
Således tillhandahålls en stol vars funktion baseras på translaterande rörelser och som möjliggör att den energiöverförande rotationen kan vara kraftigt begränsad för att inte riskera att skada passagerare i baksätet (då stolen används i framsätet). Likaledes tillhandahålls en stol vars funktion möjliggör en begränsning av roterande rörelser och som trots dessa begränsningar åstadkommer en energiöverföring på en tillräckligt stor sträcka för få önskad effekt, dvs. som minskar uppkomsten av, eller åtminstone minskar effekten av, pisksnärtskador.Thus, a seat is provided whose function is based on translational movements and which enables the energy-transmitting rotation to be severely limited so as not to risk injuring passengers in the rear seat (when the seat is used in the front seat). Likewise, a chair is provided whose function enables a restriction of rotating movements and which, despite these limitations, provides an energy transfer over a sufficiently large distance to obtain the desired effect, ie. which reduces the occurrence of, or at least reduces the effect of, whiplash injuries.
Den energiöverförande anordningen är lämpligen fixerad vid sätet, vridbart omkring den tredje axeln. Alternativt kan den energiöverförande anordningen vara fixerbar vid en utanför stolen anordnad del av det fordon i vilket stolen är monterad, vridbart omkring den tredje axeln.The energy transfer device is suitably fixed to the seat, rotatable about the third axis. Alternatively, the energy transfer device may be axable at a part of the vehicle in which the chair is mounted, rotatable outside the seat, rotatable about the third axis.
Nämnda energiöverförande anordning kan enligt en utföringsform innefatta en uppväxlingsmekanism, anordnad för uppväxling av sträckan hos nämnda rätlinjiga rörelse, vilket möjliggör en ur biomekanisk synpunkt gynnsammare energiupptagning.According to one embodiment, said energy transfer device may comprise an upshift mechanism, arranged for upshifting the distance of said rectilinear movement, which enables a more favorable energy uptake from a biomechanical point of view.
Stolen kan enligt en utföringsform vara anordnad sådan att vinkeln mellan en linje mellan stolsryggens båda rotationspunkter och en linje mellan den energiöverförande anordningens båda rotationspunkter, sett i ett plan vars normal är parallell med bilens tvärriktning, ökar när stolsryggen roterar till följd av att stolsockupantens överkropp pressas mot stolsryggen vid kollision bakifrån.According to one embodiment, the seat can be arranged such that the angle between a line between the two rotation points of the seat back and a line between the two rotation points of the energy transfer device, seen in a plane whose normal is parallel to the transverse direction of the car, increases when the seat back rotates. against the back of the chair in the event of a rear-end collision.
Stolen kan enligt en utföringsform vara anordnad sådan att den energiupptagande anordningen är anordnad och orienterad för att medge att avståndet mellan den första axeln och den andra axeln blir så stort som möjligt. Härigenom maximeras längden av den hävarm som formas mellan den första och andra axeln varvid även den resulterande rätlinjiga rörelsen 1O 15 20 25 536 954 hos den energiöverförande anordningen maximeras med avseende på rotationsrörelsen omkring den första axeln.According to one embodiment, the chair can be arranged such that the energy-absorbing device is arranged and oriented to allow the distance between the first shaft and the second shaft to be as large as possible. This maximizes the length of the lever formed between the first and second shafts, thereby also maximizing the resulting rectilinear movement of the energy transfer device with respect to the rotational movement about the first shaft.
Den kinetiska energin från stolockupanten kan enligt en utföringsform överföras under nämnda rätlinjiga rörelse till det energiupptagande elementet med ett dragkraftsöverförande element, vilket gör det möjligt att använda enkla konstruktionselement för energiöverföringen.According to one embodiment, the kinetic energy from the chair occupant can be transferred during said rectilinear movement to the energy-absorbing element with a traction-transmitting element, which makes it possible to use simple structural elements for the energy transfer.
Nämnda energiöverförande anordning kan enligt en utföringsform innefatta en platta, som är anordnad i sätet och vridbart anordnad i den samma, vilken är enkel att anordna och som inte kräver så stort utrymme.Said energy transfer device may according to one embodiment comprise a plate which is arranged in the seat and rotatably arranged in the same, which is simple to arrange and which does not require so much space.
Nämnda energiöverförande anordning kan enligt en utföringsform innefatta ett i anordningens längsriktning, sett i en vy längs med bilen, förskjutbart anordnat element.Said energy transfer device can according to an embodiment comprise an element slidably arranged in the longitudinal direction of the device, seen in a view along the car.
Stolsryggen kan enligt en utföringsform vara anordnad med en spärrmekanism som frisläpps i kollisionsögonblickets initiala fas.According to one embodiment, the seat back can be arranged with a locking mechanism which is released in the initial phase of the collision moment.
Nämnda spärrmekanism kan enligt en utföringsform få en signal från en eller flera sensorer för att frikopplas vid en viss tid efter kollisionsögonblicket. Den energiupptagande funktionen aktiveras därmed inte under normala förhållanden.According to one embodiment, said locking mechanism can receive a signal from one or more of its sensors in order to be disengaged at a certain time after the moment of collision. The energy-absorbing function is thus not activated under normal conditions.
Nämnda spärrmekanism och energiöverförande element kan enligt en utföringsform frikopplas när stolsockupanten önskar ställa in stolen av komfortskäl samt att nämnda rotationsrörelse har ett begränsat utslag.According to one embodiment, said locking mechanism and energy-transmitting element can be disengaged when the chair occupant wishes to adjust the chair for comfort reasons and that said rotational movement has a limited deflection.
Således krävs inte någon aktiv handling (såsom inställning eller påsättning) av stolsockupanten.Thus, no active action (such as setting or attaching) by the chair occupant is required.
Nämnda energiupptagande element kan vara ett band, en rem, en lina, ett rep, en vajer, ett solitt material, en fjäder, en hydraulisk dämpare, en gasfjäder, eller ett svänghjul; eller kombinationer av dessa.Said energy absorbing element may be a belt, a belt, a rope, a rope, a wire, a solid material, a spring, a hydraulic damper, a gas spring, or a flywheel; or combinations thereof.
F öreträdesvis medger den energiöverförande anordningen att transformera stolsryggens rotation till en rätlinjig rörelse, vars sträcka kan växlas upp, 10 15 20 25 536 954 vilket ur biomekanisk synpunkt medger en gynnsam energiöverföring till ett energiupptagande element. Detta minskar risken för whiplashrelaterade skador.Preferably, the energy transfer device allows to transform the rotation of the chair back into a rectilinear movement, the distance of which can be shifted up, which from a biomechanical point of view allows a favorable energy transfer to an energy absorbing element. This reduces the risk of whiplash-related injuries.
Företrädesvis anordnas den energiupptagande funktionen i stolen på ett praktiskt och kostnadseffektivt sätt genom sin kompakta och platta utformning samt utnyttjar enkla konstruktionselement. Den energiöverförande anordningen påverkar således inte bilens konstruktiva utförande på något genomgripande sätt, vilket också underlättar underhåll eller utbyte efter aktivering. Anordningen är således enkel att underhålla och kan bytas ut utan att hela stolen behöver ersättas.Preferably, the energy-absorbing function in the chair is arranged in a practical and cost-effective manner through its compact and flat design and utilizes simple construction elements. The energy transfer device thus does not affect the car's constructive design in any radical way, which also facilitates maintenance or replacement after activation. The device is thus easy to maintain and can be replaced without having to replace the entire chair.
F öreträdesvis medger den energiöverförande anordningen att den kinetiska energin hos stolsockupanten överförs till energiupptagande element via en nedväxlad dragande kraft. Det möjliggör användning av ett enkelt och kostandseffektivt dragkraftsöverförande element för energiöverföring.Preferably, the energy transfer device allows the kinetic energy of the chair occupant to be transferred to energy absorbing elements via a downshift traction force. It enables the use of a simple and cost-effective traction-transmitting element for energy transfer.
Generellt sett skall alla termer som används i patentkraven tolkas enligt deras vanliga betydelse inom det tekniska området, såvida de inte explicit definieras häri. Alla hänvisningar till ”en/ ett/ den/ det [element, anordning, komponent, organ, steg, etc.]” ska tolkas brett såsom hänvisande till minst en förekomst av elementet, anordningen, komponenten, organet, steget, etc., såvida inte något annat anges.In general, all terms used in the claims are to be construed according to their ordinary meaning in the technical field, unless they are explicitly defined herein. All references to "one / one / the / it [element, device, component, organ, step, etc.]" shall be construed broadly as referring to at least one occurrence of the element, device, component, organ, step, etc., unless unless otherwise stated.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Utföringsformer av föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas i mer detalj med hänvisning till de bifogade ritningarna, i vilka: Figur 1-5 är olika vyer av en stol innefattande en energiöverförande anordning, och Figur 6-9 illustrerar en energiöverförande anordning enligt olika utföringsformer för integrering i en stol enligt Figur 1-5. 10 15 20 25 30 536 954 DETALJERAD BESKRIVNING Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas mer detalj erat med hänvisning till de bifogade ritningarna i vilka särskilda utföringsformer visas.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Embodiments of the present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: Figures 1-5 are different views of a chair comprising an energy transfer device, and Figures 6-9 illustrate an energy transfer device according to different embodiments for integration in a chair according to Figure 1-5. DETAILED DESCRIPTION The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings in which particular embodiments are shown.
Samma hänvisningsbeteckningar används genomgående till för i figurerna förekommande samma element. Föreliggande uppfinning kan utföras i många olika skepnader och skall inte tolkas som begränsad av utföringsformerna som visas häri; dessa utföringsformer tillhandahålles som exempel så att denna beskrivning är detaljerad och komplett och förmedlar uppfinningens omfattning för fackmannen inom området.The same reference numerals are used throughout for the same elements present in the figures. The present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited by the embodiments set forth herein; these embodiments are provided by way of example so that this description is detailed and complete and conveys the scope of the invention to those skilled in the art.
Figur 1 visar en principiell och stiliserad bild av en stol 1 sedd i en längsgående vy (yz-planet). Figur 1 visar även ett koordinatsystem utgående från montering av stolen 1 i en bil 24. Stolen 1 innefattar en energiöverförande anordning 4 anordnad i stolens 1 säte 2. Stolen 1 innefattar således följande principiella komponenter med hänvisning inledningsvis till Figur 1: ett säte 2, dvs. sätets lastbärande struktur; en rygg 3, dvs. ryggens lastbärande struktur; samt en energiöverförande anordning 4, som anordnas i sätet 2 med syfte att överföra kinetisk energi från en tänkt stolsockupant (inte inritad) som vid användning är placerad i stolen 1 till ett energiupptagande element 5 genom en linjär förskjutning under mekaniskt motstånd.Figure 1 shows a principled and stylized image of a chair 1 seen in a longitudinal view (yz plane). Figure 1 also shows a coordinate system based on mounting the seat 1 in a car 24. The seat 1 comprises an energy transfer device 4 arranged in the seat 2 of the seat 1. The seat 1 thus comprises the following principal components with reference initially to Figure 1: a seat 2, ie. . the load-bearing structure of the seat; a back 3, i.e. the load-bearing structure of the back; and an energy transfer device 4, which is arranged in the seat 2 for the purpose of transferring kinetic energy from an imaginary chair occupant (not drawn) which in use is placed in the chair 1 to an energy absorbing element 5 by a linear displacement under mechanical resistance.
Den energiöverförande anordningen 4 innefattar således ett energiupptagande element 5 (endast schematiskt visat i Figur 1), dvs. det element i den energiöverförande anordningen 4, som primärt ackumulerar eller omvandlar den kinetiska energin som överförs från stolsockupanten vid användning. Det energiupptagande elementet 5 är kopplat till ett förskjutbart element 6 vilket kommer att beskrivas nedan.The energy transfer device 4 thus comprises an energy absorbing element 5 (only schematically shown in Figure 1), i.e. the element in the energy transfer device 4, which primarily accumulates or converts the kinetic energy transferred from the chair occupant during use. The energy absorbing element 5 is connected to a displaceable element 6 which will be described below.
I den initiala fasen av kollisionen (Fas 1 ovan) pressas stolsockupantens överkropp mot stolsryggen 3. Den kraft som uppstår mellan stolsrygg och stolsockupanten kan utföra ett mekaniskt arbete, om stolen i detta skede tillåts translatera eller om stolsryggen tillåts rotera under motstånd. Detta mekaniska arbete kan överföras och ackumuleras. Exempelvis kan mekaniskt 10 15 20 25 30 536 954 arbete ackumuleras i en spiralfjäder, hydraulcylinder, pneumatisk cylinder, svänghjul elleri ett solitt material. Denna typ av konstruktionselement är det som häri benämns”energiupptagande element”.In the initial phase of the collision (Phase 1 above), the upper body of the chair occupant is pressed against the back of the chair 3. The force that arises between the back of the chair and the occupant of the chair can perform mechanical work, if the chair is allowed to translate at this stage. This mechanical work can be transferred and accumulated. For example, mechanical work can be accumulated in a coil spring, hydraulic cylinder, pneumatic cylinder, flywheel or a solid material. This type of structural element is what is referred to herein as "energy absorbing element".
Eftersom energiupptagning sker under de initiala faserna av kollisionsförloppet, överförs och ackumuleras eller omvandlas en del av den kinetiska energin som överförts från det påkörande fordonet till förare och passagerare via stolsryggen i sin tur i ett energiupptagande element istället för att överföras till stolsockupantens huvud och halsrygg i den andra fasen.As energy is absorbed during the initial phases of the collision process, some of the kinetic energy transmitted from the oncoming vehicle to the driver and passengers is transferred and converted via the seat back in turn in an energy absorbing element instead of being transferred to the occupant's head and neck back in the second phase.
Exempel på energiupptagande element 5 är ett solitt material, som upptar töjningsenergi; ett fjäderelement; en hydraulisk dämpare; en gasfiäder; ett svänghjul. Dessa exempel kommer att beskrivas i mer detalj nedan.An example of an energy absorbing element 5 is a solid material which absorbs elongation energy; a spring element; a hydraulic damper; a gas fi spring; a flywheel. These examples will be described in more detail below.
Kombinationer av ovanstående är också givetvis möjliga. Vilket element som slutligen realiseras är avhängigt en rad faktorer, biomekaniska såväl som tekniska, ekonomiska och rent praktiska.Combinations of the above are also of course possible. Which element is finally realized depends on a number of factors, biomechanical as well as technical, economic and purely practical.
Stolens rygg är 3 vridbart förbunden dels med sätet 2 i punkt A kring en axel parallell med stolens 1 (och således även bilens 24) tvärriktning (x- riktningen), dels med den energiöverförande anordningen 4 kring punkt B kring en axel parallell med stolens tvärriktning. Nämnda anordning 4 är i sin tur vridbart anordnad i sätet kring en punkt C kring en axel parallell med stolens tvärriktning.The back of the seat is 3 rotatably connected partly to the seat 2 at point A around an axis parallel to the seat 1 (and thus also the car 24) transverse direction (x-direction), partly to the energy transfer device 4 around point B around an axis parallel to the chair's transverse direction . Said device 4 is in turn rotatably arranged in the seat about a point C about an axis parallel to the transverse direction of the chair.
Nämnda energiöverförande anordning 4 innefattar vidare ett i anordningens 4 längsriktning sett i nämnda yz-plan förskjutbart anordnat element 6 (schematiskt visat i Figur 1.). Vid kollision bakifrån trycks stolsockupantens överkropp initialt mot stolsryggen 3. Stolsryggen 3 tillåts att rotera under mekaniskt motstånd från det energiupptagande elementet en vinkel A6 under inverkan av en resulterande kraft Fl, se Figur 1, som är tidsberoende.Said energy transfer device 4 further comprises an element 6 displaceable in the longitudinal direction of the device 4 seen in said yz plane (schematically shown in Figure 1.). In the event of a rear-end collision, the upper occupant's upper body is initially pressed against the seat back 3. The seat back 3 is allowed to rotate under mechanical resistance from the energy absorbing element at an angle A6 under the influence of a resulting force F1, see Figure 1, which is time dependent.
När stolsryggen 3 således roterar till följd av att överkroppen på en stolsockupant pressas mot stolsryggen och ger upphov till kraften Fl mot densamma till följd av kollision bakifrån, transformeras rotationsrörelsen till en rätlinjig rörelse i den energiöverförande anordningen 4. Om nämnda 10 15 20 25 536 954 förskjutbara element 6 kopplas till ett energiupptagande element 5 kan energi överföras, vilket reducerar krafter och accelerationer på huvud och halsrygg hos stolsockupanten.Thus, when the seat back 3 rotates as a result of the upper body of a chair occupant being pressed against the back of the chair and giving rise to the force F1 thereto due to a rear-end collision, the rotational movement is transformed into a rectilinear movement in the energy transfer device 4. displaceable elements 6 are connected to an energy-absorbing element 5, energy can be transferred, which reduces forces and accelerations on the head and neck back of the chair occupant.
Eftersom stolsryggen 3 är vridbart anordnad dels i sätet 2 i punkt A, dels i den energiöverförande anordningen 4 i punkt B, samtidigt som anordningen är vridbart fixerad i punkt C och innehåller ett förskjutbart element 6, kommer stolsryggens 3 rotationsrörelse att transformeras till en rätlinjig rörelse vars sträcka är avhängig distansen mellan rotationspunkterna A och B och stolsryggens 3 vinkeländring A9 från utgångsläget. Rotationen A6 är avhängig det mekaniska motståndet i det energiupptagande elementet 4 samt storleken på den energi som överförs.Since the seat back 3 is rotatably arranged partly in the seat 2 in point A and partly in the energy transfer device 4 in point B, at the same time as the device is rotatably fixed in point C and contains a displaceable element 6, the rotational movement of the chair back 3 will be transformed into a rectilinear movement whose distance depends on the distance between the points of rotation A and B and the angular change A9 of the seat back 3 from the initial position. The rotation A6 depends on the mechanical resistance of the energy absorbing element 4 and the magnitude of the energy transmitted.
Den energiöverförande anordningen är anordnad och orienterad för att maximera längden hos den hävarm som formas mellan punkterna A och B. I figur 1 åskådliggörs detta genom att en vinkel ß mellan en rät linje genom punkterna B och C och en rät linje som är parallell med z-riktningen är större än noll i medurs riktning enligt figuren.The energy transfer device is arranged and oriented to maximize the length of the lever formed between points A and B. In Figure 1 this is illustrated by an angle ß between a straight line through points B and C and a straight line parallel to z the direction is greater than zero in the clockwise direction according to the figure.
En vinkel a mellan en rät linje genom punkt A och B och en rät linje mellan punkt B och C ökar (dvs (12 > al) när stolsryggen 3 roterar en vinkel A6 till följd av att stolsockupantens överkropp pressas mot stolsryggen 2 vid kollision under det att nämnda element 6 förskjuts.An angle α between a straight line through points A and B and a straight line between points B and C increases (ie (12> a1) when the chair back 3 rotates an angle A6 due to the upper body of the chair occupant being pressed against the back of the chair 2 in the event of a collision during it. that said element 6 is displaced.
Enligt utföringsformer kan nämnda linjära förskjutning växlas upp i syfte att ytterligare reducera krafter och accelerationer verkande på stolsockupanten.According to embodiments, said linear displacement can be shifted up in order to further reduce forces and accelerations acting on the chair occupant.
Det innebär att överföringen av energi från stolsockupanten till det energiöverförande elementet sker på en längre sträcka. Flera alternativ till energiupptagande element 5 enligt ovan möjliggörs därmed samtidigt som det kan bli enklare att bygga in en föredragen karaktäristik i energiöverföringen, vilket kan reducerar skaderisken ytterligare.This means that the transfer of energy from the chair occupant to the energy-transferring element takes place over a longer distance. Several alternatives to energy-absorbing elements 5 as above are thus made possible at the same time as it can be easier to incorporate a preferred characteristic in the energy transfer, which can further reduce the risk of damage.
Ett antal utföringsformer kommer nu att beskrivas. 10 1O 15 20 25 30 536 954 Figur 2 är en perspektivvy av stolen 1 sedd snett uppifrån och framifrån med den energiöverförande anordingen 4 antydd under sätet. 2 Figur 3 visar nämnda stol 1 och anordning 4 i en vy rakt bakifrån (xy-planet). Figur 4 visar nämnda stol och energiöverförande anordning 4 i en sidovy (yz-planet). Här antyds att stolryggen 3 roterat från ett ursprungligt mer upprätt läge till ett mer lutande läge. Figur 5 är en perspektivvy av stolen 1 sedd snett framifrån, väsentligen i xy-planet. Den energiöverförande anordningen 4 ses här vridbart anordnadi den främre delen av sätet 2.A number of embodiments will now be described. Figure 2 is a perspective view of the chair 1 seen obliquely from above and from the front with the energy transfer device 4 indicated under the seat. Figure 3 shows said chair 1 and device 4 in a view straight from behind (xy-plane). Figure 4 shows said chair and energy transfer device 4 in a side view (yz plane). Here it is indicated that the chair back 3 rotated from an originally more upright position to a more inclined position. Figure 5 is a perspective view of the chair 1 seen obliquely from the front, substantially in the xy plane. The energy transfer device 4 is seen here rotatably arranged in the front part of the seat 2.
Den energiöverförande anordningen 4 innefattar företrädesvis en länkarm 7 vridbart anordnad i stolsryggen 3 i punkt B. Länkarmen kan vara bygel- formad. Den energiöverförande anordningen 4 innefattar företrädesvis ett förskjutbart anordnat element 8 vilket är fixerat ilänkarmen 7. Det förskjutbara elementet kan vara gaffelformat. Det förskjutbara elementet är företrädesvis förskjutbart anordnat i planparallella spår 9 i en platta 10.The energy transfer device 4 preferably comprises a link arm 7 rotatably arranged in the seat back 3 at point B. The link arm can be bracket-shaped. The energy transfer device 4 preferably comprises a slidably arranged element 8 which is fixed in the link arm 7. The slidable element can be fork-shaped. The displaceable element is preferably displaceably arranged in plane-parallel grooves 9 in a plate 10.
Plattan 10 är vridbart anordnad i sätet 2 i punkt C. Stolsryggen 3 kan således liknas vid en hävstång. En tryckkraft F2 kommer att verka på bygeln 7 och den tryckande gaffeln 8, som förflyttas en sträcka s i kraftens riktning.The plate 10 is rotatably arranged in the seat 2 at point C. The seat back 3 can thus be likened to a lever. A compressive force F2 will act on the stirrup 7 and the pushing fork 8, which is moved a distance s in the direction of the force.
Man kan anta att den rotation A6 som kan tillåtas är relativt begränsad av hänsyn till eventuella passagerare i bilens baksäte (dvs. då stolen 1 används som bilens 24 framsäte) eller av hänsyn till eventuell bakomvarande lastutrymme (dvs. då stolen 1 används som bilens 24) baksäte. Detta får till följd att sträckan s blir relativt liten. Om energi överförs över en mycket kort sträcka, är det inte säkert att den får någon större reducerande inverkan på accelerationer och krafter i stolsockupantens halsrygg och nacke. Dessutom kan det bli svårt att bygga in någon form av karaktäristik för energiöverföringen på en alltför kort sträcka.It can be assumed that the rotation A6 that can be allowed is relatively limited due to possible passengers in the car's rear seat (ie when seat 1 is used as the car's 24 front seat) or due to possible rear cargo space (ie when seat 1 is used as car 24) ) rear seat. As a result, the distance s becomes relatively small. If energy is transferred over a very short distance, it is not certain that it will have a major reducing effect on accelerations and forces in the chair occupant's neck and neck. In addition, it can be difficult to incorporate any form of energy transfer characteristics in too short a distance.
Det kan därför vara önskvärt att kunna växla upp sträckan s, som utnyttjas vid energiöverföring till det energiupptagande elementet. Det är vidare önskvärt att överföra den kinetiska energin till det energiupptagande elementet via en dragande kraft, vilket gör det möjligt att använda enkla och 11 1O 15 20 25 30 536 954 kostandseffektiva konstruktionselement, som t.ex. rem, band, rep, lina, vajer eller kedja för energiöverföringen.It may therefore be desirable to be able to shift up the distance s, which is used in energy transfer to the energy absorbing element. It is further desirable to transfer the kinetic energy to the energy absorbing element via a pulling force, which makes it possible to use simple and cost-effective construction elements, such as e.g. strap, band, rope, rope, wire or chain for energy transfer.
Detta kan åstadkommas genom att tillhandahålla roterbara element 12, 13 som ett gränssnitt mellan den förskjutbara gaffeln 8 och plattan 10.This can be achieved by providing rotatable elements 12, 13 as an interface between the slidable fork 8 and the plate 10.
Roterbara element 12, 13 kan således vara anordnade dels i den förskjutbara gaffeln 8, dels i plattan 10. Ett draglastöverförande element 14 är anordnat i plattan 10 i punkt D och löper i de roterbara elementen 12 och 13. Genom detta konstruktiva utförande kommer den sträcka s som gaffeln 8 tillryggalägger på grund av stolsryggens 3 rotation att kunna växlas upp 4 ggr.Rotatable elements 12, 13 can thus be arranged partly in the displaceable fork 8, partly in the plate 10. A tensile load transferring element 14 is arranged in the plate 10 at point D and runs in the rotatable elements 12 and 13. Through this constructive design the distance will s which the fork 8 travels due to the rotation of the seat back 3 to be able to be shifted up 4 times.
Enligt grundläggande mekaniska principer kommer dragkraften i det draglastöverförande elementet 14 att växlas ner i motsvarande grad till F2/4.According to basic mechanical principles, the tensile force in the tensile load transmitting element 14 will be shifted down to a corresponding degree to F2 / 4.
Alternativt kan de roterbara elementen bytas ut mot glidkroppar som är fast monterade i plattan 10 och gaffeln 8 eller som utgör integrerade delar av plattan 10 och gaffeln 8. Ett draglastöverförande element 14 kan på analogt sätt som beskrivet ovan vara fixerat i plattan 10 och löpa utmed de fast monterade eller integrerade elementens vertikala glidytor, vilka glidytor kan beläggas med ett material med låg friktion.Alternatively, the rotatable elements can be replaced by sliding bodies which are fixedly mounted in the plate 10 and the fork 8 or which form integral parts of the plate 10 and the fork 8. A tensile load transferring element 14 can in an analogous manner as described above be fixed in the plate 10 and run along the vertical sliding surfaces of the fixed or integrated elements, which sliding surfaces can be coated with a material with low friction.
Genom möjligheten att växla upp sträckan s och växla ner kraften Fl skapas goda förutsättningar för att åstadkomma en energiöverföring, som väsentligt reducerar krafter och accelerationer i huvud och halsrygg för stolsockupanten och därmed minska risken för associerande skador.The possibility of shifting up the distance s and shifting down the force F1 creates good conditions for achieving an energy transfer, which significantly reduces forces and accelerations in the head and neck of the chair occupant and thereby reduces the risk of associated injuries.
På gaffelns spröt 11 är således roterbara element 12 monterade med rotationsaxlar ortogonala mot plattans 10 plan. Dessa roterbara element 12 förskjuts när gaffeln 8 förskjuts till följd av stolsryggens 3 rotation.Thus, on the rod 11 of the fork, rotatable elements 12 are mounted with axes of rotation orthogonal to the plane of the plate 10. These rotatable elements 12 are displaced when the fork 8 is displaced as a result of the rotation of the seat back 3.
Anordningen 4 innefattar vidare ett antal i plattan 10 roterbart anordnade element 13 med rotationsaxlar ortogonala mot plattans 10 plan. Ett draglastöverförande element 14 är fixerad i plattan i punkt D och löper i de roterbara elementen 12 och 13. Exempel på draglastöverförande element 4 är rem, klirem, kuggrem, vajer, lina, rep, band. Man kan också tänka sig kedja. I så fall skull de roterbara elementen vara ett kedjedrev. Om det roterbara 12 10 15 20 25 30 536 954 elementet är en rem så är de roterbara elementen remhjul, vilket inses lätt av fackmannen.The device 4 further comprises a number of elements 13 rotatably arranged in the plate 10 with axes of rotation orthogonal to the plane of the plate 10. A tensile load transmitting element 14 is fixed in the plate at point D and runs in the rotatable elements 12 and 13. Examples of tensile load transmitting elements 4 are belt, jaw belt, toothed belt, wire, rope, rope, belt. You can also imagine a chain. In that case, the rotatable elements should be a sprocket. If the rotatable element is a belt, the rotatable elements are pulleys, as will be readily appreciated by those skilled in the art.
Eftersom energiöverföringen till det energiupptagande elementet 5 sker under en längre sträcka under inverkan av en lägre kraft så betyder det att dimensionerna på det energiupptagande elementet 5 kan reduceras väsentligt, vilket också har praktisk betydelse eftersom det därmed blir lättare att integrera den energiöverförand anordningen, inkluderande det energiupptagande elementet, i stolen.Since the energy transfer to the energy absorbing element 5 takes place over a longer distance under the influence of a lower force, this means that the dimensions of the energy absorbing element 5 can be significantly reduced, which is also of practical importance as it thus becomes easier to integrate the energy transfer device, including the the energy-absorbing element, in the chair.
Kinetisk energi från stolsockupanten kan i realiteten komma att absorberas i många olika konstruktionsdelar samtidigt. En viss del kan komma att tas upp i stolsryggen 3 i form av elastisk töjningsenergi, en viss del som friktionsenergi (värme) i leder osv. Nedan beskrivs ett antal primära energiabsorbenter, dvs. exempel på den absorbent som primärt, utöver andra absorbenter, är tänkt att absorbera energi.Kinetic energy from the chair occupant can in reality be absorbed in many different construction parts at the same time. A certain part may be taken up in the seat back 3 in the form of elastic stretching energy, a certain part as friction energy (heat) in joints, etc. A number of primary energy absorbers are described below, ie. example of the absorbent which, in addition to other absorbents, is primarily intended to absorb energy.
Exempel 1 avser ett draglastöverförande element som energiupptagande element och illustreras i Figur 7. Figur 7 visar en energiöverförande anordning 4 som enligt en utföringsform beskriven nedan innefattar en platta 10som är anpassad för att kunna anordnas vridbart i sätet 1. Ett gaffelformat element är förskjutbart anordnat i plattans plan. En växel innefattar ett antal roterbara element och ett dragkraftsöverförande element, såsom till exempel en rem, löpande runt de roterbara elementen med syfte att växla upp gaffelelementets förskjutning. Det energiupptagande elementet utgörs av det draglastöverförande elementet självt vilket är fästat i plattan i två punkter.Example 1 relates to a tensile load transferring element as energy absorbing element and is illustrated in Figure 7. Figure 7 shows an energy transferring device 4 which according to an embodiment described below comprises a plate 10 which is adapted to be rotatably arranged in the seat 1. A fork-shaped element is slidably arranged in the plane of the plate. A gear comprises a number of rotatable elements and a traction transmitting element, such as for example a belt, running around the rotatable elements for the purpose of shifting up the displacement of the fork element. The energy-absorbing element consists of the tensile load-transmitting element itself, which is attached to the plate at two points.
Enligt en utföringsform är de symmetriskt anordnade gaffelspröten 11 anordnade att förkjutas en sträcka s till följd av solstryggens 3 rotation A6.According to one embodiment, the symmetrically arranged fork rods 11 are arranged to be displaced a distance s as a result of the rotation A6 of the sun ridge 3.
Det draglastöverförande elementet 14 är här fästat i plattan 10 i två punkter D och E. Genom detta arrangemang kommer lasten F2 att fördela sig väsentligen symmetriskt över de båda gaffelspröten 11 så att kraften i vartdera sprötet väsentligen är F2/ 2. Kraften i det draglastöverförande elementet 14 blir då väsentligen F2/4, vilket draglastöverförande element 14 13 10 15 20 25 30 536 954 då kommer att töjas, varvid töjningsenergi, som kan ha både en elastisk och plastisk komponent tas upp av det draglastöverförande elementet 14.The tensile load transmitting element 14 is here attached to the plate 10 at two points D and E. By this arrangement, the load F2 will be distributed substantially symmetrically over the two fork rods 11 so that the force in each rod is substantially F2 / 2. 14 then becomes essentially F2 / 4, which tensile load transmitting element 14 13 10 15 20 25 30 536 954 will then be stretched, whereby elongation energy, which may have both an elastic and plastic component, is absorbed by the tensile load transmitting element 14.
Töjningsenergi kommer att tas upp i det draglastöverförande elementet på en maximal sträcka av 4s, beroende på elementets elasticitetsmodul och dimensioner samt sträckgräns, os.Elongation energy will be absorbed in the tensile load transmitting element at a maximum distance of 4s, depending on the modulus of elasticity and dimensions of the element as well as the yield strength, os.
Exempel 2 avser ett draglastöverförande element kombinerat med ett solitt töjbart material som energiupptagande element och illustreras i Figur 8.Example 2 relates to a tensile load transferring element combined with a solid extensible material as energy absorbing elements and is illustrated in Figure 8.
Figur 8 visar en energiöverförande anordning 4 enligt en utföringsforrn som beskrivits ovan i exempel 1 men med den skillnaden att det energiupptagande elementet består av både det draglastöverförande elementet självt och ett solitt töjbart material kopplat till det dragkraftsöverförande elementet i ena änden och fixerat till plattan i den andra änden.Figure 8 shows an energy transfer device 4 according to an embodiment described above in Example 1 but with the difference that the energy absorbing element consists of both the tensile load transferring element itself and a solid extensible material connected to the traction transfer element at one end and fixed to the plate in the the other end.
Enligt en utföringsform är de symmetriskt anordnade gaffelspröten 11 anordande att förskjutas en sträcka s till följd av stolsryggens rotation A6.According to one embodiment, the symmetrically arranged fork rods 11 are arranged to be displaced a distance s as a result of the rotation A6 of the chair back.
Det draglastöverförande elementet 14 är fixerat i plattan dels i punkt D och dels i ett solitt töjbart material 15 i punkt E. Det solida töjbara materialet 15 är, i sin tur, fästat vid plattan 4 i punkt F.The tensile transfer element 14 is fixed in the plate partly in point D and partly in a solid extensible material 15 in point E. The solid extensible material 15 is, in turn, attached to the plate 4 in point F.
I analogi med föregående exempel kommer lasten F2 att fördela sig symmetriskt på de båda gaffelspröten så att kraften i vartdera sprötet är väsentligen F2/ 2. Kraften verkande på det draglastöverförande elementet 14 och det solida töjbara materialet 15 blir då väsentligen F2/ 4. Både det draglastöverförande elementet 14 och det solida töjbara materialet 15 kommer då att töjas under inverkan av dragkraften F2/4. Av detta följer att töjningsenergi tas upp i nämnda element 14 respektive det solida töjbara materialelementet 15 under en förskjutning av maximalt 4s, beroende på elementets 14 respektive det solida töjbara materialelementets 15 elasticitetsmodeler, dimensioner och sträckgräser, os.In analogy to the previous example, the load F2 will be distributed symmetrically on the two fork rods so that the force in each rod is substantially F2 / 2. the tensile load transmitting element 14 and the solid extensible material 15 will then be stretched under the influence of the tensile force F2 / 4. It follows that elongation energy is absorbed in said element 14 and the solid extensible material element 15, respectively, during a displacement of a maximum of 4s, depending on the elastic models, dimensions and tensile grasses of the element 14 and the solid extensible material element 15, respectively.
Exempel 3 avser ett draglastöverförande element kombinerat med ett fjäderelement som energiupptagande element och illustreras i Figur 9. Figur 9 visar en energiöverförande anordning enligt en utföringsform liknande de 14 10 15 20 25 30 536 954 som beskrivits ovan i exempel 1 och 2 men med den skillnaden att det energiupptagande elementet utgörs av det dragkraftsöverförande elementet självt och en fjäder, där fjädern är kopplad till det dragkraftsöverförande elementet i ena ändan och till plattan i den andra.Example 3 relates to a tensile load transmitting element combined with a spring element as energy absorbing element and is illustrated in Figure 9. Figure 9 shows an energy transfer device according to an embodiment similar to those described above in Examples 1 and 2 but with that difference that the energy-absorbing element consists of the traction-transmitting element itself and a spring, where the spring is connected to the traction-transmitting element at one end and to the plate at the other.
Enligt en utföringsform är de symmetriskt anordnade gaffelspröten 11 anordande att förskjutas en sträcka s till följd av stolsryggens rotation. Det draglastöverförande elementet 14 är fästat i plattan dels i punkt D, och dels i ett fjäderelement 16 i punkt E. Fjäderelementet 16 i sin tur är fästas vid plattan 10 i punkt F. Genom arrangemanget kommer kraften F2 att fördela sig väsentligen syrnmetriskt på de båda gaffelspröten 11 så att kraften i vartdera sprötet blir väsentligen F2/ 2. Kraften verkande i elementet 14 och fjäderelementet 16 blir då väsentligen F2/ 4.According to one embodiment, the symmetrically arranged fork rods 11 are arranged to be displaced a distance s as a result of the rotation of the chair back. The tensile load transmitting element 14 is fixed in the plate partly at point D and partly in a spring element 16 at point E. The spring element 16 is in turn fastened to the plate 10 at point F. Through the arrangement the force F2 will be distributed substantially symmetrically on the two the fork rod 11 so that the force in each rod becomes substantially F2 / 2. The force acting in the element 14 and the spring element 16 then becomes substantially F2 / 4.
Det draglastöverförande elementet 14 och fjädern 16 kommer då att förlängas varvid mekanisk energi tas upp i det draglastöverförande elementet 14 respektive fjädern 16 på en maximal sträcka av 4s, beroende på bandets elasticitetsmodul, och dimensioner, sträckgräns, os, samt fjäders styvhet.The tensile load transmitting element 14 and the spring 16 will then be extended, absorbing mechanical energy in the tensile transmitting element 14 and the spring 16, respectively, at a maximum distance of 4s, depending on the modulus of elasticity of the belt, and dimensions, yield strength, os, and spring stiffness.
Det inses lätt, hur fjäderelementet 16 i utföringsformen beskriven ovan i exempel 3 (dvs. Figur 9) kan bytas ut mot en hydraulisk dämpare (ej visad) alternativet en gasfjäder (ej visad) för energiupptagning. Det följer också att ovanstående energiupptagande element kan kombineras på flera olika sätt för att uppnå en fördelaktig karakteristik på energiupptagningen i syfte att reducera accelerationer och krafter på huvud och halsrygg.It is easily understood how the spring element 16 in the embodiment described above in Example 3 (ie Figure 9) can be replaced by a hydraulic damper (not shown) or a gas spring (not shown) for energy absorption. It also follows that the above energy absorbing elements can be combined in olika your different ways to achieve an advantageous characteristic of the energy absorption in order to reduce accelerations and forces on the head and neck.
Exempel 6 avser ett draglastöverförande element kombinerat med ett svänghjul som energiupptagande element. Figur 6 visar en energiöverförande anordning i en utföringsform bestående av två sammanfogade plattor där den ena plattan är anpassad för att kunna fixeras vridbart i sätet. Ett gaffelformat element är förskjutbart anordnat i plattans plan. Den energiöverförande anordningen innefattar en växel innefattande ett antal roterbara element och ett dragkraftsöverförande element, såsom en rem, löpande runt skivorna med syfte att växla upp gaffelelementets förskjutning. Det energiupptagande 15 10 15 20 25 536 954 elementet, i form av ett svänghjul 23 (inte synligt i Figur 6 men antytt i Figur 5) är placerat i mellanrummet mellan plattorna. Det dragkraftsöverförande elementet är i detta fall kopplat till en skiva vars rotationsaxel är kopplad till ett frinav och ett svänghjul.Example 6 relates to a traction load transmitting element combined with a flywheel as energy absorbing element. Figure 6 shows an energy transfer device in an embodiment consisting of two joined plates where one plate is adapted to be rotatably fixed in the seat. A fork-shaped element is slidably arranged in the plane of the plate. The energy transmitting device comprises a gear comprising a number of rotatable elements and a traction transmitting element, such as a belt, running around the discs for the purpose of shifting up the displacement of the fork element. The energy absorbing element, in the form of a flywheel 23 (not visible in Figure 6 but indicated in Figure 5) is placed in the space between the plates. The traction transmitting element is in this case coupled to a disc whose axis of rotation is coupled to a freewheel and a flywheel.
Enligt en utföringsform är de symmetriskt anordnade gaffelspröten 11 anordnade att förskjutas en sträcka s till följd av stolsryggens rotation.According to one embodiment, the symmetrically arranged fork rods 11 are arranged to be displaced a distance s as a result of the rotation of the seat back.
Elementet 14 är fixerat i plattan dels i punkt D, dels till en skiva 19 vridbart anordnad i plattan i punkt G. Axeln G är i sin tur kopplad till ett frinav 20, se Figur 4. Genom arrangemanget kommer kraften F2 att fördela sig väsentligen symmetriskt på de båda gaffelspröten 11 så att kraften i vartdera sprötet blir väsentligen F2/ 2. Kraften verkande på elementet 14 blir då väsentligen F2/4.The element 14 is fixed in the plate partly at point D and partly to a disc 19 rotatably arranged in the plate at point G. The shaft G is in turn coupled to a free 20, see Figure 4. Through the arrangement the force F2 will be distributed substantially symmetrically on the two fork rods 11 so that the force in each rod becomes substantially F2 / 2. The force acting on the element 14 then becomes substantially F2 / 4.
Enligt denna utföringsform kompletteras den energiöverförande anordningen 4 med ytterligare en platta, en bottenplatta 21, som fästes till plattan 10 genom ett antal distanser 22 så att ett mellanrun mellan de båda plattorna bildas. I mellanrummet mellan de båda plattorna inrättas ett frinav 20 kopplat till ett svänghjul 23. Axeln G är således roterbart förbunden med svänghjulet 23. Krafteni elementet 14 kommer således att skapa ett vridande moment verkande på svänghjulet 23 under den maximala sträckan 4s.According to this embodiment, the energy transfer device 4 is supplemented with a further plate, a bottom plate 21, which is attached to the plate 10 through a number of spacers 22 so that an intermediate run is formed between the two plates. In the space between the two plates a freewheel 20 is arranged coupled to a flywheel 23. The shaft G is thus rotatably connected to the flywheel 23. The force in the element 14 will thus create a rotating moment acting on the flywheel 23 during the maximum distance 4s.
Svänghjulet kommer således att accelereras och ta upp kinetisk energi.The flywheel will thus be accelerated and absorb kinetic energy.
Skivan kan ha en rotationsasymmetriskt utformning för att få en gynnsam energiöverföring ur biomekanisk synvinkel.The disc can have a rotationally asymmetrical design to obtain a favorable energy transfer from a biomechanical point of view.
Några principiella praktiska aspekter på uppfinningen, som inte belyses närmare i denna beskrivning är att den energiöverförande andordningen 4 kan behöva frikopplas från stolsryggen när stolen ställs in av komfortskäl. En låsmekanism kan därför anordnas i kopplingen mellan bygeln 7 och gaffeln 8.Some principal practical aspects of the invention, which are not further elucidated in this description, are that the energy transfer device 4 may need to be disengaged from the seat back when the chair is adjusted for comfort reasons. A locking mechanism can therefore be arranged in the coupling between the yoke 7 and the fork 8.
Denna låsmekanism är således anordnad att frikoppla stolsryggen från den energiöverförande anordningen när stolen ställs in av komfortskäl.This locking mechanism is thus arranged to disengage the seat back from the energy transfer device when the chair is adjusted for comfort reasons.
Den tillåta rotationsrörelsen A9 kan, såsom ovan nämns, vidare nehöva begränsas så att exempelvis passagerare i baksätet inte riskerar att skadas. 16 10 15 20 536 954 Ett sätt att åstadkomma detta är att anpassa spårens 9 längd i plattan 10 och eventuellt anordna en stötdämpande funktion i ändläget.The permissible rotational movement A9 can, as mentioned above, be further limited so that, for example, passengers in the rear seat do not risk being injured. 16 10 15 20 536 954 One way to achieve this is to adjust the length of the grooves 9 in the plate 10 and possibly arrange a shock-absorbing function in the end position.
Den tillåtna rotationen skulle kunna tillåtas vara större i det fall ingen passagerare finns i baksätet, vilket skulle kunna säkerställas med sensorer.The allowable rotation could be allowed to be greater in case there are no passengers in the rear seat, which could be ensured with sensors.
Man skulle i detta fall kunna tänka sig t.ex. att spåren 9 anordnas med någon typ av mekanisk spärr som stoppar rörelsen vid olika vinkelutslag beroende på om det finns passagerare i baksätet eller inte.In this case, one could imagine e.g. that the grooves 9 are arranged with some type of mechanical lock that stops the movement at different angular angles depending on whether there are passengers in the rear seat or not.
Stolen kan innefatta en spärrmekanism som frisläpper stolsryggen för rotation vid ett givet villkor, t.ex. att kraften i någon konstruktionsdel överskrider ett visst värde. Av det skälet kan stolen innefatta någon typ av ställdon, som vid en given signal från en sensor frikopplar stolsryggen 3 för rotation varvid den energiöverförande funktionen 4 aktiveras.The chair may comprise a locking mechanism which releases the seat back for rotation under a given condition, e.g. that the force in any structural part exceeds a certain value. For that reason, the chair may comprise some type of actuator, which at a given signal from a sensor disengages the chair back 3 for rotation, whereby the energy transfer function 4 is activated.
Uppfinningen har som utgångspunkt tagit en bilstol och fokuserat primärt på kollision bakifrån. Det inses dock lätt att föreliggande uppfinning är kan användas även vid krock framifrån där t.ex. en expanderande krockkudde trycker föraren mot stolsryggen.The invention has as a starting point taken a car seat and focused primarily on rear-end collision. It is easily understood, however, that the present invention can also be used in frontal collisions where e.g. an expanding airbag pushes the driver against the back of the seat.
Föreliggande uppfinning är även tillämpbar för andra typer av stolar i syfte att överföra kinetisk energi från stolsockupant. Ett uppenbart sådant exempel är barnstolar avsedda för att monteras i bilar.The present invention is also applicable to other types of chairs for the purpose of transferring kinetic energy from the chair occupant. An obvious example of this is child seats intended for mounting in cars.
Uppfinningen har ovan i huvudsak beskrivits med hänvisning till särskilda exempel. Men såsom fackmannen inom området förstår är andra exempel än de ovan beskrivna möjliga inom uppfinningens omfång som definieras av de bifogade patentkraven. 17The invention has been mainly described above with reference to particular examples. However, as those skilled in the art will appreciate, examples other than those described above are possible within the scope of the invention as defined by the appended claims. 17
Claims (1)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE1250813A SE536954C2 (en) | 2012-07-11 | 2012-07-11 | Energy absorbing chair |
| EP13750748.9A EP2872360A2 (en) | 2012-07-11 | 2013-07-09 | Energy absorbing chair |
| PCT/SE2013/050882 WO2014011109A2 (en) | 2012-07-11 | 2013-07-09 | Energy absorbing chair |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE1250813A SE536954C2 (en) | 2012-07-11 | 2012-07-11 | Energy absorbing chair |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE1250813A1 SE1250813A1 (en) | 2014-01-12 |
| SE536954C2 true SE536954C2 (en) | 2014-11-11 |
Family
ID=49916629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE1250813A SE536954C2 (en) | 2012-07-11 | 2012-07-11 | Energy absorbing chair |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2872360A2 (en) |
| SE (1) | SE536954C2 (en) |
| WO (1) | WO2014011109A2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160125368A (en) * | 2014-01-16 | 2016-10-31 | 세이프시트 아이피 에이비 | Energy absorber |
| US20200096076A1 (en) * | 2015-07-10 | 2020-03-26 | SafeSeat lP AB | Energy absorber |
| CN110775085B (en) * | 2017-11-06 | 2020-12-08 | 北京交通大学 | Safety seat with ball unlocking mechanism |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2156938A5 (en) * | 1971-10-11 | 1973-06-01 | Peugeot & Renault | |
| JP2000280805A (en) * | 1999-01-29 | 2000-10-10 | Genya Miyagishima | Impact absorbing seat for vehicle |
-
2012
- 2012-07-11 SE SE1250813A patent/SE536954C2/en unknown
-
2013
- 2013-07-09 WO PCT/SE2013/050882 patent/WO2014011109A2/en active Application Filing
- 2013-07-09 EP EP13750748.9A patent/EP2872360A2/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE1250813A1 (en) | 2014-01-12 |
| WO2014011109A2 (en) | 2014-01-16 |
| WO2014011109A3 (en) | 2014-05-15 |
| EP2872360A2 (en) | 2015-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5128785B2 (en) | Aircraft safety seat | |
| US7699393B2 (en) | Load limiting (energy management) child restraint seat | |
| US20100102170A1 (en) | Energy absorbing seat | |
| SE536954C2 (en) | Energy absorbing chair | |
| US20170225724A1 (en) | Safety automobile with releasable counter-impact passenger compartment | |
| CN202481129U (en) | Energy-absorbing mechanism with improved structure for automobile column | |
| CA2892155C (en) | Child safety seat | |
| CN105751926A (en) | Anti-thunder seat with power absorber | |
| US2993732A (en) | Safety apparatus | |
| CN203637614U (en) | Car seat damping device | |
| KR20160125368A (en) | Energy absorber | |
| CN106394341A (en) | Child safety seat having side protection function | |
| CN202389440U (en) | Energy absorption mechanism of automotive tubular column | |
| EP2674322A1 (en) | Vehicle seat with a passenger protection function | |
| CN217778448U (en) | Seat assembly and vehicle | |
| JP2015189333A (en) | Shock buffer module | |
| CN105905010A (en) | Safety seat with safety belt assembly and hinge locking mechanism | |
| Luo et al. | Impact Loads on the Occupant under the Protection of an Inversion Tube Energy Absorber during a Helicopter Crash | |
| JP5195601B2 (en) | Vehicle protection device | |
| JP2015004432A (en) | Impact cushioning structure and impact cushioning module | |
| US20200096076A1 (en) | Energy absorber | |
| CN106394331A (en) | Child safety seat provided with anti-spatter protective cover assembly | |
| CN106394342A (en) | Safety seat provided with safety belt assembly and bidirectional slide bar buffer mechanism | |
| CN106394332A (en) | Pawl energy locking car safety seat | |
| CN106394334A (en) | Safety seat with seat belt assembly and pawl energy locking mechanism |