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CN102050045A - 车辆座椅 - Google Patents

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CN102050045A
CN102050045A CN201010537894XA CN201010537894A CN102050045A CN 102050045 A CN102050045 A CN 102050045A CN 201010537894X A CN201010537894X A CN 201010537894XA CN 201010537894 A CN201010537894 A CN 201010537894A CN 102050045 A CN102050045 A CN 102050045A
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Toyota Boshoku Corp
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Abstract

本发明涉及车辆座椅。车辆座椅(1)的座椅靠背(3)包括侧框架构件(3a5)、上框架构件(3a4)及下框架构件(3a3)。头枕(4)具有头枕主体和框架(4a)。框架(4a)具有支柱部分(4a1)和内部分(4a5)。第一平面(23a)和第二平面(23b)之间的相交线(23c)位于比上框架构件(3a4)向前更远处，且第一角度(23d)小于第二角度(23e)。第一平面(23a)是内部分(4a5)的上部(4a3)的前表面的延伸平面，并且第二平面(23b)是接触上框架构件(3a4)和下框架构件(3a3)的前表面的平面。第一角度(23d)是第一平面(23a)和第二平面(23b)之间的角度，且第二角度(23e)是坐在座椅(1)中的人体模型(10)的颈部(12d)的中心线和躯干线(11b)之间的角度。

Description

车辆座椅
技术领域
本发明涉及安装在车辆例如汽车中的车辆座椅。
背景技术
车辆座椅典型地具有座椅靠背和头枕。座椅靠背和头枕每个都具有框架和附接到框架的垫子。座椅靠背和头枕通常具有各种形状。例如PCT申请No.2007-507389的公布的日文译本(JP-A-2007-507389)描述了一种座椅靠背和头枕，其中座椅靠背的框架和使用者的背部之间的背部距离和头枕的框架和使用者的头部之间的头部距离基本相同。因此，当车辆从后面被撞击时(即，在尾部冲击期间)，使用者的头部和躯干基本同时立刻被座椅靠背的框架和头枕的框架限制，所以能够抑制使用者受到头颈碰伤。
发明内容
然而，仍然有对能够缓和对使用者的头颈碰伤的车辆座椅的需要。因此，该发明提供了一种能够更加有效地缓和对使用者的头颈碰伤的车辆座椅。
根据本发明的第一方面，座椅靠背具有：侧框架构件，所述侧框架构件在两侧部分处竖直地延伸；上框架构件，所述上框架构件在上部处沿着宽度方向延伸并且将侧框架构件连接到一起；以及下框架构件，所述下框架构件在下部处沿着宽度方向延伸并且将侧框架构件连接到一起。头枕具有头枕主体和框架。框架具有支柱部分，所述支柱部分从头枕主体延伸并且由上框架构件保持；以及内部分，所述内部分布置在头枕主体的内部。内部分被构造使得第一平面和第二平面之间的相交线位于比上框架构件向前更远处，并且第一角度小于第二角度。第一平面是内部分的上部的前表面的延伸平面。第二平面是接触上框架构件的前表面和下框架构件的前表面的平面。第一角度是第一平面和第二平面之间的角度。第二角度是坐在座椅中的人体模型的颈部的中心线和躯干线之间的角度。
在尾部冲击期间，使用者由于惯性力相对于座椅基本水平地(朝向后部)移动。在本发明的第一方面中，第一平面和第二平面之间的相交线位于比上框架构件向前更远处。因此，头枕的框架的上部位于比上框架构件向前更远处。因此，在尾部冲击期间，首先头部的移动被头枕的框架的上部限制。然后，框架被头部推回，并且相对于座椅靠背向后倾斜。因此，第一角度增加了。
同时，框架被构造使得第一角度小于第二角度。因此，框架相对于座椅靠背的第一角度逼近第二角度。由此，即使框架相对于座椅靠背向后倾斜，也仍然能够阻止头部相对于躯干(即，躯干线)向后落。因此，尾部冲击之前和之后使用者的头部相对于躯干的角度的差别小了，所以能够阻止对使用者的头颈碰伤。
附图说明
该发明的特色、优点以及技术的和工业的重要性将在下面的本发明的示例实施例的详细说明中参考附图被描述，其中相同的标记指示相同的元件，并且其中：
图1是车辆座椅的透视图；
图2是车辆座椅和第一人体模型的透视图；
图3是车辆座椅和第一人体模型的部分的左侧视图；
图4是车辆座椅和第二人体模型的部分的左侧视图；
图5是尾部冲击期间的车辆座椅和第二人体模型的部分的左侧视图；以及
图6是高尾部冲击期间的车辆座椅和第二人体模型的部分的左侧视图。
具体实施方式
现在将参考图1到图6描述本发明的示例实施例。如图1中所示，座椅1具有座椅垫2、座椅靠背3和头枕4。座椅垫2、座椅靠背3和头枕4每个具有框架2a到框架4a、垫子2b到垫子4b，以及覆盖件2c到覆盖件4c。垫子2b到4b每个由弹性构件形成并且被附接到框架2a到框架4a。覆盖件2c到覆盖件4c被附接到垫子2b到垫子4b的表面。
如图1中所示，座椅垫2通过滑轨5被安装到车辆例如汽车的地板15。这些滑轨5保持座椅垫2使得座椅垫2的位置能够相对于地板15沿着前后方向被调节。座椅靠背3通过倾角调整装置6被附接到座椅垫2的后部并且能够相对于座椅垫2被放置在直立的位置中。倾角调整装置6枢转地将座椅靠背3附接到座椅垫2并且保持座椅靠背3使得座椅靠背3相对于座椅垫2的角度能够被调节。
如图1中所示，座椅靠背3的框架3a具有侧板3a2、上管3a1和下框架构件3a3。下框架构件3a3是管状的并且在座椅靠背3的下部处沿着宽度方向延伸。下框架构件3a3相对于座椅垫2位于座椅靠背3的旋转轴线处。侧板3a2是片状的并且在座椅靠背3的两侧部分的下部处沿着竖直方向延伸。因此，侧板3a2形成了侧框架构件3a5的下部，所述侧框架构件3a5在座椅靠背3的两侧部分处竖直地延伸。
如图1中所示，上管3a1具有彼此成一体的左和右直立部分3a11以及连接部分3a12。直立部分3a11从侧板3a2的上端部分向上延伸。因此，直立部分3a11形成了侧框架构件3a5的上部。连接部分3a12在座椅靠背3的上部处沿着宽度方向延伸并且连接该对直立部分3a11的上端部分。因此，连接部分3a12形成了上框架构件3a4，所述上框架构件3a4在座椅靠背3的上部处沿着宽度方向延伸。一对保持部分3e被固定到上框架构件3a4，并且头枕4被安装到这些保持部分3e。
如图1和图3中所示，头枕4被安装到座椅靠背3的上部。头枕4的框架4a是管状的并且具有彼此成一体的一对支柱部分4a1以及内部分4a5。支柱部分4a1从头枕主体向下延伸并且被保持部分3e保持。内部分4a5布置在头枕主体内侧并且具有倾斜部分4a2、上部4a3和连接部分4a4。倾斜部分4a2从支柱部分4a1的上端部分向上以及向前延伸。上部4a3从倾斜部分4a2的上端部分基本沿着直线向上以及向前延伸。连接部分4a4沿着头枕4的上部沿着宽度方向延伸，并且连接该对上部4a3的上端部分。
如图2和图3中所示，第一人体模型10被放置在座椅1中以测量座椅1的形状。第一人体模型10由H点装置(SAE三维H点机)11和头部限制测量装置(HRMD)12形成。H点装置11是用于测量H点(臀部点)11a和躯干角11c的三维人体模型。
如图3中所示，H点11a是第一人体模型10的腰部和大腿之间的旋转中心。躯干角11c是躯干线11b和通过第一人体模型10的H点11a的竖直线之间的角度。当第一人体模型10被放置在最远的背部位置中时，躯干线11b是中心线。当测量座椅1的形状时，座椅靠背3的向后倾斜的角度被调节使得躯干角11c是预定的角度。例如，该预定的躯干角11c是从10°到35°(例如，25°±1°)的角，所述躯干角11c根据每个国家的评定标准(比如E-NCAP)以及法律等设定。
如图2和图3中所示，HRMD12是用于测量头枕4的位置的装置，并且例如由ICBC制造。该HRMD12具有头部12a、被附接到头部12a的探针12b和探针12c，以及颈部12d，该颈部12d从头部12a向下延伸并且附接到H点装置11。使用例如50％成年男性作为参考来确定头部12a的高度。因此，头部12a相对于H点11a的位置被确定。探针12c是测量头枕4的高度的仪器。通过探针12c和头枕4的顶部之间的距离测量头枕4的高度。
如图3中所示的，探针12b是测量后退(即，第一距离20a)的仪器。该后退是头部12a的后表面和头枕4的前表面之间的水平距离。能够通过水平地移动头部12a的后部12a1直到它紧靠头枕4的前表面第一部分4d并且测量那个水平移动距离来测量该后退。
如图3中所示，座椅靠背3的侧框架构件3a5被形成使得每个侧框架构件3a5的前端边在一个预定的位置处离开躯干线11b预定的第二距离20b，在另一个预定的位置处离开躯干线11b预定的第三距离20c，且在又一个预定的位置处离开躯干线11b预定的第四距离20d。第二距离20b是头枕4的前表面第一部分4d和比所述前表面第一部分4d位于离后部更远处的上框架构件3a4的前表面之间的水平距离(即沿着前后方向的距离)。优选地，第二距离20b大于第一距离20a，并且甚至更优选地，第一距离20a+120mm大于第二距离20b，并且第二距离20b大于第一距离20a+15mm。
如图3中所示，第三距离20c是H点11a和侧框架构件3a5的前端边之间的水平距离。优选地，第一距离20a+120mm大于第三距离20c，并且第三距离20c大于第一距离20a+15mm。第四距离20d是躯干线11b的腰部高度位置和侧框架构件3a5的前端边之间的水平距离。优选地，第一距离20a+120mm大于第四距离20d，并且第四距离20d大于第一距离20a+15mm。腰部高度是H点11a上150±100mm(比如200mm)的高度。
如图3中所示，侧框架构件3a5被形成使得前端边位于第一线22a和第二线22b之间。第一线22a是将上框架构件3a4的中心与下框架构件3a3的中心连接的线。第二线22b是将第二参考位置21b与第四参考位置21d和第三参考位置21c连接的线。
如图3中所示，第二参考位置21b位于与上框架构件3a4相同高度处并且是在头枕4的前表面第一部分4d后的第一距离20a+15mm处。第四参考位置21d位于躯干线11b的腰部高度位置后的第一距离20a+15mm处。第三参考位置21c位于H点11a后的第一距离20a+15mm处。
如图3中所示，每个侧框架构件3a5的后端边是弓形，所述弓形带有在中心部分中形成的凹部3a7。凹部3a7在第一线22a前面向前弯曲。因此，该凹部3a7在座椅1后提供了更多空间。凹部3a7提供的座椅1后的空间随着较薄的座椅靠背3增加。
如图3中所示，头枕4的框架4a被形成使得第一平面23a和第二平面23b之间的相交线23c位于比上框架构件3a4向前更远处。第一平面23a是上部4a3的前表面的延伸平面。第二平面23b是接触上框架构件3a4的前表面和下框架构件3a3的前表面的平面。框架4a的结构优选地使得相交线23c位于上框架构件3a4和保持部分3e前面5到100mm处。
而且，如图3中所示，框架4a被构造使得第一角度23d小于第二角度23e。第一角度23d是第一平面23a和第二平面23b之间的角度。第二角度23e是坐在座椅1中的第一人体模型10的颈部12d的中心线和躯干线11b之间的角度。框架4a被优选地构造使得第一角度23d比第二角度23e小5°到30°。
如图1和图4中所示，多根(比如两根)线材3d设置在上框架构件3a4和下框架构件3a3之间。这些线材3d是可弹性地变形的金属杆，所述金属杆弹性地支撑垫子3b的后表面。线材下部3d1通过焊接等被固定到下框架构件3a3的表面并且位于下框架构件3a3的中心的前面。线材上部3d4通过焊接等被固定到上框架构件3a4的表面并且位于上框架构件3a4的中心的前面。
如图1和图4中所示，线材3d每根具有线材主体3d3，所述线材主体3d3在下框架构件3a3和上框架构件3a4之间延伸。每个线材主体3d3具有向后延伸部分3d2，所述向后延伸部分3d2在线材下部3d1附近朝后延伸。
当进行尾部冲击测试(即，当使车辆从后面承受冲击时的测试)时，图4中所示的第二人体模型13，而不是图3中所示的第一人体模型10，被放置在座椅1中。例如，该第二人体模型13是BioRID-II并且具有躯干13b以及头部13c。躯干13b具有H点13a，并且该H点13a与图3中所示的H点11a对齐。
如图4中所示，头部13c通过颈部13d被附接到躯干13b。头部13c被放置成使得头部13c的后表面和头枕4的前表面之间的距离是放置距离20e。考虑到使用者的姿势等，该放置距离20e被设定为第一距离20a+15mm。因此，设定了第二人体模型13相对于座椅1的姿势和位置。
在尾部冲击期间，惯性力引起第二人体模型13相对于座椅1基本水平地(向后)移动，如图4和图5中所示。头部13c从头枕4前面的初始位置朝头枕4的前表面移动并且撞击头枕4的前表面。头部13c紧密地接触框架4a同时使垫子4b变形。躯干13b从躯干13b的部分靠着座椅靠背3的初始位置相对于座椅靠背3朝后移动同时使垫子3b变形。
当用更大的力从后面撞击车辆时，如图5和图6中所示，头部13c的移动被框架4a的上部4a3以及连接部分4a4限制。除此之外，框架4a随着它被头部13c推压而变形。躯干13b的上部的移动被上框架构件3a4限制。除此之外，上框架构件3a4被躯干13b推压并且侧框架构件3a5变形。
躯干13b的腰部和臀部的移动被侧框架构件3a5限制。更具体地，躯干13b移动同时使得布置在侧框架构件3a5之间的座椅靠背3的垫子3b和覆盖件3c变形。然后，当腰部和臀部的中心线(即，对应于脊柱的线)超过侧框架构件3a5的前端边并且在侧框架构件3a5之间移动时，腰部和臀部的移动被侧框架构件3a5通过垫子3b和覆盖件3c强制地限制。除此之外，侧框架构件3a5能够变形。
如图3中所示，框架3a和4a被构造使得第一距离20a到第四距离20d具有上面描述的关系。因此，在尾部冲击期间，头部13c首先撞击头枕4。然后，躯干13b的上部的移动被上框架构件3a4限制，并且躯干13b的腰部和臀部被一起作用的侧框架构件3a5和垫子3b限制。
如图3中所示，相交线23c比上框架构件3a4位于向前更远处。因此，框架4a的上部4a3比上框架构件3a4位于向前更远处。因此，在尾部冲击期间，头部13c的移动被框架4a的上部4a3限制。然后，框架4a被头部13c推回，并且相对于座椅靠背3向后倾斜。因此，第一角度23d增加了。
框架4a被构造使得第一角度23d小于第二角度23e。因此，框架4a相对于座椅靠背3的第一角度23d逼近第二角度23e。由此，即使框架4a相对于座椅靠背3向后倾斜，也仍然能够阻止头部13c相对于躯干(即，躯干线11b)向后落。因此，因为尾部冲击之前和之后使用者的头部相对于躯干的角度的差别小了，所以能够阻止对使用者的头颈碰伤(见图4和图6)。
如图3中所示，上框架构件3a4和头枕4被构造使得第二距离20b大于第一距离20a。因此，坐在座椅1中的使用者的头部和头枕4之间的距离能够由第一距离20a假定。就是说，HRMD12的头部12a能够被假定为坐在座椅1中的使用者的头部。使用者的躯干的上部和上框架构件3a4之间的距离由第二距离20b确定。就是说，使用者的躯干的上部的后表面基本等同于沿着头枕4的前表面第一部分4d的前后方向的位置。因此，第二距离20b能够被假定为上框架构件3a4和躯干的上部的后表面之间的距离。
在尾部冲击期间，惯性力引起使用者相对于座椅1基本水平地(向后)移动。因此，使用者的头部从头枕4前面的初始位置移动并且撞击头枕4的前表面。使用者的躯干从躯干的一部分靠着座椅靠背3的初始位置向后移动，并且该移动被上框架构件3a4限制。
在该示例实施例中，第二距离20b大于第一距离20a。因此，在头部撞击头枕4的前表面之后，躯干的上部的移动能够被上框架构件3a4限制。因此，能够抑制对使用者的头颈碰伤。而且，因为第二距离20b大于第一距离20a，所以该结构能够比比如JP-A-2007-507389中描述的两个距离基本相同的结构更简单。
而且，如图3中所示的，上框架构件3a4和头枕4被优选地构造使得第二距离20b大于第一距离20a+15mm。因此，在尾部冲击期间，在使用者的躯干的上部的移动被上框架构件3a4限制之前，使用者的头部能够可靠地撞击头枕4。具有第一距离20a+15mm的理由是因为把图4中所示的放置距离20e考虑了进来。就是说，在尾部冲击测试中，把使用者的就坐位置等考虑进来，人体模型13的头部13c被放置在头枕4前面第一距离20a+15mm处。使第二距离20b大于第一距离20a+15mm有效地阻止了人体模型13的头部13c相对于躯干13b向后落。该结果能够通过尾部冲击测试而证实。
而且，如图3中所示，侧框架构件3a5被构造使得第三距离20c大于第一距离20a+15mm。因此，侧框架构件3a5和使用者的臀部之间的距离关系能够通过第三距离20c假定。就是说，H点11a能够被假定为坐在座椅1中的使用者的臀部。而且，因为该结构使得第三距离20c大于第一距离20a+15mm，所以在尾部冲击期间，在使用者的头部撞击头枕4的前表面之后，臀部的移动被侧框架构件3a5强制地限制。因此，因为阻止了头部相对于躯干向后落，所以能够抑制对使用者的头颈碰伤。
而且，如图3中所示，侧框架构件3a5被构造使得第四距离20d大于第一距离20a+15mm。因此，侧框架构件3a5和使用者的腰部之间的距离关系能够被第四距离20d假定。就是说，躯干线11b的腰部高度位置能够被假定为使用者的腰部。而且，该结构使得第四距离20d大于第一距离20a+15mm，所以在尾部冲击期间，在使用者的头部撞击头枕4的前表面之后，腰部的移动被侧框架构件3a5强制地限制。因此，阻止了头部相对于躯干向后落，所以能够抑制对使用者的头颈碰伤。
而且，如图3中所示，侧框架构件3a5的前端边位于第一线22a的前面以及第二线22b的后面。因此，在尾部冲击期间，使用者的头部首先撞击头枕4。然后使用者的躯干的上部的移动被上框架构件3a4限制，并且臀部和腰部的移动被侧框架构件3a5限制。
而且，如图3中所示，框架4a的上部4a3被构造使得第一角度23d小于第二角度23e-5°。因此，即使框架4a相对于座椅靠背3向后倾斜5°，也仍然能够阻止使用者的颈部相对于躯干向后落。由此，能够优选地抑制使用者遭受头颈碰伤。
在尾部冲击期间，惯性力使得使用者的重量被施加到座椅靠背3。在另一方面，如图4中所示，线材下部3d1在从侧视图看去相对于下框架构件3a3的中心的前侧上的位置处被附接到下框架构件3a3，并且线材上部3d4在从侧视图看去相对于上框架构件3a4的中心的前侧上的位置处被附接到上框架构件3a4。因此，当来自垫子3b的力被从前朝后施加到线材下部3d1和线材上部3d4时，线材下部3d1和线材上部3d4被分别推靠在下框架构件3a3和上框架构件3d4上，并且由此能够被阻止从下框架构件3a3以及上框架构件3a4脱离。
而且，如图4中所示，线材3d具有向后延伸部分3d2。因此，在尾部冲击期间，使用者的躯干朝着座椅靠背3的移动趋向于不被线材3d阻止，所以使用者的躯干平滑地朝座椅靠背3侧移动。由此，能够抑制对使用者的头颈碰伤，所述头颈碰伤由于在头部被限制之前躯干的移动被限制而可能发生。
而且，如图4中所示，线材3d的向后延伸部分3d2在第一线22a之后延伸，所以线材主体3d3充分地位于上框架构件3a4和下框架构件3a3之后。因此，在尾部冲击期间，使用者能够相对于座椅靠背3可靠地向后移动，而不被线材3d阻止。
(改进的示例)
本发明不限于上面描述的示例实施例，而是也可以用其他方法比如下面描述的方法被实施。
(1)图1中示出的座椅靠背3的上框架构件3a4是管状的，但是它也可以是板状的等。
(2)图1中示出的头枕4的内部分4a5是管状的，但是它也可以是板状的等。
(3)图3中示出的头枕4的上部4a3是直的，但是它也可以是弯曲的。当上部是弯曲的时，第一平面23a可以由在上部的最上部和上部的最前表面处穿过前表面的平面确定。
(4)图4中示出的线材3d具有向后延伸部分3d2，所述向后延伸部分3d2在线材下部3d1附近向后延伸弯曲。然而，线材也可以具有在线材主体的中部附近或线材上部附近向后延伸弯曲的向后延伸部分。替代地，线材主体可以是弓形的，并且向后延伸部分可以大致沿着线材主体的整个长度形成。
(5)图1中示出的座椅1被安装在车辆例如汽车中，但是它也可以被安装在船舶或飞机等中。

Claims (3)

1.一种车辆座椅(1)，该车辆座椅(1)具有座椅垫(2)、相对于所述座椅垫直立的座椅靠背(3)以及附接到所述座椅靠背的上部的头枕(4)，其特征在于：
所述座椅靠背(3)具有：侧框架构件(3a5)，所述侧框架构件(3a5)在两侧部分处竖直地延伸；上框架构件(3a4)，所述上框架构件(3a4)在上部处沿着宽度方向延伸，并且将所述侧框架构件连接到一起；以及下框架构件(3a3)，所述下框架构件(3a3)在下部处沿着宽度方向延伸，并且将所述侧框架构件连接到一起；所述头枕(4)具有头枕主体和框架(4a4)，并且该框架具有：支柱部分(4a1)，所述支柱部分(4a1)从所述头枕主体延伸并且被所述上框架构件保持；以及内部分(4a5)，所述内部分(4a5)布置在所述头枕主体的内部；所述内部分(4a5)被构造成使得第一平面(23a)和第二平面(23b)之间的相交线(23c)定位成比所述上框架构件(3a4)向前更远，并且第一角度(23d)小于第二角度(23e)；所述第一平面(23a)是所述内部分(4a5)的上部(4a3)的前表面的延伸平面，并且所述第二平面(23b)是接触所述上框架构件(3a4)的前表面和所述下框架构件(3a3)的前表面的平面；并且所述第一角度(23d)是所述第一平面(23a)和所述第二平面(23b)之间的角度，并且所述第二角度(23e)是坐在所述座椅中的人体模型(10)的颈部(12d)的中心线和躯干线(11b)之间的角度。
2.根据权利要求1所述的车辆座椅，其中，所述内部分(4a5)被构造成使得所述第一角度(23d)小于所述第二角度(23e)减5°。
3.根据权利要求1或2所述的车辆座椅，其中，凹部(3a7)形成在所述侧框架构件(3a5)的后端边上，所述凹部(3a7)在第一线(22a)的前面向前弯曲，所述第一线(22a)将所述上框架构件(3a4)的中心和所述下框架构件(3a3)的中心连接到一起。
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