DE19746413B4

DE19746413B4 - Stoßabsorbierende Kopfstütze

Info

Publication number: DE19746413B4
Application number: DE19746413A
Authority: DE
Inventors: Ryouichi Komaki Katayama; Kiyomi Komaki Nishida
Original assignee: Tokai Chemical Industries Ltd
Current assignee: Tokai Chemical Industries Ltd
Priority date: 1996-10-22
Filing date: 1997-10-21
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2017-10-22
Also published as: JPH10181404A; DE19746413A1; JP3112259B2

Abstract

Stoßabsorbierende Kopfstütze,
gekennzeichnet durch
ein sackförmiges Abdeckelement (3);
ein im Abdeckelement (3) angeordnetes Zentralelement (1) mit einer Strebe (11); und
ein zwischen dem Abdeckelement (3) und dem Zentralelement (1) eingefülltes Kernelement (2), wobei das Kernelement (2) aus Polyurethanschaumstoff besteht, der durch Umsetzung einer Polyol-Komponente mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 4000 oder weniger mit einem NCO-Index von 60 bis 110 und Schaumbildung daraus erhalten wird, und wobei das Material des Kernelements (2) Stoßabsorptionseigenschaften und eine geringe Rückprallelastizität von 30% oder weniger besitzt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kopfstütze, die auf einem Sitz eines Fahrzeugs wie einem Automobil angebracht ist, um den Kopf eines Benutzers zu stützen, und genauer auf eine stoßabsorbierende Kopfstütze zur Absorption von Stößen, die durch den Aufprall des Kopfes eines Benutzers dagegen hervorgerufen werden, um die Möglichkeit eines Schleudertraumas bei einem Zusammenstoß mit einem anderen Fahrzeug von hinten oder dergleichen zu verringern.
Um die Erschütterung bei einem Zusammenstoß von Automobilen zu absorbieren und Benutzer davor zu schützen, wurden in letzter Zeit verschiedene Vorrichtungen zur Absorption von Stößen in Automobile eingebaut. Beispielsweise wurden Luftsäcke (Air-Bags) in Lenkrädern und Instrumententafeln bereitgestellt. Bei einem Zusammenstoß von Automobilen werden die Air-Bags sofort aufgeblasen, um den Aufprall der Benutzer von Automobilen auf die Lenkräder oder Instrumententafeln zu verhindern.

In der japanischen Offenlegungsschrift JP 58-53560 A ist ein Lenkrad vorgeschlagen, das mit einer hohlen blasebalgförmigen Stoßabsorptionsvorrichtung mit einem winzigen Luftloch bereitgestellt ist. Mit diesem Lenkrad kann bei Einwirkung eines Stoßes und Kompression der Stoßabsorptionsvorrichtung die Energie des Stoßes durch den Luft-Kompressionswiderstand absorbiert werden, während die Luft in der Stoßabsorptionsvorrichtung aus dem winzigen Luftloch ausgestoßen wird. Somit kann durch die derart angeordnete Stoßabsorptionsvorrichtung die Energie eines Stoßes absorbiert werden, ohne daß irgendein Zurückfedern dadurch erzeugt wird.

Ein Beispiel einer Stoßabsorptionsstruktur für eine Tür-Zierleiste ist in 6 gezeigt. Wie gezeigt schließt die Struktur ein Taillen-Stoßabsorptionselement 102, das im Taillenabschnitt 101 einer Tür-Zierleiste 100 bereitgestellt ist, und ein Schulter-Stoßabsorptionselement 104 ein, das im Schulterabschnitt der Tür-Zierleiste 100 bereitgestellt ist. Diese Stoßabsorptionselemente 102 und 104 bestehen jeweils aus Polyurethanschaumstoff und sind zu einer blockartigen Anordnung geformt, deren Oberfläche einer inneren Oberfläche eines Befestigungsteils einer Tür-Zierleiste entspricht.

Bei dieser Struktur wird beabsichtigt, die Energie eines vom Türinneren einwirkenden Stoßes durch Stauchung dieser Stoßabsorptionselemente 102 und 104 zu absorbieren.

Die Kopfstütze eines Automobils schließt einen geschäumten Körper ein, der ein mit einem Abdeckkörper bedecktes Zentralelement in seinem Innern besitzt. Der geschäumte Körper besteht im allgemeinen aus Polyurethanschaumstoff. Um Falten im Abdeckkörper zu vermeiden und somit die Erscheinungsqualität zu steigern oder das Gefühl bei der Verwendung zu verbessern, wurde herkömmlich ein Polyurethanschaumstoff mit einer Rückprallelastizität (rebound resilience) von 50% oder mehr verwendet.

Mit der herkömmlichen Kopfstütze, bei der Polyurethanschaumstoff verwendet wird, kann ein Stoß ähnlich wie bei der in 6 gezeigten Stoßabsorptionsstruktur in einem gewissen Grad durch die elastische Verformung des Polyurethanschaumstoffs absorbiert werden. Wenn jedoch ein starker Stoß bei einem Aufprall eines anderen Automobils von hinten oder der gleichen einwirkt, wird durch den Polyurethanschaumstoff aufgrund der hohen Rückprallelastizität ein Zurückfedern erzeuqt, und folglich tritt ein Zurückfedern des Kopfes auf, so daß die Möglichkeit eines Schleudertraumas nicht verringert wird.

Um dieses Problem zu überwinden, kann die Kopfstütze mit einem Stoßabsorptionskörper mit einem winzigen Luftloch bereitgestellt werden, wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Sho 58-53560 offenbart. Jedoch kann durch diese Anordnung das Gefühl bei der Verwendung der Kopfstütze sowie deren Erscheinung verschlechtert werden.

Die DE 39 24 936 A1 beschreibt eine stoßabsorbierende Kopfstütze, die eine Strebe als Zentralelement (20), ein Abdeckelement (10a) und ein im Abdeckelement (10a) angeordnetes halbstarres inneres Lagerelement 10 umfasst, das beispielsweise aus einem Blech, einem Kunststoff, einem kunstharzimprägniertem Faserglas bzw. glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen kann und das durch die besondere C-Form des Bauteils den Grad der wirksamen Elastizität der Kopfstütze festlegt, d.h. der Kopfstütze eine stoßabsorbierende Eigenschaft verleiht.

Die DE 38 06 476 A1 beschreibt Polyurethar-Weichformschaumstoffe, die zur Energieabsorption (z.B. von Aufprallenergie) verwendet werden können.

Die DE 39 00 495 A1 beschreibt Kopfstützen für einen

Kraftfahrzeugsitz basierend auf einem mechanischen Stoßabsorptionsprinzip.

In der Deutschen Patentanmeldung DE 42 04 395 A1 und den Patentschriften DE 693 12 399 T2 und DE 694 02 723 T2 und Herstellungsverfahren für Polyurethanschaumstoffe und die geschäumten Produkte selbst beschrieben.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kopfstütze bereitzustellen, durch welche die Erzeugung eines Zurückfederns verhindert und dadurch die Möglichkeit eines Schleudertraumas bei Erhaltung eines guten Gefühls bei der Verwendung und einer hohen Erscheinüngsqualität, welche einer herkömmlichen Kopfstütze entsprechen, verringert wird.

Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsqemäß durch eine Kopfstütze gemäß den Ansprüchen 1 und 5 gelöst.

Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung schließt die Kopfstütze ein sackförmiges Abdeckelement ein mit einer Strebe bereitgestelltes im Abdeckelement angeordnetes Zentralelement sowie ein zwischen dem Abdeckelement und dem Zentralelement eingefülltes Kernelement ein. Das gesamte Kernelement besteht aus einem Kernmaterial mit Stoßabsorptionseigenschaften und einer geringen Rückprallelastizität von 30% oder weniger.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung besteht das Kernelement der Kopfstütze mit der Anordnung gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung, das zwischen das Abdeckelement und das Zentralelement eingefüllt ist, aus Polyurethanschaumstoff, der durch Umsetzung einer Polyol-Komponente mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 4000 oder weniger mit einem NCO-Index von 60 bis 110 und Schaumbildung daraus erhalten wird.

Gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausgestaltung schließt die Kopfstütze ein sackförmiges Abdeckelement, ein mit einer Strebe bereitgestelltes, im Abdeckelement angeordnetes Zentralelement sowie ein zwischen dem Abdeckelement und dem Zentralelement eingefülltes Kernelement ein, und durch einen Teil des Kernelements wird ein Absorptionsabschnitt mit Stoßabsorptionseigenschaften und einer geringen Rückprallelastizität von 10% oder weniger definiert.

Vorzugsweise besteht bei einer dritten erfindungsgemäßen Ausgestaltung das Kernelement der Kopfstütze mit der Anordnung gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Ausgestaltung mit Ausnahme des Absorptionsabschnitts aus einem geschäumten Körper mit einer Rückprallelastizität, die größer als die des Absorptionsabschnitts ist.

Vorzugsweise ist bei einer vierten erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Absorptionsabschnitt der Kopfstütze mit der Anordnung gemäß der zweiten oder dritten erfindungsgemäßen Ausgestaltung an der Vorderseite des Zentralelements angeordnet, und ein steifes Element ist in Kontakt mit einer rückseitigen Oberfläche des Absorptionsabschnitts angeordnet.

Vorzugsweise bestehen bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung bei der Kopfstütze mit der Anordnung gemäß der zweiten, dritten oder vierten erfindungsgemäßen Ausgestaltung das Kernelement und der Absorptionsabschnitt jeweils aus Polyurethanschaumstoff, und der Polyurethanschaumstoff des Absorptionsabschnitts wird durch Umsetzung einer Polyol-Komponente mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 2000 oder weniger mit einem NCO-Index von 60 bis 105 und Schaumbildung daraus erhalten.

Die Rückprallelastizität bezeichnet einen charakteristischen Wert, der auf elastische Artikel anwendbar ist und mit dem nachstehenden Rückprallelastizitäts-Testgerät und dem nachstehenden Testverfahren berechnet wird.

(1) Teststücke

Ihre Seitenlängen betragen 100 mm oder mehr, ihre Dicke beträgt 50 mm oder mehr, und die Ober- und Unterseiten sind parallel zueinander.

(2) Testgerät

Ein Testgerät mit einem Mechanismus, durch welchen eine Kugel der durch JIS-B-1501 definierten 5/8-Klasse (Stahlkugel für ein Kugellager) frei fallen kann, ohne vom Punkt von 460 mm Höhe über der oberen Oberfläche eines Teststücks mittels einem Magneten oder anderen Verfahren gedreht zu werden, wird verwendet.

(3) Testverfahren

Ein Teststück wird auf einen waagrechten Tisch eines Testgeräts gegeben, und man läßt eine durch JIS-K-6401 definierte Stahlkugel mit einem Durchmesser von 16 mm und einem Gewicht von 16,3 q vom Punkt von 460 mm Höhe über der oberen Oberfläche des Teststücks frei fallen. Es wird die maximale Rückprallstrecke gemessen. Es werden jeweils drei Teststücke oder drei Punkte auf einem Teststück gemessen. In jedem Fall werden die Tests dreimal oder öfter durchgeführt, und die maximale Rückprallstrecke in jedem Test wird aufgezeichnet.

(4) Berechnung

Die Rückprallelastizität R wird mit der folgenden Gleichung berechnet, und es wird ein Durchschnitt aus drei berechneten Werten erhalten: R = 100 × D1/D0 wobei D₀ die Fallstrecke von 460 (mm) und D₁ die Rückprallstrecke (mm) ist.

Herkömmlich wurde angenommen, daß bei einer Rückprallelastizität von weniger als 50% kein gutes Gefühl bei der Verwendung erhalten werden kann. Als Ergebnis von Untersuchungen wurde ermittelt, daß es ungeeignet ist, das Gefühl bei der Verwendung wie die Rückprallelastizität mit einer hohen freien Fallbeschleunigung der Stahlkugel zu bewerten, und dieses mit einem Zusammenstoß mit geringerer Beschleunigung bewertet werden sollte. Es wurde auch ermittelt, daß durch genaue Bestimmung der Schäumungseigenschaften des Kernelements ein gutes Gefühl bei der Verwendung selbst dann erreicht werden kann, wenn die Rückprallelastizität 30% oder weniger beträgt.

Entsprechend ist die erste erfindungsgemäße Ausgestaltung dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Kernelement aus einem Kernmaterial mit Stoßabsorptionseigenschaften und einer geringen Rückprallelastizität von 30% oder weniger, bevorzugter 25% oder weniger, besteht.

Durch Verwendung des Materials mit einer geringen Rückprallelastizität von 30% oder weniger kann das Zurückfedern unter Beibehaltung eines guten Gefühls bei der Verwendung verringert werden. Gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung verformt sich das gesamte Kernelement elastisch, wenn ein starker Stoß auf die Kopfstütze einwirkt. Da aber das Kernelement eine geringe Rückprallelastizität von 30% oder weniger besitzt, ist das Zurückfedern nach der elastischen Verformung des Kernelements gering, und folglich kann die Möglichkeit eines Schleudertraumas verringert werden.

Wenn die Belastung entfernt wird, kehrt das Kernelement schrittweise in seine ursprüngliche Anordnung zurück, um wieder als Kopfstütze verwendbar zu sein. Wenn die Rückprallelastizität der Kopfstütze 30% überschreitet, steigt das Zurückfedern an, wodurch es schwierig wird, die Möglichkeit eines Schleudertraumas zu verringern.

Gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist es bevorzugt, daß die Rückprallelastizität des Kernelements 10% überschreitet.

Das in der Kopfstütze gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung verwendete Kernelement kann aus einem thermoplastischen Elastomer, Silikon-Gel oder dergleichen bestehen, doch es ist bevorzugt, daß das Kernelement aus Polyurethanschaumstoff besteht, der durch Umsetzung einer Polyol-Komponente mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 4000 oder weniger mit einem NCO-Index von 60 bis 110 erhalten wird (zweite erfindungsgemäße Ausgestaltung). Aufgrund des derart zusammengestellten Polyurethanschaumstoffs können sowohl ein gutes Gefühl bei der Verwendung als auch ein guter Rückfederungswiderstand (eine große Verringerung des Zurückfederns) bewirkt werden. Es ist noch bevorzugter, eine Polyol-Komponente mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 3000 oder weniger zu verwenden.

Um einem Polyurethanschaumstoff mit einer geringen Rückprallelastizität von 30% oder weniger zu bilden, muß das durchschnittliche Molekulargewicht der Polyol-Komponente auf 4000 oder weniger (vorzugsweise 3000 oder weniger) gesenkt werden. Beispiele für die Polyol-Komponente schließen Basis-Polyole mit jeweils einem relativ hohen Molekulargewicht als Substrat des Polyurethanschaumstoffs, Hilfs-Polyole mit jeweils einem relativ hohen Molekulargewicht und Polyole mit jeweils einem niedrigen Molekulargewicht als Vernetzungsmittel und Kettenverlängerungsmittel ein. Diese verschiedenen Polyole werden in Kombination verwendet. Durch Einstellen des berechneten Durchschnittswerts (durchschnittliches Molekulargewicht), der aus dem Zahlenmittel-Molekulargewicht dieser Polyole und deren Zusammensetzungsverhältnis erhalten wird, auf 4000 oder weniger kann die Rückprallelastizität des erhaltenen Polyurethanschaumstoffs auf 30% oder weniger gesenkt werden.

Beispiele für das Isocyanat schließen TDI, MDI, HMDI oder andere verschiedene Isocyanate ein. Wenn das TDI-Isocyanat verwendet wird, kann die Rückprallelastizität des erhaltenen Polyurethanschaumstoffs leicht auf 30% oder weniger eingestellt werden, weshalb dieses besonders bevorzugt ist.

Wenn der NCO-Index weniger als 60 beträgt, ist die Bildung eines Polyurethanschaumstoffs schwierig, und wenn der NCO-Index 110 überschreitet, ist es schwierig, die Rückprallelastizität des Polyurethanschaumstoffs auf 30% oder weniger zu senken. Der besonders bevorzugte NCO-Index liegt im Bereich von 70 bis 95.

Gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung wurden Kopfstützen vorgeschlagen, deren gesamtes Kernelement Stoßabsorptionseigenschaften besitzt. Wahlweise kann ein Stoßabsorptionselement in lediglich einem notwendigen Abschnitt des Kernelements bereitgestellt werden.

Die zweite erfindungsgemäße Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Absorptionsabschnitt mit Stoßabsorptionseigenschaften und einer geringen Rückprallelastizität von 10% oder weniger in einem Teil des Kernelements gebildet ist.

Wenn auf die Kopfstütze der zweiten erfindungsgemäßen Ausgestaltung ein starker Stoß einwirkt, wird der Stoß zum Absorptionsabschnitt weitergeleitet, wodurch der Absorptionsabschnitt elastisch verformt wird. Da der Absorptionsabschnitt eine geringe Rückprallelastizität von 10% oder weniger hat, ist das Zurückfedern nach der elastischen Verformung gering, wodurch die Möglichkeit eines Schleudertraumas verringert wird.

Wenn anschließend die Belastung entfernt wird, kehrt der Absorptionsabschnitt schrittweise in seine ursprüngliche Anordnung zurück, um so wieder als Kopfstütze verwendbar zu sein. Wenn die Rückprallelastizität des Absorptionsabschnitts 10% überschreitet, steigt das Zurückfedern an, wodurch es schwierig wird, die Möglichkeit eines Schleudertraumas zu verringern.

Weiterhin ist es gemäß der dritten erfindungsgemäßen Ausgestaltung bevorzugt, daß das Kernelement mit Ausnahme des Absorptionsabschnitts aus einem geschäumten Körper besteht, der eine Rückprallelastizität hat, die größer als die des Absorptionsabschnitts ist. Mit dieser Anordnung kann das bei Einwirkung eines Stoßes auftretende Zurückfedern gesenkt werden, während ein dem herkömmlichen Standard entsprechendes Gefühl bei der Verwendung beibehalten wird.

Es ist bevorzugt, den Absorptionsabschnitt auf der Vorderseite der Kopfstütze, die an den Kopf eines Benutzers angrenzen soll, nämlich vor ihrem Zentralelement bereitzustellen.

Gemäß der vierten erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist ein steifes Element in Kontakt mit einer rückseitigen Oberfläche des Absorptionsabschnitts angeordnet. Aufgrund des Vorhandenseins des steifen Elements wird die Weiterleitung der an den Absorptionsabschnitt angelegten Belastung zu dem an der Rückseite des Absorptionsabschnitts angeordneten Kernelement und Zentralelement verhindert, und folglich kann eine Stoßbelastung auf den Absorptionsabschnitt konzentriert werden, wodurch der Stoßabsorptionsvorgang und der Vorgang der Verringerung des Zurückfederns mit dem Absorptionsabschnitt bis zu dessen maximaler Grenze bewirkt werden kann. Als steifes Element kann das Zentralelement verwendet werden.

Der Absorptionsabschnitt kann aus Polyurethanschaumstoff, einem thermoplastischen Elastomer, Silikon-Gel oder dergleichen bestehen. Polyurethanschaumstoff ist für den Absorptionsabschnitt am meisten geeignet, da Polyurethanschaumstoff hohle Poren besitzt und entsprechend keinen Raum für eine elastische Verformung benötigt, ein ausgezeichnetes Gefühl bei der Verwendung besitzt, ein geringes Zurückfedern aufweist und nach der Verformung durch Stoß in seine ursprüngliche Konfiguration zurückkehrt.

Es ist bevorzugt, daß der Polyurethanschaumstoff mit einer geringen Rückprallelastizität von 10% oder weniger durch Umsetzung einer Polyol-Komponente mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 2000 oder weniger mit einem NCO-Index von 60 bis 105 und Schaumbildung daraus erhalten wird.

Um einem Polyurethanschaumstoff mit einer geringen Rückprallelastizität von 10% oder weniger zu bilden, muß das durchschnittliche Molekulargewicht der Polyol-Komponente auf 2000 oder weniger gesenkt werden. Für die Polyol-Komponente werden verschiedene Polyole wie Hilfs-Polyole oder unterstützende Polyole mit jeweils einem relativ hohen Molekulargewicht und Polyole mit jeweils einem niedrigen Molekulargewicht als Vernetzungsmittel und Kettenverlängerungsmittel in Kombination mit Basis-Polyolen mit jeweils einem relativ hohen Molekulargewicht verwendet. Durch Einstellen des berechneten Durchschnittswerts (durchschnittliches Molekulargewicht), der aus dem Zahlenmittel-Molekulargewicht dieser Polyole und deren Zusammensetzungsverhältnis erhalten wird, auf 2000 oder weniger kann die Rückprallelastizität des erhaltenen Polyurethanschaumstoffs auf 10% oder weniger gesenkt werden.

Beispiele für das Isocyanat schließen TDI, MDI, HMDI oder andere verschiedene Isocyanate ein. Wenn das TDI-Isocyanat verwendet wird, kann die Rückprallelastizität des erhaltenen Polyurethanschaumstoffs leicht auf 10% oder weniger eingestellt werden, weshalb dieses besonders bevorzugt ist.

Wenn der NCO-Index weniger als 60 beträgt, ist die Bildung eines Polyurethanschaumstoffs schwierig, und wenn der NCO-Index 105 überschreitet, ist es schwierig, die Rückprallelastizität des Polyurethanschaumstoffs auf 10% oder weniger zu senken. Der besonders bevorzugte NCO-Index liegt im Bereich von 65 bis 85.

Um den Absorptionsabschnitt im Kernelement bereitzustellen, kann ein zuvor hergestelltes Element mit einer geringen Rückprallelastizität von 10% oder weniger mit dem getrennt hergestellten Kernelement zusammengefügt werden, oder ein zuvor hergestelltes Element mit einer geringen Rückprallelastizität von 10% oder weniger kann mit dem Zentralelement in eine Form gegeben und anschließend das Kernelement geformt werden. Wahlweise können ein Kernelement und ein Absorptionsabschnitt mit einem Zweikopf-Simultan-Einspritzverfahren geformt werden, wodurch sie zusammengefügt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 eine Schnittansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopfstütze;
2 ein Diagramm zur Erläuterung des Testverfahrens gemäß der Ausführungsform;
3 eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopfstütze;
4 eine graphische Darstellung einer Zeit-Verschiebungskurve, die durch Einwirkung eines Stoßes auf die Kopfstütze der Ausführungsform 11 erhalten wurde;
5 eine graphische Darstellung einer Zeit-Verschiebungskurve, die durch Einwirkung eines Stoßes auf die Kopfstütze des Vergleichsbeispiels 4 erhalten wurde; und
6 eine Schnittansicht einer herkömmlichen Stoßabsorptionsvorrichtung.
Nachstehend wird die bevorzugte Erfindung anhand mehrerer Tests und Ausführungsformen erläutert.
Zunächst werden die Testbeispiele beschrieben.
Teststück A:
57 Gewichtsteile einer Polyol-Komponente mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 3500, die durch Zusammenmischen verschiedener Polyole erhalten wurde, 43 Gewichtsteile eines Vorpolymers aus rohem MDI (polymerem 4,4'-Diphenyl methandiisocyanat) und 3 Gewichtsteile Wasser wurden zusammengemischt und frei aufgeschäumt, um einen geschäumten Körper zu erhalten. Der NCO-Index betrug 95. Der erhaltene geschäumte Körper wurde auf eine Dicke von 30 mm geschnitten, wodurch ein Teststück A erhalten wurde.
Teststück B:
69 Gewichtsteile einer Polyol-Komponente mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 3000, die durch Zusammenmischen verschiedener Polyole erhalten wurde, 31 Gewichtsteile TDI und 2,9 Gewichtsteile Wasser wurden zusammengemischt und frei aufgeschäumt, um einen geschäumten Körper zu erhalten. Der NCO-Index betrug 80. Der erhaltene geschäumte Körper wurde auf Dimensionen geschnitten, welche mit denen des Teststücks A identisch waren, wodurch ein Teststück B erhalten wurde.
Teststück C:
58,9 Gewichtsteile einer Polyol-Komponente mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 2600, die durch Zusammenmischen verschiedener Polyole erhalten wurde, 41,1 Gewichtsteile eines Vorpolymers aus rohem MDI (polymerem 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat) und 4 Gewichtsteile Wasser wurden zusammengemischt und frei aufgeschäumt, um einen geschäumten Körper zu erhalten. Der NCO-Index betrug 80. Der erhaltene geschäumte Körper wurde auf Dimensionen geschnitten, welche mit denen des Teststücks A identisch waren, wodurch ein Teststück C erhalten wurde.
Teststück D:
72 Gewichtsteile einer Polyol-Komponente mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1750, die durch Zusammen mischen verschiedener Polyole erhalten wurde, 28 Gewichtsteile TDI und 1,0 Gewichtsteile Nasser wurden zusammengemischt und frei aufgeschäumt, um einen geschäumten Körper zu erhalten. Der NCO-Index betrug 110. Der erhaltene geschäumte Körper wurde auf Dimensionen geschnitten, welche mit denen des Teststücks A identisch waren, wodurch ein Teststück D erhalten wurde.
Teststück E:
66 Gewichtsteile einer Polyol-Komponente mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 4500, die durch Zusammenmischen verschiedener Polyole erhalten wurde, 44 Gewichtsteile eines Vorpolymers aus rohem MDI (polymerem 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat) und 3 Gewichtsteile Wasser wurden zusammengemischt und frei aufgeschäumt, um einen geschäumten Körper zu erhalten. Der NCO-Index betrug 70. Der erhaltene geschäumte Körper wurde auf Dimensionen geschnitten, welche mit denen des Teststücks A identisch waren, wodurch ein Teststück E erhalten wurde.
Teststück F:
64,2 Gewichtsteile einer Polyol-Komponente mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 5000, die durch Zusammenmischen verschiedener Polyole erhalten wurde, 35,8 Gewichtsteile eines Vorpolymers aus rohem MDI (polymerem 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat) und 3 Gewichtsteile Wasser wurden zusammengemischt und frei aufgeschäumt, um einen geschäumten Körper zu erhalten. Der NCO-Index betrug 80. Der erhaltene geschäumte Körper wurde auf Dimensionen geschnitten, welche mit denen des Teststücks A identisch waren, wodurch ein Teststück F erhalten wurde.
Teststück G:
48,8 Gewichtsteile einer Polyol-Komponente mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 2600, die durch Zusammenmischen verschiedener Polyole erhalten wurde, 51,2 Gewichtsteile eines Vorpolymers aus rohem MDI (polymerem 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat) und 4 Gewichtsteile Wasser wurden zusammengemischt und frei aufgeschäumt, um einen geschäumten Körper zu erhalten. Der NCO-Index betrug 120. Der erhaltene geschäumte Körper wurde auf Dimensionen geschnitten, welche mit denen des Teststücks A identisch waren, wodurch ein Teststück G erhalten wurde.
Teststück H:
76 Gewichtsteile einer Polyol-Komponente mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1750, die durch Zusammenmischen verschiedener Polyole erhalten wurde, 24 Gewichtsteile TDI und 1,0 Gewichtsteile Wasser wurden zusammengemischt und frei aufgeschäumt, um einen geschäumten Körper zu erhalten. Der NCO-Index betrug 90. Der erhaltene geschäumte Körper wurde auf Dimensionen geschnitten, welche mit denen des Teststücks A identisch waren, wodurch ein Teststück H erhalten wurde.
Teststück I:
80 Gewichtsteile einer Polyol-Komponente mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1750, die durch Zusammenmischen verschiedener Polyole erhalten wurde, 20 Gewichtsteile TDI und 1,1 Gewichtsteile Wasser wurden zusammengemischt und frei aufgeschäumt, um einen geschäumten Körper zu erhalten. Der NCO-Index betrug 70. Der erhaltene geschäumte Körper wurde auf Dimensionen geschnitten, welche mit denen des Test stücks A identisch waren, wodurch ein Teststück I erhalten wurde.
Teststück J:
82 Gewichtsteile einer Polyol-Komponente mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1500, die durch Zusammenmischen verschiedener Polyole erhalten wurde, 18 Gewichtsteile TDI und 1,1 Gewichtsteile Wasser wurden zusammengemischt und frei aufgeschäumt, um einen geschäumten Körper zu erhalten. Der NCO-Index betrug 60. Der erhaltene geschäumte Körper wurde auf Dimensionen geschnitten, welche mit denen des Teststücks A identisch waren, wodurch ein Teststück J erhalten wurde.
Teststück K:
66 Gewichtsteile einer Polyol-Komponente mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 6000, die durch Zusammenmischen verschiedener Polyole erhalten wurde, 34 Gewichtsteile eines Isocyanat-Gemisches, das aus 70 Gew.-% eines Vorpolymers aus rohem MDI (polymerem 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat) und 30 Gew.-% TDI bestand, und 2,3 Gewichtsteile Wasser wurden zusammengemischt und frei aufgeschäumt, um einen geschäumten Körper zu erhalten. Der NCO-Index betrug 95. Der erhaltene geschäumte Körper wurde auf Dimensionen geschnitten, welche mit denen des Teststücks A identisch waren, wodurch ein Teststück K erhalten wurde.
Teststück L:
56 Gewichtsteile einer Polyol-Komponente mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 6000, die durch Zusammenmischen verschiedener Polyole erhalten wurde, 44 Gewichtsteile eines Isocyanat-Gemisches, das aus 85 Gew.-% eines Vorpo lymers aus rohem MDI (polymerem 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat) und 15 Gew.-% TDI bestand, und 1,8 Gewichtsteile Wasser wurden zusammengemischt und frei aufgeschäumt, um einen geschäumten Körper zu erhalten. Der NCO-Index betrug 90. Der erhaltene geschäumte Körper wurde auf Dimensionen geschnitten, welche mit denen des Teststücks A identisch waren, wodurch ein Teststück L erhalten wurde.
Nachstehend sind die Tests beschrieben.
Die Dichte von jedem der Teststücke A bis L sowie die Belastungen, die zur Kompression von jedem der Teststücke A bis L um 25%, 50% und 75% in Richtung der Dicke notwendig waren, wurden gemessen. Zusätzlich wurde die Rückprallelastizität von jedem der Teststücke A bis L durch das vorstehend beschriebene Verfahren gemessen. Die Meßergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich, lagen die erhaltenen Rück prallelastizitäten im Bereich von 20 bis 30%, wenn das durchschnittliche Molekulargewicht des Polyols im Bereich von 2000 bis 4000 und der NCO-Index im Bereich von 60 bis 110 lag, wie in den Fällen der Teststücke A, B und C, wodurch sowohl ein gutes Gefühl bei der Verwendung als auch ein guter Widerstand gegen das Zurückfedern erhalten wurden. Im Gegensatz dazu war die erhaltene Rückprallelastizität so groß wie 35%, wenn das durchschnittliche Molekulargewicht des Polyols im Bereich von 2000 bis 4000 lag, aber der NCO-Index 110 überstieg, wie im Fall des Teststücks G, wodurch trotz eines ausgezeichneten Gefühls bei der Verwendung eine Verschlechterung des Widerstands gegen das Zurückfedern hervorgerufen wurde.
Wenn das durchschnittliche Molekulargewicht des Polyols 4000 überstieg, wie in den Fällen der Teststücks E, F, K und L, überstieg die erhaltene Rückprallelastizität 35%, wodurch trotz eines ausgezeichneten Gefühls bei der Verwendung eine Verschlechterung des Widerstands gegen das Zurückfedern hervorgerufen wurde.
Weiterhin konnte durch Einstellung der Zusammensetzung der Rohmaterialien, wie bei den Teststücken H, I und J, die Rückprallelastizität auf 10% oder weniger gesenkt werden. Zusätzlich betrug selbst bei einem durchschnittlichen Molekulargewicht des Polyols von 2000 oder weniger die Rückprallelastizität 10% oder mehr, wenn der NCO-Index 110 betrug, wie im Fall des Teststücks D.
Nachstehend wird die erste erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben.
In 1 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen stoßabsorbierenden Kopfstütze veranschaulicht. Wie gezeigt schließt die Kopfstütze ein Zentralelement 1 mit einem geformten Körper 10 aus Polypropylen und einer Metallstrebe 11, die aus dem geformten Körper 10 herausragt, ein durch Formen erhaltenes Kernelement 2, das das Zentralelement 1 bedeckt, sowie ein sackförmiges Abdeckelement 3 ein, das die Oberfläche des Kernelements 2 bedeckt. Das Kernelement 2 besteht aus Polyurethanschaumstoff mit einer Zusammensetzung, welche identisch mit der des Teststücks A ist. Der Abstand zwischen dem Punkt P und dem gegenüberliegenden Zentralelement 1 beträgt in Längsrichtung 60 mm.
Die so angeordnete Kopfstütze wird hergestellt, indem das Zentralelement 1 und das sackförmige Abdeckelement 3 in eine Form gegeben werden und ein schäumbares Polyurethanharz in das Abdeckelement 3 gespritzt wird, wodurch das schäumbare Polyurethanharz aufgeschäumt wird. Beim Schäumen wird das schäumbare Polyurethanharz aufgeschäumt, wodurch das Innere des Abdeckelements 3 ausgefüllt und das Abdeckelement 3 gegen die Innenwand der Form gedrückt wird. Somit hatte das Abdeckelement 3 eine der Innenwand der Form entsprechende Konfiguration, und das Kernelement 2 war integriert mit dem Abdeckelement 3 und dem Zentralelement 1 verbunden.
Wie in 2 gezeigt, ist die Strebe 11 der so angeordneten Kopfstütze derart an einem Montageblock (jig) 5 befestigt, daß der Punkt P nach oben zeigend angeordnet ist. Dann ließ man ein Modell eines Kopfes 6 von 6,8 kg natürlich von der oberen Seite des Punktes P fallen, um einen Aufprall des Kopfmodells gegen den Punkt P mit einer Aufprallgeschwindigkeit von 6,2 km/h zu erreichen. Die Rückprallhöhe des Kopfmodells 6 wurde gemessen und der Energieabsorptionskoeffizient der Kopfstütze daraus wie folgt berechnet.
Wenn die Strebe 11 nicht verformt wird und der Rückprall senkrecht auftritt, wird der Energieabsorptionskoeffizient durch {1-(1/2·v₁ ²)/(1/2·v₀ ² + gh)} × 100 (%) ausgedrückt, wobei v₀ die Ausgangsaufprallgeschwindigkeit, v₁ die Ausgangsrückprallgeschwindigkeit und g die Gravitationsbeschleunigung ist. h bezeichnet eine Differenz zwischen der Position H₁ in dem Moment, in dem das Kopfmodell 6 auf den Punkt P der Kopfstütze aufprallte, und der Position H₂ in dem Moment, in dem sich das Kopfmodell wieder von der Kopfstütze trennte, wie in den 4 und 5 gezeigt. Die Differenz zwischen der Position H₁ und der Position H₃ des tiefsten talartigen Abschnitts der Kurve entspricht der Rückprallhöhe.
Die nicht absorbierte Energie wird in Rückprallenergie umgewandelt, so daß (100-Energieabsorptionskoeffizient) gleich der Rückprallenergie ist. Entsprechend kann durch Erhalt des Verhältnisses der Rückprallenergie der Kopfstütze gemäß der vorliegenden Ausführungsform zu der eines nachstehend beschriebenen Vergleichsbeispiels 4 als herkömmlicher Kopfstütze (Rückprallenergieverhältnis) die Bewertung relativ zur herkömmlichen Kopfstütze durchgeführt werden, da mit sinkendem Rückprallenergieverhältnis die Rückprallenergie verglichen mit der herkömmlichen sinkt, wodurch die Möglichkeit eines durch Zurückfedern hervorgerufenen Schleudertraumas effektiver verringert werden kann.
Der so erhaltene Energieabsorptionskoeffizient (E-Absorptionskoeffizient) und das so erhaltene Rückprallenergieverhältnis (Rückprall-E-Verhältnis) sind jeweils in Tabelle 2 gezeigt. Die empfindungsgemäße Bewertung des Gefühls bei der Verwendung wurde ebenfalls durch Drücken der Kopfstütze mit den Fingern durchgeführt, und die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Nachstehend wird die zweite erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben.
Eine Kopfstütze wurde entsprechend dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, daß das gesamte Kernelement 2 aus einem Polyurethanschaumstoff bestand, der identisch mit dem des Teststücks B war, und der Energieabsorptionskoeffizient und das Rückprallenergieverhältnis wurden entsprechend dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Zusätzlich wurde die empfindungsgemäße Bewertung des Gefühls bei der Verwendung durch Drücken der Kopfstütze mit den Fingern durchgeführt, und die Bewertungsergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 2 gezeigt.
Nachstehend wird die dritte erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben.
Eine Kopfstütze wurde entsprechend dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, daß das gesamte Kernelement 2 aus einem Polyurethanschaumstoff bestand, der identisch mit dem des Teststücks C war, und der Energieabsorptionskoeffizient und das Rückprallenergieverhältnis wurden entsprechend dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Zusätzlich wurde die empfindungsgemäße Bewertung des Gefühls bei der Verwendung durch Drücken der Kopfstütze mit den Fingern durchgeführt, und die Bewertungsergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 2 gezeigt.
Nachstehend wird die vierte erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben.
Eine Kopfstütze wurde entsprechend dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, daß das gesamte Kernelement 2 aus einem Polyurethanschaumstoff bestand, der identisch mit dem des Teststücks D war, und der Energieabsorptionskoeffizient und das Rückprallenergieverhältnis wurden entsprechend dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Zusätzlich wurde die empfindungsgemäße Bewertung des Gefühls bei der Verwendung durch Drücken der Kopfstütze mit den Fingern durchgeführt, und die Bewertungsergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 2 gezeigt.
Nachstehend wird das erste Vergleichsbeispiel beschrieben.
Eine Kopfstütze wurde entsprechend dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, daß das gesamte Kernelement 2 aus einem Polyurethanschaumstoff bestand, der identisch mit dem des Teststücks E war, und der Energieabsorptionskoeffizient und das Rückprallenergieverhältnis wurden entsprechend dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Zusätzlich wurde die empfindungsgemäße Bewertung des Gefühls bei der Verwendung durch Drücken der Kopfstütze mit den Fingern durchgeführt, und die Bewertungsergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 2 gezeigt.
Nachstehend wird das zweite Vergleichsbeispiel beschrieben.
Eine Kopfstütze wurde entsprechend dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, daß das gesamte Kernelement 2 aus einem Polyurethanschaumstoff bestand, der identisch mit dem des Teststücks F war, und der Energieabsorptionskoeffizient und das Rückprallenergieverhältnis wurden entsprechend dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Zusätzlich wurde die empfindungsgemäße Bewertung des Gefühls bei der Verwendung durch Drücken der Kopfstütze mit den Fingern durchgeführt, und die Bewertungsergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 2 gezeigt.
Nachstehend wird das dritte Vergleichsbeispiel beschrieben.
Eine Kopfstütze wurde entsprechend dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, daß das gesamte Kernelement 2 aus einem Polyurethanschaumstoff bestand, der identisch mit dem des Teststücks G war, und der Energieabsorptionskoeffizient und das Rückprallenergieverhältnis wurden entsprechend dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Zusätzlich wurde die empfindungsgemäße Bewertung des Gefühls bei der Verwendung durch Drücken der Kopfstütze mit den Fingern durchgeführt, und die Bewertungsergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich, wiesen die Kopfstützen gemäß den Ausführungsformen 1 bis 4 ein gutes Gefühl bei der Verwendung auf, das dem der Kopfstützen gemäß den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 entsprach. Zudem wiesen sie im Vergleich zu den Kopfstützen gemäß den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 große Energieabsorptionskoeffizienten und kleine Rückprallenergieverhältnisse auf. Diese Ergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemäße Kopfstütze einen ausgezeichneten Widerstand gegen Zurückfedern aufweist.
Nachstehend wird die fünfte Ausführungsform beschrieben.
In 3 ist die fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen energieabsorbierenden Kopfstütze veranschaulicht. Wie gezeigt schließt die Kopfstütze ein Zentralelement 1 mit einem geformten Körper 10 aus Polypropylen und einer Metallstrebe 11, die aus dem geformten Körper 10 herausragt, einen in Kontakt mit der Vorderoberfläche des Zentralelements 1 angeordneten Absorptionsabschnitt 4, ein durch Formen erhaltenes Kernelement 2, das das Zentralelement 1 und den Absorptionsabschnitt 4 bedeckt, sowie ein sackförmiges Abdeckelement 3 ein, das die äußere Oberfläche des Kernelements 2 bedeckt. Bei dieser Kopfstütze fungiert das Zentralelement 1 auch als steifes Element.
Der Absorptionsabschnitt 4 besteht aus Polyurethanschaumstoff mit einer Zusammensetzung, welche identisch mit der des Teststücks H ist. Die Dicke des Absorptionsabschnitts 4 in Längsrichtung eines Fahrzeugs beträgt 30 mm. Das Kernelement 2 besteht aus Polyurethanschaumstoff mit einer Zusammensetzung, welche identisch mit der des Teststücks K ist. Die Dicke des Kernelements 2 vom Punkt P in Längsrichtung eines Fahrzeugs beträgt 30 mm, und der Abstand zwischen dem Punkt P und dem gegenüberliegenden Zentralelement 1 beträgt in Längsrichtung eines Fahrzeugs 60 mm. Ein vor dem Absorptionsabschnitt 4 angeordnetes vorderes Kernelement 20 hat nämlich eine Zusammensetzung, die identisch mit der des Teststücks K ist, und eine Dicke von 30 mm, wie in Tabelle 3 gezeigt.
Die so angeordnete Kopfstütze wurde hergestellt, indem das Zentralelement 1, der vorher gebildete und zu einer vorbestimmten Konfiguration geschnittene Absorptionsabschnitt 4 und das sackförmige Abdeckelement 3 in einen Form gegeben wurden und ein schäumbares Polyurethanharz in das Abdeckelement 3 gespritzt wurde, wodurch das schäumbare Polyurethanharz aufgeschäumt wurde. Beim Schäumen wurde das schäumbare Polyurethanharz aufgeschäumt, wodurch das Innere des Abdeckelements 3 ausgefüllt und das Abdeckelement 3 gegen die Innenwand der Form gedrückt wurde. So hatte das Abdeckelement 3 eine der Innenwand der Form entsprechende Konfiguration, und das Kernelement 2 war integriert mit dem Abdeckelement 3, dem Absorptionsabschnitt 4 und dem Zentralelement 1 verbunden.
Der Energieabsorptionskoeffizient und das Rückprallenergieverhältnis der so hergestellten Kopfstütze wurden entsprechend der ersten Ausführungsform gemessen, und die Meßergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Nachstehend wird die sechste Ausführungsform beschrieben.
Eine Kopfstütze wurde entsprechend dem Verfahren gemäß der fünften Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Absorptionsabschnitt 4 aus einem Polyurethanschaumstoff bestand, der identisch mit dem des Teststücks I war, und der Energieabsorptionskoeffizient und das Rückprallenergieverhältnis wurden entsprechend dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Nachstehend wird die siebte Ausführungsform beschrieben.
Eine Kopfstütze wurde entsprechend dem Verfahren gemäß der fünften Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Absorptionsabschnitt 4 aus einem Polyurethanschaumstoff bestand, der identisch mit dem des Teststücks J war, und der Energieabsorptionskoeffizient und das Rückprallenergieverhältnis wurden entsprechend dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Nachstehend wird die achte Ausführungsform beschrieben.
Eine Kopfstütze wurde entsprechend dem Verfahren gemäß der fünften Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Absorptionsabschnitt 4 aus einem Polyurethanschaumstoff bestand, der identisch mit dem des Teststücks I war, und das Kernelement 2 aus einem Polyurethanschaumstoff bestand, der identisch mit dem des Teststücks L war, und der Energieabsorptionskoeffizient und das Rückprallenergieverhältnis wurden entsprechend dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Nachstehend wird die neunte Ausführungsform beschrieben.
Eine Kopfstütze wurde entsprechend dem Verfahren gemäß der fünften Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Absorptionsabschnitt 4 aus einem Polyurethanschaumstoff bestand, der identisch mit dem des Teststücks I war, und die Dicke des Absorptionsabschnitts 4 50 mm betrug, und der Energieabsorptionskoeffizient und das Rückprallenergieverhältnis wurden entsprechend dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Das vordere Kernelement 20 bestand aus dem gleichen Material wie das Teststück K, und seine Dicke betrug 10 mm.
Nachstehend wird die zehnte Ausführungsform beschrieben.
Eine Kopfstütze wurde entsprechend dem Verfahren gemäß der fünften Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Absorptionsabschnitt 4 aus einem Polyurethanschaumstoff bestand, der identisch mit dem des Teststücks I war, die Dikke des Absorptionsabschnitts 4 50 mm betrug, und das Kernelement aus einem Polyurethanschaumstoff bestand, der identisch mit dem des Teststücks L war. Der Energieabsorptionskoeffizient und das Rückprallenergieverhältnis wurden dann entsprechend dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Das vordere Kernelement 20 bestand aus dem gleichen Material wie das Teststück L, und seine Dicke betrug 10 mm.
Nachstehend wird die elfte Ausführungsform beschrieben.
Eine Kopfstütze wurde entsprechend dem Verfahren gemäß der fünften Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Absorptionsabschnitt 4 aus einem Polyurethanschaumstoff bestand, der identisch mit dem des Teststücks I war, die Dikke des Absorptionsabschnitts 4 60 mm betrug, und das Kernelement aus einem Polyurethanschaumstoff bestand, der identisch mit dem des Teststücks L war. Der Energieabsorptionskoeffizient und das Rückprallenergieverhältnis wurden dann entsprechend dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Gemäß dieser Ausführungsform war kein vorderes Kernelement 20 bereitgestellt. Die sich aus der Messung der Rückprallhöhe der Kopfstütze gemäß der vorliegenden Ausführungsform ergebende Zeit-Verschiebungskurve ist in 4 gezeigt.
Nachstehend wird das vierte Vergleichsbeispiel beschrieben.
Eine Kopfstütze wurde entsprechend dem Verfahren gemäß der fünften Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, daß sowohl das Kernelement 2 als auch der Absorptionsabschnitt 4 aus einem Polyurethanschaumstoff bestanden, der identisch mit dem des Teststücks K war, und der Energieabsorptionskoeffizient wurde entsprechend dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Die sich aus der Messung der Rückprallhöhe der Kopfstütze gemäß des vorliegenden Vergleichsbeispiels 4 ergebende Zeit-Verschiebungskurve ist in 5 gezeigt.
Nachstehend wird das fünfte Vergleichsbeispiel beschrieben.
Eine Kopfstütze wurde entsprechend dem Verfahren gemäß der fünften Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, daß sowohl das Kernelement 2 als auch der Absorptionsabschnitt 4 aus einem Polyurethanschaumstoff bestanden, der identisch mit dem des Teststücks L war, und der Energieabsorptionskoeffizient wurde entsprechend dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Nachstehend wird das sechste Vergleichsbeispiel beschrieben.
Eine Kopfstütze wurde entsprechend dem Verfahren gemäß der fünften Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, daß 0 der Absorptionsabschnitt 4 aus einem Polyurethanschaumstoff bestand, der identisch mit dem des Teststücks D war, und der Energieabsorptionskoeffizient wurde entsprechend dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3
Wie aus den 4 und 5 ersichtlich ist, trat in der Kopfstütze gemäß dem Vergleichsbeispiel 4 ein periodischer Rückprall auf und war Rückprallhöhe groß, doch in der Kopfstütze gemäß der elften Ausführungsform trat nur einmal ein Rückprall auf und war die Rückprallhöhe im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 4 außerordentlich klein.
Zudem ist in Tabelle 3 gezeigt, daß bei den Ausführungsformen 5 bis 11, deren Absorptionsabschnitt aus einem Polyurethanschaumstoff besteht, der identisch mit dem des Teststücks H, I oder J ist, und die jeweils eine Rückprallelastizität von 10% oder weniger haben, der Energieabsorptionskoeffizient im Vergleich zu den Kopfstützen gemäß den Vergleichsbeispielen 4 bis 6 groß war. Somit ist bei den Kopfstützen gemäß den Ausführungsformen 5 bis 11 das Zurückfedern gering und folglich die Möglichkeit eines Schleudertraumas verringert.
In Tabelle 3 ist auch gezeigt, daß das Rückprallenergieverhältnis mit dem Absinken der Rückprallelastizität des Absorptionsabschnitts 4 und ebenfalls mit zunehmender Dicke des Absorptionsabschnitts 4 sank. Aus diesen Ergebnissen wird deutlich, daß durch Einstellen der Anordnung des Absorptionsabschnitts 4 Kopfstützen mit verschiedenen Eigenschaften hergestellt werden können.
Andererseits war beim Vergleichsbeispiel 6, das aus mit dem Teststück D identischen Material bestand und eine so relativ geringe Rückprallelastizität von 15% besaß, die Rückprallenergie hoch, und folglich stieg das Rückprallenergieverhältnis im Vergleich zu dem der Ausführungsformen 5 bis 11 an. Aus diesem Ergebnis wird deutlich, daß die bevorzugte Rückprallelastizität des Absorptionsabschnitts 4 10% oder weniger beträgt.
Wie vorstehend beschrieben kann gemäß der ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen stoßabsorbierenden Kopfstütze ein ausgezeichnetes Gefühl bei der Verwendung erhalten werden, und ein durch Aufprall eines Fahrzeugs von hinten auf die Kopfstütze einwirkender Stoß wird durch das Kernelement absorbiert, ohne daß ein großes Zurückfedern dadurch erzeugt wird, und folglich kann die Möglichkeit eines Schleudertraumas verringert werden.
Gemäß der zweiten bis fünften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen stoßabsorbierenden Kopfstütze kann ein ausgezeichnetes Gefühl bei der Verwendung erhalten werden, und ein durch Aufprall eines Fahrzeugs von hinten auf die Kopfstütze einwirkender Stoß wird durch den Absorptionsabschnitt absorbiert, ohne daß ein großes Zurückfedern dadurch erzeugt wird, und folglich kann die Möglichkeit eines Schleudertraumas verringert werden.
Wie vorstehend beschrieben umfaßt eine stoßabsorbierende Kopfstütze ein sackförmiges Abdeckelement, ein im Abdeckelement angeordnetes Zentralelement mit einer Strebe und ein zwischen dem Abdeckelement und dem Zentralelement eingefülltes Kernelement. Das Kernelement besteht aus einem Material mit Stoßabsorptionseigenschaften und einer geringen Rückprallelastizität von 30% oder weniger. Ein Teil des Kernelements, durch welchen ein Absorptionsabschnitt definiert wird, weist Stoßabsorptionseigenschaften auf und besitzt eine Rückprallelastizität von 10% oder weniger.

Claims

Stoßabsorbierende Kopfstütze, gekennzeichnet durch ein sackförmiges Abdeckelement (3); ein im Abdeckelement (3) angeordnetes Zentralelement (1) mit einer Strebe (11); und ein zwischen dem Abdeckelement (3) und dem Zentralelement (1) eingefülltes Kernelement (2), wobei das Kernelement (2) aus Polyurethanschaumstoff besteht, der durch Umsetzung einer Polyol-Komponente mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 4000 oder weniger mit einem NCO-Index von 60 bis 110 und Schaumbildung daraus erhalten wird, und wobei das Material des Kernelements (2) Stoßabsorptionseigenschaften und eine geringe Rückprallelastizität von 30% oder weniger besitzt.
Stoßabsorbierende Kopfstütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernelement (2) aus einem Material mit einer geringen Rückprallelastizität von 25% oder weniger besteht.
Stoßabsorbierende Kopfstütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyol-Komponente ein durchschnittliches Molekulargewicht von 3000 oder weniger hat.
Stoßabsorbierende Kopfstütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyol-Komponente einen NCO-Index von 70 bis 95 hat.
Stoßabsorbierende Kopfstütze, gekennzeichnet durch ein sackförmiges Abdeckelement (3); ein im Abdeckelement (3) angeordnetes Zentralelement (1) mit einer Strebe (11); und ein zwischen dem Abdeckelement (3) und dem Zentralelement (1) eingefülltes Kernelement (2), wobei ein Teil des Kernelements (2) einen Absorptionsabschnitt (4) definiert, der Stoßabsorptionseigenschaften aufweist und eine Rückprallelastizität von 10% oder weniger besitzt.
Stoßabsorbierende Kopfstütze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernelement (2) mit Ausnahme des Absorptionsabschnitts (4) aus einem geschäumten Körper besteht, der eine größere Rückprallelastizität als der Absorptionsabschnitt (4) hat.
Stoßabsorbierende Kopfstütze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorptionsabschnitt (4) an der Vorderseite des Zentralelements (1) und ein steifes Element an der rückseitigen Oberfläche des Absorptionsabschnitts (4) angeordnet ist.
Stoßabsorbierende Kopfstütze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorptionsabschnitt (4) an der Vorderseite des Zentralelements (1) und ein steifes Element an der rückseitigen Oberfläche des Absorptionsabschnitts (4) angeordnet ist.
Stoßabsorbierende Kopfstütze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernelement (2) und der Absorptionsabschnitt (4) aus Polyurethanschaumstoff bestehen, wobei der Polyurethanschaumstoff des Absorptionsabschnitts (4) durch Umsetzung einer Polyol-Komponente mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 2000 oder weniger mit einem NCO-Index von 60 bis 105 und Schaumbildung daraus erhalten wird.
Stoßabsorbierende Kopfstütze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernelement (2) und der Absorptionsabschnitt (4) aus Polyurethanschaumstoff bestehen, wobei der Polyurethanschaumstoff des Absorptionsabschnitts (4) durch Umsetzung einer Polyol-Komponente mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 2000 oder weniger mit einem NCO-Index von 60 bis 105 und Schaumbildung daraus erhalten wird.
Stoßabsorbierende Kopfstütze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernelement (2) und der Absorptionsabschnitt (4) aus Polyurethanschaumstoff bestehen, wobei der Polyurethanschaumstoff des Absorptionsabschnitts (4) durch Umsetzung einer Polyol-Komponente mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 2000 oder weniger mit einem NCO-Index von 60 bis 105 und Schaumbildung daraus erhalten wird.
Stoßabsorbierende Kopfstütze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyol-Komponente einen NCO-Index von 65 bis 85 hat.