ES2308030T3 - Asiento para vehiculo con un dispositivo de administracion de la energia de la pelvis. - Google Patents
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Abstract
Un asiento (1) de vehículo que comprende dentro del cojín (2) una cámara inflable (16) que se soporta mediante el bastidor (9) del cojín (2), cuya cámara inflable (16) comprende unos medios de inflamiento (18) para inflar dicha cámara (16) en caso de colisión, comprendiendo también el asiento (1) de vehículo dentro del cojín (2) una estructura superior deformable (12, 22, 32, 42) colocada sobre la cámara inflable (16), caracterizado porque la cámara inflable (16) es una cámara herméticamente cerrada que comprende una placa superior (15, 25, 35) y una placa inferior (14, 24, 34), siendo tanto la placa superior (15, 25, 35) como la placa inferior (14, 24, 34 ) unas estructuras rígidas o semi-rígidas de tal manera que, en caso de colisión, el despliegue de la cámara inflable (16) permite controlar el desplazamiento de la estructura superior deformable (12, 22, 32, 42) por la geometría y construcción de la placa superior (15, 25, 35), cuya estructura superior (12, 22, 32, 42) es desplazada fuera de la placa superior (15, 25, 35) e impulsada hacia las partes superiores de las piernas y/o de la pelvis del ocupante, proporcionando una superficie rígida de reacción para la pelvis del ocupante con el fin de acoplar la pelvis al asiento (1), permitiendo que se aplique una fuerza restrictiva (19) al ocupante antes de que se haya producido un desplazamiento significativo del ocupante con respecto al asiento (1).
Description
Asiento para vehículo con un dispositivo de
administración de la energía de la pelvis.
El presente invento se refiere en general a un
dispositivo de seguridad para asientos de vehículos a motor. De un
modo más específico, el presente invento se refiere a un dispositivo
de seguridad con administración de energía de pelvis y efectos
anti-deslizamiento hacia delante por colisión
frontal (en adelante denominados efectos
anti-inmersión) para asientos de vehículos a motor
(véase, por ejemplo, el documento
JP-A-2001 239872, que corresponde
al preámbulo de la reivindicación 1).
Los cinturones de seguridad son medios de
restricción bien conocidos para ocupantes de vehículos a motor. Sin
embargo, en la restricción a un ocupante en una colisión frontal, su
interacción con el ocupante puede inducir lesiones a la parte
delantera de la estructura del hueso coxal, lesiones en la columna
lumbar y lesiones abdominales, causadas cuando la pelvis de un
ocupante se desliza por debajo de la parte del regazo del cinturón
de seguridad durante una colisión, evento conocido como inmersión.
Adicionalmente, los cinturones de seguridad todavía permiten, en
muchos casos, una interacción excesiva entre las piernas de los
ocupantes, y el cuadro de instrumentos, con correspondientes
lesiones para rodillas y piernas, en dichas colisiones.
Los elementos y dispositivos limitadores de
carga tales como los mecanismos limitadores de carga y los
pretensores constituyen unos perfeccionamientos bien conocidos
para los cinturones de seguridad. Los cinturones de seguridad
diseñados con pretensores pueden reducir la magnitud de la
interacción entre las piernas de los ocupantes y el cuadro de
instrumentos, pero lo hacen aumentando la carga sobre la parte
frontal del hueso coxal. Los dispositivos limitadores de carga
reducen la carga causada por el cinturón de seguridad y aportan los
beneficios de una restricción anticipada del cinturón en una
colisión cuando se usen pretensores. Sin embargo, tales
dispositivos aportan un riesgo mayor de inmersión por deslizamiento
hacia delante por colisión frontal. El estado de la tecnología en
los asientos de los vehículos a motor para proteger al ocupante
contra la inmersión de la pelvis por deslizamiento hacia delante
por colisión frontal, y sus lesiones abdominales correspondientes,
comprende diversos platillos anti-inmersión, barras
o combinaciones de éstos. Dichos dispositivos son estructuras
pasivas situadas por debajo de la espuma del asiento en la base de
éste. En caso de colisión, la inercia de las piernas de los
ocupantes queda restringida por estos dispositivos, una vez que el
ocupante al moverse ha aplastado la espuma del asiento instalada
sobre ellos. Por sí mismos, estos dispositivos no pueden restringir
al ocupante hasta que éste se haya movido con respecto al cinturón
de seguridad y al asiento y no aportan beneficio alguno al ocupante
hasta que éste no se haya movido. La colocación del dispositivo más
próximo al ocupante mejora sus prestaciones, pero plantea problemas
de comodidad.
Existen también dispositivos hinchables
instalados bajo los asientos para elevar su parte frontal en caso
de colisión.
El documento WO 97/29924 describe un dispositivo
que levanta la parte frontal del asiento en una colisión por medios
activos para reducir las lesiones a los miembros inferiores.
El documento 98/41426 describe un cinturón de
seguridad para vehículo que comprende un cojín que tiene unas
celdas herméticas en la parte frontal rellenas con espuma elástica y
unos medios para inflar las celdas en respuesta a una situación de
accidente.
El documento GB 2 332 884 A describe un asiento
de seguridad para vehículo que incluye un dispositivo hinchable en
la parte delantera del cojín, montado debajo de la espuma o de otro
acolchado del cojín, destinado a inflarse automáticamente en caso
de accidente, que eleva las rodillas y restringe la pelvis del
ocupante.
El documento WO 01/45978 describe un asiento de
vehículo en el que una vigueta transversal dispuesta en el frente
del cojín está provista de una cámara constituida, al menos en
parte, por una chapa metálica plásticamente deformable. Dicha
cámara está en relación de asociación con un generador de gas
destinado a inflar la cámara con una correspondiente deformación
plástica de la chapa La cámara podría disponer de orificios de
ventilación tapados por una hoja rompible, y al menos una parte de
la cámara podría ser ondulada para aumentar su volumen y reforzada
en la región impactada `por la pelvis del ocupante. La cámara
hinchada está destinada a minimizar el riesgo de que un ocupante
del asiento sufra una inmersión por un deslizamiento hacia delante
debido a una colisión frontal del vehículo.
Todos estos dispositivos solucionan una o
varias, pero no todas las causas anteriormente mencionadas de
lesiones a las piernas, frente del hueso coxal, lesiones en la
columna lumbar y lesiones abdominales. La introducción de dichos
dispositivos a menudo perfecciona el nivel de protección (es decir,
reduce las lesiones) para una parte en particular del ocupante,
pero al así hacerlo, o bien aumentan la intensidad de las fuerzas a
las que están sometidas otras zonas del ocupante, o bien no aportan
protección a estas otras zonas.
El presente invento está destinado a solucionar
los inconvenientes de los dispositivos anteriormente mencionados
mediante la concentración o administración de la energía de la
totalidad de la pelvis que tiene el ocupante en una colisión y la
administración de la absorción de dicha energía de una manera
controlada.
El presente invento provee a un asiento de
vehículo de medios para proteger a su ocupante en una colisión,
prevenir o reducir el riesgo de que la pelvis del ocupante se
deslice hacia delante de un modo excesivo con unos efectos
resultantes lesivos debido a la interacción de las piernas con el
cuadro de instrumentos y al riesgo de que la pelvis del ocupante se
deslice por debajo de la parte de regazo de un cinturón de seguridad
durante la colisión. Dichos medios están destinados también a
restringir el movimiento de la pelvis en conjunción con un cinturón
de seguridad hasta un grado mayor que lograrían juntos el cinturón
de seguridad y cualquier estructura pasiva
anti-inmersión instalada en el asiento.
De acuerdo con el invento, que se define en la
reivindicación 1, se provee un asiento para vehículo con un
dispositivo de administración de la energía de la pelvis que se
activa en caso de colisión y es impulsado hacia las partes
superiores de las piernas y la pelvis del ocupante, aplastando la
espuma del asiento entre el dispositivo y el ocupante. Ello
permite que se aplique al ocupante una fuerza de restricción, antes
de que se haya producido un desplazamiento significativo del
ocupante (con respecto al asiento).
El dispositivo de administración de la energía
de la pelvis comprende en parte -y está desplazado por- una cámara
volumétrica que está ubicada entre dos estructuras rígida o
semirrígidas, de las que la superior actúa como el medio
restrictivo de ocupante.
Dicha estructura superior es una estructura
deformable, absorbente de energía, que puede ser (sin carácter
limitativo) de la forma de una estructura similar a un platillo,
una placa, o un panal. Podría estar (o no) rígidamente fijada a la
cámara volumétrica que se describe a continuación.
La estructura inferior se comporta como una
superficie de reacción para el dispositivo, y podría adoptar alguna
forma de estructura rígida de asiento, que esté situada por debajo
de la cámara volumétrica.
La cámara volumétrica se llena de gas procedente
de un generador de gas como una bolsa de aire (airbag) convencional,
y está intercalada entre las estructuras superior e inferior,
desplazando a la estructura superior hacia arriba en la dirección
del ocupante. El ocupante interactúa con el dispositivo desplegado
deformándolo, absorbiendo así energía.
La cámara volumétrica podría ventilarse
permitiendo que la estructura superior y/o la propia cámara
volumétrica sean deformadas por el ocupante durante el resto de la
colisión La dirección de las fuerzas restrictivas producidas por el
dispositivo, se controla mediante la geometría de la estructura
superior desplegada y/o de la cámara volumétrica, y/o de topes
mecánicos o de medios de enclavamiento.
La cámara volumétrica podría estar rígidamente
fijada a la estructura superior deformable directa o
indirectamente, o podría ser independiente de la misma.
La cámara volumétrica se podría inflar por medio
de un generador de gas que podría ser de la forma de un generador
de gas para un airbag de vehículo a motor. Dicha cámara volumétrica
se podría construir a partir de materiales de membrana como un
termoplástico o un metal. La cámara se podría construir por diversos
métodos que incluyen: soldadura, unión con pegamentos, etc., y
podría formarse por medios de moldo, es decir, moldeo por soplado,
moldeo por inyección. La cámara se ha diseñado para inflarse con una
presión interna superior a 200 milibares para proveer una
plataforma rígida o semi- rígida para la estructura superior
deformable. Ello requiere unos materiales y unas construcciones
para la cámara que sean mucho más resistentes mecánicamente que los
indicados en la técnica anterior antes mencionada y que están más
allá de los utilizados en los conjuntos actuales de módulo para
airbag de vehículos a motor La cámara se podría diseñar con medios
para ventilar el gas, bien a través de su material madre y/u otros
medios que incluyen los siguientes: las uniones entre las partes de
material de la cámara, uno o más orificios de ventilación, discos de
estallido sensibles a la presión, ventilaciones o membranas. El
mecanismo de ventilación de la cámara, si está instalado, se podría
diseñar para que estallase a un nivel de presión predeterminado, o
bien se podría iniciar mediante un segundo dispositivo activo.
La estructura superior deformable situada por
encima de la cámara volumétrica absorbe energía del ocupante que
interactúa mediante la propiedad de poder deformarse. Esta
estructura superior deformable podría (o no) actuar como un
dispositivo anti-inmersión en su estado no
desplegado. Cuando se despliega el dispositivo, se extiende hacia
atrás, y en un grado menor hacia arriba dentro del asiento, moviendo
y comprimiendo la espuma del asiento por encima de él y entre él y
el ocupante. En su posición desplegada, la estructura superior es
forzada contra la base de la pelvis del ocupante a través de la
espuma del asiento que se intercala entre los dos, para
proporcionar una interacción prematura entre el dispositivo y el
ocupante en caso de colisión. Cuando el ocupante se desplaza hacia
delante por la acción de la inercia creada por la colisión, la
estructura superior deformable experimenta un aplastamiento
progresivo para absorber energía del ocupante, y para reducir el
desplazamiento hacia delante de la pelvis en relación con la parte
de regazo del cinturón de seguridad.
La estructura superior deformable podría ser de
una construcción de chapa o de tubo, pero también podría ser
moldeada. Se podría fabricar de diversos materiales incluyendo uno o
una combinación de metal, plástico, material compuesto (por ejemplo
fibra de carbono). La estructura superior deformable se diseña para
que tenga una rigidez predeterminada, de manera que se deforme de
una manera previsible y/o controlable.
La estructura superior controlable se podría
construir para que tenga una forma (por ejemplo, depresiones y/o
alcantarilla), que puedan ayudar a controlar su deformación y/o su
geometría antes y/o durante la colisión.
La geometría de la estructura superior
deformable podría incluir una característica para imitar la forma de
las partes superiores de las piernas o la pelvis del ocupante con
el fin de acoplarse a éste a medida que la estructura se deforme.
Se podrían emplear diversos medios para enclavar en posición a la
estructura desplegada, permitiendo que permanezca en su estado
desplegado, mientras el ocupante la está deformando.
Las características, objetos y ventajas del
invento resultarán evidentes tras la lectura de esta descripción
conjuntamente con los dibujos adjuntos, en los que:
Las Figuras 1a y 1b son vistas esquemáticas en
corte transversal de un asiento de vehículo con un dispositivo de
administración de energía de pelvis que responde al presente invento
en un estado sin desplegar y desplegado, respectivamente.
La Figura 2 muestra una primera realización del
invento como una vista en despiece ordenado.
La Figura 3 presenta una vista desde arriba de
la primera realización del invento.
Las Figuras 4a, 4b, 4c y 4d muestran la
activación de la primera realización del invento y su funcionamiento
en el transcurso de una colisión.
La Figura 5 presenta una segunda realización del
invento en una vista en despiece ordenado.
La Figura 6 muestra una vista en perspectiva de
la segunda realización del invento.
La Figura 7 presenta una tercera realización del
invento como una vista en despiece ordenado.
La Figura 8 muestra una vista en perspectiva de
la tercera realización del invento.
Siguiendo las Figuras 1a y 1b se puede ver que
el dispositivo 10 está situado dentro del cojín 2 del asiento 1 en
una posición similar a un dispositivo anti-inmersión
pasivo de administración de energía de la pelvis.
El dispositivo 10 comprende una estructura
superior deformable 12 y una cámara volumétrica inflable16 formada
por una placa superior 15, una placa inferior 14 y unos medios de
inflamiento 18. El dispositivo se sujeta a la estructura de
bastidor del asiento por medios convenientes (que no se han
mostrado).
En caso de colisión, el dispositivo 10 se activa
y es impulsado hacia el ocupante 7, aplastando la espuma 5 del
asiento entre él y el ocupante como se muestra en la Figura 1b. Ello
permite que se aplique una fuerza restrictiva al ocupante 7, antes
de que se haya producido un desplazamiento significativo del
ocupante 7 con respecto al asiento 1.
La estructura superior deformable 12 está fijada
a la cámara volumétrica 16 de tal manera que, por estar llena del
gas suministrado por el dispositivo de inflamiento 18, se desplaza
hacia el ocupante y controla su posición con respecto al asiento 1
en el transcurso de la colisión.
La estructura superior deformable 12 y,
opcionalmente, la cámara volumétrica 16, se aplastan para que
absorban energía y por tanto limiten el desplazamiento de la pelvis
del ocupante 7.
La geometría y la construcción de la placa
superior 15 de la cámara volumétrica 16 podrían ser tales que su
despliegue permita controlar la dirección del desplazamiento de la
estructura superior deformable 12.
La geometría y la construcción de la totalidad
de la cámara volumétrica 16 podrían se tales que, en su estado sin
desplegar, la estructura superior se pudiera situar parcial o
totalmente (como se muestra en la Figura 1a) dentro de las
extremidades del espacio total de paquete que adopta la totalidad
del dispositivo en el asiento del vehículo.
A continuación se describe una primera
realización del invento siguiendo las Figuras 2 y 3.
La estructura superior deformable es de la forma
de un bote aplastable estampado 22. Éste está fijado a la placa
superior 25 de la cámara volumétrica que es de la forma de una
bandeja. La bandeja superior 25 de la cámara volumétrica está
fijada alrededor de su periferia a una bandeja inferior similar 24
formando una cámara cerrada. Ambas se pueden sujetar en toda su
periferia mediante un cordón de soldadura 29, como se muestra en la
Figura 3, formando una cámara herméticamente cerrada. El
dispositivo se soporta mediante la estructura 9 de bastidor del
asiento.
Con dicha disposición, al activarse el
dispositivo un gas producido por un generador 18 de gas llena el
espacio comprendido entre la bandeja superior 25 y la bandeja
inferior 24. Como el volumen de gas que puede producir el generador
18 de gas es considerablemente mayor que el volumen interior de la
cámara volumétrica entre la bandeja superior 25 y la bandeja
inferior 24, el gas infla la cámara, empujando la bandeja superior
25 hacia arriba con respecto a la bandeja inferior 24. Como
consecuencia, el bote aplastable 22 de la estructura superior se
desplaza fuera de la bandeja superior 25 y es impulsado hacia las
partes superiores de las piernas y/o de la pelvis del ocupante. Con
ello se proporciona una superficie rígida de reacción para la pelvis
de los ocupantes para acoplar la pelvis al asiento de un modo
considerablemente más eficaz que el provisto por los dispositivos
convencionales anti-inmersión.
A continuación se explica el funcionamiento de
la primera realización siguiendo la Figura 4.
La Figura 4a muestra la forma totalmente
expandida de esta realización, 15 milisegundos (en adelante ms)
después de la colisión, en la que la cámara volumétrica se ha
inflado lo suficiente como para invertir la bandeja superior 25 de
la propia cámara 16. En esta figura, el bote aplastable 25 de la
estructura superior está desplegado a su condición de diseño. Las
Figuras 4b, 4c y 4d muestran el aplastamiento progresivo de este
bote 25 en una secuencia de imágenes con un intervalo de 15 ms,
debida a la interacción con el ocupante 7 que se mueve.
El diseño estampado del bote 25 según se muestra
en la Figura 2 permite controlar el aplastamiento del bote 25 y de
la energía en la pelvis. Ello permite que las fuerzas aplicadas
sobre la pelvis y la columna inferior del ocupante se administren
dentro de unos niveles biomecánicamente aceptables y de una manera
eficaz. Al hacerlo, el invento limita el desplazamiento hacia
delante de la pelvis con el fin de minimizar la interacción de las
rodillas y de las partes inferiores de las piernas de los ocupantes
con la estructura del cuadro de instrumentos del vehículo.
Dependiendo del diseño, el bote aplastable podría (o no) aplastarse
totalmente hasta absorber la energía necesaria. Similarmente, para
aumentar el rendimiento, se podría permitir un grado de
cumplimiento y de aplastamiento de la cámara volumétrica 16, bien
sea por deformación plástica de las estructuras de bandeja y/o
mediante la ventilación de la cámara. Dicha ventilación podría ser
activa o pasiva.
A continuación se describe una segunda
realización del invento con referencia a las Figuras 5 y 6.
En esta realización, el bote 32 de la estructura
superior está fijado a la parte superior de una cámara volumétrica
formada por dos paneles planos curvos 35, 34 soldados a lo largo de
toda su periferia. La cámara se infla en una colisión, y el bote 32
es empujado hacia el ocupante hasta reaccionar con la pelvis. Como
se ve en la Figura 7, el dispositivo se soporta mediante la
estructura 9 de bastidor del asiento. Como en el caso de la primera
realización, el bote aplastable 32 se deforma hasta absorber energía
de la pelvis que interactúa, y podría (o no) suplementarse mediante
la deformación o ventilación de la propia cámara volumétrica.
A continuación se describe una tercera
realización del invento con referencia a las Figuras 7 y 8.
La cámara volumétrica es de un diseño similar al
de la segunda realización del invento, pero el mecanismo de
aplastamiento del bote 42 es diferente. En esta realización, las
paredes verticales centrales 46,47 del bote 42 de aplastamiento se
pueden regular de tal manera que se pandeen a una fuerza
predeterminada y diseñada. Esta deformación se podría equilibrar
para deformarse de una manera controlada, mediante la liberación
local de su rigidez en la flexión, mediante uno o más agujeros o
ranuras o se podría aumentar su rigidez mediante estampas. Se
podría emplear cualquier combinación de ranuras, agujeros y estampas
v según sea apropiado, bien en las paredes centrales verticales del
bote, y/o en las superficies principales curvas del bote.
Aunque se ha descrito completamente el presente
invento en relación con realizaciones preferidas, es evidente que
se podrían introducir modificaciones dentro del alcance del mismo,
no considerándolo como limitado por estas realizaciones, sino por
el contenido de las reivindicaciones siguientes.
Claims (11)
1. Un asiento (1) de vehículo que comprende
dentro del cojín (2) una cámara inflable (16) que se soporta
mediante el bastidor (9) del cojín (2), cuya cámara inflable (16)
comprende unos medios de inflamiento (18) para inflar dicha cámara
(16) en caso de colisión, comprendiendo también el asiento (1) de
vehículo dentro del cojín (2) una estructura superior deformable
(12, 22, 32, 42) colocada sobre la cámara inflable (16),
caracterizado porque la cámara inflable (16) es una cámara
herméticamente cerrada que comprende una placa superior (15, 25,
35) y una placa inferior (14, 24, 34), siendo tanto la placa
superior (15, 25, 35) como la placa inferior (14, 24, 34 ) unas
estructuras rígidas o semi-rígidas de tal manera
que, en caso de colisión, el despliegue de la cámara inflable (16)
permite controlar el desplazamiento de la estructura superior
deformable (12, 22, 32, 42) por la geometría y construcción de la
placa superior (15, 25, 35), cuya estructura superior (12, 22, 32,
42) es desplazada fuera de la placa superior (15, 25, 35) e
impulsada hacia las partes superiores de las piernas y/o de la
pelvis del ocupante, proporcionando una superficie rígida de
reacción para la pelvis del ocupante con el fin de acoplar la
pelvis al asiento (1), permitiendo que se aplique una fuerza
restrictiva (19) al ocupante antes de que se haya producido un
desplazamiento significativo del ocupante con respecto al asiento
(1).
2. Un asiento (1) de vehículo de acuerdo con
la reivindicación 1, en el que dicha estructura superior deformable
(12, 22, 32, 42) consiste en un elemento laminar deformable (22, 32,
42) que tiene una forma que facilita el control de su deformación
durante la colisión.
3. Un asiento (1) de vehículo de acuerdo con
la reivindicación 2, en el que dicho elemento laminar deformable es
de la forma de un bote estampado (22).
4. Un asiento (1) de vehículo de acuerdo con
la reivindicación 2, en el que dicho elemento laminar deformable es
de la forma de una teja (32).
5. Un asiento (1) de vehículo de acuerdo con la
reivindicación 2, en el que dicho elemento laminar deformable es de
la forma de un bote estampado con paredes verticales centrales
(42).
6. Un asiento (1) de vehículo de acuerdo con
la reivindicación 1, en el que las placas superior e inferior de la
cámara (16) son de forma de bandejas (25, 24).
7. Un asiento (1) de vehículo de acuerdo con
la reivindicación 1, en el que las placas superior e inferior de la
cámara (16) son de la forma de paneles curvos planos (35, 34).
8. Un asiento (1) de vehículo de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que la cámara (16) está destinada a
absorber energía durante la colisión.
9. Un asiento (1) de vehículo de acuerdo con
la reivindicación 1, en el que la cámara (16) comprende orificios
de ventilación.
10. Un asiento (1) de vehículo de acuerdo con
la reivindicación 1, en el que la estructura superior deformable
(12, 22, 32, 42) está fijada rígidamente a la cámara (16).
11. Un asiento (1) de vehículo de acuerdo con
la reivindicación 1, en el que la cámara (16) está sujeta en toda
su periferia por un cordón (29) de soldadura.
Applications Claiming Priority (2)
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| GB0222720 | 2002-10-01 | ||
| GBGB0222720.5A GB0222720D0 (en) | 2002-10-01 | 2002-10-01 | Vehicle seat with a pelvis energy management device |
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| ES2308030T3 true ES2308030T3 (es) | 2008-12-01 |
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Families Citing this family (9)
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|---|---|---|---|---|
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