专利名称：小型车专用前排特殊座椅的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车座椅，特别是一种在小型车发生严重的碰撞事故时能保护前排乘员安全的小型车专用前排特殊座椅。
背景技术：
现在，给汽车加装安全带和安全气囊，是在行驶过程中发生意外时保护前排乘员的最佳办法，。如果现在的汽车安全设备完善之话，发生事故时，司乘人员的伤亡应该很少甚至没有。但据有关部门统计，现在全世界每三分钟就有一人在汽车事故中丧生，我国每天也有200多人死于车祸，是什么原因造成呢？2003年6月11日，中国汽车质量监督检验中心经过实车碰撞实验，证实只要时速达到80千米的轿车撞上另一辆停住的轿车，就会发生方向盘挤压司机的现象。而如今在高速公路上，有谁开的小轿车是以每小时80千米的速度行驶？就是面包车、直达快车的速度也会超过时速80千米。由于现在高速公路大增，高速路上无行人，所以死于车祸中的大部分是司机和乘客，他们有许多是直接被变形的方向盘总成、仪表板、驾驶室挤压造成，每个省都会有许多这方面的事故案例，在高速公路飞速发展的今天，更多的事实充分说明了现有的汽车安全设备还存在不足。为此，本发明人的父亲刘云招的美国专利US5344204A提出了一种新型汽车司机座椅，在发生意外时，座椅连同人一起能向后方运动，避免或减少变形的方向盘总成、仪表板等对人的挤压造成的伤害。后来，申请日为96年1月22日、发明名称为“汽车前排保安座椅”的中国专利申请96102201.9、申请日为96年11月5日、名称为“多功能汽车前排安全座椅”的中国发明专利申请96112075.4和本人申请日为2002年7月9日名称为“防挤压汽车安全座椅”的中国实用新型专利02240876.2又对上述专利进行了进一步的改进。上述各专利申请的内容在此引入并作为参考。
随后本发明人在进行10万公里行车试验、实车碰撞实验中，发现上述的汽车座椅还存在着以下缺陷社会上现有小轴承容易碎裂，而本发明人发明在座椅上专用的小轴承因防尘差，装在汽车上仅一年多时间就已经转动不流畅、发生意外座椅后退后仅有前轴在轨道内，如果汽车翻滚，座椅很容易以前轴为转轴转动造成砸伤人、座椅后退后不能固定，会使人受到二次撞击、座椅控制装置中的锁栓是直接插在厚度不大的活动架上，难以与活动架垂直，极易被卡死。由于座椅控制装置需要用到汽车的电池，改变了汽车的电路，存在不安全隐患。而本发明人经过多次观察和实验，发现小型车发生事故至使方向盘或者仪表板挤压前排人员时，利用惯性也能将座椅解锁。
发明内容
本发明的目的是克服已有技术的不足之处，提供一种在小型车发生意外时，座椅和人后移更加可靠的小型车专用前排特殊座椅。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。
小型车专用前排特殊座椅，包括靠背、坐垫、调整人与方向盘、仪表板舒适距离用的装置、安全带、一固定在汽车驾驶室地板上的纵向与汽车纵向相同的固定框、固定框包括水平方向的吸能挡板、板上的缓冲带、垂直方向的吸能板、板上的吸能、承重两用滚轮、侧面上一个锁座椅用的圆角矩形栓孔、互相平行的两条轨道、限制座椅后移距离和加固固定框用的铁板；还有一安装在固定框上槽钢形的活动架、架上的前、后轴、活动架后部吸能板和板上的吸能钉，其特征是所述的座椅还包括固定框中互相平行的两条轨道后部旁，设置有两个对称的新型吸能架；在固定框一个侧面的后部，有一个直径大于防反弹锁栓上锁端直径的防反弹孔洞；座椅后退到最大值时，在活动架对应于固定框上防反弹孔洞的侧面位置，有一个直径大于防反弹锁栓上锁端)直径、与防反弹孔洞对正的让防反弹锁栓上锁端穿过的圆孔，在圆孔外侧面装有防反弹装置；活动架前、后轴孔之间还有两个与前轴孔的距离小于与后轴孔距离的保险轴孔，一装配有两个新型的座椅专用滚轮的保险轴，穿过保险轴孔，和装有两个座椅专用滚轮的前轴，一起放置在限制座椅后移距离和加固固定框用的铁板汽车车头一侧的轨道内；在活动架对应于固定框圆角矩形栓孔的侧面位置还设置一个固定安放锁栓用的置栓架的圆孔，控制系统的外侧壳通过侧面装有一个减摩滚轮的金属块，将位于减摩滚轮轮轴汽车车头一侧的锁座椅用的锁栓，压入活动架上的置栓架和固定框上的圆角矩形栓孔，将带有靠背等的活动架锁止在固定框上锁住了座椅，并通过使锁栓从上述的栓孔中离开，而使座椅解锁。
以上所述的固定框后部的两个对称的新型吸能架分别有一块汽车车头方向低、车尾方向高的倾斜布置的盖板，盖板在汽车车尾方向一端各有一个配套的让吸能钉穿过的槽孔。
以上所述的防反弹装置包括防反弹锁栓、防反弹锁栓复位弹簧、防反弹装置外壳、固定板，防反弹锁栓由锁栓套簧端、锁栓上锁端、锁栓托簧柱三部份构成，是锁栓套簧端长，上锁端短，两者交接处的锁栓托簧柱直径大于两侧直径的三节圆柱体；外壳是同心的一个外壳置簧孔和一个外壳端孔的钢管；固定板是中部有一中心圆孔的铁板；将外壳有外壳置簧孔一端插入固定板的中心圆孔后焊接好，再在锁栓套簧端套上复位弹簧后放置在外壳置簧孔中，并且使套簧端从外壳端孔中穿出，复位弹簧抵在锁栓托簧柱的套簧端一侧和外壳端孔内侧面上，最后将锁栓上锁端，插入活动架上让上锁端穿过的圆孔后抵在固定框有防反弹孔洞一侧的轨道前部侧面上，再将固定板与活动架固定；当汽车发生意外，座椅后退到活动架上让上锁端穿过的圆孔与固定框上的防反弹孔洞对正时，锁栓上锁端在套簧端上复位弹簧的作用下，伸入防反弹孔洞，将座椅固定，通过向外拉从外壳端孔中伸出的锁栓套簧端的那部份使座椅解锁。
以上所述的活动架上的保险轴孔与前轴孔之间的距离x≥60mm。
以上所述的座椅专用滚轮包括一个不设置有安放滚珠(或滚针、滚柱)位置但两端内圆一侧分别设置有一个安放润滑油用的滚轮储油槽、储油槽外侧还分别设置有一个安放防尘油封用的台阶的滚轮外圈；两个置于台阶中的防尘油封；一个不设置有安放滚珠(或滚针、滚柱)位置的、放置在储油槽中填满润滑油和台阶中装有防尘油封的滚轮外圈的内圆中的滚轮内圈；两个中心有一圆孔的、放置在滚轮内圈两个侧面限定滚轮外圈轴向滑动区间用的滚轮挡圈。
以上所述的置栓架是由有两个同轴、内圆直径不相等的厚壁钢管与一块有与座椅控制系统连接用的圆孔的铁板焊接而成，轴截面呈“T”字形，内有一个保锁栓垂直孔和一个安放锁栓复位弹簧孔；有保锁栓垂直孔的一端焊接在活动架上固定安放锁栓用的置栓架的圆孔中，保锁栓垂直孔的壁厚y的值为y≥4.8mm，保锁栓垂直孔的长度大于活动架侧面的厚度，套有锁栓的复位弹簧放置在安放锁栓复位弹簧孔中而抵靠在与保锁栓垂直孔二者交接处的台阶壁上。
以上所述的座椅控制系统还包括、金属块回位弹簧、锁栓复位弹簧、两端有螺丝的连接杆、手动控制锤、控制系统外壳，给座椅上锁是在锁栓大端触架端套上复位弹簧后将其插入置栓架中，连接杆一端与金属块有螺孔的一端连接，在杆上套上回位弹簧后将连接杆另一端指向车头方向，从控制系统外壳纵向挡簧孔穿出(套在连接杆上的回位弹簧抵在金属块前端侧面和控制系统外壳车头方向的内侧面上)，再与手动控制锤连接组成控制滑块，后用金属块侧面上的减摩滚轮抵在控制系统外侧壳上，对称侧面则压在上述置栓架中的锁栓小端上，强行将锁栓触壁端)压入固定框上的圆角矩形栓孔中；给座椅解锁是有金属块的控制滑块，在自身惯性或人工拉手动控制锤使金属块沿车辆纵向相对于锁栓移动，加力压缩位于金属块前端侧面和控制系统外壳车头方向内侧之间的金属块回位弹簧，直到锁栓小端进入金属块另一端上的槽孔，这时复位弹簧将锁栓从固定框上的圆角矩形栓孔中脱离。
以上所述的控制锁栓用的金属块和套有金属块回位弹簧、两端有螺丝的连接杆，与手动控制锤连接后组成的控制滑块总质量为238±80kg，装配时金属块纵向与汽车纵向(车头方向)相同。
以上所述的锁座椅用的锁栓是两端直径不相等的圆柱形，直径大的一端由锁栓触架端和锁栓触壁端组成，其中触架端的直径大于触壁端的直径，上锁时触架端与置栓架接触，触壁端与固定框上的圆角矩形栓孔后壁接触。
以上所述的固定框中互相平行的两条轨道的高度h与活动架前轴、保险轴、后轴上座椅专用滚轮的外圈直径d的关系为h≥d+0.50mm。
实现本发明小型车专用前排特殊座椅工作过程如下将垂直方向的吸能板、板前端上的滚轮、水平方向的吸能挡板、限制座椅后移的距离和加固轨道用的铁板、后部吸能架和互相平行的两条轨道组成座椅固定框，在固定框纵向与汽车纵向相同的条件下将固定框固定在汽车驾驶室地板上。
用有减重孔、横截面近U型的槽钢作为座椅活动架，把控制系统、防反弹装置、后部吸能板和板上的吸能钉、配有滚轮的前轴、保险轴、后轴和靠背等装在座椅的活动架上，活动架通过螺母、穿过固定框中互相平行的两条轨道的滚轮轴、座椅专用滚轮安放在固定框上方。
座椅控制系统中的锁栓触壁端从活动架上的置栓架伸入固定框上圆角矩形栓孔，手动控制锤通过两端有螺丝的连接杆，与控制锁栓用的金属块连成一体后得到的控制滑块，在金属块回位弹簧作用下封住锁栓的另一端即锁好了座椅。
平时，活动架前部的下表面是直接压在固定框上方垂直方向的吸能板前端的吸能、承重两用的座椅专用滚轮上，此时前轴上的滚轮是悬离轨道下壁表面而与轨道上壁表面接触，保险轴上的滚轮悬空，后轴上的座椅专用滚轮与轨道下壁表面接触，固定框后部的吸能架被活动架后部吸能板上的吸能钉拉紧。故承重滚轮是装在固定框上方垂直方向吸能板前端的吸能、承重两用滚轮和与轨道下壁表面接触的后轴上的座椅专用滚轮。平时承重滚轮不让座椅下沉；轨道上壁和前轴上的滚轮、固定框后部的吸能架和活动架后部吸能板上的吸能钉使座椅不向上跳动；水平方向的吸能挡板使座椅不能向前运动；锁座椅的锁栓与圆角矩形栓孔的后壁使座椅不能向后方运动；而使座椅稳定。
当汽车发生严重的意外事故时，由于靠背等的作用，活动架后部受到斜前向上拉，前部受到斜前向下压的惯性力，此时后部受力的是固定框后部的吸能架、活动架后部、活动架后部的吸能板和装在板上的与固定框后部吸能架拉紧的吸能钉。
前部受力的是活动架前方壁面和前部下表面、固定框前端的水平方向的吸能挡板、垂直方向的吸能板和板上的吸能、承重两用滚轮。
根据能量守恒定理知原有的座椅调节人与方向盘舒适距离用的轨道会损坏而吸收了座椅的一部份动能，必须对剩下的能量进行吸收才能保证本发明提出的固定框中互相平行的两条轨道不变形。因为槽钢形的活动架的抗弯强度远大于活动架后部吸能板、固定框垂直方向的吸能板和水平方向的吸能挡板的抗弯强度，通过试验，使此时固定框上垂直方向的吸能板发生不太大的永久形变而吸收了座椅的动能；而固定框前端的水平方向的吸能挡板是发生弹性形变、缓冲带等发生微小的永久形变，吸收了座椅的一定动能和将座椅的一部分动能转变为水平方向吸能挡板的弹性势能。此时前轴上的滚轮离开轨道上壁表面而与轨道下壁表面接触。
同时由于惯性，座椅会稍向前冲，锁座椅的锁栓随着活动架离开固定的圆角矩形栓孔后壁稍向前移，而圆角矩形栓孔横截面的任何一条边大于锁栓直径，故圆角矩形栓孔壁不再与锁栓接触，座椅没法对锁栓施加惯性力。又因为手动控制锤通过两端有螺丝的连接杆与控制锁栓用的金属块是连接成一整体，所以它们会同时受到一个方向与汽车碰撞前运动方向相同的很大惯性力的作用，在这个很大惯性力的作用下，金属块等沿着与汽车碰撞前运动方向相同的方向移动，当位移到金属块上让锁栓运动的槽孔与锁栓小端对正时，锁座椅的锁栓在锁栓复位弹簧的作用下向外面移动，开启了座椅。另外，在汽车发生碰撞时，人会向前运动，受到安全带的作用后停止。也是根据能量守恒定理知安全带、人体与安全带接触部位等发生一定的形变也吸了能，人的一部分动能转化成了安全带等的弹性势能，当惯性力减少到一定程度时，安全带的弹性力会将人推向后，即安全带的弹性势能转化成人的动能。同理，此时座椅在固定框前端水平方向的吸能挡板弹性力作用下也向后运动，使人与座椅的相对速度接近，最后人还是坐在座椅上，从而达到了安全的目的。
本发明与已有技术相比，其突出的实质性特点和进步是1.已有技术采用的是用防反弹勾来防止座椅反弹或者根本不设防反弹装置。本人通过试验，防反弹勾在实车碰撞实验中根本起不到防反弹的作用，加上在平时行驶中，只要道路有点不平，防反弹勾会发出令人讨厌的噪声，而本发明采用了用弹簧强制压入锁栓的方法，使座椅防反弹十分可靠，平时也不可能有噪声发生。
2.已有技术采用的是普通轴承，而本发明人于2003年获得的最新专利是靠加长滚针长度和加宽轴承外圈的方法，当发生意外时普通轴承的外圈和内圈很容易碎裂。而本发明用的是本人新发明的不用滚珠或滚针的、外圈两端内有安放润滑油用的圆形槽和防尘油封的、耐重压的汽车特殊座椅专用滚轮，使汽车在正常行驶中，滚轮不会损坏，发生碰撞过程中滚轮也不会出故障。
3.已有技术在活动架上是设置两根装配有轴承的轴，当汽车发生强烈的碰撞事故时，已有技术后轴离开了轨道，仅有前轴在轨道中，这样如果汽车翻滚，座椅会以前轴为转轴而转动，座椅极易砸伤人。而本发明在活动架上多设置了一根配有滚轮的保险轴和防反弹装置，座椅发生后退后，如果汽车翻滚，因有两根轴留在轨道中，加上防反弹装置的作用，所以座椅不仅不会发生转动，而且也不会产生移动。
4.已有技术座椅控制装置需要用到汽车的电池，改变了汽车的原电路结构，同时已有技术的座椅控制装置中的电磁控制器的线圈长期对车厢有电压差，存在严重的不安全隐患。而本发明的座椅控制系统抛弃了电磁控制器，经过多次试验证明使控制锁栓用的金属块通过连接杆与手动控制锺连接后组成的控制滑块质量为238±80kg时，用控制滑块的惯性也能将座椅解锁，消除了不安全隐患。
5.已有技术锁座椅的锁栓是直接穿过活动架后插入固定框上圆角矩形栓孔中，由于活动架的厚度有限，汽车在正常行驶和发生意外时，锁座椅的锁栓很难保证与活动架侧面垂直，不好发挥弹力的作用，有使锁栓被卡死的可能。而本发明增添的安放锁栓用的置栓架的形状是两个同轴、内圆直径不相等的钢管，大的一端放置锁栓复位弹簧，直径小的一端放置锁栓，直径小的一端可设计得比活动架的厚度大得多，能保证锁座椅的锁栓不管何时都与活动架垂直，锁栓不会有被卡死的现象。
6.已有技术的穿过活动架抵在固定框圆角矩形栓孔后壁上的锁栓一端是呈圆管形，由于汽车是耐用品，并且不可能都是在平直的道路上行驶，时间稍长，与圆管形锁栓一端相接触的圆角矩形栓孔后壁会使圆管形锁栓一端的接触位置产生一定形变，会有使锁栓被卡在置栓架和圆角矩形栓孔中的危险。本发明将锁栓圆管形的一端改为圆柱形，并在上面设置有台阶，抵在固定框圆角矩形栓孔后壁上的那部份(触壁端)外径小于安置在安放锁栓用的置栓架中那部份(触架端)的外径，所以能防止锁栓被卡在所述的置栓架和圆角矩形栓孔中的危险。
7、已有技术的吸能架盖板是水平放置，本发明是采取车头方向低车尾方向高的方案，使座椅后移更可靠。
附图1是本发明提出的小型车专用前排特殊座椅的视图。
附图2除去座椅靠背、坐垫、平时调整人与方向盘、仪表板舒适距离用的轨道(简称调舒轨)等装置后的小型车专用前排特殊座椅底座的俯视图(以下的附图都是除去了这些配件后看到的视图)，附图3是附图2中除去调舒轨后端固定板7后座椅底座的右视图。
附图4是除去调舒轨前端固定板、调舒轨后端固定板、活动架后部吸能板以后座椅底座的俯视图。
附图5是除去座椅底座活动架后座椅底座固定框的俯视图。
附图6是座椅底座固定框的正视图。
附图7是除去座椅控制系统外壳和安放锁栓用的置栓架后，座椅处于上锁状态时座椅控制系统的主视图。
附图8是除去座椅控制系统外壳和安放锁栓用的置栓架后，座椅处于上锁状态时座椅控制系统的俯视图。
附图9是除去座椅控制系统外壳和安放锁栓用的置栓架后，座椅处于解锁状态时座椅控制系统的右视图。
附图10是安放锁栓用的置栓架沿轴方向的剖视图。
附图11是给座椅底座上锁后在附图4所示的沿F-F剖开(锁栓轴向)看到的视图(展示座椅控制系统结构)。
附图12是附图2所示的沿G-G剖开看到的视图(展示轨道结构)。
附图13是附图3所示的沿E-E剖开看到的视图(展示座椅固定框后部新型吸能架结构)。
附图14是小型车发生严重碰撞后座椅后退，防反弹装置工作，座椅底座的俯视图(展示防反弹装置工作后座椅底座的状态)。
附图15是附图14所示的沿R-R剖开往箭头方向看到的视图(展示防反弹装置结构)附图16是本发明用的座椅专用滚轮沿轴方向的剖视图。
附图17是附图4所示的沿H-H剖开往箭头方向看到的视图(展示后轴的结构，保险轴和前轴的结构与后轴相同。)附图18是除去座椅的坐垫、靠背、调舒轨、调舒轨前后固定板、活动架后面吸能板、座椅控制系统、防反弹装置、前轴、保险轴和后轴后本发明用的活动架主视图。
具体实施例方式
下面对照附图结合实施例对本发明作进一步详细说明。
附图1中1.座椅控制系统2.调舒轨前端固定板3.防反弹装置4.座椅底座活动架5.调舒轨6.座椅底座活动架后部吸能板7.调舒轨后端固定板8.坐垫9.座椅靠背10.固定框水平方向的吸能挡板，11.座椅底座固定框前部固定板12.前轴13.保险轴14.底座固定框后部左新型吸能架15.底座固定框后部固定板16.后轴17.17`.固定框中平行的两个轨道(由于对称，17`.在附图15中标出)附图2中18.18`.调舒轨前端固定孔19.19`.前轴固定螺帽20.20`.保险轴固定螺帽21.21`.吸能钉固定螺帽22.22`.调舒轨后端固定孔附图3中23.23`.吸能钉调整螺帽24.24`.吸能钉25.25`.固定框后部新型吸能架盖板26.安放锁栓用的置栓架27.27`.轨道17的上、下壁28.31.固定框前部吸能、承重两用座椅专用滚轮29.座椅底座固定框30.限制座椅后移的距离和加固固定框用的铁板32.32`.轨道17`的上、下壁33.33`吸能架侧壁34.34`.固定框后部固定螺丝钉35.座椅控制系统外壳36.36`.后轴固定螺帽37.37`.后轴汽车专用滚轮38.后轴外螺管38`.后轴内螺管附图4中14`.固定框后部右新型吸能架39.39`.固定框前部固定用圆孔40.40`保险轴内、外螺管41.手动控制锺41`.控制系统外壳纵向挡簧孔附图5中42.42`.吸能滚轮28的支撑板43.吸能滚轮31的轮轴43`.吸能滚轮28的轮轴44.44`.吸能滚轮31的支撑板45.固定框上垂直方向的吸能板15`.15``.新型吸能架盖板让吸能钉穿过的槽孔附图6中46.锁座椅用的圆角矩形栓孔47.圆角矩形栓孔后壁48.固定框后部防反弹孔洞附图7中49.金属块回位弹簧50.两端有螺丝的连接杆51.控制锁栓用的金属块52.减摩滚轮53.让锁栓小端运动的槽孔附图8.9中51`.锁座椅用的锁栓53`.锁栓凸缘54.锁栓复位弹簧54`.锁栓小端55.锁栓触壁端55`.锁栓触架端附图10.11.12中58`.座椅控制系统外侧壳56.置栓架保锁栓垂直孔56`.置栓架安放锁栓复位弹簧孔26`.26``.连接座椅控制系统用的圆孔y.保锁栓垂直孔壁厚57.固定框前端加固板58.缓冲带59.59`.前轴座椅专用滚轮60.60`.保险轴座椅专用滚轮(因对称59`.60`.在图12中未画出)附图1 5中61.防反弹锁栓62.防反弹锁栓复位弹簧63.防反弹装置外壳63`.固定板35`.防反弹锁栓套簧端61`.防反弹装置外壳端孔62`.防反弹装置外壳置簧孔48`.防反弹锁栓托簧柱68`.防反弹锁栓上锁端69`.固定板中心圆孔附图16.17中64.64`.座椅专用滚轮轴螺帽65.65`.座椅专用滚轮挡圈66.66`.座椅专用滚轮防尘油封67.67`座椅专用滚轮储油槽68.座椅专用滚轮外圈69.座椅专用滚轮轴70.座椅专用滚轮内圈附图18中71.活动架上固定置栓架26用的圆孔72.72`.活动架前轴孔73.活动架上让防反弹锁栓上锁端穿过的圆孔74.74`.活动架保险轴孔75.75`.活动架后轴孔(由于对称72`.74`.75`.在附图18中未画出)附图1-3、12、17、18显示了小型车专用前排特殊座椅主要由具有大致U形截面槽钢的活动架4、固定框29结合而成的座椅底座和坐垫8和座椅靠背9等组成，活动架4上方安装有调舒轨前、后端固定板2、7和调舒轨5、活动架后部吸能板6、坐垫8、座椅靠背9；活动架4一侧面有一个固定置栓架26用的圆孔71、让防反弹锁栓上锁端68`穿过的圆孔73、侧面上还有两个对称的前轴孔72、72`、两个对称的保险轴孔74、74`、两个对称的后轴孔75、75`；活动架上还有通过置栓架26装有的座椅控制系统1、通过让防反弹锁栓上锁端穿过的圆孔73装有的防反弹装置3；通过活动架侧面对应轴孔穿过的后轴16、保险轴13、前轴12和轴上的滚轮37、37`、60、60`、59、59`、轴上的调节活动架宽度的内、外螺管38、40、38`、40`(附图中未画出构造相同的前轴上的内、外螺管)可移动地支撑在固定框29上。
附图3-6、12、17、18显示了固定框29的后部具有两个平行的轨道上壁27、32和两个轨道下壁27`、32`，从而形成两个平行的轨道17和17`；在固定框29的前端有水平方向的吸能挡板10(相当于弹簧用)、前方吸能用的缓冲带58；固定框上方有垂直方向的吸能板45，吸能板45前部有固定框前部吸能、承重两用座椅专用滚轮28、31、吸能滚轮轴43、43`和滚轮支撑板42、42`、44、44`；另外固定框29还包括在其底面的前固定板11、后固定板15和板上与汽车固定用的圆孔39、39`、螺丝钉、限制座椅后移的距离和加固固定框用的铁板30、以及锁住座椅用的横截面呈圆角矩形的栓孔46和栓孔后壁47、防反弹孔48和置于两侧的后部新型吸能架14、14`。固定框29被固定框后面固定螺丝钉34、34`和固定框前部固定板上的螺丝钉穿过固定板圆孔拧紧在汽车驾驶室的地板上。
附图7-10、11、18显示了活动架上的座椅控制系统1由锁座椅用的锁栓51`、锁栓复位弹簧54、手动控制锤41、金属块回位弹簧49、两端有螺丝的连接杆50、一侧面装有减摩滚轮52的控制锁栓用的金属块51、外壳35组成，锁栓是两端直径不相等的圆柱形，直径大的部份分为锁栓触架端55`和锁栓触壁端55，其中触架端的直径大于触壁端的直径，并且在触架端55`上套有锁栓复位弹簧54；直径小的锁栓小端54`与大端之间有一支撑复位弹簧用的凸缘(53`)。
活动架上的置栓架26内有一台阶，台阶一侧，有一使锁栓垂直于活动架侧面用的保锁栓垂直孔56，台阶另一侧有一直径比孔56大的安放锁栓复位弹簧用的圆孔56`，其中孔56的长度大于活动架4的厚度；孔56的直径小于锁栓复位弹簧54的外径，弹簧54套在触架端55`上后置在置栓架内抵靠在孔56`和保锁栓垂直孔56二者交接处的台阶壁上，置栓架26有保锁栓垂直孔56的一端焊接在活动架孔洞71中，另一端通过圆孔(26`)、(26``)与座椅控制外壳连接。
装有减摩滚轮52的金属块51在纵向的一端有一个螺孔；另一端有一个让锁栓小端54`运动的槽孔53，用于在释放锁栓时使锁栓的小端54`插入。金属块有螺孔一端，与套有回位弹簧49的连接杆50的一端连接后，再将金属块有减摩滚轮52的侧面，抵在控制系统的外侧壳58`上(是减摩滚轮52直接与外侧壳58`挤压)，有减摩滚轮的对称侧面则压在锁栓小端54`上，强行将锁栓触壁端55从置栓架压入圆角矩形栓孔46中，再将金属块有连接杆一端指向汽车头方向，使套有回位弹簧的连接杆50从座椅控制系统外壳纵向挡簧孔41`中穿出(回位弹簧49稍被压缩在控制系统壳内)，再与手动控制锤41连接组成控制滑块。
前轴12、保险轴13、后轴16穿过活动架侧面配套的圆孔，通过安装在上述轴上的座椅专用滚轮安放在固定框29中互相平行的两条轨道17和17`内。两条轨道的高度h与安放在轨道中的前轴、保险轴或后轴上滚轮的外圈直径d的差大于常规机械运动要求的标准值，h与d的关系为h≥d+0.50mm。
在正常状态时，锁栓的触壁端55从活动架上的置栓架26插入到固定框上的栓孔46后，锁栓的小端54`被控制系统中的手动控制锤41、连接杆50、金属块51连成一体的滑块一个侧面抵靠住后，活动架得到锁定。这时候的活动架，向前活动架前侧面被固定框前端的吸能挡板10上的缓冲带58挤顶；向后活动架上的锁栓触壁端55被固定框上的栓孔46的后壁47拦截；向下活动架前部下表面被在固定框上的吸能、承重两用座椅专用滚轮28和31支撑、后部通过后轴上的滚轮37、37`被轨道下壁27`、32`支承；向上活动架前部的前轴12上的滚轮59、59`被轨道上壁27、32顶压、后部的吸能板6通过吸能钉24、24`被固定框后面左、右新型吸能架的盖板25、25`拉紧(保险轴13上的滚轮在轨道17、17`内悬空)，保证了座椅的稳定。
图16显示了一种安装在上述的垂直方向吸能板45前部上的吸能、承重两用座椅专用滚轮28的结构，滚轮由滚轮轴螺帽64、64`、滚轮挡圈65、65`、滚轮油封66、66`、滚轮储油圈67、67`滚轮外圈68、滚轮轴69、滚轮内圈70组成。对称的吸能和承重两用滚轮31和前轴上的滚轮59、59`、保险轴上的滚轮60、60`、后轴上承重滚轮37、37`也采用了与滚轮28相同的结构。原因是本发明的座椅用的滚轮极少转动(可能一辈子也不转动一次)，转动之话速度也不大，汽车又是耐用品，所以主要是考虑能耐重压、能防尘和不易碎裂。经试验，本发明人刚发明的不必用滚珠或滚针、外圈两端有储油槽和油封的汽车专用滚轮即达到技术要求，使汽车在正常行驶中，滚轮不会损坏，发生碰撞过程中滚轮也不会出故障。
附图13显示了本发明的保证座椅稳定的固定框后部新型吸能架的结构，吸能架盖板25、25`(25`是与25对称，图中未画出25`)设置成汽车车头方向低，车尾方向高。
汽车发生严重碰撞事故时，由于座椅靠背的作用，活动架后部是受到一个斜前向上的惯性力，而平时活动架4后部上的吸能板6通过两端的吸能钉24、24`被固定框后部的吸能架上的盖板25、25`拉紧，所以此时这个惯性力是作用在吸能架14、14`、吸能钉24、24`、吸能板6和活动架4上，因为吸能钉24、24`不可能被拉长，吸能架14、14`被螺丝钉34、34`固定在汽车上，难变形，而槽钢形的活动架4的抗弯强度远大于后部吸能板6的抗弯强度，所以吸能板6会向下发生一定的永久形变，而致使吸能钉24、24`向下不再与吸能架盖板25、25`接触，使活动架4更顺利后退。
附图14、15显示了本发明的防反弹装置的结构、工作原理和座椅后退后底座的状态。防反弹装置由防反弹锁栓61、防反弹锁栓复位弹簧62、防反弹装置外壳63和固定板63`组成。防反弹锁栓61由锁栓套簧端35`、锁栓托簧柱48`、锁栓上锁端68`组成，它的轴截面呈“中”字形，是一端长(套簧端35`)另一端短(上锁端68`)两者交接处(锁栓托簧柱48`)直径大于两侧直径的三节圆柱体；防反弹装置外壳63是同轴两个内圆直径和长度不等的钢管，内有一个放置防反弹锁栓复位弹簧用的圆孔(外壳置簧孔62`)、一个让锁栓套簧端穿出的端孔(外壳端孔61`)，外壳置簧孔62`的长度大于外壳端孔61`的长度；固定板63`是中心有一中心圆孔69`的铁板。
将防反弹装置外壳63有外壳置簧孔62`一端插入固定板63`的中心孔69`后焊接好；再将锁栓套簧端35`套上复位弹簧后放置在外壳置簧孔62`中，并且使锁栓套簧端35`从外壳端孔61`中穿出，最后将锁栓上锁端68`插入活动架上让防反弹锁栓上锁端穿过的圆孔73内，使固定板63`与活动架4固定。
当汽车发生碰撞并达到一定的强度时，由于控制系统中连接成一体的手动控制锤41、套有回位弹簧的连接杆50、金属块51的轴向与汽车碰撞前运动的方向相同，金属块会与手动控制锤一起向车头方向运动。同理由于惯性，通过置栓架26装有锁座椅用的锁栓的座椅底座活动架4一定是稍往前移，即锁栓51`离开了固定框上的栓孔46的后壁47，由于栓孔46的任一条边较大于锁栓直径，锁栓不再与栓孔46接触。座椅受到的惯性力不能施加在锁栓触壁端55上，而是通过缓冲带58施加在吸能挡板10上。当金属块51运动到让锁栓运动的槽孔53与锁栓小端54`对正时，锁栓小端54`在锁栓复位弹簧54的作用下，会很快地从槽孔53向外侧运动，运动到一定的距离后，锁栓凸缘53`被槽孔53阻挡而停止(因凸缘的直径比槽孔宽度大)，此时锁栓51`从固定框的圆角矩形栓孔46中脱离出来，此时活动架可以相对于固定框向后运动，于是在活动架上的座椅被释放。同时，汽车发生碰撞时，由于惯性，活动架4会通过缓冲带58对置于固定框前端水平方向的吸能挡板10产生一个推力，此时挡板10会发生一定的形变，将座椅的一部分动能转化为挡板10的弹性势能。
汽车在正常行驶时，前轴12上的滚轮59、59`是与轨道上壁27、32表面接触，吸能钉24、24`通过螺帽21`、21吸能钉调整螺帽23、23`分别固定在活动架后部吸能板6上。汽车发生碰撞时，由于座椅靠背等的作用，活动架4前部是受到一个很大斜向下的力。而此时由于安装在固定框吸能板45上的吸能、乘重两用滚轮28、31直接与活动架4前部下表面接触，活动架前部很大斜向下的力就直接施加在吸能滚轮28、31上，因为活动架的强度远大于安放滚轮28、31的吸能板45的强度，所以吸能板45等会发生一定的形变，它们都吸收了座椅的部分动能。此时前轴滚轮59、59`(由于对称， 59`在附图12中未画出)离开轨道上壁27、32，压在轨道下壁27`、32`上。
同理，在汽车发生碰撞瞬间，由于座椅靠背等作用，活动架4后部是受到一个斜向上的力，此时后轴16则欲作斜向上运动，由于装在活动架后部上的吸能板6两端的吸能钉24、24`被固定框后部吸能架24、24`拉紧，而活动架的抗折弯强度远大于活动架上的吸能板6的抗折弯强度，故此时吸能板6会发生一定的永久形变，也吸收了座椅一部分动能，可见，在碰撞过程中，是牺牲了吸能装置，保护了碰撞后需要运动的前轴滚轮59、59`和保险轴上的滚轮60、60`。另外，根据调查，发现在日常生活中汽车发生碰撞时，装在活动架上方的平时调整人与方向盘、仪表板舒适距离的轨道、调整靠背倾斜度等装置会发生一定的永久形变而失去调整作用，它们也吸收了座椅的一定动能。
在汽车发生碰撞过程中，座椅的动能有一部分被吸收，一部分转化成弹性势能，此时，随着发生碰撞汽车速度的改变量越来越小，座椅受到的惯性力也会逐渐减少，此时活动架通过缓冲带施加给吸能挡板10的压力也会逐渐变小，但吸能挡板10具有的弹性力并非如此，当活动架通过缓冲带58施加给吸能挡板10的压力小于吸能挡板10由于变形具有的弹性力时，在吸能挡板10的弹性力作用下，活动架4、座椅的坐垫和靠背等开始向后方运动。根据能量守恒定理知此时，吸能挡板10的弹性势能转化为座椅的动能，使座椅只能以一定的速度向后方运动(因挡板10是固定的)。同理，在汽车发生碰撞时，人会以一定的速度向前运动，但由于受到安全带的作用，运动到一定距离后将停止，此时安全带，人与安全带接触部位、安全带固定点等也会发生一定的永久形变，所以也吸收了人的一部分动能，而人的相当一部分动能则转化为安全带，安全带固定点等的弹性势能，也是随着人受到的惯性力逐渐减少，人施加给安全带的压力也会逐渐变小，当此压力小于安全带具有的弹性力时，在安全带弹性力的作用下，人也开始向后方运动。根据能的转化与守恒定律也知道此时安全带的弹性势能转化成人的动能，此时人也只能以一定的速度向后方运动(因为安全带固定)，最终人还是坐在座椅上。
值得指出，只要发生碰撞的汽车还会变形汽车就会继续吸收能量，人和座椅受到的惯性力就不为零，而人和座椅是分别施加给安全带、吸能挡板的压力减少到小于安全带、吸能挡板具有的弹性力时，人和座椅就开始向后方运动，此时方向盘等才压过来，原因是发生碰撞事故时，汽车的动能是先转化成为破坏汽车前端保险杠等的能量(破坏能)，再向纵深方向发展，而方向盘、仪表板与前端保险杠都有一定的距离(特别是小汽车)，人与方向盘、仪表板也有一定的距离，经过这些距离的缓冲，人和座椅后退的时间不会滞后，所以达到了保护的效果。而且本发明已经过实车碰撞实验证明本发明通过弹簧54的力来从圆角矩形栓孔46中弹出锁栓51`是在人和座椅开始向后方运动之前，不会滞后。另外，本发明的锁栓与栓孔46后壁47接触的锁栓触壁端55的直径小于锁栓触架端55`的直径，因此锁栓不会因为变形而卡死在栓孔46和置栓架26中，从而保证弹簧54可靠地弹出锁栓51`。
座椅后移过程中，在活动架后轴16脱离了轨道向后方运动时，由于固定框限制座椅后移的距离和加固固定框用的铁板30的作用，使前轴12和保险轴13都不能离开轨道，当活动架4运动到活动架上让防反弹装置锁栓上锁端穿过的圆孔73与固定框上防反弹孔洞48对正时，放置在活动架上的圆孔73中的防反弹锁栓上锁端68`在防反弹锁栓复位弹簧62的作用下，伸入到固定框上防反弹孔洞48中，使座椅不能再向前、后、上、下运动，也不能翻转，达到了避免或减少司乘人员受到伤害、便于施救受伤人员的目的。
那些现有技术领域中的技术人员将清楚地知道，在不脱离本发明的范围和精神的前提下，不同的调整和变化可以被用于本发明中。例如，发明的实施例的不同元件的特殊形状可以被调整以适合特殊的应用。本发明包括在权利要求和它们的等同条件的范围内的调整和变化。
权利要求
1.小型车专用前排特殊座椅，包括靠背、坐垫、调整人与方向盘、仪表板舒适距离用的装置、安全带、一固定在汽车驾驶室地板上的纵向与汽车纵向相同的固定框、固定框包括水平方向的吸能挡板、板上的缓冲带、垂直方向的吸能板、板上的吸能承重两用滚轮、侧面上一个锁座椅用的圆角矩形栓孔、互相平行的两条轨道、限制座椅后移距离和加固固定框用的铁板；还有一安装在固定框上槽钢形的活动架、架上的前、后轴、活动架后部吸能板和板上的吸能钉，其特征是所述的座椅还包括固定框(29)中互相平行的两条轨道(17)、(17`)后部旁，设置有两个对称的新型吸能架(14)、(14`)；在固定框(29)一个侧面的后部，有一个直径大于防反弹锁栓上锁端(68`)直径的防反弹孔洞(48)；座椅后退到最大值时，在活动架(4)对应于固定框(29)上防反弹孔洞(48)的侧面位置，有一个直径大于防反弹锁栓上锁端(68`)直径、与防反弹孔洞(48)对正的让防反弹锁栓上锁端穿过的圆孔(73)，在圆孔(73)外侧面装有防反弹装置(3)；活动架(4)前、后轴孔之间还有两个与前轴孔(72)、(72`)的距离小于与后轴孔(75)、(75`)距离的保险轴孔(74)、(74`)，一装配有两个新型的座椅专用滚轮(60)、(60`)的保险轴(13)，穿过保险轴孔，和装有两个座椅专用滚轮(59)、(59`)的前轴(12)，一起放置在限制座椅后移距离和加固固定框用的铁板(30)汽车车头一侧的轨道内；在活动架(4)对应于固定框圆角矩形栓孔(46)的侧面位置还设置一个固定安放锁栓用的置栓架(26)的圆孔(71)，控制系统的外侧壳(58`)通过侧面装有一个减摩滚轮(52)的金属块(51)，将位于减摩滚轮(52)轮轴汽车车头一侧的锁座椅用的锁栓(51`)，压入活动架(4)上的置栓架(26)和固定框(29)上的圆角矩形栓孔(46)，将带有靠背等的活动架(4)锁止在固定框(29)上锁住了座椅，并通过使锁栓(51`)从上述的栓孔中离开，而使座椅解锁。
2.根据权利要求1所述的小型车专用前排特殊座椅，其特征是固定框后部的两个对称的新型吸能架(14)、(14`)分别有一块汽车车头方向低、车尾方向高的倾斜布置的盖板(25)、(25`)，盖板在汽车车尾方向一端各有一个配套的让吸能钉穿过的槽孔(15`)、(15``)。
3.根据权利要求1所述的小型车专用前排特殊座椅，其特征是防反弹装置包括防反弹锁栓(61)、防反弹锁栓复位弹簧(62)、防反弹装置外壳(63)、固定板(63`)，防反弹锁栓(61)由锁栓套簧端(35`)、锁栓上锁端(68`)、锁栓托簧柱(48`)三部份构成，是锁栓套簧端(35`)长，上锁端(68`)短，两者交接处的锁栓托簧柱(48`)直径大于两侧直径的三节圆柱体；外壳(63)是同心的一个外壳置簧孔(62`)和一个外壳端孔(61`)的钢管；固定板(63`)是中部有一中心圆孔(69`)的铁板；将外壳有外壳置簧孔(62`)一端插入固定板的中心圆孔(69`)后焊接好，再在锁栓套簧端(35`)套上复位弹簧(62)后放置在外壳置簧孔(62`)中，并且使套簧端(35`)从外壳端孔(61`)中穿出，复位弹簧(62)抵在锁栓托簧柱的套簧端(35`)一侧和外壳端孔(61`)内侧面上，最后将锁栓上锁端(68`)，插入活动架(4)上让上锁端穿过的圆孔(73)后抵在固定框有防反弹孔洞(48)一侧的轨道前部侧面上，再将固定板(63`)与活动架(4)固定；当汽车发生意外，座椅后退到活动架(4)上让上锁端穿过的圆孔(73)与固定框上的防反弹孔洞(48)对正时，锁栓上锁端(68`)在套簧端上复位弹簧(62)的作用下，伸入防反弹孔洞(48)，将座椅固定，通过向外拉从外壳端孔(61`)中伸出的锁栓套簧端(35`)的那部份使座椅解锁。
4.根据权利要求1所述的小型车专用前排特殊座椅，其特征是活动架上的保险轴孔(74)、(74`)与前轴孔(72)、(72)之间的距离x≥60mm。
5.根据权利要求1所述的小型车专用前排特殊座椅，其特征是座椅专用滚轮包括一个不设置有安放滚珠(或滚针、滚柱)位置但两端内圆一侧分别设置有一个安放润滑油用的滚轮储油槽(67)、(67`)、储油槽外侧还分别设置有一个安放防尘油封用的台阶(70`)、(70``)的滚轮外圈(68)；两个置于台阶中的防尘油封(66)、(66`)；一个不设置有安放滚珠(或滚针、滚柱)位置的、放置在储油槽中填满润滑油和台阶中装有防尘油封的滚轮外圈(68)的内圆中的滚轮内圈(70)；两个中心有一圆孔的、放置在滚轮内圈(70)两个侧面限定滚轮外圈(68)轴向滑动区间用的滚轮挡圈(65)、(65`)。
6.根据权利要求1所述的小型车专用前排特殊座椅，其特征是置栓架(26)是由有两个同轴、内圆直径不相等的厚壁钢管与一块有与座椅控制系统(1)连接用的圆孔(26`)、(26``)的铁板焊接而成，轴截面呈“T”字形，内有一个保锁栓垂直孔(56)和一个安放锁栓复位弹簧孔(56`)；有保锁栓垂直孔(56)的一端焊接在活动架(4)上固定安放锁栓用的置栓架的圆孔(71)中，保锁栓垂直孔(56)的壁厚y的值为y≥4.8mm，保锁栓垂直孔(56)的长度大于活动架侧面的厚度，套有锁栓的复位弹簧(54)放置在安放锁栓复位弹簧孔(56`)中而抵靠在与保锁栓垂直孔(56)二者交接处的台阶壁上。
7.根据权利要求1所述的小型车专用前排特殊座椅，其特征是座椅控制系统(1)还包括、金属块回位弹簧(49)、锁栓复位弹簧(54)、两端有螺丝的连接杆(50)、手动控制锤(41)、控制系统外壳(35)，给座椅上锁是在锁栓大端触架端(55`)套上复位弹簧(54)后将其插入置栓架(26)中，连接杆(50)一端与金属块(51)有螺孔的一端连接，在杆上套上回位弹簧(49)后将连接杆(50)另一端指向车头方向，从控制系统外壳纵向挡簧孔(41`)穿出(套在连接杆上的回位弹簧抵在金属块前端侧面和控制系统外壳车头方向的内侧面上)，再与手动控制锤(41)连接组成控制滑块，后用金属块(51)侧面上的减摩滚轮(52)抵在控制系统外侧壳(58`)上，对称侧面则压在上述置栓架(26)中的锁栓小端(54`)上，强行将锁栓触壁端(55)压入固定框上的圆角矩形栓孔(46)中；给座椅解锁是有金属块(51)的控制滑块，在自身惯性或人工拉手动控制锤(41)使金属块(51)沿车辆纵向相对于锁栓(51`)移动，加力压缩位于金属块(51)前端侧面和控制系统(1)外壳车头方向内侧之间的金属块回位弹簧(49)，直到锁栓小端(54`)进入金属块另一端上的槽孔(53)，这时复位弹簧(54)将锁栓(51`)从固定框上的圆角矩形栓孔(46)中脱离。
8.根据权利要求8所述的小型车专用前排特殊座椅，其特征是控制锁栓用的金属块(51)和套有金属块回位弹簧(49)、两端有螺丝的连接杆(50)，与手动控制锤(41)连接后组成的控制滑块总质量为238±80kg，装配时金属块(51)纵向与汽车纵向(车头方向)相同。
9.根据权利要求1所述的小型车专用前排特殊座椅，其特征是锁座椅用的锁栓(51`)是两端直径不相等的圆柱形，直径大的一端由锁栓触架端(55`)和锁栓触壁端(55)组成，其中触架端(55`)的直径大于触壁端(55)的直径，上锁时触架端(55`)与置栓架(26)接触，触壁端(55)与固定框上的圆角矩形栓孔(46)后壁(47)接触。
10.根据权利要求1所述的小型车专用前排特殊座椅，其特征是固定框中互相平行的两条轨道(17)、(17`)的高度h与活动架前轴(12)、保险轴(13)、后轴(16)上座椅专用滚轮(59)、(59`)、(60)、(60`)、(37)、(37`)的外圈直径d的关系为h≥d+0.50mm。
全文摘要
一种小型车专用前排特殊座椅，它是在前排座椅轨道下面加装一只上面有利用惯性力来控制座椅的控制系统、用压入法的防反弹装置、装上滚轮的前、后和保险轴的活动架；活动架通过轮轴、螺帽安置在与汽车地板固定的互相平行的两条轨道和吸能装置组成的固定框上，汽车发生意外时，座椅的吸能装置吸收和转化了座椅动能，控制系统工作，被锁住的座椅和人分别在吸能装置和安全带等的弹性力作用下，一起向后方运动，最后座椅被防反弹装置锁定，使人员得到了保护。
文档编号B60N2/427GK1847048SQ20051006303
公开日2006年10月18日 申请日期2005年4月5日 优先权日2005年4月5日
发明者刘熙 申请人:刘熙