专利名称：汽车安全头枕的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种汽车安全头枕，是一种汽车配件。
背景技术：
汽车安全头枕，是安装在汽车坐椅上的用以托靠乘员头部的汽车部件，
它在汽车追尾时能阻止头部因车尾受到的向前的撞击，即后向撞击而猛然向后仰，进而防 止损伤头部和颈推。当汽车遭受后向撞击时，车体的突然向前导致乘员的突然向后靠，而 此时背部以下有坐椅背等的阻挡，而头部则会猛向后仰。此时如无依托，则颈推必被扭伤， 如有依托却不能吸收撞击力，则头部必被撞伤。通常使用的头枕都仅在外套内衬一层泡沫 作为吸收撞击力的材料，但效果不好。也有如中国发明专利03275979.7 "安全座椅"公开 了一种安全座椅，具有由上而下依次连接在一起的头枕、椅背和椅座，在上述部件的内部 分别装有至少一个緩冲器，在緩沖器的前方设定距离处装有面积足以覆盖緩冲器的档板。 还有如中国发明专利申请200510080407.0 "头枕装置"公开了一种头枕装置，包括头 枕升起机构，该头枕升起机构将头枕支承在座椅靠背的上端并可以使头枕升起；受压靠板， 该受压靠板以与乘员的背部相对的方式设置在座椅靠背，当车辆被追尾时，该受压靠板在 惯性力的作用下向车身后方移动；传动机构，该传动机构将受压靠板连接到头枕升起机构， 在受压靠板向车体后方移动的时候，使头枕升起机构动作而将头枕升起；上述传动机构为 细长部件，它将受压靠板向车身后方的移动以拉伸负荷的方式传递给头枕升起机构。以上 种种，或弹力不足使头部会与头枕内壳碰撞，或柔性不足使头部与头枕外表碰撞，或状态 回复速度不快而不能在接受连续的后向撞击时对乘员起到保护作用，或结构太复杂可靠性 不强
发明内容
针对上述不足，本发明所要解决的技术问题是如何以一简单的结构使 头枕可有效为乘员提供颈部保护的汽车安全头枕，就是要提供一种有良好吸收后向撞击力 的汽车安全头4允。
本发明提供的安全汽车头枕，有外套和外套内的泡沫层，在泡沫层内是一壳体，从壳 体内引出安装到坐椅背靠上的连接件，壳体内还有一套铰轴垂直于头枕前后方向的四连杆 机构，该四连杆机构以不同的杆安装在壳体和连接件上，在四连杆机构中安装有一复位弹 簧，复位弹簧两端分别安装于不同的杆，且复位弹簧的弹力使安装壳体的杆相对于安装连 接件的杆向前方摆动，在四连杆机构中还安装有一棘轮机构，棘轮机构中的棘爪和棘轮分 别安装在不同的杆上，且棘爪可以在棘轮齿面滑动的方向是安装壳体的杆相对于安装连接 件的杆向后方摆动的方向，棘轮机构中棘爪对棘轮起止回作用的力是克服复位弹簧弹力 的，棘轮机构包括当棘爪滑过棘轮上限位齿时使棘爪与棘轮齿脱离而使棘轮机构回复原始 状态的装置。
本发明提供的安全汽车头枕，所说四连杆机构的上下横向杆与头枕前后方向平行，头枕内壳体安装在上横向杆上，下横向杆与连接件焊接；所说复位弹簧采用圓柱扭转螺旋弹 簧，两端分别抵在铰轴在前下角或后上角的一个纵向杆与一个横向杆之间；所说棘轮机构 是由一条形棘轮、棘爪和棘爪的回复装置构成的，条形棘轮及棘爪分别安装在铰轴在前上 角或后下角的一对纵向杆与横向杆上；棘爪的回复装置是棘爪上另有两个齿分别位于棘 爪轴的两侧，与棘爪尖同侧的为离齿，另一侧的为合齿；在条形棘轮的后端有一高出其他 齿的控制齿；在棘爪与安装棘爪的杆之间安装有一弓形丝弹簧，弓形丝弹簧在棘爪上的安 装点在棘爪轴与弓形丝弹簧在杆上的安装点之间；当棘爪尖与条形棘轮齿之间以齿顶相接 时，弓形丝弹簧在棘爪上的安装点位于其在杆上的安装点和棘爪在杆上的安装点连线接近 条形棘轮的一侧；当棘爪上离齿与条形棘轮齿上控制齿之间以齿顶相接时，弓形丝弹簧在 棘爪上的安装点位于其在杆上的安装点和棘爪在杆上的安装点连线离开条形棘轮的一侧； 当棘爪上合齿与条形棘轮齿上控制齿之间以齿顶相接时，弓形丝弹簧在棘爪上的安装点位 于其在杆上的安装点和棘爪在杆上的安装点连线接近条形棘轮的 一侧。 所说前后上下均指头枕在车辆中的方位。
本发明提供的安全汽车头枕，所说的四连杆机构的上下横连杆的最大错动距离为 102mm，推动该平行四边形错动的力大于O.lMPa,即当头枕受到大于O.lMPa的冲力时， 所说四连杆机构即克服复位弹簧的弹力使棘爪与棘轮上的齿作错动，所受的力越大则错动 的齿数越多，直至达到最大^"动距离。
本发明提供的安全汽车头枕，所说棘轮机构有4个棘爪，推动该平行四边形错动的力 为错动一个齿大于O.lMPa,错动2个齿大于0.17MPa，错动3个齿大于0.25MPa。
本发明提供的安全汽车头枕，将头枕内包覆有泡沫层的壳体和将头枕安装到坐椅上的 连接件分别安装在一套四连杆机构的上下横向杆上，使头枕与坐椅之间能作相对的前后位 移。而其中一对纵横向杆之间又安装了 一对棘轮机构和对棘爪施力的弓形丝弹簧，使它们 又构成一套四连杆机构。当前一四连杆机构发生变形时，后一四连杆也同时发生变形，这 一变形由棘爪与条形棘轮之间的啮合错齿来满足、定位。如此构成一安全机构。
该安全机构在初始状态时，棘爪与条形棘轮的前部一齿相抵，该抵力由复位弹簧的弹 力提供而使头枕保持在正好使乘员头枕在其上的位置。当头枕接受向后的力时，如该力克 服了复位弹簧的弹力，则前一四连杆机构发生变形，导致后一四连杆机构也发生变形，即 棘爪向条形棘轮的后部滑动，这时因弓形丝弹簧在棘爪上的安装点位于其在杆上的安装点 和棘爪在杆上的安装点连线接近条形棘轮的一侧，使弓形丝弹簧将棘爪压向条形棘轮。如 该力较大，使棘爪完全滑向了条形棘轮的后部，使棘爪上的离齿与条形棘轮的控制齿相错， 控制齿经离齿推动棘爪依安装轴转动，又此时弓形丝弹簧在棘爪上的安装点位于其在杆上 的安装点和棘爪在杆上的安装点连线离开条形棘轮的一侧，使弓形丝弹簧将棘爪压离条形 棘轮，使棘轮机构失去作用。当该力消失时，复位弹簧使前一四连杆机构趋于回复到初始 状态，后一四连杆机构也趋于回复到初始状态，即棘爪和前移动而使其上的合齿与条形棘 轮的控制齿相差，控制齿经合齿推动棘爪依安装轴转动，又此时弓形丝弹簧在棘爪上的安装点位于其在杆上的安装点和棘爪在杆上的安装点连线接近条形棘轮的一侧，使弓形丝弹 簧将棘爪压向条形棘轮，使整个安全机构回复到初始状态。
综上所述，本发明提供的安全汽车头枕，当汽车受到后向撞击时，乘员头部撞向头枕， 使头枕内的安全机构吸收撞击力而发生头枕与坐椅靠背间的水平位移，容许乘员头部向后 移动，当该力较大时，头枕向后移动一下后又向前产生一个回复力，既托住头部避免发生 往复摆动而使颈推损伤，并回复到初始状态以备下一次在受到后向撞击时产生安全作用。 同时，该安全机构在头枕非发生撞击时受到其他向后的扳力发生位移后，最起码有条形棘 轮的最后一个齿可以起到吸收撞击力的作用，如扳动较大则也会回复到初始状态。本发明 提供的安全汽车头枕，与现有技术相比结构简单而回复原始状态快速，是一种非常安全的 的汽车头栌u。
图1为本发明一实施例的装配轴系图，图中1为一四连杆机构的上横
杆，其前侧有向外折转的壁用以安装头枕安全机构壳体，上4黄杆有左右两件，2为该四连 杆机构的后纵杆，横向截面为开口向前的u形结构，3为弓形丝弹簧，两端折钩分别钩在 后纵杆和棘爪上的小孔内，4为棘爪，5为该四连杆机构的下横杆，纵向截面为开口向上 的uj形结构，其上一侧壁上连接有条形棘轮，底壁用以焊接与坐椅靠背安装的连接件，6 为该四连杆机构的前纵杆，横向截面为开口向后的u形结构，该四连杆机构的四条连杆均 以侧壁用轴铰接，12为件1与件2的铰接轴，16为件1与6的铰接轴，25为件2与件5 的铰接轴，56为件5与件6的铰接轴，24为棘爪4安装到后纵杆2上的铰接轴，7为套在 轴56上的圆柱扭转螺旋弹簧，弹簧两端分别抵在下横杆和前纵杆的底壁上；另外，a为在 条形棘轮后端的一高出其他齿的控制齿，b为条形棘轮齿，c为与b啮合的棘爪尖，d为与 c同侧的为离齿，e为与c不同一侧的合齿；
图2为图1中各件安装后的安装机构在原始状态结构示意图，图中各件同图1;
图3为本发明另一种实施办法的结构示意图，图中100为壳体，101为上横杆，102 为后纵杆，104为棘爪，105为下横杆，106为前纵杆，107为弹簧，110为连接件，10b 为棘轮；
图4为本发明又一种实施办法的结构示意图，图中200为壳体，201为上横杆，202 为后纵杆，204为棘爪，205为下横杆，206为前纵杆，207为弹簧，210为连接件，20b 为棘轮。
具体实施方式
如图1、 2所示，有一四连杆机构，以上横杆l、下横杆5、前纵 杆6、后纵杆2分别以铰接轴12、铰接轴16、铰接轴25、铰接轴56将上横杆两端和前后 纵杆的一端、下横杆的两端和前后纵杆的另一端铰接起来构成。其中，上横杆有两件，在 四连杆机构的左右最外侧，每一件在其上有铰接轴孔的侧壁前侧有向外折转的壁用以安装 头枕安全机构壳体，所说头枕安全机构壳体是头枕内的一个壳体，壳体在泡沫层内，泡沫 层外有外套。其余三条连杆都呈开口向四连杆机构内部的"形结构，前纵杆在最内层，下 横杆次之，后纵杆再次在上横杆之内一层，均在侧壁上设铰接轴孔。下横杆底壁焊接在一门形杆的上边，门形杆的两根直杆是头枕与坐椅靠背的连接件，用来插在坐椅靠背的预留 孔内。前述前后上下方位是以坐椅在车内的位置确定的，即前纵杆在头枕中是朝向乘员头 部一侧的。在下横杆的左侧壁上有一以其与后纵杆铰接轴为轴心的条形棘轮，在后纵杆左 侧壁上以铰接轴24安装有棘爪4，在棘爪与后纵杆之间安装有弓形丝弹簧3,弓形丝弹簧 是以两端折钩分别钩在后纵杆和棘爪上的小孔内的，弓形丝弹簧在棘爪上的安装点在棘爪 轴与弓形丝弹簧在后纵杆上的安装点之间。有复位弹簧7套在下横杆与前纵杆的铰接轴56 上，复位弹簧为一圆柱扭转螺旋弹簧，弹簧两端分别抵在下横杆和前纵杆的底壁内侧。
上述结构中，棘爪前端为与条形棘轮齿b啮合的棘爪尖c,棘爪在安装轴24两侧各有 一齿，与棘爪尖同侧的为离齿d，另一侧的为合齿e。在条形棘轮的后端有一高出其他齿的 控制齿a。这些齿及弓形丝弹簧的安装位置的关系是当棘爪尖与条形棘轮齿之间以齿顶 相接时，弓形丝弹簧在棘爪上的安装点位于其在后纵杆上的安装点和棘爪在下横杆上的安 装点连线接近条形棘轮的一侧，使弓形丝弹簧的弹力指向条形棘轮；当棘爪上离齿与条形 棘轮齿上控制齿之间以齿顶相接时，弓形丝弹簧在棘爪上的安装点位于其在后纵杆上的安 装点和棘爪在下横杆上的安装点连线离开条形棘轮的一侧，，使弓形丝弹簧的弹力指向远 离条形棘轮的方向；当棘爪上合齿与条形棘轮齿上控制齿之间以齿顶相接时，弓形丝弹簧 在棘爪上的安装点位于其在后纵杆上的安装点和棘爪在下横杆上的安装点连线接近条形 棘轮的一侧，使弓形丝弹簧的弹力重新指向条形棘轮。
经中国国家汽车质量监督检验中心依据GB11550-1995《汽车座椅头枕性能要求和试验 方法》对实样进行测试，上例所提供的安全汽车头枕在接受后方冲击时其反弹加速度未超 过80克。
上述实施例并非本发明的唯一实施方案，以现有技术和本发明公开的技术特征可以做 出不同的实施方案。如
如图3所示，壳体100安装在前纵杆106上，连接件110安装在下横杆105上，将一 圆柱拉伸螺旋弹簧107安装在后纵杆102与下横杆之间，当壳体受头部撞击使前纵杆相对 下横杆向后摆动时，弹簧被拉长从而产生一使前纵杆向前复位的弹力。棘爪104安装在上 横杆101上而棘轮10b安装在下横杆上，棘轮齿的角度自前下角向后上角倾斜，棘爪尖从 后上角指向前下角，当壳体受头部撞击使上横杆相对下横杆向后移动时，棘爪尖在棘轮齿 面上滑动，而上横杆趋向复位时棘爪尖抵在棘轮齿上。又如
如图4所示，壳体200安装在下横杆205上，连接杆210安装在后纵杆202上，将一 圆柱扭转螺旋弹簧207安装在后纵杆与下横杆之间，当壳体受到头部撞击时，后纵杆相对 下横杆向前摆动而减小了它们之间的夹角，弹簧被扭转而产生扩大后纵杆与下横杆之间夹 角的弹力。棘爪204安装在前纵杆206，棘轮20b安装在上横杆201上，棘轮齿的角度自 前上角向后下角倾斜，棘爪尖从后下角指向前上角，当壳体受头部撞击使前纵杆相对上横 杆向后摆动时，棘爪尖在棘轮齿面上滑动，而前纵杆趋向复位时棘爪尖抵在棘轮齿上。
权利要求
1、一种安全汽车头枕，有外套和外套内的泡沫层，在泡沫层内是一壳体，从壳体内引出安装到坐椅背靠上的连接件，其特征是壳体内还有一套铰轴垂直于头枕前后方向的四连杆机构，该四连杆机构以不同的杆安装在壳体和连接件上；在四连杆机构中安装有一复位弹簧，复位弹簧两端分别安装于不同的杆，且复位弹簧的弹力使安装壳体的杆相对于安装连接件的杆向前方摆动；在四连杆机构中还安装有一棘轮机构，棘轮机构中的棘爪和棘轮分别安装在不同的杆上，且棘爪可以在棘轮齿面滑动的方向是安装壳体的杆相对于安装连接件的杆向后方摆动的方向，棘轮机构中棘爪对棘轮起止回作用的力是克服复位弹簧弹力的，棘轮机构包括当棘爪滑过棘轮上限位齿时使棘爪与棘轮齿脱离而使棘轮机构回复原始状态的装置。
2、 如权利要求所述1的安全汽车头枕，其特征是所说四连杆机构的上下横向杆与头 枕前后方向平行，头枕内壳体安装在上横向杆上，下横向杆与连接件焊接；所说复位弹簧 采用圆柱扭转螺旋弹簧，两端分别抵在铰轴在前下角或后上角的一个纵向杆与一个横向杆 之间；所说棘轮机构是由条形棘轮、棘爪和棘爪回复装置构成的，其中条形棘轮及棘爪分 别安装在铰轴在前上角或后下角的一对纵向杆与横向杆上；棘爪的回复装置是棘爪上另 有两个齿分别位于棘爪轴的两侧，与棘爪尖同侧的为离齿，另一侧的为合齿；在条形棘轮 的后端有一高出其他齿的控制齿；在棘爪与安装棘爪的杆之间安装有一弓形丝弹簧，弓形 丝弹簧在棘爪上的安装点在棘爪轴与弓形丝弹簧在杆上的安装点之间；当棘爪尖与条形棘 轮齿之间以齿顶相接时，弓形丝弹簧在棘爪上的安装点位于其在杆上的安装点和棘爪在杆 上的安装点连线接近条形棘轮的一侧；当棘爪上离齿与条形棘轮齿上控制齿之间以齿顶相 接时，弓形丝弹簧在棘爪上的安装点位于其在杆上的安装点和棘爪在杆上的安装点连线离 开条形棘轮的一侧；当棘爪上合齿与条形棘轮齿上控制齿之间以齿顶相接时，弓形丝弹簧侧。
3、 如权利要求所述2的安全汽车头枕，其特征是所说的与头枕前后方向平行的四连 杆机构的上下横连杆的最大错动距离为102mm,推动该平行四边形变形的力大于O.lMPa。
4、 如权利要求所述2或3的安全汽车头枕，其特征是所说棘轮机构有4个棘爪，推 动该平行四边形变形的力为棘爪尖滑过一个棘轮齿大于O.lMPa，滑过2个棘轮齿大于 0.17MPa,滑过3个棘轮齿大于0.25MPa。
全文摘要
本发明提供的安全汽车头枕，有外套和外套内的泡沫层，在泡沫层内是一壳体，从壳体内引出安装到坐椅背靠上的连接件，壳体内还有一套铰轴垂直于头枕前后方向的四连杆机构，在四连杆机构中安装有一复位弹簧[7]和一棘轮机构[5]，棘轮机构包括棘轮机构回复原始状态的装置。本发明提供的安全汽车头枕，当汽车受到后向撞击时，乘员头部撞向头枕，使头枕内的安全机构吸收撞击力而发生头枕与坐椅靠背间的水平位移，容许乘员头部向后移动，当该力较大时，头枕向后移动一下后又向前产生一个回复力，既托住头部避免发生往复摆动而使颈椎损伤，又回复到初始状态以备下一次在受到后向撞击时产生安全作用，其结构简单而回复原始状态快速，是一种非常安全的的汽车头枕。
文档编号B60N2/48GK101318480SQ20071006907
公开日2008年12月10日 申请日期2007年6月9日 优先权日2007年6月9日
发明者戴如军 申请人:朱钱禄