一种靠背吸能的机构的制作方法

本实用新型属于车辆座椅机构技术领域，具体涉及一种车辆追尾碰撞后靠背吸能安全的机构。

背景技术：

在汽车道路交通事故中，鞭打伤是最为常见的一种损伤，高发于汽车追尾或碰撞交通事故中。如果发生被追尾碰撞时，骤然加速的车辆通过座椅靠背带动乘员躯体向前瞬间加速，而处于自由状态的乘员头颈部由于惯性作用保持原有静止状态，由此引起躯体在水平方向相对于头颈部骤然产生加速度巨变，因此会造成颈椎受伤。有文献资料显示，在碰撞后50ms-100ms，颈部发生变形处于拉直状态，剪切力开始对颈部产生作用；在100ms-130ms时段，下颈椎开始伸长变成前凸呈“S”型；在大于130ms时段，剪切力继续作用于下颈部关节囊使其过度伸长，整个颈椎受到“挤压作用”，由此造成颈椎部受伤。

由于车辆追尾或正面碰撞造成颈椎受伤，这种伤害不仅是发生率高，更是由于其部位特殊，往往导致产生严重的后遗症。对于防范这种事故的伤害，现有技术有多种主动安全防范措施或被动安全防范措施，这些措施提供的大多是单纯可吸收冲击能量的结构，如，现有的WHIPS系统即是车辆被追尾时通过座椅的精密结构缓冲追尾碰撞能量，减小前排乘员的头与颈部的加速度的差值，降低伤害。这些技术方案的不足是使得座椅结构复杂、成本也高得多，还有个问题是在极其短暂的一瞬间，单单依靠吸收冲击能量是很不够的，因为吸收能量总是要有个积累的过程，这个积累过程往往显得过于拖沓，使得机构效果不能十分令人满意。

技术实现要素：

本实用新型的目的是，克服现有技术的车辆追尾碰撞后通过吸能机构减轻乘员受到伤害的装置所存在的结构繁杂、作用迟缓，制造成本高的不足，提供一种断裂保险、吸能、且结构简单而价廉的车辆座椅安全机构。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

一种靠背吸能的机构，包括坐垫侧板和调角器下连接板，其特征是，有一吸能装置及一固定装置；固定装置包括前、后螺母和前、后台阶螺栓；吸能装置包括在调角器下连接板对应于用前台阶螺栓连接的位置设有一个异形冲击槽，以及一件能够在很小的行程内将承受冲击的力提高到6000N以上的吸能片，吸能片由上联部、承载部以及断裂部构成，上联部为用于焊接连接调角器下连接板的平板结构，承载部为一个与前台阶螺栓相配合的圆环结构，断裂部由对称的二段窄带构成并将上联部与承载部连接，沿各窄带中部的表面一周设有断裂槽；所述前、后螺母分别焊接于坐垫侧板的前、后两个螺栓连接孔；前台阶螺栓依次将调角器下连接板、吸能片和坐垫侧板压紧并与前螺母连接完成固定；后台阶螺栓穿过调角器下连接板与焊接在坐垫侧板的后螺母固定连接。

韧性材料在一定条件下具有脆性行为，使韧性材料脆化的条件包括存在缺口、高应变率及低温；其中的低温脆化，对于一般低碳结构钢，往往需达到-40℃，对于轿车车内的座椅，低温脆化一般不予考虑。

由于吸能片本身作为一种结构连接件，通常采用低碳一类的结构钢，吸能片在正常使用条件下呈现韧性材料性质，具有足够的弹性力学性能，而在结构件设置了缺口的部位，使之在冲击时转化为脆性材料，极易因受到冲击造成的高应变率而发生断裂。如果没有此特设的缺口，该板形的零件虽然受到冲击力的作用，构件也可能呈现若干韧性材料的性质，先是发生或多或少的拉伸变形而不是立即断裂或者是最后虽然也发生断裂但是由于其变形时间较长，可能起不到在小于50ms之内，最迟在100ms之内的瞬间断裂卸载的保险作用，其次是断裂部的二段窄带总有些性能差异以及受到冲击能量分配不均衡，二段窄带能不能同时断裂，更是个不确定因素，如果不能同步断裂而是单段断裂，则断裂吸能机构的意义就会大打折扣。综合以上论述，设置断裂槽是重要的措施。

优选方案，所述冲击槽的宽度变化区间为12mm～13mm，冲击槽的宽度小于前台阶螺栓的直杆段的直径，并随冲击行程不同，逐步变小或按波形规律变化。

优选方案，断裂部的横截面积，即窄带上设有断裂槽部位的横截面积为9.5～12.5mm²。

优选方案，断裂槽的断面形状为V型，槽底有圆弧过渡。

考虑到该吸能片断裂的应用场合具有涉及人身安全的特别重要性，所以吸能片的断裂槽即缺口的形状在常规的选型中选用v型结构而不选用U型结构，更有利于加速断裂卸载。槽底的过渡圆弧可防止零件在正常使用时因槽底产生应力集中而非正常破裂使得吸能片意外失效。

优选方案，在常温条件下断裂部的冲击韧性值ɑK等于或略小于医学关于对人体颈部造成明显或一定程度伤害的冲击功除以断裂部位横截面积所得的值，其单位为N-m/mm²。所述的冲击功即通过车身传递至座椅靠背的能量值，具体地说是通过所述前台阶螺栓传递的冲击能量值。

优选方案，本机构相对于座椅左右两侧对称设置。

本实用新型的有益效果是：

1、设置吸能片，瞬间断裂卸载，具有保险作用；

2、设有冲击槽，通过变形和摩擦吸收冲击能量；

3、吸能片的断裂部设有断裂槽，符合断裂力学的脆化条件要求，确保二段窄带能够在冲击条件下相对同步而快速地实现断裂；

4、结构合理、简单，易于装配；

5、占用空间位置小；

6、成本低。

附图说明

图1是本实用新型的一种实施例结构示意图；

图2为一种实施例机构的分解示意图；

图3为一种实施例机构的组装示意图；

图4是一种吸能片结构示意图；

图5为图4中B处局部放大示意图；

图6调角器下连接板的结构示意图；

图7为图6的下视图，图中示出吸能片与调角器下连接板的连接关系；

图8为图3中的A-A剖面示意图。

图中，坐垫侧板1；前螺母11；后螺母12；调角器下连接板2；前台阶螺栓31；后台阶螺栓32；连接孔321；冲击槽4；吸能片5；上联部51；承载部52；圆环结构521；断裂部53；窄带531；断裂槽532；坐垫总成6；靠背总成7。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例：如图1、图2所示，一种靠背吸能的机构，包括坐垫侧板1和调角器下连接板2，有一吸能装置及一固定装置，其中，固定装置包括前螺母11、后螺母12和对应的前台阶螺栓31、后台阶螺栓32；吸能装置包括在调角器下连接板2对应于用前台阶螺栓31连接的位置设有一个异形冲击槽4，以及一件能够在很小的行程内将承受冲击的力提高到6000N以上的吸能片5。(参见图3)

吸能片5由上联部51、承载部52以及断裂部53构成，上联部51为用于焊接连接调角器下连接板2的平板结构，承载部52为一个与前台阶螺栓31相配合的圆环结构521，断裂部53由对称的二段窄带531构成并将上联部51与承载部52连接，沿各窄带531中部的表面一周刻有断裂槽532，断裂槽532的断面形状为V型，槽底有过渡圆弧。(参见图4、5)

装配时，先在座垫侧板1上，将前螺母11焊接于前台阶螺栓31连接孔，将后螺母12焊接于后台阶螺栓32连接孔321。将吸能片5的上联部51焊接至调角器下连接板2上(参见图6、7)。

焊接时需保证调角器下连接板2上的冲击槽4的上端圆孔中心、吸能片5的圆环结构521中心以及坐垫侧板1的前螺母11中心与前台阶螺栓31同轴。前台阶螺栓31依次将调角器下连接板2、吸能片5和坐垫侧板3压紧并与前螺母11连接完成固定；后台阶螺栓32穿过调角器下连接板2和焊接在坐垫侧板1的后螺母12固定连接。吸能片5的一侧被坐垫侧板1覆盖，另一侧除调角器下连接板2的冲击槽4部分外其余部分均被调角器下连接板2覆盖。(参见图8)

冲击槽4的宽度变化区间为12mm～13mm，冲击槽4的宽度小于前台阶螺栓31直杆段的直径，并随冲击行程不同，逐步变化。

断裂部53的横截面积，即窄带531上刻有断裂槽532部位的横截面积为9.5～12.5mm²。

常见的汽车座椅包括坐垫总成6和靠背总成7，其中，上述的调角器下连接板2有对称两件，分别连接在靠背总成7下端两侧；上述的坐垫侧板1也有对称两件，分别连接在坐垫总成6后端两侧。通过坐垫侧板1和调角器下连接板2的连接将坐垫总成6和靠背总成7连在一起。当汽车发生被追尾时，位于坐垫总成6和靠在靠背总成7上的乘客，可能会因碰撞加速度通过座椅和靠背加载于乘员的躯体，而对因惯性力作用而滞后动作的头颈部造成伤害，因之本机构将碰撞能量传导于靠背总成的枢纽即刻切断是关键措施。

在车辆在被追尾时，前台阶螺栓31受靠背总成7影响具有沿冲击方向的运动趋势，当冲击力在该方向的力达到一定值时，未被冲击槽4覆盖部分的吸能片5的断裂部53发生断裂；冲击力将使前台阶螺栓31沿冲击槽4向另一端继续运动，冲击槽4的两侧与前台阶螺栓31产生挤压力，阻碍前台阶螺栓31运动，吸收掉大部分的冲击能量。

在常温条件下断裂部53的材料冲击韧性值ɑK的选取原则为，等于或略小于医学关于对人体颈部造成明显或一定程度伤害的冲击功除以断裂部位横截面积所得的值，其单位为N-m/mm²。所述的冲击功即通过车身传递至座椅靠背的能量值，具体地说是通过所述前台阶螺栓31传递的冲击能量值。

本机构相对于座椅左右两侧对称设置。

本实用新型针对车辆座椅靠背设置断裂保险机构，能够在汽车被追尾时快速断裂以保护乘员头颈部免受伤害，结构合理、效果好且成本低。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。