БЕЗОПАСНОЕ СИДЕНЬЕ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
SAFE VEHICLE SEAT

Изобретение относится к средствам пассивной безопасности пассажирских транспортных средств.
Известны устройства сидений, снабженные механизмом изменения их продольного и углового положения относительно кузов транспортного средства в процессе сборки и регулировки, включающим салазки для закрепления каркаса сиденья, продольные направляющие, механизм перемещения салазок в виде ходового резьбового винта, продольные ползуны, стопорный механизм, регулятор наклона спинки, кронштейна, поворота подушки и спинки сиденья относительно друг друга /см. патент РФ на изобретение №2225797, кл. В60К 2/07, 2002 [1]; патент РФ на изобретение №22900331, кл. B60N 2/07, 2008 [2]; патент РФ на полезную модель №47296, кл. B60N, 2/0, 2/22, 2005 [3]/.
Недостатками известных устройств является невозможность адаптивной перестройки своего положения в пространстве непосредственно в момент удара при столкновении транспортного средства и под действием удара и, как следствие, низкая эффективность при обеспечении безопасности.
Известны также устройства безопасных сидений, обеспечивающие их адаптивное продольное перемещение и ограниченный подъем относительно кузова непосредственно в момент аварийного столкновения, и приводимое в действие в результате удара либо путем включения специального датчика столкновения, связанного с силовым механизмом через блок управления /см. патент РФ на полезную модель №46231, кл. B60N 2/427 [4]/, либо путем осуществления кинематической связи бампера с механизмом управления ограниченным подъемом и перемещением пассажирских сидений, выложенным в виде штоков и гидроцилиндров /см. Иванов В.H., Лялина В.А. Пассивная безопасность автомобиля, М., "Транспорт", 1979, с. 74, рис. 12.54 [5]/, либо путем осуществления кинематической связи бампера с механизмом управления перемещением сиденья с помощью штока, шарнирно связанного с двуплечевыми рычагами, тягой привода фиксатора с ползунами и пальцами с двуступенчатыми профилированными выемками, смешанными по высоте /см. а.с. СССР №943036, кл. B60R 19/02, B60N 1/00, 1981 [6]/.
Недостатками всех данных устройств является принципиально низкая эффективность повышения безопасности за счет обеспечения продольных относительных перемещений сидений в момент аварийных столкновений, а также сложность конструкций и громоздкость механизмов связи бампера с сиденьем, наличие специальных блоков связи, управления и силового регулирования /см. также [5]/.
Кроме того, известны устройства, обеспечивающие как автоматический угловой разворот сидений в горизонтальной плоскости непосредственно в момент аварийного столкновения со взаимной компенсацией /см. патент РФ на полезную модель №93052, кл. B60N 2/42, 2006 [7] /, так и автоматическое опрокидывание сидений в вертикальной плоскости за счет обеспечения связи бампера при помощи поршневой системы с гидравлическими цилиндрами гидросистемы /см. [5]/.
Недостатками данных устройств является предельная сложность конструкции, низкая эффективность повышения степени безопасности в компенсационных устройствах разворота сидений в горизонтальной плоскости, требующих к тому же условий высокого качества изготовления и при невыполнении этих условий приводящих к снижению безопасности.
Наиболее близким устройством того же назначения к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является безопасное сиденье транспортного средства, содержащее установленную на полу салона кузова транспортного средства под подушкой сиденья шарнирную опору подушки, устройство для опрокидывания сиденья назад, имеющее автоматический привод в виде металлического бруса, связанного с бампером при помощи поршневой системы и гидросистемы с гидравлическими цилиндрами и домкратами, установленными под подушкой сиденья, и механизм фиксации сиденья после его срабатывания в горизонтальном положении спинки /см. а. с. СССР №1039764, кл. B60R 21/68, B60N 1/08, 1984 [8]/, и принятое за прототип.
Недостатками устройства-прототипа являются предельная сложность и низкая надежность конструкции, обусловленные, главные образом, сложностью связанного с бампером гидравлического механизма автоматического привода опрокидывания сиденья, что обуславливает увеличение постоянной времени срабатывания и, соответственно, снижение эффективности защиты водителя и пассажиров при столкновениях.
Сущность изобретения заключается в создании предельно простой конструкции устройства, обеспечивающей высокие надежность и степень защити водителя и пассажиров при сильных столкновениях транспортного средства за счет его снабжения эффективным механизмом опрокидывания сиденья при ударе под действием инерционных сил самого сиденья с размещенным на нем пассажиром и специального упругого силового устройства, расположенного непосредственно под сиденьем в области его крепления к кузову.
Технический результат - упрощение конструкции устройства, увеличение его надежности, повышение эффективности защиты водителя и пассажиров при резких аварийных торможениях со значительными инерционными перегрузками и интенсивных соударениях с препятствиями и другими транспортными средствами.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном безопасном сиденье транспортного средства, установленном на полу кузова с помощью размешанной под сиденьем в задней его части шарнирной опоры и снабженном автоматическим аварийным устройством опрокидывания сиденья назад, особенность заключается в том, что устройство опрокидывания сиденья назад выполнено в виде двух жестко связанных осью шарнирной опоры ползунов, установленных на полу под задней частью сиденья по его бокам в замкнутых полостях с боковыми прорезями для размещения оси шарнирной опоры, имеющих возможность упругих смещений в направлении движения транспортного средства под действием прикладываемых к ним при аварийных торможениях инерционных сил со стороны шарнирно установленного на ползунах сиденья с пассажиром, при этом ось шарнирной опоры охвачена винтовой цилиндрической пружиной кручения, прикрепленной своими отогнутыми концами в заневоленном напряженно-закрученном состоянии, соответственно, к оси шарнирной опоры и сиденью, удерживаемому в транспортном стационарном состоянии от опрокидывания назад с помощью фиксатора, выполненного в виде двух Г-образных пластинчатых скоб, консольно закрепленных свободными вертикальными концами, соответственно, на полу и нижней поверхности сиденья и имеющих регулируемую величину перекрытия друг друга горизонтальными частями скоб в направлении движения транспортного средства, обеспечивающую выход скоб фиксатора из взаимного зацепления и освобождение сиденья при упругом смещении ползунов вместе с сиденьем и пассажиром, соответствующем минимальной величине опасной для пассажира инерционной перегрузки при аварийном торможении транспортного средства.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображено предлагаемое сиденье на виде сбоку в транспортном состоянии до опрокидывания; на фиг. 2 - вид на сиденье сзади.
Безопасное сиденье 1 транспортного средства с размещенным на нем пассажиром 2, пристегнутым ремнями безопасности /не показаны/, установлено на полу 3 салона 4 кузова с помощью размешенной под сиденьем 1 в задней его части шарнирной опоры /подшипника трения скольжения/, состоящей из жестко закупленных по бокам сиденья 1 пластинчатых цапф 5 с отверстиями 6 для размещения связанной с основанием оси 7 шарнирной опоры для разворота вокруг нее в вертикальной плоскости /опрокидывания/ сиденья 1. При этом сиденье 1 снабжено автоматическим аварийным устройством своего опрокидывания назад вокруг шарнирной опоры 5, 6, 7, выполненным в виде жестко срезанных с осью 7 шарнирной опоры стальных ползунов 8, 9, установленных на полу 3 под задней частью сиденья 1 по его бокам в замкнутых, прикрепленных снизу к полу 3, полостях 10, 11 из легкого металла, например дюралюминия прямоугольного поперечного сечения /коробчатого/, имеющих прорези 12 на боковых стенках для размещения и поступательных смещений оси 7 вместе с сиденьем 1 с пассажиром 2 и ползунами 8, 9 относительно полостей 10, 11, соединенных с полом 3, причем спереди в каждой полости 10, 11 между ее передней стенкой и ползуном 8, 9 плотно с натягом вставлен упругий эластичный элемент 13, например, из мягкой резины. В этом случае при аварийном торможении транспортного средства к ползунам со стороны сиденья 1 с пассажиром прикладываются инерционные силы, под действием которых ползуны 8, 9, сжимая элементы 13, осуществляют вместе с сиденьем 1 с пассажиром 2 упругие смещения вперед относительно полостей 10, 11, то есть относительно пола 3. Ось 7 шарнирной опоры 5, 6, 7 охвачена винтовой цилиндрической пружиной кручения 14, прикрепленной своими отогнутыми концами 15 и 16 в заневоленном напряженно-закрученном состоянии пружины, соответственно, к оси 7 шарнирной опоры 5, 6, 7 и сиденью 1 и создающей действующий на сиденье 1 постоянный опрокидывающий момент. При этом для удержания сиденья 1 в транспортном стационарном состоянии от опрокидывания назад в устройство введен фиксатор, выполненный в виде двух Г-образных пластинчатых скоб 17, 18, консольно закрепленных своими свободными вертикальными концами, соответственно, на полу 3 и нижней поверхности сиденья 1 и имеющих регулируемую величину перекрытия друг друга горизонтальными частями Г-образных скоб 17, 18 в направлении движения транспортного средства, причем заранее заданная регулировка данного перекрытия осуществлена за счет крепления скоб 17, 16 на полу 3 и сиденьи 1 с помощью пластинок 19 с винтами 20, имеющих возможность смещения при их креплении в продольных эллиптических углублениях в полу 3 и нижней поверхности сиденья 1 /данные углубления не показаны/. При этом вышеуказанная регулировка величины перекрытия горизонтальными частями скоб 17, 18 друг друга проведена так, что она обеспечивает выход скоб 17, 18 фиксатора из взаимного зацепления и, соответственно, освобождение сиденья 1 при упругом смешении ползунов 8, 9 вместе с сиденьем 1 и пассажиром 2, соответствующем минимальной величине опасной для пассажира инерционной перегрузки при аварийном торможении транспортного средства. Эластичный упор 21 в верхней части задней поверхности спинки сиденья 1 обеспечивает мягкий контакт сиденья 1 с полом 3 после опрокидывания сиденья 1 назад.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
2
При обычных режимах эксплуатации транспортного средства, в том числе при резких торможениях со сравнительно малыми инерционными перегрузками, происходят малые инерционные перемещения сиденья 1 вместе с пассажиром 2 и ползунами 8, 9 вперед, которые гасятся и демпфируются за счет диссипации кинетической энергии при торможении в материале упругих и вязких элементов 13. При высокоэнергетических соударениях в случаях аварийных торможений или встречных лобовых столкновений транспортного средства с препятствием, либо другим транспортным средством происходит совместное значительное инерционное перемещение сиденья 1 с пассажиром 2 и ползунов 8, 9 вперед с деформацией элементов 13, верхняя на фиг. 1 скоба 18 фиксатора вместе с сиденьем 1 уходит вперед относительно основания 3 и, соответственно, нижней снобы 17, при этом скобы 17, 18 выходят из зацепления и освобождают сиденье 1, которое практически мгновенно под действием освобожденной от заневоленного закрученного состояния винтовой пружины 14 опрокидывается вместе с пассажиром 2 назад до мягкого контакта упора 21 с полом 3 за сиденьем 1. Как известно /см. например, [8]/, такое опрокидывание в большинстве случаев при встречных лобовых столкновениях со значительными скоростями позволяет спасти пассажиров от несовместимых с жизнью травм, главным образом, травм грудной клетки, позвоночника, таза и т.п., получаемых от ремней безопасности. В результате экспериментального исследования статистических данных по последствиям тяжелых аварий показано, что примерная минимальная величина опасной для пассажира инерционной перегрузки при аварийном торможении имеет порядок а ≈ 50 g ≈ 500 м/с.Поэтому предварительная регулировка /настройка/ фиксатора 17, 18, то есть на опрокидывание сиденья 1 назад именно при таких инерционных тормозных перегрузках позволяет максимально возможно повысить безопасность эксплуатации транспортного средства в сложных условиях при значительных скоростях, повысить эффективность защиты водителя и пассажиров. При этом устройство характеризуется предельной простотой и высокой надежностью конструкции, так как исключает необходимость связи механизма опрокидывания сиденья назад с бампером, применения для этого сложных силовых гидравлических механизмов, домкратов и т.п., а использует для опрокидывания инерционные силы, создаваемые при аварийном торможении собственной динамической системой, а именно сиденьем с пассажиром, а также размещаемой непосредственно в зоне сиденья сжатой пружины. При этом устройство позволяет значительно ускорить процесс опрокидывания сиденья, то есть уменьшить постоянную времени системы и, тем самым, дополнительно повысить безопасность водителя и пассажира при авариях.