ПОДГОЛОВНИК СИДЕНЬЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (ВАРИАНТЫ)
VEHICLE SEAT HEADREST (VERSIONS)

Группа изобретений относится к автомобилестроению, в частности к системам пассивной безопасности, а именно к опорам для головы (подголовникам), и может быть использована для предотвращения получения травм водителем и пассажирами при ударе автомобиля сзади.
Современный человек проводит в транспортных средствах значительное время и вынужден находиться в одной и той же позе все время нахождения в пути. При этом нагрузки на отдельные части тела приводят к переутомлению, потере внимания, вследствие чего возникают аварийные ситуации. Если удастся уменьшить хотя бы часть нагрузок, переутомления можно избежать.
Обеспечение безопасности в настоящее время является первостепенной задачей. По оценкам различных тестов при ударе автомобиля сзади пассажир получает серьезную травму шейного отдела позвоночника из-за резкого откидывания головы назад. Если у подголовника отсутствует надежная фиксация и он не отрегулирован, то откидывание головы происходит по большей амплитуде и с большей скоростью. Вследствие этого травмы могут быть существенными. Регулировкой подголовника, по оценкам опросов зарубежных специалистов, не пользуются до 60% автомобилистов.
Фирмы, известные своими достижениями в пассивной безопасности, создают целые системы для защиты при ударе сзади, но применяются они, в основном, в дорогих автомобилях. Например, "активный" подголовник, предложенный SAAB и NISSAN, выдвигается навстречу голове (http://www.automobili.ru/csn/08-99/safety/safety 1.htm).
Недостатком подголовника SAAB является жесткость и сложность его механической конструкции, которая устанавливается на отдельно стоящих передних креслах и предусматривает защиту для водителя и переднего пассажира, тогда как задние пассажиры остаются незащищенными при ударе автомобиля сзади.
Широко известны подголовники сидений транспортного средства, расположенные сзади от головы пассажира, ограничивающие на безопасном уровне перемещения головы пассажира при ускорении транспортного средства и позволяющие пассажиру несколько расслабить мышцы шеи, если его голова опирается на подголовник. Все они содержат подушку и механизм ее крепления (пат.США №6035516, МПК B21D 39/00, дата публ. 14.03.2000; международные заявки WO 02/12016 А2, МПК B60N 2/48, дата публ. 14.02.2002; WO 02/060722 А1, МПК B60N 2/48, дата публ. 8.08.2002).
Недостатками известных подголовников в большинстве легковых автомобилей являются жесткость и сложность их конструкций.
Наиболее близкой по решаемой задаче является конструкция подголовника (см. патент РФ №2134642, МПК B60N 2/48, дата публ. 20.08.1999), где показана конструкция, которая содержит элементы крепления, проходящие сквозь нижнюю часть опорного каркаса, соединенного с облицовкой, демпфирующее тело с размещенной на наружной поверхности обивкой. Такая конструкция является трудоемкой в изготовлении, а сборка ее - сложной.
Задача настоящей группы изобретений - создание устройства, позволяющего обеспечить безопасность пассажиров при резком торможении или в аварийной ситуации, простой и надежной конструкции.
Техническим результатом группы изобретений является обеспечение простоты и надежности конструкции, ремонтопригодность и легкая замена деталей изделия.
Поставленные задачи решаются с достижением соответствующих технических результатов за счет того, что в конструкции предлагаемого подголовника, включающей в себя элементы крепления, проходящие сквозь нижнюю часть опорного каркаса, соединенного с облицовкой, демпфирующее тело с размещенной на наружной поверхности обивкой, опорный каркас подголовника снабжен механизмом перемещения и фиксации, а элементы крепления выполнены в виде Г-образных стоек с закрепленными на концах опорными шайбами, выполненными с возможностью контакта с облицовкой.
Для второго варианта подголовника предлагаемой конструкции, также включающего в себя элементы крепления, проходящие сквозь нижнюю часть опорного каркаса, соединенного с облицовкой, демпфирующее тело с размещенной на наружной поверхности обивкой, опорный каркас подголовника снабжен механизмом перемещения и фиксации, а элементы крепления выполнены в виде Г-образных стоек с закрепленными на концах опорными шайбами, выполненными с возможностью контакта с облицовкой, и имеют изгиб под прямым углом вправо и/или влево.
Для третьего варианта подголовника предлагаемой конструкции, также включающего в себя элементы крепления, проходящие сквозь нижнюю часть опорного каркаса, соединенного с облицовкой, демпфирующее тело с размещенной на наружной поверхности обивкой, опорный каркас подголовника снабжен механизмом перемещения и фиксации, а элементы крепления выполнены в виде Г-образных стоек с закрепленными на концах опорными шайбами, выполненными с возможностью контакта с облицовкой, при этом изгиб стоек имеет С-образную форму.
Кроме того, в описанных вариантах механизм перемещения и фиксации содержит последовательно размещенные и выполненные с возможностью взаимодействия друг с другом кнопки управления перемещением и фиксацией подголовника, рычаги-регуляторы и рычаги-фиксаторы элементов крепления, при этом облицовка в продольном направлении выполнена с углублением подковообразной формы.
Кроме того, в описанных вариантах верхние горизонтальные части Г-образных стоек имеют пазы для взаимодействия с соответствующими шлицами на рычагах-фиксаторах.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид подголовника; на фиг.2 - то же, поперечный разрез; на фиг.3 - то же, вид спереди; на фиг.4 - то же, вид сверху; на фиг.5 - то же, разрез А-А фиг.2; на фиг.6 - то же, разрез Б-Б фиг.2; на фиг.7, 8 и 9 - варианты выполнения элементов крепления.
Подголовник 1 сиденья транспортного средства (Фиг.1) включает в себя элементы крепления 2, проходящие верхними своими концами сквозь нижнюю часть опорного каркаса 3. На концах элементов крепления 2 закреплены упорные шайбы 4 с резьбовыми втулками 5. Опорный каркас 3 снабжен механизмом перемещения и фиксации, который содержит: рычаги-фиксаторы 6 с осями 7 и пружинами 8, рычаги-регуляторы 9 с пружинами 10 и осями 11 и кнопки управления 12 перемещением и фиксацией подголовника, выполненные с возможностью поворота на осях 13. Креплением 14 опорный каркас 3 скреплен с облицовкой 15, на наружной поверхности которой расположена обивка с демпфирующим телом 16.
Элементы крепления 2 выполнены в виде Г-образных стоек с закрепленными на концах упорными шайбами 4, выполненными с возможностью контакта с облицовкой 15. Для второго варианта выполнения подголовника Г-образные стойки в верхней части имеют изгиб под прямым углом вправо и/или влево. Для третьего варианта выполнения подголовника изгиб стоек имеет С-образную форму.
Составные элементы механизма перемещения и фиксации последовательно размещены и выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом.
Облицовка 15 в продольном направлении имеет подковообразную форму, это позволяет разместить в образовавшемся пространстве демпфирующее тело 16. Для обеспечения достаточной способности гасить кинетическую энергию головы человека демпфирующее тело может заполнять весь доступный объем. Внешнюю поверхность демпфирующего тела можно сделать вогнутой, как показано на Фиг.4. При этом рельеф демпфирующего тела может обеспечивать боковую поддержку головы человека. Большой объем демпфирующего тела при сочетании упругих и мягких материалов обеспечит комфортное расположение головы человека. Но для экономии материалов и облегчения конструкции облицовку 15 можно сделать менее глубокой, что позволит уменьшить толщину демпфирующего тела 16.
Конструкция подголовника состоит всего из шестнадцати различных основных деталей. Каждая из них в отдельности имеет простую форму и изготавливается из однородных материалов. Самым сложным для изготовления является опорный каркас 3, так как содержит кронштейн, к которому крепятся рычаги-фиксаторы 6 (Фиг.2, 5). Для этого на кронштейне находятся проушины, в которых рычаги-фиксаторы 6 шарнирно закреплены при помощи осей 7 и подпружинены пружинами 8 (Фиг.2, 3, 5). Также на опорном каркасе 3 находятся проушины, в которых крепятся рычаги-регуляторы 9 с пружинами 10 при помощи осей 11 (Фиг.2). Рядом располагаются проушины для крепления кнопки 12 управления перемещением и фиксацией подголовника с помощью осей 13 (Фиг.2, 3, 4). Также опорный каркас 3 содержит отверстия для стоек 2, кнопок 12 управления перемещением и фиксацией подголовника (Фиг.2). Опорный каркас является основной деталью, на которую крепятся все остальные детали, а его кронштейны являются опорами для передачи веса конструкции на стойки 2, так как имеют в своей конструкции втулки (не показаны), скользящие по горизонтальным частям стоек 2 во время регулировки (Фиг.2, 5). Имеет смысл изготавливать опорный каркас 3 с достаточным запасом прочности, так как на него будет передаваться не только вес конструкции, но и кинетическая энергия человека во время возникновения аварийных ситуаций. Вторым элементом сложности по форме является облицовка 15 (Фиг.2, 3, 4), так как она придает подушке подголовника внешний вид и является стопором от самопроизвольного поворота упорных шайб 4 по резьбе (Фиг.2, 4). Упорные шайбы 4, в свою очередь, выполнены овальной формы (Фиг.3), позволяющей не проворачиваться по резьбе из-за того, что по длинной стороне зажаты облицовкой 15 (Фиг.4). Конструкция упорной шайбы 4, изготовленная из упругого материала, включает в себя втулку 5, влитую в упорную шайбу 4 и обеспечивающую резьбовое соединение со стойкой 2 (Фиг.2). Конструкция специально сделана разборной для обеспечения ремонтопригодности и удобства сборки изделия.
Для обеспечения надежности конструкции материалы и размеры деталей вычисляют опытным путем. Но в конструкции заложены несколько принципов, которые позволяют ей надежно срабатывать. Наличие пружин 8 и 10 всегда будет обеспечивать правильное положение рычагов 6 и 9 в состоянии покоя (Фиг.2). Срез на верхних плечах рычагов 6 предотвращает «заклинивание» при взаимодействии с рычагом 9 (Фиг.6). Форма кнопки 12 (Фиг.2, 4) предотвращает ее «выпадение» наружу, а форма рычага 9 - «сваливание» внутрь конструкции. Облицовка 15 не позволяет упорной шайбе 4 провернуться в резьбовом соединении (Фиг.4). Пазы на стойках 2 и соответствующие шлицы на рычагах 6 (Фиг.2, 5) должны обеспечить надежную фиксацию подголовника 1 на стойке 2 (Фиг.1). Упорная шайба 4, изготовленная из упругого материала, должна предотвратить разрыв облицовки 15 и обивки с демпфирующим телом 16 в месте нахождения стоек 2 от удара головы человека при возникновении аварийной ситуации (Фиг.2, 4).
Внешне подголовник показан на Фиг.1, 7, 8 и 9, имеет привычный вид и мало отличается от существующих конструкций. Все детали конструкции скрыты облицовкой 15 и опорным каркасом 3, на которые надевается обивка с демпфирующим телом 16 (Фиг.2, 3, 4). Поверх обивки можно надеть декоративный чехол. Единственное условие, которое должно быть учтено при разработке чехла, - доступ к кнопкам управления перемещением и фиксацией подголовника 12 (Фиг.2, 3, 4). Кнопки не должны иметь острых углов, а их конструкция исполнена таким образом, что предотвращает попадание пальцев рук человека внутрь конструкции. Также чехол можно сделать легкосъемным для проведения его чистки. В данном описании конструкция чехла и обивки с демпфирующим телом не указывается, так как вариантов их исполнения может быть очень много, а внешний вид зависит от дизайна салона транспортного средства.
Примерный процесс сборки изделия может выглядеть следующим образом.
1) Опорный каркас 3 фиксируют в горизонтальном положении фронтальной стороной вверх.
2) На опорном каркасе 3 крепят кнопку управления перемещением и фиксацией подголовника 12 с помощью осей 13 в предназначенных для этого проушинах.
3) На опорном каркасе 3 крепят два рычага-фиксатора 6 в сборе с пружинами 8 с помощью осей 7 в проушинах на несущем кронштейне опорного каркаса 3.
4) На опорном каркасе 3 крепят рычаги-регуляторы 9 в сборе с пружинами 10 с помощью осей 11 в предназначенных для этого проушинах. При этом, предварительно, верхние плечи рычагов-регуляторов 6 сводят между собой для беспрепятственной установки рычагов-регуляторов 9.
5) Опорный каркас 3 с закрепленными узлами переводят в вертикальное положение, затем в соответствующие отверстия устанавливают стойки 2. При этом верхние плечи рычагов-фиксаторов 6 должны быть сведены между собой для беспрепятственной установки стоек 2.
6) На резьбовые соединения стоек 2 крепят упорные шайбы 4 с предварительно вмонтированными втулками 5.
7) На опорный каркас 3 с закрепленными узлами монтируют облицовку 15 при помощи крепления 14.
8) На подготовленное изделие надевается обивка с демпфирующим телом (16) в виде подушки, изготовленной из мягкого, но упругого материала.
9) Поверх обивки с демпфирующим телом надевается декоративный чехол из ткани либо кожи.
Для замены или ремонта деталей конструкции достаточно будет повторить этот процесс в обратном порядке.
В исходном состоянии подголовник находится на расстоянии от головы человека. Конструкция подголовника имеет два симметрично расположенных механизма регулировки, изображенных на Фиг.2, 3 и 4. Масса подголовника передается на стойки 2 через кронштейны опорного каркаса 3. Механизм регулировки зафиксирован на стойках 2 при помощи рычагов-фиксаторов 6, закрепленных на кронштейнах опорного каркаса 3 через оси 7. Пружины 8 давят с усилием на верхние плечи рычагов-фиксаторов 6, обеспечивая при этом фиксацию шлицов нижних плеч рычагов-фиксаторов 6 в пазах стоек 2. Пружины 10 давят с усилием на нижние плечи рычагов-регуляторов 9, закрепленных на несущей стенке 3 с помощью осей 11. Это позволяет избежать срабатывания механизма за счет самопроизвольного взаимодействия рычагов-регуляторов 9 и рычагов-фиксаторов 6. Верхние плечи рычагов-регуляторов 9 давят с усилием на кнопки 12, закрепленные на опорном каркасе 3 с помощью осей 13, предотвращая сваливание и вибрацию кнопок. В верхней части кнопок 12 сделаны фиксаторы, предотвращающие выпадение кнопок наружу.
Для приведения механизма регулировки в действие человек должен нажать одну из кнопок 12 (справа или слева) так, чтобы они наклонились вперед относительно осей 13 (Фиг.2). На нижней части кнопки предусмотрены ограничители хода, не позволяющие отклонить кнопку 12 глубоко внутрь конструкции. Нажатие человеком одной из кнопок 12 приводит в движение верхние плечи рычагов-регуляторов 9, преодолевая усилие пружин 10. При этом нижние плечи рычагов-регуляторов 9, имеющие в нижней части профиль в виде подковы (Фиг.4, 6), начинают давить на верхние плечи рычагов-фиксаторов 6. Преодолев усилие пружин 8, нижние плечи рычагов-фиксаторов 6 отходят от стоек 2, обеспечивая тем самым свободный ход кронштейнов опорного каркаса 3 вдоль стоек 2. Этим обеспечивается перемещение всего подголовника 1 вдоль стоек 2 (Фиг.1) в горизонтальной плоскости. Ход подголовника вдоль стоек ограничивается в движении назад - упором шайб 4 в кожух 15, вперед - упором кронштейнов несущей стенки 3 в шайбы 4.
Когда человек заканчивает регулировку в определенном положении, он должен отпустить кнопку 12. При этом усилие пружин 10 возвращает рычаги-регуляторы 9 в исходное состояние, прекращая их взаимодействие с рычагами-фиксаторами 6. Кнопки 12 под воздействием верхних плеч рычагов-регуляторов 9 возвращаются в исходное состояние. Усилие пружин 8 на верхние плечи рычагов-фиксаторов 6 заставляет шлицы нижних плечей рычагов-фиксаторов 6 войти в зацепление с пазами стоек 2. При этом обеспечивается фиксация подголовника в новом, отрегулированном положении.
Количество промежуточных фиксированных положений подголовника ограничивается количеством пазов на стойках 2, входящих во взаимодействие со шлицами, расположенными на нижних плечах рычагов-фиксаторов 6 (Фиг.2, 5).
Расстояние между крайними фиксированными положениями подголовника зависит от расстояния между передним краем кронштейна опорного каркаса 3 и задним краем упорной шайбы 4 (Фиг.2) в состоянии подголовника, полностью отведенном назад.
У конструкции описываемой группы изобретений регулировка обеспечивается простым и привычным движением, это может позволить активнее пользоваться регулировкой положения подголовника, обеспечивая пассажиру комфорт и улучшенную пассивную безопасность вследствие надежной фиксации положения подголовника. Размер демпфирующего тела подушки подголовника можно сделать более глубоким, что позволит гасить энергию удара с большей эффективностью. Для гашения энергии бокового удара можно немного утопить демпфирующее тело в центре, при этом вывести вперед боковые стенки конструкции. Данные изобретения не решают полностью проблему безопасности, но помогают уменьшить последствия аварийных ситуаций, поэтому конструкция может применяться как самостоятельно, так и в комплексе с различными конструкциями с активной безопасностью.
Универсальность предлагаемого технического решения заключается в том, что конструкция большинства деталей подголовника будет однотипной кроме формы стоек 2, обеспечивающих связь подголовника с сиденьем, и размеров опорного каркаса 3 и облицовки 15 (Фиг.2, 3, 4). На большинстве конструкций сидений используются направляющие втулки, в которые устанавливаются стойки подголовника (см. например, Фиг.1). Но расстояние между осями втулок может варьироваться. Если, к примеру, расстояние между осями втулок мало, а подголовник нужен более широкий, можно придать стойкам изгиб в горизонтальной плоскости, как показано на Фиг.9, увеличив размер задней стенки и кожуха. Если, например, решение дизайнера делает необходимым отодвинуть подголовник назад относительно сиденья, можно придать стойкам изгиб назад, как показано на Фиг.8. Самое простое и недорогое исполнение формы стоек показано на Фиг.7.
Данное техническое решение в совокупности с простотой конструкции и сборки изделия позволяет производителям не делать больших финансовых затрат при переходе на новый вид подголовников, при этом получив возможность менять дизайн изделия, не меняя его конструкции, и предоставив потребителю комфортный, недорогой и эргономичный подголовник.