車用兒童約束設備的製作方法

2023-06-23 10:08:31

專利名稱：車用兒童約束設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種兒童約束設備，例如在車中使用的兒童汽車座椅。本發明尤其涉 及這樣的設備，該設備用於減少在車輛事故或類似事件中對車中的坐在所述兒童汽車座椅 附近的乘客造成傷害的風險。
背景技術：
關於這一點，在車輛中提供兒童汽車座椅以安全地運載兒童和嬰兒是眾所周知 的。最常見地，兒童汽車座椅定位在車輛的後座上並利用標準車座安全帶或專用連接 點——例如下部固定器、上部繫繩或Isofix(兒童座椅同步安裝/固定裝置)式連接裝置 連接或緊束在車座上。不過，兒童汽車座椅也可以定位在車輛的前排乘客座椅上，在此情況 下，J L童汽車座椅通常利用前排乘客座椅安全帶附接。當定位在車輛的後座上時，被兒童汽車座椅佔據的座椅區域通常在至少後座坐墊 之一的寬度上延伸。因此，其他乘客能夠乘坐其餘的後排車座，包括與兒童汽車座椅佔用的 座位坐墊緊鄰的座位。就其結構而言，兒童汽車座椅通常包括座部、背部和頭部以支承兒童或嬰兒乘坐 者。兒童汽車座椅還可以包括凸起的側部，該側部用於限制兒童汽車座椅中的兒童的橫向 運動。座部、背部、頭部和凸起的側部通常用塑料材料形成。因此兒童汽車座椅有效地提供 了剛性的保護殼體或主體，該殼體或主體至少部分地包圍兒童汽車座椅的乘坐者。兒童汽 車座椅的座部、背部、頭部和側部可以用泡沫材料或其它合適的襯墊材料覆蓋在它們的內 表面上以便既逆靠著下面的較硬的剛性塑料表面為兒童或嬰兒提供柔軟舒適的支承，且在 兒童汽車座椅受到突然的加速或減速的作用的情況下提供相對殼體內表面的緩衝。在與另一車輛或物體碰撞的情況下，這種兒童汽車座椅用於適當地緊束座椅的乘 坐者並且提高他們的緊隨其後的運動學特性，從而減少對兒童或嬰兒的傷害的嚴重性。進 一步的衝擊保護由剛性殼體承擔，該殼體部分地包圍兒童汽車座椅的乘坐者。在對車輛的側面衝擊中，由於來自車輛衝擊的足夠大的力，兒童座椅與車輛的固 定裝置(例如下部固定器、上部繫繩、Isofix式連接點或座椅安全帶)允許兒童汽車座椅 沿與車輛衝擊的方向基本一致的方向運動至一定程度。兒童汽車座椅的運動的量和方向將 取決於多個因素，包括車輛衝擊的大小和方向以及採用的固定方法。佔據與兒童汽車座椅 相鄰的座位(例如車輛的後排中間座位)的乘客可能因兒童汽車座椅運動而受到兒童汽車 座椅的衝擊。因此，根據兒童汽車座椅的形狀和兒童汽車座椅衝擊乘客的確切位置，鄰近兒 童座椅就坐的乘客自身可能受到對其身體側部(包括軀幹、手臂和/或大腿區域)的傷害。除了可能對相鄰乘客造成傷害，兒童汽車座椅對相鄰乘客的衝擊也可能導致兒童 汽車座椅突然減速。這種突然減速可能繼而導致對兒童汽車座椅的乘坐者的傷害，因為可 能高的力尤其作用於兒童座椅的乘坐者的頭部和頸部。然而，如果車輛的側面衝擊發生在車輛的相對一側，S卩，當兒童汽車座椅安置在離 車輛後座的衝擊點最遠的位置時，那麼存在這樣的風險，鄰近兒童汽車座椅的乘客將在此
3情況下朝兒童汽車座椅運動。同樣存在相鄰乘客因與兒童汽車座椅碰撞而受到傷害(例如 傷害骨盆)的風險。類似地，由於突然的衝擊，兒童汽車座椅的乘客可能受到過高的尤其是 作用於乘客的頭部和頸部上的力。此外，相鄰乘客與兒童汽車座椅的衝擊繼而還可能導致 兒童汽車座椅與車輛的內側碰撞並導致對兒童汽車座椅的乘坐者的更多傷害。本發明尋求克服前述問題以及減少對鄰近兒童約束設備(例如兒童汽車座椅)就 坐的乘客造成傷害的可能性。

發明內容
本發明滿足了上述需求以及對本領域技術人員顯而易見的其它方面，本發明一方 面提供了用於在車輛內部約束兒童的兒童約束設備。該設備具有主體和能量吸收構件，該 主體包括用於接納兒童的內部區域，該能量吸收構件在使用時在主體的外表面的至少一部 分上延伸並背離內部區域。能量吸收構件的目的是在發生碰撞的情況下緩衝可能發生的與 鄰近兒童約束系統的乘客的撞擊並因此降低對乘客造成傷害的可能性。可選地，能量吸收構件包括可變形的腔。可變形的腔允許能量吸收構件放氣，使得 兒童約束設備更容易儲存。然後，當兒童約束設備安裝在車輛中時僅需使腔展開。可選地，可變形的腔具有通氣口，該通氣口構造成允許空氣在腔變形時從該腔受 控地排出。通氣口的目的是在與相鄰乘客的撞擊過程中能量能夠受控地消散。可選地，腔設有開孔型發泡材料(open cell foam)。開孔型發泡材料是易於獲得 的材料，該材料可以容易地形成為所需的構型並提供彈性的、受控的空氣釋放特性。可選地，能量吸收構件包括一個或多個彈性層。這樣，各層可以具有不同的能量吸 收特性，由此能量吸收構件的特性可以設定成適應於特定的應用。可選地，能量吸收構件包括位於其外圍周圍的氣密膜。氣密膜的目的是確保在發 生碰撞的情況下，僅允許空氣通過在腔中設置的通氣口以受控的方式排出。可選地，能量吸收構件利用固定裝置附接到兒童約束設備上。合適的固定裝置可 以包括塑料鉚釘、鉤和環式緊固件、粘合劑或卡扣配合件。可選地，能量吸收構件沿所述能量吸收構件的一個邊緣附接到兒童約束設備的外 側邊緣上。這樣，能量吸收構件可以背離兒童約束設備的外側邊緣地摺疊以幫助能量吸收 構件的充氣或放氣或者隱藏孔或通氣口。根據本發明的另一方面，提供了一種操作車輛內的兒童約束設備的方法，該設備 具有定位在外部的形式為有通氣口的可變形腔的能量吸收構件，該方法包括以下步驟將 兒童約束設備提供到車輛內部中，其中該腔收縮且該通氣口關閉，然後使兒童約束設備在 車中就位，打開通氣口使得空氣進入該腔，此後通氣口保持打開以便在腔由於事故而變形 的情況下提供受控的排氣。當兒童約束設備安裝在車輛中時，僅需使能量吸收構件展開，從 而允許兒童約束設備更容易儲存和處理。


上文已經闡述了本發明的幾個方面。當結合附圖考慮本發明的以下詳細說明時， 其它方面對本領域技術人員將顯而易見。圖1是安裝在車輛中的兒童約束設備的正視圖，該兒童約束設備包括本發明的優選實施例中的能量吸收構件；圖2是穿過如圖1所示的兒童約束設備和能量吸收構件的剖視圖；圖3a至3e示出了兒童約束設備的側視圖和後視圖，以及與使在其外表面的一部 分上延伸的能量吸收構件充氣有關的步驟。圖4a至4h示出了兒童約束設備的側視圖和後視圖，以及與使在其外表面的一部 分上延伸的能量吸收構件放氣有關的步驟。圖5是安裝在車輛中的兒童約束設備的正視圖，該兒童約束設備包括本發明的另 一優選實施例中的能量吸收構件；以及圖6是安裝在車輛中的兒童約束設備的正視圖，該兒童約束設備包括本發明的又 一優選實施例中的能量吸收構件。
具體實施例方式圖1示出了形式為兒童汽車座椅的兒童約束設備，總體上以1表示。兒童汽車座 椅1包括座部2、背部3、頭部4和側部5、6以形成基本剛性的、部分包圍兒童汽車座椅的乘 坐者7的殼體或主體部分。該主體包括用於接納兒童的內部區域，且汽車座椅1還設有可 調節的安全帶8和扣9，用於將兒童7約束在座椅1中。在圖1所示實施例中，兒童汽車座椅1相對於行進方向定位在車輛的後座10的右 側。在所示實施例中，兒童汽車座椅的乘坐者面向前方，即，背離後排車座的靠背11。兒童 汽車座椅藉助於IsofiX式連接裝置(未示出)連接。當就位時，兒童座椅1佔用一個後車 座坐墊區域，從而將鄰近已安裝的兒童汽車座椅的座位或坐墊留給其他乘客使用。就坐於後排中間或中央車座的乘客12由安全腰帶13約束，但有些車輛可能設有 3點式安全帶。在兒童汽車座椅的主體的外表面上設有能量吸收構件14，其在主體外表面的至少 一部分上延伸。能量吸收構件14背離座椅的內部區域，兒童可以被約束在該內部區域。圖2示出了穿過兒童汽車座椅1和能量吸收構件14的剖面。能量吸收構件14包 括與兒童汽車座椅的左側邊緣16或殼體部分對齊的三個開孔型發泡材料層15。在泡沫層 的內邊緣17中，泡沫層15形成到兒童汽車座椅1的左側部16的外表面上。泡沫層15是 彈性的，並具有一定程度的彈性變形能力。在裝置14的外圍周圍以氣密膜18覆蓋泡沫層 15以產生可變形腔，該氣密膜由帆布或其它合適的材料形成。在膜的下表面中設有形式為 孔19的通氣口。在此實施例中，孔19的位置選擇成使得孔19不會由於能量吸收構件14 的側部17與殼體部分16或相鄰乘客12的側部之間的接觸而堵塞。孔19可以具有密封蓋 20。泡沫層15可以被壓縮，裝置被放氣並用蓋20密封以助於兒童約束設備的安裝和儲存。能量吸收構件14利用塑料鉚釘21附接到兒童汽車座上。可選的附接形式包括例 如粘合、鉤和環式緊固件或卡扣配合件。當兒童汽車座椅1安裝在車輛中時，密封蓋20被去掉，空氣可以流過孔19進入氣 密膜18中，從而允許開孔型發泡材料15膨脹到正常的未壓縮狀態。一旦完成安裝，孔19 就保持打開。在發生碰撞、尤其是與另一車輛或物體發生側面衝擊的情況下，即使兒童座椅1 被固定在車座10上，兒童汽車座椅1或鄰近兒童座椅1的乘客仍有可能因高的衝擊力而
5運動。在乘客鄰近沒有附接能量吸收構件的兒童座椅就坐的情況下，兒童汽車座椅將與相 鄰乘客衝擊而存在這樣的風險，即衝擊力將導致對乘客和兒童汽車座椅的乘坐者兩者的傷害。當兒童汽車座椅1在其介於兒童汽車座椅1和相鄰乘客12之間的外側部16上設 有能量吸收構件14時，能夠降低對相鄰乘客12和兒童汽車座椅1的乘坐者7兩者均造成 傷害的風險。在發生碰撞的情況下，相鄰乘客12作用於能量吸收構件14上的衝擊導致開 孔型發泡材料15被壓縮，導致空氣通過通氣口或孔19排出。由於開孔型發泡材料15受到 相鄰乘客12的衝擊時壓縮和放氣，從而根據衝擊的方向使乘客12和/或兒童汽車座椅1 減速並保護乘客12不受兒童汽車座椅的剛性塑料殼體16的傷害。此外，由於空氣可以從 能量吸收構件14排出，因此相鄰乘客12與兒童汽車座椅1碰撞後回彈的可能性較小。通氣口或孔19的尺寸影響空氣排出的速度，因而影響能量吸收構件14使兒童汽 車座椅作用於相鄰乘客的衝擊力降低的能力。如果允許能量吸收構件過快地放氣，則發生 見底(bottom out)，提供很少的或不提供保護。然而，如果泡沫層15彈性太大和/或不允 許空氣以足夠快的速度從孔19排出，則存在兒童汽車座椅1使相鄰乘客12彈開的風險。能 量吸收構件可以設有幾個通氣口以在發生碰撞的情況下允許空氣排出。圖3a至3e示出了與使附加到兒童約束設備1上的能量吸收構件14充氣有關的 步驟。在圖3a中，能量吸收構件14抵靠著兒童座椅1的外側邊緣16處於放氣狀態。在 所示實施例中，能量吸收構件14沿一個基本豎直邊緣與兒童汽車座椅1的外側邊緣16附 接成使得能量吸收構件可以朝著兒童座椅1的正面向外和向前摺疊(如圖3b所示)以可 使用孔或通氣口 19。能量吸收構件的其它基本豎直的邊緣設有鉤的條帶22a和與設置在兒 童座椅1的外側邊緣16上的類似條帶22b對應的環式材料。這些條帶22a，22b的目的是 確保能量吸收構件保持抵靠著側邊緣16並防止與通氣口 19幹涉。兒童座椅1設有定位構 件24，該定位構件從座椅1的外側邊緣16突出以使能量吸收構件14的底邊保持在預定位 置。當能量吸收構件14向前摺疊且已經露出通氣口 19時，蓋20被去除使得通氣口 19 敞開以允許空氣進入能量吸收構件14，如圖3c所示。由於能量吸收構件14的彈性的開孔 型發泡材料結構，能量吸收構件14膨脹到其充氣狀態，如圖3d所示。然後能量吸收構件可 以折回成抵靠兒童座椅1的外側邊緣，如圖3e所示，並且蓋20已去除使得孔19保持敞開。圖4a至4h示出了使與兒童約束設備1的外側邊緣16連接的能量吸收構件14放 氣的步驟。圖4a示出了抵靠著形式為兒童座椅1的兒童約束設備的外側邊緣16的處於充氣 狀態的能量吸收構件14。在此位置，孔19由能量吸收構件14隱藏，由此保護其免受幹涉。 當需要放氣時，能量吸收構件14向前摺疊以露出孔或通氣口 19和蓋20，如圖4b所示。蓋 20安置在通氣口 19上，如圖4c所示。然後能量吸收構件14折回成抵靠兒童座椅1的外側 邊緣16，如圖4d所示。能量吸收構件14通過將能量吸收構件14壓靠在兒童座椅1的外側邊緣16上而 放氣。為了讓能量吸收構件14完全放氣，可以用手來執行的壓縮最初在能量吸收構件14 的頂部開始，然後朝著能量吸收構件14的中部和底部進行，如圖4e，4f和4g分別所示。通
6過將蓋20置於適當的位置，空氣可以從能量吸收構件排出但不能進入；由此該蓋起到了單 向閥的作用。圖4h示出了處在未充氣狀態的能量吸收構件14。在另一實施例中，能量吸收構件14a設置於兒童汽車座椅1和車輛的內壁之間 (如圖5所示)以在發生碰撞的情況下減少內壁和兒童汽車座椅1之間的衝擊。在另一實施例中，在兒童座椅1的兩側兒童汽車座椅設有能量吸收構件14a， 14b (如圖6所示)以在發生碰撞的情況下減少內壁和兒童汽車座椅1以及相鄰乘客之間的 衝擊。在兒童汽車座椅定位於車輛的中央或中間後座的情況下這種布置還可用於保護位於 車輛的任一側的相鄰乘客。儘管能量吸收構件已經示出為由開孔型發泡材料層組成，但替代實施例包括中空 氣囊以及開孔型發泡材料層與EPS(泡沫/多孔聚苯乙烯，Expanded Polystyrene)的組合。 通氣口的尺寸以及層的型式和組合選擇成提供最佳的減速特性。能量吸收構件可以形成為不同形狀並定位在兒童汽車座椅的側部上的各種位置 以提供抵抗與相鄰乘客的碰撞的最佳保護。能量吸收構件的厚度可能受到使乘客鄰近兒童 汽車座椅和突出部就坐的能力的限制。典型地，能量吸收構件的厚度是100mm。可以在兒童座椅的較低高度處提供附加的能量吸收構件以試圖在發生碰撞的情 況下減少對相鄰乘客的骨盆的衝擊。或者，能量吸收構件可以在兒童座椅的整個側表面上 延伸。當能量吸收構件放氣後，它可以通過卷到兒童座椅的蓋子的內部或下面、摺疊或 者置於單獨的袋子中儲存。為幫助能量吸收構件放氣，也可以設有包括硬的表面的風箱狀 物(bellows)以壓縮構件。在另一實施例中，能量吸收構件可以形成為分離的獨立單元，兒童座椅可以定位 在所述分離的獨立單元上。儘管已經參照兒童汽車座椅進行了描述，但能量吸收構件可以施用到兒童輔助墊 高座、嬰兒攜帶籃、兒童床，既可向前又可向後的系統以及其它兒童約束系統(CRS)等。
權利要求
一種兒童約束設備，用於在車輛內部約束兒童，該設備具有主體和能量吸收構件，所述主體包括用於接納兒童的內部區域，所述能量吸收構件在使用時在主體的外表面的至少一部分上延伸並背離所述內部區域。
2.根據權利要求1所述的兒童約束設備，其特徵在於，能量吸收構件包括可變形的腔。
3.根據權利要求2所述的兒童約束設備，其特徵在於，所述可變形的腔具有通氣口，所 述通氣口構造成允許空氣在腔變形時從該腔受控地排出。
4.根據權利要求2所述的兒童約束設備，其特徵在於，所述腔設有開孔型發泡材料。
5.根據權利要求1所述的兒童約束設備，其特徵在於，能量吸收構件包括一個或多個 彈性層。
6.根據權利要求1所述的兒童約束設備，其特徵在於，能量吸收構件包括位於其外圍 周圍的氣密膜。
7.根據權利要求1所述的兒童約束設備，其特徵在於，能量吸收構件利用固定裝置附 接到兒童約束設備上。
8.根據權利要求7所述的兒童約束設備，其特徵在於，所述固定裝置包括塑料鉚釘。
9.根據權利要求7所述的兒童約束設備，其特徵在於，所述固定裝置包括鉤和環式緊 固件。
10.根據權利要求1所述的兒童約束設備，其特徵在於，能量吸收構件沿所述能量吸收 構件的一個邊緣附接到兒童約束設備的外側邊緣上。
11.根據權利要求1所述的兒童約束設備，其特徵在於，能量吸收構件在主體的背離所 述內部區域的兩個外表面上延伸。
12.根據權利要求1所述的兒童約束設備，其特徵在於，在兒童座椅的較低高度處設有 另一能量吸收構件。
13.一種操作車輛內部的兒童約束設備的方法，該設備具有定位在外部的形式為有通 氣口的可變形腔的能量吸收構件，該方法包括以下步驟將兒童約束設備提供到車輛內部中，其中該腔收縮且該通氣口關閉，然後使兒童約束設備在車中就位，打開通氣口使得空氣進入該腔，此後通氣口保持打開以 便在腔由於事故而變形的情況下提供受控的排氣。
全文摘要
本發明涉及一種兒童約束設備，用於將兒童在車輛內部保持兒童。該設備具有主體，該主體具有接納兒童的內部區域。能量吸收構件在使用時在主體的至少一部分外表面上延伸。該能量吸收構件背離該內部區域。
文檔編號B60N2/26GK101939190SQ200880126432
公開日2011年1月5日 申請日期2008年12月11日 優先權日2007年12月12日
發明者B·馬哈爾, C·漢金森, D·G·東尼, D·S·卡琳, M·R·皮切爾, P·T·阿米薩爾 申請人:布利泰克斯兒童安全公司