一种车辆主动安全头枕的制作方法

1.本发明涉及一种车辆配件，尤其涉及一种车辆头枕。


背景技术：

2.现有的车辆头枕前后调节机构主要包括手动调节方式和基于电机驱动的电动调节方式，其中：
3.手动调节方式是基于齿轮齿条传动机构实现导向，并需要单独的手动锁止与解锁机构，其主要缺点是传动机构结构复杂，结构重量重，成本高昂且用户使用较为不便。
4.电动调节方式是基于电机驱动，一般基于丝杆螺旋调节机构实现导向及自锁，其主要缺点是结构重量重，电机位于头枕区域运转噪声大，成本高昂。
5.随着产品技术的不断发展，目前的车辆中越来越多地配备主动式安全头枕，其是一种非常有效的安全配置，在追尾事故中可以有效的保护乘员的颈部。现有的主动式安全头枕技术方案也主要包括两种：
6.一种是机械杠杆传动主动安全头枕，其基本原理是依靠杠杆机构链接靠背肩部与头枕，在发生碰撞时人体肩部先压迫座椅靠背上部的压板，压板受力向后运动的同时通过杠杆机构带动头枕向前运动从而提前头-头枕接触时间，从而降低whiplash伤害。然而这种安全式头枕的机械结构材料成本高，结构重量重。
7.还有一种气囊点爆式安全头枕，其基本原理是在头枕内部安置气囊，当汽车发生追尾碰撞时气囊点爆推动头枕向前快速移动，提前头-头枕接触时间，从而降低whiplash伤害。这种气囊式安全头枕存在气囊及点爆机构成本高昂且为一次性使用的缺点，此外，点爆时头枕高速前移还有可能发生潜在的乘员伤害风险。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种车辆主动安全头枕，其可以在发生碰撞时，通过肩部气袋向头枕气袋快速补气，从而实现头枕的向前运动，并在头部撞击头枕时可以确保头枕不向后移动，以为头颈部提供稳固支撑。
9.为了实现上述目的，本发明提出了一种车辆主动安全头枕，其与座椅骨架连接，所述车辆主动安全头枕包括：
10.头枕固定部，其与座椅骨架固定连接；
11.头枕支撑部，其与所述头枕固定部可滑动连接；
12.头枕气袋，其设于所述头枕支撑部和头枕固定部之间；
13.肩部气袋，其设于所述座椅骨架上，所述肩部气袋与头枕气袋之间通过触发气路连接，所述触发气路上设有限压阀和单向阀；
14.其中，当肩部气袋被驾乘人员压迫至肩部气袋内的气压上升至超过设定阈值时，所述限压阀开启，以使气体从肩部气袋中进入到头枕气袋内，以推动头枕支撑部相对于头枕固定部在第一线性方向上滑动以远离头枕固定部；
15.单向锁止组件，其阻止头枕支撑部相对于头枕固定部在与第一线性方向相反的第二线性方向上滑动；
16.其中所述单向阀被设置为仅允许气体从肩部气袋流向头枕气袋。
17.当车辆发生追尾时，乘员的躯干随车辆向前加速运动，而头部因惯性作用相对滞后，乘员头部向后转动从而造成颈部受伤，这类受伤的方式因类似软鞭鞭头的甩动故称为“挥鞭伤”。挥鞭伤的一个重要评价项是nic(颈部伤害指数)，头部加速度与胸部加速度越接近，nic越有利。
18.考虑到乘员乘坐时一般胸部会紧贴靠背，而头部会与头枕存在间隙，因此主动安全头枕的设计原理是需要减缓胸部加速度的提升速度和加速头部加速度的提升速度，从而实现两者的协同。
19.基于此，本发明采用头枕气袋和肩部气袋作为x向正向移动调节的执行机构，采用肩部-头枕气袋连通的触发气路上的限压阀和单向阀实现主动安全头枕功能，采用单向锁止组件实现头枕支撑部的单向锁止，保证追尾碰撞发生时头部得到充分可靠的支撑，并在此过程中不限制前向移动从而匹配头枕实现符合主动安全逻辑的动作。
20.当碰撞发生时，因惯性原因，乘员初始姿态不变，车身带动座椅向前加速，此时乘员躯干首先压迫肩部气袋，这使得肩部气袋内气体压强快速上升，超过设定阈值时，限压阀打开，气体通过单向阀进入头枕气袋，带动头枕支撑部快速向前移动。由此，乘员头部与头枕支撑部提前接触，头部加速度快速上升，从而实现头部、胸部加速度同步提升，减少两者差值从而降低颈部伤害指数(nic)，起到了主动安全保护的效果。
21.进一步地，本发明所述的车辆主动安全头枕还包括第一放气电磁阀，其与所述头枕气袋连接，以释放头枕气袋中的气体。
22.当碰撞发生后，为了使得头枕支撑部复位，可以通过第一放气电磁阀将头枕气袋中的气体释放掉。
23.进一步地，本发明所述的车辆主动安全头枕还包括气泵，其与所述头枕气袋通过头枕气路连接，所述头枕气路上设有第一充气电磁阀。
24.当该第一充气电磁阀打开时，可以通过气泵直接为头枕气袋充气。
25.进一步地，本发明所述的车辆主动安全头枕还包括第二放气电磁阀，其与所述肩部气袋连接，以释放肩部气袋中的气体。
26.进一步地，在本发明所述的车辆主动安全头枕中，所述气泵与所述肩部气袋之间设有第二充气电磁阀。
27.在该实施方式中，通过控制第二放气电磁阀和第二充气电磁阀的启闭，可以控制保持肩部气袋最低气压，实现和保障碰撞发生时主动安全头枕具有足够和可靠动力储气。
28.进一步地，在本发明所述的车辆主动安全头枕中，所述头枕支撑部上设有滑杆，所述头枕固定部上设有与所述滑杆适配的滑槽。
29.进一步地，在本发明所述的车辆主动安全头枕中，所述滑杆的尾端与头枕固定部之间连接有预紧弹簧。
30.进一步地，在本发明所述的车辆主动安全头枕中，所述单向锁止组件包括：
31.单向锁止卡尺，其设于所述头枕支撑部上，所述单向锁止卡尺上设有单向锁止齿；
32.锁止滑块，其上设有预紧锁止卡点，所述预紧锁止卡点在未触发状态下搭接在头
枕固定部上；所述锁止滑块下端设有与所述单向锁止齿适配的锁定部；
33.预压弹簧，其设于所述锁止滑块和头枕固定部之间，以向锁止滑块施加竖向向下的力，所述；
34.其中，在触发条件下，所述锁止滑块与头枕固定部在水平方向上发生相对移动，以使预紧锁止卡点与头枕固定部脱开，所述锁止滑块在预压弹簧的作用下竖向向下移动，以使锁定部与单向锁止齿啮合，锁定部与单向锁止齿的啮合仅允许头枕支撑部相对于头枕固定部在第一线性方向上滑动以远离头枕固定部，而阻止头枕支撑部相对于头枕固定部在与第一线性方向相反的第二线性方向上滑动。
35.在该实施方式中，当追尾碰撞发生时：
36.头枕固定部因直接连接座椅骨架，会随同车身一同加速，锁止滑块则会因惯性原因保留在原位，从而使得预紧锁止卡点和头枕固定部脱离。接着，在预压弹簧的作用下，锁止滑块快速下移，匹配单向锁止卡尺实现单向锁止的效果，即头枕支撑部可以在主动安全联接气路的作用下向前运动，但是因单向锁止卡尺的单向锁止，使得当头部撞击头枕后，头枕支撑部无法向后溃缩，从而实现稳定的头部支撑效果。
37.进一步地，本发明所述的车辆主动安全头枕还包括解锁推杆，其设于所述头枕固定部上，所述解锁推杆上设有第一楔形部，其与锁止滑块上的第二楔形部配合，以使得当沿着水平方向按压解锁推杆时，锁止滑块在竖向方向上被抬起。
38.在该实施方式中，待碰撞结束后，从头枕侧面按压解锁推杆，锁止滑块在推杆斜面作用力的作用下向上滑动，直到其再次通过预紧锁止卡点与头枕固定部搭接，此时头枕恢复舒适性调节功能。
39.进一步地，在本发明所述的车辆主动安全头枕中，所述肩部气袋包括能够扇形展开的气帘。
40.在该实施方式中，扇形多层帘状气袋能够实现气动肩部角度调节。
41.本发明所述的车辆主动安全头枕具有以下优点和有益效果：
42.本发明所述的车辆主动安全头枕可以在发生碰撞时，通过肩部气袋向头枕气袋快速补气，从而实现头枕的向前运动，并在头部撞击头枕时可以确保头枕不向后移动，以为头颈部提供稳固支撑
43.本发明所述的车辆主动安全头枕功能集成性高，其能够基于当前座椅气动腰托及按摩系统进行扩展，无需额外控制器及气源设备，新功能成本上涨较低。
44.本发明所述的车辆主动安全头枕结构简单可靠且适配性强，可以在不改变现有座椅骨架结构的情况下实现装备适配。
45.本发明所述的车辆主动安全头枕重量轻，所有功能实现所需的整体重量可以控制在1kg以内。
附图说明
46.图1示意性地显示了本发明所述的车辆主动安全头枕在一种实施方式下的结构示意图。
47.图2示意性地显示了本发明所述车辆主动安全头枕在碰撞发生时的变化。
48.图3示意性地显示了本发明所述的车辆主动安全头枕在一种实施方式下的气路连
接示意图。
49.图4示意性地显示了本发明所述车辆主动安全头枕在一种实施方式下的一个视角下头枕支撑部未打开的状态。
50.图5示意性地显示了本发明所述车辆主动安全头枕在一种实施方式下的一个视角下头枕支撑部打开的状态。
51.图6示意性地显示了本发明所述车辆主动安全头枕在一种实施方式下另一个视角下的结构。
52.图7示意性地显示了锁止滑块在一种实施方式下的结构。
53.图8示意性地显示了本发明所述车辆主动安全头枕在一种实施方式下又一个视角下的结构。
54.图9示意性地显示了本发明所述车辆主动安全头枕在一种实施方式下的肩部气袋的示意图。
具体实施方式
55.下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的车辆主动安全头枕做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。
56.图1示意性地显示了本发明所述的车辆主动安全头枕在一种实施方式下的结构示意图。
57.如图1所示的，在该实施方式下，车辆主动安全头枕与座椅骨架连接，其包括：与座椅骨架固定连接的头枕固定部2；头枕支撑部1，其与头枕固定部2可滑动连接；头枕气袋3，其设于头枕支撑部1和头枕固定部2之间；肩部气袋4，其设于座椅骨架上，肩部气袋4与头枕气袋3之间通过触发气路5连接，触发气路5上设有限压阀51和单向阀。
58.图2示意性地显示了本发明所述车辆主动安全头枕在碰撞发生时的变化。
59.如图2所示的，当碰撞发生时，因惯性原因，乘员初始姿态不变，车身带动座椅向前加速，此时乘员躯干首先压迫肩部气袋(图2中右侧视图)，当肩部气袋4内的气压上升至超过设定阈值时，限压阀51开启，以使气体从肩部气袋4中进入到头枕气袋3内，以推动头枕支撑部1相对于头枕固定部2打开，即在第一线性方向上(车辆前进方向上)滑动，以远离头枕固定部。同时，单向锁止组件阻止头枕支撑部1相对于头枕固定部2在与第一线性方向相反的第二线性方向上滑动(即阻止头枕支撑部1相对于头枕固定部2回缩)。由此，乘员头部与头枕支撑部提前接触，头部加速度快速上升，从而实现头部、胸部加速度同步提升，减少两者差值从而降低颈部伤害指数(nic)，起到了主动安全保护的效果。
60.图3示意性地显示了本发明所述的车辆主动安全头枕在一种实施方式下的气路连接示意图。
61.如图3所示的，在该实施方式中，安全头枕还与第一放气电磁阀62连接，以释放头枕气袋中的气体。当碰撞发生后，为了使得头枕支撑部复位，可以通过第一放气电磁阀62将头枕气袋中的气体释放掉。
62.此外，头枕气袋和肩部气袋均可以通过气路与气泵连接，其中头枕气袋与气泵之间连接有第一充气电磁阀61。当该第一充气电磁阀61打开时，可以通过气泵直接为头枕气袋充气。
63.肩部气袋通过第二充气电磁阀64与气泵连接，并通过第二放气电磁阀63释放肩部气袋中的气体。
64.单向阀被设置为仅允许气体从肩部气袋流向头枕气袋，而不允许气流从头枕气袋流向肩部气袋。
65.由此，通过控制第二放气电磁阀63和第二充气电磁阀64的启闭，可以控制保持肩部气袋最低气压，实现和保障碰撞发生时主动安全头枕具有足够和可靠动力储气。
66.图4示意性地显示了本发明所述车辆主动安全头枕在一种实施方式下的一个视角下头枕支撑部未打开的状态。
67.图5示意性地显示了本发明所述车辆主动安全头枕在一种实施方式下的一个视角下头枕支撑部打开的状态。
68.如图4和图5所示的，在该实施方式中，头枕支撑部1上设有滑杆11，相应地头枕固定部2上设有与滑杆11适配的滑槽21。滑杆11的尾端与头枕固定部2之间连接有预紧弹簧12。
69.如图4所示的，当头枕气袋3中未充气时，头枕支撑部1相对于头枕固定部2未打开，预紧弹簧12处于自由状态。
70.如图5所示的，当当头枕气袋3充气时，头枕支撑部1相对于头枕固定部2打开，预紧弹簧12处于拉伸状态。
71.图6示意性地显示了本发明所述车辆主动安全头枕在一种实施方式下另一个视角下的结构。
72.图7示意性地显示了锁止滑块在一种实施方式下的结构。
73.如图6和图7所示的，在一种实施方式中，单向锁止组件包括：
74.单向锁止卡尺71，其设于头枕支撑部1上，并自头枕支撑部1水平地延伸出来，单向锁止卡尺上设有单向锁止齿711，这些单向锁止齿的一侧是斜面部，一侧是竖直部。锁止滑块72，其下端设有与所述单向锁止齿711适配的锁定部721，锁止滑块72上还设有预紧锁止卡点722，该预紧锁止卡点722在未触发状态下搭接在头枕固定部2上(如图7所示的)。预压弹簧73设于锁止滑块72和头枕固定部2之间，以向锁止滑块72施加竖向向下的力。
75.其中，在触发条件下(例如当碰撞发生时)，头枕固定部2因直接连接座椅骨架，会随同车身一同加速，锁止滑块72则会因惯性原因保留在原位，从而使得预紧锁止卡点722和头枕固定部2脱离。接着，在预压弹簧73的作用下，锁止滑块72快速下移，以使锁定部721与单向锁止齿711啮合，锁定部721与单向锁止齿711的啮合仅允许头枕支撑部1相对于头枕固定部2在第一线性方向上滑动以远离头枕固定部，而阻止头枕支撑部1相对于头枕固定部2在与第一线性方向相反的第二线性方向上滑动，即头枕支撑部1可以在头枕气袋的作用下向前运动，而当头部撞击头枕后，头枕支撑部1无法向后溃缩，从而实现稳定的头部支撑效果。
76.图8示意性地显示了本发明所述车辆主动安全头枕在一种实施方式下又一个视角下的结构。
77.在该实施方式中，车辆主动安全头枕还包括解锁推杆8，其设于头枕固定部2上，解锁推杆8上设有第一楔形部81，第一楔形部81与锁止滑块72上的第二楔形部723配合，以使得当沿着水平方向q按压解锁推杆8时，锁止滑块72在竖向方向上被抬起，被抬起后，例如图
7中的间隙p处可以设置簧片(图中未示出)，该簧片在水平方向上向左推压锁止滑块72，从而使得预紧锁止卡点与头枕固定部再次搭接，此时头枕恢复舒适性调节功能。
78.图9示意性地显示了本发明所述车辆主动安全头枕在一种实施方式下的肩部气袋的示意图。
79.如图9所示的，在该实施方式中，肩部气袋4被构造为能够扇形展开的气帘。该扇形多层帘状气袋的上端能够绕着下端的轴扇形打开，从而实现气动肩部的角度调节，图9中的q1显示了充气前肩部蒙皮的位置，虚线部分的q2显示了充气后的肩部蒙皮的位置。
80.由此可见，本发明所述的车辆主动安全头枕在发生碰撞时，可以通过肩部气袋向头枕气袋快速补气，从而实现头枕的向前运动，并在头部撞击头枕时，通过单向锁定组件确保头枕不向后移动，以为头颈部提供稳固支撑。
81.需要说明的是，本发明保护范围中现有技术部分并不局限于本技术文件所给出的实施例，所有不与本发明的方案相矛盾的现有技术，包括但不局限于在先专利文献、在先公开出版物，在先公开使用等等，都可纳入本发明的保护范围。
82.此外，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。
83.还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种车辆主动安全头枕，其与座椅骨架连接，其特征在于，所述车辆主动安全头枕包括：头枕固定部，其与座椅骨架固定连接；头枕支撑部，其与所述头枕固定部可滑动连接；头枕气袋，其设于所述头枕支撑部和头枕固定部之间；肩部气袋，其设于所述座椅骨架上，所述肩部气袋与头枕气袋之间通过触发气路连接，所述触发气路上设有限压阀和单向阀；其中，当肩部气袋被驾乘人员压迫至肩部气袋内的气压上升至超过设定阈值时，所述限压阀开启，以使气体从肩部气袋中进入到头枕气袋内，以推动头枕支撑部相对于头枕固定部在第一线性方向上滑动以远离头枕固定部；单向锁止组件，其阻止头枕支撑部相对于头枕固定部在与第一线性方向相反的第二线性方向上滑动；其中所述单向阀被设置为仅允许气体从肩部气袋流向头枕气袋。2.如权利要求1所述的车辆主动安全头枕，其特征在于，还包括第一放气电磁阀，其与所述头枕气袋连接，以释放头枕气袋中的气体。3.如权利要求1所述的车辆主动安全头枕，其特征在于，还包括气泵，其与所述头枕气袋通过头枕气路连接，所述头枕气路上设有第一充气电磁阀。4.如权利要求1所述的车辆主动安全头枕，其特征在于，还包括第二放气电磁阀，其与所述肩部气袋连接，以释放肩部气袋中的气体。5.如权利要求3所述的车辆主动安全头枕，其特征在于，所述气泵与所述肩部气袋之间设有第二充气电磁阀。6.如权利要求1所述的车辆主动安全头枕，其特征在于，所述头枕支撑部上设有滑杆，所述头枕固定部上设有与所述滑杆适配的滑槽。7.如权利要求6所述的车辆主动安全头枕，其特征在于，所述滑杆的尾端与头枕固定部之间连接有预紧弹簧。8.如权利要求1所述的车辆主动安全头枕，其特征在于，所述单向锁止组件包括：单向锁止卡尺，其设于所述头枕支撑部上，所述单向锁止卡尺上设有单向锁止齿；锁止滑块，其上设有预紧锁止卡点，所述预紧锁止卡点在未触发状态下搭接在头枕固定部上；所述锁止滑块下端设有与所述单向锁止齿适配的锁定部；预压弹簧，其设于所述锁止滑块和头枕固定部之间，以向锁止滑块施加竖向向下的力，所述；其中，在触发条件下，所述锁止滑块与头枕固定部在水平方向上发生相对移动，以使预紧锁止卡点与头枕固定部脱开，所述锁止滑块在预压弹簧的作用下竖向向下移动，以使锁定部与单向锁止齿啮合，锁定部与单向锁止齿的啮合仅允许头枕支撑部相对于头枕固定部在第一线性方向上滑动以远离头枕固定部，而阻止头枕支撑部相对于头枕固定部在与第一线性方向相反的第二线性方向上滑动。9.如权利要求8所述的车辆主动安全头枕，其特征在于，还包括解锁推杆，其设于所述头枕固定部上，所述解锁推杆上设有第一楔形部，其与锁止滑块上的第二楔形部配合，以使得当沿着水平方向按压解锁推杆时，锁止滑块在竖向方向上被抬起。
10.如权利要求1所述的车辆主动安全头枕，其特征在于，所述肩部气袋包括能够扇形展开的气帘。

技术总结
本发明公开了一种车辆主动安全头枕，其包括：与座椅骨架固定连接的头枕固定部；头枕支撑部，其与头枕固定部可滑动连接；头枕气袋，其设于头枕支撑部和头枕固定部之间；肩部气袋，其设于座椅骨架上，所述肩部气袋与头枕气袋之间通过触发气路连接，所述触发气路上设有限压阀和单向阀；其中，当肩部气袋被驾乘人员压迫至肩部气袋内的气压上升至超过设定阈值时，所述限压阀开启，以使气体从肩部气袋中进入到头枕气袋内，以推动头枕支撑部相对于头枕固定部在第一线性方向上滑动以远离头枕固定部；单向锁止组件，其阻止头枕支撑部相对于头枕固定部在与第一线性方向相反的第二线性方向上滑动；其中所述单向阀被设置为仅允许气体从肩部气袋流向头枕气袋。袋流向头枕气袋。袋流向头枕气袋。


技术研发人员：李宗 魏智平 何泽夏 余慧敏
受保护的技术使用者：上汽大众汽车有限公司
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/10/11