专利名称：具有自复位机构的主动式头枕的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及汽车中的头枕总成。
技术背景汽车的每个座椅通常都包括头枕。这些头枕通常从座椅靠背垂直延伸出并防止颈 部伸展过度。典型的传感器驱动式头枕具有用于在撞击期间向前移动头枕的机构，这 样的机构包括存储能量源和触发器。存储能量源可以是用于将头枕移动到期望位置的 压缩弹簧，或烟火药剂能(pyrotechnic energy)(化学能)或电能的能量源。触发 器可以是开始头枕的运动的闩锁或电动装置。然而，这样的系统建立在复杂性的基础 上，并为系统提供附加的故障模式。某些头枕可以在撞击期间向前移动，但在需要在向前位置停留一会时却回到向后 位置。因此，需要一种可以使头枕延迟返回向后位置的头枕控制系统。发明内容一个示意性实施例包括具有选择性地与座椅乘员接触的外表面的座椅靠背，及从 座椅靠背延伸出并具有选择性地与座椅乘员接触的头枕部分的头枕。头枕部分可以在 向前位置和向后位置之间移动。该装置还包括具有致动器、锁机构，及锁机构复位装 置的头枕控制总成。致动器向头枕部分传递致动力，用于开始头枕部分从向后位置到 向前位置的运动。锁机构选择性地限制头枕部分从向前位置到向后位置移动。锁机构 在第一致动事件中限制头枕部分从向前位置到向后位置移动，并通过锁机构复位装置 的动作选择性地复位，以便在第二致动事件中限制头枕部分从向前位置到向后位置移 动。锁机构复位装置可以复位锁机构而不需要使用外部能量源。现参考附图，详细示出示意性的优选实施例。虽然附图表示某些实施例，但附图 不必符合比例，并可能放大、省略，或部分地以截面示出某些特征，以便更好地示出 和说明本发明。此外，本文中所述的实施例既不穷尽本发明的可能实施方式，也不将 权利要求限制或限定于在附图中示出并在下面的具体实施方式
中公开的具体形式和 配置。
图i是根据一个实施例的主动式头枕系统的一部分的正视图; 图2是处于第一配置中的图i所示系统的一部分的侧视图；图3是处于第二配置中的图1所示系统的一部分的侧视图，图2所示的配置以重叠的虛线示出用于比较；图4是根据另一个实施例的头枕系统的一部分的正视图；图5是处于第一配置中的图4所示系统的一部分的侧视图；图6是处于第二配置中的图4所示系统的一部分的侧视图；图7是处于第一配置中的根据一个实施例的锁机构和锁机构复位装置的示意侧 视图；图8是处于第二配置中的图7所示锁机构的示意侧视图； 图9是图7中的局部9的放大图； 图IO是图8中的局部10的放大图；图11是处于第一配置中的根据一个实施例的锁机构的示意侧视图； 图12是处于第二配置中的图11所示锁机构的示意侧视图； 图13是图11中的局部13的放大图； 图14是图12中的局部14的放大图；图15是处于第一配置中的根据又一个实施例的头枕系统的透视图； 图16是处于第二配置中的图15所示头枕系统的透视图；图n是根据又一个实施例的锁机构；图18是图17所示机构的透明内视图(phantom view);图19是处于第一配置中的根据一个实施例的锁机构的示意侧视图；及图20是处于第二配置中的图19所示锁机构的示意侧视图。
具体实施方式
图1-图3示出主动式头枕系统20。系统20包括座椅靠背22、头枕24,及头枕 控制系统26。座椅靠背22包括连接到座椅底部(未示出)的座椅靠背框架30,及座 椅靠背外层覆盖物(未示出)。座椅靠背框架30包括水平构件40、第一垂直构件42、 第二垂直构件44、头枕连接部分46,及减速装置连接部分48。头枕24包括结构部 分50、第一连杆52、第二连杆54,及头枕外层覆盖物56。头枕控制系统26包括齐胸构件或齐胸背板60、第一背板连杆62、第二背板连杆 64、具有轴A-A的互连件66、旋转阻尼器或减速装置68,及闩锁或锁机构70。在所 示实施例中，头枕控制系统26位于座椅靠背22的座椅靠背外层覆盖物内。最佳地如 图1所示，第一背板连杆62连接到第一垂直构件42，第二背板连杆64连接到第二 垂直构件44，以构成包括头枕24、齐胸背板60、结构部分50、第一连杆52、第二 连杆54、第一背板连杆62、第二背板连杆64,及互连件66的头枕总成74。最佳地如图2和图3所示，互连件66在轴A-A附近处可旋转地连接到座椅靠背 框架30。具体来说，座椅靠背框架30的水平构件W包括水平连接件80、第一垂直连接件82,及第二垂直连接件84。如图所示，水平连接件80包括第一端90及第二 端92，并位于水平构件40的余下部分之下。第一垂直连接件82在第一端90与水平 构件40之间延伸。第二垂直连接件84在第二端92与水平构件40之间延伸。第一垂 直连接件82和第二垂直连接件84两者都包括在其中形成的枢轴连接96。在所示实 施例中，互连件66是穿过枢轴连接％并可在其间围绕轴A-A进行相对旋转的圆柱形 杆。互连件66是朝向后位置偏置头枕总成74的扭杆，然而其他弹簧或偏置装置也可 以互连在头枕总成74与座椅靠背框架30之间用于相同目的。因此，头枕总成"基本上可以围绕互连件66的轴，从图2中的第一配置或向后 位置旋转到图3中的第二配置或向前位置。在座椅乘员正确地定位在座椅底部和座椅 靠背22中时，座椅乘员的头部相对于头枕24水平定位，座椅乘员的胸部相对于齐胸 背板"水平定位。在未示出的另一个可能实施例中，旋转轴A-A可以根据需要向前 (沿箭头F的方向)移动，而其他组件保持在近似相同的位置，以允许头枕24在向 前旋转时向上移动。旋转阻尼器68可以向头枕总成74朝向前位置的旋转提供一定程度的阻力，并向 头枕总成74朝向后位置的旋转提供明显大得多的阻力。以此方式，旋转阻尼器68可 以在头枕总成74返回向后位置(第一配置)时提供一定量的延时，并可以减少在锁 机构70接合以将头枕总成74固定在向前位置附近时给锁机构70造成的初始晃动。图4-图6示出头枕系统的另一个实施例，即系统120。系统120包括座椅靠背 122、头枕124，及头枕控制系统126。座椅靠背122包括连接到座椅底部(未示出) 的座椅靠背框架130,及座椅靠背外层覆盖物(未示出)。座椅靠背框架130包括水 平构件140、第一垂直构件142、第二垂直构件144、头枕连接部分146,及减速装置 连接部分148。头枕124包括结构部分150、第一连杆152、第二连杆154、头枕外层 覆盖物156,及导轨机构158。头枕控制系统126包括齐胸构件或齐胸背板160、第一背板连杆162、第二背板 连杆164、具有轴B-B的互连件166、阻尼器或减速装置168,及闩锁或锁机构170。 在所示实施例中，头枕控制系统126位于座椅靠背122的座椅靠背外层覆盖物内。系统120还包括头枕总成174。头枕总成174包括头枕124、齐胸背板160、齿 条-小齿轮装置178,及可移动的头枕部分180。齿条-小齿轮装置178包括附连到互 连件166并可围绕轴B-B旋转的小齿轮182,及与小齿轮182啮合的齿条184,从而 小齿轮182的旋转运动可造成齿条184基本上沿箭头F或R的方向(在图5中的向后 位置与图6中的向前位置之间)的直线运动。导轨机构158包括一对连接到座椅靠背 框架130的稳定杆190，及引导可移动的头枕部分180基本上沿箭头F或R的方向做 直线运动的伸缩导轨192 (图6)。如比较图5和图6所示，可移动的头枕部分180 基本上相对于座椅靠背框架130沿箭头F或R的方向移动，因为伸缩导轨192在其他 方向上限制可移动的头枕部分180的运动。可移动的头枕部分180包括外层覆盖物156,并连接到齿条184,从而齿条184基本上沿箭头F或R方向的直线运动可以造 成头枕部分180基本上沿箭头F或R方向的直线运动，最佳地如比较图5和图6所示。最佳地如图1-图6所示，头枕24、 124可以包括可在座椅乘员撞击头枕24、 124 的事件中吸收部分能量的填充物(未标号)。该填充物可以是任何适合的泡沫塑料， 或可以使座椅乘员的头部减速的其他适合的材料。图7-图10示出主动式头枕控制系统26的附加组件。头枕控制系统26还包括 闩锁200，及锁机构复位装置202。闩锁200包括从齐胸背板60延伸出以支撑闩锁部 分212的闩锁臂210。闩锁部分212包括基本上垂直的表面214，如下文详述。示意 性地如图所示，闩锁部分212从头枕总成74延伸出。在所示实施例中，头枕总成74 还包括从其中延伸出的致动臂216。致动臂216包括基本上垂直的表面218。锁机构复位装置202包括复位油缸220,复位油缸具有致动活塞总成222 、反力 活塞总成224、打孔膜226、孔阻挡物228,及至少部分地位于其中的反力弹簧2 30。 锁机构复位装置202还包括直线力传动装置240,该装置安装有可相对于复位油缸220 进行旋转的凸轮总成242,及滑动片246。安装凸轮总成242以相对于座椅靠背框架 30进行旋转，安装滑动片246以沿向前的方向F和向后的方向R相对于座椅靠背框 架30进行控制下并在导轨引导下的运动。柔性缆索248互连致动臂216与滑动片246, 如下文详述。复位油缸220至少部分地由顶端250、底端252、圆柱形内表面254、顶壁256, 及底壁258界定。顶端250具有在其中形成的顶部开口 260,底端252具有在其中形 成的底部开口 262。可以仅密封复位油缸220的顶部开口 260,而使底部开口 262提 供空气泄漏路径。致动活塞总成222包括基本上为圆柱形的致动主体270,该主体具 有从其中延伸出的致动件272。致动主体270由圆柱形外表面274、致动力表面276 及与其相对的表面278界定。反力活塞总成224包括基本上为圆柱形的反力主体280, 该主体具有从其中延伸出的反力构件282。反力主体280由圆柱形外表面2S4、反力 表面286及与其相对的表面288界定。如图所示，致动油缸的内部空间分隔为顶部空间290和底部空间292。顶部空间 290位于顶端250与打孔膜226之间，底部空间292位于底端252与打孔膜"6之间。 复位油缸220还分隔为可变的空间，如位于致动力表面276与打孔膜2"之间的致动 空间294,及位于反力表面286与打孔膜2"之间的反力空间"6。致动件272穿过底部开口 262,反力构件282穿过顶部开口 260。打孔膜"6包 括稍呈截头圆锥形的主体298，该主体具有在其中形成的居中的圆形入口孔306及至 少一个出口孔308。主体298围绕外圆周CB固定到内表面上。反力弹簧230围 绕反力构件282盘绕，而孔阻挡物2"介于主体298与反力活塞总成224之间。如图 所示，孔阻挡物228是直径比入口孔306大的球。致动主体270的圆柱形外表面2"由复位油缸22 0的内表面254密封，反力主体280的圆柱形外表面284由复位油缸220的内表面254密封，从而致动活塞总成222 和反力活塞总成224两者即可沿复位油缸220的轴相对于复位油缸220滑动。凸轮总成242围绕由CA所示的凸轮轴旋转，并包括凸轮主体340,该凸轮主体 具有凸轮表面342及从其中延伸出的导杆344。滑动片246具有滑动片主体348,该 滑动片主体具有在其中形成的滑槽350。凸轮主体340的定位适合于使凸轮表面342 在凸轮主体3W旋转时接触致动件272,并基本上沿箭头U的方向向上引导致动件 272。导杆344位于滑槽350内，以使滑动片246基本上沿箭头R方向的平移可旋转 凸轮主体340。最佳地如比较图9和图IO所示，在滑动片沿箭头R的方向移动时， 凸轮主体340旋转，使致动活塞总成222沿箭头U的方向移动。致动活塞总成222沿箭头U方向的运动会压缩致动空间294内的流体(未标号)。 该压缩流体可以提升孔阻挡物228并允许压缩流体泄漏到反力空间296中。 一旦进入 反力空间296,压缩流体就可以沿箭头U的方向提升反力活塞总成224,使反力构件 282从顶部开口 260延伸，最佳地如图10所示。在操作中，假设发生如尾部撞击这样会相对于座椅乘员向前加速座椅靠背22的 事件，则相对静止的座椅乘员和基本上沿方向F移动的座椅靠背22之间的反作用力 所产生的动能，将产生基本上沿箭头R的方向作用于齐胸背板60上的力。作用于齐 胸背板60上的这个力基本上沿箭头R的方向移动齐胸背板60,且由于头枕总成74 围绕轴A-A旋转，因此可以基本上沿向前的方向(沿箭头F的方向)移动头枕24, 以使头枕24朝座椅乘员的头部移动。在齐胸背板60基本上沿箭头R的方向移动时，致动臂216的表面218接触滑动 片246,使滑动片246基本上沿箭头R的方向移动。在滑动片246基本上沿箭头R的 方向移动时，反力构件282从复位油缸220延伸，如上文和下文中参考图IO所述。 反力构件282会阻挡闩锁部分212的表面214,以将头枕总成74限制在图3和图8 所示的向前位置。因此在第一致动事件中致动时，头枕总成74将保持在向前位置， 直到锁机构70解锁。最佳地如图IO所示，在齐胸背板60向后(沿箭头R的方向)移动时，闩锁200 接合第一背板连杆62,以将齐胸背板60限制在向后的锁定位置，而将头枕24限制 在向前的锁定位置(图8和图10)。作为整体，闩锁200和反力构件2"协作构成 锁机构70。压縮流体通常指压强高于大气压的流体。为了继续说明头枕控制系统26的操作，下面描述锁机构70的解锁及头枕控制系 统26的复位。 一旦头枕控制系统26已致动，且头枕总成74由锁机构70锁定在图3 中的向前位置，致动活塞总成222就停止并不再压缩流体。在齐胸背板60上的负荷 释放时，孔阻挡物228将落座进入入口孔306以密封入口孔306。包含在反力空间296 内的流体将由弹簧230通过反力表面286施加一个力来压缩。然后通过孔308释放包 含在反力空间296内的压縮流体，从而允许反力活塞总成224沿箭头D的方向移动。随着反力活塞总成224继续沿箭头D的方向移动，在反力构件282在表面214下方平 移时，反力构件282与表面2H之间的阻挡将不再起作用，从而使头枕总成74解锁。 头枕总成74然后从图3中的向前位置旋转到图2中的向后位置。最佳地如图10所示，致动活塞总成2"可以不与内表面254紧密密封，从而允 许压缩流体从其间泄漏，以在通过孔308泄漏的流体在致动活塞总成222与内表面 "4之间泄漏时，允许反力活塞总成224沿箭头D的方向移动。此外，在头枕总成74 从图3中的向前位置返回图2中的第一配置或向后位置时，致动臂通过缆索248使滑 动片246沿箭头F的方向运动。这样复位后，头枕总成74处于第一配置并能够重新致动和复位，如本文所述。 即，头枕系统20可以在第一致动事件中致动，自动复位而不需要任何外部能量源， 并在第二致动事件中致动，从而为第一致动事件期间锁定后的头枕总成74提供自复 位功能。如图所示，出口孔308的尺寸适合于提供受控的、预定量的时间来使锁机构 70解锁。在所示实施例中，锁机构复位装置202可以在约l.O秒至约5秒之间的时 间范围中使锁机构70解锁。由于致动事件通常在少于约300亳秒(ms)的时间内发 生，所以较小的预定时间期望值也应大于300rns。总结作为系统20示出的实施例的操作，第一致动事件是发生在座椅乘员和座椅 靠背中的至少一个经历速度改变，且座椅靠背相对地朝向座椅乘员移动时。该相对运 动产生作用于齐胸背板60上的向后的力，相对于座椅靠背框架30基本上沿箭头R的 方向移动齐胸背板60。施加于头枕总成74上的力产生一定量的动能，该动能被传递 给系统20。在头枕24相对于座椅靠背框架30基本上沿箭头F的方向移动时，齐胸 背板60和座椅靠背框架30这样的相对运动会使头枕总成74围绕轴A-A旋转。然后 头枕总成74由锁机构70限制在向前位置。该动能的至少一部分，称为致动能，在旋 转头枕系统74时被消耗。该动能的至少一部分，称为复位能，在使滑动片246沿箭 头R的方向运动时被消耗。然后复位能的至少一部分以机械方式传递或转换到反力弹 簧230中。然后反力弹簧230推动反力构件282，使其在有限量的时间之后和闩锁部 分212断开，以使锁机构70解锁。图11 -图18示出锁机构70的可选实施例，其中也在锁机构致动后期望的量的 时间之后，使用锁机构复位装置使锁机构70解锁。这些实施例使用时钟机构来实现 如系统20、系统120这样的头枕系统中的锁机构的解锁延迟。图11 -图14示出锁机构170。锁机构170包括闩锁300及锁机构复位装置302。 闩锁300包括从齐胸背板160延伸出的复位臂310,及枢轴连接到座椅靠背框架130 的闩锁部分312。闩锁部分312包括基本上垂直的表面314、闩锁臂316,及闩锁弹 簧318,如下文详述。示意性地如图所示，复位臂310从头枕总成l"延伸出。在所 示实施例中，锁机构复位装置302还包括减速装置"0、弹簧322、齿轮328 、齿条 330,及缆索332。减速装置320包括可操作地连接到弹簧322的复位致动器"4,及延时机构336,如美国专利1, 867, 001号、4, 062, 210号和4, 359， 883号中所公开的那样。在齐胸背板160沿箭头R的方向移动时，弹簧322受到压缩，因为复位臂310会 沿箭头R的方向偏置弹簧3"的至少一部分。缆索332可操作地连接延时机构336的 一部分与闩锁部分312,以使延时机构336的一部分拉动缆索332,以便使锁机构170 解锁。在齐胸背板160和复位臂310沿箭头R的方向移动时，复位臂310接合闩锁部分 312,以使表面314阻挡复位臂310,以将头枕总成l74限制在如图12所示的向前位 置。如图所示，闩锁弹簧318保持表面314由复位臂310阻挡。在所示实施例中，复位臂接合闩锁部分312并压缩弹簧322。在压缩弹簧322时， 复位能被存储在弹簧322中。然后在缆索332受到拉动以拉动闩锁部分312,以使表 面3H不阻挡复位臂时，该复位能被用于驱动延时机构336,从而使锁机构170解锁 并允许头枕总成174朝如图ll所示的向后位置移动。这样配置后，锁机构复位装置 302可以在系统120致动后期望的量的时间之后，使锁机构170解锁。图15-图18示出包括锁机构370的头枕控制系统326及头枕总成374的一部分。 类似于头枕总成74,头枕总成374包括头枕324、齐胸背板360、结构部分350、第 一连杆352、第二连杆354、第一背板连杆362、第二背板连杆364,及一对互连件 366。锁机构370包括从锁机构复位装置402延伸出的闩销400。互连件366将头枕 总成374枢轴连接到座椅靠背框架(未示出)，从而允许头枕总成374围绕轴C-C从 向后位置(图15中以虛线示出)转动到向前位置(图15)。在所示实施例中，互连 件366是将头枕总成374偏置于向后位置的受扭构件，然而其他偏置装置也可用于使 头枕总成374偏向于向后位置。闩销400包括基本上为平面的闩销端面420及基本上为圆柱形的闩销表面422。 闩销400从锁机构370延伸出，并朝向头枕总成374延伸，以使一个锁机构370的每 个闩销端面420接触第一背板连杆362和第二背板连杆364之一，最佳地如图16所 示。锁机构复位装置402包括铣削加工的复位主体430,该主体具有前表面432 、内 表面434、外表面436,及背表面438。主体430具有闩锁孔442、复位槽4"、在该 主体中形成的阻挡球孔446、凸轮偏置孔448,及从该主体延伸出的阻挡块450。闩 锁孔442是基本上为圆柱形的孔，该孔从主体430的内表面434延伸(然而不穿过外 表面436 )并平行于在前表面432中形成的复位槽444,该复位槽从前表面432延伸 到闩锁孔442。阻挡球孔446是基本上为圆柱形的孔，该孔在阻挡块"0处从前表面 432延伸到闩锁孔442。阻挡块450具有在其中形成的挡块孔"2及从该挡块孔延伸 出的阻挡销454。凸轮销456延伸穿过凸轮偏置孔448,并可相对于主体430旋转。锁机构复位装置402还包括位于阻挡球孔"6内的阻挡球"8、连接到凸轮销456的第 一 端4 6 2的复位凸轮4 6 0 、连接到闩销4 0 0并延伸穿过复位槽4 4 4的复位螺栓4 6 4, 及连接到凸轮销"6的第二端"8的凸轮偏置机构466。复位凸轮460具有基本上为 圆柱形的外表面472,该外表面具有从其中延伸出的凸轮凸角474。此外，锁机构复 位装置402包括位于闩锁孔"2内并用于使闩销400偏置离开外表面436的闩锁弹簧 480。凸轮偏置机构466可以是连接到背表面438并经缠绕可以确保复位凸轮460旋 转若干周的弹簧，如下文详述。阻挡销454在从挡块孔452延伸出时可以阻挡复位凸 轮"O,以防止复位凸轮460旋转。在阻挡销454未从挡块孔452延伸出时，复位凸 轮460将顺时针旋转，如图18所示。阻挡球"8可在阻挡球孔"6中从向前的阻挡位置(靠近前表面432 )移动到不 阻挡位置(靠近背表面438)。在阻挡位置，阻挡球458可以使阻挡销454从挡块孔 452延伸出，以禁止复位凸轮460旋转。在不阻挡位置，阻挡球458允许阻挡销454 缩回挡块孔452中，并允许复位凸轮460旋转。闩销400可在闩锁孔442中从未锁定位置(靠近外表面436 )移动到锁定位置(离 开外表面436 )。在未锁定位置，阻挡球458偏向于阻挡位置，且阻挡球458可以使 阻挡销454从挡块孔452延伸出，以禁止复位凸轮460旋转。在锁定位置，允许阻挡 球458移动到不阻挡位置，阻挡球458在该处允许阻挡销454缩回挡块孔452中，并 允许复位凸轮460旋转。在复位凸轮460以顺时针方向旋转时，凸轮凸角474接触(连接到闩销400的) 复位螺栓464,并使复位螺栓464和闩销400偏向于外表面436。 一旦复位凸轮460 使复位螺栓464和闩销400进入未锁定位置，闩销400就将阻挡球458推入阻挡位置， 阻挡销454在该处禁止复位凸轮460的进一步旋转。此外，在闩销400处于其相应的 未锁定位置(在第一致动事件之后)时，头枕总成374将朝向后位置旋转，从而使头 枕总成374复位以用于第二致动事件。在搡作中，假设发生如尾部撞击这样会相对于座椅乘员向前加速座椅靠背(未示 出)的事件，则相对静止的座椅乘员和基本上沿方向F移动的座椅靠背之间的反作用 力所产生的动能，将产生基本上沿箭头R的方向作用于齐胸背板360 (图15)上的力。 作用于齐胸背板360上的这个力基本上沿箭头R的方向移动齐胸背板360,且由于头 枕总成374围绕轴C-C旋转，因此可以基本上沿向前的方向(沿箭头F的方向)移动 头枕324,以使头枕324朝座椅乘员的头部移动。在齐胸背板360基本上沿箭头R的方向朝向后位置移动时，第一背板连杆362和 第二背板连杆364基本上沿箭头R的方向移动。在第一背板连杆362和第二背板连杆 364基本上沿箭头R的方向移动时，第一背板连杆362和第二背板连杆364将不再与 闩销端面420接触，且每个锁机构370的闩销400将如上所述那样从锁机构延伸 出，从而将头枕总成374限制在如图15所示的向前位置。因此在第一致动事件中致 动时，头枕总成374将保持在向前位置，直到锁机构"0解锁，这与如上所述相同。最佳地如图15所示，在齐胸背板360向后(沿箭头R的方向)移动时，每个闩 销400接合第一背板连杆362和第二背板连杆364中的一个，以将齐胸背板360限制 在锁定位置，而将头枕324限制在向前的锁定位置。在所示实施例中，锁机构70、 170、 370包括在头枕返回向后位置时用于锁机构 的自动复位的延时复位部件。即，本文中所述的锁机构在朝图3和图6中的向前的锁 定位置使头枕致动后的期望的量的时间之后解锁。此外，锁机构70、 370具有协同闩 锁200、闩销400工作的集成的锁机构复位装置202 、 402,而锁机构170具有可以协 同也可以不协同锁机构复位装置，如锁机构复位装置302工作的闩锁300。图19-图20示意性地示出主动式头枕系统的又一个实施例，即主动式头枕系统 520。系统520包括座椅靠背522、头枕524,及头枕控制系统526。座椅靠背522包 括连接到座椅底部(未示出)的座椅靠背框架530,及座椅靠背外层覆盖物(未示出)。 座椅靠背框架5 30包括上部水平构件540、第一垂直构件542、第二垂直构件544, 及头枕连接部分546。头枕控制系统526包括齐胸构件或齐胸背板560、第一背板连接构件562 、第二 背板连杆564、具有轴A-A的互连件566,及闩锁或锁机构570。在所示实施例中， 头枕控制系统526位于座椅靠背522的座椅靠背外层覆盖物内。齐胸背板560可以围 绕轴G相对于第二背板连杆564进行旋转，如下文详述。最佳地如图19和图20所示，第一背板连接构件562在互连件566处以可基本上 围绕轴A-A旋转的方式连接到水平构件540。第一背板连接构件562刚性连接到第二 背板连杆564。第一背板连接构件562在头枕连接部分546处支撑头枕524。至少部分地示出头枕总成574,该总成包括头枕524、齐胸背板560、第一背板 连接构件562、第二背板连杆564,及互连件566。齐胸背板56 0包括第 一 背板构件 580、致动件582,还可以包括用于相对于致动件582将第一背板构件580保持在期 望的方向上的支撑件584。在所示实施例中，第一背板连接构件562是空心圆柱形管，该构件包括至少部分 地位于其中的导销590、位于导销590与第一背板连接构件562之间的石墨垫圏5M, 及朝致动件582偏置导销590的第一背板连接构件弹簧596。第一背板连接构件弹簧 596用一个力朝致动件582偏置导销MO,该力足以克服由石墨垫圏592提供的运动 阻力。另外，头枕总成574可以包括朝头枕向后位置(图19)偏置头枕总成574的扭 杆，然而其他弹簧或偏置装置也可以互连在头枕总成5"与座椅靠背框架530之间用 于相同目的。因此，头枕总成574基本上可以围绕互连件566的轴，从图19中的第一配置或 向后位置旋转到图20中的第二配置或向前位置。在座椅乘员正确地定位在座椅底部 和座椅靠背522中时，座椅乘员的头部相对于头枕524水平定位，座椅乘员的胸部相对于齐胸背板560水平定位。头枕控制系统526还包括闩锁600,及锁机构复位装置602。闩锁600包括从水 平构件MO延伸出的闩锁臂610,还包括闩锁表面部分612,如下文详述。示意性地 如图所示，闩锁臂610在闩锁连接部分616处由水平构件540可旋转地支撑。闩锁臂 挡块618连接到水平构件540,用于限制闩锁臂610的旋转。在所示实施例中，在第一背板连接构件562旋转离开闩锁臂610时，互连件566 允许头枕总成574围绕轴A-A旋转。如下文详述，闩锁臂610旋转，以便阻挡第一背 板连接构件562并将头枕总成574限制在向前位置(图20)。锁机构复位装置602包括导销590、石墨垫圈592 、第 一背板连接构件弹簧596、 闩锁杠杆620,及闩锁杆622。闩锁杠杆62 0刚性连接到闩锁臂610以便随闩锁臂610 围绕闩锁连接部分616旋转。闩锁杆622互连闩锁杠杆620与致动件582,以在闩锁 杠杆620的一部分与致动件582的一部分之间保持预定距离。在操作中，假设发生如尾部撞击这样会相对于座椅乘员向前加速座椅靠背522的 事件，则相对静止的座椅乘员和基本上沿方向F移动的座椅靠背522之间的反作用力 所产生的动能，将产生基本上沿箭头R的方向作用于齐胸背板560上的力。作用于齐 胸背板560上的这个力基本上沿箭头R的方向移动齐胸背板560,且由于头枕总成574 围绕轴A-A旋转，因此可以基本上沿向前的方向(沿箭头F的方向，从图20中的向 后位置到图19中的向前位置)移动头枕524,以使头枕524朝座椅乘员的头部移动。在齐胸背板560基本上沿箭头R的方向移动时，齐胸背板560 (及致动件582) 围绕轴G旋转，使致动件582朝第一背板连接构件562移动。在致动件582朝第一背 板连接构件562移动时，导销590在力的作用下进一步进入第一背板连接构件562(基 本上沿箭头U的方向)，而闩锁杆622在力的作用下基本上沿箭头U的方向向上移动。 在导销590在力的作用下进一步进入第一背板连接构件562时，第一背板连接构件弹 簧596阻碍导销590的运动，并使导销590相对于第一背板连接构件562基本上沿箭 头D的方向移动。在闩锁杆622在力的作用下基本上沿箭头U的方向向上移动时，闩 锁臂610相对于闩锁连接部分616旋转，因为闩锁杠杆620会使闩锁臂旋转。由于头枕总成574已旋转到图20中的向前位置，所以闩锁臂610可以朝图20所 示的位置旋转，直到闩锁臂610接触闩锁臂挡块618。在该位置，闩锁表面部分612 会 阻挡第一背板连接构件562，以便将第一背板连接构件562保持在向前位置。因此 在向前位置中致动时，头枕总成574不朝图19中的向后位置旋转，直到闩锁臂610 朝图19中的位置旋转。头枕总成574旋转到图20中的向前位置，且导销590在力的作用下进一步进入 第一背板连接构件562,然后闩锁臂610按下述方式旋转。首先，第一背板连接构件 弹簧596偏置导销590,以使其从第一背板连接构件562中缩回。第一背板连接构件 弹簧596的该动作将受到石墨垫圈592与导销"0和/或第一背板连接构件562之间的摩擦力的反作用。在所示实施例中，导销590将在约几秒内(基本上约3秒内)从 第一背板连接构件562中从图20中的位置缩回到图19中的位置。在导销590从第一背板连接构件562中缩回时，齐胸背板560相对于轴G旋转， 闩锁杆622基本上沿箭头D的方向向下移动。在闩锁杆622基本上沿箭头D的方向向 下移动时，闩锁臂610围绕闩锁连接部分616旋转，以便允许头枕总成574朝图19 中的向后位置旋转。 一旦头枕总成574返回到图19中的向后位置，系统520就复位， 以便允许系统520再次如本文所述那样致动。虽然头枕控制系统，如头枕控制系统26、 126、 326、 526及锁机构，如锁机构 70、 170、 370、 570的实施例是在选择的配置中于本文中示出，但应理解，任何锁机 构和/或锁机构复位装置都可以用于本文中详述的任何头枕控制系统实施例。"非电"用于描述其操作不依赖于电的装置，如头枕系统20、 120、 520及锁机 构复位装置202。更准确地，非电(或非化学)装置，如锁机构的复位装置不依赖于 任何电控制或致动能之外的外部力来复位锁机构。在所示实施例中，系统20、 120、 520不包括用于致动的能量源。即，不包括用 于使头枕系统20致动并使可移动的头枕24向前移动的能量源，如压缩弹簧或电源。 能量的机械方式转化包括将能量从旋转运动转化为直线运动及相反，将液压转化为运 动及相反，及将能量存储在弹簧或其他偏置装置中。能量的机械方式转化不包括电的 流动，或化学能或烟火药剂能。能量的电方式转化或化学方式转化包括传输电子以实 现电的流动。为本申请的目的，应理解，存储在头枕总成组件中的任何势能均不作为提供头枕 24的运动的能量源，由座椅乘员的胸部与齐胸背板之间的相对运动产生的动能才是 用于系统20的致动的能量源。如图所示，如果存在这样的需要的话，该动能必须克 服使互连件66、 166、 366产生形变所需的任何扭转能。提供上述说明只是为了示出和描述本发明的方法和系统的示例实施例。其目的并 不在于穷尽本发明的可能实施方式，或将本发明限制于所公开的任何具体形式。本领 域技术人员应理解，可以对本发明做出各种改变，及用等价体替换本发明的元件，而 不偏离本发明的范围。另外，可以做出多种修改，以使具体情况或具体材料适合于本 发明的教导，而不偏离本发明的核心范围。因此，应理解，本发明不限于作为用于实 施本发明的预期最佳模式公开的具体实施例，相反本发明将包括落在权利要求范围之 内的所有实施例。可以按不同于具体描述和示出的方式实施本发明而不偏离其精神或 范围。本发明的范围仅由本发明的权利要求限定。
权利要求
1.一种装置，其特征在于，包括具有选择性地与座椅乘员接触的外表面的座椅靠背；从所述座椅靠背延伸出并具有选择性地与所述座椅乘员接触的头枕部分的头枕，所述头枕部分可以在向前位置和向后位置之间移动；及头枕控制总成，其包括致动器，所述致动器向所述头枕部分传递致动力，用于开始所述头枕部分从所述向后位置到所述向前位置的运动；锁机构，所述锁机构选择性地限制所述头枕部分从所述向前位置到所述向后位置移动；及锁机构复位装置，所述锁机构在第一致动事件中限制所述头枕部分从所述向前位置到所述向后位置移动，并通过所述锁机构复位装置的动作选择性地复位，以便在第二致动事件中限制所述头枕部分从所述向前位置到所述向后位置移动，其中所述锁机构复位装置通过将所述第一致动事件中产生的至少一部分动能转化为复位能，使所述锁机构复位。
2. 如权利要求i所述的装置，其特征在于，所述锁机构复位装置是非电装置。
3. 如权利要求i所述的装置，其特征在于，所述至少一部分动能通过机械方式 转化而不通过到电能或化学能的转化，转化为复位能。
4. 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述锁机构选择性地释放所述头枕部分，以允许所述头枕部分选择性地从所述向前位置朝所述向后位置移动。
5. 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述锁机构选择性地通过所述锁机构复位装置的动作解锁，以便允许所述头枕部分从所述向前位置朝所述向后位置移 动。
6. 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述锁机构复位装置在所述锁机构 在第一致动事件中锁定之后预定量的时间内，选择性地使所述锁机构解锁。
7. 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述致动器不包括除所述座椅乘员 和所述座椅靠背之间的阻力产生的动能之外的用于致动的能量源。
8. —种装置，其特征在于，包括 具有选择性地与座椅乘员接触的外表面的座椅靠背；从所述座椅靠背延伸出并具有选择性地与所述座椅乘员接触的头枕部分的头枕， 所述头枕部分可以在向前位置和向后位置之间移动；及 头枕控制总成，其包括致动器，所述致动器向所述头枕部分传递致动力，用于开始所述头枕部分从所述 向后位置到所述向前位置的运动，其中所述致动器不包括除所述座椅乘员和所述座椅靠背之间的阻力产生的动能之外的用于致动的能量源；锁机构，所述锁机构选择性地限制所述头枕部分从所述向前位置到所述向后位置 移动；及锁机构复位装置，所述锁机构在第一致动事件中限制所述头枕部分从所述向前位 置到所述向后位置移动，并通过所述锁机构复位装置的动作选择性地解锁，以便允许 所述头枕部分从所述向前位置到所述向后位置移动，其中所述锁机构复位装置可以使 所述锁机构复位而不需要使用存储能量源。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述锁机构复位装置包括弹簧构件， 且所述锁机构复位装置在所述锁机构在第一致动事件中锁定之后预定量的时间内，选 择性地使所述锁机构解锁。
10. 如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述预定量的时间少于5秒。
11. 如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述致动器由从所述座椅乘员传递 到所述头枕控制总成的一部分的至少一部分动能驱动。
12. 如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述致动器不包括用于开始所述头 枕部分的运动的触发器。
13. 如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述致动器不包括除所述座椅乘员 和所述座椅靠背之间的阻力产生的动能之外的用于致动的能量源。
14. 如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述锁机构复位装置包括用于选择 性地允许流体从其中流过的孔。
15. 如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述锁机构复位装置通过使用复位能使所述锁机构解锁，所述复位能源于从所述座椅乘员和所述座椅靠背之间的阻力产 生的至少一部分动能。
16. —种装置，其特征在于，包括 具有选择性地与座椅乘员接触的外表面的座椅靠背；从所述座椅靠背延伸出并具有选择性地与所述座椅乘员接触的头枕部分的头枕，所述头枕部分可以在向前位置和向后位置之间移动；及 头枕控制总成，其包括锁机构，所述锁机构选择性地限制所述头枕部分从所述向前位置到所述向后位置移动；及锁机构复位装置，其中所述头枕部分可以在所述座椅乘员在所述头枕控制总成的一部分上施加力 时，选择性地相对于所述座椅靠背朝所述座椅乘员移动。
17. 如权利要求16所述的装置，其特征在于，还包括致动器，所述致动器向所述头枕部分传递致动力，用于开始所述头枕部分从所述向后位置到所述向前位置的运 动。
18. 如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述致动器不包括除所述座椅乘 员和所述座椅靠背之间的阻力产生的动能之外的用于致动的能量源。
19. 如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述锁机构在第一致动事件中限 制所述头枕部分从所述向前位置到所述向后位置移动，并通过所述锁机构复位装置的 动作选择性地复位，以便在第二致动事件中限制所述头枕部分从所述向前位置到所述 向后位置移动，其中所述锁机构复位装置通过将所述第一致动事件中产生的至少一部 分动能转化为复位能，使所述锁机构复位。
20. 如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述锁机构复位装置包括用于至 少临时地存储至少一部分复位能的弹簧。
全文摘要
本发明提供具有自复位机构的主动式头枕，该装置包括具有选择性地与座椅乘员接触的外表面的座椅靠背，及从座椅靠背延伸出并具有选择性地与座椅乘员接触的头枕部分的头枕。头枕部分可以在向前位置和向后位置之间移动。该装置还包括具有致动器、锁机构，及锁机构复位装置的头枕控制总成。致动器向头枕部分传递致动力，用于开始头枕部分从向后位置到向前位置的运动。锁机构选择性地限制头枕部分从向前位置到向后位置移动。锁机构在第一致动事件中限制头枕部分从向前位置到向后位置移动，并通过锁机构复位装置的动作选择性地复位，以便在第二致动事件中限制头枕部分从向前位置到向后位置移动。锁机构复位装置可以复位锁机构而不需要使用外部能量源。
文档编号B60N2/42GK101224718SQ20081000372
公开日2008年7月23日 申请日期2008年1月16日 优先权日2007年1月16日
发明者A·曼加拉·M·贾亚苏里亚, 兹比格涅夫·奥泽尔斯齐, 詹姆士·亚当斯, 迈克尔·拉西克, 马克·李普曼 申请人:福特环球技术公司