用于抵制颈部伤害的装置

摘要

可装在当今或将来任何种类的车辆的车座中，在车辆中的人因车辆追尾或前部与一物体相撞而猛地向前运动后反冲从而后摔时用来防止或抵制所谓的颈部伤害的起因的保护装置，包括一装在车座(2)的椅背(3)中的保护装置启动件(4)，该启动件与一颈部靠垫(9)之类部件连接；该保护装置被启动时形成一向前并最好向上弹出而供车辆中的人的上背部、颈部和头部向后摔到其上的承载帆布(10)。

说明书

本发明一般涉及特别可装在当今或将来的任何种类的车辆中，用来防止或抵制所谓的颈部伤害的保护装置。如所周知，所谓的颈部伤害常常出现在追尾事故中，但也可能发生在急刹车而反冲时，特别是与前方车辆相撞时，此时驾驶员或乘客先是被猛然前抛，接着又后抛。由于交通日益紧张，路面上车辆一辆接一辆排成一行，因此追尾事故日益严重。荷兰在1983-1991年期间所作的一项研究表明，该时期中追尾事故占总撞车事故的比例从3％增加到30％。在瑞典，追尾事故占总撞车事故的比例也高达约30％，这就是说，每天约发生200起追尾事故。尽管追尾事故总的来说并不以特别高的速度发生，但这类撞车占了瑞典社会和保险公司的个人伤害赔偿费的大约50％。

追尾时或当急刹车后或前部撞车后身体后抛时，身体的下背部的躯干、然后是胸部首先后抛，而后较之身体其余部分较重的头部的头颈和头背才猛地后仰。这可造成起初未觉察、事故过后一段时间才显露出来的严重伤害。

当今车辆中的保护装置大多用来保护驾驶员或乘客免受撞车时身体前抛造成的伤害。对于追尾或当与前方物体相撞时急刹车而反冲从而身体后抛造成的人身伤害则着力甚微。

现有颈部或头背靠垫确实在一定程度上可保护颈部不受伤害，但所述头背靠垫相对于驾驶员或乘客的位置往往设置得不正确，一般来说设置得太低；而且，由于许多这类靠垫的位置是固定的，因此追尾时它无法向前迎上抵住猛然后仰的头部。

鉴于这一问题，本发明提供一种尽可能抵制上述颈部伤害的装置，特别是抑制驾驶员或乘客的头部猛地后仰造成的伤害，而不管所述向后猛扭是由追尾事故造成的，还是作为与前方物体相撞而急刹车造成的反冲运动。

公开号为395.929的瑞典专利811525-2公开了一种防止头部和颈椎骨因撞车而受伤的装置，该装置包括装在车座靠背上一头背靠垫紧下方的两个可充气气垫。所述现有装置中的气垫为公知型，其缺点之一是充气太快且用力太猛，犹如真的爆炸一般，从而该气垫充气时会严重伤害驾驶员和/或乘客。

本发明旨在消除所述问题以至其它问题而提供一种防止颈部伤害的装置，该装置可平稳但却迅速地提供保护，也就是说，该装置构作成：一旦启动，即可有效地减小人头与所述保护装置之间的距离。本发明特别涉及这样一种保护装置，它是自动的，当急刹车或撞车时人体的躯干或胸部刚开始向后移动但人头尚未开始后仰时即只由或部分地由人体本身启动该保护装置。

由人体本身启动而处于待发状态的保护装置较之许多现今常用的保护装置中由电子传感器触发的烟火装药更安全、更便宜和更简单。

撞车时尽可能早地抑制颈部伤害的关键是尽量减小身体背部、特别是驾驶员或乘客的头部分别与椅背和后脑靠垫之间的距离，并在驾驶员或乘客的身体上部和头部至少后仰不多之前该距离已减小。

本发明还须不仅能用在当今车辆上，而且还能装在将来会出现的任何车种上。

如所周知，并且用试验木偶进行的研究表明，在追车事故中，人体的后抛分若干阶段。首先是躯干下部反冲而被猛力摔向椅背下部，然后是躯干上部后摔，最后后脑和头部向后摔向椅背上部和颈部或后脑靠垫。

本发明即基于对人体运动所作的这一研究，按照本发明，该装置构作成可装在椅背中而当人体下背部向后紧抵椅背时只由或部分地由人体本身启动该装置，从而该保护装置首先受躯干的启动，然后受身体上背部的启动，从而后脑靠垫在后脑和头部后仰过过程中不断前移而迎向后脑和头部。

用来启动该保护装置所需的力须精心计算，以防止无端的启动。人体作用在椅背下部的压力使储存在硬弹簧之类部件中的能量得以释放，从而该弹簧比方说使用连接后脑靠垫与椅背的一杆向着前上方斜向弹出后脑靠垫之类部件。为了防止后脑靠垫向上弹出时发生所谓的“抽屉效应”而偏向两侧，应有三根杆连接后脑靠垫与椅背，一根杆位于正中，另二根杆位于两侧。正中的杆连接到该储能件上并由它启动；两侧的杆用来引导并稳定该弹出件。

向前上方弹出的后脑靠垫上可装一保险部件，例如可经受住人体和头部后抛时产生的很大应力的一张帆布。该帆布的下端最好系紧在椅背的最下部，平时松松地张在椅背上。帆布在后脑靠垫向前上方弹出时张紧而成为人体上背部、特别是驾驶员或乘客的后脑和头部的承载件。

为了加快该颈椎保护帆布的张紧，所述弹簧可配合一由少量烟火装药启动的活塞-气缸体，而该少量烟火装药由椅背中的一机械启动件启动或由独立的撞车电子传感器启动而爆炸，从而使帆布更快地张开并比只使用弹簧件张得更紧。

除了上述弹簧启动件外，撞车时用人体本身启动保护装置还可有若干不同方案。

按照一备选装置，椅背中有一充满大气压力的空气或气体的空腔。所述空腔经管道连通到与椅背或头颈靠垫连成一体的一可充气帆布袋或气垫，当人体下背部因前方撞车而反冲或追尾而向后猛抵椅背下部时，空气或气体经管道向上压入帆布袋或气垫，从而所述帆布袋或气垫的至少大部分占据在车辆中的人与椅背和颈部靠垫之间，从而所述帆布袋的外表面或气垫成为颈部或头部的柔性承载件。充气的帆布袋或气垫从而使得人体的压力分布到驾驶员或乘客的整个头部、颈部和一部分背部。

在该实施例中，该机械式颈椎保护作用也可配合一烟火辅助作用，即用少量烟火装药在该空气空腔中爆炸而使该可充气帆布袋或气垫更快、更强地充气。

前述实施例中的弹簧或者上述实施例的椅背空腔中的原有空气会对烟火装药的作用起到缓冲作用，因此烟火的强力作用不会传到人体上、特别不会传到头部。

下面结合示意出本发明若干实施例的附图详述本发明。在附图中，图1示出本发明一机械式保护装置处于未启动状态；图2示出该装置刚经启动，但驾驶员的上背部、颈部和头部在后摔时尚未碰撞该保护装置的已受启动的承载帆布。图3相应示出一气动式装置处于与图1相同的状态；图4示出所述气动装置处于与图2相同的状态。图5和6示出图3和图4保护装置的另一实施例，其中有一机械杆用来加快帆布的张紧。图7为装有辅助烟火装药的机械式保护装置的另一实施例；图8相应示出气动式保护装置辅之以烟火装药。图9为又一实施例，示出用来启动机械式保护装置的烟火装药部件；图10相应示出一用来张开气动式保护装置的烟火装药部件。

图1和2示出一人1，在该例中为车辆驾驶员，他坐在车座2上，该车辆可以是任何车辆，例如陆上、海上或空中运输车辆。在该车座的椅背3中装有一保护装置的机械式释放件4，该保护装置在所示例子中为一强力预压缩弹簧5。在靠近椅背底端处装有一启动装置6，它的最简单形式可以是一连杆，该连杆被启动时，预压缩弹簧的掣子7a脱扣，从而弹簧如图2所示伸长。弹簧顶端装有第二连杆8，它在正常情况下连接有后脑或颈部靠垫9或另外的可弹出件，该可弹出件通常位于或靠近椅背3的顶缘处。所述连杆8做成并安装成：预压缩弹簧5一旦展开，颈部靠垫即向上同时向前压出。第二连杆8最好由三根臂构成，中央臂为弹出臂，而两侧两臂(图中看不到)在颈部靠垫9向前上方弹起时用来引导并稳定该靠垫9。颈部靠垫9或另外的可弹出件的顶端与一用至少稍有弹性的合适织物或塑料制成的保护帆布或承载帆布10的第一端连接，而该帆布的另一底端与椅背前边，最好在椅背3的底端处连接，从而该帆布张开在所述椅背的前面上。或者，帆布的顶端也可与一根杆之类的部件连接，而该杆在弹簧5释放而展开时可向前上方运动。

若车辆受到追尾或前部撞车而反冲，车中人1的身体起先是下背部、然后依次向上是躯干、背、最后是头部向后摔向椅背。装在椅背最下方的启动装置6因此在人体后摔的最早阶段被启动而经连杆7和弹簧掣子7a释放预压缩弹簧5。因此如图2所示，预压缩弹簧5被释放而展开，从而向前上方压出与弹簧顶部的连杆8连接的颈部靠垫9或其它部件，从而帆布10之类的承载件张开，在颈部靠垫或所述其它部件与帆布在椅背的连接点之间，而形成一大致向前伸展的柔性、最好至少稍具弹性的抵靠件，在身体后摔最后阶段供该人的上背部、颈部和头部后摔而紧贴其上。

由于该柔性帆布10的位置向前展开，因此，驾驶员身体1与帆布10之间的距离减小；而且，由于该帆布为柔性、最好还具弹性，因此它缓冲了身体的后摔；另外，该帆布局部包住身体、颈部和头部，因此均布身体后摔力并制止身体的后摔。

图3和4所示保护装置的另一实施例4′与上述实施例一样装在车座2的椅背3中。作为上述预压缩弹簧的替代，椅背3在本发明该实施例中有一封闭空腔，例如塑料、橡胶之类材料制成的气垫或气袋11那样的集气器，其中充满空气或气体4a并经管道12与颈部靠垫的一柔性、可膨胀部分连通，该部分做成一从该颈部靠垫9顶部向下伸展到椅背3一定距离处的帆布袋或气垫13。该颈部靠垫的所述可膨胀部分13的容积比椅背中的充气气垫或气袋11小。在其静止状态所述帆布袋13瘪塌而盖在颈部靠垫9和一部分椅背3上。

当车辆追尾或撞到前方物体而反冲时，人体1的下背部、躯干、上背部先后摔而紧抵椅背3。从而所述身体压缩充气气垫或气袋11而把其中的空气经管道12压入颈部靠垫9的帆布袋之类可膨胀部13。

所述颈部靠垫从而充气13a而形成一向前上方展开的柔性帆布面13′，而与上述图1和图2的机械式保护装置的承载帆布10一样地迎向、承受并局部地围住人体1的颈部和头部。构成颈部靠垫一部分的该充气帆布袋13的所述展开的柔性帆布面13′从而平稳地缓冲并制止驾驶员1的颈部和头部的后摔并把该后冲力均布到整个帆布面13′上。

图5和6示出图3和4的气动式装置的另一实施例。在该实施例中一杆14可转动地套在椅背中的一横向销15上，所述销15最好位于杆14中央的下方，从而上臂的摆动幅度比下臂大。下臂在车辆底部也即车辆追尾时驾驶员身体首先后摔部位装有一启动板16。上臂为一抵靠气垫11的压杆17。在反冲的第一阶段，驾驶员1下背部后压启动板16，从而如图6所示，上臂压杆17在身体上背部完成所述帆布袋13a的充气前就压缩气垫11而开始给可膨胀帆布13充气。

上述机械式和气动式保护装置如图7和8所示也可与少量烟火装药配合。这类烟火装药可加强图7的弹簧5a或图8的气垫11a的效果。

图7中可由一传感器19触发的少量烟火装药18可装在车中任意合适部位，图7中它装在弹簧保护装置4旁。弹簧架底部构作成一气缸部20。在弹簧5a与弹簧气缸20底部之间有一活塞21装在该气缸20中。烟火装药18与气缸-活塞组件20、21直接连接。当传感器19感知车辆运动突然改变、一般是猛地刹车时，或当驾驶员1因身体后摔而触发传感器19时，它释放烟火装药18，从而气缸16中的爆炸气体向上推动活塞21和弹簧5a的底端，同时如图7中虚线23所示释放弹簧5a的顶端。颈部靠垫9从而向上并稍稍向前移动而使帆布10张开。

图8示出由传感器19触发的烟火装药18把爆炸气体22加到椅背3中集气器11的空气中，从而加快帆布袋13的充气和柔性帆布面13′的张开。

还可用图9所示较强烈的烟火装药18′取代图1、2和3所示的机械式弹簧。在该实施例中，活塞21与一可以是连杆8的延长部的杆5b直接连接，所述杆5b的顶部可装一顶块5c，以防止颈部靠垫9过分弹出。

如图10所示，还可用一直接连接在较强烈烟火装药18′与管道12和柔性帆布袋13之间的柔性或坚实气缸20取代图3、4和8所示集气器。当刹车传感器19感知到猛地刹车时，烟火装药释放而爆炸气体在气缸20、管道52和柔性帆布袋13中膨胀而张开前方帆布面13′。由于气缸20至少稍具柔性，因此驾驶员的身体冲撞椅背时也加力于气体本体11a。

标号1    人体2    车座3    椅背4    保护装置4a   空气，气体5    弹簧(＝5a)5b   杆5c   顶块6    启动装置7    连杆7a   掣子8    连杆9    颈部靠垫10   帆布11a  气体本体12   管道13   (9的)可膨胀部13a  空气14   杆15   销16   启动板17   压杆18   烟火装药19   传感器20   气缸21   活塞22   爆炸气体23   释放部件(虚线)