DE102021116743A1 - Vehicle seat with vibration device - Google Patents

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Abstract

Fahrzeugsitz (10) mit mindestens einer einen elektroakustischen Wandler aufweisenden Vibrationsvorrichtung (24), wobei die Vibrationsvorrichtung (24) eine Masse von 130 g oder weniger aufweist.Vehicle seat (10) with at least one vibration device (24) having an electroacoustic converter, wherein the vibration device (24) has a mass of 130 g or less.

Description

Technischer BereichTechnical part

Diese Offenbarung bezieht sich auf einen eine Vibrationsvorrichtung aufweisenden Fahrzeugsitz.This disclosure relates to a vehicle seat having a vibration device.

Stand der TechnikState of the art

Es sind Fahrzeugsitze bekannt, in denen Vibrationsvorrichtungen integriert sind, um Vibrationen auf den sich auf dem Sitz befindenden Insassen zu übertragen. Diese Vibrationen werden in der Regel durch eine Vibrationsvorrichtung erzeugt, die einen elektroakustischen Wandler aufweist. Die Übertragung dieser Vibrationen auf den Insassen kann verschiedene Ziele haben, z. B. den Komfort des Insassen zu gewährleisten oder den Insassen zu warnen, um eine Gefahr außerhalb des Fahrzeugs zu verhindern.Vehicle seats are known in which vibrating devices are integrated in order to transmit vibrations to the occupant located on the seat. These vibrations are usually generated by a vibrating device that has an electroacoustic converter. The transmission of these vibrations to the occupant can have different goals, e.g. B. to ensure the comfort of the occupant or to warn the occupant to prevent a hazard outside the vehicle.

Jedoch haben solche Vibrationsvorrichtungen den Nachteil, schwer und sperrig zu sein.However, such vibration devices have the disadvantage of being heavy and bulky.

Darüber hinaus sind andere bekannte Vibrationsvorrichtungen, die einen exzentrischen Motor aufweisen, leichter. Solche Vorrichtungen haben jedoch keine so niedrige Resonanzfrequenz, dass die erzeugten Niederfrequenzvibrationen ausreichend erkennbar auf den sich auf dem Sitz befindenden Insassen übertragen werden können.In addition, other known vibrating devices that have an eccentric motor are lighter. However, such devices do not have such a low resonant frequency that the generated low-frequency vibrations can be transmitted sufficiently noticeably to the occupant sitting on the seat.

Zusammenfassungsummary

Diese Offenbarung verbessert die gegenwärtige Lage.This revelation improves the current situation.

Es wird ein Fahrzeugsitz mit mindestens einer einen elektroakustischen Wandler aufweisenden Vibrationsvorrichtung angeboten, wobei die Vibrationsvorrichtung eine Masse von 130 g oder weniger aufweist.A vehicle seat is offered with at least one vibration device having an electroacoustic converter, the vibration device having a mass of 130 g or less.

Durch seine Anordnungen wird die Masse des eine solche Vibrationsvorrichtung aufweisenden Fahrzeugsitzes verringert.Its arrangements reduce the mass of the vehicle seat having such a vibrating device.

In einem anderen Aspekt weist der elektroakustische Wandler einen Dauermagneten auf, wobei der Dauermagnet aus Neodym ist.In another aspect, the electroacoustic transducer includes a permanent magnet, where the permanent magnet is neodymium.

Ein solcher Dauermagnet hat den Vorteil, leicht zu sein.Such a permanent magnet has the advantage of being light.

Vorzugsweise weist der elektroakustische Wandler eine Spule auf, wobei der Dauermagnet mindestens teilweise innerhalb der Spule aufgenommen ist, wobei die Spule und der Dauermagnet zusammen ein Magnetfeld über 2,5 T erzeugen.Preferably, the electroacoustic transducer comprises a coil, the permanent magnet being at least partially contained within the coil, the coil and permanent magnet together generating a magnetic field in excess of 2.5T.

Ein solches Magnetfeld ermöglicht es, den Hub des Dauermagnets zu erhöhen und somit eine größere Kraft zu erzeugen, die auf den Sitzinsassen übertragen wird.Such a magnetic field makes it possible to increase the stroke of the permanent magnet and thus generate a greater force that is transmitted to the seat occupant.

In einem anderen Aspekt ergibt eine durch das Magnetfeld verursachte Bewegung des Dauermagneten eine Kraft von mehr als 3 N ergibt.In another aspect, movement of the permanent magnet caused by the magnetic field results in a force greater than 3N.

Durch eine solche Kraft kann sichergestellt werden, dass ein Insasse des Fahrzeugsitzes die Vibrationen der Vibrationsvorrichtung ausreichend wahrnimmt.Such a force can ensure that an occupant of the vehicle seat sufficiently perceives the vibrations of the vibration device.

In einem anderen Aspekt weist der elektroakustische Wandler ein Gehäuse und einen Dauermagnet auf, wobei der Dauermagnet durch mindestens eine Aufhängung mit dem Gehäuse beweglich verbunden ist, wobei die Aufhängung eine Steifigkeit von mehr als 5000 N.m-1 hat.In another aspect, the electroacoustic transducer has a housing and a permanent magnet, the permanent magnet being movably connected to the housing by at least one suspension, the suspension having a stiffness of more than 5000 Nm -1 .

Insbesondere ist die Steifigkeit größer als 9 000 N.m-1.In particular, the rigidity is greater than 9,000 Nm -1 .

Eine Vibrationsvorrichtung mit einer Steifigkeit und einer Masse wie oben beschrieben ermöglicht eine Oszillation des Magnets in einem Niedrigfrequenzbereich, die eine taktile Stimulation des Sitzinsassen gewährleistet. Eine solche Steifigkeit der Aufhängung ermöglicht dazu einen schnellen Hub des Dauermagnets. Dies vermittelt dem Benutzer das Gefühl eines kräftigenden Impulses.A vibration device with a stiffness and a mass as described above enables the magnet to oscillate in a low-frequency range, which ensures tactile stimulation of the seat occupant. Such a rigidity of the suspension allows for a rapid stroke of the permanent magnet. This gives the user the feeling of an invigorating impulse.

Insbesondere weist der elektroakustische Wandler eine Resonanzfrequenz von weniger als 50 Hz auf.In particular, the electroacoustic converter has a resonant frequency of less than 50 Hz.

Eine solche Resonanzfrequenz der Vibrationsvorrichtung ermöglicht die Erzeugung von Vibrationen auf einer Bandbreite zwischen 20 Hz und 130 Hz. Unter „Bandbreite“ ist ein Frequenzbereich zu verstehen, bei dem die Vibrationen genügend Kraft erzeugen, um vom Sitzinsassen wahrgenommen zu werden.Such a resonant frequency of the vibration device enables vibrations to be generated in a bandwidth between 20 Hz and 130 Hz. "Bandwidth" means a frequency range in which the vibrations generate enough force to be felt by the seat occupant.

In einem anderen Aspekt weist der oben beschriebene Fahrzeugsitz eine Sitzfläche und eine Rückenlehne auf, wobei sich die Vibrationsvorrichtung in der Sitzfläche oder in der Rückenlehne befindet.In another aspect, the vehicle seat described above includes a seat bottom and a backrest, with the vibrating device being located in the seat bottom or in the backrest.

Figurenlistecharacter list

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden bei der Lektüre der folgenden ausführlichen Beschreibung und bei der Analyse der beigefügten Zeichnungen sichtbar, auf denen:

  • [1] eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Sitzes ist;
  • [2] eine schematische Darstellung einer Vibrationsvorrichtung des Sitzes der 1 ist;
  • [3] der Frequenzbereich beim Betrieb der Vibrationsvorrichtung der 2 ist.
Other characteristics, details and advantages of the invention will become apparent on reading the following detailed description and on analyzing the attached drawings, in which:
  • [ 1 ] is a perspective view of a seat according to the invention;
  • [ 2 ] a schematic representation of a vibration device of the seat of 1 is;
  • [ 3 ] the frequency range during operation of the vibrating device of 2 is.

Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments

Die Zeichnungen und diese Beschreibung enthalten im Wesentlichen Elemente mit festgelegten Merkmalen. Sie können daher nicht nur dazu dienen, die vorliegende Offenbarung besser zu verstehen, sondern gegebenenfalls auch zu ihrer Definition beizutragen.The drawings and this description essentially contain elements with defined characteristics. They can therefore not only serve to better understand the present disclosure, but also, if appropriate, to contribute to its definition.

Die 1 ist eine Perspektivansicht eines Fahrzeugsitzes 10, insbesondere eines Kraftfahrzeugsitzes 10. Der Fahrzeugsitz 10 weist eine Sitzfläche 12 mit einem Sitzflächengestell 14 auf. Die Sitzfläche 12 weist eine Oberseite 16 auf. Der Sitz 10 weist auch eine Rückenlehne 18 mit einem Rückenlehnengestell 20 auf. Die Rückenlehne 18 weist eine Vorderseite 22 auf. Die Oberseite 16 und die Vorderseite 22 sind für den Kontakt mit dem Gesäß bzw. den Beinen und dem Rücken eines sich auf dem Sitz 10 befindenden Insassen vorgesehen.the 1 FIG. 12 is a perspective view of a vehicle seat 10, in particular a motor vehicle seat 10. The vehicle seat 10 has a seat surface 12 with a seat surface frame 14. FIG. The seat surface 12 has an upper side 16 . The seat 10 also includes a backrest 18 with a backrest frame 20 . The backrest 18 has a front side 22 . The top 16 and front 22 are intended to be in contact with the buttocks or legs and back of an occupant in the seat 10 .

Der Sitz 10 weist eine oder mehrere Vibrationsvorrichtungen 24 auf, die in der Sitzfläche 12 und/oder Rückenlehne 18 des Sitzes integriert sind. Insbesondere sind eine oder mehrere Vibrationsvorrichtungen 24 an dem Sitzflächengestell 14 und/oder dem Rückenlehnengestell 20 des Sitzes befestigt.The seat 10 includes one or more vibrating devices 24 integrated into the seat bottom 12 and/or backrest 18 of the seat. In particular, one or more vibrating devices 24 are attached to the seat bottom frame 14 and/or the backrest frame 20 of the seat.

Ein Beispiel einer Vibrationsvorrichtung 24 ist in 2 dargestellt. Die Vibrationsvorrichtung 24 weist einen elektroakustischen Wandler 24a auf.An example of a vibration device 24 is in 2 shown. The vibration device 24 has an electroacoustic converter 24a.

Der elektroakustische Wandler 24a weist ein Gehäuse 26 auf, das am Sitzflächengestell 14 oder am Rückenlehnengestell 20 des Sitzes befestigt ist. Das Gehäuse 26 hat hier beispielsweise einen kreisförmigen Querschnitt, wie es aus der 1 zu sehen ist. Eine obere Wand 28 des Gehäuses 26 weist eine zentrale Öffnung 30 auf. Unter „obere Wand“ ist die Wand des Gehäuses 26 zu verstehen, die dazu bestimmt ist, dem Gesäß/den Beinen oder dem Rücken eines auf dem Sitz 10 gesessenen Insassen gegenüber bzw. gegenüberstehend zu sein. Das Gehäuse 26 weist auch einen Träger 32 auf, der sich zum Inneren des Gehäuses 26 von der oberen Wand 28 her erstreckt. Der Träger 32 ermöglicht es, eine Spule 34 des elektroakustischen Wandlers 24a um eine erste Achse A1 zu wickeln.The electroacoustic transducer 24a has a housing 26 which is attached to the seat base frame 14 or the backrest frame 20 of the seat. The housing 26 has here, for example, a circular cross-section, as can be seen from FIG 1 you can see. A top wall 28 of the housing 26 has a central opening 30 therein. The “upper wall” means the wall of the housing 26 that is intended to face the buttocks/legs or back of an occupant seated on the seat 10 . The housing 26 also includes a bracket 32 that extends inwardly of the housing 26 from the top wall 28 . The support 32 enables a coil 34 of the electroacoustic transducer 24a to be wound around a first axis A1.

Der elektroakustische Wandler 24a weist außerdem einen Dauermagneten 36 auf, der im Inneren des Gehäuses 26 beweglich angeordnet ist. Der Dauermagnet 36 ist außerdem zumindest teilweise in der Spule 34 der Vibrationsvorrichtung 24 angeordnet. So kann der Dauermagnet 36 je nach Richtung der ersten Achse A1 durch die Wechselwirkung zwischen einem Magnetfeld, das durch den Dauermagnet 36 gebildet wird, und einem Magnetfeld, das durch die Spule 34 gebildet wird, wenn sie mit elektrischem Strom versorgt wird, in die eine oder andere Richtung bewegt werden.The electroacoustic converter 24a also has a permanent magnet 36 which is movably arranged inside the housing 26 . The permanent magnet 36 is also at least partially arranged in the coil 34 of the vibration device 24 . Thus, depending on the direction of the first axis A1, the permanent magnet 36 can be moved into the one or be moved in another direction.

Der Dauermagnet 36 wird so bewegt, dass ein Hub eines Teils des Dauermagneten 36 durch die zentrale Öffnung 30 eine Kraft auf einen Schaum 38 erzeugt, der an der oberen Wand 28 des Gehäuses 26 angeordnet ist. Die Kraft wird dann über den Schaum 38 und gegebenenfalls über einen Belag der Sitzfläche 12 oder der Rückenlehne 18 auf den Sitzinsassen 10 vermittelt. Die wiederholte Bewegung des Dauermagnets 36 führt somit zu Vibrationen, die auf den Sitzinsassen 10 übertragen werden.The permanent magnet 36 is moved such that a stroke of a portion of the permanent magnet 36 through the central opening 30 creates a force on a foam 38 disposed on the top wall 28 of the housing 26 . The force is then transmitted to the seat occupant 10 via the foam 38 and optionally via a covering of the seat surface 12 or the backrest 18 . The repeated movement of the permanent magnet 36 thus leads to vibrations which are transmitted to the seat occupant 10 .

Der Dauermagnet 36 ist mit dem Gehäuse 26 durch Aufhängungen 40 verbunden. Jede Aufhängung 40 übt eine Rückstellkraft aus, die der Bewegung des Dauermagnets 36 entgegensteht. Die Aufhängungen 40 ermöglichen auch eine Zentrierung des Dauermagneten 34 im Gehäuse 26. Jede Aufhängung 40 hat eine Steifigkeit von mehr als 5 000 N.m-1, vorzugsweise größer als 9 000 N.m-1, insbesondere in der Größenordnung von 10 000 N.m-1 Eine solche Steifigkeit der Aufhängungen 40 ermöglicht einen schnellen Hub des Dauermagnets 36, die ein tonisches Impulsgefühl auf den Insassen des Sitzes 10 fördert.The permanent magnet 36 is connected to the housing 26 by suspensions 40 . Each suspension 40 exerts a restoring force which opposes the movement of the permanent magnet 36 . The suspensions 40 also enable the permanent magnet 34 to be centered in the housing 26. Each suspension 40 has a stiffness of more than 5,000 Nm -1 , preferably greater than 9,000 Nm -1 , in particular of the order of 10,000 Nm -1 such Stiffness of the suspensions 40 allows for rapid travel of the permanent magnet 36 which promotes a tonic sense of impulse on the seat 10 occupant.

Der beschriebene elektroakustische Wandler 24a weist eine Masse von weniger als 130 g auf. So wird die Masse des Fahrzeugsitzes 10 durch solche Vibrationsvorrichtungen 24 kaum beeinträchtigt.The electroacoustic converter 24a described has a mass of less than 130 g. The mass of the vehicle seat 10 is hardly affected by such vibration devices 24 .

Der Dauermagnet 36 kann aus Neodym sein. Neodym ist ein magnetisches Material, das den Vorteil hat, leicht zu sein, insbesondere leichter als der häufig verwendete Ferrit.The permanent magnet 36 can be neodymium. Neodymium is a magnetic material that has the advantage of being light, particularly lighter than the commonly used ferrite.

Die 3 stellt die Kraft dar, die durch den elektroakustische Wandler 24a erzeugt wird, wenn die Beanspruchungsfrequenz variiert. Es ist festzustellen, dass die durch den elektroakustischen Wandler 24a erzeugte Kraft am höchsten ist, wenn dieser mit seiner Resonanzfrequenz fs beansprucht wird. Darüber hinaus ist die Leistung des elektroakustischen Wandlers 24a bei der Resonanzfrequenz fs maximal. Mit anderen Worten, der Wirkungsgrad des elektroakustischen Wandlers 24a ist bei der Resonanzfrequenz fs maximal. Darüber hinaus gibt es einen bevorzugten Frequenzbereich um die Resonanzfrequenz fs, die sogenannte Bandbreite, für den der elektroakustische Wandler 24a einen ausreichenden Wirkungsgrad hat, damit Vibrationen erzeugt werden, die der Insasse des Sitzes 10 wahrnimmt.the 3 Figure 12 represents the force generated by the electroacoustic transducer 24a as the stress frequency varies. It can be seen that the force generated by the electroacoustic transducer 24a is greatest when it is stressed at its resonant frequency fs. In addition, the performance of the electroacoustic transducer 24a is maximum at the resonance frequency fs. In other words, the efficiency of the electroacoustic transducer 24a is maximum at the resonance frequency fs. In addition, there is a preferred frequency range around the resonant frequency fs, the so-called bandwidth, for which the electroacoustic converter 24a has sufficient efficiency to generate vibrations which the occupant of the seat 10 perceives.

Aufgrund der Masse der Vibrationsvorrichtung 24 und der Steifigkeit der Aufhängungen 40 wie oben beschrieben, weist der elektroakustische Wandler 24a hier eine Resonanzfrequenz fs von weniger als 50 Hz auf, vorzugsweise von weniger als 45 Hz, vorzugsweise noch weniger als 40 Hz. Eine solche Resonanzfrequenz der Vibrationsvorrichtung ermöglicht die Erzeugung von Vibrationen, die ausreichend stark sind, damit sie ab 20Hz gespürt werden können. Insbesondere ermöglicht eine solche Resonanzfrequenz, eine Bandbreite zwischen 20 Hz und 130 Hz zu erreichen. Vibrationen, die in einem solchen Frequenzbereich enthalten sind, eignen sich besonders für die Vibrationsübertragung an den Insassen des Sitzes 10.Due to the mass of the vibration device 24 and the rigidity of the suspensions 40 as described above, the electroacoustic transducer 24a here has a resonant frequency fs of less than 50 Hz, preferably less than 45 Hz, preferably even less than 40 Hz Vibration device allows the generation of vibrations strong enough to be felt from 20Hz. In particular, such a resonant frequency makes it possible to achieve a bandwidth of between 20 Hz and 130 Hz. Vibrations that are contained in such a frequency range are particularly suitable for the transmission of vibrations to the occupant of the seat 10.

Darüber hinaus erzeugen der Dauermagnet 36 und die Spule 34 ein Magnetfeld von mehr als 2,5 T. Ein solches Magnetfeld ermöglicht einen erheblichen Hub des Dauermagnets 36. So liegt die durch die Vibrationsvorrichtung 24 erzeugte Kraft hier über einer Erkennungsmindestkraftschwelle Fmin zur Erkennung davon durch den Insassen über die gesamte Bandbreite, die sich hier zwischen 20 Hz und 130 Hz erstreckt. Unter „Erkennungsmindestkraftschwelle Fmin“ ist die erforderliche Mindestkraft zu verstehen, damit der auf dem Sitz 10 gesessene Insasse die Vibration der Vibrationsvorrichtung erkennt. Die Erkennungsmindestkraftschwelle Fmin ist hier gleich 3 N.In addition, the permanent magnet 36 and the coil 34 generate a magnetic field greater than 2.5 T. Such a magnetic field allows for a significant stroke of the permanent magnet 36. Thus, the force generated by the vibrating device 24 is here above a minimum detection force threshold F min for detection thereof the occupants over the entire bandwidth, which extends here between 20 Hz and 130 Hz. The “detection minimum force threshold F min ” means the minimum force required for the occupant seated on the seat 10 to detect the vibration of the vibration device. The minimum detection force threshold F min is equal to 3 N here.

Claims (8)

Fahrzeugsitz (10) mit mindestens einer einen elektroakustischen Wandler (24a) aufweisenden Vibrationsvorrichtung (24), dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationsvorrichtung (24) eine Masse von 130 g oder weniger aufweist.Vehicle seat (10) with at least one vibration device (24) having an electroacoustic converter (24a), characterized in that the vibration device (24) has a mass of 130 g or less. Fahrzeugsitz (10) nach Anspruch 1, wobei der elektroakustische Wandler (24a) einen Dauermagneten (36) aufweist, wobei der Dauermagnet (36) aus Neodym ist.Vehicle seat (10) after claim 1 , wherein the electroacoustic transducer (24a) has a permanent magnet (36), wherein the permanent magnet (36) is made of neodymium. Fahrzeugsitz (10) nach Anspruch 2, in dem der elektroakustische Wandler (24a) eine Spule (34) aufweist, wobei der Dauermagnet (36) mindestens teilweise innerhalb der Spule (34) aufgenommen ist, wobei die Spule (34) und der Dauermagnet (36) zusammen ein Magnetfeld über 2,5 T erzeugen.Vehicle seat (10) after claim 2 , in which the electroacoustic transducer (24a) has a coil (34), the permanent magnet (36) being accommodated at least partially within the coil (34), the coil (34) and the permanent magnet (36) together generating a magnetic field over 2 generate .5T. Fahrzeugsitz (10) nach Anspruch 3, wobei eine durch das Magnetfeld verursachte Bewegung des Dauermagneten (36) eine Kraft von mehr als 3 N ergibt.Vehicle seat (10) after claim 3 , wherein a movement of the permanent magnet (36) caused by the magnetic field results in a force of more than 3 N. Fahrzeugsitz (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, in dem der elektroakustische Wandler (24a) ein Gehäuse (26) und einen Dauermagneten (36) aufweist, wobei der Dauermagnet (36) durch mindestens eine Aufhängung (40) mit dem Gehäuse (26) beweglich verbunden ist, wobei die Aufhängung (40) eine Steifigkeit von mehr als 5000 N.m-1 hat.Vehicle seat (10) according to one of the preceding claims, in which the electroacoustic converter (24a) has a housing (26) and a permanent magnet (36), the permanent magnet (36) being connected to the housing (26) by at least one suspension (40) is movably connected, wherein the suspension (40) has a stiffness of more than 5000 Nm -1 . Fahrzeugsitz (10) nach Anspruch 5, wobei die Steifigkeit größer als 9 000 N.m-1 ist.Vehicle seat (10) after claim 5 , where the stiffness is greater than 9 000 Nm -1 . Fahrzeugsitz (10) nach Anspruch 5 oder 6, wobei der elektroakustische Wandler (24a) eine Resonanzfrequenz von weniger als 50 Hz aufweist.Vehicle seat (10) after claim 5 or 6 , wherein the electroacoustic transducer (24a) has a resonant frequency of less than 50 Hz. Fahrzeugsitz (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, der eine Sitzfläche (12) und eine Rückenlehne (18) aufweist, wobei sich die Vibrationsvorrichtung (24) in der Sitzfläche (12) oder in der Rückenlehne (18) befindet.A vehicle seat (10) according to any one of the preceding claims, having a seat bottom (12) and a backrest (18), the vibrating device (24) being located in the seat bottom (12) or in the backrest (18).
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