CN101941392B - 一种车辆座椅 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆座椅(1)，具有在高度方向(7)上实现振动运动的部件，所述部件包括：底部部件(6)；相对底部部件(6)弹性安装的上部部件(3)；其中在所述底部部件(6)和上部部件(3)之间设有高度可调的连接支架，其包括至少一个第一支架臂(4，4a，4b)、至少一个第二支架臂(5，5a，5b)和至少一个弹性元件(9，9a)；所述这些部件(3；6；4，4a，4b；5，5a，5b)在施加恒定作用力于底部部件(6)和/或上部部件(3)的振动条件下的运动顺序，可在施加变化的作用力于底部部件(6)和/或上部部件(3)的另一振动条件下发生变化。

Description

一种车辆座椅

技术领域

本发明涉及具有在高度方向上实现振动的部件的车辆座椅，这些部件包括底部部件、上部部件和设置在二者之间的高度可调连接支架、以及至少一个弹性元件。

背景技术

在车辆中很常见的是，能够相对彼此振动的两个车辆部件包括例如具有车辆座椅上部的座位部件(其相对于车辆底部部件弹性安装)、弹性元件以及采用阻尼器形式的额外的阻尼元件，以便在发生共振的情况下弹性振动系统产生较大的偏转时将能量从悬挂系统中去除，并对弹性运动进行缓冲。

这样的阻尼器可设计成各种不同的形式。例如，液压阻尼器主要由活塞杆上的活塞在油缸中导向来组成。在活塞杆的轴向运动过程中，因活塞相对于油缸轴向运动，油必须流过活塞中的窄管道和阀门。由于在这一过程中作用于油的阻力，产生压力差，从而产生正对有效表面的阻尼力。随着活塞运动速度的增加，流体阻力和因此产生的阻尼作用增加，并且这一特征可在某些极限范围内受到特别的影响。

还已知的有机械减震器，其原理上由弹簧加载的摩擦表面组成。覆盖的板簧具有几个弹簧组件，表示弹簧/阻尼器组合单元。振动被弹簧的弯曲所吸收，并储存在弹簧中。各个弹簧片之间的摩擦缓冲振动并将部分弹力转换成热量。

还已知的有气弹簧阻尼器，其中，介质空气可去除弹力和阻尼作用。

通常，车辆座椅或驾驶室和车辆底盘之间的这样的阻尼器配置，需要有复杂的设计以获得对不同方向上具有不同强度的振动的最优减震效果。阻尼和弹簧特性之间的精确协调是必须考虑的，这样才能够在弹簧偏转对比车辆座椅振动作用力的特性曲线中实现例如座椅舒适区。此外，这些阻尼系统具有在次临界和超临界范围(hypo-and hypercritical ranges)内降低减震效果的缺点，并因此导致振动舒适度衰减。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种具有改进的振动舒适度的车辆座椅，包括至少两个车辆座椅部件，即底部部件和上部部件，二者可通过至少一个弹性元件相对彼此振动，其中通过这样的车辆座椅，在高度方向上无需使用阻尼元件而进行振动的减震是必需的，或者通过这样的方式，阻尼元件的作用可以从而得到辅助。因此，由于本申请中介绍的车辆座椅的设计的作用，不必再使用阻尼器，或者阻尼器的使用具有降低的功耗，以便将阻尼器在超临界范围内的副作用最小化。超临界范围被理解为是指初始振动被降低所在的频率范围。

本发明的这一目的通过权利要求1的技术特征来实现。

本发明的一个基本点是，在车辆座椅具有在高度方向上振动的部件的情况下，基于对底部部件和/或上部部件施加恒定作用力的振动条件下导致的这些部件的运动频率，可不同于基于对底部部件和/或上部部件施加变化的作用力的另一振动条件下的运动频率。

这些部件包括底部部件、相对底部部件弹性安装的上部部件，其中在底部部件和上部部件之间设有高度可调的连接支架，其由至少一个第一支架臂、至少一个第二支架臂和至少一个弹性元件组成。

本专利申请的主题基于以下基本概念：各个部件的运动顺序已由这些部件的几何结构和其连接点所控制，其能够实现预定的运动顺序。例如，位于底部部件和上部部件之间的剪式支架可通过枢轴承而转动，剪式支架可通过其剪式臂或支架臂的末端固定到该枢轴承上。这意味着，整个振动连接支架以及底部部件和上部部件的运动顺序是在运动学上相对于其行程预先确定的，因为枢轴承或连接点是固定连接至底部部件和/或上部部件的。

然而，本发明针对由变化的外部作用力引起的运动学上的运动顺序的变化，例如，在崎岖不平的路面上行驶时，开始施加的作用力很小，随后作用力突然增加的情况。

以这种方式变化的运动顺序是可以实现的，因为被设计成尖锐且位置固定的某些楔形件和连接点，会在外部作用力相对其位置较强的情况下发生改变，这样的话，产生同时发生改变的对应反作用力，以缓冲外部施加的作用力产生的振动。

如果在因施加突然增加的外部作用力而振动的部件上应用一定的加速度值，这一加速度会因部件之间相对彼此的运动的相应改变所产生的阻尼作用而降低。

运动顺序的变化因为如下事实而实现：至少一个位置会发生改变的第一连接点被用于将至少一个支架臂连接至底部部件和/或上部部件以便产生可以改变的运动顺序。

所述第一连接点可以是例如连接至支架臂的一端并固定于底部部件或上部部件的偏心元件(excenter element)，其各种偏心位置导致设于底部部件和上部部件之间的支架臂的杠杆改变(lever change)。

所述的偏心元件使得杠杆的连接或支架臂端部的位置发生特定变化，因而在施加外力而振动的过程中，各部件相对彼此的惯常运动顺序由此而发生变化，并且由于部件之间的能量-力传递函数发生改变，获得初始振动或力的缓冲。

根据第二实施例，所述第一连接点可以是可在水平方向上移位的枢轴连接，用于所述支架臂的一端的可转动安装。这能够实现枢轴连接的特定改变或移位，例如以便设置剪式支架，但也可以是平行四边形支架，当其因施加的作用力而发生振动时，其支架臂相对于彼此处于不同的方向。通过这种方式，也可以通过改变运动顺序来实现施加的作用力的缓冲。

根据第三实施例，设有至少一个位置可改变的第二连接点，用于将至少一个弹性元件的第一端连接至至少一个支架臂，其中，所述弹性元件的第二端连接至所述底部部件或上部部件。这使得位于例如剪式支架的一个支架臂和底部部件或上部部件之间的弹性元件的位置可以被改变。这样的结果是，弹性元件作用的弹力随其相对于支架臂的位置以变化的角度运动而改变，结果，因该弹力反向作用于初始振动而产生增大的反作用力。这也导致振动过程中施加的外力被缓冲。对于本发明的所有实施例来说，这都会引起向上和向下的振动。

为了实现弹性元件位置的改变，所述第二连接点优选沿支架臂可移动地设置。

作为选择，所述弹性元件可不沿支架臂设置，而是沿底部部件或上部部件设置，使得其远端是可以移动的。为此所需的第三连接点优选具有用于在水平方向上移位的机构。

所使用的至少一个弹性元件优选形成为气弹簧，用于产生弹簧加载的振动运动。

根据第四实施例，至少一个支架臂被设计成可通过一伸缩机构进行伸缩，使得其长度在车辆座椅的振动过程会变化。因此，所述伸缩机构被设计成是弹簧和/或阻尼器加载的。这可以通过例如将杆状第一支架臂部分容纳于套管状第二支架臂部分内来实现，并且在该套管状支架臂部分内，用于杆状支架臂部分弹性伸缩的弹簧一体化设置在该套管状支架臂部分内。由此，由于剪式连接支架的支架臂的长度上的如此设置，车辆座椅振动中的运动顺序的改变可以通过施加外力并进而产生反作用力或阻尼力来实现。

根据进一步的实施例，设置有至少一个位置可改变的第四连接点，用于将至少又一弹性元件的第一端与连接于底部部件或上部部件的至少一个导轨件或杆状件连接。此处，该导轨件或杆状件可以是与一个支架臂成固定夹角设置的一个组件，因而该导轨件或杆状件的偏转带动该支架臂向上或向下运动，由此，同时会产生对抗外部作用力的不同的反作用力。原因是，由于支架臂和作用于车辆座椅上的外力的改变，可移动地设置在导轨件或杆状件上的第四连接点被相应地移位，从而所述又一弹性元件的弹力作用点也发生改变，因该弹力而产生的反作用力也发生改变。这进而在各部件的运动顺序过程中产生阻尼，从而对施加外力而振动的车辆座椅产生减震效果。

本发明的各种优点、各个方面和创新特征，以及其中所示例的实施例的细节，将在以下的描述和附图中进行详细介绍。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是具有振动结构的车辆座椅的第一示意图；

图2是根据本发明第一实施例的振动结构的示意图；

图3是根据本发明第二实施例的振动结构的示意图；

图4a是根据本发明第三实施例的振动结构在所使用的弹性元件处于第一位置的示意图；

图4b是根据本发明第三实施例的振动结构在所使用的弹性元件处于第二位置的示意图；

图5是根据本发明第四实施例的振动结构的示意图；

图6是根据本发明第五实施例的振动结构的示意图。

附图标记清单：

1                车辆座椅

2                座位组件

3                上部部件

4，4a，4b，4c    支架臂，伸缩机构

5，5a，5b，5c    支架臂，伸缩机构

6                底部部件

7                高度方向

8                连接点

9                弹性元件

9a，9b           弹性元件的端部

10，10a          第二连接点

11，11a          第三连接点

12，12a，12b     位置可变的连接点，偏心元件

13，13a，13b     位置可变的连接点，偏心元件

14，16           导向件

15，17           滚筒件

18               箭头方向

19         连接点

20，20a    枢轴连接

21         弹性元件

22，22a    第四连接点

23         导轨件或杆状件

具体实施方式

图1是车辆座椅1的示意图。该车辆座椅包括一个或多个座位组件2，以及设置于座位组件下方的上部部件3和底部部件6。连接支架设置于上部部件3和底部部件6之间，其优选设计成具有支架臂4、5的剪式支架。

该车辆座椅可以在高度方向7上上下振动，即包括上部部件3朝底部部件6运动以及底部部件6朝上部部件3运动两个方面。

图2是根据本发明第一实施例的图1中示出的车辆座椅的子结构的示意图。该子结构包括上部部件3、底部部件6和设置于二者之间的剪式臂4和5。

从图2中可以看出，实线表示该振动结构在振动过程中的第一状态，而虚线表示该振动结构在运动顺序发生特定变化之后的第二振动状态。

在第一状态中，两个剪式臂4、5的运动基于外力的施加而发生，例如当车辆在突起的地面上行驶时外力作用于底部部件6，其中两个剪式臂通常在公共连接点8处彼此连接。弹簧9，优选为气弹簧，具有第一端9b和第二端9c，第一端9b在第一连接点10处连接至剪式臂4，第二端9c在第二连接点11处连接至底部部件6。

通常，该剪式支架按正常运动顺序移动，使得导轨状导向件14、16或类似件或设置于其上的滚筒件15、17在凹槽内沿水平方向向右侧或左侧移动，由此使得剪式支架的位置的改变成为可能，上部部件3的运动尽可能小的受施加的外力影响。

然而，当运动顺序因外力的施加而变化的情况下，偏心元件12和又一偏心元件13将如图中虚线所示发生旋转位置的改变，因而其将从初始位置12a、13a移动到第二位置12b、13b。这使得所有涉及的部件发生位置上的相应改变和运动顺序上的变化，如图中标号3a、4a、5a、8a、9a、10a、14a、15a和17a所示。因此，上部部件3在水平方向上的变化(即位置的变化)受到影响。这实现了弹性元件9的第一端9b相对于剪式臂4a的另一位置，其由偏移的第一连接点10a来反映出。由此，另一弹力被施加到剪式臂4a上，其因连接点10a和连接点11之间的距离较小而产生增大的反作用力。这产生对施加的外力所引起的振动的阻尼，并进而削弱振动。

图3是根据本发明第二实施例的示意图，其中相同和等效的部件采用了相同的附图标记来标识。

从图中可以看出，与图2所示的第一实施例相比，使用了可移动的连接点20、20a来代替偏心元件12，使得剪式臂4的偏转朝向不同方向，这进而带来弹簧9的第一端9b的不同连接，从而就施加的外力所获得的反作用被增大。因此，初始振动被缓冲。

图4a再次示出了根据本发明第三实施例的车辆座椅的振动结构的示意图。相同和等效的部件采用了相同的附图标记来标识。

根据图4a所示，弹性元件9和剪式臂4之间的连接点被设计成可移动的第二连接点10，其在图中虚线所示的弹性元件9的第二移动位置10a更靠近第一连接点20。结果是，弹簧9的增大的反向弹力作用于连接点10a上，并进而作用于剪式臂上，进而生成针对该施加的作用力的反作用力。这导致整个振动系统的缓冲得以实现。

与图4a所示的实施例类似的是，在图4b所示的实施例中，不是将弹性元件9的上端9b设计成可移动的，而是将弹性元件9的下端9c设计成可移动的。设于弹性元件9的下端或第二端9c上的第三连接点11，可在水平方向上在底部部件6上移动，如图中虚线和标号11a所示。结果是，弹性元件9将采用标号9a所示的位置，并将产生更高的反作用力，带来阻尼效果和减震效果。

在凹槽或导向件14、16内，滚筒件15、17可沿箭头18所示的方向前后移动。

在如图5所示的进一步实施例中，剪式臂4、5被设计成可伸缩的，如图中标号4b、4c、5b、5c所示。第一剪式臂部分4b和5b可以是例如杆状设计，被导向在套管状的第二剪式臂部分4c和5c中，并优选在其端部加载，从而在这些管状剪式臂部分内实现弹性或阻尼效果。通过如此设置的剪式臂4、5可以发生纵向的移位或改变长度。这使得上部部件3的位置发生改变，如图中虚线和标号3b所示。同样地，滚筒件15b和导向件14b、以及枢轴承或连接点19a的位置也发生改变。

通过这样的方式，同样，会得到针对施加的外力而产生的反作用力，进而实现阻尼和减震效果。

图6是根据本发明的振动结构的另一实施例的示意图。相同和等效的部件采用了相同的附图标记来标识。

如图6所示，在连接点19上额外设置了导轨或杆状件23，优选与剪式臂5连接。在此导轨或杆状件23上，设有可移动的第四连接点22、22a，其连接至又一弹性元件21的一端21b，该又一弹性元件23在大致水平方向上伸缩。

弹性元件21可具有几个位置。图中用标号21和21a或22和22a标识出了其中的两个位置。弹性元件21的第二端21c固定于上部部件3的右侧。

当改变施加的外力而期望运动顺序发生变化时，连接点22移动到连接点22a所在的位置，从而使弹簧21a的位置改变。由此，另一弹力作用于整个振动系统上，并因此增大特定的反作用力。

针对本发明的所有实施例，可以设置一控制装置，以便改变上述附图中所示的运动顺序。当外力施加时，该控制装置控制连接点的移动或剪式臂长度的改变。作为选择，当然，通过对所涉及部件进行自动形式的巧妙几何结构设置，也可以实现连接点的机械方式移动或剪式臂长度的机械方式改变。

本专利申请中所公开的所有特征都被要求为对于本发明来说是必需的，这些特征单独地或相结合均相对于现有技术具有新颖性。

Claims (12)

1.一种车辆座椅（1），包括在高度方向（7）上实现振动运动的部件，所述部件包括：

底部部件（6）；

相对底部部件（6）弹性安装的上部部件（3）；

其中在所述底部部件（6）和上部部件（3）之间设有高度可调的连接支架，其包括至少一个第一支架臂（4,4a,4b）、至少一个第二支架臂（5,5a,5b）和至少一个弹性元件（9,9a,21）；

其中，所述上部部件（3）、底部部件（6）、第一支架臂（4,4a,4b）和第二支架臂（5,5a,5b）在施加恒定作用力于底部部件（6）和/或上部部件（3）的振动条件下的运动顺序，可在施加变化的作用力于底部部件（6）和/或上部部件（3）的另一振动条件下发生变化；

其特征在于，至少一个位置会发生改变的第一连接点（12,13,20），用于将至少一个支架臂（4,5）连接至底部部件（6）和/或上部部件（3）以便产生改变的运动顺序。

2.根据权利要求1所述的车辆座椅，其特征在于，所述第一连接点（12,13）构成连接至支架臂（4,5）的一端并固定于底部部件（6）或上部部件（3）的偏心元件（12,13），其各种偏心位置（12,12a,12b;13a,13b）导致设于底部部件（6）和上部部件（3）之间的支架臂（4,5）的杠杆改变。

3.根据权利要求1所述的车辆座椅，其特征在于，所述第一连接点构成可在水平方向上移位的枢轴连接（20,20a），用于所述支架臂（4）的一端的可转动安装。

4.根据权利要求1所述的车辆座椅，其特征在于至少一个位置可改变的第二连接点（10,10a），用于将至少一个弹性元件（9,9a,21）的第一端（9b）连接至至少一个支架臂（4,4a），其中，所述弹性元件（9,9a,21）的第二端（9c）连接至所述底部部件（6）或上部部件（3）。

5.根据权利要求4所述的车辆座椅，其特征在于，所述第二连接点（10,10a）沿所述支架臂（4）可移动地设置。

6.根据权利要求1所述的车辆座椅，其特征在于至少一个位置可改变的第三连接点（11,11a），用于将至少一个弹性元件（9,9a,21）的第二端（9c）连接至底部部件（6）或上部部件（3），其中，所述弹性元件（9,9a,21）的第一端（9b）连接至至少一个支架臂（4）。

7.根据权利要求6所述的车辆座椅，其特征在于，所述第三连接点（11,11a）沿所述底部部件（6）或上部部件（3）可移动地设置。

8.根据前述任一权利要求所述的车辆座椅，其特征在于，所述弹性元件（9,9a,21）为气弹簧，用于产生弹簧加载的振动运动。

9.根据权利要求1所述的车辆座椅，其特征在于，至少一个支架臂（4）可通过一伸缩机构（4a,4b）进行伸缩，使得其长度在高度方向（7）上的振动过程中变化。

10.根据权利要求9所述的车辆座椅，其特征在于，所述伸缩机构（4a,4b）被设计成是弹簧和/或阻尼器加载的。

11.根据权利要求1所述的车辆座椅，其特征在于至少一个位置可改变的第四连接点（22,22a），用于将所述至少一个弹性元件（9,9a,21）的第一端（21a）与连接于上部部件（3）和底部部件（6）中至少一者的至少一个导轨或杆状件（23）连接。

12.根据权利要求11所述的车辆座椅，其特征在于，所述第四连接点（22,22a）沿所述导轨或杆状件（23）可移动地设置。

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