CN102470788B - 车辆座椅靠背结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆座椅的靠背结构(3)以及一种制造用于车辆座椅的靠背结构(3)的方法，所述靠背结构(3)具有一个背板元件(2)和一个座椅靠背框架元件(1)，所述背板元件(2)和所述座椅靠背框架元件(1)固定至彼此，其中所述背板元件(2)或所述座椅靠背框架元件(1)中的至少一个被提供为热塑性复合材料，所述热塑性复合材料包括热塑性化合物材料和增强材料，其中相对于所述热塑性复合材料，所述增强材料占50％重量百分比或多于50％重量百分比。

Description

车辆座椅靠背结构
要求优先权
本申请要求享有序列号为No.61/224,559的美国临时申请的申请日(2009年7月10日提交)的权益，该申请的整体内容通过引用方式明确纳入本文。
技术领域
本发明总体涉及用于车辆的座椅系统，更具体地，涉及这样的车辆座椅的靠背结构。
背景技术
用于这样的车辆座椅靠背结构通常设有金属制成的背板元件和座椅靠背框架元件。从美国专利公开文本US 2006/175887A1中，已知了一种用于车辆座椅的后部靠背部件的后部座椅靠背框架，其具有至少一个主板、一个左侧和右侧的竖直延伸的侧部帽形部分、一个上部的和一个下部的横向延伸的帽形部分，所述帽形部分焊接至所述主板的正面。这样的金属结构的缺陷在于：它们的重量相当大；以及制造过程所包括的方法，诸如焊接，昂贵且易于导致成品出现相对高的公差范围。
发明内容
本发明的一个目的在于：消除或至少减轻与现有技术相关的缺陷；提供一种用于车辆座椅的靠背结构以及一种制造这样的靠背结构的方法，使得有可能在靠背结构的可相比的稳定性和强度特性的同时实现较轻重量的靠背结构、更加节省成本的制造以及较小的公差范围。
该问题通过如下的一种用于车辆座椅的靠背结构来解决，所述靠背结构具有一个背板元件和一个座椅靠背框架元件，所述背板元件和所述座椅靠背框架元件固定至彼此，其中所述背板元件或所述靠背框架元件中的至少一个被提供为热塑性复合材料，所述热塑性复合材料包括热塑性化合物材料和增强材料，其中相对于所述热塑性复合材料，所述增强材料占50％重量百分比或多于50％重量百分比。根据本发明的优选实施方案，所述增强材料占所述热塑性复合材料的65％重量百分比或多于65％重量百分比。根据本发明的其他优选实施方案，所述增强材料占所述热塑性复合材料的80％重量百分比或多于80％重量百分比。
根据本发明的其他优选实施方案，所述热塑性复合材料被预制，尤其被预制为带状形式、或膜状形式、或箔状结构或片状的形式。
由此，可有利地以相对便宜的方式提供所述热塑性复合材料。
根据本发明，还优选的是，所述热塑性复合材料包括PET作为热塑性化合物材料。
此外，优选的是，所述热塑性复合材料至少部分设置为中空的，或至少部分包括一个洞。
由此，可有利地减轻重量，以及增加最终形成的靠背结构的稳定性(或强度)。
根据本发明，还优选的是，所述热塑性复合材料包括泡沫材料或泡沫芯元件。
由此，对于最终形成的靠背结构，可实现稳定性的进一步增加。
根据本发明的再一个优选实施方案，所述泡沫芯元件的密度等于或高于0.040g/cm3，以及等于或低于0.120g/cm3；优选地，等于或高于0.060g/cm3，以及等于或低于0.100g/cm3；更优选地，等于或高于0.075g/cm3，以及等于或低于0.085g/cm3；最优选地，在0.080g/cm3的范围内。
本发明还涉及一种制造用于车辆座椅的靠背结构的方法，所述靠背结构具有一个背板元件和一个座椅靠背框架元件，所述背板元件和所述座椅靠背框架元件固定至彼此，其中所述背板元件或所述座椅靠背框架元件中的至少一个被提供为热塑性复合材料，其中所述方法包括如下步骤：
——预制所述热塑性复合材料，
——热成形所述热塑性复合材料，
——冲压或切割所述热塑性复合材料，
其中在热成形所述热塑性复合材料之前或之后进行冲压或切割所述热塑性复合材料的步骤。
由此，可有利地在靠背结构的可相比的稳定性和强度特性的同时实现较轻重量的靠背结构、更加节省成本的制造以及较小的公差范围。
根据本发明，优选的是，所述热塑性复合材料被预制为带状形式、或膜状形式、或箔状结构或片状的形式。
此外，根据本发明，优选的是，所述背板元件和所述座椅靠背框架元件被提供为热塑性复合材料，其中所述背板元件和所述座椅靠背框架元件通过热成形相互接合。
根据本发明的所述热塑性复合材料的热塑性化合物材料优选地包括聚丙烯和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯。
根据本发明的所述热塑性复合材料的增强材料优选被提供为玻璃材料，尤其是玻璃纤维。根据本发明的其他实施方案，所述热塑性复合材料的增强材料被提供为火山岩基的材料，尤其是基于火山岩材料的纤维材料。此外，根据本发明的其他实施方案，所述热塑性复合材料的增强材料被提供为碳纤维材料、或凯夫拉尔纤维(Kevlar fiber)材料、或玄武岩纤维(Basalt fiber)材料。此外，根据本发明，所述热塑性复合材料的增强材料还可由多种上述的纤维材料制成，诸如，所述增强材料可被提供为玻璃纤维和玄武岩纤维的组合。
根据本发明，还优选的是，所述增强材料的纤维具有这样的长度，以至于延伸超出所述座椅靠背框架元件或所述背板元件的最大尺寸的20％或更多。优选地，所述增强材料的纤维具有这样的长度，以至于延伸超出所述座椅靠背框架元件或所述背板元件的最大尺寸的40％或更多；更优选地，超出所述座椅靠背框架元件或所述背板元件的最大尺寸的60％或更多；再优选地，超出所述座椅靠背框架元件或所述背板元件的最大尺寸的80％或更多。
根据本发明，还优选的是，所述热塑性复合材料被预制，例如，被成形为带状、膜状或箔状的源材料，借助加热步骤和借助接下来的成形步骤(热成形)将所述源材料形成所述座椅靠背框架元件或所述背板元件(或二者)。
此外，根据本发明，优选的是由作为源材料的热塑性材料来提供所述座椅靠背框架元件和所述背板元件。应理解，分别用于所述座椅靠背框架元件的热塑性源材料和用于所述背板元件的热塑性源材料并不必须在其厚度和/或在其使用的增强材料的性质和/或在其使用的热塑性化合物材料方面都相同。
但是，根据本发明，优选的是，对于所述座椅靠背框架元件和所述背板元件都由作为源材料的热塑性材料而制成的情况，本发明的所述靠背结构不包括在预成形的源材料零件之间的任何附加的粘合材料。根据这个优选实施方案，优选不应用任何诸如焊接等的额外附接技术来制造本发明的靠背结构。为了装配所述靠背结构，唯一的步骤是：提供单独的预成形元件——诸如所述座椅靠背框架元件和所述背板元件，可能还包括加热所述预成形元件，以及将所述预成形元件布置和按压在一起(例如，借助热成形步骤)，使得形成稳定连接。这极大降低了用于提供靠背结构的制造成本。根据本发明的将所述预成形元件布置和按压在一起以形成所述靠背结构的步骤还包括附加的成形步骤。或者，根据本发明还可能的是，在预成形的源材料零件之间使用附加粘合材料、或者使用紧固件来结合所述预成形的源材料零件，以形成所述靠背结构。对于诸如侧部枢轴支架、安全带转向支架等的附加元件，根据本发明通常使用粘合剂或紧固件。
附图说明
图1和图2示意性示出了座椅靠背框架元件的一个示例实施方案。
图3、4和7示意性示出了背板元件的一个示例实施方案。
图5示意性示出了靠背结构的一个示例实施方案，该靠背结构包括背板元件和座椅靠背框架元件。
图6示意性示出了一个示例的靠背结构的多个附加元件。
具体实施方式
参照图1至图7总体描述本发明。靠背结构3，尤其是用于车辆的后排座椅的靠背结构，被示意性示出在图5中。座椅靠背结构3包括座椅靠背框架元件1和背板元件2。座椅靠背框架元件1和背板元件2固定地附接至彼此。座椅靠背框架元件1的示例性实施方案在图1和2中示出。背板元件2的示例实施方案在图3、4和7中示出。优选地，座椅靠背结构3还包括其他元件或附加元件，以实现车辆内的具体功能，诸如靠背是可倾斜的(例如，向前倾斜以便提高座椅乘员的舒适度或者以便可增加车辆的装载容量)、靠背可锁定至车体、或者靠背提供附加的附接点，例如用于儿童座椅等。图6中示意性示出了这样的附加元件，即，左手侧和右手侧的枢轴支架32、33；安全带转向支架31；拴架(tether bracket)34；以及锁托(latch bracket)35。这些附加元件通常借助粘合剂或借助诸如螺栓等的紧固件附接至靠背结构。
如图4(即，图4a、4b和4c)中所示，背板元件2可包括一个装饰沟槽元件(trim channel element)21，以便更轻易实现装饰组件。在图4a、4b和4c中，示出了如何可将热塑性复合材料成形为用于装饰沟槽元件的钩子。如图4b和4c中所示，热塑性复合材料可被设置为中空的或不具有任何泡沫(图4b)，或可包括泡沫材料22(图4c)，尤其是低密度泡沫材料22，以分隔热塑性复合材料的不同层并且通过几何形状的机械优点提供更高的刚度。泡沫22或泡沫材料22(也称作泡沫芯元件22)对系统增加非常少的重量，泡沫芯元件22的密度在例如0.080g/cm3的范围内，具有55％重量百分比的玻璃(和具有作为热塑性复合材料的热塑性化合物材料的PET)的热塑性复合材料的密度是例如1.83g/cm3。
根据本发明，座椅靠背结构3的下列替代方案是优选的：
——座椅靠背框架元件1由热塑性复合材料来提供，背板元件2被提供为金属结构；
——座椅靠背框架元件1被提供为金属结构，背板元件2由热塑性复合材料来提供；
——座椅靠背框架元件1和背板元件2都由热塑性复合材料来提供。
优选地，座椅靠背框架元件1和背板元件2都由热塑性复合材料来提供。优选地，热塑性复合材料被预制为带状或膜状或箔状结构或片状的形式(以提供源材料)，然后热成形(加热和成形)，也可在热成形稍后或之前将其冲压或切割。座椅靠背框架元件1和背板元件2优选地也通过热成形相互附接，即，将这两个元件加热和按压在一起，但是替代地，诸如使用粘合剂或机械附接的其他附接方法也是可能的。
热塑性复合材料包括热塑性化合物材料和增强材料，其中对于热塑性复合材料，增强材料占50％重量百分比或多于50％重量百分比。优选地，这个百分比甚至增加至65％重量百分比或80％重量百分比。在增强材料(在热塑性复合材料内)的含量增加的情况下，根据本发明可实现更高强度和更高刚度。
本文中提供的描述和图示意在使本领域技术人员熟悉本发明、其原理以及其实际应用。本领域技术人员可以按照多种形式调整和应用本发明，以最佳适合具体使用的要求。相应地，所列出的本发明的实施方案不意在是穷尽的或限制本发明。因此，本发明的范围不应参照上述说明确定，而应参照所附的权利要求、以及这些权利要求享有的等同物的全部范围来确定。包括专利申请和公开文本的所有的文章和参考文献的公开内容，都通过引用方式出于所有目的纳入。用于描述一种组合的术语“基本由......组成”(或其衍生词)应包括标出的元件、组件或步骤，以及不实质上影响该组合的基本和新颖特征的这类其他元件、组件或步骤。本文中用于描述元件、组件或步骤的组合所使用的术语“包含”或“包括”(或其衍生词)也设想了基本由元件、成份、组件或步骤组成(或甚至由元件、成份、组件或步骤组成)的实施方案。多个元件、成份、组件或步骤可由单个整体的元件、成份、组件或步骤提供。或者，单个整体的元件、成份、组件或步骤可分为分别多个元件、成份、组件或步骤。本文中的教导还设想了使用如所述的结构的方法，以及包括由此处的结构执行的操作步骤的方法。尽管该教导设想了使用单独的元件、组件或步骤，但公开的用于描述一个元件、组件或步骤的“一”或“一个”不意在排除附加的元件、成份、组件或步骤。

Claims (17)

1.用于车辆座椅的靠背结构(3)，所述靠背结构具有一个背板元件(2)和一个座椅靠背框架元件(1)，所述背板元件(2)和所述座椅靠背框架元件(1)固定至彼此，其中所述背板元件(2)或所述座椅靠背框架元件(1)中的至少一个被提供为热塑性复合材料，所述热塑性复合材料包括热塑性化合物材料和增强材料，其中相对于所述热塑性复合材料，所述增强材料占80％重量百分比或多于80％重量百分比，且其中所述热塑性复合材料包括泡沫材料(22)或泡沫芯元件(22)，其中所述增强材料是玻璃纤维且所述玻璃纤维的长度延伸超出所述座椅靠背框架元件或所述背板元件的最大尺寸的20％或更多。
2.根据权利要求1所述的用于车辆座椅的靠背结构(3)，其中所述热塑性复合材料被预制。
3.根据权利要求1所述的用于车辆座椅的靠背结构(3)，其中所述热塑性复合材料被预制为带状形式、或膜状形式、或箔状结构或片状的形式。
4.根据权利要求1所述的用于车辆座椅的靠背结构(3)，其中所述热塑性复合材料包括PET作为热塑性化合物材料。
5.根据权利要求1所述的用于车辆座椅的靠背结构(3)，其中所述热塑性复合材料至少部分设置为中空的，或至少部分包括一个洞。
6.根据权利要求1所述的用于车辆座椅的靠背结构(3)，其中所述泡沫芯元件(22)的密度等于或高于0.040g/cm3，以及等于或低于0.120g/cm3。
7.根据权利要求1所述的用于车辆座椅的靠背结构(3)，其中所述泡沫芯元件(22)的密度等于或高于0.060g/cm3，以及等于或低于0.100g/cm3。
8.根据权利要求1所述的用于车辆座椅的靠背结构(3)，其中所述泡沫芯元件(22)的密度等于或高于0.075g/cm3，以及等于或低于0.085g/cm3。
9.根据权利要求1所述的用于车辆座椅的靠背结构(3)，其中所述玻璃纤维的长度延伸超出所述座椅靠背框架元件或所述背板元件的最大尺寸的40％或更多。
10.根据权利要求1所述的用于车辆座椅的靠背结构(3)，其中所述玻璃纤维的长度延伸超出所述座椅靠背框架元件或所述背板元件的最大尺寸的60％或更多。
11.根据权利要求1所述的用于车辆座椅的靠背结构(3)，其中所述玻璃纤维的长度延伸超出所述座椅靠背框架元件或所述背板元件的最大尺寸的80％或更多。
12.制造用于车辆座椅的靠背结构(3)的方法，所述靠背结构(3)具有一个背板元件(2)和一个座椅靠背框架元件(1)，所述背板元件(3)和所述座椅靠背框架元件(1)固定至彼此，其中所述背板元件(2)或所述座椅靠背框架元件(1)中的至少一个被提供为热塑性复合材料，所述热塑性复合材料包括热塑性化合物材料和增强材料，其中所述方法包括如下步骤：
——预制所述热塑性复合材料，其中相对于所述热塑性复合材料，所述增强材料占80％重量百分比或多于80％重量百分比，且其中所述热塑性复合材料包括泡沫材料(22)或泡沫芯元件(22)，其中所述增强材料是玻璃纤维且所述玻璃纤维的长度延伸超出所述座椅靠背框架元件或所述背板元件的最大尺寸的20％或更多，
——热成形所述热塑性复合材料，
——冲压或切割所述热塑性复合材料，
其中在热成形所述热塑性复合材料之前或之后进行冲压或切割所述热塑性复合材料的步骤。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述热塑性复合材料被预制为带状形式、或膜状形式、或箔状结构或片状的形式。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述背板元件(2)和所述座椅靠背框架元件(1)被提供为热塑性复合材料，其中所述背板元件(2)和所述座椅靠背框架元件(1)通过热成形相互接合。
15.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述玻璃纤维的长度延伸超出所述座椅靠背框架元件或所述背板元件的最大尺寸的40％或更多。
16.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述玻璃纤维的长度延伸超出所述座椅靠背框架元件或所述背板元件的最大尺寸的60％或更多。
17.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述玻璃纤维的长度延伸超出所述座椅靠背框架元件或所述背板元件的最大尺寸的80％或更多。
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