CN107284310A

CN107284310A - 用于座椅靠背的带pur体积减小和环境友好构造的舒适系统

Info

Publication number: CN107284310A
Application number: CN201710206987.6A
Authority: CN
Inventors: 阿什福德·A·加尔布瑞斯; 阿萨德·S·阿里; 阿斯弗·拉希迪; 维尼塔·格希瓦鲁赫塞; 玛丽-伊芙·科特; 米歇尔·安妮·佩里尼
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2016-04-11
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2017-10-24
Also published as: US20170291524A1

Abstract

本发明公开了一种用于座椅靠背的带PUR体积减小和环境友好构造的舒适系统。一种用于交通工具座椅的座椅靠背支撑壳体，包括成形树脂片材，当座椅靠背支撑壳体定位在交通工具座椅中时，该成形树脂片材界定顶侧面、底侧面、第一外侧面和第二外侧面。成形树脂片材具有凸部分和非凸部分，其中当座椅靠背支撑壳体定位在交通工具座椅中时，该凸部分定位于非凸部分的下方。

Description

用于座椅靠背的带PUR体积减小和环境友好构造的舒适系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年4月11日提交的美国临时申请序列号62/321,175的权益，其公开内容据此通过引用以其整体并入本文。

背景

在例如美国专利第5,769,498号、第6,283,552号和第6,802,563号中公开了现有的交通工具座椅靠背设计。

技术领域

在至少一个方面，本发明涉及具有定位在分层座椅结构(layered seatstructure)中的刚性或半刚性靠背支撑壳体的交通工具座椅。

概述

本发明通过在至少一个实施方案中提供用于交通工具座椅的座椅靠背支撑壳体解决了现有技术的一个或多个问题。座椅靠背支撑壳体包括成形树脂片材，当座椅靠背支撑壳体定位在交通工具座椅中时，该成形树脂片材界定顶侧面、底侧面，第一外侧面(lateral side)和第二外侧面。成形树脂片材具有凸部分和非凸部分，其中当座椅靠背支撑壳体定位在交通工具座椅中时，该凸部分定位于非凸部分的下方。成形树脂片材由热塑性聚合物(例如，发泡聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))形成。如果是发泡聚丙烯(EPP)，其可以具有30至80克/升的优选密度。有利地，本实施方案可以减少交通工具座椅中的聚氨酯泡沫的量(即，PUR体积)。

在另一个实施方案中，提供了包含以上阐述的座椅靠背的交通工具座椅。交通工具座椅包括具有座椅靠背框架的座椅靠背、定位在座椅靠背下方的座椅底部和附接到座椅靠背框架的座椅靠背支撑壳体。座椅靠背支撑壳体包括成形树脂片材，当座椅靠背支撑壳体定位在交通工具座椅中时，该成形树脂片材界定顶侧面、底侧面、第一外侧面和第二外侧面。成形树脂片材具有凸部分和非凸部分，其中当座椅靠背支撑壳体定位在交通工具座椅中时，该凸部分定位于非凸部分的下方。成形树脂片材由热塑性聚合物(例如，发泡聚丙烯，PET等)形成。如果是EPP，其可以具有30至80克/升的优选密度。

附图简述

图1是包含由热塑性聚合物制成的座椅靠背支撑壳体的交通工具座椅的透视图；

图2是图1的交通工具座椅的横截面图；

图3A提供了在图1的交通工具座椅中使用的座椅靠背支撑壳体的透视图；

图3B提供了在图1的交通工具座椅中使用的座椅靠背支撑壳体的前视图；

图4A-图4C是图3A和图3B的座椅靠背支撑壳体的水平截面；

图5是图3A和图3B的座椅靠背支撑壳体的竖直截面；以及

图6提供了与商业产品相比，具有由各种类型的树脂片材制成的座椅靠背支撑壳体的交通工具座椅的载荷相对于挠度的曲线图。

详细描述

现将详细地参考本发明的当前优选的组合物、实施方案和方法，该当前优选的组合物、实施方案和方法构成发明人现已知的实践本发明的最佳方式。附图未必是按比例的。然而，应理解，所公开的实施方案仅是可以以各种形式和可选的形式实施的本发明的示例。因此，本文所公开的具体细节不应被理解为限制性的，而仅作为对本发明的任何方面的代表性基础，和/或作为用于教导本领域技术人员以各种方式利用本发明的代表性基础。

除了在示例中，或者以其它方式明确表明的地方之外，本说明书中表示材料或反应条件和/或使用的量的所有数字量应理解为由词“约(about)”修饰以描述本发明的最宽泛范围。在所陈述的数值限度内的实践通常是优选的。并且，除非清楚地阐明相反情况：百分比、“其部分”和比值是以重量计的；术语“聚合物”包括“低聚物”，“共聚物”，“三元共聚物”和类似聚合物；除非另有说明，为任何聚合物提供的分子量是指重均分子量；对于与本发明有关的给定目的是适合或优选的材料的组或类的描述暗示该组或类的组成部分中的任何两个或多个的混合同样是适合或优选的；化学术语中的成分的描述是指在添加到说明书中指定的任何组合时的成分，并且不必然排除一旦混合混合物的成分之间的化学相互作用；首字母缩略词或其它缩写的首次定义适用于相同的缩写在本文中的所有后续使用，且加以必要的变更适用于最初定义的缩写的正常语法变化形式；并且，除非清楚地阐明相反情况，否则性能的测量通过与关于同一性能在前面或后面引用的技术相同的技术来确定。

还应理解，本发明并不限于以下所描述的具体实施方案和方法，因为具体的部件和/或条件当然可以变化。另外，本文所使用的术语仅用于描述本发明的具体实施方案的目的，而并非意在以任何方式限制。

还必须注意的是，当用在说明书和所附权利要求书中时，除非上下文清楚地指明与之不同，否则单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”包括复数指示物。例如，以单数形式提及一部件意在包括多个部件。

贯穿本申请，在引用了出版物的情况下，这些出版物的公开内容以其整体据此通过引用并入本申请中以更充分地描述本发明所属领域的状态。

参考图1和图2，示意性地示出了分层交通工具座椅。图1是交通工具座椅的透视图，而图2是交通工具座椅靠背的横截面。交通工具座椅10包括座椅靠背12和座椅底部14。座椅底部14定位在座椅靠背12下方以形成交通工具座椅10。座椅靠背12包括提供结构支撑的座椅靠背框架16。靠背壳体18被附接(例如，在框架上滑动或卡扣在框架上)到座椅靠背框架16。垫20，其可以是典型的舒适泡沫，如聚氨酯泡沫、装顶盖的垫(topper pad)、间隔织物等，定位在靠背支撑壳体18和装饰罩22之间。装饰罩覆盖座椅靠背12和座椅底部14两者。在改进中，囊24定位在装饰罩22和座椅靠背支撑壳体18之间，或者定位在座椅靠背支撑壳体18和座椅靠背框架16之间。囊24可以选择性地膨胀以用于促进座椅乘员的舒适度或适当地使乘员定位的目的。为了相同的目的，机械致动器或其它致动器也可以替代囊24。交通工具座椅10还包括从座椅靠背12的外侧面延伸的座椅承枕(seat bolster)26、28和定位在座椅底部12的顶部处的头枕30。在改进中，在由坐在包含座椅靠背支撑壳体的交通工具座椅中的乘员施加的压力下，成形树脂片材不变形或者仅仅最小程度地变形。然而，为了通过刚性或半刚性壳体提供舒适的支撑，所包含的形状用于为乘员的背部提供支撑。此外在改进中，座椅底部14可以如座椅靠背12一样类似地形成有框架、由下面讨论的材料和/或复合材料构成的壳体、垫和装饰罩。

参考图3A-图3B、图4A-图4C和图5，示意性地示出了座椅靠背支撑壳体18。图3A提供了座椅靠背支撑壳体的透视图，而图3B是座椅靠背支撑壳体的前视图。图4A-图4C提供了图3A和图3B的座椅靠背支撑壳体的水平截面，而图5提供了图3A和图3B的座椅靠背支撑壳体的竖直截面。座椅靠背壳体18包括界定顶侧面40、底侧面42、第一外侧面44和第二外侧面46的成形树脂片材38。成形树脂片材可以由单个聚合物层或由多个聚合物层形成。这些侧面的位置相对于当座椅靠背支撑壳体位于和交通工具一起定位的交通工具座椅内时来界定。成形树脂片材38具有凸部分50和非凸部分52，其中当座椅靠背支撑壳体定位在交通工具座椅中时，凸部分定位于非凸部分下方。成形树脂片材38由热塑性聚合物形成。合适的热塑性聚合物的示例包括但不限于发泡聚丙烯(EPP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、PET共聚物、及其复合材料、以及其组合。复合层包括热塑性聚合物和填料或纤维材料，例如毡、Azdel和软再生毛织物(shoddy)。在一个改进中，成形树脂片材38包括第一热塑性层和第二热塑性层，每个层独立地包括热塑性聚合物。在一些变型中，成形树脂片材38包括可以用粘合剂保持在一起的PET纤维。因此，纤维可以包括包含PET的双组分纤维。树脂片材38可以基本上完全是PET或可以由例如50％至60％的PET和剩余的CoPET形成。在改进中，成形树脂片材38具有约5至50mm的厚度。在另一个改进中，成形树脂片材38具有约15至25mm的厚度。可以改变厚度和密度以提供适当水平的刚性。成形树脂片材38可以由任何数量的工艺模制，例如压缩模制、注射模制及类似工艺。模制可以在300至450℃的温度下进行。

图4A是座椅靠背支撑壳体18的靠近设计就座参考点(SgRP)并靠近就座乘员的下部背部区域的底部附近的水平截面。图4B是就座乘员的中后部下部胸区域的水平截面。图4C是靠近座椅靠背支撑壳体18的在就座乘员的上后部肩部区域处或附近的顶部的水平截面。这些图示出了分别从成形树脂片材38的第一外侧面44和第二外侧面46延伸的第一承枕部分54和第二承枕部分56。在改进中，成形树脂片材界定与乘员背部的形状匹配的多个假想横向线60-68。在这种情况下，匹配乘员背部的形状意味着如果座椅靠背支撑壳体足够靠近交通工具乘员的背部，则横向线将在沿着横向线的长度的多个点处接触交通工具乘员的背部。在改进中，第一横向线定位在交通工具乘员的脊柱的腰部区域处或附近，且第二横向线定位在交通工具乘员的脊柱的胸部区域处或附近，第三横向线定位在交通工具乘员的臀部的高度处或附近，以及第四横向线定位在交通工具乘员的肩膀的高度处或附近。

图4A-图4C中所示的壳体的形状可以使用4个主要尺寸来描述：嵌入宽度、承枕角度、承枕高度和外侧形状。嵌入宽度通常是不包括承枕区域的壳体的长度l₁。在改进中，l₁为220mm至340mm。承枕角度a₁是承枕区域从嵌入区域初始偏离的角度。通常，承枕角度为20至90度。承枕高度h₁是在同一表面上测量时承枕顶部到嵌入区域上的最低点的最大距离。在改进中，承枕高度为75mm至150mm。外侧形状a₂是外部嵌入区域与穿过嵌入区域的平坦部分的水平线之间的角度。通常，外侧形状为0至35度。

图5示出了座椅靠背支撑壳体18的中心线处的横截面。该图示出了成形树脂片材38的凸部分50和非凸部分52。在变型中，凸部分50和非凸部分52具有纵向中心线，该纵向中心线与交通工具乘员的从腰部区域到胸部区域的脊柱的形状相匹配。在这种情况下，匹配乘员的脊柱的形状意味着如果座椅靠背支撑壳体足够靠近交通工具乘员的背部，则纵向中心线将在沿着横向线的长度的多个点处接触交通工具乘员的背部。通常，当座椅靠背支撑壳体定位在交通工具座椅中时，凸部分50定位在交通工具乘员的腰部区域的高度附近或该高度处，并且非凸部分52定位在交通工具乘员的胸部区域的高度附近或该高度处。图5中所示的壳体部分的形状可以使用4个主要尺寸来描述：总高度、胸部形状、腰部支撑形状和骶骨凸起形状。总高度h₂通常为400mm至750mm。胸部形状d₂是凹面的最大空间范围。通常，d₂为0mm至15mm。腰部支撑形状是凸面的距离。通常，d₃为0mm至20mm。骶骨凸起d₄是骶骨区域中的凹面的距离。通常，d₄为0mm至100mm。

在改进中，凸部分50的极值72位于SgRP(就座参考点)74上方50mm至150mm的距离处。SgRP是对应于SAEJ826人体模型的H点的高度。在改进中，非凸部分52是相对于远离座椅靠背框架定位的侧面的凹形部分。在改进中，凹形部分52的极值76位于SgRP上方200mm-500mm的距离处。

如上所阐述，图1-图5的座椅靠背支撑壳体包括由热塑性聚合物形成的成形树脂片材。如果热塑性塑料是EPP，其可以具有30至80克/升的密度。在进一步的改进中，聚合物具有50至60克/升的密度。表1提供了在上面阐述的座椅靠背支撑壳体中使用的EPP片材的优选性质。特别有用的是对应于30至80克/升的密度的值。在改进中，包括座椅靠背支撑壳体的热塑性聚合物具有400kPa至1000kPa的拉伸强度和15％至20％的拉伸伸长率。在另一个改进中，热塑性聚合物还可以具有在25％应变下从150kPa至500kPa的抗压强度，在50％应变下从200kPa至700kPa的抗压强度和在75％应变下从460kPa至1600kPa的抗压强度和15％至20％的拉伸伸长率，和/或在25％应变下从150kPa至500kPa的压缩强度，在50％应变下从200kPa至700kPa的压缩强度和在75％应变下从460kPa至1000kPa的压缩强度。

表1.优选的EPP性质。

座椅靠背支撑壳体的有用特征是，当交通工具座椅被交通工具乘员占用时，该部件提供结构强度、形状、支撑和柔性。图6提供了具有由各种类型的树脂片材制成的座椅靠背支撑壳体的交通工具座椅的载荷相对于挠度的曲线图。这些曲线图示出EPP和PET比由市售复合材料(商业产品)制成的壳体更坚固。图6还示出了EPP即使在1百万次震动周期后也不会损失其结构强度，而是显示出如预期的坚固性的增加。为了增加侧部承枕支撑的柔性，壳体可设计有带有半刚性材料的局部薄区域以允许柔性。最后，表2示出了用于商用壳体相对于上述实施方案的座椅靠背支撑壳体的壳体在囊膨胀情况下的柔性。

表2.当囊封装在壳体后面时，在囊膨胀情况下壳体的柔性

本发明的优选实施方案提供了用作分层座位应用的基础的刚性或半刚性壳体。壳体提供乘员舒适性和支撑，并且具有纵向和横向支撑乘员的形状。分层座椅构造是轻质的且大体上可回收。

虽然上文描述了示例性的实施方案，但这不意图这些实施方案描述了本发明的所有可能的形式。而是，在说明书中使用的词是描述性的词而不是限制性的词，并且应理解，可以做出各种改变而不脱离本发明的精神和范围。另外，可以组合各种实施的实施方案的特征以形成本发明的另外的实施方案。

Claims

1.一种座椅靠背支撑壳体，包括：

成形树脂片材，当所述座椅靠背支撑壳体定位在交通工具座椅中时，所述成形树脂片材界定顶侧面、底侧面、第一外侧面和第二外侧面，所述成形树脂片材具有凸部分和非凸部分，当所述座椅靠背支撑壳体定位在交通工具座椅中时，所述凸部分定位于所述非凸部分的下方，所述成形树脂片材包括热塑性聚合物，所述热塑性聚合物选自由下列项组成的组：发泡聚丙烯(EPP)、PET、PET共聚物、其复合材料、及其组合。

2.根据权利要求1所述的座椅靠背支撑壳体，其中，当所述座椅靠背支撑壳体定位在交通工具座椅中时，所述凸部分定位在交通工具乘员的腰部区域的高度处，并且所述非凸部分定位在交通工具乘员的胸部区域的高度处。

3.根据权利要求1所述的座椅靠背支撑壳体，其中，所述凸部分的极值位于SgRP上方50mm至150mm的距离处。

4.根据权利要求1所述的座椅靠背支撑壳体，其中，所述非凸部分是位于SgRP上方200mm至500mm距离处的凹形部分。

5.根据权利要求1所述的座椅靠背支撑壳体，其中，所述成形树脂片材具有约5mm至50mm的厚度。

6.根据权利要求1所述的座椅靠背支撑壳体，其中，所述热塑性聚合物具有在25％应变下从150kPa至500kPa的压缩强度，在50％应变下从200kPa至700kPa的压缩强度和在75％强度下从460kPa至1000kPa的压缩强度。

7.根据权利要求1所述的座椅靠背支撑壳体，其中，所述凸部分和所述非凸部分具有纵向中心线，所述纵向中心线与交通工具乘员的从腰部区域到胸部区域的脊柱的形状匹配。

8.根据权利要求1所述的座椅靠背支撑壳体，其中，所述成形树脂片材具有与乘员背部的形状匹配的多条横向线，所述横向线构造成当所述座椅靠背支撑壳体抵靠交通工具乘员的背部定位时，在沿着所述横向线的长度的多个点处接触交通工具乘员的背部。

9.根据权利要求8所述的座椅靠背支撑壳体，其中，第一横向线定位在交通工具乘员的脊柱的腰部区域处，且第二横向线定位在交通工具乘员的脊柱的胸部区域处，第三横向线定位在交通工具乘员臀部的高度处以及第四横向线定位在交通工具乘员的肩部的高度处。

10.根据权利要求1所述的座椅靠背支撑壳体，其中，所述成形树脂片材是刚性的，其中当乘员坐在包含座椅靠背支撑壳体的座椅中时，形状不改变。

11.一种交通工具座椅，包括：

座椅靠背，其具有座椅靠背框架；

座椅底部，其在所述座椅靠背下方；和

座椅靠背支撑壳体，其附接到所述座椅靠背框架，所述座椅靠背支撑壳体包括成形树脂片材，当所述座椅靠背支撑壳体定位在交通工具座椅中时，所述成形树脂片材界定顶侧面、底侧面、第一外侧面和第二外侧面，所述成形树脂片材具有凸部分和非凸部分，当所述座椅靠背支撑壳体定位在交通工具座椅中时，所述凸部分位于所述非凸部分下方，所述成形树脂片材包括热塑性聚合物，所述热塑性聚合物选自由下列项组成的组：发泡聚丙烯(EPP)、PET、PET及其共聚物复合材料及其组合。

12.根据权利要求11所述的交通工具座椅，还包括设置在所述座椅靠背框架和所述座椅底部上方的装饰罩。

13.根据权利要求12所述的交通工具座椅，还包括缓冲层，所述缓冲层包括泡沫、间隔材料、位于所述座椅靠背框架和所述装饰罩之间的囊。

14.根据权利要求11所述的交通工具座椅，其中，当所述座椅靠背支撑壳体定位在交通工具座椅中时，所述凸部分定位在交通工具乘员的腰部区域的高度处，并且所述非凸部分定位在交通工具乘员的胸部区域的高度处。

15.根据权利要求11所述的交通工具座椅，其中，所述凸部分的极值位于H点上方50mm至150mm的距离处。

16.如权利要求11所述的交通工具座椅，其中，所述非凸部分是凹形部分。

17.根据权利要求16所述的交通工具座椅，其中，所述凹形部分的极值位于H点上方200mm至500mm的距离处。

18.根据权利要求11所述的交通工具座椅，其中，第一承枕部分从所述第一外侧面延伸，并且第二承枕部分从所述第二外侧面延伸，所述第一承枕部分和所述第二承枕部分界定交通工具座椅中的第一座椅承枕和第二座椅承枕。

19.根据权利要求11所述的交通工具座椅，其中，所述凸部分和所述非凸部分具有纵向中心线，所述纵向中心线与交通工具乘员的从腰部区域到胸部区域的脊柱的形状匹配。