CN107735281A - 座椅支撑结构和包括座椅支撑结构的座椅结构 - Google Patents

座椅支撑结构和包括座椅支撑结构的座椅结构 Download PDF

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Abstract

一种包括弹性体面板的座椅支撑结构。所述弹性体面板定位和支撑就座的乘员。所述面板在前侧和后侧被约束。

Description

座椅支撑结构和包括座椅支撑结构的座椅结构
技术领域
本发明涉及座椅支撑结构和包括座椅支撑结构的座椅结构。
背景技术
用于座椅，特别是用于机动车辆座椅的传统座椅支撑结构(座垫)包括泡沫。传统座垫中使用的泡沫提供了使用过量泡沫材料的大体积座椅，这增加了制造成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种符合乘员轮廓的薄座椅支撑结构(座垫)。
根据本发明，一种座垫包括弹性体面板。所述弹性体面板定位和支撑就座的乘员。所述面板在所述座垫的相对于车辆行驶方向的前侧和后侧上被约束。
所述弹性体面板可以进一步在所述座垫的向车内一侧和所述座垫的向车外一侧被约束。
所述弹性体面板可以由热塑性弹性体制成。
所述座垫可以进一步包括泡沫垫。
所述座垫可以进一步包括装饰罩。
所述装饰罩可以包括用于附接到所述弹性体面板的附接装置。
所述弹性体面板和所述附接装置可以是整体的(一体地连接以形成一件式弹性体面板和附接装置结构)。所述弹性体面板和所述附接装置可以在单个成形操作中由同一材料形成。
所述泡沫垫可以包括开口，并且所述装饰罩附接装置可以延伸穿过所述开口。所述装饰罩附接装置可以附接到所述弹性体面板。
所述弹性体面板可以在受负载时弯曲，然后在被施加另外的负载时被牵拉成处于张紧状态。
根据本发明，一种座椅结构包括：弹性体面板，其用于支撑就座乘员；第一弹性体面板支撑部件；以及第二弹性体面板支撑部件，其中，相对于车辆的行驶方向而言，所述弹性体面板的前侧经由所述第一弹性体面板支撑部件支撑，并且所述弹性体面板的后侧经由所述第二弹性体面板支撑部件支撑。
所述座椅结构可以进一步包括第三弹性体面板支撑部件和第四弹性体面板支撑部件。所述弹性体面板可以经由所述第三弹性体面板支撑部件在第一侧向侧上被支撑，并且所述弹性体面板可以经由所述第四弹性体面板支撑部件在第二侧向侧上被支撑。所述第一侧向侧和所述第二侧向侧可以平行于所述行驶方向延伸。所述后侧和所述前侧可以垂直于所述行驶方向延伸。所述第一弹性体面板支撑部件和所述第二弹性体面板支撑部件可以限定纵向支撑结构。所述第三弹性体面板支撑部件和所述第四弹性体面板支撑部件可以限定侧向支撑结构。
所述座椅结构可以进一步包括在所述纵向支撑结构与所述侧向支撑结构之间的互连装置，该互连装置用于允许所述纵向支撑结构相对于所述侧向支撑结构以一定的自由度运动。所述弹性体面板可以具有侧向部分，所述侧向部分以在进入和离开过程中为乘员提供支撑的方式工作。所述侧向部分的一个或多个可以以扭转方式围绕相应的弹性体面板支撑部件挠曲变形并为乘员提供支撑。所述侧向部分还可以为乘员在其处于就座位置时提供侧向支撑。
所述弹性体面板可以基于分布梁的原理来管理乘员负载。一旦所述负载超过所述乘员的负载，所述弹性体面板进入张紧状态以限制挠曲变形。
所述弹性体面板可以是一件式弹性体面板结构。所述一件式弹性体面板结构可以包括热塑性弹性体。所述一件式弹性体面板结构可以完全地由热塑性弹性体形成。
所述座椅结构可以进一步包括泡沫垫。所述弹性体面板可以包括用于支撑所述泡沫垫的多个构件。所述弹性体面板可以在受负载时弯曲。所述弹性体面板可以在被施加另外的负载时进入张紧状态。
所述构件可以在受负载时弯曲。所述构件可以在被施加另外的负载时处于张紧状态。
根据本发明，一种座椅支撑结构包括单个一件式弹性体面板，其用于支撑就座乘员。所述单个一件式弹性体面板包括前部区域和后部区域。所述前部区域相对于所述单个一件式弹性体面板的纵向轴线与所述后部区域相对。所述前部区域和所述后部区域限定用于支撑所述单个一件式弹性体面板的支撑区域，使得所述单个一件式弹性体面板在平行于所述纵向轴线的方向上受约束。
所述单个一件式弹性体面板可以包括第一侧向部分和第二侧向部分。所述第一侧向部分和所述第二侧向部分可以平行于所述纵向轴线延伸。所述第一侧向部分可以限定第一侧向支撑区域，并且所述第二侧向部分可以限定第二侧向支撑区域。所述单个一件式弹性体面板可以在所述第一侧向支撑区域和所述第二侧向支撑区域中受支撑，使得所述单个一件式弹性体面板在垂直于所述纵向轴线的方向上被约束。
所述座椅支撑结构可以进一步包括第一面板支撑结构、第二面板支撑结构、第三面板支撑结构和第四面板支撑结构。所述第一面板支撑结构可以在所述前部区域中连接到所述弹性体面板。所述单个一件式弹性体面板的所述前部区域可以经由所述第一面板支撑结构被支撑。所述第二面板支撑结构可以在所述后部区域中连接到所述弹性体面板。所述单个一件式弹性体面板的所述后部区域可以经由所述第二面板支撑结构被支撑。所述第三面板支撑结构可以在所述第一侧向支撑区域中连接到所述弹性体面板。所述单个一件式弹性体面板的所述第一侧向支撑区域可以经由所述第三面板支撑结构被支撑。所述第四面板支撑结构可以在所述第二侧向支撑区域中连接到所述弹性体面板。所述单个一件式弹性体面板的所述第二侧向部分可以经由所述第四面板支撑结构被支撑。
本发明涉及座椅支撑结构。所述座椅支撑结构由热塑性弹性体(TPE)形成。所述座椅支撑结构的总目标穿透量大于20mm。
本发明提供了一种整体单一工艺和材料的面板，该面板是柔性的且不厚于5mm，并且提供用于悬垂、衬垫支撑、压力分布(面板符合乘员体形)、装饰件附接和结构固定的任何和所有特征。这允许使用较少或不使用泡沫的较薄的座椅，并且由于受到管理的压力分布而使得乘员包裹更接近该结构。这继而又使得实现薄的座垫系统。
所述面板包括整体构造的衬垫并且所述面板提供压力分布。当乘员滑过而进入和离开时，对结构的固定提供了扭转支撑/依从性。
所述面板的中央部分在感觉上像提供一个下沉部。所述面板经由几何形状和材料特性而允许乘员穿透，这也允许所述面板分布在乘员周围并且符合于乘员，这可以通过分布梁来实现。所述面板的中央部分在乘员下方提供主要支撑并且提供受控的侧向支撑/分配，这可以通过具有侧向正弦形台阶部的悬臂梁来完成，以允许插入部段的运动。正弦形台阶部还可以容纳装饰件接缝，这也允许装饰件在乘员穿透座椅时挠曲变形。
所述面板的前部可以提供表面，该表面允许来自正面碰撞的力以压缩的方式传递到下部结构。
可以设置悬臂梁以防止乘员腿部之间的悬吊(hammocking)。
所述面板允许一侧到一侧的挠曲变形(side to side deflection)和穿透面板的能力。悬臂梁可以用来使下沉部具有低的侧向压力。
本发明提供了一种较薄的座椅支撑结构，因为座椅支撑结构对乘员的包裹来自面板而不是传统座垫中那样的泡沫挠曲变形。
在所附权利要求书中特别指出了表征本发明的新颖性的各种特征，权利要求书构成本公开的一部分。为了更好地理解本发明、其操作优点和通过其使用达到的具体目的，请参考描述了本发明的优选实施方式的附图和描述内容。
附图说明
在附图中：
图1是座椅的侧视图；
图2是图1的座椅的侧视图，其中座椅支撑乘员；
图3是图1的座椅支撑结构的俯视透视图；
图4是图1的座椅支撑结构的仰视透视图；
图5是图1的座椅支撑结构的另一俯视透视图；
图6是在座椅支撑结构受负载之前图5的座椅支撑结构的剖视图；
图7是在支撑结构受负载之后图5的支撑结构的剖视图；
图8是图5的座椅支撑结构的另一透视图；
图9是图1的座椅的透视图，示出了当乘员坐在座椅上时座椅支撑结构的压力分布；
图10是图1的座椅的侧视图，乘员在座椅上施加第一负载；
图11是图1的座椅的侧视图，乘员在座椅上施加第二负载；
图12是图1的座椅的透视图，示出了座椅支撑结构的位移；
图13是图1座椅的透视图，示出了当乘员坐在座椅上时施加于座椅的压力；
图14是示出了Von-Mises应力(范氏等效应力)分布的图1的座椅的透视图；
图15是座椅支撑结构的另一个实施方式的仰视图；
图16是图3的座椅支撑结构的局部俯视图；
图17是图3的座椅支撑结构的局部透视图；以及
图18是座椅支撑结构的又一个实施方式的仰视透视图。
具体实施方式
具体参照附图，图1是座椅1的侧视图，特别是机动车辆的座椅。座椅1包括座椅靠背结构3和座椅支撑结构(座垫)5。座椅支撑结构5连接到座椅底座结构7。座椅靠背结构3可以相对于座椅支撑结构5移动。
图2是图1的座椅1的侧视图，座椅1支撑乘员9。座椅靠背结构3支撑乘员9的背部区域11。座椅支撑结构5支撑乘员9的臀部13和腿部15。座椅支撑结构5的总目标穿透量大于20毫米。
图3是图1的座椅支撑结构5的透视图。座椅支撑结构5包括单个一件式弹性体面板17。弹性体面板17不厚于5毫米。弹性体面板17由TPE形成。弹性体面板17包括第一侧衬垫(side bolster)19和第二侧衬垫21。第一侧衬垫19位于弹性体面板17的第一侧23上。第一侧衬垫19包括开口27。第二侧衬垫21位于弹性体面板17的第二侧25上。第二侧衬垫21包括开口33。弹性体面板17包括设置在第一侧衬垫19和第二侧衬垫21之间的弹性体部分(支撑部段、插入区域)35。弹性体部分35可以设置在弹性体面板17的中央部段中。第一侧衬垫19和第二侧衬垫21可以相对于弹性体部分35以大于零的角度布置。弹性体面板17包括多个连接部分28、30。弹性体部分35通过至少连接部分28连接到第一侧衬垫19。弹性体部分35通过至少连接部分30连接到第二侧衬垫21。弹性体部分35通过至少连接部分28和连接部分30连接到第一侧衬垫19和第二侧衬垫21，使得当乘员9将负载施加到弹性体面板17上时，弹性体部分35能够相对于第一侧衬垫19和第二侧衬垫21移动。当乘员9将负载施加到弹性体面板17上时，弹性体部分35可以比第一侧衬垫19和第二侧衬垫21更快地挠曲变形。当乘员9将负载施加到弹性体面板17上时，第一侧衬垫19和第二侧衬垫21可以以与弹性体部分35的挠曲变形速率不同的速率挠曲变形。弹性体部分35包括开口29、开口31、开口37、开口39、开口41和开口43。每个开口29位于第一侧衬垫19的其中一个开口27的对面。开口29可以与开口27连通或可以不与开口27连通。每个开口31位于第二侧支撑件21的其中一个开口33的对面。开口31可以与开口33连通或可以不与开口33连通。弹性体部分35包括构件45和连接结构47、49。构件45可以沿着弹性体部分的整个长度或仅仅是弹性体部分35的一部分长度延伸。连接结构47在开口27和开口29之间延伸。连接结构47可以是大的肋。连接结构49在开口31和开口33之间延伸。连接结构49可以是大的肋。
图4是座椅支撑结构(座垫)5的仰视透视图。
图5是座椅支撑结构5的另一透视图。
图6是在座椅支撑结构5受负载之前图5的座椅支撑结构5的剖视图。弹性体面板17包括前部区域55和后部区域57。前部区域55相对于车辆(未示出)的行驶方向59位于后部区域57的对面。弹性体面板17的前部区域55由第一支撑结构51支撑。弹性体面板17的后部区域57由第二支撑结构53支撑。弹性体面板17包括突出部分61、63。第一支撑结构51包括开口65。开口65接收突出部分61以将突出部分61固定到第一支撑结构51。第二支撑结构53包括开口67。开口67接收突出部分63以将突出部分63固定到第二支撑结构53。
图7是在支撑结构5受负载之后图5的支撑结构5的剖视图。弹性体面板17在受负载时弯曲，然后在被施加另外的负载时被牵拉成处于张紧状态。
图8是图5的座椅支撑结构5的另一透视图。
图9是图1的座椅1的透视图，示出了当乘员坐在座椅1中时座椅支撑结构5的压力分布。压力施加在座椅支撑结构5的区或区域69、71、73中。在区域69中施加的压力大于在座椅支撑结构5的区域71和区域73中施加的压力。施加到座椅支撑结构5的区域73的压力小于施加到区域71的压力。座椅支撑结构5的结构是这样的，即允许一侧到一侧的挠曲变形并且防止乘员腿部之间的座椅支撑结构的悬吊。座椅支撑结构5是这样的，即不能实现侧向悬吊。这样做是为了控制对乘员的高侧向压力，如果不加以管理就可能会出现这样的高侧向压力。
图10是图1的座椅的侧视图，其中在乘员9完全将自己定位在座椅1中之前(例如当乘员9首次坐在座椅1上时)，乘员9在座椅1上施加第一负载。在乘员9完全定位在座椅1中之前，弹性体面板17弯曲。
图11是图1的座椅1的侧视图，其中乘员9在座椅1上施加第二负载。图11示出了乘员9已完全将自己定位在座椅1中的情况。在乘员9如图11所示完全定位在座椅1中之后，弹性体面板17已经符合于乘员。
图12是图1的座椅1的透视图，示出了当乘员9坐在座椅1中时座椅支撑结构5在z方向上的位移。座椅支撑结构5在区或区域75、77、79中位移。在区域75中的位移量大于在座椅支撑结构5的区域77和区域79中发生的位移量。在座椅支撑结构5的区域79中发生的位移量小于在区域75和区域77中发生的位移量。区域77的位移量大于在区域79中发生的位移量，但小于在区域75中发生的位移量。
图13是图1的座椅1的透视图，示出了当乘员坐在座椅1中时施加于座椅1的压力。乘员在座椅支撑结构5的区域81、83中施加的压力大于座椅支撑结构5的其他区域。
图14是图1的座椅1的透视图，示出了座椅靠背结构3和座椅支撑结构5的Von-Mises应力分布。座椅支撑结构5在区域85、87、89、91中承受最大量的应力。这种高应力对于设计集中在弹性体部分(支撑中央部段)35中的区域中的附接点而言是典型特点，其中该弹性体部分(支撑中央部分)35被设计为像分布梁一样工作。形成向座椅支撑结构5的相应侧32、34张开的开口(孔)27、33以支撑乘员，并且连接结构(大肋)47、49允许弹性体部分35的挠曲变形。
图15是座椅支撑结构5″的另一个实施方式的仰视图。座椅支撑结构5″包括单个一件式弹性体面板17″。单个一件式弹性体面板17″包括第一侧衬垫19″、第二侧衬垫21″和连接结构27″。弹簧23″连接到弹性体面板17″的连接结构27″和部分25″上。可以提供任何数量的弹簧23″，但是优选地设置至少四个弹簧23″。提供薄的弹性体面板17″的目的是提供令人喜爱的三维支撑表面。为了提供令人喜爱的三维支撑表面，弹簧23设置成阵列以使挠曲变形遵循乘员的轮廓。
图16是图3的座椅支撑结构5的局部俯视图。泡沫垫95和装饰罩97连接到座椅支撑结构5。
图17是图3的座椅支撑结构5的局部透视图。座椅支撑结构5通过连接件99连接到座椅结构103的例如装饰部件的部件101。每个连接件99围绕连接结构49的至少一部分和座椅结构103的部件(装饰部件)101的至少一部分。连接件可以是任何类型的连接件，包括环，优选为C形扣环(hog ring)。
图18是座椅支撑结构5″′的又一个实施方式的仰视透视图。座椅支撑结构5″′包括单个一件式弹性体面板17″′。除了一件式弹性体面板17″′包括用于将一件式弹性体面板17″′连接至座椅支撑结构50″′的连接元件61″′、62″′、63″′和64″′之外，该单个一件式弹性体面板17″′与图1至图14所示的单个一件式弹性体面板17相同。连接元件61″′、62″′、63″′和64″′可以整体地连接到一件式弹性体面板17″′。尽管在图18中示出了四个连接元件61″′、62″′、63″′和64″′，但是可以理解的是，可以使用任何数量的连接元件。座椅支撑结构50″′包括座椅支撑结构元件51″′和座椅支撑结构元件53″′。连接元件61″′、62″′与座椅支撑结构元件51″′接合，并且连接元件63″′、64″′与座椅支撑结构元件53″′接合。连接元件61″′具有用于接触座椅支撑结构元件51″′的表面65″′。连接元件62″′具有用于接触座椅支撑结构元件51″′的表面66″′。连接元件63″′具有用于接触座椅支撑结构元件53″′的表面67″′。连接元件64″′具有用于接触座椅支撑结构元件53″′的表面68″′。表面65″′和表面66″′在图18中以弧形轮廓示出，但是应该理解，表面65″′和表面66″′可以具有不同的形状或轮廓，包括与座椅支撑结构元件51″′的轮廓相同的轮廓。表面67″′和表面68″′在图18中以弧形轮廓示出，但是应该理解，表面67″′和表面68″′可以具有不同的轮廓或形状，包括与座椅支撑结构元件53″′的轮廓相同的轮廓。包括座椅支撑结构51″′和座椅支撑结构53″′在内，座椅支撑结构50″′被示出为管状结构，但是应该理解，座椅支撑结构50″′可以具有带有不同形状或轮廓的不同结构。如在前面的实施方式中那样，连接元件61″′与表面65″′相互作用，并且连接元件62″′以允许中央纵向部段类似分布梁挠曲变形然后进入张紧状态的方式与表面66″′相互作用。
尽管已经详细地示出和描述本发明的具体实施方式以说明本发明的原理的应用，但应该理解的是，在不脱离这些原理的情况下，可以以其他方式来体现本发明。

Claims (22)

1.一种座垫，包括：
弹性体面板，其中所述弹性体面板定位和支撑就座的乘员，其中所述面板在所述座垫的相对于车辆行驶方向的前侧和后侧上被约束。
2.根据权利要求1所述的座垫，其中所述弹性体面板进一步在所述座垫的向车内一侧和所述座垫的向车外一侧被约束。
3.根据至少权利要求1所述的座垫，其中所述面板由热塑性弹性体制成。
4.根据至少权利要求1所述的座垫，还包括泡沫垫。
5.根据至少权利要求4所述的座垫，还包括装饰罩。
6.根据至少权利要求5所述的座垫，其中所述装饰罩包括用于附接到所述弹性体面板的附接装置。
7.根据至少权利要求6所述的座垫，其中所述弹性体面板和所述附接装置是整体的，在单个成形操作中由同一材料形成。
8.根据至少权利要求6所述的座垫，其中所述泡沫垫包括开口，并且所述装饰罩附接装置延伸穿过所述开口，其中所述装饰罩附接装置附接到所述弹性体面板。
9.根据至少权利要求1所述的座垫，其中所述弹性体面板在受负载时弯曲，然后在被施加另外的负载时被牵拉成处于张紧状态。
10.根据至少权利要求1所述的座垫，其中所述弹性体面板包括用于附接到座椅结构的附接装置。
11.根据至少权利要求10所述的座垫，其中所述弹性体面板和所述附接装置是整体的。
12.根据至少权利要求11所述的座垫，其中所述弹性体面板和所述附接装置在单个成形操作中由同一材料形成。
13.一种座椅结构，包括：
弹性体面板，其用于支撑就座乘员；
第一弹性体面板支撑部件；
第二弹性体面板支撑部件，其中相对于车辆的行驶方向而言，所述弹性体面板经由所述第一弹性体面板支撑部件在其前侧上被支撑，并且所述弹性体面板经由所述第二弹性体面板支撑部件在其后侧上被支撑。
14.根据权利要求13所述的座椅结构，还包括：
第三弹性体面板支撑部件；
第四弹性体面板支撑部件，其中所述弹性体面板经由所述第三弹性体面板支撑部件在第一侧向侧上被支撑，并且所述弹性体面板经由所述第四弹性体面板支撑部件在第二侧向侧上被支撑，所述第一侧向侧和所述第二侧向侧平行于所述行驶方向延伸，所述后侧和所述前侧垂直于所述行驶方向延伸，所述第一弹性体面板支撑部件和所述第二弹性体面板支撑部件限定纵向支撑结构，所述第三弹性体面板支撑部件和所述第四弹性体面板支撑部件限定侧向支撑结构。
15.根据至少权利要求14所述的座椅结构，还包括在所述纵向支撑结构与所述侧向支撑结构之间的互连装置，用于允许所述纵向支撑结构相对于所述侧向支撑结构以一定的自由度运动，所述弹性体面板包括侧向部分，所述侧向部分在进入和离开过程中为乘员提供支撑，且所述侧向部分以扭转方式围绕所述第三弹性体面板支撑部件和所述第四弹性体面板支撑部件中的一个挠曲变形以支撑乘员，所述侧向部分为乘员在就座期间提供支撑。
16.根据至少权利要求13所述的座椅结构，其中所述弹性体面板基于分布梁的原理来管理乘员负载，一旦所述负载超过所述乘员的负载，所述面板进入张紧状态以限制挠曲变形。
17.根据至少权利要求14所述的座椅结构，其中所述弹性体面板是一件式弹性体面板结构，所述一件式弹性体面板结构包括热塑性弹性体。
18.根据至少权利要求14所述的座椅结构，还包括泡沫垫，其中所述弹性体面板包括用于支撑所述泡沫垫的多个构件，所述弹性体面板在受负载时弯曲，所述弹性体面板在被施加另外的负载时处于张紧状态。
19.根据至少权利要求18所述的座椅结构，其中所述构件在受负载时弯曲，所述构件在被施加另外的负载时处于张紧状态。
20.一种座椅支撑结构，包括：
单个一件式弹性体面板，其用于支撑就座乘员，所述单个一件式弹性体面板包括前部区域和后部区域，所述前部区域相对于所述单个一件式弹性体面板的纵向轴线与所述后部区域相对，所述前部区域和所述后部区域限定用于支撑所述单个一件式弹性体面板的支撑区域，以使得所述单个一件式弹性体面板在平行于所述纵向轴线的方向上受约束。
21.根据权利要求20所述的座椅支撑结构，其中所述单个一件式弹性体面板包括第一侧向部分和第二侧向部分，所述第一侧向部分和所述第二侧向部分平行于所述纵向轴线延伸，所述第一侧向部分限定第一侧向支撑区域，并且所述第二侧向部分限定第二侧向支撑区域，其中所述单个一件式弹性体面板在所述第一侧向支撑区域和所述第二侧向支撑区域中受支撑，以使得所述单个一件式弹性体面板在垂直于所述纵向轴线的方向上被约束。
22.根据权利要求21所述的座椅支撑结构，还包括：
第一面板支撑结构，其在所述前部区域中连接到所述弹性体面板，其中所述单个一件式弹性体面板的所述前部区域经由所述第一面板支撑结构被支撑；
第二面板支撑结构，其在所述后部区域中连接到所述弹性体面板，其中所述单个一件式弹性体面板的所述后部区域经由所述第二面板支撑结构被支撑；
第三面板支撑结构，其在所述第一侧向支撑区域中连接到所述弹性体面板，其中所述单个一件式弹性体面板的所述第一侧向支撑区域经由所述第三面板支撑结构被支撑；
第四面板支撑结构，其在所述第二侧向支撑区域中连接到所述弹性体面板，其中所述单个一件式弹性体面板的所述第二侧向部分经由所述第四面板支撑结构被支撑。
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