CN109070778A - 车辆座椅靠背 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆座椅的座椅靠背包括面板(4)和框架结构(6,8,10)，框架结构由两个金属管(6,8)形成，其具有由横梁部件(10)联结在一起的第一端和由第一部件联结在一起的第二端，以形成渐缩框架，渐缩框架在座椅靠背的底部处较宽且在座椅靠背的顶部处较窄，其中座椅靠背的顶部与底部之间没有框架的交叉支撑。框架安装至面板，使得在使用中，第二端定位在座椅靠背的下部附近，且第一端接近座椅靠背的上部定位。

Description

车辆座椅靠背

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的座椅靠背，具体而言但非排他地涉及紧凑车辆，如城市汽车或运动汽车。

背景技术

一些形式的座椅对于汽车或其它车辆中的驾驶员或乘客是必不可少的，以在旅途中舒适地支承他们，且在发生碰撞时约束他们。现代小型轻量车辆的设计中通常存在较大的挑战，因为这些可能缺少乘客周围垂直和水平的内部空间。存在许多不同的车辆座椅设计，但它们大体上由具有安装到其上的座椅靠背的座椅底座构成。座椅底座支承使用座椅的人的臀部和大腿，且座椅靠背支承人的背部，从臀部到肩部，或到头部的后部。座椅靠背可以大体上直立位置固定地安装至座椅底座，或其可为可枢转地安装至座椅底座，以便在直立位置或不太直立或倾斜的位置之间移动。

用于道路车辆的常规车辆座椅包括金属框架，其承载弹簧、衬垫、饰面材料、装饰等，以使座椅既对于乘客很舒适，且又满足监管要求，以抵抗碰撞测试、颈椎过度屈伸、行李箱撞击等中的点负载和冲击负载，具有适合的强度、刚度等特性。此类座椅通常重达大约20kg到40kg之间，且制造昂贵且耗时。现代车辆要求将重量保持在最低限度，并且这导致新的座椅设计，其可比常规座椅轻，但仍然满足所有必要的监管要求。现代车辆座椅设计的一个趋势是越来越多地使用复合材料(通常是纤维增强塑料)来减轻重量，例如在US 2015/0251579或我们自己的WO 2014/207147中。

US2015/0251579公开了一种车辆座椅靠背，其包括压制钢或复合框架结构，该结构由复合材料的成形面板包围，然后安装缓冲物和饰面材料装饰以形成完成的座椅靠背。WO2014/207147公开了一种基本上整体的车辆座椅靠背结构，主要由复合材料形成，该复合材料模制成复杂的形状并且包括用于加强的单向纤维定向的区域；泡沫缓冲材料和饰面材料覆盖结构，以产生成品座椅靠背。前一种类型的座椅靠背比传统的座椅靠背轻，虽然不像后一种类型那样轻，但其保持制造起来昂贵，由于框架结构的复杂形状(如果框架是钢的，则这需要沉重且昂贵的工具，或者如果框架是复合材料，则需要花费很多时间来铺设材料)以及需要联结多个不同材料的构件。后一种类型的座椅靠背明显比传统的座椅靠背轻，但由于"铺设"复杂形状的纤维增强复合材料所需的时间和技能，它们也是昂贵且制造耗时的；它们在承受高点负载的点处还需要附加的夹紧或非复合材料插入件(如，在结构安装到座椅底座的位置)，这增加了时间和成本。

各种轻量座椅可用于赛车运动应用，但其特点是可调整性、舒适性和可及性水平低得多，因此被认为不适合用于大多数类型的道路车辆(包括城市车辆)。另外，这种座椅通常与诸如安全带、滚动保持架、头盔等其它安全措施一起安装和使用，且因此在冲击测试等方面受到不同的考虑。

发明内容

提供轻质、小厚度、易于制造和降低制造成本、最小材料消耗和使用再循环和可再循环材料的组合，同时还设计成通过碰撞测试和其它监管要求的座椅靠背将是非常令人期望的。

因此，本发明提供了一种用于车辆座椅的座椅靠背，包括面板和支承结构，支承结构包括由横梁部件联结的至少两个直立管状部件，面板包括复合模制区段，其中直立管状部件连结至面板，其中每个管状部件从座椅靠背的相应下转角延伸，从而在该下转角处向座椅靠背提供附接点。该布置提供了非常轻量的座椅，但其仍能够满足监管要求。管状部件在座椅固定点处接收点负载，且将那些负载穿过连结接头传递至座椅靠背面板。

面板可形成有至少两个凹口，每个形状和构造适于接收一个直立管状部件，每个凹口从座椅靠背的相应下转角延伸。具体与圆形横截面的管状部件组合的此布置提供了管状部件在面板内很牢固的锚定，且因此力从支承结构良好传递至面板。

附接点理想地允许旋转附接，从而允许座椅靠背角度变化，且优选位于横梁部件下方来用于附加的机械稳定性。横梁部件优选也是管状区段。

面板还可包括一体的头枕。

为了在需要符合行李箱冲击规定的背景下提供附加机械强度，直立管状部件可使其上端联结在一起，以形成渐缩的框架，框架在座椅靠背的底部处较宽，且在座椅靠背的顶部处较窄，如，成基本上三角形，这提供了所需的机械性质，而不需要座椅靠背的顶部与底部之间的框架的交叉支撑。优选地，两个管的上端由相对于横梁部件较短的第二部件联结。在使用中，座椅靠背可在位于坐在座椅上的人的肩部和/或头部附近的上部与位于坐在座椅上的人的臀部附近的下部之间延伸，管状部件安装至面板，使得在使用中，第二端定位在座椅靠背的下部附近，且第一端接近座椅靠背的上部定位。

本发明的结构简单，其需要最小的工具投入，且可容易、快速且廉价地制造；其主要元件(管和仅一个(或两个)横梁部件)可设计成使得框架足够强而不需要较重的交叉支撑(垂直或水平)，同时三角形允许座椅靠背安装至足够宽的座椅底座上以适合座椅的普通乘客并且还提供良好的扭转刚度。成品座椅靠背是一体式结构，仅由管状区段和面板两个元件构成。与可抵抗相同负载的传统压制钢和弹簧座椅靠背设计相比，根据本发明的座椅靠背重量更轻，并且座椅靠背可制造得比常规设计更薄，这有利于整体车辆包装，特别是在空间有限的情况下。面板填充组成框架的元件之间的空间，以形成更完整的前者用于缓冲等，但更重要的是包绕框架，且将强度和刚度加至座椅靠背。管和部件可为相同材料，如，金属或合金，且因此可使用传统材料，标准尺寸，使用简单的技术并且不需要专门的和昂贵的工具来廉价地制造。座椅靠背将以正常方式提供有缓冲物、衬垫和饰面材料等，以产生轻量的座椅靠背，其具有满足各种监管要求的必要特性，例如，ECE R17(座椅靠背行李箱测试)。因为结构的设计非常简单，所以可很容易地模拟任何计划的调整(以使座椅靠背更宽或更窄，或更高或更短，或使其成为不同的材料)的效果，以确保改装的座椅靠背仍将满足所有监管要求。

面板可具有大体上凹形的形状，并且管状部件具有互补的凹形形状，以便舒适地容纳占据座椅的人的背部。管状部件可安装在凹面板的任一侧，但我们优选将其安装到面板的凹面上，因为这确保了管状部分可完全被面板和缓冲物/饰面材料封闭，这在美学上是优越的，且保护管免受环境影响(且例如，如果管是金属的，则防锈)；框架位于面板与占据座椅的人的背部之间，所以期望一些缓冲物来覆盖框架并确保座椅靠背舒适。如果框架安装在面板的凹面上，面板的反面(即其凸面)可制造成具有可接受质量和/或外观的表面抛光，且因此不需要任何单独的装饰或覆盖物，进一步降低了总体座椅重量。凹面将在使用中被覆盖，所以将不需要任何特殊抛光。

面板可包括凹口，其形状和构造适于以便允许管状部件至少部分地配合在凹口内，且凹口的内表面可形状和构造适于以便对应、遵循和贴合管的外表面，且形成凹口的内表面与管的外表面之间的互补界面，所以管配合在凹口内。该互补的定形和构造具有美观优点，且使得在制造过程中清楚管状部件如何组装至面板。粘合剂施加至管状部件和面板凹口中的一者或两者，以利用粘合剂层连结两者，粘合剂层夹在管和凹口的表面之间的界面区域中。管和凹口可弯曲，使得凹口分别紧密围绕凹口所连结的管的该部分弯曲。

形成面板中的凹口的区域中的面板的厚度可小于与凹口分开或隔开的面板的其余部分的厚度。这是可能的，因为在管和面板连结的位置，管增强面板。因此，需要较少面板材料来提供所需的局部强度和刚度，且这意味着组装的座椅靠背比在管状部件附近更薄。弯曲截面的管和互补弯曲的凹口允许连结表面优化，同时保持管尺寸(截面面积)较小。

安装件可设在管上，在其第二端或下端处或附近，使得管状部件可安装至座椅底座以完成座椅。两个安装件设在座椅靠背底部的外缘处允许了座椅靠背牢固安装至座椅底座。安装件可与管一体形成，或固定至它们，且可存在附加的固定装置以适于与安装件协作来完成安装至座椅底座和/或夹持和/或增强面板的区域。安装件和/或固定装置可设计成允许座椅靠背相对于座椅底座枢转，使得座椅可在"直立"或"倾斜"位置之间调整，和/或适合的倾斜机构可配合在座椅靠背与座椅底座之间。设置两个安装件允许了座椅靠背固定安装至座椅底座，而不论座椅靠背的倾斜角或直立度如何。安装件和固定装置优选是金属，以提供"硬点"，其比大多数复合材料更能够承受点负载。

面板可为复合材料板，包括第一层(如，纤维增强的塑料或树脂材料)、芯材料的中心层(如，纸或塑料蜂窝或泡沫)，以及最后的表面材料层，如，纤维增强的塑料或树脂材料，如，玻璃或碳或再循环碳纤维增强的塑料或树脂材料。将理解，构成复合面板的不同材料的量和设置可变化，以便给予所需的强度、刚度、轻量性和紧凑尺寸。管和第一部件和/或第二部件可为金属，例如，钢或铝，或合金，或它们可为复合材料，例如，纤维增强的树脂或塑料，例如，纤维可为玻璃、碳或再循环碳。管可为相同尺寸和/或形状，其使得座椅靠背的结构制造更简单且廉价。例如，面板可为整体的，使得面板可在单次模制中容易且廉价地制造，或其可包括联结在一起的若干较小的部分；其还可具有安装到其上的其它物件。

附图说明

现在将通过举例且参照附图来描述本发明，在附图中：

图1a和1b为分别从前部和后部看的根据本发明的第一实施例的座椅靠背的透视图；

图2为图1a中的座椅靠背的简化分解视图；

图3为图1a中的座椅靠背的改造版本的透视图，

图4为沿图3中的线AA的截面视图；以及

图5为本发明的第二实施例的透视图。

具体实施方式

图1a示出了根据本发明的座椅靠背2的结构，观察了座椅靠背的前凹面，其在使用中支承人的背部；图1a从凸出侧示出了同一座椅靠背2的后部。图2示出了如图1a中所示但"分解的"相同元件中的一些。座椅靠背2包括由三层形成的成形的复合面板4：包括纤维增强塑料的两个外层和纸蜂窝芯。框架结构27(见图2)由圆形截面的左金属管6和右金属管8形成，其在其上端和接近其下端由上横梁部件10和下横梁部件12联结，且没有其它元件，如，交叉支撑件，因为框架结构27和面板4相互增强。上部件10是冲压金属，且下部件12是直杆或管，两个部件焊接至管6,8，以形成渐缩的结构，其看上去有些类似伸展的A形框架；管6,8弯曲，使得三角形的逐渐结构匹配面板4的曲线。面板形成有细长凹口，其具有弯曲的内表面(图2中最佳示出)，以接收框架结构27的部分。当框架结构27安装至面板4时，管6配合在凹口6r中，管8配合在凹口8r中，且下部件12配合在凹口12r中(对于上部件10，未示出或不需要凹口，因为其位于远离面板4处，在管的前表面上)。如下文将进一步所述，通过连结位于凹口内的框架的表面，框架安装至面板。面板4在框架的总体平面的所有侧上延伸超过框架。金属支架22a,22b焊接至管6,8的下端，以向附加金属固定装置24a,24b提供金属安装点。提供了这些以通过凸台与支架22a,22b的接合，以便避免复合面板4的夹持，以避免转矩松弛。这些固定装置24a和24b提供硬点，在该处，座椅靠背2安装至座椅底座(未示出)。

图1a和1b中所示的其它元件是：侧气囊14，其在座椅靠背2的一侧上配合至框架结构27或面板4(通常在座椅的外侧上，最接近车门)；引导件18，以接收和支承座椅安全带(未示出)，在该处，其越过面板4的边缘，引导件安装在焊接至管8且接收在凹口16r中的金属支承臂16上，以及安装至承载支承臂16的同一管8上的惯性卷轴座椅安全带机构34。座椅安全带机构34因此可直接地安装至座椅靠背2，而不影响乘客舒适性，且管8上的准确位置和/或定向可容易地改变，以适合不同要求，例如，其中存在空间限制，其中不可能将机构安装至座椅后方的车辆结构，或其中存在将要避免的移动部分(如，在具有敞篷车顶的车辆中)。

现在参看图3，示出了座椅靠背2'的改变的版本，其中管6',8'比前图中的更短，且并未延伸入座椅靠背的头枕头部20(且管6',8'的凹口也没有)。这减小了管的长度(但需要稍长的上部件10')并且因此使座椅靠背2'更轻，但是头枕部分仍然能够根据监管要求抵抗头部和/或行李箱冲击负载。如果需要，则固定的头枕部分20可移除，使得座椅靠背2'的上缘在标出附图中的标号2'的箭头的高度处。如果仍需要头枕，则可提供头枕(未示出)，其具有可附接至上部件10'的向下延伸的支承臂。如果该附接允许支承臂相对于部件10'沿垂直方向滑动，则可使头枕高度可调整。

图4示出了沿图3中的线AA的截面。凹口6r,8r为与管6',8'的外表面互补的形状，使得管在凹口内紧密配合，以便产生大约1mm到大约3m之间的两者之间的间隙或界面；凹口与管之间的界面填充有连结剂或粘合剂28，以提供管与面板4之间的永久连结，且产生刚性且较强的结构。将管插入复合面板的凹口中增大了界面宽度，且因此可用的连结表面。我们发现，例如，对于20mm直径的圆形钢，大约30mm的连结宽度足以提供所需的强度和刚度，所以连结剂不必延伸到附图中所示那样远。如果连结剂的强度变化，则连结28的范围也可改变。本领域的技术人员将认识到，管6',8'的尺寸和/或截面形状可增大或减小，且凹口6r,8r的互补尺寸和/或形状改变来匹配，以便改变凹口从面板的后部突出的程度(因此使得座椅靠背的后部更平滑)，和/或管从面板的前部突出的程度，只要提供足够的连结来给予所需的结构特征。完全包围在凹口内的管越多，而使得管从面板的总体平面向前突出较少，则使座椅靠背对于乘客舒适所需的缓冲物就越少。凹口可使得管的前缘与面板的总体平面齐平。将注意到，凹口6r,8r处的面板4的厚度小于别处的面板厚度；这是因为面板是夹层结构，由增强复合材料的外层和内纸芯组成，内纸芯呈蜂窝状横向布置，芯在形成凹口的位置受压缩。这还可通过改变管6,8的任一侧的芯的厚度来使座椅靠背的后部更平滑。图4中还示出了围绕座椅靠背的边缘延伸的唇部32，其提高面板4的刚度，且有助于安装装饰或饰面材料(未示出)，以用于定位泡沫缓冲物30的边缘，其覆盖管6',8'并且使座椅靠背2在使用中舒适，以有助于包绕框架结构27的外周，且用于加强它们在面板4的总体平面前方突出的座椅的侧部(如，在接近其底座的座椅靠背2的侧部处，在该处，该结构可比所示的延伸更远，以形成支承物，其"包绕"或部分地包围座椅乘客的外侧，且在车辆转弯时提供支承)。根据本发明的座椅靠背设计成以便为较轻且薄的，且主要旨在用于空间或轻量是重要考虑的运动汽车或城市车辆；然而，其可用于其中也适用相同的考虑的其它类型的车辆的座椅，如其它类型的道路车辆或汽车或飞行器。

图5示出了备选的座椅靠背设计，其适于一些两座车辆(例如)，其不必满足行李箱冲击要求(取决于车辆的设计)，因为它们后方没有任何行李箱。管6',8'明显更短，且仅稍微延伸入座椅靠背4'。它们由横梁部件12'联结，在此情况下，在其高度的大约一半处。然而，我们非常希望横梁部件12'在枢轴点36上方，因为它可为管6',8'提供刚性。

图5中的较短的直立管状区段6',8'以与图1至4的实施例的相同方式配合入面板中的凹口，且经由粘合剂联结来固定就位。然而，较短的长度减小了座椅的总重量，代价是在一些情况下不需要的机械强度。与第一实施例一样，管状区段6',8'延伸入座椅靠背的下转角，且提供附接点，以允许座椅靠背安装至车辆或(如此情况中)座椅底座38。所需的固定件40可固定至管状区段6',8'，以允许座椅靠背围绕枢转轴线36旋转，使得可选择座椅靠背角度。使用中或冲击下的力通过固定件传递通过管状区段，且然后以避免点负载的方式传递到面板。

当然，将理解，可对上述实施例进行许多改变，而不会脱离本发明的范围。例如，附图示出了面板4和管6,8，其是弯曲的，但它们可为直的；管大体上是纵向的，沿两个正交方向弯曲。对于更复杂的设计，管可三维地弯曲。管的形状可相同，以便最小化需要制造的不同零件的数量，或者它们可为"给予的(handed)"，以便适合面板的一侧或另一侧。整个管的形状和/或尺寸可如上文所述变化；此外或备选地，管的形状和/或尺寸可在沿管的长度的不同点处不同，这将使得制造更困难，且因此更昂贵，但可允许座椅靠背强度、尺寸或重量针对特定设计要求来定制。在截面中看时，所示的管是圆形截面，但它们可为任何形状，如，椭圆形或其它弯曲外形，或正方形或三角形或其它直边轮廓(即使此形状可能不容易弯曲至期望的弯曲形状)，或弯曲和直线边缘的组合。管部件的直径和/或厚度可改变，以便调整座椅靠背的强度和/或扭转刚度。所示的上横梁部件是冲压金属，因为这容易形成，且可由焊接或连结容易地附接至管的上端(且比下横梁部件焊接至管的下端更容易)，但其也可以以杆或管的形式制造，或其可施加至管的后部，邻近面板(其中面板可能需要适合的凹口来配合至其)。尽管我们优选面板是包围纸或纸板"蜂窝"芯或泡沫塑料芯的纤维增强的树脂的复合夹层，因为这允许产生刚性但轻而紧凑的面板，但面板可改为实心的，和/或其可具有尺寸和位置适于以便减小总体重量同时不降低面板的结构完整性的孔口。在底部处较宽且会聚至较窄的顶端的管状框架的外形由上横梁部件和下横梁部件的相应长度规定；将认识到，这些部件的长度可变化，以便使座椅靠背比所示的更宽或更窄，和/或调整座椅靠背的强度和/或扭转刚度。在上文描述了不同的变型或备选方案的情况下，应该理解的是，本发明的实施例可以任何合适的组合结合这些变型和/或备选方案。

Claims (21)

1.一种用于车辆座椅的座椅靠背，包括面板和支承结构，

所述支承结构包括由横梁部件联结的至少两个直立管状部件，

所述面板包括复合模制区段，

其中所述直立管状部件连结至所述面板，其中每个管状部件从所述座椅靠背的相应下转角延伸，从而在所述下转角处向所述座椅靠背提供附接点。

2.根据权利要求1所述的座椅靠背，其特征在于，所述面板形成有至少两个凹口，每个的形状和构造适于接收所述直立管状部件中的一个，每个凹口从所述座椅靠背的相应下转角延伸。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的座椅靠背，其特征在于，所述管状部件截面是圆形的。

4.根据前述权利要求中任一项所述的座椅靠背，其特征在于，所述附接点允许旋转附接，从而允许所述座椅靠背角度变化。

5.根据权利要求4所述的座椅靠背，其特征在于，所述附接点位于所述横梁部件下方。

6.根据前述权利要求中任一项所述的座椅靠背，其特征在于，所述横梁部件是管状区段。

7.根据前述权利要求中任一项所述的座椅靠背，其特征在于，所述面板包括一体的头枕。

8.根据前述权利要求中任一项所述的座椅靠背，其特征在于，所述直立管状部件的上端联结在一起，以形成渐缩框架，所述框架在所述座椅靠背的底部处较宽且在所述座椅靠背的顶部处较窄，其中所述座椅靠背的顶部与底部之间没有所述框架的交叉支撑。

9.根据权利要求1所述的座椅靠背，其特征在于，所述两个管的上端由相对于所述横梁部件较短的第二部件联结。

10.根据前述权利要求中任一项所述的座椅靠背，其特征在于，所述面板具有大体上凹入的形状。

11.根据前述权利要求中任一项所述的座椅靠背，其特征在于，所述凹口的内表面的形状和构造适于对应、遵循和贴合所述管状部件的外表面，且形成所述凹口的内表面与所述管状部件的外表面之间的互补界面。

12.根据前述权利要求中任一项所述的座椅，其特征在于，形成所述面板中的所述凹口的区域中的所述面板的厚度小于所述面板的其余部分的厚度。

13.根据前述权利要求中任一项所述的座椅靠背，其特征在于，所述面板是复合材料板。

14.根据前述权利要求中任一项所述的座椅靠背，其特征在于，所述面板包括第一层、第二芯层和第三层。

15.根据权利要求14所述的座椅靠背，其特征在于，所述芯层是纸和/或蜂窝和/或泡沫。

16.根据权利要求14或权利要求15所述的座椅靠背，其特征在于，所述第一层和第三层包括纤维增强的塑料或树脂材料，其中所述纤维是玻璃、碳或再循环碳中的一者。

17.根据前述权利要求中任一项所述的座椅靠背，其特征在于，所述管状部件是金属或复合物。

18.根据前述权利要求中任一项所述的座椅靠背，其特征在于，所述直立管状部件基本上是相同尺寸和/或形状的。

19.根据前述权利要求中任一项所述的座椅靠背，其特征在于，所述面板是整体的。

20.一种包括根据前述权利要求中任一项所述的座椅靠背的车辆座椅。

21.一种包括根据权利要求1至权利要求20中任一项所述的座椅靠背的车辆。