CN109982930A - 非圆形基架管截面 - Google Patents

Abstract

提供了一种座椅基架(10)，包括：具有非圆形截面的一个或多个基架管(16)。在特定示例中，所述管(16)具有椭圆截面。进一步的实施例提供了由镁或者镁合金制成的基架管(16)。

Description

非圆形基架管截面

相关申请的交叉引用

本申请涉及并且要求2016年11月10日提交的标题为“Non-Circular Base FrameTube Cross-Sections”的美国临时申请第62/420,123序列号的优先权权益，其全部内容通过引用的方式并入本文。

技术领域

本发明的领域涉及用于乘客座椅的基架，并且更具体地涉及被设计用于结合这种基架使用的管状结构。

背景技术

许多交通工具(诸如客机、公共汽车、火车等)包括用于在前往目的地途中承载乘客的座椅。座椅被设计有用于支撑靠垫、衬垫以及其他座椅组件的框架。若干因素影响这种乘客座椅的适用性。通常，这种乘客座位符合由政府或者其他标准设置组织制定的安全要求。乘客座椅必须能够承受在模拟紧急迫降状况的结构测试期间经受的特定负载以在发生碰撞时确保乘客安全。乘客舒适度也是一个重要的考虑因素。还需要减少座椅的重量(例如座椅的重量可以直接影响在目的地之间的燃料量和用于承载座位的对应成本)和与座椅相关联的一般成本(例如生产成本、安装成本或者维修成本)以减少总运营成本。航空公司或者其他客机运营商通常可以指定用于特定飞行器或者特定级别的座椅具有特定大小(例如具有特定最大宽度或者其他尺寸或者适合特定占用面积或者区域)。

然而，在许多情况下，这些考虑因素中的各种考虑因素可能彼此冲突。例如，在一些情况下修改座椅以提高安全性可能导致对重量、大小、成本或者其他因素产生负面影响的变化。因此，需要在保持处于用于其他考虑因素的给定参数内的同时提供这些考虑因素中的任何一个考虑因素的改进。本公开提供了提高的安全性和改进的结构特征，与重量性能考虑因素平衡。

发明内容

本专利中所使用的术语“发明”、“该发明”、“这个发明”和“本发明”或者“公开”旨在广泛地指代本专利和下面的专利权利要求书的所有主题。包括这些术语的陈述应该被理解为不限制本文所描述的主题或者限制下面的专利权利要求书的含义或者范围。本专利所涵盖的本公开的实施例由下面的权利要求书而不是本发明内容限定。本发明内容是对本公开的各个方面的高级概述，并且介绍了在下面的具体实施方式部分中进一步描述的概念中的一些概念。本发明内容既不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或者本质特征，也不旨在用于孤立所要求保护的主题的范围。应该通过参考本专利的整个说明书的适当部分、任何或者所有附图以及每项权利要求来理解本主题。

根据本公开的某些实施例，提供了一种座椅基架，包括：一个或多个基架管，具有非圆形截面。在特定示例中，管具有椭圆截面。进一步的实施例提供了由镁或者镁合金制成的基架管。

特定示例提供了一种用于座椅的基架，包括：第一基架管，包括非圆形截面；以及第二基架管，包括非圆形截面。可以设置可与第一和第二基架管配合的一个或多个座椅撑杆和一个或多个座椅支腿。一个或多个座椅撑杆通常具有后开口和前开口，其中后开口的大小和配置被设计为容纳第一基架管，并且前开口的大小和配置被设计为容纳第二基架管。

在特定示例中，第一基架管具有共同限定出椭圆形状的长轴线和短轴线。在其他示例中，长轴线和短轴线可以共同限定出具有滚圆边缘的形状。

第一或者第二基架管中的一个(或者两个)可以具有在所述第一壁部分与第二壁部分之间不同的壁厚度。第一或者第二基架管中的一个(或者两个)可以由镁或者镁合金制成。

附图说明

图1图示了具有带非圆形截面的管的座椅底架结构的侧面透视图。

图2图示了图1所示座椅结构的侧视截面图。

图3图示了具有非圆形的椭圆截面的管的一个实施例的侧面透视图。

图4图示了具有非圆形的鲁洛三角形截面的管的一个实施例的侧视平面图。

图5和图6图示了具有非圆形的方滚圆边缘截面的管的实施例的侧视平面图。

图7和图8图示了具有非圆形的矩滚圆边缘截面的管的实施例的侧视平面图。

图9图示了沿着其长度具有可变厚度的管的侧视截面图。

图10图示了标记了与水平轴的角度的图2所示座椅结构。

具体实施方式

此处以具体的方式描述了本公开的实施例的主题以满足法定要求，但是该描述不一定旨在限制权利要求书的范围。可以按照其他方式来体现所要求保护的主题，可以包括不同的元件或者步骤，并且可以结合其他现有的或者未来的技术来使用所要求保护的主题。除了当明确地描述了单独的步骤的顺序或者元件的布置时之外，该描述不应该被解释为暗示各个步骤或者元件中或者之间的任何特定顺序或者布置。

本公开的所描述的实施例提供了与乘客座椅相关联的改进基架。虽然基架被描述为与飞行器座椅一起使用，但是它们决不限于此。相反，基架的实施例可以用于乘客座椅或者任何类型的其他座椅或者根据需要以其他方式被使用。例如，当具有特定结构完整性和负载接收能力的座椅可能有用时，实施例可以被用在火车、公共汽车、电影院、学生座椅或者任何其他实例上。

飞行器中的经济舱座椅具有通常被称为基架10的结构组件。如在图1和图2中示出的，基架10传统上由能够在座椅由于乘客重量或者在紧急迫降状况期间经受应力时提供支撑的撑杆12、支腿14、一个或多个底架管16组成。这些组件通过使用各种类型的硬件和紧固件被相互组装在一起。先前，已经对支腿和撑杆执行了各种设计和优化，以实现更轻的重量和/或更高的强度。然而，管16始终保持直的圆形管。唯一的变化是管直径和管厚度，但是是均匀的。

然而，结构测试已经证明：在这种结构测试期间(用于证明或者其他测试目的)装载基架未均匀地分布在管周围。相反，存在进行装载的主方向。这意味着：圆形管的大小对于其结构作用而言将总是过大，以适应沿着管的可能在任何特定位置处经受的最高负载。因此，圆形管可以比其理论上可实现的重量更重。

此外，圆形管可以在撑杆或者其他座椅部件的内部旋转，而需要硬件来防止这种旋转。这种附加的硬件增加了组装的复杂性和成品座椅系统的重量。

本发明人已经通过设计具有非圆形截面18的管16解决了这两个问题。通过图3图示了一个示例。测试已经表明：这种非圆形截面18锁定管16的旋转自由度。非圆形截面18还对管16所经受的负载的惯性和主方向进行定向。

在通过附图图示的实施例中，管16被图示为具有椭圆截面。然而，应该理解，潜在的非圆形截面形状可以包括但不限于：椭圆形、诸如鲁洛三角形20(如通过图4图示)的三角圆形形状或者任何其他适当的非圆形截面。通常认为，急剧的角度转变会是潜在的应力提升部和/或会浪费材料，但是传统的正方形或者矩形形状可以被设置有滚圆边缘22或者边缘曲率半径，使得这些形状也可以用于结合本公开。通过图5至图8图示了示例，图5至图8示出了针对具有滚圆边缘22的备选非圆形截面的各种选项。

本发明人已经确定了使用计算机模拟方法来帮助限定所需的侧面角度的方式、以及要使用的非圆形截面管的长轴线和短轴线。他们已经优化了管的惯性(并且因此，优化了重量)，以便进行结构应用。由于非圆形管截面所提供的几何锁定，他们还已经提供了允许使用较少的硬件来进行安装的设计。被用于设计管的方法使用计算机模拟来沿着规则的圆形管长度切割各个节段，并且计算在节段中的每个节段中的力和力矩。对这些值进行加权和平均。与针对平均值的标准偏差一起使用平均值，以限定最佳角度和直径，用于在使管材料减到最少的同时使负载承载达到最大程度。本发明人已经确定：非圆形截面(诸如椭圆形)提供可以科学地计算出的意想不到的益处。

除了通过优化负载惯性来降低管的重量之外，本文所公开的非圆形截面管还允许利用较少的硬件组件来进行安装。由于管16的非圆形形状，管16可以被维持处于适当位置，限于针对座椅撑杆12没有横向移动。如通过图1和图2图示的，座椅撑杆12限定具有后开口30和前开口32的成角度的支架。后开口30近似后管34的形状。前开口32近似前管36的形状。由于管34、36中的每一个具有非圆形截面18，因此，一旦被定位成穿过开口30、32，它们就由于其非圆形形状而变得有效地锁定就位。管被阻止旋转。(作为对比，被定位在圆形开口中的圆形管将被允许在没有被夹紧的情况下利用开口进行旋转，以便以其他方式被固定到适当位置。)使管34、36维持锁定或者“楔入”就位的能力导致需要较少的夹具、螺栓、硬件或者其他紧固件以将座椅管34、36固定到适当位置。这有效地降低了所得到的基架10的重量。在一个示例中，可以相对于座椅撑杆12将管34、36键合就位，以防止由于潜在的飞行器振动而发生移动。这种键合可以通过使用任何适当的粘合剂来发生。键合选项的非限制性实例还包括但不限于：金属到金属键合、焊接、粘合剂键合、带环、其组合或者任何其他适当的粘附处理。这可以消除对传统的固定孔的需要，这些传统的固定孔必须被钻入管中，以容纳铆钉或者其他紧固件。

管34、36的实际尺寸取决于座椅尺寸。如通过图2所示侧视平面图图示的，在一个特定示例中，后管34可以比前管36具有稍微更平坦的截面。例如，每个管可以具有长轴线38和短轴线40。长轴线38被测量作为从椭圆的第一滚圆边缘22a到第二滚圆边缘22b的距离。短轴线40被测量作为椭圆的较平坦的边缘42a与42b之间的距离。这些尺寸将特定于座椅产品和组件，并且应该理解，仅出于说明之目的提供这些示例。下面仅出于描述之目的提供了管34、36的一组示例性而非限制性尺寸：

后椭圆形管34：

长轴线＝60mm+/-10mm

短轴线＝40mm+/-10mm

与水平轴的角度：45°+/-10°

前椭圆形管36：

长轴线＝55mm+/-10mm

短轴线＝45mm+/-10mm

与水平轴的角度：20°+/-10°

这些范围将根据座椅产品和组件、使用的材料的强度(包括材料的类型和壁厚度)以及若干其他因素发生变化。如通过图10的α1和α2图示的，如上面使用的“与水平轴的角度”旨在限定舱室地板(座椅将被安装在该舱室地板上)与穿过开口的长轴线的线之间的角度。管16(或者更具体地，后管34和前管36)的壁厚度50可以是恒定的厚度。通过由图3示出的管部分一般性地说明了这一点。可以被并入非圆形截面管34、36中的任何一个或者两个的备选选项是可变壁厚度。美国专利第8,506,015号和8,974,002号公开了可变壁厚管的示例。通过图9图示了一个示例。在该示例中，第一壁部分52具有第一壁厚度T1，并且第二壁部分54具有第二壁厚度T2。在该示例中，第二壁厚度T2大于第一壁厚度T1。在特定示例中，如果T1为大约1mm，则T2可以高达大约2mm，使得其比T1厚1mm。可以利用较大的大小来使厚度加倍。在另一示例中，如果T1为大约1.5mm，则T2可以高达大约3mm，使得其比T1厚1.5mm(两倍)。侧壁的可变厚度可以引起管沿着管的长度沿各个部分具有可变的内周58。外周60可以沿着管的长度保持大致恒定。这可以允许在不重新设计组装过程的情况下，对管进行附接。可以存在任何数量的可变的内周58沿着管。内周58可以被构造为避免突然的转变或者变化。相反，如通过图9图示的，转变区域62可以具有轻微的倾斜或者渐缩，如与传统的管相比较，这可以更均匀地减轻管应力。可以提供不同的厚度，以解决被预期为经历额外的应变的区域。示例性位置包括但不限于：连接部分56，如通过图1示出的，在该连接部分56中，管与座椅撑杆12配合。然而，应该理解，在其他示例中，外周也可以发生变化，在上面引用的专利中描述了其示例。(这可能需要修改的组装过程，以将各种形状的外周管适配到适当位置。)

本公开的另一特征提供了对用于基架管16的新材料的使用。本文所描述的改进材料可以结合上面描述的非圆形截面18被使用，但是它们并不限于此。可以使用本文所描述的改进材料来与传统的圆形管一起使用。然而，制造非圆形截面管会增加控制各种材料的公差的难度。本发明人已经探索出备选方案。

当前的座椅管由铝或者钢制成。许多类型的铝或者铝合金在已经拉制好管之后需要进行高温处理或者热处理，以进行回火，这会导致管发生变形。这种变形可以是由温度引起的剧烈压力和移动，该由温度引起的剧烈压力和移动可能需要随后对管进行矫直步骤。由于这些以及其他潜在的制造限制和预测的铝会遇到的困难，已经探索了对备选材料的使用。

在一个特定示例中，管可以由镁(Mg)或者一种或者多种镁合金制成。使用镁可以帮助管的拉制和矫直过程具有更可控的公差值。不需要对镁进行溶液处理。镁可以从T0到T5发生老化，并且在空气温度下冷却。这些特征可以引起较少的变形。这会对非圆形管特别有益，对于该非圆形管，惯性在周围不是恒定的，并且对于该非圆形管，控制公差会增加制造过程的复杂性。使用镁或者镁合金可以固有地允许更好地控制制造参数。使用这种材料会对可变管壁厚度和/或非圆形截面管两个有效。在某些示例中，镁合金包括90％或者更多的镁。

本公开的具体实施例特别适用于经济舱座椅应用。然而，应该理解，本文所描述的结构管可以被用于所有等级的飞行器座椅，包括商务舱座椅和头等舱座椅。

在一个实施例中，提供了：一种用于座椅的基架，包括：包括非圆形截面的第一基架管；以及包括非圆形截面的第二基架管。

根据前述或者后续示例中任一项的组件，还包括：可与第一和第二基架管配合的一个或多个座椅撑杆和一个或多个座椅支腿。

根据前述或者后续示例中任一项的组件，其中一个或多个座椅撑杆包括后开口和前开口，后开口的大小和配置被设计为容纳第一基架管，并且前开口的大小和配置被设计为容纳第二基架管。

根据前述或者后续示例中任一项的组件，其中第一基架管包括共同限定出椭圆形状的长轴线和短轴线。

根据前述或者后续示例中任一项的组件，其中第一基架管包括共同限定出具有滚圆边缘的形状的长轴线和短轴线。

根据前述或者后续示例中任一项的组件，其中第一基架管、第二基架管中的至少一个或两个包括第一壁部分和第二壁部分，其中壁厚度在第一壁部分与第二壁部分之间不同。

根据前述或者后续示例中任一项的组件，其中第一基架管、第二基架管中的至少一个或两个包括镁或者镁合金。

根据前述或者后续示例中任一项的组件，其中座椅包括飞行器座椅。

在另一实施例中，提供了一种飞行器座椅，包括：基架；一个或多个座椅撑杆；一个或多个座椅支腿；以及包括非圆形截面的一个或多个基架管。

根据前述或者后续示例中任一项的组件，其中一个或多个基架管包括后基架管和前基架管，该后基架管包括非圆形截面，该前基架管包括非圆形截面。

根据前述或者后续示例中任一项的组件，其中一个或多个基架管中的至少一个基架管包括镁或者镁合金。

在附图中描绘的或者在上面描述的组件的不同布置以及未示出或者未描述的组件和步骤是可能的。同样，一些特征和子组合是有用的，并且可以在不参考其他特征和子组合的情况下采用一些特征和子组合。已经出于说明性而非限制性目的描述了本公开的实施例，并且对于本专利的读者而言，备选实施例将变得清楚。因此，本公开不限于在上面描述的或者在附图中描绘的实施例，并且在不偏离随附的权利要求书的范围的情况下，可以进行各种实施例和修改。

Claims (11)

1.一种用于座椅的基架，包括：

第一基架管，包括非圆形截面；以及

第二基架管，包括非圆形截面。

2.根据权利要求1所述的基架，还包括：能够与所述第一基架管和所述第二基架管配合的一个或多个座椅撑杆和一个或多个座椅支腿。

3.根据权利要求2所述的基架，其中所述一个或多个座椅撑杆包括后开口和前开口，所述后开口的大小和配置被设计为容纳所述第一基架管，并且所述前开口的大小和配置被设计为容纳所述第二基架管。

4.根据权利要求1所述的基架，其中所述第一基架管包括共同限定出椭圆形状的长轴线和短轴线。

5.根据权利要求1所述的基架，其中所述第一基架管包括共同限定出具有滚圆边缘的形状的长轴线和短轴线。

6.根据权利要求1所述的基架，其中所述第一基架管、所述第二基架管中的至少一个或两个包括第一壁部分和第二壁部分，其中壁厚度在所述第一壁部分与所述第二壁部分之间不同。

7.根据权利要求1所述的基架，其中所述第一基架管、所述第二基架管中的至少一个或两个包括镁或者镁合金。

8.根据权利要求1所述的基架，其中所述座椅包括飞行器座椅。

9.一种飞行器座椅，包括：

基架；

一个或多个座椅撑杆；

一个或多个座椅支腿；以及

一个或多个基架管，包括非圆形截面。

10.根据权利要求9所述的飞行器座椅，其中所述一个或多个基架管包括后基架管和前基架管，所述后基架管包括非圆形截面，所述前基架管包括非圆形截面。

11.根据权利要求9所述的飞行器座椅，其中所述一个或多个基架管中的至少一个基架管包括镁或者镁合金。