CN110406439B - 具有无源通风板的通风式车辆座椅 - Google Patents

Abstract

一种通风式车辆座椅包括透气装饰罩下方的通风板。通风板包括通风口，当座椅未被占用时，该通风口关闭以阻挡空气流，以及当乘员在座椅上时，该通风口打开以允许空气流。通过座椅乘员的重量致动通风口的打开或者关闭。多个开口可沿着通风口隔开，使得强制空气主要通过通风口开口直接沿着座椅乘员的腿或躯干流动。可以由聚合物材料片来容易地制得有效的无源通风板，其中一系列长型狭缝切割通过该片。

Description

具有无源通风板的通风式车辆座椅

技术领域

本发明涉及一种车辆座椅，具体地，涉及一种通风式车辆座椅。

背景技术

车辆座椅可配置成提供通过乘坐表面的空气流，以通过在座椅乘员与乘坐表面的直接物理接触处附近的空气运动来提高座椅乘员的环境舒适度，该乘坐表面通常比座椅乘员期望的更热或更冷，尤其是在特别炎热或寒冷的日子，并且特别是当座椅乘员最初就座时。这种系统通常将空气流均匀地分布在乘坐表面的特定区域上和/或沿着乘坐表面的固定位置处，而不考虑座椅乘员的尺寸或就座位置。

例如，White等人的第7,229,129号美国专利公开了一种通风系统，其利用了座椅装饰材料下方的袋。间隔材料位于袋的顶层和底层的内部，且位于袋的顶层和底层之间。该袋由不透气材料制成，并具有穿过顶层的特定孔图案。强制空气在袋的后端或底端流入袋中，并在孔处离开袋。随着距后部或底部的距离增加，孔被切割得更大，以帮助增加通过孔的气流的均匀性。孔以固定的图案布置，并且每个孔具有固定的尺寸。

发明内容

根据一个或多个实施方式，车辆座椅包括座椅底部和座椅靠背。座椅底部或座椅靠背中的至少一个包括透气装饰罩和位于装饰罩下方的通风板。通风板包括具有开口的通风口，该开口具有可变尺寸，该可变尺寸在座椅处于负载状态时比在座椅处于空载状态时大。在存在跨通风板压差的情况下，通过通风口的空气流在负载状态下比在空载状态下更大。

在一些实施方式中，通风口包括位于开口的相对侧上的第一通风口构件和第二通风口构件。每个通风口构件均部分地限定开口，以及第一通风口构件和第二通风口构件之间的距离在负载状态下比在空载状态下更大。

在一些实施方式中，第一通风口构件在空载状态下与第二通风口构件接触，从而在空载状态下阻挡空气流通过开口。

在一些实施方式中，开口为狭缝的形式，狭缝在空载状态下关闭并在负载状态下打开。

在一些实施方式中，开口是多个开口中的一个。每个开口均具有可变尺寸,并且在相应的一对通风口构件之间进行限定。至少一对通风口构件的通风口构件之间的距离在负载状态下比在空载状态下更大。

在一些实施方式中，至少另一对通风口构件的通风口构件之间的距离在负载状态下和在空载状态下相同。

在一些实施方式中，偏置元件配置成将通风口朝向关闭状态偏置，在该关闭状态下阻挡空气流通过通风口。

在一些实施方式中，透气层位于装饰罩下方，并与通风板重叠。在跨通风板和透气层之间存在压差的情况下，通过透气层的空气流由此在负载状态下比在空载状态下更大。

在一些实施方式中，透气层位于通风板下方，并使通风口朝向关闭状态偏置，在关闭状态下，通过通风口的空气流被阻挡。

在一些实施方式中，开口是沿着通风板间隔开的多个长型开口中的一个。

在一些实施方式中，通风板是由具有均匀厚度和均匀材料成分的材料片形成的整体部件，其中开口通过材料片形成。

在一些实施方式中，开口是沿通风板间隔开的多个开口中的一个，使得在负载状态下通过每个开口的空气流的量取决于沿通风板的负载分布。

在一些实施方式中，泡沫衬垫位于装饰罩下方，并且空气通道形成于泡沫衬垫中。通风板插入在泡沫衬垫和装饰罩之间，并且空气通道与通风口流体连通。在存在跨空气通道和装饰罩的外表面的压差的情况下，在负载状态下，空气在空气通道和装饰罩的外表面之间流动，并且通过通风口和装饰罩。

在一些实施方式中，鼓风机与空气通道流体连通以提供压差。

在先前段落、权利要求书和/或以下说明书和附图中给出的各个方面、实施方式、示例、特征和替代可以独立地或以其任何组合来采用。例如，结合一个实施方式公开的特征适用于在不存在特征不兼容的情况下的所有实施方式。

附图说明

在下文中将结合附图来描述示例性实施方式，其中，相同的标号表示相同的元件，以及在附图中：

图1是配备有座椅通风系统的车辆座椅的实施方式的立体图；

图2是座椅底部的剖视图，示出了包括无源通风板的座椅通风系统的元件；

图3是图2的通风板的俯视立体图，其中省略了其他座椅底部部件；

图4是处于空载状态的无源通风板的部分的剖视图；

图5是处于负载状态的图4的无源通风板的部分的剖视图，其中座椅乘员腿以虚线示出；

图6是处于负载状态的图5的无源通风板的部分的剖视图，其中以虚线显示较大的座椅乘员腿；以及

图7是处于负载状态的图5的无源通风板的部分的剖视图，其中座椅乘员腿横向移动。

具体实施方式

下面描述的是通风式车辆座椅，其中通过乘坐表面的空气流可以无源地启动和停用，这取决于乘员是否坐在座椅上。座椅通风系统还配置成使得通过乘坐表面的空气流发生在其最有效的位置，并且可自行调节到不同尺寸的座椅乘员或改变座椅乘员位置。该系统制造和使用相对简单，同时提供更复杂系统所不具备的这些优点和其他优点。

图1示出了示例性车辆座椅10，其适于通过沿着座椅下侧的轨道或其他合适的附接特征安装在车辆的客舱中。座椅10包括座椅底部12和座椅靠背14，其中，座椅底部12在使用时支承座椅乘员的大部分重量，座椅靠背14从座椅底部延伸。在该示例中，座椅靠背14包括头枕16。前向(F)和后向(R)方向在图1中进行指定，并且可称为纵向方向。向上(U)和向下(D)方向可称为竖直方向，同时左向和右向可称为横向方向。这些方向是相对于座椅10的，并且不一定是相对于安装有座椅的车辆。座椅10具有装饰罩20的外表面形式的乘坐表面18。座椅底部12和座椅靠背14中的每个均包括在使用时与座椅乘员接触的乘坐表面18的部分。如这里所使用的，术语“下”和“上”与参考框架相关，其中乘坐表面18是最顶部的表面。例如，座椅靠背14中的下层大致位于由座椅靠背提供的乘坐表面18的部分的后方，以及座椅底部12中的下层大致位于由座椅底部提供的乘坐表面的部分的下方。

座椅10是通风座椅，其配置成当下面的座椅部件被加压或减压时，例如通过内部或外部风扇或鼓风机提供通过乘坐表面18的空气流(A)。如图1所示，空气流可包括来自的车辆客舱的、被拉动通过乘坐表面18的环境空气，或空气流可包括通过乘坐表面排放到客舱中的空气。排放的空气可通过位于座椅10内部或外部的热交换器进行加热或冷却。装饰罩20的至少部分是透气的，该至少部分部分地使得空气能够通过乘坐表面18。穿孔皮革是透气装饰罩20的一个示例。某些织造或针织织物也是透气的。在装饰罩20中也可以使用诸如聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)或聚氨酯的聚合物材料，并且可通过穿孔或其他合适的方式将聚合物材制成透气的。也可以组合不同类型的材料以形成装饰罩，只要它在所需位置是透气的即可。在所示的示例中，空气流包括沿座椅底部12和座椅靠背14两者的中央部分22从座椅10排出的空气，中央部分22位于沿着座椅10相对的左侧和右侧定位的承梁部分24、26之间。以下描述和图示关于座椅底部12，但也适用于座椅靠背14。

图2是座椅底部12的部分的剖视图，包括泡沫衬垫28、透气层30、通风板32和装饰罩20，所有这些都构成座椅通风系统的一些部分。这些部件覆盖座板或框架(未示出)，并由座板或框架支承。泡沫衬垫28的主要功能是通过使乘员与座椅和车辆的下面的结构构件隔离而以舒适的方式支承座椅乘员。衬垫28可以是单个连续的模制泡沫件，或者可以由例如具有各种密度的多个泡沫件构成。图示的泡沫衬垫28包括延伸穿过其厚度的空气通道36，以及每个空气通道均在衬垫的顶侧40处，在邻近透气层30处具有第一端38开口。空气通道36可采用多种形式和/或在各个方向上穿过衬垫28，以及衬垫可以具有穿过其而形成的多个离散或互连的空气通道。一个或多个空气通道36的第二端42与正压力源44或负压力源44连接，使得压力源经由空气通道与透气层30和通风板32流体连通。在该示例中，压力源44示意性地示出为鼓风机，其可以是正压力源或负压力源，这取决于鼓风机的定向和/或所施加的动力的极性。鼓风机或其他压力源44可以是座椅的组成部分，或者鼓风机或其他压力源44可以是外部的，例如车辆HVAC系统的鼓风机。压力源也可以是座椅中的加压或部分抽空的歧管的形式，这仅仅是举几个可能性。

透气层30用作扩散器，以帮助沿着座椅的期望区域分配空气流。在该示例中，透气层30安装在凹部中，该凹部在座椅底部12的中央部分22处且在通风板32的正下方沿着泡沫衬垫28的顶部。尽管图2不一定按比例绘制，但透气层30通常比透气性装饰罩20厚，并且不仅仅在厚度方向上透气。具体地，透气层30不仅允许空气流通过其厚度，而且还允许空气流动在平面方向上，即，在座椅底部12中的横向和纵向方向。透气层30具有与泡沫衬垫28类似的弹性特性。本领域已知的网状泡沫和3D网格材料是用于透气层30的合适材料，透气层30本身可包括多层。在其他示例中，空气通道可以形成在和/或透气性可以被省略，以及空气通道可以沿着泡沫衬垫的顶侧形成，以在平面方向沿着通风板分配空气。

在该示例中，通风板32位于装饰罩20下方，并且位于装饰罩和透气层30之间。通风板32包括在图2中以关闭状态示出的通风口46(参见图3)。通过通风口并因而在乘坐表面和空气通道36之间的空气流在关闭状态下被阻挡。在一些实施方式中，透气层30也是偏置元件，其借助于其弹性特性将通风口朝向关闭状态偏置。在其他示例中，透气层30覆盖在通风板32上，在通风板的两侧都有透气层，透气层30被省略，或者通风口通过不同的偏置元件和/或通风板材料的弹性特性偏向关闭位置。在一个具体示例中，通风板包括有助于通风口返回关闭状态的薄的弹簧钢层或其他可弹性变形的金属层。

图3是示例性通风板32的俯视立体图。在该示例中，通风板32是由具有均匀厚度和均匀材料成分的材料片形成的整体部件。在其他示例中，通风板由多于一种的不同材料构成和/或具有不均匀的厚度。所示的通风板32包括至少部分地围绕通风口46的边界或框架48，以及通风口包括穿过材料片的厚度形成的多个开口50。每个开口50均位于一对相邻的通风口构件52之间。在图3的具体示例中，每个开口50均是长型开口，其形式为切割穿过制成通风板32的材料片的狭缝。狭缝彼此平行，沿通风板32间隔开，并沿着纵向方向在板边界48内的相对的第一端54和第二端56之间延伸。

在该示例中，通风口构件52是在狭缝50中的每个之间的材料的长型实心部分。相邻开口50之间的距离由它们之间的通风构件52的宽度限定。在该示例中，狭缝在横向方向上沿通风板32均匀地间隔开，从而使通风口构件52具有相同的宽度。在其他示例中，不同对的相邻开口之间的间隔沿着通风板32变化。例如，开口50可以在通风板的预期直接位于就座乘员下方的区域处比在通风板的预期不直接位于就座乘员下方的区域处更靠近地间隔开。当通风口46处于所示的关闭状态时，狭缝关闭，并且配置成打开，以选择性地允许如下面进一步讨论的，通过通风口的空气流。

通风板32、通风口46和/或通风口构件52可以由聚合物材料进行配置，并且配置成使得最大预期载荷和应变落在材料的弹性区域内，使得通风板在负载状态后恢复为在空载状态下期望的形状。诸如热塑性弹性体(thermoplastic elastomer，TPE)的弹性材料是一种合适的材料族。诸如如热塑性烯烃(thermoplastic olefin，TPO)或热塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethane，TPU)的半刚性热塑性塑料也可以是合适的。弹性体材料和具有弹性体组分的材料因为它们倾向于在空载状态下形成密封开口而可能是优选的。其他结构当然也是可能的，诸如由几乎任何具有聚合物或弹性边缘的材料制成的通风口构件。也可以使用复合材料，诸如玻璃纤维或碳纤维增强聚合物材料。在一些情况下，可以省略通风板32的框架或边框48，以利于多个板条状通风口构件52通过弹性铰链或枢轴彼此可枢转地连接，其中弹性铰链或枢轴允许相邻的通风口构件52相对于彼此移动，以及允许开口50在装载和空载时改变尺寸。

图4和图5是图3的通风板32的部分的剖视图，其中座椅处于空载状态和负载状态，处于空载状态和负载状态的座椅对应于未占用的座椅和占用的座椅。在图4中，座椅乘员的腿(L)以虚线示出，通过座椅乘员重量(W)的部分引起负载状态。每个开口50均具有可变尺寸，该可变尺寸当座椅处于负载状态时比当座椅处于空载状态时大。在所示的示例中，在图4的空载状态下，狭缝50是闭合的，并且具有可忽略的尺寸，以及在图5的负载状态下，狭缝打开并呈现更大的尺寸。在这种情况下，每个开口50的尺寸均可以限定为开口的面积或开口的有效面积。例如，矩形开口的尺寸可以限定为其长度和宽度的乘积。开口50的尺寸是影响通过通风口46的空气流(A)的量的变量。因此，尺寸可变的开口可导致通过通风口46的可变量的空气流(A)，其中，在负载状态下通过通风口46的空气流比跨通风面板存在压差的负载状态下更大，跨通风板存在压差的负载状态为例如，当乘坐表面18(图2)处于大气压力并且空气通道36(图2)高于或低于大气压力时。空气流可以量化为体积空气流或质量空气流。

在所示的配置中，开口50和通风口构件52在横向方向上交替布置，其中，在每个开口的一侧上具有一个通风构件，以及在该开口的横向相对侧上具有另一个不同的通风口构件。每个通风口构件52均部分地限定开口50中的一个。在所示的示例中，大多数通风构件52限定开口50中的两个的部分，其中一个横向边缘58限定开口中的一个的部分，以及相对的横向边缘60限定相邻开口的部分。如图4中所示，相邻的通风口构件52可以在空载状态下彼此接触，从而阻止空气流通过插入的开口50。通风口构件52中的每个也可以相对于彼此移动，使得相邻的通风口构件之间的距离在负载状态下比在空载状态下更大，从而使得插入的开口50在负载状态下比在空载状态下更大。相邻的通风口构件52不必总是沿其整个相对边缘彼此接触以形成完美的密封而在空载状态下不允许气流通过开口。在某些情况下，即使在空载状态下也可以允许少量空气流，其中在负载状态下空气流增加。

通过通风口46的空气流也可以是沿着乘坐表面的负载分布的函数，并且因此可以是沿着通风板32的负载分布。例如，通过通风口46的每个单独的开口50的空气流的量可以是不同的，这取决于负载的大小、负载的横向和纵向分布、负载分布的尺寸(例如，宽度)和/或负载分布的中心的位置。这具有扩大通风口46的开口50的有益效果，如图5所示，这对于空气流为就座乘客提供舒适性最有效。从空载状态到负载状态的尺寸增大最多的开口50是最接近所施加的负载的开口。通过座椅乘员的重量提供负载，这意味着位于座椅乘员的相关身体部分(例如，腿、臀部、躯干等)下方并且直接沿着其的通风口46的开口50表现出最大的尺寸增加。直接位于座椅乘员下方的尺寸增大的开口50被座椅乘员阻挡，从而迫使直接沿着座椅乘员的身体的空气流最大。实际上，如图5的示例中所示，通风口46的一些开口50在负载状态下根本不会增加尺寸。

图6和图7分别示出了图4和图5的通风板32的相同部分的负载状态，在图6和图7中，座椅乘员腿较大，并且座椅乘员腿处于不同位置。如图6所示，提供最大量的空气流的具体开口50与图5中相比间隔得更远，使得沿座椅乘员的腿部引导空气流。如果腿较大的座椅乘员离开座椅并且腿较小的座椅乘员坐在座椅中，则可以再次达到图5的配置。如图7中所示，提供最大量的空气流的具体开口50从图5中的那些横向偏移，使得即使在偏移位置之后，空气流仍然保持定向为主要沿着座椅乘员的腿部。如果座椅乘员偏移回到图5的位置，则再次达到图5的配置。

因而，通风板32和安装通风板32的座椅被赋予通风系统，该通风系统仅在必要时允许和/或增加通过乘坐表面的空气流，并且沿着座位表面呈现对应于理想的空气流位置的可变的气流轮廓。另外，该系统是无源的，因此它不需要传感器、开关或用户可控的致动器来提供这些特征，也不需要任何测量或相关性以确定座椅中的座椅乘员尺寸或位置来获知沿座位表面在哪里提供最多的空气流。

在附图中示出并在上面详细讨论的无源通风板32仅是示例性的，并且可以以各种方式构造来实现相同或相似的优点。例如，开口50可以配置为狭缝之外的其他东西和/或可以与上面讨论的那些不同地成形或定向，例如，开口50可以是不平行的、横向地或在多于一个方向上伸长、弯曲或者另外是非线性的。通风板32和相关通风系统的无源操作也可以通过有源元件补充，以及该系统可以包括上面未具体示出或讨论的其他部件，例如加热元件、热电装置、石墨导体等。通风板32可以是台式座椅的一部分，并且不限于图中座椅的部分。座椅可以包括一个以上的通风板，甚至在座椅的同一层内包括一个以上的通风板，或者通风板可以制成上述泡沫衬垫的整体件，例如，具有类似形成的狭缝的泡沫衬垫，所述狭缝在负载状态下打开，并且在空载状态下关闭，并且在泡沫衬垫下面的加压空气腔与透气层或装饰罩之间延伸。

应理解的是，前述内容是对本发明的一个或多个优选示例性实施方式的描述。本发明不限于这里公开的一个或多个具体实施方式，而是仅由下面的权利要求书限定。另外，前面描述中包含的陈述涉及具体实施方式，并且不应被解释为对本发明范围的限制或权利要求中使用的术语的定义，除非以上明确定义术语或短语。对于本领域技术人员来说，各种其他实施方式以及对所公开的一个或多个实施方式的各种改变和修改将是显而易见的。所有这些其他实施方式、改变和修改旨在落入所附权利要求书的范围内。

如在本说明书和权利要求书中所使用的，术语“例如”、“比如”，“诸如”和“等”，以及动词“包括”，“具有”，“包括”和它们与一个或多个组件或其他术语结合使用时的其他动词形式都被解释为开放式的，这意味着该列表不被视为排除其他附加组件或术语。其他术语应使用其最广泛的合理含义来解释，除非它们用于需要不同解释的上下文中。

Claims (11)

1.一种车辆座椅，包括座椅底部和座椅靠背，所述座椅底部或所述座椅靠背中的至少一个包括：

透气装饰罩；以及

通风板，位于所述装饰罩下方，并且包括具有开口的通风口，所述开口具有可变尺寸，所述可变尺寸在所述座椅处于负载状态时比在所述座椅处于空载状态时大，

由此，在跨所述通风板存在压差的情况下，通过所述通风口的空气流在所述负载状态下比在所述空载状态下更大，

其中，所述通风口包括位于所述开口的相对侧上的第一通风口构件和第二通风口构件，每个通风口构件均部分地限定所述开口，以及所述第一通风口构件和所述第二通风口构件之间的距离在所述负载状态下比在所述空载状态下更大，

所述车辆座椅还包括透气层，所述透气层配置成将所述通风口朝向关闭状态偏置，在所述关闭状态下阻挡空气流通过所述通风口，

其中，所述透气层位于所述装饰罩下方，并与所述通风板重叠。

2.根据权利要求1所述的车辆座椅，其中，所述通风板是由材料片形成的整体部件，所述材料具有均匀的厚度和均匀的材料成分，所述开口通过所述材料片形成。

3.根据权利要求1所述的车辆座椅，其中，所述第一通风口构件在所述空载状态下与所述第二通风口构件接触，由此在所述空载状态下阻挡空气流通过所述开口。

4.根据权利要求1所述的车辆座椅，其中，所述开口为狭缝的形式，所述狭缝在所述空载状态下关闭并在所述负载状态下打开。

5.根据权利要求1所述的车辆座椅，其中，所述开口是多个开口中的一个，每个开口均具有可变尺寸，并且在相应的一对通风口构件之间进行限定。

6.根据权利要求5所述的车辆座椅，其中，至少一对通风口构件的通风口构件之间的距离在所述负载状态下和在所述空载状态下相同。

7.根据权利要求1所述的车辆座椅，其中，所述开口是沿着所述通风板间隔开的多个长型开口中的一个。

8.根据权利要求1所述的车辆座椅，其中，所述开口是沿着所述通风板间隔开的多个开口中的一个，使得在所述负载状态下通过每个开口的空气流的量取决于沿着所述通风板的负载分布。

9.根据权利要求1所述的车辆座椅，还包括在所述装饰罩下方的泡沫衬垫和在所述泡沫衬垫中形成的空气通道，其中，所述通风板插在所述泡沫衬垫和所述装饰罩之间，以及

其中，所述空气通道与所述通风口流体连通，

由此，在跨所述空气通道和所述装饰罩的外表面之间存在压差的情况下，在所述负载状态下，空气在所述空气通道和所述装饰罩的外表面之间流动，并且通过所述通风口和所述装饰罩。

10.根据权利要求9所述的车辆座椅，还包括鼓风机，所述鼓风机与所述空气通道流体连通以提供压差。

11.根据权利要求1所述的车辆座椅，其中，在所述负载状态下通过所述通风板的空气流的量取决于沿着所述通风板的负载分布。

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