CN111301237A - 一种坐垫支撑簧结构及汽车座椅坐垫 - Google Patents

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何志远
马西宁
钟贤彬
岳路长
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Abstract

一种坐垫支撑簧结构及汽车座椅坐垫，包括安装在坐垫骨架中的若干根弹簧钢丝。所述弹簧钢丝具有多道弯折，所述弹簧钢丝在对应人体臀部下方位置的弯折密度最大，并向远离该位置的方向弯折密度逐渐减小。若干根所述弹簧钢丝按照坐垫的左右方向并排安装，位于中间的弹簧钢丝的直径和材料的弹性模量小于位于左右外侧的弹簧钢丝。本结构中，弹簧钢丝通过折弯方式来增加钢丝的总长度，以减小整体刚度系数和增大变形量。折弯次数越多即密度越大，钢丝可变形长度越长，刚度系数越小；反之折弯的次数越少即密度越小，钢丝可变形长度越小，刚度系数越大。通过这样设置，实现与人体载荷分布规律一致的刚度系数变化，提升座椅的静态和动态舒适性。

Description

一种坐垫支撑簧结构及汽车座椅坐垫
技术领域
本发明涉及座椅坐垫的弹性支撑结构。
背景技术
通常汽车座椅坐垫至上而下由面料、聚氨酯泡沫、支撑簧和金属骨架四部分组成。支撑簧是重要的安全部件，在正常行车和碰撞事故发生时，分别承受人体的静态载荷和冲击载荷。它也是关键的舒适性部件，它随聚氨酯泡沫一起变形，能增大人体乘坐的下陷量，进而增大人体与坐垫的接触面积，以减小平均压强，提升静态舒适性。同时它还具有一定弹性，可有效吸收由车体传来的振动，提升行车过程中的动态舒适性。支撑簧还是重要的固定部件，通常座椅的线束、风扇等都会固定在此之上。
现有汽车座椅的支持簧在前后方向上不同位置的刚度系数是相同的，与乘坐时人体载荷在臀部区域最大、并逐渐向前减弱的实际情况不符。同时，支持簧在左右方向上不同位置的刚度系数也是相同的，这不利于车辆在变道和转弯过程中，座椅对人体重心的保持。
因此在满足安全性的条件下，寻求一种新的可变刚度系数的坐垫支撑簧结构，来提升座椅的静态和动态舒适性是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是设计一种坐垫支撑簧结构及汽车座椅坐垫，根据坐垫在使用过程中各个位置的不同的受力情况，来合理设计支撑簧的刚度系数分布，提升座椅的静态和动态舒适性。
为了解决上述问题，本发明提出以下技术方案：
一种坐垫支撑簧结构，包括安装在坐垫骨架中的若干根弹簧钢丝。所述弹簧钢丝具有多道弯折，所述弹簧钢丝在对应人体臀部下方位置的弯折密度最大，并向远离该位置的方向弯折密度逐渐减小。本结构中，所述弹簧钢丝是实现支撑簧各区域刚度系数变化的部件。弹簧钢丝通过折弯方式来增加钢丝的总长度，以减小整体刚度系数和增大变形量。折弯次数越多即密度越大，钢丝可变形长度越长，刚度系数越小；反之折弯的次数越少即密度越小，钢丝可变形长度越小，刚度系数越大。通过这样设置，钢丝折弯次数逐渐增加，到人体臀部下方达到最大，实现刚度系数变化，且刚度系数变化规律与人体载荷分布规律一致。
进一步地，所述弹簧钢丝按照坐垫的前后方向安装在坐垫骨架中，从前往后所述弹簧钢丝折的弯次密度逐渐增加，到对应人体臀部下方的位置达到最大，即刚度系数达到最小，这样前后方向布置，更能达到刚度系数变化规律与人体载荷分布规律的一致性。
由于弹簧钢丝的直径和型号也能影响刚度系数，进一步地，若干根所述弹簧钢丝按照坐垫的左右方向并排安装，位于中间的弹簧钢丝的直径和材料的弹性模量小于位于左右外侧的弹簧钢丝，由此实现刚度系数由外侧向中间逐渐减小的目的。
对于所述弹簧钢丝的弯折形式，从保证刚度系数变化和工艺实现方便的角度出发，最好的是正反回形弯折。
进一步地，在前后方向上，所述支撑簧结构在整体上呈两头高、中间低的船型。
进一步地，所述弹簧钢丝之间由连接件连接，形成一个整体。较好地，所述连接件为塑料板，在弹簧钢丝之间间隔设置若干块。这样在弹簧钢丝之间设计若干塑料板，当弹簧钢丝变形时，塑料板使得钢丝与钢丝之间产生合适的拉拽作用，使得所有弹簧钢丝组成为一个整体。
进一步地，所述塑料板上设计有不同尺寸的固定孔，如不同尺寸的圆形孔、条形孔和螺钉孔等，可满足线束、风扇等部件的固定需求。
进一步地，所述弹簧钢丝的两端与座椅骨架卡接或挂接固定，以确保支撑簧在金属骨架上的卡接稳固。所述弹簧钢丝的两端包有耐磨塑料，可有效防止支撑簧固定在金属骨架上时摩擦产生异响。具体地，所述弹簧钢丝前端卡接固定在坐垫骨架的坐盆翻边槽中，后端挂接固定在坐垫骨架的后横管上，挂接端头设有防脱凸起。
进一步地，在前后方向上，弹簧钢丝结构整体呈两头高、中间低的船型，这种形状能提高臀部区域聚氨酯泡沫的厚度，提升乘坐舒适感。
本发明还提出一种汽车座椅坐垫，其至上而下包括面料、聚氨酯泡沫、坐垫支撑簧结构和坐垫骨架，所述坐垫支撑簧结构采用以上的结构形式。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、通过弹簧钢丝的折弯密度和钢丝直径、材料的弹性模量的设计，实现刚度系数变化，且刚度系数变化规律与人体载荷分布规律一致的目的。
2、支撑簧结构整体呈“两头高、中间低”的船型结构，增加了人体臀部下方聚氨酯泡沫厚度。
3、弹簧钢丝在坐垫骨架上固定牢固，可靠性好，无异响。
4、支撑簧结构可满足多种零部件的安装需求。
附图说明
图1是本发明在座椅坐垫中位置示意图；
图2是本发明结构示意图；
图3是本发明的弹簧钢丝折弯间距示意图；
图4是本发明与人体臀部位置关系示意图；
图5是本发明在坐垫骨架上固定方式示意图；
图6是本发明前端局部放大结构示意图；
图7是本发明后端局部放大结构示意图；
图中：1-面料，2-聚氨酯泡沫，3-支撑簧结构，4-金属骨架，5、6、7、8-第一、第二、第三和第四弹簧钢丝，9-塑料板，10-条形孔，11-圆形孔，12-螺钉孔，13-假人模型臀部，14-坐盆，15-翻边槽，16-后横管，17-限位凸点，18-防脱凸起。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做详细说明。
需要说明的是，附图仅用于解释本发明专利，是对本发明实施例的示意性说明，而不能理解为对本发明的限定。下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”分别指座椅在车上安装后各侧所对应的方向，以朝向车头的为前方。
本实施例是以汽车座椅坐垫为例，参见图1，座椅坐垫至上而下由面料1、聚氨酯泡沫2、支撑簧结构3和金属材质的坐垫骨架4四部分组成。支撑簧结构3固定在坐垫骨架4上，支撑着聚氨酯泡沫2。
本实施例中，参见图2，支撑簧结构由四根弹簧钢丝组成，四根弹簧钢丝的前后两端与金属骨架4卡接固定。
参见图3，在前后方向上，弹簧钢丝的折弯间距为20-60mm，各处的弯折密度不等，从前往后所述弹簧钢丝折的弯次密度逐渐增加，到对应人体臀部下方的位置达到最大，即刚度系数达到最大，如图所示，每根弹簧钢丝的折弯间距规律为：d1>d2>d3>d4=d5<d6<d7，达到刚度系数变化规律与人体载荷分布规律的一致性。
参见图2，其中第一弹簧钢丝5和第四弹簧钢丝8结构左右对称，两者的直径、材料的弹性模量相同。第二弹簧钢丝6和第三弹簧钢丝7的结构也是左右对称，直径、材料的弹性模量相同。但是，第一和第四弹簧钢丝5和8的直径、弹性模量均大于第二和第三弹簧钢丝6和7。通常钢丝直径为2.4-3.4mm，材料型号为SL、SM、DM、SH和DH中的一种或两种，根据座椅的实际承载需要选取。
参见图2，四根弹簧钢丝之间设计有塑料板9作为连接件，材料为PP、PE或PA6，通过注塑工艺与钢丝5、6、7、8固定连接。塑料板上设计有条形孔10、圆形孔11和螺钉孔12等，用于固定线束、风扇等部件。
参见图4，在前后方向上，该支撑簧结构在整体呈“两头高、中间低”的船型，由此来增加人体臀部13下方聚氨酯泡沫厚度，如图所示，假人模型臀部13到支撑簧的底部的距离d8可以达到40-60mm。
具体地，参见图5，弹簧钢丝的前端卡接固定在坐垫骨架4的坐盆14上的翻边槽15中，后端挂接固定在坐垫骨架4的后横管16上。
参见图6，弹簧钢丝的前端包有耐磨塑料，材料为PP、PE或PA6，弹簧钢丝的折弯R角处设计有限位凸点17，防止支撑簧前端在翻边槽15中左右窜动。
参见图7，弹簧钢丝的后端也包有耐磨塑料，材料为PP、PE或PA6。同时设计有防脱凸起18，该凸起在设计时与后横管16干涉0-3mm，由此防止支撑簧后端在横管上左右窜动。
上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种坐垫支撑簧结构，包括安装在坐垫骨架中的若干根弹簧钢丝；其特征在于，所述弹簧钢丝具有多道弯折，所述弹簧钢丝在对应人体臀部下方位置的弯折密度最大，并向远离该位置的方向弯折密度逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的坐垫支撑簧结构，其特征在于，所述弹簧钢丝按照坐垫的前后方向安装在坐垫骨架中，从前往后所述弹簧钢丝折的弯次密度逐渐增加，到对应人体臀部下方的位置达到最大。
3.根据权利要求1或2所述的坐垫支撑簧结构，其特征在于，若干根所述弹簧钢丝按照坐垫的左右方向并排安装，位于中间的弹簧钢丝的直径和材料的弹性模量小于位于左右外侧的弹簧钢丝。
4.根据权利要求3所述的坐垫支撑簧结构，其特征在于，所述弹簧钢丝的弯折为正反回形弯折。
5.根据权利要求3所述的坐垫支撑簧结构，其特征在于，在前后方向上，所述支撑簧结构在整体上呈两头高、中间低的船型。
6.根据权利要求3所述的坐垫支撑簧结构，其特征在于，所述弹簧钢丝之间由连接件连接，形成一个整体。
7.根据权利要求6所述的坐垫支撑簧结构，其特征在于，所述连接件为塑料板，在弹簧钢丝之间间隔设置若干块，所述塑料板上设计有不同尺寸的固定孔。
8.根据权利要求3所述的坐垫支撑簧结构，其特征在于，所述弹簧钢丝的两端与坐垫骨架卡接或挂接固定。
9.根据权利要求3所述的坐垫支撑簧结构，其特征在于，所述弹簧钢丝的两端包有耐磨塑料；所述弹簧钢丝前端卡接固定在坐垫骨架的坐盆翻边槽中，后端挂接固定在坐垫骨架的后横管上，挂接端头设有防脱凸起。
10.一种汽车座椅坐垫，至上而下包括面料、聚氨酯泡沫、坐垫支撑簧结构和坐垫骨架，其特征在于，所述坐垫支撑簧结构为权利要求1-9任意一项所述的结构。
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