CN114435210A - 一种轻量化汽车座椅骨架 - Google Patents
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Abstract
一种轻量化汽车座椅骨架，其包括：头枕骨架、靠背骨架、座垫骨架和底座；其中，所述头枕骨架和靠背骨架为一体结构，所述头枕骨架、靠背骨架为板框结构，其分别包括板体及位于两侧的边框；所述板体及边框上设置筋条；所述座垫骨架连接于所述靠背骨架下，所述底座设置于所述座垫骨架底部。本发明所述轻量化汽车座椅骨架，解决现有钢结构座椅骨架的轻量化和生产效率不足的缺点，且采用一体式结构，提高整体的刚度和强度。
Description
技术领域
本发明涉及汽车零部件，具体涉及一种轻量化汽车座椅骨架。
背景技术
继发动机和变速箱之后，汽车座椅是的最重要零部件。它除了提供乘座舒适性之外，还是一个非常重要的安全件：当车辆发生正面碰撞、侧面碰撞和追尾时，为乘员提供安全保障，这就需要座椅的骨架系统具有足够的刚度及强度。目前，基于汽车节能减排的需求，轻量化也成为保证汽车座椅骨架持续发展的重要动力。未来，随着汽车智能化需求的提高，汽车座椅的智能化需求也会提高，这就需要座椅骨架提供能够安装传感器、芯片等智能化装备的位置(平台)。
目前的主流座椅骨架为钢结构，通过冲压、焊接、和总装等工序形成座椅骨架。座椅骨架一般由头枕骨架、靠背骨架、座垫骨架及功能件(例如调角器、滑轨、高调器等)组成。头枕骨架通常为U型管结构；靠背骨架为框型结构，包括管框、管板框和板框三种形式，框架中安装曲簧或钢丝起到支撑靠垫(防止塌陷)作用，板框结构由于可以放置(用于减缓侧碰对乘员伤害的)气囊因而成为高端座椅的主要靠背骨架结构；座垫骨架也有三种形式，分别是边板曲簧结构、半盆结构和全盆结构，全盆结构由于可以放置调角座椅高低的电机、座垫通风及加热控制模块因而成为高端座椅的主要座垫骨架结构；调角器、滑轨、高调器等功能件多为标准化零件。
上述钢结构座椅骨架将无法满足未来座椅骨架的“轻量化”和“智能化”的需求。首先，经过近百年的发展，钢结构座椅骨架很难再通过结构优化的方式实现轻量化，尤其是随着智能化装备的增加，座椅骨架的重量将会进一步增加，其次，即使高端座椅的板框靠背骨架和全盆座垫的组合，也很难再有空间放用于实现座椅智能化的功能件。
为实现汽车座椅轻量化，目前市场上(包括公开的专利文献)已有少量轻量化汽车座椅骨，主要是将靠背框架和座垫骨架的材料由钢材换成轻量化材料-镁合金，通过压铸、螺栓连接和总装等工序形成轻量化座椅骨架。但是，现有的镁合金汽车座椅骨架仍然是基于钢结构座椅骨架结构，并未考虑到未来汽车座椅的智能化需求。同时，也未充分考虑压铸工艺本身带来的压铸缺陷引起的座椅骨架的安全性风险。
发明内容
本发明的目的在于设计一种轻量化汽车座椅骨架，解决现有钢结构座椅骨架的轻量化和生产效率不足的缺点，且采用一体式结构，提高整体的刚度和强度，同时兼顾了座椅骨架的安全性及智能化的需求和设计及制造的经济性。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种轻量化汽车座椅骨架，其包括：头枕骨架、靠背骨架、座垫骨架和底座；其中，所述头枕骨架和靠背骨架为一体结构，所述头枕骨架、靠背骨架为板框结构，其分别包括板体及位于两侧的边框；所述板体及边框上设置筋条；所述座垫骨架连接于所述靠背骨架下，所述底座设置于所述座垫骨架底部。
优选的，所述靠背骨架的两侧边框外侧面上部设有用于车辆发生侧面碰撞时的吸能结构，该吸能结构优选为吸能盒结构。
优选的，所述靠背骨架的边框与底座连接的部位的板厚大于边框其他部位的厚度。
优选的，所述靠背骨架的边框与所述底座连接的外侧面设有用于增强摩擦力的条纹。
优选的，所述头枕骨架、靠背骨架的板体上设通孔。
优选的，所述靠背骨架的边框与所述底座连接的连接方式为栓接。
优选的，所述座垫骨架为盆式结构，所述盆式结构的两侧设用于所述底座连接的翻边结构，通过螺拴与所述底座连接；所述盆式结构的后部设有用于支撑固定于所述底座的支撑板。
优选的，所述座垫骨架盆式结构的底部设有用于减轻所述座垫骨架重量及通风作用的通孔。
优选的，所述底座包括：
两侧板、连接两侧板前中后的三根横梁、分别设置于两侧板外侧面、用于连接所述靠背骨架的两连接板；
各两根前、后支撑杆，所述前、后支撑杆的上端分别连接于所述两侧板前后，前、后支撑杆下端分别连接于两导轨。
优选的，所述两连接板的内侧面下部凸设与所述靠背骨架下部配合、可防止靠背骨架翻转的限位结构。
优选的，所述头枕骨架和靠背骨架为镁/铝合金压铸一体结构，所述座垫骨架为镁/铝合金压铸一体结构，所述底座为钢结构。
本发明所述轻量化汽车座椅骨架的设计中：
头枕骨架和靠背骨架为压铸成型的一体结构，座垫骨架为压铸一体结构，底座具有调节座椅前后位置、靠背倾角和坐垫高低的功能；头枕靠背骨架和座垫骨架材质为镁合金或铝合金，底座为钢结构。镁/铝合金压铸一体头枕靠背骨架、座垫骨架和钢制座椅底座的组合，可以在满足座椅骨架刚度、强度及轻量化的需求。
所述的头枕骨架、靠背骨架为板框结构，在板框内表面设有增强靠背骨架整体刚度和强度的加强筋，有用于减轻靠背骨架重量及通风作用的通孔；在板框侧面与座椅底座连接位置设有用于摩擦力的细条纹，通过螺拴与座椅底座连接。
对于需要局部加强的位置，可以通过增加壁厚的方式进行强化。如所述靠背骨架的边框与底座连接的部位的板厚大于边框其他部位的厚度。
所述的座垫骨架为盆式结构(座盆)。
所述的座椅底座有两个主要功能：一个是实现座椅位置的调节功能，是由商业化的滑轨、高度调节器及调角器等零件实现；另一个是保证座椅骨架整体安全性：无论是汽车正常行驶还是发生碰撞，汽车座椅所受到力都将传递到底座上，因此底座是汽车座椅中最重要的安全件。
对于传统的钢结构座椅骨架而言，主要是考虑底座本身的安全性，例如滑轨和调节器的安全性；对于采用压铸工艺生产的镁合金/铝合金靠背骨架的轻量化座椅骨架而言，还需要降低因压铸缺陷导致的汽车座椅失效导致的对乘客伤害的风险。首先，当汽车(被)追尾时，为降低汽车(被)追尾导致靠背与底座(螺栓)连接位置断裂的风险，在与靠背骨架连接的位置设有限位结构，该结构可以承担大部分的冲击力，从而降低靠背与底座(螺栓)连接位置的冲击载荷，进而降低连接位置断裂的风险；其次，为防止汽车(被)追尾导致座垫骨架断裂造的风险，在底座上设置了三根横梁来支撑座垫骨架。
与现有的汽车座椅骨架相比，本发明具有以下几个明显优势：
1.本发明充分利用了镁/铝合金的低密度、钢的高强度及一体式铸造结构的高刚度和高效率的特点，在保证座椅骨架安全性的前提下，即实现了汽车座椅骨架的轻量化，也增加了零件的集成度，便于进行模块化设计和制造，从而降低设计及制造成本；
2.板式结构的靠背骨架上可以安装更多的功能件，这有利于智能化座的开发及制造；
3.本发明创造性的设计了如呈倒三角形的吸能结构和限位结构，这极大增加了汽车座椅的安全性；
4.本发明的座椅骨架为无簧结构，这就从根本上避免了簧丝与骨架接触位置因摩擦造成的异响。
5.本发明充分利用了镁/铝合金的低密度、钢的高强度及一体式铸造结构的高刚度和高效率的特点，为轻量化汽车座椅骨架总成的设计及制备提供了一种解决方案。
附图说明
图1为本发明实施例一的立体图1；
图2为本发明实施例一的立体图2；
图3为本发明实施例一中头枕骨架与靠背骨架的立体图；
图4为本发明实施例一中底座的立体图；
图5为本发明实施例二的立体图。
具体实施方式
参见图1～图4，本发明所述的轻量化汽车座椅骨架，其包括：头枕骨架1、靠背骨架2、座垫骨架3和底座4；其中，
所述头枕骨架1和靠背骨架2为一体结构，所述头枕骨架1、靠背骨架2为板框结构，其分别包括板体11、21及位于两侧的边框12、22；所述板体11、21及边框12、22上设置筋条13、23；所述座垫骨架3连接于所述靠背骨架2下，所述底座4设置于所述座垫骨架底部。
参见图5，所述靠背骨架2的两侧边框22外侧面上部设有用于车辆发生侧面碰撞时的吸能结构26，该吸能结构26优选为吸能盒结构。
在本实施例中，吸能结构-吸能盒结构为倒三角形结构。当车辆发生较严重的侧面撞击时，靠背骨架侧面的倒三角形吸能结构首先吸收来自车门板冲击的能量而发生变形(压溃)，进而减缓对乘员的伤害。
优选的，所述靠背骨架2的边框22与底座4连接的部位的板厚大于边框22其他部位的厚度。
优选的，所述靠背骨架2的边框22与所述底座4连接的外侧面设有用于增强摩擦力的条纹24。
优选的，所述头枕骨架1、靠背骨架2的板体11、21上设通孔13、25。
优选的，所述靠背骨架2的边框22与所述底座4连接的连接方式为栓接。
优选的，所述座垫骨架3为盆式结构，所述盆式结构的两侧设用于所述底座连接的翻边结构31，通过螺拴与所述底座4连接；所述盆式结构的后部设有用于支撑固定于所述底座4的支撑板32。
优选的，所述座垫骨架3盆式结构的底部设有用于减轻所述座垫骨架重量及通风作用的通孔。
优选的，所述底座4包括：
两侧板41、41’、连接两侧板41、41’前中后的三根横梁42、42’、42”、分别设置于两侧板41、41’外侧面、用于连接所述靠背骨架2的两连接板43、43’；所述三根横梁42、42’、42”分别对应座垫骨架3的前端、中后部和尾部支撑板32。
各两根前、后支撑杆44、45(以一侧前、后支撑杆44、45为例，下同)，所述前、后支撑杆44、45的上端分别连接于所述两侧板41前后，前、后支撑杆44、45下端分别连接于两导轨46。
优选的，所述两连接板43、43’的内侧面下部凸设与所述靠背骨架2下部配合、可防止靠背骨架2翻转的限位结构431、431’。
优选的，所述头枕骨架1和靠背骨架2为镁/铝合金压铸一体结构，所述座垫骨架3为镁/铝合金压铸一体结构，所述底座4为钢结构。
Claims (11)
1.一种轻量化汽车座椅骨架，其特征在于，包括：头枕骨架、靠背骨架、座垫骨架和底座；其中，
所述头枕骨架和靠背骨架为一体结构，所述头枕骨架、靠背骨架为板框结构，其分别包括板体及位于两侧的边框；所述板体及边框上设置筋条；所述座垫骨架连接于所述靠背骨架下，所述底座设置于所述座垫骨架底部。
2.如权利要求1所述的轻量化汽车座椅骨架，其特征在于：所述靠背骨架的两侧边框外侧面上部设有用于车辆发生侧面碰撞时的吸能结构，该吸能结构优选为吸能盒结构。
3.如权利要求1所述的轻量化汽车座椅骨架，其特征在于：所述靠背骨架的边框与底座连接的部位的板厚大于边框其他部位的厚度。
4.如权利要求2或3所述的轻量化汽车座椅骨架，其特征在于：所述靠背骨架的边框与所述底座连接的外侧面设有用于增强摩擦力的条纹。
5.如权利要求2或3或4所述的轻量化汽车座椅骨架，其特征在于：所述头枕骨架、靠背骨架的板体上设通孔。
6.如权利要求1或2或3所述的轻量化汽车座椅骨架，其特征在于：所述靠背骨架的边框与所述底座连接的连接方式为栓接。
7.如权利要求1所述的轻量化汽车座椅骨架，其特征在于：所述座垫骨架为盆式结构，所述盆式结构的两侧设用于所述底座连接的翻边结构，通过螺拴与所述底座连接；所述盆式结构的后部设有用于支撑固定于所述底座的支撑板。
8.如权利要求6所述的轻量化汽车座椅骨架，其特征在于：所述座垫骨架盆式结构的底部设有用于减轻所述座垫骨架重量及通风作用的通孔。
9.如权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的轻量化汽车座椅骨架，其特征在于：所述底座包括：
两侧板、连接两侧板前中后的三根横梁、分别设置于两侧板外侧面、用于连接所述靠背骨架的两连接板；所述三根横梁分别对应所述座垫骨架的前端、中后部和尾部位置；
各两根前、后支撑杆，所述前、后支撑杆的上端分别连接于所述两侧板前后，前、后支撑杆下端分别连接于两导轨。
10.如权利要求9所述的轻量化汽车座椅骨架，其特征在于：所述两连接板的内侧面下部凸设与所述靠背骨架下部配合，可防止靠背骨架翻转的限位结构。
11.如权利要求1所述的轻量化汽车座椅骨架，其特征在于：所述头枕骨架和靠背骨架为镁/铝合金压铸一体结构，所述座垫骨架为镁/铝合金压铸一体结构，所述底座为钢结构。
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