具有可展开的塑料横梁的座椅的制作方法

本发明涉及机动车辆安全座椅，具体地涉及具有可展开的塑料横梁的座椅。

背景技术：

正面车辆碰撞可以快速地使车辆减速。在车辆乘员并非刚性地被约束并且能够在车辆内移动的意义上，车辆乘员不会与车辆同步地减速。乘员的动量导致他们在车辆快速减速期间相对于车辆继续向前运动。当乘员由包括腰带和肩带的传统三点式安全带系统部分地约束时，乘员的大腿和盆骨仍然可能向前滑动。由于乘员的大腿及有时他们的盆骨在车辆仪表盘下方滑动，这样的向前运动已经被描述为潜滑。

技术实现要素：

根据本发明，提供一种用于车辆座椅前缘的横梁模块，该模块包含可充气成型塑料横梁，可充气成型塑料横梁包括：

顶部，该顶部限定横梁处于安装凸缘远端的封闭侧；

该安装凸缘，其具有前部凸缘部分和后部凸缘部分，其中这两部分间隔一间隙；

壁部分，该壁部分具有手风琴状折叠部并且设置在安装凸缘和顶部之间并且连接二者；

横梁具有未展开形状，其中手风琴状折叠部是折叠的并且横梁是大体上平坦的；以及

横梁具有展开形状，其中手风琴状折叠部是至少部分伸直的并且顶部与凸缘间隔开。

在本发明的一个实施例中，在安装及充气状态下具有大于2mm的壁厚的横梁能够抵抗变形和枢转移动。

在本发明的一个实施例中，座板是碳纤维增强复合材料成型件并且所述模块由超声波焊接附接至所述座板。

在本发明的一个实施例中，安装凸缘包围横梁的整个外围。

在本发明的一个实施例中，前部凸缘部分和后部凸缘部分之间的间隙是开放的，并且在安装状态下安装凸缘密封地结合至座板。

在本发明的一个实施例中，充气机构安装至座板，并且具有与由塑料横梁和座板共同限定的空间流体连通的出气口。

在本发明的一个实施例中，横梁包含塑料气囊，塑料气囊包括封闭间隙的下方面板。

根据本发明，提供一种车辆座椅总成，包含：

座椅，该座椅包括：

包括座板的座椅框架总成，

设置在座椅框架总成及横梁模块上面的坐垫，以及

设置在坐垫和座椅框架总成上面的座椅套；

座椅靠背，该座椅靠背包括：

座椅靠背框架总成，

座椅靠背垫，以及

座椅靠背套；

可展开的横梁模块，该横梁模块在所述坐垫下方固定至座板，横梁模块包括可充气塑料横梁，该塑料横梁包括：

顶部，该顶部限定横梁处于安装凸缘远端的封闭侧；

安装凸缘，其固定至座板并且具有前部凸缘部分和后部凸缘部分，两部分间隔一空隙；

壁部分，该壁部分具有手风琴状折叠部并且设置在安装凸缘和顶部之间并且连接二者；

横梁具有未展开形状，其中，手风琴状折叠部是折叠的并且横梁是大体上平坦的；以及

横梁具有展开形状，其中，手风琴状折叠部是至少部分伸直的并且顶部与凸缘间隔开。

在本发明的一个实施例中，在安装及充气状态下具有大于2mm的壁厚的横梁能够抵抗变形及枢转移动。

在本发明的一个实施例中，座板是碳纤维增强复合材料成型件并且模块由超声波焊接附接至座板。

在本发明的一个实施例中，安装凸缘包围横梁的整个外围。

在本发明的一个实施例中，前部凸缘部分和后部凸缘部分之间的间隙是开放的，并且在安装状态下安装凸缘密封地结合至座板。

在本发明的一个实施例中，充气机构安装至座板并且具有与由塑料横梁和座板共同限定的空间流体连通的出气口。

在本发明的一个实施例中，横梁包含塑料气囊，气囊包括封闭间隙的下方面板。

根据本发明，提供一种可充气模塑成型塑料横梁，包括：

顶部；

安装凸缘，该安装凸缘具有间隔一间隙的前部凸缘部分及后部凸缘部分；

可折叠的壁部分，该可折叠的壁部分连接安装凸缘及顶部；

横梁具有未展开形状，其中，壁部分是折叠的并且横梁是大体上平坦的；

横梁具有展开形状，其中，壁部分是至少部分伸直的。

在本发明的一个实施例中，壁部分具有手风琴状折叠部，手风琴状折叠部在未展开形状下是折叠的并且在展开形状下是至少部分伸直的。

在本发明的一个实施例中，座板是碳纤维增强复合材料成型件。

在本发明的一个实施例中，模块通过超声波焊接附接至座板。

在本发明的一个实施例中，安装凸缘包围横梁的整个外围。

在本发明的一个实施例中，前部凸缘部分和后部凸缘部分之间的间隙是开放的，并且在安装状态下安装凸缘密封地结合至座板。

附图说明

图1是车辆的座椅总成的示例的部分截面侧视图，其中接近座椅前缘的可展开的横梁未展开；

图2是图1中座椅总成的部分截面侧视图，其中可展开的横梁处于展开状态；

图3是图1的座椅的框架的透视图，其中座椅不具有垫子并且可展开的横梁处于未展开状态；

图4是图3的座椅在箭头4方向上的截面视图；

图5是图3的座椅框架的透视图，其中可展开的横梁处于展开状态。

具体实施方式

在该说明书中陈述了相对的定位和方向(例如上、下、底部、前方、后方、前、后、背面、外侧、内侧、内部、外部、上方、下方)，其并非作为限制，而是为了读者方便想象所述结构的至少一个实施例。

图1说明了示例性座椅总成10。当安装在车辆中时，座椅总成10具有实质上水平的座椅12及实质上垂直的座椅靠背14。座椅靠背14在其下端部固定至座椅12的后端部。在安装状态下，座椅10由座椅底座(未示出)安装至车辆底板。

座椅12包括示例性座椅框架总成16，其中坐垫26设置在座椅框架总成之上。通常是纤维或皮革材料的座椅套(未示出)设置在坐垫26和框架总成16的上方。在图3和5中最好地看出的，座椅框架总成16包括固定至第一座椅框架侧面部件20和第二座椅框架侧面部件21的座板(seat pan)18。座板18可以由任何适合的刚性材料制成，这些刚性材料包括但是不限于钢铁及复合碳纤维材料。多个座椅支撑弹簧22在座椅框架总成16的座板18和后方横向部件24之间在前后方向上延伸并且连接座椅框架总成16的座板18和后方横向部件24。座椅12还包括设置在座椅框架总成16上面的坐垫26。

下面描述座椅靠背14的示例性结构。示例性座椅靠背14包括座椅靠背框架总成28。由图3和5最好地看出，座椅靠背框架总成28包括分别由上方横向部件34和下方横向部件36连接的左侧和右侧部件30和32。座椅靠背垫38设置在框架总成28的前侧之上。由部件30、32、34和36限定的开口由后方面板40在后侧封闭。图1和2中部分示出的座椅靠背套42及相应的座椅套设置在座椅靠背框架总成28和垫子38的上方。套42可以设置在面板40上方，或者可以与面板40一起集成以使得面板40暴露在完成的座椅总成10中。

座椅总成10包括安装至座椅12前方、座板18的上表面上的所述示例性可展开的横梁模块44。模块44包括座板18顶部上的可充气的塑料横梁46，以及在座板18下方的充气机构48。可替换地，机构48可以设置为在横梁空间66的内部集成的内侧并且位于座板18的顶部上。坐垫26设置在座椅框架总成16的上方。充气机构48电力地连接至电子控制单元(未示出)。可以通过有线或无线形成这样的电子连接。充气机构48响应于来自电子控制单元的命令而展开塑料面板46。

电子控制单元部分地基于存储在电子控制单元中的系统逻辑及接收自电力地连接至电子控制单元的传感器的数据来发出命令。更具体地，电子控制单元包括至少一个电子处理器及相关的存储器。处理器的操作系统软件存储在存储器中以便由处理器访问。表示在软件中的用于执行特定的预定任务的系统逻辑保存在存储器中。该存储器还包含能够存储并处理数据的缓冲区。不同的存储器部分可以提供有单一装置，或者提供有专用于特定存储功能的多个装置。电子控制单元的精确结构对于本发明来说不是最重要的。

图1、3和4示出了具有处于未展开状态的横梁46的模块44。图1说明坐垫26的位置不会受模块44的存在及尤其是受未展开的横梁46影响。图3示出横梁46在座板18的面向上表面及前缘处的设置。只有提供横梁46的上表面的顶部49在图3中是可视的。图4是座板18和模块44在图3的箭头4方向上的示意性截面。如所示的，横梁46在面向座板18的侧面处开口。示例性横梁46具有周向安装凸缘50，该安装凸缘提供横梁46和座板18之间接触的连续的外围。凸缘50通过壁部分51连接至顶部49。凸缘50具有前方凸缘部分52，前方凸缘部分52与后方凸缘部分54间隔一凸缘间隙56。间隙56限定横梁46内的开放区域。在一个实施例中，凸缘50和座板18密封地接合以在他们的界面处提供气密密封结合。形成该结合的手段是制成座板18和横梁的材料的功能。将横梁46固定并密封至座板18的替换方式包括热熔和声波焊接。在另一可替换实施例(未示出)中，横梁46形成为密封的或可排气气囊。该气囊具有从横梁延伸出的凸缘，并且包围气囊的下部并将横梁固定至座板18。另外可替换地，该凸缘可以被限制为前部凸缘部分和后部凸缘部分，二者间隔一凸缘间隙，该凸缘间隙大体上等于气囊的宽度。气囊的下方面板封闭凸缘部分之间的间隙。两个凸缘部分将被固定至座板18。由于密封的或可排气气囊，不需要相对座板18密封凸缘。

横梁模块44是可展开的以在检测到正面碰撞时能够举升坐垫26的前端。所述的示例性座椅位置角度从图1所示的未展开的座椅倾斜角60增加到图2所示的明显更大的展开的座椅倾斜角62。角度60和62的示例值分别为30°和45°。图5也示出了处于展开或充气状态的横梁46。图2说明了由于充气的横梁46坐垫26的向上的位移。所述的壁部分51中的示例性手风琴状折叠部64使横梁46能够从大体上与座板18平齐的其未展开形状扩展到壁部分51的折叠部64至少部分伸直的展开形状。示例性座椅套由选择的材料制成以能够通过在座椅12的大体上水平的座椅表面上的面板和座椅12的下缘之间的座椅套的大体上垂直的区域中包括膨胀褶状部或可伸缩材料(未示出)来实现这样的位移。

当模块44被激活和展开，充气机构48通过与空间66流体连通的充气机构48的充气机构出气口68向横梁空间66中释放气体。在所述的示例性实施例中，空间66由横梁46和座板18共同限定。伴随充气，顶部远离座板18移动。由塑料成型的横梁具有足够的壁厚及展开时的内部压力来抵抗经历与乘客倾向于潜滑相关的负载类型时的向前折叠及局部变形，示例性塑料是聚丙烯，示例性壁厚范围为2mm-4mm，在温度接近70°F时展开时的内部压力的示例性范围是15-20psi。凸缘50的部分52、54的前后间隔也显著地有助于当经历向前的方向上的负载时抵抗横梁46向前翻车。

在最小化对座椅框架总成设计的影响的前提下，所公开的可展开的横梁模块有利地简单并且经济高效地合并于当前车辆中。具有可展开的横梁模块44的座椅通过减少潜滑的可能性而在正面碰撞期间比传统的座椅更加有效地约束乘员。由塑料成型横梁提供比由像纤维这样的可替换材料制成的横梁更加结实并且抵抗局部偏转和向前弯曲的横梁。如上所述，横梁的前方和后方凸缘的前后间隔进一步抵抗相对横梁的前向力，该前向力本应倾向于导致横梁围绕其在座板处的安装位置处向前枢转。

由于材料、加工、制造、传感器测量、计算、处理时间、传输时间等的缺陷，如在此使用的，修饰形容词的副词“实质上”意味着形状、结构、测量、值、计算等可以从所述的精确的几何形状、距离、测量、值计算等偏离。

将要理解的是，包括上述说明书及所附附图和下面的权利要求的本发明旨在说明性的而非限制性的。在阅读上面的说明书的基础上，除了提供的示例许多实施例及应用对本领域的技术人员来说是显而易见的。本发明的保护范围不应该参照上述说明书确定，而应该参照所述的权利要求连同这些权利要求享有的全部保护范围内的等同物确定。除非在此另有说明或描述，所有要求的术语旨在给出它们的简单且常用的意思。可以预期并想象的是未来的发展将发生在在此讨论的技术中，并且所公开的系统和方法将并入这些未来的实施例中。总之，应该理解的是，所公开的主题能够修改和变型。