包括结合在一起的靠背和增强复合层的座椅后背的制作方法
【专利摘要】包括结合在一起的靠背和增强复合层的座椅后背，包括由第一聚合材料形成的靠背，用于支撑乘客。由与靠背的第一聚合材料不同的材料形成的托架被固定到靠背以便联接座垫。增强复合层连结到靠背并且由第二聚合材料和嵌装在所述第二聚合材料中的多条纤维形成。靠背的第一聚合材料与托架机械地接合，而在所述靠背的第一聚合材料和所述托架之间没有熔融粘结。靠背的第一聚合材料被熔融粘结到增强复合层的第二聚合材料，从而将靠背、托架、和增强复合层结合在一起。
【专利说明】包括结合在一起的靠背和增强复合层的座椅后背
[0001]本分案申请是基于申请号为201080016574.8，申请日为2010年03月02日，发明名称为“包括结合在一起的靠背和增强复合层的座椅后背”的中国专利申请的分案申请。该中国专利申请为国际申请号为PCT/US2010/025858的国际申请的中国国家阶段。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本专利申请要求2009年3月2日提交的美国临时专利申请N0.61/208,915的优先权和所有权益，所述专利申请N0.61/208，915的整个说明书特别以参考的方式并入到本
申请中。
[0004]发明背景
1.【技术领域】
[0005]本发明整体上涉及一种应用在交通工具中的座椅组件的座椅后背。
2.【背景技术】
[0006]用于交通工具的座椅组件包括:座垫，所述座垫大体水平地延伸；和座椅后背，所述座椅后背从座垫大体竖直地延伸，用于支撑乘客。金属托架被用螺栓固定、焊接或者其它方法附接到座椅后背和座垫，以便将座椅后背连接到座垫。座椅后背典型地包括金属框架和覆盖金属框架的衬料。金属托架和金属框架必须足够厚、牢固、不易弯曲、并且设计合理，使得所述金属托架和所述金属框架适当地附接到交通工具并且充分地支撑由乘客施加在座椅后背上的力，并通过必需的碰撞试验。除此之外，为了向就坐在座椅组件中的乘客和交通工具中的其他乘客提供充分的缓冲，覆盖金属框架的衬料典型地较厚并且笨重。
[0007]在当前的交通工具市场中，尤其是汽车市场，增加重量是不利的，除了其它原因之夕卜，这主要是因为这将降低车辆的燃油经济性。由于适于应用在交通工具中的各种金属材料的较重的重量，所以金属框架的重量相对较重并且因此是不利的。除此之外，由于将座椅后背连接到座垫的托架自身由金属构造而成，所以托架相对较重。然而，由于金属的强度，所以在当前流行的座椅组件中的座椅后背框架和托架的设计中，金属通常是首选的材料，以便座椅组件可以充分地支撑乘客。
[0008]在当前交通工具市场中的另一个重要因素是交通工具的具有美感的外观和触感。尤其是交通工具的内部部件，因为内部部件经常被看到，并且交通工具的乘客常常与所述内部部件相接触。令人满意的具有美感的外观不仅仅让乘客满意，并且传递了一种高质量和豪华的感觉。然而，将座椅后背连接到座垫的金属框架和金属托架厚且笨重。框架和托架的此种较厚的构造典型地用于提供足够的强度，但是却降低了座椅后背的外观美感，并且与乘客在交通工具内部追求流线型外型的当代趋势不一致。而且，许多当前座椅后背的衬料的厚且笨重的外观传递的不仅仅是低质并且是过时技术的感觉。然而，由于熟知衬料以及成本低廉而且具有充分隐藏金属框架而不被乘客看见的能力，所以这样厚并且笨重的衬料被广泛应用在交通工具上。
[0009]有利的是开发一种座椅组件，所述座椅组件具有较轻的重量并且具有流线型且令人满意的具有美感的外观，与此同时也具有足够的强度以便充分地支撑乘客。
[0010]
【发明内容】
和有益效果
[0011]一种座椅后背，包括靠背，所述靠背由第一聚合材料形成，用于支撑乘客。托架固定到靠背以便联结到座垫，并且所述托架由不同于靠背的第一聚合材料的第二材料形成。增强复合层连接到靠背，并且由第二聚合材料和嵌装在所述第二聚合材料中的多条纤维形成。托架由第一聚合材料包覆成型，并且第一聚合材料被熔融粘结到增强复合层的第二聚合材料，使得靠背、托架、和增强复合层结合在一起。
[0012]此外，一种形成座椅后背的方法，所述座椅后背包括:由第一聚合材料形成的靠背；由第二聚合材料和嵌装在所述第二聚合材料中的多条纤维形成的增强复合层；和托架，所述方法包括将增强复合层放置到模具中。所述方法还包括将托架放置到模具中使得托架毗邻增强复合层，并且将第一聚合材料加热至熔融状态。所述方法还包括将处于熔融状态的第一聚合材料引入到模具中，使所述第一聚合材料在增强复合层和托架之间并且与所述增强复合层和所述托架相接触，以便使所述第一聚合材料与增强复合层的第二聚合材料熔融粘结，并且使得所述第一聚合材料机械地接合托架。
[0013]由靠背的第一聚合材料、增强复合层、和托架的结合所形成的座椅后背具有薄且流线型的外观，所述外观令乘客获得审美上的愉悦。除此之外，靠背的第一聚合材料、增强复合层、和托架彼此增强，以便提供足够的强度来支撑乘客。除此之外，第一聚合材料和增强复合层相对轻质，因而有利地降低了座椅组件的重量。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]当连同附图一起考虑时，通过参照以下详细描述，本发明的其它优势将变得容易理解，与此同时也将被更好地理解。其中:
[0015]图1是座椅组件的透视图，所述座椅组件包括座垫和座椅后背，所述座椅后背包括靠背和安装到所述靠背的座垫；
[0016]图2是没有座垫的座椅后背的背面的透视图；
[0017]图3是包括靠背、增强复合层、和托架的座椅后背的分解图；
[0018]图4是沿着图2中的线条4-4的座椅后背的剖视图；
[0019]图5是在与靠背结合在一起之前的托架的透视图；
[0020]图6是在与靠背结合在一起之前的增强复合层的透视图；
[0021]图7A是增强复合层的一个实施例的分解图；
[0022]图7B是增强复合层的另一个实施例的分解图；
[0023]图7C是增强复合层的又一个实施例的分解图；
[0024]图8是用于形成增强复合层的预成型模具的透视图；和
[0025]图9是用于形成靠背的模具的剖视图。
【具体实施方式】
[0026]参照附图，其中，在所有视图中，相同的附图标记标示相同的零件，座椅组件以20整体地示出。参照图1，座椅组件20包括:座垫22，所述座垫22大体水平地延伸；和座椅后背24，所述座椅后背24从座垫22大体竖直地延伸以便支撑乘客(未示出)。座椅组件20布置在诸如汽车、飞机、火车、船等的交通工具中(未示出)。
[0027]如图2中所示，座椅后背24包括靠背26。如以下进一步描述的那样，衬料28可以安装到靠背26的前侧30处，而靠背的后侧32典型地没有被覆盖。参照图3，靠背26连接到托架34，所述托架34被附接到座椅底部22，并且增强复合层36连接到靠背26以便增强靠背26。
[0028]参照图4，并且如以下进一步阐述的那样，靠背26、增强复合层36、和托架34相互结合在一起以便形成单独的整体部件。换句话说，增强复合层36和托架34都安装到靠背26以便形成单独的零件，即，以牢固并且大体上永久的方式联接。应当理解的是，仅仅为了说明和例示的目的而在图3中以分解图示出了增强复合层36和托架34，实际上，在座椅后背24形成之后，靠背26、增强的复合层36、和托架34是不可分离的。
[0029]再次参照图3，靠背26由聚合材料形成，为了识别的目的，所述聚合材料在下文中称作第一聚合材料38。典型地，第一聚合材料38是热塑性材料，并且在任何情况下，所述第一聚合材料38可以被加热至柔韧的或者熔融的状态以便成形。例如，第一聚合材料38可以被注射成型，以便所述第一聚合材料38可以被模制成各种构造和形状。如以下进一步阐述的那样，无论注射成型还是其它方法，靠背26的第一聚合材料38被包覆成型到托架34和增强复合层36上，使得第一聚合材料38与托架34和增强复合层36结合在一起。
[0030]在第一聚合材料38被注射成型的实施例中，第一聚合材料38典型地是这样的类型，所述类型生产由注射成型所产生的网状(net-shaped)产品，S卩，在从模具40移走时完成。换句话说，靠背26的第一聚合材料38在被从模具40移走之后不需要二次修整加工。
[0031]例如，第一聚合材料38可以是尼龙，为了识别的目的，所述尼龙在下文中将被称作第一尼龙。作为一个实例，第一尼龙是纤维增强的尼龙，并且这种纤维增强的尼龙的实例是玻璃纤维增强的尼龙，这种玻璃纤维增强的尼龙可以从新泽西州的弗洛勒姆帕克的BASF
公司购买到，其商品名为UltramidifcTG7S PA6。应当理解的是，在不背离本发明的性质
的前提下，靠背26可以由任何类型的增强的或者没有增强的适当的聚合材料形成，例如，丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)。
[0032]参照图3，靠背26的第一聚合材料38限定了:第一支柱42 ;第二支柱44，所述第二支柱44与所述第一支柱42间隔开来；和中间区段46，所述中间区段46从第一支柱42延伸至第二支柱44。第一支柱42和第二支柱44在竖直方向上从座垫22向上延伸。中间区段46相对于第一支柱42和第二支柱44凹陷，以便在第一支柱42和第二支柱44之间支撑乘客的躯干。
[0033]如图4中所示，托架34锚固到靠背26，并且所述托架34联结到座垫22，以便将靠背26连接到座垫22。参照图3，托架34沿着靠背26的第一支柱42布置。除此之外，在第二支柱44处，第二托架48可以锚固到靠背26。第二托架48是托架34的镜像，并且所述第二托架48以与托架34相同的方式锚固到靠背26。为了简单起见，仅详尽描述托架34，但应当理解的是，对托架34的描述也适用于第二托架48。可替代地，第二托架48可以不同于托架34并且/或者所述第二托架48能够以与托架34不同的方式联结到靠背26。
[0034]参照图5，托架34由不同于靠背26的第一聚合材料38的第二材料50形成。典型地，托架34的第二材料50进一步限定为金属，例如钢。然而，应当理解的是，在不背离本发明的性质的前提下，托架34可以由任何类型的刚性材料形成。托架34包括特征部件，所述特征部件用于将其它部件附接到所述托架34并且用于将所述托架34附接到座垫22。
[0035]增强复合层36增强第一支柱42、第二支柱44、和/或中间区段46。在图3示出的实施例中，增强复合层36沿着第一支柱42在竖直方向上被加长以便增强第一支柱42。同样，图3示出的实施例包括与增强复合层36间隔开来的第二增强复合层36，其中第二增强复合层36沿着第二支柱44在竖直方向上被加长以便增强第二支柱44。另一个增强复合层36 (未示出)可以与中间区段46结合在一起。
[0036]参照图7A-C，增强复合层36由聚合材料(为了识别的目的在下文中该聚合材料称作第二聚合材料52)和嵌装在第二聚合材料52中的多条纤维54 (即，多股)形成。如以下进一步描述的那样，典型地，靠背26的第一聚合材料38和增强复合层36的第二聚合材料52是相容的，以便靠背26的第一聚合材料38和增强复合层36的第二聚合材料52熔融在
一起并且相互结合在一起。
[0037]如图7A-C中所示，增强复合层36可以包括多个片材56。应当理解的是，图7A_C中示出的片材56还没有形成为图6中示出的增强复合层36的形状，而是仅仅为了例示的目示出了片材56。增强复合层36的实例是连续的纤维增强的热塑性塑料，这种连续的纤维增强的热塑性塑料可以从加拿大的安大略省的伯灵顿的Baycomp Canada购买到,其商品名为CFRT。可替代地，例如，多条纤维54和第二聚合材料52同时与第一聚合材料38结合在一起。以下参照图7A-C进一步描述增强复合层36的各种实施例。如以下参照图8进一步阐述的那样，例如，增强复合层36可以被预制并且随后与靠背26的第一聚合材料38结合。作为片材56的替代或者作为所述片材56的补充，增强复合层36可以包括带、预浸料坯等，并且在不背离本发明的性质的前提下，增强复合层36可以通过任何类型的复合制造方法形成。
[0038]增强复合层36的第二聚合材料52可以是与靠背26的第一聚合材料38相同或者不同的材料。作为一个实例，在第一聚合材料38是热塑性材料的实施例中，增强复合层36的第二聚合材料52可以是与靠背26的热塑性材料不同的热塑性材料。应当理解的是，在该实施例中，靠背26的热塑性材料和增强复合层36的热塑性材料可以是任何类型的热塑性塑料。作为一个实例，增强复合层36的第二聚合材料52是不同于靠背26的第一尼龙的第二尼龙。
[0039]可代替地，增强复合层36的第二聚合材料52可以是与靠背26的第一聚合材料38相同的材料。作为这种构造的一个实例，靠背26的第一尼龙和增强复合层36的第二尼龙可以是相同类型的尼龙。应当理解的是，在不背离本发明的性质的前提下，作为替代，增强复合层36的第二聚合材料52可以是热固性材料。
[0040]参照图4，如以上阐述的那样，靠背26的第一聚合材料38固定到托架34，并且所述第一聚合材料38被熔融粘结到增强复合层36的第二聚合材料52，以便将靠背26、托架34、和增强复合层36结合在一起以形成单独的整体部件。类似地，第二增强复合层36被熔融粘结到靠背26的第一聚合材料38。
[0041]相互附接的靠背26的第一聚合材料38、增强复合层36、和托架34的组合和结合产生了有利的结合。具体地，靠背26的第一聚合材料38在承受载荷时自身可能破裂，而增强复合层36在承受载荷时自身可能变形和/或破裂。当靠背26的第一聚合材料38、增强复合层36、和托架34彼此结合在一起时，托架34和靠背26的第一聚合材料38支撑增强复合层36，以便防止增强复合层36发生变形和/或破裂，即，提供抗扭刚度。增强复合层36和托架34增强了靠背26的第一聚合材料38，以便防止在载荷的作用下靠背26的第一聚合材料38发生破裂。换句话说，增强复合层36和托架34为座椅后背24提供了增大的刚度和冲击强度。
[0042]增强复合层36可以与靠背26的第一聚合材料38以多种方式结合在一起。在一个构造中，座椅后背24包括粘性层(未示出)，所述粘性层布置在靠背26的第一聚合材料38和增强复合层36的第二聚合材料52之间。在这样的构造中，选择粘性层的性能，使得所述粘性层有助于靠背26的第一聚合材料38和增强复合层36的第二聚合材料52两者的熔融粘结。这样的构造增加了靠背26的第一聚合材料38和增强复合层36的第二聚合材料52的材料的选择范围，因为在这样的构造中，第一聚合材料38和第二聚合材料52无需彼此能够熔融粘结，而取而代之的是，所述第一聚合材料38和所述第二聚合材料52都可以熔融粘结到粘性层。粘性层的一个实例是聚氨酯层。然而，应当理解的是，在不背离本发明的性质的前提下，粘性层可以包括任何类型的材料。
[0043]参照图4，靠背26和增强复合层36都具有抵接表面58。增强复合层36的第二聚合材料52与靠背26的第一聚合材料38沿着抵接表面58结合在一起，以便将增强复合层36和靠背26彼此附接。靠背26和增强复合层36沿着抵接表面58的结合典型地沿着相对长的连续的接触面延伸。这种连续的接触面增大了靠背26和增强复合层36之间的结合强度。
[0044]靠背26的第一聚合材料38和增强复合层36的第二聚合材料52沿着抵接表面58彼此熔融粘结。例如，增强复合层36的第二聚合材料52可以具有在此被称作第二熔融温度的熔融温度，所述第二熔融温度比靠背26的第一聚合材料38的在此被称作第一熔融温度的熔融温度低。例如，第一熔融温度为560-600° F，而第二熔融温度为400-560° F。然而，应当理解的是，在不背离本发明的性质的前提下，增强复合层36的第二聚合材料52可以具有与靠背26的第一聚合材料38相同的熔融温度。
[0045]作为熔融粘结的替代或者补充，靠背26可以与增强复合层36机械地互锁。例如，增强复合层36可以限定孔(未示出)或者突出件(未示出)，而靠背26通过孔和/或接合突出件，延伸通过并且接合增强复合层36。
[0046]托架34由靠背26的第一聚合材料38包覆成型。换句话说，第一聚合材料38围绕托架34的特征部件形成，以便聚合材料38机械地接合托架。典型地，第一聚合材料38与托架34机械地接合，而在靠背26的第一聚合材料38和托架34的第二材料50之间没有任何熔融粘结。典型地，托架34的第二材料50形成与第一聚合材料38相接合的互锁构造60。例如，参照图4和5，托架34的互锁构造60可以包括孔62以便机械地接合靠背26的第一聚合材料38。作为孔62的替代或者补充，互锁构造60可以包括诸如双头螺栓、挂钩等其它的从托架34突出的特征部件。
[0047]如以上阐述的那样，可以通过将第一聚合材料38加热至柔韧的或者熔融的状态(例如，通过注射成型，并且在这样的状态中，第一聚合材料38可以围绕托架34模制)来形成所述靠背26。在这样的实施例中，处于柔韧或者熔融状态的靠背26的第一聚合材料38接触互锁构造60，例如，第一聚合材料38流入孔62中，以便当第一聚合材料38凝固后，第一聚合材料38和托架34相互机械地接合。[0048]参照图4,托架34和增强复合层36各自具有彼此相对的内部表面64和反向的外部表面66。典型地，托架34被增强复合层36套叠。参照图2和4，第一聚合材料38覆盖外部表面66中的一个外部表面的至少一部分，以便形成露出的美观的示出表面68，即，通过美学的工业标准并且不再需要被例如皮革、泡沫材料等覆盖的表面。露出的美观的示出表面68在工业上可以称作“A级表面”。在需要遮盖物的情况下，靠背26可以限定用于接合遮盖物的特征部件，以便将遮盖物保持到座椅后背24。
[0049]如上所述，覆盖外部表面66中的一个外部表面的至少一部分的露出的美观的示出表面68，覆盖托架34和增强复合层36的典型的不美观的表面。此外，如图2中最佳所不的那样，第一聚合材料38的露出的美观的不出表面68可以横穿中间区段46从第一支柱42延伸到第二支柱44。横穿中间区段46从第一支柱42延伸到第二支柱44的露出的美观的示出表面68使得不再需要在座椅后背24的背部上布置遮盖物，从而，降低了与制造座椅后背24有关的材料成本和人工成本。
[0050]应当理解的是，靠背26、增强复合层36、托架34和所述靠背26、所述增强复合层36、所述托架34的任何组合都可以限定座椅后背24的特征部件。例如，参照图1-3，座椅后背的第一聚合材料38限定了用于接受头靠72的头靠引导件70。作为替代或者作为补充，靠背26、增强复合层36、和托架34可以形成:背板、侧垫枕、修饰附件、泡沫支架、后背支架、扶手支撑架、腰部支架、安全气袋支撑架和/或者安全气袋容纳部、背部悬架座架等，以及它们的任何组合。还应当理解的是，座椅后背24的特征部件可以进一步限定露出的美观的示出表面68。例如，在靠背26通过塑料注射成型形成的情况下，座椅后背24的特征部件可以与靠背26 —起通过塑料注射成型形成。
[0051]在如图4中所示的一个实施例中，托架34的外部表面66的至少一部分74没有第一聚合材料38，S卩，托架34的外部表面66的所述至少一部分74没有被第一聚合材料38覆盖。安装托架76抵接托架34的外部表面66的露出的部分74。安装托架76从座垫22延伸并且连接到托架34。安装托架76抵接外部表面66的部分74，而在所述安装托架76与部分74之间没有第一聚合材料38，使得当安装托架76被连接到托架34时，促进所述安装托架76的适当的落座。
[0052]例如，紧固件78可以将安装托架76连接到托架34。作为紧固件78的替代或者补充，安装托架76可以与靠背26的第一聚合材料38机械地接合。在这样的实施例中，安装托架76与第一聚合材料38之间的机械接合可以在所述第一聚合材料38与所述安装托架76之间没有熔融粘结。例如，与以上关于托架34的所描述的那些相似，安装托架76可以包括孔或者其它特征部件(未示出)，以便接合靠背26的第一聚合材料38。在这样的实施例中，靠背26的第一聚合材料38可以布置在安装托架76和托架34之间，以结合安装托架76和托架34。
[0053]安装托架76可以被构造成在靠背26和座垫22之间建立倚靠(reclining)相互作用，即，使得座椅后背24相对于座垫22可以选择性地向后旋转和/或所述座椅后背24相对于座垫22可以选择性地向前旋转。可替代地，安装托架76可以被构造成使得座椅后背24保持固定在直立的位置。
[0054]如图7A-C中最佳示出的那样，典型地，多条纤维54中的每一条都进一步被限定为多条连续纤维，即，长纤维，所述长纤维与不连续纤维(即，短纤维)形成对比。应当理解的是，可替代地，多条纤维54是不连续的，即，短纤维(未示出)。在纤维54是连续纤维的实施例中，纤维54是细长的，即，相对较长且细，并且所述纤维54大体相互平行地排列，以便将在增强复合层36上的应力从第二聚合材料52传递到纤维54，使得纤维54增强所述第二聚合材料52。换句话说，当增强复合层36承受负荷时，应力被转移到纤维54，以便限制和/或控制第二聚合材料52的变形。更具体地，尽管负荷被转移到增强复合层36，但是仍然发生一些变形。
[0055]第二聚合材料52嵌装并且覆盖纤维54。在连续纤维的情况下，例如，每条纤维54在大体相同的方向上延伸并且沿着增强复合层36的长度延伸。在增强复合层36的纤维54是连续纤维的构造中，增强复合层36自身围绕沿着连续纤维延伸的轴线是易弯曲的，并且在所述增强复合层36承受负荷时发生变形。靠背26支撑增强复合层36，以便防止所述增强复合层36围绕轴线弯曲，并且防止在所述增强复合层36承受负荷时变形。在纤维54是不连续纤维的构造中，第二聚合材料52围绕纤维54变形，并且较小的应力从第二聚合材料52转移到纤维54。
[0056]不管是连续的、不连续的或者其它，各个增强层的纤维54典型地大体在相同的方向上延伸。可替代地，各个片材56的纤维54可以在不同的方向延伸或者可以是编织的，SP，所述纤维54相互交织。增强复合层36的多条纤维54优选地是玻璃纤维。可替代地，多条纤维54中的每一条都是碳纤维；然而，应当理解的是，纤维可以是本【技术领域】技术人员所熟知的任何类型。
[0057]如以上阐述的那样，并且参照图7A-C，增强复合层36可以包括多个片材56。在这样的构造中，片材56整体地彼此堆叠以便形成单个的垛。增强复合层36的刚度、强度、和冲击强度随着每一个片材56的添加而增大。每一个片材56相对于靠背26都较薄。每一个片材56的厚度都可以大约是0.1到0.5毫米。形成单个垛的多个片材56可以具有总计大约I到2毫米的厚度。然而，应当理解的是，在不背离本发明的性质的前提下，增强复合层36可以具有任何厚度。同样应当理解的是，增强复合层36可以具有一致的厚度或者变化的厚度。
[0058]多个片材56可以包括具有连续或者不连续纤维54的片材56的任何组合。例如，多个片材56可以包括:具有连续纤维的片材56 ;具有编织纤维的多个片材56 ;或者至少一个具有连续纤维的片材56和至少一个具有编织纤维的片材56的组合。
[0059]在增强复合层36包括多个片材56的构造中，每一个片材56的纤维54的材料可以与其它片材56中的每一个片材的纤维54相同或者不同。例如，每一个片材56的纤维54都可以是玻璃纤维，每一个片材56的纤维54都可以是碳纤维，或者多个片材56可以包括具有玻璃纤维的一个或者多个片材56和具有碳纤维的一个或者多个片材56的组合。
[0060]继续参照图7A-C，在每一个片材56的纤维54都是连续纤维的构造中，典型地，至少第一片材92定向成使得连续纤维在第一方向D上延伸，并且至少第二片材94定向成使得连续纤维相对于第一方向D成角度地延伸。换句话说，多个片材56可以布置成使得至少一个片材56的纤维54相对于其它片材56的纤维54成角度地延伸。应当理解的是，片材56可以定向成使得一个片材56的纤维54可以相对于另一个片材56的纤维54以任何角度延伸。可替代地，多个片材56可以布置成使得每一个片材56的连续纤维都平行于其它片材56的纤维54延伸。[0061]在图7A-C中示出了多个片材56的若干个构造。具体地，图7A示出了多个片材56包括六个片材56并且六个片材56中的每一个都具有连续纤维的构造的分解图。从图7A中示出的构造的底部向上，一个片材56具有在第一方向D上延伸的纤维54，接下来的片材56具有相对于第一方向D大体以90°延伸的纤维54，接下来的两个片材56的每一个都具有大体沿着第一方向D延伸的纤维54，接下来的片材56具有相对于第一方向D大体以90°延伸的纤维54，并且，接下来的片材56具有沿着第一方向D延伸的纤维54。
[0062]图7B不出了多个片材56包括六个片材56并且所述六个片材56中的每一个都具有是连续纤维54的另一个构造的分解图。从在图7B中示出的构造的底部向上，两个片材56的每一个都具有在第一方向D上延伸的纤维54，接下来的两个片材56中的每一个都具有相对于第一方向D大体以90°延伸的纤维54，并且，接下来的两个片材56中的每一个都具有大体在第一方向D上延伸的纤维54。
[0063]图7C示出了多个片材56包括七个片材56并且所述七个片材56中的每个都具有是连续纤维的纤维54的另一个构造的分解图。从图7C中示出的构造的底部向上，三个片材56中的每一个都具有在第一方向D上延伸的纤维54，接下来的片材56具有相对于第一方向D以90°延伸的纤维54，并且，接下来的三个片材56中的每个都具有在第一方向D上延伸的纤维54。
[0064]本发明进一步包括形成靠背26的方法。使用模具40形成靠背26。参照图9，所述方法包括将增强复合层36放置到模具40中的步骤以及毗邻增强复合层36将托架34放置到模具40中的步骤。在模具40中，增强复合层36和托架34可以相互抵接或者可以相互间隔开来。所述方法进一步包括将靠背26的第一聚合材料38加热至熔融状态并且将处于熔融状态的靠背26的第一聚合材料38引入到模具40中，引入到增强复合层36和托架34之间并且使第一聚合材料38与所述增强复合层36和所述托架34相接触，使得所述第一聚合材料38与增强复合层36的第二聚合材料52熔融粘结，并且使得所述第一聚合材料38机械地接合托架34。典型地，第一聚合材料38机械地接合托架34，并且在所述第一聚合材料38和所述托架34之间没有熔融粘结。
[0065]典型地，加热第一聚合材料38和将第一聚合材料38引入到模具40中的步骤进一步被限定为使用模具40注射成型。在这样的构造中，将第一聚合材料38引入到模具40中的步骤包括在压力下将第一聚合材料38注射到模具40中。
[0066]模具40包括主模腔88和主模芯90。主模腔88和主模芯90能够相对于彼此在闭合位置和打开位置之间运动，所述闭合位置用于将塑料注射到模具40中，所述打开位置用于将靠背26从模具40中移走。模具40还包括第一侧模芯96和第二侧模芯98。在这样的构造中，优选地主模腔88保持固定，而主模芯90、第一侧模芯96、和第二侧模芯98能够在打开位置和闭合位置之间运动。在图9中示出的箭头A用来表示主模芯70、第一侧模芯72、和第二侧模芯74的运动。
[0067]本发明的方法包括以下步骤:使模具40运动到打开位置；将增强复合层36和托架34放置到模具40中；以及使模具40运动到闭合位置。所述方法进一步包括将用于靠背26的第一聚合材料38注射到模具40中以便通过第一聚合材料38形成靠背26并且使所述靠背26与增强复合层36和托架34结合在一起(即，包覆成型)的步骤。在一个实施例中，增强复合层36和托架34彼此间隔开来并且所述增强复合层36和所述托架34与模具40也间隔开来，以便用于靠背26的第一聚合材料38可以适当地在所述增强复合层36和所述托架34以及所述模具40之间流动，使得在模具40闭合时形成均匀地粘接。在另一个实施例中，增强复合层36和托架34可以相互抵接，并且第一聚合材料38可以将增强复合层36和托架34包在一起。模具40典型地包括特征部件以便确保增强复合层36和托架34在模具40中的适当定位。例如，模具40可以包括定位孔、拔模斜度等。
[0068]应当理解的是，增强复合层36和托架34可以作为单独的部件放置到模具40中，或者在放置到模具40中之前所述增强复合层36和所述托架34可以相互附接。例如，在将增强复合层36和托架34放入模具40之前，所述增强复合层36和所述托架34可以通过机械连接或者粘合连接而相互附接。增强复合层36和托架34之间的机械结合的实例包括用螺栓抒紧、压紧、铆接等。可替代地，可以通过双射注塑(two-shot molding)处理引入第一聚合材料38，其中，托架34和增强复合层36中的一个被第一聚合材料38的第一注射包覆成型，并且托架34和增强复合层36中的另一个被聚合材料38的第二注射包覆成型。
[0069]所述方法进一步包括促进靠背26的第一聚合材料38和增强复合层36的第二聚合材料52之间的相互作用，使得靠背26和增强复合层36结合在一起。促进靠背26的第一聚合材料38和增强复合层36的第二聚合材料52之间的相互作用的步骤有助于第一聚合材料38和增强复合层36组合成单独的整体单元。换句话说，当处于熔融状态的第一聚合材料38被引入而与增强复合层36相接触时，靠背26的第一聚合材料38和增强复合层36的第二聚合材料52相互作用，以便在冷却后，靠背26和增强复合层36彼此结合在一起，SP，成为整体。
[0070]如以上阐述的那样，促进相互作用的步骤进一步被限定为熔融粘结靠背26的第一聚合材料38和增强复合层36的第二聚合材料52。具体地，所述方法包括熔融增强复合层36的第二聚合材料52的与处于熔融状态的靠背26的第一聚合材料38相接触的至少一部分，使得在冷却后，熔融粘结增强复合层36和靠背26的第一聚合材料38。当处于熔融状态的靠背26的第一聚合材料38与增强复合层36的第二聚合材料52相互作用并且同时第二聚合材料52处于被加热软化状态或者熔融状态时，发生熔融粘结。靠背26的第一聚合材料38与增强复合层36的第二聚合材料52相互作用，以便在冷却后，靠背26的第一聚合材料38与增强复合层36的第二聚合材料52粘结在一起。具体地，热量可以从处于熔融状态的靠背26的第一聚合材料38转移到增强复合层36的第二聚合材料52。热量软化或者熔融第二聚合材料52，并且软化或者熔融的聚合材料与处于熔融状态的第一聚合材料38相互作用。
[0071]在靠背26的第一聚合材料38的第一熔融温度高于增强复合层36的第二聚合材料52的第二熔融温度的构造中，引入第一聚合材料38的步骤包括将处于第一熔融温度的靠背26的第一聚合材料38设置成与增强复合层36相接触，使得在接触期间达到第二熔融温度，以便使所述第一聚合材料38与第二聚合材料52熔融粘结。当处于第一熔融温度的靠背26的第一聚合材料38被引入而与增强复合层36相接触时，热量从靠背26的第一聚合材料38转移到增强复合层36的第二聚合材料52，使得增强复合层36的第二聚合材料52的温度升高到第一熔融温度，从而至少软化，并且典型地熔融增强复合层36的第二聚合材料52。
[0072]作为热量从靠背26的第一聚合材料38转移的补充，可以以多种方式来促进增强复合层36的第二聚合材料52的熔融。例如，熔融第二聚合材料52的步骤被进一步限定为加热模具40，使得传导地加热增强复合层36。增强复合层36被加热，使得只需要处于熔融状态的靠背26的第一聚合材料38提供较少的热量来将第二聚合材料52升高到第二熔融温度。
[0073]所述方法可以包括在将处于熔融状态的靠背26的第一聚合材料38设置成与增强复合层36相接触之前，加热增强复合层36。例如，所述方法可以包括在将增强复合层36放置到模具40中之前，加热所述增强复合层36。可替代地或者除此之外，所述方法可以包括在将所述增强复合层36放置到模具40的同时加热增强复合层36的步骤。
[0074]例如，所述方法可以包括在第一聚合材料38和增强复合层36的接触面附近，使模具40绝热的步骤。具体地，在将第一聚合材料38引入到模具40中被进一步限定为塑料注射成型的构造中，塑料注射成型的处理加热模具40，并且使模具40绝热的步骤将热量保持在模具40中。当第一聚合材料38被注射到模具40中时，模具40的热量软化增强复合层36的第二聚合材料52，以便促进第一聚合材料38和增强复合层36的第二聚合材料52之间的熔融粘结。
[0075]所述方法可以包括在第一聚合材料38和增强复合层36的接触面附近加热模具40的步骤。例如，模具40可以包括加热的油路(未示出)，所述油路运送经过加热的油。热量从油传递到模具40以便加热模具40。当靠背26的第一聚合材料38被引入而与增强复合层36的第二聚合材料52相接触时，通过油路转移到模具40的热量软化第二聚合材料52，以便促进第一聚合材料38和第二聚合材料52之间的熔融粘结。
[0076]所述方法可以包括将经过加热的空气吹到增强复合层36上以便加热增强复合层36的步骤。例如，模具40可以包括气袋(未示出)并且当增强复合层36被放置在模具40中时，经过加热的空气被从气袋吹到增强复合层36上。在将靠背26的第一聚合材料38引入到靠背26的第一聚合材料38和增强复合层36的接触面之前，在该接触面处，可以将经过加热的空气直接吹在增强复合层36上。经过加热的空气软化增强复合层36的第二聚合材料52，以便在将靠背26的第一聚合材料38引入而与增强复合层36相接触时促进第一聚合材料38和增强复合层36之间的熔融粘结。
[0077]所述方法可以包括对增强复合层36进行等离子体处理或者火焰处理以便减轻增强复合层36的表面张力的步骤。在将第一聚合材料38引入到第一聚合材料38和增强复合层36的接触面之前，在该接触面处，对增强复合层36进行等离子体处理或者火焰处理(未示出)。增强复合层36的等离子体处理或者火焰处理减小了表面张力，并且促进了第一聚合材料38和增强复合层36之间的熔融粘结。
[0078]所述方法可以包括使增强复合层36接触等离子体处理插入件(plasma treatinsert)(未示出)以便加热增强复合层36的步骤。在将第一聚合材料38引入到第一聚合材料38与增强复合层36的接触面之前，在该接触面处，等离子体处理插入件与增强复合层36相接触。在将第一聚合材料38引入到该接触面之前，从增强复合层36移走等离子体处理插入件。等离子处理插入件软化增强复合层36，以便在将第一聚合材料38引入而与增强复合层36相接触时促进第一聚合材料38和增强复合层36之间的熔融粘结。
[0079]可替代地或者除此之外，促进相互作用的步骤进一步被限定为机械地互锁靠背26和增强复合层36。具体地，所述步骤被进一步限定为将处于熔融状态的靠背26的第一聚合材料38引入通过诸如孔、双头螺栓、挂钩、表面轮廓等(未示出)的表面特征部件，以在靠背26的第一聚合材料38冷却后机械地接合靠背26和增强复合层36。在冷却后,第一聚合材料38与增强复合层36机械地互锁。应当理解的是，靠背26和增强复合层36的这种机械接合可以是靠背26和增强复合层36之间熔融粘结的补充或者是靠背26和增强复合层36之间熔融粘结的替代。在靠背26的第一聚合材料和增强复合层36的聚合物无法轻易地熔融粘结的情况下，例如，诸如不同的热塑性材料或者热固性材料等的不相容的材料、不相容的熔融粘结温度等，靠背26的第一聚合材料38可以与增强复合层36机械地接合以便替代熔融粘结。
[0080]作为熔融粘结和机械互锁的替代或者补充，促进相互作用的步骤被进一步限定为在将处于熔融状态的靠背26的第一聚合材料38引入而与增强复合层36的抵接表面相接触之前，刮擦(scarify)该抵接表面。换句话说,使增强复合层36的抵接表面粗糙化，以便在抵接表面处促进增强复合层36的熔融。
[0081]促进相互作用的步骤被进一步限定为在将处于熔融状态的靠背26的第一复合材料38设置成与增强复合层36相接触之前，将粘合促进剂(未示出)施加到增强复合层36上。例如，通过喷洒、刷、和/或者浸泡来将粘合促进剂施加到增强复合层36。粘合促进剂促进靠背26的第一聚合材料38和增强复合层36的第二聚合材料52之间的熔融粘结。这种粘合促进剂的实例是，例如从设在密歇根州的米德兰的Dow Corning购买到的商品名称为 Z-6011 娃烧的 Y -氨丙基三乙氧基娃烧(gamma-aminopropyl triethoxysilane)。另一个这种粘合促进剂的实例是诸如从设在南卡罗来那的桑特尔的EMS-Primid购买到的商品名称为Grilbond IL-6的酸性二异苯基亚甲基二异氛酸酷(methylendiphenylbishexahydroazepincarboxamid)。
[0082]所述方法还包括将处于熔融状态的第一聚合材料38引入而与托架34的互锁构造60相接触，并且冷却第一聚合材料38，以使第一聚合材料38与托架34的互锁构造60机械地接合。因为第一聚合材料38和托架34彼此固定而在所述第一聚合材料38和所述托架34之间没有任何的熔融粘结，第一聚合材料38和互锁构造60之间的接合将第一聚合材料38和托架34结合在一起。
[0083]所述方法也可以包括在将增强复合层36放置到模具40内之前将增强复合层36预成型成预先确定的形状的步骤。预成型的步骤被进一步限定为热成形。可替代地，预成型的步骤进一步被限定为压缩模塑。如以上阐述的那样，在不背离本发明的性质的前提下，可以通过任何复合制造方法形成增强复合层36。在包括多个片材56的构造中，多个片材56中的每一个片材都通过压缩热成形或者压缩模塑而组合成单个的垛。也应当被理解的是，模具40可以被构造成使得在增强复合层36被放置到模具40中时，所述增强复合层36弯曲或者变形，以便将所述增强复合层36保持在模具40中。在这样的构造中，在第一聚合材料38与增强复合层36结合在一起之后，所述增强复合层36保持这样的弯曲或者变形。
[0084]典型地使用预成型模具80对增强复合层36进行预成型。预成型模具80包括:凹的预成型模具半体82，所述凹的预成型模具半体82具有与预先确定的形状对应的预成型模腔86 ;与预成型模腔86对应的凸的预成型模具半体84。在增强复合层36通过热成形来预成型的构造中，增强复合层36被加热并被放置到预成型模腔86中，由此，凸的预成型模具半体84将力施加到增强复合层36上，以便使预成型模腔86中的增强复合层36永久地变形。在通过压缩模塑对增强复合层36进行预成型的构造中，增强复合层36被放置到预成型模腔86中，并且凸的预成型模具半体84将力施加到增强复合层36上，以便使预成型模腔86中的增强复合层36永久地变形。
[0085]所述方法进一步包括将片材56组合成单个的垛的步骤。组合多个片材56的步骤包括:定位多个片材56中的纤维54是连续的并且在第一方向D上延伸的至少一个片；和定位多个片56中的纤维54是连续的并且相对于第一方向D成角度地延伸的至少另一个片。
[0086]已经以例证性的方式描述了本发明，并且应当理解的是，所使用的术语旨在描述词语的性质而不作为限制。根据上述教导可以对本发明做出多种调整和变动，并且除特殊说明之外，可以以其它方式实施本发明。
【权利要求】
1.一种座椅后背(24),所述座椅后背包括: 靠背(26)，所述靠背由第一聚合材料(38)形成，用于支撑乘客； 托架(34)，所述托架被固定到所述靠背(26)，用于联接到座垫(22)，并且所述托架由与所述靠背(26)的所述第一聚合材料(38)不同的第二材料(50)形成； 增强复合层(36)，所述增强复合层连接到所述靠背(26)，并且由第二聚合材料(52)和嵌装在所述第二聚合材料(52)中的多条纤维(54)形成； 其中，所述托架(34)由所述第一聚合材料(38)包覆成型，并且其中，所述第一聚合材料(38)被熔融粘结到所述增强复合层(36)的所述第二聚合材料(52)，从而将所述靠背(26)、所述托架(34)、和所述增强复合层(36)结合在一起； 其中，所述托架(34 )限定孔(62 )，并且所述第一聚合材料(38 )与所述孔(62 )机械地接入口 ο
2.根据权利要求1所述的座椅后背(24)，其中，所述托架(34)包括基部和两条支腿，所述两条支腿相互间隔开，并且从所述基部延伸，以限定U形构造。
3.根据权利要求2所述的座椅后背(24)，其中，所述孔(62)被限定为沿着所述支腿。
4.根据权利要求3所述的座椅后背(24)，其中，所述托架(34)沿着一轴线是细长的，并且所述支腿上的所述孔沿着所述轴线间隔开。
5.根据权利要求4所述的座椅`后背(24)，其中，所述孔(62)中的至少两个被限定为沿着所述基部，并且沿着所述基部横向于所述轴线间隔开。
6.根据权利要求1所述的座椅后背(24)，其中，所述靠背(26)的所述第一聚合材料(38 )与所述托架(34 )机械地接合，而在所述靠背(26 )的所述第一聚合材料(38 )和所述托架(34)的所述第二材料(50)之间没有任何熔融粘结。
7.根据权利要求1所述的座椅后背(24)，其中，所述托架(34)的所述第二材料(50)进一步被限定为金属，并且所述托架(34)限定与所述第一聚合材料(38)相接合的互锁构造(60)。
8.根据权利要求1一 7中的任一项所述的座椅后背(24)，其中，所述第一聚合材料(38)限定第一支柱(42)和与所述第一支柱(42)间隔开的第二支柱(44)。
9.根据权利要求8所述的座椅后背(24)，所述座椅后背进一步包括与所述增强复合层(36)间隔开的第二增强复合层(36)，其中，所述第二增强复合层(36)沿着所述第二支柱(44)在竖直方向上延长，并且所述第二增强复合层熔融粘结到所述靠背(26)的所述第一聚合材料(38)。
10.根据权利要求1一 7中的任一项所述的座椅后背(24)，其中，所述靠背(26)的所述第一聚合材料(38)由第一尼龙形成。
11.根据权利要求10所述的座椅后背(24)，其中，所述增强复合层(36)的所述第二聚合材料(52)由与所述第一尼龙不同的第二尼龙形成。
12.—种座椅后背(24),所述座椅后背包括: 靠背(26)，所述靠背由第一聚合材料(38)形成，用于支撑乘客； 托架(34)，所述托架被固定到所述靠背(26)，用于联接到座垫(22)，并且所述托架由与所述靠背(26)的所述第一聚合材料(38)不同的第二材料(50)形成； 增强复合层(36)，所述增强复合层连接到所述靠背(26)，并且由第二聚合材料(52)和嵌装在所述第二聚合材料(52)中的多条纤维(54)形成； 其中，所述托架(34)由所述第一聚合材料(38)包覆成型，并且其中，所述第一聚合材料(38)被熔融粘结到所述增强复合层(36)的所述第二聚合材料(52)，从而将所述靠背(26)、所述托架(34)、和所述增强复合层(36)结合在一起； 其中，所述托架(34)和所述增强复合层(36)各自具有相互面对的内表面(64)以及背对的外表面(66 )，并且其中，所述第一聚合材料(38 )覆盖所述外表面(66 )中的一个外表面的至少一部分，以便形成露出的美观的示出表面(68)。
13.根据权利要求12所述的座椅后背(24)，其中，所述第一聚合材料(38)限定第一支柱(42)、与所述第一支柱(42)间隔开的第二支柱(44)和从所述第一支柱(42)延伸到所述第二支柱(44)的中间区段(46)，所述座椅后背进一步包括与所述增强复合层(36)间隔开的第二增强复合层(36)，其中，所述第二增强复合层(36)沿着所述第二支柱(44)在竖直方向上延长，并且所述第二增强复合层熔融粘结到所述靠背(26)的所述第一聚合材料(38)。
14.根据权利要求13所述的座椅后背(24)，其中，所述第一聚合材料(38)的所述露出的美观的示出表面(68)横穿所述中间区段(46)从所述第一支柱(42)延伸到所述第二支柱(44)。
15.根 据权利要求12所述的座椅后背(24)，其中，所述座椅后背进一步包括安装托架(76),所述安装托架抵接所述托架(34)的所述外表面(66)，以将所述托架(34)连接到座垫(22 )，并且其中，所述背对的外表面(66 )不具有第一聚合材料(38 )。
16.根据权利要求12所述的座椅后背(24)，其中，所述座椅后背进一步包括安装托架(76),所述安装托架与所述靠背(26)的所述第一聚合材料(38)机械地接合，而在所述靠背(26)的第一聚合材料(38)和所述安装托架(76)之间没有熔融粘结。
17.根据权利要求12- 15中的任一项所述的座椅后背(24)，其中，所述靠背(26)的所述第一聚合材料(38)与所述托架(34)机械地接合，而在所述靠背(26)的所述第一聚合材料(38)和所述托架(34)的所述第二材料(50)之间没有任何熔融粘结。
18.根据权利要求12— 15中的任一项所述的座椅后背(24)，其中，所述托架(34)的所述第二材料(50)进一步被限定为金属，并且所述托架(34)限定与所述第一聚合材料(38)相接合的互锁构造(60)。
19.根据权利要求12— 15中的任一项所述的座椅后背(24)，其中，所述靠背(26)的所述第一聚合材料(38)由第一尼龙形成。
20.根据权利要求19所述的座椅后背(24)，其中，所述增强复合层(36)的所述第二聚合材料(52)由与所述第一尼龙不同的第二尼龙形成。
【文档编号】B60N2/68GK103496334SQ201310357377
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2010年3月2日 优先权日:2009年3月2日
【发明者】A·库尔卡尼, K·O·格鲁姆, P·A·佐尼, B·德尼斯, P·杜哈梅尔, G·布尔恩西克 申请人:巴斯夫欧洲公司