具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架的制作方法

本发明涉及汽车座椅结构领域，特指一种具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架。

背景技术：

调角器是一种安装在汽车座椅上，用于实现座椅靠背角度调节的装置。在汽车发生后撞而使汽车座椅受到乘员身体冲击时，要求调角器的锁止功能不得失效，以确保乘员不会突然向后翻倒造成严重伤害。

由于乘员的体重越重，其对汽车座椅的冲击力就越大，在现有技术中，为适用超重体型人群，主机厂会模拟后车以30km/h的速度追尾，测试95％分位假人对汽车座椅的影响，此时单个调角器所受到扭矩通常会达到1500nm以上，当冲击力超过调角器所能承受的额定扭矩时，锁止机构会提前损坏而将车内乘员置于危险境地。

现有技术中有两种方法来保证通过95％分为假人的追尾测试：

一种是使用20000nm级别的调角器，但是这样随之而来的是调角器的重量和成本的上升；

另一种是在骨架上预设吸能结构，利用在座椅骨架上设置变形件来吸收能量，从而达到保护调角器，避免乘员突然急速向后躺倒的现象发生。但是现有的吸能结构所起的效果十分有限，其变形程度小时就会起不到保护调角器的作用，变形程度大时又容易自身产生损毁或失稳，对乘员造成其他伤害，目前还未有使用1500nm级调角器的骨架能通过95％分位假人后撞实验。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架，解决现有吸能结构存在的变形程度小时起不到保护作用和变形程度大时容易造成其他伤害的问题，还解决了现有技术中未有使1500nm级调角器能够通过95％分位假人后撞实验的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架，包括：

靠背骨架；

安装于所述靠背骨架两侧的底部处的调角器；以及

套设于所述调角器上的变形吸能结构，所述变形吸能结构与所述调角器和所述靠背骨架均固定连接，所述变形吸能结构具有向第一方向变形的第一变形机构和向与所述第一方向垂直的第二方向变形的第二变形机构，通过所述变形吸能结构的第一变形机构和所述第二变形机构的变形而吸收来自第一方向和第二方向的荷载力，从而降低所述调角器所受的荷载力。

本发明通过在靠背骨架和调角器上设置具有第一方向变形的第一变形机构和第二方向变形的第二变形机构，在95％分位假人后撞情况下，能够迅速将能力吸收，为单个调角器提供过载保护，使其所受扭矩降低到1500nm以下，使得1500nm级调角器能够通过95％分位假人后撞实验，实现成本和重量的优化，同时解决了骨架吸能过程中容易产生突然失稳的问题，实现骨架变形稳定且大小可控。

本发明具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架的进一步改进在于，所述变形吸能结构具有相对的第一侧和第二侧，所述第一侧对应于所述靠背骨架的前部，所述第二侧对应于所述靠背骨架的后部；

所述第一变形机构包括设于所述变形吸能结构的第一侧的预变形凹陷部，所述预变形凹陷部从所述变形吸能结构的外侧边向所述变形吸能结构的内部凹入设置，所述预变形凹陷部可继续向所述变形吸能结构的内部凹入变形从而实现了吸收来自所述第一方向的荷载力。

本发明具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架的进一步改进在于，所述第一变形机构还包括靠近所述预变形凹陷部设置的第一吸能孔，所述第一吸能孔内形成有第一变形空间。

本发明具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架的进一步改进在于，所述第二变形机构包括形成于所述变形吸能结构上位于所述调角器下方的预变形凸起部，所述预变形凸起部从所述变形吸能结构的表面向远离所述靠背骨架的方向凸出设置，所述预变形凸起部可继续向着远离所述靠背骨架的方向凸出变形从而实现了吸收来自所述第二方向的荷载力。

本发明具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架的进一步改进在于，所述第二变形机构还包括设于所述预变形凸起部之下的第二吸能孔，所述第二吸能孔内形成有第二变形空间。

本发明具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架的进一步改进在于，所述第二变形机构还包括设于所述第二吸能孔内顶部处的上挡板和设于所述第二吸能孔内底部处的下挡板，所述上挡板与所述下档板相对设置，通过所述上挡板和所述下挡板相抵靠而限位所述第二吸能孔的变形。

本发明具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架的进一步改进在于，所述变形吸能结构具有相对的第一侧和第二侧，所述第一侧对应于所述靠背骨架的前部，所述第二侧对应于所述靠背骨架的后部；

所述变形吸能结构上靠近所述第二侧开设有第三吸能孔，所述第三吸能孔内形成有第三变形空间。

本发明具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架的进一步改进在于，所述变形吸能结构上设有从表面而向内凹陷的止裂筋。

本发明具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架的进一步改进在于，还包括设于所述靠背骨架底部的坐垫骨架，所述坐垫骨架上靠近与所述靠背骨架连接处开设有第一吸能槽和第二吸能槽。

本发明具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架的进一步改进在于，所述变形吸能结构为一连接板，所述连接板上开设有供套设所述调角器的开口和供连接坐垫骨架的连接孔，所述连接板通过所述开口套设于所述调角器上并与所述调角器固定连接，且所述连接板贴设于所述靠背骨架的侧部并与所述靠背骨架固定连接。

附图说明

图1为本发明具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架的结构示意图。

图2为本发明具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架中靠背骨架和坐垫骨架连接的分解结构示意图。

图3为本发明具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架中靠背骨架和变形吸能结构的结构示意图。

图4为本发明具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架中变形吸能结构的结构示意图。

图5为本发明具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架中坐垫骨架的结构示意图。

图6为本发明具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架中变形吸能结构与坐垫骨架的结构示意图。

图7为本发明具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架中变形吸能结构的示意图。

图8为本发明具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架中坐垫骨架的侧部的结构示意图。

图9为本发明具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架中变形吸能结构的预变形凹部变形的结构示意图。

图10为本发明具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架中变形吸能结构上的三个吸能孔的结构示意图。

图11为图10中a-a剖视图。

图12为本发明具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架中变形吸能结构上的三个吸能孔的另一角度的结构示意图。

图13为本发明具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架中变形吸能结构的第三吸能孔变形的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架，用于解决现有技术中的变形件存在的变形程度小起不到保护调角器的作用，变形程度大容易产生损毁或失稳，对乘员造成其他伤害的问题。本发明的汽车座椅骨架在95％分位假人后撞情况下，能够迅速将能量吸收，为单个调角器提供过载保护，使其所受扭矩降低到1500nm以下，使1500nm级调角器能够通过95％分位假人后撞实验，实现了成本和重量的优化。本发明的汽车座椅骨架通过系统考虑，在骨架上划分多个吸能区，通过各种吸能部件的组合，实现使95％假人后撞调角器所受扭矩小于1500nm，骨架变形稳定且大小可控，结构耐疲劳性好，在正常使用中不会产生疲劳失效；使用较小的调角器可通过95％假人后撞，提高骨架性价比，同时实现轻量化。下面结合附图对本发明具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架的结构进行说明。

如图1至图4所示，本发明提供的具有调角器过载保护功能的汽车座椅骨架20包括靠背骨架21、调角器23以及变形吸能结构25，调角器23安装在靠背骨架21两侧的底部处，该调角器23用于实现靠背骨架20的角度调节；变形吸能结构25套设在调角器23上，该变形吸能结构25与调角器23和靠背骨架21均固定连接，该变形吸能结构25具有向第一方向变形的第一变形机构253和向与第一方向垂直的第二方向变形的第二变形机构254，通过第一变形机构253的变形而吸收来自第一方向的荷载力，通过第二变形机构254的变形而吸收来自第二方向的荷载力，从而降低调角器23所受的荷载力，对调角器23起到过载保护的功能。

结合图6所示，其中的第一方向为图6中的x方向，第二方向为图6中的y方向，x方向为汽车的长度方向，y方向为汽车两个相对车门之间连线的方向。

本发明通过在靠背骨架和调角器上设置具有向第一方向变形的第一变形机构和向第二方向变形的第二变形机构，在95％分位假人后撞情况下，能够迅速将能力吸收，为单个调角器提供过载保护，使其所受扭矩降低到1500nm以下，使得1500nm级调角器能够通过95％分位假人后撞实验，实现成本和重量的优化。

作为本发明的一较佳实施方式，如图4所示，变形吸能结构25具有相对的第一侧251和第二侧252，结合图3所示，第一侧251对应于靠背骨架21的前部，该前部为供乘客倚靠的面所在的位置，第二侧252对应于靠背骨架21的后部，该后部即为背部。第一变形机构253包括设于变形吸能结构25的第一侧251的预变形凹陷部2531，该预变形凹陷部2531从变形吸能结构25的外侧边向变形吸能结构25的内部凹入设置，结合图9所示，该预变形凹陷部2531可继续向变形吸能结构25的内部凹入变形，图9中的虚线所显示的预变形凹陷部2531为变形后的位置及状态，通过预变形凹陷部2531的凹入变形而实现吸收来自第一方向的荷载力。由于变形吸能结构25与调角器23和靠背骨架21固定连接，该调角器23和靠背骨架21所受到的荷载会作用在变形吸能结构25上，预变形凹陷部2531受第一方向的荷载而向第一方向变形，从而通过形变吸能来减少调角器23所受到的荷载。预变形凹陷部2531向变形吸能结构25的内部凹入变形时，变形吸能结构25的变形是向侧面溃缩的。

进一步地，如图4和图10所示，该第一变形机构253还包括靠近预变形凹陷部2531设置的第一吸能孔2532，该第一吸能孔2532内形成有第一变形空间。该第一吸能孔2532提供的第一变形空间为预变形凹陷部2531提供了变形的基础，该预变形凹陷部2531在凹入变形时，其凹陷部分向第一吸能孔2532内伸入而发生形变，该第一吸能孔2532设于变形吸能结构25的表面上，且与预变形凹陷部2531紧邻设置，该预变形凹陷部2531的外表面作为第一吸能孔2532的部分侧壁。在预变形凹陷部2531凹入变形时，该第一吸能孔2532也会随着产生形变，从而也起到了变形吸能的作用。

较佳地，该变形吸能结构25的四周设置有向外翻折的凸边，该凸边设于远离靠背骨架21的一侧，凸边有部分向变形吸能结构25的内部凹陷而形成预变形凹陷部2531。在变形吸能结构25靠近该向内部凹陷的部分凸边处设置有第一吸能孔2532，该第一吸能孔2532的设置，使得预变形凹陷部2531的内外两侧均为空。

作为本发明的另一较佳实施方式，如图4所示，第二变形机构254包括形成于变形吸能结构25上位于调角器23下方的预变形凸起部2541，结合图3所示，该预变形凸起部2541从变形吸能结构25的表面向远离靠背骨架21的方向凸出设置，该预变形凸起部2541可继续向着远离靠背骨架21的方向凸出变形从而实现了吸收来自第二方向的荷载力。结合图10和图11所示，预变形凸起部2541向着远离靠背骨架21的方向向外凸出变形时，变形吸能结构25的变形是向下溃缩的。

进一步地，第二变形机构254还包括设于预变形凸起部2541之下的第二吸能孔2542，该第二吸能孔2542内形成有第二变形空间。该第二吸能孔2542的第二变形空间为预变形凸起部2541提供了变形的基础，在预变形凸起部2541向着远离靠背骨架21的方向向外凸出变形时，该第二变形空间的设计，使得变形吸能结构25整体上能够在纵向上向下溃缩，结合图13所示，变形时，第二吸能孔2542的顶部和底部会相互靠近，该第二吸能孔2542的变形，进一步起到了变形吸能的作用。

更进一步地，结合图12所示，该第二变形机构254还包括设于第二吸能孔2542内顶部处的上挡板2543和设于第二吸能孔2542内底部处的下挡板2544，该上挡板2543和下挡板2544相对设置，通过上挡板2543和下挡板2544相抵靠而限位第二吸能孔2542的变形，进而也就限位了预变形凸起部2541的变形，使得本发明的变形吸能结构25的变形大小可控，确保骨架变形的稳定，避免了变形吸能结构25自身因变形程度过大而发生毁损或失稳的现象。较佳地，在第二吸能孔2542内壁的顶部处设置有向第二吸能孔2542内部延伸的第一连接段，该第一连接段的端部向靠近靠背骨架21的方向弯折形成上挡板2543，在第二吸能孔2542内壁的底部处设置有向第二吸能孔2542内部延伸的第二连接段，该第二连接段的端部相靠近靠背骨架21的方向弯折形成下挡板2544，该下挡板2544和上挡板2543相面对设置，该第一连接段和第二连接段的端部间留有一定的间隔。在预变形凸起部2541向着远离靠背骨架21的方向向外凸出变形时，第二吸能孔2542的顶部和底部相互靠近而发生变形，上挡板2543和下挡板2544也相互靠近，直至上挡板2543和下挡板2544相贴后，限位了第二吸能孔2542和预变形凸起部2541的变形，从而使得第二吸能孔2542和预变形凸起部2541停止形变吸能。

作为本发明的又一较佳实施方式，如图4所示，变形吸能结构25具有相对的第一侧251和第二侧252，结合图3所示，第一侧251对应于靠背骨架21的前部，该前部为供乘客倚靠的面所在的位置，第二侧252对应于靠背骨架21的后部，该后部即为背部。变形吸能结构25上靠近第二侧252开设有第三吸能孔255，该第三吸能孔255内形成有第三变形空间。通过设置第三吸能孔255使得变形吸能结构25的强度被弱化，提高其变形吸能的能力。较佳地，该第三吸能孔255和第一吸能孔2532与第二吸能孔2542一起，弱化了变形吸能结构25的强度，为变形吸能结构25提供了足够的空间朝着预定的方向进行变形吸能。

作为本发明的再一较佳实施方式，如图3和图4所示，变形吸能结构25上设有从表面而向内凹陷的止裂筋256。该止裂筋256靠近预变形凹陷部2531和第一吸能孔2532设置，止裂筋256形成于凸沿和变形吸能结构25的本体的连接处，于该连接处有部分从靠近靠背骨架21的一侧向远离靠背骨架21的一侧凹陷而成。设置止裂筋256防止变形吸能结构在变形的过程中产撕裂，确保结构的完整，避免损坏。

作为本发明的再一较佳实施方式，如图1、图2和图5所示，汽车座椅骨架20还包括坐垫骨架22，该坐垫骨架22设于靠背骨架21的底部，该坐垫骨架22上靠近与靠背骨架21的连接处开设有第一吸能槽222和第二吸能槽223。该坐垫骨架22包括相对设置的侧板221，侧板221的后部靠近靠背骨架21开设有第一吸能槽222和第二吸能槽223，当靠背骨架21将荷载传递到坐垫骨架22的侧板221上时，通过第一吸能槽222和第二吸能槽223被挤压变形而吸收能量，从而减少作用于调角器23的荷载。

在坐垫骨架22之下还设置有导轨24，侧板211设置在导轨24上。

较佳地，在变形吸能结构25上设置有连接坐垫骨架22的连接孔258，坐垫骨架22的侧板221上对应连接孔258也设置有安装孔，将连接孔258和安装孔对应后通过螺栓连接固定。从而当变形吸能结构25形变完成后，会将剩余的荷载传递给坐垫骨架22的侧板221，从而通过第一吸能槽222和第二吸能槽223来吸收剩余能力，确保调角器23内部所受扭矩衰减值安全范围。

如图4所示，较佳地，变形吸能结构25为一连接板，结合图3所示，该连接板上开设有供套设调角器23的开口257和供连接坐垫骨架22的连接孔258，该连接板通过开口257套设在调角器23上并用调角器23固定连接，且该连接板贴设在靠背骨架21的侧部并与靠背骨架21固定连接。较佳地，先将调角器23和连接板焊接固定成一个整体，在将连接板和靠背骨架21焊接固定。

如图6所示，下面对本发明的变形吸能结构25上的各个结构具体设置的位置进行说明。该变形吸能结构25根据汽车座椅的h点进行设置，该h点为乘坐点，预变形凹陷部2531的中心与h点的连线和过h点同时平行于导轨24的直线的夹角c的参数随着h点到调角器23的中心a值一起增大，同时调角器23的中心与h点的垂直距离b与预变形凹陷部2531的位置设定也有相关性，所以h点和调角器旋转中心虽然每个座椅骨架各不相同，但预变形凹陷部2531和h点可以做相应的调整来达到迅速吸能，使调角器23的内部降低荷载的效果最优。该优化参数设置为：当a＝160mm～180mm，b＝40mm～60mm时，c取值在26度～28度，d取值在42mm～45mm。其中的d为调角器23的中心到预变形凹陷部2531的中心的距离。

如图7所示，距离a为86mm，该距离a表示开口257的中心距连接孔258的中心的距离；距离t1为30.4mm，该距离t1表示开口257的中心距第一吸能孔2532的顶边缘的距离；距离t2为31.8mm，该距离t2表示第一吸能孔2532的顶边缘距底边缘的长度；距离t3为8.2mm，该距离t3表示预变形凹陷部2531的外边缘到内边缘的距离；距离t4为24mm，为第一吸能孔2532的外边缘距内边缘的宽度；距离t5为19.2mm，该距离t5表示第二吸能孔2542的宽度；距离t6为16.7mm，该距离t6表示第三吸能孔255的长度；距离t7为5.6mm，该距离t7表示第三吸能孔255的宽度。

如图8所示，距离l1为300mm，该距离l1表示第二吸能槽223的槽口底部距侧板221前部连接轴中心的距离；距离l2为23mm，该距离l2表示第二吸能槽223的槽口的宽度；距离l3为8mm，该距离l3表示第一吸能槽222的槽口的宽度；距离l4为13mm，该距离l4表示第一吸能槽222和第二吸能槽223的深度；距离l5为33mm，该距离l5表示第二吸能槽223的槽口底部距侧板221底部的距离；距离l6为67mm，该距离l6表示第一吸能槽222的槽口底部距侧板221底部的距离。

下面结合图9至图13所示，对本发明的座椅骨架20的变形吸能的过程进行说明。

结合图6所示，荷载首先作用在靠背骨架21和变形吸能结构25上，变形吸能结构25的预变形凹陷部2531引导变形吸能结构25向x方向变形，预变形凸起部2541引导变形吸能结构25向y方向变形，如图9所示，预变形凹陷部2531从实线所示的位置及状态向虚线所示的位置及状态发生形变，该预变形凹陷部2531继续向变形吸能结构25的内部凹入变形，如图11所示，预变形凸起部2541从变形吸能结构25的表面向远离靠背骨架21的方向继续向外凸出，结合图13所示，上挡板2543从实线所示的位置及状态向虚线所示的位置及状态发生形变，变形吸能结构25整体呈向侧面和向下溃缩，由于第一吸能孔2532、第二吸能孔2542和第三吸能孔255的存在，为变形吸能结构25的变形提供足够的空间，当上挡板2543碰到下挡板2544时，变形吸能结构25整体挤在一起，止裂筋256能够防止该变形吸能结构25在变形吸能过程中产生开裂。该变形吸能结构25变形完成后，靠背骨架21和坐垫骨架22的侧板221的夹角不再增加，从而抑制碰撞过程中人体过分后仰。此时荷载向下传递至侧板221，该侧板221上的第一吸能槽222和第二吸能槽223能够被挤压而变形吸收剩余能量，此时调角器内部所受扭矩已衰减至安全范围。

本发明的座椅骨架绕过了单个吸能零件的变形极限，通过系统设计，在骨架上划分了多个吸能区域，通过多个吸能结构的组合，实现了从引导零件溃缩，到变形吸能，到上挡板和下挡板碰撞限位，到停止吸能，到传递荷载至坐垫骨架，到坐垫骨架继续变形吸能的吸能过程，从而使得荷载达到安全值。系统的考虑能量管理，使得95％分位假人后撞调角器所受扭矩小于1500nm，提高了骨架性价比，实现了轻量化；骨架变形稳定且大小可控；结构耐疲劳性好，正常使用不会产生疲劳失效。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。