具有带波形部的挤压限制器的座椅组件的制作方法

背景技术：

以下描述涉及用于汽车应用、办公家具和休闲车辆座椅的可调节座椅组件。

汽车座椅设计传统上已经使用了在不同制造商之间通用的材料和工艺。已知的座椅设计通常包括钢框架、钢悬架和挤压限制器，以及织物或皮革装饰表层。挤压限制器在汽车座椅中最普遍地实施为发泡体层。挤压限制器用于分配反作用力、分散乘坐者的应力尖峰并且在力的作用下提供受控制的偏移，从而导致能量吸收。

在已知的汽车座椅设计中，已经发现作为挤压限制器的常用发泡体层适合于提供舒适性和在压力图测试中可观察到的负荷分配。发泡体座椅(即，包括发泡体层的座椅设计)的舒适性至少部分地由发泡体硬度、厚度和孔隙率来确定，以控制压力偏移量(ifd)，这是判断和控制舒适性的常用量度。发泡体层的发泡体材料通常为热固性材料。

一些汽车座椅设计包括另外的特征，例如座椅加热和/或冷却装置。加热和冷却装置可以包括电阻电路(用于加热)和相关的电气部件(例如铠装线等)、珀尔帖热电发电机、鼓风机、风扇等。在一些座椅设计中，由风扇鼓风机产生的真空可以使用透过发泡体层的歧管系统通过座椅从乘坐者那里抽吸空气和湿气而向乘坐者提供凉爽的感觉。在一些实例中，座椅设计包括进一步的部件，这些部件被配置成降低这些风扇鼓风机的嗡嗡声、吱吱声和格格声(bsr)。

已知的汽车座椅设计可以包括为个人的体形和体格定制座椅舒适性和人体工程学功能的特征。例如，4向和8向可调节座椅在市场中已经变得普遍，并且最近，已经开发了33向可调节座椅。这些类型的可调节座椅使用电动致动器和空气驱动气囊而形成关节运动。在一些设计中，脉冲致动用于提供振动按摩功能。已经发现通常用于汽车座椅设计的发泡体层适于在汽车座椅应用中适应这种可调性，同时在调节期间在整个位置范围内提供合适的ifd特性。

然而，通常使用的发泡体材料层往往上笨重的且可占据汽车内部的大量体积。此外，发泡体层具有固有的隔热特性，因此在加热和冷却系统中需要额外的设计考虑，以便为落座的乘坐者提供所需程度的舒适性。此外，难以将额外的座椅部件与发泡体层整合在一起，所述额外的座椅部件包括加热和冷却系统部件和例如铠装线、座椅调节模块的电气部件以及其它辅助部件。通常，这些额外的部件需要安装在发泡体层下面或周围，从而在汽车内部占据额外的体积。更进一步地，常用的发泡体材料和化学品，例如聚氨酯发泡体，可以涉及使用在制造过程中需要特殊处理和/或管理的调节成分或其它材料。此外，在传统的座椅设计中，聚氨酯发泡体通常由钢或其它金属悬置部件支撑。然而，这些材料可能是腐蚀性的。

因此，期望开发发泡体汽车座椅设计的替代方案以应对上述缺陷，同时保持或改善发泡体座椅设计的尽可能多的益处，例如舒适性和可调性特性。

技术实现要素：

在一个方面，座椅组件包括框架、设置在框架上的座椅基底层和设置在座椅基底层上的挤压限制层。挤压限制层包括盘簧部分和在座椅组件处于非制动状态下时具有弯曲轮廓的波形部。波形部包括多个波形元件以及连接在波形元件之间的一个或多个肋。座椅组件还包括连接到挤压限制层的负荷分配层以及在后侧位置与前侧位置之间可移动的调节模块。调节模块被配置成在缩回位置与延伸位置之间移动波形部。

多个波形元件可以包括多个第一波形元件和多个第二波形元件。多个第一波形元件中的诸个第一波形元件可以与多个第二波形元件中的诸个第二波形元件交替地定位。该第一波形元件和该第二波形元件可以是相对于彼此可移动的。该第一波形元件和该第二波形元件可以相对于彼此径向地错开。

座椅组件还可以包括保持层。挤压限制层可以被设置在该保持层与负荷分配层之间。第一波形元件可连接到负荷分配层，第二波形元件可连接到保持层。与该保持层的连接可以约束波形层同时允许该波形层围绕该调节模块径向滑动。

调节模块可以包括致动器和本体。该致动器被配置成移动该本体以便在后侧位置与前侧位置之间移动该调节模块。波形部可以被配置成相对于该本体滑动以便在该缩回位置与该延伸位置之间移动。

波形元件可以形成为线性波形弹簧。该波形元件可以由热塑性材料制成。

根据另一方面，用于座椅组件的挤压限制层包括具有多个盘簧的盘簧部分和具有弯曲轮廓的波形部。该波形部包括多个波形元件以及连接在该波形元件之间的一个或多个肋。

多个波形元件可以包括多个第一波形元件和多个第二波形元件。多个第一波形元件中的诸个第一波形元件可以与多个第二波形元件中的诸个第二波形元件交替地定位。该第一波形元件和该第二波形元件可以是相对于彼此可移动的。该第一波形元件和该第二波形元件可以相对于彼此径向错开。该波形部可以在缩回位置与延伸位置之间是可移动的。

结合附图并结合所附权利要求书，根据以下描述，本装置的这些和其它特征和优点将变得明显。

附图说明

在阅读以下详细描述和附图之后，本实施例的益处和优点对于相关领域的普通技术人员将变得更加显而易见，其中：

图1是根据在此描述的实施例的座椅组件的底部立体图；

图2是图1的座椅组件的顶部立体图；

图3是图1和图2的座椅组件的分解图；

图4是示出座椅各层的座椅组件的侧面的示意图；

图5是波形部的一个实施例的图示，其示出围绕膝盖调节模块处于缩回位置的膝盖支撑发泡体替代物；

图6a和6b示出根据实施例处于后侧位置(图6a)和前侧位置(图6b)的调节模块；

图7a和7b类似于图6a和6b，示出了本发明的分层座椅构型的实施例；

图8a和8b以立体图示出了一个缓冲垫的构思，其中为了便于说明，去掉了负荷分配层，并示出了挤压限制层(图8a)；(图8b)示出了根据实施例的负荷分配层的立体图；

图9是示出根据实施例的加工完成的，呈基本上线性的构型的以及安装在该座椅组件中的，呈基本上弯曲的构型的波形部的图；

图10是示出根据实施例安装在座椅组件的膝盖支撑部分处的波形部的立体图；

图11是示出根据实施例配置成用于单独调节座椅组件的左、右波形部的俯视图；

图12是根据实施例的挤压限制层的侧视图，其中波形部处于缩回位置；

图13是根据实施例的挤压限制层的侧视图，其中波形部处于完全延伸位置；和

图14是根据实施例的挤压限制层的立体图，其中波形部处于缩回位置。

具体实施方式

尽管本公开容许各种形式的实施例，但在附图中示出并将在下文中描述一个或多个实施例，应理解，本公开仅被认为是说明性的，而不旨在将本公开限制于所描述或说明的任何具体实施例。

图1和图2分别是根据本文所述的实施例的座椅组件10的底部立体图和顶部立体图。座椅组件10可以被配置成无发泡体座椅组件10。图3是图1和图2的座椅组件10的分解图。根据实施例，座椅组件10可以是设计用于在汽车中安装和使用的汽车座椅组件。

参考图1-3，座椅组件10通常包括座椅基底层12、挤压限制层14和负荷分配层16。在一个实施例中，座椅基底层12可以使用定向或部分定向的嵌段共聚物制成，例如热塑性弹性体(tpe)。如将在下面进一步描述的，挤压限制层14通常包括盘簧部分18和波形部20。该负荷分配层16可以被布置在挤压限制层14上方并且被配置成例如横越挤压限制层14地分配来自落座在该座椅组件10上的乘坐者的负荷。保持层22可以位于挤压限制层14的至少一部分的下面，例如，在波形部20处。

座椅组件10还可以包括框架24、调节模块26和承垫28。该框架24可以被配置成连接到汽车车身或汽车框架上。该调节模块26被配置成调节座椅部件的位置，如下所述。承垫28可以包括在座椅组件10中以提供可变的反作用弹簧力，该可变的反作用弹簧力基本上模仿传统的发泡体座椅部件的舒适特性(例如，ifd)，但是可以通过由已知的注射模制工艺而注射模制的热塑性塑料来形成。在一些实施例中，承垫28可在刚性或成角度的座椅部件上延伸，从而限制乘坐者对这些部件的暴露并提高舒适性。在一个实施例中，座椅组件10还可以包括歧管膜30。歧管膜30可以与例如座椅组件10的加热和/或冷却系统(未示出)一起使用。

图4是示出根据实施例的座椅组件10的分解侧视图的图，其中示意性地示出了一些部件。在一个实施例中，座椅组件10可以包括设置在负荷分配层16上的装饰外层32，例如皮革或织物。在一个实施例中，座椅组件10可以包括加热和/或冷却系统，该加热和/或冷却系统可以包括例如设置在负荷分配层16下方的加热垫34、通风鼓风机36和铠装线38，该铠装线可以设置在例如座椅基底层12下方并且邻近框架24或在框架24内。然而，这些部件不限于这样的位置。

根据实施例，挤压限制层14的盘簧部分18通常沿着乘坐者就坐的座椅组件10的一部分延伸，在那里乘坐者重量的基本竖直分量将施加到座椅组件10。该盘簧部分18可以由在该座椅基底层12与该负荷分配层16之间延伸的多个盘簧形成。盘簧可以例如通过多个卡扣配合连接或其他合适的附接机构附接到座椅基底层12和/或负荷分配层16。

挤压限制层14的波形部20大致可以在座椅组件10的膝盖支撑部分上方延伸，该膝盖支撑部分设计成当乘坐者处于就座位置时支撑乘坐者膝盖的下侧或后侧。因此，在至少一个构型中，波形部20可以大致以线性螺旋形围绕曲率中心延伸。例如，如图4所示，在侧视图中，波形部20可以作为大致c形的弯曲段延伸。

在一个实施例中，调节模块26可以是被配置成调节座椅组件10的膝盖支撑部分的位置的膝盖支撑模块。例如，如下文进一步描述的，调节模块26可以被致动以移动波形部20。在一个实施例中，调节模块26包括可操作地连接到本体42上的致动器40。该致动器40可以被操作以驱动该本体42来调整该膝盖支撑部分的位置。

图5是座椅组件10的放大立体图，示出了根据实施例的挤压限制层14，该挤压限制层包括在膝盖支撑部分处的波形部20。波形部20在总体形状上可以是基本上线性的，例如，在座椅组件10的宽度方向‘w’上延伸。波形部20包括多个波形元件44、46。在一个实施例中，多个波形元件包括一个或多个第一波形元件44和一个或多个第二波形元件46。在一个实施例中，提供了多个第一和第二波形元件44、46，并且单独的第一和第二波形元件44、46沿着长度方向或曲率方向相对于彼此交替地定位。在一个实施例中，第一和第二波形元件44、46可以在径向或厚度方向上彼此错开或交错。例如，第一波形元件44可以相对地定位在外侧(即，更靠近座椅组件10或负荷支撑层16的外部)，第二波形元件46可以相对地定位在内侧(即，更靠近保持层22或调节模块26)。在一个实施例中，波形元件44、46可以由热塑性材料制成。

在一个实施例中，第一和第二波形元件中的波形元件44、46可以形成为分离的、单独的弹簧，并且可以包括例如沿着其各自的长度(波形元件44、46的长度在图5中的座椅组件10的宽度方向w上延伸)形成的一个或多个波形结构或起伏结构。即，波形元件44、46可以形成为基本上线性的波形弹簧。在另一个实施例中，这些单独的波形元件44、46可以包括杯形部分或者可以是基本上平坦的。这些波形元件44、46可以通过一个或多个肋48彼此连接。肋48被配置成例如在如以下进一步描述的膝盖支撑部分的调整过程中在需要时弯曲，由此允许第一和第二波形元件44、46移动。

在一个实施例中，第一波形元件44可以通过一个或多个卡扣配合连接或其它合适的连接而连接到负荷分配层16。例如，第一波形元件44可以包括一个或多个耳轴50或其他合适的突起部，所述耳轴50或其他合适的突起部被配置成与负荷分配层16的下侧卡扣配合。类似地，第二波形元件46可以通过一个或多个耳轴(未示出)或类似的合适的突出部连接到保持层22，所述耳轴或类似的合适的突出部配置成与保持层22卡扣配合。然而，本公开不限于此类卡扣配合，并且设想了其他合适的连接。

图6a和6b是根据本公开的实施例的座椅组件10的侧视图，其中调节模块26处于后侧(或缩回)位置(图6a)和前侧(或延伸)位置(图6b)。如图6a和6b所示，为了调节座椅组件10的膝盖支撑部分的位置，致动器40被操作以将主体42从图6a中的位置向外移动到图6b中的位置以使膝盖支撑部分的长度伸长。相反，可以操作致动器40将本体42从图6b中的位置向内移动到图6a中的位置，从而减小膝盖支撑部分的长度。

图7a和7b是座椅组件10的侧视图，该座椅组件具有定位在调节模块26上方的保持器22和挤压限制层14(包括波形部20)，参见图6a、6b，根据本公开的实施例，调节模块26处于后侧(缩回)位置(图7a)和前侧(延伸)位置(图7b)中。包括第一和第二波形元件44、46(参见图5)的波形部20被配置成使得调节模块26从后侧位置到前侧位置(并且反之亦然)的移动致使波形部20沿着本体42的表面滑动而不会约束、影响或放松所希望的或客户指定的ifd要求。因此，通过在此描述的实施例的波形部20，挤压限制层14可以在调节模块26的所有位置中提供一致的舒适度。保持层22配置成相对于本体42的具有波形部20的表面滑动。

通过第一和第二波形元件44、46的布置来提供波形部20的滑动，所述第一和第二波形元件44、46彼此分开地设置，并且配置成彼此独立地移动。因此，在波形部20的滑动期间，单独的第一和第二元件44、46可以相对于彼此移动。

仍参见图7a和7b，当调节模块26处于后侧位置时，波形部20处于缩回位置(图7a)。在缩回位置中，波形部20在侧视图中具有基本上弯曲的轮廓。调节模块26向前侧位置的移动将波形部20移动到延伸位置(图7b)。根据一个实施例，在延伸位置中，波形部20在侧视图中至少部分地变直，例如从弯曲轮廓朝向线性轮廓移动。作为波形部20相对于本体42的滑动的结果，波形部20的自由端52改变相对于本体42的表面的位置。相反，调节模块26从前侧位置到后侧位置的移动引起波形部20从延伸位置到缩回位置的移动。此外，在整个调节过程中可以保持波形形状和负荷位移。

图8a和8b是示出根据本文描述的实施例的座椅组件10的立体图，其中图8a去除了负荷分配层16，以更清楚地示出挤压限制层14，而在图8b中负荷分配层16被安装。在一个实施例中，负荷分配层16包括多个彼此连接的形状区段54。在一个实施例中，每个形状区段54可以例如通过卡扣配合连接而连接至挤压限制层14。以这种方式，施加到负荷分配层16的压力可以横跨形状区段54和挤压限制层14分布，从而获得期望的ifd特性和压力图。

图9是示出了已加工完成的处于基本线性构型的波形部20的图，以及已被安装在座位组件10上的呈基本上弯曲的构型的波形部20的图。如图9所示，在一个实施例中，第二波形元件46的厚度可以朝着波形部20的自由端52逐渐减小。

图10是示出根据实施例的安装在座椅组件10的膝盖支撑部分处的波形部20的立体图。

图11是示出根据实施例的配置成在座椅组件10上用于单独调节的左、右波形部20l、20r的俯视图。在一个实施例中，座椅组件10可以包括可单独调节的左膝盖支撑部分和右膝盖支撑部分。为此，可以提供单独的左波形部和右波形部20l、20r。虽然在图11中未示出，但是应当理解，也可以提供单独的左调节模块26和右调节模块26，并且左调节模块和右调节模块可以彼此独立地操作。

图12是根据本文所述实施例的挤压限制层14的侧视图，其中波形部20处于缩回位置，图13是根据本文所述实施例的挤压限制层14的侧视图，其中波形部20处于完全延伸位置。如上所述，并且如图12所示，在缩回位置中，波形部20在侧视图中可以具有基本上弯曲的轮廓并且可以具有线性螺旋的形状。在完全延伸位置，如图13所示，波形部20可以设置成基本线性或平面构型。波形元件44、46被配置成在调整过程中移动，使得在整个调整过程中基本上限制或防止装饰外层32拉伸或收缩并且同时波形元件44、46提供了缓冲效果和所希望的ifd顺应性。在一个实施例中，由于波形元件44、46滑动，在波形部20在缩回位置与延伸位置之间移动的过程中，沿着直线或曲线测量的波形部20的长度‘l’可以是基本上恒定的。在一个实施例中，这个特征可以至少部分地通过在调节期间单独的波形元件44、46的独立的相对移动来。

图14是根据实施例的挤压限制层14的立体图，其中波形部20处于缩回位置。如以上实施例所描述的，第一和第二波形元件44、46可以相对于彼此交替地定位并且错开或交错。

在以上实施例中，波形部20的设计在装饰外层32接触负荷分配层16的a类界面处维持共同的直线长度。直线长度的设计规则使得波形部能够在调节过程中折叠和扩展(即，缩回和延伸)而不会使装饰外层32起皱或过度拉伸。直线定位的长度还使得制造商能够移除和更换装饰外层32，和/或使用负荷分配层16作为乘坐者界面。

在此描述的实施例的座椅组件10，其中传统的发泡体层由包括波形部20的挤压限制层14代替，可以允许以降低的成本生产座椅，占据较小的体积，提供更透气的乘坐者就座界面，避免吸收流体，易于清洁并且可以通过使用惰性热塑性材料减少排放。

在此描述的实施例，包括具有波形部20的挤压限制层14，还可以允许在整个座椅调节过程中改变座椅的厚度和轮廓形状。利用悬架张紧构件的座椅形状传统上通过改变张紧框架形状而被限制为一维(1d)可变轮廓。然而，在仅使用悬架时，二维(2d)座椅表面轮廓已受到限制。提供挤压限制功能和物理厚度的材料，如发泡体或盘簧，可以为座椅设计师提供2d轮廓，但是当例如在膝盖支撑部分围绕致动半径缠绕时，材料受到限制。如图5、图6a、图6b、图7a和图7b所示，本文所述的波形部20允许数毫米的致动器行程，同时保持座椅形状和ifd舒适顺应性。

通过宽范围的调节机制，波形部20也可适应不同的用户需求。例如，可通过调节波形元件宽度、波形元件形状(平坦形相比杯形)、波形元件材料、模态性能、顶(外)波相比底(内)波高度以及波形间距和极性波形频率(波数)和其它输入来调节力偏移或弹性比。

已经发现，在此描述的座椅组件10的实施例能够提供ifd顺应设计，该设计的表现相称于或超越在传统的汽车座椅应用中在大多数或所有调节位置中使用的发泡体材料。图6a-6b和图7a-7b中突出显示的调节示出了对位于33向可调节座椅内的乘坐者的致动调节范围(例如，50mm-100mm范围)的示例。

还应当理解，对于本领域技术人员而言，对本文公开的实施例的各种改变和修改将是显而易见的。在不脱离本公开的精神和范围并且不减少其预期优点的情况下，可以进行这样的改变和修改。因此，所附权利要求旨在覆盖所述改变和修改。还应当理解，来自上述和附图中所示的实施例的各种特征可以与本文所述和附图中所示的其它实施例组合。