一种集成层流通风风道的靠背渐变支撑硬度泡沫结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种集成层流通风风道的靠背渐变支撑硬度泡沫结构。


背景技术：

2.一般情况下，座椅通风风道可以是3d网格布或泡沫开槽风道或两者结合设计。泡沫开槽风道的设计经济实惠备受行业内关注。众所周知，泡沫是座椅舒适性的主要承载体，泡沫开槽或大或小的改变了驾乘者与座椅接触面积和支撑强度的均匀性。通常情况下，行业内汽车座椅通风风道设计和舒适性设计属于不同范畴，从通风效率和舒适性两个专业视角结合起来的设计专利比较少。
3.专利文献cn202966034u提供一种空调或对流加热通风座椅中的风道系统，至少有一个座椅，座椅椅座和靠背的海绵泡沫层上开设有通风的风道，风道分别与各自的进风口相连通，风道上面敷有支撑风道作用的闭孔泡沫板，闭孔泡沫板上开有若干预留孔，其上面敷有通风网层，通风网层上面是经过打孔处理的真皮面料。保证了空调或对流加热通风座椅工作时，其冷风、环境风或热风在座椅表面分布的均匀性，克服了现有技术中座椅表面温度分布不均匀等缺点，是适合应用于空调或对流加热通风座椅使用环境的风道系统，可全面满足汽车及办公座椅使用中的舒适性。
4.专利文献cn109398191a公开了一种调整坐姿及保护脊椎的汽车座椅设计，旨在提供一种在保证舒适性能的同时，在行驶过程中可以通过泡沫不同硬度及不同分布进行的对乘客坐姿及脊椎进行保护，主要在于肩部、腰部、脊椎身体靠背时在保证座椅舒适性能的情况下，增加座椅靠背分布的不同硬度布局，并在脊椎与靠背接触处外其他区域进行分离，保证脊椎与靠背接触处硬度增加，对脊椎部位进行支撑作用，而其它区域泡沫硬度采用高回弹低硬度来增加舒适性能，现采用隔离料板进行分离，再采用不同配方的化料进行浇注，形成不同硬度的分布。
5.专利文献cn104044495a涉及具有气动调节部的胸部区域舒适的交通工具座椅系统。在至少一个实施方式中，提供了包括座椅靠背的交通工具座椅，所述座椅靠背包括具有第一硬度的衬垫和邻近该衬垫定位的气动胸部支撑结构。在至少一个实施方式中，气动胸部支撑结构包括第一囊，所述第一囊选择性地可充注以提供具有比第一硬度高的第二硬度的第一区域，其中当使用者就座于座椅中时，第一区域沿着使用者的脊椎的胸部区域布置以对使用者的脊椎的胸部区域中的至少一部分提供支撑。
6.专利文献cn214396501u涉及一种低压损汽车座椅靠背通风系统，包括靠背风扇、3d导风网格布、热压毛毡；风扇的风口与热压毛毡上的风口连通；靠背泡沫的背面在靠近人体肩部的位置加工有与3d导风网格布仿形的安装槽，3d导风网格布设置在安装槽内，在靠背泡沫的正面与安装槽相对的位置加工三列第一通风孔、多个第二通风孔，多个第二通风孔呈八字形间隔分布，3d导风网格布为川字型结构，3d导风网格布包括风汇集单元、设置在风汇集单元下端的第一风向下分流单元、第二风向下分流单元、第三风向下分流单元，设置在风汇集单元上端的第一风向上分流单元、第二风向上分流单元。该通风系统设计特定形
状导风道，并将风道布置在特定位置，大幅减轻人体压迫，减少风量损耗。
7.专利文献cn106004601b提供一种用于机动车辆的车辆座椅总成，该车辆座椅总成具有凸起的座椅靠背，该凸起的座椅靠背包括可渗透泡沫层，该可渗透泡沫层具有多个间隔开的孔。具有气流通道的分配系统并置抵靠可渗透泡沫层，使得分配系统的气流通道与可渗透泡沫层中的孔流体连通。托架总成并置抵靠分配系统并且具有上部，该上部具有由多个柔性径向臂支撑的中心环形元件，鼓风机附接到中心环形元件，该鼓风机与分配系统的气流通道和可渗透泡沫层中的孔流体连通。经由鼓风机的操作，来自可渗透泡沫层的热空气远离可渗透泡沫层移动并且通过凸起的座椅靠背循环。
8.专利文献cn101279590a公开了一种低成本的座椅通风系统，包括靠背内风道、座椅下风道、鼓风机、连接风道、送风风道、专为座椅提供风量的出风口、以及控制开关，其中连接风道可折叠，用于连接靠背内风道和鼓风机处风道；送风风道分为两部分，其中一部分可伸缩、弯曲，位于座椅下，连接到鼓风机，另一部分布置在车身钣金底板，连接到专为座椅提供风量的出风口。所述专为座椅提供风量的出风口为在空调蒸发器总成上增加的一专门的出风口，此出风口独立于空调蒸发器总成的出风口。此通风系统与整车空调配合，可以实现座椅的通风、制冷、取暖功能；设计的风道具备伸缩功能，不影响座椅的上下、前后以及座椅靠背的调整。
9.专利文献cn208842271u公开了一种具有通风功能的汽车座椅棕垫靠背总成，包括棕垫靠背、泡沫垫块、靠背骨架、轴流风机总成、通风袋、靠背背板；靠背背板包覆在座椅面套内部，轴流风机总成固定在靠背骨架上，棕垫靠背固定在靠背骨架上，泡沫垫块粘接在棕垫靠背内且与轴流风机总成位置相对应，通风袋粘接固定在棕垫靠背芯部。在座椅棕垫靠背总成中加入轴流式通风系统满足驾驶员对通风功能的要求，同时兼具棕垫靠背自身具有的整体透气性，体现了设计者对用户的贴心关怀，满足驾驶员特别是南方驾驶者对座椅透气性能的要求。
10.以上专利与本技术相关度较低。


技术实现要素：

11.本实用新型为了将通风效率和舒适性两个专业视角结合起来，提供了一种集成层流通风风道的靠背渐变支撑渐变硬度泡沫结构。
12.为解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：
13.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
14.一种集成层流通风风道的靠背渐变支撑硬度泡沫结构，其特征在于：
15.在泡沫b面设置通用集风整流结构1。
16.进一步地，当座椅靠背泡沫局部厚度大于50mm时，在通用集风整流结构1的基础
上，增加出风口，此为第一种集风整流结构的层流通风风道有出风口位置的结构2。
17.进一步地，所述第一种集风整流结构的层流通风风道有出风口位置的结构2的截面为带有阶梯倒角的矩形，阶梯倒角的角度为角度a15，角度a的取值范围为10
°
到30
°
，此角度位于出风口处。
18.一种集成层流通风风道的靠背渐变支撑硬度泡沫结构，其特征在于：
19.还包括在泡沫b面设置截面为矩形的通用集风整流结构。
20.进一步地，当座椅靠背泡沫局部厚度小于50mm时，在通用集风整流结构1的基础上，增加出风口，此为第二种集风整流结构的层流通风风道有出风口位置的结构3。
21.进一步地，所述第二种集风整流结构的层流通风风道有出风口位置的结构3的截面为下方半圆形或椭圆形，上方矩形，半圆形或椭圆形与矩形连接处的倒角的角度为角度b16，角度b的取值范围为10
°
到30
°
。
22.一种集成层流通风风道的靠背渐变支撑硬度泡沫结构，其特征在于：
23.还包括在泡沫b面设置截面为半圆形或椭圆形的通用集风整流结构。
24.进一步地，当座椅靠背泡沫局部厚度不均匀时，将第一种集风整流结构的层流通风风道有出风口位置的结构2与第二种集风整流结构的层流通风风道有出风口位置的结构3混合设置使用。
25.进一步地，所述通用集风整流结构1的截面处设置密封毛毡。
26.进一步地，靠背泡沫分三个硬度区，分别第一硬度区、第二硬度区、第三硬度区；
27.泡沫b面从腰部到肩部设有渐变宽度的泡沫加强筋，提供人体背部从腰部到肩部所需的逐渐变软的硬度支撑。
28.与现有技术相比本实用新型的有益效果是：
29.与10mm厚度的网格布为媒介通风量比较，本实用新型设计有集风整流结构，渐变支撑硬度的泡沫和通用集风整流结构，合二为一，更有利于得到层流风，使驾乘者感知到通风环境舒适性。传统网格布缺点是将进口风打散形成湍流风，增加了进口风流动过程中风能的消耗和风的耗散，减小驾乘者能感知到的风量和风速。同样的进风量，网格布会打散风，形成湍流后，自然风量和风速就会比层流风小。
附图说明
30.下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：
31.图1为泡沫b面渐变支撑硬度分区示意图；
32.图2为泡沫b面层流风道示意图；
33.图3为泡沫a面单个出风口结构示意图；
34.图4为图3的a-aa截面第一种集风整流结构的层流通风风道无出风口位置的结构示意图；
35.图5为图3的b-bb截面第一种集风整流结构的层流通风风道有出风口位置的结构示意图；
36.图6为图3的a-aa截面第二种集风整流结构的层流通风风道无出风口位置的结构示意图；
37.图7为图3的b-bb截面第二种集风整流结构的层流通风风道有出风口位置的结构
示意图；
38.图8是靠背泡沫a面出风口排布示意图；
39.图9是图8中c-cc截面示意图；
40.图10为在泡沫b面的通用集风整流结构示意图；
41.图中：a、第一硬度区；b、第二硬度区；c、第三硬度区；
42.1、通用集风整流结构；2、第一种集风整流结构的层流通风风道有出风口位置的结构；3、第二种集风整流结构的层流通风风道有出风口位置的结构；4、通用的泡沫b面集风整流结构剖面细节；
43.5、泡沫；6、泡沫a面；7、泡沫b面；
44.8、通风风道；9、泡沫加强筯；10、风机；11、风道入口；12、湍流；13、风道出口；14、密封毛毡；15、角度a；16、角度b；17、角度c；
45.图中箭头表示风流形式为湍流。
具体实施方式
46.为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
47.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
48.下面结合附图对本实用新型作详细的描述：
49.集风整流结构有三种，通用结构有一种，设计在泡沫b面，是风道得到层流风的关键集风整流结构，但这一种结构可以多处使用。
50.本专利最大创新点是具有集风整流结构的通风风道，设计的形状同时考虑了舒适性设计。
51.同时还有在满足舒适性的情况下，设计提供了含有泡沫b面通用集风整流结构的2种以上的风道系统。
52.第一种风道系统可以由泡沫b面的通用集风整流结构加上图5结构组成；
53.第二种风道系统可以由泡沫b面的通用集风整流结构加上图7结构组成；
54.第三种风道系统可以由泡沫b面的通用集风整流结构加上图5加上图7结构组成；
55.设计时候选择哪一种依据是座椅靠背泡沫局部厚度，厚度大于50mm，选择第一种风道设计，即出风口整流结构采用图5，无出风口结构是图4；
56.厚度小于50mm，选择第二种风道设计，即出风口整流结构采用图7，不出风口结构
是图6；
57.如果泡沫厚度不均一，那么出风口可以采取图5和图7的混合设计。
58.不管出风口采用哪种设计，泡沫b面的集风整流结构就是通用结构1。以泡沫厚度作为选择依据，灵活选择出风口位置的集风整流结构来设计风道，目的是达到舒适性渐变支撑硬度的需求。
59.具体如下：
60.第一种风道系统：靠背泡沫厚度大于50mm的风道设计。
61.由图9中所示泡沫b面的通用集风整流结构1加上图5中所示的出风口集风整流结构。
62.由图9中所示泡沫b面的通用集风整流结构1加上图4中没有出风口位置的组成第一套风道系统。
63.第二种风道系统：靠背泡沫厚度小于50mm的风道设计。
64.由图9中的泡沫b面的通用集风整流结构1加上图7中的出风口集风整流结构；
65.由图9中的泡沫b面的通用集风整流结构1加上图6中的没有出风口位置的组成第二套风道系统。
66.第三种风道系统：靠背泡沫厚度局部小于50mm，局部大于50mm的风道设计。
67.由图9中的泡沫b面的通用集风整流结构1加上图5中的出风口矩形和图7中的半圆形(或椭圆形)进行选择后，设计在需要的位置。
68.为了形成层流风，而非市面上大部分设计得到的湍流风，包括通风网格布。同样的进风量，网格布会打散风，形成湍流后，消耗掉风能，自然风量和风速就会比层流风小。
69.舒适性方面：从靠背压力分布可知，靠背与座椅接触产生压力是渐变的，从主观感知角度肩胛骨附近区域是线/点与面的接触，更需要座椅靠背支撑硬度的柔软性，本实用新型通过靠背泡沫b面开槽方式，实现渐变硬度支撑。
70.在驾乘过程中，驾乘者与座椅靠背接触产生承载力，腰部承载力最大，从腰部开始到肩部区域演变，这种承载力呈现逐渐减小趋势，无论从主观感知和客观评价，在人体肩胛骨附近区域，驾乘者与座椅靠背通常呈现线与面接触或点与面接触，这种接触方式更需要座椅靠背支撑硬度的柔软性，本实用新型通过靠背泡沫b面开槽方式，实现渐变硬度支撑。线与点指驾乘者肩胛骨附近区域，面指座椅靠背a面。
71.安全方面：撞击过程中，背上部一定程度的柔软更有利于包裹住驾乘者，安全性增加。
72.图9中，泡沫b面开槽深度是渐变的，在背上部深度最大，此位置泡沫变薄，使得泡沫变得柔软。同时此部位布置风扇，是进风口，给了进风较大的集风梳理的空间，有利于形成更多的层流风。
73.一种集成层流通风风道的靠背渐变支撑硬度泡沫结构，主要包括
74.每种通风系统或通风风道中两个位置设计有集风整流结构，有利于得到层流风。靠背泡沫b面开槽，得到具有集风整流结构的通风风道；首先充分考量了风机送风的特点，开设风机进风口梳理风的空间，减少湍流形成。其次，风机送风流动到泡沫b面整流结构后，再次经过集风整流后，会形成更多的层流风，与传统风道比较，避免了湍流风的形成；泡沫b面开槽是按着能得到层流风的整流结构的方式开槽的，是以层流风为目的。
75.图1是泡沫b面渐变支撑硬度分区示意图；
76.将座椅靠背泡沫分三个硬度区，分别第一硬度区、第二硬度区、第三硬度区；
77.第一硬度区：腰部支撑区域，相对位于腰椎第1到第5区域；
78.第一硬度区：泡沫提供腰部支撑硬度，不设置风道。
79.第二硬度区：背下部区域，相对位于胸椎第7到第12区域；
80.第二硬度区：在泡沫a面设置泡沫加强筋，增加支撑硬度，在泡沫b面设置风道。在泡沫b面左右两侧设置风道，中间部位从腰部到肩部留有渐变宽度的泡沫加强筋，提供人体背部从腰部到肩部所需的逐渐变软的硬度支撑。同时泡沫加强筋也是风道的组成部分之一，与密封毛毡垫一起组成通风风道。在风扇送风过程中，泡沫加强筋起到支撑驾乘者背部，使通风风道尽可能产生小的变形量，使风道内的风流通过整流结构整流后形成层流风，送到出风口，满足驾乘者通风舒适性需求。
81.第三硬度区：背上部和两侧肩胛骨区域，相对位于胸椎第1到第7区域；
82.第三硬度区：与第二硬度区比较，本区降低泡沫加强筋高度的幅度会加大，目的是提供肩部较柔软支撑和给通风风机送风留出足够的导风空间，逐渐降低泡沫加强筋高度，提供肩部较柔软支撑，在泡沫b面设置风道。
83.泡沫a面、泡沫b面是指一个泡沫的两个面，泡沫a面指与驾乘者接触的面，泡沫b面是指与骨架接触的面。
84.图2是层流通风风道示意图；
85.在硬度b区和硬度c区设置通风风道，通风风道设置在泡沫b面。通风风道有风道入口和风道出口，在风道入口上方设置风机10，风机10用于吸或吹风流。在风道入口处形成以层流为主的气流，气流向下形成湍流12。
86.在泡沫b面，设置的风道，以集风整流结构的形式在泡沫b面上设置泡沫沟槽。
87.参阅图2，以泡沫b面7为视角，通风风道8为泡沫沟槽；从腰部第1腰椎到第1胸椎(肩部)高度渐变的泡沫加强筋9，风道入口11处的风以层流为主。
88.在风机10下方设置通用集风整流结构，图2中的数字1处指示了第一种和第二种风道通用的泡沫b面集风整流结构；图9中的数字4处指示了通用的泡沫b面集风整流结构剖面细节；
89.参阅图3，图3是泡沫a面单个出风口结构示意图；
90.整流结构位置是二个，第一个位置是肩部的图10位置，这个位置的整流结构形式就一种，图10的形式，为通用整流结构。
91.第二个位置是左右两侧与出风口连接的整流结构，此位置的整流结构形式是两种，或两种结合方式，如何结合就看设计时候的空间大小，两种形式是图5和图7。
92.图4与图5是一套系统；图5是出风口截面后结构；对应的泡沫a面没有出风口的位置，截面结构是图4；重点是有出风口的图5。
93.图5中的数字2处指示了第一种风道系统中设计在出风口区域的集风整流结构；
94.参阅图4，无出风口，为第一种形式的集风整流结构的通风风道a-aa处截面为矩形。
95.参阅图5，有出风口，为第一种形式的集风整流结构的通风风道b-bb处截面为带有阶梯倒角的矩形，阶梯倒角的角度为角度a15，角度a的取值范围为10
°
到30
°
，此角度位于出
风口处。在通风风道处设置通风密封毛毡。
96.第二种形式，为图6中的a-aa截面处、图7中的b-bb截面处形式。
97.参阅图6，无出风口，第二种形式的集风整流结构的通风风道a-aa处截面为圆弧形；圆弧形为半圆形或椭圆形。
98.参阅图7，有出风口，第二种形式的集风整流结构的通风风道b-bb处截面为下方圆弧形，上方矩形，圆弧形与矩形连接处的倒角的角度为角度b16，角度b的取值范围为10
°
到30
°
；圆弧形为半圆形或椭圆形。
99.截面圆弧形曲面，弧形曲面弧线上的切线方向与水平方向间的夹角，夹角取值范围为5
°
～30
°
。在通风风道处设置通风密封毛毡。
100.图7中的数字3处指示第二种风道系统中设计在出风口区域的集风整流结构；
101.图8是靠背泡沫a面出风口排布示意图；
102.图9是图8中c-cc截面示意图；
103.泡沫a面没有风道，但有出风口，此出风口与泡沫b面的风道是连通状态。
104.在c-cc截面处设置集风整流结构的通风风道，设置在泡沫a面与泡沫b面之间。
105.图10为在泡沫b面的通用集风整流结构的示意图，来风方向和来风方向的左右两侧设计有整流作用的斜面。
106.在集风整流结构截面处均设置密封毛毡。
107.工作原理：
108.风机处是风道入口，泡沫开槽风道周围泡沫为支撑面，中间的泡沫加强筋是风道的支撑面。
109.粘贴密封毛毡使得风机送风通过密封的通风风道到达风道出口。风道出口设计在驾乘者腰部以上区域，可以设计有多条，目前图1给出的是靠背的左右两侧2条风道。风扇位置和风扇出口附近的导风空间不变的情况下，与这个空间连接的风道可以设计多条，比如4条。
110.风机吹风后，经过整流结构将来风整流后，来风再经过风道口整流结构达到一定程度的整流，送入每个风道出口。因为有整流结构的存在，使得通风更顺畅，噪音小。
111.靠背泡沫分三个硬度区，分别第一硬度区、第二硬度区、第三硬度区；
112.泡沫b面从腰部到肩部留有渐变宽度的泡沫加强筋，提供人体背部从腰部到肩部所需的逐渐变软的硬度支撑。
113.本实用新型设有集风整流结构及靠背渐变支撑硬度泡沫结构，二者结合设计，使驾乘者更能感知到通风环境舒适性。
114.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。