專利名稱：汽車座椅靠背骨架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車座椅技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種汽車座椅靠背骨架。
背景技術(shù)：
中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN 101708699A公開(kāi)了有如圖I所示得座椅靠背骨架，靠背骨架的材料是塑料，骨架是由塑料材料一體成型的并且骨架具有沿其周向延伸的外殼I和連接外殼I中部的中間橫梁7以及連接外殼I底部的底部橫梁9，外殼I的橫向截面為“η”形，并且所述η形截面的外殼的內(nèi)側(cè)具有蜂窩狀加強(qiáng)筋2。蜂窩狀加強(qiáng)筋2沿整個(gè)骨架可具有不同高度和/或不同厚度。在骨架受力大的位置，蜂窩加強(qiáng)筋2的厚度和/或?qū)挾容^大；在骨架受力小的位置，蜂窩加強(qiáng)筋2的厚度和/或?qū)挾容^小。蜂窩狀加強(qiáng)筋的高度是15-60mm。蜂窩狀加強(qiáng)筋形成正六邊形，且與外殼是注塑成型。 骨架與調(diào)角器的連接處采用嵌件成型，將用來(lái)與調(diào)角器上連接板連接的兩個(gè)螺母連成一體，作為嵌件與塑料骨架注塑成一體。但是，上述現(xiàn)有的座椅靠背骨架，在靜強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分析時(shí)，其外殼I的轉(zhuǎn)角3、
4、外殼I與中間橫梁7的連接處5、6以及外殼I頂部的中間位置8都有明顯的應(yīng)力集中，參見(jiàn)圖2。為此，中國(guó)專利授權(quán)公告號(hào)CN201951307U對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，參見(jiàn)圖3，該座椅靠背骨架，由塑料材料一體成型的，并且骨架具有沿其周向延伸的外殼100和連接外殼100中部的中間橫梁110以及連接外殼100底部的底部橫梁120，外殼100的橫向截面為“η”形，并且η形截面的外殼的內(nèi)側(cè)具有蜂窩狀加強(qiáng)筋130，蜂窩狀加強(qiáng)筋130的軸向與受力方向平行。在外殼100內(nèi)的轉(zhuǎn)彎處、中間橫梁110與外殼100連接處以及外殼100頂部的中間位置處設(shè)置有交叉狀加強(qiáng)筋140、150、160、170、180。外殼內(nèi)轉(zhuǎn)彎處的交叉狀加強(qiáng)筋140、150為十字形交叉狀加強(qiáng)筋，外殼100頂部中間位置處的交叉狀加強(qiáng)筋180為十字形交叉狀加強(qiáng)筋；中間橫梁110與外殼100連接處的交叉狀加強(qiáng)筋160、170呈近似等腰三角形分布并對(duì)稱。該座椅靠背骨架外殼內(nèi)側(cè)的加強(qiáng)筋采用蜂窩狀加強(qiáng)筋和交叉狀加強(qiáng)筋組合，很大程度的提高了座椅靠背的靜強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度，尤其是在外殼的應(yīng)力集中處設(shè)計(jì)的交叉狀加強(qiáng)筋的形狀與應(yīng)力分析中的應(yīng)力分布相似，在應(yīng)力集中處都有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)來(lái)承擔(dān)力的作用。本發(fā)明的中間橫梁與外殼連接處的交叉狀加強(qiáng)筋近似等腰三角形分布并對(duì)稱，形成了良好的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，并起到了將應(yīng)力向上下和橫梁對(duì)稱疏導(dǎo)的作用。本發(fā)明在選用同一牌號(hào)ΡΑ66材料進(jìn)行分析，其靜強(qiáng)度比原有的靠背骨架增強(qiáng)了 8%左右，相同的脈沖條件下本發(fā)明的沖擊變形角度比原有的靠背骨架的沖擊變形角度減小了 7°左右。上述兩款塑料座椅靠背骨架的主要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在生產(chǎn)工藝的簡(jiǎn)化和重量的減輕，但是，它們?yōu)榱藦浹a(bǔ)塑料與金屬材料特性上的差異，使它們達(dá)到足夠的強(qiáng)度，上述兩款塑料座椅靠背骨架與金屬骨架相比在空間上沒(méi)有明顯的優(yōu)勢(shì)，外殼的橫向截面的厚度達(dá)到110毫米左右，造成整個(gè)座椅靠背的厚度增加，縮小了車內(nèi)的使用空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有塑料座椅靠背骨架所存在的外殼的橫向截面的厚度較厚的問(wèn)題而提供一種外殼的橫向截面的厚度較薄的汽車座椅靠背骨架。該汽車座椅靠背骨架對(duì)其結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行改進(jìn)后，可以使其靜強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度保持或增強(qiáng)的前提下，減小橫截面的X方向的寬度，從而使整個(gè)座椅靠背的厚度減少，增大可使用的車內(nèi)空間。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的汽車座椅靠背骨架，由塑料材料一體成型的，該骨架具有沿其周向延伸的外殼和連接外殼的兩側(cè)部中部的中間橫梁以及連接外殼兩側(cè)部底部的底部橫梁，其特征在于，在所述外殼兩側(cè)部的上部至底部之間的內(nèi)側(cè)設(shè)置有增強(qiáng)部件。
所述增強(qiáng)部件采用鑲嵌方式全部或部分設(shè)置有外殼的塑料材料中。所述增強(qiáng)部件為金屬增強(qiáng)部件或非金屬增強(qiáng)部件。所述非金屬增強(qiáng)部件為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的增強(qiáng)部件。所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的增強(qiáng)部件為使用連續(xù)玻璃纖維加強(qiáng)板制成的增強(qiáng)部件或使用連續(xù)碳纖維加強(qiáng)板制成的增強(qiáng)部件或采用編織纖維板制成的增強(qiáng)部件或采用單向纖維基材進(jìn)行不同方向的疊加而制成的增強(qiáng)部件。所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的增強(qiáng)部件的厚度為O. 2mm 3. 0mm。所述增強(qiáng)部件上設(shè)置有若干貫通孔。所述外殼兩側(cè)部的橫截面大致呈“ |_丨_”或“ Π_”。所述增強(qiáng)部件的橫截面為“L”形或“N”形。在所述外殼內(nèi)設(shè)置有蜂窩狀加強(qiáng)筋和交叉狀加強(qiáng)筋。所述增強(qiáng)部件使用規(guī)則編制的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成時(shí)，纖維延伸方向的設(shè)計(jì)與靠背的軀干線方向成α角，α角度范圍為15度到45度。由于采用了如上的技術(shù)方案，本發(fā)明使原有的塑料靠背骨架不僅在重量上比金屬骨架輕，同時(shí)在空間上也比金屬骨架更具優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明提供出新的截面形狀的塑料骨架，此類的截面形狀由原有的“η”型橫截面優(yōu)化演變而來(lái)。截面的寬度要比原有的塑料骨架減薄10毫米到25毫米，從而減薄座椅靠背的厚度，曾大了車內(nèi)可用空間。同時(shí)本發(fā)明改變乘員背部可能接觸的骨架表面曲面，使靠背骨架的外形更加靠近人體靠背曲面，增加了人體支撐面的面積。從而提高了人體舒適性，同時(shí)可以減少發(fā)泡層的厚度5 - 20毫米。


圖I為中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN101708699A公開(kāi)的座椅靠背骨架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN101708699A公開(kāi)的座椅靠背骨架應(yīng)力分析示意圖。圖3為中國(guó)專利授權(quán)公告號(hào)CN201951307U公開(kāi)的座椅靠背骨架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例I汽車座椅靠背骨架結(jié)構(gòu)分解示意圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例I汽車座椅靠背骨架結(jié)構(gòu)背面投影圖。圖6是圖5的B-B剖視圖。圖7為圖6的D處放大示意圖。
圖8是本發(fā)明實(shí)施例I汽車座椅靠背骨架結(jié)構(gòu)的軸側(cè)圖。圖9為本發(fā)明實(shí)施例2汽車座椅靠背骨架結(jié)構(gòu)背面投影圖。圖10為圖9的C-C剖視圖。圖11為圖10的E處放大示意圖。圖12是本發(fā)明實(shí)施例2汽車座椅靠背骨架結(jié)構(gòu)的軸側(cè)圖。圖13為本發(fā)明采用編織纖維板制成的增強(qiáng)部件結(jié)構(gòu)示意圖。圖14為本發(fā)明采用編織纖維板制成的增強(qiáng)部件受力狀態(tài)示意圖。圖15是現(xiàn)有塑料汽車座椅靠背骨架和發(fā)泡結(jié)構(gòu)剖視·
圖16是采用本發(fā)明實(shí)施例I的汽車座椅靠背骨架的發(fā)泡體結(jié)構(gòu)示意圖。圖17為圖16的F-F剖視圖。圖18是本發(fā)明實(shí)施例I汽車座椅靠背骨架應(yīng)力應(yīng)變圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來(lái)進(jìn)一步描述本發(fā)明，以下實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。實(shí)施例I參見(jiàn)圖4至圖8，圖中給出的汽車座椅靠背骨架，由塑料材料一體成型的，該骨架具有沿其周向延伸的外殼100，該外殼100從兩個(gè)方面進(jìn)行改變來(lái)保證靠背的抗彎強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度，第一方面是將外殼100的兩側(cè)部IlOaUlOb橫截面在Y方向向上和向靠背內(nèi)側(cè)方向作了延伸，使原有的“η”形變成為“|_丨_”，這樣可以增加兩側(cè)部IlOaUlOb橫截面的Y向?qū)挾菵y，而減少兩側(cè)部110a、IIOb橫截面的Y向厚度Dx，使其比原有的汽車座椅靠背骨架厚度減少IOmm 25mm,從而減薄座椅靠背的厚度,增大了車內(nèi)可用空間。同時(shí)改變乘員背部可能接觸的骨架表面曲面，使靠背骨架的外形更加靠近人體靠背曲面，增加了人體支撐面的面積。從而提高了人體舒適性。第二方面通過(guò)對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析，得知在靠背的底部和中部受到的力矩較大，另由于人體首先接觸的面是骨架框內(nèi)側(cè)，所以在發(fā)生碰撞時(shí)骨架框內(nèi)側(cè)首先受力并受力最大，故在外殼100的兩側(cè)部IlOaUlOb的上部至底部之間的內(nèi)側(cè)設(shè)置一增強(qiáng)部件200a、200b。該增強(qiáng)部件200a、200b采用鑲嵌方式部分設(shè)置有外殼100的塑料材料中。此位置可以根據(jù)骨架形狀和功能的不同做調(diào)整。增強(qiáng)部件200a、200b可以為金屬增強(qiáng)部件，也可以為非金屬增強(qiáng)部件。最好為非金屬增強(qiáng)部件。例如為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的增強(qiáng)部件。而纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的增強(qiáng)部件為使用連續(xù)玻璃纖維加強(qiáng)板制成的增強(qiáng)部件或使用連續(xù)碳纖維加強(qiáng)板制成的增強(qiáng)部件或采用編織纖維板制成的增強(qiáng)部件或采用單向纖維基材進(jìn)行不同方向的疊加而制成的增強(qiáng)部件。其成型工藝可以是手糊工藝或熱壓工藝等連續(xù)纖維的各種成型方式。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的增強(qiáng)部件的厚度為O. 2mm 3. 0mm。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的增強(qiáng)部件的橫截面為“L”形。增強(qiáng)部件200a、200b成型后作為注塑嵌件，放入塑料靠背骨架的注塑模具，與塑料骨架注塑成一體。本實(shí)施例雖然在外殼100的兩側(cè)部IlOaUlOb的上部至底部之間的內(nèi)側(cè)設(shè)置一增強(qiáng)部件200a、200b，但總重量幾乎不受影響，與原有的靠背骨架總成相比，重量波動(dòng)范圍在
5%左右。原有專利的骨架重量可以用以下簡(jiǎn)化公式計(jì)算M=(2*Dx+Dy)P +S(rib)*Dx* P
M:原骨架重量Dx:橫截面X向尺寸Dy:橫截面Y向尺寸Τ:骨架框的厚度L:骨架框的周長(zhǎng)P :塑料材料密度S (rib):加強(qiáng)筋截面本發(fā)明的骨架重量為Ml相對(duì)原有的骨架重量發(fā)生變化，公式變化為Ml=(2*Dxl+Dyl)P +S(rib)*Dxl* PDxl=80% Dx (Dx和Dxl都是變量，但是整體變化趨勢(shì)相似，所以相對(duì)關(guān)系可以簡(jiǎn)化)Dyl=L 4Dy(Dy和Dyl都是變量，但是整體變化趨勢(shì)相似，所以相對(duì)關(guān)系可以簡(jiǎn)化)T1=90%T (Τ 是常量)S (rib)(加強(qiáng)筋的橫截面基本相似)Ml=(2*80%Dx+l. 4Dy)*90%T*L* P +S(rib)*80%Dx* P在原骨架中Dy Dx將公式中的Dy和Dx都用D代替后得出M=3D*T*L* P +S(rib)*D* PM1=3D*T90%*L*P +S(rib)*D80%*P總體來(lái)說(shuō)M1〈M，即本發(fā)明的靠背骨架重量不高于現(xiàn)有技術(shù)。本實(shí)施例的汽車座椅靠背骨架在外殼100的內(nèi)側(cè)具有蜂窩狀加強(qiáng)筋120和縱橫交錯(cuò)加強(qiáng)筋130的組合。本實(shí)施例的汽車座椅靠背骨架在增強(qiáng)部件200a、200b中部之間連接有中間橫梁140，底部之間連接有底部橫梁150。實(shí)施例2參見(jiàn)圖9至圖12，圖中給出的汽車座椅靠背骨架與實(shí)施例I的區(qū)別在于，外殼100的兩側(cè)部110a、IlOb橫截面由原有的“η”形變成為其余同實(shí)施例I。參見(jiàn)圖13和圖14，上述兩個(gè)實(shí)施例中的增強(qiáng)部件200a、200b使用規(guī)則編制的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成時(shí)，纖維延伸方向的與靠背的軀干線300方向成α角，角度范圍為15度到45度。由于纖維的延伸率很低，在碰撞時(shí)不能發(fā)生足夠的變形來(lái)吸收沖擊能量。通過(guò)對(duì)纖維角度的設(shè)置，受到拉伸時(shí)，纖維加強(qiáng)板可以通過(guò)纖維編制角度的偏移產(chǎn)生一定的變形，從而吸收部分沖擊能量。由于在碰撞試驗(yàn)中吸收能量和靠背偏移角度要同時(shí)控制，靠背偏移角度越小，吸能性就變差。靠背偏移角與吸能性都是關(guān)系安全的參數(shù)，調(diào)節(jié)纖維與軀干線的角度可以實(shí)現(xiàn)對(duì)這兩個(gè)參數(shù)的平衡。另外為了更好地增加外殼100塑料與增強(qiáng)部件200a、200b之間的粘結(jié)強(qiáng)度，在增強(qiáng)部件200a、200b上設(shè)置有多個(gè)貫通孔210a、210b。貫通孔210a、210b為圓形空和橢圓形孔。參見(jiàn)圖18，通過(guò)上述增強(qiáng)部件200a、200b的加強(qiáng)，上述實(shí)施例的座椅靠背骨架的
靜強(qiáng)度比原有的結(jié)構(gòu)更加可靠，相同重量下的骨架，其靜強(qiáng)度比原有結(jié)構(gòu)有了近30%的增強(qiáng)。由于靠背骨架的外形更加靠近人體靠背曲面，座椅靠背骨架上的發(fā)泡體500厚度可以比原來(lái)結(jié)構(gòu)的發(fā)泡體500a (參見(jiàn)圖15)更薄一點(diǎn)也不會(huì)影響人體舒適感，發(fā)泡可減少5 - 20毫米的厚度。本發(fā)明的座椅靠背骨架，由于是塑料注塑成型，可以完成復(fù)雜結(jié)構(gòu)的成型。在實(shí)現(xiàn)靠背骨架的基本強(qiáng)度的基礎(chǔ)上不僅可以集成頭枕導(dǎo)套的部分結(jié)構(gòu)，還可以集成一些機(jī)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)和外觀部件。如靠背懸浮鋼絲的安裝結(jié)構(gòu)、按摩機(jī)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)、電機(jī)的安裝支 架、椅背板等等。
權(quán)利要求
1.汽車座椅靠背骨架，由塑料材料一體成型的，該骨架具有沿其周向延伸的外殼和連接外殼的兩側(cè)部中部的中間橫梁以及連接外殼兩側(cè)部底部的底部橫梁，其特征在于，在所述外殼兩側(cè)部的上部至底部之間的內(nèi)側(cè)設(shè)置有增強(qiáng)部件。
2.如權(quán)利要求I所述的汽車座椅靠背骨架，其特征在于，所述增強(qiáng)部件采用鑲嵌方式全部或部分設(shè)置在有外殼的塑料材料中。
3.如權(quán)利要求I所述的汽車座椅靠背骨架，其特征在于，所述增強(qiáng)部件為金屬增強(qiáng)部件或非金屬增強(qiáng)部件。
4.如權(quán)利要求3所述的汽車座椅靠背骨架，其特征在于，所述非金屬增強(qiáng)部件為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的增強(qiáng)部件。
5.如權(quán)利要求4所述的汽車座椅靠背骨架，其特征在于，所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的增強(qiáng)部件為使用連續(xù)玻璃纖維加強(qiáng)板制成的增強(qiáng)部件或使用連續(xù)碳纖維加強(qiáng)板制成的增強(qiáng)部件或采用編織纖維板制成的增強(qiáng)部件或采用單向纖維基材進(jìn)行不同方向的疊加而制成的增強(qiáng)部件。
6.如權(quán)利要求4所述的汽車座椅靠背骨架，其特征在于，所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的增強(qiáng)部件的厚度為O. 2mm 3. Omm。
7.如權(quán)利要求4所述的汽車座椅靠背骨架，其特征在于，所述增強(qiáng)部件上設(shè)置有若干貫通孔。
8.如權(quán)利要求4所述的汽車座椅靠背骨架，其特征在于，所述增強(qiáng)部件使用規(guī)則編制的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成時(shí)，纖維延伸方向與靠背的軀干線方向成α角，α角度范圍為15度至IJ 45度。
9.如權(quán)利要求4所述的汽車座椅靠背骨架，其特征在于，所述增強(qiáng)部件的橫截面為“L”形或“N”形。
10.如權(quán)利要求I至9任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的汽車座椅靠背骨架，其特征在于，所述外殼兩側(cè)部的橫截面大致呈“ U_，，或“廠|_”。
11.如權(quán)利要求I至9任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的汽車座椅靠背骨架，其特征在于，在所述外殼內(nèi)設(shè)置有蜂窩狀加強(qiáng)筋和交叉狀加強(qiáng)筋。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種汽車座椅靠背骨架，由塑料材料一體成型的，該骨架具有沿其周向延伸的外殼和連接外殼的兩側(cè)部中部的中間橫梁以及連接外殼兩側(cè)部底部的底部橫梁，在所述外殼兩側(cè)部的上部至底部之間的內(nèi)側(cè)設(shè)置有增強(qiáng)部件。外殼兩側(cè)部的橫截面為或形。本發(fā)明使原有的塑料靠背骨架不僅在重量上比金屬骨架輕，同時(shí)在空間上也比金屬骨架更具優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明座椅靠背骨架截面的寬度要比原有的塑料骨架減薄10毫米到25毫米，從而減薄座椅靠背的厚度，曾大了車內(nèi)可用空間。同時(shí)本發(fā)明改變乘員背部可能接觸的骨架表面曲面，使靠背骨架的外形更加靠近人體靠背曲面，增加了人體支撐面的面積。從而提高了人體舒適性，同時(shí)可以減少發(fā)泡層的厚度5-20毫米。
文檔編號(hào)B60N2/68GK102717740SQ201210241800
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者何曉東, 張愛(ài)萍, 徐東海, 毛愛(ài)華 申請(qǐng)人:上海延鋒江森座椅有限公司