多单元座垫总成的制作方法

本发明大体涉及车辆座椅系统，并且更具体地涉及具有多单元座垫总成的车辆座椅就座系统。

背景技术：

车辆座椅通常包括泡沫座垫和/或内部弹簧系统。座椅泡沫和弹簧系统会增加车辆重量，因此降低它的燃料经效率。此外，泡沫和弹簧系统随着时间推移会失去弹性。而且，泡沫和弹簧系统生产成本高。

技术实现要素：

根据本发明的一方面，提供一种车辆座椅总成，该座椅总成包括座椅靠背和连接到座椅框架的支撑层。支撑层包括多个密封支撑单元，该密封支撑单元限定多个附接点。支撑单元具有第一空气压力并且舒适层定位在支撑层上方。舒适层包括具有第二空气压力的多个密封舒适单元。支撑层、舒适层和护面通过附接点被固定到座椅框架。

根据本发明的另一方面，提供一种座椅总成，该座椅总成包括座椅靠背和连接到座椅框架的支撑层。支撑层包括多个支撑单元。支撑单元具有第一空气压力。舒适层定位在支撑层顶部上。舒适层包括具有第二空气压力的多个舒适单元。第一空气压力比第二空气压力更大。

根据本发明的又一方面，提供一种车辆座垫总成，该座垫总成包括连接到座椅框架的支撑层，支撑层具有密封支撑单元。支撑层限定通风槽。舒适层定位在支撑层顶部上，舒适层具有密封舒适单元。舒适层限定通风孔。通风槽和通风孔与设置在舒适层顶部上的护面流体连通。

本领域的技术人员一经研究下列说明书、权利要求以及附图就可以理解和领会本发明的这些以及其它方面、目标以及特性。

附图说明

在图中：

图1是一个实施例的车辆中的座椅总成的俯视透视图；

图2是座椅总成的俯视透视图；

图3A是座椅总成的俯视透视图，该座椅总成具有分解的座垫总成；

图3B是座椅总成的俯视透视图，该座椅总成具有分解的座垫总成；

图4A是根据一个实施例的图3A的座垫总成支撑层的放大俯视透视图；

图4B是根据一个实施例的图3A的座垫总成舒适层的放大俯视透视图；

图5A是根据一个实施例的沿图2的线V-V截取的座椅总成的剖视图；

图5B是根据一个实施例的沿VB截取的图5A座椅总成的放大剖视图；

图5C是根据一个实施例的沿VC截取的图5A座椅总成的放大剖视图；

图6是根据一个实施例沿图2的线VI-VI截取的座椅总成的剖视图；

图7A是根据一个实施例沿图5A的VB截取的分解剖视图；

图7B是根据一个实施例沿图5A的VB截取的组装剖视图；

图8A是根据一个实施例沿图5A的VC截取的分解剖视图；

图8B是根据一个实施例沿图5A的VC截取的组装剖视图；以及

图9是支撑乘员的座椅总成的剖视图。

具体实施方式

这里为了说明的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”和它们的派生词应当与本发明如图1中的定向相关。但应理解的是，本发明可以采取各种可选的定向，除非有明确相反的规定。也应该理解的是，在附图中示出的以及在下列说明书中描述的特定装置和程序仅仅是所附权利要求所限定的发明构思的示例性实施例。因此，关于这里所公开的实施例的特定的尺寸以及其它物理特性不应认为是限制，除非权利要求另有明确表述。

参照图1-9，附图标记10总体指代车辆座椅总成，该总成包括座椅靠背14、设置在座椅框架22上的支撑层18。支撑层18包括多个密封支撑单元26。支撑层18限定多个附接点30。支撑单元26具有第一空气压力。舒适层34设置在支撑层18顶部上。舒适层34包括具有第二空气压力的多个密封舒适单元38。护面46设置在舒适层34上方。支撑层18、舒适层34和护面46通过附接点30被固定到座椅框架22。在组装中，支撑层18、舒适层34和护面46限定座垫总成50。

现在参照图1，车辆座椅总成10描述为定位在车辆60的驾驶员侧位置。车辆座椅总成10包括座椅底部64，座椅底部64与座椅靠背14可枢转地连接以在相对于座椅底部64的竖直位置和斜倚位置之间可枢转地调整座椅靠背14。座椅底部64与车辆60的地板68在轨道总成72上滑动连接。应该理解的是，除了所示的位置之外，车辆座椅总成10可以定位在整个车辆60中的各种位置，例如，乘员侧位置、中间排位置和后排座椅位置。也可以理解的是，车辆座椅总成10可以是长条座椅(例如用于车辆60的后排座椅位置)并且可以不包括轨道总成72，以使车辆座椅总成10可以固定或可选地与车辆60的地板68连接。在这样的后排座椅的实施例中，地板68可以升高以限定座椅底部64和/或座椅靠背14所连接的表面。

现在参照图2所示的实施例，座椅靠背14与座椅底部64后部可枢转地连接。头枕80连接并且支撑于座椅靠背14的上部。座椅靠背14包括分别用于支撑乘员上背部和下背部的上支撑部件84和下支撑部件88。上支撑部件84配置为相对于座椅靠背14向前枢转并且下支撑部件88与座椅靠背14固定连接。也可以想到的是，座椅靠背14的上支撑部件84和下支撑部件88可以是单个整体的部件。而且，可以想到的是，头枕80可以与上支撑部件84集成或头枕80可以另外不包括在车辆座椅总成10上。上支撑部件84和下支撑部件88中的每一个可以限定背部垫90，背部垫90围绕中心区域92分开并且配置为在乘员腰腹部附近接触座椅总成10上的乘员，以有助于将乘员固定在座椅总成10内。

座椅底部64包括中间部分96和侧垫100。座椅底部64的中间部分96配置用于主要支撑座椅总成10乘员的重量，而侧垫100配置用于辅助将乘员置于座椅总成10的座椅底部64内的中心。设置在座椅底部64和座椅靠背14两者上方的是护面46，护面46限定车辆座椅总成10的支撑表面。可以想到护面46包括织物材料、皮革材料、乙烯基材料、复合材料或本领域总体已知的其它装饰材料。护面46可以是在座椅靠背14和座椅底部64上方延伸的单个整体件或可以单独覆盖座椅靠背14和座椅底部64。

现在参照图3A和图3B所示的实施例，座垫总成50可以设置在座椅底部64和/或座椅靠背14内。在座垫总成50定位在座椅底部64内的实施例中，座垫总成50可以附接到座椅框架22和/或座椅总成10的座椅底壳。在座垫总成50结合在座椅靠背14内的实施例中，座垫总成50可以附接到座椅框架22。座垫总成50可以延伸通过上部支撑部件84和/或下部支撑部件88。

现在参照图3A，座椅底部64描述为包括座垫总成50的舒适层34和支撑层18，座垫总成50连接到座椅框架22。支撑层18配置用于主要支撑座椅总成10乘员的重量。支撑层18描述为限定向侧垫100提供结构的垫单元102，但在可选的实施例中，垫单元102可以由舒适层34限定或可以是单独的部件。舒适层34设置在支撑层18的顶部上。垫单元102限定在支撑层18侧上，以使在组装中，侧垫100沿座椅底部64的侧面上升。护面46可以(如通过粘合、层压、热、机械或化学)结合到舒适层34。例如，在舒适层34制造期间，舒适层34可以直接成型到护面46。

现在参照图3B，下支撑部件88描述为包括座垫总成50。在这样的实施例中，座垫总成50的舒适层34和支撑层18被连接到座椅框架22。支撑层18配置为在乘员向后倚靠到座椅总成10内时支撑乘员的重量。如上文所述，垫单元102由支撑层18限定，但可以由舒适层34限定或是单独的部件。在座椅总成10的座椅靠背14中使用座垫总成50的实施例中，垫单元102可以形成靠背垫90的结构。舒适层34设置在支撑层18的顶部上。垫单元102的设置容许靠背垫90沿舒适单元38的侧面上升以与乘员的中部接触。

现在参照图4A，描述了座垫总成50的支撑层18。支撑层18限定多个支撑单元26。支撑层18可以由弹性热塑性材料组成，该材料在压缩和/或拉伸之后回复到大致它的初始形状。示例性弹性热塑性材料可以来自如苯乙烯、共聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚烯烃共混物、聚烯烃塑性体这些类别以及它们的组合。弹性热塑性材料的具体示例可以包括聚烯烃弹性体、氯丁橡胶、氨纶、乳胶、聚异戊二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯、橡胶、氯丁二烯、聚硅氧烷以及它们的组合。虽然以网格图形或设置描述支撑单元26，但支撑单元的设置可以采用各种配置，包括随机配置或可选的非网格图形。

支撑单元26在形状上描述为大体的矩形，但可以采用多种形状，包括球形、正方形、三角形、椭圆形、圆形或它们的组合。在一些实施例中，支撑单元26可以具有多于一种形状或每个支撑单元26可以具有不同的形状。在又一实施例中，支撑单元26可以延伸支撑层18的长度或宽度。在示例性描述的实施例中，支撑单元26分成左侧组和右侧组。这样的实施例可以增加车辆座椅总成10的座椅底部64或座椅靠背14的横向稳定性。在其它的实施例中，存在多于两组(如左侧、中间、右侧、前部、后部等)支撑单元26，该支撑单元26在整个支撑层18上延伸。支撑层18描述为限定八个支撑单元26，但可以限定介于一个和约五十个之间的支撑单元26或介于约四个或约二十个之间的支撑单元26。具体示例包括八个、十个、十二个和十五个支撑单元26。支撑单元26向上延伸到垫单元102。如所描述的，垫单元102具有不同的形状并且比支撑单元26更大。在一些实施例中，垫单元102可以结合以形成沿支撑层18的每一侧延伸的单个垫单元102。

支撑单元26和垫单元102中的每一个限定支撑腔108，支撑腔108与每一个其它支撑腔108密封(即支撑腔108没有互连)。配置用于抵抗施加到支撑单元26和垫单元102的外力的流体(如液体或气体)设置在支撑腔108内。在支撑腔108彼此密封的情况下，施加到支撑单元26和垫单元102的力产生支撑腔108内的流体静力增加，由此容许支撑单元26和垫单元102抵抗力作用下的变形。通过密封支撑腔108，支撑腔108内的流体不会传输到其它的支撑单元26内，因此阻止其它支撑单元26膨胀并且提供横向稳定性。在流体是气体的实施例中，气体可以是氧气、氮气、二氧化碳、稀有气体(如氦气、氩气等)、其它气体、气体混合物以及它们的组合。在示例性实施例中，支撑腔108的流体可以是空气。在一些实施例中，支撑腔108可以具有设置在其内的不同流体(例如垫单元102具有与支撑单元26不同的流体)。

支撑腔108的流体具有静态压力(如第一压力)和主动压力。在座椅总成10未被占用或没有力另外作用在支撑层18上时出现静态压力。支撑单元26的静态压力可以是介于约0.1磅/平方英寸和约2磅/平方英寸之间，或介于约0.25磅/平方英寸和约1.0磅/平方英寸之间。在具体的示例中，静态压力可以是约0.5磅/平方英寸。在一些实施例中，支撑腔108可以具有彼此不同的静态压力。一旦座椅总成10具有乘员或支撑载荷，支撑单元26的主动压力就可以介于约0.5磅/平方英寸和约10磅/平方英寸之间，或介于约1磅/平方英寸和约4磅/平方英寸之间。垫单元102的静态压力和主动压力可以比支撑单元26的静态压力和主动压力更小、一样或更大。在示例性实施例中，支撑层18可以通过吹塑成型来制造以在支撑层18形成的同时将流体带入支撑腔108中。

支撑带112在支撑单元26之间以及垫单元102之间延伸。支撑带112整体地连接到支撑单元26以及垫单元102。支撑带112限定多个通风槽116，通风槽116容许空气流过支撑层18到达舒适层34，以使支撑层18和舒适层34彼此流体连通。支撑带112可以延伸支撑单元26或垫单元102的整个厚度或可以仅是薄的层。

多个附接点30围绕支撑层18设置。附接点30描述为孔，但可以是配置用于将支撑层18固定到舒适层34和座椅总成10的各种结构。在一些实施例中，附接点30可以整体限定的突起或插孔。虽然附接点30描述为位于支撑层18的边缘，但一个或多个附接点30可以定位在支撑层18内部上，以使它们被至少一个支撑单元26或垫单元102完全围绕。这样的实施例有利于在使用或组装期间阻止附接点30的移动，该移动会引起沿座垫总成50边缘支撑上的不连续性。

现在参照图4B所描述的实施例，舒适层34可以由弹性热塑性材料组成，该材料在压缩和/或拉伸之后回复到大致它的初始形状。示例性弹性热塑性材料可以来自如苯乙烯、共聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚烯烃共混物、聚烯烃塑性体这些类别以及它们的组合。弹性热塑性材料的具体示例可以包括聚烯烃弹性体、氨纶、乳胶、聚异戊二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯、橡胶、氯丁二烯、聚硅氧烷以及它们的组合。在一些实施例中，支撑层18和舒适层34可以由相同或不同的材料组成。舒适层34可以限定位于舒适层34底面上的多个舒适单元38。舒适单元38可以是与支撑单元26大致相同的尺寸或更小。在具体的实施例中，舒适单元可以是在尺寸上约30mm x约30mm，并且厚度约25mm。更小尺寸的舒适单元38可以降低可感知的“粒度”或由座椅总成10的乘员所体验到的舒适单元38之间明显的空间，由此增加舒适层34和座垫总成50可感知的舒适度。

类似于支撑单元26的腔，舒适单元38限定位于舒适单元38内侧的舒适腔120。舒适腔120充满流体(如液体或气体)并且彼此密封。在流体是气体的实施例中，气体可以是氧气、氮气、二氧化碳、稀有气体(如氦气、氩气等)、气体混合物、其它气体以及它们的组合。在示例性实施例中，舒适腔120的流体可以是空气。舒适腔120的流体可以具有静态压力(如第二压力)和主动压力，该主动压力类似于支撑单元26的主动压力。舒适单元38的静态压力可以是从约0.1磅/平方英寸到约2.0磅/平方英寸，或从约0.25磅/平方英寸到约0.75磅/平方英寸。在具体的示例中，静态压力可以是约0.5磅/平方英寸。舒适层34的主动压力可以介于约0.5磅/平方英寸和约10.0磅/平方英寸之间，或介于约1磅/平方英寸和约5磅/平方英寸之间。在各种实施例中，舒适层38配置为具有比支撑单元26更低的静态压力和/或更低的主动压力。在一些实施例中，舒适腔120可以具有彼此不同的静态压力。舒适单元38的较低压力结合组成舒适层34的弹性材料可以为座垫总成50提供柔软和非常舒适的感觉。

在类似于支撑带112的构造中，舒适带124在舒适单元38之间延伸。多个通风孔128设置为穿过舒适带124并且位于舒适单元38之间。通风孔128容许空气从支撑层18经过舒适层34并且到达护面46，以使舒适层34、护面46和支撑层18全部彼此流体连通。通风孔128可以配置为与支撑层18的通风槽116对齐，或随机分布在舒适带124中。舒适带124可以与护面46物理接触。翼板132设置为围绕舒适层34，翼板132限定多个附接孔136。翼板132尺寸和形状设置为在支撑层18上方和周围折叠、包封或以其它方式在支撑层18上方和周围包封并且将附接孔136与附接点30对齐。

现在参照图5A-C和6，护面46示出为结合到舒适层34并且限定容许空气通过座垫总成50的多个通风孔148，以使座垫底部64为座椅总成10的乘员提供通风作用。通风孔148可以是如乙烯基或皮革的护面46中的小孔或孔洞，而在护面46是织物的实施例中，通风孔148可以仅是织物的线之间的间隙。为了使空气移动穿过座垫总成50，风扇150可以设置为邻近支撑层18(如位于座椅底部64下方或座椅靠背14内)。风扇150可以吹或吸空气穿过座垫总成50以向乘员提供加热或冷却效果。在一些实施例中，座椅框架22或座椅靠背14的后侧面板可以限定用于使空气进入和/或离开座椅总成10的开口。

如所描述的，舒适层34和护面46配置为在支撑层18周围包封，以使支撑层18不可见。在所描述的实施例中，舒适层34的翼板132和护面46设置在座椅框架22和支撑层18之间，邻近支撑层18的前部156和支撑层18的后部158。护面46和舒适层34的翼板132也可以沿支撑层18的侧面设置在支撑层18和座椅框架22之间。

现在参照图7A-8B，描述了用于座椅底部64实施例的座垫总成50的示例性组装方法。在座垫50到座椅总成10的组装期间，支撑层18设置在座椅框架22上，以使支撑层18的附接点30与座椅框架22限定的紧固点164对齐。舒适层34和/或护面46之后在支撑层18上方向下包封并且定位在支撑层18和座椅框架22之间。舒适层34的附接孔136之后与支撑层18的附接点30以及座椅框架22的紧固点164对齐。护面46可以可选地限定开口172，开口172与舒适层34的附接孔136对齐。开口172、附接孔136、附接点30以及紧固点164一经对齐，紧固件152就可以滑动穿过以将座垫总成50固定就位。应该明白的是，在各个点，紧固件152可以仅将座垫总成50连接到一起，并且不将座垫总成50连接到座椅框架22。紧固件152可以是卡扣销、螺钉、螺栓、方头螺栓、肘接销钉、开口销、U字钉或本领域已知的其它紧固件。在其它实施例中，可以利用其它附接技术来代替紧固件152，例如粘合、热或机械接合或摩擦配合。另外或可选地，可以不限定开口172、附接孔136、附接点30和紧固点164中的一个或多个，如此紧固件152必须穿过护面46、支撑层18和/或舒适层34以安装装配件。座垫总成50、开口172、附接孔136、附接点30和紧固点164的使用可以容许座垫总成50容易的“线面”组装并且提供座垫总成50到座椅总成10容易的安装。

现在参照图7A和7B，舒适单元38可以具有各种横截面形状，该形状配置为容许舒适层34在支撑层18的前部156上方包封。在所示的实施例中，前部弯曲点176位于舒适单元38的侧面。邻近前部弯曲点176的舒适单元38各自成角度以容许舒适层34和护面46形成约90°的弯曲部。在所描述的实施例中，邻近前部弯曲点176的每个舒适单元38具有近似45°的壁，但可以理解的是，可以使用各种互余的角度(如30°和60°、40°和50°)，以实现舒适层34和护面46内所需的弯曲。

现在参照图8A和8B，类似于前部弯曲点176，舒适层34限定邻近舒适层34的其中一个翼板132的后部弯曲点180。邻近后部弯曲点180的舒适单元38可以具有配置用于容许舒适层34在支撑层18的后部158上方包封的横截面形状。邻近后部弯曲点180的舒适单元38可以成角度以容许舒适层34的其中一个翼板132和护面46形成大于90°的弯曲。在所示的实施例中，邻近后部弯曲点180的舒适单元38具有约45°的壁并且在组装配置中与舒适层34的翼板132接触。可以理解的是，邻近后部弯曲点180的舒适单元38的角度可以介于约0°到约70°之间。

现在参照图9，当乘员184位于座椅总成10内时，座垫总成50的舒适层34和支撑层18配置用于压缩以适应乘客184的重量。如所描述的，在舒适单元38的静态压力比支撑单元26的静态压力更低的实施例中，舒适层34可以比支撑层18压缩地更多。在各种实施例中，支撑单元26和舒适单元38的静态和主动压力被选定为使乘客184的H点188在座椅总成10内适当地对齐。乘客184的H点188在车辆设计中是乘员臀部的理论相对位置，具体是身体躯干和大腿部分之间的枢转点。可以相对于其它特征来测量H点188(如H点188相对于地板68或H点188相对于路面)。H点188可以测量为横向查看时第50百分位男性乘客184的臀部关节，并且与国内和国际车辆设计标准相关，例如全球技术法规。通过单独控制舒适单元38和支撑单元26的静态压力和主动压力，与传统的泡沫座垫相比，乘客184可以定位为更容易地实现H点188合适的位置。此外，舒适单元38和支撑单元26的使用可以阻止座垫总成50随着时间而下垂，如泡沫座垫所出现的，并且因此在座椅总成10的寿命内提供保持H点188合适的对齐的能力。在座椅靠背14结合座垫总成50的实施例中，可以使用舒适单元38和支撑单元26使乘员184的躯干在座椅总成10中合适地对齐。

具有本领域普通技术的人员应该明白的是，所述发明以及其它部件的构造并不限于任何特定的材料。这里所公开的本发明的其它示例性实施例可以由多种材料形成，除非这里另有说明。

为了该公开的目的，术语“连接”(以其所有的形式，连接(现在时)、连接(现在分词)、连接(过去式)等)总体意思是两个部件彼此直接或间接接合(电或机械)。这样的接合可以是本质上固定的或本质上可移动的。可以通过两个部件(电或机械)和作为单一整体彼此或与两个部件整体成型的任何另外的中间元件来实现这样的接合。这样的接合本质上可以是长久的或是本质上可移动或可释放的，除非另有说明。

同样应当重点注意的是，在示例性实施例中示出的本发明元件的构造和设置仅仅是说明。虽然在本发明中仅对本发明的几个实施例进行了详细描述，但查阅本发明的本领域技术人员容易理解在实质上不脱离所述主题的创新教导和有利之处的情况下，许多变化是可行的(例如各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例变化、参数值、安装设置、材料的使用、颜色、取向等)。例如，显示为整体成型的元件可以构造为多个部件或以多个部分示出的元件可以整体成型，交互操作可以反转或以其它方式变化，结构和/或元件或连接件或其它系统元件的长度或宽度可以变化，设置在元件之间的调整位置的性质或数量可以变化。应当注意的是，系统的元件和/或总成可以由提供足够的强度或耐久性的各种材料中的任何一种、以多种颜色、质地和它们的组合中的任何种类来构造。相应地，所有这样的变化旨在包括于本发明的范围内。在不脱离本发明精神的情况下，可以在所需的和其它示例性实施例的设计、操作状况和设置中做出其它替换、改变、变化和省略。

应当理解的是，任何所述程序或在所述程序中的步骤可以与所公开的其它程序或步骤组合以形成本发明范围内的结构。这里所述的示例性结构和程序是说明的目的而并非解释为限制。

也应当理解的是，在不脱离本发明构思的情况下，可以对上述结构和方法做出变化和修改，并且进一步应当理解的是，这些构思旨在被下述权利要求覆盖，除非这些权利要求通过其文字另有明确表述。