一种具有吸能功能的壳式靠背骨架的制作方法

1.本实用新型涉及座椅技术领域，特别涉及一种具有吸能功能的壳式靠背骨架。


背景技术：

2.在汽车行驶过程中，一旦发生追尾事故，则很可能对被碰撞车辆中的驾驶员、乘员造成鞭打伤害。鞭打伤害是指人体在碰撞加速度与头部惯性力的共同作用下，颈部会产生类似于鞭子猛抽的动作。事故后，伤者的颈部会感到不同程度的不适，这种伤害并不致命，但是伤后康复的过程非常复杂、漫长，有些甚至是不可治愈的永久伤害。为了降低伤害，汽车制造商们已经开始研制能够吸收冲击能量的汽车座椅，例如专利cn103249595a、cn1640714a和us20100096892a1分别提供了一种可吸收冲击能量的汽车座椅。然而，这些座椅结构复杂、成本高。
3.为此，本技术人于2015年1月22日向国家知识产权局提交一份名称为“一种带有吸能结构的车辆座椅”的发明专利申请，其申请号为cn201510032544.0，该发明专利申请经过审查，已经授予发明专利权，其授权公告号为cn104709128b。这种带有吸能结构的车辆座椅，包括坐垫侧板和调角器下连接板，所述调角器下连接板上设有一冲击槽，所述冲击槽包括上下连通的直槽部和圆槽部，其中，所述车辆座椅还包括：吸能片，包括环形部、定位部以及连接在所述环形部与所述定位部之间的冲击断裂部；第一螺母，其固定在所述坐垫侧板上；以及一台阶螺栓，其包括依次同轴连接的头部、台阶部和螺柱，其中，所述螺柱依次穿过所述圆槽部和所述环形部与所述第一螺母螺纹连接，以使所述台阶部穿过所述圆槽部与所述吸能片压紧配合。
4.另外中国实用新型专利授权公告号cn207388987u公开了一种带吸能结构的调角器连接板及具有吸能功能的汽车座椅，包括座椅坐框、座椅靠背、第二螺栓，以及两端分别与座椅坐框和座椅靠背连接的板体，板体与座椅坐框连接的一端设有冲击断裂区和位于冲击断裂区一侧的缓冲区，所述冲击断裂区包括弱化孔和设置在该孔定位内的环形连接片，该环形连接片的外壁对称设有向外延伸的至少两个断裂部，且该断裂部与所述弱化孔的内壁相连，缓冲区设有呈线性阵列分布的缓冲条，且相邻的两个缓冲条之间设有弱化槽；所述第二螺栓穿过环形连接片并固定在座椅坐框上。
5.还有中国实用新型专利授权公告号cn213354243u公开了一种动态吸能的座椅调角器下连接板，采用钣金件冲压而成，在调角器下连接板上设置有前安装孔和后安装孔用于与座框侧板相连，所述前安装孔为腰形孔，后安装孔包括安装圆孔和弧形孔，且安装圆孔与弧形孔通过收缩颈连通，设定前安装孔与后安装孔的连线为x线，y线过安装圆孔的中心并垂直于x线，则前安装孔的延伸方向与x线共线，安装圆孔与弧形孔同心设置，且弧形孔和收缩颈在x线的上方并在y线的两侧对称设置。
6.参见图1至图4，上述三项专利的原理基本上都是通过一颗靠背螺栓1变形使壳体靠背骨架2向后旋转吸能改善whiplash头部反弹速度，后撞时主要传力路径经过壳体靠背骨架2再传递到钢侧板3上。这样的一体式壳体靠背骨架2需要强度更好的材料制成，造成整
个壳体靠背骨架的成本偏高。另外这样的一体式壳体靠背骨架使得气囊安装空间变小，不适合布置双侧气囊。
7.参见图5和图6，还有一种能够通过动态吸能的座椅，其头枕支架5通过靠背支撑悬挂6安装在座椅靠背7上，其通过杠杆机构4使头枕支架5向前运动的降低颈部损伤；但是该能够通过动态吸能的座椅较为复杂，重量大，成本高。


技术实现要素：

8.本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有具有动态吸能功能的座椅采用一体式壳体靠背骨架所存在成本高、气囊安装空间小的问题而提供一种成本低且具有较大气囊安装空间的具有吸能功能的壳式靠背骨架。
9.为了实现上述发明目的，本实用新型的一种具有吸能功能的壳式靠背骨架，其特征在于，包括下段靠背骨架和上段靠背骨架，所述下段靠背骨架的两侧臂下端通过调角器与坐垫骨架侧板上，所述上段靠背骨架的两侧壁下端各自通过一个铰接结构和一个动态吸能结构与所述下段靠背骨架的两侧臂下端连接。
10.在本实用新型的一个优选实施例中，制备所述上段靠背骨架的材料强度低于制备所述下段靠背骨架的材料强度。
11.在本实用新型的一个优选实施例中，所述上段靠背骨架采用非金属复合材料制成，所述下段靠背骨架采用金属材料制成。
12.在本实用新型的一个优选实施例中，所述非金属复合材料为非金属蜂窝材料。
13.在本实用新型的一个优选实施例中，所述铰接结构的高度高于所述动态吸能结构的高度。
14.在本实用新型的一个优选实施例中，所述上段靠背骨架为壳体式靠背骨架，所述下段靠背骨架为钢板式靠背骨架。
15.在本实用新型的一个优选实施例中，所述铰接结构包括开设在所述上段靠背骨架的两侧壁上的第一圆形孔、开设在所述下段靠背骨架的两侧壁上的第二圆形孔以及穿过所述第一圆形孔和第二圆形孔的靠背铰接转动螺栓以及锁附在所述靠背铰接螺栓上的靠背铰接螺母。
16.在本实用新型的一个优选实施例中，所述靠背铰接螺母锚固或者焊接在所述下段靠背骨架的两侧壁上。
17.在本实用新型的一个优选实施例中，所述铰接结构还包括一圆形孔嵌件，所述圆形孔嵌件镶嵌在所述第一圆形孔或者/第二圆形孔中，所述靠背铰接螺栓穿过所述圆形孔嵌件的内孔。
18.在本实用新型的一个优选实施例中，所述动态吸能结构包括开设在所述上段靠背骨架的两侧壁上的腰形孔、开设在所述下段靠背骨架的两侧壁上的第三圆形孔、嵌入所述腰形孔中的腰形孔嵌件以及穿过所述腰形孔嵌件的靠背吸能螺栓以及锁附在所述靠背吸能螺栓上的靠背吸能螺母。
19.在本实用新型的一个优选实施例中，所述靠背吸能螺母锚固或者焊接在所述下段靠背骨架的两侧壁上。
20.在本实用新型的一个优选实施例中，所述腰形孔嵌件包括一能够嵌入所述腰形孔
内的嵌入部和位于所述嵌入部外周且径向延伸的阻挡部，所述阻挡部用以限制所述嵌入部嵌入所述腰形孔内的深度；在所述嵌入部内设置有用以容纳所述靠背吸能螺栓处于碰撞前位置的第一内孔和用以容纳所述靠背吸能螺栓处于碰撞后位置的第二内孔以及位于所述第一内孔与所述第二内孔之间的吸能结构。
21.在本实用新型的一个优选实施例中，所述吸能结构为挤压式吸能结构或者断裂式吸能结构。
22.由于采用了如上的技术方案，本实用新型将现有一体式壳体靠背骨架分拆成上段靠背骨架和下段靠背骨架并在上段靠背骨架与下段靠背骨架之间设置铰接结构和动态吸能结构，这样在后撞时，上段靠背骨架不是主要传力部件，乘员后背力主要作用在下段靠背骨架上，因而可以使得上段靠背骨架采用强度较低的材料制成，降低了成本。
23.另外本实用新型将动态吸能结构相对于现有技术相比，能够减少头枕摆动距离，进一步头枕对乘员颈部的鞭打伤害。同时释放气囊安装空间，使得可以在座椅靠背两侧设置气囊。
附图说明
24.图1为现有带有吸能结构的车辆座椅的立体示意图。
25.图2为现有带有吸能结构的车辆座椅的侧视图。
26.图3为现有带有吸能结构的车辆座椅处于设计位置时的工作原理示意图。
27.图4为现有带有吸能结构的车辆座椅处于碰撞后位置时的工作原理示意图。
28.图5为现有采用杠杆机构悬挂头枕处于设计位置的工作原理示意图。
29.图6为现有采用杠杆机构悬挂头枕处于碰撞位置的工作原理示意图。
30.图7为具有本实用新型一种具体实施方式的具有吸能功能的壳式靠背骨架的座椅结构示意图。
31.图8为图7所示的一种具体实施方式的具有吸能功能的壳式靠背骨架的分解示意图。
32.图9为具有本实用新型另一种具体实施方式的具有吸能功能的壳式靠背骨架的座椅结构示意图。
33.图10为图9所示的另一种具体实施方式的具有吸能功能的壳式靠背骨架的分解示意图。
34.图11为本实用新型的一种腰形孔嵌件从一个方向看的结构示意图。
35.图12为本实用新型的一种腰形孔嵌件从另一个方向看的结构示意图。
36.图13为本实用新型的另一种腰形孔嵌件从一个方向看的结构示意图。
37.图14为本实用新型的另一种腰形孔嵌件从另一个方向看的结构示意图。
38.图15为具有本实用新型一种具体实施方式的具有吸能功能的壳式靠背骨架的座椅处于碰撞前的侧视图。
39.图16为图15的i处放大示意图。
40.图17为图15的a-a剖视图。
41.图18为图15的b-b剖视图。
42.图19为具有本实用新型一种具体实施方式的具有吸能功能的壳式靠背骨架的座
椅处于碰撞前的工作原理示意图。
43.图20为具有本实用新型一种具体实施方式的具有吸能功能的壳式靠背骨架的座椅处于碰撞前的侧视图。
44.图21为具有本实用新型一种具体实施方式的具有吸能功能的壳式靠背骨架的座椅处于碰撞后的侧视图。
45.图22为图21的i处放大示意图。
46.图23为图22的i处放大示意图(采用图11和图12所示的一种腰形孔嵌件)。
47.图24为图22的i处放大示意图(采用图13和图14所示的另一种腰形孔嵌件)。
48.图25为图21的c-c剖视图。
49.图26为具有本实用新型一种具体实施方式的具有吸能功能的壳式靠背骨架的座椅处于碰撞后的工作原理示意图。
具体实施方式
50.以下结合附图和具体实施方式来进一步描述本实用新型。
51.参见图7和图9，图中所示的一种具有吸能功能的壳式靠背骨架，包括下段靠背骨架10和上段靠背骨架20，下段靠背骨架10的两侧臂11、12下端各自通过一个调角器30a、30b与左坐垫骨架侧板40a和右坐垫骨架侧板40b连接，调角器30a、30b通过一根调角器同步杆50同步。
52.上段靠背骨架20的两侧壁21、22下端各自通过一个铰接结构60和一个动态吸能结构70与下段靠背骨架10的两侧臂11、12下端连接。
53.由于本实用新型的壳式靠背骨架分为下段靠背骨架10和上段靠背骨架20，在上段靠背骨架20与下段靠背骨架10之间设置铰接结构60和动态吸能结构70，这样在后撞时，上段靠背骨架20不是主要传力部件，乘员后背力主要作用在下段靠背骨架10上，因而可以使得上段靠背骨架20采用强度较低的材料制成，降低了成本。例如制备上段靠背骨架20的材料强度低于制备下段靠背骨架10的材料强度。如图7所示，上段靠背骨架20采用非金属复合材料制成例如非金属蜂窝材料，下段靠背骨架10采用金属材料制成。
54.本实用新型具体实施方式中，上段靠背骨架20为图7和图9所示的壳体式靠背骨架，下段靠背骨架10为图7和图9所示的钢板式靠背骨架。
55.结合参见图8、图10至图18，本实用新型的具体实施方式中的铰接结构60的高度高于动态吸能结构70的高度。
56.特别参见图17，铰接结构60的具体结构如下：该铰接结构60包括开设在上段靠背骨架20的两侧壁21、22上的第一圆形孔21a、22a、开设在下段靠背骨架10的两侧壁11、12上的第二圆形孔11a、12a、圆形孔嵌件61a、61b、靠背铰接转动螺栓62a、62b、靠背铰接螺母63a、63b。装配时，将靠背铰接螺母63a、63b分别锚固或者焊接在下段靠背骨架10的两侧壁11、12上并与第二圆形孔11a、12a对齐，然后将圆形孔嵌件61a、61b镶嵌在第一圆形孔21a、22a中，接着将靠背铰接转动螺栓62a、62b从圆形孔嵌件61a、61b外侧依次穿过圆形孔嵌件61a、61b的内孔和第二圆形孔11a、12a后旋入到靠背铰接螺母63a、63b中。
57.特别参见图18，动态吸能结构70的具体结构如下：动态吸能结构70包括开设在上段靠背骨架20的两侧壁21、22上的腰形孔21b、22b、开设在下段靠背骨架10的两侧壁11、12
上的第三圆形孔11b、12b、腰形孔嵌件71a、71b、靠背吸能螺栓72a、72b、靠背吸能螺母73a、73b。装配时，将靠背吸能螺母73a、73b锚固或者焊接在下段靠背骨架10的两侧壁11、12上并与第三圆形孔11b、12b对齐，接着将腰形孔嵌件71a、71b嵌入腰形孔21b、22b中，然后将靠背吸能螺栓72a、72b从腰形孔嵌件71a、71b外侧依次穿过腰形孔嵌件71a、71b、第三圆形孔11b、12b后旋入靠背吸能螺母73a、73b中。
58.本实用新型的腰形孔嵌件71a、71b具有如下两种结构形式：
59.第一种结构形式是：参见图11和图12，该腰形孔嵌件71a、71b包括一能够嵌入腰形孔21b、22b(参见图18)内的嵌入部74和位于嵌入部74外周且径向延伸的阻挡部75，阻挡部75用以限制嵌入部74嵌入腰形孔21b、22b内的深度；在嵌入部74内设置有用以容纳靠背吸能螺栓72a、72b(参见图18)处于碰撞前位置的第一内孔76和用以容纳靠背吸能螺栓72a、72b(参见图18)处于碰撞后位置的第二内孔77以及位于第一内孔76与第二内孔77之间的挤压式吸能结构78。
60.第二种结构形式是：参见图13和图14，该腰形孔嵌件71a、71b包括一能够嵌入腰形孔21b、22b(参见图18)内的嵌入部74a和位于嵌入部74a外周且径向延伸的阻挡部75a，阻挡部75a用以限制嵌入部74a嵌入腰形孔21b、22b内的深度；在嵌入部74a内设置有用以容纳靠背吸能螺栓72a、72b(参见图18)处于碰撞前位置的第一内孔76a和用以容纳靠背吸能螺栓72a、72b(参见图18)处于碰撞后位置的第二内孔77a以及位于第一内孔76a与第二内孔77a之间的断裂式吸能结构78a。
61.下面结合图19至图26来详细描述本实用新型的工作原理：
62.参见图19和图26，本实用新型的原理是在上段靠背骨架20遇到碰撞时绕铰接结构60向后旋转时，通过一颗靠背吸能螺栓72a、72b挤压式吸能结构78或者断裂式吸能结构78a来吸能。同时增加乘员背部侵入量并使头枕向前运动来降低乘员颈部损伤。本实用新型较现有技术结构简单，因此可以释放气囊安装空间，使得可以在座椅靠背两侧设置气囊。
63.另外本实用新型在不增加其他零件的情况下就可以通过乘员背部的撞击力，同时完成增加乘员背部侵入量和使头枕向前运动两个动作。
64.特别参见图20至图25，碰撞发生前，设定头枕80与调角器30a、30b中心延长线之间的距离为a,壳式靠背骨向后旋转角度α，当碰撞发生后，设定头枕80与调角器30a、30b中心延长线之间的距离为b,壳式靠背骨架向后旋转角度β，因此，本实用新型在碰撞发生后，头枕80向前移动距离＝a-b,壳式靠背骨架向后旋转角度＝β-α，由此可以看出，本实用新型能够使得头枕向前运动并减少壳式靠背骨架向后旋转角度，增加乘员背部侵入量。
65.继续参见图23至图24，发生碰撞时，靠背吸能螺栓72a、72b挤压式吸能结构78或者断裂式吸能结构78a来吸能，减少上段靠背骨架20以及头枕对乘员颈部的鞭打伤害。