CN102267408A - 具有互锁的层状座椅系统的交通工具座椅组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有互锁的层状座椅系统的交通工具座椅组件。一种具有结构增强构件的交通工具座椅的过渡复合物，该结构增强构件适于安装在交通工具座椅内以便为乘员提供支撑。结构增强构件具有至少两个边缘区域和至少部分被限制在至少两个边缘区域内的内部区域。至少两个边缘区域具有多个锁紧孔。柔顺层邻近结构增强构件且具有多个突起，该多个突起的尺寸被设计成接纳在结构增强构件的多个锁紧孔内，以便使柔顺层相对于结构增强构件的横向运动最小。

Description

具有互锁的层状座椅系统的交通工具座椅组件

技术领域

多个实施方案涉及具有互锁的层状座椅系统(interlocking layeredseating system)的交通工具座椅组件。

背景技术

大多数座椅组件包括三个基本部件：(a)支撑座椅组件并将座椅组件安装到诸如交通工具的主体的框架；(b)过渡层-通常是覆盖框架的泡沫垫子；以及(c)覆盖过渡层并提供与座椅组件乘员接触的耐用表面的覆盖材料。

需要一种耐用的交通工具座椅组件，其为乘员提供横向支撑，同时是环境友好的、结构合理的且舒适的以及相对易于组装和拆卸。

发明概述

本公开内容的一些方面涉及将模制的较高硬度的材料插入到模制的座椅系统泡沫垫内。这在软的泡沫底座与坚硬的金属框架之间提供过渡。一个结果是具有互锁的层状座椅系统的交通工具座椅组件，互锁的层状座椅系统改善了进入/离开耐用性能，尤其在高型面垫块设计(high profilebolster design)中，诸如跑车座椅中发现的那些。

本公开内容的另一个方面涉及提供过渡层-更结实的泡沫结构，诸如通过使用发泡聚丙烯(expanded polypropylene)(EPP)，在一些实施方案中，发泡聚丙烯与框架匹配并被制定轮廓以便舒适。

因而，配置所公开的互锁的层状座椅系统的一个结果是提供在长期使用中保护高型面垫块免遭过度磨损的有成本效益的方式。任选地，系统至少部分替换线框架(wire frame)，线框架通常可以被模制在泡沫中或附接至框架以再增强座椅的垫块区域内的较柔软的聚氨基甲酸酯-(PUR)泡沫。

附图简述

图1是交通工具座椅组件的实施方案的示意性剖开的透视图；

图2是交通工具座椅组件的实施方案的一部分的沿图1的线II-II截取的横截面图；

图2A放大了图2的一部分；

图3是图1的座椅组件中的增强构件的实施方案的顶部部分的透视图；以及

图4是图3的增强构件的底部部分的透视图。

具体实施方案

按照要求，本文公开了本发明的详细实施方案；然而，应理解，所公开的实施方案仅仅是本发明的示例，而本发明可按各种各样的且可选择的形式实施。图形未必按比例绘制；某些特征可能被放大或缩小以显示特定部件的细节。因此，此处公开的具体结构和功能细节不应解释为限制性的，而仅仅是作为用于权利要求的代表性基础和/或作为用来教导本领域的技术人员以多方面应用本发明的代表性基础。

此外，除了以其他方式明确表明的地方之外，在本描述中所有的数量应理解为由词汇“约(about)”修饰以描述本发明的更宽泛范围。所声明数值限制内的实践通常是优选的。而且，除非明确地做出相反的声明，否则对于适合于或优选用于与本发明相关的给定目的的一组或一类材料的描述意味着该组或类中任意两个或更多个构件的混合可等同地适合或优选。

参考图1-2，阐释了交通工具座椅组件10。虽然在图1中阐释的交通工具座椅组件10为凹背座椅组件(bucket seat assembly)，但是应理解，本发明原理可应用于其它类型的座椅组件，如长条(bench)、指挥官(captain)以及其它类型的座椅组件。还应理解，本发明的原理可应用于其中泡沫是组成部分的其他构型，诸如座椅靠背、靠背支撑垫、扶手和头部保护装置。此外，应理解，本发明的原理可应用于所有类型的交通工具座椅组件。此外，应理解，多个实施方案的教导内容并不限于汽车的应用，而是可以用于任意类型的交通工具，包括但不限于，航空器、水运工具、航天器和其他类型的陆运工具，包括火车以及非交通工具的座椅组件。

正如图1中所示的，交通工具座椅组件10包括通常由参考数字12标示的座椅框架，座椅框架12具有将座椅框架12固定在交通工具内的多个安装托架。交通工具座椅组件10还包括通常以14标示的座椅靠背和通常以16标示的下部座椅组件。在至少所阐释的实施方案中，座椅靠背14和下部座椅组件16的每一个具有由覆盖材料20包围的过渡复合物(transitional composite)18。然而，应理解，座椅靠背14的过渡复合物18的构型可以不同于下部座椅组件16的过渡复合物18的构型。类似地，应该理解，座椅靠背14的覆盖材料20可以不同于下部座椅组件16的覆盖材料。

在至少所阐释的实施方案中，过渡复合物18包括一个或多个结构增强构件(structural reinforcement member)22(图1、2、2A)。复合物18被设置在框架12之上。一个或多个柔顺(泡沫)层24被设置在给定的结构增强构件22之上。

虽然结构增强构件22可以具有任何合适的尺寸和构型，但是在至少一个实施方案中，结构增强构件22具有5到100毫米的平均厚度，在其他实施方案中具有20到70毫米的平均厚度，且在另外的实施方案中具有30到50毫米的平均厚度。

现在参考图2，阐释了被覆盖材料20包围的过渡复合物18的实施方案的横截面图。正如所阐释的，过渡复合物18的结构增强构件22具有边缘26。边缘区域28被设置成靠近结构增强构件22的边缘26。内部区域30在边缘区域28之间。正如所阐释的，内部区域30在1到4个侧面上受泡沫边缘区域28限制。在一个实施方案中，边缘区域28中的每一个可以具有5到10厘米的宽度。在另一个实施方案中，边缘区域28可以具有10到20厘米的宽度。边缘区域28可以具有类似或变化的宽度。

结构增强构件22的至少一些边缘区域28具有形成在其内的多个锁紧孔(keying aperture)32(参见图2A)。在图3-4的实施方案中，四个锁紧孔32被形成在所描绘的增强构件22内。当然，任何合适数目的锁紧孔32或增强构件22被设想在所公开的实施方案的范围内。

如果在座椅系统组装期间被组装为单独的件，则锁紧孔32接纳从柔顺层24延伸的突出物54(其中泡沫被附接至框架且被装饰层覆盖)。(参见图2和2A。)柔顺层24的突出物50有利于柔顺层24相对于结构增强构件22的合适安装，这是因为突出物50装配到结构增强构件22内的锁紧孔32中。可以在锁紧孔32与突出物50之间采用过盈配合，任选地包括锥形(taper)，以将突出物50保持在锁紧孔32内。

因而，在一些实施方案中，结构增强构件22包括从柔顺层24延伸的一个或多个现场发泡的、机械互锁的突起50。在图2、2A中，通过形成可以包括使颈部54与头部部分56分开的中间部分(interstitial portion)52的锁紧孔32(图2A)实现了柔顺层或缓冲层24与更硬的增强构件22之间的机械互锁。

组装在座椅框架12与座椅覆盖物20之间延伸的过渡复合物18的一种方式是使用低压注射工艺并将插入件置于模具中。在这种工艺中，泡沫将穿过锁紧孔32，并向外散布以形成中间部分52和头部部分56，因而产生类似按钮的突起，该突起机械互锁泡沫-如聚氨基甲酸酯(PUR)和较硬的-如发泡聚丙烯(EPP)-材料，增强构件22可以由这些材料制成。

制造过渡复合物18的一种方式是，例如，将一个或多个增强构件22(图3-4)置于模具的下部部分内，且下部面34向上突出。接着，在闭合模具盖之前，将化学品的混合物，包括，如多元醇和基于异氰酸酯的催化剂(isocyanate-based catalyst)的共混物注入到模具内。当添加的化学品反应时，它们互混并膨胀，因而填充模具和锁紧孔32。主要参考图2A和图3-4，流体反应物(fluid reagent)在流过中间部分52并占据与机械互锁的突起50匹配的锁紧孔32的头部部分56之前进入给定的锁紧孔32的颈部部分54。如果期望的话，通风孔可以被设置在模具内。优选地，通风孔允许诸如二氧化碳的气体散逸，其往往使气泡形成在PUR泡沫内。这样的通风孔可以与一个或多个机械互锁的突起50的头部部分56相对设置。将理解，图2A描绘了一个模具方位，在该方位，B表面34处于最上面。优选地，当形成头部部分56时，产生平面的B表面。

当过渡复合物18在使用中支撑乘员时，突出物50有利于使柔顺层24相对于结构增强构件22对准且使柔顺层24相对于结构增强构件22的横向运动最小。减少柔顺层24的横向运动帮助保护过渡复合物18的完整性，同时促进乘员的舒适度并使座椅装饰物磨损最轻。

另外，在乘员进入和离开期间，因为乘员促使柔顺层24相对于结构增强构件22横向运动，所以将锁紧孔32定位在结构增强构件22的边缘区域28内提供了保持性。在乘员进入或离开期间，或在乘员处于过渡复合物18上时的正常乘坐情况期间，横向运动可以以其他方式发生。

除了将锁紧孔32设置在结构增强构件22的边缘区域28内之外，锁紧孔32可以被设置在内部区域30内，内部区域30被设置在边缘区域28之间。

锁紧孔32可以具有多个类似的和/或相等的深度，而突出物50具有相应的长度。如所阐释的，锁紧孔32在靠近结构增强构件22的边缘26处可以具有增大的深度以在乘员进入和离开期间，在正常的乘坐期间有利于柔顺层24保持在结构增强构件22上。在一些情形中，深度等于距离边缘的距离。在一个实施方案中，至少一个锁紧孔32具有约5到25毫米的深度。约5到25毫米的深度有利于类似尺寸的突出物50保持在匹配的锁紧孔32内。在一个实施方案中，至少一个锁紧孔32具有约10毫米的深度。在另一个实施方案中，至少一个锁紧孔32具有约15毫米的深度。在又一个实施方案中，至少一个锁紧孔32具有约20毫米的深度。当然，锁紧孔32的任何合适的深度被设想在多个所公开的实施方案的范围内。

在图3中，阐释了被设置在结构增强构件22的边缘区域28内的锁紧孔32和被设置在结构增强构件22的上部区域36内的锁紧孔32。在所描述的实施方案中，锁紧孔32具有可以是圆形、卵形(oval)、椭圆形(elliptical)或多边形(包括三角形、正方形、矩形、五边形、六边形等)的轮廓。锁紧孔32有利于柔顺层24的保持，正如图2所描述的，这是因为在乘员进入和离开期间，突出物34保持锁定在锁紧孔32内，锁紧孔32中的至少一些可以在它们之间提供互锁配合。

在所阐释的实施方案中，多个锁紧孔32被形成在结构增强构件22内。提供多个锁紧孔32可以分散相关的负荷并增强突出物34在锁紧孔32内的保持。

座椅框架12可以由适于应用在交通工具座椅组件10内的任何材料构建，诸如铝、钢或其他金属合金、复合材料或合适的聚合物。此外，座椅框架12可以使用本领域通常已知的且与所采用的材料类型有关的技术来制造。通过举例，制造技术可以包括冲压、焊接、紧固或模制合适的材料来形成座椅框架12。

结构增强构件22可以是任何合适的结构泡沫材料。在至少一个实施方案中，合适的结构材料将具有比常规的聚氨基甲酸酯泡沫高的刚度。将会理解，结构泡沫密度可以高于或低于软质泡沫的密度。但在至少一个实施方案中，合适的结构泡沫材料具有至少1.75磅每立方英尺(pcf)且小于7.0pcf的密度。在至少另一个实施方案中，合适的结构泡沫材料将具有2.0至4.0pcf的密度，且在其他实施方案中，具有2.5至3.5pcf的密度。结构泡沫材料的密度可以根据ASTM测试法第D3574号来测量。

在至少一个实施方案中，合适的结构材料将具有150至250牛顿(N)的硬度，在至少另一个实施方案中是175至230N的硬度以及在至少另一个实施方案中是190至215N的硬度。硬度可以根据ASTM测试法第D3574号且以25％的压缩或挠度来测量。在至少一个实施方案中，合适的结构材料将具有20至100磅每平方英寸(psi)的压缩强度，在至少另一个实施方案中是30至80psi的压缩强度以及在至少另一个实施方案中是35至65psi的压缩强度，按照根据ASTM测试法第D3574号来测量。

任选地，结构增强构件22包括模制的发泡聚烯烃(EPO)层。发泡聚烯烃(EPO)的合适的实例包括但不必限于，发泡聚乙烯(EPE)、发泡聚丙烯(EPP)、发泡聚丁烯(EPB)以及乙烯、丙烯、丁烯、1，3-丁二烯以及其他烯烃单体的共聚物，其他烯烃单体诸如具有5-18个碳原子的α-烯烃单体，和/或环烯烃(cycloalkylene)单体，诸如环己烷、环戊烯、环己二烯、降冰片烯和芳族取代的烯烃，诸如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯以及类似物。

在至少一个特别优选的实施方案中，EPO是发泡聚丙烯(EPP)和其与乙烯、丙烯和丁烯的共聚物。然而，在至少一个实施方案中，可以使用任何合适的EPP，合适的EPP的实例包括但不限于，可从JSP International获得的EPP和可从Createch LTD获得的EPP。

发泡聚烯烃可以通过成珠聚合工艺(bead polymerization process)来制备，该工艺中产生了相对小的均匀的聚合物珠，包含气体，该气体稍后用于在模制工艺中实现鼓风。最常用的气体是空气，但是可以使用包括在模制温度下产生气体的低沸点液体的其他气体。合适的气体包括但不限于空气、氮气、二氧化碳、戊烯以及类似物。

柔顺层24可以包括任何合适的缓冲材料，诸如合适的弹性聚合物。在至少一个实施方案中，合适的缓冲材料将具有1.5至4.5pcf的密度，在另一个实施方案中具有2.0至3.75pcf的密度以及在其他实施方案中具有2.7至3.0pcf的密度。缓冲材料的密度可以通过ASTM测试法第D3574号来测量。在至少一个实施方案中，合适的缓冲材料将具有175至400N的硬度，在其他实施方案中将具有225至350N的硬度以及在另外其他的实施方案中具有275至325N的硬度。缓冲材料的硬度可以通过ASTM测试法第D3574号来测量。在至少一个实施方案中，合适的缓冲材料将具有18至30千帕(KPa)的迟滞(hysteresis)，在另一个实施方案中，具有20至28KPa的迟滞以及在另外其他的实施方案中，具有23-26KPa的迟滞。缓冲材料的迟滞可以通过ASTM测试法第D3574号来测量。

在某些实施方案中，缓冲材料包括常规的聚氨基甲酸酯泡沫、基于大豆的泡沫、硅树脂、热塑性烯烃、热塑性氨基甲酸酯和/或天然的油基发泡聚氨基甲酸酯(natural oil-based expanded polyurethane)以及类似物。在至少一个实施方案中，由于其环境友好的性质，基于大豆的聚氨基甲酸酯是优选的。基于大豆的聚氨基甲酸酯可以由任何合适的基于大豆的多元醇制备，诸如可以从下述获得的，但不一定限于从下述获得的：Bayer、Urethane Soy Systems和Dow Chemical。可使用任何合适的基于大豆的聚氨基甲酸酯，但是在至少一个实施方案中，合适的基于大豆的聚氨基甲酸酯包括但不一定限于，从Woodbridge Foam获得的那些。柔顺层24可以是任何合适的尺寸和形状，然而在至少一个实施方案中，柔顺层24具有20到100毫米的平均厚度，且在至少另一个实施方案中，具有30到70毫米的平均厚度，以及在另外其他的实施方案中，具有40到60毫米的平均厚度。柔顺层24可以是被设置成邻近座椅主体的座椅部件，座椅主体可以是结构增强构件22。

如所讨论的，交通工具座椅组件10还包括覆盖材料20，其适于以覆盖关系接合过渡复合物18。覆盖材料20可以包括本领域已知的任何材料。通过举例，一些已知的材料包括足够质量和厚度以便用在座椅覆盖应用中的聚合物、布或皮革。聚合物覆盖材料可以包括柔性的闭合小室的聚合物表皮材料，诸如聚乙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚酯、尼龙、热塑性烯烃(TPO)或热塑性氨基甲酸酯(TPU)。用作覆盖材料20的另外的材料可以包括泡沫背衬(foam backing)(未显示，但本领域通常已知)，该泡沫背衬可以由多种聚合物泡沫材料制造。通过举例，泡沫背衬可以是聚乙烯、聚丙烯、聚氨基甲酸酯或聚苯乙烯泡沫。任选地，网状物或增强材料(本领域通常已知的)诸如玻璃纤维、尼龙、聚酯或天然纤维或其共混物可以被应用至覆盖材料20的背部或泡沫背衬以便增大强度。在至少一个特别优选的实施方案中，覆盖材料20包括聚酯或尼龙覆盖材料，该聚酯或尼龙覆盖材料具有聚酯或尼龙覆盖紧固件夹具以便将覆盖材料20固定至交通工具座椅组件10的一个或多个部件(即，缓冲件18和/或框架12)。

当柔顺层24被安装到结构增强构件22时，柔顺层24可以相对于结构增强构件22横向运动。通常，粘合剂维可牢(adhesives velcro)，和/或其他粘结材料被用于将柔顺层24安装到结构增强构件22以便减少柔顺层24的横向运动。利用粘合剂维可牢和/或其他粘结材料需要将额外的材料添加至过渡复合物18，这因为要求额外的材料且要求额外的制造时间而增大了制造成本。

此处是本文中使用的参考数字和对应的部件：

10        交通工具座椅组件

12        座椅框架

14        座椅靠背

16        下部座椅组件

18        过渡复合物

20        座椅覆盖物

22        增强构件

24        柔顺层

26        22的边缘

28        边缘区域

32        锁紧孔

34        22的下部面

36        22的上部面

38        后部区域

40        中间区域

42        前部稳定器区域(forward stabilizer region)

44        内侧边缘区域

46        外侧边缘

48        稳定器支撑区域(stabilizer support region)

50        机械互锁的突起

52        中间部分

54        颈部

56        头部部分

58        环形凹陷

虽然已展示并描述了本发明的实施方案，但是并不表明这些实施方案展示和描述了本发明的所有可能形式。更确切地，说明书中所使用的词汇为描述性词汇而非限制性词汇，并应理解，可以做出各种改变而不背离于本发明的精神和范围。

Claims (14)

1.一种交通工具座椅的过渡复合物，其被设置在座椅框架与覆盖物之间，所述过渡复合物包括：

至少一个结构增强构件，其适于被安装在交通工具座椅内以便为乘员提供支撑，所述结构增强构件具有延伸穿过其的至少两个锁紧孔；以及

柔顺层，其被设置成与所述至少一个结构增强构件互锁配合，所述柔顺层具有多个突起，所述多个突起的尺寸被设计成接纳在所述结构增强构件的所述至少两个锁紧孔内，以便使所述柔顺层相对于所述结构增强构件的横向运动最小。

2.如权利要求1所述的交通工具座椅的过渡复合物，其中所述至少一个结构增强构件中的一个具有朝向所述座椅框架放置的下部面、朝向所述覆盖物放置的上部面、后部区域、中间区域以及前部稳定器区域，所述至少两个锁紧孔在所述结构增强构件的所述上部面与所述下部面之间延伸；且

其中所述柔顺层的所述多个突起被至少部分接纳在所述结构增强层的所述锁紧孔内。

3.如权利要求1所述的交通工具座椅的过渡复合物，其中所述至少一个结构增强构件中的两个或更多个锁紧孔中的至少一部分具有从由圆形、椭圆形、卵形、多边形及其组合组成的组中选择的横截面构型。

4.如权利要求3所述的交通工具座椅的过渡复合物，其中所述多个突起具有至少5毫米的平均长度。

5.如权利要求1所述的交通工具座椅的过渡复合物，其中所述至少两个锁紧孔具有直径为至少5毫米的平均横截面。

6.如权利要求1所述的交通工具座椅的过渡复合物，其中所述座椅具有内侧边缘区域和外侧边缘区域，所述至少一个结构增强构件中的至少一部分被设置成邻近所述内侧边缘区域和所述外侧边缘区域。

7.如权利要求1所述的交通工具座椅的过渡复合物，其中所述至少一个结构增强构件中的一个或多个具有向内延伸的曲线的稳定器支撑区域，所述向内延伸的曲线的稳定器支撑区域接近所述至少一个结构增强构件的前部稳定器区域。

8.如权利要求1所述的交通工具座椅的过渡复合物，其中所述至少一个结构增强构件中的一个具有大于所述柔顺层的刚度或硬度的刚度或硬度。

9.如权利要求1所述的交通工具座椅的过渡复合物，其中所述多个突起以过盈配合被保持在锁紧孔中的至少两个内。

10.一种交通工具座椅的过渡复合物，包括：

结构增强构件，其适于被安装在交通工具座椅内以便为乘员提供支撑，所述结构增强构件具有至少两个边缘区域和设置在所述至少两个边缘区域之间的内部区域，所述至少两个边缘区域具有在其内形成的至少一个锁紧孔；以及

柔顺层，其被设置成邻近所述结构增强构件，所述柔顺层具有至少一个互锁的突起，所述至少一个互锁的突起的尺寸被设计成接纳在所述结构增强构件的所述至少一个锁紧孔内，以便使所述柔顺层接近所述边缘区域相对于所述结构增强构件的横向运动最小。

11.如权利要求10所述的交通工具座椅的过渡复合物，其中所述结构增强构件还包括来自所述柔顺层的现场发泡的机械互锁的突起。

12.如权利要求10所述的交通工具座椅的过渡复合物，其中所述至少一个互锁的突起中的至少一部分包括肩部部分、颈部和头部部分，所述头部部分具有超过所述颈部的平均直径的平均直径。

13.如权利要求12所述的交通工具座椅的过渡复合物，其中所述结构增强构件的所述锁紧孔中的至少一部分包括邻近所述锁紧孔的底表面的环形凹陷，使得在内模制步骤中所述柔顺层流过所述锁紧孔之后所述突起的所述头部部分位于所述环形凹陷内。

14.一种用于制造交通工具座椅的过渡复合物的方法，所述交通工具座椅的过渡复合物被设置在座椅框架与覆盖物之间，其中所述过渡复合物包括至少一个结构增强构件和柔顺层，所述至少一个结构增强构件具有延伸穿过其的至少两个锁紧孔，所述柔顺层与所述至少一个结构增强构件呈互锁配合，所述方法包括下述步骤：

A.将至少一个结构增强构件置于模具内；

B.以流体形式供给形成所述柔顺层的反应物，使得在闭合模具之后，所述反应物反应并在压力下占据所述至少两个锁紧孔；

C.冷却所述模具及其内容物；

D.打开所述模具并取出所述交通工具座椅的过渡复合物；以及

E.任选地，去除可能形成在所述过渡复合物周围的任何飞边。

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