專利名稱：汽車座椅用的具有空氣調(diào)節(jié)功能的軟墊零件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及特別是無源地具有空氣調(diào)節(jié)功能的車座下座椅部分和/或靠背用的軟墊零件，包括一個(gè)彈性透氣軟墊底座部分和一個(gè)平布在底座部分上的透氣和水蒸氣的空氣調(diào)節(jié)層。
WO99/50090描述了一個(gè)這種座椅軟墊零件，底座部分包括一個(gè)芯體部分，該部分是用塑料發(fā)泡制成的單個(gè)元件。為能調(diào)節(jié)空氣以便更舒適，芯體部分具有許多孔，這些孔完全貫穿芯體部分并從而在兩側(cè)的邊緣上開口。這些通孔允許穿過芯體有效地交換空氣和水氣，特別是還不用主動(dòng)裝置，如換氣裝置或類似物。因此，這是一個(gè)純無源的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在芯體部分上布置了一個(gè)外層，首先，該外層用于使座椅壓力得到分布，其次，使水氣可穿過芯體部分的孔輸送。為此，外層要由可快速吸濕且還能再釋放濕氣的材料組成。盡管這種已知座椅軟墊已經(jīng)很好地建立了，但還要進(jìn)一步改進(jìn)空氣調(diào)節(jié)性能和機(jī)械性能。
因此，本發(fā)明的目的在于提供所述類型的軟墊零件，借此使空氣調(diào)節(jié)性能和支撐及分布座椅壓力的機(jī)械性能最佳，同時(shí)使裝置簡(jiǎn)單且成本合算。
根據(jù)本發(fā)明，該目的是通過空氣調(diào)節(jié)層實(shí)現(xiàn)的，該空氣調(diào)節(jié)層包括至少兩個(gè)子層，具體是一個(gè)面向底座部分的下層和一個(gè)布置在該下層上的上層。這使得可以通過兩個(gè)子層的任何希望且適當(dāng)?shù)牟牧辖M合獲得最佳的機(jī)械和空氣調(diào)節(jié)性能。
為此，在從屬權(quán)利要求和下面的描述中包含了有利的改進(jìn)和實(shí)施例。
下面參考附圖中的許多優(yōu)選示例性實(shí)施例和一些設(shè)計(jì)變型更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，其中

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明在第一個(gè)實(shí)施例中帶有必要部件的軟墊零件的細(xì)節(jié)，圖2示出了根據(jù)圖1設(shè)計(jì)的示意性整體橫截面以展示空氣調(diào)節(jié)功能，圖3(3a-3d)示出了在孔的各種改進(jìn)變型中，底座部分孔附近的許多軟墊零件子剖面示圖，圖4示出了帶有額外覆蓋材料的類似圖2的示圖，圖5示出了在軟墊零件第二實(shí)施例中類似圖1的示圖，圖6示出了在圖5設(shè)計(jì)變型中另一個(gè)類似圖1的示圖，圖7示出了在另一個(gè)實(shí)施例中類似圖2和4的橫截面，圖8在相應(yīng)示圖中示出了圖7的替代改進(jìn)方案，圖9示出了在一個(gè)特定改進(jìn)方案中類似圖7的示圖，圖10示出了根據(jù)本發(fā)明在另一個(gè)設(shè)計(jì)變型中穿過軟墊零件的局部橫截面，圖11示出了車輛座椅安裝在車內(nèi)并且人坐在座椅上時(shí)的高度示意性側(cè)視圖，其中座椅區(qū)域?yàn)槠拭妗?br> 根據(jù)本發(fā)明，軟墊零件1用在最好是純無源具有空氣調(diào)節(jié)功能的車輛座椅6的下座椅部分2和/或靠背4區(qū)域(在這方面特別對(duì)照?qǐng)D11)。軟墊零件1包括一個(gè)彈性透氣和透濕的軟墊底座部分8和一個(gè)平直地布置在底座部分8上的空氣調(diào)節(jié)層10?？諝庹{(diào)節(jié)層10同樣也易于透氣，但有利的是還透濕(高的空氣和水蒸氣透過性)和/或吸濕。這意味著空氣調(diào)節(jié)層10可容易地吸收濕氣(水蒸氣)并還可再快速地將其釋放?？諝庹{(diào)節(jié)層10具有高度的疲勞強(qiáng)度，厚度損失＜15％。
根據(jù)圖4和7到9，底座部分8和空氣調(diào)節(jié)層10一起被覆蓋材料12覆蓋，所述材料可取的是外織物。在這種情況下，覆蓋材料或外織物12至少在實(shí)際的座椅表面區(qū)域，“就座區(qū)域”具有高的空氣和水蒸氣透過性。這有利地適用至少覆蓋空氣調(diào)節(jié)層10的覆蓋材料12的整個(gè)表面區(qū)域。這里材料可取的是沒有層疊；在該區(qū)域以外，材料可在其面向軟墊零件一側(cè)層疊。外織物的層疊嚴(yán)重減少覆蓋材料12的透過性。但是，這里可通過將其特別是直接縫在空氣調(diào)節(jié)層上來防止出現(xiàn)這種情況。外織物可設(shè)計(jì)成圓筒形針織物，單層機(jī)織物，凸起的經(jīng)編織物或凸起的經(jīng)編圓筒形織物或者提花織物，并具有大于450l/m2/s的空氣透過性(根據(jù)ISO 9237)。它還可以是親水的，特別是吸濕的紡織原料和/或可具有高達(dá)最多45％的羊毛含量。此外，具有基本上上述特征的覆蓋材料12或外織物可至少在某些區(qū)域用泡沫，特別是PU(聚氨酯)泡沫覆蓋，泡沫厚度在2到10毫米范圍內(nèi)，壓縮硬度為4到6千帕。
根據(jù)本發(fā)明，空氣調(diào)節(jié)層10包括至少兩個(gè)子層，具體地是面向底座部分8的一個(gè)下層14和布置在下層14上的一個(gè)上層16。這些子層14，16可有利地由任何希望的材料，特別是不同的材料組成。
上層16可取地由吸濕(吸收水蒸氣)材料組成。為此，上層16可包含-至少按比例地-無紡織物、親水的紡織原料、“膠化毛”(本身是已知的)和/或特別是活性碳。為此，上層16可有利地由基底材料，特別是泡沫塑料組成，其中添加特別是顆粒形的活性碳。另外，基底材料可用無紡織物進(jìn)行針刺，這樣做將該泡沫/活性碳層的硬度減少到適合座椅軟墊零件的程度。此外，還可通過無紡材料的體積(厚度)設(shè)定硬度或“軟度”，使得能夠?qū)崿F(xiàn)軟的座椅性能。該上層16的吸濕性應(yīng)約為100g/m2。
此外，上層16有利地是較軟的材料，即壓縮硬度特別約為4到6千帕并且還具有高透氣性的材料，其中透氣性應(yīng)大于500l/dm2/min(根據(jù)ISO 9237)。
下層14可取的是由相對(duì)密度特別約在500到800kg/m3的柔軟的、稍稍壓縮的膠化毛組成。但是，下層14還可是具有特別約為10到20千帕的高壓縮硬度的塑料織物。在任何情況下，下層14具有高彈性回復(fù)力和高空氣和水蒸氣透過性。
底座部分8可取的是由單塊發(fā)泡塑料體構(gòu)成。在這種情況下，為具有高透氣性，底座部分8具有許多孔18，這些孔在座椅表面上分布并以垂直于主座椅平面20的方向(對(duì)照?qǐng)D2，4和7到9)連續(xù)貫穿底座部分8?？?8必須滿足一定的幾何條件。底座部分8在空氣調(diào)節(jié)層表面區(qū)域具有高度H，這樣孔18具有對(duì)應(yīng)高度H的長(zhǎng)度L和孔橫截面或直徑D(圖1)。在這種情況下，孔長(zhǎng)度L與橫截面D的比應(yīng)該在2∶1到3∶1范圍內(nèi)。在該比率，旅行時(shí)車內(nèi)產(chǎn)生的振幅的能量(通過車道/移動(dòng)的乘客所激勵(lì))足夠保證通過抽吸作用無源地，即不需要額外風(fēng)扇地交換熱量和濕氣。在與所述可取比率不同的比率時(shí)，在孔18中會(huì)產(chǎn)生“駐波”，導(dǎo)致阻礙甚至阻止熱量和濕氣的交換。
如圖3中所示，孔18可以不同于連續(xù)的圓柱形。根據(jù)圖3a，孔18在底座部分8的下側(cè)附近具有圓錐形加寬部分18a(上側(cè)也是可以的)，這樣加寬的開口側(cè)橫截面d比圓柱形孔區(qū)域的橫截面D大。d∶D的比率應(yīng)約為1∶1.5。加寬部分18a的深度或長(zhǎng)度應(yīng)約為底座部分8高度H的1/3。根據(jù)圖3b到3d，其它的孔輪廓也是可以的，這些孔輪廓下側(cè)的橫截面比上部區(qū)域的大，其最小直徑最好不要小于20毫米。這樣，例如，根據(jù)圖3b的加寬部分18b約為鐘形，其壁在縱向截面上為內(nèi)凹形的，而根據(jù)圖3c的加寬部分18c具有外凸形的壁。根據(jù)圖3d，孔18d為連續(xù)的圓錐形設(shè)計(jì)。在所有的情況下，孔18的特定輪廓輔助了希望的熱量和物質(zhì)(濕氣)輸送，這改善了空氣調(diào)節(jié)的舒適性。
在根據(jù)圖5到10的優(yōu)選實(shí)施例中，在底座部分8和空氣調(diào)節(jié)層10下層14之間有一個(gè)由類似透氣材料組成的額外的中間層22。有利的是下層14為相對(duì)較軟設(shè)計(jì)(壓縮硬度約為5到15千帕)并且中間層22為相對(duì)較硬設(shè)計(jì)(壓縮硬度約為20到50千帕)，使得當(dāng)座椅承受載荷時(shí)，防止下層14和中間層22被壓到底座部分8的孔18內(nèi)-從而在上座椅表面上形成令人討厭的壓痕-。中間層22可有利地由具有在600到1000kg/m3范圍內(nèi)，特別是約為1000kg/m3的較高相對(duì)密度的高度壓縮的膠化毛組成。作為另外一種選擇，它還可以是高度壓縮的，特別是多孔的無紡材料。在根據(jù)圖6的另一個(gè)替代方案中，中間層22a由較薄的塑料板，可取的是1.5到4毫米厚的塑料板組成，并且在至少覆蓋孔18的區(qū)域穿孔。使用的塑料必須滿足機(jī)動(dòng)車工業(yè)的要求，特別是關(guān)于可燃性(應(yīng)該幾乎不可燃)，回收性等等。因此，中間層22或22a通常具有產(chǎn)生足夠的彎曲剛度的作用，該剛度應(yīng)至少比底座部分8的剛度大5倍，這樣空氣調(diào)節(jié)層10的其它層才不能被壓到底座部分8的孔18內(nèi)。這有利地避免了在座椅表面上形成壓痕。在所有的設(shè)計(jì)中，中間層22，22a的透氣性不要低于約400l/m2/s。
在圖9所示變型中，上層16和中間層22都是由無紡材料31形成的。位于其間的下層14可以是-如圖所示-單層的膠化毛，或者否則例如是多層的膠化毛，膠化毛具有已經(jīng)提及的性質(zhì)并且有利地包含(浸漬)活性碳。吸濕率應(yīng)該為80到150g/m2。例如針刺無紡織物或熱壓粘合無紡布形式的無紡材料31可具有1000到2000l/m2/s的透氣性和20到60g/m2之間的相對(duì)密度。
在另一個(gè)有利的改進(jìn)方案中，底座部分8具有側(cè)邊區(qū)域24，該區(qū)域升高到至少約空氣調(diào)節(jié)層10的上側(cè)水平面并因此用于為坐在座椅上的人26提供側(cè)面支撐(對(duì)照?qǐng)D4和7到9)。在根據(jù)圖1，2和8的設(shè)計(jì)中，在空氣調(diào)節(jié)層10和底座部分8的邊緣區(qū)域24之間形成有通道形間隙28，“縫合通道(tacking channels)”。根據(jù)圖1，這些間隙28具有深度T和寬度B，其中深度是相對(duì)于主座椅平面20垂直測(cè)量的，寬度B至少應(yīng)為3毫米并且最大約為15毫米以保證熱量和物質(zhì)(濕氣)能夠易于導(dǎo)出。根據(jù)圖8，覆蓋材料12在通道形間隙28附近被一直向下拉到所述通道底部，并在那里倒縫，這樣當(dāng)被覆蓋時(shí)，軟墊零件1還具有側(cè)面的通道形間隙28。當(dāng)人26同時(shí)最理想地在側(cè)面由軟墊零件1的側(cè)邊區(qū)域24支撐時(shí)，所述間隙同時(shí)還有利地用于傳導(dǎo)空氣。根據(jù)圖8，盡管有坐著的人26，穿過孔18和空氣調(diào)節(jié)層10流動(dòng)的空氣可仍然通過通道形間隙28橫向流動(dòng)。
圖4，7和9中示出的替代方案設(shè)計(jì)為側(cè)面支撐更少，在這種情況下以類似通道的方式凹進(jìn)的間隙28沒有氣流。相反地，在人26和側(cè)邊區(qū)域24之間形成通道。在這種情況下，空氣調(diào)節(jié)層10基本平齊地位于底座部分8的相應(yīng)接收凹陷區(qū)內(nèi)。
如在圖2，4和7到9中也示出的，軟墊底座部分8可取的是平直地布置在支撐座椅結(jié)構(gòu)30上，其中座椅結(jié)構(gòu)30例如由用金屬板或塑料制造的座椅槽形成。為實(shí)現(xiàn)空氣調(diào)節(jié)，座椅結(jié)構(gòu)同樣也是透氣的，特別是多孔的設(shè)計(jì)。該透氣座椅結(jié)構(gòu)30還可由金屬?gòu)椈尚纬?正弦彈簧或Pulma花紋彈簧復(fù)位裝置(Pulmaflex underspringing arrange-ment)，這在機(jī)動(dòng)車座椅中是常見的。
在圖10所示的設(shè)計(jì)中，位于中間層22或22a上的下層14是用塑料制造的編織物。該編織物具有非常好的回復(fù)力和非常好的空氣和水蒸氣透過性。由于該編織物具有特別在10到20千帕范圍的高壓縮硬度，位于其上的上層16可以是壓縮硬度特別為4到6千帕的較軟設(shè)計(jì)。
應(yīng)該說明，在使用“膠化毛”的所有情況下，不但可以使用粘接的天然纖維(例如獸毛)，還可使用具有相應(yīng)壓縮硬度和透氣性的合成制造的間隔編織物。
通過參考圖11，結(jié)合車內(nèi)氣候條件解釋本發(fā)明。
1.夏天負(fù)荷情形(車變熱)車內(nèi)的周圍溫度Tu特別是通過使用空調(diào)系統(tǒng)下降得非?？欤蛘咄ㄟ^打開車窗下降得更慢些。因此，Tu比人體溫度Tm和座椅表面區(qū)域的溫度Ts低。座椅的熱容量意味著座椅溫度Ts比人體溫度Tm高(吸收輻射到座椅上的能量)。如果Ts比Tm高，就會(huì)產(chǎn)生熱量積累。根據(jù)本發(fā)明，由于有孔18，現(xiàn)在較低的溫度Tu可更快地達(dá)到人體。關(guān)于這一點(diǎn)，車地板和座椅之間的距離A也是重要的。當(dāng)使用空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，空氣被額外除濕，并且座椅表面和座椅下側(cè)的蒸氣壓力差變得更大。所以可以從人體上將濕氣傳輸走。
2.冬天負(fù)荷情形(車變冷)通過使用空調(diào)或加熱系統(tǒng)使車內(nèi)周圍溫度Tu升高。根據(jù)本發(fā)明，該熱空氣可通過軟墊零件到達(dá)人體。因此，可有利地減少可能存在的座椅加熱系統(tǒng)的功率，或者甚至可完全去掉座椅加熱系統(tǒng)。
本發(fā)明不局限于所示和所述示例性實(shí)施例，而是還包括本發(fā)明含義內(nèi)的具有等同效果的所有設(shè)計(jì)。而且，本發(fā)明還不局限于權(quán)利要求1中限定的特征的組合，而是還可由對(duì)所有公開的單個(gè)特征的特定特征的任何其它希望的組合限定。這原則上意味著實(shí)際上權(quán)利要求1的任何單個(gè)特征都可去掉或由在說明書中其它地方公開的至少一個(gè)單個(gè)特征代替。為此，權(quán)利要求1應(yīng)被理解成僅僅是構(gòu)成發(fā)明的第一種嘗試。
權(quán)利要求
1.具有空氣調(diào)節(jié)功能的汽車座椅(6)的下座椅部分(2)和/或靠背(4)用的軟墊零件(1)，具有一個(gè)彈性透氣軟墊底座部分(8)和一個(gè)平直地布置在底座部分(8)上的透氣空氣調(diào)節(jié)層(10)，其特征在于，空氣調(diào)節(jié)層(10)包括至少兩個(gè)子層(14，16)，具體地是一個(gè)面向底座部分(8)的下層(14)和位于該下層(14)上的上層(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的軟墊零件，其特征在于，上層(16)由吸濕材料組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的軟墊零件，其特征在于，上層(16)包含-至少按比例地-無紡織物、親水的紡織原料、“膠化毛”和/或特別是活性碳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中之一所述的軟墊零件，其特征在于，上層(16)由里面有活性碳的基底材料，特別是泡沫組成，基底材料最好用無紡織物進(jìn)行針刺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中之一所述的軟墊零件，其特征在于，上層(16)用壓縮硬度特別約為4到6千帕并且最好至少為500l/dm2/min的高透氣性的較軟材料組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中之一所述的軟墊零件，其特征在于，下層(14)由相對(duì)密度特別約在500到800kg/m3范圍內(nèi)的柔軟的，稍稍壓縮的膠化毛組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中之一所述的軟墊零件，其特征在于，下層(14)由特別約為5到20千帕的高壓縮硬度的塑料編織物組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中之一所述的軟墊零件，其特征在于，下層(14)具有高彈性回復(fù)力和高空氣和水蒸氣透過性。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中之一所述的軟墊零件，其特征在于，底座部分(8)由單塊發(fā)泡塑料體組成，為獲得透氣性，其具有在座椅表面上分布且沿垂直于主座椅平面(20)的方向連續(xù)貫穿底座部分(8)的孔(18)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的軟墊零件，其特征在于，孔(18)分別具有由底座部分(8)的高度(H)確定的長(zhǎng)度(L)和橫截面(D)，長(zhǎng)度(L)與橫截面(D)的比率在2∶1到3∶1范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10中所述的軟墊零件，其特征在于，在底座部分(8)和下層(14)之間有一個(gè)由透氣材料制造的中間層(22)，下層(14)為相對(duì)較軟設(shè)計(jì)并且中間層(22，22a)為相對(duì)較硬設(shè)計(jì)，使得當(dāng)座椅承受載荷時(shí)，防止下層(14)和中間層(22)被壓到底座部分(8)的孔內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的軟墊零件，其特征在于，中間層(22)由相對(duì)密度特別約為600到1000kg/m3的高度壓縮的膠化毛組成。
13.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的軟墊零件，其特征在于，中間層(22)由高度壓縮的、特別是多孔無紡材料組成。
14.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的軟墊零件，其特征在于，中間層(22a)由相對(duì)薄的多孔塑料板組成。
15.根據(jù)權(quán)利要求1到14中所述的軟墊零件，其特征在于，底座部分(8)具有側(cè)邊區(qū)域(24)，該區(qū)域升高到至少約空氣調(diào)節(jié)層(10)的上側(cè)水平。
16.根據(jù)權(quán)利要求15中所述的軟墊零件，其特征在于，在空氣調(diào)節(jié)層(10)和底座部分(8)側(cè)邊區(qū)域(24)之間形成了通道形間隙(28)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1到16中所述的軟墊零件，其特征在于，軟墊底座部分(8)平直地布置在透氣的、特別是多孔的支撐座椅結(jié)構(gòu)(30)上。
18.根據(jù)權(quán)利要求1到17中所述的軟墊零件，其特征在于，底座部分(8)和空氣調(diào)節(jié)層(10)共同被覆蓋材料(12)覆蓋，覆蓋材料(12)至少在實(shí)際的座椅表面區(qū)域具有高的空氣和水蒸氣透過性。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有空氣調(diào)節(jié)功能的汽車座椅(6)的下座椅部分(2)和/或靠背(4)用的軟墊元件(1)，包括一個(gè)彈性帶軟墊的透氣底座部分(8)和置于底座部分(8)表面上的透氣空氣調(diào)節(jié)層(10)?？諝庹{(diào)節(jié)層(10)由至少兩個(gè)局部層(14，16)組成，即一個(gè)朝向底座部分(8)的下層(14)和一個(gè)布置在下層(14)之上的上層(16)。上層(16)由吸濕材料制造。可取的是，在底座部分(8)和下層(14)之間布置一個(gè)由透氣材料制造的中間層(22)。下層(14)相對(duì)較軟并且中間層(22，22a)相對(duì)較硬，借此防止當(dāng)人坐在座椅上時(shí)，下層(14)和中間層(22)被壓到底座部分(8)的孔(18)內(nèi)。
文檔編號(hào)A47C27/00GK1535220SQ02814916
公開日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2002年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月28日
發(fā)明者D·哈特維希, G·施梅勒, D 哈特維希, 防 申請(qǐng)人:約翰遜控制器有限責(zé)任公司