一种轻量化的汽车座椅骨架制造技术

一种轻量化的汽车座椅骨架，旨在解决现有技术中汽车座椅骨架轻量化效果较差的技术问题。本发明专利技术包括坐垫骨架和与坐垫骨架连接的靠背骨架，坐垫骨架的坐垫骨架本体通过铝合金材质的内外侧背连接板与靠背骨架本体相连接，坐垫骨架本体包括座盆、前支撑管和后支撑管，铝合金材质的座盆位于坐垫骨架远离靠背骨架的一端，铝合金材质的后支撑管位于靠背骨架与坐垫骨架的连接处，坐垫骨架侧围连接后支撑管和底盆，铝合金材质的前支撑管设在底盆下方，靠背骨架本体包括靠背弯管和头枕导管支撑管，镁合金材质的靠背弯管通过内外侧背连接板与坐垫骨架相连接，铝合金材质的头枕导管支撑管位于靠背骨架远离坐垫骨架的一端，头枕导管支撑管与靠背弯管相连接。

A lightweight car seat frame

【技术实现步骤摘要】
一种轻量化的汽车座椅骨架
本专利技术涉及汽车座椅领域，特别是涉及一种轻量化的汽车座椅骨架。
技术介绍
现有汽车座椅骨架包括坐垫骨架及与坐垫骨架连接的靠背骨架，坐垫骨架和靠背骨架都是采用钢管、钢板及钢丝等钢材加工形成，这种汽车座椅骨架整体质量大，导致汽车油耗高。目前汽车座椅的轻量化主要针对座椅骨架结构进行结构优化设计，从减小材料厚度以及结构拓扑优化方面入手实现座椅骨架的轻量化设计，但目前的座椅设计方案一般设计余量较小，材料厚度优化带来的减重效果有限，拓扑优化往往改变了结构外形，在生产加工过程中需要设计新的流水线，使得制造成本增加；此外，现有汽车座椅骨架的整体结构常选用单一材料，无法很好的达到轻量化的效果。基于上述问题，新的设计思路是，对座椅骨架材料进行优化设计，充分利用不同材料的性能优势，针对座椅骨架不同位置的结构选择相应的轻量化材料，从而实现汽车座椅骨架的整体轻量化。授权公告号为CN201610799145.1的中国专利公开了一种新型轻量化汽车座椅骨架，包括铝合金复合材料的倒”U”型的靠背主钢管，该靠背主钢管的侧面两脚上通过高强度钢的靠背连接支架固定有铝合金材质的靠背侧面支撑钢丝，该靠背主钢管上端两侧的连接有凹凸形状的铝合金材质的支撑钢丝；所述的靠背主钢管的侧面两脚被拍扁成片状，靠背连接支架通过螺栓连接方式固定在靠背主钢管上；所述的靠背主钢管的截面为异形椭圆，内部加有变料厚加强筋；所述的靠背主钢管内部的加强筋的料厚为从两端的2mm渐变到中间的1mm；所述的靠背主钢管的上端横梁上，还包括两个用于固定铝合金材料的座椅头枕导管的凹槽；所述的铝合金复合材料为铝合金系列中的6系铝合金的T6状态，通过挤压工艺成型。上述专利在充分理解和应用汽车座椅的力学原理基础上，用铝合金代替钢材，在满足同等强度要求的同时，使得座椅靠背骨架的重量大大降低，而且铝合金材料较金属材料更加耐腐蚀，从而延长了使用寿命，并简化结构和工艺，降低了生产周期和成本；但是，上述专利技术将座椅骨架的整体材料由钢材替换为铝合金，未针对座椅骨架不同位置的结构选择相应的轻量化材料，部分结构采用铝合金制备可能无法达到所需强度，在实际应用中具有一定风险。申请号为CN201711423754.8的中国专利公开了一种铝镁合金汽车座椅骨架结构，包括坐垫骨架及与坐垫骨架连接的靠背骨架，所述坐垫骨架是由铝镁合金压铸形成的一件一体式构件，坐垫骨架包括坐垫本体及由坐垫本体后端向上弯曲延伸形成的两个连接部Ⅰ，两个连接部Ⅰ相互对称，连接部Ⅰ前侧为向前突起的弧形曲面Ⅰ，连接部Ⅰ后侧形成弧形凹槽Ⅰ，弧形凹槽Ⅰ的外侧壁分别设有螺栓连接孔Ⅰ；所述靠背骨架也是由铝镁合金压铸形成的一件一体式构件，靠背骨架包括靠背本体及由靠背本体下侧两端分别向下延伸形成的两个连接部Ⅱ，两个连接部Ⅱ相互对称，连接部Ⅱ前侧为向前突起的弧形曲面Ⅱ，连接部Ⅱ后侧形成弧形凹槽Ⅱ，弧形凹槽Ⅱ的外侧壁分别设有螺栓连接孔Ⅱ，弧形曲面Ⅰ弯曲的幅度与弧形曲面Ⅱ弯曲的幅度基本相同，坐垫骨架和靠背骨架连接是通过两个连接部Ⅰ和两个连接部Ⅱ相互对接，在螺栓连接孔Ⅰ与螺栓连接孔Ⅱ相对时通过固定螺栓将坐垫骨架和靠背骨架连为整体。上述专利中坐垫骨架与靠背骨架都是采用铝镁合金压铸形成的一件一体式构件，铝镁合金强度大重量轻，骨架全部由铝镁合金压铸而成，前排坐垫、靠背骨架重量较传统的骨架减重40%，能够实现座椅总成及汽车的轻量化，从而减少燃油消耗，降低排放量；但是，上述专利技术将整体结构替换为铝镁合金，整体结构仍为单一材料，座椅骨架的轻量化单纯由材料替换产生，没有利用不同材料的性能优势，无法在实现座椅骨架轻量化的同时，提高座椅的舒适性。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术中汽车座椅骨架的整体结构常选用单一材料，汽车座椅骨架的轻量化效果较差的技术问题，提供一种轻量化的汽车座椅骨架，对座椅骨架材料进行优化设计，充分利用不同材料的性能优势，针对座椅骨架不同位置的结构选择相应的轻量化材料，从而可以提升汽车座椅骨架的整体轻量化效果，进而实现汽车座椅骨架的有效减重。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。一种轻量化的汽车座椅骨架，包括坐垫骨架和与坐垫骨架连接的靠背骨架，坐垫骨架的坐垫骨架本体通过铝合金材质的内外侧背连接板与靠背骨架的靠背骨架本体相连接，坐垫骨架本体包括座盆、前支撑管和后支撑管，铝合金材质的座盆位于坐垫骨架本体远离靠背骨架的一端，铝合金材质的后支撑管位于靠背骨架与坐垫骨架的连接处，坐垫骨架侧围自后支撑管的端部延伸至座盆的端部，铝合金材质的前支撑管固定在底盆下方，靠背骨架本体包括靠背弯管和头枕导管支撑管，镁合金材质的靠背弯管通过内外侧背连接板与坐垫骨架本体相连接，铝合金材质的头枕导管支撑管位于靠背骨架本体远离坐垫骨架的一端，头枕导管支撑管与靠背弯管固定连接。传统汽车用钢材制备的座椅骨架的整体质量大，导致汽车油耗高，为实现座椅骨架的轻量化，需要针对座椅骨架结构进行结构优化设计，常包括减小材料厚度以及结构拓扑优化两种轻量化设计思路，但是材料厚度优化带来的减重效果有限，而拓扑优化往往会改变座椅骨架的结构外形，给生产加工带来不便，基于上述问题且伴随着材料科学的快速发展，选材轻量化成为目前座椅骨架轻量化设计的主流思路。现有的座椅骨架的选材轻量化设计，通常是将座椅骨架的整体材料进行替换，铝合金及铝镁合金的质量小而强度高，因此座椅骨架的整体材料常由钢材直接替换为铝合金或铝镁合金，而非针对座椅骨架不同位置的结构选择相应的轻量化材料，因而无法充分展现选材轻量化设计的优势。区别于单纯的轻量化材料替换，本专利技术对座椅骨架不同位置的结构进行了充分的强度分析，基于实验数据进行轻量化选材，具体如下：内外侧背连接板、座盆、前支撑管、后支撑管及头枕导管支撑管由铝合金材料制成，靠背弯管由镁合金材料制成；这是因为内外侧背连接板、座盆、前支撑管、后支撑管及头枕导管支撑管在追求轻量化的同时需要保证足够的支撑强度，而铝合金密度低，强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，当将铝合金压铸成上述支撑件时，可在满足支撑强度的前提下减轻上述支撑件的质量；靠背弯管是乘客背部的主要支撑件，在车辆行驶过程中，为提高乘客的乘车舒适度，降低颠簸感，靠背弯管需具有良好的减震性能，镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金，其密度小，强度高，弹性模量大，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，用镁合金制备靠背弯管，在保证该支撑件轻量化的同时，提供了良好的减震性，进而可以提高乘客的乘车舒适度。本专利技术对汽车座椅中具有一定质量比的结构件采用镁合金、铝合金和高强钢制成，镁铝合金强度大重量轻，较传统的骨架减重21%，降低了整体质量；此外，本专利技术的骨架采用上述几种轻量化合金材料制成，结构刚度有明显增大，一阶模态较传统的骨架提升10%，进而提高了乘客的乘车舒适性。作为优选，靠背弯管呈倒U型，内外侧背连接板焊接在靠背弯管的竖直段的外侧，呈凹凸状的加强杆与靠背弯管的竖直段交叉并与靠背弯管的竖直段固定连接。由于汽车座椅骨架为框架型结构，因此需要在呈倒U型的靠背弯管上固定连接加强杆，将加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻量化的汽车座椅骨架，包括坐垫骨架和与坐垫骨架连接的靠背骨架，其特征在于，坐垫骨架的坐垫骨架本体通过铝合金材质的内外侧背连接板与靠背骨架的靠背骨架本体相连接，坐垫骨架本体包括座盆、前支撑管和后支撑管，铝合金材质的座盆位于坐垫骨架本体远离靠背骨架的一端，铝合金材质的后支撑管位于靠背骨架与坐垫骨架的连接处，坐垫骨架侧围自后支撑管的端部延伸至座盆的端部，铝合金材质的前支撑管固定在底盆下方，靠背骨架本体包括靠背弯管和头枕导管支撑管，镁合金材质的靠背弯管通过内外侧背连接板与坐垫骨架本体相连接，铝合金材质的头枕导管支撑管位于靠背骨架本体远离坐垫骨架的一端，头枕导管支撑管与靠背弯管固定连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种轻量化的汽车座椅骨架，包括坐垫骨架和与坐垫骨架连接的靠背骨架，其特征在于，坐垫骨架的坐垫骨架本体通过铝合金材质的内外侧背连接板与靠背骨架的靠背骨架本体相连接，坐垫骨架本体包括座盆、前支撑管和后支撑管，铝合金材质的座盆位于坐垫骨架本体远离靠背骨架的一端，铝合金材质的后支撑管位于靠背骨架与坐垫骨架的连接处，坐垫骨架侧围自后支撑管的端部延伸至座盆的端部，铝合金材质的前支撑管固定在底盆下方，靠背骨架本体包括靠背弯管和头枕导管支撑管，镁合金材质的靠背弯管通过内外侧背连接板与坐垫骨架本体相连接，铝合金材质的头枕导管支撑管位于靠背骨架本体远离坐垫骨架的一端，头枕导管支撑管与靠背弯管固定连接。


2.根据权利要求1所述的一种轻量化的汽车座椅骨架，其特征在于，靠背弯管呈倒U型，内外侧背连接板焊接在靠背弯管的竖直段的外侧，呈凹凸状的加强杆与靠背弯管的竖直段交叉并与靠背弯管的竖直段固定连接。


3.根据权利要求1所述的一种轻量化的汽车座椅骨架，其特征在于，呈水滴形板状的内外侧背连接板包括大端和小端，内外侧背连接板上设有防止应力集中的应力孔，内外侧背连接板的大端设有用以连接坐垫骨架本体的第一螺栓孔，内外侧背连接板的厚度为1.4mm~2.6mm。


4.根据权利要求1所述的一种轻量化的汽车座椅骨架，其特征在于，坐垫骨架本体和内外侧背连接板之间设有侧座连接板，侧座连接板呈圆角三角形，所述圆角三角形两圆角间的连接边呈内凹弧形，侧座连接板的三个圆角处均设有第二螺栓孔，侧座连接板的一个圆角端与内外侧背连接板通过螺栓连接，侧座...

【专利技术属性】
技术研发人员：张征，倪向奇，孙敏，裴恺，马健，尤伟华，吴化平，李吉泉，彭翔，丁浩，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33