專利名稱：輪廓高度不大的座椅懸架的制作方法
技術領域：
本發明廣義地說涉及汽車座椅懸架組件，更加具體地說，本發明涉及一種座椅前后調節結構和一種座椅乘坐者重量補償調節結構，二者聯合起來可以提供具有輪廓高度不大的汽車座椅懸架。
背景技術：
眾所周知，汽車，尤其是大型載重汽車，設有能夠緩沖極重負荷的剪刀型懸架，這與通常較平穩乘坐轎車碰到的情況不同。為了使駕駛人員免受由于汽車振動引起的疲勞和不舒服，通常的做法是，提供座椅懸架系統，其中加入各種不同的彈簧裝置，彈簧裝置可以保護駕駛人員不受振動影響，其代價是消耗座椅下面的相當大的物理空間。這對于可以按照座椅乘坐者的重量調節的彈簧懸架系統尤其適用。某些這樣的座椅包括滑動裝置，滑動裝置能夠相對于汽車地板前后或縱向調節座椅。當座椅設有兩個上述的調節結構的時候，座椅必須在汽車地板上方相當大的距離定位它的座椅框架才能容納下這兩個調節結構。此外，在懸架中使用的剪刀式聯動結構的部分折疊還要占據安裝座椅的距離。通常，這個距離變得很大，以至于在汽車地板和汽車頂板之間具有相當小的空間限制的某些汽車中不允許使用。因此仍然期望提供一種座椅懸架，它可以加入座椅乘坐者重量補償調節結構和座椅前后調節結構這兩者，它們與一個基本上完全可折疊的剪刀式聯動結構一起可以保證座椅有一個相對來說不大的輪廓高度。
在1998年6月16日頒發的美國專利No.5765802和1999年2月16日頒發的美國專利No.5871198中公開了一種這樣的座椅懸架，這兩個專利都轉交給本申請的受讓人。在這些專利中，座椅懸架包括與基本上完全可折疊的剪刀式聯動結構組合在一起的一個前后調節結構和一個重量補償調節結構。雖然這些專利的設計已經表現得令人滿意，但還能進行改進，以進一步提高性能，便于調節和節省座椅懸架的成本。例如，在上述的專利中，重量補償調節結構定位在座椅的左側，因此在座椅向前調節時接近已經向后移動的調節按鈕有時很困難，座椅乘坐者夠不著所述的調節按鈕。但是，向座椅前部移調節按鈕則要求重量補償調節結構允許調節按鈕與座椅前后調節結構一起前后移動。
發明內容
本發明的一個主要目的是提供一種懸架結構，它的結構簡單并且成本相當便宜，同時還可以滿足廠家的與日俱增的在緊湊性和舒適性方面的要求。
本發明還有一個目的是提供一種合適的懸架單元，它會減小經過駕駛人員的座椅從汽車傳送到駕駛人員的沖擊和振動。
本發明下一個目的是提供一種具有可調節的預載荷因而可以適應座椅乘坐者的重量的座椅懸架。
本發明另一個目的是提供一種利用具有滑動通道的剪刀式聯動結構的座椅懸架，所述滑動通道用作座椅縱向調節的導軌。
本發明下一個目的是提供一種具有基本上完全可折疊的剪刀式聯動結構的座椅懸架。
本發明還有一個目的是提供一種具有重量補償調節結構的座椅懸架，所述的重量補償調節結構總是可以接近的，與座椅的縱向調節無關。
按照本發明的一個方面，輪廓高度不大的座椅懸架包括適合于安裝在汽車上的下框架和定位在下框架上方用于支撐其上的座墊和靠背的上框架。一個基本上完全可折疊的剪刀式聯動結構相互連接在下框架和上框架之間，使下框架和上框架能夠彼此相對地基本上平行地移動。在上框架和下框架之間設置一個偏置裝置，偏置裝置具有迫使上框架離開下框架的預載荷力。第一調節結構定位在上框架內，并且有選擇地允許上框架相對于下框架前后調節。第二調節結構定位在下框架和上框架之間，并且通過按照座椅乘坐者的重量把施加在一個調節板上的水平作用力轉變為影響偏置裝置的預載荷力的垂直作用力，有選擇地允許對偏置裝置進行調節。調節板有一個與其嚙合的凸輪，水平作用力可滑動地移動所述調節板，并且在垂直方向對于偏置裝置的彈性元件進行凸輪控制。本發明的改進在于第二調節結構的調節按鈕定位在座椅的前方，并且允許調節按鈕與上框架一起移動，與上框架相對于下框架的前后調節無關。
本發明的各種其它目的、特征、和優點從下面結合附圖的詳細描述中將變得顯而易見。
附圖表示的是實施本發明的當前考慮的最佳方式。在附圖中 圖1是使用本發明的座椅懸架的汽車座椅的透視圖，其中表示出一個座椅前后調節結構和一個重量補償調節結構； 圖2是圖1的座椅懸架的分解透視圖； 圖3是圖1的座椅懸架的底視圖，所述座椅懸架是組裝好的形式，其中除去了基板的一些部分； 圖4是沿圖3的4-4線取的剖面圖，其中表示初始調節中的重量補償調節結構； 圖4A是類似于圖4的視圖，表示座椅支撐框架的向前調節以及調節按鈕和重量補償調節結構的連桿隨之移動的方式； 圖5是類似于圖4的視圖，表示在隨后的設置中的重量補償調節結構； 圖6是沿圖3的6-6線取的剖面圖，表示在圖4的設置中的重量補償調節結構； 圖7是類似于圖6的視圖，表示在圖5的設置中的重量補償調節結構； 圖8是座椅懸架的剪刀式聯動結構的分解視圖； 圖9是圖8的透視圖，處在組裝好的狀態； 圖10是座椅靠背的分解圖。
具體實施例方式現在參照附圖1，其中表示一個實施本發明的汽車座椅懸架，所述汽車座椅懸架總體用標號10代表，并且加進到汽車座椅12的基部或底部，所述汽車座椅錨定到汽車的地板14上。眾所周知，汽車座椅12包括一個座墊16和靠背18，所述靠背18或者是固定式的，或者相對于座墊16可進行轉動調節。提供第一調節結構20以便相對于汽車地板14縱向調節汽車座椅12的位置。提供第二調節結構22，以便按照座椅乘坐者的重量改變汽車座椅12的彈性懸掛狀態。如下面將要描述的，汽車座椅12的部件安排可以得到對于這種懸架的購買者來說期望的輪廓高度相對不大的座椅。
現在參照附圖2的分解圖，汽車座椅懸架10包括上框架24、下框架26、和插在上框架24和下框架26之間的基本上完全可折疊的剪刀式聯動結構28。第一調節結構20按照傳統方式定位在上框架24內并且包括一對調節通道組件30。第二調節結構22定位在上框架24和下框架26之間，并且包括懸架彈簧32、由凸輪隨動部件34和凸輪36確定的凸輪組件33、調節板或調節條38、重量調節臂組件40、具有通孔42的圓筒形耦合部件41、U形叉桿銷43、和固定到重量調節按鈕46的一個長桿44。
上框架24是大體U形的鋼管狀結構，用于支撐其上的座墊。管狀結構24的前部包括一個橫向支撐條48和一對滑動通道50，滑動通道50在支撐條48和管狀結構24的前部之間并且在其對應的下表面上延伸。滑動通道50的兩個端部確定了下面將要描述的剪刀式聯動結構28的部件向前和向后的移動限制。將圖中表示的具有凹槽53(圖3)的連桿夾持托架52焊接到管狀結構24的前部。管狀結構24的后部包括一個下凹的平面安裝托架54，托架54具有一對空間上分開的直立的安裝壁56，它們通過一個后交叉支柱58相互連接。如下面將要說明的，安裝壁56便于座椅后框架60(圖10)與之可轉動的固定。座椅后框架60具有一個支撐57，用于支撐一個泡沫靠背59，在靠背59上塞入覆蓋物61以形成座椅靠背18。空間上分開的滑動通道組件30在其相對的側面上固定到安裝托架54的下表面上，并且通過在圖3中的連接導線62按可操作方式結合在一起。
現在參照附圖2和3，每個上框架通道組件30都包括一個細長的調節通道64，調節通道64的橫截面是C形的，調節通道64有一個下壁，所述的下壁沿它的長度方向形成有多個凹槽66。每個調節通道64還有利用對齊的圓形開口形成的一個前耳68和一個后耳70。橫截面為U形的凸輪72具有一個利用多個齒狀物74形成的下壁，凸輪72還有一個前片76和一個后片78。每個調節通道64相對于它的凸輪72并排放置，以使凸輪72的齒狀物74可以容納在調節通道64的凹槽66中，在前耳68和后耳70中形成的開口與在前片76和后片78中形成的孔對齊。在每個調節通道組件30上，一個細長的釋放連桿80穿過對齊的開口和孔伸出。在汽車座椅12左側的釋放連桿80包括一個延伸部分82，延伸部分82延伸超過汽車座椅12的前端并且終止在一個手柄84內，手柄84可以在座椅12左前角的外部接近座椅乘坐者。每個釋放連桿80的前端包括一個與其固定在一起的U形轉動通道86，U形轉動通道86鄰接凸輪72上的前片76。如從圖3可見的，每個釋放連桿80的后端突出出來，超過后片78，并且容納在攜帶連接導線62的導線細孔88中。扭力閂鎖彈簧90(圖2)圍繞釋放連桿80的前部，并且扭力閂鎖彈簧90插在調節通道64的前耳68和凸輪72的前片76之間。確定每個扭力閂鎖彈簧90的位置，以便在正常的條件下將每個凸輪72的齒狀物74保持在它的對應的調節通道64的凹槽66中。
現在回到圖2，下框架26是大體H形狀的鋼基板92，鋼基板92具有彎曲的側邊邊緣94，側邊邊緣94形成相對的側邊通道96。可以使用在基板92的角中形成的孔98來容納從汽車地板14向上延伸的短柱(未示出)，可使螺母(未示出)與短柱螺紋連接，以便相對于汽車地板14固定基板92。基板92具有一對安裝分段100，安裝分段100攜帶合適的緊固件102以便能夠連接到剪刀式聯動結構28的一部分上。基板92還設有一個中央開口104(圖6)，中央開口104容納用于利用懸掛超級結構固定基板92的螺母106。
現在參照附圖2、8、9，通過剪刀式聯動結構28平行地連接上框架24和下框架26，一個在另一個的上面，所述的剪刀式聯動結構28由一對內部聯動結構108、110和一對外部聯動結構112、114形成。內部聯動結構108、110由彎曲的側邊部分和彎曲的前、后部分120、122分別形成，彎曲的側邊部分是大體長方形的內臂組件116，內臂組件116具有鋼支撐板118。圖3表示在內臂組件116的一個側邊上，加固管124在對應的前、后部分120、122之間延伸。在另一個側邊上，一個內臂加固片126從板118開始向上突出，在對應的前和后部分120、122內形成一對對齊的開口128(圖2)，以便容納重量補償調節結構22的長桿44。突起130(圖3)從板118開始向上延伸，并且具有一個與開口對齊的孔。突起130攜帶一個可以轉動的軸承131，桿44可以穿過所述的軸承。圓筒形的耦合部件41和U形叉桿銷43也從板118開始向下延伸。在132處，切下板118的一個后角區，以便容納重量調節臂組件40的一個部分。內部聯動結構108具有一個與其焊接在一起的耦合螺母134和加固管124，并且橫向延伸穿過聯動結構108而且延伸在聯動結構108的外部。相對的內部聯動結構110具有一個與其焊接在一起的耦合螺母136和加固片126，并且橫向延伸穿過聯動結構110而且延伸在聯動結構110的外部。內部聯動結構108、110的前端攜帶銷138，用于在上框架24的前部可以安裝可滑動地容納在滑動通道50內的第一對滑塊140。內部聯動結構108、110的后端具有焊接到內部聯動結構的內表面上的孔和螺母(在圖2的位置111處只能看見一個)，以便容納在基板92的安裝分段100中的緊固件102。
外部聯動結構112、114在后端通過一個傳動軸142結合在一起。外部聯動結構112、114的后端設有銷釘144，用于安裝可滑動地容納在上框架24的調節通道組件30中的調節塊146。外部聯動結構112、114的前端設有銷釘148，用于安裝第二對滑塊150，第二對滑塊150可滑動地容納在下框架26上的側邊通道96中。每個外部聯動結構112、114的中間部分按照可操作的方式通過螺栓152連接到每個內部聯動結構108、110的中間部分，所述的螺栓152螺紋連接到耦合螺母134、136之一內。
圖2-7表示的是獨特的重量補償調節結構22。圓筒形耦合部件41和U形叉桿銷43從形成的內臂板118的下側開始向下延伸。耦合部件41穿過一個帶有切口的孔154與板118在下面接觸，所述的孔154是由調節條38遠端上的一個連續壁形成的。孔154的周邊尺寸大于耦合部件41的直徑，所以耦合部件41與壁156是分開的。調節條38的近端接合到重量調節臂組件40上。更加具體地說，重量調節臂組件40具有一對分隔開的臂158，它們通過鉚釘159固定在一起，并且確定了一對分叉的支柱160，在這對分叉的支柱160之間可轉動地安裝一個U形螺母162。在兩個臂158之間接納調節條38的近端，并且通過U形叉桿銷164和扁銷166固定所述的調節條38的近端，以使在調節條38和分隔開的臂158之間的相對移動存在自由度。臂158具有兩個對齊的孔，用于接納U形叉桿銷43，以使臂158可以在上面轉動。耦合部件41還要穿過凸輪36、凸輪隨動部件34、和彈簧32的至少一部分。確定凸輪36的方向，使其指向調節條38上的帶有切口的孔154內，以使凸輪36的凸臺與孔154中的切口對齊，以便阻止凸輪36相對于調節條38的轉動。凸輪36具有一個空腔，因此可以確保凸輪36和耦合部件41之間的相對移動。凸輪36包含一系列傾斜的楔形件或斜面168，它們可以與在凸輪隨動部件34上的互補的傾斜表面170嚙合。唇狀突起172從凸輪隨動部件34的基板開始向外延伸，用于密封圍繞凸輪隨動部件34的彈簧32的小的上端。彈簧32包括一個大的下端，下端坐落在基板92上。彈簧32以預先確定的可以迫使上框架24離開下框架26的預載荷力進行安裝。通過耦合通孔42插入一個止塊或緊固件174，所述的止塊或緊固件174具有一個螺紋端，所述螺紋端容納在螺母106內，螺母106裝配在基板92內，從而將剪刀式聯動結構28、調節條38、重量調節臂組件40、凸輪36、凸輪隨動部件34、彈簧32、和基板92固定在一起。將緊固件174擰入螺母106內，擰入的距離用于設定座椅16和基板92之間的最大距離。應該認識到，緊固件174穿過彈簧32的中軸線，抵消彈簧的負荷壓力，以使較輕的部件可以懸掛。通過補償所述的負荷，這些重量輕的部件仍舊保持平直并且仍舊可以起作用。使用緊固件174便于在彎曲的負荷中不用設置基板92。
調節器螺栓176具有與U形螺母162的內螺紋嚙合的外螺紋，并且具有與軸承131配合的前端。調節器螺栓176具有一個內六角形178(圖4A)，內六角形178用于配合接納長桿44的六邊形周邊。因此，轉動桿44將要相對于U形螺母162轉動調節器螺栓176，并且當進行前后調節時，還將允許長桿44通過調節器螺栓176自由滑動。防松螺母180擰到調節器螺栓176的后端，用作U形螺母162的行程限制裝置。通過使桿44穿過在內臂組件116的對應的前和后部120、122中的開口以及在突起130內的孔，可以將長桿44裝入調節器螺栓176內。如在圖4中清晰可見，用機械的方法，借助于防松螺母182將重量補償按鈕46緊固到長桿44的前端，從而可以傳送轉動移動。長桿44插入在管狀結構24的前部的托架52中形成的孔內。定位墊片184和彈簧銷釘186，以使所述定位墊片184和彈簧銷釘186可以緊固按鈕46，相對于座椅的管狀結構24就位。將一個重量調節螺母188固定到長桿44上，所述重量調節螺母188具有一個延伸部分190和一個臂狀重量調節指示器192，所述延伸部分190伸入托架52上的對齊的凹槽內。
借助于上述結構，可以將內部聯動結構108、110和外部聯動結構112、114彼此分隔開，以使當剪刀式聯動結構28基本上完全折疊的時候第一對滑塊140與第二對滑塊150處在幾乎相同的水平。在這個位置，通過在座墊16上施加重負荷使彈簧32受到壓縮，使彈簧的各個圈彼此緊緊地壓在一起。按照特定方式安排聯動結構108-114以及彈簧32將產生一個附加的間隙，這個間隙可以按照高度極小的輪廓放置座椅12。
在使用中，讓我們假定期望改變座椅12的前后位置，從圖4的向后位置改變到圖4A的向前位置。抓緊手柄84，克服彈簧90的偏置力，在座椅12的左前側升高并轉動延伸部分82和釋放連桿80，通過連接導線62將這個轉動移動轉換到座椅12的右側。這樣的轉動使齒狀物74在凸輪72上移動，與調節通道64上的凹槽66脫開，允許調節決146在調節通道64中滑動并允許第一對滑塊140在前上通道50中滑動。一旦到達期望的滑動位置，則釋放手柄84，閂鎖彈簧90將要轉動，并且返回每個釋放連桿80，從而使齒狀物74再一次嚙合凹槽66，借此鎖緊所述座椅12就位。通過這種結構，可以相對于連接到下框架26的剪刀式聯動結構28有選擇地前后調節用于固定座墊16的上框架24。
作為本發明的一個特征，重量補償調節結構22的長桿44當進行前后調節的時候(圖4A)可以自由地滑動通過調節器螺栓176的內部178。這將允許調節按鈕46與安裝座墊16的上框架24的前邊緣一起移動，因此，所述按鈕46對于座椅乘坐者來說總是容易接近的，與座椅的前后位置無關。
現在假定期望根據座椅乘坐者的重量改變在懸架彈簧32上的預載荷力，從圖6的較低設定值變到圖7的較高設定值。按照常規的方式轉動在座椅12的右前邊緣外部的調節按鈕46。當按照這樣的方式轉動調節按鈕46以增加預載荷時，長桿44的轉動將使調節器螺栓176轉動，并且使U形螺母162朝向防松螺母180的方向移動。U形螺母162的移動使調節臂158中轉動，并且通過U形叉桿銷43向調節條38施加一個水平力。調節條38的移動使凸輪36相對于凸輪隨動部件34移動，使凸輪隨動部件34升高超過凸輪36，并且增加了彈簧32的壓縮力或預載荷，導致較硬的乘坐感覺。
要說明的是，當按鈕46轉動時，本發明提供重量補償調節的相關指示。具體來說，按鈕46和螺母188的轉動使臂狀指示器192相對于在托架52上形成的凹槽53移動。通過凹槽53看見的指示器192的表面區域的大小為座椅乘坐者給出了重量補償調節大小的可見指示。
雖然參照優選實施例已經描述了本發明，但本領域的普通技術人員應該認識到，在不偏離本發明的構思的條件下還可以進行某些替換、改變、或省略。因此，以上的描述只為舉例說明，不應該被認為是對于下述權利要求書提出的本發明的范圍的限制。
權利要求
1.在一個輪廓高度不大的座椅懸架中，所述座椅懸架具有適合于安裝在汽車上的下框架和定位在下框架上方用于支撐其上的座墊和靠背的上框架，一個基本上完全可折疊的剪刀式聯動結構相互連接在下框架和上框架之間，使下框架和上框架能夠彼此相對地基本上平行地移動，在上框架和下框架之間設置一個支承裝置，支承裝置具有迫使上框架離開下框架的支承力，第一調節結構定位在上框架內，用于有選擇地允許上框架相對于下框架前后調節，第二調節結構定位在下框架和上框架之間，用于通過按照座墊乘坐者的身體重量把施加在一個調節板上的水平作用力轉變為影響支承裝置的預載荷力的垂直作用力有選擇地允許支承裝置的調節，調節板與凸輪嚙合，其中水平作用力可滑動地移動所述調節板，并且在垂直方向攜帶支承裝置的一個彈性元件，其改進在于構造并裝置第二調節結構，以使調節按鈕在座墊的前方從上框架開始向前延伸，并且使所述調節按鈕與上框架一起移動，與上框架相對于下框架的前后調節無關。
2.權利要求1的改進，第二調節結構定位在下框架和剪刀式聯動結構之間，并且包括靠緊下框架設置的一個彈簧、在所述彈簧上方并靠緊所述彈簧設置的一個凸輪、與凸輪嚙合的一個凸輪隨動部件、與凸輪隨動部件不可轉動地嚙合的調節板、與調節板連接并且進行安裝以便可以在剪刀式聯動結構上轉動的一個重量調節臂組件、從剪刀式聯動結構上懸掛的并且通過調節板、凸輪、凸輪隨動部件、和至少一部分彈簧突出出來的一個耦合部件、將耦合部件接合到下框架上的一個緊固件、和在調節按鈕和重量調節臂組件之間延伸的一個可轉動的調節連桿。
3.權利要求2的改進，其中剪刀式聯動結構攜帶一個可轉動的軸承，所述調節連桿穿過所述軸承。
4.權利要求3的改進，其中重量調節臂組件包括一對分叉的支柱，在它們之間可轉動地安裝一個U形螺母，U形螺母具有可以與在轉動軸承上安裝的調節器螺栓上的外螺紋嚙合的內螺紋，調節器螺栓具有一個內六角形，用于配合接納調節連桿的六邊形周邊，從而，調節連桿的轉動使調節器螺栓相對于U形螺母進行轉動，并且允許當進行前后調節時調節連桿同時穿過內六角形滑動。
5.權利要求4的改進，其中調節板連接到分叉的支柱上，分叉的支柱可樞軸轉動地固定到剪刀式聯動結構的支撐上，因此，調節連桿的轉動使調節螺栓轉動，引起U形螺母的移動和分叉的支柱的轉動，從而向調節板施加水平作用力，借此，調節板的移動使凸輪相對于凸輪隨動部件移動以改變彈簧的壓縮狀態，并且為座墊的乘坐者提供期望的乘坐緩沖。
6.權利要求2的改進，其中上框架包括一個托架，用于引導固定到調節連桿上的重量調節指示器。
7.權利要求6的改進，其中所述的托架包括用于形成指示器的一個凹槽，其中，調節連桿的轉動使指示器相對于凹槽移動，通過凹槽看見的指示器的表面面積的大小為座墊乘坐者形成乘坐者重量補償調節大小的可見指示。
8.權利要求1的改進，其中座椅靠背可樞軸轉動地安裝到上框架。
9.權利要求2的改進，其中緊固件穿過彈簧的中軸并且抵消它的負荷壓力，因此允許較輕的部件處在懸架中并可以保持懸架筆直。
全文摘要
一種輪廓高度不大的座椅懸架，所述座椅懸架具有適合于安裝在汽車上的下框架和定位在下框架上方用于支撐其上的座墊和靠背的上框架。一個基本上完全可折疊的剪刀式聯動機構相互連接在下框架和上框架之間，使下框架和上框架能夠彼此相對地基本上平行地移動。在上框架和下框架之間設置一個偏置裝置，偏置裝置具有迫使上框架離開下框架的預載荷力。第一調節結構定位在上框架內，用于有選擇地允許上框架相對于下框架前后調節。第二調節結構定位在下框架和上框架之間，用于通過按照座椅中的乘坐者的重量把施加在一個調節板上的水平作用力轉變為影響偏置裝置的預載荷力的垂直作用力，有選擇地允許對偏置裝置的調節。本發明的改進在于將調節按鈕定位在座椅的前方，并且使所述調節按鈕與上框架一起移動，與上框架相對于下框架的前后調節無關。
文檔編號B60N2/50GK1798666SQ200480015346
公開日2006年7月5日 申請日期2004年6月8日 優先權日2003年6月11日
發明者約翰·M·保斯羅姆, 韋恩·R·布勞克, 詹姆斯·R·布瑞贊克, 馬修·C·浩恩 申請人:H.O.保斯羅姆有限公司