[发明专利]一种复合材料座椅靠背骨架

说明书

本发明公开了一种采用连续玻璃纤维增强复合材料板的座椅靠背骨架的造型结构，定义了座椅复合材料靠背骨架应分为乘员支撑区的复合背板和过渡连接区过渡翼板以及安装平面。提供一种安装平面的安装孔参数，采用连续玻璃纤维增强复合材料板的座椅靠背骨架的开孔工艺参数，该开孔工艺规定了开孔直径范围以及孔与孔之间，孔与骨架边缘距离的范围，以及骨架与板厚的选择范围，使得采用此种打孔工艺的复合材料骨架可以与金属件进行常规的螺栓连接并能达到更好的连接强度。

技术领域

本发明涉及车辆配件技术领域，具体是一种复合材料座椅靠背骨架。

背景技术

汽车座椅靠背骨架作为一种核心车辆内饰配件。目前，很多应用车辆的座椅，其座椅的靠背骨架为金属制成的框架结构，其重量较重，大幅提高了车辆的整体重量，同时，由于框架结构无法直接应用，因此，必须要在框架结构上包覆海绵等，以提高旅客的舒适度；而由于靠背骨架为金属框架结构，因此，在后排乘员撞击在前方的椅子背部时，由于框架结构的特性，其吸收撞击力的吸能面积小，无法分散撞击力，致使前方座椅上的乘客在头颈部及腰部处容易受到集中的非常大的撞击力，致使前排乘客受伤害。

随着科技的发展和技术的进步，汽车座椅靠背骨架的制备工艺技术在不断地朝节能、环保和高效方面发展，随之而来的，复合材料座椅骨架的出现使得复合材料板材技术在进入一个新的发展阶段。由于节能环保的需要，汽车、电子和机械设备等行业的部件向轻量化和小型化发展，越来越多的金属材料正逐步被高分子复合材料替代。目前大部分所采用的热固性高分子复合材料耐冲击性差且不可回收，而以PP为基材的热塑性复合材料刚性低、耐磨耐候性能差、耐热性不足等问题，限制了其应用的范围。因此，开发高强度、高模量、比重轻、耐磨耐腐蚀、表面优异、耐热性好的其他热塑性复合材料已经成为市场新品开发的热点。

连续性纤维增强热塑性树脂是由纤维和树脂两部分组成，绝大多数的热塑性树脂拉伸强度低，但是具有很高的韧性和可塑性；而纤维有很高的拉伸强度，但是容易受到破坏且不容易成型加工。纤维与树脂的复合对二者的缺陷进行互补，使得连续性纤维增强热塑性树脂复合材料的综合性能大大提高。与传统的钢材和铝材相比，其密度约为钢材的1/5，约为铝材的1/2；比强度与比模量也远高于钢和铝的合金，因此在刚度和强度相同的条件下具有质量轻的特点，在节省能源、提高构件的使用性能方面是其它材料无法比拟的。玻璃纤维的特点在于高弹性模量。通过玻璃纤维的高拉伸强度和压缩强度，在将玻璃纤维引入到热塑性基体材料中时，能够在由于玻璃纤维的高弹性断裂延伸率而得到一定柔性的同时在这些区域中实现有目的的加固。以超高强玻璃纤维为增强体可制成各种性能优异的复合材料，在航空航天、火箭、导弹、战斗机、核潜艇等军舰、坦克等武器装备的国防军工领域有广泛的应用，尤其适用于汽车座椅骨架。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中座椅靠背骨架的各项缺陷，提供一种质量轻、能迅速分散吸收撞击力、舒适、安全、美观、生产成本低、易于安装使用的复合材料座椅靠背骨架。

目前座椅靠背骨架在设计过程中，通常为了适应项目对美学、舒适度的要求，而采用复杂的曲面造型，这对于采用传统金属而言，几乎是没有限制的；但当采用连续玻璃纤维的复合材料板作为骨架设计的主要材料时，则需要在造型和纤维的顺畅性之间寻求平衡点。

为实现上述目的，本发明的复合材料座椅靠背骨架包括连续玻璃纤维增强热塑性复合背板，连续玻璃纤维增强热塑性复合背板朝向乘客背部的一面的上部设置有凹弧段，所述连续玻璃纤维增强热塑性复合板朝向乘客背部的一面的下部设置有凸弧段，凹弧段与凸弧段连接为一体，形成曲面结构的连续玻璃纤维增强热塑性复合背板。因此在结合一定坐姿下的人体曲线时，要尽可能的避免纤维出现大角度转折从而影响结构性能。

所述曲面内任意取一点，在过该点且与此区域曲面A切面V上取直径R(60≥R≥30，推荐R取50mm)的圆，将圆沿着上述平面V的法向投影至上述曲面A上，所截取的空间曲面A1边缘上最远两点，在所述两点上与曲面所在两个切面的锐角夹角为α，取15°≥α≥0°，推荐5°≤α≤10°。