一種車用機械式變剛度低頻減振座墊的製作方法

2023-05-31 11:55:06

一種車用機械式變剛度低頻減振座墊的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種車用機械式變剛度低頻減振座墊，包括座墊上板、座墊下板、交叉機構、滾針、滾針套、導向套、主彈性元件、副彈性元件、限位塊。座墊上板與座墊下板上設置滑動槽，座墊上板與座墊下板通過交叉機構相聯，座墊下板與座椅骨架固聯，限位塊固定聯接在座墊上板與座墊下板的滑動槽內，座墊上板與座墊下板間還聯接有主彈性元件，滾針安裝在滾針套內，導向套與座墊下板固聯，滾針套與座墊下板間連接有副彈性元件，座墊上板上設有斜面。本實用新型對現有座椅上普遍存在的10Hz以內的低頻振動進行隔吸振，提高了乘坐舒適度；在一定範圍內無需調節即可適應不同體重的駕乘人員；通過機械式結構實現，性能可靠，成本低廉。
【專利說明】一種車用機械式變剛度低頻減振座墊
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型屬於汽車零部件範圍，特別涉及一種低頻減振座墊。
【背景技術】
[0002]隨著汽車行業的發展，包括平順性在內的車輛NVH性能越來越受到消費者的重視，各大廠家和科研院所為改善座椅平順性及舒適度做了大量工作和研究。
[0003]汽車車身上振動振源頻率以汽車懸架固有頻率與輪胎滾動頻率為主，而現有普通
結構的座椅，其人體、座椅系統固有頻率通常不能滿足隔振原理要求(低於1/√2倍的振源頻
率)，僅僅依靠座墊材料本身阻尼進行吸振。試驗也表明，現有普通汽車座墊上振動仍以2Hz左右懸架固有頻率振動及低頻輪胎激勵為主，低頻減振性能較差。
[0004]申請號為200910310001.5的專利提到了一種利用了彈簧和減振器的減振座椅，但其所示機構屬於線性隔振技術，為了保證座椅姿態，系統剛度不能過低，所以不能有效隔絕車身上存在的低頻振動信號。
[0005]申請號為90213138.9的專利提到了一種水平減振座墊，座墊上、下板位移受減振彈簧和導向槽中的滾柱及鋼球約束。其所示結構對座墊上以垂向振動為主的低頻振動信號的隔吸效果較差。
[0006]申請號為201210241940.0的專利提到一種利用磁懸智能減振器的座椅懸架機構，但其製造成本過高，難以實施。另外還有一些已經應用的空氣座椅、主動控制座椅，均存在價格過高的問題。
[0007]申請號為201210118783.4及201220171994.X的專利中提到了一種超低頻隔振
器，理論上可以實現零赫茲隔振，但其零剛度適用載荷範圍過小，應用於座椅時也無法適應正常行駛時較大的交變載荷，手動調節平衡位置也增加了用戶操作難度。

【發明內容】

[0008]針對目前汽車座椅振動頻率以垂向較低頻率的汽車懸架固有頻率及輪胎滾動頻率為主的現狀，本實用新型基於非線性隔振技術，提供一種機械式變剛度低頻減振座墊；該座墊能在一定範圍內適應不同質量的駕乘人員，同時適應較大交變載荷，隔振吸振共同工作，有效減弱座墊上的低頻振動。
[0009]本實用新型的技術方案是:
[0010]一種車用機械式變剛度低頻減振座墊，包括座墊上板、座墊下板、交叉機構、滾針、滾針套、導向套、主彈性元件、副彈性元件、限位塊；所述座墊上板與座墊下板上設置滑動槽，座墊上板與座墊下板通過交叉機構相聯，交叉機構可以在座墊上板與座墊下板上的滑動槽內滑動，座墊下板與座椅骨架固聯，所述限位塊固定聯接在座墊上板與座墊下板的滑動槽內，調節限位塊的位置可以改變座墊上板與座墊下板之間的相對位移大小，所述座墊上板與座墊下板間還聯接有主彈性元件，滾針安裝在滾針套內，滾針套可以在導向套內沿水平方向滑動，導向套與座墊下板固聯，所述滾針套與座墊下板間連接有副彈性元件，所述座墊上板上設有斜面，正常工作狀態下滾針沿著座墊上板上的斜面滾動。
[0011]作為本實用新型的進一步改進，所述主彈性元件和副彈性元件可以是單組壓縮彈簧，也可以是多組壓縮彈簧並聯，也可以是橡膠或其他填充材料，其阻尼特性需要在工作行程內滿足設計的剛度特性。
[0012]作為本實用新型的進一步改進，所述限位塊通過螺栓固定連接在座墊上板與座墊下板的滑動槽內，限位塊的固定位置可調節，調節限位塊的位置可以改變座墊上板與座墊下板之間的相對位移大小。
[0013]本實用新型的有益效果是:
[0014]1、本實用新型一種車用機械式變剛度低頻減振座墊可以對現有座椅上普遍存在的IOHz以內的低頻振動進行隔吸振，提高乘坐舒適度；
[0015]2、本實用新型一種車用機械式變剛度低頻減振座墊可以在一定範圍內無需調節適應不同體重的駕乘人員；
[0016]3、本實用新型一種車用機械式變剛度低頻減振座墊可以在極限工況下保持正常的乘坐姿態；
[0017]4、本實用新型一種車用機械式變剛度低頻減振座墊通過機械式結構實現，性能可靠，成本相對低廉。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的側視圖；
[0019]圖2是本實用新型沿A-A向的剖視圖；
[0020]圖3是本實用新型的力位移特性曲線。
[0021]圖中:1、座墊上板；2、交叉機構；3、座墊下板；4、主彈性元件；5、滾針；6、限位塊；
7、滾針套；8、導向套；9、副彈性元件。
【具體實施方式】
[0022]以下結合具體實施例和附圖對本實用新型的技術方案進行進一步的描述，但本實用新型並不限於實施例的描述。
[0023]如圖1和圖2所示，本實用新型一種車用機械式變剛度低頻減振座墊包括:座墊上板1、交叉機構2、座墊下板3、主彈性元件4、滾針5、限位塊6、滾針套7、導向套8、副彈性元件9。
[0024]座墊上板I與座墊下板3上設置滑動槽，通過交叉機構2相聯，交叉機構2可以在座墊上板I與座墊下板3上的滑動槽內滑動，從而保證座墊上板I與座墊下板3隻能進行垂向相對運動；座墊下板3與座椅骨架固聯。
[0025]限位塊6通過螺栓聯接在座墊上板I與座墊下板3的滑動槽內，調節限位塊6的位置可以改變座墊上板I與座墊下板3之間的相對位移大小，即改變主簧的預壓縮量及坐墊上板的初始位置。限位塊6由剛度較大的橡膠材料製成，出現急加速、減速導致的超重失重極限工況可以起到緩衝作用。有一定緩衝作用。
[0026]座墊上板I與座墊下板3間還聯接有主彈性元件4，主彈性元件4可以是單組或多組壓縮彈簧並聯，也可以更換成在正常工作區間內具有類似剛度特性的橡膠元件或輔以其他填充材料，這些材料本身的阻尼特性使得其可以起到吸收振動能量的作用，但需要在工作行程內滿足設計的剛度特性。
[0027]滾針5安裝在滾針套7內，滾針套7可以在導向套8內沿水平方向滑動，導向套8與座墊下板3固聯。
[0028]滾針套7與座墊下板3間聯接有副彈性元件9，副彈性元件9可以是單組或多組壓縮彈簧並聯，也可以更換成在正常工作區間內具有類似剛度特性的橡膠元件或輔以其他填充材料，這些材料本身的阻尼特性使得其可以起到吸收振動能量的作用，但需要在工作行程內滿足設計的剛度特性。
[0029]正常工作狀態下滾針5沿著座墊上板I上設計好的斜面滾動。
[0030]交叉機構與限位槽間的摩擦，滾針套與導向套件的摩擦，均會產生阻尼起到吸收振動能量的作用。
[0031]本裝置的主要工作原理如下:當座墊上板I施加了在設計允許範圍內的人體載荷時，滾針5進入座墊上板I上設計的斜面工作區域,此時座墊垂向剛度由僅由主彈性元件4提供，變為與副彈性元件9共同作用。系統剛度隨座墊上下板間的相對位移變化；正常工作狀態人體壓力、主簧壓力、副簧壓力、路面激勵共同作用時，滾針沿座墊上板的斜面滾動，此時系統等效剛度最低，避開懸架固有頻率，隔振性能提升，使得座墊系統擁有非線性剛度，從而實現施加人體載荷後初始位移不大情況下有效降低了工作時人體、座椅系統固有頻率，使其能夠滿足隔振原理要求，避開汽車懸架固有頻率，實現低頻隔振。座墊各部件相對運動時產生的摩擦力以及彈性元件的阻尼，可以起到吸收振動能量的作用。座墊系統本身提供的非線性剛度，可以避免較大交變載荷產生的座墊上板較大位移。限位塊6則能保證極限工況下座墊的位置姿態，還起到一定的緩衝作用。
[0032]正常工作狀態滾針5沿著座墊上板3的特定斜面滾動，此時兩組副彈性元件共同作用給座墊上板I提供一個與主彈性元件4提供的力方向相反垂直向下的力，從而使得系統的力、位移特性滿足圖3所示的曲線要求，實現變剛度。
[0033]本實用新型一種車用機械式變剛度低頻減振座墊，通過三組彈性元件共同作用實現座墊系統的非線性剛度，座墊系統變剛度曲線通過結構及設計參數控制，可以不經調節，在一定範圍內滿足不同質量駕乘人員，適應較大的交變載荷，同時滿足小初始位移及低人體座椅系統固有頻率。
【權利要求】
1.一種車用機械式變剛度低頻減振座墊，其特徵在於:包括座墊上板(I)、座墊下板(3)、交叉機構(2)、滾針(5)、滾針套(7)、導向套(8)、主彈性元件(4)、副彈性元件(9)、限位塊(6 );所述座墊上板(I)與座墊下板(3 )上設置滑動槽，座墊上板(I)與座墊下板(3 )通過交叉機構(2)相聯，交叉機構(2)可以在座墊上板(I)與座墊下板(3)上的滑動槽內滑動，座墊下板(3)與座椅骨架固聯，所述限位塊(6)固定聯接在座墊上板(I)與座墊下板(3)的滑動槽內，調節限位塊(6)的位置可以改變座墊上板(I)與座墊下板(6)之間的相對位移大小，所述座墊上板(I)與座墊下板(6)間還聯接有主彈性元件(4)，滾針(5)安裝在滾針套(7)內，滾針套(7)可以在導向套(8)內沿水平方向滑動，導向套(8)與座墊下板(3)固聯，所述滾針套(7 )與座墊下板(3 )間連接有副彈性元件(9 )，所述座墊上板(I)上設有斜面，正常工作狀態下滾針(5 )沿著座墊上板(I)上的斜面滾動。
2.根據權利要求1所述的一種車用機械式變剛度低頻減振座墊，其特徵在於:所述主彈性元件(4)和副彈性元件(9)是單組壓縮彈簧。
3.根據權利要求1所述的一種車用機械式變剛度低頻減振座墊，其特徵在於:所述主彈性元件(4)和副彈性元件(9)是多組壓縮彈簧並聯。
4.根據權利要求1所述的一種車用機械式變剛度低頻減振座墊，其特徵在於:所述主彈性元件(4)和副彈性元件(9)是橡膠填充材料，其阻尼特性需要在工作行程內滿足設計的剛度特性。
5.根據權利要求1至4中任意一項所述的一種車用機械式變剛度低頻減振座墊，其特徵在於:所述限位塊(6)通過螺栓固定連接在座墊上板(I)與座墊下板(3)的滑動槽內，限位塊(6)的固定位置可調節，調節限位塊(6)的位置可以改變座墊上板(I)與座墊下板(6)之間的相對位移大小。
【文檔編號】B60N2/54GK203543740SQ201320704427
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月7日 優先權日:2013年11月7日
【發明者】肖寧, 朱學華, 熊毅, 張丙軍, 戴雲, 徐偉 申請人:南京汽車集團有限公司