專利名稱：改進(jìn)的人體工學(xué)座椅的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于在辦公環(huán)境下使用的座椅，具體地說(shuō)，涉及一種具有幾種結(jié)構(gòu)和操作性能的活動(dòng)靠背扶手辦公椅，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其提供若干人體工學(xué)和其它方面的優(yōu)勢(shì)。
背景技術(shù)：
多年來(lái)一直試圖制造一種適合于在辦公環(huán)境下使用的座椅，其使用舒適并避免用戶在長(zhǎng)期使用時(shí)疲勞。在一種簡(jiǎn)單形式中，所述座椅可以配備有能夠輕易轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)座，并包括一種允許座椅搖動(dòng)的控制機(jī)械。這種相對(duì)簡(jiǎn)單座椅的缺點(diǎn)是椅座和椅背結(jié)合的擺動(dòng)自然地使用戶的腳離開(kāi)地面，從而產(chǎn)生穩(wěn)定方面的問(wèn)題，并在用戶大腿的前部施加一向上力，從而減少用戶腿部?jī)?nèi)的血液(流體)循環(huán)。
為了改善前述座椅結(jié)構(gòu)，座椅控制是公知的，其使椅座和椅背同步運(yùn)動(dòng)。當(dāng)涉及辦公座椅時(shí)，“同步控制”意味著椅座調(diào)整和椅背調(diào)整的相聯(lián)或相關(guān)的構(gòu)造，也就是說(shuō)，椅背傾斜度的調(diào)整也導(dǎo)致椅座表面的調(diào)整。美國(guó)專利US5,318,345介紹了這樣一種同步座椅控制，該專利的發(fā)明人是Olson，并被轉(zhuǎn)讓給本專利申請(qǐng)的申請(qǐng)人。利用這種Olson控制結(jié)構(gòu)，椅背以一預(yù)定向后靠速率傾斜，而椅座以一更低速率同步傾斜，結(jié)果當(dāng)椅背傾斜時(shí)，用戶的腳沒(méi)有離開(kāi)地面。同樣，用戶腿部?jī)?nèi)的血液循環(huán)沒(méi)有被座椅前端的大幅度向上運(yùn)動(dòng)而打斷。這種控制的另一種優(yōu)點(diǎn)是利用傾斜軸線的戰(zhàn)略配置，從而不希望的“襯衫拉動(dòng)”被降低到最小程度。美國(guó)專利US5,336,274和5,860,701介紹了另一種同步椅子控制示例。
在美國(guó)專利US6,125,521中，提供一種具有大致圍繞用戶的髖部關(guān)節(jié)(hip joint)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的椅座和椅背的座椅。這種座椅的一種缺點(diǎn)是隨著椅背的傾斜，椅座后部也向下傾斜，從而具有改變用戶凝視角度的效果。此外，在這種座椅中，手臂也隨椅背一起傾斜，使用戶的手臂向離開(kāi)工作表面的方向移動(dòng)。在美國(guó)專利US5,979,984中，隨著椅背的傾斜，座椅既向前滑動(dòng)，椅座后部又向下運(yùn)動(dòng)。
最近所設(shè)計(jì)的提供可觀的人體工學(xué)優(yōu)點(diǎn)的另一種辦公座椅是一種具有椅背傾斜限制器的座椅。利用這種設(shè)置在座椅控制裝置內(nèi)的機(jī)構(gòu)，用戶可以選擇地將椅背傾斜程度設(shè)置在預(yù)定角度，從而當(dāng)所述座椅被使用時(shí)，增加了舒適程度。發(fā)明人為Kurtz并被轉(zhuǎn)讓給本專利申請(qǐng)的申請(qǐng)人的美國(guó)專利US6,102,477介紹了這樣一種傾斜限制器。這種特定機(jī)構(gòu)顯示其能夠在預(yù)定范圍內(nèi)提供極大的可變角度。這種機(jī)構(gòu)同時(shí)制造成本低。
另一種最近的人體工學(xué)座椅的特點(diǎn)在于設(shè)置高度和轉(zhuǎn)動(dòng)可調(diào)的手臂墊。該特征提供給用戶手臂、前臂、手腕和肩部一額外的支承，從而當(dāng)用戶坐在所述座椅上進(jìn)行鍵盤操作時(shí)，減少重復(fù)應(yīng)力傷害。發(fā)明人為Neil的美國(guó)專利US5,908,221介紹了使用氣筒的可調(diào)整手臂墊的一種示例。
另一種最近的人體工學(xué)座椅包括一可調(diào)整的腰部支承機(jī)械，在用戶的后背下部區(qū)域提供預(yù)選的椅背張力。一種可調(diào)整的腰部支承機(jī)械允許用戶根據(jù)正在執(zhí)行的具體辦公業(yè)務(wù)在下背部選擇舒適的壓力級(jí)別。例如美國(guó)專利US5,797,652介紹了這樣一種機(jī)械。
另一種最近的人體工學(xué)座椅的特征是將織物網(wǎng)(fabric mesh)組合到椅座和/或椅背的結(jié)構(gòu)內(nèi)。這些材料顯然能增強(qiáng)空氣循環(huán)從而傳遞用戶體的熱量，因此提高座椅的舒適性。發(fā)明人為Stumpf等人的上述美國(guó)專利US6,125,521介紹了在辦公座椅內(nèi)使用這種織物網(wǎng)的一個(gè)示例。
另一種最近流行的人體工學(xué)座椅的特點(diǎn)是提供這樣一種座墊，該座墊在提供給用戶乘坐舒適性以及適合支承的同時(shí)具有從用戶屁股轉(zhuǎn)移熱量的能力。具有這種能力的公知座墊可以具有美國(guó)專利US6,179,706所介紹類型的被動(dòng)或主動(dòng)空氣流動(dòng)循環(huán)特征。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種被全部重新設(shè)計(jì)的人體工學(xué)座椅，其包含標(biāo)準(zhǔn)座椅結(jié)構(gòu)所有方面的簡(jiǎn)單但改進(jìn)的功能性和美學(xué)方面的特征，包括椅座和椅背同步傾斜、傾斜限制、單獨(dú)調(diào)整、椅臂調(diào)整、可調(diào)整的腰部支承、座墊氣流、織物網(wǎng)和模塊底座框架組件。
這些不同元件的不同特征是下述單獨(dú)申請(qǐng)的主題，所有這些專利申請(qǐng)都被轉(zhuǎn)讓給本專利申請(qǐng)人，所有對(duì)其進(jìn)行介紹的說(shuō)明內(nèi)容都被結(jié)合在本發(fā)明申請(qǐng)中申請(qǐng)日為2001年6月15日、申請(qǐng)?zhí)枮镹o.09/882,550、發(fā)明名稱為“多位置傾斜限制機(jī)械”的美國(guó)專利申請(qǐng)；申請(qǐng)日為2001年6月15日、申請(qǐng)?zhí)枮镹o.09/881,896、發(fā)明名稱為“座椅水平調(diào)整機(jī)械的鎖緊裝置”的美國(guó)專利申請(qǐng)，以及申請(qǐng)日為2002年2月15日、申請(qǐng)?zhí)枮镹o.10/077,313、發(fā)明名稱為“可調(diào)整的座椅鎖緊機(jī)構(gòu)”的繼續(xù)美國(guó)專利申請(qǐng)；申請(qǐng)日為2001年6月15日、申請(qǐng)?zhí)枮镹o.09/881,818、發(fā)明名稱為“高度和轉(zhuǎn)動(dòng)可調(diào)的座椅臂”的美國(guó)專利申請(qǐng)，以及申請(qǐng)日為2002年2月15日、申請(qǐng)?zhí)枮镹o.10/077,073、發(fā)明名稱為“垂直和水平可調(diào)的座椅扶手”的繼續(xù)美國(guó)專利申請(qǐng)；申請(qǐng)日為2001年6月15日、申請(qǐng)?zhí)枮镹o.09/881,795、發(fā)明名稱為“座椅的腰部支承”的美國(guó)專利申請(qǐng)；申請(qǐng)日為2001年6月15日、申請(qǐng)?zhí)枮镹o.09/882,503、發(fā)明名稱為“身體支承元件”的美國(guó)專利申請(qǐng)；申請(qǐng)日為2001年6月15日、申請(qǐng)?zhí)枮镹o.09/882,140、發(fā)明名稱為“椅背結(jié)構(gòu)”的美國(guó)專利申請(qǐng)以及申請(qǐng)日為2002年2月15日、申請(qǐng)?zhí)枮镹o.10/077,540、發(fā)明名稱為“椅背結(jié)構(gòu)”的繼續(xù)美國(guó)專利申請(qǐng)；
申請(qǐng)日為2001年6月15日、申請(qǐng)?zhí)枮镹o.09/881,897、發(fā)明名稱為“座椅模塊結(jié)構(gòu)”的美國(guó)專利申請(qǐng)。
對(duì)上述專利申請(qǐng)的各種特征進(jìn)行組合，從而提供一種比現(xiàn)有技術(shù)顯著改進(jìn)的座椅。
例如，本發(fā)明提供一種具有四桿機(jī)構(gòu)的向后靠座椅，在向后靠期間，隨著椅背向后傾斜，所述四桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)致椅座后部升高，給予特殊的和舒適的平衡。通過(guò)人工操縱杠桿運(yùn)動(dòng)，一種簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的傾斜限制控制結(jié)構(gòu)通常有效并方便地將椅背傾斜限制在幾種向后靠位置中的一種位置。使用簡(jiǎn)單但是有效的允許用戶選擇最佳水平座墊位置的鎖緊裝置，可以實(shí)現(xiàn)椅子座墊的水平定位。通過(guò)推動(dòng)按鈕或簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)動(dòng)，高度和轉(zhuǎn)動(dòng)可調(diào)的座椅臂被簡(jiǎn)單和有效地驅(qū)動(dòng)，從而可以方便地調(diào)整以適應(yīng)特定的工作。通過(guò)提供張力給椅背框架，腰部支承的高度很容易被調(diào)整，并且在其調(diào)整機(jī)構(gòu)內(nèi)無(wú)需螺釘或調(diào)節(jié)旋鈕，通過(guò)避免所述腰部支承直接接觸用戶背部，也可以實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)任務(wù)。一種模塊化座墊包括舒適的熱氣流動(dòng)層和凝膠層(gellayer)，所述凝膠層是獨(dú)特通風(fēng)的，用于空氣循環(huán)和應(yīng)力及壓力控制。椅背是織物網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并包括用于更為優(yōu)異舒適的新穎連接系統(tǒng)。椅座和椅背是模塊化結(jié)構(gòu)，便于組裝，并給予座椅結(jié)構(gòu)剛度，其中，敞開(kāi)骨架框架結(jié)構(gòu)在使得座椅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的同時(shí)，還增添了其美感。
本發(fā)明的主要目的是提供一種可傾座椅，在任何選擇的向后靠位置，所有重量和體型的用戶在座椅內(nèi)都可以始終平衡，從而增強(qiáng)“適合”和“舒適”。通過(guò)提供一種具有四桿機(jī)構(gòu)布置的人體工學(xué)座椅，本發(fā)明改進(jìn)了現(xiàn)有技術(shù)，其中下框架元件配備有剛性前支柱和剛性后支柱，椅座元件被鉸接到所述前支柱上?？勘尘哂械谝粯休S端，它與所述下框架元件的后支柱的上端相連。連接元件在第一端與椅座元件的后支柱鉸接，在第二端與靠背元件上的第二下樞軸端鉸接。這種新穎布置允許靠背相對(duì)于下框架元件向后傾斜運(yùn)動(dòng)，同時(shí)導(dǎo)致椅座元件的后部升高，從而允許用戶腳部保持與地面接觸，并緩和對(duì)用戶大腿上的壓力。利用一種產(chǎn)生椅座和椅背的瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心的連接裝置實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，所述瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心大約在用戶的髖部，從而椅座和椅背的運(yùn)動(dòng)減少了不希望的“襯衫拉”。這種布置也更適應(yīng)用戶，并在整個(gè)傾斜期間，提供正確的背部支承。


通過(guò)結(jié)合附圖詳細(xì)閱讀下文的說(shuō)明，本發(fā)明的上述和其它新穎特征和優(yōu)點(diǎn)將被更好地理解。
圖1是一個(gè)顯示符合本發(fā)明原理并組合所有改進(jìn)模塊部件的人體工學(xué)座椅的左前透視圖；圖2是一個(gè)分解透視圖；圖3是一個(gè)更詳細(xì)地顯示本發(fā)明的中央支承模塊的分解透視圖；圖4a是一個(gè)圖1所示組裝座椅的左側(cè)視圖；圖4b是一個(gè)圖1所示組裝座椅的右側(cè)視圖；圖5是一個(gè)前視圖；圖6是一個(gè)后視圖；圖7是一個(gè)俯視圖；圖7a是一個(gè)將座墊部件拆除后的椅座的部分俯視圖；圖8是一個(gè)圖1所示組裝座椅的仰視圖；圖9是一個(gè)椅底座被拆除后的仰視圖；圖10是一個(gè)顯示座椅處于完全豎立位置的局部左側(cè)視圖；圖10a是一個(gè)側(cè)視圖，示意性顯示椅背處于完全豎立位置的座椅元件之間的最佳尺寸關(guān)系；圖11是一個(gè)部分左側(cè)視圖，顯示座椅處于部分傾斜位置；圖12是一個(gè)部分左側(cè)視圖，顯示座椅處于完全傾斜位置；圖12a是一個(gè)側(cè)視圖，示意性顯示當(dāng)椅背處于完全傾斜位置時(shí)座椅元件之間的最佳尺寸關(guān)系；圖13是一個(gè)示意性顯示座椅聯(lián)接布置的側(cè)視圖；
圖14是一個(gè)示意性顯示座椅運(yùn)動(dòng)學(xué)的側(cè)視圖；圖15是一個(gè)本發(fā)明最佳椅背部件的透視圖；圖16a是一個(gè)本發(fā)明最佳椅背部件的分解透視圖；圖16b是一個(gè)沒(méi)有靠背(backrest)的組合背框架的透視圖；圖17是一個(gè)椅背組件的透視圖，顯示可調(diào)腰部支承的最佳模式的可調(diào)整性；圖18是一個(gè)基本上沿圖15中18-18線所做的橫截面視圖；圖19是圖18內(nèi)圓圈部分的一個(gè)放大視圖；圖20是一個(gè)沿圖15中20-20線所做的部分橫截面視圖，顯示網(wǎng)攜帶體的腰部元件之間的關(guān)系；圖21a是一個(gè)本發(fā)明中所使用一種形式網(wǎng)布置的放大視圖；圖21b是一個(gè)本發(fā)明中所使用的網(wǎng)結(jié)構(gòu)的第二最佳實(shí)施例的放大前視圖；圖21c是圖21b所示網(wǎng)的放大后視圖；圖22是一個(gè)放大的分解視圖，顯示一種形式的網(wǎng)和載體的組件；圖23是一個(gè)類似于圖22的視圖，顯示一種將網(wǎng)緊固到載體上的粘接結(jié)合方法；圖24是一個(gè)放大的局部剖視圖，顯示被安裝在椅背框架頂部上的載體；圖25是一個(gè)放大的局部剖視圖，顯示被安裝在椅背框架底部上的載體；圖26是一個(gè)顯示傾斜限制機(jī)械的一些細(xì)節(jié)的放大的局部仰視圖，其中為了便于理解，將底座、椅臂和椅座拆除；圖26a是一個(gè)沿圖26的26a-26a線所做的橫截面視圖，更清楚地顯示了連接和傾斜限制機(jī)械的細(xì)節(jié)；圖27是一個(gè)更詳細(xì)顯示傾斜限制機(jī)械的仰視分解透視圖；圖28是所述傾斜限制機(jī)械的止動(dòng)板的放大透視圖；圖29是座板的俯視透視圖；
圖30是沿圖29的30-30線所做的座板的橫截面視31a是向上看到的組裝的座板和座盤形物的分解透視圖；圖31b是向下看到的組裝的座板和座盤形物的分解透視圖；圖32是一個(gè)本發(fā)明最佳座墊組件的分解透視圖；圖33是一個(gè)本發(fā)明所使用的最佳臂組件形式的前視圖；圖34是一個(gè)沿圖33的34-34線所做的最佳臂組件形式的橫截面視圖；圖35是一個(gè)分解斷面圖，顯示了圖34內(nèi)虛線圓部分的臂組件部分，扶手處于鎖定位置；圖36是一個(gè)導(dǎo)向管的正視圖；圖37是一個(gè)沿圖36的線37-37所做的平面斷面圖；圖38是一個(gè)沿圖36的線38-38所做的正視斷面圖；圖39是一個(gè)沿圖36的線39-39所做的平面斷面圖；圖40是一個(gè)導(dǎo)向管頂部和激勵(lì)螺母(activator nut)的放大分解軸測(cè)圖；圖41是一個(gè)桿的放大正視圖；圖42是扶手底座的俯視軸測(cè)圖；圖43是扶手底座的仰視軸測(cè)圖；圖44是一個(gè)沿圖42的44-44線所做的斷面正視圖；圖45是一個(gè)蓋的俯視平面圖；圖46是所述蓋的正視圖；圖47是所述蓋的仰視圖；圖48是一個(gè)杠桿的放大軸測(cè)圖；圖49是一個(gè)沿圖33的49-49線所做的平面斷面圖，顯示處于閉鎖狀態(tài)的扶手；圖50是一個(gè)類似于圖49的視圖，除了扶手處于非閉鎖位置；圖51是另一種符合本發(fā)明原理且包含有所有改進(jìn)的模塊化組件的人體工學(xué)座椅的左前透視圖；圖52是一個(gè)圖51所示座椅的右前透視圖；
圖53是一個(gè)圖51所示座椅的分解透視圖；圖54是一個(gè)圖51所示座椅的右側(cè)視圖；圖55是一個(gè)圖51所示座椅的左側(cè)視圖；圖56是一個(gè)圖51所示座椅的前視圖；圖57是一個(gè)圖51所示座椅的后視圖；圖58是一個(gè)圖51所示座椅的俯視圖；圖59是一個(gè)圖51所示座椅的仰視圖；圖60是一個(gè)圖59所示座椅的仰視圖，其中椅底座被拆除；圖61是一個(gè)圖51所示座椅的椅座的局部俯視圖，其中座墊已被拆卸；圖62是一個(gè)局部左側(cè)視圖，顯示圖51所示座椅處于完全豎立狀態(tài)；圖63是一個(gè)圖51所示座椅的側(cè)示意圖，顯示椅背處于完全豎立狀態(tài)時(shí)座椅元件之間的最佳尺寸關(guān)系；圖64是一個(gè)顯示圖51所示座椅處于部分傾斜位置的局部左側(cè)視圖；圖65是一個(gè)顯示圖51所示座椅處于完全傾斜位置的局部左側(cè)視圖；圖66是一個(gè)圖51所示座椅的側(cè)示意圖，顯示椅背處于完全傾斜狀態(tài)時(shí)座椅元件之間的最佳尺寸關(guān)系；圖67是一個(gè)圖51內(nèi)所示座椅的側(cè)示意圖，顯示座椅的連接布置；圖68是一個(gè)圖51所示座椅的側(cè)示意圖，顯示座椅的運(yùn)動(dòng)學(xué)。
具體實(shí)施例方式
參考附圖，首先參考圖1和2，圖1和2顯示了符合本發(fā)明眾多原理的改進(jìn)的人體工學(xué)座椅10。座椅10包括作為其主要部件的椅背20和椅座30。可以設(shè)置具有上扶手墊(armrest pad)408的適合的扶手部件40。座椅10可以采用通用方式被支承在可在小腳輪16上運(yùn)動(dòng)的十字叉底座(spider base)15上。
如圖10～12所示，座椅10也被如此構(gòu)造，從而椅背20和椅座30可以同步運(yùn)動(dòng)。在前述申請(qǐng)?zhí)枮镹o.09/881,897的申請(qǐng)中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)座椅結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，所述內(nèi)容被結(jié)合在本專利申請(qǐng)中。座椅10中容納氣筒17的上端。氣筒17最好是德國(guó)Stabilus股份公司生產(chǎn)的兩級(jí)氣筒。這種氣筒17通過(guò)可轉(zhuǎn)動(dòng)杠桿臂18人力操縱，所述杠桿臂18采用本領(lǐng)域公知方式驅(qū)動(dòng)氣筒17以改變高度和調(diào)節(jié)座椅10，這里的優(yōu)點(diǎn)是臂18的向上或向下運(yùn)動(dòng)引起氣筒沿不同方向運(yùn)動(dòng)。
為了便于描述，座椅10的上、下、左、右、前和后方向以用戶坐在座椅上所感覺(jué)的方向?yàn)闇?zhǔn)，但是這并不能限制權(quán)利要求。此外，由于許多元件是相同的但是鏡像對(duì)稱分布，所以用同一附圖標(biāo)記表示相同的元件，但是僅在需要時(shí)用“L”或“R”表示左右側(cè)。
座椅10由模塊化結(jié)構(gòu)組成。它具有中央底座或支承模塊100(圖3)。模塊100具有橫向延伸的安裝部分101。安裝部分101形成一種安置細(xì)長(zhǎng)椅座和椅背框架支承元件110的支柱。利用螺栓和隱藏螺母(未示)，將扶手模塊或部件40連接到中央底座元件100的端部。每個(gè)扶手模塊40的下曲線端部402位于安裝部分101上并延伸經(jīng)過(guò)第一和第二細(xì)長(zhǎng)椅座和椅背支承模塊110的每一端。
扶手模塊40具有上端部分401，如下文所述，扶手408將安裝在上端部分401上。
圖3是一個(gè)中央底座模塊100的前視圖，顯示了頂部102和底部103以及兩個(gè)相對(duì)端104。在底壁103上具有轂(hub)105，用于將中央底座緊固在活塞/氣筒裝置17的轂的頂部。
每個(gè)細(xì)長(zhǎng)椅座和椅背框架支承元件110具有一前座元件支承端130和一后靠背框架支承端120。如圖所示，后端120之間的橫向距離比前端130之間的橫向距離大。每個(gè)前端130和后端120分別具有開(kāi)口131和121，用于容納適合的樞銷(未示)。
如圖2a、6、10和16a最佳顯示，靠背模塊或組件200是一種骨架框架構(gòu)造，包括由一對(duì)間隔立柱201組成的大致向外張開(kāi)的U形框架，它具有下連接曲線部分206(圖9)。上橫向元件207和下橫向元件208都與立柱201固定相連，以提供剛性。利用適合的C形元件209使下元件208與每個(gè)立柱201相連，利用進(jìn)入每個(gè)立柱201上的帶螺紋的凸臺(tái)203內(nèi)的螺紋緊固件202，將元件209保持在所需位置。出于顯然的原因，元件209使下橫向元件208與立柱201的前部間隔開(kāi)來(lái)。下橫向元件208和立柱201的上端組件205容納和支承載體(carrier)220，網(wǎng)形織物290被設(shè)置在載體220上。立柱201也被構(gòu)造以支承一可調(diào)的腰部元件250，將在下文對(duì)此進(jìn)行介紹。
通過(guò)樞銷以及穿過(guò)支承元件110上的開(kāi)口121和端部210上的開(kāi)口211的軸承座套，靠背部件200的下橫向元件208上的右和左外端210向第一和第二細(xì)長(zhǎng)椅座和椅背支承模塊110中對(duì)應(yīng)的一個(gè)的后端120提供鉸接連接。
中央設(shè)置的下曲線部分206在其前端具有由向前延伸的托架212a確定的一U形夾212，在所述托架212a上形成一對(duì)間隔鍵形物(tab)213，其上具有容納樞銷的開(kāi)口214。托架212a的前端具有一止動(dòng)板嚙合元件或突起215，其與將在下文介紹的傾斜限制機(jī)械(參考圖15和26)配合。
圖29、30、31a和31b詳細(xì)顯示了椅座元件組件或模塊300，所述模塊300通常包括座板330、座盤狀物(seat pan)301和緊固件303。所述模塊300的細(xì)節(jié)在下文以及發(fā)明名稱為“具有鎖定機(jī)構(gòu)的可調(diào)椅座”的申請(qǐng)?zhí)枮镹o.10/077,313的美國(guó)專利申請(qǐng)中被詳細(xì)介紹。
簡(jiǎn)單而言，組件300包括具有前端331和袋式或殼式后端333的座板330，所述前端333上具有樞銷開(kāi)口332。諸如樞銷(未示)的銷連接裝置通過(guò)椅座支柱110上的開(kāi)口132并進(jìn)入開(kāi)口332，用于將座板330的前端331連接到各自細(xì)長(zhǎng)椅座的前端130和椅背框架支承元件110。
一殼形結(jié)構(gòu)被設(shè)置在座板330的后端333，并具有相關(guān)外壁346，所述外壁346包括延伸穿過(guò)座板330寬度的下底壁部分347，用于確定所述殼形結(jié)構(gòu)的底部。從外壁346向內(nèi)間隔的是一對(duì)內(nèi)壁348，內(nèi)壁348上具有容置樞銷(未示)的開(kāi)口349。一用于容納U形夾和突起元件的大開(kāi)口345被設(shè)置在所述內(nèi)壁348之間。在座板330靠后部分的頂部是具有開(kāi)口351的鍵形物突起350，將在下文介紹原因。位于座板330后端333的殼形結(jié)構(gòu)的一部分中的是一對(duì)間隔的樞軸連桿(pivot link)216，利用開(kāi)口349內(nèi)的銷，每個(gè)連桿216的下端217被鉸接到后座板的下部，每個(gè)連桿216的上端218被連接到靠背框架模塊200上的U形夾212的一個(gè)鍵形物213上，將在下文對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)介紹(參考圖7a、10和26a)。
座板330的殼體部分的后端333被構(gòu)造的與U形夾212鉸接。這種鉸接包括一對(duì)橫向間隔的連桿元件216，每個(gè)連桿元件216的第一下端217被鉸接到內(nèi)側(cè)間隔內(nèi)壁348上的殼體結(jié)構(gòu)346相應(yīng)側(cè)面上，第二上端218被鉸接到U形夾的開(kāi)口/鍵形物213的相應(yīng)側(cè)上。
樞銷219(參考圖7a)延伸穿過(guò)U形夾的鍵形物213上的開(kāi)口214，并穿過(guò)每個(gè)連桿元件216的第二端218上的開(kāi)口。銷219延伸進(jìn)入內(nèi)壁348上的間隔的確定表面區(qū)域352，用于確定連桿的運(yùn)動(dòng)。如圖9A所示，每個(gè)內(nèi)壁的上表面352支承銷219的端部，并提供用于連桿216運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向路徑和限位擋塊。利用穿過(guò)靠近每個(gè)間隔內(nèi)壁348的底壁的開(kāi)口349的銷(未示)，每個(gè)連桿216的第一或下端217被鉸接到內(nèi)壁348的底部。當(dāng)用戶沒(méi)有坐在座椅上時(shí)(或用戶坐在座椅上但是沒(méi)有向后靠時(shí))，連桿216的上端218將位于表面351的上端。隨著椅背20向后靠或向后傾斜，銷219沿表面352向其底部運(yùn)動(dòng)。由于連桿也在開(kāi)口349處被釘在座330上，將導(dǎo)致座板330的后部333升高，并圍繞前端331轉(zhuǎn)動(dòng)。
在椅背20向后靠期間，如側(cè)視圖10～12所示，可以看到座椅10的椅座30和椅背20的相對(duì)位置。如這些視圖所示，座板330通過(guò)銷135在鉸點(diǎn)P30被鉸接到支承元件110的前端130(僅看到一個(gè))，并在后鉸點(diǎn)P32被鉸接到開(kāi)口349內(nèi)的連桿216的下端217(僅看到一個(gè))。每個(gè)連桿216的上端218在點(diǎn)P34處又被鉸接到椅背框架組件200的U形夾212上。椅背框架組件200還通過(guò)元件208在點(diǎn)P20處被鉸接到支承元件110的兩個(gè)橫向間隔端部120上。
如圖10a所示的尺寸關(guān)系，當(dāng)椅背20處于完全豎立位置時(shí)，在一種最佳形式下，座板330(因此座)向后傾斜，并與水平面形成大約15.7度的夾角，雖然這種角度可以在10～20度范圍內(nèi)。鉸點(diǎn)P30和P31之間的最佳距離大約是12.889英寸，連桿42的鉸點(diǎn)P31和P34之間的距離大約是2.01英寸，雖然這些距離可以分別在10～15英寸和1.5～2.5英寸范圍內(nèi)。此外鉸點(diǎn)P20和P34之間的最佳距離大約是4.71英寸，同時(shí)鉸點(diǎn)P30和P20之間的水平距離大約是14.5英寸。鉸點(diǎn)P20和P34之間的距離可以在3～6英寸范圍內(nèi)，同時(shí)鉸點(diǎn)P30和P20之間的距離可以在12～17英寸范圍內(nèi)。
如圖10～12所示的椅背傾斜三個(gè)階段，隨著椅背20向后傾斜，連桿216沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致座板的后端部位333圍繞銷135轉(zhuǎn)動(dòng)，并相對(duì)于前部331升高。當(dāng)椅背20處于圖12a示意性所示的完全傾斜位置時(shí)，座板330(和座墊)最好將其與水平方向的傾角從大約15.7度(圖10a)減少到大約8.7度，同時(shí)上述所有鉸點(diǎn)之間的距離保持不變。上述減少的傾角可以在6～10度范圍內(nèi)。座板330以及相應(yīng)的座30與椅背20的這種同步運(yùn)動(dòng)提供給用戶一種特別舒適的向后靠運(yùn)動(dòng)，以便有助于避免用戶在執(zhí)行不同工作時(shí)所產(chǎn)生的疲勞。利用這種簡(jiǎn)單的座背-座靠(seatback-seatrest)四桿機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)這種坐乘運(yùn)動(dòng)，所述四桿機(jī)構(gòu)立即響應(yīng)用戶所施加的后靠力和/或自重。在向后靠期間，利用這種同步運(yùn)動(dòng)類型，用戶所施加的后靠力引起椅座后部的升高。
通過(guò)改變座椅連接機(jī)構(gòu)內(nèi)的后靠力反應(yīng)，座椅連接機(jī)構(gòu)恢復(fù)坐乘穩(wěn)定性，并實(shí)現(xiàn)所希望的座乘質(zhì)量，并且對(duì)于各種使用者而言都適合。后靠力反應(yīng)是由于用戶將其自己的后靠力和/或自重施加在座椅機(jī)械上而引起的。通過(guò)使連桿長(zhǎng)度成比例，并選擇自由轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈也就是轉(zhuǎn)動(dòng)的位置，使后靠力反應(yīng)變化，以便實(shí)現(xiàn)平衡。這種在所有位置的坐乘運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所具有的連續(xù)力平衡過(guò)程，能夠建立并維持一個(gè)平衡的坐乘。因此，用戶有意識(shí)地調(diào)整后靠?jī)A斜張力按鈕以便當(dāng)傾斜時(shí)感覺(jué)舒適平衡的需要，被這種更適應(yīng)和動(dòng)態(tài)的特征所取代。通過(guò)這種操作，在用戶不需要進(jìn)行有意識(shí)的調(diào)整工作的前提下，座椅的結(jié)構(gòu)使所有用戶更加舒適。
該機(jī)械結(jié)構(gòu)確定座椅瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心的位置。隨著所述結(jié)構(gòu)由于坐姿和位置的變換而改變，座椅的設(shè)計(jì)允許在所有坐乘范圍內(nèi)的位置其瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心的軌跡通常與用戶的轉(zhuǎn)動(dòng)中心也就是髖部關(guān)節(jié)重合(圖13)。該特征被校準(zhǔn)，使其對(duì)許多用戶的性能相同，座椅的瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心被設(shè)定得沿軌跡也就是軌道移動(dòng)。通過(guò)維持這種坐乘質(zhì)量，腹部、背部和其它肌肉骨骼(muscuoleskeletal)應(yīng)力在所有坐乘范圍內(nèi)被消除。在坐乘時(shí)，更均勻的腳部反應(yīng)被維持，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了坐乘質(zhì)量。驅(qū)干-腿的敞開(kāi)角度增強(qiáng)了流體循環(huán)和其它人體工學(xué)因素。
圖13和14示意性顯示了使用四桿機(jī)構(gòu)的椅座和椅背的同步傾斜特征，允許椅座30的后部隨著靠背20的向后靠而升高。該種機(jī)構(gòu)被設(shè)計(jì)得對(duì)用戶的重量進(jìn)行立即反應(yīng)，并且在整個(gè)靠后期間，提供正確的背部支承。該功能允許座椅10圍繞瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心C向后靠，如上所述，所述瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心C幾乎與用戶髖部的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線重合，并避免不希望的用戶“襯衫拉”。同時(shí)，由于在后靠期間椅座30的前部沒(méi)有升高，所以沒(méi)有額外的壓力被施加到用戶的大腿前下側(cè)，并在后靠期間，維持相對(duì)恒定的凝視視線。
為了實(shí)現(xiàn)上述優(yōu)點(diǎn)，座椅10示意性包括四個(gè)基本元件和四個(gè)自由轉(zhuǎn)動(dòng)樞軸。所述基本元件包括地面支承元件60、椅座62(seatrest)、連接元件64和靠背66。地面支承元件60具有指向上方部分68，其終止于一個(gè)端部確定鉸點(diǎn)P30，椅座62的前部被鉸接到鉸點(diǎn)P30。地面支承元件60具有指向上方的部分70，其終止于一個(gè)端部確定鉸點(diǎn)P20，靠背66被鉸接到鉸點(diǎn)P20?？勘?6的下部72在鉸點(diǎn)P34被鉸接到連接元件64的上端，椅座62的向下延伸部分74在鉸點(diǎn)P32被鉸接到連接元件64的另一端。
座椅10的運(yùn)動(dòng)如圖14所示。隨著力F被施加到靠背66，椅背傾角β增大。眼睛位置向后移動(dòng)△H1，眼睛高度下降△V3。分別利用上、下鉸點(diǎn)P20和P34，將椅背傾角β的變化轉(zhuǎn)換成連接元件64的運(yùn)動(dòng)。由于連接元件64的運(yùn)動(dòng)設(shè)置，后座鉸點(diǎn)P32的運(yùn)動(dòng)在一合成的轉(zhuǎn)動(dòng)和平移運(yùn)動(dòng)中與鉸點(diǎn)P34的運(yùn)動(dòng)配合。隨著椅座62圍繞鉸點(diǎn)P30轉(zhuǎn)動(dòng)，椅座62的后部升高△V2，前部升高△V1，椅座62的后部相對(duì)于前部升高△V2-△V1，從而導(dǎo)致椅座的傾角是α。在后靠期間，座椅所支承的用戶重量的增加部分從座支柱(seat support)被轉(zhuǎn)移到椅背支柱(back support)，同時(shí)，用于提升座支柱的機(jī)構(gòu)的機(jī)械優(yōu)勢(shì)下降。因此用戶將在任何后靠位置檢測(cè)靜態(tài)平衡位置，并且只需極小的努力就能移動(dòng)到一個(gè)新的位置。
隨著用戶坐在座椅上，后靠力F和/或重量W被施加到座椅機(jī)構(gòu)上，因此建立一種具有預(yù)先設(shè)計(jì)的坐乘質(zhì)量的自身平衡運(yùn)動(dòng)。通過(guò)適當(dāng)?shù)暮罂糠磻?yīng)、通過(guò)座椅將其幾何形狀重新構(gòu)成為所施加力所需的水平，這些力就可以被平衡。據(jù)此，圖13和14所示的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)參數(shù)采用公知比例和速率變化，從而實(shí)現(xiàn)坐乘質(zhì)量。所設(shè)計(jì)的坐乘范圍對(duì)應(yīng)于90～120°的后靠角。
為了微調(diào)坐乘質(zhì)量，提供靜態(tài)整體剛度，所述機(jī)構(gòu)可以配備有外部元件，包括彈簧。這些外部設(shè)備的添加進(jìn)一步將坐乘質(zhì)量向所希望的預(yù)先設(shè)計(jì)的特性調(diào)整，同時(shí)保持其它功能的質(zhì)量完整。因而，當(dāng)用戶不使用座椅10時(shí)，為了幫助座椅連接機(jī)構(gòu)允許靠背元件20維持在完全豎立位置，如圖7a所示，一個(gè)或多個(gè)拉簧75被連接在座板330的鉸軸219和后邊緣部分350之間。鉸軸219也基本確定了鉸點(diǎn)P34并導(dǎo)致由拉簧75向椅背框架組件200施加復(fù)原力。
為了敘述圖10a、12a、13和14所示的示意性連接，座椅上不同元件對(duì)應(yīng)于示意性連接上的數(shù)字

在圖26～28中，一非常簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的椅背傾斜限制控制模塊150與使用被連接到傾斜限制模塊的杠桿155的椅座組件300相連，用于調(diào)整椅背20的允許傾斜量。如圖27所示，座板330在其底側(cè)335具有螺紋短管(threaded stub)152，利用帶肩螺栓和墊圈156，止動(dòng)板154和杠桿柄155可以被連接到螺紋短管152，所述帶肩螺栓很容易通過(guò)所述柄、止動(dòng)板和短管上對(duì)齊的開(kāi)口157螺紋擰入所述短管152。杠桿柄155可以從座椅10的任一側(cè)連接到止動(dòng)板154上，本申請(qǐng)所示的是在左側(cè)連接。將要指出的是，止動(dòng)板154具有外邊緣158，如圖16更清楚地顯示所示，所述外邊緣158具有一系列不同半徑的臺(tái)階，用于與被U形夾212所攜帶的嚙合元件215在靠背框架200的底部相互作用。在優(yōu)選實(shí)施例中，嚙合元件215采用鼻狀凸起。
如圖28更清楚地顯示所示，止動(dòng)板154的外邊緣158具有特殊臺(tái)階159、160和161，每個(gè)距開(kāi)口157所確定的中心軸線的距離不同。彈簧偏壓柱塞形式的緊固裝置163被安裝在座板330的底部的凸起164上并與形成在止動(dòng)板154上部的棘爪165、166和167嚙合。應(yīng)該指出的是，止動(dòng)板154的外邊緣158可以是平滑的具有連續(xù)變化半徑的邊緣的凸輪。棘爪數(shù)量確定固定的座椅傾斜位置的數(shù)量。
分度棘爪165、166和167是凹入形狀的并彼此鄰近。由于承受彈簧負(fù)載的柱塞采用承受彈簧負(fù)載的球163的形式，通過(guò)壓縮彈簧并使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，確保柱塞自由地從一個(gè)凹入棘爪移動(dòng)到另一個(gè)凹入棘爪，從而止動(dòng)板154允許柱塞被設(shè)置在任何選擇的棘爪上，通過(guò)松開(kāi)所述柱塞，導(dǎo)致止動(dòng)板154在任何所選擇的傾斜位置保持椅背框架。
由于凸起215位于端部120和210上的鉸軸P20的下方，隨著椅背框架200圍繞鉸軸P20轉(zhuǎn)動(dòng)，凸起215向內(nèi)向著椅座止動(dòng)板154運(yùn)動(dòng)，從而通過(guò)移動(dòng)柄或杠桿155，允許傾斜機(jī)械調(diào)整。通過(guò)一些與柄上的凹槽嚙合的匹配的彈簧指168，柄155被固定，阻止其相對(duì)于止動(dòng)板154轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)杠桿155和止動(dòng)板154轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)致止動(dòng)板154的外邊緣158上的不同臺(tái)階159、160和161有選擇地與凸起215嚙合。在申請(qǐng)日為2001年6月15日、申請(qǐng)?zhí)枮?9/882,500、發(fā)明名稱為“多位置傾斜限制機(jī)械”的一起被轉(zhuǎn)讓的未審結(jié)的同族專利申請(qǐng)中對(duì)傾斜限制模塊的細(xì)節(jié)進(jìn)行了介紹，該專利文獻(xiàn)的內(nèi)容被完全結(jié)合到本發(fā)明專利申請(qǐng)中。
圖15、16a、16b和17以透視圖詳細(xì)顯示了座椅10的完整靠背組件200，并顯示了新穎的腰部支承結(jié)構(gòu)和載體組件，在下文將對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)地介紹。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，座椅10顯示人體工學(xué)優(yōu)點(diǎn)的另一種新穎和功能特征是椅背20的結(jié)構(gòu)。如上所述，椅背20包括織物網(wǎng)板(panel offabric mesh)290，其最好采用公知的稀松編織類型?？椢锞W(wǎng)290的結(jié)構(gòu)可以具有多種編織結(jié)構(gòu)。圖21a顯示了一種已經(jīng)證實(shí)是優(yōu)越的結(jié)構(gòu)，其包括復(fù)絲紗線的垂直股291和水平單絲292。該結(jié)構(gòu)中的單絲292可以被看作穿過(guò)股29l，并彼此交叉，從而將股291固定在合適的位置。
一種最佳的網(wǎng)編織形式在圖21b和21c的前視圖和后視圖中分別被顯示。在這種形式中，水平復(fù)絲或緯線材料295與垂直單絲經(jīng)線296簡(jiǎn)單地互織。在所示示例中，在每個(gè)相鄰位置，經(jīng)線并不穿過(guò)緯線。在經(jīng)線穿過(guò)緯線的圖案中，在重復(fù)之前在穿過(guò)同一緯線的經(jīng)線之間有七根經(jīng)線。因而經(jīng)線“0”和“8”穿過(guò)緯線C，同時(shí)經(jīng)線“1”和“9”穿過(guò)緯線D。經(jīng)線材料最好是由Hytrel公司730但尼爾纖度的單絲制造。這提供了這樣一種結(jié)構(gòu)，椅背看起來(lái)比較“發(fā)光”。緯線295是復(fù)絲，其包括聚合物紗線和一定數(shù)量的Hytrel。所述復(fù)絲是一種適合的合成樹(shù)脂，給椅背前表面提供一種相對(duì)柔軟和舒適的感覺(jué)。由于這種圖案，與具有不同圖案的網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)相比，提供一種更精細(xì)和令人愉快的富有美感的視覺(jué)。
為了在邊緣周圍支承所述網(wǎng)290，使用上述載體220。載體220與網(wǎng)290的物理連接可以采用多種方式實(shí)現(xiàn)。然而在申請(qǐng)日為2000年9月6日、申請(qǐng)?zhí)枮镹o.09/656,491、申請(qǐng)人為TimothyP.Coffield、發(fā)明名稱為“承載織物的結(jié)合帶”的美國(guó)未審結(jié)專利申請(qǐng)中介紹了一種更可靠的連接。圖15、20、22和23顯示了一種載體220，其包括被設(shè)置在網(wǎng)290邊緣部分的兩側(cè)上的兩個(gè)二等分部分221和222。這兩個(gè)二等分部分221和222在一種形式下可以被形成的具有內(nèi)槽224。用粘結(jié)劑將所述二等分部分設(shè)置在夾具225上。所述粘結(jié)劑延伸穿過(guò)織物290的經(jīng)線和緯線并進(jìn)入所述內(nèi)槽224所形成的空穴內(nèi)，一旦硬化后，產(chǎn)生一種具有高強(qiáng)度和高壽命的機(jī)械相互連接，幫助將載體220的所述兩個(gè)二等分部分221/222保持在一起。也可以使用諸如螺釘?shù)?未示)，以確保元件不分開(kāi)。在最佳形式中，兩個(gè)二等分部分221、222被顯示的具有大致相等的尺寸，如圖24和25所示，一側(cè)的二等分部分可以比另一側(cè)的二等分部分大，從而給被安裝的載體提供一種更令人愉快的富有美感的視覺(jué)圖象。
載體220通常由彈性可拉伸材料制成的矩形半剛性元件組成。為了支承具有網(wǎng)290的載體，根據(jù)本發(fā)明，再次參考圖2、6、20、16a和24，主椅背框架立柱201的每個(gè)均具有球形端組裝部分205，其被“搭扣配合”在圓形開(kāi)口227內(nèi)，所述開(kāi)口227被形成在載體220的上右和上左角部。這些接點(diǎn)允許載體220的上邊緣231彎曲，以允許椅背20舒適地與用戶肩部位置相符。利用形成在橫向元件208底部的5個(gè)外凸的相關(guān)鍵形物238，使背部可以沿底邊緣232被固定在下橫向框架元件208上，所述鍵形物238被裝配到形成在下表面232上的互補(bǔ)凹槽223內(nèi)。參考橫截面視圖24，可以理解上球和承窩連接的詳細(xì)情況，圖25詳細(xì)顯示了下連接結(jié)構(gòu)。在裝配時(shí)，下邊緣232首先被裝配到鍵形物上，應(yīng)力被施加到載體220上以及搭扣配合在立柱201的球形端205內(nèi)的開(kāi)口227上。
可以理解的是，上述椅背結(jié)構(gòu)具有可觀的人體工學(xué)優(yōu)點(diǎn)。網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)290的使用不僅允許椅背20接觸空氣，而且彎曲以適應(yīng)用戶的背部。從成本上考慮，椅背20也適于制造和裝配。此外，背部元件采用這種方式被設(shè)置在框架組件200上，也就是保持載體和網(wǎng)處于張緊狀態(tài)，使椅背表面具有擾性，但是載體也具有足夠的保持其形狀的剛度。由于下橫向元件208彎曲，并位于立柱201前部(通過(guò)C形元件209)，載體的下端232采用一種彎曲結(jié)構(gòu)，其向前與立柱201間隔，從而用戶感覺(jué)不到椅背框架。
可以觀察到，載體220從頂部到底部具有稍微曲線形狀，從而對(duì)網(wǎng)形織物施加壓縮應(yīng)力。當(dāng)用戶的后背在不同位置以及椅子的隨意運(yùn)動(dòng)期間接觸織物時(shí)，如圖4a和4b所示，所述曲線形狀也對(duì)腰部區(qū)域提供支承。
此外，這種張緊結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是提供獨(dú)特可調(diào)的腰部支承能力。椅背組件200包括橫向腰部支承管250，在所述支承管250的兩個(gè)相對(duì)端的每端具有一夾持裝置251，以及一對(duì)間隔的滑動(dòng)元件253。圖20是一個(gè)顯示所述夾持裝置252的橫截面視圖，載體220配備有一對(duì)相對(duì)的凹槽254，所述夾持裝置252上的一對(duì)相反的凸起255被滑動(dòng)地安置在所述凹槽254內(nèi)，而載體被限制在所述凸起255之間。從而腰部支承管251可以在載體220的兩相反邊緣上滑動(dòng)。
圖18是一個(gè)大致沿圖15的18-18線所作的所述支承管的橫截面視圖。從圖中可以看到，滑動(dòng)元件253與垂直支柱201結(jié)合。如圖16b和19所示，滑動(dòng)元件253的嚙合裝置包括形成在支柱201上的簡(jiǎn)單的垂直槽256，該槽256與該滑動(dòng)元件上的中央棱257嚙合?？梢岳斫獾氖?，尤其是參考圖17，當(dāng)通過(guò)夾持裝置252在載體220的邊緣上滑動(dòng)，并通過(guò)滑動(dòng)元件253在垂直支柱201上滑動(dòng)時(shí)，腰部支承管251可在上部位置和下部位置之間垂直運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)的結(jié)果是允許座椅用戶通過(guò)簡(jiǎn)單的手工操作就能調(diào)整腰部支承管251的垂直高度。利用載體220和網(wǎng)290的張力，無(wú)需使用螺釘、調(diào)節(jié)旋鈕等，就可以保持腰部管251和立柱201的適合連接。在這種張力模式下，腰部管251導(dǎo)致載體220和網(wǎng)290在用戶腰部區(qū)域強(qiáng)迫向前拉座椅豎立，同時(shí)避免腰部支承管251與用戶背部直接接觸。申請(qǐng)日為2001年6月15日、申請(qǐng)?zhí)枮镹o.09/881,795的上述未審結(jié)申請(qǐng)對(duì)這種部件進(jìn)行了深入的說(shuō)明。該專利申請(qǐng)的內(nèi)容被結(jié)合在本發(fā)明專利申請(qǐng)中。
隨著管251在載體220和立柱201之間上下滑動(dòng)，可垂直調(diào)整腰部支承元件250能夠改變載體220的線性曲率。通過(guò)改變載體結(jié)構(gòu)，在用戶背部不出現(xiàn)高壓力接觸點(diǎn)，拉緊的但是柔性的網(wǎng)被適合地設(shè)置，即使在座椅后靠時(shí)，也能提供適合的支承和舒適。
下文介紹被研制用于人體工學(xué)座椅的優(yōu)選椅座30，下文將結(jié)合圖29～31介紹水平椅座調(diào)整和獨(dú)特座墊布置的各個(gè)方面。上文已經(jīng)介紹了座板330，座板330與座墊組件500被固定在其上的座盤形物301配合。
座盤形物301由任何適合的材料制成，例如可以是整體模制的合成樹(shù)脂。座盤形物301包括上部304和下部305。上部304被將在下文介紹的座墊組件500覆蓋，形成座椅10的座表面。座盤形物301也包括從下部305下垂的四個(gè)間隔的L形指306、307、308和309；以及緊固件容置開(kāi)口310、圍繞該緊固件容置開(kāi)口的緣邊318和兩個(gè)鄰接元件312、313。座盤形物301也包括前部314和后部315。一大開(kāi)口316位于座盤形物301的后部315，以便容納連桿216的運(yùn)動(dòng)。設(shè)置諸如開(kāi)口和凸起部的周邊緊固件開(kāi)口317，用于將座墊組件500緊固在座盤形物301上。座盤形物301還包括一些加強(qiáng)筋，諸如在所述上部的筋318。與緊固件容置開(kāi)口310側(cè)接的是兩個(gè)下垂凸起319、320。緊固件容置開(kāi)口310和兩個(gè)凸起319、320被形成在梁321上。由于座盤形物301由合成樹(shù)脂制成，梁321是彈性的，所以響應(yīng)所施加的任何力，能夠彎曲。所述力可以來(lái)自被容置在所述緊固件容置開(kāi)口內(nèi)的緊固件303以及與座板330接觸而產(chǎn)生的力，所述座板對(duì)兩個(gè)凸起319和320施加力。鄰接元件312和313也被形成在不同梁322、323的端部，以增加擾性。
座板330可以由諸如鋁的任何堅(jiān)固材料形成一整體。如上所述，座板330包括前部331、后部333、頂部334和底部335。座板包括四個(gè)導(dǎo)向槽336、337、338和339。每個(gè)導(dǎo)向槽具有一大頭部開(kāi)口和一狹窄體部開(kāi)口(圖29)，分別與座盤形物301的L形指306、307、308和309配合，約束和引導(dǎo)座盤形物301在水平方向上相對(duì)于固定的座板330的運(yùn)動(dòng)。
座盤形物301也包括一細(xì)長(zhǎng)緊固件容置開(kāi)口340和兩個(gè)鄰接限制槽341、342。通過(guò)限制鄰接元件312、313的運(yùn)動(dòng)，限制座盤形物301的水平運(yùn)動(dòng)。在座板的后部是一個(gè)容置U形夾212和連桿216的大開(kāi)口345。在細(xì)長(zhǎng)緊固件容置開(kāi)口340的任一側(cè)是在所述頂部的一組凹槽336、337。一組凹槽與座盤形物的下部上的下垂凸起319和320形成棘爪。限制槽341、342分別容置鄰接元件312、313并限制座墊的運(yùn)動(dòng)，從而L形指不與導(dǎo)向槽嚙合。為了椅座調(diào)整，設(shè)置扭矩限制緊固件303。這樣設(shè)計(jì)緊固件303，從而一旦被插入，不能輕易地被拆除。申請(qǐng)?zhí)枮镹o.10/077313、發(fā)明名稱為“具有鎖定機(jī)械的可調(diào)椅座”的未審結(jié)申請(qǐng)對(duì)這種緊固件進(jìn)行了說(shuō)明。該專利申請(qǐng)的內(nèi)容被結(jié)合在本發(fā)明專利申請(qǐng)中。
在操作中，使用公知技術(shù)形成座盤形物301、座板330和緊固件303。組裝是簡(jiǎn)單和容易的。座盤形物301和座板330對(duì)齊，以允許L形指306～309在導(dǎo)向槽336～339的端部穿過(guò)所述大開(kāi)口，并允許鄰接元件312、313被壓入限制槽341、342。然后，緊固件303螺紋擰入座盤形物301上的緊固件容置開(kāi)口310，將座板330夾在中間。一旦座墊和緊固件結(jié)合，它們將不分離。然而，只通過(guò)順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，緊固件303就可以被松開(kāi)或擰緊。當(dāng)松開(kāi)緊固件時(shí)，座盤形物301可以通常水平地相對(duì)于座板進(jìn)行調(diào)整，以便使用戶舒適。由于凸起319、320和凹槽336、337，棘爪被形成，用戶能輕易地聽(tīng)到和感覺(jué)到所述棘爪，這有助于進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)完成調(diào)整時(shí)，緊固件反向轉(zhuǎn)動(dòng)，以便將座板和座盤形物擠壓在一起。
人體工學(xué)座椅的另一種改進(jìn)是高效座墊組件。
圖32是一個(gè)座墊組件500的實(shí)施例的分解視圖。座墊組件500包括可以由通常在這種座墊中被使用的材料制成的泡沫體512，例如敞開(kāi)式(open-celled)或封閉式(closed-celled)泡沫聚氨酯。泡沫體512具有上表面513和多個(gè)基本上被設(shè)置在泡沫體512中央的垂直柱515。在所示實(shí)施例中，柱515向上延伸，從而柱515的頂表面確定一基本上平行于上表面513的曲面。在圖32所示實(shí)施例中，柱515與泡沫體512整體制成。制成泡沫體512和柱515的泡沫材料將可彈性變形到一定程度。兩個(gè)柱515被這樣構(gòu)成，從而當(dāng)缺乏座墊組件500的其它結(jié)構(gòu)元件時(shí)，響應(yīng)于座椅用戶所施加的壓縮力，每個(gè)柱515能夠基本上獨(dú)立于其它柱515而撓曲。
垂直柱575被這樣構(gòu)成，從而彼此之間確定多個(gè)空氣空間516，這些空間共同確定一壓力通風(fēng)系統(tǒng)(plenum)或空氣容器518。多條通道520被設(shè)置在泡沫體512內(nèi)，并從空氣容器518通向泡沫體512的周邊。在所示座墊的最佳實(shí)施例中，通道520被引導(dǎo)到泡沫體512的前側(cè)和橫側(cè)。
垂直柱515的設(shè)計(jì)參數(shù)包括它們的數(shù)量、平面間距、深度、深寬比、材料密度和剛度。根據(jù)它們的尺寸和形狀，垂直柱的數(shù)量最好是大約40～80。柱下端的直徑最好是大約1.0～2.0英寸。柱上端的直徑最好是大約0.9～2.0英寸。垂直柱的高度可以高達(dá)約4英寸，最好是大約0.5～1.5英寸。座墊512內(nèi)的柱515可以具有不同尺寸和形狀?？諝馔ǖ?20的數(shù)量將取決于它們的尺寸。通道520的總?cè)萘繉⑹强諝馊萜?18容積的函數(shù)。
座墊組件500還包括覆蓋向上延伸的柱或立管(riser)515的彈性層530。在所示實(shí)施例中，彈性層530的周邊531位于泡沫體512的上表面513的裝配邊緣514內(nèi)。彈性層530包括上表面532和底表面534。彈性層530的底表面534確定了空氣容器518的頂表面。彈性層530包括具有顯著彈性和流動(dòng)特性的材料。適于彈性層530的材料包括例如凝膠狀板材和高分子膜或具有不同粘彈性的凝膠狀材料。一種適合的材料包括意大利的Royal Medica公司所生產(chǎn)的商標(biāo)名為L(zhǎng)EVAGEL的凝膠。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)查找域名www.royalmedica.it就可獲知這種材料的有關(guān)信息。彈性層530和向上延伸立管或柱515的特征在于彈性剛度值和損耗剛度值。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，垂直柱515的彈性剛度值和損耗剛度值的比值比彈性層530的彈性剛度值和損耗剛度值的比值大。
根據(jù)所希望座墊所選擇的材料和特性，彈性層530的厚度最好是約0.2～0.4英寸。彈性層530的面積可以小于頂表面513的面積，最好是頂表面513的面積的約30～55％。在一個(gè)實(shí)施例中，彈性層530的厚度大約是0.25英寸，面積大約是210平方英寸(sq.in)，頂表面513的總面積是392平方英寸。
在使用時(shí)，座墊組件500的泡沫體512被剛性固定在椅座系統(tǒng)組件300上的剛性座盤形物301支承。座盤形物301包括被固定在座盤形物301上的內(nèi)盤形物526。
當(dāng)用戶坐在本發(fā)明的座墊上時(shí)，用戶的重量以垂直壓縮力和橫向剪切力的形式被傳送到用戶/座墊界面。這些力通過(guò)彈性層530被傳送到垂直柱515上。彈性層530和垂直柱515彼此配合，從而實(shí)現(xiàn)自限制機(jī)械響應(yīng)，以獲得所需要的機(jī)械質(zhì)量。
利用設(shè)置在彈性層530上方的可滲氣層535，所施加力的重新分布可以被進(jìn)一步增強(qiáng)?？蓾B氣層535可以包括具有特定厚度和粘彈性特性的開(kāi)放式單元或非編織粘彈性材料。在所施加的力到達(dá)彈性層530之前，可滲氣層535可以進(jìn)一步消耗所施加的這些力。選擇地，一中間泡沫層531可以被設(shè)置在可滲氣層535和彈性層530之間。一種覆蓋織物(未示)可以覆蓋整個(gè)椅座結(jié)構(gòu)。層512、530、535和所述蓋織物可以利用諸如粘結(jié)劑被預(yù)先彼此結(jié)合?；蛘撸@些層可以簡(jiǎn)單地彼此重疊，在此情況下，在這些層之間應(yīng)當(dāng)具有足夠量的摩擦，以便在使用期間，阻止由于所述剪切力的影響而引起的這些層彼此相對(duì)的滑動(dòng)。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)傳送所述剪切力，在用戶/椅座界面發(fā)出，穿過(guò)所述各層之間，直到彈性層530為止。響應(yīng)于所施加的剪切力，彈性層530將粘性變形，利用消耗裝置，對(duì)抗由用戶重量引起的剪切力成分，從而用戶的皮膚將不承受該剪切力。因而用戶的組織將僅經(jīng)受垂直方向的壓縮力。所述剪切應(yīng)力的減少可以降低壓力潰瘍的發(fā)生，并減少對(duì)在這些組織附近的血管活動(dòng)的不希望的干擾。此外，獨(dú)特的布置和空氣壓力有助于避免在座椅上經(jīng)常出現(xiàn)的熱量積聚，與網(wǎng)椅座相比，具有感覺(jué)涼爽和通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)。
當(dāng)用戶離開(kāi)本發(fā)明的座墊時(shí)，泡沫體512、垂直柱515和彈性層530的彈性允許座墊上的剪切和壓縮變形機(jī)械完全復(fù)原。被動(dòng)氣泵減壓，如果使用開(kāi)放式單元泡沫，允許外部空氣通過(guò)外部蓋、空氣可滲層和任選中間泡沫層，進(jìn)入所述空氣容器和通道以及泡沫體512上的開(kāi)放式單元。彈性層530也將返回用戶施加壓縮和剪切力之前的狀態(tài)。
申請(qǐng)日為2001年6月15日、申請(qǐng)?zhí)枮镹o.09/882,503、發(fā)明名稱為“椅座水平調(diào)整機(jī)械的鎖緊裝置”的未審結(jié)專利申請(qǐng)對(duì)所述優(yōu)選座墊組件和其優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了詳盡的介紹，其內(nèi)容被完全結(jié)合在此以作參考。
如上所述，改進(jìn)的人體工學(xué)座椅的另一方面包括改進(jìn)的扶手組件40，所述扶手組件可以被垂直調(diào)整，其中，扶手408通?？稍谒狡矫鎯?nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
所述介紹集中在可以被簡(jiǎn)單構(gòu)成、可靠且允許垂直和水平調(diào)整的扶手組件上。參考圖33～37，扶手組件40包括豎立支柱400，所述支柱400具有敞開(kāi)的上端401、彎曲的下端402和從上端向下延伸的縱向延伸開(kāi)口403。在所述支承開(kāi)口403內(nèi)，安裝有相對(duì)設(shè)置的直線齒條404、405，每個(gè)齒條具有多個(gè)縱向延伸的凹口，如圖34所示，所述縱向通常就是垂直方向。
導(dǎo)向管407被設(shè)置在支承開(kāi)口403內(nèi)，從而該導(dǎo)向管通常相對(duì)于所述支柱可垂直運(yùn)動(dòng)。扶手408被安裝在該導(dǎo)向管上，從而導(dǎo)向管的相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致扶手的垂直調(diào)整。
在可運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向管內(nèi)的是桿形的細(xì)長(zhǎng)元件409，被安裝在導(dǎo)向管內(nèi)的所述桿僅能轉(zhuǎn)動(dòng)。將在下文對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)介紹。相對(duì)于導(dǎo)向管407，桿409不垂直或縱向滑動(dòng)。閉鎖元件410被安裝在細(xì)長(zhǎng)桿409上，其可以與桿409一起轉(zhuǎn)動(dòng)，以便有選擇地與直線齒條405、405的相對(duì)的凹口406嚙合和脫離嚙合。激勵(lì)螺母412被安裝在桿的上端部位411，所述螺母412與桿嚙合，并導(dǎo)致所述桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母的嚙合表面在所述升高和下降位置(在圖35內(nèi)被升高)之間運(yùn)動(dòng)。彈簧413被安裝在激勵(lì)螺母和所述導(dǎo)向管之間，并將所述螺母壓向所述升高位置，從而所述桿轉(zhuǎn)動(dòng)到并被保持在一鎖緊位置。利用被鉸接安裝在扶手底座415上而與立柱可操作相連的杠桿414，使所述激勵(lì)螺母運(yùn)動(dòng)。蓋416也被安裝在導(dǎo)向管上并可操作地與扶手底座相連，從而允許所述底座相對(duì)于所述蓋沿大致水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
立柱400具有大致沿垂直方向延伸的圓柱形。立柱的下端402彎曲到一大致水平方向，以允許其與座椅10的中央底座元件100相連。該支柱由任何適合材料制成，例如鋁。
圍繞所述立柱形成的第二圓柱形元件417經(jīng)常被稱作外殼。該外殼沿所述立柱的外表面滑動(dòng)，并給扶手組件提供令人愉快的富有美感的外觀。外殼417的上端418包括第一水平環(huán)形支承表面419、垂直環(huán)形支承表面420和第二水平環(huán)形支承表面421。這些支承表面與扶手底座415的相應(yīng)支承表面結(jié)合。所述外殼也包括具有緊固件容置開(kāi)口423、424的頂部法蘭422。
如上所述，在立柱400內(nèi)有兩個(gè)相對(duì)布置的直線齒條404、405，每個(gè)齒條包括多個(gè)凹口406。這些齒條具有與所述立柱上的開(kāi)口427、428結(jié)合的小鍵形物425、426。除了凹口之外，所述齒條還包括用于垂直滑動(dòng)導(dǎo)向管407的支承表面429、430。
導(dǎo)向管通常是圓柱形的，并包括一中心開(kāi)口431，如圖36～40所示。導(dǎo)向管包括一上端部分432，其具有兩個(gè)緊固件開(kāi)口433、434、一用于容置彈簧413的環(huán)形槽435、兩個(gè)相對(duì)布置的鍵436、437。例如槽439、440的槽沿導(dǎo)向管的外表面438分布，用于限制該導(dǎo)向管的向上運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)周向延伸槽442、443趨向該導(dǎo)向管的下部441。所述槽442、443中的每個(gè)圍繞弧延伸大約45度。正如將在下文進(jìn)行介紹的，閉鎖元件410延伸穿過(guò)所述槽以與凹口406嚙合。當(dāng)進(jìn)行所述嚙合時(shí)，導(dǎo)向管407和被連接的扶手408相對(duì)于支柱400被固定。槽442、443還確保該閉鎖元件轉(zhuǎn)動(dòng)45度弧，與所述凹口脫離嚙合，從而使所述導(dǎo)向管與所述支柱脫離結(jié)合，允許該導(dǎo)向管在支柱開(kāi)口403內(nèi)垂直運(yùn)動(dòng)。采用這種方式，可以垂直地調(diào)整扶手。
激勵(lì)螺母412被安裝在導(dǎo)向管407內(nèi)，如圖33、34、36、38和40所示。該激勵(lì)螺母包括環(huán)形凸緣444，其具有彈簧保持表面445和多個(gè)鍵槽，如圖10所示，一個(gè)鍵槽446容置該導(dǎo)向管的鍵436、437。激勵(lì)螺母也包括與杠桿414和中央帶螺紋開(kāi)口448嚙合的頂部表面447。該帶螺紋開(kāi)口與桿409嚙合，導(dǎo)致桿409轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖38、39和41所示，細(xì)長(zhǎng)桿409被安裝在該導(dǎo)向管內(nèi)。該桿被安裝的僅能轉(zhuǎn)動(dòng)，且不能相對(duì)于導(dǎo)向管縱向滑動(dòng)。在該桿的上端411具有外螺紋449，其與所述激勵(lì)螺母的內(nèi)螺紋448嚙合。在桿409的下部具有搭扣配合連接器450，用于與閉鎖元件410結(jié)合。該閉鎖元件具有相對(duì)的延伸臂和一中央開(kāi)口453。閉鎖元件的中央開(kāi)口容納所述桿的搭扣配合連接器，所述搭扣配合連接器變形，然后快回到位進(jìn)行連接。
彈簧413被安裝在導(dǎo)向管407上端的環(huán)形槽435內(nèi)。彈簧上端抵靠著環(huán)形法蘭444的表面445。由于鍵和鍵槽，如圖35所示，激勵(lì)螺母采用線性方式在升高和降低位置之間運(yùn)動(dòng)。當(dāng)激勵(lì)螺母運(yùn)動(dòng)到較低位置時(shí)，該彈簧被壓縮并形成偏壓力，所述偏壓力被施加給所述激勵(lì)螺母，迫使其趨向返回所述升高位置。
圖42～44詳細(xì)地顯示了扶手底座415。所述底座是一個(gè)整體元件，在其延伸端部分具有一個(gè)大的橢圓形開(kāi)口454，用于容置圖33和48所示的操縱桿414的接觸墊455。在扶手底座的兩端是杯形結(jié)構(gòu)，其包括底部支承表面456和形成垂直支承表面458的向下凸起法蘭457，用于圍繞所述外殼轉(zhuǎn)動(dòng)。該扶手底座也包括杯形上表面459。該上表面459包括兩組凹槽460，461，每個(gè)采用彎曲形式。這些凹槽與杯416形成將在下文介紹的棘爪。所述杯底也包括一具有中央部位462和兩個(gè)端部463、464的開(kāi)口。該端部是曲線槽，用于容置兩個(gè)緊固件465、466。圖4允許底座轉(zhuǎn)動(dòng)，直到槽的端部鄰接緊固件。中央部分462允許杠桿與激勵(lì)螺母412的頂部表面447嚙合。
如圖45～47所示，杯416包括兩個(gè)用于接收緊固件465、466的側(cè)開(kāi)口467、468以及一用于杠桿通過(guò)的中央開(kāi)口469。所述側(cè)開(kāi)口與端部槽463、464對(duì)齊。該杯也包括兩組彈性安裝鍵470、471。所述鍵與所述扶手底座上的兩組彎曲槽460、461對(duì)齊并嚙合，以形成一系列棘爪。在被端部槽463、464的弧以及圍繞每個(gè)開(kāi)口467、468的下垂肩部472、473所確定的大約45度弧的范圍內(nèi)，允許扶手底座從一個(gè)棘爪向另一個(gè)棘爪水平運(yùn)動(dòng)。
杠桿414被安裝在扶手底座415上，其從扶手底座一端的橢圓形開(kāi)口454向扶手底座另一端的中央開(kāi)口462延伸。在杠桿的延伸端具有接觸墊455，如圖48所示，同時(shí)在另一端具有下垂凸起474，如圖35和48所示，其與激勵(lì)螺母412的上表面447接觸。所述杠桿被安裝的圍繞鉸點(diǎn)475轉(zhuǎn)動(dòng)，從而接觸墊455上的向上力導(dǎo)致凸起474向下運(yùn)動(dòng)。杠桿凸起的向下運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致激勵(lì)螺母從其升高位置向下降位置運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致桿409轉(zhuǎn)動(dòng)，使閉鎖元件410從凹口406脫離結(jié)合。
圖49和50清晰地顯示了閉鎖元件410的轉(zhuǎn)動(dòng)。在圖49中，通過(guò)閉鎖元件與凹口406嚙合，扶手被閉鎖。當(dāng)杠桿被激勵(lì)時(shí)，如圖50所示，閉鎖元件轉(zhuǎn)動(dòng)而脫離與凹口嚙合狀態(tài)。
可以理解的是，扶手組件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易構(gòu)成、容易使用。在操作時(shí)，扶手、導(dǎo)向管、被連接的外殼與立柱、具有凹口的直線齒條的相對(duì)垂直定位確定了扶手相對(duì)于椅座的高度。通常由與一對(duì)凹口嚙合的閉鎖元件對(duì)扶手進(jìn)行鎖定。杠桿接觸墊的壓下導(dǎo)致突起端重壓在激勵(lì)螺母的頂表面上。由于螺母不能轉(zhuǎn)動(dòng)，其被壓下，導(dǎo)致被螺紋嚙合的桿轉(zhuǎn)動(dòng)。所述桿的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致閉鎖元件轉(zhuǎn)動(dòng)45度，與所述一對(duì)凹口脫離嚙合。然后可以人工向上、向下調(diào)節(jié)扶手。一旦作用在杠桿上的力被釋放，安裝在導(dǎo)向管上的彈簧導(dǎo)致激勵(lì)螺母返回其升高位置。這種激勵(lì)螺母的直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致桿和閉鎖元件的反向轉(zhuǎn)動(dòng)，并導(dǎo)致閉鎖元件與一對(duì)新的凹口嚙合。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，扶手被鎖定在其新的位置上。
在水平方向上調(diào)整扶手僅僅需要扶手在45度弧內(nèi)向外或向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。蓋的彈性安裝鍵形物從扶手底座上的一對(duì)凹槽運(yùn)動(dòng)到另一對(duì)凹槽。這種棘爪機(jī)構(gòu)允許扶手在六個(gè)分離位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)作用在扶手上的力足以使彈性鍵形物與所述一對(duì)凹槽脫離結(jié)合時(shí)，產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。
已經(jīng)介紹了一種簡(jiǎn)單和可靠的在水平和垂直方向都可調(diào)整的扶手組件。通過(guò)簡(jiǎn)單地操縱扶手組件的一部分，可以輕易地進(jìn)行所述調(diào)整。
圖51、52和53顯示了符合本發(fā)明眾多原理的另一種人體工學(xué)座椅610。座椅610包括其主要元件椅座612和椅背614。也可以設(shè)置具有上墊618的適合的椅臂616。采用一種通用方式，座椅610可以被支承在可在小腳輪622上運(yùn)動(dòng)的十字叉架底座620上。
如圖54～60所示，座椅610被這樣構(gòu)造，從而椅座612和椅背614具有同步運(yùn)動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，一對(duì)主椅座和椅背支柱624被剛性地連接到中央支承模塊625上，所述模塊625上具有用于摩擦地接收氣筒628上端的箍盤(hub)626。氣筒628最好是從德國(guó)Stablis公司購(gòu)買的兩級(jí)氣筒。這種氣筒可以被人工轉(zhuǎn)動(dòng)桿630驅(qū)動(dòng)，其啟動(dòng)氣筒628，以便采用公知方式調(diào)整座椅610的高度。座椅臂616被剛性連接到支柱624上。座盤632在其前端被鉸接到支柱624的前端。椅背框架組件634也被鉸接到支柱624的上后部分。在優(yōu)選實(shí)施例中，椅背614是一種織物網(wǎng)636結(jié)構(gòu)，圍繞其周邊，所述織物網(wǎng)被載體638支承。一種可調(diào)的腰部支承元件640滑動(dòng)地連接到載體638上并抵靠著椅背框架組件634。
在椅背614后靠期間，圖62～65顯示了座椅610的椅座612和椅背614的相對(duì)位置。如上述視圖所示，椅座盤形物632在鉸點(diǎn)P12被鉸接到支柱624上(僅看到一個(gè))，并在后鉸點(diǎn)P32被鉸接到一對(duì)連桿642(僅看到一個(gè))上。每個(gè)連桿642在鉸點(diǎn)P34又被鉸接到椅背框架組件634的向前延伸部分上。椅背框架組件634在鉸點(diǎn)P14又被鉸接到兩個(gè)支柱624上。如圖63示意性顯示的尺寸所示，當(dāng)椅背614處于完全豎立狀態(tài)時(shí)，最佳形式的一種椅座盤形物632向后傾斜，并與水平面之間的夾角大約是15.7度，雖然該角度可以在10～20度之間。鉸點(diǎn)P12和鉸點(diǎn)P32之間的距離大約是12.889英寸，連桿642的鉸點(diǎn)P32和鉸點(diǎn)P34之間的距離大約是2.01英寸，雖然這些距離可以分別是10～15英寸以及1.5～2.5英寸。此外，鉸點(diǎn)P14和鉸點(diǎn)P34之間的距離大約是4.71英寸，同時(shí)鉸點(diǎn)P12和鉸點(diǎn)P14之間的水平距離大約是14.5英寸。鉸點(diǎn)P41和鉸點(diǎn)P34之間的距離可以在3～6英寸范圍內(nèi)，同時(shí)鉸點(diǎn)P12和鉸點(diǎn)P14之間的距離可以在12～17英寸范圍內(nèi)。如圖62～65所示的三個(gè)后靠?jī)A斜階段，隨著椅背614后靠，連桿642沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致椅座盤形物632的后部相對(duì)于其前部升高。在圖66所示的椅背614處于完全后靠狀態(tài)，所述椅座盤形物最好將其與水平面的夾角從15.7度(圖63)降低到8.7度，同時(shí)上述所有鉸點(diǎn)之間的距離保持不變。所述減少的傾角可以在6～10度范圍內(nèi)。椅座盤形物632和椅背614的這種同步運(yùn)動(dòng)給座椅610的用戶提供非常舒適的后靠運(yùn)動(dòng)，避免用戶在進(jìn)行各種工作時(shí)疲勞。
圖67和68示意性顯示了使用四桿機(jī)構(gòu)的同步椅座和椅背傾斜特性，所述四桿機(jī)構(gòu)允許椅座的后部隨著椅背的后靠而升高。這種機(jī)構(gòu)被設(shè)計(jì)的對(duì)用戶施加在座椅上的后靠力和/或自重立即作出反應(yīng)。這種功能允許座椅610圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)C后靠，所述轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)C與用戶髖部的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線幾乎重合，并避免用戶不希望的“襯衫拉”。由于在后靠期間椅座的后部升高，用戶大腿的前下側(cè)上的過(guò)度壓力被消除，并且在后靠期間，保持一相對(duì)恒定的凝視角度。這有助于用戶腿部的充分的血液循環(huán)，并避免腫脹。為了實(shí)現(xiàn)上述優(yōu)點(diǎn)，座椅610包括四個(gè)基本元件和四個(gè)自由轉(zhuǎn)動(dòng)樞軸。所述基本元件包括地板支承元件660、椅座662、連接元件664和靠背666。地板支承元件660具有指向上方部分668，其終止于確定鉸點(diǎn)P12的一端，椅座62的前部被鉸接到鉸點(diǎn)P12。元件660也具有指向上方部分670，其終止于確定鉸點(diǎn)P14的一端，靠背666被鉸接到鉸點(diǎn)P14。靠背666的下部672在鉸點(diǎn)P34被鉸接到連接元件664，椅座662的向下延伸部分674在鉸點(diǎn)P32被鉸接到連接元件664的另一端。
座椅610的運(yùn)動(dòng)如圖68所示。隨著力F被施加到靠背666上，椅背傾角β增大。眼睛位置向后移動(dòng)△H1，眼睛高度下降△V3。分別利用上和下鉸點(diǎn)P14和P34，將椅背傾角β的變化轉(zhuǎn)換成連接元件664的運(yùn)動(dòng)。由于連接元件664的運(yùn)動(dòng)，后座鉸點(diǎn)P32的運(yùn)動(dòng)在一合成的轉(zhuǎn)動(dòng)和平移運(yùn)動(dòng)中與鉸點(diǎn)P34的運(yùn)動(dòng)配合。隨著椅座662圍繞鉸點(diǎn)P12轉(zhuǎn)動(dòng)，椅座662的后部升高△V2，前部升高△V1，椅座662的后部相對(duì)于前部升高△V2-△V1，從而導(dǎo)致椅座的傾角是α。由于所述升高，坐在所述座椅上的用戶將感到重量減輕的效果。明顯的重量減輕將使人感覺(jué)輕快和舒適。
當(dāng)不使用座椅610時(shí)，為了有助于幫助連接機(jī)械允許椅背614維持完全豎立狀態(tài)，如圖61所示，一個(gè)或多個(gè)拉簧680可以被連接到樞軸682和座盤形物632的后邊緣部分684之間。所述樞軸基本上確定了鉸點(diǎn)P34，并將導(dǎo)致彈簧680的回復(fù)力施加到椅背框架組件634上。
可以理解的是，符合本發(fā)明的座椅10和610利用它們的同步聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)提供給用戶很大的舒適性，尤其是在座椅被長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)。座椅的制造和組裝成本低廉。
以上已對(duì)本發(fā)明作了十分詳細(xì)的描述，所以閱讀和理解了本說(shuō)明書(shū)后，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的各種改變和修改將變得明顯。所以一切如此改動(dòng)和修正也包括在此發(fā)明中，因此它們?cè)跈?quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種座椅，包括具有前第一支承部分和后第二支承部分的支承框架裝置；在其前端被鉸接地連接到所述框架裝置的前第一支承部分的椅座元件，其具有一后支承部分；具有第一和第二鉸接位置的靠背元件，所述靠背元件的第一鉸接位置被鉸接地連接到所述框架裝置的后第二支承部分；鉸接地連接所述椅座元件的后支承部位和鉸接地連接所述靠背元件的第二鉸接位置的連接元件；其特征在于當(dāng)座椅用戶的重量轉(zhuǎn)移時(shí)，所述靠背元件向后相對(duì)于所述框架裝置的傾斜運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致所述椅座元件的后部升起，所述椅座元件和靠背元件具有一相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)中心，該中心大致與用戶的髖部關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)中心重合。
2.如權(quán)利要求1所述座椅，其特征在于所述支承框架裝置、所述椅座元件、所述靠背元件和所述連接元件之間的鉸接連接被如此構(gòu)造和設(shè)置，從而在所述靠背元件傾斜期間，被所述座椅支承的用戶重量的增加部分從所述椅座支承部分轉(zhuǎn)移到靠背元件上，同時(shí)提升所述椅座元件的連桿的機(jī)械優(yōu)點(diǎn)下降。
3.如權(quán)利要求1所述座椅，其特征在于在所述連接元件和所述靠背元件的第二鉸接位置的連接高度的下方高度，所述連接元件被連接到所述椅座元件的后支承部分。
4.如權(quán)利要求1所述座椅，其特征在于所述框架裝置的前第一支承部分大致從所述框架裝置向上延伸。
5.如權(quán)利要求1所述座椅，其特征在于所述框架裝置的后第二支承部分大致從所述框架裝置向上延伸。
6.如權(quán)利要求1所述座椅，其特征在于所述框架裝置包括被連接到中央底座模塊兩相對(duì)側(cè)上的一對(duì)間隔分布的細(xì)長(zhǎng)剛性支承元件，它們確定所述前支承部位和后支承部位。
7.如權(quán)利要求6所述座椅，其特征在于所述中央底座模塊包括與所述座椅的底座部件相連的裝置。
8.如權(quán)利要求6所述座椅，其特征在于所述靠背元件包括一骨架框架，其具有一對(duì)間隔立柱、具有兩個(gè)相對(duì)端的下橫向元件，每個(gè)所述第二支承部位的后端被鉸接地連接到所述橫向框架元件上。
9.如權(quán)利要求8所述座椅，其特征在于一載體被連接到所述間隔立柱和所述橫向元件上，所述載體包括被連接到其上的織物靠背。
10.如權(quán)利要求9所述座椅，其特征在于還包括被設(shè)置在所述骨架框架上的腰部元件，所述腰部元件被設(shè)置的水平穿過(guò)大致在用戶后背的腰部區(qū)域的所述載體的背面，所述腰部元件被設(shè)置的提供所希望的壓力位置，以幫助支承用戶的背部。
11.如權(quán)利要求10所述座椅，其特征在于不管所述椅背的傾斜情況，所述腰部元件的高度都可調(diào)節(jié)。
12.如權(quán)利要求1所述座椅，其特征在于所述靠背元件包括被設(shè)置在載體內(nèi)的彈性材料的織物，所述載體被安裝在骨架背部部件上，以便提供一種支承，當(dāng)座椅在任何傾斜位置時(shí)，該支承大致與用戶的背部相符合。
13.如權(quán)利要求1所述座椅，其特征在于所述椅座元件包括軟墊部分，其可相對(duì)于所述靠背元件在相對(duì)水平方向獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，從而為了更加舒適，用戶可以使所述椅座元件相對(duì)于所述椅背元件處于所希望的位置。
14.如權(quán)利要求1所述座椅，其特征在于所述支承框架裝置包括一橫向中央支承模塊、一對(duì)被所述中央模塊攜帶的間隔向前延伸的椅座支承裝置、以及一對(duì)被所述模塊攜帶的間隔向后延伸的靠背支承裝置。
15.如權(quán)利要求14所述座椅，其特征在于所述一對(duì)椅座支承裝置和椅背支承裝置中的每個(gè)包括一被固定連接到所述中央支承模塊上的單一元件。
16.如權(quán)利要求1所述座椅，其特征在于所述座椅還包括一對(duì)在適當(dāng)側(cè)上的扶手，所述扶手的高度可調(diào)。
17.如權(quán)利要求1所述座椅，其特征在于所述椅座元件在靜止時(shí)向下朝著所述座椅的后部?jī)A斜。
18.如權(quán)利要求17所述座椅，其特征在于在所述靠背元件的完全豎立位置，所述椅座元件以下述角度朝著所述座椅后部?jī)A斜，即與水平方向的夾角為10°～20°之間。
19.如權(quán)利要求17所述座椅，其特征在于在所述靠背元件的完全豎立位置，所述椅座元件朝著所述座椅后部以下述角度傾斜，即與水平方向的夾角為大約15.7°之間。
20.如權(quán)利要求17所述座椅，其特征在于在靠背元件的完全傾斜位置，所述椅座元件朝著所述座椅后部?jī)A斜約6°～10°。
21.如權(quán)利要求17所述座椅，其特征在于在靠背元件的完全傾斜位置，所述椅座元件朝著所述座椅后部以下述角度傾斜，即與水平方向的夾角為約8.7°之間。
22.如權(quán)利要求1所述座椅，其特征在于所述椅座元件和所述第一支承部分的可轉(zhuǎn)動(dòng)連接與所述連接元件和所述椅座元件的后支承部分之間的可轉(zhuǎn)動(dòng)連接之間的距離為10～15英寸。
23.如權(quán)利要求22所述座椅，其特征在于所述椅座元件和所述第一支承部分的可轉(zhuǎn)動(dòng)連接與所述連接元件和所述椅座元件的后支承部分之間的可轉(zhuǎn)動(dòng)連接之間的距離大約是12.889英寸。
24.如權(quán)利要求1所述座椅，其特征在于所述框件裝置的第一支承部分和所述框件裝置的第二后支承部分的上端之間的水平距離是約12～17英寸。
25.如權(quán)利要求24所述座椅，其特征在于所述框件裝置的第一支承部分和所述框件裝置的第二后支承部分的上端之間的水平距離大約是14.5英寸。
26.如權(quán)利要求1所述座椅，其特征在于所述連接元件的可轉(zhuǎn)動(dòng)連接之間的距離是大約1.5～2.5英寸。
27.如權(quán)利要求26所述座椅，其特征在于所述連接元件的可轉(zhuǎn)動(dòng)連接之間的距離是大約2.01英寸。
28.如權(quán)利要求1所述座椅，其特征在于所述靠背元件的第二鉸接位置和所述連接元件的可轉(zhuǎn)動(dòng)連接之間的距離是大約3～6英寸。
29.如權(quán)利要求28所述座椅，其特征在于所述靠背元件的第二鉸接位置和所述連接元件的可轉(zhuǎn)動(dòng)連接之間的距離大約是4.7英寸。
30.如權(quán)利要求1所述座椅，其特征在于至少包括一個(gè)在所述椅座元件的后支承部分與所述靠背元件之間連接的拉簧，從而迫使所述靠背趨向一個(gè)豎立位置。
31.一種可傾斜座椅，包括一底座元件；一椅座元件；一靠背元件；一連接裝置，用于連接所述底座元件、所述椅座元件和所述靠背元件，通過(guò)所述椅座元件相對(duì)于所述靠背元件圍繞基本上與用戶髖部關(guān)節(jié)對(duì)齊的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，所述連接裝置被構(gòu)造和布置的允許所述椅座的后部升高，同時(shí)所述靠背元件向下和向后傾斜。
32.如權(quán)利要求31所述座椅，其特征在于所述底座元件包括一與所述椅座元件的前部鉸接的向前延伸部分、一被設(shè)置在所述椅座元件上方的后端向上延伸部分、以及將所述靠背元件的下部與椅座元件的后部鉸接相連的至少一個(gè)連桿，大約在用戶髖部轉(zhuǎn)動(dòng)軸線處，所述向上延伸部分與所述靠背元件的一部分鉸接，用戶向后傾斜導(dǎo)致所述椅座圍繞髖部轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，還導(dǎo)致所述連桿相對(duì)于所述底座元件傾斜運(yùn)動(dòng)，從而所述椅座向上傾斜，同時(shí)所述椅背向下和向后傾斜。
33.如權(quán)利要求1或31所述座椅，其特征在于所述椅座元件包括一軟墊，所述軟墊包括剛性座盤、泡沫塑料層、確定送氣通風(fēng)的多個(gè)間隔的泡沫材料立管、覆蓋所述立管的彈性元件、覆蓋所述彈性層的氣體可透氣層以及覆蓋所述這些層的織物。
34.如權(quán)利要求1或31所述座椅，其特征在于還包括一對(duì)被設(shè)置在所述椅座元件兩側(cè)的所述底座元件上的扶手組件，在所述座椅傾斜期間，無(wú)論所述椅背元件或所述椅座元件的傾斜角度大小，所述扶手組件基本保持相同高度。
35.如權(quán)利要求34所述座椅，其特征在于所述每個(gè)扶手可圍繞鄰近所述椅背相應(yīng)側(cè)邊緣部位的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，所述軸線被設(shè)置的與將其前臂靠在所述扶手上的用戶的肘大致對(duì)齊。
36.如權(quán)利要求31所述座椅，其特征在于所述靠背元件包括骨架框架，載體被連接到所述骨架框架上，所述載體內(nèi)具有織物，用于與用戶后背接觸。
37.如權(quán)利要求1或31所述座椅，其特征在于還包括高度可調(diào)的腰部元件，其被設(shè)置的大約在用戶背部的腰部區(qū)域水平穿過(guò)所述椅背元件，用戶可以調(diào)整所述腰部元件的高度。
38.如權(quán)利要求34所述座椅，其特征在于還包括一對(duì)高度可調(diào)的扶手，其適于在基本水平平面內(nèi)橫向轉(zhuǎn)動(dòng)，以適應(yīng)用戶前臂所處的角度。
39.如權(quán)利要求1或31所述座椅，其特征在于還包括可調(diào)傾斜限制裝置，從而用戶可以預(yù)選所述椅背的最大傾斜量。
40.一種可傾斜座椅，包括一中央支承底座元件；一對(duì)被安裝在所述底座元件上的間隔的椅座支承元件和椅背支承元件；椅座元件，它包括被鉸接到所述椅座支承元件前端的座板；座盤形物，它可在一大致水平平面內(nèi)相對(duì)于所述座板可滑動(dòng)地被調(diào)整；靠背元件，它包括一對(duì)間隔的立柱，其具有至少一個(gè)橫向元件，所述橫向元件被鉸接到所述靠背支承元件的后端；至少一個(gè)具有第一和第二樞軸端的連接元件，其中一個(gè)樞軸端與所述靠背立柱上的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)相連，其相反端與所述座板的后部相連，在所述立柱上，所述第二樞軸端比所述橫向元件低，所述第一連接端的樞軸被設(shè)置的圍繞所述第二連接端的樞軸，從而當(dāng)所述靠背元件向后傾斜時(shí)，所述后座部分升高。
全文摘要
一種人體工學(xué)座椅(10)，包括四桿連接布置，所述下框架元件(100)配備有剛性前支柱(130)和剛性后支柱(120)，椅座元件(30)被鉸接到所述前支柱(130)上?？勘?20，200)具有被鉸接到下框架的后支柱(120)的上端的上支柱。連接元件的第一端與椅座元件的后支柱(120)相連，第二端與靠背的下支柱相連。這種新穎布置允許靠背相對(duì)于下框架的向后傾斜運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致椅座元件的后部升高，允許用戶腳部保持與地面接觸，并緩和用戶大腿上的壓力，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)圍繞用戶的髖部的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線進(jìn)行，同時(shí)保持基本一致的凝視視線。
文檔編號(hào)A47C1/0355GK1514697SQ02811760
公開(kāi)日2004年7月21日 申請(qǐng)日期2002年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月15日
發(fā)明者馬庫(kù)斯·C·克普克, 馬庫(kù)斯 C 克普克, 克魯爾, 杰米·克魯爾, R 馬克爾, 杰伊·R·馬克爾, 科菲爾德, 蒂姆·科菲爾德, L 戴維斯, 基恩·L·戴維斯, K 哈伯布, 阿明·K·哈伯布, J 菲利普斯, 馬修·J·菲利普斯, 斯 A 施羅德, 道格拉斯·A·施羅德 申請(qǐng)人:霍恩技術(shù)公司