CN1905822B - 具有改进的弹性和支撑的座椅靠背 - Google Patents

Abstract

一种座椅，具有椅座和靠背，所述靠背包括装有流体的衬垫，该衬垫为使用者的腰部区域提供被动的可自动地自我调节的支撑。所述衬垫可以包括一个或多个围绕使用者上背和腰部区域的部位的装有流体的室。当使用者倾斜其背部时，流体受力从与上背相邻的区域向下流至腰部区域从而为使用者提供增强的腰部支撑。

Description

具有改进的弹性和支撑的座椅靠背

与相关申请的交叉引用

本专利申请涉及以下专利申请：″具有向后和向前被动倾斜能力的座椅″，申请号10/749,008，代理卷号087522-785-323；″可水平调节的座椅扶手″，申请号10/748,537，代理卷号087522-785-329；″可垂直调节的座椅扶手”，申请号10/749,010，代理卷号087522-785-347；″具有可调节椅座高度的座椅″，申请号10/748,079，代理卷号087522-785-349；和″具有倾斜锁定装置的座椅″，申请号10/749,009，代理卷号087522-785-350；这些申请均于2003年12月30日提交，并且通过引用全部并入本文。

背景技术

本发明涉及具有椅座部分和靠背部分的座椅，其中靠背包括用于提供改进的弹性和支撑的装置。特别地，本发明涉及用于办公用途的座椅，其中靠背包括用于提供改进的弹性和支撑的装置，该装置在靠背部分倾斜时能够自动地进行自我调节。

在办公座椅设计领域，已知提供具有靠背部分的办公座椅，该靠背部分响应使用者背部施加的压力而可调节地进行倾斜，然后在使用者的背部向前移动时返回至其初始位置。这种座椅通常被设计成当靠背部分位于完全直立的位置时提供对使用者腰部区域的支撑。所述腰部支撑可以是固定的或可手动调节的。这种现有技术的座椅的一个难题是固定的腰部支撑或者甚至可手动调节的腰部支撑可能无法满足不同高度使用者的腰部区域的要求并舒适地给予支撑。这种现有技术的座椅的另一个难题是当使用者倾斜背部时，使用者腰部区域的位置相对于靠背部分中的固定的腰部支撑的位置而变化。因此，当靠背部分倾斜时，使用者腰部区域可能无法在靠背的整个移动范围内受到最佳支撑。

因此，本发明的一个目的是提供座椅的靠背部分，所述靠背部分包括为使用者的背部自动提供弹性和支撑的装置。

本发明的另一个目的是提供座椅的靠背部分，所述靠背部分包括用于提供腰部支撑的装置，所述靠背部分自动地自我调节以舒适地支撑不同高度的使用者。

本发明的又一目的是提供座椅的靠背部分，所述靠背部分包括用于提供可调节的弹性和支撑的装置，所述靠背部分自动地自我调节从而当使用者改变作用在靠背上的位置且当靠背部分响应使用者背部施加的压力在不同倾斜角度范围内倾斜时舒适地支撑使用者。

发明内容

本发明的这些和其他目的由具有椅座部分和靠背部分的座椅实现，靠背部分能够响应使用者背部对其施加的压力而倾斜，靠背部分的内部包括用于提供自动自我调节的弹性和支撑的装置，所述装置包括装有流体的衬垫。该衬垫基本上与靠背部分的表面的至少部分区域共同延伸，所述靠背部分贴附使用者的腰部区域。所述衬垫响应使用者腰部不同区域或者覆盖衬垫的使用者背部的其他区域施加的可变压力而提供自动变化的压力。所述衬垫自动适应不同高度的使用者，且根据靠背部分在整个角度范围内倾斜时施加的压力的变化而自动地自我调节。

在优选实施方式中，衬垫包括两片柔性的、不透气的塑料膜，它们被密封在一起从而限定具有下部和上部的体积。衬垫优选具有接缝，当衬垫安装在座椅的靠背部分时所述接缝限定通常从所述下部延伸到所述上部的多个通道。每个通道都部分地填充有流体。当使用者倾斜其背部抵靠靠背时，使用者的上背和肩部对衬垫施加的压力大于使用者的腰部区域对衬垫施加的压力。这将迫使更多流体从衬垫上部向下流至下部，从而为使用者提供增大的弹性的腰部支撑。增大的腰部支撑的精确定位可沿通道的长度而变化，从而当使用者改变在座椅中的位置时以及为不同高度的使用者提供改进的腰部支撑。而且，当使用者倾斜靠背时，增大的腰部支撑的定位能够响应使用者背部的不同区域施加的可变压力而变化，使得改进的靠背自动为处于任何倾斜角度的使用者提供最佳的弹性背部支撑。

附图说明

参考附图更容易理解本发明，其中

图1是具有本发明的靠背的座椅的横截面侧视图；

图2是本发明的座椅靠背的实施方式的主视剖视图；

图3是图2的衬垫的端点视图(end-on view)；以及

图4是用于本发明的衬垫的另一实施方式的主视图。

具体实施方式

如图1所示，座椅10包括具有前向面14和后向面16的靠背12。靠背12包括基本上刚性的支撑元件18，至少其前向面14被装饰类覆层20例如织物、乙烯树脂或皮革覆盖。任选地，泡沫或其他本领域已知的其他弹性材料的垫块22位于基本上刚性的支撑元件18的前向面。

根据本发明，为使用者的背部提供弹性和支撑的装置包括装有流体的衬垫30，该衬垫位于基本上刚性的支撑元件18和装饰覆层20之间。由泡沫或其他弹性材料制成的可选垫块23可以位于衬垫30和装饰覆层20之间。衬垫30包括第一层32和第二层34，每层都由不透气塑料制成，所述各层气密封地围绕其各自的外围而密封在一起，以形成外围封条(peripheral seal)36。优选衬垫30的大小和形状适于基本上与靠背12的至少部分区域共同延伸，从上背和肩部向下延伸包括腰部，所述靠背承受座椅10的使用者的背部施加的压力。为了便于参考，针对下部40和上部42讨论本发明的结构，但是应当理解，用作腰部支撑区域和上背支撑区域的本发明衬垫的实际比例分别依赖于各使用者的尺寸和高度。

在优选实施方式中，衬垫30的两层32和34通过多个接缝37进一步结合。接缝37与外围封条36一起限定多个通道38，所述通道通常从下部40延伸至上部42。通道可以是基本上垂直，如图所示，或者它们也可以以不同角度取向。

每个通道38都含有流体。在示例的本发明的实施方式中，所述通道经由位于每个接缝37中的多个开孔39彼此流体连通。开孔39的尺寸和位置可以改变以实现所需响应。或者，可以省略开孔39，每个通道38自身完全密封。

所述衬垫内的流体可以是空气，气体或气体混合物，液体或可流动的凝胶。衬垫应当仅仅部分地填充有流体，使得流体能够响应使用者的移动施加的压力的变化而从衬垫的一个区域流至另一区域，或者从通道内的一个区域流至另一区域。

在使用中，当座椅的使用者倚靠靠背12时，使用者的背部将接触前向面14并对其施加压力。使用者的上背和肩部将对主要位于上部42中的部分被填充的通道38施加一些挤压，导致流体被迫进入腰的下部40，在那里其提供对使用者腰部区域的额外支撑，在该部位这样的支撑经常是最需要的。可以看出，额外的腰部支撑沿通道38长度方向的精确定位将由各个使用者的物理尺寸自动确定。各个使用者为了获得最佳的腰部区域支撑不需要手动调节座椅。因此，本发明的流体支撑系统为各个使用者提供自动的可被动调节的腰部支撑。本发明的系统有利地沿使用者的背部施加均等的压力。

而且，当使用者倾斜座椅10的靠背12时，各使用者的脊柱曲率发生变化，变化的方式和程度取决于各使用者的体形和靠背的倾斜角度。刚性支撑元件18的腰部区域19呈弯曲从而大体上与使用者的腰部区域一致。通常，使用者背部的曲率半径小于刚性支撑元件18的腰部区域19的曲率半径。使用者腰部区域和刚性支撑元件18的腰部区域19之间的空间限定了将填充以流体的相对较小的体积。当靠背倾斜时，使用者脊柱曲率变化，特别是使用者腰部区域和上背的弧度变化。当倾斜时使用者的背部施加的压力的区域沿通道38的长度而变化。部分填充的通道内的流体将离开压力最大的区域，例如使用者的上背和肩部接触的区域42，并且流向压力最小的区域，例如使用者的腰部区域40。通常，腰部区域最需要支撑。当使用者交替地倾斜和伸直靠背时，通道38内的流体自动改变方向。同时，上背区域42中的衬垫中的流体体积减小，使得使用者的上背的稳定性更高，不发生不希望的一侧向另一侧的摇摆移动。这样，在正常使用座椅期间，当使用者采取不同倾斜角度和不同位置时，本发明的装有流体的衬垫自动进行调节，以满足不同使用者的需要和单个使用者的不同需要。有利地，不论倾斜的角度如何，使用者都不会感觉任何压力的不连续或腰部支撑的不连续，即，在腰部支撑终止的位置没有“边缘”，而使用分立的腰部支撑机械元件的系统会造成在腰部支撑终止的位置具有“边缘”的感觉。

应当理解，通道38优选不填充至它的最大容量。如果通道38中的压力过高，则衬垫30将不会响应不均匀施加的压力而塌陷，即，流体不能从施加高压力的区域例如肩部和上背42转向至施加较低压力的区域例如腰部区域40。

本发明的衬垫可以由流体不可渗透的塑料膜制成，所述膜可以密封在一起以形成真空密封。所述塑料膜可以包括例如乙烯树脂、聚氨酯、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯、聚氨酯涂布的膜、聚烯烃、莎纶和工程多层膜。选择用于衬垫的塑料膜几乎是不透气的，根据ASTM D1434(确定塑料膜和片材的透气性的标准试验方法)测定的透气率小于约100cm³/m²/day/atm，优选小于约10cm³/m²/day/atm，最优选小于约5cm³/m²/day/atm。塑料膜的厚度可以为约2-20mil，更优选约4-10mil，最优选为4mil。用于装空气的衬垫的一种特别优选的材料是4.0mil Saranex 15，该材料是可从Dow MedicalFilms获得的多层膜，其包括在聚烯烃外层之间共挤出的″

″阻透树脂。这些膜可以通过已知的密封方式，例如粘结、热封、超声密封和RF密封而密封在一起以形成外围封条36和接缝37。本领域的技术人员能够选择适用于所用特定膜材料的密封手段。在通过生产填充空气的气囊的领域已知的方法进行密封的过程中，将所需量的空气注入衬垫的各个室中。

衬垫的尺寸以及衬垫的通道38的尺寸、数量和角度取向可以进行变化以适应：(1)不同使用者的需要；(2)整体座椅设计，包括在衬垫前方和/或后方是否使用泡沫或其他弹性材料制成的任何可选垫块，所述可选垫块的特性；以及(3)座椅的不同应用。开孔39的尺寸和数目也可以变化以实现所需的流体响应。而且，可以在衬垫30和装饰层20之间设置额外的垫块例如泡沫层或凝胶层。

图4示出靠背衬垫的优选实施方式，总体上以附图标记130表示。衬垫130包括两片与外围封条136密封在一起的塑料膜。是两个接缝134、135沿衬垫130的整个长度延伸，所述的两个接缝将衬垫130的内部分为中央室139和两个侧室138。在该实施方式中，中央室139和侧室138中的每一个都部分地充有空气。每个侧室138中的部分接缝137从大约每个侧室138的顶部向下延伸至约其垂直中点。这些部分接缝137防止侧室138的上端过度膨胀，且保持衬垫整个长度上更均匀的压力水平。应当理解，部分接缝137可以具有点熔接的形式，即，将两层衬垫130结合在一起的离散点。这些点可以以线型排列或遍布整个区域，只要它们用于缓和侧室138的膨胀即可。在所示实施方式中，部分接缝137在泪滴形元件中终止，所述元件释放集中在塑料片材内的应力。

在所示实施方式中，沿衬垫130的顶部水平边缘150，衬垫130的高度为约18英寸，宽度为约14英寸，其侧面从距离底部边缘约6英寸开始向内逐渐变细，导致底部边缘152的宽度为约10英寸。以约100立方厘米的空气对中央室139加压，以约300立方厘米的空气对侧室138分别加压。或者，可以设置外部泵，使得使用者能够根据个人的偏好调节衬垫中的空气量。

本发明对现有技术的靠背支撑提供了重大改进。不像响应所施加的压力而简单压缩的泡沫垫块，本发明的流体支撑重新分配压力，使得衬垫的一部分压缩，另一部分膨胀，从而在最需要的位置提供额外支撑。

尽管已经结合特定实施方式描述了本发明的新特征，但是本领域的技术人员应当理解，在不背离本发明的精神的前提下可以进行材料替换并对结构和细节进行变化。

Claims (9)

1.一种座椅，包括椅座和可倾斜的靠背，所述靠背包括：

后部刚性支撑体，其包括由所述后部刚性支撑体的曲率限定的腰部区域，其中所述曲率大体上与使用者的腰部区域的曲率一致；以及

装有流体的衬垫，其外围封条具有沿顶部的封条、沿底部的封条、沿左侧部分的封条和沿右侧部分的封条，所述装有流体的衬垫位于所述后部刚性支撑体的前面，其中所述装有流体的衬垫包括两个密封层以形成中央室以及左侧室和右侧室，其中，所述中央室在所述装有流体的衬垫的所述顶部和底部之间以及两条间隔开的从所述装有流体的衬垫的顶部到底部垂直延伸的接缝之间延伸，所述左侧室和右侧室在所述装有流体的衬垫的所述顶部和底部之间延伸，所述室中的每一个都彼此完全密封。

2.权利要求1的座椅，其中所述左侧室包括从大约其顶部向下延伸至其垂直中点的部分接缝；以及

所述右侧室包括从大约其顶部向下延伸至其垂直中点的部分接缝。

3.权利要求2的座椅，其中所述左侧室的所述部分接缝包括扩大的泪滴形下端部；且

所述右侧室的所述部分接缝包括扩大的泪滴形下端部，

其中，所述左侧室的所述部分接缝以及所述右侧室的所述部分接缝在各自的泪滴形下端部中终止。

4.权利要求3的座椅，其中所述装有流体的衬垫的所述两个密封层不透气。

5.权利要求4的座椅，其中所述装有流体的衬垫的所述两个密封层中的每一层都包括多个层。

6.权利要求1的座椅，其中所述装有流体的衬垫的所述两个密封层不透气。

7.权利要求6的座椅，其中所述装有流体的衬垫的所述两个密封层中的每一层都包括多个层。

8.权利要求1的座椅，其中所述装有流体的衬垫是气密性的。

9.权利要求1的座椅，其中所述装有流体的衬垫的形状和大小适于至少与使用者的腰部区域是共同延伸的。

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