CN101128340A - 用于人体部分的人类工程学支承结构及其制造方法 - Google Patents

用于人体部分的人类工程学支承结构及其制造方法 Download PDF

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Abstract

一种人类工程学支承结构,特别用于支承人体的部分。该结构(1)包括具有永久固定于其上的粘弹插入件(2)的主体(2)。该主体(2)具有由选自具有较低密度和较高机械强度的那些材料制成的至少一个第一层(4),该层被结合到聚合物树脂的至少一个第二层以整体地固定所述至少一个插入件(3)。一种制造上述结构的方法。

Description

用于人体部分的人类工程学支承结构及其制造方法
技术领域
本发明在由特殊材料制造的机械结构的领域中找到应用,并且特别涉及人类工程学支承结构。
此外,本发明涉及制造上述结构的方法。
背景技术
已知泡沫材料的覆盖垫被用于增强支承结构,如自行车座、汽车座椅等,的舒适度和人类工程学的益处。
然而,这一解决方案不可接受地不舒适、不方便、和有损于结构的美观。
在试图避免上述缺点中,在经受使用者的最高压力的区域越来越多地使用凝胶插入件,以在最需要的地方提供舒适性。与泡沫相比较,凝胶是优选的,由于它的较高的粘弹性和较好的人类工程学的特性。
WO 2004-089682公开一种用于机动车辆的座椅的人类工程学的坐垫,它具有在坐骨区域的凝胶插入件。
这种现有技术结构的一个缺点是,虽然它无疑是舒适和有弹性的,但是包围凝胶的织物套趋于易被划割和破裂,凝胶趋于从其露出。此外,美观的凝胶插入件因而被覆盖。
另一通常的问题是座垫与座椅分开,并因此不舒适同时使结构较笨重。
从US-2004-098806,US-A-4197342,US-A-6009578知道另一技术上等效的装置。
US-B-6454352公开一种具有被封装的凝胶垫的汽车座椅,该凝胶垫当与使用者的移动部分接触时能变形。
尽管此解决方案是方便的且不暴露不希望的损坏,但它具有包括一个垫的缺点,这使结构较笨重同时看上去不舒服。
发明内容
本发明的目的是通过提供高效和较划算的支承结构来克服上述缺点。
一个特别的目的是提供具有重量轻和高强度的支承结构。
另一目的是提供能够定制的支承结构,即适合于任何使用者的人类测量结构。
本发明的另一目的是提供美观的支承结构。
本发明的另一目的是提供一种用于制造本发明的结构的非常实用且价格低的方法。
在下文中将很明显的这些目的和其它目的通过根据权利要求1的人类工程学支承结构来实现,该结构包括主体,所述主体带有永久固定于其上的粘弹性插入件,其中该主体具有至少一个第一层,该第一层由从那些具有较低密度和较高机械强度的材料中选择的材料制成,所述第一层与至少一个由聚合物树脂构成的第二层结合,以便整体地固定所述至少一个插入件。
由于这种特殊的构造,本发明的结构具有很轻的重量和增强的耐久性,同时能够避免使用在现有技术的结构中用作舒适的元件的垫。这就能够制造舒适和重量很轻的结构。
此外,本发明的结构是高度舒适的,特别适合于自行车座、汽车座椅、椅子、肘支承物等的制造。
有利的是,此至少一个插入件可以放置在所述至少一个第一层上以为使用者限定适合于受控变形的自由接触表面。
由于这一特征,本发明的结构满足不同使用者的需要,不管与结构接触的人体部分的特定人类测量结构。粘弹性材料的固有的人类工程学特性可使结构容易地和舒适地适合于任何人。
而且,没有了垫提供一种组件,该组件十分美观,在运动和休闲领域具有不可忽略的优点,这一点受时尚与美学的高度影响。
合适地,本发明的结构可具有热塑性的覆盖层,该覆盖层放置在所述至少一个插入件和所述至少一个第一层的顶面上。
由于此特征,该结构对接触是很舒适的并且安全,由于它保护使用者免受第一层的仿害,否则该第一层可能具有危险的结构不连续性并伤害使用者。
根据本发明的另一方面,提供一种用于制造像上述公开的那样的超轻人类工程学结构的方法,根据权利要求10,该方法包括以下步骤:提供具有预定形状的内腔的模具,该预定形状与支承结构的主体的外形相对应;打开所述模具并在其上放置至少一个由选自那些具有较低密度和较高机械强度的材料的材料制成的第一层;在所述至少一个第一层上放置至少一个由具有较高粘结特性的聚合物材料构成的第三层;在所述模具中放置至少一个粘弹性的插入件;放置至少一个由聚合物树脂构成的第二层;密封所述模具并将它加热到预定的工作温度;冷却所述模具到预定的最终温度并打开所述模具以及取出完成的支承结构。
附图说明
从根据本发明的结构的优选的非排他的实施例的详细描述,本发明的其它特征与优点将更明显,参照附图以非限制性范例的方式进行描述,其中:
图1是根据本发明的支承结构的轴测视图;
图2是图1细节的轴测视图;
图3是沿III-III平面取的本发明的结构剖视图;
图4是沿IV-IV平面取的本发明的结构的另一剖视图;
图5示出制造本发明支承结构的方法的流程图。
具体实施方式
参照上述附图,本发明的结构总体上以数字1表示,该结构可是例如椅子、自行车座、肘部支承物或汽车座椅的一部分,如图1所示。
典型地,该结构1包括带有粘弹性插入件3的主体2,该插入件优选地由聚胺酯凝胶制成,并永久地固定于主体上。这就为用户确定一自由接触表面S,同时由于它固有的人类工程学的特性,它可以被自由地放置在用户与结构1之间的接触区域。该主体2可以包括,例如,与第二层5结合的第一层4。
特别地,构件4具有低密度和高的机械强度,即,对压缩和/或拉伸和/或弯曲和/或扭转和/或剪切应力的高抵抗性。此外,如已知的,第二层5主要由可能增强的一或几种热塑性或热固性树脂构成。
根据本发明,该第一层4可以包括金属薄片6,该金属薄片例如由钛、铝、不锈钢、锰等制成,并结合到该第5层,同时因而被完全或部分地覆盖,如图3所示。
根据本发明的这一构造,插入件3可以用粘结性聚合物薄膜8固定,该薄膜用于粘合插入件3和薄片6,如图4所示。
在这种情况下,为了能操纵插入件3,薄膜8可以用一种诸如聚胺酯漆的材料的保护层9覆盖,该材料可以对抗其高的固有粘性。
有利的是,该结构1可以具有热塑性覆盖层10,具有保护的功能。
适当地,该层10可以是透明的,从而使主体2的材料与插入件3的凝胶之间的美观的连接是可见的。制造结构1的方法包括以下步骤。
在第一步骤a)中提供一个模具,它具有预定形状的内腔,该预定形状与支承结构主体2的外构形相对应。
然后,在步骤b)中,打开模具同时在其上放置第一层4,并在在步骤c)之后步骤d)中在其上放置一或几个插入件3,在步骤c)中在构件4上施加粘结剂8。
在步骤e)中,放置聚合物树脂的第二层5,以提供整体的结构。方便地,覆盖层10可以放置在模具中以保护组件,因而提供了上述优点。
然后,在步骤(f)中,模具被气密地密封并加热到预定的工作温度,该温度可以在20℃到300℃的范围内,且优选是大约120℃。此温度典型地是接近树脂层5的玻璃态转变温度。在此步骤中,将形成化学的和/或机械的结合以由主体2与插入件3形成整体的组装件。
在步骤g)中,模具冷却到预定的最终温度,该温度在18℃到50℃的范围内,并且优选地在大约20℃,在步骤g)之后接下去是最终步骤h),在该步骤中打开模具,并从其中取出完成的支承结构1。
上述公开的内容清楚地显示本发明的结构实现了提出的目的,并特别地符合提供高舒适和轻的支承结构的需要。
通过使用低密度和高强度的材料,与插入件3的凝胶组合,获得十分舒适的结构,该结构能够适合不论任何使用者的人类测量结构,同时降低总重量并保持耐久性。
本发明的结构在所附权利要求中公开的本发明的概念内,可允许许多改变和变体。所有其细节可以被其它技术上等效的部分置换,同时材料可以根据不同的要求变化,而不偏离本发明的范围。
虽然已参照附图说明了该结构,但在公开和权利要求书中参考的数字仅是为了较好地理解本发明,而不应被认为是以任何方式限制本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种人类工程学支承结构,尤其用于支承人体的部分,所述结构包括主体(2),所述主体带有永久固定于其上的粘弹性插入件(3),其中所述主体(2)具有至少一个第一层(4),所述第一层(4)由从那些具有较低密度和较高机械强度的材料中选择的材料制成,所述至少一个第一层(4)与至少一个由聚合物树脂构成的第二层(5)结合以便整体地固定所述至少一个插入件(3)。
2.如权利要求1所述的结构,其特征在于,所述至少一个插入件(3)放置在所述至少一个第一层(4)的上面,以为使用者限定一适合于受控变形的自由接触表面(S)。
3.如权利要求1所述的结构,其特征在于,所述至少一个第一层(4)包括金属薄片(6),该薄片设计成与所述至少一个由聚合物树脂构成的第二层(5)结合。
4.如权利要求3所述的结构,其特征在于,所述金属材料从钛、铝、不锈钢、锰等中选择。
5.如权利要求3所述的结构,其特征在于,所述至少一个粘弹性插入件(3)通过由具有较高粘结特性的聚合物材料构成的至少一个第三层(8)固定到所述金属薄片(6)上。
6.如权利要求1所述的结构,其特征在于,所述结构包括热塑性覆盖层(10),所述热塑性覆盖层放置在所述至少一个第一层(4)的顶面(S’)  和所述至少一个插入件(3)的上面。
7.如权利要求6所述的结构,其特征在于,所述覆盖层(10)是透明类型的。
8.如权利要求1所述的结构,其特征在于,所述粘弹性材料是凝胶材料。
9.如权利要求8所述的结构,其特征在于,所述凝胶是从各种聚胺酯凝胶组成的组中选择的。
10.一种制造如权利要求1至9中的一或几项所述的复合材料的超轻人类工程学支承结构的方法,所述支承结构尤其用于支承人体的部分,所述方法包括以下步骤:
a)提供具有预定形状的内腔的模具,该预定形状对应于支承结构的主体(2)的外形;
b)打开所述模具并在其上放置至少一个第一层(4),所述第一层是由从那些具有较低密度和较高抗压缩和/或剪切应力的材料中选择的材料制造的;
c)在所述至少一个第一层(4)上放置由具有较高粘结特性的聚合物材料构成的至少一层(8);
d)在所述模具中放置至少一个粘弹性插入件(3);
e)放置至少一个由聚合物树脂构成的第二层(5);
f)气密地密封所述模具并将它加热到预定的工作温度;
g)冷却所述模具至预定的终结温度;
h)打开所述模具并从其取出完成的支承结构。
11.如权利要求10所述的方法,其特征在于,所述方法包括一个步骤,在该步骤中,在所述至少一个第一层(4)的顶表面(s’)和所述至少一个插入件(3)上放置一热塑性覆盖层(10)。
12.如权利要求10所述的方法,其特征在于,所述预定的工作温度是20℃至300℃,且优选地是大约120℃。
13.如权利要求10所述的方法,其特征在于,所述预定的最终温度是18℃至50℃,且优选地大约20℃。
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