CN101951814B - 包含自充气可调节支承的座椅系统 - Google Patents

Abstract

一种包括座椅靠背(11)和座椅底部(10)的椅子或座位，设有插入其中的一个或多个自充气装置(12)。每个可充气装置包括连接到控制阀(13)的柔性、敞口栅格式的泡沫填充气囊和选择性的包括排气阀(27)。控制器和排气阀或者并入到座椅靠背或座椅底部，或者她们可设在远程面板(30)内，用于操作该自充气装置的充气程度。该控制阀和排气阀可以是手动阀，或者它们可以是包含螺线圈的电子阀。电子阀可以与车辆的电子和中央锁定系统联合使用，以提供自动再充气和个人设定的保存。

Description

包含自充气可调节支承的座椅系统

技术领域

本发明涉及提供个性化姿势支承并且可很容易调节以满足个体体姿和需求的座椅系统。该座椅系统包括自充气系统和容许空气进出精确贴合个体体姿的所述自充气装置的阀。

背景技术

对包含任何现有技术文件的现有技术的参考不能被认作是对现有技术是澳大利亚境内公知常识的认可或建议。

很多人遭受底靠背之苦，要求某些形式的姿势支承以帮助缓解他们所遭受的不适。不正确设计的座椅将致使健康的人在座椅内向下滑动，并向后转动他们的骨盆，对下方的脊骨产生压力。这个问题由于久坐的生活方式而恶化，具有拙劣的躯干控制的人或者容易疲倦的人将更容易屈从于重力和坏姿。

已有具有不同的靠背轮廓特征的现有技术的座椅。它们中的大部分致力于为了实现对腰部区域的支承而提供S型脊骨轮廓。然而，这些座椅不对骨盆区域提供任何支承，因此相对于脊骨使得骨盆不正确定位，由此这些座椅在提供真实良好的姿态方面是无效的。

已知的是有一种座椅设计，其尝试支承骨盆，但是这通过拙劣的方法来完成，例如从靠背的下部延伸的突起，该突起推动骨盆的上部以提供骨盆的正确定位。由于使用者后背距离靠背的距离不提供下方腰部的支承，这种方法会产生极度的不适。另一个方法是设有平坦的座椅底部，为了获得骨盆的正确定位，该座椅底部向前倾斜。然而，这就不允许舒服的就座并促使使用者的背部离开靠背。

现有技术包括为骨盆提供支承同时还实现下方背部支承的现有技术的座椅(“Powell Seat”)。在该现有技术的座椅中，提供一种包括座椅底部和相对于座椅底部基本直立延伸的座椅靠背的座椅；座椅底部具有用于承接使用者臀部的中凹的臀肌部和趋于将使用者保持在该中凹的臀肌部的抬高的前部；座椅靠背具有两个下段，第一下段相对于座椅底部定位为在使用者就座时接触髂骨尾部较高的脊骨，第二下段定位为低于第一下段和座椅靠背的基本为凹的下部的部分，以支承上部和中部的臀肌；座椅靠背的第一下段和中凹的臀肌部的最底点彼此隔开，对应于成年人的髂骨尾部较高的脊骨和坐骨粗隆之间的平均尺寸，因而具有使用时特定的Z线条尺寸，座椅靠背的凹的下部和座椅底部的中凹的臀肌部相对定位，由此座椅靠背的两个下段和围绕中凹的臀肌部的最低点的座椅底部的下段能够同时将使用者的骨盆支承在基本对应于骨盆直立位置的有利于正常脊骨完整性的恰当的生理就座位置。

Powell Seat使得使用者可采用就座位置，其中骶骨关节、臀部和下方背部肌肉得到有效支承，实现了舒适以及在长时间放松的能力。这于其它尝试利用仅支承有限腰部的机构或座位来提供背部支承的座椅设计、没有背部支承的通过成角度的座椅底部或来自靠背的突起来使使用者将他们的骨盆就座在正确位置以提供骨盆定位的座椅设计不同。

Powell Seat使每一个体都采用最舒适、稳定和保存能量的姿态位置的位置土。它提供了从骨盆到腰部、胸部和颈部区域的脊骨肌肉的放松。坐骨-臀部支承和后背支承的角度和轮廓防止坐骨向前滑和髂骨脊突的背部塌陷。

然而，Powell Seat也伴随有问题，特别是它不能倾斜成如同Z尺寸会变化，致使骨盆和姿势支承的缺失。

座椅的尺寸和形状对促进适当的姿势和合适的支承是至关重要的，因此本发明的目的是建立实现了下述目的中的至少一些的座椅系统：

●提供在靠背倾斜时使Powell Seat的Z尺寸能够保持的座椅。

●将骨盆一直稳定在正确的位置上并且防止重力引发的下垂。

●调节座椅内固定的姿势变化。

●降低姿势变化的发生

●辅助能量管理

●通过为身体的最大表面面积提供支承来使压力分配最佳化

●调节坐骨粗隆并支承大腿

●提供最大的稳定性

●创建对称和良好平衡的位置

●减小摩擦和剪切力

●增大舒适性

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种包括座椅靠背和座椅底部的座椅，该座椅在座椅底部包括至少一个自充气装置，所述自充气装置包括：

限定闭合空间的封套，

容纳在该封套内的可压缩材料，和

阀装置，适于容许空气进入该封套内由此该压缩材料能够膨胀从而使该自充气装置增大以及容许空气离开该封套由此该材料可被压缩并且自充气装置尺寸减小。

其中座椅底部贴合身体的精确形状，将臀部保持在合适位置，并且其中骨盆向前倾斜由此脊骨以平和的S形状延长。

根据本发明的另一方面，提供一种包括座椅靠背和座椅底部的可倾斜座椅，该座椅底部和座椅靠背每一个都包括至少一个自充气装置，该自充气装置包括：

限定闭合空间的封套，

容纳在该封套内的可压缩材料，和

阀装置，适于容许空气进入该封套内由此该压缩材料能够膨胀从而使该自充气装置增大以及容许空气离开该封套由此该材料可被压缩并且自充气装置尺寸减小，

以及其中该可倾斜座椅的占用者能够将座椅靠背的倾斜、以及座椅底部和座椅靠背的自充气装置的压缩度调节到：

将臀部保持在合适位置；

提供个体骨盆支承；和

使骨盆向前倾斜，由此脊骨以平和的S形状延长。

在优选实施例中，阀装置是用于控制该至少一个自充气装置的压缩程度的控制阀，该控制阀还包括：阀柄和形成在阀体内的阀座，适于当控制阀闭合时在其间形成密封；启动器，该启动器在启动时使阀柄和阀座分开以容许空气进出形成在阀体内的空气通道，用于该装置内空气体积的调节；以及在期望用空气填充该装置或清空里面的空气时用于保持控制阀完全打开的锁定装置。

该控制阀可由单个控制器控制。

优选，当按钮被部分下压时，控制阀的阀密封件部分打开，当按钮被完全下压时，阀密封件被锁定到打开位置，当阀密封件被锁定到打开位置以及按钮被完全下压时，锁定阀密封件，由此控制阀处在闭合位置。

该单个控制器可以是杆。

优选，当杆部分抬高时，控制阀的阀密封件被部分打开，当杆完全抬高时锁定到打开位置，并且当阀密封件被锁定到打开位置时，杆完全抬高，将阀密封件锁定在闭合位置。

在本发明的优选形式中，带有至少两个自充气装置的座椅设有至少两个临近配置以方便这至少两个自充气装置的接触和控制的单个控制器，其中每一个自充气装置都具有它自身的控制器来控制自充气装置的充气和放气。

阀装置可包括排气阀，该排气阀适于在包括该至少一个充气装置的座椅没被使用时将空气排出到该封套内、由此封套返回到完全充气状态。该阀装置可包括用于每个自充气装置的分开的排气阀和控制阀。

优选，至少两个分开的排气阀和至少两个分开的控制阀配置在远离自充气装置的控制面板上。

该控制阀可以是通过单个控制器手动操作的机械控制阀或者是包括电磁阀和开关装置的电子控制阀。

该排气阀可以是通过单个控制器手动操作或者受座椅空置所致使的压力差的自动控制的机械排气阀。

该排气阀可以是包括电磁阀和开关装置的电子排气阀，开关装置包括用户可操作的开关和自动操作以将电磁阀打开一预定时间的继电器系统。

根据本发明的另一方面，提供一种包括座椅底部和座椅靠背的适用于车辆的座椅，该座椅包括至少一个插入到车辆座椅的座椅底部和/或座椅靠背中的自充气装置，该自充气装置包括：

限定闭合空间的封套；

容纳在该封套内的可压缩材料；和

电子操作的阀装置，适于容许空气进入该封套内由此该压缩材料能够膨胀从而使该自充气装置增大，以及容许空气离开该封套由此该材料可被压缩并且自充气装置尺寸减小；

以及其中座椅的占用者可调节座椅底部内的至少一个自充气装置的压缩程度，由此它贴合身体的精确形状，将臀部保持在合适位置，并促使骨盆向前，由此脊骨以平和的S形状延长。

根据本发明的另一方面，提供了一种包括座椅底部和可倾斜的座椅靠背的适用于车辆的可倾斜座椅，该座椅包括至少一个插入到该可倾斜座椅的座椅底部和座椅靠背每一个中的自充气装置，该至少一个自充气装置每一个都包括：

限定闭合空间的封套；

容纳在该封套内的可压缩材料；和

电子操作的阀装置，适于容许空气进入该封套内由此该压缩材料能够膨胀从而使该自充气装置增大，以及容许空气离开该封套由此该材料可被压缩并且自充气装置尺寸减小；

以及其中座椅的占用者可调节座椅的倾斜以及座椅底部和座椅靠背的至少一个自充气装置的压缩程度，由此座椅贴合身体的精确形状，提供个体的骨盆支承，将臀部保持在合适位置，使骨盆倾斜向前，由此脊骨以平和的S形状延长。

座椅可以是：小汽车座椅、飞机座椅、火车座椅、卡车座椅、货车座椅、拖拉机座椅、推土机座椅、起重机座椅或挖掘机座椅。

优选，车辆是处理电子操作的中央锁定系统和/或点火系统开关的车辆。

该电子操作的阀装置可包括至少一个适于控制该至少一个自充气装置的压缩程度的电子控制阀、和至少一个在车辆被中央锁定或点火系统被关闭时能够将空气排出到该至少一个自充气装置内以容许它充分地再充气的电子排气阀。

该电子控制阀和电子排气阀可包括单独控制的独立电磁阀。

优选，该电子控制阀在压力控制开关暂时闭合时被暂时打开，在压力控制开关保持在闭合位置时完全打开，在压力控制开关处在打开位置时完全闭合。

可通过对车辆中央锁定和/或点火系统、时间延迟继电器和超控开关的操作来控制该电子排气阀，其中当超控开关处在闭合位置并且车辆被中央锁定(和/或关闭点火系统)时，电流被供给到电子排气阀，将它完全打开，并供给时间延迟继电器单元，该继电器单元维持电路并使电流流入到电子排气阀保持一预定时间，一旦该期限终止，电路打开，电子排气阀断开并闭合，其结果是当车辆被中央锁定和/或关闭点火时，座椅内的至少一个自充气装置重新充气到它的完全膨胀状态，其中在车辆的中央锁定系统被激活时，超控开关的打开防止电流流入电子排气阀，由此使它保持闭合，并且由此当车辆被中央锁定和/或点火系统被关闭时，座椅中的该至少一个自充气装置保持它的压缩形状。

该阀装置可包括组合电子阀，能够控制该至少一个自充气装置的压缩程度以及将空气排出到该至少一个自充气装置内。

可通过压力控制开关的操作来控制该组合电磁阀，其中该组合电磁阀在压力控制开关暂时闭合时被暂时打开，在压力控制开关保持在闭合位置时完全打开，在压力控制开关处在打开位置时完全闭合。

可通过对车辆中央锁定系统(或点火系统)、时间延迟继电器和超控开关的操作来控制该组合电磁阀，其中当超控开关处在闭合位置并且车辆被中央锁定(或者关闭点火系统)时，电流被供给到该组合电磁阀，将它完全打开，并供给时间延迟单元，该单元维持电路并使电流流入到该组合电磁阀保持一预定时间，一旦该期限终止，电路打开，该组合电磁阀被断开并闭合，其结果是当车辆被中央锁定或点火系统被关闭时，座椅底部内的至少一个自充气装置重新充气到它的完全膨胀状态，超控开关的操作将电路对该组合电磁阀开放，于是当车辆被中央锁定和/或点火系统被关闭时，该组合电磁阀保持闭合，并且座椅底部内的至少一个自充气装置保持其压缩形状。

根据本发明的又一方面，提供一种用于形成包括至少一个自充气装置的座椅底部的方法，自充气装置进一步包括泡沫填充气囊和控制阀，该方法包括步骤：

确定要插入到座椅底部的该至少一个自充气装置的泡沫填充气囊的形状、尺寸和厚度；

按照前述步骤确定的泡沫填充气囊的形状和尺寸制造由合适材料制成的模型插入物；

将该模型插入物装配到用于座椅泡沫垫的的注塑泡沫模具的盖子内部；

注塑用于座椅泡沫垫的带有衬底的模具，并生成设有空腔的注塑泡沫座椅垫，从座椅垫的下侧可以触及该空腔，并且空腔形成为泡沫填充气囊的形状和尺寸；

将泡沫填充气囊装配到该空腔内，泡沫填充气囊内的端口定位为与钻在注塑泡沫座椅垫一侧的孔相对应；

穿过该孔将控制阀连接到泡沫填充气囊的端口；

装饰该座椅底部。

根据本发明的另一方面，提供另一种用于形成包括至少一个自充气装置的座椅底部的方法，该自充气装置进一步包括泡沫填充气囊和控制阀，该方法包括步骤：

确定要插入到座椅底部的该至少一个自充气装置的泡沫填充气囊的形状、尺寸和厚度；

将泡沫填充气囊附接到座椅底座基部的夹板部；

确定该位置并将控制阀连接到泡沫填充气囊的端口；

利用切削到应有的尺寸的泡沫覆盖泡沫填充气囊的周边；

利用大约10mm厚的另一泡沫层覆盖泡沫填充气囊顶侧以及它的泡沫四周；

装饰座椅底部。

根据本发明的又一方面，提供一种用于形成包括自充气装置的座椅靠背的方法，该自充气装置进一步包括泡沫填充气囊和控制阀，该方法包括步骤：

确定要插入到座椅靠背的自充气装置的泡沫填充气囊的形状、尺寸和厚度；

按照前述步骤确定的泡沫填充气囊的形状和尺寸制造由合适材料制成的模型插入物；

将该模型插入物装配到用于座椅靠背泡沫垫的的注塑泡沫模具的盖子内部；

注塑用于座椅靠背泡沫垫的带有衬底的模具，并生成设有空腔的注塑泡沫座椅靠背垫，从座椅靠背垫的后部可以触及该空腔，并且该空腔形成为泡沫填充气囊的形状和尺寸；

将泡沫填充气囊装配到该空腔内，泡沫填充气囊内的端口定位为与钻在注塑泡沫座椅靠背垫一侧的孔相对应；

穿过该孔将控制阀连接到泡沫填充气囊的端口；

装饰该座椅靠背。

根据本发明的又一方面，提供另一种用于形成包括自充气装置的座椅靠背的方法，该自充气装置进一步包括泡沫填充气囊和控制阀，该方法包括步骤：

确定要插入到座椅的靠背的自充气装置的泡沫填充气囊的形状、尺寸和厚度；

将泡沫填充气囊附接到座椅靠背的夹板部；

确定该位置并将控制阀连接到泡沫填充气囊的端口；

利用切削到应有的尺寸的泡沫覆盖泡沫填充气囊的周边；

利用大约10mm厚的另一泡沫层覆盖泡沫填充气囊(前)顶侧及它的泡沫四周；

装饰座椅靠背。

根据本发明的又一方面，提供一种机械控制机构，包括：

按钮和中空按钮轴，用于连通阀使用者的操作动作，其中该按钮轴的特征在于沿该轴的外侧垂直延伸的三个短的等间隔的键和位于其下端的锯齿，其中该按钮和按钮轴通过两个钩子和槽附接在一起；

卡环，该卡环卡接到放置在顶部阀缸上并夹紧靠近顶部阀缸的织物；

按钮弹簧，该按钮弹簧将按钮保持与卡环的顶部平齐；

顶部阀缸，该顶部阀缸是敞口缸，其内表面的特征是通过三条浅键槽隔开的三条深的、等间隔的键槽，在键槽下端，在键槽之间形成的材料倾斜以创建凸轮棘齿，该凸轮棘齿与该按钮轴下端的锯齿以及阀柄上的键联合操作；

O型环，该O型环座落在该顶部阀缸的下部面上，并且提供阀柄、顶部阀缸和阀缸底部之间的密封；

阀柄，设有中心轴，该中心轴的特征在于三个等间隔的键，键的顶端以45度倾斜，该中心轴在按钮轴内滑动，直到键邻接该按钮轴的锯齿端，并且阀柄的键沿三个深键槽滑动，阀柄轴的键沿顶部阀缸内的三个浅键槽滑动，阀柄的下端形成为圆锥形，带有容许空气流动的隔片，并且在它的下端设有用于保持阀弹簧的凹槽；

阀弹簧，用于向上推动阀柄，由此在阀闭合时它邻接O型圈，在阀打开时靠在顶部阀缸内的三个浅键槽端上；

底部阀缸，包括短敞口缸，其直径小于连接到敞口缸的阀弹簧的较大直径，并且其中具有较大直径的端适于连接到顶部阀缸的下端。

其中当按钮被轻轻下压，按钮弹簧受压，按钮轴沿浅键槽向下延伸并向着阀弹簧推进阀柄，并离开O型环；

以及其中如果充分按压按钮，阀柄上的键与顶部阀缸内的深键槽无关联地被推动，于是按钮轴下端的锯齿按压阀柄上的键的倾斜端，通过促使它们进入锯齿底部，致使阀柄部分转动，并且当按钮从充分按压的状态松开时，阀弹簧推动阀柄，随着键的倾斜端与顶部阀缸的圆柱表面内侧上的凸轮棘齿接合，阀柄进一步转动，并且当阀柄转动到阀柄上的键与顶部阀缸的浅键槽对齐的位置时，机械控制阀保持完全打开；和

其中当下次按钮被充分按压时，按钮轴下端上的锯齿按压在阀柄的键的倾斜端上，通过促使它们进入锯齿的底部，致使阀柄部分转动，其中当松开按钮时，阀弹簧推动阀柄，随着键的倾斜端与顶部阀圆柱表面内侧上的凸轮棘齿接合，阀柄进一步转动，并且阀柄接着转动到阀柄上的键与顶部阀缸内的深键槽对齐的位置，并且其接着插入(slot into)深键槽内，阀柄按压在O型环上，机械控制阀保持在闭合位置。

根据本发明的又一方面，提供了一种用于并入自充气装置的自动机械排气阀，该自动机械排气阀包括：

法兰(flange)，适于被焊接到自充气装置的泡沫填充气囊上；

外部阀盒，适于附接到该法兰，并进一步包括位于外部阀盒的内侧面内的、从该法兰垂直延伸四个等间隔的键槽，并且还包括至少一个空气端口；

内部阀盒，包括四个定位在内阀盒外侧上的等间隔的键，该键对应于外部阀盒的键槽，并且进一步适于附接到阀密封件上；

阀弹簧，设置在该法兰与内部阀盒之间；

其中当自充气装置上没有外部压力时，阀弹簧轻轻向上推动内部阀盒，键沿键槽行进，由此轻轻打开密封件，其容许空气经由外部阀盒内的空气端口进入自充气装置；

并且其中当自充气装置上有外部压力时，压力被传递到内部阀盒，致使内部阀盒压缩阀弹簧，并关闭密封件，于是防止空气离开或进入该自充气装置。

附图说明

图1使现有技术座椅的前视图；

图2显示了沿图1的剖面A-A截取的座椅上表面；

图3是根据本发明第一实施例的座椅底部的局部切掉的透视图；

图4是根据本发明第二实施例的座椅底部的局部切掉的视图；

图5是根据本发明第三实施例的座椅底部的局部切掉的视图；

图6是根据本发明第四实施例的座椅的透视图；

图7是根据本发明第五实施例的座椅的透视图；

图8是根据本发明第六实施例的座椅的透视图；

图9是根据本发明第七实施例的座椅的透视图；

图10是根据本发明第七实施例的座椅底部的局部切掉的侧视图；

图11是根据本发明第八实施例的座椅的透视图；

图12是根据本发明第九实施例的座椅的透视图；

图13是根据本发明第十实施例的座椅的透视图；

图14是根据本发明第十一实施例的座椅的透视图；

图15是根据本发明第十二实施例的座椅的透视图；

图16是根据本发明第四方面的机械控制阀的分解视图；

图17是以打开状态示出、按钮沿图19的H-H轴线下压的机械控制阀的顶部剖视图；

图18是以打开状态示出、按钮下压的机械控制阀的侧视图；

图19是以打开状态示出、按钮下压、沿图18的A-A轴线截取的机械控制阀的侧剖视图；

图20是以打开状态示出、按钮下压、沿图19的E-E轴线截取的机械控制阀的侧剖视图；

图21是以闭合状态示出、沿图23的轴线H-H截取的机械控制阀的顶部剖视图；

图22是以闭合状态示出的机械控制阀的侧视图；

图23是以闭合状态示出、沿图22的轴线A-A截取的机械控制阀的侧剖视图；

图24是以闭合状态示出、沿图23的轴线E-E截取的机械控制阀的侧剖视图；

图25是包含自动机械排气阀的座椅底部垫的侧剖视图；

图26是示意图，显示了用于包括自充气装置的座椅的整体车用压力控制系统的电子充气控制方面的组件和电路。

图27是示意图，显示了用于包括自充气装置的座椅的整体车用压力控制系统的电子排气方面的组件和电路。

具体实施方式

座椅底部和座椅靠背之间的关系、以及座椅的座椅靠背的形状在确定对人体的正确支承方面是至关重要的，由制造座椅所使用的材料特征决定。已被确定为非常重要的是：座椅底部支承、和后部座椅靠背元件的骶骨支承、和上部骨盆的骶骨区域支承之间的关系。

图1所描述的是包括靠背2和座椅底部3的现有技术的座椅1。沿图1的中心线A-A截取的座椅1的表面轮廓5在图2中示出。已展示的是为了提供良好的骨盆和腰部支承，并且实现脊骨平和的S形曲率，座椅要具有与图1所示形状相似的形状。此外，已展示的是座椅的Z尺寸6，即座椅底部7的最低点和座椅靠背的凹凸部的交叉点8之间的距离，应当是大约230mm，以容纳平均尺寸的成年人的人体。

本发明提供了采用位于座椅靠背和座椅底部的自充气装置来保持表面轮廓5的总体形状和相对固定的Z尺寸6的可斜倚座椅。通过操作用于进出该装置的空气的运动的阀(手动和/或电动)来精确控制该自充气装置。所使用的阀可以使控制阀或排气阀。

控制阀设计为控制容纳在自充气装置内的空气的量。控制阀可机械操作或电子(螺线管)操作。控制阀可完全闭合、完全打开或部分打开。通过部分打开该控制阀，自充气装置可部分压缩，以使座椅底部或座椅靠背精确贴合体姿。当座椅空置时，通过完全打开控制阀，自充气装置可完全压缩。当座椅空置时，通过完全打开控制阀，自充气装置可完全减压以使座椅底部或座椅靠背返回到其初始形状。

通过将控制阀结合到自充气装置中，该自充气装置装配到能够倾斜的座椅靠背和座椅底部，座椅用户能够在调节结合到该座椅中的自充气装置的压缩程度之前，首先调节倾斜角度，由此允许用户实现保持良好健康所需的理想骨盆方位和脊骨的S形曲率。

机械控制阀可装配在：(a)在自充气装置的泡沫填充气囊的位置上；或者(b)在远离自充气装置的泡沫填充气囊、但与该座椅成一体并经由刚性或柔性管连接到自充气装置的泡沫填充气囊上的位置；或者(c)在远离座椅并经由柔性管连接到自充气装置的泡沫填充气囊上的位置。

装配在自充气装置的泡沫填充气囊的位置上的机械控制阀可通过下述方式操作：(a)手动推动按钮并用手指控制阀；或者直接利用杆或者经由启动杆操作和控制阀。

设置在远离自充气装置的泡沫填充气囊、但与该座椅成一体的位置上的机械控制阀可通过下述方式操作：(a)手动推动按钮并用手指控制阀；或者(b)利用附接到阀上的杆操作按钮并控制阀。

设置在远离座椅的位置上的机械控制阀可通过手动推动按钮并用手指控制阀来操作。

电子控制阀可装配在自充气装置的泡沫填充气囊的位置上，或者通过柔性管连接到自充气装置的泡沫填充气囊并通过远程触发器或者按钮开关操作。

由于座位设备常常是针对个人的，例如办公室座椅或者货车司机座椅，对这些座椅而言期望保持普通用户的形状和设置。在其它类型的坐位设备中，包括乘客座椅，很可能要求自动重新充气性能。

通过空出座椅之后完全打开控制阀并使座椅底部返回其原始形状，来实现再充气。可选择地，采用使空气流入到自充气装置的泡沫填充气囊中并将座椅底部返回其原始形状的排气阀来实现再充气。排气阀可机械操作或电子(螺线管)操作(下文分别称为机械排气阀和电子排气阀)。

机械排气阀可装配在：(a)在自充气装置(封套/气囊)的位置上；或者(b)在远离自充气装置、但与该座椅成一体并经由刚性或柔性管连接到自充气装置的位置；或者(c)在远离座椅并经由柔性管连接到自充气装置的位置。

在空出座椅后，装配在自充气装置上的机械排气阀通常自动操作。

在空出座椅后，设置在远离自充气装置的泡沫填充气囊、但与座椅成一体的位置的机械排气阀通过手动打开该阀来操作。

在空出座椅后，设置在远离座椅的位置的机械排气阀通过手动打开该阀来操作。

自动机械排气阀可并入自充气装置的泡沫填充气囊中，其在由于座椅变成空置状态而致使泡沫填充气囊的内部压力低于设定值时开启。

电子排气阀可装配在自充气装置的泡沫填充气囊的位置，但是更倾向通过软管连接到自充气装置的泡沫填充气囊上，并通过远程开关装置操作。

图3到15更详细地描述了包含一些上述控制机构的本发明的不同实施例。虽然它们没有描述使座椅倾斜的座椅特征，但是本领域技术人员将会很熟悉并入本发明座椅中的最常规类型的倾斜机构。

图3所示的座椅底部10包括注塑或者切削泡沫的外壳11，其包含容纳有敞口栅格式(celled)的自充气泡沫材料的封套(图中未示)。进出自充气泡沫12的气流受设有柄14的控制阀13的控制。在这种情况下，柄14在与座椅底部10相同的一般平面内延伸。

图4示出的本发明的第二实施例除了阀柄14从座椅底部10的下侧15向下伸出外，与图3所示的基本相似。

图5示出的本发明的第三实施例除了利用杆16操作控制阀13外与图4的实施例的基本相似。

图6所示的本发明的第四实施例包括安装在支架20上由此构成座椅的座椅靠背11和座椅底部10。

图7所示的本发明的第五实施例是图6所示的增强版，体现在第二充气装置并入到座椅靠背11中，控制阀13设有控制该装置的充气的杆16。

本发明的第六实施例提供了远程控制阀21。远程控制阀21通过延伸柄或管14连接到气囊12。

在图9和10所示的本发明的第七实施例中，用于座椅底部10和座椅靠背11的控制阀通过位于座椅底部10下方的杆16操作。

在图11所示的本发明的第八实施例中，座椅设有带有充气装置的座椅靠背11和座椅底部10，充气装置受延伸到座椅靠背11和座椅底部10的侧部以外的两个手动控制阀控制。

图12所示的本发明的第九实施例除了座椅底部10和座椅靠背11都设有与它们的组成装置12相关的控制阀13和另外的排气阀27外，与前面视图所示的基本相似。

在图13所示的本发明的第十实施例中，控制面板30包括用于座椅底部10和座椅靠背11的控制阀13和排气阀27。延伸柄14将控制面板30连接到座椅底部10和靠背11。

在图14所示的本发明的第十一实施例中，电子控制阀40控制进入装置12的空气的进出，并通过控制面板30上的控制开关32进行电子操作。

图15所示的本发明的第十二实施例包括通过各自的控制阀32和43操作的电子控制阀40和电子排气阀41。

图16所示的分解机械控制阀100包括按钮110，连接到具有三个向外的短键114和锯齿状下端116的按钮轴112上。按钮在卡环118内移动，卡环设有将自身附接到顶部阀缸128的夹子120。设置在按钮110的下方和顶部阀缸128的内部的顶端之间的按钮弹簧126向上推进按钮。

机械控制阀100还包括阀弹簧140、O型环130和阀柄132，阀柄设有三个等间隔的键134，键的顶部以45度倾斜。阀柄132的中心轴在按钮轴112内滑动，直到键134邻接锯齿状下端116，并且键滑入到顶部阀缸128的内表面中的三个长键槽(图中未示)内。阀柄132的下端形成为圆锥形136，带有空气端口138，以容许空气进出机械控制阀100。

使用中，当轻轻按压按钮110，按钮弹簧126受压，按钮轴116沿形成(feature)在顶部阀缸128的内表面上的浅键槽(图中未示)向下延伸，向着阀弹簧140并离开O型环推动阀柄132。这个动作具有打开阀100的效果，然而，它没有锁定到任何位置上，当将压力从按钮110除去时，其返回到闭合状态。

如果充分按压按钮，阀柄上的键134与形成在顶部阀缸128的内表面上的深键槽无关联地被推动，于是按钮轴112下端的锯齿116按压阀柄132上的键134的倾斜端，通过促使它们进入锯齿116的底部，促使阀柄132部分转动，当按钮110从充分按压的状态松开时，阀弹簧140推动阀柄132，随着键134的倾斜端与顶部阀缸128的圆柱表面内侧上的凸轮棘齿接合，阀柄进一步转动，并且当阀柄132转动到阀柄132上的键134与顶部阀缸的浅键槽(图中未示)对齐的位置，机械控制阀100保持在完全打开的位置。

当下次按钮被充分按压时，按钮轴112下端上的锯齿116按压在阀柄132的键134的倾斜端上，通过促使它们进入锯齿116的底部，致使阀柄部分转动，其中当松开按钮时，阀弹簧140推动阀柄132，随着键134的倾斜端与顶部阀圆柱表面内侧上的凸轮棘齿接合，阀柄进一步转动，并且阀柄132接着转动到阀柄132上的键134与顶部阀缸128内的深键槽(图中未示)对齐的位置，并接着插入(slot into)到顶部阀缸128的深键槽内，阀柄132按压O型环130，机械控制阀100保持在闭合位置。

图17到20全部显示了按钮110受压、处在打开状态的机械控制阀100。图17示出了沿图19的轴线H-H 144的机械控制阀100的顶部剖视图，其中可以看到底部阀缸124、顶部阀缸128、按钮轴112和阀柄132。图18以侧视图示出了机械控制阀100，其中显示了垂直轴线A-A。在图19中，以沿图18所示的机械控制阀100的轴线A-A截取的剖视图显示了机械控制阀100。图19还显示了轴线E-E 147和H-H 144。图20以沿图19示出的轴线E-E 147截取的剖视图显示了机械控制阀100。

图21到24全部显示了按钮110松开、处在闭合状态的机械控制阀100。图21是沿图23的轴线H-H截取的顶部剖视图。在这幅图中，示出了底部阀缸124、阀柄132和顶部阀缸128。图22以侧视图显示了机械控制阀100，示出了轴线A-A 146。图61以沿图60的轴线A-A截取的剖视图显示了机械控制阀100，还示出了轴线E-E 148。图62显示了沿图61示出的轴线E-E 148的机械控制阀100。

机械控制阀100根据下述方法进行装配：将按钮轴112插入到顶部阀缸128中，按钮轴112的锯齿端116向下。确保按钮轴112上的键114装配到顶部阀缸128内的浅键槽内。将按钮轴112推进到浅键槽的整个中去。将按钮弹簧126放置在按钮轴112的顶端。将按钮110上的这两个钩子与按钮轴112上的凹槽对齐并卡合到位。将O型环130放置在阀杆132的中心轴上。将阀杆132的中心轴从顶部阀缸128的下端插入到按钮轴112的内侧。确保阀杆132的中心轴上的键134设置在顶部阀缸128的深键槽内。确保阀杆132紧夹位于它和顶部阀缸128的底端之间的O型环。将阀弹簧140放置在位于阀柄132下端的壳体内。使底部阀缸124滑过阀弹簧140、阀柄132、O型环130和插入的顶部阀缸128。将底部阀缸124上的钩子与顶部阀缸128上的凹槽对齐并卡合到位。在阀100被装配到座椅上并且座椅被装饰之前，没有装配卡环118。

图25显示了带有集成的自动机械排气阀200的座椅底部150。当座椅底部150上没有压力时，阀弹簧152轻轻地向上推动内部阀盒154，由此轻轻打开形成在法兰158和密封件156之间的密封件156，使得空气经由外部阀盒160内的空气端口进入自充气装置中。可选择地，当垫150上有压力时，内部阀盒154上的内部压力促使它压缩阀弹簧152并闭合密封件156，于是防止空气泄漏或者进入垫150。

图26和27显示了它们具体应用到一些包括汽车座椅在内的车辆座椅的形式的本发明的实施例。本发明的特征是几个电子操作的电磁阀(例如由SMCPneumatics(澳大利亚)Pty Ltd销售的VDW21-6G-2-01电磁阀)可操作的连接到电子开关和车辆的中央锁定系统。

图26显示了车辆压力控制系统的电子控制方面。这幅图显示了座椅靠背或座椅底部的自充气装置162、电子控制阀164和压力控制开关166。电路连接到动力源163并在165处接地。电子控制阀164控制空气经由连接到大气167或者自充气装置169的端口的进出。使用中，车辆座椅的占用者操作开关166，由此当压力控制开关166暂时闭合时电子控制阀164部分打开，当操作压力控制开关166并将其保持在闭合位置时完全打开，以及当压力控制开关166处在打开(松开)位置时完全闭合。

图27显示了车辆再充气系统的电子排气方面。在这副图中，显示了容纳在座椅靠背11或座椅底部10内部的自充气装置170、电子排气阀172、超控开关174、时间延迟继电器175和中央锁定系统。在操作中，当司机或者其它占用者离开车辆并利用中央锁定系统176锁定车辆时，这使得时间延迟继电器单元175为电子排气阀172提供预定时间量的能量。在这个时间期间，电子排气阀172保持在打开位置，由于没有人坐在座椅上，形成在垫内的自充气装置膨胀到其完全膨胀的状态。在预定时间期限终止后，时间延迟继电器单元175切断到电子排气阀172的能量，由此阀关闭，此后不允许空气从形成在垫170内的自充气装置漏出。这样，当司机或其它占用者返回到车辆时，包含垫170的座椅完全充气，此后利用图26的压力控制开关166进行调节，以容许一些空气露出，由此将座椅底部贴合占用者的臀部。如果利用中央锁定系统175锁定车辆并且司机不希望座椅重新充气，可操作超越控制开关174来防止电磁阀172在时间延迟继电器175的控制下打开。

自充气装置中的泡沫填充气囊包括适合该目的等级的聚亚安酯泡沫，封装在可充气等级的PVC或者可焊接的可替换材料内，带有供空气进出的端口。聚亚安酯等级的泡沫可能是：座椅底部-N31-190或者HR32-130，座椅靠背-N23-130。自充气装置(座椅气囊)可以制造成适合于所期望使用的座椅的尺寸。自充气装置的泡沫填充气囊将与注塑泡沫座椅底部和靠背、切削泡沫座椅和靠背垫一起，被包含在座椅系统内。

包含自充气装置的座椅底部和座椅靠背可以多种方式制造。对于座椅底部而言，它们可通过首先确定自充气装置的气囊的尺寸和形状、制造与气囊相同尺寸和形状的由合适材料制成的模型插入物。接着将该模型插入物插入到座椅底部泡沫垫的注塑泡沫模具的盖子中，衬底注入内部，以形成设有空腔的座椅垫，从座椅垫的下侧可以触及该空腔，并且其按照泡沫填充气囊的形状和尺寸形成。接着将泡沫填充气囊装配到该空腔内，泡沫填充气囊内的端口定位为与钻在注塑泡沫座椅垫一侧的孔相对应。于是控制阀穿过该孔连接到泡沫填充气囊的端口，接着将装配的组件装饰到座椅底部。

可选择地，包含有自充气装置的座椅底部可通过下述方式制造：首先将泡沫填充气囊附接到形成座椅底座基部的夹板段上、接着围绕泡沫填充气囊涂覆(applying)切削到应有尺寸的泡沫、利用大约10mm厚的另一泡沫层覆盖泡沫填充气囊顶侧及它的泡沫四周，并装饰座椅底部。包括自充气装置的座椅靠背可以以基本相同的方式形成。

可以在不偏离本发明的范围的情况下作出对阀和座椅的设计和构造的细节的不同修改。

Claims (30)

1.一种包括座椅底部和座椅靠背的座椅，该座椅在座椅底部包括至少一个自充气装置，该自充气装置包括：

限定闭合空间的封套，

容纳在该封套内的可压缩材料，和

阀装置，适于容许空气进入该封套内由此压缩材料能够膨胀从而使该自充气装置增大、以及容许空气离开该封套由此该材料可被压缩并且自充气装置尺寸减小；

其中座椅底部将臀部保持在合适位置，并且其中骨盆向前倾斜由此脊骨以平和的S形状延长。

2.一种包括座椅底部和座椅靠背的可倾斜座椅，该座椅底部和座椅靠背每一个都包括至少一个自充气装置，该自充气装置还包括：

限定闭合空间的封套，

容纳在该封套内的可压缩材料，和

阀装置，适于容许空气进入该封套内，压缩材料能够膨胀从而使该自充气装置增大，以及容许空气离开该封套由此该材料可被压缩并且自充气装置尺寸减小，

以及其中该可倾斜座椅的占用者能够将座椅靠背的倾斜、以及座椅底部和座椅靠背的自充气装置的压缩度调节到：

将臀部保持在合适位置；

提供个体骨盆支承；和

使骨盆向前倾斜，由此脊骨以平和的S形状延长。

3.根据权利要求2的座椅，其中该阀装置包括用于控制该至少一个自充气装置的压缩程度的控制阀。

4.根据权利要求3的座椅，其中该控制阀还包括阀柄和形成在阀体内的阀座，适于当控制阀闭合时在其间形成密封；启动器，该启动器在启动时使阀柄和阀座分开以容许空气进出形成在阀体内的空气通道，用于该至少一个自充气装置内空气体积的调节；以及在期望用空气填充该至少一个自充气装置或清空里面的空气时用于保持控制阀完全打开的锁定装置。

5.根据权利要求4的座椅，其中该控制阀由单个控制器控制。

6.根据权利要求5的座椅，其中该单个控制器是按钮。

7.根据权利要求5的座椅，其中该单个控制器是杆。

8.根据权利要求4的座椅，其中通过开关和螺线管的操作来启动控制阀。

9.根据权利要求6的座椅，其中当控制阀的阀密封件处于关闭位置且按钮被部分下压时，阀密封件被部分打开，当控制阀的阀密封件处于关闭位置且按钮被完全下压时，阀密封件被锁定到打开位置，当阀密封件处于打开位置以及按钮被完全下压时，阀密封件被锁定到闭合位置，由此控制阀被锁定到闭合位置。

10.根据权利要求7的座椅，其中当控制阀的阀密封件处于关闭位置且杆被部分抬高时，阀密封件被部分打开，当控制阀的阀密封件处于关闭位置且杆完全抬高时，阀密封件被锁定到打开位置，并且当阀密封件处于打开位置以及杆完全抬高时，将阀密封件锁定在闭合位置。

11.根据权利要求2的座椅，其中这至少两个自充气装置每一个都带有自身的控制器以控制自充气装置的充气和放气，设有至少两个临近配置以方便这至少两个自充气装置的接触和控制的单个控制器。

12.根据权利要求11的座椅，其中这至少两个单个的控制器配置在远程控制面板上。

13.根据权利要求3的座椅，其中该阀装置包括排气阀，该排气阀适于在包括该至少一个充气装置的座椅没被使用时将空气排出到该封套内、由此该封套返回到完全充气状态。

14.根据权利要求13的座椅，其中该阀装置包括用于每个自充气装置的分开的排气阀和控制阀。

15.根据权利要求14的座椅，其中每个分开的排气阀和每个分开的控制阀配置在远离自充气装置的控制面板上。

16.根据权利要求4的座椅，其中该控制阀是通过单个控制器手动操作的机械控制阀或者是包括电磁阀和开关装置的电子控制阀。

17.根据权利要求13的座椅，其中该排气阀是通过单个控制器手动操作或者受座椅空置所致使的压力差的自动控制的机械排气阀。

18.根据权利要求13的座椅，其中该排气阀是包括电磁阀和开关装置的电子排气阀，开关装置包括用户可操作的开关和自动操作以将电磁阀打开一预定时间的继电器系统。

19.一种设有包括座椅底部和座椅靠背的适用于车辆的座椅，该座椅包括至少一个插入到车辆座椅的座椅底部和/或座椅靠背中的自充气装置，该自充气装置包括：

限定闭合空间的封套；

容纳在该封套内的可压缩材料；和

电子操作的阀装置，适于容许空气进入该封套内由此该压缩材料能够膨胀从而使该自充气装置增大，以及容许空气离开该封套由此该材料可被压缩并且自充气装置尺寸减小；

以及其中座椅的占用者可调节座椅底部内的至少一个自充气装置的压缩程度，由此它贴合身体的精确形状，将臀部保持在合适位置，并促使骨盆向前，由此脊骨以平和的S形状延长。

20.根据权利要求19的座椅，其中设有并入到座椅靠背和座椅底部的自充气装置。

21.根据权利要求20的座椅，其中座椅选自下面的清单：小汽车座椅、飞机座椅、火车座椅、卡车座椅、货车座椅、拖拉机座椅、推土机座椅、起重机座椅或挖掘机座椅。

22.根据权利要求21的座椅，其中车辆座椅是选自下面清单的座椅：卡车座椅、火车座椅和小汽车座椅。

23.根据权利要求21的座椅，其中该车辆是具有电子操作的中央锁定系统和/或点火系统开关的车辆。

24.根据权利要求23的座椅，其中该电子操作的阀装置包括至少一个适于控制该至少一个自充气装置的压缩程度的电子控制阀、和至少一个在车辆被中央锁定或点火系统被关闭时能够将空气排出到该至少一个自充气装置内以容许它充分地再充气的电子排气阀。

25.根据权利要求24的座椅，其中该电子控制阀和电子排气阀包括单独控制的独立电磁阀。

26.根据权利要求24的座椅，其中该电子控制阀在压力控制开关暂时闭合时被暂时打开，在压力控制开关保持在闭合位置时完全打开，在压力控制开关处在打开位置时完全闭合。

27.根据权利要求24的座椅，其中通过对车辆中央锁定和/或点火系统、时间延迟继电器和超控开关的操作来控制该电子排气阀，其中当超控开关处在闭合位置并且车辆被中央锁定和/或点火系统被关闭时，电流被供给到该电子排气阀，将它完全打开，并供给时间延迟继电器单元，该继电器单元维持电路并使电流流入到该电子排气阀保持一预定时间，一旦该期限终止，电路打开，该电子排气阀断开并闭合，其结果是当车辆被中央锁定和/或关闭点火时，座椅内的至少一个自充气装置重新充气到它的完全膨胀状态，并且其中在车辆的中央锁定系统被激活时，超控开关的打开防止电流流入该电子排气阀，由此使它保持闭合，并且由此当车辆被中央锁定和/或点火系统被关闭时，座椅中的该至少一个自充气装置保持它的压缩形状。

28.根据权利要求24的座椅，其中该阀装置包括组合电子阀，能够控制该至少一个自充气装置的压缩程度以及将空气排出到该至少一个自充气装置内。

29.根据权利要求28的座椅，其中该组合电子阀是电磁阀，通过压力控制开关的操作来控制该电磁阀，其中该电磁阀在压力控制开关暂时闭合时被暂时打开，在压力控制开关保持在闭合位置时完全打开，在压力控制开关处在打开位置时完全闭合。

30.根据权利要求29的座椅，其中通过对车辆中央锁定系统或点火系统、时间延迟继电器和超控开关的操作来控制该电磁阀，其中当超控开关处在闭合位置并且车辆被中央锁定或者关闭点火系统时，电流被供给到该电磁阀，将它完全打开，并供给时间延迟单元，该单元维持电路并使电流流入到该电磁阀保持一预定时间，一旦该期限终止，电路打开，该电磁阀被断开并闭合，其结果是当车辆被中央锁定或点火系统被关闭时，座椅底部内的至少一个自充气装置重新充气到它的完全膨胀状态，超控开关的操作将电路对该电磁阀开放，于是当车辆被中央锁定和/或点火系统被关闭时，该电磁阀保持闭合，并且座椅底部内的至少一个自充气装置保持其压缩形状。