CN102164522A - 多层支撑结构 - Google Patents

Abstract

一种多层支撑结构提供符合人体工程学的可适应的座垫支撑。所述多层支撑结构包括多个协作层以最大化整体舒适度和支撑，同时增强对载荷局部变化的适应性，所述载荷例如为当人坐在椅子中时施加的载荷。每个所述协作层包括例如网格、弹簧、支撑轨和其他元件等元件，以提供这种可适应的舒适度和支撑。所述多层支撑结构还使用对准材料，以提供柔性而耐久的支撑结构。因此，所述多层支撑结构提供了用于宽范围的体形和尺寸的最大舒适度。

Description

多层支撑结构

本发明要求在2008年7月25日提交的名称为“MULTI-LAYERED SUPPORT STRUCTURE”的美国临时专利申请NO.61/135,997和2009年5月5日提交的名称为“MULTI-LAYERED SUPPORT STRUCTURE”的美国临时专利申请NO.61/175,670两者的优先权，它们通过引用并入于此。

技术领域

本发明涉及载荷支撑结构。特别地本发明涉及多层座垫结构。

背景技术

大多数人每天花费相当多的时间坐着。不适当的支撑可导致生产率降低、身体疲劳、或甚至诸如慢性背痛之类的不良健康状况。大量资源已投入到椅子、长凳、床垫、沙发和其他载荷支撑结构的研发中。

过去，例如椅子已经包括了从坐垫到单个载荷承载元件的更复杂组合的设计。这些过去的设计已经改善了通过座垫结构提供的总体舒适水平，包括为使用者的基本体形提供形式相称的舒适度。不过，即使通过改进的座垫结构，一些不适仍可能出现。例如，座垫结构虽然被调节以符合宽范围的基本体形，但其可能不符合突出的皮夹、臀骨、或体形中的其他局部不规则处。由于座垫结构使皮夹或其他体形不规则处向上压入就座人员的臀部，因而可能导致不适。

这样，虽然对于提供舒适座垫结构已经取得了一些进展，但仍然需要可被调节以匹配和符合宽范围的体形和尺寸的改进的座垫结构。

发明内容

多层支撑结构可包括整体层、局部层和顶垫层。整体层在被施加载荷时提供座垫结构的受控偏斜。整体层包括多个支撑轨，支撑轨也支撑局部层。整体层还可包括多个对准区域，对准区域可包括对准材料以便于在被施加载荷时整体层的偏斜。

在载荷施加于多层支撑结构时，局部层有利于增大的且独立的偏斜。局部层包括由多个支撑轨支撑的多个弹簧元件。多个弹簧元件中的每一个均包括顶部和偏斜构件。多个弹簧元件中的每一个可在载荷下基于各种因素而独立地偏斜，所述因素包括弹簧类型、弹簧元件在多层支撑结构内的相对位置、弹簧材料、弹簧尺寸、与多层支撑结构的其他元件的连接类型、以及其他因素。

顶垫层可以是载荷施加在其上的层。顶垫层包括定位于多个弹簧元件上方的多个网格（pixel）和外圆角延伸指状物。多个网格和外圆角延伸指状物与多个弹簧元件的顶部接触。与多个弹簧元件相似，多个网格和多个和外圆角延伸指状物也可针对所施加的载荷提供基本上独立于相邻网格响应的响应。

因此，多层支撑结构包括协作而独立的层，其中每一层均包括协作而独立的元件，从而针对所施加的载荷提供最大化的整体支撑和舒适度，同时也适应于并支撑局部载荷的不规则性。并且，由多层支撑结构提供的载荷支撑独立性允许特定区域适应于任何载荷不规则性，而不显著地影响由相邻区域提供的载荷支撑。

通过以下附图和详细描述的分析，本发明的其他系统、方法、特征和优点，对本领域技术人员来说将是或者将会变得显而易见。本文意图在于，所有这样的另外的系统、方法、特征和优点都包含在本说明内，处于本发明的范围内，并通过所附权利要求书进行保护。

附图说明

参照下面的附图和描述可更好地理解本系统。图中的部件不必是按规定比例的，而是着重于示出本发明的原理。而且在图中，相同的附图标记在遍及不同的视图中均指代对应的部件。

图1表示分层支撑结构的一部分。

图2表示图1所示的支撑结构的更广的视图。

图3表示整体层的俯视图。

图4表示包括连接在两个带条之间的节点的支撑轨的一部分。

图5表示局部层的俯视图。

图6表示弹簧附接构件的一部分。

图7表示示例性的局部层的俯视图。

图8表示顶垫层的俯视图。

图9表示顶垫层内的网格的下侧。

图10表示用于制造分层支撑结构的工序。

图11表示由组装装置拉伸的整体层。

图12表示预对准整体层。

图13表示预对准整体层的一部分的特写视图。

图14表示用于成形预对准整体层的整体层型腔模和降热通道的俯视图。

具体实施方式

分层支撑结构通常是指多个协作层的组件，用于在载荷承载结构中实施或作为载荷承载结构实施，载荷承载结构例如为椅子、床、长凳或其他载荷承载结构。协作层包括多个元件（包括多个独立元件），以使所提供的支撑和舒适度最大。由多个元件展现的独立程度可取决于或者根据每个元件的单独特性、多个元件互连所用的连接类型或分层支撑结构的其他结构或设计特性进行调节。以下所述的多个元件可单独地设计、定位或以其他方式构造以适合于具体个体或应用的载荷支撑需要。以下参照各种多个元件所论述的尺寸仅为示例，并可根据所希望的具体实施和以下所提到的因素而宽范围地变化。

图1表示分层支撑结构100的一部分。分层支撑结构100包括整体层102、局部层104和顶垫层106。

整体层102包括多个支撑轨108和框架附件110。每个支撑轨108可以包括一个或更多的带条112以及连接在带条112之间的多个节点114。每个带条可以包括沿着带条112的长度限定的对准区域116和非对准区域118。节点114可以在相邻带条112的非对准区域118之间连接到相邻带条。

局部层104包括在多个支撑轨108上方（例如由支撑轨支撑或倚靠在支撑轨上）的多个弹簧元件120。多个弹簧元件120的每一个包括顶部、可偏斜构件122、以及一个或更多的节点附接构件124。在图1中，可偏斜构件122包括两个螺旋臂126。弹簧元件120可以替代性地包括各种弹簧类型，例如在2006年5月12日提交的美国申请序列号No.11/433,891中公开的那些类型，其通过引用并入于此。

顶垫层106包括多个网格和外圆角延伸指状物128。多个网格的每一个包括上表面和下表面。每个网格的下表面可以包括与弹簧元件120的至少一个的顶部接触的杆。每个外圆角延伸指状物128可以也包括上表面130和下表面。每个外圆角延伸指状物128的下表面可以包括一个或更多的杆，每个杆与弹簧元件120的至少一个的顶部接触。

整体层102可由柔性材料注模而成，柔性材料例如为：包括Arnitel EM400或460在内的热塑性弹性体(TPE)、聚丙烯(PP)，热塑性聚氨酯(TPU)或其他柔软的柔性材料。

整体层102经由框架附件110连接至框架132。框架附件110可以连接到支撑轨108的带条112的端部并且定向为基本上与带条112垂直。图1表示包括分离的段134的框架附件110。框架附件110可以通过间隙136限定在每个段134之间。分离段134的每一个可以连接到两个或更多相邻带条112的端部。框架附件110可以包括沿着整体层102的整侧延伸的单个段，例如图3所示的框架附件。

在图1中，每个支撑轨108包括基本上平行地延伸的两个圆柱形带条112。然而，支撑轨108可以包括替代的构造。例如，支撑轨108可以包括单个带条或多个带条。整体层102的支撑轨108可以包括不同数量的带条112，适合于各种因素，例如支撑轨108在整体层102内的位置。支撑轨108可以包括替代的几何布置。例如，支撑轨108的带条112可以包括具有多个端部的四个侧面。这种带条的示例在美国申请序列号No.11/433,891中公开。

带条112可以包括沿着带条112限定的多个对准区域116和多个非对准区域118。带条112可以包括交替的对准区域116和非对准区域118。对准和非对准区域的每一个可以通过截面积来限定。沿着带条限定的每个对准区域的截面积可以变化并且适合于对准区域的沿着带条的位置。截面积可以与对准区域的相对于模具浇口位置的位置成比例。例如，浇口位置对应于带条的中部，此处对准区域离中部距离越远，它们具有越大的截面积。如图1所示，非对准区域的截面积可以比相邻的对准区域的截面积大。沿着支撑轨的带条限定的对准区域可以利用包括按压和/或张力对准方法在内的各种方法来对准。

相邻带条112的非对准区域118和对准区域116可以基本上互相对齐。如图1所示，节点114可以连接在相邻带条112的相邻非对准区域118之间。每个节点114可以包括用于连接到局部层的弹簧元件120的弹簧连接部。弹簧连接部可以是在节点114中限定的用于接收对应的弹簧元件120的开口，例如如图4所示。

整体层102可以是或可以不是预加载的。例如，在将整体层102固定到框架之前，可以例如通过注模工序将整体层102成形为具有比将整体层102固定到框架所需要的长度更短的长度。在将整体层102固定到框架之前，整体层102可以被拉伸或压缩到比其原始长度长的长度。随着整体层102在被拉伸后恢复下来，当整体层102稳定为与框架宽度匹配的长度时，可以将整体层102固定到支撑结构框架。

作为另一个替代方案，整体层102可以恢复下来并且然后被反复地重新拉伸直到整体层102的稳定下来的长度与框架的宽度匹配。整体层102可以沿着多个方向预加载，例如沿着其长度或宽度方向。另外，不同的预加载可以施加到整体层102的不同区域。根据区域施加不同的预加载可以以各种方式完成，例如通过在不同区域改变拉伸或压缩量，和/或改变不同区域的截面积。

根据各种因素，包括弹簧元件在支撑结构100中的相对位置和特定应用的需要，或根据许多其他考虑，局部层104的多个弹簧元件120可以包括各种尺寸。例如，可以改变弹簧元件120的高度从而为支撑结构100提供三维支架，例如通过为支撑结构100提供碟状的外观。在这个示例中，定位在局部层104的中心部分处的弹簧元件120的高度可小于定位在局部层104的外部部分处的弹簧元件120的高度，其中在局部层104的中心部分与外部部分之间高度方面具有渐进的或其他类型的增大。

局部层104可包括各种其他的弹簧类型。其他弹簧类型的示例以及其可如何在支撑结构中实施，在2006年5月12日提交的美国申请序列号No.11/433,891中描述，其通过引用并入于此。在局部层104中使用的弹簧类型可包括替代的朝向。例如，弹簧类型可相对于其在此应用中描述的朝向而颠倒地定向。在这个示例中，弹簧的在此应用中描述为顶部的部分朝向整体层102定向并连接到整体层102。并且，在这个示例中，可偏斜构件122可连接到顶垫层106。可偏斜构件122可经由多个弹簧附接构件124连接到顶垫层106。然而，在此应用中所述示例不构成可用来形成局部层104的弹簧类型或弹簧类型的可能朝向的完整清单。弹簧元件120可展现出一定范围的弹簧刚度，包括线性、非线性减小、非线性增加、或恒常弹簧刚度。

局部层104连接到整体层102。特别地，弹簧附接构件124连接到定位在相邻带条112的非对准区域118之间的节点114上。这种连接可为整体模制、搭扣配合连接、或其他连接方法。多个弹簧元件120可由例如Ultraform N 2640 Z6 UNC Acetal或Uniform N 2640 Z4 UNC Acetal等POM、例如Arnitel EM 460 、EM550或EL630等TPE、TPU、PP或其他柔性材料注模而成。多个弹簧元件120可单独地或作为多个弹簧元件的片件被注模而成。

由于局部层104包括多个基本上独立的可偏斜元件，即多个弹簧元件，因而局部层104的相邻部分可对于载荷展现出基本上独立的响应。以这种方式，支撑结构100不仅在所施加载荷的“宏观”特性下偏斜而适应，而且还为所施加载荷的“微观”特性提供个性化的适应性偏斜。

局部层104也可被调节为在支撑结构的任何具体的区、区域或部分中展现出变化的区域响应，以对所施加载荷的特定部分提供特定支撑。例如，区域响应区在硬度或任何其他载荷支撑特性上可以不同。支撑结构的某些部分可通过不同的偏斜特性来调节。形成区域响应区的一个或更多独立网格例如可专门设计为具有选定的硬度用于主体的任何具体部分。支撑结构的这些不同区域可通过各种方式调节。每个网格的下表面与局部层104之间的间隔（是指不存在载荷时测量的间隔）的变化可以改变在载荷下展现出的偏斜量。支撑结构100的区域偏斜特性也可根据其在支撑结构100中的相对位置使用其他方法调节，包括使用不同的材料、弹簧类型、厚度、截面积、几何布置、或用于多个弹簧元件120的其他弹簧特性。

顶垫层106连接到局部层104。每个网格的下表面固定到对应弹簧元件120的顶部。每个外圆角延伸指状物128的下表面也可以固定到一个或更多对应弹簧元件120的顶部。这些连接可为整体模制、搭扣配合连接、或其他连接方法。网格和/或外圆角延伸指状物128的下表面可连接到弹簧元件120的顶部，或可以包括一个或更多的杆或其他延伸部以倚靠在弹簧元件120上或连接到弹簧元件120。每个弹簧元件120的顶部可限定用于接收对应网格或外圆角延伸指状物128的杆的开口。替代性地，每个弹簧元件120的顶部可以包括用于连接到在对应网格或外圆角延伸指状物128中限定的开口的杆或柱。

当载荷向下按压在顶垫层106上时，多个网格向下按压在多个弹簧元件120的顶部上。作为响应，多个弹簧元件120向下偏斜以接纳载荷。在载荷下由单个弹簧元件120所展现出来的偏斜量可能会受到与该弹簧元件120相关的弹簧偏斜水平的影响。当多个弹簧元件120向下偏斜时，多个网格和/或多个外圆角延伸指状物128的下表面朝向整体层104移动。然而弹簧元件120可能相对于地面进一步偏斜，这是由于当整体层102在载荷下偏斜时局部层104在载荷下可能向下偏斜。这样，弹簧元件120可以根据弹簧偏斜水平在载荷下单独地偏斜，并且当整体层102在载荷下向下弯曲时，也可能整体上作为局部层104的一部分进一步偏斜。

弹簧偏斜水平可在制造前确定并设计在支撑结构100中。例如，可调节支撑结构100以展现出约25 mm的弹簧偏斜水平。换句话说，支撑结构100可被设计为允许多个弹簧元件120达到偏斜约25 mm。因此，在局部层104包括16 mm高度(即，整体层102的顶部与弹簧元件的顶部之间的距离)的弹簧元件120的地方，多个网格的下表面可包括9 mm的杆。作为另一示例，在局部层104包括25 mm高度的弹簧元件的地方，多个网格的下表面可省略杆，但可以连接到多个弹簧元件的顶部。如前所述，每个弹簧元件120的高度可根据多种因素而变化，包括它在支撑结构100内的相对位置。

顶垫层106的多个网格可通过多个网格连接器互连，如图8所示和下面描述的那样。顶垫层106可包括各种网格连接器，例如平面式或非平面式连接器、凹式连接器、桥式连接器、或用于使多个网格互连的其他元件，如下面所述的那样。多个网格连接器可以定位在相对于多个网格的各种位置。例如，多个网格连接器可以定位在相对于多个网格的角部、侧部或其他位置。多个网格连接器当在相邻网格之间时提供更大程度的独立性并对顶垫层106提供更大的柔性。例如，多个网格连接器可允许向下柔性偏斜，并允许独立网格以相当大的独立性横向移动或旋转。

顶垫层106可由诸如TPE、PP、TPU等柔性材料或其他柔性材料注模而成。特别地，顶垫层106可由独立制造的网格和外圆角延伸指状物128形成，或者可作为多个网格的片件注模而成。

当在载荷下时，载荷可与顶垫层106接触并向下按压在顶垫层106上。替代性地，支撑结构100也可包括固定在顶垫层106上方的覆盖层。覆盖层可包括衬垫、织物、皮革、或其他覆盖材料。覆盖层可为支撑结构100提供更好的舒适度和/或美观度。

图2表示图1中所示的支撑结构100的更广的视图。顶垫层106支撑在局部层104上，局部层104支撑在整体层102上。整体层102固定到框架132。虽然图2示出了矩形的多层支撑结构100，但是支撑结构100可包括替代形状，包括圆形。

顶垫层106包括连接到外圆角延伸指状物区域202的网格区域200。网格区域200包括多个互连的网格204。外圆角延伸指状物区域202包括多个互连的外圆角延伸指状物128。

顶垫层106还包括多个网格连接器以便于相邻网格204和外圆角延伸指状物128之间的连接。在下面更详细地描述了网格连接器并且图8示出了一个网格连接器的特写。

网格204为顶垫层106提供更大的柔性。网格204可以包括用于连接到局部层104的杆。外圆角延伸指状物128可以便于顶垫层106与座垫结构的连接。例如，外圆角延伸指状物128可以可滑行地插入座垫结构中。例如，座垫结构可以包括每个外圆角延伸指状物滑入其内的轨道。

图2示出了多个弹簧元件120的弹簧附接构件124。弹簧附接构件124包括朝向整体层102向下延伸的杆206。每个杆206可以插入从而固定在限定在整体层102的对应节点114中的开口内。弹簧元件120的杆206在下面被更详细地论述并且在图6中特写地示出。杆206的各自高度可以在局部层104内变化以便为支撑结构100提供支架。

图3表示整体层300的俯视图。如以上与图1相关提及的那样，整体层300包括多个支撑轨302和一个或更多的框架附件304。支撑轨302的端部连接在两个基本上平行的框架附件304之间。在图3中，每个框架附件304均包括沿着框架附件304的长度方向延伸的一体段。如图1所示，框架附件可以包括分离段。

整体层300可以利用注模技术来成形。尤其是，整体层300可以利用中心浇口式注模技术来成形，其中型腔模是在型腔模的与支撑轨的中心对应的位置或附近处开浇口。注模工序可能会导致在模制装置内的模制压力损失，其中压力损失可能是在远离浇口的区域比在靠近浇口的区域大。中心浇口式技术可以便于沿着支撑轨302的对称压力损失。压力损失会影响对准，支撑轨内的对称压力损失可以便于支撑轨302内的对称对准。

每个支撑轨302包括两个带条306和连接在相邻带条之间的多个节点308。每个带条306包括沿着带条306的长度方向限定的对准区域310和非对准区域312。对准区域310可以通过比非对准区域312的截面积小的截面积来限定。沿着带条306限定的每个对准区域310的截面积可以调节为对准区域310在带条306上的相对位置。沿着带条306的对准区域310的截面积可以随着对准区域310远离带条306的中部而逐渐增大。对准区域310的截面积也可以调节为每个对准区域310距离浇口位置的相对位置。对准区域越远离浇口位置，每个对准区域310的截面积可以增长约0.1%到约1%之间，例如增长约0.5%。例如，对准区域的截面积可以比带条上紧靠浇口位置的对准区域的截面积大出约0.1%到约1%之间。

节点308连接在相邻的非对准区域312之间。节点308可以包括用于将整体层300连接到局部层的弹簧连接部。弹簧连接部可以是在节点308中限定的用于接收杆或来自弹簧元件的其他突出部的开口。节点308可以通过搭扣配合连接、压入配合而连接到弹簧元件，或者整体模制在一起。

框架附件304便于将整体层连接到框架。框架附件304可以包括内缘314和外缘316。作为支撑轨312一部分的每个带条306可以包括连接到框架附件304的内缘314的两个端部。相邻带条306的端部和框架附件304的内缘314之间的连接可沿着框架附件304的内缘314在相邻带条306之间限定开口318。

图4表示包括连接在两个带条306之间的节点308的支撑轨302的一部分。尤其是，节点308连接在两个带条306的相邻非对准区域312之间。每个带条306包括连接在对应的非对准区域312的任一侧的对准区域310。非对准区域312的截面积可以比对准区域310的截面积大。

节点308可以包括用于将整体层300连接到局部层的弹簧连接部400。在图4中，弹簧连接部400是在节点308中限定的用于接收局部层的杆或其他突出部的开口。弹簧连接部可以替代性地是在节点308上方竖直地延伸用于与在局部层中限定的开口匹配的杆或其他突出部。

图5表示局部层500的俯视图。局部层500包括多个互连弹簧元件502。局部层500可以由整体材料形成。每个弹簧元件502均包括顶部504、至少一个可偏斜构件506以及弹簧附接构件508。顶部504可以限定用于接收从顶垫层的对应网格的下表面延伸的杆或其他突出部的开口。

可偏斜构件506包括连接到顶部504并且螺旋远离顶部504的两个螺旋臂。螺旋臂的截面积可以是渐缩的或以其他方式沿着每个臂的长度而变化。例如，螺旋臂的截面积可以从臂连接到顶部的位置开始沿着螺旋臂的长度方向逐渐增大或减小，并且在螺旋臂连接到弹簧附接构件508的位置处最小。每个螺旋臂的截面积可以适合于弹簧元件502在局部层500内的相对位置、弹簧元件500的期望弹簧刚度或其他因素。

螺旋臂可以包括弹簧附接构件508或连接到弹簧附接构件508。在图5中，两个相邻弹簧元件502的螺旋臂连接相同的弹簧附接构件508。

弹簧元件502设置在从局部层500的一侧延伸到另一侧的对角线内。弹簧元件502可以与相同对角线内的相邻弹簧元件互连，但是不可以直接连接到在相邻对角线内的弹簧元件。在该构造中，对角线内的弹簧元件502可以偏斜或基本上独立于相邻对角线内的弹簧元件502的响应地响应于载荷。

图6表示弹簧附接构件508的一部分。尤其是，图6表示可以装配到在整体层中限定的开口内的杆的一部分。所述杆包括向下渐缩成第二圆柱形部分602的第一圆柱形部分600，其中第一圆柱形部分600具有比第二圆柱形部分602更大的截面积。第二圆柱形部分602可以包括渐缩端部604。第二圆柱形部分602的一部分可以是凹陷的以在第二圆柱形部分602的面中限定脊606。脊606可以便于所述杆与在整体层中限定的开口之间的搭扣配合连接。

图7表示示例性的局部层700的俯视图。局部层700包括多个弹簧元件702，每个弹簧元件702包括顶部704、可偏斜构件706以及弹簧附接构件708。可偏斜构件706可以包括至少一个螺旋臂710。例如，图7示出在局部层700边缘附近的一些弹簧元件702包括具有单个螺旋臂710的可偏斜构件。

图8表示包括网格区域802和外圆角区域804的顶垫层800的俯视图。网格区域802包括在它们的角部与网格连接器808互连的多个六边形网格806。多个网格的每一个包括上表面和下表面。多个网格806示出为六边形，但也可以呈现为其他形状，例如矩形、八角形、三角形或其他形状。下表面包括从下表面延伸用于连接到局部层的杆。

多个网格连接器808的每一个与三个相邻的网格互连。多个网格连接器808可以替代性地在它们的各自侧部与多个网格806互连。多个网格806可以是平面的，非线性的和/或浮雕图形状的。

多个网格806可以在每个网格内限定开口。开口可以在适应载荷方面给顶垫层800增加柔性。顶垫层800在每个网格806内可以限定任意数量的开口，包括0个或更多的开口。另外，顶垫层800内的每个网格806例如根据网格在网格区域802内的各自位置，可以限定不同数量的开口或不同尺寸的开口。

图9表示在顶垫层800内的网格900的下侧，其中网格900的下表面902显示为朝上。尤其是，图9示出了网格的下表面902和从下表面902延伸的杆904。杆904可以将网格900连接到局部层的弹簧元件。杆904与弹簧元件之间的连接可以是整体模制、搭扣配合连接或其他连接技术。

杆可以包括两个端部906和908，第一端部906连接到网格902的下表面，并且第二端部908用于连接到弹簧元件。杆904可以包括从杆904横向延伸的一个或更多的肩部910，其中肩部910具有比杆904的高度小的高度。杆904的第二端部908可以是渐缩的。第二或渐缩端部908可以包括延伸超过杆904的唇缘912。为了便于顶垫层与局部层之间的连接，杆可以插入到在弹簧元件的顶部限定的开口内。在杆904经过一定距离进入弹簧元件顶部的开口之后，唇缘912可以提供夹持以将杆904保持在开口内并阻止杆904的移除。唇缘912可以夹持在顶部的上表面上，夹持在限定在顶部开口的内缘中的脊上，或夹持在其他表面上。

当杆904穿过顶部开口足以使唇缘夹持在顶部上并且将网格900固定到对应弹簧元件的顶部时，肩部910可以与顶部的上表面匹配或者以其他方式与顶部的上表面接触。作为替代，杆904可以省略肩部910，并且当杆904与顶部开口匹配时，下表面902可以与顶部的上表面接触。

图9示出了连接相邻网格的网格连接器914。在图8和图9中，网格连接器914连接在三个相邻的六边形网格的角部之间。网格连接器914包括连接到网格之一的角部上以便当施加载荷时为每个网格的独立移动提供松弛的弧形臂916。弧形臂916可以从角部延伸并且在网格之间的连接点918处会合。连接点918可以位于由互连的网格限定的平面下方。其他形状例如S形或其他波状形状可以实施作为网格连接器914的一部分。网格连接器914可以帮助减少或防止相邻网格之间在偏斜下的接触。顶垫层600可以替代性地省略网格连接器以提高多个网格的独立性。虽然图8和图9示出了在多个网格的角部处连接的网格连接器914，但是多个网格可以替代性地在它们各自的侧部连接。网格连接器914可以例如包括连接在相邻网格侧部之间的U形弯曲部。

图10表示制造分层支撑结构的工序1000。工序1000可以自动或手动地执行。可以使用组装装置来实施工序1000。工序1000获得整体层、局部层和顶垫层（1002）。所获得的整体层、局部层和顶垫层的每个可以分别与以上描述的层对应。

一个或更多的整体层、局部层和顶垫层可以利用注模技术形成。整体层可以利用中心浇口式注模技术形成。在用于注模工序的型腔模中使用的浇口可以位于型腔模的对应于每个支撑轨大致中部的部分上。型腔模可以包括与每个支撑轨、或支撑轨的每个带条对应的浇口或根据其他构造的浇口。

如上所述，分层支撑结构内的整体层包括具有沿着带条限定的对准区域和非对准区域的带条。在对准之前，整体层可包括沿着带条限定的预对准区域。在那些区域对准或定向之后，预对准区域可以变成对准区域。为该工序而获得的整体层可以是之前已经对准的。

作为替代，工序1000可以对准或定向整体层（1004）。工序1000可以拉伸整体层以定向预对准区域。也可以使用其他对准技术，包括压缩。组装装置可以抓取或以其他方式保持整体层的相对侧并且沿着支撑轨的方向拉伸整体层。整体层可以被拉伸约10-12英寸之间。拉伸也会使得每个预对准区域伸展其原长的约四倍到约八倍。

图11表示由组装装置1102拉伸的整体层1100。拉伸的整体层1100的对准区域1104对应于每个带条1106的较细部分。整体层的非拉伸或非对准区域1108对应于节点1110连接在相邻带条1106之间的位置。整体层1100包括在整体层1100的相邻节点和相邻带条之间限定的开口1112。随着整体层1100被拉伸，每个开口1112的截面积增大。

当根据工序1000的方框1004拉伸整体层时，节点探测器可以插入到开口1112内（1006）。节点探测器可以是组装装置的一部分或与之独立。节点探测器可以是装配在开口1112中的块。

工序1000可以将局部层连接到整体层（1008）。如上面论述的那样，局部层可以包括弹簧元件，该弹簧元件具有便于局部层连接到整体层的弹簧附接构件，例如图5和图6示出的弹簧附接构件508。工序1000可以引导弹簧附接构件进入在整体层的节点中限定的对应开口内，直到实现搭扣配合或其他连接类型的连接。

工序1000将顶垫层连接到局部层（1010）。如上面论述的那样，顶垫层可以包括网格，其具有从网格向下延伸的一个或更多的杆。该杆可以便于顶垫层与局部层的连接。工序1000可以引导杆进入到每个弹簧元件的顶部的对应开口内，直到实现搭扣配合或其他连接类型的连接。

工序1000可以沿着相对于组装装置或相对于分层支撑结构打算使用（例如在椅子中）的朝向颠倒的朝向来组装分层支撑结构。例如，图10从俯视图的观点示出将整体层保持为下侧朝上的组装装置，即整体层在图10中的可见一侧是在椅子应用中一般会面向下的一侧。

在这个示例中，节点探测器（根据1006）可以从颠倒定向的整体层上方向下插入开口1112内。还根据这个示例，工序1000可以如下将局部层连接到整体层（根据1008）：通过使局部层相对于组装装置颠倒地定向，并且引导弹簧附接构件向上进入由整体层的节点限定的对应开口内，直到实现搭扣配合或其他连接类型的连接，以便每个弹簧元件的顶部相对于组装装置向下定向。同样，工序1000可以如下将顶垫层连接到局部层（根据1010）：通过使顶垫层相对于组装装置颠倒地定向，并且引导网格的杆向上进入到每个弹簧元件的顶部处的对应开口内，直到实现搭扣配合或其他连接类型的连接，以便顶垫层的顶部相对于组装装置向下定向。

工序1000从组装好的分层支撑结构收回节点探测器（1012）。工序1000可以将组装好的分层支撑结构固定到框架，例如椅子的框架，或者可以将组装好的分层支撑结构提供给另一个工序用于框架附接。

图12表示预对准整体层1200。预对准整体层1200可以利用注模工序来提供。用于模制工序的浇口位置1202可以位于每个预对准支撑轨1204的中心或中心附近。浇口位置1202可以位于节点1206处或每个预对准支撑轨1204的其他部分。在图12中，浇口位置是在位于每个预对准支撑轨1204的中心附近的节点1206处。

图13表示图12所示的预对准整体层1200一部分的特写视图。尤其是，图13示出在节点1206上的浇口位置1202。连接到节点1206的非对准区域1302中的降热凹部1300可以是模制工序的产品。例如，降热凹部1300可以对应于型腔模中的用于为降热尖部提供空隙的凹部。

图14表示用于通过注模工序成形预对准整体层例如图12所示的预对准整体层的整体层型腔模1400和降热通道1402的俯视图。降热通道1402相对于型腔模的位置大致与模具的浇口位置对应。

虽然已描述了本发明的多个实施例，但对于本领域普通技术人员显而易见的是，在本发明的范围内可实现更多实施例和实施方案。因而，除了根据所附权利要求书及其等同物以外，本发明不受到限制。

Claims (41)

1. 一种分层支撑结构，包括：

第一层，所述第一层包括:

支撑轨，所述支撑轨包括：

第一带条，其包括沿着所述第一带条限定的多个对准区域和非对准区域；

第二带条，其基本上与所述第一带条平行，并且包括沿着所述第二带条限定的多个对准区域和非对准区域；以及

多个节点，其连接在所述第一带条和所述第二带条之间。

2. 如权利要求1所述的分层支撑结构，所述第一层还包括：

第一框架附件，其连接到所述支撑轨的第一端，并且其基本上与所述支撑轨垂直地定向，以及

第二框架附件，其连接到所述支撑轨的第二端，并且其基本上与所述支撑轨垂直地定向。

3. 如权利要求1所述的分层支撑结构，其中，所述第一带条的每个对准区域的截面积基于每个对准区域在所述第一带条内的各自位置来调节。

4. 如权利要求1所述的分层支撑结构，所述第一带条还包括浇口位置，其中，所述第一带条的多个对准区域的每一个包括比所述第一带条的更靠近所述浇口位置定位的任何对准区域的截面积大的截面积。

5. 如权利要求4所述的分层支撑结构，其中，每个对准区域的截面积比沿着所述第一带条紧靠所述浇口位置的相邻对准区域的截面积大出约0.1%到约1%之间。

6. 如权利要求1所述的分层支撑结构，还包括：

第二层，其定位在所述第一层上方并且包括由所述多个节点支撑的多个弹簧元件；以及

第三层，其定位在所述第二层上方并且包括由所述第二层支撑的多个互连网格。

7. 如权利要求6所述的分层支撑结构，其中，每个弹簧元件包括：

顶部；

连接到所述顶部的可偏斜构件；以及

连接到所述可偏斜构件的弹簧附接构件，用于将所述弹簧连接到所述第一层的至少一个节点。

8. 如权利要求7所述的分层支撑结构，其中，所述可偏斜构件包括远离所述顶部延伸的两个螺旋臂。

9. 如权利要求7所述的分层支撑结构，其中，所述弹簧附接构件包括用于将所述弹簧附接构件连接到所述第一层的节点中的至少一个的杆。

10. 如权利要求9所述的分层支撑结构，其中，每个节点限定用于接收弹簧附接构件的杆的开口，并且其中所述杆包括在将所述杆插入所述开口时便于搭扣配合连接的脊。

11. 如权利要求6所述的分层支撑结构，其中，所述第三层还包括设置在所述第三层的一侧的多个外圆角延伸指状物，其中，每个外圆角延伸指状物包括相对于其他外圆角延伸指状物基本上平行的朝向。

12. 如权利要求6所述的分层支撑结构，其中，每个网格包括上表面和下表面，其中，所述下表面定向为面对所述第二层，并且其中每个网格包括从所述下表面延伸的杆。

13. 如权利要求12所述的分层支撑结构，其中，每个弹簧元件包括顶部，其限定用于接收从所述网格延伸的杆的其中一个的开口，以便于所述第二层和第三层之间的连接。

14. 如权利要求13所述的分层支撑结构，其中，所述杆包括：

连接到所述网格的所述下表面的第一端部；

包含渐缩段的第二端部；

在所述第一端部和所述第二端部之间延伸的圆柱形带条；以及

连接到所述渐缩段的唇缘，其延伸超过所述圆柱形带条以在将所述杆插入所述开口时便于搭扣配合连接。

15. 如权利要求6所述的分层支撑结构，其中，所述第二层包括整体的弹性体材料。

16. 如权利要求6所述的分层支撑结构，其中，所述第三层包括整体的弹性体材料。

17. 如权利要求1所述的分层支撑结构，其中，所述第一层包括整体的弹性体材料。

18. 一种分层支撑结构，包括：

第一层，所述第一层包括：

第一框架附件；

第二框架附件；以及

在所述第一框架附件和所述第二框架附件之间延伸的多个支撑轨，每个支撑轨包括：

第一带条，其包括在所述第一框架附件和所述第二框架附件之间延伸的第一长度，所述第一带条包括：

沿着所述第一带条限定的多个对准区域；以及

沿着所述第一带条在相邻的对准区域之间限定的多个非对准区域；

第二带条，其包括在所述第一框架附件和所述第二框架附件之间基本平行于所述第一带条延伸的第二长度，所述第二带条包括：

沿着所述第二带条限定的多个对准区域；以及

沿着所述第二带条在相邻的对准区域之间限定的多个非对准区域，其中，每个非对准区域的沿着所述第二带条的位置与所述第一带条中的非对准区域的位置对应；以及

多个节点，其连接在所述第一带条和所述第二带条之间。

19. 如权利要求18所述的分层支撑结构，其中，所述第一带条的多个对准区域的每一个包括适合于所述对准区域沿着所述第一带条的位置的截面积。

20. 如权利要求19所述的分层支撑结构，其中，所述第一带条包括：

连接到所述第一框架附件的第一端部；

连接到所述第二框架附件的第二端部；以及

设置在所述第一端部和所述第二端部之间的大约中间的浇口位置，并且

其中，所述多个对准区域的每一个的截面积适合于所述对准区域沿着所述第一带条相对于浇口位置的位置。

21. 如权利要求20所述的分层支撑结构，其中，所述多个对准区域的每一个的截面积小于或等于更靠近所述浇口位置的所述对准区域的每一个的截面积。

22. 如权利要求20所述的分层支撑结构，其中，所述多个对准区域的每一个的截面积比沿着所述第一带条紧靠所述浇口位置的相邻对准区域的截面积大出约0.1%到约1%之间。

23. 如权利要求19所述的分层支撑结构，还包括：

定位在所述第一层上方的第二层，所述第二层包括由所述多个节点支撑的多个弹簧元件；以及

由所述第二层支撑的顶垫层，所述顶垫层包括由所述多个弹簧元件支撑的多个互连网格。

24. 如权利要求23所述的分层支撑结构，其中，所述多个弹簧元件的每一个包括：

顶部；

连接到所述顶部并且由所述多个节点的一个或多个支撑的可偏斜构件。

25. 如权利要求24所述的分层支撑结构，其中，所述可偏斜构件包括：

第一螺旋臂，其包括：

连接到所述顶部的第一端部；以及

连接到弹簧附接构件的第二端部；以及

第二螺旋臂，其包括：

连接到所述顶部的第三端部；以及

连接到所述弹簧附接构件的第四端部。

26. 如权利要求25所述的分层支撑结构，其中，所述弹簧附接构件包括朝向所述第一层延伸的突出部，并且其中所述第一节点限定用于通过搭扣配合连接接收所述突出部的开口。

27. 一种分层支撑结构，包括：

形成第一层的第一整体弹性体材料，所述第一层包括：

多个双带条支撑轨，每个双带条支撑轨包括：

第一带条；

基本上平行于所述第一带条定向的第二带条；以及

连接在所述第一带条和所述第二带条之间的多个节点。

28. 如权利要求27所述的分层支撑结构，其中，所述第一带条包括：

沿着所述带条限定的多个对准区域；以及

沿着所述带条限定的多个非对准区域，其中每个对准区域定位在相邻的非对准区域之间。

29. 如权利要求28所述的分层支撑结构，其中，所述多个非对准区域的每一个包括比每个所述对准区域大的截面积。

30. 如权利要求28所述的分层支撑结构，其中，所述第一带条包括浇口位置，并且其中每个对准区域包括大于或等于更远离所述第一带条的浇口位置定位的任何其他对准区域的截面积的截面积。

31. 如权利要求27所述的分层支撑结构，还包括：

形成定位在所述第一层上方的第二层的第二整体弹性体材料，所述第二层包括支撑在所述多个节点上的多个弹簧元件；

形成定位在所述第二层上方的第三层的第三整体弹性体材料，所述第三层包括网格区域，其包括多个互连网格，其中，每个网格被支撑在所述多个弹簧元件的至少一个上。

32. 一种用于制造分层支撑结构的方法，包括：

提供第一层，所述第一层包括：

支撑轨，所述支撑轨包括：

第一带条，其包括沿着所述第一带条限定的多个预对准区域和非对准区域；

第二带条，其基本上与所述第一带条平行，并且包括沿着所述第二带条限定的多个预对准区域和非对准区域；

多个节点，其连接在所述第一带条和所述第二带条之间；以及

多个开口，其沿着所述支撑轨在相邻节点的内缘、所述第一带条的内缘以及所述第二带条的内缘之间限定，其中，所述相邻节点的内缘基本上互相面对，并且所述第一带条和所述第二带条的内缘基本上互相面对。

33. 如权利要求32所述的方法，其中，所述第一层利用注模技术来提供。

34. 如权利要求32所述的方法，其中，所述第一层利用中心浇口式注模技术来提供。

35. 如权利要求32所述的方法，还包括对准所述第一带条和所述第二带条的所述多个预对准区域的每一个，以形成沿着所述第一带条和所述第二带条限定的多个对准区域。

36. 如权利要求35所述的方法，其中，对准所述预对准区域的每一个包括：

沿着基本上与所述第一带条和所述第二带条的方向平行的方向拉伸所述第一层；以及

将节点探测器插入所述多个开口的每一个内。

37. 如权利要求36所述的方法，其中，所述第一层被拉伸约10-12英寸。

38. 如权利要求36所述的方法，其中，所述拉伸使得所述多个预对准区域的每个被拉伸预对准长度的约四到八倍。

39. 如权利要求32所述的方法，还包括：

提供包括由所述多个节点支撑的多个弹簧元件的第二层；以及

提供包括由所述第二层支撑的多个互连网格的第三层。

40. 如权利要求39所述的方法，其中，所述第二层和所述第三层利用注模技术来提供。

41. 如权利要求39所述的方法，还包括：

将所述第二层连接到所述第一层，其中，在连接之后所述第二层定位在所述第一层下方；以及

将所述第三层连接到所述第二层，其中，在连接之后所述第三层定位在所述第二层下方。

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