CN107920667B - 背部支撑件 - Google Patents

Abstract

一种背部支撑结构包括框架、支撑件、支点构件和调节机构。所述支撑件包括具有下端和上端的直立构件。所述直立构件的所述下端在第一位置处连接到所述框架。支撑垫连接到所述直立构件的所述上端。所述支点构件具有上部部分和下部部分。所述上部部分在所述第一位置上方垂直隔开的第二位置处连接到所述框架。所述支点构件包括在所述上端与所述下端之间接合所述直立构件的支点。所述支点构件可在多个支点位置之间移动。所述调节机构包括连接到所述框架和所述支点构件的所述下部部分的调节构件。所述调节构件可调节以使所述支点构件移动到所述多个支点位置。

Description

背部支撑件

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年6月29日提交的美国临时专利申请第62/185,928号和于2016年6月13日提交的美国临时申请第62/349,536号的优先权，这些美国临时申请的全部内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本申请大体涉及一种身体支撑结构，并且特定来说涉及一种提供腰椎和骶骨支撑的背部支撑件以及使用和组装方法。

背景技术

座椅结构可以构造有柔性靠背构件，诸如聚丙烯薄板和编织弹性体隔膜。通常，这些柔性构件以各种方式被布置成拉紧，从而为柔性构件提供三维轮廓。

虽然柔性靠背可以适应用户位置的移动和移位，但是一些用户在长时间段坐着之后变得不舒服。如果坐在椅子中的人出于例如其正在实施的工作任务等原因而在他或她可以采用的姿势位置上受限，则情况尤其如此。

脊柱分解成四个一般区域：颈（颈部）、胸（上背部）、腰椎（下背部）和骶骨（尾骨）。在自然对齐的脊柱中，当从侧面观察时，胸椎具有脊椎后凸或平缓凸形的曲线。当从侧面观察时，脊柱前凸的腰椎具有略凹形的曲线。骶骨是脊柱的基部。其是锲入骨盆骨之间的五块椎骨的大三角形融合物。这些骨头的连接称为骶髂关节。在腰椎脊柱连接到骶骨的位置处可能出现背部问题。

对于许多椅子的用户来说，坐直可能很困难。特定来说，在许多座椅装置中，在椅子的靠背与用户的骶骨之间存在空隙。因此，该椅子的用户可能采用懒散位置。通过懒散，用户将被置于不良姿势、缺少肌肉控制和不舒适的位置中。懒散可导致许多直接问题。例如，由于不舒适可能导致疲劳或焦燥增加。另外，懒散还可能产生不期望身体影响（诸如腰椎间盘上增加的压力或肌肉痉挛的产生）。还可能出现各种长期问题。例如，可能导致下背部肌肉的疼痛或肩胛骨之间的不适。而且，可能导致颈部肌肉的收紧、肌肉酸痛和头痛。

位于背部和周围肌肉、肌腱和韧带局部的腰椎是许多人在长时间段坐着之后的不适的常见源头。此不适的源头可能由人长时间段坐在椅子中或长时间段坐在椅子中的相同位置中促成。

背部支撑结构通常构造有腰椎和/或骶骨支撑件。然而，通常，腰椎和骶骨支撑件中的一者或两者不可调节，这可能限制用户调整或优化所期望区域中的支撑的能力。另一选择为，可以提供单个垫，这可能限制区分所期望腰椎和骶骨区中的支撑的能力。另外，对腰椎和/或骶骨支撑件的调节可能受限。

发明内容

根据一示例性实施例，一种背部支撑结构包括框架、支撑件、支点（fulcrum）构件和调节机构。所述支撑件包括具有下端和上端的直立构件。所述直立构件的所述下端在第一位置处连接到所述框架。支撑垫连接到所述直立构件的所述上端。所述支点构件具有上部部分和下部部分。所述上部部分在所述第一位置上方垂直隔开的第二位置处连接到所述框架。所述支点构件包括在所述上端与所述下端之间接合所述直立构件的支点。所述支点构件可在多个支点位置之间移动。所述调节机构包括连接到所述框架和所述支点构件的所述下部部分的调节构件。所述调节构件可调节从而使所述支点构件移动到所述多个支点位置。

根据另一示例性实施例，一种背部支撑件包括框架。具有下部部分和上部部分的杆连接到所述框架。所述杆的所述上部部分可相对于所述下部部分移动。第一支撑垫以可枢转方式连接到所述杆的所述上部部分。第二支撑垫在所述上部部分与所述下部部分之间以可枢转方式连接到所述杆。轭部连接到所述框架。该轭部具有接合杆的突出部。该轭部被构造成围绕第一轴线枢转。调节机构被构造成使所述轭部围绕所述第一轴线枢转。

根据另一示例性实施例，涉及一种调节背部支撑结构的方法。围绕第一轴线以可枢转方式支撑直立构件。围绕第二轴线以可枢转方式支撑支点构件，其中所述第二轴线与所述第一轴线间隔开。该直立构件在第一轴线与第二轴线之间与支点构件接合。平移附接到支点构件的带（strap）。该支点构件响应于平移所述带而围绕第二轴线枢转。直立构件响应于所述支点构件的枢转而围绕第一轴线枢转。

前述段落已经以一般介绍的方式提供，并且并不旨在限制以下权利要求书的范围。通过参考结合附图的以下具体实施方式，将最好地理解各种优选实施例以及进一步优点。

附图说明

图1是示例性椅子的前部透视图。

图2是示例性背部支撑件与支点构件的位置之间的相对移动的示意图。

图3是示例性背部支撑件和椅子框架的前部透视图。

图4是图3的后部透视图。

图5是图3的轭部和调节机构的前部透视图。

图6是图5的分解图。

图7是图6的后部透视图。

图8是图3中所示的背部支撑件的侧面截面图。

图9是示例性杆和支撑垫的后部透视图。

图10是图9的侧面截面图。

图11是图9的前部透视分解图。

图12是图3中所示的支撑件的正视图。

图13是图3中所示的支撑件的侧视图。

图14是靠背的实施例的后部透视图。

具体实施方式

各种示例性实施例涉及座椅结构和形成座椅结构的方法。座椅结构可以包括用于支撑用户的身体的任何结构，例如但不限于办公椅子、椅子、沙发、飞机座位、车辆座位、自行车座位、船舶座位、床、牙科和医疗座位及床、礼堂和教育座椅等。应理解，本文中公开的各种方法和装置可以应用于除座位和/或靠背以外的座椅结构，包括例如但不限于扶手、头枕和其它人体工学定位特征。另外，各种方法和装置可以应用于除座椅结构以外的采用框架和悬挂材料的结构。虽然所示出实施例结合办公椅子显示，但其它实施例可以包括不同构造。

图1显示构造为包括座位2、靠背4和基座6的椅子的座椅结构的示例性实施例。该基座包括倾斜控制外壳8、联接到倾斜控制外壳8并支撑倾斜控制外壳8的支撑柱10、以及联接到支撑柱10并支撑该支撑柱10的基座结构12。一对扶手11可以连接到椅子。

座位2包括框架14、悬挂材料16和托架18。托架18保持悬挂材料16并连接到框架14。在所示示例性实施例中，框架14形成为具有限定开口的前部、后部和一对侧面的环。框架14还可以由侧构件、顶部构件和底部构件形成。可以根据美观性、人体工程学、空间或其它考虑因素使用不同尺寸、形状和构造的框架14。框架14可以整体形成为单个均质单元，或由单独部件形成。

靠背4包括框架20、悬挂材料22和托架24。托架24保持悬挂材料22并连接到框架20。在所示示例性实施例中，框架20形成为具有限定开口的前部、后部和一对侧面的环。框架20还可以由侧构件、顶部构件和底部构件形成。可以根据美观性、人体工程学、空间或其它考虑因素使用不同尺寸、形状和构造的框架20。框架20可以整体形成为单个均质单元，或由单独部件形成。

可以使用各种连接悬挂材料16, 22的方法，包括结合和粘合剂或机械紧固件（例如钉）或内模制。当托架18, 24与框架14, 20接合时，悬挂材料16, 22横跨座位2和靠背4开口。

悬挂材料16, 22可以由编织或针织材料制成，包括各种弹性体材料，或织物，或各种模制聚合材料。针对悬挂材料16, 22，座位2和靠背4可以利用相同类型的材料或不同材料。在各种示例性实施例中，悬挂材料16, 22可以包括与多个复丝股线交织的多个单丝。这些单丝可以是主要承载构件并且在座位2和靠背4的经向方向上横向延伸，而复丝股线在纬向方向上纵向延伸。另外，如果需要，单丝和/或复丝可以组合以在横向和纵向两个方向上延伸。

图2显示支撑构件的示例性实施例，其具有设置有多个移动自由度的第一或上部支撑垫30和第二或下部支撑垫32。第一和第二直立构件34, 36或梁可以在前/后方向上独立弯曲。同时，由单个支点构件38例如围绕第一点P1的移动将因其下部部分之间的连接而使梁34, 36两者例如围绕第二点P2前/后移动，其中上部支撑垫30比下部支撑垫32移动更大距离。另外，每一支撑垫30, 32可以围绕水平轴线枢转或旋转，在水平轴线处，该垫连接到直立构件或梁34, 36。上部支撑垫30的下部部分和下部支撑垫32的上部部分可以定向成与用户的骶骨和L1/T12过渡区对齐。

第一和第二立柱34, 36围绕下部枢转轴线的枢转实现比相邻用户的骶骨区域定位的第二支撑垫32的向前位移更大的相邻用户的腰椎区域定位的第一支撑垫30的向前位移。在一些实施例中，位移比为约2:1。同时，连接到每一直立构件或梁34, 36的支撑垫30,32围绕限定在与直立部的连接点处的虚拟枢转轴线为独立柔性的。

图3和图4显示连接到示例性椅子框架102的背部支撑件100的示例性实施例。背部支撑件100包括支点构件（在一个实施例中构造为Y形轭部104）、调节机构108、杆112、第一垫114和第二垫116。

轭部104包括一对横向延伸的臂120和从臂120向下延伸的下部部分122。臂120例如通过接合框架的轨道124而连接到框架102。通道126可以形成在臂120的端部上以与轨道124接合。轭部104可在垂直位置处围绕枢转轴线相对于框架向内和向外枢转。臂120可以固定到框架，但是围绕虚拟轴线是柔性的或可弯曲，或者可以通过枢转和弯曲的组合移动。该轴线可以具有水平定向，或者处于某一其它定向，同时允许轭部104相对于框架102向前和向后枢转。

根据各种示例性实施例，轭部104的下部部分122被构造为具有内部空腔的外壳，如图5-7中所示。盖板130封闭空腔。内部包含柱塞组件和调节机构108的至少一部分。盖板130或外壳的另一前部部分具有向前延伸的突出部134，突出部134具有柱塞组件的至少一部分延伸穿过其的开口。开口（例如槽或通道138）形成在外壳的下部部分140中，调节机构的至少一部分延伸穿过该下部部分140。

如图5-8中最佳所示，柱塞组件定位在延伸的突出部134内部并且从其延伸。柱塞组件包括接纳在延伸的突出部134的开口中的销144。偏置构件146定位在销144的一部分周围以使销144向前偏置穿过延伸的突出部134中的开口。

根据各种示例性实施例，调节机构108包括齿轮、可抓握构件和调节构件，如图5-8中所示。齿轮可以被构造为蜗轮150。蜗轮150具有由轴承支撑件捕获在外壳中和/或盖板130上的轴。蜗轮150围绕大致垂直轴线或在轭部104的下部部分122内并且沿着轭部104的下部部分122大致对齐的轴线旋转。调节机构包括从动齿轮152，其与蜗轮150同轴安装并且可围绕纵向轴线与其一起旋转。主动齿轮154围绕大致正交于纵向轴线的轴线以可旋转方式安装。从动和主动齿轮152, 154被构造为具有啮合齿的锥齿轮。

主动齿轮154包括从轭部104向外横向延伸的轴。可抓握构件（诸如旋钮158）固定到该轴。在一些实施例中，一对可抓握构件可以在轭部104的相对侧面上固定到该轴，以最大化到用户的可达性。在各种示例性实施例中，该旋钮直接固定到蜗轮150的轴，从而消除对主动和从动齿轮的需要。用户旋转旋钮158，该旋钮158又直接或通过主动和从动齿轮154, 152旋转蜗轮150。以此方式，调节机构可调节到多个位置。应理解，蜗轮150实现轭部104的无限和连续调节，这意味着其可以被调节到最大与最小深度之间的任何位置，并且并不限于离散位置。应理解，调节机构可以附接到框架。

在各种示例性实施例中，调节构件被构造为柔性系绳或带160。带的第一部分或端部构造有多个齿162，从而形成线性齿条或齿轮。齿162间隔开，从而与蜗轮150配合和啮合。带160延伸穿过外壳中的开口，其中齿162由蜗轮150接合。带的第二部分或端部构造有附接部分164和枢转构件，诸如轴166。附接部分164包括被构造成连接到框架102的第一侧构件和第二侧构件。这些侧构件可以包括开口和凸台以供接纳延伸到框架102的底部构件中的紧固件，如图14中所示。

在操作中，用户旋转旋钮158，并且从而旋转蜗轮150，蜗轮150接合齿162并且相对于蜗轮150平移带160。当带160平移时，带160相对于框架和轭部104的长度改变。当框架102与轭部104之间的带160的长度改变时，轭部104朝向或远离框架102和用户枢转。应理解，带160的总长度固定，但是轭部104与框架102之间的带160的长度改变或变化，从而实现轭部104相对于框架102的移动。为清楚起见，在图5-8中，支撑带显示为与框架102分离，其中应理解，在使用和操作中，带160连接到椅子的一部分，例如框架102。

如图8-11中最佳所示，杆168包括直立构件，其具有近端或下端和远端或上端。下端例如由框架102和带160支撑。下端可以包括大致C形构件，其限定形成下部铰链插口170的通道。下部铰链插口170接纳形成在带160上的轴166并且限定枢转轴线。应理解，下端可以以其它方式连接到框架102或轭部104，其中杆168可通过直立构件围绕虚拟枢转轴线的弯曲而枢转。上端是可通过围绕轴166的枢转或通过与杆168到框架102的悬臂连接或通过沿着杆168定位在别处的悬臂接头相对于下端移动的自由端。

该杆包括第一梁174，其具有附接到直立构件的远端的第一支撑垫178。如图11中所示，第一支撑垫178包括第一背衬构件180和第一缓冲构件182，但是还可以使用单片支撑垫或多于两片。在一些实施例中，枢转接头形成在第一梁174与第一支撑垫178之间。例如，该第一梁可以包括大致C形构件，其限定形成上部铰链插口186的通道。第一背衬构件180可以包括轴188。上部铰链插口186接纳形成在第一背衬构件180上的轴188，从而为第一支撑垫178限定枢转轴线。在示例性实施例中，第一支撑垫是腰椎支撑垫。

该杆还包括第二梁190，其可以与第一梁174一起移动并且还独立于第一梁174。在各种示例性实施例中，第一梁174具有分离第一梁174和第二梁190的若干部分的空间或开口。该第二梁具有基座和从第一梁174朝向用户区向外延伸的弯曲上部构件。枢转接头形成在第二梁190的基座处，以使第一和第二梁174, 190具有独立柔性的上部部分，而其下部部分联接到共同轴线并且围绕共同轴线枢转。

第二支撑垫194连接到第二梁190。如图11中所示，第二支撑垫194包括第二背衬构件196和第二缓冲构件198，但是还可以使用单片支撑垫或多于两片。在一些实施例中，枢转接头形成在第二梁190与第二支撑垫194之间。例如，第二梁190可以包括大致C形构件，其限定形成中间铰链插口200的通道。第二背衬构件196可以包括轴202。中间铰链插口200接纳形成在第二背衬构件196上的轴202，从而为第二支撑垫198限定枢转轴线。在示例性实施例中，第二支撑垫198是骶骨支撑垫。

可以使用若干材料（诸如塑料材料（聚丙烯、聚乙烯、尼龙174、ABSGF 180, 196或用于抗蠕变的乙缩醛））来构造支撑垫。还应认识到，支撑垫可以由单种材料或若干材料的组合构造而成以在用户的骶骨上提供多种支撑或力产生效果。在操作中，该垫有助于避免任何压力点在用户的背部上的形成。支撑垫的尺寸、形状和构造可以根据椅子的结构和所需支撑改变。在各种示例性实施例中，支撑垫178, 194可以包括不同枢转机构，例如解除槽。

在各种示例性实施例中，轭部104的前盖板130上的突出部134在所述上端与所述下端之间接合直立构件的后表面。该后表面可以构造有通道、凹槽或凹谷以接纳突出部。当轭部104移入和移出或者围绕第一枢转轴线旋转时，通过相对于框架102平移带160，杆168和支撑垫178, 194同样通过在垂直定位在第一枢转轴线和位置下方并且与其间隔开的位置处围绕第二枢转轴线枢转而移入和移出。

杆168可以还包括在第二梁190上方延伸以接纳柱塞组件的至少一部分的槽，如图14中所示。偏置构件146按压压靠第二支撑垫194的销144。该柱塞组件在卸载位置中向前推动第二支撑垫194以与椅背（例如靠背的柔性网部分）进行接触。在卸载位置中，该柱塞组件将第二支撑垫194压靠在靠背上，从而在柔性网中呈现突出部分。当用户坐在椅子中时，柱塞组件被压缩。

如图所示，各种支撑垫178, 194具有与悬挂材料的后表面接合的向前面向的支撑表面。在其它实施例中，这些支撑垫可以直接支撑用户，或者可以在内部嵌入或提供到靠背结构，包括例如软垫。

应了解，各种实施例对在多种姿势位置中的静态和动态用户活动两者都有效，范围从积极任务到完全斜躺。

已经出于解释一般原理和实际应用的目的提供了某些示例性实施例的前述具体实施方式，从而使得所属领域的技术人员能够理解针对各种实施例的公开内容并且具有适于所构思特定用途的各种修改。此描述未必旨在穷尽列举或将本公开内容限于所公开示例性实施例。本文中公开的任何实施例和/或元件可以彼此组合以形成未具体公开的各种额外实施例。因此，额外实施例是可能的，并且旨在被包括在本说明书和所附权利要求书的范围内。本说明书描述具体实例以实现可按另一方式实现的更一般目标。

如在本申请中所使用，术语“前部”、“后部”、“上部”、“下部”、“向上”、“向下”和其它定向描述语旨在有利于对本公开内容的示例性实施例的描述，并且并不旨在将本公开内容的示例性实施例的结构限于任何特定位置或定向。程度术语（诸如，“大致”或“大约”）由所属领域的普通技术人员理解为是指在给定值以外的合理范围，例如，与所述实施例的制造、组装和使用相关联的一般公差。

Claims (20)

1.一种背部支撑结构，其包括：

框架；

支撑件，其包括具有下端和上端的直立构件，所述直立构件的所述下端在第一位置处连接到所述框架，并且支撑垫连接到所述直立构件的所述上端；

支点构件，其具有上部部分和下部部分，所述上部部分在所述第一位置上方垂直隔开的第二位置处连接到所述框架，所述支点构件包括在所述上端与所述下端之间接合所述直立构件的支点，其中所述支点构件能在多个支点位置之间移动；以及

调节机构，其包括连接到所述框架和所述支点构件的所述下部部分的调节构件，其中所述调节构件能调节从而使所述支点构件移动到所述多个支点位置。

2.根据权利要求1所述的背部支撑结构，其中，所述直立构件在所述第一位置处以可枢转方式连接到所述框架。

3.根据权利要求1所述的背部支撑结构，其中，所述支撑垫包括第一支撑垫，并且所述支撑件还包括在所述第一支撑垫下方连接到所述直立构件的第二支撑垫。

4.根据权利要求3所述的背部支撑结构，其中，所述直立构件包括第一梁和第二梁，并且所述第一支撑垫以可枢转方式连接到所述第一梁，并且所述第二支撑垫以可枢转方式连接到所述第二梁。

5.根据权利要求1所述的背部支撑结构，其中，所述调节构件包括柔性系绳，并且所述调节机构改变在所述框架与所述支点构件的所述下部部分之间延伸的所述柔性系绳的长度。

6.根据权利要求1所述的背部支撑结构，其中，所述调节构件包括具有多个齿轮齿的带，并且所述调节机构包括与所述带的所述齿轮齿啮合的齿轮。

7.根据权利要求所述6的背部支撑结构，其中，所述齿轮包括蜗轮，并且所述调节机构还包括联接到所述蜗轮的从动齿轮、与所述从动齿轮啮合的主动齿轮、以及联接到所述主动齿轮的可抓握构件，其中所述可抓握构件和所述主动齿轮能围绕第一轴线旋转，并且其中所述从动齿轮和所述蜗轮能响应于所述可抓握构件和所述主动齿轮围绕所述第一轴线的旋转而围绕第二轴线旋转。

8.根据权利要求7所述的背部支撑结构，其中，所述蜗轮、所述主动齿轮、所述从动齿轮和所述多个齿轮齿定位在所述支点构件内部。

9.一种背部支撑件，其包括：

框架；

杆，其具有上部部分和连接到所述框架的下部部分，其中所述上部部分能相对于所述下部部分移动；

第一支撑垫，其以可枢转方式连接到所述杆的所述上部部分；

第二支撑垫，其在所述上部部分与所述下部部分之间以可枢转方式连接到所述杆；

轭部，其连接到所述框架并且具有接合所述杆的突出部，所述轭部被构造成围绕第一轴线枢转；以及

调节机构，其被构造成使所述轭部围绕所述第一轴线枢转。

10.根据权利要求9所述的背部支撑件，其中，所述杆包括第一梁和第二梁，并且所述第一支撑垫以可枢转方式连接到所述第一梁，并且所述第二支撑垫以可枢转方式连接到所述第二梁。

11.根据权利要求10所述的背部支撑件，其中，所述第一和第二梁围绕所述杆的所述下部部分共同枢转，并且所述第一梁独立于所述第二梁为柔性的。

12.根据权利要求9所述的背部支撑件，其中，所述第一支撑垫独立于所述第二支撑垫枢转。

13.根据权利要求12所述的背部支撑件，其中，所述第一支撑垫包括第一轴，所述第二支撑垫包括第二轴，并且所述杆包括接纳所述第一轴的第一铰链插口和接纳所述第二轴的第二铰链插口。

14.根据权利要求9所述的背部支撑件，其中，所述突出部包括开口，并且柱塞组件至少部分延伸穿过所述开口以接合所述第二支撑垫。

15.根据权利要求14所述的背部支撑件，其中，所述柱塞组件包括销和朝向所述第二支撑垫偏置所述销的偏置构件。

16.根据权利要求9所述的背部支撑件，其中，所述调节机构包括带，所述带具有连接到所述框架的第一端部和连接到所述轭部的第二端部。

17.根据权利要求16所述的背部支撑件，其中，所述带的所述第一端部包括轴，并且所述杆的所述下部部分包括接纳所述轴以将所述杆以可枢转方式连接到所述轴的铰链插口。

18.根据权利要求16所述的背部支撑件，其中，所述调节机构包括齿轮机构，其定位在所述轭部中以用于调节所述轭部与所述框架之间的所述带的长度。

19.一种用于调节背部支撑结构的方法，其包括：

围绕第一轴线以可枢转方式支撑直立构件；

围绕第二轴线以可枢转方式支撑支点构件，其中所述第二轴线与所述第一轴线间隔开；

使所述直立构件与所述支点构件在所述第一轴线与所述第二轴线之间接合；

平移附接到所述支点构件的带；

响应于平移所述带而围绕所述第二轴线枢转所述支点构件；以及

响应于所述支点构件的枢转而围绕所述第一轴线枢转所述直立构件。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，平移所述带包括旋转与所述带接合的齿轮。

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