CN110996724B - 座椅装置和构造方法 - Google Patents

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Abstract

一种座椅装置包括：基座构件，以及一体形成的支撑构件，该支撑构件联接到基座构件并支撑可以从直立位置移动到倾斜位置的座椅，其中位于基座构件后部的支撑构件的第一部分是可弯曲的，使得第一部分的上层受拉力，并且其中位于基座构件前部的支撑构件的第二部分是可弯曲的，使得第二部分的下层受拉力，其中第一部分的上层和第二部分的下层利用至少一个拉伸衬底被强化。

Description

座椅装置和构造方法
技术领域
各种实施例涉及一种座椅装置，并且具体地，涉及一种座椅装置，其包括：一对柔性弹性壳体构件、柔性弹性支撑构件和刚性支撑构件的各种组合，它们配合以形成可变形且柔性弹性的四杆联动装置，以及主动靠背装置，该主动靠背装置的运动可以与相关联的座椅支撑装置的运动相分离。
发明内容
在一个实施例中，一种座椅装置包括：基座构件，以及一体形成的支撑构件，该支撑构件联接到基座构件并支撑可以从直立位置移动到倾斜位置的座椅，其中当座椅从直立位置移动到倾斜位置时，支撑构件的一部分可以弯曲，使得支撑构件的第一侧受拉力，而与第一侧大体相对的第二侧受压缩，并且其中第一侧包括拉伸衬底使得第一侧具有比第二侧更高的弹性模量。
在另一个实施例中，一种座椅装置包括：座椅部件的第一部分、相对于第一部分可以在第一位置和第二位置之间移动的座椅部件的第二部分，以及座椅部件的过渡部分，该座椅部件的过渡部分位于第一部分和第二部分之间并与第一部分和第二部分成一体，并且被配置为随着第二部分在第一位置和第二位置之间移动而变形，该过渡部分包括当过渡部分变形时的受拉力侧、当过渡部分变形时的受压缩侧以及多个纵向对齐的股线，其中过渡部分的多个股线中的大部分位于受拉力侧，其中多个股线将第二部分从第二位置朝向第一位置偏置。
在另一个实施例中，一种座椅装置包括：座椅部件的第一部分、相对于第一部分可以在第一位置和第二位置之间移动的座椅部件的第二部分，以及座椅部件的过渡部分，该座椅部件的过渡部分位于第一部分和第二部分之间并与第一部分和第二部分成一体，并且被配置为随着第二部分在第一位置和第二位置之间移动而变形，该过渡部分包括第一侧、与第一侧相对定位的第二侧、具有第一弹性模量的第一材料以及具有大于第一弹性模量的第二弹性模量的第二材料，其中第二材料中的大部分位于过渡部分的第一侧，并且其中第二材料将第二部分从第二位置朝向第一位置偏置。
在另一个实施例中，一种座椅装置包括：座椅部件的第一部分、相对于第一部分可以在第一位置和第二位置之间移动的座椅部件的第二部分，以及座椅部件的过渡部分，该座椅部件的过渡部分位于第一部分和第二部分之间并且被配置为随着第二部分在第一位置和第二位置之间移动而变形，过渡部分包括第一材料和不同于第一材料的第二材料，第一材料包括热塑性塑料，其中过渡部分的弹性模量在约700,000psi至约5,000,000psi的范围内，并且其中第二材料将第二部分从第二位置朝向第一位置偏置。
在另一个实施例中，一种座椅装置包括：被配置为支撑就座的使用者的座椅表面，从该座椅表面基本上向上延伸并且在可以直立位置和倾斜位置之间移动的靠背构件，以及支撑装置。支撑装置包括第一部分、相对于第一部分可以在第一位置和第二位置之间移动的第二部分以及在第一部分和第二部分之间的第三部分，该第三部分被配置为随着第二部分在第一位置和第二位置之间移动而变形，第三部分包括当第三部分变形时的受拉力侧和当第三部分变形时的受压缩侧，其中支撑装置的第三部分包括具有第一弹性模量的第一材料和具有大于第一弹性模量的第二弹性模量的第二材料，第二材料中的大部分位于第三部分的受拉力侧。
在另一个实施例中，一种用于制造椅子部件的座椅装置子组件包括第一段和第二段，每段包括多个纵向对齐的股线，以及模制到第一段和第二段的带支架，其中第一段和第二段的至少一部分从带支架暴露且暴露的部分在不同的平面上间隔开。
在另一个实施例中，一种座椅装置包括：基座构件，以及一体形成的支撑构件，该支撑构件联接到基座构件并支撑可以从直立位置移动到倾斜位置的座椅，其中位于基座构件后部的支撑构件的第一部分是可弯曲的，使得第一部分的上层受拉力，并且其中位于基座构件前部的支撑构件的第二部分是可弯曲的，使得第二部分的下层受拉力，其中第一部分的上层和第二部分的下层利用至少一个拉伸衬底被强化。
在另一个实施例中，一种座椅装置包括第一部分、第二部分和第三部分，第二部分和第三部分可以相对于第一部分在相应的第一位置和第二位置之间移动，以及位于第一部分和第二部分之间的第一过渡部分和位于第一部分和第三部分之间的第二过渡部分，第一部分、第二部分、第三部分、第一过渡部分以及第二过渡部分是一体的单件，第一过渡部分和第二过渡部分被配置为随着第二部分和第三部分相应地在第一位置和第二位置之间移动而变形，过渡部分各自包括当相应的过渡部分变形时的受拉力侧、当相应的过渡部分变形时的受压缩侧以及多个纵向对齐的股线，其中每个过渡部分的多个股线中的大部分位于该过渡部分的受拉力侧，其中多个股线将第二部分和第三部分从其第二位置朝向其第一位置偏置，其中第一部分、第二部分、第三部分、第一过渡部分以及第二过渡部分配合形成第一侧和与第一侧相对的第二侧，并且其中第一过渡部分的受拉力侧位于第一侧，而第二过渡部分的受拉力侧位于第二侧。
在另一个实施例中，一种椅子壳体装置包括座椅部分、弯曲过渡部分和靠背部分，其中在座椅部分和过渡部分的部分中形成有一对横向间隔开的纵向狭槽，从而限定了中心区域和横向间隔开的侧部区域，其中中心区域在椅子倾斜期间可以相对于侧部区域移动，并且包覆模制层覆盖该对狭槽。
在另一个实施例中，一种座椅装置包括：座椅部件的第一部分，相对于第一部分可以在第一位置和第二位置之间移动的座椅部件的第二部分，位于第一部分和第二部分之间的座椅部件的过渡部分，其中过渡部分被配置为随着第二部分从第一位置移动到第二位置而变形，该过渡部分包括当过渡部分变形时的受拉力表面和当过渡部分变形时的受压缩表面，以及附接到过渡区域的受拉力表面的股线材料。
在另一个实施例中，一种柔性铰链装置包括：第一部分、相对于第一部分可以在第一位置和第二位置之间移动的第二部分，以及位于第一部分和第二部分之间并且被配置为随着第二部分在第一位置和第二位置之间移动而变形的过渡部分，该过渡部分包括当过渡部分变形时的受拉力侧、当过渡部分变形时的受压缩侧以及多个纵向对齐的股线，其中过渡部分的多个股线中的大部分位于受拉力侧，其中第一部分、第二部分和过渡部分是一体的单件，并且其中多个股线将第二部分从第二位置朝向第一位置偏置。
在另一个实施例中，一种柔性铰链装置包括第一部分、第二部分和第三部分，第二部分和第三部分可以相对于第一部分在相应的第一位置和第二位置之间移动，以及位于第一部分和第二部分之间的第一过渡部分和位于第一部分和第三部分之间的第二过渡部分，第一部分、第二部分、第三部分、第一过渡部分以及第二过渡部分是一体的单件，第一过渡部分和第二过渡部分被配置为随着第二部分和第三部分相应地在第一位置和第二位置之间移动而变形，过渡部分各自包括当相应的过渡部分变形时的受拉力侧、当相应的过渡部分变形时的受压缩侧以及多个纵向对齐的股线，其中每个过渡部分的多个股线中的大部分位于该过渡部分的受拉力侧，其中多个股线将第二部分和第三部分从其第二位置朝向其第一位置偏置，其中第一部分、第二部分、第三部分、第一过渡部分以及第二过渡部分配合形成第一侧和与第一侧相对的第二侧，并且其中第一过渡部分的受拉力侧位于第一侧，而第二过渡部分的受拉力侧位于第二侧。
另一个实施例包括一种制造强化椅子部件的方法，该方法包括将暴露第一段和第二段的玻璃纤维带的带支架按以下方式放置在模具中，即使得第一段和第二段的带在模具内的不同平面中间隔开，以及在带支架和第一段、第二段的带上模制壳体，其中相对于椅子部件，第一段的带邻近壳体的上表面定位而第二段的带邻近壳体的下表面定位。
另一个实施例包括一种构造座椅装置的方法，该方法包括：提供包括相对于彼此纵向延伸的多个股线的第一材料，将第一材料放置在模具中，以及将第二材料模制到第一材料以形成座椅部件，该座椅部件具有第一部分、第二部分以及位于第一部分和第二部分之间的可变形过渡部分、当过渡部分变形时的受拉力侧和当过渡部分变形时的受压缩侧，其中股线中的大部分位于受拉力侧。
另一个实施例包括一种构造座椅装置的方法，该方法包括：提供包括多个股线的第一材料，将第一材料放置在模具中，以及将第二材料模制到第一材料，以形成座椅部件拉伸侧和压缩侧，其中股线中的大部分位于拉伸侧。
另一个实施例包括一种构造座椅装置的方法，该方法包括：提供插入构件，该插入构件包括第一材料和相对于彼此纵向延伸的多个股线，该插入构件具有第一弹性模量，将该插入构件放置在模具中，以及围绕插入构件的至少一部分模制外部主体，使得插入件的至少大部分位于外部主体的拉伸侧而不是外部主体的压缩侧，外部主体包括具有小于第一弹性模量的第二弹性模量的第二材料。
另一个实施例包括一种制造强化椅子部件的方法，该方法包括：将玻璃纤维带的第一段定位在模具的第一侧上，将玻璃纤维带的第二段定位在模具的第二侧上，使得带的两段在模具内至少部分地彼此间隔开，以及在带的第一段和第二段上方将聚合材料注入模具中以模制部件，其中带的第一段邻近该部件的第一表面定位而带的第二段邻近该部件的分离表面定位，其在模制部件中至少部分地彼此间隔开。
另一个实施例包括一种制造椅子部件的方法，该方法包括：模制具有座椅部分、弯曲过渡部分和靠背部分的壳体，在座椅部分和过渡部分的部分中模制一对横向间隔开的纵向狭槽，从而在壳体中限定出中心区域和横向间隔开的侧部区域，以及在座椅部分和过渡部分上包覆模制材料并覆盖狭槽。
另一个实施例包括一种构造座椅装置的方法，该方法包括：提供包括相对于彼此纵向延伸的多个股线的第一材料，提供包括相对于彼此纵向延伸的多个股线的第二材料，将第一材料和第二材料放置在模具中使得第一材料和第二材料至少部分地彼此偏移，以及将第三材料模制到第一材料以形成具有第一侧和第二侧的座椅部件，其中第一材料的多个股线中的大部分位于座椅部件的第一侧，而第二材料的多个股线中的大部分位于座椅部件的第二侧，并且使得第一材料和第二材料至少部分地彼此偏移。
在另一个实施例中，一种座椅装置包括：被配置为支撑就座的使用者的座椅部分、从该座椅部分基本向上延伸并且相对于该部分可以在直立位置和倾斜位置之间移动的靠背部分以及偏置构件，该偏置构件与座椅部分和靠背部分相分离，并且该偏置构件包括股线材料和当靠背部分从直立位置朝向倾斜位置移动时的受拉力侧和受压缩侧，其中股线材料包括多个纵向延伸的股线，其中多个股线中的大部分位于第一侧，并且其中偏置构件将靠背部分从倾斜位置向直立位置偏置。
在另一个实施例中，一种座椅装置包括可以在直立位置和倾斜位置之间移动的向上延伸的靠背装置以及座椅装置，该座椅装置包括基本上水平延伸并被配置为在其上支撑就座的使用者的第一连杆构件、与第一连杆构件间隔开的第二连杆构件以及可操作地联接到第一连杆构件和第二连杆构件的第三连杆构件。第三连杆构件沿其长度的至少一部分是基本上柔性的，并且当靠背装置在直立位置与倾斜位置之间移动时挠动，并且被配置为将靠背装置从倾斜位置朝向直立位置偏置。第三连杆包括具有第一弯曲刚度的第一材料和具有大于第一弯曲刚度的第二弯曲刚度的第二材料。
在另一个实施例中，一种座椅装置包括可以在直立位置和倾斜位置之间移动的向上延伸的靠背装置以及座椅装置，该座椅装置包括基本上水平延伸并被配置为在其上支撑就座的使用者的第一连杆构件、与第一连杆构件间隔开的第二连杆构件以及可操作地联接到第一连杆构件和第二连杆构件的第三连杆构件，第三连杆构件沿其长度的至少一部分是基本上柔性的，其中第三连杆当靠背装置在直立位置与倾斜位置之间移动时挠动，并且被配置为将靠背装置从倾斜位置朝向直立位置偏置，其中第三连杆包括具有第一弯曲刚度的主体部分和具有大于第一弯曲刚度的第二弯曲刚度的强化构件，主体部分包括热塑性塑料，而强化构件包括被配置为结合到第一材料的热塑性塑料的股线材料。
另一个实施例包括一种构造座椅装置的方法，该方法包括：提供包括具有第一弯曲刚度的第一材料的至少一个强化构件，将强化构件放置在第一模具中，将至少一个结构性座椅元件模制到该强化构件，使得强化构件和至少一个结构性座椅元件配合以形成单件式插入构件，将插入构件从第一模具中移出，将插入构件放置在第二模具中，以及围绕插入构件的至少一部分模制外部主体，外部主体包括具有小于第一弯曲刚度的第二弯曲刚度的第二材料，其中外部主体的至少一部分和插入构件的至少一部分被配置作为连杆，该连杆随着座椅装置的靠背装置在直立位置和倾斜位置之间移动而挠动并且被配置为将靠背装置偏置从倾斜位置朝向直立位置偏置。
本文所述的座椅装置的各种实施例可以提供具有用于舒适地支撑就坐的使用者的适当配合和功能的平台，并且可以通过减少相关的零件数量、制造成本和人工成本来降低或转移成本。座椅装置包括一种简单、耐用且外观吸引人的设计，能够通过减少与更复杂的设计相关的零件磨损延长使用寿命，允许在制造和组装过程中提高精度，可以减少与更复杂的系统的操作相关的噪音，包括能够在整个系统操作期间存储有用能量的能力，允许相对减轻相关系统的重量，并且特别适合于所提出的用途。此外，本文所述的设备和方法提供了一种适形的弹性柔性的装置，其可以以相对较低的成本按照相对复杂的几何形状进行配置，和/或可以显著降低机械类型的装置所需的复杂性。
通过参考以下说明书、权利要求以及附图，本领域技术人员可以进一步理解和意识到各种实施例的这些以及其他特征、优点和目标。
附图说明
图1是座椅装置的实施例的透视图；
图2是图1所示的座椅装置的实施例的侧正视图，其中靠背组件以实线示出处于直立位置，而以虚线示出处于倾斜位置；
图3是图1所示的椅子的实施例的透视图，其中移除了织物覆盖物；
图4是沿图3的线IV-IV截取的图1中所示的椅子的实施例的侧正视截面图，其中靠背组件显示为处于直立位置；
图5是沿图3的线IV-IV截取的图1中所示的椅子的实施例的侧正视截面图，其中靠背组件显示为处于倾斜位置；
图6是沿图3的线VI-VI截取的图1所示的椅子的实施例的侧正视截面图；
图7是沿图1的线VII-VII截取的图30所示的椅子的实施例的侧正视截面图；
图8是后壳体构件的透视图，其内部部件以虚线示出；
图8A是图7的区域VIIIA的局部放大侧视图；
图8B是图7的区域VIIIB的局部放大侧视图；
图9是后壳体构件的俯视平面图，其内部部件以虚线示出；
图10是后壳体构件的底部平面图，其内部部件以虚线示出；
图11是前后强化构件的透视图；
图12是插入件的透视图；
图13是第一模具组件和插入件的侧正视截面图；
图13A是示出用于构造座椅装置的第一方法的流程图；
图13B是示出用于构造座椅装置的第二方法的流程图；
图14A是第二模具组件和后壳体构件的侧正视截面图；
图14B是图14A的区域XIVB的放大截面侧视图；
图15是止动构件的透视图；
图16是非重量激活座椅结构的透视图；
图17是座椅壳体构件的侧正视示意图；
图18是座椅壳体构件的另一实施例的侧正视示意图；
图19是座椅装置的替代实施例的分解透视图；
图20是座椅装置的替代实施例的分解图；
图21是图20的XXI区域的放大视图；
图22是前壳体构件和后壳体构件的后透视图；
图23是图22的XXIII区域的放大视图；
图24是图20的XXIV区域的放大视图；
图25是图22的XXV区域的放大视图；
图26是前壳体构件和后壳体构件彼此接合的截面图；
图27是桌子装置的透视图；
图28是沿图27的线XXVIII-XXVIII截取的桌子装置的截面图；
图29是图28的XXIX区域的放大截面图；以及
图30是沿图27的线XXX-XXX截取的放大截面图。
具体实施方式
在本文中为了描述说明的目的，术语“上”、“下”、“后”、“前”、“垂直”、“水平”以及它们的派生词应当如图1中所示相对于座椅装置。然而，应当理解的是，某些实施例可以假定各种替代的定向和步骤序列，除了明确指明相反的情况之外。还应当理解，在附图中例示说明并在以下说明书中进行描述的特定装置和过程仅是所附权利要求书中限定的发明构思的示范性实施例。因此，和本文所公开实施例有关的具体尺寸以及其他物理特性不应当被认为是进行限制，除非权利要求另外明确地指出。本文所公开的各种实施例可以在各种座椅装置中使用并结合到其中，包括办公室座椅、普通办公室座椅、车辆座椅、家庭座椅、飞机座椅、体育场座椅、剧院座椅等。
附图标记10(图1)通常表示座椅装置的实施例。在所示的示例中，座椅装置10以办公椅组件的形式提供，并且包括邻接地板表面14的脚轮基座组件12、各自支撑在基座组件12上方的座椅组件16和靠背组件18，以及一对臂组件20。在所示的示例中，椅子组件10(图2)包括前壳体构件或第一壳体构件22和后壳体构件或第二壳体构件24。壳体构件22、24可以各自形成为一体的单件，或者包括以下所述的多个单独的部件。壳体构件22、24可以各自包括诸如任何热塑性塑料的柔性弹性聚合物材料，包括例如尼龙、玻璃纤维填充的尼龙、聚丙烯、乙酰基或聚碳酸酯；任何热固性材料，包括例如环氧树脂；或任何树脂基复合材料，包括例如碳纤维或玻璃纤维，从而使每个壳体构件22、24都能响应于使用者所施加的力适形和移动。尽管聚合物材料是优选的，但是也可以使用其他合适的材料，例如金属，包括例如钢或钛；胶合板；或包括塑料、树脂基复合材料、金属和/或胶合板的复合材料。也可以使用多种其他合适的储能材料。
前壳体构件22(图2和图3)包括：水平延伸的底部或第一部分26，其可以被配置为支撑就座的使用者；垂直延伸的上部或第二部分28，其从第一部分26向上延伸，并且被配置为支撑就座的使用者的背部；以及在第一部分26和第二部分28之间延伸的弧形过渡部分30。第一部分26包括前部部分32和后部部分34，而第二部分28包括下部部分36、上部部分38，其中弧形向前凸出的中央部分30位于它们之间并且被配置为支撑使用者背部的腰部区域。
在所示的示例中，前壳体构件22进一步包括一对横向间隔开的狭槽44，它们从第二部分28的中央部分39到第二部分28的中间部分42沿从前到后的方向延伸，从而将前壳体构件22分为内部部分48和一对外部部分50。内部部分48与外部部分50的划分允许内部部分48在靠背组件18从直立位置A到倾斜位置B的倾斜期间与外部部分50分开挠动。如图4和图5中最佳所示，前壳体构件22在倾斜期间的挠动使得内部部分48的挠动小于外部部分50的挠动，使得外部部分50相对于内部部分48下降，从而允许前壳体构件22中额外的柔韧性，与此同时通过内部部分48为就座的使用者提供足够的支撑。内部部分48和外部部分50挠动的差异导致前壳体构件22的第二部分28从倾斜位置朝着直立位置移动，并随着施加到内部部分48上的力增大，例如随着就座的使用者的体重所施加的力的增大，而增大施加给就座的使用者后背的压力。
前壳体构件22(图3和图6)进一步包括一对C形的起伏或孔口52，每个限定了突片54。每个突片54具有横向延伸的挠动区域56，该挠动区域的厚度相对减小，从而利于每个突片54在该区域中弯曲，如下所述。
后壳体构件24包括水平延伸的底部或第一部分58、从第一部分58向上延伸的垂直延伸的上部或第二部分60以及在第一部分58和第二部分60之间延伸的弧形过渡部分62，并且将在下面更详细地描述。
在组装时，位于上部部分38和中央部分39之间的前壳体构件22的第二部分28的中间部分42连接至后壳体构件24的第二部分60的上部部分64，例如通过声波焊接、粘合剂、整体成型、机械紧固件等。前壳体构件22和后壳体构件24可以进行配置以便在它们之间限定间隙66。
椅子组件10(图1和图2)可包括横向延伸的支撑构件或联动构件，包括一对前支撑或联动构件68和后支撑或联动构件70，其各自在前壳体构件22的第二部分28和后壳体构件24的第二部分58之间延伸。在所示的示例中，前支撑构件68沿着其长度是柔性弹性的，而后支撑构件70是相对刚性的。前支撑构件68与后壳体构件24一体地形成并且刚性地附接到前壳体构件22的突片54，而后支撑构件70与后壳体构件24成一体并且刚性地附接到前壳体构件22。应当注意，在其他实施例中，前支撑构件68和后支撑构件70可以形成为单独的件，或者形成为前壳体构件22和/或后壳体构件24的一体部分。此外，在所示的示例中，内部部分48与前支撑构件68和后支撑构件70相配合以形成控制机构，该控制机构使前壳体构件22的第一部分26的向后运动与前壳体构件22的第二部分28的倾斜运动同步，如以下进一步所述。
在本示例中，后壳体构件24的第一部分58(图6和图7)包括厚度相对减小的横向延伸的挠动区域72，其位于后支撑构件70与后壳体构件24的附接位置之前。前支撑构件68包括厚度相对减小的横向延伸的挠动区域74，其位于前支撑构件68的下端，使得前支撑构件68的挠动集中在挠动区域74中，而前支撑构件68的其余部分可以是相对刚性的并且可以保持相对笔直。前支撑构件68连接到挠动区域56之后的每个突片54。参照图4和图5，应当注意，后支撑构件70在倾斜期间保持刚性，而第二部分28、第二部分58和前支撑构件68挠动，同时挠动区域或挠动区56、72、74挠动的量大于每个相关联部件的剩余部分。应当注意，尽管本示例被描述为包括具有减小的厚度的柔性区，但是也可以使用其他构造，例如通过使用孔口、切口、减小的宽度以及其中结构的弯曲刚度相对于该结构的剩余部分被减小的一般性配置而创建的柔性区。如前所述，可以改变包括全体支撑柔性四杆联动装置的联动装置或构件的各种厚度，以便提供前述的特定支撑和弯曲特性。如上所述的构造为前壳体构件22提供了足够的挠动，同时允许前壳体构件的外周边缘76保持连续并且没有断裂或起伏，从而提供了连续的外部美学边缘，同时减少或消除通常由支撑椅表面的反复挠动引起的对支撑覆盖组件78(图1和图7)的磨损。在所示的示例中，覆盖组件78包括由前壳体构件22支撑的柔性弹性衬底层80、模制到衬底层80上的热塑性泡沫层82和热固定到泡沫层82上的织物覆盖物84。另选地，可以将织物覆盖物包裹在泡沫层82周围，并通过诸如钉的单独的机械紧固件(未示出)或与衬底层80一体模制的一体紧固件(未示出)固定到衬底层80的下侧，和/或通过拉带装置(未示出)固定在泡沫层82和衬底层80周围。在所示的示例中，泡沫层82和织物覆盖物84都是连续的并且沿着其边缘没有不规则性，例如没有孔口、起伏、切口、缝线、褶皱等。在一个替代实施例中，前壳体构件22的连续的外周边缘76可以提供不间断的边缘，围绕该边缘包裹织物覆盖物84。在另一种替代装置中，包括模制热塑性塑料的单独的最外壳体(未示出)可以代替覆盖组件78，并提供外部使用者支撑表面，从而不需要织物型覆盖物。
在一个实施例中，并且如上所述，前支撑构件68和后支撑构件70与后壳体构件24一体地形成。在本实施例中，后壳体构件24(图8至图10)包括围绕一对弹性柔性前强化或偏置构件88(图8至图11)模制的外部主体86、相对柔性的后强化或偏置构件90、中心连接器主体92(图10和12)和后支撑构件70。弹性柔性前强化构件88和弹性柔性后强化构件90各自包括纤维带，该纤维带包括模制在诸如玻璃纤维或碳纤维的股线材料周围的诸如尼龙的衬底材料，但是也可以使用其他合适的材料。在本实施例中，股线材料包括多个股线或纤维89，并且由于玻璃纤维和热塑性塑料之间的粘结特性，优选地包括玻璃纤维。此外，优选地，多个股线89相对于彼此纵向地并且沿着每个弹性柔性前强化构件88和柔性后强化构件90的前后长度类似地定向。在本示例中，弹性柔性前、后强化构件88、90各自包括连续玻璃挤压“带”，其可从明尼苏达州威诺纳的Plasticomp商购，其允许强化构件88、90成形为或呈现为与强化构件88、90所模制、粘附或附接到的制品或部件相同的基本形状。中央连接器主体92还包括中心孔口93，其用于从中接收基座组件12的柱95。
在第一模制过程(图13A)中，提供弹性柔性强化构件88、90(图13)(步骤200(图13A))并将其放置在模具组件100中(步骤202)，并且可以通过机械邻接结构(例如吸盘)和/或通过强化构件88、90与模具表面之间的静电力保持在适当位置。在本示例中，纤维带是相对柔性的并且彼此完全隔开。在另一示例中，多条纤维带可以相对于彼此定位在模具组件100的外部，并且可以至少部分地彼此重叠，并且随后可以作为预定向或定位分组放置在模具组件100内。随后在后强化构件90的前边缘101和前强化构件88的后边缘103周围模制中心连接器主体92，从而将它们彼此连接，同时将后支撑构件70模制在后强化构件90上，从而得到单件式插入件102(图12)，其包括前、后强化构件88、90、中心连接器主体92以及后支撑构件70(步骤204)。中心连接器主体92和后支撑构件70各自优选地包括热塑性材料。随后将插入件102从模具组件100移除(步骤206)。在第二模制过程中(图13B)，随后可以将插入件102放置在第二模具组件104中(图14A)(步骤208)，其中在插入件102周围模制外部主体86(步骤210)。如前所述，外部主体86可以包括诸如热塑性塑料的柔性弹性聚合物材料，包括例如尼龙、玻璃纤维填充的尼龙、聚丙烯、乙酰基或聚碳酸酯；任何热固性材料，包括例如环氧树脂；或基于树脂的复合材料，包括例如碳纤维或玻璃纤维。在本示例中，外部主体86被模制在插入件102周围，从而使弹性柔性前强化构件88(图8A)位于靠近前表面或拉伸表面106(图8)的拉伸侧155，其中当挠动区72随着靠背组件18从直立位置A移动到倾斜位置B而变形时，拉伸侧155受拉力并且压缩侧157受压缩。弹性柔性后强化构件90(图8B)位于在靠近上表面或拉伸表面108的拉伸侧151，与靠近后表面或压缩表面163的后侧或压缩侧161相对，其中当挠动区74随着靠背组件18从直立位置A朝向倾斜位置B移动而变形时，拉伸侧151受拉力并且压缩侧161受压缩。强化构件88、90的选定放置可以灵活地强化在靠背组件18的倾斜期间整体结构中最容易弯曲的区域，例如挠动区域72、74。应当注意，将强化构件88、90定位在外表面106、108的正下方，为外部主体86提供了整体外表面，该外表面可以容易地进行处理，例如通过涂漆、粉末涂覆等。还要注意的是，这种模制工艺或方法通常还允许构造各种零件、部件、子组件和结构，其将提供了各种变化的机械性能的多层以及预先构造的特征结合到单件元件中。参考图14A和14B，插入件102被放置在第二模具104的内部。锁定构件105延伸到中心连接器主体92的孔口93中并且与中心连接器主体92接合以将插入构件102保持在第二模具104内的适当位置。第二模具104包括提供流动路径109的第一浇口107和提供流动路径113的第二浇口111。应当注意，第一和第二流动路径109、113分别将模制材料引导到弹性柔性强化构件88、90上，以此方式以便促使弹性柔性强化构件88、90到第二模具104下面和上面上，从而在模制过程中将强化构件88、90保持在适当位置。优选地，外部主体86包括聚丙烯、尼龙66GF或尼龙6Gf，而玻璃纤维股线包括长玻璃树脂。此外，外部主体86优选地包括等于或大于20体积％的玻璃，更优选地包括等于或大于55体积％的玻璃，以及最优选地包括等于或大于70体积％的玻璃。
如上所述的椅子组件10的实施例提供了具有高可重复弯曲性能和支撑特性的成本有效的可倾斜座椅装置。优选地，前支撑构件68提供在约至约/>之间的弯曲刚度，更优选地在约/>至约/>之间的弯曲刚度，最优选地在约/>至约/>之间的弯曲刚度。沿着前部支撑构件68的大部分长度，前柔性支撑构件68进一步具有小于或等于约0.5英寸的最大厚度，更优选地小于或等于约0.25英寸，以及最优选在约0.150英寸和约0.040英寸之间。弹性柔性强化构件56、72和74各自具有的弹性模量或弹性模量优选地在约700,000psi至约5,000,000psi之间，更优选地在约700,000psi至约3,000,000psi之间，甚至更优选地在约1,000,000psi至约2,000,000psi之间，以及最优选地约1,600,000psi。弹性柔性强化构件56、72、74的复合材料被配置为在变形期间存储大量能量，同时抗疲劳故障。此外，构件56、72、74的复合材料和构造抗不希望的模式的变形，从而在受到破坏力时保留了预期的运动。
椅子组件10进一步包括倾斜止动装置120(图7)。在所示的示例中，止动装置120包括：止动构件122(图15)，其具有在其中接收支撑柱95的上端的圆柱形主体部分124；凸缘126，其围绕主体部分124延伸并且与下部联接器128配合以将后壳体构件24和止动构件122与柱95进行联接；以及止动臂130，其从主体部分124向后延伸。止动臂130延伸穿过后支撑构件70的前壁134中的孔口132，使得位于止动臂130的远端的一对止动件136位于限定在前壁134和后壁140之间的后支撑构件70的内部空间或腔体138内。止动臂130和止动件136配合以形成控制杆。在操作中，靠背组件18从直立位置A朝向倾斜位置B的向后倾斜受到邻接后壁140的止动件136的限制，而靠背组件18从倾斜位置B朝向直立位置A的向前倾斜受到邻接前壁134的止动件136的限制。应当指出，本构造提供了相对开放的椅子结构，使得包括柔性四杆联动装置、臂支撑结构和倾斜限制装置的部分的部件是可见的，而邻接的止动部件被隐藏在视野之外和现有的支撑结构、特别是柔性四连杆联动装置的部件内。
本发明的柔性强化装置和采用该装置的方法可以用于各种座椅构造中，并且用于各种应用、座椅组件、座椅结构和座椅元件。例如，强化装置可以在诸如图1至图7所示的重量激活式座椅装置内使用，或者在如图16所示的非重量激活式座椅结构220内使用。座椅结构220包括座椅壳体构件222，该座椅壳体构件具有水平延伸的座椅部分224和垂直延伸的靠背部分226，该靠背部分可在直立位置和倾斜位置之间移动，类似于上文关于座椅装置10所讨论的。在所示的示例中，壳体构件包括U形孔口227，该U形孔口位于座椅部分224内并且部分地延伸到位于座椅部分224和靠背部分226之间的过渡区域228中。孔口227被配置为以便形成弯曲部分230，该弯曲部分朝向壳体222的每一侧定位，并且适合于随着靠背部分226在直立位置和倾斜位置之间移动而挠动。座椅结构220进一步包括一对弹性柔性强化构件232，其结构与如上所述的弹性柔性强化构件88、90相似，并且位于壳体222的拉伸表面234附近的上侧或拉伸侧，其中当靠背部分从直立位置移动到倾斜位置时，拉伸侧受拉力。
图17示出了座椅壳体构件240的示意图，其包括座椅部分242和靠背部分244，其中壳体构件240可在直立位置和倾斜位置之间移动。壳体构件240可以包括被有利定位的弯曲位置，其中壳体构件240的材料被配置为比壳体构件240的其余部分更容易弯曲。在所示的示例中，壳体构件240可包括第一弯曲位置246，其位于座椅部分242和靠背部分244之间，从而在壳体构件240内提供如图所示的在竖直位置X和倾斜位置Y之间的弯曲特性。另一种可能应用是位于前支撑部分250之间的第二弯曲位置248，从而在壳体构件240内提供如图所示的在直立位置X和倾斜位置Z之间的弯曲特性。另外的应用可以包括在靠近壳体构件254的腰部支撑区域252(图18)、靠近座椅部分258的后座椅支撑位置256和/或壳体部件254的靠背部分262或其他部分与支撑框架或结构264之间的连接件260进行定位的类似装置。
附图标记300(图19)通常表示座椅装置的另一实施例，其中如上所述的后壳体构件24的柔性强化结构用于座椅装置300的各种和多个元件和部件中。在所示的示例中，座椅装置或椅子组件300类似于前述的椅子组件10，最显著的例外是通过多层包覆模制工艺包括第一强化构件302、第二强化构件304以及前壳体构件306的构造。在所示的示例中，椅子组件300包括前或第一壳体构件306和后或第二壳体构件308，其类似于先前描述的后壳体构件24，其中前壳体306被衬底层或舒适性表面310和织物覆盖物组件312所覆盖。
前壳体构件306包括具有水平延伸的底部或第一部分316的外壳体构件314、从第一部分316向上延伸的垂直延伸的上部或第二部分318，以及在第一部分316和第二部分318之间延伸的弧形过渡部分320。第一部分316包括前部部分322和后部部分324，而第二部分318包括下部部分326、上部部分328，以及位于它们之间并且被配置为支撑使用者背部的腰部区域的弧形向前凸出的中央部分330。前壳体构件306进一步包括一对沿从前向后的方向延伸的横向间隔的狭槽332，类似于先前关于座椅装置10所描述的椅子组件10的狭槽44。
前壳体构件306进一步包括内壳体部分334，其具有水平延伸的底部或第一部分336、垂直延伸的上部或第二部分338，以及在第一部分336和第二部分338之间延伸的弧形过渡部分340。在组装中，内壳体部分334包覆模制在外壳体构件314上，使得至少在外壳体构件314的围绕狭槽332的区域中，内壳体部分334覆盖或与底部部分316、上部部分318以及过渡部分320中的至少一部分重叠。优选地，内壳体部分334包括比构造外壳体构件314的材料更柔韧的材料，更优选地，内壳体部分334和外壳体构件314各自包括热塑性聚合物，以及最优选地，外壳体构件314包括聚对苯二甲酸乙二酯或聚对苯二甲酸丁二酯，而内壳体部分334包括热塑性聚烯烃。
椅子组件300进一步包括位于前壳体构件306的过渡部分320中的强化构件302，其中强化构件302可以是基本上刚性的或柔性弹性的，如下所述。强化构件302为弧形以匹配过渡部分320的弧形形状。在所述的示例中，强化构件302可以包括相对坚硬的材料，例如金属，并且沿着过渡部分320延伸，使得强化构件302防止底部部分316和上部部分318之间的角度随着上部部分318从直立位置移动到倾斜位置而增大，从而将顺从型或弯曲集中在过渡部分320前方的控制装置中。
椅子组件300进一步包括在突片344之间延伸的结构强化构件304，其类似于如上所述的椅子组件10的突片54。强化构件304与壳体构件306的底部部分316的一定区域重叠，以便分散在突片344附近在后壳体308和前壳体306之间传递的力。在组装中，强化构件302、304分别位于衬底层310的对应的起伏345、347内。
在所示的示例中，各种部件和元件可以类似于前述的后壳体构件24构造，并且具体地可以包括包覆模制在外部主体上的弹性柔性强化构件350、352、354、356。优选地，一个或多个结构强化构件包括模制在诸如玻璃纤维或碳纤维的股线材料周围的诸如尼龙的衬底材料，然而，也可以使用其他合适的材料，而相关联的外部主体可以包括诸如任何热塑性塑料的柔性弹性聚合物材料，包括例如尼龙、玻璃纤维填充的尼龙、聚丙烯、乙酰基或聚碳酸酯；任何热固性材料，包括例如环氧树脂；或任何基于树脂的复合材料，包括例如碳纤维或玻璃纤维。
附图标记300a(图20)通常表示座椅装置的另一实施例。由于座椅装置或椅子组件300a与之前所述的椅子组件300相似，因此图19和图20中出现的相似部件分别用相同的对应附图标记表示，除了后者在附图标记中加了后缀“a”之外。在所示的示例中，一体的单件式弹性柔性强化构件360包括前部部分362、后部部分364以及在第一部分362和后部部分364之间延伸的弧形过渡部分366。前部部分362基本上是刚性的，并且在与如上所述的椅子10的突片54相似的突片344a之间延伸，并且与壳体构件306a的底部部分316a的一定区域重叠，从而分散在突片344a附近在后壳体308a和前壳体306a之间传递的力。后部部分364基本上是刚性的，并且从前部部分362向上延伸，使得后部部分364与前壳体306a的上部部分318a的中央部分330a对准并对其进行结构性支撑。过渡部分366包括可以通过多个纵向延伸的肋条372来刚性化的基本刚性的区370，以分散由就座的使用者施加在中央部分330a上的力并在结构上对其强化，以及包括位于刚性区370前方的弹性柔性区373。过渡部分366的基本刚性的前部部分362、基本刚性的后部部分364以及基本刚性的区370配合以将前壳体306a的变形集中在前壳体306a的靠近弹性柔性区373的部分中。在本示例中，弹性柔性强化构件360可以类似于之前所述的后壳体构件24构造，其中弹性柔性强化构件360的柔性区373包括靠近拉伸表面的拉伸侧或受拉力侧和靠近压缩表面的压缩侧或受压缩侧，其中当柔性区373随着靠背组件从直立位置移动到倾斜位置而变形时，拉伸侧受拉力且压缩侧受压缩。类似于后壳体构件24，弹性柔性强化构件360可以包括以多个纵向对齐的玻璃纤维形式存在的拉伸衬底，该玻璃纤维模制在包括玻璃填充尼龙的外部壳体内，优选地其中多个纤维中的大部分位于拉伸侧，并且更优选地，其中多个纤维均位于拉伸侧。
在组装时，弹性柔性强化构件360的后部部分通过多个机械紧固件378附接到后壳体构件308a，这些紧固件通过弹性柔性强化构件360的对应孔口380、前壳体构件306a的孔口382接收，并进入后壳体构件308a的凸台384(图21)中，其中凸台384被接收在包围前壳306a的每个孔口382的对应起伏385(图22和23)中。弹性柔性强化构件360的后部部分364和前部部分362被接收在衬底层或舒适性构件310a的对应起伏345a、347a内，而衬底层310a的中心部分386在弹性柔性强化构件360的过渡部分366上方延伸。多个联接器388将衬底层310a附接到前壳体构件306a。后壳体308a(图22和24)还包括向前延伸的一体接合架387，其与由前壳体306a(图26)的横向延伸的细长孔口391限定的唇缘389(图25)接合，使得前壳体306a在接合架387和唇缘389附近与后壳体308a联接，并且使得施加在前壳体306a上的力由后壳体308a支撑。
如本文所述的弹性柔性强化装置也可以用在其他部件或组件中，例如其他家具部件。例如，可以在桌子组件400(图27)内利用弹性柔性装置，其包括由框架组件404(图28)支撑的工作表面402，该框架组件继而由多个腿406支撑。在本示例中，工作表面402(图29)包括顶部表面408、底部表面410和外周边缘412，并且包括由主体部分416覆盖的拉伸衬底414，该主体部分包覆模制在拉伸衬底414上，方式类似于以上关于座椅装置10的后壳体构件24所描述的过程。优选地，拉伸衬底14包括模制在诸如玻璃纤维或碳纤维的股线材料周围的诸如尼龙的衬底材料，然而，也可以使用其他合适的材料，而相关联的外部主体可以包括诸如任何热塑性塑料的弹性柔性聚合物材料，包括例如尼龙、玻璃纤维填充的尼龙、聚丙烯、乙酰基或聚碳酸酯；任何热固性材料，包括例如环氧树脂；或任何基于树脂的复合材料，包括例如碳纤维或玻璃纤维。拉伸衬底414可以定位在工作表面402的具有减小的厚度418的区域中，并且优选地包括诸如玻璃纤维的多个纵向对齐的股线，其在模具中在聚合材料内沿径向方向延伸穿过减小的厚度418的区域。在所示的示例中，工作表面402包括外围唇缘420，该外围唇缘被配置为在施加足够的力F时从直立位置C向下偏转到偏转位置D。外部主体416模制在拉伸衬底414周围，使得拉伸衬底414位于靠近上表面或拉伸表面424的拉伸侧422，与靠近底部表面或压缩表面428的底部或压缩侧426相对，其中当厚度减小的区域或挠动区418随着唇缘420从直立位置C移动到偏转位置D而变形时，拉伸侧422受拉力且压缩侧426受压缩，并且使得拉伸衬底414将唇缘420从偏转位置D朝向直立位置C偏置。
在另一个实施例中，该弹性柔性装置被利用在位于工作表面402内的门装置440内，并被配置为允许通过工作表面402进入并进入位于工作表面402下面的线路或线槽444的内部442(图30)。门装置440包括门446，其通过具有相对减小的厚度的挠动区450一体地连接到工作表面402的主体部分448。挠动区450包括类似于上述拉伸衬底414构造的拉伸衬底452，并且位于与其压缩侧456相对的挠动区450的拉伸侧454。门装置440被配置为使得使用者可以将门446从位置E移动到打开位置F，从而允许进入内部442，并且使得拉伸衬底452将门446从打开位置F朝向关闭位置E偏置。
应当注意，在每个上述实施例中，座椅装置和家具装置被配置成使得在完全制造和组装装置之后，可以从装置的外部看到一些、许多或所有部件，使得可见的部件形成该装置的外部美学外观，或者可替代地，其可以被封装在该装置的内部，从而使随便的观察者看不到这些部件。在座椅装置的情况下，诸如前支撑构件、后支撑构件、支撑构件以及所描述的止动装置之类的部件可以至少部分地从椅子的外部可见，并且相配合以形成其整体外部美观。某些实施例可以包括本文所述部件中的一些、许多或全部。例如，一个实施例可包括一个或多个孔口、一个或多个止动系统，和/或出于性能目的而选择的部件或材料，例如，为将座椅装置偏置到直立位置或用于材料强度要求。在一些实施例中，对特定部件的选择可能影响对各种其他部件的选择。例如，使用一个或多个特定的孔口可以指示应将哪种类型的部件或材料用于性能目的，反之亦然。
本文所述的座椅装置的各种实施例可以提供具有用于舒适地支撑就坐的使用者的适当配合和功能的平台，并且还可以例如通过减少相关的零件数量、制造成本和人工成本来降低或转移成本。座椅装置的某些方面可以包括能够实现长使用寿命，特别是非常适合于所提议的用途的简单、耐用和视觉上吸引人的设计。
在前面的描述中，本领域技术人员将容易理解，可以在不脱离本文公开的概念的情况下对所描述的实施例进行修改。这样的修改应被认为包括在以下权利要求中，除非这些权利要求通过其语言另有明确规定。

Claims (25)

1.一种座椅装置，其包括：
基座构件；以及
一体形成的支撑构件，所述支撑构件联接到所述基座构件并支撑座椅，所述座椅具有被构造成支撑在其上就座的使用者的第一部分以及可以从直立位置移动到倾斜位置的第二部分，其中当所述座椅从所述直立位置移动到所述倾斜位置时，所述支撑构件的一部分可以弯曲，使得所述支撑构件的第一侧受拉力，而与所述第一侧大体相对的第二侧受压缩，并且其中所述第一侧包括拉伸衬底使得所述第一侧具有比所述第二侧更高的弹性模量。
2.根据权利要求1所述的座椅装置，其中所述支撑构件的可弯曲部分位于所述基座构件的后部。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的座椅装置，其中所述第一侧为所述支撑构件的上侧。
4.根据权利要求1所述的座椅装置，其中所述拉伸衬底包括细长的玻璃纤维股线。
5.根据权利要求4所述的座椅装置，其中所述玻璃纤维股线被模制在热塑性塑料内。
6.根据权利要求1所述的座椅装置，其中所述支撑构件位于所述基座构件的前部。
7.根据权利要求6所述的座椅装置，进一步包括：
在所述基座和所述座椅之间延伸的后构件，其中所述基座构件、所述支撑构件、所述座椅以及所述后构件配合以形成柔性的四杆装置。
8.根据权利要求7所述的座椅装置，其中所述后构件是刚性的。
9.根据权利要求1所述的座椅装置，其中所述拉伸衬底包括多个股线。
10.根据权利要求9所述的座椅装置，其中所述多个股线包括玻璃纤维。
11.根据权利要求9和10中任一项所述的座椅装置，其中所述多个股线沿从前到后的方向延伸。
12.根据权利要求1所述的座椅装置，其中全部所述拉伸衬底位于所述第一侧。
13.根据权利要求2所述的座椅装置，其中所述支撑构件的所述可弯曲部分包括热塑性塑料。
14.根据权利要求13所述的座椅装置，其中所述拉伸衬底包括被配置为结合到所述热塑性塑料的材料。
15.根据权利要求2或13所述的座椅装置，其中所述支撑构件的所述可弯曲部分的弹性模量大于或等于1,600,000psi。
16.一种座椅装置，其包括：
基座构件；以及
一体形成的支撑构件，所述支撑构件联接到所述基座构件并支撑可以从直立位置移动到倾斜位置的座椅，其中位于所述基座构件后部的所述支撑构件的第一部分是可弯曲的，使得所述第一部分的上层受拉力，并且其中位于所述基座构件前部的所述支撑构件的第二部分是可弯曲的，使得所述第二部分的下层受拉力，其中所述第一部分的所述上层和所述第二部分的所述下层包括至少一个拉伸衬底，其中所述至少一个拉伸衬底具有的材料特性与所述第一部分的层和所述第二部分的层的材料特性不同。
17.根据权利要求16所述的座椅装置，其中所述至少一个拉伸衬底包括多个细长的股线。
18.根据权利要求16和17中任一项所述的座椅装置，其中所述至少一个拉伸衬底包括玻璃纤维。
19.根据权利要求17所述的座椅装置，其中所述多个细长的股线被模制在热塑性塑料内。
20.根据权利要求16所述的座椅装置，进一步包括：
在所述基座和所述座椅之间延伸的后构件，其中所述基座构件、所述支撑构件、所述座椅以及所述后构件配合以形成柔性的四杆装置。
21.根据权利要求20所述的座椅装置，其中所述后构件是刚性的。
22.根据权利要求17或19所述的座椅装置，其中所述多个细长的股线沿从前到后的方向延伸。
23.根据权利要求16所述的座椅装置，其中所述第一部分和所述第二部分中的至少一个包括热塑性塑料。
24.根据权利要求23所述的座椅装置，其中所述拉伸衬底包括被配置为结合到所述热塑性塑料的材料。
25.根据权利要求16所述的座椅装置，其中所述第一部分和所述第二部分中的至少一个的弹性模量大于或等于1,600,000psi。
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