JP2009165879A - 耐荷重面 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる方向に対して異なる耐荷重特性を備えたエラストマー耐荷重面を提供する。
【解決手段】耐荷重面が、サポート構造体と、該サポート構造体に取り付けられていて、第一変形プロフィールに基づく荷重で変形可能な第一層と、該サポート構造体に取り付けられた第二層と、該第一層が荷重により変形する場合作動可能に相互作用するために、該第一層と該第二層との間に配置された複数のスプリングエレメントとを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は耐荷重表面に関するものであって、より詳しくは、椅子若しくはベンチの座席若しくは背もたれ、又はベッド、簡易ベッド若しくは他の同様な製品のサポート面のようなエラストマー耐荷重面に関する。

新しくて改善した耐荷重面の開発への努力が続けられている。一般的な耐荷重面に関連して、これらの努力の主目的は耐久性があって安価な耐荷重面を得ることである。座席及び身体のサポートへの用途に関連して、快適性に着目することも重要なことである。例えば、座席に関して、長期間の使用において快適でありかつ身体の疲労をもたらさない面を提供することが重要なことである。特定の面に所望される荷重特性（例えば剛性、弾性、力／変形プロフィール）を提供することは用途ごとに変化するものであって、設計及び製作時に種々の用途に対して耐荷重面を容易に調整できることが所望される。

種々の用途用の成形耐荷重面が知られている。例えば、成形プラスチック椅子（例えばローンチェア）は多くの既知の供給者から入手可能である。これらの成形された椅子は安価な座席の選択を提供しているけれども、従来のクッションセットのようなより高価な耐荷重面において得られる支持性及び快適性のレベルを提供していない。むしろ、典型的な成形座席面に対してドラム又はトランポリンのような感覚を付与する線形力／変形プロフィールを提供している。座席及び他身体支持用途において、このことは不快で時には人間工学的に許容できない耐荷重面をもたらすかも知れない。さらに、従来の成形座席の特性を調整することは比較的制限されている。種々の材料及び種々の厚さの材料が、座席の特性の限定された調節度合を提供しているが、このレベルの調節度合は多くの用途において十分なものではない。

シート産業界においてエラストマー繊維の使用が増大しつつある。エラストマー繊維は快適で通気性のある座席構造体を提供できる。エラストマー繊維は通常ハイテクエラストマーモノフィラメント及びマルチフィラメント糸との複雑な組織で製造されている。プロセスは比較的高価な面をもたらしている。エラストマー繊維面は多くの用途において快適なものであるが、荷重が作用するとスプリングのように変形する。ある人間工学の専門家はこの変形を「ハンモキング」と呼び、腰を上向きに回転させることから望ましいことではないと考えている。ハンモキングを最小化するために、多くのサスペンションシートは荷重により生じるゆがみ量を低減するべくタイトに延伸されている。このことがシートのクッションのような感じを低下させ、タイトに延伸されたドラムのような感じを与えている。結果としてエラストマー繊維はすべての用途において理想的なものではない。

従って、種々の荷重に応答して非線形力／変形プロフィールを提供可能なエラストマー耐荷重面の必要性がある。

第一実施形態において、本発明は異なる方向で異なるサポート特性を有しているエラストマー耐荷重面を提供している。実施形態において、サポート特性はお互いに直交する方向において変化している（ディカップリング）。

本実施形態において、耐荷重面は、膜構造体の分子レベルにおける配向作用によりディカップリングされた成形エラストマー膜を含んでいる。本実施形態において、成形エラストマー膜は、エラストマーの結晶構造体の整列を増大するために必要な程度に、膜の圧縮又は延伸により配向されてもよい。配向プロセスは膜のサポート特性を変化させ、膜に配向方向における著しい弾性と、低レベルのクリープとをもたらす。配向プロセスは、膜に対して配向方向に直交方向において最小の弾性を与える。

他の実施形態において、成形エラストマー膜は膜のサポート特性及び耐荷重特性に作用する機械式構造体を含んでいる。本実施形態において、膜は、これに限定するものではないが、スリット、チャンネル、凹凸又は一方向に「たるみ」を提供する他の一体形エレメントを含んでいてもよい。所望するなら、膜は配向されてもよいし、機械式ディカップリング構造体を含んでいてもよい。

他の実施形態において、膜は膜の一つの場所から他の場所ごとに独立している、分離した複数のノードとなっている。
実施形態において、膜は複数の相互結合された幾何学的形状を形成している。例えば、膜は一体形接続セグメントにより相互接続された複数の正方形又は三角形ノードを含んでいてもよい。接続セグメントの特性は、膜のサポート特性を調節するべく変更できる。例えば、膜は膜に「たるみ(slack)」を提供するために荷重により曲るか変形する非平面の接続セグメントを含んでいてもよい。

第二実施形態において、本発明は複数層耐荷重面を提供する。
本実施形態において、耐荷重面は相互作用する上段層と下段層とを含んでいる。上段層は複数のルーズに接続されたノードを備えている。本実施形態において、上段層は一体形接続セグメントにより相互接続された複数の成形シートである。上段層は、各ノードから下段層へ向かって延伸している一体形突起を含んでいてもよい。突起は下段層の対応する構造体に相互差し込みされていてもよい。複数層の耐荷重面が、上段層と下段層との間に配置されたスプリングエレメントを含んでいてもよい。スプリングエレメントは上段層又は下段層と一体になっていてもよい。例えば、下段層が、上段層の突起を受容するようになっている複数の一体成形フレキシブルアームを含んでいてもよい。実施形態において、下段層がディカップリングされた成形エラストマー膜であってもよい。

本発明は、エラストマー材料で耐荷重面を製作する方法も提供している。製作方法は、（ａ）エラストマー膜を成形する段階と、（ｂ）エラストマー膜を一つの方向に延伸することにより、又はエラストマー膜を一つの方向に流動させるように圧縮することによりエラストマー膜を一つの方向に配向する段階と、を含んでいる。エラストマー膜は配向方向においてエラストマー膜の結晶構造体整合における増大がある位置に対して延伸されあるいは圧縮される。実施形態において、製作方法は、エラストマー膜を膜が配向されている方向とは異なる方向に機械的にディカップリングする構造体に成形する段階をさらに含んでいる。このディカップリング方向は配向方向に直交していてもよい。

ある実施形態において、膜が、（ａ）所望する配向方向に対応する側面を除いたすべての側面において膜を拘束する段階と、（ｂ）膜の流動方向における結晶構造体の整合を増大するために、膜の材料が非拘束方向に流動するように、膜に対して圧縮力を作用する段階とにより圧縮されている。

本発明は、多段層耐荷重面の製作方法をも提供する。製作方法は、（ａ）接続セグメントにより相互接続された複数のノードを有する上段層を製作する段階と、（ｂ）ノードにおいて上段層に接触させるように下段層を製作する段階を（ｃ）境界部分に配置されたスプリングエレメントを用いて上段層と下段層とを接続する段階と、を含んでいる。実施形態において、上段層が各ノードから延伸している一体形アクセルを含んでいて、下段層はアクセルを受容する一体形スプリングアームを含んでいる。

本発明は、強くてフレキシブルな耐荷重面を提供している。エラストマー耐荷重面は、製作コストが比較的安価であり、かつ熱滞流を排除するべく通気性がある軽量な面を提供している。ディカップリングされたエラストマー材料は、座席に使用するのに特に適切なサポート特性を提供する。というのは、異なる方向において異なる度合の弾性とサポート性とが提供されるからである。例えば、ディカップリングされたエラストマー材料は、前後方向でなく左右方向に弾性を備えた座席構造体を提供することができる。さらに、エラストマー材料の結晶構造体の整合を増加させることにより、膜のクリープ度合が著しく低減される。二層の実施形態において、第二段は耐荷重面の上下方向（又はＺ方向）の変位の調節を提供している。このことが、座席のサポート性及び快適性のさらなる調節を可能にしている。

本発明の実施形態における耐荷重面の斜視図である。 複数のノードを有する別の耐荷重面の斜視図である。 図２Ａにおける耐荷重面の部分拡大斜視図である。 配向前の成形エラストマー膜の平面図である。 配向中の成形エラストマー膜の平面図である。 配向後の成形エラストマー膜の平面図である。 図３Ｃにおける矢視４−４から見た成形エラストマー膜の断面図である。 第一の別の耐荷重面の斜視図である。 図５Ａにおける矢視５Ｂ−５Ｂから見た成形エラストマー膜の断面図である。 第二の別の耐荷重面の斜視図である。 図６Ａにおける矢視６Ｂ−６Ｂから見た成形エラストマー膜の断面図である。 第三の別の耐荷重面の斜視図である。 図７Ａにおける矢視７Ｂ−７Ｂから見た成形エラストマー膜の断面図である。 一体形端部を有する耐荷重面の部分拡大断面図である。 第一の別の一体形端部を有する耐荷重面の部分拡大断面図である。 第二の別の一体形端部を有する耐荷重面の部分拡大断面図である。 本発明の一つの実施形態における二層式耐荷重面の斜視図である。 図９における耐荷重面の部分拡大斜視図である。 耐荷重面の分解図であって、単一のスプリングと、単一のノードと、下層部分とを図示している。 別の下段層部分の平面図である。 別の第二下段層部分の平面図である。 一体形スプリングエレメントを備えた別の耐荷重面の斜視図である。 第二の別の一体形スプリングエレメントを備えた下段層の斜視図である。 別の三角形ノードを備えた上段層の斜視図である。 図１６における別の上段層の単一ノードの斜視図である。

本発明における、これらの及び他の目的、利点、並びに特徴が好適な実施形態の詳細説明を図面とともに参照することにより理解され明瞭になるであろう。

本発明の実施形態における耐荷重面１０を図１に図示する。図１に図示されている耐荷重面１０は椅子のフレーム（図示せず）のようなサポート構造体に使用できる成形膜である。耐荷重面１０は方向の違いにより異なるサポート特性を備えている。例えば、耐荷重面はＸ方向において大きな弾性サポート特性を備えているが、一方Ｙ方向においては比較的小さな弾性サポート特性となっている。この耐荷重面のサポート特性の「ディカップリング(decoupling)」はすぐれた快適性を提供している。本開示において、本発明は主に座席への用途を意図した種々の実施形態に関連して説明されている。しかしながら本発明は座席への用途に限定されるものではなくて、他の荷重を支える用途に使用できるものである。成形膜のサポート特性は調節可能であり、従って耐荷重面１０は種々の用途における種々の荷重の支持に適合可能なものである。

図１における実施形態において、耐荷重面１０は成形エラストマー膜１２を含んでいる。例示の実施形態において、膜１２は熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマーブロックコポリマーから成形される。このタイプの一つの適切な材料はデュポン社から入手可能なHytrel（登録商標）である。別の種々のエラストマーが、本発明に対して適切に使用することができる。成形膜１２の厚さは種々の用途において主に支える荷重に基いて変更することができるが、膜のサポート部分の配向前の平均厚さは標準的な座席への用途において約０．５０８mm−１．０１６mm（約２０−４０mil）である。実施形態において、成形部材１２は、配向方向にクリープ抵抗及び弾性を提供するために一方向（すなわちＸ方向）に配向される。膜１２はエラストマー膜の結晶構造の分子レベルでの整列を増加することにより配向されるので、サポート特性及び他の耐荷重特性が改質される。通常膜は、配向された膜１２が配向された方向において、配向されない方向に比較して材料的に異なる耐荷重特性を有する程度に配向される。膜１２を配向する一つの方法は延伸によるものである。所望する整列度(degree of alignment)を得るために必要とされるストレッチ量は用途ごとに変わるものであるけれども、ほとんどの用途において、膜が初期寸法の約二倍に延伸される場合にもたらされる。エラストマー膜１２は膜を延伸することにより配向できるけれども、ある用途においては他の方法を用いて膜１２を配向することも可能である。例えば、膜１２を延伸するというよりは、むしろある材料をハンマリング(Hammering)又は他の圧縮成形を用いて配向することも可能である。成形されたHytrel（登録商標）も含めて多くのエラストマー材料は弾性はなく、成形される場合大きなクリープ量になりやすい。本発明の配向プロセスはエラストマー材料の著しい性質の変化をもたらす。例えば、膜１２の配向は材料の弾性を増大し、固有のクリープ感受性を低減する。図１におけるエラストマー部材１２は、配向方向に直交（即ちｙ方向）する「たるみ(slack)」を提供する複数の凹凸部１４を含んでいる。荷重が膜１２に作用する場合、凹凸部１４は膜１２がｙ方向に延伸することを可能にする平坦化を受ける。凹凸部１４及び他の機械的ディカップリング構造体が以下に詳述される。

図１における膜１２は、椅子の座席フレームのような所望するサポート構造体（図示せず）に直接取りつけることのできる一体形の端部１６を含んでいる。例示の実施形態において、端部１６は膜１２の外周囲に延在していて、かつ膜１２の残りの部分より非常に厚くなっている。端部１６は、膜１２のサポート構造体への取り付けを容易にする取り付けスナップ又は他の取り付け具（図示せず）を含んでいる。代りに、端部１６が、ねじ又はボルトのような留め具（図示せず）を用いて取り付けられてもよい。端部１６は膜１２全体を囲んで延在している必要はないが、外周囲を囲んでいる異なる場所に設置された一つ以上のセグメントを含んでいてもよい。例えば、端部セグメントは長方形膜（図示せず）各々の角に設置されてもよい。端部１６は、膜１２の外周囲に設置される必要はない。ある用途において、膜１２の内部に設置された端部セグメントを有していることが望ましい。例えば、細長い表面において、端部セグメントは中央取り付け区域（図示せず）を提供するために膜内部の中心部分に含まれていてもよい。三つの別の端部構造を図８Ａ−Ｃに図示する。図８Ａは、サポート構造体（図示せず）への端部１６′の取り付けを容易にするために穴１７′を有す端部１６′を図示している。例えば、留め具（図示せず）を穴１７′の中に通すことができる。代りに、穴１７′はサポート構造体（図示せず）における支柱のような取り付け具に差し込まれてもよい。図８Ｂは、ほぼ円形断面の端部１６″を図示している。図８Ｃは、ほぼ正方形断面の端部１６″′を図示している。

前述したように、エラストマー膜１２は従来の方法と装置を用いて成形される。例えば、エラストマー膜１２は、金型を備えた従来の射出成形装置（図示せず）を用いて射出成形されてもよくて、その金型は所望する形状と外観とを備えた膜を提供するべく形成されている。本実施形態において、エラストマー膜１２は所望する材料をキャビテーの中へ射出することにより製作される。金型は成形ブランク（図３Ａ参照）を提供するようになっていて、その成形ブランクは所望するいずれかの配向が行なわれると所望する形状となる。例えば、金型は、配向プロセスが完了した後に所望する形状寸法となる部品となるように形成される。成型後、成形膜は一方向に延伸又は配向される（図３Ｂ参照）。もし配向が延伸により行なわれるなら、所定の膜に付与される正確な延伸量は膜の構造形状及び所望するサポート特性に依存する。多くの用途において、所望する整列度とするために膜を少なくとも初期長さの二倍に延伸する必要がある。膜は従来の方法及び装置で延伸することができる。結晶構造の整列度が増大する結果として、膜１２は延伸機から取り外された後でも完全に初期長さには復元しない。むしろ、配向された膜１２は延伸された長さの一定割合の長さに延伸されていて、正確な延伸量は大部分が膜材料の材料特性に依存している（図３Ｃ参照）。いずれかの所望する配向が行なわれると、膜１２はいずれの取り付け方法を用いてもサポート構造体に直接取りつけることができる。例えば、膜の端部１６（図４に図示する）は、ねじ又は他の取り付け具によりサポート構造体に取り付けることができる。膜１２は、延伸の代わりに圧縮により配向されてもよい。圧縮による配向の実施形態において、膜１２は金型又は他の構造体（図示せず）に置かれていて、その金型は膜１２における所望する配向方向に一致する少なくとも一つの側面を除いたすべての側面を拘束している。反対側の側面は膜１２の材料が配向方向の両側に沿って流動するように拘束されていなくてもよい。代りに一方の側面だけが拘束されて、従って材料の流動を一方の側に限定されていてもよい。続いて圧縮力が膜１２に作用される。例えば、金型における膜１２を圧縮するためにプレスが使用されてもよい。材料が拘束されていない方向に流動するように十分な圧縮力が作用される。この結果膜１２は延伸され結晶構造は配向方向に漸次整列される。膜１２に作用される力の大きさは、所望する整列度又は配向度に依存して、用途により変更してもよい。エラストマー膜１２の全体の配向に関連して説明してきたが、ある用途においては、膜１２全体を配向する必要はない。むしろ、ある用途においては、膜の選択した部分にだけ配向することが所望されるかも知れない。例えば、ある用途においては、膜の選択した外周部分にだけ配向することが所望されるかも知れない。このことが所望される場合、膜の局部延伸又は局部圧縮で行なうことができる。

本発明における成形膜の使用は、膜に模様を簡単に作ることができて、膜を所望するいずれの凹凸にすることができ、膜の異なる場所で厚さを変えることもできる。図示していないけれども、皮、繊維、又は他の所望する模様の外観を提供するために膜の上面を滑らかに又は模様をつけることもできる。同様に、小さな隆起、波目、穴又はクモのパターンような、考え得るいずれの構造エレメント（図示せず）を膜の上面に備えることもできる。全域にわたる凹凸及び厚さの変化した膜１２を使用することは、膜１２のサポート特性の局部的調整を可能にしている。例えば、膜１２は強いサポートが所望される部分をより厚くすることができる。

本発明の種々の実施形態を以下に詳述する。これらの実施形態各々において、エラストマー膜は、一方向においてクリープを低減するべく配向され、配向方向における所望するレベルの弾性を備えた膜を提供している。しかしながら、すべての用途において膜を配向する必要はない。むしろ、配向により提供される弾性及びクリープ抵抗とが必要とされない（所望されない）用途において、異なる方向における膜のサポート特性の変更は、単に膜の構造の変更により行なうことができる。

別の実施形態を図５Ａ、５Ｂに図示する。本実施形態において、膜１２′は、膜のｘ及びｙ方向における剛性をディカップリングする複数のスリット又は穴を形成している。より詳しくは、膜１２′が、膜１２′の著しい延伸なしに、膜の所望する方向（即ちｙ方向）における特定の延伸量を可能にする複数の穴２６′を形成している。穴２６′は図５Ａに図示するように細長くてもよい。図示するように、穴２６′は膜１２′の表面全域で互い違いになっていて、穴２６′の正確な形状、数、位置及びサイズは所望するサポート特性により決定される。図５Ｂに図示するように、膜１２′は、裂ける可能性を低減するために、穴２６′各々の周囲にビード２７′を成形してもよい。前述したように、膜１２′は、膜１２に関連してｘ方向に配向されてもよい。

別の第二実施形態を図６Ａ、６Ｂに図示する。本実施形態において、膜１２″は、一方向（例えばｙ方向）に「たるみ(slack)」を備えることにより膜１２″の剛性をディカップリングする起伏変化２６″を含んでいる。図６Ｂに図示するように、起伏変化２６″は断面で見ると正弦状であってもよい。代りに、起伏変化２６″は、断面で見るとアコーディオン形状又はプリーツ形状のようなものであってもよい。起伏変化はｚ方向に変化するいずれの形状にも追従することができる。本実施形態において、起伏変化２６″はお互いに平行に配置されている。しかしながら、起伏変化２６″は所望するサポート特性を提供するのに適切な非平行配置であってもよい。起伏変化２６′の数、サイズ、形状及び位置は膜１２″のサポート特性を調整するべく選択されてもよい。

第三実施形態を図７Ａ、７Ｂに図示する。本実施形態において、膜１０″′は膜１２″′の少なくとも一部分に延在する複数のリブ２６″′を含んでいる。実施形態において、膜１２″′が複数の平行リブ２６″′を含んでいる。リブ２６″′は補助材料を用いた膜１２″′を備えていて、その補助材料は、リブ２６″′に対して直交方向（即ちｙ方向）に膜１２″′を延伸するのに必要な力を低減していて、一方、同時にリブに対して平行方向（即ちｘ方向）に膜１２″′を延伸するのに必要とされる力に影響のないものである。リブ２６″′の数、サイズ、形状及び位置は膜１２″′のサポート特性を調整するべく選択することができる。

耐荷重面は選択的に複数のノードに分割されてもよい。図２Ａ−Ｂに図示する成形エラストマー膜１１２は、接続セグメント１２０、１２２により相互接続された複数のノード１１８を含んでいる。図２Ｂに図示するように、ノード１１８及び接続セグメント１２０、１２２は単一成型部品として一体成形されている。図２Ａ−Ｂにおける実施形態において、膜１１２は、ほぼ正方形で、同サイズで規則正しく配置された複数のノード１１８を含んでいる。しかしながら、ノード１１８は等サイズ又は規則正しい位置を必要としない。むしろノード１１８は、膜１１２の異なる場所においてサイズ、形状、配置又は他の特性が変化して、異なる部分において膜１１２のサポート特性を局部的に調整できるようになっていてもよい。本実施形態のノード１１８はほぼ正方形であるけれども、用途ごとに形状を変化してもよい。例えば円形、三角形、長方形、又は不規則な形状のノードがある種の用途において所望されるかも知れない。例示のノード１１８は、ほぼ平らな上部表面１２４であるけれども、上部表面１２４には凹凸があってもよい。例えば、ノード１１８は凸の上部表面（図示せず）であってもよい。ノード１１８と接続セグメント１２０、１２２との間のスペース１２６は通気性の膜１１２を提供していることが理解されるであろう。スペース１２６のサイズ及び形状は通気性とサポート特性との所望するバランスを提供するべく形成することができる。

前述したように、ノード１１８は複数の接続セグメント１２０、１２２により相互接続されている（図２Ｂ参照）。膜１２０のサポート特性は、接続セグメント１２０、１２２のサイズ、形状及び他の特性により影響される。本実施形態において、膜１１０は一方向に沿って弾性サポートを提供するべく形成されている。従って、配向されるｘ方向においてノード１１８を接続している接続セグメント１２０はほぼ平面である。その結果、荷重が作用する場合エラストマー膜１１２は配向方向に延伸作用を受ける。本実施形態において、膜１１２はｙ方向（即ち、配向方向に直交方向）には最小の弾性応答を有するべく形成されている。従って、ｙ方向にノード１１８を接続している接続セグメント１２２はほぼＵ字形弧に追従する非平面である。その結果、接続セグメント１２２は、配向方向に対して直交方向に「たるみ」を備えた膜を提供している。荷重により、非平面接続セグメント１２２は、曲げ作用を受けていて、その曲げ作用は、接続セグメントを平坦化し膜１１２から「たるみ」を取り除く。このことは、膜１１２が、膜１１２を延伸することなく「たるみ」方向における一定の膨脹量を受けることを可能にしている。この膨脹を達成するのに必要とされる荷重量は、接続セグメント１２０、１２２の構造形状を選択することにより膜１１２に組み込むことができる。曲げ作用を行なうために必要とされる正確な力は変化するけれども、曲げ作用は延伸作用から得られる結果と比較して、膜１１２の膨脹に対して著しく小さな抵抗と小さな弾性復元とを提供する。その結果、膜１１２は主に配向方向において弾性サポートを提供する。

他の実施形態において、本発明は多層式耐荷重面２００を提供している。図９−１１における実施形態において、耐荷重面２００が、ルーズに接続された複数のノード２０８を有している上段層２０４と、上段層２０４と相互作用し、かつ上段層を支持する下段層２０６と、上段層２０４と下段層２０６との間に挟さまれた複数のスプリングエレメント２３０とを有している。本実施形態において、上段層２０４は相互接続された複数のノード２０８を含んでいる。上段層２０４は、隣接するノード２０８、相互接続された一体形接続セグメント２１２を形成する単一の成形シートであってもよい。図９−１１の実施形態において、ノードは正方形である。しかしながら、ノード２０８は他の形状であってもよい。例えば、図１６−１７の別の実施形態において、ノード２０８′は三角形である。接続セグメント２１２の特性は、所望する隣接するノード２０８間の相互依存度のレベルを提供するべく選択される。例えば、ノード２０８間で高い相互依存度が所望される場合は、比較的短かくて厚い接続セグメント２１２が含まれていてもよくて、高い相互独立度が所望される場合には、より長くてより薄い接続セグメント２１２が含まれていてもよい。所望されるなら、膜１０との関連した前述の接続セグメント１２２と同様に、接続セグメント２１２はノード２０８間に「たるみ」を提供するべく湾曲されてもよい。例示の実施形態において、上段層２０４が各ノード２０８から下段層２０６へ向けて延伸するアクセル２１６（又は他の突起）をさらに含んでいる。以下に詳述するように、アクセル２１６は下段層２０６における対応する開口部２１８に差し込まれている。差し込みの関係は下段層２０６が上段層２０４の動きを誘導することを可能にしている。アクセル２１６は種々の形状であってもよい。しかしながら、図９−１１の実施形態において、各アクセル２１６は細長いシリンダシャフトを含んでいる。図１６及び１７に図示する別の実施形態において、各アクセル２１６′はヘッド２２２′で終点となるシャフト２２０′を含んでいる。ヘッド２２２′は、テーパ付き下端部２２４′とほぼ平らな上端部２２６′とを有している逆円錐型であって、そのテーパ付き下端部２２４′は、下段層における対応する開口部へのアクセル２１６′の挿入を容易なものにしており、その平らな上端部２２６′は、下段層における開口部からのアクセル２１６′の取り外しに抵抗するようになっている。アクセルヘッド２２２′は上段層２０４′及び下段層が容易に相互ロックの関係でスナップ留めされることを可能にしている。ヘッド２２２′は別に他の相互ロック形状を含んでいてもよい。

下段層２０６は上段層２０４用のサポート構造体を提供している。下段層２０６は選択的に弾性であって、かつ選択的に上段層２０８のノード２０８に対応するノード２４０に分離されている。図９−１１の実施形態において、下段層２０６は、前述の膜１１２と同様にディカップリングされた成形弾性膜である。下段層２０６は接続セグメント２４２、２４４により相互接続された複数の正方形ノード２４０を含んでいる。膜１１２と同様に、下段層２０６はｘ方向に配向され、そして非平面の接続セグメント２２４を含んでいて、その接続セグメント２２４はｙ方向にたるみを提供している。しかしながら膜１１２とは異なって、各ノード２４０は対応する上段層ノード２０８のアクセル２１６を受容するようになっている。

ノード２４０及び接続セグメント２４２、２４４との形状は、用途に応じて変更されてもよい。別の第一下段層２０６′を図１２に図示する。本実施形態において、下段層２０６′はｘ方向に配向されている。下段層２０６′は接続セグメント２４２′、２４４′により相互接続されている正方形ノード２４０′を含んでいる。接続セグメント２４２′はノード２４０′をｘ方向に接続していて、かつほぼ平面であって配向方向にたるみを提供するものではない。接続セグメント２４４′がノード２４０′をｙ方向に接続していて、かつｙ方向にたるみを提供するべく弓形である。別の第二下段層２０６′を図１３に図示する。本実施形態は、ノード２４０′がほぼ円形である点を除いて、ほぼ下段層２０６′と同一なものである。下段層２０６′と同様に、所望するなら下段層２０６″の接続セグメント２４２″、２４４″がｙ方向にたるみを備えていてもよい。下段層が種々の配向構造との関連で説明されているけれども、下段層が配向され又はディカップリングされる必要はない。同様に、下段層２０６が個別のノードに分離される必要もない。

前述したように、スプリングエレメントが上段層２０４と下段層２０６との間に挟さまれている。好ましくは（必要とするものではないが）、スプリングエレメント２５０は、上段層ノード２０８各々と、対応する下段層ノード２４０との間に配置されている。図９−１１に図示するように、コイルスプリングのような、スプリングエレメントが、上段層２０４と下段層２０６との間に配置された各アクセル２１６をおおって差し込まれていてもよい。個々のスプリング特性は、耐荷重面の異なる部分で異なるサポート特性を提供するために、場所ごとに変更されてもよい。

スプリングエレメントは下段層に組み込まれてもよい。図１４に図示するように、下段層３０６が、下段層３０６と一体成型された複数の一体型スプリングアーム３５０を含んでいてもよい。スプリングアーム３５０は、単一のスプリングアーム３５０が上段層ノード２０８各々に個々に整列されるように配列されている。スプリングアーム３５０はカンチレバーであって、下段層３０６から上段層２０４へ向かって延伸しているほぼ弓形であってもよい。各々のスプリングアーム３５０の上端部３５２は、対応する上段層ノード２０８の下表面と係合するべく形成されている。各スプリングアーム３５０は、対応する下段層ノード２０８のアクセル２１６を受容するべく形成されたアクセル開口部３１８を形成している。本実施形態において、アクセル開口部３１８は、アクセルがスプリングアームの中にスナップ−フィットするようにアクセルのヘッドより小さくなっている。弓形スプリングアーム３５０は、他のカンチレバー、又は弧若しくはドーム形状の弾性構造体であってもよい。

別の一体型スプリング構造体を図１５に図示する。本実施形態において、スプリングエレメント４５０各々は、いずれの方向へのアクセル２１６の移動を容易にし、従って上段層２０４をよりフレキシビリティーのあるものにしている一体型ジンバル(gimbal)４６０を含んでいる。スプリングエレメント４５０が下段層４０６から上段層２０４へ向かって延伸しているカンチレバーアーム４５２を含んでいる。スプリングアーム４５０は一体型ジンバル４６０で終点となっている。ジンバル４６０はピボットリング４６２及び取り付けリング４６４を含んでいる。ピボットリング４６２は一対のフレキシブルなブリッジ４６６によりスプリングアーム４５０の残余部分に接続されている。ブリッジ４６６はピボットリング４６２の対向側面において、お互いに正反対に向き合っている。ピボットリング４６２は、一対のブリッジ４６８により取り付けリング４６４に接続されている。取り付けヘッドブリッジ４６８は取り付けリング４６４の対向側面において、お互いに正反対に向き合っていて、そしてピボットリングブリッジ４６６から約９０°オフセットしている。使用において、ピボットリングブリッジ４６６及び取り付けリングブリッジ４６８は十分にフレキシブルなものであって、取り付けリング４６４がアクセル２１６により伝達された荷重により誘導されるようにいずれの方向にも回転するようになっている。ジンバル４６０の特性は、所望するサポート特性を提供するべく調整できる。

他の実施形態において、スプリングエレメントは下段層というよりは上段層に組み込まれていてもよい。本実施形態において、スプリングエレメントは前述のスプリングエレメントと同一のものであってもよい。

下段層は耐荷重面のサポート特性の局部的調整を提供するべく容易に形成することができる。所望するなら、スプリングエレメントの特性は、異なる部分におけるサポート特性と対応する変化を提供するべく下段層の異なる部分において変更されてもよい。例えば、選択したスプリングエレメントの剛性は、所望に応じて強いサポート又は弱いサポートを提供するべく増加又は減少されてもよい。スプリングエレメントの形状、厚さ又は他の特性は所望する局所的調整を提供するべく変更されてもよい。

前述の説明がすなわち本発明における種々の実施形態である。特許請求の範囲に規定されているような本発明の精神と実施形態とから逸脱することなく、種々の変更と修正とが行なわれてもよい。例えば「ある」「該」「前記」を用いている請求項に引用されている単数のエレメントは、単数のエレメントに限定されるものと見なされるべきではない。

１０ 耐荷重面
１２ 成形エラストマー膜
１４ 凹凸
１１２ 成形エラストマー膜
１１８ ノード
１２０ 接続セグメント
１２２ 接続セグメント
２００ 耐荷重面
２０４ 上段層
２０６ 下段層
２０８ ノード
２１６ アクセル

Claims (11)

1. サポート構造体と、
   該サポート構造体に取り付けられていて、第一変形プロフィールに基づく荷重で変形可能な第一層と、
   該サポート構造体に取り付けられた第二層と、
   該第一層が荷重により変形する場合作動可能に相互作用するために、該第一層と該第二層との間に配置された複数のスプリングエレメントとを具備する耐荷重面。
2. 該第一層が複数のノードを含んでいる請求項１に記載の耐荷重面。
3. 該複数のノードが複数のコネクタにより相互接続されている請求項２に記載の耐荷重面。
4. 該複数のコネクタが該複数のノードと一体で成形されている請求項３に記載の耐荷重面。
5. 該複数のノード各々が該複数のスプリングエレメントの特定の一つに作動可能に相互接続されている請求項４に記載の耐荷重面。
6. 該複数のスプリングエレメントが、該第一層と該第二層との間に挟さまれた複数のコンプレッションスプリングとしてさらに形成されている請求項５に記載の耐荷重面。
7. 該複数のスプリングエレメントが、少なくとも該第一層及び該第二層との一方に一体となっている請求項５に記載の耐荷重面。
8. 該複数のスプリングエレメント各々が、少なくとも該第一層及び該第二層との一方のカンティレバ延伸部である請求項７に記載の耐荷重面。
9. 該複数のスプリングエレメント各々がジンバルを含んでいる請求項８に記載の耐荷重面。
10. 該複数のスプリングエレメントが該第二層と一体になっていて、そして該ノード各々が、該複数スプリングエレメントの対応する一つと作動可能に係合するために該第二層へ向かって延伸しているアクセルを含んでいる請求項９に記載の耐荷重面。
11. 該アクセル各々が、該複数のスプリングエレメントの対応する一つに形成されたアクセル開口部にスナップフィットされるヘッドを含んでいる請求項１０に記載の耐荷重面。

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