TW202103608A - 椅底座 - Google Patents

Abstract

本發明實施例是有關於一種用於玻璃填充尼龍塑膠椅底座的幾何下層結構、中心轂及外轂。當在中心轂處施加垂直力或旋轉力時，幾何形狀及尺寸是椅底座轂與臂的總強度的關鍵組成部分。中心轂具有足夠的厚度以在施加力時維持尺寸穩定性。總體幾何及材料組成使得轂區域能夠以最小的塑膠壁厚度構造，同時將製品的物理強度最佳化且有利於高生產率。

Description

用於椅底座下層結構之裝置及方法

本揭露一般而言是有關於椅底座上的特徵。 [優先權、交叉參考及併入]

本申請案根據35 U.S.C. §119主張2019年4月4日提出申請、標題為「用於椅底座下層結構之裝置及方法（APPARATUS AND METHODS FOR THE UNDERSTRUCTURE OF A CHAIR BASE）」的美國臨時專利申請案第62/829,348號的優先權。上述美國臨時專利申請案的全部內容據此併入本文獻供參考，且構成本說明書的一部分以針對其所含有的所有內容用於所有目的。此外，在本申請案的申請案資料表中辨識出國外或國內優先權主張的任何及所有申請案皆根據37 C.F.R. § 1.57併入本文供參考。

椅底座可包括支撐椅子、通常是安裝在輪子上的辦公椅的結構，使得椅子可圍繞使用者的桌子區域滾動。

為了本發明內容的目的，本文闡述實施例的某些態樣、優點及新穎特徵。應理解，根據所述實施例中的任何特定實施例，未必可達成所有此種優點。因此，例如，熟習此項技術者將認識到，所述實施例可以達成本文所教示的一個優點或一組優點而不必達成本文可能教示或建議的其他優點的方式來實施或施行。

一般而言，垂直力是壓縮力，乃因使用者的重量向下壓在插入中心轂中的椅子的軸上。旋轉力圍繞由所述軸表示的軸線施加，且一般是在椅底座的臂上施加摩擦向量及其他向量時發生。該些實驗所產生的令人驚訝的結果在於，力的集中是集中在臂之間且在整個直徑上不均勻地分佈，並且力的集中亦並非主要集中在其連接至轂的臂處。

有利地，實驗已表明該些實施例的製品利用更少的材料及壁厚度，使得臂與轂的關係具有突出的垂直及扭轉強度。所述實施例的功能及結構優點之一是強度集中於在正常情況下施加在椅底座上的力所集中之處；即，在臂之間的外轂上的中心點處，而非人們可能認為的臂中心的放置。應注意，在本揭露通篇中，「臂」及「腿」可互換使用，以指代此種類型的椅底座上的其上安裝有滾輪/腳輪的附件。

結構加強元件在臂之間的此種放置會產生用於椅底座的意外堅固的下層結構。由於此種優點及其他相關優點，在某些地點中可增加下層結構取芯（coring），且可減小壁厚度。該些輔助優點藉由減少材料的使用來降低成本，增強注射模製製程中的冷卻，且改善工具壽命。

一些實施例可包括椅底座，所述椅底座包括下層結構及頂部，所述椅底座更包括：中心開口，被配置成接納轉椅的軸；多個臂，所述多個臂中的每一者被配置成接受腳輪桿；轂，包圍所述中心開口且連接至所述多個臂，所述臂一般自其以均勻間隔的方式徑向延伸；箍結構，環繞所述轂且包括：多個箍肋，圍繞所述轂的圓周均勻地間隔開且支撐其外壁，所述多個箍肋中的每個箍肋沿著與所述多個臂中的兩個相鄰的臂之間的間隙對準的半徑延伸；箍壁，所述箍肋連接至所述箍壁且所述多個臂自所述箍壁延伸；以及多個箍芯，包括被所述多個箍肋中的相鄰的箍肋、所述箍壁的一部分及所述轂的外壁的一部分包圍的空隙，所述多個箍芯中的每個箍芯一般與所述多個臂中的一者逕向對準。

在一些實施例中，所述多個臂中的每個臂包括至少一個臂肋，其中所述臂肋是X形的。

在一些實施例中，所述臂肋設置在所述椅底座的所述下層結構上，而不設置在所述椅底座的所述頂部上，其中所述椅底座的所述頂部面對所述轉椅。

在一些實施例中，所述臂肋的一部分經由所述臂的所述臂肋與所述臂的側面之間的交叉點處的可變半徑而漸縮。

在一些實施例中，所述多個臂中的每個臂更包括包含空隙的至少一個臂芯。

在一些實施例中，所述臂芯鄰近所述臂肋及所述箍結構。

在一些實施例中，所述臂芯包括鄰近所述臂肋的三角形以及自所述箍結構起的延伸形狀。

在一些實施例中，所述箍肋設置在所述椅底座的所述下層結構上，而不設置在所述椅底座的所述頂部上。

在一些實施例中，所述箍肋包括位於所述多個臂中的兩個相鄰的臂之間的彎曲部分，所述彎曲部分具有介於70度至90度之間的曲率半徑。

在一些實施例中，所述箍芯設置在所述椅底座的所述下層結構上，而不設置在所述椅底座的所述頂部上。

在一些實施例中，所述箍芯為大致橢圓形。

在一些實施例中，所述箍芯的寬度是對應的所述臂的實質上相同的寬度。

一些實施例可包括椅底座，所述椅底座包括：多個臂，所述多個臂中的每一者被配置成接受腳輪桿；轂，包圍所述中心開口且連接至所述多個臂，所述臂一般自其以均勻間隔的方式徑向延伸；箍結構，環繞所述轂且包括：多個箍肋，圍繞所述轂的圓周均勻地間隔開且支撐其外壁，所述多個箍肋中的每個箍肋沿著與所述多個臂中的兩個相鄰的臂之間的間隙對準的半徑延伸；以及多個箍芯，包括被所述多個箍肋中的相鄰的箍肋及所述轂的外壁的一部分包圍的空隙，所述多個箍芯中的每個箍芯一般與所述多個臂中的一者逕向對準。

在一些實施例中，所述多個臂中的每個臂包括至少一個臂肋，其中所述臂肋是X形的。

在一些實施例中，所述臂肋的一部分經由所述臂的所述臂肋與所述臂的側面之間的交叉點處的可變半徑而漸縮。

在一些實施例中，所述箍肋設置在所述椅底座的下層結構上，而不設置在所述椅底座的頂部上。

在一些實施例中，所述箍肋包括位於所述多個臂中的兩個相鄰的臂之間的彎曲部分，所述彎曲部分具有介於70度至90度之間的曲率半徑。

在一些實施例中，所述箍芯設置在所述椅底座的下層結構上，而不設置在所述椅底座的頂部上。

在一些實施例中，所述箍芯為大致橢圓形。

在一些實施例中，所述箍芯的寬度是對應的所述臂的實質上相同的寬度。

一些實施例可包括由包括3至8個臂的統一幾何模組構造的塑膠椅底座，其中外轂被加強且在臂之間含有單個肋。

在一些實施例中，藉由位於每個臂之間的肋來加強下層結構。所述肋具有足夠的厚度以滿足特定垂直力及旋轉力要求。

在一些實施例中，臂自中心轂延伸至具有肋的腳輪插座。所述缺失的肋形成延伸至外殼壁厚度的空隙。

在一些實施例中，緊鄰中心轂的多個芯成直線且對於每個臂是相同的。

在一些實施例中，存在自臂壁的底部延伸至外殼的內部部分的「可變半徑」。此種可變半徑會提高強度且使椅底座的「A」表面上的肋下層結構的下陷/遮蔽（sink/shadowing）最小化。

在一些實施例中，臂內的第一芯與殼側壁及頂表面一起形成外環壁厚度。所述芯具有防止凹口發展的大半徑。

在一些實施例中，在中心轂處沒有加強肋與臂成直線。

在一些實施例中，椅底座是用25%與35%之間的玻璃填充尼龍（Glass Filled Nylon，GFN）6生產的。

在一些實施例中，椅底座是用工業後再循環（Post-industrial recycled）GFN 6生產的。

在一些實施例中，椅底座是用消費後再循環（Post-consumer recycled）GFN 6生產的。

在一些實施例中，椅底座是用25%與35%之間的玻璃填充聚丙烯（Glass-Filled Polypropylene，GFPP）生產的。

在一些實施例中，模腔包封電加熱器及閉環溫度控制系統。

一些實施例可包括用於椅底座的下層結構，所述椅底座具有位於中心轂外側且與每個臂成直線的芯。所述芯是由高傳熱金屬模製而成。

在一些實施例中，增大的芯尺寸會為生產提供更堅固的工具。

在一些實施例中，增大的芯尺寸會提供更高效的冷卻及提高的生產率。

在一些實施例中，對中心轂進行模製的芯是由CO2來冷卻。

在一些實施例中，CO2在高傳熱芯的底座處循環，因而使得循環時間減少且得到高生產率。

在一些實施例中，臂模具嵌件藉由CO2來冷卻。

現在將參考附圖結合各種實施例來闡述本技術的上述態樣以及其他特徵、態樣及優點。然而，所示實施例僅是實例，而不旨在進行限制。各圖式中的相同參考編號及標號指示相同的元件。並非圖式的所有元件皆與其他圖式成比例，且圖式中的一個元件相對於另一元件的比較大小未必指示一或多個實施例中的所述元件的相對大小。

在以下詳細說明中，參考形成本揭露的一部分的附圖。在詳細說明、圖式及申請專利範圍中闡述的說明性實施例並不意謂進行限制。在不背離此處提出的標的的精神或範圍條件下，可利用其他實施例，且可進行其他改變。將容易理解，本文一般闡述及圖中所示的本揭露的態樣可以各種不同的配置來佈置、替換、組合及設計，所述所有配置皆被明確地預期到且形成本揭露的一部分。例如，使用本文闡述的任何數目的態樣，可實作系統或器件，或者可實踐方法。此外，除本文所述的一或多個態樣之外，使用其他結構、功能或結構及功能，可實作此種系統或器件，或者可實踐此種方法。被闡述為「連接」、「嚙合」、「附接」或以類似方式闡述的元件應包括直接及/或間接連接、嚙合、附接等。熟習此項技術者及擁有本揭露者將會想到的對本文所示本發明特徵的改變及進一步修改以及本文所示本發明的原理的附加應用將被認為處於本發明的範圍內。

為清楚及簡潔起見，可省略對不必要的部分或元件的說明，且相同的參考編號自始至終指代相同的元件。在圖式中，為清晰及方便起見，可誇大層及區的大小及厚度。

結合附圖閱讀以下說明及所附申請專利範圍，本揭露的特徵將變得更完全地顯而易見。應理解，該些圖式僅繪示根據本揭露的某些實施例，因此不應被視為對其範圍進行限制；將藉由使用附圖以額外特殊性及細節來闡述本揭露。根據一些所述實施例的裝置、系統或方法可具有若干態樣，所述態樣中沒有一個態樣必須單獨負責所述裝置、系統或方法的期望屬性。在慮及本論述之後，且特別是在閱讀標題為「實施方式」的區段之後，應理解所示特徵如何用於解釋本揭露的某些原理。 示例性椅底座

椅底座可包括支撐椅子、通常是安裝在輪子上的辦公椅的結構，使得椅子可圍繞使用者的桌子區域滾動。輪子可安裝在多個臂的端部上，所述多個臂（以輻條狀方式）自椅底座的中心轂伸出。例如，椅底座可具有轂及幾個臂。

圖1A示出椅底座100的一個實施例。椅底座可包括用於椅底座100的轂102及臂配置或結構。在此圖中，椅底座100包括轂102及多個臂104。轂102的部分可為大致圓柱形或截頭錐形。轂102的中心可包括孔口110，以接受椅子總成的其他部分；或者，轂102可包括其他結構。多個臂104可自轂102延伸。臂104可徑向延伸且在一定程度上在向下方向上延伸。臂104的向外端部可被配置成接受腳或腳輪，一旦椅子被更完全地組裝，所述腳或腳輪將最終停靠在地面上。

在一些實施例中，轂102的直徑可為幾英吋且其高度可為幾英吋。轂102可包括外徑及內徑。在一些實施例中，轂102的外徑介於1英吋與8英吋之間；在一些實施例中，轂102的外徑介於約3英吋與4英吋之間。在一些實施例中，轂102的高度介於約2英吋與8英吋之間。臂104可為幾英吋長，且可足夠長，以在一旦椅子被更完全地組裝時充分地支撐使用者。椅底座100可由塑膠、金屬或其他一般耐用的材料製成。底座100可藉由包括注射模製、澆鑄、機械加工、壓配合等的各種製造手段來形成。轂102及臂104可形成為一體，或者可單獨地製作且隨後組裝。

在圖1A中，臂104藉由箍（或箍結構）106耦合至轂102。箍106可包括包圍轂的環狀結構。椅底座100可包括多個箍肋108。所述多個箍肋108可圍繞轂102的圓周定位。該些箍肋108可將臂104系接至中心及/或外轂102的結構。

儘管椅底座的「臂」在本文中被稱為臂，但理解到，其可被稱為椅底座的「腿」。理解到，本文所述用於臂的原理及特徵可適用於類似形狀及尺寸的腿或結構，且反之亦然。

圖1A示出本文所述椅底座100的某些實施例的下層結構的平面圖。此為下層結構，乃因在正常使用時椅底座是倒置的。因此，椅底座的一或多個臂可包括上部或頂部部分或者殼。

在一些實施例中，椅底座的一或多個臂可包括臂肋112。臂肋112可如圖1A及圖1B所示為X形。臂肋112可提供強度及/或支撐。

圖1B的立體圖示出根據一些實施例的轂102、箍106及延伸臂104。箍106可包括環結構。箍16可包括箍肋108。箍肋108可與轂102及箍芯114交叉，箍芯114是在不存在材料的情況下利用模製來形成，且在箍肋108之間間隔開。

在一些實施例中，每個臂104的殼116可為大致U形，如圖1A、圖2B、圖8及圖9所示。圖8及圖9亦示出根據一些實施例的完整的臂104以及臂端部部分，所述臂端部部分具有用於接納用於滾輪椅的腳輪的容座。因此，出於本說明的目的，例如「上方」、「上部」、「下方」或「下部」等方向參考將指如圖所示定向的椅底座而非椅底座在實際使用中的定向。

圖1A示出轂102及五個延伸臂104。如上所述，每個臂104可包括細長結構，所述細長結構包括殼116及內部X形臂肋112或桁架結構，以提供強度及剛度。轂102部分可包括兩個部分，即轂102的中心部分或內部部分以及外部部分或箍106，所述外部部分或箍106耦合至臂104或與臂104成一體。中心轂102可包括用於接納可調節空氣活塞的圓柱形容座，所述圓柱形容座包括與本發明椅底座的各種實施例兼容的類型的辦公椅或滾輪椅的軸。然而，應理解，本文關於椅底座下層結構闡述的特徵及原理同樣可適用於其他類型的椅子及座椅裝置。

在一些實施例中，關於轂102，圓柱形中心轂102可在外轂或箍上方稍微延伸，如圖1B所示。中心轂具有圍繞其最上區延伸的小的圓周邊緣，如圖1B所示。轂的外箍部分用作對椅底座的臂的連接。就此而言，有利地，椅底座的本發明設計及構造表示強度與材料使用之間的最佳折衷。亦即，相較於先前設計而言，本發明結構維持且甚至提高椅底座的強度，同時使材料的使用最小化。

在一些實施例中，椅底座由熟習此項技術者相對習知的塑膠注射模製製程構造成。在模製製程中使用的一種材料是GFN。然而，應理解，本文所述特徵及原理同樣適用於其他類型的材料或其他製造模式。臂被示出為與箍及轂區段模製成一體；然而，其他形式的附接亦處於當前實施例的範圍內。

在注射模製技術中，在由於模具的存在而不存在材料的情況下，中空空間或開口可被稱為「芯」。因此，本發明結構的取芯能夠最佳地減少材料，以降低製造成本，同時保持強度。本發明椅底座的取芯實質上增加，如下面更詳細地解釋。有利地，本發明實施例的取芯亦提供在模製期間及在自注射模製裝置頂出時對部件的更佳冷卻以及工具材料的更少金屬疲勞。

圖1A中示出鄰近箍106且與每個臂104對準的箍芯114的實例。緊鄰箍106定位的此示例性箍芯114可被稱為一級箍芯或主箍芯。在圖1A中示出五個此種芯106，芯106自箍106逕向向外定位。該些箍芯114中的每一者可為大致橢圓形狀、半橢圓形狀、圓形狀或其他形狀。該些箍芯114的大小及放置相對於先前下層結構表現出顯著的改進。每個箍芯114可具有與臂在箍106附接地點處的寬度大致相同的圓周長度。

在一些實施例中，箍106首先藉由五個箍肋108附接至中心轂102，如圖1A及圖1B所示。該些箍肋108可分開，且可部分地由相鄰的箍芯114形成。同樣地，該些轂肋118的尺寸及放置可實質上提高本發明椅底座實施例的強度。該些肋118可由同時提供箍芯尺寸的半徑形成，例如彎曲60度、70度、80度、90度、100度、110度或120度。

在一些實施例中，每個箍肋108有利地放置在相鄰的臂104之間，特別如圖1A中所示。箍肋108遠離轂102逕向延伸以形成箍106或外環。每個箍肋108的中點在一對臂之間逕向延伸且形成臂與臂的連接點，如圖1A所示。此連接點可相對於臂的中線為約45度（或30度、35度、40度、45度、50度、55度或60度）。

在一些實施例中，在整個轂102/箍106區中，可提供倒角邊緣或隅角以減輕應力且保持強度。此特別例示在如上所述及圖1A及1B所示的箍芯114及中線箍結構中。自轂102徑向延伸穿過每個箍芯114的中點，示出箍壁122的相對較薄的一部分。有利地，由於箍肋108及箍106的中線臂連接區段所提供的強度，箍壁的此部分的壁122厚度可減小，以減少材料的使用。

在一些實施例中，進一步參考圖1B，在X形臂肋112與殼116交叉處的可變半徑可容許更佳的結構強度，而不會在外表面上產生視覺後果。已發現，在臂104的底部附近以及在轂102/箍106區中施加最大應力。有利地，X形臂肋112用於極大地加固臂104，同時使材料的使用最小化。此外，臂肋112與殼116交叉處的可變半徑亦會增強臂104的強度。該些半徑隨著交叉自臂104的上部或頂部部分朝向底部移動而增加。因此，更多的材料集中在底部附近，如較寬的倒角所示。此種效果亦在圖8及圖9的橫截面中示出。

在一些實施例中，下層結構的所有箍芯114可在向下方向上；即自頂部至底部稍微漸縮。此種漸縮在朝向U形殼的U形底部的向下方向上增加壁厚度。此種漸縮會自朝向下層結構的頂部的較薄壁向朝向殼116的底部的較厚壁增加壁厚度，如圖8及圖9更詳細所示。有利地，此種漸縮可減少材料的使用，且提供拔模斜度（draft）以有利於自模具移除部件。在圖中示出的所示及所述下層結構的所有芯中可包括類似的漸縮。

在一些實施例中，每個臂104的第一臂芯120自箍壁的減小的壁厚度逕向向外延伸，如圖1A及圖1B所示。此第一臂芯120表現出在圖1A的仰視圖中特別好地示出的大致房屋狀形狀，所述房屋狀形狀在橫截面中包括正方形及在正方形上方逕向延伸的三角形。然而，如圖1A中的一個臂的替代實施例所示，其他形狀（例如，更圓的、矩形的、具有不同數目的邊及不同角度的形狀）亦是可能的。有利地，重要的是相較於先前設計而言，此第一臂芯120可具有顯著減少的材料使用。然而，其他尺寸及形狀的第一臂芯亦處於本揭露的參數範圍內。此第一臂芯120一般可為大的，以減少材料的使用，且形成臂104的第一X形臂肋112結構的一部分。 椅底座特徵及優點

在一些實施例中，所述下層結構不包括尖銳隅角或邊緣，在所述尖銳隅角或邊緣處應力可積聚且導致故障點。有利地，此種非尖銳的方法會減少材料的使用，同時保持強度。圖2A示出根據一些實施例的GFN塑膠底座。在此實例中，不存在位於臂中心的箍肋。取芯位於每個臂的中心，且被限於每個臂一個。圖2B是根據一些實施例的轂區段中的示例性加強肋及可變半徑的圖示。

圖2A的參考字母A表現出藉由消除與延伸臂的中心軸線對準的中心肋所容許的較大的取芯。有利地，較大的芯可有利於內轂及外轂的更均勻的壁厚度，使得產生更佳的冷卻特性及更低的循環時間。此外，可形成此種較大取芯的模具可提供更耐受循環金屬疲勞的堅固的金屬結構。

在此圖中，參考字母B指示與臂的中心細長軸線對準的外殼的減小的壁厚度。此特徵可具有優點，乃因垂直力及扭轉力更多地集中在臂之間，而非沿著臂的中線。

在此圖中，參考字母C指示包括轂-芯-臂模組的一個分組的圖或一組圖。所述圖示出內轂、外轂或箍及臂之間的關係。在此圖示中，底座具有5個周向定位的轂-芯-臂模組。每個臂可以此種方式獨立地連接至轂。在一些實施例及設計中，不存在離散臂與轂總成之間共享的實體元件。然而，如圖所示，所述結構可被模製成一個單元，使得轂-芯-臂模組例如由連續塑膠材料形成為一體。

在此圖中，參考字母D示出在力可被集中且強度特別有利的臂模組之間顯著加強的肋。

在此圖中，參考符號E示出在臂模組之間具有相應增加的塑膠厚度及加強的特定地點。此地點可對應於兩個轂-芯-臂模組相遇的區域，因而導致塑膠厚度增加。該些模組可形成為一體，而非獨立地或模組化地形成，以用於隨後的組裝。

圖2B是示出下層結構細節的立體圖。在一些實施例中，「可變半徑」可表徵一些或所有交叉點。半徑可闡述製造模具的輪廓。例如，若來自製造模具的給定突起形成直圓柱體，則其所形成的模製材料中的相應空隙（或芯）將趨於亦具有直圓柱體形狀。然而，由此種圓柱體形成的直角將趨於在模製空隙中形成尖銳隅角，在所述尖銳隅角處塑膠的不同壁接合在一起。此外，若相鄰的模製突起（其形成相鄰的空隙）各自具有垂直平行的壁表面，則所得空隙之間的所得壁將趨於具有均勻的厚度。但均勻的厚度往往易於出故障（慮及應力通常是不均勻的），且尖銳隅角易於集中應力。使用具有可變半徑的模具突起（且形成具有可變半徑的所得塑膠結構）可趨於分散應力並對力進行分佈。類似地，容許更多的材料填充塑膠壁相遇的隅角可加強鄰接的壁。因此，可變半徑方法可包括形成具有圓角或傾斜邊緣的突起，以及容許相鄰的突起具有帶輪廓（而非直的、平行的）側壁。此種方法可產生圖2B所示結構，其中塑膠材料中的空隙或芯具有圓角隅角。此種修圓亦可提高自模具移除部件的能力，且降低由於模具移除而導致的故障率。

圖3示出對本揭露的特徵進行說明的底座。參考字母A表示中間肋的交叉點處的取芯的半徑。芯半徑可跨越約120度、130度、140度、150度、160度、170度。參考字母B表示轂的外環外的第一臂芯。芯具有相當大的大小，且將臂殼厚度與中心加強相連。參考字母C示出圍繞箍芯的外環。參考字母D表示第一臂芯的大而流動的半徑。在此圖示中，半徑是指第一臂芯側壁的非均勻（非圓形）形狀。

圖4示出圖3的椅底座的一部分的剖開立體圖。此切斷部分（以及在圖5及圖6的視圖中所示的切斷部分）可包括例如與圖2A中的標記C對應的轂-芯-臂模組。參考字母A及參考字母C標記相鄰的箍芯的其餘部分。逕向壁位於該些芯之間，所述逕向壁將臂之間的箍肋系接至中心轂/箍區中。在一些實施例中，本文所述的半徑可為、可形成或可表徵自轂或芯大致逕向延伸的壁。參考字母B表示中心轂的壁厚度，可藉由圍繞其圓周以週期性間隔提供支撐的策略支柱（strategic strut）而將所述壁厚度最小化。參考字母D指示第一臂芯及半徑。參考字母E標記第一臂芯的底板（或頂板）。參考字母F表示臂殼的相對均勻的壁厚度。

參考字母G及H表示箍壁的漸縮。在底部G處，箍壁可較頂部H處薄，以藉由將底部上的應力分佈至頂部來提供更佳的強度，同時減少材料要求。此種漸縮的壁厚度提供可變半徑方法的實例，其趨於散佈應力且提高強度及耐久性。此處所示漸縮亦有助於注射模製製造製程，乃因模具的突起可朝向其末端漸縮，以減小使模製材料自模具工具自身脫離所需的力。參考字母I表示箍肋與轂之間的交叉點的漸縮。參考字母J表示X形臂肋的漸縮。針對一個實施例闡述的漸縮可適用於其他實施例以及其中的優點。 某些椅底座特徵的切斷圖

圖5是大致對應於圖4及圖6所示摘錄或轂-芯-臂模組（參見圖2A中的標記B）切斷的俯視圖。此視圖有助於示出結構設計元件如何一起工作以最終得到製品、材料、工具的最佳化的物理性質以及許多其他生產益處。參考A及C標記相鄰的箍芯，而參考E標記第一芯至X的其餘部分（參見圖3）。參考D指向用於此芯的斜壁，其中較薄的X壁中的一者與逕向臂結構的較厚壁接合。當自頂部至底部量測時及當橫向量測時，或者當自頂部至底部量測時且當橫向量測時，此斜壁可包括可變半徑。

圖6是轂-芯-臂模組（參見圖4及圖5以及圖2A中的標記B）的切斷的側視圖。此是自朝向椅底座的中心軸線的角度示出的。

圖7是與接納腳輪或輪子的軸的插入開口或腳輪插座對應的臂的終端的細節的立體圖。此種設計特徵會提高垂直強度及旋轉強度兩者。此視圖亦示出在臂或腿的端部處的最後一個芯，其示出強度增強且材料的使用減少的全圓角倒角芯。

圖8及圖9的剖視圖示出X形肋及臂的殼的可變半徑特徵。在許多情況下，壁厚度是均勻的。在力集中的其他地點中，壁漸縮以在該些區中策略性地分佈材料。圖9的剖開圖示出箍芯的底部（當椅底座在使用時其頂板）如何可被修圓，此會提供強度、重量及應力分佈以及模具移除益處。 更薄、更均勻的壁厚度的優點

在一些實施例中，本發明實施例容許椅底座在設計的許多關鍵區域中表現出更薄的壁厚度。當慮及施加在所述類型的椅底座上的顯著的力時，此是重要且令人驚訝的優點。壁厚度的減小在注射模製製程中帶來許多優點。在自模具中頂出之前，將注射模製部件自製造溫度冷卻，使得所述部件在頂出時保持其形狀。在模製製程的部件冷卻步驟期間，應使壓力、速度及塑膠黏度的變化最小化以避免缺陷。本發明椅底座實施例的一個重要態樣是壁厚度。此特徵可主要影響最終部件的成本、生產速度及品質。

設計適當的椅底座壁厚度可顯著影響製造的成本及生產速度。在保持強度折衷的同時，目標是選擇可能的最薄的壁。有利地，更薄的壁使用更少的材料，此會降低成本且需要更少的時間來冷卻，從而減少循環時間。可使用的最小壁厚度取決於部件的大小及幾何形狀、結構要求及樹脂的流動行為。注射模製部件的壁厚度一般介於2毫米至4毫米（0.080"至0.160"）的範圍內。

厚的區段較薄的區段需要更長的時間來冷卻。在冷卻製程期間，若壁具有不一致的厚度，則較薄的壁將首先冷卻，而厚的壁仍在凝固。當厚的區段冷卻時，其圍繞已為固體的較薄區段收縮。此導致在所述兩個區段相遇之處發生翹曲、扭曲或裂縫。為避免此種問題，本發明椅底座實施例在整個部件中具有實際上完全均勻的壁。在壁不具有均勻厚度的情況下，厚度的變化是漸進的。有利地，上述壁厚度漸縮不僅會減少材料的使用，而且亦會避免冷卻期間的缺陷。在當前設計中，在高模製收縮塑膠中，壁厚度變化不超過10%。厚度過渡是漸進的；約為3比1。此種漸進過渡會避免應力集中及突然的冷卻差異。而且，上述倒角及斜切隅角使模具內的壓力的急劇變化最小化。

在一些實施例中，本發明下層結構提供更少的應力點及減少的材料。圖10A是根據一些實施例的臂肋的一部分的示範性圖示，所述臂肋的一部分經由臂的臂肋與臂的側面之間的交叉區域1002處的可變半徑而漸縮。漸縮可在底部較頂部的漸縮寬（或具有更大半徑）。

圖10B示出根據一些實施例的臂及箍結構的漸縮。臂芯120可包括底部部分1004及頂部部分1006。可以看出，臂芯120的底部部分1004大於臂芯120的頂部部分1006。此乃因可變半徑1008自頂部部分1006向底部部分1004漸縮。

圖10B是根據一些實施例的可包括底部部分1010及頂部部分1012的箍芯114的示範性圖示。可以看出，箍芯114的底部部分1010大於箍芯114的頂部部分1012。此乃因可變半徑1014自頂部部分1012向底部部分1010漸縮。

圖10C示出根據一些實施例的椅底座的俯視圖。如圖所示，椅底座的芯（例如臂芯及箍芯）位於椅底座下層結構上而非位於椅底座的頂部上。

圖10D示出根據一些實施例的臂肋至臂肋芯的漸縮。臂肋至臂肋芯1022位於臂肋1024與臂肋1026之間。臂肋至臂肋芯1022可包括底部部分1028及頂部部分1030。可以看出，臂肋至臂肋芯1022的底部部分1028大於臂肋至臂肋芯1022的頂部部分1030。此乃因可變半徑1032、可變半徑1034自頂部部分1030向底部部分1028漸縮。

圖10D進一步示出根據一些實施例的臂肋至側壁芯1036的漸縮。臂肋至側壁芯1036位於臂肋1024與臂的側壁1038之間。臂肋至側壁芯1036可包括底部部分1042及頂部部分1040。可以看出，臂肋至側壁芯1036的底部部分1042大於臂肋至側壁芯1036的頂部部分1040。此乃因漸縮1044自底部部分1042及頂部部分1040的可變半徑所致。

圖10E及圖10F示出根據一些實施例的椅底座的應力分佈。圖10E示出根據一些實施例的來自臂的側面的應力的應力分佈。應力可分佈通過臂的側壁且遍及肋。圖10F示出根據一些實施例的來自椅底座的頂部的應力在臂上的應力分佈。應力可分佈遍及臂的側壁，且通過肋、通過包括箍壁及箍肋的箍結構、到達轂且到達其他臂。椅底座的特徵可以有效的方式分佈應力，同時減少材料要求。

對於本文的一些實施例有利的是，在為底部處的重量提供加強的同時，對材料的需求更少。材料的減少容許更快的冷卻，乃因設計容許更薄的壁。此外，漸縮容許易於自模具注射機移除。 測試結果

兩種類型的測試已確認當前椅底座實施例的優點。此種測試是椅底座行業中對於最低安全性及強度的標準。在此兩種情況下，當前實施例的椅底座皆大幅度地超過該些最低標準。

在被稱為靜態載荷測試或BIFMA測試的第一測試中，待測試的椅底座被支撐在每個臂（沒有腳輪)的端部處，且在轂處施加垂直載荷。此測試的最低標準是2500磅每平方英吋（psi），在規定的時間段內施加兩次。不應發生故障。在一次測試中，如圖11所示，當前實施例的一個椅底座沒有出現故障，直至施加3995磅每平方英吋。在另一測試（未示出）中，直至達到4760磅每平方英吋才發生故障。

另一測試被稱為跌落測試。將帶有腳輪的椅底座放置在固體表面上，且300磅的載荷自轂上的6英吋跌落。不應發生故障。由於腳輪的存在，此測試有助於確定椅底座是否不僅能夠承受垂直載荷而且亦能夠承受施加至臂的扭轉力。

已測試了本揭露的實施例，且顯示出本揭露的實施例未出現故障，直至載荷自12英吋跌落。 其他實施例

可對上述實施例進行多種變化及修改，所述實施例的元件應被理解為處於其他可接受的實例中。所有此類修改及變化皆旨在包括在本揭露的範圍內。前述說明詳述了某些實施例。然而，應理解，無論前述說明在正文中顯得多麼詳細，所述系統及方法皆可以多種方式來實踐。亦如上所述，應注意，當闡述系統及方法的某些特徵或態樣時使用特定術語不應被認為暗指所述術語在本文中被重新定義為受限於包括與所述術語相關聯的系統及方法的特徵或態樣的任何特定特性。

對本揭露中所述的實作方式的各種修改可容易對熟習此項技術者顯而易見，且在不背離本揭露的精神或範圍的條件下，本文所定義的一般原理可適用於其他實作方式。因此，不旨在將申請專利範圍限制於本文所示的實作方式，而是應符合與本文所揭露的本揭露、原理及新穎特徵相一致的最寬範圍。另外，此項技術中具有通常知識者將容易理解，為易於闡述各圖，有時使用用語「上部」及「下部」，且所述用語在適當定向的頁面上指示與圖的定向對應的相對位置，且可不反映所實作的器件的適當定向。

在本說明書中在單獨實作方式的上下文中闡述的某些特徵亦可以單一實作方式以組合形式實作。相反，在單一實作方式的上下文中闡述的各種特徵亦可以多種實作方式單獨實作或者以任何合適的子組合實作。此外，儘管特徵可在上面被闡述為以某些組合起作用，且甚至最初亦如此主張，然而在一些情況下，來自所主張組合的一或多個特徵可自所述組合中除去，且所主張的組合可指向子組合或子組合的變型。

類似地，儘管操作在圖式中是以特定順序繪示，然而此不應被理解為要求以所示特定順序或以相繼順序執行此種操作，或者執行所有示出的操作以達成期望的結果。此外，圖式可以流程圖的形式示意性地繪示一多個示例性製程。然而，未繪示的其他操作可併入示意性示出的示例性製程中。另外，其他實作方式處於以下申請專利範圍的範圍內。在一些情況下，申請專利範圍中所述的動作可以不同的順序執行，且仍達成期望的結果。

除非另外明確闡明，或者在所使用的上下文中以其他方式理解，否則例如「可（can、could、might或may）」等條件語言一般旨在傳達某些實施例包括，而其他實施例不包括某些特徵、元件及/或步驟。因此，此種條件語言一般不旨在暗指特徵、元件及/或步驟以任何方式是一或多個實施例所需要的，或者一或多個實施例必然包括用於在具有或不具有使用輸入或提示的情況下決定該些特徵、元件及/或步驟是否包括在任何特定實施例中或是否將在任何特定實施例中執行的邏輯。

用語「實質上」可意指所述特性、參數或值不需要精確地達成，但偏差或變型（包括例如容差、量測誤差、量測準確度限制及熟習此項技術者已知的其他因素）可以不排除所述特性旨在提供的效果的量出現。用語「實質上」可意指0.01%、0.1%、1%、5%或10%的差異。

當用語「實質上」結合用語「即時」使用時，形成此項技術中具有通常知識者將容易理解的片語。例如，容易理解的是，此種語言將包括其中沒有或很少的延遲或等待是可辨別的，或者其中此種延遲足夠短以至於不會對使用者造成干擾、刺激或其他困擾的速度。

除非另外明確闡明，否則例如片語「X、Y及Z中的至少一者」或「X、Y或Z中的至少一者」的連接語言應根據一般用於傳達項、用語等可為X、Y或Z或者其組合的上下文來理解。例如，用語「或」是以其包含性意義（而非其排他性意義）使用，適當當用於例如連接一列表元件時，用語「或」意指所述列表中的元件中的一個、一些或所有者。因此，此種連接語言一般不旨在暗指某些實施例需要X中的至少一者、Y中的至少一者及Z中的至少一者各自存在。

本文所使用的用語「一」應被賦予包含性的解釋而非排他性的解釋。例如，除非明確指明，否則用語「一」不應理解為意指「恰好一個」或「一個且僅一個」；相反，用語「一」意指「一或多個」或「至少一個」，無論是在申請專利範圍中還是在本說明書中的別處使用，且無論是否在申請專利範圍或本說明書中的別處使用量詞，例如「至少一個」、「一或多個」或「多個」。

用語「多個」是指項中的二或更多者。用語「約」意指數量、尺寸、大小、配方、參數、形狀及其他特性不需要是精確的，但可根據需要為近似的及/或更大或更小，以反映可接受的容差、轉換因子、四捨五入、量測誤差等以及熟習此項技術者已知的其他因素。

本文所使用的用語「包括」應被賦予包含性的解釋而非排他性的解釋。例如，包括一或多個處理器的通用電腦不應被解釋為排除其他電腦組件，且可能包括例如記憶體、輸入/輸出器件及/或網路介面等此種組件。

儘管以上詳細說明已示出、闡述及指出應用於各種實施例的新穎特徵，然而可以理解，在不背離本揭露的精神的條件下，可作出所示器件或製程的形式及細節上的各種省略、替換及改變。可認識到，本文所述實施例中的某些實施例可在不提供本文所述所有特徵及益處的形式內實施，乃因一些特徵可與其他特徵分開使用或實踐。本文所揭露的某些實施例的範圍是由所附申請專利範圍而非前述說明來指示。在申請專利範圍的等效形式的含義及範圍內的所有變化皆應包含在其範圍內。

應注意，對本文所述當前較佳實施例的各種改變及修改將對熟習此項技術者顯而易見。在不背離本發明的精神及範圍且不減少其伴隨優點的條件下，可作出此種改變及修改。例如，可根據需要重新定位各種組件。因此，旨在將此種改變及修改包括在本發明的範圍內。此外，並非所有特徵、態樣及優點皆為實踐本發明所必需的。因此，本發明的範圍旨在僅由以下申請專利範圍來界定。

數值資料可在本文中以範圍格式表達或呈現。應理解，此種範圍格式僅是為了方便及簡潔而使用，因此應被靈活地解釋為不僅包括作為範圍的限制而明確列舉的數值，而且亦被解釋為包括包含在所述範圍內的所有各別數值或子範圍，如同每個數值及子範圍皆被明確列舉般。作為說明，「約1至5」的數值範圍應被解釋為不僅包括明確列舉的約1至約5的值，而且亦包括所指示範圍內的各別值及子範圍。因此，例如2、3及4等各別值以及例如1至3、2至4及3至5等子範圍包括在此數值範圍內。此種相同的原理適用於僅列舉一個數值（例如，「大於約1」）的範圍，且無論所述範圍或特性的寬度如何，皆應適用。為方便起見，可在公共列表中呈現多個項。然而，該些列表應被解釋為如同所述列表的每個成員被各別地辨識為單獨的及唯一的成員。因此，在未作出相反指示的情況下，此列表的任何各別成員不應僅基於其在公共群組中的呈現而被解釋為同一列表中的任何其他成員的事實上的等效形式。

此外，在用語「及」及「或」與項列表結合使用的情況下，其應被廣義地解釋，乃因所列項中的任何一個或多個可單獨使用或與其他所列項組合使用。除非上下文另外清楚地指明，否則用語“替代地”是指選擇二或更多個替代形式中的一者，且不旨在將所述選擇限制為僅列出的所述替代形式或一次列出的替代形式中的僅一者。

100:椅底座 102:轂/中心轂/外轂 104:臂/延伸臂 106:箍（或箍結構） 108:箍肋 110:孔口 112:臂肋/第一X形臂肋 114:箍芯 116:殼 118:轂肋/肋 120:第一臂芯 122:箍壁 1002:交叉區域 1004、1010、1028、1042:底部部分 1006、1012、1030、1040:頂部部分 1008、1014、1032、1034:可變半徑 1022:臂肋至臂肋芯 1024、1026:臂肋 1036:臂肋至側壁芯 1038:側壁 1044:漸縮 A、B、C、D、E、F、I、J:參考符號 G:參考符號/底部 H:參考符號/頂部

圖1A示出根據本文所述椅底座的一些實施例的下層結構的平面圖。此種下層結構亦可被稱為椅底座的「底部」。 圖1B示出圖1的椅底座的中心部分的局部剖開立體圖，以示出轂、包圍轂的箍以及自轂徑向延伸的臂/腿。此視圖部分地示出椅底座的殼，所述殼是臂結構的上部或「頂部」部分。 圖2A示出根據一些實施例的椅底座的底部的另一特寫視圖。 圖2B是根據一些實施例的特寫立體圖。 圖3是根據一些實施例的椅底座下層結構的另一視圖。 圖4是肋的錐形取芯的部分橫截面，以示出在交叉點處包含可變半徑的下層結構細節的實施例。 圖5示出根據一些實施例的圖5的橫截面的平面圖。 圖6示出根據一些實施例的圖4的橫截面的另一視圖。 圖7是根據一些實施例的臂的端部的立體圖，以示出腳輪或輪子的軸的插入開口。 圖8是根據一些實施例的椅底座轂及五個臂中的兩個臂的部分橫截面及立體圖。 圖9是根據一些實施例的圖8的部分橫截面的側視圖。 圖10A示出根據一些實施例的臂肋的一部分，所述臂肋的一部分經由臂的臂肋與臂的側面之間的交叉點處的可變半徑而漸縮。 圖10B示出根據一些實施例的臂及箍結構的漸縮。圖10B是根據一些實施例的可包括底部部分及頂部部分的箍芯的示範性圖示。 圖10C示出根據一些實施例的椅底座的俯視圖。 圖10D示出根據一些實施例的臂肋至臂肋芯的漸縮。圖10D進一步示出根據一些實施例的臂肋至側壁芯的漸縮。 圖10E及圖10F示出根據一些實施例的椅底座的應力分佈。圖10E示出根據一些實施例的來自臂的側面的應力的應力分佈。圖10F示出根據一些實施例的來自椅底座的頂部的應力在臂上的應力分佈。 圖11是示出根據一些實施例的關於當前椅底座進行的強度測試的結果的曲線圖。

100:椅底座

102:轂/中心轂/外轂

104:臂/延伸臂

106:箍(或箍結構)

108:箍肋

110:孔口

112:臂肋/第一X形臂肋

114:箍芯

120:第一臂芯

Claims (20)

1. 一種椅底座，包括下層結構及頂部，所述椅底座更包括： 中心開口，被配置成接納轉椅的軸； 多個臂，所述多個臂中的每一者被配置成接受腳輪桿； 轂，包圍所述中心開口且連接至所述多個臂，所述臂一般自其以均勻間隔的方式徑向延伸； 箍結構，環繞所述轂且包括： 多個箍肋，圍繞所述轂的圓周均勻地間隔開且支撐其外壁，所述多個箍肋中的每個箍肋沿著與所述多個臂中的兩個相鄰的臂之間的間隙對準的半徑延伸； 箍壁，所述箍肋連接至所述箍壁且所述多個臂自所述箍壁延伸；及 多個箍芯，包括被相鄰的箍肋、所述箍壁的一部分及所述轂的外壁的一部分包圍的空隙，所述多個箍芯中的每個箍芯一般與所述多個臂中的一者徑向對準。
2. 如請求項1所述的椅底座，其中所述多個臂中的每個臂包括至少一個臂肋，其中所述臂肋是X形的。
3. 如請求項2所述的椅底座，其中所述臂肋設置在所述椅底座的所述下層結構上，而不設置在所述椅底座的所述頂部上，其中所述椅底座的所述頂部面對所述轉椅。
4. 如請求項2所述的椅底座，其中所述臂肋的一部分經由所述臂肋與所述臂的側面之間的交叉點處的可變半徑漸縮。
5. 如請求項2所述的椅底座，其中所述多個臂中的每個臂更包括包含空隙的至少一個臂芯。
6. 如請求項5所述的椅底座，其中所述臂芯鄰近所述臂肋及所述箍結構。
7. 如請求項5所述的椅底座，其中所述臂芯包括鄰近所述臂肋的三角形以及自所述箍結構起的延伸形狀。
8. 如請求項1所述的椅底座，其中所述箍肋設置在所述椅底座的所述下層結構上，而不設置在所述椅底座的所述頂部上。
9. 如請求項1所述的椅底座，其中所述箍肋包括位於兩個相鄰的臂之間的彎曲部分，所述彎曲部分具有介於70度至90度之間的曲率半徑。
10. 如請求項1所述的椅底座，其中所述箍芯設置在所述椅底座的所述下層結構上，而不設置在所述椅底座的所述頂部上。
11. 如請求項1所述的椅底座，其中所述箍芯為大致橢圓形。
12. 如請求項1所述的椅底座，其中所述箍芯的寬度與對應的所述臂的寬度實質上相同。
13. 一種椅底座，包括： 多個臂，所述多個臂中的每一者被配置成接受腳輪桿； 轂，包圍中心開口且連接至所述多個臂，所述臂一般自其以均勻間隔的方式徑向延伸； 箍結構，環繞所述轂且包括： 多個箍肋，圍繞所述轂的圓周均勻地間隔開且支撐其外壁，所述多個箍肋中的每個箍肋沿著與所述多個臂中的兩個相鄰的臂之間的間隙對準的半徑延伸；及 多個箍芯，包括被相鄰的箍肋及所述轂的外壁的一部分包圍的空隙，所述多個箍芯中的每個箍芯一般與所述多個臂中的一者徑向對準。
14. 如請求項13所述的椅底座，其中所述多個臂中的每個臂包括至少一個臂肋，其中所述臂肋是X形的。
15. 如請求項14所述的椅底座，其中所述臂肋的一部分經由所述臂肋與所述臂的側面之間的交叉點處的可變半徑漸縮。
16. 如請求項13所述的椅底座，其中所述箍肋設置在所述椅底座的下層結構上，而不設置在所述椅底座的頂部上。
17. 如請求項13所述的椅底座，其中所述箍肋包括位於兩個相鄰的臂之間的彎曲部分，所述彎曲部分具有介於70度至90度之間的曲率半徑。
18. 如請求項13所述的椅底座，其中所述箍芯設置在所述椅底座的下層結構上，而不設置在所述椅底座的頂部上。
19. 如請求項13所述的椅底座，其中所述箍芯為大致橢圓形。
20. 如請求項13所述的椅底座，其中所述箍芯的寬度與對應的所述臂的寬度實質上相同。

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