TWI423896B - 用於人體的彈性支座及其實施方法 - Google Patents

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Description

用於人體的彈性支座及其實施方法
本發明一般應用於運動和休閒器材領域，特別是關於一種製造彈性人體支座的方法，例如自行車車座，椅子，扶手，靠背和車輛座椅及其類似結構的支撐面。
本發明更關於一種以上類型的彈性人體支座，其可使用根據本發明的方法製造出來。
以上所述類型的彈性支座通常被認為大致由剛性或半剛性的框架和一彈性上蓋構成，該框架被設計裝置於一固定的或移動的結構(例如一自行車座身)，該彈性上蓋被設計為與使用者相接觸。
一層或多層彈性材料(如泡沫或凝膠)可被置入該座身和蓋子之間以提高座椅的舒適度。
一種製造此種支座的習知方法，包括一步驟，其提供一具有反成形空腔的模具，該模具符合於該支座的最終形狀，下一步驟，導入一由天然、合成或甚至複合材料製成的第一元件，其在該空腔中形成上蓋。
下一步驟包括引入填充材料，下一步驟是導入一被設計形成該座身的第二元件，其可由一旦模具關閉即可被固化的熱塑性材料或一預製的硬質或半硬性元件製成。
先前技術方案的關鍵點是位於該蓋子和座身之間的連接裝置，特別是當該兩個元件由不同性質的材料製成時。
事實上，適當的連接確保了該內部填充材料免受液體的導入或由於使用過程中的壓力使此材料露出來，同時也避免了由於壓力該蓋子從座身分離。
通常，兩個元件的連接是該蓋子的外邊緣通過拼接或化學材料和/或熱粘合到該座身的外邊緣，通常是連接於該座身的下表面。
但是，此種一般使用方法仍然存在公認的缺點，主要包括一旦該支座從該模具中移開時，則需要一額外的步驟將蓋子邊多餘的殘留材料修掉以保持蓋子所需的形狀，其增加了製造時間和成本。
在一試圖解決前述缺點的嘗試中，提出各種用於製造彈性人體支座(例如自行車車座或相似結構)的方法，其中將蓋子連接於座身以形成一穩定的和舒適的部件。
相同申請人的WO2007020571申請中揭露了一種製造完整的彈性支座的方法，包括一步驟，在其中形成一週邊捲邊，其被設計連接於該座身和蓋子。
該蓋子被設置為完全地或部分地覆蓋該座身的週邊邊緣，且其目的是保護該填充材料免於任何滲漏。
該上蓋由化學和/或機械連接被連接於填充材料，且也通過其外部邊緣部分地連接於該卷邊，因此確保其具有所需的穩定性。
一種習知的用於製造人體支座的方法，其中該承重座身和上蓋通過一附加的聚合材料的插入層連接到一起，該聚合材料與該上蓋和下支座的材料相似。
再者，通常在使用過程中傳遞到支座的壓力可隨時間在其蓋子的邊緣部分的移動，因此影響該支座的質量和美觀。
本發明的目的是藉由提供一種製造彈性人體支座的方法來克服上述缺點並達到高效率與相對價格優勢。
一特別的目的是提供一種製造彈性支座的方法，其包括一座身和一蓋子，且該蓋子被穩固地連接於座身上。
本發明之又一目的在提供一方法，係使結構具有高穩定性的彈性支座。
本發明另一目的在提供一種方法，其使減少整個支座的加工需求，因此增加了總加工產量且節省了大量材料。
本發明另一目的是提供一種製造彈性支座的方法，其中該支座可防止液體和其他顆粒的進入。
本發明的另一重要目的是提供一種彈性人體支座，其在長期使用後仍保持完整的。
本發明之其他目的，此後將做進一步解釋，可通過申請專利範圍第1項所述的製造彈性人體支座的方法來達到，包括的步驟為：提供一支座，其具有一上表面，一下表面和一沿其整個外部輪廓的週邊邊緣，提供一蓋子，其具有一頂面和一底面，前述頂面被設計與使用者接觸，前述底面被設計面向前述座身的上表面，連接前述蓋子與座身，以使其底面面向所述座身的上表面且至少部分地覆蓋 前述週邊邊緣以形成半成品組件，提供一可打開的模具，具有至少一內部空腔和一外部空腔，前述內部空腔的形狀大致符合於前述半成品組件，打開前述模具，將前述半成品組件插入前至少一個的內部空腔，以使前述座身的週邊邊緣至少部分地由在環形外部空腔中的蓋子所覆蓋，經由在前述外部空腔中導入和固化至少一種填充材料而形成一外部邊緣。
根據本發明，該外部空腔大致為U形，以使外部邊緣至少部分地以蓋子包圍座身的上表面和下表面，該蓋子至少部分地插入上表面和下表面之間。
由於本發明的此項特別特徵，該彈性支座的蓋子將以一穩定且持久的方式被穩固地連接於其座身。
因此，在該蓋子的邊部和座身之間的此種連接將不再僅限於，例如縫合，膠合，焊接或相似方法的化學和/或機械結合，這些方法容易在使用後造成結合效果的退化或減弱。
最好是，該填充材料可選自流體，半流體或半固體形式的熱塑樹脂和熱固樹脂，且形成週邊邊緣的步驟可包括一將樹脂注入或壓入環形外部空腔的步驟和一接著將其硬化(例如固化)的步驟。
因此，該外部邊緣與包含蓋子和座身的半成品組件是整體的，所以防止了其在支座的廣泛應用後的任何分離且保護了該支座免受任何液體或顆粒的滲入。
同樣，該蓋子可包括一邊部，其至少部分地延伸出該 座身的下表面，且該填充材料可被引入該環形外部空腔以完整地覆蓋該蓋子的邊部。
由於此特別特徵，一旦該外部邊緣形成，無需在蓋子上完成移動其他部分且該支座是完整的，因此節省了大量時間和成本。
另一方面，本發明關於一種如申請專利範圍第11項所述的彈性人體支座。
參考附圖，一種本發明的用於人體的彈性支座係以元件符號1來表示，可被設置為一自行車、摩托車或類似物的車座，例如自行車。
然而，也可以理解為：該支座1可被設置為一椅子、座位的表面甚或是做為車座的靠背或扶手或任何其他被設計連接於一固定的或移動的承重結構的人體支座，這些在圖面皆未予表示。
一種製造以上類型的彈性支座的方法顯示於圖1的流程圖中。
根據本發明，該方法包括一步驟(a)其中被提供一座身2，如圖2所示，其具有一上表面3，一下表面4和一沿其外部輪廓的週邊邊緣5，和一步驟(b)其中被提供一蓋子6，其具有一頂面7和一底面8，該頂面7被設計與使用者接觸，該底面8被設計面向座身2的上表面3。
下一步驟(c)蓋子6被連接於座身2，因而其底面8面 向座身2的上表面3，且至少部分地覆蓋週邊邊緣5以形成半成品組件。
此種結合步驟(c)通常是藉由化學和/或熱粘合或通過縫合或者是任何化學的，物理和/或機械方式將該蓋子6的邊部10組合到該座身2的週邊邊緣5或是結合到其內表面4的邊部11上。
該方法更包括一步驟(d)其中具有一可開啟的模具12，如圖6至10的剖面圖所示，在其中心具有一個或多個內部空腔13和至少一個外部空腔14，該內部空腔13的形狀大致符合於半成品組件9，且至少一外部空腔14與內部空腔13連通。
該模具12可包括一公模15和母模16，該兩元件分具有一構成壓入件的突起17，及一特殊造形的底壁18，在模具12閉合時該底壁18會與突起17結合，及內部空腔13與外部空腔14結合。
在下一步驟(e)中，該模具12被打開可將半成品組件9置入內部空腔13中，這樣該座身2的週邊邊緣5至少部分被在環形外部空腔14中的蓋子6所覆蓋。
當模具12被閉合時，進行步驟(f)以從外部空腔14中導入和固化至少一種填充材料而形成一外部邊緣19。
如本發明的特別特徵所示，該外部空腔14大致為U形，以使外部邊緣19至少以蓋子6將座身2的上表面3和下表面4部份包覆住，該蓋子6至少部分地插入上表面3和下表面4之間。
因此，該蓋子6將由於該外部邊緣19而被穩固地連接於座身2，即便該外部邊緣19在該支座1過份使用後亦不會自該處脫離。
根據本方法的第一實施例，該填充材料可為流體，半流體或半固體形式的熱塑樹脂和熱固樹脂，在步驟(f)是製成外部邊緣19，其可包括一將樹脂注入環形外部空腔14中的步驟(f’)和一(f”)接將樹脂固化的步驟。
在步驟(f’)填充材料時可由設置在模具12之公模15或母模16之一上的一或多個通道20、20’、20”來注入，這些通道與外部空腔14相連接。
本發明方法的另一實施例中，該形成步驟(f)可包括一步驟(f’)其中一聚合材料被導入並壓進到外部空腔14接著進行步驟(f”)將該材料予以硬化並固化。
在本實施例中，當模具12仍為打開時，可進行步驟(f’)導入填充材料。
另外，如圖5所示，該蓋子6可具有一邊部10，其延伸並不會超過該座身2的外部邊緣5和底邊21。
在另一實施例中，如圖8所示，該蓋子6的邊部10也可能延伸超過該座身2的下表面4的邊部11。
該填充材料可被引入該外部空腔14以覆蓋該蓋子6的整個邊部10，且最好延伸超過該蓋子6以保證該蓋子6和該座身2之間的更有效地連接。
該模具12可被設計成有一內部空腔13，其具有大致沿第一中心對稱軸X的一加寬後部22和一延長前部23。
而且，該外部空腔14具有一沿內部空腔13外周的大致環形的延伸，以構成一對側部24，24’和一對前、後軸向端部25，25’，其分別連接於該內部空腔13的前部23和後部22。
因此，該外部邊緣19可由一對側截面26，26’和一對端截面27，27’組成。
在一發明的最佳實施例且非唯一的實施例中，該環形外部空腔14具有非連續的外部輪廓，以構成了從各自的軸向端部25，25’分離的側部24，24’，以提供一具有由端截面27，27’分離的側截面26，26’的外部邊緣19。
為此目的，為了使該端部25，25’從側部24，24’分離，可在外部空腔14中提供一個或多個隔板(圖中未予表示)。
此實施例特別有利於從一半成品組件2製造本發明的支座1，該半成品組件具有一不同形狀部分的座身，例如國際申請WO2004/031025或義大利專利申請VI2004A000254中所述之結構。
這樣，應該可以避免該外部邊緣19因例如發生在該座身2側部區(34,35)處非預期性的不同變形部分的剛性變形。
為此目的，該注入步驟(f’)可包括一第一注入步驟(f’1 )和一第二注入步驟(f’2 )，在第一注入步驟中，一第一填充材料被注入環形外部空腔14的側部24，24’，在第二注入步驟中，一第二填充材料被注入到環形外部空腔14的軸向端部25，25’，該兩個分離的步驟(f’1 )和(f’2 )最好(但非 限制)以同時或同步的方式實施。
最理想的是，該第一填充材料可選自合成橡膠及/或天然橡膠，而第二填充材料選自熱塑樹脂或熱固樹脂。
例如，該第一填充材料可為一天然或合成橡膠具有約60邵氏A的硬度且其彈性大於第二填充材料，其可為聚酰氨樹脂，如PA6或PA12，可能包括一填料。
因此，該支座1在該外部邊緣19的側截面26，26’處具有高彈性，鑑於該堅硬的端截面27，27’將有助於增加其總阻力，因而可加強其安全性及強度。
然而，該第一填充材料也可只被引入側部24，24’中的一個及/或被引入端部25，25’的一個或全部，且該第二填充材料也可只被注入端部25，25’中的一個和/或被注入該外部空腔14的側部24，24’中的一個或全部，這種方式都不脫離本發明的範疇。
另外，該內部空腔13可被分成多個或少數部分，其取決於傳遞到支座1的不同部分的所需的彈性和/或強度特性。
根據支座的最初形狀與最終之構造要求，該內部空腔13亦可有多個內部空腔13。
同樣，藉由一對大致軸向的凹槽28，28’連接該環形外部空腔14的軸向端部25，25’可傳送更大的強度到支座上。
因此，該第二填充材料也可被注入到該軸向通道28，28’，最好與步驟(f’2 )同時被引入到外部空腔14的端部25， 25’來形成一對肋(圖中未予表示)以便將端截面27，27’與外部邊緣19的相互連接。
如圖3、圖4和圖5的截面圖所示，可藉由本發明的方法製造組裝完成的彈性支座1，並可構成一自行車車座。
該彈性支座1包括一座身2，其具有一上表面3，一下表面4和一沿其整個外部輪廓的週邊邊緣5，和一蓋子6，其具有一頂面7、一底面8和一邊部10，該頂面7被設計與使用者接觸，底面8被設計面向座身2的上表面3，邊部10至少部分地延伸超過座身2的週邊邊緣5。
該支座更包括一外部邊緣19，其至少部分地以蓋子6的邊部10覆蓋住座身2的上表面3和下表面4，該蓋子6的邊部10至少部分地插入上表面3和下表面4之間。
該蓋子6的邊部10的大小至少可部份覆蓋住在座身2上表面3的週邊邊緣5(如圖5所示)，或再延伸到下表面4(如圖8所示)。
最佳狀況是，該外部邊緣19可大致為環形，且大致上配合座身2的週邊邊緣5外形來延伸。
該蓋子6的邊部10可具有一膠接或機械連接到週邊邊緣5或該座身2下表面4的邊部11的端部30。
該外部邊緣19可從該蓋子6的頂面7延伸到該座身2的下表面4的邊部11，因此完整地覆蓋該蓋子6的端部30。
該座身2可為硬質或半硬性類型，且可由金屬、木材、塑膠或熱塑樹脂或熱固樹脂的複合材料製成，以合成樹脂基或嵌入式天然加固纖維的形式。該蓋子6可大致為片狀 且以天然的合成或複合材料的形式。
同時，如圖8所示，一彈性材料製成的墊子31可被設置於該座身2的上表面3和該蓋子6的底面8之間以提高使用者的舒適度，該彈性材料可為聚氨酯凝膠、泡沫或其他彈性材料。
座弓(圖中未示但習知)可被裝置在該座身2的下表面4以使該彈性支座與一自行車座身連接。
該座身2也可具有沿第二對稱軸Y的一加寬後部32和一延長前部33，該外部邊緣19的前端截面27和後端截面27’設置於該處。
該外部邊緣19的側截面26，26’被依次設置於側部區34，35間並連接該座身2的前部33和後部32之中。
以上描述清楚地顯示了本發明達到預期目的且特別滿足了提供一種製造彈性人體支座需要的方法，該方法特別節省成本並提供的支座確保了在操作壓力，甚至在長期使用之後的高彈性。
本發明的方法和支座可有很多種被揭露於專利附屬項中的發明觀念的變化和變形。其所有細節可被等效替換，且該材料可根據不同需要而改變，這些都未脫離本發明的範圍。
當該方法和支座由實施例圖示加以描述，關於揭露內容和申請專利範圍中的標號只是為了對本發明更加瞭解，並非以任何方式對本案申請專利範圍加以限制。
1‧‧‧支座
2‧‧‧座身
3‧‧‧上表面
4‧‧‧下表面
5‧‧‧週邊邊緣
6‧‧‧蓋子
7‧‧‧頂面
8‧‧‧底面
9‧‧‧半成品組件
10‧‧‧蓋子的邊部
11‧‧‧下表面的邊部
12‧‧‧模具
13‧‧‧內部空腔
14‧‧‧外部空腔
15‧‧‧公模
16‧‧‧母模
17‧‧‧突起
18‧‧‧底壁
19‧‧‧外部邊緣
20，20’，20”‧‧‧通道
21‧‧‧底邊
22‧‧‧沿第一對稱軸的後部
23‧‧‧沿第一對稱軸的前部
24，24’‧‧‧側部
25，25’‧‧‧軸向端部
26，26’‧‧‧側截面
27，27’‧‧‧端截面
28，28’‧‧‧凹槽
30‧‧‧端部
32‧‧‧墊子
32‧‧‧沿第二對稱軸的後部
33‧‧‧沿第二對稱軸的前部
34，35‧‧‧側部區
本發明的進一步特徵和優點通過以上詳細描述一根據本發明的彈性人體支座和其製造方法的較佳的、非排他性的實施例而更加清楚，其被描述為一借助於附圖的非限制實施例，其中：圖1所示了一種根據本發明的製造彈性人體支座的方法的流程圖；圖2為一根據本發明的用於製造支座的座身的立體圖；圖3為根據本發明第一較佳實施例的彈性支座的立體圖；圖4為圖3中的彈性支座的俯視圖；圖5為圖4中的彈性支座沿平面I－I的剖面正視圖；圖6為用於實施本發明的方法的模具的第一剖面正視圖；圖7為第一較佳實施例的被插入圖6所示模具中的彈性支座的剖面正視圖；圖8第二較佳實施例的被插入本發明的模具中的彈性支座的剖面正視圖；圖9為圖6中模具的第二剖面正視圖；圖10為圖6中模具的沿平面II－II的剖面側視圖。
2‧‧‧座身
3‧‧‧上表面
4‧‧‧下表面
5‧‧‧週邊邊緣
21‧‧‧底邊
32‧‧‧沿第二對稱軸的後部
33‧‧‧沿第二對稱軸的前部
34，35‧‧‧側部區

Claims (16)

  1. 一種製造彈性人體支座的方法，特別是用於自行車或摩托車的車座，包括的步驟為：a)提供一座身(2)具有一上表面(3)，一下表面(4)和沿其整個外輪廓的週邊邊緣(5)；b)提供一蓋子(6)具有一頂面(7)和一底面(8)，該頂面(7)被設計與使用者接觸，該底面(8)被設計面向該座身(2)的上表面(3)；c)將該蓋子(6)組合到座身(2)，以使其底面(8)面向該座身(2)的上表面(3)且至少部分地覆蓋該週邊邊緣(5)以形成半成品組件(9)；d)提供一可打開的模具(12)；具有至少一內部空腔(13)其形狀大致符合於該半成品組件(9)，及至少一外部空腔(14)；e)打開該模具(12)，將該半成品組件(9)插入該至少一個的內部空腔(13)中，以使該座身(2)的週邊邊緣(5)至少部分地由在環形外部空腔(14)中的蓋子(6)所覆蓋；f)藉由導入並固化至少一種填充料到該外部空腔(14)中以形成一外部邊緣(19)；其中該外部空腔(14)大致為U形，以使該外部邊緣(19)至少以蓋子(6)部份包圍該座身(2)的上表面(3)和下表面(4)，且至少部分地插入上表面(3)和下表面(4)之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該填充材料選自包括流體，半流體或半固體形式的熱塑樹脂和熱固 樹脂，該形成步驟(f)該外部邊緣(19)，包括一將該樹脂注入外部空腔(14)中的步驟(f’)和一隨後將其固化的步驟(f”)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該形成步驟(f)包括一步驟(f’)和一隨後步驟(f”)，在步驟(f’)中該聚合材料被引入並壓入外部空腔(14)，在步驟(f”)中該材料予以硬化。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述的方法，其中該蓋子(6)具有一邊部(10)，其至少部分地延伸出該座身(2)的週邊邊緣(5)，其中該填充材料被引入外部空腔(14)以完全覆蓋該蓋子(6)的邊部(10)。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該至少一個的內部空腔(13)具有沿第一對稱軸(X)的一加寬後部(22)和一延長前部(23)，該外部空腔(14)具有一沿該內部空腔(13)外周的大致環形的延伸，以形成一對位於該第一對稱軸(X)的相對邊的側部(24，24’)和一對軸向端部(25，25’)，來形成該外部邊緣(19)的一對側截面(26，26’)和一對端截面(27，27’)。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中該環形外部空腔(14)具有非連續的外部輪廓，以形成從各自的軸向端部(25，25’)分離的側部(24，24’)，以提供一具有由該端截面(27，27’)分離的側截面(26，26’)的外部邊緣(19)。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中該注入步驟(f’)包括一第一注入步驟(f’1 )和一第二注入步驟(f’2 )，在第一注入步驟中，一第一填充材料被注入該環形外部空腔(14) 的側部(24，24’)，在第二注入步驟中，一第二填充材料被注入到該環形外部空腔(14)的軸向端部(25，25’)。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的方法，其中該第一填充材料選自合成橡膠及/或天然橡膠，第二填充材料選自熱塑樹脂或熱固樹脂。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的方法，其中該第一注入步驟(f’1 )和一第二注入步驟(f’2 )大致是同時或同步的。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的方法，其中該環形外部空腔(14)的軸向端部(25，25’)由至少一對的大致軸向的通道(28，28’)連接在一起，該第二填充材料也被注入該通道(28，28’)中以形成至少一對橫肋用以便將該端截面(27，27’)與外部邊緣(19)相互連接。
  11. 一種彈性人體支座，例如自行車車座，包括：一座身(2)，其具有一上表面(3)，一下表面(4)和沿其整個外部輪廓的週邊邊緣(5)；一蓋子(6)，其具有一頂面(7)、一底面(8)和一邊部(10)，該頂面(7)被設計與使用者身體接觸，該底面(8)被設計面向該座身(2)的上表面(3)，該邊部(10)至少部分地延伸超過所述座身(2)的週邊邊緣(5)；其特徵在於：包括至少一外部邊緣(19)，其至少部分地以該蓋子(6)的邊部(10)包圍所述座身(2)的上表面(3)和下表面(4)，該蓋子(6)的邊部(10)至少部分地插入上表面(3)和下表面(4)之間。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的彈性支座，其特徵 在於：該外部邊緣(19)大致為環形，且具有一大致與該座身(2)的週邊邊緣(5)的延伸相符合的延伸部份。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的彈性支座，其特徵在於：該蓋子(6)的邊部(10)具有一連接於該座身(2)的下表面(4)邊部(11)的端部(30)，該外部邊緣(19)從該蓋子(6)的上表面(3)延伸到該座身(2)的下表面的邊部(11)，以完全地覆蓋該蓋子(6)的邊部(10)。
  14. 如申請專利範圍第11至13項中任一項所述的彈性支座，其特徵在於：該座身(2)具有沿第二對稱軸(Y)的加寬後部(32)和延長前部(33)，該外部邊緣(19)包括一對側截面(26，26’)，係設置於連接部(34，35)間並位在該前部(33)和後部(32)之間，前端截面(27)和後端截面(27’)則分別置安裝在該座身(2)的前部(33)和後部(32)。
  15. 如申請專利範圍第14項所述彈性支座，其特徵在於：該側截面(26，26’)與自前端截面(27)和後端截面(27’)分隔開並由具預設彈力的第一基礎材料製成，該前端截面(27)和後端截面(27’)由比第一材料彈力稍低的第二材料製成。
  16. 如申請專利範圍第11項所述的彈性支座，其特徵在於：其包括墊子(31)係設置於該蓋子(6)和座身(2)之間。
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