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多層支撐結構.pdf

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多層 支撐 結構
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摘要
申請專利號:

CN200980137749.8

申請日:

2009.07.21

公開號:

CN102164522B

公開日:

2014.11.26

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):A47C 7/02申請日:20090721|||公開
IPC分類號: A47C7/02 主分類號: A47C7/02
申請人: 赫爾曼米勒有限公司
發明人: R·S·布里爾; C·C·希爾; J·D·斯拉赫; J·F·阿爾德里奇; T·P·科菲爾德; A·B·哈特曼; K·E·沃什伯恩; M·D·老斯坦頓
地址: 美國密歇根州
優先權: 2008.07.25 US 61/135997; 2009.05.05 US 61/175670
專利代理機構: 中國專利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 張雨
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法律狀態
申請(專利)號:

CN200980137749.8

授權公告號:

102164522B||||||

法律狀態公告日:

2014.11.26|||2011.10.05|||2011.08.24

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種多層支撐結構提供符合人體工程學的可適應的座墊支撐。所述多層支撐結構包括多個協作層以最大化整體舒適度和支撐,同時增強對載荷局部變化的適應性,所述載荷例如為當人坐在椅子中時施加的載荷。每個所述協作層包括例如網格、彈簧、支撐軌和其他元件等元件,以提供這種可適應的舒適度和支撐。所述多層支撐結構還使用對準材料,以提供柔性而耐久的支撐結構。因此,所述多層支撐結構提供了用于寬范圍的體形和尺寸的最大舒適度。

權利要求書

1.?一種分層支撐結構,包括:第一層,所述第一層包括:支撐軌,所述支撐軌包括:第一帶條,其包括沿著所述第一帶條限定的多個對準區域和非對準區域;第二帶條,其基本上與所述第一帶條平行,并且包括沿著所述第二帶條限定的多個對準區域和非對準區域;以及多個節點,其連接在所述第一帶條和所述第二帶條之間。2.?如權利要求1所述的分層支撐結構,所述第一層還包括:第一框架附件,其連接到所述支撐軌的第一端,并且其基本上與所述支撐軌垂直地定向,以及第二框架附件,其連接到所述支撐軌的第二端,并且其基本上與所述支撐軌垂直地定向。3.?如權利要求1所述的分層支撐結構,其中,所述第一帶條的每個對準區域的截面積基于每個對準區域在所述第一帶條內的各自位置來調節。4.?如權利要求1所述的分層支撐結構,所述第一帶條還包括澆口位置,其中,所述第一帶條的多個對準區域的每一個包括比所述第一帶條的更靠近所述澆口位置定位的任何對準區域的截面積大的截面積。5.?如權利要求4所述的分層支撐結構,其中,每個對準區域的截面積比沿著所述第一帶條緊靠所述澆口位置的相鄰對準區域的截面積大出約0.1%到約1%之間。6.?如權利要求1所述的分層支撐結構,還包括:第二層,其定位在所述第一層上方并且包括由所述多個節點支撐的多個彈簧元件;以及第三層,其定位在所述第二層上方并且包括由所述第二層支撐的多個互連網格。7.?如權利要求6所述的分層支撐結構,其中,每個彈簧元件包括:頂部;連接到所述頂部的可偏斜構件;以及連接到所述可偏斜構件的彈簧附接構件,用于將所述彈簧連接到所述第一層的至少一個節點。8.?如權利要求7所述的分層支撐結構,其中,所述可偏斜構件包括遠離所述頂部延伸的兩個螺旋臂。9.?如權利要求7所述的分層支撐結構,其中,所述彈簧附接構件包括用于將所述彈簧附接構件連接到所述第一層的節點中的至少一個的桿。10.?如權利要求9所述的分層支撐結構,其中,每個節點限定用于接收彈簧附接構件的桿的開口,并且其中所述桿包括在將所述桿插入所述開口時便于搭扣配合連接的脊。11.?如權利要求6所述的分層支撐結構,其中,所述第三層還包括設置在所述第三層的一側的多個外圓角延伸指狀物,其中,每個外圓角延伸指狀物包括相對于其他外圓角延伸指狀物基本上平行的朝向。12.?如權利要求6所述的分層支撐結構,其中,每個網格包括上表面和下表面,其中,所述下表面定向為面對所述第二層,并且其中每個網格包括從所述下表面延伸的桿。13.?如權利要求12所述的分層支撐結構,其中,每個彈簧元件包括頂部,其限定用于接收從所述網格延伸的桿的其中一個的開口,以便于所述第二層和第三層之間的連接。14.?如權利要求13所述的分層支撐結構,其中,所述桿包括:連接到所述網格的所述下表面的第一端部;包含漸縮段的第二端部;在所述第一端部和所述第二端部之間延伸的圓柱形帶條;以及連接到所述漸縮段的唇緣,其延伸超過所述圓柱形帶條以在將所述桿插入所述開口時便于搭扣配合連接。15.?如權利要求6所述的分層支撐結構,其中,所述第二層包括整體的彈性體材料。16.?如權利要求6所述的分層支撐結構,其中,所述第三層包括整體的彈性體材料。17.?如權利要求1所述的分層支撐結構,其中,所述第一層包括整體的彈性體材料。18.?一種分層支撐結構,包括:第一層,所述第一層包括:第一框架附件;第二框架附件;以及在所述第一框架附件和所述第二框架附件之間延伸的多個支撐軌,每個支撐軌包括:第一帶條,其包括在所述第一框架附件和所述第二框架附件之間延伸的第一長度,所述第一帶條包括:沿著所述第一帶條限定的多個對準區域;以及沿著所述第一帶條在相鄰的對準區域之間限定的多個非對準區域;第二帶條,其包括在所述第一框架附件和所述第二框架附件之間基本平行于所述第一帶條延伸的第二長度,所述第二帶條包括:沿著所述第二帶條限定的多個對準區域;以及沿著所述第二帶條在相鄰的對準區域之間限定的多個非對準區域,其中,每個非對準區域的沿著所述第二帶條的位置與所述第一帶條中的非對準區域的位置對應;以及多個節點,其連接在所述第一帶條和所述第二帶條之間。19.?如權利要求18所述的分層支撐結構,其中,所述第一帶條的多個對準區域的每一個包括適合于所述對準區域沿著所述第一帶條的位置的截面積。20.?如權利要求19所述的分層支撐結構,其中,所述第一帶條包括:連接到所述第一框架附件的第一端部;連接到所述第二框架附件的第二端部;以及設置在所述第一端部和所述第二端部之間的大約中間的澆口位置,并且其中,所述多個對準區域的每一個的截面積適合于所述對準區域沿著所述第一帶條相對于澆口位置的位置。21.?如權利要求20所述的分層支撐結構,其中,所述多個對準區域的每一個的截面積小于或等于更靠近所述澆口位置的所述對準區域的每一個的截面積。22.?如權利要求20所述的分層支撐結構,其中,所述多個對準區域的每一個的截面積比沿著所述第一帶條緊靠所述澆口位置的相鄰對準區域的截面積大出約0.1%到約1%之間。23.?如權利要求19所述的分層支撐結構,還包括:定位在所述第一層上方的第二層,所述第二層包括由所述多個節點支撐的多個彈簧元件;以及由所述第二層支撐的頂墊層,所述頂墊層包括由所述多個彈簧元件支撐的多個互連網格。24.?如權利要求23所述的分層支撐結構,其中,所述多個彈簧元件的每一個包括:頂部;連接到所述頂部并且由所述多個節點的一個或多個支撐的可偏斜構件。25.?如權利要求24所述的分層支撐結構,其中,所述可偏斜構件包括:第一螺旋臂,其包括:連接到所述頂部的第一端部;以及連接到彈簧附接構件的第二端部;以及第二螺旋臂,其包括:連接到所述頂部的第三端部;以及連接到所述彈簧附接構件的第四端部。26.?如權利要求25所述的分層支撐結構,其中,所述彈簧附接構件包括朝向所述第一層延伸的突出部,并且其中所述第一節點限定用于通過搭扣配合連接接收所述突出部的開口。27.?一種分層支撐結構,包括:形成第一層的第一整體彈性體材料,所述第一層包括:多個雙帶條支撐軌,每個雙帶條支撐軌包括:第一帶條;基本上平行于所述第一帶條定向的第二帶條;以及連接在所述第一帶條和所述第二帶條之間的多個節點。28.?如權利要求27所述的分層支撐結構,其中,所述第一帶條包括:沿著所述帶條限定的多個對準區域;以及沿著所述帶條限定的多個非對準區域,其中每個對準區域定位在相鄰的非對準區域之間。29.?如權利要求28所述的分層支撐結構,其中,所述多個非對準區域的每一個包括比每個所述對準區域大的截面積。30.?如權利要求28所述的分層支撐結構,其中,所述第一帶條包括澆口位置,并且其中每個對準區域包括大于或等于更遠離所述第一帶條的澆口位置定位的任何其他對準區域的截面積的截面積。31.?如權利要求27所述的分層支撐結構,還包括:形成定位在所述第一層上方的第二層的第二整體彈性體材料,所述第二層包括支撐在所述多個節點上的多個彈簧元件;形成定位在所述第二層上方的第三層的第三整體彈性體材料,所述第三層包括網格區域,其包括多個互連網格,其中,每個網格被支撐在所述多個彈簧元件的至少一個上。32.?一種用于制造分層支撐結構的方法,包括:提供第一層,所述第一層包括:支撐軌,所述支撐軌包括:第一帶條,其包括沿著所述第一帶條限定的多個預對準區域和非對準區域;第二帶條,其基本上與所述第一帶條平行,并且包括沿著所述第二帶條限定的多個預對準區域和非對準區域;多個節點,其連接在所述第一帶條和所述第二帶條之間;以及多個開口,其沿著所述支撐軌在相鄰節點的內緣、所述第一帶條的內緣以及所述第二帶條的內緣之間限定,其中,所述相鄰節點的內緣基本上互相面對,并且所述第一帶條和所述第二帶條的內緣基本上互相面對。33.?如權利要求32所述的方法,其中,所述第一層利用注模技術來提供。34.?如權利要求32所述的方法,其中,所述第一層利用中心澆口式注模技術來提供。35.?如權利要求32所述的方法,還包括對準所述第一帶條和所述第二帶條的所述多個預對準區域的每一個,以形成沿著所述第一帶條和所述第二帶條限定的多個對準區域。36.?如權利要求35所述的方法,其中,對準所述預對準區域的每一個包括:沿著基本上與所述第一帶條和所述第二帶條的方向平行的方向拉伸所述第一層;以及將節點探測器插入所述多個開口的每一個內。37.?如權利要求36所述的方法,其中,所述第一層被拉伸約10-12英寸。38.?如權利要求36所述的方法,其中,所述拉伸使得所述多個預對準區域的每個被拉伸預對準長度的約四到八倍。39.?如權利要求32所述的方法,還包括:提供包括由所述多個節點支撐的多個彈簧元件的第二層;以及提供包括由所述第二層支撐的多個互連網格的第三層。40.?如權利要求39所述的方法,其中,所述第二層和所述第三層利用注模技術來提供。41.?如權利要求39所述的方法,還包括:將所述第二層連接到所述第一層,其中,在連接之后所述第二層定位在所述第一層下方;以及將所述第三層連接到所述第二層,其中,在連接之后所述第三層定位在所述第二層下方。

說明書

多層支撐結構

本發明要求在2008年7月25日提交的名稱為“MULTI-LAYERED?SUPPORT?STRUCTURE”的美國臨時專利申請NO.61/135,997和2009年5月5日提交的名稱為“MULTI-LAYERED?SUPPORT?STRUCTURE”的美國臨時專利申請NO.61/175,670兩者的優先權,它們通過引用并入于此。

技術領域

本發明涉及載荷支撐結構。特別地本發明涉及多層座墊結構。

背景技術

大多數人每天花費相當多的時間坐著。不適當的支撐可導致生產率降低、身體疲勞、或甚至諸如慢性背痛之類的不良健康狀況。大量資源已投入到椅子、長凳、床墊、沙發和其他載荷支撐結構的研發中。

過去,例如椅子已經包括了從坐墊到單個載荷承載元件的更復雜組合的設計。這些過去的設計已經改善了通過座墊結構提供的總體舒適水平,包括為使用者的基本體形提供形式相稱的舒適度。不過,即使通過改進的座墊結構,一些不適仍可能出現。例如,座墊結構雖然被調節以符合寬范圍的基本體形,但其可能不符合突出的皮夾、臀骨、或體形中的其他局部不規則處。由于座墊結構使皮夾或其他體形不規則處向上壓入就座人員的臀部,因而可能導致不適。

這樣,雖然對于提供舒適座墊結構已經取得了一些進展,但仍然需要可被調節以匹配和符合寬范圍的體形和尺寸的改進的座墊結構。

發明內容

多層支撐結構可包括整體層、局部層和頂墊層。整體層在被施加載荷時提供座墊結構的受控偏斜。整體層包括多個支撐軌,支撐軌也支撐局部層。整體層還可包括多個對準區域,對準區域可包括對準材料以便于在被施加載荷時整體層的偏斜。

在載荷施加于多層支撐結構時,局部層有利于增大的且獨立的偏斜。局部層包括由多個支撐軌支撐的多個彈簧元件。多個彈簧元件中的每一個均包括頂部和偏斜構件。多個彈簧元件中的每一個可在載荷下基于各種因素而獨立地偏斜,所述因素包括彈簧類型、彈簧元件在多層支撐結構內的相對位置、彈簧材料、彈簧尺寸、與多層支撐結構的其他元件的連接類型、以及其他因素。

頂墊層可以是載荷施加在其上的層。頂墊層包括定位于多個彈簧元件上方的多個網格(pixel)和外圓角延伸指狀物。多個網格和外圓角延伸指狀物與多個彈簧元件的頂部接觸。與多個彈簧元件相似,多個網格和多個和外圓角延伸指狀物也可針對所施加的載荷提供基本上獨立于相鄰網格響應的響應。

因此,多層支撐結構包括協作而獨立的層,其中每一層均包括協作而獨立的元件,從而針對所施加的載荷提供最大化的整體支撐和舒適度,同時也適應于并支撐局部載荷的不規則性。并且,由多層支撐結構提供的載荷支撐獨立性允許特定區域適應于任何載荷不規則性,而不顯著地影響由相鄰區域提供的載荷支撐。

通過以下附圖和詳細描述的分析,本發明的其他系統、方法、特征和優點,對本領域技術人員來說將是或者將會變得顯而易見。本文意圖在于,所有這樣的另外的系統、方法、特征和優點都包含在本說明內,處于本發明的范圍內,并通過所附權利要求書進行保護。

附圖說明

參照下面的附圖和描述可更好地理解本系統。圖中的部件不必是按規定比例的,而是著重于示出本發明的原理。而且在圖中,相同的附圖標記在遍及不同的視圖中均指代對應的部件。

圖1表示分層支撐結構的一部分。

圖2表示圖1所示的支撐結構的更廣的視圖。

圖3表示整體層的俯視圖。

圖4表示包括連接在兩個帶條之間的節點的支撐軌的一部分。

圖5表示局部層的俯視圖。

圖6表示彈簧附接構件的一部分。

圖7表示示例性的局部層的俯視圖。

圖8表示頂墊層的俯視圖。

圖9表示頂墊層內的網格的下側。

圖10表示用于制造分層支撐結構的工序。

圖11表示由組裝裝置拉伸的整體層。

圖12表示預對準整體層。

圖13表示預對準整體層的一部分的特寫視圖。

圖14表示用于成形預對準整體層的整體層型腔模和降熱通道的俯視圖。

具體實施方式

分層支撐結構通常是指多個協作層的組件,用于在載荷承載結構中實施或作為載荷承載結構實施,載荷承載結構例如為椅子、床、長凳或其他載荷承載結構。協作層包括多個元件(包括多個獨立元件),以使所提供的支撐和舒適度最大。由多個元件展現的獨立程度可取決于或者根據每個元件的單獨特性、多個元件互連所用的連接類型或分層支撐結構的其他結構或設計特性進行調節。以下所述的多個元件可單獨地設計、定位或以其他方式構造以適合于具體個體或應用的載荷支撐需要。以下參照各種多個元件所論述的尺寸僅為示例,并可根據所希望的具體實施和以下所提到的因素而寬范圍地變化。

圖1表示分層支撐結構100的一部分。分層支撐結構100包括整體層102、局部層104和頂墊層106。

整體層102包括多個支撐軌108和框架附件110。每個支撐軌108可以包括一個或更多的帶條112以及連接在帶條112之間的多個節點114。每個帶條可以包括沿著帶條112的長度限定的對準區域116和非對準區域118。節點114可以在相鄰帶條112的非對準區域118之間連接到相鄰帶條。

局部層104包括在多個支撐軌108上方(例如由支撐軌支撐或倚靠在支撐軌上)的多個彈簧元件120。多個彈簧元件120的每一個包括頂部、可偏斜構件122、以及一個或更多的節點附接構件124。在圖1中,可偏斜構件122包括兩個螺旋臂126。彈簧元件120可以替代性地包括各種彈簧類型,例如在2006年5月12日提交的美國申請序列號No.11/433,891中公開的那些類型,其通過引用并入于此。

頂墊層106包括多個網格和外圓角延伸指狀物128。多個網格的每一個包括上表面和下表面。每個網格的下表面可以包括與彈簧元件120的至少一個的頂部接觸的桿。每個外圓角延伸指狀物128可以也包括上表面130和下表面。每個外圓角延伸指狀物128的下表面可以包括一個或更多的桿,每個桿與彈簧元件120的至少一個的頂部接觸。

整體層102可由柔性材料注模而成,柔性材料例如為:包括Arnitel?EM400或460在內的熱塑性彈性體(TPE)、聚丙烯(PP),熱塑性聚氨酯(TPU)或其他柔軟的柔性材料。

整體層102經由框架附件110連接至框架132。框架附件110可以連接到支撐軌108的帶條112的端部并且定向為基本上與帶條112垂直。圖1表示包括分離的段134的框架附件110。框架附件110可以通過間隙136限定在每個段134之間。分離段134的每一個可以連接到兩個或更多相鄰帶條112的端部。框架附件110可以包括沿著整體層102的整側延伸的單個段,例如圖3所示的框架附件。

在圖1中,每個支撐軌108包括基本上平行地延伸的兩個圓柱形帶條112。然而,支撐軌108可以包括替代的構造。例如,支撐軌108可以包括單個帶條或多個帶條。整體層102的支撐軌108可以包括不同數量的帶條112,適合于各種因素,例如支撐軌108在整體層102內的位置。支撐軌108可以包括替代的幾何布置。例如,支撐軌108的帶條112可以包括具有多個端部的四個側面。這種帶條的示例在美國申請序列號No.11/433,891中公開。

帶條112可以包括沿著帶條112限定的多個對準區域116和多個非對準區域118。帶條112可以包括交替的對準區域116和非對準區域118。對準和非對準區域的每一個可以通過截面積來限定。沿著帶條限定的每個對準區域的截面積可以變化并且適合于對準區域的沿著帶條的位置。截面積可以與對準區域的相對于模具澆口位置的位置成比例。例如,澆口位置對應于帶條的中部,此處對準區域離中部距離越遠,它們具有越大的截面積。如圖1所示,非對準區域的截面積可以比相鄰的對準區域的截面積大。沿著支撐軌的帶條限定的對準區域可以利用包括按壓和/或張力對準方法在內的各種方法來對準。

相鄰帶條112的非對準區域118和對準區域116可以基本上互相對齊。如圖1所示,節點114可以連接在相鄰帶條112的相鄰非對準區域118之間。每個節點114可以包括用于連接到局部層的彈簧元件120的彈簧連接部。彈簧連接部可以是在節點114中限定的用于接收對應的彈簧元件120的開口,例如如圖4所示。

整體層102可以是或可以不是預加載的。例如,在將整體層102固定到框架之前,可以例如通過注模工序將整體層102成形為具有比將整體層102固定到框架所需要的長度更短的長度。在將整體層102固定到框架之前,整體層102可以被拉伸或壓縮到比其原始長度長的長度。隨著整體層102在被拉伸后恢復下來,當整體層102穩定為與框架寬度匹配的長度時,可以將整體層102固定到支撐結構框架。

作為另一個替代方案,整體層102可以恢復下來并且然后被反復地重新拉伸直到整體層102的穩定下來的長度與框架的寬度匹配。整體層102可以沿著多個方向預加載,例如沿著其長度或寬度方向。另外,不同的預加載可以施加到整體層102的不同區域。根據區域施加不同的預加載可以以各種方式完成,例如通過在不同區域改變拉伸或壓縮量,和/或改變不同區域的截面積。

根據各種因素,包括彈簧元件在支撐結構100中的相對位置和特定應用的需要,或根據許多其他考慮,局部層104的多個彈簧元件120可以包括各種尺寸。例如,可以改變彈簧元件120的高度從而為支撐結構100提供三維支架,例如通過為支撐結構100提供碟狀的外觀。在這個示例中,定位在局部層104的中心部分處的彈簧元件120的高度可小于定位在局部層104的外部部分處的彈簧元件120的高度,其中在局部層104的中心部分與外部部分之間高度方面具有漸進的或其他類型的增大。

局部層104可包括各種其他的彈簧類型。其他彈簧類型的示例以及其可如何在支撐結構中實施,在2006年5月12日提交的美國申請序列號No.11/433,891中描述,其通過引用并入于此。在局部層104中使用的彈簧類型可包括替代的朝向。例如,彈簧類型可相對于其在此應用中描述的朝向而顛倒地定向。在這個示例中,彈簧的在此應用中描述為頂部的部分朝向整體層102定向并連接到整體層102。并且,在這個示例中,可偏斜構件122可連接到頂墊層106。可偏斜構件122可經由多個彈簧附接構件124連接到頂墊層106。然而,在此應用中所述示例不構成可用來形成局部層104的彈簧類型或彈簧類型的可能朝向的完整清單。彈簧元件120可展現出一定范圍的彈簧剛度,包括線性、非線性減小、非線性增加、或恒常彈簧剛度。

局部層104連接到整體層102。特別地,彈簧附接構件124連接到定位在相鄰帶條112的非對準區域118之間的節點114上。這種連接可為整體模制、搭扣配合連接、或其他連接方法。多個彈簧元件120可由例如Ultraform?N?2640?Z6?UNC?Acetal或Uniform?N?2640?Z4?UNC?Acetal等POM、例如Arnitel?EM?460?、EM550或EL630等TPE、TPU、PP或其他柔性材料注模而成。多個彈簧元件120可單獨地或作為多個彈簧元件的片件被注模而成。

由于局部層104包括多個基本上獨立的可偏斜元件,即多個彈簧元件,因而局部層104的相鄰部分可對于載荷展現出基本上獨立的響應。以這種方式,支撐結構100不僅在所施加載荷的“宏觀”特性下偏斜而適應,而且還為所施加載荷的“微觀”特性提供個性化的適應性偏斜。

局部層104也可被調節為在支撐結構的任何具體的區、區域或部分中展現出變化的區域響應,以對所施加載荷的特定部分提供特定支撐。例如,區域響應區在硬度或任何其他載荷支撐特性上可以不同。支撐結構的某些部分可通過不同的偏斜特性來調節。形成區域響應區的一個或更多獨立網格例如可專門設計為具有選定的硬度用于主體的任何具體部分。支撐結構的這些不同區域可通過各種方式調節。每個網格的下表面與局部層104之間的間隔(是指不存在載荷時測量的間隔)的變化可以改變在載荷下展現出的偏斜量。支撐結構100的區域偏斜特性也可根據其在支撐結構100中的相對位置使用其他方法調節,包括使用不同的材料、彈簧類型、厚度、截面積、幾何布置、或用于多個彈簧元件120的其他彈簧特性。

頂墊層106連接到局部層104。每個網格的下表面固定到對應彈簧元件120的頂部。每個外圓角延伸指狀物128的下表面也可以固定到一個或更多對應彈簧元件120的頂部。這些連接可為整體模制、搭扣配合連接、或其他連接方法。網格和/或外圓角延伸指狀物128的下表面可連接到彈簧元件120的頂部,或可以包括一個或更多的桿或其他延伸部以倚靠在彈簧元件120上或連接到彈簧元件120。每個彈簧元件120的頂部可限定用于接收對應網格或外圓角延伸指狀物128的桿的開口。替代性地,每個彈簧元件120的頂部可以包括用于連接到在對應網格或外圓角延伸指狀物128中限定的開口的桿或柱。

當載荷向下按壓在頂墊層106上時,多個網格向下按壓在多個彈簧元件120的頂部上。作為響應,多個彈簧元件120向下偏斜以接納載荷。在載荷下由單個彈簧元件120所展現出來的偏斜量可能會受到與該彈簧元件120相關的彈簧偏斜水平的影響。當多個彈簧元件120向下偏斜時,多個網格和/或多個外圓角延伸指狀物128的下表面朝向整體層104移動。然而彈簧元件120可能相對于地面進一步偏斜,這是由于當整體層102在載荷下偏斜時局部層104在載荷下可能向下偏斜。這樣,彈簧元件120可以根據彈簧偏斜水平在載荷下單獨地偏斜,并且當整體層102在載荷下向下彎曲時,也可能整體上作為局部層104的一部分進一步偏斜。

彈簧偏斜水平可在制造前確定并設計在支撐結構100中。例如,可調節支撐結構100以展現出約25?mm的彈簧偏斜水平。換句話說,支撐結構100可被設計為允許多個彈簧元件120達到偏斜約25?mm。因此,在局部層104包括16?mm高度(即,整體層102的頂部與彈簧元件的頂部之間的距離)的彈簧元件120的地方,多個網格的下表面可包括9?mm的桿。作為另一示例,在局部層104包括25?mm高度的彈簧元件的地方,多個網格的下表面可省略桿,但可以連接到多個彈簧元件的頂部。如前所述,每個彈簧元件120的高度可根據多種因素而變化,包括它在支撐結構100內的相對位置。

頂墊層106的多個網格可通過多個網格連接器互連,如圖8所示和下面描述的那樣。頂墊層106可包括各種網格連接器,例如平面式或非平面式連接器、凹式連接器、橋式連接器、或用于使多個網格互連的其他元件,如下面所述的那樣。多個網格連接器可以定位在相對于多個網格的各種位置。例如,多個網格連接器可以定位在相對于多個網格的角部、側部或其他位置。多個網格連接器當在相鄰網格之間時提供更大程度的獨立性并對頂墊層106提供更大的柔性。例如,多個網格連接器可允許向下柔性偏斜,并允許獨立網格以相當大的獨立性橫向移動或旋轉。

頂墊層106可由諸如TPE、PP、TPU等柔性材料或其他柔性材料注模而成。特別地,頂墊層106可由獨立制造的網格和外圓角延伸指狀物128形成,或者可作為多個網格的片件注模而成。

當在載荷下時,載荷可與頂墊層106接觸并向下按壓在頂墊層106上。替代性地,支撐結構100也可包括固定在頂墊層106上方的覆蓋層。覆蓋層可包括襯墊、織物、皮革、或其他覆蓋材料。覆蓋層可為支撐結構100提供更好的舒適度和/或美觀度。

圖2表示圖1中所示的支撐結構100的更廣的視圖。頂墊層106支撐在局部層104上,局部層104支撐在整體層102上。整體層102固定到框架132。雖然圖2示出了矩形的多層支撐結構100,但是支撐結構100可包括替代形狀,包括圓形。

頂墊層106包括連接到外圓角延伸指狀物區域202的網格區域200。網格區域200包括多個互連的網格204。外圓角延伸指狀物區域202包括多個互連的外圓角延伸指狀物128。

頂墊層106還包括多個網格連接器以便于相鄰網格204和外圓角延伸指狀物128之間的連接。在下面更詳細地描述了網格連接器并且圖8示出了一個網格連接器的特寫。

網格204為頂墊層106提供更大的柔性。網格204可以包括用于連接到局部層104的桿。外圓角延伸指狀物128可以便于頂墊層106與座墊結構的連接。例如,外圓角延伸指狀物128可以可滑行地插入座墊結構中。例如,座墊結構可以包括每個外圓角延伸指狀物滑入其內的軌道。

圖2示出了多個彈簧元件120的彈簧附接構件124。彈簧附接構件124包括朝向整體層102向下延伸的桿206。每個桿206可以插入從而固定在限定在整體層102的對應節點114中的開口內。彈簧元件120的桿206在下面被更詳細地論述并且在圖6中特寫地示出。桿206的各自高度可以在局部層104內變化以便為支撐結構100提供支架。

圖3表示整體層300的俯視圖。如以上與圖1相關提及的那樣,整體層300包括多個支撐軌302和一個或更多的框架附件304。支撐軌302的端部連接在兩個基本上平行的框架附件304之間。在圖3中,每個框架附件304均包括沿著框架附件304的長度方向延伸的一體段。如圖1所示,框架附件可以包括分離段。

整體層300可以利用注模技術來成形。尤其是,整體層300可以利用中心澆口式注模技術來成形,其中型腔模是在型腔模的與支撐軌的中心對應的位置或附近處開澆口。注模工序可能會導致在模制裝置內的模制壓力損失,其中壓力損失可能是在遠離澆口的區域比在靠近澆口的區域大。中心澆口式技術可以便于沿著支撐軌302的對稱壓力損失。壓力損失會影響對準,支撐軌內的對稱壓力損失可以便于支撐軌302內的對稱對準。

每個支撐軌302包括兩個帶條306和連接在相鄰帶條之間的多個節點308。每個帶條306包括沿著帶條306的長度方向限定的對準區域310和非對準區域312。對準區域310可以通過比非對準區域312的截面積小的截面積來限定。沿著帶條306限定的每個對準區域310的截面積可以調節為對準區域310在帶條306上的相對位置。沿著帶條306的對準區域310的截面積可以隨著對準區域310遠離帶條306的中部而逐漸增大。對準區域310的截面積也可以調節為每個對準區域310距離澆口位置的相對位置。對準區域越遠離澆口位置,每個對準區域310的截面積可以增長約0.1%到約1%之間,例如增長約0.5%。例如,對準區域的截面積可以比帶條上緊靠澆口位置的對準區域的截面積大出約0.1%到約1%之間。

節點308連接在相鄰的非對準區域312之間。節點308可以包括用于將整體層300連接到局部層的彈簧連接部。彈簧連接部可以是在節點308中限定的用于接收桿或來自彈簧元件的其他突出部的開口。節點308可以通過搭扣配合連接、壓入配合而連接到彈簧元件,或者整體模制在一起。

框架附件304便于將整體層連接到框架。框架附件304可以包括內緣314和外緣316。作為支撐軌312一部分的每個帶條306可以包括連接到框架附件304的內緣314的兩個端部。相鄰帶條306的端部和框架附件304的內緣314之間的連接可沿著框架附件304的內緣314在相鄰帶條306之間限定開口318。

圖4表示包括連接在兩個帶條306之間的節點308的支撐軌302的一部分。尤其是,節點308連接在兩個帶條306的相鄰非對準區域312之間。每個帶條306包括連接在對應的非對準區域312的任一側的對準區域310。非對準區域312的截面積可以比對準區域310的截面積大。

節點308可以包括用于將整體層300連接到局部層的彈簧連接部400。在圖4中,彈簧連接部400是在節點308中限定的用于接收局部層的桿或其他突出部的開口。彈簧連接部可以替代性地是在節點308上方豎直地延伸用于與在局部層中限定的開口匹配的桿或其他突出部。

圖5表示局部層500的俯視圖。局部層500包括多個互連彈簧元件502。局部層500可以由整體材料形成。每個彈簧元件502均包括頂部504、至少一個可偏斜構件506以及彈簧附接構件508。頂部504可以限定用于接收從頂墊層的對應網格的下表面延伸的桿或其他突出部的開口。

可偏斜構件506包括連接到頂部504并且螺旋遠離頂部504的兩個螺旋臂。螺旋臂的截面積可以是漸縮的或以其他方式沿著每個臂的長度而變化。例如,螺旋臂的截面積可以從臂連接到頂部的位置開始沿著螺旋臂的長度方向逐漸增大或減小,并且在螺旋臂連接到彈簧附接構件508的位置處最小。每個螺旋臂的截面積可以適合于彈簧元件502在局部層500內的相對位置、彈簧元件500的期望彈簧剛度或其他因素。

螺旋臂可以包括彈簧附接構件508或連接到彈簧附接構件508。在圖5中,兩個相鄰彈簧元件502的螺旋臂連接相同的彈簧附接構件508。

彈簧元件502設置在從局部層500的一側延伸到另一側的對角線內。彈簧元件502可以與相同對角線內的相鄰彈簧元件互連,但是不可以直接連接到在相鄰對角線內的彈簧元件。在該構造中,對角線內的彈簧元件502可以偏斜或基本上獨立于相鄰對角線內的彈簧元件502的響應地響應于載荷。

圖6表示彈簧附接構件508的一部分。尤其是,圖6表示可以裝配到在整體層中限定的開口內的桿的一部分。所述桿包括向下漸縮成第二圓柱形部分602的第一圓柱形部分600,其中第一圓柱形部分600具有比第二圓柱形部分602更大的截面積。第二圓柱形部分602可以包括漸縮端部604。第二圓柱形部分602的一部分可以是凹陷的以在第二圓柱形部分602的面中限定脊606。脊606可以便于所述桿與在整體層中限定的開口之間的搭扣配合連接。

圖7表示示例性的局部層700的俯視圖。局部層700包括多個彈簧元件702,每個彈簧元件702包括頂部704、可偏斜構件706以及彈簧附接構件708。可偏斜構件706可以包括至少一個螺旋臂710。例如,圖7示出在局部層700邊緣附近的一些彈簧元件702包括具有單個螺旋臂710的可偏斜構件。

圖8表示包括網格區域802和外圓角區域804的頂墊層800的俯視圖。網格區域802包括在它們的角部與網格連接器808互連的多個六邊形網格806。多個網格的每一個包括上表面和下表面。多個網格806示出為六邊形,但也可以呈現為其他形狀,例如矩形、八角形、三角形或其他形狀。下表面包括從下表面延伸用于連接到局部層的桿。

多個網格連接器808的每一個與三個相鄰的網格互連。多個網格連接器808可以替代性地在它們的各自側部與多個網格806互連。多個網格806可以是平面的,非線性的和/或浮雕圖形狀的。

多個網格806可以在每個網格內限定開口。開口可以在適應載荷方面給頂墊層800增加柔性。頂墊層800在每個網格806內可以限定任意數量的開口,包括0個或更多的開口。另外,頂墊層800內的每個網格806例如根據網格在網格區域802內的各自位置,可以限定不同數量的開口或不同尺寸的開口。

圖9表示在頂墊層800內的網格900的下側,其中網格900的下表面902顯示為朝上。尤其是,圖9示出了網格的下表面902和從下表面902延伸的桿904。桿904可以將網格900連接到局部層的彈簧元件。桿904與彈簧元件之間的連接可以是整體模制、搭扣配合連接或其他連接技術。

桿可以包括兩個端部906和908,第一端部906連接到網格902的下表面,并且第二端部908用于連接到彈簧元件。桿904可以包括從桿904橫向延伸的一個或更多的肩部910,其中肩部910具有比桿904的高度小的高度。桿904的第二端部908可以是漸縮的。第二或漸縮端部908可以包括延伸超過桿904的唇緣912。為了便于頂墊層與局部層之間的連接,桿可以插入到在彈簧元件的頂部限定的開口內。在桿904經過一定距離進入彈簧元件頂部的開口之后,唇緣912可以提供夾持以將桿904保持在開口內并阻止桿904的移除。唇緣912可以夾持在頂部的上表面上,夾持在限定在頂部開口的內緣中的脊上,或夾持在其他表面上。

當桿904穿過頂部開口足以使唇緣夾持在頂部上并且將網格900固定到對應彈簧元件的頂部時,肩部910可以與頂部的上表面匹配或者以其他方式與頂部的上表面接觸。作為替代,桿904可以省略肩部910,并且當桿904與頂部開口匹配時,下表面902可以與頂部的上表面接觸。

圖9示出了連接相鄰網格的網格連接器914。在圖8和圖9中,網格連接器914連接在三個相鄰的六邊形網格的角部之間。網格連接器914包括連接到網格之一的角部上以便當施加載荷時為每個網格的獨立移動提供松弛的弧形臂916。弧形臂916可以從角部延伸并且在網格之間的連接點918處會合。連接點918可以位于由互連的網格限定的平面下方。其他形狀例如S形或其他波狀形狀可以實施作為網格連接器914的一部分。網格連接器914可以幫助減少或防止相鄰網格之間在偏斜下的接觸。頂墊層600可以替代性地省略網格連接器以提高多個網格的獨立性。雖然圖8和圖9示出了在多個網格的角部處連接的網格連接器914,但是多個網格可以替代性地在它們各自的側部連接。網格連接器914可以例如包括連接在相鄰網格側部之間的U形彎曲部。

圖10表示制造分層支撐結構的工序1000。工序1000可以自動或手動地執行。可以使用組裝裝置來實施工序1000。工序1000獲得整體層、局部層和頂墊層(1002)。所獲得的整體層、局部層和頂墊層的每個可以分別與以上描述的層對應。

一個或更多的整體層、局部層和頂墊層可以利用注模技術形成。整體層可以利用中心澆口式注模技術形成。在用于注模工序的型腔模中使用的澆口可以位于型腔模的對應于每個支撐軌大致中部的部分上。型腔模可以包括與每個支撐軌、或支撐軌的每個帶條對應的澆口或根據其他構造的澆口。

如上所述,分層支撐結構內的整體層包括具有沿著帶條限定的對準區域和非對準區域的帶條。在對準之前,整體層可包括沿著帶條限定的預對準區域。在那些區域對準或定向之后,預對準區域可以變成對準區域。為該工序而獲得的整體層可以是之前已經對準的。

作為替代,工序1000可以對準或定向整體層(1004)。工序1000可以拉伸整體層以定向預對準區域。也可以使用其他對準技術,包括壓縮。組裝裝置可以抓取或以其他方式保持整體層的相對側并且沿著支撐軌的方向拉伸整體層。整體層可以被拉伸約10-12英寸之間。拉伸也會使得每個預對準區域伸展其原長的約四倍到約八倍。

圖11表示由組裝裝置1102拉伸的整體層1100。拉伸的整體層1100的對準區域1104對應于每個帶條1106的較細部分。整體層的非拉伸或非對準區域1108對應于節點1110連接在相鄰帶條1106之間的位置。整體層1100包括在整體層1100的相鄰節點和相鄰帶條之間限定的開口1112。隨著整體層1100被拉伸,每個開口1112的截面積增大。

當根據工序1000的方框1004拉伸整體層時,節點探測器可以插入到開口1112內(1006)。節點探測器可以是組裝裝置的一部分或與之獨立。節點探測器可以是裝配在開口1112中的塊。

工序1000可以將局部層連接到整體層(1008)。如上面論述的那樣,局部層可以包括彈簧元件,該彈簧元件具有便于局部層連接到整體層的彈簧附接構件,例如圖5和圖6示出的彈簧附接構件508。工序1000可以引導彈簧附接構件進入在整體層的節點中限定的對應開口內,直到實現搭扣配合或其他連接類型的連接。

工序1000將頂墊層連接到局部層(1010)。如上面論述的那樣,頂墊層可以包括網格,其具有從網格向下延伸的一個或更多的桿。該桿可以便于頂墊層與局部層的連接。工序1000可以引導桿進入到每個彈簧元件的頂部的對應開口內,直到實現搭扣配合或其他連接類型的連接。

工序1000可以沿著相對于組裝裝置或相對于分層支撐結構打算使用(例如在椅子中)的朝向顛倒的朝向來組裝分層支撐結構。例如,圖10從俯視圖的觀點示出將整體層保持為下側朝上的組裝裝置,即整體層在圖10中的可見一側是在椅子應用中一般會面向下的一側。

在這個示例中,節點探測器(根據1006)可以從顛倒定向的整體層上方向下插入開口1112內。還根據這個示例,工序1000可以如下將局部層連接到整體層(根據1008):通過使局部層相對于組裝裝置顛倒地定向,并且引導彈簧附接構件向上進入由整體層的節點限定的對應開口內,直到實現搭扣配合或其他連接類型的連接,以便每個彈簧元件的頂部相對于組裝裝置向下定向。同樣,工序1000可以如下將頂墊層連接到局部層(根據1010):通過使頂墊層相對于組裝裝置顛倒地定向,并且引導網格的桿向上進入到每個彈簧元件的頂部處的對應開口內,直到實現搭扣配合或其他連接類型的連接,以便頂墊層的頂部相對于組裝裝置向下定向。

工序1000從組裝好的分層支撐結構收回節點探測器(1012)。工序1000可以將組裝好的分層支撐結構固定到框架,例如椅子的框架,或者可以將組裝好的分層支撐結構提供給另一個工序用于框架附接。

圖12表示預對準整體層1200。預對準整體層1200可以利用注模工序來提供。用于模制工序的澆口位置1202可以位于每個預對準支撐軌1204的中心或中心附近。澆口位置1202可以位于節點1206處或每個預對準支撐軌1204的其他部分。在圖12中,澆口位置是在位于每個預對準支撐軌1204的中心附近的節點1206處。

圖13表示圖12所示的預對準整體層1200一部分的特寫視圖。尤其是,圖13示出在節點1206上的澆口位置1202。連接到節點1206的非對準區域1302中的降熱凹部1300可以是模制工序的產品。例如,降熱凹部1300可以對應于型腔模中的用于為降熱尖部提供空隙的凹部。

圖14表示用于通過注模工序成形預對準整體層例如圖12所示的預對準整體層的整體層型腔模1400和降熱通道1402的俯視圖。降熱通道1402相對于型腔模的位置大致與模具的澆口位置對應。

雖然已描述了本發明的多個實施例,但對于本領域普通技術人員顯而易見的是,在本發明的范圍內可實現更多實施例和實施方案。因而,除了根據所附權利要求書及其等同物以外,本發明不受到限制。

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