专利名称：带人体工程机构的座椅的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有靠背和座面的座椅，特别适用于车辆，其中，座椅靠背包括靠背骨架和设置在靠背骨架之间的元件，这些元件形成S形靠背，该S形靠背具有可向前和向后调整的肩部区和腰部区。
背景技术：
带有可变形靠背的座椅很多，例如，普通的汽车和重型货车上就带有在用户腰椎区装备可变形腰部支撑的座椅。这种腰部支撑可向前和向后变形，以与人体相适应，由于靠背在腰椎区的凸起型的结构，较大或较小强度的支撑，根据他/她背部的凹进度数，以增加他/她坐着的舒适度。这种腰椎支撑的结构由该用户预设，并且它们保持这种形状直至该人诸如通过操作手轮来调节这种设定。这要求使用至少一只手，当车辆运动时，这只手经常不能利用。
另外，车辆座椅的类型通常是，它们为使用它们的人的理想形状的平均尺寸而设计的，也就是，从行驶的方向来看，它们显示为凹形的肩部区和凹形的腰部区，从而产生靠背的S形，它与普通身材的人体形状相匹配。
其结果是超过或小于平均尺寸的人在这种车辆座椅上会体验到较差的乘坐舒适度。
此外，驾驶员，尤其是重型货车的驾驶员，每天在驾驶员的座椅上、相对固定地坐姿的时间长达10小时，由于他们的手得可靠地握在驾驶盘上，脚的位置得在踏板上，并且得向前看。坐在该位置上，因为少数几群肌肉的持续压力，不仅会引起疲劳，还会损害健康。如果有诸如通过调节腰部支撑或通过调节靠背的高度来改变这种坐姿的设备，该设备要求使用手来操作手动或电动调节设备，这种操作在驾驶过程中存在安全上不利影响。
还有某些座椅，通过向后倾斜靠背，将靠背设为S形，这导致使用座椅的人视角的改变，并且人体的上部和下部之间的角度发生不合理的改变。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种带人体工程机构的座椅，特别适用于车辆，该座椅具有靠背，该靠背为不同尺寸的人提供较高程度的乘坐舒适度，其肩部区和腰部区的形状可以改变，从而使它可能改变人体背部的坐姿，而不干涉操作部件，也不使用占用座椅的人的手。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案提供了一种带人体工程机构的座椅，尤其适用于车辆，该座椅具有靠背和座面，其中该靠背包括靠背骨架以及，设置在靠背骨架之间形成S形靠背的元件，该S形靠背带有可向前和向后变形的肩部区，以及可向前和向后变形的腰椎区，这些元件可旋转地安装，以绕虚轴或实轴旋转，该虚轴或实轴水平延伸于肩部区和腰椎区之间，并以不改变靠背相对于座面的现有倾斜度设定的情况下贯穿骨架或与骨架平行，腰部区和/或肩部区向前变形可以由肩部区和/或腰部区的向后变形来自动进行。因此，车辆的驾驶员可以，通过从他的肩部施加压力，获得诸如靠背肩部区的向里的更大弯曲，同时获得靠背腰部区沿行驶向前方向的更大弯曲。S形靠背的反向运动或变形可以由人的腰部在靠背的腰部区向后施加压力来完成，由于这样，腰部区呈现较小的向前弯曲，同时，在靠背的肩部区，发生较小的向后弯曲的变形。
在这种方式中，通过转变人的上半身区的重量，可获得靠背轮廓的改进曲率，导致新的支撑人体脊骨的曲率。
由于这种靠背轮廓曲率的变化可以由转变上半身区的重量的简单方式获得，当车辆在运动中时，这也可以频繁采用，其结果是，由于频繁运动，可避免对椎盘的损坏并减轻由于长时间的负荷造成的肌肉群的压力。通过不断地改变脊柱曲线，更可得到按摩效果。
这些元件较佳地包括至少一个沿靠背的纵向延伸的S形杆，该杆的顶端和底端可旋转地安装在靠背骨架上，可绕沿靠背的纵向设置的轴旋转。如果至少设置了两个这种S形杆，它们通过连接件在转动中同步，其中该连接件较佳地设计为同步连接，与两个杆铰接。
该S形杆表面覆盖了柔性板状元件，以支撑靠背装饰物，该S形杆最大可旋转90°，供靠背的S形弧度的无级改变，或者用于将靠背设置成纵向延伸的平板。因此，当杆旋转至一个位置，在该位置，它们的双向S形在靠背的横向设置时，靠背在纵向完全是平的。
相反，当S形杆在车辆座椅的纵向设置时，也就是转动90°，可获得S形靠背，其肩部和腰部区有较大的曲率。在杆的这两个极端转动位置之间，通过转动该杆，可在靠背的肩部和腰部区无级设定任何想要的曲率。
根据较佳实施例，该杆装备有第一个制动设备，使其在选定的旋转位置制动。这种制动设备包括与两个杆连接并水平延伸的连接件，以及螺旋形环绕连接件的弹簧，其中该弹簧与靠背骨架相连，其端部相对径向转动，以改变内径。当弹簧打开和关闭时，弹簧更紧或更松地夹在连接件的表面，连接件较佳地为圆形横截面。其结果是，由于弹簧内部与连接件之间的强大摩擦力，可在杆的旋转运动中获得减速效果甚至制动。
根据更佳的实施例，这些元件包括至少三个板状元件，在靠背的横向延伸，它们通过水平设置的旋转支承连接在一起，这些旋转支承位于腰部脊柱区的底部，一个位于肩部区的上方。在这里，实轴与布置在旋转支承之间的中央面板相连。面板的用途代替了S形杆，增加了非必要的柔性面板盖的附加用途。
带有至少三个面板的本发明的实施例还装有第二个制动设备，以制动实轴相对于靠背骨架和/或中央面板的旋转运动，因此，作为结果，靠背的理想S形可被永久设置。这使得，例如，理想的，靠背在腰椎区的向前大曲率。从而靠背可在人的腰椎区施加更大的压力。
由于它们绕旋转支承和实轴的旋转运动，这三个面板全体，在靠背的纵向延伸，其角度不同。这要求滑动支承在底部面板的较低端和顶部面板的上端处牢固连接到骨架上，从而在因旋转面板产生的S形靠背的改变过程中，相对于靠背框滑动支撑顶部面板和底部面板。
根据更佳实施例，这些元件包括至少一个上部和下部气袋，分别布置在虚轴的上、下方。这些气袋通过交换气体的气压调节阀相互连接，因此，当上部的气袋承受人的肩膀和腰部区的负荷时，气流入另一个气袋，其中在靠背的肩膀和腰部区的最终改变可通过气压调节阀在速度上变化。气压调节阀也可用来避免两个气袋之间的气流交换，从而使靠背获得永久的S形。
以下将结合附图和具体实施例对本发明的优点和功能进行描述图1是本发明第一个实施例中带有直靠背的车辆座椅的示意图；图2是本发明第一个实施例中带有直靠背的车辆座椅的后视图；图3是本发明第一个实施例中带有变形靠背的车辆座椅的示意图；图4是本发明第一个实施例中带有变形靠背的车辆座椅的示意图；图5是本发明第一个实施例中车辆座椅的连接和制动元件的示意图。
图6是本发明第二个实施例中带有直靠背的车辆座椅的示意图；图7是本发明第二个实施例中带有变形靠背的车辆座椅的示意图；图8是本发明第三个实施例中带有靠背的车辆座椅的示意图；图9是本发明第三个实施例中带有变形靠背的车辆座椅的示意图。
具体实施例方式
图1示出了本发明第一个实施例中带有直靠背的车辆座椅的示意图。该座椅包括带有衬垫部分2的座面和带有靠背骨架4的靠背3。
靠背骨架4之间设置有柔性板状元件5，板状元件5带有水平方向的缺口，用于为布置在其后方的靠背装饰物提供支撑。靠背装饰物在该图中未示出。
图2示出了本发明的第一个实施例中带有直靠背的车辆座椅的后视图。如图所示，靠背骨架4上安装有相邻的两个大体呈S形杆6、7，该S形杆6、7通过环形连接件8、9、10、11、12、13或类似的其它连接件与柔性板状元件5相连。
S形杆6、7在本实施例中设置在靠背上，且两者的S形弧度在靠背的横向方向上朝相反的方向延伸。
杆6、7通过较低端6a和7a以及较高端6b和7b与旋转支承14、15、16、17配合，可旋转地连接在水平方向上的靠背骨架部件4a和4b上，并能够绕靠背和靠背骨架4纵向的虚轴在90°角以内旋转。
图3示出了本发明第一实施例中带有变形靠背的车辆座椅的示意图。如图所示，柔性板状元件5为S形，其包括位于肩部区从车辆正面向后的凹部19，以及腰椎区向前的凸部20。一同参照图4示出的带有可调整靠背的车辆座椅的示意图，可以更清楚地看到，通过使杆6、7绕沿座椅的纵向的虚轴旋转，如箭头21和22所示，杆6、7的S形部位从沿座椅的横向延伸的布置变换成相对于车辆座椅向前延伸的布置。该变换可无级发生，并驱动柔性板状元件5绕虚拟转轴18转动，该虚拟旋转轴18位于腰椎区和肩部区之间适合不同脊柱长度的位置。
通过旋转杆6、7调节肩部区向后的凹部19以及腰椎区向前的凸部20的大小依赖于旋转角度的大小。这种旋转只有通过人员使用他/她的肩膀或腰椎对靠背施加适当的压力才会发生。一旦通过杆的旋转实现了适合用户脊椎形状的靠背形状，就能实现人员最大的乘坐舒适度。靠背与人的脊柱形状自动匹配，因此，无需使用复杂的结构，通过将它向后或向前旋转和/或通过改变座面来改变靠背的结构。
驾车时，驾驶员仅需通过他/她的肩膀和/或腰椎骨对靠背施加压力，就可从容地将脊椎调整到新的坐姿，以使靠背形状与他/她新坐姿和脊椎自动匹配，以实现最大的乘坐舒适度。
图5示出了本发明第一个实施例中车辆座椅的连接和制动元件的局部示意图。带有旋转支承24和25的同步连接件23将杆6、7相连，用于使杆6、7协同旋转运动，其中旋转支承24、25分别固定在杆6、7上，使得杆6、7能同时做相反的旋转运动。因此保证靠背在其左右两半同时等量地变形。
连接件26大体水平延伸，在此仅示出了它的一半，它与杆6、7相连，并且与螺旋形弹簧29一起，作为杆执行的旋转运动的制止或制动设备。连接件26的一端部通过铰接件27连接到杆6上，另一端以同样的方式与杆7(未图示)相连。
弹簧29环绕在具圆形横截面的连接件26上，并通过安装件28固定在靠背骨架上，靠背骨架在此未示出。螺旋弹簧29可在其端部打开或关闭，以增加它的内径，因此螺旋弹簧29夹持连接件26的力度可以变大或变小。这使连接件26的表面与螺旋弹簧29的内表面之间的摩擦增大或减小，导致减速甚至是制动效果。通过这种方式中，杆6、7可被锁定在它们即时旋转的位置。这使驾驶员可有意地设定靠背的结构，这通常与他/她的脊椎，包括，诸如腰部区向前的理想度数的曲率，施加在靠背上的载荷相反。
图6示出了本发明第二实施例中带有直靠背的车辆座椅的示意图。如图所示，未示出其装饰物的靠背包括共三个面板30、31和32，它们通过旋转支承33和34连接在一起。
滑动支承35和36布置在较低面板30的下端以及与靠背骨架4相对的较高面板32的上端，因此当上、下面板旋转时，可使上、下面板30，32相对于靠背骨架的滑动。
实轴37与中部面板31相连，且可旋转地安装在骨架部件38，39上，骨架部件38，39在左、右侧与靠背骨架牢固连接。
图7示出了本发明的第二个实施例中带有可改变结构的车辆座椅。当该用户在他/她背部的肩膀和/或腰部区做施压动作，使座椅改变结构时，在肩部区40发生向后的结构改变，在腰部区41发生向前的结构改变。这可以在图7中清楚看到。在这一端，面板30，31，32绕实轴37发生旋转。
面板30-32的这种旋转促使上、下面板30，32在滑动支承35和36处相对于靠背骨架移位。
图8示出了本发明第三个实施例中带有直靠背的车辆座椅示意图。带有衬垫部分2和靠背3车辆座椅1装备有下部气袋或空气垫42以及上部气袋或空气垫43。这两个气袋通过压力调节阀44和连接线连接在一起。
如图9所示，空气相对虚轴45从上部气垫43转移到下部气垫42，在靠背的肩部区形成向后的凹部46和腰部区形成向前的凸部47，这种转移通过使用者利用肩部对靠背的肩部区施加压力所形成，一旦形成适合的凸出和/或凹入状态，该状态即可由压力调节阀44保持。
由于它们的充气特性，这种气垫有利地提供了最大的乘坐舒适度。
该申请文件所揭露的所有特征，无论是独立的还是组合的，都可以延伸为本发明区别于现有技术的基本特征。
权利要求
1.一种带人体工程机构的座椅，该座椅具有靠背(3)和座面(1)，其中该靠背(3)包括靠背骨架(4)，以及设置在靠背骨架(4)之间形成S形靠背的元件(5、6、7；30、31、32；42、43)，该S形靠背带有可向前和向后变形的肩部区(19、40、46)，以及可向前和向后变形的腰椎区(20、41、47)，其特征在于这些元件(5、6、7；30、31、32；42、43)可旋转地安装，以绕虚轴或实轴(18、37、45)旋转，该虚轴或实轴水平延伸于肩部区和腰椎区(19、40、46；20、41、47)之间，并以不改变靠背(3)相对于座面(1)的现有倾斜度设定的情况下贯穿骨架(4)或与骨架(4)平行，腰部区(20、41、47)和/或肩部区(19、40、46)向前变形可以由肩部区(19、40、46)和/或腰部区(20、41、47)的向后变形来自动进行。
2.根据权利要求1所述的座椅，其特征在于该元件包括至少一个沿靠背(3)纵向延伸的S形杆(6、7)，该杆的顶端和底端(6a、6b；7a、7b)可旋转地安装在靠背骨架(4，4a，4b)上，以绕纵向设置在靠背(3)上的轴(14、15、16、17)旋转。
3.根据权利要求2所述的座椅，其特征在于该元件包括至少两个S形杆(6、7)，它们彼此相邻，并沿着靠背(3)的纵向延伸，所述至少两个S形杆(6、7)通过连接件在转动中同步。
4.根据权利要求3所述的座椅，其特征在于该连接件为与所述两个杆(6、7)铰接的同步连接件(23，24，25)。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的座椅，其特征在于该S形杆(6、7)可在90°角以内旋转，以供靠背的S形弧度无级变形，或者用于将靠背设置成纵向延伸的平板。
6.根据权利要求5所述的座椅，其特征在于还包括在选定的旋转位置设置的用于制动杆(6、7)的第一制动设备。
7.根据权利要求6所述的座椅，其特征在于该第一制动设备包括铰接于两个杆(6、7)并水平延伸的连接件(26，27)，以及螺旋形环绕连接件(26，27)的弹簧(29)，该弹簧与靠背骨架(4)相连，其端部相对于彼此径向扭曲，以改变内径。
8.根据权利要求7所述的座椅，其特征在于所述杆(6、7)覆盖有柔性板状元件(5)，以支撑靠背装饰物。
9.根据权利要求1所述的座椅，其特征在于该元件包括在靠背(3)的横向延伸的至少三个板状元件(30，31，32)，它们通过水平设置的旋转支承(33，34)连接在一起，其中，一个旋转支承位于腰椎区(41)的底部，另一个位于肩部区(40)的上方。
10.根据权利要求9所述的座椅，其特征在于还包括与布置在旋转支承(33，34)之间的中央面板(31)相连的实轴(37)。
11.根据权利要求10所述的座椅，其特征在于还包括第二个制动设备，用来制动实轴相对于靠背骨架和/或中央面板的旋转运动。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的座椅，其特征在于滑动支承(35、36)在底部面板(30)的较低端和顶部面板(32)的上端处固定在骨架(4)上，以在因旋转面板(31，32)产生的S形靠背(3)的变形过程中，相对靠背骨架(4)滑动支撑顶部面板和底部面板(30，32)。
13.根据权利要求1所述的座椅，其特征在于该元件包括至少一个上部和下部气袋(42，43)，分别布置在虚轴(45)上、下方。
14.根据权利要求13所述的座椅，其特征在于该气袋(42，43)通过压力调节阀(44)相互连接。
全文摘要
本发明涉及一种带人体工程机构的座椅，尤其适用于车辆，该座椅具有靠背和座面其中该靠背包括靠背骨架以及，布置在其间的元件，这些元件形成S形的靠背，带有可沿着前后方向变形的肩部区，以及可沿着前后方向变形的腰椎区，其中，这些元件可旋转地安装，以绕虚轴或实轴旋转，该虚轴或实轴在肩部和腰椎区之间水平延伸，并以不改变靠背相对于座面的现有倾斜度的方式贯穿骨架或与骨架平行，腰部区和/或肩部区向前变形可以由肩部区和/或腰部区的向后变形来自动进行。
文档编号B60N2/64GK1748617SQ20051010620
公开日2006年3月22日 申请日期2005年9月16日 优先权日2004年9月17日
发明者约瑟夫·科尔, 赫尔曼·米勒 申请人:格拉默股份公司