具有用于返回至标准位置的弹性装置的头枕设备的制作方法

本发明涉及一种头枕装置，此类头枕装置主要设计成用于改善必须长时间和/或在频繁重复的情况下保持头部伸展、即向后倾斜的使用者的舒适性。

背景技术：

在个体必须保持头部向后倾斜很长时间——有时几个小时的情况下，或者在他们经常向上看的情况下，会在颈部和椎骨层面带来疼痛，甚至是病变。因此，头部向后延伸的运动特别不舒服并且由于在颈椎后部产生的压缩而具有深远的后果。

例如在攀爬领域中可能遇到这种情况，为了由一个人执行对攀爬者的保护，这个人必须从地面上保持与攀爬者的持续视觉接触，以尽可能地确保他们的安全。这些类型的情况尤其在许多领域的工人身上遇到，例如对于建筑工人，尤其是他们必须在高处、特别是对天花板涂抹涂料或油漆，或者对于作业于空中电线或电话线的技术人员，或者对于在车辆下工作的机械师。经验表明，在背部倾斜的位置工作特别困难，并且特别难以确保在这些条件下工作的人们获得满意的舒适度。

已经提出了头枕设备，其包括位于固定背部支撑件和支撑头枕之间的弹性连接装置，该固定背部支撑件布置于穿戴者的背部，该支撑头枕在穿戴者头部的基部上——因此在枕骨上。要特别提及专利文献fr3019973，其内容结合到本文中，特别是其描述了具有头枕在背部支撑件上的弹性倾斜的安装件。该文献提出了一种将头枕轴向安装在可调节的但是是刚性的背部支撑件上的模式。

技术实现要素：

为了通过避免疲劳和肌肉骨骼疾病而为使用者提供更多舒适并适应更严苛的条件，同时还考虑到为了改善整个设备的制造条件并在设备的适应性上对每个特定的穿戴者提供更多灵活性，本发明总体上提出头枕设备配备有背部支撑件的弹性延伸装置，该弹性延伸装置将头枕轴向地偏置到标准休息位置，防止佩戴者的头部倾向于将头枕陷入背部支撑件的运动。

使用弹性装置将头枕返回到其相对于背部支撑件的标准位置，同时弹性装置与在背部支撑件上的在头枕的铰接安装中的头枕的倾斜运动相对抗并且与头枕的倾向于缩短背部支撑的纵向平移运动对抗，本发明使得可以持续监测佩戴者头部的延伸运动，并且在头部后部(颅骨的枕骨)的层面具有非滑动支撑。因此，当头枕安装成沿着背部支撑件以纵向平移的方式弹性滑动并且以横向倾斜的方式弹性铰接在背部支撑件上时，可以获得无滑动的监测质量，从而使得根据本发明的设备具有那些弹性返回装置仅对头枕与头部在其伸展运动中向后倾斜的变化相对应的倾斜运动起作用的设备没有的舒适性。然而，在实践中，可以观察到伸展的头部在从前向后倾斜的同时倾向于从上到下下沉。

在本发明的优选实施例中，还提供了用于调节所述弹性返回装置的装置，使得可以限定头枕相对于背部支撑件的标准位置，该标准位置与被认为是使用者头部的自然的初始休息位置相一致。有利的是这种调节装置对于使用者易于使用，包括当他们佩戴着头枕装置时，并且适用于他们在建筑工地上的工作期间。调节装置有利地设计成用于调节头枕在背部支撑件上的初始倾斜(对应于头部在自然伸展中的负载)以及调节安装铰接在背部支撑件上的纵向位置(与用户认为最舒适的颈部高度相对应)，因此作为背部支撑件的初始伸展的调节。

因此，特别地，头枕相对于背部支撑件的弹性返回装置最好能一方面包括扭转弹簧而另一方面包括压缩弹簧，该扭转弹簧支承在头枕(特别是当头枕被针对接触舒适性问题的柔性材料包围时，头枕的一部分形成加强件)上并支承在滑动件的上支承表面上，该滑动件可滑动地安装在背部支撑件的主体中，该压缩弹簧保持在滑动件内的引导孔中并且倾向于通过延伸背部支撑件来伸展它。

有利地，根据本发明的设备具有用于调节其尺寸特征的装置，该装置使得可以将其调节到使用者的形态和/或所需的舒适度，特别是关于他们的颈部高度和颈部柔韧性。特别地，可以特别为此目提供以下装置：在弹簧在它们之间的压缩被假定为零时将用于调节滑动件的初始位置的装置设置为纵向超过背部支撑件，至少是对于在休息位置自然保持头部的使用者的边缘。

根据本发明的头枕设备可以有利地配备有各种调节装置，使得能够更精细地调节与其使用有关的条件，以通过时刻改善使用者的感受而实现使头枕设备一方面适应于佩戴该设备的使用者、另一方面适应于使用的情况而适应各种情况的目的。因此，特别是可以提供用于调节由两个弹簧中的每一个弹簧提供的返回效果的装置，这种装置优选地是佩戴者在使用设备时易操作的，而不需要为了这种装置而移除设备或更改位置。从这个观点来看，特别有利的是提供用于调节压缩弹簧的刚度的装置，该装置形成背部支撑件的弹性延伸装置。

优选地，根据本发明，头枕装置除了机械部分之外还包括背带部分，该背带部分由束带制成的背带形成，所述束带在各种附接点处彼此附接，所述附接点优选地是可调节的，一些附接点在开始时根据将使用该设备的人的具体形态调节，另外一些附接点由用户自己根据他们在每个位置和每个特定应用中寻求的舒适度调节。使用者在已经佩戴设备时进行的调整可以有利地通过作用于束带的长度来完成。

该背带的作用是将机械部分的背部支撑件牢固地保持在穿戴该设备的使用者的背部的躯干顶部的位置上，并且均匀地平衡来自该机械部分的支撑力，特别是通过将该支撑力部分地带到穿戴者的胸部以便缓解他们背部。带有束带的背带特别有效地缓解腰椎，并且在穿戴者的头部伸展的情况下特别地缓解颈椎，因此具有预防关节炎的效果，背带包括从肩部延伸到大腿的束带并且在胸前交叉的束带。

附图说明

通过参考图1至图6所示的根据本发明的头枕设备的具体实施方案，现在将在优选特征的范围内更完整地描述本发明及其优点，其中：

图1示出了根据本发明在其机械元件中描述的没有具有束带的背带的头枕设备的立体图；

图2以另一角度示出了图1机械部分顶端的细节；

图3示出了该设备的机械部分的替代实施方式的纵向剖视图；

图4示出了相同的设备的侧视图；

图5示出了根据本发明的头枕设备的背带部分是如何形成的，这里示出了当背带附着在穿戴该头枕设备的使用者身上时，朝向使用者的躯干的前面的视图；

图6示意性地示出了使用者穿戴着头枕设备的侧视图。

具体实施方式

根据本发明，这里描述的头枕设备，如图中所示，主要包括机械部分和背带部分，用彼此连接的束带实现。机械部分(图1和图3至图4)的元件主要包括头枕1，该头枕在滑动件3的端部处铰接地安装成倾转，滑动件3安装成本身相对于机械单元的支撑元件可纵向地滑动，该机械单元的支撑元件形成了这里所谓的背部支撑件2，原因在于它被穿戴固定在穿戴头枕设备的使用者背部的顶部，这在图5和图6中可以看出。根据本发明，铰接安装以及滑动安装与弹性返回装置相关联，弹性返回装置将头枕应用于标准位置，该标准位置对应于休息时使用者头部的自然负载。

在本说明书中，方向和取向是相对于站立的使用者而定义的，其中垂直方向沿着他们的脊柱，并且前后分别对应于穿戴者的腹侧和背侧。

头枕1构造成模制成使用者头部的后部——特别是当使用者头部向后倾斜时——支承在其上的弯曲形状。更具体地，头枕主要由接收穿戴者头部的主要部分或内板10形成；颅骨的枕骨基部正是靠在这处上。该部件是刚性的，但是针对接触舒适性的问题，该部件有利地覆盖有由柔性材料——例如有机聚合物泡沫——制成的壳体。它优选地由具有形状记忆的材料制成，使得其可以基于个别情况而被赋予适合于尽可能最好地模制每个特定头枕设备所针对的人的枕骨形状的弯曲形状。

头枕1通过在其内板10的层面围绕由杆12形成的横向关节轴线的旋转而从前向后可倾转地运动，杆12的端部通过从部件10突出的耳状件保持，耳状件固定地位于头枕后部的突出部分的底部。该杆是铰接在端部件14上的轴，端部件14具有终止滑动件3的底面，如图1和2所示。

头枕1围绕关节轴线或铰链轴线旋转的运动被施加在缠绕在杆12上的扭转弹簧13上，扭转弹簧13通过其末端端部中的一个末端端部在头枕内侧支承抵靠在板10的后部上，并且其另一末端端部布置成支承在端部件14上。在轴杆12上的弹簧螺旋的缠绕方向被限定，以便当头枕向后倾斜时获得弹簧的扭力，头枕因此被实施成向前返回到其初始标准位置。

调节螺钉11使得可以固定头枕的初始倾斜。该螺钉在滑动件3的中心部分处穿过滑动件3，直到在头枕的后部固定地形成合适的支座，并且在此更具体地，直到在内板10的后表面处抵靠内板10。调节螺钉具有滚花头，这使得已经穿戴该设备的使用者可以使用滚花头，以便在操作过程中调节弹簧的力。

背部支撑件2形成有主体5和两个对称的翼部，主体5布置成在操作过程中沿着穿戴者的脊柱垂直行进，两个对称的翼部终止于用于连接背带的肩部束带的狭槽21和22。主体5在其上部是中空的，以便滑动地容纳滑动件3。主体包括压缩弹簧，该压缩弹簧的螺线出现在图1的4中。

该弹簧与扭转弹簧13一样形成弹性返回装置的一部分，该弹性返回装置使头枕抵抗由设备的穿戴者在其伸展头部运动期间施加的力而返回到其标准位置。两个弹簧同时起作用，一个弹簧作用于背部支撑件的延伸，该弹簧固定背部支撑件上的头枕的铰接连接的颈部高度位置，另一个弹簧作用于头枕围绕关节轴线的倾斜。

更具体地说，压缩弹簧4被包含在所设置的相对的支承表面之间引导，一个支承表面在滑动件3上，另一个支承表面在背部支撑件2的下部，以形成支座，当两个支座之间距离变化时，在支座之间的弹簧或多或少被压缩。虽然在图中没有详细示出，但是可以理解的是，例如，滑动件3具有纵向孔，其中弹簧向上穿过直到底部，弹簧的上端紧靠底部，并且滑动件3在背部支撑件2中的运动可以有利地通过在配合的纵向通孔中滑动的耳状物来引导。

滑动件3在背部支撑件2中的初始位置可以通过螺钉调节，螺钉拧入滑动件的材料中，该滑动件用于将螺钉或多或少地陷于其中，通过这样改变了弹簧4顶部支座的位置。使用者可以通过滚花头15使用该螺钉，滚花头本身可以通过设置在滑动件中的窗口触及(图1)。这就是如何能够在其所谓的标准位置调整采用头枕的关节铰链的位置。可以调节初始位置以使头枕设备适应其通常使用者颈部的长度，并且当使用者穿戴该设备时可以由使用者控制更精细的调节。

此外，压缩弹簧的效果本身是可调节的。为此，这里作为示例描述的设备包括用于移动支座的装置，弹簧在其底端处支承在该支座上，弹簧的底端与弹簧的紧靠滑动件的端部相反。因此，图1示出了背部支撑件的主体5内的蜗杆的滚花头40，蜗杆与螺母啮合，该螺母与作为压缩弹簧的底部支座的支承表面集成。该螺母(或等效的螺纹孔)在旋转方向上保持固定。实际上，螺母具有凸耳41，凸耳41保持被引导在背部支撑件主体的垂直槽20中。通过作用于螺钉头40——任何时间在头枕底部处均可实现——调节弹簧的初始压缩率。凸耳41在槽20中可见，它提供与压缩弹簧4的刚度有关的视觉信息。

现在参考图3和4，将更详细地描述本发明的设备的替代实施方式，其中，滑动件3可伸缩地与用于调节压缩弹簧的刚度的装置一起实施，使头枕在背部支撑件的弹性延伸的变形中沿背部支撑件运动。

在该实施方案中，存在与前述实施方案例中相同的主要元件，其中包括头枕1、背部支撑件2和滑动件3。后者制造成由于扭转弹簧13使得满足头枕弹性地安装成在绕枢轴12的旋转方向上倾斜安装，该枢轴12垂直于背部支撑件2的纵向方向。在此可以注意到，作为替代方案，具有弹性倾斜头枕的类似安装可以以柔性板的形式实现，如在上文提到的在先专利中已经描述的那样，该替代方案仍然在本发明的范围内。然而，如参考附图所描绘的围绕铰链杆倾斜的安装因其提供的容易的调节是优选的。

滑动件3由上部元件6和下部元件7组成，上部元件终止于其上支承着弹簧13的端部件14，下部元件在背部支撑件的主体5内滑动。上部元件具有环形部分，以便在布置于下部元件7的材料中的接收腔中纵向滑动。更确切地说，该部分是半环形的，因为背部支撑件的定位成靠着使用者背部的表面是平坦的。

如上文所述，头枕的初始倾斜借助于滚花头螺钉11可调节，滚花头螺钉11的稍端支撑在头枕的刚性中间部分上，并且拧入端部件14的材料中，结束滑动件3的上部元件6。

在背部支撑件的主体5内，还存在压缩弹簧4，其作用施加在孔8内的两个相对的支座之间，孔8布置成将压缩弹簧4接收在背部支撑件的主体5中和滑动件3中，这里更精确地是接收在背部支撑件的主体5中和滑动件的下部元件6中。滑动件3(被认为是由其形成的两个元件的整体)内的承载表面位于所述孔的底部的43处，滑动件在其上端形成压缩弹簧4的承载支座。通过控制滑动件的两个元件之间的滑动的相对运动，压缩弹簧的该顶部支座在其轴向位置上是可调节的。这种滑动件3内的顶部支座43的纵向位置的调节，从单元的外部借助于螺钉手动地确保，该螺钉拧入伸缩式滑动件的下部元件7的材料中并且其滚花头15容纳在滑动件的上部元件6的开口腔中，其中，滚花头可以自由旋转，但是在轴向位置上固定。

在其滑动中，相对于背部支撑件，伸缩滑动件的下部元件7通过凸耳9引导，凸耳9固定在背部支撑件的主体5中并且在两个配合的通孔中运动，所述通孔垂直布置在元件7的材料中。在这些孔的范围内发生相对运动，使得压缩弹簧不会将滑动件排出到背部支撑件的主体外。滑动件3作为整体保持成有效地保持在背部支撑件的纵向轴线上。

压缩弹簧4的下端的支承表面在42处示出。弹簧的该底部支座作为螺母与螺纹杆44的螺纹啮合，形成蜗杆，压缩弹簧4的螺线围绕该蜗杆自由地缠绕。螺纹杆44被安装为在旋转方向上具有自由度，但是通过背部支撑件的主体5在纵向位置上固定，并且在其外部，螺纹杆44具有可以从如上所述的背部支撑件的外侧控制其旋转的滚花头部40。同样地，支座42在旋转方向上不能被螺杆44驱动，因为它通过其凸耳41在旋转方向上保持固定，凸耳被引导限制在布置成穿过背部支撑件主体5的壁的槽20(图4)中。以这种方式，通过操纵滚花头部40，调节弹簧4的底部支座在背部支撑件的主体5中的纵向位置。

在图3和图4中公开之后，现在将描述根据本发明的单元的背带部分，在其下端，除了两个由如图1的实施方式中的槽21和22形成的侧面孔眼之外，背部支撑件的主体5形成束带的紧固孔眼19。

图5和6示出了与根据本发明的头枕设备中的机械部分相关联的背带部分的特别有利的实施方式。该组件显示为由其使用者穿戴，然后该背带将背部支撑件2保持在使用者背部的顶部处和中央处。背带在背部支撑件的每一侧上对称且相互地连接。背带包括顶部部分，背部支撑件2连接到该顶部部分，背带补充有底部部分，该底部部分与上部部分一起将背部支撑件2较好地保持在其操作位置。

背带的顶部部分包括两个肩部束带50和51，每个肩部束带50和51各自连接到横向腰垫52的相应端部。这些肩部束带穿过背部支撑件的翼部的孔或槽21,22并围绕使用者的肩部。它们借助于紧固带扣65紧固在这个高度上，从而稳定肩部束带的有效长度，这可由使用者通过拉动他们前面的束带的自由的股线来调节。在使用者的背部，腰垫52通过椎垫67直接连接到其上安装有头枕1的背部支撑件2上，该椎垫67通过附接在背部支撑件2的下孔眼19中的束带拉伸。

腰垫52通过两个侧束带对称地连接到背带的底部部分(右侧束带57可以在图6中看到)。底部部分由两个带扣55和56形成，带扣55和56在腹股沟部分处围绕大腿收紧。这两个大腿带扣55和56也分别在骨盆的每一侧对称地连接两个束带53和54，两个束带53和54在佩戴者的前面交叉(图5)并且分别相互连接在肩部束带50和51上，连接位置不是在胸部的高度，而是在肩部水平，更具体地说是在锁骨前面。交叉束带53-54中的每一个在上股线和下股线之间设置有卡扣连接件并穿过紧固带扣，使得使用者可以通过拉动他们前面的自由股线来调节其长度。

特别地，通过束带53和54在使用者的胸部上相交的事实，束带53和54具有通过限制例如腰椎的弯曲并且因此防止可能由此导致的创伤来消除施加在使用者背部的应变的效果。它们通过在肩部水平处返回来起作用，这具有将力返回到骨盆前部的效果。围绕腿部穿过的大腿带扣55、56使得可以防止腰垫52上升。这使得可以不必紧固背带的顶部部分使得背部支撑件保持在其位置。因此便于使用者的呼吸。

胸部束带59有利地补充了背带的顶部部分。它横向地布置在使用者的胸部上，并且它在每侧分别连接到两个肩部束带50和51中的每一个上。它也具有可调节的长度，并且由两股经由卡扣连接在一起的股线制成。它主要用于通过在前面将一个肩部束带拉向另一个肩部束带而将两个肩部束带连接在一起，使得它们没有经由例如通常由臂的运动引起的肋上和腋下的重摩擦干扰使用者的风险。

至于底部部分，它可以包括弹性条69，其通过将使用者的背部、大腿束带55和56分别连接到腰垫52来塑造臀部的轮廓。当使用者向前弯曲时，它们防止大腿束带在大腿上下滑。

以上描述清楚地解释了本发明如何能够实现其设定的目标。本发明提供了一种头枕设备，可在长时间佩戴期间提供极大的舒适度，而不会引起肌肉骨骼拉伤，特别是通过缓解腰椎和颈椎的应力传递，以及对穿戴者形态的良好适应(具体地由第三方对使用者做出调节)，以及对每种使用情况下的特定条件(使用者可以进行调节，可选地通过单手的动作进行调节)的良好适应。