专利名称：具有限制扭矩和抗松动功能的可调节装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可调节装置，特别涉及一种适用于办公座椅调节的可调节装置，其包括限制扭矩和抗松动功能，价格便宜且结构简单。
背景技术：
可调座椅属于公知技术，如在美国专利5,755,488，5,765,804和5,971,484中公开的办公用椅。然而，这种椅子很昂贵，过于复杂，且有时不可靠。通常，这类椅子带有可调座位和/或椅背，并通过摩擦配合来保持调节好的位置。然而，这些装置一般不可靠、昂贵或难于操作，或者，同时具有多种缺陷。
发明内容
本发明克服了先前设备所存在的问题。这里描述的是一个用于对两个相关活动部件锁紧和解锁的调节装置，该装置包括具有键元件的紧固件；第一结构，其具有与紧固件上键元件互补的键元件；第二结构，其具有与两个可相对移动部件中的一个上的互补键元件配合的键，用于阻止第二结构发生移动，第一结构和第二结构具有可以使它们在第一个方向以第一扭矩水平相对运动和在第二个方向上以较大的第二扭矩水平相对运动的元件。
本发明具备的许多优点、特点和目的是现有相关设备不具备的。例如，一个优点是本发明提供了结构简单且操作简易的水平可调节椅座。本发明的另一个目的是提供一种可靠的可调节椅座。本发明的又一特点是提供一种易于生产和装配简单的座椅调节装置。
对本发明更完整地理解以及其它目标，优点和特点，将通过下面提供的附图结合对最佳实施例的描述获得，最佳实施例表示的是本发明的示例。
图1是从前面观察时办公座椅的立体图。
图2是从右前方仰视图1中所示座椅中使用到的椅盘，椅板和紧固件的立体分解图。
图3是从右前方俯视椅盘，椅板和紧固件的立体分解图。
图4是所述紧固件的立体分解图，示出其各部分螺纹插入件和杯形把手。
图5是装配好的紧固件的类似于图4的立体图。
图6是螺纹插入件的后视立体图。
图7是椅盘，椅板，紧固件和两个用来防止紧固件意外脱落的环状物的俯视立体图。
图8是图7所示元件的部分仰视立体分解图。
图9是螺纹插入物和上下两个环状物的俯视立体分解图。
图10是螺纹插入物和两个环状物的仰视立体分解图。
具体实施例方式
虽然本发明公开了多种变化和可以选择的结构，这里详细描述的是各附图所示出的最佳实施例。然而，应该理解其目的不是将本发明局限在该特定形式或在此披露的实施例中。相反，所有符合本发明附加权利要求中表述的精神和范围的修改，相同的结构和方法，以及可选结构，都属于本发明覆盖的范畴。
首先参阅图1，图中是办公座椅10，它由靠背组件20，坐垫组件30，两个扶手组件40和支座50组成。这里详细对坐垫组件30加以介绍。象下面将要解释的那样，坐垫可以水平调节，易于操作，结构简单，容易制作和装配，而且很可靠。
参见图2和图3，详细描述了部分坐垫组件和可调节锁紧装置300，图2是前仰视立体分解图，图3是前俯视立体分解图。部分坐垫组件和可调节锁紧装置包括椅盘301，椅板302和紧固件303。
椅盘可以由任何合适的材料制成，比如合成树脂，并可以模制成一整体。椅盘包括上部304和下部305。所述上部覆盖一个软垫，如图1所示，并构成座椅10的座面。椅盘还包括在所述下部上形成的四个定距离间隔的L形啮合指状物，306，307，308，309；紧固件接收元件310，其是一个带有由轮圈311形成的孔的梁；两个抵靠元件312，313。该抵靠元件用于限制椅盘相对椅板水平移动，以防止装配好的倚盘和倚板发生脱离。椅盘还包括前部314和后部315。
椅盘的后部有一个大的孔316。四周的紧固件孔，如317，用于将椅垫固定在椅盘上。椅盘还包括一组加强肋，如位于上部的肋318。梁的开口轮圈311的侧面有两个抵靠突起319，320。梁的开口轮圈311和两个突起319，320位于紧固件接收元件上。因为椅盘的材料是合成树脂，接收紧固件的梁的轮圈具有弹性，这样可以相对于施加的力发生变形。这种力可能来自椅板311和位于椅盘的突起319，320在调整座椅时的接触。抵靠元件312，313也分别位于各自梁结构322，323的末端，以在装配时提供弹性，后面会作进一步的说明。
继续参阅图2和图3，椅板可以由任何合适的坚固材料构成，比如铝。与合成树脂的椅盘一样，椅板可以制成整体。椅板包括前部324，后部325，顶部326和底部327。椅板包括4个导向槽328，329，330，331，每个槽都具有扩大的头部孔，例如头部孔328a；以及一个狭窄的主体孔，例如主体孔328b。导向槽与椅盘的L形啮合指状物306，307，308，309配合使用，以限制并引导椅盘相对于水平固定的椅板在水平方向作前后运动。
椅板还包括一个接收紧固件的长孔332以及两个运动限制槽333，334。这些槽通过限制抵靠元件312、313在其各自槽中的运动来限制椅盘的水平运动。在椅板的后部有一个大孔335。在接收紧固件的长孔332的每一边都有一套位于顶部326的凹口336，337。如下面将说明的，每一套凹口在椅盘底部与一个对应的突起形成止动件。因为突起是悬臂式紧固件接收元件310的一部分，当椅盘相对于椅板进行调节时，突起从一对凹口运动到另一对是用凸轮带动的。
运动限制槽333，334分别与抵靠元件312，313配合，并限制椅盘的运动，以确保L形指状物在完成安装后不会与导向槽脱离。因为抵靠元件形成于悬臂梁322，323上，当L形指状物第一次被插入到导向槽时，椅盘会挤压椅板，此时抵靠元件是用凸轮带动的。当L形指状物离开各自扩大的头部孔时，抵靠元件能够卡合在运动限制槽333，334中。在抵靠元件和运动限制槽周围的壁之间的干涉配合，防止L形指状物回到扩大的头部孔处并从导向槽处脱离。可以理解椅盘和椅板的制造和装配都很简单。
通过图4，5和6可以进一步理解所述座椅组件和可调节锁紧装置的简易性，在这些图中详细展示了紧固件303。紧固件303可以限制扭矩，且其包含两部分，螺纹插入件338和杯形把手339。杯形把手包括外部表面340，该表面具有许多凹槽和凸脊，以便于使用者紧握和进行转动操作；杯形把手还包括一个环形凸缘表面341，它具有许多突起，如突起342。通常有一个相对于凸缘表面成直角的环形表面343，其具有一些卡接头344。螺纹插入件338包括螺纹345，延伸的挠曲齿346，环形轮缘347，沿环形弹性安装的或悬臂式的一组倾斜齿状部件，如齿状部件348，349，350，351，352，353。作为例子，可以清楚地看到倾斜齿354和355在齿状部件348上。
螺纹插入件和杯形把手可以分别用合成树脂制成一个整体。螺纹插入件和杯形把手也可以通过将带螺纹的环形轮圈347插入到杯形把手的环形表面343，以便穿过突出的卡接头344而容易装配。在环形轮圈通过卡接头时，环形表面会向外凸出或者扭曲。当环形轮圈完全通过后，环形表面弹回原状，并在卡接头与环形轮圈之间产生干涉配合。当杯形把手和螺纹插入件连接到一块后，螺纹插入件可以通过杯形把手旋转。
在装配过程中，紧固件穿过椅板302上接收紧固件的长孔332，并与椅盘301上的紧固件接收元件310的轮圈311配合。当螺纹插入件与轮圈311配合，螺纹插入件上的挠曲齿346会发生变形并穿过紧固件接收元件310的孔。以这种方式，即使试图将紧固件303朝相反方向旋转以使其脱离椅盘时，紧固件仍会保持在椅盘上。
当紧固件被顺时针方向旋转时，椅盘和椅板的配合更加牢固，并对椅盘和椅板间的所有水平运动形成摩擦和机械阻力。这样，就形成了锁紧配合。此外，当达到预定的扭矩以后，再旋紧杯形把手会使弹性安装的和倾斜的齿状部件列相对多个突起342发生滑动，这样杯形把手会相对于螺纹插入件自由旋转，并且没有更多的扭矩施加到螺纹插入件上。
在操作时，椅盘、椅板和紧固件的形成都使用的是公知技术。装配简单容易。椅盘和椅板的排列允许L形指状物通过位于导向槽末端的扩大孔，然后抵靠元件放置到运动限制槽里。随后，螺纹插入件和杯形把手被压在一起形成单一的紧固件单元，然后该紧固件被旋入到椅盘上的紧固件接收孔处，并将椅板夹在它们中间。当椅盘和紧固件配合好后就不会再脱离了；然而，可以通过顺时针或逆时针旋转杯形把手对紧固件进行简单的松紧调节。当紧固件松动时，椅盘可以相对于椅板进行水平方向调节以满足座椅用户的舒适感。由于突起和凹口的存在，止动件的形成容易被椅子的使用者听到和感觉到，因此有利于调节过程。完成调节后，反方向旋转紧固件，椅盘和椅板被压紧。不用担心旋紧紧固件时会损伤紧固件、椅板或椅板，因为当达到预定阻力时，悬臂式倾斜齿会在多个突起上滑动，从而使杯形把手相对螺纹插入件发生“滑扣”。
现在参阅图7和图8，图中详细展示了调节装置400的另一个具体实施例。图7与图3中的内容类似，但绕竖直轴线向右旋转了大约90度。图8与图2中的内容类似，但绕竖直轴线向左旋转了90度。图中示出了部分椅座组件，包括椅盘402和椅板404。还示出了调节装置400，其包括杯形把手408，螺纹插入件410，第一环状物412和第二环状物414。杯形把手的结构与前面在图4中描述的杯形把手339相同。螺纹插入件410与前面在图4中描述的螺纹插入件338很相似，但略有变化。
现在参阅图9和图10，螺纹插入件包括带有延伸的挠曲齿422的螺纹部分420，环形轮圈424，弹性安装或悬臂的一组齿形部件，如部件426。如前面所说明的，悬臂齿形部件允许螺纹插入件相对杯形把手“滑动”或移动，杯形把手上具有固定的齿，以便限制通过杯形把手加在螺纹插入件上的扭矩大小。另外，螺纹插入件包括两个对立布置的凹槽428，430，后面将作为键元件进行描述。
调节装置的抗松动功能通过第一环状物412和第二环形物414实现。第一环状物412通常是环状结构，其包括两个键元件432和434，它们与螺纹插入件的键元件428，430互补。432，434分别容纳于凹槽428，430。每个环包括底面431和顶面433。第一环状物也包括悬臂或弹性安装的一组齿形部件436，438，440，442，444，446，它们的齿448，450，452，454，456，458向上延伸，其方向与螺纹插入件的齿形部件相反。悬臂齿包括两个斜面，如齿448上的表面460和462，可以看到，第一个斜面460相对于作为参照平面的顶端表面433倾斜大约30度。但是，第二个斜面462，设置为相对于参照平面大约60度的位置。从第一环状物的底面431延伸出一组垫片470，472，474，476，478，480，当调节装置装配好时，这组垫片与环形轮圈424相抵靠。
垫片在第一环状物412的底面和螺纹插入件410的环形轮圈424之间提供预定间距。这使得在操作时成排的悬臂齿形部件可以向下朝环形轮圈424弯曲，如下面将介绍的那样。第一环状物412还包括轮圈，该轮圈具有间隔开的凹口482，484，486，488，以容纳杯形把手上的卡接头344。
第二环状物414包括上表面500和下表面502，一套从下表面延伸出来的固定齿503，如齿504，以及从上表面向上延伸的键元件506。该键元件是弧形突起，容置在图2中所示椅板302上的接收紧固件的长孔332中。该紧固件接收孔是第二环状物上的键元件的互补性键元件。当第二环状物插入到接收紧固件的长孔332中时，第二环状物就无法自由旋转。然而，当座椅的使用者在调节座椅过程中旋转杯形把手时，第一环状件412键入到螺纹插入件中，随后该螺纹插入件被杯形把手带动旋转。
可以理解，当杯形把手/螺纹插入件沿逆时针方向，即如图9所示的箭头510方向旋转以旋紧紧固件时，第一环状物412的齿(如齿448)与第二环状物414的齿503啮合并被带动。由于齿的第一个倾斜表面460的角度较小，弯曲或带动所述悬臂齿所需的力也相对较小。这种旋转和弯曲发生在调节装置处于锁紧时，以便在椅盘和椅板间产生摩擦配合。当在螺纹插入件上施加的扭矩达到预定的极限值，杯形把手会滑动，并防止螺纹插入件或键入的第一环状物进一步旋转运动。
当有振动或有类似趋势使得杯形把手、螺纹插入件和键入的第一环状物出现顺时针方向旋转，并使椅板和椅盘间的摩擦配合变松时，抗松动功能随即发生作用。如现在可以理解的那样，第一环状物的悬臂齿沿着第二个斜面462与第二环状物的固定齿配合，所述第二个斜面462相对于参考平面倾斜较大的角度。因此，使紧固件松动所需的力，即朝箭头510反方向运动时弯曲或转动第一环状物上的齿部件的力，要大于最初旋紧紧固件所需的力。所需的力量实质上较大，且是第一斜面的斜角与第二斜面斜角之间比率的函数。这导致紧固件更难变松，以至通常能防止。
上述说明详细描述了本发明的优选实施例。其它例子、实施例、修改和变动，都属于权利要求书所要求的保护范围。例如，不同类型的材料，不同尺寸和形状的椅盘及椅板及不同形状的紧固件都可视为是等同的结构并落入到权力要求的文字表述范围内。同样，调节装置也适用于在垂直方向上调节靠背或其它相关活动部件。最好是一些新技术也可以做为等价物作为其它的选择。这里不希望也不打算用任何方式限制对等价原则的应用，或限制和约速发明的范畴。
权利要求
1.用于对两个可相对移动部件进行锁紧和解锁的调节装置，包括带有键元件的紧固件；第一结构，其具有与所述紧固件的所述键元件互补的键元件；及第二结构，其具有一个键元件，该键元件适于与所述两个可相对移动部件中的一个上的互补键元件配合，以防止所述第二结构发生移动，所述第一结构和第二结构包括允许所述第一结构和所述第二结构在第一方向上以第一扭矩水平发生相对移动和在第二方向上以较大的第二扭矩水平发生相对移动的元件。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述第一结构是第一环状物，所述第二结构是第二环状物。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于所述第二环状物包括一排固定齿；及，所述第一环状物包括至少一个弹性安装的、倾斜的齿部件。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于所述第一环状物的所述齿部件有两个斜面，用于与所述第二环状物的所述齿进行配合，第一斜面相对参考平面的倾斜角度较小，第二斜面相对所述参考平面的倾斜角度较大，其中在所述第二平面上移动所述第一环状物的所述齿时所需要的力比在所述第一平面上要大。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于所述第一环状物包括垫片，用于使所述第一环状物和所述紧固件保持预定距离。
6.如权利要求1所述的装置，包括与所述紧固件连接的扭矩限制结构。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于所述扭矩限制结构包括杯形把手和螺纹插入件，所述杯形把手和所述螺纹插入件的结构使得它们在施加预定水平的扭矩下能够相对移动。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于所述螺纹插入件包括悬臂齿，所述杯形把手包括相配合的固定齿。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于所述第一结构是第一环状物，所述第二结构是第二环状物。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于所述第二环状物包括一排固定齿；以及所述第一环状物包括至少一个弹性安装的、倾斜的齿部件。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于所述第一环状物的所述齿部件有两个斜面，用于与所述第二环状物的所述齿进行配合，第一斜面相对于参考平面的倾斜角度较小，第二斜面相对于所述参考平面的倾斜角度较大，其中在所述第二倾斜平面上移动所述第一环状物的所述齿所需要的力比在所述第一平面上要大。
12.一种用于将座椅的椅盘与座椅的椅板锁紧和解锁的调节装置，所述装置可以限制扭矩，其包括带有键元件的紧固件；第一环状物，其具有与所述紧固件的所述键元件互补的键元件；以及，第二环状物，其具有一个适于与所述椅板上的互补键元件配合的键元件，以防止所述第二环状物发生转动；所述第一环状物和第二环状物包括允许所述第一和第二环状物在第一方向上以第一扭矩水平相对转动和在相反方向上以较大的第二扭矩水平发生相对转动的元件。
13.如权利要求12所述的装置，包括在所述第一环状物上的垫片。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于所述第二环状物包括一排固定齿，所述第一环状物包括至少一个弹性安装的、倾斜的齿部件。
15.如权利要求14所述的装置，包括与所述紧固件连接的扭矩限制结构。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于所述扭矩限制结构包括杯形把手和螺纹插入件，所述杯形把手和所述螺纹插入件的结构使得它们在施加预定水平的扭矩下发生相对移动。
17.如权利要求15所述的装置，其特征在于所述螺纹插入件包括悬臂齿，所述杯形把手包括相配合的固定齿。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于所述第一环状物包括悬臂齿。
全文摘要
一种带有锁紧装置的可调节座椅，该装置能够限制扭矩并能防止松动。该座椅包括椅盘、椅板、可旋转紧固件和两个环状物。椅盘和椅板带有接收紧固件的孔。紧固件包括杯形把手和螺纹插入件。当椅板夹在椅盘和紧固件之间时，螺纹插入件通过椅盘上的孔与椅盘配合。当旋转时，在大于一定阻力后，杯形把手会相对于螺纹插入件发生滑动，以中止对螺纹插入件施加扭矩。其中一个环状物通过键与紧固件一起旋转，另一个环状物通过键保持不旋转。第一环状物包括一排悬臂齿，每个齿具有相对水平参考平面倾斜角较小的第一表面以及相对水平参考平面倾斜角较大的第二表面。这种设计使得拧紧紧固件比松开紧固件所需要的扭矩小。
文档编号A47C1/022GK1714706SQ20041006392
公开日2006年1月4日 申请日期2004年6月14日 优先权日2004年6月14日
发明者马库斯·C·薛普克, 杰伊·R·麦克哈尔, 布赖恩·R·特里戈 申请人:霍恩技术公司