专利名称：座椅结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种座椅结构，尤其涉及适合用于诸如飞机、火车、轮船、铲车、机动车等等之类的运输机械的座椅。
2、背景技术在专利文献1到5中公开了通过跨过座椅框架伸展诸如立体编织织物(三维网构件)之类的缓冲构件而形成的座椅结构。当以该方式跨过座椅框架伸展而形成缓冲构件时，为了提高底部接触的防止能力、振动吸收性、冲击吸收性，由诸如立体编织织物、两维布料等等之类的布料制成的底网经由弹性构件提供在上述缓冲构件以下。在所有专利文献1到5中，包括扭力杆、在向后下落方向上偏置的臂和由臂支撑的支撑框架的扭力杆单元放置在座垫后部，并且通过将底网的后端连接到支撑框架上而弹性支撑底网。指出底网的前端固定到构成座椅框架的前部框架上。
(专利文献1)日本专利申请公开2004-347577(专利文献2)日本专利申请公开2003-182427(专利文献3)日本专利申请公开2004-188164(专利文献4)日本专利申请公开2004-141545(专利文献5)国际专利出版WO2004/007238A1在专利文献1到5中公开的技术中，通过由扭力杆弹性支撑底网，能够获得如上所述振动吸收性的提高而不为用户带来异物的感觉，尽管如下事实与一般用在现有技术中作为车座等的缓冲构件的氨基甲酸乙酯材料相比通过使用更薄的材料，与使用氨基甲酸乙酯相比臀点(H.P.)下降大约10mm。然而，在所有上述技术中，扭力杆放置在座垫后部，并且底网的前端固定。特别地，在向后和向上倾斜侧上放置连接扭力杆的臂和支撑框架的结构振动吸收性优良，但由于在向后和向上倾斜方向上拉动底网的后端，当坐入时给出从后部推动屁股或骨盆的感觉，或者给出所谓的坐在吊床上的感觉。那么，通过采取诸如在屁股下放氨基甲酸乙酯材料的相对措施来消除坐在吊床上的感觉，该氨基甲酸乙酯材料具有大约20mm的厚度并且通过将毛毡浸入氨基甲酸乙酯内提高正面刚性。执行在座垫前部沉积另一种氨基甲酸乙酯材料，以便减小框架(前部框架)的异物感觉，上述框架放置在座垫前部用来固定底网的前端，但是由于具有相对硬弹性感觉的材料用作氨基甲酸乙酯材料，有时缺少冲程(stroke)感，并且在踏板操作过程中在从腿部接收力时，反力有时被感知为碰撞座垫前端的感觉。
在将连接扭力杆的臂和支撑框架放置在后部向上倾斜侧部上的结构中，由于当平稳坐入时的载荷点处于坐骨节点以下，也即，靠近放置在后部的扭力杆单元，在重力方向上的分力作用在扭力杆上，这使得扭力杆难于移动，并且用于在前部和后部移动臂和支撑框架的在水平方向上的分力难于作用。因此，如果这些点改进的话，则能够进一步提高振动吸收性。
当等于或大于预定值的向后移动施加在座椅靠背上时，座垫从座垫的侧部框架的中心附近从后侧部分向下弹性变形。因此，在座垫后部提供使得扭力杆位于顶部、同时具有从扭力杆向下伸出的臂的扭力杆单元的支撑框架好像伴随该变形被向前推出一样位移，并且作用于变松底网。因此，当以该方式放置底网时，不能由底网充分执行控制座椅靠背框架变形的功能。
由于在后部放置扭力杆单元的结构在座垫的后部附近放置该构造，并且需要大的空间来放置扭力杆单元，具有在前部座椅后面可得到的腿部空间经常受到限制的问题。
发明内容
在考虑以上问题的基础上获得本发明，本发明的目的在于提供一种座椅结构，其不仅仅能够提高当坐入时的冲程感，而且能够进一步改进振动吸收性，同时维持臀点低于传统座椅结构大约10mm，以便进一步提高坐的感觉、坐入舒适性和驾乘舒适性，而不增加结构复杂性或者部件数量，并且能够加宽在后部座椅可获得的腿部空间。
为了解决以上问题，在权利要求1中描述的发明提供一种座椅结构，其具有通过伸展跨过座椅框架而放置的座垫的缓冲构件，和放置在座垫的缓冲构件以下的底网，包括前部扭力杆单元，其包括扭力杆、连接该扭力杆的臂和由臂支撑的支撑框架，并且围绕用作支点的扭力杆在前部和后部枢轴转动地在座垫的前部处提供这些臂，其中底网的前端与从上部卷绕的前部扭力杆单元的支撑框架相结合，并且底网的后端与沿着座垫宽度方向放置在座垫后部的后部框架相结合。
如权利要求2所述的本发明提供一种根据权利要求1的座椅结构，其中提供前部扭力杆单元使得用作支点的扭力杆位于比由臂支撑的支撑框架更低。
如权利要求3所述的本发明提供一种根据权利要求2的座椅结构，其中向下伸出的结合支架安装到前部扭力杆单元的支撑框架上，底网的前端在支撑框架以上通过并且围绕支撑框架伸展，并且在前端处提供的被结合部分与结合支架相结合。
如权利要求4所述的本发明提供一种根据权利要求1的座椅结构，其中在前部扭力杆单元中臂的枢轴转动范围设定为相对于未装载状态在围绕扭力杆分别在前部和后部40°角度或更低。
如权利要求5所述的本发明提供一种根据权利要求1的座椅结构，其中在冲击过程中当等于或大于预定极限的载荷向后放置在座椅靠背上时，座椅框架的侧部框架弹性变形，后部框架在向后倾斜的方向上位移，底网的张力增加，使得能够控制靠背框架的变形。
如权利要求6所述的本发明提供一种根据权利要求1的座椅结构，进一步包括在前部扭力杆单元和后部框架之间在底网以下提供的辅助弹性机构，以便与底网一起支撑载荷。
如权利要求7所述的本发明提供一种根据权利要求6的座椅结构，其中形成辅助弹性机构包括放置在底网以下的气垫并且具有多个分隔的凸出部分。
如权利要求8所述的本发明提供一种根据权利要求6的座椅结构，其中辅助弹性机构包括放置在底网以下的辅助网，和将该辅助网弹性支撑到座椅框架的侧部框架上的卷簧。
如权利要求9所述的本发明提供一种根据权利要求1的座椅结构，进一步包括在底网的前端处的相应侧部附近和放在座垫前部的前部弹簧的被结合部分之间的弹力调节弹簧。
如权利要求10所述的本发明提供一种根据权利要求1的座椅结构，进一步包括在底网的后端处的相应侧部附近和放在座垫后部的后部弹簧的被结合部分之间的弹力调节弹簧。
图1是示出根据本发明第一实施例的座椅结构的视图；图2是沿图1中线A-A截取的截面箭头图；图3是用于解释根据上述实施例在踏板操作过程中座椅结构的功能的图；图4是用于解释根据上述实施例在冲击过程中座椅结构的功能的图；图5是解释在上述实施例中结合底网的方法的视图；图6A和图6B是示出底网的结合方法的优选实例的视图；图7A和图7B是示出传统底网的结合方法的视图；图8是示出根据本发明第二实施例的座椅结构的视图；图9是沿图8中线A-A截取的截面箭头图；图10是示出根据本发明第三实施例的座椅结构的视图；图11是沿图10中线A-A截取的截面箭头图；图12是示出根据本发明第四实施例的座椅结构的视图；图13是沿图12中线A-A截取的截面箭头图；图14是示出根据本发明第五实施例的座椅结构的视图；图15是沿图14中线A-A截取的截面箭头图；图16是示出根据本发明第六实施例的座椅结构的视图；
图17是沿图16中线A-A截取的截面箭头图；图18是示出根据本发明第七实施例的座椅结构的视图；图19是沿图18中线A-A截取的截面箭头图；图20是示出根据本发明第八实施例的座椅结构的视图；图21是沿图20中线A-A截取的截面箭头图；图22是示出根据本发明第九实施例的座椅结构的视图；图23是沿图22中线A-A截取的截面箭头图；图24是示出根据本发明第十实施例的座椅结构的视图；图25是沿图24中线A-A截取的截面箭头图；图26是示出根据本发明第十一实施例的座椅结构的视图；图27是沿图26中线A-A截取的截面箭头图；图28是示出在测试实例中振动传递率测量的结果的视图。
具体实施例方式
此后，将详细基于附图中示出的实施例进一步解释本发明。图1和2是示出根据本发明第一实施例的座椅结构10的视图。该座椅结构10包括座椅框架20和靠背框架30。座椅框架20包括以预定距离放置在两侧的侧部框架。放置用于座垫40的缓冲构件以便通过伸展跨过这些框架而覆盖侧部框架等。靠背框架30包括以预定距离放置的侧部框架等，并且放置用于座椅靠背50的缓冲构件以便通过伸展跨过这些框架而覆盖侧部框架等。
能够使用如下的结构作为座垫或用于座椅靠背的缓冲构件50该结构为敷设有薄的氨基甲酸乙酯材料的两维布料(编织织物、烤炉(oven)织物、网等等)，但是优选使用立体编织织物(三维网构件)。立体编织织物尽管薄但具有高的复原能力和适中的弹性。因此，当载荷集中在一点时其显示出软弹簧特征，但是在以预定大小正面接触处正面刚性高，并且具有显示硬弹簧特征的特征。例如，在使用具有对应于人凸出骨头的30mm直径的压板的载荷挠度特征中，软弹簧特征起作用，并且在使用具有98mm直径的压板的载荷挠度特征中，具有高正面刚性和高线性度的弹簧特征起作用。立体编织织物具有如下的弹簧特征该弹簧特征具有接近用直径30mm和直径98mm的压板测量人屁股肌肉的情况的倾向。因此，当立体编织织物用作座垫40的缓冲构件或座椅靠背50的缓冲构件时，放置具有接近人肌肉特征的层，这使得能够有效分散外部力而没有异物的感觉。
立体编织织物是有立体感的三维结构，其包括彼此分开放置的一对打底(ground)编织织物以及通过往复该对打底编织织物而将两者连接的多个连接纱。打底编织织物中之一形成为平面编织结构(细网眼)，其例如通过在纵行和横列方向之一连接来自双绞单丝的纱而制成，并且另一打底编织织物形成为具有蜂窝形(六边形)网眼的针脚结构，其例如由来自双绞短纤维的纱制成。不用说该编织结构可以是任意的，并且能够采用除细网眼结构或蜂窝形结构之外的其它编织结构，并且组合也是任意的，例如对两种织物来说均采用细网眼结构。该连接纱是在一对打底编织织物之间编织的纱，以便维持在一个打底编织织物和另一个打底编织织物之间的预定距离，并且用于为立体编织织物给出预定刚性。形成打底编织织物的打底纱的厚度从如下范围中选择其能够为立体编织织物提供必要的腰强度，而不引起任何装配困难。
作为打底纱或连接纱的材料，能够列举诸如聚丙烯、聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、人造丝等之类的合成纤维或再生纤维，以及诸如羊毛、蚕丝、棉之类的天然纤维。这些材料能够单独使用，或者任意组合使用。优选地，能够使用诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)等等之类的热塑聚酯树脂，诸如尼龙6、尼龙66等等之类的聚酰胺树脂，聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)，或者通过组合这些树脂中两种或多种而获得的树脂。而且，聚酯序列树脂由于良好的再循环能力而合适。打底纱或连接纱的形状不进行限定并且能够采用圆形截面纱、修改的横截面纱等等。
连接纱可以在存在于前面层和后面层中的打底编织织物中形成环形状针脚，或者也可以采用通过插入系统在位于前面层和后面层上的打底编织织物上伸展的结构，但是通过彼此在相反方向上倾斜、在交叉(X形)中或在构架(truss)中、编织织物的前面层和后面层与至少两个连接纱的连接是优选的，以便改进立体编织织物的形状稳定性。
指出能够通过具有两个相对行针床的编织机来编织立体编织织物。作为这种编织机，能够列举双拉歇尔编织机、双圆形编织机、具有V床的纬编织机等等。为了获得在尺寸稳定性方面良好的立体编织织物，优选使用双拉歇尔编织机。
底网60放置在座垫的缓冲构件40下。底网60在座椅框架20上弹性伸展，以便执行在坐入过程中提高冲程感觉的功能、防止底部接触的功能或者吸收振动的功能。同时在本实施例中，在支撑框架84附近的正面刚性由于通过前部扭力杆单元80(将在后面描述)支撑底网60的前端而增加。因此，本实施例具有应付在前端处异物感觉的功能，以及控制座椅靠背的大的变形的功能。形成底网60的材料不进行限制，能够使用两维布料(编织织物、机织织物、网形式等等)，后者也能够使用上述立体编织织物(三维网构件)。
底网60布置在座垫的后部，并且由形成座椅框架20前部的后部框架70和布置在座垫前部的前部扭力杆单元80进行支撑。指出前部扭力杆单元80也组成座椅框架20的一部分。应当指出座垫的后部指代组成座椅框架20的侧部框架的后端附近，或者组成后部框架30的侧部框架的下端附近，并且座垫前部指代组成座椅框架20的侧部框架的前端附近。根据本实施例，对于支撑底网60的构件来说，足够在座垫后部布置仅仅一个管形或板形后部框架70，使得与在后部布置扭力杆单元的传统结构相比较能够确保坐在后部座椅上的人有大的腿部空间，并且能够约束座椅尺寸的向后扩张。
在座垫的后部布置扭力杆单元的传统结构中，有时发生如下情况因为通过用于完成外观的修整处理，载荷总是施加在扭力杆上，所以扭力杆的移动变坏，并且在正交于扭力杆的旋转中心的方向上作用的力(在该实施例中在水平方向上的分力)减小，使得振动吸收能力减弱。然而，在本实施例中，当在座垫的前部处提供前部扭力杆单元80时，腿经常由于踏板操作或整个身体振动而移动，并且载荷不能总是施加到前部扭力杆单元80上。在正交于扭力杆81的旋转中心的方向上作用的力(在该实施例中在水平方向上的分力)较强。因此，本实施例的前部扭力杆单元80易于移动并且不消弱振动吸收能力。
前部扭力杆单元80包括由连接金属配件21b和22b支撑的扭力杆81，上述连接金属配件21b和22b在扭力杆81的两端上、在座椅框架20的侧部框架的前端附近任意部分上固定地提供；分别连接到扭力杆81的两端上的臂82和83；以及支撑框架84，其在两个臂82和83之间伸展，并且沿着座垫的宽度方向类似地提供给上述前部扭力杆81。在本实施例中，提供臂82和83以便伸出作为支点的扭力杆81，围绕作为支点的扭力杆81前后枢轴转动，并且当由于枢轴转动而扭转时，它们由于扭力杆81的弹力而趋于返回初始位置。制动器用于控制在臂82和83前后臂82和83的枢轴转动范围。在本实施例中，在图1中臂82和83由环形框架21d和22d围绕。在环形框架21d和22d以外位于臂82和83的向后倾斜侧上的部分用作控制向后倾斜的枢轴转动范围的制动器，位于臂82和83的向后倾斜侧上的部分用作控制向前倾斜的枢轴转动范围的制动器。邻接制动器的臂82和83的枢轴转动范围优选设定为分别在向前倾斜和向后倾斜方向上围绕扭力杆81最大40°的范围内，并且更优选在25°到35°的范围内。通过该设定，当施加大于预定限制的载荷用作底网60的张力时，能够通过邻接制动器而约束靠背框架的变形。
底网60的后端61连接到后部框架70上，并且前端62从上部围绕前部扭力杆单元80的支撑框架84卷绕并且与之连接，以便用作扭力杆81的弹力。具体地，如图2和5所示，向下伸出的结合支架85提供给支撑框架84。底网60的前端62在通过以上支撑框架84之后向前拉动，并且构成在前端提供的基本U形板构件的将要结合部分62a与结合支架85相结合，使得固定底网60的前端62，以便从上部围绕支撑框架84卷绕。通过如上构造，当载荷从上部施加到底网60上时，底网60移位以便卷绕前部扭力杆单元80的支撑框架84。
当人入座时，在前部扭力杆单元80和后部框架70之间施加身体重量的点位于后部框架70侧部上，上述后部框架70侧部为底网60的将要固定的端部，并且载荷从上部施加到底网60上。因此，极大地压下位于坐骨节点以下的底网60的后端附近，并且底网60在后端附近处向下变形。然而，在前部扭力杆单元80中，在比支撑框架84更低的位置处提供用作枢轴转动运动的支点的扭力杆81，以上述方式连接到支撑框架84的结合支架85上。而且，由于身体重量作用的点处于远离支撑框架84的后部框架70侧部上，底网60移位以便卷绕支撑框架84，并且载荷的水平分量极大地作用。因此，在载荷波动过程中，扭力杆81和臂82和83(支撑框架84)比底网60的扩张更灵敏地移位。因此，如图3所示，在踏板操作过程中，由于屁股由于膝盖的伸展而升高，底网60伴随屁股向上移位，并且前部扭力杆单元80的臂82和83能够容易地在与膝盖的运动几乎相同的方向上枢轴转动。
在如上列举的专利文献1到5中布置的扭力杆单元的支撑框架中，如图7A和7B所示，在底网的后端从上部或者从支撑框架以下卷绕支撑框架之后，该后端被朝向底网前端拉动，并且两个位置在从后端朝向前端侧的位置处重叠。换句话说，连接底网后端附近以便在支撑框架被插入的状态下形成圆柱。因此，当施加载荷时，连接到为圆柱形状的支撑框架上的底网沿着支撑框架的周表面旋转，产生摩擦。因此，当使得在底网和支撑框架之间的连接结构类似于传统结构时，一部分载荷由该摩擦接收，其消除了用于围绕扭力杆81旋转支撑框架84和臂82、83的力，这导致降低灵敏度。
在图2中，仅仅一板状物件用作如图6A详细示出的结合支架85。然而，在图5中，如图6B详细所示连接基本U形的结合支架85。能够使用两者作为结合支架85。在如图6A所示的板的情况下，由于前端62通过缝纫线66仅仅连接到由基本U形的板构件制成的被结合部分62a上，施加到底网60上的载荷由被结合部分62a和缝纫线66的强度支撑。因此，当立体编织织物等等用作底网60时，与缝纫线66连接的位置由于载荷而移位，产生不期望的底网的拉伸，并且也出现耐用性问题。因此，如图6B所示，通过使用为基本U形的结合支架85，优选构造底网的端部使得通过缝纫线66连接到前端62的被结合部分62a插入基本U形的结合支架85的内部。通过采取该结构，当施加载荷时，插入基本U形的结合支架85的内部的部分在旋转方向上移位，并且在被结合部分62a的内表面和基本U形的结合支架85的一个壁部之间以及被插入部分的上端附近的外表面和基本U形的结合支架85的另一壁部之间产生摩擦。因此，由于在旋转方向上插入基本U形的结合支架85的部分的移位和上述摩擦而使得施加到底网60的载荷转化为形状改变，因此能够消除施加到缝纫线66的连接部分上的力并且能够抑制底网60的不必要的拉伸。
在底网60下提供与底网60一起用于支撑载荷的辅助弹性机构。本实施例的该辅助弹性机构包括气垫100。该气垫100包括多个(在本实施例中为两个)分开的凸出部分101和102，以及在这些凸出部分101和102的边缘部分处一体固定的挠性板103，该挠性板103固定在底网60的后表面中并且在对应于从中心近旁到底网60前部的附近位置处提供。凸出部分101和102通过加工的立体编织织物形成为近似圆柱形状，并且具有空气进口的气囊101a和102a布置在凸出部分内部。泵(未示出)连接到在气囊101a和102a中提供的空气进口上，使得能够调节注入的空气量。而且，在凸出部分101和102以下，提供固定到座椅框架20上的辅助板105，使得当底网60向下移动时凸出部分101、102邻接并且显示预定的弹性力。
通过该结构，执行稳固支撑人载荷并且防止底部接触的功能，并且由于当人坐入时气垫100比对应于坐骨节点以下的点的位置向前一些布置，在坐入过程中防止屁股向前移位并且维持稳定的坐入姿势的功能显示出来。优选在具有小移位的高频振动的情况下设定气垫100不在辅助板105上邻接。由此能够抑制经由辅助板105传送振动。另外，气垫100显示当输入诸如碰撞之类的大载荷时减轻冲击力的功能。
根据当前实施例，当坐入时，前部扭力杆单元80的臂82、83和支撑框架84围绕用作支点的扭力杆81在向后倾斜的方向上移动。换句话说，当坐入时，臂82和83有效冲程，并且位移量大。因此，当坐入时，主要通过股骨后侧和屁股能够直接感知冲程感，使得能够提高坐上的感觉。如上所述，其具有使得臂82和83有效冲程的结构，底网60的张力总是作用在扭力杆81上，并且腿的移动方向以及前部扭力杆单元80的臂82、83和支撑框架84的枢轴转动的方向彼此一致。因此，即使当具有大约30mm厚度的薄的立体编织织物或薄的氨基甲酸乙酯材料等等用作座垫的缓冲构件40时，尽管放置支撑框架84也没有碰撞的感觉。换句话说，由于扭力杆81的弹力，底网的张力能够作用，在底网60的前端62附近的正面刚性增加，使得具有高刚性的面在前端62附近产生，并且同时腿的移动方向和支撑框架84的旋转方向一致。因此，反力不能容易地作用，使得支撑框架84不感知为线。因此，在现有技术中在座垫前部附近采用厚的氨基甲酸乙酯材料作为辅助缓冲构件变得不必要。
在坐入移动已经完成之后的静态坐入状态中，当腿向前移动用于操作踏板时，如果腿作为连接结构，如图3所示，骨盆适于向上移动。因此，由管组成的支撑框架84位移以便向前枢轴转动。由于支撑框架84的位移方向几乎与膝盖移动方向一致，扭力杆81的弹力能够有效作用，取消了反力，碰撞在腿上的感觉感知到最小。在坐入状态下，最重的载荷施加到在坐骨节点以下附近。然而，由于底网60的弹力自身如上所述作用，并且扭力杆81的恢复力即刻工作，振动吸收性良好，并且底部接触的感觉不明显。而且，体重能够由上述高刚性表面稳固支撑。此时，气垫100的弹力以补充方式工作，以便防止屁股向前移位并且维持平稳坐入姿势。
对于在驾驶过程中经由车身地板输入的振动来说，由于由载荷波动以及腿和骨盆的相对运动产生的水平方向上的分力作用，前部扭力杆单元80不受因底网60自身的扩张和收缩之故的弹力影响，这产生扭力杆81的线性弹性的感觉，并且阻尼变得更小。同时，扭力杆81和臂82、83(支撑框架84)灵敏地位移，并且特别地，有效吸收在高频区域范围中的振动。当重的向后载荷施加到座椅靠背时，如图4所示，座垫的侧部框架的后部附近弹性向下变形，并且与底网60的后端61相结合的后部框架70在向下倾斜的方向上向后位移。同时，即使当臂82和83尽可能向后倾斜时，通过在用作制动器的环型框架21d和22d上邻接臂而控制臂82和83的枢轴转动范围。因此，底网60在伸展方向上给出张力，这控制在座椅靠背中框架的变形。而且，当施加大的冲击时，制动器变形或者位移使得臂82和83的控制位置向后移动，底网60变松，使得阻尼率增加，由此减轻冲击力。
应当指出在图1和2中符号120指示腰部支撑，其在由靠背框架30支撑的座椅靠背的底网36的后表面上提供，以便能够邻接从骨盆到腰椎的区域。腰部支撑120使用与上述气垫100相同的结构，并且提供有两个凸出部分121和122，其内结合有气囊121a和122a，并且挠性板123与凸出部分成整体。由于其包括挠性板123，与传统公知腰部支撑相比，由于挠性板，凸出部分作用为具有更大曲率的碰撞感，这给出具有高线性的弹簧特征。因此，变得能够不使用大力以第三和第四腰椎作为中心而跟随脊骨曲率的改变。由此，能够支撑腰椎和骨盆而没有异物的感觉。由于具有高线性的弹簧特征，也具有减小振动传送到腰部的功能。换句话说，腰部支撑120不仅具有支撑和调节腰部的作用，而且由于线性弹簧特征具有吸收高频振动的功能。能够构造气囊121a和122a不连接到泵上，使得空气能够在所有时间进入和外出，并且在这种情况下能够利用由气囊121a和122a中的空气流动引起的阻尼功能。
图8和9示出根据本发明第二实施例的座椅结构10。本实施例的座椅结构10提供在支撑第一实施例中扭力杆81的连接金属配件21b和22b附近，处于不妨碍前部扭力杆单元80移动的位置处，并且包括由卷簧构成的弹力调节弹簧(此后称为“前部弹力调节弹簧”)140和141，其一侧端与部分21c和22c相结合，该部分21c和22c结合形成一部分前部框架20的前部弹簧，并且另一侧端与底网60的前部62的相应侧部附近相结合。
根据本实施例，由于座椅结构包括前部弹力调节弹簧140和141，除了前部扭力杆单元80的扭力杆81的弹力之外，前部弹力调节弹簧140和141的弹力工作。因此，与图1和2中示出的第一实施例相比较能够实现具有强烈弹性感觉的结构，使得能够更稳固地支撑体重。当振动输入时，由于这些前部弹力调节弹簧140和141与扭力杆81一起工作，能够通过简单结构执行弹性感觉或阻尼性能的调节。而且，在本实施例中，每个前部弹力调节弹簧140和141中一件放置在底网60的每个侧部上，但是放置的弹簧数量不作限制。
图10和11示出根据本发明第三实施例的座椅结构10。在本实施例中，该座椅结构除了第二实施例中的前部弹力调节弹簧140和141之外还包括弹力调节弹簧(此后称为“后部弹力调节弹簧”)142和143，其第一侧端与后部框架70相结合，并且另一侧端与底网60的后部61的相应侧部附近相结合。指出在本实施例中后部框架70也用作结合后部弹簧的部分，但是与后部框架70分离提供结合后部弹簧的部分的结构也是可采用的。
根据本实施例，由于前部扭力杆单元80的功能，在坐入过程中不必说能够提高冲程感、提高振动吸收性等等，因为座椅结构包括后部弹力调节弹簧142和143，所以也能够提高施加到坐骨节点以下附近的载荷的支撑能力。
而且，在本实施例中，座椅靠背的底网36的顶端经由卷簧35连接到靠背框架30的顶部框架上。通过提供卷簧35，能够提高在座椅靠背中的冲程感和振动吸收性。如果需要卷簧35能够在其它实施例中提供。
尽管前部弹力调节弹簧140和141以及后部弹力调节弹簧142和143均用在本实施例中，当然能够具有不放置前部弹力调节弹簧140和141的结构。
图12和13示出根据本发明第四实施例的座椅结构。本实施例具有如下结构后部辅助网110向下放置在相应于从中心近旁到底网60后部附近的位置处，独立于底网60，并且经由卷簧111弹性固定到组成一部分座椅框架20的侧部框架21上，并且其它结构与第一实施例完全相同。类似于底网60，后部辅助网110能够使用两维布料(编织物，织物，网等等)或者立体编织织物(三维网构件)等等。相应于从中心近旁到底网60后部附近的部分位于人坐骨节点以下。尽管因后部辅助网110的存在之故而在该部分处支撑载荷较大，在大载荷输入过程中能够实现底部接触感觉的进一步抑制。当具有小弹簧常数的网用作后部辅助网110时，在座垫上的阻尼性能增加，而当使用具有大的弹簧常数时，在座垫上的弹性感觉增加。因此，能够调节整个座垫的阻尼性能和弹性感觉。指出如果需要在本实施例中也能够提供在第二和第三实施例示出的相应弹力调节弹簧140到143。
图14和15是示出本发明第五实施例的视图。本实施例特征在于在上述各个实施例中使用的气垫100构造为由将端部连接到底网60上的布材料108覆盖，换句话说，气垫100插入袋形布材料108内。当人坐入或者振动输入时，由底网60和布材料108围绕的范围(区域)通过张力改变而改变，与它们接触的气垫100的形状改变使得气垫100的弹性工作。在上述各个实施例中示出的实施例中，辅助板105放置在气垫100以下，以便让气垫100的弹性工作。然而，在本实施例中，通过放置这种布材料108，辅助板105提供给座椅框架20变得不必要，这有助于结构的简化和座椅框架20的重量减少。不必说这种布材料108能够用在上述各个实施例中。
图16和17示出根据本发明第六实施例的座椅结构。在第一到第四实施例中，气垫100用作放置在底网60以下的辅助弹性机构，而本实施例具有如下结构替代气垫100，从中心近旁到底网60附近延伸的辅助网90跨过经由卷簧91组成一部分座椅框架20的侧框架21和22伸展。上述两维布料、立体编织织物等等能够用作辅助网90。类似于第一到第四实施例中的气垫100，该辅助网90能够显出如下功能稳固地支撑体重并且防止底部接触。由于其放置在相应于从底网60中心近旁到其前部附近的区域的位置处，该位置比相应于当人坐入时在人坐骨节点以下的点的位置稍微更向前，显示出防止屁股先前位移并且在坐入时维持平稳的坐入姿势的功能。
在该情况下也能够制造如下结构，使得与图18和19所示第七实施例中一样放置前部弹力调节弹簧140和141以便执行前部扭力杆单元80的弹性功能，这类似于上述第二实施例。并且，再次能够制造如下结构，使得与在根据图20和21所示本发明第八实施例的座椅结构10中一样进一步放置后部弹力调节弹簧142和143。
与在图22和23所示的第九实施例中一样，在图24和25示出的第十实施例中，能够不是直接而是经由卷簧160将底网60的后端61与后部框架70相连接。当以该方式构造时，由于当载荷施加到底网60的后端侧时卷簧160的弹力起作用，与上述各个实施例示出的相比在后端61侧部上的冲程感增加，这导致座椅结构10在坐入时感到更柔软支撑的感觉。而且，其引起在共振时相位延迟，并且使得共振峰值下降。因此，能够根据用户的体格、体重或选择制造这种结构。图22和23示出的第九实施例和图24和25示出的第十实施例在以下这点彼此不同前部弹力调节弹簧140和141在后者中提供。
图22到25示出的放置的卷簧160(弹簧常数k2)采取系列布置弹簧结构，该结构经由底网60具有前部扭力杆单元80的扭力杆81(弹簧常数k1)。因此，弹簧常数从k1到(k1×k2)/(k1+k2)变得更小，并且因为两者一起工作，因此阻尼率变大，这是阻尼的大的特征。
图26和27示出根据本发明第十一实施例的座椅结构，其中提供由挠性板150构成的构件，以便在底网60的靠背表面上邻接，并且替换提供有气垫100的构件和提供有辅助网90的构件使用辅助卷簧151，其一端在挠性板150上邻接并且另一端在形成一部分座椅框架20的辅助框架105上邻接。该结构也显示出诸如支撑体重、防止底部接触以及坐入姿势稳定性提高之类的各个功能。而且，在本实施例中，由挠性板150和放置在靠背表面上的辅助卷簧151构成的辅助弹性机构也放置在靠背底网36的靠背表面上以便用作腰部支撑。由于辅助弹性机构包括挠性板150，类似于通过组合图1、2所示的气垫和挠性板123形成的腰部支撑120，能够抑制在第三腰椎和第四腰椎之间在神经系统上的压迫，并且支撑腰椎和坐骨而没有异物的感觉。而且，由于高线性弹簧特征，也能够减小振动传送到腰部。而且，能够吸收由重心移动产生的脊骨的曲率变化而不引起大的载荷波动，并且控制由脊骨曲率变化引起的身体压力分散性的改变到小的范围。
尽管如上所述在本实施例中放置前部弹力调节弹簧140、141和后部弹力调节弹簧142、143，不必说没有放置这些弹力调节弹簧140到143的结构以及仅仅放置任一侧的结构是可采用的。而且，在本发明中，采取如下结构其中座椅靠背的底网36的顶端经由卷簧35连接到靠背框架30的顶部框架上，使得类似于第三实施例提高在座椅靠背中冲程感和振动吸收性。
(测试实例)对根据图1和2示出的本发明实施例的座椅结构测量振动传送系数(称为“固定的弹簧常数前部扭力杆”)。指出两维布材料用作底网60，立体编织织物用作座垫的缓冲构件40，并且它们在测试使用的座椅结构中以小于5％的拉伸率跨过座椅框架20伸展。而且，作为对比，对如下结构测量振动传送系数与在图1和2中示出的座椅结构中一样没有提供前部扭力杆单元80，将底网60的前部与跨过座椅框架20的侧部框架的前端伸展的前部框架固定结合，并且在座垫后部提供扭力杆单元(在图28中称为“固定的弹簧常数后部扭力杆”)，并且对如下的传统公知的座椅结构(在图28中称为“完全泡沫氨基甲酸乙酯”)测量振动传送系数该结构没有提供扭力杆单元，并且提供具有90mm厚度的高密度和高弹性氨基甲酸乙酯泡沫作为座椅框架。应当指出在座垫后部提供扭力杆单元的结构(在图28中称为“固定的弹簧常数后部扭力杆”)具有与专利文献1(日本专利申请公开2004-347577)中公开相同的结构，其中扭力杆放置在顶部，臂向下伸出，并且安装用于将底网60的后部连接到臂上的支撑框架。
在如下情况测量振动传送系数上述每个座椅结构安装到振动器的平台上，加速传感器在相应于在坐骨节点以下位置的附近安装到座垫的缓冲构件上，具有58Kg体重的日本男性坐入每个座椅结构，并且振动施加有一侧振幅1mm的正弦波(垂直中间峰值振幅2mm)，在180秒中从0.5Hz到15Hz改变振动频率。结果在图28中示出。
对于完全泡沫氨基甲酸乙酯来说，由于共振点超过5Hz，并且共振点的振动传送系数低到1.7Hz，示出在高频区域振动吸收的最差值等于或大于8Hz。然而，在座垫后部提供扭力杆单元的结构中(在图28中称为“固定的弹簧常数后部扭力杆”)，发现与完全泡沫氨基甲酸乙酯相比较，共振点朝向更低频率侧移动一点，振动传送系数增加，并且弹性感觉变强。因此，与完全泡沫氨基甲酸乙酯相比显然高频区的振动吸收性更大提高。
在根据本发明实施例的座椅结构中(在图28中称为“固定的弹簧常数前部扭力杆”)，与在座垫后部提供扭力杆单元的结构(在图28中称为“固定的弹簧常数后部扭力杆”)相比，共振点朝向更低频率侧进一步移动并且在共振点处的振动传送系数增加。这是因为前部扭力杆单元80的操作效率比在座垫后部提供扭力杆单元的情况更高，由于底网60自身的扩张和收缩引起的阻尼变小，并且弹性感觉变强。因此，在高频区的振动吸收性进一步提高。
根据本发明，具有如下结构使得在座垫前部提供扭力杆单元，并且底网的前端摆动并且在前后位移。因此，由于放在座垫前部的前部扭力杆单元的臂和支撑框架围绕扭力杆向前枢轴转动，并且移动方向基本上与在踏板操作等过程中膝盖的移动方向相一致，在踏板操作等过程中在座垫前边缘处的碰撞感减小，在坐入过程中的冲程感提高，并且由于载荷不容易直接施加到座垫的前边缘，扭力杆灵敏地作用并且不容易引起底部接触的感觉。因此坐上的感觉和坐入舒适性提高。在该情况下，优选为前部扭力杆单元提供用作支点的扭力杆，以便比经由臂支撑的支撑框架更低放置。同时，优选组成底网的立体编织织物等在前部扭力杆单元的支撑框架上通过并且与提供以便从支撑框架向下伸出的结合支架相结合。通过如上构造，当施加载荷(体重)时，由于底网位移以便卷绕支撑框架，在水平方向上载荷的分量容易工作，并且当载荷波动时，前部扭力杆单元的扭力杆和臂(支撑框架)位移的趋势大于底网扩张的趋势。这来自底网张力的弹簧常数大于扭力杆的弹簧常数。另一方面，在传统采用的结构中，其中扭力杆单元放置在座垫后部，由于当平稳坐入时载荷点在坐骨节点以下，换句话说，靠近放置在后部的扭力杆单元，在重力方向上的分力作用在扭力杆上，这使得扭力杆不容易移动，并且使得支撑框架在前后移动的水平方向上的分力不容易作用。
而且，由于张力从作为起点的前部扭力杆单元的支撑框架向后工作，底网的正面刚性增加，具有高的正面刚性的表面围绕支撑框架形成。因此，围绕支撑框架位于座垫前部的腿部将该部分认为面，抑制了局部碰撞的感觉。
如上，与传统技术相比，即使当微小载荷波动时，本发明中放置在前部扭力杆单元中的结构也更大灵敏度地工作，上述前部扭力杆单元具有在前后由扭力杆枢轴转动支撑的臂和支撑框架。高频振动的吸收性进一步提高，并且用于抑制在座垫前部异物感觉的氨基甲酸乙酯材料(衬垫材料)能够不再需要，或者当必要时能够更薄。
当伸展底网时，在座垫后部放置仅仅一个管状或板状框架是足够的，那么变得能够通过加大前座椅后面的下部空间而为坐在后部座椅上的人可得到的腿部空间确保大的地方。
由于在底网的前端处提供扭力杆单元，当本发明的座椅结构用于汽车等的车座时，当碰撞时屁股向前移动时，其具有按压身体抵靠座椅靠背的缓冲构件的功能，通过扭力杆单元的支撑框架约束人体向前弹出，并且由于高的正面刚性，能够使得身体(乘客)的沉入较小，使得碰撞安全性能够提高。而且，当大的向后载荷施加到座椅靠背上时，在座垫的侧部框架后部处的附近弹性向下变形，底网的后端通过后部框架向后位移，使得在伸展方向上张力给予底网，并且从而也包括了抑制在座椅靠背中框架变形的功能。
权利要求
1.一种座椅结构，其具有通过伸展跨过座椅框架而放置的座垫的缓冲构件，和放置在座垫的缓冲构件以下的底网，包括前部扭力杆单元，其包括扭力杆、连接该扭力杆的臂和由臂支撑的支撑框架，并且围绕用作支点的扭力杆在前部和后部枢轴转动地在座垫的前部处提供所述臂，其中所述底网的前端与从上部卷绕的所述前部扭力杆单元的支撑框架相结合，并且所述底网的后端与沿着座垫宽度方向放置在座垫后部的后部框架相结合。
2.如权利要求1所述的座椅结构，其中提供所述前部扭力杆单元使得用作支点的扭力杆位于比由臂支撑的支撑框架更低。
3.如权利要求2所述的座椅结构，其中向下伸出的结合支架安装到所述前部扭力杆单元的支撑框架上，底网的前端在支撑框架以上通过并且围绕支撑框架伸展，并且在前端处提供的被结合部分与结合支架相结合。
4.如权利要求1所述的座椅结构，其中在所述前部扭力杆单元中臂的枢轴转动范围设定为相对于未装载状态围绕扭力杆分别在前部和后部40°角度或更低。
5.如权利要求1所述的座椅结构，其中在冲击过程中当等于或大于预定极限的载荷向后放在座椅靠背上时，座椅框架的侧部框架弹性变形，所述后部框架在向后倾斜的方向上位移，所述底网的张力增加，使得能够控制靠背框架的变形。
6.如权利要求1所述的座椅结构，进一步包括在所述前部扭力杆单元和后部框架之间在所述底网以下提供的辅助弹性机构，以便与底网一起支撑载荷。
7.如权利要求6所述的座椅结构，其中所述辅助弹性机构形成为包括放置在底网以下的气垫并且具有多个分隔的凸出部分。
8.如权利要求6所述的座椅结构，其中所述辅助弹性机构包括放置在底网以下的辅助网，和将该辅助网弹性支撑到座椅框架的侧部框架上的卷簧。
9.如权利要求1所述的座椅结构，进一步包括在底网的前端处的相应侧部附近和放在座垫前部的前部弹簧的被结合部分之间的弹力调节弹簧。
10.如权利要求1所述的座椅结构，进一步包括在底网的后端处的相应侧部附近和放在座垫后部的后部弹簧的被结合部分之间的弹力调节弹簧。
全文摘要
为了提高坐入舒适性和振动吸收性，本发明包括放置在座垫前部的前部扭力杆单元80，底网60的前端连接到前部扭力杆单元80的支撑框架84上，底网60的后端连接到后部框架70上。因此，由于放置在座垫前部的前部扭力杆单元80的扭力杆81的弹力，在坐入时冲程感提高。在本发明中在前部放置扭力杆单元的结构灵敏地作用于微小载荷波动，并且进一步提高高频振动的吸收性。
文档编号B60N2/50GK1880120SQ200610091668
公开日2006年12月20日 申请日期2006年6月9日 优先权日2005年6月13日
发明者藤田悦则, 川崎诚司, 高田康秀 申请人:株式会社三角工具加工