专利名称：自充气弹性垫和其上阀门的制作方法
技术领域：
本发明涉及自充气弹性垫装置和允许空气进入或从外罩排出的阀门，例如外罩是一个自充气的弹性垫。
与本发明相关的背景技术自充气弹性垫有许多用途，如腰部支撑，颈部支撑，臀部保护器，椅垫等。为了方便，本发明将描述一个支撑身体部位的自充气弹性垫，但是本发明并不仅限于此。
许多人忍受着来自背部或颈部的疼痛，而需要一些帮助他们减轻不适的支撑物。目前的日常生活方式导致人们的背部肌肉无力或不发育。许多人坐在不舒适或设计的不好的椅子上，这就恶化或加剧了这个问题。例如，如果椅子设计不好，或如果没有正确的坐姿，或如果已经有构造上的脊柱退化，那么长期坐在办公室或其它工作场所，在汽车内或飞机上旅行，或者甚至是坐在看电视的椅子上也能导致一种由背部疼痛引起的不适。
通过使用垫子或其它的腰部支撑装置常常可以避免或减轻脊柱疼痛引起的不适。但是，大多数支撑垫的问题是它们的外形常常不足以或不适合支撑脊柱，并且/或者它们的外形会带来运输或贮藏的不便或困难。
已经知道有可充气背部，头部和颈部支撑垫，但在它们的外形或支撑方面，它们往往会完全取决于空气压力或一种柔软的或可扩张的物质，如毛纺织品或泡沫。在许多情形中，使用的这种方法和调节是不适宜的或不便利的。
已知的自充气弹性垫有许多缺点，这些缺点是由允许空气进入或从弹性垫排出的阀门的操作带来的。在国际申请PCT/AU96/00761中公开了关于这种自充气弹性垫的实例。本发明的目的是提供一种改进的自充气弹性垫和一个用于这样的弹性垫和其它外罩的改进的阀门。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一个自充气支撑装置，包括一个限定一封闭空间的蒙皮，一个装在蒙皮内的可压缩的物质，和适合于使空气进出蒙皮的阀门装置，这样当空气进入蒙皮时，压扁的可压缩的物质能被展开，使支撑装置变大，并且当空气从蒙皮内排出时，可压缩的物质可以被挤压，并且支撑装置尺寸变小，所述阀门装置包括一个阀门件和一个阀座，一个调节器，当阀门关闭时，阀座在其间形成一个密封层，当调节器起动时它使阀门件和阀座分开，允许空气流入或流出，这样就能调节装置内的空气量，还包括锁定装置，当想要对装置充气或使之排气时，它保持阀门完全打开。
根据本发明的另一方面，提供了一个控制气流进出一个外罩，如一个自充气弹性垫的阀门，它包括一个阀门件和一个阀座，一个调节器，当阀门关闭时，阀座在其间形成一个密封层，当调节器起动时它使阀门件和阀座分开，允许空气流进或流出，这样就能调节装置内的空气量，还包括锁定装置，当想要对装置充气或使之排气时，它保持阀门完全打开。
在本发明的一种形式中，调节器与阀门件、加偏压的弹簧相连，这样能保持阀门件和阀座处于关闭位置。调节器被布置成当在一个最初的动作，它使阀门件和阀座分开，允许调节空气量，并且在下一步动作，它被锁定在保持阀门全开的位置上。
在本发明另一种形式中，锁定装置包括一个开启接片，它带有一个适合于与调节器上的接片相卡合的爪，这样就能打开阀门。该开启接片安装在可在第一位置和第二位置间移动的臂上，第一位置是爪与调节器接片卡合的位置，这时阀门锁定在打开的位置，而第二位置是爪脱离与调节器接片卡合的位置，这时阀门能关闭。
在本发明的一个实施例中，阀门件与调节器相连接，这种布局的调节器通过将阀门件从阀座上移开而打开阀门，并且只有当阀门完全打开时，锁定装置啮合。
附图的简要说明
图1是根据本发明的一个实施例的自充气弹性垫的透视图，图2是图1中所示的自充气弹性垫阀门的横截面图，其中该阀门处于关闭状态，图3是类似于图2的视面，其中阀门调节器被压下，允许空气进出弹性垫，而少量的调节弹性垫内的空气压力，图4是类似于图2的视图，其中被阀门锁定在打开位置，允许空气从弹性垫排出，图5是类似于图2的视图，其中阀门被解锁，并向其关闭位置移动，
图6是图1所示的自充气弹性垫变型的阀门的横截面图，其中压下阀门调节器，允许空气进出弹性垫，而少量的调节弹性垫内的空气压力，图7是类似于图6的视图，其中阀门处于关闭位置，图8是类似于图6的视图，其中阀门处于全开位置，图9是图1所示的自充气弹性垫的另一种阀门的横截面图，其中阀门处于关闭位置，图10是图9所示阀门的分解图，图11是图1所示的弹性垫在瘪下来，卷起时的透视图，图12是装有本发明的阀门的不同弹性垫的透视图，图13是图12所示的弹性垫瘪下来，卷起时的透视图，图14是装有本发明的阀门的颈部支撑的弹性垫的前视图，图15是图14所示弹性垫的侧视图，图16是图14所示的颈部支撑的弹性垫的后视图，图17是一个装有弹性垫的椅子的局部断开的透视图，其中该弹性垫装有本发明的阀门。
优选实施例图1所示的自充气弹性垫或身体部位的支撑装置10包括一个蒙皮11，它在一个第一层或上层12和一个第二层或下层13间限定了一个封闭的空间。该蒙皮装有一种可压缩的弹性的开孔泡沫，最好这些开孔泡沫能切割或模制成预定的形状，当其不受压时能恢复它的形状。当不使用时，封入这种泡沫的蒙皮11能人工地压缩成只有几毫米厚，并且由适当的约束装置保持压缩状态。
为了调节，身体部位支撑装置10通过一个双向阀门15充气/放气。阀门15可以适合于在整个内部封闭空间上工作，或可以是这样，即提供了一个能有选择地调节该支撑装置刚度的可充气腔的系统，该装置是专门的腰部的支撑的装置。
图2至5所示的阀门15包括一个阀门调节器20，一个阀门件21，一个阀座22和一个O形环23，当阀门关闭时，该O形环23在阀门件21和阀座22间形成密封层。阀门调节器20包括一个主体部24和一个周边的锁定接片26。阀门件21通过与调节器20的主体部24接合的螺栓25固定在调节器20上。
从阀门件21竖立而出的是一个管状部28，当螺栓25完全装好时，该管状部28用于安放主体部24的下端部。
阀座22构成阀门底座30的一部分，该阀门底座直立的圆筒壁33中形成气流的通道31。如图2-5所示的，调节器20和阀门件21的组装中夹有一个压缩弹簧34，该压缩弹簧34处于阀门底座30的环形面32和调节器21的顶部的较下表面间。“O”形环23放置在阀门件21的凸缘35上，槽36中。
圆筒壁33导引弹簧34，保证其正确的定位和移动，并且它包括一个内部的更大的孔33a，用于引导阀门件21的管状部28，而防止其摆动和偏位。
阀门底座30也包括一个向下垂挂的圆筒部37，它稍微与阀门件21的周边壁间隔开，并且引导阀门件21的周边壁，以便确保平滑工作和正确定位。阀门底座30的主体部39与周边部37间的肋条38防止阀门底座30的变形或将该变形减至最小，这样阀座22保持平展和平滑。
通过热焊阀门底座30的环30a的外周面40，41a，和接片环41间的弹性垫的表皮面，阀15与自充气弹性垫连接在一起。固定到阀门底座30上接片环41包括一个接片42，该接片42用于在弹性垫卷起折叠放置瘪下时来固定弹性垫的。放在阀门底座30中央部上的盖43包括一个开口44，它为阀门调节器20和臂46上端的开启接片45提供了进入通道。在开启接片45下有一个锁定凸出物47，当阀门锁定在开启位置时，锁定接片26紧靠在锁定凸出物47上，如图4所示。在调节器20和盖43间有一个气流间隙49。
图2中阀门15处于全关闭位置，弹簧34作用在调节器20的顶部的较下表面上，使阀门件21朝向阀座22运动，这样“O”形环23在其间受压，阻止空气进入或从弹性垫10漏掉。
当阀门调节器20受压时(如图3)，“O”形环23脱离对阀座22的密封，允许空气从弹性垫进入或排出，而少量的调节弹性垫内空气压力。随着进一步的按压调节器20，锁定接片26的下面贴着锁定爪47的向内变尖的上表面，该锁定爪47是向外倾斜的，它允许锁定接片26通过锁定爪47，而使接片26的上表面与锁定爪47的下表面面接合，使阀门15处于全开位置，如图4所示。
通过如图5所示的对接片45向下和向外地加力，阀门15返回到它的关闭位置，这样锁定爪47离开锁定接片26，在此弹簧34起作用关闭阀门15，如图2所示。因此，图2至5所示的阀门15的实施例设置了按钮的操作，部分按压时允许在弹性垫内调节空气压力，完全按压时起动锁定爪47，使阀门保持全开，这样弹性垫内的所有空气能被排出。至于阀门15的工作模式，这种锁定爪47和锁定接片26的方案也配置了触觉反馈。
图6至8图示了阀门60的第二实施例，其中阀门到全开位置是转动开启，调节弹性垫内空气压力是按钮操纵。阀门60包括一个阀门调节器61，一个阀门件62，阀座63和一个安放在阀座63的上表面的槽65内的“O”形环64。该阀座63与阀门调节器61以任何便利的方式相连接，例如图2至5所示的螺纹连接。弹簧66加偏压于阀门件62上，使它处于关闭位置，如图7所示。按压阀门调节器61，使阀门件62从阀座63上移开，这时允许空气进入或从弹性垫排出，进而调节弹性垫内的空气压力。
通过一个可转动的螺母67实现阀门60进入和脱离其全开位置的动作(见图8)，该可转动螺母67包括与向内导引的表面68相啮合的螺纹，该表面68处于螺纹69的下侧，而螺纹69是在阀门底座71的竖立管状部70的外表面上。螺母67包括一个中央开口72，它提供了进入阀门调节器61的通道，并且阀门调节器61包括一个与开口72的周边接合的凸缘73。
逆时针旋转螺母67使与表面68啮合的螺纹在螺纹69上旋下半圈，并且阀门调节器61的凸缘73与螺母67的接合，使阀门调节器61和阀门件62向下运动，而打开阀门，如图8所示。
图9和图10图示了阀门80的第三实施例，它也保证阀门到全开位置的可转动的开启，和第二实施例的情况相同。阀门80包括一个阀门调节器81，一个阀门件82，一个阀座或密封件83和弹簧84。该可转动螺母85包括一个与阀座88上的螺纹87相啮合的凸缘86。
按压阀门调节器81使阀门件82从密封件83上移开，这样部分地打开了阀门，允许调节弹性垫内的空气压力。逆时针转动螺母85使螺母85从阀座88上移开，因此使密封件83从阀门件82上上升，打开阀门。顺时针转动螺母85将移动阀门到如图9所示的关闭位置。
图1表示自充气弹性垫10处于充气状态，图11表示其处于瘪下，卷起的状态。弹性垫10处于如图11所示的卷起状态是通过接片42背面的VELCRO密封垫49与弹性垫前面的VELCRO密封垫48的接合来保证的。
使用中，弹性垫10通过松开VELCRO的连接48，49并打开阀门15来开启的，因此允许泡沫的弹性“弹射开”弹性垫10，并使其平展，大体上被充气。然后关闭阀门15(见图2)，可以将弹性垫10放置在用户的背部和适宜的支撑装置间，如椅背。如果需要的话，通过按压调节器24来减少内部压力(见图3)，进而对弹性垫10进行最后的调节。该弹性垫10的一个特性是通过使用调节器24，在原地就能达到这种良好的调节。一般用户向后的压力挤压弹性垫使之顶在椅背上，并且在调节器24受压时空气被迫排出，或者，如果弹性垫变得太薄，这样用户可以继续按压调节器24，向前倾斜，并允许受压的泡沫的弹性部分地或全部使弹性垫再次膨胀到较厚的外形。打开调节器24(其可以便利地由用户的拇指或手指在原地来操纵)，自动地在所选的膨胀度处密封该弹性垫10。
如果需要的话，能设置VELCRO条或其它的适合的装置，以使身体部位支撑弹性垫10固定到所需的位置上，如当装置被用作腰部支撑时的椅背上。
图12和13分别表示处于充气和瘪下时的具有不同外形的弹性垫50。
本发明的另一个备选的实施例在附图中没有示出，该弹性垫10配置了一种搭接式的皮带；例如，穿在衣服内，或在一个外衣内，并将它捆扎在用户的下背部，大约腰的高度上，使之成为专门的腰部支撑。然后可调节弹性垫10，以放松肌肉并促使下背部适当的对直。
不使用时，打开阀门15(见图4)，卷起弹性垫10，人工地压缩泡沫到几毫米厚。然后关闭阀门15(见图2)。可以保持其处于这一状态直到需要再次使用，于是解开紧固接片42。当展开时，这种弹性开孔物具有一种易于复原的“记忆”，由此假定阀门15打开，它几乎立即恢复其原始的末压缩的厚度。根据专门的需求，通过控制调节器24来调节最终的形状和硬度。
装有本发明的阀门15的弹性垫10可以制造出不同的形状和大小，这些不同的外形可以适合于作为头部，颈部支撑和背部支撑，脚部支撑和屁股支撑。每一个弹性垫都遵循于一个整体的概念设计，其的性能是共有的，实际上它适合于或可用于任何需要脊柱或其它身体部位支撑的情形中。弹性垫的相对较小的尺寸和简单的设计在使用中不会引人注目，当在公共场所或类似场所使用时，也不会出现令人紧张的状况。
因为弹性垫是手提式的，易于使用并且也易于折叠的，所以会发现其在几乎任何的环境中都是立即适用的，如在家里，在办公室，或和旅伴一起时。
本发明的阀门15手工操作是简单的，而确保了可靠的工作。这种弹性垫10的外蒙皮能由合适的弹性塑性材料片制成，如聚氯乙烯(PVC)，或由机械可洗的涂有橡胶的尼龙，棉或帆布制成。该可压缩的开孔物是易于得到的，如弹性的或易弯曲的聚苯乙烯或聚氨酯泡沫，或类似物。
图14至16所示的身体部位支撑垫51是一个颈部支撑装置，除了其形状和轮廓外，它与图1所示的身体部位支撑弹性垫10相似。
如果需要的话，本发明的身体部位支撑装置可以容易的装在一个椅子内或枕头内。
尽管本发明的典型的实施例已经图示出和描述了，但是对于在此所描述的发明，那些拥有本领域通常技术的人员可以作出许多变动、改进或替换，但所有这些都不脱离本发明的精神或范围。因此，所有这些变动，改进和替换被看作落在本发明的范围内，例如弹性垫10能装在一个如图17所示的椅子52内。
权利要求
1. 一个自充气支撑装置，包括一个限定一封闭空间的蒙皮，一个装在蒙皮内的可压缩的物质，和适合于使空气进出蒙皮的阀门装置，这样当空气进入蒙皮时，已压扁的可压缩的物质能被展开，使支撑装置变大，并且当空气从蒙皮内排出时，可压缩的物质可以被挤压，支撑装置尺寸变小，所述阀门装置包括一个阀门件和一个阀座，一个调节器，当阀门关闭时，阀座在其间形成一个密封层，当调节器起动时它使阀门件和阀座分开，允许空气流入或流出，这样就能调节装置内的空气量，阀门装置还包括锁定装置，当想要对装置充气或使之排气时，它保持阀门完全打开。
2. 根据权利要求1所述的支撑装置，其特征在于所述蒙皮包括一个第一弹性材料层和一个第二弹性材料层，它们在周边相连接。
3. 根据权利要求1所述的支撑装置，其特征在于可压缩物质是一种弹性开孔泡沫，具有预定的外形，当不受压时恢复其形状。
4. 根据权利要求1所述的支撑装置，其特征在于调节器与阀门件、加偏压的弹簧相连接，这样保持阀门件和阀座处于关闭位置。
5. 根据权利要求4所述的支撑装置，其特征在于调节器被布置成在一个最初的动作时使阀门件和阀座分开，允许调节装置内的空气量，在下一步动作时，调节器被锁定在保持阀门打开的位置上。
6. 根据权利要求5所述的支撑装置，其特征在于锁定装置包括一个带有一个爪的开启接片，该爪适合于与调节器上的接片相啮合，以便保持阀门打开。
7. 根据权利要求6所述的支撑装置，其特征在于开启接片安装在一个臂上，该臂可在一个第一位置和一个第二位置间移动，在第一位置时爪与调节器的接片相啮合，而使阀门锁定在开启，在第二位置时爪脱离与调节器接片的啮合，而使阀门能关闭。
8. 根据权利要求7所述的支撑装置，其特征在于阀门件与调节器相连接，这种布局使调节器通过将阀门件从阀座上移开来打开阀门，只有当阀门完全打开时锁定装置才啮合。
9. 根据权利要求1所述的支撑装置，其特征在于约束装置适合于夹住蒙皮，在此可压缩物质处于压扁的状态。
10.根据权利要求3所述的支撑装置，其特征在于泡沫的预定形状适合于用作腰部支撑。
11.根据权利要求3所述的支撑装置，其特征在于泡沫的预定形状适合于用作颈部支撑。
12.一种装有如上述任一权利要求所述的身体部位支撑装置的椅子或凳子。
13.一种控制空气流入和流出一个外罩，如一个自充气弹性垫的阀门，包括一个适合于以流体流动的关系固定在弹性垫上的主体，一个阀门件和一个阀座，一个调节器，当阀门关闭时，阀座在其间形成一个密封层，当调节器起动时它使阀门件和阀座分开，允许空气流进或流出，这样就能调节装置内的空气量，还包括锁定装置，当想要对装置充气或使之排气时，它保持阀门完全打开。
14.根据权利要求13所述的阀门，其特征在于调节器与阀门件、加偏压弹簧相连接，而保持阀门件和阀座处于关闭位置。
15.根据权利要求13所述的阀门，其特征在于调节器布置成在一个最初的动作时使阀门件和阀座分开，允许调节装置内的空气量，在下一步动作时调节器被锁定在保持阀门打开的位置上。
16.根据权利要求13所述的阀门，其特征在于锁定装置包括一个带有一个爪的开启件，该爪适合于与调节器上的接片相啮合，而保持阀门打开。
17.根据权利要求16所述的阀门，其特征在于开启接片安装在一个臂上，该臂可在一个第一位置和一个第二位置间移动，在第一位置时爪与调节器的接片相啮合，而使阀门锁定在开启，在第二位置时爪脱离与调节器接片的啮合，而使阀门能关闭。
18.根据权利要求17所述的阀门，其特征在于阀门件与调节器相连接，这种布局调节器通过将阀门件从阀座上移开而打开阀门。
全文摘要
一种自充气支撑装置或弹性垫(10)包括一个限定一封闭空间的蒙皮(11),一个装在蒙皮(10)内的可压缩的物质,和适合于使空气进出蒙皮(10)的阀门装置(15),这样当允许空气进入时,可压缩的物质可以展开,而使支撑装置(10)变大,当允许空气排出时,可压缩的物质可以被挤压,支撑装置(10)尺寸变小。该阀门装置(15)包括一个阀门件(21),一个当阀门(15)关闭时,适合于在其间形成密封层的阀座(22),一个调节器(20),当调节器(20)起动时,它将阀门件(21)和阀座(22)分开,允许空气流入和流出,而调节装置(10)内的空气量,还包括一个锁定装置(26,47),当想要对装置充气或使之排气时,它保持阀门完全打开。
文档编号F16K15/20GK1296557SQ99804829
公开日2001年5月23日 申请日期1999年4月6日 优先权日1998年4月6日
发明者科林·塞格尔, 琼·贝蒂·韦茨 申请人:阿茨航空私人有限公司