负荷支承表面制造技术

一种沿不同方向有不同负荷支承特性的弹性负荷支承表面。在一个实施例中，该表面包括，例如，靠压缩成拉伸而仅在一个方向定向的弹性膜片。在另一个实施例中，该表面包括可沿不同方向改变负荷支承特性的机械结构，例如连接件，厚度的变化和孔。另一方面，本发明专利技术提供多层负荷支承表面，在这种表面中多层共同提供在所述表面区域内可变的可控力／挠曲分布。在一个实施例中，上层包括许多松弛连接的节点和下层有许多独立支承每个节点的弹性元件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及负荷支承表面，更具体说，涉及弹性负荷支承表面，例如椅子或长凳的座位或靠背，或床，帆布床或其它类似产品的支承表面。
技术介绍
人们不断地努力发展新的改进负荷支承表面。在一般负荷支承表面方面，这种努力的主要目的是获得耐用和价廉的负荷支承表面。在座位和其他人体支承表面应用方面，致力于舒适性也是重要的。例如，对座位而言，提供一种舒适的，并在长时间使用时不会引起身体疲劳的表面也会很重要。我们知道，具体应用所需的负荷特性(例如，硬度，回弹性，力度/模挠曲断面)是随不同应用而变的，因此，也期望能得到可在设计和制造时方便地为不同应用而调整支承表面。目前已能为大量不同应用提供模制负荷支承表面。例如，可在很多知名供应商处购买到的模制塑料椅(例如，草地椅)。虽然这些模制塑料椅提供了廉价的座椅选择，但它们不能提供较贵的负荷支承表面，诸如舒适的软垫所具备的支承和舒适程度。更确切的说，它们提供的是基本上线性的力度、挠曲断面，它给予典型模制座位表面的是鼓形物或蹦床的感觉。在座位和其他人体支承应用中，其结果可能是不舒服的，和有时是人类工程方面无法接受的负荷支承表面。此外，传统模制座位特性的调节能力是相对局限的。可以采用不同的材料和材料厚度来保障对座位特性的有限控制程度，但这种控制程度在很多应用中是不够的。在座位工业中也更多地采用弹性纤维。弹性纤维可提供舒适，透气的座位结构。弹性纤维通常用高科技弹性材料单丝和多丝纱线的复合编织方法制造。这种工艺导致相对昂贵的表面。虽然弹性纤维表面在很多应用中可能相当舒适，但在施加负荷时，它们通常会像吊索一样弯曲下垂。一些人类工程专家将这种弯曲下垂称为“吊床效应”并因它可造成臂部向上转动而认为它是不理想的。为减轻吊床效应，很多悬挂型座位都拉得非常紧，以减少负荷作用下的下垂量。这降低了座椅的软垫般感觉，它的感觉更像拉紧的鼓面。其结果是，弹性纤维在所有应用中都可能并不理想。因此，仍然需要一种弹性负荷支承表面，它可提供应对不同负荷的非线性力度/弯曲下垂断面。
技术实现思路
一方面，本专利技术提供一种在不同方向具有不同支承特性的弹性负荷支承表面。在一个实施例中，彼此垂直方向上的支承特性是不同的(或无相互影响，或去耦的)。在这方面的一个实施例中，负荷支承表面包括模制弹性膜片，它通过对分子层上的膜片结构的取向影响而获得去耦。在这个实施例中，可借助于在某一方向上将膜片压缩或拉伸至为提高弹性物晶体结构对齐所需的程度而使模制弹性膜片定向。该定向工艺改变了膜片的支承特性，造成膜片中沿定向方向的足够弹性和低蠕变度。定向工艺在膜片定向方向的垂直方向上留下很小的弹性。在另一个实施例中，模制膜片包括能影响膜片支承和负荷支承特性的机械结构。在这个实施例中，膜片可包括在某一方向上无制约地提供“垂度”的狭缝，通道，波纹和其整体元素。如需要，膜片也可被定向并包括机械的去耦结构。在又一个实施例中，膜片被分隔成许多节点，它们提供了膜片某个位置与另一位置间的独立度。在一个实施例中，膜片界定了许多相互连接的几何形状。例如，膜片可包括由整体连接段相互连接的许多方形或三角形节点。可以改变这些连接段的特性以控制膜片的支承特性。例如，膜片可包括可在负荷下变形或弯曲的许多非平面连接段，以为膜片提供“垂度”。第二方面，本专利技术提供一种多层负荷支承表面。在本专利技术这个方面的一个实施例中，负荷支承表面包括相互作用的上和下层。上层可包括许多松散连接的节点。在一个实施例中，上层是有许多用整体连接段相互连接的节点的模制片材。上层可包括从每个节点向下层伸出的整体突出物。这些突出物可与下层中的相应结构相互贴合。多层负荷支承表面可包括布置在上，下层之间的弹簧件。弹簧件可与上层可下层形成整体。例如，下层可包括可接受上层突出物的许多整体模制柔性臂。在一个实施例中，下层可以是去耦的模制弹性膜片。本专利技术还提供用弹性材料制造负荷支承表面的方法。该方法一般包括如下步骤(a)模制弹性膜片和(b)通过沿某方向拉伸弹性膜片或用可造成它在该方向流动的方法压缩弹性膜片，而使弹性膜片定向。弹性膜片被拉伸或压缩的程度应使弹性材料沿该定向方向的晶状结构增高对齐度。在一个实施例中，该方法还包括模塑带有一种可在不同于膜片定向的另一方向上使膜片获得机械去耦的结构的弹性膜片。该去耦方向可以垂直于定向方向。在一个实施例中，膜片经如下步骤压缩(a)产生具有由连接段互相连接的许多节点上表面，(b)产生能在节点处与上层接合的下层和(c)用布置在接合位置处的弹簧件组合上层和下层。在一个实施例中，上层包括从每个节点伸出的整体心棒和下层包括可接受心棒的整体弹簧臂。本专利技术提供一种坚固却又柔性的负荷支承表面。这种弹性负荷支承表面制造起来较为便宜，并提供可通气以阻止热积存的轻型表面。去耦弹性材料所呈现的支承特性特别适用于座位应用，因为它能在不同方向提供不同的弹性和支承度。例如，去耦弹性材料可提供在左右方向有弹性而在前后方向无弹性的座位结构。此外，通过提高弹性材料晶状结构的对准度，膜片中的蠕变水平可显著降低。在该双层实施例中，第二层提供了对负荷支承表面的上/下(或E轴)移动的附加控制，这允许对座位支承和舒适特性实现更多控制。在参考下面对优选实施例的详细说明和附图后，会更容易理解本专利技术的以上和其他目的，优越性和特点。附图说明图1是依照本专利技术一个实施例的负荷支承表面的透视图。图2A是有许多节点的另一种负荷支承表面的透视图。图2B是图2A负荷支承表面一部分的放大透视图。图3A是定向前的模制弹性膜片顶视图。图3B是定向期间的模制弹性膜片顶视图。图3C是定向后的模制弹性膜片顶视图。图4是沿图3C中4-4线截取的模制弹性膜片剖面图。图5A是第一种可替代负荷支承表面的透视图。图5B是沿5B-5B线截取的第一种可替代负荷支承表面的截面图。图6A是第二种可替代负荷支承表面的透视图。图6B是沿6B-6B线截取的第二种可替代负荷支承表面的截面图。图7A是第三种可替代负荷支承表面的透视图。图7B是沿7B-7B线截取的第三种可替代负荷支承表面的截面图。图8A是具有整体边缘的弹性膜片一部分的放大剖面图。图8B是具有第一种可替换整体边缘的弹性膜片一部分的放大剖面图。图8C是具有第二种可替换整体边缘的弹性膜片一部分的放大剖面图。图9是依照本专利技术一个实施例的双层负荷支承表面的透视图。图10是图9负荷支承表面一部分的放大透视图。图11是给出一个弹簧和一个节点以及下层一部分的负荷支承表面的分解图。图12是另一种下层的顶视图。图13是第二种可替代下层的顶视图。图14是带一体化弹簧件的另一种下层的透视图。图15是带一体化弹簧件的第二种可替换下层的透视图。图16是带三角形节点的可替换顶层的透视图。图17是图16的可替换顶层一个节点的透视图。具体实施例方式图1给出依照本专利技术一个实施例的负荷支承表面10。图1中所示负荷支承表面10是一种模制膜片，它可挂在支承结构，例如椅座架(未示出)上。负荷支承表面10包括沿不同方向的不同支承特性。例如，负荷支承表面可提供X方向上的显著弹性支承力而同时在Y方向上只有较弱的支承力。负荷支承表面支承特性的这种“去耦性”提供了很高的舒适度。为便于公开内容，本专利技术将结合主要打算用在座位应用中的各种可替代实施例予以说明。但是，本专利技术并不局本文档来自技高网...

【技术保护点】
负荷支承表面包含模制弹性膜片，所述膜片的第一方向和第二方向之间是去耦的，因而所述膜片沿第一方向和第二方向提供不同的负荷支承特性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西科菲尔德，丹尼尔S萨默菲尔德，约瑟夫D沃德，
申请(专利权)人：伊利诺斯器械工程公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]