负载支撑表面制造技术

一种弹性负载支撑表面，其在不同方向具有不同的负载支撑特性。在一种实施例中，该表面包括例如通过挤压或拉伸仅沿一个方向被定向的弹性膜。在另一种实施例中，该表面包括机械结构，例如连接部分和厚度变形，这些结构改变了不同方向上的承载特性。在还一种实施例中，表面既被定向，也包括机械结构。

【技术实现步骤摘要】
负载支撑表面本申请是申请号为200680054523. 8，申请日为2006年8月25日，名称为“负载支撑表面”的专利技术专利申请的分案申请。
技术介绍
本申请的母案是2005年4月22日提交的11/112，345号美国专利申请(即现在_号美国专利)的部分继续申请，要求2005年4月22日提交的60/580，648号美国临时专利申请的优先权。本专利技术涉及ー种负载支撑表面，尤其涉及ー种弹性的负载支撑表面，例如椅子或长凳的坐椅或者靠背，或者床、摇篮或其他类似产品的支撑表面。人们仍在继续努力开发新的改进的负载支撑表面。对于 一般的负载支撑表面而言，这些努力的主要目的是获得ー种耐用且便宜的负载支撑表面。对于靠背和其它支撑身体的应用而言，解决舒适的问题也很重要。例如，对于座位而言，提供一种这样的表面非常重要舒适、且在长时间的使用之后不便身体感觉疲劳。尽管特定的表面所要求的承载特性(例如硬度、弾性、力量/偏斜轮廓)由于应用的不同而不同，但人们还是希望有这样ー种负载支撑表面，其在设计和制造过程中都易于调节，以适用于不同的应用。已知的是，提供一种广泛的适用于各种应用的模制负载支撑表面。例如，可从很多公知的供应商获得模制的塑料椅(例如草坪椅)。尽管这些模制的椅子提供了ー种便宜的座椅选择，但它们不能提供较贵的负载支撑表面(例如传统的软垫套)所具有的支撑和舒适的程度。相反，这些模制的椅子提供了基本线性的力/偏斜轮廓，这使得通常的模制座椅表面有鼓形或蹦床的感觉。在座椅和其它的支撑身体的应用中，这可能会导致不舒服以及人体功率学不可接受的负载支撑表面。并且，调节传统模制座椅的特性的能力是较有限的。不同材料和不同材料的厚度可用于提供对于座椅特性的有限控制，但在许多应用中，这种控制是不够的。在座椅行业中，越来越多地使用弹性织物。弹性织物可提供舒适的、通风的座椅结构。弹性织物通常由高科技的弾性单纤维和多纤维的纱线构成的复杂的织物制成。这ー加エ过程导致其表面较贵。尽管在许多应用中，弹性织物的表面相当舒适，但当施加负载吋，它们通常会像吊索一祥偏斜。ー些人类环境改造学的专家将这种偏斜称为“吊床效应”，并认为它是人们所不希望的，因为这会使得臀部向上转动。为使“吊床效应”最小，许多悬挂座椅崩得非常紫，以减小在负载作用下发生的偏斜量。这能减小座椅的像软垫一祥的感觉，使得其更像ー个紧紧地崩紧的鼓。因此，弾性织物可能不是在所有的应用中都理想。因此，仍然需要这样ー种弹性的负载支撑表面其能够提供适应于不同负载的非线性的力/偏斜轮廓。
技术实现思路
一方面，本专利技术提供ー种在不同方向具有不同的负载支撑特性的弹性负载支撑表面。在一种实施例中，相互垂直的方向上的支撑特性不同(或分隔)。在该方面的一种实施例中，所述负载支撑表面包括模制的弾性膜，通过改变所述膜的结构在分子级的定向，而使所述弹性膜被分隔。在该实施例中，可通过以下方式使所述模制的弾性膜定向将所述膜朝ー个方向挤压或拉伸至必要的范围，以增加所述弾性体的晶体结构的排列。该定向过程改变了膜的支撑特性，从而使得膜在定向的方向具有相当大的弾性以及较小的蠕动。该定向过程使得膜在垂直于该定向方向的方向上具有最小的弹性。减小的蠕动使得能够采用更薄、因此更软的模制材料作为负载支撑表面，从而降低了材料成本并提高了舒适度。在另ー种实施例中，模制的弾性膜包括改变膜的支撑和负载承受特性的机械结构。在该实施例中，膜可包括但不限于槽 、通道、波浪形或其它的在ー个方向上提供“松驰”的一体的元件。如果需要，膜可被定向并包括机械的分隔结构。还在ー种实施例中，膜被分隔为多个节点，所述多个节点使得膜上的ー个位置在一定程度上独立于另ー个位置。在一个实施例中，膜限定了多个相互连接的几何形状。例如，膜可包括由完整连接段相互连接的多个方形或三角形节点。连接段的特性可以改变，以控制膜的支撑特性。例如，膜可包括可弯曲或者在负载作用下可变形的非平面的连接段，以给膜提供“松驰”。第二方面，本专利技术提供ー种多层负载支撑表面。在本专利技术的该方面的一种实施例中，负载支撑表面包括相互作用的上层和下层。上层可包括多个松驰地连接的节点。在一种实施例中，上层是具有多个由一体的连接段相互连接的节点的模制片。上层可包括从各节点朝下层延伸的一体的突起。该突起可与下层对应的结构配合。多层负载支撑表面也可包括位于上层和下层之间的弾性元件。所述弹性元件可与上层或下层一体成形。例如，下层可包括多个适于容纳所述上层的突起的一体成形的挠性臂。在一种实施例中，下层可为分隔的模制弾性膜。本专利技术还提供一种由弹性材料制成负载支撑表面的方法，该方法大体包括如下步骤(a)模制弹性膜以及(b)通过以下方式将所述弾性膜朝ー个方向定向将弹性膜沿该方向拉伸，或者将弹性膜以使其沿该方向塑变(flow)的方式挤压。将所述弾性膜拉伸或挤压至所述弹性膜的晶体结构在定向方向上的排列有所増加的程度。在一种实施例中，该方法还进一歩包括用这样的结构模制该弹性膜的步骤所述结构沿不同于膜被定向方向的方向机械地分隔膜。该分隔方向可垂直于所述定向方向。在一种实施例中，所述膜按照如下步骤被挤压(a)在除了对应于期望的定向方向的侧边外的所有侧边上限制所述膜；以及(b)向所述膜施加挤压力，使得所述膜的材料朝所述未限制方向塑变，以增加所述膜在所述塑变方向上的晶体结构的排列。本专利技术还提供一种制造多层负载支撑表面的方法。该方法大体包括如下步骤(a)制造具有多个由连接段相互连接的节点的上表面；(b)制造适于与在所述节点处所述上层接合的下层；以及(C)将所述上层和所述下层通过设置在接合位置的弾性元件结合在一起。在一种实施例中，上层包括由各节点延伸出的一体的轴(axel),而下层包括容纳所述轴的一体的弹性臂。本专利技术还提供一种坚固而又柔韧的负载支撑表面。弹性负载支撑表面制造较便宜，并提供了一种可以通风以防止热量滞留的重量轻的表面。分隔的弹性材料显示了尤其非常适用于座椅应用的支撑特性，因为它在不同方向提供了不同程度的弾性和支撑。例如，分隔的弹性材料可提供在左右方向具有弹性、而在前后方向不具有弹性的座椅结构。此外，通过增加弹性材料的晶体结构的直线排列，可大大减小在膜内的蠕动。在两层的实施例中，第二层提供了对负载支撑表面的上/下(或者Z轴)位移的额外控制，这允许更多地控制座椅的支撑和舒适特性。通过參考优选实施例和附图的详细描述，将更容易地理解本专利技术的这些和其它目的、优点和特征。附图说明图I是按照本专利技术的一种实施例的负载支撑表面的透视图；图2A是另ー种具有多个节点的负载支撑表面的透视图；图2B是图2A所示的负载支撑表面的一部分的放大透视图； 图3A是模制的弹性膜在定向前的俯视图；图3B是模制的弹性膜在定向过程中的俯视图；图3C是模制的弹性膜在定向后的俯视图；图4是模制的弹性膜的沿图3C中IV-IV线的剖视图；图5A是第一种替换的负载支撑表面的透视图；图5B是第一种替换的负载支撑表面的沿VB-VB线的剖视图；图6A是第二种替换的负载支撑表面的透视图；图6B是第二种替换的负载支撑表面的沿VIB-VIB线的剖视图；图7A是第三种替换的负载支撑表面的透视图；图7B是第三种替换的负载支撑表面的沿VIIB-VIIB线的剖视图；图8A是弹性膜具有完整边界的部分的放大剖视图；图SB是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载支撑表面，其包括模制的弹性膜，所述膜被沿着第一方向在分子层面上张紧地定向，从而所述膜在所述第一方向提供了与第二方向相比不同的负载支撑特性。

【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·P·科菲尔德，丹尼尔·S·佐默费尔德，安德鲁·B·哈特曼，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：