專利名稱：座椅結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種座椅結構，更具體地說，本發明涉及一種適用于諸如飛機、火車、輪船、萬能裝卸車以及汽車等運輸機械的座椅的座椅結構，或適用于用在建筑物內部和外部的各種椅子或輪椅的座椅結構。
背景技術：
對于飛機、火車、輪船、及汽車等的座椅，不僅需要提高其基本功能(諸如沖擊力吸收性、振動吸收性等)，而且為了補充這些功能并實現更好的乘坐舒適性，還一直需要提高各種功能(諸如體形差異吸收性、姿勢差異吸收性、身體可動性等)。此外，近年來，從通過改進燃料燃燒效率而實現保護環境措施的觀點看來，為了減少運輸機械(諸如汽車)的重量，除了需要對上述各種功能的改進以外，還要求使用在這些運輸機械的座椅重量減少，因此提出了使用更薄更輕墊料的技術。
例如，根據上述觀點，本申請人已提出了一種具有充足特性(彈性特性和阻尼特性)的座椅結構作為緩沖墊結構，而通過使用拉緊于框架上的厚度為幾個毫米到幾十毫米的三維網狀元件(致密針織物)作為拉伸結構，可減輕重量。
然而，為了充分顯示出使用這樣的致密針織物的汽車等的座椅所要求的特性，必須通過在致密針織物之下布置由二維網狀元件或致密針織物構成的扁平型的支撐元件、或稱為Plumaflex的扁平型的彈性元件，并用多個金屬彈簧(盤簧)支撐它以便于補充彈簧的感覺并分散地支撐載荷，而使得振動吸收性、體形差異吸收性等有效地發揮作用。然而，當布置多個盤簧時，由于致密針織物自身是薄的，因此就座的人通常會感受到致密針織物之下的盤簧碰撞好象異物的感覺。因此，在實際應用中通常增加致密針織物層的數量或在致密針織物與盤簧之間布置其他的緩沖墊結構(諸如尿烷元件)。因此，如果可減少所布置的產生異物感覺的盤簧數量，或者，如果可將盤簧布置成在感受不到異物存在的形式，那么通過減少致密針織物層的數量或無需添加其他緩沖墊結構(諸如尿烷元件)，來進一步實現重量的減少。
當使用通常用作緩沖墊結構的尿烷元件時，為了不使得就座者感到由于其在硬度(諸如金屬絲和框架)方面的不同而產生異物感覺，通用的方法是確保尿烷的厚度為30mm或更厚。但是當使用厚度更薄重量更輕的材料時，就會出現與使用致密針織物的情況一樣的缺點。當使用其他的緩沖墊結構(諸如包含彈力絲的二維網狀元件)時，由于厚度薄也會出現類似的缺點。當以任意數相組合的方式使用多個二維網狀元件、致密針織物或尿烷材料時，通過減少布置盤簧的數量或改變布置位置可獲得更薄更輕的緩沖墊結構。
此外，特別是，關于運輸機械(諸如汽車)的座椅所要求的沖擊力吸收性，要求在碰撞時減少人體從座椅上的回彈。作為對于這種需求的測定，需要通過改變乘坐角度而分散縱向上所受到的沖擊載荷的結構，這樣通過坐骨結節周圍慣性力旋轉移動的變換使得臀部的下降程度變大。
另一方面，坐在椅子上的人的標準姿勢是這樣一種狀態，即，其臀部位于椅子的座墊后部，并且其腰部靠在椅子的座椅椅背上。然而，作為人的就座姿勢，特別是在諸如老人和小孩那樣小體形的情況下，或者在長時間就座的情況下，據報告有一種稱為骶骨姿勢的乘坐方法，即臀部向前移動以使得骶骨接觸座墊(參見Designing Bulletin ofJSSDVol.48，No.1,2000.p49到56，“Suspension Optimum Characteristic of aWheel Chair for Handicapped Person Taking Difference in Physiqueinto Consideration”)。對于運輸機械(諸如汽車)的座椅、辦公室工作椅或戲院用椅以及輪椅也適用于上述情況，并且提出了這樣的要求，即，在全然不破壞其沖擊力吸收性或振動吸收性并獲得舒適的就座感覺的條件下，改進吸收體形差異和姿勢差異的座椅結構。
發明概述本發明是在考慮了上述問題的基礎上提出來的，本發明的一個目的是提供一種座椅結構，與傳統座椅結構相比，所述座椅結構能夠進一步減輕重量，還能夠提高各種功能，諸如沖擊力吸收性、振動吸收性體形差異吸收性、不同姿勢吸收性、身體可移動性等。
為了實現上述目的，本發明人已考慮，通過用布置于就座者不會感受到異物的位置的扭桿來取代傳統上布置于身體附近的盤簧，就可改進上述各種特性并減輕重量，從而實現本發明。
也就是說，權利要求1中所描述的本發明提供了一種座椅結構，所述座椅結構包括設置在座墊后部上的臂，在正常狀態下能夠利用扭桿使所述臂后落；以及設置在由所述臂支撐的支撐框架和設置在座墊前面的框架元件之間的扁平型支撐元件，所述扁平型支撐元件被扭桿的彈力拉緊。
權利要求2中所描述的本發明提供一種座椅結構，所述座椅結構還包括止動件，當所述扁平型支撐元件在基本上垂直的方向上接收載荷時，所述臂克服扭桿的彈力沿著后落方向樞轉時，所述止動件能夠控制樞轉移動的范圍。
權利要求3中所描述的本發明提供如權利要求1所述的座椅結構，其特征在于，所述扭桿沿著寬度方向設置在座墊的后部。
權利要求4中所描述的本發明提供如權利要求1所述的座椅結構，其特征在于，所述扁平型支撐元件懸掛在所述支撐框架上，并且在所述扁平型支撐元件的后端部分處被設置在所述支撐框架下方的所述扭桿連接地拉緊。
權利要求5中所描述的本發明提供如權利要求1所述的座椅結構，其特征在于，所述扁平型支撐元件以這種方式被固定，即，其后端以與所述支撐框架的外表面緊密接觸的方式固定在所述支撐框架上以使后端部分中沿著所述支撐框架的外表面后折的后折部分不疊加在位于與所述支撐框架鄰接的后端部分前面的一個部分上。
權利要求6中所描述的本發明提供如權利要求1所述的座椅結構，其特征在于，所述座椅結構還包括設置在所述扁平型支撐元件和任何一個框架元件之間的輔助彈簧裝置。
權利要求7中所描述的本發明提供如權利要求6所述的座椅結構，其特征在于，所述輔助彈簧裝置包括設置在位于在就座時的身體重心位置前150毫米和后150毫米內的接合部分與位于座墊后部的任何一個框架元件之間的盤簧。
權利要求8中所描述的本發明提供如權利要求6所述的座椅結構，其特征在于，所述接合部分包括在所述扁平型支撐元件的縱向上的中部并且沿著寬度方向被支撐的金屬絲元件，并且具有使所述盤簧的一端與所述金屬絲接合的結構。
權利要求9中所描述的本發明提供如權利要求8所述的座椅結構，其特征在于，所述金屬絲元件的至少一部分被松弛地插入在設置于所述扁平元件上的金屬絲支撐元件中。
權利要求10中所描述的本發明提供如權利要求9所述的座椅結構，其特征在于，所述金屬絲支撐元件包括多個設有上述金屬絲插入部分的圓柱形元件，至少支撐在所述金屬絲元件的兩端附近的圓柱形元件在圓柱形元件的前側被固定在所述扁平型支撐元件上以使金屬絲插入部分位于后側，支撐在所述金屬絲元件的中心部分附近的圓柱形元件在圓柱形元件的后側被固定在所述扁平型支撐元件上以使金屬絲插入部分位于前側。
權利要求11中所描述的本發明提供如權利要求7所述的座椅結構，其特征在于，所述輔助彈簧裝置包括位于所述扁平型支撐元件下方的扁平型彈性元件，所述扁平型彈性元件具有這樣一種結構，其中使其前金屬絲部分被任何一個框架元件連接地支撐，后金屬絲部分構成所述接合部分，并且所述盤簧的一端與所述后金屬絲部分接合。
權利要求12中所描述的本發明提供如權利要求8所述的座椅結構，其特征在于，所述金屬絲元件是由彈簧鋼制成的。
權利要求13中所描述的本發明提供如權利要求2所述的座椅結構，其特征在于，所述止動件是由彈性元件制成的。
權利要求14中所描述的本發明提供如權利要求1所述的座椅結構，其特征在于，所述扁平型支撐元件在拉緊狀態下在基本上垂直的方向上被施壓時的載荷偏轉特性基本上等于或者低于人體中肌肉的偏轉特性。
權利要求15中所描述的本發明提供如權利要求14所述的座椅結構，其特征在于，所述扁平型支撐元件包括從二維網狀元件、致密針織物和尿烷元件或者這些元件中的兩種或者多種的組合中選擇出來的任何一種。
權利要求16所描述的本發明提供如權利要求15所述的座椅結構，其特征在于，所述扁平型支撐元件是由同種材料或者不同種類的材料的組合制成的，并且是由彈性或者阻尼特性不同的材料組合構成的。
權利要求17所描述的本發明提供如權利要求1所述的座椅結構，所述座椅結構還包括設置在所述扁平型支撐元件上方的用于座墊的緩沖元件，其特征在于，所述緩沖元件的后端設置在座墊后部，在扭桿穿過所述臂的正常狀態下由在后落方向上施行的支撐元件而使所述緩沖元件與所述扁平型支撐元件一起被支撐，由于在就座時的載荷作用使所述支撐元件后落，從而使所述用于座墊的緩沖元件在就座時沿著縱向的張力低于在無載荷時的張力。
權利要求18所描述的本發明提供如權利要求17所述的座椅結構，其特征在于，所述用于座墊的緩沖元件與設置在座墊前面的框架元件接合，或者僅所述用于座墊的緩沖元件前部的一部分與所述扁平型支撐元件接合，其中所述扁平型支撐元件與所述框架元件接合。
權利要求19所描述的本發明提供如權利要求18所述的座椅結構，其特征在于，在所述用于座墊的緩沖元件前部中在寬度方向上的接近中心部分處具有預定寬度的一部分與設置在座墊前面的緩沖元件接合，或者與所述扁平型支撐元件接合，其中所述扁平型支撐元件與所述框架元件接合。
權利要求20所描述的本發明提供如權利要求1所述的座椅結構，所述座椅結構還包括用于椅背的緩沖元件，其特征在于，所述用于椅背的緩沖元件的下端部分與所述用于座墊的緩沖元件連接，所述用于椅背的緩沖元件具有從所述用于椅背的緩沖元件的接近中心部分向前凸出的凸出形狀。
權利要求21所描述的本發明提供如權利要求20所述的座椅結構，所述座椅結構還包括與所述用于椅背的緩沖元件的背面接合的彈性元件，其特征在于，所述彈性元件的每一個端部在垂直方向上以預定的間隔與所述用于椅背的緩沖元件的背面接合，并且所述用于椅背的緩沖元件的接近中心部分由于彈性元件的張力作用而向前凸出。
附圖的簡要說明
圖1是示出了本發明一個實施例所涉及的構成座椅結構的座墊的示意性透視圖；圖2是上述實施例所涉及的構成座椅結構的座墊的平面圖；圖3是沿圖1中的線A-A所截的截面圖；圖4是示出了本發明另一個實施例所涉及的構成座椅結構的座墊的示意性透視圖；圖5是沿圖4中的線A-A所截的截面圖；圖6是示出了本發明另一個實施例所涉及的座椅結構的示意性透視圖；圖7是上述實施例所涉及的構成座椅結構的座墊的平面圖；圖8是沿圖6中的線A-A所截的截面圖；圖9是示出了當就座時重心位置與盤簧功能端之間的位置關系的視圖；圖10是示出了本發明另一個實施例所涉及的構成座椅結構的座墊的示意性透視圖；圖11是沿圖10中的線A-A所截的截面圖；圖12是圖表，示出了在一個測試例中用于扁平型的支撐元件的二維網元件的抗拉特性。
圖13是示出了用在測試例中的扭桿、盤簧和板橡膠(止動橡膠)的彈性特性的視圖；圖14是示出了在使用直徑為30mm的壓縮板連接非致密針織物的狀態下通過測量座椅結構的試樣所獲得的載荷偏轉特性的視圖；圖15是示出了在使用直徑為98mm的壓縮板連接非致密針織物的狀態下通過測量座椅結構的試樣所獲得的載荷偏轉特性的視圖；圖16是示出了在使用直徑為200mm的壓縮板連接非致密針織物的狀態下通過測量座椅結構的試樣所獲得的載荷偏轉特性的視圖；圖17是示出了在使用直徑為30mm的壓縮板連接致密針織物的狀態下通過測量座椅結構的試樣所獲得的載荷偏轉特性的視圖；圖18是示出了在使用直徑為98mm的壓縮板連接致密針織物的狀態下通過測量座椅結構的試樣所獲得的載荷偏轉特性的視圖；圖19是示出了在使用直徑為200mm的壓縮板連接致密針織物的狀態下通過測量座椅結構的試樣所獲得的載荷偏轉特性的視圖；圖20是示出了在連接非致密針織物的狀態下座椅結構的試樣的振動傳送率的視圖；圖21是示出了在連接非致密針織物的狀態下以及在連接致密針織物的狀態下座椅結構的試樣的振動傳送率以及尿烷薄板的的振動傳送率視圖；圖22是示出了連接非致密針織物的狀態下的力和座椅結構的試樣的相對位移之間關系的利薩如圖形；圖23是示出了連接致密針織物的狀態下的力和座椅結構的試樣的相對位移之間關系的利薩如圖形；圖24是示出了無載荷狀態下的座墊的示意性側視圖，所述座墊包括本發明另一個實施例所涉及的座椅結構；圖25是示出了在有人就座狀態下的圖24中的座椅結構的示意性側視圖；圖26是示出了包括本發明另一個實施例所涉及的座椅結構的座墊的示意性透視圖；
圖27是與圖26中相同的示意性透視圖，用圖解法示出了高強度部分、中強度部分和低強度部分的組成位置；圖28是沿圖26中的線A-A所截的截面圖；圖29是沿圖26中的線B-B所截的截面圖；圖30是沿圖26中的線C-C所截的截面圖；圖31A是示出了金屬絲支撐元件的具體結構的視圖；圖31B是示出了金屬絲支撐元件的具體結構的一部分的示意性側視圖；圖32A是示出了當致密針織物用作是扁平型的支撐元件時的結構的示例的透視圖；圖32B是沿圖32A中的線A-A所截的截面圖；圖33A是示出了當致密針織物用作是扁平型的支撐元件時的結構的另一個示例的透視圖；圖33B是沿圖33A中的線A-A所截的截面圖；圖33C是沿圖33B中的線C-C所截的截面圖；圖34是示出了其中在圖33A所示的實施例中控制金屬絲位置的焊接部分的形成裝置的結構的一個示例的視圖；圖35是示出了向前凸出的座椅椅背的緩沖元件的示例的示意性透視圖；圖36是沿圖35中的線A-A所截的截面圖；圖37是示出了向前凸出的座椅椅背的緩沖元件的另一個示例的示意性透視圖；圖38是沿圖36中的線B-B所截的截面圖；圖39是示出了向前凸出的座椅椅背的緩沖元件的另一個示例的示意性透視圖；圖40是沿圖39中的線C-C所截的截面圖；圖41A、圖41B和圖41C是用于說明扁平型的支撐元件的支撐裝置的視圖；
圖42A和圖42B是用于說明扁平型的支撐元件的優選支撐裝置的示例的視圖；圖43A和圖43B是用于說明扁平型的支撐元件的優選支撐裝置的另一個示例的視圖。
優選實施例的詳細描述將根據以下附圖中所示的實施例進一步詳細地解釋本發明。圖1到圖3是示出了本發明一個實施例所涉及的座椅結構的主要部分的視圖。如這些圖中所示的，構成本發明座椅結構的座墊10包括托架11、扭桿12、臂13、支撐框架14、扁平型的支撐元件15、盤簧16等。
以彼此分開的方式將兩件托架11牢固地布置于后框架12，所述后框架12橫向地(在寬度方向上)布置于座墊10的后面。托架11裝配有適配槽11a和在其后面突出的突出板11b，所述適配槽11a在后框架10a的前側處裝配于后框架10a。支撐軸11d位于側板11c之間，所述側板11c被布置于形成適配槽11a的部分的上方并相對地布置所述側板11c，并且支撐軸11d裝配有接合環11e，所述接合環11e與稍后將描述的盤簧的另一端相接合。以離散傾斜的方式形成側板11c的后緣，并且在后端上具有板橡膠11f。板橡膠11f通過臂13的鄰接起到在向前落下的方向上控制臂13的樞轉范圍的止動元件的作用，稍后將描述臂13的鄰接。因此，止動元件最好由彈性元件(諸如橡膠等)構成，并且當臂13鄰接板橡膠11f時，可發揮它的緩沖作用。
在另一個托架11的突出板11b上，形成有正方形的適配孔11g，并且使扭桿12的一個端部(固定端)裝配到該適配孔11g中以使得扭桿12沿著座墊10的寬度方向被支撐。由于布置于另一個托架11上的突出板11b在其另一個端部(自由端)可轉動地支撐扭桿12，因此通過其自由端側上的扭曲，扭桿12顯示出預定的彈性特性。
在扭桿12的各個端部附近裝有臂13。在布置于扭桿12固定端側上的一個臂13中，其底端部分被樞轉地布置于扭桿12，并且在布置于扭桿12自由端側上的另一個臂13中，其底端部分被直接連接于扭桿12，以便于通過扭轉力矩使其后落(參見圖3)。
沿座墊10的寬度方向將支撐框架14布置于臂13的上端部分13a之間。扁平型的支撐元件15在后端部分15a被支撐框架14支撐，并且通過由折疊前端部分15b而形成的固定部分15c將扁平型的支撐元件15固定于布置于座墊10的前面的任意的框架元件而使其沿著座墊10的縱向被拉緊(應該注意的是，本說明書中“任意的框架元件”表示包括形成座墊基本形狀和尺寸(諸如側框架、后框架等)的管元件或板元件以及附屬于這些管元件等的軸元件、金屬部分、環等的任何元件)。
在本實施例中，將以通過縫合的方式而連接在一起的兩片二維網狀元件15A和15B用作是扁平型的支撐元件15，并且由于二維網狀元件15A布置于后面，因此使用在寬度上比布置于前面的二維網狀元件15B窄的二維網狀元件15A。因此，在這兩片二維網狀元件15A和15B的邊界處，布置于前面的二維網狀元件15B的側部15d突出到布置于后面的二維網狀元件15A的外側，并且盤簧16的一端接合于突出側部15d中。
更具體地，由彈簧鋼制成的金屬絲元件17沿座墊10的寬度方向被支撐于布置于前面的二維網狀元件15B和布置于后面的二維網狀元件15A之間的邊界端。金屬絲元件17用于防止在就座時當受到慣性力時的搖晃的感覺。盤簧16的各自一端與金屬絲元件17兩端的附近相接合。由于各個盤簧16的另一端與如上所述布置于各個托架11上的接合環11e相接合，因此各個盤簧16最終將位于布置于后面的二維網狀元件15A的各個側部的外側。
當盤簧16位于就座者體側附近中時，由于就座者易于感覺到盤簧16象用于傳遞稍后描述的某種異物感覺的第二種功能的輔助彈簧裝置，因此最好將盤簧16布置于就座者不易于感受到異物感覺的位置，例如，在本實施例中，最好從座墊10縱向上的中間位置向座墊的后面沿縱向布置盤簧16。另外，在就座時，最好使得盤簧16的一端位于坐骨結節附近或對應于人體重心位置的軀干軸附近的座墊10縱向上的中間處，以使得由于振動輸入而致使盤簧16的一端作為功能點，因此可有效地刺激就座者。因此，當采用就座者就座時的重心位置作為標準時，將金屬絲元件17的位置設定得用作是在150mm(優選是100mm，最好是50mm)范圍內與盤簧16的一端的接合部分是可取的。
調節扭桿12的初始張力以使得在就座時臂13位于平衡狀態中的不穩定平衡狀態。因此，扭桿12易感受微小的振動，扭桿12的恢復力主要造成沖擊的感覺，逆著從非載荷狀態向平衡狀態的置換有效地關閉平衡狀態，并帶有振動吸收性功能和沖擊力吸收性功能，作為本實施例座椅結構的第一功能。此外，在非載荷狀態與平衡狀態之間盤簧16在布置角度方面是不同的，主要在平衡狀態中有效地工作，主要在高頻帶中補充其振動吸收性功能，并更有效地工作于微小的振動，作為本實施例座椅結構的第二功能。盡管還可用扭桿12處理微小的振動，但是通過在不易感受上述異物感覺的區域布置盤簧16也可進一步提高對于微小的振動的作用。順便提及的是，盤簧16具有逆著從一端到另一端的搖擺穩定地支撐就座者的功能。
也就是說，盡管本實施例造成了沖擊的感覺并主要通過如上所述施加扭桿12的恢復力形成不穩定平衡，由于其易于處理微小的振動，因此只使用扭桿12就可充分給予座椅所要求的各種特性(諸如振動吸收性等)。因此在設計包括補充于其上的盤簧16的整個彈簧結構的自由度變寬了，以形成最適宜的設計，所述設計可導致所使用的盤簧的數量減少，因此可實現重量和成本的降低。
由于可將體側附近的使得就座者感到異物感覺的盤簧拉出維修，這使得三維網狀元件(致密針織物)、尿烷元件等(即構成表面層的緩沖層)的厚度比傳統方式的更薄，以減少堆迭層的數量，并使得體側部分的框架之間的距離(即，框架間距)是小的，以便有助于整個座椅結構重量和尺寸的減少。
應該注意的是，盡管金屬絲元件17無需是彈簧鋼，但是當通過施加預定載荷而壓下扁平型的支撐元件15時所述金屬絲元件17將經受塑性變形。當金屬絲元件17具有高硬度時，感到它的異物感覺。盡管甚至用不是彈簧鋼的金屬絲元件17，通過將其加工為仿效人體形狀可減小異物感覺，但是當使用彈簧鋼時，最好可發揮彈簧鋼的彈性特性，這有助于振動吸收性的進一步改進。
這里，用作扁平型的支撐元件15的二維網狀元件15A和15B包括彈力絲，經紗或緯紗中的一種由彈力絲(諸如聚酯彈性體纖維、聚氨酯纖維等)構成，而另一種由其彈力小于彈力絲的普通紗(諸如尼龍纖維、聚酯纖維等)構成。此外，當使用二維元件時，如圖12中所示的，最好使用這樣的二維元件，即，當沿著彈力絲的排列方向拉伸時顯示出軟化彈簧特性作為拉伸特性，而當沿著普通紗的排列方向拉伸時顯示出線性彈簧特性作為拉伸特性。當由于輸入了大載荷而使得普通紗斷裂時，可根據軟化特性升高阻尼比。應該注意的是，如圖12中所示的，通過選擇普通紗材料或通過選擇金屬絲的直徑等，可形成如沿卷起方向1所示的具有完全沒有非線性特性的特性的一種結構，當沿坯布的卷起方向(即普通紗的排列方向)拉時作為線性彈簧特性。還可在初始偏轉區域(通常偏轉量(卷起方向2)中的10mm或更小的區域，和最大偏轉量(卷起方向3)中的20mm或更小的區域)中形成具有非線性特性的結構。通過在初始偏轉區域中形成具有非線性特性的結構可在就座時增加沖擊的感覺。順便提及的是圖12中所示的拉伸特性是如下所獲得的特性。作為樣品，將上述二維網狀元件切割成長度為200mm、寬度為50mm的尺寸。從兩個縱向端朝向樣品的中心的50mm由抗拉強度試驗設備夾緊，并且以50mm/min的速度沿縱向拉上述樣品以測定拉伸特性。此時，對于沿彈力絲的排列方向的拉伸特性，以這樣的方式將所使用的樣品切掉，即，彈力絲的排列方向對應于樣品的縱向，而對于沿普通紗的排列方向的拉伸特性，以這樣的方式將所使用的樣品切掉，即，普通紗的排列方向對應于樣品的縱向。
而且，可使用三維網狀元件(致密針織物)或尿烷元件作為扁平型的支撐元件15，而不是局限于上述二維網狀元件。本實施例中的扁平型的支撐元件15實際上通常不用作表面層的緩沖層，是以這種方式使用本實施例的扁平型的支撐元件15的，即，將作為表面層的緩沖層(諸如三維網狀元件(致密針織物)或尿烷元件)獨立地層疊于扁平型的支撐元件15上，布置所述表面層是用于在視覺上隱藏各個框架(諸如側架等)的。也就是說，本實施例的扁平型的支撐元件15通常用作構成底層的緩沖層。因此，扁平型的支撐元件15擔任彈簧結構的角色，諸如振動吸收性和沖擊力吸收性等，支撐三維網狀元件(致密針織物)或尿烷元件，因此二維網狀元件通常用在本實施例中。然而，還可使用致密針織物或尿烷元件。不用說，通過將致密針織物或尿烷元件堆疊在二維網狀元件上可使用，或者將尿烷元件堆疊在致密針織物上，或者，除了在本實施例中通過將其分成前部和后部而使用二維網狀元件15A和15B外，可通過例如用致密針織物等只代替布置于前面的二維網狀元件15B而構成結構。
最好，對于扁平型的支撐元件15來說，在拉緊狀態下在上述框架14與布置于前面的任何框架元件之間具有幾乎等于或低于人體中肌肉的載荷偏轉特性的幾乎垂直的載荷偏轉，在任何情況中，或者是二維網狀元件、三維網狀元件(致密針織物)或尿烷元件中的任何一種用作是扁平型的支撐元件15，或者是通過堆疊、縫合或振動焊接以混合的方式使用上述元件的任何兩種或多種。因此，反作用力是小的，因此可抑制就座者的肌肉變形，因此在搖晃的感覺減小的情況下可增加舒適的感覺。順便提及的是，通過用交叉或束的單絲制成的連接金屬絲連接兩個前后層基礎針織物等預備三維網狀元件(致密針織物)。
此外，通過適宜地選擇以這種方式所使用的扁平型的支撐元件15可產生各種特性，即，一種易于產生降低并更著重于體壓分散能力的結構，并且通過使用裝配有具有與人體肌肉的基本相同的載荷反射特性中的更柔軟彈性特性的扁平型的支撐元件15可準備姿勢承載能力，或者一種更著重于降低搖晃的結構，并且通過使用具有稍硬彈性特性的扁平型的支撐元件15可準備振動吸收性。此外，當在本實施例中使用通過縫合或通過振動焊接而前后相連的兩片材料時，可使用具有互不相同的彈性特性和阻尼特性的元件，不管材料是同一種類或不同種類的。
在本實施例的座椅結構中，在有人就座之前無載荷時，臂13基本上是圖3中實線所示的豎直狀態，并且包括扁平型的支撐元件15的前端部分15b附近的一部分沿近似于水平的方向被拉緊。當在這樣一種狀態下有人就座時，與人的重心位置相對應的扁平型的支撐元件15中的兩個二維網狀元件15A和15B邊界處的附近被壓下。接著，臂13逆著扭桿12的彈力沿向前落的方向樞轉，所述扭桿12由布置于后面的二維網狀元件15A拉住。此時的樞轉角度根據就座者重量的不同而不同。因此，扭桿12的彈性特性的振動吸收性不會由于重量的差異(體形上的差異)而很大不同，并且顯示出近乎穩定的振動吸收性。此外，由于盤簧16隨著二維網狀元件15A和15B的壓下而拉長，因此其彈性特性也作用以便于由扭桿12補充振動吸收性，所述二維網狀元件15A和15B在其之間的邊界處構成扁平型的支撐元件15。此外其彈性特性逆著從一側到另一側的搖晃支撐著就座者以便于抑制搖晃。
當由于就座者在姿勢上的改變(如上所述從標準姿勢改變為骶骨姿勢)而改變重心位置時，扁平型的支撐元件15中的壓下位置改變了，并且臂13沿向前落下方向的樞轉角度也隨之改變了。因此，由于身體的移動是容易的，隨著就座者的姿勢改變出現由于載荷而導致的扁平元件15的變形形狀，并且該變形形狀不會損壞就座者的舒適感覺，因此可抑制由于出現姿勢差異而導致的就座舒適性的惡化。在汽車的座椅中，甚至當就座者采取上述骶骨姿勢時，姿勢的差異所造成的歸因于扭桿12的振動吸收性方面的差異也很小，并且可顯示出基本穩定的振動吸收性。
另一方面，當由于碰撞等輸入大于預定量級的沖擊載荷或振動時，在對應于坐骨結節附近的位置(即，標準姿勢中的重心位置)處扁平型的支撐元件15的壓下量變大了。因此，當輸入沖擊力時，臂13趨向于進一步逆著扭桿12的彈力沿向前落下的方向樞轉，但是臂13由于靠在托架11的板橡膠11f上而不能夠樞轉得大于預定量，同時又被其彈性特性緩沖，因此控制樞轉角度以便于將就座者的下沉限制在必要程度內。當控制扭桿12的樞轉時，通過隨后延長扁平型的支撐元件15使得坐骨結節附近進一步降低，因此使得腿部向上提升，這導致圍繞坐骨結節附近產生轉矩。因此，抑制了使得人體疏遠座椅表面的強迫力，人體的背部被壓在座椅靠背上，因此有效地減少了施加于人體上的沖擊。應該注意的是，為了更有效地顯示出這樣的功能，當沿拉緊方向延長扁平型的支撐元件15時，最好為扁平型的支撐元件15提高阻尼率。例如，當它是二維網狀元件時，使用具有如圖12中所示特性的元件，并且最好以這種方式提供它，即，在輸入大載荷時普通紗斷裂。因此，彈力絲的柔軟彈性特性大大地作用，其中甚至當位移增加時，彈簧常數變小，因此阻尼率上升并且可進一步改進沖擊力吸收性。
應該注意的是在上述實施例中，扁平型的支撐元件15是由通過縫合其兩片而連接在一起的二維網狀元件15A和15B構成的，但是，如圖4和圖5中實施例所示的那樣，當然也可提供一種由支撐框架14和任意前框架元件之間的一片二維網狀元件、致密針織物等而構成的扁平型的支撐元件15。此外如這些圖中所示的，代替上述在其一端與盤簧16接合的金屬絲元件17，可在扁平型的支撐元件15的下部布置扁平型的彈性元件20(諸如Plumaflex等)。可用于這種情況中，其中扁平型的彈性元件20的前面金屬絲部分20a被一種元件(諸如構成座墊的布置于前面附近的任意框架等)樞轉地支撐，并且盤簧16的一端與后金屬絲部分20b接合。
此外，如圖6到圖9中的一個實施例中，可制備這樣一種座椅結構，其中使用了整體型扁平型的支撐元件15，所述支撐元件15在后端部分15a處由臂13所支撐的支撐框架14支撐，并且所述支撐元件15在前端部分15b附近處由包括布置于座墊10前面的管元件的前端框架10b支撐，并且同時，在其縱向上并對應于人體重心位置的中間位置上，金屬絲支撐元件17a基本上被縫紉或被振動焊接為圓柱形。通過金屬絲支撐元件17a插入金屬絲元件17，所述金屬絲元件17支撐盤簧16的一端。應該注意的是，盡管在該實施例中盤簧16的另一端在沒有穿過接合環的情況下與托架11相接合，但是如上述各個實施例中一樣，將盤簧16的一端設定得起到功能端的作用同樣是可取的，當采取圖9中所示的就座者的重心位置P時，在150mm(優選是100mm，最好是50mm)范圍內通過施加載荷所述端部與沿垂直方向基本上可動的金屬絲元件17相接合。其他結構幾乎與上述各個實施例相同。
此外，在圖10和圖11中所示的實施例中，扁平型的支撐元件15的前端部分15b的附近與布置于座墊10前面的板狀前端框架10b相接合，并且作為止動元件提供后端框架10a以便于控制臂13沿向前落下方向的樞轉范圍。在其他方面，本實施例具有基本上與圖6到圖9中所示的實施例相同的結構。
圖6到圖9中以及圖10和圖11中所示的各個實施例中示出結構或扁平型的支撐元件15、金屬絲元件17、臂13、止動元件等上的變化，并且它們的功能和作用與各個實施例中的功能和作用是相同的。
(測試例)在圖1中所示的座椅結構中，二維網狀元件用作是扁平型的支撐元件15，并且作為形成表面層的緩沖層(座墊的緩沖元件)的三維網狀元件(致密針織物)以5％或更低的延伸率將作為形成表面層的緩沖層(座墊的緩沖元件)的三維網狀元件(致密針織物)在形成座墊10的側架之間拉緊。用于該測試的二維網狀元件在彈力絲的排列方向上(在坯布的寬度方向上)和普通紗的排列方向上(在坯布的卷起方向上)具有如圖12中所示的拉伸特性，同時在彈力絲的排列方向上提供了柔軟彈簧的特性。順便提及的是，普通紗排列方向上的拉伸特性是對應于圖12中卷起方向2的特性。產生柔軟彈簧特性的彈力絲的排列方向是沿著座墊10的縱向的。
所使用的三維網狀元件(致密針織物)是如此獲得的，即，在具有14隔距和15mm的床間隙、使用從L1到L6的六片筘的雙拉舍爾針織機中，將835分特240絲的聚對苯二甲酸乙二酯纖維假捻紗從形成表面層的基礎針織物的兩片筘(L1和L2)供應到以2進2出方式排列的L1導紗器和以2出2進方式排列的L2導紗器，將501分特144絲的聚對苯二甲酸乙二酯纖維假捻紗從形成背面層的基礎針織物的兩片筘(L6和L7)供應到以全進方式排列的導紗器，將390分特的聚對苯二甲酸乙二酯單絲(直徑為0.19mm)從形成連接紗的兩片筘(L3和L4)供應到以2進2出方式排列的L3導紗器和以2出2進方式排列的L4導紗器。這樣，以13線圈橫列/2.54cm的紗線添絲密度制備了如下面所示的編織結構的灰色的致密針織物，將所述針織物在150℃再加熱一分鐘以獲得致密針織物。該致密針織物的織物結構為，厚度為9.5mm、重量為925g/m2，并具有這樣的織物密度，即364/6.45cm2的每單位面積的14線圈橫列/英寸、13縱行/英寸的連接紗數量。
(織物結構)L14544/2322/1011/3233/L21011/3233/4544/2322/L33245/2310/2310/3245/L42310/3245/3245/2310/L51110/0001/L62210/2234/用于測試的扭桿、盤簧以及用作是止動元件的板橡膠(稱為止動橡膠)的彈性特性如如13中所示的那樣。圖中的粗體實線表示當所有的扭桿、盤簧以及板橡膠結合時的彈性特性，而細實線表示當扭桿和板橡膠結合時的彈性特性，并且它們都具有弱非線性的特性。虛線是獨立的板橡膠(止動橡膠)彈性特性。順便提及的是，圖13中的“偏轉”是支撐框架14的水平偏移量，所述支撐框架14用扭桿12所強迫的臂13支撐。
首先，在未布置致密針織物的狀態下測定拉緊的二維網狀元件的基本上沿垂直方向上的載荷偏轉特性。在圖14到圖16中示出了其結果。在如圖1中所示的拉緊二維網狀元件的狀態下，使用直徑為30mm、98mm和200mm的用于壓制的板沿基本上垂直方向測定載荷偏轉特性，將板的中心調整到各個圖中所示的位置，并且是從與座椅靠背之間的邊界處(即，座墊10的后端)的座墊10寬度方向上的基本中心的部分。
此外，在以5％或更低的延伸率將致密針織物在側架之間拉緊的狀態下，使用與上述一樣的直徑為30mm、98mm和200mm的板沿基本上垂直方向測定載荷偏轉特性。其結果將在圖17到圖19中示出。
如從圖14到圖16與圖17到圖19的比較中清楚看出的，我們發現所使用板的每種情況中當提供了致密針織物時滯后損耗變大了并且阻尼特性增強了。在使用直徑為30mm和98mm的板的載荷偏轉特性(圖14、圖15、圖17和圖18)中，一起示出了人體中臀部肌肉的載荷偏轉特性，并且我們發現所使用的二維網狀元件具有與肌肉的載荷偏轉特性的傾斜相同的特性。我們還發現當安裝致密針織物時，其彈簧常數變得略微低于整個的肌肉載荷偏轉特性。
如從結果中清楚看出的，該測試例的座椅結構具有這樣的特征，其中由扭桿彈性地支撐著的二維網狀元件具有近似于人體中肌肉的特征，因此反作用力是小的，并且可抑制就座者中的肌肉變形。也就是說，在低頻帶中，由于植物性神經系統的作用，特別是由于副交感神經系統的作用肌肉達到放松狀態，因此肌肉變軟。該測試例的座椅結構包括具有不會解除肌肉的阻尼特性的彈簧常數的結構。此外當布置致密針織物時，可更顯著地顯示該特征。
接下來，在該測試例的座椅結構中，在沒有布置致密針織物的狀態下，重量為55kg的日本女子(JF55)和重量為64kg、90kg的日本男子(分別為JM64、JM90)就座，施加1mm的振幅振動(2mm的峰距(p-p))，以測定振動特性。其結果顯示在圖20中。已知大大影響乘坐舒適性的是2Hz或更低的縱向振動的搖晃和5Hz的垂直振動，通過垂直振動搖動骨骼架。該測試例的座椅結構的共振峰離開這些范圍并在與內臟器官共振的6到8Hz的頻帶中和5Hz附近的頻帶中具有極低振動傳遞性。因此，通過使用扭桿，以及在通過沿座墊的縱向布置盤簧，可顯示出高振動吸收性，而與所使用的更小的盤簧無關，并且與通過在體側附近布置盤簧的傳統情況相比較，其位置對于就座者來說不易感覺到某種異物的感覺。
此外，在該測試例的座椅結構中，在布置致密針織物的狀態下，上述重量為64kg的日本男子就座，施加1mm的振幅振動(2mm的峰距(p-p))，以測定振動特性。另外，出于比較的目的，同樣測定具有座墊的座椅結構(尿烷座椅)的振動特性，在所述座墊中字母S形狀的彈簧支撐厚度為100mm的聚氨酯泡沫體。其結果顯示在圖21中。順便提及的是，圖20中JM64的計算日期一起顯示在圖21中。
如從結果中可清楚看出的，我們發現通過增加致密針織物的阻尼特性，3Hz附近的振動傳遞性(在未布置致密針織物狀態中是高的)變小了。此外，我們發現，在與尿烷片的比較中，在該測試例的座椅結構中，特別是與內臟器官共振的6到8Hz周圍和5Hz附近的振動傳遞性大大降低了。
出于參考的目的，關于該測試例的座椅結構，表示在未布置致密針織物的狀態下和在布置致密針織物的狀態下并安裝了6.7kg質量的力和相對位移之間關系的利薩如圖形，示出了布置上述致密針織物的結構明顯高于圖22和圖23中的阻尼率。因此，通過經由扭桿支撐二維網狀元件(即，扁平型的支撐元件)，以及通過組合上述致密針織物可提供更優選的座椅結構。
不用說，應該注意的是，本發明的座椅結構不局限于以上所述的實施例。例如，可形成這樣一種結構，即，布置于扁平型的支撐元件15之上的座墊的緩沖元件50被與側架相接合，而是用支撐框架14支撐其后端部分51，扭桿12通過臂13與如圖24中所示的扁平型的支撐元件15的后端部分15a一起支撐所述支撐框架14。在這種情況下，它是這樣構成的，即，座墊的緩沖元件50的前端部分52與前端框架10b相接合，或與扁平型的支撐元件15相接合，如圖24中所示的，使得前端部分52穿過前端框架10b的下面。
在如圖24中所示的無載荷時，座墊的緩沖元件50被拉緊得失去了其應有的放松。在該結構下，雖然在無載荷時沒有損壞其外觀，但是當有人就座時由于如圖25中所示的臂13和支撐框架14向前降下，座墊的緩沖元件50的張力松掉了。因此，座墊的緩沖元件50所擁有的正常方向(厚度方向)上的彈性特性被迫有效地工作以進一步降低其振動傳遞性。因此，可進一步改進振動吸收性。應該注意的是對于座墊的緩沖元件50來說，可使用三維網狀元件(致密針織物)、尿烷材料、二維網狀元件等。并且可呈層狀地使用這些元件中的多種。然而，最好使用具有足夠緩沖特性的致密針織物，即使是薄型的也可以。
如圖24和圖25中所示的，最好將作為盤簧16的一端與之接合的接合部分的金屬絲元件17可移動或可彎曲地布置于通過縫紉等方法縫合在具有間隙的扁平型的支撐元件15背表面上的金屬絲元件支撐元件60、61和62中。該結構使得金屬絲元件17的移動量或彎曲度根據就座者的重量可變，并且可使得金屬絲元件17的彈性特性根據人體重量上的差異而工作(通過反作用力適應人體的感覺或振動吸收性)。順便提及的是，雖然稍后將描述該點的細節，但是在先前所述的各個實施例中，在這一點上是相同的，即，最好用可使得金屬絲元件17移動或彎曲的金屬絲支撐元件60、61和62支撐金屬絲元件17。
圖26到圖30是示出了本發明另一個實施例的視圖。在本實施例中，在將連接織物51a與后端部分51相連接作為座墊的緩沖元件50后，連接織物51a與扁平型的支撐元件15一起被支撐框架14所支撐，所述支撐框架14由扭桿12彈性地支撐。這里它與圖24和圖25中所示的實施例具有近似相同的結構。如果前端部分52在寬度方向上的整個部分未與前端框架10b或扁平型的支撐元件15相接合，那么如圖26中所示的，前端部分52寬度方向上的一部分就與前端框架10b或扁平型的支撐元件15相連接。在本實施例中，只有位于幾乎中心部分(在30mm到100mm范圍內，最好是在50mm到70mm范圍內)處的預定寬度的一部分52a與扁平型的支撐元件15相連接，使得穿過前端框架10b之下。此外，如圖28中所示的，關于側邊部分53，只有前部53a通過板元件(墊板)54與側架10c相接合，所述板元件54由塑料制成，并且為了防止下沉并保持形狀，基本上具有U型橫截面。然而如圖29中所示的，位于前部53a后面的后部53b不與側架10c相接合。在本實施例中，也在后部53b上布置墊板54。由于當被縱向上的張力拉伸時，它彎曲并變形以使得側邊部分53向內收縮，這可抑制變形并保持座墊的緩沖元件50的形狀。因此，當所使用的座墊的緩沖元件50的側邊部分53的表面硬度高時，例如，當將側邊部分折回并用振動焊接處理時，這種預防措施是不必要的，并且它完全是可隨意選擇的情況。
通過采用像這樣的結構，在無載荷時，當拉緊座墊的緩沖元件50同時將其保持在預定形狀下時，與圖24和圖25中所示的實施例相似，當有人就座時，由扭桿12支撐的支撐框架14向前降下，并且降低張力，以使得可充分作用正常方向上的座墊的緩沖元件50的彈性特性。
由于只有座墊的緩沖元件50的前端部分中的預定寬度的部分52a與扁平型的支撐元件15相連接，依照本實施例，如圖27中所示的，連接于具有預定寬度的部分52a的每個端部與連接織物51a的每個側部附近之間的沿虛線的部分變成高張力部分，在所述高張力部分之間形成中間張力部分，在所述高張力部分外部形成低張力部分，所述連接織物51a與座墊的緩沖元件50的后端部分51相連接。也就是說，這樣構成座墊的緩沖元件50，即，用中間張力部分支撐人體的大部分重量，低張力部分用于緩沖與高張力部分兩端接壤的振動(尤其是高頻振動)。因此在座墊的緩沖元件50與扁平型的支撐元件15之間產生了相位延遲。這使得進一步有效地增強阻尼特性。此外，側邊部分53的前部53c通過墊板54與側架10c相接合，但是由于與前部53a的鄰接處存在低張力部分，因此這樣的低張力部分緩沖了通過側架10c與墊板54所傳輸的振動。
應該注意的是，與圖24和圖25中所示的實施例相似，致密針織物、尿烷元件、二維網狀元件等可用作是座墊的緩沖元件50，并且可將它們用作是表面層，但是在本實施例中，如圖28到圖30中所示的，層疊了增補緩沖元件55和獨立表面層56(諸如皮革等)以便于給予柔軟感覺和觸覺。如圖30中所示的，增補緩沖元件55和獨立表面層56的各自的后端部分55a和56a通過連接織物57分別與扭桿12所支撐的支撐框架14相連接，并且它們的前端部分55b和56b與扁平型的支撐元件15相連接，穿過前端框架10b的下面。最好在座墊的緩沖元件50與前端框架10b之間布置具有小反作用力的緩沖元件58，例如黏彈性的尿烷等。由于具有小反作用力的緩沖元件58，當例如在車輛座椅上操作踏板時，由于對著腿部的反作用力的輸入是小的，因此很少或沒有感覺到前端框架10b處的某種異物感覺。
下面，將描述本實施例中的金屬絲支撐元件60、61和62的詳細結構，所述金屬絲支撐元件60、61和62支撐作為盤簧16的一端與之接合的接合部分的金屬絲17。也就是說，如圖31中所示的，金屬絲支撐元件60、61和62由圓柱體構成，并且本實施例中使用了三件金屬絲支撐元件。金屬絲插入部分60a、61a和62a通過插入金屬絲17而支撐金屬絲元件17。可使用先前形成的圓柱形的金屬絲支撐元件60、61和62，或者通過將被折疊成兩個部分的織物元件固定在扁平型支撐元件15上將金屬絲支撐元件60、61和62制成圓柱形。固定在扁平型支撐元件15上的方法是任選的，可使用縫制、振動焊接等方法。
在本實施例中，如圖31中所示，通過縫制被折疊成兩個部分的織物元件將其制成圓柱形以利用扁平型支撐元件15覆蓋開口端側。在支撐金屬絲元件17的每一個端部附近的金屬絲支撐元件60和62的兩側，當織物元件被折疊成兩個部分時的開口端側的覆蓋部分面對扁平型支撐元件15的前側，以使金屬絲插入部分60a和62a位于接縫60b和62b邊緣后面。在設置于中部的金屬絲支撐元件61中，開口端側的覆蓋部分面對扁平型支撐元件15的后側以使金屬絲插入部分61a位于接縫61b邊緣前面(參見圖26和圖31)。相應的金屬絲插入部分60a、61a和62a保持這樣的位置關系，即，使它們在金屬絲元件17不彎曲、以直線的形式、無過大的應力和松弛的狀態下被插入。
如圖26中所示，由于在面對上述扁平型支撐元件15的接縫60b、61b和62b上設置邊緣，因此處于中部的金屬絲支撐元件61的接縫61b的邊緣位置相對于接縫60b和62b的邊緣位置更靠近后端側，并且夾在扁平型支撐元件15兩側接縫60b和62b的邊緣之間的部分的表面剛度小于處于接縫60b和62b邊緣的部分的表面剛度。通過將夾在兩側接縫60b和62b的邊緣之間的部分的長度設定在60毫米至130毫米的范圍內，最好在80至100毫米的范圍內，使坐骨部分的結節處于具有較高表面剛度的兩側接縫60b和62b的邊緣所處位置處。因此，坐骨部分的結節對于扁平型支撐元件15的彈簧的感覺變強，抑制其對搖晃的感覺，同時增強了對夾在兩側接縫60b和62b的邊緣之間的部分的舒適感覺。
另外，如圖31A中所示，由于金屬絲元件17松弛地插入在相應的金屬絲插入部分60a、61a和62a中，因此，當有人就座時，金屬絲元件17在接收載荷時移動和彎曲，以使金屬絲元件17的中心部分沿著向下傾斜的方向向后凸出。因此，由于在扁平型支撐元件15和金屬絲元件17的中心部分之間形成間隙(圖31B)，因此可防止扁平型支撐元件15在該部分處的表面剛度增大。另外，由于金屬絲元件17的移動或者彎曲的程度由于就座的人的重量不同而不同，因此可顯示對應于重量差異的彈簧感覺或者舒適感覺。
如上所述，對于扁平型支撐元件15，可使用二維網狀元件、三維網狀元件(致密針織物)、尿烷材料等中任何一種，并且當使用其中的致密針織物時，例如最好采用如圖32A和圖32B中所示的結構。即，當使用由致密針織物制成的扁平型支撐元件15時，后端部分15a與支撐框架14接合，并且前端部分15b分別與前端框架10b接合。此時，當沿著縱向延伸的方向施加張力時，側部15b趨于變形以向內彎曲。如果出現這種情況，施加在坐骨部分的結節周圍的反作用力增大，即使當使用在基本上沿著垂直方向(在厚度方向上)施加壓力時的載荷偏轉特性約等于或者小于人體中的肌肉的載荷偏轉特性的致密針織物時，也不能充分顯示該性能。因此，為了抑制側部15d向內彎曲和變形，如圖32A中所示，最好采用這樣的結構，即，通過振動焊接壓碎側部15d以提高剛度。利用該步驟，當使用載荷偏轉特性約等于或者小于人體中的肌肉的載荷偏轉特性的致密針織物時，可充分顯示該性能并且減小作用在人體上的反作用力。
另外，如圖32A和圖32B中所示，在使用致密針織物時，與盤簧16的一端接合的金屬絲元件17可采用一種能夠將金屬絲17插入到底面針織物之間的結構。利用該結構，在使用二維網狀元件的情況下，無需獨立地設置金屬絲支撐元件17。當將金屬絲17插入到底面針織物之間時，盡管必須防止從側部15d落下，如果如上所述，使側部15d被振動焊接，那么可同時進行防止從側部15d落下的工藝。順便提及的是，在圖32A和圖32B中，附圖標記15e表示使插入在地面針織物之間的金屬絲元件17的兩個側部的部分振動焊接所形成的金屬絲元件定位的焊接部分，以防止插入在地面針織物之間的金屬絲元件17脫離預定位置。
圖33A至圖33C示出了與圖32A和圖32B類似的將致密針織物用作扁平型支撐元件15的另一個實施例。圖33A、圖33B和圖33C中所示的實施例與圖32A和圖32B中所示的實施例的不同之處在于，使金屬絲元件定位以防止金屬絲元件17脫離預定位置的焊接部分15是通過沿著插入在底面針織物之間的金屬絲元件17振動焊接而形成的。注意的是，盡管在圖33A、圖33B和圖33C中，一對底面針織物沿著金屬絲元件17從兩個表面被壓碎以形成用于使金屬絲元件定位的焊接部分15e，但是如圖34中所示，可通過僅在底面針織物的一側上進行振動焊接來形成用于使金屬絲元件定位的焊接部分15e。
根據本發明的座椅結構，如上所述，當通過碰撞等輸入大于預定值的沖擊載荷或者振動時，對應于處在標準姿態下重心位置的坐骨結節附近的扁平型支撐元件15的凹陷量增大，接著，由于扁平型支撐元件15的伸長使坐骨結節附近進一步凹陷，腿趨于向上抬起，從而在坐骨結節附近周圍產生轉動(參見圖3)。因此，本發明的座椅結構具有抑制使人體遠離座椅表面的作用力、將人體后背推到座椅的椅背以及有效地減小施加在人體上的沖擊的作用和效果。
不用說，接著，設置在扁平型支撐元件15上方的用于座墊的緩沖元件的凹陷量增大。但是，當用于椅背的緩沖元件70的下端通過縫制等與座墊的緩沖元件整體相連時，盡管用于座墊的緩沖元件和扁平型支撐元件15的凹陷量增大，但是用于椅背的緩沖元件70的張力增大。因此，即使當人體在坐骨結節附近周圍產生轉動，并且人體將被推到座椅的椅背上時，由于椅背的緩沖元件70的張力而使人體背部回彈的作用力可變大。
因此，對于椅背的緩沖元件70，最好將椅背的緩沖元件70制成凸出形狀以使在座椅前面的包括腰部附近的至少一個部分(下面稱之為“大致中心部分”)向前凸出。由于其向前凸出，因此人體的腰部可在正常就座時被支撐，并且當由于上述轉動而使人體背部被推到椅背上時，由于其變形基本上成為扁平狀態以使凸出部分被消除，因此在該時間內張力不會增大，并且使人體回彈的作用力也不會增大。
圖35至圖40示出了采用這樣一種凸出形狀的用于椅背的緩沖元件70的具體實施例。圖35和圖36中所示的實施例是這樣一種結構，其中在用于椅背的緩沖元件70的背面上提供基本上平行的垂直隔開的接合金屬絲81，橡膠帶82在接合金屬絲81之間被拉緊，并且使用于椅背的緩沖元件70的接近中心部分71在橡膠帶82的張力作用下向前凸出。各個接合金屬絲81的端部通過縫制或者振動焊接被固定在用于椅背的緩沖元件70上。圖37和圖38中所示的實施例是這樣一種結構，其中以垂直距離設置一對接合金屬絲83，該接合金屬絲83的兩個部件在寬度方向上相互隔開地設置，橡膠帶84相應地接合在接合金屬絲83的各個部件之間以使用于椅背的緩沖元件70的接近中心部分71凸出。圖39和圖40中所示的實施例是這樣一種結構，其中例如利用振動焊接或者縫制通過塑料板86使橡膠帶85的每一個端部固定在用于椅背的緩沖元件70的背面上，并且使用于椅背的緩沖元件70的接近中心部分71在橡膠帶85的張力作用下凸出。
圖35至圖40中所示的實施例僅是為了示出示例，將采用任何結構，只要相應的端部以預定的垂直距離接合的彈性元件設置在用于椅背的緩沖元件70的背面上，并且使用于椅背的緩沖元件70的接近中心部分71在彈性元件的張力作用下向前凸出即可。例如，對于彈性元件，可利用金屬彈簧等代替上述相應的橡膠帶。應該注意的是，對于用于椅背的緩沖元件70，可使用三維網狀元件(致密針織物)、尿烷元件、二維網狀元件等，并且可以多層的形式使用這些元件的多種。但是，對于用于椅墊的緩沖元件，最好使用即使采用薄型時也具有足夠的緩沖性能的致密針織物。
這里，在上述各個實施例中，例如，如在圖1至圖4中所示，扁平型支撐元件15的后端部分15a圍繞支撐框架14并且固定在其上。更具體地，如圖41A和圖41B中所示，后端部分15a圍繞支撐框架14的外表面并且部分(上層部分)15g位于后端部分15a前側上，被支撐框架14后折的后折部分15h突出到支撐框架14的前部，并且利用縫制等使兩者重疊并且固定。利用該結構，形成一個區段(兩層區段)，其中扁平型支撐元件15最好被設置成在支撐框架14前側的由上層部分15g和后折部分15h構成的兩層。因此，表面剛度在這樣的一個兩層區段內是高的，并且形狀貼合性能降低。當有人就座時，如圖41C中所示，位于這樣一個區段中的臀部具有被向前推出的趨勢。另外，由于后端部分15a在某種意義上是由支撐框架14界定的，當在就座狀態下振動被輸入時，利用支撐框架14和臂13發揮作用的扭桿12的彈性力受到扁平型支撐元件15的張力限制，因此扭桿12的功能受到限制。即，它處于減重狀態，換言之，通過向上輸入振動，由于振動的向上移動而使其釋放向下壓力，從而使人體重量的向下載荷處于釋放狀態，并且當扁平型支撐元件15的張力降低時，扁平型支撐元件15的降低張力影響扭桿12。
因此，最好，扁平型支撐元件15的后端部分15a以下列方式被支撐。即，如圖42A中所示，扁平型支撐元件15不直接固定在支撐框架14上，對于支撐框架14，扁平型支撐元件15從上方懸掛在支撐框架14周圍并且后端部分15a連接地固定在被設置在支撐框架14下方的扭桿12上。利用該結構，扁平型支撐元件15沒有在扁平型支撐元件15懸掛在支撐框架14周圍的部分(與支撐框架相鄰的部分15j)正前面形成一個兩層區段。因此，在支撐框架14正前面的部分處的表面剛度與其他部分相比決不增大。當輸入振動時，并且如果輸入向上的振動(減重狀態)，由于使支撐框架相鄰部分15j被推到支撐框架14的作用力立刻減小或者消失，扭桿12在沒有受到扁平型支撐元件15的張力影響下起作用，以使由扭桿12的彈性力而導致的支撐框架14的移動的反應性提高。因此，如圖42B中所示，當有人就座時，臀部的形狀貼合特性比圖41C中所示的提高得更大，并且臀部不可能被向前推動。
另外，采用如圖43A和圖43B中所示的支撐裝置也是有效的。即，盡管該示例與圖41A、圖41B和圖41C中所示的支撐裝置在扁平型支撐元件15不直接固定在支撐框架14上方面是相同的，但是該示例采用一種將在支撐框架14作用下后折的后折部分15h以緊密接觸的形式固定在支撐框架14的外表面上，從而不會在支撐框架14前面使后折部分15h突出。盡管該示例與圖41A、圖41B和圖41C中所示的支撐裝置在扁平型支撐元件15的后端部分15a受到支撐框架14限制以及扭桿12的功能受到扁平型支撐元件15控制方面是相同的，由于沒有形成如圖41B和圖41C所示的由位于后端部分15a前側的部分(上層部分)15g和后折部分15h構成的兩層區段，因此與其他部分相比，在與臀部接觸的部分處的表面剛度沒有增大。因此，如圖43A和圖43B所示的示例不如圖42A和圖42B所示的形狀，但是當與圖41A、圖41B和圖41C所示的形狀相比時，在形狀貼合特征方面具有很大的提高。
本發明的座椅結構包括沿著寬度方向設置的扭桿，以及與扭桿相連的臂，在正常狀態下能夠利用扭桿使所述臂在座墊的后部后落；以及設置在由所述臂支撐的支撐框架和設置在座墊前面的框架元件之間的扁平型支撐元件，所述扁平型支撐元件被扭桿的彈力拉緊。利用該結構，可利用扭桿提供影響在就座時的舒適度的彈性以及乘坐舒適性，以使必須安裝在身體一側附近的盤簧數量可被減少或者停止使用盤簧。因此，設置在扁平型支撐元件上的表面緩沖層可以制作得比以前薄，或者可減少緩沖層的層數以使座椅結構的重量減輕。另外，扭桿的使用提高了振動吸收性，并且當大載荷被輸入時由于扭桿的伸長，扭桿的樞轉角的控制使扁平型支撐元件的功能得到充分顯示，在接收大載荷時由于圍繞人體坐骨結節附近的轉動而可使沖擊被減小，并且可進一步提高沖擊吸收性。
另外，由于扭桿是這樣構成的，即，能夠根據體形差異和姿態差異來改變其樞轉角，它不會破壞人體對扁平型支撐元件的舒適性，而且與體形差異和姿態差異無關，并且在體形差異吸收性、姿態差異吸收性、人體可動性等方面是極好的。因此，即使對于諸如所謂的骶骨姿態等的變形姿態，由于扁平型支撐元件根據其的變形能夠提供較好的乘坐舒適性，這有助于提高輪椅使用者的乘坐舒適感。
盡管已經參照附圖對本發明的優選實施例進行了詳細描述，在上述教導下能夠進行顯而易見的變型和改進。本發明的保護范圍是由附屬的權利要求限定的。
權利要求
1.一種座椅結構，所述座椅結構包括設置在座墊后部上的臂，在正常狀態下能夠利用扭桿使所述臂后落；以及設置在由所述臂支撐的支撐框架和設置在座墊前面的框架元件之間的扁平型支撐元件，所述扁平型支撐元件被扭桿的彈力拉緊。
2.如權利要求1所述的座椅結構，所述座椅結構還包括止動件，當所述扁平型支撐元件在基本上垂直的方向上接收載荷時，所述臂克服扭桿的彈力沿著后落方向樞轉時，所述止動件能夠控制樞轉移動的范圍。
3.如權利要求1所述的座椅結構，其特征在于，所述扭桿沿著寬度方向設置在座墊的后部。
4.如權利要求1所述的座椅結構，其特征在于，所述扁平型支撐元件懸掛在所述支撐框架上，并且在所述扁平型支撐元件的后端部分處被設置在所述支撐框架下方的所述扭桿連接地拉緊。
5.如權利要求1所述的座椅結構，其特征在于，所述扁平型支撐元件以這種方式被固定，即，其后端以與所述支撐框架的外表面緊密接觸的方式固定在所述支撐框架上以使后端部分中沿著所述支撐框架的外表面后折的后折部分不疊加在位于與所述支撐框架鄰接的后端部分前面的一個部分上。
6.如權利要求1所述的座椅結構，其特征在于，所述座椅結構還包括設置在所述扁平型支撐元件和任何一個框架元件之間的輔助彈簧裝置。
7.如權利要求6所述的座椅結構，其特征在于，所述輔助彈簧裝置包括設置在位于在就座時的身體重心位置前150毫米和后150毫米內的接合部分與位于座墊后部的任何一個框架元件之間的盤簧。
8.如權利要求6所述的座椅結構，其特征在于，所述接合部分包括在所述扁平型支撐元件的縱向上的中部并且沿著寬度方向被支撐的金屬絲元件，并且具有使所述盤簧的一端與所述金屬絲接合的結構。
9.如權利要求8所述的座椅結構，其特征在于，所述金屬絲元件的至少一部分被松弛地插入在設置于所述扁平元件上的金屬絲支撐元件中。
10.如權利要求9所述的座椅結構，其特征在于，所述金屬絲支撐元件包括多個設有上述金屬絲插入部分的圓柱形元件，至少支撐在所述金屬絲元件的兩端附近的圓柱形元件在圓柱形元件的前側被固定在所述扁平型支撐元件上以使金屬絲插入部分位于后側，支撐在所述金屬絲元件的中心部分附近的圓柱形元件在圓柱形元件的后側被固定在所述扁平型支撐元件上以使金屬絲插入部分位于前側。
11.如權利要求7所述的座椅結構，其特征在于，所述輔助彈簧裝置包括位于所述扁平型支撐元件下方的扁平型彈性元件，所述扁平型彈性元件具有這樣一種結構，其中使其前金屬絲部分被任何一個框架元件連接地支撐，后金屬絲部分構成所述接合部分，并且所述盤簧的一端與所述后金屬絲部分接合。
12.如權利要求8所述的座椅結構，其特征在于，所述金屬絲元件是由彈簧鋼制成的。
13.如權利要求2所述的座椅結構，其特征在于，所述止動件是由彈性元件制成的。
14.如權利要求1所述的座椅結構，其特征在于，所述扁平型支撐元件在拉緊狀態下在基本上垂直的方向上被施壓時的載荷偏轉特性基本上等于或者低于人體中肌肉的偏轉特性。
15.如權利要求14所述的座椅結構，其特征在于，所述扁平型支撐元件包括從二維網狀元件、致密針織物和尿烷元件或者這些元件中的兩種或者多種的組合中選擇出來的任何一種。
16.如權利要求15所述的座椅結構，其特征在于，所述扁平型支撐元件是由同種材料或者不同種類的材料的組合制成的，并且是由彈性或者阻尼特性不同的材料組合構成的。
17.如權利要求1所述的座椅結構，所述座椅結構還包括設置在所述扁平型支撐元件上方的用于座墊的緩沖元件，其特征在于，所述緩沖元件的后端設置在座墊后部，在扭桿穿過所述臂的正常狀態下由在后落方向上施行的支撐元件而使所述緩沖元件與所述扁平型支撐元件一起被支撐，由于在就座時的載荷作用使所述支撐框架后落，從而使所述用于座墊的緩沖元件在就座時沿著縱向的張力低于在無載荷時的張力。
18.如權利要求17所述的座椅結構，其特征在于，所述用于座墊的緩沖元件與設置在座墊前面的框架元件接合，或者僅所述用于座墊的緩沖元件前部的一部分與所述扁平型支撐元件接合，其中所述扁平型支撐元件與所述框架元件接合。
19.如權利要求18所述的座椅結構，其特征在于，在所述用于座墊的緩沖元件前部中在寬度方向上的接近中心部分處具有預定寬度的一部分與設置在座墊前面的框架元件接合，或者與所述扁平型支撐元件接合，其中所述扁平型支撐元件與所述框架元件接合。
20.如權利要求1所述的座椅結構，所述座椅結構還包括用于椅背的緩沖元件，其特征在于，所述用于椅背的緩沖元件的下端部分與所述用于座墊的緩沖元件連接，所述用于椅背的緩沖元件具有從所述用于椅背的緩沖元件的接近中心部分向前凸出的凸出形狀。
21.如權利要求20所述的座椅結構，所述座椅結構還包括與所述用于椅背的緩沖元件的背面接合的彈性元件，其特征在于，所述彈性元件的每一個端部在垂直方向上以預定的間隔與所述用于椅背的緩沖元件的背面接合，并且所述用于椅背的緩沖元件的接近中心部分由于彈性元件的張力作用而向前凸出。
全文摘要
本發明涉及一種座椅結構，所述座椅結構包括沿著寬度方向設置的扭桿12，與扭桿12相連的臂13，在正常狀態下能夠利用扭桿12使所述臂13在座墊10的后部后落；以及設置在由所述臂13支撐的支撐框架14和設置在座墊前面的框架元件之間的扁平型支撐元件15，所述扁平型支撐元件15被扭桿12的彈力拉緊。利用該結構，可利用扭桿12提供影響在就座時的舒適度的彈性以及乘坐舒適性，以使必須安裝在身體一側附近的盤簧數量可被減少或者停止使用盤簧。
文檔編號A47C7/22GK1446714SQ03108270
公開日2003年10月8日 申請日期2003年3月27日 優先權日2002年3月27日
發明者藤田悅則, 川崎誠司, 高田康秀, 淺野彰仁, 落合直輝 申請人:株式會社三角工具加工