雙座臺活動椅的制作方法

專利名稱：雙座臺活動椅的制作方法
專利說明雙座臺活動椅 1.發明領域本發明大體上涉及一種座椅，且更詳細地說，涉及具有一對可活動座臺(seat platform)的座椅。
2.相關技術說明在過去，大部分的座椅并未強調就座者的活動性。未強調就座者活動性的座椅會造成就座者以一種受到拘束或者靜態的姿勢坐在其上。這可能會導致許多與健康有關的問題。舉例來說，受到限制的就座者坐姿會造成關節受傷(關節炎)、肌腱發炎(腱炎、腹膜炎)、慢性關節退化(關節退化病)、以及肌肉疼痛(例如，當就座者將重量由一側邊活動至另一側邊的座椅骨架時，或者傾向一側邊時，該就座者必須拉張其背部肌肉，以維持其可適當地支撐在座椅上)。
長時間的靜態坐姿亦會產生背部問題，這是因為在脊椎上長時間的靜態壓力所致。在脊椎上長時間的靜態壓力會折損流體由盤體流出，有損于葡萄糖的傳送、盤體營養以及廢棄物的排泄。
受拘束的就座者坐姿亦會造成循環不良。小腿的水腫通常是由于缺乏運動所致。造成小腿水腫的問題在于局部缺乏血液而增加心臟的靜脈壓力、血壓及心律所致。水腫亦可能會讓就座者受到靜脈曲張、痔瘡、以及末梢靜脈的疾病，諸如冷腳。另一個由未強調就座者活動性的座椅所造成的循環疾病是深度靜脈血栓，其是由于在小腿的靜脈凝塊所形成。這些血栓形成物是由于長時間靜態坐姿所造成。當就座者背部或腿部的某些部位受到比在座椅上的其他部位還大的壓力時，便會產生其他的循環問題，尤其是前面部位，且會深入至就座者坐在座椅上的其他部位。若就座者更加地朝向座椅的另一邊側傾，這更會發生在就座者的背部或腿部上。在腿部及背部上所產生的集中力會妨礙循環并導致不舒適感。
某些座椅已經設計成可以讓就座者活動，并且增進坐在座椅上的就座者的舒適感。某些該座椅包括一對座臺，其可以彼此獨立地活動。每一座臺可以一支點前后(see-saw)方式來加以搖動。在這些座椅其中之一，當座臺前后滑動時，支點亦可以使座臺垂直活動。獨立的座臺設計成可以自動對齊，且可使就座者背部正常且獨立地活動，而不具有任何的限制，進而增進座椅的舒適感。
這些座椅的問題在于對于多數座位(seating)的應用及環境而言并不舒適(例如，辦公室、居家、汽車等等)。在最普遍的座位環境中，這些座椅并無法通過適當地將坐骨隆起(ischial tuberosity)，即坐骨(seat bone)所承載的身體重量以及在不同坐姿(例如，一腿部抬起、兩腿抬起、兩腿放下、腿部交叉等等)期間位在兩個座臺上的背部與大腿的其他重量加以平均分布。這會造成不舒適感以及循環的問題。再者，在最普遍的座位環境中，座椅無法使肌肉、肌腱以及下背部、骨盆以及大腿部位具有所需要的運動。這會導致循環問題、柔軟度問題以及背部問題。本發明的目的是要克服上述靜態座椅的問題。
本發明的一個方面是涉及一種具有一對可活動的座位組件(seating assembly)的座椅，其可以通過提供座位組件來達到最佳化的就座舒適感，其中該座位組件具有一適用于特定座位應用的預定中性角。該中性角可以定義為相對于水平方向的角度，該座位組件在外力施加于座椅之前以該角度初始地定向。可以進一步了解的是，每一座位組件可以搖擺且垂直向上活動至一相等于中性角的預定量。
本發明的另一方面是具有四個額外的特色。第一，在較大的正向中性角座位應用中(后傾式座位)，該搖擺及垂直運動量應該要較大。第二，在較小的正向中性角座位應用中，搖擺及垂直運動量應該較小。第三，在較大的負向中性角座位應用中(前傾式座位)，該搖擺運動量應該較大，但垂直運動量應該較小。最后，在較小的負向中性角座位應用中，該搖擺運動及垂直運動的量應該較小。
本發明的又一方面涉及一種具有一對可活動座位組件的座位。一運動機構可在每一座位組件中提供垂直運動及搖擺運動。該座位組件可以根據座位的應用而具有一中性角，而其可搖擺及垂直運動的總量即取決于該中性角。此一組合會造成由就座者的坐骨所承受的重量及在臀部與大腿上的剩余重量是可以最佳化地分布在兩個座位組件上，而不管就座者就座的位置為何。該組合亦可使得肌肉、肌鍵以及下背部的韌帶、骨盆及大腿部位可以活動、且增進流體流動(例如，血液循環)、靈活度、柔軟度，并且可以消除背痛。本發明這些及其他特征現將參考附圖來加以說明，而其是用以說明而非用以限制本發明，其中

圖1是一辦公椅的立體透視圖，其中是采用本發明的雙平臺活動座椅；圖2是本發明的雙平臺活動座椅的座位組件實施例的立體分解視圖；圖3是沿著圖1的剖面線3-3所取的雙平臺活動座椅的截面視圖；圖4是沿著圖1的剖面線4-4所取的雙平臺活動座椅的截面視圖，且象征性地顯示運動機構(MM)及座位組件；圖5是類似于圖4的截面視圖，且其中顯示該座位組件的垂直運動性；圖6是類似于圖4及圖5的截面視圖，且其中顯示透過一正向角度(θ1)的座位組件的可搖擺性；圖7是類似于圖4至6的截面視圖，且其中顯示透過一負向角度(θ2)的座位組件的可搖擺性；
圖8是運動機構MM及座位組件的象征性的示意圖，且顯示具有不同搖擺角度(θ1，θ2)且具有不同垂直運動量(V1、V2)的座位組件；圖9A至9C是運動機構MM及座位組件的象征性示意圖，且其中顯示不同中性角(α)的座位組件；圖10A至10C是運動機構MM及座位組件的象征性示意圖，且其中顯示具有不同中性角的座位組件以及不同角度的基座F；圖11至19是顯示本發明的運動機構的其他實施例；以及圖20至21是顯示本發明的雙平臺活動座椅的座位組件的其他實施例的頂視平面圖。現請參照圖1，其中顯示一種依照本發明的實施例所建構的雙平臺活動座椅20，且其組合至一辦公椅22。該座椅22包括一背部24、臂部26、及腳部28。臺座30在座椅22的兩相對側連接于腳部28的上部。一支撐件或基座32橫向延伸通過座椅22，且其是由臺座30所支撐。雙平臺活動座椅20是由橫向支撐件32所支撐。
雖然圖上所示的雙平臺活動座椅20是配合一辦公椅22來加以說明，然而讀者可以很輕易地了解到辦公椅僅是許多座位或環境應用的其中一個。舉例來說，但并非做為限制，本發明的雙平臺活動座椅亦可以配合以下類型的座椅工作場所(例如，組裝線座椅)、汽車、小型卡車、長拖車、軍用車輛、重裝備、拖拉機、禮堂、戲院、體育場、機關、社交、休閑、餐廳家俱、運動(例如，活動躺椅)、搖擺椅、固定家俱(餐廳座椅)、折疊椅、堆疊椅、航空、公用汽車、火車、摩托車、高爾夫球埸運送車、輪椅、運動裝置、廁所、坐/站椅(sit/standchair)以及手握式修配零件市場(after-market)的可攜式座椅。
再者，具有雙平臺活動座椅20亦可以包括任何以下圖中未顯示的改進(但不具有任何限制)靠頭件、扶手、靠腿件、手動或電動調整機構、加熱/冷卻裝置、以及振動/按摩機構。舉例來說，雙平臺活動座椅亦可包括許多現代座椅上已有的任何手動的使用調整機構(例如，座椅高度控制機構、傾斜控制機構等等)。
現請參照圖2，雙平臺活動座椅20包括一對相鄰的座位組件34。每一座位組件34具有一座臺或座體(seat body)36，其可以由金屬、塑膠、網狀骨架或者是一可充氣裝置。座體36亦具有大體上長方形的形狀，且包括一主體38及一周邊40。該主體38具有任何可以額外增加座椅舒適感的形狀。周邊40亦可包括一凸緣部42。座體36亦包括一組形成在主體38中的開孔44，以及一組形成在周邊40中的開孔46。
雖然圖上未顯示，座體36是可以橫向或縱向地再細分成兩個或多個子部分。座位組件34的子部分亦可以以下將詳細說明的方式搖動及垂直地活動。將該座體36細分，尤其是將座體36細分成可活動的子部分，使得座體36對于坐在座椅上的就座者的運動可以更靈活地反應。
每一座位組件34亦可以包括一緩沖材料48及/或一外部墊襯物蓋體50。該緩沖材料48與外部墊襯物(upholstery)蓋體50亦可以通過套入周緣開孔46的螺合接合件(圖上未顯示)而連接至座體36，或者以諸如黏膠的其他適當的接合裝置來加以連接。該緩沖材料48及/或外部墊襯物蓋體50的外形亦可以加以設計，以增加額外的座椅舒適度。可以了解的是，在某些座位應用中(例如，戶外體育場座椅)，亦可不加該緩沖材料48及/或外部墊襯物蓋體50。
現請參照圖3至7，該座位組件34最好是經由至少一運動機構而彼此獨立地活動，其以符號MM來加以表示，以使讀者可以更了解在本發明的雙平臺活動座椅上的運動及方向。雖然最好是可以針對每一座位組件34而提供一運動機構MM，然而亦能同時針對兩座位組件34而提供一個單一運動機構MM，或者針對每一座位組件34而提供多個運動機構MM。該運動機構MM可以為座位組件34提供垂直運動及搖擺運動。該運動機構MM的幾個實施例是顯示在圖11至19中，且將說明如下。雖然這些運動機構MM的實施例包括不同類型的彈簧配置，然而讀者可以輕易了解的是，亦可以采用其他類型的運動機構MM，諸如氣動機構(例如，氣囊)、液壓機構、磁鐵機構或者電動機構(配備有感應器、控制電路及/或電腦)。亦應注意的是，該座位組件34并不一定需要彼此完全地獨立；座位組件的運動亦可以相互關聯。
現請參照圖3至5，座位組件34的垂直或上下運動現將加以說明。當坐下時，一就座者大體上是坐在其脊椎或坐骨上。就座者的重量大體上會在座位組件34上產生一對相應的凈力R.S.、L.S.。每一運動機構MM允許其座位組件34相對于施加于其上的力量R.S.、L.S.而向下運動相應的距離V(圖5)。當力量R.S.、L.S.由座位組件34上移開時，運動機構MM會造成座位組件34垂直向上升至其原始位置(圖4)。
在傳統未提供獨立活動座椅半體的座椅中，當就座者將其坐骨上的重量由一側邊移動至另一側邊時，或者傾斜至一側邊時，就座者會拉張其背部肌肉以維持其在座椅上的充分支撐。這不僅會造成下背部的不舒適感，且在臀部一側邊上的集中負載亦會造成不舒適感。
運動機構MM是提供座位組件34具有獨立垂直運動，因此該骨盆便需要調適在坐骨上由一側邊至另一側邊的重量變化，且在兩坐骨的間維持一均衡的重量分布。這使得該臀部在坐下時可以扮演″身體支點″的角色，如同其在站立、行走或跑步時所扮演的角色。當站立、行走或跑步時，臀部是用以做為上半身的平衡點或樞轉點，用以當就座者將其重量由一側邊移動至另一側邊時可以做為調整用。在傳統的座椅中，臀部做為平衡或樞轉點的功能是相當有限的。因此，上半身及下半身的重量便無法適當地在座椅上加以平衡。運動機構MM是提供足夠的運動性，以使臀部可以有效地做為樞轉點的功能。這對就座者的上半身及下半身提供了適當的重量分布，造成脊椎可以具有適當的調整性，且使得就座者可以更佳地支撐在座椅上。這可以防止下背部因為背部肌肉未受到拉張以維持平衡所引起的疼痛，且有助于降低上述在臀部一側邊上的集中負載。
本案發明人已經測出該垂直距離是視中性角而約在0.1英寸至4.0英寸的范圍，此將在下文中更詳細地說明，尤其是在座位的應用(seating application)上。若垂直活動量是小于約0.1英寸，則本案發明人已經測出座位組件34是無法提供臀骨具有足夠的活動性，以使得脊椎骨具有適當的調整性，并且在兩個坐骨之間維持平衡的重量分布。再者，若上下活動的量太小，則座椅感覺起來便過硬，造成在坐骨上具有過多的靜壓力。若垂直活動量大于約4.0英寸，則座位組件34便會造成不穩定的姿態和/或在肌肉上產生額外的應力，以維持平衡。然而，一般相信大約0.1至4.0英寸是活動的適當范圍。對于多種應用而言，至少約0.8英寸是較適當的，其可以防止座椅感覺過硬，并可具有更穩定的坐姿。
圖6及圖7顯示座位組件34的搖擺或上下(see-saw)運動。當一就座者坐在座位組件34上時，該就座者在座位組件34上的位置及其坐姿可以通過運動機構MM而造成每一座位組件34以一搖擺角度θ來加以搖擺。該搖擺角度θ是座位組件相對于座椅起始、未加負擔的姿態或中性角位置NA的角度。就搖擺角度θ的計算目的而言，座椅的中性角位置NA可以考慮原點或0°。雖然在圖3至7中，該中性角位置NA是水平的，然而可以在下文中清楚地了解到中性角位置NA可視座椅20的特殊應用而變化。
該通過運動機構MM所提供的座位組件34的獨立搖擺運動，可使得每一座位組件34能以上述的方式由就座者的活動來使其運動，并且很理想地將就座者的重量分布在座位組件34上，以防止不舒適感及/或循環問題的產生。搖擺運動會造成肌肉、肌腱及位在下背部的韌帶、骨盆及大腿部分由于這些部位在身體上的活動而產生運動。這有助于循環、饋入營養、消除代謝物以及防止腿部腫大(水腫)、血液栓塞以及其他末梢靜脈疾病。此運動亦可通過在滲透作用上的被動變化而饋入椎間盤體。運動所引致的壓力變化會″饋入″椎間盤體營養，且可消除由于被動擴散所產生的廢棄物。這可以加強在就座者脊椎骨上的盤體的緩沖效果，降低由于坐下所造成的背部問題。當傳導神經傳送脈波至中央神經系統時，該運動亦會增加就座者的靈活度。就座者的舒適度亦會增加，因為坐下的運動會固定地重新分布壓力作用于脊椎、關節及組織。
圖6的座位組件34處于一搖擺向后的角度θ1(θ＞0°)。圖7的座位組件34處于一搖擺向前的角度θ2(θ＜0°)。當就座者離開座位組件34時，每一運動機構MM會造成其座位組件34回復至其起始、未具有負擔的姿態(圖4)。
本案發明人已經決定最好該座位組件34可以搖擺的整體搖擺角度或總搖擺量大約為60°(由最遠的向后搖擺位置至最前端的搖擺位置)。若總搖擺量太小，則本案發明人相信就座者在骨盆及大腿部位將無法獲得足夠的活動及運動范圍，以提供加強的循環、柔軟度及靈活度的優點。若總搖擺量大于大約60°，則本案發明人相信就座者將會處在不穩定的姿態，且這將會在肌肉上產生額外的應力以維持平衡。
現請參照圖8，雖然由運動機構MM所提供的該垂直運動及搖擺運動是分別描述的，然而實際上這兩種運動是可以同時由運動機構MM所提供。圖上所示的座位組件34分別具有不同的垂直運動V1、V2及搖擺角度θ1、θ2。當就座者將其雙腿交叉時，該座位組件34便有可能會呈現此一姿態。
現請參照圖9A至9C，本案發明人已經確認在雙平臺活動座椅20中可以實現垂直運動及搖擺運動的優點，這是在過去最常見的座位應用中未能達到的，而每一座位組件34必須提供一中性角α，其適用于特定的座位應用或采用雙平臺活動座椅20的環境。本案發明人進一步證明由運動機構MM所提供的搖擺運動及垂直運動應依照該中性角α而定。
該中性角α是在中性角位置或直線NA與一保持在0°的虛擬水平線H之間的絕對角度。該中性角α是座位組件34在受到任何施加在座椅20上的外力之前的初始角度，其中該外力是諸如就座者的重量。水平線H與地球重力向量G(圖9A)垂直。因此，如圖10A至10C所示，支撐件32或基礎F的方向在決定該中性角α時是不相關的，因為中性角α是相對于水平線H的絕對角度。
對于習知此項技術的人士應可了解，座位組件34的中性角位置NA能以多種方式來提供，諸如改變基礎或支撐件32的角度、改變運動機構MM與基礎或座體36的底部的連接、改變運動機構MM的結構及形狀等等，但不僅局限在此。
圖9B是顯示該座位組件34具有一正向中性角α1(α＞0°)。本案發明人將具有正向中性角的座位應用視為后傾的座位應用，因為該就座者主要是以后傾的方式就座。圖9C顯示該座位組件34具有一負向中性角α2。本案發明人將具有一負向中性角的座位應用視為一種前傾座位應用，因為該就座者主要是以前傾方向就座。
大體而言，本案發明人已經測出該中性角α可以由大約負40°至正30°變化。在某些座位應用中，中性角α亦可以超過這些參數。舉例來說，在坐-站椅(sit-stand chair)中，該中性角α可以超過大約負40°(例如，負45°、50°等等)。近來，坐臥兩用辦公座椅(superreclining office chair)的中性角α有時可超過大約正30°(例如，正35°、40°等等)。在大部分的座位應用中，若中性角α超過大約負40°，則就座者可能無法充分地在座椅的垂直運動中獲得優點，因為大部分就座者重量可能會落在其腿部而非其脊椎骨。同樣地，在大部分的座位應用中，若該中性角α是超過大約正30°，則就座者將無法在座椅的運動中獲得充分的優點，因為大部分就座者的重量將會落在其背部而非落在脊椎骨。
對于兩種主要類型的座位應用的中性角α變化而言，后傾座位(正向中性角座位)以及前傾座位(負向中性角座位)將說明如下。
應說明的是，雖然說明兩種主要類型的座位，但在某位座位應用中，諸如辦公室座椅，一座椅是可以調整的，以提供一正向中性角α1以及一負向中性角α2。這可以通過沿著座位組件34的側邊，在座位組件34下方等等設置的調整機構(圖上未顯示)而達成，以改變座椅在正向中性角α1及負向中性角α2之間的中性角α，包括其之間的不同位置。正向中性角座位應用正向中性角或后傾式座位應用大體上包括三種不同的類型1)最小中性角(α＝0至4°)；2)中間中性角(α＝0至15°)；以及3)最大中性角(α＝0至30°)。
本案發明人已經測出愈大的中性角座位(亦即，中間至最大中性角)，則在座位組件34中便要具有愈大的搖擺運動以及垂直運動。(可以了解的是，本案發明人亦已經測出該搖擺運動及垂直運動應該是要隨著緩沖厚度的增加而相對地增加)。在此類型的座位中，該就座者是斜倚在座椅上。這表示相較于就座者基本上是垂直坐下的最小中性角座位，就座者就座的上半身重量是較少垂直向下朝向脊椎以及坐骨上。由于在此一姿態下作用于脊椎及坐骨上的應力較小，因此座位組件34需要更多的運動(同時垂直及搖擺)，以使得就座者在身體正常受到影響的部位上可以獲得應力的解除。
本案發明人已經測出該較小的中性角座位(亦即，最小至中間中性角)的情況下，在座位組件34中的搖擺運動及垂直運動亦應較小。在此一座位類型中，就座者主要是垂直就座。因此，有較多的就座者上半身的重量是垂直地落在脊椎及坐骨上。此一較大的應力是表示就座者僅需要相當小量的垂直及搖擺運動來讓就座者在身體正常受到應力的部位感覺到應力的消除。
以下將說明針對不同類型的后傾座位應用的座位組件34中的搖擺運動及垂直運動所需要的參數1)最小中性角在最小中性角座位中，該中性角α相當地小(α＝0至4°)。此一類型的座位實例包括辦公室椅的座位以及工作椅的座位。根據上述中性角范圍，總搖擺量應該介于大約5至10度。若總搖擺量大于約10度，則本案發明人相信該座位組件34將無法充分地支撐該就座者，而有可能會造成不穩定的姿態，而為了平衡便有可能需要在肌肉上產生額外的應力。若總搖擺運動量小于大約5度，則本案發明人相信就座者在骨盆部及大腿部位上將不會具有足夠的活動及運動范圍，以提供增進的循環、柔軟度及靈活度的優點。根據此一中性角范圍，垂直運動量應該是大約0.10至1.5英寸。若垂直運動量小于大約0.10英寸時，則座椅可能會感覺到過硬，而在坐骨上產生過多的靜態壓力，且有可能無法提供臀骨具有足夠的運動來適當地調整脊椎，或者是在兩坐骨之間維持平衡的重量分布。若垂直運動的量大于約1.5英寸，則座椅可能無法具有足夠的支撐力。這可能會導致不穩定的姿態及/或為了平衡而在肌內上產生額外的應力。
2)中間中性角在中間中性角座位中，該中性角α是具有中間角度值(α＝0至15°)。此一類型的座位的實例包括動力交通工具座位，諸如汽車座位，但不僅局限于此。根據上述中性角范圍，總搖擺量應介于約3和20度之間。若總搖擺量大于約20度，則本案發明人相信座位組件34將無法充分地支撐就座者，而有可能會造成不穩定的姿態，而為了平衡而在肌肉上產生額外的應力。若該總搖擺量小于大約3度時，則本案發明人相信就座者在骨盆及大腿部位將無法獲得足夠的活動及運動范圍，以提供加強的循環、柔軟度及靈活度的優點。根據此一中性角范圍，垂直運動的范圍應該是大約0.25至2.0英寸。若該垂直運動量小于大約0.25英寸時，該座椅便有可能會覺得過硬，而在坐骨上產生太多靜壓力，且可能對于坐骨產生不足的運動來適當地調整脊椎，并在兩坐骨之間提供平均的重量分布。若垂直運動量大于約2.0英寸，則座椅便無法提供足夠的支撐。這可能會導致不穩定的姿態，且/或為了平衡而在肌肉上產生額外的應力。
在諸如汽車座位的座位應用中，其中該就座者可以長時間地坐在一位置上，在座椅的運動特別地重要，以防止在腿部形成血栓(亦即，深度靜脈栓塞)。這些血液栓塞的形成會更經常地發生在循環不良的人身上(例如，老人)，其長時間以靜止姿態坐在座椅上。深度靜脈栓塞是相當嚴重的問題，因為若血栓破裂且經過循環系統時，其會導致更大的問題，諸如肺部栓塞。用于特定座位應用的中性角的變化，以及提供上述搖擺運動及垂直運動參數會被動地使就座者其正常受到影響的就座部位運動，并且增進循環并降低深靜脈栓塞的風險。
3)最大中性角在最大的中性角座位中，該中性角α由小至大(α＝0至30°)。此類型座位的實例包括坐臥椅、戲院以及飛機座位，但不僅局限于此。根據上述中性角的范圍，總搖擺量應介于約10至60度之間。若總搖擺量大于大約60度，則本案發明人相信座位組件34將無法充分地支撐就座者，而可能會導致不穩定姿態，而可能在肌肉上產生額外的應力，以維持平衡。若總搖擺量小于大約10度，則本案發明人相信就座者在骨盆及大腿部位上將無法獲得足夠的活動及運動范圍，以提供增進的循環、柔軟度及靈活度。根據此一中性角范圍，垂直運動量應該是大約0.5英寸至4.0英寸。若垂直運動量小于大約0.5英寸，則座椅便可能太硬，而在坐骨上產生太多的靜態壓力，且可能無法對骨盆提供足夠的運動，以適當地調整脊椎，并在兩坐骨之間提供平均的重量分布。若垂直運動量大于約4.0英寸，則座椅便無法提供足夠的支撐。這可能會導致不穩定的姿態，且/或可能肌肉上產生額外的應力，以維持平衡。負向中性角座位應用負向中性角或前傾式座位應用大體上是由中間中性角至最大中性角的座位所構成(α＝0至-40°)。
本案發明人已經測出，愈大的負向中性角座位(亦即，中間至最大負向中性角)，則需要較大的搖擺運動，但僅需要較小的垂直運動。在中間至最大負向中性角中，就座者的腿部可減輕多數作用于坐骨上的應力(亦即，受到較大部分的重力)，且提供某些需要的垂直運動。因此，在座位組件34中需要較少的垂直運動。相對地其需要較大的搖擺運動，以確保在臀部上的重量可以最佳化地分布在座位組件上，且就座者的肌肉、鍵及韌帶可以被動地加以活動。該較小的負向中性角座位(最小至中間負向中性角)，相似于上述的正向中性角座位，其需要較小的搖擺運動及垂直運動量。
中間至最大負向中性角在中間至最大負向中性角座位中，該中性角α由小至大(α＝0至-40度)。此類型座位的實例包括坐站椅座位，但不僅局限于此。根據上述中性角范圍，總搖擺量最好是介于大約10度至60度之間。若該總搖擺量大于約60度，則本案發明人相信該座位組件34將無法充分地支撐住就座者，幾乎無法或不可能支撐該就座者，或者是產生一不穩定的姿態，而可能在肌肉上產生額外的應力，以維持平衡。若總搖擺量小于大約10度，則本案發明人相信就座者在骨盆及大腿部位上將無法具有足夠的活動以及運動范圍，以提供增進的循環、柔軟度及靈活度的優點。根據此一中性角范圍，垂直運動量應可以在0.1至1.5英寸。若垂直運動量小于大約0.1英寸，則座椅可能會感到過硬，而在坐骨上產生太多的靜態壓力，且可能無法對骨盆提供充分的運動，以對脊椎進行適度的調整，及在兩坐骨之間維持平衡的重量分布。若垂直運動量大于約1.5英寸，則座椅可能無法提供足夠的支撐。這可能會造成不穩定的姿態和/或在肌肉上產生額外的應力以維持平衡。
根據特定座位應用而以一特定中性角α來提供座位組件34，以及根據特定中性角α而提供特定的垂直運動及搖擺運動量，可以提供動態的座位表面，其可以針對每一各別座位應用來加以特殊設計。座位組件的特定中性角α可以適當地穩定該就座者，使得其可以通過在座位組件34上提供兩種類型的運動而獲得前述的優點。
該垂直運動及搖擺運動是供骨盆所需的獨立的運動，以調適在坐骨上的由臀部至臀部的重量變化。這使得當坐下時，骨盆可以扮演“身體支點”的功能，正如同其在站立、行走或跑步時所扮演的一樣。總而言之，這些運動用以將由該坐骨所承受的身體重量加以分布，且將臀部及大腿的剩余重量加以分布在兩個座位表面上，而不管某人的坐姿為何(一腿抬起、一腿放下、兩腿抬起、兩腿放下、雙腿交叉等等)。這些運動亦可通過在身體這些部位上的肌肉陣動而使得肌肉、鍵以及下背部的韌帶、骨盆以及大腿部位得以活動。這可促進循環、饋入營養、消除身體排泄物以及防止腿部腫大(水腫)、血液栓塞以及其他末梢靜脈疾病。當傳導神經傳送脈波至中央神經系統時，該運動亦會增加就座者的靈活度。就座者的舒適感亦會增加，因為座椅運動是同時地重新分布作用在脊椎、關節及組織上的壓力。該搖擺運動亦會消除部分由座位表面所造成的嚴重的循環問題，尤其是在前面邊緣，而深入至就座者的臀部及大腿。
現請參照圖11至19，本發明的運動機構的各種實施例現將說明如下。這些運動機構最好是由鋼、塑膠或者類似材料所制成。在適當的部位上，以“a”、“b”、“c”等等為下標的元件標號用以標示前述實施例中的相同元件，以易于理解。
現請參考圖11，其中顯示一運動機構76。該運動機構76包括一具有波狀的彈簧78。該波狀彈簧78包括一具有一凸緣82的第一峰部80。該凸緣82包括一螺紋接合件84，其用以將波狀彈簧78連接至座位組件34a的座體36a。該波狀彈簧78包括一第一谷部85，其靠在橫向支撐件32a上。該第一谷部85以螺紋接合件而連接至支撐件32a。該波狀彈簧78亦包括一第二峰部86，其支撐座體36a的另一面部，以及一第二谷部88，其靠在前述的臺座30a上。
現請參照圖12，其中顯示一依照本發明另一實施例所建構的運動機構90。該運動機構90包括一對螺旋彈簧92，其靠在橫向支撐件32b上。該彈簧92在尺寸或類型上可以有所變化，以獲得所需要的搖擺及垂直運動。
現請參照圖13，其中顯示一依照本發明又一實施例所建構的運動機構94。該運動機構94分別包括第一及第二彈簧96、98。該第一彈簧96靠在一堅硬的基座上110上，且支撐座位組件34c的后緣部。該第二彈簧98靠在一臺座30c上，且支撐該座位組件34c的前緣部。如上所述，彈簧96、98的尺寸及類型亦可以有所變化，以獲得所需要的搖擺運動及垂直運動量。
現請參照圖14，其中顯示一依照本發明又另一實施例所建構的運動機構100。該運動機構100包括一主體部102以及一對腳部104。該主體部102包括一平板106，其支撐該座位組件34d。該運動機構100的平板106通過螺紋接合件或類似的接合裝置而連接至座位組件34d。該腳部104具有正弦波形狀，且終結在各別的凸緣108。該凸緣108通過螺紋接合件而連接至基礎F。
現請參照圖15，其中顯示一依照本發明又另一實施例的運動機構112。該運動機構112與上述的運動機構100相同，除了其方向相反以外。該運動機構112包括一主體部114以及一對腳部116。該主體部114包括平板118，其靠在支撐件32e上。平板部118是通過一螺紋接合件或類似的接合裝置而連接至支撐件32e。腳部116具有一正弦波形狀，且終結在各別的凸緣120。該凸緣120通過螺紋接合件或類似的接合裝置而連接至座位組件34e的內面。
現請參照圖16，其中顯示一依照本發明的又一實施例所建構的運動機構122。該運動機構122包括一主體部124，其靠在橫向支撐件32f上。該主體部124通過螺紋接合件或類似的接合裝置而連接至橫向支撐件32f。一對階狀腳部126、128分別由主體部124的相對側邊延伸而出。該階狀腳部126、128終結在凸緣130上。該凸緣130支撐該座位組件34，且通過螺紋接合件或類似的接合裝置而連接至該處。
現請參照圖17，其中顯示一依照本發明又一實施例所建構的運動機構132。該運動機構132與上述的運動機構122相同，除了其方向相反以外。該運動機構132包括一主體部134，其支撐該座位組件32g。一對階狀腳部136由主體部134的相對側邊延伸而出，且終結在成對的凸緣138上。該凸緣138靠在一對的橫向支撐件139上。
現請參照圖18，其中顯示依照本發明另一實施例所建構的運動機構140。該運動機構140包括一長形、面部向上而呈拱形的構件142或葉片彈簧，其終結在相對兩端部的凸緣144。該凸緣144支撐座位組件34h，且通過螺紋接合件或類似的接合裝置而連接至該處。該運動機構140連接至橫向支撐件32h的中點位置。
現請參照圖19，其中顯示一依照本發明又一實施例所建構的運動機構146。該運動機構146相同于上述的運動機構140，除了其方向相反以外。該運動機構146包括拱形構件148，其終結在相對兩端部的凸緣150。該凸緣150靠在相應的橫向支撐件152上，且連接至該處。該拱形構件148以其頂點連接至座位組件34i。
對于就座者在座椅20上就座的理想部位稱之為坐骨目標部位。這是在座位組件34中就座者坐骨就座的部位(″坐骨″)，且其應該是設置在可以得到最佳舒適感、最佳運動性的部位，且可以獲得最大的重量分布優點。此一部位是約略位于運動機構上方，并且縱向地延伸凸緣之間的距離，或者運動機構與座位組件34之間的接觸點之間的距離。該坐骨目標部位的尺寸視運動機構的尺寸及結構而定。該坐骨目標部位最好是由座位組件中位于運動機構的中心上方的點縱向朝前及向后延伸最多5英寸(總計10英寸)，且可以橫向地延伸與座位組件34同寬的寬度。
該坐骨目標部位在過去的搖擺座椅上則小很多。某些座椅包括一拱形組件，其以其頂點連接至座椅。該頂點狹窄地形成坐骨目標部位，因為就座者必須直接坐在頂點上方，以完全獲得由座椅的運動所提供的舒適的優點。這有時是相當困難的，因為每個就座者具有不同的坐姿。本發明的多種運動機構實施例(參照圖11、13、15、16、18)則可擴大坐骨目標部位，因為其縱向地延伸該標的部位至大約介于凸緣或接觸點之間的距離。較大的目標部位可以確保就座者坐在座椅的適當部位上，以達到最佳的舒適感以及其他上述的優點。
現請參考圖20及21，且首先參考圖20，一對座位組件，大體上是由參考標號160來加以標示，且依照本發明另一實施例建構而成，現將說明如下。該座位組件裝置160是由一對座臺162在嚙合部位164上相互嚙合或密合在一起而構成。雖然其是密合在一起，然而座臺162仍會搖擺、垂直運動，并且以上述相同的方式而具有一中性角。該嚙合部位164具有一正弦波形狀。
兩密合的座臺162通過單一緩沖件及/或套墊166所覆蓋。將座臺162加以嚙合，且以一單一緩沖件及/或套墊166來加以覆蓋，可以提供上述有關于在座位組件中提供中性角及兩種類型運動的優點，并且可以消除在座位組件之間的任何界線或可目視的裂縫。消除此一裂縫可使座椅的上表面更具美觀，防止碎屑及其他的碎片落入在這些由裂縫所形成的凹口中，且防止就座者的手指、手部、臂部、腿部或者衣物陷入此一區域中。
現請參照圖21，其中顯示一對座位組件170的另一實施例。這些座位組件170是由一對座臺172所構成，其可以在嚙合部位174嚙合或者是密合在一起。該嚙合部位174具有一齒狀外形。該座臺亦可以通過一單一緩沖件及/或覆墊176來加以覆蓋。
在此應說明的是，在本發明的另一實施例中，在圖2中所示的座臺36能以一單一緩沖件及/或覆墊166來加以覆蓋，以提供上述的優點。此一結構亦可以在座臺36之間提供比密合式座椅160、170還更多的界線，但仍可使座椅的可目視的上表面更具有美觀的外表，防止碎屑及其他的碎片落入在這些由裂開的座部組件所形成的裂縫中，且防止就座者的手指、手部、臂部、腿部或者衣物陷入此一區域中。
雖然本發明是以某些較佳實施例的方式說明如上，然而其他對于本領域的普通技術人員應可以明了在本發明的范圍內仍可以有其他的實施例。因此，本發明的范圍僅由權利要求的范圍來界定。
權利要求
1.一種座椅(20)，包含一對座體(36)，至少一運動機構使座體(36)具有一搖擺運動及一垂直運動，每一座體(36)根據座椅的特定應用而具有一預定的中性角，其中該中性角是當沒有外力施加在座體(36)上時該座體(36)所在的位置相對于垂直地球重力向量的水平軸線的角度。
2.根據權利要求1所述的座椅(20)，其特征在于，該中性角范圍介于大約負40度及正30度之間。
3.根據權利要求1所述的座椅(20)，其特征在于，該垂直運動量介于大約0.1及4英寸之間。
4.根據權利要求1所述的座椅(20)，其特征在于，該座體(36)可以搖擺高達大約60度的角度。
5.根據權利要求1所述的座椅(20)，其特征在于，該中性角大約介于0至正4度之間，而該垂直運動量則介于大約0.10及1.5英寸之間，且該總搖擺運動介于大約5及10度之間。
6.根據權利要求1所述的座椅(20)，其特征在于，該中性角介于大約0至正15度之間，且該垂直運動量介于大約0.25及2.0英寸之間，且該總搖擺運動介于大約3及20度之間。
7.根據權利要求1所述的座椅(20)，其特征在于，該中性角介于大約0及正30度之間，且該垂直運動量介于大約0.5至4.0英寸之間，且該總搖擺運動大約介于10及60度之間。
8.根據權利要求1所述的座椅(20)，其特征在于，該中性角介于大約0及負40度之間，且該垂直運動量介于大約0.1及1.5英寸之間，且該總搖擺運動大約介于10及60度之間。
9.根據權利要求1所述的座椅(20)，其特征在于，該運動機構提供一坐骨目標部位，該坐骨目標部位界定為一就座者坐在座體(36)上的理想部位，該坐骨目標部位在座體(36)的縱向上延伸大約10英寸，并且延伸達到該座體(36)的寬度。
10.根據權利要求1所述的座椅(20)，其特征在于，一預定量的搖擺運動及垂直運動根據中性角而設于每一座體(36)上。
11.根據權利要求10所述的座椅(20)，其特征在于，當該正向或負向中性角較大時，該總搖擺角度較大。
12.根據權利要求10所述的座椅(20)，其特征在于，當該中性角是正向且較大時，該垂直運動較大，且當該中性角是負向且較大時，該垂直運動較小。
13.根據權利要求1所述的座椅(20)，其特征在于，該座體(36)是由一單一緩沖件(48、166、176)所覆蓋。
14.根據權利要求13所述的座椅(20)，其特征在于，該座體(36)是帶孔的。
15.根據權利要求1所述的座椅(20)，其特征在于，該座體(36)彼此獨立地活動。
16.根據權利要求1所述的座椅(20)，其特征在于，每一座體(36)再細分成至少兩個可活動的子部分。
17.根據權利要求1所述的座椅(20)，其特征在于，每一座體(36)是可以調整的，以提供多個中性角。
18.一種座椅(20)，其用以將一就座者身體的坐骨及臀部所承受的重量最佳化地分布在該座椅(20)上，而不論該就座者的坐姿如何，該座椅包含一對座位組件，每一座位組件包括一座位基部(110)、一由該基部所支撐的緩沖材料(48、166、176)、以及一用以保護該座位組件的蓋體；至少一支撐件(32、152)，其支撐該座位組件；至少一運動機構，其配置在該至少一支撐件與該座位組件之間，該至少一運動機構使該座位組件進行搖擺運動及垂直運動；每一座位組件具有(i)一根據座椅的特定應用而預定的中性角，其中該中性角是當沒有外力施加在座位組件上時該座位組件所在的位置相對于垂直地球重力向量的水平軸線的角度；以及(ii)一預定量的搖擺運動及垂直運動，其根據中性角而設置在每一座位組件上。
19.根據權利要求18所述的座椅(20)，其特征在于，該中性角范圍介于大約負40度及正30度之間。
20.根據權利要求18所述的座椅(20)，其特征在于，該垂直運動量是介于大約0.1至4英寸之間。
21.根據權利要求18所述的座椅(20)，其特征在于，該座位組件可以搖擺高達大約60度的角度。
22.根據權利要求18所述的座椅(20)，其特征在于，該中性角介于大約0至正4度之間，而該垂直運動量則介于大約0.10及1.5英寸之間，且該總搖擺運動介于大約5及10度之間。
23.根據權利要求18所述的座椅(20)，其特征在于，該中性角介于大約0至15度之間，且該垂直運動量介于大約0.25及2.0英寸的間，且該總搖擺運動介于大約3及20度之間。
24.根據權利要求18所述的座椅(20)，其特征在于，該中性角介于大約0及正30度之間，且該垂直運動量大約介于0.5至4.0英寸之間，且該總搖擺運動大約介于10及60度之間。
25.根據權利要求18所述的座椅(20)，其特征在于，該中性角介于大約0及負40度之間，且該垂直運動量大約介于0.1及1.5英寸之間，且該總搖擺運動大約介于10及60度之間。
26.根據權利要求18所述的座椅(20)，其特征在于，該運動機構提供一坐骨目標部位，該坐骨目標部位界定為一就座者坐在座位組件上的理想部位，該坐骨目標部位在座位組件的縱向上延伸大約10英寸，并且延伸達到該座位組件的寬度。
27.根據權利要求18所述的座椅(20)，其特征在于，當該正向或負向中性角較大時，該總搖擺角度較大。
28.根據權利要求18所述的座椅(20)，其特征在于，當該中性角是正向且較大時，該垂直運動較大，且當中性角是負向且較大時，該垂直運動較小。
29.根據權利要求18所述的座椅(20)，其特征在于，該座位組件是由一單一緩沖件(48、166、176)所覆蓋。
30.根據權利要求29所述的座椅(20)，其特征在于，該座位組件是帶孔的。
31.根據權利要求18所述的座椅(20)，其特征在于，該座位組件彼此獨立地活動。
32.根據權利要求18所述的座椅(20)，其特征在于，每一座位組件再細分成至少兩個可活動的子部分。
33.根據權利要求18所述的座椅(20)，其特征在于，每一座位組件是可以調整的，以提供多個中性角。
34.一種座椅(20)，包含一對座位組件，每一座位組件是包括一座位基部(110)、一由該座椅基部(110)所支撐的緩沖材料(48、166、176)，以及一蓋體，其保護該緩沖材料(48、166、176)及該座位基部(110)；至少一支撐件(32、152)，其支撐該座位組件；至少一運動機構(76、90、100、112、122、132、140、146)，其配置在該座位組件與至少一支撐件(32、152)之間，該至少一運動機構(76、90、100、112、122、132、140、146)使該座位組件進行搖擺運動及垂直運動，以及一可讓就座者的坐骨坐于其上的擴大的理想就座面積；每一座位組件具有一根據座椅的特定應用而預定的中性角，其中該中性角是當沒有外力施加在座位組件上時該座位組件所在的位置相對于垂直地球重力向量的水平軸線的角度，以及一預定量的搖擺運動及垂直運動，其根據中性角而設置于每一座位組件。
35.根據權利要求34所述的座椅(20)，其特征在于，該中性角范圍介于大約負40度及正30度之間。
36.根據權利要求34所述的座椅(20)，其特征在于，該垂直運動量介于大約0.1至4英寸之間。
37.根據權利要求34所述的座椅(20)，其特征在于，該垂直運動量是至少大約為0.8英寸。
38.根據權利要求34所述的座椅(20)，其特征在于，該座位組件可以搖擺高達大約60度的角度。
39.根據權利要求34所述的座椅(20)，其特征在于，該中性角介于大約0至正4度之間，而該垂直運動量則是介于大約0.10及1.5英寸之間，且該總搖擺運動介于大約5及10度之間。
40.根據權利要求34所述的座椅(20)，其特征在于，該中性角介于大約0至正15度之間，且該垂直運動量介于大約0.25及2.0英寸之間，且該總搖擺運動介于大約3及20度之間。
41.根據權利要求34所述的座椅(20)，其特征在于，該中性角介于大約0及正30度之間，且該垂直運動量大約介于0.5至4.0英寸之間，且該總搖擺運動大約介于10及60度之間。
42.根據權利要求34所述的座椅(20)，其特征在于，該中性角介于大約0及負40度之間，且該垂直運動量大約介于0.1及1.5英寸的間，且該總搖擺運動大約介于10及60度之間。
43.根據權利要求34所述的座椅(20)，其特征在于，該運動機構是提供一坐骨目標部位，該坐骨目標部位界定為一就座者坐在座位組件上的理想部位，該坐骨目標部位是在座位組件的縱向上延伸大約10英寸，并且延伸達到該座位組件的寬度。
44.根據權利要求34所述的座椅(20)，其特征在于，當該正向或負向中性角較大時，該總搖擺角度較大。
45.根據權利要求34所述的座椅(20)，其特征在于，當該中性角是正向且較大時，該垂直運動較大，且當中性角是負向且較大時，該垂直運動較小。
46.根據權利要求34所述的座椅(20)，其特征在于，該座位組件由一單一緩沖件(48、166、176)所覆蓋。
47.根據權利要求46所述的座椅(20)，其特征在于，該座位組件是帶孔的。
48.根據權利要求34所述的座椅(20)，其特征在于，該座位組件彼此獨立地活動。
49.根據權利要求34所述的座椅(20)，其特征在于，每一座位組件再細分成至少兩個可活動的子部分。
50.根據權利要求34所述的座椅(20)，其特征在于，每一座位組件是可以調整的，以提供多個中性角。
51.一種座椅(20)，包含一對座位組件、至少一運動機構(76、90、100、112、122、132、140、146)，其使該座位組件進行搖擺運動及垂直運動，每一座位組件具有一為非零角度的中性角，其中該中性角是當沒有外力施加在座椅上時該座位組件所在的位置相對于一預定軸線的角度，該中性角的范圍介于大約負40度及正30度之間，且根據座位組件的中性角而提供一預定量的搖擺運動及垂直運動給每一座位組件，該垂直運動量的范圍介于大約0.1及4英寸之間，且該總搖擺運動量高達約60度。
52.一種座椅(20)，包含一對座體(36)，每一座體具有一坐骨目標部位，其在座體(36)的縱向上延伸大約10英寸，并且延伸達到該座體(36)的寬度；一對運動機構，(76、90、100、112、122、132、140、146)，每一運動機構分別與一座體(36)相連結，每一運動機構(76、90、100、112、122、132、140、146)提供其各自的座體(36)以搖擺運動及垂直運動，且每一運動機構(76、90、100、112、122、132、140、146)具有至少兩個與其所連結的座體(36)實際接觸的點。
全文摘要
一種具有改進舒適度的座椅(20),包含:一對活動的座位組件。一運動機構(76、90、100、112、122、132、140、146)為每一座位組件提供搖擺運動及垂直運動。座位組件(34)具有一中性角,該中性角與座椅的特定應用相一致。搖擺運動及垂直運動是根據中性角來確定。中性角的定向、搖擺運動及垂直運動使得由一就座者的坐骨、臀部及大腿所承受的重量最佳化地分布在座位組件上,從而改進了在一給定的座位環境下的座位的舒適度。
文檔編號A47C3/02GK1266360SQ98807835
公開日2000年9月13日 申請日期1998年9月28日 優先權日1997年9月30日
發明者史蒂芬·T·布瑞比爾, 大衛·W·弗雷斯那 申請人:杜爾座椅科技公司