形成座椅靠背的製造方法
2023-10-10 17:15:29 2
專利名稱：形成座椅靠背的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種座椅靠背結構及其製造方法，更具體地說涉及一種改進的座椅靠背以及用於生產具有整體模製結構但是由多個材料層形成的座椅靠背的製造方法。
背景技術：
在一種類型的常規辦公椅中，這些座椅設有模製的座椅和靠背面板，它們一起由座椅框架支撐。通常，座椅和靠背面板具有整體模製結構。這些座椅中的一些設有傾斜控制機構，從而靠背面板相對於座椅面板鉸接。在其它常規辦公椅中，這些座椅消除了靠背面板或模製面板，因為這些具有更大的剛性，相反座椅和靠背組件結 合了柔性或帶襯墊材料來支撐座椅佔用者以便改善用戶的舒適性。在這些辦公椅中已經採用了許多不同的特徵，包括軟墊座椅、網孔懸掛織物和腰撐墊組件以便給座椅佔用者的腰提供額外的支撐。
發明內容
本發明的目的在於提供用於具有模製座椅和/或靠背面板的座椅的改進結構。本發明涉及改進的座椅靠背，其由與採用單ー模製材料的已知座椅靠背非常不同的模製結構形成，已知的座椅靠背提供了均勻相對剛性的靠背結構，這種整體靠背結構會是不期望的。但是，本發明的座椅靠背採用模製材料的多個模製噴射以在座椅靠背的不同區域中形成不同的性能特點。具體地說，座椅靠背具有大體上矩形的形狀並且一體地包括兩個向下伸出的豎立部，這些豎立部構成為與座椅底座樞接。豎立部沿著座椅靠背的相対的左側邊緣和右側邊緣剛性支撐所述座椅靠背。座椅靠背還包括在這些側邊緣處在豎立部之間延伸的板狀支撐面板，該面板垂直擴展並且構成為支撐佔用者的座椅後背。為了在座椅靠背中限定不同的性能特徵，座椅靠背具有整體模製面板的外觀，但是由優選在模具上的多個站處進行的多模製噴射形成。在這方面，第一模製噴射執行成構造形成為右結構部件和左結構部件，優選地形成為大體L形豎立部，它們具有足夠剛性以便與座椅底座樞接。這些左豎立部和右豎立部為座椅靠背的左側面和右側面提供顯著的結構剛性。在第二模製噴射中，所述左豎立部和右豎立部使用第二材料包覆成型以在靠背框架的左側面和右側面上還構造另ー層，從而形成垂直或豎立的框架部分以及形成上橫構件和下橫構件。這個第二模製噴射通常形成座椅靠背的環形框架，該環形框架由包覆成型的豎立部和一體的橫構件限定，其包圍座椅靠背的開口內部以便限定環形或周邊靠背框架的視覺外觀。優選的是，第ニ模製噴射還包括在豎立框架構件之間橫向延伸的中間腹板以形成腰支撐結構或支撐墊，它位於開口內部中並且與上橫構件和下橫構件或框架部分垂直間隔開。豎立框架部分和水平橫構件具有更大的厚度並且更小的柔性以便支撐由座椅佔用者產生的在座椅靠背上的負荷。 在完成第二噴射之後，進行第三和第四模製噴射，優選地同時進行，但是這些噴射被認為是獨立的，因為它們形成座椅靠背的不同結構。因此，也可以順序進行第三和第四模製噴射。 更具體地說，用於第三噴射的材料與用於第二噴射的模製材料相同以確保與第二模製噴射的材料的化學粘接。第三噴射形成圍繞垂直和水平框架部分的封裝壁以形成用於這些結構的最終精加工表面。第三噴射的內部邊界不向內延伸超過周邊靠背框架到靠背的內部區域中而只是中間腹板結構，該內部區域將保持打開。但是，第四噴射如下所述包圍該內部區域。具體地說，第四噴射在內部區域中形成從封裝垂直和水平框架結構的第三噴射的內部邊界延伸出的薄板。第四噴射基本上限定相對薄的板狀懸掛結構或內部面板，其包圍內部空間、封裝中間腹板並且提供與框架結構相比具有更大柔性的支撐區域。通過提供多模製噴射以形成座椅靠背的不同區域，產生不同的性能特徵，包括提供給座椅靠背提供結構剛性的周邊框架、採用中間腹板來給座椅佔用者的腰部區域提供局部支撐的腰支撐面板，和在框架之間延伸並且包圍被限定在周邊框架之間的內部區域的薄板狀面板以形成與佔用者的背部接觸的更柔性和順從表面。本發明涉及座椅結構本身及其製造方法。通過閱讀下面的說明書並且觀看附圖將明白本發明的其他目標和目的及其變型。
圖1為本發明座椅的透視圖。圖2為其側視圖。圖3為其後視圖。圖4為本發明座椅靠背的後視圖。圖5為其前視圖。圖6為沿著圖5的6-6線剖開的局部剖視圖。圖7為沿著圖5的7-7線剖開的局部剖視圖。圖8為在第一模製噴射之後形成的座椅靠背的左邊內部豎立部的一個連接腿部的前剖視圖，右邊豎立部為其鏡像。圖9為左邊豎立部的內部側視圖，右邊豎立部為其鏡像。圖10為左側內部豎立部的左側視圖。圖11為其前視圖。圖12為右邊內部豎立部的內部側視圖。圖13為圖11的豎立部的頂部剖視圖。圖14為在形成靠背框架結構的第二模製噴射之後的座椅靠背結構的後視圖。圖15為其右側視圖。圖16為在第二模製噴射之後的頂部剖視圖。圖17為靠背框架結構的頂緣部分的放大局部右側視圖。圖18為靠背框架結構的中間部分的放大局部右側視圖。
圖19為其前視圖。圖20為在第三模製噴射之後的靠背結構的後視圖。圖21為其右側視圖。圖22為其頂部剖視圖。圖23為通過第三模製噴射的頂緣部分的放大局部側視圖。圖24為通過第三模製噴射的中間部分的局部側視圖。圖25為在第四模製噴射之後的完成的座椅靠背的前視圖。圖26為完成的座椅靠背的後視圖。圖27為前視圖，顯示出通過第四模製噴射形成的支撐面板的範圍。圖28為在第三次和第四模製噴射之後的座椅靠背的頂部剖視圖。圖29為用於構造座椅靠背的3站式模製工具的平面圖。圖30為其透視圖。在下面的說明書中只是為了方便和參考使用了某些術語，這些術語將不是限制性的。例如，術語「向上」、「向下」、「向右」和「向左」將指的是在附圖中作為參考的方向。術語「向內」和「向外」將指的是分別朝著和遠離裝置及其指定的部件的幾何中心的方向。所述術語將包括具體提到的詞語、其衍生詞以及類似重要的詞語。
具體實施例方式參照圖1-3，座椅10包括在其上支撐著座椅靠背組件14的主座椅框架或底座12。座椅靠背組件14包括座椅組件15和靠背組件16。靠背組件16樞轉地支撐在座椅框架12上以允許靠背組件沿著參考箭頭17的方向向後傾斜。本發明涉及改進的座椅靠背18，它由與採用單ー模製材料的已知座椅靠背非常不同的多噴射模製結構形成。本發明的座椅靠背18採用模製材料的多個模製噴射以在座椅靠背18的不同區域中形成不同的性能特徵。更具體地說對於座椅10而言，座椅組件15具有與主框架12樞接的前部19，並且具有與靠背框架16樞接的後座椅部分20。在靠背組件16的向後傾斜期間，與後座椅部分20的相互連接使得座椅向後傾斜。這樣，靠背組件16由座椅佔用者在箭頭17方向的向後移動使得後座椅部分20升起，由此作用於座椅佔用者的重量。因此，雖然座椅佔用者將在靠背組件16上向後推壓，但是座椅佔用者的向下作用在後座椅部分20上的重量也抵抗著靠背組件16的這種向後移動，由此平衡了由佔用者產生的向後朝向負荷的ー些。在作為W02009/134451公布的PCT專利申請NO.PCT/US2009/002729中披露了這種座椅的ー種通常結構，其全部內容作為參考在這裡被引用。要理解的是，座椅靠背18可以適用於各種座椅機構以實現座椅靠背18的向後傾斜。參照圖4和5，座椅靠背18具有大體上為矩形的形狀並且一體地包括兩個向下伸出的結構立柱或豎立部25和26，這些豎立部支撐著座椅靠背18的上框架結構。豎立部25和26具有從其向前伸出的連接腿部27和28，它們構成為與座椅底座12和後座椅部分20樞接，從而座椅靠背18與座椅組件15操作連接並且與在』 729PCT申請中所披露的靠背類似地作用。要理解的是，豎立部25和26以及連接腿部27和28相同地形成為彼此成鏡像，從而討論可涉及座椅靠背18的ー側或另ー側，所述討論將同樣地適用於其另ー側。
參照圖8和9，連接腿部27和28具有外側30和內側31，其中內側31按照所期望圖案形成有加強肋條32。內側31包括ー對連接孔33和34，它們接收用於將連接腿部27和28樞接至底座12和座椅組件15的緊固件。這允許座椅靠背18向後傾斜。這樣，要理解的是，這些樞接件導致連接腿部27和28受到在座椅靠背18到座椅組件15之間所傳遞的相當大的負荷。為了承受這些負荷，連接腿部27和28每個都包括加強嵌入件或板35，其由在結構上堅固的材料例如鋼或具有足夠強度以承受座椅負荷的其它合適材料形成。豎立部25和26向上延伸以剛性支撐由相対的左和右垂直或豎立框架部分37和38以及頂部和底部橫構件或部分39和40限定的座椅靠背18的框架結構36。座椅靠背18的中間部分41優選包括在豎立框架構件37和38之間橫向延伸的中間腹板42(在圖4中最清楚地看到)以形成腰支撐結構或支撐墊。座椅靠背還包括在側邊緣處在豎立框架部分37和38之間延伸的板狀支撐面板44，該支撐面板44垂直擴展並且構成為支撐佔用者的後背。為了在座椅靠背中限定不同的性能特徵，座椅靠背具有整體模製面板的外觀，但是如將在下面所述的一祥由多個模製噴射(mold shot)形成。通常，第一模製噴射(圖10-13)被執行以構建左結構部件和右結構部件，優選形成為大體上L形豎立芯部構件49和50(圖10-12)，它們為足夠剛性以便支撐加強嵌入件35並且與座椅底座12樞接。這些左芯部構件49和右芯部構件50給座椅靠背18的左側面和右側面提供了相當大的結構剛性。在第二模製噴射(圖14-19)中，左豎立部25和右豎立部26還通過在第二模製噴射期間使用第二材料包覆成型(overmold)芯部構件49和50來構造。第二模製噴射另外還在靠背框架36的左側面和右側面上構造另ー層以進一歩限定垂直或豎立框架部分37和38以及形成上橫構件39和下橫構件40。該第二模製噴射通常形成座椅靠背18的環形框架36，它由包覆成型的豎立部25和26、豎立框架構件37和38以及一體的橫構件39和40限定，它們包圍著座椅靠背18的開口內部53以便限定環形或周邊靠背框架36的視覺外觀。優選的是，第二模製噴射還包括形成在豎立框架構件之間橫向延伸的中間腹板42，以形成腰支撐結構或支撐墊，它位於開口內部53中並且與上橫構件和下橫構件或框架部分39和40垂直間隔開以形成開ロ部分53A和53B。豎立框架部分37和38以及水平橫構件39和40具有更大的厚度以及更小的柔性以便支撐由座椅佔用者產生的在座椅靠背上的負荷。在完成第二模製噴射之後，優選同時進行第三模製噴射和第四模製噴射，但是噴射被認為是獨立的，因為它們形成座椅靠背的不同結構。這樣，也可以順序執行第三模製噴射和第四模製噴射。更具體地說，用於第三噴射的材料與用於第二噴射的模製材料相同以確保與第二模製噴射的材料形成化學粘接。第三噴射(圖20-24)封裝垂直和水平框架部分37-40以限定這些結構的最終精加工表面。第三噴射在前和後框架側面上的內部邊界55基本上相同，並且不會超過周邊靠背框架36向內延伸到靠背的內部區域53中，該內部區域53將保持打開。但是，第四噴射如下所述包圍該內部區域。具體地說，第四噴射(圖25-28)在內部區域中形成從封裝著垂直和水平框架結構37-39的第三噴射的內部邊界延伸的薄板。第四噴射基本上限定相對薄的板狀懸掛結構或內部面板44，該面板包圍內部空間53、在前側上封裝中間腹板42並且提供與框架結構相比具有更大柔性的支撐區域。通過提供多模製噴射以形成座椅靠背18的不同區域，產生不同的性能特徵，包括提供給座椅靠背18提供結構剛性的周邊框架36、採用中間腹板來給座椅佔用者的腰部區域提供局部支撐的腰支撐面板42，和在框架36之間延伸並且包圍限定在周邊框架36之間的內部區域53的薄板狀面板44以提供與佔用者的背部接觸的更柔性和順從的表面。參照圖29和30，多噴射模製過程優選採用三站式注模工具60，其具有用於第一噴射的第一站61、用於第二噴射的第二站62和用於優選同時發生的第三和第四噴射的第三站63。這三站61-63優選呈120度偏置。模製工具60還包括旋轉拾取和安放單元64，用於使中間段靠背部件120從ー站到另ー站移動120度，以便構造靠背框架10，然後最終去除完成的靠背框架10。模製工具60為在多筒式壓カ機上的提升和旋轉式多噴射工具，從而對於ー些模製階段注塑不同材料。這三站中的每ー個具有相同的循環時間，涵蓋注塑或裝料時間以及隨後的用於在模具打開並且部件旋轉進入和離開站之前的冷卻的時間段。因此，在每個循環時間的最後，一個部件被完成並且取出，而兩個其它的座椅靠背處於不同的製造階段。還可以使用四個單獨的工具來完成這些模製噴射。下面將對模製過程作進ー步說明。對於圖10-13的第一模製噴射而言，在單獨模腔67內在第一模製站61 (圖29和30)中形成豎立芯部構件49和50。在模製之前，以機器人(操作)方式將加強板35設置在模腔67中以便在形成連接腿部27和28時對其進行隨後的包覆成型。然後，進行第一模製噴射，其中模製材料優選為填充有33%玻璃的尼龍或能夠承受在使用期間所期望的負荷的其它類似的在結構上剛性的可模製材料。芯部構件49和50包括主體80，該主體垂直延伸並且在底部處具有被包覆成型到鋼板35上並且形成肋條32以及孔33和34的向前延伸部分81 (圖8和9)。向前延伸部分81還具有形成在其中的另外通道82和83(圖8)以幫助將另外的材料層連接在其上並且提高向前延伸部分81的剛性。主體80的頂部包括限定頂部框架構件39的向後彎曲部的弧形鼻部84和限定底部框架部分40的起始部的中間連接臂85。該連接臂85強化了與框架部分40的連接部，並且限定兩個成角的框架部分40A的形狀(圖4)。芯部構件49和50的前表面和後表面還覆蓋有平行的前部肋條和溝槽86和後部肋條和溝槽87的圖案，它們在隨後的模製噴射中包覆成型。這些肋條/溝槽86和87提供了強度並且改善了與隨後的模製層的粘接。在第一噴射完成之後，芯部構件49和50運動到第二模製站62以便第二噴射。在該第二噴射(圖14-19)中，使用第二材料包覆成型芯部構件49和50，該第二材料為填充有10%玻璃的聚丙烯。該第二噴射形成第二材料層90 (圖16)，其填充芯部構件49和50的後側和肋條/溝槽86和87，但是芯部構件的各個部分可保持暴露。第二模製噴射由此構造垂直或豎立框架部分37和38的材料，並且還形成在鼻部84之間水平延伸的上橫構件39，並且形成覆蓋連接臂45然後在它們之間延伸的下橫構件40。該第二模製噴射通常形成用於座椅靠背18的環形框架36，該環形框架由包圍著座椅靠背18的開口內部53的包覆成型的豎立部25和26、豎立框架構件37和38以及一體的橫構件39和40限定。在框架36的上角部中，第二模製噴射形成薄框架面板92，其具有擴展的角部部分92A和中央部分92B並且從橫構件39的彎曲凸緣39A向下延伸。該薄框架面板92提供了從頂部橫構件39到其中將形成支撐面板44的開ロ區域53A向下延伸的厚度過渡部分，在那裡框架面板92的厚度在凸緣39A處更大並且沿著向下方向逐漸減小或變薄。中間腹板42在上框架構件之間橫向延伸以形成腰支撐結構。腹板42的背面42A還包括淺通道42B，它們相互平行並且水平延伸。優選的是，腹板42在中間更厚，並且具有大約2mill的厚度，並且向下朝著其相對側面變薄。第二層90的厚度大約為2mill，但是該厚度可以變化。這樣，第二噴射形成座椅靠背18的各種框架結構和功能部件。這些結構部件給上框架結構36提供更顯著的負荷承載。為了完成座椅靠背18，通過用化學地粘接到上述第二噴射材料的(多種)模製材料包覆成型框架結構36的額外區域來進行第三和第四模製噴射。在優選實施方案中，第三和第四噴射材料為烯烴基材料，這些材料與第二噴射材料即玻璃填充的聚丙烯化學地粘接。特別地，第三噴射材料選擇為與第二噴射材料相同，即填充有10%玻璃的聚丙烯，並且在生產壓カ機60中的相同注塑筒中拉出。第四噴射材料優選地選擇為70 Shore A的TPE，它提供合適的性能特徵，包括與第二噴射和第三噴射材料的化學粘接、耐磨性、更柔軟的質地以及可選擇的顔色。第三噴射和第四噴射限定了座椅靠背18的暴露表面，並且其顔色可以選擇為按照所期望的彼此相配或彼此対比。第三噴射(圖20-24)限定了封裝垂直和水平框架部分37-40以限定出最終層95的材料層95，這限定了這些框架結構的最終的精加工表面。第三噴射的內部邊界55在前和後框架側面上基本上相同(圖22)，並且不會向內延伸超過周邊靠背框架36到靠背的內部區域53中，該內部區域53在沒有第四噴射的情況下將保持打開。圖20-24顯示出層95的各種變型，要理解的是，邊界55限定了使第三和第四噴射分開的環形中斷線。第四噴射(圖25-28)優選在站63中與第三噴射同時注射以形成在內部區域中從其邊界96A-D到第三噴射的內部邊界55A-D的薄板96。第四噴射基本上限定了相對薄的板狀懸掛結構或內部面板44，它包圍開ロ內部53，封裝在前側面上的中間腹板42 (圖6)並且提供與框架結構相比具有更大柔性的支撐區域。在第三和第四噴射的最後，旋轉單元61拾取所完成的座椅靠背18並且從最後的站63中將它取出。同時，該單元64還使芯部構件49和50從第一站61向站62移動，同時使中間框架結構36從站62向站63移動。因此，採用了改進的製造エ藝來構造座椅靠背18，其中座椅靠背18還具有改進的性能特徵。雖然為了例舉說明的目的已經詳細披露了本發明的具體優選實施方案，但是將認識到所披露的裝置的包括部件的重新布置在內的各種變化或變型都落入在本發明的範圍內。
權利要求
1.一種用於使用模製操作形成座椅靠背的製造方法，其中所述座椅靠背具有大體上矩形的形狀並且整體地包括兩個向下伸出的豎立部，所述豎立部構成為與座椅結構樞轉地連接，所述豎立部沿著所述座椅靠背的相對的左側邊緣和右側邊緣剛性支撐所述座椅靠背，並且所述座椅靠背還包括在所述側邊緣處在所述豎立部之間延伸的板狀支撐面板，所述支撐面板垂直地擴展並且構成為支撐佔用者的座椅背部，所述方法包括步驟 作為形成靠背框架的第一步，進行第一模製噴射以構造左結構部件和右結構部件，所述左豎立部和右豎立部為所述靠背框架的左側面和右側面提供結構剛性； 進行第二模製噴射，其中所述左豎立部和右豎立部使用第二材料包覆成型以在所述靠背框架的左側面和右側面上構造包覆成型層，從而形成垂直的左框架部分和右框架部分以及形成在所述左框架部分和右框架部分之間延伸的上部和下部一體的橫構件，所述第二模製噴射將所述靠背框架大體形成為環形，所述靠背框架由環繞所述座椅靠背的開口內部的包覆成型的豎立部和所述一體的橫構件限定； 在完成所述第二模製噴射之後，進行第三模製噴射和第四模製噴射，其中所述第三模製噴射形成圍繞所述左框架部分和右框架部分和所述上橫構件和下橫構件的封裝壁以限定這些結構的最終表面，並且所述第四模製噴射形成橫跨所述開口內部的薄板，所述薄板從第三噴射的內部邊界延伸，所述第四噴射的所述薄板限定包圍所述開口內部的相對薄的板狀內部面板，並且提供與所述靠背框架相比具有更大柔性的支撐區域。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述第三噴射的內部邊界沒有向內延伸超過所述周邊靠背框架到所述靠背框架的開口內部，所述內部區域將保持打開，除了第四噴射包圍該內部區域。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述第二模製噴射還包括形成在所述豎立框架構件之間橫向延伸的中間腹板以形成位於所述開口內部中的腰支撐結構。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述第四噴射的所述薄板包圍所述開口內部，並且封裝所述中間腹板。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，用於所述第三模製噴射的模製材料與用於所述第二模製噴射的模製材料相同，以確保與所述第二模製噴射的材料的化學粘接。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述左結構部件和右結構部件形成為大體上L形的豎立部，其具有足夠的剛性以便與所述座椅結構樞轉地連接。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，包圍所述座椅靠背的開口內部的所述包覆成型的豎立部和一體的橫構件限定環形或周邊靠背框架的視覺外觀。
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述方法在所述座椅靠背中限定不同的性能特徵，並且所述座椅靠背具有整體模製面板的外觀，但由在模製工具上的多個站處進行的多次所述模製噴射形成。
9.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述豎立框架部分和一體的橫構件與所述內部面板相比具有更大的厚度和更小的柔性以便支撐由座椅佔用者產生的在座椅靠背上的負荷。
10.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述第三模製噴射和第四模製噴射同時進行。
11.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述第三模製噴射和第四模製噴射順序進行。
全文摘要
一種改進的座椅靠背，由採用模製材料的多次模製噴射的模製結構形成，從而在座椅靠背的選定區域中形成不同的性能特徵。座椅靠背具有整體模製面板的外觀，但是由多模製噴射形成，所述模製噴射優選在模製工具上的多個站處進行。通過提供多模製噴射和選定的材料以形成座椅靠背的不同區域，產生不同的性能特徵，包括提供給座椅靠背提供結構剛性的周邊框架、給座椅佔用者的腰部區域提供局部支撐的腰支撐面板，以及薄板狀支撐面板，該薄板狀支撐面板在框架之間延伸並且包圍被限定在周邊框架之間的內部區域以提供更柔性和順從表面，從而提供與佔用者後背更舒適的接觸。
文檔編號B29C45/16GK103038044SQ201180025996
公開日2013年4月10日 申請日期2011年4月26日 優先權日2010年4月26日
發明者T.富克斯, K.休梅克, P.貝耶, M.舍曼, E.哈格倫, B.辛尼茨韋特, G.菲恩, D.E.康皮奧 申請人:霍沃思公司