用於腰部支撐物的按摩設備和方法
2023-06-28 15:39:46
專利名稱：用於腰部支撐物的按摩設備和方法
技術領域：
本發明屬於用於座椅，尤其汽車座椅的人體工程支撐物領域。
背景技術：
用於座椅，尤其汽車座椅的人體工程支撐物在所屬領域中已知，其對座椅上的人產生按摩式作用。參見例如美國專利申請案第09/536,425號，此申請案以引用的方式併入本文中。一般而言現有技術的按摩系統包含一個活動部分，其朝著或遠離要支撐的座椅上人體的一個部分移動，例如腰脊柱。活動部分包括一個表面，其可被放入較大或較小程度上支撐脊柱的多處可選位置上。腰部支撐物的移動或活動部分通常為弓形或弧形表面，可從提供腰部支撐的一大體上平坦位置移動到一大體上成弓形位置。
現有技術裝置也要求一個靜態部分。例如不移動的導軌提供一個錨，沿著所述錨，活動部分可滑動或另外移動通過其可選擇位置的範圍。
替代設計包括推漿式支撐物，其在一個聯動件終端或通過一個通道延伸或收縮。參見例如美國專利申請案第09/798,657號，其以引用的方式併入本文中。而其它選擇包括皮帶裝置，其在與一個固定組件的相互關係上可拉緊或鬆開，以便移動支撐物表面使其靠近或遠離座椅上人的脊柱。參見例如美國專利案第5,769,4900號，其以引用的方式全部併入本文中。一般而言，所有這些系統均具有一個移動或活動部分，和一個具有某一類型錨的靜態部分，在所述錨上安裝有所述活動部分，並且所述活動部分依著所述錨移動，支撐座椅上人體重的負荷。
用於座椅的人體工程支撐物具有致動聯動件。這些聯動件通常是牽引纜索，諸如鮑登纜索(Bowden cable)。鮑登纜索包含一個含有纜線的管道，所述纜線穿過所述管道(又「套筒」或「套管」)軸向滑行，對腰部支撐物的活動部分施加或釋放牽引力。所述牽引力將活動部分移到其支撐位置而牽引力的釋放使活動部分移出其支撐位置。例如，在弧形類型的人體工程支撐物中，將鮑登纜索套筒安裝到所述活動部分的弧形壓力表面的一端，並且將鮑登纜索線安裝到所述活動壓力表面的另一端。藉此，作用到纜線上的牽引力將弧形表面的兩端拉向對方，產生用來支撐座位上人的弧形。張力的釋放允許所述弧形壓力表面回到其平坦位置。替代性致動聯動件可包括杆、線、齒條和小齒輪裝置、壓縮配置、偏心輪和其類似物。參見例如美國專利案第5,498,063號，其以引用的方式併入本文中。
一些現有技術腰部支撐物通過一個運動範圍自動循環。參見例如美國專利案第6,007,151號，其以引用的方式全部併入本文中。
在所屬領域中已知的腰部支撐物種類，如按摩系統中，壓力表面或活動部分可因具有滾輪而得到改進。滾輪用來對座椅上的人產生按摩的感覺。因此，所述活動部分要求支撐一排安裝有滾輪的輪軸或銷，同時自身支撐一列滾輪。現有技術中的滾輪排列既繁重、價格貴也較麻煩。此外，最重要的是滾輪的存在對座椅上的人所產生的額外舒適度通常僅稍微好於首先提到的腰部支撐物的活動部分的移動所提供的舒適度。在一些座椅的構型中，經驗證明可消除滾動而不犧牲乘客的舒適度。
具有滾輪排列的笨重並且麻煩的活動部分的存在在現有技術中要求剛性安裝致動器。用於按摩系統的致動器可為手動，但更通常為電動機。所述致動器通常具有一電動機，以可操作方式與外殼中的齒輪傳動裝置嚙合。所述齒輪傳動裝置通常具有一個用於一個聯動件部分的基座或安裝座，例如鮑登纜索的纜線，並且所述外殼具有一個用於另一個聯動件部分的基座或安裝座，例如鮑登纜索的管道。由於需要大規格的活動部分組件支撐滾輪排列，因此要求更大的發動機和致動器移動現有技術按摩系統上的活動部分。此外，致動器和發動機必須以剛性方式安裝到人體工程支撐物的靜態部分或錨部分。剛性安裝需要託架，進一步增加了重量和花費。
座椅裝配工總體上認為整個裝置的「包裝尺寸」是人體工程支撐物單元的最寬、最高及最厚尺度。在家具和汽車座椅工業中不斷需要減少總體包裝尺寸和重量以及人體工程支撐物的花費。對座椅增加舒適系統(諸如加熱管和冷卻管)要求傳統的人體工程裝置(諸如腰部支撐物)應製造得更小更輕。現有技術按摩系統較大、笨重並且價格貴，其有兩個主要原因。支撐滾輪排列要求大型笨重的活動部分，並且笨重的安裝託架用於將發動機和致動器固持到所述單元的靜態部分。在工業中存在這樣的需求，即減少按摩腰部支撐物的活動部分上的滾輪排列的重量、尺寸和花費，以及總體上減少所述單元的寬度、厚度和重量，尤其是通過脫開致動器，而非直接安裝到所述腰部支撐物的靜態部分。
發明內容
本發明為一種按摩人體工程支撐物(諸如腰部支撐物)，其比現有技術的按摩腰部支撐物更小、更薄、更輕並且更經濟。本發明不需要滾輪即可產生按摩的觸覺效果。這可通過使用一個其上具有整體波動、波紋或凸塊而非平滑的活動部分或壓力表面實現。這些表面變動可通過塑料成型或金屬壓制施用到所述活動部分的壓力表面。
本發明的按摩腰部支撐物通過消除對致動器直接安裝到人體工程支撐物的靜態部分的需要而進一步減少尺寸、重量和花費。在本發明中，僅通過致動聯動件(諸如鮑登纜索)，致動器齒輪箱和發動機可連接到所述腰部支撐物的靜態和/或活動部分。從而節省了安裝託架的重量和尺寸。當然，致動器可直接安裝在任意座椅框架上。因此，獲得了附加的容易適於安裝在任何座椅框架的優點。此外，移動具有模製表面變動的壓力表面所需的致動器和發動機的尺寸和功率不像現有技術按摩腰部支撐物所要求的那樣大。
參考附圖，本發明的另外特徵和優點，以及本發明的各種實施例的結構和操作詳細描述如下。
圖1為現有技術按摩腰部支撐物的正視圖；圖2為具有一滾輪排列的現有技術裝置的弧形壓力表面的正視圖和透視圖；圖3為本發明按摩系統的正視圖；圖4為所述按摩系統的透視圖；圖5為所述按摩系統的側視圖；圖6為本發明按摩系統的壓力表面的橫截面圖。
具體實施例方式
參考附圖，其中相同參考編號表示相同的元件，圖1說明一現有技術的按摩式腰部支撐物。現有技術的支撐物具有一個靜態部分10。在所描繪的實施例中，該靜態部分是一對導軌。一活動部分12為一個弧形壓力表面。現有技術的弧形壓力表面支撐一列滾輪14。致動器16將活動部分12上下和裡外移動。託架18將一個或兩個現有技術的致動器16都固持到靜態部分10上。
圖2為一個現有技術按摩式腰部支撐物的弧形壓力表面的透視圖。如圖中所見，弧形壓力表面12支撐一列滾輪14。滾輪14中的每個滾輪必須由輪軸或銷20支撐。所述輪軸和銷必須通過鉚釘、焊接或類似物22固定到弧形壓力表面12。這個結構既笨重、複雜、昂貴又麻煩。此尺寸、重量和花費使現有技術裝置不能用於大型豪華類汽車以外的汽車座椅。
現參考圖3、4和5，其分別為本發明的按摩系統設備的正視、透視和側視圖，所述按摩系統能夠安裝到先前存在的靜態部分52上而不需要對靜態部分做任何昂貴的改進。相同原理對用於推漿式或張緊皮帶式腰部支撐物的先前存在的靜態部分也將適用。在所描繪的實施例中為導軌的靜態部分52將根據現有技術中已知的安裝技術安裝到任一座椅座架(未圖示)上。
活動部分54具有一個帶有波浪、波紋、波動或凸塊的有紋理的不平滑表面，以對座椅上的人產生所期望的觸覺效果。活動部分54具有一個有一「平滑」基面的壓力表面。亦即，所述壓力表面的基面(base level)如同現有技術的非按摩實例中的壓力表面一樣；當處於一基準位置時，其基本上平坦，耳當處於弧形位置時，其沿一連續的、不變的或「平滑」路徑呈曲線形。本發明的波浪、波紋或其它實施例從基面上升或下降並且改變其外形。所述平滑外形基面的變化可總稱為「凸狀體」。當所述腰部支撐物的活動部分的壓力表面上下裡外移動時，正是這些凸狀體對座椅上的人產生按摩作用。
推漿式支撐物將具有一個不改變外形但可延伸或收縮用於支撐的壓力表面基面。張緊皮帶具有一個在使用時改變外形，有時從凹陷變成平坦或從平坦變成凸起的壓力表面。在兩種情況中的任一種情況下，通過將本發明的凸體添加到那些壓力表面的基面，都可優於現有技術的達成按摩效果。
根據現有技術，活動部分54的其它方面，意即其與靜態部分52和致動器56A及56B的相互作用，也可保持。意即，在本發明經描繪的弧形壓力表面實施例中，所述弧形壓力表面54將具有嚙合靜態導軌52的滑動安裝座。此外，根據現有技術中已知的方法通過鮑登纜索60，鮑登纜索附著到弧形壓力表面54將施加或釋放牽引力。同樣地，在未描繪的其它實施例中，一個活動部分(例如推漿或張緊皮帶)與一個靜態部分(例如推漿聯動件或皮帶錨和緊固器)的相互作用可不改變，並且如現有技術所指出保持。本發明也可應用於增量氣動系統。參見例如美國專利案第5,637,076號，其以引用的方式併入本文中。
根據本發明的設備和方法，面對座椅上的人的並且對其起作用的壓力表面具有新穎表面特徵。弧形壓力表面54在其與裝飾品或座墊相互作用的面上不平滑，所述裝飾品或座墊覆蓋所述相互作用面，並且通過所述相互作用面，壓力表面對座椅上的人產生觸覺效果。所述弧形表面具有任何可了解的表面特徵，包括但不限于波浪、波動、凸塊、波紋、半圓柱突起、凸體和其類似物，其屬於本發明的範圍。在所描繪的實施例中，簡單圓球(semi-hemispherical)「凸塊」位於所述弧形壓力表面上。當人體工程支撐物被啟動時，所述表面將隨座椅上的人移動，在某種意義上其可產生與現有技術滾輪對按摩系統所產生的相同效果。意即，伴隨著所述弧形壓力表面的調節，將存在一些必要的與弧形壓力表面裡外運動正交的「凸塊」運動。再者，更直接地說，當致動器56A或56B在靜態部分52上上下移動整個弧形壓力表面54時，所述凸塊將以與弧形壓力表面大體垂直的方向移動。表面凸體的運動將對座椅上的人產生按摩式的舒適度。當所述壓力表面保持靜態，並且更尤其是當其上下裡外移動時，將達成同樣效果。
在一些實施例中通過添加現有技術中已知的循環技術(如先前參考的美國專利案第6,007,151號)，允許壓力表面根據使用者控制底座循環地裡外自動移動，可保持對座椅上人的刺激效果。
弧形壓力表面54中表面波動的振幅和頻率可為廣泛範圍內的任一值。振幅(深度)和頻率(間距)的優選範圍為3至15毫米。凸塊或波動的深度和間距的變動允許本發明的系統適於各種座椅(不論家具還是汽車座椅)、放置在弧形壓力表面上的軟墊和/或裝飾品的厚度或用戶所要求的按摩效果量的各種用戶參數。表面變動的形狀也可為廣泛範圍內的任一形狀，並且仍屬於本發明的範圍。廣泛範圍進一步增加了用戶對觸覺效果挑選和對座椅的其它組件的兼容性的選擇，其它組件為待安裝人體工程支撐物的組件。因此，非平滑表面變動可包括變化的、截短的、均一的或改變振幅和頻率的半球形狀、半圓柱狀、任一平行四邊形、正弦圖案、波動、波紋或波浪，或實際上任何其它非平滑圖案或構型。
將這些表面變體壓制或成型為壓力表面可大大減少按摩單元的重量、尺寸和花費，同時達到舒適程度、腰部疲勞減輕，並且觸覺效果大體上或幾乎等價於現有技術滾輪按摩單元。不論腰部支撐物的活動部分為本文所描繪的弧形壓力表面，還是另外為一個推漿或張緊皮帶式支撐物，均可達成此效果。將滾輪銷或輪軸鉚釘固定到一個活動壓力表面、將滾輪安裝在輪軸上並且給輪軸端加帽以防止滾輪離開輪軸所用的重量、成本、裝配時間和花費都被節省。單壓制的金屬或模製的塑料單元大體上比所製造的現有技術滾輪排列組合輕。儘管本發明經壓制的或模製的可變壓力表面具有深度，但是其到靜態部分和致動聯動件的可操作嚙合更簡單也更流線化，從而在整個單元的整體深度或「包裝」上節省了空間。
圖6為本發明的可變壓力表面的一個可能實施例的示意性橫截面圖。半環62表示被壓制或模製成所述壓力表面的其它平坦基礎表面64的半球形凸塊的橫截面。
節省重量、空間和花費的本發明系統的另一方面去除了用於致動器的安裝託架。通過消除對支撐一滾輪陣列所需的一沉重壓力表面的需要，本發明可以使用更小型、更低功率和更便宜的電動機來致動更小和更便宜的致動器和齒輪箱。此外，減少的功率需要消除對增加的剛性的需要，所增加的剛性使現有技術按摩單元將致動器安裝到其具有沉重託架的靜態部分上(圖1的18)。所屬領域的技術人員應了解，即使本發明的新穎壓力表面不改變對致動器的功率和剛性要求，託架的去除仍將實現本發明系統的人體工程支撐物單元包裝尺寸的減小及安裝的靈活性。
在所描繪的實施例中，致動器56A和56B通過鮑登纜索58和60以可操作方式與人體工程支撐物的靜態部分52和活動部分54相嚙合。這些牽引纜索移動一牽引纜線穿過一個套筒或管道，所述移動由電動機供電的致動器齒輪箱致動。將纜線拉入套筒使牽引力施加到人體工程支撐物單元上，以便相對於靜態部分52移動活動部分54。在大部分構型中，對鮑登纜索的牽引使得活動部分往外朝向座椅上的人或支撐物拱起、拉緊或延伸一壓力表面，並且套筒中纜線的鬆弛可減少張力，以使活動部分回到更平坦的基準位置。
由致動聯動件(諸如鮑登纜索58和60)執行的人體工程支撐物的另一平常運動是升高或降低支撐物單元的整個活動部分。在所描繪的實施例中，一鮑登纜索使弧形壓力表面54在靜態導軌52上上下升降。
從支撐物單元的靜態部分52免除致動器安裝的優點包括在不同座椅框架中進行單元安裝的更大的適用性；在「包裝」尺寸上更大程度的減小，以及通過移除一個安裝託架的增加部分在重量和成本上的節省。由於在座椅和安裝到其上的裝置的外圍的座椅框架通常不被考慮屬於「包裝」，因此具有由適合致動聯動件(諸如鮑登纜索58和602)聯動件的獨立致動器的人體工程支撐物單元允許本發明的人體工程支撐物作為更小「包裝」進入市場。
鑑於上文所述，可見已達成並獲得了本發明的幾個優點。
選擇並描述實施例以便最恰當地揭示本發明的原理和其實用性，進而使所屬領域其它技術人員最恰當地以各種實施例利用本發明並且已涵蓋適於特定使用的各種改進。
在不偏離本發明範圍的情況下，可對本文所描述和說明的構造和方法作各種改進，希望上文描述所包含的或附圖所展示的內容應解釋為說明性而非限制。例如推漿支撐物或張緊皮帶式支撐物可採用本發明。因此，本發明的廣度和範圍不應由上述示範性實施例的任何一個所限制，而僅應根據上述權利要求書和其對等物界定。
權利要求
1.一種可安裝在各種座椅框架上的人體工程支撐物，其特徵在於一靜態部分(52)，其具有錨固件和安裝座，所述安裝座適合將所述靜態部分固定到變化的座椅框架上；一活動部分(54)，其以可操作方式與所述靜態部分的所述錨固件嚙合，以使所述活動部分可移入或移出由所述座椅的所述框架界定的一平面，並且所述活動部分具有一有一基面的壓力表面，並且所述基面中具有整體凸狀體；和至少一個致動器，所述致動器通過僅一個致動聯動件(60)嚙合所述活動部分。
2.根據權利要求1所述的人體工程支撐物，其進一步包含至少一個第二致動器和至少一個第二致動聯動件(58)，每一個致動器通過僅一個聯動件嚙合所述活動部分，所述致動器中的一個致動所述活動部分的進出運動並且所述致動器的另一個致動所述活動部分的上下運動。
3.根據前述任一權利要求所述的人體工程支撐物，其中所述致動聯動件為一鮑登(Bowden)纜索(60)。
4.根據前述任一權利要求所述的人體工程支撐物，其中所述活動部分為一弧形壓力表面。
5.根據前述任一權利要求所述的人體工程支撐物，其中所述活動部分為一推漿。
6.根據前述任一權利要求所述的人體工程支撐物，其中所述活動部分為一張緊皮帶。
7.根據前述任一權利要求所述的人體工程支撐物，其中所述活動部分為一氣動裝置。
8.根據前述任一權利要求所述的人體工程支撐物，其中所述弧形壓力表面為壓制金屬。
9.根據前述任一權利要求所述的人體工程支撐物，其中所述弧形壓力表面為模製塑料。
10.根據前述任一權利要求所述的人體工程支撐物，其中所述至少一個致動器由一電動機驅動。
11.根據前述任一權利要求所述的人體工程支撐物，其中所述活動部分的所述基面是平滑的，並且進一步包含附著到所述基面的單獨製造的凸狀體。
12.根據前述任一權利要求所述的人體工程支撐物，其特徵進一步在於所述靜態部分為至少兩個導杆(52)，所述導杆具有適於將所述導杆安裝到一座椅的一框架上的安裝座；所述壓力表面還具有上和下杆安裝座，所述杆安裝座嚙合所述導杆並且至少一個所述上和下杆安裝座可沿所述導杆滑行；一牽引纜索(60)具有一套筒和一被安置為軸向滑動穿過所述套筒的纜線，所述套筒具有一嚙合所述壓力表面的一上部分或一下部分的第一端，並且所述纜線具有一嚙合所述壓力表面的所述上部分或所述下部分的另一部分的第一端，；和一致動器以可操作方式與所述套筒的一第二端和所述牽引纜索的所述纜線的一第二端相嚙合，以使所述致動器通過所述牽引纜索向所述壓力表面施加或釋放牽引力；其中所述牽引力的施加使得所述壓力表面從導杆所界定的一平面向外拱起。
全文摘要
本發明揭示一種可安裝在各種座椅框架上的人體工程支撐物，其具有一帶有錨固件和安裝座的靜態部分(52)。所述安裝座適合將所述靜態部分固定到變化的座椅框架上。一活動部分(54)以可操作方式與所述靜態部分的錨固件嚙合，使得所述活動部分可移入或移出由所述座椅的框架所界定的一平面。所述活動部分具有一個有一平滑基面(64)的壓力表面。所述基面內具有對座椅上的人產生按摩作用的凸狀體(62)。至少一個致動器通過僅一個致動聯動件嚙合所述活動部分。
文檔編號A61H15/00GK1777523SQ200380102450
公開日2006年5月24日 申請日期2003年10月29日 優先權日2002年11月1日
發明者理察·弗蘭克 申請人:L&P財產管理公司