专利名称：可调座椅的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种座位高度可调的座椅，例如一种办公座椅。
人机工程学家和职业保健人员已经不止一次地评论从坐下位置到站立位置的频繁变化对健康的好处。新型办公桌提供了从坐下到站立工作位置的调节范围。因此，办公座椅必须具有在坐下位置和站立工作位置之间的调节范围。这不仅是涉及调节范围的扩大，还将达到以站立的高度坐着，就和酒吧座椅或直立柜台用的脚环座椅一样。说得更确切些，站立工作位置应该允许倚靠或短时间屈膝，以放松脚部。
EP0293136B1和0371729B1披露一种具有鞍形座位的座椅，该座位能够旋转，允许在座位的站立状态倚靠或短时间屈膝。这样的缺点是，由于座位是鞍座形状，所以不可能在倾斜座位上做到坐下/站立状态或就坐状态。
本发明的一个方面是提供一种座位高度可调的座椅，所述座位包括由座位上横向延伸的铰链连接的前座位部分和后座位部分。该座椅具有供座位升降用的升降器，该升降器包括固定部分和可相对于固定部分向上延伸的活动部分。在座位的前面部分和升降器的固定部分之间有第一支臂连接，而在升降器的活动部分和座位的后面部分之间则有第二支臂连接。
这种形式的工作座椅在本发明的意义上是可调的，因为有可能以这样的方式升高座位离开正常的就坐位置，即把座位的前面部分从水平面倾斜至少60°角度。同时，靠背平行于其原始位置向上移动，而呈现一种坐下/站立或站立/倚靠状态。
座椅的使用者可以通过屈膝进入装有靠背的座位后面部分，以放松他或她的脚部。
座位最好这样分开，使铰链靠近座位后部，而前面部分则形成在座位全部深度的一半和三分之二之间。机械装置可使座位的前面部分能在最高位置向下倾斜。因此，在站立或倚靠位置表现较短的座位，就象高脚凳一样。在就坐位置时，座位回到其正常状态，通过使座位的后面部分向后倾斜可以获得办公就坐位置和附加的休息位置。
在本发明的第一实施方案中，座椅的第一支臂可以在座位的前面部分和升降器活动部分的(例如可伸缩活塞的头部)接合处移动。在第二实施方案中，第一支臂连接在座位的前面部分上，这样使它可以移动，但要牢牢连接在升降器的固定部分(例如，装有活塞的汽缸)上。在这两个实施方案中，升降器可以是气体弹簧，它有两个单独190mm的可调升降高度。
第一升降高度在大约400mm和590mm之间调节座位高度。第二位置调整将升降器从就坐位置调到坐下/倚靠位置大约780mm。这两个上升高度都可单独调节，从而使第二位置调整在站立位置完全伸开，而对矮个人员则可通过第一位置调整来单独调节高度。另外，可以用第二位置调整来单独调节座位的前方位角。
在本发明的第三实施方案中，第二支臂在包括有扇形齿轮的接头处与座位的后面部分连接。这两个支臂环绕共用轴连接在一起，该轴由座位支承中心支柱的头部处的轴向弹簧元件例如扭力杆和/或簧杆限定，以便支臂彼此之间相对调节。在该实施方案中，不需要升降器。相反地是，只是向上移动第二支臂(连接在座位的后面部分)，便将座位从就坐位置调到站立位置，在这期间座位的后面部分通过接头的扇形齿轮保持垂直状态。同时，座位的前面部分环绕座位两个部分之间的铰链可转成几乎垂直的状态。
在另一个第四实施方案中，扭转弹簧或螺簧通过齿条和齿轮装置连接在中心支柱的顶部，上述齿条和齿轮装置可相对于工作座椅的中心支柱调节重量的位移。
第三和第四实施方案包括有带扭力杆和/或簧杆以及固定前(第一)支臂的机构。第三实施方案具有活动后(第二)支臂和相对于扭力杆可以调节的重心。升降器在就坐位置的调节范围大约为260mm，而在坐下/站立位置的升降范围大约为120mm。在第四实施方案中，扭力杆和/或螺簧杆的移动与第三实施方案相比是朝向前上方，并驱动活动支臂，把座位的后面部分升到站立/倚靠位置或一定高度。另一个弹簧件(气体弹簧或螺簧)控制与前扭力杆和/或螺簧杆相关的靠背位置的同步运动，并可任意地将升降机构引导到站立/倚靠位置。升降器在就坐位置的所需调节范围大约为140mm至160mm。而站立/坐下位置的升降范围大约为200mm至220mm。
在这些附图中
图1为本发明第一实施方案在就座位置的工作座椅侧视立面图；图2为图1的工作座椅在站立位置的侧视立面图；图3为图1的工作座椅在休息位置的侧视立面图；图4为图1工作座椅在就座位置的顶视平面图；图5为图2工作座椅在站立位置的顶视平面图；图6为本发明第二实施方案在就座位置的工作座椅侧视立面图；图7为图6的工作座椅在站立位置的侧视立面图；图8为图6的工作座椅在休息位置的侧视立面图；图9为图6工作座椅在就座位置的顶视平面图；图10为图7工作座椅在站立位置的顶视平面图；图11至14为弹簧的伸缩活塞在各个升高位置的气体弹簧的主要剖视图；图15为本发明第三实施方案在就座位置的工作座椅的侧视立面图；图16为图15的工作座椅在站立位置的侧视立面图；
图17为图15的工作座椅在休息位置的侧视立面图；图18为图15工作座椅在就座位置的顶视平面图；图19为图15工作座椅在站立位置的顶视平面图；图20至22为图15至19的第三实施方案在中心支柱上的齿条和齿轮装置示意图；图23为本发明的第四实施方案在就座位置的工作座椅侧视立面图；图24为图23的工作座椅在站立位置的侧视立面图；图25为图23的工作座椅在休息位置的侧视立面图；图26为图23工作座椅在就座位置的顶视平面图；图27为图23工作座椅在站立位置的顶视平面图；图28为本发明第四实施方案从座椅上方看的透视图；图29为类似于图28的分解透视图；以及图30、31和32为侧视图，分别表示图28和29的座椅在正常坐下位置、坐下/站立位置和斜倚/坐下位置。
中心支柱1包括一个具有可伸缩活塞杆8的气体弹簧，该活塞杆在其自由端(头部9)设有连接支臂10的接头11，并设有弹簧元件，例如螺簧或扭力杆28(参见图20-22)，以便使向后倾斜运动同步。同时，如果上升高度超过540mm，则转动接头11被自动挡住。如在图1至3所示支臂10牢牢地连接在座位后面部分3的下面，再连接到靠背5上，使固定不动或高度可调。另一支臂15通过转动接头16连接到气体弹簧(形成升降器)外壳13的头部12上。支臂15的自由端通过转动接头17连接在其前端附近的座位前面部分2上。支臂15通过导向机构18连接在座位前面部分2上。从图4和5的顶视图中可以看出，在座位的两侧设有支臂10和15(即使用双支臂)。
图1表示可调工作座椅的正常就坐位置，其座椅的前面和后面部分2、3形成主要水平就座面。后面部分3稍微呈拱形过渡成靠背5，靠背5可相对于座位后面部分3进行调节。
在图6至10的实施方案中，与图1至5的第一实施方案相反，前支臂15牢牢地连接在支柱外壳13的固定头部12上。导向机构18比第一实施方案中的更长。
图11至14表示中心支柱1中的气体弹簧7。气体弹簧7是一种多级伸缩式气体弹簧，其中气体弹簧(活塞杆8)可以从又在汽缸13内引导的另一气体弹簧(空心活塞杆82)向外伸展，在技术上可以这样将三个气体弹簧组合在一起。位置调整1和2可根据制定的要求在120mm的调节范围内调节标准高度。用位置调整2和3可以达到大约800mm的站立/倚靠高度。
图2表示第一实施方案中完全伸展的气体弹簧7的活塞杆8。这主要靠连接在活塞杆8的可伸缩头部9上的支臂10保持座位后面部分3在过渡到靠背5处的水平状态。但是，座位部分2在铰接处已从水平面倾斜大约60°，同时支臂15已转动成与活塞杆8成锐角。在站立/倚靠位置，座位的前面部分2用于倚靠。使用者的腿部稍微弯曲，同时他或她的臀部坐在座位后面部分3过渡到靠背5处的槽形壳体中。因此，使用者可以采用站立/倚靠/坐下位置来放松他或她的脚部。
在图3所示休息位置中，牢牢地固定在座位后面部分3上的支臂10已转向水平面。座位的前面部分2从水平面朝向与靠背5相连的座位部分3倾斜一个很小的角度，该靠背5这时也向后倾斜(同步运动)。在支臂15的自由端的转动接头17已在导向机构18内移到更靠近座位部分2的前面6。在这种位置，可调工作座椅的使用者可以休息。
在图15至18所示的可调座椅的第三实施方案中，中心支柱1、座位的前面部分2、座位的后面部分3、靠背5和铰链4以及包括导向机构18的座位的前面部分6表现的方式和图1至10第一和第二实施方案中的表现方式相同。同样有两个支臂10和15，其中支臂15通过转动接头17与导向机构18连接。不过，该实施方案与前面两个实施方案相比有四个重要异点。
第一个异点是，支臂10不是直接连接在座位的后面部分3上，而是通过装有扇形齿轮的接头20与该部分连接，从而达到同步运动。座位后面部分3下面的固定轴22具有扇形齿轮23，它与支臂10外端装在固定轴25上的齿轮24相啮合。支撑壳体26以这样的方式环绕固定轴22延伸，即扇形齿轮23连续啮合齿轮24。接头20确保靠背5在它从图15的就坐位置上升到图16的倚靠/站立位置时基本上保持垂直状态。
第二个异点是，支臂10装在轴27上，该轴在头部12的最高点连接在工作座椅的中心支柱1上。弹簧元件例如安装在轴27上的扭力杆和/或簧杆28(图20-22)使有可能通过弹簧元件的扭矩作用和由平行四边形运动可能产生的附加扭矩将座位前面部分2从图15的就坐位置调到图16的站立/倚靠位置，并且可以折叠座位的前面部分2，从而使座位中间一半和三分之二的面积被折叠起来，同时座位的后面部分3和靠背5依然保持原位。在这种情况下，从垂直站立/倚靠位置经过垂直就坐位置到图17的斜倚休息位置的整个调节范围由轴27内接头20上的扭力杆和/或簧杆28的同步运动来控制。
第三个异点是，前支臂35牢牢地固定在中心支柱1的头部12上。
第四个异点是，设有机械装置以平衡例如在图16倚靠/站立位置和图17斜倚休息位置出现的极端重量位移。在图20至22中示出三个不同位置的上述装置(30)，并在下面对它作更详细的说明。
支承两个支臂10、35的轴27设有扭力杆和/或簧杆28，该杆被齿轮31所包围，齿轮31则啮合固定在中心支柱头部12上的水平齿条32。通过接头20与座位后面部分3连接的支臂10这样通过轴27作用在齿轮31上，即在支臂10抬起时，轴沿着图21中箭头33的方向向前朝着中心支柱1的头部12转动。使按照图17在站立/倚靠位置的工作座椅上的负载更靠近中心支柱1，从而大大减少倾斜运动。在重量向后移到图17和22的休息位置时，支臂10按照箭头34顺时针方向转动，而齿轮31则在齿条32上向后转动，结果使在图17的休息位置的工作座椅的重心完全处于工作座椅的中心支柱1上。重量平衡装置30容许做到极端前面的倚靠/站立位置和极端向后的休息位置，而且确保工作座椅稳定。根据齿轮27和齿条32的尺寸，整个调节范围通常在2至5cm之间。这些附图没有示出装置30中的轴27在齿轮32的水平滚动期间的运动，或轴27上扭力杆28的正确对准和定位。
在图23至27所示第四实施方案中，弹簧元件39(气体弹簧或压缩弹簧)有一端连接在大约成60°角从中心支柱1向前延伸的固定支臂35上，并且包括一活塞杆40，它连接座位后面部分3下面接头20的轴25上。支臂41使接头20的轴25与导向机构18的转动轴17连接起来。通过活塞杆40伸缩，使座位前面部分2几乎垂直向下折叠起来如图24的站立/倚靠位置所示。在其它所有实施方案中，通过支臂41使座位后面部分3与靠背5一起升起，因此导向机构18的转动接头17从图23的向后位置移到图24的向前位置。在使座位前面部分2转到垂直位置的同时达到站立/倚靠位置。
不装转动轴17，可装扭力杆和/或簧杆，以产生旋转运动达到就坐/倚靠位置。而且可以用简单的导向件来代替弹簧元件39。
最后对图28至32加以介绍，这些附图示出本发明第四实施方案的座椅(图23至27)，但是其中支臂41通常用42表示的联接机构代替。另外，采用相同的参考编号来表示和图23至27中相同的部件。
从图30和31中清楚看出，支臂35通常和前面实施方案中一样，从支柱1的顶部向前和向上延伸。头部44(图29)在支臂35的外端横向延伸，而机构42则装在头部的一端。第二个相同的机构42装在头部的另一端，如在图29中可清楚看出。该机构包括一对从头部44向上延伸到座位后面部分3的连接件46和48。
实际上，这两个连接件通过座椅的靠背5连接在座位后面部分3上，其中相应连接件46和48的上端旋转到靠背垂直侧面部件50其中之一。座位后面部分3连接一对座位侧面部件上的支架，其中一个可在图29中的52处看到。该视图还示出用于将连接件46、48连接在侧面部件50上的枢销54。
另外，还示出一个横杆56，它延伸在靠背的两个侧面部件50之间，并用作座椅气体弹簧39一端的安装点。与图23至27相比，所示气体弹簧39装在相反的位置，但是操作方式相同。弹簧包括一个活塞杆40，该活塞杆向下延伸并用枢销58旋转连接在支柱1上。
座位前面部分2可通过与前述导向机构18相似的机构连接在头部44上。
继续参照图29可以看出，两个连接件46和48通过相应的枢销62和64在它们靠近支柱1的末端旋转连接在扇形齿轮元件60上。而元件60再装在枢销66上，该枢销从头部44水平向外伸出，与连接件46、48用的两个枢销62、64平行。枢销66实际上是由盘形元件68支承在头部44相关端部，而且能够在元件68上的狭槽70中作有限程度的弧形运动。在元件68上还设有相似的，但方向不同的狭槽72，用来安装连接件46枢销62的内端部分。枢销62通过元件60上的另一个弧形狭槽74延伸，正好穿过扇形齿轮元件60。枢销64比枢销62短些，因而不能延伸穿过元件60。
最后，固定扇形齿轮76从盘形元件68向外延伸，以便与扇形齿轮元件60的齿啮合，如在图30至32中看得最为清楚。扇形件76和元件60通称为“扇形齿轮”。
由头部44支承的机构42的元件，特别是设计的枢销和弧形狭槽的结构可使座椅的各个部件能够按顺序运动，这从图30与31的对比中一目了然。可以看出，连接件48在48a处开槽，以便安装连接件46，同时可使这些连接件彼此之间相对作独立的相关运动。
当气体弹簧39的活塞杆40从图30的正常就坐位置伸出时，连接件46、48起到正常平行四边形连接的作用，并且座位后面部分3和靠背5与它们的初始位置平行升起。枢销62和66不会在它们相应的狭槽74、72和70中运动。座位前面部分2相对于座位后面部分3折叠起来。相反，如果气体弹簧39的活塞杆40从在图30所示位置缩回，底部连接件48则处于压缩状态，而且元件60围绕固定齿轮76顺时针方向转动，致使枢销62和66在它们相应狭槽72和70中向下移动，同时使枢销62在狭槽74中向后移动，从而使靠背5向后倾斜到图32中所示的位置。
当然不言而喻，前面的说明只涉及本发明特定优选实施方案，并且在本发明的广大范围内可以有许多改进。其中有些改进已经提到，而另外一些对于本领域普通技术人员则一目了然。
权利要求
1.一种高度可调座位的座椅，所述座位包括由座位上横向延伸的铰链(4)连接的前座位部分(2)和后座位部分(3)，该座椅还包括用来使座位上升和下降的升降器(14)，该升降器包括固定部分(13)和相对于固定部分(13)可向上延伸的活动部分(8)；连接在座位前面部分(2)和升降器的固定部分(13)之间的第一支臂(15)；以及连接在升降器活动部分(8)和座位后面部分(3)之间的第二支臂(16)。
2.如权利要求1所述的座椅，其特征在于所述第一支臂(15)在转动接头(16)处连接在升降器的固定部分(13)上。
3.如权利要求1所述的座椅，其特征在于所述升降器的固定部分(13)包括支撑座位的中心支柱(1)，并且所述第一支臂(15)牢牢地连接在中心支柱(1)的上端部(12)上。
4.如权利要求1至3中任一项所述的座椅，其特征在于所述第一支臂(15)通过导向机构(18)连接在座位的前面部分(2)上。
5.如权利要求1至4中任一项所述的座椅，其特征在于所述升降器包括具有可伸缩活塞(8)的气体弹簧(7)，所述活塞包括通过接头连接在延伸到座位后面部分(3)的所述第二支臂(10)上的头部(9)。
6.一种高度可调座位的座椅，所述座位包括由座位上横向延伸的铰链(4)连接的前座位部分(2)和后座位部分(3)，该座椅还包括在接头处连接在座位前面部分(2)上的第一支臂(15)；和在装有扇形齿轮的接头(20)处连接在座位后面部分(3)上的第二支臂(10)，两个支臂(10，15)在共用轴(27)上连接在座椅的中心支柱(1)上，并包括弹簧元件(28)，使支臂(10，15)能彼此之间相对调整。
7.如权利要求6所述的座椅，其特征在于包括弹簧元件(28)的共用轴(27)通过小齿轮(31)连接在中心支柱(1)上，所述小齿轮在中心支柱(1)的顶部(12)上啮合齿条(32)。
8.一种具有高度可调座位的座椅，所述座位包括由座位上横向延伸的铰链(4)连接的前座位部分(2)和后座位部分(3)，该座椅还包括在接头处连接在座位前面部分(2)上的第一支臂(35)和连接在座位后面部分(3)上的第二支臂，所述第一支臂(35)连接在座位支承的中心支柱(1)上，并且以大约60°角向前倾斜；弹簧元件(39)在第一支臂(35)的两端中间连接在该臂上，并具有活塞杆(40)，该活塞杆在接头连接的轴(25)处连接在座位后面部分(3)的下面；所述第二支臂(41)通过导向机构连接在轴(25)上的接头(17)处座位的前面部分(2)上。
9.在能够采取坐下和站立/倚靠位置的可调工作座椅中使用多级气体弹簧(8)。
10.一种具有高度可调座位的座椅，所述座位包括由座位上横向延伸的铰链(4)连接的前座位部分(2)和后座位部分(3)，该座椅还包括旋转连接在座位前面部分(2)上的第一支臂装置(35)和旋转连接在座位后面部分(3)上的第二支臂装置，所述第一支臂装置(35)连接在座位支承的中心支柱(1)上，并且向前朝向座位第一部分(2)；以及连接在第一支臂(35)与座位后面部分(2)之间的传动装置，以便使座位的后面部分在正常就坐位置、升高坐下/站立位置和斜倚位置之间进行升降，其中第二支臂装置包括连接在座位后面部分和第一支臂装置之间并包括一对使座位后面部分在就坐位置和升高坐下/站立位置之间移动同时保持平行的连接件的平行四边形机构，该机构在远离座位后面部分的连接件端部包括有扇形齿轮装置，它适合于在移到所述斜倚位置时调整座位后面部分的运动，从而使所述座位后面部分相对于它在所述就坐位置的方位向下倾斜。
全文摘要
本发明涉及一种具有座位高度可调的工作座椅例如办公座椅，所述座位包括由座位上横向延伸的铰链(4)连接的前座位部分(2)和后座位部分(3)。在座位的前面部分和座位升降器(14)的固定部分(13)头部之间连接有第一支臂(15)，并在升降器(14)的可伸缩活塞和座位的后面部分(13)的下侧之间连接有第二支臂(16)。
文档编号A47C9/02GK1396811SQ01804384
公开日2003年2月12日 申请日期2001年2月16日 优先权日2000年2月16日
发明者沃尔夫冈·戴西格 申请人:Tk加拿大有限公司