CN101052560A - 特别用于踏板驱动车辆的形状记忆鞍座结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种特别用于踏板驱动车辆的形状记忆鞍座，所述鞍座包括基本为刚性或半刚性的支撑框架(2)、将所述框架(2)连接到车辆的装置(4)、固定到所述框架(2)的上表面(S)的易弯曲垫(3)、位于所述易弯曲垫(3)上面的覆盖层(5)。所述框架(2)具有一个或多个与框架(2)的剩余部分具有不同变形度的部分(6、6’、6”)。所述部分(6、6’、6”)包括至少一个纤维材料的薄膜，所述纤维材料响应使用者施加的亚应力而容易变形，从而获得最终的变形构造。所述薄膜(7)紧密地连接到至少一层弹性材料(8)，其适于通过在变形构造内弹性保持所述薄膜而局部改变薄膜(7)的刚性，以按使用者的特定身体定制所述框架(2)。

Description

特别用于踏板驱动车辆的形状记忆鞍座结构及其制造方法

技术领域

本发明通常用于踏板驱动车辆领域，并且尤其涉及形状记忆鞍座结构。本发明还涉及制造所述结构的方法。

背景技术

已知用于踏板驱动车辆，如自行车、三轮车、或类似车辆的鞍座包括适于支撑使用者身体重量的刚性支撑框架并允许鞍座固定到车辆框架。

典型地，通过使用弹性的和/或振动吸收元件使座位表面和使用者之间接触位置处的压力(compression)减小，所述弹性的和/或振动吸收元件通常由聚合泡沫或具有粘性的材料制成并插入座位表面和刚性结构之间。

在踩踏板过程中，使用者的大腿内侧区域重复地接触鞍座的侧面外围，并且被连续地摩擦贴靠所述外围，这会导致局部皮肤皮疹和擦伤。

US-A-5,286,082公开了一种能够通过适当装置绕自行车座位支柱枢转，以适应骑坐人身体运动的鞍座。虽然这种布置提高了使用者的舒适度，它仍具有某些公知的缺陷。

鞍座的枢转运动可能导致连接座位支柱的机械部件提早被磨损，并可能随着时间过去而损坏。此外，尽管鞍座的外面部分枢转，它仍然与骑坐人的大腿内侧区域接触，并且仍会导致相关表面的连续摩擦，并最终导致局部刺激。同样，所述类型的鞍座具有非常复杂的构造并需要很高的制造成本。

另外从US-A-5,340,192获知一种鞍座，该鞍座具有支撑结构，所述支撑结构具有在其中接收高弹性元件的空腔。这种结构也具有某些已知的缺陷。

首先，弹性元件被置于鞍座结构的外侧，这就增大了对其固定和操作的复杂性。如果所述元件不能完全地固定到底部本体，它可能会由于踩踏板的腿的运动而移位，从而迫使使用者重复地停止以调整所述元件的操作位置。

此外，插入的第二元件的设置对鞍座的外观起到了反作用并使其不够美观。最后，外部元件的使用需要设置支撑框架，这会使其更加坚硬和不舒服，尤其是在大腿内侧区域。

为了克服这些缺陷，已经研究了许多方案，假如在座位区域使用一种具有不同刚性的支撑。

上面描述的鞍座结构可以从本申请人申请的WO04/031025中获知，其表示权利要求1的前序部分的基础。通过使用多个细长的从相应外围凹部向外突出的延伸物来获得不同刚性的支撑框架。这些延伸物还可以通过由塑性材料或弹性材料制成的元件互相连接在一起。

虽然所述方案允许框架刚性的局部改变，它仍存在某些已知的缺陷。

形成延伸物的材料相对较硬并且在压应力下不易弯曲。此外，框架的基础材料由于其属性而容易弹性弯曲并且不能永久地适合使用者的身体结构。换句话说，所述框架在使用过程中不能根据使用者定制以达到最佳的舒适度。

发明内容

本发明的目的是通过提供达到了高效率并具有相对简单的构造的鞍座结构来克服所述缺陷。

一个具体目的是提供一种能适合任何使用者的骨盆构造的鞍座结构。

本发明的另一目的是提供一种形状记忆鞍座结构，其能在使用者感知的压应力下保持所获得的结构构造。

本发明的再一目的是提供一种能提高使用者舒适度，尤其是大腿内侧区域舒适度的鞍座结构。

还一目的是提供一种用于制造鞍座结构的成本经济的并且容易再现的方法。

通过提供根据权利要求1的鞍座结构，所述目的以及其它目的在下文中将变得更显而易见，所述鞍座结构包括基本为刚性或半刚性的支撑框架、固定到所述框架的上表面的易弯曲垫、位于所述易弯曲垫上面的覆盖层，所述框架具有一个或多个与框架的剩余部分具有不同变形度的部分，其特征在于：所述可不同变形部分包括至少一个具有预定初始构造的纤维材料的薄膜，所述纤维材料响应使用者施加的压应力而容易变形，从而获得最终的变形构造，所述薄膜紧密地连接到至少一层弹性材料，其适于通过在变形构造内弹性保持所述薄膜而局部改变薄膜的刚性。

由于所述特殊的布置，本发明的鞍座结构能适合任何使用者的身体。永久地保持使使用者舒适度达到最佳的结构构造的能力允许根据任何使用者的特定需要而定制所述结构。

在本发明的另一方面，根据权利要求17提供了一种用于制造形状记忆鞍座的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：准备一个具有预定形状的内部空腔的模具；打开所述模具并在模具内沉积至少一层热塑性材料；准备一个薄膜，该薄膜响应外部压应力而永久变形以获得变形构造；使所述薄膜浸渍有热固树脂；将所述至少一个薄膜放置在所述至少一层热塑性材料上，以限定一个或多个与框架的剩余部分具有不同变形的部分；关闭所述模具并加热所述模具到一预定温度；使所述模具冷却到环境温度；打开所述模具并从所述模具中移除完成的框架；将一易弯曲垫固定到所述框架的上表面；和将一覆盖层放置在所述垫上。

附图说明

本发明的其它特征和优点将从根据本发明的鞍座结构的优选的、非唯一的实施例的详细描述中变得更加显而易见，其是利用附图作为非限制性例子被描述的，其中：

图1是根据本发明的鞍座结构的部分分解透视图；

图2是图1细节的轴测图；

图3是图1细节的仰视图；

图4示出了图3的细节，其是沿着面IV-IV截取的剖视图；

图5示出了用于制造本发明的鞍座结构的方法流程图。

具体实施方式

参考所述附图，总体由附图标记1表示的本发明的鞍座结构主要包括基本为刚性或半刚性的支撑框架2和易弯曲垫3，所述易弯曲垫例如由泡沫制成并固定到框架2的上表面S。

以公知的方式，所述结构具有将框架2连接到踏板驱动车辆，如自行车、三轮车或双座自行车的装置4。例如，这些装置4可以由壳体组成，所述壳体具有用于将鞍座连接到自行车框架的座位支柱的叉形物的空腔。

将覆盖层5放置在垫3上，所述覆盖层可以由柔软的合成材料，如莱卡(lycra^)、人造革或类似物制成。

根据本发明，框架2可以具有一个或多个不同变形度的部分6、6’、6”，所述不同变形度部分对压应力具有特殊的响应。

为此，部分6、6’、6”可以由一个纤维薄膜7组成，所述薄膜是从响应使用者的压应力而容易变形，从而从初始的无负荷构造变成最终的变形构造的材料类型中选择的。

薄膜7的基础材料优选是合成的，更优选是选自碳、凯芙拉(kevlar^)、玻璃纤维或类似材料。

有利地，薄膜7可以结合在并且紧密地连接到至少一层弹性材料8，其适于通过两种材料之间的连接的结构变化而永久并局部地改变薄膜7-层8组件的刚性，旨在形成整体的形状记忆薄膜。

因此，可以定制框架2的构造，也就是适合任何使用者的身体。

实际上，所述部分6、6’、6”将由复合聚合材料制成，其在控制条件下提供形状记忆结构。

更详细地，聚合物层8可以连接到预定数量的纤维薄膜7，从而可以逐渐地而不是突然地改变框架2在不同的弹性部分6、6’、6”处的刚性。这样就获得了一个基本均匀且连续的结构，所述结构能有效地支撑使用者，并有效降低使用者身体敏感区域中的应力，从而提高使用者的舒适度。

优选地，每个纤维薄膜7都可以通过树脂，优选地通过热固环氧树脂连接到至少一层弹性材料8。

为此目的，层8可以是热塑性塑料层，优选地具有接近或高于热固树脂的玻璃化转变温度的软化点。

将薄膜结合在不同弹性的形状记忆部分6、6’、6”中的操作可以概括如下：在外部负载下，形成薄膜7的纤维产生永久地改变弹性结构的“微裂纹”，并形成与使用者身体相应的构造，同时保持聚合物的典型弹性特征不变。

聚合物层8具有两种功能。除了使其适应所述组件外，它们还有助于局部改变薄膜7-层8的组件的刚性，这是通过所述两组成部分之间界面处的微裂纹，以及在所述组件内在环氧树脂和薄膜7的纤维之间的微裂纹而实现的。这就为所述结构增加了形状记忆特性，从而所述结构可以适合任何使用者的肌肉构造。

框架2的结构可以包括用于支撑使用者的臀部的横向加宽后部P和限定一纵向轴线L的细长前部A。

所述部分6、6’、6”将定位在适当位置上，与使用者身体的在踩踏板运动过程中主要暴露而擦伤和摩擦的部位相重合。

优选地，所述部分中的至少一对6’和6”位于加宽后部P和/或位于细长前部A和加宽后部P之间的连接部C。

有利地，所述一对部分6’和6”可以位于框架2的外围边缘9，关于轴线X对称，从而形成框架“翼部”。

这些翼部将保护使用者的大腿内侧区域的肌肉，其与使用过程中特别形成用于适应所述运动并容易变形的部分接触。

为了保持所述变形，支撑结构的材料和构造都很重要。为此，框架2可以具有至少一个沿着边缘9的凹部10’、10”。另外，框架2可以具有至少一个沿着同一边缘9形成的台阶轮廓11。

由于所述特殊的布置，压应力将不会被集中在一个点上而是会沿着台阶轮廓11传递，并将被转换为施加到整个结构上，并逐渐施加在部分6’、6”上的拉应力。

优选地，至少一个所述的可不同变形部分6可以位于细长前部A处和/或位于细长前部A和加宽后部P之间的连接部C处。

所述部分6可以有利地具有细长的形状，具有与所述纵向轴线X重合的对称轴。

通过所述布置，使用者骨盆的敏感区域可以被保护，因而防止了局部疼痛。

一种用于制造前面描述的鞍座结构的方法，所述方法包括下列步骤：

在第一步a)，准备一个具有预定形状的内部空腔的模具。在步骤b)，打开所述模具并在模具中沉积一层或多层热塑性材料8。

在随后的步骤c)，准备一个或多个薄膜7，该薄膜响应外部压应力而变形以获得变形构造。然后每个薄膜都经过步骤d)浸渍有热固树脂。

接下来，执行步骤e)，将一个或多个先前处理过的薄膜7放置在每一层热塑性材料8上，以限定一个或多个与框架2的剩余部分具有不同变形度的部分6、6’、6”。

在接下来的步骤f)，关闭所述模具并加热所述模具到一预定温度，所述预定温度优选地接近热固树脂的玻璃化转变温度。该温度可以是60℃到180℃，并优选地是大约130℃。

在步骤g)使所述模具冷却到一最终的预定温度之后，在步骤h)，打开所述模具并从所述模具中移除完成的框架2。

接下来的步骤是步骤i)将一易弯曲垫3固定到所述框架的上表面S；以及步骤j)将一覆盖层5放置在所述垫3上，以获得完成的鞍座。

优选地，步骤e)后面可以跟随步骤e’)，其中切割层8和/或薄膜7的纤维以断开它们的连续性并利于薄膜在应力下的变形。

从上面公开的内容中，本发明的结构实现了所述目的，尤其满足了适合使用者在使用过程中骨盆构造的需要。

通过将适当数量的层7和8连接在一起获得的复合材料的使用，允许形成框架2的可不同变形部分，其能随时“记忆”所述变形。

本发明的结构能在所附权利要求公开的本发明原理内进行若干改变和变化。在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的所有的细节都可以由其它技术上等效的部分代替，并且所述材料可以根据不同需要而变化。

虽然已经具体参考附图描述了所述结构，说明书和权利要求中引用的附图标记仅是为了更好地理解发明并不应当视为是以任何形式对权利要求范围的限定。

Claims (20)

1、一种特别用于踏板驱动车辆的形状记忆鞍座，所述鞍座包括基本为刚性或半刚性的支撑框架(2)、固定到所述框架(2)的上表面(S)的易弯曲垫(3)、位于所述易弯曲垫(3)上面的覆盖层(5)，所述框架(2)具有一个或多个与框架(2)的剩余部分具有不同变形度的部分(6、6’、6”)，其特征在于：所述可不同变形部分(6、6’、6”)包括至少一个具有预定初始构造的纤维材料的薄膜(7)，所述纤维材料响应使用者施加的力而容易变形，从而获得最终的变形构造，所述薄膜(7)紧密地连接到至少一层弹性材料(8)，所述至少一层弹性材料适于在所述变形构造中弹性保持所述薄膜(7)，以便按使用者的体型定制所述框架(2)。

2、根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述至少一个纤维材料薄膜(7)通过一层树脂连接到所述至少一层弹性材料(8)。

3、根据权利要求2所述的结构，其特征在于，所述树脂是环氧树脂。

4、根据权利要求2所述的结构，其特征在于，所述树脂是热固树脂。

5、根据权利要求4所述的结构，其特征在于，所述至少一层弹性材料(8)由热塑性材料制成。

6、根据权利要求5所述的结构，其特征在于，所述热塑性材料的软化点接近或高于所述热固树脂的固化温度。

7、根据权利要求5所述的结构，其特征在于，所述热塑性材料是PVC。

8、根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述至少一个薄膜(7)的纤维材料是合成的或天然的材料。

9、根据前述权利要求所述的结构，其特征在于，所述合成的或天然的材料选自碳、玻璃纤维或类似物。

10、根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述框架(2)具有用于支撑使用者臀部的横向加大后部(P)和限定一纵向轴线(X)的细长前部(A)。

11、根据权利要求10所述的结构，其特征在于，至少一对可不同变形部分(6’、6”)定位成邻近所述加宽后部(P)和/或在所述细长前部(A)和所述加宽后部(P)之间的连接部(C)处。

12、根据权利要求11所述的结构，其特征在于，所述至少一对可不同变形部分(6’、6”)设置在所述框架(2)的外围边缘(9)，关于所述纵向轴线(X)对称。

13、根据权利要求12所述的结构，其特征在于，所述框架(2)具有至少一个沿着所述外围边缘(9)的凹部(10’、10”)。

14、根据权利要求10所述的结构，其特征在于，所述框架(2)具有至少一个沿着所述外围边缘(9)的台阶轮廓(11)。

15、根据权利要求10所述的结构，其特征在于，至少一个所述部分(6)定位在所述细长前部(A)中和/或在所述细长前部(A)和所述加宽后部(P)之间的连接部(C)处。

16、根据权利要求15所述的结构，其特征在于，所述至少一个可不同变形部分(6)设置在所述细长前部(A)中并具有细长形状和所述纵向轴线(X)。

17、一种用于制造前述权利要求中一项或多项所述的用于车辆的形状记忆鞍座结构的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

a)准备一个具有预定形状的内部空腔的模具；

b)打开所述模具并在模具中沉积至少一层热塑性材料(8)；

c)准备至少一个薄膜(7)，该薄膜响应外部压力而弹性变形以获得变形构造；

d)使所述薄膜(7)浸渍有热固树脂；

e)将所述至少一个薄膜(7)放置在所述至少一层热塑性材料(8)上，以限定一个或多个与框架的剩余部分具有不同变形度的部分(6、6’、6”)；

f)关闭所述模具并加热所述模具到一预定温度；

g)使所述模具冷却到一最终的预定温度；

h)打开所述模具并从所述模具中移除完成的框架(2)；

i)将一易弯曲垫(3)固定到所述框架的上表面(S)；

j)将一覆盖层(5)放置在所述垫(3)上。

18、根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法包括切割层(8)和/或薄膜(7)的纤维以断开它们的连续性的步骤e’)。

19、根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述预定温度接近于所述热固树脂的玻璃化转变温度。

20、根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述预定温度为60℃到180℃，优选为大约130℃。

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