一直努力来开发一种新的且改进的承载组件。通常，这些努力的主要目的 是获得相对制造简单的耐用且廉价的承载面。在椅座和其它身体支撑应用的文 章中，强调舒适问题也很重要。例如，通过椅座，提供舒适的并且经过长时间 使用不会造成身体疲劳的表面很重要。假设在特定表面中期望的载荷特性(例 如硬度、弹性、力/偏转外形)从一种应用到另一种应用各不相同，还期望具 有在设计和制造过程中对于不同的应用易于调节的承载面。
提供包括由开口上方框架支撑的承载表面的承载组件是公知的。在一些应 用中，例如休闲椅，塑性表面支撑在开口上方。这些表面可能耐用和廉价，但 是由于较厚的塑性材料很硬且不舒适，并且较薄的塑性表面，例如薄膜或纺织 塑料纤维倾向于随时间永久变形(或蠕变)，因此具有缺点。
最近，弹性织物用作承载表面，特别是在座椅行业中逐渐增加。弹性织物 可提供舒适、通风的座椅结构，并且可致力于在特定位置提供期望量的弹性。 弹性织物通常由弹性单丝和多丝纱线的复杂的高科技编织法制造，并且通常需 要昂贵的机器来将织物伸展并且附接到框架上。该工艺形成相对昂贵的表面， 并且结果，弹性织物不是对所有的应用都理想。
因此，需要一种制造相对廉价的承载组件，同时需要提供一种舒适和耐用 的承载表面。

在一个实施例中，本发明提供一种模制塑料固定器，其在由框架形成的开 口上方支撑承载表面。模制塑料固定器包括附接到框架的第一部分，附接到承 载表面的第二部分，和与固定器一体模制的至少一个弹性连接器。弹性连接器 定向成使其沿一个方向比沿其它方向包括具有较大程度排列的晶体结构。
在另一个实施例中，模制塑料固定器的第一部分围绕承载表面的外围延 伸，并且被模制来封装承载表面的外围边缘。模制塑料固定器的第二部分被模 制成在承载表面的相对侧上包括多个开口。开口接收从框架延伸的突出部，以 将支撑表面以张紧方式固定到开口上方。
在又一个实施例中，通过伸展和伸长连接器来定向弹性连接器，例如通过 在每一个连接器的端部拉伸或通过在沿与定向方向成90度的方向的一对模具 之间挤压每一个连接器，以使弹性连接器沿定向方向伸长。
本发明还提供一种用于制造承载组件的方法，包括以下步骤：a)提供形 成有开口的框架；b)提供在所述开口上方延伸的承载表面；c)将所述承载表 面附接到模制塑料固定器的第一部分；d)通过排列第二部分的晶体结构，使 所述模制塑料固定器的第二部分沿一个方向比沿其它方向具有较大程度的定 向；e)将所述模制塑料固定器的第三部分附接到所述框架，以使所述承载表 面支撑在所述开口上方。
本发明提供一种耐用但是柔韧的承载表面。塑料固定器可廉价制造，并且 容易地附接到承载表面和框架，同时能够使用宽范围的承载表面材料。例如， 塑料固定器的弹性能够使用相对廉价的非弹性织物来用作承载表面。而且，通 过提高一体模制的弹性连接器的晶体结构排列，连接器中的蠕变程度可显著降 低，由此提高组件的耐用性。
本发明的这些和其它目的、优点和特征将通过参照优选实施例和附图的详 细描述可容易地理解和领会。

图1是根据本发明一个实施例的承载组件的立体视图。
图2是根据一个实施例的承载组件的分解视图。
图3是根据一个实施例的承载组件的局部放大分解视图。
图4是根据一个实施例的承载组件的局部放大视图。
图5是模制塑料固定器和下部挤压模具的侧平面视图。
图6是模制塑料固定器和上部及下部挤压模具的侧平面视图。
图7是模制塑料固定器和在所述固定器上闭合的上部和下部模具的侧平 面视图。
图8是定向的模制塑料固定器和上部及下部模具的侧平面视图。

图1中显示了根据本发明一个实施例的承载组件10。组件10包括承载表 面12和模制塑料固定器14。模制塑料固定器附接到承载表面来将承载表面支 撑在形成开口18的框架16上。出于示出目的，框架绘制为椅座框架；但是， 该框架可用于各种应用。框架16可围绕整个开口延伸，或仅围绕开口的一部 分，例如U型框架而延伸。
在一个实施例中，承载表面12为具有外围20的纺织、非弹性织物。可选 地，承载表面可以是另一种类型的织物，例如由弹性单丝或除了织物以外的例 如塑料薄膜、纺织塑料纤维或另一种合成或天然材料的材料构成。
图1中所示的固定器14为附接到承载表面12并且附接到框架16上的一 体化模制的塑料部件，来在由框架16形成的开口18上方支撑承载表面。在一 个实施例中，固定器14由热塑性聚酯弹性体嵌段共聚物(thermoplastic polyether ester elastomer block copolymer)模制形成。该类型的适当材料包括从 DuPont的属于商标的产品获得，可从DSM的属于商标的产品 获得。所述材料也可以是聚氨酯基TPU(urethane based TPU)，或各种可能适 于本发明使用的可替代弹性体。
参照图2-4，在所示出的实施例中，模制塑料固定器14包括附接到框架 16的第一部分30，附接到承载表面12的第二部分32，和多个在第一部分30 和第二部分32之间延伸的弹性连接器34。如所示出，第一部分30形成围绕 承载表面外围边缘20延伸的条带31，并且模制来封装承载表面12的外围边 缘20。可选地，第一部分30可仅附接到承载表面12的一部分，并且可通过 另一种方法固定，例如多个延伸穿过模制塑料固定器14和承载表面12的紧固 件。第一部分可以其它方式围绕外围20向里的一部分承载表面12模制，例如， 承载表面完全延伸穿过固定器14的第一部分30。
模制塑料固定器14的第二部分32使固定器14能够附接到框架16上。在 所示出的实施例中，第二部分与固定器14一体化模制为沿固定器14相对边延 伸的一对条带40，41。每一条带40，41包括多个大约均匀间隔开的开口或槽 42。如图3和4中所示，开口42设计成卡扣到多个突出部44上，所述多个突 出部从框架16在框架16相对侧上向上延伸。如图所示，每一个突出部44包 括倒钩46。在一个实施例中，每一个开口42包括用于固定倒钩46的内凸耳 48。在另一个实施例中，第二部分30可仅将承载表面的一部分附接到框架16， 例如，第二部分30可仅沿承载表面12的一边延伸，从而承载表面12的其它 部分直接附接到框架，或通过可替代连接器附接到框架。在另一个可替代实施 例中，第二部分32可通过其它传统方式附接到框架，例如多个延伸穿过框架 16和第二部分32的紧固件。
第一部分30和第二部分32由至少一个弹性连接器连接，并且在示出的实 施例中，由多个连接器34连接。在一个实施例中，弹性连接器34与固定器 14一体模制，并且沿固定器的在第一部分30的条带31和第二部分32的条带 40，41之间延伸的相对边约均匀间隔。在一个实施例中，弹性连接器沿一个 方向(即x方向)定向，来沿定向方向提供蠕变阻力和弹性。固定器14通过 增加分子级的弹性连接器的晶体结构排列来定向，从而改变其支撑和其它承载 特性。更具体地，模制、非定向弹性连接器通常由多个球晶构成，所述球晶在 聚合体生长过程中由从形核点辐射的螺旋丝中的晶体片层形成。在定向连接器 中，在一个方向中，至少一些球晶被破坏并且晶体片层排列在一个方向上。通 常，连接器34将定向为使定向连接器34沿定向方向比其它方向具有本质不同 的承载特性。
用于使连接器34定向的一种方法是通过在固定器14的连接器34端部或 者其它部分上拉伸使连接器34伸展或伸长。实现期望排列所需的伸展量将从 一种应用到另一种应用各不相同，但是在大部分应用中，当连接器34伸展到 大于其原始尺寸两倍时将出现期望程度的排列。在一个实施例中，连接器34 例如通过使用约1830lbs的力拉伸连接器34端部伸展超出其弹性极限到达其 原始尺寸的约4到8倍之间的距离。由于连接器34伸展超出其弹性极限，因 此其恢复到中间尺寸，从原始长度变形。该变形不可恢复，为永久变形。由于 该定向和不可恢复变形，从定向连接器去除了一定程度的永久变形，以当随后 的在期望正常操作载荷中的应力(例如用于座椅应用中在约100-300lbs范围 中)施加在定向连接器上时，连接器随时间抵抗永久变形(即蠕变)。
可控制一些参数来给连接器34提供期望量的定向。例如，在一个实施例 中，模制连接器34在模制固定器14从模具去除后在例如10-15分钟的短时 间内伸展，以当其伸展时连接器34仍保持温度。这减小了连接器34伸展所需 力，并且因此减小了连接器34定向所需力。在另一个实施例中，连接器34 以约每秒1英寸的速率伸展，直到其已经到达期望变形。缓慢的控制伸展辅助 保持横跨每一个固定器34的均匀定向。在另一个实施例中，可进行循环定向， 其中连接器34通过将其伸展到第一距离，然后放松到第二中间距离，并且然 后伸展到比第一距离更大的第二距离来定向。该顺序可根据需要重复多次来实 现期望定向。在一个特定实施例中，连接器34伸展到其原始长度的2倍，放 松到其原始长度的1.5倍，然后伸展到其原始长度的3倍。循环定向过程有助 于补偿连接器材料中的任何不规则性，以提供均匀伸展，因为更大或更小的伸 展面积在多次循环后变平坦。
除了减小蠕变，模制连接器34的伸展可用于控制连接器34的硬度，并且 最终控制承载表面12的舒适度。首先，如上说明的，使连接器34沿一个方向 定向提供沿该方向的材料中弹性的提高。弹性的提高降低沿定向方向的材料的 硬度，并且因此影响定向位置中材料的舒适度。第二，如上说明的，在使用中， 固定器14用于从椅座框架悬挂承载表面12。通常，承载表面12通过期望量 的预加载，以张紧方式支撑在框架上。预加载中的变化改变连接器34的硬度， 并且因此影响由固定器14支撑的承载表面12的舒适程度。
作为通过以张紧方式拉伸使连接器34伸展的替代方法，连接器34可通过 挤压伸展。在通过挤压来定向的一个实施例中，如图5-8中所示，一个或多 个连接器34放置在底部模具50中或在除了与定向所需方向相应的至少一侧之 外的所有侧限制连接器34的其它结构中。如图所示，底部模具50包括一对用 于在两个方向中限制连接器34的侧轨52。连接器34的在未限制方向的相对 侧54，56允许连接器34的材料沿定向方向(即图7中所示的x方向)两侧流 动。可选地，可只一侧不受限制，由此将材料流动限制到单侧。然后将挤压力 施加到连接器34。例如，如图5-7中所示，压头55可下降来挤压在底部模 具50和上部模具58之间的连接器34。施加足够的挤压力，以使材料沿未受 限制方向开始流动。这实际上使连接器34延伸或伸展，并且其晶体结构变得 沿定向方向逐渐排列。施加到连接器34上的力的大小可根据期望排列或定向 所需程度从一种应用到另一种应用各不相同。施加到连接器34的力的大小也 可通过改变模具50，58中的一个的形状来改变。如图所示，上部模具58包括 圆形表面60，这通过沿定向方向逐渐引入材料流减小挤压连接器34所需力的 大小。
虽然关于所有弹性连接器34的定向进行了描述，但是在一些应用中，不 需要使一些连接器34定向。而且，在一些应用中，可能期望仅使固定器14 上的特定位置中选择的连接器34定向。例如，在一些应用中，可能期望仅使 固定器14的中间连接器定向。在其它应用中，所选的连接器34可以减小的厚 度模制，以使主要这些选择的连接器34伸展并且在定向过程中定向。
虽然连接器34可通过使连接器伸展来定向，但是可能在一些应用中使用 其它工艺使连接器34定向。例如，可能通过锤打或其它形式的挤压，而不是 使连接器伸展或伸长来使某些材料定向。应注意到，很多弹性材料，包括模制 基本上不具有弹性，并且在模制形成时易受到高度蠕变。如上面说明， 本发明的定向工艺造成弹性材料性能中的显著变化。例如，连接器的定向提高 材料弹性，并且降低其固有的蠕变敏感性。
塑料固定器14使用传统技术和设备模制。例如，塑料固定器14可使用传 统的具有构造来提供具有期望形状和特征固定器的模具的注射成形设备(未显 示)注射成形。在该实施例中，塑料固定器14通过将期望材料注射到模具形 腔中来制造。模具设计用于提供模制坯件，一旦已经发生任何所需的定向，则 所述模制坯件呈现期望形状。例如，模具构造成形成具有第一部分30、第二 部分32和连接器34的期望形状的部件。模具可包括用于将承载表面12放置 在这样的模具中的挖切部，以使固定器14的第一部分30可围绕承载表面12 的部分模制。
在模制固定器14之后，其可沿一个方向伸展或定向。如果定向通过伸展 或伸长实现，则将施加到一个或多个连接器34的伸展的精确量将取决于固定 器14和承载表面12的结构和期望的支撑特性。由于塑性变形和晶体结构排列 的增加，定向连接器34在定向后将不会完全恢复到其原始长度。一旦已经发 生任何期望的定向，则固定器34的第二部分32可直接安装到框架16。在一 个实施例中，固定器14通过将开口42卡扣在框架上的突出部44来安装到框 架16。这样操作时，固定器14可使用手或机器伸展到期望预加载来以张紧方 式将承载表面12固定在开口18上。
在示例中，本发明包括在条带30和40，41之间延伸的多个连接器34。 条带30和40，41桥接多个连接器34，并且因此提供连接器34之间一定程度 的互相依赖。可选地，本发明可包括一个或多个独立的连接器组件(未显示)。 例如，不是具有多个附接在条带之间的连接器，而是每一个连接器组件可包括 使其自身独立的第一部分仅用于将该连接器附接到框架，且使其自身独立的第 二部分仅用于将该连接器附接到承载表面的连接器。由于相邻的连接器没有由 条带桥接，这可选地其中可提供连接器之间更大程度的独立性等。
在各实施例中，弹性连接器可沿一个方向定向来减小蠕变，并且提供沿定 向方向具有期望程度的弹性的连接器。但是不需要使连接器在所有应用中定 向。而是在不需要(或不期望)由定向提供弹性和蠕变阻力的应用中，连接器 沿不同方向的支撑特性中的变化可仅通过改变连接器的结构实现。
上面描述了本发明的各实施例。可进行各种更改和改变而不偏离在所附权 利要求中限定的本发明的精神和更宽的方面，所附权利要求根据包括等同法律 原则的专利法法则来解释。对以单数，例如使用冠词“一”、“一个”、“这个” 或“所述”引用的所要求的部件不应解释为将所述部件限制到一个。
交叉引用
本申请要求2006年3月22日递交的美国临时专利申请No.60/784，840 的权益。