弹簧曲肘家具机构

摘要

一种用于具有由椅框和用于使腿支承组件能够在收起位置和伸展位置之间移动的传动机构所支撑的座位组件的家具物品的弹簧组件。该机构包括支架轴、远离支架轴间隔的驱动杆以及耦合到所述驱动杆的曲肘连杆。该弹簧组件包括具有第一和第二端并且适于在第一端附着到曲肘连杆的弹簧。弹簧还包括位于第二端的适于滑动啮合支架轴的构件，由此弹簧将其自身对准到支架轴上弹簧长度最大的位置处。

权利要求

1.一种弹簧组件，其用在具有由椅框和用于使腿支承组件能够在收起位置和伸展位置之间移动的传动机构支撑的座位组件的家具物品中，所述机构包括支架轴、远离所述支架轴间隔的驱动杆以及曲肘组件，所述曲肘组件包括所述弹簧组件、曲肘连杆和曲肘杠杆，所述曲肘杠杆耦合到所述驱动杆上，所述曲肘杠杆在枢轴处以枢轴方式连接到所述曲肘连杆的后腿上，所述弹簧组件包括：具有附着到所述曲肘连杆的第一端以及直接并滑动啮合所述支架轴的第二端的弹簧，由此所述第二端可沿所述支架轴限定的轴线在所述支架轴的基本圆柱形无阻挡部分上滑动以便在其上对准所述弹簧。

2.根据权利要求1所述的弹簧组件，其特征在于：进一步包括形成在所述第二端上的构件，所述构件的内径大于所述支架轴的直径，所述构件可在所述支架轴的无阻挡部分上滑动，从而允许减小所述弹簧的应力。

3.根据权利要求2所述的弹簧组件，其特征在于：所述构件进一步包括钩状物。

4.根据权利要求1所述的弹簧组件，其特征在于：所述弹簧由尺寸限定为在所述腿支承组件处于所述伸展位置时提供将所述腿支承组件保持在所述伸展位置的全部伸展偏置作用力的单个弹簧所组成，由此所述单个弹簧将所述腿支承组件偏置在所述伸展位置。

5.根据权利要求4所述的弹簧组件，其特征在于：所述单个弹簧的尺寸限定为在所述腿支承组件处于所述收起位置时提供将所述腿支承组件保持在所述收起位置的全部收起偏置作用力，由此所述单个弹簧将所述腿支承组件偏置在所述收起位置。

6.根据权利要求5所述的弹簧组件，其特征在于：所述单个弹簧要相对所述支架轴位置进行定位，以使所述收起偏置作用力小于所述伸展偏置作用力。

7.一种机构，其用在具有由椅框和用于使腿支承组件能够在收起位置和伸展位置之间移动的传动机构支撑的座位组件的类型的家具物品中，所述机构包括：支架轴；

远离所述支架轴间隔的驱动杆；以及

曲肘组件，所述曲肘组件包括偏置组件、曲肘连杆和曲肘杠杆，所述曲肘杠杆耦合到所述驱动杆上，所述曲肘杠杆在枢轴处以枢轴方式连接到所述曲肘连杆的后腿上；所述偏置组件包括具有附着到所述曲肘连杆的第一端以及直接并滑动啮合所述支架轴的第二端的弹簧，由此所述第二端可沿所述支架轴限定的轴线在所述支架轴的基本圆柱形的无阻挡部分上滑动以便在其上对准所述弹簧。

8.根据权利要求7所述的机构，其特征在于：进一步包括形成在所述第二端上的构件，所述构件的内径大于所述支架轴的直径，由此减小所述偏置组件的与所述支架轴相邻的一部分上的应力。

9.根据权利要求8所述的机构，其特征在于：所述构件进一步包括钩状物。

10.根据权利要求7所述的机构，其特征在于：所述弹簧由尺寸限定为在所述腿支承组件处于所述伸展位置时提供将所述腿支承组件保持在所述伸展位置的全部伸展偏置作用力的单个弹簧所组成，由此所述单个弹簧将所述腿支承组件偏置在所述伸展位置。

11.根据权利要求10所述的机构，其特征在于：所述单个弹簧的尺寸限定为在所述腿支承组件处于所述收起位置时提供将所述腿支承组件保持在所述收起位置的全部收起偏置作用力，由此所述单个弹簧将所述腿支承组件偏置在所述收起位置。

12.根据权利要求11所述的机构，其特征在于：所述单个弹簧要相对所述支架轴位置进行定位，以使所述收起偏置作用力小于所述伸展偏置作用力。

13.根据权利要求7所述的机构，其特征在于：所述曲肘杠杆刚性紧固到所述驱动杆。

14.根据权利要求13所述的机构，其特征在于：通过形成在所述曲肘杠杆内的开孔接收所述驱动杆。

15.根据权利要求7所述的机构，其特征在于：所述支架轴的无阻挡部分进一步包括平滑表面。

16.一种组装具有由椅框和用于使腿支承组件能够在收起位置和伸展位置之间移动的传动机构支撑的座位组件的类型的家具物品的方法，所述机构包括支架轴、远离所述支架轴间隔的驱动杆以及曲肘组件，所述曲肘组件包括弹簧、曲肘连杆和曲肘杠杆，所述曲肘杠杆耦合到所述驱动杆上，所述曲肘杠杆在枢轴处以枢轴方式连接到所述曲肘连杆的后腿上，所述方法包括：将所述弹簧的第一端附着到所述曲肘连杆；以及

将所述弹簧的第二端直接可滑动地啮合到所述支架轴的基本圆柱形的无阻挡部分，由此所述第二端可沿所述支架轴限定的轴线在所述支架轴的基本圆柱形的无阻挡部分上滑动以便在其上对准所述弹簧。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：进一步包括通过将所述第二端的内径的尺寸限定为大于所述支架轴的直径来减小所述弹簧上的应力，以便操作性允许所述弹簧沿所述支架轴的无阻挡部分的自对准。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：所述第二端进一步包括钩状物。

19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：进一步包括限定单个弹簧的尺寸以便在所述腿支承组件处于所述伸展位置时提供将所述腿支承组件保持在所述伸展位置的全部伸展偏置作用力，由此所述单个弹簧将所述腿支承组件偏置在所述伸展位置。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于：进一步包括限定所述单个弹簧的尺寸以便在所述腿支承组件处于所述收起位置时提供将所述腿支承组件保持在所述收起位置的全部收起偏置作用力，由此所述单个弹簧将所述腿支承组件偏置在所述收起位置。

21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括相对所述支架轴定位所述单个弹簧，以使所述收起偏置作用力小于所述伸展偏置作用力。

说明书

技术领域

本发明涉及家具，并且更具体涉及用于例如椅子、沙发以及双人沙发的家具物品的改进型腿支承伸展机构。

背景技术

传统上，靠背式家具物品(即，椅子、沙发、双人沙发以及类似物品)需要一种机构将在腿支承组件偏置在伸展以及收起(stowed)位置。现有技术所提供的机构包括大量的活动件，这些活动件趋向于增加与家具相关联制造时间及成本。
此外，因为这些部件移动以伸展及收起腿支承组件，所以部件需要彼此对准以确保正确的操作。另外，大量的部件增加了家具的重量，由此使家具难以移动和搬运。另外，座位的占据者必须客服该偏置作用力以便开始伸展腿支承组件。由于提供腿支承组件的目的之一是增加用户的舒适感，克服大的偏置作用力趋向于减损家具的用户享受度。
一旦占据者的确客服了该机构的偏置作用力，可是大量的活动件趋向于随着用户伸展(或收起)该组件而产生噪音。同样，随着组件接近其完全伸展(或折回)位置，现有技术机构突然加速(或急进)到完全伸展的位置。现有技术机构的这些缺陷再次减损占据者的舒适感以及家具的享受度。
最后，大量的部件还使家具受到增大的机械故障风险的影响，具体是经受周期应力(即，疲劳度)的那些部件。因而，需要简化并改进现有技术腿支承机构。

发明内容

本发明提供了一种用于家具物品的偏置组件，该家具物品具有由椅框以及用于使腿支承组件能够在收起位置和伸展位置之间移动的传动机构支撑的座位组件。该机构包括支架轴、远离支架轴间隔的驱动杆以及耦合到支架轴的曲肘连杆。该偏置组件包括具有第一和第二端的弹簧。该弹簧适于在第一端附着到曲肘连杆。该弹簧还在第二端包括适于啮合支架轴同时保持沿支架轴的轴线自由滑动的啮合件。因而，弹簧将其本身对准到支架轴上。
在另一实施例中，本发明提供一种用于家具物品的传动机构，该家具物品具有由椅框和腿支承组件支撑的座位组件。腿支承组件可在收起位置和伸展位置之间移动。该传动机构使腿支承组件能够移动并且包括支架轴、远离支架轴间隔的驱动杆、耦合到支架轴的曲肘连杆以及偏置组件。该偏置组件包括具有第一和第二端的弹簧。该弹簧在第一端附着到曲肘连杆并且在第二端包括啮合支架轴同时保持沿支架轴的轴线自由滑动的啮合件。因而，弹簧将其本身对准到支架轴上。在又一实施例中，本发明提供一种包括这种机构的家具物品。
在另一形式中，本发明提供了一种组装家具物品的方法。组装的家具物品具有由椅框和用于使腿支承组件能够在收起位置和伸展位置之间移动的传动机构支撑的座位组件。此外，组装的机构包括支架轴、远离支架轴间隔的驱动杆以及耦合到支架轴的曲肘连杆。另外，该方法包括在弹簧的第一端将弹簧组件中的弹簧附着到曲肘连杆并且将位于弹簧第二端的弹簧组件中的一构件啮合到支架轴，同时保持沿支架轴的轴线自由滑动。因而，弹簧将其自身对准到支架轴上。
通过下文提供的详细描述，本发明的适用性的其他方面显而易见。应该理解到，尽管表明了本发明的优选实施例，但详细描述和特定实例倾向于仅出于说明性目的并且不倾向于限制本发明的范围。

附图说明

通过详细描述和附图将更全面地理解本发明，其中：
图1是椅子的分解透视图，其中从预先组装的部件移除装饰材料、弹簧以及其他部件以便显示改进的传动机构；
图2是根据本发明的优选实施例的图1的椅子的腿支承机构的顶面视图；
图3是根据本发明优选实施例的图1的椅子的腿支承机构的正视图；
图4是图1的机构的弹簧曲肘组件的分解透视图；
图5是处于折回位置的图4的机构的弹簧曲肘组件的正视图；以及
图6是处于伸展位置的图4的机构的弹簧曲肘子组件的正视图。

具体实施方式

根据本发明的教导，公开了用于单人和多人家具物品12(即椅子、沙发或双人沙发)中的改进型传动机构10。此外，本发明还针对一种组装具有腿支承组件的家具物品(例如，躺椅或类似家具)的改进型传动机构的方法。如将要描述的，传动机构10包含更少的部件并且因而比现有技术传动机构更简单、轻便并且更可靠。随之而来的，本发明便于高效制造以及组装过程的应用。
本发明的传动机构10包括单个弹簧机构14以便将腿支承组件16偏置到收起和伸展位置。此外，单个弹簧机构14简化了组装过程并且改进了传动机构10的可靠性。在所公开的实施例中，家具物品12包括预先组装的传动机构10以及各种装饰框架部件(未图示)。此外，由于本发明的传动机构10尺寸上相对紧凑，也可以使用松散的装饰垫，这是销售各种时尚椅子、沙发或双人沙发家具中的重要特征。
现在特别参照附图，描述传动机构10的功能性和结构性方面，传动机构10显示为操作性悬挂于椅子12(部分显示)的各种预先装饰的盒形框架部件。为了清晰起见，图1显示了去除其装饰材料、填料、弹簧等部件的各种预先组装的框架部件，以便更好地显示可以通过相对容易且有效的方式快速且刚性组装的框架部件的相互依赖性。因而，所有的框架部件可以单独制造或进行部件组装以便在“离线”分批式基座上包括必需的支架、弹簧、填料以及装饰材料。因而，对各种预先组装以及装饰的框架部件进行组装以便在其内完全集成传动机构10。
如在图1到图3中所看到的，椅子12的传动机构10集成到并操作性悬挂于左、右侧框架组件18。除了侧面框架组件18，椅子12还分别包括前、后横杆组件20、22，上述组件在互连时限定刚性“盒形”椅框。座位组件24支撑在侧面框架组件18以及传动机构10内。如下文更详细描述的，对传动机构10进行预先组装以便包括驱动杆26以及前支架轴28，二者均进行空间定向以便精确定位并“悬挂”于左、右侧框架组件18。
传动机构10显示为支撑其上的腿支承组件16。更具体的，腿支承组件16包括左、右伸缩连杆机构30以及单个弹簧辅助曲肘机构14，该曲肘机构14与驱动杆26和前支架轴28操作性关联以便选择性传动腿支承组件16。刚性交叉拉条32紧固在驱动杆26和支架轴28之间以便在传动机构10内提供结构刚性。交叉拉条32的一端以轴颈方式支撑在驱动杆26上，而其相对端配置为以固定方式紧固到前横杆组件20的内表面的支架34(例如通过适当的螺纹紧固件)。此外，支架轴28固定到交叉拉条32的中间部分以便抑制支架轴28随驱动杆26的转动进行转动。在优选结构中，驱动杆26是具有相邻一个侧面框架组件18的装饰外部设置的可由坐在椅子10上的人轻易够到以方便其传动的手柄部分(未图示)的拉伸方轴。
如图1内以最佳方式显示的，大多数结构性框架部件，例如侧面框架组件18、前横杆组件20、后横杆组件22、座位组件24以及腿支承框架板36分别以能够使它们支撑弹簧、填料、装饰材料等的方式构建，以便完成具有装饰性并时尚的椅子12。优选的是，各框架部件由以公知方式通过适当的紧固件(例如定位销、卡钉、钉子或螺丝)以固定方式紧固到一起并在紧要接合处由金属加强板或支架和/或木质角块加强的一个或多个木板和/或横杆制成。如先前提到的，各框架部件单独进行预先组装，以便后续组件进入椅子12中。然而，要理解针对各框架部件所示的特定结构实质上仅是示范性的。
腿支承组件16显示为包括具有进行填充并装饰的外表面的框架板36。框架板36由相同的左、右手伸缩连杆30支撑并移动。伸缩连杆30在功能和结构上类似于转让给本发明的共同受让人的U.S.No.3,096,121的图3中所示的伸缩连杆，除了伸缩连杆30操作性悬挂在支架轴28限定的第二组“固定”悬挂点附近。
如在图2和图3中最佳显示的，提供了与腿支承伸缩连杆30相互合作的单个弹簧辅助曲肘组件14。曲肘组件14提供了用于在完全折回位置相对前横杆组件20可靠支持腿支承组件16的框架板36的手段。曲肘组件14也可操作为供应用于朝其伸展和折回位置中的一个位置偏置促动腿支承组件16的弹簧作用力。更具体的，曲肘组件1 4包括具有方孔40的曲肘杠杆38，曲肘杠杆38通过方孔40安装到方形驱动杆26以便随其转动。曲肘杠杆38在枢轴42处以枢轴方式连接到C形曲肘连杆46的后腿44，曲肘连杆46在驱动杆26下方绕其弯曲到驱动杆26的后面。其中曲肘连杆的前腿48具有开口50，位于螺旋形线圈弹簧52一端的钩状物形式的附着装置56附着到开口50上。曲肘组件14的曲肘杠杆38通过紧固件58强制定位在驱动杆26上，以便将曲肘组件14保持在驱动杆26上的适当位置。开孔40结合紧固件58的使用的配置具有将曲肘杠杆38与驱动杆26整体耦合的优点。因而，弹簧52将不会使曲肘杠杆38随曲肘组件14在中心上方(over center)旋转而跳动。
弹簧52的相对端包括与支架轴28滑动啮合的啮合件54。更具体的，啮合件54配置为将弹簧52与支架轴28进行耦合，同时保持沿支架轴28的轴线自由滑动。结合在一起时，弹簧52、啮合件54以及位于弹簧52另一端的附着装置56可以被称为偏置元件，偏置元件也可以形成为一连续部件，例如通过由适当的金属丝形成该偏置组件。然而，偏置元件可以由多个部件形成。可以选择性提供张力调节装置(未图示)以便调节弹簧52内的张力。例如，通过相对增加或减小长度并因而增加或减小弹簧内的预加负载来调节弹簧52中的张力。
现在将详细描述曲肘组件14的操作。枢轴42在驱动杆26上的定位以及弹簧52的作用线使得在处于腿支承组件16的折回位置时，弹簧作用力作用为定向支持或“保持”腿支承组件16。在驱动杆26的轻微转动之后，随着腿支承16开始伸展，枢轴42向下并在大约啮合件54(例如，钩状物)的中心和驱动杆26的轴线之间的假想线的中心上方移动。一旦枢轴42在中心上方，加载在弹簧52上的张力有助于以驱动方式旋转驱动杆26以便随着朝啮合件54拉动连杆46的前腿48而伸展腿支承组件16。此外，弹簧52有助于座位占据者枢轴转动手柄(未图示)经过所需的传动角度。通过类似的方式，曲肘组件14适于利用弹簧52的弹簧偏置作用力辅助在驱动杆26的反向旋转后将腿支承组件16返回到其收起位置。
现在参照图5和图6，显示了腿支承组件16的收起以及折回位置之间的更多不同。首先，C形曲肘连杆46已经绕驱动轴26从折回位置(参见图5)旋转到伸展位置(参见图6)。如可以看出，在折回位置，大约半个C形曲肘连杆46显示在驱动轴26相对弹簧52的侧面上，然而在伸展位置，基本上全部C形曲肘连杆46与弹簧52一样在驱动轴26的同一侧面。因而，弹簧52在伸展位置比在折回位置拉伸得更少。因而，由弹簧在折回位置形成的偏置作用力超过了在伸展位置形成的偏置作用力。然而，在另一实施例中，伸展偏置作用力超过折回偏置作用力。
从图5和图6的比较中，可以看出曲肘组件14并且特别是曲肘杠杆28从折回位置到伸展位置大约旋转145°并在旋转大约50°后跨越中心上方位置。通过这种方式，对曲肘组件的运动进行定时，以便提供在动作范围内平衡的作用力(即，折回到伸展及其反过程)，这导致平滑操作的腿支承组件。
现在接着参照图5和图6，同样显示了具有滑动啮合在支架轴28上的构件54的弹簧52。特别是，在图3和图4中显示了支架轴28的一部分60。该部分60通常是不受阻挡的，这样要以其他方式防止啮合件54沿该部分60滑动。一般说来，部分60相对驱动杆26上的紧固件58的位置定位在支架轴上。
因而，以张力动作的弹簧52趋向于朝该部分60的中心拉动啮合件54。因而，弹簧52将沿支架轴28的长度滑动并将其自身对准在驱动杆26和支架轴28之间弹簧处于最小安装长度处。换句话说，弹簧52可以认为是机构10的自对准构件。在支架轴28的部分60上局部提供润滑剂例如蜡或油，以便促进自对准。由于弹簧52的自对准，弹簧52将在操作过程中经历更低并且更可预测的周期应力等级。因而，弹簧52(以及类似受力部件)比经历类似受力环境的非自对准式弹簧持续更长时间。当然，虽然通常限定单个弹簧52的尺寸以便在不需要第二以及后续弹簧的情况下提供所希望的偏置作用力。
作为比较，现有技术装置通常使用一个或多个金属丝、间隔件、弹簧、固定夹以及类似部件来保持多个弹簧曲肘与躺椅12的其他部件对准。因而，现有技术弹簧曲肘的移动使所有这些各种部件移动并振动。因而，现有技术躺椅的操作比本发明的椅子12产生更多的噪音。相反，由本发明所提供的弹簧曲肘组件14不需要辅助件来对准单个弹簧曲肘14。因而，本发明提供更安静的操作。此外，通过消除对准辅助件并将弹簧曲肘的数量减少到一个(并且在优选实施例中仅有一个弹簧曲肘)，本发明明显减少了椅子12的部件数目。因而，椅子12比现有技术躺椅更简单、更轻便、更便宜并且更可靠。
现在转向弹簧52的负载点的详细讨论，本领域技术人员应知道，应用到腿支承组件16的装饰材料和填料可以产生相对微小的作用力以便作用在传动机构16上。这些作用力中的某些趋向于向折回或者伸展位置移动腿支承组件16。因而，本申请中应该注意，除非以其他方式明确声明，术语“偏置作用力”是指由弹簧52特别形成的作用力。
关于弹簧52的负载点，已经发现椅子12的占据者优先选择他们感觉平滑操作的传动机构10(例如，腿支承组件16没有突然加入或急进)。因而，在优选实施例中，弹簧在完全中立状态长为5.8英寸并且弹簧应变率为30磅/英寸并且初始预加负载为17磅。此外，相对驱动杆26和支架轴28设置弹簧52使得弹簧在伸展位置拉伸大约7.75英寸。因而，优选的伸展偏置作用力是大约83磅。在折回位置，弹簧可以以相同方式拉伸大约7.0英寸以便提供大约54磅的偏置作用力。目前，弹簧52设计成最大延伸为8.5英寸。
其间，在中心上方位置(相对于驱动杆轴线)，弹簧52可以预加负载到17磅。注意到在当前的实施例中，中心上方位置对应于腿支承组件16的大约67％的延伸。因而，当弹簧52为中心上方时，预加负载趋向于经驱动轴26的轴线动作，由此趋向于在两个方向上都不移动腿支承组件16。随着驱动轴26从中心上方点旋转，它使得弹簧作用力以从驱动轴26的轴线的短力矩臂(即，垂直于弹簧作用力的距离)作用在曲肘杠杆38的一端。因而，由于相对短的力矩臂，在中心上方位置附近由弹簧52施加到驱动轴20上的力矩相对较小。随着驱动轴20持续旋转，力矩臂与不断增大的驱动轴26的角度的正弦值成比例从中心上方位置增加。因而，随着驱动轴26朝伸展或折回位置旋转，弹簧52平滑形成渐增的大偏置作用力。
尽管优选实施例已经描述为具有特定的弹簧参数以及作用力产生，但本领域技术人员应意识到给定曲肘组件的规格可以由给定椅子的参数所指定。例如，可以增加弹簧应变率以适应趋向于比非躺椅(chaise)型腿支承更重的躺椅型腿支承机构。同样，曲肘组件的运动可以使得在伸展位置(Ie)以及折回位置(Ir)的力矩臂提供不同的作用力平衡，由此需要修改弹簧参数。
此外，由于在所有时刻对弹簧52进行加载(甚至在中心上方点)弹簧趋向于将驱动杆26、支架轴28以及弹簧曲肘组件14的部件牢固地牵引到一起。因而，这种预先加载减小了这些部件之间的相对运动以及反冲。因而，本发明提供了比现有技术更静音、更平滑的传动机构10。还应该注意到，对于给定的家具物品12，可以通过经验确定优选偏置作用力以及预选加载(下文所讨论的)。
在另一实施例中，啮合件54包括钩状物以便滑动啮合支架轴28。尽管可以采用直径d1等于支架轴28的直径d2的钩状物54，但超过直径d2的直径d1是优选的。更具体的，已经发现直径d1等于直径d2的钩状物趋向于在弹簧52与钩状物54相邻(即，相邻支架轴28)的部分62处出现故障。相反，直径d1大于d2的钩状物54在受到设计的周期应力等级影响时提供可靠并可预见的使用寿命。希望直径d1在直径d2的大约130％到大约170％之间。作为目前所优选的，在直径为1/2英寸的支架轴上使用直径为3/4英寸的钩状物。
本发明的描述本质上仅是示范性的，并且因而不脱离本发明的要点的变型倾向于在本发明的范围内。这些变形不认为是脱离本发明的精神和范围。