充气车座用的垫子及车座组件

本发明涉及充气车座用的垫子以及使用这种垫子的车座组件。

大部分普通自行车由于骑车人长期乘坐在较硬的车座或鞍座上 使不舒适性程度大增，特别是如果骑车人是偶尔和不经常骑车。在 非公路上使用自行车和使用通常安装在赛车上的那种狭窄的鞍座一 般会加剧这种不舒适性，从而破坏了骑车的乐趣。另一方面，赛车运 动员通常较少关心车座的舒适性，他们常常会省去增加自行车总重 的任何缓冲垫或垫子。

充气自行车车座已发展了许多年，但仍未能被自行车制造厂或 用户广泛接受。这显然与充气垫子的共有的不稳定性和较高的制造 费用有关。

在某些情况下，例如使用柔软的弹性较差的蒙皮张紧在充气的 弹性物体上以保持适合于自行车车座用的实质上为梨形的外形。在 另一些例子中，设置了内部腹板或肋条以抑制通常称的“气球效应”， 当普通橡胶球胆或类似充气壳体充入空气时会产生这种效应。这些 腹板和肋条大大增加了制造的复杂性，使得最终产品的价格难以被 用户接受。本发明以下述方式克服了这些缺点。

按照本发明的一个方面，提供了制造垫子的方法，该垫子与支持 垫子的支架结合使用。支架限定了一个空腔和具有凸入空腔内的紧 固结构件，该方法的特点是制造垫子的方法包括以下步骤：

将弹性材料成形为空腔充气壳体，它具有用于支承骑车人身体 一部分的第一外表面，位于支架的空腔内的第二外表面，以及第一和 第二外表面之间的中间区；以及

设置适合于与中间区和支架的紧固结构件接合的紧固装置。

第一和第二外表面之间地中间区可以具有紧固装置上结构件互 相配合的，并且适合于与其接合的结构件。

充气壳体和紧固装置可以采用吹塑或旋转模塑步骤同时制成。

在成形步骤中，至少有一弹性较差区可在充气壳体上成形，从而 在内压增高时使弹性较差的上述区的膨胀比充气壳体其它部分少。 弹性较差区可以包括或者连接在第一和第二表面之间的中间区。

本发明还包括与支承垫子的支架结合使用的垫子，其特点是该 垫子具有：

弹性的充气壳体，它具有用于与骑车人身体一部分接触的第一 外表面；位于支架的空腔内的第二外表面，具有向内凸起进入空腔的 紧固结构件的支架；以及第一和第二外表面之间的中间区；以及

位于第一和第二外表面之间的中间区内的紧固装置，紧固装置 适合于与中间区和支架的紧固结构件相接合。

紧固装置与中间区和紧固结构件的接合可借助充气壳体内的内 压增加而变紧。

紧固装置和弹性壳体可以相互整体连接。

该壳体最好沿纵轴线对称和可以包括一对横向延伸的凸瓣，其 尺寸足以提供座位的面积。壳体还包括一个沿纵轴线设置的鼻部。

当通过凸瓣的横剖面观察时，充气壳体实质上为椭圆形，由沿壳 体纵轴所切取的剖面观察时，壳体最好也是部分椭圆形。因此垫子 最好相对其长度和宽度方向较浅，当紧固装置被支架卡紧时，它一般 可抑制使用时的横向变形。

充气壳体可以具有至少一个弹性较差的区，最好在其纵轴线方 向延伸，以便允许内压增加时壳体有不同的横向膨胀。

按照本发明的另一方面，提供了包括垫子和可与支承结构连接 的支架在内的车座组件，其特点是支架限定了空腔和具有凸起进入 该空腔的周边紧固结构件；以及垫子具有弹性的充气壳体，该壳体具 有用于与骑车人身体一部分接触的第一外表面，位于空腔内的第二 外表面，以及位于第一和第二外表面之间的中间区内的周边紧固装 置，该周边紧固装置适合于与中间区和支架的紧固结构件接合。

紧固装置与中间区和紧固结构件的接合可以借助充气壳体内的 内压增加而变紧。

支架最好具有凸起的弯曲后部以及可以向着向前伸出的鼻部 倾斜。垫子可方便地具有与支架内型面实质上相同的外型面。支架 和垫子在共同的纵轴线上可以基本对称。

支架最好凹杯形，沿其上周边制出向内凸的凸缘结构件，它提 供了用于垫子的紧固结构件。垫子的紧固装置可以制成连续的横向 槽，它可与支架的凸缘结构件相互接合。使用时，垫子上的凹槽最好 套在支架凸缘结构件的下面。

支架的后部区可以比支架的上周边区升高一些。这样在使用时 为垫子提供了后部的支承。

垫子的鼻部可以横向凸出超出支架的近邻区，以便在使用时防 止骑车人腿部擦伤。

按照本发明的另一方面，提供了包括位于支承结构上刚性托座 在内的充气车座，以及可弹性膨胀的阻挡层，其特点是阻挡层被托座 卡紧，以及提供至少可限定膨胀空间一部分的外车座表面，以及阻挡 层包括至少两个不同膨胀性的区域，这样当充气压增加时可以选择 性地变形，直至取得希望的车座外形。

阻挡层可以形成插入凹杯形托座内充气的弹性气囊的一部分。 气囊的暴露部分便于提供外车座表面，它可以套上编织套以增加舒 适性。

气囊可具有选择性薄壁截面，使其在充气压增加时形成适合于 支承人体臀部的球形部分。

下面结合附图对本发明加以说明，其中：

本发明人深信本发明特别有利在于它比迄今所知的其它充气车 座更适合于大规模生产技术。而且，可以期望本发明提供的周边紧 固装置保证了比现有的充气车座更稳定和更舒适的车座。

图1示出按照本发明的垫子的上视平面图；

图2示出图1垫子的底视平面图；

图3示出图1垫子的侧面正视图；

图4示出图1垫子的沿IV—IV线剖切的横剖面图；

图5示出图1垫子的沿V—V线剖切的横剖面图；

图6示出可分离模的一半的透视图，该分离横适合于制造图1 的垫子；

图7示出装有图1的垫子的车座组件的侧视图；

图8示出沿图7车座中心轴线剖切的图7车座的剖面图，以及

图9A和9B示出图8中虚线围绕的组件一部分的放大图，分别 示出图1的垫子的一部分处于未充气和充气状态。

在附图中标号10为按照本发明垫子的通称。垫子10包括弹性 的充气壳体12，它围绕着可充入气体，最好是空气的内腔14。

壳体12是由已知的聚合物，如聚丙烯模塑而成，其方式在下面 详述。壳体12具有凸起弯曲的第一外表面16，它外形通常为梨形， 沿中心轴线18对称。

在使用中，表面16提供了支承骑车人身体一部分的上表面车 座面积。垫子10具有横向凸部，它设计用于支承骑车人的臀部，而垫 子的其余部分向鼻部20倾斜指向骑车人的运行方向。鼻部20的尺 寸使骑车人腿部运动可能受到的阻碍最小。

表面16最好设置横肋(未示出)以便减少使用中垫子10的破 损危险。在制造垫子10时可在表面16上制出凹坑或凸瘤以保持骑 车人身体与垫子10之间满意的摩擦接触。如果需要，为了同样目的 可在表面16上贴一层单独的适当的织物层。

壳体12还具有凸起弯曲的第二外表面22，与第一外表面16相 对，它的外形实质上也为梨形，沿轴线18对称。在使用时，第二外表 面22位于第一外表面16的下面装入图7和8示的支架24内。

壳体12在沿垫子10外周边限定出一条连续的凹槽26，从而有 效地把第一和第二外表面16和22彼此分开。相应的棱条28构成垫 子10的紧固装置，下面还要详述，它在一边为凹槽26，另一边为第 二外表面22之间延伸。

壳体12还具有位于第二外表面22中心区的开口30，它可使压 缩空气进入空腔14。在靠近开口30处壳体12的壁厚加厚，以便与 气嘴或阀门连接，供装卸自行车泵接头。

如上所述，垫子10便于模塑制造。图6示出吹塑上述垫子用的 模具32的一半。

模具32可沿图1和2所示轴线18的重合面(未示出)对开分 离，互补的另一半模部分(未示出)实质上是图6所示部分的镜面反 射倒象。模具32限定的空腔34与未充气状态垫子10的外形相符。 图6中虚线36示出了空腔34的轮廓，它大致与图1中沿IV—IV线 剖切的剖面重合。

切割边37设置在空腔34靠上边和下边处，以便从型坯38切 下预定长度的塑料管料。在使用时，模具32打开，型坯38的最下部 被加热和降低直至型坯38的最下边移动一小段距离超出最下切割 边37。

随后模具合上，从而使型坯38的一部分在留在空腔34内两切 割边37之间延伸。将压缩气体，最好是空气以已知方式注入型坯38 的一部分的内孔，当模具32冷却时型坯38被模具卡住。

模具32内的塑料随后逐渐变形直至它紧贴模具的内壁。从图6 明显可见，垫子10的棱条28在模塑过程结束时与最终的壳体10 形成一整体部件。

如果要求的话，在吹塑工序开始之前可将阀门或气嘴(图6中 未示出)放置在模具32中相当于开口30的位置。如果是这种情况， 在成品垫子由模具32内取出之前，该阀门或气嘴已接合在壳体12 上。

可以预期，壳体12的壁厚可以根据在模塑过程中型坯38所经 受的变形程度而变化。较特殊的是垫子10在凸瓣(即沿IV—IV线的 剖面区)的壁厚比鼻部20(即沿V—V线的剖面区)的壁厚小。结果 当空气被泵入空间14时，垫子10在凸瓣区的体积膨胀一般比在鼻 部区20大。

垫子10不同部分的有选择的膨胀可以采用非正圆形剖面的型 坯来改进。将在上表面16区内壁厚相应加厚的型坯加入模具32 内，可使上表面16的变形小于下表面22。

另一方面，可以采用具有圆孔的椭圆形横剖面的型坯，以保证在 垫子10上凹槽26和棱条28区为较低弹性区。如果要求的话，型坯 38的横剖面型面及不同位置的壁厚可使用计算机控制。

上述吹塑工序结束后，从模具32中取出垫子10和冷却。垫子 10的通常对称形状，以及特别是凹槽26和棱条28的形状可使简单 的打开模具32就可取出成品垫子。

按这种方式制造的垫子10便于与支架24结合使用提供自行 车车座组件，在图7和8中以标号40表示此车座组件。支架通常用 刚性塑料例如ABS树脂(丙烯腈—丁二烯—苯乙烯)制造，最好具有 凹杯部分42用以限制装入垫子10一部分的空腔44。与凹杯部分42 整体模塑制成的周边筋或棱条46，凸入空腔44内，它的设计可使垫 子10的第二外表面22在使用时支承在筋结构的相邻棱条上。

单独模塑的环48放置在凹杯部分42的上边，它可借助胶粘或 热焊接连接到一起。环件48具有由凹杯部分42的上周边区向内凸 入空腔44的凸缘结构。在未示出的本发明的另一实施例中，环件48 可以采用适当的模塑工序整体连接到凹杯部分42上，这时凹杯部 分和环是同时成形的。

垫子10上的棱条28和支架24上的环件48的尺寸适合于彼此 互配。这样就使垫子10固定在支架24上，方法是将部分充气的垫 子放置在支架上，使棱条28套在环件48面向内凸缘部分的下面 (图9A)。随后垫子10至少被松卡在沿相当于凹槽26的连续周边 区。

由图7可以看看环件48不是平的，而是在使用中支架24的后 区方向上逐渐升高。棱条28也具有相应的形状。这样对于坐在垫子 10上的骑车人提供后支承有利。

阀门50固定在垫子10上，它设置在凹杯部分42和垫子10之 间的空隙空间内。这种安排保护了阀门不会意外损伤。阀门50凸起 通过支架24的凹杯部分42的开口，它便于与标准的自行车泵接头 边接来为垫子10充气。阀门50也可被手操作气筒代替，此处未示 出，这个气筒可以长期保持存在凹杯部分42和垫子10之间的空隙 空间内。

当空气被泵入垫子10内时，壳体12按箭头51所示方向逐渐 膨胀。这样就使得棱条28与环件48的接合逐渐增强(图9b)。当骑 车人坐在垫子10上时这种效应变得甚至更明显。

垫子10的壳体12的尺寸选择使特别在垫子凸瓣区的变形减至 尽可能最小，以便在不损害骑车人舒适性前提下保证稳定性。可能 的作法是，例如，在凹杯部分42的上边制出更明显的向上的弯曲。环 件48和棱条28的形状是自然相互适应。

如果要求的话，垫子10的凸瓣部分可仅在边缘凸起，如果多少 有些超过凹杯部分42的横边。然而，通常希望垫子10的鼻部20的 横向部分超出凹杯部分42以防止骑车人的腿部被支架24的边擦 伤。

支架24设计来与自行车现有的鞍座安装件匹配。更具体说，支 架24具有带增强边的开口(图中未示出)，其尺寸选择成能与普通 自行车鞍座上一对相应的金属杆之间的空间匹配。这样就可将组件 40夹持在现有鞍座安装件上，而不需要对自行车本身专门改造。

支架24在朝向凹杯部分42的后部具有凹槽52。这样就使装有 车座组件40的自行车可以在需要时升高，方法是用手工将支架接 合到凹槽52区内。

本专业的技术人员很容易理解，上述本发明的最佳实施例本身 可进行一系列的改进和修正，并且都具有本发明概述部分提出的重 要特点。如果需要，例如垫子10可由两个或更多的单独模塑的亚单 元组成，每一亚单元至少具有第一和第二外表面的一部分和上述周 边紧固装置。