内弹簧减振插入物的制作方法

专利名称：内弹簧减振插入物的制作方法
技术领域：
本发明处于反弹支撑系统、弹簧和弹簧系统的一般领域，包括人类用支撑系统，如 座位和寝具。
背景技术：
不同类型的弹簧和弹簧系统通常用作座位和支撑产品如椅子和床垫的反弹核 心。一种用于床垫和一些装软垫家具的常用弹簧系统是所谓的“内弹簧”，其可以为以阵列 (array)或矩阵互相连接的多个相似或相同形成弹簧的形式。内弹簧提供大致均勻分布的 反弹支撑系统，从而给宽区域(expanse)给予下面的支撑，所述宽区域例如床垫的睡眠表 面。每个互相连接弹簧的共同构造导致在宽区域内弹簧刚度系数均勻。试图改变弹簧刚度 系数和整个内弹簧或者内弹簧的支撑区域的感觉涉及使用不同种类和不同数量的材料，例 如泡沫、纺织品和天然纤维在内弹簧上作为覆层(overlay)。虽然使用这些材料改变了支撑 系统的感觉和性能，却当然不会改变下面或内部的内弹簧的弹簧刚度系数。由成形钢丝制成的内弹簧是通过线材成型机制造的，所述线材成型机先形成单个 弹簧或者线圈，然后用更细小的拉筋或其他紧固件将它们连接起来。一旦线材成型机被设 置来制造特定的弹簧或线圈设计和互连，则进行大量运转，且弹簧和内弹簧的形式难于改 变。因此，借助当前的内弹簧生产技术，生产在内弹簧不同区域具有可变或不均勻弹簧刚度 系数和支撑特征的单个内弹簧是不切实际的。

发明内容
通过提供与内弹簧的弹簧或线圈一体装配的泡沫块形式的减振插入物，本发明提 供用于支撑系统如床垫和家具中的减振内弹簧。依照本公开的一个主要方面，提供了减振 内弹簧，其中泡沫减振器插入内弹簧的弹簧或线圈之间，更具体地为泡沫减振插入物，该泡 沫减振插入物被配置为延伸跨过多个相邻的或排列的弹簧或线圈，并且其也具有装配在与 插入物啮合的每个弹簧或线圈的各转弯或各匝之间的零件。内弹簧被泡沫减振插入物机械 啮合确保了协作元件的联合和配准(registration)，使用或不使用插入的紧固件。根据本公开和发明的一个方面，提供泡沫减振内弹簧，其包括由以阵列连接在一 起的多个弹簧形成的内弹簧，其中弹簧以行和列排列，每个弹簧的主体具有第一末端和第 二末端，每个弹簧的主体大致呈圆柱形并具有纵轴和外径，弹簧在行和列上隔开，且以相隔 的隔开排列连接在一起，在阵列中每个弹簧与相邻各弹簧隔开；至少一个泡沫减振插入物， 其位于内弹簧内的、内弹簧的弹簧之间的空间中，泡沫减振插入物具有装配在邻近弹簧的 主体之间的中央核心，和从中央核心延伸并进入到第一弹簧的开口区域内以至少部分与第 一弹簧的纵轴相交的第一段，和从中央核心延伸并进入到与第一弹簧邻近的第二弹簧的开 口区域并至少部分与第二弹簧的纵轴相交的第二段。本文下面将参考附图对本公开和发明的这些和其他方面进一步详细描述。


在构成本公开一部分的附图中图1是本公开的带有减振插入物的内弹簧的透视图；图2是图1内弹簧的平面图；图3是图1内弹簧的部分侧视图；图4是本公开的内弹簧和本公开的减振插入物的可选实施方式的透视图；图5是图4中内弹簧的平面图；图6是图4中内弹簧的部分侧视图；图7是本公开泡沫减振内弹簧的部分侧视图；以及图8-12是本公开泡沫减振内弹簧的各种可选和代表性实施方式的平面图。
具体实施例方式如附图所示，通常表示为10的内弹簧具有多个弹簧或线圈20 (本文可选地称为 “线圈”或“弹簧”，但本公开和发明并不限于任何一种特定类型或形式的弹簧或线圈或其他 弹簧或反弹装置)。线圈20以阵列排列，如行和列的正交阵列，并由一种螺旋线形式的拉 筋30互相连接，所述螺旋线形式的拉筋30被绕着邻近线圈的转弯系缚且通常横跨内弹簧 的宽度，但该拉筋30可以以其他方向前进。这些拉筋可以位于线圈20的任何一端或两端， 如图3所示。线圈末端23和24在线圈体22的相对轴末端处形成，并在内弹簧相对的(上 下)平面上排列，如所述的。线圈末端23和24排列在限定内弹簧10的支撑表面的平面 上。在许多这种类型的内弹簧中，在相邻的线圈体22之间有开放空间，其是允许线圈弯曲、 压缩、偏斜和相关运动而没有线圈间接触所必需的。线圈20被显示为螺旋型的线圈，其中，每个线圈都具有由绕大体线性的线圈轴A 的线的多个螺旋转弯形成的螺旋和圆柱形线圈体。大体圆柱形线圈体由线螺旋的每个转弯 的外径范围所限定。对于每个线圈，在形成线圈体的线螺旋的转弯内的区域在线圈体内。如 图3和6所示，线圈体22可包括例如，5个转弯22a，22b，22c, 22d和22e，每个转弯都具有 距离线圈轴A的最远点。5个转弯中的每个通常都与邻近线圈的相应转弯横向对齐，如图所 示。重复螺旋模式的线圈行因此在线圈之间形成重复模式的波形间隙或开口，通常指示为 40。如进一步所述，泡沫减振插入物50在间隙或开口 40内以不同的度数设置。在传统的内弹簧中，线圈之间的开口在每个侧向上——即内弹簧的纵向和横向 上——都是大体一致的。因此，泡沫减振插入物50可以在内弹簧的横向或纵向上安装，或 者两个方向都安装，如图所示。在图中，示出拉筋30定向在内弹簧10内横向上，如传统结 构，但拉筋30的纵向定向也是可能的。因此，泡沫减振插入物50可以与拉筋30横向(垂 直)地或平行地定向。例如，图1-3示出泡沫减振插入物50安装在内弹簧10中与拉筋30 垂直的方位上，或换句话说，在内弹簧10的纵向上。图4-8示出泡沫减振插入物50安装在 内弹簧中与拉筋30平行的方位上，在内弹簧10的横向宽度方向上。图9-12示出泡沫减振 插入物50安装在内弹簧10中相对于内弹簧的纵向和横向的纵向和横向两个方向上。泡沫减振插入物50具有如此横截面构型，其包括装配在线圈之间、在隔开的线圈 之间形成的间隙或开口 40中的段，以及装配在邻近线圈的线圈体内的段或零件。如图3、6 和7所示，线圈20为大体螺旋形，线圈的转弯22通常横向对齐并一起在每个线圈之间和线圈的行和列之间形成波形或蛇形空间或开口 40。换句话说，空间或开口 40的边界由相邻线 圈20的外径形状所限定。开口 40具有4(^、4013、40(；、40(1、406和4(^表示的不同区域或面 积或区块(本文可替换地称为“开口区域”或“空间”)，其由相对线圈20的螺旋转弯所限 定。开口区域40a-40f延伸到各线圈体内。泡沫减振插入物50被配置为装配在开口 40内 和开口区域40a-40f的至少两个或更多个内，以便与内弹簧的线圈啮合并保持与其联合和 配准。开口 40的数目将根据线圈体中的螺旋转弯的数目而变化。本公开中的泡沫减振插入物50的一个代表性横截面形状包括中央核心50i和 段50a、50b、50c、50d和50e，如所标记的，这些段从中央核心50i以大体相反的第一和第二 方向延伸，并分别装配在两个相邻线圈或相邻线圈的行之间开口 40的开口区域40a、40b、 40c、40d和40e中。由于泡沫减振插入物50的不同段50a_50e优选地位于相对中央核心 50i和各线圈轴A的不同或独特的高度处，且因为它们从插入物的中央核心50i侧向伸入 到邻近线圈体并与线圈轴A相交，因此泡沫减振插入物50通过与线圈啮合而牢固地保持 在适当位置，以便永久化安装和弹簧的减振性能。进一步如图3所示，泡沫减振插入物50 的段50a-50e的精确形状可变，只要它们有效地延伸到线圈体中，即，延伸到各开口区域 40a-40e中。正如所述，因为开口 40在线圈之间内弹簧的横向和纵向都存在，所以泡沫减振 插入物50与开口 40的所述啮合与在常规内弹簧的两个方位都基本一样，其中线圈全方向 等距离隔开。然而，本发明也可用于线圈不等距隔开的内弹簧，例如在横向上而非纵向上不 等距隔开，在该情形中，相应大小的泡沫减振插入物可根据不同要求的尺寸形成。此外，由于开口 40的数目可以比泡沫减振插入物50的段50a-n的数目大，因此， 泡沫减振插入物50可配置有任何数目的段，包括少于或多于5个段，如图所示。在开口 40 的数目多于泡沫减振插入物50的段50a-n的数目的情形中，泡沫减振插入物50可以等距 离设置，或更靠近内弹簧的一侧或另一侧，如线圈末端23、24定位于其中的平面所限定的。本公开中的泡沫减振插入物50的进一步的设计方面和特征是段50a-50e从中央 核心50i侧向延伸，该中央核心50i基本位于相邻线圈之间。该侧向延伸允许段50a-50e 如同与线圈体的螺旋转弯的压缩和弹回相应的片簧元件。由于线圈是在法向负载下被压 缩，因此泡沫减振插入物50相应地以至少两种主要模式压缩，一种是插入物50基本上整体 压缩，即沿基本平行于线圈轴A的轴压缩，另一种是中央核心50i的压缩，通过与啮合的线 圈的相应转弯或段接触引起的侧向延伸段50a-50e的垂直偏斜。因为泡沫减振插入物具有 可与线圈的弹簧刚度系数不同的弹簧刚度系数，如小于线圈的弹簧刚度系数的弹簧刚度系 数或小于内弹簧10的总弹簧刚度系数的弹簧刚度系数，因此泡沫减振插入物50用作减振 器，以减小在插入物50安装在内弹簧10内的区块或区域中的内弹簧和床垫的总弹簧刚度 系数。这方面，可通过组合线圈或插入物50的已知弹簧刚度系数，设计或调整内弹簧和床 垫的区域弹簧刚度系数或总弹簧刚度系数或平均弹簧刚度系数。如在线材成型领域中所知 的，线形螺旋线圈的弹簧刚度系数由线圈设计确定，包括诸如高度、直径、螺旋中转弯数目 和转弯之间角度或间距的设计因素。内弹簧的弹簧刚度系数也受线圈的数目或密度、其相 对布置和互连方式如拉筋影响。确定泡沫减振插入物50的弹簧刚度系数和/或减振效果，并可以通过如下因素调 整，如使用的泡沫材料及添加剂的类型、密度、形成方法(如注射成型或挤出)和设计构 型，如横截面，包括中央核心50i的尺寸和形状，以及段50a-50e的数量、尺寸及形状和方位。例如，可在中央核心50i中形成开口或空隙，以便减少材料并因此改变弹簧刚度系数和 减振效果。可以使段50a-50e的形状与相应的区域40a-40e紧密地或松散地配合，并可根 据线圈螺旋而形成为锥形或依势成形(contoured)。在一个设计方面，段50a-50e的一个 或更多的横截面厚度小于或基本小于中央核心50i的横截面厚度。而且，不同段50a-50e 的横截面构型可不同，例如一些比另外一些厚，一些具有不同的形状或轮廓，且一些比远离 中央核心50i的点上其他一些以或少或多的程度逐渐变细。一个或更多开口或空隙50o可 在泡沫减振插入物50中形成，如在中央核心50i中或在任何段或区域中。开口或空隙50o 的尺寸、形状和位置是进一步的设计参数，其可被设定从而确定结合内弹簧的插入物50的 弹簧刚度系数或减振效果。作为由合适类型的聚氨酯泡沫或其混合物成型或挤出的泡沫结 构，可以制造这些和其他形状、构型和结构。优选的制造方法是通过冲模挤出，该冲模限定 了所述的横截面构型，以内弹簧确定尺寸的横向或纵向安装的任何长度。当以挤出制造时， 泡沫减振插入物50形成有外皮。如图中所示和所述，泡沫减振插入物50可以以任何数量、任何长度和任何方位或 其组合与内弹簧10 —起安装。在图1和2中所示的纵向方位上，泡沫减振插入物50垂 直于横向延伸的拉筋30。在图4-8所示的横向方位上，泡沫减振插入物与横向拉筋30平 行。图9-12示出内弹簧10中不同长度的泡沫减振插入物50的纵向和横向排列的不同组 合。插入物50的每个部分或每一块都可以与相交的部分或块紧密毗邻，或者是在其中留有 空间。泡沫减振插入物50的数量、尺寸和位置也可形成或限定内弹簧的某些区域或区块， 其具有与其他区域或区块不同的支撑特征。因而这些可以为特定的床垫应用而放置或设 计，如与材料的上覆层，如泡沫衬层、机织和非织造材料层以及包括带衬家具装饰(padded upholstery)的家具装饰配合形成增加的支撑和/或压力减小面积或区域。图7示出本公开的泡沫减振内弹簧，连同一个或多个内部材料层60，所述材料层 构成了衬垫或可压缩支撑层；以及外部家具装饰层70，该家具装饰层可进一步包括附加的 或一体的材料72作为用于睡眠表面或支撑表面S的附加衬垫材料。以该方式，床垫可配置 有一个或两个支撑或睡眠表面S。内部材料层60可包括泡沫、天然和/或合成材料，如棉 花、羊毛、羽毛和/或机织或非织造纤维。
权利要求
一种泡沫减振内弹簧，其包括由多个以阵列连接在一起的弹簧形成的内弹簧，其中弹簧以行和列设置，每个弹簧具有主体，所述主体具有第一末端和第二末端，每个弹簧的所述主体大致为圆柱形并具有纵轴和外径，所述弹簧在行和列上隔开，且以相隔的隔开排列连接在一起，在所述阵列中每个弹簧与相邻各弹簧隔开；至少一个泡沫减振插入物，其设置在所述内弹簧内的、所述内弹簧的弹簧之间的空间中，所述泡沫减振插入物具有装配在邻近弹簧的主体之间的中央核心，和从所述中央核心延伸并进入到第一弹簧的开口区域内以至少部分与所述第一弹簧的纵轴相交的第一段，和从所述中央核心延伸并进入到邻近所述第一弹簧的第二弹簧的开口区域中并且至少部分与所述第二弹簧的纵轴相交的第二段。
2.根据权利要求1所述的泡沫减振内弹簧，其中所述泡沫减振插入物位于所述内弹簧 中相邻排弹簧之间。
3.根据权利要求1所述的泡沫减振内弹簧，其中所述泡沫减振插入物位于所述内弹簧 中相邻列弹簧之间。
4.根据权利要求1所述的泡沫减振内弹簧，其中所述泡沫减振插入物具有至少两个从 所述中央核心向两侧延伸的段。
5.根据权利要求2所述的泡沫减振插入物，其中所述泡沫减振插入物的长度同所述内 弹簧的宽度大致相等。
6.根据权利要求3所述的泡沫减振内弹簧，其中所述泡沫减振插入物的长度同所述内 弹簧的长度大致相等。
7.根据权利要求1所述的泡沫减振内弹簧，其中所述内弹簧的弹簧是线形弹簧，且所 述泡沫减振插入物的段装配在所述第一弹簧和第二弹簧中线材的转弯之间。
8.根据权利要求1所述的泡沫减振内弹簧，其中所述泡沫减振插入物的第一段和所述 泡沫减振插入物的第二段处于不同高度。
9.根据权利要求1所述的泡沫减振内弹簧，其中所述泡沫减振插入物的段从所述泡沫 减振插入物的所述中央核心逐渐变细。
10.根据权利要求1所述的泡沫减振内弹簧，其中所述泡沫减振插入物的第一段具有 第一横截面构型，以及所述泡沫减振插入物的第二段具有第二横截面构型。
11.根据权利要求1所述的泡沫减振内弹簧，其中所述泡沫减振插入物是挤出的泡沫 结构，其具有外皮层和在所述外皮层内的泡沫微孔结构。
12.根据权利要求1所述的泡沫减振内弹簧，其中所述泡沫减振插入物包括从所述泡 沫减振插入物的所述中央核心以第一方向延伸的第一段，从所述泡沫减振插入物的所述中 央核心以第二方向延伸的段，和以所述第一方向延伸的第三段。
13.根据权利要求1所述的泡沫减振内弹簧，其中所述泡沫减振插入物包括从所述泡 沫减振插入物的所述中央核心以第一方向延伸的第一段，从所述泡沫减振插入物的所述中 央核心以第二方向延伸的段，以所述第一方向延伸的第三段，以所述第二方向延伸的第四 段，以及以所述第一方向延伸的第五段。
14.根据权利要求1所述的泡沫减振内弹簧，其中所述泡沫减振插入物具有呈字母W的 一般形状的横截面构型。
15.根据权利要求1所述的泡沫减振内弹簧，其包括至少两个与所述内弹簧啮合并被 至少一行或列的弹簧隔开的泡沫减振插入物。
16.根据权利要求1所述的泡沫减振内弹簧，其包括至少两个以平行方位与所述内弹 簧啮合的泡沫减振插入物。
17.根据权利要求1所述的泡沫减振内弹簧，其包括至少两个以横向且平行的方位与 所述内弹簧啮合的泡沫减振插入物。
18.根据权利要求1所述的泡沫减振内弹簧，其包括至少两个以纵向且平行的方位与 所述内弹簧啮合的泡沫减振插入物。
19.根据权利要求1所述的泡沫减振内弹簧，其包括至少一个在横向方向上与所述内 弹簧啮合的泡沫减振插入物，和至少一个在纵向方向上与所述内弹簧啮合的泡沫减振插入 物。
20.根据权利要求1所述的泡沫减振内弹簧，其包括至少两个临近所述内弹簧的至少 两个边缘与所述内弹簧啮合的泡沫减振插入物。
21.根据权利要求1所述的泡沫减振内弹簧，其与形成床垫的衬垫和家具装饰材料结I=I O
22.根据权利要求1所述的泡沫减振内弹簧，其与单侧床垫形式的衬垫和家居装饰结I=I O
23.一种泡沫减振内弹簧，其包括多个螺旋形线圈，其以阵列互相连接，其中所述线圈在行和列上大致对准，每个线圈 具有由线材的螺旋转弯形成的大体圆柱形线圈体，其在所述线材的所述螺旋转弯之间有开 口，且所述线圈体的第一末端和第二末端也由所述线材形成； 每个线圈体在所述列阵中被隔开；至少一个泡沫减振插入物，其位于所述内弹簧的两个或更多线圈之间，并与它们啮合， 所述至少一个泡沫减振插入物具有装配在所述线圈之间空间中的中央核心，从所述中央核 心在第一高度处延伸并进入到第一线圈中线材的螺旋转弯之间的开口中的第一段，和从所 述中央核心在第二高度处延伸并进入到第二线圈中线材的螺旋转弯之间的开口中的第二 段。
24.根据权利要求23所述的泡沫减振内弹簧，其中所述泡沫减振插入物的所述中央核 心位于相邻线圈的纵轴之间，并且所述第一段与所述第一线圈的纵轴相交，以及所述第二 段与所述第二线圈的纵轴相交。
25.根据权利要求23所述的泡沫减振内弹簧，其中所述泡沫减振插入物包括在独特高 度处的至少两个段，其从所述中央核心以共同第一方向延伸，和在独特高度处的至少一个 段，其从所述中央核心以第二方向延伸。
26.根据权利要求23所述的泡沫减振内弹簧，其中所述泡沫减振插入物包括从所述 中央核心延伸的五个段，其包括每个在独特高度处从所述中央核心以第一方向延伸的三个 段，和每个都在独特高度处从所述中央核心以第二方向延伸的两个段。
27.根据权利要求23所述的泡沫减振内弹簧，其中所述泡沫减振插入物的一个或多个 段由于所述第一线圈或第二线圈的压缩而移位或被压缩。
28.根据权利要求23所述的泡沫减振内弹簧，其中所述泡沫减振插入物基本在所述内弹簧中的线圈阵列中整行线圈中延伸。
29.根据权利要求23所述的泡沫减振内弹簧，其中所述泡沫减振插入物基本在所述内 弹簧中的线圈阵列中整列线圈中延伸。
30.根据权利要求23所述的泡沫减振内弹簧，其包括靠近所述内弹簧外周定位的泡沫 减振插入物。
31.一种带有泡沫减振内弹簧的床垫，其包括内弹簧，其具有多个以行和列的阵列互相连接的线圈，线圈的列之间大体等距隔开，和 线圈的行之间大体等距隔开，每个线圈具有大体螺旋线形主体，并且在所述螺旋线形主体 的线材的螺旋转弯之间存在开口；至少一个泡沫减振插入物，其位于内弹簧中所述阵列的线圈之间，所述至少一个泡沫 减振插入物具有装配在所述阵列的行线圈或列线圈之间的空间中的中央核心，和从所述中 央核心侧向延伸并进入一个或更多开口中的至少两个段，该开口在所述阵列的至少两个相 邻线圈的所述螺旋线形主体的线材的螺旋转弯之间，以及衬垫和家具装饰材料，其位于所述内弹簧的支撑表面上从而形成床垫。
32.根据权利要求31所述的床垫，其中所述至少一个泡沫减振插入物具有至少三个 段，其从所述中央核心侧向延伸并且其被配置为装配在相邻线圈的螺旋线形主体的螺旋转 弯的开口中，所述至少三个段的两个从所述中央核心以第一方向并且在两个不同的高度上 延伸，和所述至少三个段的一个从所述中央核心以第二个方向在与其他两个段的所述两个 不同的高度不同的第三高度上延伸。
33.根据权利要求31所述的床垫，其中所述泡沫减振插入物的每个段被配置为装配在 线圈的螺旋线形主体的开口中，并延伸通过所述线圈的大部分横截面，使得所述段与其延 伸入的线圈的纵轴相交。
34.根据权利要求31所述的床垫，其中所述泡沫减振插入物的每个段在靠近所述中央 核心的区域中的横截面厚度比远离所述中央核心的区域中的横截面厚度大。
35.根据权利要求31所述的床垫，其中所述泡沫减振插入物具有为字母W的一般构型 的横截面构型。
36.根据权利要求31所述的床垫，其中所述泡沫减振插入物位于更靠近所述床垫的底 部而不是所述床垫的支撑表面的所述内弹簧内。
37.根据权利要求31所述的床垫，其中所述泡沫减振插入物位于更靠近所述床垫的支 撑表面而不是所述床垫的底部的所述内弹簧内。
38.根据权利要求31所述的床垫，其包括多个泡沫减振插入物，所述多个泡沫减振插 入物至少部分地限定所述床垫的不同区域。
39.根据权利要求31所述的床垫，其包括多个泡沫减振插入物，所述多个泡沫减振插 入物中的至少一些临近所述内弹簧和床垫的外周定位。
40.根据权利要求31所述的床垫，其包括多个泡沫减振插入物，所述多个泡沫减振插 入物中的至少两个在所述内弹簧中垂直定向。
41.根据权利要求31所述的床垫，其包括至少两个泡沫减振插入物，每个具有独特的 横截面构型。
全文摘要
用于支撑系统如床垫和家具的减振和分区的内弹簧具有泡沫块形式的减振插入物，其与内弹簧的弹簧或线圈一体装配。减振内弹簧具有在内弹簧的弹簧或线圈之间插入的一个或多个泡沫减振器，更具体地为泡沫减振插入物，该泡沫减振插入物被配置为在多个相邻的或排列的弹簧或线圈之间延伸，并其也具有装配在与插入物啮合的每个弹簧或线圈的各转弯或各匝之间的段。内弹簧被泡沫减振插入物机械啮合确保了内弹簧和泡沫元件的联合和配准，且内弹簧的各线圈的压缩和弹回与泡沫减振插入物的压缩和减压一起发生。
文档编号A47C23/04GK101977535SQ200980109631
公开日2011年2月16日 申请日期2009年1月16日 优先权日2008年1月18日
发明者L·K·迪默斯 申请人:希力科技有限责任公司