專利名稱：用于墊支撐的系統(tǒng)和方法
用于墊支撐的系統(tǒng)和方法相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求2009年8月6日提交并且名稱為“Systems and Methods for Cushion Supports (用于墊支撐的系統(tǒng)和方法)”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)No. 61/231，911的優(yōu)先權(quán)，上述申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以引入的方式納入此處。
背景技術(shù)：
通常，諸如床墊的緩沖物品具有由螺旋形狀的簧圈的陣列形成的內(nèi)芯，以提供床墊回彈性。典型地，每個(gè)簧圈均由鋼絲單獨(dú)地制成，并且隨后附連至其它彈簧，從而以所需的尺寸和形狀形成彈簧的行和列的矩陣。這些類型的彈簧組件可以在床墊、沙發(fā)、彈簧床墊、汽車座椅和其它類型的家具中使用?？商娲膬?nèi)芯使用以成行的矩陣布置的板簧。在美國(guó)專利4，935，977中描述了板簧內(nèi)芯的一個(gè)示例，該示例示出了板簧組件，板簧組件包括設(shè)計(jì)成在各種載荷下折曲的向上彎曲的扁鋼條板簧。所描述的板簧在床墊的寬度上延伸，其中附連點(diǎn)位于保持彈簧處于張力的任一側(cè)上。入睡者導(dǎo)致壓縮板簧的向下的力，從而導(dǎo)致板簧向下折曲并變形，從而增加彈簧中的張力。在美國(guó)專利6，170，808中描述了另外的板簧設(shè)計(jì)，其示出了從金屬板切割并設(shè)置于床墊芯中的板簧的稀疏矩陣。每個(gè)板簧均向上彎曲并且利用泡沫材料支撐襯墊覆蓋，由此支撐入睡者的一部分載荷。每個(gè)彈簧在中心位置處固定。向下的力導(dǎo)致彈簧變形，向下壓縮彈簧。橫向力可能導(dǎo)致彈簧繞其附連點(diǎn)傾斜，在懸臂彈簧的杠桿作用下變形。如在上述文獻(xiàn)中指出，板簧承受載荷的機(jī)械動(dòng)力學(xué)與盤(pán)簧承受載荷的機(jī)械動(dòng)力學(xué)既有相似之處也有不同之處，特別是例如人在由彈簧元件懸起的表面上運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)載荷。 板簧的動(dòng)態(tài)響應(yīng)與盤(pán)簧的動(dòng)態(tài)響應(yīng)既有相似之處也有不同之處，而為不同之處建立模型是復(fù)雜的。如在MBIPublishing Company (MBI出版公司)出版的i^orbes Air (福布斯 埃爾德)的“Automotive Math Handbook”(“汽車數(shù)學(xué)手冊(cè)”M2000年)的第81頁(yè)中指出，單體板簧的剛性系數(shù)的計(jì)算非常復(fù)雜，并且該剛性系數(shù)的任何等式或者模型最多只是近似，從而要求針對(duì)經(jīng)驗(yàn)分析對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。由于綁縛金屬絲、綁接金屬絲和織物的約束效應(yīng)—— 所有這些均影響動(dòng)力學(xué)，因此使響應(yīng)更為復(fù)雜。由此，在本領(lǐng)域中仍然存在對(duì)于提供改進(jìn)的承載機(jī)理的板簧組件的需要，所述改進(jìn)的承載機(jī)理包括對(duì)于運(yùn)動(dòng)載荷的改進(jìn)的承載機(jī)理。

發(fā)明內(nèi)容
此處描述的系統(tǒng)和方法涉及具有從剛性片材延伸的彈簧的陣列的床墊組件。陣列中的每個(gè)彈簧可通過(guò)如下方式制造，即在剛性片材中選擇彈簧的位置，在剛性片材中切割片簧的輪廓部分，揭開(kāi)或者折曲片材的輪廓部分或突出部，以及使輪廓部分成型以形成片簧。可以通過(guò)沿行和列生成多個(gè)這種彈簧而形成彈簧的陣列。在某些實(shí)施方式中，具有交錯(cuò)的彈簧陣列的多個(gè)剛性片材構(gòu)件可以彼此上下疊置，以便形成用于緩沖物品的更加密集的彈簧陣列。出于清楚的目的而不是通過(guò)限制的方式，系統(tǒng)和方法在此處可以在床墊組件的上下文中進(jìn)行描述。然而，可以理解，可以應(yīng)用此處描述的系統(tǒng)和方法來(lái)提供任何類型的緩沖物品。例如，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可以用于座椅墊、枕頭以及其它這種緩沖物品。更具體地，具有此處描述的金屬?gòu)椈傻拇矇|組件包括床墊芯，該床墊芯具有至少一個(gè)金屬剛性片材。彈簧可以由局部地沖壓并折曲的片材的區(qū)段形成。彈簧的彈簧特性可取決于其形狀、尺寸和材料。在一些實(shí)施方式中，可以疊置包含彈簧的多個(gè)剛性且回彈的片材構(gòu)件，以形成片簧陣列。第一片材的彈簧可以與第二片材的彈簧對(duì)準(zhǔn)，使得第二片材的彈簧裝配到與第一片材的彈簧相鄰的開(kāi)口中。第一片材構(gòu)件和第二片材構(gòu)件的彈簧可以接觸或者間隔開(kāi)。在某些實(shí)施方式中，可以以該方式組裝三個(gè)或者更多個(gè)片材構(gòu)件。在一些實(shí)施方式中，彈簧可以形成為倒轉(zhuǎn)的J形。在某些實(shí)施方式中，彈簧可以形成為S形或者蛇曲形狀。在一個(gè)實(shí)施方式中，公開(kāi)了一種用于床墊組件的片簧內(nèi)芯，其中提供了具有第一金屬片材和第二金屬片材以及形成在第一金屬片材構(gòu)件和第二金屬片材構(gòu)件中的片簧的內(nèi)芯。對(duì)準(zhǔn)第一金屬片材構(gòu)件和第二金屬片材構(gòu)件的片簧，使得第二片材的彈簧裝配到與第一片材的彈簧相鄰的開(kāi)口中。疊置第一金屬片材構(gòu)件和第二金屬片材構(gòu)件，以便將第二金屬片材的彈簧裝配到與第一片材的彈簧相鄰的開(kāi)口中。


參照附圖，本發(fā)明的上述及其它的目的和優(yōu)點(diǎn)將從其下面的進(jìn)一步描述中得到更為全面的理解，附圖中圖IA示出了根據(jù)本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施方式的片簧系統(tǒng)的一個(gè)片材的成角度的側(cè)視圖；圖IB和圖IC示出了圖IA的片材的第一側(cè)視圖和第二側(cè)視圖；圖2示出了一體地形成于基體板材的側(cè)部固定扁簧的一個(gè)實(shí)施方式；圖3示出了一體地處于壓縮狀態(tài)的側(cè)部固定扁簧；圖4A至圖4C示出了一體地形成于基體板材的側(cè)部固定扁簧的其它實(shí)施方式；圖5A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的片簧系統(tǒng)的分解圖；圖5B示出了圖3A的三個(gè)片材的俯視圖；圖6A示出了根據(jù)本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施方式的片簧系統(tǒng)；圖6B示出了圖4A的片簧系統(tǒng)的俯視圖；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施方式的床墊組件；以及圖8是示出了用于制造具有金屬?gòu)椈傻拇矇|內(nèi)芯的說(shuō)明性過(guò)程的流程圖。
具體實(shí)施例方式為了提供對(duì)本發(fā)明的全面理解，現(xiàn)將描述某些說(shuō)明性實(shí)施方式，其包括可以用于家具的具有非盤(pán)簧的內(nèi)芯。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，此處描述的系統(tǒng)和方法可以針對(duì)其它適當(dāng)?shù)膽?yīng)用進(jìn)行改裝和改型，并且這種另外的附加和改型將不脫離其范圍。例如， 其中，此處描述的系統(tǒng)和方法包括可以用作用于家具的懸架支撐的內(nèi)芯彈簧組件，所述家具包括床墊、沙發(fā)、底座或者彈簧床墊及其它應(yīng)用。在一個(gè)實(shí)施方式中，此處描述的系統(tǒng)包括側(cè)部固定扁簧，該側(cè)部固定扁簧成型為具有彎曲表面，該彎曲表面沿垂直于金屬基體板材一一扁簧在一側(cè)固定至該金屬基體板材——的軸線延伸。在某些具體實(shí)施方式
中，彈簧具有從形狀的起始點(diǎn)彎曲離開(kāi)并且隨后朝向形狀的起始點(diǎn)彎曲返回的彎曲的蛇曲形狀。內(nèi)芯彈簧組件可以由一個(gè)這種彈簧的陣列形成，也可以由疊置在一起的多個(gè)陣列形成，使得來(lái)自多個(gè)組件的扁簧組合以形成一個(gè)內(nèi)芯組件。盡管不受理論限制，但可以理解，內(nèi)芯組件提供了如下扁簧，即其以與開(kāi)式圈內(nèi)芯相似的方式單獨(dú)地以及共同地屈服于動(dòng)態(tài)載荷，并且向下施加的載荷導(dǎo)致扁簧基本上沿彈簧的縱向軸線壓縮。其中，此處還公開(kāi)了通過(guò)沖壓和彎折金屬片材——例如，通過(guò)經(jīng)由順序沖模加工——用于制造扁簧的彈簧組件的制造方法，以生產(chǎn)扁簧圈的陣列。圖IA至圖IC示出了彈簧陣列100的一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施方式的視圖，該彈簧陣列100 包括適于用作諸如床墊內(nèi)芯的家具內(nèi)芯的多個(gè)彈簧104。在該示出的實(shí)施方式中，彈簧104 的行和/或列與相鄰的行和/或列交錯(cuò)。具體地，圖IA示出了扁簧元件104的矩陣、基體 102和一系列的切除部或開(kāi)口 106。每個(gè)彈簧104在附連點(diǎn)108處附連至基體102。圖2示出了一個(gè)彈簧104的放大圖。彈簧104是已經(jīng)被給予蛇曲形狀的扁平材料帶，所述蛇曲形狀在所示出的彈簧中是“S形”，并且彈簧104沿基本上垂直于基體102的平面的軸線110 從基體102向上延伸。如圖2所示，附連點(diǎn)108大致居中地位于彈簧104的鳥(niǎo)瞰輪廓部分內(nèi)。彈簧104中的曲面的最外側(cè)區(qū)域112從彈簧的中心以相等、但相反的距離延伸，并且彈簧104的中心位于附連點(diǎn)108上方。彈簧104的頂點(diǎn)114在附連點(diǎn)108上方基本上居中。 此外，如圖IC所示，在示出的實(shí)施方式中，多個(gè)彈簧104的頂點(diǎn)114等高并且因此基本上落入與板材102的平面平行的平面內(nèi)，由此提供平坦的支撐表面。在示出的彈簧104中，最頂部邊緣118向下并且遠(yuǎn)離可能裝配在彈簧上方的任何織物覆蓋物進(jìn)行彎曲。彈簧104典型地由具有適于作為家具彈簧耐久使用的標(biāo)準(zhǔn)厚度和抗拉強(qiáng)度的金屬——特別是鋼——制成。最典型地，片簧可由彈簧鋼制成，并且可由SAE 5160制成。SAE 5160是碳鉻彈簧鋼并且具有足夠的韌性和可塑性，其拉力屈服值對(duì)于片簧是有效的。其它適當(dāng)?shù)牟牧峡梢园ú讳P鋼和鈦合金。其它材料可以包括磷青銅和鈹銅，還適于傳導(dǎo)以便在必要時(shí)允許一個(gè)或多個(gè)彈簧傳導(dǎo)電信號(hào)的材料。如上文指出，在一些實(shí)施方式中，片材102和彈簧104部分地或整體地由諸如、但不限于ULTEM PEI (聚醚酰亞胺)的適當(dāng)?shù)木酆衔镏瞥?。其它聚合物可以用作制造片?02和彈簧104的材料，并且可以使用聚合物材料涂覆片材102和/或彈簧104。根據(jù)應(yīng)用，所采用的標(biāo)準(zhǔn)厚度可以變化，而且可以采用任何適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)厚度。在一個(gè)僅作為非限制性示例提供的實(shí)施方式中，采用了 22(0. 0299英寸)至15(0. 0673英寸)的標(biāo)準(zhǔn)厚度。應(yīng)當(dāng)指出，標(biāo)準(zhǔn)厚度標(biāo)號(hào)針對(duì)各種片材金屬變化，使得針對(duì)鐵基合金鋼(ferrous steel)的厚度的標(biāo)準(zhǔn)厚度標(biāo)號(hào)可能與鍍鋅鋼和鋁以及有色金屬的標(biāo)號(hào)不同。如沿軸線110 測(cè)量的彈簧104的高度將是適于應(yīng)用并且針對(duì)床墊彈簧芯的高度，而長(zhǎng)度可以處于3英寸與10英寸之間、并且最通常地處于4英寸與8英寸之間。如上文指出，圖IA至圖IC中示出的片簧內(nèi)芯具有沿其縱向軸線向上延伸的多個(gè)片簧，如在這些圖示中所示，所述縱向軸線基本上垂直于基體102。在典型的實(shí)施方式—— 但并非僅有的實(shí)施方式——中，基體102和彈簧104是金屬的，并且典型地為鋼。然而，可以采用任何適當(dāng)?shù)牟牧匣蛘咭唤M材料，并且所選的材料將至少部分地取決于所針對(duì)的應(yīng)用。 例如，可以使用除了鋼以外的金屬，而且可以使用不同的合金、塑料、復(fù)合材料、聚合物及其它材料或者材料的組合。如在圖IA中進(jìn)一步示出，基體102典型地由第一材料片材形成，所述第一材料片材通常為例如薄鋼片材的第一金屬片材。然而，此外，該材料片材可以是塑料、復(fù)合材料或者任何其它適當(dāng)材料或者一組材料。圖IA還示出了每個(gè)彈簧104均為材料帶，所述材料帶進(jìn)行彎曲以允許所述帶回彈地彎折、壓縮和折曲，由此提供用于支撐載荷的彈簧力。在圖IA 中，每個(gè)彈簧104與相應(yīng)的開(kāi)口或者切除部106相鄰。切除部106具有矩形輪廓部分。在示出的實(shí)施方式中，彈簧104由扁平材料帶——即，片材的切除部——形成。如將在下文更加詳細(xì)地討論，切除帶可以彎折成蛇曲形狀。由此，彈簧104—體地附連至板材102，因?yàn)楫?dāng)從板材102切割矩形輪廓部分時(shí)，附連點(diǎn)108可以是板材102的未切穿的一部分。然而，在可替代的實(shí)施方式中，彈簧104可以是分離的彈簧，該彈簧被焊接、栓接或者以其它方式接合至板材102。在任一種情況下，板材均提供了繞內(nèi)芯周邊的邊界支撐。板材102的尺寸將取決于應(yīng)用，并且在某些實(shí)施方式中基本上為諸如單人床墊、 大號(hào)床墊或特大號(hào)床墊的傳統(tǒng)床墊的尺寸?？商娲?，板材102的尺寸可以設(shè)置成提供諸如腰部區(qū)段或者邊緣支撐的床墊的一部分。在這種實(shí)施方式中，內(nèi)芯的其余部分可以是螺旋圈、袋裝圈、泡沫材料、乳膠、粘彈性材料或者任何其它適當(dāng)?shù)牟牧?。圖2中示出的側(cè)部固定扁簧響應(yīng)于向下載荷而基本上沿軸線110壓縮。橫向施加的載荷將導(dǎo)致在橫向于軸線110的方向上的一些壓縮和運(yùn)動(dòng)。然而，彈簧104的蛇曲形狀通過(guò)從其中心向外擴(kuò)展而響應(yīng)于向下的力，從而使得最外側(cè)區(qū)段112進(jìn)一步移動(dòng)遠(yuǎn)離位于附連點(diǎn)108處的彈簧中心。由此，彈簧104的動(dòng)態(tài)響應(yīng)具有與固定盤(pán)簧的動(dòng)態(tài)響應(yīng)的類似性。圖2中示出的扁簧的剛性系數(shù)——即，以磅每英寸(lb/in)為單位來(lái)表示并且代表將彈簧壓縮(或拉伸)一英寸所需的力的磅數(shù)的彈簧剛度的測(cè)量——可以通過(guò)曲面的數(shù)量、 彈簧材料的選擇、任何涂層的使用和彈簧104的標(biāo)準(zhǔn)厚度、即厚度來(lái)設(shè)定。圖3示出了處于部分壓縮情況下的圖2的彈簧104。頂點(diǎn)114沿軸線110被壓縮得更低，而最外側(cè)區(qū)段112從彈簧104的中心移動(dòng)得更遠(yuǎn)。不受理論的約束，但應(yīng)當(dāng)理解， 彈簧動(dòng)力學(xué)包括彈簧104的兩個(gè)曲面對(duì)所施加的力的響應(yīng)。圖3圖示了彈簧104具有上臂 122并且具有中臂IM和下臂128，所述上臂122是彈簧104的最頂部曲面中的上臂，所述中臂1 分配在上曲面和下曲面之間，而所述下臂1 是下曲面的一部分并在其端部處固定至附連點(diǎn)108。如通過(guò)比較圖2和圖3可以觀察到，在頂點(diǎn)114處施加的向下施加的力沿軸線110 壓縮彈簧104。彈簧104響應(yīng)理解為由例如臂122的曲面的臂產(chǎn)生，所述臂122類似于作用在位于最遠(yuǎn)側(cè)區(qū)段112附近的杠桿支點(diǎn)上的杠桿臂而動(dòng)作，所述臂112在該處驅(qū)動(dòng)與彈簧材料的抗扭模量以及彈簧104的厚度有關(guān)的載荷。在彈簧104的下曲面中顯示出類似的杠桿動(dòng)力學(xué)。圖4A示出了扁簧的可替代實(shí)施方式，其中示出的扁簧404具有三個(gè)曲面。所采用的曲面的數(shù)量將至少部分地基于要獲得的彈簧剛性系數(shù)?？梢圆捎闷渌膹椈稍O(shè)計(jì)，包括具有額外的曲面、彼此不對(duì)稱的曲面、繞縱向軸線螺旋扭轉(zhuǎn)的曲面的彈簧以及具有諸如沙漏輪廓部分的彎曲輪廓部分的彈簧。圖4B和圖4C分別示出了適合用于此處描述的系統(tǒng)和方法的片簧的可替代實(shí)施方式的鳥(niǎo)瞰圖和立體圖。所示出的彈簧420是通過(guò)在板材中切割、沖壓或者以其它方式加工盤(pán)旋切割輪廓部分422而形成的螺旋形非對(duì)稱彈簧。盤(pán)旋切割420選擇性地通過(guò)順序沖模加工，并且可以從片材向上拉以形成具有包括上圈似4和下圈430的多個(gè)圈的簧圈。彈簧420具有附連部432和圓形輪廓部分434，所述附連部432與片材整合為一體，所述圓形輪廓部分434形成片材中及彈簧420下方的開(kāi)口。返回圖IB和圖1C，圖示出側(cè)部固定扁簧104的輪廓部分允許彈簧以與簧圈床墊中采用的間距相似的間距緊鄰彼此設(shè)置。具體地，圖IB示出了具有間距間隔120的一行彈簧 104，所述間距間隔120約為彈簧104的寬度的1/6。彈簧的寬度可以取決于應(yīng)用而變化，并且對(duì)于床墊或者底座可以典型地處于從1英寸至5英寸的范圍內(nèi)。通過(guò)選擇彈簧的可選幾何結(jié)構(gòu)，可以減小間隔并且可以獲得重疊彈簧元件。例如，返回圖1A，在可選的實(shí)施方式中， 可以消除或減小分離相鄰彈簧104的板臂116，從而可以增加彈簧104的寬度，以便由此獲得相鄰彈簧104的更近的間隔或者甚至重疊。圖IC圖示了在圈個(gè)數(shù)、圈間距以及圈高度方面很好地模仿了開(kāi)式圈內(nèi)芯的物理布局的內(nèi)芯扁簧組件。此外，類似于開(kāi)式圈的壓縮動(dòng)作， 彈簧104響應(yīng)于向下載荷沿軸線110向下壓縮。通常，彈簧104形成為S形。在某些實(shí)施方式中，形成S形可能需要使沖壓開(kāi)口 106 稍長(zhǎng)。因此，切除部106可能很長(zhǎng)，并且因此，彈簧104以比期望更長(zhǎng)的距離彼此分離開(kāi)。在這種實(shí)施方式中，期望彼此上下疊置兩個(gè)或更多個(gè)片材102，以填充切除部106并獲得彈簧間的期望的間距。通常，用于形成最終片簧陣列的片材的數(shù)量可以取決于尺寸、形狀和彈簧的定向，并且可以在從一個(gè)片材直至兩個(gè)、三個(gè)或甚至更多個(gè)片材的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施方式中，用于形成最終片簧陣列的片材的數(shù)量可以取決于期望的疊置彈簧的剛度。在一些實(shí)施方式中，用于形成最終片簧陣列的片材的數(shù)量可以取決于期望的疊置彈簧的密度。在任何情況下，內(nèi)芯可以包括典型為金屬的多個(gè)材料片材。每個(gè)片材可以具有彈簧并且所述彈簧可以對(duì)準(zhǔn)，使得一個(gè)片材的彈簧與相鄰的開(kāi)口或者另一片材對(duì)準(zhǔn)。片材可以進(jìn)行疊置，從而使得彈簧裝配在開(kāi)口內(nèi)，并且可選地片材可以焊接、栓接或者以其它方式接合。片材與片材的彈簧形狀、尺寸、彈簧常數(shù)和類型可以變化，使得內(nèi)芯具有多種類型的彈簧以及可選的多個(gè)硬度區(qū)域。圖5A至圖6B示出了這種扁簧的陣列，其具有三個(gè)金屬片材構(gòu)件502、504和506。 彈簧104的不同形狀和布置可以提供不同的硬度和彈簧特性。具體地，圖5A示出了三個(gè)片材構(gòu)件彈簧陣列502、504和506。全部三個(gè)示出為在片材502位于504上方并且504位于片材506上方的情況下對(duì)準(zhǔn)。在每個(gè)片材502、504和506的端部是扁平的且不包括彈簧的完整金屬面板；這些面板分別為503、505和507。完整面板503、505和507具有不同寬度， 其中面板507是最大的。因此，與其它片材構(gòu)件504和502相比，片材構(gòu)件506每列具有較少的彈簧，此處示出為每列六個(gè)彈簧。通過(guò)將片材構(gòu)件502至506對(duì)準(zhǔn)并且使片材面板具有偏離于該片材構(gòu)件的各列中的第一彈簧的完整金屬面板，可以使片材構(gòu)件502至506能夠疊置，使得將一個(gè)裝配在另一個(gè)上，從而生成與單獨(dú)的片材構(gòu)件相比具有更高的彈簧個(gè)數(shù)的組合組件?？蛇x地，疊置的片材構(gòu)件502至506可以焊接、栓接或者以其它方式接合在一起。另外可選地，單獨(dú)的片材構(gòu)件可以具有不同形狀的彈簧，使得最終組件包括多個(gè)彈簧類型。例如，可以在一個(gè)片材構(gòu)件中使用與S形相比具有更多彎折的蛇曲形狀，而在其它片材構(gòu)件中使用S形彈簧。如上文指出，片材可以由金屬或者諸如模制塑料材料的任何適當(dāng)?shù)膭傂郧一貜椀牟牧闲纬?。在一些?shí)施方式中，片材可以包括多種材料。在某些實(shí)施方式中，片材可以是多層片材，其中每個(gè)片材由不同的材料形成。例如，片材可以包括鈦的片材、鋼的片材和鋁的片材。不同的材料可以為彈簧提供不同的彈簧特性。片材也可以具有由不同的材料形成的不同區(qū)域，以便允許代替彈簧形狀變化或者除了彈簧形狀變化以外，基于材料在片材構(gòu)件上變化彈簧特性。根據(jù)此處描述的系統(tǒng)和方法的彈簧陣列可以用作床墊組件的內(nèi)芯。圖7示出了床墊組件700的說(shuō)明性實(shí)施方式。床墊組件700可以包括床墊702和底座704。床墊702包括內(nèi)芯(未示出)，該內(nèi)芯可以包括類似于圖IA中示出的彈簧陣列100的彈簧陣列。與盤(pán)簧相比，使用來(lái)自片材構(gòu)件的彈簧陣列可以更簡(jiǎn)單、更易于制造、并且更節(jié)省成本。在一個(gè)實(shí)施方式中，內(nèi)芯可以包括一個(gè)或更多個(gè)金屬片材，從所述金屬片材可以局部地沖壓并形成單獨(dú)的金屬?gòu)椈伞?nèi)芯也可以包括至少部分地覆蓋金屬?gòu)椈傻膬?nèi)芯罩。典型地，該罩是泡沫材料、織物或者兩者的組合。在任何情況下，床墊702和底座704可以使用傳統(tǒng)的墊料和飾面，并且該墊料、覆蓋物和飾面可以如在傳統(tǒng)的開(kāi)放圈床墊的情況下一樣裝配在內(nèi)芯上和內(nèi)芯周圍。在一些實(shí)施方式中，可以將金屬?gòu)椈赏ㄟ^(guò)粘合劑和/或金屬緊固件緊固于內(nèi)芯罩。在某些實(shí)施方式中，內(nèi)芯也可以包括諸如簧圈、袋裝簧圈、泡沫材料、乳膠、凝膠、粘彈性凝膠或者上述的組合的其它支撐結(jié)構(gòu)和材料。內(nèi)芯可以具有在其長(zhǎng)度和寬度上變化的硬度。底座704可以包括床墊框架或床墊護(hù)角。該內(nèi)芯也可以是制成為足夠剛性的底座柵格，以便為床墊提供底座支撐。在某些實(shí)施方式中，床墊702也可以包括一個(gè)或更多個(gè)護(hù)邊(未示出)。所述護(hù)邊可以附連至內(nèi)芯的一側(cè)或多側(cè)或者置于與內(nèi)芯的一側(cè)或多側(cè)相鄰，并且可以在一個(gè)或多個(gè)層中包括金屬?gòu)椈?、簧圈、袋裝簧圈、泡沫材料、乳膠、凝膠、粘彈性凝膠或者其組合。護(hù)邊可以置于內(nèi)芯的相對(duì)側(cè)上、內(nèi)芯的全部四側(cè)上、或者內(nèi)芯的僅一側(cè)上。在一些床墊實(shí)施方式中，內(nèi)芯可能不包括金屬?gòu)椈?，而護(hù)邊可以包括金屬?gòu)椈?。在某些?shí)施方式中，護(hù)邊可以包括具有大于內(nèi)芯的硬度的邊緣支撐。護(hù)邊可以通過(guò)粘合劑或者機(jī)械緊固件緊固至內(nèi)芯。在一些實(shí)施方式中，床墊702可以包括墊料層。該墊料層可以與內(nèi)芯的頂部表面或者內(nèi)芯的底部表面相鄰。在一些實(shí)施方式中，床墊702可以是雙面床墊，其中，一個(gè)構(gòu)型中的頂部表面和底部表面可以分別為另一構(gòu)型中的底部表面和頂部表面。在其它實(shí)施方式中，可能存在與內(nèi)芯的頂部表面相鄰的墊料層以及與內(nèi)芯的底部表面相鄰的另一墊料層。 該墊料層可以包括泡沫材料、凝膠或者任何其它類型的墊料材料。在一些實(shí)施方式中，床墊 702可以包括限定床墊的頂部外表面的頂層襯墊。該頂層襯墊可以包括泡沫材料、凝膠或任何其它類型的墊料材料。在某些實(shí)施方式中，頂層襯墊和/或墊料層可以由可能夠中間絮有軟物的材料制成。頂層襯墊沿其寬度和長(zhǎng)度可以具有均勻一致的高度或厚度，或者其高度或厚度可以沿寬度和厚度中的至少一個(gè)變化。例如，頂層襯墊在中心處可比在其周邊處更厚。在某些實(shí)施方式中，床墊702可以包括一個(gè)或多個(gè)阻燃、防水或者抗過(guò)敏的層。這些層中的一個(gè)或多個(gè)可以設(shè)置成在內(nèi)芯的頂部表面、底部表面和/或一個(gè)或多個(gè)側(cè)面與內(nèi)芯相鄰。在一些實(shí)施方式中，這些層中的一個(gè)或多個(gè)可以設(shè)置成與床墊702中的墊料層或者頂層襯墊的表面相鄰。一個(gè)或多個(gè)阻燃層可以包括符合可燃性法規(guī)要求的阻燃織物或者層壓件，所述可燃性法規(guī)要求例如是“Inderal Standard 16 CFR 1632and 1633”(聯(lián)邦規(guī)格 16 聯(lián)邦法規(guī) 1632 和 1633)或者"CaliforniaBureau of Home Furnishings Technical Bulletin 129 Flammability TestProcedure”(加利福尼亞州局家居用品的可燃性測(cè)試程序技術(shù)公報(bào)129)，上述的全部以引入的方式納入本文。在某些實(shí)施方式中，阻燃層可以是中間絮有軟物的。所述一個(gè)或多個(gè)防水或者抗過(guò)敏層可以包括涂覆或未涂覆的織物或者層壓材料。防水或者抗過(guò)敏層可以是能夠透氣的并且能夠中間絮有軟物的。上文詳細(xì)描述的各種層可以以多種方式彼此緊固。例如，可以將層沿邊緣、在中心、在邊緣與中心之間或者在上述位置的某些組合彼此附連。附連可以通過(guò)縫合、絎縫、粘合或者通過(guò)機(jī)械緊固件緊固完成。圖8示出了用于制造具有金屬?gòu)椈申嚵械拇矇|內(nèi)芯的說(shuō)明性過(guò)程800。首先，在步驟802中，提供片材構(gòu)件。典型地，將金屬片材供給至自動(dòng)化模具，通常為可以接受供給原料片材并且沖壓和彎折原料的順序沖模。隨后，在步驟804中，從在片材構(gòu)件中局部沖壓的區(qū)段形成彈簧。在該方法中，彈簧一體地形成于組件中，并且避免了焊接或者其它接合過(guò)程。此外，在板材與彈簧之間的機(jī)械連接部由為板材條帶的彈簧產(chǎn)生，并且因此連續(xù)地接合至板材，從而生成與板材的堅(jiān)固耐用的連接部。可替代地，片材構(gòu)件可以由諸如塑料的另一材料模制或者以其它方式形成。在步驟806中，如果使用多個(gè)片材構(gòu)件用于內(nèi)芯并且需要具有形成有彈簧的多個(gè)片材構(gòu)件，則該過(guò)程回到步驟802。如果待結(jié)合到內(nèi)芯中的所有片材構(gòu)件已進(jìn)行加工以形成彈簧，則隨后在步驟808中，組裝片材構(gòu)件以形成最終片簧陣列。在某些實(shí)施方式中，可將可替代的加工步驟插入該過(guò)程中。例如，如果利用保護(hù)性材料涂覆片材構(gòu)件或者彈簧，則可以在步驟804以后和步驟806之前、或者可以在步驟808的最終組裝片材構(gòu)件之前發(fā)生涂覆過(guò)程。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以采用所描述的內(nèi)容的變體、改型或其它實(shí)施。更具體地，上文描述的或者通過(guò)引入納入本文的任何方法和系統(tǒng)特征可以與此處公開(kāi)的或者通過(guò)引入納入本文的任何其它適合的方法或系統(tǒng)特征組合，并且其在所能夠想到的本發(fā)明的范圍內(nèi)。在不脫離本發(fā)明或者其基本特征的情況下，可以以其它具體形式實(shí)施所述系統(tǒng)和方法。因此，應(yīng)認(rèn)為上述實(shí)施方式全部為說(shuō)明性的，而不是限制本發(fā)明。在此引用的所有參考文獻(xiàn)的教示全部以引入的方式納入本文。
權(quán)利要求
1.一種制造片簧內(nèi)芯的方法，包括提供第一金屬片材；在所述第一金屬片材構(gòu)件中形成多個(gè)第一片簧，每個(gè)片簧具有相鄰開(kāi)口，并且每個(gè)片簧具有蛇曲形狀并沿垂直于所述金屬片材的縱向軸線延伸，所述彈簧能夠響應(yīng)于沿所述縱向軸線施加的力沿所述縱向軸線進(jìn)行壓縮。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括提供第二金屬片材；在所述第二金屬片材中形成多個(gè)第二片簧；對(duì)準(zhǔn)所述第一金屬片材和所述第二金屬片材，使得所述多個(gè)第二片簧與所述第一金屬片材中的相應(yīng)的相鄰開(kāi)口對(duì)準(zhǔn)；以及疊置所述第一金屬片材和第二金屬片材，以使所述多個(gè)第二片簧裝配到所述第一金屬片材的相應(yīng)的相鄰開(kāi)口中。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述第二金屬片材構(gòu)件中形成所述多個(gè)第二片簧包括將所述多個(gè)第二片簧形成為在疊置所述第一金屬片材和第二金屬片材時(shí)接觸所述多個(gè)第一片簧。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述第二金屬片材構(gòu)件中形成所述多個(gè)第二片簧包括將所述多個(gè)第二片簧形成為在疊置所述第一金屬片材和第二金屬片材時(shí)與所述多個(gè)第一片簧間隔開(kāi)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成所述多個(gè)第一片簧包括在所述第一金屬片材中選擇用于所述多個(gè)第一片簧中相應(yīng)的第一片簧的位置；在所述第一金屬片材中切割所述片簧的輪廓部分；以及彎折所述輪廓部分以使所述輪廓部分成型為蛇曲形狀，并且由此從由所述金屬片材切割的所述輪廓部分一體地形成所述片簧。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述輪廓部分包括梯形切除部或者三側(cè)切除部。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述輪廓部分具有4英寸至8英寸的長(zhǎng)度，并且相應(yīng)的所述片簧具有處于3英寸與6英寸之間的高度。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述第一金屬片材上的第一片簧與在所述第一金屬片材上的第二片簧不同地成型。
9.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述第一金屬片材上的第一片簧與在所述第二金屬片材上的第二片簧不同地成型。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括將所述多個(gè)片簧設(shè)置成行和列，其中，所述行和所述列是交錯(cuò)的。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括如下步驟添加一個(gè)或多個(gè)從如下組中選擇的支撐結(jié)構(gòu)和材料，所述組包括簧圈、袋裝簧圈、泡沫材料、乳膠、凝膠、粘彈性凝膠及其組合。
12.—種家具彈簧組件，包括第一金屬基體板材；多個(gè)片簧，所述多個(gè)片簧分別與相應(yīng)的開(kāi)口緊鄰，并且所述多個(gè)片簧分別在一側(cè)固定、 并沿基本上垂直于所述金屬基體板材的縱向軸線向上延伸、并具有蛇曲形狀，各個(gè)彈簧能夠響應(yīng)于沿所述縱向軸線施加的力沿所述縱向軸線進(jìn)行壓縮。
13.如權(quán)利要求12所述的家具彈簧組件，還包括在第二金屬片材中的多個(gè)第二片簧；所述第一金屬片材構(gòu)件和所述第二金屬片材對(duì)準(zhǔn)為使得所述多個(gè)第二片簧與所述第一金屬片材中的相應(yīng)的相鄰開(kāi)口對(duì)準(zhǔn)；并且所述第一金屬片材和第二金屬片材疊置為使所述多個(gè)第二片簧裝配到所述第一金屬片材的相應(yīng)的相鄰開(kāi)口中。
14.如權(quán)利要求12所述的家具彈簧組件，還包括內(nèi)芯罩，所述內(nèi)芯罩至少部分地覆蓋所述多個(gè)片簧的頂部表面。
15.如權(quán)利要求13所述的家具彈簧組件，其中，所述第一金屬片材或第二金屬片材包括一種或多種不同的材料。
16.如權(quán)利要求12所述的家具彈簧組件，其中，一個(gè)或多個(gè)護(hù)邊設(shè)置成與所述多個(gè)片簧的一側(cè)或多側(cè)相鄰。
17.如權(quán)利要求12所述的家具彈簧組件，其中，在所述多個(gè)片簧的至少一個(gè)表面上設(shè)置墊料層。
18.如權(quán)利要求12所述的家具彈簧組件，其中，在所述多個(gè)片簧的至少一個(gè)表面上設(shè)置頂層襯墊，所述頂層襯墊具有能夠沿所述頂層襯墊的寬度和長(zhǎng)度中的至少一個(gè)變化的變化高度或厚度。
19.如權(quán)利要求12所述的家具彈簧組件，其中，在所述家具彈簧組件的至少一個(gè)表面上設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)阻燃、防水或者抗過(guò)敏的層。
20.如權(quán)利要求12所述的家具彈簧組件，還包括飾面層和支撐框架以提供底座。
全文摘要
床墊組件具有從片材延伸的彈簧(104)的陣列(100)。陣列(100)中的每個(gè)彈簧(104)可通過(guò)如下方式制造，即選擇彈簧的位置，在片材中切割片簧的輪廓部分，揭開(kāi)或者彎折片材的輪廓部分或突出部，以及使輪廓部分成型以形成片簧。通過(guò)沿行和列生成多個(gè)這種彈簧(104)而形成彈簧的陣列(100)。在某些實(shí)施方式中，可以疊置多個(gè)片材以形成片簧陣列。
文檔編號(hào)F16F3/02GK102481056SQ201080034568
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者邁克爾·S·德弗蘭克斯 申請(qǐng)人:美夢(mèng)有限公司