CN101052331A - 不对称弹簧部件和单面床垫用内置弹簧 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于床垫和其它弹性支撑结构的不对称弹簧部件，为螺旋形卷簧的形式，线圈体中的匝具有变化的螺旋角和半径，并且卷簧具有用于单面床垫中的单面内置弹簧的单一支撑端。卷簧在线圈的轴或水平基准面或两者周围是不对称的，卷簧的端在形状和大小上不同以适应不同的安装和支撑安排。不对称卷簧可被包含在独立的袋或一系列袋中，并被排列到一起形成用在单面床垫中的不对称封入式线圈内置弹簧。

Description

不对称弹簧部件和单面床垫用内置弹簧

技术领域

本发明属于扭转支撑结构如床垫和底座的一般领域，更具体地属于在扭转支撑结构内部的独立弹簧部件和弹簧组件领域。

背景技术

床垫和其它类型的座垫数几十年来都被构造成“双面”的，或换句话说，在横截面上对称，其中材料和部件的构造和布置在每个面上都是相同的。双面对称构造能使座垫或床垫翻转以在新的未压缩的一面上获得相同的支撑特性。长期以来一直认为，为了使填塞物压缩层，尤其是天然材料如棉絮或家禽羽毛的填塞物，在相对面用作支撑面的同时能够解压，双面对称构造是有必要的。随着用于填塞层的改进材料包括具有优异弹性且能快速恢复到未压缩或基本未压缩状态的泡沫材料的出现，填塞的支撑面不再需要借助翻转到相对面提供的长时间恢复期，而且实际上，在解压时能快速恢复，并可在产品的寿命期内保持这种性能。这引领了“单面”床垫的最新发展，其被设计和构造成只具有一个用于支撑的永久支撑面或表面，相对面被设计成通过盒式弹簧或底座的顶面来永久支撑且与其接触。单面或“非翻转”床垫因此被设计成在或靠近单个支撑面处基本集中了全部支撑和舒适特征，相对面或底面只用作被底座支撑的平台。因此，位于或靠近支撑面处的填塞物和其它填充材料的数量和质量优于位于相对底面处的。

通常利用在支撑面或内置弹簧面盖有上述填塞物层和垫衬物层的多个互连弹簧部件如各种构造的钢丝弹簧来构造床垫、座垫和其它弹性支撑结构。在每个相对面上具有所述的对称材料层的双面床垫上，内部弹簧部件在垂直和水平两个方向上都是对称的，因而它们在每一端提供的阻力相同，并共同地作用到床垫的每个支撑面。对称弹簧设计在用线材成形机器形成螺旋卷簧体然后用冲压模形成弹簧端的自动化制造中也是优选和普遍的。弹簧部件在水平面周围的对称意味着线圈的上部(在平面的上方)在相应部分的大小、形状和相对位置上与线圈下部(在平面的下方)相同。术语“对称”被定义为在相应部分的大小、形状和相对位置方面类似。Webster’sRevised Unabridged Dictionary，1996。

在具有固定方向的弹性支撑结构如床垫底座、“盒式弹簧”或沙发中，弹簧可一端固定在框架如木框上，在限定弹性支撑表面的相对端上放置填塞物。在这种应用中使用的弹簧可具有在结构或形状上不同于相对支撑端的安装端，线圈体从安装端过渡到支撑端。螺旋线状弹簧一般具有在线圈端之间延伸的螺旋体。形成线圈体的螺旋有固定的螺旋角或节距，主要由于线材成形机使用固定齿轮传动装置或凸轮将线材成形为卷曲螺旋物。这给予卷簧在其整个长度和压缩范围内的固定弹簧刚度，从而当被压缩时线圈具有不变的支撑特性或触感(feel)。而且，重要的是在这类卷簧中，用于形成弹簧的材料数量在整个线圈长度上相同，即使线圈可能只在其总长度的上部四分之一或三分之一中被压缩。由于大部分卷簧压缩只发生在线圈高度的上部四分之一或三分之一中，因此没有必要为了良好的弹簧性能而完全相同地设计卷簧下部四分之三或三分之二部分。弹簧是对称的，只是因为它们被安装在对称的双面床垫中，当向上作为支撑面时，它们必须为床垫的每个面提供相同的弹性支撑。

发明内容

本发明提供专门设计用在单面床垫或座垫装置中的不对称床垫部件，其中床垫或座垫装置只有一个面被设计和用于作为弹性支撑面，相对面被设计和用于被底座、盒式弹簧或其它结构或表面永久支撑。根据本发明的一个方面，提供不对称的床垫弹簧部件，如卷簧，例如成形钢丝，其具有总体螺旋形线圈体，该线圈体相对于通过线圈体垂直轴的任何一个垂直面或相对于垂直于线圈体轴的水平面不对称。“不对称”意味着在两个或多个类似部分中缺乏对称，即不是对称的。American HeritageDictionary，第4版，2000。本发明的不对称卷簧各自具有一个被设置成靠近单面床垫的支撑面放置的底端，和一个通常与底端相对的顶端或支撑端，被设置成靠近单面床垫的支撑面放置。本发明的多个不对称弹簧部件被连在一起形成用在单面床垫中的不对称内置弹簧组件。其在本文中还被称为不对称内置弹簧组件，或简单地称为不对称内置弹簧。

在本发明的一个例子中，在单面床垫内置弹簧组件中的不对称卷簧具有底端和支撑端，其中底端具有第一直径和支撑端具有大于第一直径的第二直径。安装端和支撑端之间的线圈体可设置为靠近支撑端处的材料密度大于靠近底端处的材料密度，从而相对于垂直于线圈体轴的面不对称，这在本文中进一步解释。在这种卷簧的一种具体实施方案中，弹簧上部区域(靠近支撑端)中线卷的匝数比弹簧下部区域(靠近底端或安装端)中大。线圈的不对称构造理想地适合于单面支撑结构如单面床垫中的最佳性能。本发明的不对称簧圈还可按照大规模生产和处理操作中使用的标准打捆方法打捆。在本发明的另一方面中，适用于单面床垫用单面内置弹簧的不对称线状卷簧具有总体螺旋形线圈体，该线圈体具有大量线匝，每匝具有从线圈体轴测量的半径和螺旋角，匝的至少一个螺旋角大于匝的螺旋角的另一个，下端邻接线圈体的下部区域并位于总体垂直于线圈体轴的面内，上部支撑端邻接线圈体的上部区域并位于总体垂直于线圈体轴的面内，上端用作线圈的单一支撑端。

根据本发明的另一方面，由互连成形的钢丝弹簧制成的不对称床垫内置弹簧在靠近内置弹簧的支撑面处比靠近内置弹簧的底面处具有较大的线状材料密度，这样通过设计来提供只有单一支撑表面的内置弹簧。内置弹簧支撑面处线状材料的较大密度执行设计的内置弹簧回复支撑功能，而内置弹簧底面处线状材料的较低密度提供床垫单个支撑表面的结构支撑。

在本发明的另一个方面中，提供一种不对称内置弹簧，其具有多个互连的不对称线状卷簧，每个卷簧都具有总体螺旋形线圈体，线圈体具有多匝，至少两匝具有唯一的节距或半径，支撑端邻接线圈体的一个端，底端邻接线圈体的相对端，卷簧的支撑端被布置在限定不对称内置弹簧单一支撑面的面内。

本文参考附图描述本发明的这些和其它方面，附图代表体现本发明原理和思想的少数几个部件设计，其不以其它方式限制权利要求所限定的本发明的范围。

附图说明

在图中：

图1A为本发明的不对称弹簧部件的侧视图；

图1B为图1A的不对称弹簧部件的端视图；

图2A为本发明的另一种不对称弹簧部件的侧视图；

图2B为图2A的不对称弹簧部件的端视图；

图3A为具有偏移端的不对称螺旋钢丝弹簧的侧视图；

图3B为图3A的不对称线圈的端视图；

图4A为具有偏移端的螺旋钢丝弹簧形式的本发明不对称弹簧部件的侧视图；

图4B为图4A的不对称弹簧部件的透视图；

图4C为图4A的不对称弹簧部件的另一侧视图；

图4D为图4A的不对称弹簧部件的端视图；

图5A为具有偏移端的螺旋钢丝弹簧形式的本发明不对称弹簧部件另一实施方案的侧视图；

图5B为图5A的不对称弹簧部件的透视图；

图5C为图5A的不对称弹簧部件的另一侧视图；

图5D为图5D的不对称弹簧部件的端视图；

图6为由根据本发明的不对称卷簧部件构造的不对称内置弹簧组件一部分的透视图；

图7A为结合罩或其它套的螺旋钢丝弹簧形式的本发明不对称弹簧部件的侧视图，结合罩或其它套的螺旋钢丝弹簧也称为封入式(pocketed)不对称弹簧部件；

图7B为图7A的封入式不对称弹簧部件的透视图；

图7C为图7A的封入式不对称弹簧部件的另一侧视图；

图7D为图7A的封入式不对称弹簧部件的端视图；

图7E为由多个图7A的封入式不对称弹簧部件构造成的不对称内置弹簧的透视图，这种不对称内置弹簧也称为封入式不对称内置弹簧或封入式内置弹簧组件；

图8A为结合罩或其它套的螺旋钢丝弹簧形式的本发明不对称弹簧部件另一实施方案的侧视图，结合罩或其它套的螺旋钢丝弹簧也称为封入式不对称弹簧部件；

图8B为图8A的封入式不对称弹簧部件的透视图；

图8C为图8A的封入式不对称弹簧部件的另一侧视图；

图8D为图8A的封入式不对称弹簧部件的端视图；和

图8E为由多个图8A的封入式不对称弹簧部件构造成的不对称内置弹簧的透视图，这种不对称内置弹簧也称为封入式不对称内置弹簧或封入式内置弹簧组件；

图9A为结合罩或其它套的螺旋钢丝弹簧形式的本发明不对称弹簧部件另一实施方案的侧视图，结合罩或其它套的螺旋钢丝弹簧也称为封入式不对称弹簧部件；

图9B为图9A的封入式不对称弹簧部件的透视图；

图9C为图9A的封入式不对称弹簧部件的另一侧视图；

图9D为图9A的封入式不对称弹簧部件的端视图；和

图9E为由多个图9A的封入式不对称弹簧部件构造成的不对称内置弹簧的透视图，这种不对称内置弹簧也称为封入式不对称内置弹簧或封入式内置弹簧组件；

图10为由具有本发明的不对称簧圈的不对称内置弹簧构造的单面床垫的部分剖视图，和

图11为由具有本发明的封入式不对称簧圈的封入式不对称内置弹簧构造的单面床垫的部分透视图。

具体实施方式

作为本发明的一种不对称弹簧部件的实施例，图1A在侧面上图示了通常用100指示的线状卷簧，其具有在底端102和顶端或支撑端104之间延伸的总体螺旋形线圈体106。底102还称为弹簧100的底端或安装端。线圈100的底102和顶104还称为终止匝。如图所示，线圈体106在垂直通过线圈的轴A的总体水平基准面HP的周围或相对于其是总体不对称的。在靠近顶端或支撑端104的基准面HP一侧上的线圈体106部分还称为线圈体106的“上部区域”。在靠近底或底端102的基准面HP一侧上的线圈体106部分还称为“下部区域”。在本发明的不对称簧圈中，在面HP一侧上的线圈体106的物理构造不同于面HP另一侧上的线圈体106的物理构造。在图1A的具体实施方式中，因为线圈体106中的匝数不同导致在基准面HP一侧上的线圈体106即线圈体106的上部区域中存在比另一侧上即下部区域中多的钢丝材料。在其它实施方案中，在靠近支撑端或顶104的线圈体侧或区域上可能存在较多的材料，而在其它一些实施方案中，可能在靠近底端或安装端102的线圈体侧或区域中存在较多的材料，任何一种方式都会导致线圈体和线圈整体上不对称。线圈体中材料数量的差异通常用线圈体各自上部或下部区域中螺旋形匝的数量和大小(例如半径)来表示。在螺旋形线状卷簧成型领域中大家都知道，决定弹簧刚度和弹簧综合触感的主要因素有钢丝规格、以及线圈螺旋形匝的数量、大小(直径)和节距(或螺旋角)。通常，线圈匝数越多，弹簧刚度越低，就得到越软的触感和支撑。线圈中较大直径的匝还有助于较低的弹簧刚度和相应的较软触感，但线圈直径在大多数情况下受制造和内置弹簧组件参数限制。可通过在线圈成形机中利用成形模拉伸形成线圈所用钢丝的速度来控制线圈每匝的节距或螺旋角。因为线圈的垂直取向度增加，较大或较陡的节距产生较刚性的弹簧。较浅的节距产生较低的弹簧刚度，并在线圈体中允许较大的总匝数。线圈体中较多的匝数和较小的节距，尤其是靠近线圈的顶部支撑端处，能增强线圈响应轴外负荷而在横向上接合或偏转的能力。对于本发明的不对称弹簧部件和用不对称弹簧部件制成的内置弹簧组件，卷簧的钢丝规格可为10-20awg，优选范围为11-17awg，更优选的范围为12-16awg。

通过结合相对大直径的底102以形成宽的底支撑表面例如到内置弹簧组件下面或直接安装到框架或其它支撑结构如在盒式弹簧型底座或在家具或座椅中，图1A和1B的不对称簧圈100结合了这些设计参数的优点。端102和104之间的总体螺旋形线圈体106为具有多匝的螺旋，每匝具有螺旋角(本文中也称为“节距”)，其为从底102向上的螺旋线圈式样中匝的倾度或斜度。根据本发明，线圈体的匝的节距在单一线圈体内可不同，以初始螺旋角α开始到从底102伸出的第一匝107，在线圈体106的所有螺旋角中，其通常为最大的螺旋角，因此为不对称卷簧100的主体106提供相对陡的下部区域，并在下部区域中使用较少的钢丝材料。在这种具体的实施方式中，线圈体106的匝的螺旋角向着顶部104减小，通向匝108的螺旋角β稍微小于螺旋角α。线圈体螺旋角的这种逐渐减小向着线圈体106的上部区域减少弹簧刚度，至少在初始压缩时，形成对弹簧的较软触感或支撑。线圈体螺旋角的这种逐渐减小继续向上并到顶部104，在匝109、110、111和112处的螺旋角ε、η和λ各自稍微小于在前的螺旋角。如图1B所示，线圈100的终止匝或端102和104可形成为圆形构造，但没有必要是相同的尺寸、直径、半径或形状。在这种具体的不对称簧圈100中，底102具有从线圈轴A测量的最大半径，顶104具有最小半径。

进一步如图1B所示，卷簧100还被构造成在径向上或相对于基准面HP不对称，匝107相对于线圈体106的中轴A具有最大的半径范围，但仍在底102的半径范围内，连续的匝108-112具有离线圈中轴逐渐减小的半径。由于卷簧的较小辐射式匝通常增加弹簧刚度至更刚性的触感，因此该设计参数可与改变螺旋角结合来确定卷簧100的总体刚度和触觉。

图2A和2B图示了卷簧200形式的本发明不对称弹簧部件的另一实施方案，其中线圈体206的匝在穿过线圈体206的轴A的水平基准面HP周围是不对称的，但通常具有相等的半径和直径，如图2B所示。相等直径的匝产生具有良好横向稳定性的线圈，而通过改变螺旋角α-λ产生的沿线圈体长度的不对称在匝209-212的上部区域产生较软的触感，并在线圈体下部区域即匝207-208中使用较少的材料。本发明的不对称簧圈的上部和下部区域各自通常被定义为由接近或靠近线圈的支撑端和顶端的线圈体匝组成的那些区域或在穿过卷簧的轴A的基准面HP的相对侧上的那些区域。在本发明的不对称卷簧中，其中在基准面HP一侧上到另一侧上存在线圈体匝数量、螺旋角或半径的差异，不对称卷簧因此在基准面的一侧上具有第一构造，在基准面的另一侧上具有第二构造，第一构造与第二构造不同。

图3A和3B图示了本发明的不对称卷簧的另一实施方案，如总体用300表示的线状线圈，其中线圈体306的最大匝310位于线圈的上部区域中，更接近顶304而不是基底或底302。由于最大匝310的位置，线圈300因此在通过线圈体轴A的点或中点截取的水平基准面HP周围是不对称的。匝310的相对大直径有助于线圈300更低的弹簧刚度和更软的触感。线圈体306在靠近最大匝310的线圈体306的上部和下部区域中还具有至少一个相邻的最大匝(例如匝309和311)。这些具有较小直径的次匝也增加了线圈体这些区域中的弹簧刚度。同样如图示，匝309处的螺旋角γ可稍微大于匝311处的螺旋角ε，以便进一步增加线圈下部底区域中的弹簧刚度和所得刚性，和减少形成卷簧所需的钢丝材料数量。匝307、308和312、313处的螺旋角在向线圈终端移动时逐渐变小以降低弹簧刚度获得较软的触感。其用在内置弹簧中的支撑顶端304处尤其理想，其中内置弹簧具有柔软的初始触感，并当线圈被压缩时弹簧刚度逐渐增加，且响应轴外负荷而接合。与对称的线圈相比，线圈体中心区域中较大的螺旋角减少了用于形成线圈的钢丝或其它材料的总数量。本发明的不对称线圈设计和内置弹簧因此具有较低的生产成本，并导致用不对称弹簧部件制造单面床垫的较低总成本。

图4A-4D图示了本发明的不对称卷簧400的另一实施方案，其还可被制造成线状线圈，其中匝407、408和最大的螺旋角α和β位于线圈体406的下部区域，类似于卷簧100，但匝407-411中的每一个具有基本相等的直径。如图4B和4D所示，具有偏移地形成卷簧的端402和404，这有利于束紧多个卷簧到一起形成本领域中已知的内置弹簧组件。但是，本发明提供了束紧或以其它方式结合或排列到一起的不对称卷簧的新型结构来形成不对称内置弹簧组件，这在本文中进一步描述。按照需要，结束线圈400的端402和404可以终止于线圈体406的同侧上。

图5A-5D图示了垂直和水平都不对称的不对称卷簧500的另一实施方案，其为卷簧500在垂直通过线圈体506的轴A的水平面HP周围不对称且在通过线圈体506的轴A的垂直面周围不对称的形状或构造。本文使用的线圈“不对称”的描述是指在基准面如水平基准面HP或通过线圈体垂直轴A的垂直基准面一侧上的线圈构造在面的一侧上与另一侧上不同。如所述，基准面相对侧上线圈构造的主要差别为匝数、匝半径、匝螺旋角、以及终止匝或端502、504的大小和形状。线圈体506下部区域(靠近线圈底502)的匝507、508、509具有比线圈体506上部区域中剩余匝510-513的螺旋角和半径大的螺旋角和半径。这提供了在各个方向上具有优异稳定性、具有归因于较陡节距的相对陡下部区域和具有较低的弹簧刚度上部区域的卷簧，其中上部区域为含这类弹簧的内置弹簧形成较软的初始触感，并为更好的一致性增强了每个线圈的接合。上部区域的相对较小的螺旋角与相对较小的半径结合。在水平和垂直两个方向上的这种不对称使得卷簧设计能被细调至任何具体应用如床垫内置弹簧、家具或其它座椅或弹性支撑所需的触感和性能类型。如图6所示，为了在内置弹簧组件中束紧到一起，端502和504被显示形成为偏移端。可在线圈体506的相同或相对侧上结束底502和顶504的线圈端，并可具有相同或不同的构造。

图6为总体上用5000指示的不对称内置弹簧组件一部分的透视图，其包括以矩阵形式排列并用螺旋形束紧钢丝5001束在一起的多个不对称卷簧500，其中螺旋形钢丝5001如所示平行延伸。从该图明显看出，不对称内置弹簧组件的上部区域(靠近上部线圈端504)具有比下部区域(靠近下部线圈端502)大的成形钢丝材料密度，这是因为在线圈体506上部区域中匝具有较小的节距的结果。这与下部区域中线圈的较大直径匝结合产生具有相对较软的上部区域和相对较硬的下部区域的内置弹簧组件。尽管上部线圈端504在内置弹簧5000中被束紧到一起，由于线圈500的上部匝511-513的半径较小，线圈端504仍能在多个方向上部分接合或移动。从该图中还明显看出，靠近卷簧500的上端504(其为内置弹簧5000的单一支撑面)的内置弹簧5000的构造不同于靠近卷簧500的下端502的构造。也就是说，由卷簧500的上部区域包括匝510-513组成的内置弹簧5000的上部区域与由卷簧500的下部区域包括匝507、508组成的内置弹簧的下部区域不对称。因此，不对称内置弹簧5000理想地适用于其中卷簧的上端504形成单面不对称内置弹簧5000的单一支撑表面5001的单面床垫。

不对称弹簧部件和具有单一支撑面的不对称内置弹簧的发明原理可以以不同的形式体现，包括封入式卷簧内置弹簧，其中每个不对称卷簧独立地被封装在封装体如由织物或无纺布或其它柔性材料制成的罩或袋或套中。

图7A-7D图示了被密封在袋、包、箱、壳、容器或封装650中的本发明的封入式不对称卷簧600的另一实施方案，例如以Marshall型弹簧的方式，其中线圈被装入在能封装每个独立卷簧600的由织物或无纺布或其它材料制成的封装体内，该封装体用于维持多个卷簧在阵列或队列中形成不对称内置弹簧6000，如图7E所示，其具有通过卷簧600的支撑端604的共面排列形成的用在单面床垫中的单一支撑面6001，内置弹簧的支撑面6001在床垫的单一支撑面下面并靠近单一支撑面。由于每个卷簧的外壳通常被形成为织物或本领域中已知的其它柔性材料的圆筒管，因此本发明不对称卷簧的各种实施方案的总体圆筒或锥形形状理想地适用于这类封装体，不会失去为了弹簧刚度和触感的线圈设计中的可变直径和节距的任何所述益处，并在卷簧制造中节约了钢丝材料。而且，就设计卷簧在较小直径或较低节距的匝周围接合方面来说，可通过袋封装650控制接合程度。如图7E中所示，卷簧600的端602、604在形状上优选为圆形的。由于袋封装，端602、604不必为了将弹簧束到一起而有偏移地形成。本发明的不对称卷簧因此理想地适用于封入式线圈或Marshall型内置弹簧。

图8A-8D图示了同样适合于用作如封装体750中所示的封入式线圈的本发明不对称卷簧700的另一实施方案。与卷簧600相比，匝707-712的螺旋角相对更均匀，尤其是在卷簧的下部区域，并具有大体相等的半径。具有较大和相等半径的匝的卷簧可用在封入式不对称内置弹簧中，不用关心弹簧匝之间的干扰，并仍具有节距和半径可变的优点。图8E图示了用在单面床垫中的具有通过卷簧700的支撑端704的共面排列形成的具有单一支撑面7001的不对称内置弹簧7000，单一支撑面在单面床垫的单一支撑面下面并靠近它。将每个卷簧700的袋或封装体750成形、缝制或其它方式粘合到一起，一般为本领域中已知的成股，以保持弹簧的均匀取向和排列形成内置弹簧。利用非对称设计的包封卷簧中的每一个，提供非对称封入式内置弹簧，其中内置弹簧线状部分的构造在靠近内置弹簧支撑面的上部区域与下部区域中不同。不对称内置弹簧的上部区域安装在单面床垫的支撑面下面。换句话说，在内置弹簧7000的支撑面7001上方构造单面床垫的单一睡面。在这种实施方案中，卷簧支撑端704相对小的直径能使它们作为一个组接合或另外横向偏转以响应轴外负荷和尤其是适应主体外形。

图9A-9E图示了同样适合用作封入式线圈的本发明的不对称弹簧线圈800的另一实施方案，如封装体850中所示。匝807-812的螺旋角类似于图7A-7E的弹簧线圈600的那些螺旋角，但线圈的顶804有大很多的直径和半径，并可如底端802的直径和半径一样大。这提供了对图9E中所示的内置弹簧8000具有增加的横向稳定性和较大的结构支撑表面8001的线圈800。如所述，匝和端具有较大和相等半径的卷簧可用在封入式不对称内置弹簧中，不用关心弹簧的匝之间的干扰，并仍具有节距和半径可变的优点。图9E图示了用于单面床垫中的具有通过卷簧800的较大直径支撑端804的共面排列形成的单一支撑面8001的不对称内置弹簧8000，具有单一支撑面在单面床垫的单一支撑面下面并靠近它。将每个卷簧800的袋或封装体850以成形、缝制或其它方式粘合到一起，代表性地为本领域中已知的成股，以保持弹簧的均匀取向和排列来形成内置弹簧。利用非对称设计的包封卷簧中的每一个，本发明提供非对称封入式内置弹簧，其中内置弹簧线状部分的构造在靠近内置弹簧支撑面的上部区域与下部区域中不同。不对称内置弹簧的上部区域安装在单面床垫的支撑面下面。换句话说，在不对称封入式内置弹簧8000的支撑面8001上方构造单面床垫的单一睡面。在这种实施方案中，支撑端804大的直径形成支撑面8001，其具有较大的横向稳定性，然而仍允许线圈响应轴外负荷的一些接合以适应主体外形。通过以一定形状或在床垫环壁内排列数行封入式线圈800然后用填塞物和垫衬物盖住来形成单面不对称封入式线圈内置弹簧8000。

图10图示了总体用900指示的本发明的单面床垫，其包括如图6中所示的总体上用5000指示的不对称内置弹簧，内置弹簧由大量形成方向向上并靠近床垫900的单一睡面904的单一支撑面5004的不对称弹簧线圈500制成。弹簧线圈500的下端502形成朝向并靠近不对称单面床垫900的底902方向的不对称内置弹簧5000的底5002。工业中知道，多个内部填塞物层908设在床垫的上部区域中，在内置弹簧支撑面5004的顶上和睡面904的下面，并用垫衬物或褥套910盖住。

图11图示了总体用1000指示的本发明的单面床垫，其包括总体上用7000指示的不对称封入式线圈内置弹簧，类似于图8E中所示，由多个不对称弹簧线圈700组成，弹簧线圈700各自封闭在袋或套750如织物或其它柔性材料中，并以阵列的形式连接或以其它方式排列到一起，从而上端704形成朝向向上并靠近床垫1000方向的单一睡面1004的单一支撑面7004。弹簧线圈700的下端702形成不对称封入式内置弹簧7000的底7002，其方向朝向并靠近不对称封入式线圈单面床垫1000方向的底1002。如参考图8A-8E所示，靠近上端704的上部区域中弹簧线圈700的构造不同于靠近下端702的下部区域中的构造，从而弹簧线圈704和内置弹簧7000在这点上是不对称的。工业中知道，多个内部填塞物层1008设在床垫的上部区域中，在内置弹簧支撑面7004的顶上和睡面1004的下面，并用垫衬物或褥套1010盖住。

本发明因此提供了新类型的螺旋卷簧，其被专门设计在线圈的一个轴端提供弹性支撑，用于包含在同样被设计具有用在单面床垫中的单一支撑面的内置弹簧组件中，或具有被设计具有单一方向的任何其它弹性支撑面的内置弹簧组件中。卷簧的不对称，不管相对于垂直于线圈轴的水平基准面，即改变线圈匝的节距，或是相对于垂直基准面，即改变线圈匝的半径，都允许线圈被专门设计用于单面应用如单面床垫，并被调整到最佳刚度、响应度和接合程度，和节省材料，尤其在线圈的下部区域中。

Claims (46)

1.一种适用于单面床垫用单面内置弹簧的不对称线状卷簧，该不对称卷簧包括：

具有大量线匝的总体螺旋形线圈体，每匝都具有从线圈体的轴测量的半径和螺旋角，匝的螺旋角中的至少一个大于匝的螺旋角中的另外一个，和

下端邻接线圈体的下部区域并位于总体上垂直于线圈体的轴的面内，和

上支撑端邻接线圈体的上部区域并位于总体上垂直于线圈体的轴的面内，上端用作线圈的单一支撑端。

2.权利要求1的不对称卷簧，其中线圈体的至少一个匝具有与线圈体另外一个匝的半径不同的半径。

3.权利要求1的不对称卷簧，其中线圈体具有至少两个半径不同的匝。

4.权利要求1的不对称卷簧，其中在线圈体下部区域中的至少一匝具有比线圈体上部区域中的匝大的半径。

5.权利要求1的不对称卷簧，其中线圈体的匝的半径向着线圈体的上端方向逐渐变小。

6.权利要求1的不对称卷簧，其中线圈体下部区域中的螺旋角大于线圈体上部区域中的螺旋角。

7.权利要求1的不对称卷簧，其中线圈体的螺旋角向着线圈体的上端逐渐减小。

8.权利要求1的不对称卷簧，其中在线圈体轴中点上方比在线圈体轴中点下方有更大的匝数。

9.权利要求1的不对称卷簧，其中最大的螺旋角位于线圈体的下部区域中，最小的螺旋角位于线圈体的上部区域中。

10.权利要求1的不对称卷簧，在由多个以矩阵形式排列并连接到一起的不对称卷簧组成的单面内置弹簧组件中，卷簧的上端形成单面内置弹簧组件的单一支撑面。

11.权利要求1的不对称卷簧，与封住整个卷簧的袋结合。

12.权利要求11的不对称卷簧，与大量在袋中的不对称卷簧结合形成单面床垫用封入式不对称内置弹簧。

13.一种被设计只在支撑端支撑负荷的不对称线状卷簧，该卷簧包括：

具有大量线匝的螺旋形线圈体，每匝都具有从线圈体的轴测量的半径，线圈体匝之一的半径大于线圈体匝另一个的半径，和

支撑端邻接线圈体的上部区域并位于总体上垂直于线圈体的轴的面内，支撑端方向对着施加负荷到卷簧的方向；

底端邻接线圈体的下部区域并位于总体上垂直于线圈体的轴的面内；

支撑端和底端各自具有从线圈体的轴测量的半径，线圈体至少一个匝的半径不同于支撑端或底端的半径。

14.权利要求13的不对称线状卷簧，其中线圈体的一个匝的半径大于支撑端的半径，并且等于或大于底端的半径。

15.权利要求13的不对称线状卷簧，其中底端的半径大于线圈体匝的最大半径和大于支撑端的半径。

16.权利要求13的不对称线状卷簧，其中线圈体的一个匝具有唯一的螺旋角和半径。

17.权利要求13的不对称线状卷簧，其中底端具有大于支撑端的半径。

18.权利要求13的不对称线状卷簧，其中线圈体匝的螺旋角向着支撑端减小。

19.权利要求13的不对称线状卷簧，其中线圈体的最小螺旋角靠近支撑端。

20.权利要求13的不对称线状卷簧，其中线圈体的最大螺旋角靠近底端。

21.权利要求13的不对称线状卷簧，其中具有最大半径的线圈体的匝靠近基端。

22.权利要求13的不对称线状卷簧，其中有偏移地形成支撑端或底端。

23.权利要求13的不对称线状卷簧，与大量这种卷簧结合形成不对称内置弹簧组件，其中线圈的每个支撑端都排列在作为不对称内置弹簧组件的单一支撑面的平面内。

24.权利要求23的不对称线状卷簧，其中所述大量卷簧通过束紧钢丝连到一起形成不对称内置弹簧组件。

25.权利要求13的不对称线状卷簧，封装在柔性材料中。

26.一种不对称内置弹簧，具有大量互连不对称线状卷簧，每个卷簧都具有带大量匝的总体螺旋形线圈体，至少两个匝具有唯一的节距或半径，支撑端邻接线圈体的一端，底端邻接线圈体的相对端，卷簧的支撑端被排列在限定不对称内置弹簧单一支撑面的平面内。

27.权利要求26的不对称内置弹簧，其中在内置弹簧的上半部的钢丝密度大于内置弹簧下半部的钢丝密度。

28.权利要求26的不对称内置弹簧，其中卷簧通过螺旋形束紧钢丝互连。

29.权利要求26的不对称内置弹簧，其中卷簧被包含在柔性外壳中。

30.权利要求26的不对称内置弹簧，其中有偏移地形成卷簧的支撑端和底端。

31.权利要求26的不对称内置弹簧，其中卷簧的支撑端和底端为总体上圆形的。

32.权利要求26的不对称内置弹簧，其中卷簧的最大螺旋角靠近卷簧的底端。

33.权利要求26的不对称内置弹簧，其中卷簧的最小螺旋角靠近卷簧的支撑端。

34.权利要求26的不对称内置弹簧，与床垫填塞物和垫衬物结合形成具有单一支撑面的单面床垫，其中不对称内置弹簧的支撑面靠近单面床垫的支撑面。

35.一种具有单一睡面的单面床垫，单面床垫包括具有大量不对称卷簧的不对称内置弹簧，每个不对称卷簧都具有支撑端和底端以及在支撑端和底端之间的不对称卷簧体，其中卷簧靠近支撑端的构造不同于卷簧靠近底端的构造，不对称卷簧的支撑端被排列在限定不对称内置弹簧单一支撑面的平面内，不对称内置弹簧的单一支撑面在单面床垫单一睡面下面并靠近该睡面。

36.权利要求35的单面床垫，其中不对称内置弹簧由大量通过一个或多个束紧钢丝连在一起的不对称卷簧组成。

37.权利要求35的单面床垫，其中不对称内置弹簧的不对称卷簧具有构造不同于底端的支撑端。

38.权利要求35的单面床垫，其中不对称内置弹簧的不对称卷簧体由螺旋形匝组成，每个螺旋形匝都具有螺旋角，并且卷簧体螺旋形匝具有至少两个不同的螺旋角。

39.权利要求35的单面床垫，其中不对称内置弹簧的不对称卷簧体由螺旋形匝组成，每个螺旋形匝都具有半径，并且卷簧体螺旋形匝具有至少两个不同的半径。

40.权利要求35的单面床垫，其中不对称内置弹簧的卷簧具有构造不同于底端的支撑端。

41.权利要求35的单面床垫，其中不对称内置弹簧的卷簧在至少一个端上偏移。

42.权利要求35的单面床垫，其中不对称内置弹簧的卷簧被封装在柔性外壳或袋中。

43.权利要求35的单面床垫，其中不对称内置弹簧具有由不对称卷簧的上半部分形成的上部区域和由不对称卷簧的下半部分形成的下部区域，其中每个不对称卷簧的下半部分都在线圈体中具有比上半部分少的匝数，从而不对称内置弹簧在下部区域具有比在上部区域中少的卷簧材料量。

44.权利要求35的单面床垫，其中不对称内置弹簧具有由不对称卷簧的上部区域形成的上部区域和由不对称卷簧的下部区域形成的下部区域，其中每个不对称卷簧的上部区域都在线圈体中具有比每个不对称卷簧的下部区域少的匝数。

45.权利要求35的单面床垫，其中不对称内置弹簧的不对称卷簧具有比底端小的支撑端。

46.权利要求35的单面床垫，其中不对称内置弹簧的不对称卷簧具有构造基本与底端相同的支撑端。

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