CN1127107A - 以气室手段调控水床浮力之方法及气水合成床 - Google Patents

Abstract

一种以气室手段调控水床浮力的方法及采用该方法的水气合成床，该方法是借助一个框体气框住水床之四周，使人体重量加诸于水床时，其所排开同一体积小量所产生的浮力为框体气室所控制而保持床面的平衡并且不变形，并可借助框体气室的充气气压高低以调控水床获致适中的软硬度，使水床不但具有浮力，更具有弹性方式的支持刚体以适用各种体形及重量的人体使用。

Description

以气室手段调控水床浮力的方法及气水合成床

本发明涉及的是一种以气室手段调控水床浮力的方法及其所采用该方法构成的气水合成床；具体的讲，本发明提供的是一种以气室手段调控水床浮力方法制成气水合成床，是一种具有保健作用的合成床。

弹簧床是目前使用最普遍的床，因其弹性佳，不易变形，卧躺舒适而深受欢迎，只是这种床对人体并非全面方式的支撑，尚难获得符合人体工学的要求，有引起脊椎变形的弊病，对人体健康有影响，实有待改良。

早期的水床结构系一大水袋无任何隔片，身体承压后的水平，一般人睡在床上非常不稳，东摇西晃，同时无法坐在床上，而对某些人而言往往会造成人体脊椎的损害及晕船的效应。

此外，水床的床框系与床体一起粘合之密闭囊袋，囊袋内放置泡棉或树脂棉而形成一只边，其中，海棉便成为一般床体的木质护框的置换物，虽稍具有柔软之特性，然仍无法适当的调节床体内受压的流体压力，而囊袋内的泡棉或树脂棉虽能达到阻尼作用，使床面晃动减小，但是床体囊袋内因加泡棉及树脂棉而袋内单位体积含水量减少达50％以上，形成流砂床，完全失去水床利用100％的水将人体(含70％水份)漂浮床面(合乎阿基米德原理)的作用。

因此，本发明的主要目的在于改善现有水床的缺点，而提供一种能结合弹簧床、气垫床及水床三者之优点的以气室手段调控水床浮力的方法及其所形成组构的气水合成床，使床体不但不失去水的浮力，又使床面承压时不会晃动，更具有均衡的承压，可以水平支撑全身重量，使身体感觉伸平毫无承压感存在，全身肌骨得到完全放松，对健康之睡眠颇有助益。

本发明的另一目的在于提供一种完全合乎人体工学之气水合成床，借助气室手段调整水床获致对人体最适宜的浮力，使床面可调控至可对身体作全面式的支撑，致使身体的承压分散，而毫无承压的感受，促使血液循环畅通，而有利于健康。

本发明又一目的在于提供一种以气室调控水床浮力的方法，因床面永远以水平状态支撑身体，故能保护脊椎于原状，更能达到对脊椎异常者自然矫正之目的。

本发明的目的可以通过以下技术措施来达到：合成床包括一床体及一外框体气室，床体包括上层壁、下层壁所形成一可装填流体的密闭袋状水室，外框体气室是框住包围水室的床体，成为封闭的床体，床体水室的上层壁、下层壁与外框体气室是一体连结成型；床体的内部包括第一水室及第二水室，第一水室环绕于第二水室外围四周，形成一连通的环形水室，第二水室包含若干等距排列透空断面呈长园形水柱，各透空水柱的两端具有开口，使床体内的流体得以流通其间而形成第二水室。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来达到：第二水室所形成的水柱之圆柱表面上、下端是分别与床体上、下层壁以平面与平面的接合方式连结在一起，床体上包括一入水口，用以充填水液至床体内部，而外框体气室也包括一入气口，用以充填气体至其内部，在外框体气室的内部与床体之间还包括一其内层包围床体的内框体气室。床体的上层壁、下层壁是与内、外框本气室一体成型，各透空水柱内层还包括一气柱，该气柱系为两端封闭充满空气而具有浮力作用。气柱为椭圆形断面，且该气柱的上、下两端系分别与水柱的椭园形断面水柱上、下两端一切连结于床体上、下层壁上，且以平面与平面之接合方式连结。床体上包括一人水口，用以充填水至床体内部；而内、外框体气室也包括一入气口，分别用以充填气体至其内部。气柱所两端系为一封闭状态，其内部形成一充气的气室，每一气柱相同的一端均为各连接一充气管，各充气管再汇集至一管集中，一充气泵连结至管集中，径气泵将空气打人管集中，再由管集分别将气体充入各气柱内，其中，可由一调节阀调节进气的大小，控制气柱充气的速率，上述之装置构成一充气装置。空气泵系可设定自动控制运动，以膨胀或释放气柱内的气体，而获得一自动控制气柱膨胀或压缩的方式，水柱与气柱可依垂直于床体纵长方向等距排列设置。充气装置的管集可分成两组，单数的气柱的充气管汇集于管集，双数的气柱的充气管汇集于另一管集各别由一调节阀控制进气速率，再共同连结至一充气泵。管集可由空气泵调节不同的进气时间，使单数气柱充气时，双数气柱释气；或逆然行之。水柱与气柱安排的形式，气柱可为单独设立在两水气柱合体之间，该水气柱合体即为水柱柱管内部包含气柱。水柱外围园柱表层上系包含若干通孔。水柱表层界定通孔的相对面表面也界定若干通孔，该两相对的通孔系彼此错开设立。

以气室手段调空水床浮力的方法及气水合成床。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来实现：以气室手段调控水床浮力的方法是包括一种内部充气的框体气室[60、70]框住并包围内部充满水液的水室床体[10]的内部包括第一水室[12]及第二水室[20]，其中，第一水室环绕于床体内部第二水室外围四周，形成一连通的环形水室，第二水室包含若干等距排列之透空断面呈长园形水柱[21]、各自透空水柱[21]之两端具有开口，使床体[10]内之流体的以流通其间而形成第二水室。床体内之各第二水室内再设置一与第二水室之水柱平行之两端封闭而充满空气之气柱，以减轻床体之总重量并增加床体对人体的浮力支撑作用力。

本发明各水柱与气柱形成断面为圆形或椭圆形的形式，乃用以缓动因卧躺者所产生向下、侧向的压力，该压力作用于圆弧的水柱管壁上，使各水柱所受的冲击力亦因圆弧面的缓动与行动的分散，使重压下所产生水流的波动摇晃阻尼或减缓，使用者因此获得一个安稳的水平卧躺床面。

本发明的技术措施系以阿基米德原理及巴斯克定理以及波义耳定理设计完成的一种水气合成床的调控方法，借助外框体气室框住包围中间的水床体，得以利用外框体气室的压力大小调整水室的浮力。达到控制水床的软硬度及控制水床浮力支持人体的目的，而气室密度愈大，施予水室的压力也愈在愈水床相对较硬而不易变形，且本发明在人体躺在合成床上后，因其具水平效应，可依人体非平面之轮廓施以不同比例的承压作用力，保持脊椎于不弯曲的原始状态。对人体脊椎的保健具有很大的益处。因而可以保持人体原有的形状而不受压。此犹如躺在水中一般，脊椎不会受到压力，完全符合人体工学，故本发明实国一具有浮力、弹力、不晃动、互不干扰之合成床，结合空气床、水床及弹簧床的优点于一体的气水合成床，使睡者不会酸麻，并可防治骨刺坐骨神经及手脚身体等酸痛，为一软硬可调，适合不同身型、及个人不同需求的自动保持水平的承压分散支持人体的气水合成床。

附图图面说明

图1A是本发明第一实施的立体图；

图1B为图1A的横剖视图；

图1C为图1中床体内第一水室与第二水室之面与面接合的剖面示意图；

图1D为本发明于人体躺卧时保持脊椎于原状的示意说明图；

图2A是本发明实施例二的立体图；

图2B是图2A之横剖视图；

图3是本发明的实施例三的立体图；

图4是图3的横剖视图；

图5是图3移去床体上层的俯视图；

图6A及6B是图4的气柱膨胀与收缩的示意图；

图7是本发明实施例四移去床体上层的俯视图；

图8是图7的支持一卧者的使用状态图；

图9是本发明实施例五移去床体上层的俯视图；

图10是图9的支持一卧者的使用状态图；

图11是本发明实施例六的水柱立体图，为图式简化仅示出单一水柱。

为了进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的较佳实施例详细说明与附图，所附图式仅供参考与说明用，并非用来对本发明做任何限制。

请参阅图1所示，系为本发明的第一实施例立体视图，一气水合成床体包括一由上层壁11A、下层壁11B所形成一可装水的水床体10及一框住并包围该封闭的水床体10之外气室70。上层壁11A，下层壁11B与外框气室70是用高密度高弹性的塑胶皮材料连结一体成型。该合成床上设有一入水口14，用以充填水至水床体10之内部；而外气室70上则设有一入气口71，用以充气至其内部，则使仅合成床具有支撑负载的作用力。

该水床体10的内部包括第一水室12及第二水室20，其中，第一水室12环绕于床体内部第二水室20外围四周，形成一连通的环形水室，第二水室20是包含若干圆形水柱21、各水柱21为内部透空，以一定适当间距相互间距，且以平行床体10之后方向排列。第一水柱21之前后端均为开口，以形成一可容纳水液之第二水室20。如图1C所示，水柱21之圆柱表面与床体的上、下层壁11A、11B系以平面接合16的方式连结，当床体10充满水后，其接合部分16即呈圆弧形式而使水柱21呈椭圆形柱，故水柱21不易因长久使用而与床体10脱离，或造成水柱21与上、下层壁11A、11B接合处产生撕裂的现象。如图1B所示，各水柱21系以一适当之间距间隔，当床体10内部充填满水，及外框体气室70内部充满空气后，使床体10形成一可支撑重量之弹性支持刚体，同时可藉外框体气室70充气后室壁13迫紧水床体10的力量与其本身弹性的配合，达到以气室手段调控水床体的浮力大小的目的。如第1D图所示，使用者躺在床体10时，由于外框体气室之作用，合成床之床面对身体作“面的支撑”而使身体之承压完全分散，身体上几乎没有任何压力承着者之感受，使行血畅道。又因床面的水平效应，此犹如躺在水中一般，脊椎不会受到任何压力，第二水室20的水柱21的作用是：一则阻尼可使水波的冲击力产生分力而达到最小，使床体10受压的波动减小，二则因床10受外框体气室所框住而形成一具弹性的刚性支撑体。

请参阅图2A及图2B所示，系为本发明的第二实施例的立体图与横剖视图：该床体10与外框体气室70之间增设一内框体气室60，藉外框体气室70推挤并保护内框体气室60，而内框体气室60则为调控床体10承受负载的浮力大小。该内框体气室60上设有一进气口61，用以充填空气。换言之，外框体气室70充当床框并保护内框体气室60，而内框体气室60则为保护床体10之第一水室12，并以内框体气室60的充气量大小作为调节床体10之软硬度，以适应使用的喜好。

本发明的第三实施例，如图3至图6所示，其与前述实施例最大的不同在于床体10之内部第二水室20等距排列的多数水柱21内层各自增设一气柱30。该气柱30的断面呈椭圆形，气柱面的上下端与水柱21的椭圆柱上、下两端系以面对面一起分别连结在床体10的上层壁11A及下层壁11B上，且以如图1C所示的平面对平面的接合方式为之。其中，该气柱30系为两端对闭充满空气而具有一浮力的作用力。藉由第二水室20的水柱21及气柱30提供床体10内部的一个阻尼作用，可使水波的行动力遇椭圆柱体水柱21的圆弧圆周表面产生分力而达到最小，致床体10受压的波动减小，因而使本发明的合成床形成一具有弹性的支撑刚体并令床面以全面方式支撑人体。此外，本实施例所提供的水柱21内再设气柱30的目的除可以减轻床体10之重量外，将气柱30做成长形椭圆形断面，将每一柱21内的水室区隔成左右两道水柱，以提高水床内之水液的阻尼作用，使水床的波动更为减小，且使水床的机械强度为之提高。

请参阅图5所示，该气柱30的两端系为一封闭状态，充填空气后，其内部形成一充气的气室。第一气柱30相同的一端31均各连接一充气管51，各充气管51再汇集至一管集52中，一充气泵54可将空气55打入管集52中，再由管集52分别将气体充入各气柱30内，其中，可由一调节阀53调集，由管集52分别将气体充入各氧柱30内，其中，可由一调节阀53调节进气的大小，进一步可控制气柱30充气的速率，藉由上述装置构成一充气装置50，作为气柱充气的结构，充气泵54系可设定自动运动，以膨胀或释放气柱30内的气体，而获得一控制气柱30膨胀压缩的方式，由图6A可知气柱30膨胀时，因水柱21内的上方压力最小，使水柱往上鼓出。反之，当气柱30收缩时，如图6B所示，水柱21往下收缩，使用者因而得到一种显著之按摩效果者。

请参阅图7及8所示，为本发明的第四实施例，本实施例最主要的特征在于该水柱20与气柱30系依垂直于床体10纵长方向100等距排列，使床体10的一端可方便进行倾斜床面的调整，使卧躺者更为舒适，或适合作病床的使用，如图8所示者，由于此种安排的形式使水柱20与气柱30的排列长度增加，故充气装置50的管集可分两组52及52a，而单数的气柱30所延伸的充气管51则汇集于管集52，双数的气柱30所延伸的充气管51a则汇集于管集52a，然后各别由一调节阀53控制进气速率，再共同连结至一充气泵54上，其中，该管集52、52a可由空气泵54调节不同的进气时间，使单数气柱30充气时，双数气柱30释气，或反向行之，则卧躺者可接受一种类于波浪式的按摩方式。进一步根据调节阀53的控制而可调节平缓或忽快忽慢的各种所需的按摩方式者。

请参阅图9及图10，系为本发明的第五实施例，在本实施例中，气柱30A可为单独设立在雨水气柱合体20之间，该水气柱合体即为上述水柱20内部具有气柱30的部分，相同地，该水柱20与气柱30可依垂直于床体10纵长方向100等距排列，使床体10可方便进行一端倾斜的形式，使卧躺者更为舒适，如图10所示者，其充气装置50之配置方式及产生之按摩效果与前一实施例相同，有关说明从略。

请参阅图11所示，系为本发明第六实施例的水柱20立体图，该水柱20内部同样包含一气柱30，气柱30仅在上端与水柱20相连接，但水柱20的一端为开口21A，而另一端则为封密口21B，并于水柱20的外围圆柱表层上包含若干通孔22，有助于床体10内部水之流动更为缓和平稳。在水柱20表层界定通孔22之相对面表层亦界定若干通孔23。惟通孔22与通孔23彼此最好宜错开设立，不可相对而设，使水波受到行动而获得一较佳的阻尼效果者。

综上所述，本发明的气水合成床具有下列优点：

1、第二水室相同设置于第一水室之上、下层壁之间系以面与面的结合，充水后形成圆柱水柱，一则可防止第一水室与第二水室间之粘合部分因受重力而使之撕裂，二则各水柱在受行动作用力时，因水柱圆弧外周面之缓行及斜切形成小分力，故使水床之波动摇晃消除至最小程度。

2、利用外框气室框住包围床体的水室，使水室在人体躺卧时，其所排开人体同一体积水量所产生的浮力适为外框体气室的气柱朝内作用力所平衡，使床体形成一弹性的支撑刚体而不变形，因可提供一安稳的卧躺水平床面效应。

3、本发明之一实施例中，在第二水室内之各个水柱中增设气柱，不仅可大大地减轻水床总重量，并可大幅增加水床的浮力，减轻床架体负荷及冬季加热所需的电能，颇具商业实用价值。

4、本发明的一个实施例中，各个气柱的充气与积气使床体形成交互起伏派动的床面效应，使使用者有按摩舒适功能，可改变使用者身体上的压力区部位，对于久卧病床之患者的压疮或卧疮或褥病的预防是项福音。

5、本发明的一个实施例中，设有双重内外框体气室体，其中，内框体气室体用以调整床体的软硬度，而外框体气室体则用以保护内框气室体，而内框体气室又具有顶持外框体气室体的作用，使外框体气室体更具刚性，犹如一般床体的框体，而内框体气室体由于受外框体气室体的内缘所框住，使内框体气室只需充气或放气即足以调整床体之软硬度，故内外框体气室体两者可以相互为用，对于床体之稳定性及软硬度有相互困果的关系，使本实用新型集弹簧床、气床、水床的优点于一体，此节用为本实用新型的主要特征之一。

6、基于上述理由，使本实用新型之床面与身体发生“面的支撑”，而使身体在床面上的水平承压可依不同比例分散，而令身体感觉不到有丝毫的压力，犹如卧躺在水中肌骨可以完全放松，而使行血畅通，穴道筋派更顺畅。

7、由于本发明的合成床具有平稳的水平效应，可保护人体脊椎于原形，且对异常或异位脊椎有自然矫正及恢复正常的功能。

Claims (17)

1、一种以气室手段调控水床浮力的气水合成床，其特征是合成床包括一床体[10]及一外框体气室[70]，该床体包括上层壁[11A]，下层壁[11B]所形成一可装填流体的密袋状水室，该外框体气室[70]系框住包围该水室的床体[10]，成一封闭的床体，其中，该床体水室的上层壁[11A]、下层壁[11B]与外框体气室[70]一体连结成型；该床体的内部包括第一水室[12]及第二水室[20]，其中，第一水室[12]环绕于床体内部第二水室[20]外围四周，形成一连通的环形水室，第二水室[20]包含若干等距排列的透空断面呈长圆形水柱[21]，各该透空水柱[21]的两端具有开口，使床体内的流体得以流通其间而形成第二水室；

借助上述的配置，当床体内部充填满水液，及外框体气室内部充满空气形成外框体气室后，使床体的整个水室为外框体气室所框住包围而形成一可支撑重量之弹性支持刚体，同时可藉外框体气室充气气囊之囊壁朝内迫紧充满液体的床体的作用力与床体水室本身所具有浮力的配合，而达到以气室手段调控水床浮力及其承载重量的大小及床体软硬度的调整自如，“因面可以保持躺卧其上之人体脊椎维持原有的形状而不受压。”

2、如权利要求1所述的以气室手段调控水床浮力的气水合成床，其特征为，第二水室[20]所形成的水柱[21]之圆柱表面上、下端系分别与床体上、下层壁以平面与平面的接合方式[16]连结在一起。

3、如权利要求1所述的以气室手段调控水床浮力的气水合成床，其特征为，该床体上[10]包括一入水口[14]，用以充填水液至床体内部；而外框体气室[70]亦包括一入气口[71]，用以充填气体至其内部，使床体具有所期之浮力以支撑身体。

4、如权利要求1所述的以气室手段调控水床浮力之气水合成床，其特征为，在于该外框体气室的内部与床体之间还包括一其内层包括包围床体的的内框体气室[60]，该内框气室[60]系受外框体气室[70]的保护与支撑且其充气量的大小可用以调整床体之软硬度。

5、如权利要求1所述的以气室手段调控水床浮力的气水合成床，其特征为，该床体的上层壁[11A]、下层壁[11B]系与内、外框体气室一体成型。该床体的内部包括第一水室及第二水室，第一水室环绕于床体内部第二水室外围四周，形成一连通的环形水室，第二水室包含若干等距排列的透空水柱，该各透空水柱之两端具有开口，床体内之流体得以流通其间而形成第二水室，该各透空水柱[21]内层还包含一气柱[30]，该气柱[30]系为两端对闭充满空气而具有一浮力作用；藉由该第二水室的水柱及气柱提供床体内部的一个阻尼作用，可使水波之行动力遇第二水室的圆形水柱及气柱的圆周面的弧形面产生分力而达到最小，使床体受压的波动减至最小，且使床体永保弹性的支持刚性。

6、如权利要求1所述的以气室手段调控水床浮力的气水合成床，其特征为，气柱[30]为椭圆形断面，且该气柱[30]的上、下两端系分别与水柱[21]的椭圆形断面水柱的上、下两端一起连结于床体[10]的上、下层壁上，且以平面与平面的接合方式连结之。

7、如权利要求1、5所述的以气室手段调控水床浮力的气水合成床，其特征为，该床体上包括一入水口[14]，用以充填水至床体内部，而内、外框体气室也各包含一人气口[71]，分别用以充填气体至其内部，使床体具有所期望的浮力以支撑身体。

8、如权利要求1、5所述的以气室手段调控水床浮力的气水合成床，其特征为，气柱[30]之两端系为一封闭状态，其内部形成一充气的气室，每一气柱[30]相同的一端[31]均各连接一充气管[51]，各充气管[51]再汇集至一管集[52]中，一充气泵[54]连结至管集中，经气泵[54]将空气[55]打入管集[52]中，再由管集[52]分别将气体充入各气柱[30]内，其中，可由一调节阀[53]调节进气的大小，控制气柱[30]充气的速率；借助上述的装置构成一充气装置[50]。

9、如权利要求1、8所述的以气室手段调控水床浮力的气水合成床，其特征为，该空气泵[54]系可设定自动控制运动，以膨胀或释放气柱[30]内的气体，而获得一自动控制气柱膨胀或压缩的方式。

10、如权利要求1、5所述的以气室手段调控水床浮力的气水合成床，其特征为，水柱[21]与气柱[30]可依垂直于床体[10]纵长方向等距排列设置。

11、如权利要求1、5所述的以气室手段调控水床浮力的气水合成床，其特征为，一充气装置之管集[52]可分成两组，而单数的气柱[30]的充气管汇集于管集，双数的气柱[30]的充气管汇集于另一管集，分别由一调节阀控制进气速率，再共同连结至一充气泵[54]上。

1 2、如权利要求1、11所述的以气室手段调控水床浮力的气水合成床，其特征为，管集[52]可由空气泵[54]调节不同的进气时间，使单数气柱[30]充气时，双数气柱[30]释气，或逆然行之，则卧躺者可接受一种类似于波浪式的按摩方式，进一步根据调节阀的控制而可调节平缓或稍快或稍慢的按摩方式。

13、如权利要求1、5所述的以气室手段调控水床浮力的气水合成床，其特征为，水柱[21]与气柱[30]安排的形式，气柱可为单独设立在两水气柱合体[20]之间，该水气柱合体即为水柱柱管内部包含气柱。

14、如权利要求1、5所述的以气室手段调控水床浮力的气水合成床，其特征为，该水柱[21]外围圆柱表层上系包含若干通孔。

15、如权利要求1、5所述的以气室手段调控水床浮力的气水合成床，其特征为，水柱[21]表层界定通孔的相对面表层亦界定若干通孔，该两相对的通孔系彼此错开设立；仅水波受到行动能获致一较佳之阻尼效果。

16、一种以气室手段调控水床浮力的方法，其特征是包括一种内部充气的框体气室(60、70)框住并包围内部充满水液的水室床体(10)；该床体(10)的内部包括第一水室(12)及第二水室(20)，其中，第一水室环绕于床体内部第二水室外围四周，形成一连通的环形水室，第二水室包含若干等距排列之透空断面呈长圆形水柱(21)，行透空水柱(21)的两端具有开口，使床体(10)内的流体得以流通其间而形成第二水室；

借助上述的方法，将床体内部充填水液，及将框体气室内部充气，使床体之整个水室为框体气室所框住包围而形成一可支撑重量的弹性支持刚体，同时可藉框体气室充气气囊之囊壁朝内迫紧充满水液的床体的作用力与床体水室本身所具有浮力的配合，而达到以气室手段调空水床浮力及其承载重量的大小以及床全软硬度的调整自始，因而可以保持躺卧其上的人体脊椎维持原有的形状而不受压；而藉由第二水室的水柱提供床体内部之一阻尼作用，可使水波之行动力遇第二水室之圆柱体圆周面产生分力而达到最小，致床体受压的波动减至最小，且使床体保持弹性的支撑刚体。

17、如权利要求16所述的以气室手段调控水床浮力的方法，其特征为，床体内的各第二水室内再设置一与第二水室的水柱平行的两端对闭而充满空气的气柱，以减轻床体的总重量并增加床体对人体的浮力支撑作用力。

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