EA044690B1

EA044690B1 - HOLLOW TUBULAR FOAM SPRING WITH CENTRAL EXPANSION

Info

Publication number: EA044690B1
Application number: EA202091306
Authority: EA
Inventors: Санди Чешко; Гейко Петер Вернер
Original assignee: Элизана С.А.Р.Л.
Priority date: 2017-11-22
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2023-09-25

Description

Заявка на данное изобретение имеет приоритет заявки на патент США № 62/590,084, поданной ноября 2017 г. и озаглавленной Hollow Tubular Center Bulging Foam Spring, которая полностью включена в настоящий документ путем ссылки.The application for this invention takes precedence over U.S. Patent Application No. 62/590,084, filed November 2017, entitled Hollow Tubular Center Bulging Foam Spring, which is incorporated herein by reference in its entirety.

Область применения изобретенияScope of the invention

Изобретение относится по существу к цилиндрическим пружинам на основе пеноматериала, например, используемым в подушках, подушечках, матрасах и сиденьях.The invention relates generally to foam-based coil springs, such as those used in pillows, cushions, mattresses and seats.

Предпосылки создания изобретенияPrerequisites for creating the invention

Известны различные пружины на основе пеноматериала с полым сердечником, например, для применения в подушках, подушечках, сиденьях, матрасах и т.п. Кроме того, известны пружины из пеноматериала, имеющие по существу трубчатую форму с множественными прорезями или отверстиями, проходящими внутрь от внешней поверхности.Various hollow core foam springs are known, for example, for use in cushions, cushions, seats, mattresses and the like. In addition, foam springs are known that are substantially tubular in shape with multiple slots or holes extending inward from the outer surface.

Один пример таких цилиндрических пружин на основе пеноматериала с полым сердечником приведен в принадлежащем Pope патенте США № 4194255 и принадлежащей Рорре опубликованной заявке на патент США № US 2009/0079119 А1. В этом примере показаны по существу равномерные в латеральном направлении отверстия, проходящие вовнутрь, причем отверстия выполнены в ромбовидной форме, проходящей в продольном направлении. Один из недостатков такой конструкции состоит, как правило, в латеральном (боковом) смещении или сминании при расширении, происходящем при приложении вертикального (осевого) сжатия. Недостатком такого латерального или бокового расширения является то, что при размещении в пружинном слое (например, в подушке, подушечке, матрасе, сиденье или т.п.) пружины либо должны находиться на расстоянии друг от друга, либо (если они более плотно упакованы) они могут соприкасаться друг с другом под действием сжимающих нагрузок. Другой недостаток такой конструкции пружин заключается в склонности верхнего и нижнего краев расширяться радиально в состоянии покоя, а также в относительной сложности производства в плане склеивания противоположных концов разрезанной полоски пеноматериала с формированием цилиндрической пружины.One example of such hollow core foam-based coil springs is shown in Pope's US Patent No. 4,194,255 and Rorr's published US Patent Application No. US 2009/0079119 A1. This example shows substantially laterally uniform openings extending inwardly, the openings being in a diamond shape extending longitudinally. One of the disadvantages of this design is, as a rule, the lateral (lateral) displacement or crushing during expansion that occurs when vertical (axial) compression is applied. The disadvantage of this lateral or lateral expansion is that when placed in a spring layer (e.g., cushion, cushion, mattress, seat, or the like), the springs either must be spaced apart or (if they are more tightly packed) they can come into contact with each other under the action of compressive loads. Another disadvantage of this spring design is the tendency of the top and bottom edges to expand radially when at rest, as well as the relative manufacturing difficulty of gluing the opposite ends of a cut strip of foam to form a coil spring.

Другой пример цилиндрической пружины на основе пеноматериала с полым сердечником приведен в публикации принадлежащего Рорре патента США № 8353501 В2. В этом примере показан узор из отверстий в форме половинок ромбов и полных ромбов, проходящих в латеральном направлении, причем отверстия отделены друг от друга разделительной колонной. Считается, что такие пружины на основе пеноматериала проявляют большее сопротивление сжатию (т.е. больший коэффициент жесткости пружины) по сравнению с показанными в примерах, описанных выше. Однако следует понимать, что в них необходимо применять дополнительный пеноматериал, подобный используемому в разделительных колоннах. Дополнительный недостаток этих пружин из пеноматериала состоит в латеральном (боковом) смещении или сминании при приложении осевой нагрузки. Другим недостатком является относительно низкое отношение высоты к диаметру, из-за которого также ограничивается плотность упаковки в пружинном слое.Another example of a hollow core foam coil spring is shown in Rorre's US Patent No. 8353501 B2. This example shows a pattern of half diamond and full diamond holes extending laterally, with the holes separated from each other by a dividing column. Such foam springs are believed to exhibit greater compression resistance (ie, a greater spring rate) than those shown in the examples described above. However, it should be understood that they require the use of additional foam material similar to that used in separation columns. An additional disadvantage of these foam springs is the lateral movement or collapse when axial load is applied. Another disadvantage is the relatively low height to diameter ratio, which also limits the packing density in the spring layer.

Соответственно, существует потребность по существу в цилиндрической пружине на основе пеноматериала с полым сердечником, имеющей конструкцию удлиненных отверстий, способствующую центральному расширению при осевых нагрузках, простую в изготовлении в плане сохранения целостности клеевого шва, с уменьшением при этом сминания в боковом направлении при приложении нагрузок в осевом направлении.Accordingly, there is a need for a substantially hollow core foam-based coil spring having an elongated hole design that promotes central expansion under axial loads, is easy to manufacture in terms of maintaining the integrity of the adhesive bead while reducing lateral collapse when loads are applied in the axial direction.

Изложение сущности изобретенияSummary of the invention

Настоящее изобретение относится к пружинам из пеноматериала, таким как используемые в подушках, подушечках, матрасах, сиденьях и т.п., имеющим отверстия, проходящие от внешней поверхности к внутреннему полому сердечнику пружины. В этой пружине обеспечено желаемое отношение диаметра к высоте и при этом обеспечено центральное расширение, в котором в некоторых вариантах осуществления используется уменьшенная (по сравнению с известными пружинами) толщина внутренней стенки, и в результате происходит неожиданное увеличение сопротивления сжимающей нагрузке (т.е. большей жесткости пружины) из-за концентрирования расширяющих смещений в середине пружины. Преимущество такого профиля расширения заключается в склонности таких пружин сохранять фиксированное в аксиальном направлении (т.е. вертикальное для вертикально ориентированных пружин) положение, причем расширение отдельных пружин направлено к смежным пружинам. В некоторых вариантах осуществления при матричной упаковке расширенные части внутренних пружин соприкасаются со смежными пружинами, за счет чего формируется устойчивость к смещению и улучшается сопротивление осевому сжатию. Аналогичным образом в пружинах может быть предусмотрено относительно высокое отношение высоты к диаметру и сохранение при этом структурной прочности.The present invention relates to foam springs, such as those used in pillows, pads, mattresses, seats, and the like, having holes extending from an outer surface to an inner hollow spring core. This spring provides the desired diameter-to-height ratio while providing a central expansion, which in some embodiments utilizes a reduced (compared to prior art springs) inner wall thickness and results in a surprising increase in resistance to compressive load (i.e., greater spring stiffness) due to the concentration of expansion displacements in the middle of the spring. The advantage of this expansion profile is the tendency of such springs to maintain an axially fixed (ie vertical for vertically oriented springs) position, with the expansion of individual springs directed towards adjacent springs. In some embodiments, matrix packing places the flared portions of the inner springs in contact with adjacent springs, thereby providing displacement stability and improving axial compression resistance. Likewise, springs can be designed to have a relatively high height-to-diameter ratio while maintaining structural strength.

В дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения предложена пружина из пеноматериала с центральным расширением. При приложении сжимающего усилия (т.е. в осевом направлении) пружина в соответствии с настоящим изобретением расширяется радиально наружу в центральной части (т.е. в области в середине вертикального или осевого направления). При матричной упаковке с другими пружинами в соответствии с настоящим изобретением смежные пружины расширяются наружу и необязательно соприкасаются друг с другом, за счет чего формируется повышенная устойчивость к осевому сжатию. В варианте осуществления, в котором пружины имеют матричное расположение, на- 1 044690 пример в матрасе, пружины обеспечивают улучшенную опору. Дополнительное преимущество настоящего изобретения состоит в возможности использования более тонких стенок и уменьшения расхода материала для получения пружины за счет повышенного сопротивления сжатию с обеспечением при этом сопротивления сжатию (как в более массивных пружинах).In a further embodiment of the present invention, a foam spring with a central expansion is provided. When a compressive force is applied (ie in the axial direction), the spring in accordance with the present invention expands radially outward in the central part (ie in the area in the middle of the vertical or axial direction). When matrix-packed with other springs in accordance with the present invention, adjacent springs expand outward and optionally touch each other, thereby providing increased resistance to axial compression. In an embodiment in which the springs have a matrix arrangement, such as in a mattress, the springs provide improved support. An additional advantage of the present invention is the ability to use thinner walls and reduce material consumption to produce the spring due to increased compression resistance while providing compression resistance (as in heavier springs).

Эти и другие варианты осуществления изобретения представлены в следующем описании и на фигурах. Настоящее краткое описание и последующее подробное описание являются лишь примерными, иллюстративными и пояснительными и предназначены не для ограничения, а для дополнительного разъяснения изобретения, заявленного в формуле изобретения. Другие системы, способы, элементы и преимущества примерных вариантов осуществления будут или станут очевидными специалисту в данной области после изучения следующих фигур и подробного описания.These and other embodiments of the invention are presented in the following description and figures. This summary and the following detailed description are exemplary, illustrative and explanatory only and are intended not to limit, but to further explain, the invention claimed. Other systems, methods, elements, and advantages of the exemplary embodiments will be or will become apparent to one skilled in the art upon examination of the following figures and detailed description.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

Детали объекта изобретения, описанного в настоящем документе, как в отношении его структуры, так и в отношении его функционирования могут быть очевидными после изучения сопроводительных фигур, на которых одинаковые номера относятся к одинаковым деталям. Компоненты на фигурах необязательно указаны в масштабе, вместо этого акцент сделан на иллюстрации принципов объекта изобретения. Более того, все иллюстрации предназначены для донесения принципов, а относительные размеры, формы и другие подробные детали могут быть проиллюстрированы схематически, а не буквально или в точности. На сопроводительном чертеже-ах) представлен по меньшей мере один из лучших вариантов осуществления настоящего изобретения.Details of the subject matter described herein, both with respect to its structure and its operation, may be apparent from an examination of the accompanying figures, in which like numerals refer to like parts. Components in the figures are not necessarily to scale, but instead emphasis is placed on illustrating the principles of the subject matter. Moreover, all illustrations are intended to convey principles, and relative sizes, shapes, and other detailed details may be illustrated schematically rather than literally or exactly. The accompanying drawing(s) shows at least one of the best embodiments of the present invention.

На фиг. 1 представлен вид в перспективе полой трубчатой пружины из пеноматериала в соответствии с настоящим изобретением.In fig. 1 is a perspective view of a hollow tubular foam spring in accordance with the present invention.

На фиг. 2 представлен вид сбоку полой трубчатой пружины из пеноматериала в соответствии с изобретением.In fig. 2 is a side view of a hollow tubular foam spring in accordance with the invention.

На фиг. 3 представлен вид сбоку матрицы пружин предшествующего уровня техники, выполненных с возможностью сжатия и смещения в боковом направлении.In fig. 3 is a side view of a prior art spring array configured to be compressed and laterally displaced.

На фиг. 4 представлен вид сбоку испытательного аппарата с матрицей пружин предшествующего уровня техники, выполненных с возможностью сжатия и смещения в боковом направлении.In fig. 4 is a side view of a test apparatus with a prior art spring array configured to be compressed and laterally displaced.

На фиг. 5 представлен вид сбоку полой трубчатой пружины в соответствии с изобретением под осевой (вертикальной) нагрузкой, выполненной с возможностью расширения по центру в соответствии с изобретением.In fig. 5 is a side view of a hollow tubular spring in accordance with the invention under axial (vertical) load, configured to expand centrally in accordance with the invention.

На фиг. 6 представлен вид сбоку матрицы полых трубчатых пружин в соответствии с изобретением, выполненных с возможностью сжатия и центрального расширения в соответствии с изобретением.In fig. 6 is a side view of an array of hollow tubular springs in accordance with the invention, configured to compress and centrally expand in accordance with the invention.

На фиг. 7 представлен вид сбоку испытательного аппарата с матрицей полых трубчатых пружин в соответствии с изобретением, выполненных с возможностью сжатия и центрального расширения в соответствии с изобретением.In fig. 7 is a side view of a test apparatus with an array of hollow tubular springs in accordance with the invention, configured to compress and centrally expand in accordance with the invention.

На фиг. 8 представлен вид матраса в перспективе в соответствии с изобретением.In fig. 8 is a perspective view of a mattress in accordance with the invention.

На фиг. 9 представлен вид матраса сверху в поперечном сечении в соответствии с изобретением.In fig. 9 is a top cross-sectional view of a mattress in accordance with the invention.

На фиг. 10 представлен вид матраса сбоку в поперечном сечении в соответствии с изобретением.In fig. 10 is a side cross-sectional view of a mattress in accordance with the invention.

На фиг. 11 представлен вид сбоку в перспективе с пространственным разделением компонентов матраса, соответствующего изобретению.In fig. 11 is a side perspective view with spatial separation of the components of a mattress in accordance with the invention.

На фиг. 12 представлен вид матраса сбоку в поперечном сечении в соответствии с изобретением.In fig. 12 is a side cross-sectional view of a mattress in accordance with the invention.

На фиг. 13 представлен вид подушки сбоку в перспективе с вырезанным участком в соответствии с настоящим изобретением.In fig. 13 is a cut-out side perspective view of a cushion in accordance with the present invention.

Подробное описаниеDetailed description

Перед подробным описанием объекта настоящего изобретения следует понимать, что данное описание не ограничено конкретными вариантами осуществления, описанными в настоящем документе, которые могут варьироваться. Кроме того, следует понимать, что терминология, используемая в настоящем документе, служит только для описания конкретных вариантов осуществления и не ограничивает объем настоящего описания, который может быть ограничен только прилагаемой формулой изобретения. Хотя в настоящем изобретении допускаются различные варианты осуществления в разных формах, на чертежах показан и в настоящем документе будет подробно описан пример осуществления изобретения с учетом того, что настоящее описание следует рассматривать как пример принципов изобретения и что оно не предназначено для ограничения широкого аспекта изобретения только проиллюстрированным вариантом осуществления. Все свойства, элементы, компоненты, функции и этапы, описанные в отношении любого варианта осуществления, предложенного в настоящем документе, можно, предположительно, свободно комбинировать и заменять вариантами осуществления из любого другого варианта осуществления, если не указано иное. Таким образом, следует понимать, что иллюстрации приведены только в качестве примера и не должны рассматриваться как ограничение объема настоящего изобретения.Before describing the subject matter of the present invention in detail, it should be understood that this description is not limited to the specific embodiments described herein, which may vary. In addition, it should be understood that the terminology used herein serves only to describe specific embodiments and does not limit the scope of the present description, which may only be limited by the appended claims. Although the present invention is capable of various embodiments in different forms, an exemplary embodiment of the invention is shown in the drawings and will be described herein in detail with the understanding that the present description is to be considered as exemplary of the principles of the invention and that it is not intended to limit the broad aspect of the invention to that illustrated only. embodiment. All features, elements, components, functions and steps described with respect to any embodiment provided herein may be freely combined and replaced with embodiments from any other embodiment unless otherwise noted. Thus, it should be understood that the illustrations are provided by way of example only and should not be construed as limiting the scope of the present invention.

В приведенном ниже описании и на фигурах одинаковые элементы обозначены одинаковыми номерами позиций. Применение формулировок например, и т.п., и пр., если не указано иное, указывают на наличие неисключительных неограничивающих альтернативных вариантов осуществления. Использование формулировок имеющий, содержащий, включающий или включает при отсутствии осо- 2 044690 бых указаний означает включающий в себя, без ограничений или включает в себя, без ограничений.In the description below and in the figures, like elements are designated by like reference numerals. The use of the language e.g., etc., etc., unless otherwise indicated, indicates the availability of non-exclusive, non-limiting alternative embodiments. The use of the wording having, containing, including or includes in the absence of special instructions means including, without limitation, or includes, without limitation.

В настоящем документе термин и/или, размещенный между первым объектом и вторым объектом, означает одно из (1) первого объекта, (2) второго объекта и (3) первого объекта и второго объекта. Множество объектов, перечисленных с термином и/или, следует толковать таким же образом, т.е. как один или более объектов, объединенных описанных образом. Кроме того, необязательно могут присутствовать другие объекты, отличные от объектов, специально указанных в предложении с и/или, при это неважно, связаны они или не связаны со специально указанными объектами. Таким образом, в качестве примера, не имеющего ограничительного характера, упоминание А и/или В в сочетании с открытыми языковыми конструкциями, такими как содержащий, может относиться в одном варианте осуществления только к А (необязательно включая объекты, отличные от В); в другом варианте осуществления только к В (необязательно включая объекты, отличные от А); в еще одном варианте осуществления - как к А, так и к В (необязательно включая другие объекты). Эти объекты могут представлять собой элементы, действия, структуры, этапы, операции, значения и т.п.As used herein, the term and/or, when placed between a first object and a second object, means one of (1) the first object, (2) the second object, and (3) the first object and the second object. The plurality of objects listed with the term and/or should be interpreted in the same way, i.e. as one or more objects combined in a described manner. In addition, there may optionally be other objects other than the objects specifically identified in the clause with and/or, whether or not they are related to the specifically identified objects. Thus, by way of non-limiting example, references to A and/or B in combination with open language constructs such as containing may, in one embodiment, refer only to A (not necessarily including objects other than B); in another embodiment, only to B (optionally including objects other than A); in yet another embodiment, to both A and B (optionally including other objects). These objects can be elements, actions, structures, steps, operations, values, etc.

Если обратиться к фигурам, на фиг. 1 и 2 представлен пример пружины 10 из пеноматериала настоящего изобретения. Пружина 10 из пеноматериала имеет по существу полый трубчатый корпус с множеством сформированных в нем отверстий 20. Отверстия проходят от внешней поверхности 30 пружины 10 радиально внутрь к центру пружины 10. Обеспечен полый центральный сердечник 40, хотя следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления сердечник 40 может отсутствовать. Отверстия 30 могут быть сформированы с помощью любой технологии. К примерам подходящих технологий относятся удаление материала из сплошного цилиндра и формирование осевых разрезов в полоске пеноматериала с последующим изгибанием полосы для соединения соответствующих концов и получения полой цилиндрической формы. Диаметр пружины 10 в несжатом состоянии обозначен ссылочным номером 50, а высота пружины 10 в несжатом состоянии показана ссылочным номером 60. Было обнаружено, что в перфорированных цилиндрических пружинах 10 из пеноматериала сохранялось желаемое свойство центрального расширения при намного меньшем отношении диаметра к высоте, чем 4:3 (диаметр:высота), а при испытании пружин предшествующего уровня техники это свойство не проявлялось. Однако следует понимать, что может быть выбрано любое отношение высоты к ширине пружины, при котором при приложении сжимающего усилия пружина расширяется на вертикальном центральном участке и предотвращается латеральное смещение.Referring to the figures, FIG. 1 and 2 show an example of a foam spring 10 of the present invention. The foam spring 10 has a substantially hollow tubular body with a plurality of holes 20 formed therein. The holes extend from the outer surface 30 of the spring 10 radially inward toward the center of the spring 10. A hollow central core 40 is provided, although it should be understood that in some embodiments the core 40 may be missing. The holes 30 can be formed using any technology. Examples of suitable techniques include removing material from a solid cylinder and creating axial cuts in a strip of foam, then bending the strip to join the corresponding ends to form a hollow cylindrical shape. The uncompressed diameter of the spring 10 is indicated by reference numeral 50, and the uncompressed height of the spring 10 is indicated by reference numeral 60. It was discovered that perforated foam coil springs 10 maintained the desired central expansion property at a much smaller diameter to height ratio than 4: 3 (diameter: height), and when testing springs of the prior art, this property did not appear. However, it should be understood that any height to width ratio of the spring may be selected such that when a compressive force is applied, the spring expands at the vertical center portion and prevents lateral movement.

Для изготовления пружины предусмотрена полоска пеноматериала, в которой выполнены прорези. Противоположные концы полоски пеноматериала скрепляют, благодаря чему выполненные прорези открываются на внешней поверхности и формируют отверстия 20, проходящие от внешней поверхности пружины 10 внутрь к сердечнику 40. Длину прорезей выбирают с возможностью получения желаемого центрального расширения пружины 10 при ее сжатии.To make the spring, a strip of foam material is provided, in which slots are made. Opposite ends of the foam strip are secured so that the slots are made to open on the outer surface and form holes 20 extending from the outer surface of the spring 10 inward to the core 40. The length of the slots is selected to produce the desired central expansion of the spring 10 as it is compressed.

Были проведены испытания различных пружин настоящего изобретения и пружин предшествующего уровня техники для определения, достигается ли желаемое центральное расширение (противопоставленное смещению). В одном примере с использованием пружины предыдущего уровня техники, как показано на фиг. 3 и 4, было обнаружено, что эффект расширения под воздействием внутренних пружинных усилий был относительно небольшим, поэтому пружина, как правило, смещалась в латеральном направлении или сжималась с одной стороны, если отношение диаметра к высоте было больше 4:3. На фиг. 3 видно, что протестированные пружины 100 предшествующего уровня техники изгибаются в первом радиальном направлении X и при этом отсутствует аналогичный изгиб наружу на противоположной поверхности. На фиг. 4 показана экспериментальная конфигурация, в которой пружины 100 были сжаты и наблюдалось смещение, показанное на фиг. 3.Various springs of the present invention and springs of the prior art were tested to determine whether the desired central expansion (as opposed to displacement) was achieved. In one example using a prior art spring as shown in FIG. 3 and 4, it was found that the expansion effect due to internal spring forces was relatively small, so the spring tended to move laterally or compress on one side if the diameter to height ratio was greater than 4:3. In fig. 3, it can be seen that the tested prior art springs 100 flex in the first radial direction X without a similar outward flex on the opposite surface. In fig. 4 shows an experimental configuration in which the springs 100 were compressed and the displacement shown in FIG. 3.

Пример настоящего изобретения, в котором продемонстрировано желаемое расширение в центре, показан на фиг. 5-7. На фиг. 5 показана пружина 10 в соответствии с настоящим изобретением при осевом сжатии. Сжимающее усилие 200 прикладывается вниз к верхней части 70 пружины. Кроме того, показана противодействующая сила, действующая на нижнюю часть 80 пружины 10 от земли в направлении 210. В этом примере пружина расширяется в обоих направлениях, как показано указателями X и X'. На иллюстрации направление X представляет собой направление влево, а направление X' - вправо, но следует понимать, что расширение может проходить по всей окружности пружины или вокруг ее центра. На фиг. 6 и 7 представлена матрица пружин 10, например, расположенная внутри подушки, сиденья, подушечки или матраса 300, необязательно имеющая листовые слои 302, 303, прилежащие к соответствующим верхней стороне 70 и нижней стороне 80 пружин 10 из пеноматериала соответственно, причем сжимающие усилия приложены в осевом направлении (как показано пунктами 200 и 210 и соответствующими стрелками) к пружинам 10, находящимся внутри матраса 300, например приложены первая сила 200 (например, в осевом направлении) через необязательный слой 302 пеноматериала и противоположная вторая сила 210 через необязательный слой 303. Согласно иллюстрации в каждой пружине предусмотрено расширение по центральной линии 220 или вблизи нее в направлениях X, которые показаны пунктами X и X' и соответствующими стрелками. Для смежных пружин показаны противоположные расширению в направлениях X силы, воздействующие на расширения в направлениях X', причем предусмотрена взаимная структурная поддержка между смежными пружинами.An example of the present invention which demonstrates the desired expansion at the center is shown in FIG. 5-7. In fig. 5 shows a spring 10 in accordance with the present invention under axial compression. A compressive force 200 is applied downward to the top portion 70 of the spring. Also shown is the counter force acting on the bottom portion 80 of the spring 10 from the ground in the direction 210. In this example, the spring expands in both directions as indicated by X and X'. In the illustration, the X direction is to the left and the X' direction is to the right, but it should be understood that the expansion may be around the entire circumference of the spring or around its center. In fig. 6 and 7 illustrate an array of springs 10, for example, located within a cushion, seat, cushion, or mattress 300, optionally having sheet layers 302, 303 adjacent to respective top side 70 and bottom side 80 of foam springs 10, respectively, with compressive forces applied at axially (as indicated by 200 and 210 and the corresponding arrows) to the springs 10 located within the mattress 300, for example, a first force 200 is applied (e.g., in an axial direction) through an optional foam layer 302 and an opposing second force 210 through an optional layer 303. According to illustrated, each spring is provided with expansion at or near the center line 220 in the X directions, which are indicated by X and X' and the corresponding arrows. For adjacent springs, forces opposing the expansion in the X directions are shown acting on the expansions in the X' directions, and mutual structural support is provided between adjacent springs.

--

Claims

An example of a mattress 300 in accordance with the invention is shown in FIG. 8. In the mattress 300, the foam springs 100 in accordance with the invention may be arranged in a matrix in the interior of the mattress, for example, as shown in FIG. 4 and 6. In FIG. 9 is a top cross-sectional view of such a matrix. As shown in FIG. 9, foam springs 100 are arranged within the interior space 305 of the mattress 300 in any desired configuration. Likewise, multiple layers of springs 100 may be provided within the interior space 305. An edge structure 310 or optional internal spacers 320 may be provided to provide additional alignment of the springs 100. Any number or arrangement of additional support members or spacers 310, 320 may be provided as appropriate. providing the mattress with 300 desirable structural characteristics.

In an alternative embodiment of the mattress 300, the elongated foam springs 100 are arranged to extend laterally or longitudinally within the mattress, with the top sides of the springs 100 oriented laterally within the mattress rather than vertically as shown in FIG. 2, 6 and 9. Examples of mattresses according to the present invention with laterally extending springs are shown in FIGS. 10 and 11. In this embodiment, the springs 100 are elongated and located on their side. The springs are mounted within the mattress at mounting edges 320, 330, although any design that will hold the springs 100 in the desired position within the mattress can be used. In the illustrated embodiments, structures 320 and 330 include memory foam or polyurethane and include longitudinal receiving grooves 325, 335 specially shaped to receive and retain springs 100. Additionally, additional optional top and bottom layers 310, 315 and 340 are provided. In this example, layers 310 and 315 are located above the support structure 320, and layer 340 is located below the support structure 330. However, it should be understood that any arrangement of layers can be provided.

It should be understood that any arrangement of the elongated spring 100 of the present invention can be used, such as a longitudinal arrangement of the elongated springs within the mattress 300 or an arrangement of the elongated springs in both the longitudinal and lateral directions within the mattress, as shown in FIG. 12. For clarity, FIG. 12, the elongated springs 100 are indicated by 100 and 105. In this embodiment, as shown in FIG. 12, elongated springs 105 are located longitudinally within the mattress, seat or cushion 400, and laterally located elongated springs are shown at 100.

An embodiment of the pillow 500 of the invention is shown in FIG. 13. In this embodiment, the springs 100 of the present invention are located within the interior of the cushion 500. Any arrangement of the springs 100 that provides the desired hardness and other characteristics of the cushion 500 can be used. In one example, the springs 100 are located laterally within the cushion 500, with compressive forces 200 and 210 act on the long sides of the springs 100. In alternative embodiments, the springs are positioned vertically within the cushion, as in the arrangement shown in FIG. 7, in which the compressive forces 200 and 210 act in the axial direction of the springs.

Although the embodiments are subject to various modifications and alternative shapes may be used, the drawings show specific examples described in detail herein. However, it should be understood that these embodiments are not intended to be limited to the particular form described, but rather, these embodiments are intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives consistent with the spirit of the disclosure. Moreover, any features, functions, steps or elements of the embodiments may be re-stated in or added to the claims, as well as negative limitations that define the scope by features, functions, steps or elements not included herein. region.

CLAIM

1. A hollow tubular spring containing:

a perforated strip of foam with opposite ends fastened together to form a hollow tubular shape;

a plurality of holes extending from the outer surface of the spring to the inner core; and a vertical middle region, wherein the tubular spring has a cylindrical shape when no external compressive force is applied thereto, and in response to the application of an external compressive force in the axial direction to the tubular spring, it expands such that lateral expansion of the spring occurs in or around the vertical middle region of the spring her.

2. A mattress including a plurality of hollow tubular springs as claimed in claim 1 arranged in a matrix in a core region of the mattress.

-