JP2008511391A - 片面マットレス用の非対称スプリング部品およびインナースプリング - Google Patents
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Abstract
コイルボディ中の巻きが可変ピッチ角および半径を有する螺旋コイルスプリングの形態である、マットレスおよびその他のフレキシブル支持構造用の非対称スプリング部品であって、片面マットレスにおける片面インナースプリングに使用されるための単一の支持端を有している。コイルスプリングはコイルの軸または水平基準面あるいはその両方に関して非対称であり、コイルスプリングの各端部は、異なる装着および支持配置に適応するために異なる形およびサイズにされている。非対称コイルスプリングは、個々のポケットまたはポケットのストリング内に収容され得、片面マットレスに使用するための非対称ポケット化コイルインナースプリングを形成するように互いに配置され得る。
Description
本発明は、マットレスおよび座席などの反発支持構造の分野一般に属し、より詳細には反発支持構造の内部の個々のスプリング部品およびスプリングアッセンブリの分野に属する。
何十年にもわたって、マットレスおよびその他のタイプのクッションは「両面型」、すなわち断面が対称であって、材料および部品の形状および配置が各面において同一であるように構成されてきた。両面対称構成は、クッションまたはマットレスを裏返すことにより、圧縮されていない側において同じ支持特性を得ることを可能にする。このことは、反対面を支持面として使用している間に、パッド材(特にコットン芯または鳥類の羽毛などの天然材料)の圧縮された層を非圧縮させるために必要であると長年考えられていた。しかし、圧縮されていないまたは実質的に圧縮されていない状態に素早く戻る優れた弾性を有するフォーム材料などの、パッド材層の改良された材料の出現により、パッドを有する支持面は、反対面に裏返すことによる長い回復期間をもはや必要とせず、また非圧縮時に実際素早く回復し、この性能を製品寿命にわたって維持することができる。このことから最近、「片面」マットレスが開発された。「片面」マットレスは、支持永久支持面または表面を1つだけ有するように設計および構成され、かつ反対面がボックススプリングあるいは基礎体の上面によって永久的に支持され接触されるように設計されている。このように、片面あるいは「非裏返し型(no-flip)」マットレスは、支持および快適性特徴を実質的にすべて単一の支持面またはその付近に集中させ、かつ反対面あるいは底面は、基礎体による支持のためのプラットフォームとしてのみ作用するように設計されている。したがって、支持面またはその付近におけるパッド材その他の充填材料の量および質は、反対側の底面におけるよりも劇的に高い。
マットレス、座席およびその他のフレキシブル支持構造は従来、多数の相互に接続されたスプリング部品(様々な形状のスチールワイヤスプリングなど)が、インナースプリングの支持面(単数または複数)において上述のパッド材および張り地層によって覆われたもので構成されている。各反対面において上述の対称な材料層を有している両面マットレスにおいて、インナースプリング部品は垂直および水平次元の両方について対称であり、各端において同じ抵抗力を提供し、またマットレスの各支持面に対し集合的に同じ抵抗力を提供する。また対称スプリング設計は、螺旋コイルスプリングボディを形成したのちスプリングの端部をインパクトダイによって形成する、ワイヤ成形機によるオートメーション製造において好適かつ普遍的である。水平面に関してのスプリング部品の対称性とは、コイルの上部(面の上側)が、コイルの底部(面の下側)と同じ対応する部材のサイズ、形、および位置関係が同様であることを意味する。「対称」の語は、対応する部材のサイズ、形および位置関係について同様さを有することとして定義される。Webster's Revised Unabridged Dictionary,1996。
マットレス基礎体、「ボックススプリング」、またはソファなどの固定の向きを有するフレキシブル支持構造においては、スプリングはその一端において木製のフレームなどのフレームワークに装着され得、反対端の方はパッド材が載置されるためのフレキシブル支持表面を規定する。この種の用途に用いられるスプリングは、反対側の支持端とは異なる形状あるいは形にされた装着端を有し得、コイルのボディが装着端から支持端へ遷移するようにされ得る。コイル化されたワイヤ状タイプのスプリングは典型的には、コイルの端部間に延びる螺旋ボディを有する。コイルボディを形成する螺旋は固定の螺旋角あるいはピッチであるが、これは主として、固定の歯車装置あるいはカムを用いてワイヤをコイル状螺旋として形成する、ワイヤ成形機器のためである。このため、コイルスプリングにはその全長および圧縮範囲にわたって固定のスプリングレートが与えられ、圧縮されたときにコイルは一定の支持特性または感触を有する。また重要なのは、このタイプのコイルスプリングにおいて、コイルはその全長の上側1/4または1/3においてだけ圧縮されるにも関わらず、スプリングを形成するために用いられる材料の量がコイルの全長にわたって同じであることである。コイルスプリングの圧縮の大部分はコイル高さの上側1/4または1/3のみで起こるので、良好なスプリング性能のためには、コイルスプリングの下側の3/4または2/3は同一の形状にされる必要がない。スプリングが対称であるのは単に、対称な両面マットレスに設置されているため、支持面として上向きにされたときのマットレスの各面に対して同じ反発支持を提供しなければならないからである。
本発明は、片面マットレスまたはクッション具のために専用に設計された非対称マットレス部品を提供するものであり、ここで、前記マットレスまたはクッション具はその片面だけが反発支持表面として作用するように設計かつ意図されており、反対面は、基礎体、ボックススプリング、またはその他の構造または表面によって永久的に支持されるように設計かつ意図されているものとする。本発明の一局面において、コイルボディの垂直軸を通る垂直面に対してまたはコイルボディの軸に垂直な水平面に対して非対称な略螺旋コイルボディを有する、コイルスプリング(例えば成形ワイヤ)などの、非対称マットレススプリング部品が提供される。「非対称」は、2つ以上の同様な部材間において対称性が欠如していること、すなわち対称でないことを意味する。American Heritage Dictionary,4th Ed.2000。本発明の非対称コイルスプリングはそれぞれ、片面マットレスの支持面近傍に載置されるための形状にされた基端と、片面マットレスの支持面近傍に載置されるための形状にされた、基端の略反対側の上端あるいは支持端とを有する。複数の本発明の非対称スプリング部品が互いに接続されて、片面マットレスに用いられるための非対称インナースプリングアッセンブリを形成する。本明細書においてこれは、非対称インナースプリングアッセンブリまたは単に非対称インナースプリングとも呼ぶ。
本発明の一例において、片面マットレスインナースプリングアッセンブリにおける非対称コイル型スプリングは、第1の直径を有する基端と、第1の直径より大きい第2の直径を有する支持端とを有する。本明細書においてさらに説明されるように、装着端および支持端間のコイルのボディは、基端付近よりも支持端付近においてより大きな材料密度を有するような形状にされることによって、コイルボディの軸に垂直な平面に対して非対称である。このタイプのコイルスプリングの一つの具体的な実施形態において、コイルのワイヤの巻き数は、スプリングの下部領域(基端あるいは装着端近傍)におけるよりもスプリングの上部領域(支持端近傍)において大きい。コイルの非対称形状は、片面マットレスなどの片面支持構造における最適な性能のために理想的に適している。本発明の非対称スプリングコイルはまた、大量生産および取り扱い作業において用いられる標準的なベイリング処理にしたがって、ベイリングが可能である。本発明の別の局面において、片面マットレス用の片面インナースプリングに使用されるために適応された非対称ワイヤ状コイルスプリングは、ワイヤの複数の巻きを有する略螺旋コイルボディであって、各巻きは前記コイルボディの軸から測定された半径とピッチ角とを有し、前記巻きのピッチ角のうち少なくとも1つは別の1つの巻きのピッチ角よりも大きい、コイルボディと、前記コイルボディの下部領域と連続し、かつ前記コイルボディの軸に略垂直な平面内にある下端と、前記コイルボディの上部領域と連続し、かつ前記コイルボディの軸に略垂直な平面内にある上部支持端であって、前記コイルの単一の支持端として作用する上端と、を有している。
本発明の別の局面において、相互に接続された成形ワイヤスプリングからなる非対称マットレスインナースプリングは、インナースプリングの基面近傍よりも、インナースプリングの支持面近傍においてより大きなワイヤ状材料密度を有することにより、設計上単一の支持表面のみを有するインナースプリングを提供する。インナースプリングの支持面におけるより大きなワイヤ状材料密度は、インナースプリングの設計された反発支持機能を実行し、インナースプリングの基面におけるワイヤ状材料のより小さな密度は、マットレスの単一の支持表面の構造的支持を提供する。
また本発明の別の局面において、複数の相互に接続された非対称ワイヤ状コイルスプリングを有する非対称インナースプリングであって、前記コイルスプリングの各々は、複数の巻きを有する略螺旋コイルボディであって前記巻きのうち少なくとも2つは固有のピッチまたは半径を有しているコイルボディと、前記コイルボディの一端と連続する支持端と、前記コイルボディの反対端と連続する基端とを有しており、前記コイルスプリングの前記支持端は平面内に配置されて前記非対称インナースプリングに対する単一の支持面を規定する、非対称インナースプリングが提供される。
本発明のこれらおよびその他の局面を、添付の図面を参照して説明する。図面は、本発明の原理および概念を実現するいくつかの部品設計を代表しており、請求項に定義される本発明の範囲をその他限定するものではない。
本発明の非対称スプリング部品の1タイプの例として、図1Aに、基端あるいは下端102と上端あるいは支持端104との間に延びる略螺旋形状のコイルボディ106を有する、ワイヤ状コイル型スプリング(全体を100に示す)の側面図を示す。基部102は、スプリング100の底面あるいは装着端とも呼ばれる。コイル100の基部102および上部104は、末端巻き部とも呼ばれる。コイルボディ106は、図示するコイルの軸Aを垂直に通る略水平な基準面HPに関して/対して略非対称である。コイルボディ106の、基準面HPの上端あるいは支持端104近傍側の部分は、コイルボディ106の「上部領域」とも呼ばれる。コイルボディ106の、基準面HPの基端あるいは下端102近傍側の部分は、「下部領域」とも呼ばれる。本発明の非対称スプリングコイルにおいて、平面HPの一方側におけるコイルボディ106の物理的形状は、平面HPの他方側におけるコイルボディ106の物理的形状とは異なる。図1Aの特定の実施形態では、コイルボディ106内の異なる巻き数の結果として、基準面HPの一方側(すなわちコイルボディ106の上部領域)における方が、他方側(すなわち下部領域)よりも、コイルボディ106中により多くのワイヤ材料が存在する。他の実施形態においては、コイルボディの支持端または上部104近傍側または領域においてより多くの材料が存在し得るが、他の実施形態においては、コイルボディの基端あるいは装着端102近傍側または領域においてより多くの材料が存在し得、いずれにせよコイルボディおよびコイル全体としての非対称性が得られる。コイルボディ中における材料の量の差は一般に、コイルボディの各上部または下部領域における螺旋巻きの数およびサイズ(例えば半径)によって支配される。螺旋ワイヤ状コイルスプリング技術において、スプリングのスプリングレートおよび得られる感触を決定する主要なファクターは、コイルの螺旋巻きのワイヤゲージならびに、数、サイズ(直径)およびピッチ(またはピッチ角)であることは周知である。一般に、コイルの巻きが多い方がスプリングレートは低くなり、得られる感触と支持がより柔らかくなる。またコイル中の巻きの直径が大きいほど、やはりより低いスプリングレートならびに結果としてのより柔らかい感触に寄与するが、コイル直径はたいていの場合製造およびインナースプリングアッセンブリパラメータによって制限される。コイルの各巻きのピッチまたはピッチ角は、コイルを形成するワイヤが、コイル成形機内の成形型を通って引っ張られる速度によって制御され得る。より大きいあるいは急峻なピッチは、ワイヤの垂直向きが増加することで、より固いスプリングを作る。より浅いピッチはより低いスプリングレートを作りだし、コイルボディのより大きな総巻き数を可能にする。コイルボディ中の巻き数がより多いことおよびより小さなピッチは、特にコイルの上支持端付近において、コイルが非軸上荷重に対して関節運動するあるいは側方に屈曲する能力を高める。本発明の非対称スプリング部品および非対称スプリング部品からなるインナースプリングアッセンブリについて、コイルスプリングのワイヤゲージは、10〜20awgの範囲であり得、好適な範囲は11〜17awgであり、より好適な範囲は12〜16awgである。
図1Aおよび1Bの非対称スプリングコイル100は、広い基部支持表面を(例えばインナースプリングアッセンブリの下側端に、あるいは、ボックススプリング型基礎体もしくは家具または座席におけるようにフレームまたはその他の支持構造に直接装着するために)作製するための、比較的大きな直径の基部102を組み合わせることにより、これらの設計パラメータの利点を合わせ持っている。端部102および104間の略螺旋コイルボディ106は、ピッチ角(本明細書において「ピッチ」とも呼ぶ)をそれぞれ持つ多数の巻きを有する、螺旋である。ピッチ角は、基部102からのコイルの上方向への渦巻きパターンにおける巻きの傾きあるいはスロープである。本発明において、コイルボディの巻きのピッチは、基部102から延びる第1の巻き107に対する初期ピッチ角αから始まって、単一のコイルボディ内で異なり得る。初期ピッチ角αは一般にコイルボディ106のすべてのピッチ角のなかで最も大きなピッチ角であり、このことにより、非対称コイルスプリング100のボディ106に比較的固い下部領域を提供し、下部領域においてより少ないワイヤ材料を用いている。この特定の実施形態において、コイルボディ106の巻きのピッチ角は上部104に向かって減少し、巻き108に至るピッチ角βはピッチ角αよりも若干小さい。このコイルボディのピッチ角のだんだんの減少により、スプリングレートがコイルボディ106の上部領域に向かって小さくなり、少なくとも初期圧縮において、スプリングにより柔らかい感触あるいは支持を与える。このコイルボディのピッチ角の漸進的な減少は上部104へと続き、巻き109、110、111および112におけるピッチ角ε、ηおよびλはそれぞれその前のピッチ角よりも若干小さい。図1Bに示すように、コイル100の末端巻き部または端部102および104は円形形状に形成され得るが、同じサイズ、直径、半径または形である必要はない。この特定の非対称スプリングコイル100において、基部102が最も大きな半径(コイル軸Aから測定した)を有しており、上部104が最も小さな半径を有している。
図1Bにさらに示すように、コイルスプリング100は半径方向に、あるいは基準面HPに対してもまた非対称な形状にされる。巻き107がコイルボディ106の中心軸Aに対し最も大きな半径範囲を有しているが、基部102の半径範囲内には収まっている。連続する巻き108〜112は、コイルの中心軸から漸進的に小さくなる半径を有している。コイルスプリングの巻きの半径が小さくなると一般にはスプリングレートを増加させてより固い感触となるため、この設計パラメータと変化するピッチ角とが組み合わせられて、コイルスプリング100の全体的な固さおよび感触を決定する。
図2Aおよび2Bは、コイルスプリング200の形態である、本発明の非対称スプリング部品の別の実施形態を示す。コイルのボディ206の巻きは、コイルボディ206の軸Aを通る水平基準面HPに関して非対称であるが、図2Bに示すように略等しい半径および直径を有する。等しい直径の巻きが、良好な側方安定性を有するコイルを生みだし、その一方で可変ピッチ角α〜λにより得られるコイルボディの長さに反った非対称性が、巻き209〜212の上部領域においてより柔らかい感触を生みだし、コイルボディの下部領域の巻き207〜208においてより少ない材料を用いている。本発明の非対称スプリングコイルの上部および下部領域は、概して、コイルボディの巻きのうちコイルの支持端および上端にそれぞれ最も近いあるいは近傍のものからなる領域として、あるいはコイルスプリングの軸Aを通る基準面HPの反対側として定義される。このように、基準面HPの一方側と他方側についてコイルボディの巻きの数、ピッチ角または半径に差が存在する本発明の非対称コイルスプリングにおいて、非対称コイルスプリングは、基準面の一方側において第1の形状を有しかつ基準面の他方側において第2の形状を有しており、第1の形状は第2の形状とは異なっている。
図3Aおよび3Bは、全体を300に示すワイヤ状コイルなどである、本発明の非対称コイルスプリングの別の実施形態を示す。コイルのボディ306の最も大きな巻き310は、コイルの上部領域に位置しており、基部または底部302よりも、上部304側に近い。したがって、最も大きな巻き310の位置のため、コイル300はコイルボディ軸Aのある点または中点を通る水平基準面HPに関して対称でない。巻き310の比較的大きな直径は、より低いスプリングレートおよびコイル300のより柔らかな感触に寄与する。コイルボディ306はまた、コイルボディ306の上部および下部領域において、最も大きな巻き310の近傍に、少なくとも1つの次に最も大きな巻き(例えば巻き309および311)を有する。これらのより小さな直径である2次的な巻きもまた、コイルボディのこれらの領域におけるスプリングレートを増大させる。また図示するように、コイルの下部の基部領域におけるスプリングレートと得られる固さとをさらに増大させるため、またコイルスプリングを形成するために必要なワイヤ材料の量を減少させるため、巻き309におけるピッチ角γは、巻き311におけるピッチ角εよりも若干大きい。スプリングレートのより低くしてより柔らかい感触を得るために、巻き307、308および312、313におけるピッチ角は、コイルの末端部に向かって漸進的に小さくなっている。これは特に、柔らかい初期感触を持ちコイルが圧縮されるにつれスプリングレートがだんだん増加し、かつ非軸上荷重に応じて関節運動を行うインナースプリングに用いられる、支持上端304において望ましい。コイルボディの中央領域におけるより大きなピッチ角は、対称なコイルに比較して、コイルを形成するために用いられるワイヤまたはその他の材料の総量を減少させる。本発明の非対称コイル設計およびインナースプリングはしたがって、より低い製造コストであり、また非対称スプリング部品を有する片面マットレスを製造するための総コストがより低くなる。
図4A〜4Dは、ワイヤ状コイルとしても製造され得る、本発明の非対称コイルスプリング400の別の実施形態を示す。コイルスプリング100と同様に、巻き407、408ならびに最も大きなピッチ角αおよびβは、コイルボディ406の下部領域に位置しているが、巻き407〜411のそれぞれは実質的に等しい直径である。コイルスプリングの端部402および404は、図4Bおよび4Dに示すようにオフセットして形成されることにより、当該分野で公知のように多数のコイルスプリングをレーシングしてインナースプリングアッセンブリを形成することを容易にしている。ただし本発明は、本明細書においてさらに詳述するように、レーシングまたはその他に組み合わせられあるいは互いに配置されて非対称インナースプリングアッセンブリを形成する、非対称コイルスプリングの新規な構成を提供する。コイル400の端部402および404の末端は、所望に応じてコイルボディ406の同じ側にあってもよい。
図5A〜5Dは、垂直および水平の両方について非対称性を有する非対称コイルスプリング500の別の実施形態を示す。すなわち、コイルスプリング500の形あるいは形状は、コイルボディ506の軸Aに対して垂直に通る水平面HPに関して対称でなく、かつ、コイルボディ506の軸Aを通る垂直面に関して対称でない。本明細書において、コイルが「非対称」あるいは「対称でない」と言う記述は、水平基準面HPまたはコイルボディの垂直軸Aを通る垂直基準面などの基準面の一方側におけるコイルの形状が、平面の一方側と他方側とでは異なっていることを意味する。前述のように、基準面の互いに反対側におけるコイル形状の主要な差は、巻き数、巻きの半径、巻きのピッチ角、ならびに末端巻き部または端部502、504のサイズおよび形である。コイルボディ506の下部領域(コイル基部502近傍)における巻き507、508、509は、コイルボディ506の上部領域における残りの巻き510〜513よりも大きなピッチ角および大きな半径を有している。これにより、全方向に優れた安定性を有し、より急峻なピッチに起因して比較的固い下部領域を有し、かつそのようなスプリングを含んだインナースプリングに対してより柔らかい初期感触を生み出すより低いスプリングレートの上部領域を有するコイルスプリングが提供され、また各々のコイルの関節運動を高めてより良い適応性が得られる。上部領域の比較的小さなピッチ角が、比較的小さな半径と組み合わせられる。この水平および垂直次元の両方における非対称性により、マットレスインナースプリング、家具またはその他の座席あるいはフレキシブル支持体などの任意の特定の用途において望まれる感触のタイプおよび性能に対して、コイルスプリング設計を微調整することが可能になる。端部502および504は、図6に示すようにインナースプリングアッセンブリ中において互いにレーシングされる目的で、オフセットされた端部を形成するように示している。コイル端の基部502および上部504における末端は、コイルボディ506の同じ側あるいは反対側にあってよく、同じ形状を共有していてもよいしそうでなくてもよい。
図6は、全体を5000に示す非対称インナースプリングアッセンブリの一部分の斜視図である。この非対称インナースプリングアッセンブリは、図示のようにマトリックスに配置されかつ平行に走る螺旋レーシングワイヤ5001によって互いにレーシングされた、複数の非対称コイルスプリング500を含んでいる。コイルボディ506の上部領域におけるより小さなピッチの巻きの結果として、非対称インナースプリングアッセンブリの上部領域(上側コイル端504近傍)が、下部領域(下側コイル端502近傍)よりも大きな成形ワイヤ材料の密度を有していることが、この図より明らかである。このことと、下部領域におけるコイルのより大きな半径の巻きとの組み合わせにより、比較的柔らかい上部領域と比較的固い下部領域とを有するインナースプリングアッセンブリが得られる。上側コイル端504はインナースプリング5000中において互いにレーシングされているが、コイル500の上部の巻き511〜513のより小さな半径に一部起因して、依然として多次元に関節運動または移動し得る。またこの図から、コイルスプリング500の上端504(インナースプリング5000の単一の支持面である)近傍のインナースプリング5000の形状が、コイルスプリング500の下端502近傍の形状とは異なることが明らかである。すなわち、巻き510〜513を含むコイルスプリング500の上部領域からなるインナースプリング5000の上部領域が、巻き507、508を含むコイルスプリング500の下部領域からなるインナースプリングの下部領域に対して対称でない。したがって、非対称インナースプリング5000は、コイルスプリングの上端504が片面非対称インナースプリング5000の単一の支持表面5001を形成するような片面マットレスに理想的に適している。
非対称スプリング部品および単一の支持面を有する非対称インナースプリングの発明の着想は、各非対称コイルスプリングが織地または不織布または他のフレキシブル材料からなるシェルまたはポケットまたは容器などのエンクロージャに個別に封入された、ポケット化コイルスプリングインナースプリングを含む異なる形態で実現し得る。
図7A〜7Dは、例えばMarshall型コイルにおけるように、ポケット、パッケージ、ケーシング、ハウジング、封入体(containment)またはカプセル体(encapsulation)650に封入された、本発明のポケット化非対称コイルスプリング600の別の実施形態を示す。各個々のコイルスプリング600を封入し、かつ図7Eに示すように多数のコイルスプリングをアレイあるいは配列(array or alignment)に維持することによって非対称インナースプリング6000を形成する、織地または不織布もしくはその他の材料からなるエンクロージャ内に、コイルが封じ込められる。非対称インナースプリング6000は、片面マットレスとしての使用のために、コイルスプリング600の支持端604の同一平面上の配置によって形成された単一の支持面6001を有しており、インナースプリングの支持面6001はマットレスの単一の支持面の下側かつ近傍にある。当該分野で公知のように、各コイルスプリングのエンクロージャは一般に織地またはその他のフレキシブル材料の円柱形の筒として形成されるため、本発明の非対称コイルスプリングの様々な実施形態の略円柱または円錐形は、そのような封入に理想的に適しており、スプリングレートおよび感触のためのコイル設計の可変直径およびピッチ、ならびにコイルスプリングの製造におけるワイヤ材料の節約という上述した利点のいずれも失うことがない。また、コイルスプリングがより小さな直径またはより低いピッチの巻きの周りに関節運動するように設計されているぶん、関節運動の範囲はポケットカプセル体650によって制御される。図7Eに示すように、コイルスプリング600の端部602、604は好ましくは円形の形態である。ポケット封入されているため、端部602、604は、スプリングを互いにレーシングするためにオフセットを有するように形成される必要がない。本発明の非対称コイルスプリングはしたがって、ポケット化コイルまたはMarshall型インナースプリングにおける使用に理想的に適している。
図8A〜8Dは、エンクロージャ750中に示すように、ポケット化コイルとしての使用にも適している、本発明の非対称コイルスプリング700の別の実施形態を示す。コイルスプリング600と比較して、特にコイルスプリングの下部領域において、巻き707〜712のピッチ角は比較的より均一であり、かつ略等しい半径を有している。ポケット化非対称インナースプリングにおいては、より大きくかつ等しい半径の巻きを有するコイルスプリングを、スプリングの巻き間の干渉の懸念無しに用いることができ、かつ可変ピッチおよび半径の利点を有している。図8Eは、片面マットレスとしての使用のために、コイルスプリング700の支持端704の同一平面上の配置によって形成された単一の支持面7001を有する非対称インナースプリング7000を示しており、この単一の支持面は片面マットレスの単一の支持面の下側かつ近傍にある。スプリングの均一な向きおよび配列を維持してインナースプリングを形成するように、各コイルスプリング700のポケットまたはエンクロージャ750は、形成、縫い合わせまたはその他互いに接合され、典型的には当該分野で公知のようにストランド状である。封入されたコイルスプリングの各々が非対称設計であることから、インナースプリングのワイヤ状部分の形状がインナースプリングの支持面近傍の上部領域と下部領域とでは異なっている、非対称ポケット化インナースプリングが提供される。非対称インナースプリングの上部領域は、片面マットレスの支持面下に設置される。すなわち、片面マットレスの単一の就寝用表面が、インナースプリング7000の支持面7001上に構成される。この実施形態において、コイルスプリングの支持端704の比較的小さな直径により、非軸上荷重に応じて、特に身体の輪郭に適応するように、支持端704がグループとして関節運動またはその他側方に屈曲することが可能になる。
図9A〜9Eは、エンクロージャ850中に示すように、ポケット化コイルとしての使用にも適している、本発明の非対称スプリングコイル800の別の実施形態を示す。巻き807〜812のピッチ角は、図7A〜7Eのスプリングコイル600と同様であるが、コイルの上部804は実質的により大きな直径および半径であり、下端802の直径および半径と同じだけ大きくてもよい。これにより、コイル800の側方安定性が増大し、図9Eに示すようにインナースプリング8000により大きな構造的支持表面8001が与えられる。上記のように、ポケット化非対称インナースプリングにおいては、より大きくかつ等しい半径の巻きおよび端部を有するコイルスプリングを、スプリングの巻き間の干渉の懸念無しに用いることができ、かつ可変ピッチおよび半径の利点を有している。図9Eは、片面マットレスとしての使用のために、コイルスプリング800のより大きな直径の支持端804の同一平面上の配置によって形成された単一の支持面8001を有する非対称インナースプリング8000を示しており、この単一の支持面は片面マットレスの単一の支持面の下側かつ近傍にある。スプリングの均一な向きおよび配列を維持してインナースプリングを形成するように、各コイルスプリング800周りのポケットまたはエンクロージャ850は、形成、縫い合わせまたはその他互いに接合され、典型的には当該分野で公知のようにストランド状である。封入されたコイルスプリングの各々が非対称設計であることから、インナースプリングのワイヤ状部分の形状がインナースプリングの支持面の近傍の上部領域と下部領域とでは異なっている、非対称ポケット化インナースプリングが提供される。非対称インナースプリングの上部領域は、片面マットレスの支持面下に設置される。すなわち、片面マットレスの単一の就寝用表面が、非対称ポケット化インナースプリング8000の支持面8001上に構成される。この実施形態において、支持端804の大きな直径が、より大きな側方安定性を有する支持面8001を生みだし、かつ一方で非軸上荷重に応じて身体の輪郭に適応するようにコイルが若干の関節運動をすることを可能にしている。片面非対称ポケット化コイルインナースプリング8000は、ポケット化コイル800の列をある形態に配置することあるいはマットレスの周囲の壁部内に配置した後、パッド材および張り地によって覆うことにより、形成することができる。
図10は、その全体を900に示す本発明の片面マットレスを示している。この片面マットレスは、マットレス900の単一の就寝用表面904側を向きかつその近傍にある単一の支持表面5004を形成する複数の非対称スプリングコイル500からなる、非対称インナースプリング(図6に全体を5000として示す)を有している。スプリングコイル500の下端502は、非対称インナースプリング5000に対して、非対称片面マットレス900の底部または基部902側を向きかつその近傍にある底部または基部5002を形成する。当該産業において公知であるように、多数の内部パッド材層908がマットレスの上部領域中に設けられており、インナースプリング支持表面5004の上かつ就寝用表面904の下に位置し、張り地またはカバー(tick)910によって覆われている。
図11は、その全体を1000に示す本発明の片面マットレスを示している。この片面マットレスは、図8Eに示すものと同様な、その全体を7000に示す非対称ポケット化コイルインナースプリングを有している。非対称ポケット化コイルインナースプリングは、織地またはその他のフレキシブル材料などのポケットまたは容器750にそれぞれ封入された複数の非対称スプリングコイル700からなり、複数の非対称スプリングコイル700がアレイ状に接続その他互いに配置され、上端704がマットレス1000の単一の就寝用表面1004側を向きかつその近傍にある単一の支持表面7004を形成している。スプリングコイル700の下端702は、非対称ポケット化インナースプリング7000に対して、非対称ポケット化コイル片面マットレス1000の底部または基部1002側を向きかつその近傍にある底部または基部7002を形成する。図8A〜8Eを参照して説明したように、上端704近傍の上部領域におけるスプリングコイル700の形状は、下端702近傍の下部領域における形状とは異なっており、この点でスプリングコイル704およびインナースプリング7000は非対称である。当該産業において公知であるように、多数の内部パッド材層1008がマットレスの上部領域中に設けられており、インナースプリング支持表面7004の上かつ就寝用表面1004の下に位置し、張り地またはカバー(tick)1010によって覆われている。
このように、本発明は新しいタイプの螺旋コイルスプリングを提供する。この螺旋コイルスプリングは、コイルの軸上の一端において反発支持を提供するように専用に設計され、かつ、片面マットレスあるいは単一の向きを有するように設計された他の任意のフレキシブル支持表面に使用されるための、やはり単一の支持表面を有するよう設計されたインナースプリングアッセンブリに含まれるために専用に設計されている。コイルの軸に対して垂直な水平基準面に対して(すなわちコイルの巻きに対して可変ピッチ)あるいは垂直基準面に対して(すなわちコイルの巻きに対して可変半径)のコイルスプリングの非対称性は、コイルを片面マットレスなどの片面用途専用に設計し、また最適な固さ、応答、および関節運動具合に調整し、特にコイルの下部領域において材料節約の利点を得ることを可能にする。
Claims (46)
- 片面マットレス用の片面インナースプリングに使用されるために適応された非対称ワイヤ状コイルスプリングであって、
ワイヤの複数の巻きを有する略螺旋コイルボディであって、各巻きは前記コイルボディの軸から測定された半径とピッチ角とを有し、前記巻きのピッチ角のうち少なくとも1つは別の1つの巻きのピッチ角よりも大きい、コイルボディと、
前記コイルボディの下部領域と連続し、かつ前記コイルボディの軸に略垂直な平面内にある下端と、
前記コイルボディの上部領域と連続し、かつ前記コイルボディの軸に略垂直な平面内にある上部支持端であって、前記コイルの単一の支持端として作用する上端と、
を備えた非対称コイルスプリング。 - 前記コイルボディの前記巻きのうち少なくとも1つは、前記コイルボディの前記巻きのうち別の1つの半径と異なる、請求項1に記載の非対称コイルスプリング。
- 前記コイルボディは、異なる半径を持つ巻きを少なくとも2つ有する、請求項1に記載の非対称コイルスプリング。
- 前記コイルボディの下部領域における少なくとも1つの巻きは、前記コイルボディの上部領域における1つの巻きよりも大きな半径を有する、請求項1に記載の非対称コイルスプリング。
- 前記コイルボディの前記巻きの半径は、前記コイルボディの前記上端に向かって漸進的に小さくなる、請求項1に記載の非対称コイルスプリング。
- 前記コイルボディの下部領域における1つのピッチ角は、前記コイルボディの上部領域における1つのピッチ角より大きい、請求項1に記載の非対称コイルスプリング。
- 前記コイルボディのピッチ角は、前記コイルボディの前記上端に向かって漸進的に減少する、請求項1に記載の非対称コイルスプリング。
- 前記コイルボディの軸の中点より上には、前記コイルボディの軸の前記中点より下よりも大きな巻き数が存在する、請求項1に記載の非対称コイルスプリング。
- 最も大きなピッチ角が前記コイルボディの下部領域に存在し、最も小さなピッチ角が前記コイルボディの上部領域に存在する、請求項1に記載の非対称コイルスプリング。
- マトリックス状に配置され、かつ、互いに接続されることにより、上端が片面インナースプリングアッセンブリの単一の支持面を形成している複数の非対称コイルスプリングからなる片面インナースプリングアッセンブリにおける請求項1に記載の非対称コイルスプリング。
- 前記コイルスプリング全体を封じ込めるポケットと組み合わされた、請求項1に記載の非対称コイルスプリング。
- ポケットに入れられた複数の非対称コイルスプリングと組み合わされ、片面マットレス用のポケット化非対称インナースプリングを形成している、請求項11に記載の非対称コイルスプリング。
- 支持端においてのみ荷重を支持するように設計された非対称ワイヤ状コイルスプリングであって、前記コイルスプリングは、
ワイヤの複数の巻きを有する螺旋コイルボディであって、各巻きは前記コイルボディの軸から測定された半径を有し、前記コイルボディの前記巻きのうち1つの半径は前記コイルボディの前記巻きのうち別の1つの半径よりも大きい、コイルボディと、
前記コイルボディの上部領域と連続し、かつ前記コイルボディの軸に略垂直な平面内にある支持端であって、前記コイルスプリングへの荷重の印加のために向けられた支持端と、
前記コイルボディの下部領域と連続し、前記コイルボディの軸に略垂直な平面内にある基端とを備え、
前記支持端および基端はそれぞれ、前記コイルボディの軸から測定された半径を有し、前記コイルボディの前記巻きのうち少なくとも1つの前記半径は、前記支持端または基端の半径とは異なっている、
コイルスプリング。 - 前記コイルボディの前記巻きのうちの1つの半径は、前記支持端の前記半径より大きく、前記基端の前記半径以上である、請求項13に記載の非対称ワイヤ状コイルスプリング。
- 前記基端の前記半径は、前記コイルボディの巻きの最も大きな半径より大きく、かつ前記支持端の前記半径より大きい、請求項13に記載の非対称ワイヤ状コイルスプリング。
- 前記コイルボディの前記巻きのうち1つは、固有のピッチ角および半径を有する、請求項13に記載の非対称ワイヤ状コイルスプリング。
- 前記基端は前記支持端よりも大きい半径を有する、請求項13に記載の非対称ワイヤ状コイルスプリング。
- 前記コイルボディの前記巻きの前記ピッチ角は、前記支持端に向かって減少する、請求項13に記載の非対称ワイヤ状コイルスプリング。
- 前記コイルボディの最も小さなピッチ角は前記支持端近傍にある、請求項13に記載の非対称ワイヤ状コイルスプリング。
- 前記コイルボディの最も大きなピッチ角は前記基端近傍にある、請求項13に記載の非対称ワイヤ状コイルスプリング。
- 最も大きな半径を有する前記コイルボディの前記巻きは前記基端近傍にある、請求項13に記載の非対称ワイヤ状コイルスプリング。
- 前記支持端または基端はオフセットして形成されている、請求項13に記載の非対称ワイヤ状コイルスプリング。
- 複数の同様なコイルスプリングと組み合わされて非対称インナースプリングアッセンブリを形成しており、前記コイルの前記支持端のそれぞれは、前記非対称インナースプリングアッセンブリの単一の支持表面である平面内に配置されている、請求項13に記載の非対称ワイヤ状コイルスプリング。
- 前記複数のコイルスプリングは、レーシングワイヤによって互いに接続されて非対称インナースプリングアッセンブリを形成している、請求項23に記載の非対称ワイヤ状コイルスプリング。
- フレキシブル材料に封入された、請求項13に記載の非対称ワイヤ状コイルスプリング。
- 複数の相互に接続された非対称ワイヤ状コイルスプリングを有する非対称インナースプリングであって、前記コイルスプリングの各々は、複数の巻きを有する略螺旋コイルボディであって前記巻きのうち少なくとも2つは固有のピッチまたは半径を有しているコイルボディと、前記コイルボディの一端と連続する支持端と、前記コイルボディの反対端と連続する基端とを有しており、前記コイルスプリングの前記支持端は平面内に配置されて前記非対称インナースプリングに対する単一の支持面を規定する、非対称インナースプリング。
- 前記インナースプリングの下半分よりも前記インナースプリングの上半分において、より大きな密度のワイヤが存在している、請求項26に記載の非対称インナースプリング。
- 前記コイルスプリングは螺旋レーシングワイヤによって相互に接続されている、請求項26に記載の非対称インナースプリング。
- 前記コイルスプリングはフレキシブルエンクロージャに収容されている、請求項26に記載の非対称インナースプリング。
- 前記コイルスプリングの前記支持端および前記基端はオフセットして形成されている、請求項26に記載の非対称インナースプリング。
- 前記コイルスプリングの前記支持端および前記基端は略円形である、請求項26に記載の非対称インナースプリング。
- 前記コイルスプリングの最も大きなピッチ角は前記コイルスプリングの前記基端近傍にある、請求項26に記載の非対称インナースプリング。
- 前記コイルスプリングの最も小さなピッチ角は前記コイルスプリングの前記支持端近傍にある、請求項26に記載の非対称インナースプリング。
- マットレスパッド材および張り地と組み合わされて単一の支持面を有する片面マットレスを形成している請求項26に記載の非対称インナースプリングであって、前記非対称インナースプリングの前記支持面は前記片面マットレスの前記支持面近傍にある。
- 単一の就寝用表面を有する片面マットレスであって、前記片面マットレスは複数の非対称コイルスプリングを有する非対称インナースプリングを備え、各非対称コイルスプリングは支持端および基端ならびに前記支持端と前記基端との間の非対称コイルスプリングボディを有しており、前記支持端近傍の前記コイルスプリングの形状は前記基端近傍の前記コイルスプリングの形状と異なっており、前記非対称コイルスプリングの前記支持端は平面内に配置されて前記非対称インナースプリングに対する単一の支持面を規定し、前記非対称インナースプリングの前記単一の支持面は前記片面マットレスの前記単一の就寝用表面の下側かつ近傍にある、片面マットレス。
- 前記非対称インナースプリングは、1つ以上のレーシングワイヤで互いに接続された複数の非対称コイルスプリングを備えてなる、請求項35に記載の片面マットレス。
- 前記非対称インナースプリングの前記非対称コイルスプリングは、基端と異なる形状にされた支持端を有する、請求項35に記載の片面マットレス。
- 前記非対称インナースプリングの前記非対称スプリングコイルの前記ボディは螺旋巻きを備えてなり、各螺旋巻きはピッチ角を有しており、前記スプリングコイルの前記ボディの前記螺旋巻きに対して少なくとも2つの異なるピッチ角を有する、請求項35に記載の片面マットレス。
- 前記非対称インナースプリングの前記非対称コイルスプリングの前記ボディは螺旋巻きを備えてなり、各螺旋巻きは半径を有しており、前記コイルスプリングの前記ボディの前記螺旋巻きに対して少なくとも2つの異なる半径を有する、請求項35に記載の片面マットレス。
- 前記非対称インナースプリングの前記コイルスプリングは、基端と異なる形状にされた支持端を有する、請求項35に記載の片面マットレス。
- 前記非対称インナースプリングの前記コイルスプリングは、前記端部の少なくとも1つにおいてオフセットを有する、請求項35に記載の片面マットレス。
- 前記非対称インナースプリングの前記コイルスプリングは、フレキシブルエンクロージャまたはポケットに封入されている、請求項35に記載の片面マットレス。
- 前記非対称インナースプリングは、前記非対称コイルスプリングの上半分によって形成された上部領域と前記非対称コイルスプリングの下半分によって形成された下部領域とを有しており、前記非対称コイルスプリングのそれぞれの下半分は前記上半分よりも前記コイルボディ中においてより少ない巻きを有していることによって、前記非対称インナースプリングは、前記上部領域よりも前記下部領域においてより少ない量のコイルスプリング材料を有している、請求項35に記載の片面マットレス。
- 前記非対称インナースプリングは、前記非対称コイルスプリングの上部領域によって形成された上部領域と前記非対称コイルスプリングの下部領域によって形成された下部領域とを有しており、前記非対称コイルスプリングのそれぞれの上部領域は、前記非対称コイルスプリングのそれぞれの下部領域におけるよりもより少ない巻きを前記コイルボディ中に有している、請求項35に記載の片面マットレス。
- 前記非対称インナースプリングの前記非対称コイルスプリングは、基端よりも小さい支持端を有している、請求項35に記載の片面マットレス。
- 前記非対称インナースプリングの前記非対称コイルスプリングは、基端と実質的に同じ形状にされた支持端を有する、請求項35に記載の片面マットレス。
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