JP2010518968A - 非螺旋セグメントを有するインナースプリングコイルおよびインナースプリング - Google Patents

Abstract

マットレスおよびその他の反発支持構造のためのインナースプリングのためのインナースプリングコイルは、略螺旋コイルボディ、および、コイルボディの軸方向端部の一方または両方とコイル端の一方または両方との間に延びる少なくとも１つの非螺旋セグメントまたはステップを有する。１つまたは複数のステップは線形または非線形とされることができ、コイルボディの縦軸に対して平行または角度を持って配置されることができる。コイル端近傍に配置される場合、ステップはコイル端が位置する平面から外れて延びる。あるいは、１つまたは複数のステップは螺旋コイルボディの螺旋巻きの中間に形成することもできる。

Description

本願は、２００４年８月２８日に出願された米国出願第１０／９２９，１３７号の一部継続出願である。

本発明は、スプリングおよびコイルのデザイン、ならびに複数のスプリングまたはコイルを用いた反発システムの分野一般に属する。

複数のワイヤ状スプリングまたはコイルのマトリクスまたはアレイからなるマットレス用インナースプリングまたは単に「インナースプリング」は、マットレス用パッド材の反発芯として長く用いられており、張り地層がインナースプリングの周囲に配置され取り付けられる。成形スチールワイヤからなるインナースプリングは、スチールワイヤストックからコイルを形成し、これらのコイルをマトリクスアレイ状に相互に連結する、あるいはレーシングする機械製法によって大量生産される。そのような機械製法を用いて、インナースプリングのデザイン属性は、ワイヤのゲージ、コイルのデザインまたはデザインの組み合わせ、マトリクスアレイ内の隣接するコイルの相対的なコイルの配向、およびコイルの相互連結またはレーシングの方法から、選択され変更されることができる。

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、支持永久の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。従って、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。

マットレスデザインの最近の傾向は、１つだけの表面またはウエイト支持面（ｗｅｉｇｈｔ−ｂｅａｒｉｎｇ ｓｉｄｅ）を有する片面の「非裏返し型」マットレスである。片面型マットレスにおいて、パッド材は底側からは排除され、支持側では増強される。しかしながら、パッド材の配置における根本的な変更にもかかわらず、インナースプリングのデザインは片面支持性能のために変更されたり設計されたりしていない。それどころか、片面型マットレスの構成は、コイル生産によって製造される略対称形のコイルを用いることに起因する対称な構造によって、反発（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ）支持を提供する２つの面（コイル端部により規定される）を有する従来のインナースプリングを用い続けている。この点で、従来のインナースプリングを用いた片面マットレスにおいては、インナースプリングの底側には、単一支持面の適当なまたは最適な性能に対して過剰であって必要ではない相当な量のワイヤ材料および構造がある。

ワイヤ状インナースプリングの多くのデザイン属性の中では、個々のコイルスプリングの高さおよび剛度が特に重要である。マットレス全体の高さはコイルの高さによってある程度決定され、アメリカンスタイルのハイプロフィールマットレスに対しては５．５インチ〜８．０インチの範囲などの背の高いコイルが望ましい。コイルおよびインナースプリングの高さを高くするには、適当な剛性を維持するためにさらに大きな技術的課題がある。螺旋コイルにおいて、一般的には剛性は高さとともに減少する。なぜなら、高さはコイルのボディにおいてワイヤの螺旋巻き数をより多く形成することによって達成されるからである。コイルの巻き数が増えて螺旋角が小さくなるほど、圧縮のために必要な力が小さくなっていく。これは、より柔らかな支持構造を提供するが、片面型マットレスの適当な長時間効果のある支持を提供するには柔らかくなりすぎる可能性がある。また、螺旋巻き数がコイルの長さに対して対称的に増加すると、片面型マットレスにおいて直接過重が全くかからないコイルの底端部でもワイヤが増加する。コイルの剛性は、より重いゲージのワイヤを用いることによって増大させることができるが、これによって重量および材料コストがかなり増えてしまう。従って、インナースプリングのコイルのコイル巻き数を単純に増やすことは、片面型マットレスにおける使用を目的としたインナースプリングの高さを高くし、ハイプロフィールを実現するための実際的な解決法とはならない。

インナースプリングデザインにおける主たる要素は材料コスト、すなわちスチールワイヤのコストである。剛性を増大させるためにより重いゲージのワイヤを用いることができるが、上述したように、これによって材料および取扱いコストが増大する。また、ワイヤのゲージが重くなるほど、インナースプリングを作製するために用いられるワイヤ形成用機器に生じる磨耗の量が増してしまう。適当な、またはそれ以上に補強された高さおよび剛性を有するコイルデザイン、多くのウエイト支持端部（ｗｅｉｇｈｔ−ｂｅａｒｉｎｇ ｅｎｄ）のうち１つを有するように構成されたコイルデザイン、および従来の対称型コイルよりも少ない量の材料を必要とするコイルデザインが望ましい。

この点で、従来のインナースプリングを用いた片面型マットレスにおいては、インナースプリングの底側には、適当なまたは最適な性能には過剰であって必要ではない相当量の材料および構造がある。ワイヤ状インナースプリングの多くのデザイン属性の中では、高さおよび剛性が特に重要である。マットレス全体の高さはコイルの高さによってある程度決定され、アメリカンスタイルのハイプロフィールマットレスに対しては６．５〜７．５の範囲などの背の高いコイルが望ましい。コイルおよびインナースプリングの高さを高くするには、適当な剛性を維持するためにさらに大きな技術的課題がある。コイルに対するワイヤの螺旋トリムの数を増やすことによって達成されるので、一般的には、剛性は高さとともに減少する。

インナースプリングデザインにおける主たる要素は材料コスト、すなわちスチールワイヤのコストである。剛性を増大させるためにより重いゲージのワイヤを用いることができるが、もちろん、これによってコストが増大する。また、ワイヤのゲージが重くなるほど、ワイヤ形成用機器に生じる磨耗の量が増してしまう。適当な高さおよび剛性を有するコイルデザイン、多くのウエイト支持端部（ｗｅｉｇｈｔ−ｂｅａｒｉｎｇ ｅｎｄ）のうち１つを有するように構成されたコイルデザイン、および従来の対称型コイルよりも少ない量の材料を必要とするコイルデザインが望ましい。

この要旨は、請求の範囲によって規定される特許の法的範囲を限定するものではない。本開示および発明は、コイルの端部と端部との間の１つ以上の非螺旋セグメントおよびコイルの螺旋ボディを有する螺旋スプリング、ならびにそのようなコイルを用いて作られたインナースプリングの様々なタイプである。本開示および発明は、ステップ部を有するコイル、本明細書では「ワンステップ」または「マルチステップ」コイルとも称される、の様々なタイプに関する。ステップ部を有するコイルは、スチールまたは合金からなるワイヤから形成され、螺旋コイルボディおよびコイル端の一方または両方と組み合わせたあるいは連続した少なくとも１つの非螺旋セグメントを有する。本明細書で用いられるように、「ステップ」「ステップを有する」「ワンステップ」「マルチステップ」という用語は上記コイルの非螺旋セグメントを称し、それらを意味する。本開示および発明は、ステップを有するコイルを用いて作られたマットレス用インナースプリングおよび他の反発支持構造をさらに包含する。１つまたは複数のステップはコイルの縦軸とは位置合わせされるか、または同軸とされるか、あるいは他の配置または角度とされ得、コイルボディ全体が螺旋形状であるコイルよりも少ない材料を用いてコイルに高さと長さを提供することができる。インナースプリング内で組み合わせられるとき、コイルの１つまたは複数のステップの非螺旋形状および配向は、インナースプリングの支持表面に対してより低いスプリングレートおよびより柔らかい感触を持った螺旋巻きを有するコイルボディ（つまり、螺旋コイルボディ）を支持するコイルへの比較的堅い基部を形成するために用いられることができる。本開示のワンステップおよびマルチステップコイルは、インナースプリングの反発支持を必要とするあらゆるタイプの製品または構造内に組み込まれるあらゆるタイプのインナースプリングにおいて用いられることができる。それらのワンステップまたはマルチステップコイルは、レーシングワイヤまたはクリップによって、あるいはコイルを部分的にまたは完全にカプセル状に包む繊維によって、あるいはその他の装置や材料によって、アレイ状に相互に接続されることができる。コイルの複数のセグメントのうちの非螺旋セグメントは線形または曲線とすることができ、螺旋コイルボディの縦軸とは位置合わせすることまたは平行とすること、あるいはそうでないようにすることができ、さらに、コイル端の平面から垂直、または他の角度で延びることができる。

本発明の１つの局面において、インナースプリングにおいて使用されるワンステップコイルが提供され、ステップを有するコイルは、複数の略螺旋巻きによって形成された略螺旋コイルボディと、前記コイルボディの各軸方向端部にあるコイル端であって、各コイル端は前記コイルボディの縦軸とは略垂直な平面に概ね位置するコイル端と、前記コイルボディおよび前記コイル端の一方とは連続しているステップセグメントであって、前記コイルボディの縦軸とは略平行であるステップセグメントと、を備えている。

本発明の他の局面において、インナースプリングにおいて使用されるステップを有するコイルが提供され、ステップを有するコイルは、略螺旋コイルボディと、前記コイルボディの両端部に形成されるコイル端と、前記コイルボディの端部および前記コイル端の一方とは連続する少なくとも１つの非螺旋ステップであって、前記コイルボディの端部が前記各コイル端から間隔をあける線形または垂直の大きさを有する、非螺旋ステップと、を備えている。複数のワイヤコイルはインナースプリングを形成するために相互に接続されることができ、前記コイルのステップはインナースプリングの片側近傍の共通の平面に配置される。

本発明の他の局面において、インナースプリングにおいて使用されるステップを有するコイルが提供され、ワイヤコイルは、略螺旋コイルボディと、前記コイルボディの両端部に形成されたコイル端と、前記コイルボディの端部および前記コイル端の一方の間に連続して配置される少なくとも１つのステップであって、前記ステップは、前記連続するコイル端を前記コイルボディの各端部から間隔をあける非螺旋形状および線形長さを有するステップと、を備えている。前記ステップは、前記コイルボディの端部と前記コイル端との間に１つ以上の屈曲を有することができる。前記複数のコイルは前記インナースプリングの平行な面を形成するコイル端で相互に接続されることができ、前記コイルのステップはインナースプリングの面のうち１面だけの近傍に配置され、あるいは前記コイルのステップのいくつはインナースプリングの面のうち一方の近傍に配置され、さらに、前記コイルのステップのいくつかはインナースプリングの他方の面近傍に配置される。

本発明の他の局面において、共に接続される複数のワイヤコイルによって形成されるインナースプリングへのアッセンブリのためのマルチステップコイルが提供され、前記ワイヤコイルは、略螺旋コイルボディと、前記コイルボディの両端にあるコイル端と、前記コイルボディの両端部とコイル端のそれぞれとの間に形成されるステップであって、前記ステップは非螺旋形状を有し各コイル端からコイルボディの両端への間隔をあけているステップと、を備えている。インナースプリングに組み立てられる際、これらのコイルのステップはインナースプリングの支持表面または面を形成するコイルの端部近傍の共通な平面に配置される。

本発明のこれらの局面およびその他の局面は、単に例示の目的である実施例を参照して本明細書で説明されるが、請求の範囲およびその同等物によって規定される特許の法的範囲を限定するものではない。

図１Ａは、ワンステップコイルの各種図面である。 図１Ｂは、ワンステップコイルの各種図面である。 図１Ｃは、ワンステップコイルの各種図面である。 図１Ｄは、ワンステップコイルの各種図面である。 図１Ｅは、ワンステップコイルの各種図面である。 図２は、複数のワンステップコイルを有するインナースプリングの正面図である。 図３は、複数のワンステップコイルを有するインナースプリングの斜視図である。 図４Ａは、ワンステップコイルの他の実施例を示す各種図面である。 図４Ｂは、ワンステップコイルの他の実施例を示す各種図面である。 図４Ｃは、ワンステップコイルの他の実施例を示す各種図面である。 図４Ｄは、ワンステップコイルの他の実施例を示す各種図面である。 図５は、他の実施例の複数のワンステップコイルを有するインナースプリングの正面図である。 図６は、他の実施例の複数のワンステップコイルを有するインナースプリングの斜視図である。 図７Ａは、本明細書では「前傾（ｓｌａｎｔ ｆｏｒｗａｒｄ）」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図７Ｂは、本明細書では「前傾（ｓｌａｎｔ ｆｏｒｗａｒｄ）」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図７Ｃは、本明細書では「前傾（ｓｌａｎｔ ｆｏｒｗａｒｄ）」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図８Ａは、本明細書では「後傾（ｓｌａｎｔ ｂａｃｋｗａｒｄ）」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図８Ｂは、本明細書では「後傾（ｓｌａｎｔ ｂａｃｋｗａｒｄ）」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図８Ｃは、本明細書では「後傾（ｓｌａｎｔ ｂａｃｋｗａｒｄ）」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図９Ａは、本明細書では「凹」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図９Ｂは、本明細書では「凹」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図９Ｃは、本明細書では「凹」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図１０Ａは、本明細書では「凸」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図１０Ｂは、本明細書では「凸」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図１０Ｃは、本明細書では「凸」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図１１Ａは、本明細書では「キャスト」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図１１Ｂは、本明細書では「キャスト」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図１１Ｃは、本明細書では「キャスト」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図１２Ａは、本明細書では「逆キャスト」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図１２Ｂは、本明細書では「逆キャスト」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図１２Ｃは、本明細書では「逆キャスト」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図１３Ａは、本明細書では「波形」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図１３Ｂは、本明細書では「波形」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図１４Ａは、本明細書では「Ｓ字」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図１４Ｂは、本明細書では「Ｓ字」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図１４Ｃは、本明細書では「Ｓ字」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図１５Ａは、本明細書では「オフセット」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図１５Ｂは、本明細書では「オフセット」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図１５Ｃは、本明細書では「オフセット」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図１６Ａは、本明細書では「オフセット湾曲ステップ」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図１６Ｂは、本明細書では「オフセット湾曲ステップ」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図１６Ｃは、本明細書では「オフセット湾曲ステップ」型のワンステップコイルと称されるワンステップコイルの他の実施例を示す正面図である。 図１７は、４回巻きベビーベッド型のワンステップコイルの斜視図である。 図１８は、ボンネル（Ｂｏｎｎｅｌ）型ワンステップコイルの斜視図である。 図１９は、螺旋コイルボディおよび２つのオフセット端部を有するワンステップコイルの斜視図である。 図２０は、ワンステップコイルの斜視図である。 図２１Ａは、ポケット化ワンステップコイルの斜視図である。 図２１Ｂは、ポケット化ワンステップコイルの斜視図である。 図２２は、本発明によるマルチステップコイルの斜視図である。 図２３は、本発明によるマルチステップコイルを用いて構成されたインナースプリングを横から見た図である。 図２４は、本発明によるマルチステップコイルの他の実施例を示す斜視図である。 図２５は、本発明によるマルチステップコイルを用いて構成されたインナースプリングを横から見た図である。 図２６は、本発明による対称形マルチステップコイルを示す斜視図である。 図２７は、本発明による対称形マルチステップコイルを用いて構成されたインナースプリングを横から見た図である。 図２８は、本発明によるステップを有するコイルを交互の配向で配置したインナースプリングを横から見た図である。 図２９は、本発明のステップを有するコイルの他の実施例を示す斜視図である。

図面に示すように、本開示のワンステップコイルの一例を全体として１０で示す。コイル１０は複数の略螺旋形の巻き１２１〜１２６、コイル端１４および１６、ならびにコイルステップ２０によって形成される略円筒形のボディ１２を有する。以下に詳細に説明されるように、ある形状のコイルステップ２０は、略螺旋形のコイルボディ１２とは通常は位置合わせはされず、つまり非螺旋であり、いくつかの形状においては、コイルの縦軸Ａに対して角度をつけられるか、略垂直に配向されるか、あるいは円筒形のコイルボディ１２の縦軸Ａに対して、略位置合わせされる平行とされることができる。コイルステップ２０はコイルボディ１２の螺旋巻き１２１〜１２６の略螺旋形状または軌道に追従しない。また、後述するように、コイルステップ２０は、線形（つまり、直線）に限らず、曲線であったり、多数の曲線または巻きを有することができる。本実施例において、ステップ２０は、コイル端１４とコイルボディ１２との間に線形（直線）であるセグメントを有し、このセグメントは略垂直に配向されコイルボディ１２の縦軸に対して実質的に平行である。コイルボディ１２のコイル端１４（セグメント１４１）とステップ２０との間には下部トランジション２７があり、ステップ２０と第１の巻き１２１との間には上部トランジション２９がある。

コイルステップ２０の形状およびコイルボディ１２に対する向きに関係なく、コイルステップは、ステップがそこから延びているコイル端からコイルボディを高くするまたは距離を広げるという利点を提供し、それによってより少ないワイヤ材料でコイルロフトまたは高さが得られ、さらに、隣接するコイルボディ１２のスプリングレートおよび特徴を妨害せず、現にそれらを向上させている。コイルステップ２０は、端から端まで、つまりコイル端１４からコイル端１６までを測定したコイル１０全体の長さを増大させる効果を有する。本明細書で使用するように、「ステップ」という用語は、通常は、コイル内のワイヤのいずれかの略線形または曲線のセグメントを称し、このセグメントは、螺旋コイルボディとコイル端との間に配置され、コイルボディのワイヤの螺旋形状の螺旋または軌道に追従せず、コイルボディの縦軸に対して略位置合わせされるかあるいは平行な少なくとも１つのセグメントを有することができ、縦軸Ａからの半径範囲でコイルボディの螺旋形の巻きの１つの外径範囲と同じ場所に配置される。そのようなコイルステップ２０を有するコイル１０は、本明細書では「ワンステップコイル」と称されることがある。しかしながら、本発明の範囲は、ここで説明される１つおよび１つだけの「ステップ」を有するコイル構成に限定されるものではない。螺旋形の巻き１２１〜１２６は、通常はコイルボディ１２の高さ方向に沿ってそれぞれ異なる高さに配置されているが、略円筒形のコイルボディが連続した螺旋形状によってコイルのワイヤに形成されているので、ワイヤの個々の巻きまたは湾曲部の厳密な区分はない。コイルの巻き数は、直径および高さのデザインパラメータならびに所望のスプリングレートに応じて変更することが可能である。一般的に知られているようにスプリングレートは螺旋巻き数とは反比例して変化する。

略円筒形のコイルボディ１２は、コイル１０の螺旋巻きのそれぞれの径方向中心にコイル１０の全長にわたる縦軸を有する。コイルボディ１２は、概括的に１４で示す第１のコイル端および概括的に１６で示す第２のコイル端とは連続している。「第１のコイル端」および「第２のコイル端」という表現は単に識別および参照のためであって、コイル端の位置または向きを規定するものではない。従って、ここでは、第１のコイル端１４または第２のコイル端１６のいずれも単純に「コイル端」と称されることができる。コイル端１４または１６のいずれも、片面型または両面型マットレスにおけるインナースプリングにおいてコイルの支持端とすることができる。図２に示すように、コイル端１４および１６のそれぞれは、一般的に、コイルボディ１２の縦軸とは略垂直な各平面内にある。

図１Ａ〜１Ｅにさらに示すように、コイル端１４および１６は、複数の隣接したセグメント、例えば１４１〜１４９および１６１〜１７０をそれぞれ有することができ、それらは、例えば同一出願人による米国特許第４，７２６，５７２号に説明されているように、相応に構成されたコイル形成装置によって形成されることができる。コイル端１４および１６のように１つ以上の線形セグメントを有するコイル端は、円形端部を有するコイルに比べてインナースプリングアレイにおいてコイル同士をより間隔を狭く配置することが可能であるという利点を有し、さらにコイルとコイルとの間を通るレーシングワイヤのための線形軌道を提供することができるという利点を有する。コイル端１４および１６は、同様に構成される必要はなく、実際にはコイル端の一方は他方とは異なって構成されることも可能である。例えば、コイル端の一方は、他方に比べて、コイルヘッドの様々な湾曲部によって規定される１つまたはそれ以上の付加的セグメントを有していることもできる。図１Ａ〜１Ｄに示すように、コイル端１６は、わずかに湾曲した末端セグメントであるセグメント１７０を有しており、これはコイル端１４には見られない。セグメント１７０などの付加的セグメントは、コイル端のウエイト支持および荷重分配面積を増大させるため、およびコイル端を強化してさらに硬くさせるために設けられることができる。略螺旋形のボディ１２は、コイル端１４および１６の間に延びている。コイル端１４および１６は、「第１」の端部または「第２」の端部のいずれかで二者択一的に称され、ステップ２０は、いずれかのコイル端と連続するか、または近接することができる。ステップ２０およびコイルボディの縦軸を参照して本明細書で用いられているように、「位置合わせされた（ａｌｉｇｎｅｄ）」という用語は平行または同軸を意味する。

図１Ｅに示すように、ステップ２０と螺旋巻き１２１との間の角Ｃは９０度よりも大きく、他の角度も可能であるが、好ましい形態においては約１１５度である。ステップ２０とコイル端セグメント１４１との間の角Ｂは、９０度よりも大きいまたは小さい角度を含めて他の角度も可能であるが、実質的に９０度である。好ましくは、角Ｂは角Ｃよりも小さい。ステップ２０の線形範囲はＨ_sで示され、コイルの他のデザインパラメータと組み合わせてワイヤのタイプおよびゲージが対応できるいずれかの長さとすることができる。

一方のコイル端から他方のコイル端までを測定したコイル１０全体の高さを増加させるために、略垂直のセグメント２０、本明細書では「ステップ」とも称する、がコイルボディ１２またはその一部と連続して、さらにコイル端と連続して形成される。一実施例において、略垂直のセグメント２０はコイルボディ１２の縦軸と略平行に、かつコイル端の各平面とは略垂直に配向されている。他の実施例では、略垂直なセグメント２０は、コイル端とコイル端との間のどの位置に配置されることも可能であり、コイル端のいずれかと隣接し連続して配置されるか、あるいは、コイルボディの螺旋または他の形状の巻きのいずれかの中間に配置されることもできる。

図２および図３に示すように、ステップは、コイルおよびインナースプリングの底端部または基端部となる（コイルおよびインナースプリングの上側支持端部とは逆の）コイル端、１４または１６の近傍に配置されることが可能である。ステップ２０が、コイル１０の底部またはその近傍に配置される構成のある局面において、コイルの反対側の支持端は、ステップ２０を持たない従来の螺旋コイルとほぼ同じスプリングレートならびに反発的反応および感触を有する。ステップ２０に近接または連続するコイル端は、上側コイル端に連続するコイルの上側領域と同様のスプリングレートを有することもできる。ステップ２０でのコイルのスプリングレートおよび堅さが当然のことながらコイルボディ１２よりもとても高い理由の１つは、ステップ２０の略垂直な配向であり、ステップ２０がコイル端の存在する平面とは略垂直であるからである。ステップ２０はコイルボディ１２の螺旋部分を持ち上げる働きを持ち、これにより、コイルの支持端のスプリング特性を大きく変えることなく、ステップ２０の長さの一部または全部によってコイル全体の高さが増大する。ステップ２０の長さまたは垂直範囲は、所望のスプリングおよびインナースプリング全体の高さ、ならびにスプリングの堅さまたはレートに応じて変更することができる。一般に、ステップ２０を長くすることによって、コイルのスプリングレートを通常は増大させる螺旋ワイヤの量が低減される。しかしながら、コイルの螺旋巻きの直径は、本発明によるコイルの所望の高さおよびスプリングレートの両方を達成するための変数として、ステップ２０の長さとは独立して調整されることができる。ワイヤゲージは、ステップの構成およびサイズを考慮して選択されることもできる。ワイヤゲージは、ステップ２０が耐えるべき縦方向および横方向の荷重に関して重要なデザインパラメータである。いくつかのデザインでは、ステップ２０によって生じる各コイルに必要なワイヤ全長の低減分を、より重いゲージのワイヤに当てることも可能である。

図２および図３は、マットレス、シート、家具などにおいて使用される、または片面型マットレスを含むいずれかの反発支持構造において使用されるインナースプリング３０を示している。インナースプリング３０は、線形の縦横列および矩形の境界のようなマトリクスまたはアレイに配列された複数のワンステップコイル１０を有する。隣り合う横列のコイルは、インナースプリング３０の長さに沿ってコイル端１４、１６の隣接するセグメントの周りを螺旋状に巻きつけるレーシングワイヤ３２によって相互に連結される。ワンステップコイル１０のそれぞれはインナースプリング３０内で共通に配向されており、コイル端１４は、インナースプリング３０への基部面または表面３４を規定する共通平面内に概ね位置し、コイル端１６はインナースプリング３０への支持面３６を規定する共通平面内に概ね位置する。インナースプリングの基部表面を規定するコイル端１４近傍に配置されるステップ２０を有するワンステップコイル１０を用いて上記のように構成されたインナースプリング３０は、ステップ２０の分だけインナースプリング３０全体の高さＨ_iを増加させ、コイルの最も反発力のある螺旋部分を支持表面３６近傍に配置する。これによりインナースプリングの高さが高くなりその結果マットレスの高さが高くなるという利点、コイル１０のそれぞれにおけるワイヤ材料の使用量が減るという利点、さらに、支持表面３６で感知されるコイルおよびインナースプリングのスプリングレートの劣化または硬化がないという利点が達成される。

図４Ａ〜４Ｄは、総体的に４０で示されるワンステップコイルの他の実施例を示し、図示されるようにコイルボディ４２の縦軸と略位置合わせされたステップ４８を有する。好ましくは、ステップ４８は、コイルボディ４２の縦軸とほぼ一致して配置されるか、あるいは位置合わせされる。本実施例においては、ステップ４８は、コイル端の一方（例えばコイル端４４）からコイル４０の軸Ａに向かって延びるトランジションセグメント４７と連続しており、これによって、ステップ４８はコイル４０の縦軸Ａと略位置あわせされるか、あるいは平行に配置される。コイル端４４のほぼ平面内に形成され得るトランジションセグメント４７から延びることによって、ステップ４８の下端はインナースプリング４０の基部または底部を形成するコイル端４４とは極めて近接している。図中にさらに示すように、トランジションセグメント４７の末端は、コイル端４４が存在する平面よりも概ね上に上がっている。トランジションセグメント４７はコイル端４４の一部、またはコイル端４４とステップ４８との間の別個のセグメントと考えられることができる。このような構成において、トランジションセグメント４７は、軸荷重がより上手のコイルボディ４２からステップ４８にかかったとき、その末端で湾曲した片持ち変位タイプのスプリングとして機能する。また、ステップ４８はコイルの縦軸Ａに一致して、または近傍に配置されているので、ステップ４８に関連する最小量の圧縮によって、コイル全体のスプリングレートはステップ４８の部分で増加される。ステップ４８はおよそ．１２５インチから１．２５インチ（つまり１ｍｍから４０ｍｍ以上）の範囲の長さのワイヤの略垂直に配向されたセグメントであるので、その結果、ステップがなければ螺旋巻きを追加してその高さを達成するために必要となるワイヤを用いることなく、コイル４０の全体の高さを実質的に増大させることになる。ステップ４８の線形長さの範囲は単なる例示であり、より短いまたはより長いステップ４８を有するコイル４０を構成することもできる。

ステップ４８およびトランジションセグメント４７はコイル端４４と関連して説明されるが、同様の配列は他方のコイル端４６を用いて、あるいは両コイル端４４および４６で形成されるステップ４８（トランジションセグメント４７を有するまたは有しない）を用いても形成され得るのはもちろんである。ステップ４８の長さは、ステップ４８にかかる一般的な軸荷重でのワイヤの曲げ作用、および使用されるワイヤ材料のタイプおよびゲージによってのみ限定される。また、ステップ４８とコイルボディ４２との間のトランジションセグメント４７は、荷重に応じたコイルボディ４２の圧縮およびステップ４８の偏向に加えて、コイルボディ４２とステップ４８との間に湾曲を提供する。ステップ４８は、上述のようにインナースプリングにおいてレーシングコイル１０を参照して説明された略線形のセグメントを有する構成など、いずれの構成においてもコイル端４４、４６と関連して形成されることができる。

図５および図６は、レーシングワイヤ３２により近縁のコイル端４４、４６を相互接続された複数の前述のワンステップコイル４０から構成されるインナースプリングアッセンブリ６０（「インナースプリング」）を示す。図５のコイル４０において、ステップ４８は、対応するコイル端４４とコイルボディ１２との間の少なくともいずれかのセグメントに沿った略曲線である。前記ワンステップコイルのいずれも、インナースプリングを形成するために上記の方法または同様の方法で相互接続されることができる。ステップ４８は、コイル端４４が存在する平面から外れて延びているので、レーシングワイヤ３２によって係合されるコイル端４４のセグメントと、インナースプリングアッセンブリ６０へのコイル４０の相互接続と、は離れて配置され、妨害しない。

図７Ａ〜７Ｃは、総体的に７０で示される本発明によるワンステップコイルの他の実施例を示し、コイル端７４から延びる、つまりコイル端７４がある平面から外れて螺旋コイルボディ７２の第１の巻き７２１へ延びる前傾（ｓｌａｎｔ ｆｏｒｗａｒｄ）ステップ７８を有する。他方のコイル端７６は、コイルボディ７２の反対側の端部に形成される。前傾ステップ７８は、コイル端７４がある平面に対してある角度をもって配向されており、螺旋コイルボディ７２の第１の巻き７２１とは鈍角で交差する。つまり、ステップ７８と螺旋コイルボディ７２の第１の巻き７２１との交差によって形成される角度は９０度よりも大きい。前傾ステップ７８は、鈍角でコイル端７４から延びている。すなわち、ステップ７８は、コイル端７４がある平面から鈍角で延びている。ステップ７８はコイル端７４と７６との間のワイヤの唯一の非螺旋形状である。

図８Ａ〜８Ｃは、総体的に８０で示される本発明によるワンステップコイルの他の実施例を示し、コイル端８４から螺旋コイルボディ８２の第１の巻き８２１へ延びる後傾（ｓｌａｎｔ ｂａｃｋｗａｒｄ）ステップ８８を有する。後傾ステップ８８は、コイル端８４がある平面に対してある角度をもって配向されており、螺旋コイルボディ８２の第１の巻き８２１とは鋭角で交差する。つまり、ステップ８８と第１の巻き８２１との交差によって形成される角度は９０度よりも小さい。後傾ステップ８８は、コイル端８４から鋭角で延びている。すなわち、ステップ８８は、コイル端８４がある平面から鋭角で延びている。ステップ８８は、コイル端８４と８６との間に配置されるワイヤの唯一の非螺旋形直線セグメントである。

図９Ａ〜９Ｃは、総体的に９０で示される本発明によるワンステップコイルの他の実施例を示し、コイル端９４から螺旋コイルボディ９２の第１の巻き９２１へ延びる凹形ステップ９８を有する。凹形ステップ９８は、コイル端９４がある平面から外れて第１の巻き９２１へ向かって延びている。凹形ステップ９８は湾曲し、湾曲の内側形状はコイル端９４の末端９４９に面しており、湾曲の外側形状はコイル端９４のセグメント９４１に面している。ステップ９８は湾曲して凹形の形状であるが、ステップ９８はコイル端９４に対して略垂直に配向されており、コイル９０の垂直軸およびコイル端９４の外縁とは略位置合わせされている。また、第１の巻き９２１とステップ９８との交角は、コイル端９４とステップ９８との交角よりも小さい。このような構成によって、ステップ９８はコイルボディ９２と組み合わせて何らかのスプリング作用を提供することができる。ステップ９８は、コイル端９４と９６との間に配置されるワイヤの唯一の非螺旋セグメントである。

図１０Ａ〜１０Ｃは、総体的に１００で示される本発明によるワンステップコイルの他の実施例を示し、コイル端１０４から螺旋コイルボディ１０２の第１の巻き１０２１へ延びる凸形ステップ１０８を有する。凸形ステップ１０８は、コイル端１０４がある平面から外れて第１の巻き１０２１へ向かって延びている。凸形ステップ１０８は湾曲し、湾曲の外側形状はコイル端９４の末端１０４９と面しており、湾曲の内側形状はコイル端１０４のセグメント１０４１と面している。ステップ１０８は湾曲して凸形の形状であるが、ステップ１０８はコイル端１０４に対して略垂直に配向されており、コイル１００の垂直軸とは略位置合わせされている。ステップ１０８は湾曲して凸形の形状であるが、ステップ１０８はコイル端１０４に対して略垂直に配向されており、コイル１００の垂直軸およびコイル端１０４の外縁とは略位置合わせされている。また、コイル端１０４とステップ１０８との交角は、コイル端１０４第１の巻き１０２１とステップ１０８との交角よりも大きい。このような構成によって、ステップ１０８は、ステップ１０８の略垂直な配向によってその縦軸にそってコイルボディ１０２を持ち上げるという他の機能を行いながら、コイルボディ９２ならびにコイル端１０４および１０６と組み合わせて何らかのスプリング作用を提供することができる。ステップ１０８はコイル端１０４と１０６との間のコイル１００の唯一の非螺旋セグメントである。

図１１Ａ〜１１Ｃは、総体的に１１０で示される本発明によるワンステップコイルの他の実施例を示し、コイル端１１４から螺旋コイルボディ１１２の第１の巻き１１２１へ延びるキャストステップ１１８を有する。キャストステップ１１８はコイル端１１４がある平面から外れて第１の巻き１１２１へ向かって延びている。図１１Ｂおよび１１Ｃに最も良く示されるように、キャストステップ１１８は、コイル端１１４から外側へ湾曲し、コイル１１０の縦軸から離れてコイル端１１４の周囲を越えている。湾曲の内側形状はコイル１１０に面している。ステップ１１８は湾曲した形状であるが、ステップ１１８はコイル端１１４に対して略垂直に配向されており、概して垂直面内に形成されることができる。コイル端１１４とステップ１１８との交角はおよそ９０度であるので、ステップ１１８と交差する第１の巻き１１２１のセグメントおよびステップ１１８と交差するコイル端１１４のセグメント１１４１は、それぞれステップ１１８およびコイルボディ１１２のスプリング作用と組み合わせてトーションスプリングとして働く。また、コイルボディ１１２に対するステップ１１８の外向き湾曲は、コイル端１１４と１１６との間のコイルボディ１１２に対してリーフスプリングタイプのマウントを提供する。その意味では、ワンステップコイル１１０は螺旋スプリングのコイルボディ１１２およびリーフスプリングのステップ１１８を有するハイブリッドスプリングである。ステップ１１８はコイル端１１４と１１６との間のコイル１１０の唯一の非螺旋セグメントである。

図１２Ａ〜１２Ｃは、総体的に１２０で示される本発明によるワンステップコイルの他の実施例を示し、コイル端１２４から螺旋コイルボディ１２２の第１の巻き１２２１へ延びる逆キャストステップ１２８を有する。キャストステップ１２８はコイル端１２４がある平面から外れて第１の巻き１２２１へ向かって延びている。図１２Ｂおよび１２Ｃに最も良く示されるように、キャストステップ１２８は、コイル端１２４から内側へ湾曲し、コイル１２０の縦軸から離れるがコイル端１２４の周囲の範囲内にある。湾曲の外側形状は螺旋コイルボディ１２２の範囲内に配置される。ステップ１２８は湾曲した形状であるが、ステップ１２８はコイル端１２４に対して略垂直に配向されており、概して垂直平面内に形成されることができる。コイルボディ１２２とステップ１２８との交角は非常に緩やかであり、例えば９０度よりも大きい角度で、コイルボディ１２２およびステップ１２８のたわみを協力して増進させる。ステップ１２８は、コイル端１２４のセグメント１２４１とは略直交するコイル端１２４と交差するので、セグメント１２４１はステップ１２８およびコイルボディ１２２のスプリング作用に加えて、トーションスプリングとして機能する。また、ステップ１２８のコイルボディ１１２に関するステップ１２８の内向き湾曲はコイルボディ１２２全体にリーフスプリングタイプのマウントを提供する。その意味では、ワンステップコイル１２０は螺旋スプリングのコイルボディ１２（およびコイル端１２４および１２６）およびリーフスプリングのステップ１２８を有するハイブリッドスプリングである。ステップ１２８はコイル端１２４と１２６との間のコイル１２０の唯一の非螺旋セグメントである。

図１３Ａ〜１３Ｃは、総体的に１３０で示される本発明によるワンステップコイルの他の実施例を示し、コイル端１３４から螺旋コイルボディ１３２の第１の巻き１３２１へ延びる波形ステップ１３８を有する。波形ステップ１３８はコイル端１３４がある平面から外れて第１の巻き１３２１へ向かって延びている。波形ステップ１３８は、コイル端１３４とコイルボディ１３２の第１の巻き１３２１との間に配置される２つ以上の湾曲部または波動部分１３９を有する。波形ステップ１３８とコイルボディ１３２との間のトランジション角は、波形ステップ１３８とコイル端１３４との間のトランジション角とほぼ同じである。波動部分１３９は垂直に配向された平面にあり、図示されるようにコイル端１３４の外縁と位置合わせされるか、あるいはコイル端１３４の交差部分１３４１とは直交することができる。波形ステップ１３８のスプリングレートは螺旋コイルボディ１３２のスプリングレートよりも高い。従って波形ステップ１３８は、荷重がかかると、螺旋コイルボディ１３２（およびコイル端１３２と１３６）とは別個であるが協同してスプリング作用を提供する。ステップ１３８はコイル端１３４と１３６との間のコイル１３０の唯一の非螺旋セグメントである。

図１４Ａ〜１４Ｃは、総体的に１４０で示される本発明によるワンステップコイルの他の実施例を示し、コイル端１４４から螺旋コイルボディ１４２の第１の巻き１４２１へ延びるＳ字ステップ１４８を有する。Ｓ字ステップ１４８はコイル端１４４がある平面から外れて第１の巻き１４２１へ向かって延びており、他方のコイル端１４６で終わっている。Ｓ字ステップ１４８はコイル端１４４とコイルボディ１４２の第１の巻き１４２１との間に配置される２つの大きな湾曲部または波動部分１４８１および１４８２を有する。Ｓ字ステップ１４８とコイルボディ１４２との間のトランジション角はＳ字ステップ１４８とコイル端１４４との間のトランジション角とほぼ同じである。２つの湾曲部１４８１および１４８２は垂直に配向された平面にあり、図示されるようにコイル端１４４の外縁と位置合わせされるか、あるいはコイル端１４４の交差セグメント１４４１とは直交するか、相対的配向の他の角度とされることができる。Ｓ字ステップ１４８は、荷重がかかると、螺旋ボディ１４２とは別個であるが協同してスプリング作用を提供する。その意味では、コイル１４０は協同して作用する２つの異なるスプリングレートを有するハイブリッドスプリングであり、螺旋ボディ１４２のスプリングレートはＳ字ステップ１４８のスプリングレートよりも小さい。ステップ１４８はコイル端１４４と１４６との間のコイル１４０の唯一の非螺旋セグメントである。

図１５Ａ〜１５Ｃは、総体的に１５０で示される本発明によるワンステップコイルの他の実施例を示し、コイル端１５４から螺旋コイルボディ１５２の第１の巻き１５２１へ延びるオフセットステップ１５８を有する。オフセットステップ１５８はコイル端１５４がある平面から外れてコイルボディ１５２の第１の巻き１５２１へ向かって延びている。オフセットステップ１５８は２つの主要な略垂直に配向された脚部分１５８１および１５８２を有し、それらは略９０度の湾曲部を介して中間の直交セグメント１５８３に接続される。コイル１５０が圧縮下に置かれると、中間セグメント１５８３は螺旋コイルボディ１５２のスプリング作用と共に、あるいはそれに加えてトーションスプリングとして機能し、さらに片持ちスプリングとして機能する。また、上側の垂直脚部分１５８１はコイルボディ１５２の第１の巻き１５２１とは９０度よりも大きな角度で交わる。また、これは本質的にはコイルボディ１５２全体がオフセットセット１５８の垂直脚部分１５８１の上側端部に片持ち式に取り付けられている交差である。ステップ１５８はコイル端１５４と１５６との間のコイル１５０の唯一の非螺旋セグメントである。

図１６Ａ〜１６Ｃは、総体的に１６０で示される本発明によるワンステップコイルの他の実施例を示し、コイル端１６４から螺旋コイルボディ１６２の第１の巻き１６２１へ延びるオフセット湾曲ステップ１６８を有する。オフセット湾曲ステップ１６８はコイル端１６４がある平面から外れてコイルボディ１６２の第１の巻き１６２１へ向かって延びている。オフセットステップ１６８は２つの大きな略垂直に配向された脚部分１６８１および１６８２を有し、それらは、９０度よりも大きいラジアス湾曲部分１６８４および１６８５によって脚部分１６８１および１６８２とは直交しない中間セグメント１６９３によって接続される。コイル１６０が圧縮されると、中間セグメント１６８３は螺旋コイルボディ１６２のスプリング作用と共に、あるいはそれに加えてリーフスプリングとして機能する。ラジアス湾曲部分１６８４および１６８５は、全体としてコイル１６０内の別のレートを有する別個のスプリング要素としてオフセットステップ１６８のたわみを増進させる。オフセットステップ１６８のスプリングレートはコイルボディ１６２のスプリングレートよりも大きい。その意味では、コイル１６０は螺旋部分（コイルボディ１６２）および垂直に配向された部分（ステップ１６８）を有するハイブリッドコイルである。また、オフセットステップ１６８の上側の垂直脚部分１６８２は、９０度よりも大きな角度でコイルボディ１６２の第１の巻き１６２１と交差する。これはまた、コイルボディ１６２全体がステップ１６８の垂直脚部分１６８２の上端に本質的に片持ち式に取り付けされた交点でもある。付加的な湾曲部１６８６は、全体としてステップ１６８およびコイルのスプリング特性をさらに向上させるステップ１６８の下側脚部分１６８１に近いコイル端１６４内に形成されることができる。ステップ１６８はコイル端１６４と１６６との間のコイル１６０の唯一の非螺旋セグメントである。

図１７は、総体的に１７０で示される本発明によるワンステップコイルの他の実施例を示し、コイル端１７４から螺旋コイルボディ１７２の第１の巻き１７２１へ延びる単一のステップ１７８を有する。単一のステップ１７８はコイル端１７４がある平面から外れてコイルボディ１７２の第１の巻き１７２１へ向かって延びている。コイルボディ１７２の第１の巻き１７２１およびコイル端１７４と単一のステップ１７８との交点は、およそ９０度の屈曲である。本実施例におけるコイルの巻きの全体数は４であり、単一のステップ１７８はコイル端１７４と１７６との間であって、第１の巻きと第２の巻きとの間、または第３の巻きと第４の巻きとの間に配置される。得られるコイルの縦方向の短い大きさはベビーベッド用マットレスのインナースプリングでの使用に適している。また、ベビーベッドマットレスにかかると予想される荷重は非常に小さいので、垂直に配向された単一のステップ１７８によって与えられる最小復元力は、コイルまたはそのようなコイルを集結させたインナースプリングの支持特性を大きく低減させるものではない。ステップ１７８は、コイル端１７４と１７６との間のコイル１７０の唯一の非螺旋セグメントである。

図１８は、総体的に１８０で示される本発明によるワンステップコイルの他の実施例を示し、それはボンネル型螺旋コイルであり、螺旋コイルボディ１８２ならびにコイル端１８４および１８６を有する。コイル端１８４および１８６はコイルボディ１８２の螺旋の円弧に追従するが、コイルボディ１８２よりも半径が大きい。コイル端１８４および１８６の最後のワイヤ端は結び目１８４１および１８６１で結び合わされている。略垂直に配向されたステップ１８８は、コイル端１８４とコイルボディ１８２との間に形成され、コイル端１８４およびコイルボディ１８２とステップ１８８との交点でそれぞれ約９０度屈曲している。ステップ１８８はコイル端１８４の周囲と位置合わせされることができる。終端の結び目１８４１とステップ１８８とが近接していることは、ステップ１８８を超えて結び目１８４１がスライドすることを防ぐ構造上の一体的特徴である。ステップ１８８はコイル端１８４と１８６との間のコイル１８０の唯一の非螺旋セグメントである。

図１９は、総体的に１９０で示される本発明によるワンステップコイルの他の実施例を示し、螺旋コイルボディ１９２、コイルボディ１９２の対向する両端部に配置されるコイル端１９４および１９６、ならびに一方のコイル端（図中、コイル端１９４）とコイルボディとの間に配置されるステップ１９８を有する。ステップ１９８は、略垂直に配向され、コイルボディ１９２の縦軸とは平行であり、コイル端１９４の外周に配置される。コイル端１９４およびコイルボディ１９２の第１の巻き１９２１とステップ１９８との交点は、約９０度またはそれ以上の屈曲をもって形成される。コイル端１９４および１９６は、インナースプリングアッセンブリにおけるレーシングワイヤによる係合のために構成されるオフセット１９４２、１９４８、１９６２および１９６８を伴って形成される。従って、ステップ１９８は、インナースプリング内のレーシングワイヤとレーシングワイヤとの間に配置される。ステップ１９８は略垂直に配向されるが、それにもかかわらず、荷重を受けるとある程度のスプリング作用偏向を提示し、螺旋コイルボディ１９２のスプリング偏向と共に作用するので、これにより、螺旋形および非螺旋形構造のハイブリッドスプリングが提供される。ステップ１９８はコイル端１９４と１９６との間のコイル１９０の唯一の非螺旋セグメントである。

図２０は、総体的に２００で示される本発明によるワンステップコイルの他の実施例を示し、螺旋コイルボディ２０２、コイルボディ２０２の対向する両端部に配置されるコイル端２０４および２０６、ならびに一方のコイル端（図中、コイル端２０４）とコイルボディとの間に配置されるステップ２０８を有する。ステップ２０８は、略垂直に配向され、コイルボディ２０２の縦軸とは平行であり、コイル端２０４の外周に配置される。コイル端２０４およびコイルボディ２０２の第１の巻き２０２１とステップ２０８との交点は、約９０度またはそれ以上の屈曲をもって形成される。コイル端２０４および２０６は、インナースプリングアッセンブリにおけるレーシングワイヤによる係合のために構成されるオフセット２０４２、２０４８、２０６２および２０６８を伴って形成される。従って、ステップ２０８は、コイル２００がインナースプリング内に設置されると、レーシングワイヤとレーシングワイヤとの間に配置される。ステップ２０８は略垂直に配向されるが、それにもかかわらず、荷重を受けるとある程度のスプリング作用偏向を提示し、螺旋コイルボディ２０２のスプリング偏向と共に作用するので、これにより、螺旋形および非螺旋形構造のハイブリッドスプリングが提供される。コイル端２０４および２０６の最後のワイヤ端は結び目２０４１および２０６１によって結ばれる。垂直ステップ２０８と組み合わせた螺旋コイルボディ２０２におけるより多くの巻き数は、コイル端２０４からコイル端２０６ｍまでを測った高さよりも高い７．５インチとすることができる非常に高いプロフィールのコイルを提供する。ステップ２０８はコイル端２０４と２０６との間に配置されるコイル２００の唯一の非螺旋セグメントである。

図２１Ａおよび２１Ｂは、総体的に２１０で示されるワンステップポケット化コイルの実施例を示し、インナースプリング内のポケット化コイルまたはＭａｒｓｈａｌｌ型コイルとして使用されるように適応される。ワンステップポケット化コイル２１０は、螺旋コイルボディ２１２、ならびにコイルボディの円形軌道を追従するコイル端２１４および２１６を有する。コイル端２１４および２１６の半径は、図示されるようにコイルボディ２０２の最大半径よりも小さいか、あるいはコイルボディ２０２の半径と等しいかそれ以上にすることができる。ステップ２１８は、コイル端２１４、２１６の一方とコイルボディ２０２との間に配置される。ステップ２１８は、略線形であり、略垂直に配向されており、コイルボディ２０２の縦軸とは平行である。ステップ２１８は、コイル２１０の唯一の非螺旋または非円形セグメントであり、一方の端部２１４から他方の端部２１６までを測ったコイル全体の高さを延長する働きを主に持つ。また、ステップ２１８は、片持ち方式でコイルボディ２１２を備え付ける働きも持つので、これによってコイルボディ２１２の第１の巻き２１２１はステップ２１８の上端に対して屈曲している。ステップ２１８は、コイル端２１４と２１６との間に配置されるコイル２１０の唯一の非螺旋セグメントである。図２１Ｂに示すように、コイル２１０はより高さの高いポケット化コイルとしての使用に特に適している。なぜなら、コイル２１０は図示されるポケットＰの中に容易に収容され、コイルのステップ構成はポケットによって隠されるからである。

図２２は、総体的に２２０で示され、「マルチステップコイル」と称されることもある本発明による他のタイプのコイルを示し、コイルボディ２２２の両端部で各コイル端２２４および２２６の近傍に配置される２つのステップ２２８１および２２８２を有する。図示されるように、コイルの２つのステップ２２８１および２２８２は全く同じ構成である必要はなく、略垂直であり非螺旋形であるセグメントを有する共通の特徴を共有し、セグメントから各コイル端へのトランジションおよびセグメントから螺旋コイルボディ２２２の端部へのトランジションを共有することができる。また、図示されるように、ステップの一方は、他方のステップの垂直なセグメントよりも短い略垂直なセグメントを有することができ、図２３に示すように、インナースプリング２３０の内部で配向されるので、より短い垂直なステップはインナースプリング２３０の支持表面２３６の一方を形成するコイルの端部近傍に、比較的長い方の垂直なステップはインナースプリング２３０の他の支持表面を形成するコイルの端部近傍となっている。前述のように、一般的に、より短い垂直なセグメントを有するステップは、圧縮時により高い度合いの可撓性を生じるので、インナースプリング２３０の主要な支持表面ではステップ２２８２などの短い方のステップを配向することが好ましい。

図２４は、コイル２４０の他の例を示し、コイル２４０は、螺旋コイルボディ２４２の両端部でコイルの各端部２４４および２４６の近傍に配置される２つのステップ２４８１および２４８２を有する。コイル２３０と同様に、ステップ２４８１および２４８２は、形状、長さまたは角度において全く同じである必要はなく、同様の構成である必要もないが、これらの特徴のうち１つまたは全部に何等かの共通点をもつことができる。例えば、図示されるように、ステップ２４８１などの一方のステップはコイル端２４４および螺旋コイルボディ２４２に対して実質的に垂直であるが、ステップ２４８２はコイル端２４６およびコイルボディ２４２の縦軸に対して角度を持っていることができる。このような配置によって、コイル２４０は、図２５に示されるように、コイル端２４６によって形成されるインナースプリング２５０の支持表面２５６で、コイル端２４４によって形成される表面２５４とは異なった支持反応を提供する。これらの二重ステップコイルは、片側だけのインナースプリングにおける使用に対して、ワイヤの量を減らすという前述の利点を達成する点で優れており、インナースプリングの支持側または表面でのステップは、インナースプリングの底側でのステップと同様に、荷重に対する所望の反応に合わせて設計されることができる。

図２６は、コイル２６０の一例を示し、コイル２６．は、螺旋コイルボディ２６２の両端部で各コイル端２６４および２６６近傍に配置されるほぼ同様に構成された２つのステップ２６８１および２６８２を有する。このタイプのコイルは、本質的に、ステップコイルの概念である上記利点を倍増させ、図２７に示すように、上または底の支持表面に対してインナースプリングの特定の配向を必要としないというさらなる利点を提供する。

図２８は、インナースプリング２８０を示し、インナースプリング２８０においてコイルの配向はインナースプリング内で変更されるので、１つのコイルにおけるステップは、隣接するコイルのステップとは、反対側の端部またはインナースプリング側に配向されることができる。このインナースプリング構造は、図１Ａ〜１Ｅを参照して説明されたコイル１０などの単一のステップを有するコイル、あるいは１つまたは２つのステップを有する他のいずれかのコイルを用いて作られることが可能である。コイルステップの配向または位置を交互にすることによって、ステップの存在によって発生する様々な支持特性の組み合わせによって生じる、混合あるいは調整された支持表面２８４、２８６が提供される。

図２９は、本発明によるワンステップコイルの他の実施例を示し、ステップ２９８が螺旋コイルボディ２９２の内部に形成され、コイルボディ２９２がステップ２９８によって分割あるいは遮られるようになっている。言い換えると、ステップと組み合わせてコイルボディ２９２を作り上げる螺旋巻きの２つのセットがある。コイルボディ２９２の螺旋形状はコイル端２９４、２９６とは連続しているので、このタイプのコイルは両コイル端においてより低く、ほぼ等しいスプリングレートを有する。コイルの堅さはステップ２９８によって増大し、ステップの存在がコイルの初期圧縮時に感知されることはない。さらに多くのステップがコイルボディ内、つまりコイルボディの螺旋巻きと螺旋巻きとの間に形成されることができる。

Claims (50)

1. インナースプリングにおいて使用されるワイヤコイルであって、
   略円筒状のコイルボディであって、前記コイルボディの軸方向両端部の間にある略螺旋形の複数の巻きによって形成されている、コイルボディと、
   前記コイルボディの各軸方向端部にあるコイル端であって、各コイル端は前記コイルボディの縦軸に略垂直な平面内に概ね位置する、コイル端と、
   前記コイル端の一方から前記コイルボディの軸方向端部の一方に延びるステップセグメントであって、前記ステップは前記コイル端の平面から外れて前記コイルボディの軸方向端部へ延びる、ステップセグメントと、
   を備えたワイヤコイル。
2. 前記コイル端の一方が基部コイル端であり、前記コイル端の他方が支持コイル端であり、前記基部コイル端は前記支持コイルとは異なる構成を有する、請求項１に記載のコイル。
3. 前記ステップが非螺旋形である、請求項２に記載のコイル。
4. 前記コイル端のそれぞれが少なくとも１つの略線形セグメントを有する、請求項１に記載のコイル。
5. 前記ステップが前記基部コイル端とは連続している、請求項２に記載のコイル。
6. 前記ステップがおよそ１０ｍｍから４０ｍｍの範囲の高さを有する、請求項１に記載のコイル。
7. 前記ステップと前記コイルボディとの間に９０度よりも大きな角度の屈曲をさらに備えた、請求項１に記載のコイル。
8. 前記ステップが前記コイルボディの外形と略位置合わせされている、請求項１に記載のコイル。
9. 前記コイルボディが２つ以上の螺旋巻きを備えている、請求項１に記載のコイル。
10. 前記コイル端の一方が、他方のコイル端よりも多くの、少なくとも１つのセグメントを有する、請求項２に記載のコイル。
11. 前記コイル端と前記ステップとの間におよそ４８度から１２０度の範囲の角度の屈曲をさらに備えている、請求項１に記載のコイル。
12. ステップとコイル端との間の角度が、前記ステップと前記コイルボディとの間の角度よりも小さい、請求項１に記載のコイル。
13. 同様に構成された複数のコイルとの組み合わせであって、前記コイルのそれぞれの端部はインナースプリングを形成するように略平行な平面に配置されている、請求項１に記載のコイル。
14. アレイ状に相互接続された複数のワイヤコイルを有するインナースプリングであって、前記ワイヤコイルのそれぞれが、前記コイルの縦軸を中心とした螺旋軌道を形成する２つ以上の螺旋巻きを有する略円筒形のボディであって、対向する軸方向両端部で終わっている、コイルボディと、
    前記コイルボディの各軸方向端部にあるコイル端であって、各コイル端は前記コイルの縦軸に略垂直な平面内に配向されている、コイル端と、前記コイル端の一方と前記コイルボディとの間に延びているステップであって、前記コイルボディの螺旋軌道に追従しない、ステップと、を有する、
    インナースプリング。
15. 前記コイルのそれぞれの前記ステップが、前記インナースプリングの基部を形成するコイルの基部コイル端近傍に配置される、請求項１４に記載のインナースプリング。
16. 前記コイルのそれぞれの前記ステップが、前記コイルボディの半径方向エッジ近傍に配置される、請求項１４に記載のインナースプリング。
17. 前記コイルのそれぞれの前記ステップが、前記コイルボディの縦軸近傍に配置される、請求項１４に記載のインナースプリング。
18. 前記コイルのそれぞれの前記ステップが、およそ１０ｍｍから４０ｍｍの範囲の共通の長さを有する、請求項１４に記載のインナースプリング。
19. 前記コイル端のそれぞれが少なくとも１つの線形セグメントを有しており、コイルとコイルとの間に延びて前記コイル端の線形セグメントと係合するレーシングワイヤをさらに備えている、請求項１４に記載のインナースプリング。
20. 前記コイルが前記コイル端と前記ステップとの間にトランジションセグメントをさらに備えている、請求項１４に記載のインナースプリング。
21. インナースプリングにおいて使用されるワイヤコイルであって、
    前記コイルの縦軸を中心とする螺旋コイルボディを形成する複数の螺旋巻きと、
    前記螺旋コイルボディの一端部から延びる第１のコイル端であって、前記コイルの縦軸に略垂直な平面に配置される、第１のコイル端と、
    前記螺旋コイルボディの反対側の端部近傍に配置される第２のコイル端であって、前記コイルの縦軸とは略垂直な平面に配置される第２のコイル端と、
    前記コイルボディの反対側の端部と前記第２のコイル端との間に延びるステップであって、前記第２のコイル端が配置される平面から外れて延び、前記コイルボディの反対側の端部では前記螺旋巻きと位置合わせされていない、ステップと、
    を備えたワイヤコイル。
22. 前記ステップが前記コイルボディの外径範囲で概ね配置されている、請求項２１に記載のコイル。
23. 前記ステップが前記コイルの縦軸近傍に配置されている、請求項２１に記載のコイル。
24. インナースプリングに組み立てられ、前記ステップが前記インナースプリングの支持表面にほぼ垂直である、請求項２１に記載のコイル。
25. 前記ステップが前記コイルの縦軸とは同軸である、請求項２１に記載のコイル。
26. 前記ステップと前記コイルの第１の端部または第２の端部との間にトランジションセグメントをさらに備えている、請求項２１に記載のコイル。
27. 前記コイルボディの第１および第２の端部がそれぞれ少なくとも１つの線形セグメントを有する、請求項２１に記載のコイル。
28. 前記ステップがおよそ１０ｍｍから４０ｍｍの範囲の線形長さを有する、請求項２１に記載のコイル。
29. アレイ状に配置され、前記コイルの第１および第２の端部を係合させるレーシングワイヤによって相互に接続されている複数の請求項２１に記載のコイルを備えているインナースプリングと組み合わせるコイルであって、前記コイルそれぞれのステップは前記インナースプリングの底部を形成する前記コイルの第２の端部近傍に配置されている、請求項２１に記載のコイル。
30. 前記第１のコイル端から前記第２のコイル端まで測定した全長がおよそ１４０ｍｍから１９０ｍｍの範囲である、請求項２１に記載のコイル。
31. インナースプリングであって、
    複数のワイヤコイルであって、各コイルは縦軸を有する略円筒形ボディを形成する複数の螺旋巻きを有する、コイルと、前記円筒形ボディの一端部で前記螺旋巻きの１つに取り付けられた第１のコイル端と、第２のコイル端から前記円筒形ボディの螺旋巻きの１つへ延びているステップと、を備えており、
    前記コイルのそれぞれはアレイ状に配置されており、前記第１のコイル端は共通の平面に配置され、前記第２のコイル端は共通の平面に配置されている、
    インナースプリング。
32. 前記コイルのそれぞれのステップは、前記コイルのそれぞれの縦軸とは略平行である、請求項３０に記載のインナースプリング。
33. 前記コイルのそれぞれのステップは、前記コイルのそれぞれの第２のコイル端とは実質的に垂直である、請求項３０に記載のインナースプリング。
34. 前記コイルの第２のコイル端は、インナースプリングの基部表面を形成する共通の平面にある、請求項３０に記載のインナースプリング。
35. 前記コイルの第１のコイル端は、インナースプリングの支持表面を形成する共通の平面にある、請求項３０に記載のインナースプリング。
36. 前記コイルのそれぞれのステップは、前記コイルボディの螺旋巻きの少なくとも１つの半径方向の大きさの近傍に配置される、請求項３０に記載のインナースプリング。
37. 前記コイルのそれぞれのステップは、前記コイルボディの縦軸とは実質的に同軸である、請求項３０に記載のインナースプリング。
38. 各コイルは、前記第２のコイル端と前記ステップとの間にトランジションセグメントをさらに備えている、請求項３０に記載のインナースプリング。
39. 前記コイルのそれぞれのステップは、およそ１０ｍｍから５０ｍｍの範囲の線形の長さを有する、請求項３０に記載のインナースプリング。
40. 前記コイルのそれぞれの第１および第２の端部は、少なくとも１つの線形セグメントを備えている、請求項３０に記載のインナースプリング。
41. 前記コイルのステップのそれぞれの末端は、丸みのある湾曲を通して前記円筒形ボディの末端に取り付けられる、請求項３０に記載のインナースプリング。
42. 片面マットレスに使用される請求項３０に記載のインナースプリング。
43. 第１のコイル端と、前記第１のコイル端とは略垂直の縦軸を中心として前記第１のコイル端から延びている略螺旋形のコイルボディと、を有するワイヤコイルであって、
    前記コイルボディの端部にあるステップが前記第１のコイル端と対向し、前記ステップは前記略螺旋コイルボディの縦軸に対して角度を持ったセグメントを有し、前記ステップは前記コイルボディの縦軸とは略垂直な平面にある第２のコイル端に接続されており、前記ステップは前記螺旋コイルボディがステップの分だけ前記第２のコイル端から離れるように、前記第２のコイル端が位置する平面とは実質的に垂直である、
    ワイヤコイル。
44. 前記ステップは線形である、請求項４３に記載のワイヤコイル。
45. 前記ステップは曲線である、請求項４３に記載のワイヤコイル。
46. インナースプリングコイルであって、
    縦軸を中心とした複数の螺旋巻きを有する略螺旋形のコイルボディであって、対向する軸方向両端部で終わっている、コイルボディと、
    前記コイルボディの各軸方向端部近傍のコイル端であって、各コイル端は前記コイルボディの縦軸とは略垂直な平面に概ね位置している、コイル端と、
    前記コイル端の一方と前記コイルボディの軸方向端部の一方との間に延びる少なくとも１つのステップであって、前記少なくとも１つのステップは、コイル端の平面から外れて延びており、前記コイルボディの各軸方向端部が各コイル端とは間隔をあけるように延びている、少なくとも１つのステップと、
    を備えたインナースプリングコイル。
47. 第１のコイル端と前記コイルボディの第１の軸方向端部との間に延びる第１のステップ、および第２のコイル端と前記コイルボディの第２の軸方向端部との間に延びる第２のステップを備えている、請求項４６に記載のインナースプリングコイル。
48. 前記第１および第２のステップは実質的に同一の構造を有する、請求項４７に記載のインナースプリングコイル。
49. インナースプリングコイルであって、
    縦軸を中心とした螺旋巻きの第１のセットおよび前記縦軸を中心とした螺旋巻きの第２のセット、ならびに前記第１および第２の螺旋巻きのセットを接続する非螺旋ステップによって形成され、対向する軸方向両端部で終わっている、コイルボディと、
    前記コイルボディの各軸方向端部にあるコイル端であって、各コイル端は前記コイルボディの縦軸とは略垂直である平面に配置されている、コイル端と、
    を備えたインナースプリングコイル。
50. 前記ステップは前記コイルボディの縦軸とは略位置合わせされており、前記コイル端とは略垂直である、請求項４９に記載のインナースプリングコイル。

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