增强移动性床垫的制作方法

增强移动性床垫的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种床垫，并且更具体地涉及包括一个或多个泡沫层的床垫。
【背景技术】
[0002]传统的床垫可能存在多种形状和尺寸。许多床垫完全或部分由泡沫材料制成。例如，通常在许多床垫、枕头和垫中使用聚氨酯泡沫，并且聚氨酯泡沫可单独或与其它类型的垫材料一起使用。在许多床垫中使用粘弹性材料，向床垫提供顺应用户以及分配用户的重量或其它负荷的增强的能力。虽然在床垫使用时期望粘弹性泡沫的形状顺应特性，但是这也可能在将用户支撑在床垫上时削弱用户的移动性。例如，用户可能难以为了改变位置而在床垫上施加力。在一些情况下，这种削弱的移动性至少部分是由于床垫的设计和/或在床垫的各种位置使用的材料的选择。
[0003]至少部分基于现有床垫的限制和在多种应用中消费者对改进床垫的高度需求，欢迎新型床垫来替代现有技术。

【发明内容】

[0004]一方面，本发明提供一种床垫，该床垫包括具有上表面的粘弹性泡沫的第一层以及支撑该第一层的非粘弹性泡沫层。该床垫也包括多个固定支承元件，所述多个固定支承元件位于上表面下方并且聚在一起以限定相邻的支承元件之间的多个槽。相比于与支承元件对应的周围区域，粘弹性泡沫的第一层可被进一步压缩在与槽对应的床垫的区域中。这些支承元件中的每一个支承元件都能够对在作用线穿过这些槽中的每一个槽的情况下推靠支承元件的个人施加具有侧向分量的反作用力。
[0005]另一方面，本发明提供一种床垫，该床垫包括具有上表面的粘弹性泡沫的第一层以及支撑该第一层的非粘弹性泡沫层。该床垫也包括多个固定支承元件，所述多个固定支承元件位于上表面下方并且聚在一起以限定相邻的支承元件之间的多个槽。支承元件和槽在平行于床垫长度的方向上延伸，并且支承元件包括的硬度为粘弹性泡沫的第一层硬度的至少约2.5倍。
[0006]通过考虑下文详细说明和附图，将明白本发明的其它特征和方面。
【附图说明】
[0007]图1是根据本发明第一实施例的床垫的透视图。
[0008]图2是沿图1的线2-2截取的图1的床垫的横截面图。
[0009]图3是根据本发明第二实施例的床垫的透视图。
[0010]图4是沿图3的线4-4截取的图3的床垫的横截面图。
[0011]图5是根据本发明第三实施例的床垫的透视图。
[0012]图6是沿图5的线6-6截取的图5的床垫的横截面图。
[0013]图7是根据本发明第四实施例的床垫的透视图。
[0014]图8是沿图7的线8-8截取的图7的床垫的横截面图。
[0015]图9是根据本发明第五实施例的床垫的透视图。
[0016]图10是沿图9的线10-10截取的图9的床垫的横截面图。
[0017]图11是根据本发明第六实施例的床垫的透视图。
[0018]图12是沿图11的线12-12截取的图11的床垫的横截面图。
[0019]在详细地解释本发明的任何实施例之前，应理解，本发明的应用不限于下文说明中提出或附图中示出的构造细节和部件布置。本发明能够为其它实施例，并且能够以各种方式实践或执行本发明。同样地，应理解，本文中使用的措词和术语是为了说明，并且不应将其视为限制。
【具体实施方式】
[0020]图1示出根据本发明实施例的床垫110。床垫110包括顶表面114、底表面118和处于顶表面114和底表面118之间的厚度t (图2)。床垫110的形状基本为矩形，并且包括长度尺寸L和宽度尺寸W(图1)。在其它实施例中，床垫110可包括许多不同形状中的任何一种。
[0021 ] 在图1和2中所示的床垫110的所示实施例中，顶表面114和底表面118基本为平面的。作为替换，顶表面114和底表面118中的任一或两者可为非平面的，包括但不限于具有肋、隆起、波浪和其它任何形状和尺寸的突起的表面、具有沟槽和其它孔口的表面，等等。
[0022]参考图2，床垫110包括多个泡沫层，其相互作用以向床垫110提供柔软和舒适感，同时向用户提供适当支撑。在所示实施例中，床垫110包括第一或上层粘弹性泡沫层122以及第二或下层非粘弹性泡沫层126，该第二或下层非粘弹性泡沫层126可包括乳胶、标准聚氨酯泡沫、高弹性聚氨酯泡沫或任何膨胀聚合物(例如，膨胀乙烯醋酸乙烯酯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚乙烯)。粘弹性泡沫层122提供与粘弹性泡沫相关联的身体顺应和低弹性品质，而非粘弹性泡沫层增强和/或向床垫110提供通常与传统的弹簧床垫相关联的某种程度的弹性或“反弹”。
[0023]继续参考图2，粘弹性泡沫层122包括顶表面122a和底表面122b。在所示实施例中，顶表面122a与床垫110的顶表面114 一致。在其它实施例中，可在顶表面122a上设置衬垫、顶层或一个或多个其它泡沫层或非泡沫层。在图1的所示实施例中，顶表面122a和底表面122b两者都基本为平面的。在其它实施例中，顶表面122a和底表面122b中的至少一个可以为非平面的，包括但不限于具有肋、隆起、波浪和其它任何形状和尺寸的突起的表面、具有部分或完全地穿过粘弹性泡沫层122延伸的沟槽和其它孔口的表面，等等。
[0024]在一些实施例中，为了期望的柔软度和身体顺应品质，粘弹性泡沫层122具有至少约20N并且不大于约80N的硬度。在其它实施例中，粘弹性泡沫层122可具有至少约30N并且不大于约70N的硬度。在又其它实施例中，粘弹性泡沫层122可具有至少约40N并且不大于约60N的硬度。除非另外指出，否则本文中涉及的任何泡沫材料硬度都是这样测量的，即在近似室温(例如，21至23摄氏度)下，从板向材料样品施加压力，以将原始材料厚度压缩40 %，其中按国际标准化组织(ISO) 2439硬度测量标准，保持40%的压缩持续一定时间段。
[0025]粘弹性泡沫层122也包括提供相对高程度的材料耐久性的密度。粘弹性泡沫层122的密度也可影响泡沫的其它特性，诸如其中粘弹性泡沫层122响应压力的方式，以及泡沫的手感。在一些实施例中，粘弹性泡沫层122具有不小于约30kg/m3，并且不大于约150kg/m3的密度。在其它实施例中，粘弹性泡沫层122可具有至少约40kg/m 3，并且不大于约135kg/m3的密度。在又其它实施例中，粘弹性泡沫层122可具有至少约50kg/m3，并且不大于约120kg/m3的密度。
[0026]参考图1和2，床垫110的粘弹性泡沫层122包括蜂窝结构，其中个别单元的壁基本是完整的(即，非网状粘弹性泡沫)。在其它实施例中，粘弹性泡沫层122可为网状的。网状粘弹性泡沫具有非常适合在床垫110中使用的特性，包括允许空气移动通过网状粘弹性泡沫的增强的能力(即，当与非网状粘弹性泡沫相比时)，由此提供更好的空气和/或热在粘弹性泡沫层122内移动、移动通过粘弹性泡沫层122并且移出粘弹性泡沫层122。网状泡沫为蜂窝泡沫结构，其中泡沫的单元本质上是骨架。换句话说，网状泡沫的单元每个都由支柱围绕的多个开孔窗口限定。网状泡沫的单元窗口能完全缺失(仅留有单元支柱)，或者基本缺失。在一些实施例中，如果单元窗口的至少50 %缺失(即，具有穿过其中的孔口的窗口，或者完全缺失并且因此仅留有单元支柱的窗口)，就可将泡沫视为“网状”。可在泡沫制造过程期间通过破坏或另外移除单元窗口材料，或者防止完全形成单元窗口而产生这种结构。
[0027]继续参考图1和2，第二或非粘弹性泡沫层126包括顶表面126a和底表面126b。顶表面126a被定位为与粘弹性泡沫层122的底表面122b相邻，使得非粘弹性泡沫层126支撑粘弹性泡沫层122。在一些实施例中，粘弹性泡沫层122可能坐落在非粘弹性泡沫层126上，但不固定于此。然而，在其它实施例中，层122、126可通过粘合剂或粘结材料，和/或通过在层122、126形成期间结合在一起而彼此固定。可采用胶带、钩和环紧固件材料、传统的紧固件、至少部分穿过层122、126延伸的缝线或多种不同的结构或工艺中的任何一种来将层122、126彼此固定。例如，可在层122、126之间设置薄胶条(未示出)。这些粘合剂可横跨床垫110的整个宽度和长度延伸，或者作为代替，在一些实施例中可仅横跨床垫110宽度和/或长度的离散部分延伸。这些胶条足够柔性，以形成比其它更传统的粘合胶更柔软的结构。
[0028]在图1和2中所示的床垫110的所示实施例中，非粘弹性泡沫层126的顶表面126a和底表面126b两者都基本为平面的。在其它实施例中，顶表面126a和底表面126b中的至少一个可以为非平面的，包括但不限于具有肋、隆起、波浪和其它任何形状和尺寸的突起的表面、具有部分或完全地穿过非粘弹性泡沫层126延伸的沟槽和其它孔口的表面，等等。
[0029]在床垫110的一些实施例中，为了在结合上述粘弹性泡沫层122使用时的期望的总体上的床垫坚固性和“弹力”，非粘弹性泡沫层126包括乳胶泡沫，其具有至少约30N并且不大于约130N的硬度。在其它实施例中，非粘弹性泡沫层126包括高弹性聚氨酯泡沫，其具有至少约80N并且不大于约200N的硬度。在又其它实施例中，非粘弹性泡沫层126为此具有至少约40N并且不大于约120N的硬度。在其它实施例中，非粘弹性泡沫层126可具有至少约50N并且不大于约IlON的硬度。
[0030]在一些实施例中，非粘弹性泡沫层126包括乳胶泡沫，其具有不小于约40kg/m3并且不大于 约100kg/m3的密度。在其它实施例中，非粘弹性泡沫层126包括高弹性聚氨酯泡沫，其具有不小于约10kg/m3并且不大于约80kg/m3的密度。在又其它实施例中，非粘弹性泡沫层126可具有至少约50kg/m3并且不大于约100kg/m3的密度。在其它实施例中，非粘弹性泡沫层126可具有至少约60kg/m3并且不大于约100kg/m3的密度。
[0031]继续参考图1和2，床垫110包括位于粘弹性泡沫层122的顶表面122a下方的多个支承元件130。在所示实施例中，支承元件130沿床垫110的整个长度L延伸，并且位于非粘弹性泡沫层126内。更具体地，支承元件130位于顶表面126a和底表面126b之间，使得支承元件130基本被非粘弹性泡沫层126包围。然而，支承元件130不限于由非粘弹性泡沫层126包围，并且可在粘弹性泡沫层122的顶表面126a和非粘弹性泡沫层126的底表面126b之间在沿厚度t的任何一点处延伸穿过床垫110。另外，支承元件130可比床垫110的长度L短。
[0032]在床垫110的所示实施例中，支承元件130具有大致六边形的横截面形状，并且所述多个支承元件130中的每个都基本相同。相邻的支承元件130连续设置，使得相邻的支承元件130彼此接触。在其它实施例中，相邻的支承元件130可间隔开或可重叠。此外，可在床垫110中采用具有其它横截面形状的支承元件130。
[0033]支承元件130由适当的高弹性聚合材料，诸如聚苯乙烯泡沫形成。在一些实施例中，支承元件130可包括任何膨胀聚合物(例如，膨胀乙烯醋酸乙烯酯、聚丙烯、聚乙烯，等等)。支承元件130可由任何适当的工艺(例如，由直接注射膨胀泡沫成型)单独形成。在其它实施例中，支承元件130可一起形成为单件。支承元件130可与非粘弹性泡沫层126分开形成并且随后定位在层126内(例如，处于在层126中形成或以其它方式产生的腔体内)，或者可使用共注成型工艺使支承元件130与非粘弹性泡沫层126同时形成。在床垫110的所示实施例中，支承元件130具有至少约200N的硬度。在一些实施例中，支承元件130可具有的硬度为粘弹性泡沫层122硬度的至少约2.5倍，并且不超过粘弹性泡沫层122硬度的约10倍。在这些实施例中，支承元件具有的硬度也可大于非粘弹性泡沫层126硬度，诸如为非粘弹性泡沫层126硬度的至少1.1倍，或者(在其它实施例中)为非粘弹性泡沫层126硬度的至少1.5倍，或者(在又其它实施例中)为非粘弹性泡沫层126硬度的至少2倍。
[0034]参考图2，在相邻的支承元件130之间限定多个槽134。这些槽134中的每一个槽都分别由相邻支承元件130的面对的倾斜表面138限定。在床垫110的所示实施例中，槽134与支承元件130—起沿床垫110的整个长度L延伸。在施加力(例如，响应用户的重量或加力)时，由于与层122、126相比，支承元件130的硬度相对高，所以与在槽134周围的床垫110的区域132相比，粘弹性泡沫层122可进一步变形或被压缩到与槽134对应的床垫110的区域136中。因而，用户能够通过将泡沫层122、126压缩到槽134中而感觉到支承元件130的位置。
[0035]槽134向用户提供床垫110上的位置或区域136，其中用户可提高他们在床垫110上的移动性(即，开始移动的杠杆作用)。例如，如图2中所示，当用户期望移动或改变位置时，用户就在床垫110上施加力F，该力F具有穿过槽134中的一个槽的作用线。支承元件130对用户施加对应的反作用力R。取决于施加力F的具体作用线，反作用力F可具有与支承元件130的表面138垂直的作用线。可将反作用力R分解为至少水平和竖直力矢量分量Rx、Ry。下面将水平分量Rx称为侧向分量。
[0036]由一个或多个支承元件130对用户施加的反作用力R的侧向分量Rx允许用户在侧向方向上对一定质量(例如，用户的身体)加速。这促进了用户在床垫110上的侧向移动，并且使得用户能够以较小努力滚动、转动或移下床垫110。在一些包括粘弹性泡沫的传统床垫中，粘弹性泡沫的形状顺应特性可能允许用户“陷”入泡沫中，并且由此抑制他们的侧向移动，导致用户在滚动、转动或移下这种传统的床垫时费劲。
[0037]图3和4示出根据本发明另一实施例的床垫210。该实施例采用与上文结合图1和2所述的床垫110的实施例相同的很多结构，并且具有与其相同的许多特性。因而，下文说明主要关注与上文结合图1和2所述的实施例不同的结构和特征。对于关于结构和特征的另外信息，以及对图3和4中所示并且在下文中所述的床垫的结构和特征的可能替换，应参考上文结合图1和2的说明。下文以200系列的附图标记指示与图1和2的实施例的结构和特征对应的图3和4中所示的实施例的结构和特征。
[0038]参考图3，床垫210包括顶表面214、底表面218和处于顶表面214和底表面218之间的厚度t(图4)。床垫210的形状基本为矩形，并且包括长度尺寸L和宽度尺寸W(图3) ο在图3和4中所示的床垫210的所示实施例中，顶表面214和底表面218基本为平面的。
[0039]床垫210包括第一或上层粘弹性泡沫层222以及第二或下层非粘弹性泡沫层226。粘弹性泡沫层222提供与粘弹性泡沫相关联的身体顺应和低弹性品质，而非粘弹性泡沫层增强和/或向床垫210提供通常与传统的弹簧床垫相关联的某种程度的弹性或“反弹”。
[0040]与上述床垫110相同，床垫210包括位于粘弹性泡沫层222的顶表面222a下方的多个支承元件230 ο在所示实施例中，支承元件230沿床垫210的整个长度L延伸，并且位于非粘弹性泡沫层226内。更具体地，支承元件230位于非粘弹性泡沫层226的顶表面226a和底表面226b之间，使得支承元件230基本被非粘弹性泡沫层226包围。然而，支承元件230不限于由非粘弹性泡沫层226包围，并且可在粘弹性泡沫层222的顶表面226a和非粘弹性泡沫层226的底表面226b之间在沿厚度t的任何一点处延伸穿过床垫210。另外，支承元件230可比床垫210的长度L短。
[0041]在床垫210的所示实施例中，支承元件230具有大致圆形的横截面形状，并且所述多个支承元件230中的每个都基本相同。相邻的支承元件230连续设置，使得相邻的支承元件230彼此接触。在其它实施例中，相邻的支承元件230可间隔开或可重叠。此外，可在床垫210中采用具有其它横截面形状的支承元件230。
[0042]与上述支承元件130相同，支承元件230由适当的高弹性聚合材料，诸如聚苯乙稀泡沫形成。在一些实施例中，支承元件230可包括任何膨胀聚合物(例如，膨胀乙烯醋酸乙烯酯、聚丙烯、聚乙烯，等等)。支承元件230可由任何适当的工艺(例如，由直接注射膨胀泡沫成型)单独形成。在其它实施例中，支承元件230可一起形成为单件。支承元件230可与非粘弹性泡沫层226分开形成并且随后定位在层226内(例如，处于在层226中形成或以其它方式产生的腔体内)，或者可使用共注成型工艺使支承元件230与非粘弹性泡沫层226同时形成。在床垫210的所示实施例中，支承元件230具有至少约200N的硬度。在一些实施例中，支承元件230可具有的硬度为粘弹性泡沫层222硬度的至少约2.5倍，并且不超过粘弹性泡沫层222硬度的约10倍。在这些实施例中，支承元件具有的硬度也可大于非粘弹性泡沫层226的硬度，诸如为非粘弹性泡沫层226硬度的至少1.1倍，或者(在其它实施例中)为非粘弹性泡沫层226的硬度的至少1.5倍，或者(在又其它实施例中)为非粘弹性泡沫层226的硬度的至少2倍。
[0043]参考图4，在相邻的支承元件230之间限定多个槽234。槽234中的每一个槽都分别由相邻支承元件230的面对的弓形表面238限定。在床垫210的所示实施例中，槽234与支承元件230 —起沿床垫210的整个长度L延伸。在施加力(例如，响应用户的重量或加力)时，由于与层222、226相比，支承元件230的硬度相对高，所以与在槽234周围的床垫210的区域232相比，粘弹性泡沫层222可进一步变形或被压缩到与槽234对应的床垫210的区域236中。因而，用户能够通过将泡沫层222、226压缩到槽234中而感觉到支承元件230的位置。
[0044]槽234向用户提供床垫210上的位置或区域236，其中用户可提高他们在床垫210上的移动性(即，开始移动的杠杆作用)。例如，如图4中所示，当用户期望移动或改变位置时，用户就在床垫210上施加力F，该力F具有穿过槽234中的一个槽的作用线。支承元件230对用户施加对应的反作用力R。取决于施加力F的具体作用线，反作用力F可具有与支承元件230的表面238垂直的作用线。可将反作用力R分解为至少水平和竖直力矢量分量Rx、Ry0
[0045]由一个或多个支承元件230对用户施加的反作用力R的侧向分量Rx允许用户在侧向方向上对一定质量(例如，用户的身体)加速。这促进了用户在床垫210上的侧向移动，并且使得用户能够以较小努力滚动、转动或移下床垫210。在一些包括粘弹性泡沫的传统床垫中，粘弹性泡沫的形状顺应特性可能允许用户“陷”入泡沫中，并且由此抑制他们的侧向移动，导致用户在滚动、转动或移下这种传统的床垫时费劲。
[0046]图5和6示出根据本发明另一实施例的床垫310。该实施例采用与上文结合图1_4所述的床垫110和210的实施例相同的很多结构，并且具有与其相同的许多特性。因而，下文说明主要关注与上文结合图1- 4所述的实施例不同的结构和特征。对于关于结构和特征的另外信息，以及对图5和6中所示并且在下文中所述的床垫310的结构和特征的可能替换，应参考上文结合图1-4的说明。下文以300系列的附图标记指示与图1-4的实施例的结构和特征对应的图5和6中所示的实施例的结构和特征。
[0047]参考图5，床垫310包括顶表面314、底表面318和处于顶表面314和底表面318之间的厚度t(图6)。床垫310的形状基本为矩形，并且包括长度尺寸L和宽度尺寸W(图5) ο在图5和6中所示的床垫310的所示实施例中，顶表面314和底表面318基本为平面的。
[0048]床垫310包括第一或上层粘弹性泡沫层322以及第二或下层非粘弹性泡沫层326。粘弹性泡沫层322提供与粘弹性泡沫相关联的身体顺应和低弹性品质，而非粘弹性泡沫层326增强和/或向床垫310提供通常与传统的弹簧床垫相关联的某种程度的弹性或“反弹”。
[0049]与上述床垫110和210相同，床垫310包括位于粘弹性泡沫层322的顶表面322a下方的多个支承元件330。在所示实施例中，支承元件330沿床垫310的整个长度L延伸，并且位于非粘弹性泡沫层326内。更具体地，支承元件330位于非粘弹性泡沫层326的顶表面326a和底表面326b之间，使得支承元件330基本被非粘弹性泡沫层326包围。然而，支承元件330不限于由非粘弹性泡沫层326包围，并且可在粘弹性泡沫层322的顶表面326a和非粘弹性泡沫层326的底表面326b之间在沿厚度t的任何一点处延伸穿过床垫310。另夕卜，支承元件330可比床垫310的长度L短。
[0050]参考图6，支承元件330具有大致六边形横截面形状，并且所述多个支承元件330中的每个都基本相同。另外，支承元件330被布置在第一行340中和基本与第一行340相同的第二行344中。第一行340和第二行340两者中的水平相邻支承元件330连续设置，使得相邻的支承元件330彼此接触。第一行340也与第二行344连续设置，使得竖直相邻的支承元件330彼此基本对准和接触。在其它实施例中，相邻的支承元件330可间隔开或可重叠。此外，可采用具有其它横截面形状的支承元件330，可使用任何数目行的支承元件330，并且可以任何适当的方式(例如，间隔开，嵌套等等)相对彼此设置竖直相邻行的支承元件330。
[0051]与上述支承元件130和230相同，支承元件330由适当的高弹性聚合材料，诸如聚苯乙烯泡沫形成。在一些实施例中，支承元件330可包括任何膨胀聚合物(例如，膨胀乙烯醋酸乙烯酯、聚丙烯、聚乙烯，等等)。支承元件330可由任何适当的工艺(例如，由直接注射膨胀泡沫成型)单独形成。在其它实施例中，支承元件330可一起形成为单件。支承元件330可与非粘弹性泡沫层326分开形成并且随后定位在层326内(例如，处于在层326中形成或以其它方式产生的腔体内)，或者可使用共注成型工艺使支承元件330与非粘弹性泡沫层326同时形成。在床垫310的所示实施例中，支承元件330具有至少约200N的硬度。在一些实施例中，支承元件330可具有的硬度为粘弹性泡沫层322硬度的至少约2.5倍，并且不超过粘弹性泡沫层322硬度的约10倍。在这些实施例中，支承元件具有的硬度也可大于非粘弹性泡沫层326的硬度，诸如为非粘弹性泡沫层326硬度的至少1.1倍，或者(在其它实施例中)为非粘弹性泡沫层326硬度的至少1.5倍，或者(在又其它实施例中)为非粘弹性泡沫层326硬度的至少2倍。
[0052]参考图6，在第一行340中的相邻支承元件330之间限定多个槽334。这些槽334中的每一个槽都分别由相邻支承元件330的面对的弓形表面338限定。在床垫310的所示实施例中，槽334与支承元件330 —起沿床垫310的整个长度L延伸。在施加力(例如，响应用户的重量或加力)时，由于与层322、326相比，支承元件330的硬度相对高，所以与在槽334周围的床垫310的区域332相比，粘弹性泡沫层322可进一步变形或被压缩到与槽334对应的床垫310的区域336中。因而，用户能够通过将泡沫层322、326压缩到槽334中而感觉到支承元件330的位置。
[0053]槽334向用户提供床垫310上的位置或区域336，其中用户可提高他们在床垫310上的移动性(即，开始移动的杠杆作用)。例如，如图6中所示，当用户期望移动或改变位置时，用户就在床垫310上施加力F，该力F具有穿过这些槽334中的每一个槽的作用线。支承元件330对用户施加对应的反作用力R。取决于施加力F的具体作用线，反作用力F可具有与支承元件330的表面338垂直的作用线。可将反作用力R分解为至少水平和竖直力矢量分量Rx、Ry。
[0054]由一个或多个支承元件330对用户施加的反作用力R的侧向分量Rx允许用户在侧向方向上对一定质量(例如，用户的身体)加速。这促进了用户在床垫310上的侧向移动，并且使得用户能够以较小努力滚动、转动或移下床垫310。在一些包括粘弹性泡沫的传统床垫中，粘弹性泡沫的形状顺应特性可能允许用户“陷”入泡沫中，并且由此抑制他们的侧向移动，导致用户在滚动、转动或移下这种传统的床垫时费劲。
[0055]图7和8示出根据本发明另一实施例的床垫410。该实施例采用与上文结合图1_6所述的床垫110-310的实施例相同的很多结构，并且具有与其相同的许多特性。因而，下文说明主要关注与上文结合图1-6所述的实施例不同的结构和特征。对于关于结构和特征的另外信息，以及对图7和8中所示并且在下文中所述的床垫410的结构和特征的可能替换，应参考上文结合图1-6的说明。下文以400系列的附图标记指示与图1-6的实施例的结构和特征对应的图7和8中所示的实施例的结构和特征。
[0056]参考图7，床垫410包括顶表面414、底表面418和处于顶表面414和底表面418之间的厚度t(图8)。床垫410的形状基本为矩形，并且包括长度尺寸L和宽度尺寸W(图7) ο在图7和8中所示的床垫410的所示实施例中，顶表面414和底表面418基本为平面的。
[0057]床垫410包括第一或上层粘弹性泡沫层422以及第二或下层非粘弹性泡沫层426。粘弹性泡沫层422提供与粘弹性泡沫相关联的身体顺应和低弹性品质，而非粘弹性泡沫层增强和/或向床垫410提供通常与传统的弹簧床垫相关联的某种程度的弹性或“反弹”。
[0058]床垫410包括位于粘弹性泡沫层422的顶表面422a下方的多个支承元件430。支承元件430具有大致圆形横截面形状，并且在床垫410的厚度方向上细长。换句话说，支承元件430为圆柱形，并且沿床垫410的厚度方向延伸。因而，与上述支承元件130、230或330中的任何一种相比，支承元件430长度比较短，并且数目更多。
[0059]在所示实施例中，支承元件430布置在非粘弹性泡沫层426的顶表面426a和底表面426b之间，使得支承元件430基本由非粘弹性泡沫层426包围。然而，支承元件430不限于由非粘弹性泡沫层426包围。
[0060]相邻的支承元件430连续设置，使得支承元件430形成如下阵列，即沿床垫410的宽度E延伸的行以及沿床垫410的长度L延伸的列的阵列(图7)。每一行支承元件430都基本相同(即，每一行支承元件430都具有相同的量和布置的支承元件430)，并且每一列支承元件430都基本相同(即，每一列支承元件430都具有相同的量和布置的支承元件430)。此外，个别支承元件430基本相同。在其它实施例中，相邻的支承元件430可间隔开或者可重叠，或者可采用具有其它横截面形状的支承元件430。另外，可使用任何数目的行或列的支承元件430，并且可以任何适当的方式(例如，间隔开，嵌套，等等)相对彼此设置支承元件 430。
[0061]参考图8，支承元件430包括彼此共面的平表面448，使得平表面448的集合限定基本平行于顶表面422a的单平面。支承元件430的连续布置在相邻行和列的支承元件430之间限定多个槽434。
[0062]与上述支承元件130、230和330相同，支承元件430由适当的高弹性聚合材料，诸如聚苯乙烯泡沫形成。在一些实施例中，支承元件430可包括任何膨胀聚合物(例如，膨胀乙烯醋酸乙烯酯、聚丙烯、聚乙烯，等等)。支承元件430可由任何适当的工艺(例如，由直接注射膨胀泡沫成型)单独形成。在其它实施例中，支承元件430可一起形成为单件。支承元件430可与非粘弹性泡沫层426分开形成并且随后定位在层426内(例如，处于在层426中形成或以其它方式产生的腔体内)，或者可使用共注成型工艺使支承元件430与非粘弹性泡沫层426同时形成。在床垫410的所示实施例中，支承元件430具有至少约200N的硬度。在一些实施例中，支承元件430可具有的硬度为粘弹性泡沫层422硬度的至少约2.5倍，并且不超过粘弹性泡沫层422硬度的约10倍。在这些实施例中，支承元件430具有的硬度也可大于非粘弹性泡沫层426硬度，诸如为非粘弹性泡沫层426硬度的至少1.1倍，或者(在其它实施例中)为非粘弹性泡沫层426硬度的至少1.5倍，或者(在又其它实施例中)为非粘弹性泡沫层426硬度的至少2倍。
[0063]在施加力(例如，响应用户的重量或加力)时，由于与层422、426相比，支承元件430的硬度相对高，所以与在槽434周围的床垫410的区域432相比，粘弹性泡沫层422可进一步变形或被压缩到与槽434对应的床垫410的区域436中。因而 ，用户能够通过将泡沫层422、426压缩到槽434中而感觉到支承元件430的位置。
[0064]槽434向用户提供床垫410上的位置或区域436，其中用户可提高他们在床垫410上的移动性(即，开始移动的杠杆作用)。例如，如图8中所示，当用户期望移动或改变位置时，用户就在床垫410上施加力F，该力F具有穿过这些槽434中的一个槽的作用线。支承元件430对用户施加对应的反作用力R。可将反作用力R分解为至少水平和竖直力矢量分量 Rx、Ry0
[0065]由一个或多个支承元件430对用户施加的反作用力R的侧向分量Rx允许用户在侧向方向上对一定质量(例如，用户的身体)加速。这促进了用户在床垫410上的侧向移动，并且使得用户能够以较小努力滚动、转动或移下床垫410。在一些包括粘弹性泡沫的传统床垫中，粘弹性泡沫的形状顺应特性可能允许用户“陷”入泡沫中，并且由此抑制他们的侧向移动，导致用户在滚动、转动或移下这种传统的床垫时费劲。
[0066]图9和10示出根据本发明另一实施例的床垫510。该实施例采用与上文结合图1-8所述的床垫110-410的实施例相同的很多结构，并且具有与其相同的许多特性。因而，下文说明主要关注与上文结合图1-8所述的实施例不同的结构和特征。对于关于结构和特征的另外信息，以及对图9和10中所示并且在下文中所述的床垫的结构和特征的可能替换，应参考上文结合图1-8的说明。下文以500系列的附图标记指示与图1-8的实施例的结构和特征对应的图9和10中所示的实施例的结构和特征。
[0067]参考图9，床垫510包括顶表面514、底表面518和处于顶表面514和底表面518之间的厚度t (图10)。床垫510的形状基本为矩形，并且包括长度尺寸L和宽度尺寸W(图9) ο在图9和10中所示的床垫510的所示实施例中，顶表面514和底表面518基本为平面的。
[0068]床垫510包括第一或上层粘弹性泡沫层522以及第二或下层非粘弹性泡沫层526。粘弹性泡沫层522提供与粘弹性泡沫相关联的身体顺应和低弹性品质，而非粘弹性泡沫层增强和/或向床垫510提供通常与传统的弹簧床垫相关联的某种程度的弹性或“反弹”。
[0069]与上述床垫110、210、310和410相同，床垫510包括位于粘弹性泡沫层522的顶表面522a下方的多个支承元件530。在所示实施例中，支承元件530沿床垫510的整个长度L延伸，并且位于非粘弹性泡沫层526内。更具体地，支承元件530位于非粘弹性泡沫层526的顶表面526a和底表面526b之间，使得支承元件530基本被非粘弹性泡沫层526包围。然而，支承元件530不限于由非粘弹性泡沫层526包围，并且可在粘弹性泡沫层522的顶表面526a和非粘弹性泡沫层526的底表面526b之间在沿厚度t的任何一点处延伸穿过床垫510。另外，支承元件530可比床垫510的长度L短。
[0070]在床垫510的所示实施例中，支承元件530具有大致四边形或钻石状横截面形状，并且所述多个支承元件530中的每个都基本相同。相邻的支承元件530由连接部或薄腹部552连接以形成单支承556。因而，将支承元件530和腹部552共同称为支承件556。
[0071]与上述支承元件130、230、330和430相同，支承件556由适当的高弹性聚合材料，诸如聚苯乙烯泡沫形成。在一些实施例中，支承件556可包括任何膨胀聚合物(例如，膨胀乙烯醋酸乙烯酯、聚丙烯、聚乙烯，等等)。支承件556可与非粘弹性泡沫层526分开形成并且随后定位在层526内(例如，处于在层526中形成或以其它方式产生的腔体内)，或者可使用共注成型工艺使支承件556与非粘弹性泡沫层526同时形成。在床垫510的所示实施例中，支承件556具有至少约200N的硬度。在一些实施例中，支承件556可具有的硬度为粘弹性泡沫层522硬度的至少约2.5倍，并且不超过粘弹性泡沫层522硬度的约10倍。在这些实施例中，支承元件530具有的硬度也可大于非粘弹性泡沫层526硬度，诸如为非粘弹性泡沫层526硬度的至少1.1倍，或者(在其它实施例中)为非粘弹性泡沫层526硬度的至少1.5倍，或者(在又其它实施例中)为非粘弹性泡沫层526硬度的至少2倍。
[0072]参考图10，在支承件556的相邻支承元件530之间限定多个槽534。这些槽534中的每一个槽都分别由相邻支承元件530的面对的弓形表面538限定。在床垫510的所示实施例中，槽534与支承件556 —起沿床垫510的整个长度L延伸。在施加力(例如，响应用户的重量或加力)时，由于与层522、526相比，支承件556的硬度相对高，所以与在槽534周围的床垫510的区域532相比，粘弹性泡沫层522可进一步变形或被压缩到与槽534对应的床垫510的区域536中。因而，用户能够通过将泡沫层522、526压缩到槽534中而感觉到支承元件530的位置。
[0073]槽534向用户提供床垫510上的位置或区域536，其中用户可提高他们在床垫510上的移动性(即，开始移动的杠杆作用)。例如，如图10中所示，当用户期望移动或改变位置时，用户就在床垫510上施加力F，该力F具有穿过这些槽534中的一个槽的作用线。支承元件530对用户施加对应的反作用力R。取决于施加力F的具体作用线，反作用力F可具有与支承元件530的表面538垂直的作用线。可将反作用力R分解为至少水平和竖直力矢量分量Rx、Ry。
[0074]由一个或多个支承元件530对用户施加的反作用力R的侧向分量Rx允许用户在侧向方向上对一定质量(例如，用户的身体)加速。这促进了用户在床垫510上的侧向移动，并且使得用户能够以较小努力滚动、转动或移下床垫510。在一些包括粘弹性泡沫的传统床垫中，粘弹性泡沫的形状顺应特性可能允许用户“陷”入泡沫中，并且由此抑制他们的侧向移动，导致用户在滚动、转动或移下这种传统的床垫时费劲。
[0075]图11和12示出根据本发明另一实施例的床垫610。该实施例采用与上文结合图1-10所述的床垫110-510的实施例相同的很多结构，并且具有与其相同的许多特性。因而，下文说明主要关注与上文结合图1-10所述的实施例不同的结构和特征。对于关于结构和特征的另外信息，以及对图11和12中所示并且在下文中所述的床垫的结构和特征的可能替换，应参考上文结合图1-10的说明。下文以600系列的附图标记指示与图1-10的实施例的结构和特征对应的图11和12中所示的实施例的结构和特征。
[0076]参考图11，床垫610包括顶表面614、底表面618和处于顶表面614和底表面618之间的厚度t (图12)。床垫610的形状基本为矩形，并且包括长度尺寸L和宽度尺寸W(图
11)。在图10和11中所示的床垫610的所示实施例中，顶表面614和底表面618基本为平面的。
[0077]床垫610包括第一或上层粘弹性泡沫层622以及第二或下层非粘弹性泡沫层626。粘弹性泡沫层622提供与粘弹性泡沫相关联的身体顺应和低弹性品质，而非粘弹性泡沫层增强和/或向床垫610提供通常与传统的弹簧床垫相关联的某种程度的弹性或“反弹”。
[0078]与上述床垫110、210、310、410和510相同，床垫610包括位于粘弹性泡沫层622的顶表面622a下方的多个支承元件630。在所示实施例中，支承元件630沿床垫610的整个长度L延伸，并且位于非粘弹性泡沫层626内。更具体地，支承元件630位于非粘弹性泡沫层626的顶表面626a和底表面626b之间，使得支承元件630基本被非粘弹性泡沫层626包围。然而，支承元件630不限于由非粘弹性泡沫层626包围，并且可在粘弹性泡沫层622的顶表面626a和非粘弹性泡沫层626的底表面626b之间在沿厚度t的任何一点处延伸穿过床垫610。另外，支承元件630可比床垫610的长度L短。
[0079]在床垫610的所示实施例中，支承元件630具有大致四边形或钻石状横截面形状，并且所述多个支承元件630中的每个都基本相同。相邻的支承元件630由连接部或薄腹部652连接以形成单支承件656。因而，将支承元件630和腹部652共同称为支承件656。
[0080]与上述支承件556相同，支承件656由适当的高弹性聚合材料，诸如聚苯乙烯泡沫形成。在一些实施例中，支承件656可包括任何膨胀聚合物(例如，膨胀乙烯醋酸乙烯酯、聚丙烯、聚乙烯，等等)。支承件656可与非粘弹性泡沫层626分开形成并且随后定位在层626内(例如，处于在层626中形成或以其它方式产生的腔体内)，或者可使用共注成型工艺使支承件656与非粘弹性泡沫层626同时形成。在床垫610的所示实施例中，支承件656具有至少约200N的硬度。在一些实施例中，支承件656可具有的硬度为粘弹性泡沫层622硬度的至少约2.5倍，并且不超过粘弹性泡沫层622硬度的约10倍。在这些实施例中，支承元件630具有的硬度也可大于非粘弹性泡沫层626硬度，诸如为非粘弹性泡沫层626硬度的至少1.1倍，或者(在其它实施例中)为非粘弹性泡沫层626硬度的至少1.5倍，或者(在又其它实施例中)为非粘弹性泡沫层626硬度的至少2倍。
[0081]参考图12，在支承件656的相邻支承元件630之间限定多个槽634。这些槽634中的每一个槽都分别由相邻支承元件630的面对的弓形表面638限定。在床垫610的所示实施例中，槽634与支承件656 —起沿床垫610的整个长度L延伸。在施加力(例如，响应用户 的重量或加力)时，由于与层622、626相比，支承件656的硬度相对高，所以与在槽634周围的床垫610的区域632相比，粘弹性泡沫层622可进一步变形或被压缩到与槽634对应的床垫610的区域636中。因而，用户能够通过将泡沫层622、626压缩到槽634中而感觉到支承元件630的位置。
[0082]槽634向用户提供床垫610上的位置或区域636，其中用户可提高他们在床垫610上的移动性(即，开始移动的杠杆作用)。例如，如图12中所示，当用户期望移动或改变位置时，用户就在床垫610上施加力F，该力F具有穿过这些槽634中的一个槽的作用线。支承元件630对用户施加对应的反作用力R。取决于施加力F的具体作用线，反作用力F可具有与支承元件630的表面638垂直的作用线。可将反作用力R分解为至少水平和竖直力矢量分量Rx、Ry。
[0083]由一个或多个支承元件630对用户施加的反作用力R的侧向分量Rx允许用户在侧向方向上对一定质量(例如，用户的身体)加速。这促进了用户在床垫610上的侧向移动，并且使得用户能够以较小努力滚动、转动或移下床垫610。在一些包括粘弹性泡沫的传统床垫中，粘弹性泡沫的形状顺应特性可能允许用户“陷”入泡沫中，并且由此抑制他们的侧向移动，导致用户在滚动、转动或移下这种传统的床垫时费劲。
[0084]虽然未提出限定上述床垫110、210、310、410、510和610的性能的任何理论或科学原理，但是相信在泡沫床垫内使用支承元件130、230、330、430、530、630(上文描述了其特性)产生了一种床垫，其具有低弹性、柔软感以及粘弹性泡沫的身体顺应性或品质，但不削弱用户在床垫上的移动性。例如，用户能够更好地通过向相对坚固的支承元件130、230、330、430、530、630施加力而滚动、转动、倚靠或以其它方式改变姿势。因而，在一些实施例中，使用这种支承元件130、230、330、430、530、630能限制或减轻通常在许多传统的粘弹性泡沫床垫中经历的削弱的移动性。另外，通过图1-12中所示的各种实施例应明白，因此能选择支承元件130、230、330、430、530、630的形状、尺寸、数量、位置、方向和构造，从而将床垫本质上“调整”为具有任何期望的感觉(即，用户的身体顺应感，以及粘弹性泡沫的压力分布特性)，同时仍维持上述增强移动性的优点。
[0085]仅经由实例呈现上述和在附图中示出的实施例，并且其无意作为对本发明构思和原理的限制。同样地，本领域技术人员应明白，不偏离本发明的精神和范围，可能存在元件和它们的构造和布置的各种变化。仅经由实例，将本文所述和/或所示的各种床垫实施例呈现为具有特殊的支承元件构造和布置。虽然从这些结构产生独特和期望特性，但根据本发明其它实施例的床垫具有与本文所述和所示的那些不同的支承元件的其它构造或布置。
[0086]应明白，上文所述和图1-12中所示的床垫110、210、310、410、510和610的特性适用于具有任何尺寸和形状的任何其它类型的身体支撑。仅经由实例，上述任何特征也同样适用于床垫顶层、罩面、蒲团、卧式沙发或者用于支撑或缓冲人或动物身体的任何部分或全身的任何其它元件。因而，本文使用的术语“床垫”有意涉及任何和所有这些元件(除了床垫之外)。
[0087]在下文权利要求中阐述本发明的各种特征。
【主权项】
1.一种床垫，包括: 粘弹性泡沫的第一层，所述第一层具有上表面； 非粘弹性泡沫层，所述非粘弹性泡沫层支撑所述第一层；和 多个固定支承元件，所述支承元件位于所述上表面下方，并且聚在一起以限定相邻的支承元件之间的多个槽，其中所述粘弹性泡沫的第一层在与所述槽对应的所述床垫的区域中与在与所述支承元件对应的周围区域中相比是能够进一步压缩的，并且其中所述支承元件中的每一个支承元件都能够对在作用线穿过所述槽中的一个槽的情况下推靠所述支承元件的个人施加具有侧向分量的反作用力。2.根据权利要求1所述的床垫，其中所述支承元件在所述床垫的长度尺寸上是细长的。3.根据权利要求2所述的床垫，其中所述槽在所述床垫的长度尺寸上是细长的。4.根据权利要求2所述的床垫，其中所述支承元件基本在所述床垫的整个长度上延伸。5.根据权利要求1所述的床垫，其中所述支承元件和所述槽平行。6.根据权利要求1所述的床垫，其中所述支承元件在所述床垫的厚度尺寸上是细长的。7.根据权利要求1所述的床垫，其中所述支承元件与所述粘弹性泡沫的第一层相比包括更大的硬度。8.根据权利要求7所述的床垫，其中所述粘弹性泡沫的第一层包括至少约20N并且不大于约80N的硬度。9.根据权利要求1所述的床垫，其中所述非粘弹性泡沫层是乳胶泡沫和高弹性聚氨酯泡沫中的一种泡沫。10.根据权利要求9所述的床垫，其中所述乳胶泡沫包括至少约30N并且不大于约130N的硬度，并且其中所述高弹性聚氨酯泡沫包括至少约80N并且不大于约200N的硬度。11.根据权利要求9所述的床垫，其中所述乳胶泡沫包括不小于约40kg/m3并且不大于约100kg/m3的密度，并且其中所述高弹性聚氨酯泡沫包括不小于约10kg/m3并且不大于约80kg/m3的密度。12.根据权利要求1所述的床垫，其中所述粘弹性泡沫的第一层包括不小于约30kg/m3并且不大于约150kg/m3的密度。13.根据权利要求1所述的床垫，其中所述支承元件包括圆形横截面形状。14.根据权利要求13所述的床垫，其中所述支承元件为圆柱形，并且被以并排方式布置。15.根据权利要求14所述的床垫，其中所述槽中的每一个槽都分别由相邻圆柱形支承元件的凸表面限定。16.根据权利要求15所述的床垫，其中所述支承元件中的一个支承元件响应于推靠所述支承元件的个人而施加的所述反作用力的作用线被取向为基本垂直于所述支承元件的凸表面。17.根据权利要求1所述的床垫，其中所述支承元件包括非圆形横截面形状。18.根据权利要求17所述的床垫，其中所述支承元件包括六边形横截面形状，并且其中所述支承元件以并排方式布置。19.根据权利要求18所述的床垫，其中所述槽中的每一个槽都分别由相邻六边形支承元件的平表面限定。20.根据权利要求19所述的床垫，其中所述支承元件中的一个支承元件响应与推靠所述支承元件的个人而施加的所述反作用力的作用线被取向为基本垂直于所述支承元件的平表面。21.根据权利要求1所述的床垫，其中所述支承元件被布置成位于所述上表面下方的第一行以及位于所述第一行下方的第二行。22.根据权利要求21所述的床垫，其中所述第一行和所述第二行中的所述支承元件也在列的阵列中对准。23.根据权利要求1所述的床垫，其中相邻的支承元件是连续的。24.根据权利要求1所述的床垫，其中相邻的支承元件被一体地形成为单件。25.根据权利要求1所述的床垫，其中所述支承元件与粘弹性泡沫的所述第一层或非粘弹性泡沫的所述非粘弹性泡沫层中的任一层相比包括更大的硬度。26.根据权利要求25所述的床垫，其中所述支承元件包括至少约200N的硬度。27.根据权利要求1所述的床垫，其中所述支承元件由聚合物材料制成。28.根据权利要求1所述的床垫，其中所述支承元件由聚苯乙烯泡沫制成。29.根据权利要求1所述的床垫，其中所述支承元件嵌入所述非粘弹性泡沫层中。30.根据权利要求1所述的床垫，其中所述支承元件位于粘弹性泡沫的所述第一层和非粘弹性泡沫的所述非粘弹性泡沫层之间。31.一种床垫，包括: 粘弹性泡沫的第一层，所述第一层具有上表面； 非粘弹性泡沫层，所述非粘弹性泡沫层支撑所述第一层；和 多个固定支承元件，所述支承元件位于所述上表面下方并且聚在一起以限定相邻的支承元件之间的多个槽，其中所述支承元件和所述槽在平行于所述床垫的长度的方向上延伸，并且其中所述支承元件的硬度为粘弹性泡沫的所述第一层的硬度的至少约2.5倍。32.根据权利要求31所述的床垫，其中所述粘弹性泡沫的第一层包括至少约20N并且不大于约80N的硬度。33.根据权利要求32所述的床垫，其中所述支承元件包括至少约200N的硬度。34.根据权利要求31所述的床垫，其中所述支承元件的硬度为所述粘弹性泡沫的第一层的硬度的约2.5倍与约10倍之间。35.根据权利要求31所述的床垫，其中所述粘弹性泡沫的第一层在与所述槽对应的所述床垫的区域中与在与所述支承元件对应的周围区域中相比是能够进一步压缩的，并且 其中所述支承元件中的每一个支承元件都能够对在作用线穿过所述槽中的一个槽的情况下推靠所述支承元件的个人施加具有侧向分量的反作用力。
【专利摘要】一种床垫包括具有上表面的第一粘弹性泡沫层以及支撑第一层的非粘弹性泡沫层。床垫也包括多个固定支承元件，所述多个固定支承元件位于上表面下方并且聚在一起以限定相邻的支承元件之间的多个槽。相比于与支承元件对应的周围区域，第一粘弹性泡沫层在与槽对应的床垫的区域中进一步可压缩。这些支承元件中的每一个支承元件都能够对在作用线穿过这些槽中的一个槽的情况下推靠支承元件的个人施加具有侧向分量的反作用力。
【IPC分类】B68G7/06, A47C27/14
【公开号】CN104883932
【申请号】CN201280078053
【发明人】克里斯多佛·阿伦多什基, 泰勒·W·基尔戈, 穆罕默德·F·阿尔祖比
【申请人】泰普尔-派迪克管理有限责任公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2012年12月28日
【公告号】CA2896709A1, EP2938229A1, US20150305515, WO2014105045A1