[发明专利]组合的圆柱形和锥形弹簧

说明书

技术领域

本发明涉及弹簧，其用于在缓冲件例如床垫中的内装弹簧组件。

背景技术

传统的弹簧床垫通常包含有具有一组弹簧的内弹簧组件，这些弹簧给一个或多个用户提供了缓冲支撑。在用户睡在床垫表面上时，他/她在下面的弹簧上施加了重量，这些弹簧反过来压缩以提供足够的缓冲支撑。通常，越轻的用户在弹簧上施加的重量越小，从而使得这些弹簧压缩更少，由此提供了对于更重用户所体验到的感觉不同的感觉。因此，对于给定弹簧组而言，更轻的用户相对于更重的用户体验到不同的舒适度。这在两个睡觉者具有明显不同的重量例如120lbs和220lbs时会出现问题。在这些情况中，一个床垫不太可能对两个睡觉者而言都是舒适的。

传统床垫对于某些用户而言更舒适的一个原因在于，它们通常被构造使用具有线性弹簧刚度。这些弹簧压缩的距离与用户重量成线性正比，直到它们带到完全压缩。因此，弹簧在体重轻的用户情况下比在体重重的用户情况下压缩更少。工程师试图通过制作具有多个具有非线性弹簧刚度的弹簧(例如锥形弹簧)的床垫来解决这个问题。这些非线性弹簧可以在体重轻的人作用下明显压缩，但是在体重重的人作用下仍然不会完全压缩，从而有时会给两个睡觉者都提供类似的舒适度。但是，非线性弹簧例如锥形弹簧由于某些特性和大体上不规则的形状所以也有缺点。具体地说，低于某个重量阈值，这些弹簧仍然随着所施加的重量而线性压缩。非线性压缩通常在超过该重量时出现。因此，典型的非线性弹簧在用户体验到所期望的舒适度之前必须明显压缩。换句话说，用户在能够体验到由弹簧非线性压缩提供的特定舒适度之前必须具有足够的重量。除了需要体重重的用户的缺点之外，内弹簧组件的这种明显压缩对该床的使用寿命而言也并不合适。而且，由于螺旋弹簧的不规则形状，具有非线性弹簧的床垫制造困难。例如，锥形弹簧尤其难以组装，因为它们不能如一些床垫组装方法所要求的一样在其整个长度上接触。

因此，需要一种对大多数体重的用户而言舒适的床垫。通常，需要对于大范围用户提供类似的缓冲支撑水平的缓冲件。

发明内容

在这里所述的系统和方法包括用于缓冲件例如床垫的内弹簧组件。这些内弹簧组件可以具有一个或多个不对称弹簧，它们构成为给具有不同重量的用户提供类似的硬度。这些不对称弹簧包括具有线性和非线性弹簧刚度的部分。在一个实施例中，不对称弹簧包括上锥形部分和下圆柱形部分。这种结构在不会引起螺旋弹簧出现明显压缩的情况下使得床垫用户能够体验到非线性压缩。这些系统和方法提供了对更轻用户而言足够柔软并且对更重用户而言足够硬度的床垫。

为了清楚起见，并且不是以限制的方式，这里在提供用于床垫的内弹簧组件的本文中对这些系统和方法进行说明。但是，要理解的是，在这里所述的原理适用于广泛用途。例如，本公开内容的原理可以适用于睡椅，其中将垫子固定在更大的组件上。另外，这些原理可以适用于座椅、双人小沙发、沙发、坐卧两用长椅、汽车座椅、婴儿床床垫、折叠睡椅和折叠床垫。更普遍的是，在这里所述的系统可以用在期望为大多数用户提供支撑的环境中。

更具体地说，在这里所述的系统和方法提供了一种内弹簧组件，它包括多个具有上弹簧部分和下弹簧部分的螺旋弹簧。上弹簧部分具有第一基本上线性的弹簧刚度和第一基本上非线性的弹簧刚度。下弹簧部分可以设置在上弹簧部分下方并且可以具有第二基本上线性的弹簧刚度。在某些实施方案中，第二基本上线性的弹簧刚度大于第一基本上线性的弹簧刚度。螺旋弹簧可以被构造成使得上弹簧部分在下弹簧部分明显压缩之前明显压缩。上弹簧部分可以包括多个具有第一节距的线圈，并且下弹簧部分可以包括多个具有第二节距的线圈。上弹簧部分的多个线圈可以具有类似的第一节距。下弹簧部分的多个线圈可以具有类似的第二节距。在某些实施方案中，第一节距与第二节距不同。第一节距可以大于或小于第二节距。在其它实施方案中，第一节距与第二节距相同或基本上类似。螺旋弹簧的节距会影响其弹簧刚度，并且螺旋弹簧可以具有使其赋予线性和非线性弹簧刚度的节距。在某些实施方案中，螺旋弹簧的上弹簧部分基本上为锥形或基本上为截头圆锥形。螺旋弹簧的下弹簧部分可以基本上为圆柱形。螺旋弹簧可以为封装的线圈弹簧或敞开的线圈弹簧。在某些实施方案中，螺旋弹簧由包含金属组合物形成，该金属组合物包括以下材料中的一种或多种：钢、铬、镍、钼、铜、钛、钴、铌、钒、铝、铂和钨。