具有自由终端旋圈的弹簧的内弹簧结构 【技术领域】
本发明涉及一种新颖的内弹簧组件，尤其涉及一种适用于垫子的内弹簧组件。
【发明背景】
内弹簧组件传统上由诸垂直向的盘旋弹簧的阵列(即一般的螺旋弹簧的纵向轴线垂直于内弹簧支撑表面)所组成。诸弹簧以一般的并排排列方式、通常是平行的行和列排列，以形成一支撑表面。为了把各个弹簧盘圈固定在一起，并由此形成一整体的内弹簧组件，通常采用某些形式的连接装置，诸如夹具、横向螺旋弹簧等等。通常，相邻弹簧的终端旋圈即弹簧的最顶部和最底部的金属圈被连接在一起。例如见Bell的专利U.S.2,611,910，尤其是Flesher等人的专利U.S.4,726,572。
在一内弹簧组件中连接诸弹簧的另一种设计是采用袋装式盘旋弹簧，即各个盘旋弹簧被包覆在一个由纺织品或其它柔软材料制成的“小隔室”中。为了使这些袋装式盘旋弹簧成为一一体的内弹簧组件，通过缝合、用绳系、热的熔融粘结剂或其它装置，把袋装式盘旋弹簧的各个柔软的覆盖件彼此连接在一起。但是，除了通过这些口袋的连接，诸弹簧本身通常是不能连接在一起的。
这些设计中的每一个具有自己的优点。例如，袋装式盘旋弹簧在各个弹簧之间具有一定程度地可动性，尤其是由于相邻盘圈的诸终端旋圈没有被直接固定在一起。因此，在诸弹簧间具有一定量的“浮动”。使用被夹的或线材连接的弹簧端部的传统设计具有较长的使用寿命、制造容易，其部分原因是因为省略了纺织品的使用。
本发明的一个主要目的是提供一种尤其是用于一内弹簧垫子的新颖的内弹簧组件结构，例如通过使用横向螺旋弹簧提供一种相邻弹簧的传统连接，但还成功地赋予弹簧一定程度的自由端或可动性，以实现弹簧的“浮动”或弹簧端部的适应性。
发明概要
本发明的这个和其它目的通过本发明来实现。如用一种最广义的表达方式来表示，则本发明包括用除终端旋圈之外的一圈来连接相邻的弹簧。例如，在终端旋圈内侧(即沿弹簧轴线)的第一圈或第二圈连接相邻的盘旋弹簧。这样在连接点的外侧留下在其它弹簧之间没有被连接的一圈或两圈。因此，这种自由端结构能够轻易地响应一负荷而运动，如果负荷是偏离轴线的(诸如一具有相对于支撑表面的横向分量的负荷)则特别有利。所以，通过本发明的内弹簧组件可得到一“自由浮动”的支撑表面，还用传统的制造技术(例如横向螺旋连接)把弹簧本身连接在一很稳定的阵列中。
因此，根据本发明，一种用于一由多个弹簧制成的内弹簧组件的螺旋弹簧具有一可压缩的、由多个盘旋圈组成的本体部、一在本体部各端部的终端旋圈和至少一个形成在本体部一盘旋圈上的偏移段。事实上，由于螺旋弹簧一般是轴向对称制造的，在本体部的各端部的诸盘旋圈都具有这种偏移段。
具有诸偏移段的本体部的一盘旋圈或诸盘旋圈与一相应的终端旋圈间隔设置，诸如设置在终端旋圈内侧的下一圈、内侧的第二圈等等。一偏移段或诸偏移段适用于与在内弹簧组件中把多个这些弹簧互连在一起的装置接合。例如这样一种互连可以通过夹具或横向螺旋弹簧来完成。
通过经终端旋圈内侧的点连接诸弹簧，当诸弹簧在内弹簧组件中时，终端旋圈和任何中间弹簧圈保持没有互连装置。这样就使弹簧形成一自由端，使弹簧端部具有所提到的“浮动”，并使内弹簧的由弹簧端部构成的支撑表面具有适应性。根据接合是沿内弹簧中的相邻弹簧的本体部形成的，由此可调整“浮动”或适应性。
在本发明的一实施例中，内弹簧是一诸螺旋盘旋弹簧列行正交排列的阵列。各个盘旋弹簧有一在它们各端部的终端旋圈和在旋圈之间的、由多圈弹簧圈制成的本体部。利用一类似于上述U.S.4,726,572专利中所揭示的一弹簧结构，采用在弹簧上的搭接的横向偏移部，然后用一小直径的横向螺旋弹簧把它们系在一起，上述的偏移部形成在本发明组件的弹簧的终端旋圈内侧的并与终端旋圈间隔设置的一圈弹簧圈上。
因此，本发明内弹簧组件的弹簧不是象已有技术领域所实行的那样在终端旋圈把相邻的盘旋弹簧彼此连接在一起，而是在弹簧端部内侧与弹簧端部沿轴向间隔设置的一点将这些偏移部被彼此连接在一起。实际上，其中仍保留采用了横向螺旋弹簧来连接诸弹簧的制造技术。相邻弹簧的终端旋圈没有被彼此连接在一起，因此，剩余的一圈或多圈弹簧圈响应一所施加的负荷而彼此独立地自由行动。最终，内弹簧组件的上表面比传统非袋装式的设计更柔软、更能适应轮廓差异(即躺在其上表面上的人体的体形轮廓)，因为在传统的非袋装式结构中，上终端旋圈彼此连接在一起，一弹簧的位移接着完全引起了其终端旋圈与该弹簧连接在一起的相邻弹簧的位移。本发明自由端内弹簧所达到的总的效果是除具有“硬线材”弹簧设计的所有优点外对舒适性方面的改进。
当考虑了下面的本发明结合附图的详细描述，将进一步理解本发明的上述特征和优点，其中：
附图简要说明
图1是根据本发明制造的一内弹簧组件的立体示意图；
图2是诸如图1所示的一内弹簧组件的部分俯视图，它示出位于本发明内弹簧组件内部的多个弹簧圈的连接；
图3是沿图2的3-3线截取的剖视图；
图4是沿图3的4-4线截取的另一剖视图，它示出两连接在一起的相邻弹簧；
图5是一类似于图2的视图，它示出本发明一较佳实施例中一组连接旋圈搭接的偏移部的具体特征；以及
图6是一类似于图2的视图，它示出本发明的另一实施例，在这个实施例中，盘旋弹簧以镜象图象排列，并沿诸横向方向固定在一起。
较佳实施例的详细描述
如图1所示，一种本发明的总的用10表示的内弹簧组件包括多个以诸列14和诸行16并排排列的盘旋弹簧12(也称作“弹簧圈”或简称“弹簧”)，从而形成一总的呈矩形的内弹簧组件。前述可代表一种典型的例如垫子内弹簧。虽然下面将要讨论的实施例总的涉及这样一种垫子内弹簧，不过应予以理解的是，本发明还具有在其它场合和其它内弹簧组件诸如家具垫子等方面的用途。而且，对在此所引用的“列”和“行”没有限制，因为这些术语根据所采用的参考点而可互换使用。
为了固定弹簧12而形成一整体的组件，横向螺旋弹簧20和螺旋的边缘线材弹簧18盘绕在各个弹簧圈的旋圈周围，这在下面将要较详细地描述。然而，横向螺旋和螺旋连接件保留了传统的，这是本发明的一个优点。
例如，如图3和4所示，各螺旋弹簧12由一单一的、其结构形状总的是螺旋的连续线材所组成，各螺旋弹簧12包括一上终端旋圈或部22、一下终端旋圈或部24和一由数圈线材构成的本体部。尤其要参考图2和4，在相应的终端旋圈22、24内侧的本体部的一圈上形成一把相邻弹簧圈彼此连在一起的连接旋圈28、30。弹簧12排列成使相邻弹簧圈的连接旋圈28的一部分彼此搭接，正是这些搭接段通过横向螺旋弹簧20彼此固定在一起。
在所示的实施例中，上终端部22由基本上在同一个平面AA中一旋圈组成。同样，下终端部或旋圈24的形状与弹簧12的另一端形状相同，并同样设置在平面BB中。当这些终端旋圈22、24组成一支撑表面时，它们将会形成一各自的公共平面AA、BB
设置上连接旋圈28和下连接旋圈30，使得相邻盘圈彼此连接。这些连接旋圈也是比较平的，使得圈的主要部分在一相应的公共平面内：上连接旋圈28在CC公共平面中，下连接旋圈30在DD公共平面中。
最好是，上连接旋圈28和下连接旋圈30的形状基本上与在共同转让的专利U.S.4,726,572中所描述的终端盘圈相同，该专利的内容在此作为参考援引。大体上，在该专利中所描述的终端旋圈被移置在本发明弹簧的本体部分旋圈内侧。如图2和5所示，这些连接旋圈的形状有些象矩形，其中第一偏移部32、第二偏移部34和第三偏移部36从弹簧圈轴线和总体上由本体部的圆形盘圈构成的圆筒形状沿径向(横向)朝外间隔一定距离地放置。弹簧的第三偏移部或至少是位于阵列周围的弹簧的那些第三偏移部，其每一个有一阶梯段，该阶梯段包括一基本上是直、总的垂直于第一偏移部和第二偏移部延伸的主要部分38和从直部38的端部延伸到第三偏移部36的余下部分42的短部40。采用这种结构的连接旋圈是有利的，例如，如上述U.S.4,726,572中所描述的，把位于阵列周围的盘圈固定到邻接线材上，以免第三偏移部相对于邻接线材转动。
如图2和4所示，通过用来把搭接的连接旋圈部分连接在一起的横向螺旋的弹簧20，使相邻的弹簧圈彼此连接。虽然搭接段是较佳的，显然把相邻弹簧的连接段32、34紧密放置在一起并用横向螺旋弹簧20把它们连接起来也是起作用的，但认为这不是必需的。
由于位于连接部之外的终端旋圈是自由的，当一外压力或外力作用在其上时，这些自由端容易偏离它们各自弹簧的轴线(即侧向位移)运动而不受任何其它弹簧的影响。其结果是，由于一个弹簧终端旋圈上的动作不会直接传递到一相邻的弹簧，因此，本发明的内弹簧组件在使用时是比较柔软的。具有这种“自由”弹簧端的内弹簧的表面会更容易地使自己适应作用在内弹簧表面的多种多样的轮廓，这是可以设想到的。最终结果使使用者感觉很舒服。此外，由于袋装式弹簧中没有包套纺织品，所以认为本发明的垫子是比较稳定的，使用寿命长，而且制造比采用袋装式弹簧结构的垫子容易，那是因为采用了使用夹具和横向螺旋弹簧的传统制造技术。
根据本发明的另一个特点，采用本发明的内弹簧组件的适应性-换句话讲是相邻弹簧的上部或旋圈22彼此无干扰地自由运动的程度-可通过改变平面AA与CC之间、平面CC与DD之间和平面DD与BB之间的相对距离中的任何一个距离或其组合来调节。因此，例如，考虑增加平面AA与CC之间的距离，使上旋圈22彼此之间的适应性更大。通过调整不同平面之间的距离，以及确定互连平面，而在这些互连平面外侧应具有一圈、二圈或更多圈，可以获得一种在可以选择的宽的范围内具有所需程度的适应性的弹簧组件。
本发明的内弹簧组件可用来制造任何类型的内弹簧垫子。正如在本领域内为人所熟知的，通常通过用绝缘体、由柔软的纺织品或泡沫制成的衬垫、结实的条纹棉布和类似的制品覆盖至少由上终端旋圈或部分盘圈构成的内弹簧的上表面，来制成内弹簧垫子。
在图6所示的实施例中，在阵列内的弹簧设有具有U.S.4,726,572所举例说明的总的为矩形的连接旋圈。这种具有第三偏移部的形状使得相邻成对的内盘圈通过除列14的纵向之外的横向(即图1的行16的方向)的螺旋弹簧而彼此成对地固定在一起。为此，如图6所示，成对排列列14中的相邻弹簧，并且每对中的盘圈彼此成镜像对称，使得各弹簧对的连接旋圈中的第三偏移部36彼此搭接。
因此，虽然上述已举例说明了本发明的一些实施例，但应予以理解的是，在不脱离本发明的基本精神和范围的情况下，可以对本发明的实施例进行许多改变。例如，虽然上述列举了用于把相邻盘圈连接在一起的横向螺旋弹簧，但还可使用任何连接装置。例如，可使用在上述提到的Bell专利所举例的夹具。而且，弹簧的终端部22和24的结构形状不一定是螺旋的或圆环的，只要是会形成一合适的支撑表面的任何结构形状均可以。
此外，各弹簧12除由一所列实施例示出的单一的、连续线材制成外，还可由多件制成。而且，连接旋圈可以是任何形状的，事实上，不必完全是旋圈，只要弹簧的本体部结构能使相邻弹簧于其本体部彼此连接在一起，而各自的终端部可相对自由运动就足够了。
最后，内弹簧组件中的弹簧的某些终端部彼此较松地互相连接，并使它们连接于一形成在内弹簧表面上的绝缘体，这也在本发明的范围内。这样一种连接不会影响终端部的其余部分彼此间的相对自由运动。只要弹簧终端部的主要部分在彼此不相互干扰的情况下在轴线方向即弹簧螺旋的各自轴线方向上自由运动就可以了，这样就可显现出本发明的这些优点。所有的这些变化都落在本发明的范围之内。