专利名称：床垫及其制造方法和制造设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种床垫，更特别地涉及一种其中装有线束及气压内胎的床垫，该气压内胎包含一个用以保持床垫的缓冲性和形状并提高床垫耐久性的泡沫体，以及涉及一种制造所述床垫的方法和设备。
然而，这种含有弹簧圈的床垫当床垫某个部分受到的冲击扩散到该部分的周边区域时容易产生振颤，并且由于弹簧圈的弹力在加工时就已预先确定了，使用者不能根据其身体随意调整床垫的缓冲度。还有，当弹簧圈使用久了后因其弹力和弹性恢复力减弱并产生噪音，很难保持床垫和形状，使得床垫寿命缩短。
为了弥补弹簧圈的缺陷，以前研制出一种使用空气的充气床垫。也就是说，充气床垫具有这样的结构，即通过分别将每个I型梁两端固接在充气床垫的上下内表面将充气床垫内部划分成许多区域，并且将空气注入每个区域。这种充气床垫利用注入各区域内的空气的压力保持床垫和形状，以及通过调整空气压力来按照使用者的身体任意设定床垫缓冲度。
然而，由于装有I型梁的充气床垫有许多沿宽度方向或长度方向划分的区域，当某个部分有挤压时，空气只在这一部分的区域内运动。因此，由于受到挤压的区域因床垫的压下而凹进，没有受到挤压的其他区域相对凸出，这样就存在充气床垫整体上有不规则面的缺陷。
而且，如果随着充气床垫的反复使用而重复出现凸出和凹进，应力集中在充气床垫的内表面和连接于此的I型梁两端，这样，I型梁的连接部会分离，从而减弱缓冲功效和损坏形状，导致床垫无法使用。
本申请人在韩国专利申请96-55873中针对上述使用弹簧圈的床垫以及使用I型梁的充气床垫中存在的问题提出一种利用线束的充气床垫。
详细地说，该充气床垫具有这样的结构，即该充气床垫的具有不漏气、不透水性能的上下内表面用线束密密地缝接住，例如，密度达每平方厘米有三条或更多线束，并且将空气注入充气床垫。该充气床垫利用线束长度来保持充气床垫伸展开后的形状。
如果上下内表面如上所述用许多线束密密地缝接住，即使充气床垫的某个部分受到挤压，也只是受到挤压的那一部分凹进而其他部分因线束长度不会有扩展，从而其他部分不会凸出以保持充气床垫的形状，并且仅仅是内部空气压力稍稍增加。这样，充气床垫可以防止整体上有不规则面。
另外，由于充气床垫里的空气压力整体上是统一的，作用在个别线束上的应力会减少，并且由于线束的稠密缝接这一应力也会分散开。这样，就没有线束的连接部位分离等危险，从而可以提高耐久性。
尽管上述的这种使用线束的充气床垫很好，仍进一步需要当漏气时该充气床垫能够保持其缓冲性和形状。
本发明的另一个目的在于提供一种充气床垫，将空气注入该充气床垫所需时间可以缩短。
本发明还有一个目的在于提供一种床垫以及制造该床垫的方法和设备，其特征在于该充气床垫可以避免整体上有不规则面，并且由于应力集中造成的损坏可以减少。
本发明还有一个目的在于提供一种床垫以及制造该床垫的方法和设备，其特征在于该充气床垫即使发生漏气时也还能够保持其基本的缓冲性和形状。
为达到上述的目的，本发明提供一种充有气体或液体的床垫，包括一对位于上下面的相对放置的上片和下片21、22；稠密缝接上片和下片21、22以使两片之间保持恒定空间的线束23；连接上片和下片21、22的侧片29；以及一个含有大量孔隙的泡沫体28，其中上片和下片21、22之间的线束23嵌入该泡沫体28内。
本发明还提供一种制造充有气体或液体的床垫的方法，包含以下步骤将与床垫尺寸一样的上片和下片21、22相对放置；用线束23将上片和下片21、22除上片和下片21、22的边缘外的所有部分稠密缝接起来从而使上片和下片21、22之间保持恒定空间；将用线束23缝接的上片和下片21、22插入床垫模具40并将上下片的边缘固定在床垫模具40上以安装上片和下片21、22，从而使床垫模具40内的上片和下片21、22在竖直方向保持恒定空间；以及通过将泡沫材料注入床垫模具40内的上片和下片21、22之间的空间并使泡沫材料发泡制成泡沫体28。
此外，本发明还提供一种制造床垫的设备，包括一个床垫模具40，该床垫模具40包含一个与床垫底面尺寸一致的底板41，与底板左右边相连并分别与床垫左右面尺寸一致的侧板42、43，与底板前后边可折叠地相连并分别与床垫前后面尺寸一致的前后板44、45，和一个与其中一个侧板可折叠地相连并与床垫顶面尺寸一致的顶板46；以及一个向床垫模具40提供泡沫材料的泡沫材料提供装置。
优选实施例详述以下，参照附图详细描述本发明所述床垫及其制造方法和制造设备。
图1是本发明所述床垫的局部剖视图；图2是本发明所述床垫一部分的放大截面图；以及图3是已装上充气床垫的床垫主体(装配)的视图。本发明的床垫主体10包含一个充气床垫20；第一和第二缓冲件70和80；以及一个包封缓冲件的外罩30(参见图3)。
充气床垫20包括一对位于上下面的相对放置的上片和下片21、22，上片和下片21、22的尺寸与所制造的床垫尺寸一致。
上片和下片21、22用线束23缝接起来，从而当以下要介绍的泡沫体28插入其中时可使上片和下片21、22之间的空间保持恒定。也就是，各自的内表面24和25用胶连接至上片和下片。粘胶层26和27形成于上片和下片21、22及对应的内表面24和25之间。线束23穿透上片21上的内表面24并固定在粘胶层26，随后又反穿过上片21上的内表面24。接着线束23穿透下片22上的内表面25并固定在粘胶层27，并随后又反穿过下片22上的内表面25。
通过重复上述的用线束23固接的过程，上片和下片21、22就被线束23稠密且垂直地连接住。这时，连接上片和下片21、22的线束23的长度要作得一致，以便上片和下片21、22之间的空间能够保持恒定。为保持床垫的耐久性及其形状，上下片的缝接，优选地，至少按每平方厘米有一条线束，并且更为优选地，按每平方厘米有三条线束。
泡沫体28设于上片和下片21、22之间，更精确地，设于各自的内表面24和25之间。泡沫体28是通过将泡沫材料注入上片和下片21、22之间的空间并使泡沫材料发泡而制成的，这将在下面介绍。利用泡沫体28使得上片和下片21、22之间有一个均匀一致的空间，从而床垫可以保持其形状还有期望的缓冲性。
关于用来形成泡沫体28的泡沫材料，它包括一种由泡沫树脂如聚亚安酯、聚乙烯、聚丙烯、橡胶、PVC等等以及可与泡沫树脂相容并可在某个温度以上蒸发的泡沫剂组成的混合物。泡沫材料发泡后，泡沫剂蒸发并在泡沫体28里形成小的孔隙(气泡)28a，从而泡沫体28自身的缓冲性可以根据泡沫材料的量来确定。优选地泡沫体28里的孔隙是张开的孔。
稠密缝接上下片21、22的线束23嵌在泡沫体28里面并由泡沫体28相互分隔开。大量的孔隙28a形成于泡沫体28里面并与泡沫体28的外面相通以便可以使空气出入孔隙。
上下片21、22含有从其被线束相互缝接的部分向外延伸的翼片21a和22a。侧片29连接于翼片21a和22a。如图1所示，侧片29环绕上下片21、22的整个边缘连接。
上下片21、22以及侧片29具有不漏气的性质并且要用能抗内部空气压力的材料制成。关于上下片21、22以及侧片29的材料，包括一种具有不透气性质的材料例如PVC、PU、橡胶等等。对于内表面24和25，可以采用纺织织物。优选地选用由聚酯或尼龙66纤维纺织成的织物。线束23优选地要具有抗张强度以便能够抗内部空气压力。优选地，抗张强度要达到120daN/cm或以上。线束23优选地用含有聚酯或尼龙66的材料制成。
在充气床垫20的一侧至少装有一个空气阀门31。
如图3所示，本发明所述床垫10结构上有几个部分。床在结构上有数个部分，优选地本发明所述充气床垫20仅放置在受到挤压最大的床的中心处，以及优选地将缓冲件70和80放置在床的前部和后部，也就是其头部和脚部。尽管可以使用由公知的材料制成的缓冲件，但由棕榈纤维制成的缓冲件(把棕榈纤维浸泡并固定在液态橡胶里所制成的缓冲件)或其他由聚乙烯(PE)制成的缓冲件也可以使用。可选择地，床可以只含有一个充气床垫20。
参照图4，下面描述本发明所述充气床垫的制造设备。所述充气床垫的制造设备包括一个床垫模具40和一个通过向床垫模具40注入泡沫材料来形成泡沫体28的泡沫材料提供装置。
该床垫模具40包含分别与下片22的底面尺寸、相对的侧面尺寸、前后面尺寸、以及充气床垫20顶面尺寸一致的一个底板41、两个侧板42和43、前板44和后板45、以及一个顶板46。
两个相对的侧板42和43以及前板44和后板45按照每一块板42、43、44、或45能够以约90度的角度折叠在底板41上的方式与底板41连接。顶板46与其中一块侧板43可按90度折叠地连接。如图5a和图5b所示，在底板41、侧板42和43、前板44和后板45、以及顶板46的边部还设有优选地以45度倾斜的斜面41a到46a。在各块板闭合处各斜面紧靠邻接。在闭合处，装有锁紧元件47以便使前板44和后板45以及侧板42扣牢在板46上。
向床垫模具40注入泡沫材料的泡沫材料提供装置包含一个用以存放泡沫物质(或泡沫材料)的容器50以及一个用以提供将泡沫材料注入床垫模具40的通道的输送管路51。
将用以形成泡沫体28的泡沫液和用以在泡沫体28里形成小孔隙28a的泡沫剂按照预定的比例混合后即可得到泡沫材料。聚亚安酯、聚乙烯、聚丙烯、橡胶、PVC等等都可以用做泡沫液，更为理想的是聚亚安酯。可以使用任何可以蒸发的泡沫剂，但是泡沫剂要能够与泡沫液相容。本领域专业人员公知的任何种类的泡沫液和泡沫剂都可以使用。
容器50包括一个用以存放泡沫液的第一容器50a以及一个用以存放泡沫剂的第二容器50b。
输送管路51包括分别连接于第一容器50a和第二容器50b的进料管52；一个合并进料管52以使泡沫液和泡沫剂混合的主管53；以及一组从主管53出来并分成几条与床垫模具40的侧板连接的管路以便泡沫材料均匀而快速地注入床垫模具40的注入支管54。
注入支管54结构设计为利用现有传送设备(未显示)可沿其如图4中箭头标记的长度方向来回移动。优选地，注入支管54结构设计为随着它沿箭头Y所标记的方向从床垫模具40内部移出，注入支管54通过设置在侧板42上的通孔42b向床垫模具40注入泡沫材料。可选择地，床垫模具40，而非注入支管54，可以沿箭头所标记的长度方向移动。
输送管路51还包括一个用以强行向主管53注入泡沫材料的泵55以及一个用以控制被注入的泡沫材料数量的流量阀56。
下面参照图5、5a和5b，描述制造上述床垫的设备的操作以及制造该床垫的一种方法。首先，如图4所示，将尺寸与床垫尺寸一致的上片和下片21、22面对面放置。用线束23将上片和下片21、22除其边缘的翼片21a和22a外的所有部分稠密缝接起来从而使上片和下片21、22之间保持恒定空间。优选地，每平方厘米的上片和下片21、22上有三条线束23与上、下片连接。
然后，将用线束23缝接的上片和下片21、22插入床垫模具40内。如图5a和5b所示，将上片和下片21、22的边部插在底板41、侧板42和43、前板44和后板45、以及顶板46的斜面41a到46a中的两斜面之间。随后，当侧板42和43、前板44和后板45、以及顶板46折叠至闭合处时，将上片和下片21、22边缘的相应翼片21a和22a按压并固定在相应的斜面41a到46a之间。上片和下片21、22在床垫模具40内沿水平方向被紧紧地延展开，同时在二者之间沿竖直方向保持恒定空间。
接着，侧板42和43、前板44和后板45、以及顶板46被锁紧元件47固定。然后，输送管路51的注入支管54沿箭头X所标记的方向移动并通过通孔42b插入床垫模具40内。其后，启动泵55强行注入分别存放在第一容器50a和第二容器50b的泡沫液和泡沫剂。进料过程中泡沫液和泡沫剂在主管53内得以混合。混合液通过一组注入支管54注入床垫模具40内，并且在床垫模具40内进行混合液的第一次发泡。此时，被注入的泡沫材料数量由流量阀56来控制。在将混合液注入到床垫模具40内的过程中，通过将注入支管54从床垫模具40内的里部沿箭头Y所标记的方向移动，可以得到均匀的注入。
泡沫材料的第一次发泡在室温下进行。第一次发泡完成后，泡沫材料的第二次发泡在高于室温的温度下进行。第二次发泡得以进行是通过，例如，将床垫模具40放入烘炉(未显示)内并在大约80℃的高温下保持20分钟。当进行第二次发泡时，泡沫液全部被发泡并转化成具有小孔隙28a的泡沫体28。最后所得到的泡沫体28形成在上片和下片21、22之间并且线束23嵌入其中。
最后，将床垫20从床垫模具40里取出；并套上一层不漏气不渗水的外罩30以便密封；以及通过空气阀门31向充气床垫20泵入空气，这样本发明所述床垫20就制造出来了。
随着通过空气阀门31向充气床垫20泵入空气，最终的充气床垫20会由于空气压力进行延展。床垫的延展由缝接上片和下片21、22的线束23控制并且这样一来充气床垫20的形状保持恒定。
如果内部空气压力持续增加直到充气床垫20不再延展，充气床垫20会逐渐变硬。因此，正如前面已描述的，通过调节充气床垫20内的空气压力可以任意设置充气床垫20的缓冲度。
此外，由于充气床垫20的上片和下片21、22结构上由稠密的线束23相互连接，因而由压力或冲击引起的应力得以分散，这样床垫的耐久性得到提高。气压内胎30的延展也不会超过一定限度。因此，即使床垫10的某个部分受到挤压，也只是受到挤压的那一部分凹进而其他没有受到挤压的部分不会凸出并保持原状。这样，充气床垫不至于整体上有不规则面并且振颤不会沿床垫传递。
另一方面，即使通过空气阀门31向外漏气时，充气床垫20因其内部设有泡沫体28从而它的基本形状还能够保持。充气床垫20的缓冲性由于泡沫体28固有的弹性也可以保持。还有，由于大量的线束23是分离地嵌在泡沫体28内并相互隔开，从而当充气床垫20收缩时因线束23松弛而引起的线束23的缠结混乱也不会发生。
尽管在实施例中床垫20是以充气床垫的形式进行描述的，但是本发明并不局限于上述形式，并且液体例如水也可以充入床垫20。
如上所述，由于本发明所述床垫结构上设计为其内部由稠密线束相互连接并且床垫里面设有泡沫体且其中注有空气，因此冲击所引起的振颤可以减少并且缓冲度可以按照使用者的身体情况任意调节。关于床垫的使用，床垫可以避免整体上有不规则面，并且由于应力集中造成的损坏可以减少从而可以延长其使用寿命。此外，即使充气床垫发生漏气时床垫基本的缓冲性和形状还能够保持。另外，由于充气床垫里面设有泡沫体，注入的空气可以减少这样就可以缩短空气注入的时间。
尽管本参考上述优选实施例描述了发明，但是可以理解，可以进行任何变化或修改而不脱离本发明的范围和要旨，并且所有变化或修改都将落入所附权利要求书定义的本发明的范围内。
权利要求
1.一种充有气体或液体的床垫，包括一对位于上下面的相对放置的上片和下片(21、22)；稠密缝接所述上片和下片(21、22)以使所述两片之间保持恒定空间的线束(23)；一个连接上片和下片(21、22)的侧片(29)；以及一个泡沫体(28)，所述上片和下片(21、22)之间的所述线束(23)嵌入其中，并且所述泡沫体含有大量孔隙。
2.如权利要求1所述的床垫，其特征在于，所述上片和下片(21、22)在所述上片和下片(21、22)的边缘处含有各自的翼片(21a、22a)并从所述上下片被所述线束(23)缝接的部分向外延伸。
3.一种床垫装配，包括一个如权利要求1或2所述的充有气体或液体的床垫；至少一个设置在所述床垫横向一侧的缓冲件；以及一个用以包封所述床垫和所述缓冲件的封套。
4.一种制造充有气体或液体的床垫的方法，包括以下步骤将所述床垫大小的上片和下片(21、22)面对面放置；用线束(23)将所述上片和下片(21、22)除所述上片和下片(21、22)的边缘外的所有部分稠密缝接起来从而使所述上片和下片(21、22)之间的空间保持恒定；将用所述线束(23)缝接的所述上片和下片(21、22)插入床垫模具(40)内并将所述上下片的边缘固定在床垫模具(40)上以安装所述上片和下片(21、22)，从而使所述床垫模具(40)内的所述上片和下片(21、22)在竖直方向保持恒定空间；以及通过将泡沫材料注入安装在所述床垫模具(40)内的所述上片和下片(21、22)之间的空间并使所述泡沫材料发泡制成泡沫体(28)。
5.一种制造床垫的设备，包括一个床垫模具(40)，包含一个与所述床垫底面尺寸一致的底板(41)；与所述底板左右边相连并分别与所述床垫侧面尺寸一致的侧板(42、43)；与所述底板的前后边可折叠地相连并分别与所述床垫前后面尺寸一致的前后板(44、45)；和一个与其中一个所述侧板可折叠地相连并与所述床垫顶面尺寸一致的顶板(46)；以及一个向所述床垫模具(40)提供泡沫材料的泡沫材料提供装置。
6.如权利要求5所述设备，其特征在于，在所述底板(41)、侧板(42、43)、前板和后板(44、45)、以及顶板(46)的边缘部设置有斜面(41a-46a)，当所述各块板装配于闭合处时该斜面(41a-46a)相互紧靠邻接。
全文摘要
一种充气床垫(20),含有相对放置的上片(21)和下片(22)。该床垫(20)含有一个连接于上片和下片的侧片(29)。该床垫含有大量线束(23)缝接上片和下片以使当充入空气后两片之间相互隔开一定的距离。该床垫含有一个泡沫体(28)固定在床垫内部以使线束嵌入该泡沫体。
文档编号A47C27/18GK1342050SQ00804537
公开日2002年3月27日 申请日期2000年3月2日 优先权日1999年3月4日
发明者蔡正秀 申请人:蔡正秀