一种床垫及其成型装置和制造方法与流程

本发明是关于一种床垫的构造，特别是指一种以纤维原料为材料，采用热压成型技术制成的床垫，主要在于热压成型的制造过程中可使床垫产生出多数横向穿设的中空状弹性筒，具备支撑弹性。

背景技术：

「床垫」指供人们睡觉休眠躺卧用的垫体，人的一生中有大约三分之一时间是在床垫上度过的，所以床垫的好坏深深影响到人们的身心健康，不可等闲忽视。一种习知常见的床垫如图1所示，一般称为弹簧床垫，其结构大体上以一弹簧层10作为床垫的本体，该弹簧层10是由大量独立的弹簧圈101紧密排列串接组合，加上上、下的金属外框102结合而成；该弹簧层10的顶、底面分别盖覆一层由植物纤维及/或化学纤维采不织布工法轧制而成的隔离层11，以隔离及保护该弹簧层10；最外面再统合包覆一外垫层12，一般是由柔软布料与泡棉车制缝合而成，形成上下四周及端缘完全被密封包覆的状态，整体构成一完整的弹簧床垫。

上述习知弹簧床垫的材料成本昂贵且制造过程极为繁复，导致整体制造成本居高不下；尤其成品重量不轻，搬运不便是最大使用缺失存在；再者，习知弹簧床垫的结构采整体式设计，故难以大幅 度变化其不同部位的载重承受度，往往令使用者有弹簧床垫若干部位的承受度不妥(例如想要加强对臀部或颈部的支撑，但弹簧床垫无法达成)，导致越睡越疲劳的感受，显然有待改进。

技术实现要素：

本发明的目的是在于：1、提供一种组成结构简便，使得制造成本相对降低的床垫。2、提供一种重量相对轻量，以方便搬运的床垫。3、提供一种方便于制造时针对不同部位制造成不同承受度的床垫。

为达致以上目的，本发明一种床垫成型装置，由一成型筒、一上模体、一下模体及一中间筒模体所组成，其特征在于：该成型筒是一四方立体形状的筒体，顶面为一上开口，底面为一下开口，前、后二侧面上开设有多数呈对应的前筒孔及后筒孔，后面上方开设有一入料口；该上模体具有一面向下方的上模面，该上模面上布列有多数细微的通气孔，该上模面上方为一气槽空间，并与一通气管连通，该上模体受到一上推动件带动于该成型筒内做上下移动；该下模体具有一面向上方的下模面，该下模面上布列有多数细微的通气孔；该下模面下方为一气槽空间，并与一通气管连通，该下模体受到一下推动件带动于该成型筒内做上下移动；该中间筒模体具有多数中空状的筒模，该筒模的圆周面上布列有多数细微的通气孔，该筒模的轴心共通连通至一气室，该气室与一通气管连通，该气室受到一中间推动件带动移动，并即连动推动该筒模做共同移动动作，该筒模被推动移动时，自该成型筒前侧面的各前筒孔一对一对应突 伸进入，并达至后侧面的各后筒孔对应突伸出一小距离。

本发明一种床垫制造方法，具有一种床垫成型装置，由一成型筒、一上模体、一下模体及一中间筒模体所组成，该成型筒是一四方立体形状的筒体，顶面为一上开口，底面为一下开口，前、后二侧面上开设有多数呈对应的前筒孔及后筒孔，后面上方开设有一入料口；该上模体具有一面向下方的上模面，该上模面上布列有多数细微的通气孔，该上模面上方为一气槽空间，并与一通气管连通，该上模体受到一上推动件带动做上下移动；该下模体具有一面向上方的下模面，该下模面上布列有多数细微的通气孔；该下模面下方为一气槽空间，并与一通气管连通，该下模体受到一下推动件带动做上下移动；该中间筒模体具有多数中空状的筒模，该筒模的圆周面上布列有多数细微的通气孔，该筒模的轴心共通连通至一气室，该气室与一通气管连通，该气室受到一中间推动件带动移动，并即连动推动该筒模做共同移动动作；其特征在于：该床垫制造方法是利用该床垫成型装置实行如下步骤：

步骤一：启动该上推动件带动该上模体自该成型筒的上开口向下进入该成型筒内，使该上模体的上模面达至位于该入料口上方处停止动作，避免遮断或阻碍该入料口；同时启动该下推动件带动该下模体自该成型筒的下开口向上进入该成型筒内，使该下模体的下模面达至该下开口上方处停止动作，用以遮闭该下开口；

步骤二：启动该下模体的通气管抽吸该成型筒内的空气自该通 气孔进入气槽空间内，再经由该通气管向外排放，使该下模体产生吸气作用；接着将纤维原料经由该入料口送入该成型筒内部，使向下堆栈于底层，进料量为50﹪；

步骤三：启动该中间推动件带动该气室连动该中间筒模体的各筒模自该成型筒前侧面的各前筒孔一对一对应突伸进入，达至后侧面的各后筒孔对应突伸出一小距离即停止动作；接着将纤维原料经由该入料口送入该成型筒内部，使向下堆栈于原先50﹪纤维原料上，达致进料100﹪；

步骤四：停止该下模体的吸气作用，启动该上推动件带动该上模体下降，达至该入料口下方处，用以遮闭该入料口；

步骤五：该上模体的通气管输入热气，使进入该上模体的气槽空间内形成一压力，再经由该上模体的各通气孔向下喷冲进入纤维原料内，用以自上方向下加热纤维原料；同时该下模体的通气管输入热气，使进入该下模体的气槽空间内形成一压力，再经由该下模体的各通气孔向上喷冲进入纤维原料内，用以自下方向上加热纤维原料；同时启动该中间筒模体的通气管产生抽吸作用，抽吸该筒模内的空气至该气室内，再经由该通气管向外排放；由该上、下模体输入热气及该中间筒模体排出空气，造成热气气流循环，使该成型筒内的纤维原料均受到充分且均匀的加热，其加热强度及加热时间条件视需要设定，当设定的加热时间一到，该上、下模体停止输入热气，该中间筒模体也停止抽吸空气，使气流循环作用停止；

步骤六：启动该上推动件带动该上模体向下挤压该纤维原料一设定时间，同时启动该下推动件带动该下模体向上挤压该纤维原料一设定时间，使全部纤维原料相互集中粘贴呈现为一方块状个体；

步骤七：启动该中间筒模体的通气管产生送风作用，将外界冷空气送入该气室内，再经由该筒模的各通气孔排放出，冷却该方块状个体使的定型，其送风冷却时间可经设定；同时启动该上模体及下模体的吸气作用，抽吸该方块状个体内所包含的热气及自该筒模所送入的气体，使沿着该通气孔进入气槽空间内，再经由该通气管向外排放，以形成一气流循环，该上、下模体的吸气时间可经设定，当设定时间一到即停止该筒模的送风作用及该上、下模体的吸气作用；

步骤八：启动该上推动件带动该上模体向上回位；同时启动该中间推动件带动该气室连动该中间筒模体的各筒模沿着各后筒孔、方块状个体及各前筒孔脱模退出回位；

步骤九：启动该下推动件带动该下模体托住该床垫向下移动，使该床垫脱出该成型筒的下开口的范围外停止；如此该方块状个体即成为所预期成型的床垫，而各筒模横向脱出后所形成的圆柱型孔槽即为该床垫的弹性筒。

上述床垫制造方法中，在该成型筒的底缘一侧预设有一推动件，另侧设有一承载台；当该下模体托住该床垫向下脱出该成型筒的下开口的范围外停止时，启动该推动件推动该床垫横向移动到该承载 台上，以进行后续工作。

本发明一种床垫，是利用权利要求1所述的床垫成型装置，实行权利要求2所述的床垫制造方法所制造出的床垫，其特征在于：该床垫在横向上具设有多数直接贯穿的弹性筒，经各筒模横向脱出后所形成，且各弹性筒的上下皆有一强固部位存在。

本发明优点及功效在于：本发明以纤维原料为材料，利用上述的床垫成型装置，实行上述的床垫制造方法所制造出的床垫，在横向上具设有多数直接贯穿的弹性筒，是经各筒模横向脱出后所形成，且各弹性筒的上下皆有一强固部位存在，可对卧躺者产生更佳的支撑效果。也因此，本发明可以由调整改变该中间筒模体的中筒模的数量多少、筒模间的相距距离及筒模的圆径大小，据以制作出不同支撑弹性的床垫，以对不同使用者提供不同承载度，甚至可对同一使用者身体的不同部位提供不同承载度，让使用者觉得极为舒适。

除此，本发明的床垫因以纤维原料为材料，由所设计的成型装置实行所设计的制造方法，经热压成型技术直接成型，故在床垫成品的组成结构上显然较习知弹簧床垫更为简便，重量也相对轻量，因此使得制造成本相对降低并能方便搬运。

【附图说明】

图1所示是习知弹簧床垫的结构局部剖视图。

图2所示是本发明的结构局部剖视图。

图3所示是本发明的外观正视图。

图4所示是本发明的外观俯视图。

图5所示是本发明床垫成型装置的立体分解图。

图6所示是本发明床垫成型装置中成型筒的立体图。

图7所示是本发明床垫成型装置中上模具的立体图。

图8所示是本发明床垫成型装置中下模具的立体图。

图9所示是本发明床垫成型装置中中间筒模体的立体图。

图10所示是本发明床垫制造方法的步骤示意图(1)。

图11所示是本发明床垫制造方法的步骤示意图(2)。

图12所示是本发明床垫制造方法的步骤示意图(3)。

图13所示是本发明床垫制造方法的步骤示意图(4)。

图14所示是本发明床垫制造方法的步骤示意图(5)。

图15所示是本发明床垫制造方法的步骤示意图(6)。

图16所示是本发明床垫制造方法的步骤示意图(7)。

图中标号说明如下：

弹簧层10 弹簧圈101 金属外框102

隔离层11 外垫层12 床垫2

弹性筒21 外垫层22 强固部位23

床垫成型装置3 成型筒31 上开口311

导板3111 下开口312 导板3121

支撑件313 前筒孔314 导板3141

后筒孔315 导板3151 入料口316

入料管3161 上模体32 上模面321

通气孔322 气槽空间323 通气管324

上推动件325 下模体33 下模面331

通气孔332 气槽空间333 通气管334

下推动件335 中间筒模体34 筒模341

通气孔3411 气室342 通气管343

中间推动件344 推动件41 承载台42

【具体实施方式】

本发明要求保护一种床垫的成品及制造出该床垫的成型装置，以及制造出该床垫的制造方法，亦即为制造成型出该床垫，本发明设计一种床垫成型装置，并实行一种床垫制造方法；该床垫成型装置是全新设计，而利用该床垫成型装置所进行的床垫制造方法也是全新未曾采用，同时利用该床垫成型装置并实行该制造方法所制造出的床垫也是一种全新的产品。

首先，请图2-4所示，本发明实施例所制成的床垫2是一种以纤维原料为材料采热压成型技术制成的床垫，特殊处在于该床垫2在横向上具设有多数直接贯穿的弹性筒21，然后外表面上再统合包覆一外垫层22，是由柔软布料与泡棉车制缝合而成，使该床垫2形成上下四周及端缘完全被密封包覆的状态。

该床垫2是利用一床垫成型装置3来制造完成，接着，请参阅图5所示，该床垫成型装置3是由一成型筒31、一上模体32、一下 模体33及一中间筒模体34所组成；请配合参阅图5-6所示，该成型筒31是一四方立体形状的筒体，顶面为一上开口311及周围为向外斜出的导板3111，底面为一下开口312及周围为向外斜出的导板3121，左右二侧面受到支撑件313固接支撑，而形成为固定位置的状态；前、后二侧面上开设有多数呈对应的前筒孔314及后筒孔315，其周围皆为向外斜出的导板3141、3151，后面上方则开设有一入料口316，其并与一向外延伸的入料管3161连接，该入料管3161后端则与一送料机(未示于图)连通；

请配合参阅图5和7所示，该上模体32具有一面向下方且设成多数微凹状表面的上模面321，该上模面321上并布列有多数细微的通气孔322；该上模面321上方为一气槽空间323，并与一通气管324连通，该通气管324后端则与一空气抽送机(未示于图)连通，该上模体32受到一上推动件325(例如液压缸轴)带动而可做上下移动；因尺寸设计上的选择，该上模体32被推动向下移动时，该上模面321可自该成型筒31的上开口311进入该成型筒31内，过程中，该上开口311周围的导板3111有导引该上模面321准确进入该上开口311内的作用；

请配合参阅图5和8所示，该下模体33具有一面向上方且设成多数微凹状表面的下模面331，该下模面331上并布列有多数细微的通气孔332；该下模面331下方为一气槽空间333，并与一通气管334连通，该通气管334后端则与一空气抽送机(未示于图)连通，该下 模体33受到一下推动件335(例如液压缸轴)带动而可做上下移动；因尺寸设计上的选择，该下模体33被推动向上移动时，该下模面331可自该成型筒31的下开口312进入该成型筒31内，过程中，该下开口312周围的导板3121有导引该下模面331准确进入该下开口312内的作用；

请参阅图5和9所示，该中间筒模体34由多数中空状的筒模341，其轴心共通连通至一气室342，该气室342与一通气管343连通，该通气管343后端则与一空气抽送机(未示于图)连通，该气室342并受到一中间推动件344(例如液压缸轴)带动而可移动，并即连动推动该筒模341做共同移动动作；该筒模341的圆周面上布列有多数细微的通气孔3411；因尺寸设计上的选择，该筒模341被推动做共同移动动作时，是在同一平面上各自做直线移动，各筒模341的移动是在各自的直线上，而各筒模341的直线移动行程恰即形成一平面；该筒模341被推动做共同移动动作时，可自该成型筒31前侧面的各前筒孔314一对一对应突伸进入，并达至后侧面的各后筒孔315对应突伸出一小距离，过程中，该前筒孔314周围的导板3141及该后筒孔315周围的导板3151有导引该筒模341准确进入该前筒孔314及离开该后筒孔315的作用；

利用该床垫成型装置3来制造出床垫2的制造方法，实行如下步骤：

步骤一：请参阅图10所示，首先，启动该上推动件325带动该 上模体32自该成型筒31的上开口311向下进入该成型筒31内，使该上模体32的上模面321达至一上第一停止线L1(即一设定停止位置)处即停止动作，该上第一停止线L1位于该入料口316上方处，避免遮断或阻碍该入料口316的入料动作；过程中，同时启动该下推动件335带动该下模体33自该成型筒31的下开口312向上进入该成型筒31内，使该下模体33的下模面331达至一下第一停止线L2(即一设定停止位置)处即停止动作，该下第一停止线L2是位于较该下开口312上方处，用以遮闭该下开口312；必须一提的是，若以该前筒孔314及后筒孔315的中心线L3为计算基准，则该上第一停止线L1与该中心线L3间的距离A会大于该下第一停止线L2与该中心线L3间的距离B，相差的距离约略等于该入料口316的高度；

步骤二：请参阅图10所示，当该上模体32到达该上第一停止线L1处停止动作，且该下模体33到达该下第一停止线L2处停止动作时；启动该下模体33的吸气作用，即启动该通气管334所连通的通气机(未示于图)产生抽吸作用，抽吸该成型筒31内的空气自该通气孔332进入气槽空间333内，再经由该通气管334抵达通气机(未示于图)，以向外排放；接着即进行第一次进料动作，由该入料管3161所连通的送料机(未示于图)将另置的纤维原料(即料源)抽吸自该入料管3161经由该入料口316送入该成型筒31内部，使向下堆栈于底层，此时因该下模体33的吸气作用存在，故被抽吸进入该成型筒31内的纤维原料都会往下堆栈，不会向上飘扬；而第一次进料动作 的进料量为要成型出一只床垫的约50﹪即停止，由图10可以看出，完成第一次进料动作后的原料高度约在该中心线L3处，其进料的量或堆积的高度没有必须很精确的必要，只要设定进料的量在约略50﹪即可。

步骤三：请参阅图11所示，接着，启动该中间推动件344带动该气室342连动该中间筒模体34的各筒模341自该成型筒31前侧面的各前筒孔314一对一对应突伸进入，并达至后侧面的各后筒孔315对应突伸出一小距离即停止动作，过程中该下模体33的吸气作用以仍持续存在着为宜；接着，启动第二次进料动作，再度抽吸纤维原料自该入料管3161经由该入料口316送入该成型筒31内部，使向下堆积于原先50﹪纤维原料上，达致进料100﹪的程度，由图10可以看出，完成第二次进料动作后的原料高度约在该入料口316下方，此时整体纤维原料呈现蓬松状态，即体积大，密度小。

步骤四：请参阅图12所示，接着，停止该下模体33的吸气作用，同时启动该上推动件325带动该上模体32下降，达至一上第二停止线L4(即一设定停止位置)处即停止动作，该上第二停止线L4是位于该入料口316下方处，用以遮闭该入料口316；同样必须一提的是，该上第二停止线L4与该中心线L3间的距离C以等于该下第一停止线L2与该中心线L3间的距离为宜，亦即以A﹥B，B＝C为宜；

步骤五：同请参阅图12所示，接着，该上模体32的通气管324所连通的空气抽送机(未示于图)输入热气，使进入该气槽空间323 内形成一压力，再经由各通气孔322向下喷冲进入纤维原料内，用以自上方向下加热纤维原料使的热融粘贴；同时，该下模体33的通气管334所连通的空气抽送机(未示于图)亦输入热气，使进入该气槽空间333内形成一压力，再经由各通气孔332向上喷冲进入纤维原料内，用以自下方向上加热纤维原料使的热融粘贴；在上、下模体32、33皆输入热气加热纤维原料的同时，更可启动该中间筒模体34的通气管343所连通的空气抽送机(未示于图)产生抽吸作用，抽吸该筒模341内的空气至该气室342内，再经由该通气管343抵达空气抽送机(未示于图)，并向外排放，如此在该上、下模体32、33皆输入热气，而该中间筒模体34处则排出空气的情形下，造成热气气流循环，使该成型筒31内的纤维原料均受到充分且均匀的加热，其加热强度及加热时间等条件可以视需要设定及调整，例如加热强度可为200℃±30℃，加热时间可为10～20min，但此等加热调件可以调整改变；当所设定的加热时间一到，该等上、下模体32、33停止输入热气，该中间筒模体34也停止抽吸空气，使气流循环作用停止；

步骤六：请参阅图13所示，接着，启动该上推动件325带动该上模体32向下挤压(压缩)该纤维原料一设定时间，同时也启动该下推动件335带动该下模体33向上挤压(压缩)该纤维原料一设定时间，因为该纤维原料是处于受热热融的状态下，故受到上、下模体32、33分自上下向内挤压时，全部纤维原料即相互集中粘贴，呈现 为一方块状个体，使得整体体积缩小，密度变大；必须一提的是，此时该方块状个体的体积即是预期成型出的床垫大小；更必须一提的是，因为纤维原料中包覆有该中间筒模体34的各筒模341存在，因此热压成型后的方块状个体内部尚包覆该筒模341，也因此有筒模341存在的纵向上下部位是为强度增强部位，原因在于，有该筒模341存在的纵向上下部位是受到上、下模体32、33及筒模341三者的共同挤压，故会形成纤维原料更为集中、密度更大的状态，连带增强该部位的强度；

步骤七：同在图13所示的状态时，接着，启动该中间筒模体34的通气管343所连通的空气抽送机产生送风作用，将外界冷空气送入该气室342内，再经由该筒模341的各通气孔3411排放出，以冷却该方块状个体，使之加速定型，其送风冷却时间可经设定及调整；在此同时，更同时启动该上、下模体32、33的吸气作用，亦即启动该通气管324、334所连通的通气机产生抽吸作用，抽吸该方块状个体内所包含的热气及自该筒模341所送入的气体，使沿着该通气孔322、332进入气槽空间323、333内，再经由该通气管324、334抵达通气机向外排放，以形成一气流循环，帮助该方块状个体降低温度，达成快速定型的作用，该上、下模体32、33的吸气时间可经设定及调整；然后于设定时间一到即停止该筒模341的送风作用及该上、下模体32、33的吸气作用，此时该方块状个体即已冷却定型；

步骤八：请参阅图14所示，接着，启动该上推动件325带动该 上模体32向上回位到该上第一停止线L1处停止，以等待下一行程；同时，启动该中间推动件344带动该气室342连动该中间筒模体34的各筒模341沿着各后筒孔315、方块状个体及各前筒孔31脱模退出，以等待下一行程；而该下模体33则仍向上托住该方块状个体，必须一提的是，此时该方块状个体因已无包覆该筒模341，故已经成为所预期成型的床垫2，而各筒模341横向脱出后所形成(留下)的圆柱型孔槽即为该床垫2的弹性筒21；

步骤九：请参阅图15所示，接着，启动该下推动件335带动该下模体33托住该床垫2向下移动，使该床垫2脱出该成型筒31的下开口312的范围外停止；此时在该成型筒31的底缘一侧可预设有一推动件41，另侧则预设有一承载台42；

步骤十：请参阅图16所示，最后，启动该推动件41推动该床垫2横向移动到该承载台42，该承载台42可以就是一输送台，因此可将该床垫2输送另处以进行后续加工(例如：检视、包装)工作，或者也可以在该承载台42上就直接进行后续加工工作。

由以上说明可知，本发明最大特点即是利用该床垫成型装置3按照上述制造方法的步骤制造出床垫2，请参阅图2-4所示，本发明所制造完成的床垫2，最大特殊处在于，该床垫2在横向上具设有多数直接贯穿的弹性筒21，之所以能够产生该弹性筒21，是因该床垫成型装置3包括有一中间筒模体34，其具有多数筒模341，可于进料时插置入纤维原料内，等待上下模体合模对纤维原料进行热压成 型后，该筒模341即被包覆于热压成型后的方块状个体内部，再于开模后将该筒模341退出方块状个体，使得该弹性筒21显露；在本发明中，因为纤维原料中包覆着该筒模341(形成一空间)共同接受热压成型，因此成型后的方块状个体上对应该筒模341位置的纵向上下是为强度增强部位(原因前已述及)，因此本发明的床垫2即如图3所示，在各弹性筒21的上下皆有一强固部位23存在，可对卧躺者产生更佳的支撑效果。也因此，本发明可以由调整改变该中间筒模体34的中筒模341的数量多少、筒模341间的相距距离及筒模341的圆径大小，据以制作出不同支撑弹性的床垫2，以对不同使用者提供不同承载度，甚至可对同一使用者身体的不同部位提供不同承载度，让使用者觉得极为舒适。除此，本发明的床垫2因以纤维为材料，由所设计的成型装置3实行所设计的制造方法，经热压成型技术直接成型，故在床垫成品的组成结构上显然较习知弹簧床垫更为简便，重量也相对轻量，因此使得制造成本相对降低并能方便搬运。