JP2001519008A - 複合ばね定数を有するばね組み立て体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 所定の複合ばね定数を有するコイルばね（図３）を所定の順序で連続したポケット帯片の個々のポケット１２中へ挿入する段階を含むコイルばね組み立て体を製造する自動化された方法である。少なくとも１個のコイルばねの所定の複合ばね定数はその他のコイルばねのそれと相違し、複合ばね定数を有するコイルの各々は少なくとも２種類のばね定数を有している。概ね均一な太さの１本以上のワイヤがコイルとされ（図１４）、連続したポケット帯片中へ挿入される前に複合ばね定数を有するコイルばねを形成する。ワイヤは少なくとも２種類の直径と少なくとも２種類のピッチとを有するコイルばねを形成するようコイル状に巻かれる（図３）ことが好ましい。本方法（図１４）はまた、ばねを充填した帯片を１個以上の所望の長さ分に切断し、少なくとも２個のばね充填した長さ分を相互に隣接させて位置させ、隣接した長さ分を相互に取り付ける段階を含む。コイルばね組み立て体１０はこのようにして、１個以上の堅いゾーン２０，３０，４０を設けることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】 複合ばね定数を有するばね組み立て体 発明の背景 本発明は一般にコイルばね組み立て体とマットレスとに関し、特に限定的では ないが、新規な複合ばね定数を有するコイルばね組み立て体に関する。 関連技術の説明 ポケット入りコイルばね組み立て体はコイルばねを連続したポケットコイル帯 片の各ポケット中へ挿入し、各コイルばねをそのポケットにおいてシールし、帯 片の部分を所望の組み立て体の幅あるいは長さに対応するある長さに切断し、切 断された長さ分を相互に取り付けて最終の組み立て体を形成することによって組 み立てることが出来る。 殆どのマットレスあるいはポケット入りコイル構造を利用している内部ばねは 一般的に均一なばね定数を有するコイルばねを包含しており、全てのコイルばね はほぼ同一の圧縮性を有している。このように、自動的な製造作業においては、 同一の均一なばね定数を有しているコイルばねは連続したポケットコイル帯片中 へ挿入され、そこで複合コイルばね組み立て体が単一のポケットコイル帯片から 組み立てられ、ばねを充填したポケットの切断長さは連続したコイル組み立て体 の連続した列に対応する。 その他のマットレスユニットはポケットコイルマトリックスの上に配置された １個以上のレベルのフォーム及び／又はポリエステル層を含む。しかしながら、 フォームおよびポリエステルは一般的に使用者の位置の変化に対してばね以上に 応答性が劣り、更に波を打つようになり、快適でなくなる。更に、フォーム、ポ リエステル等は一般に著しく経年変化し、最終的に使用者が最も頻繁に取る位置 に応じて歪んだ身体の痕跡を残す。そうすれば、使用者はそのような痕跡を消す かあるいは排除しようとしてマットレスを裏返したり、回転させざるをえない。 コイルばね組み立て体に種々の堅さのゾーン即ち部分を設けたいことが当該技 術分野で認識されてきた。例えば、マットレスの中央部分が頭や脚部分よりも大 きな荷重を支えることによって、使用者の体重の大部分を支えるよう相対的によ り固い支持領域を提供することが望ましい。 固さが可変のマットレスを組み立てる周知の方法は単一の水平方向層に対して ゾーンを基準に、例えば水平方向層のマットレスに対しては層を基準にした構造 に依存している。単一のコイル帯片の各ポケットは各コイルばねで充填され、各 コイルばねはその特定の帯片における他のばねのばね定数と等しい均一なばね定 数を有している。別の周知の連続したポケット帯片も同様に均一なばね定数であ るが、別の列におけるばねのばね定数とは異なるばね定数を備えたコイルばねの 列で充填されている。異なる構造のコイルばね、あるいは太さ、あるいはゲージ の相違するコイルばねを使用することにより異なるばね定数が達成される。 固さ可変のマットレスを製造する別の周知の方法は均一なばね定数のコイルば ねを、各帯片に対してポケット間の間隔が相違する第１と第２のポケットコイル 帯片中へ挿入することを含む。間隔の異なるコイル帯片が各種のゾーンに組込ま れた組立体は１個以上の全体固さゾーンを有するマットレスを造る。 クラフト（Ｋｒａｆｔ）への米国特許第４，６７９，２６６号は列とされたコ イルばねで人を支えるための４個の長手方向に配置された領域を有する固さ可変 のマットレスを開示している。各ゾーンはサイズや形状が均一なばねを有する小 組み立て体から構成されているものの、固さの変動は種々の部分におけるばねの ワイヤゲージを変更したり、あるいはばねのバレル即ち直径を変えることよって 提供される。ばねの堅さはまた、多少弾性のワイヤを使用したり、あるいは異な るバレルすなわち直径を使用することによっても調整可能である。更に、マット レスの固さはまた、例えばばねの多少、あるいはフォーム材料の密度の多少のよ うに支持体の密度を変えることによっても変更可能である。しかしながら、外縁 部はより堅いゲージワイヤとし得るが、４個の領域の各々におけるばねの固さは 一定であり、マットレスのいずれかの特定の位置において側方から側方には均一 である。 スコット（Ｓｃｏｔｔ）に対して発行された米国特許第４，９７２，５３６号 および同第４，９１８，７７３号は異なる特性のワイヤあるいは異なる高さのコ イルばねを使用することにより提供される異なる固さのばねを有するマットレス を開示している。マットレスの組み立ては、コイル形成機械から組み立て機械を 通して材料を直接送給するのとは対照的に、繋ぎ合わされたコイルばねのロール から巻き戻されたばねの個々の帯片を提供することによって達成される。より固 いばねの帯片はマットレスの端部に提供される。前記特許はまた、中央部あるい は端部部分が同じ直径のばねであるが、個々のコイルの引張り強度や、あるいは 弛緩時の高さの異なるばねを提供することによってゲージあるいは直径の異なる ばねを有するものに対する代案を提供する。しかしながら、コイルの固さはコイ ルばねの帯内では均一ではない。 スタンプフ（Ｓｔｕｍｐｆ）に対する米国特許第４，９８６，５１８号は、各 種の形状やサイズを有するばねを許容するようにされたポケット入りコイルばね の連続した帯片を開示しているが、異なるばね定数を有する隣接のばねをコイル 帯片において位置させる手段は提供していない。 リップレイ他（Ｒｉｐｌｅｙ ｅｔ ａｌ）に対して発行された米国特許第５ ，３２５，５５３号はコイルばねを囲む腰部領域において補強フレームを備えた マットレスばねを開示している。コイルばねは全て同じ直径である。前記特許は また、ばねの全体数、ばねサイズ、圧縮度、およびコイル状とされたばねの整合 度を変更することを開示している。更に、コイルばねの横列の数はばねのサイズ に応じて変更可能である。しかしながら、この特許は個々のばねに基づくこれら の要因を変更することは開示していない。 クラフト（Ｋｒａｆｔ）に対して発行された米国特許第５，１３６，７４０号 は適当な接着剤で縁部同士を相互に接合しうる４個の異なるゴム状の密度および 固さを有している固さが変わるマットレスを開示している。フォームパッドには 複合くぼみすなわちぎざぎざが付けられ、固さはぎざぎざの深さ、幅、および形 状に伴って変動する。各領域は均一な固さであるが、隣接する部分は異なる固さ としうる。更に、この特許は従来のコイルばね構造から作られており、コイルば ねが直径、高さ、あるいは形状が変更可能で、例えばコイルばねが円筒体、バレ ル状、砂時計状等としうるマットレスを提供する。しかしながら、それらの変更 はゾーン間のものに限定される。 ハッチンソン（Ｈｕｔｃｈｉｎｓｏｎ）に対して発行された米国特許第５，１ ０５，４８８号は支持特性が可変のベッド形状で各種の空気室、シリンダ、およ びチューブが、相応の固さレベルを提供するよう選択的に膨らませたり、へこま せたりしうるマットレスの腰部での支持を提供するものを開示している。更に、 前記特許はポケット入りコイルを備えた空気室、特に空気室の近傍に位置させう るハーフサイズのポケット入りコイルの使用を開示している。更に、膨らませ可 能チューブはバレル状ポケットコイルの頂部および底部によって形成された空隙 に位置させうる。 前述のように、そのようなマットレスを製造する従来技術による方法は種々の コイル帯片は種々タイプのばねでもよいが各帯片が概ね同じ特性を有する均一な コイルばねを有している２個以上の連続したばね充填のコイル帯片を２本以上製 造し、次いで帯片を切断し、切断された長さのものを所望の組み合わせで組み立 てる段階を含みうる。更に、従来技術による方法は個々の各々のばねがばね定数 が均等であるか可変であるかには関係なく単一の連続したポケット帯片において 種々の特性を有する各種のコイルばねをポケット毎に帯片中へ挿入はしない。更 に、従来技術による方法のいずれもポケット毎に選択可能なマットレスの特注の 自動化をし易くしたものはない。 従って、複合ばね定数を有する支持体を提供し、自動化して経済的に製作可能 なマットレスすなわちコイルばね組み立て体を提供する必要性がある。本発明に よれば、そのようなマットレスを提供する大きな融通性が複合ばね定数を有し、 各コイルばねのばね定数特性が選択的に同じ組み立て体におけるその他のコイル ばねのものと同じかあるいは異なるものでよいコイルばねを含むことが好ましい コイルばねをポケットコイル帯片の個々のポケット中へ挿入することによって達 成可能である。 過去において、ポケット入りコイルあるいは単一のポケット入りコイルの列内 で異なる圧縮特性を備えた個々のコイルばねを有する連続した内側コイルばねは 生産規模では経済的に製造が出来なかった。 本発明の目的は、１個以上のコイルばねが同じユニットにおける他のコイルば ねと異なるばね定数を有しており、各コイルが自動的に所望のポケットに入れら れるようなポケット入りコイルばね組み立て体すなわち内側ばねマットレスユニ ットを形成する新規な手段を提供することである。前記コイルばねの少なくとも １個は複合ばね定数を有している。本発明の別の目的は自動化可能であり、かつ 少なくともバッチ的に連続しうるポケット入りコイルばね組み立て体を製造ある いは組み立てる方法を提供することである。このように、ポケット入りのコイル ばね組み立て体は、各コイルばねが複合ばね定数を有するように個々にコイル状 とされ、各コイルばねが連続したポケット帯片の所定のポケット中へ挿入される ような複合ばね定数を有するコイルを含むことが好ましい。 本発明の別の目的は実行が厄介でなく、かつ困難でない、種々の固さレベルあ るいはゾーンを備えたマットレスを製造する手段を提供することである。 本発明の更に別の目的はポケットコイル枠内で複合ばね定数を備えたコイルば ねを特注可能な配置にしたマットレスを提供することである。 本発明のその他の目的、並びに特定の特徴、要素、および利点は以下の説明と 添付図面とから明らかとなる。 発明の要約 本発明は、特に、特定の実施例において、好ましくは所定の複合ばね定数を有 するコイルばねを所定の順序で連続したポケット帯片の個々のポケット中へ挿入 することを含むコイルばね組み立て体を製造する自動化方法を提供することによ り前記目的を達成する。１個以上のコイルばねはその他の１個以上のばねとは相 違するばね定数を有しうる。少なくとも１個のコイルばねの所定の複合ばね定数 はその他のコイルばねのばね定数とは相違し、各コイルばねは少なくとも二つの 異なるばね定数を有しうる。 前記自動化方法は更に、各コイルばねをそのそれぞれのポケット内に挿入する 段階を含みうる。本方法はまた、概ね太さが均一な１個以上のワイヤを連続した ポケット帯片中に挿入する前にコイル状とすることも含みうる。 前記方法は更に、ばねを充填した帯片を１個以上の所望の部分あるいは長さに 切断し、少なくとも２個のばねを充填した部分を相互に対して隣接して位置させ 、隣接する部分を相互に取り付ける段階を含む。隣接する帯片は高温溶解接着剤 あるいは糊によって接合可能である。 コイル帯片における個々のポケットは均等に離隔しうる。更に、各長さのコイ ル帯片におけるポケットは第１の距離だけ均等に離隔可能で、隣接する部分ある いは長さは第２の距離だけ均等に離隔しうる。 ばねを充填したポケットコイル帯片は１個以上のロールに巻くことが可能であ る。取り付けられた隣接する部分もまた、１個以上のロールに巻くことが可能で ある。ばね充填したコイル帯片あるいは取り付けられた隣接する部分はロール状 に巻いた状態あるいは巻いていない状態で圧縮可能である。取り付けられた隣接 する長さ分もまた同時に圧縮し、ロール状に巻くことが可能である。 ワイヤは少なくとも二つの異なる直径、少なくとも二つの異なるピッチ、ある いは少なくとも二つの異なる直径と少なくとも二つの異なるピッチとを有するコ イルを製造するようロール状に巻くことが可能である。 複合ばね定数を有するコイルばねは隣接した長さあるいは部分が相互に取り付 けられると少なくとも２個の固さゾーンを形成するよう所定の順序でポケット帯 片中へ挿入可能である。固さゾーンは頭ゾーン、脚ゾーン、および真ん中ゾーン を含みうる。 更に、自動化した方法はコイルばね組み立て体の外周に対応するそれぞれの周 囲ポケットに複数の周囲コイルばねを挿入する段階を含みうる。周囲コイルばね は、第２の太さがその他のコイルばねの太さとは相違するが、連続したポケット 帯片中へ挿入する前に概ね均一な第２の太さを有するワイヤのようなワイヤをコ イル状に巻くことによって形成可能である。周囲コイルばねはまた、事前に形成 し、ホッパによって供給可能で、あるいは太いゲージのワイヤは連続したポケッ ト帯片中へ挿入される前に複合ばね定数を有する周囲コイルばね中にコイル状に 巻くことが可能である。 自動化した方法は更に、１本以上の境界ワイヤをコイルばね組み立て体の外周 の周りで配置することを更に含みうる。 別の実施例においては、本発明は各ポケットがコイル帯片の長手方向軸線に対 して概ね直交する中心軸を有しており、長手方向軸線に沿って配置された複数の 開放したポケットを有する連続したポケットコイル帯片と各々が複数のコイルを 有する複数のコイルばねとからコイルばね組み立て体を製造する自動化した方法 であって、少なくとも１個のコイルばねが少なくとも１個の他のコイルばねと異 なるばね特性を有しており、各ばねが圧縮軸線を有しており、各ばねを所定の順 序で連続したポケットコイルのそれぞれの開放したポケット中へ挿入することを 含み、次いでポケットを閉じることを含む自動化方法に関する。自動化方法はま た、それぞれの所定の長さにおいてばねを包含する連続したポケットコイル帯片 の少なくとも２個の部分を取り外すことを含む。本方法はまた、挿入する前に各 ポケットの中心軸に対して垂直に各ばねの圧縮軸線を整合することも含みうる。 前記の自動化方法は更に、各ばねをそれぞれのポケット内で回転させることに より各ばねの圧縮軸線をそのそれぞれのポケットの軸線と整合させることを含み うる。前記自動化方法は更に、ばね部分の長手方向軸線が相互に対して概ね平行 であり、コイルばねの圧縮軸線が相互に対して平行である少なくとも２個の部分 を並置関係で取り付けることを含みうる。前記ばね部分は均等の長さに、あるい は種々の長さに切断しうる。 ポケットコイルの取り付けられた部分は各ゾーンにおけるコイルばねが概ね同 様のばね定数特性を有しており、ゾーンの中の少なくとも２個のばね定数特性が 相違しているコイルばねの少なくとも２個のゾーンを有しているポケットコイル 組み立て体を形成しうる。コイルばねの少なくとも１個は少なくとも２種類のば ね定数を有しうる。前記方法は更に、第１のピッチを有する第１の端部と、概ね 同様あるいは均等なピッチを有する第２の端部と、第１の端部と第２の端部との 間に一体に配置された中間部分とを有している少なくとも１個のコイルばねを含 みうる。第２のピッチは第１のピッチより大きい。更に、コイルばねの少なくと も１個の端部分の少なくとも１個の少なくとも１個のコイルが端部に向かう方向 において直径を小さくしうる。 本発明の方法の実施において、コイルばね組み立て体が各々が少なくとも二つ のばね定数を有する複数の複合ばね定数を有するコイルばねとコイルばねを離隔 関係で保持し、コイルばねが圧縮したり拡張しうるようにする接続マトリックス 手段とからなるコイルばね組み立て体の特定の実施例のものを製造することが出 来る。複合ばね定数を有する各コイルばねは更に、概ね均一な太さの複数のコイ ルからなることが好ましい。複合ばね定数を有するばねの少なくとも１個は異な る直径あるいは異なるピッチの少なくとも２個のコイルを有するか、あるいは複 合ばね定数を有するばねの少なくとも１個は異なる直径およびピッチを有する少 なくとも２個のコイルを有している。 少なくとも２個の隣接するコイルばねが概ね同様のばね定数を有している固い ゾーンを形成しうる。少なくとも２個の隣接する複合ばね定数を有するばねが概 ね同様の複合ばね定数を有している少なくとも１個の複合ばね定数の固いゾーン を形成しうる。 コイルばね組み立て体は更に、マットレスの外周に全体的に配置され、各々が 複合ばね定数を有するばねのコイルの太さよりも大きな複数の概ね均一な太さの コイルを含むことが好ましい複数の周囲ばねを含みうる。例えば、複数のポケッ トを含む接続マトリックス手段に対して、マットレスの外周に対応した複数の周 囲ばねを各ポケットに挿入しうる。 本発明の方法の実施において、複数のポケットと、各々が少なくとも二つのば ね定数を有している複数の複合ばね定数を有するコイルばねとからなるポケット コイル構造のマットレスの特定実施例を製造あるいは組み立てしうる。各ばねは 更に、概ね均一な太さの複数のコイルからなることが好ましく、ばねはそれぞれ の選定されたポケットに配置される。複数のばねは概ね均一な高さを有すること が好ましい。複合ばね定数を有するばねの少なくとも１個は異なる直径あるいは ピッチを有する少なくとも２個のコイルを有するか、複合ばね定数を有するばね の少なくとも１個は異なる直径およびピッチを有する少なくとも２個のコイルを 有している。少なくとも２個の隣接する複合ばね定数を有するばねが概ね類似の 複合ばね定数を有している少なくとも１個の複合ばね定数を有する固いゾーンを 形成することが出来る。マットレスは更に、少なくとも２個のゾーンの複合ばね 定数が相違している少なくとも２個の複合ばね定数を有する固いゾーンから構成 しうる。 マットレスの特定実施例は概ね均一に離隔された複合ばね定数を有するばねを 含みうる。このように、複合ばね定数を有するばねは第１の方向において概ね均 等に離隔され、複合ばね定数を有するばねはまた、第１の方向に対して概ね垂直 の第２の方向において均等に離隔しうる。第１と第２の方向における均等な離隔 は同じものでも、あるいは相違するものでもよい。 前記マットレスは更に、各周囲ばねが複合ばね定数を有するばねのコイルの厚 さより大きな概ね均一な厚さの複数のコイルを含んでおり、マットレスの外周に 対応した各周囲ポケットに配置された複数の周囲ばねを含みうる。周囲ばねは更 に、複合ばね定数を有するばねとしてもよい。マットレスの外周の周りに１個以 上の境界ワイヤを配置しうる。マットレスは非負荷の状態において概ね平坦な平 面に位置しうる。 １個から３個のコイルが複合ばね定数を有するコイルばね内で残りのコイルの ものと異なる直径およびピッチを有することによって２個のコイルが概ね同様の 直径とピッチとを有しうるか、あるいは３個のコイルが概ね同様の直径とピッチ とを有しうるというようにした別の特定実施例において、マットレスの複合ばね 定数を有するコイルばねは少なくとも４個のコイルを有している。 第１のばね定数が第２のばね定数より小さく、コイルばねの第１の部分が第２ の部分が圧縮する前に初期移動分だけ少なくとも部分的に圧縮するようにされて いる別の実施例において、複合ばね定数を有するコイルばねの少なくとも１個は それぞれ第１と第２のばね定数を有している第１と第２の部分とを有している。 第１の部分のコイルは第２の部分のコイルよりピッチと直径とを小さくしうる。 第１の部分は最小の移動量を越えて第２の部分が圧縮する前に、あるいは第２の 部分が概ね非圧縮状態に留まっている間に概ね完全に圧縮するようにされている 。 更に別の実施例において、複合ばね定数を有するコイルばねの第１の部分は第 ２の部分が最小の移動量を越えて圧縮される前に、あるいは第２の部分が概ね非 圧縮状態に留まっている間に約２５．４から５０．８ミリ（１から２インチ）圧 縮するようにされている。 更に別の特定お実施例においては、複合ばね定数を有するコイルばねは直径が １．７８から２．５ミリ（０．０７０から０．１００インチ）の範囲である概ね 均一な直径を有するワイヤから作られ、また複合ばね定数を有するばねは１．２ ７から３．０５ミリ（０．０５から０．１２インチ）の範囲の概ね均一な直径を 有するワイヤから作ることが出来る。例えば内部コイルばねは直径が約２．２９ ミリ（０．０９インチ）でよく、周囲ばねは直径が約２．７９ミリ（０．１１イ ンチ）でよい。その他の適当なワイヤサイズを使用してもよい。 マットレスは２個以上の複合ばね定数を有する固いゾーンを含むことが出来る 。例えば、複合ばね定数を有する複数のコイルばねの少なくとも１個の複合ばね 定数が他のばねの少なくとも１個のばね定数と相違するマットレスが第１の複数 の複合ばね定数を有するコイルばねと、第２の複数の複合ばね定数を有するコイ ルばねと、第３の複数の複合ばね定数を有するコイルばねとを有するようにする ことが可能である。 第１のばね定数が第２のばね定数より小さく、コイルばねの第１の部分が第２ の部分が圧縮する前に初期移動量だけ少なくとも部分的に圧縮するようにされて いる第１の複数の複合ばね定数を有するコイルばねは更に、第１と第２のばね定 数を有する第１と第２の部分とを有しうる。第１の部分のコイルはピッチと直径 とを第２の部分のそれより小さくしうる。更に、第１と第３の複数の複合ばね定 数を有するコイルばねは第２の複数の複合ばね定数を有するコイルばねとは相違 するが相互に概ね同様のばね定数を有しうる。 例えば、第１と第２の複数の複合ばね定数を有するコイルばねの第１の部分は 第２の部分が最小の移動量を越えて圧縮する前に約１２．７から２５．４ミリ（ ０．５から１インチ）だけ圧縮するようにしうる。更に、第２の複数の複合ばね 定数を有するコイルばねの第１の部分は第２の部分が最小の移動量を越えて圧縮 される前に約２５．４から５０．８ミリ（１から２インチ）だけ圧縮するように しうる。 第１の複数の複合ばね定数を有しているコイルばねはコイルばね組み立て体の 一端において頭ゾーンを形成すべく複数のポケットに配置しうる。第３の複数の 複合ばね定数を有するコイルばねはコイルばね組み立て体の反対側の端部におい て脚ゾーンを形成すべく配置可能である。第２の複数の複合ばね定数を有するコ イルばねは頭ゾーンと脚ゾーンとの間で真ん中ゾーンを形成すべく配置可能であ る。 このように、本発明の目的は少なくとも１個のコイルばねが１個以上の他のコ イルばねとは異なるばね定数特性を有することが可能で、少なくとも１個のコイ ルが複合ばね定数あるいは変動するばね定数を有することが可能なコイルばね組 み立て体すなわちマットレスをポケット帯片材料の選定したポケット中へ挿入し たコイルばねから製造あるいは組み立てる方法を提供することである。 本発明の更に別の目的はポケットコイルマトリックスに配置された複合ばね定 数を有するコイルばねを提供することである。 本発明の別の目的は少なくとも１個のコイルが帯片における少なくとも１個の 他のコイルとはばね特性が異なる内部ばねユニットをばねを単一の連続したポケ ットコイル帯片の所定のポケット中へ挿入することにより生産することである。 本発明の更に別の目的は種々のゲージのばねワイヤあるいは種々のポケットコ イルばねの使用に殆ど、あるいは全く依存することなく複合ばね定数あるいは変 動するばね定数を有するばね及び／又は固いゾーンを提供する能力を有すること である。 本発明の更に別の目的は、迅速で、経済的で、かつ注文対応性の高いコイルば ね組み立て体あるいはマットレスを製造する自動化した方法を提供することであ る。 本発明の更に別の目的は特注されたばね定数を有しているポケットコイル内部 ユニットを組み立てる方法を提供することである。 本発明の更に別の目的は、特に組み立て体のマトリックスにおける複合ばね定 数を有するばねの各々の個々の位置の検出に関して作業者の介入が最小ですむ方 法を提供することである。 本発明の前述の、およびその他の目的、特徴および利点は以下の説明および添 付図面から明らかとなる。図面の簡単な説明 図示のためのみであって、本発明の範囲を限定する意図でない添付図面を参照 すれば本発明およびその各種の局面の理解はし易くなる。 図１は、ばねを充填したポケットを部分的に示し、かつ頭、脚、および中間ゾ ーンを示している、本発明によるマットレスの一実施例の平面図、 図２は周知の従来の単一のばね定数を有するばねの概略図、 図３は本発明による、非負荷状態におけるコイルばねの第１の好適実施例の概 略図、 図４はＡ−Ａから見た図３に示すコイルばねの図、 図５は本発明による、非負荷状態でのコイルばねの第２の好適実施例の概略図 、 図６はＡ−Ａから見た図５に示すコイルばねの第２の実施例を示す図、 図７は本発明による非負荷状態のコイルばねの第３の実施例の概略図、 図８はＡ−Ａから見た図７に示すコイルばねの第３の実施例の図、 図９は従来技術による単一のばね定数を有するばねと本発明による複合ばね定 数を有するばねの一実施例との負荷による撓み特性を比較したグラフ、 図１０は個々のコイルあるいはポケットが示されていない、左側および右側の 頭、脚、および真ん中ゾーンに対応する６個のゾーンを示す本発明によるマット レスの概略平面図、 図１１は個々のコイルあるいはポケットを示すことなく左および右側に対応す る２個のゾーンを示す本発明によるマットレスの概略平面図、 図１２は３０個のポケット入りばねの隣接する長手方向帯片から形成された５ 個の長手方向に離隔されたゾーンを示す本発明によるマットレス要素の平面図、 図１３は３２個のポケット入りばねの隣接する長手方向帯片から形成された５ 個の長手方向に離隔されたゾーンを示す本発明によるマットレス要素の平面図、 図１４は本発明によるコイルばね組み立て体を製造する手段を概略的に示す図 、 図１５は点線で示している２個のコイラ装置と協働する自動化されたコイル挿 入装置の上面図、 図１６は図１３に示す装置の側面図、 図１７はＡ−Ａから見た図１４に示す装置の部分的な端面図である。好適実施例の詳細説明 類似あるいは同一の要素には各種の図面を通して一貫した識別数字を付してお り、図面番号に対する括弧による指示が読者を、他の図面においても示されてい るが、現在説明されている要素が最良に示されている図面に導くようにされてい る図面を以下参照する。 本発明の一局面は各々の複合ばね定数を有するコイルばねが少なくとも２個の ばね定数を有している少なくとも１個の複合ばね定数を有するコイルばねを含む 複数のコイルばねと、離隔関係でコイルばねを保持する接続マトリックス手段と から一般的に構成されるコイルばね組み立て体である。接続マトリックスはまた 、コイルばねが該マトリックス内で圧縮されたり、拡張出来るようにしている。 コイルばね組み立て体は各コイルばねが実質的に独立して圧縮されたり、拡張で きるようにしていることが好ましい。 一実施例においては、接続マトリックスは各コイルばねがそれぞれのポケット に配置されているポケットコイル配置を含む。ポケットには開放した、あるいは 開放可能な端部あるいは側部を予め形成可能であるか、あるいはばねが接続マト リックス材料と接触して位置されるにつれてばねの周りに形成しうる。このよう に、接続マトリックス手段は複数の取り付けられたポケットコイル帯片セグメン トから構成しうるか、あるいは接続マトリックス手段は相互に織り合わせたタイ プのものとしうる。複合ばね定数を有する各コイルばねは複数のコイルから構成 され、全てのばねの各コイルは概ね均一な太さのワイヤから作ることが好ましい 。 本明細書で使用している接続マトリックス手段とは相互に接続されたポケット 、あるいはポケット帯片材料あるいはポケット帯片のセグメントすなわち部分を 含みうる。接続マトリックス手段はまた、例えば螺旋状のワイヤでコイルばねを 相互に接続することによって提供されるような織り合わせたワイヤの形式のマト リックスから構成してもよい。このように、接続マトリックス手段は螺旋状のコ イル、螺旋状のレーシングワイヤ、あるいは螺旋状の接続要素、あるいは螺旋状 のコイル、あるいはワイヤ接続マトリックス、あるいは複数の螺旋状の接続要素 を含みうる。 特定の実施例においては、コイルばねは複数の列において接続マトリックス手 段内に配置されており、前記の各列は複数のコイルばねを包含し、前記列の少な くとも一列におけるコイルばねの少なくとも１個のばね定数がその列における少 なくとも１個のその他のコイルばねのばね定数と相違する。接続マトリックス手 段は複数の取り付けられたポケットコイル帯片からなることが好ましく、ばね充 填した帯片の列の少なくとも一列におけるコイルばねの少なくとも１個のばね定 数がその列における少なくとも１個のその他のコイルばねのばね定数とは相違す る。 特定の別の実施例において、コイルばねは複数の列において接続マトリックス 手段内に配置され、各列は複数のコイルばねを包含し、前記列の少なくとも一列 が少なくとも２個の複合ばね定数を有するコイルばねを包含しており、前記列の 少なくとも一列における複合ばね定数を有するコイルばねの少なくとも１個の複 合ばね定数が前記列の少なくとも一列におけるその他の複合ばね定数を有するコ イルばねの複合ばね定数から相違する。接続マトリックス手段は複数の取り付け られたポケットコイル帯片セグメントから構成してよく、各列は少なくとも１個 のコイル帯片セグメントから作られている。 更に別の特定実施例は直径の異なる少なくとも２個のコイルを有する複合ばね 定数を有するばねを少なくとも１個含む。別の特定の実施例はピッチの異なる少 なくとも２個のコイルを有する複合ばね定数を有するばねを少なくとも１個含む 。更に別の本発明の実施例は直径およびピッチの異なる少なくとも２個のコイル を備えた複合ばね定数を有するばねを少なくとも１個含む。 別の特定実施例において、本発明は複数のコイルばねと、コイルばねを離隔関 係で保持し、コイルばねが圧縮したり、拡張しうるようにした接続マトリックス 手段とを含むコイルばね組み立て体からなる。コイルばねは複数の列において接 続マトリックス手段内に配置され、各列は複数のコイルばねを包含し、前記列の 少なくとも一列におけるコイルばねの少なくとも１個のばね定数がその列の少な くとも１個の他のコイルばねのばね定数と相違する。接続マトリックス手段は複 数の取り付けられたポケットコイル帯片セグメントを含み、各列が少なくとも１ 個のコイル帯片セグメントから作られている。コイルばね組み立て体は各コイル ばねが概ね独立して、すなわち個々に圧縮されたり、拡張しうるようにする。複 数のコイルばねは更に、各々の周囲ばねが複合ばね定数を有するコイルばねのコ イルの太さより大きな概ね均一な太さの複数のコイルを有している、コイルばね 組み立て体の外周に全体的に配置された複数の周囲ばねを含みうる。 概ね同様の複合ばね定数を有している少なくとも２個の隣接する複合ばね定数 を有するばねが相互に対して隣接して配置されるところではどこでも複合ばね定 数を有する固いゾーンが形成されうる。このように、概ね同様のばね特性を有し ている２個以上のばねが若干隣接した関係で配置され、固いゾーンを形成しうる 。前記ゾーンは長さ方向、即ち長手方向に離隔され、水平方向すなわち横方向に 対角方向に離隔されるか、それらの組み合わせで離隔されているばねによって形 成しうる。前記ゾーンはまた、異なるばね特性を有しているばねを交互関係に位 置させることにより形成することも可能である。例えば、第１の複合ばね定数特 性を有しているばねが第２の複合ばね定数特性を有しているばねに隣接して位置 され、引続いて第１の複合ばね定数特性を有している別のばねが位置されるとい うふうに位置される。別の例としては、第１の複合ばね定数特性を有している２ 個の隣接するばねが第２の複合ばね定数特性を有している２個の他の隣接するば ねに隣接して位置され、続いて第１の複合ばね定数特性を有する別の２個のばね が位置されろというふうに位置される。 コイルばね組み立て体は更に、マットレスの外周に全体的に配置された複数の 周囲ばねを含み、例えば複数の周囲ばねが複数のポケットを備えた接続マトリッ クスを有するマットレスの外周に対応する各ポケットに挿入可能である。一般的 には、周囲ばねは内部ばねより堅い。このように、周囲ばねの各々は、ばね組み 立て体の内部部分に配置された複合ばね定数を有するばね、すなわち内部コイル ばねの残りのもののコイルの太さより大きな概ね均一な太さの複数のコイルを含 みうる。代替的に、周囲ばねはより堅いばね特性を提供するよう内部コイルと概 ね同じであるが巻きが異なるワイヤから構成することが可能である。 別の実施例において、本発明は複数のコイルばねと、コイルばねを離隔関係で 保持し、コイルばねが圧縮したり拡張しうるようにする接続マトリックス手段と からなるコイルばね組み立て体であって、コイルばねが複数の列の接続マトリッ クス手段内に配置され、各列が複数のコイルばねを包含し、少なくとも一列のコ イルばねの少なくとも１個のばね定数が前記列の少なくとも１個の他のコイルば ねのばね定数とは相違しているコイルばね組み立て体を計画している。接続マト リックス手段は複数の取り付けられたポケットコイル帯片セグメントから構成可 能で、各列は少なくとも１個のコイル帯片セグメントから作られている。コイル ばね組み立て体は各コイルばねが相互に概ね独立して圧縮および拡張可能とする 。複数のコイルばねは更に、コイルばね組み立て体の外周に全体的に配置された 複数の周囲ばねを含み、各周囲ばねは複合ばね定数を有するコイルばねのコイル の太さより大きな概ね均一な太さの複数のコイルを有している。 図１はマットレス１０の形態の本発明の第１の実施例を示す。マットレスは長 手方向に対応する選択可能な長さと、横方向に対応する幅と、垂直方向に対応す る高さとを有している。マットレスは各種の形状やサイズで構成可能で、例えば 長さは１９８１．２ミリ（７８インチ）でよく、幅は１３７１．６、１５２４、 １９８２．２あるいは２、０３２ミリ（５４、６０、７８あるいは８０インチ） でよく、そのためそれぞれフルサイズ、クイーンサイズ、あるいはキングサイズ マットレスに対応する。 一般的には、マットレスは非負荷状態では概ね平坦な平面に横たわっている。 しかしながら、マットレスは特定の用途に対して、１レベル以上を有し、一平面 以上に配置しうるよう構成可能である。マットレス、すなわちクッションは更に 、例えば高さの異なるばねによって形成されたくぼみ領域によって、あるいは接 続マトリックスの空間方向を変えるか、あるいはその双方によって１個以上の空 洞領域を形成することが可能である。 マットレスは各コイルばねがそれぞれのポケットに配置されている複数の複合 ばね定数を有するコイルばねを収容する複数のポケットを有するポケットコイル マトリックスから形成されることが好ましい。各ばねは少なくとも２種類のばね 定数を有しており、各ばねは更に、概ね均一な太さの複数のコイルからなること が好ましい。複数のばねの各々は概ね均一な高さを有している。もっとも異なる 高さのばねを使用してもよい。各ばねは各ポケット内では「垂直方向」に向いてい る。図１は、幅方向すなわち横方向に２０個のコイルが、長さ方向すなわち長手 方向に２７個のコイル、合計５４０個のコイルばねを代表するマトリックスを示 しており、該コイルばねは各ばねの圧縮軸線と各ポケットの中央軸線とが相互に 対して概ね平行に、かつマットレスの長さと幅とによって画定される重量支持面 に対して概ね垂直に整合している。 ばね充填したポケット１２は概ね均等に離隔されたものとして図１に示されて いる。図示した間隔は長さ方向および幅方向の双方において同様である。しかし ながら、ポケットとばねとは第１の方向において第１の距離だけ均一に離隔され 、更に第１の距離に対して概ね垂直でよい第２の方向において第２の距離だけ概 ね均一に離隔しうる。ポケットとばねとはまた、第１の方向に概ね均一に離隔可 能である。更に、本発明では非均一離隔のポケット及び／又はばねも考えられる 。 ばねはポケット中へ挿入する間予め圧縮しうる。ポケット中へ挿入し、ポケッ トのシールが完了した後、ばねはポケット内で適当に整合するよう回転、摺動、 あるいは調整することが出来る。コイルばねは予め負荷された状態でポケットに 位置していることが好ましい。 マットレスは該マットレスの外周に対応したそれぞれの周囲のポケットに配置 された複数の周囲ばねを有することが出来る。周囲ばねの各々は、マットレスの 周囲により太いゲージのワイヤから得られたより堅いセットのばねを設けること が望ましいので、複合ばね定数を有するばねのコイルの厚さより大きな概ね均一 な太さの複数のコイルを含むことが好ましい。周囲ばねの各々は以下詳細に説明 するように一つ以上のばね定数を有しうる。 マットレスはまた、周囲を更に強固にするためにマットレスの外周の周りで配 置された１個以上の境界ワイヤを含みうる。境界ワイヤは搬送の間のマットレス の圧縮を促進するためにマットレスの搬送の後マットレスに取り付けることが出 来る。 内部コイルばねは概ね同様の太さのワイヤから全て作ることが好ましいので、 複合ばね定数は１個以上の所定のピッチ及び／又は直径に従って各コイルばねの 各コイルを選択的に巻くことによって達成される。複合ばね定数を有するばねは 異なる直径と異なるピッチの双方を有することが好ましい。複合ばね定数を有す るコイルばねの一例は第１の直径と第１のピッチとを有する第１のコイルと第２ の直径と第２のピッチとを有している第２のコイルとを含むことが可能である。 コイルばねは少なくとも２個のコイルを有している。しかしながら各ばね内で更 に多くのコイルを設けてもよい。 複合ばね定数を有するコイルばねは直径の異なる少なとも２個のコイルあるい はピッチの異なる少なくとも２個のコイルを有することが可能である。 特定実施例において、複合ばね定数を有するコイルばねの少なくとも１個は少 なくとも４個のコイルを含み、１個から３個までのコイルはその複合ばね定数を 有するコイルばね内の残りのコイルのものとは相違する直径とピッチとを有して いる。別の特定の実施例においては、２から３個のコイルは複合ばね定数を有す るコイルばね内の残りのコイルとは相違するが概ね同様の直径とピッチとを有し うる。 図２はコイルばね組み立て体において典型的に使用される周知のコイルばねを 示している。そのようなコイルばねは単一の直線状の負荷に対する撓み性を提供 する。コイル組み立て体において均一なばね特性を提供する全体的な単一のばね 定数を有している。 図３から図４までは本発明による複合ばね定数を有するコイルばねの第１の好 適実施例を示す。ばねの端部あるいは端部分におけるピッチはばねの真ん中ある いは真ん中部分におけるピッチよりも小さい。より大きなピッチはより大きなば ね定数を提供し、より小さなピッチはより低いばね定数を提供する。更に、端部 におけるばねの直径は真ん中におけるよりも小さく、ばねの直径は真ん中に向っ て徐々に増大する。より大きな直径はより低いばね定数を提供し、より小さい直 径はより大きなばね定数を提供する。ばねの直径とピッチとは端部分を組み合わ せたものが最初に、しかしながら徐々に制御された態様で、圧縮すなわちつぶれ るように選定される。すなわち、直径とピッチとはコイルばねにおける硬直領域 の間の滑らかな遷移を提供するよう適合されることが好ましい。ばねの直径が可 変であるため、ばねはそれ自体の内部で、すなわち相互に内部で位置されている ばねの巻きが、図４から最良に判るように、好ましくは接触することなく、ある いは最小の接触でつぶれることによって金属音を最小にする。ばねのこの実施例 はまた、所定のばね内で１個以上のコイルがからまるのを阻止する。 好ましくは、ばねの真ん中部分は十分「小さい」直径及び／又は十分「小さい」ピ ッチを有していて、真ん中部分の早期の大掛かりな撓みを阻止し、それによって コイルばねが自動的にからんだり、歪むのを阻止する。 更に、複合ばね定数を有するコイルばねの各端部分には真ん中部分よりも優先 的に圧縮する性質があるため軟質レベルあるいは軟質ゾーンを向上させている。 このように、各コイルは局部的な負荷によって撓みうる局部的な軟質ゾーンを提 供することが可能である。 図３に示す特定実施例は非負荷状態において２０９．５５ミリ（８．２５イン チ）の長さがある。真ん中部分の直径は６３．５ミリ（２．５インチ）で、端部 の直径は３８．１ミリ（１．５インチ）である。非負荷状態での真ん中部分のピ ッチは４７．５３ミリ（１．８７５インチ）である。 図５から図６までは本発明による複合ばね定数を有する第２の好適実施例を示 す。コイルばねの第２の実施例の長さは２０９．５５ミリ（８．２５インチ）で あり、中間部分の直径は６３．５ミリ（２．５インチ）で、端部における直径は ３８．１ミリ（１．５インチ）である。非負荷状態における真ん中部分のピッチ は３６．８３ミリ（１．７５インチ）である。 図７から図８までは本発明による複合ばね定数を有するコイルばねの第３の実 施例を示す。完全に拡張したときの全体長さは２１４．６３ミリ（８．７５イン チ）であり、中間部分の直径は３８．１ミリ（１．５インチ）であり、端部にお ける直径は６３．５ミリ（２．５インチ）である。非負荷状態における中間部分 のピッチは４７．６３ミリ（１．８７５インチ）である。端部分における、より 小さいピッチとより大きい直径並びに中間部分における、より大きなピッチとよ り小さい直径とはばねの端部分が真ん中部分が圧縮し始める前に好ましくは完全 に圧縮すなわちつぶれるようにしている。図８から判るように、端部分のコイル は、好ましくは接触することなく相互に載置されるようにされ隣接するコイルと の接触によって発生する騒音及び／又はからみを最小にするようにしうる。 図９は周知の単一のばね定数を有するばねと本発明による複合ばね定数を有す るコイルばねとの比較を示す。図９から、一般的に試験した特定の複合ばね定数 を有するばねは二つの明確な堅さレベルを有していることが判る。周知の単一の ばね定数を有するコイルばねと比較して、複合ばね定数を有するコイルは最初は より軟質で、すなわり所定の撓みを達成するのにより軽い負荷でよく、一方複合 ばね定数は撓みがより深いと堅い支持を提供する。 単一のコイルばね内で複合ばね定数を提供する複合直径及び／又はピッチのそ の他の組み合わせも提供可能である。 図３から図８までに示す特定の実施例によれば、複合ばね定数を有するコイル ばね組み立て体は各々が第１のばね定数を有する２個の端部分と、第２のばね定 数を有する真ん中部分とを含むことが好ましく、第２のばね定数は第１のばね定 数よりも大きいため、コイルばねの端部分は中間部分が圧縮する前に初期の移動 量だけ少なくとも部分的に圧縮するようにされている。 別の実施例において、複合ばね定数を有するコイルばねは第１の直径の第１の 部分と第２の直径の第２の部分とを有しうる。負荷の量が増える状態では、ばね は第１の部分が部分的に圧縮され、一方第２の部分が大いに非圧縮状態に留まり 、あるいは第２の部分が最小の移動量を越えて圧縮される前に第１の部分が概ね 完全に圧縮され、第２の部分が概ね非圧縮状態であるようにしうる。更に大きな 負荷の下では、第１の部分が次いで概ね完全に圧縮され、第２の部分が最初は部 分的に、次いで完全に圧縮される。 このように、複合ばね定数を有するコイルばね内で効果的な堅さレベルが達成 可能であるため、所定の負荷が第１の移動を通してばねの一部、すなわち所定の ばね定数あるいはより堅いばね定数あるいは軟質のばね定数を有する部分を圧縮 し、増大した、すなわちより重い負荷が第２の移動量だけばねの別の部分を圧縮 し、第２の部分は別の所定のばね定数、すなわち剛性率を有している。１個のば ねは１個以上の部分を含み、少なくとも一部分は他の部分とは異なるばね定数特 性を有していることを理解すべきである。ばね定数特性は異なる直径あるいはピ ッチ、あるいはそれら双方によって規定しうる。例えば、第１の部分のコイルは 第２の部分のコイルよりもピッチと直径とをより小さくしうる。 一特定実施例においては、複合ばね定数を有するコイルばねの第１の部分は第 ２の部分が概ね非圧縮状態に留まっている間に、あるいは第２の部分が最小の移 動量を越えて圧縮する前に約２５．４から５０．８ミリ（１から２インチ）だけ 明確な撓みにだけ圧縮するようされている。 別の特定の実施例においては、複合ばね定数を有するコイルばねは約２．２９ ミリ（０．００９インチ）の概ね均一な直径のワイヤか作られ、周囲ばねは約２ ．７９ミリ（０．１１インチ）の概ね均一な直径を有するワイヤから作られた複 合ばね定数を有する周囲ばねである。 マットレス、すなわちコイルばね組み立て体は２個以上の堅いゾーンを含むよ う組み立てることが可能である。例えば、図１に示すマットレスは該マットレス の頭「Ｈ」、脚「Ｆ」および真ん中「Ｍ」部分に対応する３個の堅さゾーンを有しうる 。各ゾーンは複合ばね定数の堅さゾーンである。各ゾーンにおいて、少なくとも ２個の隣接する複合ばね定数を有するばねは概ね同様の複合ばね定数を有してお り、そのため複合ばね定数の堅さゾーンを形成している。前記ゾーンの１個の複 合ばね定数と少なくとも１個のその他のゾーンの複合ばね定数とは相違すること が好ましい。例えば、頭および脚ゾーンは真ん中ゾーンとは相違する同様の複合 ばね定数特性を有しうる。その他の実施例は複合ばね定数のばねと概ね単一のば ね定数のばねとの混合体を含むことが可能で、複合ばね定数の堅いゾーンと単一 のばね定数の堅いゾーンとの双方を含みうる。 このように、マットレスは第１の複数の複合ばね定数を有するコイルばねと、 第２の複数の複合ばね定数を有するコイルばねと、第３の複数の複合ばね定数を 有するコイルばねとからなり、複数の複合ばね定数を有するコイルばねの少なく とも１個の複合ばね定数はその他の複数のばねの少なくとも１個のそれとは相違 する。 第１の複数の複合ばね定数を有するコイルばねはそれぞれ第１と第２のばね定 数を有する第１と第２の部分とを更に含むことが可能で、第１のばね定数は第２ のばね定数よりも低く、コイルばねの第１の部分は第２の部分が圧縮する前に、 あるいは第２の部分が概ね非圧縮状態に留まっている間に初期の移動量だけ少な くとも部分的に圧縮するようにされている。第１の部分のコイルは第２の部分の コイルよりピッチと直径とが小さい。第１と第３の複数の複合ばね定数を有する コイルばねは概ね類似としうる。更に、第１の部分のコイルは第２の部分のコイ ルよりもピッチと直径とが小さく、そのため特定の実施例においては、第１と第 ３の複数の複合ばね定数を有するコイルばねの第１の部分は第２の部分が最小移 動量を越えて圧縮される前に約１２．７ミリ（０．５から１インチ）のような明 確な撓み分だけ圧縮するようにされており、第２の複数の複合ばね定数を有する コイルばねの第１の部分は第２の部分が最小移動量を越えて圧縮する前に約２５ ．４から５１．２ミリ（１から２インチ）のような明確な撓み分だけ圧縮するよ うにされている。 別の実施例において、本発明によるマットレスは第１の複数の複合ばね定数を 有するコイルばねと、第２の複数の複合ばね定数を有するコイルばねと、第３の 複数の複合ばね定数を有するコイルばねとからなり、前記複数の複合ばね定数を 有するコイルばねの少なくとも１個の複合ばね定数はその他のコイルばねの少な くとも１個のそれとは相違する。 更に別の実施例において、本発明によるマットレスは各コイルばねが第１の複 合ばね定数を有している第１の複数の複合ばね定数を有するコイルばねと、各コ イルばねが第２の複合ばね定数を有している第２の複数の複合ばね定数を有する コイルばねと、各コイルばねが第３の複合ばね定数を有している第３の複数の複 合ばね定数を有するコイルばねとからなり、複合ばね定数の少なくとも１個がそ の他の複合ばね定数の少なくとも１個とは相違する。 マットレスは左側および右側に対して頭、中間、および脚部分に対応する図１ ０に示す６個のゾーン（「Ｈ１」、「Ｍ１」、「Ｆ１」、「Ｈ２」、「Ｍ２」、「Ｆ２」）の ような３個以上の複数の堅いゾーンを有しうる。このように、マットレスはゾー ン毎に、あるいはばね毎に特注可能で、マットレス当たり一人以上の使用者の要 求に合わせることが出来る。 図１１は左側に１個のゾーン「Ｌ」および右側に１個のゾーン「Ｒ」の２個のゾー ンを有するマットレスの一例を示す。 図１２と図１３とはコイルばねマットレス組み立て体すなわち５個の長手方向 に配置された堅いゾーンあるいは軟質のゾーンを有する部分の特定実施例を示す 。 図１２は２個の端部分２０、２０’、２個の中間部分３０、３０’および真ん 中部分４０を有する対称形配置を示す。５個の長手方向に離隔されたゾーンは相 互に接続されマトリックスを形成している３０個のポケット入りばねの隣接する 長手方向帯片から形成されている。真ん中部分４０は最も堅いばねを包含し、端 部分２０、２０’は第２に堅いばねを包含し、中間部分３０、３０’は堅さの最 も小さいばねを包含している。例えば、もしも中間部分４０のばねが１００％定 格とされるある負荷による移動特性すなわち負荷容量を有するように形成された とすれば、端部分２０、２０’と中間部分３０、３０’のばねはそれぞれ約８１ ％および７９％の負荷容量を出すように形成しうる。 同様に、図１３は２個の端部分２０、２０’、２個の中間部分３０、３０’お よび真ん中部分４０とを有する対称形配置を示し、５個の長手方向に離隔された ゾーンが３２個のポケット入りばねの隣接する長手方向帯片から形成されている 。 本発明の別の実施例において、コイルばね組み立て体は、各々が中央軸線の周 りで配置されたチューブ状の側壁と前記チューブ状側壁の両端に配置されている 一対の端壁とを有している複数のチューブ状ポケットであって、相互に接続され て並置されたマトリックスを形成しているポケットと、複数の複合ばね定数を有 するコイルばねを含み、各々が複数のコイルを有している複数のコイルばねとを 含み、少なくとも１個のコイルばねは少なくとも１個の他のコイルばねとは異な るばね特性を有しており、各ばねはそれぞれのポケットの中央軸線と概ね整合し ている圧縮軸線を有しており、圧縮軸線および中央軸線とは概ねマトリックスに 対して垂直である。各ばねはそれぞれの選定されたポケットを占拠することが好 ましい。コイルばね組み立て体は更に、コイルばねの少なくとも２個のゾーンを 含み、それぞれのゾーンにおけるコイルばねは概ね同様のばね定数特性を有して おり、前記ゾーンの少なくとも２個のばね定数特性は相違している。コイルばね の少なくとも１個は少なくとも２個のばね定数を有しうる。更に、コイルばねの 少なくとも１個は第１のピッチを有する第１の端部分と、第１のピッチを有する 第２の端部分と、第２のピッチを有し、前記第１と第２の端部分の間で一体配置 されている真ん中の部分とを含みうる。第２のピッチは第１のピッチより大きく てよい。更に、前記コイルばねの少なくとも１個の端部分の少なくとも一方の少 なくとも１個のコイルは端に向かう方向において直径が減少しうる。 本発明は別の局面では、特定実施例において、第１のコイルと、第２のコイル と、それらの間に配置された複数の中間のコイルとを含む複数の螺旋状に巻かれ たコイルからなる複合ばね定数を有するコイルばねであって、前記第１のピッチ が第２のコイルのピッチより小さく、第１のコイルの直径が第２のコイルの直径 よりも小さいコイルばねを含む。中間コイルのピッチは第１のコイルから第２の コイルまで順次増大しうる。代替的に、あるいは更に、中間コイルの直径は第１ のコイルから第２のコイルまで順次増大しうる。更に、中間コイルの直径は第１ のコイルから第２のコイルまで増大し、コイルが圧縮すると大きな直径を有する 隣接のコイル内で位置されるようにコイルが形成されている。コイルは接触する ことなく隣接するコイルが相互の内部で位置されうるように形成しうる。第１の コイルはコイルばねの端に配置可能で、第２のコイルはコイルばねの真ん中に配 置可能である。 別の特定実施例において、本発明は第１の複数の螺旋状に巻かれたコイルを有 する第１の端部分と、第２の複数の螺旋状に巻かれたコイルを有する真ん中の部 分であって、第１の端部分と一体形成されている真ん中部分とを含む複合ばね定 数を有するコイルばねを含み、前記第１の複数のコイルが第１のコイルと第２の コイルとを含み、第２のコイルが前記第１のコイルと真ん中の部分との間に配置 され、第１と第２のコイルが概ね同様のピッチを有しており、前記第２の複数の コイルが少なくとも１個の真ん中のコイルを含み、前記真ん中のコイルのピッチ が前記第１の複数のコイルのいずれかのピッチよりも大きく、前記第１の端部分 と真ん中の部分とが真ん中の部分が圧縮する前に第１の端部分が概ね完全に圧縮 するようにされている。第１の複数のコイルは相互の内部で螺旋状に位置するよ うにしうる。更に、第１の複数のコイルは完全に圧縮されると概ね平面に位置す るようにしうる。更に、第１の複数のコイルは前記コイルの外面が相互に接触す ることなく相互の内部に螺旋状に位置するようにしうる。代替的に、第１の複数 のコイルは相互の上に螺旋状に位置されるようにしうる。 中間コイルの直径は第１の複数のコイルの直径のいずれよりも大きくしうる。 更に、第２のコイルの直径は第１のコイルの直径よりも大きくしうる。第１のコ イルの直径は第１の複数のコイルの直径よりも小さくてよい。 端部分は更に、少なくとも１個の概ね平坦なコイルの少なくとも一部を含みう る。 複合ばね定数を有するコイルばねは更に、真ん中の部分と一体形成された第２ の端部分を含み、前記第２の端部分は真ん中の部分の周りで第１の部分と対称形 である。真ん中の部分と端部分のピッチと直径とは真ん中の部分が端部分よりも 堅くなるようにすることが好ましい。端部分は真ん中の部分が圧縮する前に概ね 完全に圧縮しうる。 本発明によれば、コイルばね組み立て体すなわちマットレスあるいはクッショ ンは自動化された方法によって製造されることが好ましい。コイルばね組み立て 体の製造は所定のばね定数を有するコイルばねを所定の順序で連続したポケット 帯片の個々のポケット中へ挿入することを含むことが好ましい。コイルばねは所 定の複合ばね定数を有しており、コイルばね組み立て体における少なくとも１個 のコイルばねの所定の複合ばね定数がその他のコイルばねのばね定数と相違しう ることが好ましい。各コイルは少なくとも２種類のばね定数を有することが好ま しい。本発明はまた、所定の単一のばね定数を有するコイルばねを個々のポケッ ト中へ挿入することも計画している。例えば、複合ばね定数を有するコイルばね は第１のポケット中へ挿入し、一方単一のばね定数を有するばねは隣接するポケ ット中へ挿入すればよい。 自動化した方法は更に、各コイルばねをそれぞれのポケット内でシールする段 階を含みうる。 好ましくは概ね均一な太さを有することが好ましい１本以上のワイヤが、連続 したポケット帯片中へ挿入される前にコイル状とされて好ましくは複合ばね定数 特性を有するばねとされる。 ばねを充填したポケットコイル帯片は格納あるいは出荷のために１個以上のロ ールに巻けばよい。コイル帯片は空間を節約するために巻く前に、あるいは巻い ている間に、あるいは巻いた後に圧縮すればよい。 自動化された方法は更に、ばねを充填した帯片を１個以上の所望の部分あるい は長さに切断し、少なくとも２個のばねを充填した部分を相互に対して隣接して 位置させ、隣接する前記部分を相互に取り付ける段階を含みうる。帯片と同様に 、取り付けられた隣接する部分は１個以上のロールに巻くことが可能で、取り付 けられた長さ部分すなわちロールは格納あるいは出荷をし易くするために圧縮し う る。取り付けられた隣接する長さ部分もまた同時に圧縮し、かつ１個以上のロー ルに巻くことができる。 少なくとも２種類の直径あるいは少なくとも２種類のピッチ、あるいは少なく とも２種類の直径と少なくとも２種類のピッチとを有するコイルを製造するため にワイヤを巻けばよい。 自動化された方法は更に、好ましくは複合ばね定数を有するコイルばねを含む コイルばねを所定の順序でポケット帯片中へ挿入し、隣接する長さ部分を相互に 取り付けると少なくとも２個の堅いゾーンを形成する段階を含みうる。２個の堅 いゾーンは更に、頭ゾーンと、脚ゾーンと、真ん中のゾーンとを含みうる。 前記方法は更に、コイルばね組み立て体の外周に対応するそれぞれの周囲ポケ ットに複数の周囲コイルばねを挿入する段階を含みうる。 周囲コイルばねは、周囲ばねを連続したポケット帯片中へ挿入する前に好まし くは第２の概ね均一な太さのワイヤをコイル状にすることによって形成可能で、 前記の第２の太さは最終組み立て体の内部の、すなわち周囲でない部分に対応す るポケットに配置されたその他のコイルばねの太さとは相違する。更に、ワイヤ は連続したポケット帯片中へ挿入する前に複合ばね定数を有する周囲コイルばね となるようコイル状としうる。 前記方法は更に、コイルばね組み立て体の外周の周りに１個以上の境界ワイヤ を取り付けることを含む。 隣接する体片はホットメルト接着剤あるいはその他の適当な取り付け手段によ って取り付けることが出来る。ばねは均一に離隔された個々のポケットを有する コイル帯片中へ挿入されるか、あるいはばねがポケットが各ばねの周りで形成さ れているポケット帯片材料に隣接して位置させればよい。コイルばねの各長さ分 におけるポケットは第１の距離だけ均一に離隔させ、隣接する長さ分を第２の距 離だけ均一に離隔させればよい。 コイルばね組み立て体を製造する一方法を以下説明する。先ず、コイルばね組 み立て体の設計に関連する入力パラメータが入力され、計算され、あるいは記憶 される。そのような入力パラメータは例えば最終コイル組み立て体の幅及び／又 は長さ、所望の堅いゾーンの数、位置及び／又は特性、ポケット帯片におけるポ ケットの直径および間隔を含みうる。 出力制御信号が入力パラメータあるいは工程での他の点からのフィードバック 信号から引き出されるか、あるいは計算されうる。好ましくは均一な太さを有し ている少なくとも第１のワイヤと、好ましくは概ね均一な太さを有している第２ のワイヤと、連続したポケット帯片のある長さ分とを供給すればよい。 ポケット帯片は全体の最終のばね組み立て体の一部に対応する長さを有するポ ケット帯片を使用してもよいが、ポケット帯片は全体の最終コイルばね組み立て 体に対応するコイルばね全てを収納する少なくとも十分に長い長さを有している ことが好ましい。 内部コイルばねと周囲コイルばねとは巻き線を指令している制御信号によって 引き出される所定の複合ばね定数によってそれぞれ第１と第２のワイヤからコイ ル状に巻かれる。代替的に、コイルばねあるいは周囲ばね、あるいはそれらの双 方は予め形成したすなわち予めコイル状とした形で供給され、ワイヤを供給し、 コイル状にする必要性を排除することによって、１個以上のホッパ等から選定さ れたばねを帯片に送り出すことが可能である。 コイルは次いで連続したポケット帯片中へ挿入される。希望に応じて、例えば もしもコイルが直ちにある長さに切断する予定になっていないとすれば、ばねを 充填した帯片はコイルばね組み立て体の始まり、あるいは終わり、長さ、幅ある いはその他の何らかの部分に対応する位置を指示するよう輪郭を付けるか、マー クを付けることができる。ばねを充填した帯片はロール状に巻くか、あるいは積 み重ねておけばよく、帯片はその後格納あるいは出荷するためにロール状に巻く か、あるいは積み重ねておく前に、あるいはその間に、あるいはその後で圧縮す ればよい。別な方法では、ばねを充填した帯片はコイルばね組み立て体の所望の 長さ、あるいは幅に少なくとも大まかに対応することが好ましい部分あるいは長 さに切断される。ばね充填の帯片の前記部分あるいは長さはその後格納あるいは 出荷するためにロール状に巻くか、積み重ねる前、あるいはその間、あるいはそ の後に圧縮すればよい。別な方法では、長さ分を例えばホットメルト接着剤ある いは糊によって相互に取り付ければよい。取り付けられた部分はロール状に巻く か、あるいは積み重ねられ、まだ境界を付けていない組み立て体はその後の格納 あるいは出荷のためにロール状に巻くか、積み重ねる前、その間、あるいはその 後に圧縮すればよい。境界ワイヤを強度を付加するためコイルばね組み立て体の 外周の周りに追加することが出来る。 このように、ばねを充填した帯片の部分あるいは長さ部分はコイルばね組み立 て体内の列に対応しうる。列は長手方向か、横方向か、あるいは全体寸法に対し てある角度を付けて方向付けしたものでよい。更に、前記帯片の部分あるいは長 さ部分は特定の全体外形あるいは例えば、円形、楕円形、長方形、三角形、六角 形、四角あるいはその他の所望の形状のような形状を有するコイル組み立て体の 少なくとも一部を構成しうる。 図１４はコイルばね組み立て体を製造しうる手段を概略示すものである。使用 者によって入力パラメータが制御手段に供給されあるか、あるいは制御手段にプ リセットされる。制御手段は組み立て工程の間当該装置の各種の点からフィード バック制御信号を受け取ることが出来る。制御手段は制御信号を計算し、すなわ ち発生させ、出力信号を工程における適当な点まで送る。第１の直径すなわち太 さ、またはゲージを有する第１のワイヤが第１のワイヤ供給装置によって提供さ れ、該供給装置はワイヤを所望の長さに切断するか、あるいは連続してワイヤを 供給する。第１のワイヤは第１のコイルワインダへ送り込み、該ワインダは制御 手段からの出力信号あるいは出力パラメータにしたがって複数のコイルに巻き上 げる。コイルワインダはワイヤを特定数あるいは選択可能な数のコイルを有する コイルばねに巻き上げるようにされており、該ワインダは同じばねにおける他の コイルよりも直径及び／又はピッチが異なるコイルを提供することが出来る。も しも第１のコイルワインダに送り込まれた第１のワイヤがまだ切断されていなか ったとすれば、コイルは好ましくは自動的に第１のワイヤの残りの部分から切断 され、複合ばね定数特性を有する単一のコイルばねを製造することが好ましい。 次いで、コイルばねはコイルインサータヘ送り込まれる。 同様に、第２の直径、太さあるいはゲージを有する第２のワイヤが第２のワイ ヤ供給装置によって提供され、該供給装置はワイヤを所望の長さに切断するか、 あるいはワイヤを連続して供給することが出来る。第２のワイヤは第２のコイル ワインダへ送り込まれ、該ワインダは制御手段からの出力パラメータに従ってワ イヤを複数のコイルに巻き上げる。コイルワインダはワイヤを複合コイルを有す る周囲コイルばねに巻き上げることが可能で、各コイルは同じばねの他のコイル と相違する直径及び／又はピッチを有しうる。もしも第２のコイルワインダに送 り込まれた第２のワイヤがまだ切断されていなかったとすれば、周囲コイルばね は、好ましくは自動的に第２のワイヤの残りの部分から切断されることによって 複合ばね定数特性を有しうる単一のコイルばねを製造することが好ましい。周囲 コイルパラメータは次いでコイルインサータに送り込まれる。 任意に、第１の太さあるいは第２の太さを有する予め形成した、あるいは予め コイルにしたばね、あるいは異なる太さのワイヤを有するばねをコイルインサー タに供給してもよい。 ある長さの連続したポケット帯片あるいはポケット帯片材料もコイルインサー タに送り込まれる。 コイルインサータは次いで内部コイルばねあるいは周囲コイルばねを使用者の 入力に応答して、あるいはプリセットされたパターンに従って制御手段から送ら れた所定の順序に従ってポケット帯片中へ挿入する。 ばね充填したコイルばねは次いで、ロール状に巻かれるか、積み上げられるか 、圧縮されるか、あるいはポケットコイルマットレス組み立て機械に送り込まれ る。組み立て機械は出力された制御信号に従ってばね充填したポケット帯片をあ る長さに切断する。切断された長さ分は次いでロール状に巻かれるか、積み上げ られるか、圧縮されるか、あるいは例えば糊付け、あるいはホットメルト接着剤 によってその他の切断された長さ分に取り付けられ、境界のないばね充填したポ ケットコイル組み立て体とされる。境界ワイヤをコイル組み立て体の外周に追加 して強度を増すことが出来る。 入力パラメータは最終のコイル組み立て体のマトリックスの全長と列幅、個々 のばねあるいは堅いゾーンの数、特性、および位置を含みうる。 出力制御信号は、例えば列当たりあるいは切断長さ当たりのポケットあるいは コイルばねの数、マトリックス内の各ポケットの位置、および特定のポケットあ るいは位置に対応するコイルばねあるいは周囲ばねの特定のばね定数特性を含み うる。 コイルばね特性も、例えば所望の負荷重量に基づくゾーン当たりのコイル当た りのばね定数を有する部分の数、ばね定数を有する部分当たりの変位特性、直径 およびピッチ、ばねのワイヤゲージすなわち太さ及び／又は高さのようなその他 のパラメータに従って特徴付け、すなわち計算しうる。 このように、コイルばね組み立て体を製造する手段は以下のものを含みうる。 すなわち、所望のコイルばね組み立て体の特性を入力する手段、所望のコイル特 性すなわちパラメータを入力する手段、コイルばねのコイル巻きパターンを選定 する手段、ワイヤを所望の長さに切断する手段、ある長さのワイヤを選定された コイルばねのコイルパターンあるいは特性を有するコイルばねに巻き上げる手段 、コイルばねを所望の高さに切断する手段、コイルばねを好ましくは予め圧縮し た、あるいは予め負荷した状態で予め選定したマトリックスの位置に対応するポ ケットあるいは領域中へ挿入する手段、およびコイルばねをそれぞれのポケット 内で固定する手段である。コイルばね組み立て体を製造する手段はまた、ばねを 充填した帯片あるいはマトリックスを格納のために巻き上げる手段を含みうる。 コイルばね組み立て体を製造する手段は更に、コイルばねをそれぞれのポケット 内で方向を変え直したり、ひっくり返したり、あるいはインパクト手段を含みう る。更に、コイルばね組み立て体を製造する手段はばねを特定長さの充填した連 続したポケット帯片を１個以上の部分に切断する手段と、例えば帯片の部分を所 望の全体のマトリックスに対応する隣接関係に位置させる手段や隣接する部分を 相互に固定し、所望のばね充填したマトリックスを形成する手段のようなある長 さのばねを充填した帯片あるいは帯片セグメントを相互に組み立てる手段とを含 みうる。コイルばね組み立て体の製造は更に、ポケット帯片を部分に切断する前 に連続したポケット帯片に周囲ばねを挿入する手段と境界ワイヤをコイルばね組 み立て体の周囲の周りに挿入する手段とによって達成しうる。 例であるが、各種のコイルばねを、縁部に沿って配置された２０個のポケット を有するマットレスを形成するために使用される連続したポケットコイル帯片に 位置させることが可能で、そこではばねを充填した帯片の隣接した部分が縁部に 対して平行の並置関係で相互に取り付けられる。最初の２０個のポケットが第１ の列に対応している連続したポケット帯片の始まりは周囲ばねを充填する。第１ の列はマットレスの頭、脚あるいは側部に位置した第１の列のコイルに対応しう る。２１番目と４１番目のポケットは周囲ばねを包含し、介在する２２番めから ４０番目のポケットは内部コイルばねを包含し、２１番目から４１番目のポケッ トはコイルばね組み立て体の第２のコラムに対応する。同様に、周囲ばねは４２ 番目のポケットに配置され、それに内部ばねが続くというふうに配置される。 このように、各コイルばねのばね特性が他のコイルばねとは相違しうる、複数 の複合ばね定数を有するコイルばねを有するコイルばね組み立て体を製造すこと は連続的に自動化されて達成可能である。生産はまたバッチ式に実施可能で、マ ットレスの一部、単一のマットレス、あるいは複合マットレスは単一の作業で製 造され、特注のマットレスを構成する場合にも使用可能で、あるいはマットレス 間でワイヤの太さを１個以上変更したい場合にも使用可能である。 単一のマットレスにおいて種々のゲージのワイヤを使用可能である。例えば、 頭、脚、および真ん中部分はそれぞれ異なる直径のばねを含みうる。更に、一台 のコイラに種々のゲージのワイヤを順次送入可能である。しかしながら、製造工 程を高速化するため各異なるワイヤゲージに対してそれぞれ一台のコイラを使用 することが通常好ましいことである。もしも一台きりのコイラしか使用でないな いとすれば、１セットのばねを事前にコイルとし、これらのコイルばねをホッパ から送ることが好ましいかもしれない。 最終のコイルばね組み立て体の各ばねは該組み立て体におけるその他のばねと は相違する複合ばね定数特性を有しており、各ばねは該組み立て体における他の ばねに対して特定のマトリックスにおいて選択的に位置されることに注目すべき である。 更に、全てのばねは同じ複合ばね定数特性を有するようにしてもよい。 更に、最終のコイルばね組み立て体は周囲ばねあるいは境界ワイヤを含みうる 。他方、周囲ばねあるいは境界ばねは完全に省いてもよい。 このように、コイルばね組み立て体あるいはその一部は単一の水平の層を形成 するか、あるいは積み重ね、相互に接続して複合水平方向層の組み立て体を形成 してもよい。コイルばね組み立て体は概ね平坦にでき、あるいは各種の形状や形 態とするよう形成可能である。例えば、ばね組み立て体は凹型あるいは凸型面を 有するか、四角、丸形、長方形あるいは三角形としてもよい。二次元であろうと 三次元であろうと、その他の形状および形態を本発明によって構成可能である。 図１５から図１７までは第１のコイラ装置１００、第２のコイラ装置１０２、 およびコイル挿入装置１０４とを示している。一方あるいは双方のコイラ装置１ ００、１０２は適当なコイルが事前に作られるとすればコイルホッパに代えても よい。第１のコンベヤ１０６ａがコイルを第１のコイラ１００から挿入装置１０ ４に向って搬送する。同様に、第２のコイラ装置１０２からのコイルは第２のコ ンベヤ１０６ｂによって挿入装置１０４に向って搬送される。コイルは第１と第 ２のコンベヤ１０６ａ、０６ｂの走行方向に対して横方向に整合されることが好 ましく、コイルはホッパ１０８に入れられるか、あるいは重力によってホッパ１ ０８中へ落下する。ホッパ１０８は楔形であり、そのためコイルが重力により楔 の底へ落下することが好ましい。ホッパすなわちシュート１０８は各コイルを挿 入装置１０４の走行線に対して長手方向に整合した状態で送り易くする。 挿入装置１０４は更に、圧縮プランジャ１１０と、圧縮されたコイルを受け取 り、かつ保持するようにされたくぼみ１１６を有する少なくとも１個の外側部分 １１４を有している回転可能ターレット１１２と、挿入装置１０４へ送入される コイル体片材料１２０と各くぼみ１１６を整合させるようターレット１１２を回 転させる手段１１８と、圧縮されたコイルをコイル帯片材料１２０と接触するよ う送入する手段１２２とを含む。図１５は９０度だけ均等に離隔された４個の外 側部分１１４を示している。各外側部分１１４は、コイルがターレット１１２に 挿入しうる半径方向の開口と、コイル挿入プランジャ１２４の遠位端が圧縮され たコイルばねと接触する第１の横方向開口と、第１の開口とは反対側にあって、 そこからコイルを排出しうる第２の横方向の開口とを画成している。外側部分１ １４は更に、圧縮された状態でコイルを空洞内に一時的に保持し、特にコイルば ねがターレット１１２から半径方向に出て行かないようにする手段１２６を含む 。コイルは例えば一方向カムロッキング装置のようなヒンジ付き機構によって保 持しうる。 図１５から最良に判るように、コイル帯片材料１２０はコイル帯片材料１２０ のロール１２８から供給可能で、該材料は挿入装置１０４に送入されるにつれて 前記ロールから繰り出される。図１５から図１７までに示す特定の実施例におい ては、コイル帯片材料のシートがロール１２８から引き出され、折り曲げ手段１ ３０によって半分に折り曲げられることによって開放した端が送入装置１０４に 向って内方に面し、折り曲げられた筋が外方に配置されている。次いで、折り曲 げられたコイル帯片材料１２０はコイルばねで充填されるべく送入装置１０４の 近傍まで進行する。 送入装置１０４は更に、広げ楔１３２を含み、該楔は材料が進行するにつれて 送入装置１０４のコイル送入領域の前でコイル帯片材料１２０の頂部層および底 部層を広げる。挿入装置はまた、帯片材料のそれぞれ頂部層の上方と底部層の下 方に配置された頂部プレートと底部プレートとを含む。そのくぼみ１１６の一つ に圧縮されたばねを収容しているターレット１１２が適所に回転した後、ばねは コイル挿入プランジャ１２４と整合する。次いで、コイル挿入プランジャ１２４ はターレット１１２に向って作動し、コイルばね保持手段１２６が解放されるこ とによってコイル状とされたばねをターレット１１２の外側部分１１４のくぼみ から移動させる。圧縮されたコイルばねは更に、ターレット１１２と頂部プレー と底部プレートとの間に配置された２個の中間の伸縮プレートの間をコイル挿入 プランジャ１２４によって前進させられる。中間プレートは２個の頂部プレート と底部プレートとの間で部分的に延びており、折り曲げられたコイル帯片材料の 頂部層は頂部の外側プレートと頂部の中間プレートとの間の空隙を通り、折り曲 げられたコイル帯片材料の底部層は底部の中間プレートと底部の外側プレートと の間の空隙を通過する。 コイル挿入プランジャ１２４の最大伸長時において、ばねは中間プレートを越 えて移動し、折り曲げられた帯片材料１２０の頂部層と底部層との間に位置する 。ばねは頂部および底部の外側プレートによってコイル帯片材料内で広がらない ように実質的に阻止される。図１６から最良に判るように、挿入装置１０４は更 に、複数の案内プレート１５０を含み、該案内プレートはばねを充填した材料が 挿入装置１０４を通して長手方向に送られるにつれてコイルを充填した帯片材料 を圧縮状態に保持する。 本装置１０４は更に、コイル帯片材料のポケット内でコイルばねを密閉するシ ール手段を含んでいる。第１と第２の縫合機構１５４、１５６が図１６に最良に 示されており、第１の縫合機構１５４は横行してコイルを充填した帯片材料を横 方向に前後に縫合すなわちシールし、一方第２の縫合機構１５６は前記材料を長 手方向に縫合すなわちシールする。本装置は、第２の縫合機構１５６が、材料の 他方の長手方向縁部は折り曲げ筋目を有しているので、材料の一方の長手方向縁 部のみをシールするようにされることが好ましい。このように、コイル材料は圧 縮軸線をポケットの中心軸に対して全体的に垂直に位置するようにさせて圧縮さ れた状態でそれぞれのポケットの内部に保持される。図１５から図１６に示す装 置に関して、ポケットは本装置を通して送られる帯片材料の方向に対して横方向 に形成され、帯片材料は全体的に水平方向で該装置から出て行き、各々の挿入さ れたコイルばねの圧縮軸線は全体的に垂直である。コイルを充填した帯片材料は この時点で、好ましくは、希望に応じて圧縮されたコイルばねをそのような垂直 方向に保持しながら、ロール状に巻き上げられたり、あるいは積み重ねられる。 代わりに、コイルを充填した帯片はそれぞれのポケット内で各コイルばねの方向 を変えたり、ひっくり返したりする装置の中へ送入、すなわち挿入されてもよい 。このように、挿入装置１０４は更に、コイル帯片のポケット内で圧縮されたコ イルに横方向の力を加えるインパクト機構を含みうる。インパクト機構はばねに 適当な方向に、ばねがそのポケット内で、例えば９０度方向を変えるようにする に十分な力で衝撃を加えるようにされており、その時ばねは少なくとも部分的に 広がってポケットを適当な方向で充填する。ばねは最終的に予め負荷した状態、 あるいは部分的に圧縮した状態でポケット内で自立することが好ましい。このよ うに、方向を直したばねは最初に挿入された状態よりも圧縮度が低くなりうる。 このように、挿入装置１０４は各種タイプのコイラによってコイル状にされた ばねを挿入するようにされている。第１と第２のコイラ装置１００および１０２ は所望のばねを製造可能ないずれか適当な周知のばねコイル化装置でよい。 コイルを充填した帯片材料はある部分あるいは長さに切断しうる。前記部分あ るいは長さ分は、各帯片が全体的に独立して、すなわち個々に圧縮したり、拡張 しうるようにする要領で、例えばホットメルト接着剤あるいは糊によって相互に 取り付け可能である。隣接する部分のポケットは、隣接する部分のポケットの端 部を取り付けない状態に残しながら、ポケットの真ん中の近傍でホットメルト接 着剤あるいは糊を付与することにより取り付けられることが好ましい。 このように、前述の目的、なかんずく前述の説明において説明され、あるいは 明らかとなった目的は効率的に達成されることが判る。かつ、本発明の範囲から 逸脱することなく前述の構造においてある種の変更が可能なので、前述の説明に 含まれ、かつ添付図面に示されている全ての事項は例示のみであり、限定的でな いことが意図されている。 また、以下の請求の範囲は本明細書で説明した本発明の一般的および特定的な 特徴の全て、および言語として本発明の範囲に網羅されるものとして言明しうる 本発明の範囲に関する全ての記述を網羅する意図であることを理解すべきである 。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，Ｙ Ｕ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． コイルばねの少なくとも１個が所定の複合ばね定数を有しているコイルば ねを所定の順序で連続したポケット帯片のそれぞれの個々のポケット中へ挿入す る段階を含むことを特徴とするコイルばね組み立て体を製造する自動化した方法 。 ２． 少なくとも２個の所定の複合ばね定数を有するコイルばねを更に含み、前 記の所定の複合ばね定数を有するコイルばねの少なくとも１個の前記所定の複合 ばね定数がその他の複合ばね定数を有するコイルばねのそれとは相違することを 特徴とする請求の範囲第１項に記載の自動化した方法。 ３． 前記コイルばねの各々をそれぞれのポケット内でシールする段階を更に含 むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の自動化した方法。 ４． 前記連続したポケット帯片中へ挿入する前に概ね均一な太さを有する１本 以上のワイヤを前記複合ばね定数を有するコイルばねとなるようコイル状に巻く 段階を更に含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の自動化した方法。 ５． 前記連続したばねを充填した帯片が部分に切断され、第１の切断されたば ね充填の帯片における前記所定の複合ばね定数を有するコイルばねの少なくとも １個の前記所定の複合ばね定数が前記第１の帯片における他のコイルばねのそれ とは相違することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の自動化した方法。 ６． ばねを充填した帯片を１個以上の所望の長さ分に切断する段階と、 少なくとも２個のばねを充填した帯片の長さ部分を相互に隣接して位置させる 段階と、 隣接する長さ分を相互に取り付ける段階とを更に含むことを特徴とする請求の 範囲第１項に記載の自動化した方法。 ７． 前記の隣接した長さ分を相互に取り付けるとき、少なくとも２個の堅いゾ ーンを形成すべく所定の順序で前記ポケット帯片中へ前記コイルばねを挿入する 段階を更に含むことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の自動化した方法。 ８． 前記コイルばね組み立て体の外周に対応したそれぞれの周囲ポケットに複 数の周囲コイルばねを挿入する段階を更に含むことを特徴とする請求の範囲第１ 項に記載の自動化した方法。 ９． 前記周囲コイルばねが、前記連続したポケット帯片中へ挿入する前に、第 ２の概ね均一な太さを有するワイヤをコイル状に巻くことによって形成され、前 記第２の太さがその他の前記コイルばねの少なくとも１個の太さとは相違してい ることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の自動化した方法。 １０． 前記コイルばね組み立て体の外周の周りで１個以上の境界ワイヤを取り 付ける段階を更に含むことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の自動化した方 法。 １１． 長手方向の軸線に沿って配置された複数の開放したポケットであって、 各ポケットが前記コイル帯片の長手方向軸線に対して概ね直交する中心軸を有す るポケットを有する連続したポケットコイル帯片と、各々が複数のコイルを有す る複数のコイルばねとからコイルばね組み立て体を製造する自動化した方法であ って、少なくとも１個のコイルばねが所定の複合ばね定数を有し、かつ少なくと も１個のその他のコイルばねとは相違するばね定数特性を有しており、各ばねが 圧縮軸線を有している方法において、 前記各ばねを所定の順序で前記連続したポケットコイルのそれぞれの開放した ポケット中へ挿入する段階と、 前記ポケットを閉鎖する段階とを含むことを特徴とするコイルばね組み立て体 を製造する自動化した方法。 １２． それぞれの所定の長さにおいて、前記ばねを包含した前記連続したポケ ットコイル帯片の少なくとも２個の部分を外す段階を更に含むことを特徴とする 請求の範囲第１１項に記載の自動化した方法。 １３． 挿入する前に、それぞれのポケットの中心軸に対して垂直に各ばねの圧 縮軸線を整合させる段階を更に含むことを特徴とする請求の範囲第１１項に記載 の自動化した方法。 １４． それぞれのポケット内で前記ばねの各々を回転させることにより各ばね の圧縮軸線をそれぞれの前記ポケットの軸線に対して整合させる段階を更に含む ことを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の自動化した方法。 １５． 前記帯片の少なくとも２個の前記部分を並置関係で取り付ける段階を更 に含み、前記部分の長手方向軸線が相互に対して概ね平行であり、前記コイルば ねの圧縮軸線が相互に対して平行であることを特徴とする請求の範囲第１２項に 記載の自動化した方法。 １６． 前記ポケットコイルの前記取り付けられた部分がコイルばねの少なくと も２個のゾーンを有するポケットコイル組み立て体を形成し、前記各ゾーンの前 記コイルばねが概ね類似のばね定数特性を有しており、前記ゾーンの少なくとも ２個のばね定数特性が相違することを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の方 法。 １７． 前記その他のコイルばねの１個が少なくとも２個のばね定数を有してい ることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の方法。 １８． 前記コイルばねの前記少なくとも１個が、 第１のピッチを有する第１の端部分と、 第１のピッチを有する第２の端部分と、 第２のピッチを有し、前記第１と第２の端部分の間に一体配置された真ん中部 分とを含むことを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の方法。 １９． 前記第２のピッチが前記第１のピッチよりも大きいことを特徴とする請 求の範囲第１８項に記載の方法。 ２０． 前記コイルばねの少なくとも１個の前記端部分の少なくとも１個の少な くとも１個のコイルが直径が端に向かう方向において減少することを特徴とする 請求の範囲第１８項に記載の方法。 ２１． 削除 ２２． 前記コイルばね組み立て体が、前記各コイルばねが概ね独立して圧縮し たり拡張できるように、されていることを特徴とする請求の範囲第２３項に記載 のコイルばね組み立て体。 ２３． 各々の複合ばね定数を有するコイルばねが少なくとも二つのばね定数を 有している少なくとも１個の複合ばね定数を有するコイルばねを含む複数のコイ ルばねと、 前記コイルばねを離隔関係で保持し、前記コイルばねが圧縮したり、拡張でき るようにした接続マトリックス手段とを含み、 前記接続マトリックス手段が複数の取り付けられたポケットコイル帯片セグメ ントを含むことを特徴とするコイルばね組み立て体。 ２４． 各々の複合ばね定数を有するコイルばねが少なくとも二つのばね定数を 有している少なくとも１個の複合ばね定数を有するコイルばねを含む複数のコイ ルばねと、 前記コイルばねを離隔関係に保持し、前記コイルばねが圧縮したり、拡張でき るようにする接続マトリックス手段とを含み、 前記コイルばねが複数の列で前記接続マトリックス手段内に配置され、前記列 の各々が複数の前記コイルばねを包含し、前記列の少なくとも一列における前記 コイルばねの少なくとも１個のばね定数が前記列における少なくとも１個のその 他のコイルばねのばね定数と相違していることを特徴とするコイルばね組み立て 体。 ２５． 複合ばね定数を有するコイルばねの各々が少なくとも二つのばね定数を 有している少なくとも１個の複合ばね定数を有するコイルばねを含む複数のコイ ルばねと、 前記コイルばねを離隔関係で保持し、前記コイルばねが圧縮したり、拡張出来 るようにした接続マトリックス手段とを含み、 前記コイルばねが複数の列で前記接続マトリックス手段内に配置され、各列 が複数の前記コイルばねを包含し、前記列の少なくとも１列が少なくとも２個の 複合ばね定数を有するコイルばねを包含し、前記列の前記少なくとも１列におけ る前記複合ばね定数を有するコイルばねの複合ばね定数が前記列の前記少なくと も１列における少なくとも１個のその他の複合ばね定数を有するコイルばねの複 合ばね定数とは相違していることを特徴とするコイルばね組み立て体。 ２６． 複数のコイルばねと、 前記コイルばねを離隔関係で保持し、前記コイルばねが圧縮したり、拡張でき るようにする接続マトリックス手段とを含み、 前記コイルばねが複数の列において前記接続マトリックス手段内に配置され、 前記列の各々が複数の前記コイルばねを包含し、前記列の１列における前記コイ ルばねの少なくとも１個のばね定数が所定の複合ばね定数を有しており、前記列 における少なくとも１個のその他のコイルばねのばね定数と相違することを特徴 とするコイルばね組み立て体。 ２７． 前記コイルばね組み立て体が前記コイルばねの各々が概ね独立して圧縮 したり、拡張出来るようにされていることを特徴とする請求の範囲第２７項に記 載のコイルばね。 ２８． 前記複数のコイルばねが更に、前記コイルばね組み立て体の外周に全体 的に配置された複数の周囲ばねを含み、前記周囲ばねの各々が、前記複合ばね定 数を有するコイルばねの前記コイルの太さより大きい概ね均一な太さの複数のコ イルを有していることを特徴とする請求の範囲第２６項に記載のコイルばね組み 立て体。 ２９． 複数のポケットと、 複合ばね定数を有するコイルばねが少なくとも二つのばね定数を有している少 なくとも１個の複合ばね定数を有するコイルばねを含む複数のコイルばねとを含 み、 前記ばねの各々が複数のコイルを含み、 前記ばねがそれぞれの前記ポケットに配置されていることを特徴とするポケッ トコイル構造のマットレス。 ３０． 少なくとも２個の隣接する前記の複合ばね定数を有するばねが概ね同様 の複合ばね定数を有することによって少なくとも１個の複合ばね定数を有する堅 いゾーンを形成していることを特徴とする請求の範囲第２９項に記載のマットレ ス。 ３１． 少なくとも１個の前記複合ばね定数を有するコイルばねが更に、それぞ れ第１と第２のばね定数を有している第１と第２の部分を含み、 前記第１のばね定数が前記第２のばね定数よりも低く、 前記コイルばねの前記第１の部分が前記第２の部分が圧縮する前に初期移動量 だけ少なくとも部分的に圧縮するようにされていることを特徴とする請求の範囲 第２９項に記載のマットレス。 ３２． 第１の複数の複合ばね定数を有するコイルばねと、 第２の複数の複合ばね定数を有するコイルばねと、 第３の複数の複合ばね定数を有するコイルばねとを更に含み、 前記複数の複合ばね定数を有するばねの少なくとも１個の複合ばね定数がその 他の前記コイルばねの少なくとも１個のそれとは相違することを特徴とする請求 の範囲第２９項に記載のマットレス。 ３３． 各コイルばねが第１の複合ばね定数を有している第１の複数の複合ばね 定数を有するコイルばねと、 各コイルばねが第２の複合ばね定数を有している第２の複数の複合ばね定数を 有するコイルばねと、 各コイルばねが第３の複合ばね定数を有している第３の複数の多数おばね定数 を有するコイルばねとを更に含み、 前記複合ばね定数の少なくとも一つがその他の前記複合ばね定数の少なくとも 一つと相違していることを特徴とする請求の範囲第２９項に記載のマットレス。 ３４． 各ポケットが中心軸の周りに配置されたチューブ状の側壁と、前記チュ ーブ状側壁の両端に配置された一対の端壁とを有し、該ポケットが並置したマト リックスを形成するよう相互に接続されている複数のチューブ状ポケットと、 複数の複合ばね定数を有するコイルばねを含む複数のコイルばねであって、 各コイルばねが複数のコイルを有し、少なくとも１個のコイルばねが少なくとも １個の他のコイルばねとは相違するばね特性を有し、各ばねが各ポケットの中心 軸と概ね整合した圧縮軸線を有しており、前記圧縮軸線と中心軸とが前記マトリ ックスに対して概ね垂直である複数のコイルばねとを含むことを特徴とするコイ ルばね組み立て体。 ３５． 前記各ばねがそれぞれの選定されたポケットを占拠することを特徴とす る請求の範囲第３４項に記載のコイル組み立て体。 ３６． コイルばねの少なくとも２個のゾーンを更に含み、前記各ゾーン内の前 記コイルばねが概ね同様のばね定数特性を有しており、前記ゾーンの少なくとも ２個のばね定数特性が相違することを特徴とする請求の範囲第３４項に記載のコ イル組み立て体。 ３７． 前記コイルばねの少なくとも１個が少なくとも二つのばね定数を有して いることを特徴とする請求の範囲第３４項に記載のコイル組み立て体。 ３８． 前記コイルばねの少なくとも１個が、 第１のピッチを有する第１の端部分と、 前記第１のピッチを有する第２の端部分と、 第２のピッチを有し、前記第１と第２の端部分との間に一体に配置された真ん 中の部分とを含むことを特徴とする請求の範囲第３４項に記載のコイル組み立て 体。 ３９． 前記第２のピッチが前記第１のピッチよりも大きいことを特徴とする請 求の範囲第３８項に記載のコイル組み立て体。 ４０． 前記コイルばねの少なくとも１個の前記端部分の少なくとも１個の少な くとも１個のコイルが直径が端に向かう方向において減少することを特徴とする 請求の範囲第３８項に記載のコイル組み立て体。 ４１． 前記少なくとも１個の複合ばね定数を有するコイルが、 第１のコイルと、第２のコイルと、それらの間に配置された複数の中間のコ イルとを含む複数の螺旋状に巻いたコイルであって、前記第１のコイルのピッチ が前記第２のコイルのピッチより小さく、前記第１のコイルの直径が前記第２の コイルの直径より小さいコイルとを含むことを特徴とする請求の範囲第２３項に 記載のコイルばね。 ４２． 前記中間のコイルのピッチが前記第１のコイルから前記第２のコイルま で順次増大することを特徴とする請求の範囲第４１項に記載のコイルばね組み立 て体。 ４３． 前記中間のコイルの直径が前記第１のコイルから前記第２のコイルまで 順次増大することを特徴とする請求の範囲第４１項に記載のコイルばね組み立て 体。 ４４． 前記中間コイルの直径が前記第１のコイルから前記第２のコイルまで増 大し、前記コイルが圧縮されると該コイルがより大きな直径を有する隣接するコ イル内に位置しうるように形成されていることを特徴とする請求の範囲第４１項 に記載のコイルばね組み立て体。 ４５． 前記コイルが接触することなく隣接するコイルが相互の内部で位置しう るように形成されていることを特徴とする請求の範囲第４１項に記載のコイルば ね組み立て体。 ４６． 前記少なくとも１個の複合ばね定数を有するコイルばねが、 第１の複数の螺旋状に巻かれたコイルを有する第１の端部分と、 第２の複数の螺旋状に巻かれたコイルを有する真ん中の部分であって、前記第 １の端部分と一体形成された真ん中の部分とを含み、 前記第１の複数のコイルが第１のコイルと第２のコイルとを含み、 前記第２のコイルが前記第１のコイルと前記真ん中の部分との間に配置されて おり、 前記第１と第２のコイルとが概ね同様のピッチを有しており、 前記第２の複数のコイルが少なくとも１個の真ん中のコイルを含み、 前記真ん中のコイルのピッチが前記第１の複数のコイルのいずれかのピッチよ りも大きく、 前記第１の端部分と前記真ん中の部分とが概ね前記真ん中の部分が圧縮する前 に前記第１の端部分が概ね完全に圧縮するようにされていることを特徴とする請 求の範囲第２４項に記載のコイルばね組み立て体。