(57)【要約】コアの少なくとも一つの主要な表面が絶縁体の内側層および少なくとも一つの素材の外側層で覆われる。外側層は設置のためのツールの中空ニードルを通してフレキシブルなフィラメントタイプファスナを押し入れることで内側層に固定される。マットレスのコアが発泡体から製造される場合には、フィラメントファスナは内側層を固定するために使用されるであろう。絶縁体層は適所において他部品を隠して固定される繊維パネルによって覆われて固定される。また、フィラメントファスナは枕の上面の縁部またはマットレスのトップパネルを固定するためにも使用されるであろう。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マットレスのコアと、
前記コアの少なくとも一つの主要な表面の上に固定される少なくとも一つの絶縁体の内側層と、
前記絶縁体の内側層の上に配置される少なくとも一つの素材の外側層と、
前記素材の外側層を前記絶縁体の内側層に固定するための複数のファスナの配列と、を備えたマットレス構造であって、
前記ファスナの少なくとも数本は、フレキシブルな重合体のフィラメントと、前記フィラメントの前端で広がる第1の拡大部と、前記フィラメントの後端で広がる第2の拡大部とを備え、
少なくとも前記第1の拡大部は、前記素材の外側層を貫通し前記絶縁体の内側層の内部に押し入れられる中空ニードルを通り抜けるアンカーであり、前記中空ニードルが取り出されると、前記第1の拡大部が前記絶縁体の内側層の内部またはより先側で展開し、前記第2の拡大部が前記素材の外側層に近い位置で展開することで、
前記素材の外側層と前記絶縁体の内側層を相互に保持しつつ、前記素材の外側層と前記絶縁体の内側層との間の移動を制限することを特徴とするマットレス構造。
【請求項２】
マットレスのコアの少なくとも一つの主要な表面の上を少なくとも一つの絶縁体の内側層で覆う工程と、
前記絶縁体の内側層の上に少なくとも一つの素材の外側層を置く工程と、
複数のファスナの配列で前記素材の外側層を前記絶縁体の内側層に固定する工程と、を備えたマットレスの製造方法であって、
前記ファスナの少なくとも数本は、フレキシブルな重合体のフィラメントと、前記フィラメントの前端で広がる第1の拡大部と、前記フィラメントの後端で広がる第2の拡大部とを備え、
前記ファスナの夫々は、中空ニードルを前記素材の外側層を貫通させ前記絶縁体の内側層の内部に押し入れることによって取り付けられ、次に、横クロスバーを通した後に、前記中空ニードルが取り出されたときに、前記第1の拡大部が前記絶縁体の内側層の内部またはより先側で展開し、前記第2の拡大部が前記素材の外側層に近い位置に残されることで、前記素材の外側層と前記絶縁体の内側層を相互に保持しつつ、前記素材の外側層と前記絶縁体の内側層との間の移動を制限することを特徴とするマットレスの製造方法。
【請求項３】
前記素材の外側層は、絶縁体の層であることを特徴とする請求項１または２に記載のマットレスの製造方法。
【請求項４】
前記素材の外側層は、織物であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマットレスの製造方法。
【請求項５】
重合発泡体から作られるマットレスのコアの少なくとも一つの主要な表面を絶縁体の層で覆う工程と、
前記絶縁体の層を複数のファスナの配列により前記コアに固定する工程と、を備えたマットレスの製造方法であって、
前記ファスナの少なくとも数本は、フレキシブルな重合体のフィラメントと、前記フィラメントの前端で広がる第1の拡大部と、前記フィラメントの後端で広がる第2の拡大部とを備え、
前記ファスナの夫々は、中空ニードルを前記絶縁体の層を貫通させ前記コア中に押し入れ、次に、前記第1の拡大部が前記中空ニードルを通過され、前記中空ニードルが取り出されたとき、前記第1の拡大部が前記コアの内部で展開し、前記第2の拡大部は前記絶縁体の層に近い側に残されることで、前記絶縁体の層と前記コアを相互に保持しつつ、前記絶縁体の層と前記コアの間の移動を制限することを特徴とするマットレスの製造方法。
【請求項６】
前記絶縁体は、重合発泡体であることを特徴とする請求項１、２、３、４のいずれか１項に記載のマットレスの製造方法。
【請求項７】
マットレス構造のためのフィラメントファスナであって、
前記フィラメントファスナは、
重合素材のフレキシブルなストランドと、
前記ストランドの一方の端部で一体形成された拡大したテールと、
前記ストランドの他方の端部で一体形成された拡大したヘッドとを備え、
前記ヘッドは前記ストランドの対向する面から延設される一対のアームを備え、前記アームの夫々は頂点で合体され、180°未満の角度をなすことを特徴とするマットレス構造のためのフィラメントファスナ。
【請求項８】
枕の上面の角部または縁部をマットレスに固定する方法であって、
フィラメントファスナを前記枕の上面の底層を貫通させて前記マットレスに押し入れる工程を備えることを特徴とする方法。
【請求項９】
多層の織物パネルをマットレスに固定する方法であって、
前記織物パネルを折り目線に沿って折り重ねる工程と、
次に、前記折り目線の近くにおいて前記織物パネルの全てではない部分にフィラメントファスナを押し入れる工程と、
次に、前記マットレスに対して前記織物パネルの水平部分を広げることで、前記フィラメントファスナを前記織物パネルの最外層によって隠す工程とを備えることを特徴とする方法。
【請求項１０】
マットレスのコアに対して織物上面または底面のカバーを固定する方法であって、
前記織物上面または前記底面のカバーの周囲に不織布のフランジ片を縫合する工程と、  前記織物上面または前記底面のカバーを前記コアの上に置いて、前記フランジ片が前記コアの縁部全体に達するようにする工程と、
次に、前記フランジ片を貫通させて前記コアの側面の中にフィラメントファスナを押し入れることで前記フランジ片を前記コアに固定する工程と、を備えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マットレス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のマットレス構造によれば、多数のコイルばねを平行に配置し、各コイルバネの上端と下端をマットレスの縁部を形成するための境界面ワイヤで覆った内部スプリングユニットを通常備えており、この内部スプリングユニットをパッドと繊維からなる複数の層で覆うように構成されている。近年の合成パッドは一般的に「絶縁体」と呼ばれる。この種の絶縁体は、上記の境界面ワイヤまたはコイルばねに対して、絶縁体の素材を通り抜け、その下方に金属部品の周りに固定されるピッグリングなどのメタルコネクタを用いて固定されるであろう。他の絶縁体層は、粘着剤を使用することによって少なくとも一時的に取り付けられるか、または縫合されるであろう。この絶縁体層は、他の部品を隠し外観を提する繊維パネルにより最終的に覆われて適所に固定される。
【０００３】
すべてのマットレスが上記の内部スプリングを含むわけではない。いくつかのマットレスは、例えば高密度の発泡コア、または気泡体を備える。内部スプリングは、マットレスコアの内の一種であるといえる。いずれにせよマットレスコアの目的は、マットレス形状を維持し、その上に横たわる人に快適な保持状態を提供することである。
【０００４】
上述した固定方法によれば、接合層の間に十分なあそびを確保することができず、また欠点を有する。例えば上記のピッグリングを取り付けることは、労働集約的作業であり、縫合作業には時間を要し、粘着剤を塗布する作業は汚れを伴うことから作業後の清掃作業が必要となる。
【０００５】
発明者は、衣類に対して販売タグを固定するために一般的に使用されるフィラメント式(filament-type)のプラスチック製のタグファスナを、マットレス部品の固定に使用することで、マットレスと結果の製造を簡素化でき、より良い製品となることに着目した。
【０００６】
典型的なタグファスナは、拡大されたテールを有するヘッドを接続した細いストランドを備える高強度のプラスチック製部品である。このテールは衣服の繊維を通り抜けるためには大きすぎる形状を備え、ヘッドは倒されると繊維の間を通ることができるように構成されている。このような状態にするために、専用ツールが通常は使用される。一旦、ヘッドが繊維を通過して、反対側でテールが広がるようにツールから解除されるとテールが元の位置に戻り繊維に平行となり、引き戻すことができなくなる。このように構成されるものを良く知られているように「フィラメントファスナ」と以下呼ぶこととする。
【０００７】
プラスチック製のフィラメントファスナは、片またはクリップとして並列接合される状態で製造される。このようなファスナクリップに関する事例は、米国特許第3,733,657号において、特に図9で開示されている。このクリップは、ファスナの直線配列部分を含み、各ファスナは直線配列部分の一端においてヘッドを形成する横クロスバーを有し、他端において第2のヘッドまたはパドルを形成する横クロスバーを有したフレキシブルなフィラメントファスナを形成している。この構成によれば、横クロスバーとパドル（paddle、または第2の横クロスバー）は互いに平行な面上に並列される。それぞれの横クロスバーは、離間され互いに平行に設けられる。各横クロスバーに対して直角方向に延設されるランナーバーは、夫々の横クロスバーに対してコネクタで容易に供給可能に接続される。
【０００８】
米国特許第4,039,078号は、連続した梯子形状でストックできるいくつかの異なったタイプのプラスチック製のファスナまたは付属品を開示している。当該開示による各事例では、ストックは成形または打抜きプレス加工によってナイロン、ポリプロピレンおよび他の同様の素材を含むフレキシブルなプラスチック材から等間隔で区切られるように製造される。この梯子形状のストックが切断されると多くの個々のファスナを得られる。このようにして得られたファスナは、望ましくは同じ長さの薄いフィラメントによって連結される1組のエンドバーを備える。ファスナのそれぞれのエンドバーは一般に側部の断面形状が円形となる筒状の細長い部分を備える。
【０００９】
上記のファスナストック片からフィラメントファスナを供給するためには、一般的にタガー（tagger）ガンと呼ばれる携帯型の手動操作工具が使用される。このタガーガンはファスナ片を装着できるように構成されている。ガン本体は、長手方向に延びる縦スロットを有する中空ニードルを着脱自在に取り付ける筒状の開口部を有する。ファスナストック片はニードルの後方から拡張するハウジングのスロットに挿入される。トリガーが引かれると、最初の付属のファスナストックの最初の付属クロスバエンドに対して揃えられたプランジャーが前進されることで、最初の付属のファスナストックの最初の付属クロスバエンドの端部がニードルの開口部を通過するように強制移動される。このように構成されるタガーガンは通常は手動式であるが、電動式または空気圧によって駆動されるタイプのタガーガンもある。
【００１０】
このタガーガンの中空ニードルは、前端、後端、側面、中央穴、縦スロットおよび側面の凹部を有した実質的に筒状のベース部分を通常備えており、ニードルのゆるみ止めシャフトを収容するように構成されている。また中空ニードルはベース部分の前端から後端ににかけて延設される軸部分を備える。この軸部分は、実質的に円柱状に形成されたニードルであり、鋭く形状付けされたチップと、ベース部分の縦スロットに揃うように形成された縦スロットと、ベース部分の中央穴に揃うように形成された中央穴とを備える。この軸部分のチップの近傍における縦スロットの一部で、細長い開口部位(この開口部位は一般的にニードルのスプーンと呼ばれる）であって、ファスナのクロスバ端よりも大きなサイズとなる部位を形成しており、この部位からファスナの供給を可能にしている。
【００１１】
フィラメントファスナの供給用ツールとして使用されるニードルに関する事例は、米国特許第5,715,984号公報に開示されている。当該開示になるニードルはベース部分の後部のナイフ部分を含む。このナイフ部分は最先端が「V」字形状のノッチとなる刃先を備える。
【００１２】
ファスナストックから個々のフィラメントファスナを供給する使用目的のタガーガンは多機種が開発されている。例えば、米国特許第4,456,123号はファスナを分与する装置例を開示している。この種のタガーガンと同様のツールは、米国カリフォルニア州、パサディナ市のアベリー  デニソン社(Avery Dennison Corporation)より登録商標名のスイフタック（Swiftach）として販売されている。このツールを使用して上記のタイプのファスナストックを格納しフィラメントファスナを分与することができる。
【００１３】
上記の米国特許第4,456,123号、5,715,984号、3,733,657号および4,039,078号を本明細書に引用して合体する。
【発明の開示】
【００１４】
本発明の目的は、マットレスの構造を簡素化することである。
【００１５】
本発明の別の目的は、マットレス上にしっかりと素材層を保持している間に、一つの層または複数の層がお互いに限定的に移動されて固定することを可能にするファスナのシステムを提供することである。
【００１６】
上記の目的及び他の目的は、従来のファスナの代わりに射出可能なフィラメントファスナを用いてマットレスを組み立てることによって達成される。我々はマットレスの製造工程において、上記のタイプのフレキシブルなプラスチック製のファスナが適切に取り付けられると、絶縁体と繊維層の間を確実に保持できることを発見した。フィラメントファスナは、安価であり、強靭かつ迅速に簡単に取り付けできる利点がある。加えて、基本的な層が分厚くとも、フィラメントファスナは完全に層を貫通する必要はないことから「目隠し（blind)」ファスナとして使用することもできる。フィラメントファスナが中空ニードルを通して厚い発泡層中に射出されるときに、例えばファスナの主な端のアンカー構造によって発泡体を貫き、適所でしっかりと保持されることになる。このために十分な個数のファスナであって、実験から決定される最適な個数のファスナを使用することで確実に固定できる。
【００１７】
またファスナの最適な寸法も実験的に決定されるであろう。我々は現在、マットレスの絶縁体上に張り付き枕を固定するときに、その全長が1〜3インチのファスナを使用し、この後に枕上にカバーを被せられることを確認した。
【００１８】
別用途としては、フレキシブルなプラスチック製のファスナを内部スプリングを覆うトレーを形成する境界発泡シートに接合するために使用できる。
【００１９】
本発明のファスナシステムは、マットレスの縁部周りに不織布のフランジ素材を固定するためにも使用することができる。この「不織布」とは、重合繊維を互いにランダムに横たえ、表面を接着することで得られるものである。この用途では、ファスナはフランジ素材を貫通されマットレスの縁部の近くの絶縁体に射出及び固定される。
【００２０】
フィラメントファスナを使用することで、マットレスの縁部の周りにおいて従来から慣習的に設けられていた不織布フランジを完全に排除するも可能になるであろう。この不織布フランジは、マットレス境界シートがマットレスの縁部に沿うように固定できるようにするために順番に縫合される中間的な部材である。しかし、枕の先頭構造においてマットレス縁部の近くで境界シートを倍増させ、縫合された部分を貫通して基本的な絶縁体中にフレキシブルなプラスチック製のファスナを射出することによって良好な境界合せ状態を維持することができることが判明した。
【００２１】
本発明は、境界面素材が単に底面において留め継ぎされ、不織布フランジが留め継ぎされない片面マットレス構造において、絶縁体を貫通するプラスチック製のファスナを射出することで接続される場合にも適用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図1は、本発明の実施形態になるマットレス構造を図示しており、本図において各上面と下面とが境界面ワイヤ14、16に固定された平行なコイルばね12の配列が、コア要素として内部スプリングユニット10として図示されている。ここで、本発明が他のタイプのコア要素を有するマットレスの製造にも好適となることが理解されよう。例えば、このコア要素は高密度の発泡体の1ブロックとして設けられよう。
【００２３】
図1に図示される構造によれば、少なくとも1つの絶縁体の中間層18が、境界面ワイヤまたは、内部スプリング 10のコイルばねに対してピッグリング20などのメタルコネクタである金属部品を用いて固定される。このため金属部品は中間層を貫通してその下方の部材にからめるか粘着剤などを用いて固定される。この中間層は繊維を接着結合したものまたは重合発泡体などの不織布素材が使用できる。
【００２４】
この絶縁体の少なくとも1つの外側の層22が、次に一枚の中間層または複数の中間層の上に置かれてから、図2で図示されるタイプのフィラメントファスナ24の配列によって固定される。この外側の層は、例えば重合発泡体または他の弾力素材であろう。
【００２５】
このために使用される各ファスナは、全長が1〜3インチ(25〜76mm)の実質的にフレキシブルな重合フィラメント26を含み、実質的に剛体のヘッドまたはアンカーの横クロスバー28をフィラメントの前端に形成し、フィラメントの後部において拡大されたテール30(パドルまたは第2の横クロスバー)を形成している。個々のファスナは、ヘッド28の近くのランナー32によって互いに接続されており、テール30は容易に壊れやすい結合構造(不図示)によってクリップを形成するかまたは相互接続形のファスナ36を形成している。
【００２６】
図1に図示されるように、ファスナが中間層中または外側の層を貫通し相互接続形ファスナ(図2を参照すること)のクリップ片36が射出される、このためガン(不図示)のニードルは適切な深さまで挿入されて中間層を貫通し、ガンのトリガーを操作することでマットレスへ取り付けられる。ガンは手動式に操作されるが、これに代えてガンを自動的に操作できる。このためガンに別のタイプの装置を設けて、例えば電空式アクチュエータによりコンピュータかマイクロプロセッサによって制御するようにもできる。
【００２７】
絶縁体層は、最後に外観を呈する繊維パネル(不図示)によって覆われ所定位置に固定されることで、繊維パネルによりマットレスの他の部品を覆い隠される。この繊維パネルはミシンによって互いに縫合されるが、このときミシンを用いてより良い外観を呈する補強テープが自動的にパネル縁部の間に挿入される場合もある。
【００２８】
図4に図示するように内部スプリングに代えて、マットレスコアとして1ブロックの重合発泡体10'を使用する場合には、フィラメントファスナ24が絶縁体の初層に対してコアを取り付けるために使用される。このためファスナは絶縁体を貫通して直接的にコアにそのヘッドが射出されて取り付けられる。
【００２９】
図2に図示されるフィラメントファスナは従来式のものであり、それぞれまっすぐな横クロスバーによって形成されたヘッドを有している。この別のタイプのフィラメントファスナ24'が図3に図示されている。図3においてそのヘッドまたはアンカー28'が平行ではない2本の腕33、33'によって形成されているが、互いの傾斜角度が180°以下、望ましくは鈍角である矢印形状のヘッドとなっている。このような矢印形状のアンカー28'によればより改良された強度を特に発泡体に対して提供することが期待される。
【００３０】
図2または図3に図示されるタイプが様々な形態を備えるか否かに関係なく、フィラメントファスナの拡大したテール30は種々の形状を備えるであろう。テールの形状如何にかかわらず、テールはいくら押しても繊維素材を通過できない程度の大きさを備える。また、上記の横クロスバーである必要はなく、ディスク、パドル、プリズムまたは強制しても繊維を通過できない他の構造をテールは備えることができる。
【００３１】
図5は、片面マットレスに適用可能となるマットレス構造の代替の製造方法を図示している。図示された製造方法によれば、その上側の縁部に「フランジ」と呼ばれる強度の高い片の素材36を有するマットレス用の境界面バンド34が、マットレスの縁部に沿うようにしてボトムカバー(不図示)の周囲に予め縫合される。次に境界面バンドはマットレス部品の周りに下方に位置する状態から上方に引き上げられフランジがボトムカバーの内部に位置するように引かれる。そしてフィラメントファスナ40を用いて所定の位置でバンドを固定するために、フィラメントファスナ40がフランジを貫通するようにしてマットレス中に移動する。この工程の後に、カバーパネル42が境界面バンドの上面縁部に対して、望ましくは補強テープを加えて継ぎ目を重ね合わせた状態でミシン(不図示)により縁部上面に対して縫われる。トップ枕構造によれば、マットレスに境界面バンドを固定するためにフランジではなくむしろ境界面素材自体を通してフィラメントファスナを移動させて固定することができる。
【００３２】
図6は、フィラメントファスナ24を使用し、このファスナのテールが最終製品において外から見えないようにする固定方法によって多層パネル50をマットレスに固定する様子を図示している。本図において、パネルは折り目線に沿って折り重ねられ、次にマットレスにパネルを固定するためにフィラメントファスナのヘッド28が、折り目線の近くの層ではなくパネルの一枚分を貫通するようにしてマットレス中に注入される。このように固定することで、パネルがマットレス上で平たんな状態に広げられると、ファスナはパネルの上面層52の上に位置しないようにできるのでフィラメントファスナの全ての部分が外から見えなくなるようにできる。
【００３３】
トップ枕を備えるマットレスは、マットレスの上面に取り付けられた余分な絶縁体層を有する、この絶縁体層に対して枕の上面の縁部をマットレス縁部から幾分離れた線に沿うようにしてその下方のマットレスの縁部に永久に取り付けられる。したがって枕の上面の最縁部はマットレスに対して固定されず、特に角部分はマットレスから上向きにカールしてしまう傾向がある。このようにカールする傾向を、枕の上面「P」の境界面にフィラメントファスナを通し、適当な位置でマットレス素材「M」の中に打ち入れることで防止できることを見つけた。このようなファスナ24の設置事例は図7に図示されている。
【００３４】
特許請求の範囲によって定義される本発明の構成は変更と修正が可能であり、上記の説明と添付の図面は、本発明の理解に役立つことを目的としたものであることを解釈すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】は、本発明の押し入れ可能なファスナを備えたマットレス構造の外観斜視図である。
【図２】は、本発明で使用されるファスナ片の外観斜視図である。
【図３】は、ファスナの内の一つの変更例を図示する外観斜視図である。
【図４】は、内部スプリングに代えて設けられる1ブロックの発泡マットレスコアの外観斜視図である。
【図５】は、代替構造の外観斜視図である。
【図６】は、目隠しファスナによってマットレスに固定された様子を図示した断面図である。
【図７】は、上面の角部がフィラメントファスナで固定された枕の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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