Устройство с матрасом, такое как кровать, имеющее регулируемую жесткость
DEVICE WITH A MATTRESS, SUCH AS A BED HAVING ADJUSTABLE FIRMNESS

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к матрасу, имеющему регулируемую жесткость, предназначенному, например, для кровати. Оно также относится к матрасу с блоком независимых пружин, используемому в качестве такого матраса, и к способу регулирования такого матраса.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В матрасах, предназначенных, например, для кровати или для других приспособлений для сидения или для мебели, предусмотрена опора для воздействия на вес или часть веса пользователя, при этом кровать распределяет вес тела пользователя по части поверхности устройства. В зависимости от того, как кровать распределяет вес пользователя, кровать является либо мягкой, либо жесткой. Степень жесткости такой кровати зависит от свойств упругих элементов, например, от коэффициента упругости пружины и от того, каким образом упругие элементы установлены в кровати, например, от степени их ограничения или от предварительного натяжения. Таким образом, жесткость кровати обычно устанавливается при изготовлении устройства.
Однако для разных пользователей требуется разная степень жесткости. Кроме того, для разных частей тела может потребоваться различная жесткость.
Из уровня техники известны кровати с изменяемой жесткостью. Жесткость устройства регулируется путем создания разной степени деформации упругих элементов. Деформирующий элемент обладает способностью деформации упругого элемента, независимо от собственной деформации, присущей упругому элементу. Это означает, что жесткость кровати регулируется при установке, в соответствии с пожеланиями пользователя. Кроме того, также можно регулировать жесткость устройства при возможном изменении упругих свойств упругого устройства с течением времени. Такие известные решения, например, раскрыты в европейском патентном документе ЕР 2245967 и в международной публикации WO 2009/120270.
Кроме того, известно изменение жесткости, обеспечиваемое при размещении цилиндрических пружин на опорных пластинах, имеющих регулируемую высоту. Высоту опорных пластин можно регулировать с помощью выполненных с возможностью поворота элементов, расположенных под опорными пластинами и имеющих смещенную ось поворота. Таким образом, при повороте поворотных элементов пластины принимают разное положение по высоте. Такие средства для регулировки жесткости описаны, например, в патенте США №3340548 и в заявке на патент США №2011/0258772. Известно также использование аналогичного устройства с опорными пластинами, имеющими регулируемую высоту, в котором высота опорных пластин может регулироваться с помощью элементов смещения, выполненных в виде линейных двигателей, рычагов и других типов подъемных устройств. Такие средства для регулировки жесткости описаны, например, в патентах США №551300 и №4222137, в заявке на патент США №2006/0253994, в международной патентной публикации WO 99/65366 и в европейском патентном документе ЕР 2245967.
Однако, типичные проблемы, связанные с этими известными кроватями с регулируемой жесткостью, заключаются в том, что они являются относительно сложными, тяжелыми и дорогостоящим в производстве. Кроме того, эти известные кровати являются сложными и громоздкими при использовании. Кроме того, даже если эти известные кровати обеспечивают в определенной степени возможность регулирования, то часто ее бывает недостаточно для потребностей пользователей.
Другой подход раскрыт в патенте США №8176589 настоящего заявителя, в котором кровать имеет регулируемую ширину, при этом матрас выполнен с возможностью расширения / сжатия вместе с расширением / сжатием каркаса кровати. Однако существенным недостатком этого подхода является значительное изменение размера кровати.
Поэтому по-прежнему существует необходимость в получении матраса и, в частности, матраса для кровати, с регулируемой жесткостью, который устраняет рассмотренные выше проблемы.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Поэтому, цель настоящего изобретения заключается, по меньшей мере частично, в преодолении данных проблем и создании усовершенствованного матраса.
Эти и другие цели, которые станут очевидными из последующего описания, достигаются с помощью матраса, матраса с блоком независимых пружин и способа регулирования матраса, в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предложен матрас, такой как матрас для кровати, содержащий:
верхний матрас,
нижний матрас, расположенный под указанным верхним матрасом;
опорный слой, расположенный между верхним матрасом и нижним матрасом, предназначенный для частичной поддержки верхнего матраса;
причем по меньшей мере одна сторона нижнего матраса выполнена с возможностью перемещения относительно противоположной стороны нижнего матраса, так что нижний матрас выполнен с возможностью расширения в расширенное состояние, в котором он имеет меньшую жесткость, и выполнен с возможностью сжатия в сжатое состояние, в котором он имеет большую жесткость; и
при этом указанный опорный слой выполнен с возможностью перекрытия по меньшей мере одной указанной подвижной стороны нижнего матраса, образуя, тем самым, по меньшей мере одно отделение под верхним матрасом, которое является, по меньшей мере частично, пустым при нахождении нижнего матраса в сжатом состоянии и, по меньшей мере частично, заполненным при нахождении нижнего матраса в расширенном состоянии.
Матрас может быть матрасом для кровати, при этом возможны другие типы матрасов для сидения или для мебели. В частности, матрас содержит матрасы, выполненные, например, в виде матраса для кровати, диванной подушки или тому подобного, для восприятия веса пользователя. Такие матрасы могут, например, использоваться в сиденьях для всех видов транспорта, мягкой мебели, кроватях и т.п.
Опорный слой может быть соединен с каркасом кровати или т.п., на котором лежит нижний матрас. При этом опорный слой может быть соединен с боковыми опорами, соединенными с основанием нижнего матраса, основанием кровати или т.п. Опорный слой также может быть соединен с каркасом, расположенным между верхним и нижним матрасами, например, каркасом, охватывающим периметр нижней стороны верхнего матраса. В этом случае опорный слой может являться неотъемлемой частью верхнего или нижнего матраса.
Могут быть предусмотрены дополнительные матрасы, набивочные слои и т.д. Кроме того, весь матрас обычно может быть вложен в чехол из ткани.
Опорный слой предпочтительно является неупругим и может быть выполнен в виде жесткой конструкции, например, пластины, обрешетки, брусьев и т.д. Кроме того, он может быть образован из податливых / гибких и предпочтительно неупругих элементов, таких как ткань, гибкие ленты, шнуры или т.п. Тем не менее, опорный слой также может быть выполнен из податливых / гибких и упругих элементов, таких как ткань, ленты, шнуры или т.п., изготовленных из упругого материала.
Опорный слой расположен с возможностью перекрытия выполненного с возможностью перемещения конца (концов) нижнего матраса, и имеет такую протяженность, что обеспечивается поддержка для верхнего слоя над пустым(и) участком(ами), образованным(и) при сжатии нижнего матраса в сжатое состояние. При этом опорный слой лишь частично поддерживает верхний матрас, что означает, что опорный слой не должен закрывать и поддерживать всю нижнюю поверхность верхнего матраса. Большая часть нижней поверхности верхнего матраса остается не поддерживаемой опорным слоем, вместо этого, эта часть верхнего матраса непосредственно поддерживается нижним матрасом. Таким образом, опорный слой обеспечивает поддержку только для ограниченной части верхнего матраса, или ограниченных частей, если должны поддерживаться несколько отдельных областей. Следовательно, горизонтальные размеры каждого опорного слоя предпочтительно равны или почти равны горизонтальным размерам верхнего матраса в одном направлении, соответствующем направлению, перпендикулярному направлению сжатия нижнего матраса, но его горизонтальные размеры намного меньше горизонтальных размеров верхнего матраса в другом направлении, соответствующем направлению сжатия нижнего матраса. Предпочтительно, горизонтальная протяженность опорного слоя в этом последнем направлении имеет значение в диапазоне от 5 до 40% от соответствующего размера верхнего матраса и, предпочтительно, в диапазоне от 10 до 30%.
Сжатие нижнего матраса предпочтительно осуществляется в направлении длины матраса, но может, в качестве альтернативы или дополнительно, осуществляться в направлении ширины матраса.
В местах, где верхняя поверхность не поддерживается опорным слоем, верхний матрас поддерживается нижним матрасом. Когда жесткость нижнего матраса уменьшается, то есть если он расширен, то обеспечивается более легкое вдавливание верхнего матраса в нижний матрас, повышая, тем самым, мягкость кровати / сиденья. Когда жесткость нижнего матраса повышается, то есть когда он сжимается, то обеспечивается повышенная устойчивость верхнего матраса к вдавливанию в нижний матрас, что приводит к более жесткой конструкции матраса.
Поскольку опорный слой расположен над указанной по меньшей мере одной подвижной стороной нижнего матраса, образуя, тем самым, по меньшей мере одно отделение под верхним матрасом, то подвижная сторона может свободно входить и выходить из этого отделения. Следовательно, указанное отделение является, по меньшей мере частично, пустым в сжатом состоянии нижнего матраса и, по меньшей мере частично, заполненным в расширенном состоянии нижнего матраса.
Ощущения от сна / сидения / отдыха и то, что считается удобным или неудобным, значительно варьируются от человека к человеку. Кроме того, пользователю часто может показаться значительно удобнее более мягкий матрас, когда он лежит в одном положении, например, на животе или на боку, чем во время отдыха в других положениях для сна, например, на спине. Настоящее изобретение предлагает практичный, при этом относительно простой и экономически эффективный способ изменения свойств матраса в зависимости от пожеланий пользователя и, в частности, исходя из выбора лежачего положения. Было установлено, что это значительно усиливает ощущения от сна и отдыха, что обеспечивает лучшее качество отдыха и сна. Улучшение сна и отдыха также положительно сказывается на здоровье пользователя и, в целом, приводит к улучшению качества жизни.
Известные до настоящего изобретения матрасы и сиденья / кровати с регулируемыми свойствами были сложными, тяжелым и дорогостоящими, а также трудными и громоздкими при использовании. Напротив, настоящее изобретение предлагает матрас, такой как матрас для кровати, с регулируемыми свойствами, с небольшим весом, относительно простой и экономически эффективный в производстве и легкий в использовании. Матрас очень хорошо подходит для автоматизированного или полуавтоматизированного производства.
Кроме того, матрас, выполненный в соответствии с изобретением, имеет неизменяемые наружные размеры, так как сжатие нижнего матраса происходит под верхним матрасом и может быть незаметным для пользователя. Таким образом, общий размер и внешний вид устройства с матрасом остаются прежними, независимо от используемых параметров жесткости.
Было установлено, что при изменении протяженности нижнего матраса для матраса могут быть получены различные параметры жесткости. При этом жесткость также можно регулировать очень точным и предсказуемым способом.
Часть матраса, в котором верхний матрас расположен над опорным слоем, постоянно сохраняет одинаковую жесткость. При этом предпочтительно, чтобы опорный слой был расположен в части матраса, предназначенной для поддержки только слабой или умеренной нагрузки, например, на конце матраса, предназначенном для ног. В этой области регулирование жесткости обычно не требуется. Кроме того, в кровати данная часть матраса часто используется также для сидения, при этом повышенная твердость за счет опорного слоя обеспечивает повышенный комфорт. Дополнительно или в качестве альтернативы, опорный слой может быть расположен вдоль длинных сторон кровати. При этом комфорт во время сна не снижается, так как наружные края обычно не используются во время сна. Напротив, повышенная твердость вблизи краев часто может быть целесообразной, так как она также обеспечивает повышенный комфорт при сидении на стороне матраса, а также снижает риск случайного падения с кровати. Выполнение опорного слоя вдоль одной или обеих длинных сторон матраса также предпочтительно при использовании матраса в диванах, кушетках и т.п. Более того, если опорный слой выполнен из достаточно упругого материала, опорный слой сам по себе обеспечивает упругость.
Предпочтительно, нижний матрас имеет изменяемую протяженность по меньшей мере в направлении длины матраса. Кроме того, предпочтительно, чтобы по меньшей мере одна сторона, расположенная в конце нижнего матраса, предназначенном для ног, была выполнена подвижной относительно стороны, расположенной в конце нижнего матраса, предназначенном для головы. При этом сторона, расположенная в конце нижнего матраса, предназначенном для головы, предпочтительно, неподвижна и, предпочтительно, находится в положении, которое соответствует положению стороны верхнего матраса.
Предпочтительно, наружные размеры нижнего матраса в расширенном состоянии соответствуют наружным размерам верхнего матраса. Таким образом, нижний матрас используется в максимальной степени, при этом полные горизонтальные размеры матраса определяется размером только верхнего матраса.
Нижний матрас может также принимать по меньшей мере одно, а предпочтительно ряд промежуточных положений между расширенным состоянием и сжатым состоянием. В предпочтительном варианте выполнения нижний матрас выполнен непрерывно регулируемым для установки в любом промежуточном положении между расширенным и сжатым состояниями.
Верхний матрас может быть различных типов, например, может содержать надувные элементы, упругие поролоновые элементы, эластичную резину и т.п. Однако предпочтительно, чтобы верхний матрас содержал цилиндрические пружины, при этом предпочтительно, чтобы цилиндрические пружины по отдельности были помещены в отдельные карманы из покрывающего материала, для формирования матраса с блоком независимых пружин. Верхний матрас может иметь любую толщину. Верхний матрас в некоторых вариантах выполнения может быть относительно тонким, например, иметь толщину в несколько сантиметров. При этом в других вариантах выполнения верхний матрас может быть довольно толстым, например, иметь толщину, превышающую дециметр. В некоторых вариантах выполнения верхний матрас может иметь толщину, по существу равную толщине нижнего матраса. Однако в других вариантах выполнения верхний матрас может иметь большую толщину, меньшую или значительно меньшую толщину, чем толщина нижнего матраса.
Нижний матрас может быть разных типов. Нижний матрас может быть такого же типа, что и верхний матрас, или другого типа.
Предпочтительно, нижний матрас представляет собой матрас с блоком независимых пружин, содержащий цилиндрические пружины, помещенные в карманы. Наиболее предпочтительно, матрас с блоком независимых пружин содержит несколько параллельных рядов, взаимно соединенных бок о бок друг с другом, при этом каждый ряд имеет непрерывные оболочки, и каждая оболочка содержит цилиндрическую пружину, при этом расширение матраса в расширенное состояние происходит по меньшей мере в одном из направлений, в направлении, параллельном рядам, и в направлении, перпендикулярном рядам. Матрасы этих типов по существу известны. Один тип матраса, пригодный для использования применительно к настоящему изобретению, описанный в патенте США №8176589 настоящего заявителя, относится к матрасу с блоком независимых пружин, в котором в покрывающем материале, формирующем карманы, также формируются растягивающиеся отверстия, позволяющие пружинам отделяться друг от друга. Этот документ включен в данное описание в качестве ссылки. Другой тип матраса, пригодный для использования применительно к настоящему изобретению, описанный в патенте США №7048263 настоящего заявителя, относится к матрасу с блоком независимых пружин, в котором между соседними пружинами / карманами в пределах каждого ряда предусмотрен отделяющий промежуток, что позволяет матрасу расширяться и сжиматься в направлении рядов. Этот документ также включен в качестве ссылки. Еще один пример типа матраса, пригодного для использования применительно к настоящему изобретению, описанный в заявке на патент США №2007/124865 настоящего заявителя, относится к матрасу с блоком независимых пружин, в котором между соседними пружинами / карманами в пределах каждого ряда предусмотрен отделяющий промежуток, и причем внутри каждого отделяющего промежутка предусмотрено щелевое отверстие, дополнительно повышающее способность матраса расширяться и сжиматься в направлении рядов. Этот документ также включен в качестве ссылки.
Предпочтительно, нижний матрас дополнительно содержит по меньшей мере один упругий элемент, проходящий между указанной подвижной стороной и указанной противоположной стороной нижнего матраса, причем указанный по меньшей мере один упругий элемент предусмотрен для приложения силы сжатия для приведения нижнего матраса в сжатое состояние. Таким образом, нижний матрас принимает сжатое состоянии при отсутствии внешнего усилия. Это упрощает использование матраса. Кроме того, это обеспечивает равномерное распределение пружин в нижнем матрасе также в любом промежуточном положении между расширенным состоянием и сжатым состоянием. Упругим элементом может быть, например, лента, шнур, веревка или тому подобное изделие, выполненное из упругого материала. Предпочтительно, предусмотрено множество упругих элементов, распределенных над нижним матрасом или в нижнем матрасе. Кроме того, предпочтительно, чтобы каждый упругий элемент был соединен с нижним матрасом в нескольких распределенных точках соединения. В матрасе с блоком независимых пружин предпочтительно, чтобы каждый упругий элемент был соединен с несколькими карманами и, предпочтительно, с каждым карманом, с которым он контактирует.
Упругий элемент может быть расположен на верхней поверхности нижнего матраса, на нижней поверхности нижнего матраса, на одной или нескольких сторонах нижнего матраса, помещен внутрь нижнего матраса, или в комбинации любых указанных выше положений. В матрасе с блоком независимых пружин по меньшей мере некоторые упругие элементы могут проходить между соседними группами / рядами находящихся в карманах пружин.
Рассмотренные выше упругие элементы расположены на нижнем матрасе или встроены в него, и используются для сжатия матраса с целью приведения нижнего матраса в сжатое состояние. Таким образом, для использования такого матраса предусмотрена сила противодействия, обеспечиваемая, например, с помощью толкающего или тянущего устройства для расширения матраса и приведения матраса в расширенное состояние или в промежуточное состояние между сжатым состоянием и расширенным состоянием. При снятии действия силы противодействия нижний матрас автоматически сжимается и приводится в сжатое состояние, которое является состоянием покоя или исходным состоянием.
Однако, в качестве альтернативы, упругие элементы, например пружины, могут быть размещены для автоматического приведения нижнего матраса в расширенное состояние, причем, вместо этого, сила противодействия должна быть приложена для приведения нижнего матраса в более сжатое состояние, в результате чего снятие действия силы противодействия приводит нижний матрас снова к расширенному состоянию покоя или к исходному состоянию.
Кроме того, устройство с матрасом предпочтительно содержит тянущее или толкающее устройство, соединенное с указанной по меньшей мере одной подвижной стороной, чтобы обеспечить тянущее или толкающее усилие для приведения нижнего матраса в расширенное состояние. Такое же или другое толкающее или тянущее устройство может быть использовано для приведения нижнего матраса в сжатое состояние, в случае, если это не будет выполнено автоматически, например, с помощью вышеописанных упругих элементов. Тянущее или толкающее устройство может представлять собой одну или несколько веревок, шнуров или т.п., соединенных со стороной нижнего матраса или внутри нижнего матраса. Такое устройство является экономически выгодным и, в частности, подходит для ручных манипуляций. Веревки / шнуры могут быть, например, зафиксированы в соответствующем вытянутом положении с помощью запирающего устройства, быть связаны друг с другом или закреплены каким-либо иным образом. Однако веревками / шнурами также можно управлять с помощью электродвигателя или т.п. Кроме того, подвижная сторона нижнего матраса может быть соединена с жестким тянущим или толкающим элементом, который может перемещаться автоматически, с помощью электродвигателя или т.п., или вручную, с помощью винтового устройства или т.п. Например, может быть использован направляющий винт или ходовой винт. Ручку, колесо или ручку любого другого типа можно затем поворачивать вручную, вращая, тем самым, винт, что приводит к соответствующему смещению жесткого тянущего элемента.
Матрас далее предпочтительно содержит каркас, выполненный с возможностью, по меньшей мере частичного, вмещения нижнего матраса, причем опорный слой соединен с каркасом. При необходимости, каркас может быть выполнен с возможностью вмещения, частичного или полного, верхнего матраса. Каркас предпочтительно является сравнительно жестким и может быть изготовлен, например, из дерева, пластмассы или металла.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, предусмотрен матрас с блоком независимых пружин, содержащий несколько взаимно соединенных бок о бок друг с другом параллельных рядов, при этом каждый ряд содержит несколько непрерывных оболочек, а каждая оболочка содержит цилиндрическую пружину, при этом матрас дополнительно содержит по меньшей мере один упругий элемент, проходящий между двумя противоположными сторонами матраса, причем указанный по меньшей мере один упругий элемент выполнен с возможностью приложения силы сжатия для сведения указанных противоположенных сторон друг с другом.
С помощью этого дополнительного аспекта изобретения могут быть достигнуты цели и преимущества, аналогичные рассмотренным выше применительно к первому аспекту настоящего изобретения.
Матрас с блоком независимых пружин предпочтительно содержит расположенные параллельно упругие элементы, при этом указанные упругие элементы отделены друг от друга и распределены по длине или ширине матраса с блоком независимых пружин.
В соответствии с еще одним аспектом изобретения, предложен способ изменения жесткости матраса, включающий следующие этапы:
обеспечение наличия верхнего матраса;
обеспечение наличия нижнего матраса под указанным верхним матрасом, причем по меньшей мере одна сторона нижнего матраса выполнена с возможностью перемещения относительно противоположной стороны нижнего матраса, при этом нижний матрас выполнен с возможностью расширения в расширенное состояние, в котором он имеет меньшую жесткость, и сжатия в сжатое состояние, в котором он имеет большую жесткость; и
обеспечение наличия опорного слоя между верхним матрасом и нижним матрасом и перекрытие указанной по меньшей мере одной подвижной стороны нижнего матраса для обеспечения частичной поддержки верхнего матраса; и
регулирование жесткости матраса путем перемещения указанной по меньшей мере одной подвижной стороны.
С помощью этого дополнительного аспекта изобретения могут быть достигнуты цели и преимущества, аналогичные рассмотренным выше применительно к первому аспекту настоящего изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Эти и другие аспекты настоящего изобретения будут теперь описаны более подробно, со ссылками на прилагаемые чертежи, показывающие предпочтительные в настоящее время варианты выполнения изобретения.
На Фиг. 1а-с показан схематический вид в аксонометрии варианта выполнения матраса для кровати, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, причем на Фиг. 1а показан матрас для кровати с частью, показанной в разрезе, на Фиг. 1b на схематическом разрезе показан матрас для кровати, в котором нижний матрас находится в расширенном состоянии, а на Фиг. 1с на схематическом разрезе показан матрас для кровати, в котором нижний матрас находится в сжатом состоянии;
На Фиг. 2 показано схематическое подетальное изображение в аксонометрии матраса для кровати, выполненного в соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения;
На Фиг. 3 показано схематическое подетальное изображение в аксонометрии матраса для кровати, выполненного в соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения;
На Фиг. 4 показано схематическое подетальное изображение в аксонометрии матраса для кровати, выполненного в соответствии с еще одним вариантом выполнения настоящего изобретения;
На Фиг. 5а и 5b показан вариант выполнения нижнего матраса, изображенного, соответственно, на виде сбоку в аксонометрии и виде сверху;
На Фиг. 6 показан другой вариант выполнения нижнего матраса, изображенного на виде сбоку в аксонометрии;
На Фиг. 7а-с показан еще один вариант выполнения нижнего матраса, изображенного, соответственно, на виде сбоку в аксонометрии и на видах сбоку, причем Фиг. 7а и 7с изображают матрас в расширенном состоянии, а Фиг. 7b изображает матрас в сжатом состоянии;
Фиг. 8а-f иллюстрируют различные варианты выполнения нижнего матраса, содержащего упругие элементы или т.п., предназначенные для возвращения матраса в сжатое состояние или расширения матраса в расширенное состояние;
Фиг. 9а-е иллюстрируют различные варианты выполнения, в которых опорный слой (слои) размещен в различных частях матраса;
Фиг. 10а-d иллюстрируют различные варианты выполнения тянущего устройства для приведения нижнего матраса в расширенное состояние;
Фиг. 11 иллюстрирует схематический подетальный вид в аксонометрии матраса для кровати, выполненного в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения, имеющего дополнительные слои; и
Фиг. 12 иллюстрирует схематический подетальный вид в аксонометрии матраса для кровати, выполненного в соответствии с дополнительным вариантом выполнения настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Далее изобретение проиллюстрировано с использованием матраса для кровати. Однако квалифицированные читатели поймут, что те же самые принципы и функции могут быть использованы в других типах матрасов, использующихся, например, в виде отдельного матраса, диванной подушки или т.п., например, сиденья для всех видов транспортных средств, мягкой мебели и т.п. Соответственно, когда ссылка далее делается на кровать, следует понимать, что изобретение также может быть использовано в других типах матрасов, и в частности в других типах мебели.
Матрас 1 для кровати, имеющий регулируемую жесткость, выполненный в соответствии с первым вариантом выполнения изобретения, схематически показан на Фиг. 1а. Матрас заключен в чехол 2, при этом виден вырезанный участок посередине внутренней части матраса. Матрас для кровати содержит верхний матрас 3, нижний матрас 4 и каркас 5. Между верхним и нижним матрасами может быть расположен дополнительный набивочный слой 7 или т.п.
На разрезах, показанных на Фиг. 1b и Фиг. 1с, дополнительно изображен опорный слой 6, обеспечивающий частично опору для верхнего матраса на конце матраса для кровати, таком как конец для ног. Опорный слой может быть соединен с каркасом матраса для кровати или т.п., на который опирается нижний матрас. При этом, как дополнительно поясняется ниже, опорный слой также может быть соединен с боковыми опорами, соединенными с основанием нижнего матраса, основанием кровати или т.п. Опорный слой также может быть соединен с каркасом, расположенным между верхним и нижним матрасами, как например, с каркасом, окружающим по периметру нижнюю сторону верхнего матраса. В этом случае опорный слой может составлять неотъемлемую часть верхнего или нижнего матраса.
Опорный слой 6 предпочтительно является неупругим и может быть выполнен в виде жесткой конструкции, такой как пластина, обрешетка, поперечины и т.д. Кроме того, он может быть выполнен из податливых / гибких и предпочтительно неупругих элементов, таких как ткань, гибкие ленты, шнуры или т.п. В варианте выполнения, изображенном на Фиг. 1, используется пластинчатая конструкция. Тем не менее, для формирования опорного слоя также могут быть использованы упругие элементы.
Опорный слой расположен таким образом, чтобы перекрывать подвижный конец (концы) нижнего матраса, и имеет такую протяженность, что обеспечивается поддержка для верхнего слоя над пустым участком, образующимся при сжатии нижнего матраса в сжатое состояние. Опорный слой имеет ширину, равную или почти равную ширине верхнего матраса, и длину, значительно меньшую длины верхнего матраса.
Нижний матрас 4 имеет подвижный конец 41, расположенный под опорным слоем 6, при этом противоположный конец 42 неподвижен и совмещен с соответствующим концом верхнего матраса 3.
Опорный слой формирует отделение под верхним матрасом для размещения подвижной стороны 41 нижнего матраса, в которое нижний матрас может свободно перемещаться. Следовательно, в расширенном состоянии, при условии меньшей жесткости, отделение занято нижним матрасом, как показано на Фиг. 1b, тогда как в сжатом состоянии, при условии большей жесткости, отделение, по меньшей мере частично, не занято, как показано на Фиг. 1с.
Опорный слой может удерживаться на месте различными способами, как поясняется далее.
В одном варианте выполнения, показанном на подетальном изображении на Фиг. 2, каркас 5 кровати выполнен таким образом, что проходит вверх выше краев нижнего матраса 4, по меньшей мере на одном конце матраса. Этот конец предпочтительно представляет собой конец для ног матраса для кровати. Опорный слой может быть соединен с каркасом кровати с помощью гвоздей, шурупов, клея или любого другого подходящего крепежного элемента, обеспечивая, таким образом, неподвижную опору в этой части верхнего матраса 3 и возможность перемещения нижнего матраса из отделения и в отделение, образованное под верхним матрасом.
В другом варианте выполнения, показанном на Фиг. 3, опорный слой прикреплен к поддерживающим сторонам 61, таким как боковые стенки, поперечины или т.п., или выполнен за одно целое с ними. Последние могут быть соединены с каркасом 5', расположенным под нижним матрасом.
В другом варианте выполнения, показанном на Фиг. 4, опорный слой соединен с каркасом кровати таким же способом, как в варианте выполнения, рассмотренном применительно к Фиг 2. В этом варианте выполнения опорный слой 6' выполнен из податливых / гибких и предпочтительно неупругих элементов, гибких лент, шнуров или т.п. Как вариант, вместо этого может быть использована гибкая ткань или т.п.
Кроме того, опорный слой может быть соединен с опорной конструкцией, расположенной полностью между верхним матрасом 3 и нижним матрасом 4. Такой вариант выполнения показан на Фиг. 12. В данном случае опорный слой соединен с жестким опорным каркасом 62, расположенным по периметру верхнего матраса. Опорный слой может представлять собой, как и в предыдущих примерах, жесткую пластину, но, в качестве альтернативы, может представлять собой гибкую ткань, гибкие полосы или т.п.
Верхний матрас может быть разных типов, например, быть надувным элементом, упругим поролоновым элементом, упругим резиновым элементом и т.п. При этом верхний матрас предпочтительно содержит цилиндрические пружины и, предпочтительно, каждая цилиндрическая пружина по отдельности помещена в отдельный карман из покрывающего материала, формируя матрас с блоком независимых пружин. Нижний матрас может также быть разных типов. Нижний матрас может быть такого же типа, что и верхний матрас или другого.
Предпочтительно, нижний матрас представляет собой матрас с блоком независимых пружин, содержащий цилиндрические пружины, помещенные в карманы. Наиболее предпочтительно, матрас с блоком независимых пружин содержит параллельные ряды, взаимно соединенных бок о бок, при этом каждый ряд имеет непрерывные оболочки, а каждая оболочка содержит цилиндрическую пружину, при этом расширение матраса в расширенное состояние осуществляется по меньшей мере в одном из направлений, в направлении, параллельном рядам, и в направлении, перпендикулярном рядам. Каждый ряд предпочтительно выполнен из непрерывного покрывающего материала, а разделяющее пространство между соседними карманами сформировано поперечными разделяющими соединительными элементами. Эти разделяющие соединительные элементы, а также продольные соединительные элементы могут быть сформированы с использованием любого клеевого соединения, сварки, соединения скобами, сшиванием или любой их комбинацией. В предпочтительном варианте выполнения используется сварка. В настоящем изобретении могут быть использованы цилиндрические пружины разных размеров, и в принципе могут быть использованы пружины любого заданного размера, большие или небольшие. При этом предпочтительно, чтобы цилиндрические пружины имели диаметр в пределах от 2 до 10 см, предпочтительно в пределах от 4 до 8 см, например, 6 см. Кроме того, цилиндрические пружины предпочтительно изготавливают из спиральной скрученной проволоки. Пружины предпочтительно содержат по меньшей мере три витка и, предпочтительно, меньше 10 витков. Кроме того, предпочтительно, чтобы они были выполнены из спиральной проволоки толщиной от 0,5 до 3,0 мм, предпочтительно от 1,25 до 2,50 мм. Предпочтительно, чтобы пружины имели почти цилиндрическую форму, то есть форму с меньшим количеством витков вверху и внизу. Матрасы этих типов по существу известны.
Один тип матраса, пригодный для использования в качестве нижнего матраса, раскрыт в патенте США №8176589 настоящего заявителя, причем указанный документ полностью включен в данный документ в качестве ссылки. Такой матрас с блоком независимых пружин изображен на Фиг. 5а и 5b. Этот матрас с блоком независимых пружин содержит карманы 51, расположенные рядами 52. В каждом кармане имеется цилиндрическая пружина. Каждый ряд состоит из непрерывного покрывающего материала, и карманы сформированы с помощью разделяющих соединительных элементов 53, например, с помощью сварки. Ряды соединены друг с другом параллельно бок о бок с помощью соединительных элементов 55. Эти соединительные элементы могут быть выполнены с помощью склеивающего вещества, но, как вариант, они могут быть выполнены с помощью сварки, Velcro или т.п. Кроме того, карманы имеют растягиваемые отверстия 54, обеспечивающие сеткообразную структуру поверхности. Это обеспечивает разделение рядов друг от друга.
Другой тип матраса, пригодный для использования в качестве нижнего матраса, описан в патенте США №7048263 настоящего заявителя, причем указанный документ полностью включен в данный документ в качестве ссылки. Такой матрас показан на Фиг. 6. Этот матрас имеет такую же общую конструкцию, как и в предыдущем примере с цилиндрическими пружинами, расположенными в карманах 51, образующих параллельно соединенные друг с другом ряды 52. При этом в этом варианте выполнения в каждом ряду отделяющий промежуток между карманами / пружинами увеличен. Это можно осуществить путем выполнения двух разнесенных разделяющих соединительных элементов 53' или, в качестве альтернативы, с помощью широких разделяющих соединительных элементов или т.п. Таким образом, между соседними пружинами / карманами в каждом ряду образуется отделяющий промежуток, что позволяет матрасу расширяться и сжиматься в направлении рядов.
Другой тип матраса, пригодный для использования в качестве нижнего матраса, описан в заявке на патент США №2007/124865 настоящего заявителя, причем указанный документ полностью включен в данный документ в качестве ссылки. Такой матрас показан на Фиг. 7. Этот матрас имеют такую же общую конструкцию, как в предыдущем примере с цилиндрическими пружинами, расположенными в карманах 51, образующих параллельно соединенные друг с другом ряды 52. Кроме того, отделяющий промежуток между карманами / пружинами в каждом ряду увеличен, что можно осуществить путем выполнения двух разнесенных разделяющих соединительных элементов 53' или т.п. Для дополнительного увеличения гибкости рядов предусмотрены щелевые отверстия 56, расположенные между карманами и между разделяющими соединительными элементами 53'. Щелевые отверстия предпочтительно полностью заключены в материале, без открытых концов. Фиг. 7b иллюстрирует этот матрас в сжатом состоянии, в то время как Фиг. 7с иллюстрируют тот же матрас в расширенном состоянии.
Предпочтительно, нижний матрас дополнительно содержит по меньшей мере один упругий элемент, проходящий между указанной подвижной стороной и указанной противоположной стороной нижнего матраса, при этом указанный по меньшей мере один упругий элемент выполнен с возможностью приложения силы сжатия для приведения нижнего матраса в сжатое состояние. Таким образом, нижний матрас принимает сжатое состояние при отсутствии внешнего усилия. Это упрощает использование матраса и обеспечивает равномерное распределение пружин в нижнем матрасе также в любом промежуточном состоянии между расширенным состоянием и сжатым состоянием. Упругим элементом может быть, например, лента, шнур, веревка или подобное изделие, выполненное из упругого материала. Предпочтительно, предусмотрено несколько упругих элементов, распределенных по нижнему матрасу или в нижнем матрасе. Кроме того, предпочтительно, чтобы каждый упругий элемент был соединен с нижним матрасом в нескольких распределенных точках соединения. В частности, такие упругие элементы могут сочетаться с матрасом с блоком независимых пружин любого типа, рассмотренного выше применительно к Фиг. 5-7.
На Фиг. 8 показаны некоторые альтернативные способы выполнения таких упругих элементов 57.
На Фиг. 8а показан матрас с блоком независимых пружин, в котором упругие элементы 57 расположены в верхней и в нижней части нижнего матраса. В изображенном примере упругие элементы расположены как в верхней, так и в нижней части нижнего матраса, но, в качестве альтернативы, упругие элементы могут быть расположены только в верхней или только в нижней части. Кроме того, расположение упругих элементов в данном случае совпадает с расположением рядов. При этом в качестве альтернативы или дополнительно, упругие элементы могут быть расположены перпендикулярно рядам. Кроме того, в этом примере упругие элементы могут быть расположены вдоль каждого ряда, однако, может быть использовано меньшее количество упругих элементов. Упругие элементы предпочтительно соединены с рядами в нескольких точках соединения, например, с каждым карманом, с которым они входят в контакт.
Как вариант или дополнительно, упругие элементы 57 могут быть расположены по бокам матраса и между рядами. Такой вариант выполнения показан на Фиг. 8b. В этом варианте выполнения упругие элементы предусмотрены между каждой парой рядов. Кроме того, может быть использовано меньшее количество упругих элементов. Пример такого варианта выполнения показан на Фиг. 8с.
В вариантах выполнения, изображенных на Фиг. 8а-с, упругие элементы 57 расположены параллельно рядам матраса. Однако сжатие и расширение матраса, как уже обсуждалось ранее, осуществляется в направлении, перпендикулярном направлению рядов. В таком матрасе упругие элементы могут быть ориентированы перпендикулярно направлению рядов. Такие варианты выполнения показаны на Фиг. 8d.
В вариантах выполнения, рассмотренных со ссылками на Фиг. 8а-d, упругие элементы выполнены с возможностью приложения усилия для приведения матраса в сжатое состояние. При этом упругие элементы могут быть выполнены с возможностью приложения усилия для приведения матраса в расширенное состояние. Такой вариант выполнения показан на Фиг. 8е. При этом упругие элементы 57' могут быть выполнены из упругого сжимаемого материала, например, из латекса или полиэфира, с возможностью сжатия между рядами при сжатии матраса, обеспечивая, тем самым, силу для растяжения матраса при снятии силы сжатия. В иллюстративном примере, показанном на Фиг. 8е, упругий сжимаемый материал размещен между соседними пружинами в одном и том же ряду / линии матраса. Тем не менее, дополнительно или в качестве альтернативы, упругий сжимаемый материал может быть размещен между соседними пружинами в соседних рядах / линиях, т.е. расположен между соседними рядами / линиями, а не на одной линии с рядами / линиями.
Кроме того, для приведения матраса в расширенное и/или сжатое состояние могут быть также использованы другие типы элементов. Например, как показано на Фиг. 8f, между пружинами могут быть расположены надувные трубки 57'', подушки и т.п. При накачивании воздухом трубок 57'' матрас приводится в расширенное состояние, а при выпускании и удалении воздуха из них матрас приводится в сжатое состояние. Таким образом, при уменьшении внешнего усилия данный пневматический принцип и такие надувные элементы могут быть использованы для возврата матраса к сжатому и/или расширенному состоянию. Однако он также может быть использован для замены других средств, использующихся для перемещения матраса из сжатого состояния в расширенное состояние, и наоборот и, таким образом, использоваться как единственное средство для перемещения между состояниями.
В иллюстративном примере в соответствии с Фиг. 8f, надувные элементы проходят перпендикулярно рядам / линиям матраса и расположены между соседними пружинами в том же самом ряду / линии. При этом дополнительно, или в качестве альтернативы, надувные элементы могут проходить параллельно рядам / линиям, в результате чего надувные элементы расположены между соседними пружинами в соседних рядах, т.е. расположены между соседними рядами / линиями.
В рассмотренных выше вариантах выполнения опорный слой расположен на конце для ног матраса для кровати. В этой области обычно отсутствует необходимость регулирования жесткости. Кроме того, в кровати эта часть матраса часто используется также для сидения, при этом повышенная жесткость, обеспеченная за счет опорного слоя, улучшает комфорт при сидении.
При этом дополнительно, или в качестве альтернативы, опорный слой может быть расположен вдоль длинных сторон матраса для кровати. К тому же, это не влияет негативно на комфорт во время сна, так как наружные края, как правило, во время сна не используются. Напротив, повышенная жесткость в направлении краев зачастую является эффективной, так как она, как и в предыдущем случае, улучшает комфорт при сидении на стороне матраса, а также снижает риск случайного падения с кровати. Размещение опорного слоя вдоль одной или обеих длинных сторон устройства с матрасом также предпочтительно при использовании матрасов в диванах, кушетках и т.п.
На Фиг. 9а-е схематически проиллюстрировано различное расположение опорного слоя. На Фиг. 9а опорный слой 6 расположен на конце для ног матраса для кровати, как в рассмотренных выше примерах. На Фиг. 9b опорный слой 6 расположен как на конце для головы, так и на конце для ног, обеспечивая, тем самым, перемещение нижнего матраса на обоих концах. На Фиг. 9с опорные слои 6 расположены на обеих длинных сторонах матраса, обеспечивая сжатие и расширение нижнего матраса в ширину. На Фиг. 9d показана комбинация вариантов выполнения в соответствии с Фиг. 9b и 9с, обеспечивающая сжатие и расширение нижнего матраса, как в ширину, так и в длину. И наконец, на Фиг. 9е показан вариант выполнения, в котором опорный слой 6 расположен только на одной длинной стороне матраса, обеспечивая неподвижность противоположного конца нижнего матраса.
Кроме того, устройство с матрасом предпочтительно содержит тянущее или толкающее устройство, соединенное по меньшей мере с одной подвижной стороной, чтобы прикладывать тянущее или толкающее усилие для приведения нижнего матраса в расширенное состояние. Тянущее или толкающее устройство может представлять собой одну или несколько веревок, шнуров или т.п., соединенных со стороной нижнего матраса или внутри нижнего матраса. Такое устройство является экономически выгодным и, в частности, подходит для выполнения операций вручную. Веревки / шнуры могут быть, например, зафиксированы в соответствующем вытянутом положении с помощью запирающего устройства, для соединения друг с другом или закрепления каким-либо иным образом. При этом веревками / шнурами можно управлять с помощью электродвигателя или т.п. Кроме того, подвижная сторона нижнего матраса может быть соединена с жестким тянущим или толкающим элементом, который может перемещаться автоматически, с помощью электродвигателя или т.п. или вручную, с помощью винтового устройства или т.п. Например, может быть использован подающий винт или ходовой винт. Ручку, колесо или любой другой тип ручки можно затем поворачивать вручную, поворачивая, тем самым, винт, что приводит к соответствующему перемещению жесткого тянущего элемента.
Некоторые варианты выполнения таких тянущих устройств будут проиллюстрированы ниже.
На Фиг. 10а показаны манипулирующие элементы 8, например, гибкие элементы, такие как веревки или шнуры, или более жесткие элементы, такие как стержни или т.п., прикрепленные к подвижной стороне 41 нижнего матраса 4, расположенного под опорным слоем 6. Манипулирующие элементы 8 проходят внутри или ниже нижнего матраса и к ним имеется доступ с противоположной стороны. При вытягивании манипулирующих элементов 8 матрас будет сжиматься, при этом подвижные элементы могут быть закреплены любым подходящим способом с целью фиксирования матраса в необходимом промежуточном или сжатом состоянии. Подвижная сторона матраса может быть соединена с упругими элементами (не показаны), такими как пружины, для возвращения матраса в расширенное состояние. В качестве альтернативы или дополнительно, манипулирующие элементы 8 могут быть относительно жесткими и использоваться взамен или в дополнение для перемещения подвижной стороны в расширенное состояние. При этом матрас может содержать гибкие элементы, как описано выше, предназначенные для приведения нижнего матраса в сжатое состояние.
На Фиг. 10b показано аналогичное устройство. В данном случае манипулирующие элементы 8' соединены с подвижной стороной 41 нижнего матраса, но вместе с тем смещены от указанной стороны, при этом при перемещении манипулирующих элементов внутрь матрас сжимается, а при вытягивании манипулирующих элементов матрас расширяется.
На Фиг. 10 с показано устройство с манипулирующими элементами 8'', такими как веревки или шнуры или т.п., проходящими в обоих направлениях от подвижного конца 41 нижнего матраса 4 и к которым имеется доступ с обоих концов. Это устройство может быть использовано для перемещения подвижного конца в сжатое состояние, как в варианте выполнения в соответствии с Фиг. 10а, и для вытягивания подвижного конца в расширенное состояние с другой стороны. Таким образом, может отсутствовать необходимость в каких-либо упругих или эластичных элементах, предназначенных для приведения нижнего матраса в сжатое состояние.
На Фиг. 10d показано автоматизированное устройство. При этом подвижный конец 41 соединен с жестким боковым элементом 8а, который, в свою очередь, присоединен при помощи перемещающей штанги 8с к электрическому перемещающему устройству, например, к электродвигателю, электронасосу 8b или т.п.
Помимо верхнего и нижнего матрасов 3 и 4 и каркаса 5 могут быть предусмотрены дополнительный матрас или набивочные слои. Один из таких примеров схематически показан на Фиг. 11, где показана поверхность верхнего набивочного слоя 7b, при этом промежуточный матрас или набивочный слой 7а расположен между верхним и нижним матрасами, а вокруг нижнего матраса выполнены стороны 7с набивки или матраса. Возможно использование меньшего или большего количества набивки или слоев матраса.
Специалисту понятно, что настоящее изобретение никоим образом не ограничивается предпочтительными вариантами выполнения, описанными выше. Напротив, многие модификации и изменения возможны в пределах объема прилагаемой формулы изобретения. Например, и верхний, и нижний матрасы могут быть других типов, нежели матрас с блоком независимых пружин, как например, упругими элементами, образованными из поролона, резины, пружин, надувных элементов и т.п. Кроме того, нижний матрас может сжиматься и расширяться в различных направлениях, при этом опорный слой может удерживаться на месте различными способами. Дополнительно, жесткость устройства с матрасом может регулироваться либо вручную, либо электрически. Такие очевидные варианты должны быть рассмотрены как включенные в изобретение, как определено в прилагаемой формуле изобретения.