流體寢具的製作方法

2023-07-14 14:07:21 1

專利名稱：流體寢具的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種寢具，它使人的頭部或全身在睡眠時得到舒適的支撐。
背景技術：
通常，內部使用流體的寢具，有用氣體做填充物的稱作氣墊和氣枕的寢具，和有用水做填充物的稱作水床和水枕的寢具。
傳統的氣墊和氣枕主要利用密封氣囊的張力來支撐人的身體。然而，由氣囊張力產生的用於支撐人體的壓力，根據人體部位的形狀各異，點與點間的分布非常不均勻，且根據人體與囊體接觸狀態的不同而有很大變化。因此，這種寢具不能以均勻的壓力持續支撐人體，使人不能舒適的睡眠。
同樣，關於水床和水枕，已經發明了主要使用水的浮力去持續、均勻地支撐人體的方法。然而在沒有框架的傳統水床和水枕中，為保持寢具的形狀，必須充入大約與密封水囊內部最大空間等量的水。由於支撐人體的力主要由水囊上的張力產生，所以睡眠並不舒適。
針對上述問題，出現了相應的技術，即在減少密封流體囊容積的同時還能夠保持寢具形狀，提出了這樣的結構囊內插入具有連續起泡的彈性體，所述彈性體被製成寢具所要求的形狀，連續部分的彈性體表面和囊體內表面全都彼此粘在一起，這樣可以保持寢具的形狀。然而，在這種情況，由於囊體與彈性體通過表面粘在一起，不能充分適應自如的變形，因此當人體被支撐時，產生了這樣的問題，即支撐人體的力主要由張力產生。
並且，為了降低支撐人體的力中張力的比例，把密封水囊體中與人體接觸的部分囊體給以適當的鬆弛，以免產生張力。為了保持寢具的構形，囊的一部分由固體材料構成，或囊體的外周用固體材料包裝。然而在這種情況，雖然幾乎人體的全部支撐力由浮力承擔，但該技術只適用於固體材料部分不與人體接觸的大型床。並且，為了得到足夠的浮力，在床的內部密封了足夠深度的液體。所以床很重，並且產生了這樣的問題，這種床只能安裝在以特殊標準設計的建築內。
如上所述，傳統的寢具不能以恆定的浮力為人的頭部或全身提供舒適的支撐，不能減輕寢具的自重，縮小寢具的尺寸，降低成本。

發明內容
本發明的提出是為了解決上述問題。要解決的問題是獲得一種寢具，所述寢具使用恆定浮力舒適地支撐人的頭部或全身，且自重輕、尺寸小、花費低。
依照本發明，用於密封流體的囊體中，例如含有具有許多連續氣孔的彈性體，如具有連續氣泡的海綿，在與寢具側表面相對應的囊體內表面的一些部分，粘接了彈性體，所以即使當密封在囊體中的水相對於囊體的容積很小時，也能保持寢具的形狀。所以，在寢具支撐人體的部分，囊體可以適當鬆弛；因此，支撐人體的力中囊體張力的比例可以令人滿意地降低。
同樣，通過插入囊體外層而與人體接觸的囊體的彈性體部分也產生彈力。這樣在一些情況中，產生了這樣的問題作用在人體的壓力分布，在人體正在接觸的部分與人體沒有接觸的部分間的差異很大。在本發明中，通過使用有無數個連續氣孔的彈性體，使上述問題得到解決。也就是說，由於無數連續的氣孔填充有液體，即使由於人體的壓力而向下彎曲的部分也可以產生液體浮力。另外，液體粘度明顯降低了彎曲的部分恢復為原始形狀的彈力。在寢具朝向側面的方向上，得到了保持形狀所要求的彈力，而消除了垂直方向的彈力；這樣可以用浮力去均勻地支撐人體。
此外，問題是當人體主要被浮力支撐時，為得到足夠浮力而增加流體的量，這時寢具的自重也增加，其解決方法是形成液體和彈性體填充的薄囊體並形成用氣體和彈性體填充的厚囊體，並將其置於下面。這樣，當通過恰當調整囊體中封閉氣體的壓力，使彼此接觸的兩個囊體表面適當鬆弛時，負荷分布使液體囊體和氣體囊體整體產生回應。氣體和液體同時起作用以保持恆定的體積。沒有施加負荷的部分，發生凸起的變形。上凸部分和下凹部分間的差異形成水的深度差，它產生與水深成比例的水浮力。通過使用上述技術得到一種輕便寢具，該寢具和傳統流體寢具相比，所需液體量大大減少。
附圖簡要說明

圖1為流體寢具結構說明圖；圖2為流體寢具連接方式的說明圖(實施例1)；圖3a-3c為氣體通道實施例說明圖；圖4為流體寢具支撐人體方式的說明圖；圖5為流體寢具連接方式說明圖(實施例2)；圖6a-6b為流體寢具連接方式說明圖(實施例3)；且圖7a-7b為流體寢具連接方式說明圖(實施例4)。
實施本發明的最佳方式圖2顯示的枕頭是本發明的一個實施方式。用聚氯乙烯薄片製作一個長方體囊體8，其在徑向上為300mm，橫向為500mm，高110mm。在距離底面60mm處，用聚氯乙烯薄片製作的分隔物9將長方體內部分隔為上部和下部。水10被密封於上部，而氣體11被密封於下部。閥12a安裝於長方體囊體下部以注入或釋放氣體，而閥12b安裝於上部以注入和釋放水。同樣，將分隔物9置於水平面上得到的形狀和將長方體置於水平面上得到的形狀是相同的矩形。分隔物9具有鬆弛度，使得密封的水和氣體適當自如地改變其形狀。分隔物9的面積大約為1664cm2。其中密封水的體積大約為4500cm3，相當於在常溫時大約3cm的深度。密封常溫時一個大氣壓下體積約為9000cm3的氣體。一個有連續氣泡的彈性體4置於囊體8的上部空間裡，它的形狀為長方體，其在徑向上為30mm，橫向為50mm，高為30mm。囊體的內表面和彈性體的側表面彼此聯接。一個有連續氣泡的彈性體1置於囊體8的下部空間裡，它的形狀為長方體，尺寸為在徑向上為500mm，橫向為300mm，高為60mm。囊體8的內表面和彈性體的側表面彼此聯接。彈性體1有這樣的功能即使當枕頭被加載負荷使得部分氣體被替換時，枕頭保持其形狀，當移去枕頭的負荷時，立即恢復原來的形狀。進一步說，囊體通常由柔性材料製成。這種物質分子間的距離大於氣體分子間的距離。在長期使用寢具時，有氣體逸出現象。即使在這種情況時，彈性體1在囊體擴展方向上具有彈力，使得彈性體可以從外部吸入空氣。另外，在彈性體1的表面和內部設置了多個通道7，以使彈性體1內部的氣體迅速移動。即使在枕頭上加載負荷，為使通道7不會下陷，在彈性體1的下部也形成彈性體13，它的彈力大於彈性體1，從而氣體在囊體8的下部空間裡迅速移動。圖3顯示通道的一些實施例。
圖3a顯示了一個實施例，其中，在彈性體表面設置了通道7以使氣體可以容易地沿著通道移動。圖3b是表示一個實施例的示意圖，其中，在彈性體的內部設置了通道7，從彈性體的一個截面觀看。當在彈性體的內部構建通道7時，可以使遠離表面的氣體容易地移動。圖3c顯示一個實施例，其中，使用彈力超過彈性體1的彈性體13，在彈性體1的下部形成通道7。通過使用略硬於彈性體1的材料形成通道，當枕頭有負荷時，可以減輕由於壓力引起的通道變形。通過這些通道與彈性體1內部的通道連接，使氣體的移動更容易。也能以彼此組合的方式在彈性體的各自部分構成如圖3所示的通道。
採用上述的結構，當保持長方體的形狀大約為在徑向上300mm，橫向上500mm，高90mm時，枕頭適當鬆弛了與人的頭部接觸的表面。因此與全部填充水的密封水枕相比，由囊體表面張力而形成的壓力得到了令人滿意的降低，這種力是當人的頭部置於這個位置時對人的頭部產生的反作用力。當人的頭部置於長方體上的時候，置於長方體的上部空間的彈性體會立刻產生彈力。然而由於無數細孔內的水支撐著人的頭部，當使用彈力較小的彈性體時，這種作用便減少了。而且，當彈性體在水中被壓縮時，必須克服水的粘性所產生的摩擦力而擴大。當將頭部置於其上的時候，彈性體由靜止而被壓縮所產生彈力的大小，大約和彈性體的最大靜摩擦力一樣。因此，和水浮力產生的壓力相比，由彈性體彈力而形成的壓力得到了令人滿意的抑制，這種力是對人的頭部的反作用力。
下面參照圖4對人的頭部置於一個實施例的枕頭上的狀態進行描述。圖4是一個截面圖，它顯示將徑向上為100mm，橫向上為100mm，高為100mm的立方體14放置於依據本發明製作的枕頭上的狀態，這裡的立方體14用於模擬人的頭部。立方體上部的水的深度大約為30mm。例如，在人頭的體積和立方體大致相當且重量約為6Kg的情況中，如果僅僅單純依靠水的浮力來支撐的話，要求水的深度約為60mm。在這個實施例中，由於囊體上部具有滿意的鬆弛度，它的內部有密封的液體，立方體14可下沉到一定的深度而受到囊體的張力很小。這個過程中，水被擠到周圍，而水中的彈性體則被往下壓。因此，立方體的底面15低於沒有立方體時水的底面，立方體的底面15下沉至比沒有立方體時水的底面低2cm的位置。而且水中的彈性體也被立方體的底面往下壓，因此立方體底面的氣體也流到周圍區域。在這樣的負荷下空氣的體積變化很小，在氣體流向的周圍區域中，含有氣體的囊體擴張並且將水推向囊體的上部。結果該區域的水位升高。如峰點16所示，和沒有負荷相比，最高部位的水位升高了大約有1cm。因此，儘管水的實際深度為3cm，但浮力效果與將立方體放在6cm深的水中一樣。
圖5所示為本發明的另一實例。徑向上為300mm，橫向上為500mm，高70mm的長方體囊體6是由聚氯乙烯薄片製作而成的。與囊體6相連的是閥門12b，用於注入和放出水，其中注入75000cm2的水10。同樣，囊體內部還裝有徑向上為300mm，橫向上為500mm，高為50mm的具有連續氣泡的彈性體4。彈性體4的側表面與乙烯基薄片的內表面相連。配置在囊體6下部且與之相連的是徑向上為300mm，橫向上為500mm，高50mm的具有連續氣泡的彈性體1。和前面所述實施例類似，當將徑向上為100mm，橫向上為100mm，高100mm且重為6Kg的立方體放置在枕頭上的時候，和沒有放置立方體之前的狀態相比，水位大約提升了3mm，立方體的底部降至比沒有放置立方體之前水的底面低4mm處。這種情況下，浮力效果與將立方體放在約5.7cm深的水中一樣。
與先前的實施例相比，用上述結構，不需要密封氣體的囊體，這產生簡單結構。即使氣體洩漏也不會而使情況惡化。當枕頭有負荷時，在有負荷部位，水中的彈性體被壓了下去。隨之，配置在囊體內的彈性體的相應部位也被壓了下去。即便該部位的氣體逃逸至周圍區域，也不會使枕頭沒有負荷的部分升高。和先前的實施例相比，為獲得相同的浮力，有必要增加初始水位的高度。因此，減輕枕頭重量就成為問題了。
圖6的實施例中囊體依照上述實施例彼此聯接，由此構成一件寢具。圖6中17代表根據上述實例製作而成的囊體。圖6a是一個實施例的側視圖，圖中聚氯乙烯構成的囊體上部與用聚氯乙烯構成的連接部分18彼此聯接。構成了囊體上部的聚氯乙烯由許多囊體一起構成。囊體17是由小尺寸部件構成且囊中流體在各個囊體中彼此獨立。即使其中的一個囊體由於某種原因產生洩漏，只有該囊體的穿孔中的水流出。因此，即使發生這種情況，也可以將損壞限制在小範圍內。圖6b為連接部位與囊體的側表面連接到一起的側視圖，其中的連接部位可以使用例如可拆卸式的維可牢尼龍搭扣(Velcro fastenings)19，並且囊體彼此的聯接是可拆卸的。由於每個囊體是可拆卸的，所以運輸時每一個囊體都不可能很大。可以根據同樣結構所使用的位置、使用同樣結構的人、同樣結構的應用目的或類似情況，重新將整個結構進行非常合理的安排。
圖7顯示了根據上述實施例的囊體17，它們被封閉在框架20中。這樣可以很好的保持囊體的外形。而且也可以製作成多個尺寸較小的獨立囊體，並將它們單獨的放置在框架內。圖7a為具有框架的實施例的截面圖，其只封閉側面。圖7b是具有框架的實施例的截面圖，其中框架是由側面和底面連在一起構成的。在這種情況下，即使囊體破裂或類似的原因導致囊體中的液體流出，液體也只是會留在框架內，從而使液體不會流到安放寢具的房間。
在上述實例中，枕頭主要是用來作為例子來描述。然而，本發明並不限於枕頭，可適用於各種目的來支撐人體如床、椅子、沙發、墊子或類似物。
工業可行性如上所述，獲得了使用流體的寢具，其主要以液體的浮力支撐人體，使人得到舒適的睡眠。並且，由於用於支撐人體所需要的流體大大減少，可以減輕寢具的重量，使寢具可隨處安放。並且，由於採用了不必將流體密封於固體物質內的結構，即使用於像枕頭這樣尺寸較小的寢具，也可以得到同樣的效果。而且，如果用於像床這樣尺寸較大的寢具，也可以做到重量輕、尺寸小且價格低廉。
權利要求
1.一種寢具，它包括密封囊體3，它有一個有許多連續氣孔的彈性體1，氣體2密封於其中，且它的上部具有鬆弛度；和置於囊體3上部的密封的水囊體6，它有一個有許多連續氣孔的彈性體4，液體5密封在其中，且它的上部和下部具有鬆弛度。
2.一種寢具，它包括有許多連續氣孔的彈性體1；和密封的水囊體6，它置於彈性體1的上部，它有一個有許多連續氣孔的彈性體4，液體5密封於其中，且它的上部和下部具有鬆弛度。
3.如權利要求1或2所述的寢具，其特徵在於所述彈性體1和/或所述彈性體4的表面或內部具有彼此獨立或者彼此相連的通道7。
4.由多個寢具連接而成的一件寢具，其中每一個小尺寸寢具均是根據權利要求1至3中任意一項製作而成。
全文摘要
寢具包括密封囊體(3)，它有一個有許多連續氣孔的彈性體(1)，氣體(2)密封於其中，且它的上部具有鬆弛度，和置於囊體(3)上部的密封的水囊體(6)，它有一個有許多連續氣孔的彈性體(4)，液體(5)密封在其中，且它的上部和下部具有鬆弛度，從而獲得提供舒適睡眠的寢具，其利用液體浮力通過均勻支撐人體得以實現，並減少了其中所需流體的量。
文檔編號A47C27/00GK1538818SQ0281526
公開日2004年10月20日 申請日期2002年6月11日 優先權日2001年6月14日
發明者佐藤和浩, 藤村靖之, 木村照夫, 之, 夫 申請人:佐藤和浩, 藤村靖之, 木村照夫