现有技术揭示了木地板或至少看起来像木制的地板的许多进展。事实 上，近期进展已经提出其中天然木材只占很小比例或根本不含木材的地板 结构。许多基材由基于木材的产品与各种树脂和聚合物混合而成，其上覆 盖有涂有硬清漆的天然木材薄板或密胺薄板。由于与地毯使用有关的问题， 主要是由于所报道的过敏案例，木地板或看起来像木制的地板覆层所占的 市场份额越来越大。此外，木材或外表像木材的装饰也可用于墙面甚至天 花板。
除了所用材料的组合外，还已经开发出用于把地板块或地板条(地板 条通常指宽度在4.5英寸或以下的地板片，而地板块是指较宽的地板片) 固定在底层地板之上的装置以及用于把各地板块或地板条固定在一起成为 一个整体的装置。例如，尽管大多数地板条或地板块使用“榫舌-榫槽” 轮廓，但某些地板条或地板块为“凹槽-凹槽”轮廓并且使用键取代榫舌 将两个相邻的地板块或地板条连接在一起，从而把它们弄平坦。或者，紧 固在底层地板上的夹片系统与凹槽接合以将地板块或地板条固定在底层地 板上。
由于木材的吸湿性，相对湿度的变化会使木材膨胀或收缩。这就是说， 木材在空气中会变干或吸收水分，并且吸湿造成木材膨胀直到纤维饱和， 饱和发生在木材的含水量(MC)达到25-30％之时，超过该含水量时木材 不再膨胀。
因此，当木材膨胀时地板条或地板块变宽变长，反之，当含水量下降 时地板条或地板块的宽度和长度收缩。
应该指出，大多数木材的膨胀和收缩与木材纤维(纹理)方向垂直， 并且由于几乎所有木地板的木材纤维的方向与地板条或地板块的长度方向 一致，因此大多数膨胀沿宽度发生。对于任意给定的长度，一块木材的膨 胀或收缩量为其长度的0.1％。
如果在地板的MC(含水量)大于NOFMA推荐的工业等级时安装地 板，各地板块将开始减少其含水量以适应建筑的相对湿度。收缩会造成地 板条或地板块之间出现间隙。随着时间的推移，这些间隙中会填充有污物 和尘垢。由于地板条或地板块的侧面不像顶面那样涂有清漆或以其它方式 密封，因此污物和尘垢中的细菌甚至微生物会破坏木材纤维。水分进入地 板条或地板块的侧面会造成地板条或地板块侧面局部膨胀。如果水分保持 时间太长，最终整个地板块或地板条会膨胀。如果污物或尘垢太多甚至会 阻碍膨胀，这将迫使地板条或地板块翘曲、隆起或发生严重变形，从而导 致重铺地板甚至更换整个地板，这样做花费很大，因此最好应当避免。
为了在当前的地板安装中减少这种间隙的形成，已经开发出各种控制 膨胀和收缩的装置。一种这样的装置包括顶层、底层和夹在二者之间的芯 层，所述芯层由一系列横向板条(latte)构成。由于这些板条的木材纹理 被设定为横向于其它各层的木材纹理，因此有助于减小沿宽度的膨胀和收 缩。
实木地板块越宽，沿其宽度向上翘曲的危险就越大。翘曲或者以凸起 方式或者以凹入方式(发生)。这就是为什么实木地板块的宽度很少有大于 5英寸的原因。为了克服这一限制，开发出了由横向纹理胶合层构成的多 层地板，因为它们不易翘曲，因此宽度可宽得多，该地板利用被制成为看 上去像硬木地板条或地板块的薄板作为终饰。另一种方法是在由合成材料 制成的芯板上粘上一薄板。由于木材纤维没有任何特定的方向，后一种地 板的长度和宽度可具有更多变化，因此它优选地安装成“浮动”地板，以 便整个地板表面可随意地膨胀和收缩。其不利之处是需要被覆盖住的膨胀 接头。该膨胀接头盖通常十分明显，从审美角度不是十分令人满意。此外， 由于它利用一覆盖在地板上方的搭接部分安装，因此无法与地板齐平，形 成不期望有的“门槛”外形。
为了防止长度方向的卷曲——这种卷曲经常被称为“滑雪板形翘曲” 或“桶形卷曲”或者甚至“香蕉形卷曲”——在木条或木块底部使用隔开 的横向纹理板条。这也可以使地板条或地板块跟随底层地板中的小的凹凸 不平。
由于木材的复杂性，当前还没有木地板系统或仿木地板系统能解决所 有这些问题，因此需要改进的地板系统。

本发明的一个目的是提供一种可补偿地板用木材的膨胀和收缩的地板 系统。
本发明的另一个目的是提供一种不需要传统的膨胀接头盖的地板系 统。
本发明的另一个目的是提供一种使用凹槽-凹槽轮廓而减少木料消耗 的地板系统。
为简明起见，在下文的说明中，术语“地板块”包括地板块和地板条。
因此，按照本发明的一个总体方面，提供一种地板系统，该地板系统 具有处理木材发生湿度变化时自然发生的膨胀/收缩的特征的组合。该工艺 的一部分在地板块内进行，即内部或块内补偿，另一部分通过地板块之间 的相互作用进行，即块间补偿。
本发明适用于实木地板块或多层、复合、MDF(中密度纤维板)或 HDF(高密度纤维板)地板块。地板块可加工成具有普通木地板的榫舌- 凹槽轮廓，或者创新的“四面凹槽”轮廓和特定的表面凹槽以及布置在芯 板、内芯板或地板块内任意位置中的凹槽系统以使地板块可像弹簧那样膨 胀和收缩。
由于能够处理膨胀/收缩，因此可形成宽度比行业中常见的地板块宽得 多的地板块，从而安装者安装地板快速得多，因为覆盖给定表面所需要的 地板块数较少。
从下面参照附图对优选实施例的详细说明中可清楚看出本发明的上述 和其它目的、特征和优点，其中通过示例示出并说明了本发明的优选实施 例。应当理解，在不脱离本发明的情况下，本发明可实现其它不同的实施 例，并且几个细节在各种明显的方面可以修改。因此，附图和说明应认为 是示例性的而非限制性的。
按照本发明的另一个总体方面，提供了一种包括多个地板部件的地板 系统，这些地板部件以共面关系彼此邻接地安装，使得在地板系统的每对 相邻地板部件之间限定一顶部开口的部件间间隙，该地板系统还包括在所 述顶部开口的部件间间隙中的可压缩/可伸展的密封填料，所述密封填料从 上方可见并且可接近。
按照本发明的另一个总体方面，提供了一种地板系统，该地板系统包 括适于以共面关系并排铺设的第一和第二地板部件以及在所述第一和第二 地板部件之间的浮动互锁接头，所述浮动互锁接头包括设置于所述第一和 第二地板部件的相对侧面之间的间隙中的可压缩/可伸展的填料，以及设置 在所述相对侧面中的第一个侧面上并可与设置于所述相对侧面中的第二个 侧面中的互补锁定凹槽相接合的锁键，所述填料与所述相对侧面粘接接合， 所述锁键在所述锁定凹槽内沿垂直于所述相对侧面的方向具有有限的活动 自由度，以调节所述第一和第二地板部件的膨胀和收缩运动。
按照本发明的另一个总体方面，提供了一种适于与类似地板块以共面 并排关系铺设以形成地板表面的地板块，所述地板块包括内部膨胀/收缩调 节装置以局部吸收地板的膨胀和收缩运动并防止应力从一个地板块传到另 一地板块，所述内部膨胀/收缩调节装置包括限定于所述地板块顶面上的至 少一个顶部凹槽。
按照本发明的另一个总体方面，提供了一种适于与类似地板块以并排 共面关系铺设以形成基本上水平的表面的地板部件，所述地板部件具有一 底面，所述底面中限定有一系列凹槽，其中所述凹槽中的至少一个凹槽中 填充有具有粘接性能的填充材料。
按照本发明的另一个总体方面，提供了一种地板系统，该地板系统包 括适于以共面关系并排铺设的第一和第二地板部件以及在所述第一和第二 地板部件之间的互锁接头，所述互锁接头包括设置于所述第一和第二地板 部件的相对侧面之间的间隙中的可压缩/可伸展的填料，以及设置在所述相 对侧面中的第一个侧面上并可与设置于所述相对侧面中的第二个侧面中的 互补锁定凹槽相接合的锁键，所述填料与所述相对侧面粘接接合而将所述 第一和第二地板部件组装在一起。

图1是地板组件的透视图；
图2ab是示出利用间隔件使用块间间隔来铺设地板的透视图；
图3a是呈凹槽-凹槽轮廓、具有两种类型键的硬木地板块的透视图；
图3b是呈凹槽-凹槽轮廓、具有两种类型键的多层地板块的透视图；
图3c是呈凹槽-凹槽轮廓、具有两种类型键的MDF/HDF地板块的 透视图；
图3d是浮动锁键接头和填料的透视图；
图3e是浮动锁键接头和填料在地板块膨胀时受压缩的透视图；
图3f是现有技术的锁键接头的透视图；
图4ab是现有技术中有关钉子被顶出的透视图；
图5ab是现有技术的硬木地板的透视图；
图6ab是多凹槽系统的透视图；
图7、8ab示出块间多凹槽系统的变型；
图9、10是具有适用于长度方向和横向的弹簧系统和横向纹理凹槽的 多层地板的透视图；
图11是紧密组合的透视图；
图12是横向纹理地板块的透视图；以及
图13是镶嵌件的俯视图。

下面参照附图，更具体地参照图1，其中示出一地板组件，该地板组 件总体上包括以共面关系彼此邻接地铺设在底层地板(12)上的防潮薄膜 (10)条，和以共面关系彼此邻接地安装在防潮薄膜(10)上方的基本上 为刚性板(44)的中间层，该中间层用于接纳地板覆层，所述地板覆层包 括多个横向于中间板安装的地板块(52)。防潮薄膜(10)如申请人于 04/06/2004提交的美国临时申请No.60/560,332中所述，其内容在此引入作 为参考。
如图2ab所示，在各地板块(52)之间设有顶部开口的块间间隔(50)， 因此容许各地板块(52)膨胀。该间隔取决于多种因素，例如地板块的性 质(木质)，是整块硬木、多层、复合、MDF(中密度纤维板)、HDF(高 密度纤维板)地板块还是其它类型。一旦从基于要安装类型地板的规格、 水分含量以及将要安装地板的地理位置的典型湿度的制造商的说明书中确 定该间隔后就可开始安装地板。安装时，用适当的间隔工具(104，106和 108)设定推荐的间隔并确保每一地板块(52)与下一地板块平行。为保持 平行度，在钉钉、钉U形钉或粘合时优选地如图2所示几排地板块的所有 间隔工具(104，106和108)前后成一直线。地板块(52)之间的间隔通 常至少为一个地板块(52)的膨胀量的两倍以上，使得可收缩/可伸展的密 封填料(60)(图3)可调节地板块的膨胀。填料(60)与相邻地板块(52) 的相对侧面粘接接合从而把地板块组装在一起。对于间隔工具(104)，由 于它不是严格的直角，因此当获得适当的间隔时地板块(52)之间的挤压 使长的扁平部(110)抬起。为确保平行度，优选最少使用两个间隔件(104， 106，108)。间隔件(104)和(106)都具有抓取孔(114)，以在使用后将 它们取出，所不同的是间隔件(104)具有其中限定有抓取孔(114)的延 伸部(112)。
总体地参照图3，在凹槽-凹槽轮廓的情况下，使用键连接各地板块 (52)。优选使用T形键(56)，因为它有利地容许钉子(46)(图4)或U 形钉(48)垂直钉进键的垂直杆部或立柱(58)以及通常的斜向钉入。T 形键(56)可由任何类型的被认为适于使用的材料或材料的组合制成，并 可用于所有凹槽-凹槽材料，如硬木、多层、复合、MDF、HDF或任意 其它类型的材料。从下文可看出，杆部(58)有利地用作防止由地板块膨 胀引起的块间填料(60)过度压缩的止挡件。
在铺设第一个地板块(52)后，将T形键(56)插入凹槽(72)直到 T形键(56)的立柱(58)抵靠在第一个地板块(52)的侧面，然后使第 二个带凹槽的地板块(52′)与该T形键(56)接合，第二个地板块的侧面 与立柱(58)隔开预定的距离。地板块(52，52′)之间设定的间隔围绕T 形键产生间隔或间隙，从而不妨碍地板块(52′)的膨胀。此外，T形键(56) ——它不对称——具有一较长的边以允许较大的块间间隔。其它可能类型 的键有指状键(56′)和平键(56″)。
所有地板块(52)铺设就位后，将填料(60)施用于每个顶部开口的 块间间隔(50)加以密封。施用后，填料(60)仍然可见并可直接接近。 填料(60)可以是市场上销售的各种密封件，其不必专用于地板，但优选 可压缩至其尺寸的约50％并且优选可伸展(至其尺寸的)100％。填料(60) 可通过改变其化学成分而改变其规格，从而可实现较高或较低的伸展百分 比，且优选地不弄脏清漆。填料还必须具有防水或疏水性能，并且在膨胀/ 收缩循环期间能够持久地粘在木材上。它可以是透明的，或者具有与木材 相匹配的颜色，或者可具有对比色或者甚至与墙壁的颜色相匹配，从而为 室内装饰开辟新的可能性。它可直接接近，因此，如果想要改变颜色或者 在用砂纸打磨地板并重新上清漆后——在这种情况下，只能在上完清漆后 再放入填料(60)——便于除去该产品。填料(60)例如可为韧性的聚烯 烃粘合剂。填料(60)的特性使得块间接头在地板块(52)的边缘处完全 防止湿气或水渗入——这是木材膨胀的一个原因，并且还防止污物和尘垢 的累积，从而使块间间隔(50)完全保持清洁。此外，地板块(52)的膨 胀或收缩不因填料(60)的存在而受到限制，并且湿气或水无法进入地板 块(52)的没有清漆的侧面。
T形键(56)杆部(58)的宽度被选择成确保块间间隙(50)在顶部 始终保持打开，以防止填料(60)过度压缩。它主要用作防止填料(60) 被压缩至超过其压缩能力的安全装置。可在地板块(52)之间设置其它类 型的止挡件来保护填料(60)。
作为另一种可选方案，可使用包括浮动锁键(62)的浮动互锁接头(见 图3d)，只要其互补的锁定凹槽(64)足够深以容许膨胀/收缩位移。这种 地板可用U形钉固定、用钉钉牢或保持浮动。如图3d所示，浮动锁键(62) 在锁定凹槽(64)中在凹槽(64)的端壁和从凹槽(64)的入口部分向下 悬垂的锁定突起之间具有深度方向的自由度。只要在互锁方向提供一游隙， 互锁接头的形状或具体构造无关紧要。浮动互锁接头限定块间间隙，间隙 中按照如上文参照图3a、b和c所述的方式填充有填料。锁键(62)与锁 定凹槽(64)的端壁之间的游隙被选择成确保块间间隙(50)在顶部保持 打开以防止填料(60)过度压缩。
此外，填料(60)可与如图3e所示的常规设计的锁定接头(200)一 起使用在地板块(52，52′)之间密封，以防止湿气渗入——湿气渗入是木 材膨胀的原因。对于要在其上使用填料的所有地板，填料(60)可在地板 制造过程中施用，在地板安装期间以作为长条使用的卷状来施用，或者在 地板安装完毕后直接注入间隔(50)中。
在所有情况下，优选地，密封件或填料(60)被设置为凹形(例如V 形)，从而不会高出地板表面，并且可将尘土或沙子推入其中，从而使潜在 的地板表面擦伤减到最小。
从图4ab中应当理解，如果地板块(52)没有膨胀的余地，木材将通 过阻力最小的途径膨胀。在现有技术地板的这些(膨胀)前后的视图中， 如果在膨胀期间木材遇到来自左侧的钉子(46)或U形钉(48)的阻力， 它将向右侧膨胀，导致倾斜钉入的钉子(46)或U形钉(48)被顶出。一 旦被顶出，钉子(46)或U形钉(48)不会返回原位，从而地板变成所不 期望的“浮动地板”，其易于发生干缩翘曲、向上翘起并且踩上去吱吱作响。
图5ab示出现有技术的硬木地板块(66)，其包含涂有清漆的顶面(68)、 榫舌(70)和榫槽(72)以及在底面(76)上的一系列下侧凹槽(74)。侧 边(78，78′)可为如图5a所示的直角或者如图5b所示的任意形状或尺寸 的半倒角(half-beveled)(80，80′)。
图6a示出为地板块的膨胀/收缩提供改进补偿的多凹槽地板块系统 (82)。该地板块系统(82)通过在其中部设置一顶部凹槽(84)而制成为 看上去像两个并排的地板条，所述顶部凹槽优选地——但不是必需地—— 成形为看上去像两个半倒角的侧边(80，80′)装配在一起。换言之，该顶 部凹槽模拟两个并排地板块的顶部邻接边缘。一底部凹槽(86)与顶部凹 槽(84)垂直对齐。顶部凹槽(84)与底部凹槽(86)配合为该地板块提 供一些横向弹性。凹槽(84)和(86)可相互错开并且加深至在地板块的 厚度方向重叠，以形成可局部吸收膨胀的波纹构造或缓冲区域。中央底部 凹槽(86)的深度比其它底部凹槽深，并且优选填充有具有粘接性能的填 充材料。可使用填料(60)填充中央凹槽(86)。多余的材料可从中央底部 凹槽(86)流到其它底部凹槽。底部凹槽中的填料可用于将地板块粘接地 保持在下层表面上，并用于提供弹性以吸收膨胀和收缩运动以及落在地板 块上的物体引起的冲击力。可固化的胶粘剂可用作替代物来填充底部凹槽 中的至少一个凹槽。
每个多凹槽地板块或地板覆盖部件用于处理其膨胀/收缩变化的部分， 这与现有技术的硬木地板块(66)、特别是“自由浮动”地板系统不同，在 “自由浮动”地板系统中，整个地板表面膨胀或收缩，因此必须围绕房间 的周边留出1/2英寸或以上的间隙以吸收膨胀，根据地板的规格必须每隔 20英尺左右设置一膨胀接头调整片(trim)以调节长度和宽度方向上的膨 胀。按照本发明的多凹槽地板块系统，可在不影响相邻地板块的情况下局 部地调节膨胀和收缩。因此，周边的地板块可靠着房间墙壁固定，而无任 何由于地板膨胀和收缩而造成破裂的危险。使整个地板表面吸收膨胀或收 缩的一个问题是，如果一个物体如一件沉重的家具妨碍一部分地板因膨胀 或收缩引起的滑动，则由于该障碍物两侧的膨胀都受到阻碍，因此地板的 变形不均匀。
但是，如果使每个多凹槽地板块系统(82)负责其自身的膨胀或收缩 份额，则无论什么样的阻碍都是完全隔离的。在铺设每个多凹槽地板块系 统(82)时，部分膨胀即“块内”膨胀在地板块(52)内部被吸收，并且 当注意在每个多凹槽地板块系统(82)之间如图3中所示设有适当间隔时， 则可吸收“块间”膨胀和收缩。
其它因素也可影响现有技术的硬木地板块(66)，例如，当胶合板底层 地板在安装地板前因任何原因(下雨，下雪等)过度受潮时，将导致现有 技术的硬木地板块(66)在首次铺设时吸收过量的湿气。由于没有间隔且 没有补偿装置，每个现有技术的硬木地板块(66)膨胀而在地板表面上形 成翘曲，但更重要的是，当底层地板的胶合板失去水分时，它收缩并且不 均匀地移动现有技术的硬木地板块(66)，因为底层地板的潮湿程度并不是 均匀分布。但是，当每个多凹槽地板块系统(82)通过结合块内和块间补 偿特征而进行补偿时，这种影响是局部的而不会影响到整个地板。
图6b示出多凹槽系统(82)的一种可能的变型，在该系统中，顶部 凹槽(84′)加深且没有相当的底部凹槽(86)，而是具有一系列切割得很 深的下侧凹槽(74′)。按照所期望的结果，可以组合使用对齐或非对齐的 各种凹槽深度、宽度和形状。无论是哪一种变型，不管是如图7所示还是 如图8所示模拟三个地板块的外观，如果要求使用钉子或U形钉，则可在 用填料(60)填充顶部凹槽(84，84′)后将其隐藏在所述顶部凹槽的底部。 这可防止多凹槽系统(82)隆起，因为木材由在多凹槽系统(82)的底部 或靠近底部处吸湿引起的膨胀会被底部凹槽(86)的空隙吸收。换句话说， 多凹槽系统(82)由于其顶部凹槽(84，84′)而具有一薄弱位置，该位置 的强度不足以翘曲，至少不足以对抗钉子或U形钉的力量。它因为顶部凹 槽(84，84′)为木材膨胀留出了空间也不会有隆起的趋势。
图9，10示出处理长度方向膨胀的、包括纵向顶部凹槽(84)、横向顶 部凹槽(90)和横向底部凹槽(92)的多层地板(88)。图9中深的底部凹 槽(86)和图10中一个深的底部凹槽(86)处理干缩翘曲和隆起。横向的 底部凹槽(92)和顶部凹槽(90)防止纵向翘起。这些多层地板(88)的 另一个优点是，这些底部凹槽(86)和顶部凹槽(84)的紧密组合(94) 赋予多层地板(88)以类似弹簧的柔性。底部凹槽(86)和顶部凹槽(84) 之间的间隔很重要，它取决于所使用的木材——或者，在复合地板的情况 下，任何其它材料——的类型以获得正确的弯曲量。这些原理可应用于任 何类型的地板，复合、多层、硬木、MDF、HDF等。此外，可只在地板 块(52)的长边施用填料(60)，或者也横过宽度施用填料(60)。当在一 个组合(94)中有三个紧密靠近的凹槽时，其弹性量为一个组合(96)中 只有两个紧密靠近的凹槽时的两倍。
从图11中可以看出，横过多层地板(88)的宽度可设有几个紧密组合 (96)，并且除了包括底部凹槽(86)的组合(100)和结合有顶部凹槽(84) 的组合(102)之外，大多数组合限制在内芯(98)中，一个组合可占据地 板块的整个厚度。不同组合之间和同一组合内的不同凹槽的深度也可改变， 宽度、形状和是否对齐也是如此。也可在不分层的硬木14上制成类似的切 口，但在使用这类多层地板(88)时，可通过如图12所示的横向纹理层(116) 进一步减小其自然膨胀倾向，该横向纹理层限制宽度方向的膨胀，因为木 材沿纹理长度方向的膨胀只有宽度膨胀的0.1％。通过在上清漆的顶面上设 置横向纹理层，可使每个地板块获得非常不同的外观。
在存在木材膨胀的任何情况下都可使用填料(60)。例如，当如图13 所示在地板(40)中铺设镶嵌件(120)时，膨胀可导致镶嵌件(120)变 形甚至损坏，但是通过围绕镶嵌件(120)的周边设置间隔(50)并在其中 填充特定材料(60)，该问题就可解决。
由于本文所述系统的通用性，每当提及现有技术的硬木地板块(66) 时，它包括总体意义上的木地板，即使其真正木材的含量很低或根本不含 木材；它只是为简化说明而使用的统称。
还应当理解，上述结合地板覆层所述的块内和块间结构也可应用于中 间板(44)。