多孔墊子的制作方法
【專利摘要】一種多孔緩沖系統(tǒng)(200)，包括布置在一個(gè)或多個(gè)堆疊陣列(206、208)中的單元或支撐單元(204)。該單元是阻止由于壓縮力而引起的偏轉(zhuǎn)的中空腔室，與壓縮彈簧類似。將陣列附接至一個(gè)或多個(gè)中間粘結(jié)層(210)。一個(gè)或多個(gè)中間粘結(jié)層將單元連接在一起，同時(shí)允許單元彼此獨(dú)立地變形。外部負(fù)載將空隙單元中的一個(gè)在獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)壓縮，而不會(huì)明顯壓縮與被壓縮的空隙單元鄰近的至少一個(gè)空隙單元。該獨(dú)立壓縮范圍是壓縮的空隙單元的位移范圍，該位移范圍不會(huì)明顯地影響相鄰的空隙單元(205、207)的壓縮。如果將空隙單元壓縮至超過(guò)獨(dú)立壓縮范圍，那么可能使中間粘結(jié)層偏轉(zhuǎn)和/或可能使與壓縮的空隙單元鄰近的空隙單元被壓縮。
【專利說(shuō)明】括人體的舒適和沖擊保護(hù)的應(yīng)用。將緩沖獲多個(gè)否則將撞擊身體的物體之間提供障單簧，該金屬?gòu)椈删彌_身體從而不受到床架均包括在身體的一部分和一個(gè)或多個(gè)物體
緊密耦接的封閉空氣孔和/或緊密耦接的3接的彈簧通常組成傳統(tǒng)的床墊。其他實(shí)例I狀結(jié)構(gòu)。對(duì)于使用一排封閉孔或開(kāi)放孔或在一起，或者，用一個(gè)或多個(gè)統(tǒng)一層將每個(gè)單簧直接地耦接在一起，或者將孔或彈簧的在一起，降低了每個(gè)孔或彈簧的獨(dú)立性。此I加(在這里指點(diǎn)載荷使一個(gè)孔或彈簧或通過(guò)擠壓統(tǒng)一層而使相鄰的孔或彈簧變？觸點(diǎn)處偏轉(zhuǎn)的阻力會(huì)增加。增加的偏轉(zhuǎn)的部分上產(chǎn)生比使用者的身體的其他部分更《統(tǒng)上的使用者。
勺透視圖。
切性多孔緩沖系統(tǒng)的正視圖。
印性偏置式(0打860多孔緩沖系統(tǒng)的正視
財(cái)生疊層式多孔緩沖系統(tǒng)500的正視圖。勺示例性多孔緩沖系統(tǒng)的正視圖。
勺示例性多孔緩沖系統(tǒng)的正視圖。
11:6(1 1奶61'，單元化層)的示例性多孔緩沖
有像素化層的示例性多孔緩沖系統(tǒng)的正視
的具有像素化層的示例性多孔緩沖系統(tǒng)的[0028]圖1示出了躺在一個(gè)實(shí)例多孔緩沖系統(tǒng)100上的使用者102。多孔緩沖系統(tǒng)100包括空隙單元(例如，空隙單元104)或布置在頂部矩陣106 (或陣列)和底部矩陣108 (或陣列)中的支撐單元。在框架103上示出了多孔緩沖系統(tǒng)100。一些實(shí)現(xiàn)方式將不包括框架103?？障秵卧堑钟捎趬嚎s力而引起的偏轉(zhuǎn)的中空腔室，與壓縮彈簧類似。將頂部矩陣106附接至中央或中間粘結(jié)層110的頂面，并將底部矩陣108附接至中間粘結(jié)層110的底面。中間粘結(jié)層110將空隙單元連接在一起，同時(shí)，允許空隙單元至少在空隙單元的獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)(參考圖13更詳細(xì)地討論)彼此獨(dú)立地壓縮。
[0029]在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，將每個(gè)空隙單元單獨(dú)地附接至中間粘結(jié)層110并且不彼此附接。此外，頂部矩陣106或底部矩陣108內(nèi)的每個(gè)空隙單元在負(fù)載下能夠在空隙單元的獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)單獨(dú)壓縮，而不會(huì)壓縮相鄰的(即，鄰近的、相對(duì)的，和/或鄰近相對(duì)的)空隙單元。在獨(dú)立壓縮范圍之外，壓縮單個(gè)空隙單元會(huì)導(dǎo)致經(jīng)由中間粘結(jié)層110的偏轉(zhuǎn)而壓縮相鄰的空隙單元。例如，在使用者102的頸部、下背部和膝部的下方形成頂部矩陣106的空隙單元分別獨(dú)立地壓縮，并且在那些區(qū)域上均勻地分布使用者102的重量。然而，使用者102的上背部和臀部下方的空隙單元被足量地壓縮，從而導(dǎo)致中間粘結(jié)層110偏轉(zhuǎn)，接著，這會(huì)導(dǎo)致底部矩陣108中的空隙單元被壓縮。中間粘結(jié)層110的偏轉(zhuǎn)還導(dǎo)致頂部矩陣106中的相鄰的空隙單元偏轉(zhuǎn)，并導(dǎo)致底部矩陣108中的相鄰的空隙單元被壓縮。
[0030]每個(gè)空隙單元產(chǎn)生相對(duì)恒定的力以抵御偏轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，底部矩陣108中的空隙單元比頂部矩陣106中的空隙單元具有更大的抵御偏轉(zhuǎn)的阻力。結(jié)果，在壓縮較小的區(qū)域中(例如，使用者的頸部、下背部和膝部)，僅使頂部矩陣106中的空隙單元接合，并且，通過(guò)多孔緩沖系統(tǒng)100使使用者的重量在與使用者102接觸的區(qū)域上均勻地分布。在壓縮較大的區(qū)域中(例如，使用者的上背部和臀部)，使用者感受到增加的壓力，因?yàn)槭褂谜叩闹亓孔阋允怪虚g粘結(jié)層110額外地偏轉(zhuǎn)，從而接合底部矩陣108中的空隙單元。在另一實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)多孔緩沖系統(tǒng)100的預(yù)期負(fù)載而改變對(duì)在頂部和/或底部矩陣內(nèi)各個(gè)空隙單元的偏轉(zhuǎn)的阻力。例如，位于使用者的上背部和臀部附近的空隙單元可能比位于使用者的頸部、下背部和膝部附近的空隙單元硬。
[0031]在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，將可選的網(wǎng)格化層(pixilat1n layer,單元化層)(例如，見(jiàn)圖8至圖11)附接至與中間粘結(jié)層110相對(duì)的頂部矩陣106和/或底部矩陣108的末端。網(wǎng)格化層在多孔緩沖系統(tǒng)100的頂部或底部上提供基本上平面的表面，以幫助感受到舒適或清潔，例如，還允許基本上獨(dú)立地壓縮各個(gè)空隙單元。參考圖8至圖11更詳細(xì)地討論網(wǎng)格化層。
[0032]圖2示出了一個(gè)示例性多孔緩沖系統(tǒng)200的透視圖。多孔緩沖系統(tǒng)200包括布置在頂部矩陣206和底部矩陣208中的空隙單元(例如，空隙單元204)?？障秵卧堑钟捎趬嚎s力而引起的偏轉(zhuǎn)的中空腔室，與壓縮彈簧類似。然而，與壓縮彈簧不同，空隙單元的偏轉(zhuǎn)不會(huì)導(dǎo)致阻力的線性增加。相反，對(duì)于空隙單元的大部分壓縮位移來(lái)說(shuō)，空隙單元的偏轉(zhuǎn)的阻力是相對(duì)恒定的。這允許多孔緩沖系統(tǒng)200通過(guò)在使用者的身體上具有均勻的力而對(duì)使用者的身體保持一致。在其他實(shí)現(xiàn)方式中，每個(gè)空隙單元可能具有正的或負(fù)的勁度系數(shù)(spring rate)。此外,每個(gè)空隙單元的勁度系數(shù)可能根據(jù)空隙單元在多孔緩沖系統(tǒng)200內(nèi)的相對(duì)位置而變化。
[0033]至少每個(gè)空隙單元的材料、壁厚、尺寸和形狀限定每個(gè)空隙單元可施加的阻力?？拙彌_系統(tǒng)不太均勻。更進(jìn)一步，空隙單元空隙單元的間隔可以產(chǎn)生與旋繞泡沫相似
3基部形狀，具有圓柱形形狀的體積和圓形1系統(tǒng)的平滑的壓縮曲線并且提供各個(gè)空隙使用者舒適性，并且，各個(gè)空隙單元的更緊電者產(chǎn)生更均勻的感覺(jué)。在這里，預(yù)期其他
丨勺材料、壁厚、單元大小和/或單元間隔，以的機(jī)械噪聲最小化。例如，可以優(yōu)化單元的系(例如，見(jiàn)圖13和圖14)0此外，可以在粉或油)，以減小或消除由空隙單元相對(duì)于、或消除可以使多孔緩沖系統(tǒng)200對(duì)使用者衫狀可以是平滑的以增強(qiáng)使用者的舒適性。吉層210的頂面，并將底部矩陣208附接至截單元連接在一起，同時(shí)允許頂部矩陣206
—可丨〕丨田乜卓敝絕元相同的可邰杜封蚪傘隙單元，具有八個(gè)相鄰的空隙單元。對(duì)于每個(gè)空隙單元，其他實(shí)現(xiàn)方式可以具有更多或更少的相鄰的空隙單元。此外，每個(gè)空隙單元在相對(duì)矩陣內(nèi)具有相應(yīng)的相對(duì)的空隙單元。例如，頂部矩陣206中的空隙單元204與底部矩陣208中的空隙單元207相對(duì)。在另外實(shí)現(xiàn)方式中，對(duì)于部分或所有的空隙單元，不包括相對(duì)的空隙單元。更進(jìn)一步，每個(gè)空隙單元具有在相對(duì)矩陣內(nèi)相應(yīng)的相鄰相對(duì)的單元。例如，頂部矩陣206中的空隙單元204具有在底部矩陣208中相應(yīng)的相鄰相對(duì)的單元209。對(duì)于具體空隙單元的每個(gè)相鄰的空隙單元，相鄰的相對(duì)單元是相對(duì)的空隙單元。
[0040]相鄰的空隙單元、相對(duì)的空隙單元，以及相鄰的相對(duì)空隙單元，在這里都叫做相鄰的空隙單元。在各種實(shí)現(xiàn)方式中，相鄰的空隙單元、相對(duì)的空隙單元以及相鄰的相對(duì)空隙單元中的一個(gè)或多個(gè)基本上不在一單個(gè)空隙單元的獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)被壓縮。
[0041]在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，空隙單元充滿周圍空氣。在另一實(shí)現(xiàn)方式中，空隙單元充滿泡沫或除了空氣以外的流體。可以用泡沫或某些流體來(lái)隔離使用者的身體，便于熱量從使用者的身體傳遞至多孔緩沖系統(tǒng)200/從多孔緩沖系統(tǒng)傳遞熱量至使用者的身體，和/或影響對(duì)多孔緩沖系統(tǒng)200的偏轉(zhuǎn)的阻力。在真空或接近真空的環(huán)境中(例如，外層空間)，中空腔室可以是未填充的。
[0042]此外，空隙單元可以具有一個(gè)或多個(gè)孔(例如，孔211)，當(dāng)壓縮和解壓空隙單元時(shí)，空氣或其他流體可以自由地通過(guò)所述孔。通過(guò)不依賴于氣壓來(lái)抵御偏轉(zhuǎn)，空隙單元可達(dá)到對(duì)于變形相對(duì)恒定的阻力。更進(jìn)一步，空隙單元可以經(jīng)由穿過(guò)中間粘結(jié)層210的通道(例如，通道213)而彼此開(kāi)放(即，流體連接)。還可以為了加熱或冷卻的目的，而用孔和/或通道來(lái)使流體循環(huán)。例如，孔和/或通道可以限定穿過(guò)多孔緩沖系統(tǒng)200的路徑，在該路徑中加熱流體或冷卻流體進(jìn)入多孔緩沖系統(tǒng)200，沿著穿過(guò)多孔緩沖系統(tǒng)200的路徑，并離開(kāi)多孔緩沖系統(tǒng)200?？缀?或通道還可以控制空氣可以進(jìn)入的速度，在多孔緩沖系統(tǒng)200內(nèi)移動(dòng)的速度，和/或離開(kāi)多孔緩沖系統(tǒng)的速度。例如，對(duì)于快速施加的重負(fù)載，孔和/或通道可以限制空氣以多快的速度離開(kāi)多孔緩沖系統(tǒng)200或在以多快的速度在多孔緩沖系統(tǒng)內(nèi)部移動(dòng)，從而對(duì)使用者提供額外的緩沖。
[0043]可以將孔放在多孔緩沖系統(tǒng)200上的空隙單元的頂部和相對(duì)的空隙單元的底部上，以便于清潔。更特別地，可迫使水和/或空氣穿過(guò)相對(duì)的空隙單元中的孔以沖出污染物。在一個(gè)經(jīng)由通道連接每個(gè)空隙單元的實(shí)現(xiàn)方式中，可在多孔緩沖系統(tǒng)200的一端處引入水和/或空氣，并將水和/或空氣通過(guò)多孔緩沖系統(tǒng)200橫向地沖至相對(duì)端以沖出污染物。此外，可用抗菌物質(zhì)處理多孔緩沖系統(tǒng)200，或者，多孔緩沖系統(tǒng)200材料本身可以是抗菌的。
[0044]可以用許多種制造工藝(例如，吹塑成型、熱成型、擠出、注射成型、層疊等等)來(lái)制造多孔緩沖系統(tǒng)200。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，將系統(tǒng)200制造成兩個(gè)一半部，第一半部包括附接至中間粘結(jié)層210的上半部的頂部矩陣206。第二半部包括附接至中間粘結(jié)層210的下半部的底部矩陣208。然后，使中間粘結(jié)層210的兩個(gè)半部層壓、膠粘，或以其他方式與頂部矩陣206及底部矩陣208 —起附接在中間粘結(jié)層210的相對(duì)側(cè)上。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，將中間粘結(jié)層210的兩個(gè)半部間歇性(per1dic，周期性)地粘結(jié)在一起，在將頂部矩陣206和底部矩陣208中的一個(gè)或兩個(gè)中的空隙單元流體連接的中間粘結(jié)層210的兩個(gè)半部之間留下間隙。良元304的頂部318附近大，或者反之亦然。I地設(shè)計(jì)在制造工藝中。無(wú)論如何，使空隙&隙單元的壓縮量(即，產(chǎn)生正的和/或增
空隙單元的高度與頂部矩陣306中的空隙306中的空隙單元的尺寸和形狀與底部矩(單元在壓縮下可以基本上塌陷到底部矩陣見(jiàn)方式中，頂部矩陣306中的空隙單元和底:們僅部分地相對(duì)或者不相對(duì)(例如，見(jiàn)圖
性偏置式多孔緩沖系統(tǒng)400的正視圖。多；口底部矩陣408中的空隙單元(例如，空隙拒陣408中的那些空隙單元是偏置的，使得《單元重疊。將頂部矩陣406附接至中央或至中間粘結(jié)層410的底面。中間粘結(jié)層410在空隙單元的獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)彼此獨(dú)立地[0051]圖5示出了一個(gè)處于空載狀態(tài)中的示例性疊層式多孔緩沖系統(tǒng)500的正視圖。多孔緩沖系統(tǒng)500包括堆疊在另一個(gè)內(nèi)的空隙單元(例如，空隙單元503、504)。將空隙單元堆疊在另一個(gè)內(nèi)，可增加對(duì)組合堆疊的空隙單元的偏轉(zhuǎn)的阻力。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，空隙單元503比空隙單元504小以允許更好的配合。此外，將空隙單元布置在頂部矩陣506和底部矩陣508中。將頂部矩陣506附接至中央或中間粘結(jié)層510的頂面，并將底部矩陣508附接至中間粘結(jié)層510的底面。中間粘結(jié)層510將空隙單元連接在一起，同時(shí)允許空隙單元至少在空隙單元的獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)彼此獨(dú)立地變形。
[0052]圖6示出了一個(gè)處于部分受載狀態(tài)中的示例性多孔緩沖系統(tǒng)600的正視圖。多孔緩沖系統(tǒng)600包括布置在頂部矩陣606中的和底部矩陣608中的空隙單元(例如，空隙單元604)。將頂部矩陣606附接至中央或中間粘結(jié)層610的頂面，并將底部矩陣608附接至中間粘結(jié)層610的底面。中間粘結(jié)層610將空隙單元連接在一起，同時(shí)允許空隙單元至少在空隙單元的獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)彼此獨(dú)立地變形。
[0053]用測(cè)試設(shè)備620對(duì)空隙單元604施加負(fù)載?？障秵卧?04豎直地壓縮而基本上不會(huì)影響頂部矩陣606中的相鄰的空隙單元(例如，空隙單元622、624)。此外，底部矩陣608中的相對(duì)的空隙單元626和相鄰的相對(duì)空隙單元628、630偏轉(zhuǎn)非常小，因?yàn)橹虚g粘結(jié)層610將施加至空隙單元604的點(diǎn)載荷分布至底部矩陣608內(nèi)的多個(gè)空隙單元。此外，與頂部矩陣606中的單元相比，底部矩陣608內(nèi)的空隙單元可以具有更大或更小的抵御壓縮的阻力，以在位移和所施加的力之間提供所期望的關(guān)系(例如，見(jiàn)圖13和圖14)。如果對(duì)與單個(gè)空隙單元604相對(duì)的一組空隙單元施加負(fù)載，那么將壓縮這組空隙單元，并且這組空隙單元鄰近的空隙單元將保持相對(duì)不被壓縮。此關(guān)系在這里叫做，使空隙單元彼此分離。該分離最大僅可應(yīng)用于基于獨(dú)立壓縮范圍的閾值，如圖7所示。
[0054]圖7示出了一個(gè)處于完全受載狀態(tài)中的示例性多孔緩沖系統(tǒng)700的正視圖。多孔緩沖系統(tǒng)700包括布置在頂部矩陣706中的和底部矩陣708中的空隙單元(例如，空隙單元704)。將頂部矩陣706附接至中央或中間粘結(jié)層710的頂面，并將底部矩陣708附接至中間粘結(jié)層710的底面。中間粘結(jié)層710將空隙單元連接在一起，同時(shí)允許空隙單元至少在空隙單元的獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)彼此獨(dú)立地變形。
[0055]與圖6所示的類似，用測(cè)試設(shè)備720對(duì)空隙單元704施加負(fù)載。測(cè)試設(shè)備720施加比圖6的測(cè)試設(shè)備620更大的力，并進(jìn)一步壓縮多孔緩沖系統(tǒng)700?？障秵卧?04完全被壓縮，相對(duì)的空隙單元726如果未被完全壓縮，則是幾乎被完全壓縮。由于一旦將空隙單元704壓縮超過(guò)獨(dú)立壓縮閾值，便接合中間粘結(jié)層710，經(jīng)由中間粘結(jié)層710相對(duì)的空隙單元726被壓縮并部分地壓縮相鄰的相對(duì)空隙單元(例如，空隙單元728、730)。此外，相鄰的空隙單元(例如，空隙單元722、724)偏轉(zhuǎn)，但是基本上不會(huì)被空隙單元704的壓縮所壓縮。通過(guò)接合相鄰的空隙單元，這會(huì)產(chǎn)生更大的抵御壓縮的阻力，因?yàn)槎嗫拙彌_系統(tǒng)700接近完全偏轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
[0056]圖8示出了一個(gè)具有網(wǎng)格化層832的示例性多孔緩沖系統(tǒng)800的透視圖。多孔緩沖系統(tǒng)800包括布置在頂部矩陣806和底部矩陣808中的空隙單元(例如，空隙單元804)。將頂部矩陣806附接至中央或中間粘結(jié)層810的頂面，并將底部矩陣808附接至中間粘結(jié)層810的底面。中間粘結(jié)層810將空隙單元連接在一起，同時(shí)，允許頂部矩陣806的空隙單元至少在空隙單元的獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)彼此獨(dú)立地變形。[0057]網(wǎng)格化層832是附接至頂部矩陣806中的每個(gè)空隙單元的上末端的一層薄片材料。在其他實(shí)現(xiàn)方式中，將網(wǎng)格化層832附接至底部矩陣808中的每個(gè)空隙單元的下末端。網(wǎng)格化層832可以由與空隙單元以及中間粘結(jié)層810類似的材料制成。例如，網(wǎng)格化層832的厚度可以根據(jù)所需柔性和耐久性而變化。網(wǎng)格化層832在每個(gè)空隙單元的頂部上是平的，并在每個(gè)空隙單元之間具有凹槽(例如，凹槽834)。凹槽幫助保持每個(gè)空隙單元與相鄰的空隙單元之間至少在空隙單元的獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)獨(dú)立地壓縮。可以使凹槽深度和寬度適應(yīng)于空隙單元的預(yù)期獨(dú)立壓縮范圍。
[0058]圖9示出了一個(gè)處于空載狀態(tài)中的具有網(wǎng)格化層932的示例性多孔緩沖系統(tǒng)900的正視圖。多孔緩沖系統(tǒng)900包括布置在頂部矩陣906中的和底部矩陣908中的空隙單元(例如，空隙單元904)。將頂部矩陣906附接至中央或中間粘結(jié)層910的頂面，并將底部矩陣908附接至中間粘結(jié)層910的底面。中間粘結(jié)層910將空隙單元連接在一起，同時(shí)允許空隙單元至少在空隙單元的獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)彼此獨(dú)立地變形。網(wǎng)格化層932是附接至頂部矩陣906中的每個(gè)空隙單元的上末端的一層薄片材料。網(wǎng)格化層932在每個(gè)空隙單元的頂部上是平的并在每個(gè)空隙單元之間具有凹槽(例如，凹槽934)。
[0059]圖10示出了一個(gè)處于部分受載狀態(tài)中的具有網(wǎng)格化層1032的示例性多孔緩沖系統(tǒng)1000的正視圖。多孔緩沖系統(tǒng)1000包括布置在頂部矩陣1006中的和底部矩陣1008中的空隙單元(例如，空隙單元1004)。將頂部矩陣1006附接至中央或中間粘結(jié)層1010的頂面，并將底部矩陣1008附接至中間粘結(jié)層1010的底面。中間粘結(jié)層1010將空隙單元連接在一起，同時(shí)允許空隙單元至少在空隙單元的獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)彼此獨(dú)立地變形。網(wǎng)格化層1032是附接至頂部矩陣1006中的每個(gè)空隙單元的上末端的一層薄片材料。網(wǎng)格化層1032在每個(gè)空隙單元的頂部上是平的并在每個(gè)空隙單元之間具有凹槽(例如，凹槽1034)。
[0060]用測(cè)試設(shè)備1020對(duì)空隙單元1004施加負(fù)載。空隙單元1004豎直地壓縮，而基本上不會(huì)影響頂部矩陣1006中的相鄰的空隙單元(例如，空隙單元1022、1024)。當(dāng)空隙單元1004、1022、1024與網(wǎng)格化層1032連接時(shí)，凹槽1034、1036展開(kāi)或以其他方式扭曲，以幫助防止空隙單元1004的偏轉(zhuǎn)在很大程度上影響相鄰的空隙單元。此外，使底部矩陣1008中的相對(duì)的空隙單元1026偏轉(zhuǎn)得非常小，因?yàn)槠渚哂斜葐卧?004更大的抵御壓縮的阻力，并且經(jīng)由粘結(jié)層1010負(fù)載被分布。如果對(duì)與單個(gè)空隙單元1004相對(duì)的一組空隙單元施加負(fù)載，將壓縮這組空隙單元，并且，所壓縮的這組空隙單元鄰近的空隙單元將保持相對(duì)不壓縮。此關(guān)系在這里叫做，使空隙單元彼此分離。該分離最大僅可應(yīng)用于預(yù)定偏轉(zhuǎn)，如圖11所示。
[0061]圖11示出了一個(gè)處于完全受載狀態(tài)中的具有網(wǎng)格化層1132的示例性多孔緩沖系統(tǒng)1100的正視圖。多孔緩沖系統(tǒng)1100包括布置在頂部矩陣1106中的和底部矩陣1108中的空隙單元(例如，空隙單元1104)。將頂部矩陣1106附接至中央或中間粘結(jié)層1110的頂面，并將底部矩陣1108附接至中間粘結(jié)層1110的底面。中間粘結(jié)層1110將空隙單元連接在一起，同時(shí)，允許空隙單元至少在空隙單元的獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)彼此獨(dú)立地變形。網(wǎng)格化層1132是附接至頂部矩陣1106中的每個(gè)空隙單元的上末端的一層薄片材料。網(wǎng)格化層1132在每個(gè)空隙單元的頂部上是平的并在每個(gè)空隙單元之間具有凹槽(例如，凹槽1134)。
[0062]與圖10所示的類似，用測(cè)試設(shè)備1120對(duì)空隙單元1104施加負(fù)載。測(cè)試設(shè)備1120施加比圖10的測(cè)試設(shè)備1020更大的力，并進(jìn)一步壓縮多孔緩沖系統(tǒng)1100?？障秵卧?104完全壓縮，相對(duì)的空隙單元1126如果未被完全壓縮，則是幾乎被完全壓縮。當(dāng)空隙單元1104、1122、1124與網(wǎng)格化層1132連接時(shí)，凹槽1134、1136展開(kāi)，并防止空隙單元1104的偏轉(zhuǎn)完全接合相鄰的空隙單元，甚至在完全偏轉(zhuǎn)狀態(tài)中也是這樣。由于一旦壓縮空隙單元1126便接合中間粘結(jié)層1110，所以通過(guò)壓縮空隙單元1104使底部矩陣1108中的相鄰的相對(duì)空隙單元部分地壓縮。網(wǎng)格化層1132內(nèi)的凹槽的深度和寬度影響空隙單元影響相鄰空隙單元偏轉(zhuǎn)的程度。通過(guò)接合相鄰的空隙單元，這產(chǎn)生更大的抵御壓縮的阻力，因?yàn)槎嗫拙彌_系統(tǒng)1100接近完全偏轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
[0063]圖12示出了一個(gè)示例性彎曲多孔緩沖系統(tǒng)1200的透視圖。多孔緩沖系統(tǒng)1200包括布置在頂部矩陣1206中的和底部矩陣1208中的空隙單元(例如，空隙單元1204)。將頂部矩陣1206附接至中央或中間粘結(jié)層1210的頂面，并將底部矩陣1208附接至中間粘結(jié)層1210的底面。中間粘結(jié)層1210將空隙單元連接在一起，同時(shí)，允許空隙單元至少在空隙單元的獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)彼此獨(dú)立地變形。
[0064]可以將多孔緩沖系統(tǒng)1200應(yīng)用在彎曲表面1253上(例如，頭盔的內(nèi)部)。因?yàn)橹虚g粘結(jié)層1210位于空隙單元的頂部矩陣1206和底部矩陣1208之間，所以，中間粘結(jié)層1210不會(huì)將多孔緩沖系統(tǒng)1200限制于平面應(yīng)用。可以操作多孔緩沖系統(tǒng)1200以與當(dāng)與使用者的身體接觸時(shí)緩沖的任何表面一致。即使當(dāng)操作多孔緩沖系統(tǒng)1200以與彎曲表面一致時(shí)，空隙單元也仍基本上定向成垂直于彎曲表面。這確?？障秵卧钟鶋嚎s的阻力一致。
[0065]圖13示出了一個(gè)示例性多孔緩沖系統(tǒng)中的相鄰空隙單元的位移與力關(guān)系圖1300。圖1300示出了受載的空隙單元的力和位移之間的關(guān)系(虛線1310)與相鄰的空隙單元的力和位移之間的關(guān)系(實(shí)線1320)。在相對(duì)小的力下(例如，在大約0.0-2.51bs.)，通過(guò)力的微小變化，受載的空隙單元至少在空隙單元的獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)明顯地壓縮(即，非彈性形變行為或不符合胡克定律)。當(dāng)空隙單元變得幾乎完全壓縮時(shí)，需要增大的力的量以繼續(xù)壓縮受載的空隙單元(例如，在大約2.5-7.51bs.)。當(dāng)空隙單元幾乎完全壓縮時(shí)，需要相對(duì)大地增加力以壓縮空隙單元相對(duì)小的額外量(例如，大約7.5-17.51bs.)。
[0066]在受載的空隙單元的更小的壓縮位移下(例如，0.0-1.5in)，相鄰的空隙單元不太明顯地被壓縮(例如，如獨(dú)立壓縮范圍1338所示)。當(dāng)受載的空隙單元變得壓縮程度更大時(shí)(例如，1.5-2.7in)，然而，相鄰的空隙單元只受到一定程度的壓縮。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，這是由于中央或中間粘結(jié)層和/或與受載的空隙單元及相鄰的空隙單元都相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)格化層的變形所引起的。然而，與受載的空隙單元相比，相鄰的空隙單元的相對(duì)壓縮量保持相對(duì)較小(在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，大約是最大值的20%)。結(jié)果，即使在完全或幾乎完全受載的條件下，多孔緩沖系統(tǒng)中的相鄰空隙單元幾乎保持獨(dú)立。
[0067]圖14示出了一個(gè)示例性多孔緩沖系統(tǒng)中的相對(duì)的空隙單元的位移與力關(guān)系圖1400。圖1400示出了空隙單元的頂部矩陣中的空隙單元的力和位移之間的關(guān)系(實(shí)線1410)與空隙單元的底部矩陣中的相對(duì)空隙單元的力和位移之間的關(guān)系(虛線1420)。在相對(duì)小的力下(例如，在大約0.0-5.0lbs.)，每個(gè)相對(duì)的空隙單元的力/位移關(guān)系是基本上線性的和相等的。高于大約5.0lbs.但低于大約30.0lbs.時(shí)，頂部空隙單元在底部空隙單元之前達(dá)到大量偏轉(zhuǎn)。高于30.0lbs.時(shí)，每個(gè)相對(duì)的空隙單元的力/位移關(guān)系也是基本上線性的和相等的。
[0068]在其他實(shí)現(xiàn)方式中，空隙單元的頂部矩陣中的空隙單元將具有獨(dú)立壓縮范圍，在丑，與所有三個(gè)泡沫系統(tǒng)(線1530、1540和
I勺壓力來(lái)產(chǎn)生多孔緩沖系統(tǒng)的附加位移。結(jié)夠比任何泡沫系統(tǒng)為使用者提供更大的支奶末系統(tǒng)為使用者提供更好的舒適性。
1605的護(hù)膝1600。多孔緩沖系統(tǒng)1605包戶的空隙單元(例如，空隙單元1604)或支的彎曲內(nèi)表面一致。在多種實(shí)現(xiàn)方式中，護(hù)尸護(hù)膝1600的目的。將頂部矩陣附接至中妾至中間粘結(jié)層1610的底面。中間粘結(jié)層:至少在空隙單元的獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)彼此獨(dú)
別附接至中間粘結(jié)層1610，且彼此不附接。頂部矩陣內(nèi)的每個(gè)空隙單元能夠分別地被口/或相鄰相對(duì)的)空隙單元。在獨(dú)立壓縮匕結(jié)層1610的偏轉(zhuǎn)而導(dǎo)致相鄰的空隙單元3勺膝部的表面輪廓一致，并且分別地壓縮并具有開(kāi)口。在另一實(shí)現(xiàn)方式中，使用吹塑管(例如，型坯管(parison tube))，空隙單元的矩陣同時(shí)由一片材料形成。在又一實(shí)現(xiàn)方式中，通過(guò)單平面中間粘結(jié)層，將第一空隙單元矩陣和第二空隙單元矩陣互相連接。
[0075]粘結(jié)操作1715將第一平面中間粘結(jié)層的面與第二平面中間粘結(jié)層的面粘結(jié)，其中空隙單元的矩陣遠(yuǎn)離平面中間粘結(jié)層地延伸。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，粘結(jié)操作1715產(chǎn)生單個(gè)中間粘結(jié)層，該單個(gè)中間粘結(jié)層將第一空隙單元矩陣和第二空隙單元矩陣連接在一起。在另一實(shí)現(xiàn)方式中，粘結(jié)操作1715將中間粘結(jié)層間歇性地點(diǎn)焊在一起，產(chǎn)生固定附接在一起的兩個(gè)不同的粘結(jié)層。將中間粘結(jié)層間歇性地粘結(jié)在一起，可以在位于中間粘結(jié)層之間的空隙單元之間留出流體通道。
[0076]此外，可以將第一中間粘結(jié)層和第二中間粘結(jié)層層壓在一起，使得，多孔緩沖系統(tǒng)的第一半中的和第二半中的相對(duì)的空隙單元中的開(kāi)口彼此接觸?；蛘?，可以采用任何已知的制造技術(shù)，在一個(gè)步驟中制造多孔緩沖系統(tǒng)的第一半和第二半。此外，可以采用除了模制以外的技術(shù)(例如，真空成型，壓力成型和擠出成型)來(lái)制造多孔緩沖系統(tǒng)的第一半和第二半。
[0077]在使用網(wǎng)格化層的實(shí)現(xiàn)方式中，可選的模制操作1720模制多孔緩沖系統(tǒng)的網(wǎng)格化層。網(wǎng)格化層通常是平面的并且具有一系列通道，網(wǎng)格化層的框架區(qū)域通常與空隙單元的第一矩陣和/或第二矩陣中的各個(gè)空隙單元的尺寸和位置相對(duì)應(yīng)。將網(wǎng)格化層進(jìn)一步構(gòu)造為具有一定的厚度、硬度、通道深度、通道寬度，以達(dá)到各個(gè)空隙單元的獨(dú)立壓縮所期望的程度。如果使用網(wǎng)格化層，那么，可選的附接操作1725將網(wǎng)格化層與通常平行于平面中間粘結(jié)層定向的空隙單元的第一矩陣或第二矩陣的外表面連接?？梢酝ㄟ^(guò)膠粘、焊接，或使用任何其他附接方法來(lái)連接網(wǎng)格化層。此外，可以使用兩個(gè)網(wǎng)格化層，一個(gè)附接至第一空隙單元矩陣，第二個(gè)附接至第二空隙單元矩陣。
[0078]決定操作1727決定多孔緩沖系統(tǒng)是否需要將空隙單元的額外層與粘結(jié)層粘結(jié)在一起。如果是的話，那么重復(fù)操作1705至1727。如果否的話，那么附接操作1729將多孔緩沖系統(tǒng)的多層附接在一起。如果只有一層多孔緩沖系統(tǒng)，那么操作1729不適用。
[0079]壓縮操作1730在獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)壓縮一個(gè)或多個(gè)空隙單元，不會(huì)明顯地壓縮一個(gè)或多個(gè)相鄰的空隙單元。相鄰的空隙單元包括一個(gè)或多個(gè)相鄰的空隙單元、相對(duì)的空隙單元，以及相鄰的相對(duì)空隙單元。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，通過(guò)專用通道或僅通過(guò)第一中間粘結(jié)層和第二中間粘結(jié)層之間的間隙，將相鄰的空隙單元流體地連接。這允許壓縮的空隙單元內(nèi)的空氣或其他流體進(jìn)入和離開(kāi)空隙單元。
[0080]獨(dú)立壓縮范圍是壓縮的空隙單元的不會(huì)明顯壓縮相鄰的空隙單元的位移范圍?？障秵卧诨旧险挥谥虚g粘結(jié)層的大體方向上被壓縮。如果將空隙單元壓縮至超過(guò)獨(dú)立壓縮范圍，那么將使中間粘結(jié)層偏轉(zhuǎn)和/或?qū)嚎s鄰近壓縮的空隙單元的空隙單元。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，即使在超過(guò)獨(dú)立壓縮位移之后，鄰近壓縮的空隙單元的空隙單元的壓縮程度也明顯小于壓縮的空隙單元本身。此外，可以在壓縮操作1725中壓縮多個(gè)空隙單元。
[0081]解壓縮操作1735將一個(gè)或多個(gè)壓縮的空隙單元解壓縮，只要解壓縮的空隙單元在其獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)，基本上不會(huì)解壓縮至少一個(gè)相鄰的壓縮的空隙單元。如果解壓縮的空隙單元在其獨(dú)立壓縮范圍之外，那么，相鄰的空隙單元也將被解壓縮，直到解壓的空隙單元回到其獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)為止。如果將解壓縮的空隙單元解壓至零負(fù)載，那么多孔緩沖系統(tǒng)將回到其原始狀態(tài)。在其他實(shí)施方式中，可以使多孔緩沖系統(tǒng)永久地變形(例如，在使用一次性多孔緩沖系統(tǒng)時(shí))。
[0082]以上說(shuō)明書(shū)、實(shí)例和數(shù)據(jù)提供了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)和用法的完整描述。由于在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的前提下能夠得到本發(fā)明的許多實(shí)施方式，所以本發(fā)明限定在下文中所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。此外，在不背離所述權(quán)利要求的前提下，可以將不同實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)特征組合在其他實(shí)施方式中。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括: 在與中間粘結(jié)層基本上正交的方向上壓縮與所述中間粘結(jié)層耦接在一起的第一空隙單元矩陣中的空隙單元，基本上不會(huì)壓縮至少一個(gè)流體連接的相鄰的空隙單元以及相對(duì)的第二空隙單元矩陣中的至少一個(gè)相對(duì)的空隙單元，其中，在所述空隙單元的獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)壓縮所述空隙單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 在所述空隙單元的所述獨(dú)立壓縮范圍之外壓縮所述空隙單元，其中，使所述中間粘結(jié)層偏轉(zhuǎn)，并且壓縮所述第二空隙單元矩陣中的至少一個(gè)相對(duì)的空隙單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述獨(dú)立壓縮范圍之外壓縮所述空隙單元比在所述獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)壓縮所述空隙單元需要更大的力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 使所述空隙單元解壓縮，并且不會(huì)解壓縮所述至少一個(gè)相鄰的空隙單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 以與所述獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)不同的變形量壓縮所述第一空隙單元矩陣中的兩個(gè)或更多個(gè)空隙單元，其中，來(lái)自所述兩個(gè)或更多個(gè)空隙單元中每個(gè)的抵抗力是基本上相等的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一空隙單元矩陣中的每個(gè)空隙單元在所述空隙單元的所述獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)的所有變形量下具有基本上相等的抵御變形的阻力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一空隙單元矩陣中的每個(gè)空隙單元對(duì)于所述空隙單元的所述獨(dú)立壓縮范圍之外的增大的變形量具有增大的抵御變形的阻力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述中間粘結(jié)層包括將所述第一空隙單元矩陣耦接在一起的第一半以及將所述第二空隙單元矩陣耦接在一起的第二半，并且其中，所述第一半和所述第二半附接在一起。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，使用所述第一半與所述第二半的間歇性點(diǎn)焊，將所述第一半和所述第二半附接在一起。
10.一種多孔緩沖系統(tǒng)，包括: 第一空隙單元矩陣； 第二空隙單元矩陣，與所述第一空隙單元矩陣相對(duì)；以及 中間粘結(jié)層，將所述第一空隙單元矩陣中的至少兩個(gè)空隙單元和所述第二空隙單元矩陣中的至少兩個(gè)空隙單元耦接，其中，在與所述中間粘結(jié)層基本上正交的方向上發(fā)生空隙單元的壓縮，沒(méi)有發(fā)生至少一個(gè)流體連接的相鄰的空隙單元以及至少一個(gè)相對(duì)的空隙單元的實(shí)質(zhì)偏轉(zhuǎn)，并且其中，所述空隙單元的壓縮落在所述空隙單元的獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多孔緩沖系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 網(wǎng)格化層，所述網(wǎng)格化層附接至所述第一空隙單元矩陣中的兩個(gè)或更多個(gè)空隙單元的外末端。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多孔緩沖系統(tǒng)，其中，所述第一空隙單元矩陣中的空隙單元具有的開(kāi)放面面向所述第二空隙單元矩陣中的空隙單元的開(kāi)放面，其中，所述第一空隙單元矩陣中的空隙單元與所述第二空隙單元矩陣中的空隙單元大致對(duì)準(zhǔn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多孔緩沖系統(tǒng)，其中，所述中間粘結(jié)層具有開(kāi)口，在所述開(kāi)口處每個(gè)空隙單元與所述中間粘結(jié)層接觸。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多孔緩沖系統(tǒng)，其中，在所述空隙單元的所述獨(dú)立壓縮范圍之外的所述空隙單元的壓縮使得所述中間粘結(jié)層偏轉(zhuǎn)并壓縮至少一個(gè)相鄰的空隙單元。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多孔緩沖系統(tǒng)，其中，在所述獨(dú)立壓縮范圍之外的所述空隙單元的壓縮比在所述獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)的所述空隙單元的壓縮需要更大的力。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多孔緩沖系統(tǒng)，其中，發(fā)生所述空隙單元的解壓縮，而沒(méi)有至少一個(gè)相鄰的空隙單元的解壓縮。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多孔緩沖系統(tǒng)，其中，所述第一空隙單元矩陣中的兩個(gè)或更多個(gè)空隙單元在所述獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)以不同的變形量被壓縮，并且來(lái)自所述兩個(gè)或更多個(gè)空隙單元中的每個(gè)的抵抗力是基本上相等的。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多孔緩沖系統(tǒng)，其中，所述第一空隙單元矩陣中的每個(gè)空隙單元在所述空隙單元的所述獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)的所有變形量下具有基本上相等的抵御變形的阻力。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多孔緩沖系統(tǒng)，其中，所述第一空隙單元矩陣中的每個(gè)空隙單元對(duì)于所述空隙單元的所述獨(dú)立壓縮范圍之外的增大的變形量具有增大的抵御變形的阻力。
20.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多孔緩沖系統(tǒng)，其中，所述中間粘結(jié)層包括將所述第一空隙單元矩陣耦接在一起的第一半以及將所述第二空隙單元矩陣耦接在一起的第二半，其中，所述第一半和所述第二半附接在一起。
21.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多孔緩沖系統(tǒng)，其中，用所述第一半與所述第二半的間歇性點(diǎn)焊，將所述第一半和所述第二半附接在一起。
22.一種制造多孔緩沖系統(tǒng)的方法，包括: 模制第一空隙單元矩陣，所述第一空隙單元矩陣朝著第一中間粘結(jié)層開(kāi)放并與所述第一中間粘結(jié)層互相連接； 模制第二空隙單元矩陣，所述第二空隙單元矩陣朝著第二中間粘結(jié)層開(kāi)放并與所述第二中間粘結(jié)層互相連接；并且 將所述第一中間粘結(jié)層和所述第二中間粘結(jié)層焊接在一起，使得所述第一中間粘結(jié)層和所述第二中間粘結(jié)層的空隙單元中的開(kāi)口面向彼此，其中，在與中間粘結(jié)層正交的方向上發(fā)生空隙單元的壓縮，沒(méi)有發(fā)生至少一個(gè)流體連接的相鄰的空隙單元和至少一個(gè)相對(duì)的空隙單元的實(shí)質(zhì)偏轉(zhuǎn)，并且其中，所述空隙單元的壓縮落在所述空隙單元的獨(dú)立壓縮范圍內(nèi)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，進(jìn)一步包括: 模制網(wǎng)格化層；并且 將所述網(wǎng)格化層附接至所述第一空隙單元矩陣的每個(gè)空隙單元的外表面。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，進(jìn)一步包括: 模制第三空隙單元矩陣，所述第三空隙單元矩陣朝著第三中間粘結(jié)層開(kāi)放并與所述第三中間粘結(jié)層互相連接； 模制第四空隙單元矩陣，所述第四空隙單元矩陣朝著第四中間粘結(jié)層開(kāi)放并與所述第四中間粘結(jié)層互相連接； 將所述第三中間粘結(jié)層和所述第四中間粘結(jié)層焊接在一起，使得所述第三中間粘結(jié)層和所述第四中間粘結(jié)層的空隙單元中的開(kāi)口面向彼此；以及 將所述第三空隙單元矩陣中的每個(gè)空隙單元的外表面附接至所述第二空隙單元矩陣中的每個(gè)空隙單元的外表面。
【文檔編號(hào)】A47C27/10GK104039201SQ201280066750
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月11日
【發(fā)明者】埃里克·W·蘇加諾, 科蘭·梅策, 彼得·M·福利, 埃里克·T·迪費(fèi)利斯, 布賴恩特·R·哈登 申請(qǐng)人:斯凱達(dá)克斯科技有限公司