具有向外弯曲表面的空单元制造技术

本文所描述和要求保护的实施例包括用于制造蜂窝状缓冲系统的缓冲结构和方法，其允许通过压缩和冲击循环获得最大的舒适度。具体而言，缓冲结构包括形成为阵列的空单元，该空单元包括具有不同半径测量值的多个向外弯曲表面。空单元的刚度可以通过改变半径来改变。向外弯曲表面防止屈曲并且通过吸收能量提供对于高冲击的支撑。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有向外弯曲表面的空单元相关申请的交叉引用本申请要求于2015年7月31日提交的题为“具有向外表面曲率的空单元”的美国临时专利申请No.62/199,810的优先权，其公开和教导的全部内容通过引用明确地并入。
本专利技术总体上涉及缓冲系统及其制造方法。
技术介绍
缓冲系统用于包括人体的舒适性和冲击保护的各种应用中。缓冲系统放置在身体的一部分的附近，并且在身体与一个或多个物体之间提供屏障，否则这些物体会撞击身体。例如，袋装弹簧床垫包含一组紧密耦接的金属弹簧来缓和床架对身体的冲击。类似地，鞋类、椅子、手套、护膝、头盔等均可包括缓冲系统，该缓冲系统在身体的一部分与一个或多个物体之间提供屏障。各种结构被用于缓冲系统。例如，一组紧密耦接的封闭的单元空气和/或水腔体通常构成空气和水床垫。一组紧密耦接的弹簧通常构成传统的床垫。其他实例包括开口的或封闭的单元泡沫和弹性蜂窝结构。对于采用一组封闭的或开口的单元或弹簧的缓冲系统，将单元或弹簧直接耦接在一起，或者使用一个或多个统一层将每个单元或弹簧在它们的末端处耦接在一起。将单元或弹簧直接地耦接在一起或者将单元或弹簧的末端间接地耦接在一起，有效地将缓冲系统连接在一起。
技术实现思路
本文所描述和要求保护的实施例包括用于制造蜂窝状缓冲系统的缓冲结构和方法，其允许通过压缩和冲击循环获得最大的舒适度。具体而言，缓冲结构包括形成为阵列的变化的空单元，该变化的空单元包括具有不同半径测量值的多个向外弯曲的表面。空单元的刚度可以通过改变半径来控制。向外弯曲的表面防止屈曲并且通过吸收能量提供对于高冲击的支撑。这里也描述和记载了其他实施例。附图说明图1示出了处于无负载状态的示例性蜂窝状缓冲系统的透视图；图2A示出了示例性蜂窝状缓冲系统的一个阵列中的空单元的示例性基部的俯视图；图2B示出了示例性蜂窝状缓冲系统的一个阵列中的空单元的示例性基部的俯视图；图3示出了图1中的示例性蜂窝状缓冲系统的俯视图；图4示出了处于无负载状态的另一示例性蜂窝状缓冲系统的透视图；图5示出了图4中的示例性蜂窝状缓冲系统的俯视图；图6示出了处于无负载状态的又一示例性蜂窝状缓冲系统的透视图；图7示出了图6中的示例性蜂窝状缓冲系统的俯视图；图8示出了处于无负载状态的又一示例性蜂窝状缓冲系统的透视图；图9示出了图8中的示例性蜂窝状缓冲系统的俯视图；图10示出了处于无负载状态的又一示例性蜂窝状缓冲系统的透视图；图11示出了图10中的示例性蜂窝状缓冲系统的俯视图；图12示出了处于无负载状态的又一示例性蜂窝状缓冲系统的透视图；图13示出了图12中的示例性蜂窝状缓冲系统的正视图；图14示出了图12中的示例性蜂窝状缓冲系统的俯视图；图15示出了处于无负载状态的又一示例性蜂窝状缓冲系统的透视图；图16示出了图15中的示例性蜂窝状缓冲系统的正视图；图17示出了图15中的示例性蜂窝状缓冲系统的俯视图；图18示出了处于无负载状态的又一示例性蜂窝状缓冲系统的透视图；图19示出了图18中的示例性蜂窝状缓冲系统的正视图；图20示出了图18中的示例性蜂窝状缓冲系统的俯视图；图21示出了所描述的缓冲系统的阵列中的空单元的力位移图；图22示出了基于所描述的缓冲系统的阵列中的空单元的10％、25％、50％和75％压缩的负载力的表格；图23示出了制造示例性蜂窝状缓冲系统的示例性操作。具体实施方式所公开的技术包括缓冲结构，其允许通过压缩和冲击循环获得最大舒适度。具体而言，缓冲结构包括形成为阵列或片的变化的空单元，该变化的空单元包括具有不同半径测量值的多个向外弯曲表面。空单元中的弹性模量或刚度可以通过改变空单元中的半径的数量、深度和位置(例如，垂直高度)来控制。向外弯曲表面主导着空单元的整体设计，并且防止屈曲，并且通过吸收能量提供对于高冲击的支撑。所公开的技术中的空单元可以承受多次压缩而不会显著退化。没有向外弯曲表面的空单元在冲击过程中会经历空单元中的屈曲和失去支撑。没有向外弯曲表面的空单元会移动得太快并且不能吸收尽可能多的能量。因此，具有不经受材料本身的应力集中(例如，随着时间的推移可能会产生裂纹或随着时间的推移可能会造成力偏转性能的显著下降的褶皱)的结构是有益的。所公开的技术可用于各种舒适-冲击-保护和压力-分布缓冲应用中，包括但不限于：鞋类、床垫、家具缓冲垫、身体衬垫以及包装。在一个实施例中，包括多个向外弯曲表面的空单元可以支撑在使用过程中能够承受使用者体重的三倍的鞋。图1示出了处于无负载状态的示例性蜂窝状缓冲系统100的透视图。蜂窝状缓冲系统100包括布置成两个阵列的空单元(例如，空单元102或空单元104)。在其他实施例中，可以有一个或两个以上的空单元阵列。阵列可以是平坦的或弯曲的。为了本公开的目的，包括两个阵列的示例性蜂窝状缓冲系统100中的阵列被描述为第一阵列(例如，第一阵列106)和第二阵列(例如，第二阵列108)。然而，在另一个实施例中，根据所需的术语或配置，第一阵列和第二阵列可被称为右侧阵列和左侧阵列、顶部阵列和底部阵列或其他命名的特征。在蜂窝状缓冲系统100中有多个阵列的实施例中，每个阵列中的空单元104可以具有与另一个阵列相同或不同的几何形状。另外，单个阵列内的空单元104可以具有彼此相同或不同的几何形状。在图1中，第一阵列106和第二阵列108具有包括四个向外弯曲表面(例如，向外弯曲表面110)的空单元(例如空单元104)，每个向外弯曲表面在蜂窝状缓冲系统100中的第一阵列106和第二阵列108中的每个空单元104的每个侧壁(例如，侧壁120)中。向外弯曲表面位于空单元的侧壁上并且是自然地背对空单元的内部的弯曲部分(curvature)。向外弯曲表面构成空单元104的整个外表面面积的一定部分(substantialportion)，其被定义为大于或等于空单元104的整个外表面面积的20％。每个空单元104还包括四个向内弯曲表面(例如，向内弯曲表面126)，其中，一个向内弯曲表面构成空单元100的圆角。在图1中，向内弯曲表面位于空单元的拐角上并且是向内朝向空单元的内部的弯曲部分。在所公开的技术的实施例中，向外弯曲表面和向内弯曲表面可以被配置在空单元的侧壁中或空单元的拐角上。在一些实施例中，在每个空单元中可以有两个、三个或更多个弯曲表面(或者在本文中可互换地称为弯曲部分)。在一些实施例中，空单元的侧壁中可以有多于一个的弯曲部分。例如，在侧壁中可以有弯曲部分的波(例如，大约12次振荡，产生非常硬的单元)。在其他实施例中，在一个或多个侧壁中可以没有弯曲部分。在一些实施例中，空单元的基部(例如基部130)的立方体形状(cubicshape)可以采用其邻近或毗连的空单元(例如，空单元104)的立方体形状的斜率。基部130可以被定义为空单元的与至少形成空单元的中间部分的峰部(峰部132)相邻的部分。峰部132可以被定义为空单元的与基部130相邻的部分，包括峰表面(例如，峰表面112)，该峰表面可以附接在空单元(例如，空单元104)的另一阵列(未示出)中的相对空单元的峰表面上。由于每个向外弯曲表面(例如，向外弯曲表面110)的较大的半径或较深的深度，或者通过存在于每个空单元中的向外弯曲表面的数量，峰部132可以显著地圆化(rounded)或分段。向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缓冲结构，包括：空单元的第一阵列，其中，每个空单元包括向外弯曲表面和向内弯曲表面，并且其中，所述向外弯曲表面构成每个空单元的整个外表面面积的一定部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.16 US 62/219,4511.一种缓冲结构，包括：空单元的第一阵列，其中，每个空单元包括向外弯曲表面和向内弯曲表面，并且其中，所述向外弯曲表面构成每个空单元的整个外表面面积的一定部分。2.根据权利要求1所述的缓冲结构，还包括：空单元的第二阵列，其中，所述空单元的第二阵列中的空单元的峰部的峰表面被附接到所述第一阵列中的空单元的峰部的峰表面。3.根据权利要求1所述的缓冲结构，其中，各个空单元的外周长度基本上超过各个空单元的基部的整体轮廓长度。4.根据权利要求1所述的缓冲结构，其中，各个空单元的向外弯曲表面深度基本上从各个空单元的基部的整体轮廓凹陷。5.根据权利要求1所述的缓冲结构，其中，每个空单元与大气连通。6.根据权利要求1所述的缓冲结构，其中，每个空单元包括：基部，所述基部仅包括所述向内弯曲表面；以及峰部，所述峰部包括所述向外弯曲表面和所述向内弯曲表面。7.根据权利要求1所述的缓冲结构，其中，每个空单元包括圆顶形的峰部。8.根据权利要求1所述的缓冲结构，其中，每个空单元的基部的整体轮廓为矩形，并且其中，所述向外弯曲表面的半径小于所述基部的矩形的所述整体轮廓的长度的一半及宽度的一半。9.一种能量吸收空单元，包括：基部，所述基部包括向内弯曲表面；以及峰部，所述峰部包括向外弯曲表面和向内弯曲表面，其中，所述向外弯曲表面构成所述空单元的整个外表面面积的一定部分。10.根据权利要求9所述的能量吸收空单元，其中，所述空单元的外周长度基本上超过所述空单元的基部的整体轮廓长度。11.根据权利要求9所述的能量吸收空单元，其中，所述空单元的向外弯曲表面深度基本上从所述空单元的基部的整体轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·达尔，P·福利，T·C·曼尼，
申请(专利权)人：斯凯达克斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US