CN104321189A - 带有内部强化的保护性碰撞吸收结构及其材料 - Google Patents

带有内部强化的保护性碰撞吸收结构及其材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了带有强化层的顺应的保护垫。

Description

带有内部强化的保护性碰撞吸收结构及其材料
相关申请的交叉引用
在此根据35U.S.C§119(e)要求2012年3月19日提交的共同拥有且待决的美国临时专利申请No.61/612,949的优先权。该在先申请的主题在此通过完整引用合并。
技术领域
本发明总地涉及保护性碰撞吸收结构,该保护性碰撞吸收结构被设计为保护人体部分不受伤害以及保护敏感物体不受损坏和/或同时顺应其各表面的形状和/或提供接触起来舒适的外表面。
背景技术
许多活动特别是体育活动涉及由于碰撞对于身体的潜在风险。肘部、膝部、肩部、踝部、髋部和其它关节可能特别易受到碰撞损坏,且存在对于保护而不限制运动范围和个体移动的挑战。碰撞保护可能是沉重的、不透气的或限制性的,或替代地不是精确地以某些身体部分为目标或不相符地以某些身体部分为目标。
一些碰撞保护系统包括分开的刚性垫,所述垫是沉重的且限制运动。刚性部件可能衬以一些形式的软的缓冲物以使其相对于身体舒适,这是缓冲对于身体的碰撞的尝试,但额外的层增加了垫的重量和不适性。另外,衬垫系统可能穿戴上感到热,且也限制湿气和汗的蒸发。
其它保护垫由更软的材料制成,因此所述材料弯曲,但在保护严重碰撞方面效果很低,特别是来自岩石或其它硬物的碰撞。这些材料包括标准的化学发泡聚醚或聚酯泡沫。
其它衬垫可由更硬的泡沫材料制成,例如交联的聚醚泡沫或EVA泡沫。此泡沫提供更多一些的保护,但限制了使用者的运动范围。总体上,这样的材料提供了不足的保护,同时限制了运动。
也试图使用更硬的泡沫作为垫,但泡沫必须切割为条以降低实体泡沫块可能导致的对于运动的限制。对于穿戴者不幸的是,条提供不了最佳保护。
泡沫也可热成形为弯曲的或复杂的形状,且缝合在将条或块保持在位的材料层之间。提供更好的碰撞吸收的其它材料例如d30也已用于衬垫,但这些材料也是硬的。
已进行尝试,使得前述材料表现为对于穿戴者不太坚硬,这通过在每块中形成更薄的区域而允许更好的弯曲来进行。但以此方式制造的保护垫不能提供在衬垫位置处的完全运动范围,因为当材料在更薄的区域处弯曲时材料分裂。这些材料也需要埋入在织物层下方,因为这些材料不耐久或不够美观而不可暴露。覆盖材料的使用增加了对于衬垫的不必要的重量且增加了垫的成本。
存在对于特别是用于要求运动范围的区域和用于关节的改进的保护衬垫的需求。
发明内容
本公开在一个实施例中涉及缓冲材料部分。所述部分包括布置在相对的第一屏障层和第二屏障层之间的泡沫层和布置在第二屏障层和泡沫层之间的强化层。
在一些实施例中,缓冲材料包括多孔强化层。强化层可以是无纺织物。
在其它的实施例中,缓冲材料可以是水交缠无纺布。
附图说明
现在参考附图,本公开的特征和优点将从如在附图中图示的典型实施例的如下更特定的描述中显见,附图中类似的附图标号指示各附图中相同的部分。附图不必按比例,而是强调了对于本公开的原理的阐明。
图1是根据本公开的一个示例性缓冲垫的俯视图,其带有不同的缓冲区域;
图2是图1的缓冲垫的通过线2-2的示意性侧视图;
图3是图1的缓冲垫的通过线3-3的示意性侧视图;
图3A示出了可用于形成外壳插入件的可模制缓冲材料的多种典型实施例的横截面图;
图4是根据本公开的另一个示例性缓冲垫的顶视图;
图5是图4的缓冲垫的通过线5-5的示意性侧视图;
图6是图4的缓冲垫的通过线6-6的示意性侧视图;
图7示出了穿戴压缩护臂的使用者的部分视图,其中图4的缓冲垫已整合,且图中示出了在肘部枢动时缓冲垫与肘部的顺应;
图8是压缩T恤的前视图,其中图4的缓冲垫已整合;
图9是根据本公开的示例性保护外壳10的前透视图,图中示出了处于组装构造的外壳体和外壳插入件;
图10是图9中所示的外壳体的后透视图;
图11是图9中所示的外壳插入件的处于展开构造的透视图;
图12是图9中所示的外壳10的通过线4-4的横截面图;
图13是图9中所示的外壳10的通过线5-5的横截面图;
图14是图11中所示的与外壳体分开的外壳插入件的横截面图;
图15是插入到外壳体内的外壳插入件的透视图;
图16是处于展开构造的外壳插入件的替代示例性实施例的透视图;
图17是图16的外壳10的通过线4-4的横截面图;
图18是图16的外壳10的通过线5-5的横截面图;和
图19是图9中所示的与外壳体分开的外壳插入件的横截面图。
具体实施方式
本发明总地涉及保护性碰撞吸收结构,该保护性碰撞吸收结构被设计为保护人体部分不受伤害以及保护敏感物体不受损坏和/或同时顺应其各表面的形状和/或提供接触起来舒适的外表面。
本结构包括多种形状、尺寸、构造和厚度的缓冲区域。为论述简单,术语“缓冲区域”、“浮凸部”(medallion)和“缓冲块”将在描述中互换地使用。多种材料可用于浮凸部,如将在下文中描述。
本结构可整合在衣服、运动设备和附件中,且可设计为具有特定的功能特征。衬垫可整合到服装中,使得服装材料贴合地配合但伸展且顺应身体或特定的关节形状,从而得到整合的衬垫系统,所述衬垫系统比其它产品更好地保护穿戴者不受碰撞,因为在完全的运动范围期间垫恒定地且直接地与穿戴者接触。整合了本垫的服装当穿戴时提供了对于伤害的改进的保护,因为当垫的基部或垫的基部所接附到其上的材料被整合在伸展且贴合地配合的衣服内时,例如压缩衣服,所述垫的基部或材料可维持在使用期间与使用者的身体直接接触。垫的柔性允许垫顺应使用者的身体形状,使得垫可维持与使用者的身体的接触。即,如无本垫的柔性度,则垫不可顺应使用者在运动中的改变的身体轮廓。为易于论述,术语“柔性”如在此所使用意味着垫可通过弯曲、扭曲、折弯和/或伸展等而移动的能力。
通过将浮凸部、铰接部、沟槽和/或外周凸缘的特定的形状、尺寸、构造、轮廓和定向与特定的垫和衣服材料组合,服装可设计为最大化使用者的运动自由范围,同时保护身体的特定的目标区域,特别是关节。这样的服装是美观的、更可耐久的、成本更低的、更舒适的,且提供了明显的运动范围和对于身体的有目的的精确的保护。
类似地,本缓冲垫可整合到其它物体内,例如保护外壳。例如,衬垫可整合到护臂或对应于例如笔记本计算机或媒体装置的电子装置的形状和尺寸的保护外壳内,使得所述外壳贴合地配合但也伸展且顺应外壳的外部。包括本垫的外壳可提供轻量的柔性的且耐碰撞的保护。本公开描述了改进的外壳,所述外壳提供了特别是在外壳边沿上的改进的碰撞保护,所述外壳质量更轻、美观性改进、制造成本低,且对于内含的物品磨损更低。本公开的改进的外壳包括可分开的内部和外部相互连接的部分,所述部分大体上顺应被保护的物品的外表面。除以上所述之外,保护外壳可适合于任何类型的要求保护的产品。本公开也描述了前述外壳的制造方法和材料。
本垫和包括此垫的物体的构造使得物品是高低不平的、可耐久的,且可抵抗在工业和/或商用洗涤中使用的温度、清洁剂和机械作用,而与其它的带衬垫的衣服不同,所述其它的衣服在此严酷的情况下趋于损坏。本结构的材料及其制造方法在2011年8月11日提交的美国专利申请No.13/208,229和2011年10月12日提交的美国专利申请No.13/271,594中公开,所述专利申请的每个在此通过完整引用而合并。
图1至图3一起图示了根据本公开的一个典型的缓冲垫100。垫100具有如上所述的适合于肘关节的轮廓的形状、尺寸和构造,但应理解的是,垫可包括对于特定的设计或应用实际的或希望的任何形状、尺寸或构造。如所示,垫100包括前表面10、后表面12和外周14。如在图2和图3中的横截面中所示,垫100包括布置在可选择的外层和内层16、17之间的缓冲层15和布置在缓冲层15和内层17之间的强化层R。
图4至图6一起图示了根据本公开的示例性缓冲垫的另一个实施例200。如在图5和图6的横截面中所示,垫200具有类似于垫100的结构,包括前表面10、后表面12和外边沿/外周14,带有布置在可选择的外层和内层16、17之间的缓冲层15和布置在缓冲层15和内层17之间的强化层“R”。
垫100和200包括多个限定在其内的浮凸部,且可选择地一个或多个沟槽42可形成在浮凸部的上表面34内。垫100、200也包括铰接部38,以维持浮凸部分开的关系,且为垫提供柔性。垫200另外包括外周铰接部50,所述外周铰接部50对应于垫的外周的形状。铰接部38、50具有通过相邻的浮凸部的外周之间的间距所限定的宽度“W1”;通过浮凸部的上表面34和垫20的上表面10之间的间距所限定的深度“D1”;和通过强化层R、内层和外层16、17和布置在层之间的缓冲材料15(如果存在)的组合的厚度所限定的厚度“T2”。强化结构中的强化材料层R为结构特别是在铰接部38、58内提供了改进的抗扯强度和柔性,以及提供了其它的如下所述的优点。如所示,层R布置为与下层15相邻。替代地,如果希望,层R可层叠到层17,只要层R是多孔的。再替代地,如果希望,强化结构可进一步包括布置在层R和层17之间的粘性层(未图示)。
用于层15、16和17的合适的材料和粘合剂(如果使用)在前述专利申请中公开,且在美国专利公开US 2008/0034614和US2009/0255625中公开,其每个在此通过完整引用合并。
强化层R相对于层15、16、17的位置不限制于以上所述的结构,且可如希望地改变。另外,用于层15、16、17中的任何层或所有层的材料的类型可如希望地改变。此材料的部分的数个典型的层布置在图3A中公开。例如,在希望使用织物层作为外层的一些实施例中,下层17可层叠到织物层且布置为邻近层15,其中强化层布置在15和17之间。在一些实施例中,所述部分可包括布置在相对的上层屏障层和下层屏障层之间的聚合物材料,使得一个或多个强化材料层布置在缓冲材料层和上层屏障层和/或下层屏障层之间。在前述实施例中的任何实施例中,所述部分可进一步包括一个或多个如需要或希望而布置在层的任何层之间的粘合剂层。另外,前述结构的任何结构可反转(未图示),使得层的相互定向从顶到底反转。
用于强化材料层R的合适的材料包括但不限于充分多孔的材料,以允许在模制过程期间缓冲材料流过强化材料的孔或孔眼,使得缓冲材料直接接触屏障层且粘合到屏障层。粘合过程可以是化学粘合、机械粘合、热粘合等或它们的组合等。
合适的多孔强化材料R包括但不限于纺织的或无纺的织物,编织物,间隔织物,平纹织物,交缠聚酯(包括水交缠和/或空气交缠)等。用于强化层R的其它合适的材料包括但不限于编织物或纺织物,同样可以是层叠的或自由浮动的。编织物可以是圆形编织物、经纱编织物、间隔编织物等。使用多孔强化层R允许层变得以可模制的材料饱和,且形成多孔层的略微的表面刚性,这提供了在碰撞期间的另外的保护层,且造成了插入件的另外的结构完整性。
合适的无纺材料包括但不限于气铺的、粘纺的、点粘合的、缝合粘合的、发泡的无纺材料等。一种合适的无纺材料是水交缠聚酯,其重量范围在大约0.1至大约15盎司/平方码之间,更优选地在大约0.5至大约5盎司/平方码之间,且更特别地优选地大约1至大约4盎司/平方码之间。如果为无纺的,则层R以更轻、更体积小且织物更廉价的结构在折叠和/或铰点处提供了改进的撕开和弯曲。前述改进即使无可选择的织物和/或衬层也增加。使用无纺物用于R也提供了光滑的、防水的且可清洁的外部,而仍在缝隙内提供了耐撕开性。随机无纺纤维的相对于编织物或纺织物的优点是改进的柔软性和在折弯或弯曲时的降低的或升高的屈服的趋势。无纺物结构的随机属性可提供改进的柔软性,且在一些情形中提供在折叠线和/或铰接部处的改进的抗扯强度。
使用Kevlar(凯芙拉)、金属纺织或编织织物为强化层R提供了对于尖锐物体的穿刺和/或戳穿保护;使用线网或可弯曲的多孔基质提供了成形插入物的能力;使用间隔织物改进了抗扯强度且提供了另外的偏斜碰撞层;使用气溶胶无纺物提供了超隔离;使用例如Outlast的相变织物提供了能量吸收特性;使用静态分散织物或无纺物提供了静电放电;使用例如银的活性剂提供了例如抗微生物活性的特性;使用选择性模切织物或平纹织物提供了选择性拉伸区域或取决于所选择的强化层的部分的尺寸、形状和位置的强度;使用硅胶或其它塑形网格提供了耐热性和/或强度。
在内层、外层、强化层和/或缓冲层中的一个或多个内使用活性剂可能是希望的。例如,基于银或铜的活性剂的添加可为材料提供抗微生物或抗真菌的特性。在内层或外层或泡沫自身内使用活性剂可能是希望的,例如添加基于银或铜的活性剂以用作抗微生物剂或抗真菌剂。
在本实施例中,缓冲层15的厚度在铰接部38、50处在制造过程期间被最小化,使其厚度在铰接部38、50处接近零。作为结果,在铰接部38、50中的缓冲材料可能是肉眼不可见的或只有使用非常敏感的厚度计才可检测到。
维持在层之间的剩余的缓冲材料可辅助于将层在铰接部38、50中粘合在一起。取决于所使用的材料,层之间的粘合可至少部分地为化学粘合、热粘合和/或机械粘合。例如,如果用作缓冲层的材料是树脂,则在铰接部38、50中剩余的树脂可用作粘合剂以将层粘合在一起。使用树脂作为粘合剂是有利的,因为这消除了对于非常薄的铰接区内的分开的粘合剂的需求,且保持粘合在整个垫内是一致的且柔性相同的,因此增强了垫的耐久性。
替代地,如果织物用作层16、17之一,则层之间在铰接部中的粘合可至少部分地为机械粘合,作为树脂挤入到织物内的开口或孔内的结果,使得层R和16、17的部分在制造期间粘合,从而导致被粘合的层15、16、17的“岛区”布置在被粘合的层16、17的“岛区”之间。
通过将铰接部38、50内的缓冲层15最小化或消除,将铰接部的柔性最大化,使得整个垫200可在多个方向上弯曲、折弯、折叠和扭曲。例如,垫200可沿铰接部38、50弯曲或折弯到在箭头“A”的方向上的180度,如在图5中所示。在相反的方向“B”上,柔性仅通过浮凸部的厚度和间距进行限制。
在本实施例中,在内层和外层16、17之间在铰接部38、50内存在的连续的粘合是有利的,因为这将浮凸部“锁定”在位,从而最小化或消除了缓冲材料从垫的离开,或替代地最小化或消除了例如流体的材料到垫内的进入。因此,铰接部38、50将垫稳定,特别地将缓冲材料稳定,使得流体和其它材料不可穿透垫,所述穿透否则可能导致分层。另外,强化层R在薄的铰接区内的存在增加了铰接区内的抗扯强度。
当垫模制有前层、后层或前后两层时,当铰接部厚度大致对应于不同于层15的其它层(其它多个层)的组合厚度时,或当缓冲层15的厚度接近零时,可实现最大的垫柔性。
例如,在以上所述的实施例中,外层和内层16、17越过整个垫连续地粘合到缓冲层15,包括在铰接部中。取决于垫的构造,当铰接部内的材料的量最小化或消除时,外层和内层可粘合到缓冲层15,或可相互粘合。将前层粘合到缓冲层15的一个明显的优点是在缓冲层15的上方和下方提供了连续的、不中断的表面,即封闭了缓冲层15,而非在垫的外周处。连续的上层和下层强化了铰接部和沟槽区,从而最小化了铰接部和/或沟槽内的断开,这否则可由于点在使用期间的弯折而发生,因为铰接部和/或沟槽比浮凸部更薄。至少一个粘合的层可用于在弯折期间保护薄的铰接区。热塑性聚氨酯膜当用作外层16时部分地在防止铰接部或沟槽内的层17的开裂或断开方面是良好的。内层如果粘合到泡沫则也可提供对于铰接部或沟槽的强度,或在许多实施例中内层和外层粘合到泡沫。在铰接部厚度非常低的情况中,特别是在铰接部内带有非常少的膜或无膜的情况中,粘合的内层和外层希望维持垫的结构完整性,无论是否带有强化层R。希望对于内层和外层使用带有明显的弹性的材料,例如TPE膜、氨纶织物等。在一些实施例中,使用带有层叠的膜衬背的织物作为内侧层或外侧层可能是希望的。内层是织物和膜的层叠,例如聚氨酯膜层叠物,可能是非常希望的,以最大化铰接部的耐久性。
如上所述,本公开的另一个方面是将以上所述的垫整合在服装内,特别是压缩服装内,以保护身体的特定的区域。当前述垫中的一个整合在紧密地配合到穿戴者的压缩护臂或服装内时,铰接的和/或具有沟槽的多层垫结构被缝合、附着或另外地接附到氨纶织物或其它可伸展材料,其方式使得铰接的垫保持与被保护区的形状配合的接触。垫可缝合到服装的内侧或外侧。可希望的是仅使垫覆盖护臂的完全周部的一部分,使得护臂仍可明显地伸展以配合穿戴者。独特地铰接的保护垫与压缩服装的整合通过造成简单的方式以向特定的身体区域添加明显的碰撞吸收垫而不改变整个服装而提供了特定的协同作用。
图7示出了护臂300,其包括接附到护臂的主体64的缓冲垫。如所示出,垫通过将外周凸缘40缝合到护臂500的主体64而接附到护臂300,使得在使用中中心浮凸部18的位置对应于使用者的肘部。在使用中,当使用者的臂部弯曲时,柔性铰接部38和沟槽42的组合允许垫顺应使用者的臂的弯曲构造,同时维持中心浮凸部18相对于肘部的位置。
当垫与压缩护臂整合时,与保护移动关节的其它方法相比较,提供了一些独特的特性和优点。当整合到压缩护臂内时,垫可与被保护的关节连续地贴合接触,这可能在保护例如膝部、肘部、肩部和踝部的柔性关节时是希望的,因为正确设计的铰接部允许保护性护臂自然地维持在正确的位置和定向。当铰接部正确地设计时,保护性压缩护臂与臂作为一体移动,从而允许比传统的衬垫更宽的运动范围。
当保护性护臂与关节和皮肤贴合接触时,也不存在当来自外侧的碰撞之后由于垫碰到皮肤或关节而导致的另外的碰撞。更坚硬的垫可能不能与特定的身体区域或关节连续接触,因为它们不具有柔性或并非形状配合。如果不是形状配合,则垫可能变成伤害穿戴者的碰撞的部分。在护臂构造中的垫能够独特地更好地保护移动的关节,因为所述垫可围绕宽的半径包裹且在一些情形中通过包裹整个关节提供了360度的保护。一般地,希望留下压缩护臂的一些区域而无另外的衬垫层,以允许护臂伸展且更好地顺应臂部。
图8示出了包括缓冲垫的压缩T恤400,所述缓冲垫接附到T恤的主体80。如所示,垫通过将外周凸缘40缝合到T恤的主体80而接附到T恤400,使得中心浮凸部18的位置对应于使用者的胸部。在使用中,柔性铰接部38和沟槽42的组合允许垫顺应使用者的胸部区域,从而将垫维持为靠近使用者身体,因此当使用者受到在胸部区域内的碰撞时最大化了垫的碰撞吸收能力。服装也可由设计为从皮肤层移除湿气的灯芯绒织物制成。
本垫也可设计为促进空气和/或湿气的传输,而不明显地损及保护,而其它的保护性衬垫无法提供此选择。铰接部、沟槽和/或浮凸部可包括穿孔(未图示),所述穿孔促进了湿气或空气的传输率。使用灯芯绒织物作为内层或与TPE膜层组合地作为内层可促进舒适性以及通过铰接部吸取湿气。使用高湿气蒸发传输(“MVT”)膜层可进一步促进舒适性。这样的膜可通过化学吸收/解吸收起作用。这样的膜的示例可通过来自Omniflex产品名Sympatex或TX1540获得。也可使用微孔高MVT膜,例如Goretex或Porelle(来自Porvair),或其它类似的膜。
本垫/结构可使用在前述’614公开中公开的技术制造。本垫的模制设计为对于垫的一些实施例允许层15、16、17、R在足以最小化或消除铰接部38、50内的泡沫的条件下被压缩在一起,同时允许层粘合在一起,所述粘合可以是化学粘合、热粘合和/或机械粘合。
使用接近零厚度的粘合的铰接部用于缓冲层15是非常独特的。在此接近零厚度的铰接区内,外层的顶表面在整个铰接区内仍粘合到内层,这可允许明显地改进在特定的选择区域内的运动范围。如所提及,铰接区可以是具有接近零的厚度(泡沫的小于0.001”(1mil))或更高厚度的任何位置,只要所述厚度小于更厚的缓冲材料区。一些实施例具有接近零的铰接区,而其它实施例为0.010”(10mil)、0.020”(20mil)或甚至0.080”(80mil)或0.120”(120mil)。铰接区和沟槽区在多个定向上的组合允许垫的形成,其组合了需要位置处的完全运动范围,但在其它更少弯曲的位置处需要保护性衬垫。
在铰接区的厚度接近零处,或在薄的铰接区(小于0.100”(100mil))内,整个垫具有连续粘合的内层或外层(或两层)的事实维持了间距且防止未被保护的区域的分离。这与其中分开的切块用于形成垫的垫不同,因为切块可在压制下分开且允许使用者暴露且可能使其受伤害。
本垫可制造为对于特定的身体区域提供更好的保护,同时是轻量的,这对于运动员和运动爱好者是明显的优点。
类似地,铰接部在整个缓冲垫内的“网络”特别是当铰接部是“接近零”铰接部时,进一步改进了垫的耐久性,因为消除了和/或最小化了泡沫或在铰接区内的其它缓冲材料,增加了铰接区内的粘合强度。当包括强化层时,抗扯强度增加。在铰接区内粘合强度增加,因为剩余的缓冲材料在铰接区内不足以支承泡沫结构(在泡沫的情况下)。如果泡沫维持在铰接区内,则粘合强度可限制于泡沫抗扯强度。因此,当泡沫或其它缓冲材料的厚度最小化时,在铰接区内的粘合增加,因为没有薄的泡沫单元壁被撕开。即,在铰接区内不使用单元泡沫结构,不存在用于流体和/或微粒穿透超过外周凸缘的空间。作为结果,如果单独的浮凸部或铰接区被破坏或危及,则对于整个垫的损坏被最小化或划分开,因为损坏可仅延伸到相邻的垫和/或铰接部。
本公开的另一个方面是改进的外壳,所述外壳提供了特别是在边沿上的改进的碰撞保护,更轻的重量,改进的美观性,更低的制造成本和对于封装的物品的最小的磨损。本公开的改进的外壳包括可分开的相互连接的内部分和外部分,所述内部分和外部分大体上顺应被保护的物品的外表面。保护外壳可适合于除以上所述之外的任何类型的要求保护的产品。
图9至图15一起图示了本公开的涉及移动电话的保护外壳的一个示例性实施例。虽然在此参考移动电话描述,但本领域一般技术人员将认识到,本外壳可使用在多种应用中,用于任何类型的要求保护的产品。例如,在此所述的概念也应用于例如iPad的装置、任何带有硬壳的行李、运动保护装置等的较大的外壳。因此,外壳体和插入件可形成为至少顺应封装的产品的外表面的形状。
如在图9中所示,外壳500包括外壳插入件600和外壳体700。外壳插入件600可构造为顺应意图于被封装的物品的外表面的至少一部分,所述物品在此情况中为移动电话,且外壳体700可构造为顺应外壳插入件600的至少部分的外表面。
外壳体700在图10中更详细地示出。如所示,外壳体700包括内表面702和外表面704,和多个延伸通过它们的开口706。外壳体700也包括一个或多个在形状、尺寸和位置上对应于功能键或其它物体的尺寸、形状和位置的开口或孔708,以维持这些物品不受阻碍(例如,充电口、天线、照相机取景器等)。
外壳体700可由大体上刚性的、半刚性的和/或柔性的材料形成。当为刚性时,外壳体700可由其类型典型地用于移动电话覆盖件的硬塑料材料形成。外壳体700的尺寸和构造对应于外壳插入件,带有在外壳体的内表面和移动电话的外表面之间的足够的空间,以允许外壳插入件布置在其内。
如所示出,外壳体700示出为单个的一体的部分,但如果需要,外壳体可形成为两个或多个带有互锁的边沿的部分,所述边沿组装在移动电话的前表面和后表面上。类似地,外壳插入件600可形成为两个分开的部分,所述分开的部分对应于每个外壳体部分,且可在组装前插入到外壳体部分的每个内。
图11更详细地图示了外壳插入件600。外壳插入件600可构造为顺应意图于被封闭的物品的外表面的至少一部分,所述物品在此情况中为移动电话。在本示例性实施例中,外壳插入件600包括间隔开的内表面和外表面602、604,和多个限定在外表面604内且从外表面604向上延伸的浮凸部(在后文中称为“缓冲块618”),所述外表面604对应于布置在外壳体700内的开口706(如上所述)。缓冲块618通过通道相互间隔开,如上所述,且具有可按希望改变的厚度T1和宽度W1。缓冲块618具有厚度T3,所述厚度T3大于通道的厚度T1,且突出到插入件的外表面上方以厚度T2
所有前述厚度、宽度和间距可按希望改变。
缓冲块618包括上表面618a和从上表面618a向下延伸的侧壁618b。缓冲块618可通过突出到外壳体700的外表面上方而具有任何足以提供保护性或舒适性效果的厚度。因此,对于一定的功能优点,缓冲块618的厚度可设计为当处于组装的构造时突出到外壳的外表面上方。例如,在本示例性移动电话装置外壳中,缓冲块618可突出到外壳插入件600的外表面上方大约1/16英寸到大约1/2英寸。如果希望或要求,外壳插入件600也可包括设计为邻近屏幕侧突出的缓冲块(例如,边框),以在坠落的情况中保护屏幕。
外壳插入件600的厚度可按希望改变,但希望的是厚度足以保护装置不被碰撞,同时维持足够薄以最小化外壳的总重。
如果希望,外壳插入件600可形成为使得泡沫的部分在玻璃屏边沿上突出以作为软边框起作用以保护屏幕侧面(未图示)。
虽然在此图示为大体上为方形的,但缓冲块618可具有任何希望的形状或构造,以实现碰撞保护的功能性优点,或实现意图于对于消费者具有吸引力的美观的设计。缓冲块的尺寸、形状、量、构造和位置可按希望改变,以实现前述目的。为美观目的,外壳体和外壳插入件的颜色可相同或不同,且它们也可服从于图案的使用。
外壳插入件600也包括一个或多个开口或孔620,所述开口或孔对应于外壳体700内的开口或孔,所述开口或孔在形状、尺寸和位置上对应于功能键和其它必须维持不被阻挡的物品(例如,充电口、天线、照相机取景器等)的尺寸、形状和位置。
如果希望,外壳插入件600可形成为使得泡沫的部分在玻璃屏边沿上突出以作为软边框起作用以保护平面侧面(未图示)。
图1中所示的外壳插入件600在插入到外壳体700内之前具有平面或展开的构造。为便于外壳插入件600到外壳体700内的插入,外壳插入件600也可包括对应于移动电话的轮廓、边沿和/或角部的折叠线630和/或折叠区域630’(在图6中最佳地可见)。如果希望,折叠线10和/或折叠区域30’可具有厚度T4,所述厚度T4小于间隔器区域S的厚度T1
图15示出了插入到外壳体700内的外壳插入件600。如上所述,当处于平面构造时,外壳插入件可包括折叠线630。因此,为组装,将外壳插入件沿折叠线630和/或折叠区域630’折叠,且插入到外壳内,其方式使得相应的缓冲块和开口对齐,且缓冲块被插入到相应的开口内,直至延伸通过外壳的上表面。
当组装时,缓冲块从外壳体上的相应的开口突出,且缓冲块之间的间隔器区域S布置在外壳体下方位于缓冲块之间。突出的缓冲块起作用以至少保护外壳体不受碰撞,且布置在外壳体下方的间隔器区域也通过布置在装置和外壳体之间的材料吸收能量。因此,作为外部暴露的缓冲块和外壳体下方的内部的外壳插入件的结果,外壳10提供了碰撞阻力和能量吸收,这是独特的特征。虽然在此图示为带有适合于在其内接收缓冲块618的开口706,但外壳体可形成为包括凹入的区域而非开口,以在其内接收缓冲块(未图示)。
外壳500’的另一个实施例参考图16至图19示出,所述外壳500’包括与前述实施例相同的外壳体700。外壳插入件600’具有类似于外壳插入件600的构造,且另外包括折叠区域630’而非折叠线630。
如上所述,外壳体和外壳插入件的颜色和/或图案可为美观原因而变化。壳体可作为套件销售,所述套件包括带有不同的颜色、图案和/或图形的两个或多个外壳体和/或两个或多个外壳插入件,以允许消费者将外壳体和外壳插入件按希望替换。
如所示,部分100包括布置在上屏障层和下织物层之间的聚合物材料。替代地,部分200可包括布置在上屏障层和下屏障层之间的聚合物材料,其中下屏障层层叠到织物层。再替代地,部分300可包括两层织物材料,邻近下屏障层和上屏障层的每个布置一层,且强化层可布置为邻近屏障层的每个。
包括泡沫材料的许多材料可由于磨损或划擦而长期之后降级,因此生成可能穿透到装置内且导致功能问题的微粒。使得原始的泡沫单元暴露是不希望的,因为泡沫单元可能收集灰尘和尘土且不美观且也划伤装置。因此,也可能希望的是使得模制的泡沫具有粘合到其上的合适的顶表面,以提供合适的美观,或如果用作外侧暴露层则提供表面特征。所述顶表面可以是膜、膜重叠物或织物或皮革或其组合。
通过在外壳插入件600的相对的表面的一个或两个上包括保护层或屏障层将外壳插入件600泡沫封装,可防止或最小化磨损、划擦、微粒形成,且可提供对于泡沫的湿气保护。因此,外壳插入件可包括多个层,例如带有连续地粘合的顶表面层的软的泡沫部分,其中软部分的顶表面突出通过硬的外壳内的开口。在此外壳中,可选择平的侧面或底部织物或膜,以形成用于外壳的衬层。在整个插入件上延伸的连续粘合的膜或织物层与无连续层的泡沫相比提供了改进的耐久性。
当使用连续粘合的膜时,布置在缓冲块之间的外壳插入件的厚度范围可从0.020”(千分之二十英寸),但可更厚或更薄或可为零(如果不需要总的撞击保护)。大约0.020”到大约0.060”的厚度对于撞击吸收是希望的,而不增加过大的厚度。改变缓冲块的总的(在开口膜之间的)和外侧延伸和尺寸的能力对于保护外壳不受碰撞和装置不受撞击是重要的。这些厚度可按需要对于其它装置定制,例如对于照相机外壳、镜头外壳、行李、iPad等。
用作电子装置的保护外壳的硬塑料外壳的一个缺点是当装置坠落时,外壳经常开裂且必须替换。本保护外壳具有另外的优点,即保护硬外壳不断裂,因为突出的缓冲块首先中断了碰撞。
许多保护外壳的另一个缺点是内侧的装置从侧面或边沿受到碰撞与从前或后受到碰撞相比更容易断裂。在本外壳中,使用碰撞吸收泡沫用于插入件,例如PORON XRD,提供了对于此碰撞的保护。
应注意到的是术语“第一”、“第二”等在此不指示任何次序或重要性,而是用于将元件相互区分,且术语“一”和“一个”在此不指示限制数量,而是指示存在至少一个所述物体。类似地,应注意到术语“底部”和“顶部”在此仅用于描述方便,除非另外地申明,且不限制于任一个位置或空间定向。另外,修饰语“大约”与数量一起使用时用于包括所述的值且具有通过上下文所指示的意义(例如,包括与特定的量的测量值相关的误差程度)。
化合物在此使用标准术语描述。例如,任何不通过所指示的组取代的位置理解为具有其通过所指示的键或氢原子填充的价。不在两个字母或符号之间的短线(“-”)用于指示取代的接附点。例如,-CHO通过羰基组的碳接附。除非另外地在此限定,所有百分比在此意味着重量百分比(“wt.%”)。此外,所有在此公开的范围是包括性的且可组合的(例如,“直至25%的重量百分比(“wt.%”),希望是大约5wt.%至大约20wt.%,且更希望是大约10wt.%至大约15wt.%”包括范围的端点和中间值,例如“大约5wt.%至大约25wt.%,大约5wt.%至大约15wt.%”等)。符号“+/-10%意味着所指示的测量值可从所述值减10%至所述值加10%的量的范围。
最后,除非另外地限定,在此使用的技术和科学术语具有与本公开所隶属的领域的一般技术人员所理解的相同的意义。
虽然本公开已参考示例性实施例描述,但本领域一般技术人员将理解的是,可进行多种改变且可替换所述实施例的元件的等价物而不偏离本公开的范围。另外,可进行许多修改以使得特定的情况或材料适合于本公开的教示,而不偏离本公开的基本范围。因此,意图于使得本公开不限制于所公开的构思为执行此公开的最佳模式的特定的实施例,而是本公开将包括所有落在任何附带的权利要求的范围内的实施例。

Claims (7)

1.一种缓冲材料部分,包括:布置在相对的第一屏障层和第二屏障层之间的泡沫层;和布置在第二屏障层和泡沫层之间的强化层。
2.根据权利要求1所述的缓冲材料部分,其中强化层是多孔的。
3.根据权利要求1所述的缓冲材料部分,其中强化层是无纺织物。
4.根据权利要求1所述的缓冲材料部分,其中强化层是水交缠无纺物。
5.根据权利要求1所述的缓冲材料部分,进一步包括第一织物层,所述第一织物层布置为邻近第一TPE层、与泡沫层相背。
6.根据权利要求2所述的缓冲材料部分,进一步包括第二织物层,所述第二织物层布置为邻近第二TPE层、与强化层相背。
7.根据权利要求1所述的缓冲材料部分,进一步包括布置为邻近第一TPE层、与泡沫层相背的第一织物层,和布置为邻近第二TPE层、与强化层相背的第二织物层。
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