CN113003528A - 缓冲空单元的压力分布对齐阵列 - Google Patents

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Abstract

本文所描述并要求保护的实施例包括一种蜂窝缓冲系统，所述蜂窝缓冲系统包括：空单元的第一矩阵；以及与空单元的第一矩阵相对的空单元的第二矩阵，其中，第二矩阵中的每个空单元的一个或多个峰被附接到第一矩阵中的每个空单元的一个或多个峰，其中，第一矩阵的空单元具有比第二矩阵的空单元高的单元分辨率。在另一实施例中，一种缓冲系统的制造方法包括：成型空单元的第一矩阵；成型空单元的第二矩阵，第一矩阵的空单元具有比第二矩阵中的空单元高的单元分辨率；以及将第一矩阵的空单元的峰面与第二矩阵的空单元的峰面附接在一起。

Description

缓冲空单元的压力分布对齐阵列
本申请是分案申请，其母案的申请日为2016年7月11日(优先权日为2015年7月9日)，申请号为201680039979.0，发明名称为“缓冲空单元的压力分布对齐阵列”。
相关专利申请的交叉引用
本申请要求2015年7月9日提交的题为“缓冲空单元的压力分布对齐阵列”的待审美国临时专利申请号No.62/190,627的优先权，其公开和教导的全部内容通过援引被具体地并入本文中。
技术领域
本发明大体涉及身体护垫及其制造方法。
背景技术
缓冲系统用于包括人体的舒适和冲击保护的各种应用。缓冲系统被放置在身体部位的附近，并在身体与可能撞击身体的一个或多个物体之间提供屏障。例如，袋状弹簧床垫包含从床架缓冲身体的紧密连结的金属弹簧阵列。类似地，椅子、手套、护膝、头盔等均可包括在身体部位与一个或多个物体之间提供屏障的缓冲系统。
各种结构用于缓冲系统。例如，紧密连结的闭孔空气和/或水室阵列通常构成空气床垫和水床垫。紧密连结的弹簧阵列通常构成传统的床垫。进一步的实例包括开孔或闭孔泡沫和弹性体蜂窝结构。
对于使用闭孔或开孔泡沫或弹簧阵列的缓冲系统，孔或弹簧直接连结在一起，或者使用一个或多个一体层来将每个孔或弹簧在它们的末端连接在一起。单元或弹簧直接连结在一起或者单元或弹簧的末端间接地连结在一起对于将缓冲系统连接在一起是有效的。
发明内容
本文所描述并要求保护的实施例包括一种蜂窝缓冲系统，所述蜂窝缓冲系统包括：空单元的第一矩阵；以及与空单元的所述第一矩阵相对的空单元的第二矩阵，其中，所述第二矩阵中的每个空单元的一个或多个峰被附接到所述第一矩阵中的每个空单元的一个或多个峰，其中，所述第一矩阵的所述空单元具有比所述第二矩阵的所述空单元高的单元分辨率。在另一实施例中，一种缓冲系统的制造方法包括：成型空单元的第一矩阵；成型空单元的第二矩阵，所述第一矩阵的所述空单元具有比所述第二矩阵中的所述空单元高的单元分辨率；以及将所述第一矩阵的所述空单元的峰面与所述第二矩阵的所述空单元的峰面附接在一起。其结果，当轮廓物体(例如人体)与顶部矩阵接触时，压力分布更均匀。
发明内容是为了以简化的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。此发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。通过阅读以下详细描述，这些和各种其他特征和优点将变得明显。
附图说明
图1示出了处于卸载状态的示例性蜂窝缓冲系统的立体俯视图。
图2示出了示例性蜂窝缓冲系统的立体仰视图。
图3示出了示例性蜂窝缓冲系统的主视图。
图4示出了示例性蜂窝缓冲系统的立体仰视图。
图5示出了图4的示例性蜂窝缓冲系统的放大仰视图。
图6示出了处于卸载状态的示例性蜂窝缓冲系统的立体仰视图。
图7示出了图6中的示例性蜂窝缓冲系统的立体侧视图。
图8示出了图6中的示例性蜂窝缓冲系统的第二侧立体图。
图9示出了示例性蜂窝缓冲的主视图。
图10示出了示例性蜂窝缓冲系统的立体图。
图11示出了处于卸载状态的示例性蜂窝缓冲系统的俯视图。
图12示出了示例性楔形蜂窝缓冲系统的底部立体图。
图13示出了示例性楔形蜂窝缓冲系统的侧视立体图。
图14示出了示例性楔形蜂窝缓冲系统的俯视立体图。
图15示出了示例性楔形蜂窝缓冲系统的主视图。
图16示出了示例性楔形蜂窝缓冲系统的第二主视图。
图17是两个缓冲系统的示例性应力/应变曲线图。
图18是用于制造示例性缓冲系统的示例性操作的流程图。
具体实施方式
图1示出了处于卸载状态的示例性蜂窝缓冲系统100的立体俯视图。蜂窝缓冲系统100包括设置在两个矩阵中的空单元(例如，空单元104或空单元107)。为了本公开的目的，这两个矩阵是顶部矩阵106和底部矩阵108。然而，在另一实施例中，根据所需的术语或配置，顶部矩阵和底部矩阵可称为右侧矩阵和左侧矩阵、第一矩阵和第二矩阵、底部矩阵和顶部矩阵等。
在图1中，顶部矩阵106的空单元(例如，空单元104)的尺寸和/或形状基本上不同于底部矩阵108的空单元(例如，空单元107)的尺寸和/或形状。在一个实施例中，底部矩阵108中的空单元(例如，空单元107)比顶部矩阵106中的空单元(例如，空单元104)更大更深。在一个实施例中，小空单元(例如空单元104)相比于大空单元小54％。在其他实施方式中，小空单元(例如空单元104)相比于大空单元小5％至90％。顶部矩阵106中的小空单元(例如，空单元104)比底部矩阵108中的大空单元(例如，空单元107)具有更高的单元分辨率和更低的深度，例如，对于可能坐在或行走在矩阵顶部上的用户，产生更软的底部矩阵108和更大支撑性和载荷分布的牢固的顶部矩阵106。
每个空单元的壁厚可在空单元的高度上发生变化。在每个空单元中，存在峰或底面，其中壁厚可比相对的空单元的峰或底面更厚(或更薄)。峰或底面的术语可以根据实施例而变化。在底面平坦的空单元中，峰可以是整个底面。在空单元的底部不平坦并且在底面的中心附近成形为“峰”的实施例中，峰是底面的最高特征。在空单元107的底面基本上平坦的实施例中，例如在图1中，壁厚可以大于空单元107的峰或底面116，反之亦然。改变空单元在其高度上的壁厚可以用于根据空单元的压缩量产生变化的阻力(即，产生正和/或增大的弹簧刚度)。其结果，当轮廓物体(例如，人体)与顶部矩阵106接触时，在顶部矩阵108上存在更均匀的压力分布。
矩阵中空单元的布置可以变化。在图1的实施例中，顶部矩阵106中的小空单元(例如空单元104)的中心与相对的大空单元(例如空单元107)的角部对齐，其中顶部矩阵中的小空单元与底部矩阵中的大空单元的比率为4：1。在另一实施例中，与底部矩阵中的空单元相对的顶部矩阵中的空单元可以为两个(例如2：1的比率)。此外，顶部矩阵中的小空单元与底部矩阵中的大空单元可以是其他比率。在一些实施例中，底部矩阵108和顶部矩阵106中的空单元可以偏移，使得它们仅部分地相对或不相对。
在空单元部分地与其他空单元相对的实施例中，相对于彼此直接相对的情况，在每个相对的空单元的中心处存在更少的材料。特别是在顶部矩阵中存在小空单元并且在底部矩阵中存在大空单元的实施方式中，小空单元的边缘层叠在大空单元的边缘上。这些实施实施例中，小空单元的边缘层叠在大空单元的边缘上。这些实施例提供了更大的柔性、改善的压力分布、对用户更大的舒适性、和/或更大程度的减轻冲击。
顶部矩阵和底部矩阵之间的空单元的不同密度促使每个较低密度矩阵单元(例如空单元107)被结合到多个较高密度矩阵单元(例如空单元104)，防止由于几何形状不匹配而导致一个空单元在另一个空单元上颠倒的可能性。具有空隙密度不同的多个层，可实现不同高度的顶部矩阵和底部矩阵；可使顶部矩阵和底部矩阵具有不同的相对刚度，但是如果需要的话，可以改变顶部和底部矩阵材料来避免这种情况。
蜂窝缓冲系统100可以通过使用各种制造工艺(例如吹塑成型、热成型、挤压成型、注塑成型、层压等)来制造。在一个实施例中，通过形成两个分离的矩阵(顶部矩阵106和底部矩阵108)来制造系统100。然后将两个矩阵在顶部矩阵106和底部矩阵108中的空单元的峰或底面上焊接、层压、胶合或以其他方式附接在一起。例如，顶部矩阵106的空单元的峰(例如，峰118)被附接到底部矩阵108的空单元的峰(例如，峰116)。
由于在两个矩阵中不同数目的空单元的变化的配置，空单元彼此的附接可在每个空单元的不同接触点处进行。例如，比空单元107小的空单元104可以附接到空单元107，其中空单元104和空单元110的大部分峰面仅附接到空单元107的峰面角部。
空单元是类似于压缩弹簧对抗由于压缩力引起的偏斜的中空的空腔。但是，与压缩弹簧不同，空单元的偏斜不产生阻力的线性增加。相反，对空单元偏斜的阻力对于大部分空单元的压缩位移而言是相对恒定的。这使得蜂窝缓冲系统100能够在用户的身体上施加均匀的力而贴合用户的身体。在其他实施例中，每个空单元可以具有正或负的弹簧刚度。此外，每个空单元的弹簧刚度可以根据蜂窝缓冲系统100内的空单元的相对位置而变化。
每个空单元的至少材料、壁厚、尺寸和形状限定了每个空单元能够施加的阻力。用于空单元的材料通常在预期的载荷条件下可弹性变形，并且将经受多次变形而不断裂，或遭受其他损害蜂窝缓冲系统100的功能的破坏。示例性材料包括热塑性聚氨酯、热塑性弹性体、苯乙烯共聚物、橡胶、Dow
Figure BDA0002926790670000051
Lubrizol
Figure BDA0002926790670000052
DupontTM
Figure BDA0002926790670000053
ATOFINA
Figure BDA0002926790670000054
和Krayton聚合物。此外，壁厚可以在5密耳(mil)至80密耳的范围内。更进一步地，每个空单元的侧部尺寸在立方体实施例中可以在5mm到70mm的范围内。此外，空单元可以是立方形、金字塔形、半球形或任何其他能够具有中空内部体积的形状。其他形状可具有与上述立方体实施例类似的尺寸。更进一步地，空单元可以彼此间隔各种距离。示例性间距范围是2.5mm至150mm。
在一个实施例中，空单元具有方形或矩形的基本形状，具有梯形体积和圆顶。该空单元几何形状可以提供系统100的平滑的压缩轮廓和单个空单元的最小聚集(bunching)。具体地在空单元的角部和垂直侧壁上发生聚集，在这些位置上，材料以产生可引起压力点以及对于整个蜂窝缓冲系统较不均匀感觉的材料的多个褶皱的方式弯曲。更进一步地，空单元的圆顶可以提高用户的舒适度，并且单个空单元的间隔可以产生类似于卷曲泡沫的用户体验。
在另一实施例中，空单元具有圆形基部形状，具有圆柱形体积和圆形顶部。该空单元几何形状还可以提供蜂窝缓冲系统的平滑压缩轮廓和单个空单元的最小聚集。更进一步地，圆顶可以提高用户的舒适度，并且单个空单元的更紧密的间隔可以给用户更均匀的感觉。其他的空单元形状也在本文的考虑中。
蜂窝缓冲系统100内的单元的材料、壁厚、单元尺寸和/或单元间隔可以被优化以最小化由空单元的压缩(例如，侧壁的弯曲)产生的机械噪声。例如，单元的特性可以被优化以提供位移和施加的力之间的平滑关系。此外，可以在空单元的外部使用轻质润滑涂层(例如滑石粉或油)以减少或消除由相对于彼此接触并移动的空单元产生的噪声。机械噪声的减少或消除可以使得蜂窝缓冲系统100的使用对于用户更加舒适。更进一步地，空单元的顶部的几何形状可以是平滑的以提高用户的舒适度。
每个空单元被矩阵内的相邻空单元包围。例如，空单元104被顶部矩阵106内的三个相邻的空单元110包围。在蜂窝缓冲系统100中，每个角部空单元具有三个相邻的空单元，每个边缘空单元具有五个相邻的空单元，剩下的空单元具有八个相邻的空单元。其他实施例可以针对每个空单元具有更多或更少的相邻的空单元。此外，每个空单元在相对的矩阵内具有一个或多个对应的相对的空单元。例如，顶部矩阵106中的空单元104与底部矩阵中的空单元107相对。
相邻的空单元、相对的空单元和相邻的相对空单元在本文中统称为相邻的空单元。在各种实施例中，相邻的空单元、相对的空单元和相对的相邻空单元中的一个或多个在单独的空单元的独立压缩范围内基本上未被压缩。
在一个实施例中，空单元被填充环境空气并向大气开放。在另一实施例中，空单元被填充泡沫或除空气之外的流体。泡沫或某些流体可以用于隔离用户的身体、促进从用户身体向蜂窝缓冲系统100或从蜂窝缓冲系统100向用户身体热传递、和/或影响对蜂窝缓冲系统100的偏斜的阻力。在真空或接近真空的环境(例如外部空间)中，空腔可以是未填充的。
此外，空单元可以具有一个或多个小孔或孔(未示出)，当空单元被压缩和解压缩时，空气或其他流体可以自由地通过该小孔或孔。通过不依赖于气压对抗偏斜，空单元能够实现对抗偏斜相对恒定的阻力。另外，空单元可以通过穿过矩阵的通道(未示出)彼此开放(即流体连接)。为了加热或冷却的目的，也可以使用孔和/或通道来使流体循环。例如，孔和/或通道可以限定穿过蜂窝缓冲系统100的路径，在该路径中加热或冷却流体进入蜂窝缓冲系统100，沿着穿过蜂窝缓冲系统100的路径行进，离开蜂窝缓冲系统100。孔和/或通道还可以控制空气可以进入、在其中移动和/或离开蜂窝缓冲系统100的速率。例如，对于快速施加的重载荷，孔和/或通道可以限制空气可以在蜂窝缓冲系统100内离开或移动的快速程度，从而为用户提供额外的缓冲。
孔可以设置在蜂窝缓冲系统100上的相对的空单元的配合表面上以便于清洁。更具体地说，可以使水和/或空气穿过相对的空单元中的孔来冲走污物。在每个空单元通过通道连接的实施例中，水和/或空气可以在蜂窝缓冲系统100的一端被引入，并且横向流经蜂窝缓冲系统100到达相对端以冲走污物。此外，蜂窝缓冲系统100可以用抗微生物物质处理，或者蜂窝缓冲系统100材料本身可以是抗微生物的。
图2示出了示例性蜂窝缓冲系统的立体仰视图。蜂窝缓冲系统200包括设置在顶部矩阵206和底部矩阵208中的空单元(例如，空单元204或空单元207)。顶部矩阵206的空单元(例如，空单元204)的尺寸和/或形状基本上不同于底部矩阵208中的空单元的尺寸和/或形状。顶部矩阵206中的小空单元具有比底部矩阵208中的大空单元更高的单元分辨率和更低的深度，产生更软的底部矩阵208和更大支撑性和载荷分布的牢固的顶部矩阵206。其结果，当轮廓物体(例如人体)与顶部矩阵206接触时，压力分布更均匀。
顶部矩阵206中的小空单元(例如，空单元204)与底部矩阵208中相对的大空单元(例如，空单元207)的角部对齐。在该示例中，顶部矩阵206中的小空单元与底部矩阵208中的大空单元的比率为4：1。在另一实施例中，在与顶部矩阵206中的空单元相对的底部矩阵208中可以具有四个空单元(例如2：1的比率)。此外，顶部矩阵206中的小空单元204与底部矩阵208中的大空单元207可以是其他比率。
小于空单元207的空单元(例如空单元204)在其峰的表面仅附接到大空单元207的表面角部的状态下附接到空单元207。顶部矩阵206中的空单元以4：1的比率与底部矩阵208中的空单元对齐，其中顶部矩阵206的四个空单元被成型到底部矩阵208中的一个空单元。顶部矩阵206被成型到底部矩阵208上的界面可以是底部矩阵208上的空单元的峰(未示出)到顶部矩阵206中的空单元的峰的角部的表面。附接的位置可以发生变化。
在图2中，在位于蜂窝缓冲系统200的周边上的空单元(例如，空单元207)附近以及之间具有通道(例如通道214)。通道214主要用于分裂界面的表面，提供局部区域直至一点的部分独立压缩。通道214也可以用于防止空气被困在单元之间。为了制造的目的，通道214也可以被内置以促进更一致的成形。通道可以具有不同的尺寸，并且在一些实施例中，通道214可以具有使空单元分离并限定颠倒的空单元的深度(参见图6)。
图3示出了示例性蜂窝缓冲系统300的主视图。蜂窝缓冲系统300包括设置在顶部矩阵306中的空单元(例如，空单元304)和设置在底部矩阵308中的空单元。
顶部矩阵306的空单元(例如，空单元304)的尺寸和/或形状基本上不同于底部矩阵308中的空单元的尺寸和/或形状。具体地讲，底部矩阵308中的空单元(例如，空单元307)比顶部矩阵306中的空单元(例如，空单元304)更大更深。顶部矩阵306中的小空单元具有比底部矩阵308中的大空单元更高的单元分辨率和更低的深度，产生更软的底部矩阵308和更大支撑性的顶部矩阵306。
顶部矩阵306附接到底部矩阵308的界面可以是底部矩阵308上的空单元的峰(例如，峰318)到顶部矩阵306中的空单元的峰(例如，峰316)的角部的表面。附接的位置可以发生变化。两个矩阵在顶部矩阵306和底部矩阵308中的空单元的峰处被焊接、层压、胶合或以其他方式附接在一起。
图4示出了示例性偏移蜂窝缓冲系统的立体仰视图。蜂窝缓冲系统400包括设置在顶部矩阵(未示出)和底部矩阵408中的空单元(例如，空单元407)。顶部矩阵的空单元的尺寸和/或形状基本上不同于底部矩阵508中的空单元的尺寸和/或形状。在一个实施例中，底部矩阵508中的空单元(例如，空单元407)比顶部矩阵中的空单元更大更深。顶部矩阵中的小空单元具有比底部矩阵508中的大空单元更高的单元分辨率和更低的深度，产生更软的底部矩阵508和更大支撑性的顶部矩阵506。
底部矩阵508中的空单元与顶部矩阵中的空单元错位，使得矩阵中的每个空单元与两个或更多个相对的空单元重叠。这两个矩阵在顶部矩阵和底部矩阵508中的空单元的峰处被焊接、层压、胶合或以其他方式附接在一起。例如，顶部矩阵中的空单元的峰被附接到底部矩阵508中的空单元的峰。
在图5中，在位于蜂窝缓冲系统500的周边上的空单元(例如，空单元507)附近以及之间具有通道(例如通道514)。通道514主要用于分裂界面的表面，提供局部区域直至一点的部分独立压缩。通道514也可以用于防止空气被困在单元之间。为了制造的目的，通道514也可以被内置以促进更一致的成形。通道514可以具有不同的尺寸，并且在一些实施例中，通道514可以具有使空单元分离并限定颠倒的空单元的深度(参见图6)。
图5示出了图4的示例性蜂窝缓冲系统的放大仰视图。蜂窝缓冲系统500包括设置在顶部矩阵和底部矩阵中的空单元(例如，空单元504或空单元407)，这些空单元由于彼此的透明性而被示出但不被区分。顶部矩阵的空单元(例如，空单元404)的尺寸和/或形状基本上不同于底部矩阵中的空单元(例如，空单元407)的尺寸和/或形状。
具体地讲，底部矩阵中的空单元(例如，空单元407)比顶部矩阵中的空单元(例如，空单元404)更大更深。空单元的顶部矩阵具有比底部矩阵更高的单元分辨率和更低的深度，产生更软的底部矩阵和更大支撑性的上矩阵406。其结果，当轮廓物体(例如，人体)与顶部矩阵接触时，在顶部矩阵上存在更均匀的压力分布。
顶部矩阵中的小空单元(例如，空单元404)与相对的大空单元(例如，空单元407)的角部对齐。在这个示例中，顶部矩阵中的小空单元与底部矩阵中的大空单元的比率发生变化。例如，在图4中，中心空单元的比率是2：1。在另一实施例中，可以是4：1的比率，或者在另一实施例中，在与底部矩阵中的空单元相对的顶部矩阵中可以多于或少于四个的空单元(例如3：1的比率)。然而，顶部矩阵中的小空单元与底部矩阵中的大空单元可以是其他比率，并且在相同的蜂窝缓冲系统中空单元的比率可以不同(例如，一些相对的单元的比率为4：1，其他相对的单元的比率为2：1)。
比空单元407小的空单元404在其峰的表面仅附接到大空单元407的表面角部的状态下附接到空单元407。本实施例中的顶部矩阵中的空单元以2：1的比率与底部矩阵中的空单元对齐，其中顶部矩阵的两个空单元被成型到底部矩阵中的一个空单元。顶部矩阵附接到底部矩阵的界面可以是顶部矩阵上的空单元的峰到底部矩阵中的空单元的峰的角部的表面。附接的位置可以发生变化。
在图4中，在位于蜂窝缓冲系统400的周边上的空单元(例如，空单元407)附近以及之间具有通道(例如通道414)。通道414主要用于分裂界面的表面，提供局部区域直至一点的部分独立压缩。通道414也可以用于防止空气被困在单元之间。为了制造的目的，通道414也可以被内置以促进更一致的成形。通道414可以具有不同的尺寸，并且在一些实施例中，通道414可以具有使空单元分离并限定颠倒的空单元的深度(参见图6)。
图6示出了处于卸载状态的示例性蜂窝缓冲系统600的立体仰视图。蜂窝缓冲系统600包括设置在两个矩阵中的空单元(例如，空单元604或空单元607)。出于本公开的目的，这两个矩阵是顶部矩阵606和底部矩阵608。然而，在另一实施例中，根据所需的术语或配置，顶部矩阵和底部矩阵可称为右侧矩阵和左侧矩阵、第一矩阵和第二矩阵、底部矩阵和顶部矩阵等。
在图6中，顶部矩阵606的空单元(例如，空单元604)的尺寸和/或形状基本上不同于底部矩阵608中的空单元(例如，空单元607)的尺寸和/或形状。在一个实施例中，底部矩阵608中的空单元(例如，空单元607)比顶部矩阵606中的空单元(例如，空单元604)更大更深。顶部矩阵606中的小空单元具有比底部矩阵608中的大空单元更高的单元分辨率和更低的深度，产生更软的底部矩阵608和更大支撑性的顶部矩阵606。
每个空单元的壁厚可以在空单元的高度上发生变化。在每个空单元中，存在峰或底面，其中壁厚可以比相对的空单元的峰或底面更厚(或更薄)。峰或底面的术语可以根据实施例而变化。在底面平坦的空单元中，峰可以是整个底面。在空单元的底部不平坦并且在底面的中心附近成形为“峰”的实施例中，峰是底面的最高特征。在空单元604的底面基本上平坦的实施例中，例如在图1中，壁厚可以大于空单元604的峰或底面616，反之亦然。改变空单元在其高度上的壁厚可以用于根据空单元的压缩量产生变化的阻力(即，产生正和/或增大的弹簧刚度)。其结果，当轮廓物体(例如，人体)与顶部矩阵608接触时，在顶部矩阵608上存在更均匀的压力分布。
矩阵中空单元的布置可以变化。在图6的实施例中，顶部矩阵606中的小空单元(例如空单元604和609)与相对的大空单元(例如空单元607)的角部对齐，其中顶部矩阵606中的小空单元与底部矩阵608中的大空单元的比率为4：1。在另一实施例中，与底部矩阵608中的空单元相对的顶部矩阵606中的空单元可以多于或少于四个(例如2：1的比率)。然而，顶部矩阵606中的小空单元与底部矩阵608中的大空单元可以为其他比率。在一些实施例中，顶部矩阵606和底部矩阵608中的空单元可以错位，使得它们仅部分地相对或不相对(例如，参见图9)。
蜂窝缓冲系统600可以通过使用各种制造工艺(例如吹塑成型、焊接、热成型、挤压成型、注塑成型、层压等)来制造。在一个实施例中，通过形成两个分离的矩阵(顶部矩阵606和底部矩阵608)来制造系统600。然后将两个矩阵在顶部矩阵606和底部矩阵608中的空单元的峰或底面上焊接、层压、胶合或以其他方式附接在一起。例如，顶部矩阵606的空单元的峰(例如，峰616)被附接到底部矩阵608的空单元的峰(例如，峰618)。
由于在两个矩阵中不同数目的空单元的变化的配置，空单元彼此的附接可在每个空单元的不同接触点处发生。例如，比空单元607小的空单元604和609可以附接到空单元607，其中空单元604和609的大部分峰面仅附接到空单元607的峰面角部。
在一些实施例中，矩阵中的至少一些空单元之间可以存在通道。在图6中，底部矩阵608包括使顶部矩阵606和底部矩阵608中的空单元(例如，空单元607和610)分离的重要通道(例如通道614)。缓冲系统的顶部矩阵中的所有空单元之间存在通道的实施例中，如图6所示，通道限定了均匀分布在底部矩阵608内的颠倒的空单元(例如，颠倒的空单元612)。在图6中，九个空单元之间的十二个通道限定了四个颠倒的空单元。然而，空单元的数量和通道的数量可以根据实施例发生变化。
空单元是类似于压缩弹簧对抗由于压缩力引起的偏斜的中空的空腔。但是，与压缩弹簧不同，空单元的偏斜不产生阻力的线性增加。相反，对空单元偏斜的阻力对于大部分空单元的压缩位移是相对恒定的。这使得蜂窝缓冲系统600能够在用户的身体上施加均匀的力而贴合用户的身体。在其他实施例中，每个空单元可以具有正或负的弹簧刚度。此外，每个空单元的弹簧刚度可以根据蜂窝缓冲系统600内的空单元的相对位置而变化。
每个空单元的至少材料、壁厚、尺寸和形状限定了每个空单元能够施加的阻力。用于空单元的材料通常在预期的载荷条件下可弹性变形，并且将经受多次变形而不断裂，或遭受其他损害蜂窝缓冲系统600的功能的其他破坏。示例性材料包括热塑性聚氨酯、热塑性弹性体、苯乙烯共聚物、橡胶、Dow
Figure BDA0002926790670000111
Lubrizol
Figure BDA0002926790670000112
DupontTM
Figure BDA0002926790670000113
ATOFINA
Figure BDA0002926790670000114
和Krayton聚合物。此外，壁厚可以从5密耳到80密耳的范围内。更进一步地，每个空单元的侧部尺寸在立方体实施例中可以在5mm到70mm的范围内。此外，空单元可以是立方形、金字塔形、半球形或任何其他能够具有中空内部体积的形状。其他形状可具有与上述立方体实施例类似的尺寸。更进一步地，空单元可以彼此间隔各种距离。示例性间距范围是2.5mm至150mm。
在一个实施例中，空单元具有方形或矩形的基本形状，具有梯形体积和圆顶。该空单元几何形状可以提供系统600的平滑的压缩轮廓和单个空单元的最小聚集。具体地在空单元的角部和垂直侧壁上发生聚集，在这些位置上，材料以产生可引起压力点以及对于整个蜂窝缓冲系统较不均匀感觉的材料的多个褶皱的方式弯曲。更进一步地，空心单元的圆顶可以提高用户的舒适度，并且单个空单元的间隔可以产生类似于卷曲泡沫的用户体验。
在另一实施例中，空单元具有圆形基部形状，具有圆柱形的体积和圆形顶部。该空单元几何形状还可以提供蜂窝缓冲系统的平滑压缩轮廓和单个空单元的最小聚集。更进一步地，圆顶可以提高用户的舒适度，并且单个空单元的更紧密的间隔可以给用户更均匀的感觉。其他空单元形状也在本文的考虑中。
蜂窝缓冲系统600内的单元的材料、壁厚、单元尺寸和/或单元间隔可以被优化以最小化由空单元的压缩(例如，侧壁的弯曲)产生的机械噪声。例如，单元的特性可以被优化以提供位移和施加的力之间的平滑关系。此外，可以在空单元的外部使用轻质润滑涂层(例如滑石粉或油)以减少或消除由相对于彼此接触并移动的空单元产生的噪声。机械噪声的减少或消除可以使得蜂窝缓冲系统600的使用对于用户更加舒适。更进一步地，空单元的顶部的几何形状可以是平滑的以增强用户的舒适度。
每个空单元被矩阵内的相邻的空单元包围。例如，空单元604被顶部矩阵606内的三个相邻的空单元610包围。在蜂窝缓冲系统600中，每个角部空单元具有三个相邻的空单元，每个边缘空单元具有五个相邻的空单元，剩下的空单元有八个相邻的空单元。其他实施例可以对于每个空单元具有更多或更少的相邻空单元。此外，每个空单元在相对的矩阵内具有一个或多个对应的相对的空单元。例如，顶部矩阵606中的空单元604与底部矩阵608中的空单元607相对。其他实施例不包括一部分或全部的空单元的相对的空单元。
相邻的空单元、相对的空单元和相邻的相对空单元在本文中统称为相邻的空单元。在各种实施例中，相邻的空单元、相对的空单元和相邻的相对空单元中的一个或多个在单独的空单元的独立压缩范围内基本上未被压缩。
在一个实施例中，空单元被填充环境空气并向大气开放。在另一实施例中，空单元被填充泡沫或除空气之外的流体。泡沫或某些流体可以用于隔离用户的身体、促进从用户身体向蜂窝缓冲系统600或从蜂窝缓冲系统600向用户身体热传递、和/或影响对蜂窝缓冲系统600的变形的阻力。在真空或接近真空的环境(例如外部空间)中，空腔可以是未填充的。
此外，空单元可以具有一个或多个小孔或孔(未示出)，当空单元被压缩和解压缩时，空气或其他流体可以自由地通过该小孔或孔。通过不依赖气压对抗变形，空单元能够实现对抗变形相对恒定的阻力。另外，空单元可以通过穿过矩阵的通道(未示出)彼此开放(即流体连接)。为了加热或冷却的目的，也可以使用孔和/或通道来使流体循环。例如，孔和/或通道可以限定穿过蜂窝缓冲系统600的路径，在该路径中加热或冷却流体进入蜂窝缓冲系统600，沿着穿过蜂窝缓冲系统600的路径行进，离开蜂窝缓冲系统600。孔和/或通道还可以控制空气可以进入、在其中移动和/或离开蜂窝缓冲系统600的速率。例如，对于快速施加的重载荷，孔和/或通道可以限制空气可以在蜂窝缓冲系统600内离开或移动的快速程度，从而为用户提供额外的缓冲。
孔可以设置在蜂窝缓冲系统600上的相对的空单元的配合表面上以便于清洁。更具体地说，可以使水和/或空气穿过相对的空单元中的孔来冲走污物。在所有空单元通过通道连接的实施例中，水和/或空气可以在蜂窝缓冲系统600的一端被引入，并且横向流经蜂窝缓冲系统600到达相对端以冲走污物。此外，蜂窝缓冲系统600可以用抗微生物物质处理，或者蜂窝缓冲系统600材料本身可以是抗微生物的。
图7示出了示例性蜂窝缓冲系统立体侧视图。蜂窝缓冲系统700包括设置在顶部矩阵706和底部矩阵708中的空单元(例如，空单元704或空单元707)。顶部矩阵706的空单元(例如，空单元704)的尺寸和/或形状基本上不同于底部矩阵708中的空单元的尺寸和/或形状。具体地讲，底部矩阵708中的空单元(例如，空单元707)比顶部矩阵706中的空单元(例如，空单元704)更大更深。空单元的顶部矩阵706具有比底部矩阵708更高的单元分辨率和更低的深度，产生更软的底部矩阵708和更大支撑性的顶部矩阵706。其结果，当轮廓物体(例如，人体)与顶部矩阵706接触时，在顶部矩阵706上存在更均匀的压力分布。
底部矩阵708中的小空单元(例如704、709和711)与相对的大空单元(例如707)的角部对齐。在该示例中，顶部矩阵706中的小空单元与底部矩阵708中的大空单元的比率为4：1。在另一实施例中，与底部矩阵708中的空单元相对的顶部矩阵706中的空单元可以多于或少于四个(例如2：1的比率)。然而，顶部矩阵706中的小空单元与底部矩阵708中的大空单元可以是其他比率。
比空单元707小的空单元704和709在其峰的表面仅附接到大空单元707的表面角部的状态下附接到空单元707。顶部矩阵706中的空单元以4：1的比率与底部矩阵708中的空单元对齐，其中顶部矩阵706的四个空单元被成型到底部矩阵708中的一个空单元。顶部矩阵706被成型到底部矩阵708上的界面可以是底部矩阵708上的空单元的峰(例如，峰716)到顶部矩阵706中的空单元的峰(例如，峰718)的角部的表面。附接的位置可以发生变化。
底部矩阵708包括使底部矩阵708中的空单元(例如，空单元707和710)分离的重要通道(例如，通道714)。这些通道限定了均匀分布在底部矩阵708内的颠倒的空单元(例如，颠倒的空单元712)。在图7中，九个空单元之间的通道限714限定了四个颠倒的空单元712。然而，空单元的数量和通道的数量可以根据实施例发生变化。
图8示出了示例性蜂窝缓冲系统的第二侧视立体图。蜂窝缓冲系统800包括设置在顶部矩阵806和底部矩阵808中的空单元(例如，空单元804或空单元807)。顶部矩阵806的空单元(例如，空单元804)的尺寸和/或形状基本上不同于底部矩阵808中的空单元的尺寸和/或形状。具体地讲，底部矩阵808中的空单元(例如，空单元807)比顶部矩阵806中的空单元(例如，空单元804)更大更深。空单元的顶部矩阵806具有比底部矩阵808更高的单元分辨率和更低的深度，产生更软的底部矩阵808和更大支撑性的顶部矩阵806。其结果，当轮廓物体(例如，人体)与顶部矩阵806接触时，在顶部矩阵806上存在更均匀的压力分布。
底部矩阵808中的小空单元(例如807、809、811和818)与相对的大空单元(例如空单元804)的角部对齐。在该示例中，顶部矩阵806中的小空单元与底部矩阵808中的大空单元的比率为4：1。在另一实施例中，与顶部矩阵806中的空单元相对的底部矩阵中的空单元可以多于或少于四个(例如2：1的比率)。然而，顶部矩阵806中的小空单元与底部矩阵808中的大空单元可以是其他比率。
比空单元804小的空单元807和809在其峰的表面仅附接到大空单元804的表面角部的状态下附接到空单元804。顶部矩阵806中的空单元以4：1的比率与底部矩阵808中的空单元对齐，其中底部矩阵808的四个空单元被成型到顶部矩阵806中的一个空单元。顶部矩阵806附接到底部矩阵808的界面可以是底部矩阵808上的空单元的峰(例如，峰816)到顶部矩阵806中的空单元的峰(例如，峰818)的角部的表面。附接的位置可以发生变化。
顶部矩阵806包括使顶部矩阵806中的空单元分离的重要通道(例如，通道814)。这些通道限定了均匀分布在顶部矩阵806内的颠倒的空单元(未示出)。在图8中，九个空单元之间的通道814限定了四个颠倒的空单元(未示出)。然而，空单元的数量和通道的数量可以根据实施例发生变化。
图9示出了示例性蜂窝缓冲系统900的主视图。蜂窝缓冲系统900包括设置在顶部矩阵906和底部矩阵908中的空单元(例如，空单元904)。
顶部矩阵906的空单元(例如，空单元904)的尺寸和/或形状基本上不同于底部矩阵908中的空单元(例如，空单元907)的尺寸和/或形状。具体地讲，底部矩阵908中的空单元(例如，空单元907)比顶部矩阵906中的空单元(例如，空单元904)更大更深。顶部矩阵906中的小空单元具有比底部矩阵908中的大空单元更高的单元分辨率和更低的深度，产生更软的底部矩阵908和更大支撑性的顶部矩阵906。
顶部矩阵906附接到底部矩阵908的界面可以是底部矩阵908上的空单元的峰(例如，峰918)到顶部矩阵906中的空单元的峰(例如，峰916)的角部的表面。附接的位置可发生变化。两个矩阵在顶部矩阵906和底部矩阵908中的空单元的峰处被焊接、层压、粘合或以其他方式附接在一起。例如，顶部矩阵906的空单元的峰(例如，峰916)附接到底部矩阵908的空单元的峰(例如，峰918)。
图10示出了示例性偏置蜂窝缓冲系统的立体图。蜂窝缓冲系统1000包括设置在顶部矩阵1006和底部矩阵1008中的空单元(例如，空单元1004)。顶部矩阵1006的空单元(例如，空单元1004)的尺寸和/或形状基本上不同于底部矩阵1008中的空单元的尺寸和/或形状。在一个实施例中，底部矩阵1008中的空单元(例如，空单元1007)比顶部矩阵1006中的空单元(例如，空单元1004)更大更深。顶部矩阵1006中的小空单元具有比底部矩阵1008中的大空单元更高的单元分辨率和更低的深度，产生更软的底部矩阵1008和更大支撑性的顶部矩阵1006。
顶部矩阵1006中的空单元与底部矩阵1008中的空单元错位，使得矩阵中的每个空单元与两个或更多个相对的空单元重叠。这两个矩阵在顶部矩阵1006和底部矩阵1008中的空单元的峰处被焊接、层压、胶合或以其他方式附接在一起。例如，顶部矩阵1006的空单元的峰(例如，峰1016)被附接到底部矩阵1008的空单元的峰(例如，峰1018)。
图11示出了示例性蜂窝缓冲系统1100的俯视平面图。蜂窝缓冲系统1100包括设置在顶部矩阵1106中的空单元(例如，空单元1104)。这两个矩阵在顶部矩阵1106和底部矩阵1108中的空单元的峰处被焊接、层压、胶合或以其他方式附接在一起。例如，顶部矩阵1106的空单元的峰(例如，峰1116)被附接到底部矩阵1108的空单元的峰(例如，峰1118)。
在图11中，在位于蜂窝缓冲系统1100的周边的空单元(例如，空单元1106)附近以及之间具有通道(例如通道1114)。通道1114主要用于分裂界面的表面，提供局部区域直至一点的部分独立压缩。通道1114也可以用于防止空气被困在单元之间。为了制造的目的，通道1114也可以被内置以促进更一致的成形。通道1114可以具有不同的尺寸，并且在一些实施例中，通道1114可以具有使空单元分离并限定颠倒的空单元的深度(参见图12)。
图12示出了处于卸载状态的示例性楔形蜂窝缓冲系统1200的立体仰视图。蜂窝缓冲系统1200包括设置在顶部矩阵1206和底部矩阵1208中的空单元(例如，空单元1204)。顶部矩阵1206的空单元(例如，空单元1204)的尺寸和/或形状基本上不同于底部矩阵1208中的空单元的尺寸和/或形状。具体地讲，底部矩阵1208中的空单元(例如，空单元1207)比顶部矩阵1206中的空单元(例如，空单元1204)更大更深。顶部矩阵1206中的小空单元具有比底部矩阵1208中的大空单元更高的单元分辨率和更低的深度，产生更软的底部矩阵1208和更大支撑性的顶部矩阵1206。顶部矩阵1206中的空单元的峰表面被附接到底部矩阵1208的空单元的峰表面。
底部矩阵1208包括使底部矩阵1208中的空单元分离的重要通道(例如，通道1214)。这些通道1214限定了均匀分布在顶部矩阵内的颠倒的空单元(例如，颠倒的空单元1212)。
缓冲系统的楔形形状旨在适应特定尺寸的空间。例如，如果楔形蜂窝缓冲系统旨在用于车辆的斗式座椅(bucket seat)中，则可能需要楔形形状以将缓冲系统空间地或定向地装配在预定尺寸的斗中。
如图12所示，楔形蜂窝缓冲系统1200为楔形，在该楔形中，由于楔形蜂窝缓冲系统1200中的空单元的高度/深度的差异从一端向另一端减小，因此楔形蜂窝缓冲系统的端部1236具有比楔形物的端部1230更高的高度。在端部1230处，矩阵1206和1208基本上平坦地相对于彼此被压缩。
图13示出了示例楔形蜂窝缓冲系统1300的侧视立体图。蜂窝缓冲系统1300包括设置在顶部矩阵1306和底部矩阵1308中的空单元(例如，空单元1304)。顶部矩阵1306的空单元(例如，空单元1304)的尺寸和/或形状基本上不同于底部矩阵1308中的空单元(例如，空单元1307)的尺寸和/或形状。具体地讲，底部矩阵1308中的空单元(例如，空单元1307)比顶部矩阵1306中的空单元(例如，空单元1304)更大更深。顶部矩阵1306中的小空单元具有比底部矩阵1308中的大空单元更高的单元分辨率和更低的深度，产生更软的底部矩阵1308和更大支撑性的顶部矩阵1306。
这两个矩阵在顶部矩阵1306和底部矩阵1308中的空单元的峰处被焊接、层压、胶合或以其他方式附接在一起。例如，顶部矩阵1306的空单元的峰(例如，峰1316)被附接到底部矩阵1308的空单元的峰(例如，峰1318)。
矩阵中的空单元的布置可以变化。在图13的实施例中，顶部矩阵1306中的小空单元(例如，图13中所示的空单元1304和1311)通过附接到一个相对的大空单元而对齐，其中顶部矩阵1306中的小空单元与底部矩阵1308中的大空单元的比率为2：1。在另一实施例中，与底部矩阵1308中的空单元相对的顶部矩阵1306中的空单元可以多于或少于两个空单元(例如1：1的比率)。然而，顶部矩阵1306中的小空单元与底部矩阵1308中的大空单元可以为其他比率。在一些实施例中，底部矩阵1306和顶部矩阵1308中的空单元可以错位，使得它们仅部分地相对或不相对(例如，参见图14)。
在图13中，在位于蜂窝缓冲系统1300的周边上的空单元(例如，空单元1306)附近以及之间具有通道(例如通道1314)。通道1314主要用于分裂界面的表面，提供局部区域直至一点的部分独立压缩。通道1314也可以用于防止空气被困在单元之间。为了制造的目的，通道1314也可以被内置以促进更一致的成形。通道可以具有不同的尺寸，并且在一些实施例中，通道1314可以具有使空单元分离并限定颠倒的空单元的深度(参见图12)。
图14示出了示例性楔形蜂窝缓冲系统的俯视立体图。楔形蜂窝缓冲系统1400包括设置在顶部矩阵1406中的空单元(例如，空单元1404，1411)。顶部矩阵1406中的空单元的峰面附接到底部矩阵(未示出)中的空单元的峰面。顶部矩阵1406中的空单元具有变化的宽度。
楔形蜂窝缓冲系统1400是楔形的，在该楔形中，由于楔形蜂窝缓冲系统1400中的空单元的高度/深度的差异从一端向另一端减小，因此顶部矩阵1406和底部矩阵在楔形蜂窝缓冲系统的端部1430处基本上平坦地相对于彼此被压缩。
图15示出了示例性楔形蜂窝缓冲系统的主视图。蜂窝缓冲系统1500包括设置在顶部矩阵1506和底部矩阵1508中的空单元。顶部矩阵1506的空单元(例如，空单元1504)的尺寸和/或形状基本上不同于底部矩阵1508中的空单元的尺寸和/或形状。具体地讲，底部矩阵1508中的空单元(例如，空单元1507)比顶部矩阵1506中的空单元(例如，空单元1504)更大更深。顶部矩阵1506中的小空单元具有比底部矩阵1508中的大空单元更高的单元分辨率和更低的深度，产生更软的底部矩阵1508和更大支撑性的顶部矩阵1506。
顶部矩阵1506中的空单元的峰面附接到底部矩阵1508的空单元的峰面。楔形蜂窝缓冲系统1500成形为楔形，在该楔形中，由于楔形蜂窝缓冲系统1500中的空单元的高度/深度的差异从一端向另一端减小，矩阵1506和1508在楔形蜂窝缓冲系统1500的端部1530处基本上平坦地相对于彼此被压缩。
图16示出了示例性楔形蜂窝缓冲系统的第二主视图。蜂窝缓冲系统1600包括设置在顶部矩阵1606和底部矩阵1608中的空单元(例如，空单元1604)。顶部矩阵1606的空单元(例如，空单元1604)的尺寸和/或形状基本上不同于底部矩阵1608中的空单元的尺寸和/或形状。具体地讲，底部矩阵1608中的空单元(例如，空单元1607)比顶部矩阵1606中的空单元(例如，空单元1604)更大更深。顶部矩阵1606中的小空单元具有比底部矩阵1608中的大空单元更高的单元分辨率和更低的深度，产生更软的底部矩阵1608和更大支撑性的顶部矩阵1606。
顶部矩阵包括使底部矩阵1608中的空单元分离的重要通道(例如，通道1614)。这些通道限定了均匀分布在底部矩阵1608内的颠倒的空单元。
顶部矩阵1606的空单元的峰面附接到底部矩阵1608的空单元的峰面。顶部矩阵1606中的小空单元(例如，空单元1604和1611)与底部矩阵1608中的相对的大空单元(例如，空单元1607)的角部对齐。
图17是曲线图1700，曲线图1700示出了相同材料的示例性双方形缓冲系统(以实线示为相对单元的空单元)和不同密度的空单元方形的所公开的缓冲系统(4：1)(以虚线示为差分单元分辨率空单元)的应力/应变曲线的比较。该图示出了作为应力(lbf/in2)(磅力/英寸2)对应变(in/in)的测量值的应力曲线。
应力/应变曲线可以通过修改任意数量的变量来改变。该图示出了：与双方形缓冲系统相比，4：1双方形缓冲系统具有更平滑的应力曲线，而没有离散的压缩事件(即在0.45应变附近观察到的双方形的弹簧刚度的突然增加)或突然屈曲(和负弹簧刚度)。
空单元的不同密度的测量值和与压力分布的关系示于空单元的周边的差异中。每个空单元的周边或侧壁支撑载荷。因此，给定区域上的空单元的总周长越长，该给定区域上的压力分布就越大。没有绝对的比率，因为几何形状是可调的，但是双方形缓冲系统示例和4：1缓冲系统之间的比较示出了4：1方形的较高密度层在给定区域上具有空单元的约40％以上的周长。
图18示出了用于制造和使用蜂窝缓冲系统的示例性操作1800。蜂窝缓冲系统可以被成型，或者在其他实施例中使用各种制造工艺(例如，吹塑成型、热成型、挤压成型、注塑成型、层压等)来制造。
第一成型操作1802成型空单元的顶部矩阵。第二成型操作1804成型空单元的底部矩阵。顶部矩阵的空单元的尺寸和/或形状基本上不同于底部矩阵中的空单元的尺寸和/或形状(在操作1804中进一步详细说明)。在一个实施例中，底部矩阵中的空单元比顶部矩阵中的空单元更大更深。顶部矩阵中的小空单元比底部矩阵中的大空单元具有更高的单元分辨率和更低的深度，产生更软的底部矩阵和更大支撑性的顶部矩阵。
每个空单元的壁厚可以在空单元的高度上发生变化。改变空单元在其高度上的壁厚可以用于根据空单元的压缩量产生变化的阻力(即，产生正和/或增大的弹簧刚度)。其结果，当轮廓物体(例如，人体)与顶部矩阵接触时，在顶部矩阵上存在更均匀的压力分布。
矩阵中空单元的布置可以变化。与底部矩阵中的空单元相对的顶部矩阵中的空单元可以多于或少于四个(例如4：1的比率或2：1的比率)。此外，顶部矩阵中的小空单元与底部矩阵中的大空单元可以为其他比率。在一些实施例中，底部矩阵和顶部矩阵中的空单元可以错位，使得它们仅部分地相对或不相对。
在操作1802中成型的顶部矩阵和在操作1804中成型的底部矩阵可以包括使每个矩阵中的空单元分离的重要通道。在缓冲系统的矩阵中的所有空单元之间存在通道的实施例中，通道限定了均匀分布在矩阵内的颠倒的空单元。空单元的数量和通道的数量可以根据实施方式发生变化。
空单元是类似于压缩弹簧对抗由于压缩力引起的变形的中空的空腔。但是，与压缩弹簧不同，空单元的偏斜不产生阻力的线性增加。相反，对空单元偏斜的阻力对于大部分空单元的压缩位移而言是相对恒定的。这使得蜂窝缓冲系统能够在用户的身体上施加均匀的力而贴合用户的身体。在其他实施例中，每个空单元可以具有正或负的弹簧刚度。此外，每个空单元的弹簧刚度可以根据蜂窝缓冲系统内的空单元的相对位置而变化。
每个空单元的至少材料、壁厚、尺寸和形状限定了每个空单元能够施加的阻力。用于空单元的材料通常在预期的载荷条件下可弹性变形，并且将经受多次变形而不断裂，或遭受其他损害蜂窝缓冲系统的功能的破坏。示例性材料包括热塑性聚氨酯、热塑性弹性体、苯乙烯共聚物、橡胶、Dow
Figure BDA0002926790670000201
Lubrizol
Figure BDA0002926790670000202
DupontTM
Figure BDA0002926790670000203
ATOFINA
Figure BDA0002926790670000204
和Krayton聚合物。此外，壁厚可以在5密耳(mil)至80密耳的范围内。更进一步地，每个空单元的侧部尺寸在立方体实施例中可以在5mm到70mm的范围内。此外，空单元可以是立方形、金字塔形、半球形或任何其他能够具有中空内部体积的形状。其他形状可具有与上述立方体实施例类似的尺寸。更进一步地，空单元可以彼此间隔各种距离。示例性间距范围是2.5mm至150mm。
在一个实施例中，空单元具有方形或矩形的基本形状，具有梯形体积和圆顶。该空单元几何形状可以提供系统的平滑的压缩轮廓和单个空单元的最小聚集。具体地在空单元的角部和垂直侧壁上发生聚集，在这些位置上，材料以产生可引起压力点以及对于整个蜂窝缓冲系统较不均匀感觉的材料的多个褶皱的方式弯曲。更进一步地，空心单元的圆顶可以提高用户的舒适度，并且单个空单元的间隔可以产生类似于卷曲泡沫的用户体验。
在另一实施例中，空单元具有圆形基部形状，具有圆柱形体积和圆形顶部。该空单元几何形状还可以提供蜂窝缓冲系统的平滑压缩分布和单个空单元的最小聚集。更进一步地，圆顶可以提高用户的舒适度，并且单个空单元的更紧密的间隔可以给用户更均匀的感觉。其他的空单元形状也在本文的考虑中。
附接操作1806将空单元的顶部矩阵和空单元的底部矩阵附接在一起。这两个矩阵在顶部矩阵和底部矩阵中的空单元的峰处被焊接、层压、胶合或以其他方式附接在一起。
由于在两个矩阵中不同数目的空单元的变化的配置，空单元彼此附接可在每个空单元的不同接触点处发生。
每个空单元被矩阵内的相邻的空单元包围。例如，每个空单元被顶部矩阵内的三个相邻的空单元包围。在蜂窝缓冲系统中，每个角部空单元具有三个相邻的空单元，每个边缘空单元具有五个相邻的空单元，剩下的空单元具有八个相邻的空单元。其他实施例可以针对每个空单元具有更多或更少的相邻的空单元。此外，每个空单元在相对的矩阵内具有一个或多个对应的相对的空单元。例如，顶部矩阵中的每个空单元与底部矩阵中的空单元相对。其他实施例对于一部分或全部的空单元不包括相对的空单元。
相邻的空单元、相对的空单元和相邻的相对空单元在本文中统称为相邻的空单元。在各种实施例中，相邻的空单元、相对的空单元和相邻的相对空单元中的一个或多个在单独的空单元的独立压缩范围内基本上未被压缩。
以上说明、示例和数据提供了本发明的示例性实施例的结构和使用的完整描述。由于可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出本发明的许多实施例，所以本发明在下文所附的权利要求书的范围内。此外，在不脱离所述权利要求书的范围的情况下，可以在其他实施例中组合不同实施例的结构特征。

Claims (20)

1.一种蜂窝缓冲系统，包括：
空单元的第一矩阵；以及
与空单元的所述第一矩阵相对的空单元的第二矩阵，其中，所述第一矩阵中的各个空单元的峰被附接到所述第二矩阵中的相对的空单元，其中，空单元的所述第一矩阵具有比空单元的所述第二矩阵高的单元分辨率，其中，所述第一矩阵和所述第二矩阵中的一者或两者的所述空单元中的每一个包括一个或多个孔，当所述空单元被压缩和被解压缩时流体通过所述一个或多个孔。
2.根据权利要求1所述的蜂窝缓冲系统，其中，所述第一矩阵的所述空单元具有比所述第二矩阵的所述空单元低的深度。
3.根据权利要求1所述的蜂窝缓冲系统，其中，所述第一矩阵中的至少两个空单元部分地与所述第二矩阵中的一个空单元相对。
4.根据权利要求1所述的蜂窝缓冲系统，还包括：
一个或多个通道，所述一个或多个通道将所述第一矩阵和所述第二矩阵的至少一者的所述空单元分离。
5.根据权利要求1所述的蜂窝缓冲系统，其中，所述孔控制空气进入和离开所述蜂窝缓冲系统的速率。
6.根据权利要求1所述的蜂窝缓冲系统，其中，所述第一矩阵的所述空单元和所述第二矩阵的所述空单元通过热成型、挤压成型、层压、吹塑成型以及注塑成型工艺中的一者进行成型。
7.根据权利要求1所述的蜂窝缓冲系统，其中，顶部矩阵和底部矩阵的所述空单元由热塑性聚氨酯、热塑性弹性体、苯乙烯共聚物和橡胶中的至少一者构成。
8.根据权利要求1所述的蜂窝缓冲系统，其中，所述蜂窝缓冲系统具有适合于预定空间内部的形状和尺寸。
9.一种蜂窝缓冲系统，包括：
空单元的第一矩阵；以及
与空单元的所述第一矩阵相对的空单元的第二矩阵，其中，所述第一矩阵中的各个空单元小于所述第二矩阵中的各个空单元，其中，空单元的所述第二矩阵被附接到空单元的所述第一矩阵，其中，空单元的所述第一矩阵具有比空单元的所述第二矩阵高的单元分辨率，其中，所述第一矩阵的多个空单元与所述第二矩阵中的一个更大的空单元相对，其中，所述第一矩阵和所述第二矩阵中的一者或两者的所述空单元中的每一个包括一个或多个孔，当所述空单元被压缩和被解压缩时流体通过所述一个或多个孔。
10.根据权利要求9所述的蜂窝缓冲系统，其中，所述第一矩阵的所述空单元具有比所述第二矩阵的所述空单元低的深度。
11.根据权利要求9所述的蜂窝缓冲系统，还包括：
一个或多个通道，所述一个或多个通道将顶部矩阵和底部矩阵的至少一者中的所述空单元分离。
12.根据权利要求9所述的蜂窝缓冲系统，其中，所述蜂窝缓冲系统具有适合于预定空间内部的形状和尺寸。
13.根据权利要求9所述的蜂窝缓冲系统，其中，所述孔控制空气进入和离开所述蜂窝缓冲系统的速率。
14.一种蜂窝缓冲系统的制造方法，包括：
成型空单元的第一矩阵；
成型空单元的第二矩阵，空单元的所述第一矩阵具有比空单元的所述第二矩阵高的单元分辨率，其中，所述第一矩阵和所述第二矩阵中的一者或两者的空单元中的每一个包括一个或多个孔，当所述空单元被压缩和被解压缩时流体通过所述一个或多个孔；以及
将所述第一矩阵的所述空单元的峰面与所述第二矩阵的所述空单元的峰面焊接在一起。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一矩阵的所述空单元具有比所述第二矩阵的所述空单元低的深度。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述蜂窝缓冲系统具有适合于预定空间内部的形状和尺寸。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，将所述第一矩阵的所述空单元的所述峰面与所述第二矩阵的所述空单元的所述峰面焊接在一起包括：使得所述第一矩阵中的至少两个空单元与所述第二矩阵中的一个空单元相对。
18.根据权利要求14所述的方法，其中，所述孔控制空气进入和离开所述蜂窝缓冲系统的速率。
19.根据权利要求14所述的方法，其中，在所述第一矩阵和所述第二矩阵的至少一者中成型各个空单元之间的通道。
20.根据权利要求14所述的方法，其中，将所述第一矩阵的所述空单元的所述峰面与所述第二矩阵的所述空单元的所述峰面焊接在一起而形成所述蜂窝缓冲系统的楔形构造。
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