振動阻尼材料的制作方法
【專利摘要】一種減振組件，包括：柔性頭部裝置(430)和固定到該柔性頭部裝置的至少一個減振材料板料(10)。該至少一個減振材料板料包括至少第一彈性體層(12)和包含高抗拉強度纖維材料的增強層(14)。
【專利說明】振動阻尼材料
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請是于2009年9月30日提交的美國專利申請N0.12 / 570，499的部分繼續(xù)申請案，美國專利申請N0.12 / 570，499是于2007年10月17日提交的美國專利申請N0.11 / 873,825的部分繼續(xù)申請案和于2006年12月8日提交的美國專利申請N0.11 /635，939 (被放棄)的部分繼續(xù)申請案，美國專利申請N0.11 / 635，939是于2005年12月15日提交的美國專利申請N0.11 / 304，079(被放棄)的部分繼續(xù)申請案和于2005年12月15日提交的美國專利申請N0.11 / 304，995(被放棄)的部分繼續(xù)申請案，美國專利申請N0.11 / 304，079和N0.11 / 304，995者是于2004年12月22日提交的美國專利申請N0.11 / 019，568現(xiàn)在為美國專利7，171，697的部分繼續(xù)申請案，美國專利7，171，697是于2004年11月30日提交的美國專利申請N0.10 / 999，246的部分繼續(xù)申請案，美國專利申請N0.10 / 999，246是于2004年10月5日提交的美國專利申請N0.10 / 958，611現(xiàn)在為美國專利7，150，113、于2004年10月5日提交的美國專利申請N0.10 / 958，941 (被放棄)、于2004年10月5日提交的美國專利申請N0.10 / 958，767 (被放棄)、于2004年10月5日提交的美國專利申請N0.10 / 958，952 (被放棄)以及于2004年10月5日提交的美國專利申請N0.10 / 958,745的部分繼續(xù)申請案，美國專利7，150，113、美國專利申請N0.10 /958，941、N0.10 / 958，767、N0.10 / 958，952 以及 N0.10 / 958，745 都是于 2004 年 5 月28日提交的美國專利申請N0.10 / 856，215現(xiàn)在為美國專利6，942，586的部分繼續(xù)申請案，美國專利6，942，586是于2003年9月10日提交的美國專利申請N0.10 / 659，560現(xiàn)在為美國專利6，935，973的部分繼續(xù)申請案，美國專利6，935，973是于2001年8月27日提交的美國專利申請N0.09 / 939，319現(xiàn)在為美國專利6，652，398的分案申請。這些申請中的每一個申請都通過弓I用并入本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及適于減少振動的材料，并且更具體地，涉及適于耗散和分散振動的多層材料。
【背景技術(shù)】
[0004]運動器材、自行車、手動工具等的手柄通常由傳輸振動的木材、金屬或聚合物制成，振動可以使這些物件由于長時間緊握而產(chǎn)生不舒適感。在體育比賽期間常出現(xiàn)的碰撞期間，運動器材如球棒、球、鞋的內(nèi)底和側(cè)壁等也可以傳輸振動。由于這些振動可以潛在地分散運動員的注意力、對表現(xiàn)造成負面影響和/或傷害運動員的身體的一部分，所以它們可造成問題。
[0005]剛性聚合物材料通常用于為工具和運動器材提供握柄。使用剛性聚合物使得使用者能夠保持對設(shè)備的控制，但對減少振動不是很有效。雖然已知的是越軟的材料提供越好的振動調(diào)節(jié)特性，但是對于引入運動器材、手動工具、鞋等中，這種材料不具有必要的剛性。剛性的缺乏使得由軟的材料包裹的設(shè)備能夠相對于使用者的手或身體進行非預定移動。[0006]與過多的振動長時間或重復接觸可以傷害人。想要避免這種傷害可以導致在用工具進行工作時使運動表現(xiàn)下降并且使效率降低。
[0007]另一方面，在包括商業(yè)和工業(yè)設(shè)備、消費電子產(chǎn)品、運輸以及數(shù)不勝數(shù)的其他具體區(qū)域的多種的領(lǐng)域中噪聲控制解決方法變得越來越重要。這些應用需要能夠適于滿足多種多樣的阻尼需求的高效且經(jīng)濟的隔音材料。
[0008]粘彈性材料通常用于聲音阻尼應用以提供滯后的能量耗散，意即由材料的分子的屈服或應變提供的阻尼。這些材料由于提供很少用于能量耗散和吸收的途徑所以提供稍微有限的阻尼效率。確實擁有可接受水平的能量耗散的粘彈性材料以增加的材料厚度為代價來這樣做，并且此外，不能提供在許多現(xiàn)今的應用中所需的結(jié)構(gòu)剛度。與之相對，傳統(tǒng)的復合材料具有高的剛度與重量比，然而它們通常展示出很差的阻尼特性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明提供了一種材料，在至少一個實施方案中，該材料包括包含第一彈性體層和第二彈性體層的復合式振動耗散及隔離材料。增強層被設(shè)置在第一彈性體層與第二彈性體層之間并且使第一彈性體層和第二彈性體層大體上分離。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]在結(jié)合附圖閱讀時將更好理解上述
【發(fā)明內(nèi)容】
以及下述對本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的詳細描述。為了闡明本發(fā)明，附圖中示出了目前優(yōu)選的實施方案。然而，應當理解的是本發(fā)明不限于所示的精確布置和手段。在附圖中:
[0011]圖1是本發(fā)明材料的優(yōu)選實施方案的剖視圖；
[0012]圖2是配置成形成握柄的圖1的材料的透視圖；
[0013]圖2B是配置成形成替代握柄的圖1的材料的透視圖；
[0014]圖3是根據(jù)本發(fā)明在手柄區(qū)域上具有套筒形式覆蓋物的棒球棒的立視圖；
[0015]圖4是圖3所示的球棒和套筒的放大的局部剖視圖；
[0016]圖5是示出了在根據(jù)本發(fā)明的覆蓋物上施加沖擊力的結(jié)果的示意圖；
[0017]圖6是示出了安裝在不同器具上的替代套筒的與圖4類似的視圖；
[0018]圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的又一種形式的套筒的與圖4和圖6類似的視圖；圖8是示出了安裝在另外的類型的器具上的根據(jù)本發(fā)明的可替換覆蓋物的縱向剖視圖；
[0019]圖9是根據(jù)本發(fā)明的又一種覆蓋物的剖面端視圖；
[0020]圖10是包含根據(jù)本發(fā)明的振動阻尼手柄的錘子的立視圖；
[0021]圖11是示出了包含根據(jù)本發(fā)明的振動阻尼覆蓋物的把手的一部分的立視圖；把手握柄可以包含位于把手中的空心內(nèi)部的附接的插入件(也由本發(fā)明材料形成)以有效地使把手結(jié)構(gòu)變成本發(fā)明材料的另一層(例如，如果把手由復合材料形成，那么該復合材料會剛好形成本發(fā)明材料的另一層)；
[0022]圖12是本發(fā)明的另一個實踐的與圖11類似的視圖；
[0023]圖13至圖16是用于本發(fā)明的某些實踐的多種形式的中間力耗散層的平面圖；圖13A是示出了作為應用于彈性體層的密封片的剛性層的剖視圖；
[0024]圖17是具有由本發(fā)明材料形成的板料(panel)的便攜式電子器件殼的透視圖；在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，該板料可以形成整個殼，或者僅僅形成殼的一部分；在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，所示出的殼可以用于膝上型電腦、移動電話、GPS裝置、如mp3播放器、對講機、手持式視頻游戲的便攜式音樂播放裝置等；
[0025]圖18是由本發(fā)明材料形成的鞋內(nèi)底的平面圖；
[0026]圖19是具有由本發(fā)明材料形成的板料的鞋的透視圖；雖然示出的板料鄰近鞋跟，但在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，板料的尺寸和位置可以變化；例如，可以沿著鞋的側(cè)壁、在鞋底或中底中、在鞋的腳趾位置上或在鞋舌中放置板料，或者板料可以形成鞋的整個鞋面部分等；
[0027]圖20是帶有至少具有由本發(fā)明材料形成的板料的握柄的槍支的透視圖；握柄可以完全由本發(fā)明材料形成；雖然示出的握柄在手槍上，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的是，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，該握柄可以用在任何步槍、霰彈槍、漆球槍或射彈發(fā)射裝置上；槍支握柄可以是在握柄周圍的分離的包裹物或者可以是附接到和/或模制到槍支的握柄；
[0028]圖21是具有由本發(fā)明材料形成的板料的短襪的透視圖；板料可以具有任何尺寸和構(gòu)型；板料可以形成短襪本身或者可以被附著到底層纖維織物如棉編織物；
[0029]圖22是具有由本發(fā)明材料形成的板料的護膝的透視圖；板料可以具有任何尺寸和構(gòu)型；由本發(fā)明材料形成的板料可以結(jié)合在任何類型的護膝或其他衣服物品中；
[0030]圖23是示出了沿著圖17至圖22以及圖24至圖30中的線23_23的可以用于形成板料、覆蓋物、殼或容器的本發(fā)明材料的一個實施方案的剖視圖；
[0031]圖24是示出了由用于覆蓋汽車的儀表板和/或地板的本發(fā)明材料形成的板料的透視圖；在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，板料可以用于船、飛機、摩托車、全地形車輛、列車、賽車等并且可以用于車輛的任何部分如座椅、滾桿、地板板料、揚聲器絕緣材料、發(fā)動機支架等；
[0032]圖25是用于在包含本發(fā)明材料作為車輛之上的襯墊的車輛中使用的滾桿的透視圖；滾杠襯墊可以包含本發(fā)明材料的板料或者可以完全由本發(fā)明材料形成；
[0033]圖26至圖30是可以包含本發(fā)明材料的板料或者可以完全由本發(fā)明材料制成的帶或其他包裹材料的透視圖；
[0034]圖31是至少部分由本發(fā)明材料形成的頭帶的透視圖；
[0035]圖32是沿著圖31中的線32-32的圖31的頭帶的一部分的剖視圖；
[0036]圖33是包含由本發(fā)明材料形成的板料的頭盔的側(cè)面立視圖；
[0037]圖33A至圖33C是包含由本發(fā)明材料形成的板料的柔性頭部裝置(headgear)的側(cè)面立視圖，其中圖33A示出了“頭巾”或“顱帽(skull cap)”，圖33B示出了滑雪帽，圖33C示出了滑雪面罩；
[0038]圖34是包含本發(fā)明材料的騎行頭盔的部分斷開的透視圖；
[0039]圖35是適于在棒球和壘球中的至少一種中使用的手套的透視圖；手套包含本發(fā)明材料；
[0040]圖36是包含本發(fā)明材料的舉重手套的透視圖；
[0041]圖37是包含本發(fā)明材料的運動衫的正視圖；
[0042]圖38是包含本發(fā)明材料的運動短褲的立視圖；[0043]圖39是包含本發(fā)明材料的高爾夫手套的立視圖；
[0044]圖40是包含本發(fā)明材料的繩索處理手套或救援工作手套的立視圖；
[0045]圖41是包含本發(fā)明材料的打球手套的立視圖；
[0046]圖42是包含本發(fā)明材料的女士禮服手套的立視圖；
[0047]圖43是包含本發(fā)明材料的滑雪連指手套的立視圖；
[0048]圖44是包含本發(fā)明材料的長曲棍球手套的立視圖；
[0049]圖45是包含本發(fā)明材料的拳擊手套的立視圖；
[0050]圖46是本發(fā)明材料的另一個實施方案的剖視圖，其示出了其中嵌入有支撐結(jié)構(gòu)的單層振動耗散材料，材料沿著器具的縱向部分延伸并且覆蓋器具的鄰近的端；
[0051]圖47是從任何器具、襯墊、設(shè)備等分離的圖46的材料的剖視圖；
[0052]圖47A是本發(fā)明材料的另一個實施方案的剖視圖，其上嵌入有支撐結(jié)構(gòu)，振動耗散材料穿透該支撐結(jié)構(gòu)；
[0053]圖47B是本發(fā)明材料的另一個實施方案的剖視圖，其中在振動耗散材料內(nèi)嵌入有支撐結(jié)構(gòu)，振動耗散材料穿透支撐結(jié)構(gòu)，支撐結(jié)構(gòu)在振動耗散材料內(nèi)背離中心而設(shè)置；
[0054]圖48是沿著圖47中的線48_48的支撐結(jié)構(gòu)的實施方案的剖視圖，支撐結(jié)構(gòu)由聚合物和/或彈性體和/或纖維形成，其中任一個可以包含纖維，通道延伸通過支撐結(jié)構(gòu)以使得振動耗散材料能夠穿透支撐結(jié)構(gòu)；
[0055]圖49是示出了由編織纖維形成的支撐結(jié)構(gòu)的以與圖48的方式類似的方式視圖的支撐結(jié)構(gòu)的替換實施方案的剖視圖，通過編織纖維的通道使得支撐結(jié)構(gòu)能夠被振動耗散材料穿透；
[0056]圖50是以與圖48視圖類似方式示出的另一種替換支撐結(jié)構(gòu)的剖視圖，該支撐結(jié)構(gòu)由多根纖維形成，通道經(jīng)過支撐結(jié)構(gòu)以使得振動耗散材料能夠穿透支撐結(jié)構(gòu)；
[0057]圖51是圖48的支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)面立視圖；
[0058]圖52是本發(fā)明材料的另一個實施方案的剖視圖，其示出了其中嵌入有支撐結(jié)構(gòu)的單層振動耗散材料，材料沿著器具的縱向部分延伸并且覆蓋器具的鄰近的端；
[0059]圖53是從任何器具、襯墊、設(shè)備等分離的圖52的材料的剖視圖；
[0060]圖53A是本發(fā)明材料的另一個實施方案的剖視圖，其上嵌入有支撐結(jié)構(gòu)，振動耗散材料穿透該支撐結(jié)構(gòu)；
[0061]圖53B是本發(fā)明材料的另一個實施方案的剖視圖，其中在振動耗散材料內(nèi)嵌入有支撐結(jié)構(gòu)，振動耗散材料穿透支撐結(jié)構(gòu)，支撐結(jié)構(gòu)在振動耗散材料內(nèi)背離中心而設(shè)置；
[0062]圖54是本發(fā)明材料的又一個實施方案的剖視圖，其示出了其中嵌入有支撐結(jié)構(gòu)的單層振動耗散材料；支撐結(jié)構(gòu)大體上沿著縱軸以至少部分非線性且大體上沿著縱軸的方式設(shè)置在振動耗散材料內(nèi)，以使得沿著支撐結(jié)構(gòu)的表面所測量的支撐結(jié)構(gòu)的長度大于沿著材料體的縱軸所測量的振動耗散材料的長度；
[0063]圖55是由圖54中標有“圖55”的虛線包圍的區(qū)域放大的剖開視圖并且示出了“整個支撐結(jié)構(gòu)”可以實際上由多個單獨的堆疊支撐結(jié)構(gòu)(可以彼此相同或不同)或連續(xù)多個堆疊纖維和/或連續(xù)多個堆疊織物材料層形成；
[0064]圖56是沿著縱軸伸展到第二位置中的圖54的材料的剖視圖，其中材料體相對于第一位置延長了預定量；支撐結(jié)構(gòu)的伸直使得能量被耗散并且優(yōu)選地大體上進一步防止材料沿著縱軸延長經(jīng)過第二位置；
[0065]圖57是示出了當材料處在第一位置時材料內(nèi)更線性的支撐結(jié)構(gòu)的本發(fā)明材料的另一個實施方案的剖視圖；相對于圖54所示的對支撐結(jié)構(gòu)的布置，材料中對支撐結(jié)構(gòu)的更多線性布置使在材料停止伸展之前可能的延長量減小并且有效地形成了對于進一步移動的制動器；
[0066]圖58是沿著縱軸伸展到第二位置中的圖54的材料的剖視圖，其中材料以預定量沿著縱軸延長；由于當材料處在第一位置時支撐結(jié)構(gòu)相對于圖56中所示的材料是更線性的，優(yōu)選的是，相對于圖54和圖56中所示的材料當材料處在第二位置時材料的延長量減小;
[0067]圖59是示出了具有大體上在支撐結(jié)構(gòu)的主表面之上的粘合層以使得彈性體層能夠固定到支撐結(jié)構(gòu)而不是模制和/或擠出在支撐結(jié)構(gòu)之上的支撐結(jié)構(gòu)的本發(fā)明材料的另一個實施方案的剖視圖；
[0068]圖60是示出了位于在具有在多個位置處模制、固定和/或以其他方式粘貼到彈性體層的支撐結(jié)構(gòu)的峰的兩個彼此隔開的彈性體層之間的支撐結(jié)構(gòu)或帶狀材料的本發(fā)明材料的另一個實施方案的剖視圖；在支撐結(jié)構(gòu)周圍優(yōu)選地存在空氣間隙以促進材料的縱向伸展；或者，支撐結(jié)構(gòu)可以僅在其側(cè)向端(即圖60中視圖的支撐結(jié)構(gòu)的左端和右端)處被固定到彈性體層，以使得支撐結(jié)構(gòu)的剩余部分在彈性體材料的外護套內(nèi)自由移動并且作用為彈黃/彈性構(gòu)件以限制材料的延長；
[0069]圖61是本發(fā)明的振動耗散材料的另一個實施方案并且除了支撐結(jié)構(gòu)的峰經(jīng)由粘合層固定到彈性體層之外與圖60所示的材料類似；
[0070]圖62是本發(fā)明的振動耗散材料的另一個實施方案并且示出了在支撐結(jié)構(gòu)延長到第二位置中時振動耗散材料和任何附隨粘合劑實際上的物理破壞；振動耗散材料的破壞導致了除了由支撐結(jié)構(gòu)耗散的能量之外進一步的能量耗散和振動吸收；
[0071]圖63是本發(fā)明的振動耗散材料的另一個實施方案并且示出了在振動耗散材料內(nèi)可以以任何幾何形狀設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)或帶狀材料；另外，單獨的剛性方塊、紐扣、或板(未示出)可以位于材料的一側(cè)，從而先于大體上由材料對振動的耗散沿著材料的表面進一步傳播沖擊力；另外，這種紐扣、板或其他剛性表面可以直接附接到設(shè)置在圖63所示的材料之上的網(wǎng)或其他柔性層，以使得剛性構(gòu)件之一上的沖擊力使整個網(wǎng)或其他層的偏轉(zhuǎn)先于通過材料的振動吸收用于能量吸收；該圖中標有53-53的部分表示圖63所示的支撐結(jié)構(gòu)大體上可以與圖53所示出的支撐結(jié)構(gòu)相同；
[0072]圖64是本發(fā)明材料的另一個實施方案的剖視圖并且示出了在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以大體上沿著振動耗散材料的外表面安置支撐結(jié)構(gòu)；圖64還示出了易碎層(即紙層)或自結(jié)合粘合層可以位于材料的一個表面上；當自結(jié)合層位于材料的一個表面上時，材料可以被包裹以使得材料的多個相鄰的包裝能夠結(jié)合在一起，從而形成整體片；如果需要，整體片可以是防水的以用于游泳等；
[0073]圖65是具有設(shè)置在振動耗散材料的主表面上的材料的可收縮層的振動耗散材料的另一個實施方案的剖視圖；可收縮材料可以是熱可收縮材料或適于在本發(fā)明的任何其他類型的可收縮材料中使用；一旦材料被適當?shù)匕仓?，可收縮層就可以用于將材料固定在適當?shù)奈恢貌⑶?，?yōu)選地，也可以用作單獨的易碎層以與結(jié)合圖62所描述的易碎層類似的方式進一步耗散振動；
[0074]圖66是本發(fā)明的振動耗散材料的另一個實施方案并且示出了設(shè)置在振動耗散材料內(nèi)的可收縮層；可收縮層可以是固體層、穿孔的層、網(wǎng)或網(wǎng)狀物、或可收縮纖維；
[0075]圖67是本發(fā)明的振動耗散材料的另一個實施方案并且示出了設(shè)置在其之上具有可選的振動吸收層的支撐結(jié)構(gòu)的峰之上的可收縮層；
[0076]圖68是在以期望的構(gòu)型放置材料之后可收縮層在支撐結(jié)構(gòu)之上收縮時圖67中的材料的剖視圖；雖然圖68中未示出可選的附加的振動吸收材料，但是可選的附加的振動吸收材料可以被留在可收縮層之上的位置處以形成保護套或者也可以被拉到支撐結(jié)構(gòu)的峰之間的間隙中；
[0077]圖69示出了配置為具有可選的粘合層的運動繃帶的本發(fā)明材料；
[0078]圖70示出了作為其上具有可選的粘合層的一卷材料/襯墊/寬的包裝材料等的本發(fā)明材料；
[0079]圖71示出了配置為膝部繃帶的本發(fā)明材料；
[0080]圖72示出了具有配置為手指和/或關(guān)節(jié)繃帶的可選的粘合層的本發(fā)明材料；雖然示出了多種繃帶、包裹物、襯墊、材料、帶等，但是在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，本發(fā)明材料可以用于任何目的或應用；
[0081]圖73示出了用于形成足部支具(brace)的本發(fā)明材料；
[0082]圖74示出了包裹以形成膝蓋支撐支具的本發(fā)明材料；
[0083]圖75示出了用于繃緊人的腿中的韌帶的材料的附加層；
[0084]圖76示出了用于形成髖部支撐的本發(fā)明材料；
[0085]圖77示出了用于形成肩部支具的本發(fā)明材料；
[0086]圖78示出了包裹以形成手和腕部支具的本發(fā)明材料；雖然結(jié)合人體的各個部分示出了本發(fā)明材料，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本公開內(nèi)容將理解的是，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，本發(fā)明材料可以用作用于人體任何部分的運動支具、醫(yī)療支撐或襯墊；
[0087]圖79是本發(fā)明材料的另一個實施方案的剖視圖；
[0088]圖79a是本發(fā)明材料的又一個實施方案的剖視圖；
[0089]圖80示出了在管中自身閉合的圖80的材料；
[0090]圖81是圖80中通過線81-81的剖面；
[0091]圖81a是圖80中通過線81-81的替換材料剖面；
[0092]圖82是本發(fā)明的環(huán)形形狀的實施方案；
[0093]圖83是使用本發(fā)明材料的開口圓柱形狀的實施方案；
[0094]圖84示出了應用于發(fā)動機支架的開口圓柱實施方案；
[0095]圖85示出了應用為減震器(shock absorber)的開口圓柱實施方案；
[0096]圖86和圖87示出了用于地板表面的圖79的材料的變體實施方案；
[0097]圖88示出了本發(fā)明材料的又一個實施方案的剖面；
[0098]圖89示出了其中形成有槽的圖88的材料的頂視圖；
[0099]圖90是沿著線90-90圖89的剖面；
[0100]圖91示出了其中形成有槽的圖88的材料的頂視圖；[0101]圖92是沿著線92-92圖91的剖面；
[0102]圖93示出了在防護背心中使用的圖88的材料；
[0103]圖94是根據(jù)本發(fā)明的替代材料的剖面視圖；
[0104]圖95是根據(jù)本發(fā)明的又一種替代材料的剖面視圖；
[0105]圖96是根據(jù)本發(fā)明的替代材料的頂部平面視圖；
[0106]圖97是圖96中沿著線97-97的剖面；
[0107]圖98是根據(jù)本發(fā)明的另一種替代材料的頂部平面視圖；
[0108]圖99至圖103示出了結(jié)合本實施方案并且可用于促進具有本發(fā)明的振動調(diào)節(jié)材料的現(xiàn)有產(chǎn)品的改型(retro-fitting)的材料的多種實施方案；
[0109]圖104是用作壁與安裝柱螺栓之間的襯墊的材料的剖視圖；
[0110]圖105是棒球球棒手柄的部分側(cè)面立視圖；
[0111]圖106是通過線106-106的圖105中的球棒的剖視圖；
[0112]圖107是網(wǎng)球球拍手柄的部分側(cè)面立視圖；以及
[0113]圖108是通過線108-108的圖107中的球拍的剖視圖。
【具體實施方式】
[0114]在以下描述中，使用某些用語只是為了方便，而不具有限制性。在說明書和權(quán)利要求書中使用的用語“器具”意指“棒球球棒、球拍、曲棍球棒、壘球棒、運動器材、槍支等的任一者”。上述用語包括以上具體提到的詞、其衍生物以及類似含義的詞。另外，未用冠詞時(“a”)和用詞“一個/種(one) ”被限定為包括一個/種或更多個/種所引用的物件，除非另外特別說明。
[0115]參考圖1和圖2，貫穿其中相同的附圖標記指示相同的要素，圖1和圖2示出了根據(jù)本發(fā)明適于調(diào)節(jié)振動的大體上指定為10的材料的第一實施方案。簡而言之,本發(fā)明材料10由至少第一彈性體層12A和高抗拉強度纖維材料14形成。材料10可以引入運動裝備、運動器材的握柄、工具的握柄以及防護運動裝備中。材料10的板料305 (參見圖17至圖45)可以引入本申請中所公開的多種物件中。板料限定外周界314并且可以延伸貫穿整個物件，也就是說，板料305可以實際上形成鞋內(nèi)托、殼或其他物件的整體?；蛘?，多個板料可以分別位于物件上。更具體地，材料10可以用于形成網(wǎng)球球拍、曲棍球桿、高爾夫球桿、棒球球棒等的握柄(或用于形成握柄的一部分或用于形成包含握柄的板料305);形成連指手套、頭帶、頭盔、膝部墊323(圖22所示)、裁判員襯墊、肩部墊、手套、護口器、襯墊等的防護運動裝備；形成用于自行車、摩托車等的座位或車把蓋；形成用于滑雪、輪滑等的靴子；形成衣服(如襯衫、手套、褲子等)或填補襯墊或鞋類311 (圖19所示)如鞋底313、鞋面315、鞋下部、鞋墊(shoe pad)、踝部墊,腳趾墊317、鞋內(nèi)托(shoe insert)等，以及將襯墊319提供給如短襪321 (圖21所示)如襪底；形成如手機殼、個人數(shù)字助理(PDA)殼、膝上型電腦殼、槍殼、收音機殼、磁帶殼、MP3播放器殼、計算器殼等的便攜式電子元件的襯墊307 (圖17所示)；形成用于揚聲器的襯墊；提供汽車327的襯墊325 (參見圖24)和隔音裝置，例如提供如汽車、船、卡車、全地形車輛等的車輛中的柱和/或滾桿襯墊329(圖25所示)，提供用于車輛的發(fā)動機機架的絕緣板料329 ;形成用于槍支、手槍、步槍、霰彈槍等的握柄309 (圖20所示)；形成如錘子、鉆、螺絲刀、圓鋸、鑿子等的工具的握柄；以及形成繃帶和/或包裹物331(圖26至圖30所示)的一部分或全部。本發(fā)明材料10還可以用于房間隔音裝置、
家庭隔音裝置、飛機隔音裝置、演播室隔音裝置等。
[0116]材料10優(yōu)選地在大體上與主材料表面316A垂直的“X” (圖23所示)方向上大體上是沒有彈性的，并且因此，當材料10遭受沖擊力時不提供類似彈簧的效應。優(yōu)選的是，材料10在與主材料表面316A和主材料表面316B垂直的“X”方向上大體上是不受力的，以使得大體上在“X”方向上沒有能量存儲。優(yōu)選的是，增強層將沖擊能量大體上沿著平行于主表面316A和主表面316B的方向分散到第一彈性體層12A和第二彈性體層12B中。材料10優(yōu)選地被設(shè)計成減小可感知的振動(并且因此，大體上阻尼能量，使能量從由材料覆蓋的物體或人轉(zhuǎn)移出去)。
[0117]第一彈性體層12A作為減震器，其將機械振動能轉(zhuǎn)換成熱能。高抗拉強度纖維層14使振動能重新定向并且增加材料10的剛度，使得使用者能夠方便控制由材料10包裹或部分包裹的器具20。優(yōu)選的但不必需的是，高抗拉強度纖維層14由芳族聚酰胺材料形成。
[0118]在一個實施方案中，復合材料10可以具有三個大體上獨立并且分離的層，其中包括第一彈性體層12A和第二彈性體層12B。彈性體材料通過耗散振動能來提供振動阻尼。適合的彈性體材料包括但不限于:聚氨酯橡膠、硅酮橡膠、腈橡膠、丁基橡膠、丙烯酸橡膠、天然橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠等。一般來說，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，任何適合的彈性體材料都可以用于形成第一彈性體和第二彈性體層。例如，彈性體層可以是熱固性彈性體層?；蛘?，彈性體層12A和彈性體層12B可以是熱塑性的材料或適于熱成型的任何材料。作為另一個實例，彈性體層12A和彈性體層12B可以被制作為具有泡沫結(jié)構(gòu)的開孔泡沫或閉孔泡沫。另一方面，當制造一些定型物件如高爾夫球桿握柄時，首先將材料10形成大體上為平塊或平板的材料10，然后重新成型或熱成型為所需形狀的物件的做法是更高效的。另外，材料10中和/或材料10上可以包括收縮包裹物或可收縮層?？墒湛s層可以熱活化和/或水活化。
[0119]材料10可以包括附加層，如一般為剛性材料等。例如，可將剛性材料的一塊或更多塊一般為剛性的平板置于材料10上，從而將材料承受的沖擊力分散到更廣的區(qū)域。這種方式在材料用于裁判員背心、防彈背心、肩部墊、鞋或其他需要一般為剛性的外層的應用中是有效的。
[0120]彈性體材料的柔軟度可以通過使用肖氏A硬度評級而量化。一般來說，硬度評級越低，材料越柔軟，而彈性體層吸收和耗散振動越有效率，這是因為通過彈性體傳送的力變少了。在擠壓柔軟的彈性體材料時，個人的手指會嵌入彈性體中，這增加了彈性體與使用者的手之間接觸的表面積，并且在外部材料表面上產(chǎn)生不規(guī)則形，從而使得使用者可以穩(wěn)固地抓緊由材料覆蓋或部分覆蓋的任何器具20。然而，彈性體層12A和彈性體層12B越柔軟，使用者在操縱由彈性體覆蓋的器具20時，對器具20的控制程度越少。如果彈性體層太柔軟(即如果彈性體層的肖氏A硬度評級太低)，那么器具20可能相對于使用者的手或腳非預定地旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明材料10優(yōu)選地被設(shè)計成使用肖氏A硬度評級適當?shù)牡谝粡椥泽w層12A和第二彈性體層12B，這提供了在使用者精確地操縱并控制器具20與有效地阻尼器具20在使用期間的振動之間的最佳平衡。
[0121]優(yōu)選的但不必需的是，材料10使用的彈性體具有約十(10)至約八十(80)的肖氏A硬度值。優(yōu)選的是，第一彈性體層具有約十(10)至約二十五(25)的肖氏A硬度值并且第二彈性體層具有約二十五(25)至約四十五(45)的肖氏A硬度值。
[0122]第一彈性體層12A優(yōu)選地用于減緩沖擊能量以及吸收振動能，并且將振動能轉(zhuǎn)換成熱能。優(yōu)選地但不必要的是，使第一彈性體層作為襯墊并且耗散振動。第二彈性體層12B也用于吸收振動能，但也為使用者抓緊提供相容且舒適的握柄(或者在材料10形成為鞋內(nèi)托時，提供承載使用者的身體的部分的表面，如使用者的足部的鞋底)。
[0123]在一個實施方案中，第一彈性體層12A優(yōu)選地具有約十五(15)的肖氏A硬度值并且第二彈性體層12B優(yōu)選地具有約四十二(42)的肖氏A硬度值。如果第一彈性體和第二彈性體具有大體上相同的肖氏A硬度評級，那么優(yōu)選的但不必要的是，第一彈性體層12A和第二彈性體層12B具有十五(15)、三十二(32)或四十二(42)的肖氏A硬度值。
[0124]高抗拉強度纖維材料層14優(yōu)選地但不必要地由芳族聚酰胺纖維形成。纖維可以被編織形成織物材料層16，織物材料層16設(shè)置在第一彈性體層12A與第二彈性體層12B之間并且使第一彈性體層12A和第二彈性體層12B大體上分離?？椢锊牧蠈?6可以由芳族聚酰胺纖維、高抗拉強度纖維、玻璃纖維或其他類型的纖維形成。優(yōu)選的是，織物材料層16具有的剛性，使其不適合用作具有任何顯著的能量存儲能力的開口網(wǎng)格。優(yōu)選的是，形成增強層14的材料大體上與彈性體層12A和彈性體層12B結(jié)合?？椢锊牧蠈?6優(yōu)選地使第一彈性體層12A和第二彈性體層12B大體上分離，以使得材料10具有三個大體上獨立且分離的層:12A、12B及14。高抗拉強度纖維材料層14阻擋并且重新定向通過彈性體層12A或彈性體層12B之一的振動能，以促進對振動的耗散。高抗拉強度纖維18使振動能沿著纖維18的長度重新定向。因此，當多根高抗拉強度纖維18被編織形成織物材料層16時，由器具20發(fā)出的未由第一彈性體層12A吸收或耗散的振動能將由織物材料層16沿著材料10均勻地重新分散，并且然后進一步由第二彈性體層12B耗散。
[0125]優(yōu)選的是，織物材料層16大體上互連、粘貼或固定到彈性體層12A和彈性體層12B，以便織物材料層16阻擋振動能并且使振動能重新定向從而促進對振動的耗散。
[0126]優(yōu)選的是，高抗拉強度纖維18由具有高的抗伸長性的高抗拉強度的適合的芳族聚酰胺纖維形成。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本公開內(nèi)容將理解的是，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，任何適于引導振動的芳族聚酰胺纖維都可以用于形成高抗拉強度纖維材料層14。另外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本公開內(nèi)容將理解的是，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以使用松散的纖維或短切纖維來形成高抗拉強度纖維材料層14。高抗拉強度纖維材料也可以由玻璃纖維形成。高抗拉強度纖維材料優(yōu)選地防止材料10在使用期間沿著平行于主材料表面316A、316B的方向顯著延長。優(yōu)選的是,延長的量小于百分之十(10% )。更優(yōu)選的是，延長的量小于百分之四(4%)。最優(yōu)選的是，延長的量小于百分之一(1%)。
[0127]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本公開內(nèi)容將理解的是，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，材料10可以由兩個獨立的層形成。因此，材料10可以由第一彈性體層12A和設(shè)置在第一彈性體層12A上的高抗拉強度纖維材料層14 (也可以被編織成織物材料層16)形成。
[0128]參考圖18和圖23，材料10可以被配置成適于形成鞋子的內(nèi)托310。當材料10被配置成形成鞋內(nèi)托310時，材料10優(yōu)選地適于從鄰近鞋跟的位置沿著鞋的內(nèi)表面延伸到腳趾的位置。除了形成鞋內(nèi)托310外，材料10還可以沿著鞋的側(cè)面定位，以保護穿戴者的足部免受橫向的、正面和/或后面的沖擊。
[0129]當本發(fā)明材料形成鞋子的內(nèi)托310時，內(nèi)托310包括形狀大體上為長形的鞋內(nèi)托體312，鞋內(nèi)托體312具有基本上與鞋底共形的外周界314，以使得鞋內(nèi)托體312從鄰近鞋跟的位置沿著鞋的內(nèi)表面延伸到腳趾的位置。鞋內(nèi)托體312優(yōu)選地大體上呈平板形，并且由可以調(diào)節(jié)并耗散振動的經(jīng)增強的彈性體材料10形成。鞋內(nèi)托體312具有第一主表面316A和第二主表面316B。經(jīng)增強的彈性體材料10優(yōu)選地包括第一彈性體層12A和第二彈性體層12B。在一個實施方案中，優(yōu)選的是，第一彈性體層和第二彈性體層大體上不具有空孔和/或彈性體層由熱固性彈性體層形成。
[0130]增強層14設(shè)置在第一彈性體層12A與第二彈性體層12B之間并且使第一彈性體層12A和第二彈性體層12B大體上分離。增強層14可以包括由多種高抗拉強度纖維材料形成的層?；蛘?，增強層可以由芳族聚酰胺、玻璃纖維、普通織物材料等形成。增強層還可以由編織纖維形成。在一個實施方案中，優(yōu)選的是，增強層僅由單一織物材料層組成。
[0131]經(jīng)編織的高抗拉強度纖維材料優(yōu)選地與第一彈性體層12A和第二彈性體層12B連接并且大體上均一遍布，以基本完全覆蓋于第一彈性體層12A與第二彈性體層12B之間。通?？椢锊牧蠈觾H在大體上與第一主表面316A垂直的“X”方向上是不受力的，以使得大體上在“X”方向上沒有能量存儲。高抗拉強度纖維材料層14將沖擊能量大體上平行于第一主表面316A的方向分散到第一彈性體層12A和第二彈性體層12B。增強層14優(yōu)選地防止鞋內(nèi)托310在使用期間顯著延長。經(jīng)增強的彈性體材料10也可以用作鞋類的鞋底或者部分鞋底。經(jīng)增強的彈性體還可以用于在鞋或靴內(nèi)或者沿著鞋或靴的側(cè)面部分或鞋面部分提供襯墊。
[0132]參考圖4、圖9、圖10以及圖20，材料10可以被配置并且適于形成器具如球棒的握柄22，所述器具具有手柄24和近端26 (即鄰近球棒大體上被緊握的部分的末端)。材料10優(yōu)選地適于包覆手柄24的部分并且適于包覆球棒或器具20的近端26。當握柄用于槍支時，握柄可以是圍繞握柄的包裹物或者可以附接和/或模制到槍支。如圖2中清楚地所示，在一個實施方案中，握柄22可以形成作為完全閉合器具20的近端的單體。材料10也可以被配置并且適于形成網(wǎng)球球拍的握柄22或具有手柄24和近端26的類似器具20。
[0133]在圖2B所示出的替換實施方案中，握柄22’的鄰近部分21以預制形狀形成，以容納球棒或器具20的近端26，并且握柄22’的帶部分23從鄰近部分21延伸，用于包裹約手柄24的一部分。鄰近部分21和帶部分23可以整體形成或者可以分別形成并且在組合到器具20之前彼此連接或者分別位于器具20上來一起使用。鄰近部分21和帶部分23可以由本文所描述的任何材料制成并且可以是由相同材料或不同材料制成。
[0134]參考圖4，在一些實施方案中，當本發(fā)明材料涉及本申請所述的多種類型的握柄之一(例如，手槍握柄、工具握柄、高爾夫球桿等)時，握柄22可以包括大體上為管形形狀的握柄體318，握柄體318覆蓋部分相關(guān)聯(lián)的裝置。對此，握柄體318的截面形狀可以具有大體上圓形、橢圓形、矩形、八邊形、多邊形等。握柄體318由調(diào)節(jié)并耗散振動的經(jīng)增強的彈性體材料10形成。握柄體318限定與握柄體318的外表面320相切的第一方向“Y”,和大體上與握柄體318的外表面320垂直的第二方向“Z”。
[0135]經(jīng)增強的彈性體材料10包括第一彈性體層12A和第二彈性體層12B。增強層14設(shè)置在第一彈性體層12A與第二彈性體層12B之間并且使第一彈性體層12A和第二彈性體層12B大體上分離。在一些實施方案中，彈性體層大體上沒有空孔和/或彈性體層為熱固性彈性體。然而，如以上所闡明的那樣，彈性體層不限于此并且可以具有多種形式，包括熱塑性形式以及在一個或兩個層中的開孔泡沫結(jié)構(gòu)或閉孔泡沫結(jié)構(gòu)。增強層14優(yōu)選地包括高抗拉強度纖維材料的層。高抗拉強度纖維材料可以被編織成織物材料、被短切或以其他方式配置。增強層14可以由包含玻璃纖維、芳族聚酰胺或任何其他適合材料的層的多種高抗拉強度纖維材料形成。
[0136]高抗拉強度纖維材料層14與第一彈性體層12A和第二彈性體層12B連接并且大體上整體均勻，基本完全覆蓋第一彈性體層與第二彈性體層之間。這優(yōu)選地防止了增強層14與第一彈性體層12A和第二彈性體層12B之間的滑動移動?？椢锊牧蠈觾?yōu)選地僅在第二方向“Z”上大體上不受力，以使得大體上在第二方向“Z”上沒有能量存儲。高抗拉纖維材料將沖擊能量沿著大體上平行于第一方向“Y”的方向分散到第一彈性體層和第二彈性體層中。這使得振動能減小并且受到阻尼，而不會回彈到抓緊握柄的手。
[0137]雖然下面將結(jié)合棒球或壘球球棒來描述握柄22，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的是，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，握柄22可以用于任何設(shè)備、工具或以上所述的裝置。
[0138]當握柄22用于棒球或壘球球棒時，握柄22優(yōu)選地覆蓋球棒手柄約十七(17)英寸并且覆蓋球棒的球形柄(即，器具20的近端26)。握柄22在球棒長度方向上延伸一顯著部分的這種構(gòu)型有助于增加振動阻尼。優(yōu)選但不必要的是，握柄22形成為單一、連續(xù)、整體的構(gòu)件。
[0139]棒球球棒(或器具20)具有手柄24,手柄24包括手柄體28,手柄體28包含具有縱向部分30和近端26。材料10優(yōu)選地包裹手柄24的至少一些縱向部分30和近端26。材料10可以制成作為具有兩個大體上分離并且獨立的層的復合材料，復合材料包含第一彈性體層12A和設(shè)置在彈性體層12A上的高抗拉強度纖維材料層14(可以是經(jīng)編織的織物材料層16)。高抗拉強度纖維材料層14優(yōu)選地由編織纖維18形成。第二彈性體層12B可以與第一彈性體層12A相對設(shè)置在高抗拉強度纖維材料層14的主表面上。
[0140]如圖2中清楚地所示，優(yōu)選的握柄22適于在具有手柄和近端的器具20中使用。握柄22包括管形殼32，管形殼32具有適于圍繞部分手柄的遠開口端34和適于包覆手柄的近端的閉合的近端36。管形殼32優(yōu)選地由耗散振動的材料10形成。材料10優(yōu)選地至少具有兩個大體上分離的層，包含第一彈性體層12A和設(shè)置在第一彈性體層12A上的高抗拉強度纖維材料層14(纖維18可以被編織以形成織物材料層16)。
[0141]參考圖17至圖22以及圖24至圖30，當本發(fā)明材料涉及以上所描述的多種類型的襯墊之一(例如，揚聲器襯墊和/或絕緣材料、鞋襯墊、電子裝置殼、護口器、裁判員防護裝備、汽車內(nèi)部襯墊、滾動桿襯墊等、工具握柄，高爾夫球桿握柄等)時，襯墊或物件可以包括由優(yōu)選地具有一般平板形狀的板料體324形成的板料305。板料體優(yōu)選地被配置于特定位置或者覆蓋相關(guān)聯(lián)的裝置或物體的部分。優(yōu)選的是，板料體是柔性的，以使得定型的物體可以被包裹在其中。對此，板料體324可以彎曲約成圓形、橢圓形、矩形、八邊形、或多邊形物體。
[0142]板料體324由調(diào)節(jié)并耗散振動的經(jīng)增強的彈性體材料形成。如圖4和圖20所示，板料體324限定與板料體324的外表面相切的第一方向“Y”，和大體上與板料體324的外表面垂直的第二方向“Z”。經(jīng)增強的彈性體材料包括第一彈性體層12A和第二彈性體層12B。增強層14設(shè)置在第一彈性體層12A與第二彈性體層12B之間并且使第一彈性體層12A和第二彈性體層12B大體上分離。在一個實施方案中，彈性體層12A和彈性體層12B優(yōu)選地不具有空孔和/或由熱固性彈性體形成。然而，如以上所闡明的那樣，彈性體層不限于此并且可以具有多種形式，包括熱塑性形式以及在一個或兩個層中的開孔泡沫結(jié)構(gòu)或閉孔泡沫結(jié)構(gòu)。增強層14優(yōu)選地包括高抗拉強度纖維材料的層。高抗拉強度纖維材料可以被編織成織物材料、被短切或以其他方式配置。增強層14還可以由玻璃纖維、芳族聚酰胺或任何其他適合的材料的層形成，以取代由高抗拉強度纖維材料形成增強層14。高抗拉強度纖維材料層14與第一彈性體層12A和第二彈性體層12B連接并且大體上整體均勻，基本完全覆蓋第一彈性體層12A與第二彈性體層12B之間。增強層14優(yōu)選地大體上僅在第二方向上是不受力的，以使得大體上在第二方向“Z”上沒有能量存儲。增強層14將沖擊能量沿著大體上平行于第一方向“Y”的方向分散到第一彈性體層12A和第二彈性體層12B中。這使得振動能減小并且受到阻尼，而不會回彈。優(yōu)選的是，增強層14防止襯墊在沖擊期間延長。板料體324可以形成移動電話殼、膝上型電腦殼、鞋側(cè)壁、防護裁判員裝備、護口器、膝部墊、汽車的內(nèi)部板料等的整體或部分。
[0143]可以使用多種方法制造本發(fā)明的復合材料或振動耗散材料10。一種方法是通過從供給輥牽拉高抗拉強度纖維織物材料16來擠出材料，同時將第一彈性體層12A和第二彈性體層12B放置在經(jīng)編織的高抗拉強度纖維織物材料16的兩側(cè)。第二種制造本發(fā)明材料10的方法是在器具20上模制第一彈性體層12A，然后在第一彈性體層12A之上編織芳族聚酰胺纖維層，并且再然后在芳族聚酰胺纖維層之上模制第二彈性體層12B。
[0144]或者，織物材料層16可以壓合到彈性體層以形成材料10。因此，織物材料層16可以大體上嵌入彈性體層中或由彈性體層定位。將增強層14或纖維層壓合到彈性體優(yōu)選地導致了增強層或纖維層14在彈性體中大體上互連和/或由彈性體定位。因此，織物材料層可以大體上與彈性體層互連。優(yōu)選的是，高抗拉強度織物材料大體上不能在第一彈性體層與第二彈性體層之間橫向滑動。所得材料中的織物材料層大體上會固定在一定位置處。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會認識到所得材料中的織物材料層14會由彈性體12A和彈性體12B大體上互連和/或結(jié)合定位。或者，材料10可以通過使用粘合劑和焊劑而組裝，以將一個或更多個彈性體層固定到增強層。
[0145]優(yōu)選的是，經(jīng)編織的高抗拉強度纖維與第一彈性體層和第二彈性體層連接并且大體上整體均勻，基本完全覆蓋在第一熱固性彈性體層與第二熱固性彈性體層之間。織物材料層中大體上沒有能量存儲在大體上與主材料表面垂直的方向上。這使得振動能量將由織物材料層大體上均勻地重新分散遍及材料。這是因為高抗拉強度纖維單方向性地沿著纖維的長度方向傳輸/存儲能量并且在大體上垂直于纖維的長度或垂直于由纖維形成的織物材料層的方向上大體上不存儲能量。
[0146]換言之，織物材料層16優(yōu)選地僅在大體上與主材料表面垂直的方向上不受力，以使得在與主材料表面垂直的方向上大體上沒有能量存儲并且織物材料層16將能量沿著大體上平行于主材料表面的方向分散到第一彈性體層和第二彈性體層中。本發(fā)明優(yōu)選地使振動耗散遍及材料，以防止“回彈”(例如，在運動期間，避免跑步者的足部承受太多的振動)。
[0147]在一些情況下，可以將高抗拉纖維材料漿化，以形成無孔薄板，無孔薄板可以固定在第一彈性體層12A與第二彈性體層12B之間的位置。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本公開內(nèi)容將理解的是，可以使用任何已知的制造復合材料或振動耗散材料的方法來形成材料10。[0148]由握柄22覆蓋器具20的近端，使振動傳輸減小，并且通過將器具20的質(zhì)量中心往靠近使用者的手的位置(即靠近近端26)移動，而提高器具20的遠端的相應平衡。這便于器具20的搖擺并且可以提高運動表現(xiàn)，同時減少與重復運動相關(guān)聯(lián)的疲勞。
[0149]圖3至圖4示出了本發(fā)明的另一個實施方案。如圖3至圖4中所示，套筒210形式的覆蓋物安裝在棒球球棒210的手柄或下部218上。預模制套筒210，以使得套筒210可以快速且方便地固定到球棒212的手柄部分。這可以通過下述方式完成:由可伸展或彈性的材料制成套筒210，使得套筒210的上端214可以被拉開并且可以伸展以吻合球棒212的球形柄217。可替代地，或此外，套筒210可以設(shè)置有縱向縫16以允許套筒被至少部分拉開，從而利于使套筒210咬合在球棒212的手柄218之上。由于套筒材料的膠粘性質(zhì)和/或通過在套筒的內(nèi)表面和/或在手柄218的外表面施用適合的粘合劑，套筒會保持安裝在其位置處。
[0150]如圖3至圖4所示,套筒210的特性特征是套筒的下端包括向外延伸的外圍球形柄220。球形柄220可以是咬合或以任何其他方式固定到套筒210的主要部分的分離的帽?；蛘撸蛐伪?20可以與套筒210整成一體并且模制作為套筒210的一部分。
[0151]在本發(fā)明的廣泛實踐中，套筒210可以是單層的。材料應具有適當?shù)挠捕群驼駝幼枘崽匦浴２牧系耐獗砻鎽哂心z粘且具有高摩擦的特性。
[0152]或者，套筒210可以由兩層層壓材料形成。其中振動吸收材料形成相對于手柄設(shè)置的內(nèi)層，并且由任何適合的高摩擦材料如以聚胺基甲酸酯為例的熱塑性材料形成分離的膠粘的外層。因此，兩層層壓材料會具有內(nèi)彈性體層和外彈性體層，內(nèi)彈性體層的特性為其振動阻尼能力，外彈性體層的主要特性是其膠粘提供了適合的抓握表面，能抵抗使用者的手滑落手柄的傾向。球形柄220也可以作用為停止構(gòu)件,使手柄由使用者的手滑落的傾向最小化并且與振動阻尼效果配合。
[0153]圖4示出了多層層壓材料的優(yōu)選形式，其包含內(nèi)振動吸收層222和外膠粘的抓握層224以及剛性材料制成的用于耗散力的中間層226。如果需要，中間層226可以是最內(nèi)的層，而層224可以是中間層。優(yōu)選的剛性材料是芳族聚酰胺纖維，其可以以任何適合的方式如接下來參考圖13至圖16所述的方式并入材料中。然而，玻璃纖維或任何高抗拉強度纖維材料可以用作形成層的剛性材料。另外，在一個實施方案中，剛性層基本嵌入一層或更多層彈性體層或由彈性體層保持在一定位置處。
[0154]圖5示意性地示出了在器具與物件接觸時如球棒212擊打球，來自振動的沖擊力的作用。圖5示出了根據(jù)如圖4所示的三層層壓材料的力向量，其中彈性體層222和彈性體層224由硅酮材料制成。中間層226為由芳族聚酰胺纖維制成的芳族聚酰胺層。初始沖擊或振動由套筒層壓材料210的每一側(cè)的側(cè)向箭頭或橫向箭頭228示出。這造成彈性體層222和彈性體層224沿著弧230壓縮。由力耗散材料制成的中間層226使得振動如箭頭232所示縱向傳播。振動的線性傳播引起了反彈效應，這完全阻尼振動。
[0155]在頂尖大學里進行實驗室測試，評估安裝在棒球球棒上的多種握柄。在測試中，將具有不同握柄的棒球球棒由細線懸掛在天花板上；這造成了一個幾乎沒有邊界條件的情況，這是測定球棒的真實特性所必須的。在特別制造的套筒上大概在左手和右手緊握球棒的位置處安裝兩種標準工業(yè)加速度計。用標準的經(jīng)校準的沖擊錘在三個位置處給予球棒已知的力，其中一個為最佳擊球點(sweet spot),其他兩個位置為位于球棒的中間點和球棒把上模擬的“擦棒點(miss hit)”位置。力與加速度的時間關(guān)系由信號調(diào)節(jié)裝置跟蹤并且連接到數(shù)據(jù)采集裝置。數(shù)據(jù)采集裝置連接到用于記錄數(shù)據(jù)的計算機。
[0156]進行了兩個系列的測試。在第一測試中，將控制組球棒(具有標準橡膠握柄WORTH球棒型號％405)與表示本發(fā)明的實踐的若干“無刺(sting-free)”握柄的同樣的球棒進行比較。這些“無刺”握柄由兩層純硅酮以及在兩層硅酮之間插入有多種類型的高抗拉纖維材料的組成。本測試中所使用的KEVLAR具有高抗拉強度的芳族聚酰胺的纖維類型被如下標號:“005”、“645”、“120”、“909”。此外，測試了具有單一硅酮的厚層而沒有KEVLAR的球棒。除了厚的硅酮以外(因為過量的厚度被認為不切實際的)，“645”球棒示出了最佳的減小振動大小的效果。
[0157]使用“645” KEVLAR與不同的下述硅酮層的組合的EASTON球棒(型號#BK8)來進行第二系列的測試:所測試的第一球棒由一層硅酮底層、“645”KEVLAR的中層以及稱為“111”的一層硅酮頂層構(gòu)成。所測試的第二球棒由兩個硅酮底層、KEVLAR的中層以及稱為“211”的一層硅酮頂層構(gòu)成。所測試的第三球棒由一層硅酮底層、KEVLAR的中層以及兩層稱為“112”的硅酮頂層構(gòu)成。具有“111”構(gòu)型的“645”球棒示出了最佳的減小振動大小的效果。
[0158]為了對振動減小的效果進行量化，限定下述兩個標準:(I)花費多少時間使振動耗散到覺察不到的值；以及(2)在人的手的最敏感的頻率范圍內(nèi)振動的大小。
[0159]根據(jù)以上兩種定量測量，確認無刺握柄使棒球球棒的振動減小。具體地，“ 111”中含“645” KEVLAR的構(gòu)型是振動減小的最佳例。在棒球球棒的情況下，比起控制組球棒的橡膠握柄，“645”花費了約I / 5的時間來減小球棒的振動。取決于沖擊位置和沖擊大小，振動的峰大小的減小量在60%至80%的范圍內(nèi)。
[0160]可以得出以下結(jié)論:“111”中含“645” KEVLAR握柄使運動員用球棒擊球時在棒球球棒中誘發(fā)的可感覺到的振動的大小減小了 80%。在沿著球棒長度的不同位置的多種沖擊中，都確認了上述情形。因此，比起用標準握柄，在使用本發(fā)明的“無刺”握柄時，使用“無刺”握柄時的人會清楚地體驗到刺痛效應(疼痛)大幅降低。
[0161]鑒于上述測試，本發(fā)明的特別優(yōu)選的實踐涉及多層層壓材料，多層層壓材料具有以三明治式的方式夾在各個純硅酮的層之間的芳族聚酰胺如KEVLAR。上述指定的測試根據(jù)本發(fā)明的實施方案示出了引人注意的結(jié)果。然而，也如以上所說明的那樣，層壓材料可以包括其他層的組合，例如多個硅酮底層或多個硅酮頂層。其他變體包括下述重復的層壓材料組件。其中，振動阻尼層在最內(nèi)層，而力耗散層與下部振動阻尼層相對，接著第二振動阻尼層配置在力耗散層之上，隨后再配置第二力耗散層，以此類推，層壓材料的最后一層是也可以由振動阻尼材料制成的抓握層。在決定應該使用何種層壓材料時，應考慮厚度限制和所需的振動阻尼性質(zhì)。
[0162]多種層可以具有不同的相對的厚度。優(yōu)選地，如層222的振動阻尼層會是最厚的層。然而，最外部的抓握層可以具有與如圖4中所示的層224的振動阻尼層相同的厚度；由于外層的主要功能是提供足夠的摩擦以保證穩(wěn)固的抓握動作，所以抓握層也可以是較薄的層。在本發(fā)明中，使用力耗散剛性層的特別有益的特征是力耗散層可以非常薄并且仍實現(xiàn)其預定結(jié)果。因此，雖然力耗散層可以具有大體上與外部抓握層相同的厚度，但力耗散層優(yōu)選地是最薄的層。如果需要，層壓材料也可以包括多個振動耗散層(如凝膠材料的薄層)和/或多個加強力耗散層。在使用這樣的多個層時，各個層可以在厚度上彼此不同。
[0163]圖3至圖4示出了本發(fā)明的用途，其中套筒210安裝在具有球形柄217的棒球球棒212之上。器具不具有與棒球球棒的球形柄類似的球形柄時也可以使用相同的一般類型的結(jié)構(gòu)。例如，圖6示出了其中套筒210A被安裝在不以任何球形柄終止的器具的手柄218A上的本發(fā)明變體。這種器具可以是多種類型的運動器材、工具等。然而，套筒210A仍會具有球形柄220A，球形柄220A包括外部抓握層224A、中間力耗散層226A以及內(nèi)部振動耗散層222A。在圖6所示的實施方案中，手柄218A延伸到球形柄220A中。因此，內(nèi)層222A會具有容納凹部34用于容納手柄218A。如所示出的那樣，內(nèi)層222A也會在球形柄區(qū)域具有較大的厚度。
[0164]圖7示出了其中套筒210B固定在手柄218B之上而手柄218B沒有穿透球形柄220B的變體。如所示出的那樣，外部抓握層224B會在抓握區(qū)域和球形柄二者中具有均一的厚度。類似地，中間力耗散層226B也會具有均一的厚度。然而，由于手柄218B的終端沒有球形柄2220B，內(nèi)振動吸收層222B會完全占據(jù)力耗散層226B向內(nèi)的球形柄的部分。
[0165]圖8示出了其中抓握覆蓋物236不包括球形柄的本發(fā)明變體。如圖8中所示的那樣，可以以任何適合的方式將抓握覆蓋物安裝在手柄238的抓握區(qū)域之上并且可以由預先施用的粘合劑或由于最內(nèi)振動阻尼層240的膠粘性質(zhì)或由于覆蓋物236的彈性特性而使抓握覆蓋物保持在其位置。另外，覆蓋物可以直接形成在手柄238上。例如，圖10示出了以帶的形式應用的覆蓋物236B。
[0166]如圖8所示，覆蓋物236包括其中力耗散層242設(shè)置在內(nèi)部振動阻尼層240之上，而第二振動阻尼層244應用在力耗散層242之上并且最后薄抓握層246作為最外部層的層壓材料變體例之一。如所示出的那樣，兩個振動阻尼層240和振動阻尼層244是最厚的層并且可以具有彼此相同或不同的厚度。力耗散層242和外抓握層244顯著較薄。
[0167]圖9示出了將覆蓋物236A安裝在空心手柄238A上，空心手柄238A具有非圓形的剖面。例如，手柄238A可以具有網(wǎng)球球拍的八邊形形狀。
[0168]圖10進一步示出了將覆蓋物236B安裝在如錘248的工具的手柄部分之上的情況。如所示出的那樣，覆蓋物236B以帶形式應用并且會順應錘248的手柄部分的形狀。除了使用帶之外，也可以應用其他形式的覆蓋物。類似地，帶可以用作用于將覆蓋物應用于其他類型的器具的方法。
[0169]圖11示出了將覆蓋物236C安裝在如多種類型的自行車的把手或具有包含車輛等的操縱輪的把手的任何其他裝置的把手端之上的情況。圖11也示出了其中覆蓋物236C具有有著手指容納凹部252的外部輪廓的變化。這種凹部也可以用于其他類型的器具的覆蓋物。
[0170]圖12示出了其中將覆蓋物236D安裝到器具254的手柄部分、器具的最末端256裸露的本發(fā)明變體。本插圖示出了以下情況:本發(fā)明意圖提供用于器具的手柄的振動阻尼抓握覆蓋物并且該覆蓋物不需要延伸超過抓握區(qū)域。因此，在手柄的兩末端上，部分器具可
以不覆蓋有覆蓋物。
[0171]在本發(fā)明的優(yōu)選的實踐中，如以前所討論的那樣，提供力耗散剛性層作為多層層壓材料的中間層，其中至少有一個振動阻尼材料的內(nèi)層和一個含抓握材料的外層，也可能具有不同厚度的含振動阻尼材料的附加層以及力耗散層。如前所述，力耗散層可以是最內(nèi)的層。本發(fā)明還可以以層壓材料除了抓握層和剛性層以及振動阻尼層之外，還包括一個或更多個層的方式實施。這種一層或更多層附加層可以根據(jù)其預定功能結(jié)合在層壓材料中的任何位置處(例如，粘合層、緩沖層等)。
[0172]力耗散層可以以多種方式結(jié)合在層壓材料中。例如，圖13示出了以大體上無孔薄板的形式的力耗散剛性層258。圖13A示出了剛性層258涂覆到說明性的彈性體層12的情況。大體上無孔薄板可以由多種高抗拉強度材料例如優(yōu)選地具有0.025mm至2.5mm的厚度的聚丙烯薄片制成。剛性層258具有外主表面257和固定到彈性體層12的內(nèi)主表面259。層12和層258可以整體形成或可以彼此附著。
[0173]圖14示出了開口網(wǎng)格薄板形式的力耗散層260。這是形成由KEVLAR纖維制成的力耗散層的特別有利的方式。圖15示出了其中力耗散層262由含材料264的條帶形成，這些帶彼此平行并且長度、厚度以及間隔大體上相同。圖16示出了其中力耗散層266由不同尺寸的單獨的多根帶268制成并且可以針對方向性以更隨機方式設(shè)置變化。雖然圖16中將所有帶268示出為互相平行，但是也可以使用非平行的布置。
[0174]本發(fā)明的振動阻尼抓握覆蓋物可以用于很多器具。這種器具的實例包括運動器材、手動工具以及把手。例如，這種運動器材包括球棒、球拍、棍、標槍等。工具的實例包括錘、螺絲刀、鏟、耙、掃帚、扳手、鉗子、刀、手槍、空氣錘等。把手的實例包括摩托車、自行車以及多種類型的操縱輪。
[0175]本發(fā)明的優(yōu)選的實踐是將力耗散層尤其芳族聚酰胺如KEVLAR纖維引入具有至少兩個彈性體的復合材料中。一個彈性體層將會作用為振動阻尼材料而另一個外彈性體層將會作用為抓握層。外彈性體層也可以是振動阻尼材料。優(yōu)選地，外層完全覆蓋復合材料。
[0176]對于本發(fā)明的層壓的復合材料的使用幾乎有無限可能。根據(jù)多種用途，彈性體層可以具有不同的硬度、摩擦系數(shù)以及振動阻尼。類似地，各個層的厚度也可以根據(jù)預定用途而變化。內(nèi)振動阻尼層和外抓握層(也可以是振動吸收層)的硬度范圍是5至70肖氏A硬度值。各個層之一具有5至20的肖氏A硬度值，而另一層可具有30至70的肖氏A硬度值。振動阻尼層可以具有小于5的硬度，并且可以甚至是000硬度值讀數(shù)。振動阻尼材料可以是凝膠如硅酮凝膠或任何其他適合的材料的凝膠。對于膠粘的且非多孔的抓握層由慣常的測量技術(shù)確定的摩擦系數(shù)優(yōu)選地是至少0.5并且可以在0.6至1.5的范圍內(nèi)。更優(yōu)選的范圍是0.7至1.2，還更優(yōu)選的范圍是約0.8至I。在外部抓握層也用作振動阻尼層的情況下，外部抓握層可以具有與內(nèi)層相同的厚度。在只用作抓握層的情況下，外部抓握層的厚度大體上可以與中間層的厚度相同，中間層可以具有約I / 20至I / 4的振動阻尼層的厚度。
[0177]如以上所討論的那樣，本發(fā)明的抓握覆蓋物可以用于多種器具。因此，器具的手柄部分可以為具有均一的直徑和光滑的外表面的圓柱形狀，如圖6所示的高爾夫球桿手柄238?；蛘撸直梢允清F形，如圖3至圖4所示的球棒手柄。其他說明性幾何形狀包括圖9所示的八邊形網(wǎng)球球拍手柄238A或大體上橢圓型手柄如圖10所示的錘248。本發(fā)明不限于任何具體的幾何形狀。另外，器具可以具有不規(guī)則的形狀如如圖11所示的具有手指容納凹陷的把手。器具手柄的外表面是不光滑構(gòu)型時，覆蓋物的內(nèi)層可以施壓于手柄的外表面并且大體上順應手柄的外表面，覆蓋物的最外部的抓握層可以包括手指容納凹陷?；蛘撸采w物可以具有均勻厚度并且其形狀順應手柄的外表面中的不規(guī)則形。[0178]參考圖31和圖32，本發(fā)明材料10可以用于形成頭帶410的部分。頭帶優(yōu)選地具有形成材料10位于其中的空心管形形狀的外圍的外纖維層412。間隙420表示用于材料10的一個或更多個層的示意性空間。頭帶410的特別的優(yōu)點是自身比較容易被不喜歡穿戴大的且笨重的頭部防護裝備的使用者如孩子所接受。雖然圖31示出了為連續(xù)而沒有端點的柔性的環(huán)的頭帶410，但是應當理解的是，本發(fā)明可以結(jié)合在頭帶或帽舌中，其中頭帶或帽舌未完全延伸圍繞頭部三百六十度。相反，頭帶或帽舌可以由具有一對由間隙426隔開的自由端428的硬彈性材料制成。
[0179]圖33示出了引入頭盔430中的材料10的板料305。該板料包括鬢部和耳部覆蓋板料305A、前額覆蓋板料305B、頸部板料305C以及頂部板料30?。圖34示出了具有通風口 434的自行車運動員頭盔432。騎車人頭盔的頂部的剖開部分示出了至少一個板料305與頭盔432的整合。雖然具體討論了兩種具體類型的頭盔，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本公開內(nèi)容將理解的是，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，材料10可以引入任何類型的帽子(如硬帽或棒球帽(baseball cap))、頭盔(如漆彈頭盔、打球頭盔、摩托車頭盔或軍用頭盔)等中。板料305可以是硬殼頭部裝置、護罩或軟帽的襯里。
[0180]例如，圖33A、圖33B以及圖33C示出了多種軟帽或柔性頭部裝置430’、430”、430’ ”，并入含材料10的板料305。材料10可以是本文所描述的任何適于調(diào)節(jié)振動的材料。圖33A的柔性頭部裝置430’是通常由輕質(zhì)的、可拉伸的材料(例如，棉、尼龍、聚酯、氨綸(spandex)、其組合以及其他天然的或合成的材料)形成的“頭巾”或“顱帽”。柔性頭部裝置430’可以獨立于任何其他的頭部裝置而穿戴，例如由足球運動員穿戴，或者可以在現(xiàn)有的頭盔例如足球頭盔或棒球頭盔之下穿戴。由此，柔性頭部裝置430’允許使用者在不需要購買新頭盔的情況下，為了促進振動調(diào)節(jié)對現(xiàn)有頭盔“改型”。類似地，柔性頭部裝置430”是具有多個板料305的滑雪帽而柔性頭部裝置430’ ”是具有多個板料305的滑雪面罩。滑雪帽和滑雪面罩由包括例如棉、羊毛、聚酯、其組合以及其他天然的或合成的材料的多種柔性織物材料材料制成。此外，柔性頭部裝置430”、430’ ”可以獨立于任何其他的頭部裝置而穿戴或者可以在現(xiàn)有的頭盔例如滑雪頭盔之下穿戴。此外，柔性頭部裝置430”、430’ ”使得使用者能夠在不需要購買新頭盔的情況下，為了促進振動調(diào)節(jié)對現(xiàn)有的頭盔“改型”。本發(fā)明不限于本文所描述的軟帽(柔性頭部裝置)，而是可以具有其他構(gòu)型，只要該構(gòu)型具有可以穿戴在使用者的頭上的柔性材料即可。
[0181]在這些實施方案中的每個中，板料包括鬢部和耳部覆蓋板料305A、前額覆蓋板料305B、頸部板料305C以及頂部板料305D，然而，板料305可以定位在其他位置。板料305可以定位于形成在柔性頭部裝置430’、430”、430’”中的袋內(nèi)或者可以以其他方式例如經(jīng)由粘合劑、縫合、鉤環(huán)扣(hook and loop fastener)等附接到頭部裝備。鉤環(huán)扣可以允許使用者根據(jù)需要定位板料305。類似地，可以設(shè)置多個袋以運行使用者根據(jù)需要定位板料305。袋可以包括多個開口，以允許移除板料305，例如，為了頭部裝置的清潔或板料305的重新定位。開口優(yōu)選地可由例如鉤環(huán)扣等閉合。
[0182]圖99至圖103示出了用于對現(xiàn)有的產(chǎn)品例如任何種類的頭盔進行改型的材料1300的另一個實施方案。圖99和圖100示出了包含適于調(diào)節(jié)振動的材料1310的單一板料1305的材料1300。雖然將材料1310示出作為包含第一彈性體層和第二彈性體層1312及中間增強層1314，但是材料1310可以是本文所描述的任何材料。將板料1305附接到具有與材料1310相對側(cè)的粘合表面1352的柔性基底纖維1320。這類似于本文針對圖70所描述的粘合材料。板料1305可以以任何所需的方法附接到基底纖維1320，例如使材料整體形成或可以將粘合劑等涂覆在板料1305與基底織物1320之間。在一個示例性實施方案中，基底纖維1320由雙面的粘合劑形成。
[0183]外部粘合表面1352允許材料1300固定在所需的位置，例如，在打球頭盔或足球頭盔內(nèi)側(cè)。此外，這又允許使用者在不需要購買新頭盔的情況下，為了促進振動調(diào)節(jié)對現(xiàn)有的頭盔或其他產(chǎn)品“改型”。材料1300可以切割成所需的構(gòu)型。如圖101至圖103所示，板料1305可以具有多種尺寸和構(gòu)型以滿足不同的應用。例如，在圖101的材料1300中，板料1305具有容許材料1300應用在內(nèi)側(cè)曲面的水平間距1307。圖102的材料1300包括水平間距1307和垂直間距1308以允許更大的柔性。圖103的材料1300具有可以利用例如可用于耳洞附近的半圓形構(gòu)型。也可以使用尺寸和形狀的其他組合。
[0184]作為改型襯墊的額外益處，相對于本發(fā)明材料應用于頭盔的外殼并且然后將標準襯墊應用于本發(fā)明材料的情形，將板料305、板料1305位于原始附接到頭盔的內(nèi)側(cè)的襯墊之上，以幫助阻尼振動。在襯墊應用的各個應用中，不管在改型應用或新產(chǎn)品中，優(yōu)選的是，本發(fā)明材料被定位作為最鄰近使用者身體的層。
[0185]圖37和圖38示出了包含由本發(fā)明材料10形成的板料305的襯衫440和褲子444。圖23示出了板料305的優(yōu)選剖面。可以根據(jù)需要變化襯衫板料305的數(shù)量和位置。褲子444優(yōu)選地包括多個板料305，其中包括大腿防護板料305F、髖部防護板料305E以及臀部防護板料305G。
[0186]如以上所述，本發(fā)明材料10可以用于形成手套或形成引入手套中的板料305。圖23示出了手套板料305的優(yōu)選剖面。圖35示出了使用板料305以提供手掌區(qū)域437的防護的適合于棒球和壘球二者的手套436。圖36示出了其上具有材料10的板料305的舉重手套438。圖39示出了其上具有至少一個板料305的高爾夫手套446。圖40示出了用于繩索工作或者由救援服務人員使用的具有本發(fā)明材料10的板料305的一種類型的手套448。圖41示出了其上具有板料305的棒球手套450。如圖42和圖43所示，材料10也可以用于形成女士的禮服手套452或滑雪連指手套454的板料305。長曲棒球手套456和拳擊手套458也可以完全由本發(fā)明材料10形成或者可以包含材料10的板料305。雖然以上提及了特定類型的手套，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的是，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，本發(fā)明材料10可以結(jié)合在任何類型的手套中，如運動手套、禮服手套或連指手套等。
[0187]參考圖46至圖51，具體地，將描述具有單一連續(xù)的彈性體812的材料810的另一個實施方案。參考圖46,支撐結(jié)構(gòu)具有第一主表面823和第二主表面825。在一個實施方案中，彈性體812延伸通過支撐結(jié)構(gòu)817，以使得與支撐結(jié)構(gòu)的第一主表面823 (即支撐結(jié)構(gòu)817的頂部)接觸的彈性體的部分812A和與支撐結(jié)構(gòu)的第二主表面825 (即支撐結(jié)構(gòu)的底部)接觸的彈性體的部分812B形成單一連續(xù)的彈性體812。彈性體材料通過耗散振動能來提供振動阻尼。適合的彈性體材料包括但不限于聚氨酯橡膠、硅酮橡膠、腈橡膠、丁基橡膠、丙烯酸酯橡膠、天然橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠等。一般來說，任何適合的彈性體或聚合材料可以用于形成振動耗散層812并且非限制性實例可以包括熱固性、熱塑性、開孔泡沫或閉孔泡沫。
[0188]參考圖47至圖51，支撐結(jié)構(gòu)817可以是聚合物、彈性體、多根纖維、多根編織纖維以及織物材料中的任何一種(或其組合)。如果支撐結(jié)構(gòu)817和層812 二者都是聚合物或都是彈性體，那么在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，它們可以彼此相同或不同。如果振動耗散材料812由與支撐結(jié)構(gòu)817相同的材料形成，那么支撐結(jié)構(gòu)817可以通過將纖維814嵌入其中而使支撐結(jié)構(gòu)817比主層812更剛性。優(yōu)選的是，支撐結(jié)構(gòu)817大體上比振動耗散材料812更剛性。
[0189]特別參考圖48，支撐結(jié)構(gòu)817可以由彈性體形成，并且可以但不必需有纖維814嵌入彈性體中(圖48的各個部分示出了示例性的編織纖維)。參考圖49，支撐結(jié)構(gòu)817可以由多根編織纖維818形成。參考圖50，支撐結(jié)構(gòu)817可以由多根纖維814形成。不管形成支撐結(jié)構(gòu)817的材料為何，優(yōu)選的是，通道819延伸到支撐結(jié)構(gòu)817中以允許彈性體812穿透并且嵌入支撐結(jié)構(gòu)817。權(quán)利要求書和說明書的對應部分中所使用的用語“嵌入”，意指“足以固定于其上和/或其中的接觸”。
[0190]因此，圖47A所示的支撐結(jié)構(gòu)817嵌入彈性體812，即使彈性體812并未完全包圍支撐結(jié)構(gòu)817。另外，如圖47B所示，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，支撐結(jié)構(gòu)817可以位于彈性體812內(nèi)的任何水平或高度。雖然通道819被示出為完全延伸通過支撐結(jié)構(gòu)817，但是本發(fā)明包含延伸部分通過支撐結(jié)構(gòu)817的通道819。
[0191]再次參考圖47A，在一個實施方案中，優(yōu)選的是，支撐結(jié)構(gòu)817嵌入在彈性體812上，彈性體穿透支撐結(jié)構(gòu)817。支撐結(jié)構(gòu)817大體上沿著主材料表面838 (即支撐結(jié)構(gòu)817大體上沿著材料的頂部)。
[0192]纖維814優(yōu)選但不必需地由芳族聚酰胺纖維形成。參考圖49，纖維814可以被編織以形成被設(shè)置在彈性體812上和/或彈性體812內(nèi)的織物材料816?？椢锊牧蠈?16可以由經(jīng)編織的芳族聚酰胺纖維或其他類型的纖維形成。芳族聚酰胺纖維814阻擋通過彈性體812的振動能并且使振動能重新定向，以促進振動的耗散。芳族聚酰胺纖維818使振動能沿著纖維818的長度重新定向。因此，當多根芳族聚酰胺纖維818被編織以形成織物材料816時，從器具820發(fā)出的未被彈性體層812吸收或耗散的振動能由織物材料816均勻地沿著材料810重新分散，并且優(yōu)選地由織物材料層816進一步耗散。
[0193]優(yōu)選的是，芳族聚酰胺纖維818由具有高抗拉伸性的高抗拉強度的適合的聚酰胺纖維形成。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本公開內(nèi)容將理解的是，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以使用適于引導振動的任何高抗拉強度材料來形成支撐結(jié)構(gòu)817。另外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本公開內(nèi)容將理解的是，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以使用松散的高抗拉強度纖維和短切高抗拉強度纖維來形成支撐結(jié)構(gòu)817。高抗拉強度纖維可以由芳族聚酰胺纖維、玻璃纖維等形成。
[0194]在芳族聚酰胺纖維818被編織以形成織物材料816時，優(yōu)選的是，織物材料816至少包括一些浮動的芳族聚酰胺纖維818。也就是說，優(yōu)選的是，多根芳族聚酰胺纖維818中的至少一些芳族聚酰胺纖維818能夠相對于織物材料816的剩余的芳族聚酰胺纖維818而移動。芳族聚酰胺纖維818中的一些芳族聚酰胺纖維相對于織物材料816的剩余的芳族聚酰胺纖維818的移動將振動能轉(zhuǎn)換成熱能。
[0195]參考圖52至圖53，彈性體層912通過將機械振動能轉(zhuǎn)換成熱能而作為減震器。嵌入的支撐結(jié)構(gòu)917使振動能重新定向并且使材料910的剛度增加，以促進使用者控制由材料910包裹或部分包裹的器具920的能力。彈性體層912、912A或912B可以包括多根纖維914(以下將進一步描述)或多個顆粒915 (以下將進一步描述)。支撐結(jié)構(gòu)917引入材料910上和/或材料910內(nèi)使得材料910能夠由單一彈性體層形成材料910，使得材料910不會不適于上述應用。支撐結(jié)構(gòu)917也可以包括多根纖維914或多個顆粒915。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本公開內(nèi)容將理解的是，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，材料的附加層可以附加到以下所公開的本發(fā)明的任一實施方案。
[0196]在支撐結(jié)構(gòu)917由第二彈性體層形成的情況下，兩個彈性體層可以經(jīng)由粘合層、分離的粘合位置固定在一起或者通過使用任何其他適合的方法固定在一起。無論用于形成支撐結(jié)構(gòu)917的材料為何，支撐結(jié)構(gòu)優(yōu)選地被定位并且配置以支撐第一彈性體層(參見圖53 至圖 53B)。
[0197]優(yōu)選的是，材料910具有單一連續(xù)的彈性體912。參考圖52，支撐結(jié)構(gòu)具有第一主表面923和第二主表面925。在一個實施方案中，彈性體912延伸通過支撐結(jié)構(gòu)917，以使得與第一主支撐結(jié)構(gòu)表面923 (即支撐結(jié)構(gòu)817的頂部)接觸的彈性體的部分912A和與第二主支撐結(jié)構(gòu)表面925 (即支撐結(jié)構(gòu)的底部)接觸的彈性體的部分912B形成單一連續(xù)的彈性體912。彈性體材料通過耗散振動能來提供振動阻尼。適合的彈性體材料包括但不限于:聚氨酯橡膠、硅酮橡膠、腈橡膠、丁基橡膠、丙烯酸酯橡膠、天然橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠等。一般來說，任何適合的彈性體或聚合材料可以用于形成振動耗散層912并且非限制性實例可以包括熱固性、熱塑性、開孔泡沫或閉孔泡沫。
[0198]參考圖53A，在一個實施方案中，優(yōu)選的是，支撐結(jié)構(gòu)917嵌入在彈性體912上，彈性體穿透支撐結(jié)構(gòu)917。支撐結(jié)構(gòu)917大體上沿著主材料表面938 (即支撐結(jié)構(gòu)917大體上沿著材料的頂部)。
[0199]纖維914優(yōu)選但不必需地由芳族聚酰胺纖維形成。然而，纖維可以由下述中的任一種或其組合形成:竹子、玻璃、金屬、彈性體、聚合物、陶瓷、玉米皮和/或任何其他可再生資源。通過使用由可再生資源形成的纖維，可以減少生產(chǎn)成本并且可以提高本發(fā)明的環(huán)保性。
[0200]顆粒915可以位于彈性體層912、彈性體層912A和/或彈性體層912B和/或支撐結(jié)構(gòu)917中。顆粒915增加本發(fā)明材料的振動吸收。顆粒915可以由玻璃、聚合物、彈性體、短切芳族聚酰胺、陶瓷、短切纖維、沙、凝膠、泡沫、金屬、礦物、玻璃珠等形成。凝膠顆粒915由于其較低的硬度評級而提供優(yōu)良的振動阻尼。適合用于本發(fā)明的一個示例性凝膠是硅酮凝膠。然而，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以使用任何適合的凝膠。
[0201]本發(fā)明材料除了用于以上所描述的器具、套筒、覆蓋物等外，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以用作運動繃帶、襯墊、支具材料等(如圖54至圖78所示)。參考圖69-圖78，所示為:用于包裹人體的部分的運動繃帶；具有伸展軸并且通過分散并部分耗散其上施加的能量而適于調(diào)節(jié)能量的材料；用于覆蓋人體的部分或物體的部分的襯墊；及/或用于包裹人體的部分的支具。
[0202]當本發(fā)明材料用于形成運動繃帶時，運動繃帶為人體的部分提供控制性支撐。運動繃帶包括繃帶體764，繃帶體764可以優(yōu)選地沿著縱軸748 (或伸展軸750)從第一位置伸展到第二位置，其中繃帶體764相對于第一位置延長了預定量。
[0203]圖54和圖56分別示出了在第一位置和第二位置處的本發(fā)明材料的另一個實施方案。圖57和圖58分別示出了在第一位置和第二位置處的本發(fā)明材料的替換實施方案。[0204]如下所述，振動吸收層712內(nèi)的支撐結(jié)構(gòu)717的構(gòu)型使得預定延長量大體上固定，以使得運動繃帶提供控制性支撐，這在抑制人體的包裹部分進一步移動之前允許限制性的移動。這促進了包裹關(guān)節(jié)的移動，同時耗散并吸收振動，以使得產(chǎn)生與用傳統(tǒng)的運動繃帶的體驗相比更優(yōu)秀的舒適感和表現(xiàn)。雖然預定延長量可以設(shè)定成任何值，但其優(yōu)選小于百分之二十(20%)。預定延長量更優(yōu)選小于百分之二(2%)。然而，視應用而定，任何延長量可以用于本發(fā)明材料10。
[0205]繃帶體764優(yōu)選地包含限定繃帶體764的沿著縱軸748所測量的帶長度766的第一彈性體層712。當繃帶體在第一位置處時，支撐結(jié)構(gòu)717優(yōu)選地以至少部分非線性且大體上沿著縱軸748的方式設(shè)置在彈性體層712內(nèi)，以使得沿著其表面所測量的支撐結(jié)構(gòu)717的長度大于第一彈性體層712的帶長度766。優(yōu)選但非必需的是，當繃帶體764在第一位置處時，支撐結(jié)構(gòu)717 (或帶狀材料)以大體上呈正弦波的方式定位于彈性體層712內(nèi)。然而，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，支撐結(jié)構(gòu)717可以以不規(guī)則的方式定位。如上所述，支撐結(jié)構(gòu)717和/或彈性體層712可以包括顆粒、纖維等(如圖52和圖53所示)。
[0206]參考圖56和圖58，相對于繃帶體764在第一位置時，當繃帶體764伸展到第二位置時，支撐結(jié)構(gòu)717優(yōu)選地至少部分被拉直，以使得支撐結(jié)構(gòu)717更線性(或者在其他材料的情況下，支撐結(jié)構(gòu)717可能會更薄)。支撐結(jié)構(gòu)的拉直造成能量耗散，并且優(yōu)選地大體上防止彈性體層712沿著縱軸748進一步延長通過第二位置。能量耗散由于支撐結(jié)構(gòu)717的材料的伸展而發(fā)生，并且能量耗散可以由于支撐結(jié)構(gòu)717與附著的彈性體層712分離或部分拉開而發(fā)生。
[0207]參考圖55，“整體支撐結(jié)構(gòu)”717可以包括多個堆疊支撐結(jié)構(gòu)、纖維718、和/或織物材料層716。優(yōu)選的是，多根纖維包括芳族聚酰胺纖維或其他高抗拉強度材料。例如，多根纖維可以由玻璃纖維材料制成或者可以被編織成絲帶或織物材料。在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，支撐結(jié)構(gòu)可以包括下述任一種或其組合:聚合物、彈性體、顆粒、纖維、編織纖維、織物材料、多種織物材料、松散的纖維、短切纖維、凝膠顆粒、顆粒、沙等。
[0208]如上所述，支撐結(jié)構(gòu)717和/或彈性體層712可以包括多個顆粒。這些顆?？梢园ㄏ率鋈我环N或其組合:凝膠顆粒、沙顆粒、玻璃珠、短切纖維、金屬顆粒、泡沫顆粒、沙或賦予材料10振動耗散特性的任何其他顆粒中。
[0209]參考圖54和圖55，優(yōu)選的是，繃帶體764分別具有頂表面768A和底表面768B。當運動繃帶710包裹在部分人體上時，底表面768B面向人體的部分。當支撐結(jié)構(gòu)717由多根纖維718形成時，優(yōu)選的是，多根纖維718在頂表面768A與底表面768B之間限定多個堆疊的纖維層。優(yōu)選的是，多根纖維718在頂表面768A與底表面768B之間堆疊四(4)次和十六(16)次。更優(yōu)選的是，多根纖維堆疊十(10)次。如上所述，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，多根纖維718可以包括金屬纖維、高抗拉強度纖維材料、陶瓷纖維、聚合物纖維、彈性體纖維等。如圖64所示，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，支撐結(jié)構(gòu)717可以大體上沿著縱軸僅部分設(shè)置在彈性體層內(nèi)或彈性體層中。
[0210]再次參考圖54至圖58，本發(fā)明材料可以是人們根據(jù)需要通過分散并且部分耗散施加于材料之上能量以調(diào)節(jié)能量而使用的多用途材料。當本發(fā)明材料710用作多用途材料時，多用途材料710包括可沿著伸展軸750從第一位置(圖54和圖57所示)延長到第二位置(圖55和圖58所示)的材料體770，其中材料體770相對于第一位置延長了預定量。在制造期間伸展軸750優(yōu)選地由支撐結(jié)構(gòu)717的方向性和幾何形狀決定，支撐結(jié)構(gòu)717優(yōu)選地限制材料體770可以延長的方向。如果將多個分離的材料體770堆疊在一起，那么可能理想的是使各個材料體770的伸展軸750的定向彼此歪斜。
[0211]第一彈性體層712限定沿著材料體770的伸展軸750測量的材料長度772。當材料體770在第一位置處時，支撐結(jié)構(gòu)717優(yōu)選地以至少部分非線性且大體上沿著伸展軸750的方式設(shè)置在彈性體層712內(nèi)，以使得沿著其表面所測量的支撐結(jié)構(gòu)的長度大于第一彈性體層的材料長度772。相對于材料體770在第一位置時，當材料體770伸展到第二位置時，支撐結(jié)構(gòu)717至少部分被拉直，以使得支撐結(jié)構(gòu)更線性。
[0212]支撐結(jié)構(gòu)717優(yōu)選地以呈正弦波的方式定位在任何本發(fā)明材料710內(nèi)。在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，支撐結(jié)構(gòu)717或帶也可以以三角波、方波或不規(guī)則方式的形式定位。
[0213]任何本發(fā)明材料可以與彈性體層712 —起形成，彈性體層712可以由硅酮或任何其他適合的材料形成。取決于其用途，振動吸收材料712可以是熱固性和/或其中沒有空孔。
[0214]可以使用材料710的任何實施方案作為器具覆蓋物、握柄、運動繃帶、多用途材料、支具和/或襯墊。當使用本發(fā)明材料710作為襯墊的部分時，襯墊包括襯墊體774，襯墊體774可沿著伸展軸從第一位置延長到第二位置，其中襯墊體774相對于第一位置延長了預定量。襯墊包括第一彈性體712，第一彈性體712限定襯墊體774的沿著伸展軸750所測量的襯墊長度776。
[0215]當襯墊體774在第一位置時，支撐結(jié)構(gòu)717以至少部分非線性且大體上沿著伸展軸750的方式設(shè)置在彈性體層712內(nèi)，以使得支撐結(jié)構(gòu)717的沿著其表面所測量的長度大于第一彈性體層712的襯墊長度776。相對于襯墊體774在第一位置時，當襯墊體774伸展到第二位置時，支撐結(jié)構(gòu)717至少部分被拉直，以使得支撐結(jié)構(gòu)更線性。支撐結(jié)構(gòu)717的拉直造成能量耗散，并且大體上防止彈性體層沿著伸展軸750進一步延長通過第二位置。
[0216]當本發(fā)明材料710結(jié)合作為支具的部分時，支具對人體的包裹部分提供控制性支撐。支具包括支具體778，支具體778可沿著伸展軸750從第一位置伸展到第二位置，其中支具體778相對于第一位置延長了預定量。支具體包括第一彈性體層712，第一彈性體層712限定支具體778的沿著伸展軸750所測量的支具長度780。
[0217]當支具體778在第一位置時，支撐結(jié)構(gòu)717以至少部分非線性且大體上沿著伸展軸750的方式設(shè)置在彈性體層內(nèi)，以使得支撐結(jié)構(gòu)717的沿著其表面所測量的長度大于第一彈性體層712的支具長度780。相對于支具體778在第一位置時，當支具體778伸展到第二位置時，支撐結(jié)構(gòu)717至少部分被拉直，以使得支撐結(jié)構(gòu)717更線性。支撐結(jié)構(gòu)717的拉直造成能量耗散，并且大體上防止彈性體層712沿著伸展軸進一步延長通過第二位置。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本公開內(nèi)容將理解的是在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，任何本發(fā)明材料710可以形成一件支具，所述支具提供如以上所述的控制性支撐。
[0218]參考圖54和圖57，材料710的伸展量可以取決于材料710在第一位置時支撐結(jié)構(gòu)717的幾何形狀而選擇。優(yōu)選的是，當繃帶體764、材料體770、襯墊體774、支具體778由第一位置移動到第二位置時，基于所需的移動范圍而選擇材料長度多增加的百分比。當材料710作為運動繃帶時，運動繃帶可以多次包裹人體部分，且如果需要，可以形成支具?；蛘撸牧?10的單一層可以包裹在人身上，并且使用傳統(tǒng)的運動繃帶等固定在一定位置。優(yōu)選的是，運動繃帶的各個連續(xù)包裹物彼此粘帖以形成大體上一件支具。這可以由下述方式實現(xiàn):使用自結(jié)合繃帶以允許多個鄰近的運動繃帶包裹結(jié)合在一起，以形成整體組件。一種結(jié)合運動繃帶的包裹的方法是，將多個鄰近包裹物的每一個的彈性體層接觸鄰近包裹物的彈性體層，從而結(jié)合在一起以形成單一彈性體層。自結(jié)合技術(shù)可以用在任何本發(fā)明材料710中，并且可以用在該種材料的任何適合的應用中。借助于非限制性實例，自結(jié)合材料710可以用于棒球球棒、長曲棒球球桿、網(wǎng)球球拍、槍套及包裹、器具、運動器材、繃帶、襯墊、支具
坐寸ο
[0219]參考圖59、圖60以及圖62，可以使用粘合劑752以將支撐結(jié)構(gòu)717連接到振動吸收材料712。參考圖60和圖62，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，空氣隙760可以存在于支撐結(jié)構(gòu)717附近。參考圖60，材料的頂端762可以固定到振動吸收材料712 ;或者可以僅固定材料末端，振動吸收材料712形成支撐結(jié)構(gòu)717的保護套，在這個例子中，支撐結(jié)構(gòu)717將作用為彈性構(gòu)件。
[0220]圖65至圖68示出了與收縮層758結(jié)合的本發(fā)明材料710，可收縮層758可以用于將材料710固定在一定位置。另外，當達到一定壓力閾值時，可收縮層758被配置成可能斷裂，以進一步耗散能量。參考圖67，可收縮層758處于其收縮前的構(gòu)型。參考圖68，一旦可收縮層758被活化，可收縮層758就優(yōu)選地在支撐結(jié)構(gòu)717的一側(cè)附近變形以使材料710保持在一定位置。可收縮層758可以由熱或水活化。替代的已知的活化方法也適于在本發(fā)明中使用。
[0221]圖62示出了本發(fā)明的另一個實施方案，其中振動吸收層712被配置成在支撐結(jié)構(gòu)717延長期間裂開，以使得耗散更多能量。
[0222]在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，任何本發(fā)明材料710可以結(jié)合附加的剛性層或柔性材料而使用。例如，本發(fā)明材料710可以與硬殼外層一起使用，在材料710變形以耗散能量前，硬殼外層被設(shè)計成將沖擊能耗散到整個材料710。一種可以與本發(fā)明材料710組合使用的剛性材料為模制泡沫。模制泡沫層優(yōu)選地包括多個彈性接縫，以使得雖然整個模制泡沫為單一材料體，但泡沫層的各部分相對彼此可以至少部分移動。這對將沖擊力轉(zhuǎn)換為更一般性的鈍力來說是理想的，其中鈍力遍布在材料710上?；蛘撸鱾€泡沫構(gòu)件、紐扣、剛性方塊等可以直接附加到任何本發(fā)明材料710的外表面?；蛘?，這種泡沫構(gòu)件、紐扣、剛性方塊等可以附加到柔性層或織物，柔性層或織物在材料710耗散能量之前沿著織物纖維的長度耗散所接收的沖擊能。
[0223]圖79、圖79A以及圖82至圖86示出了本發(fā)明的具創(chuàng)造性材料的又一個實施方案，其中材料包括兩個芳族聚酰胺層1010和芳族聚酰胺層1012，圖79a所示的最簡單的構(gòu)型所示，彈性體層1020置于芳族聚酰胺層1010和芳族聚酰胺層1012之間。因為芳族聚酰胺材料層1010和芳族聚酰胺材料層1012抵抗沖擊并且阻止彈性體層1020位移， 申請人:發(fā)現(xiàn)此構(gòu)型是用于高重量或沖擊抗性構(gòu)型的有效襯墊。此構(gòu)型允許使用硬度非常低(硬度數(shù)百到數(shù)千)的彈性體、橡膠以及凝膠而同時具有優(yōu)秀的穩(wěn)定性。
[0224]或者，除了使用芳族聚酰胺層外，可以使用包括高抗拉強度纖維的其他纖維。
[0225]雖然可以使用其他高抗拉強度材料，但是抗拉模數(shù)介于70Gpa與140Gpa之間的芳族聚酰胺是優(yōu)選的，并且抗拉強度介于6000psi與24000psi之間的尼龍也是優(yōu)選的。其他材料層和纖維可以取代芳族聚酰胺層1010和芳族聚酰胺層1012 ;特別地，可以組合低抗拉伸強度纖維與高抗拉強度纖維以產(chǎn)生適于容納彈性體層1020并使其穩(wěn)定的構(gòu)層1010和構(gòu)層1012。例如，棉、紅麻、大麻、亞麻、黃麻以及劍麻可以與一定高抗拉強度纖維的組合物結(jié)合以形成支撐性的構(gòu)層1010和構(gòu)層1012。
[0226]使用時，第一芳族聚酰胺層1010和第二芳族聚酰胺層1012優(yōu)選地涂覆有結(jié)合層1010a、結(jié)合層1010b、結(jié)合層1012a、結(jié)合層1012b。這些結(jié)合層優(yōu)選地與彈性體層的材料相同，以促進芳族聚酰胺層1010和芳族聚酰胺層1012以及彈性體層1020之間的結(jié)合，盡管這些結(jié)合不是必要的。進一步地，雖然圖示中芳族聚酰胺層1010和芳族聚酰胺層1012兩側(cè)上結(jié)合層1010a、結(jié)合層1010b、結(jié)合層1012a、結(jié)合層1012b的量是相等的，但是結(jié)合層1010a、結(jié)合層1010b、結(jié)合層1012a、結(jié)合層1012b不需要均勻地分散在芳族聚酰胺層1010和芳族聚酰胺層1012上。
[0227] 申請人:觀察到，芳族聚酰胺層1010和芳族聚酰胺層1012將彈性體層1020受到的沖擊及振動分散到較大的區(qū)域之上。由于在較重的沖擊應用中，芳族聚酰胺層1010和芳族聚酰胺層1012將阻止彈性體層1020位移，同時仍吸收大部分的振動，前述發(fā)現(xiàn)意味著可以將該材料用于這種應用中，例如馬達基座1030或地板1035、地板1037。該性質(zhì)對于多種以上所述的應用都是有用的，特別是可以用于沖擊吸收襯墊、包裹、電器襯墊、噪音減少板料、繃帶、地毯襯墊以及地板襯墊。
[0228]圖94和圖95中示出了例如用于運動和軍事應用的體襯墊的示例性襯墊材料1400和材料1500，但不限于此。在圖94中所示的實施方案中，襯墊材料1400包括第一振動調(diào)節(jié)材料1410以及固定在第一振動調(diào)節(jié)材料1410上的第二振動調(diào)節(jié)材料1410’。材料1410和材料1410’可以形成整體的材料或可分離的材料，并且例如使用適合的粘合劑相互固定。振動調(diào)節(jié)材料1410示出為包括彈性體層1412和中間增強層1414，而材料1410’也示出為包括彈性體層1412’和中間增強層1414’。然而，材料1410和材料1410’之一或兩者可以具有如本文所說明的不同構(gòu)型。如果中間增強層1414和中間增強層1414’各自包括編織織物，那么材料可彼此相對旋轉(zhuǎn)，以使得織物偏移例如四十五度。
[0229]在頂尖大學里進行實驗室測試，評估具有材料1400的體襯墊。用于測試的材料1400包含兩個增強材料層，各自由經(jīng)編織的Kevlan K-49制成，并且分別嵌入到由固化的聚胺基甲酸酯制成的彈性體層。經(jīng)編織的Kevlan的各個層越3密耳(mil)厚，并且涂覆聚胺基甲酸酯至其整體厚度為6_。一般而言，如圖94所示，靠著穿戴者的身體的最內(nèi)的彈性體層1412是最厚的層。將該材料與厚度為6mm的高密度襯墊的漆球控制背心相比較。
[0230]測試時，使用相同的平面鋁板，并且在平面鋁板上貼合不同的襯墊材料。在頂部標記了九個沖擊位置。平板的一端固定到工作桌，平板約有75%懸空。加速度計座由鋁制成，并且安裝在平板的底部，接近中間的位置。在此實驗中使用Bruel&Kjaer的單軸加速度計。Bruel&Kjaer的單軸加速度計是可以測量高水平加速度的高精確感應器。將Bruel&Kjaer的單軸加速度計連接到2635型電荷放大器，又連接到數(shù)據(jù)采集前端(模組型號3109)，數(shù)據(jù)采集前端具有25KHZ的LAN界面模組(型號7533)，LAN界面模組連接到PC的LAN 口。數(shù)據(jù)采集的軟件是Pulse Labshop版本10.2。對每個案例測試三次。使用九點沖擊進行每一次測試。
[0231]在原始數(shù)據(jù)收集完后，使用計算機程序來執(zhí)行襯墊效益的分析。使用頻率光譜中的頂部峰值作為性能的標準。分析該結(jié)果，相對于控制組材料，本發(fā)明材料減少由測量加速度而得到振動的振幅。尤其在共振峰值上，也發(fā)現(xiàn)由使用本發(fā)明的襯墊減少了峰值頻率幅度。在共振頻率處，峰值幅度的減少多達75%。
[0232]從結(jié)果來看，即使在不具有厚彈性體層1412’的情況下，包含增強層1414’的第二材料1410’的存在，提供初始振動耗散層，初始振動耗散層吸收并耗散大部分的沖擊力，從而使得沖擊力不會到達第一材料1410。
[0233]圖95示出了具有另一種初始振動耗散層的襯墊材料1500。襯墊材料1500包括第一振動調(diào)節(jié)材料1510和含有高抗拉強度材料的柔性薄板層1558，柔性薄板層1558固定到第一振動調(diào)節(jié)材料1510。材料1510和材料1558可以形成為整體材料，或可以分開形成并且例如使用適合的粘合劑彼此結(jié)合。振動調(diào)節(jié)材料1510示出為包括彈性體層1512和中間增強層1514。薄板層1558可以由多種高拉伸應力材料制成，例如聚丙烯薄板優(yōu)選地具有
0.025mm至2.5mm的厚度。材料1510和材料1558之一或兩者可以具有如本文所述的不同構(gòu)型。
[0234]圖80、圖81、圖8 Ia及圖87示出了圖79所示的材料不具有第二芳族聚酰胺層1012的材料的變體。芳族聚酰胺層1010可以涂覆有粘合層1010a、粘合層IOlOb或者不具有粘
口 /Z^ O
[0235]使用時，該材料可以用作如圖87所示的地板1037，作為如圖81a中的彈簧，或也可以作為馬達基座1050。如圖81和圖81a所示，作為彈簧，當大體上為圓柱形的圓柱1040經(jīng)拉伸或壓縮時，芳族聚酰胺層1010含有彈性體層1020并且穩(wěn)定彈性體層1020。這種彈簧可以用在任何彈簧應用中。
[0236]作為馬達基座使用時，材料形成為圓柱1040，其中芳族聚酰胺層1010形成外圓柱而彈性體層1020位于圓柱中。圓柱1040由粘合或焊接自我閉合以形成環(huán)形吸振器1050，這可以作為馬達基座。
[0237]圖89至圖93示出了用于本發(fā)明的另一種材料。圖90的剖面示出了材料的層，其中包含泡沫層1110、芳族聚酰胺層1112以及彈性體層1114。本實施方案的泡沫層1110是剛性泡沫層， 申請人:發(fā)現(xiàn)，剛性泡沫層特別善于分散點沖擊，并且因此特別適于以下的沖擊抵抗，如美式足球、棒球、足球或漆球運動中的護甲和防護。應理解的是，彈性體層1114大體上鄰近于或基本上鄰近于要防護沖擊的身體。
[0238]雖然可以使用較軟的泡沫層，但本實施方案的泡沫層1110優(yōu)選地是剛性的且非柔性的。另外，如本文所述，可以形成具有泡沫結(jié)構(gòu)的彈性體層。剛性泡沫層1110的問題在于，許多沖擊抵抗的應用需要柔性材料，例如需要撓曲在人體周圍的漆球襯墊和護甲。 申請人:通過在泡沫層中形成狹窄的弱區(qū)域1111以解決這個問題。這些區(qū)域可以有切割、沖壓或形成具有預定弱性的區(qū)域來形成，但無論是何種情況，這些方法使泡沫層1110可以在這些區(qū)域處彎曲。視所需的柔性而定，可以使用多種形狀的具有預定柔性的區(qū)域。如圖所示，目前優(yōu)選的是平行、六角形、人字形(磚石形)區(qū)域。圖93示出了漆球護甲1140具有人字形圖案的實施方案。
[0239]類似的形式可以用于多個實施方案中，其中彈性體層之一為泡沫層或其他結(jié)構(gòu)，以對產(chǎn)品提供更大的柔性和/或提供空氣流。圖96至圖98說出來材料1610，其中至少彈性體層之一包括多個通道1630。在各個實施方案中，材料1610包括彈性體層1612，彈性體層1612被示出為獨立的彈性體層1612a和彈性體層1612b，以及中間增強層1614。材料1610可以具有本文所述的其他構(gòu)型。通道1630形成在使用期間面對使用者的彈性體層1612b。在圖96至圖97的實施方案中，通道1630彼此平行延伸。材料1610具有邊緣1640，并且各通道1630具有延伸到邊緣1640的末端部分1632，從而提供通道1630的入口 /出口，由此推動空氣流。在圖98的實施方案中，如圖所示，通道1630被設(shè)置成平行的和垂直的，并且彼此交叉。雖然各通道1630被示出為具有在邊緣1640上的末端部分1632，但一些通道1630可以在邊緣前終止，空氣流仍可能穿透相互連接的通道1630。 申請人:還發(fā)現(xiàn)，可以在泡沫/芳族聚酰胺/彈性體之上添加包含塑料材料、泡沫或金屬的第四剛性層，以進一步耗散沖擊能。
[0240]可以將任何以上提及的層侵入、嵌入、封裝入或以其他方式分散在具抗性流體中。優(yōu)選的是，抗性流體層由至少彈性體層之一與穿戴者/持有者分離，從而最小化對穿戴者/持有者的直接沖擊。
[0241]身體護甲經(jīng)常使用抗性流體，如本文所述的所有減振材料對這種應用來說都是有效的，因為減振材料可以進一步保護穿戴者，使其免受來自沖擊和穿刺的有害振動。
[0242]說明性抗性流體包括剪切增稠流體(shear thickening fluid, STF)、或脹流物(diIatant)、以及磁流變流體(magnetorheological fluid, MRF)。
[0243]用作隔音裝置
[0244]許多應用中，本文所述的材料可以用于隔音裝置，例如但不限于工業(yè)和商業(yè)裝置、重型機械、壓縮機、發(fā)電機、泵、風扇、商業(yè)用具和裝置、HVAC裝置、精密裝置/電子產(chǎn)品、商務機器、計算機、外圍設(shè)備、醫(yī)學和實驗室裝置/裝備、通信產(chǎn)品、消費性電子產(chǎn)品及裝置、專業(yè)應用、座位、定位調(diào)整器、枕頭、床墊、鞋類、運動裝置、運載工具、汽車和卡車、船舶和飛機、巴士、客車以及RV、個人休閑運載工具、農(nóng)業(yè)和建筑用具、非公路用車。
[0245]以下描述大體上適用于許多以上所述材料，但特別參照圖1。如同大多傳統(tǒng)阻尼材料，第一彈性體層12A滯后阻尼將聲波和振動能量波轉(zhuǎn)換成熱能。當能量波行進通過彈性體層12A時，能量波到達介質(zhì)的末端高抗拉強度纖維材料層14的界面。界面區(qū)域大體上成為邊界。除了使復合材料剛性增加以外，高抗拉強度材料14具有獨特的能力，可以傳播或承載振動能量波，使之遠離進入點。因此，當多根高抗拉強度纖維18經(jīng)過編織而形成織物材料層16時，未由第一彈性體層12A吸收或耗散的振動能量將由織物材料層16均勻地沿著材料10重新分散，接著再進一步由第二彈性體層12B耗散。這種大體上稱為機械性傳播阻尼的由高抗拉強度纖維層14將能量波傳播到大面積上的方式，可以使復合材料有效地耗散能量。
[0246]除了由高抗拉強度纖維層14提供機械性傳播阻尼外，在彈性體層12A和彈性體層12B與高抗拉強度纖維層14之間的邊界處產(chǎn)生若干用于能量耗散之外的操作機制。這些有益的邊界效應包括但不限于反射、轉(zhuǎn)換、分散、折射、散射。轉(zhuǎn)換、摩擦、波干涉以及滯后阻尼，這些耗散機制的組合同時作用，使得材料相對于相同厚度或更厚的傳統(tǒng)材料具有卓越的阻尼效率特性。
[0247]材料10可以包括不同數(shù)量的層，相對于所示的基本的復合材料而言，層也可以變化其順序。可以將材料添加到復合材料中，如添加薄板金屬以幫助吸收具有特定頻率和波長的振動能，或增加強度。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本公開內(nèi)容將理解的是在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，材料10可以由兩個獨立層形成。因此，材料10可以由第一彈性體層12A和配置在第一彈性體層12A上的可經(jīng)編織而成織物材料層16的高抗拉強度纖維材料層14形成。
[0248]圖104示出了材料10的一個實施方案(應當理解，可以使用任何本文所述的實施方案)的剖面，材料10用在墻20 (例如房間的強)與安裝在墻上的柱螺栓20A之間(應當理解圖104不一定按照比例繪出)。在圖104中，材料10作用于吸收、耗散和/或隔絕穿過墻20的振動，并且因此使從墻20的一側(cè)傳遞到另一側(cè)的聲音最小化。
[0249]圖105為棒球球棒手柄1120的部分側(cè)視圖?？梢詫⑸鲜霾牧系膶嵤┓桨傅娜我贿m當組合插入到棒球球棒手柄1120中。一旦材料插入手柄1120(如所示)或其他球棒的部分，材料作用于減少振動和減少通過球棒的聲音二者。在圖106的手柄1120的剖面視圖中，材料具有與圖1所討論的材料相同的剖面，手柄的剖面1122限定了包含材料10的空腔，所述材料位于手柄的剖面1122中。
[0250]圖107和圖108示出了網(wǎng)球球拍1120及其切面1222的類似的視圖和剖面圖。
[0251]應當理解的是，圖105至圖108所示為使用在運動裝備的手柄中的材料的兩種可能的構(gòu)型。類似的應用可以是高爾夫球桿的手柄及桿頭、長曲棒球桿、長曲棒球守門員球桿等。在運動場之外，可以將材料用在手動工具或電動工具及類似手握物件中。
[0252]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本公開內(nèi)容將理解的是在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，本發(fā)明上述實施方案可以有所變化。例如，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，材料10可以包括附加層(例如五個或更多的層)。因此，應當理解，本發(fā)明不限于所公開的具體實施方案，而是意圖涵蓋如所附的權(quán)利要求所限定的和/或附圖中所示的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有修改。
【權(quán)利要求】
1.一種減振組件,包括: 柔性頭部裝置；和 固定到所述柔性頭部裝置的至少一個減振材料板料，所述至少一個減振材料板料包括至少第一彈性體層和包含高抗拉強度纖維材料的增強層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減振組件，其中所述柔性頭部裝置由織物材料形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的減振組件，其中所述織物材料由棉、羊毛、尼龍、聚酯、氨綸或其組合制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減振組件，其中所述至少一個板料包括一個或更多個鬢部和耳部覆蓋板料、前額覆蓋板料、頸部板料以及頂部板料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減振組件，其中所述柔性頭部裝置包括配置成容納并保持相應的所述至少一個板料的至少一個袋。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的減振組件，其中所述至少一個袋包括開口以便移除位于其中的板料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的減振組件，其中所述開口是能夠閉合的。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的減振組件，其中所述柔性頭部裝置包括多個袋以便對所述至少一個板料進行重新布置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減振組件，其中所述至少一個板料經(jīng)由粘合劑、縫合、鉤環(huán)扣或其組合而固定到所述柔性頭部裝置?！?br>
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減振組件，其中所述柔性頭部裝置限定棒球帽。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減振組件，其中所述柔性頭部裝置限定顱帽。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減振組件，其中所述柔性頭部裝置限定滑雪帽或滑雪面罩。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減振組件，其中所述減震材料包含第二彈性體層，并且所述增強層位于所述第一彈性體層與所述第二彈性體層之間。
14.一種減振組件,包括: 具有第一主表面和第二主表面的柔性基底材料，其中所述第一主表面施加有粘合材料；和 固定到所述第二主表面的至少一個減振材料板料，所述至少一個減振材料板料包括至少第一彈性體層和包含高抗拉強度纖維材料的增強層。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的減振組件，其中多個板料被固定到所述第二主表面。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的減振組件，其中所述柔性基底材料由雙面的帶限定。
17.一種減振材料，包括: 至少第一彈性體層，所述至少第一彈性體層具有給定的周界并且限定第一主表面；和 增強層，所述增強層包含固定到所述彈性體層的高抗拉強度纖維材料， 其中所述第一彈性體層在所述第一主表面中限定多個通道，所述通道限定與所述給定的周界相鄰的至少一個入口和一個出口。
18.—種襯墊材料,包括: 減振材料，所述減振材料包括至少第一彈性體層和包含高抗拉強度纖維材料的增強層，所述減振材料限定面向身體的表面和相對表面；和 固定到所述相對表面的初始振動耗散層，所述初始振動耗散層包含柔性高抗拉材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的襯墊材料，其中所述初始振動耗散層是第二減振材料，所述第二減振材料包括至少第一彈性體層和包含高抗拉強度纖維材料的增強層。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的襯墊材料，其中所述初始振動耗散層是高抗拉強度材料的柔性片。
21.根據(jù)權(quán) 利要求20所述的襯墊材料，其中所述柔性片由聚丙烯制成。
【文檔編號】A42B1/08GK103547177SQ201280017742
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月12日
【發(fā)明者】羅伯特·A·維托, 卡門·N·迪馬里奧, 托馬斯·法洛內(nèi) 申請人:馬奇希泰奇諾許可公司