专利名称：用于服装的衬垫、带衬垫的服装和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于服装的衬垫、包括这种衬垫的服装以及衬垫的制造方法。
背景技术：
带衬垫的服装的使用出于多种原因。最重要目的是冲击力的缓冲，例如在涉及频 繁和激烈的身体接触的运动中避免伤害，例如橄榄球、美式足球、冰球、篮球、拳击等运动。 另外，在例如排球、超越障碍比赛、山地自行车赛、滑雪、滑冰或轮滑、摩托车赛等运动中，身 体必须被保护，以免受到地面接触造成的伤害。另外，带衬垫的服装对于避免老年人的伤害 是有用的，例如避免股骨颈骨折，这种骨折对于年长的女性造成主要危险。如果缓冲是唯一的目的，服装的部分或者甚至是整个的服装能够由同样的缓冲材 料制成。但是，相关的还有其它功能方面，例如穿着舒适性、透气性、重量和适用于身体的变 化形状的柔性，使得穿着者的运动尽可能小地受到损害。因此任何带衬垫的服装总是这些 相矛盾的设计目的之间的折衷。在现有技术中，披露了提供衬垫的多种方法。例如US6743325披露一种包括结合 到可拉伸衬底的多个分开的弹性元件的衬垫。虽然这种设计改善了衬垫的柔性和透气性， 由于单独和分开的元件可以容易地变得与衬底脱离，这种设计具有减小的寿命。由于会造 成衬垫内丢失的元件所安置的部分内的缓冲功能的完全丧失，这是灾难性的失败。US6408446披露要配置在保护内衣的小块区域的衬垫。该衬垫具有倒圆的形状， 并包括穿过缓冲材料切制的多个缝隙。但是，由该文件的附图明白的是，如果衬垫没有 拉伸，则缝隙被有效地封闭，从而使得只有非常有限的量的空气和湿气能够经过。因此， US6408446的衬垫不能提供可以接受的穿着的舒适性，特别是如果服装包括多个这种衬垫 的情况。US4479269还披露要插入服装(特别是裤子)小块区域的衬垫。衬垫包括位于相 对侧上的第一和第二部件，所述第一和第二部件相交织，并由不同硬度的材料制成。再次， 衬垫的封闭结构不利于空气和湿气的交换，并因此不利于运动员发挥。US2006/0179545披露要插入裤子小块区域内的另一衬垫。该衬垫相对致密，并包 括用于空气和湿气交换的仅仅很小的穿孔。因此，从现有技术公知的衬垫设计都不能在为得到最佳衬垫的多种设计目的之间 提供理想的折衷。因此本发明所要解决的问题在于提供一种至少部分克服所述现有技术缺 陷的衬垫、服装和制造方法。
发明内容
该问题由本发明的实施例来解决。权利要求1限定用于服装的衬垫，包括具有由 第一可压缩材料制成的互连的元件的单件式结构。该元件被配置成使得在衬垫处于非变形 状态时，每个元件与相邻元件隔开。该元件被互连，使得在衬垫变形时，形成至少三个元件 的曲折的配置，和/或扩大由至少两个相邻元件封闭的空间。
权利要求1的衬垫在非变形(即松弛)状态已经确保包含有这种衬垫的服装具有 足够的透气性和呼吸性。与US6408446的只在衬垫受到基本上纵向的压力时“打开”的缝 隙相比，该元件的隔开的配置使得湿气和空气几乎能够无阻碍地经过非变形衬垫交换。该衬垫的元件的独特的互连部在身体运动过程中提供高柔度。无需拉伸整个衬 垫，元件的互连部的略微变形便足以获得曲折的配置，或者进一步扩大相邻元件之间的空 间。因此，用于使得该衬垫适应身体运动的力显著小于由连续缓冲材料部件制成的衬垫，例 如US2006/0179545披露的实例那样。然而，同时要确保衬垫的结构整体性。与US6743325披露的多个分开的弹性元件 相比，所要求保护的衬垫的互连的元件被设置成单件式结构。即使在单独元件和织物之间 的附接局部失效的情况下，这种衬垫也可保持附接至服装织物上。在一个实施例中，在衬垫的非变形状态下，该元件基本上彼此平行延伸。这种配置 造成元件在要被保护的身体部分上一致性的分布。另外，单件式结构的元件可以大致是直或弯曲的。所述的曲折的配置优选地通过在元件的交替端部处互连至少三个元件来形成。在 一些实施例中，交替端部还包括从互连部向外延伸的区段。因此，由衬垫提供的缓冲保护进 一步被改善，而不降低其适合于要被保护的身体部分的变化形状的柔性。在一些实施例中，该元件限定第一切口，并且由第二可压缩材料制成的第一插入 件配置在第一切口内。第一切口可配置在衬垫的中央。第二可压缩材料可以比第一可压缩 材料硬或软。优选地，第一插入件和第一切口具有互补的形状，使得第一插入件以正配合 (positive fit)的方式配置在第一切口内。由较硬材料提供的这种插入件改善了对于身体某些部分(例如踝或肘)的保护， 而没有过度地限制穿着者的柔曲运动，这是由于衬垫的主要部分还是由较软材料制成的。 在更加先进的实施例中，第一插入件包括第二切口，其中由第三可压缩材料制成的第二插 入件配置在所述第二切口内。根据另一方面，本发明涉及一种服装，特别是包括所述衬垫的运动服装。衬垫优选 地附接至可拉伸的织物。衬垫和织物的柔性为穿着者提供穿着舒适性，不限制穿着者的运 动，但还对冲击提供可靠的保护。根据其他方面，本发明涉及一种用于制造所述带衬垫的服装的方法，其包括如下 步骤-形成包括由第一可压缩材料制成的互连的元件的单件式结构，其中该元件配置 成使得在衬垫处于非变形状态时，每个元件与相邻元件隔开，并且-将单件式结构的元件附接至服装织物上，其中该元件被互连，使得在衬垫变形 时，形成至少三个元件的曲折的配置，和/或扩大由至少两个相邻元件封闭的空间。在一个实施例中，第一步骤包括例如利用冲刀或激光束将包括互连的元件的单件 式结构从第一可压缩材料的块切割下来。这种技术允许设计具有明确结构的衬垫，所述结 构特别适用于要被保护的身体部分。作为替代，包括互连的元件的单件式结构通过模制来形成，其中模制包括互连的 元件的单件式结构的步骤可包括将其粘接到织物的步骤。服装的这种制造方式是特别高效 的，这是由于无需将衬垫连接到服装织物的另外的粘接、焊接或其他技术。
如果对于衬垫来说需要不同的硬度的材料，模制步骤可包括第一可压缩材料和例 如所述插入件的较硬材料的第二可压缩材料的多组分注射模制。所要求保护的衬垫、服装和方法的其他变型是另外的从属权利要求的主题。
下面将参考附图进一步描述本发明的当前优选实施例的多个方面，附图中图1 根据本发明的衬垫的第一实施例；图2:处于局部拉伸状态下的图1的衬垫；图3 根据本发明的衬垫的另一个实施例的示意图；图4 包括两个插入件的本发明又一个实施例；图5 包括两个插入件的本发明的图4的可拆下的衬垫；图6 根据本发明衬垫的另一个实施例的示意图；图7 多个衬垫在衬衫以及裤子的上可能分布的示意图；图8 包括多个衬垫的衬衫和裤子；以及图9 表示衬垫的优选位置的运动员的受冲击图。
具体实施例方式下面对衬垫和带衬垫的服装的多个实施例进行说明，其中衬垫被设计用来缓冲带 衬垫的服装的穿着者在许多运动中所遇到的身体上的外部冲击。但是，所述的衬垫除了用 作通常的安全或保护装备之外还可用于其他目的，例如修饰服装穿着者的视觉外观，出于 医疗的原因，或者作为浮力/游泳辅助装置来增加穿着者的浮力，或者这些目的的组合。例 如，在水上运动中，非常希望使用衬垫，所述衬垫不但能够缓冲例如冲浪或风筝冲浪的冲 击，而且还保持运动员漂浮。另外，特别要注意到根据本发明的衬垫的结构的尺寸和细节可 以实际上不同于附图所示或下面描述的实施例。图1表示非变形状态下的衬垫1的第一实施例，即没有任何拉伸力作用在衬垫1 的状态下。能够看出，衬垫1包括多个元件，其中一些元件用附图标记10来标识。衬垫1 的元件10整体制成单件。甚至图1的衬垫1的中央部分20、30也经由小突脊15整体连接 到其他元件10。因此，在衬垫1附接至织物时，并且如果一个或多个元件例如由于作用在衬 垫1的外侧的高摩擦力而变得从织物脱离，脱离的元件10仍然保持与衬垫1的其他部分连 接，并且还仍然能够有助于缓冲保护。图1还示出多个元件10以大致平行的、弯曲的构造延伸。更准确地，在当前实施 例中，在衬垫1的四侧具有四组大致平行的弯曲元件10。在本发明的含义中，术语“大致平 行”包括具有多达5°的偏差的平行取向，其中纹理(web)可以是弯曲的，或不弯曲的。在 图1的非变形状态下，元件10是彼此相互隔开的。在相邻元件10之间延伸的空的空间11 使得通过下面的织物(图1未示出)进行湿气蒸发以及空气交换很容易。另外，在四组元 件10之间具有四个主切口 12，所述四个主切口 12由衬垫1的中央部分20、30径向延伸到 外侧，并有助于四组元件的每组的元件10独立的挠曲。空的空间11和切口 12越宽，包括 这种衬垫的服装的透气性能和柔性越好。另一方面，对于给定尺寸的衬垫，较宽的空的空间 11将使得可用于吸收和缓冲外部冲击的缓冲材料较少。
图1的实施例的元件10由可压缩材料制成，该材料适用于吸收或至少缓冲外部冲 击。在当前优选的实施例中，使用的是例如由乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)或聚氨酯(PU) 制成的闭室泡沫的泡沫材料。闭室泡沫是优选的，这是由于它不吸收例如汗水的湿气，并允 许衬垫能够用作浮力/游泳辅助装置。但是，也能够使用开室泡沫和其他缓冲材料，其中将 良好的冲击吸收性能和低重量相结合的材料是优选的。衬垫材料的ASKER C硬度优选地 在20-80范围内，并取决于预期的使用领域。如果需要的话，目前正在开发的更先进的衬垫 材料为衬垫提供的进一步的功能，例如用来自动改善透气性能的适应湿度和/或温度的能 力。例如如果使用在增加湿度的情况下显著收缩或展开的泡沫，衬垫将在运动员开始出汗 时具有改进的透气性。类似地，“智能泡沫”能够在被冲击时具有增加的硬度。在图1的实施例中，衬垫1具有8mm的均勻厚度，以提供良好的缓冲，而不使得带 衬垫的服装过于庞大。该厚度还取决于预期的使用领域以及所涉及的材料。对于EVA和PU 泡沫来说，典型的厚度数值在3-15mm的范围内。但是要注意到，衬垫的厚度能够变化。例 如，衬垫的中央部分可制得较厚，以便在某些骨(例如尾骨)的部位处提供更多的缓冲。虽然图1所示的衬垫1由单一材料制成，还可以设想到例如通过多组分注射模制 由不同材料制造不同的元件10，或者在单个元件10内使用多种材料。另外，衬垫1可包括 两层或多层，例如在外侧上的较硬泡沫，以改善较软泡沫层的顶部上的冲击保护能力，所述 较软泡沫层与织物直接接触并由此为身体提供更多的舒适性。另外，为了改善与身体的要 被保护的部位(例如某些关节或髋部)的配合，衬垫1可以三维成形。使用本领域技术人 员公知的成形技术，衬垫能够在随后的制造过程中三维成形(下面有更加详细的描述)，例 如在对单独运动员进行定制的上下文中。图2示出在拉伸力(参考箭头)作用在衬垫1的左侧时图1中的衬垫1的变形。 能够看到，在图2中具有附图标记10的元件不再是平行的，而是呈曲折的配置。换言之，单 独元件10的形状保持大致相同。但是，在元件10的交替端部17处的相邻元件10的互连 部变形，以便提供图2所示的衬垫1的延伸形状，这只需要非常小的力。另外，由于径向切 口 12，面向所施力的成组元件10能够通过变成曲折的配置而弯曲，同时衬垫1的其他部分 保持基本上不受影响。因此，提供高度柔性的衬垫1，该衬垫表现出对造成衬垫拉伸的身体 运动几乎没有阻力。图3示意示出衬垫1的另一个实施例。能够看出，元件10在此实施例中的结构比 图1的实施例中更加规则。特别是，元件10彼此平行，并且元件10之间的空间11也彼此 平行。另外，完整的衬垫1优选地设置成包括中央部分20和30的单件式结构。全部互连 的元件10配置成由径向切口 12分开的四组。图4和5示出具有元件10的不同配置的另一个实施例。这里，相邻元件10在两 端处彼此连接。这造成两个相邻元件10封闭元件之间的空间11的配置。在衬垫拉伸时， 空间11将扩大(在图4和5中未示出)。另外，对于这种拉伸的阻力仅为缓冲材料在元件 10的连接端部17处的弯曲。因此，图4和5的实施例也仅提供抵抗身体运动的较小的阻 力，所述身体运动伴随着带衬垫的服装的拉伸。此外，图4和5的具有相对宽的空间11的 开放结构在衬垫1的非变形状态下已经具有超级的透气性能。如果中央部分20和30由不同于元件10的材料制成，本发明的衬垫1的缓冲性能 可进一步改善。例如，在图5所示的实施例中，具有由比元件10硬的材料制成的两个插入件20和30，其中插入件30由最硬的材料构成。如果要对某些骨或关节(例如尾骨、踝、膝 或肘)进行保护，这种设计是特别有利的。插入件20可例如由具有ASKER C硬度为30-70 范围内的EVA制成，而插入件30可具有40-80范围内的ASKER C硬度。图9示出要由本发明的一个或多个衬垫保护的运动员身体上的示例性冲击区域。 然而，特定的配置将取决于运动员的性别和尺码以及要进行的运动的特定类型。另外，图9 表示对于每个冲击区域300来说，具有要被保护而不受外部冲击的肌肉冲击区域301和更 加局部化的骨骼冲击点302，即人类骨骼的一个或多个骨。然而，根据所述参数，也能够具有 不包括骨骼冲击点302或者包括一个以上的骨骼冲击点302的肌肉冲击区域301 (如图9 中央的运动员的后视图看到的那样)。另外，还可以具有孤立的骨骼冲击点302，而没有任 何周围的冲击区域301。所述的较硬的插入件20、30优选地以它们重叠并由此保护骨骼冲 击点302的方式配置在衬垫1内，而周围的衬垫由较软材料制成，并保护肌肉冲击区域301， 而没有过度地限制运动员运动的自由。根据制造方法，插入件20和30能够整体连接到衬垫的其它部分(如图1-3的设 计所示)，或者它们分别制造并随后被插入衬垫1。在这种情况下，优选的是分别接收插入 件20和30的切口 50和60相应地成形，从而具有与衬垫1的周围材料的完全的连接。虽然图5的实施例示出由具有增加硬度的材料制成的两个插入件20、30，还可设 想到提供甚至更多的插入件和/或在衬垫1的中央提供较软的材料，或在周围衬垫材料上 提供其它方面具有特点的材料，例如材料在压缩情况下的弹性或厚度。例如，凝胶状材料在 缓冲过程中提供小于标准EVA泡沫的弹性。本发明的衬垫的设计为本领域的普通技术人员 提供广泛的选择，以便将服装衬垫适用于穿着者的特定需要，从而优化例如透气、冷却等性 能。如果使用可更换的衬垫或插入件，穿着者自己能够根据其特定需要(例如在受伤之后 或者用于适应特定类型的运动)来定制带衬垫的服装的缓冲和其它性能。为此，Velcro 连接部能够用来可拆除地附接插入件/完整的衬垫。作为替代，衬垫能够插入相应的小块 区域内，或者热活化型粘合剂能用来将衬垫附接至服装。图6表示包括元件10的衬垫设计，在衬垫变形时，元件10将形成曲折的配置，以 及由两个或多个相邻元件10封闭的扩大空间11。为了更加容易理解图6的衬垫1的复杂 的元件配置，形成曲折的配置的某些示例性元件10以划线表示。把在衬垫1拉伸时扩大的 空间11封闭起来的其它示例性元件10以点线表示。这种设计组合了两个替代方式的优点， 即由于曲折的配置的衬垫1更容易柔曲，并且由于把在衬垫变形时扩大的空间11封闭起来 的元件10而得到的更高的稳定性和结构整体性。另外，图6的衬垫1示出从衬垫1向外延伸超过元件10的端部17的区段80，在该 端部处，两个相邻元件10互连。这种区段80为身体的部分提供另外的缓冲材料覆盖，而不 进一步限制带衬垫的服装的穿着者运动的自由。孤立的区段80能在几乎任意的方向上自 由柔曲，而不会在衬垫1内产生张力。图7和8表示衬垫1在衬衫100和裤子200内的示例性分布。如上面关于图9已 经提到的那样，优选的分布取决于许多不同的参数并且特别是要进行的运动类型。在图7 和8的上半部中能够看到，衬垫1在所示的围绕躯干配置的实施例中，并且特别覆盖脊柱和 肋骨。图7和8的下部分别表示用于裤子200的衬垫。这里衬垫配置在髋部、大腿的侧部 以及尾骨上。覆盖在强烈的冲击下容易受伤的骨(例如脊柱、尾骨或髋骨)的衬垫特别是由上述的附加插入件20来保护，而保护肌肉的衬垫(例如用于裤子200的两个下部衬垫) 被设计用于沿着较大区域提供中度冲击吸收能力。另外，能够看到，衬垫1的元件10优选地在与衬垫的至少一个预期的拉伸方向 (衬垫的可能预期拉伸方向在图7中通过箭头表示)基本上垂直的方向上配置。但是，如果 结果是例如大腿上的衬垫的主要拉伸方向不同于图7所示的箭头，衬垫的取向能够相应地 调整。衬垫1的这种生物机械适配配置把带衬垫的服装100、200的穿着者的有效保护与最 大的柔性结合起来。图8示出得到的服装。能够看出，多个衬垫1被结合到服装100、200内，即不仅在 皮肤和每个衬垫之间具有织物，而且在衬垫上部也具有由外面覆盖衬垫的织物。但是也可 设想到其它配置，例如其中的衬垫不设置外部覆盖物，或者甚至其中的衬垫至少部分代替 服装的织物。另外，上述的衬垫还能结合到例如长袖衬衫或腿护套的其它类型的服装内。下面描述用于衬垫和带衬垫的服装的示例性制造方法。但是应该理解到上述的衬 垫和服装能够以多种方式制造，下面仅论述几种方式。在一个实施例中，衬垫通过从泡沫材料块(例如上述的EVA或PU基泡沫)冲切包 括互连的元件的单件式结构来制造。多个衬垫可在一个冲切步骤中制造。在冲切刀具的冲 切刀片之间可以填充材料，该材料是弹性的，但是比要冲切的泡沫材料软。因此，在冲切步 骤中，较软的材料被压缩。在移除冲切刀具时，冲切刀片周围的较软材料将泡沫材料推离冲 切刀片，使得泡沫材料可从冲切刀具移除以便进一步处理。换言之，弹性填充材料从材料块 抬起刀具。在随后的处理步骤中，单个衬垫接着从与其不再连接的周围的/多余的泡沫材 料移除。作为替代或另外地，衬垫还可通过使用例如激光束的能量传递束来切割。也可设 想其它的束，例如电子束或高度聚焦的水束。如果衬垫1从材料块中切下，需要进一步的步骤来将衬垫1附接至服装织物上。这 能够以多种方式实现，例如通过将衬垫缝制在织物上，或者通过使用例如热活化型粘合剂 或者类似的粘合剂将衬垫配置在服装的小块区域；同样能够使用多种附接方法的组合。织 物能够附接至衬垫的上侧和/或下侧，甚至附接至其狭窄侧。在衬垫的特定尺寸和形状的 情况下，这将取决于服装所要应用的领域。在可替代的制造方法中，PU材料被注入具有对应于一个或多个衬垫的内部形状的 打开模具内。如果使用注射模具，可以通过多组分注射模制来组合多种材料，例如用于衬垫 中央的较硬材料和用于其外部区域的较软材料。在注射模制之后可以是单独的发泡步骤。 对于衬垫材料和织物的某些组合，可能将衬垫材料直接注射或注入到织物上。例如，PU材 料能直接注射或注入到放置在模具内的织物上，织物优选地通过薄膜覆盖物进行预处理， 以避免PU材料渗入织物。因此，不需要进一步的处理步骤来将衬垫附接至织物。作为所述制造方法的一部分，衬垫可另外形成纹理和/或使用高频焊接来修整。 这种技术允许在衬垫的外表面上设置有助于将衬垫结合到服装内的凹槽和倒圆边缘。也可 以设想到用于形成纹理的其它技术，例如激光蚀刻、压纹或压缩模制。除了使得衬垫形成纹 理之外，高频焊接也可用来密封衬垫周围的织物的小块区域和/或将衬垫互连到织物上。
权利要求
1.一种用于服装(100,200)的衬垫(1)，其中a.所述衬垫(1)包括单件式结构，所述单件式结构包括由第一可压缩材料制成的互连 的元件(10)；b.所述元件(10)配置成，使得在所述衬垫(1)处于非变形状态时，每个元件(10)与相 邻元件(10)隔开；c.所述元件(10)被互连，使得在所述衬垫(1)变形时，形成至少三个元件(10)的曲折 的配置，和/或扩大由至少两个相邻元件(10)封闭的空间(11)。
2.如权利要求1所述的衬垫(1)，其中所述曲折的配置通过将至少三个元件(10)的相 邻元件在所述元件(10)的交替端部(17)处互连来形成。
3.如上述权利要求任一项所述的衬垫(1)，其中所述元件(10)设置第一切口(50)，并 且其中由第二可压缩材料制成的第一插入件(20)配置在所述第一切口(50)内。
4.如权利要求3所述的衬垫(1)，其中所述第二可压缩材料比所述第一可压缩材料硬。
5.如权利要求3或4所述的衬垫(1)，其中所述第一插入件(20)和所述第一切口(50) 具有互补形状。
6.如权利要求3-5任一项所述的衬垫(1)，其中所述第一插入件(20)包括第二切口 (60)，并且其中由第三可压缩材料制成的第二插入件(30)配置在所述第二切口(60)内。
7.如上述权利要求任一项所述的衬垫，其中所述第一、所述第二和/或所述第三可压 缩材料包括泡沫材料，特别是泡沫EVA。
8.一种服装(100，200)，特别是运动服装，包括至少一个如上述权利要求任一项所述 的衬垫(1)。
9.如前一权利要求所述的服装(100，200)，其中至少一个衬垫(1)被附接至可拉伸的 织物。
10.一种制造如前两个权利要求中的任一项所述的带衬垫的服装(100，200)的方法， 包括如下步骤a.形成包括由第一可压缩材料制成的所述互连的元件(10)的所述单件式结构，其中 所述元件(10)配置成使得在所述衬垫(1)处于非变形状态时，每个元件(10)与相邻元件 (10)隔开；b.将所述单件式结构的所述元件(10)附接至所述服装(100，200)的织物上，其中所述 元件(10)被互连，使得在所述衬垫(1)变形时，形成至少三个元件(10)的曲折的配置，和 /或扩大由至少两个相邻元件(10)封闭的空间(11)。
11.如前一权利要求所述的方法，其中所述步骤a包括将所述互连的元件(10)的所述 单件式结构从所述第一可压缩材料的块切割下来。
12.如前一权利要求所述的方法，其中所述切割包括通过激光束切割。
13.如权利要求10所述的方法，其中包括所述互连的元件(10)的所述单件式结构通过 模制来形成。
14.如权利要求13所述的方法，其中模制所述单件式结构的步骤包括将所述互连的元 件(10)粘接到织物。
15.如权利要求13或14所述的方法，其中所述模制步骤包括所述第一可压缩材料和第 二可压缩材料的多组分注射模制。
全文摘要
一种用于服装(100、200)的衬垫(1)，其中衬垫(1)包括单件式结构，该结构包括由第一可压缩材料制成的互连的元件(10)。元件(10)配置成，使得在衬垫(1)处于非变形状态时，每个元件(10)与相邻元件(10)隔开。元件(10)被互连，使得在衬垫(1)变形时，形成至少三个元件(10)的曲折的配置，和/或扩大由至少两个相邻元件(10)封闭的空间(11)。
文档编号A41D13/00GK101991198SQ20101024944
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月10日 优先权日2009年8月11日
发明者乔希·罗伯特·戈登, 博比·约翰·莫纳翰, 尼娜·玛丽亚·路德维格, 布兰迪·坎贝尔·安德森 申请人:阿迪达斯股份公司