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本发明总体上涉及用于将呼吸面罩接口固定至头部上的结构。更具体地说，本发明涉及总体上自动调节的结构，这些结构具有调节机构以及提供预定佩戴长度和至少一个更长的穿戴长度的配置中的至少一者。
背景技术：
阻塞性睡眠呼吸暂停(osa)是咽喉后部松弛以至于在睡眠时它使气道变窄或甚至完全阻塞气道的睡眠病状。随着气道的收缩或闭合，呼吸可停止或变得很浅，持续数秒或更长时间。
持续气道正压(cpap)用来治疗osa。cpap发送夹板式地打开(splintopen)气道的增压空气流。增压空气流可被递送至带有呼吸面罩接口的使用者。呼吸面罩接口可以包括面罩和头帽，如非弹性绑带或松紧带。
当佩戴具有松紧带的接口时，该松紧带被伸展以便允许头帽在使用者的头部上滑动。当释放时，松紧带倾向于拉动接口离开患者面部。
当使用松紧带时，随着面罩内压力增加(例如，从约4cmh2o至约12cmh2o)，面罩试图移动离开使用者的面部，因为将该面罩固定在面部上的绑带是有弹性的。试图使面罩移动离开面部的力可以被定义为“吹离力”。
在一些面罩中，当吹离力引起松紧带伸展时，由面罩施加在使用者面部上的力降低。因此，当压力不在更高的压力水平时，随着压力增加，这些面罩中可能产生泄漏，并且如果在更高压力(例如，约12cmh2o)下适当密封时，松紧带的弹性引起在较低治疗压力(例如，约4cmh2o)下在使用者面部上施加所不希望的高压力。具有可调节的非弹性绑带的接口可以减少泄漏的发生。然而，这种头帽通常过紧，从而导致不必要的力施加至使用者的面部和/或头部上。
除了cpap，在用于治疗的接口中可能发生类似的问题。例如，呼吸面罩接口在用于无创通气(niv)的医院环境中使用。通常，niv提供约20-50cmh2o范围内的压力。因此，由于较低治疗压力与较高治疗压力之间的较大差异，上文关于cpap描述的问题可能在niv治疗中更加严重。另一种常见的呼吸障碍治疗被称为双水平pap，其中患者经历吸气压力(ipap)和呼气压力(epap)。ipap与epap之间的差异可以从约1cmh2o至约10cmh2o变化，该差异还产生周期性吹离力。
松紧带还通常与用于高流量治疗(hft)的鼻插管结合使用。hft使用插管来递送高流速的呼吸气体，该呼吸气体通常包括增加的氧气体积。
在使用鼻插管过程中经历的常见问题是由于头帽伸展使得供气管被拉拽，从而使插管叉头从患者的鼻孔中移出。如果叉头从鼻孔中移出，那么可能发生治疗损失。即使在没有移出的情况下，管上的软管拉力也可能导致插管歪斜地置于患者的面部上。这可能引起患者的不适并且可能导致有效性降低的出现。传统上，插管具有横向水平管连接件，该管连接件在管上存在张力时可以引起插管以不均匀的方式拉离患者的鼻孔，因为力被直接传递至插管的一侧上。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种将至少为行业和使用者提供有用选择的接口。
本发明的一些方面涉及提供一种自动调节机构，该机构将呼吸面罩接口或其他类型的密封或基本上密封的接口(例如，鼻枕)固定至使用者的面部上，同时实现平衡配合。如在此所使用，“实现平衡配合”意味着头帽将仅施加足够的力来克服“吹离力”以及在一些配置中一些或所有的预期软管拉力或其他外力。“吹离力”可以被定义为通过面罩的密封区域增加的cpap压力。使用实现平衡配合的自动调节机构，将存在由接口面罩施加在使用者面部上的最小力，该最小水平的力将维持用于使该接口面罩抵靠该使用者面部密封的足够水平的力。因此，可以增加使用者舒适性。优选地，一旦配合接口组件，可以通过轻轻摆动、推动或者拉动面罩接口而不是操纵头帽组件的带扣、夹子、绑带等来完成用于补救泄漏的任何调节。当将本发明的方面应用于未密封或基本上未密封的接口(如插管装置)时，在头帽插管环的长度匹配使用者头部的周长并且对伸长提供一些阻力时实现“平衡配合”。因为插管系统没有加压，所以不存在“吹离力”，因此头帽仅需要将插管固持在适当位置并且考虑任何预期软管拉力。可以按与和cpap面罩或其他加压或密封接口一起使用的应用相同的方式实现调节。
该自动调节机构将伸展的一些益处与基本上非伸展的头帽组件相组合，同时在一些配置中消除对手动调节该头帽组件以便适应单独使用者的任何需要。如在此使用，“手动调节头帽组件”意味着直接操纵该头帽组件以便进行对该头帽组件的实质性调节，如由该头帽组件所限定的圆周长度。
已知伸展头帽组件是易于配合的，因为这些伸展头帽组件可以弹性地伸展至用于配合在使用者头部上所需的长度并且随后返回至配合该使用者头部的周长的更短长度。另一方面，非伸展头帽组件仅施加用于将接口面罩固定在适当位置所需的最小力，这减少或消除当伸展头帽组件保持伸展至某种程度、同时配合该使用者头部的周长时所引起的预负载。换句话说，为了试图配合大范围的头围，伸展头帽组件被设计为使得如果使用者具有最小可能的头围和最大可能的cpap压力，那么该伸展头帽组件将提供足够的力来将面罩接口固定在适当位置中。不幸的是，由于由伸展头帽组件的延伸所产生的预负载，这种设计将对具有最大可能的头围和最小可能的cpap压力的使用者的面部施加相当大的力。对于插管系统来说，伸展头帽设置是传统上可手动调节的和/或被设计用于配合最小可能的头围。这可能导致针对使用者的多次重复调节和或针对具有大头围的使用者的紧配合。
一方面涉及一种头帽，该头帽被配置成伸长和缩回以便配合到使用者的头部上，该头帽需要施加第一负载力来使该头帽伸长，并且当该头帽被配合到该使用者的头部上并且不伸长时，该头帽展示第二负载力。
在一些配置中，该第一负载力大于该第二负载力和/或在呼吸疗法过程中施加到该头帽上的预期负载力。该预期负载力可以包括组合力，该组合力包括cpap压力和软管牵引力。该第一负载力可以大于该预期负载力一定储备量。该第一负载力可以在该头帽的伸长长度的整个范围内大于该预期负载力和/或该第二负载力可以在该头帽的伸长长度的整个范围内小于该预期负载力。
一方面涉及一种用于将面罩固定到使用者面部上的头帽，该头帽包括弹性部分，该弹性部分被配置成提供缩回力；非弹性部分，该非弹性部分与该弹性部分相比被配置成无弹性的；以及限制机构，该限制机构被连接到该非弹性部分上并且连接到该弹性部分上，该限制机构被配置成需要第一阻力来允许该头帽的伸长和响应于该头帽的缩回的第二阻力。
在一些配置中，该第一阻力大于该第二阻力。该第一阻力可以大于包括cpap压力和软管牵引力的组合阻力。该第二阻力可以小于包括cpap压力和软管牵引力的组合力。
一方面涉及一种头帽，该头帽被配置成伸长和缩回以便配合到使用者的头部上，该头帽具有在不存在径向张紧情况下的第一伸长阻力和响应于径向张紧的第二伸长阻力。
在一些配置中，该第一伸长阻力小于该第二伸长阻力。在一些配置中，该第二伸长阻力是由该头帽的两个部分的接合所产生的。该第二伸长阻力可以大于包括cpap压力和软管牵引力的组合力。
一方面涉及一种用于将面罩固定到使用者面部上的头帽，该头帽包括弹性部分，该弹性部分被配置成提供缩回力；非弹性部分，该非弹性部分与该弹性部分相比被配置成无弹性的；以及限制机构，该限制机构被连接到该非弹性部分上并且连接到该弹性部分上，该限制机构被配置成在该头帽径向张紧时施加伸长阻力。
一方面涉及一种患者接口系统，该患者接口系统包括接口部分，该接口部分的大小和形状被设定为围绕使用者的鼻和/或口，并且被适配为至少产生与该使用者面部的实质性密封。该系统还包括联接件，该联接件允许该患者接口系统联接到气体递送系统上。该系统还包括头帽系统，该头帽系统允许接口部分被定位且保持在使用者的头部上，其中该头帽系统提供变换锁定行为，该变换锁定行为具有当该患者接口系统在使用中时从弹性型伸长行为转变成总体上非伸长型行为的能力。
在一些配置中，该变换锁定行为是由基于机械的定向锁提供的。
在一些配置中，该头帽系统在约0.5n至约65n的范围内提供非伸长型行为。
在一些配置中，该变换锁定行为是由机械定向锁提供的，该机械定向锁包括锁外壳、可移动锁构件和芯构件。该芯的横截面尺寸可以在约0.1mm至约8mm的范围内。该锁构件可能能够相对于该芯构件在约0°至约45°之间的角度范围内移动。偏置机构可以作用于该锁构件并控制锁固持力。该定向锁可以并入摩擦促进剂以便有助于锁定启动。
在一些配置中，该芯构件是绳索。在一些配置中，该芯构件是绑带。
在一些配置中，该变换锁定行为是由使用机械粘附的定向锁提供的，其中通过使用纳米纤维材料凭借范德华力(vanderwallsforces)来提供该机械粘附。
在一些配置中，该变换锁定行为是由使用机械粘附的定向锁提供的，其中通过微结构来提供该机械粘附。
在一些配置中，该弹性型伸长是由弹性型伸长系统提供的，该弹性型伸长系统包括具有整合弹性元件的织物弹簧。该织物弹簧可以被构造为编带，其中该弹性元件和该非弹性元件组合，其方式为使得该非弹性元件提供在该弹性元件塑性变形之前针对延伸的物理末端止动件。可以选择该编带内弹性元件的量以便实现该织物弹簧的所希望的力对延伸特性。
在一些配置中，该变换锁定行为是由机械定向锁提供的，该机械定向锁包括壳体、该壳体内的可移动锁构件以及芯构件，其中该壳体引导该芯构件的移动，并且其中该壳体和该锁构件两者均由单个整合模块形成。
在一些配置中，该变换锁定行为是由机械定向锁提供的，该机械定向锁包括锁模块、非弹性部分和弹性部分，其中该锁模块、该非弹性部分和该弹性部分形成模块式调节组件。
在一些配置中，该接口部分是面罩，并且该模块式调节组件被连接到该面罩的框架上。该框架可以包括一个或多个壁，该一个或多个壁限定接收该锁模块的空间。
在一些配置中，该模块式调节组件被连接到该头帽系统的一部分上。该头帽系统的该部分是后部部分，该后部部分可以包括下后绑带和头顶绑带中的至少一者。
在一些配置中，该头帽系统包括在枕骨隆突上或其下方经过的部分，该部分并入多个特征，这些特征跨头部的后部部分提供非均匀负载。
在一些配置中，在该枕骨隆突上或其下方经过的部分包括中断绑带。该中断绑带可以包括通过联接件连接的第一绑带区段和第二绑带区段。该联接件可以允许该第一绑带区段与该第二绑带区段之间的相对运动。该相对运动可以包括绕该中断绑带的纵轴线的旋转运动。
在一些配置中，该头帽系统可以包括在枕骨隆突上方经过的部分，该部分并入多个特征，这些特征跨头部的顶部部分提供非均匀负载。
在一些配置中，该头帽系统包括在枕骨隆突上或其上方经过的部分，该部分并入多个特征，这些特征跨头部提供非均匀负载。
在一些配置中，该头帽系统包括后部部分和在接口系统的每一侧上的至少一个侧绑带，该至少一个侧绑带将该后部部分联接到接口部分上。当使用时，该至少一个侧绑带可以在位于使用者外耳的上部部分的前方并且在该上部部分处或其附近的点处联接到该头帽系统的后部部分上。该头帽系统的后部部分可以包括上绑带和下绑带，其中该至少一个侧绑带的向后突起在该上绑带与该下绑带之间经过。该至少一个侧绑带可以包括以三角形配置安排的一对侧绑带。
在一些配置中，该变换行为是由锁定机构提供的，该锁定机构作用于包括在该头帽系统内的一个或多个非伸长元件，以便基本上隔离该头帽系统的弹性部分。
在一些配置中，该头帽系统并入机构以便能够配合一定范围的头部大小，该机构包括被配置成彼此平行的弹性元件和总体上非伸长元件两者。
在一些配置中，该头帽系统并入机构以便能够配合一定范围的头部大小，该机构包括基本上环绕使用者头部的一个或多个总体上非伸长元件。在一些配置中，该非伸长元件的第一部分在该头帽系统的纵向方向上与该非伸长元件的第二部分重叠。该第一部分和该第二部分可以是该非伸长元件的第一末端和第二末端。该第一部分和该第二部分可以是该非伸长元件的一个末端的多个部分。
在一些配置中，该变换锁定行为是由手动操作的锁、气动操作的锁、电动操作的锁、压电操作的锁、液压操作的锁或者热机械操作的锁提供的。
在一些配置中，该变换锁定行为具有提供第一锁定力的第一锁定级和提供第二锁定力的第二锁定级，其中该第二锁定力大于该第一锁定力。在一些配置中，该第一锁定级可以用比该第二锁定级更少的伸长移动转变成总体上非伸长型行为。
一方面涉及一种用于呼吸疗法的头帽，该头帽被配置成伸长和缩回以便配合到使用者的头部上。该头帽需要施加第一负载力来使该头帽伸长。当该头帽被配合到使用者的头部上时，该头帽提供平衡保持力，该平衡保持力等于在呼吸疗法过程中施加到该头帽上的负载力。该第一负载力大于该平衡保持力。
在一些配置中，在呼吸疗法过程中施加到该头帽上的负载力包括cpap压力和软管牵引力。在一些配置中，该第一负载力大于在呼吸疗法过程中施加到该头帽上的负载力一定储备量。在一些配置中，弹性元件施加缩回力，该缩回力倾向于使该头帽缩回。该缩回力可以小于在呼吸疗法过程中施加到该头帽上的负载力。
如在本说明书和权利要求书中所使用的术语“包括”是指“至少部分地由...组成”。当解释本说明书和权利要求书中的包含“包括”的陈述时，也可能存在以该术语开始的那个特征或那些特征之外的特征。以相同的方式来解释相关的术语，如“包括(comprise和comprises)”。
在本说明书中参考了专利说明书、其他外部文件、或其他信息来源，这通常是为了提供用于讨论本发明的特征的背景。除非另外明确声明，否则对这些外部文件的参考不应被解释为承认这些文件、或这些信息来源在任何管辖权内是现有技术或形成了本领域公共常识的一部分。
附图说明
将参考根据本发明的某些特征、方面和优点安排和配置的各种实施例来描述这些和其他特征、方面和优点，这些实施例仅用于说明但不限制本发明。
图1是可与根据本发明的某些特征、方面和优点安排和配置的头帽一起使用的使用者接口的透视图。
图2是头帽配合和调节的三个阶段的示意图，还示出了与每个阶段相关的力曲线。
图3是头帽配合和调节的第一阶段的示意图，还示出了与该第一阶段相关的力曲线。
图4是头帽配合和调节的第二阶段的示意图，还示出了与该第二阶段相关的力曲线。
图5是头帽配合和调节的第三阶段的示意图，还示出了与该第三阶段相关的力曲线。
图6是与具有按需阻力机构的头帽相关的力曲线的图示。
图7a是具有按需阻力机构的头帽的一个实施例的示意性图示。
图7b是图7a中所示的头帽的实施例的图示。
图8是具有按需阻力机构的头帽的第二实施例的示意性图示。
图9是具有按需阻力机构的头帽的第三实施例的示意性图示。
图10是具有按需阻力机构的头帽的第四实施例的示意性图示。
图11a是具有按需阻力机构的头帽的第五实施例的示意性图示。
图11b是图11a中所示的头帽的伸长和缩回的示意性图示。
图11c是图11a中所示的头帽的一个实施例的图示。
图11d是图11a中所示的头帽的第二实施例的图示。
图12是具有按需阻力机构的头帽的第六实施例的示意性图示。
图13是具有按需阻力机构的头帽的第七实施例的示意性图示。
图14是与具有对启动伸长机构的高阻力的头帽相关的力曲线的图示。
图15a是具有对启动伸长机构的高阻力的头帽的一个实施例的示意性图示。
图15b是具有对启动伸长机构的高阻力的头帽的第二实施例的示意性图示。
图16是具有对启动伸长机构的高阻力的头帽的第三实施例的示意性图示。
图17是与具有对伸长机构的重复高阻力的头帽相关的力曲线的图示。
图18a是具有对伸长机构的重复高阻力的头帽的一个实施例的示意性图示，其中示出该机构抵抗伸长。
图18b是图18a中所示的具有对伸长机构的重复高阻力的头帽的实施例的示意性图示，其中所示的机构允许缩回。
图19a是图18a的实施例的图示。
图19b是图18a的实施例的第二图示。
图20是与具有大滞后机构的头帽相关的力曲线的图示。
图21a是具有大滞后机构的头帽的一个实施例的示意性图示，其中示出该机构允许自由移动。
图21b是图21a中所示的头帽的实施例的示意性图示，其中该机构提供对移动的高摩擦阻力。
图22是图21a和图21b中所示的头帽的一个实施例的图示。
图23是具有大滞后机构的头帽的第二实施例、第三实施例和第四实施例的示意性图示。
图24是具有大滞后机构的头帽的第五实施例的示意性图示。
图25a是具有大滞后机构的头帽的第六实施例的示意性图示。
图25b是图25a中所示的头帽的实施例的另一个示意性图示，其中示出该机构允许自由移动。
图25c是图25a中所示的头帽的实施例的第三示意性图示，其中示出该机构提供对移动的高摩擦阻力。
图26a是具有大滞后机构的头帽的一个实施例的图示。
图26b是图26中所示的头帽的第二图示。
图27a是具有大滞后机构的头帽的第七实施例的示意性图示。
图27b是处于缩回模式的图27a中所示的实施例的图示。
图27c是处于限制伸长模式的图27a中所示的实施例的第二图示。
图28a是具有大滞后机构的头帽的第八实施例的示意性图示。
图28b是图28a中所示的实施例的图示。
图28c是具有大滞后机构的头帽的第九实施例的示意性图示。
图29是具有大滞后机构的头帽的第十实施例的示意性图示。
图30是针对允许调节至松或紧配合的头帽的力曲线的图示。
图31a是在不同cpap压力下由具有在此描述的这些平衡配合机构中的一个的头帽施加至使用者头部的力的图示。
图31b是在不同cpap压力下由不具有在此描述的这些平衡配合机构中的一个的头帽施加至使用者头部的力的图示。
图31c是在不同cpap压力下具有在此描述的这些平衡配合机构中的一个的头帽与不具有在此描述的这些平衡配合机构中的一个的头帽之间施加至使用者头部的力的差异的图示。
图32是定向锁的部分截面视图，该定向锁利用壳体的锁定腔室内的可移动锁构件和由该锁构件接合的芯构件。
图33示出与图32的锁类似的定向锁的部分截面视图。图33的定向锁包括释放机构，该释放机构影响滑动力并且为该锁提供第二锁定位置。
图34是示出锁构件的锁定角度与定向锁(如图32和图33的定向锁)的滑动力之间的关系的曲线图。
图35是示出可能由具有第二锁定位置的定向锁(如图33的定向锁)中的释放元件的变化产生的滑动力的变化的曲线图。
图36是具有利用微结构的定向锁定安排的接口组件的截面视图。
图37是图36的接口组件的一部分的放大视图，该放大视图示出包括微结构的接口组件的两个部分。
图38是可以用作图36和图37的接口组件中的微结构的微纤维或纳米纤维的视图。
图39是可以用作图36和图37的接口组件中的微结构的多个凸出部的视图。
图40是利用扁平绑带和由壳体承载的锁定板的定向锁的侧视图。该锁定板处于释放位置。
图41是图40的定向锁的侧视图，其中锁定板处于锁定位置。
图42是图40的定向锁的锁定板和绑带的截面视图，该视图示出增强该锁定板与该绑带之间的接合的启动机构。
图43是应用于使用者的并入至少一个定向锁定安排的接口组件的透视图。
图44是图43的接口组件的处于更接近完全配合位置的透视图。
图45是图43的配合使用者的接口组件的透视图。
图46是图43的接口组件的处于松弛位置的定向锁定安排的侧视图。
图47是图46的处于延伸位置的定向锁定安排的侧视图。
图48是图46的处于操作位置的定向锁定安排的侧视图。
图49示出形成图46-图48的定向锁定安排的松紧带的编带的一部分。
图50示出图49的处于压缩位置的编带。
图51示出图49的处于延伸位置的编带。
图52示出用于产生图49的编带的机器和方法。
图53是并入弹性纤维的编带的截面视图。
图54是图53的处于扁平取向的编带的视图。
图55是具有配合在使用者上的中断绑带安排的头帽组件的后部部分的后透视图。
图56是具有配合在使用者上的中断绑带安排的头帽组件的后部部分的后透视图，其中绑带的多个部分通过可活动连接的联接件联接。
图57是配合在使用者上并且在头帽组件的后部部分与使用者接口之间具有侧绑带的接口组件的侧视图。
图58是配合在使用者上并且在头帽组件的后部部分与使用者接口之间具有处于三角形安排的一对侧绑带的接口组件的侧视图。
图59是与图46-图48的锁安排类似的锁安排的侧视图，该锁安排可以形成模块式定向锁定安排的一部分。
图60是图59的组装到面罩上的锁安排的透视图。
图61是具有弹性部分和无弹性部分并且界定完整环的头帽安排的透视图。
图62是图61的头帽安排的俯视图。
图63是图61的处于相对缩回位置的头帽安排的俯视图。
图64是图61的处于相对延伸位置的头帽安排的俯视图。
图65是图61的头帽安排的俯视图，该图示出定向锁的第一示例性放置。
图66是图61的头帽安排的俯视图，该图示出定向锁的第二示例性放置。
图67是具有弹性部分和无弹性部分并且限定中断环的头帽安排的透视图。
图68是图67的头帽安排的俯视图。
图69是图67的处于相对缩回位置的头帽安排的俯视图。
图70是图67的处于相对延伸位置的头帽安排的俯视图。
图71是图67的头帽安排的俯视图，该图示出定向锁的第一示例性放置。
图72是图67的头帽安排的俯视图，该图示出定向锁的第二示例性放置。
图73是示出cpap平衡配合、插管平衡配合、强力松紧带以及弱力松紧带相对于cpap操作范围的力曲线的曲线图。
图74是多级定向锁的部分截面视图。
图75是示出多级定向锁的力曲线的曲线图。
图76是在涉及密封患者接口的某些类型的呼吸疗法中涉及的力的图示。
具体实施方式
首先参考图1，示出接口组件100。接口组件100可以具有任何适合的配置。所示的接口组件100是鼻罩，但是在一些配置中本发明的某些特征、方面和优点可以与任何类型的接口一起使用，包括但不限于全面罩、鼻罩、鼻枕、鼻-口面罩、口罩以及插管。
所示的接口组件100总体上包括支撑密封件104的框架102。框架102和/或密封件104可以被连接到供应导管106上。在一些配置中，供应导管106可以被连接到具有弯头110的框架上。供应导管106可以用于通过密封件104将呼吸气体供应给使用者。密封件104或密封件104与框架102的组合可以限定腔室，该腔室接收来自供应导管106的呼吸气体。
接口组件100包括多个安装点112。这些安装点112可以被形成在框架102、密封件104、导管106以及弯头110中的至少一者上。任何适合的安装点112可以用于促进接口组件100与一个或多个头帽组件之间的连接，这将在下文中进行描述。在一些配置中，这些安装点112有助于头帽组件与接口组件100的容易连接和断开。在一些配置中，头帽组件和接口组件100可以被连结在一起，这样使得头帽组件通常不可从接口组件100的一个或多个部件移除。在一些配置中，头帽组件和接口组件100可以整体成形。
参考图76，提供图示2300以便有助于描述在使用密封患者接口的某些类型的正压呼吸疗法中涉及的力。相对于密封在使用者面部上的患者接口，与使用者的面部相配合的接口(例如，面罩)产生密封腔室，如方框2302中所指示。加压呼吸气体被递送至密封腔室，这产生倾向于使面罩移动远离使用者面部的力。这个力通常等于(投影的)密封面积乘以正压，并且通常被称为“吹离力”，如方框2304中所指示。头帽的功能是响应于吹离力来约束面罩，以便使面罩保持抵靠使用者的面部均衡密封，如方框2306中所指示。如方框2308中所指示，吹离力对头帽施加应力以试图使其伸长，这将头帽置于张力下。此外，如方框2310中所指示，头帽在该头帽所接触的区域上将力施加到使用者的头部上。施加到接触区域上的力可以被称为头帽的“皮肤压力”。随着由密封件104或密封件104与框架106的组合限定的腔室内的空气压力增加，由头帽施加的力试图约束接口组件100从面部抬起。因此，由头帽施加的力通常将增加以便抵抗由面罩内增加的压力所产生的增加的力。在任何给定压力下，对于不同类型和大小的接口，吹离力将发生变化。然而，在较低压力下，或者在插管情况下无压力的情况下，需要较小力来抵抗吹离力。
因此，并且如将要解释的，在此描述的这些头帽组件可以优选地被设计用于实现“平衡配合”。在一些配置中，例如但不限于，这些头帽组件总体上包括伸展部件(还被称为弹性的)、非伸展部件(还被称为无弹性或非弹性的)、限制头帽延伸的机构、以及可以将头帽组件连结到安装点112上的联接件。在至少一些配置中，可以通过在使用或者响应于正常操作力(例如，吹离力和/或软管拉力，如果希望加上储备力)时产生基本上非伸展路径以便解决头帽中的应力来实现平衡配合。在比使用中所观察到的更高力下，头帽可以展示出伸展羊行为以用于佩戴。在一些配置中，头帽组件可能不包括伸展部件。例如，头帽可以被手动延伸和缩回。头帽的各种实施例将在下文中进行描述。
当存在时，这些伸展部件可以具有任何适合的配置。这些伸展部件可以是具有小于约30mpa的拉伸模量的任何部件。拉伸模量是当沿着轴线施加力时沿着该轴线弹性变形(即，非永久地)的倾向的数学描述。拉伸模量是当材料表现出弹性时应力与相应应变的比率。在一些配置中，伸展部件可以是涂覆的细纱材料，并且该伸展部件可以包括多种材料，如但不限于橡胶和氨纶或弹性纤维(例如，莱卡(lycra))。在一些配置中，伸展部件可以是一个绑带或多个绑带的组合。在一些配置中，伸展部件可以由可伸展或弹性材料形成。在一些配置中，伸展部件使得头帽能够被扩展或延长，并且该伸展部件还提供缩回力，该缩回力用于使头帽收缩或缩短。由于伸展部件的弹性特性，可以发生收缩或缩短。收缩或缩短允许头帽更紧密地匹配使用者的头围(加上面罩的大小)。通常，除非另外显而易见，头帽长度是由松弛长度限定的，并且头帽力图返回到该长度，并且收缩正是指在伸长后朝向该松弛长度的这种返回。
非伸展部件可以用作伸展限制器。这些非伸展部件可以具有任何适合的配置。在一些配置中，这些非伸展部件相较于伸展部件具有更高的弹性模量。这些伸展部件可以是具有大于约30mpa的拉伸模量的任何部件。在一些配置中，由于低于指定屈服力的力，这些非伸展部件限制头帽的伸长。在一些配置中，非伸展材料的屈服点高于待施加到头帽上的任何预期负载。在一些配置中，一旦头帽已经配合头部，这些非伸展部件就抵抗头帽的伸长。在一些配置中，一旦头帽已经配合头部并且cpap压力已被施加到面罩上，这些非伸展部件就抵抗头帽的伸长。因此，在一些配置中，这些非伸展部件(在一些情况下，与下文讨论的机构相组合)可以至少在施加cpap压力时阻碍或抵抗伸展部件的伸长。在插管的情况下，这些非伸展部件可以抵抗在外力(如软管拉力)影响下插管的移动。
该机构可以是当将低于指定屈服力的力施加到头帽上时可以限制头帽的扩展或伸长的任何适合的机构。在一些配置中，该机构在无使用者努力的情况下操作(例如，该机构是自动的)。也就是说，在至少一些配置中，该机构可以自动地移动或切换至一种模式，在该模式中延伸或扩展被限制在指定屈服力以下。然而，对于使用者来说可能需要努力来佩戴面罩，如在该屈服力以上的努力以便使头帽延伸。在一些配置中，该机构可以施加运动阻力，该运动阻力可以在将低于指定屈服力的力施加到头帽上时限制头帽的延伸或扩展。在一些这类配置中，该运动阻力可以是摩擦力。可以通过以下来确定指定屈服力，即，在该力下头帽机构的运动阻力被克服并且头帽的伸长变得可能的力：(1)当预期约4-20cmh2o的压力范围时在使用中对于特定面罩来说可能的最大吹离力和(2)允许cpap软管的任何拉动和使用者配合偏好差异的储备力。通常被定义为延长或延伸力与最大平衡配合力之间的差异的储备力可以提供在该平衡配合力以上的缓冲区，其中另外的力可以被施加到头帽上而不发生头帽的实质性伸长。储备力分量可以补偿可用于从使用者头部拉动头帽的任何另外的力，如软管拉力。在一些配置中，可以施加运动阻力以便限制头帽的延伸，同时释放以便允许头帽的缩回或收缩。在一些配置中，该机构可以使用单向摩擦来锁定或者以其他方式固定头帽长度。例如，可以使用摩擦力来固定该长度，该摩擦力仅能够被超过在最小延伸情况下的吹离力的力克服。这类机构在此可以被称为定向锁定安排或定向锁。如在此使用的术语“锁”旨在涵盖响应于某些力(如吹离力和/或软管拉力)而固定头帽长度的机构。“锁”不必响应于所有力而固定头帽长度。优选地，在一些配置中，锁的保持力(“锁定力”)可以如通过在配合过程的施加部分过程中手动施加的力来克服。
如上文所述，头帽可以被伸展或延伸以便允许面罩围绕使用者的头部配合。当允许头帽伸展或伸长时，该机构还提供一种装置，该装置用于锁定头帽的长度这样使得当施加cpap压力时，密封件被总体上固持在适当位置并且头帽基本上不会伸长。在一些配置中，当该机构接合时可能发生少量伸长。
在一些配置中，单向摩擦头帽可以并入机构，该机构被设计用于给予使用者非伸展头帽的所有益处，该非伸展头帽具有与具有较少至无手动调节的现有伸展头帽相同的使用体验方便性。
弹性头帽的伸展典型地在维持密封方面没有帮助。密封在面部上的面罩将一直产生吹离力并且进而产生头帽中的反作用力。这个力将使头帽伸展，从而影响密封件的配合。如果在没有对头帽进行调节的情况下在较高压力下获得平衡配合，那么伸展头帽因此必须是过紧的以便预期和补偿这种变化，从而在较低压力下导致不平衡配合。
单向摩擦机构可以在建立密封时阻止头帽的非伸展绑带部件改变其长度。一旦打开cpap机器并且建立该密封，每个使用者的变量(如配合偏好、面部形状等)将产生试图将面罩推动远离使用者面部的吹离力。这种吹离力可以被单向摩擦机构抗衡，该单向摩擦机构降低或消除非伸展绑带改变其长度的可能性，从而产生在压力范围内的平衡配合。
抵靠面部密封的面罩实质上是压力容器。该面罩需要被抵靠面部固持以便维持气密性并产生密封。所需的绝对最小力等于(投影的)密封面积乘以正压。当方向指向远离面部时，这个力是吹离力。使这个力平衡是头帽的主要功能。当头帽中的反作用力基本上匹配吹离力时，实现平衡配合。在插管实施例中，在患者与插管之间通常不存在密封并且因此不存在吹离力。因此可以在头帽组件周长匹配使用者的头围并且对伸长或延伸提供一些阻力时实现平衡配合。对于插管系统，如在此描述的自配合头帽允许在无过紧和过度力情况下的快速和容易配合，该过紧和过度力分别可能在手动调节头帽和有松紧性头帽的情况下发生。
投影的密封面积(甚至在相同给定压力下)因人而异，并且取决于面部特征和个人配合偏好。考虑面部平滑的人与更“饱经风霜”的面部之间的差异。可能更易于在平滑的面部上进行密封，从而产生更小的密封面积和更低的相应吹离力。类似地，在同一人上，在相同压力下，可以在不同配合，如松配合抑或紧配合情况下进行且维持密封。在具有可充气密封件的面罩的情况下尤其如此。松配合将产生更小的面积和相应更低的吹离力。
在平衡配合的情况下，在头帽与使用者头部之间的力将等于实现密封所需的量的力。当使用标准头帽设计时，整个夜晚改变压力以便给予使用者舒适性的cpap特征可能使情况复杂化。在整个夜晚过程中压力的变化改变整个夜晚吹离力的量。利用并入平衡配合机构的头帽，反作用力与减少的cpap压力同步降低。
软管拉力是当使用者改变睡眠位置时由cpap或插管软管牵引所引起的另外的力。软管牵引力暂时地增加头帽上的力。如果该力超过机构的伸长阻力，则配合将改变，这可能导致泄露和/或不适。
当穿戴下文描述的头帽时，随着使用者改变睡眠位置，可能需要改变头帽配合。在这一点上，朝向面部推动或摆动密封件的自然相互作用将引起绑带自动地缩回任何过量长度以便维持新的配合。在一些情况下，面罩或密封件可以被拉动远离面部以便引起头帽的长度增加。
当穿戴下文描述的头帽时，为了移除接口，密封件可以被大于机构的最大固持力的力向前拉动。这引起头帽延长并且这使得密封件能够被拉离面部并且在使用者的头部上拉动。一旦移除，头帽上缺乏力将引起头帽自动地缩回至其松弛大小。
在一些配置中，头帽施加三阶段力延伸配合曲线，该曲线的概况在图2中示出。在施加阶段200中，头帽被伸展以便越过使用者的头部。该曲线图示出在伸长过程中的阻力。负载曲线202示出随着头帽被进一步伸展以适应更大头围，针对头帽初始延伸的负载的急剧上升，该负载随后转变成总体上恒定的、平坦的延伸曲线。在调节阶段204中，头帽缩回并从伸展状态返回直到实现所希望的配合。负载曲线206示出当头帽缩回以便配合到使用者头部上时负载的初始降低，并且还示出当头帽进一步缩回以便配合使用者的头围时的较低负载力。在第三阶段，平衡配合阶段208中，当施加cpap压力时，头帽调节以便将其位置固持在使用者的头部上。负载曲线210示出由于cpap压力头帽的负载力的上升与吹离力平衡，并且还抵抗另外的力，如软管拉力。在插管实施例的情况下，可以在阶段二结束时实现平衡配合，并且阶段三典型地将仅在经历外力(如软管拉力)的情况下和在经历外力(如软管拉力)时开始。平衡配合的这些部件的另外细节将在下文中进行讨论。
现在参考图3，示出施加阶段200和相关负载曲线202的另外细节。如上文所讨论，负载曲线202示出急剧上升220，因为头帽在其被伸展以便适应使用者的头部时具有初始伸展阻力。初始阻力可能与克服将抵抗伸长的阻力有关。随着头帽进一步伸展，一旦负载已达到头帽的机构的屈服力，用于更大量的头帽延伸时，负载曲线就转变成基本上平坦、总体上恒定的延伸曲线222，其中对于更大量的头帽延伸来说负载力增加较少。
图4更详细地示出第二阶段，或者调节阶段204。在这个阶段中，头帽已被充分伸展或伸长以便配合在使用者的头部上，并且头帽已被释放到位置中。一旦已经实现所希望的定位，头帽从伸展状态(例如，过度伸长位置)返回，并且负载力急剧下降224，如负载曲线206中所示。在由于头帽缩回以便配合使用者头部所致的力的这种减少之后，当头帽保持配合使用者的头部时该负载曲线保持较低226。如所示，代表本发明的许多特征、方面和优点的头帽特征在于引起伸长所需的第一高负载和头帽在其下收缩的第二更低负载。换句话说，头帽在比引起伸长所需的更低负载下收缩，并且滞后是所提供的作用。在一些配置中，当从伸长模式改变成收缩模式时，头帽具有长度变化的延迟，同时力显著改变。在一些配置中，当接口长度从伸长改变成收缩时，接口周长(包括头帽组件)的长度变化落后于负载(即，力)的变化。此外，在一些配置中，在伸长过程中，随着力增加，长度增加超过在力减少过程中的长度减少(例如，在220处的斜率低于在224处的斜率)。
在图5中，在平衡配合阶段208中实现平衡配合，其中头帽的力使cpap压力的吹离力平衡。如上文所提及，当施加cpap压力时，头帽调节以便保持其长度。负载曲线210示出使吹离力平衡的负载力的上升。如在负载曲线210的详细平衡配合区段230中所示，平衡配合产生比头帽的缩回力226更高的负载。该平衡配合分量是头帽绑带中的增加的力，该增加的力提供与吹离力相等且相反的力。然而，这个力也低于延长或延伸曲线222。在一些配置中，平衡配合区段230的斜率与在头帽缩回过程中负载力224的上升220和/或下降有关、受其影响或者可以基本上与其相同。在一些配置中，平衡配合区段230的斜率比负载力224的下降的斜率更陡。在一些配置中，平衡配合区段230的斜率大于在头帽延长过程中的初始上升220的斜率。
被定义为延长或延伸力222与瞬时或当前平衡配合力234之间的差异的储备力分量232是该平衡配合力以上的缓冲区，其中另外的力可以被施加到头帽上而不发生头帽的实质性伸长。储备力分量可以补偿可用于从使用者头部拉动头帽的任何另外的力，如软管拉力。随着外力(如软管拉力)上升，头帽中的反作用力也上升。只有在外力超过屈服点时头帽才将伸长，这可能导致泄漏。储备力分量优选地足够大以便适应可能在正常使用过程中由被拉动的软管施加到面罩上的实际外力。这个储备力分量或缓冲区还允许面罩的密封件与使用者的面部接合中的使用者偏好，如更紧或更松的配合。当与插管系统一起使用时，整个阶段三可以被分配给储备力。因为不存在吹离力，所以可以在阶段二结束时实现平衡配合，并且因此阶段三典型地仅需要考虑任何外力(如软管拉力)和在配合紧密性方面的使用者偏好。因此，针对插管设置的屈服力可以基本上低于针对cpap设置的屈服力。一般而言，当实现平衡配合时头帽内的力也可以针对插管设置比针对cpap设置更低。
图3-图5的曲线图还包括围绕且限定一个区域的周界。所示的周界是总体上矩形形状的并且表示接口组件的操作范围，因为该周界涉及使用者的头围(延伸)和由cpap系统施加的力(负载)，该力可以但不一定包括外力，如软管拉力。该区域沿x-轴的长度或者该周界的左端212与右端214之间的距离表示使用者头部大小的所希望或可用的范围。也就是说，左端212位于较低头部大小(周长或延伸)处，并且右端214位于较高头部大小处。较低和较高头部大小可以是特定接口组件的最小和最大头部大小，该接口组件可以是通用配合或者旨在用于头部大小(例如，小、中、大)或者使用者(例如，婴幼儿、成人)的某一子集。
该区域沿y-轴的长度或者该周界的下端216与上端218之间的距离表示在使用中被施加到接口组件上的力或负载的所希望或可用的范围。该周界的下端216位于较低力(例如，由低cpap值产生的力)处，并且该周界的上端218位于较高力(例如，由高cpap值产生的力)处。与头部大小一样，较低和较高力可以用于一般cpap系统或方案，或者可以用于cpap系统或方案的特定子集。如上文所述，力范围可以单独基于cpap力，或者可以包括外力，例如像软管拉力。优选地，瞬时或当前平衡配合力234落入操作范围内。
为了使伸展或弹性系统在整个操作范围内提供足够性能，该系统必须提供比接口组件更大的阻力，该阻力可以经由cpap压力和外力中的一者或两者来产生。因此，该伸展或弹性系统的力延伸曲线应被定位在操作范围之上，并且如果必要，在操作范围之上间隔足以解决外力和/或提供储备力来解决异常或非预期力的距离。因此，伸展或弹性系统向使用者施加力，该力处于比解决施加到接口组件上的实际力(例如，cpap力和外力)所需的更高的水平。这个大于所需的力倾向于导致使用者的舒适性降低。
不同力曲线配置对于头帽组件来说是可能的，其中这些力曲线配置优选地包括平衡配合区域。在此描述的力曲线适用于cpap系统和插管系统两者；然而，实现平衡配合的点通常将不同。与维持接口的配合相关的力水平也将在插管系统中显著更低。此外，一些或所有头帽实施例将针对插管系统起作用或者可以进行修改来针对插管系统起作用，其中当头帽周长匹配头围并且优选地对头帽的延伸提供一定量的阻力时实现平衡配合。增加的cpap压力和/或吹离力通常将与施加到插管系统上的外力相关联。图6示出一个力曲线240，其中头帽绑带的阻力根据需要产生。这种配置需要最少的努力来使头帽延伸和配合。在这种配置中，使用者仅必须克服头帽的弹性，如由曲线242所示，这典型地需要小于约1.5n的力。由曲线244所示的这种配置的平衡配合分量提供与吹离力相等且相反的力，并且还补偿可用于从使用者头部拉动头帽的任何另外的外力。曲线246除了平衡配合部分244之外增加缓冲区。
图7a-图7b示出具有图6中所示的按需阻力曲线的头帽的一个实施例。所示的配置包括分层伸展组件304。在图7a中所示的分层伸展实施例304中，两个绑带306和308可以是分层的，一个在另一个之上，每个绑带具有交替的伸展区段310、316、320和非伸展区段312、314、318。如所示，两个绑带306和308可以被折叠在彼此之上(如由箭头324所指示)，这样使得一个绑带的非伸展区段至少与另一个绑带的伸展区段重叠。如所示，绑带306的非伸展段314与绑带308的伸展段316重叠。非伸展段314优选地长于伸展段316，这样使得非伸展段314的至少一部分与非伸展段312的至少一部分重叠，以便产生连续非伸展路径。还示出非伸展段312与非伸展段318的类似重叠。此外，绑带306和308可以在非伸展区段上具有一种形式的“夹持”，如橡胶带子或其他粘性物质。当定位在彼此的顶部上时，如由重叠的夹持区段322所指示，这些夹持区段重叠并且钩住，从而减少或消除这些头帽绑带的进一步伸长的可能性，直到这些绑带之间的运动阻力被超过。一旦将头帽放置在使用者的头部上，伸展层与非伸展层之间的径向力引起这些夹持区段接合并形成完全非伸展区段，从而限制这些头帽绑带的进一步伸长。图7b示出图7a中所示的分层绑带实施例的两张照片。
图8中示出分层伸展绑带配置的另一个实施例。如在图7a中所示的配置中，分层夹持绑带配置400由两个绑带组成，一个绑带在一个或多个位置中具有夹持图案，并且另一个绑带具有一系列交替的伸展段或区段414和非伸展段或区段412、416。尽管示出一个伸展段和两个非伸展段，可以提供其他数量的伸展段和非伸展段。第一或内绑带406被示出具有位于绑带406的任一末端上的两个夹持图案段410。然而，可以提供不同数量的夹持图案段410，包括基本上沿绑带406的整个长度的夹持图案。夹持段410与第二或外绑带408的非伸展段412、416重叠，以便提供选择性地联接这些绑带406、408的至少一部分的相互作用的夹持区段。然而，这种安排还可以是在内绑带406与外绑带408之间相反的。在一些配置中，内绑带406是非伸展构件，当绑带406、408被联接时该非伸展构件允许头帽形成完全非伸展区段，从而限制头帽的进一步伸长，如上文所讨论。然而，在其他配置中，内绑带406可以由弹性或可伸展材料构造。在这类配置中，即使当绑带406、408被联接时该头帽也包括伸展区段，该伸展区段的长度可以由外绑带408的弹性部分414来限定。优选地，该伸展区段被设置在使用者头部的后面，并且非伸展区段位于使用者头部的侧面上。将伸展区段定位在使用者头部的后面可以针对给定力产生比设置在使用者头部侧面上的伸展区段更少的伸展移动。当头帽被负载时，如吹离力或外力的结果，在使用者头部后面的区段被抵靠使用者头部拉动，从而增加头帽与使用者头部之间的摩擦。在一些配置中，该摩擦可能足以基本上防止头帽的伸展区段的伸展移动。可以采用增强头帽与使用者头部之间的摩擦的多个特征，例如像硅酮或其他类型的夹持元件。可伸展内绑带406可以有助于在佩戴之前头帽的伸展。在一些配置中，如当基本上全部的内绑带406为可伸展时，外绑带408的该一个或多个区段414的材料相较于内绑带406的材料具有基本上更低的伸长模量，以便解决基本上小于内绑带406的长度的该一个或多个伸展区段414的长度。内绑带406可以是具有施加到绑带406的一侧或两侧上的夹持图案的细绑带。绑带408可以具有施加到非伸展段412和416上的类似夹持图案。在一些配置中，夹持图案被施加在绑带的远离使用者面向的部分上。在所示的配置中，第二绑带408可以具有狭槽，内绑带406配合在该狭槽中以便保持这些绑带的对准并且便于使用头帽组件。例如，第二绑带408可以包括第一绑带延伸穿过的通道。该通道可以沿着第二绑带的大部分长度形成，或者该通道可以由多个环(例如，类似于用在服装上的带环)来限定。
图9示出分层绑带配置的第三实施例。在这种配置中，分层绑带500包括如在上文讨论的实施例中的交替伸展段和非伸展段。在图9中所示的配置中，绑带的一段折叠。当折叠时，非伸展段的夹持部分可以被对准，这减少或消除头帽进一步伸长的可能性。在一些配置中，一旦已将头帽伸展来配合在使用者的头部上并且在使用者已实现接口组件的所希望的张力之后，绑带段就被折叠。在一些配置中，绑带段在基于压力的治疗开始之前折叠。
图10中示出另外的分层绑带配置。在这种配置中，分层绑带600具有在非伸展段610上方分层的伸展段614。伸展段614连接如所示与非伸展段610重叠的两个非伸展段612(示出一个)。非伸展段612可以采取中心或后部非伸展段610可以被插入穿过其或者被插入其中的缠绕段或环或袋的形式。如上文所讨论，每个非伸展段可以具有多个夹持部分，这些夹持部分当对准时减少或消除头帽进一步伸长的可能性。
当施加力以便试图使具有按需阻力力曲线的头帽伸长时(如图7a-图7b和图8-图10中所示的非伸展路径头帽)，除了固持头帽的位置中，存在在两个绑带层之间施加的最小力。因此，这些夹持区段不会与彼此相互作用，并且这些伸展部件能够在无实质性阻力的情况下伸长。当将头帽从伸长位置释放时，这些伸展部件松弛直到头帽基本上匹配使用者的头围。在这一点上，两个绑带层上的非伸展部件和夹持区段应当是重叠的。由使用者头部施加在头帽上的径向力可以引起这些夹持件彼此相互作用并锁定头帽的长度，从而在无实质性力施加的情况下限制进一步延伸或缩回。这些夹持件的相互作用和重叠的伸展/非伸展区段产生穿过头帽的连续非伸展路径。这个路径在施加cpap压力时限制头帽的进一步伸长。头帽施加与施加在使用者面部上的cpap压力相等且相反的力，从而产生平衡配合。为了调节面罩的配合，可以释放或减弱夹持区段的相互作用。
在图11a-图11d中可以观察到另一种按需阻力配置。参考图11a，在这种配置中，隧道绑带配置700具有两个相对非伸展的绑带段704。在一些配置中，这些非伸展绑带段可以由热成形压缩材料(如吸汗透气的弹性材料(breath-o-prene))形成。每个绑带段704可以被连接到柔性穿梭件712上。每个柔性穿梭件712可以被连接到段704上并且连接到低力弹性构件714上。柔性穿梭件712和弹性构件714可以总体上由弯曲头部形状的隧道706围绕，该隧道具有由软的、非伸展(至少在周长/长度上)材料制成的平滑内表面。多个防滑垫708(示出两个)可以位于穿梭件712的最接近使用者的表面上。防滑垫可以由硅酮或另一种防滑或粘性材料制成。这些穿梭件712中的每个的一端可以与弹性构件714的末端对准，这样使得该弹性构件位于每个穿梭件712的整个长度的顶部上。分层弹性构件714和穿梭件712配置可以端对端地附接到相对非伸展的绑带段704上。绑带组件可以被容纳在隧道内部，但是在其他配置中，该隧道可以具有一个开口侧。
柔性穿梭件712提供建立头帽的平衡配合的夹持力。如图11b中所示，穿梭件712取决于绑带的伸长或缩回以及所施加的力的量而改变形状。当绑带704被拉动时，穿梭件712符合隧道706和夹持件的形状，从而减少或消除头帽进一步伸长的可能性。当绑带704被释放或者正缩回时，穿梭件712从隧道706的表面剥离并破坏夹持件，从而允许绑带缩回。图11c和图11d提供在图11a和图11b中所示的隧道概念700的一个实施例的进一步说明。图11c示出隧道绑带配置本身，而图11d示出附接到面罩上的隧道绑带配置的另一个实施例。在图11d中，示出第二绑带。第二绑带(或绑带组)可以被定位在隧道706和/或绑带704的下方或上方。在一些配置中，第二绑带可以被连接到绑带704上。第二绑带可以在头帽的佩戴或脱去过程中由使用者抓取并且如此可以是手柄。在一些配置中，第二绑带有助于在佩戴过程中定向头帽。在一些配置中，第二绑带可以总体上定位在最大枕骨点下方。
图12中示出另外的按需阻力配置。在这种配置中，另一个隧道绑带配置800具有隧道802，该隧道被配置成暴露两个穿梭件804以便允许一些手动相互作用和配合调节。通过暴露穿梭件804，使用者可以对头帽的初始配合具有另外控制。接片806(示出一个)也可以被配置成为使用者提供便利的方式来调节头帽的配合。例如，在一些配置中，拉动这些接片可以缩短绑带。在一些配置中，接片806可以被布置在隧道802的末端附近。
当施加力来使具有隧道机构并且展示按需阻力力曲线的头帽(如图11a-图11d和图12中所示的头帽)伸长时，弹性构件自由地伸长直到径向力被施加到该机构上。直到施加径向力，所施加的轴向力仅需要足够大到克服松紧带的强度。当头帽被从伸长位置释放时，松紧带缩回直到头帽匹配使用者的头围并且随后施加径向(例如，横向于绑带)力。在这一点上，使用者的头部将会将径向力施加到头帽上。与隧道的弯曲相组合的径向力将引起穿梭件背面上的防滑垫与隧道的内壁相接触，从而形成夹持并且锁定头帽的长度，由此限制进一步伸长或缩回。由于穿梭件优选地是平片塑料，该穿梭件的自然反应是位于使用者头部曲线的切线处。这导致头帽的前端(其中弹性件被永久地附接)具有远离隧道内壁定位的倾向，从而当存在施加到头帽上的最小径向力时释放防滑垫。防滑垫与隧道之间的摩擦典型地不足以防止弹性构件在隧道中缩回。
当通过施加cpap压力将张力施加到头帽上时，穿梭件的前部被拉成与隧道的内壁相接触。穿梭件被拉成与隧道的内壁相接触。在这种配置中，防滑垫与隧道相互作用，从而当施加到头帽上的拉力增加时，增加使头帽伸长所需的力。这有效地锁定头帽的长度，从而限制进一步伸长和缩回，除非施加大于指定施加力的力。
图13示出按需阻力配置的又一个实施例。在这种配置中，气动锁定绑带900提供平衡配合头帽。一个或多个气动锁定组件902可以在面罩914的每一侧上设置有一个。气动锁定组件可以被连接到松紧带等上，或者被定位在其内，或者沿着其定位。在一些配置中，松紧带可以被连接到面罩、面罩的密封件和/或面罩的框架上。在一些配置中，松紧带可以被连接到气动锁上。每个气动锁定组件可以具有由锁壳906包住的气动锁904。供气管908从面罩914延伸至每个气动锁定组件902。气动锁定组件902中的一个的放大视图910示出芯绑带912延伸穿过每个气动锁定组件902的中部。如上文所讨论，头帽的固持力仅在存在cpap压力的情况下需要。在这个实施例中，维持气动锁的空气压力由来自面罩的空气压力提供。当气动锁定组件902被启动以便为头帽提供固持力时，如在已实现配合之后，空气从面罩914供应至每个气动锁904。这种空气压力引起气动锁904扩展并且夹持芯绑带912，从而减少或消除头帽绑带进一步伸长的可能性。因为空气锁组件902与面罩的腔室处于流体联通，所以随着面罩中的压力增加，空气锁组件902中的压力也增加。如此，当力增加、从而试图将面罩从面部提起时，抵抗绑带伸长的力也增加。这种按需阻力实施例通常不适用于插管设置。这是因为空气锁需要空气压力的存在以便被启动，并且通常未密封的插管系统不能够提供空气压力。手动启动的外部空气压力源可以被提供至空气锁，以便提供防止由于外力所致的头帽伸长所需的固持力。
图14示出并入平衡配合的第二力曲线。在该图中，示出对开始移动的高阻力曲线250。被配置具有该力曲线的头帽可以具有在预定力下失效的锁定机构。当头帽被伸长以便配合在使用者头部上并且缩回用于配合时负载力将保持较低，直到再次施加力来使头帽绑带伸长。如所示，负载伸长曲线252可以在较低延伸处具有初始向上的斜率，该斜率示出对头帽的初始伸长的高阻力。在已达到预定力之后，需要低得多的量的力来使头帽进一步伸长。如在上文所讨论的按需阻力力曲线中，对开始伸长移动的高阻力力曲线还包括具有两个分量的平衡配合。首先，平衡配合分量254提供对在小范围延伸内进一步伸长的高阻力，以便抵消cpap压力的吹离力。对延伸的另外阻力由储备力分量256提供，该储备力分量抵消可以用于使头帽伸长或松开的任何外力，如软管拉力。在所示的配置中，曲线的初始伸长部分的斜率与曲线的平衡配合分量254的斜率基本上相同。在一些配置中，因为曲线的初始伸长部分和平衡配合部分的斜率由试图克服图14中的同一机构产生，所以这些斜率将是相同的或者基本上相同的。
图15a-图15b中示出并入对开始伸长的高阻力曲线的配置的一个实施例。图15a示出滚珠锁定机构1000的横截面。在这种配置中，锁定腔室1002包括滚珠1004和开关1006。开关1006可以是具有顶部表面1012的楔形构件，该顶部表面在开关与芯绑带1010接合时位于锁定腔室1002的上部内表面邻近。如图15a中所示，当开关1006与芯绑带1010接合时，滚珠1004与芯绑带1010之间的摩擦基本上防止芯绑带1010的进一步伸长。在预定力下，滚珠1004和开关1006改变位置，其中开关1006围绕枢轴点1008枢转以便释放芯绑带1010并且允许芯绑带1010在任一方向上自由移动，从而允许头帽自由地伸长或缩回。当芯绑带1010的移动方向相反时，如当头帽返回至更小周长时，滚珠1004行进至锁定腔室1002的自由侧上(在图15a中行进至左侧)并且开关1006复位。如果芯绑带1010随后被拉动，则机构1000再次充当如上文描述的滚珠锁以便抵抗头帽的进一步伸长。
图15b中示出另一个滚珠锁定机构1020的锁定位置和释放位置。在这种配置中，锁定腔室包括滚珠1024和开关1026。开关1026可以是具有顶部表面1036的楔形构件，该顶部表面位于锁定腔室1022的上部内表面1038邻近。开关1026还可以包括部分1040，该部分被成形为在锁定腔室1022内包括滚珠1024。在一些配置中，部分1040还可以被配置成与芯绑带1030接合，以便在滚珠锁定机构1020处于锁定位置中时减少或消除头帽进一步伸长的可能性。在一些配置中，机构1020可以包括磁铁1032和磁性构件1034。磁铁1032可以位于滚珠锁定机构1020的壳体内，而磁性构件1034可以位于开关1026的靠近表面1036的一端上。
如图15b的下方说明中所示，当开关1026与芯绑带1030接合时，开关1026的滚珠1004与芯绑带1030之间的摩擦基本上抵抗芯绑带1030的进一步伸长。如在参考图15a所讨论的配置中，在克服开关1026的滚珠1004与芯绑带1030之间的摩擦的用于使头帽伸长的预定力下，开关1026通过围绕枢轴点1028枢转而改变位置以便释放芯绑带1030并允许芯绑带1030自由移动。在开关处于这个位置的情况下，头帽基本上自由伸长或缩回。当芯绑带1030的移动方向相反时，如当头帽返回至更小周长时，滚珠1024行进至锁定腔室1022的自由侧上(在图15b中行进至左侧)并且开关1026复位。如果芯绑带1030随后被拉动，则机构1020再次充当如上文描述的滚珠锁以便抵抗头帽的进一步伸长。磁铁1032和磁性构件1034可以用于固持和复位开关1026。
图16中示出对开始移动的高阻力配置的第二实施例。在该实施例中，自调节垫圈摩擦力固持芯绑带以便减少或消除进一步伸长的可能性，直到在低负载力的情况下摩擦力被克服并且芯绑带被释放以便伸长或缩回。图16包括提供如上文讨论的概念的平衡配合的自调节垫圈机构1100。自调节垫圈机构1100包括具有可弯曲弯曲部1110的s形摩擦构件1104，和邻近s形构件1104的可弯曲弯曲部1110部分的自调节垫圈1106。例如但不限于，摩擦构件1104和弯曲部1110可以被定位在壳体1111内，并且伸展部件1113可以被固定到壳体1111上。头帽的芯绑带1108穿过s形构件1104中的孔口并且还穿过垫圈1106。芯绑带1108可以穿过伸展部件1113的至少一部分或者在其旁侧经过。
当垫圈1106和s形构件1104与芯绑带1108的纵轴线成角度α(在图16中由1112指示)时，由于垫圈1106与芯绑带1108之间以及s形构件1104与芯绑带1108之间的摩擦力，芯绑带1108抵抗伸长。可以通过施加到芯绑带1108上的另外负载力来克服这些摩擦力。当将足够力施加到s形构件上时，s形构件1104和垫圈1106的孔口由于s形构件的挠曲而变得更好对准。在挠曲情况下，自调节垫圈机构1100采用如图16的下图中所示的形状。在这种配置中，可弯曲弯曲部1110和垫圈1106与纵轴线成角度β(在图16中由1114指示)。角度1114比角度1112更接近九十度，从而允许芯绑带1108更容易地穿过s形构件1104和垫圈1106中的开口。在这种配置中，在芯绑带1108上施加的摩擦力较小，从而允许芯绑带1108在较少所需负载力情况下伸长和缩回。当芯绑带1108上的拉动方向相反时，s形摩擦构件1104的可弯曲构件1110和垫圈1106返回至与图16的上图中的取向类似的取向。如上文所讨论，由于芯绑带1108上的摩擦力，这种配置限制芯绑带1108的伸长直到施加足够高的负载，该负载大于在cpap装置的正常治疗使用过程中典型遇到的负载。
图17示出并入平衡配合特征的第三力曲线。在该图中，示出对伸长负载的重复高阻力曲线270。被配置具有该力曲线的头帽具有在复位之前在预定力下失效的锁定机构。这种释放和复位顺序在头帽延伸的整个过程中重复。如图17中所示，当头帽被延伸时负载曲线272由一系列重复高负载力峰值组成。负载曲线272需要较少力来缩回，如由曲线272的下部部分所示。与上文讨论的力曲线一样，平衡配合分量274和储备力分量276分别补偿吹离力并且防止由于外力(如软管拉力)所致的头帽的进一步伸长。此外，如所示，平衡配合分量274可以具有负载延伸斜率，该负载延伸斜率近似负载曲线272的增加的负载部分的负载延伸斜率。
图18a-图18b中示出提供对伸长的重复高阻力的棘齿机构1200。所示的棘齿机构1200包括壳体1204，该壳体具有容纳弹簧夹1208的内腔1206。夹子1208被配置成与延伸穿过壳体1204的非伸展芯绑带1212的锯齿形边缘相互作用。当芯绑带1212被拉动或延伸时，夹子1208与芯绑带1212的锯齿形边缘接合，以便抵抗进一步伸长。当夹子1208挠曲离开时，夹子1208对绑带1212的夹持被克服，从而释放其对单个齿的夹持。弹簧夹1208随后准备与锯齿形芯绑带1212的下一个齿相接合。再次，当施加足够负载力后，夹子1208释放芯绑带1212的下一个锯齿，并且卡住后续锯齿。以这种方式，实现如在图17中所示的一个力曲线的对伸长的重复高阻力力曲线。所示的夹子1208在锯齿形芯绑带1212的延伸过程中垂直于芯绑带1212，并且可以在芯绑带1212的缩回过程中成角度。
芯绑带1212可以被容纳在伸展鞘(未示出)内部，并且可以延伸超过该鞘的两个末端至容纳松弛末端的塑料管中。伸展鞘提供使头帽返回至使用者头部大小的缩回力。伸展鞘的杨氏模量(young’smodulus)被优选地调整，这样使得该鞘向使用者头部施加小于或等于最小可能吹离力的力，这样使得该鞘提供初始平衡力。对于更高的吹离力，非伸展部件可以提供另外的平衡力。
芯绑带1212优选地在末端上具有止动件以便减少或消除绑带1212的末端被拉出壳体管的可能性。芯绑带1212与壳体形成闭合环。管状壳体可以夹入面罩框架中。夹子壳体(未示出)可以将伸展鞘与壳体连接在一起。
当将延伸力施加到头帽上时，芯绑带1212抵靠壳体1204的方形内壁齐平地拉动夹子1208。这引起夹子1208进一步与芯绑带1212上的齿接合。当夹子1208挠曲离开时该接合被克服，从而释放其对单个齿的夹持，而准备与下一个齿接合。克服芯绑带上的每个齿并且使头帽伸长所需的力大于或等于指定施加力。
当头帽从伸长位置释放时，夹子1208在其壳体1204内旋转，从而变成与壳体1204的成角度的壁齐平。这允许夹子1208脱离接合芯绑带1212的齿，这进而允许头帽自由地缩回。
最初，cpap压力被由弹性部件施加到使用者头部上的较低力所平衡。当由cpap压力施加的力增加时，非伸展芯绑带1212将提供对伸长的另外阻力，从而抵靠垂直的壳体壁推动弹簧夹1208并接合该齿，由此提供平衡力的剩余部分。由于由cpap压力施加的力优选地不超过用于克服芯绑带1212上的齿的指定屈服力，所以头帽的长度将保持基本上恒定，除非由使用者修改。
图18b中示出芯绑带1212的缩回。在该图中，芯绑带1212缩回穿过壳体1204，从而引起夹子1208在壳体1204内旋转，因此允许夹子1208从芯绑带1212的齿脱离接合。在这种配置中绑带1212可以在极小阻力的情况下缩回。
图19a和图19b示出整合到绑带设计1218的一个实施例中的棘齿机构。弹性套管1220围绕棘齿机构以便使头帽自动缩回。
图20中示出并入平衡配合的第四力曲线。在该图中，示出大滞后负载曲线290。被配置具有该力曲线的头帽具有对伸长或延伸的高负载力阻力。参考图20，在负载曲线的延伸区段292中示出力的高增长。在头帽的这一延伸阶段过程中，延伸力可以在约7n与8n之间，如由吹离力与估计3n的软管拉力的总和所确定。当头帽缩回时，如在负载曲线的缩回区段294中所示，返回力优选地不大于约2.5n。该返回力是主要由头帽的弹性部件施加在使用者面部上的力。
头帽的平衡配合可以包括两个分量，如上文所讨论：平衡配合分量和储备力分量。图20中所示的负载曲线的平衡配合分量296补偿由cpap压力施加的吹离力。该负载曲线的储备力分量298可以覆盖一定范围的负载力，从而向上延伸到在延伸曲线292的大滞后区段过程中的负载力。在一些实施例中，在平衡配合阶段过程中的延伸不超过约10mm。如所示，在一些配置中，平衡配合分量296遵循与初始伸长斜率类似或相同的斜率。在一些配置中，平衡配合分量296具有比缩回区段294的斜率更低的斜率。多种其他配置是可能的。
图21a和图21b示出并入上文讨论的大滞后负载曲线的头帽机构的一个实施例的横截面。在该实施例中，垫圈概念头帽机构1300包括具有内腔1306的壳体1304。内腔1306被配置成具有自由移动表面1310，该表面基本上与由芯绑带1316限定的纵轴垂直且正交。内腔1306还被配置成具有锁定表面1312，该表面相对于由芯绑带1316限定的纵轴成角度。垫圈1308位于内腔1306内。穿过壳体1304和垫圈1308两者的孔口允许非伸展芯绑带1316螺旋穿过这些孔口。壳体1304形成容纳非伸展芯绑带1316的末端的管的末端。在一些配置中，该管子是总体上弹性的。这种管可以将头帽制成闭合环，并且可以夹入面罩框架中(未示出)。
参考图21a，示出芯绑带1316的自由移动。当垫圈1308与壳体1304的自由移动表面1310对准时，在垫圈1308和壳体1304与芯绑带1316之间存在很少摩擦至没有摩擦。因此，在这种配置中，芯绑带1316具有穿过垫圈1308和壳体1304的基本上直线路径，并且在由箭头1318所指示的自由移动方向上基本上自由地移动。
现在参考图21b，示出对芯绑带1316的移动的高摩擦阻力。当芯绑带1316在自由移动方向的相反方向上被拉动时(由箭头1320所指示)，垫圈1308被迫使翻倒并邻近壳体1304的成角度的锁定表面1312搁置。垫圈1308在壳体1304内的这种取向产生用于芯绑带1316的成角度的路径。这种成角度的路径增加垫圈1308与芯绑带1316之间的摩擦。增加的摩擦限制芯绑带1316的移动，这抵抗头帽的伸长。图22示出并入在头帽组件内的垫圈概念头帽机构的一个实施例。如图22中所示，每个头帽组件可以在非伸展芯绑带上包括两个垫圈机构。芯绑带的中间区段可以被容纳在伸展鞘内部。芯带优选地在末端上具有止动件以便减少或消除芯带被拉出壳体管的可能性。伸展鞘在两个末端处按所希望地连接到壳体管上。图22还在1330示出自由移动配置。图22在1332示出高摩擦力移动配置。
图23中示出提供对芯绑带的移动的高摩擦阻力的垫圈概念的三个另外实施例。如在每个概念1340、1350和1360中所示，垫圈形状可以取决于壳体的构造从平垫圈1342改变成成角度的垫圈1352或成角度的垫圈1362。在每种情况下，垫圈1342、1352或1362沿着壳体的自由移动表面1344、1354或1364的对准将允许芯绑带1348、1358或1368基本上自由地移动穿过该垫圈和该壳体。然而，当垫圈1342、1352或1362在壳体内旋转以便与壳体的锁定表面1346、1356或1366对准时，芯绑带被弯曲，从而产生限制头帽的进一步伸长的成角度的高摩擦移动路径该路径。
图24中示出垫圈概念机构的另一个实施例。在这个实施例中，机构1370包括布置在壳体1374内的垫圈1372。可旋转构件1376也被布置在壳体1374内。如上文中相对于其他垫圈实施例所讨论的，垫圈1372从壳体的一个末端到另一个末端的移动影响是否存在自由移动或高摩擦移动条件。垫圈机构1370内的可旋转构件1376提供另外的益处，这样使得机构1370更少受芯绑带1378的拉动角度的变化影响。
在任何上文讨论的实施例中，壳体可以被制造成一件或多件。壳体和垫圈可以由相同或不同材料制造。在一些配置中，壳体和/或垫圈可以由总体上刚性材料形成。在一些配置中，壳体和/或垫圈可以由刚性塑料形成。在一些配置中，壳体和/或垫圈可以由聚碳酸酯、聚丙烯、乙酰基或尼龙材料形成。在一些配置中，壳体和/或垫圈可以由金属形成。
当具有上文中参考图21a-图21b、图22、图23、以及图24所讨论的任何垫圈机构的头帽被延伸时，垫圈与芯绑带之间的少量摩擦引起垫圈被朝向壳体的成角度的端壁拉动。这导致垫圈以一定角度安置在壳体内部，从而产生用于芯绑带穿过的弯曲路径。这个弯曲路径在芯绑带中产生张力并且增加对在芯绑带与垫圈机构之间移动的阻力。该阻力是这样：使得需要大于指定屈服力的力来使头帽伸长。
当在包括垫圈机构的头帽上不存在张力时，该垫圈返回至其邻近垂直端壁的中间位置。在该位置中，垫圈将最小摩擦力强加在芯绑带上。当头帽被释放时，芯绑带可以被自由地抽拉穿过壳体和垫圈。弹性鞘提供缩短头帽所需的缩回力。
当施加大于指定屈服力的力时，弹性鞘还允许头帽的伸长。弹性鞘的杨氏模量被优选地调整，这样使得该鞘可以仅向使用者头部施加小于或等于最小可能吹离力的力。因此，对于这些配置，该弹性件提供用于低cpap压力的初始平衡力。
最初，cpap压力将被由弹性部件施加到使用者头部上的较低水平的力所平衡。随着由cpap压力施加的力增加，与垫圈机构结合的非伸展芯绑带将限制进一步伸长。头帽对cpap压力增加的自然反应是伸长以便适应该压力增加；然而，这将导致垫圈被朝向壳体的成角度的末端推动，从而由于增加的摩擦而将非伸展芯绑带锁定在适当位置。一旦芯绑带的移动被限制，该芯绑带将提供平衡力剩余的部分。由于由cpap压力施加的力典型地将不超过用于克服芯绑带上的垫圈阻力的指定屈服力，所以头帽的长度将保持基本上恒定，除非由使用者修改。
图25a-图25c中示出大滞后机构的另一个实施例。图25a中示出c形环机构1400的横截面。机构1400包括刚性管状壳体1404，该刚性管状壳体可以与绑带构件1410连续地形成，或者可以是单独件。壳体1404包括芯绑带1408的非伸展区段可以穿过的孔口。壳体1404还包括芯绑带的松弛末端(未示出)。在壳体内是具有c形横截面的弹力垫圈1406。垫圈1406被定向，这样使得垫圈1406的开口被朝向面罩定向。柔性c形垫圈1406可以由硅或橡胶制成。参考图25a，被限定穿过c形构件1406的开口被定向在基本上类似于芯绑带1408的纵轴线的方向上。每个c形构件1406的至少一个支腿邻近芯绑带1408。垫圈1406的c形区段在芯绑带1408的穿过壳体1404的非伸展区段的表面上方拖动。壳体1404和垫圈1406被配置成使得当芯绑带1408在一个方向上移动时垫圈1406施加显著摩擦，并且芯绑带1408在另一个方向上的移动是基本上自由的，如将在下文中更详细地讨论。
现在参考图25b和图25c，示出芯绑带1408的自由移动和高摩擦移动。取决于移动的方向，垫圈1406不同地反应。当芯绑带1408在自由移动方向1414上移动时，垫圈1406的中心倾向于“展开”，如图25b中所示。当垫圈1406的中心展开时，芯绑带1408上的摩擦被减少。如图25c中所示，当芯绑带1408在另一个方向(高摩擦移动方向1416)上移动时，与芯绑带1408相接触的垫圈1406的中心被压碎或压缩。这种变形增加芯绑带1408上的摩擦，从而增加使头帽伸长所需的力。图26a和图26b示出具有如上文讨论的c形环机构的头帽组件的一个实施例的两个视图。芯绑带1408的中间区段被容纳在伸展鞘内部。伸展鞘可以在两个末端处被连接到壳体1404上。伸展鞘提供使头帽返回至使用者头部大小的缩回力。伸展鞘的杨氏模量可以被调整，这样使得该鞘可以向使用者头部施加小于或等于最小可能吹离力的力。这意味着伸展鞘提供初始平衡力。在插管系统中，杨氏模量可以被调整为将插管固持到使用者头部上所需的最低可能的或可行的，以便最大化舒适性。对于高吹离力(或者插管系统中的外力)，非伸展部件将提供另外的平衡力。芯绑带1408优选地在末端上具有止动件以便减少或消除这些末端被拉出壳体1404的可能性。通过包括芯绑带1408的末端，头帽形成闭合环。壳体1404优选地夹入面罩框架中以便将头帽连接到面罩上。
在图25a-图25c中所示的实施例中，当将延伸力施加到头帽上时，芯绑带1408抵靠壳体1404的内壁拉动垫圈1406的圆形区段。这引起垫圈1406挤压并且增加芯绑带1408上的摩擦。由垫圈1406提供的摩擦是这样：使得使头帽伸长所需的力大于指定屈服力。当头帽从伸长位置释放时，垫圈1406返回至其自然形状，从而在基本上更低阻力的情况下允许芯绑带1408穿过壳体1404并且穿过垫圈1406。当垫圈1406的开口侧被抵靠壳体1404的壁拉动时，该开口侧不会压皱或变形，并且芯绑带1408上的摩擦保持较低。
最初，cpap压力将被由弹性或伸展部件施加到使用者头部上的较低水平的力所平衡。随着由cpap压力施加的力增加，非伸展芯绑带1408用于限制进一步伸长。头帽的自然反应是伸长以便适应增加的cpap压力；然而，这将导致垫圈1406的圆形侧被抵靠壳体1404的壁推动，从而增加摩擦并且将非伸展芯绑带1408“锁定”在适当位置。一旦芯绑带1408的移动被限制，该芯绑带将提供平衡力的剩余部分。由于由cpap压力施加的力典型地不超过用于克服芯绑带1408上的垫圈1406的摩擦的指定屈服力，所以头帽的长度将保持基本上恒定，除非由使用者修改。
图27a-图27c中示出大滞后机构的另一个实施例。在图27a中，替代垫圈机构1500包括并入可挤压芯构件1506的壳体1504。可挤压芯构件1506可以被配置成圆锥形，这样使得该圆锥可以挤压或变形来增加芯绑带1508上的摩擦。当芯绑带1508在自由移动方向(由箭头1510所指示)上移动时，芯绑带1508上的摩擦是最小的并且可挤压芯构件1506基本上不抵抗芯绑带1508的自由移动，如图27b中所示。当芯绑带1508在高摩擦移动方向(由箭头1512所指示)上移动时，可挤压芯构件1506向左侧变形或“压碎”，如图27c中所示。
继续参考图27a，曲线图1520指示出当阻力由于可挤压芯构件1506的变形而增加时，对芯绑带1508的移动的阻力急剧增加。对移动的阻力保持较高以用于芯绑带1508的进一步伸长，对应于如参考图20描述的力曲线的大滞后力曲线。
图28a和图28b中示出大滞后机构的又一个实施例。在图28a中，滚珠锁定机构1600包括具有内腔1608的刚性管状壳体1640。内腔1608是倾斜的以便在一个末端处比另一个末端处大。内部倾斜腔室1608容纳滚珠1606。滚珠1606被包住在内部倾斜腔室1608的壁与非伸展芯绑带1610之间。壳体1604进一步包括孔口，这样使得芯绑带1610可以穿过该壳体，并且该壳体进一步包括芯绑带1610的松弛末端，从而形成闭合环。芯绑带1610优选地在末端上具有止动件以便防止这些末端被拉出壳体1604。壳体1604可以随后夹入面罩框架中。在这种配置中，当滚珠1606处于内腔1608的一个末端处时，滚珠1606压靠芯绑带1610，从而增加摩擦和使芯绑带1610进一步延伸所需的负载力。继续参考图28a，当芯绑带1608在由箭头1612指示的方向上被拉动时，滚珠1606被驱动进入内腔1608的较小末端中。由于内腔1608的倾斜形状，当芯绑带1608在相反方向上移动时，滚珠1606被驱动至内腔1608的“高顶板”末端，在该末端中存在用于滚珠1606的更大空间。因此，滚珠1606对芯绑带1608具有最小干扰，从而减少由滚珠施加的摩擦。图28b中示出并入在头帽组件内的这种滚珠锁定机构的一个实例。芯绑带1610的中间区段被容纳在伸展鞘1612内。伸展鞘1612可以在两个末端处被连接到壳体1604上。伸展鞘1612提供使头帽返回至使用者头部大小的缩回力。伸展鞘1612的杨氏模量被优选地调整，这样使得鞘1612可以仅向使用者头部施加小于或等于最小可能吹离力的力。这意味着伸展鞘1612提供初始平衡力。在插管系统中，杨氏模量可以被调整为将插管固持到使用者头部上所需的最低可能的或可行的，以便最大化舒适性。对于更高的吹离力，非伸展部件将提供另外的平衡力。
当将延伸力施加到具有在上文中参考图28a-图28c所描述的滚珠机构的头帽上时，芯绑带1610拉动滚珠1606朝向壳体1604的倾斜腔室的较窄末端。这随后驱动滚珠1606进入芯绑带1610中并且增加芯绑带1610上的摩擦。增加的摩擦是这样：使得使头帽伸长所需的力大于指定屈服力。
当头帽从伸长位置释放时，滚珠1606被朝向壳体1604的倾斜腔室的更宽末端驱动返回，由此减少芯绑带1610上的摩擦并且在基本上更低阻力的情况下允许芯绑带1610穿过该腔室。
最初，cpap压力将被由伸展鞘部件1612施加到使用者头部上的较低水平的力所平衡。随着由cpap压力施加的力增加，非伸展芯绑带1610将用于抵抗进一步伸长。头帽将自然地想要伸长以便适应cpap压力；然而，这将导致滚珠1606被推动朝向倾斜腔室1608的较窄末端，从而将芯绑带1610“锁定”在适当位置。一旦芯绑带1610的移动被抵抗，该芯绑带将提供平衡力的剩余部分。由于由cpap压力施加的力典型地不超过用于克服芯绑带1610上的滚珠1606的摩擦的指定屈服力，所以头帽的长度将保持基本上恒定，除非由使用者修改。
图28c中示出具有大滞后力曲线的第二滚珠锁定机构1620。在该图中，机构1620包括具有内腔1628的壳体1624，该内腔包括单独的楔形构件或开关构件1632。楔形构件1632用作被包住在滚珠1626与内腔1628之间的铰接释放开关。在该实施例中，包括楔形构件1632以便改进滚珠1626从芯绑带1630的快速释放。楔形构件1632具有成角度的表面，该表面在接合时产生倾斜腔室并且在释放时产生矩形腔室。芯绑带1630的中间区段被容纳在类似于图28b中所示的鞘1612的伸展鞘内。伸展鞘可以在两个末端处被连接到壳体1624上。伸展鞘提供使头帽返回至使用者头部大小的缩回力。伸展鞘的杨氏模量被优选地调整，这样使得该鞘可以仅向使用者头部施加小于或等于最小可能吹离力的力。这意味着伸展鞘提供初始平衡力。在插管系统中，杨氏模量可以被调整为将插管固持到使用者头部上所需的最低可能的或可行的，以便最大化舒适性。对于更高的吹离力，非伸展部件将提供另外的平衡力。
当使方向逆转成自由移动方向(如由箭头1634所指示)时，楔形件1632和滚珠1626在楔形件1632落下空腔1628内之前一起移动较小距离，从而立即释放芯绑带1630与滚珠1626之间的夹持。芯绑带1630随后被允许自由地移动。
开关1632自然地处于接合位置中，从而产生倾斜腔室。当将延伸力施加到头帽上时，芯绑带1630朝向腔室1628的通过开关1632变窄的末端拉动滚珠1626。当滚珠1626被驱动到开关1632中时，压缩力增加直到滚珠1626直接在开关1632的旋转轴线上方，此时开关1632被释放。开关1632的释放产生矩形腔室1628并且减少开关1632、滚珠1626、以及芯绑带1630之间的阻力，从而允许滚珠1626在腔室1628内移动，并且允许头帽仅在用于克服弹性伸展鞘和这些机构部件之间的一些摩擦力所需的力情况下容易地延伸。
当开关1632已被释放并且滚珠1626已滚至腔室1628的延伸末端时，芯绑带1630可以在两个方向上在最小阻力情况下移动穿过机构1620。在芯绑带1630逆转其行进方向并且使滚珠1626返回至腔室1628的另一个(缩回)末端之后进行开关1632的复位。一旦滚珠1626已滚回经过开关1632旋转轴线，开关1632被复位并且腔室1628再次变得倾斜。
当头帽从伸长位置释放并且允许缩回时，滚珠1626被朝向腔室1628的延伸侧或更开放侧驱动返回。滚珠1626的位置变化使开关1632重新接合但是还维持这些部件之间的较低阻力水平，从而允许芯绑带1630在很小阻力情况下穿过腔室1628。
最初，cpap压力将被由弹性鞘部件施加到使用者头部上的较低水平的力所平衡。随着由cpap压力施加的力增加，非伸展芯绑带1630将提供对伸长的另外阻力。头帽的自然反应将是伸长以便适应cpap压力；然而，这将导致滚珠1626被推动朝向成角度的开关1632表面，这将引起滚珠1626、芯绑带1630、以及开关1632之间的摩擦的增加。由空气压力施加的力将优选地不足以克服摩擦和引起开关1632释放，因此头帽的进一步伸长将被限制。开关力优选地约等于指定屈服力。
图29示出用于大滞后的滚珠机构的替代实施例。筒夹机构1700包括在一个末端处为锥形的两部分壳体1704、1706。壳体构件1704、1706用于包括非伸展芯绑带1710的松弛末端的刚性管状壳体的末端。该壳体包括形成围绕芯绑带1710的套环的筒夹构件1708。筒夹构件1708优选地具有截锥形状，并且如在所示的实施例中可以沿其长度具有一个或多个槽形切口，以便允许筒夹构件1708扩展和收缩。当筒夹构件1708在由箭头1712指示的方向上被拉动，即进入形成在壳体中的锥形腔室中时，筒夹构件1708对非伸展芯绑带1710施加强夹紧力。与上文中讨论的滚珠机构类似，当筒夹构件1708被拉到壳体的锥形腔室中时，芯绑带1710经历高摩擦力。当在相反方向上拉动时，芯绑带1710基本上自由地移动。
芯绑带1710的中间区段被容纳于在两个末端处连接到壳体上的伸展鞘内，如上文中参考其他实施例所描述。非伸展芯绑带1710优选地在末端上具有止动件以便减少或消除松弛末端被拉出壳体的可能性，从而形成闭合环头帽组件。壳体管可以夹入面罩框架中。
当将延伸力施加到头帽上时，芯绑带1710将筒夹构件1708拉入壳体的锥形末端中。这引起筒夹构件1708被压缩到芯绑带1710上，从而增加这两个部件之间的摩擦。由压缩的筒夹构件1708提供的摩擦是这样：使得使头帽伸长所需的力大于指定施加力。
当头帽从伸长位置释放时，筒夹构件1708返回至其中间位置，这允许芯绑带1710更自由地穿过该筒夹构件。弹性鞘提供使头帽返回至使用者头部大小的缩回力。弹性鞘的杨氏模量可以被调整，这样使得该鞘可以仅向使用者头部施加小于或等于最小可能吹离力的力。在这种配置中，该弹性件提供初始平衡力。对于更高的吹离力，非伸展部件将提供另外的平衡力。
最初，cpap压力将被由弹性部件施加到使用者头部上的较低水平的力所平衡。随着由cpap压力施加的力增加，非伸展芯绑带1710将限制进一步伸长。头帽的自然反应是伸长以便适应cpap压力；然而，这将导致筒夹构件1708被推动朝向壳体的锥形末端，并且因此非伸展芯绑带1710将被锁定在适当位置。一旦芯绑带1710的移动被限制，该芯绑带将提供平衡力的剩余部分。由于由cpap压力施加的力优选地不超过用于克服芯绑带1710上的筒夹构件1708的摩擦的指定屈服力，所以头帽的长度将保持恒定，除非由使用者修改。
对于与面罩相组合提供大滞后力延伸曲线的头帽，使头帽延伸以用于配合所需的力优选地不比指定屈服力高得多，以便允许使用者容易识别调节功能。极高延伸力可能引起使用者混淆，因为这个较大所需力可能看起来不自然并且使用者可能害怕破坏头帽的部件。
头帽还优选地允许将该配合调节成使用者的偏好。图30示出大滞后机构头帽的力曲线，该力曲线包括允许使用者选择他们想要面罩的密封件配合的方式的区段。这个力曲线还将使用者之间的不同面部几何形状考虑在内。使用者将能够将面罩推到他们的面部上，以便由于绑带的进一步缩回产生与密封件的更大接触面积和更紧配合。这将增加由头帽施加的力，但是将不会超过用于克服摩擦机构(如上文中描述的那些)并且使头帽伸长所需的力。对于偏好松配合的使用者，头帽的非伸展或低伸展部件将使得面罩能够在抗衡吹离力所需的最小力情况下被固持在适当位置中，同时仍然维持与使用者面部的密封，或者抗衡插管的重量并将其固持在适当位置中。
图31a和图31b中示出在不同压力下的力曲线。图31b示出pilairo松紧带头帽的力曲线。可以清楚地看到该力几乎恒定并且很难受cpap压力影响。该图还示出在测试对象之间的广泛扩展，这是每个测试使用者的不同头部大小的结果。
相比之下，图31a中所示的曲线图是使用单向摩擦头部绑带所产生的。在该实例中，使用隧道概念头帽，但是其他概念(如在上文中讨论的那些)将会产生类似的结果。该图示出平衡配合的优点。在低压力下，与pilairo松紧带头帽相比，头帽在使用者头部上产生显著更低的力。图31a还示出不同使用者的测量值的较小扩展。该扩展来自产生密封的方式，因为一些人需要或偏好比其他人更多的接合。
图31c示出图31a和图31b中所示的前两个曲线图中的每一个的平均值之间的差异。在该曲线图中，容易地观察到在cpap压力标度的较低端处的较大力差。包括上文讨论的这些机构中的一个的头帽可以改进使用者舒适性。在与智能cpap供应(如压力斜升或改变压力技术)的组合中尤其如此。
注意，图31c反映平均值；然而，平衡配合机构被设计用于优化每个独立使用者的效果。
图32示出具有可变方向特性的调节机构1800，该调节机构可以用于自配合接口组件中。所示的调节机构1800提供定向锁定功能并且因此可以被称为定向锁定机构，或简单地，定向锁。定向锁1800允许在第一阻力水平下在第一方向上两个部件之间的相对移动，并且响应于相对运动(或试图的相对运动)在第二方向上提供第二(优选更高的)阻力水平，该第二阻力水平响应于至少一些负载条件来抑制或防止在该第二方向上的相对移动。在一些配置中，定向锁1800响应于正常操作力防止在第二方向上的相对移动，该正常操作力如cpap产生的吹离力和外力(例如，软管拉力)中的一个或多个。定向锁1800还可以响应于超过预期或正常吹离力和/或软管拉力的另外力来防止在第二方向上的相对移动，以便提供如先前描述的储备力。因此，定向锁1800可以被配置成仅响应于正常操作力(如果需要，加上储备力)来提供锁定功能，并且可以响应于超过正常操作力(如果需要，以及储备力)的量级的力来允许两个部件之间的相对移动，以便例如在配合过程的施加阶段过程中允许接口组件的头帽部分的延伸。因此，并入这种定向锁1800的头帽安排可以从伸展行为“转变”成非伸展行为，或者从弹性伸长型行为转变成非伸长型行为。如在此使用，伸长不必被限制为是指延伸方向上的移动，但是总体上可以是指与非伸展或非弹性/无弹性行为相反的伸展或弹性行为。定向锁1800(和在此描述的其他定向锁)还可以被称为提供变换锁定行为的变换锁。
图32的定向锁1800在一般操作原理方面与图16和图21的安排类似，在于浮动或可移动锁部件或构件1802(例如锁垫圈或锁板)在第一更低阻力或释放位置与第二更高阻力或锁定位置之间是可移动的。未关于图32的定向锁1800描述的特征或细节可以与图16和图21的安排的相应特征相同或相似，或者可以具有另一种适合的配置。所示的定向锁1800包括穿过锁垫圈1802的开口的芯构件1804，如芯绑带或芯线/芯绳。锁垫圈1802被支撑在外壳或壳体1806内以用于在第一位置与第二位置之间移动。优选地，壳体1806包括具有第一止动表面1812的第一壁1810，该第一止动表面将锁垫圈1802支撑在第一位置中，该第一位置优选地是更低阻力或释放位置。壳体1806还优选地包括具有第二止动表面1816的第二壁1814，该第二止动表面将锁垫圈1802支撑在第二位置中，该第二位置优选地是更高阻力或锁定位置。优选地，止动表面1812、1816被确定大小、成形、或定位成将锁垫圈1802支撑在所希望的位置中。因此，如所示，止动表面1812、1816可以是接触锁垫圈1802的整个或基本上整个配合表面的连续表面。可替代地，止动表面1812、1816可以是间歇或不连续表面，或者可以接触锁垫圈1802的一个或多个部分，例如像锁垫圈1802的上端部分和下端部分。
优选地，锁垫圈1802被定位成在第一更低阻力或释放位置中总体上垂直于芯构件1804的定位在壳体1806的锁腔内的一部分的纵轴线，这样使得垫圈1802的开口或孔被定位成与芯构件1804总体上平行或对准。优选地，锁垫圈1802被定位成在第二更高阻力或锁定位置中相对于芯构件1804的定位在壳体1806的锁腔内的一部分的纵轴线成斜角，这样使得垫圈1802的开口或孔被定位成与芯构件1804成斜角。因此，在一些配置中，第一止动表面1812可以总体上垂直于芯构件1804的定位在壳体1806的锁腔(和/或壳体1806中的开口，芯构件1804穿过这些开口)内的一部分，并且第二止动表面1816可以被定位成相对于芯构件1804的定位在壳体1806的锁腔(和/或壳体1806中的开口，芯构件1804穿过这些开口)内的一部分呈斜角θ。如下文中所讨论，当接触第二止动表面1816时，可以选择第二止动表面1816或锁垫圈1802的角度以便在锁垫圈1802处于锁定位置中时实现所希望的锁定或屈服力或者阻力量级。
壳体1806可以被联接到接口组件的一个部件上，并且芯构件1804可以被联接到接口组件的另一个部件上，这样使得壳体1806与芯构件1804之间的相对移动在配合过程中在接口组件的头帽部分的延伸或缩回过程中发生。芯构件1804与锁垫圈1802之间的摩擦接合取决于芯构件1804与壳体1806之间的相对移动的方向使锁垫圈1802在第一位置与第二位置之间移动，或者取决于施加到芯构件1804和/或壳体1806上的力的方向将锁垫圈1802保持在第一位置和第二位置中的一个中。因此，通过这种安排，定向锁1800可以用于在自配合接口组件中提供可变定向阻力特征，类似于在此描述的其他实施例。
图33示出与定向锁1800类似的定向锁1820。因此，相同参考数字或字符用于指示相同或相应的部件或特征。定向锁1820并入释放机构1822，该释放机构在将某种力施加到芯构件1804上时释放芯构件1804或减少对芯构件1804的移动的阻力，以便限制定向锁1820的锁定力。也就是说，释放机构1822允许锁垫圈1802从锁定位置移动至更接近垂直于芯构件1804或更接近释放位置的第二锁定位置，但是响应于在倾向于使锁垫圈1802移动至锁定位置的方向上施加的力。因此，释放机构1822在某种程度上影响定向锁1802的锁定功能的锁定或屈服力。
在所示的安排中，释放机构1822包括偏置构件或安排，如弹簧1824。弹簧1824将锁垫圈1802(连同壳体1806的第二表面1816的一部分)支撑在锁定位置中，以便抑制或防止芯构件1804与外壳1806之间响应于预期或正常操作力的相对移动。优选地，选择弹簧的特征(例如，弹簧刚度、预负载等)，这样使得锁垫圈1802可以响应于所希望的力量级，抵抗弹簧1824的偏置力移动朝向或者移动至第二锁定位置，该力量级可以大于预期或正常操作力(包括吹离力、软管拉力和储备力中的一者或多者)。在所示的安排中，锁垫圈1802在锁定位置中接触壳体1806的基本上与弹簧1824相对的第二表面1816，并且在移动朝向第二锁定位置时围绕该枢轴表面或枢轴点1826枢转。枢轴点1826与弹簧1824的位置(或者任何其他偏置安排的有效位置)之间的距离可以被称为锁垫圈1802的控制杆长度，并且可以影响使锁垫圈1802从锁定位置移动朝向第二锁定位置所必需的负载。第二表面1816的部分1828可以限定限制锁垫圈1802在朝向第二锁定位置的方向上移动的止动件(并且在一些配置中可以限定第二锁定位置)。在所示的安排中，止动件部分1828被定位成基本上与枢轴点1826相对和/或在弹簧1824附近。
存在影响定向锁机构1800的启动长度、锁定长度和耐久性的多种特性、特征或尺寸(例如材料或几何形状/比例)。这些中的一些可以包括：相关部件(例如像锁垫圈1802到芯构件1804或者芯构件1804到壳体1806)之间的间隙、锁垫圈1802与芯构件1804之间的接触面积、锁壁1814或锁表面1816的角度、或者与释放机构1822相关的力和控制杆长度。在一些配置中，摩擦促进剂用于促进锁垫圈1802与芯构件1804的初始接合。摩擦促进剂可以用于改进初始锁定启动。摩擦促进剂可以使用任何适合的技术来任意实现，该技术包括但是不限于：使用软材料以便在锁垫圈1802与芯构件1804之间提供增加的摩擦；在壳体1806内的锁定腔室的释放壁1810上使用略微成角度的释放表面1812；或者在锁垫圈1802中的孔与芯构件1804之间使用紧公差。在一些配置中，芯构件1804可以具有约0.1mm与约8mm之间或者该范围内的任何值或子范围的直径或横截面尺寸。在一些配置中，芯构件1804可以具有大于8mm的直径或横截面尺寸。
图34示出滑动力与利用成角度的锁构件(例如锁板或锁垫圈1802)的定向锁(例如，定向锁1800和1820)的锁定角度之间的关系。如所示，在其他因素相等的情况下，实现芯构件1804与壳体1806之间的相对移动所需的滑动力随着锁垫圈1802在锁定位置中的角度θ增加而增加。在至少一些配置中，该关系是总体上线性的。作为举例，图34的曲线图示出针对10度与25度之间的锁定角度滑动力的变化。滑动力从在10度下约2-2.5牛顿到在25度下约9牛顿变化，其中在那些端点之间具有总体上线性的关系。锁定角度与滑动力之间的关系是可以用于实现定向锁的所希望的锁定和/或滑动特性一个因素。图34中所示的锁定角度仅是示例性的。在一些配置中，锁定角度可以从刚超过0度到约45度或更多变化。在一些配置中，锁定角度在约10度与约25度之间，如图34的曲线图中所示，或者在该范围内的任何特定值或子范围。在此描述的定向锁1800或任何其他类似机构的滑动力或最大锁定力可以足以抑制该锁的不希望的滑动移动(例如，由于吹离力或正常或预期外力)，但是不是如此之大以至于防止该锁的所希望的滑动移动(例如，以便允许应用接口组件)。如在此所讨论，滑动力可以被选择成高于针对头帽应用的具体操作范围，该具体操作范围可能与所使用的接口的类型和/或治疗类型等有关。在一些配置中，滑动力高于操作范围一定储备量。在一些配置中，滑动力可以小于或等于约65牛顿，小于或等于约45牛顿，小于或等于约25牛顿，小于或等于约9或10牛顿，或者在这些范围内的任何特定值或子范围。在一些配置中，滑动力可以是至少约0.5牛顿。在一些配置中，滑动力可以是至少约0.5牛顿且小于或等于约9、10、25、45或65牛顿，或者在这些范围内的任何特定值或子范围。在一些配置中，滑动力可以是约0.5牛顿至约65牛顿，约1牛顿至约45牛顿，约2牛顿至约25牛顿，或者约2.5牛顿至约9或10牛顿，或者在这些范围内的任何特定值或子范围。
图35示出可以通过偏置安排1824的变化来实现的滑动力的变化。在其他特征相等的情况下，可以通过改变偏置安排1824的特征来改变滑动力，以便增加或减少对锁垫圈1802从锁定位置移动朝向第二锁定位置的阻力。例如，如果偏置安排包括弹簧1824，可以选择弹簧刚度和/或预负载以便改变定向锁1800、1820的滑动力。图35示出产生四个不同滑动力(例如，约2牛顿、约4牛顿、约8牛顿以及约10-11牛顿)的偏置安排1824的四种不同变化。这类滑动力仅作为举例并且可以被调节成任何适合的水平。尽管图33中示出压缩螺旋弹簧，还可以使用其他适合类型的弹簧或弹簧样元件(除了其他偏置安排)。此外，偏置安排1824可以是制造后可调节的(例如，由护理者或使用者)，以便允许在制造后调节滑动力如来适应使用者偏好。例如，可以提供调节弹簧1828上的预负载的调节机构。
图36和图37示出自配合接口组件1850，该自配合接口组件展示按需阻力。所示的接口组件1850提供定向锁定功能，该定向锁定功能利用该组件的第一部分与该组件的第二部分之间的机械粘附。优选地，接口组件1850以与在此描述的接口(如图7和图8的那些)类似的方式构造，在于接口组件1850的两个部分相互作用以便提供响应于接口组件1850的延伸的第一力和第二(优选更低的)缩回力。然而，图36和图37的接口组件1850优选地在一个或两个部分上使用微结构来提供这种定向锁定，这些微结构提供机械粘附、机械互锁、范德华力或其他分子间力。
参考图36，接口组件1850优选地包括接口或面罩部分1852和头帽部分1854。面罩部分1852优选地接触使用者的面部并且至少产生与使用者面部的实质性密封。头帽部分1854围绕使用者的头部延伸并将面罩部分1852支撑在使用者的面部上。参考图37，接口组件1850的一部分被示出具有相对于彼此时可移动的第一部分1856和第二部分1858以便允许改变头帽部分1854的长度的。部分1856和1858中的每个可以由面罩部分1852或头帽部分1854或者接口组件1850的任何其他部件中的一个或多个限定。在一些配置中，部分1856和1858两者均由头帽部分1854的部分限定。
优选地，部分1856和1858中的一者或两者包括多个微结构1860(图38和图39)，这些微结构允许部分1856、1858选择性地接合彼此并提供定向锁定力。优选地，该锁定力足以响应于预期或正常操作力fn(如吹离力、软管拉力、其他外力以及储备力中的一个或多个)来抑制或防止部分1856、1858的相对移动，或者维持头帽部分1854的当前长度。该锁定力可以受在总体上与部分1856、1858之间的相对移动的方向垂直的方向上或者如果接口组件1850被认为是或呈总体圆形形状(如当配合在使用者上时)在总体上径向方向上施加到这些部分上的力fp影响。因此，该锁定力可以在使用者的头部将向外的力施加到部分1856、1858中的内侧一个上时增加。
如上文中结合其他接口组件所描述，接口组件1850可以展示在部分1856、1858上不存在垂直或径向力的情况下对延伸的第一水平的阻力，和在部分1856、1858上存在垂直或径向力的情况下对延伸的第二(优选更高)水平的阻力。因此，头帽部分1854可以在第一水平的阻力下伸展，并且随后配合到使用者的头部上。一旦配合，头帽部分1854可以提供对延伸的第二更高水平的阻力，该阻力用于抵抗倾向于使头帽部分1854延伸的吹离力或其他力。优选地，倾向于抵抗头帽部分1854的缩回的力(以及因此施加到使用者头部上的力)至少低于第二水平的阻力，并且可以低于对延伸的第一水平的阻力以便改进使用者舒适性。
微结构1860可以具有任何适合的安排以便提供对处于延伸和缩回中的任一者或两者的部分1856、1858的相对移动的所希望水平的阻力。优选地，在一些配置中，微结构1860是定向的或者取决于相对移动的方向产生不同水平的阻力。如图38中所示，一个适合的微结构安排1860可以包括多种纤维(如微纤维或纳米纤维)，这些纤维可以使用静电纺纱工艺和任何适合的材料(如聚合物材料)来产生。还可以使用其他适合的方法和/或材料。如果需要，这些纤维可以按适合的方式定向以便提供方向特性。
如图39中所示，另一种适合的微结构可以包括多个几何形状，例如像多个脊、齿或鳞状凸出部1862。凸出部1862可以各自具有底部1864和总体上与底部1864相对的边缘1866。部分1856、1858中的每一个可以采用这种凸出部1862，或者一个部分1856、1858可以采用凸出部1862并且另一个部分1856、1858可以采用适合于接合凸出部1862的其他类型的互补结构。优选地，凸出部1862被定向以便为部分1856、1858提供定向锁定或对相对移动的定向阻力。例如，凸出部1862可以被定向成相对于支撑凸出部1862的表面和/或相对于移动方向成斜角。因此，响应于在一个方向上的移动，凸出部1862可以在较低水平的阻力情况下在彼此之上滑动，并且响应于在另一方向上的移动，凸出部1862可以接合彼此以便抑制或防止相对移动并提供锁定功能。凸出部1862可以按任何适合的方式(例如，一行或多行)安排。凸出部1862可以通过任何适合的方法(例如，微机械加工或微成型技术)由任何适合的材料(例如，聚合物)构造。
图40-图42示出具有可变方向特性的另一种调节机构1900，该调节机构可以用于自配合接口组件中。所示的调节机构1900提供定向锁定功能并且因此可以被称为定向锁定机构，或简单地，定向锁。图40-图42的定向锁1900在一般操作原理方面与图16、图21、图32、以及图33的安排类似的，在于锁部件或构件1902(例如，锁板)在第一更低阻力或释放位置与第二更高阻力或锁定位置之间是可移动的。未关于图40-图42的定向锁1900的描述的特征或细节可以与图16、图21、图32、以及图33的安排的相应特征相同或相似，或者可以具有另一种适合的配置。
定向锁1900优选地包括处于扁平绑带1904形式的芯构件，该芯构件的功能类似于先前安排的芯构件。定向锁1900优选地还包括外壳或壳体1906，该外壳或壳体可以在构造和功能方面类似于先前安排的壳体。因此，锁板1902被支撑在壳体1906内以用于在第一位置与第二位置之间移动。优选地，壳体1906包括具有第一止动表面1912的第一壁1910，该第一止动表面将锁板1902支撑在第一位置中，该第一位置优选地是更低阻力或释放位置。壳体1906还优选地包括具有第二止动表面1916的第二壁1914，该第二止动表面将锁板1902支撑在第二位置中，该第二位置优选地是更高阻力或锁定位置。
优选地，锁板1902被定位成在第一更低阻力或释放位置中总体上垂直于定位在壳体1906的锁腔内的绑带1904的纵轴线，这样使得锁板1902的开口或孔被定位成与绑带1904总体上平行或对准。优选地，锁板1902被定位成在第二更高阻力或锁定位置中相对于绑带1904的定位在壳体1906的锁腔内的一部分的纵轴线成斜角，这样使得锁板1902的开口或孔被定位成与绑带1904成斜角。因此，在一些配置中，第一止动表面1912可以总体上垂直于定位在壳体1906的锁腔(和/或壳体1906中的开口，绑带1904穿过这些开口)内的绑带1904，并且第二止动表面1916可以被定位成相对于绑带1904(和/或壳体1906中的开口，芯构件1904穿过这些开口)成斜角θ。如下文中所讨论的，当接触第二止动表面1916时，可以选择第二止动表面1916或锁板1902的角度以便在锁垫圈1902处于锁定位置中时实现所希望的最大锁定力或阻力量级。如果需要，可以提供类似于图33的释放机构1822的释放机构。
如在先前安排中，绑带1904可以被联接到相关接口组件上或形成相关接口组件的第一部分，并且壳体1906可以被联接到该接口表面上或形成该接口组件的第二部分，这样使得该接口组件的长度或周长可以通过绑带1904和壳体1906的相对移动来调节。有利地，绑带1904是关于一种或多种特性各向异性的。例如，绑带1904当在宽度方向上挠曲或弯曲时比当在高度方向上弯曲时柔性更高。因此，绑带1904可以在一个方向上挠曲以便符合使用者的头部，但是在高度方向上抵抗挠曲以便向接口组件提供支撑并且抑制面罩部分的不希望的移动。此外，包括绑带1904的定向锁1900非常适合用于在接口组件的接触使用者头部的部分(例如像头帽绑带的侧部、后部或顶部)中使用，具有比具有总体上圆柱形芯构件的接口可能更大的舒适性。然而，定向锁1900还可以用于接口组件的其他部分或位置中，如在头帽的接触使用者的头部和面罩部分的这些部分之间的一个或两个侧部上。
所示的定向锁1900包括启动机构1920，该启动机构有助于锁板1902的移动以便增加定向锁1900的灵敏度。这种启动机构1920可以加速锁板1902移动至锁定位置或释放位置或者从锁定位置或释放位置移动，以便改进定向锁1900的锁定位置与释放位置之间的转变所需的相对移动的时间或距离。此外或可替代地，启动机构1920可以降低定向锁1900对部件尺寸(例如，锁板1902或绑带1904的相互作用部分的尺寸)的变化的灵敏度，这样使得部件公差可以更大，同时维持所希望水平的功能，从而降低定向锁1900的成本。
在一些配置中，锁板1902和绑带1904中的一个可以包括接合特征1922，该接合特征有助于与锁板1902和绑带1904中的另一个接合。在所示的安排中，绑带1904包括接合特征1922，该接合特征有助于与锁板1902的摩擦接合。接合特征1922可以包括绑带1904的具有增强与锁板1902的接合的特定尺寸、表面特征或材料的一部分。例如，参考图42，接合特征1922的宽度可以大于绑带1904的剩余部分的宽度。此外或可替代地，接合特征1922可以包括具有相对于绑带1904的剩余部分改进的摩擦特征的不同材料或表面光洁度，以便增强锁板1902与绑带1904之间的摩擦接合。在所示的安排中，接合特征1922是键合到绑带1904的可以由适合的塑料材料构造的剩余部分上的硅酮材料部分。然而，其他适合的材料也可以用于接合特征1922或绑带1904的剩余部分。接合特征1922的相互作用的凸叶与绑带1904的剩余部分之间的机械干扰抑制不同材料的分离。也可以使用具有接合特征1922的绑带1904的其他适合的安排、材料或构造。
优选地，接合特征1922作用于锁板1902的与提供主要锁定功能的一个或多个表面不同的一个或多个表面。例如，因为接合特征1922具有相对于绑带1904的剩余部分增加的宽度，所以接合特征1922基本上或主要作用于绑带1904的侧(高度)表面，而基本或主要锁定功能则由顶部和底部(宽度)表面来完成。锁定功能和接合功能的至少部分分离允许各自单独地优化。因此，在不引起对彼此的实质性负面影响的情况下，可以改变定向锁1900的灵敏度以便实现所希望水平的灵敏度，并且可以单独地改变锁定力以便实现所希望水平的锁定。
图43-图45示出具有类似于在此描述的其他接口组件的自配合功能的接口组件1950。图43-图45示出在配合过程中处于不同位置的接口组件1950。图43示出部分配合到使用者上的接口组件1950。图45示出完全配合到使用者上的接口组件1950，并且图44示出处于图43和图45的位置之间的接口组件1950。
一般而言，接口组件1950包括接口部分1952(如面罩)和头帽部分1954。头帽部分1954可以包括接触使用者头部并且包括一个或多个绑带的后部部分1956。在所示的安排中，后部部分1956包括多个绑带：在头部后部周围经过的一个绑带和在头顶上方经过的一个绑带。然而，可以提供任何适合数量的绑带。头帽部分1954还包括一对侧绑带1958，该对侧绑带在后部部分1956与面罩1952之间延伸并且优选地连接该后部部分与该面罩。在所示的安排中，侧绑带1958中的每个包括提供或者以另外方式有助于自配合功能的定向锁定安排1960的一部分或全部。任选地，面罩1952可以承载或包括定向锁定安排1960的一部分。在其他安排中，除了或替代侧绑带1958，接口组件1950的其他部分(例如，头帽部分1954的后部部分1956和/或面罩1952)可以包括定向锁定安排的一部分或全部。每个侧绑带1958可以在构造和操作方面基本上类似或相同。
如上文中结合其他接口组件所描述，优选地接口组件1950提供自配合或定向功能，因为该功能允许接口组件1950延伸用于应用、缩回以便调节至特定使用者的头部大小、并且随后响应于预期或正常力(如cpap吹离力、软管拉力以及储备力中的一者或多者)锁定以便抑制或防止延伸。优选地，定向锁1960具有对倾向于使接口组件1950、头帽部分1954或侧绑带1958缩回的力的较低阻力，以及对倾向于使接口组件1950、头帽部分1954或侧绑带1958延伸的力的较高阻力，这样使得由接口组件1950施加到使用者头部上的保持力小于抑制接口组件1950的延伸的锁定力。在一些配置中，该保持力低于用于接口组件1950的操作范围，并且该锁定力高于该操作范围，如在此参考图2-图5所描述。
图46-图48示出并入与图43-图45的接口组件1950分离的侧绑带1958的定向锁定安排1960。定向锁定安排1960总体上包括锁定部分或锁1962、芯构件1964和松紧带1966。松紧带1966和芯构件1964的至少一部分形成侧绑带1958的至少一部分。锁1962可以形成侧绑带1958的一部分，并且优选地附接到面罩1952上或者可以是面罩1952的一部分。
芯构件1964可以在一端处连接到松紧带1966上。优选地，芯构件1964穿过锁1962。芯构件1964的自由端可以被定位在导管或管1968内，该导管或管可以驻留于面罩1952中、由该面罩承载或者由该面罩形成。弹性套管1966优选地提供倾向于在一个方向上推动芯构件1964穿过锁1962的力，这样使得芯构件1964的更大部分驻留于管1968中。因此，弹性套管1966(或在假定一对侧绑带1958的情况下一对弹性套管1966)优选地提供倾向于使接口组件1950缩回的一些或所有力。优选地，芯构件1964具有足够的刚度或柱强度以便被推动穿过锁1962而无显著扭曲。在一些配置中，除了或替代该或这些松紧带1966，可以提供其他缩回机构以便提供缩回力。例如，偏置元件可以被联接到芯构件1964的自由端上以便拉动芯构件1964穿过锁1962，该偏置元件可以提供所有的缩回力(在该情况下绑带1966可以被省略或者可以是非弹性的)或者可以与松紧带1966配合操作。在一些配置中，偏置元件可以连接两个芯构件1964的自由端，以便向两个侧绑带1958提供一些或所有的缩回力。仍然在另外的配置中，相关头帽可能不提供缩回力。例如，头帽可以被手动地缩回至所希望的周长以便配合使用者的头部。
锁1962根据上文中参考其他定向锁定安排(如图16、图21、图32、图33以及图40-图42的那些)所描述的一般原理进行操作。因此，未结合图46-图48讨论的细节可以被假定为与那些配置中的相同或相应特征类似或相同，或者可以具有任何其他适合的安排。
锁1962优选地包括壳体1970和锁构件或锁元件1972。在所示的安排中，锁元件1972被形成为单件的整体结构，该结构具有壳体1970的至少一部分并且优选地具有限定开口的多个部分，芯构件1964通过这些开口穿过壳体1970。壳体1970可以具有例如封闭或保护锁元件1972或者有助于附接到面罩1952和/或松紧带1966上的另外部分。
锁元件1972以类似于在此其他地方描述的锁构件(例如，锁垫圈和锁板)的方式起作用。也就是说，优选地锁元件1972限定芯构件1964所穿过的开口。锁元件1972是在释放位置与锁定位置之间可移动的，以便改变对芯构件1964相对于壳体1970的移动的阻力。优选地，对芯构件1964的倾向于使松紧带1966的长度延伸的移动的阻力大于对芯构件1964的倾向于使松紧带1966的长度缩回的移动的阻力。因此，由松紧带1966(或接口组件1950的其他部件)提供的缩回力可以是相对轻的或者具有相对低的量级以便改进患者舒适性，并且锁元件1972可以允许接口组件1950抵抗延伸而无需依赖于由松紧带1966产生的力。因此，在不需要处理倾向于使接口组件1950延伸的吹离力或其他外力的情况下，松紧带1966的保持力可以针对患者舒适性进行调整。
类似于在此其他地方描述的安排，优选地，限定或围绕芯构件1964所穿过的开口的锁元件1972的表面在锁定位置中接合芯构件1964，以便提供对芯构件1964的移动的一定水平的阻力来抑制或防止松紧带1966的延伸。然而，代替由壳体的表面控制，锁元件1972通过弯曲部分或活动铰接件1974联接到壳体1970上，并且锁元件1972的移动通过活动铰接件1974的特性进行控制。也就是说，锁元件1972和活动铰接件1974由从壳体1970延伸并且具有自由端的弯臂部分限定。锁元件1972的松驰位置可以限定释放位置，该释放位置可以受穿过锁元件1972的芯构件1964的存在影响。也就是说，在无芯构件1964的情况下，在未组装状态中释放位置可能不与锁元件1972的松驰位置相同。芯构件1964在倾向于使松紧带1966的长度延伸的方向上(在所示的取向中向左)的移动或试图的移动使锁元件1972朝向锁定位置偏转，以便抑制或防止松紧带1966的延伸。活动铰接件1974的尺寸、材料特性或其他特征影响锁1962的锁定力。在一些配置中，如在此其他地方所描述(参见例如图34和相关披露)，锁定力与锁元件1972的角度有关。
在一些配置中，当锁元件1972从释放位置转变至锁定位置时可以发生芯构件1964的受限制的移动。因此，由于锁元件1972移动至锁定位置，由松紧带1966(或者其他一个或多个偏置元件)提供的缩回力优选地提供在芯构件1964的移动之后足以至少维持面罩1952或者其他接口的实质性密封的力。优选地，锁1962被配置成使得芯构件1964被允许移动的距离是相对较小的。
图46-图48示出处于不同位置中的定向锁定安排1960。图46示出处于松驰或静止位置中的定向锁定安排1960，其中松紧带1966被缩回并且已将最大量的芯构件1964推入管1968中。锁元件1972处于释放位置中。
图47示出处于延伸位置中的定向锁定安排1960，这可以在配合过程的施加阶段过程中发生。由于锁元件1972移动至锁定位置或朝向锁定位置移动，松紧带1966的延伸抵抗由锁1962提供的阻力已将芯构件1964的一部分拉出管1968，这样使得最大量的芯构件1964位于管1968内。一旦已到达延伸位置并且壳体1970与芯构件1964之间的相对移动已停止，取决于各种因素锁元件1972可以保持在锁定位置中，可以返回至释放位置或者可以被定位在之间的某处，这些因素如活动铰接件1974的弹簧力、芯构件1964和锁元件1972中的开口的相对比例、以及芯构件1964与锁元件1972之间的摩擦力。
图48示出处于操作位置中的在松驰位置与延伸位置之间具有长度的定向锁定安排1960，如当配合在使用者的头部上时。与延伸位置相比，在操作位置中松紧带1966的保持力抵抗在释放位置中由锁元件1972提供的阻力将更大量的芯构件1964推入管1968中，该阻力优选地基本上低于对延伸的阻力。如上文所描述的，锁元件1972可以处于锁定位置、释放位置中，或者可以被定位在之间的某处。然而，响应于定向锁定安排1960的延伸或者倾向于使定向锁定安排1960延伸的力，锁元件1972移动至锁定位置或者保持在锁定位置中(取决于初始位置)，以便提供对由于预期或正常操作力所致的延伸的阻力。定向锁定安排1960可以响应于例如使用者施加的力进一步延伸以便允许接口组件1950被移除。
图49-图51示出图46-图48的定向锁定安排1960的松紧带1966的一部分。所示的松紧带1966具有管状构造并且包括可以容纳芯构件1964的内部通道。因此，芯构件1964可以在没有抵靠使用者或其他对象摩擦的情况下在松紧带1966内移动。优选地，松紧带是呈任何适合类型的编织的任何适合材料的多个单独绳股或纱线(纤维)的编带。单独纤维可以被编织，这样使得相邻的纤维或纤维组具有相对于彼此的特定初始成角度的取向，如图49中所示。优选地，初始成角度的取向允许编带可以相对于该初始成角度的取向压缩和延伸，如分别在图50和图51中所示。因此，初始成角度的取向可以被描述成中间成角度的取向。相对于初始取向的压缩和延伸的量可以是彼此相同或者不同的。
优选地，如上文所述，绑带1966包括使绑带1966朝向压缩位置偏置或者偏置到压缩位置的偏置安排。因此，绑带1966被称为松紧带1966。偏置安排可以具有任何适合的构造，如在编带内并入一种或多种弹性纤维。优选地，编带的最大延伸被选择为小于偏置安排的最大延伸(或者其他移动范围)，以便避免当最大延伸时对偏置安排的破坏。在一些配置中，编带限制偏置安排最大延伸达到塑性变形，并且将延伸移动的范围维持在偏置安排的弹性移动范围内，如弹性纤维的弹性伸长。编带还可以为芯构件1964的移动提供末端止动件，以便防止芯构件1964被拉动穿过锁1962。也就是说，优选地，在编带的完全延伸中，芯构件1964的一部分保持在锁1962内。
参考图52-图54，在一些配置中，一个或多个弹性纤维1980可以在编织过程中整合到编带中。图52是用于产生编织的松紧带1966的机器和过程的示意性图示。机器包括多个转轴1982，这些转轴具有限定在径向凸出部或齿之间的多个空腔。相邻转轴1982如由箭头所指示在相反方向上旋转，并且将优选相对无弹性的纤维或纤维组1984从一个转轴1982传到下一个。另一个纤维或纤维组1984在相反方向上从一个转轴1982移动到下一个，以便将两个纤维或纤维组1984编织在一起。弹性纤维1980可以穿过转轴1982的中心，这样使得弹性纤维1980被整合到编带中，如图53中所示。图54示出在管状构件在纵向方向上切割并且被平放情况下的松紧带1966。
图55示出可以与接口组件1950、在此披露的其他接口组件或者任何其他适合的接口一起使用的头帽组件1954的后部部分1956。图55中所示的头帽组件1954的后部部分1956包括呈中断或分段绑带形式的下后部区段1990，与将负载放置在绑带的整个长度上的非分段绑带相比，该下后部区段分离负载或提供作用于使用者头部的非均匀负载。也就是说，下后部区段1990具有优选地被中断和/或间隔开并且可以通过联接件1992连接的第一部分1990a和第二部分1990b，如一个或多个绑带或系带或者区段1990的减弱部分。联接件1992可以是相对地或基本上无弹性的以便相对于区段1990的纵轴线(区段1990的长度)基本上固定第一部分1990a和第二部分1990b的相对位置，但是可以允许第一部分1990a和第二部分1990b在垂直或旋转方向上相对于纵轴线的相对移动。这种安排可以被称为可活动连接的连接件。优选地，第一部分1990a和第二部分1990b形成在枕骨上或附近接合使用者头部的枕骨衬垫。第一部分1990a与第二部分1990b之间的空间可以在周向方向上总体上位于枕骨隆突处，并且下后部区段1990可以在高度方向上在枕骨隆突处或在其下方。优选地，后部部分1956还包括在使用者头部的头顶上方延伸的上后部区段1994。下后部区段1990和上后部区段1994中的末端在总体上使用者的每个耳朵上方的位置处彼此接合。
图56示出头帽组件的与图55的后部部分1956相似的后部部分1956。因此，未讨论的图56的后部部分1956的细节可以被假定为与图55的后部部分1956的相应元件相同或相似，或者可以具有任何其他适合的安排。图56的后部部分1956的联接件1992包括可活动连接的连接件，如可以是弹性或基本上无弹性的材料绑带。优选地，联接件1992允许第一部分1990a与第二部分1990b之间围绕绑带纵轴线的相对旋转移动，以便允许下后部区段1990更好地符合使用者头部的形状，具体地说，枕骨几何形状。
有利地，图55和图56的后部部分1956为使用者提供舒适性，同时还将面罩或其他患者接口固定在使用者头部上的适当位置处。中断的下后部区段1990避免将过量压力放置在枕骨隆突上。这种中断安排还可以或可替代地被提供在上后部区段1994中。图55和图56的后部部分1956中的任一者还可以并入一个或多个定向锁定组件，如在此描述的那些中的任一个。例如，联接件1992可以被配置为定向锁定组件。定向锁定组件还可以被整合到下后部区段1990和上后部区段1994中的任一者或两者中。例如，图40-图42的扁平绑带安排可以被整合到第一部分1990a和第二部分1990b中的任一者或两者中。
图57和图58示出可以基本上类似于结合图43-图56描述的接口组件1950和相关部件的接口组件的两种型式。因此，未讨论的图57和图58的接口组件1950的后部部分的细节可以被假定为与结合图43-图56描述的接口组件1950和相关部件的相应元件相同或相似，或者可以具有任何其他适合的安排。在每个接口组件1950中，每个侧绑带1958(其可以并入定向锁或者可以是固定长度)在位于使用者耳朵附近的点1996处被联接到头帽组件1954的后部部分1956上。优选地，点1996位于耳朵的前方并且位于上方位置处(例如，总体上与上方位置一致)或者在上方位置附近，在该上方位置处外耳连结到头部(外耳的基部的顶部)上。侧绑带1958从点1996延伸至面罩1952或者其他接口。在图57的接口组件1950中，在接口组件1950的每一侧上的单个侧绑带1958从点1996延伸至面罩1952。在图58的接口组件1950中，在接口组件1950的每一侧上的一对侧绑带1958从点1996延伸至面罩1952上的多个间隔开的位置，以便提供在至少一些情况下增加面罩1952的稳定性的三角形安排。优选地，该或这些侧绑带1958的向后突起在头帽组件1954的后部部分1956的上绑带与下绑带之间经过，这样使得负载被分配在上绑带与下绑带之间。这种安排的实例和另外细节被披露在申请人的美国专利公开号2013/0074845中，该专利的全部内容通过引用结合在此。如上文所讨论，如果需要，可将一个或多个定向锁在任何适合的位置处并入图57和图58的接口组件1950中，如在此描述的那些。
在上文描述的头帽实施例中的任何一个中，可以包括另外的绑带以便提供另外的稳定性，如但不限于头顶绑带或另外的后绑带。
图59示出与图46-图48的锁定安排1962基本上类似的锁定安排1962。因此，未讨论的图59的锁定安排1962的细节可以被假定为与图46-图48的锁定安排1962的相应元件相同或相似，或者可以具有任何其他适合的安排。图59的锁定安排1962是模块式设计，该模块式设计允许将定向锁定技术容易地并入一定范围的呼吸面罩或其他使用者接口中。
锁定安排1962包括壳体或本体部分1970、锁定元件1972以及将锁定元件1972连接到本体部分1970上的活动铰接件1974。本体部分1970包括第一末端部分2000和第二末端部分2002。总体上u形的连接桥2004在第一末端部分2000与第二末端部分2002之间延伸并在其间提供空间，以便容纳锁定元件1972。优选地，每个末端部分2000、2002是总体上管状或圆柱形形状，并且限定容纳芯构件的纵向通道。锁定元件1972还包括允许芯构件通过的孔2006。优选地，末端部分2000、2002、连接桥2004、锁定元件1972、以及活动铰接件1974具有单件式构造。
图60示出图59的并入患者接口组件(如面罩1952)中的锁定安排1962。所示的面罩1952包括多个壁2010，这些壁限定接收锁定安排1962的袋2012。壁2010可以包括如在阳/阴联接件中接收锁定安排1962的末端部分2000、2002的多个凹陷或开口。在所示的安排中，末端部分2000、2002限定可以被接收在面罩1952的阴部分(例如，凹陷或开口)中的阳部分。因此，壁2010和或袋2012可以将锁定安排1962固持在适当位置，并且提供对本体部分1970的另外支撑。换句话说，壁2010可以用作用于锁定安排1962的结构壳体或外壳。第一末端部分2000、面罩1952或两者可以被配置成连接到绑带1966(如松紧带)上。第二末端部分2002、面罩1952或两者可以被配置成支撑容纳芯构件1964的自由末端部分的管1968。优选地，面罩1952被配置成容纳管1968，这可以包括被特别配置成接收管1968(或者具有整合的管)或者简单地与管1968的存在相容(如具有足够的开放或可用空间以便接收管1968)。
在此披露的接口组件可以利用合作来限定接口组件的环或圆周的至少一部分的总体上弹性部分和总体上无弹性部分。弹性部分允许接口组件的大小改变。无弹性部分可以形成环或圆周的结构部分或者可以简单地用于定向锁定目的，或者两者。无论如何，通常需要或希望允许接口组件的延伸或扩展，以及随后在缩回过程中无弹性部分的累积。例如，在图43-图54的接口组件中，芯构件1964随着松紧带1966的延伸移动，并且管1968充当累积器来取决于延伸的瞬时量接收芯构件1964的过量部分。
其他安排是可能的以便提供组合的弹性/无弹性接口组件或头帽安排的扩展和累积。图61和图62示出包括管状弹性元件2052的头帽安排2050，该管状弹性元件限定头帽安排2050的环或圆周的部分并且具有第一末端2054和第二末端2056。所示的管状弹性元件2052形成大约该环的一半长度；然而，在其他配置中，管状弹性元件2052可以形成该环的更小或更大比例。
头帽安排2050还包括总体上无弹性元件2060，该无弹性元件形成该环的至少一部分并且优选地被安排成与弹性元件2052平行。在所示的安排中，无弹性元件2060沿着超过该环的整个长度延伸。也就是说，优选地，无弹性元件2060的第一末端2062被固定到弹性元件2052的第一末端2054上，并且无弹性元件2060的第二末端2064被固定到弹性元件2052的第二末端2056上。无弹性元件2060从第一末端2062延伸到弹性元件2052的外部，至弹性元件2052的第二末端2056中，穿过弹性元件2052内部，到该弹性元件的第一末端2054之外，并且随后如上文所述无弹性元件2060的第二末端2064被固定到弹性元件2052的第二末端2056上。因此，无弹性元件2060的两个重叠长度或区段被提供在弹性元件2052的外部。头帽安排2050优选地包括将头帽安排2050连接到接口(如面罩)上的连接件2066。在所示的安排中，连接件2066是无弹性元件2060的两个外部区段所延伸穿过的管状构件。连接件2066可以以任何适合的方式连接到面罩上，包括例如被夹到面罩上或者被整合到面罩中上。
为了在长度上延伸，无弹性元件2060的更多被拉入弹性元件2052的内部(或者以另一种方式来看，弹性元件2052伸展以便覆盖无弹性元件2060的更大部分)。因此，无弹性元件2060的重叠区段的长度被减少，这样使得无弹性元件2060(和头帽安排2050)的周长的有效长度被增加。为了在长度上缩回，发生相反的动作以使得无弹性元件2060的更少部分被定位在弹性元件2052内，并且无弹性元件2060的重叠区段的长度被增加。图63和图64中示出相对缩回位置和相对延伸位置。
如果需要定向锁定，一个或多个定向锁(如任何在此描述的那些定向锁)可以被并入头帽安排2050中。图65示出用于定向锁的在弹性元件2052的一个或两个末端2054、2056处的一种示例性放置，该放置可以作用于这些末端2054、2056与无弹性元件2060之间的相对移动。图66示出用于定向锁的替代或另外放置如在连接件2066的任一末端处并且作用于无弹性元件2060与连接件2066之间的相对移动。
图67和图68示出包括弹性元件2052和无弹性元件2060的另一种头帽安排2070。然而，鉴于头帽安排2050是无端环或不间断圆形，头帽安排2070是间断设计，该间断设计具有可以被联接到患者接口(如面罩2076)(图68)的对应侧上的第一末端部分2072和第二末端部分2074。因此，第一末端部分2072和第二末端部分2074可以各自限定允许末端部分2072或2074被联接到面罩2076或其他接口上的接合部分，例如像钩子或夹子。然而，这些安排中的每一个可以被认为基本上围绕使用者头部，因为该中断设计的末端通过患者接口互连。
在图67和图68的头帽安排2070中，代替彼此重叠并且被固定到弹性元件2052的相反侧上，无弹性元件2060的外部区段在其自身上对折并且被固定到弹性元件2052的同一侧上，如在图61和图62的头帽安排2050中。末端部分2072、2074各自可以包括可以是固定的或自由的(可旋转的)滑轮，或者使无弹性元件2060的外部区段的方向逆转的另一种适合的安排。头帽安排2070的操作基本上类似于头帽安排2050，在于外部区段的长度被增加以便减少头帽安排2070的长度(如图69中所示)或者被减少以便增加头帽安排2070的长度(如图70中所示)。此外，由于头帽安排2070的总体长度的变化，无弹性元件2060或多或少被暴露或由弹性元件2052覆盖。
如果需要定向锁定，一个或多个定向锁(如任何在此描述的那些定向锁)可以被并入头帽安排2070中。图71示出用于定向锁的在弹性元件2052的一个或两个末端2054、2056处的一种示例性放置，该放置可以作用于这些末端2054、2056与无弹性元件2060之间的相对移动。图72示出用于定向锁的替代或另外的放置，如在第一末端部分2072和第二末端部分2074中的任一个或两个上。在这种安排中，定向锁可以作用于无弹性元件2060与第一末端部分2072或第二末端部分2074之间的相对移动。
如在此所讨论，具有平衡配合特性的本接口组件的实施例可以与插管或其他类似接口一起使用或者可以被修改以用于与插管或其他类似接口一起使用，这些插管或其他类似接口不产生与使用者面部的密封，并且因此不产生吹离力。图73比较若干个力曲线并且示出在单向摩擦力曲线2098内的插管2090的平衡配合点对cpap面罩2092的平衡配合点，该力曲线是可以由在此描述的接口组件提供的示例性力曲线。如所示，平衡配合总体上在用于cpap和插管系统的不同力下发生。对于插管或类似的非密封系统，一旦头围已匹配就产生平衡配合点2090，因为没有产生吹离力或者至少没有产生实质性吹离力。在cpap系统中，一旦头围和吹离力已匹配就产生平衡配合点2092。对于cpap系统，头帽优选地提供平衡配合点2092，该平衡配合点可以在cpap面罩系统操作范围2080内的任何地方产生。对于插管系统，平衡配合点2090优选地将在沿着插管平衡配合线2082的某处产生，该插管平衡配合线由单向摩擦力曲线2098的下部力线限定。插管平衡配合线2082示出将插管固持在使用者面部上的适当位置所需的力优选地将低于将cpap面罩固持在适当位置所需的最小力，并且由于缺乏吹离力将总体上落入较小范围内。
图73还比较了具有高滞后单向摩擦力曲线2098的强力松紧带2094和弱力松紧带2096的力曲线。弱力松紧带可以结合插管使用，以便为使用者提供能够克服仅仅插管的重量的舒适配合。然而，这种安排通常将不能够适应任何显著外力，如软管拉力。为了适应外力或者在cpap治疗情况下的吹离力，通常需要强力松紧带。由强力松紧带头帽施加的力通常应当足以适应预期施加到面罩上同时在最小可能头部大小(由阴影的面罩系统操作范围2080示出)上的最高可能的力。然而，这具有以下缺点：当存在对于使用者来说可能是不舒适的低吹离力和/或不存在外力时施加高于必须的最小力。单向摩擦力曲线2098示出其提供强力松紧带和弱力松紧带两者的益处。也就是说，单向摩擦力曲线2098提供对伸长的高阻力和在缺乏吹离力或外力情况下的较低力。
图74示出涉及类似于在此披露的其他定向锁(例如但不限于如图16、图21、图32、图33、图40-图42以及图43-图51的定向锁)的操作原理的定向锁2100。然而，图74中所示的定向锁2100是并入两个不同锁定级2102、2104的双级定向锁。优选地，两个锁定级2102、2104具有不同于彼此的锁定行为或特征。例如，第一锁定级2102可以是在释放位置与锁定位置之间比第二锁定级2104更快速地移动的快速启动锁。第二锁定级2104可以是提供比第一锁定级2102更强的锁定或屈服力的强力锁定。这种安排可以允许定向锁2100的启动特征和锁定力特征两者的最优化。未关于定向锁2100描述的特征或细节可以与图16、图21、图32、图33、图40-图42以及图43-图51的安排的相应特征或细节相同或相似，或者可以具有另一种适合的配置。
所示的定向锁2100包括穿过锁本体的芯构件2110(例如，芯线)，该锁本体可以是任何适合的外壳或壳体2112。壳体2112限定两个锁定腔室2114和2116。每个锁定腔室2114、2116具有定位在其中的锁构件2120、2122(例如，锁垫圈)。如先前所描述，芯构件2110穿过锁构件2120、2122中的开口。每个锁定腔室2114、2116具有在芯构件2110的移动方向上与第二止动表面2114b、2116b隔开的第一止动表面2114a、2116a，以便限制对应锁构件2120、2122的移动。止动表面2114a、2116a、2114b、2116b可以由壳体2112的壁或者适合于限制锁构件2120、2122的移动的任何其他结构限定。
锁构件2120、2122是在锁定位置与释放位置之间可移动的，在该锁定位置中对芯构件2110的移动的阻力被增加，在该释放位置中对芯构件2110的移动的阻力被减少。在一些配置中，芯构件2110的移动使锁构件2120、2122在锁定位置与释放位置之间移动。在所示的安排中，不同于先前描述的安排，止动表面2114a、2116a、2114b、2116b是平坦的或平面的，并且锁构件2120、2122被弯曲以便限定以与先前描述的安排类似的方式操作的有效锁定角度。具体来说，芯构件2110所穿过的锁构件2120、2122的开口可以是总体上与在释放位置中的芯构件2110的轴线对准的以便减少摩擦且因此减少锁定力，并且开口可以是在锁定位置中倾斜或成角度的以便增加摩擦且因此增加锁定力。在所示的安排中，锁定位置是当锁构件2120、2122被移动至左边，并且锁构件2120、2122的一部分平靠止动表面2114a、2116a时；并且释放位置是当锁构件2120、2122被移动至右边，并且锁构件2120、2122的边缘正接触止动表面2114b、2116b时。然而，这种安排也可以逆反。
在任一种安排中，角度α和β分别由锁构件2120、2122的释放位置与锁定位置之间的差异来限定。优选地，角度α不同于角度β。在一些配置中，角度α小于角度β。如先前所描述，在一些配置中，芯构件可以相对于壳体移动，而在单个锁情况下锁构件从释放位置移动至锁定位置或者锁构件从锁定位置移动至释放位置。在一些情况下，芯构件的移动与锁构件在释放位置与锁定位置之间的角度有关。如先前所描述，在一些配置中，锁定力与锁定角度有关，其中该锁定力与锁定角度一起增加。因此，在提供高锁定力与提供释放位置与锁定位置之间的较小芯构件移动之间可以存在权衡。在释放位置与锁定位置之间移动所需的芯构件移动的量可以依据锁的启动长度(芯移动的量)或启动速度(在释放位置与锁定位置之间转变所需的时间)参考，这可能受倾向于使芯构件移动的力(例如，头帽的缩回力)影响。
在所示的安排中，第一锁定级2102是快速启动锁，该快速启动锁在比第二锁定级2104更小的芯构件2110移动情况下或者比该第二锁定级更快速地在释放位置与锁定位置之间移动。释放位置与锁定位置之间的锁构件2120或芯构件2110移动在图74中由距离“a”所示。相对较小的移动距离允许第一锁定级2102响应于相关接口组件的较小调节移动在释放位置与锁定位置之间移动。在一些应用中，重点在于从释放位置移动至锁定位置，因为锁2100将允许芯构件2110的移动(和相关头帽的延伸)，直到锁2100移动至锁定位置。然而，在其他方向上的移动也可能需要芯构件移动并且在一些应用中，可以是感兴趣的特征。
在使用中，使用者可以试图通过在面罩/接口上摆动或推动以便压缩密封件来微调接口组件，从而引起头帽缩回或者引起芯构件2110在倾向于使芯构件2120朝向释放位置移动的方向上(在图74中向右)移动。一旦使用者将推力从面罩/接口上移除并且允许相关头帽的优选更小量的扩展，第一锁定级2102就快速地移动至锁定位置。因此，定向锁2100响应于面罩/接口的较小移动并且将面罩/接口锁定在非常接近所希望的调节位置处。如上文所讨论，由于相对较小的锁定角度α，第一锁定级2102可以快速地移动至锁定位置。然而，第一锁定级2102可以提供低于所希望锁定力的最大锁定力，该最大锁定力也可以是相对较小锁定角度α的结果。
然而，第二锁定级21044可以是强力锁定，该强力锁定可以提供用于定向锁2100的所希望的最大锁定力。第二锁定级2104可以具有在释放位置与锁定位置之间的锁构件2122或芯构件2110的移动，该移动在图74中由距离“b”所示。在一些配置中，距离“b”大于第一锁定级2102的距离“a”。如上文所描述，第二锁定级2104的锁定角度β可以大于锁定角度α，这在一些配置中可能引起第二锁定级2104具有比第一锁定级2102更高的锁定力。将第一锁定级2102与第二锁定级2104组合可以产生定向锁2100，该定向锁响应于相关头帽/接口的较小调节移动，同时还提供足以解决正常或预期操作力的锁定或屈服力。
在一些配置中，距离“a”是大约1毫米或者更小，以便提供相关头帽/接口的微调节。然而，在一些配置中，距离“a”可以大于1毫米。距离“a”可以基于可容许给定应用的锁定距离来进行选择。换句话说，距离“a”可以基于对于给定应用来说所需要或所希望的微调节水平来进行选择。如上文所描述，接口组件可以包括多于一个定向锁，例如像在该接口组件的每一侧上的一个定向锁。因此，总锁定距离可以大于单个定向锁的锁定距离，并且在一些情况中，可以是单独锁定距离之和。可以选择距离“b”以便实现所希望的最大锁定力。在一些配置中，距离“b”可以是距离“a”的至少约两倍大、至少约五倍大、至少约十倍大或者至少约二十倍大。角度α和β的比率可以与距离“a”和距离“b”的比率相同或相似。
图75示出包括至少一个双级定向锁(如图74的定向锁2100)的头帽或接口组件的力曲线2200。力曲线2200可以总体上类似于结合图2-图5讨论的力曲线。因此，力曲线2200包括示出对伸展的初始阻力的初始急剧上升2220。该力曲线还包括示出头帽的进一步伸展的基本上平坦、总体上恒定的延伸曲线2222，和当头帽缩回以便配合使用者头部的下降2224。然而，与图2-图5的力曲线相比，力曲线2200包括示出在第一锁定级2102与第二锁定级2104之间的转变的阶梯式平衡配合区段2230。
具体地说，平衡配合区段2230可以包括第一部分2230a和第二部分2230b。第一部分2230a可以与第一锁定级2102的特征有关，并且第二部分2230b可以与第二锁定级2104的特征有关。第二部分2230b还可以受由第一锁定级2102与第二锁定级2104的组合提供的阻力影响。如所示，第二部分2230b从第一部分2230a偏移转变部分2230c，该转变部分可以反映从第一锁定级2102到第二锁定级2104的转变。也就是说，该偏移可以反映图74中的距离“b”与距离“a”之间的差异。
平衡配合区段2230包括示出头帽向上延伸直到平衡配合点2234的实线部分。平衡配合点2234之上的虚线部分示出将响应于另外的力在头帽中发生的另外延伸。在所示的安排中，平衡配合点2234落入第一锁定级2102的能力范围内。也就是说，平衡配合点2234小于第一锁定级2102的最大锁定力。然而，在一些情况下，如高治疗压力下，平衡配合点2234可以高于第一锁定级2102的最大锁定力，并且可以落入平衡配合区段2230的第二部分2230b中。优选地，平衡配合点2234降至第二锁定级2104的最大锁定力以下。屈服点2236可以由平衡配合区段2230和恒定延伸曲线2222的交点来限定。
初始启动长度2240被限定为在平衡配合区段2230的开始与平衡配合点2234之间的延伸距离。初始启动长度2240可以与第一锁定级2102的距离“a”有关。第二启动长度2242可以被限定为在平衡配合点2234与转变部分2230c的结束/平衡配合区段2230的第二部分2230b的开始之间的延伸距离。第二启动长度2242可以与第二锁定级2104的距离“b”有关。力曲线2200仅仅是可以由双级定向锁(如锁2100)提供的力曲线的实例。具有各种不同力曲线以便适合于特定应用或所希望的性能标准的定向锁可以基于本披露的传授来实现。例如，在此披露的任何类型的多个单独锁可以被组合来产生双级或多级锁。在单个双级或多级锁中这些单独的锁可以具有相同类型或者可以在类型上变化。
尽管在此具体示出了某些机械定向锁安排，但是还可以使用用于实现自配合、大滞后或定向锁的其他机械和非机械方法和安排。例如，电、压电、气动、液压或热机械安排可以被配置成提供类似于在此披露的这些接口组件的功能。在一些配置中，这类方法或安排可以选择性地夹持或释放类似于在此披露的这些安排的无弹性芯。
在电安排的一个实例中，可以采用电磁线圈离合器来提供定向锁定功能。例如，围绕柱塞的电线圈当通电时可以使柱塞移动。这种移动可以用于直接或间接地夹紧或夹持自调节头帽的非伸展构件，以便固持该非伸展构件。该固持机构可以释放非伸展构件以便允许伸长。电磁线圈离合器可以由任何适合的安排(如按钮)来控制。可替代地，传感器可以确定何时头帽被定位和/或何时cpap压力被启动且固持机构可以被启动。
可替代地，步进电动机或伺服电动机可以用于主动地固持头帽的可调节构件(如非伸展构件)的位置。缩回和/或延伸可以由该电动机完成。在一些配置中，电磁力产生器可以用于作用于具有磁性区段或特性的头帽的可调节构件。缩回可以由线性电动机完成。在一些配置中，电活性聚合物可以用于响应于作用于头帽的可调节构件并且固持该可调节构件的电流来产生离合或夹紧机构。可替代地，电磁力可以作用于磁性液体以便产生可以固持头帽的可调节构件的离合或夹紧机构。
在压电安排的实例中，压电离合器或夹具可以用于释放非伸展头帽的自由移动。压电机构的实例包括压电薄膜(蜂鸣器)、柴油发动机阀以及喷墨喷嘴。这些机构中的每个使用压电元件来产生移动/移位。这种压电机构可以直接使用或者用于驱动固持离合器以便选择性地固持自配合头帽的可调节构件。一些压电部件可以被配置成产生所谓的爬行电动机。爬行电动机(或类似)安排对于线性运动是特别有用的。这种移动可以用于自配合头帽安排的调节中。
在气动安排中，气缸或气动波纹管可以操作由cpap压力或辅助空气/气体供应启动的离合器或夹持机构。离合器或夹持机构可以直接或间接地固持自配合头帽的可调节构件。类似地，在液压安排中，液压缸或囊袋可以用于固持自配合头帽的可调节构件。例如，cpap压力可以用于对液压流体加压。可替代地，活塞可以被机械地移动以便对液压流体加压。
在热机械安排中，热敏物质(例如，蜡)可以用于致动用于固持自配合头帽的可调节构件的离合器或固持机构。离合器或固持机构的启动可以由与使用者皮肤的热感或另一个适合的热源(如，cpap系统的加热通气管)相接触或相接近来驱动。蜡填充的筒通常被用于操作恒温阀。蜡随着变化的温度膨胀或收缩，这随后被转化成例如柱塞的移动。在不存在足够热量的情况下，离合器可以释放其夹持以便允许头帽与使用者的配合。一旦头帽处于适当位置中并且热机械离合器被暴露于热源，该离合器可以接合以便固持头帽防止扩展。热敏物质的另一个实例是在热量影响下变形的双金属构件，该双金属构件移位可以用于启动自配合头帽的固持离合器或锁。
虽然已经描述了不同的实施例，应当注意的是这些调节机构的任一者可以与其他组件中的任一者组合。另外，可以在没有断开配合组件的情况下使用这些调节机构，并且可以在没有调节机构的情况下使用这些断开配合组件。此外，任何接口(即，面罩和头帽)可以与在此描述的调节机构和/或断开配合组件中的一者或两者一起使用。断开配合组件可以包括(例如但不限于)在2012年8月8日提交的美国临时专利申请号61/681,024中描述的那些，该申请通过引用以其全部内容结合在此。
尽管已经根据某一实施例对本发明进行了描述，但是对于本领域普通技术人员清楚的其他实施例也在本发明的范围之内。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种变化和修改。例如，可以根据需要重新定位不同的部件。而且，并非所有这些特征、方面和优点都是实践本发明必不可少的。因此，本发明的范围旨在仅由以下权利要求书来限定。