РАБОЧАЯ ПОВЕРХНОСТЬ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НИЗКОГО ТРЕНИЯ И ПОВЫШЕННОГО КОМФОРТА НА УСТРОЙСТВАХ, КОТОРЫЕ КОНТАКТИРУЮТ С КОЖЕЙ ИЛИ ДРУГОЙ ВНЕШНЕЙ ТКАНЬЮ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ Российский патент 2017 года по МПК B29C37/00 

1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к устройствам, которые имеют поверхность, которая структурирована для контакта с кожей или другой внешней тканью (например, губами) пользователя.

2. УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известно множество различных устройств, которые, во время использования, приходят в контакт с кожей. Примерами данных устройств являются, без ограничения, пылезащитные маски, наушники, детские бутылочки и молокоотсосы. Использование упомянутых устройств, в частности продолжительное использование, может вызывать раздражение кожи или дискомфорт другого рода.

Таким образом, существует потребность в поверхности для применения в устройстве, например, наушниках, детской бутылочке или молокоотсосе, которая имеет структуру для контакта с кожей или другой внешней тканью пользователя в течение продолжительных периодов и которая обеспечивает низкое трение и/или повышенный комфорт для пользователя.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соответственно, задачей настоящего изобретения является создание устройства, которое имеет поверхность, которая структурирована для контакта с кожей или другой внешней тканью (например, губами) пользователя, а не для введения в или сквозь внешнюю ткань пользователя, и которое устраняет недостатки обычных устройств посредством обеспечения низкого трения и/или повышенного комфорта для пользователя.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание способа изготовления устройства, которое имеет поверхность, которая структурирована для контакта с кожей или другой внешней тканью (например, губами) пользователя, и которое не имеет недостатков, связанных с обычными методами конструирования и изготовления.

В одном варианте осуществления предлагается устройство, структурированное для контакта с внешней тканью, например кожей или губами, пользователя во время использования упомянутого устройства, а не для введения в или сквозь внешнюю ткань пользователя. Устройство содержит контактный участок, структурированный для непосредственного зацепления с внешней тканью. По меньшей мере, секция контактного участка имеет рабочую поверхность, содержащую множество неслучайных, предварительно изготовленных элементов поверхности, имеющих, каждый, сходную геометрию, при этом в секции шаг между каждой непосредственно смежной парой элементов поверхности меньше или равен предварительно заданному максимальному значению шага, и причем в секции высота каждого из элементов поверхности меньше или равна предварительно заданному максимальному значению высоты.

В другом варианте осуществления предлагается способ изготовления устройства, структурированного для контакта с внешней тканью пользователя во время использования упомянутого устройства, а не для введения в или сквозь внешнюю ткань пользователя. Способ содержит этап изготовления рабочей поверхности, при этом, по меньшей мере, секция рабочей поверхности содержит множество неслучайных, предварительно изготовленных элементов поверхности, имеющих, каждый, сходную геометрию, причем на секции шаг между каждой непосредственно смежной парой элементов поверхности меньше или равен предварительно заданному максимальному значению шага, и причем в секции высота каждого из элементов поверхности меньше или равна предварительно заданному максимальному значению высоты, и этап формирования контактного участка для устройства таким образом, что контактный участок содержит рабочую поверхность, причем контактный участок структурирован для непосредственного зацепления с внешней тканью пользователя.

Приведенные и другие задачи, признаки и характеристики настоящего изобретения, а также способы действия и функции соответствующих элементов структуры и сочетание частей и экономичных методов изготовления будут очевидны после изучения нижеследующего описания и прилагаемой формулы изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи, которые являются частью настоящего описания изобретения, при этом похожие ссылочные позиции обозначают соответствующие части на различных фигурах. Однако следует ясно понимать, что чертежи приведены исключительно с целью иллюстрации и описания и не предполагают определения пределов объема изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1А-1J - схематические изометрические изображения примерных вариантов осуществления контактных участков, имеющих, каждый, рабочую поверхность;

фиг. 2 - схематическое представление контактного участка, показанного на фиг. 1А, в соответствии с одним конкретным примерным вариантом осуществления;

фиг. 3 и 4 - схематические представления двух разных вариантов осуществления наушников, каждый из которых содержит контактный участок, имеющий рабочую поверхность, описанную в настоящей заявке;

фиг. 5 - схематическое представление детской бутылочки, имеющей сосок, который содержит контактный участок, имеющий рабочую поверхность, описанную в настоящей заявке;

фиг. 6 - схематическое представление молокоотсоса, содержащего грудной фланец, который содержит контактный участок, имеющий рабочую поверхность, описанную в настоящей заявке;

фиг. 7 - схематическое представление ручных часов, обладающих функцией контроля частоты сердечных сокращений, которые содержат контактный участок, имеющий рабочую поверхность, описанную в настоящей заявке; и

фиг. 8-11 - сечения контактного участка, показанного на фиг. 2, в соответствии с различными конкретными альтернативными вариантами осуществления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

В контексте настоящего описания признак единственного числа в форме определенного и неопределенного артиклей включает в себя ссылки на множественное число, если контекст прямо не предписывает иначе. В контексте настоящего описания формулировка, что, по меньшей мере, две части или два компонента «соединены», должна означать, что части имеют соединение или работают совместно либо непосредственно, либо косвенно, т.е. через, по меньшей мере, две части или два компонента, при условии, что имеет место соединительное звено. В контексте настоящего описания «непосредственно соединенные» означает, что два элемента находятся в непосредственном контакте между собой. В контексте настоящего описания «неподвижно соединенные» или «зафиксированные» означает, что два компонента соединены для перемещения как одно целое, с сохранением при этом постоянной ориентации друг относительно друга.

В контексте настоящего описания определение «унитарный» означает, что компонент создан цельной деталью или цельным блоком. То есть, компонент, который содержат детали, которые созданы по отдельности и затем соединены в блок, не является «унитарным» компонентом или телом. В контексте настоящего описания формулировка, что, по меньшей мере, две части или два компонента «находятся в зацеплении» между собой, должна означать, что части оказывают усилие друг на друга непосредственно или через, по меньшей мере, одну промежуточную деталь или один промежуточный компонент. В контексте настоящего описания термин «число» должен означать единицу или целое число больше единицы (т.е. множество).

Задающие направление выражения, применяемые в настоящем описании, например и без ограничения, верх, низ, левый, правый, верхний, нижний, передний, задний и их производные, относятся к ориентации элементов, показанной на чертежах, и не ограничивают формулу изобретения, если прямо не указано в настоящем описании.

Как видно на фиг. 1А, рабочая поверхность контактного участка 64А содержит некоторое количество элементов 70 поверхности, при этом каждый элемент 70 поверхности является куполообразной структурой, продолжающейся вверх от нижней поверхности 72 контактного участка 64А. Как показано на фиг. 1В, рабочая поверхность контактного участка 64 В содержит зубчатую конфигурацию, при этом элементы поверхности содержат некоторое количество гребней 74В и некоторое количество столбиковых элементов 76В, сформированных четырьмя соседними гребнями 74В. Кроме того, как видно на фиг. 1В, в зоне, ограниченной каждой группой из четырех непосредственно смежных гребней 74В, сформирована впадина 78В. Как видно на фиг. 1С, рабочая поверхность контактного участка 64С содержит некоторое количество элементов 70 поверхности, при этом каждый элемент 70 поверхности является столбиковой структурой, продолжающейся вверх от нижней поверхности 72 контактного участка 64С. Еще одни примерные контактные участки 64G-64J, содержащие дополнительные примерные рабочие поверхности, показаны на фиг. 1С-1J.

Кроме того, в одном примерном варианте осуществления настоящего изобретения рабочую поверхность контактного участка характеризуют двумя конкретными конструктивными параметрами, а именно, шагом (Р) элементов поверхности и высотой (Н) элементов поверхности. В контексте настоящего описания термин «шаг» должен означать расстояние между соответствующими участками непосредственно смежных пар одинаковых элементов поверхности, и термин «высота» должен означать вертикальное расстояние между наивысшей точкой элемента поверхности и нижней поверхностью 72 контактного участка 64, на которой находятся элементы поверхности. Как показано на фиг. 1А, шаг (Р) и высота (Н) куполообразного элемента 70 поверхности данного варианта осуществления обозначены Р и Н, соответственно. Как показано на фиг. 1В, в зубчатой конфигурации данных вариантов осуществления шаг измеряют между непосредственно смежными столбиковыми элементами 76В и высоту измеряют от верха каждого столбикового элемента 76В (которые являются самыми высокими элементами поверхности) до самой глубокой точки впадин 78В. В качестве альтернативы, шаг можно измерять между центрами непосредственно смежных гребней 74В.

В одном примерном неограничивающем варианте осуществления характерный материал может быть силиконом, имеющим твердость 40 по дюрометру Шора типа А. В другом примерном неограничивающем варианте осуществления характерный материал может быть жидким силиконовым каучуком, имеющим твердость 5 по дюрометру Шора типа А. Кроме того, посредством тестирования и моделирования (например, моделирования методом конечных элементов (FEM) с использованием численного моделирования) различных вариантов осуществления контактного участка 64, описанного в настоящей заявке (с использованием критериев низкого трения и комфорта для кожи), авторы настоящего изобретения определили, что рабочие характеристики контактного участка 64 можно оптимизировать путем использования рабочей поверхности, на которой шаг между каждой непосредственно смежной парой элементов поверхности меньше или равен некоторому предварительно заданному максимальному значению (P_max) шага, и высота каждого одинакового элемента поверхности меньше или равна некоторому предварительно заданному значению (H_max) высоты.

В одном конкретном варианте осуществления рабочую поверхность характеризуют шагом, при этом шаг является постоянным и одинаковым по всей поверхности (в контексте настоящего описания, при сравнении значений шага непосредственно смежных элементов поверхности в пределах рабочей поверхности, определение «одинаковый» должно означать, что все значения шага находятся в пределах, самое большее, 10% технологического допуска одного от другого) и меньше или равен P_max. Примеры упомянутых поверхностей, на которых шаг является постоянным и одинаковым, показаны на фиг. 1А, 1В и фиг. 2 (описанной ниже).

В альтернативном конкретном варианте осуществления рабочую поверхность характеризуют шагом, при этом шаг является анизотропным, то есть шаг имеет разные размеры/свойства вдоль разных направлений. В частности, в данном варианте осуществления шаг будет иметь постоянное и одинаковое первое значение Р1 шага в первом направлении и постоянное и одинаковое второе значение Р2 шага во втором направлении, пересекающем (например, перпендикулярном) первое направление. Один пример упомянутого варианта осуществления показан на фиг. 1D с использованием куполообразных элементов 70 поверхности. Другой пример упомянутого варианта осуществления показан на фиг. 1Е, при этом применена зубчатая конфигурация, описанная в других местах настоящего документа.

В другом альтернативном конкретном варианте осуществления рабочую поверхность характеризуют шагом, при этом шаг может изменяться по всей поверхности, но в каждом случае меньше или равен P_max. Пример упомянутого варианта осуществления показан на фиг 1F с использованием куполообразных элементов 70 поверхности (хотя возможно также применение других форм). В изображенном варианте осуществления Pi=P1, Р2, …, PN, где 0<Pi≤P_max, или 2R<Pi≤P_max, где R означает радиус купола полусферической формы. В одном конкретном варианте осуществления каждое из значений шага не отклоняется более чем на 50% от другого значения. В другом конкретном варианте осуществления максимальный разброс значений шагов составляет приблизительно от 10% до 50% (для исключения эффектов оптического совмещения и вибрационного шума).

Аналогично, в другом конкретном варианте осуществления рабочую поверхность характеризуют высотой, при этом высота является постоянной и одинаковой по всей поверхности (т.е. для каждого сходного элемента поверхности; в контексте настоящего описания, при сравнении значений высоты элементов поверхности в пределах рабочей поверхности, определение «одинаковый» должно означать нахождение в пределах, самое большее, 30% технологического допуска одного от другого) и меньше или равна H_max.

Кроме того, в одном конкретном неограничивающем примерном варианте осуществления P_max равно 100 микрометрам, и H_max равно 100 микрометрам. Другими словами, в данном примерном варианте осуществления шаг Р и высоту Н характеризуют следующим образом: Р≤100 микрометрам, и Н≤100 микрометрам. В другом конкретном неограничивающем примерном варианте осуществления, который является усовершенствованием вышеописанного варианта осуществления, шаг Р и высоту Н характеризуют следующим образом: Р≤50 микрометрам (или, в качестве альтернативы, Р≤100 микрометрам, или 20 микрометров≤Р≤50 микрометров), и 10 микрометров≤Н≤40 микрометров. В еще одном дополнительном конкретном неограничивающем примерном варианте осуществления, который также является дополнительным усовершенствованием вышеописанного варианта осуществления, шаг Р и высоту Н характеризуют следующим образом: 20 микрометров≤Р≤50 микрометров (или, в качестве альтернативы, 10 микрометров≤Р≤50 микрометров, Р≤50 микрометров, или Р≤100 микрометров), и 10 микрометров≤Н≤20 микрометров. В еще одном дополнительном неограничивающем примерном варианте осуществления P_max больше или равно 10 микрометрам и меньше или равно 100 микрометрам, и H_max больше или равно 10 микрометрам и меньше или равно 100 микрометрам. Приведенные примерные варианты осуществления могут быть реализованы, например, в любых конфигурациях рабочих поверхностей, показанных на фиг. 1А-1С и описанных в других местах настоящего документа. Путем тестирования и моделирования авторы настоящего изобретения определили, что рабочая поверхность в соответствии с приведенными примерными вариантами осуществления при реализации на поверхности контакта с кожей, например, контактном участке 64, не будет оказывать отрицательного воздействия на кожу пользователя во время использования и, следовательно, оптимизирует рабочие характеристики. Например, установлено, что приведенные конфигурации не будут обеспечивать чрезмерные концентрации напряжений на более глубоких слоях кожи пользователя.

Таким образом, с учетом вышеизложенного, возможны следующие примерные неограничивающие сочетания шага и высоты на рабочей поверхности:

Как можно видеть выше, в каждом из описанных вариантов осуществления задана максимальная высота Н. Одна причина, по которой задана максимальная высота Н, состоит в ограничении возможности, что будут происходить чрезмерные отклонение/деформация самых высоких элементов поверхности (например, куполообразных элементов 70 (фиг. 1А) и столбиков 76 и 70 (фиг. 1В и 1С)), когда контактная поверхность 64 входит в зацепление с кожей пользователя и прикладывает к ней усилие. Слишком большое отклонение самых высоких элементов поверхности будет иметь следствием дополнительное статическое трение во время использования и, следовательно, не желательно. Путем тестирования и моделирования авторы настоящего изобретения определили, что для исключения нежелательного статического трения отклонение не должно быть более 1 микрометра при нормальном давлении 4,4 кПа и коэффициенте трения 1. Таким образом, в одном примерном варианте осуществления, в зависимости от конкретного материала, который выбирают, максимальную высоту задают так, чтобы получить, в результате, элементы поверхности, которые являются достаточно жесткими/твердыми, чтобы иметь отклонение не более 1 микрометра. Например, при упомянутом отклонении высота каждого из элементов поверхности может быть меньше 20 микрометров, меньше или равна 15 микрометрам или меньше или равна 10 микрометрам, в каждом случае с шагом (например, изотропным или анизотропным) меньше 50 микрометров (или, в качестве альтернативы, с шагом (изотропным или анизотропным) меньше 30 микрометров). В одном конкретном примере рабочую поверхность (имеющую анизотропный шаг) создавали с использованием наносекундного лазера, при этом элементы поверхности имеют шаг 50 микрометров и высоту 13 микрометров в первом направлении и шаг 50 микрометров и высоту 5 микрометров во втором направлении.

Кроме того, авторы настоящего изобретения определили, что предпочтителен вариант, в котором рабочая поверхность контактного участка 64 предотвращает излишнее «вздутие» кожи пользователя (т.е. деформацию кожи к контактной поверхности 64, когда данная поверхность входит в зацепление с кожей и прикладывает к ней усилие) в такой степени, что кожа будет касаться участков контактной поверхности 64 между самыми высокими элементами поверхности (например, нижней поверхности 72 (фиг. 1А и 1С) и впадин 78В (фиг. 1В)). Упомянутое излишнее вздутие нежелательно потому, что оно приводит к дополнительной площади контакта с кожей и, следовательно, дополнительному трению и возможному образованию покраснений. Таким образом, в одном примерном варианте осуществления целесообразно задавать минимальную высоту для самых высоких элементов поверхности (например, куполообразных элементов 70 (фиг. 1А) и столбиков 76 и 70 (фиг. 1В и 1С)). Один подобный вариант осуществления описан выше, в котором шаг Р и высоту Н характеризуют следующим образом: 20 микрометров≤Р≤50 микрометров и 10 микрометров≤Н≤20 микрометров.

На фиг. 2 схематически представлен один конкретный неограничивающий вариант осуществления контактного участка, имеющего рабочую поверхность, использующую куполообразные элементы 70. В данном конкретном варианте осуществления каждый куполообразный элемент 70 имеет осесимметричный профиль, показанный на фиг. 2, так что куполообразный элемент 70 симметричен относительно центральной оси 80 куполообразного элемента 70. Кроме того, каждый куполообразный элемент 70 содержит вершинный участок 82 полусферической формы, имеющий радиус R, который соединен с нижним участком 84 усеченно-конической формы (т.е. нижний участок 84 имеет форму усеченного конуса, что означает в контексте настоящего описания конус, вершина которого отсечена плоскостью, параллельной основанию данного конуса), имеющим половинный угол Θ при вершине, измеренный относительно центральной оси 80. В одном конкретном примерном варианте осуществления вершинный участок 82 имеет радиус R, который составляет от 5 до 10 микрометров. В другом конкретном примерном варианте осуществления, который может быть объединен с предыдущим вариантом осуществления, нижний участок 84 имеет половинный угол в при вершине, который равен 10-60 градусам, в зависимости от твердости материала по дюрометру (в одном характерном варианте осуществления упомянутый угол равен 30 градусам для материала с твердостью 40 по дюрометру Шора типа А). Кроме того, в еще одном конкретном примерном варианте осуществления, кроме заданных выше параметров типа радиуса R и половинного угла Θ при вершине, шаг Р и высоту Н примерного контактного участка 64, показанного на фиг. 2, характеризуют следующим образом: 20 микрометров≤Р≤50 микрометров и 10 микрометров≤Н≤20 микрометров.

Кроме того, в примерном варианте осуществления контактный участок 64, имеющий рабочую поверхность, описанную в настоящем документе, формируют с использованием процесса формования, при этом пресс-форму формируют так, чтобы создавать рабочую поверхность на формованном изделии. Например, и без ограничения, подходящую пресс-форму можно изготовить формированием поверхностей пресс-формы с использованием лазерной технологии (например, фемтосекундного лазера, пикосекундного лазера или наносекундного лазера). После того, как пресс-форма сформирована, лазерно-обработанную поверхность пресс-формы переносят на поверхность с приданием, тем самым, поверхности ее текстуры. Однако следует понимать, что для создания пригодной пресс-формы применимы также другие подходящие технологии, например, без ограничения, фрезерование, полировка, пескоструйная обработка, травление или электроискровая обработка.

Как поясняется в других местах настоящего описания, рабочую поверхность, которая контактирует с кожей пользователя, можно выполнять из мягкого гибкого легкого эластомерного материала, например, без ограничения, силикона, соответственно мягкого термопластичного эластомера (например, термопластичных полиуретанов (TPU)), латекса, полибутадиена, пенопласта с закрытыми порами или любого сочетания упомянутых материалов. Кроме того, данные материалы могут быть любым каучукоподобным или эластомерным полимерным материалом, например, материалом, для которого органический мономер выбран из группы, состоящей из бутадиена, изопрена, диалкилсилоксанов, диарилсилоксанов, сложных алкильных эфиров акриловой кислоты, акрилонитрила, хлоропрена, фторированного этилена, смесей этилена и винилацетата, смесей этилена и, по меньшей мере, одного сложного эфира акриловой кислоты и смесей этилена с пропиленом и диеном. Следует отметить, что вышеперечисленные материалы совместимы с кожей. Приведенный материал предпочтителен, однако, не обязателен, и можно также воспользоваться другими материалами, которые могут быть не оптимально совместимы с кожей. Кроме того, в, по меньшей мере, одном конкретном варианте осуществления можно применить любые из вышеперечисленных материалов со следующими характеристиками мягкости и/или эластичности, чтобы изготовить элементы, содержащие рабочую поверхность, описанную в настоящем документе: твердость 2-55 по дюрометру Шора типа А и модуль упругости 0,1-3,5 МПа (или 0,1-1,5 МПа), или, в качестве альтернативы, твердость 2-50 по дюрометру Шора типа А и модуль упругости 0,1-3,5 МПа (или 0,1-1,5 МПа), или, в качестве еще одной альтернативы, твердость 5-50 по дюрометру Шора типа А и модуль упругости 0,1-3,5 МПа (или 0,1-1,5 МПа). В конкретных примерах возможны следующие характерные материалы: (i) силикон, имеющий твердость 2 по дюрометру Шора типа А и модуль упругости 0,15 МПа, (ii) силикон, имеющий твердость 5 по дюрометру Шора типа А и модуль упругости 0,3 МПа, и (iii) силикон, имеющий твердость 40 по дюрометру Шора типа А и модуль упругости 1,4 МПа.

Как отмечено в другом месте настоящего описания, одно преимущество применения рабочей поверхности состоит в том, что она обеспечивает некоторую степень самоочищения. В частности, установлено, что после притирания к коже пользователя во время использования рабочие поверхности, описанные в настоящем документе, содержат меньше клеток кожи, чем плоская поверхность сравнения в соответствии с известным уровнем техники. Так как органический материал кожи, который прилипает к поверхности контакта с кожей, является источником размножения бактерий, и так как упомянутое размножение бактерий может стимулировать покраснение кожи, то конфигурация, которая может уменьшать число прилипающих клеток кожи, будет предпочтительной.

Следует понимать, что рабочая поверхность, описанная в настоящем документе, может, например, формировать часть вкладки или накладки (например, однократного использования). Рабочие поверхности, описанные в настоящем документе, можно применять на контактных участках устройств разных типов, например, но без ограничения, на наушниках, детских бутылочках, молокоотсосах, наручных часах. Следует также понимать, что применение рабочих поверхностей, описанных в настоящем документе, не ограничено каким-либо конкретным устройством. Наоборот, рабочие поверхности можно применять для формирования участков контакта с тканью на самых разнообразных устройствах. Например, на фиг. 3 показано схематичное представление одного варианта осуществления наушников 100, содержащих элементы 102 контакта с ухом, сформированные из мягкого гибкого эластомерного материала, например, но без ограничения, силикона, при этом рабочие поверхности, описанные в настоящем документе в различных вариантах осуществления, можно применять для формирования участков 104 контакта с кожей на элементах 102 контакта с ухом. Аналогично, на фиг. 4 показано схематичное представление другого варианта осуществления наушников 106, содержащих элементы 102 контакта с ухом, сформированные из мягкого гибкого эластомерного материала, например, но без ограничения, силикона, при этом рабочие поверхности, описанные в настоящем документе в различных вариантах осуществления, можно применять для формирования участков 110 контакта с кожей на элементах 102 контакта с ухом. В другом примере, приведенном на фиг. 5, схематически представлен один вариант осуществления детской бутылочки 112, содержащей соску или сосок 114, сформированный из мягкого гибкого эластомерного материала, например, но без ограничения, силикона, рабочие поверхности, описанные в настоящем документе в различных вариантах осуществления, можно применить для формирования участка 116 контакта с тканью на соске 114. В еще одном примере, приведенном на фиг. 6, схематически представлен один вариант осуществления молокоотсоса 118, содержащего приемную емкость 120, ручной насосный узел 122 и грудной фланец 124, сформированный из мягкого гибкого эластомерного материала, например, но без ограничения, силикона, рабочие поверхности, описанные в настоящем документе в различных вариантах осуществления, можно применить для формирования участка 126 контакта с тканью на грудном фланце 124. Еще один пример представлен на фиг. 7, который является схематическим представлением вида сзади одного варианта осуществления ручных часов 128, обладающих функцией контроля частоты сердечных сокращений. Как видно на фиг. 7, часы 128 содержат центральный участок 130 и ремешки 132А и 132В. Центральный участок 130 содержит зону 134 датчика, структурированную с возможностью вмещения датчика, и участок 136 контакта с тканью, окружающий зону 134 датчика. Участок 136 контакта с тканью содержит рабочую поверхность, описанную в настоящем документе в различных вариантах осуществления. Основной функцией рабочей поверхности является предотвращение проскальзывания датчика, обеспеченного в зоне 134 датчика, по коже при одновременном обеспечении комфорта для кожи. В одном примерном варианте осуществления участок 136 контакта с тканью содержит накладку из силиконового каучука, присоединенную к нижней стороне часов 128. Кроме того, вышеописанное прикрепление датчика не ограничивается ручными часами, а может быть любого вида прикреплением датчика на коже. Следует понимать, что, в качестве альтернативы, контактные участки 104, 110, 116, 126, 136 можно обеспечивать только на участке элементов 102 контакта с ухом, элементов 108 контакта с ухом, соски или соска 114, грудного фланца 124 или часов 128, в зависимости от конкретной ситуации, по выбранной схеме или в выбранных местах.

Как поясняется в другом месте настоящего описания, фиг. 2 является схематическим представлением одного конкретного неограничивающего варианта осуществления контактного участка 64А, имеющего рабочую поверхность с куполообразными элементами 70, когда каждый куполообразный элемент 70 имеет осесимметричный профиль и симметричен относительно центральной оси 80 куполообразного элемента 70. Кроме того, каждый куполообразный элемент 70 содержит вершинный участок 82 полусферической формы, имеющий радиус R, который соединен с нижним участком 84 усеченно-конической формы.

На фиг. 8 приведено сечение характерного неограничивающего варианта осуществления контактного участка 64А, показанного на фиг. 2, обозначенного 64А-1. На контактном участке 64А-1 рабочая поверхность имеет следующие параметры/характеристики: (i) контактный участок 64А-1 выполнен из материала, например, силикона, имеющего твердость 5 по дюрометру Шора типа А и модуль упругости 0,1-1,5 МПа (например, 0,3 МПа), (ii) каждый куполообразный элемент 70-1 имеет радиус (BR) при основании, равный 7,5 микрометров, (iii) шаг Р куполообразных элементов 70-1 на контактном участке 64А-1 равен 15 микрометров, (iv) высота каждого куполообразного элемента 70-1 равна 10 микрометров, и (v) куполообразные элементы 70-1 на контактном участке 64А-1 имеют отклонение не более 1 микрометра (например, не более 0,869926 микрометра) под действием нормального давления 0,01 МПа и коэффициент трения, равный 1.

На фиг. 9 приведено сечение другого характерного неограничивающего варианта осуществления контактного участка 64А, показанного на фиг. 2, обозначенного 64А-2. На контактном участке 64А-2 рабочая поверхность имеет следующие параметры/характеристики: (i) контактный участок 64А-2 выполнен из материала, например, силикона, имеющего твердость 5 по дюрометру Шора типа А и модуль упругости 0,1-1,5 МПа (например, 0,3 МПа), (ii) каждый куполообразный элемент 70-2 имеет радиус (BR) при основании, равный 7,5 микрометров, (iii) шаг Р куполообразных элементов 70-2 на контактном участке 64А-2 равен 30 микрометров, (iv) высота каждого куполообразного элемента 70-2 равна 5 микрометров, и (v) куполообразные элементы 70-2 на контактном участке 64А-2 имеют отклонение не более 0,5 микрометра (например, не более 0,434963 микрометра) под действием нормального давления 0,01 МПа и коэффициент трения, равный 1.

На фиг. 10 приведено сечение еще одного характерного неограничивающего варианта осуществления контактного участка 64А, показанного на фиг. 2, обозначенного 64А-3. На контактном участке 64А-3 рабочая поверхность имеет следующие параметры/характеристики: (i) контактный участок 64А-3 выполнен из материала, например, силикона, имеющего твердость 5 по дюрометру Шора типа А и модуль упругости 0,1-1,5 МПа (например, 0,3 МПа), (ii) каждый куполообразный элемент 70-3 имеет радиус (BR) при основании, равный 5 микрометров, (iii) шаг Р куполообразных элементов 70-3 на контактном участке 64А-3 равен 15 микрометров, (iv) высота каждого куполообразного элемента 70-3 равна 5 микрометров, и (v) куполообразные элементы 70-3 на контактном участке 64А-3 имеют отклонение не более 0,6 микрометра (например, не более 0,5505 микрометра) под действием нормального давления 0,01 МПа и коэффициент трения, равный 1.

На фиг. 11 приведено сечение еще одного характерного неограничивающего варианта осуществления контактного участка 64А, показанного на фиг. 2, обозначенного 64А-4. На контактном участке 64А-4 рабочая поверхность имеет следующие параметры/характеристики: (i) контактный участок 64А-4 выполнен из материала, например, силикона, имеющего твердость 5 по дюрометру Шора типа А и модуль упругости 0,1-1,5 МПа (например, 0,3 МПа), (ii) каждый куполообразный элемент 70-4 имеет радиус (BR) при основании, равный 5 микрометров, (iii) шаг Р куполообразных элементов 70-4 на контактном участке 64А-4 равен 10 микрометров, (iv) высота каждого куполообразного элемента 70-4 равна 5 микрометров, и (v) куполообразные элементы 70-4 на контактном участке 64А-4 имеют отклонение не более 0,3 микрометра (например, не более 0,244667 микрометра) под действием нормального давления 0,01 МПа и коэффициент трения, равный 1.

В формуле изобретения никакие ссылочные позиции, расположенные в скобках, нельзя истолковывать как ограничивающие пункт формулы изобретения. Формулировка «содержащий» или «включающий в себя» не исключает присутствия элементов или этапов, отличающихся от тех, которые перечислены в пункте формулы изобретения. В пункте формулы изобретения на устройство, перечисляющем несколько средств, несколько из упомянутых средств может быть осуществлено посредством одного и того же аппаратного элемента. Признак единственного числа (в виде неопределенного артикля в оригинале) перед элементом не исключает присутствия множества упомянутых элементов. В любом пункте формулы изобретения на устройство, перечисляющем несколько средств, несколько из упомянутых средств может быть осуществлено посредством одного и того же аппаратного элемента. Очевидное обстоятельство, что некоторые элементы упомянуты во взаимно различающихся зависимых пунктах формулы изобретения, не означает невозможность применения комбинации упомянутых признаков.

Хотя изобретение подробно описано выше для иллюстрации на примере вариантов осуществления, которые в настоящее время считаются наиболее целесообразными и предпочтительными, следует понимать, что подробное описание приведено исключительно с упомянутой целью и что изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления, а, напротив, предназначено для охвата модификаций и эквивалентных схем, которые находятся в пределах существа и объема прилагаемой формулы изобретения. Например, следует понимать, что настоящее изобретение предполагает, что, насколько возможно, по меньшей мере, один признак любого варианта осуществления можно объединять с, по меньшей мере, одним признаком любого другого варианта осуществления.

Изобретение относится к устройству, структурированному для контакта с внешней тканью, например кожей пользователя, и к способу его изготовления. Устройство содержит эластомерный контактный участок, который структурирован для непосредственного зацепления с внешней тканью. Контактный участок имеет рабочую поверхность, которая содержит множество неслучайных, предварительно изготовленных элементов поверхности, изготовленных с возможностью снижения трения и повышения комфорта для пользователя. В одном варианте осуществления шаг между каждой непосредственно смежной парой элементов поверхности меньше или равен заданному максимальному значению шага и высота каждого из элементов поверхности меньше или равна заданному максимальному значению высоты. Изобретение обеспечивает снижение трения между изделием и кожей человека. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 20 ил., 1 табл.

1. Устройство (30, 90, 100, 106, 112, 118), структурированное для контакта только с внешней поверхностью внешней ткани пользователя во время его использования, а не для введения в или сквозь внешнюю ткань пользователя, содержащее:

- контактный участок (64, 94, 104, 110, 116, 124), структурированный для непосредственного зацепления с внешней тканью, причем, по меньшей мере, секция контактного участка имеет рабочую поверхность, содержащую множество неслучайных, предварительно изготовленных элементов (70, 76) поверхности, имеющих, каждый, сходную геометрию, при этом в секции шаг между каждой непосредственно смежной парой элементов поверхности меньше или равен предварительно заданному максимальному значению шага, и причем в секции высота каждого из элементов поверхности меньше или равна заданному максимальному значению высоты.

2. Устройство по п. 1, в котором в секции высоты каждого из элементов поверхности равны между собой и меньше или равны заданному максимальному значению высоты.

3. Устройство по п. 1, в котором заданное максимальное значение шага равно любому из: (i) 50 микрометров, (ii) 100 микрометров или (iii) большего или равного 10 микрометрам и меньшего или равного 100 микрометрам или в котором шаг между каждой непосредственно смежной парой элементов поверхности равен любому из: (i) большего или равного 10 микрометрам и меньшего или равного 50 микрометрам, или (ii) большего или равного 20 микрометрам и меньшего или равного 50 микрометрам.

4. Устройство по п. 3, в котором заданное максимальное значение высоты равно любому из: (i) 100 микрометров, (ii) 40 микрометров, (iii) 20 микрометров или (iv) большего или равного 10 микрометрам и меньшего или равного 100 микрометрам или в котором высота каждого из элементов поверхности равна любой из: (i) большей или равной 10 микрометрам и меньшей или равной 40 микрометрам, или (ii) большей или равной 10 микрометрам и меньшей или равной 20 микрометрам.

5. Устройство по п. 1, в котором шаги между каждой непосредственно смежной парой элементов поверхности являются равными или в котором рабочая поверхность характеризуется либо: (i) анизотропным шагом, так что шаг между каждой непосредственно смежной парой элементов поверхности в первом направлении равен первому значению шага и шаг между каждой непосредственно смежной парой элементов поверхности во втором направлении, пересекающем первое направление, равен второму значению шага, отличающемуся от первого значения шага, или (ii) переменным шагом, так что шаг между каждой непосредственно смежной парой элементов поверхности изменяется, но в каждом случае меньше или равен заданному максимальному значению шага.

6. Устройство по п. 1, в котором каждый из элементов поверхности имеет осесимметричный куполообразный профиль.

7. Устройство по п. 6, в котором каждый из элементов поверхности содержит вершинный участок (82), соединенный с опорным участком (84), при этом вершинный участок имеет радиус от 5 до 10 микрометров, и причем опорный участок имеет половинный угол при вершине, измеренный относительно центральной оси (80) элемента поверхности, равный 10-60 градусов.

8. Устройство по п. 1, в котором рабочая поверхность содержит множество вторых элементов поверхности, причем каждый из вторых элементов поверхности является гребневидным элементом (74), каждый из элементов поверхности является столбиковым элементом (76), сформированным пересечением четырех смежных гребней.

9. Устройство по п. 1, в котором устройство выбрано из группы, состоящей из: (i) молокоотсоса (118), в котором контактный участок (64) является частью грудного фланца (124), (ii) комплекта наушников (100, 106), в которых контактный участок (104, 110) является частью элемента (102, 108) контакта с ухом, (iii) детской бутылочки (112), в которой контактный участок (116) является частью соска (114), (iv) сенсорного устройства (128), в котором контактный участок обеспечен на поверхности контакта с кожей сенсорного устройства.

10. Устройство по п. 1, в котором каждый из элементов поверхности содержит один из элементов поверхности следующих типов: выпуклость, углубление, столбик, купол, впадина, гребень, волнистость или зазубренность.

11. Устройство по п. 1, в котором отклонение каждого из элементов поверхности равно 1 микрометру или менее в ответ на нормальное давление 4,4 кПа.

12. Устройство по п. 6, в котором в секции шаг между каждой непосредственно смежной парой элементов поверхности равен 10-30 микрометров, при этом каждый из элементов поверхности имеет опорный участок (84), имеющий радиус 5-7,5 микрометров, на секции высота каждого из элементов поверхности меньше или равна 10 микрометрам, и причем отклонение каждого из элементов поверхности равно 1 микрометру или менее в ответ на нормальное давление 0,01 МПа.

13. Устройство по п. 12, в котором контактный участок выполнен из материала, имеющего твердость 5 по дюрометру Шора типа A и модуль упругости 0,1-1,5 МПа.

14. Устройство по п. 1, в котором, по меньшей мере, секция контактного участка, содержащего предварительно изготовленные элементы поверхности, выполнена из материала, имеющего твердость 2-55 по дюрометру Шора типа A.

15. Способ изготовления устройства (30, 90, 100, 106, 112, 118), структурированного для контакта только с внешней тканью пользователя во время использования упомянутого устройства, а не для введения в или сквозь внешнюю ткань пользователя, содержащий следующие этапы:

изготавливают рабочую поверхность, причем, по меньшей мере, секция рабочей поверхности содержит множество неслучайных, предварительно изготовленных элементов (70, 76) поверхности, имеющих, каждый, сходную геометрию, причем в секции шаг между каждой непосредственно смежной парой элементов поверхности меньше или равен предварительно заданному максимальному значению шага, и причем в секции высота каждого из элементов поверхности является одинаковой и меньше или равна предварительно заданному максимальному значению высоты; и

формируют контактный участок (64, 94, 104, 110, 116, 126) для устройства таким образом, что контактный участок содержит рабочую поверхность, причем контактный участок структурирован для непосредственного зацепления с внешней тканью пользователя.

16. Способ по п. 15, в котором в секции высоты каждого из элементов поверхности равны между собой и меньше или равны предварительно заданному максимальному значению высоты.

17. Способ по п. 15, в котором предварительно заданное максимальное значение шага равно любому из: (i) 50 микрометров, (ii) 100 микрометров или (iii) большего или равного 10 микрометрам и меньшего или равного 100 микрометрам или в котором шаг между каждой непосредственно смежной парой элементов поверхности равен любому из: (i) большего или равного 10 микрометрам и меньшего или равного 50 микрометрам, или (ii) большего или равного 20 микрометрам и меньшего или равного 50 микрометрам.

18. Способ по п. 17, в котором предварительно заданное максимальное значение высоты равно любому из: (i) 100 микрометров, (ii) 40 микрометров, (iii) 20 микрометров или (iv) большего или равного 10 микрометрам и меньшего или равного 100 микрометрам, или в котором высота каждого из элементов поверхности равна любой из: (i) большей или равной 10 микрометрам и меньшей или равной 40 микрометрам, или (ii) большей или равной 10 микрометрам и меньшей или равной 20 микрометрам.

19. Способ по п. 15, в котором контактный участок выполнен из материала, имеющего твердость 2-55 по дюрометру Шора типа A.