具有前端安置系统弹性连接器的头盔
相关申请的交叉引用
本发明要求享有2018年8月9日所提交的申请号为62/716,471的美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请的全部公开内容据此以引用方式并入本文。
技术领域
本发明涉及一种保护性头盔，例如保护性骑行头盔，特别是一种具有与弹性带相连接的外衬层与内衬层的保护性头盔。
背景技术
由于人体头部所遭受的物理撞击可能会导致重伤或死亡。因此，为减小发生这种后果的可能性，人们常会在增大头部受伤风险的运动中使用诸如头盔之类的保护装置。上述运动的实例包括但不限于：滑雪运动、滑板滑雪运动、骑行运动、轮滑运动、攀岩运动、滑板运动和摩托运动。通常，头盔的设计用于在发生撞击过程中在结构上保持完整并确保使用者头部的安全。
因此，骑行头盔的设计用于保护使用者的头部，其中这种保护包括了使骑行头盔在与诸如地面的表面发生撞击时吸收和消散能量。同时，骑行头盔的内部可包括诸如衬垫和/或泡沫排列结构的能量衰减材料，其中这种能量衰减材料可覆盖使用者头部的重要区域并与之接触。但是，即便使用了上述能量衰减材料，使用者还可能受到伤害。此外，尽管使用了下颚带，但是鉴于头盔与所使用下颚带的刚性本质，所以根据头盔受到撞击的位置来看，头盔还可会完全脱离使用者的头部。
发明内容
本发明一方面提供了一种保护性头盔，这种头盔在多个方面具有改进。因此，在某些方面，头盔可包括外衬层、内衬层、安置带及弹性带。这种内衬层可由外衬层向内设置并嵌套于外衬层内，以使外衬层堆叠在内衬层的顶部上，并且内衬层包括内表面，此内表面具有至少一个孔。安置带包括至少一个销，通过使这种销与至少一个孔配合地相连接，这种销可与内衬层的内表面相连接。弹性带可包括内端及与内端相对的外端。弹性带的外端可与外衬层的内表面相连接，弹性带的外端包括凹槽及紧固件，这种紧固件可贯穿弹性带的外端的凹槽，以使弹性带与外衬层相连接。这种弹性带的内端与安置带相连接。
上述头盔还可包括：位于外衬层的内表面与内衬层的外表面之间的滑动平面。其中，上述滑动平面可包括外衬层与内衬层的配合表面，并且滑动平面可还包括低摩擦热塑性材料。外衬层与内衬层中的一个或多个衬层可由发泡聚苯乙烯(EPS)、发泡聚丙烯(EPP)或发泡聚苯乙烯聚乙烯混合体(EPO)所形成。外衬层与内衬层可包括多个配合球面，外衬层与内衬层的这些配合球面可相对于彼此在任意的方向产生转动。弹性带可使外衬层与内衬层之间的相对运动介于0-30毫米(mm)的范围内。其中，安置带的端部可被插入安置系统中，此安置系统可通过拉入或抻出安置带的端部调节安置带的周长。弹性带可在沿头盔的下缘的多个位置上可与内衬层及外衬层相连接。
在本发明的另一方面，头盔可包括外衬层、内衬层、安置带及弹性带。这种内衬层可由外衬层向内设置并嵌套于外衬层内。安置带可与内衬层的内表面相连接。弹性带可包括内端及与内端相对的外端。弹性带的外端可与外衬层的内表面相连接。弹性带的内端可与安置带相连接。
这种头盔还可包括外衬层与内衬层，外衬层与内衬层包括多个配合球面，这些配合球面包括球形、卵形或椭圆形轮廓，进而使外衬层与内衬层的多个配合球面相对于彼此在至少一个所需方向上产生转动。外衬层与内衬层包括配合球面，这种配合球面包括低摩擦材料。弹性带的外端可包括凹槽；并且，紧固件贯穿弹性带的外端的凹槽，以使弹性带与外衬层相连接。第一衬层与第二衬层由可压碎泡沫形成。弹性带可使外衬层与内衬层之间的相对运动介于0-30毫米的范围内。弹性带可在沿头盔的下缘的多个位置上与内衬层及外衬层相连接。
在本发明又一方面，头盔可包括第一衬层，第二衬层的设置可使第一衬层堆叠在第二衬层的顶部上。安置带可与第二衬层的内表面相连接。弹性带可包括：第一端及与第一端相对的第二端。弹性带的第一端可与第一衬层的内表面相连接。弹性带的第二端可与安置带相连接。
这种头盔还可包括第一衬层与第二衬层，第一衬层与第二衬层可包括多个配合球面，多个配合球面包括椭球形、卵形或椭圆形轮廓，以使第一衬层与第二衬层的多个配合球面相对于彼此在至少一个所需方向上产生转动。第一衬层与第二衬层可包括配合球面，此配合球面包括低摩擦材料。弹性带的外端可包括凹槽。紧固件可贯穿弹性带的外端的凹槽，以使弹性带与第一衬层相连接。弹性带可在沿头盔的下缘的多个位置上与第一衬层及第二衬层相连接。安置带的端部可被插入安置系统中，安置系统通过拉入或抻出安置带的端部调节安置带的周长。
虽然人们希望通过保护性头盔来防止伤害的发生，但也应当注意到，就娱乐性应用与经济性应用本身的性质来看，包括现有头盔在内的任何头盔都不能完全地防止伤害。更应当注意的是，尤其是在不当使用防护设备时或骑行者违反道路规则或从事其他鲁莽或危险行为时，没有任何防护设备可以完全地防止骑自行车者受到伤害。虽然在适当地佩戴头盔时，本发明所公开的头盔可为骑行者提供保护，但没有头盔在根本上能够永久地完全防止骑行者受到伤害。
下面，将结合附图对本发明的特征与优点进行详细地阐释。
附图说明
将结合附图给出书面说明，其中类似的标号代表类似的元件，并且：
图1为佩戴着头盔的自行车骑手的侧视图。
图2A至图2C为包括外衬层及内衬层的头盔的各种示意图。
图3为头盔的安置带的透视图。
图4为图3所示安置带的外表面的一部分的局部示意图。
图5为图3所示安置带的内表面的一部分的局部示意图。
图6为弹性带的示意图。
图7为与外衬层的内表面相连接的弹性带的透视图。
图8为与安置带相连接的弹性带的透视图。
图9示出了通过多条弹性带与外部头盔衬层相连接的内部头盔衬层。
此处，虽然结合说明书的描述与附图所示出的实施例对本发明所涉及的头盔进行了描述，但是本领域技术人员应当理解：说明书中结合附图所进行描述的目的是对本发明进行说明，而不是对本发明构成限制。反过来讲，本发明所进行的描述旨在涵盖本发明权利要求所要求保护范围及精神所囊括的全部可选技术方案、改动技术方案及等价技术方案。
具体实施方式
本发明所公开的特定材料类型、组件、方法及其它实例并不对本发明的诸多技术要点及实施方式构成限制。同时，本领域中所知晓多种其它材料类型、组件、方法及工艺也适用于本发明的特定实施方式。因此，举例来说，虽然本发明说明书公开了多种特定实施方式，但这些实施方式及其执行组件可包括用于系统及执行组件且符合预期作业的任何模式、类型、材料、变形、质量和/或组件。
本说明书中所用到的“示意性”、“实例”或其他形式的词汇用于表达实例、表示范例或作为说明。而与其它特点或设计相比，本发明说明书所描述的“示意性”的或“实例”中的特点或设计也无需被解读为比其它技术要点或设计更为优异或更具优势。此外，本发明说明书中提供实例的目的仅在于使本发明更为明确、易懂，但提供这些实例这并不意味着对本发明所要保护的技术方案或相关部分进行任何方式的限制或限定。应当理解的是，本说明书可能已经体现出了不同保护范围内的种种附加性实例或可替代实例，但为了简洁起见本说明书省略了这些实例。
尽管本发明说明书可能包括了多种不同形式的实施例，而对于说明书中所详细描述且在附图中所示出的一些优选实施例而言，应当理解的是：本发明说明书所公开的这些内容应视为对本发明原理所作出的示意性说明，而这些所示出的实施例并不是要对本发明所要保护的范围构成限制。
图1示出了本发明中骑着自行车4并佩戴着头盔10的自行车骑手、使用者或佩戴者2的侧视图。其中，可通过下颚带组件22将头盔10安置于自行车骑手、使用者或佩戴者2的头上。而当佩戴者2与自行车4移动时，头盔10可在诸如碰撞与事故等不期望发生的接触与撞击中为佩戴者2提供能量管理。
图2A示出了图1中头盔10的透视图。这种头盔包括：第一衬层或者说外衬层30；及第二衬层或者说内衬层50，其中外衬层30与内衬层50相互分开，且外衬层30设置在内衬层50上方。其中，外衬层30和内衬层50可由诸如发泡聚苯乙烯(EPS)、发泡聚丙烯(EPP)或发泡聚苯乙烯聚乙烯混合体(EPO)等可压碎泡沫(crushable foam)形成。
内衬层50设置在外衬层30的下方，并且此内衬层50由外衬层30向内设置并嵌套于外衬层30内，以使外衬层30堆叠在内衬层50的顶部上。外衬层30可包括一个或多个通风口31，通风口31可使流通的空气穿过头盔10并让使用者6凉爽。外衬层30进一步包括内表面32、以及与内表面32相对的外表面34。内表面32可包括孔或凹槽36(如图7所示)，并且此内表面32还包括下边缘38，此下边缘38可相邻于安置带70、一个或多个孔56和弹性带90(如图7-9所示)。
相似地，内衬层50可包括一个或多个通风口51，通风口51可使流通的空气穿过头盔10并让使用者6凉爽。内衬层50进一步包括外表面52、以及与外表面52相对的内表面54。内衬层50的内表面54可包括孔56，以容纳安置带70的销76(如图8所示)。内衬层50的外表面52可进一步包括一个或多个孔57，以容纳所选用的附加的弹性带90，弹性带90可通过紧固件120(如图2B-2C所示)使外衬层30与内衬层50相连接。
内衬层50还包括下边缘58，此下边缘58与安置带70、一个或多个孔56和弹性带90相邻(如图7-9所示)。
外衬层30与内衬层50中的每一种衬层可由一层或多层材料制成并由诸如EPS、EPP或EPO等可压碎泡沫形成。而外衬层30与内衬层50中的一个或多个衬层还可包括一个或多个外壳或表面，这种外壳或表面较为坚硬并能抵御撞击，并且这种外壳或表面包括聚碳酸酯、凯夫拉(KEVLAR)、ABS塑料、碳纤维、玻璃纤维等任何其它合适的材料。
外衬层30与内衬层50还可包括滑动平面60，这种滑动平面60可形成在外表面52或内表面32处，或是形成在外表面52或内表面32上。滑动平面60也可以是设置在外衬层30与内衬层50之间的附加层。滑动平面60还可包括外衬层30与内衬层50的配合表面，并且此滑动平面60还可包括低摩擦热塑性材料。
对于本发明说明书所公开的特定实施方式而言，外衬层30与内衬层50可具有配合球面(例如，外衬层30的内表面32和内衬层50的外表面52的至少一部分)，以使多个衬层表面可相对于彼此在任意的方向产生转动，或相对于彼此在至少一个所需方向上产生转动。
图2B为头盔10的一部分的透视图，此图示出了内衬层50的外表面52的一部分。在图2A至2C所示出的一个实施方式中，外衬层30的内表面32和内衬层50的外表面52皆为球面或包含有球面。
图2C为头盔10的一部分的透视图，此图示出了外衬层30的内部与内表面32。其中，外衬层30的内表面32可配合地(mateably)与图2B所示的内衬层50的外表面52相连接。同时，图中所示出的两条弹性带90可与外衬层30的内表面32相连接。本发明其它实施方式也可模拟允许产生类似转动的其他曲面，例如球形曲面、卵形曲面或椭圆形曲面。在某些实施方式中，图2B中进一步示出的内衬层50的外表面52也可由诸如聚碳酸酯的热塑性材料制成。而这种热塑性塑料可涂覆诸如MIPS独家制造的“C2”的低摩擦涂层，以减少两个表面间的摩擦。
在本发明特定的实施方式中，外衬层30与内衬层50可通过弹性带90相互耦合或相互连接。弹性带的一种实例已公开于2018年6月18日提交的美国临时专利申请62,686,425中，上述美国临时专利申请公开内容在此引入本发明说明书作为参考。其中，弹性带90可发生变形，以使外衬层30相对于内衬层50产生移动。此外，一旦引起变形的力消除，弹性带90可将外衬层30拉回到外衬层的原始位置。
除了以上引入的临时专利申请的公开内容中包含的实施方式之外，本发明还通过图3至图6充分公开了包括弹性体带90和安置带70的实施例。其中，安置带70可由塑料、金属、纤维、木材或其他合适的材料制成。图3示出了安置带70的特定实施例，其中安置带70包括端部72，此端部72可插入安置系统74中，而安置系统74可通过拉入或抻出安置带70的端部72来调节安置带70的周长。安置带70包括：外表面75和与外表面75相对的内表面77。内表面77被定向为朝向佩戴者2的头部，并且此内表面77可完全或部分地被舒适衬垫130所覆盖。而安置带70的外表面75可朝向外衬层30和内衬层50中的一个或多个衬层，诸如此外表面75可朝向内衬层50的内表面54。
安置带70的外表面75可包括一个或多个销76，这种销76可在(如图7所示的)下边缘38附近插入外衬层30的内表面32中的至少一个孔36内或者可与孔36相连接。销76可具有整体结构或是与安置带70一体形成；而在其它情况下，销76可作为独立元件或部件的一部分，并可与安置带70以及外衬层30和内衬层50中的一个或多个衬层相连接。
图4为安置带70的外表面75的局部示意图，此外表面75包括销76，其中图4是沿图3中的剖面线截取所获得的图。与图4相反，图5为安置带70的内表面77的局部示意图，其中内表面77包括保持区域或凹槽78，以接收弹性体带90的内端100或性体带的第一端。
其中，可将安置带的销76插入内衬层50中相应的孔56并将按扣按到销76的端部上，以将这些销固定就位，进而可使安置带70与内衬层50相连接。或者，相应的孔56可以包括按扣，这些按扣可用于接收销76，以将这些销固定就位。此外，还可通过其他方式使安置带70与内衬层50相连接。此时或在后续工艺过程中，安置带70的内表面77上的凹槽78可将弹性体带90的内端100或第一端固定于安置带70，以使外衬层30与内衬层50相连接。另外，可将安置带70的端部72插入到安置系统74中，其中安置系统74可通过拉入或抻出安置带70的端部来调节安置带70的周长。在本说明书的描述中，安置带70的端部72既可以是安置带70的端面，又可以“接近”端面、“大约”位于端面上、或是“基本上”位于端面上。而前文中所用的“接近”、“大约”和“基本上”是指技术特征在尺寸(measure)的或长度上处于1-5％、1-10％、1-20％或1-30％的范围内，上述尺寸或长度诸如从安置带70的端面向下或沿安置带70的长度或者从弹性带90的端面向下或沿弹性带的长度。
在任何情况下，就延伸端和接收端(凸出端/凹陷端)的角度来看，孔36、孔56、孔57与凹槽78以及销76与紧固件120是可以互换的并可进一步以包含按扣或其他适用的机械紧固件，而本领域技术人员可以理解，上述孔36、孔56、孔57与凹槽78相对于销76与紧固件120的相对位置是可以互换的。
图6示出了弹性带90的实施方式，其中弹性带90可在沿外衬层的下缘38和内衬层50的下缘58中的一个或多个边缘的多个位置上与内衬层50及外衬层30连接在一起。在图6所示的实施方式中，弹性带90包括弹性带90的第一端或内端100、弹性带90的第二端或外端110、及接收弹性体带90的外端110中的保持区域或凹槽78。其中，孔或凹槽112用于接收贯穿孔或凹槽112的紧固件120(或带销)，以使弹性带90的外端110与外衬层30的孔36相连接。其中，此弹性带90可使外衬层30与内衬层50之间的相对运动介于0-30mm或1-20mm的范围内。此处，由于头盔的动态转动可使多数冲击能量偏离使用者并被转化为弹性体带90的弹性形变，所以头盔10在外衬层30和内衬层50之间所进行的相对移动或动态移动可能有助于在撞击时对使用者2所造成的伤害加以限制。另外，通过使弹性体带90与安置带70相连接，可令使用者更为舒适，同时又不影响头盔10与使用者2头部之间所期望的安置效果。
如图7所示，图7为头盔10的前方盔缘的透视图，其中示出了头盔10的外衬层30的内部。当弹性带90使内衬层50和外衬层30相连接时，可令按扣、销或其他紧固件120插入外端110中的凹槽112并卡合在外衬层30中。弹性带90的内端100(如图所示)也可不形成凹槽112进而无法容纳按扣、销或其他紧固件120，但接下来此内端却可与安置带70相连接，如图8所示。
如图8所示，此图为头盔10的一部分及其下缘的透视图，其中弹性带90围绕内衬层50的下边缘58和安置带70，且弹性体带90的内端100被按入安置带70的保持区域或凹槽78，如图8所示。因此，在所示出的实施方式中，外衬层30与内衬层50可相互连接，在图8中，用交叉影线示出了外衬层30，而内衬层50则未以交叉影线示出。
在其他实施方式中，可用卡扣、粘合剂、凹槽或任何其他形式的紧固件使弹性带90的内端100和外端110中的一端或两端与安置带70、内衬层50和/或外衬层30相连接。此外，在其它实施方式中，弹性带90并不围绕内衬层50的下边缘58和安置带70，在这些实施方式中可用其它方式使外衬层30连接于内衬层50及安置带70。例如，弹性带90可在不围绕任何边缘的情况下使第二端或外端110连接于外衬层30并使第一端或内端100连接于内衬层50。另外，还可使弹性带90连接于内衬层50并贯穿内衬层50中的孔，而后令弹性带90连接于安置带70。而在其它实施方式中，也可采用其它方法连接外衬层30、内衬层50及安置带70。
此处，由于可通过滑动平面60、安置带70与弹性带90中的一个或多个元件使外衬层30与内衬层50相连接，而不是使外衬层30与内衬层50直接地进行刚性连接，所以外衬层30可相对于内衬层50自由地进行移动。而通过这种方式，可于令弹性带90能够或确实产生变形的程度内限制外衬层30的运动。骑行头盔2可以包括一个、两个、三个或更多个围绕头盔下缘的弹性带90，并且这种弹性带还可与外衬层30的整个下缘38或此下缘的一步部分一同延伸、与内衬层30的整个下缘58或此下缘的一步部分一同延伸、或是与两个衬层的下缘或下缘的一步部分一同延伸。
图9为头盔10前部的透视图，图中示出了用于接收使用者2的头部的头盔10的内部、安置带70附近的外衬层30的下缘38及内衬层50的下缘58以及从安置带70处抻出的一块舒适衬垫130或此舒适衬垫130的一部分。图中用点示出了舒适衬垫132的内表面，并且在佩戴头盔10时舒适衬垫132的内表面靠近或是朝向使用者2的头部。同时，图中用方格示出了舒适衬垫130的外表面，并且在佩戴头盔10时舒适衬垫130的外表面靠近内衬层50的内表面54并背离用者2的头部。
图9中所示的实施方式还展示了朝向头盔10的前部设置的两条弹性带90。而本发明的其他实施方式可以包括更多或是更少的弹性带90，而且这些弹性带可以位于头盔下缘周围的其它位置。此外，在本发明的一些实施方式中，还可用其他方法使内衬层50和外衬层30相连接。例如，除了在设置有弹性带90的位置使内衬层50与外衬层30相连接以外，还可利用本发明所属技术领域内所知的其它方法通过安置系统或下颚带令内衬层50与外衬层30相连接。
图9还示出了通过设置于外衬层30和内衬层50之间的弹性带90的外端110而与外衬层30和内衬层50相连接安置带70，其中每个外端112通过紧固件120而与外衬层30相连接。并且，紧固件120可延伸并贯穿弹性带90的外端110的凹槽112，以使弹性带90与外衬层30相连接。同时，在至少一个孔56与相应的至少一个销76配合地相连接的位置，上述安置带70的至少一个销76可与内衬层50的内表面54相连接。弹性带90进一步包括与外端112相对的内端110，其中弹性带90的内端110可与安置带70中的凹槽112相连接。
因此，本发明说明书涉及一种头盔，此头盔10所具有的球面可使转动冲击衰弱。在所应用的各种不同的实施方式中，同时，如上所述，这种头盔通常包括：外衬层30、内衬层50、弹性带90与安置带70。通常，而这些实施方式是通过使外衬层30可相对于内衬层50发生转动而起到作用。进而言之，相较于传动的骑行头盔而言，由于可吸收更多的冲击能量，所以上述头盔10的动态移动可能有助于对撞击过程中所造成的伤害加以限制。应当理解的是，本说明书中所描述并讨论的组件仅是非限制性实例，而且在其它实施方式中所预期的组件还可以是对任何其它组件所进行的组合。
同时，还应当理解的是，由于实际上各种符合上述头盔的实施方式的任何部件都是可用的，所以上述关于头盔的各种实施方式并不受本发明所公开的特定部件的限制。因此，尽管本说明书公开了特定的骑行头盔，但应当理解的是，这些部件可具有符合头盔各种实施方式的预期操作的任何形状、尺寸、型号、类型、变形、等级、级别、测量结果、集中程度(concentration)、材料、重量、数量等类似变量。
本发明说明书所公开的概念不限于本发明说明书所公开的特定骑行头盔的实施方式。例如，特别需要考虑的是，本发明说明书所公开的特定骑行头盔所包括的组件可由多种不同材料或是多种不同组合来形成，这些材料或组合可以容易地形成为成型工件并与对上述骑行头盔的实施方式所预期的工作方式一致。例如，形成上述组件的材料可包括：硅树脂和/或其他类似材料、橡胶(合成橡胶和/或天然橡胶)和/或其他类似材料、弹性物质和/或其他类似材料、聚合物和/或其他类似材料、塑料和/或其他类似材料、复合材料和/或其他类似材料，和/或上述物质的任意组合。
此外，在本发明说明书所公开的实施方式中，可独立地制造出骑行头盔而后再行组装，或同时制造出任意的或是全部的部件并使这些部件彼此连接为一个整体。本领域技术人员可以理解的是，分别制造或是同时制造这些部件的方法可采用挤压成型、拉挤成型、真空成型、注射模成型、吹塑模成型、树脂传递模成型和/或类似方法形成。如果其中任何部件是单独制造的，则这种单独制造的部件可以按任意方式与另一个部件相连接或是进行可以拆卸的连接，而上述任意方式诸如出于形成部件的特定材料而采用的黏合剂、塑料焊接、紧固件、上述方式的组合和/或类似的方式。
在以上对涉及骑行头盔的特定实施方式的描述中，应该显而易见的是：在不脱离本发明精神的情况下可以进行多种改动，并且这些实施方式既可用于本发明说明书所公开的实施方式又可以用于本发明说明书未公开的实施方式。因此，本发明说明书所公开的骑行头盔的实施方式应被认为是具有说明性的，且不应视为带有限制性的实施方式。
