内成型转动头盔的制作方法

内成型转动头盔
1.本技术是进入中国国家阶段申请日为2017年6月13日、申请号为201580067941.x、题为“内成型转动头盔”的发明专利申请的分案申请。
2.相关申请的交叉引用
3.本文献要求2015年10月28日递交的、被lowe命名为“内成型转动头盔(in-mold rotation helmet)”的美国临时专利申请62/069,679的递交日期的权益，所述美国临时专利申请的内容通过引用合并于此。
4.背景
1.技术领域
5.本文献的方面大体涉及保护头盔。
2.

背景技术：

6.传统的头盔系统包括与头盔的保护壳相邻的舒适衬里(liner)。尽管舒适衬里可以改善穿戴者的舒适性，但是在冲击过程中由于在舒适衬里和保护壳之间的摩擦而导致舒适衬里相对于保护壳的转动运动受限制。


技术实现要素：

7.根据一个方面，一种保护头盔包括保护壳、低摩擦层和舒适衬里。所述保护壳包括能量吸收材料和内表面。所述低摩擦层结合到所述保护壳的内表面。所述舒适衬里与所述保护壳相对的方式可移除地结合到所述低摩擦层，且包括与所述低摩擦衬里相邻的低摩擦材料。
8.各种实施和实施方案可以包括一个或多个以下特征。所述舒适衬里的低摩擦材料可以包括起绒的尼龙。所述低摩擦层可以包括塑料低摩擦层，所述塑料低摩擦层具有小于近似3mm的厚度。所述舒适衬里可以利用一个或多个可弹性变形结合件而可移除地结合到所述保护壳，所述一个或多个可弹性变形结合件从所述舒适衬里延伸通过所述低摩擦层至所述保护壳。所述保护壳可以包括在所述保护壳的下边缘上的接收部，所述接收部从所述保护壳的下边缘延伸到所述保护壳中，所述舒适衬里可以包括夹件，所述夹件可移除地结合在所述接收部内，从而以所述低摩擦层位于所述保护壳和所述舒适衬里之间的方式将所述舒适衬里结合到所述保护壳。颈部枕垫利用四向伸缩织物结合到所述舒适衬里。
9.根据另一方面，一种保护头盔包括保护壳、低摩擦层和舒适衬里。所述保护壳包括能量吸收材料和内表面。所述低摩擦层结合到所述保护壳的内表面。所述舒适衬里利用一个或多个可弹性变形结合件与所述保护壳相对的方式可移除地结合到所述低摩擦层，所述一个或多个可弹性变形结合件从所述舒适衬里延伸通过所述低摩擦层至所述保护壳。
10.各种实施和实施方案可以包括一个或多个以下特征。所述低摩擦层可以包括塑料低摩擦层，所述塑料低摩擦层具有近似3mm或更小的厚度。所述舒适衬里可以包括与所述低摩擦层相邻的低摩擦材料。所述舒适衬里的低摩擦材料可以包括起绒的尼龙。所述保护壳
可以包括在所述保护壳的下边缘上的接收部，所述接收部从所述保护壳的下边缘延伸到所述保护壳中，所述舒适衬里可以包括夹件，所述夹件可移除地结合在所述接收部内，从而以所述低摩擦层位于所述保护壳和所述舒适衬里之间的方式将所述舒适衬里结合到所述保护壳。颈部枕垫利用四向伸缩织物结合到所述舒适衬里。
11.根据另一方面，一种保护头盔包括保护壳和舒适衬里。所述保护壳可以包括能量吸收材料、内表面和在所述保护壳的下边缘上的接收部，所述接收部从所述保护壳的下边缘延伸到所述保护壳中。所述舒适衬里可移除地结合到所述保护壳的内表面，所述舒适衬里包括夹件，所述夹件可移除地结合在所述接收部内，从而将所述舒适衬里可移除地结合到所述保护壳。
12.各种实施和实施方案可以包括一个或多个以下特征。所述接收部可以包括：u形状槽，所述u形状槽从所述底边缘向内延伸到所述保护壳中；以及多个凸起，所述多个凸起在所述u形状槽内向内延伸。所述低摩擦层结合到所述保护壳的内表面且位于所述舒适衬里和所述保护壳之间。所述低摩擦层包括塑料低摩擦层，所述塑料低摩擦层具有近似3mm或更小的厚度。所述舒适衬里可以包括与所述低摩擦层相邻的低摩擦材料。所述低摩擦材料包括起绒的尼龙。所述舒适衬里可以利用一个或多个可弹性变形结合件而可移除地结合到所述保护壳，所述一个或多个可弹性变形结合件从所述舒适衬里延伸通过所述低摩擦层至所述保护壳。颈部枕垫利用四向伸缩织物结合到所述舒适衬里。
13.从说明书和附图以及从权利要求书，前述和其他方面、特征和优点将对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。
附图说明
14.以下，将连同附图描述本发明，同样的标记表示同样的元件，且：
15.图1是保护头盔的第一实施方案的俯视立体图；
16.图2是保护头盔的第一实施方案的仰视立体图；
17.图3是在舒适衬里的夹件结合到保护壳上的接收部的状态下的保护头盔的第一实施方案的眉的仰视图；
18.图4是在从保护壳上的接收部拆卸舒适衬里的夹件的状态下的保护头盔的第一实施方案的眉的仰视图；
19.图5是保护头盔的第二实施方案的仰视图；
20.图6是舒适衬里的第一实施方案的侧视图；以及
21.图7是舒适衬里的第二实施方案的仰视图。
具体实施方式
22.保护性头套和头盔已在广泛的各种应用中以及跨越多个行业使用，包括体育运动、田径运动、建筑、采矿、军事防御以及其他中使用，以防止对使用者的头部和脑部造成损伤。可以通过如下方式防止或减轻对使用者造成的损伤和伤害：防止坚硬物体或尖锐物体直接接触使用者的头部，同时吸收、分散或以其他方式管理冲击的能量。
23.本公开、其各方面以及实施并不受限于本文所公开的具体材料类型、部件、方法或其他示例。本领域已知的许多另外的材料类型、部件、方法和步骤被构思与本公开的特定实
施一起使用。因此，例如，尽管公开了特定实施，但是该实施和实施部件可以包括与预期操作一致的本领域已知的用于该系统和实施部件的任何部件、模式、类型、材料、版本、数量和/或类似元素。
24.词语“示例性”、“示例”或它们的各种形式在本文用来意指充当示例、例子或例证。本文描述为“示例性”或“示例”的任何方面或设计未必被解释为优选的或优于其他方面或设计。此外，提供示例仅仅是出于清楚和理解的目的，并非意在以任何方式限制或约束所公开主题或相关部分。应当理解的是，可能已经提出不同范围的大量附加或替代示例，但是出于简洁的目的而被省略。
25.尽管本公开包括许多不同形式的多个实施方案，但附图中示出并且本文将详细描述特定实施方案，其中应理解，本公开应被视作所公开的方法和系统的原理的举例说明，而不意图将所公开概念的广泛方面限定于所示实施方案。
26.因此，本公开公开了一种保护性头套以及用于提供头盔或保护性头套的系统和方法，所述头盔或保护性头套可以用于自行车运动员、足球运动员、曲棍球运动员、棒球运动员、长曲棍球运动员、马球运动员、登山运动员、汽车赛车手、摩托车骑手、摩托车越野赛车手、滑雪运动员、单板滑雪者或其他雪上或水上运动员、跳伞运动员或在运动中的任何其他运动员、娱乐或专业人士。其他非运动使用者诸如工业中涉及的工人，包括但不限于建筑工人、其他工人或在危险工作环境中的人员，的他们也可以从本文所述的保护性头套以及用于提供保护性头套的系统和方法中受益。
27.根据本公开的保护头盔的各种实施和实施方案包括保护壳。保护壳可以由能量吸收材料制成，所述能量吸收材料为诸如发泡聚苯乙烯(eps)、发泡聚氨基甲酸乙酯(epu)、发泡聚烯烃(epo)、发泡聚丙烯(epp)或其他适当的能量管理材料。能量吸收材料可以是硬壳头盔的一部分，所述硬壳头盔为诸如滑冰式桶形头盔、摩托车头盔、雪上运动头盔、足球头盔、击球手头盔、接球手头盔或曲棍球头盔，且包括布置在保护壳的外侧或上方的附加外保护壳。在硬壳应用中，能量吸收材料可以包括一层或多层epp且与传统内成型头盔相比提供更加灵活的可靠性。可选地，能量吸收材料可以是诸如自行车头盔或骑行头盔的内成型头盔的一部分。因为自行车头盔典型地在能量吸收材料中包括用于通风的开口，以使气流可以通过头盔且冷却穿戴者的头部，所以骑行应用可能需要改进低摩擦层。作为内成型头盔的能量吸收层，保护壳可以包括诸如eps和epu的刚性材料。诸如有冲压成型聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)层或聚碳酸酯壳的外壳层可以设置在头盔的保护壳的外表面上且直接接合到膨胀泡沫(例如，pet层随着其膨胀被添加到eps，使得泡沫在壳中成型)。
28.图1至4示出根据本公开的保护头盔2的非限制实施方案。在一个或多个实施方案中，保护壳10包括彼此结合的多层能量吸收材料。例如，在图3和图4中所示的保护头盔2的非限制实施方案中，保护壳包括第一层11、第二层12和第三层13，该第一层11、第二层12和第三层13彼此结合以形成保护壳10。在包括彼此结合的多层能量吸收材料的实施方案中，保护壳10的内表面为能量吸收材料的最内侧层的内表面。例如，在图3和图4所示的非限制实施方案中，保护壳110的内表面为能量吸收材料(在图3和图4中不可见)的第三层13的内表面，当穿戴保护头盔2时，能量吸收材料的第三层13的内表面指向或面向穿戴者的头部。在其他实施方案中，诸如图5所示的保护头盔4的非限制实施方案，保护壳8可以包括单层能量吸收材料。在该实施方案中，当穿戴保护头盔4时，内表面9也指向或面向穿戴者的头部。
保护壳还可以包括可以远离穿戴者的头部取向的与所述内表面相对地形成的外表面。
29.在本公开中构思的保护头盔的各种实施以及实施方案还可以包括低摩擦层30(图5中所示)，该低摩擦层30结合到保护头盔的内表面9。尽管低摩擦层30在图1至图4中所示的非限制实施方案中不可见，但是人员或本领域的普通技术人员将理解出可以如何将图5中的结合到保护头盔4的所示低摩擦层30施加到其他保护头盔中。图5中的低摩擦层30的非限制示例由透明塑料形成。尽管以下参照图5中所示的保护头盔4的保护壳8的内表面9，但是构思的是，具有相似特征的低摩擦层30可以施加到图1至图4中所示的保护头盔2中。通过形成薄的低摩擦层30，诸如这里所述的，低摩擦层30可以提供转动的能量管理，而无需在头盔的外表面和穿戴者的头部之间设置附加的厚或大体积层。因此，作为本公开的一部分构思的提供转动的能量管理的实施方案，可以在没有干涉头盔配合或无需头盔重新设计以适应对于转动的能量管理的改进的情况下，利用传统的头盔设计、尺寸和规格来实现。
30.根据某些方面，低摩擦层30可以由诸如pet或聚碳酸酯的塑料以及诸如碳纤维、玻璃纤维的其他材料或提供如下低摩擦内表面的任何其他适当的材料形成：所述低摩擦内表面朝向穿戴者的头部取向且定位成连接舒适衬里(在下文更详细地描述)。在一个或多个实施方案中，低摩擦层30包括遵循保护壳8的内表面9的轮廓、样式或形状的波状形状(contoured)表面。低摩擦层30的样式、形状或几何形状还可以考虑头盔通气。根据某些方面，无论是否为波状形状的低摩擦层30均包括在0-3mm的范围中的厚度或小于1mm的厚度。低摩擦层30还可以包括突起、凸起或爪，该突起、凸起或爪可以与低摩擦层30的波状形状表面垂直或远离低摩擦层30的波状形状表面地延伸，并被埋设在保护壳8内以将低摩擦层30固定到保护壳8，如图5所示。低摩擦层30可以结合到保护壳8的内表面9，尤其在内成型头盔，作为以与外塑料壳可以结合到内成型头盔的方式相同或相似的方式由内成型聚碳酸酯、pet或其他适当塑料形成的塑料壳。低摩擦层30还可以在保护壳8完全形成之后结合到保护壳8。在某些例子中，保护壳8被添设或装配于现有的头盔，作为购买或销售后的升级的一部分，以通过转动运动增加能量的保护和管理。
31.根据本公开的保护头盔的各种实施和实施方案还可包括结合到头盔的保护壳的舒适衬里。在某些实施例中，舒适衬里可移除地结合到头盔的保护壳，其中低摩擦层位于舒适衬里和保护壳之间。根据本公开的舒适衬里的各种实施方案可以以多种结合的实施方案可移除地结合到保护壳，这将在下文更为详细地描述。当舒适衬里结合到保护壳时，舒适衬里可以布置在头盔的保护壳内且朝向头盔的保护壳的内表面取向，以对穿戴者的头部提供附加的缓冲和衬垫，而同时还使可能在穿戴者的头部和保护壳之间存在的间隙或偏差最小化、减小所述间隙或偏差且充填间隙或偏差。
32.图6示出根据本公开的舒适衬里40的非限制实施方案。在一个或多个实施方案中，外表面41(即，朝向头盔的保护壳且远离穿戴者的头部取向的表面)包括暴露的衬垫或原泡沫体(raw foam)。在其他实施方案中，舒适衬里40包括具有覆盖衬垫或原泡沫体的低摩擦材料的外表面41。低摩擦材料可以包括起绒的尼龙或等同的织物。通过在舒适衬里40的外表面41上包括诸如起绒的尼龙的低摩擦材料，舒适衬里40和低摩擦层30之间的滑移、转动和相对运动可以被促进或增强，使得穿戴者的头部在相对于头盔的保护壳抵着低摩擦衬里30滑移、转动和运动的同时被保持为相对于舒适衬里40固定接触。
33.根据本公开的舒适衬里40可以形成为单一的或整体加垫的内部件，诸如以单件缝
篮子构造(sewn basket construction)形成的内部件。舒适衬里的单一构造允许减少大量的安装装置或锚固点或使所述大量的安装装置或锚固点最少化，如在下文更为详细地论述。当舒适衬里40与低摩擦层相邻地布置时，舒适衬里40可以利用便于舒适衬里40相对于低摩擦层30的转动和相对运动的至少一个可弹性变形结合件来结合到头盔的保护壳。在图6中所示的非限制实施方案中，舒适衬里包括至少一个前可弹性变形结合件42和至少一个后可弹性变形结合件43。可弹性变形结合件可以在冲击过程中移位并吸收能量，而随后在冲击之后返回至初始位置。
34.舒适衬里20的一个或多个实施方案(诸如在图3和图4中所示的非限制实施方案中所示的舒适衬里20)包括从舒适衬里20的主体延伸的一个或多个带24和结合到一个或多个带24中的每一个带的夹件25。在图3和图4中所示的非限制实施方案中，舒适衬里20包括两个前带24和结合到该两个前带24中的每一个带的不同夹件25。前带24和夹件25被定位成允许使用者将夹件25可移除地结合到头盔2的保护壳10的前眉(brow)或前下边缘14。在某些实施方案中，舒适衬里20可以包括与图3和图4中所示的相似的一个或多个后带和夹件，该一个或多个后带和夹件被定位成将舒适衬里25可移除地结合到头盔2的后眉或下边缘。带24可以是允许使用者调节带24的长度的可调节带24。在特定实施方案中，夹件25可以与前眉表面大致垂直地结合到头盔的前眉中。各种实施方案可以包括一个或多个夹件25和一个或多个可弹性变形结合件。例如，舒适衬里20可以包括两个前夹件25和两个后可弹性变形结合件43。其他实施方案可以包括两个前夹件25、两个前可弹性变形结合件42和两个后可弹性变形结合件43。再者，其他实施方案可以包括两个后夹件25和两个前可弹性变形结合件42。其他实施方案可以包括其任意组合。
35.如上所述，头盔4的一个或多个实施方案可以至少包括将舒适衬里40结合到头盔4的保护壳8的可弹性变形结合件42、43。可弹性变形结合件42、43可以包括橡胶扣、止动件或松紧绳(bungee)，该橡胶扣、止动件或松紧绳可以可释放地或永久地结合到舒适衬里40和保护壳8。然而，根据头盔的特殊需求和应用，如期望的，可以使用任意数量或任意类型的适当的安装装置。例如，在任意数量的安装装置可以用于力量运动头盔(power sports helmet)时，某些力量运动头盔可以包括沿着舒适衬里的下边缘或周围布置的四个安装装置(像夹件25)，如将在下文更为详细地描述。对于某些力量运动头盔，舒适衬里40或衬垫可以结合到头盔的外周围处或下低落线(drip-line)。因此，衬垫可以在没有任何附加安装装置(诸如扣)的情况下通过被夹持在能量吸收层(诸如eps)和外壳之间而结合到头盔，因为外壳和能量吸收层之间的配合可以用作安装装置。
36.对于涉及滑雪头盔(snow helmet)的应用，缝篮子式垫组件可以被使用且被结合到保护壳8的低摩擦层30。对于涉及自动车头盔或骑行头盔的应用，舒适衬里30可以作为网层或具有开口地结合到保护壳8的低摩擦层30，以容纳通气开口和通过头盔的气流，可以使用包括多个较小部分或离散件的舒适衬里。
37.在一个或多个实施方案中，可弹性变形结合件42、43可以通过延伸通过低摩擦层30的开口31、孔或缺口的可弹性变形结合件42、43中的至少一个来将舒适衬里40结合到保护壳8。可选地，低摩擦层30的形状可以使得可弹性变形结合件42、43可以在不穿过低摩擦层30的情况下(诸如绕着低摩擦层30的周围布置)来将低摩擦层30结合到保护壳8。在又一实施方案中，可弹性变形结合件可以将舒适衬里40直接结合到低摩擦层30。在图6中所示的
非限制实施方案中，各可弹性变形结合件42、43被构造成远离舒适衬里40延伸、延伸通过低摩擦层30，且被直接结合到保护壳8。
38.作为非限制示例，可弹性变形结合件42、43可以穿过低摩擦层30的清晰塑料壳中的圆开口31，且扣入到保护壳8的内表面9上的与低摩擦层30中的圆开口31对齐的圆开口6、7。各可弹性变形结合件42、43可以以在中间的距离或长度允许弹性运动的方式如此在其端部处结合到保护壳8和舒适衬里40。各可弹性变形结合件42、43可以通过诸如粘合剂的化学安装或通过机械安装在各可弹性变形结合件42、43的各自端部处保持于保护壳8和舒适衬里40。机械安装可以包括缝合、互锁或摩擦。
39.在某些例子中，各可弹性变形结合件42、43包括具有顶部加宽部和底部加宽部以及较窄中央部的“i”形状。顶部加宽部可以包括头部、凸起或凸缘，顶部加宽部的底侧绕着舒适衬里40的、可弹性变形结合件42、43可以穿过的开口而接触舒适衬里40。底部加宽部可以包括头部、凸起、凸缘或倒钩，该头部、凸起、凸缘或倒钩接触保护壳中的开口的内部，用于接受可弹性变形结合件。在任何情况下，可弹性变形结合件42、43可以以允许沿着低摩擦层30且相对于保护壳8的动作或相对运动的范围的方式将舒适衬里40结合到保护壳。动作的范围可以通过调节可弹性变形结合件的尺寸、弹性或其他特征而被调节到期望的层量或距离。
40.根据某些方面且如上所述，舒适衬里20可以利用一个或多个夹件25结合到保护壳10。各夹件25可以包括细长夹件25，该细长夹件25被尺寸化以在头盔2的保护壳10上的接收部15内摩擦配合或压缩配合。在其他实施方案中，夹件25可以包括搭扣或被构造成允许使用者将夹件25可移除地结合到头盔2的眉或下边缘14的任意其他结合件。如所述，保护
41.头盔2的各种实施方案包括埋设在头盔2的保护壳10内且被定位成接受夹件25的一个或多个接收部15。如本文使用的，头盔2的眉或下边缘14为保护壳10的在使用者的眉毛正上方的部分。下边缘还可以包括在使用者的颈部的后侧正上方的边缘。在任何情况下，如本文所使用的，头盔2的眉或下边缘14以远离穿戴者的面部或颈部或远离头盔2的中心的角度延伸。于是，下边缘14包括在头盔2上的从头盔2的中心向外延伸的纬度方向边缘。当夹件25可拆卸地结合到接收部15时，夹件25与保护壳10的纬度方向下边缘14大致垂直地延伸到接收部中。在一个或多个实施方案中，当夹件25可拆卸地结合到被埋设在头盔2的保护壳内的接收部15(假定头盔2直立)时，夹件25与头盔2所置于的表面(或穿戴者所站立的地面)大致垂直。
42.各接收部15被构造成将夹件25可拆卸地结合到接收部15，进而结合到埋设有接收部15的保护壳10。各接收部15可以包括被构造成挤夹件25的一部分且将夹件25局部地保持在接收部15内的一个或多个齿16。像可弹性变形结合件42、43一样，夹件25和接收部15以允许沿着低摩擦层30且相对于保护壳8的动作或相对运动的范围的方式将舒适衬里20结合到保护壳10。动作的范围可以通过调节带14的长度而被调节到期望的层量或距离。
43.此外，在本公开中构思的是舒适衬里50包括四向伸缩织物52，该四向伸缩织物52将舒适衬里50的颈部枕(neck roll)51结合到舒适衬里50的主体。图7示出包括将颈部枕51结合到舒适衬里50的四向伸缩织物52的舒适衬里50的仰视图。该构造提供了舒适衬里50抵着上述低摩擦层30的更多自由的运动。在某些实施例中，颈部枕51利用上述可弹性变形结合件43或夹件25直接地且可移除地结合到低摩擦层30或保护壳。在其他实施方案中，颈部
枕51没有直接结合到保护壳或低摩擦层30。
44.将理解的是，实施不限于本文公开的具体部件，如可以利用实质上与头盔用的方法和/或系统实施的预期操作一致的任何部件。因此，例如尽管可公开了特定保护壳和舒适衬里，但是该部件可以包括任何形状、尺寸、形式、类型、模式、版本、分类、等级、测量、集中、材料、重量、数量，和/或可以使用与头盔用的方法和/或系统实施的预期操作一致的类似元素。
45.在以上描述涉及头盔的特定实施的情况下，应当显而易见的是，在不脱离本发明精神的情况下可以做出大量变型，且这些实施可以应用到其他头盔。所附权利要求意图覆盖如将落在在该文献中提出的本公开的真实精神和范围内的该变型。因此，目前公开的实施被认为在所有方面都是说明性且非限制性的，本公开的范围由所附权利要求而不是前述描述所表明。在权利要求和权利要求的等同范围的含义内的所有变化预期包含于此。