具有内部通气系统的保护性自行车头盔的制作方法

本申请是申请人为：贝尔运动股份有限公司，申请日为：2013年4月5日，申请号为：201380018828.3，名称为：具有内部通气系统的保护性自行车头盔的发明的分案申请。

本发明整体涉及保护性自行车头盔，更具体地讲涉及具有独特的内部通气系统的保护性自行车头盔，该通气系统减少热聚集和热滞留，并且可为头盔穿戴者提供可调节的贴合性。

背景技术：

对人员头部的物理冲击可导致严重的伤害或死亡。为了降低此类后果的概率，通常将诸如头盔的保护装置用于与头部受伤风险程度增加的相关的活动。此类活动的例子包括但不限于滑雪、单板滑雪、骑自行车、溜旱冰、攀岩、滑板运动和骑摩托车。一般来讲，头盔被设计为在冲击过程中维持其结构完整性并保持固定到穿戴者的头部。

因此，自行车头盔被设计为保护骑车者的(或穿戴者的)头部，包括在受到表面(诸如地面)的冲击的过程中吸收和耗散能量。就这一点而言，大多数自行车头盔被设计为只能经受单次严重冲击，并在之后更换新的头盔。自行车头盔内部包括减弱冲击的材料，诸如布置了衬垫和/或泡沫，其中减弱冲击的材料覆盖并接触穿戴者头部的很大一部分。以此方式，减弱冲击的材料直接或密切接触穿戴者的头部，然而，在体育活动过程中穿戴头盔时，这种布置可导致不可取的热聚集和/或热滞留。热聚集和/或热滞留在多种条件下加重，诸如当骑车者在温暖的环境中参与比赛或训练项目时。

一些自行车头盔通过在头盔壳体和减弱冲击的材料中提供开口和沟道而力图减少热滞留。开口和沟道被构造成促进空气在穿戴者头部的各部分上方移动。例如，由特种自行车配件公司(specializedbicyclecomponents,inc.)销售的常规头盔包括在头盔壳体中形成的并被构造成允许进入的空气在穿戴者前额上面和上方流动的前入口。在头冠区上方和周围提供沟道，并且当穿戴者相对于地面向前移动时，与沟道连通的后部端口排出由前入口通过沟道所提供的空气流。然而，该常规头盔的减弱冲击的材料直接接触穿戴者的头部。

常规头盔存在许多局限，包括由于前入口和后部端口所致的头盔壳体结构完整性的降低。降低的结构完整性还影响头盔的防护系数。另外，通过在头盔壳体中提供一系列开口和沟道而使头盔通气在穿戴者向前移动时(诸如在比赛或训练项目过程中)将增大头盔的气动阻力。需要一种保护性自行车头盔，它不完全依赖于在头盔壳体中形成的一系列开口(包括入口和端口)来提供通气并促进空气在头盔内的穿戴者头部上方移动。

提供本发明以解决这些局限并提供常规自行车头盔所不能提供的优点和方面。本发明的特征和优点的完整讨论见于参照附图展开的以下详细说明。

技术实现要素：

本发明涉及包括旨在增强头盔的通气性的多项改进的保护性头盔，这些改进包括被构造成接触穿戴者头部的内部通气系统。因此，在一些方面，保护穿戴者头部的自行车头盔包括外壳和连接到外壳的能量耗散内层。内层限定内表面，并且前附接位基本上在头盔的额部从内表面向内错开。后附接位基本上在头盔的后部从内表面向内错开。内部通气结构被构造成与穿戴者的头部直接接合，以将头盔支撑在穿戴者的头部上。内部通气系统、前附接位和后附接位相配合以在穿戴者的头部与内表面之间限定功能性间隙。

虽然希望保护性自行车头盔避免发生人员受伤，但是应该指出的是，由于娱乐或竞技自行车的性质，没有头盔(包括本发明的头盔)能够完全避免骑车者受伤。还应该指出的是，没有防护装备能够完全避免骑车者受伤，尤其是当此类装备的使用不当时，或当骑车者违反交通规则或从事其他鲁莽或危险的行为时。当正确穿戴时，据信，本发明的头盔能为骑车者提供保护，但是据信，没有头盔也不会有头盔能够完全彻底地避免骑车者受伤。

通过结合以下附图的以下说明书，本发明的其他特征和优点将显而易见。

附图说明

为了理解本发明，现在将参考附图以举例的方式描述本发明。

图1a示出穿戴自行车头盔的骑车者。

图1b是具有内部通气系统的本发明的自行车头盔的实施例的左侧视图。

图2是图1b的头盔的顶视图。

图3是示意性侧视图，显示了部分横截面形式的并固定到穿戴者头部的图1b的头盔。

图4是与图3类似的示意性侧视图，显示了穿过头盔的气流。

图5是图1b的头盔的底视图，显示了内部通气系统。

图6是图1b的头盔的放大后部透视图；

图7是穿过图2的线7-7截取的截面图，为了使附图清晰明了，移除了头盔的一些部分。

图8是平面图，显示了处于未安装构造的用于图1b的头盔的内部通气系统。

图9是放大底视图，显示了图1的头盔的额部。

图10是图1b的头盔的放大底部左侧透视图，显示了内部通气系统的前附接位。

图11是图1b的头盔的放大底视图，显示了内部通气系统的后附接位。

图12是图1b的头盔的放大底部左侧透视图，显示了头盔的额部和内部通气系统的前部。

图13是图1b的头盔的放大底部左侧透视图，显示了内部通气系统的后附接位。

图14是具有内部通气系统的本发明的自行车头盔的可供选择实施例的侧视图。

图15是图14的头盔的底视图，显示了内部通气系统的可供选择的实施例。

图16是图14的头盔的额部的放大底视图。

图17是从图14的头盔移除的可供选择的内部通气系统的顶视图。

虽然将结合本文所示的优选实施例描述本发明，但是应当理解的是，无意将本发明限于那些实施例。相反，旨在涵盖可包括在由所附权利要求书限定的本发明精神和范围内的所有替代形式、修改形式和等效形式。

具体实施方式

尽管本发明容许有多种不同形式的实施例，但在附图中示出并将在本文详细描述的是本发明的优选实施例，要理解的是，本公开应被视为是对本发明原理的举例说明，而并非意图将本发明的广泛内容限定于所示的实施例。

在图中，并且最初参照图1a，显示了在骑自行车4并穿戴本发明的自行车头盔10的骑车者(或穿戴者)2。头盔10通过帽带组件(chinstrapassembly)22固定到穿戴者或骑车者的头部6。如下文进一步讨论，当骑车者2踩踏自行车4并向前行进时，空气穿过头盔10并在穿戴者头部6上方流动，从而冷却穿戴者头部6。

另参见图1b和图2，显示了根据本发明的头盔10的实施例，该实施例包括相对硬的、耐冲击的外壳14，至少一个能量耗散内层18，用于将头盔10固定到穿戴者头部6的帽带组件22，以及用于调节头盔10在穿戴者头部6上的贴合性的调节机构26。在一些实施例中，外壳14包含硬塑料，诸如聚碳酸酯；然而，在其他实施例中，外壳14还可以或作为另外一种选择包含kevlar、abs塑料、碳纤维、玻璃纤维等。在一些实施例中，内层18包含发泡聚苯乙烯(“eps”)；然而，在其他实施例中，内层18还可以或作为另外一种选择包含发泡聚丙烯(“epp”)或其他能量管理或能量吸收材料。帽带组件22包括附接到外壳14和内层18的一者或两者以将头盔10固定到穿戴者头部6的可连接段，如本领域中众所周知。头盔10包括覆盖穿戴者前额的额部30，覆盖穿戴者头部6的头冠区的顶部或冠部34，以及覆盖至少穿戴者的枕区的后部38。

在图示实施例中，头盔10包括多条肋42，它们在额部30与后部38之间基本上纵向延伸，并由大致横向延伸的网状物46连接。肋42和网状物46相配合以限定从头盔外部向头盔内部延伸穿过头盔10的通气开口52。图1a-图13的头盔10是在骑行领域称为“公路”头盔("road"helmet)的头盔，并被设计为供娱乐和某些类型的竞技骑行过程中的一般使用。应当认识到，本文所讨论的本发明的概念和教导同样适用于其他类型的自行车头盔，诸如“冲刺者”头盔("sprinter"helmet)，如图14所示，以及“飞行”头盔。如图14所示并且如本领域的技术人员所理解的是，冲刺者头盔被设计为比图示的公路头盔10更符合空气动力学，并因此具有轮廓更加光滑的外壳14和更少的通气开口52。如本领域的技术人员还理解的是，飞行头盔被设计为甚至更符合空气动力学，具有类似于“泪珠”构造的基本上呈流线型的形状。飞行头盔还被构造成具有尽可能少的通气开口52，并且在许多情况下不具有任何通气开口。如本领域的技术人员将会认识到，与本文所讨论的本发明的概念和教导相关的有益效果和优点在头盔10中的通气开口52数量减少时可变得对穿戴者更加明显。

另参见图3-图7，头盔10包括内部通气系统56，其可调地接触穿戴者的头部6以支撑头盔10，同时在穿戴者的头部6与内部头盔层18的内表面58之间限定通气间隙g或使上述两者错开。该通气间隙g从穿戴者的前额区在头冠区上方向枕区横跨穿戴者头部6的外表面。由于内层18的内表面58与穿戴者的头部6间隔开，因此通风空气可穿过间隙g并在穿戴者头部6与内表面58之间流动。在具有若干通气开口52的头盔(诸如图示头盔10)中提供并且还在具有较少或无通气开口的头盔(诸如上述冲刺者和飞行头盔)中提供该通气间隙g。

另参见图8，内部通气系统56的图示实施例为网状结构的形式，该结构包括多个大致纵向延伸的指状物60a、60b、60c、60d、60e和60f(下文统称为指状物60)。指状物60通常在内部通气系统56的前部61彼此会聚，当将内部通气系统56安装在头盔10中时，前部61基本上位于头盔10的额部30。如图8所示，当未安装在头盔10中时，内部通气系统56为基本上平坦的并且指状物60远离前部61延伸。内部通气系统56为柔韧的，使得当安装在头盔10中时，指状物60为弯曲的并通常遵循内层18的曲率。

指状物60的每一个具有一对由横向肋71间歇接合的横档(rails)65。横档65和肋71相配合以限定大致呈细长狭槽66a形式的多个指状物通气孔66。指状物通气孔66可通过使与穿戴者头部6密切接触的内部通气系统56的总表面积最小化而进一步改善内部通气系统56的通气特性。或者，指状物60被构造成具有不含孔66的单条横档65。内部通气系统56的一些实施例由基本上刚性但柔韧的材料诸如橡胶、塑料、碳纤维等形成。指状物60还可以包含另外的材料，诸如涂层，以有利于与穿戴者头部6的接合。

图示实施例的指状物60基本上成对布置。第一对指状物60包括外部指状物60a和60f，它们通过围绕头盔10的侧部横向延伸而大致从头盔额部30向头盔后部38延伸。外部指状物60a、60f包括衬垫部分67，这些衬垫部分在图示实施例中位于沿着外部指状物60a、60f长度向后的方向的大约四分之一至三分之一。衬垫部分67不含通气孔66并用于将外部指状物60a、60f固定到头盔10。更具体地讲，衬垫部分67附接到一对前附接位70，所述前附接位使外部指状物60a、60f与头盔10的内表面58错开，如下文进一步讨论。外部指状物60a、60f的远端64延伸进基本上邻近头盔10的后部38的调节机构26。

当正确穿戴头盔10时，外部指状物60a、60f横向地从穿戴者的前额延伸，围绕穿戴者头部6的侧面，大致在穿戴者颞部上方经过，最后进入调节机构26。在一些实施例中，包括图示实施例，调节机构26被构造成与穿戴者的头部6直接接合，并包括致动器69(诸如转盘、旋钮或卷进或松出外部指状物60a、60f的远端64的其他调节器)以调节内部通气系统56的贴合性。例如，通过卷进外部指状物60a、60f的远端64，内部通气系统56抵靠着穿戴者的头部6被拉紧，而通过松出外部指状物60a、60f的远端64，内部通气系统56从穿戴者的头部6松开。就这一点而言，外部指状物60a、60f为可调的以考虑到穿戴者头部6的大小。

应当理解，并非必需使用调节机构26并使之与内部通气系统56结合。例如，在一些实施例中，内部通气系统56可具有基本上固定的大小和构造，其中穿戴者头部大小或形状的此类变化可通过系统56的材料的柔韧性而适应。一些实施例还可以或作为另外一种选择包括不同于内部通气系统56的贴合性调节部件或结构。例如，在一个示例性实施例中，外部指状物60a、60f终止于前附接位70附近，并且可以提供大致围绕穿戴者头部6的后枕区延伸的单独的带、条或类似结构。所述带、条或类似结构可由弹性材料(诸如弹性体)形成，并可因此固有地为可调的，或者所述带、条或类似结构可操作地连接到类似于上述调节机构26的调节机构。

再次参见图3-图8所示的实施例，第二对指状物60包括最内侧指状物60c和60d，它们沿着内部头盔表面58从额部30沿着冠部34向头盔10的后部38大致向后延伸。最内侧指状物60a、60f的远端68在第一后附接位72(图7)附接到头盔10的内部，所述第一后附接位相对于头盔10的内部头盔表面58升高，如下文进一步讨论。当正确穿戴头盔10时，最内侧指状物60c、60d大致从穿戴者的前额在穿戴者头部6的冠部上方延伸。

第三对指状物60包括中间指状物60b和60e，它们沿着内部头盔表面58从额部30大致向上向外，围绕穿戴者头部6并在其上方，最后朝着后部38向内向下延伸。中间指状物60b、60e的远端76在第二后附接位80(图7)附接到头盔10的内部，所述第二后附接位相对于头盔10的内表面58升高，如下文进一步讨论。当从头盔10的正面观察时，中间指状物60b、60e相对于彼此以大约90度取向，并在基本上为外部指状物60a、60f与最内侧指状物60c、60d中间的位置在穿戴者头部6上方延伸。

虽然图示头盔10包括六个指状物60，但是应当认识到，可以采用更多或更少的指状物，以及具有不同形状、大小、构造和取向的指状物。例如，较重的头盔可能需要另外的支撑并因此可将另外的或更大的指状物和另外的附接点并入到内部通气系统56中和内层18中。在另一个示例性实施例中，不采用两个最内侧指状物60c、60d，而是可以提供基本上顺着头盔10的中间延伸的单个中心指状物。在另外其他实施例中，可完全移除最内侧指状物60c、60d，留下两个中间指状物60b、60e。在另外其他实施例中，不包括大致从前向后延伸的指状物60，而是内部通气系统56可包括从一侧向另一侧横向延伸和/或穿过头盔10大致呈对角延伸的指状物60。在此类替代实施例中，可改变附接位的具体位置以考虑到指状物60的不同取向。

内部通气系统56的其他实施例还可以或作为另外一种选择包括一个或多个在适当定位的附接位处连接到内层18的环形结构。此类环形结构可以为被构造成与穿戴者头部6的冠部直接接合的完整圆形或部分圆形。环形结构可大致以同心方式布置，其中最小的环形结构最靠近穿戴者头部6的顶部定位，而较大的环形结构定位在穿戴者头部6以下。同心结构可通过大致径向延伸的网状部分而彼此接合，或者可单独地连接到在内层18上提供的并与内部头盔表面58错开的附接位。一些实施例还可以包括一个或多个环状结构和一个或多个指状物60的组合。所述一个或多个环状结构可与以大致从前向后、从一侧到另一侧、呈对角或其任何组合方式延伸的指状物60相结合。

在图8的图示实施例中，衬垫部分67的每一个以及最内侧指状物60c、60d和中间指状物60b、60e的远端68、76设置有从其相应指状物60向外(例如，在图8中观察时，垂直纸面向外)延伸的安装突起83。图示实施例的安装突起83被插入适当的前安装位70、第一后安装位72或第二后安装位80并有助于将内部通气系统56固定到头盔10的内层18。

另参见图9和图10，内部通气系统56的前部61通过前额间隙84而与头盔10的额部30间隔开。前额间隙84形成使头盔10的内表面58与穿戴者头部6错开的上述总体间隙g的一部分(即，间隙g的引导部分)。前额间隙84由所述一对前附接位70提供，外部指状物60a、60f的衬垫部分67例如通过安装突起83而附接到所述前附接位上。在一些实施例中，包括图示实施例，前附接位70与内层18整体形成，并由从头盔10的内表面58大致向内延伸的升高突起92限定。以此方式，前附接位70比内层18的相邻部分更向内。其他实施例可包括接合到内层18的支脚、柱子、垫片等形式的前附接位70。在图示实施例中，外部指状物60a、60f的衬垫部分67通过粘合剂固定到前附接位70。然而，在其他实施例中，外部指状物60a、60f的衬垫部分67或一些其他部分可通过夹子、夹具、按扣、钩环和其他类型的紧固件固定到前附接位70。

如在图6-图9中最清楚地示出，在图示实施例中，前附接位70位于从头盔10的额部30起头盔周边的大约四分之一至三分之一，其中一个前附接位70位于头盔10的每一侧上。前附接位70的位置和构造与外部指状物60a、60f的构造一起使得内部通气系统56的前部61与头盔10的内表面58之间的前额间隙84在前附接位70之间延伸的弯曲部分上方保持基本上恒定。此外，当头盔10由穿戴者2穿戴时，前额间隙84保持基本上不变。如图6中最清楚地示出，外部指状物60a、60f的侧面和远端64相似地与头盔10的内表面58间隔开，以维持头盔10的内表面58与穿戴者头部6之间的间隙g。因此，在向前移动的过程中，前额间隙84允许接触穿戴者前额的空气向上并在穿戴者头部6上方流动。

另参见图11，中间指状物60b、60e和最内侧指状物60c、60d各自从内部通气系统56的前部61向后延伸到相应的第一后附接位72和第二后附接位80。在一些实施例中，包括图示实施例，第一后附接位72和第二后附接位80与内层18整体形成，并由从头盔10的内表面58大致向内延伸的升高突起94限定。以此方式，第一后附接位72和第二后附接位80比内层18的相邻部分更向内。其他实施例可包括接合到内层18的支脚、柱子、垫片等形式的第一后附接位72和/或第二后附接位80。此外，在图示实施例中，相应最内侧指状物60c、60d和外部指状物60b、60e的远端68、76通过粘合剂固定到第一后附接位72和第二后附接位80。然而，在其他实施例中，最内侧指状物60c、60d和/或外部指状物60b、60e的远端68、76或一些其他部分可通过夹子、夹具、按扣、钩环和其他类型的紧固件固定到后附接位72、80。

如在所有图中示出，也包括图12和图13，内部通气系统56由前附接位70以及第一后附接位72和第二后附接位80的组合支撑或以其他方式与头盔10的内表面58间隔开。当穿戴头盔10时，内部通气系统56的指状物60与穿戴者的头部6密切接触，而头盔的内部头盔表面58与穿戴者的头部6间隔开以形成间隙g。以此方式，内表面58与穿戴者的头部6错开以提供间隙g。间隙g包括上述前额间隙84，其大致沿着穿戴者的前额在两个前附接位70之间延伸。间隙g还包括最内侧指状物间隙98，其被限定在内表面58与最内侧指状物60c、60d之间，并且大致从前额间隙84向后延伸到第一后附接位72。间隙g还包括中间指状物间隙102，其被限定在内表面58与中间指状物60b、60e之间，并且大致从前额间隙84向后延伸到第二后附接位80。

图14-图17示出了本发明的可供选择的实施例，其中对应于图1-图13所示实施例特征的该可供选择的实施例的特征由增大了200的相似附图标记给出。图14-图17的头盔210在本领域称为冲刺者头盔。如图所示，头盔210具有远少于图1-图13的公路头盔的通气开口252。如图15-图17所示，内部通气系统256包括延伸进调节机构226的外部指状物260a、260f以及一对内部指状物260c、260d。在该可供选择的实施例中，取消了中间指状物，并增宽了包括横档265和肋271的内部指状物260c、260d(图17)。

内部通气系统256在前安装位270和后安装位272附接到内层218(图15)。前安装位270和后安装位272从内层218的内表面258错开，使得当穿戴头盔210时，内部通气系统256在穿戴者头部6与内表面258之间提供间隙g。如在图16中最清楚地示出，间隙g还包括前额间隙284，使得接触穿戴者前额的空气可在穿戴者前额与内层218的内表面258之间向上流动。间隙g还包括在内部指状物260c、260d与内表面258之间的内部指状物间隙298。在图14-图17的可供选择的实施例中，内层218设置有与前额间隙284连通的凹沟110，以使额外的空气流入穿戴者头部表面与内表面258之间的间隙g。

通过使头盔10、210的内表面58、258与穿戴者的头部6间隔开并形成间隙g，通风空气在穿戴者头部6与头盔10、210之间流动(参见图4)，从而改善通气并减少头盔10、210内的热聚集，继而有助于使穿戴者的头部6降温。当相对于地面向前移动时，诸如当骑车者2踩踏自行车4时，靠近穿戴者前额的空气穿过前额间隙84、284向上流动，然后大致向后、围绕并穿过间隙g流动，包括沿着最内侧指状物间隙98、298和中间指状物间隙102流动。空气然后可以通过在头盔10的后部38中提供的通气开口52、252之一离开头盔10、210。此外，由于第一后附接位72和第二后附接位80(在头盔10中)以及后附接位272彼此横向间隔开，因此空气还被允许在各后附接位72、80、272之间大致向下流动，并且可以通过大致向下并在穿戴者颈部后方上方流动而离开头盔10。在穿戴者颈部后方的上方经过的这种向下方向的流动在类似于图14-图17的实施例的实施例中或在上述飞行头盔中可尤为突出，这些实施例或头盔具有极少的或没有空气原本可从中离开头盔210的通气开口52、252。因此，除了与指状物60、260密切接触的穿戴者头部6的极小表面积外，穿戴者头部6的基本上整个表面都暴露于穿过间隙g的通风空气流。在骑行活动过程中穿戴相应的头盔10、210时，上述内部通气系统56、256的结构维持内部头盔表面58、258与穿戴者头部6之间的间隙g。

因此，前述内容被视为仅仅是举例说明本发明的原理。另外，由于大量的修改和变化对本领域的技术人员将是显而易见的，因此无意将本发明限于所示和所述的精确构造和操作，并因此而言，所有合适的修改形式和等同形式都应被视为落在本发明的范围内。