穿过耳垫气流通风的头盔的制作方法

相关专利申请

本申请要求2015年1月12日提交的名称为“helmetcomprisingairflowthroughearpaddesign(包含气流通过耳垫设计的头盔)”的美国临时专利申请62/102,165的权益，该美国临时专利申请的完整公开内容以引用方式并入本文。

本公开涉及穿过耳垫气流通风的头盔。气流通风可被提供用于具有可释放地附接的颌条的头盔，并且可在颌条与保护头盔分离时增加使用者的通风。

背景技术：

防护头具以及头盔已经在多种多样应用中并跨多个行业使用，包括在体育运动、田径运动、建筑、采矿、军事防御以及其他领域中使用，以防损伤使用者的头部和脑部。使用防止坚硬物体或尖锐物体直接接触使用者头部的头盔，可避免或减轻使用者受到的损伤。使用吸收、分散或以其他方式管理冲击能量的头盔，同样可避免或减轻使用者受到的损伤。

除了避免或减轻对头盔穿着者的损伤或伤害之外，常规头盔还包括通风口以允许空气循环和气流穿过头盔。通风和空气循环增加了舒适度，并允许针对穿着头盔的使用者进行温度调节和温度降低。常规头盔通风口包括在头盔的外表面和用于接收头盔穿着者头部的头盔中心或腔体之间径向延伸的通风口。

技术实现要素：

需要具有改善的通风的头盔。因此，在一个方面，头盔可包括保护壳体，其包括在头盔外部处的外表面和与所述外表面相对的内表面。能量管理材料层可联接到所述保护壳体的内表面以形成用于接收使用者头部的腔体。耳垫可联接到所述保护壳体的内表面并包括进一步限定使用者耳部的空间的内表面。所述耳垫还可包括在所述头盔的前部处的前缘，所述前缘在所述保护壳体的外表面和所述耳垫的内表面之间延伸。吸气口可在所述耳垫的前缘处形成。排气口可在所述耳垫的后缘处形成。气流通道可在吸气口和排气口之间延伸穿过耳垫。

所述头盔还可包括穿过保护壳体形成并延伸入腔体中的通风口。泡沫舒适垫可联接到耳垫的内表面并设置在腔体内。可拆除的颔条可联接到头盔，其中当可拆除的颔条联接到保护壳体时阻挡吸气口。气流通道可包括大于或等于1毫米(mm)的宽度。气流通道可包括大于或等于5平方毫米的横截面积。排气口可沿头盔的底部边缘设置。所述耳垫可邻近能量管理材料层联接。

在另一方面，头盔可包括保护壳体，其包括外表面和与所述外表面相对的内表面。能量管理材料层可联接到所述保护壳体的内表面以形成用于接收使用者头部的腔体。耳垫可联接到所述保护壳体的内表面并包括进一步限定使用者耳部的空间的内表面。所述耳垫还可包括在耳垫的前缘中的吸气口、排气口、和在吸气口和排气口之间延伸穿过耳垫的气流通道。

所述头盔还可包括穿过保护壳体形成并延伸入腔体中的通风口。泡沫舒适垫可联接到耳垫的内表面并设置在腔体内。气流通道可包括大于或等于5平方毫米的横截面积。耳垫可邻近能量管理材料层联接。排气口可沿头盔的底部边缘设置。

在另一方面，头盔可包括保护壳体，其包括外表面和与所述外表面相对的内表面。能量管理材料层可联接到保护壳体的内表面。耳垫可联接到保护壳体的内表面，并限定使用者耳部的空间，所述耳垫还包括从耳垫的前缘延伸穿过耳垫的气流通道。

所述头盔还包括穿过保护壳体形成并在基本上垂直于气流通道的方向上延伸的通风口。泡沫舒适垫可联接到耳垫的内表面。头盔可包括可拆除的颔条，其中当可拆除的颔条联接到保护壳体时阻挡气流通道。气流通道可包括大于或等于1mm的宽度。耳垫邻近能量管理材料层联接。

附图说明

图1示出了穿过耳垫气流通风的头盔的实施方案的透视图。

图2a-2d示出了头盔耳垫和穿过所述头盔耳垫的气流通道的实施方案的各种视图。

图3示出了具有联接到头盔保护壳体的气流通道的耳垫的实施方案。

图4示出了被使用者穿着的，穿过耳垫气流通风的头盔的实施方案的后视图。

具体实施方式

本公开、其各方面以及具体实施并不受限于本文所公开的具体头盔或材料类型或者其他系统部件示例或者方法。可设想出许多本领域已知的与头盔制造相符的附加部件、制造和组装工序，以与本公开的特定具体实施一起使用。因此，例如，尽管已公开了特定具体实施，但是此类具体实施和实施部件可包括与预期操作一致的本领域已知的用于此类系统和实施部件的任何部件、型号、类型、材料、版本、数量和/或类似元素。

词语“示例性”、“示例”或它们的各种形式在本文用于表示充当示例、实例或举例说明。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是优选的或优于其他方面或设计。此外，提供示例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本公开的公开主题或相关部分。应当理解，本可呈现具有不同范围的大量附加或替代的示例，但出于简洁目的而省略了。

尽管本公开包括了多种不同形式的多个实施方案，但是在附图中示出并将在本文中详细描述的是具体实施方案，应当理解，本公开应视为是对所公开方法和系统的原理的举例说明，而非意图将所公开概念的广泛内容限定于所示的实施方案。

本公开提供用于提供头盔或防护头盔10的装置、设备、系统和方法，所述头盔或防护头盔可包括外壳和内部吸能层(诸如泡沫)。头盔可以是柔性的、可调节的、或上述两者，并且可由自行车手、骑自行车者、摩托车驾驶员、越野摩托车手、电力运动骑手、滑板运动员、滑雪者、溜冰者、下坡骑行者、或其他运动员使用。以上列出的体育运动或活动中的每者均可使用包括单一冲击或多次冲击等级的防护材料基底的头盔，这种防护材料基部通常但非始终在外侧上覆盖有装饰盖件，并且在内侧至少部分上包括舒适材料(通常呈舒适衬垫的形式)。

图1示出了头盔10的透视侧视图，并且示出了头盔10可任选地包括头盔主体11、面罩12、颌条14、面部端口16和腔体18，在所述腔体中头盔10的使用者、穿着者或骑手20可放置其头部。当存在时，颌条14可以为可拆卸的颌条，其可以由使用者20可释放地联接到头盔主体11。如图1所示，可拆卸颌条14可联接到头盔主体11以作为全面罩式头盔10的一部分向使用者10提供附加的防护。附加的防护可能是期望的，例如当使用者20骑行下坡时。当使用者20跨越水平地面或以较慢速度上坡移动时，就更简类型的头盔而言，可移除颌条14。颌条14从头盔10中移除的头盔10的视图例如示于图2a中。

如本文所用，为方便起见，术语前部、后部、左侧和右侧用于描述头盔10的相对位置和部分，并且关于头盔10参考穿着头盔10时使用者20的前部、后部、左侧和右侧。因此，头盔10的前部22、头盔10的后部24、头盔10的左侧26、和头盔10的右侧28不受限制，并且参考头盔10可使用不同的头盔取向和说明。

头盔10可包括，并且可至少部分地由壳体、保护壳体、或外壳40和能量吸收材料或抗冲击衬垫50形成。壳体40可由可包含塑料的柔性或半柔性材料制成，包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)、聚碳酸酯、芳族聚酰胺纤维、各种金属合金、纤维材料或纤维增强材料(包括纤维玻璃、碳纤维、纤维增强塑料)、芳族聚酰胺或其它合适材料。可用于外壳的可能的abs塑料的非限制性示例是通用电气塑料集团(geplastics)的ex39。壳体40可具有大于或等于2.76吉帕(或400,000磅/平方英寸(psi))的弯曲强度。壳体40还可具有大于或等于1.86吉帕(或270,000磅/平方英寸(psi))的弯曲强度。壳体40通常制成硬至足以抵抗冲击和穿刺，并且符合相关安全测试标准，同时柔韧到足以在冲击期间略微变形，以通过变形来吸收能量，由此有助于能量管理和对头盔佩戴者的保护。

壳体40可包括外表面42和与所述外表面42相对的内表面44。在一些情况下，壳体40可以为头盔的最外层。在其它情况下，壳体40可具有在壳体40的外表面42上形成的附加的功能性或美观覆盖件或层。

能量吸收材料50可包括一层或多层的泡沫、塑料、聚合物、或其它合适的能量吸收材料，以吸收能量并有利于能量管理，用于在冲击期间保护使用者20。能量吸收材料50可包括但不限于eps、epu、epo、epp或vn。能量吸收材料50可为模内成型的层，或者可在模制后联接到壳体40。在一些实施方案中，能量吸收材料50可通过破碎或断裂而从冲击吸收能量。作为非限制性示例，头盔10可形成为1件式模内成型头盔、2件式模内成型头盔或包括任何数量的部件的模内成型制品。或者，能量吸收材料50可由塑料、聚合物、泡沫或其他合适的能量吸收材料制成，这些材料可随壳体40柔性变形，以便吸收能量并有利于能量管理，并且不会发生破裂、断裂或破碎。如此，能量吸收材料50也可以是一层或多层的epp或其他类似的能量吸收和能量衰减材料，其呈柔性并能够承受多次冲击而不破碎或断裂。

能量吸收材料50可包括外表面52和与所述外表面52相对的内表面54。能量吸收材料50，诸如外表面52可联接到保护壳体40的内表面44以形成用于接收使用者20的头部的头盔10的腔体或内部56。能量吸收材料50可以机械方式、化学方式或上述两者，诸如利用摩擦配合，或者利用胶水、粘合剂、永久性粘合剂、psa、泡沫芯体psa、胶带、双面胶带、固定泡沫粘合剂、紧固件、夹具、夹板、切口、突片、卡扣、铆钉、卡环或钩环扣件永久性地或可移除地联接到壳体40。能量吸收材料50单独的或与壳体40一起可对使用者20提供能量管理和保护。

能量吸收材料50，如壳体40还可包括一个或多个通风口46，上述通风口可穿过保护壳体40形成并延伸入腔体56中以允许空气、通风、和气流从头盔外部传送到穿着者20的头部。

舒适垫或舒适衬垫60的一个或多个附加层可任选地设置在腔体56内并联接到头盔10的一部分，诸如能量吸收材料50、壳体40和耳垫或垫80中的一个或多个。舒适衬垫60可包括可压缩泡沫或其它适于变形的材料，其具有或不具有布覆盖件，所述布覆盖件可接触使用者20的面部或头部以将头盔10舒适地贴合到使用者20。舒适衬垫60可包括一个或多个部分或片，包括舒适的脸颊垫62，其可设置在腔体56内，以便对使用者20的脸颊或靠近使用者的脸颊提供支撑和缓冲。虽然为方便起见，舒适的脸颊垫62在本文中称为脸颊垫以指定靠近、邻近、覆盖或围绕使用者20的脸颊的垫62的可能位置，但垫62不限于此。垫62还可在、靠近、邻近、覆盖或围绕使用者20的耳部21或下颌形成为耳垫、下颌垫、面垫、或头垫。

图2a示出头盔10的一部分，包括靠近通风口46的头盔主体11的一部分的近距离轮廓视图，其中颌条14从头盔主体11中移除。图2a示出实心和不透明的壳体40的外表面42，其中耳垫或垫80设置在壳体40的后面或内，并被隐藏。图2a另外示出穿过头盔10的各种气流通道，包括穿过通风口46的气流或气流通道70和穿过耳垫或垫80的气流或气流通道72。气流70的方向可基于头盔10的相对位置和移动以及使用者20的使用而变化。在某些情况下，气流70可行进穿过通风口46，诸如从头盔10的腔体或内部56或穿过耳垫80到头盔57外的外部空间或环境空间。气流72的方向可以为穿过耳垫80，跨越使用者20的耳部，并在头盔10的底部边缘或下边缘48处离开。

图2b示出类似于图2a所示的视图的头盔10的左侧26的一部分的近距离轮廓视图。图2b还示出穿过通风口46的气流通道70和穿过耳垫或垫80的气流通道72。虽然为方便起见，耳垫或垫80在本文中称为耳垫以指定靠近、邻近、覆盖或围绕使用者20的耳部21的垫80的可能位置，但垫80不限于此。耳垫80还可在、靠近、邻近、覆盖或围绕使用者20的脸颊或下颌形成为脸颊垫、下颌垫、面垫、或头垫。耳垫80还可在、靠近、邻近、覆盖或围绕能量吸收材料50形成。气流通道72可包括一个或多个气流通道，诸如穿过耳垫80的上气流或上气流通道72a和穿过耳垫80的下气流或下气流通道72b。图2b与图2a的不同之处在于示出透明的壳体40的一部分以反映设置在壳体40内并联接到壳体40的内表面44的耳垫80。

耳垫80可包括，或可使用半刚性泡沫材料或柔性材料的一个或多个层形成，诸如乙烯乙酸乙烯酯共聚物(eva)、乙烯腈(vn)、聚氨酯(pu)、或其它合适的材料。耳垫80可包括进一步限定腔体56的内表面82和与所述内表面82相对的外表面84。外表面84可与壳体40的内表面44可配合地联接。耳垫80还可包括在头盔10的前部22处或在头盔前部的方向上取向的前缘或前缘表面86。前缘86可在壳体40的内表面44和耳垫80的内表面82之间延伸。

在一些情况下，诸如图2b所示，可拆除的颌条14可从头盔主体11中移除，并且可在颌条接收体或托架74处可拆除地联接到头盔主体11。颌条托架74可定位在头盔主体11内的任何期望位置处，包括介于壳体40的内表面44和耳垫80的内表面82之间。

耳垫80还可包括在耳垫80的前缘86处形成的一个或多个吸气口90。在一些情况下，吸气口90可形成为上吸气口90a和下吸气口90b。前缘86可以为耳垫80的前部，其首先接触在使用期间朝向头盔10流动的空气。前缘86可以为平面或非平面的波状外形表面，根据需要，其包括脊、边缘、颔线或其它结构。后缘或后表面88可与前缘86相对地形成，并且可以为耳垫80的后部或背部，其最后接触在使用期间穿过头盔10并远离头盔10流动的空气。后缘86可以为平面或非平面的波状外形表面，根据需要，其包括脊、边缘、颔线或其它结构。可在所述耳垫80的后缘88处形成一个或多个排气口92。在一些情况下，排气口92可形成为上排气口92a和下排气口92b。

一个或多个气流通道96可在耳垫80中形成并延伸穿过耳垫80。在某些情况下，气流通道可完全在耳垫80中形成并由耳垫80限定。在其它情况下，气流通道96可部分在耳垫80中形成并由耳垫80限定，同时还至少部分地由壳体40，诸如壳体40的内表面44形成或限定。因此，气流通道96可穿过头盔10的层或材料，所述层或材料不特别被包括用于能量管理，但用于使用者舒适性或用于改善头盔10的贴合性。在其它情况下，气流通道96可部分或完全穿过能量吸收材料或抗冲击内衬50。当气流通道96形成于一个或多个耳垫80中时，气流通道96可部分或完全容纳在壳体40或耳垫80内。因此，气流通道96可在吸气口90和排气口92之间延伸。如图2b所示，上气流通道96a可在上吸气口90a和上排气口92a之间延伸，因此形成期望的空气流或气流的上气流通道72a。相似地，下气流通道96b可在下吸气口90b和下排气口92b之间延伸，因此形成期望的空气流或气流的下气流通道72b。

因此，气流通道96的方向，和气流的方向，诸如沿气流通道72不处于介于腔体56与头盔10的外表面或外部30之间的径向上，如具有通风口46的情况那样。换句话讲，气流通道96可在垂直于或基本上垂直于前缘86的方向上。因此，气流通道96可以除通风口46之外的或与通风口46不同的方式使用，以通过使气流穿过与能量吸收材料50分离的耳垫80或外壳40内的其它类似垫，来改善穿着头盔10的使用者20的通风和气流。在一些情况下，当可拆除颌条14从头盔主体11移除时，可暴露吸气口90。换句话讲，在可拆除颌条14可释放地联接到头盔主体11时，诸如穿过颌条接收体74时，吸气口90可被阻挡或覆盖。

因此，如图2b所示，气流通道96的方向或轮廓，和气流的方向，诸如沿头盔10内的气流通道72，可匹配或基本上匹配沿头盔10或壳体40的外表面30的气流102的轮廓。如图2b所示，气流102示出气流在头盔10的外部或外表面42上的方向，其平行或基本上平行于穿过耳垫80或头盔10的内部56中的气流72。如本文所用，基本上平行是与平行成0-45度或0-30度范围内的方向或角度。排气口92可被定位成使得气流通道72沿头盔10的下背部24，或沿头盔10或壳体40的底部边缘或下边缘48延伸并离开头盔10。相似地，气流通道72和气流通道96可包括有利于最大、最佳或期望量的气流的几何形状、形状、横截面尺寸、横截面积或曲率。介于吸气口90和排气口92之间的气流通道96的形状可包括弯曲形状或拱形。在一些情况下，气流72的量可由使用者20调节以基于使用者20的偏好并基于可变环境条件提供或多或少的冷却。可变气流72可通过改变一个或多个吸气口90或一个或多个排气口92的尺寸、形状、位置或相对角度由使用者限定和调节。在一些情况下，使用者20可通过调节吸气口90或排气口92处的覆盖件、通气孔、闩锁或门来限定气流72。

在一些情况下，一个或多个吸气口90或排气口92可由网、筛、或格栅覆盖，以提供比开放区更多的保护，诸如避免被可对使用者造成伤害的物体弹射或穿刺。网、筛或格栅还可以防止碎片或浮尘粒子进入一个或多个吸气口90或排气口92以及气流通道96，并不可取地阻挡或减弱气流72。

图2c示出类似于图2b的轮廓视图中所示的头盔的部分，头盔10的左侧26的一部分的近距离透视图。如图所示，气流72b可在流过使用者20的耳部21之后，在头盔10的底部或下边缘48处离开头盔10。还可存在从一个或多个气流通道96穿过通气孔46进行空气传输或空气交换的元件，如气流72c所示。气流72c的流动还可以为图2a所示的气流70的一部分并与气流70混合，其中气流70可部分或完全来自腔体56，诸如穿过面部端口16，并且部分或完全穿过一个或多个气流通道96。

图2d示出类似于图2b的轮廓视图中所示的头盔的部分，头盔10的左侧26的一部分的近距离轮廓视图。图2d与图2b的不同之处在于图2d示出耳垫80的内表面82和壳体40的内表面44，如从用于使用者20的头部的腔体56观察的。耳垫80可直接联接到壳体40的内表面44，如能量吸收材料50可直接附接到壳体40的内表面44。因此，耳垫80可直接联接到壳体40的内表面44，但能量吸收材料50不设置在耳垫80和壳体40之间。在能量吸收材料50和耳垫80两者直接附接到壳体40的情况下，能量吸收材料50和耳垫80还可彼此相邻或偏离地定位。

在一些情况下，能量吸收材料50和耳垫80还可定位在壳体40内，以便形成用于接收使用者20的耳部21的一个或多个空间110。所述空间110可由耳垫80的能量吸收材料50和排气口92的边缘58、后缘88或上述两者来限定，并在两者之间延伸。所述空间110可与通风口46相邻或重叠并内联或沿气流通道70。相似地，所述空间110还与耳垫80的排气口92相邻并内联或沿气流通道72。因此，穿过头盔10的耳垫80的气流可通过允许空气穿过并围绕空间110，靠近或邻近使用者20的头部、耳部或上述两者循环来对使用者20提供冷却。在一些情况下，耳垫80中的开口可在具有或不具有在适当位置中的保护颌条14的情况下，通过引导期望的气流70,72或上述两者有助于气流(诸如气流72)和冷却。

图2d还示出附接机构64可联接到耳垫80的内表面82，上述附接机构64将舒适垫60或舒适的脸颊垫62附接到耳垫80。附接机构64可以为机械附接机构、化学附接机构或上述两者，诸如利用摩擦配合，或者利用胶水、粘合剂、永久性粘合剂、psa、泡沫芯体psa、胶带、双面胶带、固定泡沫粘合剂、紧固件、夹具、夹板、切口、突片、卡扣、铆钉、卡环或钩环扣件。在一些情况下，附接机构允许舒适的脸颊垫62可释放地联接到耳垫80。

图3示出头盔10的左侧26的一部分的前轮廓视图，其中示出壳体40、能量吸收材料50、耳片80和舒适的脸颊垫62。一个或多个气流通道96可包括任何适宜尺寸的宽度或直径w和面积a，与常规头盔相比，其有利地增加气流并提供附加的气流通道。因此，宽度w和面积a可具有任何适宜的尺寸，并且可适应头盔10的不同机械要求以及头盔10的功能和美观特征。作为非限制性示例，一个或多个气流通道96的宽度w可以大于或等于1毫米(mm)，或大于或等于5mm。相似地，一个或多个气流通道96的面积或横截面积a可以大于或等于1平方毫米(mm²)、5mm²或25mm²。虽然气流通道96被示出具有开放、透明或单通道的横截面积a，但气流通道96还可另选地包括由多个较小通道、管、或段构成的部分或分支，其成形为蜂窝状、正方形、圆形或任何其它横截面形状。舒适的衬垫60，诸如脸颊垫62可以可释放地联接到耳垫80的内表面82并设置在腔体56内。

图4示出头盔10的后部24和左侧26的一部分的透视图，其中还示出设置在腔体56内的使用者20的头部的一部分，如从头盔10后面观察的。头盔10被示出利用头盔固定系统114和头盔带116可释放地联接到使用者20的头部。示出了空间110，其在壳体40和使用者20的耳部21之间延伸，邻近舒适衬垫60或舒适的脸颊垫62。使用者20的耳部21位于空间110内，并且沿可在、靠近、或沿头盔10或壳体40的底部或下边缘48离开的气流或气流通道70和气流或气流通道72。

在上述示例、实施方案和具体实施参考示例的情况下，本领域的普通技术人员应当理解，其他头盔和制造设备及示例可与所提供的那些混用，或被所提供的那些取代。在上述说明涉及头盔以及定制方法的具体实施方案的地方，应当显而易见的是，在不脱离本发明的精神的情况下，可以进行多种修改，并且这些实施方案和具体实施也可应用于其他头盔定制技术。因此，本发明所公开的主题旨在涵盖落入本发明的精神和范围以及本领域普通技术人员知识内的所有此类更改形式、修改形式和变型形式。