头盔的制作方法

本申请根据35u.s.c.§119(e)要求于2017年9月21日提交的美国非临时申请no.15/712,084、于2017年4月10日提交的美国临时申请no.62/483,836、于2017年4月4日提交的美国临时申请no.62/481,640以及于2016年11月8日提交的美国临时申请no.62/419,271的权益，这些申请中的每个申请的全部内容通过参引并入本文。

公开的实施方式总体上涉及设计成保护免受冲击的头盔。更具体地，公开的实施方式涉及设计成用于冲击运动、比如橄榄球的头盔，并且更具体地涉及具有离散的板的头盔。

背景技术：

橄榄球头盔设计成保护运动员免受颅骨骨折以及该比赛特有的其他可能的头部损伤。这样的头盔通常包括覆盖保护性泡沫和/或气囊层的硬的整体壳，使得硬冲击经由较软内层的变形在硬壳上的分布而被缓冲。其他运动和活动通常包括使用保护性头盔。

技术实现要素：

根据一个实施方式，头盔包括上框架构件、下框架构件以及半刚性或刚性的多个板，板能够相对于彼此移动。上框架构件和下框架构件限制板的运动。回弹可压缩材料定位在板与上框架构件之间。

根据另一实施方式，头盔包括半刚性或刚性的多个板，板能够相对于彼此移动。该头盔还包括第一刚性框架构件和第二刚性框架构件，多个板中的每个板连接至第一刚性框架构件和第二刚性框架构件，并且多个板中的每个板具有原始位置。板能够相对于第一刚性框架构件和第二刚性框架构件中的至少一者移动并离开板的原始位置。

根据另一实施方式，头盔包括第一框架构件以及半刚性或刚性的多个板，其中，每个板具有第一端部区域并且在第一端部区域处以可移动的方式连接至第一框架构件。该头盔还包括回弹可压缩材料，该回弹可压缩材料定位在第一端部区域与第一框架构件之间，使得对板中的一个板的外表面的冲击使定位在第一框架构件与板的第一端部区域之间的回弹可压缩材料压缩。

根据另一实施方式，头盔包括上框架构件、下框架构件以及多个板，所述多个板是半刚性或刚性的并且形成头盔的外部外壳的至少一部分。板能够相对于彼此移动，并且上框架构件和下框架构件限制板的运动。板布置成由上框架构件分开的相反的对。该头盔还包括多个弹簧，其中，一个或更多个弹簧定位在每个板与上框架构件之间。

根据又一实施方式，头盔包括框架构件以及半刚性或刚性的多个板，板能够相对于彼此移动。该头盔还包括多个弹簧，多个弹簧联接至板，使得板能够相对于框架构件移动。该头盔还包括定位在弹簧内的多个回弹可压缩插入件。

根据另一实施方式，头盔包括刚性下框架构件以及半刚性或刚性的多个板，板能够相对于多个板中的相邻板移动，并且板以可移动的方式附接至下框架构件。

根据另一实施方式，头盔包括保护性外壳和定位在外壳下方的气囊，该气囊具有第一隔室，其中，该第一隔室具有面向保护性外壳的面向外的侧部以及面向头盔内部的面向内的侧部。该面向内的侧部具有与面向外的侧部不同的柔性。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，不同的图中所示出的每个相同或几乎相同的部件由相同的附图标记表示。为清楚起见，并非每个部件都可以在每个附图中被标记出。在附图中：

图1是根据一个实施方式的头盔的立体俯视图；

图2是图1的头盔的俯视、正视立体图；

图3是头盔的俯视、正视、右侧视立体图；

图4是头盔的仰视图，其示出了气囊；

图5是一个实施方式的上框架构件的横截面图，其示出了由该上框架构件保持的第一板和第二板；

图6是一个实施方式的上框架构件的横截面图，其示出了由该构件经由紧固线材保持的第一板和第二板；

图7是根据一个实施方式的上框架构件和附接的头盔板的立体图；

图8是一个实施方式的上框架构件的横截面图，其示出了由该构件经由锚固件保持的第一板和第二板；

图9是一个实施方式的上框架构件的横截面图，其示出了被约束在该上构件的凹部内的第一板和第二板；

图10是一个实施方式的下框架构件的横截面图，其示出了由附接至该构件的可压缩材料保持的板；

图11是一个实施方式的下框架构件的横截面图，其示出了连接至该构件的板；

图12示出了根据第二实施方式的橄榄球头盔；

图13是沿着图12的线13-13截取的横截面图；

图14是图12和图13中所示的头盔的一部分的后视图；

图15是根据另一实施方式的头盔的俯视、正视、右视立体图；

图16是根据另一实施方式的头盔的俯视、正视、右视立体图；

图17是图17中所示的弹簧的俯视、正视立体图；

图18是根据另一实施方式的弹簧布置的俯视、正视、右视立体图；

图19是根据一个实施方式的回弹可压缩插入件和弹簧的分解视图；

图20示出了根据另一实施方式的橄榄球头盔；

图21示出了根据一个实施方式的可压缩材料的俯视、正视、右侧视立体图；

图22是图20的头盔的俯视、正视、右侧视立体图，其中，上部板被移除，使得可压缩材料被暴露；

图23是图20的头盔的俯视图；

图24是图20的头盔的正视图；

图25是图20的头盔的后视图；

图26是图20的头盔的侧视图；

图27示出了根据另一实施方式的橄榄球头盔；

图28示出了根据另一实施方式的橄榄球头盔；

图29示出了根据另一实施方式的橄榄球头盔；

图30示出了根据另一实施方式的橄榄球头盔；

图31示出了根据另一实施方式的橄榄球头盔；

图32示出了根据另一实施方式的橄榄球头盔；

图33是位于根据一个实施方式的头盔的板下方的气囊的横截面图；

图34是能够与本文中所公开的头盔一起使用的互连气囊的俯视立体图；

图35是气囊的仰视立体图；

图36是带有气囊的头盔的横截面正视图；

图37是第一气囊通道的横截面图；

图38是第二气囊通道的横截面图；

图39是第二气囊通道的横截面图；

图40是具有根据一个实施方式的回弹外套的头盔的立体图；以及

图41是具有根据一个实施方式的回弹外带的头盔的立体图。

具体实施方式

应当理解的是，在本文中，参照某些说明性实施方式和附图描述了本发明的方面。本文中所述的说明性实施方式不一定意在示出本发明的所有方面，而是用于描述一些说明性实施方式。因此，本发明的方面不意在考虑到说明性实施方式而被狭义地解释。另外，应当理解的是，本发明的方面可以单独使用或者以与本发明的其他方面的任何适当的组合使用。

结合头盔组件、比如橄榄球头盔描述了不同的实施方式。然而，本发明不一定限于此并且可以与其他类型的头盔、尤其是用于高冲击运动活动的头盔一起使用。用于其他运动和活动的头盔的示例包括自行车头盔、安全帽、曲棍球头盔、长曲棍球头盔、滑板头盔、滑板滑雪头盔、其他极限运动头盔、板球头盔、摩托车头盔、赛马头盔、滑雪头盔、登山头盔以及采矿头盔。本文中所公开的一个或更多个方面可以与这些类型的头盔一起使用或与其他类型的保护性头盔一起使用。本文中所公开的方面可以与包括面罩的头盔一起使用并且与不包括面罩的头盔一起使用。

佩戴头盔以用于参加包括橄榄球的许多接触性运动，从而帮助减小头部受伤的风险。传统的橄榄球头盔包括完全地或大部分地包围除面部以外的头部的单个硬塑料整体外壳。该硬塑料外壳通常沿着内表面补充有衬垫、条和/或气囊，以在冲击期间提供缓冲。从冲击传递至头盔的能量通过刚性外部外壳的变形而减弱并且通过衬在头盔腔中的缓冲件的压缩而进一步耗散。

申请人已经认识到，具有半刚性或刚性的离散的板的非整体式头盔结构相比于整体式头盔结构可以提供改进的保护，能够提供比传统头盔更好的头部伤害保护。板可以是坚硬且坚固的，但不是不可挠曲的，并且板可以构造成在不被支承时保持板自身的形状。板在附接至一个或更多个框架构件时相比于整体式头盔结构可以提供额外的能量耗散模式。在板之间可以设置有间隙，使得板能够相对于彼此移动同时仍然防止颅骨骨折。板还可以具有不同的厚度，以根据需要在头盔的不同区域中产生不同水平的柔性和保护。可以包括部分或完全地附接至板的可拉伸材料的层，以促使板在冲击之后返回到板的原始布置。

申请人还认识到，包括允许空气在头盔内移动的一个或更多个气囊能够以至少两种方式缓冲冲击。在一些实施方式中，受冲击的囊内的空气的压缩吸收能量。气囊可以布置成允许空气移动至未受冲击的气囊以引起头盔的其他部分的膨胀和/或拉伸，从而耗散能量。在一个实施方式中，头盔包括框架，该框架具有从额部区域至上颈部区域跨越头部的中央上构件。该上构件在该上构件的背侧部处与框架的下构件连接。该下构件可以从头盔的后基部沿着两个下颌轮廓延伸，终止于面罩处。

板可以在板的上端部处被上构件保持并且在板的下端部处被下构件保持。上构件可以包括在板相对于上构件移动时用作阻尼器的回弹可压缩泡沫或其他材料。当板受到冲击或被另一个板移动时，该板压缩材料，从而耗散能量。头盔的一侧上的一个或更多个板的移动可以使头盔的相反侧上的一个或更多个板移位。在一些实施方式中，该移位是由通过可压缩材料传递的力引起的。

板可以彼此间隔开，使得相邻的板之间存在有小间隙；该间隙小到足以防止成人手指配合在板之间。

头盔可以包括附接至头盔的内部腔壁的多个互连的气囊。在头盔的一些实施方式中，气囊能够经由位于头盔的背部上的入口进行充气。在头盔冲击时囊内的空气的压缩可以用于改善缓冲。在一些实施方式中，在冲击时，空气也在流体连接的囊之间移动并使流体连接的囊膨胀。气囊可以布置成使得头盔的一侧上的冲击使头盔的相反侧上的气囊膨胀，从而使能量移动至头盔的相反侧。板可以被偏置成抵抗膨胀(例如，通过回弹可拉伸织物)，使得板的运动通过拉伸织物来耗散能量。

现在转向附图，图1示出了根据本公开的头盔100的一个实施方式。板104由间隙106间隔开并且附接至上构件102。间隙106允许板104相对于彼此移动，使得在物体冲击头盔时能量能够耗散。上构件102根据实施方式跨越或部分地跨越头部的形状。在一些实施方式中，板104被间隔开，使得间隙106为大约半英寸或更小，以阻止被物体穿透。例如，在一些实施方式中，只有小于成人尺寸的手指的物体才能够在板处于非膨胀状态时配合通过间隙106。板可以由任何合适的聚碳酸酯、金属、硬塑料或任何合适的材料或材料组合制成，以保持头盔的完整性。

如可以在图2和图3中看出的，板104连接至下构件108，下构件108在该实施方式中从头盔的后基部沿着两个下颌轮廓延伸，终止于面罩110处。在不同的实施方式中，下构件108可以定位在头盔上的较高位置或较低位置处。上构件102和下构件108可以由任何合适的聚碳酸酯、金属、硬塑料或任何其他合适的材料或材料组合构造以保持头盔的结构完整性。

颏部条112可以附接至下构件108以帮助保持头盔的稳定性。

可拉伸回弹材料的层(图4中未示出)可以附接至板104的下侧部。当板104受到冲击时，板104相对于彼此的运动能够拉伸回弹材料，从而进一步耗散冲击能量。在冲击之后，回弹材料可以使板104返回到原始构型。回弹材料可以包括氨纶、弹性材料、橡胶、聚酯-聚氨酯或任何其他合适的回弹材料。氨纶或其他材料可以与棉、聚酯或任何其他合适的材料组合以形成回弹材料的片材或其他构型。在一些实施方式中，可以使用回弹材料的螺纹来使板朝向原始构型偏置。

在图4中所示的实施方式中，回弹材料层定位在整个内腔上。在其他实施方式中，回弹材料可以包括仅附接在板104的部分处的带或者可以是形成连接的板的网状件的一系列可拉伸贴片或其他合适的附接构型，以使板104相对于彼此朝向板104的原始取向偏置。在一些实施方式中，代替定位在头盔内侧上的回弹材料或者除了定位在头盔内侧上的回弹材料之外，回弹材料层可以定位在板的外表面上。例如，在一些实施方式中回弹可拉伸材料可以围绕整个外部头盔安置。出于装饰的目的，回弹可拉伸材料还能够被着色或以其他方式形成图案。例如，标志、颜色、广告或其他图形可以被包括在回弹可拉伸材料上并且从而被包括至整个头盔。在一些实施方式中，如本文中所述的回弹可拉伸材料层可以应用于常规的头盔。例如，可以将材料在常规的橄榄球头盔上拉动并且通过卡扣、钩环紧固件、钩和索环装置或者任何其他合适的紧固装置附接至头盔的内部。

在头盔的实施方式中可以包括有一个或更多个气囊116、117、119。囊可以通过空气通道116a彼此连接，从而形成一个连续的空气室，使得空气能够在囊之间流动。当板104受到冲击时，板向内变形，从而压缩气囊。这种压缩迫使气囊内的空气移动通过空气通道并且移动到其他气囊中，从而导致那些囊局部膨胀。该膨胀导致邻近于膨胀的气囊的板104移动，从而额外地耗散冲击能量。可以使用任何合适数量的气囊，并且囊可以具有任何合适的形状。气囊可以由任何聚乙烯塑料、弹性材料、橡胶或任何其他合适的材料——比如抗撕裂并且能够容纳空气并附接至头盔的内部腔的弹性材料——制成。所示的气囊在该实施方式中附接至板104的下侧部，但是气囊也可以附接至回弹材料、或者附接至板104的下侧部和回弹材料两者，或者气囊以任何其他合适的方式结合到头盔中。气囊可以包含除空气之外的气体或气体混合物。出于本文中的目的，包含不同于空气组成的气体或气体混合物的囊被认为是气囊。

如图33中所示，在一些实施方式中，气囊172可以由在气囊的不同部分中具有不同的弹性的不同材料制成。例如，可以使面向外的侧部a比面向内的侧部b更具弹性。通过这样的布置，头盔的一个区域中的冲击可以允许侧部a相比于侧部b膨胀得更大。这样的布置允许一些区域在气囊172受到冲击并且流体移动以使未受冲击的部分膨胀时比其他区域膨胀得更多。更具顺应性(compliant)的区域可以位于板170下方，以经由板170的移动而在冲击时促进头盔的额外可逆变形，从而增大耗散的能量。气囊不必由不同的材料形成并且可以仅包括在不同区域中具有不同厚度的一种材料以实现类似的效果。在一些实施方式中，可以使用相同的材料，并且囊部分的不同形状可以在不同区域中提供不同的柔性。

图5示出了上构件102的横截面图，其中，相反的板104经由可压缩材料114附接至上构件102。每个板104可以粘附至可压缩材料，该可压缩材料又粘附至上构件102中的通道109的内表面。在上构件102内的是位于板之间的可压缩材料114。当板104受到冲击时，板的端部115向内压在可压缩材料114上，这吸收了能量。可压缩材料114可以由任何合适的泡沫、橡胶、合成橡胶、硅树脂、聚氨酯、氯丁橡胶、腈、热塑性弹性体、固化泡沫、可成形泡沫、固化弹性体、可成形弹性体、乳胶或者其他合适材料或其组合制成。

在一些实施方式中，上构件102的顶部部分102a和底部部分102b充分地侧向延伸并且足够紧密地配装至端部115、即板104的梢部，使得即使在没有粘合剂或紧固件的情况下，板104也通过受到约束不能移除而连接至板104。

图6示出了通过板104与上构件102之间的可压缩材料114将板104连接至上构件102的一种方式的一个实施方式。在该实施方式中，线材120锚固至板104和上构件102，以限制板能够从上构件行进的距离。线材可以延伸穿过可压缩材料114或者围绕可压缩材料114的件延伸。当线材120限制远离上构件102的板的运动时，板能够向内压在可压缩材料114上以耗散冲击能量。

图7是上构件102的一个部分以及从该上构件延伸的两个附接的板104的立体剖切图。板可以以类似于图6中所示方式的方式或以任何其他合适的方式附接至上构件102。

图8示出了可以如何将板104连接至上构件102的另一个实施方式。在该实施方式中，板104具有位于板104的上端部处的锚固件122。锚固件可以与板成一体或者可以是附接至板的分开的元件。锚固件122设置在可压缩材料114中，可压缩材料114又以任何合适的方式连接至上构件102。例如，可压缩材料114可以粘附至上构件102、通过一个或更多个紧固件连接至上构件102或者由上构件102内的凹部和/或壁约束。

图9示出了将板104连接至上构件102的另一实施方式。在该实施方式中，板104具有位于板104的设置到上构件102中的上端部处的延伸部125。上构件102具有物理地约束延伸部125凹部127，使得板104通过正常使用不能容易地移除。可压缩材料114可以粘附至上构件102并且对板104的由于冲击而引起的中间运动进行缓冲。虽然图5、图6、图8和图9示出了将板104附接至上构件102的三个不同的实施方式，但是可以实施其他连接方式。

图10是示出了板104的连接至下构件108的下端部的横截面图。在该实施方式中，板104以不可移除的方式紧固至位于下构件108中的通道107内的可压缩材料128，可压缩材料又以不可移除的方式紧固至下构件108。板104上的向下的力将板压到通道107中，从而压缩可压缩材料128，这减弱了冲击。可压缩材料128可以包括任何相容的泡沫、橡胶、聚氨酯、乳胶、其他合适的材料或其组合。附加的可压缩材料111a可以沿着位于板104的内侧上的通道内壁定位。类似地，可压缩材料111b可以沿着位于板104的外侧上的通道内壁定位。可压缩材料111a、111b可以减弱板104经受的侧向力。

图11是板104与下构件108之间的替代性连接的横截面图。在该实施方式中，板104定位在下构件108中的槽内，并且这两个部件经由粘合剂130直接连接。可以采用其他直接连接，比如将板104焊接至下构件108的内表面。这样的布置相比于图10的实施方式可以提供更刚性的附接。在包括板104至下构件108的刚性连接的实施方式中，板104的上端部可以在上构件102内缓冲。在一些实施方式中，可以使用直接的刚性连接来将板104连接至上构件102。

图10和图11示出了用于板104和下构件108的两种可能的附接布置。其他附接布置可以与本文中所公开的各种实施方式一起使用。在一些实施方式中，下构件108可以与板104中的一些板或全部板一体形成，同时板的上端部能够相对于上构件102移动。在一些实施方式中，板104的下端部可以是能够沿着通道107的纵向方向移动的，但是板104的下端部相对于下构件向上或向下的移动受到限制。

在一些实施方式中，能量吸收元件可以定位在头盔的其他位置处。例如，在图12中所示的实施方式中，回弹可压缩材料138位于上框架构件102与前框架构件136之间。通过这样的布置，可压缩材料138可以吸收对面罩110的冲击的力中的一些力并且允许前框架构件136相对于上框架构件102移动。

图13示出了沿着图12的线13-13截取的横截面，并且图14示出了某些部件的后视图。上框架构件102和前框架构件136能够相对于彼此移动，并且设置有止挡件以防止前框架构件和上框架构件脱离。前框架构件安装有螺栓140或其他突出部并且螺栓140或其他突出部能够在连接至上框架构件102的槽142内滑动。螺栓140防止上框架构件与前框架构件分离但允许前框架构件和上框架构件在通过可压缩材料138缓冲的同时朝向彼此移动。在一些实施方式中，可以在上框架构件与下框架构件之间的头盔的后部处采用类似的布置。

在一些实施方式中，代替沿着中矢状平面延伸的上构件102，替代性地存在沿着一个或更多个冠状平面延伸的一个或更多个上构件。板连接至上构件和沿着头盔的基部行进的一个或更多个下构件。类似于本文中所述的其他实施方式，回弹可压缩材料可以定位在板与上构件和/或下构件之间。

刚性或半刚性的板可以由任何合适的材料或材料的组合制成。在一些实施方式中，可以使用abs和/或聚碳酸酯。可以使用碳纤维复合材料或任何其他合适的材料来形成板中的全部板或部分板。

在一些实施方式中，板104和/或位于下方的气囊116具有小的覆盖间隙、比如缝或孔126，以允许在身体活动期间积聚的热或水分离开头盔，同时头盔保持头盔的保护质量。如图1、图2和图3中所示的孔126或其他间隙可以在头盔上的不同位置处间隔开，以允许空气流进入头盔腔中以及离开头盔腔。

在一些实施方式中，面罩110包括小的面盔附接构件(visorattachingmember)，该小的面盔附接构件位于框架的任一侧上处于大约佩戴者的眼睛水平处。包括透明的聚碳酸酯或任何其他合适的材料的可选面盔可以通过这些附接构件附接至头盔。

在一些实施方式中，可压缩回弹元件包括弹簧，所述弹簧定位在板与框架构件之间。图15示出了一种布置，其中，一对弹簧144、145定位在相反的板104与上框架构件102之间。在这样的布置中，弹簧144、145可以通过压缩吸收对板104的冲击的力中的一些力，从而允许板104从板104的原始位置相对于上框架构件102移动。当移除力时，弹簧144、145可以伸展至弹簧144、145的原始长度，并且板104可以移回到板104的原始位置。

弹簧144、145可以构造并布置成使得弹簧144、145能够延伸。例如，如上所述，头盔内的气囊可以在头盔的与冲击侧相反的一侧上膨胀。气囊膨胀可以推动板104远离框架构件，从而使弹簧中的一个弹簧延伸。一旦气囊返回到气囊的原始布置，弹簧就将板104拉回到板104的原始位置。在一些实施方式中，弹簧144、145允许沿任一方向(膨胀和压缩)多达4mm的位移，但是其他的最大距离是可能的。在一些实施方式中，最大可能的压缩距离可以与最大可能的延伸距离不同。

弹簧144、145可以是分开的元件，或者可以使用粘合、结合或任何合适的附接方法将弹簧144、145在接合部158处接合在一起。在一些实施方式中，弹簧144、145可以是整件材料。接合部158可以形成在弹簧之间的单个点处或者沿着弹簧的长度形成，如图15中所示。在一个实施方式中，接合部158固定至框架构件的内表面146和/或框架构件的上部部分的下侧部。接合部158可以是在相反的板104之间等距离的。在其他实施方式中，接合部158可以定位成更靠近一个板，因此相反的板104可以具有对冲击力的非对称响应。

上框架构件102可以围封弹簧144、145，使得弹簧不被暴露。头盔可以包括至少两个弹簧或任何合适数量的弹簧。弹簧144、145可以是任何类型的合适弹簧，比如板簧或压缩弹簧等。具有相同或不同特性的弹簧144、145可以用在头盔内，比如具有不同的长度、刚度或形状的弹簧。此外，弹簧144、145可以由任何合适的回弹材料形成，比如不锈钢、铜、塑料等。在一些实施方式中，弹簧144、145可以定位在相反的板的对中的一些对或全部对之间和/或定位在头盔的其他位置处。

在图16中，示出了用于头盔系统的弹簧装置的另一实施方式。弹簧148、149中的每一者呈允许膨胀和压缩的不规则六边形的形状。每个弹簧148、149包围可以保持回弹材料插入件150的区域。回弹材料插入件150可以是泡沫或填充有气体的可压缩囊。在一些实施方式中，泡沫可以是记忆泡沫，比如聚氨酯记忆泡沫。当弹簧148、149中的一者或两者由于板104上的冲击而被压缩时，回弹材料插入件150的压缩吸收冲击中的部分冲击。当移除冲击力时，回弹材料插入件150膨胀以将包围回弹材料插入件150的弹簧向外推，从而帮助弹簧和板104快速返回到弹簧和板104的原始位置。在一些实施方式中，回弹材料插入件150定尺寸和定形状成匹配弹簧148、149的内壁。在一些实施方式中，回弹材料在回弹材料插入件150从弹簧148、149移除时可以具有与弹簧148、149不同的形状或尺寸。

图17是图16中所示的弹簧148、149和回弹材料插入件150的放大视图。回弹材料插入件150可以粘附至弹簧148、149或者以其他方式适当地附接至弹簧148、149，使得回弹材料插入件150在弹簧148、149延伸时被拉伸并且趋于将弹簧148、149朝向弹簧148、149的原始位置拉回。回弹材料插入件150在回弹材料插入件150的顶部表面上不被弹簧148、149覆盖，但是在一些实施方式中，回弹材料插入件150的顶部上可以包括保护盖和/或另外的弹簧元件。

弹簧148被示出为不完全地包围回弹插入件150的周缘。具体地，弹簧148具有位于钩状件160、162之间的间隙156。在一些实施方式中，弹簧中的一些或全部弹簧可以具有间隙，或者弹簧中的全部弹簧可以不具有间隙。间隙156可以允许弹簧148膨胀以便于将回弹材料插入件150安置在弹簧148中。开口156还可以改善弹簧145的压缩和膨胀。

桥接件152连接弹簧148和弹簧149的相邻侧部。桥接件152可以由与弹簧148、149的材料相同的材料形成或者可以由不同的材料制成。从头盔本体突出的突出部可以配装在弹簧148、149之间并且配装在桥接件152下方。通过这样的布置，弹簧148、149的内部部分相对于彼此固定。

图17还示出了附接特征，比如将弹簧148、149附接至板104的钩状件160、162。在所示的实施方式中，钩状件160、162配装到板104上的对应槽中，该槽类似于图15中所示的槽166。在其他实施方式中，弹簧148、149可以沿着板104的长度在单个点处附接至板104或者在多个点处附接至板104。该附接可以构造成在板104上对称地分布弹簧力。然而，在一些构型中，可能期望在板104上具有非对称的弹簧力分布。如将理解的，在弹簧148、149与板104之间能够使用任何合适的附接方法，包括但不限于焊接、螺钉、铆钉、粘合剂、紧固件和一体形成。

图18示出了不具有回弹材料插入件150的六边弹簧148、149的替代性实施方式。在一些实施方式中，头盔可以包括弹簧148、149，比如本文中所公开的弹簧148、149，弹簧148、149被装入回弹材料内。例如，在一些实施方式中，回弹泡沫可以围绕弹簧148、149模制。

在图19中，回弹材料插入件150定形状成配合弹簧148、149并且能够从弹簧148、149移除。如上所述，回弹材料插入件150可以或可以不例如以粘合剂或者以任何其他合适的方式附接至回弹材料插入件150的相应的弹簧148、149。在一些实施方式中，回弹材料插入件150可以仅附接至弹簧148、149的一部分。在一个实施方式中，回弹材料插入件150在与桥接件152相反的三个弹簧壁上附接至弹簧148、149。在另一实施方式中，回弹材料比如泡沫包围弹簧148、149。多个弹簧148、149可以被装入单件回弹材料中，或者每个弹簧148、149可以被单独地装入回弹材料中。

尽管示出了六边弹簧148、149，但是可以使用具有任何合适的尺寸和/或边长比的弹簧。也可以使用其他弹簧几何形状，比如具有不同数量的边的弹簧，包括但不限于四边弹簧和八边弹簧。

图20示出了具有能够相对于彼此移动的板的头盔300。在该实施方式中，板304由间隙306间隔开并且附接至上构件302。如上所述，间隙306允许板304相对于彼此移动以用于在冲击时的能量耗散。在该实施方式中，板304还进一步分裂成在板的底部处接合的两个长形指状部，在板的底部处两个长形指状部以可移动地方式附接至下构件308。所描绘的实施方式具有单个连续的下构件308，但是其他实施方式可以具有通过多个件形成的下构件。两个长形指状部304a和304b由槽305分开，槽305终止于圆形孔307中，使得长形指状部相对于彼此略微自由移动(尽管被上构件302和板304的下端部约束)。圆形孔307在两个长形指状部的接合部处提供应力释放。虽然所描绘的实施方式示出了每个板的两个长形指状部，但是其他实施方式可以具有对每个板的更多划分或者可以具有每个板的不同数量的子划分。在一些实施方式中，板中的一些或全部板不具有指状部并且仅包括单件板。所描绘的实施方式还示出了用于头部的每个侧向侧部的三个板，但是也可以预期构成头盔的外部外壳的不同数量的板。

与先前的实施方式一样，头盔300的上构件302从前部至背部跨越或部分地跨越头部的形状，并且下构件308从头盔的后基部并沿着两个下颌轮廓延伸。然而，上构件和下构件中的每一者在其他实施方式中可以包括多个部段或者可以是更宽或更薄、更厚或更薄的，并且通常不限于所描绘的布置。

图21至图26示出了根据头盔的一些实施方式的可压缩材料314。在这些实施方式中，可压缩材料314容纳在上构件302的上部壳体部分302a与下部壳体部分302b之间。可压缩材料314包括内轨道363和两个外轨道362，内轨道363和两个外轨道362通过在轨道之间延伸的v形件364附接在一起。如下所述，v形件364定形状成耗散冲击能量。一些实施方式具有在中央处接合在一起的两个轨道，以接合v形形状(或其他中间形状)的两个部分。其他实施方式具有v形形状的两个部分，所述v形形状的两个部分附接至上构件302的在v形形状的两个部分之间跨越的部分。可压缩材料314的端部368和370附接至头盔上的对应特征。为了保持可压缩材料元件的定位，圆形间隙366沿着可压缩材料314的中央间歇地定位并且捕获从上构件302的底部壳体部分302b延伸的对应的柱形突出部367，如图22至图25中所见。这种布置防止可压缩材料314显著移动。互锁构件360沿侧向轨道362形成排并与板304的互锁特征361互锁，以保持板附接至可压缩材料。

在一些实施方式、例如图25和图26中所示的那些实施方式中，可压缩材料314也被包括在下构件308内部，从而以与板304的底部类似的方式互连。

虽然可压缩材料在附图中被描绘为某种构型，但是应当理解的是，可压缩材料不限于此。互锁构件362可以是允许互锁构件362互锁或以其他方式附接至板304的任何形状。还可以设想燕尾形、灯泡形、t形、y形、三角形突出部或其他互锁形状。代替互锁构件，可以使用紧固件、弹簧、粘合剂或其他附接装置将可压缩材料附接至板304。还设想具有更多或更少轨道部分的实施方式。

可压缩材料314可以由任何合适的泡沫、橡胶、合成橡胶、硅树脂、聚氨酯、氯丁橡胶、腈、热塑性弹性体、固化泡沫、可成形泡沫、固化弹性体、可成形弹性体、乳胶或其他合适的材料或其组合制成。

可以使用具有除v形之外的内部形状的能量耗散连接件。例如，可以使用菱形形状、具有不同数量的齿的z字形形状、锯齿形状、卵形形状、圆形形状或其他合适的形状。在一些实施方式中可以使用可压缩材料的实心件。

本公开不限于用于将可压缩材料附接至上构件的圆形孔和圆形突出部，并且可以替代地使用紧固件、粘合剂或者上构件的上部壳体部分与下部壳体部分之间的压缩来保持可压缩材料314的位置，紧固件包括u形钉、螺钉、螺栓、钉状件或其他类似的穿透紧固件。

当板304承受向内的冲击时，若干响应可以帮助耗散和/或分布能量。如果冲击集中在长形指状部中的一者上，则该指状部可以可逆地变形并耗散能量。指状部在冲击力的作用下向内移动，从而使外壳下方的气囊172变形，进而耗散能量。气囊中的空气被迫进入其他隔室中，从而导致其他隔室充气并向外推动其他板，进而耗散能量。另外，板304的向内移动使可压缩材料314可逆地变形，从而导致靠近板的v形件364压缩。膨胀的气囊导致其他板304向外膨胀，从而在附接的v形件364上产生拉伸v形件并耗散能量的拉力。

以这种方式，可压缩材料314可以沿着头盔的顶部中央形成脊状部。在一些实施方式中，该脊状部允许离散的板相对于彼此移动，同时还限制板的整体移动。脊状部可以以上述方式中的一种或更多种方式促进冲击能量的耗散和分布。

在一些实施方式中，头盔不具有上构件或者具有上构件但刚性或半刚性的板相对于上构件不平移。

例如，如图27中所示，头盔200包括框架构件，比如下框架构件202，该下框架构件202从额部区域至上颈部区域跨越用户的头部，下框架构件202从面部的外侧向下延伸并且沿着两个下颌轮廓在背侧方向上延伸，终止于颅骨的基部。在一些实施方式中，面罩110附接至框架构件的腹侧。在不同的实施方式中，不同类型的板可以直接或间接地附接至框架构件202或者可以一体化至框架构件202。框架构件202可以由任何合适的聚碳酸酯、金属、硬塑料或者任何合适的材料或材料的组合制成，以保持头盔的完整性。

图27的实施方式中的刚性或半刚性的板204是u形的并且从头盔的一侧经过头盔的冠部行进至另一侧。板204之间可以存在有间隙206，但是在一些实施方式中可以不存在间隙。间隙的宽度可以小于典型的人类手指的宽度，以帮助防止手指穿透头盔或被夹在间隙中。在一些实施方式中，间隙206可以是1cm或更小的。

板204可以在板204的端部处经由顺应性连接件附接至框架构件202。板可以是能够相对于框架构件202沿板的端部的纵向方向移动有限的程度。例如，板可以经由本文中所述的各种连接件中的一种连接件而附接至框架构件。

顺应性间隔件264可以沿着头盔的从前部至背部的中线定位在板之间和/或板与结构构件202之间。间隔件264的顺应性允许板向前移动和向后移动。在其他实施方式中，间隔件可以是刚性的并且不允许向前移动和向后移动，并且间隔件可以以滑动的方式接合至板，使得板能够在头盔上从一侧移动至另一侧。顺应性间隔件264可以由在冲击头盔时通过使间隔件264变形而允许板204可逆地向前或向后移动的任何柔性材料形成。板204可以由任何合适的聚碳酸酯、金属、硬塑料或者任何合适的材料或材料组合制成，以保持头盔的完整性。间隔件264可以位于除中线之外的位置处。例如，两个间隔件可以定位在两个给定的板204之间——在中线的每一侧上有一个间隔件。

在图28中，示出了具有一体连接至中央拱形件802的板804的头盔800。与本文中所述的许多其他实施方式一样，板可以在板的端部处以可移动的方式附接至构件802。板之间可以设置有间隙806，以允许板朝向和远离佩戴者的头部移动并且/或者朝向或远离相邻的板挠曲。在一些实施方式中，间隙可以是1cm或更小的，但是可以使用任何合适的尺寸。在一些实施方式中，虽然在板的外表面处可以存在有间隙，但是板的内表面和/或内部衬垫可以闭合间隙，使得不存在通向头盔内部的畅通开口。在一些实施方式中，可以不存在间隙或者存在约为1mm的非常小的间隙。

在一些实施方式中，中央拱形件802和板804的组合结构可以从前部向背部移动。例如，顺应性构件或滑动连接件808可以在中央拱形件与框架构件802之间定位在中央拱形件802的前端部处。这样的连接件也可以在板与框架构件802之间沿着最向前的板804的向前边缘定位。

当头盔800受到冲击时，中央拱形件和/或板可以移动并使连接件可逆地变形，从而耗散冲击能量。中央拱形件和板可以由任何合适的聚碳酸酯、金属、硬塑料或任何合适的材料或材料的组合制成，以保持头盔的完整性。

在图29中所示的实施方式中，头盔400包括框架构件402，框架构件402包括呈在头盔上向上行进的一体延伸的指状件404的形式的刚性或半刚性的板。在板的顶部端部处，指状件404可以与中央拱形件403以滑动的方式接合。指状件404可以以滑动的方式接合，使得指状件能够朝向和远离中央拱形件移动。另外，中央拱形件403和指状件404可以以滑动的方式接合，使得中央拱形件403能够在头盔上向前移动和向后移动。

指状件404可以由间隙406、例如1cm的或更小的间隙彼此间隔开。或者，在一些实施方式中，可以不存在间隙，或者可以存在约1mm的小间隙。在间隙406的端部处可以设置有倒圆的端部，该倒圆的端部在一些情况下具有大于槽的宽度的直径，以减小应力集中和/或以允许指状件404相对于支承构件402更具柔性。

根据头盔500的另一实施方式，板504可以在向前-向后的方向上定向，如图30中所示。板可以经由顺应性连接件在头盔的前部和背部处连接至框架构件502，使得对头盔500的冲击允许板从前部向背部移动。板504由间隙506彼此间隔开，间隙506在该实施方式中也从前部延伸至背部。在一些实施方式中，间隙可以是1cm或更小的。间隔件564可以设置在板之间并且可以是顺应性的或刚性的。通过顺应性间隔件，板能够随着间隔件在头盔500的侧部受到冲击时变形而从一侧移动至另一侧。顺应性间隔件564可以由任何合适的材料、包括回弹柔性材料形成。在一些实施方式中，顺应性间隔件包括足够的材料以防止相邻的板在通常经受的力下“降到最低点”。

间隔件564可以构造成使得板504能够滑过间隔件。在一些实施方式中，每个间隔件可以以不滑动的方式附接至一个相邻的板而不附接至另一个相邻的板。在其他实施方式中，间隔件中的一个或更多个间隔件可以以不滑动的方式附接至两个相邻的板。

图31中所示的实施方式包括一体式顶部部件601，该一体式顶部部件601包括跨越头盔600的中冠线的中央部分603，其中，板形成为在沿着板的跨度的点处分岔的指状件604。指状件可以布置成使得分隔(例如间隙606)是大致等距的。在其他实施方式中，分隔可以以不同的间隔存在。类似于本文中所公开的各种其他实施方式，间隙可以定尺寸成防止手指进入间隙。在一些实施方式中，板的外表面处的间隙是1cm或更小的。

板604在背侧上或腹侧上行进以形成头盔外部外壳的一部分并经由头盔的前部和背部处的顺应性连接件而连接至框架构件602。中央部分603经由中央部分603的侧向端部处的顺应性连接件而连接至框架构件602。板可以相对于框架构件602的前部部分从前部向背部移动和/或向上和向下移动。

在图32中，示出了刚性或半刚性的板704以环的形式设置的实施方式。每个板704经由顺应性连接件764附接至一个或更多个相邻的板，使得板能够通过使顺应性连接件764变形而相对于彼此移动。最下侧的板703经由顺应性连接件764附接至框架构件702，并且最上侧的板701是大致圆形的板。板704可以由任何合适的聚碳酸酯、金属、硬塑料或任何合适的材料或材料的组合制成，以保持头盔的完整性。在一些实施方式中，每个板704能够向内或向下变形，以在冲击时压缩位于下方的气囊。气囊的其他区域可以向外膨胀以耗散冲击能量中的一些能量。

如上面参照图4和图33所述，气囊可以与本文中所公开的各种头盔实施方式一起使用。图34和图35示出了形成为气囊层的一组气囊172的一个实施方式。该气囊层可以定位在头盔的板的下方。气囊172中的一些或全部气囊可以经由连接通道174、175连接至一个或更多个其他气囊，所述连接通道允许囊之间的气流。如上所述，在冲击头盔时，板向内移动/变形并压缩气囊中的一些气囊。在压缩时，受冲击的气囊中的空气经由连接通道174、175移动至其他囊，从而导致连接的囊膨胀并向外推动位于连接的囊上方的板。以这种方式，来自冲击的能量中的一些能量能够通过气囊的膨胀和/或冲击区域以外的区域中的板的移动来耗散。

如图36中能够看出的，在所示的实施方式中，气囊的外壁176比内壁178薄。这样的布置可以允许气囊在空气被推动到囊中时向外膨胀比向内膨胀得多。内部衬垫比如泡沫衬垫180可以定位在气囊层的内部。在一些实施方式中，可以使用不与其他气囊互连的气囊。

连接气囊的通道可以调节成向某些气囊之间的空气流提供不同水平的阻力和/或限制向单个方向的流动。例如，通道174可以具有第一横截面面积，而通道175具有不同的第二横截面面积，如图37和图38中所示。在一些实施方式中，通道可以具有不同的横截面形状。例如，如图39中所示，通道177可以具有梯形形状，而同一头盔中的其他通道具有矩形横截面。通过提供对空气流具有不同阻力的通道，可以调节某些气囊的塌陷和/或膨胀速率以提供特定的特性。在一些实施方式中，可以设置止回阀以允许在两个囊之间仅沿一个方向流动。

在本文中所述的实施方式中的每个实施方式中，紧密配合的套可以覆盖头盔。该套可以是回弹的，使得套用于在冲击之后使板返回到板的原始位置。另外，套可以具有弹性并且使得套布置成限制板的移动程度。套可以由能够可逆地拉伸的任何适当弹性材料构造。在图40中，套182在板的外侧上以横截面示出。图40示出了大致围绕头盔的整个外表面缠绕的套182，其中，位于下面的板之间的边界以虚线示出。

在一些实施方式中，回弹织物形成为围绕头盔水平地延伸的带184，如图41的实施方式中所示。

回弹织物或其他回弹材料可以嵌在板中并连接板而不是定位在头盔的外侧上，使得回弹材料在板被拉开时促使板朝向彼此返回。在一些实施方式中，回弹织物可以固定至板的下侧部。

如上所述，回弹材料可以包括氨纶、弹性材料、橡胶、聚酯-聚氨酯或任何其他合适的回弹材料。

在本文中所述的实施方式中的每个实施方式中，顺应性连接件中的一些或所有顺应性连接件可以包括具有回弹插入件的弹簧或不具有弹性插入件的弹簧。

使用本文中所公开的弹簧和/或回弹材料插入件布置作为能量吸收元件可以用于除头盔之外的其他应用中。板、弹簧和回弹材料插入件的形状、尺寸和材料可以适用于特定的应用。例如，阻燃回弹材料插入件和具有大刚度系数的弹簧可用于汽车安全。

虽然已经结合各种实施方式和示例描述了本教示，但是并不意味着本教示限于这样的实施方式或示例。相反，如本领域中的技术人员将理解的，本教示包含各种替代、修改和等同物。因此，前面的描述和附图仅作为示例。

本发明的各个方面可以单独使用、组合使用或者在前面所述的实施方式中未具体讨论的各种布置中使用，并且因此本发明的各个方面的应用不限于前面的描述中所阐述的或附图中所示出的部件的细节和布置。例如，一个实施方式中所述的方面可以以任何方式与其他实施方式中所述的方面相组合。

此外，本文中使用的措辞和术语出于描述的目的并且不应当被视为限制。在本文中，“包括”、“包含”或“具有”、“含有”、“涉及”及这些词的变化的使用意在涵盖在这些词后所列出的项目及其等同物以及附加的项目。