專利名稱：柔性頭盔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及防護(hù)頭盔組件，具體地涉及具有能適應(yīng)佩戴者頭部形狀和尺寸的構(gòu)件的頭盔。
背景技術(shù)：
多年以來，在激烈的體育和娛樂中以及在某些軍事活動中，需要一種體積小并且外形輕巧的具有顯著保護(hù)作用的頭盔。產(chǎn)生這種需要的目的和此頭盔將可達(dá)到的目的是根據(jù)頭盔應(yīng)用情況而具有最大的靈活性或非常低的氣動阻力。然而，保護(hù)佩戴者頭部不受沖擊仍是優(yōu)先于此要求的。現(xiàn)有技術(shù)一貫地通過采用基本上整體的剛性外殼而實(shí)現(xiàn)此優(yōu)先目的。這些一般襯有多種可吸收沖擊力的材料的外殼必須制成得足夠大以容納由佩戴者頭部形狀并且一定程度上由佩戴者頭部尺寸所決定的其它墊層結(jié)構(gòu)或襯墊組件。這些墊片或構(gòu)件的使用需要頭盔整體體積相應(yīng)增加，從而有損于其尺寸形狀、穩(wěn)定性以及氣動阻力。優(yōu)先提供足夠的保護(hù)性與需要頭盔體積非常小或氣動阻力非常低之間的矛盾在現(xiàn)有技術(shù)中僅間接地在非常有限的條件上得到解決。試圖解決此問題的一個方案是采用柔性或彈性織物。例如在授予Aileo的美國專利3,784,984(1974年)和授予小Frieder等人的美國專利4,023,209(1977)中就揭示了此類措施。在這些專利中，頭盔襯層由網(wǎng)眼織物制成袋形部件構(gòu)成，在袋形部件中塞有一系列能量吸收墊片。在這些頭盔中采用彈性網(wǎng)將可提供與佩戴者頭部形狀和尺寸對應(yīng)的柔軟度。然而，此性能與在多個板條的邊緣大量采用非彈性的加強(qiáng)帶來限制那些板條的彈性功能而大相矛盾。
盡管如此，由上述專利部分舉例列出的現(xiàn)有技術(shù)所固有的最主要問題是當(dāng)沖擊到多種墊片構(gòu)件與故意留出的空隙相鄰近的部分上時，頭盔非常易碎。問題還發(fā)生在軍事應(yīng)用所采用的用于聲音衰減和透過的內(nèi)部耳罩組件的邊緣和區(qū)域中。此弱點(diǎn)還類似的發(fā)生在整體墊片的凹槽中，如授予Brower的美國專利4,843,642(1989年)所示。所要求的各段鄰接程度增加是當(dāng)一徑向沖擊作用于相鄰的部分時在這些凹槽中發(fā)生的。雖然頭盔省去了使用外層殼體，但沒有表明具有可防止佩戴者頭部不在這些凹槽部位受到?jīng)_擊的特點(diǎn)。
認(rèn)識到這些易損性，現(xiàn)有技術(shù)提示了如果要提供完全的抗沖擊保護(hù)，必須與采用剛性的、基本上一體式的外殼或包含此措施的多個部件的組件相反的構(gòu)思。由于這些外殼的非柔性的特點(diǎn)，它們存在總體輪廓體積增加并且重量相應(yīng)增加和靈活性減小。它們不存在與佩戴者頭部一致的流線型緊湊性，而是不適當(dāng)?shù)胤恋K了這方面的效果。在上述的專利中，佩戴者可選擇放棄這些外殼，而采用可拆卸的附件，但佩戴者必須忍受為了獲得充分的保護(hù)而用的多個部件所帶來的貯存運(yùn)輸和組裝的不便。
發(fā)明目的和概述本發(fā)明的一個目的是提供一種不使用一體式外殼結(jié)構(gòu)就與現(xiàn)有技術(shù)的外殼等同效果的防止佩戴者受到?jīng)_擊的保護(hù)裝置，或者基本上含有這種防護(hù)措施的多個部件構(gòu)成的固定組件。
本發(fā)明另一個目的是提供一種體積盡可能小、重量盡可能輕的緊湊而輕巧型頭盔，同時與現(xiàn)有技術(shù)相比，靈活性顯著增加并且氣動阻力減小。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種具有上述特性的防護(hù)頭盔，其可最大限度地適應(yīng)佩戴者頭部形狀和尺寸，而不使用現(xiàn)有技術(shù)中所出現(xiàn)的輔助墊片或可調(diào)節(jié)裝置。
本發(fā)明包括一柔性頭盔，它含有由較硬材料制成的襯層段相互連接構(gòu)成的一內(nèi)層，通過彈性片將它們與一由較硬的沒有墊片的各材料段構(gòu)成的外層相互連接，還包括一橢冠狀構(gòu)件。內(nèi)層的各段從冠狀構(gòu)件縱向伸出并且沿其縱向邊上由彈性片保持成封閉的鄰接。彈性片還使外層段位于內(nèi)層段的縱向鄰近處，彈性片從冠狀構(gòu)件縱向伸出。所以，外層段的縱向邊重疊在任兩個鄰接內(nèi)層段的縱向邊上。此方案可形成一柔軟而具彈性的頭盔，并且對佩戴者的頭部形狀和尺寸具有良好的一致性，并且因流線型氣動阻力可使結(jié)構(gòu)非常緊湊并且靈活性最大。
所以，對于本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員而言，從此處和下文中詳細(xì)描述中可了解到，與現(xiàn)有技術(shù)不同的構(gòu)思可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這些目的。
附圖的說明以下附圖將與說明書和下文的詳細(xì)描述一起供參閱

圖1是從佩戴者右側(cè)所見的頭盔的側(cè)向視圖；圖2是從佩戴者左側(cè)所見的頭盔的側(cè)向視圖；圖3是從佩戴者右側(cè)所見的頭盔的縱向剖視圖，示出了構(gòu)件、彈性片和各片的布置情況；
圖4是從佩戴者左側(cè)所見的頭盔縱向剖視圖，示出了構(gòu)件、彈性片和各片的布置情況；圖5是沿圖1中線5-5剖切所見的構(gòu)件、彈性片和各片的布置情況的局部平面圖；圖6是各構(gòu)件、彈性片和各片布置情況的側(cè)向分解圖；圖7是圖6所示布置情況的分解平面圖。
本發(fā)明的詳細(xì)描述在下文中，“縱向”一詞解釋為是指豎直的，以及交替指兩個頭盔弧矢平面(前-后)和冠狀平面(側(cè)-側(cè))?！皺M向”一詞解釋為指水平的，以及近似垂直于縱向?！胺较颉痹~表明頭盔在使用于基本上正立的佩戴者頭部時的方向?！捌币辉~指一片狀材料，相對大致半球形的人頭，其在附圖中示出為已經(jīng)模塑或熱成形在其位置上?！皹?gòu)件”一詞指一段材料，其已經(jīng)疊置或膠合到能量吸收墊片上。
現(xiàn)參見圖1所示，圖中示出了總體上由標(biāo)號10示出的軟性防護(hù)頭盔，其包括一相較硬的內(nèi)層，通過彈性材料片26、27、28、29、30、31和32而相互固定連接的沖擊吸收構(gòu)件18、19、20、21、22、23和24，如圖3和4清楚所示。蓋于構(gòu)件內(nèi)層上的是外層段11、12、13、14、15、16和17，如圖1和2清楚所示，它們通過圖3和4中所示的彈性片而固定地連接到構(gòu)件內(nèi)層上。頭盔包括一可調(diào)節(jié)的頦帶26A和26B，如圖1和2所示，其末端27A和27B安裝有傳統(tǒng)的可拆卸五金件(未示)。
各內(nèi)層構(gòu)件部分地由較硬的各段半球形平面材料段構(gòu)成，其各自形狀適當(dāng)制成為適應(yīng)其特定的部位。雖然具有整體一致性，但這些段可根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例中所需耐受的沖擊程度而改變厚度或密度。根據(jù)一特定實(shí)施例中所需的剛度和耐沖擊力或其它性能，它們可由多種塑料、玻璃纖維、合成樹脂或金屬制成或者可由這些材料的組合物制成。疊加或膠合到各段內(nèi)表面上的是一層能量吸收材料或墊片，其方向是在完成的組件中，此墊片將靠近頭盔內(nèi)部和佩戴者的頭部。雖然在此發(fā)明中墊片具有整體一致性，但該墊片還可以根據(jù)一特定實(shí)施例所需的能量吸收程度而改變厚度或密度。此墊片例如可由壓扁的聚苯乙烯，多種合成膨脹泡沫、如聚氨基酯、聚丙烯或聚乙烯，多種合成或天然橡膠合成物或其它在特定實(shí)施例中具有所需特性的適當(dāng)材料制成。
最好如圖3和4所示，彈性片可由柔軟而具彈性的紡織品或由具有與合成或天然橡膠類似的彈性或含有這些材料的材料制成的彈性片制成。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，如圖3和4清楚所示，這些彈性片固定連接到構(gòu)件的內(nèi)層上，以使這樣一片將與相鄰接構(gòu)件的縱向邊緣一致。各片是固定到基本上伸過其整個縱向處的這些構(gòu)件的各外表面上的。彈性片從而可將內(nèi)層構(gòu)件限制到上述鄰接結(jié)構(gòu)，而使構(gòu)件只作有限的柔軟而具彈性的運(yùn)動。彈性片還固定地將內(nèi)層構(gòu)件沿著這些構(gòu)件的上橫向邊安裝到頭盔上的橢圓形冠狀構(gòu)件的耐沖擊段周邊的內(nèi)表面上，如圖3和4清楚所示。所以，冠狀構(gòu)件的耐沖擊段伸過呈重疊結(jié)構(gòu)的內(nèi)層構(gòu)件的上橫向邊，如圖3和4清楚所示，而在那些部位提供結(jié)構(gòu)上的對沖擊的鄰接抗力。
內(nèi)層構(gòu)件的形狀和尺寸是這樣的，它們以弧狀的徑向方式從冠狀構(gòu)件的縱向伸出，而構(gòu)成頭盔的底邊。它們的尺寸和形狀還可以是(從其橫向來看)相互一致的，它們可沿冠狀構(gòu)件的整個周邊以及橫向沿頭盔的整個圓周延伸。沿冠狀構(gòu)件的內(nèi)層構(gòu)件的這種結(jié)構(gòu)從而可構(gòu)成一鄰接的內(nèi)頭盔體。
由與上述構(gòu)成內(nèi)層構(gòu)件各段相同的材料制成的外層各段的形狀和尺寸為縱向地從冠狀腔周邊的封閉座上伸到頭盔底邊上，如圖1和2清楚所示。其形狀和尺寸可以是各自橫向地伸出相鄰內(nèi)層構(gòu)件的縱向鄰接邊并且重疊。各外層段的縱向中心面靠近相鄰內(nèi)層構(gòu)件的縱向鄰接邊，所以在那些位置可以提供結(jié)構(gòu)性鄰接的耐沖擊力。圖3和4所示的彈性片將各外層段沿其中心縱向面安裝到構(gòu)件的內(nèi)層上，所以不會影響或限制內(nèi)層構(gòu)件的有限柔軟性和彈性運(yùn)動。在本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例中，外層段不是橫向延伸的，這樣其縱向邊如圖1和2所示地鄰接。因此，內(nèi)層構(gòu)件的中心縱向面露在相鄰的重疊外層段之間，這樣區(qū)域的尺寸由所需的特定頭盔確定。頦帶26A和26B可以在傳統(tǒng)的可脫卸五金件(未示)安裝到其末端27A和27B之前，由機(jī)械或其它裝置(未示)安裝到外層段12和16上，如圖1和2所示，從而將頭盔固定地戴在佩戴者頭上。
橢圓形冠狀構(gòu)25的位置是這樣的，即其較大的平面尺寸基本上與頭盔弧矢平面(前-后)對齊。
所述實(shí)施例的頭盔裝配是這樣的，即局部地將一粘性化合物施加到各彈性片的縱向邊末端，并且將它們施加到內(nèi)層構(gòu)件上的其相應(yīng)部位上，如圖3和4所示，從而可固定地將鄰接構(gòu)件相互安裝在一起。粘合劑施加到彈性片的上橫向邊上，并且冠狀構(gòu)件置于其對應(yīng)位置上，而將其固定安裝到頭盔上，如圖3和4所示。然后，粘合劑施加到各彈性片的中心縱向面上，如圖3和4所示。各內(nèi)層段然后施加到其對應(yīng)位置上，如圖1和2所示，從而固定地將它們安裝到頭盔上。
通過在一柔軟而具彈性的組件中提供一系列整體且固定地安裝的重疊段和構(gòu)件，可顯著地將體積減到最小，并且可以最大限度地適應(yīng)佩戴者的頭部形狀和尺寸，從而完全避免現(xiàn)有技術(shù)的防護(hù)頭盔所存在的問題。所以，頭盔設(shè)計和制造領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可了解到本發(fā)明可完全到達(dá)其目的。
應(yīng)當(dāng)理解，上述的細(xì)節(jié)和技術(shù)并不能構(gòu)成對本發(fā)明的限制，而僅是較佳實(shí)施例。不脫離權(quán)利要求書范圍，還可以對部件、材料和形狀進(jìn)行變化。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)由所附權(quán)利要求書和其法定等同物來確定，而不能由所示實(shí)施例和對其所作的描述來確定。
權(quán)利要求
1．一種柔性防護(hù)頭盔，包括由多個具有適當(dāng)耐沖擊力和能量吸收構(gòu)件所組成的一內(nèi)層構(gòu)件，由多個較硬的具有耐沖擊力并固定安裝的各段所構(gòu)成的外層段，將所述構(gòu)件固定安裝到所述構(gòu)件內(nèi)層的鄰接構(gòu)件上以及將所述各段安裝到所述內(nèi)層構(gòu)件上的柔軟而具彈性的材料，所述柔軟而具彈性的材料可從一組包括柔性且具彈性的織物和柔軟而具彈性的片材的材料中選出，其中，所述構(gòu)件的上橫向邊構(gòu)成一冠狀區(qū)，還包括將所述柔軟而具彈性的材料固定安裝到所述構(gòu)件和所述各段上的裝置，所述裝置包括一粘性化合物，從而所述頭盔可為佩戴者提供與采用剛性且基本上為整體的外殼的頭盔等同的防護(hù)效果。
2．如權(quán)利要求1所述的頭盔，其特征在于，所述構(gòu)件的所述內(nèi)層構(gòu)成所述頭盔的底邊，所述構(gòu)件內(nèi)層的各構(gòu)件從所述冠狀區(qū)縱向地伸到所述頭盔的所述底邊，所述外層各段從所述冠狀區(qū)縱向地伸向所述頭盔的所述底邊。
3．如權(quán)利要求1所述的頭盔，其特征在于，所述外層段的所述各段的中心縱向面基本上與所述構(gòu)件所述內(nèi)層的縱向鄰接段對齊并相鄰，所述外層段的所述各段的縱向邊伸出所述構(gòu)件內(nèi)層的構(gòu)件縱向邊并重疊預(yù)定的尺寸。
4．如權(quán)利要求1所述的頭盔，其特征在于，所述構(gòu)件所述內(nèi)層的各構(gòu)件中心縱向露出在所述段所述外層各段的縱向邊之間。
5．如權(quán)利要求1所述的頭盔，其特征在于，還包括由所述柔性而具彈性材料固定安裝到所述頭盔上的較硬耐沖擊且吸收能量的冠狀構(gòu)件，以及還包括用于將所述冠狀構(gòu)件安裝到所述柔性而具彈性的材料上的裝置，所述裝置包括粘性化合物。
6．如權(quán)利要求5所述的頭盔，其特征在于，所述冠狀構(gòu)件的周邊伸出所述頭盔構(gòu)件所述內(nèi)層的各構(gòu)件的上橫向邊并且重疊。
7．如權(quán)利要求5所述的頭盔，其特征在于，所述冠狀構(gòu)件是橢圓環(huán)狀的并且所述冠狀構(gòu)件的較大尺寸平面基本上與所述頭盔弧矢縱向平面對齊。
8．如權(quán)利要求1所述的頭盔，其特征在于，還包括可脫卸安裝的可調(diào)節(jié)頦帶，以及用來將所述頦帶安裝到所述頭盔上的裝置，所述裝置為機(jī)械裝置。
全文摘要
一種柔性防護(hù)頭盔，包括由各耐沖擊段(11—17)構(gòu)成的外層，并且重疊在由緊密連接的耐沖擊和能量吸收構(gòu)件(18—24)構(gòu)成的內(nèi)層上，并且由柔軟的彈性片(26—32)固定安裝和相互連接，并且還包括一橢圓形冠狀構(gòu)件(25)。
文檔編號A42B3/00GK1227472SQ97197250
公開日1999年9月1日 申請日期1997年8月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月12日
發(fā)明者理查德·W·馬奇二世 申請人:理查德·W·馬奇二世