CN107529843A - 用于运动参与者、尤其是棒球野手的防护头具 - Google Patents

用于运动参与者、尤其是棒球野手的防护头具 Download PDF

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Abstract

用于棒球或垒球野手的防护头具包括刚性的外防护壳，其具有第一侧部、相对的第二侧部和从前部向外延伸的边缘。该外防护壳具有顶部开口和限定在第一侧部与第二侧部之间的后部开口。结果，该防护头具不会完全包围野手的头部。该防护头具还包括沿外防护壳的内表面设置的冲击吸收材料，并且还包括用以佩戴在外防护壳下方的内帽。内帽由透气材料形成，并且可以无边便帽的形式。

Description

用于运动参与者、尤其是棒球野手的防护头具
相关申请的交叉引用
本申请基于2015年3月17日提交的美国临时专利申请62/134,337和2016年2月12日提交的美国临时专利申请62/294,444并且要求它们的优先权，各申请的全部内容通过引用并入本文，就像在本文中以其各自的全部内容清楚地阐述一样。
技术领域
本发明涉及运动器材，并且更具体地，涉及被设计成由棒球或垒球野手、尤其是投手佩戴以保护野手的头部和面部免受击出的球打击的防护头具。
背景技术
众所周知，棒球是美国人的娱乐活动之一。棒球是一种在九名队员的两队之间竞赛的“棒+球”类运动，每名队员轮流击球和防守。进攻方尝试通过用棒击中由投手投掷的球并围绕一连串的四垒(即，一垒、二垒、三垒和本垒)逆时针移动来得分。当队员围绕各垒前进并返回本垒时得一分。
野手戴手套以辅助于抓住击球并且通常佩戴软边帽作为他们的队服的一部分。击出的球会达到高速，因此希望使野手的头部和面部得到保护而免于这些击出的球的伤害。
发明内容
在本发明的一个实施例中，提供了一种用于棒球或垒球野手(例如，其投手)的防护头具，并且其包括刚性的外防护壳，该外防护壳具有前部、第一侧部、相对的第二侧部和从前部向外延伸的边缘。外防护壳具有顶部开口和限定在第一侧部的第一自由端与第二侧部的第二自由端之间的后部开口。结果，该防护头具不会完全包围野手的头部。如本文中所述的，顶部开口允许头部更容易地“通气”(允许空气和水分转移)，而后部开口允许外防护壳的尺寸(周长)是可变更的，以便确保不论野手头部的尺寸如何都实现恰当的适贴配合。
该防护头具还包括沿外防护壳的内表面设置的冲击吸收材料，并且还包括用以佩戴在外防护壳下方的内帽。在该实施例的至少一部分中，头具包括冲击吸收区域，其形成为由两种或更多种能量吸收材料形成的多层式结构。内帽由透气材料形成，并且可以无边便帽的形式。
附图说明
图1是根据本发明的另一个实施例的防护头具的正面和侧面透视图；
图2是图1的防护头具的背面和侧面透视图；
图3是图1的防护头具的俯视平面图；
图4是图1的防护头具的仰视平面图；
图5是图1的防护头具的正视图；
图6是使用中的图1的防护头具的正视图；
图7是具有可选择的眼罩板(ocular shield)的图1的防护头具的正视图；
图8是具有可选择的眼罩板的图1的防护头具的右侧视图；
图9是与防护头具一起使用的眼罩板的正面透视图；
图10是与防护头具一起使用的内罩的正面透视图；
图11是使用中的图1的防护头具的右侧视图；
图12是使用中的图1的防护头具的左侧视图；
图13是用于上紧头盔的一个棘轮机构的后视图；
图14A示出了根据第一实施例的冲击吸收层；以及
图14B示出了根据第二实施例的冲击吸收层。
具体实施方式
图1至图13示出了用于由运动参与者使用的防护头具100，更具体而言，防护头具100特别构造成由体育运动的参与者使用，并且更具体地，由棒球野手例如棒球投手使用。防护头具100也可被视为防护头盔或帽子。正如本文中所述的，防护头具100包括用于保护运动员的头部和面部免受击出的球打击的特征。
防护头具100包括被组装以形成完整产品的多个不同部件，更具体地，防护头具100包括外防护壳110。外防护壳110不完全封包使用者(运动员)的头部，而是代之以设计成使其具有开放的顶部和开放的后部。更具体地，外防护壳110具有前部120、第一侧部130、相对的第二侧部140和从前部120向外延伸的边缘150。外防护壳110具有顶部开口160和限定在第一侧部130的自由端132与第二侧部140的自由端142之间的后部开口170。
从顶部视角看，外防护壳110大致呈U形，其中它具有如上所述的开放后部(即，U字的腿不互相连续)。该U形允许弯曲以容纳不同的头部尺寸且因此用作确保恰当适配于使用者(野手)的机构。外防护壳110具有顶部边缘111，顶部边缘111限定顶部开口160，并且从第一侧部130的自由端132跨越前部120延伸到第二侧部140的自由端142。顶部边缘111也呈U形。外防护壳110的底部边缘113由第一侧部130、边缘150和第二侧部140限定并跨越它们延伸。
如在图1和图5的视图中所示，前部120中的顶部边缘111可以相对于第一侧部130和第二侧部140的顶部边缘111稍微抬升。
第一侧部130可以被认为是左侧耳罩，而第二侧部140可以被认为是右侧耳罩。当防护头具100被预期为由棒球投手使用时，如本文中示出和描述的，第一侧部130和第二侧部140之中的一者在球被释放时就投手的正常的力学和运动而言可以提供额外的防护。
还应理解的是，在一个实施例中，第一部分130和第二部分140可以都是模块化的，并且可配置成允许第一部分130和第二部分140就诸如使用者(野手)的物理特性的某些参数进行选择。在本实施例中，部分130、140因而可以与头具的主要(基础)部分可分离地联接。例如，可以在部分130、140与主要(基础)部分之间设置机械配合，例如可释放的卡合，以允许使用者从一组部分130中选择一个部分130并从第二部分140中选择一个部分140。另外，其它部件(包括用于上紧头具的后部张紧机构)也可以构造成本质上是模块化的。本文中描述了各种类型的示例性后部张紧机构。
通常，投手挥臂并且在将他的臂在身体前方合拢(这称为预备(coming set))时开始投掷。在预备之后，投手朝本垒迈一步并进行投掷。典型地，投手从预备起使用高踢腿，从而在投球时朝本垒跨步；投手可改为通过使用滑步而更快地释放球，从而直接并立即朝本垒迈步并投掷。在释放球之后，投手占据防守位置。基于投手是左手投手还是右手投手，投手的自然身体移动将头部的一侧暴露出得比另一侧多。更具体地，如果投手是右手投手，则头部的右侧较多地暴露于球的打击，而类似地，如果投手是左手投手，则头部的左侧较多地暴露出。
如下所述，图1至图13示出了防护头具，该防护头具由于太阳穴防护可以不对称而具有增强的防护，其中，提高了对运动员的支配侧上的太阳穴防护(太阳穴保护)，由此得到不同的太阳穴防护结构。在另一实施例(未示出)中，左侧部分130和右侧部分140可以互为镜像，由于本实施例中的防护头具提供了对称的太阳穴防护(太阳穴保护)和两耳上的覆盖。
更具体地，仅出于图示的目的，图1至图8、图11和图12示出了用于右手投手的防护头具100，其在右侧(在本例中为投掷侧)具有增强的太阳穴防护；然而，应理解的是，在用于左手投手的防护头具100中，附加防护仅仅相反并且是左侧部分130的一部分。
对于右手投手而言，左侧(第一侧)部分130不覆盖运动员的左耳，而是相反地，如图6所示暴露出左耳。左侧部分130包括提供太阳穴防护并在头部的紧邻左耳前方侧上就位的第一区段134。左侧部分130的底部边缘具有容纳左耳并且在防护头具100的穿戴期间设置在左耳上方的明显弯曲区段136。弯曲区段136在左耳后方向下渐缩至左侧部分130的自由端132。
如上所述，对于右手投手而言，右侧(第二侧)部分140包括增强的防护，其中，右侧部分140如图6所示悬在下方并且基本上覆盖右耳。在右侧部分140中形成有耳朵通气口(开口)141以允许空气到达耳朵。与左侧部分130一样，右侧部分140具有覆盖太阳穴并且在头部的紧邻右耳前方上就位的第一区段144。右侧部分140延伸在头部的紧邻耳朵后方的区域上并覆盖该区域。右侧部分140可以包括位于耳朵通气口141下方的第二区段145。
如图中所示，右侧部分140可以构造成使得它也跨越下巴的上部延伸。图示的耳朵通气口141具有大致三角形或细长形状，并且朝面部向前延伸。然而，应理解的是，耳朵通气口141可以具有很多其它形状，并且也可以具有不同尺寸。
左侧部分130可以被认为是向后延伸的左翼，而右侧部分140可以被认为是向后延伸并设置为从左侧部分130跨越的右翼。正如文中描述的，左翼130和右翼140本质上是柔性的，以允许防护壳110与不同尺寸的头部配合并允许防护头具100的关闭和打开。换言之，两翼130、140的柔性允许这两个结构被互相拉拢以将头具100上紧，或者它们可以进一步分开以放松头具100。
外防护壳110可以使用诸如模塑工艺的传统制造技术形成为单个零件(部件)。外防护壳110可以由适用于本申请的很多刚性材料形成。在一个示例性实施例中，外防护壳110由复合材料形成，并且更具体地，出于跨越比初始冲击位置大的范围分配冲击能量的目的，外防护壳110由碳纤维/芳纶复合材料形成。例如，外防护壳110可以由具有在约1mm与约5mm之间的厚度的碳纤维/芳纶复合材料制成。
在一个示例性实施例中，外防护壳由三层碳纤维形成。例如，三层碳编织布与环氧树脂组合(嵌入其中)以形成该壳。该三层可以被设置在铝模具中，利用内部可移除的硅“塞子”彼此相靠地夹持，并且然后一起烘干，以使得环氧树脂流经三层碳纤维织物。一旦它冷却，环氧树脂就变硬而三层碳纤维织物充当分配冲击能量的振动屏障。
如文中所述，外防护壳110可以具有可变的厚度(例如，在1.0mm与1.5mm之间)。两个冲击区形成为具有1.5mm的厚度，而壳的其余部分形成为具有1.0mm的厚度。厚1.5mm的两个冲击区定义为如文中所述并且如在NOSCAE测试协议中定义的“正面”和“侧面”冲击区。增大的局部厚度允许头具100通过在这两个冲击区中的测试，而壳110的其余部分较薄(1.0mm)以使重量保持最小。
应理解的是，可以使用其它材料来形成外防护壳110，并且特别地，壳110可以形成为非复合结构。在一些应用中，壳110可以由聚碳酸酯或其它适用的材料形成。壳110也可以构造成使得它包括蜂巢(honeycomb)或共聚物挤出材料的结合(bonded)夹层。另外，壳110可以构造成包括与外壳110化学地结合(或以其它方式结合)的镶嵌成型的EPS泡沫子结构(foam substructure)。
防护头具100包括沿外防护壳110的内表面配置并固定在其上的冲击吸收结构(材料)200。冲击吸收结构(材料)200可以形成为来自单一材料的单个层，或者可以由两层或更多层形成，所述两层或更多层由如在示例性附图中所示的不同材料形成。冲击吸收结构200旨在提供主要的冲击吸收。形成头具的各结构(材料)提供一定级别的冲击吸收；然而，冲击吸收的主要区域是结构200。壳110与结构200(例如，如文中所述的蜂巢形结构)之间的结合可以具有高强度以帮助在冲击时接合结构200的材料(例如，帮助在冲击时接合蜂巢材料的孔室结构)。
在图示的实施例中，冲击吸收结构200由提供期望的冲击吸收特性的两层材料形成。仅出于图示的目的，附图示出了冲击吸收结构200的实心块而未区分构成结构200的两层。用于形成两层式结构200的示例性材料在图14A和图14B中被示出。例如，冲击吸收结构200由第一层210和第二层220形成。第一层210靠着外防护壳110的内表面设置，而第二层220靠着第一层210设置。第一层210和第二层220的覆盖范围(footprints)可以相同或可以稍微不同。典型地，第一层210和第二层220的覆盖范围将至少基本上相同。
例如，第一冲击吸收层210可由热塑性蜂巢形成，其由包含用于能量吸收的共挤出聚碳酸酯(PC)形成。该结构由于其圆形孔室结构而提供均匀的机械特性，并且在低密度材料上提供高压缩强度，从而减小传递的力和峰值g力加速度。蜂巢是高效的能量吸收物，其对冲击防护而言至关重要，并且透气性高。取决于孔室尺寸和聚合物密度压缩强度(DIN53421)，该材料已进行测试，并且这种测试已证实耐101至522psi(0.7至3.6MPa)的耐用度，压缩强度随着孔室尺寸减小而提高。在不使用粘接剂的胶而是通过提高视觉和性能一致性的热焊接的情况下来实现孔室间连接。各个管被共挤出而具有内层和外层，每个层包含不同聚合物；外层具有比内层低的熔点。该管被层叠在模具中，然后，模具被加热加压而熔化每个管的外层，从而在所有相邻管之间提供热焊接。然后，该管被横切成板片(sheet)。焊接的蜂巢板片可以通过铣削、热成型、切削、仿形切削、层压、电镀等进一步加工成最终尺寸和成形部件。
在一个示例性实施例中，第一冲击吸收层210可以具有在约3mm至约15mm之间(例如，厚10mm)的厚度。第一冲击吸收层210的覆盖范围可以与外防护壳110的覆盖范围相同或相似。可以使用很多手段来将第一冲击吸收层210附接到外防护壳110的内表面上。例如，可以使用粘接剂或其它结合剂(例如，压敏粘接剂)或者机械紧固件来将第一冲击吸收层210附接到外防护壳110的内表面上。示例性附接手段还包括RF焊接、热结合(例如，热活化环氧树脂膜粘接剂等)。
在另一实施例中，第一冲击吸收层210可以是以柔性塑料缓冲材料层的形式提供的冲击吸收材料，所述柔性塑料缓冲材料层可以提供接近线性的力-位移曲线(force-deflection curve)，该曲线允许整个压缩和冲击循环中的最大舒适度。柔性塑料缓冲材料层可以由包括向内定向的缺口的多个模塑的柔性高分子树脂部件形成。第一层210可以具有约13mm的厚度。应理解的是，第一层210可以形成为具有其它厚度；然而，第一层210通常将具有比第二层220大的厚度。第一层210在图14A中被示出。
第二层220可以防护垫产品的形式，该防护垫产品可以聚氨酯泡沫材料的形式，该聚氨酯泡沫材料使用透气的、抗菌的、开孔或闭孔技术形成以提供冲击防护和舒适性。第二层220在图14B中被示出。第二层220可以具有约2mm与约9mm之间的厚度。应理解的是，第二层220可以形成为具有其它厚度；然而，第二层220通常将具有比第一层210大的厚度。还应理解的是，冲击吸收材料的最内层可以具有吸湿排汗(moisture wicking)特性，所述吸湿排汗特性因最内层与使用者的头发和头部接触而是有利的。例如，最内层可以被封包(封装)有吸湿排汗抗菌织物等，或者吸湿排汗材料的薄层可以用于最内吸收材料的内表面。
如附图中所示，冲击吸收结构200可以覆盖外防护壳110的大部分内表面；然而，可以从右侧部分140的一部分消除层200(针对右手投手而言)。更具体地，右侧部分140的覆盖耳朵并悬在耳朵下方的第二区段145可以不存在冲击吸收结构200。外防护壳110仍覆盖这些区域并因此提供防护。不存在结构200允许声音直接传播到耳朵而不会从周围结构明显衰减。
图1至图8、图11和图12示出结合有本文中描述的两层式冲击吸收结构200的防护头具100；然而，同样可以使用单层吸收材料或者也同样可以使用具有多于两层的结构，只要这些结构能够履行预期功能(即，吸收所施加的力)即可。
防护头具100包括用于调节防护头具100以使得在使用者的头部上形成安全配合的机构。图13示出了一个机构300。机构300位于防护头具100的后方，并且可以由防护头具100的佩戴者容易地调节以便每次提供安全、定制的配合。通过操纵机构300，左侧部分130和右侧部分140可以被拉拢以便将头具100上紧在佩戴者的头部周围。相反地，如果以相反的方式操纵机构300，则左侧部分130和右侧部分140互相分开，由此在佩戴者的头部周围放松头具100。该机构因此可以通过单手操作。
在图13的图示实施例中，机构300呈可调节的棘轮闭合系统的形式，该棘轮闭合系统具有附接至左侧部分130的第一端部302和附接至右侧部分140的第二端部304。机构300的一个或多个致动器310构造成将端部302、304拉拢或者引起端部302、304之间的分离和防护头具100的放松。
当前的附图阐述了可以使用的不同类型的调节机构，包括利用棘轮机构等将侧部130、140拉拢的一些调节机构。例如，图1至图8、图11和图12示出了用于调节防护头具100以使得在使用者的头部上形成安全配合的替代机构301。结构301可以是基于棘轮的系统或者是另一类型，并且通过佩戴者操纵致动器(例如，旋钮)以通过将侧部130、140拉拢来引起机构301的上紧或放松而操作。
如图4所示，机构301可以分别通过细长弹性带303、305而与侧部130、140连接。这些带303、305允许机构301在头具被放置在头部上或从头部取下以及在佩戴过程中时移动。
可替代地，在侧部130、140之间可以设置有弹性张紧带(未示出)。在又一实施例中，机构300可以是可互换的类型，其中，侧部130、140的自由端可以包括连接器等，其用于与机构300可释放地连接以允许佩戴者选择以另一机构置换一个机构。例如，在其端部具有互补连接器的棘轮机构可以与在侧部130、140的自由端处的连接器匹配，并且类似地，在其端部具有连接器的弹性张紧带可以与在侧部130、140的自由端处的连接器匹配。这允许定制用来上紧头具100的机构300。
另外的调节机构也可以供头具100使用。
防护头具100优选地被预期与内帽500(图10)一起佩戴。内帽500由透气材料形成并且构造成不妨碍防护头具100的使用。例如，内帽500可以由透气网形成的无边便帽的形式。如已知的，无边便帽可拉伸以便在佩戴于头部上时提供紧密配合。结果，防护头具100可以被容易地佩戴在无边便帽500上。由于防护头具100沿其顶部是开放的，无边便帽500的顶部在帽和头具100组合时是可见的。应理解的是，无边便帽500可以形成为具有一种颜色，而防护头具100可以形成为具有另一种颜色。在无边便帽500和保护壳110之中的一者或两者上可以设置诸如队徽的标记。
由于内帽(无边便帽)500是单独的部件，所以它可以容易地被移除和清洁或以其它方式处理。这种灵活性还允许稍微改变头具的外观，其中，可以通过单纯更换内帽来改变内帽上的颜色和/或标记。
在一个实施例中，内帽500和防护头具100可以构造成使得内帽500固定而又可释放地附接(联接)到防护头具100。特别地，内帽500可以附接到保护壳110或者甚至冲击吸收结构200。可以使用很多不同紧固技术来将内帽500附接到防护头具100。例如，可以使用一个或多个紧固件(例如，纽扣、钩环材料等)来将内帽500附接到防护头具100。紧固件对的一半与内帽500相关联，而紧固件对的另一半与头具100(例如，防护壳110或冲击吸收结构200)相关联。
在另一个实施例中，密封条(bead)可以沿内帽500的周边形成，并且可以接纳在形成于防护头具100中的相应沟槽内(例如，该沟槽可以形成在壳110或冲击吸收结构200中)。为了将内帽500附接到防护头具100，将密封条插入沟槽中。为了释放内帽500，从沟槽移除密封条。
内帽500的附接不是永久性的，因为它针对于定期移除内帽500以对其进行清洁。
还应理解的是，本文中公开的头具可以使用允许在制造之前对使用者进行测量的软件来为特定人员进行定制。例如，可以使用3D头部扫描技术来确保最佳的运动员配合，其中，可以考虑这些收集的数据(测量结果)来形成头具的各种部件的形状和尺寸。
防护头具100可以包括一定数量的可选附件。图7至图9示出了眼罩板400。眼罩板400可以具有很多不同形状和尺寸。例如，眼罩板400可以如上述图中所示具有半罩板形式或者可以具有全罩板形式(未示出)或其它尺寸。在图示的半罩板形式中，眼罩板400覆盖眼睛并且底部边缘跨越鼻部延伸。眼罩板400由适合于使用光学元件的材料形成，并且因此由光学级材料形成。例如，在一个实施例中，眼罩板400可以由高强度聚碳酸酯形成，并且可以具有约2mm至约3mm的厚度。
眼罩板400具有终止于第一端402和相对的第二端404中的弓形(弯曲)形状。第一端402附接至第一(左)侧部130，而第二端404附接至第二(右)侧部140。可以使用很多不同技术来将端部402、404联接并牢固地附接到相应的第一和第二侧部130、140。例如，该附接可以具有可分离类型或者可以在本质上是永久性的。为了附接端部402、404，可以使用紧固件410等。另外，可以使用机械联接来将眼罩板400附接到外防护壳。例如，外防护壳110和眼罩板400之中的一者可以包括突出部，而外防护壳110和眼罩板400之中的另一者可以包括接纳该突出部的槽。该槽可以包括锁定部，突出部滑入该锁定部中，以由此将眼罩板400锁定并附接到壳110。
另外，如图9所示，眼罩板400还可以包括上唇部(top lip)或凸缘415，该上唇部或凸缘包括开口412，该开口可以例如沿边缘的下侧与作为防护壳110的部件的互补特征结构(如锁定突出部)紧密配合。这提供了眼罩板400与防护壳110之间除了防护头具100的侧部(太阳穴部)130、140上的附接之外的另外的附接点。
在一个实施例中，防护头具100包括外防护壳110和可以如本文中描述的多层结构形式的冲击吸收结构200。
如上所述，外防护壳110可以具有可变壁厚，更具体地，外壳结构被优化以在佩戴者最易受伤害之处提供额外的保护并且在其它不易受伤害区域中较薄以最大限度地减轻重量。特别地，受伤可能性增加的区域是额头、太阳穴区域和头部的两侧。在图1至图8中，以612标识的厚度增大的区域显而易见并且在视觉上呈现为沿壳表面的轻微凸起。从一个厚度增大的区域612至以614标识的厚度减小的相邻区域或范围的过渡利用倾斜表面615标记。倾斜表面615以审美愉悦的方式将两个区域612、614协调到一起。厚度增大的区域612可以位于外防护壳110的两侧，或者可以仅位于包括耳朵防护的一侧并且标记面向掷球方向(投手的土墩(the pitcher’s mound))的一侧。
通过以局部方式改变外防护壳110的厚度，壳110在易受伤害的区域中提供增加的防护，而不易受伤害的区域具有减小的厚度，这提供了防护头具600的总重量的减轻。
外防护壳110可以由与外防护壳110相同的材料形成，并且因此可以由如本文中讨论的复合材料形成。
如本文中讨论的，冲击吸收机构200可以由第一层210和第二层220形成。第一层210邻近外防护壳110，而第二层220设置成靠着第一层210并与佩戴者的头部相接触。
如本文中提到的，第一层210可以共聚物蜂巢基质冲击吸收层的形式。轻质共聚物蜂巢基质充当“撞击缓冲区”，从而为第二层提供冲击吸收防护。
第二层220可以非牛顿泡沫衬垫的形式。可以使用很多不同非牛顿泡沫材料，只要它们适用于本文中描述的预期应用即可。文中描述了适用于第二层220的材料且其包括聚氨酯泡沫。
第二层220可以单层形式或第二层220其本身可以由多层(例如，由多个泡沫层形成的层压件)组成。更具体地，第二层220可以是多层式非牛顿泡沫衬垫。例如，第二层220可以由两个或更多个非牛顿泡沫离散层形成，其中每层都具有不同材料特性。在一个示例性实施例中，第二层220包括互相结合并具有不同密度的三个离散泡沫层。特别地，该三层的密度在从头盔的内侧朝外侧的方向上逐渐增大。换言之，与佩戴者的头部接触的最内部泡沫层具有最低密度，而与第一层210接触的最外部泡沫层具有最高密度(而中间泡沫层具有在这两个密度之间的密度)。
多层式泡沫衬垫(第二层220)采用变化的密度，其已针对配合和舒适性进行优化。仿形的(contouring)非牛顿泡沫使冲击时的力立即消散以分散能量，尤其对于高速冲击而言。
在一个实施例中，多层式泡沫衬垫包括三层泡沫(例如，聚氨酯泡沫)层压件。选定的第一泡沫层具有第一厚度和第一密度，并且被层压至具有第二厚度和第二密度的第二泡沫层。第一和第二厚度可以相同或可以不同，而在一个示例中，第一厚度和第二厚度中的每一者都可以是约3mm，并且第一密度大于第二密度。选定的第三泡沫层具有第三厚度和第三密度，并且被层压至第二泡沫层。在层压之前，第三泡沫层可以被削匀以在泡沫层的一侧赋予图案，并且削匀步骤引起第三泡沫层具有可变厚度。例如，第三泡沫层可以具有比第一厚度和第二厚度小的厚度(例如，从0.5mm至约2.5mm的可变厚度)。该第三泡沫层优选地具有与其它层不同的密度，以便因它紧挨着佩戴者的头部定位并与头部接触而充当舒适泡沫。
如从以上说明将会理解的是，外防护壳100有助于跨越整个头部扩散能量(来自所施加的力)，而冲击吸收结构200充当撞击缓冲区和压布(泡沫)两者，并且吸收冲击能量。另外，多层式泡沫层压件通过因不同密度的泡沫而以不同的时间差率(rates of time)减慢被冲击物体的速度来增加冲击防护。
虽然防护头具在本文中被描述为用于棒球运动中，但是该头具可以用于垒球运动中，并且也同样可以用于期望头部防护的其它运动中。
本文中描述的防护头具不仅提供了期望的保护，而且提供了许多其它优点。更具体地，防护头具100基于经验证的帽形状因素，并且被设计成提供良好的通风和牢固的配合。该防护头具可配置保护佩戴者的易受伤害的太阳穴和面部的选择。本文中描述和示出的各种结构利用刚性边缘提供位于两侧的太阳穴防护和正面防护。在一个实施例中，针对投掷侧提供了完全的耳朵防护。利用可选择的眼罩板提供面部防护。
如本文中讨论的，头具的许多特征和实际结构可以针对特定使用者进行定制。例如，可以执行3D解剖学扫描，本文中描述的太阳穴和耳朵防护可以定制，并且还存在针对眼睛、鼻子和整个面部防护的定制选择。因此，头具的构建可以是计算机实施的过程的一部分，其中，首先通过计算机系统收集某些解剖学数据，而然后使用诸如3D建模程序的软件来创建使用者头部的图形表示。可以由该图形表示对本头具的各种构件进行建模，而然后成型以给使用者提供定制配合头具。
在一个示例性实施例中，防护头具600具有以下规格：
厚度：～0.7"
重量：基于头部尺寸而在约10到12盎司之间。
防护：实验室测试表明，Half Cap(半帽)在最低85mph下通过了美国体育器材标准委员会(NOCSAE)标准。
虽然已结合了本发明的某些实施例描述了本发明，但本发明能够以其它形式并使用其它材料和结构来实施。因此，本发明通过所附权利要求及其等效方案中的详述来限定。

Claims (24)

1.一种用于棒球或垒球野手的防护头具，包括：
刚性的外防护壳，其具有前部、第一侧部、相对的第二侧部和从前部向外延伸的边缘，其中外防护壳具有顶部开口和限定在第一侧部的第一自由端与第二侧部的第二自由端之间的后部开口；
沿外防护壳的内表面设置的冲击吸收材料；和
用以佩戴在外防护壳下方的内帽，内帽由透气材料形成。
2.根据权利要求1所述的防护头具，其中，外防护壳具有分别形成为第一侧部和第二侧部的一部分的对称的太阳穴防护部。
3.根据权利要求1所述的防护头具，其中，外防护壳具有分别形成为第一侧部和第二侧部的一部分的不对称的太阳穴防护部。
4.根据权利要求3所述的防护头具，其中，第一侧部包括增强的太阳穴防护部，其具有底部边缘以安放在野手的耳朵下方并且构造成覆盖耳朵的至少大部分。
5.根据权利要求4所述的防护头具，其中，增强的太阳穴防护部包括用于安置在耳朵上的开口。
6.根据权利要求1所述的防护头具，还包括用于使用单手将第一侧部和第二侧部相对于彼此选择性地关闭和打开的闭合机构。
7.根据权利要求6所述的防护头具，其中，闭合机构包括可操作为将第一自由端和第二自由端互相拉拢或拉开的棘轮机构。
8.根据权利要求7所述的防护头具，其中，闭合机构跨越后部开口延伸。
9.根据权利要求1所述的防护头具，其中，冲击吸收材料包括单层材料。
10.根据权利要求1所述的防护头具，其中，冲击吸收材料包括至少两层材料。
11.根据权利要求10所述的防护头具，其中，至少两层包括用于靠着外防护壳的内表面安置的第一层和用于靠着第一层的外表面安置的第二层。
12.根据权利要求4所述的防护头具，其中，冲击吸收材料设置在增强的太阳穴防护部上但不在耳朵下方延伸。
13.根据权利要求1所述的防护头具，还包括眼罩板，其在第一端附接至第一侧部而在相对的第二端附接至第二侧部。
14.根据权利要求13所述的防护头具，其中，眼罩板可分离地连接至外防护壳。
15.根据权利要求1所述的防护头具，其中，外防护壳包括碳纤维/芳纶复合材料。
16.根据权利要求1所述的防护头具，其中，外防护壳大致呈U形，通过第一侧部和第二侧部限定U形的腿部。
17.根据权利要求1所述的防护头具，其中，内帽包括由网状材料形成的可拉伸无边便帽。
18.根据权利要求11所述的防护头具，其中，第一层具有在约4mm与约15mm之间的厚度，而第二层具有在约2mm与6mm之间的厚度，并且外防护壳具有在约1mm与约5mm之间的厚度。
19.根据权利要求1所述的防护头具，其中，左侧部包括弯曲成在相应耳朵上方和周围延伸的底部边缘。
20.一种用于棒球或垒球野手的防护头具，包括：
刚性的外防护壳，其大致呈U形，并且由向后延伸且终止于第一自由端中的第一柔性侧翼、向后延伸且终止于第二自由端中的相对的第二柔性侧翼以及边缘限定，其中外防护壳在第一柔性侧翼与第二柔性侧翼之间沿其顶部和后部是开口的；
沿外防护壳的内表面设置的冲击吸收材料；和
用于调节外防护壳的尺寸的机构。
21.一种用于棒球或垒球野手的防护头具，包括：
刚性的外防护壳；和
沿外防护壳的内表面设置的冲击吸收结构，其中冲击吸收结构包括：沿第一表面与外防护壳的内表面联接的共聚物蜂巢基质冲击吸收层和与共聚物蜂巢基质冲击吸收层的第二表面联接的非牛顿泡沫层。
22.根据权利要求21所述的防护头具，其中，非牛顿泡沫层包括两个或更多个离散泡沫层。
23.根据权利要求22所述的防护头具，其中，非牛顿泡沫层包括三个泡沫层，该泡沫层具有与其它泡沫层不同的密度。
24.根据权利要求23所述的防护头具，其中，密度在朝外防护壳的方向上逐渐增大。
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