CN109793303A - 一种组合式头盔缓冲层及采用其的头盔 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种组合式头盔缓冲层及采用其的头盔，所述缓冲层包括不完全接触的外层和内层，所述外层和内层之间的空隙处设置有连接块。所述头盔由外至内包括依次固定的硬质壳体、缓冲层和内衬；其中，所述的缓冲层采用本发明提供的组合式头盔缓冲层。本发明改变了双层结构缓冲层的连接方式，采用了弹性连接块替换了常规的胶粘连接，并通过可拆卸连接将双层结构与弹性连接块固定，一方面可有效防止双层结构发生相对偏移，通过连接块的弹性变形，削弱了冲击力对头部的撞击伤害；另一方面，可拆卸连接便于用户单独更换外层或内层，也有利于分体拆解头盔。
Description
技术领域
本发明属于安全防具技术领域，涉及一种缓冲层及采用其的头盔，尤其涉及一种组合式头盔缓冲层及采用其的头盔。
背景技术
在生产生活中，头部的防护一直是重点。最有效的手段是佩戴头盔或安全帽。现在常用的头盔主要采用三层结构：适当厚度的硬质帽盔式外壳，一定厚度的缓冲层以及与人的头部接触的内衬。外壳一般采用耐磨损、抗压缩性好的ABS或PC等硬质塑料，也有采用碳纤维复合材料或金属材料。该层的刚度大，有助于抵抗尖锐物的穿透，也可以扩大受力面积，减小局部应力。缓冲层紧贴于外壳内侧，常使用EPS、EPO、EPP等泡沫塑料。该层的主要作用是通过泡沫体的大变形来抵挡从外壳传过来的冲击力，吸收冲击能量。然而在实际使用时，由于泡沫体被压缩的变形距离有限，在较大的冲击力作用下，其所形成的缓冲效果并不理想。另外就是泡沫体一般刚度偏小，不利于冲击力的分散和传播，使得冲击力过度集中，戴用者头部仍然有受伤的危险。这个问题往往是通过增加头盔厚度来解决，但这也同时增加了头盔的重量，给使用者带来了不便。
CN108853831A公开了一种耐冲击的防爆头盔，包括头盔主体，所述头盔主体内设置有帽边内衬，且帽边内衬固定设置在头盔主体开口处的边缘处内壁上，所述头盔主体内设置有缓冲层，且缓冲层固定连接在帽边内衬上，所述缓冲层上远离头盔主体内壁的一侧面上活动设置有支撑内衬，且支撑内衬设置在缓冲层上远离帽边内衬的一端，所述支撑内衬为弧形结构，且支撑内衬上靠近缓冲层的一侧面上等距离连接有三组弹性伸缩杆。
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目前常规的缓冲层采用的是EPS一种材料，虽然在抗击性能强，但是在使用过程中，配戴的舒适度不够，抗冲击性能也略有欠缺，在收到猛烈的外部冲击时，一旦头盔外壳发生变形，整个头盔难以取出，贻误后续救治，因此亟需对现有的头盔结构及缓冲层进行改进以解决上述技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种组合式头盔缓冲层及采用其的头盔，本发明改变了双层结构缓冲层的连接方式，采用了弹性连接块替换了常规的胶粘连接，并通过可拆卸连接将双层结构与弹性连接块固定，一方面可有效防止双层结构发生相对偏移，通过连接块的弹性变形，削弱了冲击力对头部的撞击伤害；另一方面，可拆卸连接便于用户单独更换外层或内层，也有利于分体拆解头盔。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种组合式头盔缓冲层，所述缓冲层包括不完全接触的外层和内层，所述外层和内层之间的空隙处设置有连接块。
作为本发明优选的技术方案，所述连接块与所述外层和内层可拆卸连接。
优选地，所述连接块与所述外层和内层分别通过卡扣连接。
作为本发明优选的技术方案，所述外层和内层之间留有2～5mm的空隙，例如可以是2mm、3mm、4mm或5mm，优选为3mm。
优选地，所述连接块的厚度为6～15mm，例如可以是6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm或15mm，优选为9mm。
优选地，所述外层内表面设置有用于嵌入部分连接块的凹槽，所述凹槽深度为2～5mm，例如可以是2mm、3mm、4mm或5mm，优选为3mm。
优选地，所述内层外表面设置有用于嵌入部分连接块的凹槽，所述凹槽深度为2～5mm，例如可以是2mm、3mm、4mm或5mm，优选为3mm。
作为本发明优选的技术方案，所述连接块与所述外层和内层通过连接带连接。
优选地，所述的连接带连接方式为所述连接带由内至外依次穿过内层、连接块和外层，并通过紧固部件单向锁紧所述连接带。
优选地，所述连接带的材质为尼龙66或聚氯乙烯塑料。
作为本发明优选的技术方案，所述外层的材质为发泡材料，优选为发泡聚苯乙烯或发泡聚乙烯、发泡聚氨酯。
优选地，所述内层的材质为发泡材料，优选为发泡聚丙烯、发泡聚乙烯或发泡聚苯乙烯聚乙烯混合体。
优选地，所述连接块的材质为热塑性弹性体材料，优选为热塑性聚氨酯弹性体橡胶、热塑性橡胶材料、或硫化热塑性弹性体。
作为本发明优选的技术方案，在所述外层和内层之间的空隙边缘处沿圆周方向设置有至少3个连接块，例如可以是3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或10个，优选设置有5个连接块。
优选地，佩戴者两侧太阳穴对应的空隙边缘处分别设置有一个连接块。
优选地，佩戴者前额中心对应的空隙边缘处设置有一个连接块。
优选地，佩戴者后颈对应的空隙边缘处设置有两个连接块，进一步优选地在佩戴者后颈两处风池穴对应的空隙边缘处分别设置有一个连接块。
作为本发明优选的技术方案，所述内层顶部设置有至少一个凸起结构，所述外层内侧的相应位置处设置有与所述凸起结构相配合的凹槽结构。
优选地，所述凸起结构与所述凹槽结构相切合。
优选地，所述凸起结构为圆形截面的柱状结构，所述凹槽结构为正方形截面的柱状结构，所述圆形截面与所述正方形截面的四条边外切。
优选地，所述凸起结构为椭圆形截面的柱状结构，所述凹槽结构为矩形截面的柱状结构，所述椭圆形截面与所述矩形截面的四条边外切。
作为本发明优选的技术方案，所述缓冲层的顶部和四周均开设有通孔。
优选地，所述缓冲层的顶部开设有3～5个通孔，例如可以是3个、4个或5个。
优选地，所述缓冲层沿佩戴者头围方向上开设有5～7个通孔，例如可以是5个、6个或7个。
第二方面，本发明提供了一种头盔，所述头盔由外至内包括依次固定的硬质壳体、缓冲层和内衬；其中，所述的缓冲层采用第一方面所述的组合式头盔缓冲层。
优选地，所述头盔为自行车头盔、摩托车头盔或赛车头盔。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明改变了双层结构缓冲层的连接方式，采用了弹性连接块替换了常规的胶粘连接，并通过可拆卸连接将双层结构与弹性连接块固定，一方面可有效防止双层结构发生相对偏移，通过连接块的弹性变形，削弱了冲击力对头部的撞击伤害；另一方面，可拆卸连接便于用户单独更换外层或内层，也有利于分体拆解头盔。
附图说明
图1为一个具体实施方式提供的组合式复合缓冲层的结构示意图；
图2为图1所示的组合式复合缓冲层中的外层结构示意图；
图3为图1所示的组合式复合缓冲层中的内层结构示意图。
其中，1-外层；2-内层；3-连接块；4-连接带；5-紧固部件；6-通孔，7-凸起结构；8-凹槽结构。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
下面将结合本发明具体实施方式中的附图，对本发明提供的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的公开范围和保护范围。
本发明提供了一种头盔，所述头盔由外至内包括依次固定的硬质壳体、缓冲层和内衬。本发明对头盔的应用领域不作特殊限定，所述头盔可以为自行车头盔、摩托车头盔或赛车手用头盔等运动类防护性头盔。
其中，所述的缓冲层为组合式头盔缓冲层，所述缓冲层的具体结构如图1所示，包括不完全接触的外层1和内层2，所述外层1和内层2之间的空隙处设置有连接块3。本发明对现有技术中公开的双层缓冲层的胶粘连接方式进行了改进，使用连接块3连接了外层1和内层2，设置连接块3的目的之一在于确定外层1和内层2的相对位置，避免因佩戴者的轻微调整导致外层1和内层2发生偏移；目的之二在于通过连接块3的弹性变形提高了缓冲层的缓冲效果，削弱外部撞击对佩戴者头部的冲击力，保护佩戴者的头部不受严重损伤。
所述连接块3与所述外层1和内层2可拆卸连接，例如可以通过卡扣或连接带等连接方式。可拆卸连接的目的在于：一方面，可拆卸连接便于单独更换外层1或内层2；另一方面，当佩戴者因外部撞击或其他意外事件，导致头盔的硬质壳体发生变形凹陷，并卡住佩戴者头部无法取下时，医护人员可逐一分解头盔，先将质地较硬的硬质壳体和缓冲层外层1取下，此时可顺利取下质地较软的弹性内层2，由外至内分体取出各层，避免因暴力手段摘取头盔造成对伤者的二次伤害。
作为一种可选的技术方案，所述连接块3与所述外层1和内层2通过连接带4连接(如图1所示)；所述连接带4由内至外依次穿过内层2、连接块3和外层1，并通过紧固部件5单向锁紧所述连接带4；所述连接带4的材质为尼龙66或聚氯乙烯塑料，当头盔因变形凹陷而卡住佩戴者头部时，医务人员或工作人员可直接剪短连接带，将头盔各层拆解后由外至内逐一取出。
外层1的材质为聚苯乙烯；内层2的材质为发泡材料，例如可以是发泡聚丙烯、发泡聚乙烯或发泡聚苯乙烯聚乙烯混合体；连接块3的材质为热塑性弹性体材料，例如可以是热塑性聚氨酯弹性体橡胶、热塑性橡胶材料、或硫化热塑性弹性体。
外层1和内层2之间留有2～5mm的空隙；连接块3的厚度为6～15mm外层1内表面设置有用于嵌入部分连接块3的凹槽，凹槽深度为2～5mm；内层2外表面设置有用于嵌入部分连接块3的凹槽，凹槽深度为2～5mm。
在外层1和内层2之间的空隙边缘处沿圆周方向设置有至少3个连接块3。作为一种可选的技术方案，所述的空隙边缘处沿圆周方向设置有5个连接块3(如图1所示)。示例性地，所述的5个连接块3的位置分布为：佩戴者两侧太阳穴对应的边缘处分别设置有一个连接块3，佩戴者前额中心对应的空隙边缘处设置有一个连接块3，佩戴者后颈对应的空隙边缘处设置有两个连接块3，进一步优选地在佩戴者后颈两处风池穴对应的空隙边缘处分别设置有一个连接块3。前额、太阳穴和后颈都是极易受到冲击作用影响的部位，因此，本发明在这些较为脆弱的部位使用了弹性连接块3，削弱了冲击力对头部的撞击影响，在佩戴者后颈风池穴对应的空隙边缘处分别设置有一个连接块的目的在于，当伤者无法正常取下头盔，需要拆解头盔逐层取出时，可使伤者低下头部，此时由于肌肉拉伸导致风池穴所在后颈位置处出现凹陷，医护人员可由凹陷处伸入空隙边缘剪短连接带，从而拆解头盔。
所述内层2顶部设置有至少一个凸起结构7(如图3所示的内层结构示意图)，所述外层1内侧的相应位置处设置有与所述凸起结构7相配合的凹槽结构8(如图2所示的外层结构示意图)；所述凸起结构7与所述凹槽结构8相切合。本发明对所述凸起结构7和凹槽结构8的横截面形状不作特殊限定，示例性地：(1)当所述凸起结构7为圆形截面的柱状结构，所述凹槽结构8为正方形截面的柱状结构，所述圆形截面与所述正方形截面的四条边外切。(2)当所述凸起结构7为椭圆形截面的柱状结构，所述凹槽结构8为矩形截面的柱状结构，所述椭圆形截面与所述矩形截面的四条边外切(如图2和图3所示，图2示出的外层1中的凹槽结构8的截面形状为矩形，图3中示出的内层2相应位置处的凸起结构7的截面形状为椭圆形，椭圆形截面的凸起结构7与矩形截面的凹槽结构8无法完全贴合，但可实现点切合，也就是说椭圆截面的长轴和短轴的四个端点与矩形截面的四边发生了点接触)。
相互切合的凸起结构7和凹槽结构8一方面起到了定位作用，防止用户因轻微调整导致内层2和外层1发生相对偏移；另一方面，由于凸起结构7位于内层2顶部，质地较软，当产生外部撞击时，凸起结构7受到凹槽结构8的切合限制发生弹性变形，外层1和内层2会在短时间内因凸起结构7的挤压发生相对偏移，大部分冲击力因偏移而削弱，有效保证了佩戴者的头部安全。
所述缓冲层的顶部和四周均开设有通孔6(通孔贯穿外层1和内层2)；所述缓冲层的顶部开设有3～5个通孔6；所述缓冲层沿佩戴者头围方向上开设有5～7个通孔6。顶部以及佩戴者头围方向是头部的严重发热区域，因此本发明在相应位置开设了通孔用于散热和透气，在减少头盔重量的同时，也提高了佩戴者的舒适度，缓解了长时间佩戴时产生的不适感和闷热感。
头盔的工作原理如下：
使用本发明提供的头盔时，使用者将头盔佩戴在头部，其中的内衬与佩戴者的头顶直接接触并支撑住佩戴者的头部。当头盔的硬质壳体受到外部撞击后，通过内部的组合式头盔缓冲层进行卸力，减小外部冲击对佩戴者头部的伤害。
组合式头盔缓冲层的作用原理如下：
当佩戴者因撞击或其他意外事件受到猛烈的头部撞击时，会发生：(1)内层2的凸起结构7与外层1的凹槽结构8相互切合，在外部撞击作用下，内层2的凸起结构7(弹性材料，质地较软)由于凹槽结构8的切合限制挤压凸起结构7，凸起结构7发生弹性变形，冲击力因内层2和外层1的相对偏移而大幅衰减；(2)内层2和外层1之间的空隙处设置的连接块3为弹性材料，在外部冲击作用下，连接块3的弹性变形带来的内层2与外层1的相对偏移同样起到了缓冲外加应力，削弱撞击效果的作用。
上述两点缓冲作用在撞击发生时同时发挥协同作用效果，极大地降低了猛烈撞击对佩戴者头部产生的损伤。
撞击发生后的救助处理：
当撞击产生后，一旦头盔的硬质壳体发生变形凹陷，并卡住佩戴者头部无法取下时，医护人员可剪短连接外层和内层的连接带(或解开连接卡扣)，先将头盔的硬质壳体和质地较硬的外层取下，此时可顺利取下质地较软的弹性内层，由外至内分体逐一取出各层，避免因暴力手段摘取头盔造成对伤者的二次伤害。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种组合式头盔缓冲层，其特征在于，所述缓冲层包括不完全接触的外层和内层，所述外层和内层之间的空隙处设置有连接块。
2.根据权利要求1所述的缓冲层，其特征在于，所述连接块与所述外层和内层可拆卸连接；
优选地，所述连接块与所述外层和内层分别通过卡扣连接。
3.根据权利要求1或2所述的缓冲层，其特征在于，所述外层和内层之间留有2～5mm的空隙，优选为3mm；
优选地，所述连接块的厚度为6～15mm，优选为9mm；
优选地，所述外层内表面设置有用于嵌入部分连接块的凹槽，所述凹槽深度为2～5mm，优选为3mm；
优选地，所述内层外表面设置有用于嵌入部分连接块的凹槽，所述凹槽深度为2～5mm，优选为3mm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的缓冲层，其特征在于，所述连接块与所述外层和内层通过连接带连接；
优选地，所述的连接带连接方式为所述连接带由内至外依次穿过内层、连接块和外层，并通过紧固部件单向锁紧所述连接带；
优选地，所述连接带的材质为尼龙66或聚氯乙烯塑料。
5.根据权利要求1-4任一项所述的缓冲层，其特征在于，所述外层的材质为发泡材料，优选为发泡聚苯乙烯或发泡聚乙烯、发泡聚氨酯；
优选地，所述内层的材质为发泡材料，优选为发泡聚丙烯、发泡聚乙烯或发泡聚苯乙烯聚乙烯混合体；
优选地，所述连接块的材质为热塑性弹性体材料，优选为热塑性聚氨酯弹性体橡胶、热塑性橡胶材料、或硫化热塑性弹性体。
6.根据权利要求1-5任一项所述的缓冲层，其特征在于，在所述外层和内层之间的空隙边缘处沿圆周方向设置有至少3个连接块，优选设置有5个连接块；
优选地，佩戴者两侧太阳穴对应的空隙边缘处分别设置有一个连接块；
优选地，佩戴者前额中心对应的空隙边缘处设置有一个连接块；
优选地，佩戴者后颈对应的空隙边缘处设置有两个连接块，进一步优选地在佩戴者后颈两处风池穴对应的空隙边缘处分别设置有一个连接块。
7.根据权利要求1-6任一项所述的缓冲层，其特征在于，所述内层顶部设置有至少一个凸起结构，所述外层内侧的相应位置处设置有与所述凸起结构相配合的凹槽结构；
优选地，所述凸起结构与所述凹槽结构相切合。
8.根据权利要求7所述的缓冲层，其特征在于，所述凸起结构为圆形截面的柱状结构，所述凹槽结构为正方形截面的柱状结构，所述圆形截面与所述正方形截面的四条边外切；
优选地，所述凸起结构为椭圆形截面的柱状结构，所述凹槽结构为矩形截面的柱状结构，所述椭圆形截面与所述矩形截面的四条边外切。
9.根据权利要求1-8任一项所述的缓冲层，其特征在于，所述缓冲层的顶部和四周均开设有通孔；
优选地，所述缓冲层的顶部开设有3～5个通孔；
优选地，所述缓冲层沿佩戴者头围方向上开设有5～7个通孔。
10.一种头盔，其特征在于，所述头盔由外至内包括依次固定的硬质壳体、缓冲层和内衬；其中，所述的缓冲层采用权利要求1-9任一项所述的组合式头盔缓冲层；
优选地，所述头盔为自行车头盔、摩托车头盔或赛车头盔。
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