CN110650780B - 具有袜子接合特征的护胫 - Google Patents

Abstract

一种护胫，包括具有凸出的外表面和凹入的内表面的保护壳、与内表面邻接的缓冲元件、以及设置在外表面上以抑制覆盖的织物相对于保护壳运动的聚合物结构。聚合物结构包括多个突出物，每个突出物从外表面延伸出大约1mm至大约5mm的最大距离，并且每个突出物具有以邵氏A标度测量的大约20A至大约60A的硬度。

Description

具有袜子接合特征的护胫

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年5月25日提交的美国专利申请号为15/605,068的申请的优先权的权益，通过引用将其整体并入本文。

技术领域

本发明总体涉及一种护胫，该护胫具有用于限制护胫相对于穿戴者的衣服的运动的面向外的特征。

背景技术

在运动中通常使用保护垫，例如护胫，以限制运动员可能遭受的潜在冲击力。这种保护垫旨在消散和减弱任何接收到的冲击力以及抵抗穿刺或刺穿。

传统上，运动员使用护胫来保护运动员的胫部预防任何外部冲击。处于磨损位置的护胫通常从膝盖下方延伸到踝部上方的位置，并且覆盖穿戴者胫骨的一部分。然而，护胫的保护部分的一般尺寸和形状可能会因设计而异。

在使用过程中，护胫的穿戴者可将护胫抵住他们的胫部并置于袜子下以将护胫固定到位。附加地或替代地，护胫可以与一个或多个带子或套筒一起使用，以在穿戴时帮助固定护胫。然而，固定护胫的这些方法可能仍然使护胫相对于穿戴者的腿移位或者另外移出位置。

发明内容

保持护胫相对于覆盖织物(例如袜子)定位的护胫，包括具有凸出的外表面和凹入的内表面的保护壳、与内表面邻接的缓冲元件、以及在外表面上设置的聚合物结构。聚合物结构包括多个突出物，每个突出物从外表面延伸出大约1mm至大约5mm的最大距离，并且每个突出物具有以邵氏A标度测量的大约20A至大约60A的硬度。

在一些实施例中，聚合物结构可以包括载体层。为了有助于制造护胫，可以将多个突出物中的每个模制到载体层上，以及然后可以将载体层附接到保护壳上。在载体材料包括薄聚合物膜或机织布料的实施例中，多个突出物可以各自从壳的外表面或从载体层延伸出大约1mm至大约5mm的最大距离。在一些实施例中，载体层可以是包括多个连接构件的格子结构，每个连接构件在两个相邻的突出物之间延伸。

在一些实施例中，多个突出物中的每个可以具有圆锥形或金字塔形的形状，并且可以进一步被球形钝化以提高安全性。此外，在一些实施例中，保护壳可以包括中心区域和围绕中心区域的外围区域。中心区域的面积可以比外围区域的面积大大约50％，并且多个突出物从外围区域延伸。

此外，在一些实施例中，多个突出物可以是多个第一突出物，并且每个第一突出物可以具有大致相同的高度。然后聚合物结构可以包括多个第二突出物，其具有较小的高度并且提供视觉梯度效果。多个第二突出物可以比多个第一突出物表现出更少的织物保持效果。同样地，多个第二突出物可以在相邻突出物之间具有比多个第一突出物的平均间隔更大的平均间隔。

本设计的一个方面是提供一种护胫，该护胫可以最大限度减少对辅助固定装置(例如，带子、套筒或运动带)的需求，以将护胫保持在正确位置。在理想的构造中，本发明的护胫可以放置在使用者的皮肤和周围的袜子之间，并且可以仅基于袜子的保持强度和弹性来保持位置。在不太理想的构造中，尽管可以减少对辅助保持装置唯一的依赖以确保正确定位，但仍然可以使用辅助保持装置。

在本设计的一个方面，在保护垫/防护装置的面向外的表面上提供的结构可以抑制覆盖的纺织物相对于垫/防护装置的运动。这样的设计通常可以应用于可能位于穿戴者的外衣下面的任何个人防护垫。

本设计的另一方面是通过设计具有足够可塑性的结构以提供穿戴者和其他可能接触保护垫/防护装置的人的安全，以不分别增加受伤的风险。

从用于实施本发明的最佳方式的以下详细描述，以及当结合附图时，本发明的以上特征和优点以及其他特征和优点将显而易见。

附图说明

图1是具有袜子接合表面特征的护胫的实施例的示意性透视侧视图；

图2是图1的护胫的示意性分解侧视图；

图3是护胫的缓冲元件的实施例的示意性后视图；

图4是护胫的缓冲元件的实施例的示意性后视图；

图5是图4的缓冲元件的示意性透视图；

图6是图4的缓冲元件的示意性截面图；

图7是用于接合覆盖织物的聚合物结构的示意性放大透视图；

图8是用于接合覆盖织物的聚合物结构的实施例的示意性放大透视侧视图；

图9是具有袜子接合表面特征的护胫的实施例的示意性透视侧视图；

图10是具有袜子接合表面特征的护胫的实施例的示意性透视侧视图。

具体实施方式

参考附图，其中在各个视图中，相同的附图标记用于标识相同或相似的组件，图1示意性地示出了护胫10，护胫10有效地接合穿戴者的袜子来帮助将护胫10保持在相对于穿戴者的腿的期望位置。护胫10包括保护壳12和从壳12延伸的功能聚合物结构14。聚合物结构14包括多个突出部16，突出部16的尺寸设置成能撞击到诸如袜子的覆盖织物的机织物或针织物中，以抑制在壳12和织物之间的相对运动。

通常，保护壳12具有顶部/上部边缘20、底部/下部边缘22、外侧边缘24和与外侧边缘24相对的内侧边缘26(未示出)。如图2的分解透视图中更好地示出，保护壳12从内侧边缘26弯曲到外侧边缘24，以形成凸出的外表面30和相对的、凹入的内表面32。当处于磨损位置时，外表面30相对于穿戴者面向外，并且通常可以面向向前的方向。通常，外表面30是面对传入的物体的表面，护胫10旨在为其提供保护。相反，当护胫10处于磨损位置时，内表面32通常是面向内的。如图所示，聚合物结构14设置在保护壳12的外表面30上并从保护壳12的外表面30延伸。

保护壳12由有效地将冲击力分布在防护装置的整个区域的刚性或半刚性材料形成。此外，壳12应该由具有抵抗由诸如相对的运动员的鞋钉之类的物体施加的戳破力功能的材料形成。用于制造壳12的适合的材料包括但不限于聚合物(例如，离聚物树脂、聚丙烯、机织聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺等)、碳纤维复合材料、金属(例如，铝、钛)、天然材料(例如竹子)、以及其他材料。

进一步如图2-4所示，护胫10包括连接到保护壳12的缓冲元件40，使得缓冲元件40邻接内表面32。缓冲元件40用作吸收、分散和/或分配在任何冲击能量传递给穿戴者之前由保护壳12接收的冲击载荷的目的。通常，当使用护胫10时，缓冲元件设置在保护壳12和穿戴者的皮肤之间。

在图3所示的实施例中，缓冲元件40包括冲击吸收材料42，例如泡沫，其跨越保护壳12的内表面32的至少一部分延伸。美国专利公开号为2016/0316827('827申请)、名称为“具有冲击衰减组件的保护设备”的申请进一步描述了这种实施例的示例，在此通过引用将其整体并入本文。如在'827申请中所讨论的，冲击吸收材料42可以例如是乙烯-乙酸乙烯酯材料，并且可以直接邻接保护壳12，或者可以通过中间支部，例如从壳12的内表面32突出的肋或格子结构，邻接保护壳12。

在图4所示的实施例中，缓冲元件40包括冲击吸收结构44，冲击吸收结构44跨越保护壳12的内表面32的至少一部分延伸。美国专利公开号为2013/0232674(‘674申请)、名称为“使用阻尼组件的保护垫”的申请进一步描述了这种实施例的示例，在此通过引用将其整体并入本文。如在'674申请中所讨论的，冲击吸收结构44可以包括用户接触层46和在用户接触层46和保护壳12之间延伸的多个阻尼构件48(图5-6中更清楚地示出)。在一种构造中，使用者接触层46可以包括格子状结构，格子状结构能够使气流/通风穿过层46并到达使用者。同样，冲击吸收结构44可以由例如热塑性弹性体形成。

如图5-6所示，在一个实施例中，多个阻尼构件48可以从用户接触层46的面向外的表面50向外朝向保护壳12的内表面32延伸。阻尼构件48可以各自包括延伸穿过各自的阻尼构件48的至少一部分的中心空隙52，其中，中心空隙52可通过引入褶皱区域型功能而提供增强的冲击衰减特性。例如，包含空隙状的空间提供了这样的区域，阻尼构件48的一部分在该区域中可以变形以吸收冲击力。

再次参考图1，聚合物结构14应该特别设计成与覆盖的机织或针织布料/织物接合，从而聚合物结构14抑制布料在外表面30上的任何相对平移。由于结构在外表面30上放置，对于结构14来说，不向其他运动员提供任何安全风险也至关重要。为了实现这些设计目标，已经发现突出物16应当从外表面30和/或从周围的陆面区域延伸/突出大约1mm至大约5mm的最大距离60(在图7中最佳地示出)，并且每个都具有以邵氏A标度测得的大约20A至大约60A的硬度。在一个特定实施例中，最大距离60可以大约为3mm，并且以邵氏A标度测量的硬度可以大约为50A。此外，也如图7所示，优选的是突出物具有球形钝化尖端62。同样地，在一些实施例中，多个突出物16中的每个可以具有圆锥形或金字塔形的形状，并且优选地其高度与底部宽度的高宽比大约大于1.0，或甚至大约大于1.5。

由于各个突出物16可能由与保护壳12不同的材料制成并且具有与保护壳12不同的材料特性，因此制造护胫可能会带来某些挑战。在第一实施例中，结构14和/或突出物16可以与保护壳12共同模制。在另一实施例中，结构14和/或突出物16可以直接3D打印在保护壳12上。在任一情况下，为了允许脱模和/或精确的3D打印，可以在外壳12形成其凸出的形状之前(例如图2所示)将结构14融合到外壳12上。在一种构造中，壳12可以通过诸如真空成形的成形工艺形成为凸出的形状。

虽然直接附接到壳12可能是一种可行的制造方法，但是精确成形具有附接结构的壳12可能会带来某些挑战。这样，在另一实施例中，诸如在图7中所示，聚合物结构14可以包括可以有助于将突出物16附接至壳12的载体层70。载体层70例如可以是聚合物膜72，例如聚氨酯膜，或者可以包括机织布料。聚合物膜72的特征在于平均厚度大约小于1.5mm，以及更优选大约小于0.75mm。在载体层是薄膜的这种实施例中，突出物16可以从外表面30和/或从载体层70延伸/突出大约1mm至大约5mm的最大距离60。在制造期间，可以将多个突出物16模制在载体层70上，并且随后可以将载体层70粘附到完全成形的保护壳12上。

在又一实施例中，诸如图8所示，载体层70可以包括由多个离散的连接构件76形成的格子结构74，每个离散的连接构件76在两个相邻的突出物16之间延伸。在一种构造中，连接构件76可以与多个突出物16一体地形成，以及由与多个突出物16相同的材料一体地形成。尽管连接构件76可以遮盖直接设置在聚合物壳12上的任何图形或图形细节(即，而聚合物膜可以是透明的，以使下面的图形更清晰可见，而不会被遮盖或扭曲)，但是这种技术可以在可制造性方面具有益处。

为了相对于诸如袜子之类的覆盖织物建立足够的抓握力，优选地，聚合物结构14包括至少20个突出物，并且更优选地包括超过50个突出物。同样地，已经发现，突出物16靠近壳12的外周边的放置提供了抑制覆盖织物相对于护胫10运动的最稳健的手段。例如如图9所示，保护壳12的外表面30通常可以在中心区域80和围绕中心区域80的外围区域82之间划分。在一种构造中，突出物16可以整个设置在外围区域82内。而且，在一些实施例中，中心区域80内的保护壳12的表面积可以比外围区域82内的保护壳12的表面积大50％。

在一些实施例中，诸如总体上如图1、2、9和10所示，多个突出物16可以包括具有不同的最大高度的突出物。同样地，相邻突出物之间的间隔可以在外表面30上变化。通过改变最大高度和突出物间隔，可以实现不同的视觉效果。如图1所示，例如，多个突出物16可以给出视觉梯度(图9和10中最佳示出)或标志84的感觉。

在一些构造中，聚合物结构14可以包括多个第一突出物90，每个第一突出物90从外表面延伸出共同的第一最大距离和/或具有共同的第一平均间隔86(总体如图7所示)。然后，结构14可以进一步包括多个第二突出物92，每个第二突出物92从外表面延伸出小于第一共同最大距离的最大距离和/或具有大于第一平均间隔的平均间隔。在这样的实施例中，多个第一突出物90可以在视觉上最明显，而多个第二突出物92可以影响视觉梯度或背景。如图9-10最佳地示出，在一些构造中，多个第一突出物90可以位于外围区域82内，而多个第二突出物90可以位于外围区域82和/或中心区域80内。同样地，在一些结构中，第一共同最大距离可以是聚合物结构14的任何突出物从周围的陆面区域或外表面30延伸的最大的最大距离。

虽然图9和10中所示的由外向内的突出物梯度已经证明在保持护胫的位置和/或抑制覆盖织物的运动方面是最有效的，但是可以想到其他设计也是可行的。例如，梯度可以是从内向外(即，最大，最接近的突出物在外表面30的最中心区域处)、从上到下、从下到上、仅从内侧和外侧边缘26、24由外向内或任何其他视觉布置。

尽管本公开是专门针对护胫而制成的，但可以预期的是功能性结构14可以与其他保护垫一起使用，以限制外部服装//织物相对于该垫的运动。例如，该结构14可以类似地应用于美式橄榄球肩垫、胸部保护器、大腿保护器或通常穿着在用户衣服下面的任何其他类似填充物的外表面。

“一个(a)”，“一个(an)”，“该(the)”，“至少一个”和“一个或多个”可互换使用，以表明存在至少一个项目；除非上下文另外明确指出，否则可以存在多个这样的项目。在本说明书中，包括所附权利要求书在内的所有参数(例如数量或条件)的数值应理解为在所有情况下均由术语“大约”修饰，无论“大约”是否实际上出现在数值之前。“大约”表示所述数值允许一些轻微的不精确性(以一些方式达到该值的准确性；大约或合理地接近该值；接近)。如果在本领域中以该普通含义没有以其他方式理解由“大约”提供的不精确性，则本文所使用的“大约”表示至少可以由测量和使用此类参数的普通方法引起的变化。另外，范围的公开包括所有值的公开以及整个范围内的进一步划分的范围。特此公开范围内的每个值和范围的端点作为单独的实施例。术语“包含(comprises)”，“包含(comprising)”，“包括(including)”和“具有(having)”是包含性的，并且因此指定存在所述项目，但不排除其他项目的存在。如本说明书中所使用的，术语“或”包括一个或多个所列项目的任何和所有组合。当术语第一、第二、第三等用于区分各种项目时，这些名称仅是为了方便起见，并不限制这些项目。

Claims (17)

1.一种护胫，包含：

保护壳，所述保护壳包括凸出的外表面和凹入的内表面；

缓冲元件，所述缓冲元件连接到所述保护壳，使得所述缓冲元件邻接所述内表面；以及

设置在所述外表面上的聚合物结构，所述聚合物结构包括

多个第一突出物，每个第一突出物从所述外表面延伸1mm至5mm的最大距离，并且每个第一突出物具有以邵氏A标度测量的20A至60A的硬度，其中所述多个第一突出物中的每一个从所述外表面延伸出共同的最大距离；以及

多个第二突出物，每个第二突出物从所述外表面延伸出小于所述多个第一突出物的所述共同的最大距离的最大距离。

2.根据权利要求1所述的护胫，其特征在于，所述聚合物结构有效地抑制机织或针织布料在所述外表面上的相对平移。

3.根据权利要求1所述的护胫，其特征在于，所述聚合物结构包括载体层，并且其中所述多个第一突出物中的每个被模制到所述载体层上，并且其中所述载体层粘附至所述保护壳。

4.根据权利要求3所述的护胫，其特征在于，所述载体层是聚氨酯膜或机织布料。

5.根据权利要求3所述的护胫，其特征在于，所述载体层是包含多个连接构件的格子结构，每个连接构件在两个相邻的突出物之间延伸。

6.根据权利要求1所述的护胫，其特征在于，所述多个第一突出物中的每个具有圆锥形或金字塔形的形状。

7.根据权利要求6所述的护胫，其特征在于，所述多个第一突出物中的每个是球形钝化的。

8.根据权利要求1所述的护胫，其特征在于，所述多个第一突出物包括超过20个突出物。

9.根据权利要求8所述的护胫，其特征在于，所述多个第一突出物包括超过50个突出物。

10.根据权利要求1所述的护胫，其特征在于，所述保护壳的所述外表面具有中心区域和围绕所述中心区域的外围区域；

其中，所述中心区域的面积比所述外围区域的面积大50％；以及

其中，所述多个第一突出物从所述外表面的所述外围区域延伸。

11.根据权利要求10所述的护胫，其特征在于，所述多个第二突出物从所述外表面的所述中心区域和所述外围区域之一或两者延伸。

12.根据权利要求1所述的护胫，其特征在于，所述多个第一突出物在相邻突出物之间具有第一平均间隔距离；

其中所述多个第二突出物在相邻突出物之间具有第二平均间隔距离；以及

其中所述第二平均间隔距离大于所述第一平均间隔距离。

13.一种护胫，包含：

保护壳，所述保护壳包括凸出的外表面和凹入的内表面；

缓冲元件，所述缓冲元件连接到所述保护壳，使得所述缓冲元件邻接所述内表面；以及

设置在所述外表面上的聚合物结构，所述聚合物结构包括：

包含聚合物膜或机织布料的载体层，其中所述载体层附接到所述保护壳的所述外表面；以及

模制到所述载体层上的多个第一突出物，其中所述多个第一突出物中的每一个从所述载体层延伸出1mm至5mm的最大距离，并且每个第一突出物具有以邵氏A标度测量的20A至60A的硬度，其中所述多个第一突出物中的每一个从所述载体层延伸出共同的最大距离；以及

多个第二突出物，每个第二突出物从所述载体层延伸出小于所述多个第一突出物的所述共同的最大距离的最大距离。

14.根据权利要求13所述的护胫，其特征在于，所述聚合物结构有效地抑制机织或针织布料在所述外表面上的相对平移。

15.根据权利要求13所述的护胫，其特征在于，所述多个第一突出物中的每个具有包含球形钝锥或金字塔形的形状。

16.根据权利要求13所述的护胫，其特征在于，所述多个第一突出物包括超过50个突出物。

17.根据权利要求13所述的护胫，其特征在于，所述多个第一突出物在相邻突出物之间具有第一平均间隔距离；

其中所述多个第二突出物在相邻突出物之间具有第二平均间隔距离；以及

其中所述第二平均间隔距离大于所述第一平均间隔距离。

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