CN110913714A

CN110913714A - 头盔

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Publication number: CN110913714A
Application number: CN201880046889.3A
Authority: CN
Inventors: 彼得·哈尔丁; 金姆·林德布鲁姆
Original assignee: Mips AB
Current assignee: Mips AB
Priority date: 2017-05-19
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2020-03-24
Anticipated expiration: 2038-05-18
Also published as: GB201708094D0; KR20200003151A; MX2019013672A; CA3063291A1; ZA201907486B; KR102302929B1; CA3063291C; AU2018269878B2; TWI743362B; US20200178636A1; JP2020521064A; US11678709B2; EA201992408A1; NZ759007A; JP6967088B2; PL3624625T3; TW201900054A; PT3624625T; ES2914071T3; WO2018211106A1

Abstract

一种头盔，包括：能量吸收层；相对较硬层，其比所述能量吸收层更硬，并且形成在所述能量吸收层的外侧；以及多个外板，其安装在所述相对较硬层的外表面上；其中所述外板在所述相对较硬层上安装成使得，在一外板受冲击的情况下，该外板能滑过所述相对较硬层并相对于其它外板移动；并且在所述相对较硬层的外表面与所述外板的表面的至少一部分之间设置有低摩擦界面，所述至少一部分在外板受冲击的情况下与所述相对较硬层的外表面接触。

Description

头盔

本发明涉及头盔。

头盔众所周知用于各种活动。这些活动包括战斗和工业用途，比如用于士兵的防护头盔以及由建筑工人、矿工或工业机械的操作者所使用的安全帽或头盔即为示例。头盔在体育活动中也很常见。例如，防护头盔用于冰上曲棍球、自行车、摩托车、机动汽车赛车、滑橇滑雪、单板滑雪、滑冰、滑板运动、马术活动、美式橄榄球、棒球、橄榄球、板球、长曲棍球、攀岩、气枪和彩弹射击。

头盔可以是固定尺寸或可调节的，以适合不同尺寸和形状的头部。在一些类型的头盔中，例如通常在冰上曲棍球头盔中，可以通过移动头盔的一些部分来改变头盔的内外尺寸来提供可调节性。这可以通过具有可以相对于彼此移动的两个或更多个部分的头盔来实现。在其它情况下，例如通常在自行车头盔中，头盔设置有用于将头盔固定到使用者头部的附接装置，并且是附接装置可以在尺寸上变化以适合使用者的头部，同时头盔的主体或壳体保持相同的尺寸。用于将头盔安放在使用者的头部上的这种附接装置可以与附加的系带(比如下巴系带)一起使用，以进一步将头盔固定就位。这些调节机构的组合也是可能的。

头盔通常由外壳体(其通常是硬质的并且由塑料或复合材料制成)以及称为衬里的能量吸收层制成。现今，必须设计防护头盔以满足某些法律规定，这些法律规定尤其涉及在规定负载下在大脑重心中可能发生的最大加速度。通常，执行测试，其中配备有头盔的所谓假头骨受到朝向头部的径向打击。这使得现代头盔在径向打击头骨的情况下具有良好的能量吸收能力。在开发头盔以通过吸收或消耗旋转能量和/或将其重新引导为平移能量而不是旋转能量来减少从倾斜打击(即其结合了切向和径向分量)传递的能量方面也取得了进展(例如WO2001/045526和WO 2011/139224，其全部内容通过引用并入本文)。

这种倾斜冲击(在没有防护的情况下)导致大脑的平移加速度和角加速度。角加速度导致大脑在头骨内旋转，从而在连接大脑到头骨以及到大脑本身的身体元素上造成损伤。

旋转损伤的示例包括轻度创伤性大脑损伤(MTBI)比如脑震荡、以及更严重的创伤性大脑损伤比如硬膜下血肿(SDH)、血管破裂导致的出血以及弥漫性轴索损伤(DAI)，这可以概述为神经纤维由于大脑组织中的高剪切变形而过度拉伸。

根据旋转力的特性，比如持续时间、幅度和增加速率，可能遭受脑震荡、SDH、DAI或这些损伤的组合。一般而言，SDH在短持续时间和大幅度的加速的情况下发生，而DAI在更长且更广泛的加速负载的情况下发生。

本发明旨在至少部分地致力于改善头盔在倾斜冲击情况下的性能。

本发明的一方面提供了一种头盔，其包括：

能量吸收层；

相对较硬层，其比所述能量吸收层更硬，并且形成在所述能量吸收层的外侧；以及

多个外板，其安装在所述相对较硬层的外表面上；

其中所述外板在所述相对较硬层上安装成使得，在一外板受冲击的情况下，该外板能滑过所述相对较硬层并相对于其它外板移动；并且

在所述相对较硬层的外表面与所述外板的表面的至少一部分之间设置有低摩擦界面，所述至少一部分在外板受冲击的情况下与所述相对较硬层的外表面接触。

下面参考附图通过非限制性示例描述本发明，附图中：

图1示出了用于对倾斜冲击提供防护的头盔的截面；

图2是示出了图1的头盔的功能原理的简图；

图3A、3B和3C示出了图1的头盔的结构的变型；

图4是另一防护头盔的示意图；

图5示出了连接图4的头盔的附接装置的替代方式；

图6示意性地示出了安装到头盔的外板；

图7至12示意性地示出了用于将外板连接到头盔的替代配置；

图13和14分别示意性地示出了外板在冲击之前和之后的配置；

图15和16分别示意性地示出了外板在冲击之前和之后的替代配置；

图17和18示意性地示出了外板在冲击之前和之后的连接的再一替代配置；

图19示意性地示出了外板的替代配置；并且

图20示出了头盔上的外板的配置。

为了简明起见，在附图中夸大了图中所示的头盔中的层之间的间隔以及各个层的厚度的比例，并且当然可以根据需要和要求进行调整。

图1示出了WO 01/45526中讨论的类别的第一头盔1，其旨在用于提供对倾斜冲击的防护。这种类型的头盔可以是以上讨论的任何类型的头盔。

防护头盔1构造有外壳体2以及配置在外壳体2内的内壳体3。可以提供附加的附接装置，其旨在用于与佩戴者的头部接触。

在外壳体2和内壳体3之间配置有中间层4或滑动促进器，因此使得外壳体2和内壳体3之间的位移成为可能。具体而言，如以下论述的，中间层4或滑动促进器可以构造成使得在冲击期间在两个部分之间可能发生滑动。例如，它可以构造成允许在与头盔1上的冲击相关联的力下滑动，所述冲击预期对于头盔1的佩戴者是可存活的。在一些配置中，可能希望的是将滑动层或滑动促进器构造成使得摩擦系数在0.001和0.3之间和/或低于0.15。

在图1的描述中，配置在头盔1的边缘部分中的可以是一个或更多个连接构件5，其使外壳体2和内壳体3相互连接。在一些配置中，连接构件5可以通过吸收能量来抵消外壳体2和内壳体3之间的相互位移。然而，这并不是必需的。此外，即使在存在该特征的场合，所吸收的能量的量与在冲击期间由内壳体3吸收的能量相比通常很少。在其它配置中，连接构件5可能根本不存在。

此外，这些连接构件5的位置可以变化。例如，连接构件可以定位远离边缘部分，并且通过中间层4连接外壳体2和内壳体3。

外壳体2可以相对较薄且坚固，以便承受各种类型的冲击。外壳体2可以由聚合物材料制成，比如聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)或丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)即为示例。有利地，聚合物材料可以使用比如玻璃纤维、芳族聚酰胺、特瓦伦(Twaron)、碳纤维，凯夫拉(Kevlar)或超高分子量聚乙烯(UHMWPE)等材料得到纤维增强。

内壳体3显著地较厚并且用作能量吸收层。因此，它能够阻抑或吸收对头部的冲击。它可以有利地由泡沫材料制成，譬如膨胀聚苯乙烯(EPS)、膨胀聚丙烯(EPP)、膨胀聚氨酯(EPU)、乙烯基腈泡沫、或者形成蜂窝状结构的其它材料即为示例；或者应变率敏感泡沫，比如以品牌名称PoronTM和D3OTM销售的。该构型可以以不同方式变化，其在下面以例如若干层的不同材料出现。

内壳体3设计成吸收冲击能量。头盔1的其它元件将吸收该能量达有限程度(例如，硬质外壳体2或设置在内壳体3内的所谓“舒适垫”)，但这不是它们的主要目的并且它们对能量吸收的贡献与内壳体3的能量吸收相比很少。实际上，尽管一些其它元件比如舒适垫可以由“可压缩的”材料制成，并且因此在其它情况下被认为是“能量吸收性的”，但是头盔领域中公认的是，可压缩材料在冲击期间从吸收富有意义量的能量以达到减少伤害头盔佩戴者的目的的意义上来说并不一定是“能量吸收性的”。

若干不同材料和实施例可用作中间层4或滑动促进器，例如油、凝胶、特氟隆、微球、空气、橡胶、聚碳酸酯(PC)、织物材料比如毡、等等。这种层可以具有大约0.1-5mm的厚度，但是也可以使用其它厚度，取决于所选的材料和所需的性能。低摩擦塑料材料(比如PC)的层对于中间层4来说是优选的。这可以模制到外壳体2的内侧表面(或更一般地说它直接位于其径向内侧的任何层的内侧表面)，或模制到内壳体3的外表面(或更一般地说它直接位于其径向外侧的任何层的外侧表面)。中间层的数量以及它们的位也可以变化，并且下面讨论其示例(参考图3B)。

作为连接构件5，可以使用例如橡胶、塑料或金属的可变形带制成。这些可以以合适的方式锚定在外壳体和内壳体中。

图2示出了防护头盔1的工作原理，其中头盔1和佩戴者的头骨10被假定为半圆柱形，且头骨10安装在纵向轴线11上。当头盔1受到倾斜冲击K时，扭转力和扭矩被传递到头骨10。冲击力K导致对防护头盔1的切向力KT和径向力KR。在该特定背景中，仅头盔旋转切向力KT及其效果是令人感兴趣的。

如可看出的，力K导致外壳体2相对于内壳体3的位移12，连接构件5发生变形。通过这种配置，可以获得高达约75％并且平均大约25％的传递到头骨10的扭转力的减少。这是内壳体3和外壳体2之间的滑动运动的结果，减少了原本传输到大脑的旋转能量的量。

滑动运动也可以在防护头盔1的周向方向上发生，尽管这并未示出。这可以作为外壳体2和内壳体3之间的周向角度旋转的结果(即，在冲击期间，外壳体2可相对于内壳体3旋转达一定周向角度)。尽管图2示出了中间层4相对于内壳体3保持固定而外壳体滑动，替代地，中间层4可以相对于外壳体2保持固定，而内壳体3相对于中间层4滑动。还替代地，外壳体2和内壳体3两者都可以相对于中间层4滑动。

防护头盔1的其它配置也是可能的。一些可能的变型在图3中示出。在图3a中，内壳体3由相对较薄的外层3”和相对较厚的内层3'构造而成。外层3”可以比内层3'更硬，以帮助促进相对于外壳体2滑动。在图3b中，内壳体3以与图3a中相同的方式构造而成。然而，在该情况下，存在两个中间层4，在它们之间存在中间壳体6。如果需要的话，两个中间层4可以不同地实施并且由不同材料制成。例如，一种可能性是在外中间层中具有比在内中间层中更低的摩擦。在图3c中，外壳体2与先前不同地实施。在该情况下，较硬的外层2”覆盖较软的内层2'。内层2'例如可以是与内壳体3相同的材料。尽管图1至3示出了在各层之间在径向方向上没有分离，但是在各层之间可以存在一些分离，使得特别是在构造成相对于彼此滑动的层之间提供一定空间。

图4示出了WO 2011/139224中讨论的类别的第二头盔1，其也旨在用于提供对倾斜冲击的防护。这种类型的头盔也可以是以上讨论的任何类型的头盔。

在图4中，头盔1包括与图1的头盔的内壳体3类似的能量吸收层3。能量吸收层3的外表面可以由与能量吸收层3相同的材料提供(即可以没有附加的外壳体)，或者外表面可以是相当于图1中示出的头盔的外壳体2的刚性壳体2(参见图5)。在该情况下，刚性壳体2可以由与能量吸收层3不同材料制成。图4的头盔1具有多个通气孔7，其是可选的，延伸穿过能量吸收层3和外壳体2，从而允许空气流通过头盔1。

提供有附接装置13，用于将头盔1附接到佩戴者的头部。如前面所论述的，当能量吸收层3和刚性壳体2在尺寸上不能调节时，这可能是期望的，因为它允许通过调节附接装置13的尺寸来适应不同尺寸的头部。附接装置13可以由弹性或半弹性聚合物材料(比如PC、ABS、PVC或PTFE)或者天然纤维材料(比如棉布)制成。例如，网或纺织品的帽可以形成附接装置13。

尽管附接装置13被示出为包括具有从前侧、后侧、左侧和右侧延伸的再一些系带部分的头带部分，但是附接装置13的特定构造可以根据头盔的构造而变化。在一些情况下，附接装置可以更像是连续(成形的)片，可能具有孔穴或间隙，例如对应于通气孔7的位置，以允许空气流动穿过头盔。

图4还示出了可选的调节装置6，用于调节用于特定佩戴者的附接装置13的头带的直径。在其它配置中，头带可以是弹性头带，在该情况下可以排除调节装置6。

滑动促进器4设置在能量吸收层3的径向内侧。滑动促进器4适于抵靠能量吸收层或抵靠附接装置13滑动，所述附接装置13被设置用于将头盔附接到佩戴者的头部。

滑动促进器4被设置来以与如以上论述的相同的方式辅助能量吸收层3相对于附接装置13的滑动。滑动促进器4可以是具有低摩擦系数的材料，或者可以涂覆有这种材料。

因此，在图4的头盔中，滑动促进器可以设置在能量吸收层3的面向附接装置13的最内侧上或与其集成在一起。

然而，同样可以想到的是，滑动促进器4可以设置在附接装置13的外表面上或与其集成在一起，以达在能量吸收层3和附接装置13之间提供可滑动性的相同目的。也就是说，在特定配置中，附接装置13本身可以适于用作滑动促进器5并且可以包括低摩擦材料。

换言之，滑动促进器4设置在能量吸收层3的径向内侧。滑动促进器也可以设置在附接装置13的径向外侧。

当附接装置13形成为帽或网时(如上所述)，滑动促进器4可以被设置为低摩擦材料的贴片。

低摩擦材料可以是蜡状聚合物，比如PTFE、ABS、PVC、PC、尼龙、PFA、EEP、PE和UHMWPE，或者粉末材料，其可以注入有润滑剂。低摩擦材料可以是织物材料。如所讨论的，这种低摩擦材料可以应用于滑动促进器和能量吸收层中的任一者或两者。

附接装置13可借助于固定构件5(比如图4中的四个固定构件5a、5b、5c和5d)固定到能量吸收层3和/或外壳体2。它们可以适于通过以弹性、半弹性或塑性方式变形来吸收能量。然而，这并不是必需的。此外，即使在存在该特征的场合，所吸收的能量的量与在冲击期间由能量吸收层3吸收的能量相比通常很少。

根据图4中所示的实施例，四个固定构件5a、5b、5c和5d是具有第一部分8和第二部分9的悬挂构件5a、5b、5c、5d，其中悬挂构件5a、5b、5c、5d的第一部分8适于固定到附接装置13，并且悬挂构件5a、5b、5c、5d的第二部分9适于固定到能量吸收层3。

图5示出了类似于图4中的头盔的头盔在放置于佩戴者的头部上时的实施例。图5的头盔1包括由与能量吸收层3不同的材料制成的硬质外壳体2。与图4相比，在图5中，附接装置13借助于两个固定构件5a、5b固定到能量吸收层3，所述两个固定构件5a、5b适于弹性地、半弹性地或塑性地吸收能量和力。

在图5中示出了对头盔产生旋转力的正面倾斜冲击I。倾斜冲击I使能量吸收层3相对于附接装置13滑动。附接装置13借助于固定构件5a、5b固定到能量吸收层3。尽管仅示出了两个这种固定构件以为清楚起见，但实际上可以存在许多这种固定构件。固定构件5可通过弹性地或半弹性地变形来吸收旋转力。在其它配置中，变形可以是塑性的，甚至导致固定构件5中的一个或更多个的切断。在塑性变形的情况下，在冲击之后将需要至少更换固定构件5。在一些情况下，可能发生固定构件5中的塑性和弹性变形的组合，即一些固定构件5破裂，从而塑性地吸收能量，而其它固定构件5弹性地变形并吸收力。

一般而言，在图4和图5的头盔中，在冲击期间，能量吸收层3通过以与图1头盔的内壳体相同的方式进行压缩而用作冲击吸收器。如果使用外壳体2，则它有助于在能量吸收层3上分散冲击能量。滑动促进器4还将允许在附接装置和能量吸收层之间的滑动。这允许以受控方式消耗能量，其原本将作为旋转能量传递到大脑。可以通过摩擦生热、能量吸收层变形或者固定构件的变形或位移来消耗能量。减少的能量传递导致影响大脑的旋转加速度减小，从而减少大脑在头骨内的旋转。因此减少了旋转损伤的风险，包括MTBI和更严重的创伤性大脑损伤，比如硬膜下血肿、SDH、血管破裂、脑震荡和DAI。

在根据本发明的一配置中，如以下更详细地讨论的，多个外板可以安装到头盔，该头盔至少具有能量吸收层和在能量吸收层外侧形成的相对较硬层。应该理解的是，这种外板的配置可以被添加到根据上面讨论的任何配置的任何头盔，即在头盔的至少两个层之间具有滑动界面。然而，头盔的特征，比如以上讨论的那些特征，对本发明来说并不是必需的。

外板可以安装到相对较硬层，使得至少在一外板受冲击的情况下，在相对较硬层的外表面与外板的表面的与相对较硬层的外表面接触的至少一部分之间提供低摩擦界面。

另外，安装外板的方式可以为使得，在一外板受冲击的情况下，该外板可滑动经过相对较硬层并相对于其它外板移动。在这种配置中，在头盔上有冲击的情况下，可预期的是冲击将会入射在一个或有限数量的外板上。因此，通过将构造头盔成使得一个或更多个外板能相对于相对较硬层以及还未受到冲击的外板移动，接收冲击的表面(即一个或有限数量的外板)能相对于头盔的其余部分移动。在倾斜冲击或切向冲击的情况下，这可以减少旋转力传递到头盔的其余部分。进而，这可以减少施加在头盔佩戴者的大脑上的旋转加速度和/或减少大脑损伤。

能量吸收层和形成在能量吸收层外侧的相对较硬层可以由以上讨论的用于对应目的的材料中的任一种形成。

例如，相对较硬层可以由各种类型的聚合物材料形成，比如聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)或丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)即为示例。有利地，聚合物材料可以使用比如玻璃纤维、芳族聚酰胺、特瓦伦(Twaron)、碳纤维，凯夫拉(Kevlar)或超高分子量聚乙烯(UHMWPE)等材料得到纤维增强。

能量吸收层可以例如由泡沫材料制成，譬如膨胀聚苯乙烯(EPS)、膨胀聚丙烯(EPP)、膨胀聚氨酯(EPU)、乙烯基腈泡沫、或者形成蜂窝状结构的其它材料即为示例；或者应变率敏感泡沫，比如以品牌名称PoronTM和D3OTM销售的。

外板可以由以上讨论的用于形成相对较硬层的材料中的任一种制成。应该理解的是，在具有相对较硬层和多个外板的头盔的情况下，相对较硬层和外板可以由不同材料或由相同材料形成。

为了在相对较硬层的外表面和外板的内表面之间提供低摩擦界面，可以使用上面讨论的用于提供滑动界面或滑动促进器的配置中的任一种。例如，可以通过为相对较硬层和外板选择材料来提供低摩擦界面，以确保摩擦足够低，使得在与头盔被设计为承受的冲击相关联的力的作用下，外板能相对于相对较硬层滑动。

替代地或附加地，低摩擦层可以集成在表面中的一个或两个中，和/或涂层可以施加到由低摩擦材料形成的表面中的一个或更多个上，和/或由低摩擦材料形成的中间层可以设置在这些表面之间。

适当的低摩擦材料可以是蜡状聚合物，比如PTFE、ABS、PVC、PC、尼龙、PFA、EEP、PE和UHMWPE，或者粉末材料，其可以注入有润滑剂。低摩擦材料可以是织物材料。

在一些配置中，可能希望的是将摩擦界面构造成使得摩擦系数在0.001和0.3之间和/或低于0.15。

在一配置中，多个外板形成头盔的最外层。应该理解的是，尽管外板可以在功能项上形成头盔的最外层，但是出于美学原因，可以在头盔外部提供额外层。相应地，可以在外板的外侧形成薄层或表层，如果这对产品的外观来说是期望的话。这种外表层可能不会显著影响头盔本身的性能。替代地，外板可以不以任何方式被覆盖，使得当冲击到达头盔时，它被直接施加到外板的外表面。

每个外板可以具有与外板相关联的一个或更多个连接器，其配置成将外板在未受冲击的情况下固定到头盔的其余部分。具体而言，连接器可以构造成使得在外板上未受冲击的情况下，外板不会相对于相对较硬层移动，但是在外板受冲击的情况下，外板能相对于相对较硬层移动。

在一配置中，连接器可以是连接在外板与头盔的其余部分之间的不同部件。下面讨论将外板连接到头盔的其余部分的配置的各种示例。然而，应该理解的是，通常可以使用任何机械固定件，例如包括常规固定件，比如螺丝。

在一配置中，用于将外板连接到头盔的其余部分的至少一个连接器可以与头盔的其余部分的一部分和外板中的至少一个一体地形成。

如图6中所示，连接器21可以设置在外板20的中心区域中并连接到该中心区域。在下面讨论的其它配置中，连接器可以设置在外板20的边缘处。还应该理解的是，在一些配置中，可以使用组合。这种配置可以包括在外板20的中心区域中的至少一个连接器21和设置在外板20的边缘处的至少一个连接器。

在连接器设置在外板20的边缘处的场合，它们可以设置在外板20与头盔的其余部分之间，和/或可以设置在相邻的外板20之间。

如图6中所示，配置成将外板20连接到头盔的其余部分的连接器可以配置成连接到相对较硬层2。替代地或附加地，一个或更多个连接器可以构造成将外板20连接到能量吸收层3。

至少一个连接器可以构造成使得在一外板受冲击的情况下，连接器发生变形，从而在没有冲击时允许外板20从它被固定之处的位置移动。连接器可以构造成使得变形是弹性变形，例如，使得在冲击之后，外板可以相对于相对较硬层返回到其原始位置。例如，连接器可以由弹性体比如橡胶材料形成。

连接器比如图6中所示的连接器21可以具有细长形状，其在冲击下拉伸，即变长，以允许外板20相对于相对较硬层2移动。

在一配置中，至少一个连接器可以由一段弹性织物形成，该弹性织物将外板的一部分连接到头盔的其余部分，使得外板的移动可通过拉伸该弹性织物的部段的一侧而发生。在一特定配置中，用于将外板连接到头盔的其余部分的弹性织物配置在外板和相对较硬层之间，并且用作低摩擦界面的至少一部分。

在一配置中，至少一个连接器可以由剪切弱材料形成，该剪切弱材料在对外板倾斜冲击的情况下剪切，从而允许外板相对于相对较硬层移动。

在一配置中，至少一个连接器可以构造成使得它在外板受冲击的情况下破裂，即破坏外板与头盔的其余部分之间的连接。例如，如图7中所示，在一配置中，外板20可以通过一段粘合剂25连接到相对较硬层2。该段粘合剂25可以构造成使得在超过阈值力的冲击下，粘合剂破裂，从而释放外板20。

也可以使用其它配置的发生破裂的连接器。例如，可以使用外观类似于图6中所示的细长连接器或另一机械固定件，其构造成使得在外板在阈值以上受冲击的情况下，细长连接件例如在拉伸或剪切作用下受到断裂应变。为了确保期望的破裂行为，可以向连接器中特意地引入结构薄弱部。

如示出了破裂连接器的再一示例的图8中所示，可以提供一个或更多个销26来将外板20连接到相对较硬的外层。在超过给定阈值的冲击下，一个或更多个销26可以构造成断裂和/或从外板20断脱和/或从相对较硬层2断脱。

在一些配置中，连接器25的破裂可以导致外板20的完全释放，使得外板20不再连接到头盔的其它部分。在其它配置中，外板20可以通过在冲击下破裂的第一类型连接器25和在未受冲击的情况下不足以单独将外板完全固定到头盔的其余部分的第二类型连接器来连接。在这种配置中，在第一类型连接器破裂后，第二类型连接器可以防止外板从头盔的其余部分完全脱离。

在一配置中，至少一个连接器可以构造成可拆卸地连接外板。例如，连接器可以构造成使得它可以被分离和重新附接多次。这种连接器可以构造成使得在超过给定阈值的冲击下，连接器分离。

例如，图9示出了经由卡扣配合连接器30连接的外板20。图10示出了卡扣配合(特别是所谓的弹簧卡扣销构造)连接的再一示例。如图10中所示，弹簧卡扣销连接器可以包括在一端处连接到外板20的一个或更多个销31。销31的另一端包括突起32，其装配在相对较硬层2的一部分内的对应凹槽33内。连接器通过弯曲销31中的至少一个而被释放，使得突起32从对应的凹槽33中缩回。销31的弯曲可以是弹性变形。

应该理解的是，图10中示出的用于销31中的至少一个的配置可以颠倒，使得销31连接到相对较硬层2，并且具有被容纳在外板20的一部分内的对应凹槽内的突起32。

其它可释放连接也可以用于将外板20连接到相对较硬层。例如，也可以使用摩擦配合连接器和/或磁性连接。

在一配置中，至少一个连接器可以用于将外板的边缘连接到头盔的其余部分。例如，如图11中所示，可以提供连接器40，其将一个外板的边缘弹性地连接到相邻外板的边缘，并将两者连接到相对较硬层。连接器40可以构造成使得在它所连接到的外板20中的一个或两个受冲击的情况下，它以以上讨论的方式发生变形(例如弹性地)或破裂。在一配置中，连接器40可以共同模制到外板20。

在一些配置中，比如图12中所示的，可以提供一个或更多个连接器45，其将相应的外板20的周缘部分连接到相对较硬层2。这种连接件45可以构造成使得在冲击下，它们可以以上讨论的方式变形(例如弹性地)或破裂。如图12中所示，连接件45可以配置成位于相对较硬层2与外板20的延伸部22之间。可以提供这样的配置，使得连接器45不可见和/或降低连接器45被损坏的可能性。

在可以与上述任何配置相结合的配置中，至少一个外板可以构造成使得在外板未受冲击的情况下，当从头盔的外侧观察时，它具有凸出形状。这种配置在图13中示出。如图14中所示，外板20可以进一步构造成使得当从头盔外侧观察时，作为冲击I的结果，外板20可以改变成凹入形状。这种配置可以有助于将外板20从固定它的连接器释放，如在比如图14中所示的配置那样，其中外板20从连接器分离。

然而，应该明白的是，在未受冲击的情况下具有凸出形状的外板20的这种配置可以替代地或附加地与至少一个连接器发生变形使得外板20保持连接到连接器的配置一起使用。例如，图15和图16分别示出了对外板20无冲击和有冲击I下的这种配置。如本示例中示出的，连接器50可以配置成将外板20的边缘连接到相对较硬层，但是构造成使得它们可以变形以允许一个外板20的边缘相对于相邻外板20的边缘移动，以相对于相邻外板20的边缘移动。

在图15和16所示的配置中，还可以设置一对磁体51、52。磁体51、52可以配置成使得一个安装在外板20上，而另一安装在相对较硬层2上，并且使得它们彼此排斥。这种配置可以在外板20未受冲击的情况下促进外板20的凸出形状。

一般而言，构造成在冲击下从凸出形状变为凹入形状的外板可以构造成使得它们在所述形状之间弹性变形，并且可以重复地从一种形状切换到另一种形状。在一配置中，当外板处于其凸出形状时，它可以相对于其无应力状态弹性地变形。例如，外板可以被一个或更多个连接器在它们保持固定的同时被迫形成凸出形状。这种配置可以促进外板在被释放时切换到凹入形状。

图17和18分别示出了外板20在未受冲击的情况下以及在外板20上有冲击I之后的再一配置。在该配置中，提供连接器60以将外板20的中心区域固定到相对较硬层。连接器60包括从外板20的表面延伸到内板62的部段61。当外板20处于其凸出形状时，它将内板62保持在相对较硬层2内的对应凹槽63内。当内板62处于凹槽63内时，可以防止外板20滑过相对较硬层2的表面。如图18中所示，在冲击I之后，外板20切换到其凹入形状，从凹槽63释放内板62，从而允许外板20相对于相对较硬层2滑动。

图19示出了外板20的再一配置。如图所示，在这种配置中，外板20自由安装在相对较硬层2上。外层可变形材料65设置在外板20的外侧。外层材料65可以由织物、纺织品或另一柔性薄片材料形成。外板20在相应的位置处连接到外层材料65。在这种配置中，外层材料可以用作连接器，其将外板20连接到头盔的其余部分，并保持它们相对于彼此以及相对于相对较硬层2的初始位置。在外板20受冲击的情况下，外层材料65可能变形，允许外板20相对于相对较硬层2以及相对于其它外板20滑动。

在一配置中，头盔的外表面可以被分成多个外板，其定形状为提供对头盔的外表面的覆盖。例如，图20示出了头盔，其中外表面被分成前外板70、后外板71、左外板72和右外板73。

在其它配置中，外板可以包括标准外板形状的重复图案。例如，外板可以是多个以下任一种形状：三角形、正方形、矩形、菱形、五边形、六边形、圆形、椭圆形和泪珠形。在一些配置中，相邻外板的边缘之间可能存在间隙。这种间隙可以提供空间，在其中提供如以上论述的一个或更多个连接器。替代地或附加地，在一些配置中，至少一个外板的边缘可以与相邻外板的边缘重叠。更进一步，在一些配置中，可以使用两种标准外板形状的重复图案，以便符合头盔的外表面的形状。

在一些配置中，外板可以配置遍及头盔的所有外表面。替代地，一个或更多个外板可以安装在头盔的外表面的一个或更多个区域中，而在头盔的外表面的一个或更多个其它区域中不设置这种外板。这种配置可能适合于在使用中更有可能在特定区域承受显著倾斜冲击的头盔。

使用中，头盔可能受到来自大致任何方向的冲击。然而，根据头盔的用途，来自某些方向的冲击可能比其它方向更常见。另外，对于给定的冲击力，在一个方向上对头盔的冲击可能比来自另一方向的冲击对头盔的佩戴者造成更多的损坏。因此，在一配置中，外板和/或外板的连接可以构造成对不同方向上的冲击提供不同的响应。具体而言，外板可以安装在相对较硬层上，使得释放它即使它相对于相对较硬层移动所需的力，可以对于来自一个角度的冲击相对于来自另一角度的冲击有所不同。例如，对于朝向头盔的前方安装的外板，它可以构造成对于来自前方的冲击比来自头部侧面的冲击更容易释放。外板在其下释放的条件的这种优化对于头盔的不同区域可能有所不同。

鉴于上述教导，上述实施例的变型是可能的。应该明白的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以以不同于本文具体描述的方式实践本发明。

Claims

1.一种头盔，包括：

能量吸收层；

多个外板，其安装在所述相对较硬层的外表面上；

2.根据权利要求1所述的头盔，其中，所述多个外板形成所述头盔的最外层。

3.根据权利要求1或2所述的头盔，进一步包括与每个外板相关联的至少一个连接器，其构造成将所述外板在未受冲击的情况下固定到所述能量吸收层和所述相对较硬层中的至少一个。

4.根据权利要求3所述的头盔，其中，至少一个所述连接器设置在所述外板的中心区域中。

5.根据权利要求3或4所述的头盔，其中，至少一个所述连接器设置在所述外板的边缘处。

6.根据前述权利要求中任一项所述的头盔，进一步包括与至少一个外板相关联的至少一个连接器，其构造成将所述外板在未受冲击的情况下固定到相邻的外板。

7.根据权利要求3至5中任一项所述的头盔，其中，至少一个连接器构造成在与所述连接器相关联的外板受冲击的情况下变形。

8.根据权利要求7所述的头盔，其中，所述连接器构造成在与所述连接器相关联的外板受冲击的情况下弹性地变形。

9.根据权利要求7或8所述的头盔，其中，所述连接器由弹性织物形成。

10.根据权利要求3至9中任一项所述的头盔，其中，至少一个连接器构造成在与所述连接器相关联的外板受冲击的情况下破裂。

11.根据权利要求10所述的头盔，其中，所述连接器是粘合剂。

12.根据权利要求3至11中任一项所述的头盔，其中，至少一个连接器构造成在与所述连接器相关联的外板未受冲击的情况下，通过卡扣配合、螺丝、机械固定件、磁体或摩擦配合元件中的至少一种将所述外板固定在初始位置；并且

该至少一种卡扣配合、螺丝、机械固定件、磁体或摩擦配合元件构造成在所述外板受冲击的情况下释放所述外板。

13.根据前述权利要求中任一项所述的头盔，其中，至少一个外板构造成使得在所述外板未受冲击的情况下，它在从所述头盔的外侧观察时具有凸出形状，并且在所述外板受冲击的情况下，在从所述头盔的外侧观察时，改变为凹入形状。

14.根据从属于权利要求3或6或从属于其的任何权利要求时的权利要求13所述的头盔，其中，所述连接器构造成使得所述外板的形状的改变释放所述外板以相对于所述相对较硬层滑动。

15.根据权利要求13或14所述的头盔，其中，所述至少一个外板连接到设置在所述相对较硬层的内表面上的相关内板；并且

当所述外板呈凸出形状时，所述内板压靠在所述相对较硬层的内表面上，这在所述外板未受冲击的情况下将所述外板至少部分地固定到所述相对较硬层。

16.根据权利要求15所述的头盔，进一步包括形成在所述相对较硬层的内表面中的凹槽，其构造成在所述外板未受冲击的情况下接收所述内板并固定所述内板相对于所述相对较硬层的位置。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的头盔，其中，所述外板在所述凸出形状与所述凹入形状之间弹性地变形。

18.根据权利要求13至17中任一项所述的头盔，其中，当所述外板处于所述凸出形状时，它相对于无应力状态弹性地变形。

19.根据权利要求1所述的头盔，进一步包括设置在所述多个外板的外侧的外层材料；

其中所述外板在相应位置处连接到所述外层材料；并且

所述外层材料构造成能够变形，以允许所述外板在一外板受冲击的情况下相对于彼此以及相对于所述相对较硬层移动。

20.根据前述权利要求中任一项所述的头盔，其中，所述外板包括一个或两个标准外板形状的重复图案。

21.根据权利要求20所述的头盔，其中，至少一个标准外板形状是三角形、正方形、矩形、菱形、五边形、六边形、圆形、椭圆形和泪珠形。

22.根据前述权利要求中任一项所述的头盔，其中，所述板由比所述能量吸收层更硬的相对较硬材料形成。

23.根据前述权利要求中任一项所述的头盔，其中，所述外板安装成使得外板响应于在所述外板上的切向或倾斜冲击而滑过所述相对较硬层。

24.根据前述权利要求中任一项所述的头盔，其中，至少一个外板在所述相对较硬层上安装成使得，为了释放所述外板以响应于倾斜冲击而滑过所述相对较硬层，所述倾斜冲击在所述外板上沿与外板表面相切的方向的所需力分量对于倾斜冲击的第一方向比对于倾斜冲击的第二方向更大，其中所述第一方向和第二方向在投射到所述外板的表面上时围绕与所述外板的表面相垂直的轴线具有不同的角度。