CN115151157A - 连接器 - Google Patents
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Abstract
提供了一种用于连接装置的内层和外层的连接器(20)，该连接器包括：第一附接部件(21)，其用于附接到内层或外层中的一者；第二附接部件(22)，其用于附接到内层或外层中的另一者；其中，第一附接部件和第二附接部件以这样的方式连接，使得当内层和外层相对彼此移动时允许第一附接部件和第二附接部件相对彼此移动，并且第一附接部件包括：与间隙(214)相邻的第一凸缘部(211)，所述间隙用于容纳内层或外层中的所述一者的一部分，所述凸缘部将所述内层或外层保持在所述间隙内，并且其中所述第一凸缘部大致呈圆顶形。
Description
本发明涉及装置的内部部件和外部部件之间的连接器。特别地，本发明涉及一种可以包括两个部件之间的滑动界面的装置，例如，头盔。
众所周知，头盔用于各种活动。这些活动包括搏斗和工业目的，例如，士兵的防护头盔和例如建筑工人、矿工或工业机械操作员使用的安全帽或头盔。头盔在体育活动中也很常见。例如，防护头盔可用于冰球、自行车运动、摩托车运动、机动车赛车、雪橇滑雪(skiing)、单板滑雪、滑冰、滑板、马术活动、美式橄榄球、棒球、英式橄榄球、足球、板球、长曲棍球、登山、高尔夫、气枪射击、滑旱冰(roller derby)和漆弹。
头盔可以是固定尺寸的或可调节的，以适应不同大小和形状的头部。在某些类型的头盔中，例如，通常在冰球头盔中，可以通过移动头盔的部件来改变头盔的外部和内部尺寸以提供可调节性。这可以通过具有两个或更多个可以相对彼此移动的部分的头盔来实现。在其它情况下，例如，通常在自行车运动的头盔中，头盔设置有用于将头盔固定到用户的头部的附接装置，并且该附接装置可以改变尺寸以适应用户的头部，同时头盔的主体或外壳保持不变的尺寸。在某些情况下，头盔内的舒适衬垫可以作为附接装置。该附接装置也可以以多个物理上分开的部件的形式提供，例如多个彼此不互相连接的舒适衬垫。这种用于将头盔固定在用户头上的附接装置可以与额外的捆扎带(例如颏带)一起使用，以进一步将头盔固定到位。这些调节机构的组合也是可能的。
头盔通常由通常很硬并且由塑料或复合材料制成的外壳和经常称为内衬的能量吸收层制成。在其它布置中，如英式橄榄球的争球头盔，头盔可以没有坚硬的外壳，并且头盔作为一个整体可以是柔性的。如今在任何情况下，防护头盔的设计必须满足某些法律要求，这些法律要求尤其涉及在指定载荷下大脑重心可能出现的最大加速度。通常情况下，进行测试，其中已知的是配备了头盔的模型头骨受到朝向头部的径向冲击。这导致现代头盔在径向冲击头骨的情况下具有良好的能量吸收能力。在开发头盔方面也取得了进展(例如，WO2001/045526和WO2011/139224，它们的全部内容通过引用并入本文)，以通过吸收或耗散旋转能和/或将其重新定向为平移能而非旋转能来减少从斜向冲击(即其结合了切向和径向分量)传递的能量。
这种斜向冲击(在没有保护的情况下)会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，从而对连接大脑和头骨的身体部位以及大脑本身造成伤害。
旋转损伤的示例包括：轻度创伤性脑损伤(mild traumatic brain injury，MTBI)，如脑震荡，以及重度创伤性脑损伤(severe traumatic brain injury，STBI)，如硬膜下血肿(subdural haematoma，SDH)、血管破裂导致的出血和弥漫性轴索损伤(diffuseaxonal injury，DAI)，其可概括为脑组织中的高剪切变形导致的神经纤维过度拉伸。
取决于旋转力的特性，如持续时间、幅度和增加速率，可能会遭受脑震荡、SDH、DAI或这些伤害的组合。一般来说，SDH发生在持续时间短且幅度大的加速度的情况下，而DAI发生在持续时间更长且更为普遍的加速度载荷的情况下。
在可以减少由斜向冲击引起的传递到大脑的旋转能的诸如WO2001/045526和WO2011/139224中公开的头盔中，头盔的两个部件可以被配置为在斜向冲击之后相对于彼此滑动。可以提供连接器，在将头盔的部件连接在一起的同时，允许部件在冲击下相对于彼此移动。
为了提供这样的头盔，可希望提供两个可以相对于彼此滑动的部件，从而提供滑动界面。还可希望能够提供这样的滑动界面而不会显著增加制造成本和/或工作量(effect)。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于连接装置的内层和外层的连接器，该连接器包括：第一附接部件，其用于附接到内层或外层中的一者；第二附接部件，其用于附接到内层或外层中的另一者；其中，第一和第二附接部件以这样的方式连接，使得当内层和外层彼此相对移动时允许第一附接部件和第二附接部件彼此相对移动，并且第一附接部件包括：与间隙相邻的第一凸缘部，所述间隙用于容纳内层或外层中的所述一者的一部分，所述凸缘部将所述内层或外层保持在所述间隙内，并且其中所述第一凸缘部大致呈圆顶形。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于连接装置的内层和外层的连接器，该连接器包括：第一附接部件，其用于附接到内层或外层中的一者；第二附接部件，其用于附接到内层或外层中的另一者；其中，第一和第二附接部件以这样的方式连接，使得当内层和外层彼此相对移动时允许第一附接部件和第二附接部件彼此相对移动，并且第一附接部件包括：与间隙相邻的第一凸缘部，所述间隙用于容纳内层或外层中的所述一者的一部分，所述第一凸缘部将所述内层或外层保持在所述间隙内；分开的第一区段(section)和第二区段，第一区段被配置为直接连接到内层或外层中的所述一者，第二区段被配置为将连接器的其余部分连接到第一区段，其中：第一附接部件的第一区段包括：第一凸缘部，其位于第一区段的周边部分；凹陷部，其在周边部分内位于第一区段的中心区域；通孔，其穿过凹陷部；以及第一附接部件的第二区段包括：另外的凸缘部，其被配置为位于第一区段的凹陷部内，和颈部，其被配置为穿过第一区段的通孔，颈部连接到连接器的其余部分。
任选地，在第二区段的凸缘部位于第一区段的第一凸缘部中时，第一区段的第一凸缘部和第二区段的凸缘部共同形成基本平坦的连续表面。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于连接装置的内层和外层的连接器，该连接器包括：第一附接部件，其用于附接到内层或外层中的一者；第二附接部件，其用于附接到内层或外层中的另一者；其中，第一和第二附接部件以这样的方式连接，使得当内层和外层彼此相对移动时允许第一附接部件和第二附接部件彼此相对移动，并且第二附接部件包括：第一部分(portion)，在其内具有通孔；第二部分，其穿过通孔并被配置为附接到内层或外层中的所述另一者；其中；第二附接部件的第一部分被配置使得第一部分能够穿过所述内层或外层中的一者中的孔，并且第一附接部件被配置使得第一附接部件不能穿过所述孔。
任选地，第二部分可从第二附接部件的第一部分中的通孔移除，并且被配置为当第二部分位于第二附接部件的第一部分中的通孔内时，第二部分不能穿过所述孔。
任选地，第二部分是紧固装置并且包括卡销(snap pin)。
任选地，第一部分包括从其突出的细长尾部。
根据本发明的第四方面，提供了一种用于连接装置的内层和外层的连接器，该连接器包括：第一附接部件，其用于附接到内层或外层中的一者；第二附接部件，其用于附接到内层或外层中的另一者；和弹性构件，其连接第一和第二附接部件；其中：弹性构件被配置为布置在内层和外层之间，并且当连接器附接到内层和外层时，弹性构件沿与内层和外层的平面基本平行的方向延伸；并且当连接器附接到内层和外层时，弹性构件在处于中立状态(neutral state)时在垂直于内层和外层的平面的方向上被偏置，使得当第一附接部件附接到内层或外层中的所述一者时，第二附接部件压靠内层或外层中的所述一者。
任选地，第一附接部件包括：与间隙相邻的第一凸缘部，所述间隙用于容纳内层或外层中的所述一者的一部分，所述第一凸缘部将所述内层或外层保持在所述间隙内，并且其中第一凸缘部大致呈圆顶形。
任选地，第一附接部件包括：分开的第一区段和第二区段，第一区段被配置为直接连接到内层或外层中的所述一者，第二区段被配置为将连接器的其余部分连接到第一区段，其中：第一附接部件的第一区段包括：第一凸缘部，其位于第一区段的周边部分，由间隙隔开，所述间隙用于容纳内层或外层中的所述一者的一部分，所述凸缘部将所述内层或外层保持在所述间隙内；凹陷部，其在周边部分内位于第一区段的中心区域；通孔，其穿过凹陷部；第一附接部件的第二区段包括：凸缘部，被配置为位于第一区段的凹陷部内，和颈部，被配置为穿过第一区段的通孔，所述颈部连接到连接器的其余部分。
任选地，第二附接部件包括：第一部分，在其内具有通孔；第二部分，其穿过通孔并被配置为附接到内层或外层中的所述另一者；其中；第二附接部件的细长部分被配置使得细长部分能够穿过所述内层或外层中的一者中的孔，并且第一附接部件被配置使得第一附接部件不能穿过所述孔。
根据本发明的第五方面，提供了一种装置，包括：内层和外层，其被配置为相对于彼此移动；和至少一个根据前述方面中任一项所述的连接器，其连接内层和外层。
任选地，内层和外层被配置为在滑动界面处相对于彼此移动。
任选地，该装置是一种防护性头帽(headgear)物品。
任选地，第一附接部件附接到内层。
任选地，内层是被配置为与佩戴者的头部接触的界面层。
根据本发明的第六方面，提供了一种组装根据本发明的第五方面的装置的方法，该方法包括：将第二附接部件穿过内层或外层中的所述一者中的孔，直到第一附接部件与孔相邻；在孔处通过第一凸缘部将第一附接部件附接到内层或外层中的所述一者；以及将第二附接部件附接到内层或外层中的另一者。
下面参照附图详细描述本发明，其中：
图1描绘了用于提供抵抗斜向冲击的保护的头盔的截面；
图2为示出图1的头盔的工作原理的图；
图3A、3B和3C示出图1的头盔结构的变化；
图4和5示意性地描绘了头盔的另一种布置；
图6至9示意性地描绘了头盔的进一步布置；
图10示意性地描绘了头盔的另一种布置；
图11示意性地描绘了头盔的另一种布置；
图12示意性地描绘了头盔的另一种布置；
图13示出第一示例性连接器的第一视图；
图14示出连接到装置的第一示例性连接器的第二视图；
图15示出第一示例性连接器穿过装置的一部分中的孔的第三视图；
图16示出第二示例性连接器的第一视图；
图17示出第二示例性连接器的第一部分；
图18示出第二示例性连接器的第二部分；
图19示出连接到装置的第二示例性连接器的第二视图；
图20示出连接到装置的第二示例性连接器的第三视图。
为了清楚起见，图中所描绘的头盔中各层的厚度的比例在附图中被夸大，且其当然可以根据需要和要求进行调整。
图1描绘了WO01/45526中讨论的那种类型的第一头盔1，旨在提供防斜向冲击的保护。这种类型的头盔可以是上面讨论的任何类型的头盔。
防护头盔1构造有外壳2和布置在外壳2内部的用于与佩戴者的头部接触的内壳3。
外壳2和内壳3之间设置有滑动层4(也称为滑动促进件或低摩擦层)，其可以实现外壳2和内壳3之间的位移。特别地，如下所述，滑动层4或滑动促进件可以被配置为使得在冲击过程中可以在两个部件之间发生滑动。例如，它可以被配置为能够在与对头盔1的冲击相关联的力的作用下滑动，该冲击预计为对头盔1的佩戴者不致命。在一些布置中，可能需要配置滑动层4以使得摩擦系数为0.001至0.3和/或低于0.15。
如图1所示，在头盔1的边缘部分可以设置一个或多个连接构件5，其将外壳2和内壳3互相连接。在一些布置中，连接器可以通过吸收能量来抵消外壳2和内壳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情况下，与内壳3在冲击过程中吸收的能量相比，吸收的能量的量通常也是极小的。在其它布置中，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，设置为远离边缘部分，通过滑动层4连接外壳2和内壳3)。
外壳2优选地相对薄且坚固，以承受各种类型的冲击。例如，外壳2可以由聚合物材料制成，如聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚氯乙烯(polyvinylchloride，PVC)或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrile butadiene styrene，ABS)。有利地，聚合物材料可以是纤维增强的，使用如玻璃纤维、芳纶(Aramid)、对位芳纶(Twaron)、碳纤维或凯夫拉尔(Kevlar)的材料。
内壳3相当厚并且用作能量吸收层。因此，它能够缓冲或吸收对头部的冲击。它可以有利地由泡沫材料制成，例如膨胀聚苯乙烯(expanded polystyrene，EPS)、膨胀聚丙烯(expanded polypropylene，EPP)、膨胀聚氨酯(expanded polyurethane，EPU)、乙烯基腈泡沫；或例如，形成蜂窝状结构的其它材料；或如以PoronTM和D3OTM品牌名称销售的应变率敏感泡沫。所述构造可以以不同的方式变化，例如在下文中以不同材料的多个层出现。
内壳3设计成用于吸收冲击能量。头盔1的其它元件将在有限程度上吸收该能量(例如，硬质外壳2或内壳3内提供的所谓的“舒适衬垫”)，但这不是它们的主要目的，并且与内壳3的能量吸收相比，它们对能量吸收的贡献极小。事实上，虽然一些其它元件，如舒适衬垫可以由“可压缩的”材料制成，并且在其它情况下被认为是“能量吸收的”，但在头盔领域众所周知的是，出于减少对头盔佩戴者的伤害的目的，在冲击过程中吸收大量能量的意义上，可压缩材料并不一定是“能量吸收的”。
许多不同的材料和实施例可用作滑动层4或滑动促进件，例如油、特氟隆(Teflon)、微球、空气、橡胶、聚碳酸酯(PC)、织物材料如毛毡等。这种层可以具有约0.1-5mm的厚度，但是也可以使用其它厚度，这取决于所选择的材料和所需的性能。滑动层的数量和它们的位置也可以变化，下面讨论这样一个示例(参考图3b)。
作为连接构件5，例如，可以使用以合适的方式锚固在外壳和内壳中的可变形的塑料条或金属条。
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，其中头骨10安装在纵轴11上。当头盔1受到斜向冲击K时，扭转力和扭矩被传递到头骨10。冲击力K对防护头盔1产生切向力KT和径向力KR。在这种特殊情况下，只有头盔旋转的切向力KT及其影响是值得关注的。
可以看出，作用力K引起外壳2相对于内壳3的位移12，使得连接构件5变形。采用这样的布置可以获得传递到头骨10的扭转力的显著减少。典型的减少可以为约25％，但是在某些情况下减少高达90％是可能的。这是内壳3和外壳2之间的滑动运动减少了传递到径向加速度的能量的量的结果。
滑动运动也可以在防护头盔1的周向上发生，尽管这没有被描绘。这可以是外壳2和内壳3之间的圆周角旋转的结果(即，在冲击过程中，外壳2可以相对于内壳3以圆周角旋转)。
防护头盔1的其它布置也是可能的。图3中示出了一些可能的变型。在图3a中，内壳3由相对薄的外层3”和相对厚的内层3'构成。外层3”优选地比内层3'更硬，以有助于促进相对于外壳2的滑动。在图3b中，内壳3以与图3a中相同的方式构造。然而，在这种情况下，有两个滑动层4，在它们之间有中间壳6。如果需要，该两个滑动层4可以表现不同并由不同的材料制成。例如，一种可能性为外滑动层的摩擦力低于内滑动层的摩擦力。在图3c中，外壳2表现为与以前不同。在这种情况下，较硬的外层2”覆盖较软的内层2'。例如，内层2'可以是与内壳3相同的材料。
图4描绘了WO2011/139224中讨论的那种类型的第二头盔1，其也用于提供防斜向冲击的保护。这种类型的头盔也可以是上面讨论的任何类型的头盔。
在图4中，头盔1包括能量吸收层3，其类似于图1中的头盔的内壳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，可能没有额外的外壳)，或者该外表面可以是等同于图1所示头盔的外壳2的刚性壳2(见图5)。在那种情况下，刚性壳2可由与能量吸收层3不同的材料制成。图4的头盔1具有多个通风口7(它们是任选的)，其延伸穿过能量吸收层3和外壳2，从而允许气流通过头盔1。
提供接口层13(也称为附接装置)，以与佩戴者的头部连接(和/或将头盔1附接到佩戴者的头部)。如前所述，当能量吸收层3和刚性壳2的尺寸无法调整时，这可能是可取的，因为它允许通过调整附接装置13的尺寸来容纳不同尺寸的头部。附接装置13可由弹性或半弹性聚合物材料(如PC、ABS、PVC或PTFE)或天然纤维材料(如棉布)制成。例如，织物帽或网可以形成附接装置13。
虽然附接装置13被显示为包括具有从前、后、左侧和右侧延伸的其他条部分的头带部分，但是附接装置13的特定构造可以根据头盔的构造而改变。在某些情况下，该附接装置可以更类似于连续的(成形的)片材，可能具有孔或间隙，例如对应于通风口7的位置，以允许空气流过头盔。
图4还描绘了用于为特定佩戴者调节附接装置13的头带的直径的任选调节装置6。在其它布置中，头带可以是弹性头带，在这种情况下可以排除调节装置6。
在能量吸收层3的径向内侧设置滑动促进件4。滑动促进件4适于抵靠能量吸收层或抵靠附接装置13滑动，该附接装置13被设置用于将头盔附接到佩戴者的头部。
滑动促进件4被设置为以与上述相同的方式协助能量吸收层3相对于附接装置13滑动。该滑动促进件4可以为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，滑动促进件8可设置在能量吸收层3的最内侧上或与能量吸收层3的最内侧集成在一起，面向附接装置13。
然而，出于在能量吸收层3和附接装置13之间提供可滑动性的相同目的，同样可以想到，滑动促进件4可以设置在附接装置13的外表面上或与附接装置13的外表面集成在一起。也就是说，在特定的布置中，该附接装置13本身可以适于作为滑动促进件4并且可以包括低摩擦材料。
换言之，滑动促进件4设置在能量吸收层3的径向内侧。滑动促进件还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(如上所述)时，滑动促进件4可以设置为低摩擦材料的补片(patch)。
低摩擦材料可以为蜡状聚合物，如ΡTFE、ABS、PVC、PC、尼龙、PFA、EEΡ、PE和UHMWPE，或者为可以注入润滑剂的粉状材料。低摩擦材料可以是织物材料。如所讨论的，这种低摩擦材料可应用于滑动促进件和能量吸收层中的任一个或两个。
该附接装置13可以通过固定构件5固定到能量吸收层3和/或外壳2，如图4中的四个固定构件5a、5b、5c和5d。这些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情况下，与能量吸收层3在冲击过程中吸收的能量相比，吸收的能量的量通常也是极小的。
根据图4所示的布置，四个固定构件5a、5b、5c和5d为悬挂构件5a、5b、5c、5d，具有第一部分8和第二部分9，其中，悬挂构件5a、5b、5c、5d的第一部分8适于固定至附接装置13上，并且悬挂构件5a、5b、5c、5d的第二部分9适于固定至能量吸收层3。
图5示出类似于图4中的头盔的当戴在佩戴者的头上时的头盔的布置。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2。与图4不同，在图5中，附接装置13通过两个固定构件5a、5b固定到能量吸收层3，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。
图5示出了对头盔产生旋转力的正面斜向冲击I。该斜向冲击I导致能量吸收层3相对于附接装置13滑动。附接装置13通过固定构件5a、5b固定到能量吸收层3。为了清楚起见，虽然仅示出了两个这样的固定构件，但实际上可以存在许多这样的固定构件。固定构件5可以通过弹性或半弹性变形来吸收旋转力。在其它布置中，变形可能是塑性的，甚至造成一个或多个固定构件5的断裂。在塑性变形的情况下，至少该固定构件5需要在冲击后更换。在某些情况下，固定构件5中可能发生塑性变形和弹性变形的组合，即一些固定构件5破裂，塑性地吸收能量，而其它固定构件弹性地变形并吸收力。
通常，在图4和图5的头盔中，在冲击过程中，能量吸收层3以与图1头盔的内壳相同的方式通过压缩而作为冲击吸收件。如果使用外壳2，则它将有助于在能量吸收层3上分散冲击能量。滑动促进件4还将允许在附接装置和能量吸收层之间滑动。这允许以受控方式耗散能量，否则这些能量将作为旋转能传递到大脑。能量可以通过摩擦热、能量吸收层的变形或固定构件的变形或位移来耗散。减少的能量传输导致减少的影响大脑的旋转加速度，从而减少大脑在头骨内的旋转。从而降低了包括MTBI和STBI在内的旋转损伤的风险，如硬膜下血肿、SDH、血管破裂、脑震荡和DAI。
可在头盔内使用的连接器如下所述。应当理解，这些连接器可以用于多种环境中并且不限于在头盔内使用。例如，它们可用于提供冲击保护的其他装置，例如，防弹衣或运动器材的衬垫。在头盔的情况下，连接器尤其可以用于代替先前已知的连接构件和/或上文所讨论的布置的固定构件。
在一种布置中，连接器可以与图6所示类型的头盔1一起使用。图6中所示的头盔具有与上文关于图4和图5所讨论的类似的配置。特别地，头盔具有较硬的外壳2和能量吸收层3。以头盔内衬15的形式设置头部附接装置。内衬15可以包括如上文所讨论的舒适衬垫。通常，与能量吸收层3吸收的能量相比，内衬15和/或任何舒适衬垫可能不会吸收很大比例的冲击能量。
内衬15可以是可移除的。这可以使内衬能够被清洁和/或可以使得能够提供经修改以适合特定佩戴者的内衬。
在内衬15和能量吸收层3之间设置有内壳14，该内壳14由相对硬的材料、即比能量吸收层3更硬的材料形成。内壳14可以模制到能量吸收层3，并且可以由上文所讨论的与外壳2的形成有关的任何材料制成。在替代布置中，内壳14可由织物材料形成，任选地涂有低摩擦材料。
在图6的布置中，在内壳14和内衬15之间设置有低摩擦界面。这可以通过适当选择至少一种材料来实现，该材料用于形成内衬15外表面或该材料用于形成内壳14。替代地或附加地，可以将低摩擦涂层施加到内壳14和内衬15的相对表面中的至少一者上。替代地或附加地，润滑剂可以施加到内壳14和内衬15的相对表面中的至少一者上。
如图所示，内衬15可以通过一个或多个连接器20连接到头盔1的其余部分，这将在下文进一步详细讨论。连接器20的位置和待使用的连接器20的数量的选择可以取决于头盔其余部分的构造。
在如图6所示的布置中，至少一个连接器20可以连接到内壳14。替代地或附加地，一个或多个连接器20可以连接到头盔1的其余部分中的另一部分，例如，能量吸收层3和/或外壳2。连接器20也可以连接到头盔1的其余部分中的两个或更多个部分。
图7描绘了头盔1的另一替代布置。如图所示，这种布置的头盔1包括舒适衬垫16的多个独立区段。舒适衬垫16的每一区段可以通过一个或多个连接器20连接到头盔的其余部分。
舒适衬垫16的各区段可以具有滑动界面，其设置在舒适衬垫16的区段和头盔1的其余部分之间。在这种布置中，舒适衬垫16的各区段可以提供与图6所示布置的内衬15类似的功能。上文所讨论的在内衬和头盔之间设置滑动界面的选项也适用于舒适衬垫的区段和头盔之间的滑动界面。
还应当理解，图7的布置(即设置多个独立安装的舒适衬垫16区段，在舒适衬垫16的各区段和头盔的其余部分之间设有滑动界面)可以与任何形式的头盔结合，包括如图1至5所示的头盔，也具有设置在头盔的其他两个部分之间的滑动界面。
图8和9示出了与图6和7等效的布置，除了内壳14被应用到内衬15(在图8中)或舒适衬垫16(在图9中)之外。在图9的情况下，与图6至8的基本全壳布置相比，内壳14可以仅为部分壳或壳的多个区段。实际上，在图8和图9中，内壳14也可以表征为内衬15或舒适衬垫16上的相对硬的涂层。如图6和图7所示，内壳14由相对硬的材料形成，即比能量吸收层3更硬的材料。例如，该材料可以是PTFE、ABS、PVC、PC、尼龙、PFA、EEP、PE和UHMWPE。该材料可以结合到内衬15或舒适衬垫16的外侧以简化制造过程。这种结合可以通过任何方式进行，例如，通过粘合剂或通过高频焊接或缝合。在替代的布置中，内壳14可由织物材料形成，任选地涂有低摩擦材料。
在图8和图9中，在内壳14和能量吸收层3之间设置有低摩擦界面。这可以通过适当选择至少一种材料来实现，该材料用于形成能量吸收层3的外表面或该材料用于形成内壳14。替代地或附加地，可以将低摩擦涂层施加到内壳14和能量吸收层3的相对表面中的至少一者上。替代地或附加地，润滑剂可以施加到内壳14和能量吸收层3的相对表面中的至少一者上。
在图8和图9中，至少一个连接器20可以连接到内壳14。替代地或附加地，一个或多个连接器20可以连接到内衬15或舒适衬垫16的其余部分中的另一部分。
在另一种布置中，连接器可以与图10所示类型的头盔1一起使用。图10中所示的头盔具有与以上关于图1、2、3A和3B所讨论的类似的构造。特别地，头盔具有相对硬的外壳2和能量吸收层3，该外壳2和能量吸收层3被配置为相对于彼此滑动。至少一个连接器20可以连接到外壳2和能量吸收层3。替代地，连接器可以连接一个或多个中间滑动层，该中间滑动层与外壳2和能量吸收层2中的一者或两者相关联，中间滑动层提供低摩擦。
在又一种布置中，连接器可以与图11所示类型的头盔1一起使用。图11中所示的头盔具有与上文关于图3B所讨论的类似的构造。特别地，该头盔具有相对硬的外壳2和能量吸收层3，该能量吸收层3被分为外部和内部部件3A、3B，外部和内部部件3A、3B被配置成相对于彼此滑动。至少一个连接器20可以连接到能量吸收层3的外部和内部部件3A、3B。替代地，连接器可以连接一个或多个中间滑动层，该中间滑动层与能量吸收层3的外部和内部部件3A、3B中的一者或两者相关联，该中间滑动层提供低摩擦。
图12描绘了头盔1的另一种替代布置。在这种布置中，一个或多个外板17可以安装到头盔1，该头盔1具有至少一个能量吸收层3和在能量吸收层2的外侧形成的相对硬层2。应当理解，外板17的这种布置可以添加到根据上文所讨论的任何布置的任何头盔，即在头盔1的至少两层之间具有滑动界面。
外板17可以以这样的方式安装至相对硬层2的外表面：至少在对外板17的冲击之下，相对硬层2与外板17的表面的至少一部分之间提供低摩擦的界面，外板17的表面的至少一部分与相对硬层2的外表面接触。在一些布置中，可以在硬层2和板17之间设置中间低摩擦层。
此外，外板17的安装方式可以为：在外板17受到冲击的情况下，外板17可以在相对硬层2(或中间低摩擦层)上滑动。每个外板17可以通过一个或多个连接器20连接到头盔1的其余部分。
在这样的布置中，在头盔1受到冲击的情况下，可以预期将在一个或有限数量的外板17上发生冲击。因此，通过配置头盔使得一个或多个外板17能够相对于相对硬层2和任何未受到冲击的外板17移动，接收冲击的表面，即一个或有限的数量的外板17可以相对于头盔1的其余部分移动。在斜向冲击或切向冲击的情况下，这可能会减少旋转力传递到头盔其余部分。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/或减少脑损伤。
图13至15示出根据本公开的第一示例性连接器20的不同视图。如上文所解释的，连接器20用于连接装置，例如头盔的内层和外层。
连接器20包括第一附接部件21，其用于将连接器20附接到内层或外层中的一者，和第二附接部件22，其用于将连接器20附接到内层或外层中的另一者。第一附接部件21和第二附接部件22以这样的方式连接，使得当内层和外层彼此相对移动时允许第一附接部件和第二附接部件彼此相对移动。在本示例中，第一附接部件21和第二附接部件22通过弹性构件23连接。下面将更详细地描述第一附接部件21、第二附接部件22和弹性构件23的特征。
图13和14详细示出第一附接部件21。如图所示，第一附接部件21包括第一凸缘部211。第一凸缘部211通过颈部212附接到弹性构件23。如图14最佳所示，颈部212以大约90度的角度弯曲，使得穿过第一凸缘部211的中心轴线基本上垂直于穿过弹性部分23的中心轴线。
颈部212的意味着，虽然第一附接部件21与装置的内层或外层之间的附接是在大致垂直于装置的内层或外层的方向上进行的，但连接器20本身大致平行于装置的内层或外层延伸，如图14所示。
第一附接部件21还包括第二凸缘部213。如图所示，这些可以布置在颈部212上。第一凸缘部211和第二凸缘部213可以布置成彼此相对并且由间隙214隔开。如图14所示，间隙214可以被配置为容纳与第一附接部件21连接的内层或外层中的一者的一部分，并将该部件保持在间隙214内。在一些示例中，弹性构件23的一部分可以用作第二凸缘部。图14所示的示例是这样的示例，尽管还提供了附加的第二凸缘部213。因此，第一凸缘部211和第二凸缘部213能够在相对于装置的内层或外层将第一附接部件21固定在合适位置。
如图13至15所示，第一凸缘部211可以大致呈圆顶形。应注意，圆顶形可具有圆形轮廓，如图所示，但不限于此。例如替代地，轮廓可以是卵形(oval)或椭圆形(elliptical)。术语圆顶形状可以指基本上平滑的、弯曲的、凸出的形状。圆顶的周边部分的下侧表面可以隔着间隙14面向第二凸缘部213。
如图14所示，当第一附接部件21连接到头盔的内层或外层中的一者，使得内层或外层保持在凸缘部211和凸缘部213之间的间隙内时，第一凸缘部211的圆顶形导致具有小轮廓的相对流线型布置。优选地，圆顶形的第一凸缘部211基本上是平坦的。例如，圆顶形状的第一凸缘部211可以具有在0.5和2毫米之间的厚度，例如，大约1毫米。圆顶形的平滑度，即没有尖角，减小了如果第一凸缘部211与装置的佩戴者接触时会感觉到的点压力。此外，圆顶的形状可以防止佩戴者的头发被第一附接部件21夹住。
第二附接部件22包括其中具有通孔222的第一部分221，如图15最佳所示。如图13和14所示，第二部分223可以是紧固装置，其穿过通孔222并且被配置为附接到头盔的内层或外层中的一者。优选地，第二部分223可从通孔222中移除以与第一部分221分离。第一部分221可以在与连接第一附接部件21和第二附接部件22的弹性构件23基本相同的方向上延伸。通孔222可以垂直于第一部分221的延伸方向设置。通孔还可以沿着基于上平行于穿过第一附接部件21的中心轴线的方向延伸。
如图14所示，紧固装置223可以包括卡销224，该卡销224被配置为与装置的内层或外层中的扣篮31接合，卡销224连接到扣篮31。如图所示，卡销224可以连接到大于通孔222的凸缘部225(例如，板)，以便将卡销224保持在通孔222内。与第一部分221相比，第二部分223可由相对硬的材料形成。通孔222的取向可以意味着，虽然第二附接部件21与装置的内层或外层之间的附接是在与装置的内层或外层大致垂直的方向上进行的，但是连接器20本身沿基本平行于装置的内层或外层延伸，如图14所示。
如图15所示，第二附接部件22的第一部分221被配置使得第一部分221可以穿过装置的内层或外层中的孔41，第一附接部件21将要连接到孔41。
如图13至图15所示，第一部分221可以具有一个或多个基本平坦的表面，其布置成使得通孔222在所述表面中形成。优选地，第一部分221的厚度(在通孔222的方向上)与第一部分221的宽度和长度相比相对小。优选地，第一部分221的宽度仍应不大于第一部分221的长度。例如，第一部分221的形状可以是细长的，沿平行于弹性构件23的方向延伸。如图所示，第一部分221的形状可以大致呈长椭圆形(oblong)。然而，也可以使用其他形状，例如，卵形或矩形。这种形状可以允许第一部分更容易地穿过孔41。
相反，第一附接部件21被配置使得第一附接部件21不能穿过所述孔41。孔41被配置为围绕第一附接部件21的颈部212，使得孔41的边缘位于第一凸缘部211和第二凸缘部213之间的间隙214内。因此，第一凸缘部211的宽度大于孔41的宽度。第一凸缘部211的宽度与孔41的宽度之间的差优选足够大，使得第一凸缘部211不容易变形以穿过孔41。
优选地，第二附接部件22的第二部分223被配置使得当第二部分223位于第二附接部件22的第一部分221中的通孔222内时，第二部分223不能穿过孔41。采用上述布置，一旦连接器20正确连接，就难以拆卸。
如图所示，第一部分221的截面形状可以大致呈矩形。矩形形状减小了第一部分221的厚度，同时为通孔222提供了足够的空间。然而，可以使用任何形状。如图15所示，孔41的形状可以基本上对应于第一部分221的截面形状。然而，这不是必需的。
弹性构件23可被配置为弹性变形、半弹性变形或塑性变形以允许第一附接部件21和第二附接部件22相对于彼此移动。因此，弹性构件23可以由弹性材料形成，例如天然橡胶或合成橡胶(例如，硅橡胶)、PP(polypropylene，聚丙烯)、PU(Polyurethane，聚氨酯)或类似物、TPE(Thermoplastic elastomer，热塑性弹性体)、或其组合和混合物。弹性构件23可以被配置为沿任何方向弯曲。然而，可以允许弹性构件23被配置为基本上仅在平行于装置的内层和外层的平面中弯曲。弹性构件23也可以被配置为沿其轴线伸展。
如图13所示，当连接器20附接到内层和外层时，弹性构件23可以在中立状态时在垂直于内层和外层的平面的方向上被偏置。因此，当第一附接部件21附接到内层或外层中的一者时，第二附接部件22可压靠所述内层或外层，如图14所示。因此，弹性构件23沿着垂直于穿过弹性构件23的中心轴线的方向弯曲。这种布置意味着连接器20在安装期间保持基本平行于内层或外层，第一附接部件21连接到该内层或外层，使得更容易将第二附接部件22连接到内层或外层中的另一者。
弹性部分23优选地是细长构件，如图13至15所示。弹性构件23横截面形状可以是卵形(如图所示)、圆形或任何其他形状。弹性部分23的截面形状应该使得它可以穿过孔41。弹性部分23的尺寸应该使得它至少允许第一附接部件21和第二附接部件22根据需要相对于彼此移动所需的变形量。例如，这可以允许在任何方向上的位移在5mm和30mm之间，或者优选地在10mm到15mm之间。
如图所示，第一附接部件21可以由与弹性部分23相同的材料形成。如图所示，第二附接部件22的第一部分221可以由与弹性部分23相同的材料形成。弹性构件23可以与第一附接部件21和/或第二附接部件22的第一部分221形成为一体。替代地，这些部件可以由附接或共同模制在一起的不同材料制成。
图16至图19示出根据本公开的第二示例性连接器20。第二示例性连接器20包括与第一示例性连接器20基本相同的弹性部分23和第二附接部件22。然而，如图16所示，第二附接部件22的第一部分221还包括从其突出的细长尾部226。如图所示，尾部226基本上沿与第一部分221相同的方向延伸。尾部226被配置为通过设置可以更容易地被抓住和牵拉通过孔41的部分来帮助将第一部分221穿过孔41。
如图16所示，第一附接部件22与第一示例性连接器20的第一附接部件22不同。在第二示例性连接器20中，第一附接部件21包括分开的第一和第二区段215和216，分别在图17和图18中示出。第一区段215包括在第一区段215的周边部分处的第一凸缘部217。第一区段215还包括凹陷部218，其位于周边部分内的第一区段215的中心部分处，以及穿过凹陷部218的通孔219。
第一附接部件21的第二区段216包括凸缘部2110，其被配置为位于第一区段215的凹陷部218内；和颈部212，其被配置为穿过第一区段215的通孔219。颈部212连接到连接器20的其余部分。优选地，第一区段215的第一凸缘部217和第二区段218的凸缘部2110(当第二区段218的凸缘部2110位于第一区段215的第一凸缘部217中时)可以一起形成基本上平坦的连续表面。换言之，第一区段215的第一凸缘部217的顶表面和第二区段218的凸缘部2110的顶表面可以基本上彼此齐平。如果第一附接部件21的表面将与装置的佩戴者接触，则平坦度(即没有明显的起伏或拐角)降低了将感觉到的点压力。
第一附接部件21的第一区段215和第二区段216可被配置成通过将连接器20的其余部分穿过通孔219直到凸缘部2110位于凹陷部218中而组装在一起。因此，第二附接部件22的第一部分221可以具有穿过通孔219的尺寸和形状。
第一附接部件21的第一区段215可包括第二凸缘部2112，第二凸缘部2112和第一凸缘部217都与间隙214相邻。间隙214可用于容纳内层或外层中的一者的一部分，并将内层或外层保持在间隙214内，第一附接部件21将连接到的内层或外层中的一者。可替代地，可以在颈部212上设置第二凸缘部，或者弹性构件23可以用作第二凸缘部。
第一附接部件21的第一区段215可以由相对硬的材料(例如PP(polypropylene，聚丙烯)、PA(polyamide，聚酰胺)、POM(Polyoxymethylene，聚甲醛)、PC(polycarbonate，聚碳酸酯)、木材或诸如铝或钢的金属)形成。然而，颈部212可以由弹性材料形成。例如，该材料可以是与形成弹性构件23的材料相同的材料。弹性构件23可以与第一附接部件21的颈部212形成为一体。可替代地，这些部件可以由附接或共同模制在一起的不同材料制成。
应当理解，在本公开范围内的连接器20可以包括与上述不同的第一附接部件21、第二附接部件22和/或弹性部分。例如，本发明范围内的连接器20可以包括选自上述第一附接部件21、第二附接部件22和弹性部分23的仅一个或仅两个部件，其余部分不同。
如上所述，装置的内层和/或外层的特征可以被配置为附接到第一和第二示例性连接器20的第一附接部件21和第二附接部件22。例如，内层或外层中的一者可包括用于附接第一附接部件21的孔41。内层或外层中的一者可以包括用于将第二附接部件22的紧固装置附接到其上的机构，例如扣篮31。
鉴于上述布置，优选但不是必须的，孔41在相对薄的层中形成。这可以使得附接第一附接部件21更容易。在一些示例中，孔41可以在层的凹陷部中形成。凹陷部可被配置为容纳第一附接部件。如果第一凸缘部211将与装置的佩戴者接触，这种布置可以进一步帮助减小将感觉到的点压力，或者防止佩戴者的头发被第一附接部件21夹住。此外，孔41的边缘可以是圆形的(例如，而不是方形的)。圆边可以由用于形成孔41的冲压工具的形状形成。该特征可以通过减少孔41和连接器之间的磨损来延长装置的寿命。
类似地，优选地，用于附接紧固装置的机构31设置在相对厚的层中。这可以允许机构31更牢固地固定在层中。
装置的优选布置可以是作为能量吸收层3的外层和作为界面层13的内层，例如图1中所示和上文描述的布置。图14、图19和图20示出作为装置内的连接布置的一部分的示例性连接器20。图14示出装置的外层，所述外层是能量吸收层3。图14、图19和图20示出装置的内层，所述内层是界面层13。
现将参照图14、图15、图19和图20以及第一附接部件21连接到界面层13和第二附接部件连接到能量吸收层3的布置来描述根据本公开的装置的组装方法。如图15部分所示，该方法包括将第二附接部件22穿过界面层13中的孔41直到第一附接部件21与孔41相邻。如图19和图20中的特写图所示，第一附接部件22然后在孔41处通过第一和第二凸缘部211、213和217、2112附接至界面层。这可能是一个卡扣式(snap-fit)附件。如图14所示，第二附接部件22附接至能量吸收层3，例如，通过紧固装置223和相应的机构31。
该方法可以包括通过将紧固装置223置于通孔222中来组装第二附接部件22的步骤。这可以在第二附接部件22穿过孔41的步骤之后完成。在第二示例性连接器20的情况下，该方法可以包括通过将第二部分216置于第一部分215内来组装第一附接部件21的步骤。这可以在第二附接部件22穿过孔41的步骤之前完成。可替代地，这可以在第二附接部件22穿过孔41的步骤之后或期间完成。例如，第一附接部件21的第一部分215可以预先附接到界面层，然后第二附接部件可以穿过第一附接部件21的第一部分215和孔41。
应当理解，连接器20可用于将装置的任何两个部分连接在一起，例如，上述任何层。此外，连接器20被描述为具有连接到装置的第一部件的第一部分(例如，界面层)以及连接到装置的第二部件的第二部分(例如，能量吸收层)，应当理解，通过适当的修改，这可以颠倒过来。
鉴于上述教导，上述实施例的变化是可能的。应当理解，在不背离本发明的精神和范围的情况下，本发明可以以其他方式实践并且在本文中具体描述。
Claims (17)
1.一种用于连接装置的内层和外层的连接器，所述连接器包括：
第一附接部件，其用于附接到所述内层或外层中的一者；
第二附接部件，其用于附接到所述内层或外层中的另一者；其中：
所述第一附接部件和所述第二附接部件以这样的方式连接，使得当所述内层和外层相对彼此移动时允许所述第一附接部件和所述第二附接部件相对彼此移动，并且
所述第一附接部件包括：
与间隙相邻的第一凸缘部，所述间隙用于容纳所述内层或外层中的所述一者的一部分，所述凸缘部将所述内层或外层保持在所述间隙内，并且其中
所述第一凸缘部呈大致圆顶形。
2.一种用于连接装置的内层和外层的连接器，所述连接器包括：
第一附接部件，其用于附接到所述内层或外层中的一者；
第二附接部件，其用于附接到所述内层或外层中的另一者；其中：
所述第一附接部件和所述第二附接部件以这样的方式连接，使得当所述内层和外层相对彼此移动时允许所述第一附接部件和所述第二附接部件相对彼此移动，并且
所述第一附接部件包括：
与间隙相邻的第一凸缘部，所述间隙用于容纳所述内层或外层中的所述一者的一部分，所述第一凸缘部将所述内层或外层保持在所述间隙内；
分开的第一区段和第二区段，所述第一区段被配置为直接连接到所述内层或外层中的所述一者，所述第二区段被配置为将所述连接器的其余部分连接到所述第一区段，其中：
所述第一附接部件的第一区段包括：
所述第一凸缘部，其位于所述第一区段的周边部分；
凹陷部，其位于所述第一区段的中心区域，在所述周边部分内；
通孔，其穿过所述凹陷部；以及
所述第一附接部件的第二区段包括：
另外的凸缘部，其被配置为位于所述第一区段的所述凹陷部内，和
颈部，其被配置为穿过所述第一区段的通孔，所述颈部连接到所述连接器的其余部分。
3.根据权利要求4所述的连接器，其中，当所述第二区段的凸缘部位于所述第一区段的第一凸缘部中时，所述第一区段的第一凸缘部和所述第二区段的凸缘部共同形成基本平坦的连续表面。
4.一种用于连接装置的内层和外层的连接器，所述连接器包括：
第一附接部件，其用于附接到所述内层或外层中的一者；
第二附接部件，其用于附接到所述内层或外层中的另一者；其中：
所述第一附接部件和所述第二附接部件以这样的方式连接，使得当所述内层和外层相对彼此移动时允许所述第一附接部件和所述第二附接部件相对彼此移动，并且
所述第二附接部件包括：
第一部分，在其内具有通孔；和
第二部分，其穿过所述通孔并被配置为附接到所述内层或外层中的所述另一者；其中；
所述第二附接部件的第一部分被配置使得所述第一部分能够穿过所述内层或外层中的所述一者中的孔，并且所述第一附接部件被配置使得所述第一附接部件不能够穿过所述孔。
5.根据权利要求4所述的连接器，其中，所述第二部分能够从所述第二附接部件的第一部分中的所述通孔移除，并且被配置为当所述第二部分位于所述第二附接部件的第一部分中的所述通孔内时，所述第二部分不能够穿过所述孔。
6.根据权利要求4或5所述的连接器，其中，所述第二部分是紧固装置并且包括卡销。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的连接器，其中，所述第一部分包括从其突出的细长尾部。
8.一种用于连接装置的内层和外层的连接器，所述连接器包括：
第一附接部件，其用于附接到所述内层或外层中的一者；
第二附接部件，其用于附接到所述内层或外层中的另一者；和
弹性构件，其连接所述第一附接部件和第二附接部件；其中：
所述弹性构件被配置为布置在所述内层和外层之间，并且当所述连接器附接到所述内层和外层时，所述弹性构件沿基本平行于所述内层和外层的平面的方向延伸；和
当所述连接器附接到所述内层和外层时，所述弹性构件在处于中立状态时在垂直于所述内层和外层的平面的方向上被偏置，使得当所述第一附接部件附接到所述内层或外层中的所述一者时，所述第二附接部件压靠所述内层或外层中的所述一者。
9.根据权利要求4或8所述的连接器，其中，所述第一附接部件包括：
与间隙相邻的第一凸缘部，所述间隙用于容纳所述内层或外层中的所述一者的一部分，所述第一凸缘部将所述内层或外层保持在所述间隙内，并且
其中，所述第一凸缘部大致呈圆顶形。
10.根据权利要求4或8所述的连接器，其中，所述第一附接部件包括：
与间隙相邻的第一凸缘部，所述间隙用于容纳所述内层或外层中的所述一者的一部分，所述第一凸缘部将所述内层或外层保持在所述间隙内；
分开的第一区段和第二区段，所述第一区段被配置为直接连接到所述内层或外层中的所述一者，所述第二区段被配置为将所述连接器的其余部分连接到所述第一区段，其中：
所述第一附接部件的第一区段包括：
所述第一凸缘部，其位于所述第一区段的周边部分；
凹陷部，其位于所述第一区段的中心区域，在所述周边部分内；
通孔，其穿过所述凹陷部；以及
所述第一附接部件的第二区段包括：
另外的凸缘部，其被配置为位于所述第一区段的所述凹陷部内，和
颈部，其被配置为穿过所述第一区段的通孔，所述颈部连接到所述连接器的其余部分。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的连接器，其中，所述第二附接部件包括：
第一部分，在其内具有通孔；和
第二部分，其穿过所述通孔并被配置为附接到所述内层或外层中的所述另一者；其中；
所述第二附接部件的第一部分被配置使得所述第一部分能够穿过所述内层或外层中的所述一者中的孔，并且所述第一附接部件被配置使得所述第一附接部件不能够穿过所述孔。
12.一种装置，包括：
内层和外层，所述内层和外层被配置为相对于彼此移动；
至少一个根据任一项前述权利要求所述的连接器，其连接所述内层和外层。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述内层和外层被配置为在滑动界面处相对于彼此移动。
14.根据权利要求12或13所述的装置，其中，所述装置是防护性头帽物品。
15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述第一附接部件附接到所述内层。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述内层是被配置为与佩戴者的头部相接的界面层。
17.一种组装根据权利要求12至16中任一项所述的装置的方法，所述方法包括：
使所述第二附接部件穿过在所述内层或外层中的所述一者中的孔，直到所述第一附接部件与所述孔相邻；
在所述孔处，通过第一凸缘部将所述第一附接部件附接到所述内层或外层中的所述一者；和
将所述第二附接部件附接到所述内层或外层中的另一者。
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