ES2857198T3 - Sistema de amortiguación de impactos de péndulo - Google Patents

Abstract

Un casco (501) que comprende: una calota exterior dura (505); un forro compresible (506) en contacto con una superficie interior de la calota exterior dura (505); un forro de comodidad (507) en contacto con una superficie interior del forro compresible (506), donde un orificio de amortiguación (504) está definido longitudinalmente a lo largo de un eje longitudinal (A-A) a través de la calota exterior dura (505), el forro compresible (506) y el forro de comodidad (507); y caracterizado por un sistema de amortiguación de péndulo (503) dispuesto en el orificio de amortiguación (504) y que se extiende longitudinalmente desde la calota exterior (505) hasta el forro de comodidad (507), comprendiendo el sistema de amortiguación de péndulo (503): un disco compresible exterior (508) unido a la calota exterior (505); una varilla (509) acoplada al disco exterior (508) y que se extiende longitudinalmente hacia adentro hasta un disco compresible interior (510) al que está acoplada la varilla (509); estando el disco compresible interior (510) unido al forro compresible (506); un estabilizador de cabeza (512) acoplado de forma flexible al disco compresible interior (510) y separado longitudinalmente y hacia adentro del disco compresible interior (510), en donde el estabilizador de cabeza (512) está configurado para engancharse a la cabeza (502) de un usuario del casco (501); y un miembro elástico (511) que se extiende entre el disco compresible interior (510) y el estabilizador de cabeza (512), en donde el miembro elástico (511) está integrado en un espacio dentro del forro de comodidad (507).

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de amortiguación de impactos de péndulo

Antecedentes

1. Campo

La presente invención se refiere a la protección contra impactos y, más específicamente, a la protección contra impactos para la cabeza.

2. Estado de la técnica

Un impacto en una cabeza en movimiento puede hacer que la cabeza desacelere rápidamente, mientras que la inercia hace que el cerebro se desplace hacia adelante hasta que impacta en la superficie interna del cráneo. Este impacto del cerebro contra el cráneo puede causar hematomas (contusiones) y/o sangrado (hemorragia) en el cerebro. Por tanto, la desaceleración de la cabeza es un factor importante a tener en cuenta para determinar la gravedad de las lesiones cerebrales causadas por el impacto en la cabeza.

En todo tipo de impactos en la cabeza, esta se somete a una combinación de aceleración lineal y aceleración rotatoria. Se considera que la aceleración lineal contribuye a las lesiones cerebrales focales, mientras que la aceleración rotatoria contribuye a lesiones cerebrales tanto focales como difusas.

Se pueden utilizar cascos para proteger la cabeza de los impactos. No obstante, todos los cascos añaden al menos algo de masa adicional a la cabeza de su usuario. Tal y como se comentará con mayor detalle a continuación, la adición de masa a un casco puede aumentar los efectos de aceleración y desaceleración de rotación en la cabeza y el cerebro en comparación con un casco de menor masa.

Existen varias tecnologías de protección contra impactos que se han propuesto para su uso en cascos para abordar la aceleración lineal y/o rotatoria. Estas tecnologías incluyen Omni Directional Suspensión™ (ODS™), el sistema de protección contra impactos multidireccionales (MIPS®), SuperSkin® y tecnología de turbina de 360°.

En un casco con Omni Directional Suspension™ (ODS™), la calota exterior y el forro están separados por componentes ODS™. No obstante, los componentes ODS™ añaden masa y volumen al casco. Además, los componentes ODS™ incluyen componentes duros adheridos al interior de la calota exterior. Como resultado, el sistema ODS™ requiere el uso de un forro duro y rígido para alojar los componentes duros. Así mismo, existe la posibilidad de que los componentes individuales ODS™ se desprendan debido al desgaste.

En un casco que incorpora el MIPS®, el casco incluye una calota exterior, un forro interior y una capa de baja fricción. La capa de baja fricción se encuentra en el interior del forro de espuma, contra la cabeza, de manera que el forro de espuma que absorbe los impactos no esté en contacto directo con la cabeza. No obstante, el uso de la capa de fricción y sus accesorios reduce la capacidad del casco para absorber eficazmente una fuerza de impacto. Así mismo, La tecnología MIPS® añade masa y volumen al casco.

En un casco con SuperSkin®, se aplica una capa de membrana y lubricante a la calota exterior del casco. La capa reduce la fricción entre la calota exterior y la superficie de impacto, reduciendo así los efectos angulares (de rotación) en la cabeza y el cerebro.

En un casco con tecnología de turbina de 360°, varias turbinas circulares están situadas en el interior del forro de espuma, contra la cabeza. Si bien la tecnología añade una masa mínima al casco, algunas partes de las turbinas pueden desprenderse por el desgaste y, por tanto, puede no brindar la protección necesaria al usuario del casco durante un impacto.

El documento US2010/115686 divulga un dispositivo de bloqueo para fijar las posiciones relativas de las capas interior y exterior de un casco protector.

Con la excepción de la tecnología SuperSkin®, las tecnologías de casco mencionadas con anterioridad no tienen en cuenta todo el grosor y la masa del casco como factor para limitar la desaceleración. Además, las tecnologías de cascos mencionadas con anterioridad fomentan la incorporación de forros más duros y rígidos (espuma de poliestireno expandido y otras espumas). No obstante, los forros más duros y rígidos pueden ser perjudiciales para la eficacia de absorción de las fuerzas de impacto angular y de traslación del casco.

Sumario

Se describe un sistema de amortiguación de péndulo que mejora los cascos al reducir los efectos de aceleración y desaceleración angular en la cabeza y el cerebro sin poner en peligro la capacidad del casco para absorber fuerzas de traslación o angulares en impactos fuertes y leves. La presente divulgación se refiere a todos los cascos con una protección mejorada contra los efectos de aceleración y desaceleración angular y rotatoria en la cabeza.

De acuerdo con una realización, se proporciona un sistema de amortiguación de péndulo dentro del grosor de un casco para proteger de los impactos indirectos oblicuos y reducir los efectos de aceleración desaceleración angular en el cerebro de la persona que lleva el casco.

El sistema de amortiguación de péndulo responde al par de torsión que se aplica externamente en la superficie exterior de la calota del casco, así como en el interior del casco. Durante un impacto indirecto oblicuo, el sistema de amortiguación responde inmediatamente al par de torsión cuando se aplica por primera vez en la calota exterior del casco, en lugar de esperar a que el par de torsión se propague por el casco. En contraposición, los sistemas existentes responden únicamente al par de torsión que se aplica internamente en el casco y de manera retardada.

De acuerdo con una realización no reivindicada en la presente invención, un casco comprende una calota exterior dura, un forro compresible en contacto con una superficie interior de la calota exterior dura, y un forro de comodidad en contacto con una superficie interior del forro compresible. El orificio de amortiguación está definido longitudinalmente a lo largo de un eje longitudinal y a través de la calota exterior dura, el forro compresible y el forro de comodidad. El casco también incluye un sistema de amortiguación de péndulo dispuesto en el orificio de amortiguación y que se extiende longitudinalmente desde la calota exterior hasta el forro de comodidad. El sistema de amortiguación de péndulo tiene una masa de péndulo que se puede desplazar lateralmente dentro del orificio de amortiguación.

El sistema de amortiguación de péndulo puede incluir un anclaje exterior unido a la calota exterior dura, una varilla acoplada de manera flexible al anclaje exterior y que se extiende longitudinalmente hacia adentro, hasta la masa del péndulo a la que está acoplada la varilla, y un estabilizador de cabeza acoplado de manera flexible a la masa del péndulo y separado longitudinalmente y hacia adentro de la masa del péndulo. El estabilizador de cabeza está configurado para engancharse directamente a la cabeza de un usuario del casco y, así, acoplar la masa del péndulo a la cabeza del usuario. El sistema de amortiguación de péndulo también puede incluir un miembro elástico que se extiende entre la masa del péndulo y el estabilizador de cabeza. Como respuesta al par de torsión aplicado externamente en la calota exterior durante un impacto, la masa del péndulo oscila lateral y/o longitudinalmente en el orificio de amortiguación para facilitar la disipación de la energía del impacto.

De acuerdo con otra realización, un casco incluye una calota exterior dura, un forro compresible en contacto con una superficie interior de la calota exterior dura, y un forro de comodidad en contacto con una superficie interior del forro compresible. Un orificio de amortiguación se define longitudinalmente a lo largo de un eje longitudinal a través de la calota exterior dura, el forro compresible y el forro de comodidad. Además, el casco incluye un sistema de amortiguación de péndulo dispuesto en el orificio de amortiguación y que se extiende longitudinalmente desde la calota exterior hasta el forro de comodidad. El sistema de amortiguación incluye un disco compresible exterior unido a la calota exterior, una varilla acoplada al disco exterior y que se extiende longitudinalmente hacia adentro, hasta un disco interior compresible al que se acopla la varilla, estando el disco compresible interior unido al forro compresible, y un estabilizador de cabeza acoplado de manera flexible al disco compresible interior y separado longitudinalmente y hacia adentro del disco compresible interior. El estabilizador de cabeza está configurado para engancharse a la cabeza de un usuario del casco. El sistema de amortiguación también incluye un miembro elástico que se extiende entre el disco compresible interior y el estabilizador de cabeza. El miembro elástico está integrado en un espacio dentro del forro de comodidad. La varilla puede ser rígida o compresible.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 ilustra las fuerzas involucradas en un impacto entre el casco que lleva puesto el usuario y el suelo.

La figura 2 ilustra gráficamente el par de torsión aplicado en el casco como resultado de un impacto indirecto oblicuo.

La figura 3 ilustra esquemáticamente una vista en sección del cerebro del usuario del casco de la figura 2 durante el impacto indirecto oblicuo.

La figura 4 muestra un centro de aceleración y desaceleración angular de la cabeza dentro del casco de la figura 2.

La figura 5 es un gráfico que muestra el efecto de la masa añadida en la cabeza de un cadáver y los efectos sobre la aceleración rotatoria del cadáver en dos niveles de inercia de impacto.

La figura 6a es una vista esquemática en sección transversal de una realización de un sistema de amortiguación de impactos de péndulo de conformidad con la presente divulgación.

La figura 6b es una sección transversal esquemática despiezada de una parte superior del sistema de amortiguación de impactos de péndulo mostrado en la figura 6a.

La figura 6c muestra una vista isométrica de un ejemplo del amortiguador de la figura 6a.

La figura 6d muestra una vista del amortiguador de la figura 6c a lo largo de la sección 6-6 de la figura 6c.

La figura 7a es una ilustración de una realización de un sistema que emplea una pluralidad de amortiguadores y correas.

La figura 7b ilustra una parte de una correa mostrada en la figura 7a.

La figura 8a es una vista esquemática en sección transversal del sistema de amortiguación de impactos de péndulo de la figura 6a, que muestra su respuesta durante una primera fase (aceleración de "aumento") provocada por un impacto indirecto oblicuo.

La figura 8b es una sección transversal esquemática despiezada de una parte superior del sistema de amortiguación de impactos de péndulo de la figura 8a.

La figura 9a es una vista esquemática en sección transversal del sistema de amortiguación de impactos de péndulo de la figura 8a, que muestra su respuesta durante una segunda fase (aceleración de "reducción") que va después de la primera fase.

La figura 9b es una sección transversal esquemática despiezada de una parte superior del sistema de amortiguación de impactos de péndulo de la figura 9a.

La figura 10a es una vista esquemática en sección transversal de una segunda realización de un sistema de amortiguación de péndulo de conformidad con la presente divulgación.

La figura 10b es una sección transversal esquemática despiezada de una parte superior del sistema de amortiguación de impactos de péndulo mostrado en la figura 10a.

La figura 11a es una vista esquemática en sección transversal de una tercera realización de un sistema de amortiguación de conformidad con la presente divulgación.

La figura 11b es una vista esquemática en sección transversal del sistema de amortiguación de la figura 10a que muestra su respuesta durante una primera fase (aceleración de "aumento") provocada por un impacto oblicuo indirecto. La figura 11c es una vista esquemática en sección transversal del sistema de amortiguación de la figura 10a, que muestra su respuesta durante una segunda fase (aceleración de "reducción").

La figura 12 es una vista en sección lateral de una realización de un casco que incluye otra realización de un sistema de sujeción.

Descripción detallada

Los tipos de impacto se pueden clasificar como impactos que involucran una fuerza de traslación (lineal) e impactos que involucran una fuerza de rotación, que pueden producirse juntos en un impacto o por separado. Para impactos que involucran una fuerza de traslación pura, la cabeza con casco del conductor experimenta un movimiento rápido de aceleración o desaceleración en línea recta sin rotar alrededor del centro de gravedad del cerebro, que se encuentra en la región pineal del cerebro. Para impactos que involucran una fuerza de rotación pura, la cabeza con casco experimenta una rápida aceleración o desaceleración rotatoria alrededor del centro de gravedad del cerebro.

La figura 4 muestra el centro de aceleración (y desaceleración) angular situado aproximadamente en la sexta vértebra cervical en la columna cervical inferior. Para impactos que involucren aceleración puramente angular, el centro de gravedad del cerebro se inclinará rápidamente hacia adelante, hacia atrás o hacia los lados alrededor del centro de angulación. Para impactos que involucren el centro de aceleración angular situado más arriba en la columna cervical o en la base del cráneo, la cabeza ejercerá una mayor aceleración rotatoria y efectos de desaceleración en el cerebro. Cuanto mayor sea el grado de aceleración rotatoria experimentado por la cabeza con casco, mayores serán las lesiones por cizallamiento que sufrirá el cerebro, tal y como se comentará con mayor detalle más adelante. La magnitud y duración del tiempo de aceleración y desaceleración angular determinarán la gravedad de la lesión cerebral sufrida, tal y como se comentará con mayor detalle más adelante.

Muchos impactos involucran una combinación de fuerzas de traslación y rotación. Las fuerzas involucradas en un impacto se muestran en la figura 1. Estas incluyen: la fuerza descendente Fg debido a la gravedad, que es el peso de la cabeza con casco (más el cuerpo); la fuerza ascendente -Fg debida a la superficie de impacto que actúa sobre la cabeza con casco, que es la fuerza de reacción (tercera ley del movimiento de Newton: por cada acción habrá una reacción igual y opuesta); la fuerza horizontal aplicada Faplicada, que es el componente de traslación de la fuerza combinada que actúa sobre la cabeza con casco del conductor y que siempre actúa hacia adelante; y la fuerza de fricción horizontal Facción debida a la superficie de la carretera que actúa sobre la calota exterior del casco, que siempre actúa de manera opuesta a la fuerza horizontal aplicada.

Con referencia a la figura 2, un impacto indirecto oblicuo que se muestra en el lado derecho del casco, por encima de la visera, hace que la cabeza (y el cuerpo) del conductor experimente una fuerza de torsión pronunciada, que es el componente rotatorio de la fuerza combinada, que actúa sobre un punto de rotación. La fricción creada entre la calota exterior del casco y la superficie de la carretera crea un efecto de agarre momentáneo en el casco, dando como resultado que la cabeza con casco del conductor experimente un par de torsión que provoca efectos de desaceleración o aceleración en el cerebro. Muchas lesiones de traumatismos en la cabeza (por ejemplo, que sufren los motociclistas y ciclistas) son provocadas por las fuerzas de rotación que habitualmente se generan como resultado de que la cabeza con casco experimente un impacto oblicuo indirecto de este tipo con una superficie dura de la carretera u otro objeto inmóvil.

La figura 3 muestra una vista esquemática del cerebro de un usuario del casco de la figura 2 con la parte superior del cráneo eliminada para que la ilustración sea más clara. El cerebro es un tejido blando gelatinoso suspendido dentro del cráneo en una acumulación de líquido cefalorraquídeo. El cerebro está cubierto por tres capas de membranas en las que la capa más externa, llamada duramadre, está conectada al interior del cráneo en varios puntos de sutura que sirven para suspender el cerebro dentro del cráneo. La rápida aceleración o desaceleración rotatoria produce fuerzas de cizallamiento que afectan a los diversos puntos de sutura y diferentes masas del cerebro, provocando así el estiramiento y desgarro de las fibras de los axones nerviosos y la rotura de las venas emisarias. Se ha informado de que los dos límites de tolerancia para la aceleración rotatoria son 1.800 rad/s2 para conmoción cerebral y 5.000 rad/s2para la rotura de las venas emisarias. Las fuerzas de cizallamiento se producen notablemente en las uniones entre tejidos cerebrales de diferentes densidades. Por ejemplo, la sustancia gris tiene una densidad mayor que la sustancia blanca, lo hace que ciertas partes del cerebro se muevan a diferentes velocidades dentro del cráneo. Por ejemplo, la parte interna del cerebro quedará rezagada con respecto a la parte externa del cerebro.

Los tejidos del cerebro pueden resultar dañados si se someten a una aceleración o desaceleración más allá de sus respectivos límites de tolerancia.

Así mismo, la magnitud y el tiempo de duración de la aceleración y desaceleración angular son factores que pueden afectar a la gravedad de la lesión cerebral sufrida. Por lo general, cuanto mayor sea el tiempo de aplicación de la fuerza de impacto en el casco, menos trabajo tendrá que hacer el casco para absorber dicha fuerza. Esto se basa en la siguiente ecuación de impulso:

F x t=m x Av, (1)

donde "F" representa la fuerza de impacto, "t" representa el tiempo de aplicación de la fuerza (tiempo de interacción del impacto), "m" representa la masa del casco y "Av" representa un cambio en la velocidad. Dicho de otra forma, el casco trabaja absorbiendo la fuerza del impacto durante el tiempo de interacción del impacto.

Algunos cascos de espuma están hechos de espuma dura de una sola densidad (por ejemplo, similar a la espuma utilizada en los cascos de bicicleta). Un casco de espuma tan duro, cuando se somete a un impacto, experimentará un tiempo de impacto reducido y una gran desaceleración de la cabeza, requiriendo que el casco realice una cantidad de trabajo relativamente importante para absorber la fuerza del impacto. Los cascos de espuma dura, por lo general, no pueden absorber la fuerza del impacto y hacen poco por reducir la fuerza que se transmite del casco a la cabeza.

Además, algunos cascos incluyen materiales de espuma compresible para proporcionar una desaceleración gradual debido a la compresión de la espuma. La compresión de tales materiales puede reducir la desaceleración de la cabeza, de modo que el tiempo de impacto de la interacción sea mayor. Como resultado del mayor tiempo de impacto, hay una reducción (en comparación con un impacto en la cabeza cuando se utiliza un casco con un forro de espuma dura) de las fuerzas que se trasmiten del casco a la cabeza.

Como se ha indicado anteriormente, la aceleración rotatoria del cerebro no ocurre sola en la mayoría de los impactos. No obstante, las interacciones entre la cabeza y el cuello favorecen la producción de aceleración angular en el momento del impacto. Cuando hay una combinación de aceleración de traslación y rotatoria, la aceleración angular es la forma más común de lesión inercial de la cabeza. La figura 4 muestra el centro de aceleración (y desaceleración) angular situado aproximadamente en la sexta vértebra cervical en la columna cervical inferior. Para impactos que involucran aceleración angular, el centro de gravedad del cerebro se inclinará rápidamente hacia adelante, hacia atrás o hacia los lados alrededor del centro de angulación del cuello. Para impactos que involucren el centro de aceleración angular situado más arriba en la columna cervical o en la base del cráneo, la cabeza ejercerá una mayor aceleración rotatoria y efectos de desaceleración en el cerebro.

Cuanto mayor sea la masa del casco 1 en la cabeza del conductor, mayores serán los efectos de la aceleración o desaceleración rotatoria en el cerebro. La figura 5 muestra los efectos de la masa añadida a la cabeza de un cadáver y los efectos sobre la aceleración rotatoria del cadáver en dos niveles de inercia de impacto. La cabeza humana promedio pesa alrededor de 1,5 kilogramos. Como se muestra en la figura 5, el efecto sobre la aceleración rotatoria de la masa añadida de un casco aumenta lentamente hasta 1.000 gramos, pero después, el efecto aumenta a una mayor velocidad por encima de los 1.000 gramos. Además, el efecto sobre la aceleración rotatoria de la masa añadida de un casco es más pronunciado en niveles de inercia de impacto más bajos que en niveles de inercia de impacto más altos. Por tanto, minimizar la cantidad añadida de masa a un casco es beneficioso para reducir los efectos de aceleración y desaceleración rotatoria en el cerebro.

Las figuras 6a y 6b muestran vistas esquemáticas en sección transversal de un casco 1 que está configurado para que un usuario lo lleve puesto en la cabeza 2 y que incorpora una realización de uno o más amortiguadores de impacto de péndulo 3. Primero se hace referencia a la figura 6a, que muestra una sección transversal del amortiguador de impacto de péndulo 3, que se encuentra, al menos parcialmente, dentro de un orificio de amortiguación circular 4 que se está definido a través del grosor del casco 1. En una realización, el orificio 4 se extiende longitudinalmente alrededor de un eje longitudinal A-A desde el exterior del casco 1 al interior de este 1. En la figura 6a, el amortiguador de péndulo 3 se muestra en una posición neutro sin deformar, extendiéndose sustancialmente en paralelo al eje A-A. El amortiguador 3 se extiende desde un extremo exterior 3a hasta un extremo interior 3b.

Tal y como se utilizan en el presente documento, los términos "interior", "hacia adentro" y "hacia el interior" se refieren a las direcciones desde el exterior del casco hacia la cabeza 2 del usuario, y los términos "exterior", "hacia afuera" y "hacia el exterior" se refieren a direcciones desde el interior del casco hacia el exterior del casco que se alejan de la cabeza 2 del usuario. Además, tal y como se utilizan en el presente documento, los términos longitudinal y lateral, se refieren, respectivamente, a direcciones paralelas al eje A-A del orificio de amortiguación 4 y transversales al eje del orificio de amortiguación.

El casco 1 también puede incluir una calota exterior dura 5 y un forro de absorción de impactos 6, que se extiende contra una superficie de contacto interior de la calota exterior 5. El forro de absorción de impactos 6 puede estar hecho de espuma, tal como espuma de poliestireno expandido (EPS), por ejemplo. Alternativamente, el forro de absorción de impactos 6 puede estar hecho a partir de un material viscoelástico. El extremo exterior 3a del amortiguador 3 está unido a la calota exterior 5. El amortiguador 3 puede emplearse con cualquier casco deseado, incluidos cascos de motocicleta, bicicletas, esquí, patinaje, fútbol americano, equitación, así como los cascos utilizados por los trabajadores de la construcción, trabajadores de emergencia y personal militar.

El casco 1 también incluye un forro de comodidad 7 que se extiende contra una superficie de contacto interior 6a del forro de absorción de impactos 6. El forro de comodidad puede estar hecho de espuma acolchada, similar al acolchado de tapicería. El lado interior del forro de comodidad 7 está separado de un estabilizador de cabeza 12, que está unido al extremo interior 3b del amortiguador 3.

El orificio de amortiguación 4 está definido por una primera parte que se extiende longitudinalmente 4a y una segunda parte que se extiende longitudinalmente 4b, que están alineadas coaxialmente alrededor del eje A-A. En la realización mostrada en la figura 6a, las dos partes 4a, 4b tienen diferentes diámetros; es decir, la segunda parte 4b tiene un diámetro mayor que el de la primera parte 4a. En una realización, la primera parte 4a se extiende hacia adentro desde el lado exterior de la calota exterior dura 5 hasta un punto de transición 4c situado dentro del forro de absorción de impactos 6. En otra realización, el orificio de amortiguación 4 no tiene por qué extenderse a través de la calota exterior dura 5. El punto de transición 4c es un punto donde varían los diámetros de las dos partes 4a, 4b del orificio de amortiguación 4. La segunda parte 4b se extiende desde el punto de transición 4c hasta un lado interior 7a del forro de comodidad 7.

El amortiguador 3 puede dividirse conceptualmente en secciones de la siguiente manera: 1) un anclaje exterior 8; un cuello exterior 14; un eje 9; una masa de péndulo 10; un elemento elástico 11, y un estabilizador de cabeza 12.

El anclaje exterior 8 se puede unir (por ejemplo, adherir, fusionar, pegar, etc.) a la calota exterior 5 del casco 1 y/o al forro de absorción de impactos 6. En la realización mostrada en la Fig. 6a, una superficie lateral 8a del anclaje exterior 8 puede estar unida a una superficie de contacto complementaria de la primera parte 4a del orificio 4 dentro del espesor exterior del forro de absorción de impactos 6. En una realización, el extremo exterior 8b del anclaje 8 puede estar a ras o sobresalir de la superficie exterior 5a de la calota rígida 5. Como alternativa, en caso de que el orificio 4 no se extienda a través de la calota exterior dura 5, el extremo exterior del anclaje puede estar en contacto con una superficie interior 5b de la calota exterior dura 5.

El cuello flexible 14 se extiende hacia adentro desde el anclaje exterior 8. El cuello flexible 14 puede incluir, al menos, una parte que se estrecha o ahusada y se puede conformar sustancialmente con forma de reloj de arena, como se muestra en la figura 6a. El cuello exterior 14 también está conectado a un extremo exterior 9a del eje 9. El eje 9 y el cuello flexible 14 están separados y no tienen contacto con la superficie interior del orificio 4. El cuello 14 proporciona una conexión flexible y elástica entre el eje 9 y el anclaje exterior 8 para permitir que el eje 9 pivote alrededor del cuello 14, de modo que el eje 9 pueda desviarse en un ángulo con respecto al eje longitudinal A-A en al menos una configuración, tal y como se describirá con mayor detalle más adelante. En la posición neutro sin deformar mostrada en la figura 6a, el eje 9 cuelga holgadamente del cuello flexible 14, paralelo al eje A-A, dentro del orificio de amortiguación circular 4. Además, en la posición neutro que se muestra en la figura 6a, el anclaje exterior 8, el cuello 14 y el eje 9 se extienden coaxialmente a lo largo del eje longitudinal A-A.

Un extremo interior 9b del eje 9 está conectado a la masa del péndulo 10. En la realización mostrada en la figura 6a, la masa del péndulo 10 tiene un diámetro mayor que el del anclaje 8 y el eje 9, pero menor que el de la segunda parte 4b del orificio de amortiguación 4. Así, en la posición neutro mostrada en la figura 6a, la masa del péndulo 10 está separada lateralmente y cuelga holgadamente dentro de la segunda parte 4b del orificio de amortiguación 4, justo hacia el interior del punto de transición 4c.

La masa del péndulo 10 está conectada a un extremo exterior 1 la del miembro elástico 11. La conexión entre la masa del péndulo 10 y el elemento elástico 11 es flexible y elástica. El miembro elástico 11 es extensible, compresible y puede pivotar alrededor del eje longitudinal A-A para permitir el movimiento de la masa del péndulo 10 en sentido longitudinal y lateral dentro de la segunda parte 4b del orificio 4. El miembro elástico 11 está configurado para deformarse elásticamente en uno o más de: cizallamiento, deslizamiento rotatorio, así como compresión, cuando el amortiguador 3 se desvía de su posición neutro, como cuando la masa del péndulo 10 se mueve lateralmente con respecto al eje A-A durante un incidente de impacto, tal y como se describe en mayor detalle más adelante. El miembro elástico 11 se puede desviar en un ángulo con respecto al eje longitudinal A-A, como se describirá más adelante en el presente documento con mayor detalle y volverá a su posición no desviada que se muestra en la figura 6a. El interior del miembro elástico 11 puede ser macizo o tubular y hue

Un extremo interior 11b del miembro elástico 11 está conectado al estabilizador de cabeza 12. La conexión entre el estabilizador de cabeza 12 y el elemento elástico 11 es flexible y elástica con el fin de permitir que el elemento elástico 11 se desvíe lateralmente en un ángulo con respecto al estabilizador de cabeza 12, así como que se extienda y comprima longitudinalmente con respecto al estabilizador de cabeza 12. Una superficie interior del estabilizador de cabeza 12 está configurada para entrar en contacto o engancharse de otra manera a la cabeza 2 en o cerca de una posición predeterminada sobre la cabeza 2, como la coronilla. El estabilizador de cabeza 12 puede mejorar el efecto de amortiguación del forro de comodidad 7, así como añadir estabilidad para sujetar la cabeza 2 dentro del casco 1. Hay un espacio 22 definido entre el estabilizador de cabeza 12 y la superficie interior 7a del forro de comodidad 7. El espacio 22 permite que el flujo de aire entre y salga del orificio 4. Debido al movimiento relativo entre el casco 1 y la cabeza 2 durante el uso, el espacio 22 puede cambiar de tamaño o incluso cerrarse temporalmente.

La figura 6b muestra una vista despiezada de una parte superior de la figura 6a. Como se muestra en la figura 6b, el anclaje exterior 8 puede definir dos salidas de aire 13. Las salidas de aire 13 pueden conformarse como orificios pasantes cilíndricos que se extienden longitudinalmente a través del anclaje exterior 8. Las salidas de aire 13 pueden estar alineadas con los orificios conformados en la calota exterior 5. Las salidas de aire 13 se utilizan para transportar aire entre el exterior del casco 1 y el interior de este 1. En ese sentido, las salidas de aire 13 están en comunicación con el espacio 22, de modo que el aire puede fluir a través del orificio 4 entre las salidas de aire 13 y el espacio 22.

En una realización, el diámetro de la primera parte 4a del orificio de amortiguación 4 puede ser de 10 mm a 30 mm, y el diámetro de la segunda parte 4b del orificio de amortiguación 4 puede ser de 20 mm a 40 mm. Así mismo, la distancia lateral entre el eje cilíndrico 9 y la primera parte del orificio de amortiguación 4 puede ser de 2 mm a 10 mm, y la distancia entre la periferia exterior de la masa del péndulo 10 y la segunda parte del orificio de amortiguación 4 puede ser de hasta 10 mm, y más preferentemente, puede ser de 5 a 10 mm. En una realización, la longitud de la primera parte 4a puede ser de 25 mm a 60 mm.

La figura 6c muestra una vista isométrica de una realización de un amortiguador 3 y la figura 6d muestra una vista en sección del amortiguador 3 a lo largo de la línea 6-6 en la figura 6c. En la realización mostrada, el ángulo incluido a entre las superficies exteriores del cuello 14 es de aproximadamente 127±10 grados y el ángulo incluido p entre las superficies exteriores del miembro elástico 11 es de aproximadamente 110±10 grados. Además, en la figura 6c, el estabilizador de cabeza 12 tiene un diámetro de 60 mm, la masa del péndulo 10 tiene un diámetro de 30 mm y el anclaje exterior cilíndrico 8 tiene un diámetro de 30 mm. La masa del péndulo 10 está separada longitudinalmente del estabilizador de cabeza 12 a aproximadamente 15 mm y está separada longitudinalmente de la sección cilíndrica 8 a aproximadamente 20 mm.

El amortiguador 3 puede estar hecho, en parte o en su totalidad, a partir de caucho o poliuretano (PU) que presenta una densidad uniforme en todas las partes del amortiguador 3. Además, el material que conforma el amortiguador 3 puede estar hecho, en parte o en su totalidad, a partir de al menos uno de Poron®, Armourgel, D30®, o algún otro material apropiado. El amortiguador 3 puede construirse como un miembro unitario o como un conjunto formado por uno o más de: el anclaje externo 8, el cuello exterior 14, el eje 9, la masa del péndulo 10, el miembro elástico 11 y el estabilizador de cabeza 12. En una realización, cada una de las secciones antes mencionadas del amortiguador de péndulo 3 puede tener la misma o diferente compresibilidad o rigidez, donde la rigidez tiene una relación inversamente proporcional a la compresibilidad. En una realización, el anclaje exterior 8 y el eje 9 pueden tener la mayor rigidez, mientras que la masa del péndulo 10, el miembro elástico 11 y el estabilizador de cabeza pueden construirse con una rigidez relativamente menor. De conformidad con las enseñanzas de la presente divulgación, el material empleado y los valores seleccionados para la compresibilidad o rigidez de cada sección del amortiguador 3 permiten que el amortiguador 3 lleve a cabo su efecto deseado al absorber la aceleración y desaceleración angular durante un impacto indirecto oblicuo o un impacto de traslación.

La figura 7a muestra una vista en planta de una disposición de ejemplo en la que hay dispuesta una pluralidad de amortiguadores 103 en un diseño de montaje de un casco, como el casco 1. En el ejemplo de la figura 7a, no se muestra el casco para que la ilustración sea más clara. Los amortiguadores 103 son los mismos que los amortiguadores 3, pero con la excepción de que el estabilizador de cabeza 112, que está modificado a partir del estabilizador de cabeza 12, define una pluralidad de conjuntos 18 de orificios 18a, cuya función se describirá con mayor detalle a continuación. Los orificios 18a de cada conjunto 18 están separados radialmente entre sí. Además, cada conjunto 18 está separado circunferencialmente de la misma manera de un conjunto 18 adyacente. En la realización mostrada en la figura 7a, los conjuntos 18 adyacentes de orificios 18a están separados aproximadamente 45 grados.

Los amortiguadores 103 están conectados por una pluralidad de tirantes flexibles 17. En este ejemplo, se muestran cinco amortiguadores 103 montados en diferentes ubicaciones en el diseño de montaje. Los amortiguadores 103 están dispuestos de modo que en el casco hay un estabilizador central 112a que entra en contacto con la coronilla, dos estabilizadores de cabeza 112b, 112c, que están para hacer contacto con la parte delantera derecha e izquierda de la cabeza, y dos estabilizadores de cabeza 112d, 112e, que están para hacer contacto con la parte posterior derecha e izquierda de la cabeza. Como se muestra en la figura 7a, cuatro de los estabilizadores de cabeza 112b, 112c, 112d y 112e están dispuestos en un diseño cuadrado alrededor del estabilizador central 112a.

Los cinco estabilizadores de cabeza 112a a 112e están conectados entre sí por los tirantes flexibles (por ejemplo, cintas o correas) 17, una de las cuales se muestra con mayor detalle en la figura 7b. Específicamente, los cuatro estabilizadores 112b a 112e, que rodean el estabilizador central 112a, están conectados por tirantes 17 en un diseño cuadrado, y esos cuatro estabilizadores 112b a 112e están conectados, cada uno, al estabilizador central a través de otros tirantes 17 en un diseño en x. Los tirantes flexibles 17 facilitan el posicionamiento de cada respectiva masa de péndulo 110 de cada amortiguador 103 dentro de un orificio correspondiente (por ejemplo, el orificio 4 del casco 1) y, por lo tanto, la colocación correcta de cada estabilizador de cabeza 112a a 112e con respecto a la cabeza. Cada tirante 17 está conectado, por sus extremos, a un par de estabilizadores 112.

Como se muestra con mayor detalle en la figura 7b, cada tirante 17 tiene una pluralidad de conjuntos 19 de salientes 19a que se extienden hacia adentro desde un lado que mira hacia adentro 20 del tirante 17. Cada conjunto 19 de salientes 19a está configurado para ser recibido en un conjunto correspondiente 18 de orificios 18a que hay en el tirante 17. En una realización, los tirantes 17 están conformados a partir de plástico flexible y pueden construirse como los cierres traseros (snapback) de una gorra de béisbol. Cada tirante 17 tiene también un orificio pasante 21 (figura 7a) en su centro entre los extremos del tirante 17. Los estabilizadores de cabeza 112a a 112e se pueden acoplar a un sistema de retención (no mostrado) a través de tirantes 17 para sujetar además el casco a la cabeza o al mentón del usuario. Por ejemplo, en una realización, un barboquejo, como el que se muestra en la figura 12, puede conectarse a los orificios 21 de los tirantes 17, que están conectados a los estabilizadores de cabeza 112a a 112e.

Debido a las diferencias en los tamaños de los cascos para poder adaptarse a los diferentes tamaños de cabezas, la separación entre los estabilizadores de cabeza 112 puede variar. Por tanto, para adaptarse a tal variabilidad de tamaño, los tirantes 17 pueden fabricarse de modo que sus longitudes se puedan dimensionar en función del tamaño del casco al que se acoplan los tirantes 17. En una realización, por ejemplo, los tirantes 17 pueden estar hechos de una tira continua de material que tenga conjuntos 19 de salientes separados regularmente que se extienden desde los mismos, de tal manera que el material se pueda cortar en longitudes en función de la separación de los estabilizadores de cabeza 112 para el tamaño de casco respectivo. Como alternativa, en otra realización, los tirantes 17 pueden configurarse para poder ajustarlos sin tener que cortarlos, por ejemplo, haciéndolos como un conjunto de dos piezas con una pieza que tiene una serie de conjuntos 19 de salientes 19a y otra pieza de acoplamiento con una serie de conjuntos 18 de orificios pasantes 18a que pueden recibir los salientes 19a, igual que los cierres traseros ajustables (snapback) de dos piezas de las gorras de béisbol mencionados anteriormente.

En caso de impacto contra el casco 1, habrá un movimiento relativo entre el amortiguador 3 y el casco 1 descrito anteriormente, de manera que el amortiguador 3 se desviará de la posición neutro que se muestra en la figura 6a. En caso de un impacto indirecto oblicuo en el casco 1, como el que se muestra en la figura 2, el impacto puede verse como un suceso de dos fases: una primera fase de aumento; y una segunda fase de reducción después de la primera fase de aumento.

La figura 8a muestra un estado del amortiguador 3 de la figura 6a tras desviarse de su posición neutro durante la primera fase de aumento. Cuando el casco 1 experimenta un impacto indirecto oblicuo, el casco 1 experimenta una aceleración angular (denominada "aumento") debido a un par de torsión exterior aplicado en la calota exterior 5 del casco 1. El par de torsión exterior está representado por la flecha que apunta hacia la izquierda en la figura 8a. Como respuesta al par de torsión exterior aplicado, hay una respuesta de inercia del amortiguador 3 para contrarrestar el par de torsión aplicado, estando representada la respuesta por la flecha que apunta hacia la derecha en la figura 8a. En ese sentido, la masa 10 del péndulo que cuelga holgadamente permanece en el mismo estado de movimiento (inmóvil), mientras que la calota exterior 5, el forro 6 y el forro de comodidad 7 se mueven hacia la izquierda, provocando así la inclinación/flexión/cizallamiento del eje 9 en el cuello estrecho 14 y, de forma similar, en el miembro elástico 11, así como entre el eje 9 y la masa del péndulo 10 y entre la masa del péndulo 10 y el miembro elástico 11. Si el par de torsión es suficientemente elevado, la masa del péndulo 10 puede entrar en contacto con la superficie interior del forro 6 que rodea la segunda parte 4b del orificio 4, como se muestra en la figura 8a. El efecto inercial del amortiguador 3 hará que el estabilizador de la cabeza 12 se enganche a la cabeza 2, de modo que la cabeza 2 permanezca inmóvil dentro del casco 1, reduciendo así los efectos de aceleración angular en el cerebro. La figura 8b muestra una vista despiezada de la parte superior del casco 1 mostrado en la figura 8a, que muestra las salidas de aire 13 y la flexión del cuello 14.

Después de la fase de aumento, comienza la fase de reducción, durante la cual el casco 1 sufrirá una desaceleración angular (rotatoria) y donde el casco 1 experimentará un par de torsión (representado por la flecha que apunta hacia la derecha en la figura 9a) en una dirección opuesta a la de la fase de aumento. La calota exterior 5, el forro 6 y el forro de comodidad 7 se mueven hacia la derecha, provocando así la inclinación/flexión/cizallamiento del eje 9 en el cuello estrecho 14 y, de forma similar, en el miembro elástico 11, así como entre el eje 9 y la masa del péndulo 10 y entre la masa del péndulo 10 y el miembro elástico 11. Durante la fase de reducción, la masa 10 se mueve hacia un lado del eje A-A opuesto al de la fase de aumento. La respuesta inercial del amortiguador 3 y, más en particular, la masa del péndulo 10, hará que el estabilizador de cabeza 12 se enganche a la cabeza 2 para que esta permanezca inmóvil dentro del casco 1, reduciendo así los efectos de desaceleración angular en el cerebro. La figura 9b muestra una vista despiezada de la parte superior del casco 1 mostrado en la figura 9a, que muestra las salidas de aire 13. Después de la fase de reducción, la masa del péndulo 10 volverá a su posición neutro a lo largo del eje A-A, tal y como se muestra en la figura 6a, de manera que la masa del péndulo habrá terminado una oscilación completa alrededor del eje A-A después de experimentar un impacto indirecto.

El casco 1 también puede experimentar fuerzas externas que no sean impactos meramente indirectos. Por ejemplo, el casco 1 también puede experimentar fuerzas externas que tengan un componente se dirija en la dirección longitudinal. Tal y como se ha descrito anteriormente, al menos el miembro elástico 11 del amortiguador 3 es compresible y extensible en la dirección longitudinal, de modo que, si el casco experimenta una fuerza externa en la dirección longitudinal, el movimiento relativo entre la calota exterior 5 y el forro de comodidad 7 puede hacer que el amortiguador 3 se comprima como un resorte para absorber parte de la fuerza del impacto junto con el forro de espuma 6.

La figura 10a muestra una vista en sección transversal de otra realización de un amortiguador de impacto de péndulo 203, con una construcción similar al amortiguador 3, pero donde los elementos similares se indican a partir del número "200". El miembro elástico 211 está configurado para la flexión, inclinación y cizallamiento. La principal diferencia entre el amortiguador 203 y el amortiguador 3 es que el diámetro de la masa del péndulo 210 del amortiguador 203 es mayor que la masa 10, de modo que en la posición neutro mostrada en la figura 10a, la masa 210 está en contacto con la superficie interior de una segunda parte 204a del orificio de amortiguación 204. La masa 210 puede estar conformada por un material compresible, tal como caucho. En vista de la masa 210 en contacto con la superficie interior de la segunda parte 204a en la posición neutro, la masa 210 puede oscilar menos alrededor del cuello 214 que lo que oscila la masa 10 alrededor del cuello 14 del amortiguador 3. En cambio, durante un impacto indirecto oblicuo, tal como se describe anteriormente con respecto a las figuras 8a-9b, el eje 209 se desviará angularmente con respecto al eje A-A y la masa 210 tenderá a comprimirse lateralmente contra el forro de espuma 205, que actuará para absorber energía. Las propiedades del material de la masa 210 pueden seleccionarse para lograr las respuestas de inercia deseadas durante las fases de aumento y reducción. Por ejemplo, para conseguir un mayor tiempo de aumento, se puede seleccionar para la masa 210 un material más compresible y, para conseguir un tiempo de aumento más corto, se puede seleccionar para la masa 210 un material menos compresible.

La figura 10b muestra una vista despiezada de una parte superior de la sección transversal de la figura 10a, que incorpora, opcionalmente, dos salidas de aire cilíndricas verticales 213 en los lados opuestos de la sección superior cilíndrica 208. Las salidas de aire 213 pueden conformarse como orificios pasantes cilíndricos. Las salidas de aire cilíndricas 213 se utilizan para transportar el aire entre el exterior del casco y el interior del casco a través del orificio de amortiguación 204.

La figura 11a muestra una sección transversal de una realización reivindicada de un amortiguador de impacto de péndulo 503, que se encuentra al menos parcialmente dentro de un orificio de amortiguación circular 504 definido a través del grosor de un casco 501. El orificio 504 se extiende longitudinalmente desde el exterior del casco 501 al interior del casco 501.

El casco 501 incluye una calota exterior dura 505 y un forro de absorción de impactos 506, que se extiende contra una superficie de contacto interior de la calota exterior 505. El forro de absorción de impactos 506 puede estar hecho de espuma, tal como espuma de poliestireno expandido (EPS), por ejemplo. Alternativamente, el forro de absorción de impactos 506 puede estar hecho a partir de un material viscoelástico. Un extremo exterior 503a del amortiguador 503 puede estar conectado a la calota exterior 505. El casco 501 también incluye un forro de comodidad 507 que se extiende contra una superficie de contacto interior del forro de absorción de impactos 506. El forro de comodidad 507 está separado de un estabilizador de cabeza 512, que está conectado a un extremo interior 503b del amortiguador 503. Si bien la realización mostrada en la figura 11a muestra el miembro elástico 511 directamente en contacto con el forro de comodidad 507, el miembro elástico 511 también puede estar separado lateralmente del forro de comodidad 507 y situarse en un orificio 504b que es ligeramente más grande que la extensión lateral del miembro elástico 511.

El orificio 504 que se extiende longitudinalmente está definido por dos partes, una primera parte 504a y una segunda parte 504b, que pueden tener el mismo diámetro o diámetros distintos, como se muestra en las figuras 11a y 11b. En la figura 11a, la primera parte 504a se extiende hacia adentro desde el lado exterior de la calota exterior dura 505 hasta un punto de transición 504c situado en una interfaz entre el forro de absorción de impactos 506 y el forro de comodidad 507. Una segunda parte 504b se extiende desde el punto de transición 504c a través del forro de comodidad hasta un lado interior 507a del forro de comodidad 507. El punto de transición 504c es un punto donde varían los diámetros de las dos partes 504a y 504b del orificio 504. En ese sentido, la segunda parte 504b tiene un diámetro menor que el primer diámetro 504a.

El sistema de amortiguación 503 puede dividirse conceptualmente en secciones: 1) un disco exterior 508, 2) un eje 509, 3) un disco interior 510, 4) un miembro elástico 511 y 5) un estabilizador de cabeza 512.

El disco exterior 508 está unido (por ejemplo, adherido, fusionado, pegado, etc.) a la calota exterior 505 del casco 501. Tal y como se muestra en la figura 11a, un reborde o pestaña 508a se puede extender desde alrededor del disco exterior 508 que se engancha a la superficie exterior de la calota exterior 505. El disco exterior 508 está hecho de un material compresible, tal como caucho. El disco exterior 508 tiene un diámetro que es sustancialmente el mismo que el de la primera parte 504a del orificio de amortiguación 504, de manera que el disco exterior 508 está parcialmente integrado en el orificio de amortiguación 504. El disco exterior 508 puede unirse a la calota exterior 505 y/o al forro de espuma 506. El disco exterior 508 tiene un orificio 508b formado longitudinalmente en el centro del disco exterior 508. El orificio central 508b recibe en su interior e inmoviliza un extremo superior 509a del eje 509. Al menos en una realización, todo el sistema de amortiguación 503 puede conformarse como una pieza unitaria, en vez de como un conjunto.

El eje 509 se extiende hacia adentro desde el disco exterior 508 hasta un extremo interior 509b, que es recibido y se inmoviliza en una abertura central 510a conformada en el disco interior 510. El eje 509 puede ser una varilla rígida que puede estar hecha de caucho duro. El eje 509 está separado de y no tiene contacto con una superficie interior del agujero 504. En una posición neutro sin deformar, mostrada en la figura 11a, el disco exterior 508, el eje 509 y el disco interior 510 se extienden coaxialmente a lo largo del eje longitudinal A-A.

Un reborde o pestaña 510b puede extenderse desde alrededor del disco interior 510 y puede acoplarse a una superficie interior del forro de espuma 506. El disco interior 510 puede estar hecho a partir de un material compresible, tal como caucho. El disco interior 510 tiene un diámetro que es sustancialmente el mismo que el de la primera parte 504a del orificio de amortiguación 504, de manera que el disco exterior 510 está en contacto con la superficie interior del orificio de amortiguación 504. El disco interior 510 puede estar unido al forro de espuma 506.

El miembro elástico 511 se extiende a través de la segunda parte 504b del orificio de amortiguación 504. El extremo interior 509b de la varilla 509 puede estar conectado a un extremo exterior 51 la del miembro elástico 511. El miembro elástico 511 está configurado para comprimirse longitudinalmente y pivotar con respecto al eje longitudinal A-A. El miembro elástico 511 puede estar conformado por al menos uno de: caucho, Poron®, Armourgel, D30®, u otro material compresible adecuado. Al menos en una realización, 508, 509, 510, 511 y 512 pueden conformarse en conjunto como una pieza unitaria a partir de uno de: PU, caucho, Poron®, Armourgel, D30®, u otro material compresible adecuado.

Un estabilizador de cabeza 512 está conectado a un extremo interior 511b del miembro elástico 511. El estabilizador de cabeza 512 está separado de una superficie interior 507b del forro de comodidad 507. Una superficie interior del estabilizador de cabeza 512 está configurada para entrar en contacto o engancharse de otra manera a la cabeza 502 en o cerca de una posición predeterminada sobre la cabeza 502. En una realización, el casco 501 puede incluir una pluralidad de amortiguadores 503 dispuestos con un diseño en el interior del casco 501, como el diseño que se muestra en la figura 7a.

La figura 11 b ilustra el posicionamiento del amortiguador 503 después de una fase de aumento de un impacto indirecto. Como se muestra en la figura 11b, un impacto indirecto oblicuo ejerce un par de torsión, indicado con la flecha a la derecha, que mueve los elementos del casco 501 que no son la varilla 509 hacia la derecha. La varilla 509 permanece inmóvil y acoplada a la cabeza 502 a través del estabilizador de cabeza 512. Como resultado del movimiento relativo y del enganche del estabilizador de cabeza 512 a la cabeza 502, los discos exterior e interior 508 y 510 están comprimidos lateralmente dentro del orificio 504 por la varilla rígida 509, mientras que el miembro elástico 511 experimenta al menos uno de inclinación/flexión/cizallamiento con respecto al eje longitudinal A-A. La energía absorbida por los discos compresibles 508 y 510 y el miembro elástico 511 reducen el par de torsión transferido a la cabeza 502.

La figura 11c ilustra el posicionamiento del amortiguador 503 después de una fase de reducción de un impacto indirecto. Durante la fase de "reducción", el casco 501 sufre una desaceleración angular (rotatoria) y experimenta un par de torsión, señalado por la flecha que apunta hacia la izquierda en la figura 11c (es decir, en una dirección opuesta a la de la fase de aumento). La calota exterior 505, el forro 506 y el forro de comodidad 507 se mueven hacia la izquierda, mientras que la varilla 509 permanece inmóvil y acoplada a la cabeza 502 a través del estabilizador de cabeza 512. Como resultado del movimiento relativo y del enganche del estabilizador de cabeza 512 a la cabeza 502, los discos exterior e interior 508 y 510 están comprimidos lateralmente dentro del orificio 504 por la varilla rígida 509, mientras que el miembro elástico 511 experimenta al menos uno de inclinación/flexión/cizallamiento con respecto al eje longitudinal A-A. Así, durante la fase de reducción, la varilla 509 se mueve hacia un lado del eje A-A opuesto al de la fase de aumento. La energía absorbida por los discos compresibles 508 y 510 y el miembro elástico 511 reduce el par de torsión que se transmite a la cabeza 502.

Después de la fase de reducción, los discos 508 y 510 se expandirán elásticamente y la varilla 509 volverá a su posición neutro a lo largo del eje A-A, tal y como se muestra en la figura 11a, de manera que la varilla 509 habrá finalizado una oscilación completa alrededor del eje A-A después de experimentar un impacto indirecto.

La varilla 509 puede ser compresible longitudinalmente en lugar de ser relativamente rígida, de modo que tanto la varilla 509 como el miembro elástico 511 puedan desviarse en la dirección longitudinal. El cambio a un material compresible para la varilla 509 puede proporcionar una mayor absorción de energía por parte del sistema de amortiguación 503, por ejemplo, durante impactos longitudinales. El miembro elástico 511 también debería proporcionar absorción de energía durante los impactos longitudinales/de traslación.

La figura 12 ilustra otra realización de un casco 601 que lleva puesto en la cabeza 602 un usuario. El casco 601 está construido, por lo general, de la misma manera que el casco 1 de las figuras 6a-6d, pero se diferencia en que el amortiguador 603 está montado en el casco 601. El amortiguador 603 comparte la misma construcción que el amortiguador 3 y los elementos similares se indican a partir del número "600". No obstante, el amortiguador 603 tiene mayores dimensiones que el amortiguador 3, de modo que se puede utilizar individualmente en el casco 601, en lugar de como uno de una pluralidad de amortiguadores dispuestos como los que se muestran en la figura 7a. Específicamente, este amortiguador 3 más grande se puede situar en la coronilla del casco como alternativa al uso de una pluralidad de elementos en el interior del casco, como se muestra en la figura 7a. El amortiguador 603 tiene un estabilizador de cabeza 612, que está unido a un barboquejo 615 y a una almohadilla para barbilla 616, que puede rodear la barbilla del usuario para retener el casco 601 en la cabeza 602 y facilitar la colocación del amortiguador 603 con respecto a la cabeza 602. El estabilizador de cabeza 612 es relativamente más grande que el estabilizador de cabeza 12 del amortiguador 3 y se puede conformar como un casquete. El casquete puede extenderse hasta la parte superior de la frente (línea del cabello) y por encima de las orejas. El barboquejo 615 puede ser elástico para facilitar la colocación de la almohadilla para barbilla 616 debajo de la barbilla del usuario. Mientras que el barboquejo 615 se puede utilizar para colocar el casco 601 con respecto a la cabeza 602, este 615 puede ser un barboquejo secundario utilizado junto con un barboquejo primario, no mostrado, para inmovilizar con mayor firmeza el casco 601 a la cabeza 602. Este barboquejo primario puede adherirse a ambos lados (por ejemplo, debajo de las orejas de la cabeza 602) de la superficie interior de la calota exterior 601.

En el presente documento se han descrito e ilustrado varias realizaciones de un sistema de amortiguación de impactos de péndulo. Aunque se han descrito las realizaciones particulares de la invención, no se pretende que la invención esté limitada a estas, ya que se pretende que la invención tenga un alcance tan amplio como lo permita la técnica y que la memoria descriptiva pueda leerse de la misma manera. Así, aunque se han divulgado materiales y configuraciones en particular, se apreciará que también se pueden utilizar otros materiales y configuraciones. Por tanto, los expertos en la materia apreciarán que se podrían realizar aún otras modificaciones en la invención proporcionada sin desviarse de su alcance reivindicado.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un casco (501) que comprende:

una calota exterior dura (505);

un forro compresible (506) en contacto con una superficie interior de la calota exterior dura (505);

un forro de comodidad (507) en contacto con una superficie interior del forro compresible (506), donde un orificio de amortiguación (504) está definido longitudinalmente a lo largo de un eje longitudinal (A-A) a través de la calota exterior dura (505), el forro compresible (506) y el forro de comodidad (507); y

caracterizado por un sistema de amortiguación de péndulo (503) dispuesto en el orificio de amortiguación (504) y que se extiende longitudinalmente desde la calota exterior (505) hasta el forro de comodidad (507), comprendiendo el sistema de amortiguación de péndulo (503):

un disco compresible exterior (508) unido a la calota exterior (505); una varilla (509) acoplada al disco exterior (508) y que se extiende longitudinalmente hacia adentro hasta un disco compresible interior (510) al que está acoplada la varilla (509); estando el disco compresible interior (510) unido al forro compresible (506);

un estabilizador de cabeza (512) acoplado de forma flexible al disco compresible interior (510) y separado longitudinalmente y hacia adentro del disco compresible interior (510), en donde el estabilizador de cabeza (512) está configurado para engancharse a la cabeza (502) de un usuario del casco (501); y

un miembro elástico (511) que se extiende entre el disco compresible interior (510) y el estabilizador de cabeza (512), en donde el miembro elástico (511) está integrado en un espacio dentro del forro de comodidad (507).

2. El casco (501) de la reivindicación 1, en donde:

la varilla (509) es rígida.

3. El casco (501) de la reivindicación 1, en donde:

la varilla (509) es compresible.

4. El casco (501) de la reivindicación 1, en donde:

el disco compresible exterior (508) y el disco compresible interior (510) están unidos a una superficie interior del orificio de amortiguación (504).

5. El casco (501) de la reivindicación 1, en donde:

el miembro elástico (511) es compresible longitudinalmente, extensible longitudinalmente y flexible alrededor del eje longitudinal (A-A).

6. El casco (501) de la reivindicación 1, en donde:

el miembro elástico (511) está conformado por al menos uno de: caucho, Poron®, D30® y Armourgel.

7. El casco (501) de la reivindicación 1, en donde:

la varilla 509, el disco interior (510) y el disco exterior (508) se extienden coaxialmente en una posición neutro sin deformar a lo largo del eje longitudinal A-A.

8. El casco (501) de la reivindicación 1, en donde:

el disco interior (510) tiene un diámetro que es sustancialmente el mismo que el de una primera parte (504a) del orificio de amortiguación (504), de modo que el disco exterior (508) está en contacto con una superficie interior del orificio de amortiguación (504).

9. El casco (501) de la reivindicación 1, que comprende, además:

una pluralidad de amortiguadores (503) dispuestos en los correspondientes de una pluralidad de orificios de amortiguación (504) correspondientes.

10. El casco (501) de la reivindicación 1, en donde:

como respuesta a un par de torsión ejercido por un impacto indirecto, la varilla (509) queda inmóvil y los discos interior y exterior (510, 508) se comprimen lateralmente, mientras que el miembro elástico (511) experimenta al menos una de inclinación, flexión y cizallamiento con respecto al eje longitudinal A-A.