MX2012011349A - Sistemas y metodos para formar una almohadilla protectora. - Google Patents

Abstract

Se proporciona una configuración de almohadilla protectora que incluye una placa dispersante de la energía corrugada colocada entre un elemento de espuma superior e inferior. La placa dispersante de la energía corrugada proporciona rigidez a lo largo de una primera dirección y flexibilidad en una segunda dirección para permitir que el diseño de la almohadilla maximice tanto la protección como la movilidad del atleta.

Description

SISTEMAS Y MÉTODOS PARA FORMAR UNA ALMOHADILLA PROTECTORA SOLICITUD RELACIONADA La presente solicitud reivindica la prioridad bajo 35 U.S.C. §119(e) de la Solicitud de Patente Provisional U.S. n° 61/319.830, presentada el 31 de marzo de 2010, titulada "Almohadilla Protectora", cuyos contenidos se incorporan aquí como referencia en su totalidad.

CAMPO TÉCNICO El presente sistema y métodos se refieren a almohadillas protectoras. Más específicamente, el presente sistema y métodos ejemplares se refieren a almohadillas protectoras configuradas para dispersar la energía asociada con un impacto.

ANTECEDENTES Las almohadillas para hombreras protectoras y otras almohadillas protectoras relacionadas con el deporte son usadas por los jugadores en un número de deportes de contacto, tales como fútbol americano, hockey, balompié, cricket, y lacrosse. Debido a la naturaleza física de tales deportes, es importante que la ropa protectora se ajuste a los jugadores con el almohadillado protector alineado con las áreas deseadas en los cuerpos de los jugadores. La ropa protectora incorrectamente alineada podría poner en peligro la seguridad del jugador. También es importante que la ropa protectora se ajuste de forma cómoda. Un ajuste incómodo podría impedir el desempeño mental y físico del jugador.

Específicamente, las almohadillas para los hombros en el fútbol americano están destinadas a proteger a los atletas de las lesiones en su cuerpo superior. El foco del diseño actual de las almohadillas para los hombros, por ejemplo en el fútbol americano, es la dispersión de los impactos. La Fig. 1 ilustra un ensamblaje (20) de almohadillas para los hombros tradicional. Como se ilustra, el ensamblaje (20) de almohadillas para los hombros incluye un peto flexible y un par de almohadillas (24) rígidas para los hombros unidas al peto (22). Un par de correas (30, 32) se extienden desde una porción trasera del peto (22) y se unen a una porción delantera del peto (36). Más particularmente, una primera correa (30) que se extiende desde el lado derecho trasero del peto se une a un lado derecho delantero (38) del peto, y una segunda correa (32) que se extiende desde el lado izquierdo trasero se une a un lado izquierdo delantero (40) del peto (22) .

El ensamblaje (20) de almohadillas para los hombros tradicional ilustrado puede incluir una almohadilla (26) para los hombros superior rígida y una almohadilla (28) para los hombros inferior rígida conectadas operativamente entre sí. Por ejemplo, la almohadilla (26) para los hombros superior se puede asegurar al peto (22) sobre el hombro mientras que la almohadilla (28) para los hombros inferior está conectada al peto (22) mediante una correa. Las almohadillas para los hombros inferiores pueden colgar en cierto modo libremente por encima de los bíceps del usuario, protegiendo así al usuario aunque no impidiendo la libertad de movimiento del usuario. Ejemplos adicionales de almohadillas protectoras tradicionales conocidas se muestran en: patente U.S. n° 4.610.304; patente U.S. n° 4.985.931; patente U.S. n° 7.168.104; y patente U.S. n° 7.647.651.

Las almohadillas para los hombros no deberían pesar excesivamente de manera que el jugador pierde velocidad y energía, ni deberían ser excesivamente voluminosas de manera que limiten la movilidad del jugador. Los sistemas de almohadillas atléticas tradicionales usan un sistema de dos piezas con una almohadilla blanda debajo de una coraza de plástico dura. Sin embargo, hay muchas formas diferentes de dispersar de forma eficaz el impacto, mejorar la seguridad de los jugadores, tener peso ligero, y permitir que el jugador siga móvil. Dispersando más eficientemente la energía de un impacto, un jugador será capaz de jugar durante períodos de tiempo más prolongados debido a una reducción de la lesión corporal y a mayores niveles debido a un aumento de la movilidad y confianza.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION En una de muchas realizaciones posibles, la presente almohadilla protectora ejemplar incluye una configuración de almohadilla para mejorar la protección proporcionada a atletas, a la vez que reduce el peso y mejora la movilidad. Específicamente, según una realización ejemplar, se proporciona una configuración de almohadilla protectora que incluye una placa corrugada dispersante de la energía colocada entre al menos un elemento de espuma, y en una realización, entre un elemento de espuma superior y un elemento de espuma inferior. La placa corrugada dispersante de la energía proporciona rigidez a lo largo de una primera dirección y flexibilidad en una segunda dirección para permitir el diseño de almohadillas que maximice tanto la protección como la movilidad de los atletas.

Según otra realización ejemplar, la presente almohadilla protectora ejemplar incluye una placa corrugada dispersante de la energía.

En todavía otra realización ejemplar, la presente almohadilla protectora ejemplar que incluye una placa corrugada dispersante de la energía incluye una pluralidad de orificios configurados para reducir el peso global a la vez que refuerza la integridad estructural de la placa.

Según todavía otra realización ejemplar, la presente almohadilla protectora ejemplar incluye una bisagra flexible que está configurada para proporcionar soporte estructural a la almohadilla protectora en una primera dirección a la vez que permite la flexión y movilidad en una segunda dirección.

Según una realización ejemplar, un sistema de almohadillas incluye un primer elemento de espuma, un segundo elemento de espuma, y un elemento estructural colocado entre el primer elemento de espuma y el segundo elemento de espuma, en el que el elemento estructural asume una forma de sección transversal sustancialmente sinusoidal.

Todavía otro aspecto de la descripción puede incluir cualquier combinación de las características mencionadas anteriormente, y puede incluir además el elemento estructural que es una lámina de polímero.

Todavía otro aspecto de la descripción puede incluir cualquier combinación de las características mencionadas anteriormente, y puede incluir además el primer elemento de espuma y el segundo elemento de espuma que son cada uno una espuma de poliuretano o una espuma SHOCKtec™ Air2Gel.

Aún otro aspecto de la descripción puede incluir cualquier combinación de las características mencionadas anteriormente, y puede incluir además el elemento estructural que es uno de un material polipropilénico o un material de policarbonato.

Todavía otro aspecto de la descripción puede incluir cualquier combinación de las características mencionadas anteriormente, y puede incluir además el elemento estructural que se fabrica de manera que dicha forma de sección transversal sinusoidal tiene una relación media de longitud de onda a altura o amplitud (?/?) de 2:1.

Todavía otro aspecto de la descripción puede incluir cualquier combinación de las características mencionadas anteriormente, y puede incluir además la forma de sección transversal sinusoidal que se mantiene en una única dirección para formar elevaciones sobre una superficie superior del elemento estructural.

Aún otro aspecto de la descripción puede incluir cualquier combinación de las características mencionadas anteriormente, y puede incluir además la almohadilla que se configura para doblarse en un plano transversal a las elevaciones .

Aún otro aspecto de la descripción puede incluir cualquier combinación de las características mencionadas anteriormente, y puede incluir además la almohadilla que se coloca en un ensamblaje atlético de almohadillas para los hombros de manera que dichas elevaciones están orientadas para imitar un movimiento natural de un jugador.

Todavía otro aspecto de la descripción puede incluir cualquier combinación de las características mencionadas anteriormente, y puede incluir además un elemento estructural que tiene una forma de sección transversal sinusoidal que muestra una relación media de longitud de onda a amplitud (?/?) de 2:1.

Todavía otro aspecto de la descripción puede incluir cualquier combinación de las características mencionadas anteriormente, y puede incluir además un elemento estructural que tiene una forma de sección transversal sinusoidal que muestra una relación media de longitud de onda a amplitud (?/?) que oscila de aproximadamente 0,5:1 a 4:1.

Todavía otro aspecto de la descripción puede incluir cualquier combinación de las características mencionadas anteriormente, y puede incluir además un elemento estructural que tiene una forma de sección transversal que muestra una relación variable de longitud de onda a amplitud a lo largo del elemento estructural para variar de forma predecible las características de flexión de la almohadilla protectora.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los dibujos que se acompañan ilustran diversas realizaciones del presente sistema y método, y son una parte de la memoria descriptiva. Las realizaciones ilustradas son simplemente ejemplos del presente sistema y método, y no limitan su alcance.

La FIG. 1 es una vista frontal de un ensamblaje de almohadillas para los hombros tradicional, según una realización ejemplar.

La FIG. 2 es una vista en perspectiva en despiece de un sistema de almohadilla de celda de espuma corrugada, según una realización ejemplar.

La FIG. 3A es una vista de sección transversal frontal de una placa corrugada, según una realización ejemplar.

La FIG. 3B es una vista de sección transversal frontal de una placa corrugada a medida que se le imparte una fuerza, según una realización ejemplar.

La FIG. 3C es una vista de sección transversal frontal de una placa corrugada que tiene un área de amplitudes diferentes, según una realización ejemplar.

La FIG. 4 es una vista de sección transversal lateral de una celda de espuma corrugada, según una realización ej emplar .

La FIG. 5A es una vista desde arriba de un sistema de placa de almohadillas para los hombros, según una realización ej emplar .

La FIG. 5B es una vista frontal de un sistema de placa de almohadillas para los hombros, según una realización ej emplar .

La FIG. 6 es una vista en perspectiva de un sistema de almohadillas para los hombros, según una realización ej emplar .

La FIG. 7 ilustra una vista en perspectiva desde arriba de un sistema de placa perforada, según una realización ej emplar .

Las FIGS. 8A y 8B ilustran estructuras ejemplares de absorción y dispersión de la energía, según diversas realizaciones ejemplares.

La FIG. 8C es una vista lateral de una bisagra flexible, según una realización ejemplar.

La FIG. 9 es una vista lateral de sección transversal parcial de un zapato que incluye una estructura de absorción y dispersión de la energía, según una realización ejemplar.

A lo largo de los dibujos, los números de referencia idénticos designan elementos similares, pero no necesariamente idénticos.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente descripción detalla un sistema y método para formar y usar una -almohadilla protectora ejemplar. Según una realización ejemplar, se proporciona una configuración de almohadilla para mejorar la protección a impactos de los atletas o cualquier usuario que use la almohadilla, a la vez que se reduce el peso y se mejora la movilidad. Específicamente, según una realización ejemplar, se proporciona una configuración de almohadilla protectora que incluye una placa corrugada dispersante de la energía colocada entre un elemento de espuma superior y un elemento de espuma inferior. Según una realización ejemplar, la configuración de almohadilla protectora se encierra en un elemento de encerramiento. La placa corrugada dispersante de la energía, colocada entre los elementos de espuma superior e inferior, proporciona rigidez a lo largo de una primera dirección y flexibilidad en una segunda dirección para permitir que el diseño de almohadilla maximice tanto la protección como la movilidad del atleta.

En la siguiente descripción, con fines explicativos, se exponen numerosos detalles específicos a fin de proporcionar una comprensión concienzuda de los presentes sistemas y métodos. Sin embargo, será manifiesto para un experto en la técnica que los presentes sistemas y métodos se pueden poner en práctica sin estos detalles específicos. La referencia en la memoria descriptiva a "una realización" o "una realización" significa que un rasgo, estructura o característica particular, descrito en relación con la realización, está incluido en al menos una realización. La aparición de la frase "en una realización" en diversos lugares en la memoria descriptiva no se refiere necesariamente en todos a la misma realización.

Como se usa en la presente memoria descriptiva y en las reivindicaciones anejas, el término "sinusoidal" u "onda sinusoidal" se debe interpretar de forma amplia para incluir cualquier elemento o característica que tenga un patrón que es similar a la curva de una función seno que tiene crestas y valles. Según la presente descripción ejemplar, un elemento que es "sinusoidal" o que tiene "onda sinusoidal" puede mostrar amplitudes y frecuencias variables a lo largo del elemento. Adicionalmente, la forma de las ondas que se repiten puede asumir cualquier número de perfiles de forma, incluyendo, pero de ningún modo limitándose a, curvas, triángulos, vértices cuadrados, formas de ondas escalonadas, y similares.

Adicionalmente, como se usa en la presente memoria descriptiva y en las reivindicaciones anejas, la expresión "relación de longitud de onda a amplitud" (?/?) se debe interpretar de forma amplia de manera que define la relación de la longitud de onda o período de la onda sinusoidal con relación al valor de amplitud de la longitud de onda correspondiente. De forma similar, la expresión "relación media de longitud de onda a amplitud" se debe interpretar de forma amplia como una relación de la longitud de onda o período medio de la onda sinusoidal con relación al valor medio de la amplitud de la longitud de onda correspondiente.

Como se menciona, el presente sistema y método ejemplar proporciona almohadillas para dispersar la energía de impacto de manera que hay una baja transferencia de la energía de impacto al usuario. Según una realización ejemplar, el presente sistema ejemplar se puede incorporar en cualquier número de elementos de absorción de impacto, incluyendo, pero de ningún modo limitándose a, almohadillas relacionadas con deportes, zapatos, cascos, equipo de protección industrial, ropa de combate, y similares. Por consistencia y facilidad de explicación solamente, el sistema y configuración de almohadillas protectoras presentes se describirá en el contexto de un sistema de almohadillas para fútbol americano. Sin embargo, se entenderá fácilmente que la presente configuración de almohadillas protectoras ejemplar se puede incorporar en cualquier número de aplicaciones de almohadillas protectoras, incluyendo, pero de ningún modo limitándose a, almohadilla para hockey, almohadillas para cricket, almohadillas para béisbol, almohadillas para lacrosse, guantes, cascos, ropa de protección industrial, zapatos, ropa contra motines, y similares.

Los sistemas de almohadillas para los hombros para el fútbol americano tradicionales actualmente en el mercado, similares a los ilustrados en la FIG. 1, usan una placa plástica (típicamente polipropileno) en el exterior de una celda de espuma para extender la carga del impacto sobre un área más grande que la del impacto original. Por el contrario, el presente sistema y método ejemplar dispersa el impacto formando una placa de plástico en una geometría de dispersión de la energía configurada para reducir o distribuir de forma más completa la energía de impacto que la celda de espuma circundante va a dispersar.

La FIG. 2 es una vista en perspectiva en despiece de un sistema de almohadilla de celda de espuma corrugada, configurada para mejorar la protección y flexibilidad, a la vez que se reduce el peso, según una realización ejemplar. Como se ilustra, el sistema de almohadilla de celda de espuma ejemplar incorpora la idea de una placa corrugada en un encerramiento amortiguador. Aunque el presente sistema ejemplar se puede poner en práctica asociando una placa corrugada con al menos un elemento amortiguador inferior, tal como una espuma, el presente sistema y método ejemplar se describirá, por facilidad de explicación solamente, incorporando una espuma como el elemento amortiguador. Sin embargo, se reconocerá que se puede usar cualquier número de materiales amortiguadores, incluyendo, pero de ningún modo limitándose a, un gel, un fluido encerrado, un material agregado, y similar. Según una realización ejemplar, el sistema (200) de celda de espuma corrugada incluye un elemento superior (220) de espuma y un elemento inferior (230) de espuma que tiene un elemento corrugado (210) colocado entre ellos. Según esta realización ejemplar, los elementos superior (220) e inferior (230) de espuma trabajan conjuntamente con el elemento corrugado (210) para tanto absorber como dispersar la energía recibida durante un impacto, a la vez que proporcionan movilidad mejorada y abanico de movimiento al usuario, en comparación con los sistemas de almohadillas para los hombros tradicionales. Adicionalmente, como se ilustra en la FIG. 2, se puede añadir espuma adicional (240) a cualquier lado del sistema (200) de celda de espuma corrugada para modificar el confort del sistema para el usuario. Más abajo se proporcionarán detalles adicionales de cada componente del concepto (200) de celda de espuma corrugada ejemplar.

Como se señala anteriormente, el elemento corrugado (210) se coloca adyacente a al menos un elemento de espuma, y, según una realización ejemplar, entre un elemento superior (220) de espuma y un elemento inferior (230) de espuma. Según una realización ejemplar, el elemento superior (220) de espuma y el elemento inferior (230) de espuma se pueden formar de materiales de espuma similares o distintos, para variar tanto la absorción de energía como la sensación del usuario. Como se usa en la presente memoria descriptiva, el término "espuma" se debe interpretar como cualquier sustancia que se forma mediante un atrapamiento de burbujas de gas en un líquido o un sólido, e incluirá configuraciones de celda abierta y cerrada. Según una realización ejemplar, se puede usar una espuma de poliuretano para formar el elemento superior (220) de espuma y el elemento inferior (230) de espuma. Como alternativa, se puede usar cualquier número de o combinaciones de espumas para formar el elemento superior (220) de espuma y el elemento inferior (230) de espuma, incluyendo, pero sin limitarse de ningún modo a, espuma cuántica, espuma de poliuretano (caucho de espuma) , espuma XPS, poliestireno, fenólica, espuma sintáctica, o cualquier otra espuma fabricada. Según una realización ejemplar, el elemento superior (220) de espuma y el elemento inferior (230) de espuma se forman de espuma SHOCKtec™ Air2Gel comercialmente disponible para la dispersión mejorada de impactos. Los presentes sistemas y métodos ejemplares se implementaron inicialmente usando espuma de poliuretano fabricada por Utah Foam Products (Nephi, UT) que tiene densidades y rigidez variables.

Según el presente sistema y método ejemplar, el elemento superior (220) de espuma y el elemento inferior (230) de espuma se pueden formar alrededor del elemento corrugado (210) vía cualquier número de métodos de formación de espumas, incluyendo, pero de ningún modo limitándose a, espumación de los elementos de espuma en el lugar alrededor del elemento corrugado (210), 'prensando la espuma alrededor del elemento corrugado, extruyendo la espuma para coincidir con el elemento corrugado, adhiriendo la espuma alrededor del elemento corrugado, sujetando mecánicamente la espuma al elemento corrugado, recortando o conformando de otro modo la espuma para coincidir con el elemento corrugado, o conformando de otro modo la espuma como es conocido en la técnica .

Adicionalmente, como se señala anteriormente, el concepto (200) de celda de espuma corrugada ejemplar incluye un elemento corrugado (210) formado de un material estructural colocado entre el elemento superior (220) de espuma y el elemento inferior (230) de espuma. Según esta realización ejemplar, el elemento corrugado (210) se puede formar de cualquier número de materiales termoplásticos, o de otros materiales estructurales flexionables . Aunque el presente sistema ejemplar se describe en el contexto de la placa que se forma de polipropileno o policarbonato, para formar la placa corrugada se puede usar cualquier número de materiales estructurales, incluyendo, pero de ningún modo limitándose a, polipropileno, policarbonato, incluyendo Lexan® de SABIC Innovative Plastics, poliamidas tales como nailon, y similares. Según una realización, Lexan® de SABIC Innovative Plastics se usa para formar el elemento corrugado (210) debido a su resistencia a la fractura y su módulo de elasticidad relativamente grande.

Según una realización ejemplar, el elemento corrugado (210) se forma para mostrar una forma de sección transversal sinusoidal. Como se señala anteriormente, aunque el presente sistema ejemplar se describe con un elemento corrugado (210) con un patrón curvado que se repite que es similar a la curva de una función seno que tiene crestas y valles. Según el presente sistema y método ejemplar, el elemento corrugado (210) las corrugaciones del elemento corrugado (210) pueden asumir cualquier número de perfiles de forma para formar los surcos y elevaciones alternantes, incluyendo, pero de ningún modo limitándose a, curvas, triángulos, vértices sustancialmente cuadrados, formas de ondas escalonadas, y similares .

La FIG. 3A es una vista de sección transversal frontal de un elemento corrugado (210), según una realización ejemplar. Según una realización ejemplar ilustrada en la FIG. 3A, la vista de sección transversal del elemento corrugado (210) asume una forma de onda sinusoidal consistente y que se repite. Como se ilustra, el elemento de sección transversal incluye un número de características medibles que se pueden modificar para variar la rigidez del elemento corrugado (210) en la dirección transversal a las elevaciones y para modificar la resistencia a impactos, la dispersión de la energía, y la durabilidad del elemento o placa corrugado. Como se muestra, el perfil de la onda (300) se puede modificar según la longitud de onda (310) de pico a pico o la frecuencia, el grosor (320) del material, y la altura (330) o amplitud de la onda. Según una realización ejemplar, el perfil de la onda usado en el elemento corrugado (210) ejemplar puede tener una longitud de onda (310) de pico a pico de entre 0,25 y 1,5 pulgadas, un grosor (320) del material de entre aproximadamente 0,015 y 0,1 pulgadas, y una altura (330) de la onda de entre aproximadamente 0,13 y 0,75 pulgadas. Según una realización ejemplar, el perfil de la onda usado en el elemento corrugado (210) ejemplar puede tener una longitud de onda (310) de pico a pico de aproximadamente 0,5 pulgadas, un grosor (320) del material de aproximadamente 0,031 pulgadas, y una altura (330) de la onda de aproximadamente 0,25 pulgadas. Sin embargo, estos parámetros se pueden variar selectivamente para modificar las cualidades resultantes del elemento corrugado (210). Además, según una realización ejemplar, las propiedades del elemento corrugado asumen una relación media de longitud de onda a amplitud (?/?) de aproximadamente 2:1. Según realizaciones alternativas, el perfil (300) de la onda ejemplar asume una relación media de longitud de onda a amplitud (?/?) que oscila de aproximadamente 1:1 a 3:1. Según otras realizaciones alternativas, el perfil (300) de la onda ejemplar asume una relación media de longitud de onda a amplitud (?/?) que oscila de aproximadamente 0,5:1 a 4:1. Como alternativa, las dimensiones y parámetros del perfil (300) de la onda se pueden modificar adicionalmente fuera de los intervalos proporcionados anteriormente para variar las propiedades de la almohadilla según las necesidades variables y las propiedades deseadas para diversas aplicaciones.

Según una realización ejemplar, el uso de un elemento corrugado (210) que tiene un perfil (300) de la onda ilustrado en la FIG. 3A proporciona numerosas ventajas al sistema (200) de celda de espuma corrugada resultante. En primer lugar, el uso del elemento corrugado (210) que tiene un perfil (300) sinusoidal de la onda incrementa el área sobre la que se dispersa un impacto al sistema (200) de celda de espuma corrugada para una longitud definida, con respecto a un sistema que tiene una placa plana. Específicamente, según una realización ejemplar ilustrada en la FIG. 3B, a medida que el sistema (200) de celda de espuma corrugada es impactado por una fuerza (F), la energía asociada a ese impacto se traslada a través de la espuma hasta el elemento corrugado (210) . A medida que la energía procedente de la fuerza (F) alcanza la superficie variada del elemento corrugado (210), el elemento corrugado (210) se comprime verticalmente y se expande (E) horizontalmente, y la energía se dispersa a través de la corrugación tanto perpendicular al plano de la corrugación a lo largo de múltiples elevaciones, como paralela al plano de la corrugación a través del material adyacente.

Según una realización ejemplar, el elemento corrugado (210) muestra una relación casi lineal entre la fuerza aplicada (F) y las tasas de deformación del elemento corrugado para pequeñas deflexiones (aproximadamente menores que 35% de la altura original y 20% de la anchura original) . Esta relación lineal entre la fuerza aplicada (F) y las tasas de deformación permiten el almacenamiento de energía en el elemento corrugado (210) de manera que se transfiere directa e inmediatamente menos de la fuerza de impacto (F) al cuerpo del usuario como en el caso de la placa plana.

La Fig. 4 ilustra una almohadilla (400) de celda de espuma corrugada ensamblada, según una realización ejemplar. Como se muestra, la almohadilla (400) de celda de espuma corrugada ensamblada incluye un elemento superior (420) de espuma y un elemento inferior (430) de espuma que tiene un elemento corrugado (410) colocado entre ellos. Además, como se ilustra, un nailon u otro encerramiento apropiado (450) rodea a la almohadilla de celda de espuma para proporcionar protección frente al desgaste al sistema ejemplar. Como se ilustra, la almohadilla (400) de celda de espuma corrugada ensamblada elimina la coraza exterior dura tradicional asociada típicamente a las almohadillas para los hombros. La eliminación de la coraza exterior dura reduce lesiones a las partes corporales tales como dedos y manos que se pueden golpear entre dos superficies no compresibles. Adicionalmente con un encerramiento de nailon grueso, la almohadilla (400) de celda de espuma corrugada tendrá durabilidad suficiente para durar un número de años. Además, según una realización ejemplar, los materiales usados en la construcción de las almohadillas protectoras permite que el sistema de almohadillas sea lavable puesto que el sistema ejemplar consiste en materiales resistentes al agua, tales como espuma de poliuretano, nailon, y Lexan .

Además de dispersar la energía impartida desde un impacto, el presente sistema de placa de almohadilla ejemplar proporciona simultáneamente soporte selectivo y movilidad al atleta que incorpora el sistema. Específicamente, según una realización ejemplar, el perfil (300) de la onda de la placa proporciona un nivel elevado de rigidez en la dirección paralela a las elevaciones, mientras que proporciona flexibilidad en la dirección transversal a las elevaciones de la placa sinusoidal. Esto es, la presente configuración ejemplar permite que la placa sea doblada y se pueda girar alrededor de un eje que es perpendicular a las elevaciones. Según una realización ejemplar, como se ilustra más abajo en las Figs. 5? y 5B, la dirección y orientación de las elevaciones, y consiguientemente la flexión unidireccional de la placa, se puede diseñar selectivamente para permitir la movilidad máxima de los jugadores de fútbol americano sin comprometer la seguridad. Particularmente, aunque las almohadillas ilustradas en las figuras que se acompañan se ilustran, por facilidad de explicación, incluyendo elevaciones sustancialmente lineales, la dirección, orientación y forma de las elevaciones se puede modificar para maximizar la flexibilidad y movimiento de las extremidades del jugador, mejorando de ese modo la seguridad y desempeño del jugador. Según una realización ejemplar, las elevaciones se pueden diseñar y orientar para que se alineen lo más posible con el movimiento natural de un cuerpo de atleta .

Aunque el elemento corrugado ejemplar ilustrado en la FIG. 3A, 5A y 5B muestra una amplitud consistente (330), longitud de onda (310), y grosor (320), la amplitud, longitud de onda y grosor del perfil (300) de la onda del elemento corrugado (210) se pueden variar para introducir y diseñar selectivamente áreas de flexión. Como se ilustra en la FIG. 3C, un área (350) del perfil (300) de la onda puede tener una amplitud (330), longitud de onda (310) y/o grosor (320) reducidos para variar las propiedades de flexión del sistema (200) de celda de espuma corrugada resultante.

Además, como se ilustra en las Figs. 5A y 5B, el sistema ejemplar se presta bien a configuraciones tradicionales de almohadillas para los hombros. Específicamente, la FIG. 5A es una vista desde arriba de un sistema de placa de almohadilla para los hombros, según una realización ejemplar. Como se muestra, el sistema (500) de placa ejemplar incluye una placa (510) del pecho frontal y una placa (520) de clavícula para proteger el perfil frontal de un jugador. Adicionalmente, una placa (560) de deltoides superior y una placa (540) de deltoides posterior están situadas para proteger la porción superior de los hombros de un jugador. La Fig . 5B ilustra además una placa (570) de deltoides inferior para proteger la porción exterior de los hombros de un jugador y maximizar la seguridad y movilidad del jugador. Adicionalmente, como se ilustra, una placa (550) de hombrera se forma encima de las placas (540, 560) de los deltoides para proteger adicionalmente el área de los hombros a menudo dañada. Además, como se ilustra tanto en la Fig. 5A como 5B, el sistema de placa ejemplar incluye una placa posterior (530) para proteger a un jugador de un impacto orientado desde atrás. Aunque las Figs. 5A y 5B ilustran una configuración de placa ejemplar, se puede hacer cualquier número de modificaciones posicionales y/o de forma para mejorar la movilidad y/o para proteger áreas del jugador susceptibles a lesión. Las localizaciones de las almohadillas identificadas se seleccionaron basándose tanto en la localización como en la orientación de almohadillas para los hombros tradicionales, asi como en la movilidad de hombros, brazos y cabeza. Sin embargo, se pueden hacer modificaciones selectivas a la localización, forma, tamaño y orientación de las almohadillas, dependiendo de las necesidades del atleta.

La FIG. 6 es una vista en perspectiva de un sistema (600) de almohadilla para los hombros, según una realización ejemplar. Como se ilustra en la Fig. 6, el sistema (500) de placa ejemplar ilustrado en las Figs. 5A y 5B se incorpora en un sistema de celda de espuma corrugada completamente funcional y cubierta. Como se ilustra, el sistema (600) de almohadilla para los hombros incluye la almohadilla (610) de pecho frontal y una almohadilla (620) de clavicula para proteger el perfil frontal de un jugador. Adicionalmente, una almohadilla (660) de deltoides superior y una almohadilla de deltoides posterior (no mostrada) se colocan para proteger la porción superior de los hombros de un jugador. También se ilustra una placa (670) de deltoides inferior, para proteger la porción exterior de los hombros de un jugador y maximizar la seguridad y movilidad del jugador. Además, se forma una placa (650) de hombrera por encima de las placas (660) de los deltoides. Además, la Fig. 6 ilustra la incorporación de un sistema (690) de sujeción para acoplar el sistema a un jugador. Aunque en la Fig. 6 se ilustra un sistema de correa abrochado, se entenderá que se puede usar cualquier número de sistemas de sujeción de las almohadillas con el presente sistema y método ejemplar, incluyendo, pero sin limitarse de ningún modo a, un sistema de abrochamiento, un sistema de lazo, un sistema de broche de presión, un sistema de Velero, y similar.

Realizaciones alternativas Además de las configuraciones de almohadillas mencionadas anteriormente, se pueden realizar modificaciones al sistema de placas subyacente para variar el peso y características del sistema de almohadillas resultante. Según una realización ejemplar, la Fig. 7 ilustra una vista en perspectiva desde arriba de un sistema (700) de placa perforada configurado para reducir el peso global del sistema descrito anteriormente. Como se ilustra, se puede formar un número de orificios en las placas estructurales selectivas (710) . La formación de los orificios en las placas estructurales (710) podría incrementar la tenacidad de la coraza, puesto que hay más bordes en la coraza con todos los orificios. Según esta realización ejemplar, los orificios se forman en el plástico, y después la placa de plástico resultante se cuece llevándola hasta una temperatura moderada durante un período de tiempo. Según una realización ejemplar, la placa de plástico se cuece a aproximadamente 100-185 grados Fahrenheit, durante un período de tiempo entre aproximadamente 4-5 horas. Como alternativa, según una realización ejemplar, los orificios se pueden formar cortando con láser para simultáneamente eliminar material y cocer el material que queda, reduciendo de ese modo los puntos de estrés .

Según una realización alternativa, la espuma se puede sustituir por otro material amortiguador. Según esta realización ejemplar, uno o más del elemento superior (220) de espuma y un elemento inferior (230) de espuma se pueden sustituir por o incluyen además materiales amortiguadores adicionales que incluyen, pero de ningún modo se limitan a, geles, fluidos, materiales en partículas, y similares.

Además, las FIGS . 8A y 8B ilustran estructuras ejemplares de absorción y dispersión de la energía, según diversas realizaciones ejemplares. Como se ilustra, en el presente sistema y método ejemplar, se puede incorporar un número de estructuras alternativas para dispersar selectivamente la energía de impacto a la vez que se proporciona movilidad a los atletas. Como se ilustra, las estructuras y configuraciones que absorben energía pueden incluir, pero de ningún modo se limitan a, un apilamiento de obleas cuadriculadas, anillos solapantes, almohadas, estructura de panal de abejas, planos con espacios, elevaciones que absorben impactos, entramados triangulares, espuma porosa con fluido viscoso, superficies corrugadas estratificadas, malla de cadenas, bóvedas, depresiones, capas deslizantes, pirámides, estructuras semiflexibles , celdas abiertas, celdas con bisagras, estructuras de soporte de patas tridimensionales, varillaje direccional, sistemas de bisagras, bisagras flexibles, placas de tipo armadillo solapantes, protrusiones de cúmulos, válvula de una vía variable, configuración de cartón de huevos, burbujas de gel, paragolpes de hombro, amortiguadores, elementos de deslizamiento direccionales forzados, y similares.

La FIG. 8C ilustra una estructura de bisagra flexible que se puede incorporar selectivamente en el presente sistema de almohadilla ejemplar, según una realización ejemplar. Como se ilustra, una bisagra flexible (800) es un segmento delgado flexible de plástico que conecta componentes más rígidos que permite el movimiento rotacional adaptable a lo largo de la línea del eje de la bisagra. Este concepto se descubrió y se usó por primera vez en 1957, y se usa habitualmente en muchos productos comerciales. Una variación de la bisagra flexible proporciona topes mecánicos (810) para abisagrar el movimiento en una o ambas direcciones. La aplicación de una bisagra flexible mecánicamente limitada a la tecnología de la protección de jugadores permite la movilidad máxima del jugador, a la vez que retiene las cualidades protectoras del constructo. Por ejemplo, según una realización ejemplar, la bisagra flexible mecánicamente limitada se puede emplear para proporcionar protección segmentada para porciones rígidas del área de los hombros de una almohadilla para fútbol americano. Otro uso emplearía la bisagra flexible mecánicamente limitada como un acoplamiento entre otros sistemas de protección, tales como secciones corrugadas o secciones corrugadas encerradas en espuma, discutidas en otra parte.

Según todavía otra realización alternativa, el presente sistema y método ejemplar se puede incorporar en un número cualquiera de artículos llevados o usados por seres humanos.

Según una realización, el presente sistema y los métodos se pueden incorporar en un zapato. La base del zapato desempeña un papel critico en el confort, protección y el desempeño atlético. Las características mecánicas de una base de zapato se representan por su rigidez elástica (que proporciona retorno de energía) , absorción de energía, y dispersión de energía. Estas características mecánicas se obtienen a través de una combinación de selección del material y diseño geométrico. Las implementaciones previas de bases de zapatos han utilizado una amplia variedad de materiales (polímeros sintéticos, espumas, cuero, cauchos naturales, etc.) ya sea en sí mismos, estratificados para formar un material compuesto, o integrados para proporcionar un efecto sinérgico. Estos materiales se han combinado con una amplia variedad de inclusiones y/o espacios vacíos geométricos para obtener una rigidez personalizada, absorción de energía, y/o dispersión de energía, para proporcionar un beneficio potencial al usuario.

Según la presente realización alternativa ejemplar, el presente sistema y método ejemplar se incorpora en un zapato para proporcionar una combinación particular de propiedades de material y características geométricas que dan como resultado una dispersión mayor de la energía y una rigidez elástica personalizada cuando se compara con los sistemas de zapato tradicionales. Con una elección adecuada del material visee-elástico, el sistema también puede proporcionar una absorción personalizada de la energía.

Como se señala anteriormente, se interpone una placa corrugada que dispersa la energía entre capas de espuma, polímero, cuero, u otro material, de manera que, a medida que se imparte energía a la placa, es dispersada tanto a través de la placa como paralelamente al plano de la placa. Esta placa puede contener o no una pluralidad de orificios configurados para reducir el peso a la vez que refuerza la integridad estructural de la placa. La geometría de la corrugación proporciona rigidez elástica distinta en las direcciones paralelas a las líneas centrales de los patrones de corrugación en comparación con las direcciones perpendiculares a las líneas centrales de los patrones de corrugación. Esta característica de la geometría de la corrugación puede proporcionar flexibilidad mejorada en una dirección preferida, a la vez que proporciona una mayor rigidez en otras direcciones, y es deseable en una base de zapato .

Como se señala anteriormente, la elección de la longitud de onda (espaciamiento) y amplitud (altura) de la corrugación, combinado con elecciones de los materiales, permite la personalización de la rigidez elástica, dispersión de la energía y absorción de la energía del sistema.

La FIG. 9 ilustra un zapato ( 900 ) que incorpora una placa ( 950 ) corrugada que dispersa la energía, que se interpone entre las capas amortiguadoras ( 960 , 962 ) de espuma, polímero, cuero, u otro material, de manera que, a medida que se imparte energía a la placa, es dispersada tanto a través de la placa como paralelamente al plano de la placa. Además, las flechas de la FIG. 9 muestran cómo una realización ejemplar del sistema alinea la línea central de la corrugación con un eje ( 90 1 ) de flexión para proporcionar flexibilidad en ese eje, a la vez que proporciona una mayor rigidez en las direcciones perpendiculares ( 902 , 903 ) .

Aunque el presente sistema de almohadilla protectora se ha descrito en el contexto de almohadillas protectoras para encuentros atléticos, el presente sistema y método ejemplar también se puede aplicar a cualquier estructura o artículo de ropa configurado para proporcionar seguridad mejorada al usuario mientras se mantiene la flexibilidad y se reduce el peso. A título de ejemplo, el presente sistema de almohadilla protectora ejemplar se puede incorporar en cualquier número de almohadillas deportivas, cascos, protecciones para los dedos de los pies, puntas de zapatos, sombreros duros, y otro equipo de seguridad de construcción.

Según una realización ejemplar, el presente sistema y método ejemplar se puede incorporar en un casco de fútbol americano y/o de béisbol para evitar el daño a un cerebro del usuario, tal como mediante una conmoción. Como se señala anteriormente, el uso del presente sistema ejemplar que incluye tanto el elemento superior (220) de espuma como el elemento inferior (230) de espuma ayudará a evitar contusiones de muchas maneras. En primer lugar, si se incorpora en un casco y/o almohadillas, el impacto entre el equipo que incorpora el presente sistema ejemplar tendrá una superficie exterior sustancialmente blanda que no impartirá tanta fuerza instantánea como un elemento rígido que golpea a un elemento rígido tal como un casco tradicional que golpea a otro casco o una almohadilla para los hombros tradicional. Además, el jugador que usa el casco que incorpora el presente sistema ejemplar tendrá menos fuerza instantánea impartida por la colisión puesto que la energía es dispersada a través del casco. Según una realización ejemplar, el elemento corrugado (210) colocado en una realización de casco puede asumir más de una forma de cartón de huevos, libre de elevaciones direccionales, a fin de dispersar cualquier número de impactos al mismo sin impartir una rigidez direccional .

En conclusión, el presente sistema y método ejemplar proporciona una configuración de almohadilla para mejorar la protección proporcionada a atletas mientras reduce el peso y mejora la movilidad. Específicamente, según una realización ejemplar, se proporciona una configuración de almohadilla protectora que incluye una placa corrugada que dispersa la energía asociada a al menos un elemento amortiguador. Específicamente, según una realización ejemplar, la placa dispersante de la energía se coloca entre un elemento de espuma superior y uno inferior. La placa corrugada dispersante de la energía proporciona rigidez a lo largo de una primera dirección y flexibilidad en una segunda dirección para permitir que el diseño de la almohadilla maximice tanto la protección como la movilidad del atleta.

La descripción anterior se ha presentado sólo para ilustrar y describir realizaciones de la presente estructura y sistema de almohadilla ejemplar. No está destinada a ser exhaustiva o limitar la invención a cualquier forma precisa descrita. A la luz de la enseñanza anterior, son posibles muchas modificaciones y variaciones.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (21)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de almohadilla, que comprende: un primer elemento de espuma; y un elemento estructural acoplado a dicho primer elemento de espuma, en el que dicho elemento estructural tiene una forma de sección transversal sinusoidal.

2. El sistema de almohadilla de la reivindicación 1, que comprende además un segundo elemento de espuma, en el que dicho elemento estructural se coloca entre dicho primer elemento de espuma y dicho segundo elemento de espuma.

3. El sistema de almohadilla de la reivindicación 1, en el que dicho elemento estructural comprende una lámina de polímero que tiene una forma de sección transversal sinusoidal.

4. El sistema de almohadilla de la reivindicación 3, en el que dicho elemento estructural comprende uno de un polipropileno, un policarbonato, o una poliamida.

5. El sistema de almohadilla de la reivindicación 4, en el que dicho elemento estructural comprende Lexan®.

6. El sistema de almohadilla de la reivindicación 1, en el que dicho elemento estructural tiene una forma de sección transversal sinusoidal con una relación media de longitud de onda a amplitud (?/?) de 2:1.

7. El sistema de almohadilla de la reivindicación 1, en el que dicho elemento estructural tiene una forma de sección transversal sinusoidal con una relación media de longitud de onda a amplitud (?/?) entre aproximadamente 0,5:1 y 4:1.

8. El sistema de almohadilla de la reivindicación 1, en el que dicha forma de sección transversal tiene un perfil de la onda con una longitud de onda de pico a pico entre aproximadamente 0,25 y 1,5 pulgadas, un grosor del material entre aproximadamente 0,015 y 0,1 pulgadas, y una altura de la onda de entre aproximadamente 0,13 y 0,75 pulgadas.

9. El sistema de almohadilla de la reivindicación 1, en el que dicho primer elemento de espuma comprende una de una espuma de poliuretano o una espuma SHOCKtec™ Air2Gel.

10. El sistema de almohadilla de la reivindicación 1, en el que dicha forma de sección transversal sinusoidal se mantiene en una única dirección para formar elevaciones sobre una superficie superior de dicho elemento estructural.

11. El sistema de almohadilla de la reivindicación 10, en el que dicha almohadilla está configurada para doblarse en un plano transversal a dichas elevaciones.

12. El sistema de almohadilla de la reivindicación 11, en el que dicha almohadilla se coloca en un ensamblaje de almohadilla para los hombros atléticos, de manera que dichas elevaciones están orientadas para imitar un movimiento natural de un jugador.

13. El sistema de almohadilla de la reivindicación 1, en el que dicho elemento estructural está configurado para almacenar energía vía una deformación de forma en respuesta a un impacto.

14. El sistema de almohadilla de la reivindicación 1, en el que dicho elemento estructural define una pluralidad de orificios formados en dicho elemento estructural.

15. Un sistema de almohadilla, que comprende: un primer elemento de espuma; un segundo elemento de espuma; y un elemento estructural dispuesto entre dicho primer elemento de espuma y dicho segundo elemento de espuma, en el que dicho elemento estructural tiene una forma de sección transversal sinusoidal; en el que dicho elemento estructural comprende una lámina de polímero que tiene una forma de sección transversal sinusoidal .

16. El sistema de almohadilla de la reivindicación 14, en el que dicho elemento estructural comprende uno de un propileno, un policarbonato, o una poliamida.

17. El sistema de almohadilla de la reivindicación 14, en el que dicho elemento estructural tiene una forma de sección transversal sinusoidal con una relación media de longitud de onda a amplitud (?/?) entre aproximadamente 0,5:1 y 4:1.

18. El sistema de almohadilla de la reivindicación 14, en el que dicha forma de sección transversal tiene un perfil de la onda con una longitud de onda de pico a pico entre aproximadamente 0,25 y 1,5 pulgadas, un grosor del material entre aproximadamente 0,015 y 0,1 pulgadas, y una altura de la onda de entre aproximadamente 0,13 y 0,75 pulgadas.

19. El sistema de almohadilla de la reivindicación 14, en el que dicho primer elemento de espuma y dicho segundo elemento de espuma comprende cada uno una de una espuma de poliuretano o una espuma SHOCKtec™ Air2Gel.

20. El sistema de almohadilla de la reivindicación 14, en el que dicha forma de sección transversal sinusoidal se mantiene en una única dirección para formar elevaciones sobre una superficie superior de dicho elemento estructural; en el que dicha almohadilla está configurada para doblarse en un plano transversal a dichas elevaciones; y en el que dicho elemento estructural está configurado para almacenar energía vía deformación de la forma en respuesta a un impacto.

21. Un sistema de almohadilla, que comprende: un primer elemento de espuma de poliuretano; un segundo elemento de espuma de poliuretano; y un elemento estructural colocado entre dicho primer elemento de espuma y dicho segundo elemento de espuma, en el que dicho elemento estructural tiene una forma de sección transversal sinusoidal; en el que dicho elemento estructural comprende un policarbonato que tiene una forma de sección transversal sinusoidal; en el que dicha forma de sección transversal sinusoidal tiene una relación media de longitud de onda a amplitud (?/?) de aproximadamente 2:1 y un perfil de la onda con una longitud de onda de pico a pico de aproximadamente 0,5 pulgadas, un grosor del material de aproximadamente 0,031 pulgadas, y una altura de la onda de aproximadamente 0,25 pulgadas; y en el que dicha forma de sección transversal sinusoidal se mantiene en una única dirección para formar elevaciones sobre una superficie superior de dicho elemento estructural, dicha almohadilla se configura para doblarse en un plano transversal a dichas elevaciones, y dicho elemento estructural está configurado para almacenar energía vía la deformación de forma en respuesta a un impacto.