SE514489C2 - Skyddshjälm - Google Patents

Skyddshjälm

Info

Publication number
SE514489C2
SE514489C2 SE9802228A SE9802228A SE514489C2 SE 514489 C2 SE514489 C2 SE 514489C2 SE 9802228 A SE9802228 A SE 9802228A SE 9802228 A SE9802228 A SE 9802228A SE 514489 C2 SE514489 C2 SE 514489C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
inner shell
shell
outer shell
protective helmet
helmet according
Prior art date
Application number
SE9802228A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9802228D0 (sv
SE9802228L (sv
Inventor
Hans Von Holst
Peter Halldin
Original Assignee
Hans Von Holst
Peter Halldin
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hans Von Holst, Peter Halldin filed Critical Hans Von Holst
Priority to SE9802228A priority Critical patent/SE514489C2/sv
Publication of SE9802228D0 publication Critical patent/SE9802228D0/sv
Priority to PCT/SE1999/002451 priority patent/WO2001045526A1/en
Priority claimed from PCT/SE1999/002451 external-priority patent/WO2001045526A1/en
Publication of SE9802228L publication Critical patent/SE9802228L/sv
Publication of SE514489C2 publication Critical patent/SE514489C2/sv

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A42HEADWEAR
    • A42BHATS; HEAD COVERINGS
    • A42B3/00Helmets; Helmet covers ; Other protective head coverings
    • A42B3/04Parts, details or accessories of helmets
    • A42B3/06Impact-absorbing shells, e.g. of crash helmets
    • A42B3/062Impact-absorbing shells, e.g. of crash helmets with reinforcing means
    • A42B3/063Impact-absorbing shells, e.g. of crash helmets with reinforcing means using layered structures
    • A42B3/064Impact-absorbing shells, e.g. of crash helmets with reinforcing means using layered structures with relative movement between layers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A42HEADWEAR
    • A42BHATS; HEAD COVERINGS
    • A42B3/00Helmets; Helmet covers ; Other protective head coverings
    • A42B3/04Parts, details or accessories of helmets
    • A42B3/10Linings
    • A42B3/12Cushioning devices

Landscapes

  • Helmets And Other Head Coverings (AREA)

Description

514 489 2 uppkommer SH vid kort varaktighet och stor amplitud, medan DAI uppkommer vid längre och mer utbredda accelerationslaster. Det är väsentligt att dessa fenomen be- aktas för att kunna skydda systemet skallben/hjärna väl.
Uppfinningens Uppfinningen syftar till att åstadkomma en skyddshjälm som reducerar skaderisken för användaren. Ännu ett syfte är att åstadkomma en skyddshjälm som är enkel, lätt och smidig för användaren. Ett ytterligare syfte är att åstadkomma en lättproducerad skyddshjälm.
Redogörelse för unnfinninnen En effektiv skyddshjälm erhålls med ett utförande som har särdrag enligt den kän- neteclcnande delen av patentkrav 1.
Genom att hjälmens ytterskal kan förskjutas relativt innerskalet under samtidig upptagning av rotationsenergi i hjälmen blir det möjligt att reducera de skadliga krafterna på användaren, med minskad skaderisk som följd.
Utnyttjande av ett eller flera relativt tunna glidskikt gör att hjälmens massa och bygghöjd kan hållas nere, vilket ökar användarkomforten och ytterligare minskar skaderisken.
Genom att använda ett innerskal med hittills vanliga egenskaper för skyddshjälmar erhålls en skyddshjälm som är väl lämpad att absorbera både radiella stötar och snedstötar och därigenom kan skydda användaren väl.
Ytterligare särdrag och fördelaktiga egenskaper framgår av nedanstående beskriv- ning och patentlcrav. 10 15 20 514 489 3 Figgbeskrivning Uppfinningen förklaras i det följande närmare med hjälp av på ritningarna visade utföringsexempel, där: fig. 1 visar schematiskt ett snitt genom en skyddshjälm enligt uppfinningen, fig. 2 visar skyddshjälmen i fig. 1 då den utsätts för en sned stöt, fig. 3 visar altemativa utföranden av skyddshj älmen enligt uppfinningen, fig. 4 visar sambandet mellan gd och kraft vid snedstöt mot två olika hjälmtyper, enligt fig. 2, fig. 5 visar resultat från en numerisk studie vid snedstöt mot en hjälmförsedd och 6 skalle, fig. 7-9 visar olika utföranden av kopplingen mellan ytterskal och innerskal vid en skyddshjälm enligt uppfinningen, och visar schematiskt uppifrån relativ rörelse mellan ytterskal och innerskal vid ett utförande enligt fig. 9. fig. 10 Beskrivning av föredragnagutrförinflsformer En i fig. 1 schematiskt visad skyddshjälm 1 enligt uppfinningen är uppbyggd av ett ytterskal 2 och ett inuti detta anordnat innerskal 3, som är avsett för kontakt med bä- rarens huvud. Mellan ytterskalet 2 och innerskalet 3 finns anordnat ett glidskikt 4 som möjliggör förskjutning mellan ytterskalet 2 och innerskalet 3. Vid hjälmens kantparti finns anordnat ett eller flera kopplingsorgan 5, som kopplar ihop ytterskal 2 och innerskal 3 och motverkar inbördes förskjutning mellan dem genom att absor- bera energi.
Ytterskalet 2 är relativt tunt och kraftigt för att tåla stötar av olika slag, och kan med fördel vara utfört av t. ex. fiberarmerad plast. lnnerskalet 3 är betydligt tjockare och skall kunna dämpa eller absorbera stötar mot huvudet. Det kan med fördel vara ut- fört av t. ex. polyuretanskum eller polystyren. Uppbyggnaden kan varieras på olika 10 15 514 489 4 sätt, såsom framgår nedan, med t. ex. flera lager av olika material. Såsom glidskikt 4 kan flera olika material och utföranden användas, t. ex. olja, teflon, microsfärer, luft, gummi, etc. Detta slcikt har med fördel en tjocklek av ca 0,1 - 5 mm, men även and- ra tjocklekar kan användas, beroende på valt material och önskemål avseende pres- tanda. Såsom kopplingsorgan 5 kan tex. utnyttjas deformerbara remsor av plast eller metall, som är förankrade i ytterskal och innerskal på lämpligt sätt.
I fig. 2 visas fimktionsprincipen för en skyddshjälm 1 enligt uppfinningen med en förenklad modell i tvådimensionellt utförande, där hjälmen l och en skalle 10 är halvcylinderfonnade, med skallen 10 lagrad på en längsgående axel 11. Ett stycke ifrån axeln ll finns en givare 12 för mätning av den vridkraft och det vridmoment som överförs till skallen 10 då hjälmen l utsätts för en snedstöt K, som ger upphov till både en tangenfialkraft KT och en radialkraft KR mot skyddshjälmen l. l detta speciella sammanhang är endast den hjälmvridande tangentiallcraften KT och dess inverkan av intresse.
Såsom fiamgår ger kraften K upphov till en förskjutning 13 för ytterskalet 2 relativt innerskalet 3, under deformation av kopplingsorganen 5.
Ett antal prov utfördes dels mot en hjälm enligt uppfinningen, med oljefilm såsom glidskikt, och dels mot en konventionell hjälm med ytterskalet fastlimmat på in- nerskalet. Medelvärdet av ett antal prov beräknades och visas i fig. 4 där den upp- mätta kraften i givaren 12 visas såsom fimktion av tiden. Den konventionella hjäl- men representeras av den heldragna kurvan A och hjälmen enligt uppfinningen re- presenteras av den streckade kurvan B.
Såsom framgår erhålls med ett utförande enligt uppfinningen en signifikant förbätt- ring (lägre kraft) på ca 25%.
Utöver det i fig. 1 visade utförandet är även ett antal andra utföranden på skydds- hjälmen 1 möjliga. Några möjliga varianter visas i fig. 3. I fig. 3a är innerskalet 3 10 15 514 489 5 uppbyggt av ett hårdare, relativt tunt yttre skikt 3” och ett mjukare, relativt tjockt inre skikt 3”. I fig. 3b är innerskalet 3 uppbyggt på samma sätt som i fig. 3a. I detta fall finns det dock två glidskikt 4, mellan vilka det finns ett mellanskal 6. De båda glidskikten 4 kan, om så önskas, ha olika utförande och vara av olika material. En möjlighet är t. ex. att ha lägre friktion i det yttre glidskiktet än i det inre. I fig. 3c, slutligen, är ytterskalet 2 av annat utförande än tidigare. Ett hårdare yttre skikt 2” täcker här ett mjukare inre skikt 2”. Proportionema mellan de olika skiktens tjocklek har på ritningen överdrivits i förtydligande syfte, och kan naturligtvis anpassas efter behov och önskemål.
I fig. 5 och 6 visas resultatet 'från en numerisk studie med hjälp av ett dynamiskt Finit Element (FE) program. Först modellerades en ZD-geometri upp och validera- des med god överensstämmelse till experiment. Därefter skapades en 3D-modell med nacke och huvud från en så kallad Hybrid HI dummy som används vid krock- simulering i bilindustrin. På skallen användes dels en konventionell hjälm och dels en hjälm med ytterskal, glidskikt, innerskal och kopplingsorgan, enligt uppfinning- en. Kopplingsorganen modellerades med plastíska fiäderelement. I en infäsmings- punkt mellan skalle och nacke beräknades vridmomentet, fig. 5 och i skallens tyngdpunkt beräknades rotationsaccelerationen, fig. 6.
Såsom framgår av fig. 5 erhålls för en hjälm enligt uppfinningen, den tjocka hel- dragna kurvan B, en sänkning av momentet kring infäsmingspunkten mellan skalle och nacke med ca 50% i jämförelse med en konventionell hjälm, den tunna kurvan A.
På motsvarande sätt framgår av fig. 6 att för en hjälm enligt uppfinningen, den tjocka, heldragna kurvan B, erhålls en sänkning av rotationsaccelerationen i skallens tyngpunkt med ca 45% i jämförelse med en konventionell hjälm, den tunna kurvan A. ' l0 15 25 514 489 6 Denna studie visar att en skyddshjälm enligt uppfinningen har stora möjligheter att reducera skadenivån hos en hjälmanvändare.
Några möjliga utföranden och placering av energiupptagande kopplingsorgan 5 visas i fig. 7-9.
Enligt fig. 7 är innerskalet 3 uttört av relativt mjukt material och kan medge inträng- ning av en undre, inåtböjd kant 2a på ytterskalet 2 då detta förskjuts relativt in- nerskalet 3. På utsidan av innerskalet 3 finns ett täckskikt 3a som styvar upp in- nerskalet 3 och samtidigt bidrar till skyddshjälmens design. Detta utförande kan va- rieras på olika sätt, alltefter behov.
Det i fig. 8 visade utförandet motsvarar i allt väsentligt utförandet enligt fig. l.
Skillnaden är dock att själva hjälmen är uppbyggd enligt fig. 3, med ett hårdare yttre skikt 3” och ett mjukare inre skikt 3 ” i innerskalet 3. Kopplingsorganet 5 är härvid fastat i det hårdare, starkare yttre skiktet 3”.
F ig. 9 visar ett utförande där kopplingsorganet 5 utgörs av ett progressivt klämför- band, varvid den undre delen på ytterskalet 2 och den undre delen på innerskalets 3 hårdare yttre skikt 3” är fasade så att vid en förskjutning av ytterskalet erhålls en klåmning, med ökad friktion såsom följd.
Energiupptagning i skyddshj älmens omkretsled vid tangentiell belastning sker enligt fig. 10 till följd av formsarnverkan (3D-effekter) mellan ytterskal 2 och innerskal 3.
I exemplet har ytterskalet 2 vridits en vinkel ot° relativt innerskalet 3.
Med termen glidslcikt avses ovan ett skikt som befinner sig mellan två delar och un- derlättar inbördes förskjutning mellan dessa, genom glidning eller på annat sätt.
Uppbyggnaden av glidskiktet kan variera inom vida gränser, både materialmässigt och utförandemässigt. Även antalet glidskikt och placeringen av dessa kan varieras.

Claims (10)

10 20 25 30 514 489 Patentkrav:
1. Skyddshjälm, där det mellan ett ytterskal (2) och ett inuti detta anordnat innerskal (3) finns ett glidskikt (4) för att möjliggöra förskjutning av ytterskalet relativt inner- skalet vid en snedstöt mot skyddshjälmen, och varvid skyddshjälmen vid sitt kantparti har kopplingsorgan (5) som kopplar ihop ytterskal och innerskal med varandra, kännetecknad av att ytterskalet (2) är av hård typ och är hårdare i hjälmens radiella led än innerskalet (3 ), att innerskalet (3) är avsett för kontakt med bärarens huvud, att kopplingsorganet (5) utgörs av en formpassning mellan ytterskal (2) och innerskal (3), och att denna formpassning är utformad att vid en snedstöt mot hj älmens hårda ytter- skal motverka förskjutning mellan ytterskal och innerskal och därigenom absorbera stötenergi under förskjutning mellan ytterskal och innerskal.
2. Skyddshjälm enligt krav 1, kännetecknad av att ytterskal (2) och innerskal (3) är fasade vid hjälmens kantparti så att klämverkan erhålls vid inbördes förskjutning mellan ytterskal och innerskal.
3. Skyddshjälm enligt krav 1, kännetecknad av att ytterskalet (2) är utformat att med ett kantparti kunna deformera och tränga in i ett närliggande område på innerskalet (3 ), varvid innerskalet är av ett mjukare material än ytterskalet.
4. Skyddshjälm enligt något av kraven 1-3, kännetecknad av att det finns åtminstone två glidskikt (4), varvid det mellan vardera två av dessa finns ett mellanskal (6).
5. Skyddshjälm enligt krav 4, kännetecknad av att egenskapema hos de skilda glid- skikten (4) är olika, varvid företrädesvis det yttersta glidskiktet (4) möjliggör lättare glidning än innanforliggande glidskikt.
6. Skyddshjälm enligt något av kraven 1-5, kännetecknad av att innerskalets (3) utsida (3”) är av ett hårdare material än det övriga innerskalet (3“). 514 489 8
7. Skyddshjälm enligt något av kraven 1-6, kännetecknad av att glidskiktets (4) tjocklek ligger i intervallet 0,1- 5 mm.
8. Skyddshjälm enligt något av kraven l-7, kännetecknad av att materialet i glidskiktet (4) är olja.
9. Skyddshjälm enligt något av kraven 1-7, kännetecknad av att materialet i glidskiktet (4) är microsfárer.
10. Skyddshjälm enligt något av kraven 1-7, kännetecknad av att materialet i glidskiktet (4) är teflon.
SE9802228A 1998-06-23 1998-06-23 Skyddshjälm SE514489C2 (sv)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9802228A SE514489C2 (sv) 1998-06-23 1998-06-23 Skyddshjälm
PCT/SE1999/002451 WO2001045526A1 (en) 1998-06-23 1999-12-21 Protective helmet

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9802228A SE514489C2 (sv) 1998-06-23 1998-06-23 Skyddshjälm
PCT/SE1999/002451 WO2001045526A1 (en) 1998-06-23 1999-12-21 Protective helmet

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9802228D0 SE9802228D0 (sv) 1998-06-23
SE9802228L SE9802228L (sv) 1999-12-24
SE514489C2 true SE514489C2 (sv) 2001-03-05

Family

ID=26663336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9802228A SE514489C2 (sv) 1998-06-23 1998-06-23 Skyddshjälm

Country Status (1)

Country Link
SE (1) SE514489C2 (sv)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2017233756B2 (en) * 2016-03-17 2019-01-17 Mips Ab Helmet, liner for a helmet, comfort padding for a helmet and connector

Also Published As

Publication number Publication date
SE9802228D0 (sv) 1998-06-23
SE9802228L (sv) 1999-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6658671B1 (en) Protective helmet
US20230404199A1 (en) Helmet
EP1142495B1 (en) A helmet
US10349697B2 (en) Compressible damping system for head protection
JP5086268B2 (ja) 身体保護器具
EP3422887B1 (en) Helmet with a protective liner
US20120096631A1 (en) Omni-directional angular acceration reduction for protective headgear
SE538785C2 (sv) Stötupptagande skikt samt en skyddshjälm med sådant skikt
US20220386732A1 (en) Compressible damping system for body part protection
WO2016140735A1 (en) Multi-stage energy absorber
US20170065017A1 (en) Protective Helmet
EP2031992B1 (en) Impact damping material. helmet and panel incorporating the same
JP6506058B2 (ja) 軸ばね
JP2007160987A (ja) 車両用衝撃吸収部材
SE514489C2 (sv) Skyddshjälm
SE518223C2 (sv) Skyddshjälm
JP2007098985A (ja) 車両用衝撃吸収部材
US20200376349A1 (en) Impact-Absorbing Ball
CN107299950A (zh) 抗剪切型自锁弹簧减震器
JP6247143B2 (ja) ヘルメット
GB2559807A (en) Helmet
CZ28115U1 (cs) Helma obsahující energii absorbující vrstvu
JP6385877B2 (ja) ヘルメット
WO2023285577A1 (en) Helmet, particularly cycling helmet comprising spacers to reduce mechanical locking of opposing layers of the helmet, and helmet with reduced geometrical locking
JPS61293777A (ja) ブレ−カ装置

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed
NUG Patent has lapsed