TW201507646A - 安全頭盔之強化結構及其製造方法 - Google Patents

Abstract

　　一種安全頭盔之強化結構及其製造方法，包括一緩衝（發泡）材料形成之帽體，以及一整合在該帽體上的結構體的組合。該結構體至少由多數個條狀物構成一陣列組織架構；該結構體上可形成一類似蜂巢式結構。對應該帽體頂部區域和周邊區域，結構體定義有第一區和一連接第一區的第二區。製造時，配合模具或成型模組，使該緩衝（發泡）材料包覆第一區和第二區地形成一整體強化型態，在提高整體結構強度的條件下，獲得重量輕、安全性高和製程簡易等優點。

Description

安全頭盔之強化結構及其製造方法

　　本發明係有關於一種安全頭盔之強化結構及其製造方法；特別是指一種應用緩衝（發泡）材料形成之帽體包覆一罩式結構體的組合設計，藉以複合成型一整體強化結構，使整體安全頭盔能製造得更為輕便且具有高安全性之技術手段者。

　　應用一塑膠殼體密合固定在一具有帽形模組的真空成型裝置內，配合一發泡材料之加熱形成一耐衝擊填充體，以及使該塑膠殼體緊密包覆發泡填充體，而完成一安全頭盔或安全帽結構，係已為習知技藝。例如，美國第4466138號「Safety Helmet with A Shell Injected from Thermoplastics And Method for The Manufacture of Said Helmet」、台灣第85101810號「安全帽製造方法」等專利案，係提供了典型的實施例。

　　一個有關這類安全頭盔在結構設計和安全性方面的課題是，膠殼包覆發泡填充體的頭盔，主要係以外部膠殼來提供抵抗尖銳物衝擊刺穿之能力，同時對該發泡填充物提供外圍聚合力，讓該材料特性較硬脆的發泡填充體，在受到強大外力衝擊時，能提供足夠的緩衝強度和避免發泡填充體產生破裂而喪失緩衝效果。

　　這是因為一般發泡式緩衝材料的每一個發泡填充體，係屬於一封閉型結構體；每一個相鄰發泡顆粒的外部邊緣或邊界，在經加熱過程中，因模具之拘限而形成彼此表面之不規則緊密貼合的結合型態。它們在遭受鈍式外力衝擊時，利用上述不規則緊密貼合之關係，吸收該衝擊力，並且使衝擊力朝各方向分散傳遞。當發泡填充體遭受尖銳物體強力衝擊時，容易因該尖銳型式的衝擊力量，作用於上述各發泡顆粒表面間和邊緣貼合之部位，而造成各發泡顆粒相接合之邊界產生剝離、分解破裂，降低了各發泡顆粒的耐衝撞特性和整體應該提供的緩衝作用；也使它們無法將該衝擊力量有效的平均分散傳遞到帽體（或發泡填充體）各個區域。

　　特別是上述的習知頭盔結構，在遭受側向衝擊或壓迫的情況時，該等側向作用力或壓力對帽體會產生一彎折剪力，所述彎折剪力對於只有單側膠殼包覆之帽體會造成破壞，無法得到完善的頭部保護作用。

　　因此，傳統技藝目前仍然是以加強（厚）外部膠殼的方式，來提供對於尖銳物衝擊及側向衝擊力之抵抗，並且對上述發泡式緩衝材料（或發泡填充體）之外部提供包覆聚合作用，以增加該等發泡式緩衝材料在受到各方向衝擊時，不會產生破裂而喪失其抗衝擊能力。但也因為在高安全性的要求下，不斷地增加該膠殼及／或該發泡式緩衝材料之厚度和重量；相對的，也增加了整個安全頭盔的體積和造成配載者的額外負擔。

　　為了改善上述的情形，舊法也已揭露了一種應用一層或複層纖維層，來輔助加強該發泡填充體抵抗尖銳物衝擊之能力。但是就像那些熟習此技藝的人所知悉，其在製造作業上比較麻煩和不穩定。並且，若考量充分之防護能力而加入更多層纖維層，又會大幅增加整體（和帽體）之重量總和。再者，該等纖維層在自體結構方面，缺乏理想的自我支撐能力。因此，該頭盔在受到不同型態的重壓力（特別是側邊壓力）或衝擊力作用時，無法提供足夠的承載強度。

　　因此，考量頭盔在遭受到不同型態衝擊力時之抵抗能力，以及改善該纖維層無法完善提供整個發泡填充體足夠的側向保護機制的缺失，如果單純以加大或加厚之方式來強化該塑膠殼體和發泡填充體，明顯又將影響整個安全頭盔之體型大小和重量，而這種情形並不是我們所期望的。

　　代表性的來說，這些參考資料顯示了在有關安全頭盔在結構和製造方面的設計技藝；它們也反映出這些頭盔或膠殼和內部結構體的組合結構，在測試試驗和實際使用的情形中，所存在的一些問題。如果重行設計考量該外部頭盔或膠殼與發泡材料填充體的內部組合結構，使它的結構強度可以大幅提昇，而能進一步在設計上符合製作精簡及高安全性的條件下，使其構造不同於習用者，而提供一全面性地防護及支撐能力，將可改變它對於外部衝擊力（或外部作用力）的傳遞分散型態，而有效改善舊法之缺失。

　　例如，考量使習知結構無法將外部各類型衝擊力量，有效的經由內部結構體(或發泡填充體)分散傳遞至整個帽體的各個區域，讓該結構體之各個部分均能平均負載各類型衝擊力量的情形，獲得明顯的改善；以及，進一步薄化該外部膠殼或撤除纖維層佈置之結構，使該帽體的組合結構在各方向或區域上具有較習知技藝更高的結構強度，以便於全面性地承載外部衝擊或側向衝擊壓力；並且，在符合該高安全性的條件下，使頭盔具有大幅度輕量化設計之結構型態，將可增加整體的可應用範圍。

　　而這些課題在上述的習知參考資料中均未被具體教示或揭露。

　　爰是，本發明之主要目的即在於提供一種安全頭盔之強化結構及其製造方法，係可改善習知結構強度低、製作控制不易和不良率較高等缺點。包括一緩衝（發泡）材料形成之帽體和一整合在該帽體上的結構體的組合。該結構體至少由多數個條狀物構成一類似球面（罩形）輪廓的陣列組織架構；對應該帽體之頂部區域和周邊區域，結構體定義有第一區和一連接第一區的第二區。

　　製造時，配合模具或成型模組，使該緩衝（發泡）材料包覆或鍵結該結構體的陣列組織架構，而形成一整體式的內、外強化結構；在明顯提高整體承受不同型態衝擊能力和安全性的條件下，進一步大幅薄化外部膠殼之厚度及減少或撤除加強用纖維層之佈置量，達到降低整體重量之作用。

　　上述的鍵結是指緩衝（發泡）材料結合結構體；或緩衝（發泡）材料穿過或填充連結結構體的陣列組織架構（或每一條狀物和網目）。

　　根據本發明之安全頭盔之強化結構，該第二區的下緣部份連接形成有一副區；副區係一具有U形斷面的結構，用以輔助增加側向衝擊或壓迫的支撐作用。以及，配合模具注入緩衝（發泡）材料形成帽體包覆或鍵結結構體時，該緩衝（發泡）材料係填充在副區內，使副區包覆該緩衝（發泡）材料的底部，而形成一整體型態，以提供全面性的衝擊傳遞分散效果。

　　根據本發明之安全頭盔之強化結構，該結構體第一區及／或第二區係形成一蜂巢結構的組織型態。以及，第一區或第二區的局部區域或全部區域又設置有一副蜂巢結構，以形成衝擊潰陷區。所述的蜂巢結構和副蜂巢結構具有複數個幾何形輪廓的立體巢目；立體巢目容許注入該緩衝（發泡）材料，以聯結包覆該結構體來構成一整合式的強化衝擊吸收結構。也就是說，該緩衝（發泡）材料構成的帽體、結構體和副蜂巢結構（及／或膠殼）共同建立了一個多重緩衝、吸收和平均分散傳遞外部衝擊力的機制。

　　在一個較佳的考量中，該結構體係位在該總成或帽體最內層的位置，使緩衝（發泡）材料構成的帽體被限制在膠殼和結構體之間的區域；這有助於在安全頭盔或總成遭受外部尖銳物衝擊時，帽體能受到膠殼及結構體的包覆，不會發生破裂分散情形。並且，在膠殼和帽體提供初始緩衝吸收作用時，該原本較集中之外部衝擊力量，得以先被分散，再傳遞到結構體；因此，結構體或（副）蜂巢結構能確實保持結構不被分裂破壞的完整性，相對的使配戴者頭部受到完整的保護。

　　根據本發明安全頭盔之強化結構之製造方法，係包括：

　　一作業（a），提供一（全罩式）結構體配置在一成型模組（或模具）裏面。該成型模組包括一母模組和一公模組；母模組和公模組之間界定有一帽形腔室，配置該結構體。該結構體至少由多數個條狀物構成一類似球面（罩形）輪廓的陣列組織架構；所述的結構體定義有一第一區和一連接第一區的第二區。

　　一作業（b），供給一緩衝（發泡）材料注入該腔室，形成帽體包覆或結合該結構體。對應結構體的第一區和第二區，帽體定義有一頂部區域和周邊區域。

　　一作業（b1），經加熱壓製作業，使緩衝（發泡）材料（或帽體）發泡膨脹而與該結構體之各條狀物形成複合式結構型態。所述的複合式結構型態（帽體和結構體）係定義為次總成。

　　以及，一作業（c），提供一膠殼包覆組合該次總成，而共同形成一頭盔總成。

　　根據本發明安全頭盔之強化結構之製造方法，係包括：

　　一作業（a），提供一（全罩式）結構體和一緩衝（發泡）材料形成的帽體，共同配置在一成型模組（或模具）裏面。該成型模組包括一母模組和一公模組；母模組和公模組之間界定有一帽形腔室，配置該結構體和帽體。該結構體至少由多數個條狀物構成一類似球面（罩形）輪廓的陣列組織架構；所述的結構體定義有一第一區和一連接第一區的第二區。對應結構體的第一區和第二區，帽體定義有一頂部區域和周邊區域。

　　一作業（b），經加熱壓製作業，使緩衝（發泡）材料（或帽體）與該結構體複合成一整體強化型態。所述的整體強化型態（帽體和結構體之複合型態）係定義為次總成。

　　以及，一作業（c），提供一膠殼包覆組合該次總成，而共同形成一頭盔總成。

　　根據本發明安全頭盔之強化結構之製造方法，係包括：

　　一作業（a），提供一結構體和一膠殼配置在一成型模組（或模具）裏面。該成型模組包括一母模組和一公模組；母模組和公模組之間界定有一帽形腔室，以配置該結構體和膠殼。

　　以及一作業（b），供給一緩衝（發泡）材料注入該腔室，配合加熱壓製作業，使該緩衝（發泡）材料形成帽體包覆結構體，並且與膠殼結合成一整體複合強化型態，而共同形成一頭盔總成。

10‧‧‧帽體

11‧‧‧頂部區域

12‧‧‧周邊區域

13‧‧‧凹槽

14‧‧‧凹部

20‧‧‧結構體

20A‧‧‧第一區

20B‧‧‧第二區

20C‧‧‧副區

20d‧‧‧嵌槽

20E‧‧‧副蜂巢結構

21‧‧‧縱條狀物

22‧‧‧橫條狀物

23‧‧‧網目

24‧‧‧壁

24a‧‧‧延伸壁

25‧‧‧立體巢目

26‧‧‧腔室

27、28‧‧‧開口

29‧‧‧延伸部

30‧‧‧膠殼

31‧‧‧氣孔

32‧‧‧網狀組織

40‧‧‧成型模組

41‧‧‧母模組

42‧‧‧公模組

43‧‧‧（帽形）腔室

50‧‧‧扣帶或扣具

100‧‧‧頭盔總成

第１圖係本發明安全頭盔之實施例示意圖；顯示了帽體、結構體結合及膠殼相關位置的情形。

第２圖係第１圖之結構剖視示意圖；描繪了帽體、結構體和膠殼組合的情形；圖中假想線部份係顯示成型模組的情形。

第３圖係本發明結構體之另一實施例示意圖；描繪了結構體底部一體形成副區的情形。

第４圖係本發明之又一實施例示意圖；描繪了副區提供設置扣帶或扣具的情形。

第５圖係本發明安全頭盔之ㄧ較佳實施例示意圖；顯示了該結構體形成壁和立體網目，構成一蜂槽結構型態，結合帽體和膠殼的情形。

第６圖係第５圖之結構剖視示意圖；描繪了帽體、結構體和膠殼組合的情形。

第７圖係本發明結構體之ㄧ修正實施例示意圖；顯示了立體網目的壁界定有中空腔室、開口，和璧的下端形成有延伸部的情形。

第８圖係本發明之ㄧ修正實施例部分結構剖視示意圖；描繪了結構體和帽體的結合情形。

第９圖係本發明安全頭盔之全罩式實施例立體結構示意圖。

第１０圖係本發明之一較佳實施例結構示意圖；顯示了結構體和副蜂巢結構的情形。

第１１圖係本發明之一結構剖視示意圖；描繪了膠殼、帽體和結構體組合，及結構體位在該頭盔總成之最內層位置的情形。

　　請參閱第１、２圖，本發明之安全頭盔之強化結構係選擇一提供運動配戴的安全頭盔之實施例說明；該安全頭盔也可以是工程頭盔、登山頭盔、馬帽或騎乘自行車、機車、滑雪…等時配戴的半罩式（第１～８圖）及全罩式（第９圖）安全帽型態。包括一緩衝（發泡）材料形成之帽體和一結構體的組合（或稱次總成）；概分別以參考編號１０、２０表示之。所述的帽體１０係配合一模具或成型模組４０注入緩衝（發泡）材料而成，帽體１０定義有一頂部區域１１和周邊區域１２。

　　基本上，成型模組４０包括一母模組４１、一公模組４２和母、公模組４１、４２之間共同界定的一個帽形腔室４３，在該帽形腔室４３中，提供了容納結構體２０及／或膠殼３０和注入緩衝（發泡）材料以形成帽體１０的空間。第２圖也描繪了膠殼３０上設有通氣孔３１組合網狀組織３２的結構型態；網狀組織３２可用來抵擋外部尖銳物刺入帽體１０。

　　第１、２圖顯示了該結構體２０係選擇塑膠或其他類似具有高彈性的材料，以形成一接近半球面體之帽形輪廓的網體組織型態。該結構體２０至少由多數個條狀物２１、２２構成一陣列（條片）組織架構，和形成在該條狀物２１、２２之間的幾何形網目２３；為了實施例說明，該條狀物被定義為縱條狀物２１和橫條狀物２２。縱條狀物２１和橫條狀物２２可以是等間隔排列型態，而形成正方形或矩形輪廓的網目２３。

　　也就是說，依據安全頭盔的型式或規格，該縱、橫條狀物２１、２２的排列密度和網目２３的形狀（或輪廓）是可以被修正或改變的。

　　在所採的實施例中，對應該帽體１０之頂部區域１１和周邊區域１２，該結構體２０定義有第一區２０A和一連接第一區２０A的第二區２０B。以及，配合該成型模組４０，使該緩衝（發泡）材料（或帽體１０）穿過網目２３，包覆（鍵結）第一區２０A和第二區２０B的結合成一整體強化型態（或罩式複合強化結構）。所述的整體強化型態（帽體１０和結構體２０之複合型態）係定義為次總成；以及，提供一膠殼３０包覆組合該次總成，而共同形成一頭盔總成１００。

　　可了解的是，該緩衝（發泡）材料（或帽體１０）穿過網目２３，包覆第一區２０A和第二區２０B的形成一整體複合型態的構造，係使結構體２０複合了該緩衝材料發泡體（１０），而彼此融合形成一強化結構。

　　詳細而言，在受到外部力量之撞擊（特別是帽體側邊或周邊區域）時，該發泡緩衝材料可直接抵抗和降低該外來的衝擊力量；並且，該結構體２０的條狀物２１、２２、網目２３和該緩衝發泡材料（或帽體１０）形成緊密的包覆複合結構，大幅增加了各發泡顆粒邊界間之結合力量，降低前揭分解破裂的情形。

　　同時，該外部衝擊力量可直接經該結構體２０之各縱、橫條狀物２１、２２，全面的被分散傳遞到整個帽體１０（或發泡填充體）的各個區域，使帽體１０的各個部份平均負載該外部衝擊力量的分力，降低帽體１０受集中力量而產生破壞的可能性。

　　也就是說，該帽體１０整合結構體２０所形成的複合組織型態，係構成大幅強化之結構，並能改變外部衝擊力量的傳遞型態，以達到整體結構特性強化和安全性提高之效果。因此，習知單一緩衝材料發泡形成的帽體，在受到外部撞擊（特別是帽體側邊或周邊區域）力量時，容易從各發泡顆粒接合之邊界產生破裂，而降低或喪失它的緩衝作用，也無法將該衝擊力量有效的傳遞到帽體（或發泡填充體）各個區域，以分散承載該外來衝擊力量等缺失，將獲得明顯的改善。

　　相較於舊法而言，上述帽體１０（或次總成）的結構強化特性，不僅可承受更大之鈍式衝擊力；並且，該結構體２０直接增強了該等發泡顆粒之邊界結合力，使整體承受尖銳型衝擊之能力被明顯增加。因此，用以負載衝擊力之緩衝發泡材料、外部膠殼或纖維層等之用量或厚度將容許被減小，而大幅降低了整個頭盔總成１００（或次總成）的體積和重量，明顯減輕了配戴者的負擔。

　　這是因為，該結構體２０增加了緩衝（發泡）材料（或帽體１０）整體的結構強度，已能充份負載外部不同型態和更大的正向（來自帽體頂部）或側向（來自帽體側面的）衝擊及壓迫外力，使得習知用以產生加強或抵抗作用之附加材料能被減少、變薄或撤除。

　　請參閱第３圖，在所採較佳的實施例中，該第二區２０B的下緣部份彼此相連接，形成一環狀型態的副區２０C；副區２０C係一具有U形斷面的結構，用以輔助增加第二區２０B建立的支撐作用和結構強度。以及，結構體２０具有副區２０C的結構，也有助於結構體２０安置在成型模組腔室４３內的固定或定位作用。

　　須加以說明的是，該第二區２０B的下緣部份彼此連接形成環狀副區２０C的組織型態，係可增加整個一體成型的結構體２０的結構強度；並且，建立較佳的動力傳遞和外力承載作用。特別是，該結構體２０具有副區２０C的型態，使結構體２０對於側向衝擊壓力可提供比傳統結構更大的支撐或負載強度。以及，配合成型模組４０注入緩衝（發泡）材料形成帽體１０包覆或結合結構體２０時，該緩衝（發泡）材料係填充在副區２０C內，使副區２０C包覆該緩衝（發泡）材料（或帽體１０）的底部，而形成一整體或全面性的複合強化結構。

　　在一個可行的實施例中，副區２０C提供直接設置扣帶或扣具５０的作用；例如，第４圖所描繪的情形。這實施例可改善習知安全頭盔的緩衝（發泡）材料或發泡填充體形成帽體後，必須另外加裝U形底框組合扣具的作業模式。

　　請參考第５、６圖，在一個較佳的實施例中，該結構體２０包括有複數個壁２４（壁２４係由類似上述的縱、橫條狀物２１、２２構成）。每一個壁２４的高度約０.１㎜～０.８㎜，相互連接形成類似一蜂巢結構，並且使壁２４界定出複數個相鄰的幾何形輪廓的立體巢目２５。所述的立體巢目２５的深度等於壁２４的高度（約０.１㎜～０.８㎜），以形成一可潰陷結構，並且容許該緩衝（發泡）材料注入，聯結包覆結構體２０以形成一複合強化的可潰陷結構型態。

　　請參考第６、７及８圖，立體巢目２５係定義為包括有複數個壁２４和所述複數個壁２４界定形成的中空腔室２６，以及形成在壁２４（或腔室２６）兩端（即，壁２４或腔室２６的上、下端）的開口２７、２８，而共同建立該立體巢目２５的結構。可了解的是，壁２４界定立體巢目２５（或腔室２６）的幾何形輪廓可為圓形、三角形、方形或六角形等。

　　圖中也描繪了該結構體第二區２０B的下緣部份彼此相連接，形成副區２０C的型態。以及，副區２０C設置有嵌槽２０ｄ拘留固定膠殼３０底邊的結構。

　　請參閱第７、８圖，係描繪了該立體巢目２５一個修正的實施例。壁２４的至少一端（圖中顯示壁２４的下端）朝兩邊延伸設有延伸部２９，使壁２４形成一「Ｔ」型或倒「Ｔ」型斷面的結構，而在立體巢目２５兩端之間形成不同程度之力量承受值。也就是說，相較於壁２４上端的衝擊負載能力來說，往壁２４下端和延伸部２９提供了逐漸增大的抗衝擊負載能力；這可在該結構體２０相對於外部衝擊力量，形成漸增式的可潰陷負載作用。

　　請再參考第６或８圖，在另一個修正的實施例中，該結構體２０下部內邊（即，副區２０C內邊）和帽體１０之間，形成有一凹槽１３。更確切的說，凹槽１３係形成在帽體１０下端部的位置；凹槽１３可考量配裝護條或飾條（圖未顯示）。

　　第９圖係描繪了該帽體１０和形成蜂槽結構的結構體２０、膠殼３０結合構成一全罩式安全帽或安全頭盔的情形。

　　請參閱第１０、１１圖，在所採較佳的實施例中，該結構體２０在第一區２０A及／或第二區２０B的局部區域或全部區域，係構成一類似蜂巢結構的組織型態。圖中顯示了第一區２０A形成蜂巢結構的架構；第二區２０B形成條狀物２１或２２的陣列組織型態。在這實施例中，第二區２０B的條狀物２１或２２係形成一U型斷面的結構，連接第一區２０A蜂巢結構的壁２４。

　　在一個修正的實施例中，為了增加第二區２０B負載側邊撞擊壓力的結構強度，第二區２０B係和一副蜂巢結構組合，以形成一衝擊潰陷區；副蜂巢結構係以參考編號２０E表示之。

　　可了解的是，該結構體第二區２０B的局部區域或全部區域可選擇性的設置該副蜂巢結構２０E。所述的副蜂巢結構２０E具有壁２４和複數個幾何形輪廓的立體巢目２５；副蜂巢結構２０E的壁２４設有延伸壁２４ａ，可組合或嵌合在第一區２０A的蜂巢結構的壁２４上，形成連結型態。立體巢目２５容許注入該緩衝（發泡）材料，以聯結包覆該結構體２０及／或副蜂巢結構２０E，來構成一整合式的強化衝擊吸收結構。

　　也就是說，該緩衝（發泡）材料構成的帽體１０、結構體２０或副蜂巢結構２０E（及／或膠殼３０）共同建立了一個多重緩衝、吸收和平均分散傳遞外部衝擊力的機制。

　　在一個衍生的實施例中，該帽體１０的頂部區域１１係設置有ㄧ凹部１４；凹部１４用以配置一彈性緩衝墊（圖未顯示）。彈性緩衝墊係一塊狀物型態，位在膠殼３０和帽體１０之間；它的彈性係數小於該緩衝（發泡）材料的彈性係數。該彈性緩衝墊係用來輔助帽體１０吸收外部衝擊力量和提供配戴舒適性等作用。

　　請參考第１１圖（或第２圖），在一個較佳的考量中，該結構體２０係位在該頭盔總成１００或帽體１０最內邊或最內層的位置，使緩衝（發泡）材料構成的帽體１０被限制在膠殼３０和結構體２０之間的區域；這有助於在頭盔總成１００遭受外部尖銳物衝擊時，帽體１０不會發生破裂分散情形。並且，在膠殼３０和帽體１０提供初始的緩衝吸收作用後，該外部衝擊力量已被平均分散傳遞到結構體２０及／或副蜂巢結構２０E；因此，在結構體２０及／或副蜂巢結構２０E建立的衝擊潰陷區的作用下，結構體２０或副蜂巢結構２０E能確實保持結構完整性，相對的使配戴者頭部受到完整的保護。

　　根據上述說明，可了解本發明應用在這安全頭盔之強化結構的製造方法，係包括：

　　一作業（ａ），提供一結構體２０配置在一成型模組４０（或模具）裏面。該成型模組４０包括一母模組４１和一公模組４２；母模組４１和公模組４２之間界定有一帽形腔室４３，用以至少配置該結構體２０。可了解的是，在作業（ａ）中，也可以同時在腔室４３內配置一膠殼３０。所述的結構體２０定義有第一區２０A、連接第一區２０A的第二區２０B和一連接在第二區２０B下緣部分的副區２０C。

　　一作業（ｂ），供給一緩衝（發泡）材料注入該腔室４３，形成帽體１０包覆該結構體２０（或一體成型結合該膠殼３０）之型態。並且，使緩衝（發泡）材料注入該副區２０C，使副區２０C包覆該緩衝（發泡）材料（或帽體１０）底部的型態。該帽體１０定義有一頂部區域１１和周邊區域１２。所述的整體強化型態（至少包括帽體１０複合結構體２０之型態）係定義為次總成。

　　該作業（ｂ）可包括一作業（ｂ１）之加熱壓製作業，使緩衝（發泡）材料（或帽體１０）與該結構體２０（加上膠殼３０）複合成一整體強化型態。

　　以及，對於上述作業步驟未與膠殼３０一體成型之實施例，係提供一作業（ｃ），配置膠殼３０包覆組合該次總成，而共同形成一頭盔總成１００。

　　在一個修正的實施例中，該安全頭盔之強化結構的製造方法包括：

　　一作業（ａ），提供結構體２０或／及一膠殼３０配置在成型模組４０裏面。該成型模組４０包括上、公模組４１、４２和上、公模組４１、４２之間界定的帽形腔室４３，用以至少配置該結構體２０或／及該膠殼３０。所述的結構體２０定義有第一區２０A、連接第一區２０A的第二區２０B和連接在第二區２０B下緣部分的副區２０C。

　　一作業（ｂ），供給一緩衝（發泡）材料注入該腔室４３，形成帽體１０，（配合加熱壓製作業）使緩衝（發泡）材料（或帽體１０）包覆該結構體２０，並且與膠殼３０結合成一整體複合強化結構。可了解的是，該緩衝（發泡）材料也會注入該副區２０C，使副區２０C包覆該緩衝（發泡）材料（或帽體１０）底部的型態。對應結構體２０的第一區２０A和第二區２０B，帽體１０定義有一頂部區域１１和周邊區域１２。

　　在一個較佳的實施例中，該安全頭盔之強化結構的製造方法又包括：

　　一作業（ａ），提供結構體２０和一緩衝（發泡）材料形成的帽體１０，共同配置在成型模組４０裏面。成型模組４０包括上、公模組４１、４２和上、公模組４１、４２之間界定的帽形腔室４３；帽形腔室４３係配置該結構體２０和帽體１０。所述的結構體２０至少由多數個條狀物２１或２２構成一類似球面（罩形）輪廓的陣列組織架構；結構體２０定義有一第一區２０A、連接第一區２０A的第二區２０B和連接第二區２０B的副區２０C。對應結構體２０的第一區２０A和第二區２０B，帽體１０定義有一頂部區域１１和周邊區域１２。

　　一作業（ｂ），配合加熱壓製作業，使緩衝（發泡）材料（或帽體１０）與該結構體２０複合成一整體強化型態。所述的整體強化型態（帽體和結構體之複合型態）係定義為次總成。並且，該副區２０C係包覆帽體１０底部的型態。

　　以及一作業（ｃ），提供一膠殼３０包覆組合該次總成，而共同形成一頭盔總成１００。

　　在一個較佳的實施例中，該作業（ａ）中的結構體２０在第一區２０A及／或第二區２０B的局部區域或全部區域，係構成一類似蜂巢結構的組織型態。在這實施例中，第一區２０A係形成蜂巢結構的架構；第二區２０B形成條狀物２１或２２的陣列組織型態。以及，第二區２０B的條狀物２１或２２係形成一U型斷面的結構，連接第一區２０A蜂巢結構的壁２４。

　　在一個修正的實施例中，為了增加第二區２０B負載側邊撞擊壓力的結構強度，該作業（ａ）的結構體第二區２０B係和一副蜂巢結構組合，以形成一衝擊潰陷區；副蜂巢結構係以參考編號２０E表示之。

　　可了解的是，該結構體第二區２０B的局部區域或全部區域可選擇性的設置該副蜂巢結構２０E。所述的副蜂巢結構２０E具有壁２４和複數個幾何形輪廓的立體巢目２５；副蜂巢結構２０E的壁２４設有延伸壁２４ａ，可組合或嵌合在第一區２０A的蜂巢結構的壁２４上，形成連結型態。以及，該緩衝（發泡）材料（或帽體１０）可穿過或填充立體巢目２５，以聯結包覆該結構體２０及／或副蜂巢結構２０E，來構成一整合式的強化衝擊吸收結構。

　　在一個衍生的實施例中，該作業（ａ）中的帽體頂部區域１１係設置有ㄧ凹部１４；凹部１４用以配置一彈性緩衝墊（圖未顯示）。彈性緩衝墊係一塊狀物型態，位在膠殼３０和帽體１０之間；它的彈性係數小於該緩衝（發泡）材料的彈性係數。

　　在一個可行的實施例中，該安全頭盔之強化結構之製造方法，又包括：

　　一作業（a），提供一結構體２０和一膠殼３０配置在一成型模組４０（或模具）裏面。該成型模組４０包括一母模組４１和一公模組４２；母模組４１和公模組４２之間界定有一帽形腔室４３，以配置該結構體２０和膠殼３０。

　　以及一作業（b），供給一緩衝（發泡）材料注入該腔室４３，配合加熱壓製作業，使該緩衝（發泡）材料形成帽體１０包覆結構體２０，並且與膠殼３０結合成一整體複合強化型態，而共同形成一頭盔總成１００。

　　須加以說明的是，該結構體２０係位在該頭盔總成１００或帽體１０最內邊或最內層的位置，使緩衝（發泡）材料構成的帽體１０被限制在膠殼３０和結構體２０之間的區域。上述緩衝（發泡）材料注入該腔室４３時，緩衝（發泡）材料係形成帽體１０包覆結合整個結構體２０的條狀物２１、２２（或壁２４、延伸部２６）和副蜂巢結構２０E；並且，緩衝（發泡）材料係注入結構體２０的網目２３（或立體巢目２５）之間，和條狀物２１、２２（或壁２４、延伸部２６）形成堅實而完整之穿合連結或鍵結的結構，明顯強化了該整合結構的結構強度，對於負載外部衝擊之能力達到相乘之強化效果。

　　代表性地來說，這安全頭盔之強化結構及其製造方法，在相較於舊法而言，係具有下列的考量條件和優點：

1. 該頭盔或膠殼和發泡材料填充體的組合結構已被重行設計考量；例如，使結構體２０包括縱、橫條狀物２１、２２或壁２４，來構成矩陣排列型態的網目２３或立體巢目２５，以容許該發泡材料穿合注入該網目２３或立體巢目２５間，形成包覆結合的交相嵌合強化結構。以及，該立體巢目２５更提供帽體１０內部一個特殊的衝擊可潰陷區，提高其對衝擊力的吸收能力；或結構體２０一體形成有副區２０C，用以一體結合帽體１０和膠殼３０等部分，使該頭盔或膠殼３０和發泡材料填充體（或帽體１０）和結構體２０、副蜂巢結構２０E之間，形成一完整共構的組合結構體，來獲得更理想的緩衝、吸收衝擊力量的能力。不僅使其構造明顯不同於習用者；並且，完全改變了它的動力（或外部衝擊力）分散、傳遞型態，改善前揭舊法之缺失。
2. 該結構體２０結合緩衝（發泡）材料構成的帽體１０，使習知結構無法將外部衝擊力量有效的分散傳遞到發泡填充體（或帽體）各個區域，而讓發泡填充體在遭受外力衝擊時，容易造成負載過於集中而破壞的情形，能獲得明顯的改善。
3. 特別是，該帽體１０和結構體２０、副蜂巢結構２０E的結構設計在符合製作精簡、安全性和降低不良率的條件下，使它的組合結構具有較習知技藝更高的結構強度，來負載外部撞擊或側向衝擊壓力；且實質上，因上述的改進，也讓本發明更具有朝向薄而輕盈型態製造的條件，增廣了它的可應用範圍。

　　故，本發明係提供了一有效的安全頭盔之強化結構及其製造方法，其構造、組織係較習知者理想，且具有舊法中所未有之機能和無法比擬之優點，係展現了相當大的進步。

　　惟，以上所述者，僅為本發明之可行實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

 

10‧‧‧帽體

11‧‧‧頂部區域

12‧‧‧周邊區域

13‧‧‧凹槽

20‧‧‧結構體

20 A‧‧‧第一區

20 B‧‧‧第二區

20 C‧‧‧副區

21‧‧‧縱條狀物

22‧‧‧橫條狀物

24‧‧‧壁

25‧‧‧立體巢目

30‧‧‧膠殼

100‧‧‧頭盔總成

Claims (23)

1. 一種安全頭盔之強化結構，包括：
   　　一緩衝發泡材料形成之帽體和一結構體的組合；對應帽體的頂部區域和周邊區域，結構體定義有第一區和一連接第一區的第二區；
   　　該結構體第一區和第二區的至少其中之ㄧ，具有複數個壁；每一個壁相互連接形成一矩陣排列型態的蜂巢結構；並且，使璧界定出複數個相鄰的幾何形輪廓的立體巢目；
   　　該立體巢目包括有該複數個壁界定形成的中空腔室，和形成在腔室兩端的開口，而共同建立該立體巢目構成一可潰陷結構；以及
   　　形成帽體之緩衝發泡材料係聯結包覆該結構體的第一區和第二區。
2. 如申請專利範圍第１項所述之安全頭盔之強化結構，其中該第二區的下緣部份連接形成有一體成型環狀的副區；副區係一具有U形斷面的結構；
   　　該緩衝（發泡）材料係填充在副區內，使副區包覆該帽體底部的構成一整體型態；以及
   　　該結構體係選擇塑膠材料形成一帽形輪廓的結構。
3. 如申請專利範圍第１或２項所述之安全頭盔之強化結構，其中該帽體和結構體組合有一膠殼；使膠殼包覆該帽體，而共同形成一頭盔總成；
   　　該帽體係配合一成型模組注入緩衝發泡材料而成；以及
   　　成型模組包括一母模組、一公模組和上、公模組之間共同界定的一個腔室，提供容納固定結構體和注入緩衝發泡材料的空間。
4. 如申請專利範圍第１或２項所述之安全頭盔之強化結構，其中該壁的至少一端朝兩邊延伸設有延伸部，使壁形成一「T」型和倒「T」型斷面結構之其中之ㄧ。
5. 如申請專利範圍第３項所述之安全頭盔之強化結構，其中該膠殼上設有通氣孔組合網狀組織的結構。
6. 如申請專利範圍第１項所述之安全頭盔之強化結構，其中該結構體係位在該帽體最內層的位置。
7. 如申請專利範圍第１或２項所述之安全頭盔之強化結構，其中該蜂巢結構係形成在結構體第一區；以及
   　　結構體第二區具有多數個條狀物構成一陣列組織架構；該條狀物係形成一U型斷面結構。
8. 一種安全頭盔之強化結構之製造方法，包括：
   　　一作業（a），提供一結構體和一緩衝發泡材料形成的帽體，共同配置在一成型模組裏面；成型模組包括上、公模組和上、公模組之間界定的腔室；腔室係配置該結構體和帽體；所述的結構體定義有第一區和連接第一區的第二區；對應結構體的第一區和第二區，該帽體定義有一頂部區域和周邊區域；以及
   　　一作業（b），配合加熱壓製作業，使帽體與該結構體複合成一整體強化型態；所述帽體和結構體的複合結構係定義為次總成。
9. 如申請專利範圍第８項所述之安全頭盔之強化結構之製造方法，其中該作業（b）之後包括一作業（c），提供一膠殼包覆組合該次總成，而共同形成一頭盔總成。
10. 如申請專利範圍第８項所述之安全頭盔之強化結構之製造方法，其中該作業（a）包括提供一膠殼，與該結構體、帽體共同配置在成型模組的腔室裏面。
11. 如申請專利範圍第８或９或１０項所述之安全頭盔之強化結構之製造方法，其中該結構體包括一連接在第二區下緣部分的環狀副區；副區係一具有U形斷面的結構；以及
    　　該緩衝發泡材料係填充該副區，使副區包覆該帽體底部。
12. 如申請專利範圍第８或９或１０項所述之安全頭盔之強化結構之製造方法，其中該結構體第一區和第二區的至少其中之ㄧ，具有複數個壁；每一個壁相互連接形成一陣列組織之蜂巢結構；並且，使璧界定出複數個相鄰的立體巢目；
    　　該立體巢目包括有該複數個壁界定形成的中空腔室，和形成在腔室兩端的開口，而共同建立該立體巢目的結構。
13. 如申請專利範圍第８或９或１０項所述之安全頭盔之強化結構之製造方法，其中該結構體第一區具有複數個壁，每一個壁相互連接形成一陣列組織之蜂巢結構；並且，使璧界定出複數個相鄰的立體巢目；
    　　該立體巢目包括有該複數個壁界定形成的中空腔室，和形成在腔室兩端的開口，而共同建立該立體巢目的結構；
    　　該結構體第二區係多數個條狀物構成一陣列組織結構；所述的條狀物係連接該立體巢目的壁；該條狀物係成U形斷面的結構；以及
    　　該立體巢目容許緩衝發泡材料穿合通過。
14. 如申請專利範圍第１２項所述之安全頭盔之強化結構之製造方法，其中該壁的至少一端朝兩邊延伸設有延伸部，使壁形成一「T」型和倒「T」型斷面結構之其中之ㄧ。
15. 如申請專利範圍第９或１０項所述之安全頭盔之強化結構之製造方法，其中該膠殼上設有通氣孔組合網狀組織的結構。
16. 如申請專利範圍第８項所述之安全頭盔之強化結構之製造方法，其中該結構體係位在該帽體最內層的位置。
17. 一種安全頭盔之強化結構之製造方法，包括：
    　　一作業（a），提供一結構體和一膠殼配置在一成型模組裏面；該成型模組包括一母模組和一公模組；母模組和公模組之間界定有一腔室，以配置該結構體和膠殼；該結構體定義有第一區和連接第一區的第二區；以及
    　　一作業（b），供給一緩衝發泡材料注入該腔室，配合加熱壓製作業，使該緩衝發泡材料形成帽體包覆結構體，並且與膠殼結合成一整體複合強化型態，而共同形成一頭盔總成。
18. 如申請專利範圍第１７項所述之安全頭盔之強化結構之製造方法，其中該結構體包括一連接在第二區下緣部分的環狀副區；副區係一具有U形斷面的結構；以及
    　　該緩衝發泡材料係填充該副區，使副區包覆該帽體底部。
19. 如申請專利範圍第１７或１８項所述之安全頭盔之強化結構之製造方法，其中該結構體第一區和第二區的至少其中之ㄧ，具有複數個壁；每一個壁相互連接形成一陣列組織之蜂巢結構；並且，使璧界定出複數個相鄰的立體巢目；
    　　該立體巢目包括有該複數個壁界定形成的中空腔室，和形成在腔室兩端的開口，而共同建立該立體巢目的結構。
20. 如申請專利範圍第１７或１８項所述之安全頭盔之強化結構之製造方法，其中該結構體第一區具有複數個壁，每一個壁相互連接形成一陣列組織之蜂巢結構；並且，使璧界定出複數個相鄰的立體巢目；
    　　該立體巢目包括有該複數個壁界定形成的中空腔室，和形成在腔室兩端的開口，而共同建立該立體巢目的結構；立體巢目容許緩衝發泡材料穿合通過；以及
    　　該結構體第二區係多數個條狀物構成一陣列組織結構；條狀物係成U形斷面的結構，連接該立體巢目的壁。
21. 如申請專利範圍第１９項所述之安全頭盔之強化結構之製造方法，其中該壁的至少一端朝兩邊延伸設有延伸部，使壁形成一「T」型和倒「T」型斷面結構之其中之ㄧ。
22. 如申請專利範圍第１７或１８項所述之安全頭盔之強化結構之製造方法，其中該膠殼上設有氣孔組合網狀組織的結構。
23. 如申請專利範圍第１７或１８項所述之安全頭盔之強化結構之製造方法，其中該結構體係位在該帽體最內層的位置。