TWI716914B - 具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽 - Google Patents
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Abstract
一種具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽,其包括外防護體、內防護體、至少一個彈性球以及至少一彈性回復牽引部件,內防護體能活動地裝設於外防護體內,且兩者之間具有活動間隙,多個彈性球分布設置於外防護體與內防護體之間,且彈性球能自由滾動地接觸外防護體與內防護體,彈性回復牽引部件連接於外防護體位於彈性球分布範圍外側之端緣部與內防護體位於彈性球分布範圍外側之端緣部之間,當安全帽受到外力撞擊時,其能利用多個彈性球提供的吸收與反彈外力性能,有效地抵銷或降低各種撞擊能量,另外防護體與內防護體之間藉由彈性球能自由滾動之接觸連接,使外防護體與內防護體之間具備較大相對運動距離及良好的運動流暢性,而能有效地抵銷或分散側向撞擊之力量。
Description
本發明係關於一種安全帽,尤指一種兼具抗線性撞擊與抗側向撞擊等安全防護性能的安全帽構造創作。
安全帽係一種用於提供人們頭部安全防護性能的產品,一般習見的安全帽組成構造,其主要係於一外護殼內部裝設具有緩衝性能的內護殼,藉以利用具有緩衝性能的內護殼。
惟人體的頭部撞擊型態,概區分有線性撞擊、側向撞擊(或稱旋轉撞擊)以及低速連續性撞擊等三種,其中,低速連續性撞擊亦包括線性撞擊、側向撞擊(或稱旋轉撞擊)兩種型態。但是,前述習用的安全帽組成構造中,其內護殼係固設於外護殼內,僅具備抗線性撞擊的防護性能,但不具備抗側向撞擊之性能。
為了克服前述習用安全帽組成構造不具備抗側向撞擊性能之問題,現今之安全帽產品進一步於外護殼與內護殼之間分布組設多個阻尼器,使該安全帽具備抗線性撞擊的防護性能之外,藉由阻尼器的彈性,讓內護殼還能相對於外護殼有限範圍內相對運動,而達到抗側向撞擊性能。
惟前述安全帽藉由外護殼與內護殼之間分布組設多個阻尼器,達到具備抗線性撞擊與抗側向撞擊的防護性能,但是,前述安全帽基於產品的設計需求,外護殼與內護殼的厚度以及兩者間之間隙有其一定尺寸限制,造成提供彈性的阻尼器之伸縮形變的能力有限,而且阻尼器的兩端分別耦合於外護殼與內護殼中,以致外護殼與內護殼能夠相對運動的距離偏短,且外護殼與內護殼相對運動的流暢性也因阻尼器形變的牽制而受限,難以提供較佳的抗側向撞擊的安全防護性能。
本發明之目的在於提供一種具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽,解決現有安全帽防護結構之抗側撞擊安全性能不足之問題。
為了達成前述的目的,本發明所提供之具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽係包括: 一外防護體,其內部具有一容置空間以及位於該容置空間周圍的一組接面; 一內防護體,係能活動地裝設於該外防護體的容置空間中,該內防護體與外該內防護體面向該外防護體的外表面具有一連接面,該連接面與該組接面之間具有一活動間隙; 至少一個彈性球,係設置於該外防護體的內部與該內防護體的外部之間,且所述彈性球能滾動地接觸該外防護體與該內防護體;以及 至少一彈性回復牽引部件,係連接於該外防護體位於所述彈性球分布範圍外側之端緣部與該內防護體位於所述彈性球設置範圍外側之端緣部之間。
藉由前述具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽之發明,其至少具備以下優點: 1、提升撞擊之防護性能:本發明安全帽係利用至少一個彈性球能滾動地裝設於外防護體與內防護體之間,以及以至少一彈性連接帶連接於外防護體之端緣部與內防護體之端緣部,提供外防護體與內防護體回復牽引的彈性,藉以在安全帽受到外力撞擊時,其能利用至少一個彈性球本身具有受力能產生型變以吸收與反彈外力的性能,有效地抵消或降低不同能量之線性、非線性及低速連續性撞擊力量,或進一步結合內防護體、外防護體提供的緩衝性能,使該安全帽具備優異的抗撞擊性能。 2、具有更佳的抗側向撞擊防護性能:承上所述,本發明安全帽係藉由外防護體與內防護體之間利用至少一個彈性球能自由滾動地接觸連接,使外防護體與內防護體之間能全方向相對運動、具備較大相對運動距離,而能有效地抵銷或分散側向撞擊之力量。 3、外防護體與內防護體的相對運動流暢性佳:承上所述,本發明安全帽係藉由外防護體與內防護體之間利用至少一個彈性球能自由滾動地接觸連接,使外防護體與內防護體之間能全方向相對運動、具備較大相對運動距離之外,所述彈性球與外防護體或內防護體之間呈點接觸之狀態,在外防護體與內防護體相對運動的過程中,藉由較小的摩擦阻力且任意方向性的干涉小,故外防護體與內防護體的相對運動具備良好的運動流暢性,更能有效地抵銷或分散側向撞擊之力量。
如圖1至圖8所示,係揭示本發明具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽之數種較佳實施例,所述具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽可為機車騎士使用的安全帽,或運動人員使用的安全帽,或是工程人員使用的安全帽等,且所述安全帽的型體可為全罩式安全帽、半罩式安全帽或四分之三罩式安全帽等。為了便於本發明具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽之具體實施例的說明,各圖式揭示的較佳實施例皆係以半罩式安全帽呈現,惟本發明具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽不以前述圖式揭露的型態為限。
如圖1至圖8所示,由該些圖式揭示的每一較佳實施例中可以見及,所述具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽皆包括:一外防護體10、一內防護體20、至少一個彈性球30以及至少一彈性回復牽引部件40。
如圖1至圖8所示,該外防護體10係能罩覆於人體頭部的弧曲體,該外防護體10內部具有一容置空間,且該外防護體內部於該容置空間周圍的一組接面11,該組接面11為弧凹曲面狀。該外防護體10可單一硬質護殼,或是單一緩衝材質成形的緩衝護殼,或是複數緩衝材料結合的緩衝護殼。或者,該外防護體包括一硬質護殼以及固接於該硬質護殼內部的一緩衝層之複合構造,所述緩衝層可為單一部件或複數部件的結合。惟所述外防護體不以前述的組成構造為限。所述緩衝護殼與所述緩衝層可以選用如發泡性聚苯乙烯(EPS)、發泡性聚丙烯(EPP)、發泡性聚乙烯(EPE),或發泡性乙烯共聚樹脂(EPO)等發泡性材料。
如圖1至圖8所示,該內防護體20係能罩覆於人體頭部的弧曲體,該內防護體20係能活動地裝設於該外防護體10的容置空間中,該內防護體20面向該外防護體10的外表面具有一連接面21,該連接面21與該外防護體10的組接面11之間具有一活動間隙D。於本較佳實施例中,該外防護體10的組接面11為弧凹曲面狀,該連接面21則為弧凸曲面狀,弧凸曲面狀連接面21與弧凹曲面狀組接面11係形狀實質相匹配。
如圖1至圖8所示,所述彈性球30可為一個或多個,所述彈性球30的數量依產品的需求而決定,所述彈性球30係設置於該外防護體10的內部與該內防護體20的外部之間,且所述彈性球30能自由滾動地接觸該外防護體10的組接面11與該內防護體20之連接面21兩者中之至少一個。當所述彈性球30為多個時,多個所述彈性球30係分布設置於該外防護體10的內部與該內防護體20的外部之間。
該外防護體10的組接面11與該內防護體20之連接面21還可於彈性球30的滾動接觸之活動區域以熱壓或黏貼等固接方式設置一塑膠薄膜,藉由塑膠薄膜用以降低彈性球30與該外防護體10的組接面11、該內防護體20之連接面21之間滾動接觸的摩擦阻力。
所述彈性球30可選用已知具有吸收與反彈外力性能的彈性材質所製成的部件,其能藉由自由滾動方式改變外力的作用方向而能分散側向撞擊與連續撞擊。所述彈性球30之尺寸與材質硬度等係依產品的功能需求而選擇及調整,該內防護體20與該外防護體10之間的活動間隙D可藉由彈性球30的直徑而控制間隙的大小。
如圖1至圖9所示,所述彈性回復牽引部件40可為一條或複數條,且所述彈性回復牽引部件40係連接於該外防護體10位於所述彈性球30分布範圍外側之端緣部14與該內防護體20位於所述彈性球30分布範圍外側之端緣部14之間,提供該外防護體10與該內防護體20相對運動後復位之彈性,且所述性彈性回復牽引部件40係設置於所述彈性球30之運動範圍之外圍區域,不會影響所述彈性球30之自由運動。所述彈性回復牽引部件40可分別藉由卡扣、卡勾或鉚釘等連接部件分別連接於該外防護體10之端緣部14與該內防護體20之端緣部24。
於本較佳實施例中,所述彈性回復牽引部件40為一條時,所述彈性回復牽引部件40可選用環形狀帶體,並環繞連接於內防護體20之底端與外防護體10之底端。如圖9所示,所述彈性回復牽引部件40也可以為複數條,複數所述彈性回復牽引部件40以相對於該內防護體20的前後軸向的一中心線C呈對稱分布設置為佳,藉由利用對稱分布設置的複數所述彈性回復牽引部件40,使內防護體與外防護體10之間處於平衡的位置。
以下進一步就本發明具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽之數種較佳實施例之差異部分提出說明。
如圖1及圖2所示的第一較佳實施例,該外防護體10包括一硬質護殼101以及固接於該硬質護殼101內部的一緩衝層102,該緩衝層102面向該內防護體20的一側為所述組接面11,所述組接面11間隔設置多個球窩槽12,所述彈性球30的一部分能自由滾動地裝設於所述球窩槽12中,所述彈性球30的另一部分能自由滾動地接觸該內防護體20的連接面21。
如圖3所示的第二較佳實施例,該外防護體10包括一硬質護殼101以及固接於該硬質護殼101內部的一緩衝層102,該緩衝層102面向該內防護體的一側為所述組接面11,該內防護體20的連接面21間隔設置多個球窩槽22,所述彈性球30的一部分能自由滾動地裝設於所述球窩槽22中,所述彈性球30的另一部分能自由滾動地接觸該外防護體10的組接面11。
如圖4所示的第三較佳實施例,該外防護體10包括一硬質護殼101以及固接於該硬質護殼101內部的一緩衝層102,該緩衝層102面向該內防護體20的一側為所述組接面11,該外防護體10與該內防護體20中各間隔設置多個球窩槽12,於本較佳實施例中,所述球窩槽12、22分別設置於該外防護體10的組接面11與該內防護體20的連接面21,且設於所述組接面11的球窩槽12與設於連接面21的球窩槽22係錯位排列,多個所述彈性球30的一部分能分別自由滾動地裝設於每一所述球窩槽12、22中,多個所述彈性球30的另一部分能分別自由滾動地接觸該連接面21或組接面11。
如圖5所示的第四較佳實施例,該外防護體10包括一硬質護殼101以及固接於該硬質護殼101內部的一緩衝層102,該緩衝層102中間隔設置多個球窩座13,每一所述球窩座13中具有一球窩槽131,所述彈性球30的一部分能自由滾動地裝設於所述的球窩槽131,所述彈性球30的另一部分能自由滾動地接觸該內防護體20的連接面21。
此外,如圖6所示的第五較佳實施例的外防護體10亦可僅具有一硬質護殼101,該硬質護殼101內部未設置緩衝層,該硬質護殼101內側間隔設置多個球窩座13,每一所述球窩座13中具有一球窩槽131,所述彈性球30的一部分能自由滾動地裝設於所述球窩槽131,所述彈性球30的另一部分能自由滾動地接觸該內防護體20的連接面21。
如圖7所示的第六較佳實施例,該內防護體20中間隔設置多個球窩座23,每一所述球窩座23中具有一球窩槽231,所述彈性球30的一部分能自由滾動地裝設於所述的球窩槽231,所述彈性球30的另一部分能自由滾動地接觸該外防護體10的組接面11。
如圖8所示的第七較佳實施例,該外防護體10包括一硬質護殼101以及固接於該硬質護殼101內部的一緩衝層102,該緩衝層102面向該內防護體20的一側為所述組接面11,該外防護體10與該內防護體20中各間隔設置多個球窩座13、23,且設於所述外防護體10的球窩座13與設於內防護體20的球窩座23係錯位排列,每一所述球窩座13、23中具有一球窩槽131、231,所述彈性球30的一部分能自由滾動地裝設於所述的球窩槽131、231,所述彈性球30的另一部分能自由滾動地接觸該內防護體20的連接面21或該外防護體10的組接面11。
當所述球窩座13設於該外防護體10內部時,所述球窩座13可以埋射、螺絲鎖固或黏合等方式設置於外防護體10內。當所述球窩座23設於該內防護體內部時,所述球窩座23可以埋射方式設置於內防護體20內。
所述球窩槽131、231之槽壁、該外防護體10的組接面11與該內防護體20的連接面21還可分別具有一接觸層,藉由接觸層提供彈性球30滾動接觸的表面,用以增加彈性球30滾動所需的潤滑性或抗衝擊或降低摩擦力等性能,其中,該接觸層的材質可依所需的潤滑性或抗衝擊性或降低摩擦力等而選擇合適的材料,例如:該接觸層可以選用聚碳酸酯(Polycarbonate, PC),使其具備良好的抗衝擊性能。
關於本發明具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽之使用情形,請配合參看圖10及圖11所示,使用者配戴本發明具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽後,藉由該安全帽對使用者的頭部提供安全防護,以下就一般頭部發生撞擊之線性撞擊與側向撞擊(旋轉撞擊)等型態提出說明。
在線性撞擊方面:當安全帽受到法向的外力撞擊或低速連續性的法向撞擊力量時,該安全帽係能利用分散設置的多個彈性球30具有吸收與反彈外力性能,使其能夠有效地抵銷或降低外力線性撞擊的力量或低速連續性的法向撞擊力量:或者,再進一步結合內防護體、外防護體提供的緩衝性能,使該安全帽具備優異的抗線性撞擊性能。
於側向撞擊方面:當安全帽受側向外力撞擊或低速連續性的側向撞擊力量時,該安全帽係藉由外防護體10與內防護體20能相對運動,外防護體10與內防護體20之間藉由多個彈性球30能自由滾動地接觸連接,使外防護體10與內防護體20之間具備全方位運動之性能,且兩者之間能有較大相對運動距離以及良好的運動流暢性,而能有效地抵銷或分散側向撞擊或低速連續性的側向撞擊力量,使其具備優異的抗側撞擊防護性能。
綜上所述,本發明安全帽係利用至少一個彈性球能滾動地裝設於外防護體與內防護體之間,以及以至少一彈性連接帶分布連接於外防護體之端緣部與內防護體之端緣部,提供外防護體與內防護體回復牽引的彈性,藉以在安全帽受到外力撞擊時,其能利用多個彈性球本身具有受力能產生型變以吸收與反彈外力的性能有效地抵消或降低不同能量之線性、非線性及低速連續性撞擊力量,或進一步結合內防護體、外防護體提供的緩衝性能,使該安全帽具備優異的抗撞擊性能。同時外防護體與內防護體之間以至少一個彈性球能自由滾動地接觸連接,使外防護體與內防護體之間能全方向相對運動、具備較大相對運動距離,而能有效地抵銷或分散側向撞擊之力量,故本發明能為人們提供一種安全性更高之安全帽。
10外防護體 101硬質護殼 102緩衝層 11組接面 12球窩槽 13球窩座 131球窩槽 14端緣部 20內防護體 21連接面 22球窩槽 23球窩座 231球窩槽 24端緣部 D活動間隙 C中心線 30彈性球 40彈性回復牽引部件
圖1係本發明具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽之第一較佳實施例的側視剖面示意圖。 圖2係圖1所述具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽第一較佳實施例的前視剖面示意圖。 圖3係本發明具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽之第二較佳實施例的側視剖面示意圖。 圖4係本發明具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽之第三較佳實施例的側視剖面示意圖。 圖5係本發明具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽之第四較佳實施例的側視剖面示意圖。 圖6係本發明具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽之第五較佳實施例的側視剖面示意圖。 圖7係本發明具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽之第六較佳實施例的側視剖面示意圖。 圖8係本發明具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽之第七較佳實施例的側視剖面示意圖。 圖9係圖1及圖2所示具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽第一較佳實施例的底視平面示意圖。 圖10係使用者配戴圖1所示具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽第一較佳實施例後受到線性撞擊的示意圖。 圖11係使用者配戴圖1所示具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽第一較佳實施例後受到側向撞擊(旋轉撞擊)的示意圖。
10外防護體 101硬質護殼 102緩衝層 11組接面 12球窩槽 14端緣部 20內防護體 21連接面 24端緣部 D活動間隙 30彈性球 40彈性回復牽引部件
Claims (5)
- 一種具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽,其包括:一外防護體,其包括一硬質護殼以及固接於該硬質護殼內部的一緩衝層,該緩衝層內側具有一容置空間以及位於該容置空間周圍的一組接面,所述緩衝層中間隔設置多個球窩槽;一內防護體,係能活動地裝設於該外防護體的容置空間內,該內防護體面向該外防護體的外部具有一連接面,該連接面與該外防護體的組接面之間具有一活動間隙;多個彈性球,係設置於該外防護體與該內防護體之間,每一所述彈性球的一部分能自由滾動地裝設於一個所述球窩槽中,且多個所述彈性球的另一部分能自由滾動地接觸該內防護體的連接面;以及至少一彈性回復牽引部件,係連接於該外防護體位於所述彈性球分布範圍外側之端緣部與該內防護體位於所述彈性球設置範圍外側之端緣部之間。
- 如請求項1所述之具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽,其中,所述彈性回復牽引部件為複數條,複數所述彈性回復牽引部件以相對於該內防護體前後軸向的一中心線呈對稱分布設置。
- 如請求項1或2所述之具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽,其中,該內防護體增設多個球窩槽,且設於該外防護體的球窩槽與設於該內防護體的球窩槽係錯位排列。
- 如請求項1或2所述之具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽,其中,該外防護體之緩衝層間隔設置多個球窩座,每一所述球窩座中具有一所述球窩槽。
- 如請求項3所述之具有滾球式抗側撞擊防護性的安全帽,其中,該外防護體之緩衝層與該內防護體兩者皆間隔設置多個球窩座,每一所述球窩座中具有一所述球窩槽。
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