Шлем со средством для облегчения скольжения, расположенным в энергопоглощающем слое

Авторы патента:


Шлем со средством для облегчения скольжения, расположенным в энергопоглощающем слое
Шлем со средством для облегчения скольжения, расположенным в энергопоглощающем слое
Шлем со средством для облегчения скольжения, расположенным в энергопоглощающем слое
Шлем со средством для облегчения скольжения, расположенным в энергопоглощающем слое
Шлем со средством для облегчения скольжения, расположенным в энергопоглощающем слое
Шлем со средством для облегчения скольжения, расположенным в энергопоглощающем слое
Шлем со средством для облегчения скольжения, расположенным в энергопоглощающем слое
Шлем со средством для облегчения скольжения, расположенным в энергопоглощающем слое
Шлем со средством для облегчения скольжения, расположенным в энергопоглощающем слое
Шлем со средством для облегчения скольжения, расположенным в энергопоглощающем слое
Шлем со средством для облегчения скольжения, расположенным в энергопоглощающем слое
Шлем со средством для облегчения скольжения, расположенным в энергопоглощающем слое
Шлем со средством для облегчения скольжения, расположенным в энергопоглощающем слое
Шлем со средством для облегчения скольжения, расположенным в энергопоглощающем слое
Шлем со средством для облегчения скольжения, расположенным в энергопоглощающем слое
Шлем со средством для облегчения скольжения, расположенным в энергопоглощающем слое
Шлем со средством для облегчения скольжения, расположенным в энергопоглощающем слое
Шлем со средством для облегчения скольжения, расположенным в энергопоглощающем слое

 


Владельцы патента RU 2564596:

МИПС АБ (SE)

Предложен шлем, содержащий энергопоглощающий слой (2) и средства (5) для облегчения скольжения. В энергопоглощающем слое (2) расположено средство для облегчения скольжения. Кроме того, предложен способ изготовления шлема, содержащего средство для облегчения скольжения. Этот способ включает размещение энергопоглощающего слоя в форме и применение средств для облегчения скольжения, контактирующих с энергопоглощающим слоем. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 18 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[1] Данное изобретение относится в общем смысле к шлему, содержащему энергопоглощающий слой, с внешней оболочкой или без какой-либо внешней оболочки, и к средству для облегчения скольжения, расположенному в этом энергопоглощающем слое.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[2] Для предотвращения или уменьшения черепно-мозговых травм при многих работах необходимо использование шлемов. Большинство шлемов имеют прочную внешнюю оболочку, часто изготовленную из пластика или композитного материала, и энергопоглощающий слой, называемый подшлемной подкладкой. В настоящее время защитный шлем должен быть спроектирован для соответствия конкретным законодательным требованиям, к которым относятся, в частности, максимальное ускорение, которое может быть достигнуто в центре тяжести мозга при конкретной нагрузке. Испытания, как правило, выполняются, на муляже черепа со шлемом, подвергающемся радиальному удару в голову. Это привело к тому, что у современных шлемов хорошая энергопоглощающая способность в случае радиальных ударов относительно черепа, однако поглощение энергии при других направлениях нагрузки не оптимально.

[3] В случае радиального удара будет происходить ускорение головы с поступательным перемещением, что приведет к линейному ускорению. Поступательное ускорение может привести к трещинам в черепе и/или повреждениям ткани мозга от давления или ссадинам на ткани мозга. Однако, по данным статистики травм, чисто радиальные удары редки.

[4] С другой стороны, чисто тангенциальные удары в голову, которые приводят к чисто угловому ускорению, тоже редки.

[5] Наиболее распространенным типом удара является косой удар, представляющий собой сочетание радиального и тангенциального сил, одновременно воздействующих на голову и приводящих, например, к сотрясению мозга. Косой удар приводит к поступательному ускорению и поворотному ускорению головного мозга. Поворотное ускорение приводит к повороту мозга в черепе, что вызывает травмы частей тела, соединяющих мозг с черепом, а также травмы самого мозга.

[6] Примеры травм при повороте представляют собой, с одной стороны, субдуральные гематомы, кровотечения вследствие разрыва кровеносных сосудов и, с другой стороны, диффузные аксональные травмы, которые можно обобщить как сверхрастяжение нервных волокон вследствие высоких сдвиговых деформаций в мозговой ткани. В зависимости от характеристик поворотного усилия, таких как продолжительность, амплитуда и скорость нарастания, возможны субдуральные гематомы или диффузные аксональные травмы, или их сочетание. Вообще говоря, субдуральные гематомы получаются в случае короткой продолжительности и большой амплитуды, а диффузные аксональные травмы - в случае более длительных и более ускоренных нагрузок. Для обеспечения возможности хорошей защиты черепа и мозга важно важен учет таких явлений.

[7] Голова имеет природные защитные системы, которые пытаются ослабить эти силы посредством волосистой части головы, прочного черепа и спинномозговой жидкости под ним. Во время удара волосистая часть головы и спинномозговая жидкость действуют в качестве амортизатора поворотного усилия путем сжатия и сдвига по черепу. Большинство используемых сегодня шлемов не обеспечивают какой-либо защиты от травм при повороте.

[8] Важные характеристики, например, для шлемов велосипедистов, всадников и лыжников, состоят в их хорошем проветривании и наличии у них аэродинамической формы. Современные велосипедные шлемы в целом представляют собой шлемы с так называемой формованной оболочкой, изготовленной путем включения в состав тонкой жесткой оболочки при формовании. Эта технология обеспечивает возможность получения более сложных форм по сравнению со шлемами с жесткой оболочкой, а также вентиляционные отверстия большего размера.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[9] Раскрыт шлем, содержащий энергопоглощающий слой и средство для облегчения скольжения, расположенное в энергопоглощающем слое.

[10] Согласно одному варианту реализации шлем содержит крепежное приспособление для крепления шлема к голове носителя шлема. Крепежное приспособление должно по меньшей мере частично контактировать с верхней частью головы или черепа. Оно может дополнительно иметь затягивающие средства для регулирования размера и степени крепления к верхней части головы носителя шлема. В соответствии с данным вариантом реализации шлемов ремешки для подбородка и подобные средства не представляют собой крепежные приспособления.

[11] Средство для облегчения скольжения может быть прикреплено к крепежному приспособлению и/или к внутренней части энергопоглощающего слоя для обеспечения возможности скольжения между энергопоглощающим слоем и крепежным приспособлением.

[12] Предпочтительно расположение внешней оболочки снаружи энергопоглощающего слоя. Шлем, разработанный таким образом, может быть изготовлен с использованием формовочной технологии, при этом описанный подход может быть использован для шлемов всех типов, например шлемов с твердой оболочкой, таких как шлемы мотоциклистов.

[13] Согласно еще одному варианту реализации крепежное приспособление прикреплено к энергопоглощающему слою и/или к внешней оболочке посредством по меньшей мере одного крепежного элемента, который может быть выполнен с возможностью поглощения энергии и усилий путем деформации упругим, полуупругим или пластическим образом. Во время ударов энергопоглощающий слой действует как амортизатор путем сжатия энергопоглощающего слоя, а при использовании внешней оболочки она будет рассредотачивать энергию удара по оболочке. Средство для облегчения скольжения обеспечит возможность скольжения между крепежным приспособлением и энергопоглощающим слоем с возможностью поглощения энергии поворота, выдаваемой в противном случае в мозг, контролируемым образом. Энергия может быть поглощена вследствие выработки теплоты от трения, деформации энергопоглощающего слоя, деформации или смещения по меньшей мере одного крепежного элемента. Поглощаемая энергия поворота уменьшает значение поворотного ускорения, воздействующего на мозг, и, таким образом, уменьшается поворот мозга в черепе.

[14] Крепежный элемент может содержать по меньшей мере один элемент подвески, имеющий первую и вторую часть. Первая часть элемента подвески может быть выполнена с возможностью крепления к энергопоглощающему слою, а вторая часть элемента подвески может быть выполнена с возможностью крепления к крепежному приспособлению.

[15] Средство для облегчения скольжения придает шлему функцию (возможность скольжения) и может быть выполнено различными способами. Например, это может быть материал с низким коэффициентом трения, расположенный на крепежном приспособлении или объединенный с этим крепежным приспособлением на его поверхности, обращенной в сторону энергопоглощающего слоя, и/или предусмотренный на внутренней поверхности энергопоглощающего слоя, обращенной в сторону крепежного приспособления, или интегрированный в эту внутреннюю поверхность энергопоглощающего слоя.

[16] Кроме того, раскрыт способ изготовления шлема, содержащего средство для облегчения скольжения. Этот способ включает этапы применение формы, размещение энергопоглощающего слоя в этой форме и применение средств для облегчения скольжения, контактирующих с энергопоглощающим слоем. Согласно одному варианту реализации, этот способ может также включать крепление крепежного приспособления по меньшей мере к оболочке или энергопоглощающему слою или средству для облегчения скольжения посредством по меньшей мере одного крепежного элемента.

[17] Средство для облегчения скольжения обеспечивает возможность перемещения со скольжением в любом направлении. Данное перемещение со скольжением не ограничено перемещениями вокруг конкретных осей.

[18] Следует обратить внимание, что любой вариант реализации или часть этого варианта реализации, а также любой способ или часть этого способа могут быть объединены любым образом.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[19] Изобретение теперь описывается в примерах со ссылкой на сопроводительные чертежи.

[20] На фиг.1 показан вид в разрезе шлема согласно одному варианту реализации.

[21] На фиг.2 показан вид в разрезе шлема при размещении на голове носителя шлема согласно одному варианту реализации.

[22] На фиг.3 показан шлем, размещенный на голове носителя шлема, во время получения лобового удара.

[23] На фиг.4 показан шлем, размещенный на голове носителя шлема, во время получения лобового удара.

[24] На фиг.5 более подробно показано крепежное приспособление.

[25] На фиг.6 показан альтернативный вариант реализации крепежного элемента.

[26] На фиг.7 показан альтернативный вариант реализации крепежного элемента.

[27] На фиг.8 показан альтернативный вариант реализации крепежного элемента.

[28] На фиг.9 показан альтернативный вариант реализации крепежного элемента.

[29] На фиг.10 показан альтернативный вариант реализации крепежного элемента.

[30] На фиг.11 показан альтернативный вариант реализации крепежного элемента.

[31] На фиг.12 показан альтернативный вариант реализации крепежного элемента.

[32] На фиг.13 показан альтернативный вариант реализации крепежного элемента.

[33] На фиг.14 показан альтернативный вариант реализации крепежного элемента.

[34] На фиг.15 показан альтернативный вариант реализации крепежного элемента.

[35] На фиг.16 показана таблица с результатами испытаний.

[36] На фиг.17 показан график результатов испытаний.

[37] На фиг.18 показан график результатов испытаний.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[38] Далее будут более подробно описаны варианты реализации. Следует понимать, что чертежи приведены в настоящей заявке только для иллюстрации и никоим образом не ограничивают объема изобретения. Таким образом, любые упоминания о направлении, такие как "вверх" или "вниз", относятся только к направлениям, показанным на чертежах.

[39] Один вариант реализации защитного шлема содержит энергопоглощающий слой и средство для облегчения скольжения, расположенное в энергопоглощающем слое. Согласно одному варианту реализации представляется формованный шлем, пригодный для велосипедистов. Этот шлем содержит внешнюю, предпочтительно тонкую, но жесткую оболочку, изготовленную из полимерного материала, такого как поликарбонат, акрилонитрил-бутадиен-стирен, поливинилхлорид, стекловолокно, арамид, тварон (арамидное синтетическое волокно для пуленепробивных тканей), углеродное волокно или кевлар. Кроме того, возможен и вариант без внешней оболочки. На внутренней стороне оболочки имеется энергопоглощающий слой, который может представлять собой полимерный пеноматериал, такой как пенополистерол, пенополиуретан или другие структуры, как например пористые структуры. В энергопоглощающем слое расположено средство для облегчения скольжения, выполненное с возможностью скольжения относительно энергопоглощающего слоя или относительно крепежного приспособления, предназначенного для закрепления шлема на голове носителя шлема. Крепежное приспособление прикреплено к энергопоглощающему слою и/или к оболочке посредством крепежных элементов, выполненных с возможностью поглощения энергии и усилий от удара.

[40] Средство для облегчения скольжения может представлять собой материал с низким коэффициентом трения или может быть покрыто материалом с низким коэффициентом трения. Примеры возможных материалов представляют собой политетрафторэтилен, акрилонитрил-бутадиен-стирен, JVC, поликарбонат, нейлон и тканевые материалы. Кроме того, свойства скольжения могут быть обеспечены самой структурой материала, например, у материала, имеющего такую структуру волокон, что волокна могут скользить относительно друга друга.

[41] Во время удара энергопоглощающий слой, сжимаясь, действует как амортизатор удара, а если используется внешняя оболочка, то она будет рассеивать энергию удара по энергопоглощающему слою. Средство для облегчения скольжения обеспечивает возможность скольжения между крепежным приспособлением и энергопоглощающим слоем, что дает возможность обеспечить контролируемый способ поглощения энергии поворота, которая, в противном случае, была бы передана в мозг. Энергия поворота может быть поглощена и использована для выработки теплоты вследствие трения, деформации энергопоглощающего слоя, деформации или смещения по меньшей мере одного крепежного элемента. Поглощаемая энергия поворота уменьшает значение поворотного ускорения, воздействующего на мозг, и, таким образом, уменьшает поворот мозга в черепе. Благодаря этому уменьшен риск травм вследствие поворотного усилия, таких как субдуральные гематомы, разрывы кровеносных сосудов, сотрясения и диффузные аксональные травмы.

[42] На фиг.1 показан шлем согласно одному варианту реализации, содержащий энергопоглощающий слой 2. Внешняя поверхность 1 энергопоглощающего слоя 2 может быть изготовлена из материала, идентичного материалу энергопоглощающего слоя 2, или может представлять собой жесткую оболочку 1, изготовленную из материала, отличного от материала энергопоглощающего слоя 2. Средство 5 для облегчения скольжения расположено в энергопоглощающем слое 2 по отношению к крепежному приспособлению 3, выполненному для прикрепления шлема к голове носителя шлема. Согласно варианту реализации по фиг. 1, средство 5 для облегчения скольжения прикреплено к энергопоглощающему слою 2 или составляет с ним единое целое, однако оно также может быть расположено на крепежном приспособлении 3 или может быть объединено с ним для обеспечения возможности скольжения между энергопоглощающим слоем 2 и крепежным приспособлением 3. Шлем по фиг. 1 имеет некоторое количество отверстий 17 для вентиляции, обеспечивающих возможность прохождения потока воздуха через шлем.

[43] Крепежное приспособление 3 прикреплено к энергопоглощающему слою 2 и/или к внешней оболочке 1 посредством четырех крепежных элементов 4а, 4b, 4с и 4d, выполненных с возможностью поглощения энергии путем деформации упругим, полуупругим или пластическим образом. Кроме того, энергия может быть поглощена и использована для выработки теплоты вследствие трения и/или для деформации крепежного приспособления или любой другой части шлема. Согласно варианту реализации по фиг.1, четыре крепежных элемента 4а, 4b, 4с и 4d представляют собой элементы 4а, 4b, 4c и 4d подвески, имеющими первую и вторую части 8 и 9, причем первые части 8 элементов 4а, 4b, 4c и 4d подвески выполнены с возможностью прикрепления к крепежному приспособлению 3, а вторые части 9 элементов 4а, 4b, 4c и 4d подвески выполнены с возможностью прикрепления к энергопоглощающему слою 2.

[44] Средство 5 для облегчения скольжения может представлять собой материал с низким коэффициентом трения, который в показанном варианте реализации расположен за пределами крепежного приспособления 3, обращенного в сторону энергопоглощающего слоя 2, однако в других вариантах реализации средство 5 для облегчения скольжения может быть расположено в энергопоглощающем слое. Материал с низким коэффициентом трения может представлять собой мягкий полимер, такой как политетрафторэтилен, пенополиуретан, фторэтилен-пропилен, полиэтилен и сверхвысокомолекулярный полиэтилен; или порошковый материал, в который введено смазывающее вещество. Этот материал с низким коэффициентом трения может быть нанесен на средство для облегчения скольжения или энергопоглощающий слой или на оба из них, а в некоторых вариантах реализации энергопоглощающий сам слой выполнен с возможностью выполнения функции средства для облегчения скольжения и может включать материал с низким трением.

[45] Крепежное приспособление может быть изготовлено из упругого или полуупругого полимерного материала, такого как поликарбонат, акрилонитрил-бутадиен-стирен, поливинилхлорид или политетрафторэтилен, или материала из натуральных волокон, такого как хлопчатобумажная ткань. Например, шапочка из ткани или сетка может образовать крепежное приспособление. Шапочка может иметь средства для облегчения скольжения, например, куски материала с низким трением. В некоторых вариантах реализации само крепежное приспособление выполнение с возможностью выполнения функции средства для облегчения скольжения и может содержать материал с низким коэффициентом трения. Кроме того, на фиг.1 показано регулировочное устройство 6 для регулировки диаметра ленты для головы под конкретного носителя шлема. В других вариантах реализации лента для головы может представлять собой упругую ленту для головы, причем в этом случае регулировочное устройство 6 может быть исключено.

[46] На фиг.2 показан вариант реализации шлема, аналогичного шлему по фиг.1, однако расположенному на голове носителя шлема. Однако, на фиг.2 крепежное приспособление 3 прикреплено к энергопоглощающему слою посредством только двух крепежных элементов 4а и 4b, выполненных с возможностью поглощения энергии и усилий упругим, полуупругим или пластическим образом. Вариант реализации по фиг.2 содержит твердую внешнюю оболочку 1, выполненную из материала, отличного от материала энергопоглощающего слоя 2.

[47] На фиг.3 показан шлем в соответствии с вариантом реализации по фиг.2 во время получения лобового косого удара I, создающего поворотное усилие на шлеме, которое приводит к скольжению энергопоглощающего слоя 2 относительно крепежного приспособления 3. Крепежное приспособление 3 прикреплено к энергопоглощающему слою 2 посредством крепежных элементов 4а, 4b. Это крепление поглощает поворотные усилия путем упругой или полуупругой деформации.

[48] На фиг.4 показан шлем в соответствии с вариантом реализации по фиг.2 во время получения лобового косого удара I, создающего поворотное усилие на шлеме, которое приводит к скольжению энергопоглощающего слоя 2 относительно крепежного приспособления 3. Крепежное приспособление 3 прикреплено к энергопоглощающему слою посредством разрушающихся крепежных элементов 4а, 4b, которые поглощают энергию поворота путем пластической деформации и, таким образом, после удара необходима их замена. Кроме того, возможна комбинация вариантов реализации по фиг.3 и 4, то есть часть крепежных элементов разрушается, поглощая энергию пластически, а другая часть крепежных элементов деформируется и упруго поглощает усилия. Понятно, что в комбинированном варианте реализации в замене после удара нуждается только пластически деформируемая часть.

[49] В верхней части фиг.5 показана внешняя сторона крепежного приспособления 3 согласно варианту реализации, при котором крепежное приспособление 3 содержит ленту 3а для головы, выполненную с возможностью охвата головы носителя шлема по окружности, передне-заднюю ленту 3b, проходящую от лба головы носителя шлема до ее затылка и прикрепленную к ленте 3а для головы, и височно-височную ленту 3с, проходящую от левого виска головы носителя шлема до ее правого виска и прикрепленную к ленте За для головы. Части или участки крепежного приспособления 3 могут быть снабжены средствами для облегчения скольжения. В показанном варианте реализации материал крепежного приспособления может выполнять функцию независимого средства для облегчения скольжения. Кроме того, возможно крепежное приспособление 3 с добавленным материалом, имеющим низкий коэффициент трения.

[50] На фиг.5 дополнительно показаны четыре крепежных элемента 4а, 4b, 4с и 4d, прикрепленных к крепежному приспособлению 3. Другие варианты реализации крепежного приспособления 3 могут представлять собой только ленту 3а для головы или всю шапочку, выполненную с возможностью полного покрытия верхней части головы носителя шлема, или любую другую конструкцию, выполняющую функцию крепежного приспособления для размещения на голове носителя шлема.

[51] В нижней части на фиг.5 показана внутренняя часть крепежного приспособления 3, в которой отображено регулировочное устройство 6 для регулировки диаметра ленты 3а для головы под конкретного носителя шлема. В других вариантах реализации лента За для головы может представлять собой упругую ленту для головы, причем в таком случае регулировочное устройство 6 может быть исключено.

[52] На фиг.6 показан еще один вариант реализации крепежного элемента 4, в котором первая часть 8 крепежного элемента 4 прикреплена к крепежному приспособлению 3, а вторая часть 9 крепежного элемента 4 прикреплена к энергопоглощающему слою 2 посредством клея. Крепежный элемент 4 выполнен с возможностью поглощения энергии и усилий от удара путем деформации упругим, полуупругим или пластическим образом.

[53] На фиг.7 показан еще один вариант реализации крепежного элемента 4, в котором первая часть 8 крепежного элемента 4 прикреплена к крепежному приспособлению 3, а вторая часть 9 крепежного элемента 4 прикреплена к энергопоглощающему слою 2 посредством механических крепежных элементов 10, входящих в материал энергопоглощающего слоя 2.

[54] На фиг.8 показан еще один вариант реализации крепежного элемента 4, в котором первая часть 8 крепежного элемента 4 прикреплена к крепежному приспособлению 3, а вторая часть 9 крепежного элемента 4 прикреплена к внутренней стороне энергопоглощающего слоя 2, например путем формования крепежного элемента в энергопоглощающем материале 2.

[55] На фиг.9 показан вид в разрезе по линии А-А крепежного элемента 4. Крепежное приспособление 3 согласно этому варианту реализации прикреплено к энергопоглощающему слою 2 посредством крепежного элемента 4, имеющего вторую часть 9, расположенную в охватывающей части 12, выполненной с возможностью упругой, полуупругой или пластической деформации, и первую часть 8, соединенную с крепежным приспособлением 3. Охватывающая часть 12 содержит буртики 13, выполненные с возможностью гибкого, полугибкого или пластического изгиба или деформации в случае оказания крепежным элементом 4 достаточно большого механического напряжения, так что вторая часть 9 может выходить из охватывающей части 12.

[56] На фиг.10 показан еще один вариант реализации крепежного элемента 4, в котором первая часть 8 крепежного элемента 4 прикреплена к крепежному приспособлению 3, а вторая часть 9 крепежного элемента 4 прикреплена к внутренней части оболочки 1 через энергопоглощающий слой 2. Это можно выполнить, например, путем формования крепежного элемента 4 в материале энергопоглощающего слоя 2. Кроме того, допустимо размещение крепежного элемента 4 через отверстие в оболочке снаружи шлема (не показано).

[57] На фиг.11 показан вариант реализации, в котором крепежное приспособление 3 прикреплено к энергопоглощающему слою 2 по его окружности посредством диафрагмы или монтажной пены 24, которая может быть выполнена упругой или с возможностью пластической деформации.

[58] На фиг.2 показан вариант реализации, в котором крепежное приспособление 3 прикреплено к энергопоглощающему слою 2 посредством механического крепежного элемента, содержащего механические зацепляющие элементы 29 с самозажимной функцией, подобной функции самостопорящейся соединительной планки 4.

[59] На фиг.13 показан вариант реализации, в котором крепежный элемент представляет собой соединительную многослойную структуру 27, такую как многослойная ткань, которая может содержать упругие, полуупругие или пластически деформируемые волокна, соединяющие крепежное приспособление 3 с энергопоглощающим слоем 2, и выполнен с возможностью сдвига при приложении усилий сдвига и, таким образом, поглощает энергию поворота или усилие.

[60] На фиг.14 показан вариант реализации, в котором крепежный элемент содержит магнитный крепежный элемент 30, который может содержать два магнита с силами притяжения, такие как гипермагниты, или одну часть, содержащую магнит, и одну часть, содержащую магнитопритягивающий материал, такой как железо.

[61] На фиг.15 показан вариант реализации, в котором крепежный элемент может быть повторно закреплен посредством упругой охватываемой части 28 и/или упругой охватывающей части 12, разъемно соединенных (посредством так называемой быстрой фиксации) таким образом, что охватываемая часть 28 открепляется от охватывающей части 12, когда к шлему при ударе прикладывается достаточно большое механическое напряжение, и охватываемая часть 28 может быть снова вставлена в охватывающую часть 12 для восстановления функциональных возможностей. Кроме того, возможна быстрая фиксация крепежного элемента без его открепления при достаточно большом механическом напряжении и без повторного перезакрепления.

[62] В вариантах реализации, описанных здесь, расстояние между энергопоглощающим слоем и крепежным приспособлением может варьировать от практически нулевого до значительного без отхода от концепции изобретения.

[63] Кроме того, в вариантах реализации, описанных здесь, крепежные элементы могут быть сверхупругими, так что материал поглощает энергию упруго, частично деформируясь пластически, но не выходя со строя полностью.

[64] Более того, в вариантах реализации, содержащих несколько крепежных элементов, один из крепежных элементов может представлять собой основной крепежный элемент, выполненный с возможностью пластической деформации в случае достаточно большого механического напряжения, а дополнительные крепежные элементы выполнены с возможностью чисто упругой деформации.

[65] На фиг.16 показана таблица данных при испытаниях шлема, содержащего средство для облегчения скольжения (MIPS), по отношению к обычному шлему (оригинальному) без наличия слоя для скольжения между крепежным приспособлением и энергопоглощающим слоем. Испытание выполнено со свободно падающим муляжом головы, оснащенным измерительными приборами, который ударяет по стальному листу, совершающему перемещение в горизонтальном направлении. Косой удар приводит к сочетанию поступательного и поворотного ускорения, что более реалистично по сравнению с обычными методами испытаний, в которых шлемы падают абсолютно вертикально на горизонтальную ударную поверхность. В горизонтальном и вертикальном направлениях могут быть достигнуты скорости до 10 м/с (36 км/ч). В муляже головы имеется система из девяти датчиков перегрузок, смонтированных для измерения поступательных ускорений и поворотных ускорений по всем осям. В текущем испытании шлемы падают с высоты 0,7 метра. Это приводит к вертикальной скорости 3,7 м/с. Была выбрана горизонтальная скорость 6,7 м/с, что приводило к скорости удара 7,7 м/с (27,7 км/ч) и углу столкновения 29 градусов.

[66] В испытании выявлено уменьшение поступательного ускорения, передаваемого в голову, большое уменьшение поворотного ускорения, передаваемого в голову, и в поворотной скорости головы.

[67] На фиг.17 показан график дополнительного времени поворотного ускорения со шлемами, содержащими средства для облегчения скольжения (MIPS_350; MIFS_352), по отношению к обычным шлемам (Оrg_349; Оrg_351), которые не содержат слоев для скольжения между крепежным приспособлением и муляжом головы.

[68] На фиг.18 показан график дополнительного времени поступательного ускорения со шлемами, имеющими средства для облегчения скольжения (MIPS_350; MIFS_352), по отношению к обычным шлемам (Оrg_349; Оrg_351), который не содержат слоев для скольжения между крепежным приспособлением и муляжом головы.

[69] Следует обратить внимание, что любой вариант реализации или часть этого варианта реализации, а также любой способ или часть этого способа могут быть объединены любым образом. Все примеры, представленные в данной заявке, следует рассматривать в качестве общего описания и поэтому, вообще говоря, возможна их комбинация любым образом.

1. Шлем, содержащий крепежное приспособление (3) для крепления к голове носителя шлема, энергопоглощающий слой (2), выполненный с возможностью поглощения энергии от удара по шлему путем сжатия энергопоглощающего слоя (2), и либо средство (5) для облегчения скольжения, расположенное в энергопоглощающем слое (2) относительно крепежного приспособления (3), прикрепленное либо к крепежному приспособлению (3), либо к энергопоглощающему слою (2) и выполненное с возможностью скольжения относительно соответственно либо энергопоглощающего слоя (2), либо крепежного приспособления (3) в ответ на поворотное усилие, создаваемое косым ударом по шлему, либо средство (5) для облегчения скольжения, прикрепленное к крепежному приспособлению (3), и средство для облегчения скольжения, прикрепленное к энергопоглощающему слою (2), причем средства для облегчения скольжения выполнены с возможностью скольжения относительно друг друга в ответ на поворотное усилие, создаваемое косым ударом по шлему.

2. Шлем по п.1, в котором крепежное приспособление выполнено из упругого или полуупругого полимера или материала из натуральных волокон.

3. Шлем по п.2, в котором крепежное приспособление содержит ленту для головы, сетку или шапку из ткани.

4. Шлем по п.2, в котором крепежное приспособление (3) содержит регулируемую или упругую ленту для головы.

5. Шлем по п.2, в котором крепежное приспособление (3) содержит ленту для головы, выполненную с возможностью охвата головы носителя шлема, передне-заднюю ленту, выполненную с возможностью прохождения от лба головы носителя шлема до его затылка, и височно-височную ленту, выполненную с возможностью прохождения от левой стороны головы носителя шлема до ее правой стороны.

6. Шлем по п.1, в котором по меньшей мере часть крепежного приспособления (3) снабжена средствами (5) для облегчения скольжения в виде кусков материала с низким коэффициентом трения.

7. Шлем по п.1, в котором внешняя оболочка (1) расположена снаружи энергопоглощающего слоя (2).

8. Шлем по п.1, в котором крепежное приспособление (3) прикреплено к энергопоглощающему слою (2) и/или к внешней оболочке (1) посредством по меньшей мере одного крепежного элемента (4).

9. Шлем по п.8, в котором крепежный элемент (4) выполнен с возможностью поглощения энергии и усилий путем деформации упругим, полуупругим или пластическим образом.

10. Шлем по п.8, в котором крепежный элемент (4) содержит по меньшей мере один элемент (4) подвески, имеющий первую и вторую часть, причем первая часть (8) элемента (4) подвески выполнена с возможностью крепления к крепежному приспособлению (3), а вторая часть (9) элемента (4) подвески выполнена с возможностью крепления к энергопоглощающему слою (2).

11. Шлем по п.1, в котором средство (5) для облегчения скольжения представляет собой материал, имеющий низкий коэффициент трения и соединенный с крепежным приспособлением (3) или объединенный с ним на его поверхности, обращенной в сторону энергопоглощающего слоя (2), и/или расположенный на внутренней поверхности энергопоглощающего слоя (2), обращенной в сторону крепежного приспособления (3), или встроенный в эту внутреннюю поверхность.

12. Способ изготовления шлема по пп.1-11, включающий: размещение энергопоглощающего слоя (2) в форме и размещение средства (5) для облегчения скольжения по меньшей мере на внутренней части энергопоглощающего слоя (2), обращенной к крепежному приспособлению (3), и на наружной части крепежного приспособления (3), обращенной к энергопоглощающему слою (2), прикрепление соответствующих средств (5) для облегчения скольжения (5) по меньшей мере к крепежному приспособлению (3) и энергопоглощающему слою (2), прикрепление крепежного приспособления к энергопоглощающему слою (2) или внешней оболочке (1), расположенной снаружи энергопоглощающего слоя (2), с использованием по меньшей мере одного фиксирующего элемента.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к разработкам средств индивидуальной защиты, а более конкретно к ударозащитным шлемам, изготовленным из композитов на основе волокнистых наполнителей и полимерных связующих.
Наверх