用于保护性身体装备的减震器制造技术

用于整合到保护结构中的减震器大体呈空心的可压缩囊室的形状。该囊室外壳可以被构造用于提供两个或更多的压缩阶段。例如在各不同实施例中，该囊室外壳包括从顶壁垂下的一个或多个皱折，所述皱折在接触到底壁时有助于吸收冲击。

【技术实现步骤摘要】
用于保护性身体装备的减震器相关申请的交叉引用本申请是于2011年12月14日提交的美国专利申请号13/325,728的延续部分，该文献的全文兹被援引纳入本文。
本申请总体涉及用在保护结构如身体装备上的减震器。
技术介绍
在运动和身体动作过程中，个体通常遇到冲击力，如果未被至少部分衰减，该冲击力可能造成严重受伤。因此，他们通常穿戴上运动保护装备，例如头盔、护罩、护肘和护膝等。这样的保护性装备一般包括冲击衰减结构，其响应于冲击力而弹性变形和/或塑形变形，由此机械衰减冲击。例如许多头盔具有设置在刚性或半刚性的外罩壳和使头盔贴合穿戴者头部的内衬之间的可溃缩的泡沫材料层。泡沫材料通常是定制的以便最佳响应于特定的冲击能量范围，但在此范围之外，其有效性显著降低。对于超过该范围上限的冲击能量，泡沫材料太软并且在完全衰减冲击之前“耗尽”，即达到最大压缩程度，导致高冲击力传递至身体。另一方面，对于低于最佳范围的冲击能量，泡沫材料太硬而不能被压缩或“压塌”以足以充分延长冲击后进行减速所持续的距离和时间，导致突然的高峰值力。通常，改善泡沫材料层的冲击衰减能力的唯一方法是减小泡沫材料密度(即，使其更软)并增大层厚，这导致不希望有的材料用量增加。使这种矛盾更恶化的是，大多数泡沫材料的最大压塌距离只为初始高度的约30-40％。因此，泡沫材料层的约60-70％计入保护结构的体积和重量，但没有冲击吸收能力。另外，许多泡沫材料的性能随着反复冲击而快速恶化。其它传统的冲击吸收层显示出相似的问题和局限性。近年来的头盔设计的特征是多个独立的压缩囊室，代替了连续的层，所述囊室利用其侧壁和/或通过经囊室外壳的孔有阻力地排出流体来衰减冲击。这些囊室通常具有接近其高度的压塌距离，显示出出众的耐用性并且适应于大范围的冲击能量。另外，它们通过囊室设计提供了调整头盔(或其它保护结构)的冲击吸收特性的机会。但这样的定制机会几乎未被利用。概述本专利技术提供一种用于整合到保护结构例如头盔和其它保护性身体装备以及车辆、运动器械和机器中的仪表板、减震座椅和安全垫中的减震器。减震器大体呈空心的充有流体(如充气)的可压缩囊室形状，并且一般分多个阶段吸收冲击。在各不同实施例中，囊室外壳的不同的部分和特征有助于在整个冲击过程的不同时间通过响应该冲击的有阻力地屈服来减震。另外在一些实施例中，囊室外壳包括一个或多个小孔或排流结构，流体(如空气或水)通过其有阻力地排出，提供附加的冲击衰减机构，其与外壳的有阻力的屈服共同、同时或者先后依次起作用。例如在某些实施例中，囊室借助至少最初通过外壳(或壁)和流体的有阻力的压缩来衰减冲击力，并且在冲击的初始阶段之后，所述壁可能屈服以允许冲击余量通过有阻力的流体排出被衰减。在替代实施例中，在囊室外壳中的允许流体流出的开口大到不具有抗冲击效果(或没有显著的抗冲击效果)。本专利技术的各不同实施例的目标是通过调整该外壳的结构和形状和/或排流结构的尺寸和形状来改善减震器的能量管理特性。压缩囊室可以包括顶壁、底壁和侧壁，并且可以(但不必一定)关于经顶壁和底壁中心点的轴线是对称的。例如囊室可以为盘状或圆柱形。侧壁可以具有一致的或变化的厚度，并且可以是、但不限于笔直的、倾斜的、弯曲的或截头锥体形的，取决于针对特定应用所期望的冲击吸收曲线。在某些实施例中，两个截头锥体形侧壁部背靠背布置，从而所述壁沿中央平面内收，在囊室压瘪时加速了内容积的减小。在其它实施例中如此布置截头锥体形部分，从而其较大末端在中央平面处相交。囊室的外形可根据整合有该囊室的保护结构被调节。例如用在头盔中的减震器可以具有圆拱状的(非平面的)顶壁以更好地装配在内衬和罩壳之间，和/或具有朝向一侧渐缩的侧壁以便更好适配沿头盔周边的窄空间。顶壁可以包括可以在较后的压缩阶段中接触对置壁的一个或多个皱折，由此有效增加帮助冲击吸收的竖直壁的数量。这些皱折可以形成围绕顶壁中心部的多个环。在一些实施例中，中心部突出于侧壁高度之上，提供一个在侧壁屈曲之前最初帮助冲击吸收的单独机构。在各不同实施例中，顶壁中心部的压陷、侧壁的屈曲和皱折在接触底壁时的屈曲依次开始，形成三个冲击吸收阶段(其可部分重叠)。因此在一个方面，本专利技术涉及一种用于衰减施加于其上的冲击力的可压缩的囊室。囊室包括空心的(如圆柱形对称的)外壳，外壳具有顶壁、(带皱折的或无皱折的)底壁和于顶壁和底壁之间延伸的侧壁，顶壁包括限定出围绕顶壁中心部的周边的一个皱折(或多个皱折)；该皱折下伸至低于侧壁一半高度的深度。所述皱折可以形成在皱折的沟槽处相交的两个环壁。顶壁的中心部可以比侧壁高。顶壁、侧壁和皱折可以合作来衰减施加于顶壁的冲击力。在一些实施例中，侧壁包括在囊室的中央平面处(如大致侧壁高度一半处)相交的两个截头锥体形壁部。两个截头锥体形壁部的内表面可以包夹出钝角。囊室还可包括在顶壁中的孔用于从囊室的内腔排出流体。在另一方面，本专利技术涉及一种用于分三个阶段衰减施加于其上的冲击力的可压缩的囊室。囊室包括空心的外壳，其具有(a)顶壁，包括突起的中心部和围绕该突起的中心部的周边的一个或多个皱折，(b)底壁，和(c)于顶壁和底壁之间延伸的侧壁，所述皱折下伸到低于侧壁一半高度的深度。施加于囊室的冲击力在第一阶段中通过所述至少一个皱折的部分有阻力的屈服被衰减以允许中心部压陷(换言之，通过对这种压陷的部分阻力)被衰减，在第二阶段中通过侧壁的有阻力的屈服(即对侧壁压缩和/或屈曲的部分阻力)被衰减，并且在第三阶段中在所述至少一个皱折接触到底壁时通过所述至少一个皱折的有阻力的屈服被衰减。外壳可被构造用于造成在第一、第二和第三阶段的任何组合之间的时间重叠。在一些实施例中，侧壁包括在囊室的中央平面处(如大致一半高度处)相交的两个截头锥体形壁部。截头锥体形壁部的内表面可以包夹出钝角。囊室还可以包括在顶壁中的孔扣用于从囊室内有阻力地排出流体。外壳可以基本上是圆柱形对称的。所述皱折可以形成在所述皱折的沟槽处相交的两个环壁。在另一方面，本专利技术涉及一种用于分阶段衰减施加于可压缩的囊室的冲击力的方法，该囊室包括空心的外壳，外壳具有顶壁、底壁和于顶壁和底壁之间延伸的侧壁，顶壁带有围绕顶壁的突起的中心部的周边的至少一个皱折，所述至少一个皱折延伸到低于侧壁的一半高度的深度。该方法包括通过有阻力地屈服致使顶壁中心部压陷来衰减冲击力；当中心部的高度已经到达侧壁高度时，利用侧壁通过其有阻力的屈服来衰减冲击力；并且当所述至少一个皱折接触底壁时，利用所述至少一个皱折通过其有阻力的屈服来衰减冲击力。外壳可以具有孔(如在顶壁中)，并且该方法还可以包括通过经所述孔从外壳内部有阻力地排出流体来至少部分衰减冲击力。在另一方面，本专利技术涉及一种用于衰减施加于其上的冲击力的可压缩的囊室。在各不同实施例中，囊室包括限定出用于容纳流体的内腔的外壳；外壳包括侧壁，其于顶壁和底壁之间延伸并且侧壁厚度在顶壁和底壁之间变化并且响应于施加于顶壁的冲击而有阻力地屈服。侧壁的厚度可以从顶壁到底壁地增大或减小。侧壁屈服阻力可以随冲击能量增大和/或侧壁压缩增强而增大。囊室可以响应于非垂直的冲击力而剪切。在各不同实施例中，囊室还包括在外壳中的至少一个孔，用于从内腔有阻力地排出流体，以便在侧壁屈服时至少部分衰减冲击。在另一方面，本专利技术涉及一种采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于衰减施加于其上的冲击力的可压缩的囊室，该囊室包括：空心外壳，包括顶壁、底壁和在所述顶壁和侧壁之间延伸的侧壁，该顶壁包括限定出围绕该顶壁的中心部的周边的至少一个皱折，其中，所述至少一个皱折下伸至低于该侧壁的一半高度的深度。

【技术特征摘要】
2013.10.04 US 14/0464821.一种用于衰减施加于其上的冲击力的可压缩的囊室，该囊室包括：空心外壳，包括顶壁、底壁和在所述顶壁和底壁之间延伸的侧壁，该顶壁包括限定出围绕该顶壁的中心部的周边的至少一个皱折，其中，所述至少一个皱折下伸至低于该侧壁的一半高度的深度；其中，该囊室具有在所述至少一个皱折接触该底壁之后施加于该囊室的冲击力通过所述至少一个皱折的有阻力的屈服被衰减的阶段。2.根据权利要求1的囊室，其中，该顶壁的中心部比该侧壁高。3.根据权利要求1的囊室，其中，该侧壁包括在该囊室的中间平面相交的两个截头锥体形壁部。4.根据权利要求3的囊室，其中，所述两个截头锥体形壁部的内表面包夹出钝角。5.根据权利要求3的囊室，其中，所述两个截头锥体形壁部在该侧壁的大致一半高度处相交。6.根据权利要求1的囊室，还包括在该顶壁内的孔用于从该囊室内排出流体。7.根据权利要求1的囊室，其中，该外壳基本上是圆柱形对称的。8.根据权利要求7的囊室，其中，所述至少一个皱折形成两个在该皱折的沟槽处相交的环壁。9.根据权利要求1的囊室，其中，顶壁、侧壁和至少一个皱折合作来衰减施加于该顶壁的冲击力。10.一种用于分三...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·雷诺兹，K·拉姆森，
申请(专利权)人：森尼思有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US