如本领域众所周知的，在体育活动中使用的头盔通常利用基于三个主要部件的结构：外壳、冲击吸收衬里和舒适衬里。

外壳由刚性材料制成，例如热塑性聚合物，如聚碳酸酯或纤维增强聚合物，其具有保护头盔佩戴者头部免受与地面或其他物体冲击的功能。

外壳还适于在事故的情况下，通过将作用在头盔上的冲击力分散并传递到头盔的第二部件(即冲击吸收衬里)来至少部分地消散冲击力。

冲击吸收衬里位于外壳内部并邻近外壳，并且它是圆顶形的，以便与佩戴者的头部形状相对应。

冲击吸收衬里的功能是吸收事故过程中产生的冲击力，从而保护佩戴者的头部。

通常，冲击吸收衬里由相对刚性的材料制成，如膨胀聚苯乙烯。

第三部件是舒适衬里，它位于面向佩戴者头部的冲击吸收衬里表面上。

舒适衬里通常由软泡沫和织物材料的组合制成，并且通过避免佩戴者的头部与相对刚性的冲击吸收衬里直接接触而具有使头盔舒适的功能。

如今，现代防护头盔必须能有效吸收径向冲击和倾斜冲击两者。

径向冲击只会导致线性加速度，而倾斜冲击会导致线性加速度和旋转加速度。

线性加速度可能导致颅骨骨折、硬膜外血肿和脑部的平移加速度，而旋转加速度可能导致脑部在颅骨内旋转。脑部的旋转可能导致损伤，如脑震荡、弥漫性轴索损伤(DAI)、硬膜下血肿、挫伤和脑内血肿。

为了减少在倾斜冲击的情况下传递到脑部的旋转能量，头盔的各个部分可以被构造成相对于彼此滑动。这种头盔例如在WO2001/045526中公开，其中防护头盔具有外壳，该外壳通过布置在外壳和内壳之间的至少一个滑动层相对于内壳可移位。在头盔的边缘区域中，外壳和内壳通过连接构件相互连接，该连接构件用于在外壳在内壳上发生位移时吸收能量。这样，来自对头盔的倾斜冲击的冲击能量可以在外壳和内壳之间的位移过程中被吸收。

同时，在正常使用过程中，头盔的各个部分需要保持相互连接。

例如，在WO2017157765中公开了适合于在正常使用过程中允许头盔的第一部分和第二部分之间相互滑动并确保头盔的所述第一部分和所述第二部分之间稳定连接的连接器。

该连接器包括：滑动板；板的一侧上的锚定点，其被构造为连接到第一部分；以及可变形材料，其被构造为至少部分覆盖锚定点所在的板的一侧；其中可变形材料的外围区域被构造为连接到第二部分，并且可变形材料的内部区域连接到板和锚定点中的至少一个。连接器还包括位于板的与锚定点相对的一侧上的材料层；其中在板和材料层的相对的表面之间提供低摩擦界面。

这种解决方案有一些缺点。

首先，这种解决方案使得头盔的制造更加复杂，因此成本更高。

将连接器施加于头盔衬里的步骤是耗时的。

此外，由于连接器一旦紧固到冲击吸收衬里就能够相对于头盔的衬里滑动，因此在正常使用过程中，头盔的衬里也可能相对于外壳发生一些位移，而不仅仅是在冲击的情况下。这种情况可能会影响佩戴者头上头盔的舒适性和稳定性。

最后，在WO2017157765中公开的连接器可以是有效的，如果它们能够相对于位于板下方的低摩擦界面自由滑动的话。

然而，在正常使用过程中，连接器被压缩在覆盖板的顶部的可变形材料和覆盖板的底部的低摩擦界面之间，从而降低连接器的运动自由，从而影响头盔的衬里在受到冲击的情况下可相对于头盔的相邻部分滑动的可能性。

本发明的目的是提供一种至少部分地解决上述问题和缺点的防护头盔。

特别地，本发明的目标是提供一种防护头盔，其具有舒适衬里，该衬里在正常使用过程中牢固地附连到头盔的外壳或冲击吸收衬里，并且适于在冲击过程中相对于外壳或冲击吸收衬里移位，从而减小作用在佩戴者头部上的旋转加速度。

此外，本发明的目标是提供一种具有舒适衬里的防护头盔，该衬里可以容易地附接到外壳或冲击吸收衬里或从外壳或冲击吸收衬里拆下，而不影响其功能。

此外，本发明的一个目标是提供一种防护头盔，其可以提供对径向冲击和倾斜冲击的改进保护。

最后，本发明的目标是提供一种可以以有竞争力的成本制造的防护头盔。

根据权利要求1的防护头盔实现了这些和其他目的和目标。

根据以下结合参照附图进行的对防护头盔的优选的但非穷尽的实施例的描述，本发明的优点和特征将会体现得更为清晰，其中：

图1示出了根据本发明的防护头盔的侧视图；

图2示出了图1的防护头盔的示意性横截面，其中为了清楚起见，面罩(visor)已经被移除；

图3示出了图1的防护头盔的舒适衬里的仰视图；

图4和图5分别是图3的舒适衬里的前透视图和后透视图；

图6示意性地示出了图3的舒适衬里的前部部分可以如何附接到图1的防护头盔的冲击吸收衬里；

图7和图8分别是图2的细节A和B的放大视图；

图9是类似于图2的视图，其中示意性地示出了防护头盔相对于使用者头部的向后旋转；

图10和图11分别是图9的细节A1和B1的放大视图；

图12示意性地示出了沿图2中的线XII-XII截取的横截面；

图13是类似于图12的视图，其中示意性地示出了防护头盔相对于使用者头部的侧向旋转；

图14和图15分别是图13的细节E和D的放大视图；

图16示意性地示出了沿图2中的线XVI-XVI截取的横截面；

图17是类似于图16的视图，其中示意性地示出了防护头盔相对于使用者头部的侧向旋转。

参照附图，根据本发明的防护头盔的示例整体由附图标记10表示。所述防护头盔10适合摩托车手使用，特别是适合摩托车越野骑手使用。然而，从下面的描述中可以更清楚地看出，防护头盔10也可以有利地被自行车车手、滑雪者和曲棍球、足球、马球或其他必须有效保护使用者头部的运动的运动员使用。

如图1所示，防护头盔10包括外壳12，外壳12优选由刚性材料制成，例如热塑性聚合物，如聚碳酸酯或纤维增强聚合物。外壳12是圆顶形的，以便配合在使用者的头上。头盔还可以包括优选由刚性材料制成的面罩14，该面罩通常被设计成可移除地联接到外壳12。面罩14可以联接到外壳12，以便在外壳12的前开口16的上方突出。

在图1中，示出了设置有下巴保护装置18的防护头盔10。然而，本发明的教导也可以有利地应用于所谓的“喷气式头盔(jet helmets)”。

如图2所示，防护头盔10还包括冲击吸收衬里20和舒适衬里22，两者都布置在外壳12内。

冲击吸收衬里20邻近外壳12定位，并且其成形为对应于佩戴者头部的形状。冲击吸收衬里20被设计成吸收冲击能量，并且它可以由泡沫材料制成，例如膨胀聚苯乙烯(EPS)或膨胀聚丙烯(EPP)。

舒适衬里22位于冲击吸收衬里20的内表面处，以便在头盔10的使用过程中与佩戴者的头部接触。

舒适衬里22可以由合成泡沫制成，例如聚氨酯泡沫垫，其覆盖有对皮肤友好的织物。

舒适衬里22通过至少一个连接装置24附接到外壳12和/或冲击吸收衬里20。

优选地，为了进行清洁或者如果需要的话更换新的，舒适衬里22可移除地附接到外壳12和/或冲击吸收衬里20。

根据图2的实施例，舒适衬里22可移除地附接到冲击吸收衬里20。然而，在附图中未示出的不同实施例中，舒适衬里可以附接到外壳12，或者可以附接到外壳12和冲击吸收衬里20两者。例如，舒适衬里22的第一部分可以附接到外壳12，舒适衬里22的第二部分可以附接到冲击吸收衬里20。

如果没有不同的说明，下面将参考图2的实施例，其中舒适衬里22可移除地附接到冲击吸收衬里20。尽管如此，相同的注释对于上面提到的其他实施例也是有效的。

根据本发明，舒适衬里22设置有至少一个弹性接头26，该接头位于连接装置24附近，用于将所述至少一个连接装置24连结到舒适衬里22。

在本说明书中，术语“弹性”旨在指材料具有在变形后恢复到其原始构型的性质。特别地，弹性接头是这样一种接头，在施加伸长力时，该接头能够至少部分地被拉伸到大于其原始未偏置长度的偏置长度，并且在伸长力释放时将能够恢复到其原始长度。

同时，弹性接头可以是这样一种接头，在施加压缩力时，该接头能够至少部分地收缩到小于其原始未偏置长度的压缩长度，并且在释放压缩力时能够恢复到其原始长度。

如下文将详细解释的，弹性接头26的设置显著改善了在倾斜冲击的情况下作用在头盔10上的旋转加速度的吸收，降低了佩戴者受伤的潜在风险。事实上，弹性接头26在外壳12和舒适衬里22之间或冲击吸收衬里20和舒适衬里22之间的定位允许在倾斜冲击的情况下外壳12和舒适衬里22之间发生相互位移。由于使用中的舒适衬里22基本上与佩戴者的头部成一体，因此减少了由倾斜冲击引起的传递到脑部的旋转能量。同时，弹性的接头26也能够衰减这种旋转能量。

此外，弹性接头26不影响舒适衬里22到外壳12或冲击吸收衬里20的固定，允许在正常使用过程中头盔10适当配合在使用者头部上。这样，避免了头盔10在佩戴者头部上的意外移动。

因此，弹性接头26的设置允许舒适衬里22在正常使用过程中保持在适当的位置，同时允许其在倾斜冲击的情况下相对于外壳12或冲击吸收衬里20移位。

弹性接头26可以是织造或非织造织物。许多不同的材料可以用于弹性接头26，例如聚酰胺、聚氨酯或聚酰胺和聚氨酯的混合物。

可选择地，弹性接头26可以是由金属或聚合材料制成的弹簧。

弹性接头26也可以由弹性橡皮胶带制成。此外，弹性接头26也可以通过使用摩托车手服装领域中众所周知的技术来制造，即通过将薄弹性织物层叠加并连结到皮革层。当弹性织物层完全张紧时，进行一系列紧密排列的横向缝合，结果当衣服处于静止状态时，产生多个褶皱。如此获得的插入物在技术术语中被称为“手风琴式皮革拉伸插入物”。

弹性接头26可以由厚度为0.1mm至1.2mm的弹性材料层制成，但是也可以根据所选择的材料使用其他厚度值。

如图3-图5所示，舒适衬里22是圆顶形的，以便配合在使用者的头上。舒适衬里22可以包括设计成环绕使用者头部的侧部部分的冠状垫23，以及设计成位于使用者头部顶上的顶部垫25。

冠状垫23和顶部垫25可以由单件制成，或者它们可以由通过带子连接的多个组成部分组成。合适的开口39可以设置在冠状垫23和/或顶部垫25中，以有利于使用者头部的通风。

根据附图所示的实施例，弹性接头26可以位于舒适衬里22的底部部分处。

特别地，弹性接头可以位于冠状垫23的底部部分处。根据图3-图5的实施例，弹性接头26可以位于冠状垫23的前底部部分处和/或后底部部分处。冠状垫的前部部分是冠状垫23的更靠近使用者前部的部分，而冠状垫23的后部部分是冠状垫的更靠近使用者颈部的部分。

如附图所示，弹性接头26可以是弹性材料的条带，该条带沿着舒适衬里22的底部部分延伸，以便形成附件。

在不同的实施例中，弹性接头26可以包括从舒适衬里22的底部边缘延伸的一个或多个弹性带。

然而，不同的实施例是可能的，因为为了有效，仅要求弹性接头26介于连接装置24和舒适衬里22的外围部分之间。

连接装置24可以直接或间接连接到弹性接头26。

在附图中未示出的第一种情况下，连接装置24可以直接施加在弹性接头26上。

在第二种情况下，舒适衬里22可以包括连接到弹性接头26的支撑翼片28、29，并且连接装置24设置在该支撑翼片28、29上。有利的是，支撑翼片28、29可以由刚性或半刚性材料制成。例如，支撑翼片28、29可以由热塑性聚合物材料制成，例如聚丙烯(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)或聚酰胺(PA)。

如图3-图5所示，舒适衬里22可以设置有前支撑翼片28和后支撑翼片29，前连接装置24A和后连接装置24B分别设置在前支撑翼片28和后支撑翼片29上。

优选地，前支撑翼片28成形为与冲击吸收衬里20的前底部边缘的形状相配合。类似地，后支撑翼片29成形为与冲击吸收衬里22的后下部部分(即冲击吸收衬里20的面向穿着者颈背的部分)的形状相配合。

参照图6和图8，前支撑翼片28可以设计成插入设置在冲击吸收衬里20的底部边缘处的狭缝30内。在图6中，示意性地示出了前支撑翼片28可如何插入狭缝30内。插入方向由箭头I表示。

前连接装置24A优选设置在前支撑翼片28的表面上，该表面设计成面向冲击吸收衬里20的底部边缘。

前连接装置24A可以由突起31组成，突起31成形为与设置在狭缝30上的对应空腔32接合，从而舒适衬里22和冲击吸收衬里20之间的联接通过前连接装置24A的突起31和狭缝30的空腔32之间的形状联接获得。

突起31和空腔32可以设计成实现卡扣连接。

前支撑翼片28的设置允许舒适衬里的前部部分容易地附接到冲击吸收衬里，因为通过单次动作，可以同时将所有前连接装置24A联接到冲击吸收衬里的底部边缘。

同时，设计成与冲击吸收衬里的底部边缘配合的前支撑翼片28允许舒适衬里的前部部分保持靠近冲击吸收衬里，从而确保使用者的高舒适性和头盔在使用者头上的改进的稳定性。

后支撑翼片29又设计成紧靠冲击吸收衬里22的后下部部分。后连接装置24B可以设置在后支撑翼片29的面向冲击吸收衬里20的表面上。后支撑翼片29的相对表面，即面向使用者颈背的表面，可以被缓冲垫22A覆盖(见图3-图5和图7)。

后连接装置24B可以由销33组成，销33设计成插入设置在冲击吸收衬里20上的对应座34内。

可选择地，后连接装置24B可以由座组成，该座设计成与设置在冲击吸收衬里20上的对应突起接合。

后支撑翼片29的设置允许舒适衬里的后部部分容易地附接到冲击吸收衬里。

同时，设计成与冲击吸收衬里的后部部分配合的后支撑翼片29允许舒适衬里的后部部分保持靠近冲击吸收衬里，从而确保使用者的高舒适性和头盔在使用者头上的改进的稳定性。

此后，将通过具体参考图9-图17来描述防护头盔10在冲击情况下的特性。

这些图指的是舒适衬里22的实施例，其中两个弹性接头26分别设置在舒适衬里的前部部分处和在舒适衬里的后部部分处。弹性接头26是将前支撑翼片28和后支撑翼片29连接到舒适衬里22的条带形式。前连接装置24A和后连接装置24B设置在前支撑翼片28和在后支撑翼片29上。

然而，相同的评论对于上面公开的其他实施例也是有效的。

在防护头盔的前部部分受到冲击的情况下(见图9中的箭头P-)，弹性接头26允许外壳12相对于使用者的头部相互旋转。这种相互旋转围绕图9的Z轴发生，并且基本上在于头盔在使用者头部上方的向后旋转(向后旋转由箭头K表示)。

如图10和图11中示意性示出的，与外壳12成一体的冲击吸收衬里20和与使用者头部接触的舒适衬里22之间的相互旋转K引起后弹性接头26的拉伸，后弹性接头26将呈现长度L1，长度L1大于当接头处于其中立构型(neutral configuration)时的接头的原始长度L(见图7)。

同时，相互旋转K导致前弹性接头26的压缩，其将呈现比原始长度H(见图8)短的长度H1。

分别设置在舒适衬里的后部部分处和前部部分处的弹性接头26的伸长和压缩允许使用者的头部相对于外壳的受控位移，从而减小作用在使用者头部上并间接地作用在使用者的脑部上的旋转加速度。

同样，在防护头盔的左侧部分受到冲击的情况下(见图13中的箭头R-)，弹性接头26允许外壳12相对于使用者的头部相互旋转。这种相互旋转围绕图13的X轴发生，并且基本上在于头盔在使用者头部上方的侧向旋转(侧向旋转由箭头S表示)。

如图12和图13示意性所示，与外壳12成一体的冲击吸收衬里20和与使用者头部接触的舒适衬里22之间的相互旋转S导致后弹性接头26的靠近头盔右侧的部分拉伸。弹性接头26的所述部分将呈现比原始长度L大的长度L1(见图12、图13和图14)。在这种情况下，弹性接头26的这一部分的拉伸不均匀。事实上，后弹性接头26的这一部分的拉伸随着距外壳右侧距离的增加而减小。

同时，相互旋转S导致后弹性接头26的靠近头盔左侧的部分的压缩。弹性接头26的所述部分将呈现比原始长度L短的长度L2(见图15)。

同样在这种情况下，后弹性接头26的这一部分的压缩是不均匀的。事实上，后弹性接头26的这一部分的压缩随着与外壳的距离增加而减小。

在侧面冲击的情况下，前弹性接头26具有类似于上面公开的后弹性接头的特性。

因此，同样在这种情况下，弹性接头26有效地允许使用者头部相对于外壳的受控位移，从而减小作用在使用者头部和间接地作用在使用者脑部上的旋转加速度。

参考图16和图17，在冲击R+作用在头盔的右侧部分并导致外壳12相对于使用者的头部围绕图17的Y轴相互旋转的情况下，弹性接头26也是有效的。这种旋转由图17中的箭头T表示。

在这种情况下，与外壳12成一体的冲击吸收衬里20和与使用者头部接触的舒适衬里22之间的相互旋转T导致前弹性接头26的靠近头盔右侧的部分的压缩。这种压缩是不均匀的，因为它随着离外壳右侧距离的增加而减小。

同时，相互旋转T导致前弹性接头26的靠近头盔左侧的部分拉伸。这种拉伸是不均匀的，因为它随着离外壳右侧距离的增加而减小。

在外壳和舒适衬里之间相互旋转T的情况下，后弹性接头26具有与上文公开的前弹性接头相似的特性。

因此，同样在这种情况下，弹性接头26的拉伸和压缩允许使用者的头部相对于外壳以受控的方式旋转，从而减小作用在使用者头部上并间接地作用在使用者的脑部上的旋转加速度。

在下文中，提供了一个比较表，该比较表报告了在包括未设置有上文公开的弹性接头26的舒适衬里(下文称为刚性构造)的头盔上和包括具有前弹性接头26和后弹性接头26的舒适衬里(下文称为弹性构造)的头盔上的不同冲击点测量的峰值线性加速度(PLA)和峰值旋转加速度(PRA)的值。

用于弹性构造和刚性构造的材料分别是弹性纤维(特别是)和普通织物。

根据ISO 13594-1进行拉伸试验来表征上面提到的材料。

弹性纤维的拉伸模量约为0.12N/mm，而普通织物的拉伸模量约为7.5N/mm。

在上表中，附图标记P+、R+、P-表示头盔上的不同冲击点，具体是:

-P+表示头盔的后部部分上的冲击；

-R+表示头盔的右侧部分上的冲击；

-P-表示头盔的前部部分上的冲击。

从表中可以看出，弹性接头基本上不影响线性吸收(PLA)。

同时，具有弹性构造的头盔的旋转加速度峰值相对于具有刚性构造的头盔的旋转加速度值显著降低。

显然，弹性纤维只是可用于弹性接头26的各种弹性材料之一。

在这一点上，根据本发明的防护头盔10如何实现预定目标是清楚的。

事实上，弹性接头26的插入允许减小由倾斜冲击引起的旋转加速度。

同时，在头盔的正常使用过程中，弹性接头26不影响舒适衬里与冲击吸收衬里的连接。

此外，弹性接头26的设置不会使舒适衬里变庞大，并且不会妨碍舒适衬里与冲击吸收衬里的连接。

关于上面描述的防护头盔10的实施例，为了满足特定要求，本领域技术人员可以对所描述的元件进行修改和/或用等效元件替换所描述的元件，而不会由此脱离所附权利要求的范围。