安全头盔胶壳强化的制造方法及由所述方法制成的头盔结构与流程

1.本发明涉及一种安全头盔胶壳强化的制造方法及所述方法制成的头盔结构；特别涉及一种应用纤维物层(或织物)和成平板状结构的壳体组合通过成型模块等作业，使纤维物层和壳体表面结合的技术。


背景技术：

2.应用一塑料壳体配合一发泡材料加热形成的耐冲击填充体，以及使该塑料壳体紧密包覆黏合发泡填充体，而完成一安全头盔或安全帽结构，提供人员进行球类运动、骑乘运动等的保护作用，已成为现有技术。例如，美国第4466138号「safety helmet with a shell injected from thermoplastics and method for the manufacture of said helmet」、中国台湾第85101810号「安全帽制造方法」等专利申请，提供了典型的实施例。
3.这类安全头盔的结构型态是以外部胶壳来抵抗外物突穿式冲击，同时藉该发泡填充物受到外力冲击时，提供冲击力量的缓冲、分散传递作用，来达到保护使用者头部的效果。
4.一个有关制作这类头盔的课题是，为了增加这类安全头盔的质感或吸引力，通常头盔的表面会分别施予色彩的涂装或贴设多片(例如，片)图案层或类似布材料的织物贴覆等设计。实务上的作业，是在该塑料壳体成型后，对塑料壳体表面(或设定位置)实施涂装和黏贴图案层或布材料的作业。就像那些熟习此技艺的人所知悉，这头盔结构的制造存在有下列缺点：
5.1.图案层或织物材料的黏贴作业必须倚赖技术熟练的人员。该图案层贴纸或织物是依设计的规划，布置黏附在头盔表面位置或区域上；如果作业人员的技术不够熟练，常常会造成黏贴的图案层或布材料接近边缘部份产生不平顺或皱折的情形，这种情形特别容易发生在图案层或布材料的轮廓边缘的区域上。
6.这是因为黏贴时，为了使整个图案层贴纸或布料能够平顺的黏贴在胶壳表面上，作业人员会本能的推压图案层或布料，尽量使图案层或布料的主要区域能平贴在胶壳表面上，因此常会使图案层或布料的局部边缘产生突出或无法对合胶壳轮廓(或位在胶壳轮廓的正确位置)的情形。
7.特别是那些具有弹性的贴纸或布料，它们的边缘突出或无法对合胶壳轮廓(或位在胶壳轮廓的正确位置)的情形会更明显。通常作业人员必须再额外花费时间加以修整，而且要尽量避免伤到其他涂装或黏贴的部份。这显示了在制作或加工作业上有相当的困难度，并且增加了制作时间。
8.2.在旧法中，为了减少图案层或布料的边缘突出或无法对合胶壳轮廓(或位在胶壳轮廓的正确位置)的情形，图案层或布料的尺寸是被特别要求的，以尽量使图案层或布料能和胶壳上的设定区域吻合。但那些具有弹性的图案层或布材料的尺寸，经常是比较难控制的。
9.3.如果执行黏贴作业的人员的技术不够熟练，会明显增加上述图案层或布料边缘
局部区域产生类似挤压或皱折情形的频率。特别是有时候在实施黏贴作业时，技术不熟练的作业人员，也增加了黏胶沾附在胶壳其他区域上造成污损的情形。
10.并且，现阶段在实施图案层或布料的黏贴作业时，业者仍需要倚赖大量的人工，无法应用机器执行大量的加工作业，这显示了业者要获得大量技术熟练的作业人员是有困难的；相对的也使产品制作质量的控制变得不容易。
11.代表性的来说，上述参考数据反映出在安全头盔结构的设计和制作的考虑上，仍不够理想。如果重行设计考虑该头盔的组织结构，使其构造不同于现有的，将可改变它的制作及加工型态，而有别于旧法；实质上，也会改善现有技术所存在的缺点。也就是说，如果企图使其能改善或克服上述我们所讨论的问题，我们发现它的构造和组成必需考虑到下列设计课题：
12.1.该头盔的组织结构设计在符合安全性要求的条件下，应不同于现有技术的作业和结构，达到制作简易和头盔轻薄化设计趋势的结构型态。
13.2.提供的作业方法应使图案层或布材料的边缘部份突出或无法对合胶壳轮廓的情形，被尽可能的减小，以改善现有头盔轮廓和图案层或布材料接合不平整、加工或制作费时、需要大量技术熟练的人工、不良率高等情形。
14.3.特别是，提供的作业方法应使纤维层(例如，图案层或布材料)形成紧张状态，而可对外部力量冲击壳体时，产生一弹性反作用力或回弹作用。


技术实现要素：

15.因此，本发明的主要目的即在于提供一种安全头盔胶壳强化的制造方法及由所述方法制成的头盔结构。
16.为了达到上述目的，本发明采用了以下技术手段：
17.本发明的一种安全头盔胶壳强化的制造方法，其包括：
18.流程(a)，提供至少一纤维物层50和至少一壳体10；壳体10制成平板体结构的型态；纤维物层50、壳体10分别具有第一面51、11和第二面52、12；
19.流程(b)，提供一组合作业，使纤维物层50第一面51附在壳体10第二面12上，而形成初级体40；
20.流程(c)，提供一成型作业，使第一成型模块60加热、压制初级体40，使壳体10至少局部表面组织进入纤维物层50里面，而形成键结状态的初级体40，并且使初级体40形成头盔形状的构成一总成99。
21.其中，优选的，该流程(c)的后包括一流程(d)，提供一发泡结合作业，布置发泡材料在总成99内，配合第二成型模块65使发泡材料形成弹性结构体30，填充联结总成99，而构成一头盔结构100。在符合整体结构强度的条件下，达到减轻头盔重量和改善旧法加工复杂、费时等作用。
22.其中，优选的，该流程(b)的初级体40可通过模块45加压，辅助纤维物层50附在壳体10上。
23.其中，优选的，该流程(b)的纤维物层第一面51和壳体第二面12之间，布置黏胶44，辅助纤维物层50附在壳体10上。
24.其中，优选的，该流程(c)使壳体10表面的组织结构插入纤维物层50，而扩张纤维
物层50的结构组织，使纤维物层50沿壳体10表面轮廓形成紧张状态。
25.其中，优选的，该流程c)使壳体10表面的组织结构插入纤维物层50，而扩张纤维物层50的结构组织，使纤维物层50沿壳体10表面轮廓形成紧张状态。
26.其中，优选的，该流程(c)使壳体10表面的组织结构插入纤维物层50，而扩张纤维物层50的结构组织，使纤维物层50沿壳体10表面轮廓形成紧张状态。
27.其中，优选的，该壳体10厚度应用0.5mm～2.0mm的板体制成。
28.其中，优选的，该壳体10厚度应用0.5mm～2.0mm的板体制成。
29.进一步的，本发明还提出了一种按照所述的安全头盔胶壳强化的制造方法制成的头盔结构，包括：
30.壳体10和设置在壳体10上的纤维物层50的组合；
31.壳体10至少局部表面组织进入纤维物层50里面，而定义为键结状态。使纤维物层沿壳体(表面)轮廓形成紧张状态，而可对外部力量冲击壳体时，使纤维物层(辅助壳体)产生一弹性反作用力或回弹作用。
32.其中，优选的，该纤维物层50应用复数片接成一整张纤维物层50的型态。
33.其中，优选的，该壳体10应用复数个平板体接成一整个壳体10的结构。
34.其中，优选的，该纤维物层50沿壳体10表面轮廓形成紧张状态；壳体10内面设置发泡材料形成的弹性结构体30，而共同构成头盔结构100。
35.其中，优选的，该纤维物层50沿壳体10表面轮廓形成紧张状态；壳体10内面设置发泡材料形成的弹性结构体30，而共同构成头盔结构100。
附图说明
36.图1是本发明的流程a的示意图；显示了纤维物层和壳体(或薄平板结构)的结构情形。
37.图2是本发明的流程b的示意图；显示了纤维物层附在壳体上，形成初级体的情形。
38.图3是本发明的流程c的示意图；显示了初级体配合第一成型模块制成头盔形状或轮廓的构成总成的情形。
39.图4是本发明的平面结构示意图；描绘了壳体表面组织结合或进入纤维物层的结构情形。
40.图5是本发明的流程d的示意图；描绘了总成和发泡材料配合第二成型模块形成头盔结构情形。
41.图6是本发明的一操作实施例示意图；描绘了外部撞击力量(或正向力)冲击总成或头盔结构的情形。
42.图7是本发明的另一操作实施例示意图；描绘一成斜角方向的外部撞击力量(或剪切力)冲击总成或头盔结构的情形。
43.符号说明:
44.10
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壳体
45.11、51
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第一面
46.12、52
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第二面
47.30
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弹性结构体
48.40
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初级体
49.44
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黏胶层
50.45
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模块
51.50
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纤维物层
52.60
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第一成型模块
53.65
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第二成型模块
54.99
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总成
55.100
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头盔结构
具体实施方式
56.请参阅图1，本发明的安全头盔胶壳强化的制造方法，选择一提供运动配戴的安全头盔的实施例说明；该安全头盔可以是美式足球头盔、曲棍球头盔、工程头盔、登山头盔、马帽或骑乘自行车、机车、滑雪、赛车
…
等配戴的半罩式或全罩式安全帽型态。
57.下列说明中提到的上部、上方、下部、底部或外面、内面等，是以图中显示的方向为参考方向。例如，将朝向配戴者方向的部件定义为第一面(或内面、内边)，相反或远离配戴者方向的部件定义为第二面(或外面、外边)。
58.请参考图1、2及3，所述安全头盔制造方法包括：
59.流程a，提供至少一纤维物层50和至少一壳体10；纤维物层50选择了布、织物
…
或其类似物，为说明实施例。壳体10选择塑料、pc或其类似材料，制成平板体结构。
60.图中显示了纤维物层50、壳体10分别定义或具有第一面51、11、第二面52、12。在可行的实施例中，可应用复数片纤维物层50接成一整张纤维物层50的型态。
61.流程b，提供一组合作业；使纤维物层50(或纤维物层第一面51)附在成平板体结构的壳体10(或壳体第二面12)上，而形成初级体40。
62.在可行的实施例中，第2图2的假想线部分显示了纤维物层50附在壳体10上之后，可共同通过模块45(例如，滚轮)加压，辅助纤维物层50附在壳体10上。或纤维物层50(或纤维物层第一面51)和壳体10(或壳体第二面12)之间可布置黏胶44(如图中假想线部分)，辅助纤维物层50附在壳体10上。
63.请参考图3，显示流程c提供一成型作业。所述成型作业提供第一成型模块60加热、压制初级体40，使初级体40形成头盔形状(或轮廓)的总成99。以及，纤维物层50形成一类似保护层的作用，并且可提供多样化的图案及/或文字装饰的作用。
64.图4揭示了流程c的作业，使壳体10(或壳体第二面12)至少局部表面组织结合或进入纤维物层50(或纤维物层第一面51)里面，而形成(或定义为)键结状态。并且，所述的键结状态使壳体10(表面或第二面12)的组织结构插入纤维物层50，而略扩张纤维物层50的结构组织，因此使纤维物层50沿壳体10(表面)轮廓形成紧张状态，而可对外部力量冲击壳体10时，使纤维物层50(辅助壳体10)产生一弹性反作用力或回弹作用。
65.特别是，流程c的作业也提供了使壳体10(及/或纤维物层50)形成弯弧形轮廓的(头盔)型态，而辅助纤维物层50沿着壳体10形成上述的紧张状态(或紧绷状态)，明显改善了旧法以人工将织物黏贴壳体产生皱折、耗费工时、无法提供胶壳结构的强化效果等情形。
66.可了解的是，上述实施例揭示的纤维物层50与壳体10的结合型态，有助于使它们
之间产生结构强度互补的作用，利于减小壳体10的厚度而减轻头盔重量、体积；例如，容许壳体10厚度应用的板体(非薄(胶)膜型态)制成。
67.请参阅图5，显示流程d提供一发泡结合作业。所述发泡结合作业在总成99内布置有(固体)发泡材料；配合第二成型模块65加热使发泡材料(形成缓冲作用的弹性结构体30)填充联结总成99，而共同构成一头盔结构100。在符合整体结构强度的条件下，达到减轻头盔重量和改善旧法加工复杂、费时等作用。
68.本发明的安全头盔胶壳强化的制造方法制成的头盔结构，包括壳体10和设置在壳体10外面(或第二面12)的纤维物层50的组合；并且，壳体10至少局部表面组织(或称第二面12组织)结合或进入纤维物层50里面，而构成上述的键结状态，使纤维物层50沿壳体10(表面)轮廓形成紧张状态，而可对外部力量冲击壳体10时，使纤维物层50(辅助壳体10)产生一弹性反作用力或回弹作用。
69.在修正的实施例中，配合壳体第一面11(或内面)设置发泡材料形成的弹性结构体30，而构成头盔结构100。
70.请参阅图6，当外部撞击力量(或正向力)冲击总成99或头盔结构100时，经壳体10、弹性结构体30及/或纤维物层50，分别产生不同的弹性变形量，减低外部撞击力量的速度，共同负载外部冲击力量而产生缓冲吸收作用，将外部撞击力量分散的传递到整个总成99或头盔结构100，达到阻止外部冲击力量贯穿总成99或头盔结构100的作用，减轻或降低产生脑损伤的情形。
71.当外部冲击力量消失后，藉弹性结构体30及/或配合纤维物层50的紧张弹性力(或回弹力)辅助壳体10的结构特性，获得尽可能回复到初始组合位置的作用。
72.请参阅图7，当外部撞击力量(或剪切力)冲击总成99或头盔结构100时，经壳体10、弹性结构体30及/或纤维物层50，分别产生不同的弹性变形量，共同负载外部冲击力量而产生缓冲吸收作用，减低外部撞击力量的旋转加速度或侧旋转力(包括低重力旋转撞击力量)产生的位移运动，而分散的传递到整个总成99或头盔结构100，用以缓冲吸收、降低外部撞击力量产生的加速度和扭力，减轻或降低产生脑损伤的情形。
73.以及，在外部冲击力量消失后，经弹性结构体30及/或配合纤维物层50的紧张弹性力(或回弹力)辅助壳体10的结构特性，尽可能回复到初始组合位置的作用。
74.相较于现有的安全头盔的胶壳结构而言，壳体10结合纤维物层50的型态，有助于增加壳体10的弹性力，也有利于壳体10、弹性结构体30及/或总成99形成较佳的结构强度，来负载外部撞击力量。
75.代表性的来说，这安全头盔胶壳强化的制造方法及所述方法制成的头盔结构相较于旧法而言，包括了下列的优点和考虑：
76.1.该壳体10、纤维物层50(及/或弹性结构体30)的组合结构已被重行设计考虑；例如，应用作业(及/或作业d)，使初级体40的纤维物层50和壳体10产生稳固的结合型态，不仅制作简易、便捷，也改变了现有技术的制作及加工型态，而有别于旧法；并且，有利于后续形成头盔结构的作业等部分，明显不同于现有安全头盔的结构型态。
77.2.该壳体10至少局部区域结合或进入纤维物层50的结构组织，使纤维物层50沿壳体10轮廓形成紧张状态，而可对外部力量冲击壳体10时，产生一弹性反作用力或回弹的作用，使它在具有理想结构强度的条件下，进一步符合制作精简及头盔轻薄化设计的作用；以
及，使它们之间产生结构强度互补的作用，而明显减轻头盔的厚度、重量和体积等作用。
78.3.特别是，上述提供的作业方法使图案层或布材料的边缘部份突出或无法对合胶壳轮廓的情形，被尽可能的减小，也改善了现有头盔轮廓和图案层或布材料接合不平整、产生皱褶、加工或制作费时、需要大量技术熟练的人工、不良率和材料成本高等情形。
79.以上所述者，仅为本发明的可行实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，即凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。