CN106573169A - 改进的肢体保护器、制造方法及使用方法 - Google Patents

Abstract

在此公开的是肢体保护器，其具有设置在压缩套筒上的一个或多个适形的、铰接的衬垫。衬垫包括大于90度的周向覆盖以及改进的抗冲击性。在一个实施例中，本公开涉及肢体保护器，其包括压缩套筒和设置在套筒上的一个或多个适形的、铰接的衬垫。所述一个或多个衬垫能够包括大于90度的周向覆盖。衬垫包括具有从大约8磅/立方英尺(pcf)到大约30pcf的密度范围和从大约0.2英寸到大约1英寸的厚度范围的聚氨酯泡沫。

Description

改进的肢体保护器、制造方法及使用方法

相关申请的交叉引用

本申请是根据35U.S.C.§120的共同拥有的且共同未决的2011年8月11日提出的美国申请No.13/208229的部分延续，并且根据35U.S.C.§119(e)要求共同拥有的且共同未决的2014年4月21日提出的美国临时申请No.61/982317的优先权。上述申请中的每个申请的主题通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本公开涉及改进的肢体保护器，且特别地，涉及具有改进的周向覆盖和改进的抗冲击性的肢体保护器。

背景技术

在体育活动和极限运动中使用保护性的肢体防护器是众所周知的。例如，护胫用于在体育活动保护使用者小腿的前表面已经有一段时间了。足球(美式足球)护胫是单块硬塑料，其被弯曲以配合在使用者的胫骨上，并且穿在长袜下面并通过长袜在胫骨上固定在适当位置。传统护胫的变化和改进包括将镫附接到护胫，以防止护胫在使用期间从胫骨向上移动。

对于可被运动员使用的防护器的规定通常由不同的协会和/或管理主体来确定。然而，职业运动员在保护性工具的选择方面可能具有自行决定的自由，并且可能更喜欢使硬塑料护胫的尺寸最小化，因为它们可能是不舒适的并且妨碍运动员的表现。因此，许多职业运动员选择较小尺寸的硬塑料防护器，以最小化防护器的表面面积，并且改进舒适性并易于比赛。然而，这样做使得运动员更易遭伤害。

在体育运动及其它领域存在对改进的肢体保护的需求。

发明内容

在一个实施例中，本公开涉及一种肢体保护器，该肢体保护器包括压缩套筒(sleeve)以及设置在套筒上的一个或多个适形的、铰接的衬垫。所述一个或多个衬垫能够包括大于90度的周向覆盖。衬垫包括聚氨酯泡沫，其具有从大约8磅/立方英尺(pcf)到大约30pcf的密度范围和从大约0.2英寸到大约1英寸的厚度范围。

在另一个实施例中，本公开涉及一种肢体保护器，该肢体保护器包括压缩套筒以及设置在套筒上的一个或多个适形的、铰接的衬垫，所述一个或多个衬垫包括大于90度的周向覆盖。所述衬垫构造成防止不超过50千牛顿(kN)的力传递。

上述描述的及其它特征通过以下附图和详细说明来例示。

附图说明

上述及其它特征和优势将通过本公开的示例性实施例的以下更详细的描述而变得明显，如附图示出的，在不同的附图中，相同的附图标记指代同样的部件。附图不是必须按比例的，相反，重点放在示出本公开的原理。现在参考附图，其是示例性实施例，并且其中相同的元件被标以相同的编号：

图1示出了处于扩展位置的根据本公开的肢体保护器；

图2示出了处于收缩位置的图1的肢体保护器；

图3示出了图1的肢体保护器的内侧表面；

图4示出了处于扩展位置的根据本公开的肢体保护器的另一个实施例；

图5示出了处于收缩位置的图4的肢体保护器；

图6示出了处于扩展位置的根据本公开的肢体保护器的另一个实施例，其在结构上类似于图4中示出的肢体保护器，并且另外地包括脚镫部；

图7示出了处于扩展位置的根据本公开的肢体保护器的另一个实施例，其中衬垫具有成角度的边缘；

图8示出了处于收缩位置的图7的肢体保护器；

图9示出了处于扩展位置的根据本公开的护胫的另一个实施例；

图10示出了处于收缩位置的图9的肢体保护器；

图11示出了根据本公开的肢体保护器的另一个实施例；并且

图12示出了下肢保护器的另一个实施例的剖视图，该下肢保护器具有盖住衬垫的覆盖物以及附接到下端的袜。

具体实施方式

本公开涉及在任何个体容易受到肢体伤害的活动期间穿戴的改进的冲击吸收和缓冲肢体保护器(下文中称“保护器”)，所述活动诸如是在体育比赛、建筑、军事等中的活动。本发明的保护器的结构是坚固的、耐用的，且能够承受工业和/或商业洗涤中使用的温度、洗涤剂和机械作用，不同于可能在这种苛刻条件下变差的其它保护器。

本发明的保护器是轻质的、柔性的和铰接的，并且提供改进的抗冲击性和减少力到使用者的传递，此外美学上也是令人喜爱的和耐用的。如在此使用的，术语“柔性的”意思是指衬垫能够通过弯曲、扭转、挠曲和/或拉伸等而移动。如在此使用的，“铰接的”意思是指包括一个或多个连结的区段的结构，即，不是厚度均匀而没有任何区段的片材。区段可以通过各种技术连结，只要区段相对于彼此固定即可。如在此使用的，“适形的”意思是指匹配肢体的形状。如在此使用的，“耐冲击”或“抗冲击”意思是指衬垫的表面是耐撕裂或耐刺穿的。如在此使用的，“传递的力”意思是指在球状冲击器测试期间被传递到衬垫的力。

为便于示意，本公开的肢体保护保护器将参照小腿保护器或护胫来示意。虽然在此关于小腿保护器来描述，但对本领域技术人员来说很明显的是，保护器可以适用于需要保护的任何肢体或身体部件。

在一些实施例中，根据本公开的肢体保护器可以包括构造成接纳并紧密地配合在使用者的肢体上的管状的压缩袜、套筒或镫。为便于示意，除非另作说明，袜、套筒或镫保护器在下文中可互换地指代为“套筒”。如附图所示，套筒具有相对的前部和后部区域，以及相反的内侧和外侧区域。

护胫经常经受冲击测试，以评估护胫的能量吸收和抗穿透特性，例如钝器冲击和鞋钉冲击测试。钝器冲击测试评估防护器的冲击吸收特性。测试典型地涉及将撞击物掉落在防护器的外壳上并且测量通过防护器传递的力的大小。在欧洲，两种鞋钉测试被用于评估护胫抵抗足球(英式足球)靴鞋钉的抗穿透特性和刚性。防护器以可视方式评估，以确定是否已经发生穿过内表面的穿透。在竖直鞋钉测试的情形中，还记录鞋钉已经移动经过外壳表面的距离。

用于更极端的条件的肢体保护器，诸如由骑摩托车骑手使用的肢体保护器，具有更侵害性的测试。在欧洲，在骑摩托车时穿戴在肢体关节处的防具的保护质量使用CE EN1621-1来测试，其涉及将样本放置在具有50mm半径的刚性金属半球形的砧上，该砧则经由高速力传感器连接到刚性且大块的底座上。带有80mmx40mm的平坦撞击面的5kg冲击器然后从产生4.47m/s的冲击速度(折合50焦耳的冲击能量)所必要的高度掉落在样品上。在冲击期间，利用高速力传感器检测通过样本传递到砧的力。力越低，认为产品的保护越好。为了通过该标准，传递的力的平均最大值必须低于35kN，并且应没有单个值超过50kN。取决于衬垫材料的厚度和密度，本发明的衬垫符合上述试验标准。

当图1-3结合在一起时，示出了根据本公开的具有大于90°的周向覆盖的下肢保护器100，其能够被穿戴在衣服外或衣服下面。如在此使用的，“周向覆盖”意思是指在保护器要用于的肢体的最大周长处测量的由衬垫覆盖的肢体圆周的百分比。取决于保护器的结构，本发明的肢体保护器能够提供大于90°并且最多大约360°的周向覆盖，如在下面描述的。

如图所示，肢体保护器100包括前部衬垫10和后部衬垫12。前部衬垫和后部衬垫10、12中的每一个包括上边缘16、下边缘18以及相对的第一和第二侧边缘20、22。在本实施例中和整个本说明书中，对于前部衬垫10使用附图标记“f”，并且对于后部衬垫12使用附图标记“b”。前部衬垫10的第一和第二侧边缘20f中的每个包括多个相对的、交替的凸出区域22f以及相对的凹进区域24f。

前部和后部衬垫10、12中的每个包括相反的内表面10i、12i和外表面10o、12o。多个引导通道14设置在前部和后部衬垫10、12中的每个的内表面10i、12i上。引导通道可以例如是附接到衬垫上的衬里的织物。

连接件26f在两端处附接到前部衬垫10的相对的凸出区域24f。类似地，连接件26b在两端处附接到后部衬垫12的相对的凸出区域24b。在本实施例中，连接件28f、b是例如通过缝合而附接的弹性带，但各种其它材料能够被用作带，并且各种其它连接技术能够用于将连接件附接到衬垫，如本领域技术人员已知的。

当组装时，带28f设置在后部衬垫12的内侧表面12i上的引导通道14b中，带28f不被附接到后部衬垫12的内侧表面12i；并且带28b设置在前部衬垫10的内侧表面10i上的引导通道14f中，带28b不被附接到前部衬垫10的内侧表面10i。

在使用中，第一侧边缘20的凸出区域24f与第二边缘22的凹进区域26b对应，并且第一侧边缘20的凹进区域26与第二边缘22的凸出区域24对应，以在边缘之间限定空间“S”。在使用中，间隔S响应于肢体保护器的拉伸或收缩而增加或减小。在使用中，使用者能够扩展肢体保护器以将保护器滑动到它们的下肢上，并且当适当地定位在下肢上时，使用者能够释放肢体保护器，使得带收缩并且保护器与使用者的下肢适形。图1示出了处于扩展位置的肢体保护器100，具有第一间隔S1，并且图2示出了处于收缩位置的肢体保护器100，具有第二间隔S2。

所述至少一个后部衬垫30定位在套筒上，以覆盖使用者腿肚子的后侧，其最小化或防止由于小腿受冲击(特别是从使用者后面的)而伤害腓骨。肢体保护器100还可以包括设置在套筒的前部区域上的可选的前部衬垫40，以便对胫骨提供保护。

在本实施例中，前部和后部衬垫的边缘被构造成具有对应的锯齿构造，使得间隔S响应于套筒的拉伸或收缩而增加或减小。

图4-5示出了根据本实施例的肢体保护器200的另一个实施例。肢体保护器200包括压缩套筒30，衬垫被附接到该压缩套筒30；衬垫具有与保护器100的结构类似的套筒30。在本实施例中，衬垫中的一个或两个在离衬垫的边缘一定距离处附接到压缩套筒30，由此所有衬垫边缘或衬垫边缘的一部分保持不附接到套筒30。在本实施例中，间隔S响应于套筒的以及带的拉伸或收缩而增加或减小。

在本实施例中，前部和后部衬垫10、12例如通过在衬垫的上边缘和下边缘处缝合而附接到套筒。缝合通过之字形线来描绘。上部带通过缝合而附接到前部衬垫的上部侧边缘，并且该带在后部衬垫底下延伸。类似地，下部带通过缝合附接到后部衬垫的下部侧边缘，并且该带在前部衬垫底下延伸。可选地，如果需要的话，该两个带能够设置在形成在衬垫的后部上或形成在压缩套筒上的引导通道中，如前一个实施例所示。

图6示出了根据本实施例的肢体保护器300的另一个实施例。肢体保护器200具有类似于肢体保护器200的结构，并且另外地包括镫40，以及靠近踝部设置在该镫上的相对的左和右踝部衬垫50。

当结合在一起时，图7-8示出了根据本公开的肢体保护器400的另一个实施例，其不具有锯齿侧边缘。在本实施例中，该肢体保护器包括具有与前面的实施例同样的结构的管状压缩套筒30以及前部和后部衬垫10、12。衬垫10、12的侧边缘相对于轴“A”成角度，并且衬垫的边缘彼此相邻并通过间隔“S”彼此间隔开，间隔“S”如先前描述地变化。

图9示出了根据本公开100的下肢保护器500的另一个实施例。如在前面的实施例中，肢体保护器500包括压缩套筒30和设置在套筒30上的前部和后部衬垫10、12。

图11示出了另一个肢体保护器600，其在结构上类似于肢体保护器500，但是还包括镫40和相对的踝部衬垫50。

图12示出了根据本公开的肢体保护器700的另一个实施例，其包括与保护器200(见图4)具有同样结构的管状压缩套筒30。在本实施例中，肢体保护器700包括从套筒30延伸的脚部分60，以及通过例如缝合、钩和毛圈搭扣带、拉链等各种装置连接到套筒的袜外罩(overlay)70。在本示例中，袜外罩70通过缝合而在踝部区域处附接到套筒，并且能够使用例如钩和毛圈搭扣带在踝部区域处以及在套筒的上边缘处可移除地附接到套筒。在使用中，袜外罩70能够设置成使得衬垫被该外罩覆盖，并且当不使用时，其能够从肢体保护器上完全移除，或往下拉到踝部区域。

袜外罩可以具有任何吸引消费者的美学的设计。出于美学的目的，套筒、衬垫和外罩可以是相同的或不同的，并且还可以包括文字和/或图案。

用于套筒的合适材料可以包括能够提供足够弹性的任何材料，以便当力施加到其上时防止撕破和/或拉伸(stretching)，并且能够承受其所旨在用于的环境(例如，重复的变形，诸如扭转、弯曲、挠曲、拉伸等)的考验而不会显著恶化。套筒可以由具有变化的弹性的一种或多种材料构造而成，以便当使用者穿上保护器时或在使用期间，允许增加间隔区域“S”的扩展，而不干扰固定的衬垫。

可能期望衬垫是轻质的，并且在这种情况下，衬垫可以包括泡沫材料，例如低密度的泡沫材料。适合的低密度泡沫的示例包括聚酯和聚醚型聚氨酯泡沫。在有些情况下，可能期望衬垫能够提供抗冲击性。在这种情况下，已经发现了适于该衬垫的各种类型的冲击吸收材料，特别是能量吸收或率相关材料，包括泡沫。

可选地，这些材料能够通过向材料涂敷耐水或防水涂层而制成为是耐水的或防水的。对于开孔泡沫这可能是期望的，特别地，用以最小化或防止泡沫的吸湿。各种材料能够用于涂敷这些材料，并且涂敷能够使用各种技术实现，诸如但是不限于喷涂涂敷、旋转涂敷、浸渍等。

适合的率相关泡沫的一个示例能够从Rogers公司以商标名和PORON获得，和PORON 是开孔、微孔聚氨酯泡沫。对于这种泡沫，能够期望具有从大约5到大约35磅每立方英尺(pcf)的密度范围，更特别地，从大约10到大约30pcf，并且仍更特别地，从大约15到大约25pcf。

在共同拥有且共同未决的2011年8月11日提交的美国专利公开No.2012/0084896中，公开了对于本保护器有用的材料和用于制造一些材料的方法；其中的每个以其整体通过引用并入本文。除上述之外，对于上述层和粘合剂(如果使用的话)适合的材料，在前面提到的专利申请中以及在美国公开No.US2008/0034614和US2009/0255625中公开，它们还公开了用于制造本缓冲插入件的技术；上述公开中的每一个以其整体通过引用并入本文。

在上述实施例中的任一个中，衬垫和/或带可以通过各种技术附接到套筒，例如缝合、熔焊、胶粘、热封等。可替代地，套筒可包括囊袋，所述囊袋用于容纳衬垫，并且具有与衬垫的尺寸、形状和厚度对应的尺寸、形状和厚度。使用中，衬垫能够可互换地设置在囊袋中。在使用之后，能够移除衬垫，使得能够根据使用者的需要，将它们移除并且替换为具有不同的功能特性的衬垫。

衬垫的尺寸、形状、厚度和材料成分可以根据多种因素而变化，包括但不限于所需的柔性量、铰接、抗冲击性、传递的力、周向覆盖等。

所有的上述厚度、宽度、距离和间隔都可以根据需要或必要地变化，以提供保护的或舒适的效果。衬垫的厚度可以根据所需而变化，但希望的是，在仍然足够保护肢体防冲击的同时，厚度最小化。

衬垫可以根据需要具有任何形状或构造，以便实现改进的冲击保护所需的功能优势、减少力的传递和吸引消费者的美学设计。衬垫的尺寸、形状、数量、构造和在套筒上的位置可以根据需要变化，以便实现上述目的。为了美学的目的，套筒、衬垫和/或外罩可以是相同的或不同的，可以是透明的、不透明的和/或有颜色的，并且可以包括文字和/或图案。

除非另外限定，在此处使用的技术和科学术语具有由本公开所属领域技术人员通常理解的相同含义。

应注意，术语“第一”、“第二”等在此不代表任何顺序或重要性，而是用于将一个元件与另一个区别开，并且术语“一”和“一个”在此处不代表限制数量，而是代表存在至少一个涉及的元件。类似地，应注意，除非另作说明，在此使用的术语“底部”和“顶部”以及“内”和“外”仅是为了方便说明，并且不限于任何一个位置或空间的定位。此外，与数量结合使用的修饰语“大约”包括所陈述的值，并且具有通过上下文确定的含义(例如，包括与特定数量的测量相关联的误差的程度)。

除非在此另外限定，在此公开的所有范围是包含性的，且是可以结合的(例如，范围“最多大约25重量百分数(wt.％)，大约5wt.％至大约20wt.％是期望的，并且大约10wt.％到大约15wt.％是更期望的”包含端点和范围的所有中间值，例如“大约5wt.％至大约25wt.％，大约5wt.％至大约15wt.％”等)。注释“+/-10％”意思是表示的测量值可以从所陈述的值减去10％的量到加上10％的量。

最后，除非另外限定，在此使用的技术和科学术语具有与通常理解的相同含义。

虽然已经参考典型实施例描述了本公开，但是本领域技术人员可以理解，可以作出不同的改变，并且同等物可以替代其元件，而不脱离本公开的范围。此外，可以对本公开的教导作出许多改型，以便适应特定的情况或材料，而不脱离其实质的范围。因此，意图在于，本公开不限于作为构思为实现本公开的最佳方式公开的特定实施例，而是本公开将包括落入所附权利要求书的范围的所有实施例。

Claims (20)

1.一种肢体保护器，包括：

压缩套筒；

设置在所述套筒上的一个或多个适形的、铰接的衬垫，所述一个或多个衬垫包括大于90度的周向覆盖；

其中，所述衬垫适于防止不大于50千牛顿(kN)的力传递。

2.根据权利要求1所述的肢体保护器，所述一个或多个衬垫包括大于135度的周向覆盖。

3.根据权利要求1所述的肢体保护器，所述一个或多个衬垫包括大于180度的周向覆盖。

4.根据权利要求1所述的肢体保护器，所述一个或多个衬垫包括大于225度的周向覆盖。

5.根据权利要求1所述的肢体保护器，所述一个或多个衬垫包括大于270度的周向覆盖。

6.根据权利要求1所述的肢体保护器，所述一个或多个衬垫包括大于315度的周向覆盖。

7.根据权利要求1所述的肢体保护器，所述一个或多个衬垫包括大于315度周向覆盖。

8.根据权利要求1所述的肢体保护器，其中，所述一个或多个衬垫每个包括侧边缘，并且其中在使用中，所述侧边缘间隔开小于1/2英寸。

9.根据权利要求1所述的肢体保护器，其中，所述一个或多个衬垫每个包括侧边缘，并且其中在使用中，所述侧边缘间隔开小于1英寸。

10.根据权利要求1所述的肢体保护器，其中，所述一个或多个衬垫每个包括侧边缘，并且其中在使用中，所述侧边缘间隔开小于1又1/2英寸。

11.根据权利要求1所述的肢体保护器，其中，所述一个或多个衬垫包括在大约8pcf到大约30pcf的密度范围中的聚氨酯泡沫。

12.根据权利要求1所述的肢体保护器，其中，所述一个或多个衬垫包括在大约18pcf到大约25pcf的密度范围中的聚氨酯泡沫。

13.根据权利要求1所述的肢体保护器，其中，所述一个或多个衬垫包括厚度为大约0.2英寸的聚氨酯泡沫。

14.根据权利要求1所述的肢体保护器，其中，所述一个或多个衬垫包括厚度为大约0.3英寸的聚氨酯泡沫。

15.根据权利要求1所述的肢体保护器，其中，所述一个或多个衬垫包括厚度为大约0.4英寸的聚氨酯泡沫。

16.根据权利要求1所述的肢体保护器，其中，所述一个或多个衬垫包括厚度为大约0.5英寸的聚氨酯泡沫。

17.根据权利要求1所述的肢体保护器，其中，所述一个或多个衬垫包括厚度为大约0.6英寸的聚氨酯泡沫。

18.根据权利要求1所述的肢体保护器，其中，所述周向覆盖是连续的。

19.根据权利要求1所述的肢体保护器，其中，所述一个或多个衬垫是单体的。

20.一种肢体保护器，包括：

压缩套筒；

设置在所述套筒上的一个或多个适形的、铰接的衬垫，所述一个或多个衬垫包括大于90度的周向覆盖；

其中，所述衬垫包括具有从大约8磅每立方英尺(pcf)到大约30pcf的密度范围和从大约0.2英寸到大约1英寸的厚度范围的聚氨酯泡沫。