JP2015062545A - 上半身用の保護着 - Google Patents

Abstract

【課題】落下や転倒時の衝撃を緩和するための上半身用の保護着の提供。【解決手段】保護着10の表面11と裏面12との間に複数の保護層21〜24が形成されている。保護層21〜24は、表面側保護板、エアバッグ、裏面側保護板からなり、保護着10を着用した人が落下したときには、センサーと制御装置により加圧ガス供給手段から加圧ガスが供給されて保護層のエアバッグが膨張し、衝撃が緩和される。【選択図】図１

Description

本発明は、建設業や清掃業などの比較的高所で作業するなど、外部から衝撃を受ける可能性のある作業員の作業安全性を高めることができる上半身用の保護着に関する。

建設業や清掃業などで数メートル程度の比較的高所で作業する際、作業員が落下したり転倒したりした場合等の衝撃を緩和するための技術が知られている。

特許文献１には、墜落事故用のエアバッグシステムの発明が開示されている。
図１（ｂ）には、作業着１に取り付けられた頭部エアバック２、胸部エアバック３、背部エアバック４及び足部エアバック５が膨張展開された状態が示されている。
このエアバッグシステムは、墜落検出手段として加速度計６、速度計７、制御装置１０、ガス発生装置９を備えており、ガス発生装置９は、化学物質１２が充填されたボンベに点火装置１１で着火することでガスを発生させるようになっている。

特許文献１のエアバッグシステムは、図１（ｂ）、（ｃ）に示されているとおり、予め収納された４つのエアバッグを膨張展開させる必要があること、少なくともエアバッグの数以上のガス発生装置９が必要であることから、作業着全体が重くなったり、嵩張ったりすることが考えられる。このため、作業性が悪く、作業性が悪いことが却って作業の安全性に悪影響を及ぼすことも考えられる。

特許文献２には、作業用ではなくスポーツ用であるが、転倒時などの衝撃を緩和するためのプロテクタ構造を備えたスポーツ用パンツの発明が開示されている。
前記プロテクタ構造は、縫合、接着、熱圧着、溶着などの手段で一体化された剛性部材と衝撃吸収材の二層構造で構成され（段落番号００１７）、転倒時の衝撃は、剛性部材で広く面として受け止めて分散され、次いで、衝撃吸収部材で吸収されるようになっている（段落番号０００７）。このようにプロテクタ構造は、剛性部材と衝撃吸収材が密着していることで、転倒時の衝撃を吸収する効果が発揮されるものである。
特許文献２のプロテクタ構造は、スポーツ用途であることから動き易さは確保されていると考えられるが、作業用に適用したときの衝撃吸収作用は十分ではない。

特開平７−９６０４９号公報 特開平１０−１８０６号公報

本発明は、作業員の作業性を損なうことなく、作業員が落下したり転倒したりした場合の衝撃を緩和することができる、上半身用の保護着を提供することを課題とする。

［請求項１］
本発明は、課題の解決手段として、
上半身用の保護着であって、
前記保護着の表面と裏面との間に形成された複数の保護層と、
ガス供給手段と、
センサーと、
制御装置と、
電源を有しており、
前記保護層が表面側から裏面側に順に、
表面側保護板、ガス供給手段と接続されたエアバッグ、裏面側保護板からなるものであり、
前記ガス供給手段が、ガスボンベ内に充填された加圧ガスをガス源とするものであり、
前記加圧ガスが充填されたガスボンベが、閉塞部材を破壊して開口することで内部のガスを放出できるガスボンベであり、
さらに前記ガスボンベの閉塞部分を開口させる電気式点火器を含んだ破壊手段と、
前記ガスボンベ内の加圧ガスをエアバッグに導入して膨張させるための導入手段を備えたものであり、
前記電気式点火器が、点火薬としてジルコニウムと過塩素酸カリウムの混合物を含む点火薬、および水素化チタンと過塩素酸カリウムの混合物を含む点火薬、チタンと過塩素酸カリウムの混合物を含む点火薬、およびジルコニウムと酸化銅の混合物を含む点火薬から選ばれた少なくとも１種からなる、上半身用の保護着を提供する。

本発明の上半身用の保護着は、作業員が作業時に着用することで、作業員が数メートル程度の高所で作業する際に落下したり、障害物や段差のあるような場所で転倒したりした場合などに受ける衝撃を吸収して緩和するためのである。
本発明の上半身用の保護着は、着用し易いもので、作業性を損なうことなく作業員の上半身を覆うことができるものであればよく、例えば、袖のあるジャケット型のもの、袖のないベスト型のもの、Ｔシャツのように被って着用する型のものなどにすることができる。なお、保護着の丈を長くして上半身以外にも、腰部、臀部を保護するようなものであってもよい。

本発明の上半身用の保護着による衝撃吸収作用は、保護着内に配置された３層からなる保護層により発揮される。
３層からなる保護層は、表面側保護板、加圧ガス供給手段と接続されたエアバッグ、裏面側保護板からなるものであり、前記３つの層は、それぞれが独立して配置されている。
裏面側保護板は保護着を装着した作業者に面する側にあり、表面側保護板はその反対側（外側）に面する側である。
エアバッグは、表面側保護板と裏面側保護板の間に挟まれた状態となっている。エアバッグは、複数層に折り畳まれた状態で配置されていてもよい。このように複数層に折り畳まれた状態で配置されているとエアバッグ層の厚みを大きくできるため、膨張しないときでも衝撃を吸収する能力が高められるので好ましい。

表面側保護板と裏面側保護板は、樹脂、エラストマー、ゴムなどからなる板状の成形体により形成されている。
表面側保護板と裏面側保護板は、それらの配置順序から、相対的に表面側保護板の方が硬く、裏面側保護板の方が軟らかいものであることが好ましい。
表面側保護板は、例えば、人が指で強く押しても凹まない程度の硬さを有しており、裏面側保護板は、例えば、人が指で軽く押すと凹む程度の軟らかさを有しているものである。
このような硬さの関係にする方法としては、
表面側保護板と裏面側保護板が同じ材質からなるものであるときは、表面側保護板の密度を大きく、裏面側保護板の密度を小さくする方法（例えば、非発泡体と発泡体）、
表面側保護板と裏面側保護板が異なる材質からなるものであるときは、ロックウェル硬度などで評価される硬度に差を設ける方法を適用できる。
表面側保護板は、特許文献２の剛性部材と同じものを使用することができ、裏面側保護板は、樹脂発泡体（ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォームなど）、特許文献２の衝撃吸収部材と同じものを使用することができる。

ガス供給手段は、加圧ガスが充填されたガスボンベ、破壊手段、加圧ガスの導入手段を備えたものである。
ガス供給手段で使用する加圧ガスは、ガスボンベに充填されたヘリウム、アルゴン、窒素、二酸化炭素などの不燃性ガスであり、特許文献１のように化学物質を燃焼させてガスを発生させるものではない。
ガスボンベと閉塞部材は、ステンレスなどからなる耐圧性のあるものであり、閉塞部材は内圧を受けて外側に椀状に変形している。
破壊手段は、公知のエアバッグ装置用のガス発生器で使用している電気式点火器を使用したものが好ましい。
加圧ガスの導入手段は、樹脂製やゴム製の可撓性のあるチューブなどを含むものである。
センサーは、保護着の装着者に対して衝撃が加わることを事前に感知できるものであり、例えば落下や転倒の感知には加速度センサーと角度センサーの一方または両方が使用できる。これらのセンサーに限定せずにさまざまなセンサーを単独で、あるいは組み合わせて使用することもできる。
制御装置は、保護着を着用した作業員が落下したようなときなど、トリガーすべき状態を検知したセンサーからの信号を受けて、破壊手段（電気式点火器）を作動させるためのものである。
電源は電池であり、独立配置されていてもよいし、センサーや制御装置に組み込まれていてもよい。

本発明の上半身用の保護着を着用した作業員に対して衝撃が加わることを検知したセンサーと制御装置が機能し、加圧ガス供給手段からガスが導入手段によりエアバッグに供給されることでエアバッグが膨張される。
エアバッグは、保護着の内部において表面側保護板と裏面側保護板の間で膨張するため、保護着自体が膨らむように変形するのであり、特許文献１の図１（ｂ）、（ｃ）のように、エアバッグが保護着（作業着）の外に飛び出し装着者の肢体を覆うような状態で膨張することはない。
そして、作業員に衝撃が加わったとき、表面側保護板により衝撃が分散され、エアバッグと裏面側保護板により衝撃が吸収されるため、作業員の身体への衝撃が緩和される。
なお、ガスボンベと破壊手段は着脱可能に取り付けられるようにすることができる。保護着を装着する前にガスボンベを取り付けられるようにすれば、長期間使用しないときなどガスボンベを外しておくことができる上、使用期限が過ぎたガスボンベを新しいものと入れ替えができる。

［請求項２］
本発明は、課題の他の解決手段として、
前記ガス供給手段が、
主管と、前記主管から分岐した枝管からなる三又管を有しており、
前記主管の一端開口部側に前記ガスボンベの閉塞部材を含む部分が接続され、
前記主管の他端開口部に前記破壊手段が接続され、
前記枝管に前記導入手段が接続されており、
前記破壊手段が、電気式点火器と、前記電気式点火器の作動による衝撃波を受けて直進し、前記閉塞部材を破壊して開口するための鋭角部を有する飛翔体からなるものである、請求項１記載の上半身用の保護着を提供する。

本発明では、エアバッグを膨張させるガス源としてガスボンベ内に充填された加圧ガスを使用するため、作動時には、ガスボンベの閉塞部材を破壊して開口させる必要がある。
このとき、電気式点火器のみでガスボンベの閉塞部材を破壊することもできる。ただし電気式点火器の出力を小さくする（即ち、点火薬の量を減らす）という点では破壊手段は、電気式点火器と鋭角部（矢尻、棒先端部を軸方向斜めに切断したものなど）を有する飛翔体の組み合わせによりガスボンベの閉塞部材を破壊することが好ましい。この場合、電気式点火器単独で閉塞部材を破壊する場合と比べると出力を小さくすることができる。
三又管は、耐熱性、耐圧性、軽量であることから、アルミニウムなどの金属からなるものが好ましい。
鋭角部を有する飛翔体は、閉塞部材の破壊性を高めるため、ステンレス、鉄からなるものが好ましい。

［請求項３］
本発明は、課題の他の解決手段として、
前記破壊手段が、
電気式点火器と、前記電気式点火器の作動による衝撃波を受けて直進し、前記閉塞部材を破壊して開口するための鋭角部を有する飛翔体からなるものであり、
前記飛翔体が、円板部、円板部の中心から垂設された軸部、軸部の先端に形成された鋭角部からなるものであり、
前記円板部が前記電気式点火器側に位置し、前記鋭角部が前記閉塞部材側に位置するように配置されており、
作動時において、前記電気式点火器の作動による衝撃波を受けて前記飛翔体が前記主管内を直進でき、かつ前記鋭角部の先端が前記閉塞部材に衝突できるようにするため、前記円板部の外径が前記主管の内径と近似するように調整されることで、前記円板部にガイド部材としての機能が付与されている、請求項２記載の上半身用の保護着を提供する。

ガスボンベの閉塞部材は飛翔体の鋭角部が衝突することで破壊されるが、前記閉塞部材は椀状に変形しているため、破壊し易くするためには、閉塞部材の中心またはその近傍に鋭角部を衝突させることが望ましい。
ガス破壊手段を上記のようにすることで、飛翔体の鋭角部先端を閉塞部材の中心またはその近傍に衝突させることができるため、閉塞部材の破壊が容易になる。

［請求項４］
本発明は、課題の他の解決手段として、
前記破壊手段が、
電気式点火器と、前記電気式点火器の作動による衝撃波を受けて直進し、前記閉塞部材を破壊して開口するための鋭角部を有する飛翔体からなるものであり、
前記飛翔体が、円板部、円板部の中心から垂設された軸部、軸部の先端に形成された鋭角部からなるものであり、
前記円板部が前記電気式点火器側に位置し、前記鋭角部が前記閉塞部材側に位置するように配置されており、
さらに前記鋭角部の先端が前記枝管の開口部よりも前記閉塞部材側に位置し、前記鋭角部の先端が前記閉塞部材に衝突したとき、前記円板部は前記枝管の開口部よりも前記電気式点火器側に位置するように調整されており、
作動時において、前記電気式点火器の作動による衝撃波を受けて前記飛翔体が前記主管内を直進でき、かつ前記鋭角部の先端が前記閉塞部材に衝突できるようにするため、前記円板部の外径が前記主管の内径と近似するように調整されることで、前記円板部にガイド部材としての機能が付与されている、請求項２記載の上半身用の保護着を提供する。

ガスボンベの閉塞部材は飛翔体の鋭角部が衝突することで破壊されるが、前記閉塞部材は椀状に変形しているため、破壊し易くするためには、閉塞部材の中心またはその近傍に鋭角部を衝突させることが望ましい。
ガス破壊手段を上記のようにすることで、飛翔体の矢尻先端を閉塞部材の中心またはその近傍に衝突させることができるため、閉塞部材の破壊が容易になる。また閉塞部材破壊後にガスが枝管に流れやすくなる。

［請求項５］
本発明は、課題の他の解決手段として、
上半身用の保護着であって、
前記保護着の表面と裏面との間に形成された複数の保護層と、
ガス供給手段と、
センサーと、
制御装置と、
電源を有しており、
前記保護層が表面側から裏面側に順に、
表面側保護板、ガス供給手段と接続されたエアバッグ、裏面側保護板からなるものであり、
前記ガス供給手段が、ガス発生剤と加圧ガスをガス源とするものであり、
前記ガス発生剤と加圧ガスがハウジング内に収容され、かつ前記ハウジング内において加圧ガスが閉塞部材で封入されており、
前記ガス発生剤を着火燃焼させ、かつ前記閉塞部材を破壊するための電気式点火器を含む破壊手段と、
前記ガス発生剤から発生する燃焼ガスと前記加圧ガスをエアバッグに導入して膨張させるための導入手段を備えたものであり、
前記電気式点火器が、点火薬としてジルコニウムと過塩素酸カリウムの混合物を含む点火薬、および水素化チタンと過塩素酸カリウムの混合物を含む点火薬から選ばれた少なくとも１種からなる、上半身用の保護着を提供する。

本発明は、ガス源としてガス発生剤と加圧ガスを併用するものである。
ガス発生剤と加圧ガスを充填するハウジングとしては、上記請求項２〜４の発明における主管と、前記主管から分岐した枝管からなる三又管とガスボンベの組み合わせを使用することができる。
具体的には、ガス発生剤を充填する空間として三又管を使用し、加圧ガスを充填し、封入する空間としてガスボンベを使用して、ガス発生剤を充填する三又管の主管の一端開口部側に対して、加圧ガスを封入するガスボンベの閉塞部材を含む部分を接続することができる。このとき、ガスボンベの閉塞部材が、ガス発生剤の充填空間と加圧ガスの充填空間を遮断する閉塞部材となる。

三又管内に破壊手段（鋭角部を有する飛翔体）を配置したときは、電気式点火器と飛翔体の間をガス発生剤の充填空間とすることができる。この場合には、ガス発生剤の充填空間内のガス発生剤が燃焼して生じた燃焼ガスの圧力によって鋭角部を有する飛翔体が移動して、ガスボンベの閉塞部材が破壊されることで開口される。
なお、破壊手段（鋭角部を有する飛翔体）には、ガス発生剤の充填空間から発生した燃焼ガスが枝管に流れるようにするためのガス通過孔を設ける。このようにガス通過孔を設けた場合であっても、ガス発生剤の充填空間内で発生する燃焼ガスの圧力が十分に大きいため、破壊手段（鋭角部を有する飛翔体）の移動が阻害されることはない。

三又管内に破壊手段（鋭角部を有する飛翔体）を配置しないとき、三又管の主管内部全体をガス発生剤の充填空間とすることができる。このときは、ガス発生剤の燃焼により生じた燃焼ガスによる圧力上昇によって、加圧ガスの充填空間（ガスボンベ）の閉塞部材が破壊されることで開口される。
その他にも、あるいは三又管とガスボンベを含めた部分（ガス供給手段）として公知のハイブリッドインフレータを使用することもできる。例えば、特開２００３−２２６２２２号公報に記載のインフレータ（図３に示すインフレータなど）を使用することもできる。

［請求項６］
本発明は、課題の他の解決手段として、
前記複数の保護層が有するエアバッグにおいて、
前記複数のエアバッグ同士が前記導入手段で接続され、前記ガス源が前記導入手段により１つのエアバッグとのみ接続されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の上半身用の保護着を提供する。

上記発明は、例えば４つの保護層（４つのエアバッグ）がある場合には、ガス源から供給されるガスを第１のエアバッグのみに供給して、第１のエアバッグを介して第２のエアバッグにガスを供給して、第２のエアバッグを介して第３のエアバッグにガスを供給して、第３のエアバッグを介して第４のエアバッグにガスを供給することで、４つのエアバッグ全てにガスを供給するものである（直列配置）。
その他、第１のエアバッグを介して第２のエアバッグおよび第３のエアバッグにガスを供給して、第２のエアバッグを介して第４のエアバッグにガスを供給するようにしてもよい。
上記発明では、それぞれのエアバッグをガス供給経路として使用することができるため、ガスボンベから４つのエアバッグに直接ガスを供給するようにした場合と比べて、ガスの導入手段（チューブ）の使用量を少なくすることができる。

［請求項７］
本発明は、課題の他の解決手段として、
前記複数の保護層が有するエアバッグにおいて、
前記ガス源からのガスをエアバッグに導入するための導入手段が、全てのエアバッグと接続されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の上半身用の保護着を提供する。

上記発明は、例えば４つの保護層（４つのエアバッグ）がある場合には、ガス源からのガスを４つのエアバッグのそれぞれに直接供給できるようにするものである。
このようにすることで、４つのエアバッグを同時に膨張展開させることができる（並列配置）。

［請求項８］
本発明は、課題の他の解決手段として、
前記保護層が、胸、腹、背中および首に相当する部位に配置されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の上半身用の保護着を提供する。

保護層が、胸、腹、背中および首に相当する部位に配置されていることで、作業員の安全性が高められる。
胸と腹は１つの保護層を共有するようにしてもよい。
また保護着が袖のあるジャッケットの場合には、さらに袖にも保護層を設けることができる。
ガス供給手段、センサー、制御装置、電源（電池）は、保護層が配置されていない部分に取り付けていればよく、例えば、全部を一つの容器に収容して、保護着の表面に設けたポケット、裏面に設けたポケット、表面と裏面の間に設けたポケット内に収容するようにしてもよい。

本発明の上半身用の保護着は、表面側保護板、エアバッグ、裏面側保護板からなる保護層を有している。
前記保護着を着用した作業員が落下したり、転倒したりして衝撃を受けたときには、瞬間的にエアバッグが膨張して、表面側保護板、膨張したエアバッグ、裏面側保護板の組み合わせにより衝撃が吸収され、作業員に対する衝撃が緩和される。

本発明の上半身用の保護着の斜視図。但し、内部を説明するため、着用時の左側表面の一部を切り取って示している。 本発明の上半身用の保護着が衝撃を受ける前後の変化を示す断面図。 本発明の上半身用の保護着で使用する加圧ガス供給手段の断面図。 本発明の保護着における加圧ガス供給手段とエアバッグとの関係を説明するための概念図。 本発明の上半身用の保護着を応用した作業員の安全確保システムの説明図。

（１）第１の実施形態
図１は、上半身用の保護着１０はベスト型の保護着であり、作業員が作業着の上から着用し易いようにするため、両側面側が開けられている。
前面と両側面には、嵌め込み型のフック１５〜１７（着用時の右側面側は図示せず）が設けられている。

保護着１０の表面１１と裏面１２（保護着のうち、作業者の体に面したほうを裏面１２、外部に面したほうを表面１１とする）の間には、複数の保護層２１〜２４（総称して保護層２０とすることがある）が配置されている。
保護層２１は、着用したときの作業員の右胸と右腹を覆うように配置されている。
保護層２２は、着用したときの作業員の左胸と左腹を覆うように配置されている。
保護層２３は、着用したときの作業員の背面を覆うように配置されている。
保護層２４は、着用したときの作業員の首を覆うように配置されている。
保護層２１、２２は、胸と腹で２つに分けて配置されていてもよい。
保護層は、必要に応じてさらに右肩部分や左肩部分に配置されていてもよい。
なお、保護着１０の保護層２１〜２４が配置された表面１１または裏面１２の一部にファスナーを取り付けて開閉自在にすることで、保護層２１〜２４が取り出せるようにしてもよい。

保護層２０は、表面１１側から裏面１２側に順に、表面側保護板３１、加圧ガス供給手段と接続されたエアバッグ３２、裏面側保護板３３の３層からなるものである。
表面側保護板３１、エアバッグ３２、裏面側保護板３３は、この順序で表面１１と裏面１２の間に配置されているだけであり、それぞれは接触していても一体化されておらず、分離できる状態にある。

表面側保護板３１と裏面側保護板３３は、同形状で同じ大きさのものであるが、配置場所に応じて、形状や大きさを少し変えることができる。
表面側保護板３１は、厚さ１０ｍｍのＡＢＳ樹脂成形体からなり、裏面側保護板３３は厚さ１０ｍｍのウレタン樹脂成形体からなるものである。
表面側保護板３１を形成するＡＢＳ樹脂成形体は、裏面側保護板３３を形成するウレタン樹脂成形体よりも硬いものであり、例えば、人が指で強く押しても凹まない程度の硬さを有している。
裏面側保護板３３を形成するウレタン樹脂成形体は、表面側保護板３１を形成するＡＢＳ樹脂成形体よりも軟らかいものであり、例えば、人が指で軽く押すと凹む程度の軟らかさを有している。
裏面側保護板３３は、ウレタン樹脂フォーム（ウレタン樹脂の発泡体）からなるものにすることもできる。

エアバッグ３２は、折り畳まれた状態のエアバッグからなるものである。エアバッグは、自動車のエアバッグ装置で使用されているエアバッグ（例えば、ナイロン製のエアバッグ）と同じものを使用することができる。
自動車のエアバッグ装置で使用されているエアバッグは、加圧ガス導入口のほかにガスを排出するベント口を有しており、膨張した後で排気して収縮するようになっているが、保護層２０で使用しているエアバッグ３２には、加圧ガス導入口はあるが、前記ベント口に相当するものない。
但し、４つのエアバッグ３２同士が加圧ガス導入手段（チューブ）で順番に接続されているとき、二つ目のエアバッグ３２は、一つ目のエアバッグ３２と接続するためのガス導入口と三つ目のエアバッグ３２と接続するためのガス導入口を有しており、同様に三つ目のエアバッグ３２も２つのガス導入口を有しているが、４つのエアバッグ３２が膨張したとき、いずれのエアバッグ３２にも上記ベント口に相当するものがないため、４つのエアバッグ３２は収縮しない。
エアバッグ３２は、加圧ガス供給手段３５と接続されており、加圧ガスが供給されたときには、表面側保護板３１と裏面側保護板３３の間で膨張する。

保護着１０は、さらに加圧ガス供給手段３５、制御装置、センサー（加速度センサーと角度センサー）、電源（電池）を有している。なお、ガス供給手段３５、制御装置、センサーおよび電源は、それぞれが電気的に接続されており、電源のスイッチにより通電状態（着用時）と非通電状態（非着用時）に切り替えられるようになっている。
加圧ガス供給手段３５、制御装置、センサーおよび電源は、一まとめにして図示していないポケット（内ポケットまたは外ポケット）に収容されている。
ポケットは、スポンジなどの緩衝材で覆われており、開口部がファスナーで閉じられるようになっている。

ガス供給手段（加圧ガス供給手段）３５は、図３に示すようなものを使用することができる。
アルミニウムやステンレスからなる三又管４０は、主管４１と、主管４１の周面から垂直方向に分岐した１本の枝管４２からなる。

主管４１の一端開口部４１ａ側には、ガスボンベ４５の閉塞部材４７を含む部分が接続されている。
主管４１とガスボンベ４５は、溶接することで接続されていてもよいが、主管４１の一端開口部４１ａにガスボンベ４５をねじ込むことで接続されていてもよい。
ガスボンベ４５の内部空間４６には、アルゴン、ヘリウム、窒素、二酸化炭素などの不燃性ガスが充填されている。ガスの充填量は、使用するエアバッグを全て膨張できる量である。
ガスボンベ４５の開口部は円形の閉塞部材４７で閉塞されている。閉塞部材４７は、内部空間４６の圧力を受けて椀状に変形している。

主管４１の他端開口部４１ｂには破壊手段が接続されている。
破壊手段は、電気式点火器５０と、電気式点火器５０の作動による衝撃波を受けて直進し、閉塞部材４７を破壊して開口するための飛翔体５５からなるものである。
電気式点火器５０は、公知のエアバッグ装置のガス発生器で使用している電気式点火器と同じものを使用することができる。点火薬としては、感度が高いことから、ＺＰＰ（ジルコニウムと過塩素酸カリウムを含む混合物）、ＴＨＰＰ（水素化チタンと過塩素酸カリウムを含む混合物）を使用するものが好ましい。
電気式点火器５０は、金属および樹脂からなる点火器保持部５２と、点火器保持部５２で包囲されて保持された点火器本体５１からなるものである。
電気式点火器５０は、主管４１の他端開口部４１ｂをかしめることで接続されていてもよいし、他端開口部４１ｂ内に点火器保持部５２をねじ込むことで接続されていてもよい。

飛翔体５５は、円板部５６、円板部５６の中心から垂設された軸部５７、軸部５７の先端に形成された矢尻部（鋭角部）５８からなるものである。鋭角部は、矢尻部のほか、棒先端部を軸方向に斜めに切断したようなもの（例えば、竹槍状のもの）でもよい。
円板部５６は、電気式点火器５０側に位置し、矢尻部５８は閉塞部材４７側に位置するように配置されており、矢尻部５８の先端は、枝管４２の開口部４２ａよりも閉塞部材４７側に位置するように配置されている。
矢尻部５８の先端が距離Ｌ₁だけ移動して閉塞部材４７に衝突したとき、円板部５６は同じ距離Ｌ₁だけ移動するが、Ｌ₁＜Ｌ₂の関係であるため、円板部５６は枝管４２の開口部４２ａよりも電気式点火器５０側に位置するように調整されている（即ち、円板部５６が開口部４２ａに到達しない位置になるように調整されている）。
矢尻部５８の先端が閉塞部材４７に衝突する前に円板部５６が枝管４２の開口部に当接すると、矢尻部５８の先端部が閉塞部材４７の中心点に衝突しないおそれがあるが、Ｌ₁＜Ｌ₂の関係であることから、前記のようなおそれはない。

作動時において、閉塞部材４７が飛翔体５５で確実に破壊できるようにするためには、電気式点火器５０の作動による衝撃波を受けて飛翔体５５が主管４１内を直進でき、かつ矢尻部５８の先端が閉塞部材４７の中心点に衝突できるようにすることが望ましいが、破壊できるのであれば中心点近傍に衝突できるようにしてもよい。
このような動作ができるようにするため、円板部５６の外径は主管４１の内径と近似するように（円板部５６の外径＜主管４１の内径で、かつ近似するように）調整されることでガイド部材としての機能が付与されている。
さらに円板部５６のガイド機能に加えて、上記したＬ₁＜Ｌ₂の関係を満たすようにすることで、閉塞部材４７が飛翔体５５で破壊することが容易になる。
なお、作動しないときに飛翔体５５が軸方向に移動しないようにするため、主管４１の内周面に軸方向に間隔をおいて２つの凸部４３、凸部４４を形成し、それらの間に円板部５６が位置するようにすることができる。
凸部４３、凸部４４は、突き出し高さの小さなものであるから、組立時には開口部４１ｂ側から小さな力で圧入して飛翔体５５を挿入することができ、作動時には飛翔体５５（円板部５６）の移動が妨げられることはない。
その他、バネなどの弾性部材を用いて、作動前に飛翔体５５を点火器５０側に付勢しておき、作動後においてもバネの力で飛翔体を点火器５０側に戻すようにしてもよい。

枝管４２には導入手段６０が接続されている。
図３、図４に示すとおり、導入手段６０は、可撓性チューブ６２と、可撓性チューブ６２の端部に設けられた口金６１からなるものである。
口金６１は、枝管４２にねじ込まれることで接続されている。
可撓性チューブ６２は、樹脂またはゴムからなるチューブであり、エアバッグに接続されている。

図１に示すように、保護着１０が４つの保護層２１〜２４を有しているとき、図３に示す加圧ガス供給手段と４つの保護層２１〜２４のエアバッグ３２は、図４（ａ）〜（ｃ）に示すようにして接続することができる。

図４（ａ）は、加圧ガス供給手段３５が保護層２１のある右胸（右腹）側に収容されているとき、加圧ガス供給手段３５→保護層２１→保護層２３→保護層２２→保護層２４の順にそれぞれのエアバッグが導入手段６０、１６０、２６０、３６０で接続されている。
加圧ガス供給手段３５と最初に接続される保護層２１のエアバッグ３２は、エアバッグ３２のガス導入口から延ばされた可撓性チューブ６２の口金６１が枝管４２にねじ込まれて接続されている。
保護層２１のエアバッグ３２から延ばされた可撓性チューブ６２の口金６１を加圧ガス供給手段３５が収容された箇所（ポケット）まで引き込んでおけば、枝管４２と口金６１の接続が容易になる。
残りの保護層のエアバッグ同士も、可撓性チューブと口金を備えた導入手段１６０、２６０、３６０を使用して接続されている。

図４（ｂ）は、加圧ガス供給手段３５→保護層２１→保護層２３→保護層２２の順にそれぞれのエアバッグが導入手段６０、１６０、３６０で接続され、保護層２１と保護層２３の間の導入手段１６０から導入手段２６０が分岐され、保護層２４のエアバッグに接続されている。

図４（ｃ）は、加圧ガス供給手段３５に接続された導入手段６０をさらに４本に分岐させて、保護層２１、保護層２２、保護層２３および保護層２４のそれぞれのエアバッグに接続されている。
なお、図４（ｃ）において、枝管４２を４本形成して、それぞれの枝管４２から４つのエアバッグ３２の加圧ガスを供給するようにしてもよい。

センサー（加速度センサーと角度センサー）は、公知のものを使用することができる。
例えば、特開２００６−３５０７９０号公報に記載の落下検出装置、特開２０１１−１７７２３４号公報に記載の転倒検出システムなどを使用することができる。

次に本発明の上半身の保護着１０の使用方法を説明する。
作業員は、作業開始前に保護着１０を着用する。
着用後に電源のスイッチを入れ、センサー、制御装置、加圧ガス供給手段３５（電気式点火器５０）が作動可能な状態にする。
保護着１０を着用した作業員が、比較的高所（地上または床面から数メートル程度）から落下したり、段差がある場所で激しく転倒したりしたとき、異常を検知したセンサーが作動して信号を制御装置に送り、制御装置の指令により加圧ガス供給手段３５の電気式点火器５０が作動する。
電気式点火器５０の作動により燃焼生成物（火炎や衝撃波など）が発生して、飛翔体５５の円板部５６に衝突するため、飛翔体５５は主管４１内を直進して閉塞部材４７の中心に衝突し、閉塞部材４７が確実に破壊される。
閉塞部材４７が破壊されて開口されると、ガスボンベ４５内に充填されている加圧ガスが排出されて三又管４０に入り、枝管４２から保護層２０内のエアバッグ３２に流入する。このとき、図４（ａ）〜（ｃ）のように全ての保護層２０のエアバッグ３２が膨張して、図２（ａ）から図２（ｂ）に示すように変化する。
なお、図３では閉塞部材４７の破壊に飛翔体５５を用いているが、電気式点火器５０のみでの破壊（例えば特開2003-25951公報の図１に示すような）構造を有する加圧ガス供給手段であってもよい。

センサーが異常を検知して、電気式点火器５０が作動して、エアバッグ３２が膨張するまでの時間は、自動車のエアバッグ装置が作動してエアバッグが膨張するまでの時間と同程度の数十ミリ秒程度（例えば４０〜６０ミリ秒）である。
よって、作業員が落下や転倒して地面や床面と接触するまでのごく短い時間で全ての保護層２０のエアバッグ３２が膨張するため、作業員が地面や床面に衝突したときの衝撃は軽減される。
また保護着１０の保護層２０は、表面側保護板３１と裏面側保護板３３の間でエアバッグ３２が膨張するため、表面側保護板３１、膨張したエアバッグ３２、裏面側保護板３３の３層構造が形成されることになり、この３層構造が衝撃を大幅に減少させるように作用する。
本発明の保護着１０では、表面側保護板３１のほうが裏面側保護板３３よりも硬く、これによって衝撃を人体に伝えにくくし、さらに人体に伝わった衝撃もやわらかい裏面側保護板３３によって減衰される。さらに表面側保護板３１と裏面側保護板３３との間にエアバッグ３２が配置されているため、その衝撃も大きく減衰される。
なお、作業員が保護着１０を着用しているが、地面や床面を歩いているとき（危険度の小さな環境にいるとき）で電源のスイッチを入れてないとき（電源が非通電状態であるとき）に転倒したような場合には、表面側保護板３１と裏面側保護板３３に加えて、エアバッグ３２が膨張していない状態の保護層２０を有していることによっても衝撃が緩和される。
特に保護層２０が、エアバッグが複数層に折り畳まれて厚みを持った状態で配置されている場合には、それ自体のクッション性が大きくなるため、衝撃の緩和機能も高められる。
エアバッグの折り畳み方は、交互に反対方向に折り畳む方法、両端側から内側方向に折り畳む方法、側面形状が楕円形の渦巻き状になるように巻き込んで折り畳む方法などを適用することができる。

（２）第２の実施形態
ガス源として、ガス発生剤と加圧ガスを使用するときの実施形態を説明する。
図３に示すガス供給手段３５において飛翔体５５を使用するときは、電気式点火器５０と飛翔体５５（円板部５６）との間の空間７０をガス発生剤収容室（ガス発生剤の充填空間）として使用することができる。
このとき、使用するガス発生剤の量に応じて、ガス発生剤収容室７０の容積を調整する。
また、例えば、円板部５６に複数の貫通孔を形成して、ガス発生剤収容室７０内で発生した燃焼ガスの排出経路とする。

図３に示すガス供給手段３５において飛翔体５５を使用しないときは、主管４１内部の空間７１をガス発生剤収容室（ガス発生剤の充填空間）として使用することができる。
このとき、使用するガス発生剤の量に応じて、ガス発生剤収容室７１の容積を調整する。

第２の実施形態では、図３に示すガス供給手段３５に代えて、特開２００３−２２６２２２号公報の図３に示すインフレータを使用することもできる。
前記図３に示すインフレータをガス供給手段として使用するときは、導入手段６０を直接または適当なアダプターを介して、前記図３に示すインフレータ１０のガス排出孔５２を含むディフューザ部５０に接続する。

（３）応用例
本発明の保護着は、作業用途以外にも使用することができる。
例えば、高齢者や脚力の弱い人が外出先で躓いたり急に倒れたりしたときに、地面にぶつかることで受ける体へのダメージを低減させる目的でも使用することができる。
本発明の保護着１０は、センサーや制御装置の設定条件を調整することで、使用方法に適した保護機能が発揮されるようにすることができる。

本発明の保護着を使用した応用例を図５により説明する。
高速道路上などで作業するとき、交通状況により車両の通行を完全に止めることが難しいような場合には、通行可能な車線を確保しつつ、作業を行う車線に一般車両が進入しないように看板や警告灯などで表示をする場合がある。
しかしながら、このような場合にも、誤って作業エリアに般車両が侵入して、作業員に接触する場合があり、このような不測の事故から作業員を保護する必要がある。
図５は、このような場合の作業員の保護システムを示している。

保護システムは、監視カメラ１００、画像処理装置１０１、判定装置１０２、送信装置１０３からなる外部システムと、センサーに代えて受信装置１０５が取り付けられた保護着１０からなるものである。
一般車両１１０が誤って作業エリアに侵入したとき、作業エリアの入口に取り付けられた監視カメラ１００が車両１１０を撮影し、その画像を画像処理装置１０１に送る。
画像処理装置１０１は入力された画像信号から進入車両のスピードや位置、カメラ１００からの距離などを解析し、解析用の信号としてさらに判定装置１０２に送信する。
判定装置１０２は、受信した信号をもとにそれぞれの信号から得られる値が一定に達した時点で、作業エリアに侵入した車両１１０が作業員に接触し、それによって作業員が跳ね飛ばされる可能性があると判断し、作動信号を送信装置１０３から無線通信にて保護着１０に取り付けられた受信装置１０５に発信する。
受信装置１０５は、受信した信号を保護着１０の制御装置に送り、制御装置が電気式点火器５０を作動させ、保護着１０のエアバッグを膨張させる。
保護着１０のエアバッグが膨張したことで作業員は侵入車両の存在に予め気づくことができるため、事前に侵入車両を回避することが可能になることが考えられるほか、侵入車両を回避できず接触したような場合であっても、作業員はエアバッグが膨張した状態の保護着１０により保護される。

１０ 上半身用の保護着
１１ 前面
１２ 裏面
２１〜２４ 保護層
３１ 表面側保護板
３２ エアバッグ
３３ 裏面側保護板
３５ 加圧ガス供給手段
４０ 三又管
４５ ガスボンベ
５０ 電気式点火器

Claims (8)

1. 上半身用の保護着であって、
   前記保護着の表面と裏面との間に形成された複数の保護層と、
   ガス供給手段と、
   センサーと、
   制御装置と、
   電源を有しており、
   前記保護層が表面側から裏面側に順に、
   表面側保護板、ガス供給手段と接続されたエアバッグ、裏面側保護板からなるものであり、
   前記ガス供給手段が、ガスボンベ内に充填された加圧ガスをガス源とするものであり、
   前記加圧ガスが充填されたガスボンベが、閉塞部材を破壊して開口することで内部のガスを放出できるガスボンベであり、
   さらに前記ガスボンベの閉塞部分を開口させる電気式点火器を含んだ破壊手段と、
   前記ガスボンベ内の加圧ガスをエアバッグに導入して膨張させるための導入手段を備えたものであり、
   前記電気式点火器が、点火薬としてジルコニウムと過塩素酸カリウムの混合物を含む点火薬、および水素化チタンと過塩素酸カリウムの混合物を含む点火薬、チタンと過塩素酸カリウムの混合物を含む点火薬、およびジルコニウムと酸化銅の混合物を含む点火薬から選ばれた少なくとも１種からなる、上半身用の保護着。
2. 前記ガス供給手段が、
   主管と、前記主管から分岐した枝管からなる三又管を有しており、
   前記主管の一端開口部側に前記ガスボンベの閉塞部材を含む部分が接続され、
   前記主管の他端開口部に前記破壊手段が接続され、
   前記枝管に前記導入手段が接続されており、
   前記破壊手段が、電気式点火器と、前記電気式点火器の作動による衝撃波を受けて直進し、前記閉塞部材を破壊して開口するための鋭角部を有する飛翔体からなるものである、請求項１記載の上半身用の保護着。
3. 前記破壊手段が、
   電気式点火器と、前記電気式点火器の作動による衝撃波を受けて直進し、前記閉塞部材を破壊して開口するための鋭角部を有する飛翔体からなるものであり、
   前記飛翔体が、円板部、円板部の中心から垂設された軸部、軸部の先端に形成された鋭角部からなるものであり、
   前記円板部が前記電気式点火器側に位置し、前記鋭角部が前記閉塞部材側に位置するように配置されており、
   作動時において、前記電気式点火器の作動による衝撃波を受けて前記飛翔体が前記主管内を直進でき、かつ前記鋭角部の先端が前記閉塞部材に衝突できるようにするため、前記円板部の外径が前記主管の内径と近似するように調整されることで、前記円板部にガイド部材としての機能が付与されている、請求項２記載の上半身用の保護着。
4. 前記破壊手段が、
   電気式点火器と、前記電気式点火器の作動による衝撃波を受けて直進し、前記閉塞部材を破壊して開口するための鋭角部を有する飛翔体からなるものであり、
   前記飛翔体が、円板部、円板部の中心から垂設された軸部、軸部の先端に形成された鋭角部からなるものであり、
   前記円板部が前記電気式点火器側に位置し、前記鋭角部が前記閉塞部材側に位置するように配置されており、
   さらに前記鋭角部の先端が前記枝管の開口部よりも前記閉塞部材側に位置し、前記鋭角部の先端が前記閉塞部材に衝突したとき、前記円板部は前記枝管の開口部よりも前記電気式点火器側に位置するように調整されており、
   作動時において、前記電気式点火器の作動による衝撃波を受けて前記飛翔体が前記主管内を直進でき、かつ前記鋭角部の先端が前記閉塞部材に衝突できるようにするため、前記円板部の外径が前記主管の内径と近似するように調整されることで、前記円板部にガイド部材としての機能が付与されている、請求項２記載の上半身用の保護着。
5. 上半身用の保護着であって、
   前記保護着の表面と裏面との間に形成された複数の保護層と、
   ガス供給手段と、
   センサーと、
   制御装置と、
   電源を有しており、
   前記保護層が表面側から裏面側に順に、
   表面側保護板、ガス供給手段と接続されたエアバッグ、裏面側保護板からなるものであり、
   前記ガス供給手段が、ガス発生剤と加圧ガスをガス源とするものであり、
   前記ガス発生剤と加圧ガスがハウジング内に収容され、かつ前記ハウジング内において加圧ガスが閉塞部材で封入されており、
   前記ガス発生剤を着火燃焼させ、かつ前記閉塞部材を破壊するための電気式点火器を含む破壊手段と、
   前記ガス発生剤から発生する燃焼ガスと前記加圧ガスをエアバッグに導入して膨張させるための導入手段を備えたものであり、
   前記電気式点火器が、点火薬としてジルコニウムと過塩素酸カリウムの混合物を含む点火薬、および水素化チタンと過塩素酸カリウムの混合物を含む点火薬から選ばれた少なくとも１種からなる、上半身用の保護着。
6. 前記複数の保護層が有するエアバッグにおいて、
   前記複数のエアバッグ同士が前記導入手段で接続され、前記ガス源が前記導入手段により１つのエアバッグとのみ接続されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の上半身用の保護着。
7. 前記複数の保護層が有するエアバッグにおいて、
   前記ガス源からのガスをエアバッグに導入するための導入手段が、全てのエアバッグと接続されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の上半身用の保護着。
8. 前記保護層が、胸、腹、背中および首に相当する部位に配置されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の上半身用の保護着。

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