JP2023011901A - 衝撃迂回機構 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は6月30日出願の米国仮出願第61/503,054号に基づく優先権を主張し、当該出願の開示内容全体が本願に援用されるものとする。
本発明は衝撃迂回機構に関する。より具体的には、本発明は、保護用装具(例えば、ヘルメットまたはボディアーマー)に搭載した時に、事故、スポーツ、労災の怪我、転倒、および暴力に関連する怪我を防ぐように設計された機構に関する。
様々なヘルメット設計がある。それぞれ特定種類の活動に適している。一般的に、ヘルメット構造は、剛質のアウターシェル、衝撃吸収ライナー、フィットパディング、および留め具システムで構成されている。アウターシェルの役割は、ヘルメット内部へのあらゆる貫通を防ぐとともに、衝撃荷重をライナー全体に均一に分散することである。ライナーの機能は、衝撃のエネルギーを吸収することである。衝撃荷重を分散させると、ライナーのエネルギー吸収能力が増大する。衝撃が生じるとアウターシェルは瞬時に停止する。しかし、ヘルメット内部では、ライナーに当たるまで頭が動き続ける。ライナーの役割は、頭を「やさしく」停止させることである。換言すれば、ライナーの主要な役割は、装着者の頭の並進加速度の絶対値を低減することである。硬いライナー程、事故の最中に脳にかかる衝撃荷重が多くなり、より軟らかいライナー程、脳に伝わる衝撃が少なくなる。
ある局面において、事故(例えば、車、バイク、自転車など)、スポーツ活動(例えば、ホッケー、フットボール、スキー、リュージュ、クライミングなど)、労災の怪我、転倒、および暴力に関連する怪我を防ぐ衝撃迂回機構が提供される。
下層と、
前記下層に対して隣接して配置され且つ機械的に接続された上層であって、前記上層は前記下層から遠くに配置された衝撃面を有し、前記上層および前記下層は互いに対して動くことができ、前記衝撃面は平面状または非平面状である上層と、を備え、
前記上層および前記下層は、上層の衝撃面上の衝撃点に斜め衝撃力がかかった際に前記上層が前記下層に対してズレるように構成されており、
前記斜め衝撃力は、前記衝撃面上の前記衝撃点における平面上に投影される平行成分を有するベクトルであり、
前記平面は、非平面状衝撃面に対して接線方向であるか、あるいは、平面状衝撃面に一致し、
前記下層に対する前記上層の前記ズレは、前記斜め衝撃力の前記ベクトルの前記平行成分から生じる運動エネルギーを迂回および放散させ、これにより、回転加速度を低減する、衝撃迂回機構。
ある局面において、衝撃迂回機構が提供される。ある実施形態において、衝撃迂回機構は、
下層と、
前記下層に対して隣接して配置され且つ機械的に接続された上層であって、前記上層は前記下層から遠くに配置された衝撃面を有し、前記上層および前記下層は互いに対して動くことができ、前記衝撃面は平面状または非平面状である上層と、を備え、
前記上層および前記下層は、上層の衝撃面上の衝撃点に斜め衝撃力がかかった際に前記上層が前記下層に対してズレるように構成されており、
前記斜め衝撃力は、前記衝撃面上の前記衝撃点における平面上に投影される平行成分を有するベクトルであり、
前記平面は、非平面状衝撃面に対して接線方向であるか、あるいは、平面状衝撃面に一致し、
前記下層に対する前記上層の前記ズレは、前記斜め衝撃力の前記ベクトルの前記平行成分から生じる運動エネルギーを迂回および放散させ、これにより、回転加速度を低減する、衝撃迂回機構である。
特にヘルメットの一部領域のみを覆う追加装着物として機構16を簡単に設置できること、
潤滑材20をハードシェル12から分離することにより、長期使用によって起こり得るハードシェル12の劣化を防ぐとともに設置を容易にし、これにより、機構16が任意の種類のハードシェルに使用可能となること、および、
下層18に衝撃迂回材料を使用することにより、衝撃荷重をより効率的に軽減し、これにより、装着者の頭の直線加速度を低減できること。
Claims (14)
- 衝撃迂回機構であって、
下層と、
前記下層に対して隣接して配置され且つ機械的に接続された上層であって、前記上層は前記下層から遠くに配置された衝撃面を有し、前記上層および前記下層は互いに対して動くことができ、前記衝撃面は平面状または非平面状である上層と、
前記上層および前記下層は、上層の衝撃面上の衝撃点に斜め衝撃力がかかった際に前記上層が前記下層に対してズレるように構成されており、
前記斜め衝撃力は、前記衝撃面上の前記衝撃点における平面上に投影される平行成分を有するベクトルであり、
前記平面は、非平面状衝撃面に対して接線方向であるか、あるいは、平面状衝撃面に一致し、
前記下層に対する前記上層の前記ズレは、前記斜め衝撃力の前記ベクトルの前記平行成分から生じる運動エネルギーを迂回および放散させ、これにより、回転加速度を低減する、衝撃迂回機構。 - 前記上層および前記下層の間には、潤滑材が存在し、
前記潤滑材は、前記上層に存在する自己の潤滑材と、前記下層に存在する自己の潤滑材と、前記上層および前記下層の間にある独立した潤滑材と、これらの組み合わせと、からなる群から選択される、請求項1に記載の衝撃迂回機構。 - 前記上層上に前記斜め衝撃力がかかった結果として前記下層に対して実質的に横方向に前記上層がズレるように前記下層および前記上層が構成されている、請求項1に記載の衝撃迂回機構。
- 前記上層および前記下層は、熱硬化性プラスチック、従来の熱可塑性物質、または、熱硬化性エラストマーのような弾性または非弾性の材料からなる、請求項1に記載の衝撃迂回機構。
- 前記下層は、連続的または非連続的にランダムまたは均一なパターンに配置された異なる形状の複数の区画からなる、請求項1に記載の衝撃迂回機構。
- 前記上層および前記下層は共に複合または積層材料を備えている、請求項1に記載の衝撃迂回機構。
- 前記上層および前記下層の少なくとも一方は強化されている、請求項1に記載の衝撃迂回機構。
- 前記上層および前記下層の少なくとも一方は、ずり増粘材料のような衝撃吸収材料を含んでいる、請求項1に記載の衝撃迂回機構。
- 前記上層は、前記下層に対して周囲全体にわたって接合されている、請求項1に記載の衝撃迂回機構。
- 前記上層に1つ以上の追加層が追加されており、
前記追加層は、互いに自由に動くことができる1つ以上の潤滑層および強化層を含む、請求項1に記載の衝撃迂回機構。 - 前記上層の外表面は、前記斜め衝撃力が生じた際により良い機械的グリップが得られるように、平滑面と、平坦面と、テクスチャ面と、からなる群から選択される面を有する、請求項1に記載の衝撃迂回機構。
- 前記下層が物体の表面に固定されるように構成されており、前記斜め衝撃力に曝された時に前記衝撃迂回機構が無かった場合の前記物体の回転加速度に比べて、前記斜め衝撃力に曝された時の前記物体の前記回転加速度を低減するように前記衝撃迂回機構が構成されている、請求項1に記載の衝撃迂回機構。
- 前記下層は、接着剤、共成形、機械的手段、剥離紙付き粘着材、または、他の任意の取り付け方法を用いて前記物体に取り付けられる、請求項12に記載の衝撃迂回機構。
- 前記下層は前記物体に取り付けられ、前記物体は保護用ギアまたはアーマーの外側層であり、前記取り付けは接着剤または機械的手段を用いて1つ以上の箇所で行われる、請求項12に記載の衝撃迂回機構。
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